专利名称：用于对受试者进行测量的电磁传感器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及医疗设备领域，并且涉及用于对受试者(subject)进行测量的组织表征传感器单元。
背景技术：
电磁(EM)组织表征是利用EM传感器在组织内感应例如常数(DC)、低频、中频、高频、射频(RF)和微波(MW)范围的各种频率范围的EM场、并且从其接收指示位于测量区域内的组织部分的特定性能(例如，介电性能)的EM响应的一种公知技术。在组织内感应的 EM场可以是近场或辐射场。可以通过与传感器-组织耦合相关联的特定EM谐振频率来表征组织的EM响应，或者另选地组织的EM响应可以是与传感器-组织耦合相关联的宽带EM 响应(非谐振)。一般地，组织(或可能的其它介质/物质)对EM场的响应与组织的介电性能相关联，响应例如由不同频率的EM场的吸收率、反射率和/或透射率表征。组织的EM 响应的检测和分析提供不同组织类型之间的区分。一般地，EM组织表征传感器配置为与信号传输线连接的导体的空间构造，信号传输线配置为将EM信号从电磁信号发生器承载到要被表征的组织，并且将EM信号从要被表征的组织承载回信号分析器。例如，转让给本申请的受让人的美国专利6，813，515描述了一种用于根据组织的介电性能检验组织以使其与其它组织相区分的探针、方法和系统。该方法是在被检查组织中生成电边缘场以从其产生反射脉冲，其中可忽略的辐射进入组织自身；检测反射电脉冲； 以及将反射电脉冲与施加的电脉冲的电特性进行比较以提供被检查组织的介电性能的指示。测量装置构建为同轴探针，在相对于操作者的远端具有腔，腔中限制要检查的组织的样本。探针自身具有内导体，该内导体与外导体绝缘并且被外导体包围，外导体在一端敞开并且在轴向上延伸超过内导体，内导体在探针相对于操作者的远端限定敞开的腔。内导体包括位于敞开的腔内的末端，该末端形成有至少两个不同直径以增强电边缘场。专利公开US 6，380，747、US 5，227，730、US 5，334，941、US 6，411，103 中描述了组织表征传感器的一些其它示例。另外，转让给本申请的受让人的WO 06/103665中举例了一些传感器。例如US 2008/0200803中描述了使用多个组织表征传感器的排列。在此，描述了癌症检测和治疗仪器。所述仪器包括第一传导板；第二传导板，与第一传导板相对并且具有第一开口 ；第一信号线，布置在第一传导板和第二传导板之间；第一接触部件，其一端通过第一开口露出，其另一端连接到第一信号线；电介质部分，填充在第一传导板和第二传导板与第一信号线之间；以及传导层，包围露出的电介质部分的两侧表面和前端表面。因此， 能够通过使用超高频信号精确地检测癌症，并且能够治疗患病部分而不损伤患病部分周围的组织。转让给本申请的受让人的WO 2009/010960中描述了如何将传感器阵列用于组织
表征的一些示例。
发明内容
本领域需要一种具有多个感测元件和更好地耦合到被测量组织的能力的新颖的 EM组织表征探针。应注意，术语“测量”实际上还表示检查、检验、监视组织的任何参数/状况。术语 “组织”还应解释为还涉及任何介质或者物质的通用术语，例如受试者的组织并且可在受试者的身体内部或外部测量(体内或体外测量)。利用更多数量的感测元件的操作增加了测量的分辨率，也使探针能够提供被检验的介质(或者组织)的测量区域的足够详细的图形/空间解析表示。指定种类的已知EM 组织表征探针(即，利用多个感测元件)通常在感测元件的数量上受限，主要是因为到/从各感测元件的信号连接的技术限制。此外，经常的情况是探针和组织之间更好的耦合需要探针的至少一部分的一定的柔性。该需求对可使用的感测元件的数量、特别是柔性探针中可包含的信号连接的数量带来进一步限制。一般地，可用各种类型的EM组织表征传感器实现本发明，包括例如电磁传感器 (例如，RF传感器)，温度、光学和化学传感器等。特别地，本发明适于与利用高频EM信号的任何类型的传感器一起使用，即，需要专用的阻抗受控(可选地，电磁屏蔽)信号传输线以便它们的操作。术语“阻抗受控”是指EM信号传递结构(例如，信号传输线)沿着结构的基本上整个范围具有明确定义且恒定的阻抗。更具体地，可以实施本发明，以产生基于近场电磁(EM)传感器蜂窝(cell)阵列的像素化组织表征传感器单元。传感器蜂窝是适于测量其耦合的组织的至少一个性能的感测元件。术语近场感测元件或者近EM场感测元件(例如，传感器蜂窝)通常是指被配置为在被检验介质/组织中感应近EM场(即，基本上非辐射EM场)的感测元件，该EM场源自由感测元件限定的感测区域。通常通过排列传感器导体元件(例如，其信号和接地导体) 使得它们的特征大小和/或它们之间的间距明显小于感应的EM场的一个波长来感应这种非辐射EM场。总体上，用这种传感器感应的近EM场的穿透深度也明显小于所感应的EM场的一个波长，通常具有EM传感器的导体元件的特征大小和/或之间的距离的数量级。组织表征近场传感器通常工作于高频，即，从IOOKHz到5GHz (例如，RF、MW范围)。如以上指出的，传感器单元包括多个传感器蜂窝一般是有利的，因为其允许以更高的分辨率来映射组织的性能，并且更容易和精确地识别不同组织之间(例如，健康和癌变组织之间)的转变区。具有超过几个传感器蜂窝的EM组织表征传感器单元(探针)对传感器蜂窝的排列和向/从传感器蜂窝发射EM信号的信号馈送结构(也称为信号传输结构) 二者的构造带来一些要求。这是因为，一方面，很多类型的组织表征传感器蜂窝的操作和测量精度取决于传感器蜂窝对组织的耦合(例如，附接)。另一方面，阻抗受控和电磁屏蔽信号馈送线通常是笨重的(cumbersome)结构，因而将多条这种馈送线设置到传感器蜂窝妨碍了传感器单元的柔性以及在每个传感器蜂窝和要检验的组织之间提供充分耦合的能力。根据本发明的一些方面，传感器单元可以包括柔性信号传输结构，该柔性信号传输结构包括多条阻抗受控并且可选地部分电隔离(空间上彼此远离和/或电屏蔽)的信号连接线，适用于向和/或从多个传感器蜂窝传输EM信号形式的测量数据。
为此，信号传输结构的柔性和构造提供了若干优点，例如，允许将传感器单元容纳在诸如内腔的柔性引导(导向架)内，其中信号传输结构的柔性使得能够在狭窄和/或扭曲的通道内向期望检验区域引导内腔。另外，当传感器单元被容纳在壳体或者导向架内时， 连接线的柔性允许传感器的“头”相对于壳体的前后(例如，弹性)运动，因而还使得能够控制传感器的头从壳体/导向架突出的程度。运动使得能够控制与被检验介质附接/分离的程度，并且允许不使用时保护传感器的头。另外，通过使基本上仅传感器单元的感测表面朝向检查方向，S卩，传感器单元操作时基本上仅通过其感测表面面对介质，连接线的柔性允许实现传感器单元的最小空间占用。传感器单元的感测表面是包含多个传感器元件或传感器蜂窝的多个感测区域的表面， 感测区域在表面上以间隔关系排列。在这个方面，应理解，总体上感测区域不限于平面区域而通常是体积区域。因此，感测表面是传感器单元被所有感测区域交叉的物理表面。可通过使柔性信号传输结构在信号传输结构和传感器之间的边界(例如，传感器的感测表面) 附近弯曲(例如，90° )来实现这种减小的空间占用。因而，传感器单元的耦合到介质中的关注区的表面的大小接近于感测表面被多个感测区域占据的有效面积的大小。关注区实际上是被传感器单元探测、调查的介质的体积。该体积由感测表面和近场到介质内的穿透深度(由感测蜂窝的近场的结构设定)限定。应理解，根据测量部位限定受试者的关注区。应注意，在一些类型的组织表征传感器(例如，诸如配置为感应从传感器的感测表面延伸到所耦合的组织的接近区域的近EM场的EM传感器)中，传感器感测表面和组织之间不存在间隙(例如，气隙)的良好耦合提供了更精确和稳定的组织表征测量。因此，根据本发明的一些实施方式，通过将传感器配置为允许将感测表面以及其上的感测区域(与传感器蜂窝相关联)牢固附接到组织的柔性结构，来获得传感器蜂窝(例如，因而耦合传感器，包括感测表面)和被检验的组织/介质之间的充分耦合。然而，应理解，诸如放射性场传感器或远EM场(辐射)传感器的一些类型的传感器可在与组织直接接触或不直接接触、或者对与组织的附接程度具有较低灵敏度的情况下操作。在本发明的一些实施方式中，按照利用柔性电路技术的形式制造传感器单元，使得传感器单元的所有元件(例如，传感器的头和信号传输结构)都是柔性的，而在其它实施方式中。诸如传感器的头和/或连接器元件的特定部件是刚性的，并且利用刚-柔电路技术制造传感器单元。柔性传感器头有利于分析/检查/探测/查询/调查非平面物质表面的EM 性能(介电性能)、以及传感器表面与被检查物质表面的动态一致。柔性或刚-柔电路(也称为基于柔性的电路)通常通过在具有或不具有柔性覆盖层的基体材料(即，已知为柔性层压材料)上对印刷导体构造布置(电轨迹)构图而制造。 一般地，在总体上与印刷电路板建造方法类似的方法中生产柔性电路。这些例如包括单面柔性电路、双面柔性电路、多层柔性电路(具有三个或更多个导体层)、柔性和刚性电路的组合和柔-刚性电路。由于柔性层压材料通常是是单面或双面金属包层，所以当制造多层柔性电路时，通过导热双面胶(bondply)或粘合片接合电路的层，并且通常由镀通孔互连实现层之间的电连接。以下是柔性电路基体材料的一些示例，也称为柔性金属包层电介质或者柔性层压材料，可以用于制造本发明的传感器单元=Dupont公司的Pyralux AP 8535R无粘性双面铜包层聚酰胺(Kapton) ；UBE公司的UPISEL-N BR 1120无粘性双面铜包层聚酰胺；Dupont公司的Pyralux AC 181200R无粘性单面铜包层聚酰胺；UBE公司的UPISEL-N SR 1220无粘性单面铜包层聚酰胺；Dupont公司的Pyralux LF 7011R粘性接合双面铜包层聚酰胺；Dupont 公司的Pyralux LF 7041R粘性接合单面铜包层聚酰胺；Dupont公司的Pyralux LF 0230聚酰胺覆盖膜；Dupont公司的Pyralux FR 0131聚酰胺导热双面胶；Dupont公司的Pyralux LF 0300粘合片。应注意，在本发明中还可以使用其它合适的材料。信号传输结构的柔性要求总体上导致或者引起构造包括最少数量的传导层和这些传导层之间的最小间距的这种结构。这种类型的构造对与信号传输结构集成的传感器内的信号线的构造带来限制。由于高频信号易受EM干扰影响，优选地，将与不同传感器蜂窝相关联的信号线彼此电隔离，以防止不同蜂窝之间的串扰。尽管这通常可通过使信号线沿着其它蜂窝外部的路径朝向和离开具体传感器蜂窝实现，但是这种方案将要求传感器蜂窝之间的特定最小分离以容纳用于信号线的路径，因而降低了探针的感测表面内的感测区域(由多个传感器蜂窝形成)的填充因子。另外，传感器蜂窝的数量增加(例如，每单位面积增加，以提供更高的空间分辨率或扩大感测面积)通常要求使更大数量的信号线通过。这通常通过进一步增加感测表面内的传感器蜂窝之间的分离/间距并降低传感器单元的填充因子、或者通过增加每单位面积的信号线数量(信号线密度)因而影响线之间的干扰或串扰来实现。然而，根据本发明的一些实施方式，实现具有大数量的传感器蜂窝(例如，以的空间分辨率排列)的传感器单元，而不妨碍或者限制传感器的填充因子或其信噪比(SNR)之一。如以下进一步例示的，通过允许与传感器蜂窝相关联的信号线“在下方”穿过其它传感器蜂窝的感测区域、同时与所述感测区域电磁屏蔽实现这一点。换句话说，信号线可排列为使得其在感测表面上的投影与感测区域交叉。这允许维持信号线之间的充分间隔(例如， 提供良好的电磁隔离)和传感器蜂窝的感测区域之间的最小间距，从而允许了高填充因子。因此，优选地，设置与传感器蜂窝相关联的多条信号线，以通过减小/最小化例如由于信号线之间的串扰引起的干扰增加传感器单元的SNR。本发明的组织表征探针包括传感器单元，传感器单元包括位于感测表面中且分别与多个感测蜂窝的阵列相关联的多个间隔感测区域。感测表面可以包含相对大量的感测区域，例如超过5个感测区域，优选地超过35个感测区域。附加或者另选地，感测表面的特征可在于期望的高分辨率，例如每35mm2面积超过5个感测区域，优选地每35mm2面积超过35 个感测区域。感测表面的特征可在于以间隔关系排列的感测区域的高填充因子，使得感测区域之间的间距的面积不超过感测区域的面积的50%，优选地不超过所述面积的10%。感测表面的大小从大约Imm到IOcm变化。传感器蜂窝的感测区域的大小(感测区域在感测表面上的投影)从大约0.5mm到大约5mm变化。该参数限定传感器单元可检测的最小特征大小的范围的上限。根据本发明的一个广泛方面，提供一种用于对受试者进行测量的传感器单元。该传感器单元包括近场电磁传感器和柔性信号传输结构。传感器包括感测表面以及传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝被配置为限定被导电材料包围的感测区域，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内。柔性信号传输结构与近场电磁传感器集成，使得信号传输结构和近场电磁传感器具有至少一个公共连续表面。柔性信号传输结构包括第一层和第二导电层，所述第一层包括与所述传感器蜂窝相关联(例如，直接或不直接电连接/耦合到传感器蜂窝的各个元件)的信号连接线的阵列，所述第二导电层电耦合到所述传感器的所述导电材料。信号传输结构和近场EM传感器可以被配置为提供去往和来自感测区域的阻抗受控信号传输。优选地，所述传感器蜂窝中的至少一些的每个包括耦合到相应感测区域内部并且电耦合到所述信号连接线中的相应一条的内导体元件。因而，通过将信号传输线电连接/ 耦合到传感器蜂窝的内导体元件使信号连接线与传感器蜂窝相关联。传感器蜂窝中的至少一些可以被配置为电阻型传感器(包括与周围的导电材料电绝缘的内导体元件，具有或者不具有覆盖感测区域的电绝缘体材料)或者电感型传感器(感测蜂窝连接到包围各个感测区域的导电材料)。优选地，所述柔性信号传输结构具有至少一个柔性带，所述至少一个柔性带被配置为相对于所述传感器以小于所述传感器的特性尺寸的曲率半径弯曲。带的这种弯曲和柔性允许减少传感器单元的占用空间(即，耦合到组织的表面的大小)并且使得传感器单元能够相对于其壳体往复运动。在本发明的一些实施方式中，传感器被配置为多层结构，例如，包括第一传感器层和第二传感器层。所述第一传感器层包括电耦合到所述信号传输结构的信号连接线的多条信号线(信号连接线因而与对应的传感器蜂窝相关联)。第二传感器层包括所述导电材料并且限定传感器单元的感测表面。所述第二传感器层电耦合到信号传输结构的第二导电层。考虑具有内导体元件的传感器蜂窝的构造，信号传输结构的信号连接线经由传感器的信号连接线电耦合到传感器蜂窝的内导体元件。在一些实施方式中，信号线(其中至少一些)与各个感测区域相关联并且在所述第一传感器层中沿着各路径延伸，使得这些路径中的每个在所述感测表面上的投影位于所有其它感测区域之外。在一些其它实施方式中，所述信号线在所述第一传感器层中沿着各路径延伸，使得这些路径中的每个在所述感测表面上的投影与其它感测区域中的一个或更多个交叉。传感器单元可以配置有附加导电传感器层，位于所述传感器内，在第一传感器层和第二传感器层之间。该附加导电传感器层具有间隔的信号传输区域，信号传输区域配置为与至少一些感测区域对准的基本上非导电的区域。信号传输区域基本上小于对应的感测区域，因而利用所述附加导电传感器层提供了信号线的至少一部分与感测区域的电屏蔽。所述附加导电传感器层可以被配置为提供沿着在所述感测表面上的投影与感测区域的一个或更多个交叉的路径延伸的信号线的电屏蔽。在一些实施方式中，第一传感器层的至少一些信号线终止于感测区域中与这些信号线相关联的至少一些内。信号线在它们在感测区域内的终止处与从第一传感器层向感测表面突出的内导体元件连接，使得电导体元件感应通过所述感测区域从所述感测表面向外延伸的电磁场分布(profile)。如以上指示的，信号传输结构优选地包括能够相对于传感器弯曲的一个或更多个柔性带。这种一个或更多个带可以沿着一个或更多个方向从传感器延伸。在一些实施方式中，传感器蜂窝中的至少一个被配置为和可操作为基准蜂窝。这种基准蜂窝配置为对操作期间所述传感器所耦合的受试者的关注区的影响基本上不敏感。
优选地，所述信号传输结构被配置为柔性平面微带，所述柔性平面微带具有多个层，多个层包括为柔性平面层的所述第一层和第二层。另选地，或者附加地，所述信号传输结构可配置为柔性平面微带，所述柔性平面微带包括多个层，多个层包括第一层和第二层、 以及附加导电层，其中第一层被包围在第二层和附加层之间。根据本发明的另一个广泛方面，提供一种用于对受试者进行测量的传感器单元， 所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括感测表面和传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝被配置为限定被导电材料包围的感测区域，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性信号传输结构，与所述近场电磁传感器集成，使得所述信号传输结构和所述近场电磁传感器具有至少一个公共连续表面，所述柔性信号传输结构具有至少一个柔性带，所述至少一个柔性带被配置为相对于所述传感器以小于所述传感器的特性尺寸的曲率半径弯曲。根据本发明的另一个广泛方面，提供一种用于对受试者进行测量的传感器单元， 所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括传感器蜂窝的阵列，每个所述传感器蜂窝包括感测区域和位于所述感测区域内的内导体元件，所述传感器蜂窝的感测区域以间隔关系排列在感测表面内；以及柔性信号传输结构，与所述近场电磁传感器集成，所述柔性信号传输结构包括第一层，所述第一层包括分别电耦合到所述内导体元件的信号连接线。根据本发明的另一个方面，提供一种用于对受试者进行测量的传感器单元，所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括感测表面和传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝限定被导电材料包围的感测区域并且包括耦合到所述感测区域的内部的内导体元件，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性微带，所述柔性微带与所述近场电磁传感器集成并且能够相对于所述传感器弯曲，所述柔性微带包括作为所述导电材料的延伸的第一导电层，和承载电耦合到所述内导体元件的信号连接线的阵列的第二导电层。根据本发明的又一个广泛方面，提供一种用于对受试者进行测量的传感器单元， 所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括传感器蜂窝的阵列，每个所述传感器蜂窝包括感测区域和位于所述感测区域内的内导体元件，所述传感器蜂窝的感测区域以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性信号传输结构，与所述近场电磁传感器集成，所述柔性信号传输结构包括第一层，所述第一层包括分别电耦合到内导体元件的信号连接线。本发明还提供一种包括一个或更多个上述传感器单元的感测装置。另外，本发明提供一种新颖的用于对受试者进行测量的测量装置，其中所述测量装置包括上述感测装置和与所述感测装置集成并且配置为用于连接到网络分析器的校准和探针控制单元(CPC)。优选地，CPC包括分别与具有已知RF反射系数的多个校准负载相关联的多个端子，以及包括承载指示RF反射系数的记录数据和指示CPC单元的RF传递系数的记录数据的存储器装置，从而使得能够计算传感器单元的感测表面内的每个传感器蜂窝的RF响应，同时保持传感器单元与CPC单元集成。
为了理解本发明并清楚如何在实践中实施本发明，现在仅通过非限制性示例参照附图来描述本发明的实施方式，附图中图IA和图IB示出传感器单元的示例的示意图，分别示出将传感器单元组装到固定装置上之前和之后；图2是根据本发明的另一个示例的感测装置的示意图，其中感测装置由总体上类似于图IA-图IB的两个传感器单元形成；图3A到图3J示出传感器蜂窝的构造和适于在本发明的传感器单元中使用的蜂窝排列的示例，其中图3A、图3C、图3E、图3F、图3H和图3J例示了具有六边形几何形状的感测区域轮廓的传感器蜂窝，图3B、图3G和图31例示了具有矩形几何形状的感测区域的传感器蜂窝，图3D例示了具有三角形几何形状的感测区域的传感器蜂窝；图3A、图3E和图3F 例示了在远端具有圆形截面的内导体元件的传感器蜂窝，图3G-图3J示出在内导体元件的远端具有多种其它几何形状的截面的传感器蜂窝；图3A、图3E-图3G示出内导体元件与各个感测区域的轮廓电绝缘的传感器蜂窝，图3H-图3J示出使内导体元件电连接到各个感测区域的轮廓的传感器蜂窝；图4A到图4C示出根据本发明的示例的传感器单元的不同的截面图；图4D更具体地例示了适于在根据图4A-图4C的实施方式的本发明的传感器单元中使用的基准传感器蜂窝；图4E和图4F通过示意图例示分别具有单带和四带构造的信号传输结构的传感器单元；图5A和图5B示出适于在本发明的传感器单元中使用的阻抗受控信号传输结构的示例，图5A示出条带(strip)平面结构，图5B示出微带(micro strip)平面结构；图6A和图6B示出适于在根据本发明的传感器单元的信号传输结构中使用的信号传输带的构造的两个示例，其中与图6A的示例相比，图6B的示例具有附加的传导层；图7A图形地示出多层柔性电路结构的通常的应力应变曲线图；图7B和图7C例示具有不同的层排列的柔性电路结构的两个示例的柔性特征；图8A到图8C示出根据本发明的另一个示例的传感器单元的不同的截面图；图8D更具体地例示了根据图8A-图8C的实施方式的适于在本发明的传感器单元中使用的基准传感器蜂窝；图9A-图9D例示了根据本发明的传感器单元中的信号线和感测区域之间的关系， 其中图9A示出传感器的信号层，图9B和图9C示出传导层的不同构造的两个示例，这两个示例分别提供感测区域的高填充因子和具有降低的串扰的高SNR ；图9D示出图9B的构造的一部分的放大图；图IOA示出根据本发明的另一个实施方式的传感器单元的侧截面图，被配置为使能高信噪比和高空间分辨率和/或高填充因子；图IOB和图IOC更具体地例示传感器单元的传感器部分中的层结构的两个不同示例；图11是包括利用与校准和探针控制(CPC)单元集成的本发明的传感器单元的测量装置的测量系统的框图；以及图12A和图12B更具体地例示图11的测量装置的构造。
具体实施例方式参照图IA和图1B，其中示意地例示根据本发明的实施方式的传感器单元100。在这些图中，传感器单元100示出为分别将单元组装在固定装置150上之前和之后。传感器单元100包括集成结构，该集成结构包括传感器或传感器头110和柔性信号传输结构120。 该构造使得传感器和信号传输结构具有至少一个公共连续表面。另外，传感器和信号传输结构基本上都是平的。如也在附图中例示的，设置有合适的信号连接器结构160，其用于将信号传输结构120电连接到控制单元/信号发生器/信号分析器(在此未示出)。在本示例中，传感器单元100配置为，通过提供指示被检验组织的类型和/或指示沿着感测表面108的不同组织类型之间的边界和转变的数据，来用于组织表征。传感器110 包括在感测表面108内以间隔关系排列的多个111传感器蜂窝112。传感器蜂窝适当地分布在感测表面内/遍布感测表面，例如在感测表面108上平铺或覆盖感测表面108。每个传感器蜂窝可操作为检验/测量/表征/检查/探测/查询/调查感测区域所耦合(通过直接接触组织或者通过接近组织)的组织的至少一个特征/参数。应注意，传感器单元可与包括可连接到网络分析器的校准单元的合适的校准系统相关联。在通过框图示出通常标记为10的测量系统的图11中示意地例示了这种情况。系统10包括可连接到分析器16的测量装置12。本发明的测量装置12包括一个或更多个传感器单元100以及校准和探针控制(CPC)单元12B。分析器16包括网络分析器14，以及用于处理与CPC单元12B的数字和/或模拟通信的合适的通信单元(未示出)。网络分析器14可以具有任何已知合适类型，因此不需要详细描述，但是应注意其被配置和可操作为发射和接收RF信号。网络分析器14可以被配置和可操作为记录RF信号的相对振幅和相位的矢量网络分析器(VNA)。网络分析器14被配置为执行以下操作经由其信号端口发射和接收RF信号；分析接收的信号以确定信号的振幅(可选地，相位)，这指示与校准负载的信号交互；以及传送校准校正参数。网络分析器14还被配置为使用校准校正参数测量测量装置12的RF响应。分析器16可以具有附加特征，例如可以负责安全事项以防止测量装置12的再用或在系统中安装非授权的测量装置。分析器16还可以向测量装置12提供以下设施中的至少一个电源、用于处理与测量装置12的数字和/或模拟通信的装置、真空/压力通信19、液体分配线、光学信号通信、超声信号通信，并且向测量装置12 中的烧蚀/切割设备/工具提供控制和电力、用户和/或机器输入和/或输出、以及控制要在测量装置12中使用的其它类型的探针。图12A和图12B示出测量系统10的构造的具体而非限定性示例。测量装置12包括传感器单元100和与传感器单元100集成的CPC 12B，它们容纳在公共壳体12C中。传感器单元100用合适的连接器经由线缆连接到CPC 12B。在图2A的示例中，分析器16和测量装置12之间仅存在一个RF信号连接(RF端口连接)。在图2B的示例中，分析器16和测量装置12之间存在2个RF信号连接(RF端口连接)。如图所示，可以使用真空/压力通信线来向传感器单元100提供真空/压力通信19。应理解，本发明的实施方式可以利用分析器16和测量装置12之间的超过2个的 RF信号连接。分析器单元和测量装置之间通常存在η个这种RF信号连接(RF端口连接)， η为等于或大于1的整数。CPC单元12Β经由RF级连接器C5 (例如，SMA)连接到传感器单元100。返回图IA 和图1Β，信号连接器结构160可以配置为RF级连接器，以提供可限定校准平面并给出可重复测量结果的接口。CPC单元12Β包括分别与具有已知RF反射系数的多个校准负载相关联的多个端子，并且包括存储器装置。存储器装置承载指示RF反射系数的记录数据和指示CPC单元的 RF传递系数的记录数据。该构造使得能够计算传感器单元的感测表面内的每个传感器蜂窝的RF响应，并且保持传感器单元与CPC单元集成。应理解，CPC还可以用于选择性地将EM 信号弓I导到一个或更多个传感器蜂窝。优选地，CPC单元12Β (实现为印刷电路板)被包围在壳体内，壳体具有RF盖，以向 CPC单元12Β提供机械强度和电磁抗扰。壳体的机械强度使得通过消除例如可能由于CPC 单元的机械应力或环境改变造成的几何变形来进行更好的校准。该变形可导致CPC单元内 RF信号的传播改变，造成校准性能劣化。壳体的电磁抗扰使得通过减小CPC单元12Β与传感器单元100的RF干扰并且通过减小外部RF源与CPC单元12Β的RF干扰来进行更好的校准。CPC单元12Β的连接器可以集成在壳体中。壳体可以被构造为使得测量装置12能够在各种环境状况下操作，并且使得能够使用射线和/或气体对测量装置消毒。校准单元12Β总体上可具有任何合适的构造，优选地是转让给本申请的受让人并通过引用合并于此的共同待审的国际申请PCT/IL2009/000611中公开的构造中的一种。应理解，多个传感器蜂窝使得能够以根据传感器蜂窝的数量和大小的空间覆盖和分辨率，空间地映射面对感测表面的介质或组织的性能。另外，因为每个传感器蜂窝对传感器蜂窝的感测区域内(例如，之下)的介质的性能的值进行积分(integrate)，所以传感器蜂窝的大小确定传感器110的特征检测大小。因此，这种空间映射可以提供由传感器蜂窝测量的不同组织参数的值的空间分布的图形视图，特定最小特征大小对应于传感器蜂窝的感测区域的面积。这种面对感测表面的介质或组织的图形视图也可以被认为是图形表示/ 空间表示/空间解析细节/空间解析呈现/空间解析描述/空间解析描绘。应理解，传感器蜂窝可以为相同类型(例如，测量/检验组织的相同参数)或不同类型。传感器蜂窝类型可以包括射频(RF)和/或微波(MW)传感器、以及其它电磁传感器中的一种或多种等。更具体地，在本示例中，传感器110配置和可操作为包括近场EM传感器蜂窝112 的阵列111的近场EM传感器，近场EM传感器蜂窝112被配置为在位于传感器的感测表面附近的组织区域内感应与从信号发生器发射到该组织区域的信号相对应的近EM场。根据具体传感器结构(传感器蜂窝的具体排列/构造和类型)，所感应的场的构造和强度取决于与传感器的感测表面相邻/紧密接近的组织区域的介电性能。下面将进一步描述传感器蜂窝的构造和多蜂窝排列的一些示例。在图IA和图IB的示例中，通过所谓的柔性或刚-柔电路技术制造集成传感器单元100，这种技术允许在基本上平坦且弹性的结构中多条信号线向/从传感器110的传导， 因而提供传感器单元的特定部分/区域的柔性。具体地，信号传输结构120靠近其与传感器110的边界(传感器头)的区域102的柔性允许以紧的(小的)弯曲半径缠绕(例如， 绕固定装置150)信号传输结构120。这使得减小传感器单元的占用空间。另外，传感器单元100的一些其它区域(诸如信号传输结构120的区域104)的柔性提供了传感器的头110 相对于其连接器160的反复的可重复的弹性运动，因而允许传感器相对于可容纳传感器的壳体或导向架(未示出)的相对运动。应注意，尽管利用传感器的传输结构的柔性，但本发明的技术仍使得多条高频信号传输线能够通过传输结构到传感器110。下面参照图2，其中示意地例示了利用本发明的原理的感测装置。在此，由总体上与图IA和图IB例示的传感器类似地配置但是具有不同几何形状的两个传感器单元100和 100'形成该装置。为了方便理解本发明，在本发明的所有示例中使用相同的附图标记表示相同元件。两个传感器单元100和100'是类似的，均包括传感器(110、110')和柔性信号传输结构(120、120')，并且在几何形状上互补地一起限定具有感测蜂窝阵列的两部分感测头110-110'。传感器单元制造为平面柔性集成结构(例如利用柔性电路技术)，该结构然后被折叠，每个均形成其传感器的半圆柱形状，这两个传感器限定圆柱形感测头。传感器蜂窝排列在分别由传感器110和110'的表面108和108'形成的圆柱形感测表面的周长内。该几何形状特别适于要求管状传感器单元(例如，可插入到内腔中)的应用，并且能够横向感测。在此，信号传输结构120的区域104的柔性还提供传感器的头相对于内腔的弹性运动。应理解，可采用传感器单元100的其它构造和几何形状。这些包括但不限于配置为在切除表面、切割表面、被切除的组织、分支内腔、身体器官轮廓和皮肤上测量的传感器。 另外，传感器单元100可以设置有(但是不限于)固定探针、手持探针、内窥镜探针、腹腔镜探针和机器人探针。参照图3A，其中示出根据具体但非限定性示例的近场EM传感器蜂窝的构造。该图示出传感器蜂窝112的截面图。蜂窝112配置为近场EM传感器蜂窝112，并且限定用作相对于EM场的孔径/开口或窗口的感测区域114 (传感器蜂窝感应的EM场驻留/存在的区域)、容纳有相反的远近端(相对于传感器单元的内部)使得远端位于感测区域114内的内导体元件118、以及包围感测区域114的导电材料116，导电材料116例如在传感器蜂窝的周边处形成导电轮廓/边界。应理解，总体上感测区域114不限于平面区域，而通常是体积区域。内导体元件118的远端位于感测区域内，但是不一定位于感测表面中，例如在感测表面下方。内导体元件的远端部分被导电轮廓包围。应理解，由传感器110的感测区域 114内的介电材料将内导体118与导电轮廓分离。如以下将进一步描述的，内导体元件118 通过其相反的(近端)端部电耦合(例如，物理连接)到信号线(在此未示出)。内导体元件118例如可以是贯穿多层“柔性电路”传感器的一些层的电镀通孔的形式。当传感器蜂窝112工作时(即，当向传感器发射EM信号时)，其用作在其感测区域 114内并因此在位于其感测区域114附近的组织区域中感应近场EM场的近场EM传感器。 在所述组织区域中所感应的EM场的类型、范围和大小取决于组织的电特性和感应信号的频率。因此，所述组织区域中感应的EM信号的类型和大小的分析提供了指示感测区域附近的组织的特性的数据。蜂窝轮廓可以具有任意合适的类型，例如，如图3A以及图3C、图3E、图3F、图3H和图3J所示的六边形，以及如图3B、图3G和图31所示的矩形和图3D所示的三角形。如附图中进一步例示的(例如参见图3B-图3D)，蜂窝可以排列为使感测区域形成各种二维阵列(分块)。蜂窝还可以排列为一维阵列(未示出)。内导体元件118也可以具有任意合适的截面形状，例如，圆形(图3A、图3E和图3F)或者其它形状(图3G-图3J)。在本发明的一些实施方式中，传感器蜂窝(或者其中的至少一些)配置为电阻型 EM近场传感器。每个这种电阻型传感器包括与周围的导电材料(轮廓)116电绝缘的内导体元件118。这在图3A、图3E-图3G的示例中示出。电阻型传感器蜂窝还可以包括电绝缘体材料，该电绝缘体材料覆盖感测区域以将各个传感器蜂窝与受试者绝缘，如以下将更详细描述的。另选地，电阻型传感器蜂窝可以被配置为当内导体元件118和周围的导电材料 116均直接接触受试者时执行测量，如以下将参照图4A-图4C描述的。根据图3H-图3J中所示的一些其它实施方式，传感器蜂窝中的至少一些被配置为电感型传感器，它们的内导体元件118连接到各个感测区域周围的导电材料116。参照图4A-图4D，其中更具体地例示根据本发明的实施方式的传感器单元100的不同截面图。图4C中例示的截面图总体上对应于沿图4A的线191截取的截面。如图所示，传感器单元包括限定了感测表面108的传感器110、以及信号传输结构 120。传感器110被配置为近场EM传感器，近场EM传感器具有感测表面108和传感器蜂窝 112的阵列，传感器单元通过感测表面108面对受试者的关注区，传感器蜂窝112的阵列以间隔关系排列在感测表面内。每个传感器蜂窝112被配置为限定被导电材料116包围的感测区域114。信号传输结构120是柔性的，并且与传感器110集成使得它们具有至少一个公共连续表面(层)127。信号传输结构120具有其中信号连接线122的阵列定位为与传感器蜂窝112相关联(例如电连接/耦合到传感器蜂窝的各个元件，例如，本示例的传感器蜂窝构造中的内导体元件)的第一层125，以及电耦合到传感器的导电材料116的第二导电层 126。在图4A-图4D表示的示例中，传感器110和信号传输结构120具有两个公共连续表面层127和层126/1270信号传输结构120限定电连接到传感器110并与传感器110集成的一个或更多个带(band)。在本示例中，信号传输结构是单带结构120。信号传输结构被配置为提供全部位于公共层125中并且与多个传感器蜂窝相关联的多条信号连接线122。传感器110包括电耦合到信号传输结构120的信号连接线的信号线排列。图4B中例示了将EM信号馈送到传感器蜂窝112的阵列111的这种信号线128的排列。另外，导电材料116 (例如蜂窝的周边)形成传感器110的导电层117 (在图4A可见)，当传感器单元工作时导电层117可以接地或者可以不接地。传感器110是包括至少第一传感器层119 (包括所述信号线128)和第二导电层117的多层结构。层119和117彼此电隔离(例如通过使用电隔离层压板、粘合剂、涂层或附加的隔离层)。在本示例中，通过设置绝缘(介电)层 127获得电隔离，绝缘(介电)层127用作传感器110的层117和层119的基板层并且对于信号传输结构120来说是公共的。在本发明的一些实施方式中，至少一个传感器蜂窝用作基准蜂窝，该基准蜂窝的电磁信号基本上不受其耦合(即，当传感器与受试者的关注区耦合时)的组织的类型影响。 例如，如图4D所示，传感器蜂窝中的一个是与介质/组织电磁隔离的基准(例如，虚设)蜂窝112'。这种隔离例如能够通过连续传导材料覆盖将蜂窝112'的内导体元件与其导电周边相连接、或者另选地如图4D所例示的通过将层119中的信号传输线与被测量的组织/介质断开(消除内导体元件)因此在它们之间提供期望的电隔离来实现。这种屏蔽了组织部分的影响的基准蜂窝(例如112')可以用于校准目的，例如因为由于柔性信号传输结构 120在运动中的形状改变导致的信号传输结构120内的EM信号的传播改变而被需要。应理解，本发明不限于信号传输结构中的任何具体数量的带。一般地，存在至少一个这种带。如图4E所示，以及在图4A和图4B的上述示例中，信号传输结构120限定单个带。在图4F的示例中，适用于传感器单元的信号传输结构120具有四带构造。这种带的数量可根据传感器单元的具体应用以及诸如所需的信号连接线的数量、所需的最小信噪比和传感器尺寸的某些因素而变化。这是为了提供充分数量的信号连接线(例如，根据传感器蜂窝的数量)，同时在线之间保留所需的间距以维持其期望的特定电隔离，并且还在传感器单元和信号传输结构之间的边界区域102处保留期望的柔性(最小弯曲半径)。这可以通过利用多个信号传输带来实现，因而对传感器的周边130的长度因此也对传感器所占空间带来最小的限制。如上所述，将多个传感器蜂窝112的阵列111装配到探针(未示出)的末端使得当传感器蜂窝类似时能够空间映射组织的特定特性，另一方面，当使用不同类型的传感器蜂窝时使得能够测量组织的接近区域中的不同性能。然而，应注意，传感器包括多个传感器蜂窝的前提条件之一是提供多条信号连接线122(即，在信号传输结构120中)，它们电耦合到传感器蜂窝并且用于使得能够从其读出数据(例如，按照EM信号的形式)。当要求信号连接线在高频(例如超过IMHz)传播EM信号时，提供具有多条这种信号连接线的信号传输结构120可能特别笨重。在这种高频，EM信号沿着信号连接线(与第二导电层1 一起用作波导)作为导波模式(或波)传播，因而这种信号沿着它们的路径可能经受各种扰动， 影响它们的准确性。这些扰动例如可以包括由于信号线的诸如阻抗改变(例如，作为材料和/或几何尺寸沿着传播路径改变的结果)的各种因素引起的吸收和反射，或者由于例如缺少信号连接线122的电屏蔽或由于信号连接线122彼此接近引起的干扰和/或与其它信号的串扰(例如，不同的信号传输线之间的串扰)。因此，为了维持可靠和准确的信号传输，承载EM信号到传感器蜂窝的阵列111的信号传输结构120是阻抗受控的，并且可选地也是电屏蔽的。一般地，这种信号传输结构包括至少一条这样的信号线该信号线定位为相对于与其相关联并且排列在其附近的至少一个导电表面具有明确定义的固定空间关系。信号线和导电表面被介电非导电材料间隔体隔开。信号线和导电表面之间的空间关系、以及信号线的尺寸和介电间隔体的材料确定线的阻抗。图5A-图5B中例示了这种阻抗受控结构的一些示例，其中分别例示了用于信号传输或信号通信的条带平面馈送结构300A和微带300B平面馈送结构。这些结构包括类似的功能元件，包括信号连接线310和与信号线具有固定空间关系的一个或更多个导体表面320。 信号线和导电表面被介电非导电材料间隔体(未示出)隔开。导体表面320还可以向在信号线310上传播的EM信号提供电屏蔽。一般地，条带结构300A提供信号连接线310的更好的电屏蔽，因为其包括位于线310两侧的两个导体表面320。然而，因为相同的原因，条带结构的柔性一般比微带结构300B小(结构断裂(或者产生或达到疲劳)之前的最小弯曲半径、以及结构能够弹性或可逆地形变的最小弯曲半径比在条带结构300A中大)。根据本发明，每一个传感器蜂窝112(或者每束)可以与专用信号线(线128中的一条)相关联，该专用信号线与信号传输结构120的相应信号连接线(线122中的一条)连接。线1 和122配置为通过其传播EM信号，因此向/从对应的传感器蜂窝112传播EM信号。这就要求信号传输结构120能够向传感器蜂窝112传输多个EM信号(例如，并行地)， 并且防止这些信号之间的空间和/或时间干扰。同时，为了提供传感器110(或传感器头) 的期望小的空间占用，在信号传输结构120和传感器110之间的边界102处要求结构120 的紧密弯曲。弯曲半径优选地应比感测表面108的尺寸小(优选地，小得多)，因而允许传感器的小的空间占用，即，使得在测量期间感测表面基本上等于传感器单元和组织之间的接触面积。另选地(例如在图2的实施方式中)，或者附加地，要求信号传输结构具有柔性， 以提供传感器相对于传感器单元的壳体或相对于信号连接器结构(例如图IA和图IB中的 160)的相对运动。例如，当传感器的壳体具有管状形状时(例如，要插入内腔)以及当需要传感器单元相对于壳体的前后运动时，这可能特别重要。在本发明中，通过利用平面(S卩，平坦)信号传输结构来实现以上对阻抗受控信号传输和柔性的两个要求。应理解，用于本申请目的的术语“平面”和“平坦”实际上表示至少在其区域内的相对薄的结构，结构因此可弯曲。另外，本发明的传感器单元具有共面构造， 意味着传感器部分和信号传输部分彼此集成，呈现公共连续表面。这种平面/平坦传感器单元可以具有配置为如图5A和图5B所示的微带300B或条带结构300A、具有受控和固定阻抗(例如50欧姆或者200欧姆)的信号传输结构。还应注意，在一些情况下并且针对组织表征传感器蜂窝的一些类型/构造，组织的精确测量要求多个传感器蜂窝112和组织之间的充分并且优选地均勻的耦合。在此情况下，还优选地，传感器110是柔性的，因而还被配置为柔性电路微带或条带柔性结构。然而在其它情况下，优选地传感器110是刚性的，并且在这些情况下可通过利用先前描述的刚-柔电路技术获得刚性传感器110和柔性信号传输结构120的结合。在以上描述的示例中的信号传输结构120包括信号层125，在信号层125中信号线 122形成为以间隔关系排列(具有特定最小线间距以最小化/防止串扰)，并且信号传输结构120包括与信号层125相关联的至少一个导电层126。如上所述，为了提供信号传输结构 120的高机械柔性，优选地最小化结构120中的层的数量，特别是包括导电材料(一般是金属)的导电层(一般不如绝缘体材料层有弹性)的数量。因此，在本发明的优选实施方式中，信号传输结构120包括单个信号层125和与所述信号层125相关联的一个或两个导电层(在图4A到图4D的实施方式中仅使用一个导电层126)，提供了阻抗受控信号传输，并且可选地对信号线122提供了一定电屏蔽。图6A和图6B示意地例示了根据本发明的一些其它实施方式的信号传输结构的信号传输带400A和400B的两个示例。图6A中所示的信号传输带400A包括第一信号层 405，包括两条间隔的信号线411和412 ；以及第二传导层406，与第一信号层405电绝缘。 信号层405和第二传导层406被介电非导电材料间隔体(未示出)隔开。信号线411、412 和传导层406实际上形成两个微带馈送结构401A和401b的共面排列，其中信号线之间的间距d1A是为了防止信号线411和412之间的串扰。传导层和信号层之间的间距d2A、介电间隔体(未示出)的类型、以及信号线的宽度确定信号传输结构的阻抗。应理解，尽管在图 6A和图6B的示例中仅示出两条信号线411和412，但通常在每个信号传输带内设置超过两条这种信号线。
图6B所示的信号传输带400B总体上类似于上述带400A，区别是包括附加的传导层407。在本示例中，信号线411和412以及传导层406和407布置为形成两个条带馈送结构401B和402B的共面排列。另外在此，信号线之间的间距d1B是为了防止信号线411和 412之间的串扰，传导层和信号层之间的间距d2B、介电间隔体(未示出)的类型和信号线的宽度确定信号传输结构的阻抗。还应注意，利用图6B所示的条带构造使得能够在信号线之间的间距d2B相对于图6A的微带要求的间距d1A减小的情况下维持信号线之间的相同程度的串扰，因而使得能够在相同宽度的信号传输带内装配更多数量的信号线。另一方面，如上所述，附加的传导层407和附加的介电间隔体(未示出)影响并且降低信号传输带400B的柔性。另外，当比较具有类似阻抗和线宽度的微带和条带线构造时，条带构造要求更厚的介电基板，因而也降低了信号传输带400B的柔性。因而，根据诸如允许串扰程度、要求的带宽度和经过带的信号线的数量、以及要求的带柔性(例如，不会对传输带造成结构性损害的带的最小可能弯曲半径)这样的参数的期望值来设计信号传输结构的信号传输带的类型。附加地，在一些实施方式中，要求信号传输结构120的柔性，以允许传感器相对于探针壳体的连续和往复运动(例如，在以下例示的应力应变曲线的弹性或者有时在弹塑性区域中操作信号传输结构的弯曲)。下面参照图7A到图7C，例示了根据期望的柔性/要获得的最小弯曲选择传感器单元的适当层构造的原理。图7A示出通常的柔性电路的应力应变曲线图。曲线图例示柔性电路结构的通常的应变ε (即，长度1的改变，单位为％)作为例如当结构被弯曲时施加到结构的应力σ (即，力/面积)的函数。如图中所示，结构对施加的力(应力ο)的响应 (即，应变O通常可划分为三个阶段弹性阶段，特征在于结构响应于施加的力的线性和可逆形变，其中在施加的力释放之后结构材料使结构返回其原始长度；弹塑性阶段，特征在于结构的非线性形变(在力释放之后，结构材料不使结构完全返回其原始形式)；以及塑性阶段，特征在于线性不可逆形变。因而清楚的是，在传感器单元的期望传感器单元的往复弯曲的那些区域(例如图1Α、图IB和图2中的区域104)中，最小弯曲半径应限于弹性和/或弹塑性阶段(优选地，弹性阶段)，而在将使用永久弯曲的区域中(例如，图IA和图IB中的边界区域10 ，可利用塑性阶段内的恒定/固定最小弯曲半径。然而，应注意，这些阶段可以根据传感器单元结构的布局(即，层厚度和材料)而变化。图7B和图7C例示了此相关性，其中示出了柔性电路的两个示例，具有分别包括一个和两个铜导电层的不同的层结构。这些示例例示最小可能弯曲半径与要弯曲的区域内的结构中的层的数量、材料类型和厚度的相关性。图7B例示了根据具体但是非限定示例的柔性电路结构。该结构包括具有厚度D =50 μ m的单个基板层S、具有厚度t = 35 μ m的单个铜导电层C和厚度d = 50 μ m的覆盖层V。这种结构的最大伸长(线性形变)E由以下算式给出其中&是10%以避免断裂，当考虑动态弯曲时&是0.3%。因此，最小可能弯曲半径是
权利要求
1.一种用于对受试者进行测量的传感器单元，所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括感测表面和传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝被配置为限定被导电材料包围的感测区域，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性信号传输结构，所述柔性信号传输结构与所述近场电磁传感器集成，使得所述信号传输结构和所述近场电磁传感器具有至少一个公共连续表面，所述柔性信号传输结构包括第一层和第二导电层，所述第一层包括与所述传感器蜂窝相关联的信号连接线的阵列， 所述第二导电层电耦合到所述传感器的所述导电材料。
2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构和所述近场EM传感器被配置为提供去往和来自感测区域的阻抗受控信号传输。
3.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述传感器蜂窝中的至少一些的每个均包括内导体元件，所述内导体元件耦合到相应感测区域的内部并且电耦合到所述信号连接线中的相应一条信号连接线。
4.根据权利要求3所述的传感器单元，其中，所述传感器蜂窝中的至少一些被配置为电阻型传感器，每个所述电阻型传感器均包括与周围的导电材料电绝缘的所述内导体元件。
5.根据权利要求4所述的传感器单元，其中，电阻型传感器蜂窝包括电绝缘体材料，所述电绝缘体材料覆盖感测区域，将所述传感器蜂窝与受试者绝缘。
6.根据权利要求4所述的传感器单元，其中，电阻型传感器蜂窝被配置为当使内导体元件和周围的导电材料与受试者直接接触时进行测量。
7.根据权利要求3所述的传感器单元，其中，所述传感器蜂窝中的至少一些被配置为电感型传感器，每个电感型感测蜂窝的内导体元件连接到包围相应感测区域的导电材料。
8.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述柔性信号传输结构具有至少一个柔性带，所述至少一个柔性带被配置为以小于所述传感器的特性尺寸的曲率半径相对于所述传感器弯曲。
9.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述柔性信号传输结构具有至少一个柔性带，所述至少一个柔性带被配置为以小于所述传感器的特性尺寸的曲率半径相对于所述传感器弯曲。
10.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器包括第一传感器层，所述第一传感器层包括多条信号线，所述多条信号线电耦合到所述信号传输结构的所述信号连接线并且因此与对应的传感器蜂窝相关联；以及第二传感器层，所述第二传感器层包括所述导电材料并且限定所述感测表面，所述第二传感器层电耦合到所述信号传输结构的所述第二导电层。
11.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器包括第一传感器层，所述第一传感器层包括多条信号线，所述多条信号线电耦合到所述信号传输结构的所述信号连接线并且因此与对应的传感器蜂窝相关联；以及第二传感器层，所述第二传感器层包括所述导电材料并且限定所述感测表面，所述第二传感器层电耦合到所述信号传输结构的所述第二导电层。
12.根据权利要求3所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器包括第一传感器层，所述第一传感器层包括多条信号线，所述多条信号线电耦合到所述信号传输结构的所述信号连接线以及所述传感器蜂窝的内导体元件；以及第二传感器层，所述第二传感器层包括所述导电材料并且限定所述感测表面，所述第二传感器层电耦合到所述信号传输结构的所述第二导电层。
13.根据权利要求10所述的传感器单元，其中，所述信号线中的至少一些与各感测区域相关联并且在所述第一传感器层中沿着各自的路径延伸，各所述路径在所述感测表面上的投影位于所有其它感测区域外部。
14.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，所述信号线中的至少一些与各感测区域相关联并且在所述第一传感器层中沿着各自的路径延伸，各所述路径在所述感测表面上的投影位于所有其它感测区域外部。
15.根据权利要求12所述的传感器单元，其中，所述信号线中的至少一些与各感测区域相关联并且在所述第一传感器层中沿着各自的路径延伸，各所述路径在所述感测表面上的投影位于所有其它感测区域外部。
16.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，所述信号线中的至少一些与各感测区域相关联并且在所述第一传感器层中沿着各自的路径延伸，各所述路径在所述感测表面上的投影与其它感测区域中的一个或更多个交叉。
17.根据权利要求13所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器包括位于所述第一传感器层和所述第二传感器层之间的附加导电传感器层；所述附加导电传感器层具有间隔的信号传输区域，所述信号传输区域被配置为与感测区域中的至少一些对准的基本上非导电的区域，所述信号传输区域基本上小于对应的感测区域，从而利用所述附加导电传感器层提供所述信号线中的至少一部分与感测区域的电屏蔽。
18.根据权利要求16所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器包括位于所述第一传感器层和所述第二传感器层之间的附加导电传感器层；所述附加导电传感器层具有间隔的信号传输区域，所述信号传输区域被配置为与感测区域中的至少一些对准的基本上非导电的区域，所述信号传输区域基本上小于对应的感测区域，从而利用所述附加导电传感器层提供所述信号线中的至少一部分与感测区域的电屏蔽。
19.根据权利要求17所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层被配置为提供沿着在所述感测表面上的投影与感测区域中的一个或更多个交叉的路径延伸的信号线的电屏蔽。
20.根据权利要求18所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层被配置为提供沿着在所述感测表面上的投影与感测区域中的一个或更多个交叉的路径延伸的信号线的电屏蔽。
21.根据权利要求10所述的传感器单元，其中，所述第二传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
22.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，所述第二传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
23.根据权利要求12所述的传感器单元，其中，所述第二传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
24.根据权利要求17所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
25.根据权利要求18所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
26.根据权利要求19所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
27.根据权利要求20所述的传感器单元，其中，所述附加导电传感器层与所述信号传输结构的所述第二导电层集成。
28.根据权利要求10所述的传感器单元，其中，包括所述信号线的所述第一传感器层与包括所述信号连接线的所述信号传输结构的所述第一层集成。
29.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，包括所述信号线的所述第一传感器层与包括所述信号连接线的所述信号传输结构的所述第一层集成。
30.根据权利要求10所述的传感器单元，其中，所述第一传感器层的所述信号线中的至少一些终止于所述感测区域中与这些信号线相关联的至少一些内；所述信号线在它们在感测区域内的终止处与从所述第一传感器层向所述感测表面突出的内导体元件相连接，使得所述电导体元件感应通过所述感测区域从所述感测表面向外延伸的电磁场分布。
31.根据权利要求11所述的传感器单元，其中，所述第一传感器层的所述信号线中的至少一些终止于所述感测区域中与这些信号线相关联的至少一些内；所述信号线在它们在感测区域内的终止处与从所述第一传感器层向所述感测表面突出的内导体元件相连接，使得所述电导体元件感应通过所述感测区域从所述感测表面向外延伸的电磁场分布。
32.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构包括能够相对于所述传感器弯曲并且包含所述信号连接线的一个或更多个柔性带，所述一个或更多个带沿着一个或更多个方向从所述传感器延伸。
33.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构包括能够相对于所述传感器弯曲并且包含所述信号连接线的一个或更多个柔性带，所述一个或更多个带沿着一个或更多个方向从所述传感器延伸。
34.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，传感器蜂窝中的至少一个被配置为并且可操作为基准蜂窝，所述基准蜂窝对操作期间所述传感器所耦合的受试者的关注区的影响基本上不敏感。
35.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，传感器蜂窝中的至少一个被配置为并且可操作为基准蜂窝，所述基准蜂窝对操作期间所述传感器所耦合的受试者的关注区的影响基本上不敏感。
36.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构被配置为具有多个层的柔性平面微带，所述多个层包括为柔性平面层的所述第一层和所述第二层。
37.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构被配置为具有多个层的柔性平面微带，所述多个层包括为柔性平面层的所述第一层和所述第二层。
38.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构被配置为包括多个层的柔性平面微带，所述多个层包括所述第一层和所述第二层、以及附加导电层，所述第二层和所述附加层位于所述第一层的两侧。
39.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述信号传输结构被配置为包括多个层的柔性平面微带，所述多个层包括所述第一层和所述第二层、以及附加导电层，所述第二层和所述附加层位于所述第一层的两侧。
40.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器的所述感测表面是柔性的。
41.根据权利要求2所述的传感器单元，其中，所述近场电磁传感器的所述感测表面是柔性的。
42.一种用于对受试者进行测量的传感器单元，所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括感测表面和传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝被配置为限定被导电材料包围的感测区域，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性信号传输结构，所述柔性信号传输结构与所述近场电磁传感器集成，使得所述信号传输结构和所述近场电磁传感器具有至少一个公共连续表面，所述柔性信号传输结构具有被配置为以小于所述传感器的特性尺寸的曲率半径相对于所述传感器弯曲的至少一个柔性带。
43.一种用于对受试者进行测量的传感器单元，所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括传感器蜂窝的阵列，每个传感器蜂窝包括感测区域和位于所述感测区域内的内导体元件，传感器蜂窝的感测区域以间隔关系排列在感测表面内；以及与所述近场电磁传感器集成的柔性信号传输结构，所述柔性信号传输结构包括第一层，所述第一层包括分别电耦合到内导体元件的信号连接线。
44.一种用于对受试者进行测量的传感器单元，所述传感器单元包括近场电磁传感器，所述近场电磁传感器包括感测表面和传感器蜂窝的阵列，装置通过所述感测表面面对受试者的关注区，每个传感器蜂窝限定被导电材料包围的感测区域并包括耦合到感测区域内部的内导体元件，感测区域的阵列以间隔关系排列在所述感测表面内；以及柔性微带，所述柔性微带与所述近场电磁传感器集成并且能够相对于所述传感器弯曲，所述柔性微带包括第一导电层和第二导电层，所述第一导电层作为所述导电材料的延伸，所述第二导电层承载电耦合到所述内导体元件的信号连接线的阵列。
45.一种包括一个或更多个权利要求1所述的传感器单元的感测装置。
46.一种用于对受试者进行测量的测量装置，所述测量装置包括权利要求45所述的感测装置，以及与所述感测装置集成并且配置为用于连接到网络分析器的校准和探针控制单元(CPC)。
47.根据权利要求46所述的测量装置，其中，CPC包括分别与具有已知RF反射系数的多个校准负载相关联的多个端子，并且包括承载指示RF反射系数的记录数据和指示CPC单元的RF传递系数的记录数据的存储器装置，从而使得能够计算传感器单元的感测表面内的每个传感器蜂窝的RF响应，同时保持传感器单元与CPC单元集成。
全文摘要
展示了一种用于对受试者进行测量的传感器单元。传感器单元包括通过至少一个公共连续平面彼此集成的近场电磁传感器和柔性信号传输结构。柔性信号传输结构由第一层和第二导电层构成，第一层包括与近场电磁传感器的传感器蜂窝相关联的信号连接线，第二导电层电耦合到传感器的导电材料。
文档编号A61B5/05GK102573622SQ201080039197
公开日2012年7月11日 申请日期2010年8月3日 优先权日2009年8月3日
发明者H·格洛姆贝克, 丹·哈施姆肖尼, 伊多·吉尔特纳, 吉尔·科恩 申请人:沙丘医疗设备有限公司