CN102472805A - 用于测量传导率信息的方法和设备以及相应的标记 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种标记（20）。该标记（20）包括由第一频率驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的位置信息的电路（22）。标记（20）的电路（22）基于用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内。本发明进一步提供了一种用于通过产生第一频率和第二频率测量对象的传导率信息的设备。

Description

用于测量传导率信息的方法和设备以及相应的标记

技术领域

本发明涉及用于测量对象的传导率信息的方法和设备以及用于跟踪对象的位置信息的标记。

背景技术

用于测量对象的传导率信息的设备在医疗领域正变得越来越流行，例如手术后检测/监视出血、引导外科手术、监视生命体征等等。用于测量传导率信息的设备可以是磁感应层析术（MIT）设备、磁共振成像（MRI）设备、生命体征监视设备等等。

当用于测量传导率信息的设备用于测量对象（例如人体、动物体）时，对象的运动是不可避免的，并且测量的精度将受这些运动的影响。特别地，当用于测量传导率信息的设备用来长时间监视患者时，患者的运动可能性高得多，因而测量的精度由于运动而可能低得多。

例如，MIT与对象和MIT设备的线圈之间的距离强烈相关，如果对象和MIT设备的线圈之间的距离/相对位置改变，那么MIT的结果可能受影响。此外，当考虑对象的固定体积元时，运动本身可能导致传导率的变化。

为了减少运动伪像，将标记组用于跟踪对象的位置信息以便调节用于测量对象的传导率信息的设备测量的传导率信息。

目前，这些标记可以由任何金属制成以便由内置的磁场传感器跟踪。然而，由于用于测量传导率信息的设备的灵敏度，金属标记会淹没（swamp）对象的传导率信息并且影响测量对象的传导率信息的精度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的用来跟踪对象的位置信息的标记。

该标记包括由第一频率驱动到传导状态以便跟踪对象的位置信息的电路，该电路基于用于测量对象的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内。

优点在于，标记被设计成与测量对象的传导率信息独立地跟踪对象的位置信息，从而对象的传导率信息较少地被标记淹没，并且测量的对象的传导率信息更加精确。

本发明的另一个目的是提供一种改进的用于测量对象的传导率信息的设备。

用于测量对象的传导率信息的设备包括：

- 发生器，其用于产生将标记组驱动到传导状态以便跟踪对象的第一位置信息的第一频率，用于产生测量对象的传导率信息的第二频率，并且用于产生将标记组驱动到传导状态以便跟踪对象的第二位置信息的第一频率，其中标记组基于用于测量对象的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内，

- 接收器，其用于接收传导率信息、第一位置信息和第二位置信息，以及

- 调节器，其用于基于第一位置信息和第二位置信息之差调节传导率信息。

优点在于，发生器可以产生分别用于跟踪位置信息和传导率信息的两个不同频率，并且跟踪位置信息独立于测量传导率信息，以便避免传导率信息受标记组干扰，并且测量的对象的传导率信息更加精确。

本发明也提供了一种与用于测量对象的传导率信息的设备相应的方法。

本发明进一步提供了用于测量对象的传导率信息的方法中使用的计算机程序。

在下文中，将给出本发明的详细解释和其他的方面。

附图说明

本发明的上述和其他的目的和特征根据以下结合附图考虑的详细描述将变得更加清楚明白，在附图中：

图1示意性地绘出了一种具有用于测量对象的传导率信息的设备以及用于跟踪对象的位置的标记组的系统；

图2示意性地示出了用于跟踪对象的位置信息的标记；

图3示意性地绘出了一种用于测量对象的传导率信息的方法。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相似的部分。

具体实施方式

图1示意性地绘出了一种具有用于测量对象的传导率信息的设备以及用于跟踪对象的位置信息的标记组的系统。

系统1包括用于测量对象40的传导率信息的设备10以及用于跟踪对象40的运动的标记20组。

对象40可以是人体、动物体等等。设备10可以是MIT（磁感应层析术）设备、MRI（磁共振成像）设备或者用于监视睡眠、锻炼、康复等等期间的生命体征的监视设备。传导率信息可以是阻抗信息。可以基于传导率信息重构图像。

要测量的对象40的位置可能由于它本身的运动而改变。运动可以包括平移、旋转、由于吸气而引起的胸腔的扩张等等，并且运动造成标记20之间的距离的变化。因此，可以通过获得标记20组的位置信息跟踪对象40的位置信息，并且然后可以基于该位置信息调节设备10测量的传导率信息。此外，对象40的位置信息可以用来标识测量期间对象40的运动间隔，以便表征对象40的典型情况，例如最大吸气或呼气状态。

设备10可以包括一个发生器11或一组发生器11，所述发生器用于产生驱动标记20组以便跟踪对象40的第一位置信息的第一频率（例如磁场），用于产生测量对象40的传导率信息的第二频率（例如磁场），并且用于再次产生驱动标记20组以便跟踪对象40的第二位置信息的第一频率。测量设备10也可以包括接收器12，该接收器用于接收传导率信息、第一位置信息和第二位置信息。

接收器12可以包括一个传感器或一组传感器，所述传感器用于收集对象40的传导信息和位置信息。对象40的位置信息由标记20组的位置信息反映，并且标记20组的位置信息由接收器12的所述传感器收集的标记20组的传导信息反映。对象40的位置信息可以通过非线性偶极子定位方法、通过预先测量的位置查找表或者通过其他已知的适当算法确定。

设备10进一步包括：调节器13，其用于基于对象40的第一位置信息和第二位置信息之差调节测量的对象40的传导率信息；以及控制器14，其用于控制发生器11、接收器12和调节器13工作。

例如，三个标记20用来跟踪对象40的三维位置信息。标记20在其工作频率下的阻抗是固定的，因而设备10与标记20之间的耦合与从设备10至标记20的距离相关，并且标记20与设备10之间的距离反映对象40与设备10之间的距离。

产生第一频率与产生第二频率之间的间隔可以由用户或者设备10的制造商预先设置。用于标记20的第一频率可以相同或不同。用于所有标记的第一频率处于特定频率范围内，从而可以在最大传导状态下由第一频率驱动标记20组，最大传导状态在下文中称为传导状态。第一频率不在用于测量对象40的传导率信息的第二频率的范围内，并且第二频率只能将标记20组驱动到最小传导状态，该最小传导状态对于干扰测量对象40的传导率信息可以被忽略，因此最小传导状态在下文中称为非传导状态。第一频率非常低并且对于测量对象40的传导率信息可以被忽略。第一频率可以是用于将标记20组驱动到传导状态的标记20组的谐振频率，因此标记20组可以被称为用于以被动方式工作的被动标记。第一频率可以处于1~2 MHz的范围内，并且第二频率可以处于2~10 MHz的范围内。

基于用于标记20组的第一频率，可以与测量对象40的传导率信息独立地跟踪对象40的位置信息。

图2示意性地示出了用于跟踪对象的位置信息的标记。标记20包括覆盖物21和由覆盖物21覆盖的电路22。覆盖物21可以由织物制成，并且可以将电路22集成到覆盖物21中。电路22包括第一元件221以及与第一元件221连接的第二元件222。第一元件221可以包括一个线圈或一组线圈。第二元件222可以包括石英谐振器，该石英谐振器被设计成由第一频率（在图2中示为FF）驱动，以便使得第一元件221进入传导状态。可替换地，第二元件222可以是陶瓷带通滤波器，该滤波器被设计成由第一频率驱动，以便使得第一元件221进入传导状态。石英谐振器或陶瓷带通滤波器由于其高的特定谐振频率和广泛的可用性而可以被设计成第二元件222，从而石英谐振器和陶瓷带通滤波器可以基于用于使得第一元件221进入传导状态的第一频率而是谐振的。

标记20也可以包括用于容易地将标记20附接到对象40的粘附元件（图2中未示出）。

如果设备10的发生器11产生第一频率：则标记20的第二元件222被驱动成谐振，这使得标记20的第一元件221进入传导状态以便跟踪对象40的位置信息（在图2中示为PI），并且第一频率对于测量对象40的传导率信息是被忽略的。

如果设备10的发生器11产生第二频率：则标记20的第二元件222不被第二频率驱动，这使得标记20的第一元件221进入非传导状态，并且对象40的传导率信息在不受标记20干扰的情况下基于第二频率而被测量。

图3示意性地绘出了一种用于测量对象的传导率信息的方法。

该方法包括以下步骤。

第一步骤31是产生用于将标记20组驱动到传导状态以便跟踪对象40的第一位置信息的第一频率。该第一频率被忽略以测量对象40的传导率信息。

第二步骤32是产生用于测量对象40的传导率信息的第二频率。标记20组基于第二频率而处于非传导状态以便避免干扰测量对象40的传导率信息。

第三步骤33是产生用于将标记20组驱动到传导状态以便跟踪对象40的第二位置信息的第一频率。

第四步骤34是接收传导率信息、第一位置信息和第二位置信息。

第五步骤35是依照第一位置信息和第二位置信息之差调节传导率信息。

将计算机程序集成到控制器14中以便实现用于测量对象的传导率信息的方法的步骤。

应当指出的是，上述实施例说明了而不是限制了本发明，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求书的范围的情况下应当能够设计出可替换的实施例。在权利要求书中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被视为限制了权利要求。动词“包括/包含”并没有排除存在权利要求书或说明书中未列出的元件或步骤。元件之前的措词“一”或“一个”并没有排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于经过编程的计算机来实现。在列举了若干单元的系统权利要求中，这些单元中的一些可以由同一硬件或软件项实施。措词第一、第二和第三等等的使用并不意味着任何排序。这些措词应当被解释为命名。

Claims (12)

1.一种标记（20），包括由第一频率驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的位置信息的电路（22），其中电路（22）基于用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率的范围内。

2.如权利要求1所述的标记，其中电路（22）包括与第二元件（222）连接的第一元件（221），并且第二元件（222）由第一频率驱动以便使得第一元件（221）进入传导状态。

3.如权利要求2所述的标记，其中第二元件（222）包括由第一频率驱动以便使得第一元件（221）进入传导状态的石英谐振器或者陶瓷带通滤波器。

4.如权利要求2所述的标记，其中第一元件（221）包括一个线圈或一组线圈。

5.如权利要求1所述的标记，其中第一频率处于1~2 MHz的范围内，并且第二频率处于2~10 MHz的范围内。

6.一种用于测量对象的传导率信息的设备（10），该设备（10）包括：

- 发生器（11），其用于产生将标记（20）组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第一位置信息的第一频率，用于产生测量对象（40）的传导率信息的第二频率，并且用于产生将标记（20）组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第二位置信息的第一频率，其中标记（20）组基于用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内，

- 接收器（12），其用于接收传导率信息、第一位置信息和第二位置信息，以及

- 调节器（13），其用于基于第一位置信息和第二位置信息之差调节传导率信息。

7.如权利要求6所述的设备，其中预先设置产生第一频率与产生第二频率之间的间隔。

8.如权利要求6所述的设备，其中第一频率处于1~2 MHz的范围内，并且第二频率处于2~10 MHz的范围内。

9.如权利要求6所述的设备，其中该设备（10）为磁感应层析术设备、磁共振成像设备或者生命体征监视设备。

10.一种系统，包括如权利要求6-9中任何一项所述的设备以及如权利要求1-5中任何一项所述的标记组。

11.一种测量对象（40）的传导率信息的方法，包括步骤：

- 产生（31）用于将标记（20）组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第一位置信息的第一频率，

- 产生（32）测量对象（40）的传导率信息的第二频率，其中标记（20）组基于用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内，

- 产生（33）用于将标记20组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第二位置信息的第一频率，

- 接收（34）传导率信息、第一位置信息和第二位置信息，以及

- 依照第一位置和第二位置之差调节（35）传导率信息。

12.一种计算机程序，用在用于测量对象的传导率信息的方法中，该方法包括步骤：

- 产生（31）用于将标记（20）组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第一位置信息的第一频率，

- 产生（32）测量对象（40）的传导率信息的第二频率，其中标记（20）组基于用于测量对象（40）的传导率信息的第二频率而处于非传导状态，并且第一频率不在第二频率的范围内，

- 产生（33）将标记20组驱动到传导状态以便跟踪对象（40）的第二位置信息的第一频率，

- 接收（34）传导率信息、第一位置信息和第二位置信息，以及

- 依照第一位置信息和第二位置信息之差调节（35）传导率信息。

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