專利名稱：用于組織表征的電磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過反射的電磁波信號(hào)的諧振用于組織表征的方法和 器械。
背景技術(shù)：
已知通過電磁反射特性的組織表征以用于區(qū)分組織類型。 一般地 這涉及大約在微波范圍內(nèi)的電磁波在同軸電纜內(nèi)從電磁波發(fā)生器向待 表征的組織的傳播。在相對(duì)于組織的近端處，同軸電纜可以被切割且 與組織接觸。替代地，可以提供多種幾何形狀，如同軸端部以作為組 織探頭運(yùn)行。
例如,Burdette等[Burdette等,"In Vivo Probe Measurement Technique for Determining Dielectric Properties at VF'W Through Microwave Frequencies" , IEEE Trans. On Microwave Theory & Techniques, MTT-28 (4) : 414-427, 198 0]在理論和實(shí)驗(yàn)上描述了探 頭技術(shù)的使用以現(xiàn)場(chǎng)確定半固體材料和活組織的介電特性。此方法與 先前已知的方法相比是有利的，因?yàn)?br> 1使得在活組織內(nèi)的介電特性測(cè)量能在大約0. 1 GHz至大約10 GHz 之間的連續(xù)的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，
2消除了對(duì)冗長(zhǎng)的樣本準(zhǔn)備的需要，和
3使得能基于實(shí)時(shí)地處理數(shù)據(jù)。
B u r d e U e的想法是使用適合于插入到活組織內(nèi)的短的單極天線作 為體內(nèi)探頭。探頭設(shè)計(jì)為具有由Teflon介電材料分開的外導(dǎo)體和內(nèi) 導(dǎo)體(中心導(dǎo)體)的同軸電纜，內(nèi)導(dǎo)體電纜略微長(zhǎng)于外導(dǎo)體電纜，以 在相對(duì)于操作者的遠(yuǎn)端尖端處造成單板電場(chǎng)。此尖端被插入到其介電 特性待測(cè)量的組織內(nèi)。為最小化邊緣效應(yīng)，外導(dǎo)體可以接地。通過首 先去除內(nèi)導(dǎo)體和Teflon介電材料并將其焊到外導(dǎo)體上且然后將探頭 與作為連接器中心針的中心導(dǎo)體再組裝而將SMA連接器接附到探頭。 而在拆卸時(shí)，探頭導(dǎo)體閃蒸以鎳鍍層且然后鍍金以降低探頭和待檢査 的組織內(nèi)的電解液之間的化學(xué)反應(yīng)。此過程實(shí)際上消除探頭金屬表面
的氧化且?guī)椭钚』嗽诘皖l率下電極極化效果。
授予Chan等人的美國專利5,744,971教示了將用于測(cè)量材料的
文化材料的保護(hù)處理的非介入性監(jiān)測(cè)。探頭是帶有延伸到相對(duì)于操作 者的遠(yuǎn)端尖端的同軸結(jié)構(gòu)的針狀設(shè)備。與Burdette的介入探頭相反， 此探頭處于體外。此同軸探頭的設(shè)計(jì)與Burdette等人的探頭設(shè)計(jì)略 微不同。
授予Skladnev等人的美國專利6,026,323描迷了用于表征組織 類型的探頭，它將光學(xué)測(cè)試和電測(cè)試組合在單一的設(shè)備內(nèi)，能幾乎同 時(shí)地從非常小的組織表面區(qū)域提供光學(xué)數(shù)據(jù)和電數(shù)據(jù)。此解決方案的 關(guān)鍵是能幾乎同時(shí)在組織的同 一 個(gè)小區(qū)域上進(jìn)行電測(cè)量和光學(xué)測(cè)量的 儀器，每個(gè)測(cè)量涉及復(fù)雜的事件序列，包括光學(xué)刺激和電刺激組織 隨后對(duì)組織的響應(yīng)檢測(cè)、過濾和數(shù)字化；從光學(xué)信號(hào)和電信號(hào)獲取特 定的參數(shù)；檢查錯(cuò)誤且隨后將獲取的參數(shù)分類為多種組織類型的類 別；且反饋給系統(tǒng)操作者。探頭具有中心光纖，中心光纖將電磁輻射 傳導(dǎo)到手柄內(nèi)的光檢測(cè)器二極管，且中心光纖定位在 一 束全都位于外 管內(nèi)的光纖中間。三個(gè)金電極鄰近且緊靠外管的內(nèi)表面定位。探頭電 纜包括許多單獨(dú)的同軸導(dǎo)體，帶有單一的總編織屏蔽，它們封閉在醫(yī) 療級(jí)硅樹脂外套內(nèi)。電纜的兩個(gè)端部具有圓形的塑料針公端連接器。 電極和光纖直接接觸組織以剌激且檢測(cè)組織特征。探頭尖端被拋光且 平滑且具有帶輪廊的邊緣。環(huán)氧樹脂將尖端部分電絕緣且密封。
授予Hashirashony的共同擁有的美國專利6,813,515教示了用于 檢查組織的探頭、方法和系統(tǒng)，以根據(jù)其介電特性區(qū)分組織與其他組 織。方法是在檢查的組織內(nèi)產(chǎn)生邊緣電場(chǎng)以從組織產(chǎn)生反射脈沖而穿 造到組織自身內(nèi)的輻射可忽略；檢測(cè)反射的電脈沖；和將反射的電脈 沖的電特征相對(duì)于施加的電脈沖進(jìn)行比較以提供對(duì)被檢查的組織的介 電特性的指示。測(cè)量設(shè)備構(gòu)建為同軸探頭，在探頭的相對(duì)于操作者的 遠(yuǎn)端尖端處帶有腔，其中限制了待檢查的組織的樣本。探頭自身具有 內(nèi)導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體絕緣且由外導(dǎo)體封閉，外導(dǎo)體在一個(gè)端部處 打開且在軸向方向延伸過內(nèi)導(dǎo)體，從而在探頭的相對(duì)于操作者的遠(yuǎn)端 端部處限定了打開的腔。內(nèi)導(dǎo)體包括打開的腔內(nèi)的尖端，該尖端形成 有至少兩個(gè)不同的直徑以增強(qiáng)邊緣電場(chǎng)。
授予Campbel等人的美國專利6, 370, 426描述了用于測(cè)量基板的 相對(duì)水合的方法和器械，對(duì)基板的電特征、施加到基板的力和在測(cè)量 期間基板的溫度的測(cè)量值提供了用于確定基板的這樣的相對(duì)水合的輸 入。在此情況中使用的傳感器的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)同軸導(dǎo)體， 一個(gè)導(dǎo)體沿對(duì) 稱軸線走向，兩個(gè)導(dǎo)體被同軸絕緣體分開且具有在外導(dǎo)體外側(cè)的同軸 絕緣體。兩個(gè)導(dǎo)體和分開它們的絕緣體在相對(duì)于操作者的遠(yuǎn)端尖端處 的垂直于對(duì)稱軸線的平面處結(jié)束，使得同軸結(jié)構(gòu)接觸被檢查的組織但 不穿透它。
授予Einat等人的英國專利GB01 153980描述了 RF天線，天線作 為探頭用于近場(chǎng)識(shí)別和表征。探頭具有生成了電磁場(chǎng)的第一和第二輻 射部分，第一和第二部分大體上相對(duì)以抑制遠(yuǎn)場(chǎng)輻射。當(dāng)尋求近場(chǎng)表 征時(shí)，遠(yuǎn)場(chǎng)抑制最小化了來自遠(yuǎn)場(chǎng)的貢獻(xiàn)。
授予Coldfine等人的美國專利6,380,747描迷了用于處理、優(yōu) 化、標(biāo)定和顯示被測(cè)量的介電測(cè)試法信號(hào)的方法.特性估計(jì)器通過使 用儀器的方式耦聯(lián)到電極結(jié)構(gòu)且將感測(cè)到的電磁響應(yīng)轉(zhuǎn)換為對(duì)材料的 一個(gè)或多個(gè)預(yù)選特性或尺寸的估計(jì)，例如介電常數(shù)和電導(dǎo)率、層厚度-或其他影響介電特性的物理特性、或其他有損耗的介電或金屬物體的 存在。披露了可以以多種方式連接的介電測(cè)試法傳感器以具有不同的 電場(chǎng)有效穿透深度，但使得所有構(gòu)造具有相同的空氣間隙、流體間隙 或墊片升起高度，因此通過降低未知數(shù)的個(gè)數(shù)在很大程度上改進(jìn)了特 性估計(jì)器的性能。傳感器幾何形狀包括周期性結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)在任一時(shí)間 帶有單一的提供了多個(gè)在相同的傳感器覆蓋區(qū)內(nèi)的波長(zhǎng)的感測(cè)元件。
以上描述的系統(tǒng)是非諧振的，所以來自不同組織的信號(hào)之間的差 異小。
作為對(duì)比，ife予King等人的美國專利5, 227, 730,授予King的 美國專利5,334,941和授予Tobias的美國專利US6411103添加了諧 振元件。
授予King等人的美國專利5, 227,7 30教示了用于在體內(nèi)或體外 感測(cè)特別是生物組織的有損耗的(耗散)介電材料的復(fù)數(shù)介電特性的 方法和器械。此想法基于插入到測(cè)試材料內(nèi)的針狀諧振傳感器，以用 于測(cè)量其在諧振頻率處的介電特性。與以上描述的傳感器相比，主要 的優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)橹C振效果，介電常數(shù)可以以更高的精確性和分辨率測(cè)量，且在更大的體積(立方厘米的量級(jí))內(nèi)測(cè)量.因此，諧振傳感器 能更好地分辨腫瘤組織和正常組織。由King等人設(shè)計(jì)的針狀諧振傳 感器具有偶極諧振器的形式，它平行于且鄰近小型同軸饋電電纜定位 且與同軸饋電電纜電絕緣。偶極諧振器通過在電纜屏蔽內(nèi)切割的電小 的周向間隙感性地耦合到微波源。通過將間隙在偶極中心處耦合到偶 極，在偶極內(nèi)以4艮好地平衡的和對(duì)稱的方式感應(yīng)了電流。以供電間隙 的合適設(shè)計(jì)，偶極阻抗可以很好地與同軸電纜匹配，使得在偶極的諧 振頻率處從間隙的反射非常小 為調(diào)節(jié)偶極和測(cè)試介質(zhì)之間的耦合程 度，薄的圓柱形介電鞘封閉了整個(gè)組件。這樣的鞘例如可以是介電導(dǎo) 管，同軸電纜與其接附的偶極諧振器插入到該鞘內(nèi)。
授予King的美國專利5, 334, 941描述了高度敏感的直接接觸的 現(xiàn)場(chǎng)傳感器，以用于非破壞地測(cè)量或監(jiān)測(cè)固體、液體或氣體在微波頻 率下的復(fù)數(shù)介電特性和傳導(dǎo)特性。在結(jié)合到銅接地平面的介電基板的 表面上蝕刻了金屬微條偶極諧振器。耦合到形成在接地平面內(nèi)的短的 非諧振供電槽的互感電磁地驅(qū)動(dòng)了偶極諧振器。槽由從激發(fā)入射波的 掃頻微波源延伸的同軸供電線或微條供電線驅(qū)動(dòng)。替代地，金屬諧振 器被省略且槽的長(zhǎng)度增加使得它變成諧振器。在使用中，傳感器放置 為緊密物理接觸具有復(fù)數(shù)介電常數(shù)￡* (=s'-js")或電導(dǎo)率5的測(cè)試材 料。假定同軸供電線或微條供電線幾乎臨界地耦合到傳感器輸入，當(dāng) 微波源的頻率掃頻時(shí)，在反射波中在諧振頻率處發(fā)生尖銳的下降。對(duì) 諧振頻率和輸入耦合因子的測(cè)量以高分辨率確定了 e' 、 s"和5的小的改 變。為降低諧振器和測(cè)試物質(zhì)之間的電磁耦合且保護(hù)諧振器不被損壞 和磨損，可以添加覆蓋物。
授予Tobias等人的美國專利6,411,103描述了雜散場(chǎng)傳感器以 用于測(cè)量物質(zhì)的介電特性，傳感器包括用于生成電場(chǎng)的生成元件和用 于屏蔽所生成的電場(chǎng)的屏蔽元件.屏蔽元件具有至少兩個(gè)用于將電場(chǎng) 向外耦合到外側(cè)空間的開口 ，使得電場(chǎng)至少部分地位于屏蔽元件的外 側(cè)。
另外，德國專利申請(qǐng)DE 19705260A1、 DE 19734978A1描述了其 中將待檢查的物質(zhì)放入諧振器內(nèi)以彩響諧振電路的諧振頻率的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于組織表征的傳感器，包括構(gòu)造為在近端放置到 用于表征的組織的邊緣而不穿透組織的諧振器，諧振器包括在大體上 平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且具有特征尺寸d的傳導(dǎo)結(jié) 構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧振器構(gòu) 造為在對(duì)應(yīng)于大約入至大約40人之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率處諧 振，其中人是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造為在接 收到在大約人至大約40X之間的范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感 應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D,使得在近區(qū)內(nèi)的組織有效地作 為諧振器的部分起作用，從而影響其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi)的組織 通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征。
除非另外地限定，在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有本發(fā)明所 隸屬的領(lǐng)域的一般技術(shù)人員通常理解的相同意義.雖然類似于或等價(jià) 于在此描述的方法和材料的方法和材料可以在本發(fā)明的實(shí)踐或測(cè)試中 使用，但合適的方法和材料在下文中描述。在沖突的情況下將服從包 括定義的專利說明書。另外，材料、方法和例子僅是示例性的且不意 圖于是限制性的。


本發(fā)明在此僅通過例子參考附圖描述?，F(xiàn)在對(duì)附圖詳細(xì)地特別參 考，強(qiáng)調(diào)的是細(xì)節(jié)通過例子示出且僅用于圖示對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例 的論述的目的，且細(xì)節(jié)是為了提供被認(rèn)為是本發(fā)明的原理和構(gòu)思方面 的最有用和容易理解的描述而給出。在此方面，不意圖于比對(duì)本發(fā)明 基本理解所必需的更詳細(xì)地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，結(jié)合附圖的描述 使得本領(lǐng)域一般技術(shù)人員明晰本發(fā)明的數(shù)個(gè)形式可以如何在實(shí)踐中實(shí) 施。
各圖為
圖1示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于組織表征的 系統(tǒng)和傳感器；
圖2A至圖2B示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于組 織表征的傳感器的示意電路；
圖3A至圖3N示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于組 織表征的傳感器的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的多種幾何形狀；
圖4A至圖4C示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成為薄的 柔性構(gòu)造的用于組織表征的傳感器；
圖5A至圖5G示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的以殼體 運(yùn)行的用于組織表征的傳感器；
圖6A至圖6C示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的組合盤 旋和螺旋的多種方式；和
圖7A至圖7B示意性地圖示了本發(fā)明的用于組織表征的傳感器的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及用于組織表征的傳感器，包括諧振器，諧振器構(gòu)造 為在近端放置到的組織邊緣以用于表征而不穿透組織，諧振器包括在 大體上平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且具有特征尺寸d的 傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧 振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約入至大約40X之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻 率處諧振，其中入是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造 為在接收到在大約人至大約4CU之間的范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近 區(qū)內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D,使得在近區(qū)內(nèi)的組織有 效地作為諧振器的部分起作用，從而影響其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi) 的組織通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征，
在詳細(xì)解釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例前，應(yīng)理解的是，本發(fā)明在 其應(yīng)用中不限制于在如下的描迷闡明或在附圖中圖示的構(gòu)造的細(xì)節(jié)和 部件布置。本發(fā)明可以具有其他實(shí)施例或可以以多種方式實(shí)施或執(zhí) 行。同樣，應(yīng)理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語是用于描述的目的且 不應(yīng)視作限制性的。
現(xiàn)在參考附圖，圖1示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的 系統(tǒng)10,系統(tǒng)10具有傳感器20以用于組織表征。
傳感器20具有相對(duì)于為待表征的組織的組織18的近端端部21 和遠(yuǎn)端端部19。
傳感器20包括傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42,傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42構(gòu)造為在近端放置到組 織18的邊緣13以用于表征，同時(shí)處于空氣16內(nèi)，即不穿透組織18。 根據(jù)第一實(shí)施例，如在圖1中圖示，傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42作為諧振傳感器2 0運(yùn)行.
傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42限定了等價(jià)直徑D,即其截面積大體上與元件"的 截面積相等的圓的直徑。因此，D限定了邊緣13側(cè)上的大體上平行于 邊緣13的截面積。優(yōu)選地，D在大約3 mm至大約25 mm之間。將認(rèn) 識(shí)到的是，其他更大或更小的值可以類似地使用。傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42進(jìn)一 步限定了特征尺寸d,該特征尺寸例如基于導(dǎo)線的粗細(xì)和導(dǎo)線間距， 如在下文中結(jié)合圖3B示出。
另外，傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42通過阻性耦合或通過感性或容性耦合與電路40 關(guān)聯(lián)。電路40與外部信號(hào)生成控制和分析系統(tǒng)30通過耦合器50和 例如同軸電纜56的傳輸線通信。
傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42構(gòu)造為在大約入至大約40人之間的自由空氣波長(zhǎng)范 圍內(nèi)諧振，其中A是等價(jià)直徑D的至少10倍.因此，從大約X至大 約40 A之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍一般地等價(jià)于從大約10 MHz至大約 5 GHz的頻率范圍.
在接收到在大約入至大約40人之間的范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)，傳導(dǎo)結(jié)構(gòu) 42構(gòu)造為在組織18的近區(qū)17內(nèi)感應(yīng)出電場(chǎng)12和;茲場(chǎng)14,其中電場(chǎng) 12穿透組織18到d(E)的深度且磁場(chǎng)14穿透組織18到d(B)的深度， 兩個(gè)深度都具有特征尺寸d的幅值的量級(jí)。優(yōu)選地，d(B)略微大于 d(E)，例如大于d(E)l. 1至5之間的因子。替代地，它們大體上相同。 然而將認(rèn)識(shí)到的是，在一些情況中d (B)可以小于d (E)。
因此，穿透區(qū)域一般是盤15,其直徑大約為等價(jià)直徑D且認(rèn)組織 邊緣13開始的厚度大約為特征尺寸d。盤15內(nèi)的組織18有效地作為 諧振器的部分起作用，從而使諧振響應(yīng)變化。結(jié)果是盤15內(nèi)的組織18 可以基于其電磁特性由其諧振響應(yīng)來表征》
另外，傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42構(gòu)造為對(duì)于大約人至大約40入之間的自由空 氣波長(zhǎng)范圍內(nèi)是無效天線，所以其輻射效率在遠(yuǎn)區(qū)19內(nèi)小于0.1%, 且優(yōu)選地小于0.01%。作為結(jié)果> 遠(yuǎn)區(qū)的貢獻(xiàn)被最小化且組織表征限 制在近區(qū)17的盤15內(nèi)，非?？拷吘?3。
效果類似于由授予Einat等人的英國專利GB01153980實(shí)現(xiàn)的效 果，該專利描述了作為用于近場(chǎng)識(shí)別和表征的探頭運(yùn)行的KF天線。 該RF天線具有生成電》茲場(chǎng)的第一和第二輻射部分，其大體上相對(duì)以 抑制遠(yuǎn)場(chǎng)輻射。遠(yuǎn)場(chǎng)抑制最小化了在尋求近場(chǎng)表征時(shí)來自遠(yuǎn)場(chǎng)的貢
獻(xiàn)。
外部信號(hào)生成控制和分析系統(tǒng)3Q優(yōu)選地包括信號(hào)生成器32、分 析器34和控制器36,但它們可以集成在單一的單元內(nèi)'可以提供使 用者接口，例如具有如磁盤、CD、 DVD、移動(dòng)存儲(chǔ)器(disk 。n key) 等的讀寫驅(qū)動(dòng)器31的形式，以提供預(yù)先確定的運(yùn)行參數(shù)和設(shè)定且以 便存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果。顯示屏38可以顯示諧振響應(yīng)。將認(rèn)識(shí)到的是，也 可以使用其他輸出裝置，例如打印機(jī)或傳真機(jī).鍵盤35可以用于輸 入例如患者細(xì)節(jié)、特定的測(cè)試的日期和時(shí)間、信號(hào)參數(shù)等的數(shù)據(jù)，另 外，控制器36可以包括其他輸入和輸出設(shè)備，例如l)SB口 33和已知 的其他特征部。
進(jìn)一步參考附圖，圖2A和圖2B圖示了根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例 的傳感器20的電路示意圖，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42與電子支持結(jié)構(gòu)一起作 為諧振傳感器20運(yùn)行。
如在圖2A中可見，傳感器20可以由電路4Q表示，電路40包括 構(gòu)造為在近端放置到組織18的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42。另外，電路40可以包括 具有有效電阻、有效電感和有效電容的有效部件44,且有效部件44 可以與傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42串聯(lián)連接，電路還包括具有有效電阻、有效電感 和有效電容的有效部件46，且有效部件46可以與傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)"并聯(lián)連 接。
因此，有效部件44,或有效部件44和有效部件46可以形成電子 支持結(jié)構(gòu)。因此諧振傳感器20可以有效地由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42和有效部件 44形成，或由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42和有效部件44以及有效部件46形成.因 此，根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約入至大約40入之間的自由空氣 波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振的是總的傳感器20。
耦合器50優(yōu)選地包括連接結(jié)構(gòu)52,連接結(jié)構(gòu)52優(yōu)選地提供了調(diào) 諧、開關(guān)和替換能力的至少一個(gè)，以例如改變電路40或部件44和部 件46的總阻抗。這些能力可以希望以可互換地優(yōu)化傳感器20,用于 表征不同類型的組織，例如主要為脂肪的乳房組織、肌肉組織、皮膚 組織和骨。
連接器54將連接結(jié)構(gòu)52和傳輸線56連接，優(yōu)選地同時(shí)保證了 阻抗匹配和平《衧。
如在圖2B中可見，傳感器20可以由兩個(gè)電路40A和40B代表，
兩個(gè)電路40A和40B形成了兩個(gè)諧振器20A和20B且包括兩個(gè)并聯(lián)連 接的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42A和42B。另外，電路40A和電路40B可以包括有效 部件44A和44B,每個(gè)有效部件具有有效電阻、有效電感和有效電容， 且有效部件44A和44B可以與有效結(jié)構(gòu)42A和42B串聯(lián)連接，還包括 有效部件46A和46B，每個(gè)有效部件具有有效電阻、有效電感和有效 電容，且有效部件46A和46B可以與有效結(jié)構(gòu)42A和42B并聯(lián)連接。
諧振器20A可以有效地由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42A和有效部件44A形成，或 由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42A和有效部件44A以及有效部件46A形成。諧振傳感器 20B可以有效地由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42B和有效部件44B形成，或由傳導(dǎo)結(jié)構(gòu) 42B和有效部件44B以及有效部件46B形成。
另夕卜，兩個(gè)電3各40A和40B可以與連4矣結(jié)構(gòu)52A和52B關(guān)Jf關(guān)，連 接結(jié)構(gòu)52A和52B優(yōu)選地為電路42A和42B提供了調(diào)諧、開關(guān)和替換 能力的至少一個(gè)。
連接器54將連接結(jié)構(gòu)52A和52B與傳輸線56連接，優(yōu)選地同時(shí) 保證了阻抗匹配和平衡。
進(jìn)一步參考附圖，圖3A至圖3N示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施例的用于組織表征的傳感器20的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42的多種幾何形 狀。
如在圖3A和圖3B中可見，傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42形成為例如銅、金或其 他已知的導(dǎo)體的傳導(dǎo)材料的平的盤旋22。內(nèi)端41可以通過傳導(dǎo)引線 43阻性連^l妄到耦合器50。然而，第二端47可以是自由端，以感性或 容性地耦合到電路40 (圖2A)。替代地，第二端47可以連接到耦合 器50而第一端41可以是自由端，
盤旋具有等價(jià)直徑D。
如在圖3B中可見，盤旋22可以在基片49上沉積到大約2至30 微米的厚度。將認(rèn)識(shí)到的是，可以類似地使用其他尺寸?；梢岳?如是聚碳(polycarbon)、石英或其他已知材料?；?9的目的是提 供對(duì)傳感器20的機(jī)械支承。
伊:選地，例如Kapton的大約4至50 -微米的絕纟彖層48可以涂lt 在盤旋42上。將認(rèn)識(shí)到的是，可以類似地使用其他尺寸。
傳導(dǎo)材料45的寬度dl和間距d2 —般具有相同的幅值量級(jí)且術(shù) 語稱為特征尺寸，在此一般地以d表示。特征尺寸d可以影響傳感器
20的分辨率能力，特別是影響空間分辨率，且優(yōu)選地不超過希望的分 辨率能力的尺寸的一半。例如，當(dāng)希望最小可檢測(cè)物體尺寸大約為0.25 隨時(shí)，可以使用大約為0.1 mm的特征尺寸，即是希望的分辨率能力 的4 0 % 。
優(yōu)選地，特征尺寸d在等價(jià)直徑D的大約1/10至1/20之間，
圖3C圖示了盤旋22,其兩個(gè)端部41和47通過傳導(dǎo)引線43阻性
地耦合到電路40,
圖3D圖示了雙盤3走22A，其兩個(gè)內(nèi)端41阻性地耦合且兩個(gè)外端
47是自由端。
圖3E和圖3F示意性地圖示了圓錐形螺旋24,螺旋24類似地沉 積在基片49上。然而，基片49成形為漏斗以為傳導(dǎo)材料45提供圓 錐形形狀。
圓錐形螺旋24具有等價(jià)直徑D和長(zhǎng)度L。另外，它的傳導(dǎo)材料45 具有寬度dl和間距d2,如對(duì)于盤旋22。圓錐形螺旋24示出為阻性 耦合。替代地，它可以感性或容性耦合。
圖3G至圖3K示意性地圖示了傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42，其中傳導(dǎo)材料45形 成為兩個(gè)相互插入的梳狀件45A和45B以形成結(jié)構(gòu)28，如在圖311和 圖31中示出
形成了結(jié)構(gòu)28的傳導(dǎo)材料45可以沉積在例如Kapton的厚度為 大約100微束的絕緣材料48上，且覆蓋以例如Kapton的厚度在大約 4至5 0微未之間的絕緣材料48 。
觸點(diǎn)5 5提供了到結(jié)構(gòu)28的阻性耦合。
優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)28放置在由殼體53形成的中空區(qū)城51上方。中 空區(qū)域51的目的是防止來自結(jié)構(gòu)28的遠(yuǎn)端側(cè)的響應(yīng)。替代地，可以 使用電絕緣體51來替代中空區(qū)域51。
圖3L和圖3N進(jìn)一步圖示了圖3F的沉積在形成為漏斗的基片49 上的圓錐形螺旋24,以提供具有圓錐形形狀的傳導(dǎo)材料45。
傳導(dǎo)材料的優(yōu)選的管狀壁37封閉了圓錐形螺旋24,管狀壁37在 相對(duì)于組織的近端側(cè)21上延伸超過圓錐形螺旋，以形成打開的腔39。
因此，雖然圓錐形螺旋24具有長(zhǎng)度L,壁37具有長(zhǎng)度Ll,長(zhǎng)度 Ll略4設(shè)大于長(zhǎng)度L,例如大10%至100%。
如前所述，圓錐形螺旋24具有等價(jià)直徑D和值大體上類似的特
征尺寸dl和d2,因此特征尺寸被考慮為d,其中特征尺寸d優(yōu)選地 為等價(jià)直徑D的大約十分之一。圓錐形螺旋24示出為阻性耦合。替 代地，它可以感性或容性耦合。
實(shí)際上，打開的月空39 :J口在4受予Hashimshony的共同擁有的美國 專利6,813, 515中所教示，該專利描述了用于檢查組織的方法和系統(tǒng)， 檢查通過將電脈沖通過形成有打開的腔的探頭施加到待檢查的組 織，使得探頭在打開的腔內(nèi)在被檢查的組織內(nèi)生成邊緣電場(chǎng)，且從其 產(chǎn)生反射電脈沖，帶有可忽略的穿透到被檢查組織附近的其他組織或 生物體內(nèi)的輻射；檢測(cè)反射的電脈沖；和將反射的電脈沖的電特性與 施加的電脈沖進(jìn)行對(duì)比以提供對(duì)被檢查的組織的介電特性的指示。
在本例子中，如在圖3N中可見，組織18的穿透區(qū)域包含在腔39 內(nèi)。包含在腔39內(nèi)的組織18有效地作為諧振器的部分起作用，從而 使諧振響應(yīng)變化。結(jié)果是，包含在腔39內(nèi)的組織18可以基于其電磁 特性由其諧振響應(yīng)表征。
雖然圖3N的例子圖示了圓錐形的打開的腔，但圓柱形打開的腔 類似地是可以的，例如由向圖3A和圖3B的實(shí)施例添加傳導(dǎo)的管狀壁 37形成的圓柱形打開的腔。
將認(rèn)識(shí)到的，是圖3A至圖3N的任一個(gè)的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42也可以與 圖2A的電路40通過阻性耦合或感性耦合或容性耦合而關(guān)聯(lián)，其中電 路40與外部信號(hào)生成控制和分析系統(tǒng)30通過耦合器50和例如同軸 電纜56的傳輸線通信。
替代地，圖3A至圖3N的任一個(gè)的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)42也可以與圖2B的 電路40A和40B通過阻性耦合或感性耦合或容性耦合而關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)在參考附圖，圖4A至圖4C示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例的形成為薄的柔性構(gòu)造75的傳感器20。
優(yōu)選地，傳感器20包括沉積在例如Kapton的厚度為大約100微 米的絕緣材料48上的厚度大約2至30微米的盤旋22,且盤旋22覆 蓋以例如Kapton的厚度為大約4至50微米的絕緣材料48,因此盤旋 22基本上自支承。
柔性構(gòu)造75構(gòu)造為在線77處彎曲，使得在運(yùn)行中盤旋22大體 上與柔性構(gòu)造75的剩余部分成直角。另外，柔性構(gòu)造75適合于當(dāng)插 入到中空殼體74內(nèi)時(shí)運(yùn)行，殼體74具有聚碳的頂蓋57，其中盤旋22
18
形成聚碳的頂蓋57上的近端蓋，以形成與組織18的邊緣13的接觸 或接近接觸(圖1 )。中空殼體74基本上在傳感器22的遠(yuǎn)端側(cè)處提供 了有效的中空區(qū)域51.
將認(rèn)識(shí)到的是，殼體74可以填充以絕緣材料。
將認(rèn)識(shí)到的是，柔性構(gòu)造75可以接附到殼體74而非插入到殼體 74內(nèi)。
進(jìn)一步參考附圖，圖5A至圖5G示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施例的以殼體70運(yùn)4亍的傳感器20。
根據(jù)本實(shí)施例，傳感器20可以包括盤旋22和螺旋26。它們可以 串聯(lián)或并聯(lián)連接，如在圖2B中圖示。另外，任一個(gè)可以阻性耦合。 替代地，任一個(gè)可以感性或容性耦合，以具有一個(gè)自由端，
殼體70優(yōu)選地包括內(nèi)支承結(jié)構(gòu)65,內(nèi)支承結(jié)構(gòu)65具有圓形頭部 62和腿64，以具有T形截面，且具有相對(duì)于組織的近端端部61和遠(yuǎn) 端端部69。
盤旋22優(yōu)選地定位在頭部62處 螺旋26可以繞腿64纏繞。腿 64可以進(jìn)一步用于容納盤旋22的傳導(dǎo)引線43。
圖5G示意性地圖示了在殼體70的遠(yuǎn)端端部69處的具有連接結(jié) 構(gòu)52和連接器54的耦合器50。
進(jìn)一步參考附圖，圖6A至圖6C示意性地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一 些實(shí)施例將盤旋22和螺旋26組合的多種方式。
在圖6A中，盤旋22和螺旋26并聯(lián)連接且都感性地或容性地耦合.
在圖6B中，盤旋22和螺旋26串聯(lián)連接且都感性地或容性地耦 合。將認(rèn)識(shí)的是，阻性地耦合的串聯(lián)連接也是可以的。
在圖6C中，盤旋22和螺旋26并聯(lián)連接且都通過觸點(diǎn)25阻性地 耦合。
圖7A和圖7B示意性地圖示了本發(fā)明的用于組織表征的傳感器的 試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
圖7A圖示了反射信號(hào)的反射系數(shù)幅值， 圖7B圖示了反射信號(hào)的反射系數(shù)相位。
將認(rèn)識(shí)到的是，可以使用幅值和相位的至少一個(gè)。另外，可以使 用二者。
困7A和圖7B圖示了本發(fā)明的諧振器的寬帶屬性，將響應(yīng)限定為 反射信號(hào)的反射系數(shù)幅值的至少10%的改變(圖7A),注意的是，圖 7A中的響應(yīng)范圍/人大約180 MHz至大約260 MHz。在圖7A的本例子 中，范圍為在220 MHz的諧振值附近8Q MHz。
寬帶經(jīng)常限定為Af/f，或在本例子中限定為80/220。以百分比 表達(dá)寬帶則為36%的值，或±18%。
根據(jù)本發(fā)明的其他例子，寬帶可以高至±50%。替代地，可以至 少為±25%,或至少±15%。
預(yù)期的是，在此專利的壽命期間將開發(fā)出許多相關(guān)的用于組織表 征的寬帶傳感器，且用于組織表征的術(shù)語寬帶傳感器的范圍意圖于包 括所有這樣的推演的新技術(shù)。
如在此所使用，術(shù)語"大體上"指±10%,
如在此所使用，術(shù)語"一般"和"大約"指±30%。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明的為清晰起見在分開的實(shí)施例的內(nèi)容中描 述的某些特征也可以組合地提供在單一的實(shí)施例中。相反地，本發(fā)明 的為簡(jiǎn)要起見在單一的實(shí)施例的內(nèi)容中描迷的多種特征也可以分開地 或以任何合適的子組合提供。
雖然本發(fā)明已結(jié)合其特定的實(shí)施例描述，但顯見的是對(duì)于本領(lǐng)域 一般技術(shù)人員許多替代、修改和變化將是顯見的.因此，意圖于包括 所有這樣的落入附帶的權(quán)利要求書的精神和寬范圍內(nèi)的替代.修改和 變化。
所有在此說明書中提及的公布物、專利和專利申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^在說 明書內(nèi)的參考而完整合并，參考的程度到使得每個(gè)單獨(dú)的公布物、專 利或?qū)＠暾?qǐng)?zhí)貏e地且單獨(dú)地由參考指示為在此合并。另外，在本申
發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)所獲得。
權(quán)利要求
1.一種用于組織表征的傳感器，其包括構(gòu)造為在近端放置到用于表征的組織的邊緣而不穿透組織的諧振器，諧振器包括在大體上平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且具有特征尺寸d的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約λ至大約40λ之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率處諧振，其中λ是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造為在接收到在大約λ至大約40λ之間的范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D，使得在近區(qū)內(nèi)的組織有效地作為諧振器的部分起作用，從而影響其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi)的組織通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中近區(qū)一般為穿透深度大 約是特征尺寸d的盤狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中特征尺寸d在等價(jià)直徑 D的大約1/10至1/20之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器進(jìn)一步包括電子 支承結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的傳感器，其中諧振響應(yīng)是反射信號(hào)的 反射系數(shù)幅值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振響應(yīng)是反射信號(hào)的 反射系數(shù)相位。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約人至大約10人的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約IO入至大約2Q入的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振.
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約20入至大約30人的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻李下諧振.
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約30A至大約40A的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值附近大約± 50 %的范圍響應(yīng)的寬帶諧振器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值附近至少大約± 25 %的范圍響應(yīng)的寬帶諧振器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值兩側(cè)大約± 15 %的范圍內(nèi)響應(yīng)的寬帶諧振器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，在遠(yuǎn)區(qū)內(nèi)，對(duì)于大約 入至大約40 A之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍，傳感器的輻射效率低于0.1 %。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，且進(jìn)一步包括到傳輸線的連 接器，連接器提供了傳感器和傳輸線之間的大體上的阻抗匹配。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，且進(jìn)一步包括與連接器關(guān)聯(lián) 的連接結(jié)構(gòu)，以向連接器的部件提供從包括調(diào)諧能力、開關(guān)能力和替 代能力的組中選擇的能力，以可互換地將傳感器對(duì)不同應(yīng)用優(yōu)化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，形成為薄的柔性構(gòu)造。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，形成為適合于在接附到殼體 時(shí)運(yùn)行的薄的柔性構(gòu)造。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，形成為適合于在插入到殼體 內(nèi)時(shí)運(yùn)行的薄的柔性構(gòu)造。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19的任何一項(xiàng)所迷的傳感器，其中殼體 是中空的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18或19的任何一項(xiàng)所述的傳感器，其中殼體 填充以電絕緣材料。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成為大體上 平的盤旋。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成為兩個(gè)纏 繞在一起的大體上平的盤旋。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的傳感器，形成為適合于在接附 到殼體時(shí)運(yùn)行的薄的柔性構(gòu)造，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)彎曲以形成到殼體的近 端頂部。
25. 沖艮據(jù)權(quán)利要求22或23所述的傳感器，形成為適合于在插入 到殼體內(nèi)時(shí)運(yùn)行的薄的柔性構(gòu)造，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)彎曲以形成到殼體的 近端頂部。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成為圓錐形 螺旋。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所迷的傳感器，沉積在漏斗形基片上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的傳感器，且進(jìn)一步包括傳導(dǎo)材料的 向近端向組織延伸的管狀壁，以形成圓錐形的打開的腔。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的傳感器，其中近區(qū)包含在圓錐形的 打開的腔內(nèi)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，且進(jìn)一步包括傳導(dǎo)材料的向 近端向組織延伸的管狀壁，以形成圓柱形的打開的腔。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的傳感器，其中近區(qū)包含在圓柱形的 打開的腔內(nèi)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)形成為兩個(gè)相 互插入的梳狀件。
33. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)沉積在自支承 基片上。
34. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)沉積在薄的基 片上且放置在形成了中空區(qū)域的殼體上。
35. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)沉積在薄的基 片上且放置在殼體上，殼體由電絕緣體形成。
36. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)由大體上平的 盤旋和螺旋兩個(gè)部分形成。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的傳感器，其中兩個(gè)部分并聯(lián)連接。
38. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的傳感器，其中兩個(gè)部分串聯(lián)連接
39. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)感性耦合。
40. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)容性耦合。
41. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)感性且容性耦合。
42. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)阻性耦合。
43. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中D在大約3 ,至大約25 mm之間。
44. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，傳感器設(shè)計(jì)為平衡，
45. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，傳感器對(duì)尺寸為直徑至少大 約0. 25 nun的可疑物體敏感。
46. —種用于組織表征的系統(tǒng)，其包括 用于組織表征的傳感器，該傳感器包括構(gòu)造為在近端放置到用于表征的組織的邊緣而不穿透組織的諧振 器，諧振器包括在大體上平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且 具有特征尺寸d的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約入至大約40A之間的自由空氣波 長(zhǎng)范圍的頻率處諧振，其中入是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造為在接收到在大約人至大約40入之間的范圍內(nèi) 的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D,使得在近區(qū)內(nèi)的組織有效地作為諧振器的部分起作用，從而影。向 其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi)的組織通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括通過該至少一個(gè)傳導(dǎo)引線與傳感器通信的外部 信號(hào)生成控制和分析系統(tǒng)。
47. —種用于組織表征的方法，其包括 提供用于組織表征的傳感器，傳感器包括構(gòu)造為在近端放置到用于表征的組織的邊緣而不穿透組織的諧振 器，諧振器包括在大體上平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且 具有特征尺寸d的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約X至大約40X之間的自由空氣波 長(zhǎng)范圍的頻率處諧振，其中X是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造為在接收到在大約入至大約"人之間的范圍內(nèi) 的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)和^f茲場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D,使得在近區(qū)內(nèi)的組織有效地作為諧振器的部分起作用，從而影響 其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi)的組織通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征，為傳感器提供在大約入至大約40入之間的范圍內(nèi)的掃頻信號(hào)，因 此在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感應(yīng)了電場(chǎng)和石茲場(chǎng)；將諧振器的諧振響應(yīng)作為掃頻信號(hào)的函數(shù)記錄； 以諧振響應(yīng)表征組織。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中近區(qū)一般為穿透深度大 約是特征尺寸d的盤狀。
49. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中近區(qū)包含在打開的腔內(nèi)。
50. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中打開的腔是圓柱形的。
51. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中打開的腔是圓錐形的。
52. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中特征尺寸d在等價(jià)直徑D 的大約1/10至1/20之間。
53. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器進(jìn)一步包括電子 支承結(jié)構(gòu)。
54. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振響應(yīng)是反射信號(hào)的 反射系數(shù)幅值。
55. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振響應(yīng)是反射信號(hào)的 反射系數(shù)相位。
56. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約人至大約IO人的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
57. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約IO入至大約的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
58. 根據(jù)權(quán)利要求47所迷的方法，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約20入至大約30人的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
59. 根據(jù)權(quán)利要求47所迷的方法，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于 大約30A至大約40入的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率下諧振。
60. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值附近大約± 5 0 %的范圍響應(yīng)的寬帶諧振器d
61. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值附近至少大約± 25 %的范圍響應(yīng)的寬帶諧振器。
62. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中諧振器是構(gòu)造為對(duì)諧振 值附近至少大約± 1 5 %的范圍響應(yīng)的寬帶諧振器.
63. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中，在遠(yuǎn)區(qū)內(nèi)，對(duì)于大約 入至大約40入之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍，傳感器的輻射效率低于0.1 %。
64. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)感性耦合。
65. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)容性耦合。
66. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)阻性耦合。
67. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中D在大約3mm至大約25腿 之間。
68. 根據(jù)權(quán)利要求47所迷的方法，其中傳感器設(shè)計(jì)為平衡。
69. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，對(duì)尺寸為直徑至少大約Q. 25咖 的可疑物體敏感。
全文摘要
提供用于組織表征的傳感器，包括構(gòu)造為在近端放置到用于表征的組織的邊緣而不穿透組織的諧振器，諧振器包括在大體上平行于邊緣的平面內(nèi)具有等價(jià)直徑尺寸D且具有特征尺寸d的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)；和至少一個(gè)用于提供與外部系統(tǒng)通信的傳導(dǎo)引線，其中諧振器構(gòu)造為在對(duì)應(yīng)于大約λ至大約40λ之間的自由空氣波長(zhǎng)范圍的頻率處諧振，其中λ是等價(jià)直徑D的至少大約十倍，且其中傳感器構(gòu)造為在接收到在大約λ至大約40λ之間的范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)在組織內(nèi)在近區(qū)內(nèi)感應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，近區(qū)的直徑大約為D，使得在近區(qū)內(nèi)的組織有效地作為諧振器的部分起作用，從而影響其諧振值，且因此在近區(qū)內(nèi)的組織通過諧振器的諧振響應(yīng)由其電磁特性表征。
文檔編號(hào)A61B5/05GK101184435SQ200680019026
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者D·哈施姆索尼, G·科亨, I·格利納 申請(qǐng)人:沙丘醫(yī)療設(shè)備有限公司