[發明專利]基于無線能量傳輸和雙向通信的植入式遙測刺激系統

無效

• 申請號: 200910049173.1
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101856540A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 張希華;張文贊;羅章源
• 申請（專利權）人: 張希華
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61N1/08;A61B5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本技術發明涉及基于無線能量傳輸和雙向通信的植入式遙測刺激系統的方法和裝置，尤其在能在自然的生理狀態下通過無線能量傳輸和雙向通信植入式遙測系統長期、安全、穩定無線遙測血壓、心電、溫度、活動度等生理參數和體外程序控制體內系統對體內進行心臟、神經、肌肉的電刺激和控制。

背景技術

目前，公知的生理信號的體外間接測量存在信號數據可靠，圖像質量差，不能準確真實，不能有效客觀反映生理狀態，不利于疾病診斷和相關科學研究；國內植入式系統構建和功能也開展了大量研究，但在體積、功耗、功能上仍沒有完善的系統解決方法和解決方案；國外已有的相關技術落后、解決方案不夠完善科學，在體積和功耗方面沒法滿足植入式遙測的實際應用需求；而病理、藥理和生理科研領域對植入式無線遙測刺激系統有迫切科研需求；各類程控電刺激對人類疾病模型的建立，研究疾病發生發展有著重要的作用，同時無線能量傳輸方案的完善，傳感器技術的飛速發展，通信系統方案的成熟和完善，半導體元器件的迅速發展，芯片功能強大和完善，也為發明先進植入式無線遙測刺激系統提供了技術保證。

發明內容

本技術發明提供一種基于無線能量傳輸和雙向通信的植入式遙測刺激系統的方法和裝置，可以實時同步安全可靠穩定的植入式直接測量心電、血壓、溫度、活動度等各項生理參數和體外程序控制體內系統對體內進行心臟、神經、肌肉的電刺激和控制。本技術發明包括體內外無線能量傳輸系統，超微小體積體內植入信號采集和功能刺激的微型電子膠囊、體外信號接收記錄和刺激信號控制系統、體外計算機信號數據處理分析系統；本技術發明運用無線能量傳輸系統完成對微型電子膠囊體外無線高效供能，微型電子膠囊完成對生理信號的提取處理，刺激信號的發送及專用低功耗無線收發系統，體外控制信號的接收；體外信號數據接收記錄儀系統進行數據信號的接收調整處理存儲，經過接口模塊給計算機信號數據處理分析系統進行數據記錄分析存儲輸出。

本技術發明解決其技術問題所采用的技術方案是：超微小體積體內植入信號采集和功能刺激的微型電子膠囊外形為膠囊體狀，整個植入體膠囊長為16mm，直徑為10mm，由無線能量接收系統、可充電紐扣電池、電源管理功能模塊、生理信號傳感提取模塊、信號調理及處理功能模塊、功能刺激模塊、無線發/收通信功能模塊、天線、膠囊外殼組成。可充電式無線能量傳輸系統通過體外三角天線的能量發射，體內帶自動定向接收裝置完成無線能量傳輸，并對充電電池充電，該系統體積小、結構簡單、性能可靠、傳輸效率高，在體內植入系統中可消除固定容量紐扣電池不足的缺點及單無線供能可能出現的能量供給斷缺的影響。生理信號傳感提取模塊包括傳壓導管、感壓凝膠、微型壓力傳感器、心電電極、溫度傳感器等；體外信號程控功能刺激與數據接收記錄系統包括天線、收/發通信功能模塊、信號處理功能模塊、信號存貯功能模塊、數據接口等組件，接收器可接收多個植入體的信號，接收器可自動識別植入體序列號及功能，控制植入體電路開關，接收植入體發送信號，有效范圍在0.5～10米；對于在接收范圍內的多個植入體可同時接收，實現多個體的同時監測，輸出信號為放大后的模擬信號0～5V，可輸出給其他記錄系統記錄分析。體外信號數據處理分析系統由計算機、數據接口、專用軟件、功能刺激模塊專用程序(可按實驗要求對刺激控制信號的頻率、幅度、周期等參數進行調節)，輸出設備、打印設備組成。生理信號由生理信號傳感提取模塊傳導給信號調理處理模塊經過調理處理后有無線發射模塊發射，體外接收系統接收后進行信號處理后給體外計算機數據分析系統；刺激信號由體外程序控制發送經無線發射接收模塊給體內微型電子膠囊系統，由無線接收模塊接收后給刺激功能模塊進行功能刺激，并可根據實驗需求進行刺激頻率、幅度、周期等的體外調節。

本發明的有益效果是：可在自然狀態下無線遙測體內各項生理參數，監測生理活動情況，分析體內各項生理指標；可以藥理、病理、藥理試驗中自然狀態下連續長期對心電、血壓、溫度等生理參數的有效直接監測；直接有效進行體外功能信號刺激，改變和改善體內各項生理參數達到實驗要求，有效應用于心血管和神經科學研究，有利于建立各類疾病模型，有應用于其他領域研究的潛力；該發明并可對多個個體實時同步進行監測刺激和記錄分析，有效的實驗數據的記錄分析存儲。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明.

圖1是本發明專利的系統原理框圖.