專利名稱：使用非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)的制作方法
與相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用不適用關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的聲明不適用參考光盤上的資料不適用背景技術(shù)本發(fā)明一般涉及電磁跟蹤系統(tǒng)。更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及包含發(fā)出信號(hào)的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電磁跟蹤系統(tǒng)，其中一部分發(fā)出的信號(hào)包含不能在激勵(lì)信號(hào)中找到的另外的頻率。
許多醫(yī)療方法包括使用醫(yī)療器械，如鉆、導(dǎo)管、手術(shù)刀、觀測(cè)儀器、分流器或其他工具。在一些情況下，可使用醫(yī)學(xué)成像或視頻系統(tǒng)來(lái)為器械提供定位信息。然而，在進(jìn)行治療時(shí)，醫(yī)務(wù)人員通常不使用這樣的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)。例如，由于健康和安全的原因(如出于對(duì)輻射劑量的考慮)、經(jīng)濟(jì)上的限制、物理空間的限制和其他關(guān)心的問(wèn)題，使得用于器械跟蹤的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的使用受到限制。
為補(bǔ)償對(duì)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的使用的限制，可采用僅需有限使用醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的跟蹤系統(tǒng)。例如，可使用提供醫(yī)療器械關(guān)于患者或參考坐標(biāo)系的位置信息的跟蹤系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，可對(duì)不動(dòng)的患者進(jìn)行X射線檢查，之后，可把坐標(biāo)系統(tǒng)疊加到該X射線圖像上。然后，便可用得到的X射線圖像和坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)提供患者的人體解剖圖。
隨后，當(dāng)醫(yī)療器械不在醫(yī)務(wù)人員的視線之內(nèi)時(shí)，醫(yī)務(wù)人員可使用跟蹤系統(tǒng)來(lái)確定醫(yī)療器械關(guān)于疊加到X射線圖像上的坐標(biāo)系統(tǒng)的位置。
該跟蹤系統(tǒng)允許醫(yī)務(wù)人員將患者的人體解剖可視化和跟蹤器械的位置和方位。可用該跟蹤系統(tǒng)來(lái)確定何時(shí)器械定位到理想的位置，并且允許醫(yī)務(wù)人員在避開其他結(jié)構(gòu)的同時(shí)定位希望的或受傷的區(qū)域以及在該區(qū)域上進(jìn)行相關(guān)操作。也可用跟蹤系統(tǒng)來(lái)證實(shí)在治療結(jié)束后器械已從患者體內(nèi)移除。由于在患者體內(nèi)定位醫(yī)療器械的精度得到了提高，因而，通過(guò)改善對(duì)更小型器械的控制和減少對(duì)患者的影響，提供了侵害性更小的醫(yī)療方法。對(duì)更小型器械的控制的改善和精度的提高也減少了與開刀手術(shù)之類的更具侵害性的治療相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。
也可用跟蹤系統(tǒng)來(lái)在多種應(yīng)用中跟蹤不同于醫(yī)療器械的物品的位置。例如，可以在法醫(yī)或安全應(yīng)用中使用跟蹤技術(shù)。零售店可使用跟蹤技術(shù)防止對(duì)其商品的盜竊。在這樣的情況下，在商品上配置了無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器，并在零售設(shè)施內(nèi)規(guī)劃配置了發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)以設(shè)計(jì)成引起發(fā)射機(jī)應(yīng)答器響應(yīng)的頻率發(fā)出激勵(lì)信號(hào)。當(dāng)載有發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的商品處于發(fā)射機(jī)的發(fā)射范圍內(nèi)時(shí)，該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出由接收機(jī)所接收的響應(yīng)信號(hào)。之后該接收機(jī)基于響應(yīng)信號(hào)的特性確定發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的位置。
在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)或模擬器中，跟蹤系統(tǒng)也得到了類似的使用。將一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器放置在人或物體上。發(fā)射機(jī)發(fā)出激勵(lì)信號(hào)，且發(fā)射機(jī)應(yīng)答器產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。通過(guò)接收機(jī)拾取響應(yīng)信號(hào)。之后，可將發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出的信號(hào)用于監(jiān)視模擬環(huán)境中人或物體的位置。
某些現(xiàn)有的電磁跟蹤系統(tǒng)具有用線連接到共同裝置或盒上的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。在具有用線連接到共同裝置的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的系統(tǒng)中，被跟蹤物體與執(zhí)行跟蹤的部件用線連接到相同的裝置。從而，被跟蹤物體的運(yùn)動(dòng)范圍受到了限制。
無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)允許被跟蹤物體自由移動(dòng)，不受與發(fā)射機(jī)或接收機(jī)的連接的限制。為減少與將電池或其他電源附加到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器相關(guān)的體積，無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器可采用作為其與其他裝置進(jìn)行耦合和從其他裝置接收電能的裝置的線圈。
通常，將發(fā)射機(jī)應(yīng)答器放置在裝置上或其之內(nèi)，以跟蹤其運(yùn)動(dòng)。為確定發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的位置，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生入射到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器上的激勵(lì)信號(hào)。該激勵(lì)信號(hào)入射到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器后，引起發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。在具有無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的系統(tǒng)中，通常以與激勵(lì)信號(hào)相同的頻率發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。
發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)和發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)入射到接收線圈上。通常，在使用無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的跟蹤系統(tǒng)中，當(dāng)接收機(jī)接收到激勵(lì)信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)這兩個(gè)信號(hào)時(shí)，激勵(lì)信號(hào)的強(qiáng)度比響應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度大得多。因?yàn)轫憫?yīng)信號(hào)是以與激勵(lì)信號(hào)相同的頻率發(fā)射的，且響應(yīng)信號(hào)遠(yuǎn)小于激勵(lì)信號(hào)，因而難以精確分離和測(cè)量響應(yīng)信號(hào)。
因此，非常希望有對(duì)響應(yīng)信號(hào)的分離和測(cè)量進(jìn)行了改善的跟蹤系統(tǒng)。此外，也非常希望有可將數(shù)據(jù)從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器傳送至接收機(jī)的改進(jìn)的跟蹤系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提供了使用非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的一種無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)。該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器采用與非線性裝置并聯(lián)的線圈。當(dāng)激勵(lì)信號(hào)入射到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的線圈上時(shí)，該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。將非線性裝置包括在發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路中，為發(fā)射機(jī)應(yīng)答器發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)波形引入了非線性特性?？梢酝ㄟ^(guò)改變發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路的電容等級(jí)來(lái)改變所述非線性波形的特性。當(dāng)接收機(jī)接收到響應(yīng)信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)時(shí)，可以使用響應(yīng)信號(hào)的非線性特性來(lái)辨別這兩種信號(hào)。也可以在為將從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器傳送至接收機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的系統(tǒng)中利用該非線性特性。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、圖1中示出的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電路圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3中示出的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電路圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電路圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的電路圖。
對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10。該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10包括磁芯20、端子30、二極管40和線圈50。將線圈50纏繞在磁芯20上。磁芯20在其兩端具有凸緣，以容納線圈50的線匝的堆積。線圈50的導(dǎo)線的兩端連接到兩個(gè)端子30，且這兩個(gè)端子附加到磁芯20的其中一個(gè)凸緣上。二極管40則連接到磁芯兩個(gè)端子30的兩端。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管40與線圈50并聯(lián)連接，如圖2中的電路圖所示。
在運(yùn)行過(guò)程中，可以將發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10應(yīng)用于跟蹤系統(tǒng)(未示出)。在跟蹤系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)發(fā)出激勵(lì)信號(hào)。該激勵(lì)信號(hào)可以是各種類型的信號(hào)之一，例如調(diào)幅的、調(diào)頻的、調(diào)相的或等幅波信號(hào)。發(fā)射機(jī)發(fā)出的該激勵(lì)信號(hào)在發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10的線圈50中感應(yīng)出信號(hào)。響應(yīng)于發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。
如果沒有連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10的二極管40，則發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)將以與發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)相同的頻率被發(fā)出。而二極管40被連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10上時(shí)，如圖1和2所示，二極管40在圖1和2中示出的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器中引入了非線性特性。由于二極管40的非線性特性，由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的一部分響應(yīng)信號(hào)包含未在發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)中發(fā)現(xiàn)的一種或多種另外的頻率成分。
在該部分響應(yīng)信號(hào)中包含的另外頻率成分允許從發(fā)射機(jī)和發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10接收信號(hào)的接收機(jī)更容易區(qū)分發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)和發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)。一旦接收機(jī)識(shí)別了響應(yīng)信號(hào)，可以用該響應(yīng)信號(hào)的特性來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的位置、方位和增益。
也可用該部分由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)中包含的另外的頻率成分來(lái)將數(shù)據(jù)傳送至接收機(jī)。通過(guò)將控制器連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10，可以控制發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)的特性。例如，通過(guò)斷開和合上如圖5中所示的開關(guān)70，該控制器可以將二極管40與發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10進(jìn)行電連接和斷開。通過(guò)操作開關(guān)70將二極管40與發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10進(jìn)行電連接和斷開，從而改變了發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)波形。
可以為將部件接入和切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路10時(shí)得到的響應(yīng)信號(hào)的各種狀態(tài)進(jìn)行賦值。賦給各種狀態(tài)的值也取決于響應(yīng)信號(hào)保持在給定狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。可以將賦給各種狀態(tài)的值用于一種系統(tǒng)中，該系統(tǒng)用來(lái)對(duì)從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10傳送到接收機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。例如，當(dāng)將二極管接入到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路10中時(shí)，響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)可以代表“1”或“接通”，而當(dāng)將二極管切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路時(shí)，響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)可以代表“0”或“斷開”。因而，可以通過(guò)將二極管接入和切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路10和改變響應(yīng)信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。
可以將接收機(jī)連接到檢測(cè)和識(shí)別發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)的波動(dòng)的系統(tǒng)上。使用賦給響應(yīng)信號(hào)的各種狀態(tài)的值，處于接收機(jī)末端的系統(tǒng)可以將響應(yīng)信號(hào)中的變化轉(zhuǎn)換成如前所述的如1和0的數(shù)據(jù)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)用另一種類型的非線性裝置(如晶體管或同步整流器)代替二極管40或二極管40和開關(guān)70來(lái)將非線性引入到響應(yīng)信號(hào)之中。之后，與圖1、2和5中示出的實(shí)施例類似，可以用該裝置來(lái)跟蹤特定物品和傳輸代碼。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100。該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100包括磁芯120，端子130，二極管140，線圈150和電容器160。線圈150纏繞在磁芯120上。磁芯120在其兩端具有凸緣，以容納線圈150的線匝的堆積。線圈150的導(dǎo)線的兩端連接到兩個(gè)端子130，而這兩個(gè)端子附加到磁芯120的其中一個(gè)凸緣上。二極管140連接到磁芯兩個(gè)端子130的兩端。同樣，將電容器160連接到磁芯兩個(gè)端子130的兩端。在一個(gè)實(shí)施例中，將二極管140、電容器160和線圈150并聯(lián)連接，如圖4中的電路圖所示。
在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100與圖1的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器10工作方式相同。即可以將發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100用于跟蹤系統(tǒng)(未示出)。發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)在發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100的線圈150中感應(yīng)出信號(hào)。響應(yīng)于發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。
如果沒有連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100的二極管140，則發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)將以與發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)相同的頻率被發(fā)出。而如圖3和4所示，二極管140連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100上時(shí)，二極管140在圖3和4中示出的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100中引入了非線性特性。由于二極管140的非線性特性，由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的一部分響應(yīng)信號(hào)包含未在發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)中發(fā)現(xiàn)的一種或多種另外的頻率。
在一部分響應(yīng)信號(hào)中包含的另外的頻率允許從發(fā)射機(jī)和發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100接收信號(hào)的接收機(jī)更容易區(qū)分發(fā)射機(jī)發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)和發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)。一旦接收機(jī)識(shí)別了響應(yīng)信號(hào)，便可用該響應(yīng)信號(hào)的特性來(lái)計(jì)算發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的位置、方位和增益。
也可用一部分由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)中包含的另外的頻率來(lái)將數(shù)據(jù)傳送至接收機(jī)。通過(guò)將控制器連接到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100，可以控制發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)的特性。例如，通過(guò)斷開和合上如圖6中所示的開關(guān)170、180，該控制器可以將二極管140或電容器160與發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100進(jìn)行電連接和斷開。通過(guò)操作開關(guān)170、180將二極管140或電容器160與發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100進(jìn)行電連接和斷開，可以改變發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)波形。
改變電容器160的電容等級(jí)，便更改了由發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的一部分響應(yīng)信號(hào)中出現(xiàn)的另外的頻率成分的特性。例如，隨著電容器160的電容的變化，對(duì)于給定的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器配置，處于各種諧波等級(jí)的電壓和電流值也會(huì)發(fā)生變化。可以用這些在諧波等級(jí)和其他波形特性方面的變化來(lái)區(qū)分具有附加到其上的不同電容等級(jí)的電容器160的各種發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100。能夠?qū)⒁粋€(gè)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器與另一個(gè)發(fā)射機(jī)應(yīng)答器進(jìn)行區(qū)分，則允許跟蹤系統(tǒng)跟蹤和識(shí)別附加了該發(fā)射機(jī)應(yīng)答器的不同裝置。
可以為部件接入和切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路100時(shí)得到的響應(yīng)信號(hào)的各種狀態(tài)幅值。賦給各個(gè)狀態(tài)的值也取決于響應(yīng)信號(hào)保持在給定狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間。可以將賦給各個(gè)狀態(tài)的值用于一種系統(tǒng)中，該系統(tǒng)用來(lái)對(duì)從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100傳送到接收機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。例如，當(dāng)將二極管140接入到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路100中時(shí)，響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)可以代表“1”或“接通”，而當(dāng)將二極管140切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路時(shí)，響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)可以代表“0”或“斷開”。另外，當(dāng)將電容器160單獨(dú)地或與二極管140的切換一起接入或切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路時(shí)，響應(yīng)信號(hào)的狀態(tài)可以代表賦給的值，如“0”、“1”、“2”、“3”等等。因而，可以通過(guò)將二極管140和/或電容器160切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路100和改變響應(yīng)信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。
可以將接收機(jī)連接到檢測(cè)和識(shí)別發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)的波動(dòng)的系統(tǒng)上。從而，可以使用將二極管140或電容器160電接入或切換出發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路100的方法來(lái)將經(jīng)過(guò)編碼的數(shù)據(jù)從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器100傳送到接收機(jī)。使用賦給響應(yīng)信號(hào)的各種狀態(tài)的值，處于接收機(jī)末端的系統(tǒng)可以將響應(yīng)信號(hào)中的變化轉(zhuǎn)換成如前所述的如1和0的數(shù)據(jù)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)用另一種類型的非線性裝置(如晶體管或同步整流器)代替二極管140或二極管140和開關(guān)180，來(lái)將非線性引入到響應(yīng)信號(hào)之中。之后，與圖3，4和6中示出的實(shí)施例類似，可以用該裝置來(lái)跟蹤特定的物品和傳輸代碼。
盡管通過(guò)參考特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可以在不背離本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行各種修改和用等同物進(jìn)行替換。例如，可以用其它類型的開關(guān)或非線性裝置，如用將非線性引入響應(yīng)信號(hào)的晶體管或同步整流器來(lái)代替二極管40、140。另外，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行許多修改，使得本發(fā)明教導(dǎo)能適用于特殊場(chǎng)合或材料。因此，不希望將本發(fā)明限于公開的具體實(shí)施例，而本發(fā)明包括所有落入所附的權(quán)利要求范圍之中的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)包括用于傳輸無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的信號(hào)的線圈(50，150)；以及與所述線圈(50，150)并聯(lián)連接的整流裝置(40，140)。
2.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，其所述整流裝置(40，140)是二極管。
3.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括與所述線圈(50，150)并聯(lián)連接的電容器(160)。
4.如權(quán)利要求1中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括與所述整流裝置(40，140)串聯(lián)連接的開關(guān)(70，170)。
5.如權(quán)利要求3中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括與所述整流裝置(40，140)或所述電容器(160)串聯(lián)連接的開關(guān)(70，170，180)。
6.如權(quán)利要求4中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括用于控制所述開關(guān)(70，170)的操作的控制器。
7.如權(quán)利要求5中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括用于控制所述開關(guān)(70，170，180)的操作的控制器。
8.一種用于跟蹤無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的方法，包含在無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)中的線圈(50，150)處接收第一信號(hào)；以及用與所述線圈(50，150)并聯(lián)連接的二極管(40，140)對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行整流。
9.如權(quán)利要求8中所述的方法，還包括傳輸來(lái)自所述線圈(50，150)的第二信號(hào)的步驟。
10.如權(quán)利要求8中所述的方法，還包括用與所述線圈(50，150)并聯(lián)的電容器(160)改變所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的電容。
11.如權(quán)利要求10中所述的方法，還包括操作與所述二極管(40，140)或所述電容器(160)串聯(lián)連接的開關(guān)(70，170，180)的步驟。
12.如權(quán)利要求11中所述的方法，還包括使用控制器控制所述開關(guān)(70，170，180)的操作。
13.一種無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)由以下部分組成用于傳輸無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的信號(hào)的磁芯(20，120)；纏繞在所述磁芯(20，120)上的線圈(50，150)；以及連接到所述線圈(50，150)的二極管(40，140)。
14.如權(quán)利要求13中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還由連接到所述線圈(50，150)的電容器(160)組成。
15.一種用于跟蹤無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的方法，包含在無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)處接收第一信號(hào)，其中在第一頻率處接收所述第一信號(hào)；傳輸來(lái)自所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)包含第二頻率。
16.如權(quán)利要求15中所述的方法，還包含用二極管(40，140)對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行整流的步驟。
17.如權(quán)利要求15中所述的方法，還包含僅使用一個(gè)二極管(40，140)對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行整流的步驟。
18.如權(quán)利要求15中所述的方法，還包含基于所述第二頻率識(shí)別所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的步驟。
19.如權(quán)利要求15中所述的方法，還包含改變所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的電容的步驟，其中電容的所述改變使所述第二頻率發(fā)生了改變。
20.如權(quán)利要求19中所述的方法，還包含基于所述第二頻率識(shí)別所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的步驟。
21.一種用于傳輸無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的方法，包含傳輸來(lái)自無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的信號(hào)，其中所述信號(hào)至少含有第一頻率和第二頻率；至少改變所述第二頻率，以至少在所述第二頻率中產(chǎn)生變化；以及基于至少在所述第二頻率中的所述變化，對(duì)所述信號(hào)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
22.一種用于跟蹤無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的方法，包含在無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)處接收第一信號(hào)，其中所述第一信號(hào)是在第一頻率處接收的；傳輸來(lái)自發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)包括所述第一頻率和第二頻率。
23.如權(quán)利要求22中所述的方法，還包含用二極管(40，140)對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行整流的步驟。
24.如權(quán)利要求22中所述的方法，還包含僅用一個(gè)二極管(40，140)對(duì)所述第一信號(hào)進(jìn)行整流的步驟。
25.如權(quán)利要求22中所述的方法，還包含基于所述第二頻率識(shí)別所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的步驟。
26.如權(quán)利要求22中所述的方法，還包含改變所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的電容的步驟，其中電容的所述改變使所述第二頻率發(fā)生了改變。
27.如權(quán)利要求26中所述的方法，還包含基于所述第二頻率識(shí)別所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的步驟。
28.一種無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，所述發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)包括用于傳輸無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)中的信號(hào)的線圈(50，150)；以及與所述線圈(50，150)并聯(lián)連接的開關(guān)裝置(70，170，180)。
29.如權(quán)利要求28中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，其中所述開關(guān)裝置(70，170，180)是開關(guān)二極管。
30.如權(quán)利要求28中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，其中所述開關(guān)裝置(70，170，180)是同步整流器。
31.如權(quán)利要求28中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，其中所述開關(guān)裝置(70，170，180)是晶體管。
32.如權(quán)利要求28中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括與所述線圈(50，150)并聯(lián)連接的電容器(160)。
33.如權(quán)利要求32中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括與所述電容器(160)串聯(lián)連接的開關(guān)(180)。
34.如權(quán)利要求33中所述的發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)，還包括用于控制所述開關(guān)(180)的操作的控制器。
全文摘要
提供了一種使用非線性無(wú)源發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的無(wú)線電磁跟蹤系統(tǒng)。發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)采用了與二極管(40，140)并聯(lián)連接的線圈(50，150)。當(dāng)激勵(lì)信號(hào)入射到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)的線圈(50，150)上時(shí)，發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)發(fā)出響應(yīng)信號(hào)。發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路中包括二極管(40，140)，這便將非線性特性引入到發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)波形之中?？赏ㄟ^(guò)改變發(fā)射機(jī)應(yīng)答器電路的電容等級(jí)來(lái)改變?cè)摲蔷€性特性。當(dāng)接收機(jī)接收到響應(yīng)信號(hào)和激勵(lì)信號(hào)時(shí)，可使用所述響應(yīng)信號(hào)的非線性特性來(lái)辨別這兩種信號(hào)。也可在對(duì)將從發(fā)射機(jī)應(yīng)答器(10，100)傳送至接收機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的系統(tǒng)中利用該非線性特性。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101095151SQ200480024579
公開日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者P·T·安德森 申請(qǐng)人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司