可摄入事件标记的电磁感测和检测制造技术

提供了一种具有控制装置、耦合到控制装置的驱动器电路的电子装置。该驱动器电路被配置为改变电导。局部电源耦合到控制装置，并且被配置为由于该局部电源与导电流体接触而向控制装置和驱动器电路提供电压电势差。局部电源包括电耦合到控制装置的第一材料，以及电耦合到控制装置且与第一材料电隔离的第二材料。电感器耦合到驱动器电路。驱动器电路被配置为通过电感器产生电流。改变通过电感器而产生的电流的幅值，以产生由接收器远程可检测到的编码信号。还公开了用来接收和解码的接收器。

Electromagnetic Sensing and Detection of Intake Event Markers

An electronic device with a control device and a driver circuit coupled to the control device is provided. The driver circuit is configured to change conductance. The local power supply is coupled to the control device and is configured to provide a voltage potential difference to the control device and driver circuit due to the contact between the local power supply and the conductive fluid. The local power supply includes a first material electrically coupled to the control device and a second material electrically coupled to the control device and electrically isolated from the first material. The inductor is coupled to the driver circuit. The driver circuit is configured to generate current through the inductor. Change the magnitude of the current generated by the sensor to produce a coded signal that can be detected remotely by the receiver. Receivers for receiving and decoding are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可摄入事件标记的电磁感测和检测相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月22日提交的专利技术名称为“ELECTROMAGNETICSENSINGANDDETECTIONOFINGESTIBLEEVENTMARKERS(可摄入事件标记的电磁感测和检测)”的美国临时申请62/365,727的权益，其公开在此以其整体并入本文并用于所有目的。
技术介绍
本公开一般涉及用于感测和检测事件的各种设备和技术。更具体地，本公开涉及可摄入标识符(ingestibleidentifier)，其采用电磁能量来发送表示感测或检测事件的信号。已经提出了将包括电子电路的可摄入事件标记(ingestibleeventmarker)用于各种各样的不同的医疗应用(包括诊断应用和治疗应用二者)中。用于检测可摄入标识符的现有技术状态包括进行与皮肤上的两个点的湿接触并测量由可摄入标识符激活引起的电压差。弱信号电平和强背景噪声限制了这些传统技术，使得检测并解码来自可摄入标识符的信号变得困难且计算密集。两个其他限制使得可摄入传感器和外部检测器之间的通信异常。首先，由于可摄入传感器上可用的电量非常小并且可摄入传感器的尺寸小，因此通信只有一种方式。不存在返回给发送者的确认，如同典型的世界上普遍的几乎所有双工通信系统。其次，由于尺寸小、可摄入的安全材料的列表有限、以及此应用所需的制造成本非常低，因此在电路中添加晶体振荡器在商业上不可行(并且也许在技术上不可行，但至少是非常困难)。因此，这种通信情况的固有区别特征是传输频率的不确定性。尽管大多数商业通信系统在已知频率为几十的兆比率(partspermillion)的环境中工作，但是由局部电源和胃液供电的摄入传感器受到产生具有+/-1％范围的中心频率的挑战。因此，本公开的各方面的重要贡献是实现用于RF系统的通信协议，在其中与检测器的背景噪声相比传输功率非常低，并且与典型的现代系统相比传输频率不确定性很大。与其他RF系统相比，可摄入传感器具有用于发送信号的线圈和可被用于储存通信之间的能量的任何电容器二者都可用的极其受限的尺寸。此外，诸如FDA之类的监管机构的健康问题和意见限制了可能被患者消化的某些金属的量，从而对用于感测和通信二者的总可用功率设定了上限。这些通信协议有效地改善了可用于外部检测和解码的信号电平。存在动机来增加从可摄入标识符接收的信号电平，使得可以更容易地检测可摄入标识符，并且通过放置在身体的各个部位上的或者由患者佩戴的接收器来检测该可摄入标识符。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种电子装置。所述电子装置包括：控制装置；耦合到所述控制装置的驱动器电路；耦合到所述控制装置的局部电源，所述局部电源被配置为：由于该局部电源与导电流体接触而向控制装置和驱动器电路提供电压电势差。所述局部电源包括：电耦合到控制装置的第一材料，以及电耦合到控制装置且与第一材料电隔离的第二材料。电感器耦合到驱动器电路，其中所述驱动器电路被配置为通过电感器产生电流，并且其中改变通过电感器产生的电流的幅值，以产生由接收器远程可检测到的编码信号。在另一方面，提供了一种接收器电路。所述接收器电路包括：谐振电路；耦合到所述谐振电路的低噪声电压放大器；以及耦合到所述低噪声电压放大器的输出的接收器处理器电路，所述接收器处理器被配置为：接收表示脉冲通信信号的模拟信号，将所述模拟信号转换为数字信号，并对所述数字信号进行解码以再现作为脉冲通信信号而传输的数据。另外，意图使接收器被患者每天佩戴达延长的时间段。因此，它的尺寸和功耗二者都是有限的。在又一方面，提供了一种接收器电路。所述接收器电路包括：接收电感器；耦合到接收线圈的跨阻放大器；耦合到所述跨阻放大器的输出的放大器；以及耦合到所述放大器的输出的接收器处理器电路，所述接收器处理器被配置成：接收表示脉冲通信信号的模拟信号，将所述模拟信号转换为数字信号，并对所述数字信号进行解码以再现作为所述脉冲通信信号而传输的数据。前述内容是总结并因此可以包含对细节的简化、概括、包括和/或省略；因此，本领域技术人员将理解，该总结仅是说明性的并且不旨在以任何方式进行限制。本文中描述的设备和/或过程和/或其他主题的其他方面、特征和优点将在本文中阐述的教导中变得明显。在一个或多个方面，相关系统包括但不限于用于实现本文中引用的方法方面的电路和/或程序；电路和/或程序实际上可以是硬件、软件和/或固件的任何组合，其被配置为根据系统设计者的设计选择来实现本文引用的方法方面。除了前述内容之外，在诸如本公开的文本(例如，权利要求和/或详细描述)和/或附图的教导中阐述和描述了各种其他方法和/或系统方面。前述总结仅是说明性的，并不旨在以任何方式关于所附权利要求的范围进行限制。除了上述说明性方面和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，其他方面和特征将变得明显。附图说明在所附权利要求中特别阐述了本文中描述的方面的新颖特征。然而，通过参考以下描述并结合如下的附图，可以更好地理解关于操作的方法和组织二者的方面。图1示出了根据本公开的一个方面的基于电磁场的感测和检测系统。图2示出了根据本公开的一个方面的吞下可摄入标识符的个体。图3示出了根据本公开的一个方面的用于检测由可摄入标识符产生的电磁场的接收器。图4A示出了根据本公开的一个方面的包括电绝缘元件的可摄入标识符的侧视图。图4B示出了根据本公开的一个方面的包括电绝缘元件的可摄入标识符的俯视图。图5示出了根据本公开的一个方面的具有位于相对端部上的不相似金属的可摄入标识符的一个方面的框图。图6示出了根据本公开的一个方面的具有位于同一端部上且通过非导电材料分开的不相似金属的可摄入标识符的另一方面的框图。图7示出了根据本公开的一个方面的当图9的可摄入标识符与导电液体接触并处于激活状态时通过导电流体的电流路径或离子转移。图7A示出了根据本公开的一个方面的图7的不相似材料的表面的分解图。图8示出了根据本公开的一个方面的图5的具有pH传感器单元的可摄入标识符。图9是根据本公开的一个方面的在图5和图6的系统中使用的控制装置的一个方面的框图图示。图10示出了根据本公开的一个方面的第一电感器组件。图11示出了根据本公开的一个方面的第二电感器组件。图12示出了根据本公开的一个方面的包括导电通信组件和电感器组件的可摄入标识符。图13示出了根据本公开的一个方面的图12中所示的可摄入标识符的侧截面图。图14示出了根据本公开的一个方面的图4A和4B中所示的可摄入标识符的一个方面。图15示出了根据本公开的一个方面的图12-图13中所示的可摄入标识符的一个方面。图16示出了根据本公开的一个方面的包括形成在单独基板上的单独电感器组件和集成电路的可摄入标识符。图17示出了根据本公开的一个方面的包括形成在非导电膜上的电感器的可摄入标识符。图18示出了根据本公开的一个方面的包括在将不相似材料沉积在集成电路上之后形成在图13中所示的不相似材料中的一个或两个上的电感器的可摄入标识符。图19是根据本公开的一个方面的包括电感器和单端电感器驱动器电路的可摄入标识符的示意性表示。图20是根据本公开的一个方面的包括电感器和推挽式H桥型电感器驱动器电路的可摄入标识符的示意性表示。图21是根据本公开的一个方面的包括电感器和单端电感器驱动器电路的可摄入标识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子装置，包括：控制装置；耦合到所述控制装置的驱动器电路，所述驱动器电路被配置为改变电导；耦合到所述控制装置的局部电源，所述局部电源被配置为：由于所述局部电源与导电流体接触，而向所述控制装置和所述驱动器电路提供电压电势差，所述局部电源包括：第一材料，其电耦合到所述控制装置；和第二材料，其电耦合到所述控制装置并与所述第一材料电隔离；耦合到所述驱动器电路的电感器，其中，所述驱动器电路被配置为通过所述电感器产生电流，并且其中，通过所述电感器产生的所述电流的幅值被改变以产生编码信号，所述编码信号能够由接收器远程检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.22 US 62/365,7271.一种电子装置，包括：控制装置；耦合到所述控制装置的驱动器电路，所述驱动器电路被配置为改变电导；耦合到所述控制装置的局部电源，所述局部电源被配置为：由于所述局部电源与导电流体接触，而向所述控制装置和所述驱动器电路提供电压电势差，所述局部电源包括：第一材料，其电耦合到所述控制装置；和第二材料，其电耦合到所述控制装置并与所述第一材料电隔离；耦合到所述驱动器电路的电感器，其中，所述驱动器电路被配置为通过所述电感器产生电流，并且其中，通过所述电感器产生的所述电流的幅值被改变以产生编码信号，所述编码信号能够由接收器远程检测。2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述驱动器电路包括单端驱动器电路。3.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述驱动器电路包括推挽式H桥驱动器电路。4.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述驱动器电路包括：交叉耦合的晶体管；以及电容器，其耦合在所述交叉耦合的晶体管的漏极之间；其中，所述电感器耦合在所述交叉耦合的晶体管的漏极之间。5.根据权利要求1所述的电子装置，还包括：电池倍压器电路；耦合到所述电池倍压器电路的脉冲发生器电路；以及耦合到所述脉冲发生器电路的电感器放电电路。6.根据权利要求5所述的电子装置，其中，所述电池倍压器电路包括：开关电容器级，其包括第一开关电容器和第二开关电容器，其中，所述开关电容器级接收输入电压，并输出具有所述输入电压的两倍的幅值的输出电压；以及时钟级；其中，所述时钟级接收脉冲串并产生相反相位的时钟脉冲，其中，所述相反相位的时钟脉冲引起所述第一电容器和所述第二电容器交替地充电到等于所述输入电压的两倍的电压。7.根据权利要求5所述的电子电路，其中，所述脉冲发生器电路包括：第一触发器电路和第二触发器电路；RC定时电路，其包括电阻器R和电容器C以在第二延迟的触发器电路的输入处设置时间常数延迟τ；反相器，其耦合到第一未延迟的触发器电路的输出；以及逻辑门，其具有耦合到所述反相器的输出的第一输入、耦合到所述第二触发器电路的输出的第二输入、以及耦合到电感器触发器电路的输出；第一振荡器，其耦合到所述第一触发器电路的输入，并耦合到所述RC定时电路；以及第二振荡器，其耦合到所述电感器触发器电路。8.根据权利要求5所述的电子电路，其中，所述电感器放电电路包括：电容器充电电路；耦合电路；以及用于对所述电感器充电和放电的充电电路和放电电路。9.根据权利要求1所述的电子电路，其中，所述驱动器电路被配置为实现脉冲通信协议。10.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述第一材料和所述第二材料被选择为由于所述第一材料和所述第二材料与所述导电流体接触而提供所述电压电势差。11.根据权利要求1所述的电子装置，包括电子开关，其中，所述电子开关包括第一端子和第二端子以及控制端子，并且其中，所述控制端子操作地耦合到所述驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里扎·舍瓦尼，马克·兹德布利克，乔纳森·惠特灵顿，
申请(专利权)人：普罗秋斯数字健康公司，
类型：发明
国别省市：美国,US