[发明专利]传感器电路

说明书

传感器电路。手术定位器电路通过将诸如磁源的发射器设置在诸如肾结石的手术目标后方或附近，并且采用该电路识别到发射器的轴线，从而限定到手术目标的轴线或路径，来识别手术目标。布置成等距共面布置的传感器阵列均感测指示到发射器的距离的信号。磁控电阻器传感器生成可变电阻，该可变电阻对到发射磁场的磁性线圈的距离进行响应。来自每个共面传感器的相等信号指示定位在穿过在多个传感器中心的点并且与该平面正交的轴线上。固定元件和信号调节器增强从每个传感器接收的信号并且将该信号归一化，以适应多个传感器之间的磁阻响应的微小差异。

技术领域

本发明涉及传感器电路。

背景技术

手术过程通常依赖于精确定位，以在不干扰可能不利地影响手术结果的附近结构的情况下定位特定手术目标。开放手术(open field surgery)依赖于外科医生不颤抖的手和敏锐的目光，从而确保专注地进行手术治疗。近几十年来，内窥镜和腹腔镜技术通过经由小切口而不是大的开放创口工作，由细长器械进行操作，执行微创手术。许多手术过程涉及简单地定位和去除有害肿块或结构(诸如，肿瘤、囊肿或息肉)。在肾结石的情况下，例如，一旦结石被内窥镜设备定位，就可以被打碎并且去除。

发明内容

手术定位器电路通过将诸如磁源的发射器设置在诸如肾结石的手术目标后方或附近，并且采用该电路识别到发射器的轴线，从而限定到手术目标的轴线或路径，来识别手术目标。布置成等距共面布置的传感器阵列感测指示到发射器的距离和方向的信号。在磁控电阻器传感器的情况下，可变电阻对从磁控电阻器到发射器的距离和方向进行响应，发射器由发射磁场的磁性线圈限定。来自每个共面传感器的相等信号指示定位在穿过多个传感器中心的点并且与共面的传感器所在的平面正交的轴线上。固定元件和信号调节器增强并且归一化从每个传感器接收的信号，以适应多个传感器之间的磁阻响应的微小差异。

本文中的构造部分地基于以下观察：手术定位器和放置装置依赖于精确定位和相应电子电路，该相应电子电路可以区分微小电信号，以有效地中继定位信息。不幸地，传统方法存在以下缺陷：各个电子组件的物理特性可能具有微小变化，从而即使对于具有相同设计规范的假定相同或等效组件，也会导致信号或激励响应的相应变化。这些微小变化虽然在很多应用中不明显并且可能在组件的公布容限内，但是仍然可能在手术定位装置中产生不期望的变化。因此，本文中的构造公开了结合感测元件的固定元件，用于归一化从多个感测元件接收的传感器信号。该固定元件提供已知响应或信号，这允许信号调节器调整来自多个传感器中的每个传感器的传感器信号，使得每个传感器生成经校准的一致信号，该信号抵消了各个传感器信号中的任何变化。因此，从传感器阵列中的所有传感器接收到一致响应并且从而接收到一致定位信息。

在以下论述的示例性布置中，传感器元件是响应于磁场而改变电阻的磁控电阻器，并且固定元件是保持恒定电阻的固定电阻器。组合的磁控电阻器和固定电阻器均限定修改后的惠斯通电桥构造中的四条支路中的一条支路。本领域中已知的惠斯通电桥具有为正方形布置的四条支路，并且连接到电压源，使得两条支路的电阻比等于另外两条支路的电阻比。本文中的构造允许确定离穿过正方形的中间(因此离每条支路距离相等)的轴线的距离和方向(假设传感器元件在正方形周围限定相似位置)。在实现时，当对准到与由磁控电阻器(传感器)限定的平面垂直的中心轴线上时，磁控电阻器的电阻值相等。因此，由跨每条支路的电压的差异限定的输出信号将是零。

附图说明

本发明的以上和其它目的、特征和优点将从如附图中所示的本发明的特定实施方式的以下说明变得明显，在附图中，类似附图标记贯穿不同图表示相同部件。附图不必须表示比例，而是重点在于示出本发明的原理。

图1示出如本文中公开的定位装置的环境图；

图2示出使用图1的定位装置定位手术目标的流程图；

图3是图1的定位装置在操作时的图；以及

图4A至图4C示出定位装置的传感器阵列电路。