用于对可植入设备无线供电的相位控制阵列制造技术

一种设备包括天线阵列，其中，所述天线阵列能够安装在皮肤表面附近并且安装成当这样安装时跨越皮肤表面的指定区域，使得天线阵列的每个天线具有与植入在皮肤表面下方的植入设备的天线的相应的电磁耦合程度；和控制器，其可操作地耦合到天线阵列，其中，所述控制器包括被编程为执行包括以下操作的计算设备：确定植入设备相对于天线阵列的位置；基于所确定的植入设备的位置，选择所述天线阵列中的两个或更多个天线；基于所确定的植入设备的位置，确定所选择的两个或更多个天线中的每一个的幅度和相对相位；以及操作所选择的两个或更多个天线以向植入设备提供电磁能量。

【技术实现步骤摘要】
用于对可植入设备无线供电的相位控制阵列本申请是申请日为2016年12月30日、申请号为201680083783.1、专利技术名称为“用于对可植入设备无线供电的相位控制阵列”的专利技术专利申请的分案申请。
本申请涉及对可植入设备无线供电的相位控制阵列、设备及方法。
技术介绍
除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料不是本申请权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被认为是现有技术。某些医学状况或状态可以通过生理特性(例如脉管系统的一部分中的血液流速和/或血液量、血液的氧饱和度、血压)的值和/或随时间的变化来表征。这种生理特性可以通过位于体外的装置来测量。另外或可替代地，可以采用植入或可佩戴设备来提供这种生理特性的连续或接近连续的测量。这种可植入或可佩戴设备可以由电池供电和/或由射频能量或其他无线能源供电。此外，这样的设备可以配置为无线地指示测量的生理特性(例如通过使用RFID天线和发射器，通过使用蓝牙天线和发射器)。
技术实现思路
本公开的一些实施例提供了一种设备，包括：(i)天线线圈阵列，其可以安装在皮肤表面附近并且当这样安装时跨越皮肤表面的指定区域，使得天线线圈阵列的每个天线线圈具有与植入在皮肤表面下方的植入设备的天线的相应的电磁耦合程度；和(ii)控制器，其可操作地耦合到天线线圈阵列，并且包括被编程为执行包括操作的计算设备。所述操作包括：(1)确定植入设备相对于天线线圈阵列的位置；(2)基于所确定的植入设备的位置，选择天线线圈阵列的两个或更多个天线线圈；(3)基于所确定的植入设备的位置，确定所选择的两个或更多个天线线圈中的每一个的幅度和相对相位；以及(4)操作所选择的两个或更多个天线线圈以向植入设备提供射频功率。操作所选择的两个或更多个天线线圈以提供射频功率包括根据对应的确定的幅度和相对相位来从所选择的两个或更多个天线线圈中的每一个发射射频功率。本公开的一些实施例提供了一种方法，包括：(i)确定植入设备相对于安装到皮肤表面的读取器设备中的天线线圈阵列的位置，其中，所述天线线圈阵列跨越皮肤表面的指定区域，其中，所述植入设备植入在皮肤表面下方，并且其中，所述天线线圈阵列中的每个天线线圈具有与植入设备的天线的相应的电磁耦合程度。所述方法还包括：(ii)基于所确定的植入设备的位置，选择天线线圈阵列的两个或更多个天线线圈；(iii)基于所确定的植入设备的位置，确定所选择的两个或更多个天线线圈中的每一个的幅度和相对相位；以及(iv)通过所选择的两个或更多个天线线圈向植入设备提供射频功率，其中，向植入设备提供射频功率包括根据对应的确定的幅度和相对相位来从所选择的两个或更多个天线线圈中的每一个发射射频功率。通过阅读以下详细描述并参考适当的附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员将变得显而易见。附图说明图1A是设置在臂附近的示例性读取器设备和植入在臂的皮肤表面下方并且与读取器设备通信的示例性微电子设备的横截面图。图1B是当安装到臂的皮肤表面时图1A中所示的示例性读取器设备的横截面图，其中示出了植入设备的天线与读取器设备的天线线圈之间的电磁耦合程度。图1C是图1A和1B中所示的读取器设备的天线阵列的线圈的示意图。图2是安装到臂的皮肤表面的示例性读取器设备和植入在臂的皮肤表面下方并与读取器设备通信的示例性微电子设备的元件的横截面示意图。图3A是示例性微电子设备的透视图。图3B是图3A中所示的示例性微电子设备的横截面图。图4是包括与外部读取器无线通信的微电子设备的示例系统的框图。图5是包括可操作成与微电子设备通信的天线阵列的示例系统的框图。图6是包括可操作成与微电子设备通信的天线阵列的示例系统的框图。图7是包括可操作成与微电子设备通信的天线阵列的示例系统的框图。图8是用于操作读取器设备的示例方法的流程图。具体实施方式在以下详细描述中，参考了附图，附图形成了描述的一部分。在附图中，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易理解的是，如本文一般描述的并且在附图中示出的本公开的方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些在本文中都是明确设想的。I.概述本公开的一些实施例提供了一种读取器设备，其配置成与活体的皮肤表面(例如人的上臂或腹部的皮肤)接触或以其他方式安装到其上并与植入皮肤内和/或下方的一个或多个设备相互作用。这样的植入设备可以各自包括一个或多个传感器，其配置成检测身体的变量，例如检测与皮肤中的脉管系统和/或血液的血液动力学特性有关的变量。例如，读取器设备可以包括一个或多个天线线圈，其可操作成发射电磁能量以经由植入设备的天线为植入设备供电。这种电磁耦合的天线线圈还可以用于从植入设备发送和/或接收无线通信(例如通过检测由植入设备反射和/或反向散射的射频能量的量随时间的模式，通过调制发射以对植入设备供电的电磁能量的幅度、相位、频率或其他性质)。植入设备和天线线圈之间的这些电磁相互作用可以在天线线圈的近场中实现，并且可以指定天线线圈的特性和/或它们的操作的特性以改善这种近场相互作用(例如通过减少辐射到天线线圈的远场中的电磁能量的量)。读取器设备可以另外或可替代地配置为光学地或通过一些其他装置而与植入设备通信。植入设备的天线(例如天线线圈)与读取器设备的天线线圈之间的电磁耦合程度可能与多种因素有关。这些因素可包括天线线圈相对于植入设备的天线的取向和位置。为了适应跨越一系列相对位置和/或取向的植入设备的供电，读取器设备可包括天线线圈阵列，天线线圈阵列可安装在皮肤表面附近，植入设备植入皮肤表面下方。这种天线线圈阵列的每个天线线圈可以具有与植入设备的相应的电磁耦合程度，其与每个天线线圈相对于植入设备的天线的相应位置和/或取向相关。相应地，每个天线线圈可以具有到植入设备的近场电磁功率传输的相应效率、从植入设备接收的近场无线传输的强度、或者在天线线圈中的一个或多个天线线圈的近场区域内与植入设备相互作用的一些其他特性。在这样的示例中，可以选择天线线圈阵列的特定天线线圈并用于与植入设备相互作用(例如非辐射地向植入设备提供射频能量，从植入设备接收近场无线传输/发射近场无线传输至植入设备)。然而，对于植入设备的一些相对位置和/或取向(例如当植入设备位于线圈的边缘上时，或者在天线线圈阵列的两个或更多个线圈之间时)，操作多个线圈以向植入设备提供功率可能是有益的。例如，通过单个天线线圈和植入设备的天线之间的近场电磁耦合而从单个天线线圈传输的功率可能不足以操作植入设备，功率传输的效率可能低，和/或当操作单个天线线圈以给植入设备供电时从单个天线线圈发射并由皮肤吸收的射频能量的量可能高于某个指定的最大值。在这样的示例中，可以操作两个或更多个天线线圈以向植入设备提供功率。经由两个或更多个天线线圈中的每一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n天线阵列，其中，所述天线阵列能够安装在皮肤表面附近并且安装成当这样安装时跨越皮肤表面的指定区域，使得天线阵列的每个天线具有与植入在皮肤表面下方的植入设备的天线的相应的电磁耦合程度；和/n控制器，其可操作地耦合到天线阵列，其中，所述控制器包括被编程为执行包括以下操作的计算设备：/n确定植入设备相对于天线阵列的位置；/n基于所确定的植入设备的位置，选择所述天线阵列中的两个或更多个天线；/n基于所确定的植入设备的位置，确定所选择的两个或更多个天线中的每一个的幅度和相对相位；以及/n操作所选择的两个或更多个天线以向植入设备提供电磁能量，其中，操作所选择的两个或更多个天线包括根据相应的确定的幅度和相对相位从所选择的两个或更多个天线中的每一个发射电磁能量。/n

【技术特征摘要】
20160201 US 15/012,2331.一种设备，包括：
天线阵列，其中，所述天线阵列能够安装在皮肤表面附近并且安装成当这样安装时跨越皮肤表面的指定区域，使得天线阵列的每个天线具有与植入在皮肤表面下方的植入设备的天线的相应的电磁耦合程度；和
控制器，其可操作地耦合到天线阵列，其中，所述控制器包括被编程为执行包括以下操作的计算设备：
确定植入设备相对于天线阵列的位置；
基于所确定的植入设备的位置，选择所述天线阵列中的两个或更多个天线；
基于所确定的植入设备的位置，确定所选择的两个或更多个天线中的每一个的幅度和相对相位；以及
操作所选择的两个或更多个天线以向植入设备提供电磁能量，其中，操作所选择的两个或更多个天线包括根据相应的确定的幅度和相对相位从所选择的两个或更多个天线中的每一个发射电磁能量。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述天线阵列中的至少一个天线包括天线线圈。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备进一步包括用于天线阵列的接地平面，其中，所述接地平面通过间隔层与所述天线阵列分开。


4.根据权利要求1所述的设备，还包括接触层，其中，当所述天线阵列安装在皮肤表面附近时，所述接触层接触皮肤表面，并且设置在皮肤表面和天线阵列之间。


5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述接触层的厚度在约0.1毫米至约0.4毫米的范围内。


6.根据权利要求1所述的设备，还包括：
射频开关，其中，所述天线阵列中的每个天线耦合到所述射频开关，其中，操作所选择的两个或更多个天线以向植入设备提供电磁能量包括操作所述射频开关以将所选择的两个或更多个天线耦合到控制器。


7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述天线阵列中的每一个天线经由相应的调制器耦合到射频开关，其中，每个调制器可操作成控制从所述射频开关提供给相应的天线的电磁能量的幅度和相对相位。


8.根据权利要求1所述的设备，其中，确定植入设备的位置包括：
对于所述天线阵列中的每个天线，(i)通过天线提供电磁能量，以及(ii)检测由天线接收的射频信号的所接收的信号强度；以及
基于检测的所接收的信号强度确定植入设备的位置。


9.根据权利要求1所述的设备，其中，确定植入设备的位置包括：
对于所述天线阵列中的每个天线，(i)通过天线提供电磁能量，以及(ii)从植入设备接收无线传输，所述无线传输指示由植入设备从天线接收的电磁能量的量；以及
基于所接收的无线传输确定植入设备的位置。


10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述天线阵列中的每一个天线具有与植入在所述皮肤表面下方的另一植入设备的另一天线的相应的电磁耦合程度，并且其中，所述操作还包括：
确定另一植入设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，S柯胡梅尔，S奥德里斯科尔，Y邹，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US