与医疗器械一起使用的信号传输组件的制作方法
【专利说明】与医疗器械一起使用的信号传输组件
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2012年10月23日提交的美国临时申请号为61/717，349的优先权的权益，其整个内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明一般涉及医疗器械和系统。更特别地，本发明的实施例涉及与电子内窥镜一起使用的降噪组件，包括，例如，作为医疗成像系统的一部分的内窥镜。
【背景技术】
[0004]带电物体，如电气医疗设备可生成电磁(EM)场。EM场可能影响附近的其他带电物体的状态。数学关系式，如麦克斯韦和法拉第方程式和洛伦兹力定律，证明辐射电磁场会对附近设备感应电流。这些感应电流一般被称为电磁干扰(EMI)，且其可能干扰或损坏附近的医疗设备所生成的电信号。在医疗环境中，如手术室或医生的办公室中，电气设备可能生成影响附近的其他医疗器具的EM场。虽然医疗设备可根据行业标准进行调节和测试以限制所产生的EM场的幅度，EM场和辐射也可通过医疗设施中存在的其他设备生成。
[0005]在使用数字内窥镜的情况下，电气设备，如成像系统，包括位于远端区域用于查看内部区域的照相机，可能受到这种EM场的影响。由周围的设备所生成的EM场可与和数字内窥镜的照相机相关联的电缆相耦合，损坏被中继至和从照相机中继出的信号。EM场也可与电子电缆相耦合，该电子电缆将远端数字内窥镜组件，如数码相机连接至近端电子装置，如成像处理器。此外，置于EM源附近的任何其他电气组件也可能被损坏。
[0006]有时被称为“空中传播的Η\Π”的杂散电流所引起的这种损坏可能对内窥镜的医疗设备产生不利影响。连接内窥镜的远端和近端电子装置的电缆可能特别易受损坏，这是因为电缆中的导线可充当长天线，从而从EM场吸引电噪声。这些电缆可将视频信号从位于远端的内窥镜照相机传输至近端的视频处理设备。在使用内窥镜成像设备的情况下，被耦合的EMI可能损坏视频信号，从而导致图像劣化，或在一些情况下，导致视频成像的完全丧失。因此，需要减少耦合至内窥镜电缆的EM场的噪声。
[0007]一种减少从空中传播的EMI耦合至内窥镜电缆的影响的方法涉及将各电缆导线绞合在一起。将导线绞合在一起可能会使每个导线均匀地暴露于大致相同的噪声中。然后，电子硬件和/或软件则也许能够检测类似的信号成分，如穿过各个电缆导线的噪声，从而允许硬件和软件均匀地从总的信号输出中扣除该噪声。然而，将导线或导线对绞合在一起可能并非总是可行的。例如，一些医疗器械，如内窥镜可能具有尺寸约束以允许它们能通过窄的体腔。由于绞合导线可能会使电缆增加额外的体积，因此这种减少噪声的方法对于一些装置来说也许是不可能的。
[0008]另一种减少噪声的技术包括用EMI屏蔽包围噪声敏感的电缆。这种屏蔽可包括，例如铜胶带或EMI屏蔽涂料，其可被涂覆在例如电缆外壳上。添加EMI屏蔽可能增加这种装置的成本，然而，这对于一次性的内窥镜来说是特别关注的问题。在一些情况下，添加EMI屏蔽可能是困难的或不可能的。例如，可能无法用EMI屏蔽涂料涂覆导管的内腔。
[0009]噪声耦合也可能通过导电介质，例如，盐水或体液而发生。该噪声耦合源可被称为“导电耦合噪声”。例如，如果对一定体积的盐水溶液施加电信号，那么则能在置于与盐水相接触的位置上的电极上测量所产生的信号。充当导电路径的盐水允许将注入的信号与电极耦合起来。对于医疗器械，如内窥镜而言，例如，用于灌注的体液或盐水可能在将内窥镜暴露于这种流体环境时围绕内部电子电缆的部分。这种流体介质的导电性因此增加了在流体和电缆之间发生噪声耦合的可能性。
[0010]一种减少导电耦合噪声的方法为减少与电缆相接触的流体的量。将电缆置于单独且密封的内腔中可防止流体与电缆接触。然而，内窥镜的尺寸限制可能使电缆的密封是困难的。例如，在内窥镜的可视化腔和灌注和/或抽吸腔之间的壁可以是薄的，从而减小尺寸或增加柔韧性。结果是，薄的壁可能易于在医疗程序中发生加工缺陷和/或机械损伤。这些缺陷可能允许流体从灌注和/或抽吸腔进入可视化腔。当使用电子成像内窥镜时，流体可能围绕被布置在可视化腔中的电缆且可能填充位于电子电缆总成的相邻导线之间的可用空间。这可能导致成像信号的劣化或故障。此外，制造能够增加流体的不渗透性的薄的壁也可能增加医疗器械的成本。
[0011]另一种减少导电耦合噪声的方法是使用在电缆周围的绝缘物实现信号导线的电绝缘。然而，绝缘物必须具有足够的厚度以防止噪声耦合至内部导线。其结果是，使用绝缘物可能会增加对医疗器械的空间要求，且因此无法在具有较小直径的器械，如内窥镜中使用。因此，需要一种使电缆与环境噪声和/或流体相绝缘且不增加对数字成像内窥镜的空间要求、不降低其柔韧性或增加其成本的方式。
【发明内容】
[0012]本发明的实施例涉及一种医疗器械。医疗器械可包括细长构件，其具有近端和远端，以及至少两个在其之间延伸的内腔。内腔中的至少一个可以是成像腔，其被配置为保持成像装置，且成像装置可被布置在成像腔内。信号传输装置可沿纵向延伸通过所述成像腔。所述信号传输装置的远端被可操作地耦合至所述成像装置且近端被可操作地耦合至处理器。处理器可位于成像腔的外部。所述信号传输装置可在所述成像装置和所述处理器之间传输信号。接地的编织导管可被布置在细长构件内并沿其长度延伸，包围成像腔。
[0013]在各种实施例中，医疗器械可包括下列额外特征中的一个或多个:成像装置可以是照相机；信号传输装置可以是电缆；编织导管可完全包围成像腔的圆周；医疗器械可包括照明腔，其被配置成容纳照明装置，且照明装置被布置在照明腔内；编织导管可完全包围照明腔和成像腔的圆周；编织导管可由导电材料形成；编织导管可被连接至浮动接地或大地接地；医疗器械可包括天线，其被布置在细长构件内且沿信号传输装置的长度延伸；天线可被布置在成像腔内；天线的位置可与信号传输装置相邻近；天线可由导电材料形成且天线可以是电接地的；且天线可被连接至与编织导管相同的接地。
[0014]本发明的进一步的实施例涉及一种医疗器械。医疗器械可包括细长构件，其具有近端和远端，以及至少两个在其之间延伸的内腔。内腔中的至少一个可以是成像腔，其被配置为保持成像装置，且成像装置可被布置在成像腔内。至少一根电缆可沿纵向延伸通过成像腔。至少一根电缆的远端被可操作地耦合至成像装置且近端被可操作地耦合至处理器。处理器可位于成像腔的外部。至少一根电缆可在成像装置和处理器之间传输信号。医疗器械还可包括非导电介质，其被布置在成像腔内且包围电缆。
[0015]在各种实施例中，医疗器械可包括下列额外特征中的一个或多个:非导电介质为密度比水大的流体，且流体可在所述成像腔内密封；医疗器械可包括接地的编织导管，其被布置在细长构件内并包围成像腔的圆周；且医疗器械也可包括导电天线，其与电缆邻近且沿电缆的长度延伸。
[0016]本发明的另一个实施例涉及一种具有细长构件的医疗器械，其中细长构件具有近端和远端，以及在其之间延伸的成像腔。成像装置可被布置在成像腔内。至少一根电缆可被布置在成像腔内。至少一根电缆的远端被可操作地耦合成像装置且近端被可操作地耦合处理器。至少一根电缆可在成像装置和处理器之间传输信号。医疗器械还可包括导电天线，其沿位于成像腔内的至少一根电缆的长度延伸。医疗器械还可包括编织导管，其沿细长构件的长度延伸且被布置在细长构件的外壁和成像腔的外壁之间。编织导管可包围成像腔的圆周。编织导管和天线可被连接至电接地。
[0017]在各种实施例中，编织导管和天线可被配置成从电磁场吸引电流以提供至接地的低阻抗路径。
[0018]实施例的额外目的和优点将在下面的说明中部分地进行阐述且将部分地通过说明变得显而易见或可通过实施例的实践而获悉。本发明的目的和优点将通过在所附权利要求中特别指出的元素和组合而实现和获得。
[0019]要理解的是前面的一般说明以及下面的详细描述都只是示例性和解释性的，且不用于限制本发明，如所要求保护的一样。
[0020]并入本说明书并构成其一部分的附图与该说明书一起阐明本发明的实施例，从而用于解释本发明的原理。
【附图说明】
[0021]图1示出根据本发明的一个实施例的一种示例性