射频和光学读取器扫描阵列制造技术

一种读取器设备包括天线线圈阵列，所述天线线圈阵列被配置为与植入人体的皮肤下方或内部的设备进行电磁耦合。一种植入设备可以包括环形天线或被配置为与所述读取器设备的至少一个天线线圈来耦合的其它装置，用以从所述读取器设备接收射频能量，并且向所述读取器设备发送射频传输。所述天线线圈阵列被配置为安装至所述皮肤表面，以改善所述植入设备和所述阵列中的线圈的耦合。进一步，所述读取器设备被配置为选择所述阵列中的一个或多个天线线圈，并且操作所选择的天线线圈经由射频传输与所述植入设备通信和/或将射频能量提供至所述植入设备。所述阵列中的天线线圈可以基于检测的与所述植入设备的耦合的量来选择。

Radio frequency and optical reader scanning array

A reader device consists of an array of antenna coils, which are configured to emit electromagnetic coupling with devices under or inside the skin of the human body. An implant device may include a ring antenna or other devices that are configured to be coupled with at least one antenna coil of the reader device to receive radio frequency energy from the reader device and transmit radio frequency transmission to the reader device. The antenna coil array is configured to be mounted to the skin surface to improve the coupling between the implanted device and the coil in the array. Further, the reader device is configured to select one or more antenna coils in the array, and the operation of the selected antenna coils communicate with the implants via radio frequency transmission and / or provide the radio frequency energy to the implantable device. The antenna coil in the array can be selected based on the amount of coupling detected between the device and the implanted device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频和光学读取器扫描阵列相关申请的交叉引用本申请要求2015年10月7日提交的美国非临时专利申请第14/877,347号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
除非本文另有说明，否则本部分中描述的素材不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不承认通过包括在本部分中而成为现有技术。某些医疗状况或状态可以通过生理特性(例如，脉管系统的部分中的血流量和/或血液量、血液的氧饱和度、血压)的值和/或随时间的变化来表征。此种生理特性可以通过位于身体以外的设备来测量。附加地或替代地，植入设备或可穿戴设备可以用于提供对这样的生理特性的连续或接近连续的测量。这样的可植入或可穿戴设备可以由电池供电和/或由射频能量或其他无线能量源供电。此外，这样的设备可以被配置为无线地指示所测量的生理特性(例如，通过使用RFID天线和发射器，通过使用蓝牙天线和发射器)。
技术实现思路
本公开的一些实施例提供了一种设备，包括：(i)天线线圈阵列，所述天线线圈阵列被配置为靠近皮肤表面安装并且跨越皮肤表面的指定区域，使得天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入所述皮肤表面以下的植入设备的天线的电磁耦合的相应程度；(ii)控制器，所述控制器可操作地耦合到天线线圈阵列，并且包括被编程为执行控制器操作的计算设备的控制器。所述控制器操作包括：(a)选择天线线圈阵列的天线线圈；以及(b)操作所选择的天线线圈，其中，操作所选择的天线线圈包括以下至少一个：(1)向植入设备提供无线功率，或(2)从植入设备接收无线传输。本公开的一些实施例提供了一种设备，包括：(i)天线线圈阵列，所述天线线圈阵列被配置为靠近皮肤表面安装并且跨越皮肤表面的指定区域，使得天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入所述皮肤表面以下的植入设备的天线的电磁耦合的相应程度；(ii)控制器装置，所述控制器装置可操作地耦合到天线线圈阵列，并且包括被编程为执行控制器操作的计算装置。所述控制操作包括：(a)选择天线线圈阵列的天线线圈；以及(b)操作所选择的天线线圈，其中，操作所选择的天线线圈包括以下至少一个：(1)向植入设备提供无线功率，或(2)从植入设备接收无线传输。本公开的一些实施例提供了一种方法，包括：(i)将读取器设备安装到皮肤表面，其中，所述读取器设备包括跨越所述皮肤表面的指定区域的天线线圈阵列，其中，植入设备植入所述皮肤表面下方，并且其中，所述天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入设备的天线电磁耦合的相应程度。所述方法还包括：(ii)选择天线线圈阵列的天线线圈；以及(iii)操作所选择的天线线圈，其中，操作所选择的天线线圈包括以下至少一个：(a)向植入设备提供无线功率，或(b)从植入设备接收无线传输。通过阅读以下详细描述并适当参考附图，这些以及其它方面、优点和替代方案对于本领域的普通技术人员而言将变得显而易见。附图说明图1A是邻近手臂设置的示例读取器设备和植入手臂的皮肤表面以下并且与读取器设备通信的示例微电子设备的横截面视图。图1B是图1A所示的示例读取器设备在被安装至手臂的皮肤表面时的横截面视图，并且示出植入设备的天线和读取器设备的天线线圈之间的电磁耦合的程度。图1C是图1A和图1B所示的读取器设备的天线线圈阵列的示意性视图。图2是安装至手臂的皮肤表面的示例读取器设备以及被植入手臂的皮肤表面以下并且与读取器设备通信的示例微电子设备的元件的横截面示意性视图。图3A是示例性微电子设备的透视图。图3B是图3A所示的示例微电子设备的横截面视图。图4是包括与外部读取器无线通信的微电子设备的示例系统的框图。图5是包括可以被操作为与微电子设备通信的天线阵列的示例系统的框图。图6是用于操作读取器设备的示例方法的流程图。具体实施方式在以下详细描述中，参考形成其部分的附图。在附图中，除非上下文另有规定，否则相似的标记通常标识相似的组件。在详细说明、附图和权利要求书中描述的示意性实施例并不意味着限制。可以使用其他实施例，并且可以做出其它改变，而不脱离本文呈现的主题的范围。将容易理解的是，如本文一般性描述的和附图所示的本公开的多方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文中被明确地考虑到。I、概述本公开的一些实施例提供了一种读取器设备，该读取器设备被配置为放置成与活体的皮肤表面(例如，人的上臂或腹部的皮肤)接触或以其他方式安装到该皮肤表面，并且与植入皮肤内和/或皮下的一个或多个设备相互作用。这种植入设备可各自包括一个或多个传感器，其被配置为检测身体的变量，例如，检测与脉管系统和/或皮肤中的血液的血液动力学特性有关的变量。读取器设备被配置为与植入设备光学地、电磁地或通过一些其他手段通信和/或向植入设备提供功率。例如，读取器设备可以包括一个或多个天线线圈，其可操作以与植入设备的天线电磁耦合。这种电磁耦合的天线线圈可以用于向植入设备传递射频能量和/或从植入设备接收无线传输(例如，通过检测由注入设备反射的和/或背散射的射频能量的量随时间的模式)。植入设备和天线线圈之间的电磁耦合的程度可以与多种因素相关。这些因素可包括天线线圈相对于植入设备的天线的取向和位置。例如，通过增加天线线圈与植入设备的天线之间的对准度和/或通过减小天线线圈与植入设备的天线之间的距离，可以增加天线线圈与植入设备的天线之间的耦合程度。读取器设备可以包括天线线圈阵列，该天线线圈阵列可以安装在植入设备在其下方植入的皮肤表面的附近。这种天线线圈阵列中的每个天线线圈可以具有各自的与植入设备电磁耦合的程度，其与每个天线线圈相对于植入设备的天线的相应位置和/或取向有关。相应地，每个天线线圈可以具有到植入设备的功率传输的相应的效率，从植入设备接收到的无线传输的强度、或者与植入设备的相互作用的一些其他特性。在这样的示例中，天线线圈阵列中的特定的天线线圈可以被选择并用于与植入设备相互作用(例如，向植入设备提供射频能量、从/向植入设备接收/发送无线传输)。可替代地，可以使用多于一个的天线线圈，例如作为相控阵列，来与植入设备相互作用。可以根据各种因素使用各种手段和/或方法来选择天线线圈阵列中的天线线圈。每个天线线圈相对于植入设备的位置可以被确定并用于选择到植入设备最近的天线线圈，或根据一些其他考虑来选择另一天线线圈。确定植入设备的相对位置可以包括操作相机或读取器设备的其他光检测装置，例如用以检测来自植入设备的发射和/或反射光。附加地或替代地，天线线圈可以被操作以检测每个天线线圈与植入设备之间的电磁耦合和/或相互作用的程度。例如，可以检测由每个天线线圈接收的(例如，从植入设备接收的)射频信号的信号强度，并且可以确定具有最大接收信号强度的天线线圈。在一些示例中，响应于从读取器设备接收射频能量，可以由植入设备发送这种接收到的射频信号。例如，每个天线线圈可以在相应的时间段期间被操作，以发射射频能量和/或从植入设备接收响应性地发射的射频信号。如本文所述的天线线圈阵列的天线线圈可以以各种方式配置。天线线圈可以基本共面。天线线圈可以不重叠(例如，阵列可以是六边形、方形、三角形或其他图案化的平铺天线线圈的规则或不规则阵列)，或者一个或多个天线线圈可以重叠。天线线圈可以具有基本上相同的尺寸和/或其他电磁特性(例如，阻抗、谐振频率、射频发射模式)或可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：天线线圈阵列，其中，所述天线线圈阵列被配置为安装成靠近皮肤表面，并且跨越所述皮肤表面的指定区域，使得所述天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入所述皮肤表面下方的植入设备的天线电磁耦合的相应程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.07 US 14/877,3471.一种设备，包括：天线线圈阵列，其中，所述天线线圈阵列被配置为安装成靠近皮肤表面，并且跨越所述皮肤表面的指定区域，使得所述天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入所述皮肤表面下方的植入设备的天线电磁耦合的相应程度。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线线圈阵列中的至少一个天线线圈具有六边形形状。3.如权利要求1所述的设备，其中，所述天线线圈阵列中的至少一个天线线圈具有在约3毫米至3.5毫米之间的直径。4.如权利要求1所示的设备，其中，所述天线线圈阵列中的各个天线线圈的绕组彼此分开至少大约0.5毫米。5.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括接地平面，所述接地平面在局部与所述天线线圈阵列基本平行，并且其中，所述接地平面通过一间隔层与所述天线线圈阵列分开。6.如权利要求1所述的设备，还包括接触层，其中，当所述天线线圈阵列被安装为靠近所述皮肤表面时，所述接触层被配置为接触所述皮肤表面，并且被设置在所述皮肤表面和所述天线线圈阵列之间。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述接触层具有低于大约3.5的相对介电常数和低于大约0.002的损耗角正切。8.如权利要求6所述的设备，其中，所述接触层具有在大约0.1毫米至大约0.4毫米之间的厚度。9.如权利要求1所述的设备，还包括：光发射器阵列，其中，当所述天线阵列被安装为靠近所述皮肤表面时，所述光发射器阵列被配置为安装成靠近所述皮肤表面，并且跨越所述皮肤表面的所述指定区域，使得由所述光发射器阵列的每个光发射器发射的光照射所述皮肤表面的指定区域的相应部分。10.如权利要求9所述的设备，其中，所述设备还包括穿过所述天线线圈阵列的窗口，并且其中，所述光发射器阵列的至少一个光发射器被配置为通过所述窗口照射所述皮肤表面的一部分。11.如权利要求9所述的设备，还包括：控制器，其可操作地耦合至所述天线线圈阵列和所述光发射器阵列，其中，所述控制器包括被编程为执行控制器操作的计算设备，所述控制器操作包括：操作所述天线线圈阵列中的天线线圈执行以下至少一个：(i)提供无线功率至所述植入设备，或(ii)从所述植入设备接收无线传输；以及操作所述光发射器的阵列中的光发射器执行以下至少一个：(i)提供光学无线功率至所述植入设备，或(ii)提供照明至所述植入设备的光传感器。12.如权利要求1所述的设备，还包括：射频开关，其中，所述天线线圈阵列中的每个天线线圈耦合至所述射频开关；以及控制器，其可操作地耦合至所述射频开关，其中，所述控制器包括被编程为执行控制器操作的计算设备，所述控制器操作包括：操作所述天线线圈阵列中的天线线圈执行以下至少一个：(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，S奥德里斯科尔，S科尔胡默尔，T戴尔，丛鹏，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US