具有解耦及低效发射与接收天线的非侵入性分析物传感及系统技术方案

一种非侵入式分析物传感器系统包括一天线/检测器阵列，具有至少一发射天线/元件及至少一接收天线/元件，其中至少一发射天线/元件及至少一接收天线/元件相互之间的耦合度小于95％，或相互之间的耦合度小于90％，或相互之间的耦合度小于85％，或相互之间的耦合度小于75％。所述至少一发射天线/元件发送在电磁频谱的一无线电或微波频率范围内的一发射信号至包含感兴趣的一分析物的一目标中，且所述至少一接收天线/元件检测由所述至少一发射天线/元件将所述发射信号发射到所述目标中产生的一响应。的一响应。的一响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有解耦及低效发射与接收天线的非侵入性分析物传感及系统


[0001]本公开内容一般地涉及通过光谱技术使用非光学频率，如电磁频谱的无线电或微波频段，非侵入性地检测一分析物的装置、系统及方法。更具体地，本公开涉及一种非侵入性分析物传感器，包括一发射天线及一接收天线，其中所述发射及接收天线是相互解耦的。

技术介绍

[0002]人们对能够检测及/或测量一目标中的一分析物感兴趣。一个例子是测量生物组织中的葡萄糖。在测量一病人体内葡萄糖的所述例子中，目前的分析物测量方法是侵入性的，因为它们在体液上进行测量，如血样或基于实验室的测试，或在经常使用侵入性经皮装置从病人体内抽取的液体上进行测量。有一些非侵入性的方法声称能够在生物组织中进行葡萄糖测量。然而，许多非侵入性方法通常存在以下问题：对感兴趣的分析物，如葡萄糖，缺乏特异性；温度波动的干扰；皮肤化合物(即汗液)及色素的干扰；以及安置的复杂性，即所述传感装置位于所述病人身体的多个位置。

技术实现思路

[0003]本公开内容一般涉及通过光谱技术使用非光学频率如电磁频谱的无线电或微波频段非侵入性地检测一分析物的装置、系统及方法。本文所述的一非侵入性分析物传感器包括至少一发射天线(也可称为发射元件)，其功能是在电磁频频谱的无线电或微波频率范围内向包含感兴趣的一分析物的一目标发射一生成的发射信号，以及至少一接收天线(也可称为接收元件)，其功能是检测由所述发射天线向所述目标发射的所述发射信号产生的一响应。
[0004]所述发射及接收天线彼此解耦，有助于提高所述非侵入性分析物传感器的所述检测能力。所述发射及接收天线之间的所述解耦可以使用任何一种或多种技术来实现，这些技术可以使由所述发射天线发射的尽可能多的信号进入所述目标，并使所述接收天线直接从所述发射天线接收的电磁能量最小化或甚至消除，而不进入所述目标。所述解耦可以通过所述发射及接收天线之间的一或多个有意制造的配置及/或安排来实现，所述配置及安排足以使所述发射及接收天线相互解耦。在一非限制性实施例中，所述解耦可以通过所述发射天线及接收天线具有有意的不同几何形状来实现。有意的不同几何形状指的是所述发射及接收天线的不同几何配置是有意的，并且与发射及接收天线的几何形状的差异不同，后者可能偶然或无意地发生，例如由于制造误差或公差。
[0005]实现所述发射及接收天线解耦的另一技术是在每个天线之间使用一适当间距，取决于诸如输出功率、天线大小、频率及任何屏蔽的存在等因素，以便迫使所述发射信号的一部分电磁力线进入所述目标，以便它们到达所述分析物，从而尽量减少或消除所述接收天线直接从所述发射天线接收电磁能量而不进入目标。这种技术有助于确保所述接收天线检测到的所述响应是在测量所述分析物，而不仅仅是直接从所述发射天线流向所述接收天线
的所述传输信号。在一实施例中，所述传感器可以使用一第一对发射天线及接收天线，它们之间具有一第一间距，以及第二对发射天线及接收天线，它们之间具有不同于所述第一间距的一第二间距。
[0006]本文描述的技术可用于检测感兴趣的所述分析物的所述存在，以及所述分析物的一数量或所述目标内的所述分析物的一浓度。本文所述技术可用于检测一单一分析物或超过一种的分析物。所述目标可以是任何目标，例如人类或非人类，动物或非动物，生物或非生物，包含人们可能希望检测的所述分析物。例如，所述目标可以包括但不限于人体组织、动物组织、植物组织、一无生命物体、土壤、流体、遗传物质或一微生物。所述分析物可以是人们希望检测的任何分析物，例如人类或非人类，动物或非动物，生物或非生物。例如，所述分析物可以包括但不限于血糖、血液酒精、白血球或黄体生成素中的一种或多种。
[0007]在一实施例中，一非侵入性分析物传感器系统可以包括具有至少一发射天线及至少一接收天线的一解耦天线阵列，这些天线彼此解耦。所述至少一发射天线及所述至少一接收天线相对于包含至少一感兴趣的分析物的一目标定位及排列，以便所述至少一发射天线可以向所述目标发射一发射信号，并且所述至少一接收天线可以检测到一响应。一发射电路可电连接至所述至少一发射天线。所述发射电路配置用以产生由所述至少一发射天线发射的一发射信号，其中所述发射信号在电磁频谱的一无线电或微波频率范围内。此外，一接收电路可电连接至所述至少一接收天线。所述接收电路配置用以接收由所述至少一接收天线检测到的一响应，所述响应是由所述至少一发射天线将所述发射信号发射到包含感兴趣的至少一分析物的一目标中产生的。
[0008]在一实施例中，所述解耦可以通过所述至少一发射天线及所述至少一接收天线之间一有意的几何差异实现。在另一实施例中，解耦可以通过安排所述至少一发射天线及所述至少一接收天线，其间的一适当间隔足以使所述至少一发射天线及所述至少一接收天线解耦来实现。
[0009]在本文描述的另一实施例中，一非侵入性分析物传感器系统可以包括一传感器外壳及连接到所述传感器外壳的一解耦检测器阵列。所述解耦检测器阵列可以具有至少一发射元件及至少一接收元件。所述至少一发射元件可以具有一第一几何形状，且所述至少一接收元件可以具有一第二几何形状，所述第二几何形状与所述第一几何形状不同。除了不同的几何形状或独立于不同的几何形状，在所述至少一发射元件及所述至少一接收元件之间可以提供一适当间距，足以使所述发射及接收元件相互解耦。所述至少一发射元件被定位及安排成向包含感兴趣的至少一分析物的一目标发射一发射信号，所述至少一接收元件被定位及安排成能够检测到一响应。在本实施例中，所述至少一发射元件由一导电材料条组成，其具有至少一横向尺寸大于其一厚度尺寸，并且所述至少一发射元件的所述导电材料条设置于一基板上。此外，在本实施例中，所述至少一接收元件由一导电材料条组成，其具有至少一横向尺寸大于其一厚度尺寸，且所述至少一接收元件的所述导电材料条设置于一基板上，所述基板可以是与所述至少一发射元件相同的基板或不同的基板。一发射电路连接到所述传感器外壳，并可电连接至所述至少一发射元件，其中所述发射电路配置用以产生将由所述至少一发射元件发射的一发射信号，所述发射信号在电磁频谱的一无线电或微波频率范围内。此外，一接收电路连接到所述传感器外壳，并可电连接至所述至少一接收元件。所述接收电路配置用以接收由所述至少一接收元件检测到的一响应，所述响应是由
所述至少一发射元件将所述发射信号发射到包含感兴趣的至少一分析物的所述目标中产生的。
[0010]在本文描述的另一实施例中，一非侵入性分析物传感器系统可以包括一传感器外壳及连接到所述传感器外壳的一检测器阵列。所述检测器阵列可以具有相互解耦的至少一发射元件及至少一接收元件。所述至少一发射元件可以具有一第一几何形状，所述至少一接收元件可以具有一第二几何形状，所述第二几何形状与所述第一几何形状不同。除了或与不同的几何形状分开，在所述至少一发射元件及所述至少一接收元件之间可以提供一适当间距，足以使所述发射及接收元件彼此解耦。所述至少一发射元件被定位及安排成向包含感兴趣的至少一分析物的一目标发射一发射信号，所述至少一接收元件被定位及安排成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：包括：一解耦检测器阵列，具有至少一发射元件及至少一接收元件，其中所述至少一发射元件及所述至少一接收元件为95％或更少地相互耦合；一发射电路，可电连接至所述至少一发射元件，所述发射电路配置用以产生由所述至少一发射元件发射的一发射信号，所述发射信号在电磁频谱的一无线电或微波频率范围内；一接收电路，可电连接至所述至少一接收元件，所述接收电路配置用以接收由所述至少一接收元件检测到的一响应，所述响应是由所述至少一发射元件将所述发射信号发射到包含感兴趣的所述至少一分析物的所述目标中产生的。2.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述至少一发射元件及所述至少一接收元件为90％或更少地相互耦合。3.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述至少一发射元件及所述至少一接收元件为85％或更少地相互耦合。4.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述至少一发射元件及所述至少一接收元件并排设置且具有与彼此相互平行且间隔开的多个纵轴。5.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述发射信号具有多个不同频率，每一个所述不同频率在10千赫兹至100千兆赫兹的一范围内。6.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述发射信号具有至少两个不同频率，每一个所述不同频率在所述电磁频谱的所述无线电或微波频率范围内。7.根据权利要求6所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述发射信号是具有所述至少两个不同频率的一复合信号；或所述发射信号具有至少两个单独的信号部分，每一个所述信号部分具有所述至少两个不同频率中的一者。8.根据权利要求6所述的非侵入性分析物传感器系统，其特征在于：所述响应包括多个频率，每一个所述频率与所述至少两个不同频率中的一各自频率相关联。9.根据权利要求1所述的非侵入性分析物传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普，
申请(专利权)人：知识实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：