发射变频响应信号的无线可检测对象以及用于检测和定位所述对象的方法和系统技术方案

公开了用于检测无线可检测对象的方法和设备。所述无线可检测对象可以包含天线和无源变频应答器电路，所述无源变频应答器电路通信地耦接到所述天线。所述无源变频应答器电路由从外部源接收的询问信号供电并且经由所述天线返回无线响应信号，所述无线响应信号具有随单个询问周期变化的频率。这种变化可以基于衰减控制电压和/或开关，所述衰减控制电压控制所述无源变频应答器电路中的一个或多个组件的一个或多个值，所述开关选择性地耦接所述无源变频应答器电路中的组件以及与所述组件解耦接。所述变频能为所述无线响应信号提供特性签名，所述特性签名能用于识别所述无线可检测对象。

Wireless detectable object transmitting frequency conversion response signal and method and system for detecting and locating said object

【技术实现步骤摘要】
发射变频响应信号的无线可检测对象以及用于检测和定位所述对象的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年10月4日提交的美国临时专利申请序列号62/741,274的权益和优先权，所述美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
本公开总体上涉及无线可检测对象，并且更具体地涉及可以在接收询问信号时发射变频响应信号的无线可检测对象。这可以用于标记用于医疗程序的对象或可以采取用于医疗程序的对象的形式，例如，海绵、纱布或仪器。
技术介绍
相关技术说明能够确定对象的存在或不存在通常是有用或重要的。例如，重要的是，在完成外科手术之前确定与外科手术相关的对象是否存在于患者的身体中。这种对象可以采取各种形式，如例如仪器，例如手术刀、剪刀、镊子、止血钳和/或夹具。而且，例如，对象可以采取相关附件和/或一次性对象的形式，例如，手术海绵、纱布和/或药棉块。在缝合患者之前未能定位对象可能需要另外的外科手术，并且在某些情况下可能具有严重的不良医疗后果。一些医院已经制定了程序，所述程序包含检查表或要求执行多次计数，以跟踪外科手术期间对象的使用和返回。这种手动方法是低效的，需要耗费训练有素的人员的时间，并且容易出错。另一种方法采用使用无线应答器和可以包含收发器的询问单元的自动化。自动化系统可以有利地提高准确度，同时减少训练有素且高报酬的人员所需的时间量。这种方法可以采用无源无线应答器，所述无源无线应答器附接到外科手术期间使用的各种对象。收发器可以发射为应答器供电的无线信号(例如，无线电或微波频率)。作为响应，收发器可以检测由应答器返回的无线信号。一些实施方案采用存储并返回唯一标识符的无线应答器。这些无线应答器通常被称为射频识别(RFID)应答器或标记。其它实施方案采用的应答器不存储或返回唯一标识符，而是返回(例如，后向散射)指示无线应答器的存在而不唯一地识别具体无线应答器的信号。与采用RFID无线应答器的系统相比，采用哑无线应答器的系统通常具有检测身体组织内的无线应答器标记的对象的更好的范围和/或能力。例如在患者肥胖的情况下，这可能是特别有利的。在2000年2月22日发布的美国专利第6,026,818号和2004年12月16日公开的美国专利公开第US2004/0250819号中讨论了采用哑无线应答器的方法的实例。
技术实现思路
然而，这些方法中的一些方法不允许例如从类似对象的集合中识别具体对象。例如，采用哑无线应答器的方法通常不能从一组膝部海绵中识别特定的或具体的膝部海绵。允许通过发射标识符识别对象的常规方法通常以具有较短检测范围的频率发射信号，这可能抑制对应答器以及因此附接到其的对象的检测。此外，当这些应答器位于的位置使得应答器与询问装置之间存在障碍物或膜(如皮肤或肉等)时，这些应答器可能无法被询问装置检测到。另外，这些方法中的一些方法可能易受噪声干扰，这可能导致从应答器发射的响应信号不能被询问单元检测到。因此，期望一种用于唯一地识别和稳健地检测应答器组合件的存在和不存在以及进行识别的新方法。一种无线可检测对象可以被概括为包含：至少一个天线；无源变频应答器电路，其通信地耦接到所述至少一个天线，所述无源变频应答器电路由经由所述至少一个天线从外部源接收的询问信号供电并且能够操作以经由所述至少一个天线返回无线响应信号，所述响应信号具有随单个询问周期变化以在所述无线响应信号中产生特性签名的频率。所述无源变频应答器电路可以包含至少一个电感器和至少一个变容二极管，所述变容二极管具有至少部分地取决于控制电压的可变电容，所述无线响应信号的所述频率至少部分地基于所述变容二极管的所述可变电容变化。所述无源变频应答器电路可以在接收所述询问信号时生成响应电压，所述响应电压在所述询问信号被从所述无源变频应答器电路中移除时降低，并且其中所述变容二极管中的所述可变电容的所述控制电压至少部分地取决于所述响应电压。所述变容二极管的所述可变电容可以与所述控制电压成反比地变化。所述无线响应信号的所述频率可以相对于所述可变电容成反比地变化。所述至少一个电感器可以包含多个线圈，每一个线圈在与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向不同的方向上延伸。所述多个线圈中的每一个线圈可以与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向成直角地延伸。所述多个线圈中的每一个线圈可以包含铁氧体。所述无源变频应答器电路可以包含至少一个电感器、第一电容器和开关，所述开关能够操作以将至少一个第二电容器电耦接到所述无源变频应答器电路的其它组件以及将所述至少一个第二电容器与所述组件解耦接，其中经由所述天线返回的所述无线响应信号在所述第二电容器电耦接到谐振电路时具有第一频率并且在所述第二电容器与所述谐振电路解耦接时具有第二频率。所述第二频率可以低于所述第一频率。所述开关可以包含一个或多个晶体管。所述至少一个电感器可以包含多个线圈，每一个线圈在与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向不同的方向上延伸。所述多个线圈中的每一个线圈可以与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向成直角地延伸。所述至少一个天线可以包含第一天线和第二天线，并且其中所述无源变频应答器电路至少包含第一谐振电路和第二谐振电路，所述第一谐振电路通信地电耦接到所述第一天线，所述第二谐振电路通信地耦接到所述第一谐振电路和所述第二天线，其中所述第一谐振电路由经由所述第一天线接收的所述询问信号供电并且作为响应生成第一频率的第一信号，其中所述第二谐振电路由所述第一信号供电并且作为响应生成第二频率的第二信号，并且其中由所述第二天线返回的所述响应信号包含所述第一信号和所述第二信号中的至少一个信号。所述第二天线可以进一步通信地耦接到所述第一谐振电路，其中由所述第二天线返回的所述响应信号可以至少包含所述第一信号和所述第二信号。所述响应信号可以仅包含所述第二信号。在操作中，所述第一谐振电路可以在第一时间段期间接收所述询问信号并且所述第二天线可以在第二时间段期间生成所述响应信号，所述第一时间段与所述第二时间段至少部分地重叠。所述无线可检测对象可以进一步包含：具有内腔的小袋，所述无源变频应答器电路收容在所述小袋的所述内腔内。所述无线可检测对象可以进一步包含：一片吸收材料，其中所述小袋物理地耦接到所述一片吸收材料的至少一部分。所述一片吸收材料可以是手术海绵和手术纱布中的至少一种。所述无线可检测对象可以进一步包含：一片吸收材料，所述无源变频应答器电路物理地耦接到所述一片吸收材料。所述一片吸收材料可以是手术海绵和手术纱布中的至少一种。一种用于检测无线可检测对象的系统可以被概括为包含：所述无线可检测对象，所述无线可检测对象包含至少一个天线；以及无源变频应答器电路，其通信地耦接到所述至少一个天线，所述无源变频应答器电路由经由所述至少一个天线从外部源接收的询问信号供电并且能够操作以经由所述至少一个天线返回无线响应信号，所述响应信号具有随单个询问周期变化以在所述无线响应信号中产生特性签名的频率；和收发器，所述收发器包含至少一个天线，来自所述收发器的所述至少一个天线发射所述询问信号并接收所述响应信号。...

【技术保护点】
1.一种无线可检测对象，所述无线可检测对象包括：/n至少一个天线；以及/n无源变频应答器电路，其通信地耦接到所述至少一个天线，所述无源变频应答器电路由经由所述至少一个天线从外部源接收的询问信号供电并且能够操作以经由所述至少一个天线返回无线响应信号，所述响应信号具有随单个询问周期变化以在所述无线响应信号中产生特性签名的频率。/n

【技术特征摘要】
20181004 US 62/741,274;20190904 US 16/560,3001.一种无线可检测对象，所述无线可检测对象包括：
至少一个天线；以及
无源变频应答器电路，其通信地耦接到所述至少一个天线，所述无源变频应答器电路由经由所述至少一个天线从外部源接收的询问信号供电并且能够操作以经由所述至少一个天线返回无线响应信号，所述响应信号具有随单个询问周期变化以在所述无线响应信号中产生特性签名的频率。


2.根据权利要求1所述的无线可检测对象，其中所述无源变频应答器电路包含至少一个电感器和至少一个变容二极管，所述变容二极管具有至少部分地取决于控制电压的可变电容，所述无线响应信号的所述频率至少部分地基于所述变容二极管的所述可变电容变化。


3.根据权利要求2所述的无线可检测对象，其中所述无源变频应答器电路在接收所述询问信号时生成响应电压，所述响应电压在所述询问信号被从所述无源变频应答器电路中移除时降低，并且其中所述变容二极管中的所述可变电容的所述控制电压至少部分地取决于所述响应电压。


4.根据权利要求2所述的无线可检测对象，其中所述变容二极管的所述可变电容与所述控制电压成反比地变化。


5.根据权利要求4所述的无线可检测对象，其中所述无线响应信号的所述频率相对于所述可变电容成反比地变化。


6.根据权利要求2所述的无线可检测对象，其中所述至少一个电感器由多个线圈构成，每一个线圈在与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向不同的方向上延伸。


7.根据权利要求6所述的无线可检测对象，其中所述多个线圈中的每一个线圈与其它相应的线圈中的每一个线圈延伸的方向成直角地延伸。


8.根据权利要求6所述的无线可检测对象，其中所述多个线圈中的每一个线圈由铁氧体构成。


9.根据权利要求1所述的无线可检测对象，其中所述无源变频应答器电路包含至少一个电感器、第一电容器和开关，所述开关能够操作以将至少一个第二电容器电耦接到所述无源变频应答器电路的其它组件以及将所述至少一个第二电容器与所述组件解耦接，其中经由所述天线返回的所述无线响应信号在所述第二电容器电耦接到谐振电路时具有第一频率并且在所述第二电容器与所述谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·L·克罗夫特，
申请(专利权)人：柯惠LP公司，
类型：发明
国别省市：美国;US