[发明专利]微波心肺感测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及体部器官活动的微波感测领域，并且特别公开一种用于感测人类和动物内的器官活动的方法和装置。

背景技术

用于测量或监视人类或动物内的器官活动的各种方法是公知的。特别地，心脏和肺的监视方法是公知的。

先前的非-成像和非-侵入方法一直基于雷达原理、压力传感器(体积描记仪)、心电图描记法(ECG)或心音描记法的变体。已经见诸报道的基于雷达的方法(既有脉冲的也有连续波的)性能很差，并且认为没有商业上使用雷达的心脏监视设备。体积描记仪效果较好但是必须将其夹在或捆绑在体部上(指尖、耳垂，前额等等)而且只能送出心率，尽管可以被扩展以提供血氧。ECG方法需要与多个位置的皮肤进行欧姆“接触”联系。好的ECG描记图像在诊断上可以是完美的但是需要专门的解释。有关电容性、非欧姆电极的一些研究已有报道但是这些都具有易变性并缺少稳定性。因为将电极与皮肤隔离开的绝缘材料(例如，丁基合成橡胶)必须接触皮肤，所以最好的方法实际上并不是非-接触的。而且所有ECG方法还容易受到骨骼上肌肉产生的电噪声信号的影响而几乎无法提供关于肺运动的任何信息。心音描记法是有用的，但是仅提供有限数量的信息。

发明内容

本发明的目的在于使用体部内的子表面或以其它方式隐藏的器官的微波感测而提供一种非-侵入的体部监视能力，由其空间非均匀性和/或时间变化进行区分，这种非-侵入的体部监视能力提供了现在设备不能提供的信息。尽管可以应用在其它使用中，但是这里公开的方法和装置尤其适用于人类或动物内器官活动的非-侵入感测。

这里公开一种用于监视体部中的变化的方法和装置，所述方法包括如下步骤：(a)沿着至少两条接近的分离路径发射辐射使其通过体部；(b)在沿着所述至少两条接近的空间路径发射所述辐射之后，分析所接收的对所述辐射模式的响应中的差异以确定所述体部的一部分中的变化。

为了通过至少一个接收器以同步时分复用的方式进行接收，分隔开的发射器能够以时分复用的方式发射辐射。发射器的数量可以是两个并且接收器的数量可以是一个。由于发射器与接收器之间的二元性，在任何配置中，发射器和接收器的作用可以互换。

附图说明

本发明优选的形式将参照附图描述如下：

图1示意性示出了优选实施例的结构；

图2详细示出了优选实施例的电路图；

图3表示用于监视体部变化的方法实施例的流程图；

图4表示用于监视体部变化的另一方法实施例的流程图；以及

图5表示用于监视体部变化的再一方法实施例的流程图。

具体实施方式

在优选实施例中，提供一种新颖的和具有创造性的方法，其利用简单的体积-散射(volume-scattered)微波的非-相干检测来为器官提供监视能力。优选实施例利用一种切换(switched)比较方法，其采用锁相放大器检测来自体部内的两个或更多体积内的散射微波辐射的功率差异。

首先参照图1，其示意性地表示优选实施例1的一种结构形式，其中将一系列微波发射和接收天线2放置于邻近心脏和肺系统4的人体3旁边。天线系统2由在微控制器7控制下的模拟驱动系统6驱动。微控制器7在设备1中提供数字处理能力并且经由总线8互连到存储器9和外部网络连接设备10。

图1中示意性公开的结构以外的其它结构对于熟悉本领域的普通技术人员来说很明显，但是设计图1的结构是为了适合可佩带的便携式电池供电设备，其能够被无线电连接到远程登录和联网设备。网络互连10能够提供例如802.11联网能力的标准无线网络互连。此外，设备1可以可选地具有其自己的用户界面。可选地，非最佳形式可以包括将监视能力限定到基站。

现在参照图2，其详细示出了优选实施例的示意性结构。提供包括两个发射天线20，21和一个接收器天线22的三个微波天线以放置在临近所述待测体部的位置。天线形式可以包括通过子-波长距离分隔开的近各向同性、子-波长尺寸的“基本”形式。这些天线可以单独封装为限定的模块。天线放置的几何对称结构简化了后-处理但并不是强制的。

接收器天线22连接到包括第一带通滤波器25、对数放大器26、功率检测器27和锁相放大器28的处理序列。这种锁相放大器具有相位敏感检测器。输出被低通滤波并且在输出30之前被进一步放大29。该输出由AGC伺服系统31进行自动增益控制。