與醫(yī)療器械一起使用的信號傳輸組件的制作方法
【專利說明】與醫(yī)療器械一起使用的信號傳輸組件
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2012年10月23日提交的美國臨時申請?zhí)枮?1/717，349的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其整個內(nèi)容以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般涉及醫(yī)療器械和系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明的實施例涉及與電子內(nèi)窺鏡一起使用的降噪組件，包括，例如，作為醫(yī)療成像系統(tǒng)的一部分的內(nèi)窺鏡。
【背景技術(shù)】
[0004]帶電物體，如電氣醫(yī)療設(shè)備可生成電磁(EM)場。EM場可能影響附近的其他帶電物體的狀態(tài)。數(shù)學關(guān)系式，如麥克斯韋和法拉第方程式和洛倫茲力定律，證明輻射電磁場會對附近設(shè)備感應電流。這些感應電流一般被稱為電磁干擾(EMI)，且其可能干擾或損壞附近的醫(yī)療設(shè)備所生成的電信號。在醫(yī)療環(huán)境中，如手術(shù)室或醫(yī)生的辦公室中，電氣設(shè)備可能生成影響附近的其他醫(yī)療器具的EM場。雖然醫(yī)療設(shè)備可根據(jù)行業(yè)標準進行調(diào)節(jié)和測試以限制所產(chǎn)生的EM場的幅度，EM場和輻射也可通過醫(yī)療設(shè)施中存在的其他設(shè)備生成。
[0005]在使用數(shù)字內(nèi)窺鏡的情況下，電氣設(shè)備，如成像系統(tǒng)，包括位于遠端區(qū)域用于查看內(nèi)部區(qū)域的照相機，可能受到這種EM場的影響。由周圍的設(shè)備所生成的EM場可與和數(shù)字內(nèi)窺鏡的照相機相關(guān)聯(lián)的電纜相耦合，損壞被中繼至和從照相機中繼出的信號。EM場也可與電子電纜相耦合，該電子電纜將遠端數(shù)字內(nèi)窺鏡組件，如數(shù)碼相機連接至近端電子裝置，如成像處理器。此外，置于EM源附近的任何其他電氣組件也可能被損壞。
[0006]有時被稱為“空中傳播的Η\Π”的雜散電流所引起的這種損壞可能對內(nèi)窺鏡的醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生不利影響。連接內(nèi)窺鏡的遠端和近端電子裝置的電纜可能特別易受損壞，這是因為電纜中的導線可充當長天線，從而從EM場吸引電噪聲。這些電纜可將視頻信號從位于遠端的內(nèi)窺鏡照相機傳輸至近端的視頻處理設(shè)備。在使用內(nèi)窺鏡成像設(shè)備的情況下，被耦合的EMI可能損壞視頻信號，從而導致圖像劣化，或在一些情況下，導致視頻成像的完全喪失。因此，需要減少耦合至內(nèi)窺鏡電纜的EM場的噪聲。
[0007]一種減少從空中傳播的EMI耦合至內(nèi)窺鏡電纜的影響的方法涉及將各電纜導線絞合在一起。將導線絞合在一起可能會使每個導線均勻地暴露于大致相同的噪聲中。然后，電子硬件和/或軟件則也許能夠檢測類似的信號成分，如穿過各個電纜導線的噪聲，從而允許硬件和軟件均勻地從總的信號輸出中扣除該噪聲。然而，將導線或?qū)Ь€對絞合在一起可能并非總是可行的。例如，一些醫(yī)療器械，如內(nèi)窺鏡可能具有尺寸約束以允許它們能通過窄的體腔。由于絞合導線可能會使電纜增加額外的體積，因此這種減少噪聲的方法對于一些裝置來說也許是不可能的。
[0008]另一種減少噪聲的技術(shù)包括用EMI屏蔽包圍噪聲敏感的電纜。這種屏蔽可包括，例如銅膠帶或EMI屏蔽涂料，其可被涂覆在例如電纜外殼上。添加EMI屏蔽可能增加這種裝置的成本，然而，這對于一次性的內(nèi)窺鏡來說是特別關(guān)注的問題。在一些情況下，添加EMI屏蔽可能是困難的或不可能的。例如，可能無法用EMI屏蔽涂料涂覆導管的內(nèi)腔。
[0009]噪聲耦合也可能通過導電介質(zhì)，例如，鹽水或體液而發(fā)生。該噪聲耦合源可被稱為“導電耦合噪聲”。例如，如果對一定體積的鹽水溶液施加電信號，那么則能在置于與鹽水相接觸的位置上的電極上測量所產(chǎn)生的信號。充當導電路徑的鹽水允許將注入的信號與電極耦合起來。對于醫(yī)療器械，如內(nèi)窺鏡而言，例如，用于灌注的體液或鹽水可能在將內(nèi)窺鏡暴露于這種流體環(huán)境時圍繞內(nèi)部電子電纜的部分。這種流體介質(zhì)的導電性因此增加了在流體和電纜之間發(fā)生噪聲耦合的可能性。
[0010]一種減少導電耦合噪聲的方法為減少與電纜相接觸的流體的量。將電纜置于單獨且密封的內(nèi)腔中可防止流體與電纜接觸。然而，內(nèi)窺鏡的尺寸限制可能使電纜的密封是困難的。例如，在內(nèi)窺鏡的可視化腔和灌注和/或抽吸腔之間的壁可以是薄的，從而減小尺寸或增加柔韌性。結(jié)果是，薄的壁可能易于在醫(yī)療程序中發(fā)生加工缺陷和/或機械損傷。這些缺陷可能允許流體從灌注和/或抽吸腔進入可視化腔。當使用電子成像內(nèi)窺鏡時，流體可能圍繞被布置在可視化腔中的電纜且可能填充位于電子電纜總成的相鄰導線之間的可用空間。這可能導致成像信號的劣化或故障。此外，制造能夠增加流體的不滲透性的薄的壁也可能增加醫(yī)療器械的成本。
[0011]另一種減少導電耦合噪聲的方法是使用在電纜周圍的絕緣物實現(xiàn)信號導線的電絕緣。然而，絕緣物必須具有足夠的厚度以防止噪聲耦合至內(nèi)部導線。其結(jié)果是，使用絕緣物可能會增加對醫(yī)療器械的空間要求，且因此無法在具有較小直徑的器械，如內(nèi)窺鏡中使用。因此，需要一種使電纜與環(huán)境噪聲和/或流體相絕緣且不增加對數(shù)字成像內(nèi)窺鏡的空間要求、不降低其柔韌性或增加其成本的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的實施例涉及一種醫(yī)療器械。醫(yī)療器械可包括細長構(gòu)件，其具有近端和遠端，以及至少兩個在其之間延伸的內(nèi)腔。內(nèi)腔中的至少一個可以是成像腔，其被配置為保持成像裝置，且成像裝置可被布置在成像腔內(nèi)。信號傳輸裝置可沿縱向延伸通過所述成像腔。所述信號傳輸裝置的遠端被可操作地耦合至所述成像裝置且近端被可操作地耦合至處理器。處理器可位于成像腔的外部。所述信號傳輸裝置可在所述成像裝置和所述處理器之間傳輸信號。接地的編織導管可被布置在細長構(gòu)件內(nèi)并沿其長度延伸，包圍成像腔。
[0013]在各種實施例中，醫(yī)療器械可包括下列額外特征中的一個或多個:成像裝置可以是照相機；信號傳輸裝置可以是電纜；編織導管可完全包圍成像腔的圓周；醫(yī)療器械可包括照明腔，其被配置成容納照明裝置，且照明裝置被布置在照明腔內(nèi)；編織導管可完全包圍照明腔和成像腔的圓周；編織導管可由導電材料形成；編織導管可被連接至浮動接地或大地接地；醫(yī)療器械可包括天線，其被布置在細長構(gòu)件內(nèi)且沿信號傳輸裝置的長度延伸；天線可被布置在成像腔內(nèi)；天線的位置可與信號傳輸裝置相鄰近；天線可由導電材料形成且天線可以是電接地的；且天線可被連接至與編織導管相同的接地。
[0014]本發(fā)明的進一步的實施例涉及一種醫(yī)療器械。醫(yī)療器械可包括細長構(gòu)件，其具有近端和遠端，以及至少兩個在其之間延伸的內(nèi)腔。內(nèi)腔中的至少一個可以是成像腔，其被配置為保持成像裝置，且成像裝置可被布置在成像腔內(nèi)。至少一根電纜可沿縱向延伸通過成像腔。至少一根電纜的遠端被可操作地耦合至成像裝置且近端被可操作地耦合至處理器。處理器可位于成像腔的外部。至少一根電纜可在成像裝置和處理器之間傳輸信號。醫(yī)療器械還可包括非導電介質(zhì)，其被布置在成像腔內(nèi)且包圍電纜。
[0015]在各種實施例中，醫(yī)療器械可包括下列額外特征中的一個或多個:非導電介質(zhì)為密度比水大的流體，且流體可在所述成像腔內(nèi)密封；醫(yī)療器械可包括接地的編織導管，其被布置在細長構(gòu)件內(nèi)并包圍成像腔的圓周；且醫(yī)療器械也可包括導電天線，其與電纜鄰近且沿電纜的長度延伸。
[0016]本發(fā)明的另一個實施例涉及一種具有細長構(gòu)件的醫(yī)療器械，其中細長構(gòu)件具有近端和遠端，以及在其之間延伸的成像腔。成像裝置可被布置在成像腔內(nèi)。至少一根電纜可被布置在成像腔內(nèi)。至少一根電纜的遠端被可操作地耦合成像裝置且近端被可操作地耦合處理器。至少一根電纜可在成像裝置和處理器之間傳輸信號。醫(yī)療器械還可包括導電天線，其沿位于成像腔內(nèi)的至少一根電纜的長度延伸。醫(yī)療器械還可包括編織導管，其沿細長構(gòu)件的長度延伸且被布置在細長構(gòu)件的外壁和成像腔的外壁之間。編織導管可包圍成像腔的圓周。編織導管和天線可被連接至電接地。
[0017]在各種實施例中，編織導管和天線可被配置成從電磁場吸引電流以提供至接地的低阻抗路徑。
[0018]實施例的額外目的和優(yōu)點將在下面的說明中部分地進行闡述且將部分地通過說明變得顯而易見或可通過實施例的實踐而獲悉。本發(fā)明的目的和優(yōu)點將通過在所附權(quán)利要求中特別指出的元素和組合而實現(xiàn)和獲得。
[0019]要理解的是前面的一般說明以及下面的詳細描述都只是示例性和解釋性的，且不用于限制本發(fā)明，如所要求保護的一樣。
[0020]并入本說明書并構(gòu)成其一部分的附圖與該說明書一起闡明本發(fā)明的實施例，從而用于解釋本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0021]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種示例性