CN109715052A - 用于激活植入设备的电路的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于激活植入设备的电路的系统和方法。与一种实施方式一致，该植入设备设置有包括工作电极(WE)和对电极(CE)的传感器。该传感器可以被配置为当该植入设备被植入在对象体内时在CE处产生第一电流。还可以提供电耦接到该传感器的WE的感测电路。可以基于该第一电流激活该感测电路，并利用该传感器测量个体或其他对象的一个或多个参数。

Description

用于激活植入设备的电路的系统和方法
技术领域
本公开一般地涉及用于激活植入设备的电路的系统和方法。更具体地但不是限制性地，本公开涉及用于响应于检测到具有来自电池或其他源的功率的植入设备已被植入个体或其他对象体内来激活该植入设备的电路的系统和方法。
背景技术
目前存在各种各样的植入设备用于各种应用和用途。例如，可以植入内窥镜胶囊以在患者的胃肠道内进行遥测。作为另一个示例，可以植入脑-计算机接口以增强和/或修复各种认知和感官运动(sensory-motor)功能。作为又一个示例，植入的微传感器可以用于感测个体的生理参数。这些和其他植入设备可以包括用于收集数据、基于收集的数据提供输出、执行计算和/或执行各种指令的各种子系统。
植入设备通常尺寸小和/或包括集成组件。因此，存取、替换和/或重新布置植入设备的内部组件可能是具有挑战性的或禁止的。例如，可能因为一些内部组件在制造时用密封剂封装而难以更换或重新安排组件。作为另一个示例，更改或改变内部组件可能是困难的，因为组件的处理需要复杂、昂贵的仪器和/或技术，这些仪器和/或技术可能是制造商以外的人不可获得或者不知道的。结果，植入设备的内部组件(包括电池)通常在制造时完全组装和接线，并且此后不会改变或更换。
植入设备的电池可以在设备的制造和组装之后开始耗尽。在电池不易存取或可改变的情况下，必须最大化电池的保存期限和植入设备的操作使用。因此，需要最小化在使用植入设备之前内部组件消耗的电量。
减少在设备使用之前所消耗的电量的一种方法是在存储期间停用植入设备的一部分并在使用前不久激活植入设备的该部分。例如，植入设备可以被配置为检测包含该植入设备的包装的拆包，并且仅在检测到包装的拆包之后才激活来自电池的功率供应。然而，该方案需要额外的组件来检测设备的拆包(例如磁体和簧片继电器)并且会增加植入设备的总体单位成本。
用于限制功率消耗量的另一种方案是在存储期间停用植入设备的一部分并周期性地激活植入设备的该部分以检测该植入设备是否已被植入。虽然该方法可以消除对检测拆包的附加组件的需求，但是每次激活植入设备的该部分时仍然消耗来自电池的功率。因此，这种方案可能需要更大和更昂贵的电池来提供足够的电源以周期性地激活植入设备并在拆包后用于随后的使用。因此，它可能不适合许多应用。
因此，用于激活植入设备的现有系统和方法不能解决在不增加电池的功率要求或设备的总体费用的情况下最小化组件数量和延长设备的保存期限的挑战。
发明内容
本公开一般地涉及用于激活植入设备的电路的系统和方法。如本文进一步描述的，本公开的实施例包括这样的系统和方法，其能够在将植入设备植入对象时激活该设备的电路，同时最小化该设备的组件数量和功率要求。本公开的实施例还包括能够在传感器电耦接到植入设备时激活该设备的电路的系统和方法。
根据一个示例实施例，植入设备的植入检测器电耦接到传感器的对电极(CE)。传感器被配置成当植入设备被植入个体或其他对象的体内时在CE处生成电流。植入检测器可以包括生成时钟信号的时钟信号发生器、以及位于传感器的CE和地之间基于时钟信号使CE与地短接的开关。植入检测器还可以包括电压检测器，其检测传感器的CE处的电压、并且激活用于测量个体或其他对象的生理参数的感测电路，该感测电路基于该传感器的CE处的电压而电耦接到该传感器的工作电极(WE)。
根据另一示例实施例，提供了一种植入设备，其包括具有WE和CE的传感器。当植入设备被植入个体或其他对象的体内时，传感器可在CE处生成第一电流。植入设备还可包括用于测量个体或其他对象的生理参数的感测电路以及基于第一电流激活该感测电路的植入检测器，该感测电路电耦接到传感器的WE。
根据又一示例实施例，提供了一种用于激活用于测量个体的生理参数的电路的方法。该方法包括提供包括WE和CE的传感器，该传感器的WE电耦接到感测电路。该方法还包括响应于在个体体内植入植入设备来在该传感器的CE处生成第一电流，并响应于该第一电流的生成基于该第一电流激活该感测电路。
根据示例实施例，提供了一种植入设备，其包括被配置为与传感器对接的传感器接口、以及测量个体的至少一个生理参数的感测电路。植入设备还可包括传感器检测器，其配置成检测该传感器是否与该传感器接口对接并基于该检测激活该感测电路。
根据另一示例实施例，提供了一种用于激活用于测量个体的至少一个生理参数的植入设备的感测电路的方法。该方法包括提供被配置为与传感器对接的传感器接口，检测该传感器是否与该传感器接口对接，并基于该传感器是否与该传感器接口对接的所述检测来激活所述感测电路。
在详细说明本公开的示例实施例之前，应当理解，本公开在其应用中不限于构造的细节和在以下描述中阐述的或在附图中示出的组件的布置。除了所描述的实施例之外，本公开还能够以各种方式实践和实现。而且，应该理解，本文以及摘要中使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制性的。
这样，本领域技术人员将理解，本公开所基于的概念和特征可以容易地用作设计用于实现本公开的若干目的的其他结构、方法和系统的基础。此外，权利要求应被视为包括这样的等同构造，只要它们不脱离本公开的精神和范围即可。
附图说明
合并在本说明书中并构成其一部分的附图与说明书一起示出并用于解释各种示例性实施例的原理。
图1描绘了用于实现本公开的实施例的示例系统环境。
图2是实现与本公开一致的实施例的植入设备的剖视图。
图3是示出与本公开的实施例一致的示例电化学传感器的瞬态响应的图。
图4是示出与本公开的实施例一致的示例植入设备的框图。
图5是与本公开的实施例一致的示例植入检测电路的电路图。
图6是与本公开的实施例一致的示例方法的流程图。
图7是实现与本公开一致的实施例的植入设备的剖视图。
图8是图示与本发明的实施例一致的示例植入设备的框图。
图9是与本公开的实施例一致的示例传感器检测电路的电路图。
图10是与本公开的实施例一致的示例方法的流程图。
具体实施方式
本公开的实施例提供了改进的系统和方法，用于通过检测植入设备被植入对象体内利用来自电池的功率激活该植入设备的一部分。所公开的实施例能够检测植入设备被植入对象体内，同时最小化用于检测该植入所需的组件数量和功率量。
现在将详细参考根据本公开实现的实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。
图1描绘了用于实现本公开的实施例的示例系统环境100。如图1所示，系统环境100包括植入设备120。在一些实施例中，植入设备120位于对象110中。对象110可以是如图1中所示的人类对象。可替换地，对象110可以是动物对象或任何其他类型的活体对象。植入设备120的大小(size)和尺寸(dimension)可以根据设备的(多个)特定用途或需要而变化。在一些实施例中，植入设备120可以是厘米植入设备(即，各个大小尺寸至少为一厘米的设备)、毫米植入设备(即，各个大小尺寸小于一厘米但至少一毫米的设备)、或亚毫米植入设备(即，各个大小尺寸小于一毫米的设备)。
植入设备120可能够被植入到对象110的体内的各种位置和各种深度。虽然图1中示出了植入设备120被植入在对象110的手臂中，但可以预期其他植入位置，并且所示出的示例决不旨在限制本公开的实施例。
植入设备120可以测量对象110的各种参数。在一些实施例中，植入设备120可包括用于连续测量对象110的葡萄糖水平的系统。在一些实施例中，植入设备120还可包括一个或多个子系统，用于感测对象110的葡萄糖水平和/或(多个)其他参数，将测量的数据提供给外部监测系统，和/或存储测量的数据。在一些实施例中，植入设备120还可包括用于与另一植入设备交互的子系统。例如，植入设备120可以包括用于将测量的葡萄糖水平提供给向对象110递送胰岛素的另一设备(植入的和/或外部的)的子系统。然而，其他示例子系统可以与所公开的实施例结合使用，并且列举的示例决不旨在限制本公开的范围。
图2是示例性植入设备120的剖视图。如图2所示，植入设备120包括多个组件。从本公开中可以理解，这些组件的数量和布置仅是示例性的并且是出于说明的目的而提供的。在不脱离本公开的教导和实施例的情况下，可以使用其他布置和数量的组件。
如图2所示，植入设备120包括电池220、微芯片230和传感器240，它们安装在基板或电路板210上。在一些实施例中，电池220、微芯片230和传感器240中的一个或多个可以在电路板210的内部或部分地在电路板210的内部。此外，在一些实施例中，电路板210可以包括互连225和互连235，互连225和互连235分别将电池220电互连到微芯片230以及将微芯片230电互连到传感器240。互连225和235可以使用铜或其他合适的金属层来实现，用于互连植入设备120的组件。
在一些实施例中，传感器240可以实现为电化学传感器。电化学传感器通过对感兴趣的刺激物(即“分析物”)作出反应并产生与分析物浓度成比例的电信号来操作。分析物可以在涉及氧化和/或还原机制的对电极(CE)和/或工作电极(WE)的表面处作出反应。这些反应可以利用专门为分析物开发的电极材料催化。
在一些实施例中，当传感器240第一次变得与分析物接触时(例如，当传感器被首次植入对象110的体内时)，例如，由于CE表面的氧气瞬时减少和/或WE表面的氧化，可以在传感器的CE和WE处初始引起或生成大的安培电流。然而，随着电化学反应继续，安培电流降低到稳态范围，该稳态范围与电极处的分析物浓度大致成比例。
例如，微芯片230可以是专用集成电路(ASIC)或包含电子电路的任何其他(多个)组件(例如，分立电路元件和现场可编程门阵列(FPGA))。在一些实施例中，植入设备120还可包括密封剂250，其密封电池220和/或微芯片230，以防止组件与对象110的身体直接接触。在一些实施例中，密封剂250可以是不透气的密封剂。在一些实施例中，微芯片230可包括多个芯片。
在将植入设备120植入对象110的体内之前，可以停用微芯片230的一部分，以最大化植入设备120的保存期限。在一个示例中，该部分包括微芯片230的一个或多个电路组件，其通过在存储或不使用微芯片230时防止向它们供电而被停用。在检测到植入设备120已被植入到对象110体内之后，可以激活微芯片230的该停用部分。在一些实施例中，微芯片230可以被配置为，通过例如包括电路以在传感器240第一次与对象110的身体接触之后立即检测在电化学传感器240的CE处产生的大的、初始的、安培电流，来检测植入设备120在对象110的体内的植入。
图3是示出与本公开的实施例一致的图2的示例电化学传感器240的瞬态响应的图300。图300的因变量(y轴)是由传感器240引起/生成的、例如以纳安为单位的电流量，并且图300的自变量(x轴)是例如以秒为单位的时间。
在时间t1，将包括传感器240的植入设备120植入到对象110体内。因此，t1之前的时间段表示植入设备120被植入对象110体内之前的时期。在t1之前，传感器240可以不生成电流或生成可忽略的电流量。然而，在t1之后(即，在植入之后)，传感器240可以立即生成大的、初始的、安培电流。在图3的示例中，在植入设备120被植入对象110体内之后，电化学传感器240立即生成超过100nA。
在t1之后预定量时间的时间t2处，传感器240生成的电流可以降低到稳态范围。在图3的示例中，例如，t2可以是t1之后200秒，并且稳态电流范围可以在1nA和5nA之间。在t2之后，由传感器240引起/生成的电流可以与分析物浓度(例如，葡萄糖浓度)成比例。本领域技术人员可以例如基于类似于图300的图来实验地确定针对给定传感器的时间t2。
图4是与本公开的实施例一致的图示图2中所示的示例植入设备120的一部分的框图。在图4中，植入设备120的电化学传感器240包括连接到WE节点240A的工作电极(WE)和连接到CE节点240B的对电极(CE)。在一些实施例中，电化学传感器240还可包括参考电极(RE)。
在图4中，微芯片230可包括用于测量个体的一个或多个生理参数的感测电路410和用于检测植入设备在个体体内的植入的植入检测器电路420。在图4的示例植入设备120中，感测电路410和植入检测电路420都使用单个或共同的传感器(例如，电化学传感器240)，用于测量个体的一个或多个生理参数、并用于检测植入设备在个体体内的植入。
在替代实施例中，植入设备120可包括用于检测植入设备120在个体体内的植入的第一传感器和用于测量个体的一个或多个生理参数的第二传感器。在这些实施例中，感测电路410可以使用第一传感器测量个体的一个或多个生理参数，并且植入检测器电路420可以使用第二传感器来检测植入设备在个体体内的植入。在这些实施例中，第一传感器和第二传感器可以是不同类型的传感器。例如，第二传感器可以是配置成检测一种类型的(多个)生理参数的电化学传感器，而第一传感器是配置成检测另一种类型的(多个)生理参数的另一电化学传感器。
在一些实施例中，感测电路410可以使用第一传感器和第二传感器两者测量个体的一个或多个生理参数。例如，第一传感器和第二传感器可以被配置为测量相同的生理参数，并且与使用单个电路的实施例相比，感测电路410可以通过使用两个传感器来获得更准确的测量。在另一示例中，第一传感器和第二传感器可以被配置为测量不同的生理参数，并且感测电路410可以使用第一传感器和第二传感器测量多个生理参数。
在一些实施例中，感测电路410可以例如经由互连430电连接到植入检测器电路420。感测电路410和/或植入检测器电路420可以电连接到电池220并由电池220供电。在一些实施例中，微芯片230可以包括含有感测电路410的第一芯片和含有植入检测器电路420的第二芯片。
在一些实施例中，感测电路410可以以至少两种模式之一操作。在第一模式中，感测电路410可以被配置为从诸如电池220的电源消耗零或基本为零的功率。在图4中，例如，感测电路410包括在感测电路410的一个或多个部分412与电池220之间的一个或多个开关414。开关414可以被配置为在感测电路410处于第一模式时在部分412和电池220之间产生开路连接(即，防止电流流动)。
在一些实施例中，感测电路410的部分412可以包括模数转换器(ADC)，其被布置成将在WE节点240A处生成的电流量转换为数字信号。另外或可替换地，感测电路410的部分412可包括放大器(例如，跨阻放大器)，该放大器用于生成与由传感器240生成的原始信号相比具有更大幅度的、基于电压的信号或者基于电流的信号。此外，感测电路410的部分412可以包括生成具有不同输出阻抗的基于电压的或基于电流的信号的电路。感测电路410的部分412还可以包括用于精确测量在WE节点240A处生成的电流的其他(多个)电路。
在第二模式中，感测电路410可以被配置为消耗为了感测在传感器240的WE处(即在WE节点240A处)引起的电流所必须的足够功率。例如，在图4的示例植入设备120中，当感测电路410处于第二模式时，开关414可以在部分412和电池220之间产生闭合连接(即，允许电流流动)。因此，第二模式中感测电路410消耗的功率量可以大于第一模式中感测电路消耗的功率量。
在一些实施例中，可以基于来自植入检测电路420的电信号确定感测电路410的操作模式。例如，经由互连430来自植入检测电路420的第一信号可以使感测电路410以第一模式操作，而经由互连430来自植入检测器电路420的第二信号可以使感测电路410以第二模式操作。在该示例中，互连430可以耦接到开关414，以控制从电池220到感测电路410的部分412的电力供应。
在一些实施例中，感测电路410可以在一种模式与另一种模式之间切换不超过预定次数。例如，基于来自植入检测电路420的电信号，感测电路410可以从第一模式切换到第二模式不超过一次。在该示例中，在切换到第二模式之后，感测电路410可以保持在第二模式，而不管从植入检测器电路420接收的电信号如何。
应当理解，电路元件可以是线性或非线性元件，作为一些示例，例如但不限于电阻器、电容器、电感器、晶体管、忆阻器、二极管、晶体管、开关、电流/电压源。
在图4中，WE节点240A示出为仅连接到感测电路410；然而，应当理解，WE节点240A可以连接到附加电路，包括例如在WE节点240A和地之间提供偏置电压的电路。在一个示例中，WE和CE之间的偏置电压可以是0.5V。
此外，如上所述，电化学传感器240的CE可以在电化学传感器240第一次与对象110的身体接触之后立即产生大的、初始的、安培电流。植入检测器电路420可以检测这种安培电流。例如，植入检测器电路420可包括一个或多个电路元件，其被布置成当在CE节点240B处检测到零电流或基本上零电流时生成第一信号(例如，在互连430处)并且当在CE节点240B处检测到高于/低于预定阈值电流的电流时生成第二信号(例如，在互连430处)。可以基于由所使用的电化学传感器生成的预期初始安培电流来设置阈值电流。例如，本领域技术人员将理解，阈值电流可以通过实验地获得类似于图3的图300的、所使用的电化学传感器的瞬态响应的图来确定。
图5是与本公开的实施例一致的图4中所示的示例植入检测电路420的电路图。如本文所公开的，植入检测电路420可以在植入设备120被植入之前生成第一信号，并且在植入设备120被植入之后生成第二信号。如上所述，所生成的信号可以由感测电路410使用以确定操作模式。例如，由植入检测器电路420生成的第一信号可以使感测电路410以第一模式操作，而由植入检测器电路420生成的第二信号可以使感测电路410以第二模式操作。
图5的示例植入检测电路420包括CE节点240B与地之间的电容器510。电容器510还被布置成存储在CE节点240B处生成的电荷。植入检测电路420还包括CE节点240B和地之间的开关520(例如，继电器)。在一些实施例中，开关520可以周期性地将CE节点240B短接到地。例如，开关520可以被配置为响应于由时钟电路530生成的信号而闭合或打开。CE节点240B周期性地短接到地可以周期性地消耗由电容器510存储的电荷。因此，在CE节点240B处生成的平均电流量可以确定在单个时钟周期期间存储在电容器150中的最大电荷量以及CE节点240B与地之间的最大电压。
图5的示例植入检测电路420还包括阈值检测器540，其基于在CE节点240B与地之间的检测电压生成输出信号。例如，阈值检测器540可以在CE节点240B与地之间的电压低于阈值电压时输出第一信号，并且一旦CE节点240B与地之间的电压高于(或等于)阈值电压就输出第二信号。在一些实施例中，即使当CE节点240B与地之间的电压随后下降到阈值电压以下时，阈值检测器540也可以继续生成第二信号。
在一些实施例中，一旦阈值检测器540检测到高于阈值电压的电压，阈值检测器540可以使开关520永久闭合，从而使CE节点240B与地永久地短接。
在一些实施例中，第一信号和第二信号可以由一个或多个电压电平或电流电平表示。例如，第一信号可以由微芯片230的供电电压表示，而第二信号可以用地电平电压表示。
在一些实施例中，电容器510的电容可以在10nF和500nF之间，由时钟电路530生成的信号的频率可以在10Hz和100Hz之间，和/或电压阈值检测器440的阈值电压可以在50mV和1V之间。
图6是用于激活用于测量个体的一个或多个生理参数的电路的说明性过程6000。在步骤6010，提供包括WE和CE的传感器。在一些实施例中，传感器的WE可以电耦接到感测电路。在步骤6020，响应于植入设备被植入个体体内在传感器的CE处生成第一电流。在步骤6030，响应于第一电流的生成激活感测电路。在一些实施例中，响应于第一电流激活感测电路可以包括：生成时钟信号；基于该时钟信号将CE与地短接；检测传感器的CE与地之间的电压；以及基于传感器的CE与地之间的电压激活感测电路。在一些实施例中，激活感测电路可以进一步包括从电源提供功率以激活感测电路。在一些实施例中，电源可以是电池。在步骤6040，激活的感测电路可以测量个体的一个或多个生理参数。
图7是另一示例植入设备700的剖视图。如图7所示，植入设备700包括电池720和微芯片730，它们安装在基板或电路板710上。电路板710可以包括将电池720电连接到微芯片730的互连725。电路板710还可以包括电连接到微芯片730的互连735。
例如，微芯片730可以是ASIC或包含电子电路的任何其他(多个)组件(例如，分立电路元件和FPGA)。在一些实施例中，植入设备700还可包括密封剂750，其密封电池720和/或微芯片730，以防止组件与对象110的身体直接接触。在一些实施例中，密封剂750可以是不透气的密封剂。在一些实施例中，微芯片730可包括多个芯片。
图7还示出了传感器740。然而，与可以在制造过程中将其组装到基板210的图2的植入设备120的传感器240不同，即使在制造过程之后，传感器740也可以与植入设备700分离。在一些实施例中，传感器740和植入设备700可以被配置为使得传感器740可以在制造过程之后被组装到电路板710(例如，通过患者或医生)。例如，如图7所示，植入设备700可包括传感器接口745，其将传感器740与微芯片730电耦接(经由互连735)。此外，传感器接口745可以被配置为便于制造过程之后的微芯片730与传感器740的电耦接。例如，传感器接口745可以是暴露的I/O焊盘阵列，其能够对准并结合到传感器740的焊球I/O阵列。
在一些实施例中，传感器接口745可以被配置为使得传感器740可以在没有诸如焊接工具、对准工具和/或回流加热器之类的工具的情况下电耦接到微芯片730。例如，传感器接口745可以是与传感器740的电接口兼容的基于插座或基于插槽的接口。这些接口可用于在用户端将传感器740与微芯片730电耦接(例如，通过患者、医生或营业员)。
在一些实施例中，传感器接口745可以是可重新匹配的接口，其中传感器740可以重复地与传感器接口745断开对接或重新对接。另外或可替换地，传感器接口745可以便于传感器740与微芯片730的重复电耦接和解耦。在一些实施例中，传感器接口745可以包括将传感器740保持到电路板710的机制。例如，传感器接口745可以包括机械夹具以将传感器740保持在电路板710上。
传感器接口745可以包括电接口，以便于传感器740经由互连735与微芯片730电耦接。在一些实施例中，电接口可以是电容性、电阻性和/或电感性接口。
传感器740可以是电化学传感器、惯性传感器、压力传感器、光传感器、麦克风或可以植入到对象110的任何其他传感器。
可以在传感器740与植入设备700分离时(即，当传感器740与微芯片730电解耦和/或与传感器接口745断开对接时)停用微芯片730的一部分，以最大化植入设备700的保存期限。在一个示例中，该部分包括微芯片730的一个或多个电路组件，当传感器740与植入设备700分离时，通过防止向该一个或多个电路组件供电来停用该一个或多个电路组件。在检测到传感器740已经与传感器接口745对接和/或电耦接到微芯片730之后，可以激活微芯片730的该停用部分。
图8是图示与本公开的实施例一致的图7中所示的示例植入设备700的一部分的框图。在图8中，植入设备700的传感器740包括连接到第一节点740A的第一电极和连接到第二节点740B的第二电极。
在图8中，微芯片730可包括用于测量个体的一个或多个生理参数的感测电路810、以及用于检测传感器740何时与传感器接口745对接和/或传感器740何时与微芯片730电耦接的传感器检测器电路820。如图8所示，第一节点740A和第二节点740B连接到传感器检测电路820，并且至少第一节点740A连接到感测电路810。在一些实施例中，第二节点740B也可以连接到感测电路810。
在一些实施例中，感测电路810可以例如经由互连830电连接到传感器检测器电路820。感测电路810和/或传感器检测器电路820可以电连接到电池720并由电池720供电。在一些实施例中，微芯片730可以包括含有感测电路810的第一芯片和含有传感器检测器电路820的第二芯片。
在一些实施例中，感测电路810的部分812可以包括布置成将第一节点740A处的电流或电压电平(或电位)转换为数字信号的模数转换器(ADC)。另外或可替换地，感测电路810的部分812可包括放大器(例如，跨阻放大器)，该放大器用于生成与在第一节点740A处感测的原始信号相比具有更大幅度的、基于电压的信号或者基于电流的信号。此外，感测电路810的部分812可以包括生成具有不同输出阻抗的基于电压的或基于电流的信号的电路。感测电路810的部分812还可以包括用于精确测量第一节点740A处的电流或电压的其他(多个)电路。在一些实施例中，感测电路810的部分812还可以连接到第二节点740B。在这些实施例中，感测电路810的部分812还可以包括用于精确测量第二节点740B处的电流或电压的(多个)电路。
在一些实施例中，感测电路810可以以至少两种模式之一操作。在第一模式中，感测电路810可以被配置为从诸如电池720的电源消耗零或基本为零的功率。在图8中，例如，感测电路810包括在感测电路810的一个或多个部分812与电池720之间的一个或多个开关814。开关814可以被配置为在感测电路810处于第一模式时在部分812和电池720之间产生开路连接(即，防止电流流动)。
在第二模式中，感测电路810可以被配置为消耗用于感测第一节点740A(和/或第二节点740B)处的电流或电压所必须的足够的功率。例如，在图8的示例植入设备700中，当感测电路810处于第二模式时，开关814可以在部分812和电池720之间产生闭合连接(即，允许电流流动)。因此，第二模式中感测电路810消耗的功率量可以大于第一模式中感测电路消耗的功率量。
在一些实施例中，可以基于来自传感器检测电路820的电信号确定感测电路810的操作模式。例如，经由互连830来自传感器检测电路820的第一信号可以使感测电路810以第一模式操作，而经由互连830来自传感器检测电路820的第二信号可以使感测电路810以第二模式操作。在该示例中，互连830可以耦接到开关814，以控制从电池820到感测电路810的部分812的功率供应。
在一些实施例中，当处于第一模式和/或第二模式时，感测电路810的部分812可以被配置为使得输入阻抗高(例如，类似于运算放大器的输入阻抗)以便最大化流到传感器检测电路820的电流部分。
在一些实施例中，传感器740可以被配置为电耦接第一电极和第二电极。例如，传感器740可以电阻性地、电容性地和/或电感性地耦接传感器740的第一电极和第二电极。在这些实施例中，当信号存在于传感器740的第二电极处时，可以在传感器740的第一电极处生成基于该信号的对应信号。
应当理解，电路元件可以是线性或非线性元件，作为一些示例，例如但不限于电阻器、电容器、电感器、晶体管、忆阻器、二极管、晶体管、开关、电流/电压源。
图9是与本公开的实施例一致的图8中所示的示例传感器检测电路820的电路图。如本文所公开的，当传感器检测电路820检测到传感器740与微芯片730电解耦时，传感器检测电路820可以在互连830处生成第一信号，并且当传感器检测电路820检测到传感器740与微芯片730电耦接时，传感器检测电路820可以在互连830处生成第二信号。如上所述，所生成的信号可以由感测电路810使用以确定操作模式。例如，由传感器检测电路820生成的第一信号可以使感测电路810以第一模式操作，而由传感器检测电路820生成的第二信号可以使感测电路810以第二模式操作。
如图9所示，传感器检测电路820包括连接到第二节点740B的信号发生器930。在一些实施例中，信号发生器930可以在第二节点740B处生成基于电压或基于电流的信号。在一些实施例中，由信号发生器930生成的信号可以是AC信号(电压或电流)。可替换地，由信号发生器930生成的信号可以是DC电压或DC电流。在一些实施例中，信号发生器可以是时钟信号发生器。
在一些实施例中，如图9所示，传感器检测电路820还可以包括在第二节点740B和地之间的开关920。当感测电路810处于第一模式时，开关920可以打开，使得第二节点740B处的电压或电流是来自信号发生器930的信号。然而，在一些实施例中，当感测电路810处于第二模式时，开关920可以闭合，使得第二节点740电短接到地。也就是说，当感测电路810处于第二模式时，即使信号发生器930生成信号，第二节点740B也可以接地。第二节点740B的接地可以增加感测电路810的准确度。
如图9所示，传感器检测器电路820还可以包括连接到第一节点740A的信号检测器940。信号检测器940可以被配置为感测(或测量)第一节点740A处的电压和/或电流电平。此外，基于所感测的电平，信号检测器940可以在互连830处生成第一信号或第二信号。如上所述，该生成的信号可以由感测电路810使用以确定操作模式。
在一些实施例中，第一信号和第二信号可以由一个或多个电压电平或电流电平表示。例如，第一信号可以由微芯片730的供电电压表示，而第二信号可以由地电平电压表示。
如上所述，在一些实施例中，传感器740可以被配置为电耦接第一电极和第二电极。此外，如上所述，在这些实施例中，当信号存在于传感器740的第二电极处时，可以在传感器740的第一电极处生成基于该信号的对应信号。在一些实施例中，当传感器740与传感器接口745对接时，传感器740的第一电极可以与第一节点740A电耦接，并且传感器740的第二电极可以与第二节点740B电耦接。因此，当传感器740电耦接到微芯片730时，由信号发生器930在第二节点740B处生成的信号可以使得在第一节点740A处生成对应信号(因为传感器740可以将第一节点740A与第二节点740B电耦接)。
在一些实施例中，当在第一节点740A处检测到对应信号时，传感器检测器电路820可确定传感器740电耦接到微芯片730。此外，当在第一节点740A处未检测到对应信号时，传感器检测电路940可确定传感器740与微芯片730电解耦。在一些实施例中，可以从生成的信号导出对应信号。可替换地或另外地，所述对应信号可以与所生成的信号基本相同。
在一个示例中，传感器740可以被配置为电容性地耦接传感器740的第一电极和第二电极。并且，当传感器740与传感器接口745对接时，传感器740的第一电极可以与第一节点740A电耦接，并且传感器740的第二电极可以与第二节点740B电耦接。因此，在该示例中，当信号发生器930在第二节点740B处生成具有第一频率的第一AC电压信号时，可以在第一节点740A处生成第二AC电压信号，因为第一节点740A和第二节点740B经由传感器740电容性地耦接。此外，第二AC电压信号可以具有与第一AC电压信号相同的频率。
另外，当在第一节点740A处未检测到具有相同频率的AC电压信号时，传感器检测器电路940可以确定传感器740与微芯片730电解耦，并且当在第一节点740A处检测到具有相同频率的AC电压信号时，确定传感器740与微芯片730电耦接。
在一些实施例中，传感器检测器电路940可以包括阈值检测器，其基于在第一节点740A处检测到的电压或电流来生成输出信号。例如，传感器检测器电路940的阈值检测器可以在第一节点740A处的电压低于阈值电压或阈值电流时在互连830处输出第一信号，并且一旦第一节点740A处的电压高于(或等于)阈值电压就输出第二信号。
在一个示例中，传感器740可以被配置为电阻性地耦接传感器740的第一电极和第二电极。此外，信号发生器930可以在第二节点740B处生成第一DC电压电平(例如，正电压)。当传感器740电耦接到微芯片730时，可以在第一节点740A处生成第二DC电压电平，因为第一节点740A和第二节点740B经由传感器740电阻性地耦接。此外，第二DC电压电平可以低于第一DC电压电平。在该示例中，当在第一节点740A处检测到的电压电平低于阈值电压时，传感器检测器电路940的阈值检测器可以确定传感器740与微芯片730电解耦，并且当在第一节点740A处检测到的电压电平高于阈值电压时，传感器检测电路940的阈值检测器可以确定传感器740与微芯片730电耦接。
在一些实施例中，当在第一节点740A处检测到的电压电平低于第一阈值电压时，传感器检测器电路940的阈值检测器可以确定传感器740与微芯片730电解耦，并且当在第一节点740A处检测到的电压电平高于第二阈值电压时，传感器检测器电路940的阈值检测器可以确定传感器740与微芯片730电耦接。在这些实施例中，第一阈值电压和第二阈值电压可以不同。
图10是用于激活用于使用传感器测量个体的至少一个生理参数的植入设备的感测电路的说明性过程10000。在步骤10010，提供用于与传感器对接的传感器接口。在步骤10020，传感器检测器可以检测传感器是否与传感器接口对接。在步骤10030，传感器检测器可以基于传感器是否与传感器接口对接的检测来激活感测电路。
在可选步骤，传感器接口可以对接传感器。在一些实施例中，传感器接口与传感器的对接可包括将传感器机械地保持到植入设备。在一些实施例中，传感器接口与传感器的对接可包括将传感器接口与传感器电耦接。在一些实施例中，传感器是否与传感器接口对接的检测可以包括：当传感器与传感器接口对接时，向传感器接口发送信号并从传感器接口接收对应信号。在这些实施例中，该对应信号与该信号有关。在一些实施例中，该信号和该对应信号可以具有相同的频率。在可选步骤中，感测电路可以在传感器接口与传感器对接之后使用传感器测量个体的至少一个生理参数。在可选步骤中，传感器可以与传感器接口断开对接，与传感器接口重新对接。
在前面的说明书中，已经参考附图描述了各种示例实施例和特征。然而，显而易见的是，可以对其进行各种修改和改变，并且可以实现另外的实施例和特征，而不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽范围。例如，如果所公开的系统中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件替换或补充，则仍然可以获得有利的结果。其他实施方式也在以下示例权利要求的范围内。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。此外，旨在将所公开的实施例和示例仅视为示例性的，本公开的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (39)

1.一种植入设备的植入检测器，所述植入检测器电耦接到传感器的对电极CE，该传感器被配置成当该植入设备被植入个体的体内时在该CE处生成电流，该植入检测器包括：
时钟信号发生器，其生成时钟信号；
开关，其连接在该传感器的CE和地之间，其中该开关响应于该时钟信号使该CE与地短接；和
电压检测器，其检测该传感器的CE处的电压，其中该电压检测器激活用于测量个体的至少一个生理参数的感测电路，该感测电路响应于该传感器的CE处的电压而电耦接到该传感器的工作电极WE。
2.根据权利要求1所述的植入检测器，还包括连接在该CE和地之间的电容器。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的植入检测器，其中所述植入检测器和所述感测电路中的至少一个在集成电路中实现。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的植入检测器，其中，所述植入检测器在第一集成电路中实现，并且所述感测电路在第二集成电路中实现。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的植入检测器，其中所述传感器是电化学传感器。
6.根据权利要求5所述的植入检测器，其中所述电化学传感器被配置成检测所述体的葡萄糖水平。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的植入检测器，还包括在所述传感器的WE和CE之间提供偏置电压的偏置电路。
8.一种植入设备，包括：
传感器，包括工作电极WE和对电极CE，其中当该植入设备被植入个体的体内时，该传感器在CE处生成第一电流；
感测电路，用于测量个体的至少一个生理参数，该感测电路电耦接到该传感器的WE；以及
植入检测器，其响应于该第一电流激活所述感测电路。
9.根据权利要求8所述的植入设备，其中所述植入检测器包括：
时钟信号发生器，其生成时钟信号；
开关，位于该传感器的CE和地之间，其中所述开关响应于该时钟信号使该CE与地短接；和
电压检测器，其检测该传感器的CE与地之间的电压，其中该电压检测器基于该传感器的CE与地之间的电压来激活该感测电路。
10.根据权利要求8-9中任一项所述的植入设备，其中所述植入检测器还包括在该CE和地之间的电容器。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的植入设备，其中所述植入检测器和所述感测电路中的至少一个在集成电路中实现。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的植入设备，其中所述植入检测器在第一集成电路中实现，并且所述感测电路在第二集成电路中实现。
13.根据权利要求8-12中任一项所述的植入设备，其中所述传感器是电化学传感器。
14.根据权利要求13所述的植入设备，其中所述电化学传感器配置成检测所述体的葡萄糖水平。
15.根据权利要求8-14中任一项所述的植入设备，还包括在所述传感器的WE和CE之间提供偏置电压的偏置电路。
16.根据权利要求8-15中任一项所述的植入设备，还包括向所述感测电路和所述植入检测器提供功率的电源。
17.一种用于激活用于测量个体的至少一个生理参数的感测电路的方法，该方法包括：
提供包括工作电极WE和对电极CE的传感器，该传感器的WE电耦接到该感测电路；
响应于植入设备在个体的体内的植入来在该传感器的CE处生成第一电流；以及
响应于该第一电流的生成，基于该第一电流激活该感测电路。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，基于该第一电流激活该感测电路包括：
生成时钟信号；
基于该时钟信号将该CE与地短接；
检测该传感器的CE与地之间的电压；和
基于该传感器的CE和地之间的电压激活该感测电路。
19.根据权利要求18所述的方法，其中基于该传感器的CE和地之间的电压激活该感测电路包括从电源提供功率以激活该感测电路。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述电源是电池。
21.根据权利要求17-20中任一项所述的方法，还包括使用所激活的感测电路测量所述个体的至少一个生理参数。
22.一种植入设备，包括：
传感器接口，被配置为与传感器对接；
感测电路，其测量个体的至少一个生理参数；以及
传感器检测器，其配置成检测该传感器是否与该传感器接口对接，并基于该检测激活该感测电路。
23.根据权利要求22所述的植入设备，其中所述传感器接口包括用于将所述传感器保持到所述植入设备机械夹具。
24.根据权利要求22-23中任一项所述的植入设备，其中所述传感器检测器包括：
信号发生器，被配置为向该传感器接口发送信号；和
信号检测器，被配置为当该传感器与该传感器接口对接时从该传感器接口接收对应信号，其中所述对应信号与所述信号相关。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的植入设备，其中所述传感器包括第一传感器节点和第二传感器节点，并且所述传感器接口包括第一接口节点和第二接口节点，所述传感器接口还被配置为将该第一传感器节点与该第一接口节点电耦接并且将该第二传感器节点与该第二接口节点电耦接。
26.根据权利要求25所述的植入设备，其中当所述传感器与所述传感器接口对接时，所述传感器被配置为电耦接所述第一接口节点和第二接口节点。
27.根据权利要求25-26中任一项所述的植入设备，其中所述传感器检测器包括：
信号发生器，被配置为在该传感器接口的第一接口节点处生成信号；和信号检测器，被配置为当该传感器与该传感器接口对接时检测该传感器接口的第二接口节点处的对应信号，其中所生成的信号和该对应信号是相关的。
28.根据权利要求27所述的植入设备，其中，所生成的信号和该对应信号具有相同的信号频率。
29.根据权利要求22-28中任一项所述的植入设备，其中所述传感器检测器和所述感测电路中的至少一个在集成电路中实现。
30.根据权利要求22-29中任一项所述的植入设备，其中，所述传感器检测器在第一集成电路中实现，并且所述感测电路在第二集成电路中实现。
31.根据权利要求22-30中任一项所述的植入设备，还包括向所述感测电路和所述传感器检测器提供功率的电源。
32.根据权利要求22-31中任一项所述的植入设备，其中所述传感器接口是能够重新匹配的接口。
33.一种用于激活用于测量个体的至少一个生理参数的植入设备的感测电路的方法，该方法包括：
提供传感器和传感器接口；
检测该传感器是否与该传感器接口对接；以及
基于该传感器是否与该传感器接口对接的所述检测来激活所述感测电路。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括：
将该传感器接口与该传感器对接。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述传感器接口与所述传感器的对接包括将所述传感器机械地保持到所述植入设备。
36.根据权利要求34-35中任一项所述的方法，其中所述传感器接口与所述传感器的对接包括将所述传感器接口与所述传感器电耦接。
37.根据权利要求34-36中任一项所述的方法，还包括：
在该传感器接口与该传感器对接之后，使用该传感器测量个体的至少一个生理参数。
38.根据权利要求33-37中任一项所述的方法，其中所述检测该传感器是否与该传感器接口对接包括：
向该传感器接口发送信号；和
当该传感器与该传感器接口对接时，响应于发送信号接收来自该传感器接口的对应信号。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述信号和所述对应信号具有相同的频率。
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