用于体内装置的可穿戴天线组件的制作方法

用于体内装置的可穿戴天线组件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可穿戴天线组件，其包括后天线组件和前天线组件。后天线组件可以包括后基部，所述后基部包括具有侧向线的侧向部分，和从侧向部分延续并且远离侧向部分延伸的（一个或多个）突起，并且（一个或多个）天线元件形成于（一个或多个）突起中。突起配置成使得每个天线元件位于臀部上并且位于坐骨大切迹附近。前天线组件可以包括具有侧向线的前侧向基部，并且天线元件可以沿着侧向线形成于前侧向基部中。前侧向基部可以配置成使得天线元件位于腹部附近。天线元件的取向可以被优化以最大化源自吞咽式体内装置的信号的接收。
【专利说明】用于体内装置的可穿戴天线组件
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种体内感测系统并且更具体地涉及一种促进吞咽式体内装置和体外接收器或数据记录器之间的改善无线通信的可穿戴天线组件。
【背景技术】
[0002]体内测量系统在本领域中是已知的。穿过胃肠(GI)系统的一些自主胶囊状体内装置可以包括用于成像(例如，捕捉图像或拍摄照片)GI系统的内部的成像传感器或成像器。体内装置可以包括其它类型的一个或多个成像器和/或传感器(例如，PH传感器、压力传感器、温度传感器等)和/或各种类型的工具(例如，微机电系统或“MEMS”)以例如在体内执行手术操作和/或在GI系统中例如从包含在体内装置中的容器施予药剂。
[0003]在操作时(例如，在吞咽之后)，体内装置可以与外部(体外)接收器无线地交换数据。例如，体内装置可以将数据(例如，感测数据；例如，属于被捕捉图像的图像数据)无线地传输到外部接收器，并且外部接收器可以将指令、例如取决于从体内装置传输的数据的指令无线地传输回到体内装置。例如，体内装置可以将图像帧传输到接收器，并且接收器可以将指令传输到体内装置以例如基于被捕捉图像例如改变图像的捕捉速率。
[0004]当体内装置到达GI道内的某些位置时GI系统的长度和解剖学非均匀性质(它大约为五米长并且它具有解剖学不同的部段，例如小肠和大肠)和GI道位于身体内的方式倾向于不利地影响体内装置和外部接收器之间的无线通信。该不利影响部分地由自主、独立、体内装置使用的较低传输功率导致，并且也是由于身体组织(例如，肌肉组织、GI器官的组织、骨组织等)干扰通信。不良通信通道可以导致噪声通信乃至数据(例如，图像数据)的损失。例如，在不良通信环境中，体内装置可以传输图像，但是接收器可能接收不到该图像。
[0005]上述的通信问题由支撑GI器官(例如，小肠、大肠)并且比身体软组织更加不透无线电波的骨盆的大块的骨结构进一步恶化。迄今为止，天线设置/布局已被设计从而当体内装置在GI系统的上部段/部分中时允许吞咽式体内装置和外部接收器之间的相当良好的通信，并且因此骨盆骨对通信质量的影响较低、可忽略或不存在。1995年I月17日提交的、名称为“体内视频摄像机系统(IN VIVO VIDEO CAMERA SYSTEM)”的、序列号为5,604, 531的美国专利，2005年3月8日提交的、名称为“用于定位体内信号源的阵列系统和方法(ARRAY SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING AN IN VIVO SIGNAL SOURCE)” 的序列号为7，618，366的美国专利和名称为“成像传感器阵列和装置及其使用方法(IMAGINGSENSOR ARRAY AND DEVICE AND METHOD FOR USE THEREOF)” 的、序列号为 7,650，180 的美国专利(2004年7月4日提交的PCT申请)显示典型的常规天线设置。然而，当体内装置在GI系统的下部段/部分中时骨盆骨对通信质量的不利影响非常显著，其中骨盆骨对通信质量具有最强不利影响，并且已发现用于通信的常规天线设置远不够理想或不适合感测源自位于骨盆中的信号源的信号 。
[0006]由于一般而言GI道的下部段、特别是结肠的下部分由于其易于患病而特别受到临床关注，因此有益的是具有一种天线设置，当体内装置穿过GI道的下部段/部分和在GI道的每个区域中时所述天线设置改善体内装置和外部接收器之间的无线通信。
[0007]常规天线阵列包括是平面‘环形’天线的天线元件。平面环形’天线的一个问题在于这些天线是定向的并且它们具有较尖的零位，并且一般而言，这样的天线具有类似于双极天线的辐射图型的辐射图型。由于是定向的并且具有尖零位，吞咽式体内装置和天线元件之间的通信易受体内装置在GI系统内的位置影响。如果一个天线元件接收较弱信号，天线阵列的其它天线可以接收较强信号，但是仍然可能存在所有天线由于它们的不合适通信特性接收弱信号的情况。
[0008]尽管将体内装置移动通过GI系统是有益的，但是存在与用于在体内装置和外部接收器之间交换数据的常规天线关联的一些缺陷。有益的是具有一种体外天线设置，其能够与装置在GI系统/道中的位置无关地从体内装置接收信号。
[0009]所以有益的是能够提供一种可穿戴天线组件，其将改善吞咽式体内装置和体外接收器之间的通信。

【发明内容】

[0010](一)要解决的技术问题
[0011]本发明提供一种在制造、加工生产线上便于进行处理、可通过在薄膜粘贴工序实施的热处理发挥出弯曲性、柔软性、能够应对电气设备的小型化、且抑制结晶粒组织的过度粗大化、图案精细性也很出色、用于可挠性线路板的电解铜箔。
[0012](二)技术方案
[0013]后天线组件可以包括平坦后天线元件，所述平坦后天线元件可以包括平坦、电绝缘、后基部。后基部可以包括或具有带有侧向线的侧向部分，和从侧向部分延续并且远离侧向线延伸的至少第一突起。
[0014]第一天线元件可以在第一突起中形成(例如，安装在其上、层压在其上或其中、或构建在其中，或通过使用印刷电路板(“PCB”)技术)，并且至少第一突起可以配置并且第一天线元件可以在其中形成(例如，安装在其上、层压在其上或其中、或构建在其中，或通过使用印刷电路板技术)，使得当所述带由个体穿戴时，第一突起适宜地位于臀部上并且大体上适合于臀部的形状，使得第一天线元件位于骨盆的两个坐骨大切迹中的第一个的附近或前面。后基部可以包括第二突起，第二天线元件可以形成于第二突起上。第二突起也可以从侧向部分延续并且在与第一突起相同的方向上远离侧向线延伸。在仅仅具有远离侧向部分延伸的一个突起的情况下后基部可以为“r”形，并且在具有远离侧向部分延伸的两个突起的情况下它可以为“U”形。第二突起可以配置并且第二天线元件可以在其中形成，使得当所述带由个体穿戴时，第二突起适宜地位于臀部上并且大体上适合于臀部的形状，使得第二天线元件位于骨盆的第二/另一个坐骨大切迹的附近或前面。
[0015]形成于后基部中的天线元件的每一个可以具有可以相对于侧向线限定的取向，并且天线元件的取向可以被优化以最大化通过骨盆的(一个或多个)坐骨大切迹的的信号接收。
[0016]前天线组件可以包括具有侧向线的平坦、电绝缘、前侧向基部；以及可以沿着侧向线例如并排形成于前侧向基部中的η个天线元件。η个天线的每一个可以具有根据相对于侧向线限定的取向设置的取向，并且η个天线元件的取向可以被优化以最大化信号接收。前侧向基部可以配置并且η个天线元件可以在其中形成，使得当所述带被穿戴时，η个天线元件位于腹部的附近或前面并且最大化通过腹部的信号接收。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]在附图中示出各种示例性实施例，这些例子不旨在是限制性的。将领会为了示例的简单和清楚起见，下面引用的图中所示的元件不必按比例绘制。而且，在认为合适的情况下，附图标记可以在图之间重复以指示相似、相应或类似的元件。在附图中:
[0018]图1是根据示例性实施例的体内成像系统的方块/示意图；
[0019]图2Α和2Β分别描绘人体骨骼的前视图和后视图，包括在其中的GI系统的位置；
[0020]图3Α、3Β和3C分别描绘骨盆的后视图、侧视图和前视图；
[0021]图4Α示意性地示出根据示例性实施例的相对于骨盆的侧视图的可穿戴天线组件位置；
[0022]图4Β显示根据示例性实施例的定位在人体上的图4Α的可穿戴天线组件；
[0023]图4C示意性地示出根据示例性实施例的相对于骨盆的后视图的后天线组件位置；
[0024]图5Α和 5Β描绘用于感测体内信号的常规现有技术的天线元件；
[0025]图6描绘根据示例性实施例的用于感测体内信号的天线元件；
[0026]图7Α、7Β和7C显示根据示例性实施例的的后天线元件；
[0027]图7D和7Ε显示根据示例性实施例的后天线组件；
[0028]图8描绘根据示例性实施例的前天线组件；
[0029]图9示意性地示出根据示例性实施例的可穿戴天线组件；
[0030]图10示意性地示出根据示例性实施例的后袋；
[0031]图11示意性地示出根据另一示例性实施例的后袋；
[0032]图12描绘根据示例性实施例的连接到带的后袋；以及
[0033]图13Α和13Β描绘根据示例性实施例穿戴的后袋。
【具体实施方式】
[0034]以下描述提供示例性实施例的各种细节。然而，该描述不旨在限制权利要求的范围，而是解释本发明的各种原理以及实施它的方式。
[0035]在成年男性中，GI道在活体中为大约5米长，或者在没有肌肉张力的影响的情况下达到9米，并且由上GI道和下GI道组成。GI道也可以被分成前肠、中肠和后肠。上GI道大体上包括食道、胃和十二指肠。关于GI系统“上”和“下”之间的划分可以根据使用的惯例而变化。下GI道包括小肠的大部分和大肠的全部。
[0036]当体内装置穿过GI系统时，它可以被动地或可控制地移动通过下GI道。包括小肠的大部分和大肠的全部的下GI道是最靠近骨盆骨的GI部分并且如上所述，当体内装置到达下GI道时一些常规天线设置不能保持体内装置和体内装置与其协作的外部接收器之间的良好和稳定通信通道。消除本文中所述的通信问题的新式可穿戴天线组件在附图中被显示并且在下面被描述。一般而言，该新式可穿戴天线组件包括后天线组件和前天线组件，它们均包括根据组件以独特方式布置的新式天线元件。关于后天线组件，它的天线元件可以在位置中定位和定向成使得它优化信号接收。
[0037]图1是根据示例性实施例的体内成像系统的方块/示意图。体内成像系统可以包括体内成像装置110、可以用作数据记录器的外部(体外)接收器120、工作站130 (例如个人计算机)和显示器132。体内成像装置110例如可以是捕捉图像并且将相应图像帧传输到外部接收装置、例如接收器120的吞咽式装置。图像帧可以实时地或在处理之后呈现，或者组合成图像流或视频电影以便例如通过使用显示器132向用户显示。
[0038]体内成像装置可以具有一个或多个成像器。作为例子，成像装置110包括一个成像器；例如成像器112 (可以使用一个以上成像器；例如，两个成像器)。体内成像装置110也可以包括光/照明源114、数据(例如，图像数据或)帧生成器116、控制器118、存储单元122、收发器124和用于为它们供电的电源126。控制器118尤其可以可操作地操作照明源114以照明由体内装置110穿过的区域，并且它可以协调成像器112的图像捕捉定时。控制器118可以将被捕捉图像和相关图像帧暂时存储在存储单元122中。控制器118也可以执行各种计算并且将计算结果存储在存储单元122中。
[0039]帧生成器116可以接收来自成像器112的图像数据113并且使用图像数据产生相关被捕捉图像的图像帧(简称为‘帧’)。帧典型地包括包含与帧自身相关的信息和/或元数据(例如，识别帧的信息、帧的序列号、帧的时间、帧的位长度等)的标头字段。帧也可以包括图像数据的未压缩形式和/或它的压缩形式，以及抽样图像。标头也可以包括附加信息，例如集成到装置Iio中的任何附加传感器的读出。控制器118可以操作照明源114以例如每秒照明四次以允许每秒捕捉四个图像，并且操作收发器124以用相同速率或用不同速率同时传输相应帧。控制器118可以操作照明源114以每秒捕捉更多个图像，例如每秒捕捉十七个图像或十七个以上图像，并且操作收发器124以用相同速率同时传输相应帧。
[0040]在帧生成器116产生当前捕捉的图像的帧之后，控制器118通过使用收发器124将帧无线地传送125到数据记录器120。接收器120可以是独立接收器，其足够靠近吞咽体内装置的人定位以便促进由数据记录器120传输的帧的接收和处理。然而，如上所述，体内装置和外部接收器之间的通信的质量在很大程度上取决于GI道中的体内装置的位置和取向:在一些位置可以比在其它位置信噪比(“SNR”)低得多，如果SNR变得太小，这可以导致图像(和其它数据)的损失。数据记录器120可以包括收发器144、帧解析器146以及用于管理收发器144和帧解析器146的处理器148。数据记录器120可以包括例如用于与配置成处理由体内装置110捕捉的图像的外部处理/显示系统通信(例如，传输帧、数据等)的附加部件(例如，USB接口、安全数字(“ SD”)卡驱动器/接口、控制器等)、元件或单元。收发器144可以接收对应于特定被捕捉图像的帧，并且帧解析器146可以解析帧以提取包含在其中的各种数据实体(例如，图像数据，与特定被捕捉图像关联或表示特定被捕捉图像的抽样图像等)。
[0041]图1的体内成像系统可以包括工作站130。工作站130可以包括显示器或功能地连接到一个或多个外部显示器、例如显示器132。工作站130可以从数据记录器120接收图像帧和其它类型的数据，并且例如作为现场视频实时地呈现它们，或者产生视频流。工作站130可以包括用于存储 从数据记录器120传送的帧(和可能其它类型的数据)的存储器、例如存储器134，和用于处理存储数据(例如，图像数据)的处理器、例如处理器136。体内成像装置110也可以包括用于接通和切断成像装置110的“开/关”切换系统128。从体内装置110 (例如，通过收发器124)传输的信号由附连到或邻近吞咽体内装置的人的身体放置的天线接收。由天线接收的信号经由通信电缆转发到数据记录器120以便分析和解释。(天线和通信电缆未在图1中显示。)
[0042]根据本发明的实施例的系统和装置的部件可以类似于可从本发明的共同受让人商购的胶囊内窥镜系统中使用的部件，所述胶囊内窥镜系统在商业上被称为PillCam?胶囊。
[0043]图2A和2B分别描绘人体骨骼的前视图和后视图，包括在其中的GI系统的位置。GI系统可以相对于等分线210 (‘骨盆线’ 210)被分成两个部段:包括在线210之下的GI器官的下部段，和包括在线210之上的GI系统器官的上部段。术语‘下’和“上”在本文中旨在仅仅表示各种GI器官相对于站立者的相对位置。骨盆220显示为在线210和线230之间。骨盆220包含并且支撑典型地包括小肠的一部分和大肠的全部或大部分的GI系统的下部段。
[0044]如上所述，常规天线布局未针对(它们不考虑)骨盆的结构进行优化。例如，常规天线布局忽视骨盆的骨结构和当体内装置到达、或移动通过GI道的下部分时由它导致的信号衰减。例如，接收来自吞咽式体内装置的信号的一些常规天线放置在髂嵴的正上方，如图2A中的240所示(天线带240可以包括类似于以简化形式显示的天线元件250的一个或多个天线元件)。尽管天线带240 (和其中天线元件定位在髂嵴之上的其它天线布局)可以提供对于从上GI系统(在等分线210之上的GI系统的部分)内传输的信号的比较良好的接收覆盖，但是它可能提供对于从等分线210之下的GI部分的一些区域传输的信号的不稳定到不良接收覆盖。
[0045]由于在通信上屏蔽这些区域的骨盆骨，已发现GI区域260是在无线电通信方面问题更多的区域之一。通过利用在图3A、3B和3C中显示、在下面描述的骨盆中的特定开口并且将天线元件定位在这些开口的前面或附近(如图4所示)减轻前述通信问题，无线电信号可以比较容易地穿过所述特定开口(‘容易地’:而不被骨介质衰减)。
[0046]图3A描绘具有两个开口 310的示例性骨盆300。开口 310的每一个大体上具有在骨学的领域中被称为‘坐骨大切迹’的切迹的形状。在图3B和3C中显示在310处的坐骨大切迹的不同视角。每个坐骨大切迹由髂骨(在图3B中在320处显示的骨)和坐骨(在图3B中在330处显示的骨)形成。
[0047]由体内装置传输的信号是大体各向同性的。所以，当体内装置到达GI系统的下部段时，体内装置传输的无线电信号的至少一部分穿过坐骨大切迹310，由于该原因该信号部分相比于穿过骨盆骨的其它信号部分明显更小地衰减。穿过坐骨大切迹的信号仍然由软组织衰减，但是该类型的衰减是可容许的，原因是它相比于天线的常规定位仍然导致明显更好的信号接收。也就是说，位于坐骨大切迹310的附近或前面的天线相比于传统地、例如以图2A-2B中所示的方式定位的天线(例如，天线带240)接收来自GI系统的下部分的明显更强的信号。
[0048]图4A显示骨骼400和根据示例性实施例的定位在其上的示例性可穿戴天线组件410的侧视图。天线布局410可以包括前/正面天线420和后天线430。‘前天线’表示位于(或将位于)腹部处或附近的天线。‘后天线’表示位于(或将位于)背部处或附近的天线。
[0049]根据本发明，前天线和后天线均可以包括一个或多个天线元件。在图8中显示示例性前天线，并且例如在图7A中显示示例性后天线。(下面描述图7A和图8。)再次参考图4A，后天线430位于臀部上，邻近或靠近坐骨大切迹(坐骨大切迹由箭头440指向)以便优化从位于GI道的下部分中的体内装置(例如，从体内装置110)传输的信号的接收。获得从GI道的下部分的最佳接收，原因是体内装置传输的信号以明显减小的衰减穿过坐骨大切迹。
[0050]当体内装置在GI系统的上部分(例如，在线210之上)中的同时传输信号时，由于骨盆骨的不利影响，由后天线430提取的信号较弱或不存在。然而，前天线420典型地接收强得多的信号，原因是不同于GI道的下部分，腹部不包括骨，它也不被如上所述衰减无线电信号的骨保护或屏蔽。当体内装置在GI系统的下部分(例如，在线210之下)中的同时传输信号时，由前天线420提取的信号可以弱或不存在，但是后天线430可以接收强得多的信号，原因是它靠近坐骨大切迹定位。使用适合于优化穿过坐骨大切迹的信号的接收的包括前天线(例如，前天线420)和后天线(例如，后天线430)的天线布局，保证从体内装置获得/接收更强的信号而不管体内装置在GI系统的上部分中还是在它的下部分中。
[0051]图4B显示定位在人体上的图4A的可穿戴天线组件410。关于图4A-4B，相似的附图标记标示或表示相似的元件/物体。后天线组件430可以定位在臀部450的上部分上，如图4B中所示，以便最小化穿戴它的人的不便。图4C示意性地示出根据示例性实施例的图4A-4B的后天线设置430相对于骨盆的后视图的位置。当体内装置在骨盆的内部时为了改善无线电通信，后天线430/1邻近或靠近坐骨大切迹440/1定位在臀部上，并且后天线430/2邻近或靠近坐骨大切迹440/2定位在臀部上。
[0052]传统上，天线元件附着到患者上(例如，腹部上、肋骨笼上等)的各个点，原因在于，为了由患者承载/承载在患者上，天线元件必须小且轻，并且因而它们必须尽可能靠近身体以便能够接收具有可接受强度的信号。具有独立地附着到患者身体的单独天线元件的天线的阵列也可以根据每个单独患者的尺寸容易地调节。在另一配置中，传统天线元件包含到可穿戴带或背心中，这种结合可以由于天线元件远离患者身体而导致差的信号接收。根据本发明，天线元件和可穿戴天线组件的几何形状克服一些常规天线设置的一些缺陷。在下面描述的图5A和5B中显示常用的常规天线几何形状，并且例如在图6中显示根据示例性实施例的示例性天线元件几何形状。
[0053]图5A和5B显示在天线的领域中被称为‘环天线(halo antenna)’的传统天线500。参考图5A，天线500是水平极化、全向1/2波长双极天线。它成形为类似于环，具有在与馈送点520直接相对的环的一侧上的小断裂或中断510，使得双极端不相交。天线通常是一个连续导体530。由于水平极化，环天线具有很小的竖直极化分量，并且一般而言，它们对于竖直极化信号表现不佳。
[0054]由于它们的电特性(例如，极化)，天线500 (和类似天线)必须接触身体的皮肤或至少必须离开患者的皮肤不超过几毫米，以便能够接收具有可接受强度的信号。该要求的原因在于当它们紧靠时，身体的电特性和环形天线的组合形成能够使天线响应射频(“RF”)信号共振的电路，所述射频信号例如可以具有例如以434MHz为中心的30MHz的带宽。共振越强，天线的信号越强(接收越好)。天线离开身体(例如，离开超过2-3毫米)将该能力明显地减损到接收器处的SNR变得太低使得通信可以断开的程度。当天线元件和身体之间的距离小于3-4毫米时天线元件500典型地具有相对于各向同性天线的I分贝的增益和70-80欧姆的阻抗。当天线元件500进一步离开身体(例如，超过3-4毫米)时，它的性能明显地降低。电缆540将天线500连接到接收器、例如连接到数据记录器、例如数据记录器120。参考图5B，天线500显示为嵌入例如通过胶粘剂可附连到皮肤的口袋550中。如上所述，将口袋、例如口袋550或天线自身附连到皮肤导致穿戴天线的人的不适。
[0055]图6显示根据示例性实施例的天线元件600。天线元件600可以包括接地平面610和导电条620。接地平面610和导电条620的每一个可以具有截头:接地平面610具有截头612，并且导电条620可以具有截头622。截头612可以大体上与截头622相对定位(截头612和622位于天线元件600的相对侧/顶点)。在一些实施例中，仅仅一个元件(例如，接地平面或导电条)可以具有截头。在其它实施例中接地平面和导电条都不具有截头。接地平面610和导电条620在直流电流(“DC”)方面通过也用作RF调谐的电容器630彼此绝缘。也就是说，电容器630和天线的电感L组成响应无线电信号共振的电路。输出端子632输出在天线元件处接收的无线电信号，以便将它提供给无线电接收器进行解密/解释。
[0056]接地平面610和导电条620可以例如通过使用PCB技术并排地形成于共同的平坦衬底上。接地平面610可以具有与导电条620的段(在626处显示导电条620的段)平行并且部分重叠的段(在616处显示段)。段626可以连接到导电条620的截头(腿)622。
[0057]天线元件600是一种类型的折叠双极天线。在‘典型的’折叠双极天线中天线的尖端‘向后折叠’直到两个尖端在馈送点处几乎相遇，使得天线包括整个波长。所以折叠双极天线具有比标准半波双极更大的带宽。参考图6，天线600具有两个尖端或端部(在614和624处显示尖端或端部)。由于当尖端/端部614从接地平面610伸出时尖端/端部624向后折叠，天线600可以被认为是‘非对称折叠双极天线’。
[0058]天线元件600大体上为矩形(它可以由矩形640包围)。天线600具有例如可以由取向线650限定或表达 的取向。例如如图7A和图8中所示，可穿戴天线组件可以包括可以与天线元件600相同或相似的多个天线元件，并且每个天线元件可以具有不同于相邻天线元件的取向。为了清楚起见稍微偏心地显示取向线650。矩形天线600的长度L可以为100毫米或大约100毫米(例如，L=100±15毫米)。矩形天线600的宽度W可以为80毫米或大约80毫米(例如，W=80±10毫米)。天线600可以具有其它长度和/或宽度。
[0059]由于它的设计，与天线600相同或相似的天线不必与天线500 —样靠近皮肤；它们可以离开皮肤(例如，达到30厘米)，并且它们仍然促进在上述的RF范围(例如，例如以434MHz为中心的30MHz带宽)内的更好的无线电通信(相比于天线500或类似天线)。天线元件600和类似元件典型地具有相对于各向同性天线的2分贝的增益和相对于天线元件500的扩展范围的70-80欧姆的阻抗。也就是说，天线元件600可以离开身体达到30厘米并且仍然保持这些电特性。
[0060]图7A显示用于接收源自吞咽式体内装置并且穿过骨盆的两个坐骨大切迹的无线电信号的后天线元件700。后天线元件700可以包括后平坦天线基部710或简称为后基部710。后天线元件700可以是可以附连到带以组成可穿戴天线组件的两个或更多个天线组件中的一个。在本文中被称为‘前天线组件’的另一天线组件在下面描述的图8中显示。
[0061]后基部710可以大体上为长方形(oblong shaped)物体,具有长度LI和和宽度W1。后基部710可以包括具有侧向线730的侧向部分720，以及可以从侧向部分720延续(它可以是侧部分的延伸部)并且远离侧向线730、典型地垂直于侧向线730延伸的至少第一突起740。术语“典型地垂直于侧向线730”表示相对于侧向线730成直角或大致成直角(例如，90° ±30° )。例如，第一突起740可以从侧向线730成60度、或成80度等延伸。第一天线元件(在742处显示第一天线元件)可以安装在第一突起740上、包含或嵌入第一突起中或构建到第一突起中。天线元件742可以与图6的天线元件600相同或相似。例如，天线元件742可以包括可以与天线元件600的导电条620相同或相似的导电条744，和可以与天线元件600的接地平面610相同或相似的接地平面746。
[0062]后基部710也可以包括也可以从侧向部分720延续(例如，它可以是侧部分的延伸部)并且也可以远离侧向线730、典型地垂直于侧向线730延伸的第二突起750。后基部710的第一突起740和第二突起750可以关于对称线770对称，但是它们不需要对称。对称线770可以垂直于侧向线730。
[0063]第二天线元件(在752处显示第二天线元件)可以安装在第二突起750上、包含或嵌入第二突起中或构建到第二突起中。天线元件742和752的每一个可以与图6的天线元件600相同或相似。例如，天线元件752可以包括可以与天线元件600的导电条620相同或相似的导电条754，和可以与天线元件600的接地平面610相同或相似的接地平面756。每个天线元件的接地平面(例如，接地平面746或接地平面756或两个接地平面)可以位于侧向部分720和相关的导电条之间。
[0064]第一突起740或第二突起750或两个突起740和750可以配置成(例如，确定尺寸、成形、由材料产生等)使得当带穿戴在人的腰上时，后天线元件700配合到它的穿戴者的臀部使得一个天线元件邻近骨盆的两个坐骨大切迹中的一个紧密地定位，并且如果也有第二天线元件(例如，在后基部710的另一突起上)，则第二天线元件邻近另一坐骨大切迹紧密地定位。作为例子，后基部700的总长度LI可以为253毫米或大约253毫米，并且后基部710的总宽度Wl可以为105毫米或大约105毫米。后基部710的厚度可以为13毫米或大约13毫米。后基部710可以具有间隙760以使后基部710作为整体在多个方向上具有更大的挠性。例如，间隙760能够使突起740和750相对于侧向线730向相反方向扭转或挠曲，例如它能够使一个突起(例如，突起740)朝着观察者并且使另一突起(例如，突起750)远离观察者扭转或挠曲。间隙760可以能够使突起740和750也相对于对称线770扭转或挠曲。通过赋予后基部710更大的挠性，间隙760能够使后基部710更好地配合到它的穿戴者。典型地，间隙760与对称线770对准或重合，但是它不需要。
[0065]类似于天线元件600，天线元件742和752的每一个具有与它关联并且限定它例如相对于侧向线730的取向的纵轴线。天线元件的‘取向’可以表达为它的纵轴线的方向或表达为它的纵轴线与侧向线730之间的角a。例如，天线元件742具有限定天线元件742相对于侧向线730的取向的纵轴线748，并且天线元件752具有限定天线元件752相对于侧向线730的取向的纵轴线758。如图7A中所示，天线元件742 (后基部710的‘第一天线’)具有的取向(‘第一取向’)不同于天线元件752 (后基部710的‘第二天线’)具有的取向(‘第二取向’):天线元件742的取向相对于侧向线730成锐角α，如731所示，并且天线元件752的取向平行于侧向线730 (即，(1=0度)。一般而言，第一取向可以被限定为α I (例如，天线元件742和侧向线730之间的角，其中OS α I < 90度)，并且第二取向可以被限定为α 2 (例如，天线元件752和侧向线730之间的角，其中OS 02<90度)，其中α I古α 2以便保证从 吞咽式体内装置传输的无线电信号的良好接收，无论装置在GI道的下部分中的位置或它的取向怎样。在图7Α所示的例子中，al 3 45度，并且α 2=0度。在另一例子中，α I可以为80度并且α 2可以为20度。在另一例子中，α I可以等于O度并且α 2可以等于45度加/减10度。α I和α 2的取向例如可以根据穿戴后天线元件700的人进行调节。
[0066]后基部700可以包括平坦、挠性和电绝缘的材料，例如卡普顿(Kapton)。(卡普顿是由“DuPont”开发的聚酰亚胺薄膜。卡普顿可以在大温度范围内保持稳定，并且在挠性PCB中使用。)附加地或替代地，后基部710可以包括另一类型的平坦介电衬底。后基部710可以由一个挠性层组成，或者它可以是多层的，具有多个挠性层。后基部710可以相对于侧向线730和对称线770的任一个或相对于侧向线730和对称线770两者具有挠性。后基部710可以相对于所有方向具有挠性；即，它可以具有全向挠性以能够使后天线元件700作为整体更好地配合到它的穿戴者的臀部。后基部710的挠性可以是方向依赖的。后基部710可以包括或包含促进所需的挠性特性的任何材料或材料的任何组合。
[0067]图7B和7C分别描绘根据示例性实施例的图7A的后天线元件700的上侧(图7B中的780)和底侧(图7C中的790)。在与图6的天线600相同或相似的天线(例如，图7A的天线742和752)形成于后基部、例如后基部710中(例如，安装在其上、层压在其上或其中、或构建在其中)之后，电容器630和端子632可能在后基部的频繁或强力折叠/挠曲下出故障。所以，后基部的这些区域可以被加强以便能够使它们耐受折叠引起的应力和其它类型的机械应力。参考图7B，后基部710可以包括分别用于天线元件742的电容器和输出端子的刚性加强件782和784，以及分别用于天线元件752的电容器和输出端子的刚性加强件786和788。参考图7C，后基部710包括补充刚性加强件:分别用于天线元件742的电容器和输出端子的刚性加强件792和794，以及分别用于天线元件752的电容器和输出端子的刚性加强件796和798。可以是可穿戴天线组件的一部分的后天线组件可以包括后天线元件700，以及平坦、挠性和电绝缘支撑件，例如如图7D和图7E中所示。已知两个坐骨大切迹之间的距离和它们在骨盆中的相对位置在人与人之间不明显地变化，尽管他们的高度、重量或身体质量指数(“BMI”)上有变化。所以，与后天线元件700相同或相似的单一尺寸后天线元件可以适合全部。
[0068]图7D显示根据示例性实施例的后天线组件(用于插入袋中的后插入件)722。后天线组件722可以包括平坦、挠性、后支撑件701和由平坦、挠性、后支撑件701支撑的后天线元件700。后天线元件700可以例如通过使用层压技术安装在平坦后支撑件701上。后天线元件700可以与后支撑件701的一部分完全地或部分地重叠。在图7D中，后天线元件700与后支撑件701的一部分完全地重叠(后天线元件700显示为由虚线702包围)。
[0069]后支撑件701可以由后天线元件700可以安装在上面(例如，通过使用层压技术)的全向挠性、电绝缘材料、例如卡普顿产生，或者它可以由可以是、或基于、或包括例如卡普顿或类似材料的非全向挠性材料产生。后天线元件700可以包括天线元件742和752可以形成于上面的基部或层、例如基部或层703。天线元件742的输出信号(在该天线处接收的无线电信号)可以经由端子705提供给天线电缆707。类似地，天线元件752的输出信号(在该天线处接收的无线电信号)可以经由端子709提供给天线电缆711。天线电缆707和711可以在接头713处连接到经过或 通过支撑件701的‘颈部’ 717的一个信号电缆715。
[0070]天线元件742和752的每一个可以具有可以相对于后基部703的侧向线或相对于彼此限定的取向，并且天线元件的取向可以优化以最大化通过坐骨大切迹的信号接收。后天线组件还可以包括后袋(例如，图9的袋912，图11的袋1100)以容纳/容置后天线元件700和后支撑件701。后袋可以例如通过使用魔术贴(Velcro strip) /紧固件可释放地可连接或可附连到带。
[0071]图7E显示根据另一示例性实施例的后天线组件(用于插入袋中的后插入件)724。后天线组件724可以包括平坦、挠性、支撑件719和可以安装在平坦支撑件719上并且由平坦支撑件支撑的后天线元件700。支撑件719可以包括槽口 721，所述槽口可以与对称线770对准并且与在后基部710的突起740和750之间分离的间隙760相对定位。支撑件719可以由后天线元件700可以安装在上面的挠性、可能均匀的、电绝缘材料、例如卡普顿产生。支撑件719可以包括用于使后天线组件724作为整体相对于对称线770具有更大挠性的槽口 721。连接到后天线组件724的天线元件的天线电缆未在图7E中显示。后天线元件700(一般地，后天线组件724)具有侧边723和725，并且侧边723和725之间的角δ可以为零(SP，侧723和725可以平行)或大于零，如图7Ε中所示。例如，在图7E中δ =32度。本文中所公开的可穿戴天线组件也可以包括下面描述的前天线组件，如图8至11中所示。
[0072]图8显示根据示例性实施例的前天线组件(前插入件)800。前天线组件800可以是长方形物体，具有长度L2和宽度W2。前天线组件800可以具有其它形状。前天线组件800可以包括平坦、挠性和电绝缘前侧向基部802。前侧向基部802可以具有侧向线804，并且它可以包括可以沿着侧向线804并排地形成于前侧向基部802中(例如，安装在其上或构建在其中)的η个(前)天线元件，其中η是等于或大于I的整数。例如，标示为810、820、830和840的四个(η=4)天线元件可以形成于前侧向基部802中，如图8中所示。η个天线元件的每一个可以具有可以例如相对于侧向线限定的取向。前侧向基部802可以配置成使得当带被穿戴时，形成于其中的11个天线元件(例如，天线元件810、820、830、840)位于腹部的附近或前面。 [0073]前侧向基部802可以由前天线元件安装(例如，层压)在上面的全向挠性、电绝缘材料、例如卡普顿产生，或者它可以由可以基于或包括例如卡普顿或类似材料的非全向挠性材料产生。前侧向基部802可以包括天线元件810、820、830和840可以形成于其上的基部或层。每个天线元件810至840的输出信号(在/从每个天线接收的无线电信号)可以经由相关天线的输出端子提供给电导体(例如，信号轨迹或电线)。提供天线信号的电导体可以经由在850处示意性地显示的信号电缆从前侧向基部802传送到接收器或数据记录器。
[0074]天线元件810至840的每一个可以与图6的天线600相同或相似(例如，在尺寸、形状和/或电特性上)。当装置在GI系统的上部分中时，为了保证体内装置和体外接收器之间的良好和稳定无线电通信，前天线组件800的天线元件的取向组成取向设置，其中每两个相邻天线元件具有不同的取向。η个前天线元件的每一个可以具有根据或按照取向设置的取向。示例性取向设置在图8中显示，其中天线元件810具有大约45度的相对于侧向线804的取向812或β 1，并且相对于侧向线804的天线元件820的取向(表示为取向822)为90度；因此相邻天线元件810和820具有不同取向。类似地，相对于侧向线804的天线元件820的取向为90度，并且相对于侧向线804的天线元件830的取向(表示为取向804)为零度；因此相邻天线元件820和830具有不同取向。类似地，相对于侧向线804的天线元件830的取向为零度，并且相对于侧向线804的天线元件840的取向β2(表示为取向842)为大约135度；因此相邻天线元件830和840具有不同取向。天线元件810、820、830和840可以是非对称折叠双极天线。
[0075]在另 一示例性取向设置中，η个天线元件的取向以固定增量或德耳塔Λ从一个天线元件到另一个增加。例如，对于Λ=40度，天线元件810的取向可以为10度；天线元件820的取向可以为50度(例如，10+40);天线元件830的取向可以为90度(例如，50+40)，并且天线元件840的取向可以为130度(例如，90+40)。Λ可以具有其它值。在另一示例性取向设置中，使用两个取向，并且η个天线元件的取向在天线元件上交替；也就是说，天线元件的取向可以从一个天线元件到另一个交替。例如，在标示为Al, Α2, A3, Α4, Α5,…，An的一系列连续天线元件中，天线元件的取向可以在第一取向Y I和第二取向Y 2之间交替(Yl^ Υ2);也就是说，每个奇数天线元件(例如，天线元件41^3^5，"0可以具有取向
YI (或取向￥2)，并且每个偶数天线元件(例如，天线元件么2^4^6，"0可以具有取向Y 2(或取向Y I)。在一个例子中，Y I可以等于、为45度，并且Y 2可以等于、为135度。取向
YI和/或Y 2可以具有不同值。可以使用其它取向设置，并且取向设置可以包括k个取向(其中k是大于I的整数)，假设相邻天线元件不具有相同取向。
[0076]尽管图8的前侧向基部802包括四个前天线元件，但是它可以包括η个前天线元件(η可以等于或大于I)。形成于前侧向基部802中的天线元件的每一个可以具有可以相对于侧向线804限定的取向，并且天线元件的取向可以优化以最大化通过腹部的信号接收。前侧向基部802可以配置并且天线元件可以在其中形成为，使得当带由人穿戴时，前天线元件位于腹部上或位于腹部附近或前面，并且最大化通过腹部的信号接收。
[0077]类似于图6的天线元件600，前天线组件800的每个天线元件可以包括接地平面(例如，类似于天线600的接地平面610)和导电条(例如，类似于天线600的导电条620)，并且接地平面和导电条可以并排地安装，但是可以使用其它配置。例如，天线元件的接地平面和导电条可以平行地而不是并排地安装。作为例子，天线元件810包括接地平面814和导电条816。类似于图6的天线元件600，前天线组件800的每个天线元件的接地平面可以包括第一截头并且相应的导电条可以包括第二截头，其中第二截头可以与第一截头相对定位。作为例子，天线元件820的接地平面和导电条可以相应地包括可以彼此相对定位的截头824和826。前天线组件800的天线元件(例如，天线元件810和840)可以包括截头以便能够减小前天线组件800的宽度W2，而其它天线元件可以不具有任何截头。类似于图6的天线元件600，前天线组件800的每个天线元件的接地平面可以包括第一段并且导电条可以包括第二段，其中第一段和第二段可以部分地重叠。作为例子，天线元件830的接地平面和导电条相应地包括部分重叠的段832和834。
[0078]前天线组件还可以包括前袋(例如，图9的袋922)以容纳/容置前天线组件800。前袋可以例如通过使用魔术贴/紧固件可释放地可连接或可附连到带。图8通过例子显示四个天线元件，但是可以使用其它数量的天线元件。例如，η可以大于四(例如，η=5或η=6个天线元件)或小于四个天线元件(例如，η=3个天线元件)。
[0079]可穿戴天线组件可以包括适合于可由人例如穿戴在人的腰上的带；在本文中称为“后袋”的第一袋，其适合于可释放地连接、附连、紧固或系着到带，并且贴合地接收或容纳/容置后天线组件，例如图7D的后天线组件722，以及在本文中称为“前袋”的第二袋，其适合于可释放地连接、附连、紧固或系着到带，并且贴合地接收或容纳/容置前天线组件，例如前天线组件800。[0080]形成于后基部710中的天线元件可以被称为‘后天线’，并且形成于前侧向基部802中的天线元件可以被称为‘前天线’。后天线和前天线可以用相同方式或用不同方式构造。例如，后天线和/或前天线可以包括卡普顿(KAPTON)覆盖层和单铜层。基部710和802的每一个可以层压到PORON泡沫层或夹在PORON层之间。层可以紧紧地粘结在一起使得在层之间没有空气。这样层压的天线元件(例如，夹层天线元件)是挠性的并且可以容易地变形以适合具有多样化的体型和尺寸的患者。‘P0R0N’是由Rogers Corporation制造的产品的商标名。简单地说，P0R0N是用于绝缘和填料的一种类型的聚氨酯聚合物。
[0081]图9示意性地示出根据示例性实施例的可穿戴天线组件900。可穿戴天线组件900包括两个不同部段:包括后天线组件的第一部段910，和包括前天线组件的第二部段920。后天线组件和前天线组件未在图9中显示。每个部段也包括适合于容纳相关天线组件的袋。部段910包括可释放地附连到带918的后袋912。后袋912包括容纳/容置后天线组件的口袋914，和附连到带918的接片916。附连到带918的前袋922包括容纳/容置前天线组件的口袋924。
[0082]由袋912容纳/容置的后天线组件可以与后天线组件722相同或相似，并且由袋922容纳/容置的前天线组件可以与前天线组件800相同或相似。取决于应用，可穿戴天线组件可以包括仅仅后天线组件(具有或不具有前袋)，或仅仅前天线组件(具有或不具有后袋)，或两个天线组件。主信号电缆930可以连接(例如，经由扁平连接器)到后天线组件和前天线组件的天线元件并且连接到外部接收器940以便将天线信号传送到外部接收器940(将可穿戴天线组件连接到接收器940的电连接未在图9中显示)。外部接收器940可以例如通过吊/系带950悬挂或系着到穿戴天线组件的人。
[0083]图10示意性地示出根据示例性实施例的可穿戴天线组件的后天线部段1000。后天线部段1000可以包括可以附连到带1020的后袋1010，和显示为在后袋1010的外部并且可以插入1060到后袋1010中的后天线组件1030。可以类似于图7D的电缆715的电缆1040可以用于传送由作为后天线组件1030的一部分的后天线元件的天线元件接收的无线电信号。可穿戴天线组件的前天线部段在1050处部分地显示。可以通过使用缝合聚丙烯加强后袋1010。
[0084]图11示意性地示出根据示例性实施例的后袋1110。后袋1110显示为通过使用魔术贴/紧固件1130紧固到带1120。在图12中，根据示例性实施例后袋1210显示为连接到带1220。也描绘信号电缆所穿过的套管1230。图13A和13B描绘根据示例性实施例的由人穿戴的后天线组件1300 (后插入件)。后天线组件1300可以包括两个后天线1310和1320。图13A的后天线组件1300在图13B中插入人的身体和他的裤子之间。箭头1330指向后天线组件1300所连接的带。
[0085]取决于上下文，冠词“一”在本文中用于表示一个或一个以上(B卩，至少一个)该冠词的语法宾语。作为例子，取决于上下文，“元件”可以表示一个元件或一个以上元件。术语“包括”在本文中用于表示短语“包括但不限于”并且与其可互换地使用。术语“或”和“和”在本文中用于表示术语“和/或”并且与其可互换地使用，除非上下文清楚地另外指示。术语“例如”在本文中用于表示短语“例如但不限于”并且与其可互换地使用。这样描述本发明的示例性实施例，本领域的技术人员将显而易见所公开的实施例的修改将在本发明的范围内。替代实施例因此可以包括更多的模块、更少的模块和/或在功能上等效的模块。本公开与各种类型的体内装置(例如，具有一个或多个成像器的体内装置、根本不具有成像器的体内装置等)相关。因此 以下的权利要求的范围不由本文中的公开限制。
【权利要求】
1.一种促进与吞咽式体内装置通信的可穿戴天线组件，其包括: 后天线组件，所述后天线组件包括: 平坦后天线元件，所述平坦后天线元件包括: 平坦、电绝缘的后基部，所述后基部包括具有侧向线的侧向部分，和从所述侧向部分延续并且远离所述侧向线延伸的至少第一突起，以及 形成于所述第一突起中的第一天线元件；以及 承载所述后天线组件的可穿戴带， 其中所述至少第一突起配置成使得当所述带被穿戴时所述第一天线元件位于骨盆的两个坐骨大切迹中的第一个的附近或前面。
2.根据权利要求1所述的天线组件，其中所述后天线组件还包括: 第二突起；以及 形成于所述第二突起中的第二天线元件，所述第二突起从所述侧向部分延续并且在与所述第一突起相同的方向上远离所述侧向线延伸，并且其中所述第二突起配置成使得当所述带被穿戴时所述第二天线元件位于骨盆的第二坐骨大切迹的附近或前面。
3.根据权利要求2所述的天线组件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件分别具有相对于所述侧向线的第一取向α I和第二取向α 2，其中α I古α 2。
4.根据权利要求3所述的天线组件，其中OSα I < 90度并且OS α 2 < 90度。
5.根据权利要求2所述的天线组件，其中所述第一突起和所述第二突起关于对称线对称。
6.根据权利要求5所述的天线组件，其中所述后基部相对于所述侧向线或所述对称线或这两条线具有挠性。
7.根据权利要求1所述的天线组件，其中所述后基部具有全向挠性。
8.根据权利要求2所述的天线组件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件大体上为矩形。
9.根据权利要求2所述的天线组件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件是非对称折叠双极天线。
10.根据权利要求2所述的天线组件，其中所述第一天线元件和所述第二天线元件的每一个包括并排安装的接地平面和导电条。
11.根据权利要求10所述的天线组件，其中所述接地平面包括第一段并且所述导电条包括第二段，其中所述第一段和所述第二段部分地重叠。
12.根据权利要求1所述的天线组件，其还包括: 前天线组件，所述前天线组件包括: 具有侧向线的平坦、电绝缘的前侧向基部，以及 沿着所述侧向线并排形成于所述前侧向基部中的η个前天线元件，每个前天线元件具有相对于所述侧向线限定的取向， 其中所述前侧向基部配置成使得当所述带被穿戴时所述η个前天线元件位于腹部的附近或前面。
13.根据权利要求12所述的天线组件，其中所述η个前天线元件的每一个为矩形。
14.根据权利要求12所述的天线组件，其中每两个相邻前天线元件具有不同取向。
15.根据权利要求12所述的天线组件，其中所述前天线元件是非对称折叠双极天线。
16.根据权利要求12所述的天线组件，其中每个前天线元件包括并排安装的接地平面和导电条。
17.根据权利要求16所述的天线组件，其中所述接地平面包括第一段并且所述导电条包括第二段，其中所述第一段和所述第二段部分地重叠。
18.根据权利要求12所述的天线组件，其中所述η个前天线元件的每一个具有根据取向设置的取向。
19.根据权利要求18所述的天线组件，其中所述η个前天线元件的取向以固定增量从一个天线元件到另一个增加。
20.根据权利要求18所述的天线组件，其中相邻的前天线元件具有不同取向。
【文档编号】A61B19/00GK103917186SQ201280035129
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年8月9日 优先权日:2011年8月12日
【发明者】约西·杜延, 维达利·法斯特沃斯基, 斯维卡·吉拉德 申请人:基文影像公司