一种应用混合信号传输的医疗系统的制作方法

1.本发明涉及信号传输领域，具体地说，是一种应用混合信号传输的医疗系统。


背景技术：

2.使用交流电源的医疗设备，可能会因不恰当的接地和电气隔离造成漏电，让患者和医疗人员暴露在危险之下，同时漏电也可能影响到邻近其它医疗设备的性能。因此，医疗系统需要使用隔离来保护操作人员、病人或系统本身的安全。对医疗设备来说，医疗安全标准允许两种类型的隔离：病人保护型(mopp)和操作人员保护型(moop)。mopp遵守iec 60601规定，moop则遵守严格程度较低的规定，如iec 60950。一些医疗系统为了确保最高安全等级，所有接口都要求符合iec 60601，因为这些系统可能允许病人接触外围设备。
3.现有的医疗设备的隔离传输常采用光耦隔离，磁隔离和电容隔离技术，这三种隔离方法都有各自的缺点。光耦器件的输入和输出之间没有直接的电气关联，具有一定的隔离作用，但由于固有的电流传输特性，用于模拟信号的传输时其线性度和精度都较差，用于数字信号传输时响应速度较慢，无法实现高速精密的隔离传输；磁隔离电路目前adi的lvds隔离芯片adn4624单通道最大传输速率为2.5gbps，4通道10gbps的总频宽，电容式二氧化硅(sio2)绝缘栅隔离技术如ti、纳芯微最大传输速率为150mbps，以上方案虽然可以达到5kv rms隔离要求，但速率不高，对于4k/60hz分辨率11.94gbps理论带宽的数据传输无法支持，且无法支持长距离的传输。
4.综上所述，亟需一种能够适配多种信号传输的隔离保护，对信号进行分级传输，既能保证传输的速率，又能维持系统的相对稳定的应用混合信号传输的医疗系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的是，提供一种能够适配多种信号传输的隔离保护，对信号进行分级传输，既能保证传输的速率，又能维持系统的相对稳定的应用混合信号传输的医疗系统。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
7.一种应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，包括：信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块；所述信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块之间电连接；所述信息采集模块用于采集第一信号，所述第一信号为从被探测物采集的信号；所述高速信号传输模块用于传输第二信号，所述第二信号由所述第一信号转换而来，其中，所述第二信号为高速传输信号；所述信息处理模块用于处理第一信号，所述第一信号由所述第二信号转换而来。
8.作为一种优选的技术方案，所述第一信号为mipi信号，所述第二信号为光信号。
9.作为一种优选的技术方案，所述信息采集模块为传感器。
10.作为一种优选的技术方案，所述高速信息传输模块包括第一光电信号转换模块、第二光电信号转换模块，所述第一光电信号转换模块与所述第二光电信号转换模块通过光纤连接。
11.作为一种优选的技术方案，所述高速信息传输模块还包括序列化处理模块、反序列化处理模块；所述序列化处理模块用于将所述第一信号转换为可存储、传输格式；所述反序列化处理模块用于将所述第二信号转换为还原为第一信号。
12.作为一种优选的技术方案，所述信息处理模块还包括：低速信号隔离传输模块、电源隔离模块。
13.作为一种优选的技术方案，所述低速信号隔离传输模块使用电容隔离技术或磁隔离技术。
14.作为一种优选的技术方案，所述电源隔离模块为dcdc隔离模块。
15.本发明优点在于：
16.本发明所述应用混合信号传输的医疗系统包括信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块；所述信息采集模块用于采集第一信号，所述高速信号传输模块用于传输第二信号，所述信息处理模块用于处理第一信号，所述第一信号与所述第二信号可以通过相应的模块互相转化，其中所述第二信号为光信号，可在光纤中远距离高速传播，同时，串行信号转换成单根光纤信号，减少线材设计难度，光纤作为信号的载体，可以满足医疗系统隔离要求；同时所述信息处理模块包括低速信号隔离传输模块、电源隔离模块；所述低速信号隔离传输模块为低速部分符合医疗要求的磁隔离技术或者电容隔离技术的数字隔离ic进行数据传输，性价比高；且本发明所述应用混合信号传输的医疗系统，在其信号传输过程中主要为光电信号转化，丢失率基本为零，使得可以进行零阻抗且信号无压缩(无损)传输。
附图说明
17.附图1是本发明一种应用混合信号传输的医疗系统模块示意图。
具体实施方式
18.下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
19.附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
[0020][0021]
请参见附图1，附图1是本发明一种应用混合信号传输的医疗系统模块示意图。一种应用混合信号传输的医疗系统，包括：信息采集模块1、高速信号传输模块2、信息处理模块3；所述信息采集模块1、高速信号传输模块2、信息处理模块3之间电连接；
[0022]
具体的，所述信息采集模块1为传感器，在内窥镜系统中，所述信息采集模块1有摄
像头采集第一信号；所述高速信号传输模块2包括第一光电信号转换模块21、第二光电信号转换模块22，所述第一光电信号转换模块21与所述第二光电信号转换模块22通过光纤连接，所述第一光电信号转换模块21用于将电信号转换为光信号，所述第二光电信号转换模块22用于将光信号转换为电信号，优选的，所述高速信号传输模块2还包括序列化处理模块23、反序列化处理模块24，所述序列化处理模块23用于将第一信号进行序列化处理，所述反序列化处理模块24用于第一信号的还原；所述信息处理模块3用于对第一信号的处理，即使得信息采集模块1采集到的第一信号可视化，在一些优选的实施方式中，还包括：低速信号隔离传输模块31、电源隔离模块32，且所述低速信号隔离传输模块31使用电容隔离技术或磁隔离技术，所述电源隔离模块32为dcdc隔离模块可以实现不同直流电源值的转换。
[0023]
需要说明的是：本发明所述应用混合信号传输的医疗系统包括信息采集模块1、高速信号传输模块2、信息处理模块3；所述信息采集模块1用于采集第一信号，所述高速信号传输模块2用于传输第二信号，所述信息处理模块3用于处理第一信号，所述第一信号与所述第二信号可以通过相应的模块互相转化，其中所述第二信号为光信号，可在光纤中远距离高速传播，同时，串行信号转换成单根光纤信号，减少线材设计难度，光纤作为信号的载体，可以满足医疗系统隔离要求；同时所述信息处理模块3包括低速信号隔离传输模块31、电源隔离模块32；所述低速信号隔离传输模块31为低速部分符合医疗要求的磁隔离技术或者电容隔离技术的数字隔离ic进行数据传输，性价比高；且本发明所述应用混合信号传输的医疗系统，在其信号传输过程中主要为光电信号转化，丢失率基本为零，使得可以进行零阻抗且信号无压缩(无损)传输。
[0024]
在本实施例中，将结合具体的实施方式进行说明：所述信息采集模块1为采集视频信息的传感器，位于内窥镜头端，其输出mipi信号，所述序列化处理模块23为sl83215芯片，其使用serdes技术将高速串行mipi信号通过序列化处理传输给所述第一光电信号转换模块21，所述第一光电信号为sl82022芯片，其将电信号转换成光信号，经过光纤信道隔离传输给第二光电信号转换模块22，即sl82012芯片，所述sl82012芯片接受到光信号并将其转换为电信号，电信号传输给sl83115，即反序列化处理模块24，利用所述反序列化处理模块24将接收的电信号进行反序列化处理后重新还原为mipi信号，mipi传输给医疗内窥镜主机进行图像的编解码；需要说明的是：此过程为纯硬件的调制解调，无需软件参与。如需增加数据传输带宽，可以再增加一路光纤传输达到带宽扩展的目的，因传输过程中(从电转光,光再转电)信号丢失率基本为零,零阻抗且信号无压缩(无损)信号传输距离理论可以达到300m以上。
[0025]
应理解的是本发明高速串行信号隔离使用serdes技术，将高速串行信号，转换成光信号，经过光纤信道隔离传输。低速信号如iic,标准模式下速率为100kbps，隔离则使用ti电容二氧化硅(sio2)绝缘栅技术的隔离芯片iso1641或者adi磁隔离技术的icoupler数字隔离ic adum1250进行数据传输，本发明提出一种混合信号隔离设计，可实现更高速率信号传输的医疗系统隔离方案，且本实施例所提供的芯片为现有技术。
[0026]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，包括：信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块；所述信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块之间电连接；所述信息采集模块用于采集第一信号，所述第一信号为从被探测物采集的信号；所述高速信号传输模块用于传输第二信号，所述第二信号由所述第一信号转换而来，其中，所述第二信号为高速传输信号；所述信息处理模块用于处理第一信号，所述第一信号由所述第二信号转换而来。2.根据权利要求1所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述第一信号为mipi信号，所述第二信号为光信号。3.根据权利要求2所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述信息采集模块为传感器。4.根据权利要求2所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述高速信息传输模块包括第一光电信号转换模块、第二光电信号转换模块，所述第一光电信号转换模块与所述第二光电信号转换模块通过光纤连接。5.根据权利要求4所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述高速信息传输模块还包括序列化处理模块、反序列化处理模块；所述序列化处理模块用于将所述第一信号转换为可存储、传输格式；所述反序列化处理模块用于将所述第二信号转换为还原为第一信号。6.根据权利要求1所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述信息处理模块还包括：低速信号隔离传输模块、电源隔离模块。7.根据权利要求6所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述低速信号隔离传输模块使用电容隔离技术或磁隔离技术。8.根据权利要求6所述的应用混合信号传输的医疗系统，其特征在于，所述电源隔离模块为dcdc隔离模块。

技术总结
本发明涉及一种应用混合信号传输的医疗系统，包括：信息采集模块、高速信号传输模块、信息处理模块；信息采集模块用于采集第一信号；高速信息传输模块包括第一光电信号转换模块、第二光电信号转换模块，第一光电信号转换模块与第二光电信号转换模块通过光纤连接，用于光信号与电信号的互相转换，所述高速信息传输模块包括序列化处理模块、反序列化处理模块，所述序列化处理模块用于将第一信号进行序列化处理，所述反序列化处理模块用于第一信号的还原；所述信息处理模块用于所传输信息的可视化还原，其优点在于，够适配多种信号传输的隔离保护，对信号进行分级传输，既能保证传输的速率，又能维持系统的相对稳定。又能维持系统的相对稳定。又能维持系统的相对稳定。


技术研发人员：盛斌 盛蔚麒
受保护的技术使用者：上海艾庐传感技术有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/14