[发明专利]用于感测来自身体的电磁信号的电感感测系统

说明书

本发明提供了一种用于感测响应于施加到身体中的电磁激励信号而从所述身体中发出的电磁信号的磁感应感测系统。所述电磁信号由相同的环形谐振器来生成和感测，所述环形谐振器包括单匝环形天线和调谐电容器。所述谐振器的所述环形天线和用于激励所述谐振器以生成激励信号的信号生成单元被一起配置，以便优化所生成的电磁激励信号的径向频率与所述天线的参考频率之间的比值，其中，所述参考频率是所生成的激励信号(波)的一个波长与所述天线的所述周长相匹配的频率。对应于所生成的激励信号的归一化径向频率的该比率的值维持在0.025至0.50之间。

技术领域

本发明涉及用于感测来自身体的电磁信号的电感感测系统，并且尤其涉及用于与身体电感耦合以用于感测电磁信号的传感器。

背景技术

电感感测能够用作对身体性质进行无创性研究的手段。

在一个有利的应用领域中，电感感测能够用作无创性研究生理特征，尤其是心脏和肺动力学的手段。电感感测基于磁感应并且与导电式感测和电容式感测相比具有许多优点。

与诸如生物阻抗测量的导电式感测相比，电感感测的优点是不需要吸附式电极；可以在没有接触的情况下和/或通过非导电材料(例如，纺织品和塑料)执行感测。

与电容式感测相比，电感感测的优点是电感感测基于磁场而不是电场，与仅在皮肤水平发生的电容式感测相反，电感感测因穿透深度更大而对身体内部的变化更敏感。这是因为磁场比电场能够更深地穿透身体，因此磁场能够用于测量身体内部更深处的性质变化，而电场主要用于测量皮肤表面处的作用，例如，皮肤性质(例如，介电常数)或皮肤移动(皮肤接近度)的变化。

基于线圈的电感传感器通过与电磁信号(即，电磁波或振荡)的电感耦合来起作用，其中，信号通过线圈的传播引起通过线圈的电流的变化，该电流的变化能够被测量并且用于传播的信号的性质(包括例如频谱、幅度和相位模式)。

电磁激励信号能够传播到待研究的身体中。电磁激励信号在身体中引起磁感应，即，因施加外部磁场而在身体组织中生成涡电流。这些涡电流然后又生成从身体传播出去的电磁信号，该电磁信号与施加的场相互作用，这种相互作用能够被线圈感测到。

身体中的组织的移动能够表现为组织的局部区域的体积变化以及组织的导电性质或介电性质的变化。然后，这些变化引起对响应于电磁刺激而从身体中发出的电磁信号的幅度和/或相位调制。通过监测这些变化，能够检测和跟踪身体中的元素的移动和大小变化，并且能够跟踪电导率和介电性质的变化。例如，心脏收缩本身主要表现为血液移动，并且呼吸本身主要表现为肺的电导率变化。

50年来，从1967年(Vas等人)和1968年(Tarjan等人)在这一领域的头两篇论文开始，该领域一直是一个活跃的研究领域，每十年都会出现多个出版物。一个积极的目标是使用电感传感器获得强烈的心肺信号。一般来说，强烈的信号是一个目标。

然而，正在进行的研究尚未引起在商业应用中采用这项技术，这是因为，众所周知，从电感传感器获得的信号仍然非常困难，并且经常会被噪声饱和。

因此，在电感感测期间提高从身体中接收的磁信号的强度是非常重要的发展领域。在现有技术的系统中，信号强度仍然过低，这妨碍了这项技术在商业应用中的有效应用。

本发明的目的是提高在电感感测期间从身体中接收的检测到的电磁信号的信号强度。

发明内容

本发明由权利要求来定义。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于感测响应于传播到身体中的电磁激励信号而从所述身体中发出的电磁信号的生理参数电感感测系统，所述系统包括：

环形谐振器，其用于与从所述身体中发出的所述电磁信号进行电感耦合，所述谐振器包括环形天线和电耦合的电容器，所述天线的环路仅具有周长为l的单匝环路，以及