用於檢測液體變化的系統及其傳感器設備的製作方法
2024-04-09 14:45:05
專利名稱：用於檢測液體變化的系統及其傳感器設備的製作方法
本申請要求申請號60/514,355、於2003年10月24日提交的美國臨時專利申請的優先權，其公開的內容通過引用結合在此。
背景技術：
本發明一般涉及組織中液體和/或其它物質的檢測，尤其涉及用於檢測組織中液體水平變化的系統、方法和/或設備。在某些實施例中，本發明的系統、方法和/或設備檢測液體水平是否已增加，或已變得異常。
提供下列信息有助於讀者理解以下公開的本發明及通常使用該發明的環境。這裡使用的術語並非旨在受限於任何特定的狹義解釋，除非在此文件中另作清楚聲明。這裡陳述的參考文獻可便於理解本發明或本發明的背景技術。然而，在這裡包括參考文獻並不旨在也並不構成對該參考文獻相對於本發明可用作已有技術的許可。
活體組織中改變、提高或異常的液體水平可因眾多生理情況而產生。例如，水腫是結締組織的細胞間隙中水樣液體的異常積累。水腫組織是腫脹的，並且在穿刺時分泌出稀薄的不能凝固的液體。水腫通常是疾病的症狀而非疾病本身，且它可以有許多起因，其中大部分可追溯到正常維持細胞、組織和血液中的恆定水平衡的生理機制中的總體變化。起因可以是腎臟、心臟、血管或淋巴系統的疾病；營養不良；或過敏反應。
另外，流血(出血)能引起血液聚集或凝結(血腫)。血腫可例如由於頭部受傷而出現在覆蓋腦(腦膜)的三層薄膜的最外層的下面。有兩種顱側硬腦膜下血腫。急性硬腦膜下血腫在嚴重的頭部損傷後立刻出現。慢性硬腦膜下血腫是會在頭部損傷之後的數個星期發展的併發症。這種頭部損傷小到病人並不記得它。硬腦膜外血腫是頭蓋骨內板和剝落硬腦膜之間的血液的外傷性積累。刺激事件常常是對頭部的集中毆打。檢測血腫，特別是在受傷很久之後出現的血腫通常是困難的。
除了體液的積累以外，組織中上升的液體水平可因對身體輸液(例如在注射過程中)引起。在那一點上，在許多醫學診斷和治療過程中，醫生或其它人將液體注入病人的血管。另外，近年來，已研製出許多針管驅動注射器和電動注射器，用於在諸如血管造影術、計算斷層照相法、超聲波和NMR/MRI之類的過程中造影劑的加壓注射。
溢出或滲透是例如造影劑或治療劑的注射液意外注入或洩漏至血管周圍的組織而非血管本身。溢出可由例如脆弱的脈管系統的破裂或斷裂、瓣膜疾病、不當針頭置入或病人移動導致注射針頭從預期血管拉出，或使針頭穿過血管壁而引起。一些現代療程的高注射壓力和/或速度可增加溢出的風險。例如，在計算斷層照相法中，造影注射流速可以在0.1-10ml/s的範圍內。
溢出可導致對病人的嚴重傷害。在那一點上，某些諸如造影劑或化療藥劑之類的注射液可對組織有毒。因此，當進行液體注射時儘快檢測到溢出並在檢測到時停止注射非常重要。
幾種溢出檢測技術在本領域中是眾所周知的。兩種簡單又非常有用的檢測溢出的技術是病人注射部位附近的觸診和由經過訓練的保健員對注射部位附近的簡單目視觀察。在觸診技術中，保健員用手感覺由溢出引起的注射部位附近的腫脹。通過目視觀察，有時也能直接觀察到由溢出引起的注射部位附近的皮膚的任何腫脹。
除了觸診和觀察之外，有多種檢測溢出的可包括在檢測到時自動觸發警報條件的自動方法。不幸的是，這些檢測溢出的自動方法的每一種都受到顯著缺陷的限制。
在那一點上，可以使用幾種體積描記檢測技術。例如，水銀應變儀體積描記器測量由病人的肢體截面面積中的靜脈血流所引起的體積變化。氣囊或脈搏容量記錄體積描記器測量記錄氣囊中的壓力變化。這種體積描記器可能不方便手術和/或對體積中的較小變化不敏感。
阻抗脈波計使用通過與皮膚的電流接觸傳送的低頻電磁能量來測量肢體的限定組織體積中的電阻抗。例如，在美國專利5,964,703和5,947,910中公開了通過阻抗變化檢測溢出。在此方法中，將相對於注射部位附近的基線測量的某一程度的阻抗變化解釋為溢出。阻抗的變化在溢出期間出現，因為病人組織中的注射液體改變該組織的體積和電阻特性。然而，在阻抗體積描記器中使用電極可引起不穩定。例如，在阻抗體積描記器的電極和病人的皮膚之間維持合適的電(歐姆或電流)接觸常常很困難。
照相體積描記器測量毛細管血的光學散射特性，以檢測組織中溢出液體的存在。美國專利4,877,034中描述了照相體積描記器的一個例子。然而，因為光在組織中被大量吸收，照相體積描記器的靈敏度通常限於組織的上面1/4英寸。然而，許多溢出出現在比1/4英寸更深處。另外，注射劑可流入遠離照相體積描記器傳感器的間隙空間而無法檢測到。
許多溢出檢測設備嘗試測量溫差來確定是否出現溢出。例如，美國專利4,647,281公開了溢出的皮下溫度感測來觸發警報。在此溢出檢測方法中，天線和微波輻射計通過測量從身體自然發出的微波輻射即時地測量注射液體部位處的皮下組織的溫度。一種算法周期性地確定組織和注射液體之間的溫差，並將該差值與固定閾值作比較。警報處理器使用該比較來確定警報條件。
另外，美國專利5,334,141公開了一種微波溢出檢測系統，它採用可重複使用的微波天線和用於將微波天線可鬆開地固定於病人注射部位上的皮膚的可拆卸附件。該附件使天線與病人的皮膚保持緊密的接觸，以在使天線與環境噪聲信號屏蔽的同時優化其間的微波傳送。美國專利5,954,668也公開了將微波天線用於感應組織的溫度以檢測溢出。雖然用微波能量測量溫度變化和熱輻射係數能導致即時檢測，但溫差對於實際測量常常太小。
除了如上所述用於溢出檢測的微波輻射測量之外，如美國專利4,488,559所述還可以將輻射測量用於肺部水腫的檢測。美國專利4,240,445公開了通過與組織相連的傳輸線傳送電磁能量來檢測肺部水腫。美國專利4,690,149公開了通過傳感器檢測阻抗變化來檢測腦水腫。美國專利6,233,479中也公開了腦水腫檢測的建議方法，其中將來自微波天線的測量信號與所存儲的特性水腫信號作比較。
如美國專利6,061,589中所述，微波能量還用於檢測活體組織中的腫瘤。與微波輻射測量中的被動測量不同，美國專利6,061,589公開了利用微波天線將電磁能量傳送至身體(胸部組織)內並測量結果信號。在那一點上，美國專利6,061,589說明了一種根據相對電介質特性中的差異檢測早期腫瘤的微波天線。將微波頻率範圍內的電磁能量施加在組織中的分散體積並收集分散的信號返回。照射位置以預定掃描模式移動或變化。對返回的信號進行處理，以檢測指示腫瘤存在的異常。
微波能量還被用於非侵襲性層析光譜成像中。參見美國專利號6,332,087和6,026,173。微波能量還用於測量非活體有機組織中的脂肪含量。例如，可以在www.distell.com/products/papers/pap-er2.htm獲得的M.Kent，「Hand HeldFat/Water Determination」(1993)(手持式脂肪/水測定)中，公開了一種用於這種測定的微波傳輸帶傳感器。通常，海魚和其它含脂肪魚類的脂肪含量與水含量成比例。魚的電介質特性取決於水的含量。在Kent的設備中，相對於水含量來測定魚的傳輸特性的變化。
希望研製一種經改進的用於檢測組織中液體水平的變化，特別是用於檢測活體組織中提高的或異常的液體水平(例如，由於水腫、血腫或溢出)的設備、系統和方法。這裡呈現的本發明的目的和優點對於相關技術領域的技術人員來說將通過閱讀此文件的詳細說明書部分而變得明顯，並將在和這裡呈現的附圖和權利要求一起考慮詳細說明書時變得尤其明顯。
發明內容
通過下面所概述的本發明的各個實施例和相關方面來實現本發明的目的和優點。
在一個方面中，本發明提供一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器設備，包括具有多個橋接部分的外殼，這些橋接部分在交點處相連並被設置成外接由外殼限定的開口；和至少部分坐落於各橋接部分的交點處的外殼中的多個天線元件。多個天線元件中的每一個包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線。平面天線的外表面不面向襯底。多個天線元件中的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。
在一個實施例中，傳感器設備還包括用於每個天線元件的RF電纜組件。每一RF電纜組件在其一端包括一個連接器。在其另一端，RF電纜組件被電連接至與其相對應的天線元件。該傳感器設備能另外或可選擇地包括至少一個用於將能量傳送至天線元件和從天線元件接收能量的柔性電路板組件。該柔性電路板可包括至少一個分路器，使得能用柔性電路板內的單個傳輸軌跡將電磁能量傳送至多個天線元件中的至少兩個。柔性電路板可包括至少一個組合器，使得電磁能量能從多個天線中的至少兩個接收並通過柔性電路板內的單個傳輸軌跡傳送。
傳感器設備能進一步包括將傳感器設備可操作地附於身體組織的粘附機構。該粘附機構可包括限定基本與外殼的開口同延的剪切區域的粘貼部分。該粘貼部分的一側塗覆著適於可去除地附於組織的第一粘附劑，而其另一側塗覆著適於附於外殼下表面的第二粘附劑。粘附機構可進一步包括附於粘貼部分周邊的剝離帶(release band)。在一個實施例中，第一粘附劑適合便於從病人身上去除粘附機構。例如，第一粘附劑能提供比第二粘附劑少的粘附力。
在一個實施例中，傳感器設備的多個天線元件中的每一個至少包括第一天線元件對和第二天線元件對。第一天線元件對包括第一發送天線元件和第一接收天線元件。同樣，第二天線元件對包括第二發送天線元件和第二接收天線元件。
第一天線元件對和第二天線元件對可相互分開，以在第一天線元件對和第二天線元件對之間製造一個靈敏度降低的區域。第一天線元件對和第二天線元件對之間的間隔可設置成使傳感器對靈敏度降低的區域內預定量的液體變化不敏感。可由第一發送天線元件和第一接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第一區域。可由第二發送天線元件和第二接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第二區域。
在另一方面，本發明提供一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器設備，包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對。第一發送天線與第一接收天線分離，並通過第一橋接部分連接至第一接收天線。傳感器還包括至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對。第二發送天線與第二接收天線分離，並通過第二橋接部分連接至第二接收天線。第一天線對和第二天線對通過第一間隔部分和第二間隔部分間隔地連接，從而通過第一天線對、第二天線對、第一間隔部分和第二間隔部分限定一個開放的區域。
可通過外殼部分包圍每個天線元件。天線元件中的每一個都包括安裝在外殼部分內的襯底和安裝至該襯底的大致平面天線元件。
在一個實施例中，第一橋接部分將第一發送天線的外殼部分連接至第一接收天線的外殼部分，而第二橋接部分將第二發送天線的外殼部分連接至第二接收天線的外殼部分。第一間隔部分能將第一發送天線的外殼部分連接至第二發送天線的外殼部分，而第二間隔部分能將第一接收天線的外殼部分連接至第二接收天線的外殼部分。
第一間隔部分和第二間隔部分能分隔第一天線對和第二天線對，以在第一天線對和第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。
在另一方面，本發明提供一種用於無線傳送身體組織內的液體水平變化的系統。該系統包括傳感器設備，用於檢測組織內的液體水平中的變化；發送器，它與用於從中接收指示組織內液體水平中的變化的信號的傳感器設備有效連接，並且用於發送指示液體水平中的變化的無線信號；和遙控接收器，用於接收由發送器發送的無線信號。遙控接收器可包括提供根據所接收無線信號確定的狀態的警報的指示器。
在一個實施例中，傳感器設備可包括具有多個橋接部分的外殼，其中這些橋接部分在交點處相連，並被設置成外接由外殼限定的開口。傳感器設備還包括多個至少部分坐落於外殼內橋接部分的交點處的天線元件。多個天線元件中的每一個可包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線。平面天線的外表面不面向襯底。多個天線元件中的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。
在另一實施例中，傳感器設備包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對。第一發送天線與第一接收天線分離，並通過第一橋接部分連接至第一接收天線。傳感器設備還包括至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對。第二發送天線與第二接收天線分離，並通過第二橋接部分連接至第二接收天線。第一天線對和第二天線對可通過第一間隔部分和第二間隔部分間隔地連接，從而通過第一天線對、第二天線對、第一間隔部分和第二間隔部分限定一個開放的區域。
在又一實施例中，傳感器設備包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對。第一發送天線與第一接收天線分離，並通過第一橋接部分連接至第一接收天線。傳感器設備還包括至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對。第二發送天線與第二接收天線分離，並通過第二橋接部分連接至第二接收天線。通過至少一個間隔部分將第一天線對與第二天線對隔開，從而在第一天線對和第二天線對之間的間隔中製造一個靈敏度降低的區域。
在另一方面，本發明提供一種用於將傳感器設備附於病人皮膚的粘附機構，包括粘貼部分，其第一側塗覆著適於可去除地附於皮膚的第一粘附劑，而與第一側相對的其第二側則塗覆著適於附於所述傳感器設備的第二粘附劑；以及固定於粘貼部分周邊的剝離帶，便於去除粘附機構對皮膚的附著。
粘附機構可例如限定一個通常與由傳感器設備限定的開口共延的剪切區域。第一粘附劑能適合便於去除粘附機構對皮膚的附著。第一粘附劑例如可提供比所述第二粘附劑少的粘附力。
在又一方面，本發明提供一種感應病人活體組織內液體水平中的變化的方法，包括使第一天線對與病人接觸，所述第一天線對包括第一發送天線和第一接收天線；並使第二天線對與病人接觸，所述第二天線對包括第二發送天線和第二接收天線。第一天線對和第二天線對在接觸病人時隔開，以在第一天線對和第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。
第一天線對和第二天線對之間的間隔可設置成使包括第一天線對和第二天線對的傳感器設備在靈敏度降低的區域中對預定量的液體變化不敏感。可由第一發送天線和第一接收天線之間的區域來限定較高靈敏度的第一區域，並且可由第二發送天線和第二接收天線之間的區域來限定較高靈敏度的第二區域。
在又一方面，本發明提供一種感測注入病人活體組織的液體的溢出的方法，包括使第一天線對與病人接觸，所述第一天線對包括第一發送天線和第一接收天線；使第二天線對與病人接觸，所述第二天線對包括第二發送天線和第二接收天線，通過第一發送天線和第二發送天線發送在約300MHz-約30GHz頻率範圍內的電磁能量；測量來自所述第一接收天線和所述第二接收天線的結果信號；並將該信號與一基準相比較，以確定組織中的液體水平在該時間段是否已改變。第一天線對和第二天線對在接觸病人時隔開，以在第一天線對和第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。傳感器設備可例如包括使第一天線對和第二天線對保持間隔連接的外殼。
第一天線元件對和第二天線元件對之間的間隔能設置成使包括第一天線對和第二天線對的傳感器設備對靈敏度降低的區域中預定量的溢出不敏感。可由第一發送天線元件和第一接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第一區域，並可由第二發送天線元件和第二接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第二區域。
在一個實施例中，頻率在約1GHz至約10GHz的範圍內。在另一實施例中，頻率在約3GHz至約5GHz的範圍內。
本發明、尤其是其當前較佳和可選的實施例和相關方面將通過參考以下詳細公開內容和附圖而得到更好的理解，其中圖1A圖解根據本發明一實施例的溢出傳感器的立體圖，示出為與病人皮膚接觸而設計的其下表面上的天線、以及與其相關聯的RF電纜組件。
圖1B為圖1A中所示的溢出傳感器的底視圖。
圖1C為圖1A中所示的溢出傳感器的側視圖，其下表面面向頁面的底部。
圖1D為圖1A中所示的溢出傳感器的頂視圖。
圖1E為圖1A中所示的溢出傳感器的端視圖，其下表面面向頁面的底部。
圖2圖解圖1A的傳感器的通用化和理想化的結構布局，示出高靈敏度區域和中間的靈敏度降低的區域。
圖3圖示柔性電路板的布局的一個實施例，示出用於與溢出傳感器(例如圖1A中所示的)的天線往返收發信號的柔性帶狀線。
圖4圖解使用粘附機構將本發明的溢出傳感器逐步粘附於病人皮膚的過程。
圖5圖解通過圖4的粘附機構附於病人的溢出傳感器、及其在成像組合的控制室中的使用。
圖6A圖解根據本發明的溢出傳感器，它包括一個或多個指示器以提供溢出的直觀指示。
圖6B圖解根據本發明的溢出傳感器，它包括兼作溢出的直觀指示器的一個手臂按鈕。
圖6C圖解根據本發明的溢出傳感器，其中將一個指示器包括在各天線元件中作為溢出的直觀指示器。
圖7圖解用於將指示溢出的信號從溢出傳感器(諸如圖1A中所示的)無線傳送至遙控接收器的系統。
具體實施例方式
雖然本發明的傳感器、系統和方法通常可用於感測身體組織中的任何液體(不管是體液還是輸入液體)，但本發明在這裡主要參照注入血管結構中的液體的溢出的代表性例子來說明。然而，本領域技術人員應理解通常任何液體水平的提高、異常或變化都能用本發明的傳感器、系統和方法來檢測。本發明中體液的檢測包括，但不限於，因水腫、血腫、破裂的內臟和腹腔內的結腸造管洩漏而引起的液體變化的檢測。本發明中可檢測的輸入或外來液體包括通過通常任何醫學領域中已知的技術輸入的液體，包括但不限於注射、輸注和IV滴注。如上所述，通過將電磁能量施加在組織上並檢測結果信號來檢測因組織中液體水平改變引起的復介電常數和磁導率的變化。
復介電常數和磁導率支配電磁波將如何穿過襯底。復介電常數通常具有最大影響，因為它在所關心的各組織種類和液體之間變化顯著。所關心的各種組織和許多液體的復磁導率近似於真空的復磁導率，減少了此參數的影響。然而，一些諸如MRI造影劑之類的液體可具有明顯的不同於組織的復磁導率差異。雖然血液包含少量鐵，任何大量血液的磁導率值通常微不足道。復介電常數通常表達成ε*＝ε』-jε」其中，ε』為復值的實數部分並已知為介電常數或者有時簡稱為「電容率」。術語ε」是復值的虛數部分並常被稱為「功耗因素」。(ε」/ε』)的比稱為「損耗因數」。某物質的復介電常數(有時電容率)在某些頻率上與身體組織不同。在本發明中，這些介電常數和/或磁導率的差異用於生物組織中某些液體和物質的檢測和水平監控。
轉讓給本發明受讓人的公開號為2003/0036674和2003/0036713的已公開美國專利申請，其公開內容通過引用結合在此，它公開了適用於本發明的收發天線元件、感測方法和處理算法。對包括這種天線元件的傳感器的研究表明具有例如約300MHz-約30GHz範圍內(在約1GHz-約10GHz的範圍內為佳，而在約3GHz-約5GHz的範圍內更佳)的頻率的電磁能量提供對組織的良好穿透率。通常，將這種電磁能量發射至皮下組織內並測量結果信號。已發現上述頻率範圍內的電磁能量可穿過皮膚並在例如脂肪內傳送或傳播良好。穿過脂肪層的良好傳輸性對溢出的檢測有益，因為許多溢出都發生在脂肪層。因此，與例如阻抗體積描記法相比，本發明的系統、設備和方法對溢出的靈敏度增加。
圖1A-1E圖解本發明的溢出傳感器10的一個實施例的多幅視圖。溢出傳感器10包括外殼20、多個天線或傳感器元件60a、60b、60c和60d，及與其相關聯的RF電纜組件。每條同軸電纜100都包括超小型同軸接頭(SMA接頭)110。
外殼20可例如用諸如尿烷和/或矽樹脂材料之類的基底材料製成。鐵磁體和/或其它適於吸收電磁能量洩漏的材料可與基底材料相混合。羰基鐵粉末(例如由新澤西州蒙特奧利弗(Mount Olive)的BASF公司製造的EW等級羰基鐵粉末)適用於此目的。鐵磁粉混合到至少天線元件和電纜周圍的外殼基底材料中。諸如EW等級羰基鐵粉末之類具有顯著磁導率(例如＞1)的鐵磁材料提供製造能吸收電磁能量的雜散洩漏的柔性外殼的混合物。如果得不到有效地解決，這種洩漏會因例如在溢出傳感器10的區域中觸診皮膚或因傳感器10的其它移動，可能在從天線元件30傳送的信號中誘發人為因素。除了運動和觸診人為因素以外，這種洩漏還可降低傳感器10對皮下液體的存在的靈敏度。很明顯也可將鐵磁材料與不同的基底材料相混合(例如，將形成更剛性外殼的基底材料)。
例如如圖1A-1E和2中所示，溢出傳感器10的外殼20在天線元件60a-d之間限定了一個開口24。開口24使人既能看到也能觸摸(觸診)到皮下液體有可能積聚而應出現溢出的關心部位。因此，開口24為手術者提供通過外殼20中的開口24隻通過看或觸診皮膚來核查或確認液體存在的選擇。
外殼20還包括橋接天線元件60a-d所座落的基座40(位於相連部分30和30a之間的交點50)之間間隙的部分30和30a。橋接部分30和30a例如外形較低，以使手術者能通過開口24觸診所關心的部位。護士或技師常將他們的手置於這樣的位置，使低外形的橋接部分30和30a(特別是傳感器10一側的那些橋接部分30a)更利於觸診所關心部位來檢查溢出。如圖1A和1C中最好地示出，側橋部分30a能從觸診區域的中心向外彎曲以允許增加可達性。
類似於已公布的美國專利申請2003/0036674和2003/0036713中所述的天線元件，在本發明的幾個實施例中，天線元件60a-d(每一個通常結構都相同)包括由諸如陶瓷材料(例如MgCaTiO2)之類的襯底64圍繞的有源天線或諧振結構62。諧振結構62例如適於在上述頻率範圍內收發電磁能量。襯底材料可例如具有中等到較高的介電常數(例如，在約5-約100的範圍內或在約50-約80的範圍內)或高磁導率及低損耗。為了減小天線結構的大小，在本發明的研究中使用的幾個實施例使用了5-15範圍內的陶瓷材料，從而降低了製造成本。襯底64的阻抗最好與要研究的組織的表面的阻抗相近。
不同於美國專利申請2003/0036674和2003/0036713的天線元件的各實施例中的幾個，本發明的天線元件60a-d不包括覆蓋(superstrate)材料。在公開號為2003/0036674和2003/0036713的美國專利申請中，通過使用覆蓋材料，諸如那些已公布的每一個美國專利申請的圖7D所示的天線元件被定位在襯底頂上或在襯底內形成，並且不與皮膚直接接觸。通過形成沒有覆蓋物的天線元件60a-d，天線元件60a-d在與溢出傳感器10所定位的人類組織相鄰時變成電磁加載的。該電磁加載增加了溢出傳感器10的帶寬，這增加了它檢測各種形狀和大小的皮下鬱積的能力。
用於本發明的幾項研究中的微波傳輸帶天線60a-60d由其前後覆蓋有幾薄層銅的陶瓷疊層材料製成。這種材料例如可以從亞利桑那州桑德勒(Chandler)的Roger公司在RT/duroid6010LM產品名下購得。這種微波疊層是為要求較高介電常數的電子和微波電路應用而設計的陶瓷PTFE合成物。RT/duroid6010LM疊層具有約10.2的介電常數。該疊層厚度約為2.5mm且其兩面均覆蓋有1/4-2oz./ft.2(8-70μm)的電鍍銅箔。在製造本發明的天線(或微波傳輸帶天線)60a-d的過程中，從疊層的頂部蝕刻一些銅材料以形成大致平面的天線有源元件或諧振結構62，從而在諧振結構62的外緣和襯底的外緣之間形成界線。疊層底部上的銅形成天線62a-d的接地平面66。可以提供導電材料的側向屏蔽68，以例如提高組織耦合(coupling)和防止雜散(stray)能量。
側向屏蔽68和後方接地平面66形成導電腔。諧振結構62和腔在所關心的頻率範圍內能一起諧振。這種諧振匹配能通過例如相對於用於傳輸的功率輸入增加功率輸出，和相對於可用於接收的功率增加所接收的功率來提高效率。各天線元件60a-60d還能包括陶瓷材料表面上的導電前緣67以提供附加屏蔽。與由側向屏蔽68提供的保護相關聯，各天線元件60a-d的前導電緣67用於進一步降低雜散電磁能量的洩漏。在一個實施例中，導電緣67由諸如厚度約0.010英寸的銅之類的導電材料製成。
雖然在本發明的研究中使用正方形的天線或諧振結構62，但本領域技術人員很清楚可以將許多可供選擇的天線元件或諧振結構幾何形狀(例如，圓形或矩形)用於本發明的天線。
在圖1A-2的實施例中，傳感器10包括兩個天線組或對70a和70b。第一天線對70a包括第一發送天線元件60a和第一接收天線元件60b。第二天線對70b包括第二發送天線元件60c和第二接收天線元件60d。第一天線對70a和第二天線對70b的每一對的發送和接收天線元件通過橋接部分30保持有間隔的連接。橋接部分30的長度，進而發送和接收天線元件之間的間隔可用於調節該天線對對位於天線對的發送天線和接收天線之間的傳感器(參見例如圖2及後面對其的討論)的高靈敏度區域中的液體變化的靈敏度。在那一點上，增大發送天線和接收天線之間的距離會增加由高靈敏度區域包圍的組織的體積，但也增加了能檢測到的液體變化的最小量。
圖2圖解本發明的溢出傳感器10的示意結構布局，其中四個天線元件60a-60d被分隔開，以形成天線元件60a和60b之間的第一高靈敏度區域80a、以及天線元件60c和60d之間的第二高靈敏度區域。在高靈敏度區域80a和80b之間是靈敏度較低或降低的區或區域84。靈敏度降低的區域84(及其中靈敏度)的大小由有效連接並間隔第一天線對70a和第二天線對70b的側橋部分30a的長度來確定。在本發明的這一實施例中，天線對70a和70b之間的間隔有效地增加了溢出傳感器10的感測範圍。然而，通過間隔天線對70a和70b實現在天線對70a和70b之間靈敏度降低的區域84中對少量皮下液體的較低靈敏度。高靈敏度區域80a和80b是其中能以最高靈敏度檢測液體增加的「主要」區域。然而，中等、靈敏度降低的區域84的形成允許在溢出傳感器10指示肯定回答前收集少量無醫療價值的液體(例如，血液造影劑或鹽水)。該配置少量液體的溢出在例如一百分比的療程中出現、且不需要終止CT檢查的計算機斷層掃描(CT)設置中會特別理想。關於那一點，Birnbaum等人的研究(「Extravasation DetectionAccessoryClinical Evaluation in 500 Patients，」Radiology(1999))(「溢出檢測附件500病人的臨床評估」，放射醫學(1999))記錄了在導管尖端造影劑的少量洩漏的2.6％的發生率，該洩漏量範圍約為0.5-3cc。在注射過程中，傳感器10能定位成使得注射導管尖端放置在靈敏度降低的區域84中(例如，通常位於靈敏度降低的區域84或開口區域24內的中央)。
使用已公布美國專利申請2003/0036674和2003/0036713中所公開的感測算法和閾值，少量液體(例如小於等於5cc或小於等於3cc的量)能在整個感測區域中積累而不越過警報閾值。另外，較高的閾值可以被設置並在期望水平維持有效(即，有醫療意義的水平)。另外，通過創建靈敏度降低的區域84，整個感測區域開始變得飽和時(即，液體已充滿整個感測區域且傳感器的信號停止變化時)的量增加至更大的量。
如上所述，靈敏度降低的區域84允許少量無醫療價值的溢出(血液和/或造影劑)量積累，同時顯著降低錯誤的肯定警報的概率。實際上，在本發明的幾項醫療研究中，在實現超過95％的肯定溢出檢測率的同時將錯誤的肯定警報維持在低於0.1％。
例如如圖2中所示，靈敏度降低的區域84位於高靈敏度區域或感測區域80a和80b之間。低靈敏度區域84中增加的液體水平能在高靈敏度區域80a和80b之一或兩者中引起組織變形，並間接地引起一定程度的傳感器響應。因為這種高靈敏度區域80a和80b及中等、靈敏度降低的區域84的有效重疊，傳感器10的整個液體量感測範圍顯著增加。
除了在每個天線元件對的天線元件之間維持預定的、期望的間隔、以及在天線元件對之間維持預定的、期望的間隔之外，外殼20還在每個天線元件對的天線元件之間和天線元件對之間維持所期望的相對取向。外殼20還幫助確保天線元件60a-d的每一個在傳感器設備10與病人的皮膚有效連接時基本上在同一平面。
圖3圖解用柔性電路板(也稱為「RF」柔性電路板)創造一個獨特的能用於傳送和分配由溢出傳感器300收發的電磁(例如微波)信號的薄形「柔性帶」或柔性電路傳輸系統200的一個實施例。傳感器300包括按以上結合天線元件60a-d說明的方式工作的天線元件360a-d。柔性帶傳輸系統200包括傳輸線或軌跡210。柔性帶傳輸系統200提供有「側通道」220(與層疊在柔性帶的主表面上的導電層連接)，它完成用於從傳感器300的天線元件360a-d往返傳送微波信號的加屏蔽的全同軸結構。關於那一點，柔性帶傳輸系統200的頂部和底部導電層用作接地平面，而這些層之間的通道用於提供側向屏蔽。如圖3中所示，軌跡210能例如包括劃分和組合幾何形狀212，以在需要時在諸如天線元件260a和260c之類的多個發送天線元件之間分割能量、並組合來自諸如天線元件260b和260d之類的多個接收天線元件的能量。此分割和組合允許在將傳感器300連接至處理電路時使用更少的電纜。柔性電路板和適於在微波頻率使用的其它材料可以從例如DuPont和亞利桑那州Chandler的Roger公司的高級電路材料部買到。
使用與本發明傳感器的能量傳輸系統連接的柔性電路板的另一個優點在於能實現與天線元件的低外形連接。使用焊接至本發明天線元件的同軸電纜會要求相當大的彎曲半徑、製造更高外形的連接。RF柔性電路包括一個RF垂直躍遷，該躍遷包括由接地/參考通道圍繞的中心信號通道，從而實現從天線元件收發微波能量的同軸結構。天線元件能例如在自動處理中不使用其它接頭或電纜而直接波焊至薄形RF柔性電路，從而實現低外形連接。
通過使用本發明柔性電路板中的薄介電層、並在信號平面中設計合適的信號軌跡，就可實現在例如彎曲和扭曲RF柔性電路期間增益和相位特性中的小變化。這些結果能減小使用傳感器期間可能出現的移動人為因素的影響。
圖4圖解使用本發明的粘附機構400逐步將本發明的溢出傳感器450附於病人皮膚上的過程的一個實施例。設計成可拆卸的粘附機構400包括雙面粘貼部分410和粘貼部分410周圍的剝離帶420(最好不包括粘附劑)。另外，粘貼部分410限定一個剪切區域430。剪切區域430可以是箭頭(指向例如造影劑流動的方向)或其它形狀，以指示粘附的最佳方向。雙面粘貼部分410的一面設計成貼在附於病人皮膚的所關心部位或區域(通常以導管尖端為中心)上，而另一面則設計成允許將溢出傳感器450固定於其上。當適當應用時，粘貼部分420的剪切區域430和溢出傳感器450的開口470通常同延，從而允許手術者看見和觸摸(觸診)所關心的部位。
如圖4中所示，在第一步驟中，手術者從包括適於貼在病人皮膚上的包括粘附劑的雙面粘貼部分410的一面去除第一覆蓋薄膜或層412。在步驟2中，粘附機構400被粘附於病人的皮膚，其中剪切部分430的箭頭指向造影劑流動的方向。在步驟3中，從雙面粘貼部分410的包括適於將傳感器450附於粘附機構400的一面去除第二覆蓋薄膜或層414。在步驟4中，將傳感器450附於粘附機構400使得傳感器450的開口區域470基本對準剪切區域430。在步驟5中，裝備感測模塊。
例如如圖5所示，粘附機構400的剝離帶420使手術者能在溢出傳感器450的使用完成後將粘附機構400從皮膚剝離。為了便於使用，粘貼部分410和剝離帶420的顏色、材料或質地可以不同。這一差異便於溢出傳感器450的定位和固定粘附。粘附機構400的兩面可具有不同程度的粘附力(即，粘附活性)，這便於使粘附力適於皮膚一側(可能小於傳感器一側的粘附力)。
在本發明粘附機構的幾項研究中，使用可以從明尼蘇達州聖保羅的3M購買的3M醫療用雙層膠帶#1512。這種帶子由低變應原的聚乙烯材料製成。不論使用哪種雙面膠帶或薄膜，雙面膠帶材料最好與皮膚充分接觸、並(在合適使用時)防止放置時皺褶和氣泡的形成。雙面膠帶材料最好具有低電磁損耗係數(即，在傳感器的工作頻率範圍內)。這些特性允許電磁能量(例如，微波)有效穿透膠帶。多數膠帶具有這些特性。然而，包含金屬顆粒或其它導電材料的帶子可能不適用於本發明的粘附機構。但是，帶子能包含例如諸如陶瓷材料之類產生具有低電磁損耗和匹配表面組織的阻抗的薄形結構的材料。本實施例可在天線和組織之間提供微波能量的更好耦合(coupling)，以在減少能量洩漏的同時增加檢測靈敏度，從而減少任何觸診/移動人為因素。
作為結合圖4所述的步驟的備選，可首先將雙面膠粘在傳感器一面，同時用手指在整個傳感器接觸面/天線表面周圍施加壓力(確保良好的粘附力並防止氣泡)。去除內側或病人側覆蓋薄膜412並將粘附機構/傳感器靠皮膚放置，短暫施壓。
如圖4、5和6A中所示，且如上所述，可形成溢出傳感器400的外殼中用於觸診的開口470以及粘附機構的剪切區域，來指示傳感器應放置的方向(例如箭頭形狀)。開口470的這種形狀也幫助手術者對準溢出傳感器450和粘附機構400以最佳地粘附到病人皮膚上，這對由溢出傳感器400檢測和傳送的信號的完整性很重要。
本發明的溢出傳感器450和其它溢出傳感器還能配備一個或多個用戶接口或指示器。圖6A和6B分別圖解能將光導管480或諸如傳感器500上的發光二極體580(LED)之類的其它視覺指示器包括在本發明的溢出傳感器中，以提供例如溢出的視覺指示。另外或另選地，能提供諸如可聽指示器或觸摸指示器之類的其它類型指示器。在圖6A中，將光導管480包括在使溢出傳感器和相關聯的基座/控制單元互連的RF電纜組件中，從而整條電纜或其一部分發光以指示肯定溢出狀態。光導管還能通過敷設電纜來點亮傳感器外殼上的指示器。在圖6C中，提供了多個指示燈580。另外，用於對整個系統「裝備(arming)」或「布基線(baselining)」之類的功能的用戶輸入按鈕可在本發明的溢出傳感器上實現。在圖6B中，指示器580也是用戶輸入按鈕。可以將可聽、觸摸和/或視覺警報集成在傳感器的外殼中。這些特徵是有利的，因為用戶常常專注於注射部位(例如，在CT應用中)，且因此不僅易於觀察位於那裡的光指示器，而且易於從那裡提供輸入。
諸如指示燈480』之類的指示器設備能另選地或另外地安裝至或集成至注射器系統的遠程顯示器或控制器單元，如CT成像組合背景中的例如圖5所示。這種遠程顯示器或控制單元通常位於CT組合的控制室中而不是注射器和溢出傳感器所處的掃描儀室中。
圖7圖解用於將指示溢出的信號從配備有發送器710(例如RF發送器)的溢出傳感器800無線傳送至遙控接收器720的系統700。這種無線系統700能用本發明的任何溢出傳感器來實現。在一個實施例中，無線系統700包括將傳感器800連接至發送器710的短RF電纜730。在使用中，能將溢出傳感器800附於例如注射部位周圍的上臂，並且可以用帶子將發送器710縛於或附於腕部附近或直接附在腕部。如果將溢出傳感器800附於手背或腕部，則可以很象運動收音機那樣將RF發送器710縛於上臂。短RF電纜730如上所述將兩個組件互接，且可以是與傳感器800的外殼分離或分開的組件。此配置中的短RF電纜730能改善性能，並能減少移動人為因素和與某些更長電纜相關聯的其它複雜因素的可能性。在圖7的實施例中，傳感器800包括如上述那樣工作的觸診開口840和指示燈800。
雖然這裡說明和圖解的本發明的各個實施例和相關方面主要是在CT成像過程的背景下呈現的，本領域的技術人員理解本發明還可應用於或適用於其它類型的應用，例如正電子成象術(PET)、磁共振成像(MRI)、磁共振血管造影術(MRA)和超聲波過程以及多種治療和其它過程。
已根據專利條約詳細闡述了實現本發明的目前較佳實施例。然而，本發明相關領域的普通技術人員仍然可以認識到實踐本發明的另選方法，而不偏離這裡公開的諸概念和實施例。
權利要求
1.一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器設備，所述傳感器設備包括具有多個橋接部分的外殼，所述橋接部分在交點處連接並被設置成外接由外殼限定的開口；和至少部分地坐落於外殼中所述橋接部分的交點處的多個天線元件，所述多個天線元件的每一個包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線，所述平面天線的外表面不面向襯底，所述多個天線元件的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。
2.如權利要求1所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括用於每個天線元件的RF電纜組件，每個RF電纜組件在其一端包括一個接頭而在其另一端被電連接至與其相對應的天線元件。
3.如權利要求1所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括至少一個用於將能量傳送至天線元件和從天線元件接收能量的柔性電路板組件。
4.如權利要求3所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括所述柔性電路板包括至少一個分路器，使得能用柔性電路板中的單個傳輸軌跡將電磁能量傳送至多個天線元件中至少兩個。
5.如權利要求3所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括所述柔性電路板包括至少一個組合器，使得電磁能量能從多個天線的至少兩個接收、並通過柔性電路板中的單個傳輸軌跡傳送。
6.如權利要求1所述的傳感器設備，還包括將傳感器設備可操作地附於身體的組織的粘附機構，所述粘附機構包括限定基本與外殼的開口同延的剪切區域的粘貼部分，所述粘貼部分的一側塗覆著適合可去除地附於組織的第一粘附劑，而其另一側塗覆著適合附於外殼下表面的第二粘附劑。
7.如權利要求6所述的傳感器設備，其特徵在於，所述粘附機構進一步包括附於粘貼部分的周邊的剝離帶。
8.如權利要求7所述的傳感器設備，其特徵在於，所述第一粘附劑提供比所述第二粘附劑少的粘附力。
9.如權利要求1所述的傳感器設備，其特徵在於，所述多個天線元件的每一個至少包括一個第一天線元件對和一個第二天線元件對，所述第一天線元件對包括第一發送天線元件和第一接收天線元件，所述第二天線元件對包括第二發送天線元件和第二接收天線元件。
10.如權利要求9所述的傳感器設備，其特徵在於，所述第一天線元件對和第二天線元件對相互分開，以在所述第一天線元件對和第二天線元件對之間製造一個靈敏度降低的區域。
11.如權利要求10所述的傳感器設備，其特徵在於，所述第一天線元件對和第二天線元件對之間的間隔被設置成使傳感器對靈敏度降低的區域中預定量的液體變化不敏感。
12.如權利要求11所述的傳感器設備，其特徵在於，由所述第一發送天線元件和第一接收天線元件之間的區域限定一個較高靈敏度的第一區域，由所述第二發送天線元件和第二接收天線元件之間的區域限定一個較高靈敏度的第二區域。
13.一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器，包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對，所述第一發送天線與第一接收天線分開、並通過第一橋接部分連接至第一接收天線；至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對，所述第二發送天線與所述第二接收天線分開、並通過第二橋接部分連接至所述第二接收天線；所述第一天線對和第二天線對通過第一間隔部分和第二間隔部分間隔地連接，使得由所述第一天線對、所述第二天線對、所述第一間隔部分和所述第二間隔部分限定一個開放的區域。
14.如權利要求13所述的傳感器，其特徵在於，通過外殼部分包圍每個天線元件，所述天線元件的每一個都包括安裝在外殼部分中的襯底和安裝至所述襯底的大致平面天線元件。
15.如權利要求14所述的傳感器，其特徵在於，所述第一橋接部分將所述第一發送天線的外殼部分連接至所述第一接收天線的外殼部分，而所述第二橋接部分將所述第二發送天線的外殼部分連接至所述第二接收天線的外殼部分。
16.如權利要求15所述的傳感器，其特徵在於，所述第一間隔部分將所述第一發送天線的外殼部分連接至所述第二發送天線的外殼部分，而所述第二間隔部分將所述第一接收天線的外殼部分連接至所述第二接收天線的外殼部分。
17.如權利要求13所述的傳感器，其特徵在於，所述第一間隔部分和所述第二間隔部分能間隔所述第一天線對和所述第二天線對，以在所述第一天線對和所述第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。
18.如權利要求17所述的傳感器，其特徵在於，所述第一天線元件對和第二天線元件對之間的間隔被設置成使傳感器對靈敏度降低的區域中預定量的液體變化不敏感。
19.如權利要求18所述的傳感器設備，其特徵在於，由所述第一發送天線元件和第一接收天線元件之間的區域限定一個較高靈敏度的第一區域，由所述第二發送天線元件和第二接收天線元件之間的區域限定一個較高靈敏度的第二區域。
20.如權利要求13所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括用於每個天線的RF電纜組件，每個RF電纜組件在其一端包括一個接頭而在其另一端被電連接至與其相對應的天線。
21.如權利要求13所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括至少一個用於將能量傳送至天線和從天線接收能量的柔性電路板組件。
22.如權利要求21所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括所述柔性電路板包括至少一個分路器，使得能用柔性電路板中的單個傳輸軌跡將電磁能量傳送至所述第一發送天線和所述第二發送天線。
23.如權利要求21所述的傳感器設備，其特徵在於，還包括所述柔性電路板包括至少一個組合器，使得電磁能量能從所述第一接收天線和所述第二接收天線接收、並通過所述柔性電路板中的單個傳輸軌跡傳送。
24.如權利要求13所述的傳感器，還包括將傳感器設備可操作地附於身體組織的粘附機構，所述粘附機構包括限定基本與外殼的開口同延的剪切區域的粘貼部分，所述粘貼部分的一側塗覆著適合可去除地附於組織的第一粘附劑，而其另一側塗覆著適合附於傳感器的第二粘附劑。
25.如權利要求24所述的傳感器，其特徵在於，所述粘附機構進一步包括附於粘貼部分的周邊的剝離帶，所述剝離帶通常沒有粘附劑。
26.一種用於無線傳送身體組織中的液體水平變化的系統，所述系統包括傳感器設備，用於檢測組織內的液體水平中的變化；發送器，與用於從其接收指示組織內的液體水平中的變化的信號的傳感器設備有效連接，並且用於發送指示液體水平中的變化的無線信號；和遙控接收器，用於接收由所述發送器發送的無線信號。
27.如權利要求25所述的系統，其特徵在於，所述遙控接收器包括提供根據所接收無線信號確定的狀態的警報的指示器。
28.如權利要求25所述的系統，其特徵在於，所述傳感器設備包括具有多個橋接部分的外殼，所述橋接部分在交點處連接並被設置成外接由外殼限定的開口；和多個至少部分坐落於外殼中所述橋接部分的交點處的天線元件，所述多個天線元件中的每一個包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線，所述平面天線的外表面不面向襯底，所述多個天線元件中的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。
29.如權利要求25所述的系統，其特徵在於，所述傳感器設備包括包括第一發送天線和第一接收天線的第一天線對，所述第一發送天線與所述第一接收天線分開、並通過第一橋接部分連接至所述第一接收天線；至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對，所述第二發送天線與所述第二接收天線分開、並通過第二橋接部分連接至所述第二接收天線；所述第一天線對和所述第二天線對通過第一間隔部分和第二間隔部分間隔地連接，使得由所述第一天線對、所述第二天線對、所述第一間隔部分和所述第二間隔部分限定一個開放的區域。
30.如權利要求25所述的系統，其特徵在於，所述傳感器設備包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對，所述第一發送天線與所述第一接收天線分開、並通過第一橋接部分連接至所述第一接收天線；至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對，所述第二發送天線與所述第二接收天線分開、並通過第二橋接部分連接至所述第二接收天線；所述第一天線對通過至少一個間隔部分與所述第二天線對隔開，從而在所述第一天線對和所述第二天線對之間的間隔中製造一個靈敏度降低的區域。
31.如權利要求25所述的系統，其中，所述傳感器設備還包括將所述傳感器設備附於身體組織的粘附機構，所述粘附機構包括限定基本與開口區域同延的剪切區域的粘貼部分，其第一側塗覆著適合可去除地附於組織的第一粘附劑，且其另一側塗覆著適合附於所述傳感器設備的第二粘附劑。
32.如權利要求31所述的傳感器，其特徵在於，所述粘附機構還包括固定於所述粘貼部分的周邊的剝離帶，所述剝離帶通常沒有粘附劑。
33.如權利要求32所述的系統，其特徵在於，所述第一粘附劑提供比所述第二粘附劑少的粘附力。
34.一種用於將傳感器設備粘附於病人皮膚的粘附機構，包括粘貼部分，具有塗覆著適合可去除地附於組織的第一粘附劑的第一側，和與所述第一側相反的第二側，第二側上塗覆著適合傳感器設備的第二粘附劑；和附於所述粘貼部分的周邊以便於去除粘附機構對皮膚粘附的剝離帶。
35.如權利要求34所述的粘附機構，其特徵在於，所述粘貼部分限定基本與由傳感器所限定的外殼的開口同延的剪切區域。
36.如權利要求34所述的粘附機構，其特徵在於，所述第一粘附劑提供比所述第二粘附劑少的粘附力。
37.一種感測病人的活體組織內液體水平中的變化的方法，包括使第一天線對與病人接觸，所述第一天線對包括第一發送天線和第一接收天線；使第二天線對與病人接觸，所述第二天線對包括第二發送天線和第二接收天線，所述第一天線對和第二天線對在接觸病人時被分隔，以在所述第一天線對和所述第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。
38.如權利要求37所述的方法，其特徵在於，所述第一天線對和第二天線對之間的間隔設置成使包括所述第一天線對和第二天線對的傳感器設備對靈敏度降低的區域中預定量的液體變化不敏感。
39.如權利要求38所述的方法，其特徵在於，由所述第一發送天線和第一接收天線之間的區域來限定較高靈敏度的第一區域，並且由所述第二發送天線和第二接收天線之間的區域來限定較高靈敏度的第二區域。
40.一種感測注入病人活體組織的液體的溢出的方法，包括使第一天線對與病人接觸，所述第一天線對包括第一發送天線和第一接收天線；使第二天線對與病人接觸，所述第二天線對包括第二發送天線和第二接收天線；通過所述第一發送天線和所述第二發送天線發送在約300MHz-約30GHz頻率範圍內的電磁能量；測量來自所述第一接收天線和所述第二接收天線的結果信號；並將所述信號與一基準作比較，以確定組織內的液體水平在該時間段是否已改變，所述第一天線對和所述第二天線對在接觸病人時隔開，以在所述第一天線對和所述第二天線對之間製造一個靈敏度降低的區域。
41.如權利要求40所述的方法，其特徵在於，所述第一天線元件對和第二天線元件對之間的間隔能被設置成使包括所述第一天線對和所述第二天線對的傳感器設備對靈敏度降低的區域中預定量的溢出不敏感。
42.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，由所述第一發送天線元件和所述第一接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第一區域，並由所述第二發送天線元件和所述第二接收天線元件之間的區域限定較高靈敏度的第二區域。
43.如權利要求40所述的方法，其特徵在於，所述頻率在約1GHz至約10GHz的範圍內。
44.如權利要求40所述的方法，其特徵在於，所述頻率在約3GHz至約5GHz的範圍內。
45.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，所述傳感器設備包括一個維持所述第一天線對和所述第二對間隔地連接的外殼。
46.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，所述第一天線對和所述第二天線對的每個天線包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線，所述平面天線的外表面不面向襯底，所述多個天線元件中的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。
47.如權利要求46所述的方法，其特徵在於，所述電屏蔽包括與所述襯底的後面相鄰的後面部分、包圍所述襯底的側面的側向屏蔽、以及與所述襯底的前面相鄰並從所述側向屏蔽向內延伸的前面部分，所述平面天線和所述前面部分之間維持界線。
48.如權利要求1所述的傳感器設備，其特徵在於，所述電屏蔽罩包括與所述襯底的後面相鄰的後面部分、包圍所述襯底的側面的側向屏蔽、以及與所述襯底的前面相鄰並從所述側向屏蔽向內延伸的前面部分，所述平面天線和所述前面部分之間維持界線。
全文摘要
一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器設備，包括具有多個橋接部分的外殼，所述橋接部分在交點處連接並被設置成外接由外殼限定的開口；以及至少部分地坐落於外殼中所述橋接部分的交點處的多個天線元件，所述多個天線元件的每一個包括在平面天線的基底處安裝至襯底材料的大致平面天線，所述平面天線的外表面不面向襯底，所述多個天線元件的每一個還包括圍繞襯底的電屏蔽罩。一種用於檢測身體組織內液體水平中的變化的傳感器，包括包含第一發送天線和第一接收天線的第一天線對。所述第一發送天線與第一接收天線分開並通過第一橋接部分連接至第一接收天線。所述傳感器還包括至少一個包含第二發送天線和第二接收天線的第二天線對，所述第二發送天線與所述第二接收天線分開並通過第二橋接部分連接至所述第二接收天線。所述第一天線對和第二天線對通過第一間隔部分和第二間隔部分間隔地連接，使得由所述第一天線對、所述第二天線對、所述第一間隔部分和所述第二間隔部分限定一個開放的區域。
文檔編號G01N22/00GK1870934SQ200480031430
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月25日 優先權日2003年10月24日
發明者C·布頓, F·魯格瑞, R·哈法姆, J·黑爾德 申請人:梅德拉股份有限公司