[发明专利]可植入患者的身体中的传感器以及使用该传感器的系统和方法

说明书

在一个示例中，传感器被配置为植入患者的身体中。所述传感器具有至少一个感测元件、与所述至少一个感测元件通信的测量装置以及与所述测量装置通信的内部无线通信器。所述至少一个感测元件包括电阻器，并且所述测量装置包括电容器。所述测量装置测量所述电容器通过所述电阻器的放电时间，以便生成与通过所述传感器所观察到的解剖体的解剖学特性诸如应变的值成比例的测量值。所述内部无线通信器通过所述患者的皮肤将所述测量值无线地传送至位于所述患者的身体外部的外部无线通信器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月7日提交的美国临时申请序列号62/541,924的权益，其公开内容据此如同全文所示出的那样以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及可植入患者的身体中的传感器，并且涉及使用该传感器的系统和方法。

背景技术

对人体内躯体疾病及愈合进行跟踪通常包括测量患者的身体的解剖学特性。然而，一些测量结果(诸如只能在体内获得的那些)可能难以获得。最近，可以植入患者的身体中以随时间跟踪患者健康状况的传感器已经受到人们的关注。例如，已经尝试使用一个或多个应变仪来跟踪受损或骨折的骨的愈合。所述一个或多个应变仪附接到矫形植入物，该矫形植入物继而附接到受损或骨折的骨。随着骨的愈合，骨越来越多地分担患者的身体施加在矫形植入物上的负荷。因此，施加在骨上的负荷随着骨的愈合而增加，而施加在矫形植入物上的负荷减小。原则上，可以通过所述一个或多个应变仪随时间测量负荷的这种变化来跟踪骨愈合的过程。然后可以将测量结果传送至可以由医师访问的身体外部的装置。

发明内容

在一个示例中，被配置为植入患者的身体中的传感器包括至少一个感测元件、与该至少一个感测元件通信的测量装置以及与该测量装置通信的内部无线通信器。该至少一个感测元件包括电阻器，并且该测量装置包括至少一个电容器。此外，测量装置被配置为测量该至少一个电容器通过电阻器的放电时间，以便生成与通过传感器所观察到的解剖体的解剖学特性的值成比例的测量值。无线通信器被配置为通过患者的皮肤将该测量值无线地传送至位于患者的身体外部的外部无线通信器。

在另一示例中，一种方法从植入患者的身体中的至少一个传感器检测患者的解剖学特性的值。该方法包括将该至少一个传感器的至少一个电容器充电至参考电压的步骤。该方法还包括使该至少一个电容器通过该至少一个传感器的至少一个电阻感测元件放电的步骤。该方法还包括生成与解剖学特性的值成比例的测量值的步骤。该生成步骤包括测量该至少一个电容器到触发电压的放电时间。该方法还包括通过患者的皮肤将测量值无线地传送至位于患者的身体外部的外部无线通信器的步骤。

在又一示例中，被配置为植入患者的身体中的传感器包括具有该至少一个感测元件的半导体应变仪、与该至少一个感测元件通信的测量装置以及与测量装置通信的内部无线通信器。应变仪具有基底以及布置在基底上的第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，使得第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件彼此不平行。测量装置被配置为生成与通过传感器所观察到的解剖体的解剖学特性的值成比例的测量值。无线发射器被配置为通过患者的皮肤将该测量值无线地传送至位于患者的身体外部的外部无线通信器。

在又一示例中，一种系统包括解剖学植入物以及由解剖学植入物支撑的第一传感器和第二传感器。第一传感器包括第一唯一标识符，并且包括至少第一感测元件、与该至少第一感测元件通信的第一测量装置，以及第一内部无线通信器。第一测量装置被配置为生成与通过第一传感器所观察到的解剖体的解剖学特性的值成比例的第一测量值，并且第一内部无线通信器被配置为通过患者的身体的皮肤将第一测量值和第一唯一标识符无线地传送至位于患者的身体外部的外部无线通信器。第二传感器包括与第一唯一标识符不同的第二唯一标识符，并且包括至少第二感测元件，与该至少第二感测元件通信的第二测量装置，以及第二内部无线通信器。第二测量装置被配置为生成与通过第二传感器所观察到的解剖体的解剖学特性的值成比例的第二测量值，并且第二内部无线通信器被配置为通过患者的身体的皮肤将第二测量值和第二唯一标识符无线地传送至位于患者的身体外部的外部无线通信器。