到位置传感器的数据传输制造技术

一种向位置跟踪系统内的传感器发射控制指令的方法，包括产生驱动场产生器的驱动信号。包括控制指令的控制信号被叠加在驱动信号上。用驱动信号驱动场产生器，以便产生被传感器感测的场。在传感器处检测所述场以便确定传感器的位置坐标并且解调控制信号以便提取控制指令。基于提取的控制指令控制传感器的功能。

Data transfer to position sensor

The invention relates to a method for transmitting a control command to a sensor in a position tracking system. The control signal including the control command is superimposed on the drive signal. A drive signal is used to drive the field generator to generate a field sensed by the sensor. The field is detected at the sensor to determine the position coordinate of the sensor and the control signal is demodulated to extract the control command. The control function of the sensor based on the extracted control instructions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及位置跟踪系统，具体涉及与用在位置跟踪系统内的设备及工具进行无线通讯的方法及设备。
技术介绍
在本领域已知有各种方法和系统用于跟踪与医疗过程有关的物体的坐标。例如，美国专利5,391,199和5,443,489，其公开的内容通过引用结合入本文，描述了用一个或多个场转换器(transducer)测定体内探测器坐标的系统。这样的系统用于产生关于例如导管的医疗探测器的位置信息。传感器，例如线圈，放置在探测器内并产生响应外部施加磁场的信号。磁场由例如放射器线圈的磁场换能器产生，该换能器固定在外部参考系中已知的相互间隔开的位置上。处理传感器信号以便确定探测器在外部参考系的坐标。还描述了其它涉及磁场位置跟踪的方法和系统，例如，在PCT专利公开WO96/05768，美国专利6,690,963，6,239,724，6,618,612和6,332,089，和美国专利申请公开2002/0065455A1，2003/0120150A1和2004/0068178A1，其公开的内容通过引用全部结合入本文。这些公开文献描述了跟踪例如心脏导管、整形植入物的体内物体和用于不同医疗过程的医疗工具位置的方法和系统。在一些医疗应用中，在外部系统与体内物体之间无线地交换数据。例如，美国专利6,409,674，其公开的内容通过引用结合入本文，描述了一种可植入的传感器设备，例如压力监视器，其被植入心脏。该设备无线地把血压信号或其它生理参数传送到远程通讯设备。本专利中提到的无线通讯技术包括无线遥测、电感耦合、被动式转发器、和将身体用作导体的传导通讯。另一种包括利用电感耦合进行无线通讯的位置跟踪系统在美国专利申请公开2003/0120150A1中描述，其公开的内容通过引用也结合入本文。专利技术人描述了一种系统，在其中无线转发器被固定到物体上。转发器包括至少一个传感器线圈，在该线圈中信号电流响应于感测的电磁场而流动。供电线圈接收RF驱动场并从驱动场输送电能以便为转发器提供电能。驱动线圈还发射响应于信号电流的输出信号到信号接收器，该接收器处理该信号以便确定物体的坐标。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了用于在位置跟踪系统内进行无线通信的改进的方法和装置。在下文公开的实施例中，这些方法用于向装进位置跟踪系统的被跟踪物体内的传感器单元发射例如控制数据的数据。可选择的，这些方法可用于，细节上已作必要改动，从被跟踪物体上的场产生器向外部传感器发射数据。在此公开的方法和装置使用现有的位置传感器和传感器控制单元的处理电路作为数字通信通道的接收电路。因此，使得传感器单元能够为了这个目的在极少或没有增加专用硬件的情况下接收控制数据的发射。因为传感器单元的位置感测电路用于提取位置信号及控制信号，不需要额外的天线和接收器接收控制指令，传感器单元可以被制造得更小、更低成本和更可靠。在一些实施例中，通过以恰当的不被位置感测使用的频率调制控制信号把数字数据从外部磁场产生器发送到传感器单元。把已调制的控制信号与通常用于驱动场产生器的驱动信号组合。用于在传感器单元内进行位置感测的位置传感器和接收器电路还用于接收附加的控制信号。传感器控制单元数字化、滤出和解调控制信号，以便重现被发射的数字数据。在一些实施例中，不同的控制指令能够通过为每个传感器单元分配一个唯一的识别号(ID)的方式或者通过对不同的控制信号使用不同的调制频率的方式被应用到不同的传感器单元。在一些实施例中，把传感器单元装进例如整形外科植入体、可植入装置、体内导管和内窥镜的被跟踪的物体内以及各种医疗和外科工具内。在另一个实施例中，将场产生器连接到被跟踪的物体并产生被外部系统感测的磁场。与上述类似的方法用于从被跟踪的物体发射遥测及控制信号而不需要额外的发射器硬件。因此，根据本专利技术的实施例提供了一种向位置跟踪系统内的传感器发射控制指令的方法，包括产生驱动场发生器的驱动信号；把包括控制指令的控制信号叠加到驱动信号上；用驱动信号驱动场发生器，以便产生被传感器感测的场； 在传感器处，检测场以便确定传感器的位置坐标并解调所述控制信号从而提取控制指令；和基于提取的控制指令控制传感器的功能。在一个实施例中，驱动信号具有一个驱动频率，和其中对控制信号进行叠加包括在具有控制频率的控制副载波上调制控制指令以便使得控制信号能从驱动信号分离出来，其中所述控制频率与驱动频率不同。在另一个实施例中，对场进行检测包括响应于被检测的场产生接收信号，并从接收信号中提取控制信号。另外或可选择的，提取控制信号包括数字化接收信号以便产生数字化的信号，向所述数字化的信号施加快速傅立叶变换(FFT)处理，并检测对应于控制频率的FFT库(bin)中的能量。在另一个实施例中，对控制指令的调制包括响应于控制指令的二进制表示而转换控制副载波的开和关。在再一个实施例中，对控制信号的叠加包括把第一控制指令寻址到第一传感器，和把不同于第一控制指令的第二控制指令寻址到第二传感器。在一个实施例中，对场的检测包括使用传感器内的单个线圈检测基于控制信号的第一场成分和与位置坐标有关的第二场成分。在另一个实施例中，对传感器功能的控制包括控制传感器的定时、校准传感器和补偿被检测的场内的变形中的至少一个。在再一个实施例中，场包括磁场。根据本专利技术的一个实施例还提供了，一种从位置跟踪系统中的被跟踪物体发射数据的方法，包括产生驱动被跟踪物体内的场产生器的驱动信号；在驱动信号上叠加包括数据的数据承载信号；用驱动信号驱动场产生器，以便产生能被一个或多个外部接收器感测的场；和在所述一个或多个外部接收器处，检测所述场以便确定被跟踪物体的位置坐标和解调所述数据承载信号以便提取数据。根据本专利技术的一个实施例还提供了，向位置跟踪系统内的传感器发射控制指令的装置，包括 场产生器，将其连接成能产生被传感器感测的场；信号产生器单元，将其连接成能产生驱动场产生器的驱动信号，同时把包括控制指令的控制信号叠加在驱动信号上；包括位置传感器的传感器单元，将其连接成能检测所述场，和传感器控制单元，将其连接成响应于被检测场的产生位置信号，和解调所述控制信号以便提取控制指令以及基于提取的控制指令控制传感器的功能；和处理器，将其连接成响应于位置信号计算传感器的位置坐标。根据本专利技术的一个实施例还提供了，用于从位置跟踪系统内的被跟踪物体发射数据的装置，包括连接到被跟踪的物体的场产生器，将其设置成产生被外部系统感测的场；与场产生器相关的信号产生器单元，将其连接成产生驱动场产生器的驱动信号，同时把包括数据的数据承载信号叠加在驱动信号上；在外部系统内的一个或多个外部接收器，将其连接成检测所述场以便确定被跟踪物体的位置坐标并且能解调数据承载信号以便提取数据。从下面结合附图对实施例的详细描述将会更全面地理解本专利技术附图说明图1是根据本专利技术实施例的磁跟踪系统用于外科的示意性、图示示意图；图2是示出了根据本专利技术实施例的传感器单元细节的示意性、图示示意图；图3是示意性地描绘根据本专利技术实施例的磁跟踪系统的框图；和图4是示意性地描绘根据本专利技术实施例的与传感器单元通信的方法的流程图。具体实施例方式在典型的基于磁的位置感测系统中，例如在上述参考文献中提及的系统，外部产生的磁场在位于传感器单元内的例如传感器线圈的接收器内感应出位置响应电流。在这样系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向位置跟踪系统内的传感器发射控制指令的方法，包括：产生用于驱动场发生器的驱动信号；把包括控制指令的控制信号叠加到驱动信号上；用驱动信号驱动场发生器，以便产生被传感器感测的场；在传感器处，检测场以便确定传感器的位置坐标并解调所述控制信号从而提取控制指令；和基于提取的控制指令控制传感器的功能。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AC阿尔特曼，A戈法里，Y埃夫拉思，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]