具有温度补偿的非侵入式分析物传感器的制作方法

本公开大体上涉及使用分析物传感器通过光谱技术检测分析物的装置、系统和方法，分析物传感器包括检测器阵列（也称为天线阵列），其中，检测器阵列在电磁波谱的射频或微波频率范围内工作。

背景技术：

1、人们对能够检测和/或测量目标中的分析物很感兴趣。其中一个示例是测量生物材料中的葡萄糖。在测量患者体内葡萄糖的示例中，目前的分析物测量方法都是侵入式的，因为它们是在体液上进行测量的，例如，用于指检或实验室测试的血液，或通常使用侵入式经皮设备从患者体内抽取的体液。也有一些非侵入式方法声称可以在生物材料中进行葡萄糖测量。然而，许多非侵入式方法通常都存在以下问题：对葡萄糖等相关分析物缺乏特异性；温度波动的干扰；皮肤化合物（例如，汗液）和色素的干扰；以及放置位置的复杂性，即传感设备位于患者身体的多个位置。

技术实现思路

1、本公开大体上涉及通过光谱技术使用非光学频率（例如，在电磁波谱的射频或微波频率范围内）检测分析物的装置、系统和方法。本文所述的分析物传感器包括检测器阵列，该阵列具有多个检测器元件（也称为天线元件或天线），至少一个检测器元件可以发射射频或微波频率范围内的电磁信号，至少有一个检测器元件可以接收由电磁信号的发射产生的射频或微波频率范围内的电磁信号。

2、在本文所述的非侵入式分析物传感器中，一个或多个温度传感器可以连接到传感器的各种元件，例如，连接到电路板、射频信号发生器、放大器或传感器的另一元件。传感器元件的感测到的温度可用于后处理（即校正）数据和/或用于调整分析物传感器的操作。

3、在一个实施例中，非侵入式分析物传感器系统可以包括第一天线，该第一天线被配置为发射射频或微波频率范围内的电磁波，其中，该第一天线被定位和布置为将射频或微波频率范围内的发射信号传输到包含至少一种分析物的目标中；第二天线，该第二天线被配置为检测射频或微波频率范围内的电磁波，其中，该第二天线被定位和布置为检测射频或微波频率范围内的响应，该响应是由第一天线将发射信号传输到包含至少一种分析物的目标中而产生的。提供了电子电路，该电子电路包括发射电路和接收电路，发射电路可电连接到第一天线并且被配置为生成要由第一天线传输的发射信号，接收电路可电连接到第二天线。在电子电路中存在至少一个温度传感器，该至少一个温度传感器检测电子电路的元件的温度。

4、在另一个实施例中，分析物传感器系统可以包括天线阵列，该天线阵列具有至少三个天线，每个天线被配置为传输和接收射频或微波频率电磁波。传感器系统还包括电子电路，该电子电路连接到天线阵列并控制至少三个天线的操作，使得可以控制至少这些天线中的任一个或多个，以将射频或微波频率范围内的发射信号传输到包含分析物的目标中，并且使得可以控制至少三个天线中的任一个或多个，以检测射频或微波频率范围内的响应，该响应是由将发射信号传输到包含分析物的目标中而产生的。此外，电子电路包括至少一个温度传感器，该至少一个温度传感器检测电子电路或天线阵列的元件的温度。

5、在又一个实施例中，分析物传感器系统可以包括天线阵列，该天线阵列具有至少三个天线，每个天线被配置为传输和接收射频或微波频率电磁波。电子电路连接到天线阵列并控制至少三个天线的操作，其中，电子电路包括：发射侧电路，该发射侧电路生成射频或微波频率范围内的发射信号，该发射信号将由至少三个天线中的一个或多个传输到包含分析物的目标中；接收侧电路可连接到至少三个天线中的一个或多个，以检测射频或微波频率范围内的响应，该响应是由发射信号传输到包含分析物的目标中而产生的。此外，提供至少一个温度传感器，该至少一个温度传感器检测电子电路或天线阵列的元件的温度。

6、在本文所述的非侵入式分析物传感器中，传感器的接收侧可以包括超外差电路。超外差电路包括混频器和射频发生器，该混频器具有电连接到接收天线的输入，该射频发生器连接到混频器的另一输入并且被配置为生成射频信号。混频器输出是基于输入频率的。在混频器的输入均是单个频率的示例情况下，混频器的输出将是输入频率之和处的一个频率和输入频率之差处的一个频率。选择这些中的一个，作为期望的频率，并且诸如带通滤波器等滤波器被配置为通过所选择的频率并拒绝所有其他频率。这从混频器输出中拒绝不需要的频率，并且还具有大幅降低系统中噪声的附加益处。

7、还可以在发射电路和接收电路之间提供校准路径，该校准路径绕过具有发射天线和接收天线的天线阵列。此外，一个或多个温度传感器可以连接到传感器的各种元件，例如，连接到生成发射信号的射频信号发生器和/或连接到超外差电路的射频信号发生器。

8、在本文描述的一个实施例中，一种非侵入式分析物传感器系统可以包括：第一天线，该第一天线被配置为发射射频电磁波，其中，该第一天线被定位和布置为将射频发射信号传输到包含至少一种分析物的目标中；以及第二天线，该第二天线被配置为检测射频电磁波，其中，该第二天线被定位和布置为检测射频响应，该射频响应是由第一天线将射频发射信号传输到包含至少一种分析物的目标中而产生的。发射电路可电连接到第一天线，并且所述发射电路包括第一射频信号发生器，所述第一射频信号发生器被配置为生成要由所述第一天线传输的所述射频发射信号。此外，接收电路可电连接到第二天线，并且接收电路包括超外差电路。

9、在本文描述的另一个实施例中，非侵入式分析物传感器系统可以包括具有至少两个天线或至少三个天线的天线阵列，每个天线被配置为发射和接收射频电磁波。发射电路可选择性地电连接到所述至少两个天线中的任一个或多个，并且所述发射电路包括第一射频信号发生器，所述第一射频信号发生器被配置为在电磁频谱的射频范围内生成至少一个发射信号，以由所述发射电路电连接到的所述至少两个天线中的所述一个或多个天线传输到目标中。此外，接收电路可选择性地电连接到至少两个天线中的任一个或多个。接收电路包括混频器，该混频器具有第一输入，该第一输入可电连接到接收电路电连接到的至少两个天线中的一个或多个，并且第二射频发生器连接到混频器的第二输入。混频器被配置为基于经由第一输入和第二输入接收的信号生成射频输出信号，并且混频器包括输出所生成的射频输出信号的输出。

技术特征：

1.一种非侵入式分析物传感器系统，包括：

2.根据权利要求1所述的非侵入式分析物传感器系统，其中，所述至少一个温度传感器被布置为检测所述电子电路的电路板的温度。

3.根据权利要求1所述的非侵入式分析物传感器系统，其中，所述至少一个温度传感器被布置为检测所述电子电路的信号发生器、射频功率检测器或放大器的温度。

4.根据权利要求1所述的非侵入式分析物传感器系统，其中，所述至少一种分析物包括葡萄糖、酒精、氧气或其指示剂、白细胞或黄体生成素。

5.一种分析物传感器系统，包括：

6.根据权利要求5所述的分析物传感器系统，其中，所述电子电路包括电路板，并且所述至少一个温度传感器检测所述电路板的温度。

7.根据权利要求5所述的分析物传感器系统，其中，所述电子电路包括信号发生器、射频功率检测器和放大器，并且所述至少一个温度传感器检测所述信号发生器、所述射频功率检测器或所述放大器的温度。

8.根据权利要求5所述的分析物传感器系统，其中，所述至少一个温度传感器检测所述天线阵列的温度。

9.根据权利要求5所述的分析物传感器系统，其中，至少一种分析物包括葡萄糖、酒精、氧气或其指示剂、白细胞或黄体生成素。

技术总结一种非侵入式分析物传感器包括感测分析物传感器的一个或多个部件的温度的一个或多个温度传感器。感测到的温度可用于后处理（即校正）由分析物传感器收集的数据和/或用于调整分析物传感器的操作。技术研发人员：菲利普·博苏阿,小爱德华·史蒂芬·洛受保护的技术使用者：知识实验室股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20