[發明專利]微波心肺感測方法和裝置

無效

• 申請號: 200780017246.8
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101442935A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: J·G·埃布爾斯;C·N·于因;R·D·肖;K·云韋爾
• 申請（專利權）人: 聯邦科學技術研究組織
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 劉炳勝

技術領域

本發明涉及體部器官活動的微波感測領域，并且特別公開一種用于感測人類和動物內的器官活動的方法和裝置。

背景技術

用于測量或監視人類或動物內的器官活動的各種方法是公知的。特別地，心臟和肺的監視方法是公知的。

先前的非-成像和非-侵入方法一直基于雷達原理、壓力傳感器(體積描記儀)、心電圖描記法(ECG)或心音描記法的變體。已經見諸報道的基于雷達的方法(既有脈沖的也有連續波的)性能很差，并且認為沒有商業上使用雷達的心臟監視設備。體積描記儀效果較好但是必須將其夾在或捆綁在體部上(指尖、耳垂，前額等等)而且只能送出心率，盡管可以被擴展以提供血氧。ECG方法需要與多個位置的皮膚進行歐姆“接觸”聯系。好的ECG描記圖像在診斷上可以是完美的但是需要專門的解釋。有關電容性、非歐姆電極的一些研究已有報道但是這些都具有易變性并缺少穩定性。因為將電極與皮膚隔離開的絕緣材料(例如，丁基合成橡膠)必須接觸皮膚，所以最好的方法實際上并不是非-接觸的。而且所有ECG方法還容易受到骨骼上肌肉產生的電噪聲信號的影響而幾乎無法提供關于肺運動的任何信息。心音描記法是有用的，但是僅提供有限數量的信息。

發明內容

本發明的目的在于使用體部內的子表面或以其它方式隱藏的器官的微波感測而提供一種非-侵入的體部監視能力，由其空間非均勻性和/或時間變化進行區分，這種非-侵入的體部監視能力提供了現在設備不能提供的信息。盡管可以應用在其它使用中，但是這里公開的方法和裝置尤其適用于人類或動物內器官活動的非-侵入感測。

這里公開一種用于監視體部中的變化的方法和裝置，所述方法包括如下步驟：(a)沿著至少兩條接近的分離路徑發射輻射使其通過體部；(b)在沿著所述至少兩條接近的空間路徑發射所述輻射之后，分析所接收的對所述輻射模式的響應中的差異以確定所述體部的一部分中的變化。

為了通過至少一個接收器以同步時分復用的方式進行接收，分隔開的發射器能夠以時分復用的方式發射輻射。發射器的數量可以是兩個并且接收器的數量可以是一個。由于發射器與接收器之間的二元性，在任何配置中，發射器和接收器的作用可以互換。

附圖說明

本發明優選的形式將參照附圖描述如下：

圖1示意性示出了優選實施例的結構；

圖2詳細示出了優選實施例的電路圖；

圖3表示用于監視體部變化的方法實施例的流程圖；

圖4表示用于監視體部變化的另一方法實施例的流程圖；以及

圖5表示用于監視體部變化的再一方法實施例的流程圖。

具體實施方式

在優選實施例中，提供一種新穎的和具有創造性的方法，其利用簡單的體積-散射(volume-scattered)微波的非-相干檢測來為器官提供監視能力。優選實施例利用一種切換(switched)比較方法，其采用鎖相放大器檢測來自體部內的兩個或更多體積內的散射微波輻射的功率差異。

首先參照圖1，其示意性地表示優選實施例1的一種結構形式，其中將一系列微波發射和接收天線2放置于鄰近心臟和肺系統4的人體3旁邊。天線系統2由在微控制器7控制下的模擬驅動系統6驅動。微控制器7在設備1中提供數字處理能力并且經由總線8互連到存儲器9和外部網絡連接設備10。

圖1中示意性公開的結構以外的其它結構對于熟悉本領域的普通技術人員來說很明顯，但是設計圖1的結構是為了適合可佩帶的便攜式電池供電設備，其能夠被無線電連接到遠程登錄和聯網設備。網絡互連10能夠提供例如802.11聯網能力的標準無線網絡互連。此外，設備1可以可選地具有其自己的用戶界面。可選地，非最佳形式可以包括將監視能力限定到基站。

現在參照圖2，其詳細示出了優選實施例的示意性結構。提供包括兩個發射天線20，21和一個接收器天線22的三個微波天線以放置在臨近所述待測體部的位置。天線形式可以包括通過子-波長距離分隔開的近各向同性、子-波長尺寸的“基本”形式。這些天線可以單獨封裝為限定的模塊。天線放置的幾何對稱結構簡化了后-處理但并不是強制的。

接收器天線22連接到包括第一帶通濾波器25、對數放大器26、功率檢測器27和鎖相放大器28的處理序列。這種鎖相放大器具有相位敏感檢測器。輸出被低通濾波并且在輸出30之前被進一步放大29。該輸出由AGC伺服系統31進行自動增益控制。