[實用新型]一種微型植入電刺激無線射頻供電裝置

有效

• 申請號: 201520028219.2
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN204334133U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李耀
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型屬于醫療器械領域，涉及一種微型植入電刺激無線射頻供電裝置。

背景技術

電刺激是通過電極施加電流到可興奮的神經組織，產生局部電場，使附近神經元軸突膜去極化而大量鈣離子流出，通過神經遞質引發肌纖維收縮。從20世紀60年代至今，電刺激經歷了貼附式、經皮式和植入式的發展過程。植入式電刺激因定位準確，重復性好，是目前研究的重點。多數植入電刺激醫療器械，內置微型電池，以心臟起搏器為代表。此類設計電池體積比較大，同時電池能量耗盡時則需要復雜的外科手術進行更換。

植入神經電刺激系統在臨床治療的應用趨于多元化。1994年，美敦力(Medtronic)公司開始研制用于治療堵塞性睡眠呼吸暫停(OSA)植入刺激器(Inspire?II?System)，該植入設備通過監測睡眠呼吸胸口的壓力變化，一旦呼吸動作停止，管理器就通過刺激電極給予舌下神經刺激，從而打開上呼吸道。2006年，美國南加州大學Loeb研究小組報道了單通道神經刺激器BION系統，用于治療運動功能障礙，包括中風后肩關節半脫臼、足下垂行走康復等臨床應用，取得了極好的臨床效果。2008年，清華大學李路明團隊研制了一款針對帕金森綜合癥的中樞神經刺激器，通過電脈沖刺激多巴胺分泌。基于電磁感應理論的體外無線供電技術在植入醫療儀器中應用對可靠性和安全性提出了更高要求，同時人體阻抗變化及的傳輸效率的不足限制了無線供電技術的推廣。

實用新型內容

鑒于此，本實用新型提供一種微型植入電刺激無線射頻供電裝置，該裝置可高效穩定地實現穩定的電磁場，安全驅動體內微型植入電刺激器，同時可為其他無線終端系統提供能量供給。

為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種微型植入電刺激無線射頻供電裝置，包括控制電路和發射天線，所述控制電路包括無線通訊電路、微控制器、E類振蕩功率放大器和阻抗匹配電路，所述阻抗匹配電路與發射天線連接；所述無線通訊電路與微控制器通訊；所述穩壓電路對電源進行電壓變換，以供控?制電路工作；所述穩壓電路的第一輸出端分別與無線通訊電路的電源端、微控制器電源端連接，穩壓電路的第二輸出端與E類振蕩功率放大器的電源輸入端連接；所述微控制器的第一輸出端與E類振蕩功率放大器連接，所述微控制器的第二輸出端與保護電路的輸入端連接；所述保護電路的電源輸入端與電源連接，所述保護電路的輸出端與E類振蕩功率放大器連接；所述E類振蕩功率放大器的輸出端與阻抗匹配電路連接。

進一步，所述E類振蕩功率放大器包括依次連接的振蕩電路、分頻電路、驅動電路和斬波電路；所述振蕩電路、分頻電路和驅動電路的電源輸入端分別與穩壓電路的第二輸出端連接；所述斬波電路的電源輸入端與保護電路的輸出端連接，所述斬波電路的輸出端與阻抗匹配電路連接；所述微控制器的第一輸出端與分頻電路連接。

進一步，所述振蕩電路包括振蕩器、第一非門和第二非門，所述振蕩器的兩端分別接對地電容，振蕩器的兩端并聯第一電阻，所述第一非門的輸入與振蕩器的一端連接，第一非門的輸出端經第二電阻與振蕩器的另一端連接，第一非門的輸出端與第二非門的輸入端連接，第二非門的輸出端與分頻電路的輸入端連接。

進一步，所述驅動電路包括依次串聯的一級非門電路、二級非門電路和三級非門電路；所述一級非門電路包括一個非門，所述二級非門電路包括三個并聯的非門，三個非門的輸入端并聯，三個非門的輸出端并聯；所述三級非門電路包括六個并聯的非門，六個非門的輸入端并聯，六個非門的輸出端并聯；所述一級非門電路的輸入端與分頻電路的輸出端連接，所述三級非門電路的輸出端與斬波電路的輸入端連接。

進一步，所述斬波電路包括扼流線圈L1和場效應管M1，所述扼流線圈的一端與保護電路的輸出端連接，所述扼流線圈的另一端分別與場效應管的漏極、阻抗匹配電路的輸入端連接；所述場效應管的柵極與驅動電路的輸出端連接，源極接地。

進一步，所述阻抗匹配電路為類π型匹配電路，包括線圈L2、第一電容C1、第二電容C2和第三電容C3；所述線圈L2的一端分別與場效應管M1的漏極、第一電容C1的一端連接，第一電容C1的另一端接地；所述線圈L2的另一端與第二電容C2的一端連接，第二電容C2的另一端分別與第三電容C3的一端、發射天線的輸入端連接，所述第三電容C3的另一端接地。