[发明专利]用于多个远程传感器的感测设备和方法

说明书

一种传感器设备至少包括在轴杆(例如，导丝或导管)的端部处的两个传感器。一个传感器使用在第一频率范围和第一电压范围内的信号，而另一个传感器使用在与第一频率范围不同的第二频率范围和与第一电压范围不同的第二电压范围内的信号。基于频率分析使第一传感器短路，从而防止第一传感器暴露于与第二传感器相关联的信号。这使得能够由沿着轴杆的相同共享电线对驱动两个传感器并自动选择合适的传感器。

技术领域

本发明涉及在诸如导管之类的轴杆的远端处结合感测功能的设备。

背景技术

微创手术方法要求在导丝和导管的末端处实施用于成像或用于生理参数监测的传感器。

然而，这些仪器的尺寸非常有限，因此在集成所要求的感测功能方面提出了重要的挑战。能够将微机电系统(MEMS)传感器与ASIC技术集成在一起，并且在很小的面积内实现先进的成像功能和/或感测功能。

体内传感器与体外传感器系统之间的互连也必须进行优化，这基本上意味着必须将系统电线的数量减到最少。由于可用于布线的空间有限，因此低电线数很重要。例如，冠状动脉导丝的典型外径为360μm。低电线数也很重要，因为这会简化系统电线与传感器管芯的焊接或其他接合。

一种已知的传感器解决方案是用于医学导丝的电容式压力传感器。压力感测导丝被称为压力丝。电容式压力感测设备与其读出电路整体集成。

图1示出了这种装置，其包括在轴杆12的一(近)端处的传感器控制系统10和在另一(远)端处的压力传感器14。

电线对16沿着轴杆延伸。该解决方案仅使用两个电接口信号。一个电接口信号是在这对电线中的一根电线上的接地信号，而另一个电接口信号承载传感器直流电源电压(例如，2.5V)并且还承载调频电流作为传感器信号。该调频由传感器控制系统10来读取。

基于两个信号的连接方案非常重要，因为它简化了系统电线与小型传感器管芯的焊接和接合。信号经由两条导电带从轴杆(例如，导管)的远端传输到轴杆(例如，导管)的近端。

已经提出将压力传感器和流量传感器集成在单个导丝中。已知的流量传感器基于多普勒超声，并且使用常规的超声换能器元件，该常规的超声换能器元件被置于在导丝中向前看。优选地，该解决方案应当使用两根电线，如图2所示。这两根电线16并联连接到压力传感器14和流量传感器15。

流量传感器15是高压传感器，而压力传感器是低压传感器。这意味着它们不能轻易地由相同的电源驱动，而是需要在高压传感器与低压传感器之间进行选择的切换解决方案，但在理想情况下不需要额外电线。这具有挑战性，因为如果不能充分保护免受高压传感器信号的影响，低压传感器就会损坏。当使用双极性脉冲来激励高压传感器(如在超声换能器传感器的情况下)时，这会变得更具挑战性。

举例来说，可以在低压读出电路中集成高压晶体管开关。当施加高压信号时，开关断开以将低压传感器与信号电线16所承载的电压相隔离。然而，这样的开关将仅针对一种信号极性来保护低压读出电路。对于相反的信号极性，寄生PN结可能开始导通，因此隔离功能将会失效。

仍然需要解决方案来使得高压传感器和低压传感器能够由一对共用电线来供电，同时保护低压传感器免受高压传感器的高压的影响。特别地，这种保护应当无需任何额外控制电线即可实现。

Arjan Kolling等人的文章“Two-Lead Multiplex System for Sensor ArrayApplications”(《传感器和致动器》，第17卷，第3-4期，1989年5月17日，第623-628页(XP026575381))公开了一种双电线传感器多路复用方法，其中，传感器芯片顺序连接到共享引线对。传感器芯片都是相同的。

发明内容

本发明由权利要求来限定。

基于根据本发明的一个方面的示例，提供了一种传感器设备，包括：