导管对接.pdf

本发明涉及用于将信号发送/接收装置（200）与导管（300）对接的装置（100）和方法。信号发送/接收装置（200）所发送并且经由第一接口（102、104、106、108）提供到装置（100）的信号可由第一传感器（114）感测。所感测的信号可由调节单元（116）调节。经调节的信号可经由第二接口（110、112）输出并提供到导管（300）。这样，可以补偿导管（300）的导体（302、304）所导致的电阻损失。

权利要求书
1.   一种装置（100），包括：
-   第一接口（102、104、106、108；102’、104’），其可连接到配置成发送和/或接收信号的信号发送/接收装置（200）；
-   第二接口（110、112），其可连接到导管（300）的近侧，导管配置成在其近侧和其远侧之间传送信号；
-   第一传感器（114），其配置成感测经由所述第一接口输入的信号；以及
-   调节单元（116；116’；116”），其配置成调节由所述第一传感器感测的所述信号以及经由所述第二接口输出经调节的信号。

2.   如权利要求1所述的装置，
-   其中所述调节单元包括配置成放大由所述第一传感器感测的所述信号的线性放大器（116），以及
-   其中所述线性放大器的增益由所述第一传感器的电阻与所述导管的电阻之比给出。

3.   如权利要求2所述的装置，
-   其中所述导管的所述电阻是所述导管的导体（302、304）的电阻。

4.   如权利要求1所述的装置，包括：
-   配置成感测由所述导管传送的信号的第二传感器（120），
-   其中所述调节单元包括配置成基于由所述第一传感器感测的所述信号和由所述第二传感器感测的所述信号来提供信号的受控信号源（116’；116”）。

5.   如权利要求1所述的装置，包括：
-   配置成在不同开关状态之间进行切换的开关单元（118；118’），
其中在第一开关状态，所述经调节的信号经由所述第二接口输出并从所述导管的所述近侧传送到所述导管的所述远侧，以及
-   其中在第二开关状态，在所述导管的所述远侧检测到的信号从所述导管的所述远侧传送到所述导管的所述近侧，经由所述第二接口输入并经由所述第一接口输出。

6.   如权利要求5所述的装置，
-   其中所述第一接口包括第一端子和第二端子（102、104、106、108），以及
-   其中所述开关单元（118）配置成感测所述第一端子（102、104）处的信号，以便当在所述第一端子处感测到所述信号时切换到所述第一开关状态，当未在所述第一端子处感测到所述信号时切换到所述第二开关状态。

7.   如权利要求5所述的装置，
-   其中所述开关单元（118’）配置成感测所述第一接口（102’、104’）处的信号，以便当在所述第一接口处所感测的所述信号的值等于或高于某个值时切换到所述第一开关状态，当在所述第一接口处所感测的所述信号的所述值低于所述某个值时切换到所述第二开关状态。

8.   如权利要求1所述的装置，包括：
-   可调电阻器（122），其配置成调节所述第一接口的输入电阻；以及
-   反馈控制器（124），其配置成确定所述导管的电极（306、308）之间的电阻以及基于所确定的电阻来调节所述可调电阻器。

9.   如权利要求1所述的装置，包括：
-   第二传感器（120），其配置成感测所述第二接口的第一端子（110）处的信号；
-   第三传感器（126），其配置成感测所述第二接口的第二端子（112）处的信号；以及
-   监视单元（128），其配置成比较由所述第二传感器与所述第三传感器提供的信号值，以及当检测到所比较的信号值之间不匹配时防止所述经调节的信号经由所述第二接口的所述输出。

10.   如权利要求9所述的装置，
-   其中所述监视单元配置成比较由所述第二传感器和第三传感器提供的所述信号值以及由位于所述导管的所述远侧并且配置成感测穿过所述导管的所述远侧的信号的第四传感器（310）提供的信号值。

11.   如权利要求1所述的装置，
-   其中经由所述第一接口输入的所述信号是起搏信号，以及
-   其中经由所述第一接口输出的信号是生理信号，特别是心电图信号。

12.   如权利要求1所述的装置，
-   其中所述信号发送/接收装置包括电生理记录器/刺激器，以及
-   其中所述导管包括高电阻导体（302、304）。

13.   一种设备（900），包括：
-   如权利要求1所述的装置（100）；以及
-   信号发送/接收装置（200），
-   其中所述第一接口（102、104、106、108；102’、104’）是所述装置（100、200）之间的内部连接。

14.   一种操作装置（100）的方法，该装置包括：第一接口（102、104、106、108；102’、104’），其可连接到配置成发送和/或接收信号的信号发送/接收装置（200）；以及第二接口（110、112），其可连接到导管（300）的近侧，该导管配置成在其近侧和其远侧之间传送信号，所述方法包括：
-   感测经由所述第一接口输入的信号（S1102）；
-   调节在所述感测步骤中感测的所述信号（S1104）；以及
-   经由所述第二接口输出经调节的信号（S1106）。

15.   一种计算机程序，其包括程序代码装置，用于当在计算机上执行所述计算机程序时，使计算机执行如权利要求14所述的方法的步骤。

说明书导管对接
技术领域
本发明总地涉及将信号发送/接收装置与导管对接。具体而言，本发明涉及将电生理设备与包括高电阻导线的导管对接。
背景技术
在EP过程中，对心内心电图（IECG）进行监视（“标测（mapping）”）并且/或者对患者的心脏进行刺激（“起搏（pacing）”）。在过去，由于磁共振（MR）感生的射频（RF）发热的风险，在MR引导下不能安全地执行电生理（EP）介入。
在WO 2008/032249 A2中曾提出了使用EP导管内的高电阻电线来克服这个安全问题，即在MR下安全地测量IECG。尽管仍然可以使用高电阻电线在标准EP设备上执行标测，但起搏导致了问题。也就是说，原则上这样的电线也可以用于刺激心脏，但由于电线具有高电阻，因此需要高得多的电压来实现足够的起搏电流。标准的EP设备不再能用，因为它仅设计用于低起搏电压，而不提供足够的电压以通过高电阻电线来供给起搏电流。此外，较高的电压可使EP标测输入过载。另外，必须采取防护措施以确保患者的安全。
在EP介入中为刺激患者心脏而施加的电流通常在10 mA左右。实现这样的电流所需的电压主要由用来执行EP介入的导管尖部处的组织阻抗来决定。组织阻抗一般为几百欧姆。因此，标准的EP设备提供大约10 V的输出电压。
如果在MR系统中使用时，在导管内使用诸如电线之类的高电阻导线来防止RF发热，即提供RF安全性，则情况有所变化。在此情况下，所需的电压主要由明显超过组织电阻的导线电阻来决定。因此需要高得多的电压，该电压无法由EP设备的一般EP刺激器来提供。此外，这些较高的电压可导致另外的问题。由于EP设备的标测输入针对小信号而得到优化，在施加高电压起搏脉冲后，所测量的IECG可在某段时间内遭到破坏。
发明内容
本发明的一个目的是在MR引导下实现安全的EP介入。
该目的可通过如权利要求1所述的装置和如权利要求14所述的方法来实现。
因此，在本发明的第一方面，提出了一种装置。该装置可包括：第一接口，其可连接到配置成发送和/或接收信号的信号发送/接收装置；第二接口，其可连接到导管的近侧，导管配置成在其近侧和其远侧之间传送信号；第一传感器，其配置成感测经由第一接口输入的信号；以及调节单元，其配置成调节第一传感器所感测的信号以及经由第二接口输出经调节的信号。该装置能够实现利用诸如例如标准EP设备等的信号发送/接收装置、经由高电阻导体进行的起搏。也就是说，尽管有高电阻导体，仍然可以实现所需的刺激。因此，当使用包含这种导体的导管时，可以在MR引导下执行EP介入，而无需EP设备的显著变化。也就是说，可以提供用于将EP设备与导管对接的放大器/接口，这能够实现使用标准EP设备、经由高电阻电线进行的心脏刺激。因此，在对现有临床设施改动最小的情况下，MR-EP介入变得可行。
在本发明的第二方面，调节单元可包括配置成放大第一传感器所感测的信号的线性放大器。线性放大器的增益可由第一传感器电阻与导管电阻之比给出。因此，可以通过相当简单的设置来实现使用标准EP设备、经由高电阻导体进行的起搏。
在本发明的基于第二方面的第三方面，导管的电阻可以是导管导体的电阻。导体可由高电阻材料制成，线性放大器可提供适当的放大来实现该材料所需的起搏信号。
在本发明的第四方面，所述装置可进一步包括配置成感测导管所传送的信号的第二传感器，调节单元可包括配置成基于第一传感器所感测的信号和第二传感器所感测的信号来提供信号的受控信号源。这能够实现不考虑所涉及的电阻的信号调节。因此，即使导管尖部处的电阻与导管电阻相比并不是可忽略的，仍然可以实现适当的信号调节。
在本发明的第五方面，所述装置可进一步包括配置成在不同开关状态之间进行切换的开关单元。在第一开关状态，经调节的信号可以通过第二接口输出并从导管的近侧传送到导管的远侧。在第二开关状态，在导管远侧检测到的信号可以从导管的远侧传送到导管的近侧，通过第二接口输入并通过第一接口输出。开关单元可在通过信号发送/接收装置的输出端进行信号发送期间将导管从信号发送/接收装置的输入端断开。例如，如果信号发送/接收装置是EP设备，导管可在起搏期间从EP设备的标测输入端断开，使得高电压起搏脉冲不会使标测输入端过载。这样，可以避免标测输入端的饱和。
在本发明的基于第五方面的第六方面，第一接口可包括第一端子和第二端子，开关单元可配置成感测第一端子处的信号，以便当在第一端子处感测到信号时切换到第一开关状态，当未在第一端子处感测到信号时切换到第二开关状态。第一端子可在起搏期间使用，第二端子可在标测期间使用，当在第一端子处检测到起搏脉冲时，可以触发从标测到起搏的切换。
在本发明的基于第五方面的第七方面，开关单元可配置成感测第一接口处的信号，以便当在第一接口处所感测的信号的值等于或高于某个值时切换到第一开关状态，当在第一接口处所感测的信号的值低于该某个值时切换到第二开关状态。该配置使得能够将相同端子用于标测和起搏，其中这两个模式之间的切换可由这些端子处的信号电平来触发，与用于标测相比，该信号电平在用于起搏时较高。
在本发明的第八方面，所述装置可进一步包括：可调电阻器，其配置成调整第一接口的输入电阻；以及反馈控制器，其配置成确定导管的电极之间的电阻以及基于所确定的电阻来调节可调电阻器。可调电阻器可用于模拟导管尖部处的阻抗，使得信号发送/接收装置不会“看到”导管的高电阻导体，而可以正常工作。
在本发明的第九方面，所述装置可进一步包括：第二传感器，其配置成感测第二接口的第一端子处的信号；第三传感器，其配置成感测第二接口的第二端子处的信号；以及监视单元，其配置成比较第二传感器和第三传感器提供的信号值，以及当检测到所比较的信号值之间的不匹配时防止经调节的信号经由第二接口的输出。传感器可感测输入到导管的信号和从导管输出的信号。通过比较所得到的信号值，监视单元可确定信号是否真正流经导管尖部。如果不是这样，可以例如通过禁用调节单元来防止经调节的信号经由第二接口的输出。这样，可以保护患者不受过度信号电平的影响。例如，可以防止在导管故障的情况下高起搏电压对患者的损害。
在本发明的基于第九方面的第十方面，监视单元可配置成比较由第二传感器和第三传感器提供的信号值以及由位于导管远侧并且配置成感测穿过导管远侧的信号的第四传感器提供的信号值。第四传感器可充当能够实现对导管故障的甚至更可靠检测的附加观测点。
在本发明的第十一方面，经由第一接口输入的信号可以是起搏信号，经由第一接口输出的信号可以是生理信号，特别是心电图信号。也就是说，所述装置可以与输入和输出这些种类的信号的EP设备组合使用。
在本发明的第十二方面，信号发送/接收装置可包括电生理记录器/刺激器，导管可包括高电阻导体。也就是说，所述装置可用于将EP记录器/刺激器与包括高电阻导体的导管对接，所述高电阻导体适合于MR引导下的EP介入。
在本发明的第十三方面，提出了一种设备。该设备可包括如第一方面所述的装置以及信号发送/接收装置，其中第一接口可以是装置之间的内部连接。因此可以实现提供按照第一方面所述的装置的功能性和优点的设备，如例如专用的MR-EP记录器/刺激器。
在本发明的第十四方面，提出了一种操作如下装置的方法，该装置包括：第一接口，其可连接到配置成发送和/或接收信号的信号发送/接收装置；以及第二接口，其可连接到导管的近侧，导管配置成在其近侧和其远侧之间传送信号。该方法可包括感测经由第一接口输入的信号，调节在感测步骤中感测的信号以及经由第二接口输出经调节的信号。该方法能够实现利用诸如例如标准EP设备之类的信号发送/接收装置、经由高电阻导体进行的起搏。也就是说，尽管有高电阻导体，仍然可以实现所需的刺激。因此，当使用包含这种导体的导管时，可以在MR引导下执行EP介入，而无需EP设备的显著变化。也就是说，可以实现使用标准EP设备、经由高电阻电线进行的心脏刺激。因此，可以在MR引导下执行EP介入，而无需EP设备的显著变化。因此，在对现有临床设施改动最小的情况下，MR-EP介入变得可行。
在本发明的第十五方面，提出了一种计算机程序。计算机程序可包括程序代码装置，其用于当在计算机上执行计算机程序时，使计算机执行如第十四方面所述的方法的步骤。因此可以实现与利用按照第十四方面所述的方法相同的优点。
进一步的有利修改在从属权利要求中限定。
附图说明
根据以下参照附图以举例方式描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得清楚明白，并且将通过这些实施例来阐述，在附图中：
图1示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第一实施例的装置的示例性设置；
图2示出了示意性电路图，图示了根据第一实施例的示例性装置的可能实现；
图3示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第二实施例的装置的示例性设置；
图4示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第三实施例的装置的示例性设置；
图5示出了示意性电路图，图示了根据第三实施例的示例性装置的可能实现；
图6示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第四实施例的装置的示例性设置；
图7示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第五实施例的装置的示例性设置；
图8示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第六实施例的装置的示例性设置；
图9示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置和导管组合的根据第七实施例的装置的示例性设置；
图10示出了示意性框图，图示了根据实施例的设备的示例性设置；
图11示出了图示根据实施例的示例性方法的基本步骤的流程图；以及
图12示出了实施例的基于软件的实现的实例。
具体实施方式
图1示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第一实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114，如例如电阻器，以及调节单元116，如例如放大器，例如线性放大器。
信号发送/接收装置200可经由输出端发送信号以及经由输入端接收信号。它可以是例如电生理（EP）设备，如EP记录器/刺激器。在此情况下，它可发送用于刺激患者心脏的起搏信号或电流，以及/或者接收标测信号或电流。信号发送/接收装置200的输出可连接到装置100的第一端子102、104，其输入端可连接到装置100的第二端子106、108。例如，EP记录器/刺激器的单独刺激器输出端或起搏输出端可连接到第一端子102、104，其单独记录器输入端或标测输入端可连接到第二端子106、108。
导管300可包括导体，导体包括第一电线或导线和第二电线或导线302、304以及第一电极和第二电极306、308，即电极对。第一导线302可连接到第一电极306，第二导线304可连接到第二电极308。第一导线和第二导线302、304中的每个导线可以是高电阻导线，以便使得能够实现磁共振（MR）引导下的安全EP介入。导管300的近侧可连接到第二接口，即第二接口的第一端子和第二端子110、112。信号可在导管300的近侧和远侧之间传送，即从近侧传送到远侧以及从远侧传送到近侧。
在第一工作模式下，由信号发送/接收装置200发送的信号，如例如起搏信号或起搏电流，可以经由第一接口输入到装置100。第一传感器114可感测输入信号，并且可以是例如具有电阻的电阻器，该电阻大约为诸如例如患者心脏组织之类的导管300的尖部处的组织的电阻。为补偿高电阻导线302、304（即导管300的导体）导致的电阻损失，经由第一接口输入且由第一传感器114感测的信号可以由调节单元116来调节。例如，所施加的电压可以相应地放大。调节单元116的增益可以由第一传感器114的电阻与导管300的电阻之比给定。更具体而言，它可以由第一传感器114的电阻与导体的电阻（即导线302、304的电阻）之比给定。因此，调节单元116可以是线性放大器，使得可以采用相当简单的电路配置。来自调节单元116的经调节的信号可以经由第二接口输出并提供到导管300。经调节的信号可以由导线302、304传送到电极306、308。例如，适当的起搏电流可以被传导到电极306、308，在此它可以用于刺激患者的心脏，即以便执行起搏过程。
在第二工作模式下，诸如例如生理信号之类的信号可由电极306、308感测。在导管300的远侧检测到的这种信号可以从远侧传送到近侧。然后它可以经由第二接口输入到装置100并且经由第一接口输出，即经由第二接口的第一端子和第二端子110、112输入并且经由第一接口的第二端子106、108输出。最后，信号可以被信号发送/接收装置200接收。例如，标测信号可以由患者心脏处的电极306、308感测并且提供给信号发送/接收装置200，使得可以在EP过程中监视心内心电图（IECG）。
上述装置100表示某种接口盒，其测量、放大来自信号发送/接收装置200的单独输出端（如例如单独的EP刺激器输出端）的信号，并将其传送到导管300。它使得能够补偿导管300的高电阻导线302、304处的电压损失，以及在电极306、308处提供足够的电流流动。
根据第一实施例的装置100执行线性放大，当导管300的尖部处的组织电阻与导管电阻（即导线302、304的电阻）相比可忽略时，它很好地起作用。然而，即使这并不适用，也存在结合下述另外的实施例描述的其它方案。
图2示出了示意性电路图，其图示了根据第一实施例的示例性装置100的可能实现。电阻器R1对应于第一传感器114，由两个运算放大器U1、U3和关联的电阻器R2、R5、R9和R15构成的放大器电路对应于调节单元116，电阻器R6表示导线302的电阻，电阻器R7表示导线304的电阻，电阻器R3表示电极306、308之间的电阻，即导管300的尖部处的组织电阻。
装置100的第一接口和第二接口未在图2中示出。然而，第一接口的第一端子102、104将位于电压源V1和电阻器R1之间，而导管300和信号发送/接收装置200之间的连接（即第二接口的第一端子和第二端子110、112以及第一接口的第二端子106、108之间的连接）将从分别位于电阻器R6和电阻器R7之前的结点延伸。
如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则可以在电阻器R1处感测刺激器的电流，可以由两个运算放大器U1、U3执行放大。这些可补偿由电阻器R6、R7表示的导管300的高电阻导线302、304处的电压损失。因此，尽管有高电阻导线302、304，仍然有足够的电流可以流经由电阻器R3表示的电极306、308。
图2中指示了所示出的电阻器的一些示例性的电阻值，即电阻器R1 200 Ω，电阻器R2 3000 Ω，电阻器R3 200 Ω，电阻器R5 1000 Ω以及电阻器R9、R15分别100 kΩ。然而，图2中所示出的电路仅仅表示实现根据第一实施例的示例性装置100的一个实例。装置100当然可以由可替换的电路来实现。
图3示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第二实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114以及调节单元116。根据第二实施例的装置100的这些部件对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其所描述的部件。因此省略其详细描述。装置100可进一步包括开关或开关单元118，其可以由例如快速舌簧继电器实现，以下对其进行详细描述。
信号发送/接收装置200以及导管300、其导线302、304及其电极306、308对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其所描述的那些元件。因此省略其详细描述。
开关单元118可在不同开关状态之间进行切换。在第一开关状态，来自调节单元116的经调节的信号可以经由装置100的第二接口（即第二接口的第一端子和第二端子110、112）输出，提供到导管300并由导线302、304传送到电极306、308，即到导管300的远侧。在第二开关状态，电极306、308所感测的（即在导管300的远侧检测到的）信号可以从导管300的远侧传送到近侧，经由装置100的第二接口（即第二接口的第一端子和第二端子110、112）输入并通过装置100的第一接口（即第一接口的第二端子106、108）输出。
开关单元118可感测第一端子102、104处的信号。开关单元当在第一端子102、104处感测到信号时切换到第一开关状态，当未在第一端子102、104处感测到信号时切换到第二开关状态。
开关单元118可用于将导管300与第一接口的第二端子106、108断开，并因此与信号发送/接收装置200的输入端断开。这样，可以避免在发送过程中信号发送/接收装置200接收信号。因此可以保护信号发送/接收装置200的输入端。
如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则第一端子102、104可用于刺激连接，第二端子106、108可用于标测连接。也就是说，可以采用单独的刺激连接器和标测连接器。在此情况下，如果在刺激连接器处感测到电流，则可以关断标测连接器。这样在起搏期间，可以将标测输入端与导管300断开。因此可以防止由于高电阻导线302、304而需要的高起搏电压所导致的标测输入端的过载。因此可以在起搏期间保护标测输入端。
图4示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第三实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114。根据第三实施例的装置100的这些部件对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。装置100可进一步包括与图1所示的调节单元116不同的调节单元116’以及诸如例如电阻器之类的第二感测单元或传感器120。以下对这些部件进行详细描述。
信号发送/接收装置200和导管300、其导线302、304及其电极306、308对应于如图1所示的相同标号所表示并且参照其所描述的那些元件。因此省略其详细描述。
第二传感器120可感测导管300传送的信号。例如，如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则它可以感测经由第二接口的第一端子110提供到导管300的起搏信号或起搏电流。
调节单元116’可以包括诸如例如受控电流源之类的受控信号源或由其构成。它可以基于由第一传感器114感测的信号和由第二传感器120感测的信号提供信号，使得由这两个传感器感测的信号可以相等。也就是说，可以监视导管300中的信号并将其设置为在第一接口的第一端子102、104处感测的所需值。这能够确保可以施加所需的信号值，例如所选的起搏电流，而不管所涉及的电阻。
图5示出了示意性电路图，其图示了根据第三实施例的示例性装置100的可能实现。电阻器R1和用于测量电阻器R1处的电压降的放大器电路对应于第一传感器114。该差分放大器电路可包括运算放大器U1以及与运算放大器U1相关联的电阻器R2、R5、R19和R20。电阻器R12和用于测量电阻器R12处的电压降的放大器电路对应于第二传感器120。该差分放大器电路可包括运算放大器U5以及与运算放大器U5相关联的电阻器R11、R13、R14和R15。由具有关联的电阻器R9、R16的运算放大器U3、具有关联的电阻器R10、R18的运算放大器U4以及具有关联的电阻器R8、R17和电容器C1、C2的控制器U2构成的电路对应于调节单元116’。电阻器R6表示导线302的电阻，电阻器R7表示导线304的电阻，电阻器R3表示电极306、308之间的电阻，即导管300的尖部处的组织电阻。
装置100的第一接口和第二接口未在图5中示出。然而，第一接口的第一端子102、104将位于电压源V1和电阻器R1之间，而导管300和信号发送/接收装置200之间的连接（即第二接口的第一端子和第二端子110、112以及第一接口的第二端子106、108之间的连接）将从分别位于电阻器R6和电阻器R7之前的结点延伸。
控制器U2可以比较由电阻器R1、R12感测的两个基准信号并相应地控制放大器电路。放大器电路可由运算放大器U3和与其相关联的电阻器R9、R16以及运算放大器U4和与其相关联的电阻器R10、R18构成。
如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则可以在电阻器R1处感测刺激器输出端处的电流，可以在电阻器R12处感测通过导管300的电流。然后，可以将通过导管300的电流调节到刺激器输出端处的电流。因此，未对电压进行线性放大，而是在R12处测量通过导管的电流并将其调节到与在R1处测量的原始刺激器输出电流相同的值。因此可以补偿由电阻器R6、R7表示的导管300的高电阻导线302、304处的电压损失。因此，尽管有高电阻导线，仍然有足够的电流可以流经由电阻器R3表示的电极306、308，其实现可以与所涉及的电阻无关。
图5中指示了所描绘的电阻器的一些示例性的电阻值，即电阻器R1 2×100 Ω，电阻器R2 50 kΩ，电阻器R3 200 Ω，电阻器R5 50 kΩ，电阻器R6、R7分别8 kΩ，电阻器R8 20 kΩ，电阻器R9、R10、R11分别100 kΩ，电阻器R12 200 Ω，电阻器R13、R14、R15、R16分别100 kΩ，电阻器R17、R18分别5 kΩ，以及电阻器R19、R20分别25 kΩ。此外还指示了所描绘的电容器的一些示例性电容值，即电容器C1、C2分别1 nF。然而，图5中所示出的电路仅仅表示实现根据第三实施例的示例性装置100的一个实例。装置100当然可以由可替换的电路来实现。
图6示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第四实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114。根据第四实施例的装置100的这些部件对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。装置100可进一步包括调节单元116’、开关单元118以及第二感测单元或传感器120。这些部件对应于由如图3、图4中所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。
信号发送/接收装置200以及导管300、其导线302、304以及其电极306、308对应于由如图1中所示的相同标号表示并且参照其描述的那些元件。因此省略其详细描述。
根据第四实施例的装置100结合了根据第二实施例和第三实施例的装置的功能性和优点。一方面，可以监视导管300中的信号并将其设置为在第一接口的第一端子102、104处感测的所需值。这能够确保可以施加所需的信号值，如例如所选的起搏电流，而不考虑所涉及的电阻。另一方面，可以将导管300与第一接口的第二端子106、108并断开，并因此与信号发送/接收装置200的输入端断开。这样，可以避免在发送过程中信号发送/接收装置200接收信号。因此，可以保护信号发送/接收装置200的输入端。
图7示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第五实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114。根据第五实施例的装置100的这些部件对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。装置100可进一步包括开关单元118和第二感测单元或传感器120。这些部件对应于由如图3、图4所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。另外，装置100可包括与如图4所示并参照其描述的调节单元116’相类似的调节单元116”、以及可调电阻器122和反馈控制器124。
信号发送/接收装置200和导管300、其导线302、304及其电极306、308对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其描述的那些元件。因此，省略其详细描述。
调节单元116”可提供与调节单元116’相同的功能性，除了另外如图7中的箭头所示向反馈控制器124提供某种输入。
可调电阻器122可用于调整第一接口的输入电阻，以便模拟导管300的电极306、308之间的电阻。它可以例如由晶体管来实现。
反馈控制器124可确定导管的电极306、308之间的电阻以及基于所确定的电阻来调节可调电阻器122。如果测量了所施加的电压以及电流，并且已知导管300内的导线302、304的电阻，则可以容易地计算电极306、308之间的电阻。然后可以调节可调电阻器122，以使其模拟导管300的尖部处的负载。这样，尽管在导管300中使用了高电阻导线302、304，也可以在第一接口的第一端子102、104处“看到”电极306、308之间的真实电阻。
如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则到EP刺激器的电阻反馈可以由上述特征来实现。EP刺激器通常也监视导管的电阻，使得在短路（电阻过低）时或者导管未正确连接（电阻过高）时它们可以向操作者提供警告。当使用包括高电阻导线的导管时，监视将不会正确地起作用，因为EP刺激器不会“看到”导管尖部处的真实电阻。然而，如上所述，可以调节可调电阻器122，以使其模拟导管300的尖部处的负载。这样，尽管使用了高电阻导线302、304，EP刺激器仍将“看到”电极306、308之间的真实电阻（例如真实组织阻抗）。因此EP记录器/刺激器的基本安全警告仍起作用。
图8示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第六实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括：包括第一端子102、104和第二端子106、108的第一接口，以及包括第一端子110和第二端子112的第二接口。它可进一步包括第一感测单元或传感器114、调节单元116”、开关单元118、第二感测单元或传感器120、可调电阻器122以及反馈控制器124。根据第六实施例的装置100的这些部件对应于由如图1、图3、图4、图7所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。另外，装置100可包括第三感测单元或传感器126，如例如电阻器，以及监视单元128。
信号发送/接收装置200和导管300、其导线302、304及其电极306、308对应于由如图1所示的相同标号表示并且参照其描述的那些元件。因此省略其详细描述。然而，导管300可包括第四感测单元或传感器310，如例如电阻器。第四传感器310可位于导管300的远侧，并且可用于感测穿过远侧的信号。例如，它可以位于导线302处，并且接近于电极306。
第三传感器126可用于感测第二接口的第二端子112处的信号。监视单元128可比较由第二传感器120和第三传感器126提供的信号值，以确定这些信号值之间是否存在不匹配。它也可以比较这些信号值与由位于导管300的远侧的第四传感器310提供的附加信号值，以确定是否存在某种不匹配。这样，可以比较在包括装置100的所有输出连接并且可能地还包括导管300的远端部分的几个观测点处的所测信号。
如果监视单元128检测到所比较的信号值之间的不匹配，可以防止经调节的信号经由第二接口的输出。例如，可以切断电源。
上述监视过程可用于确保患者的安全。当在EP导管内使用诸如导线302、304之类的高电阻导线时，需要高得多的电压来实现足够的起搏电流。必须注意使这些电压在故障时不伤害患者。监视导管300的近端和远端处的电流使得能够验证没有绝缘击穿，以及电流在起搏期间真正流过电极306、308。如果检测到所述电流之间的不匹配，则可以切断电源。
除了上述特征，也可以在装置100中实现限流器，当导管300内短路时，限流器可用于避免过流。这样的措施能够有助于确保患者的安全。
图9示出了示意性框图，图示了与信号发送/接收装置200和导管300组合的根据第七实施例的装置100的示例性设置。
装置100可包括第二接口，第二接口包括第一端子110和第二端子112。它可进一步包括第一感测单元或传感器114、调节单元116”、第二感测单元或传感器120、可调电阻器122、反馈控制器124、第三感测单元或传感器126以及监视单元128。根据第七实施例的装置100的这些部件对应于由如图1、图4、图7、图8所示的相同标号表示并且参照其描述的部件。因此省略其详细描述。另外，装置100可包括：包括第一端子102’、104’的第一接口，以及可由例如快速舌簧继电器实现的开关或开关单元118’。
信号发送/接收装置200和导管300、其导线302、304、其电极306、308以及其第四感测单元或传感器310对应于由如图1、图8所示的相同标号表示并且参照其描述的那些元件。因此，省略其详细描述。
利用根据第七实施例的装置100，可以经由第一接口的相同端子102’、104’执行信号发送和接收。开关单元118’可感测第一端子102’、104’处的信号并确定其值是否等于或高于某个值，如预定值。如果第一端子102’、104’处的信号的值等于或高于某个值，开关单元118’可切换到第一开关状态，使得能够将经由第一端子102’、104’输入的信号提供至第一传感器114，并经由装置100的第二接口（即第二接口的第一端子和第二端子110、112）输出来自调节单元116”的经调节的信号。如果第一端子102’、104’处的信号的值低于某个值，则开关单元118’可切换到第二开关状态，使得能够经由装置100的第二接口（即第二接口的第一端子和第二端子110、112）输入由电极306、308感测的（即在导管300的远侧检测的）信号，以及经由装置100的第一接口（即第一接口的第一端子102’、104’）将其输出。
开关单元118’可用于将导管300与第一接口的第一端子102’、104’断开，并因此与信号发送/接收装置200的输入端断开。这样，可以避免在发送过程中信号发送/接收装置200接收信号。因此，可以保护信号发送/接收装置200的输入端。
如果信号发送/接收装置200是EP记录器/刺激器，则第一端子102’、104’可用于刺激连接以及标测连接。也就是说，可由同一连接器执行刺激和标测。可以监视该连接器处的电压，如果它超过几mV（即它不是ECG信号，而是起搏脉冲），则可以将输入信号导向第一传感器114，并且可以阻塞到导管300的连接。如果电压消失，则可以颠倒该过程。也就是说，可以阻塞到第一传感器114的连接，并且可以重建到导管300的连接。这样，可以防止由于高电阻导线302、304而需要的高起搏电压所导致的EP记录器的标测输入端的过载。因此，可以在起搏期间保护标测输入端。
图10示出了示意性框图，图示了根据上述实施例的设备900的示例性设置。该设备可包括根据上述实施例之一的装置100和信号发送/接收装置200。在此情况下，第一接口可以是装置100和信号发送/接收装置200之间的内部连接。尽管图10中描绘了第一端子102、104和第二端子106、108，第一接口也可以仅包括第一端子102’、104’。根据上述实施例，第二接口的第一端子和第二端子110、112可连接到导管300。
设备900可提供根据上述实施例中的任何一个实施例的装置100的功能性和优点。它可以是例如使得能够实现MR引导下的EP介入的专用MR-EP记录器/刺激器。
图11示出了图示根据上述实施例的示例性方法的基本步骤的流程图。该方法可以是操作装置100的方法，装置100包括：第一接口102、104、106、108（102’、104’），其可连接到配置成发送和/或接收信号的信号发送/接收装置200；以及第二接口110、112，其可连接到导管300的近侧，导管300配置成在其近侧和其远侧之间传送信号。该方法可包括感测经由第一接口输入的信号的步骤S1102，调节在感测步骤中感测的信号的步骤S1104以及经由第二接口输出经调节的信号的步骤S1106。
图12示出了上述实施例的基于软件的实现的实例。这里，装置1200可包括处理单元（PU）1202，其可以设置在单个芯片或芯片模块上，并且可以是任何具有控制单元的处理器或计算机装置，控制单元基于存储在存储器（MEM）1204中的控制程序的软件例行程序来执行控制。程序代码指令可以从MEM 1204获取并加载到PU 1202的控制单元中，以便执行处理步骤，如结合图11所述的那些处理步骤。处理步骤可在输入数据DI的基础上执行并且可产生输出数据DO。输入数据DI可表示例如信号发送/接收装置所提供的诸如起搏信号之类的输入信号，输出数据DO可表示例如提供到导管的诸如经调节的信号之类的输出信号。
根据上述实施例的装置和方法使得能够在对现有临床设施改动最小的情况下将标准的EP设备用于MR-EP介入。此外，它们提供了附加的特征，如例如模拟EP刺激器的输出端处的组织阻抗，或者保护患者不受过压的影响。
总之，本发明涉及用于将信号发送/接收装置200与导管300对接的装置100和方法。信号发送/接收装置200发送并且经由第一接口102、104、106、108提供到装置100的信号可由第一传感器114感测。所感测的信号可由调节单元116调节。经调节的信号可经由第二接口110、112输出并提供到导管300。这样，可以补偿导管300的导体302、304所导致的电阻损失。
尽管在附图和以上描述中已经图示和详细描述了本发明，应当认为，这样的图示和描述是说明性的或示例性的，而不是限制性的。本发明不局限于所披露的实施例。例如，尽管在图7、图8、图9中将第一传感器114和可调电阻器122描绘为单独的部件，并且参照这些附图将其描述为这样的单独部件，但它们可以集成为单个部件。例如，可以省略第一传感器114，可调电阻器122可提供其功能性。也就是说，可调电阻器122可用于感测经由第一接口输入的信号以及调节第一接口的输入电阻这两者。此外，不同实施例中的特征可以按其它方式组合。例如，结合第七实施例所述的开关单元118’可取代开关单元118而用于不包括第三传感器126和监视单元128的装置100。
而且，以上描述和附图涉及包括一个电极对的单个导管。当然可以同时使用分别为多于一个的导管和多于一个的电极对。在此情况下，可以采用分别与上述导管/电极对之一相关联的几个装置100。可替换地，包括多个彼此独立的单独第一接口以及多个彼此独立的单独第二接口的装置可用于对接多于一个的导管/电极对。
根据对附图、公开内容以及所附权利要求的研究，在实践要求保护的发明时，本领域的技术人员可以理解和实现所披露的实施例的变形。
在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。单个处理器或其它单元可实现权利要求中所记载的几个项目的功能。在彼此不同的从属权利要求中记载某些措施这一起码事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
能够控制处理器执行要求保护的特征的计算机程序可存储/分布在适当的介质上，如与其它硬件一起提供或作为其一部分提供的光学存储介质或固态介质，但也可以以其它形式分布，如经由因特网或其它有线或无线电信系统。它可以结合新系统使用，但也可以在更新或升级现有系统时应用以便使它们能够执行要求保护的特征。
用于计算机的计算机程序产品可包括软件代码部分，其用于当在计算机上运行该计算机程序产品时，执行例如处理步骤，如结合图11所述的那些处理步骤。计算机程序产品可进一步包括计算机可读介质，其上存储有软件代码部分，如例如光学存储介质或固态介质。
权利要求中的任何参考标号不应理解为对其范围形成限制。