[發明專利]具有非接觸供電功能的心臟起搏器

有效

• 申請號: 201610069613.X
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105597233B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 周成虎;李小魁;駱繼明;陳朝陽;張秋慧;賈貞貞;張菲菲;許峰寬;周建煒;朱永彪;馬楚欣;李柏松;袁勛;邢偉偉;劉磊;賈立冬;吳紅波;吳濤;張坤;陳冰洋;王振濤;王京
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: A61N1/365
• 分類號: A61N1/365;A61B5/0402;A61B5/0452;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,張真真

技術領域

本發明涉及心臟起搏器的技術領域，具體涉及一種具有非接觸供電功能的心臟起搏器，能實現在體外對心臟的跳動狀態進行監測和起搏，屬于醫療電子的領域。

背景技術

心臟起搏器用于對人體心臟起搏作輔助刺激，通常安裝在病人左肩下的體內皮膚，在左前胸的皮膚下置入起搏器，使皮膚撐起構成囊袋，在左前胸的鎖骨下的靜脈穿刺通入電極，電極由靜脈通到心臟并由前端螺紋鉤刺入心臟的內側進行固定，如圖1所示。由于傳統的起搏器通常比較大，安裝后患者的皮膚很長時間不能閉合，洗澡、運動受到限制。患者所受痛苦無法言表，有些患者甚至足不出戶，許多人無法上班、工作和跑步等劇烈運動。

由于傳統的起搏器內置一次性電池，這樣的心臟起搏器要想保持10年左右長時間的工作，必須要做到足夠大，而且為了節省電量不能做劇烈運動，還要定期的更換。當皮膚幾年后剛剛閉合，能夠洗澡，出汗也不會浸入體內的時候，下一次手術又開始了，患者的生存質量僅維持在最低的水平。

也有學者提出了基于無線供電的起搏器，但這些起搏器仍然需要內置電池和無線通信電路、檢測電路，起搏器的體積無法縮小到手術后皮膚完全閉合的程度。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有非接觸供電功能的心臟起搏器，只需在患者體內裝設體內能量接收裝置，體外檢測心電信號和采用推算電極電壓方法進行非接觸供電，不需要直接檢測心臟電極兩側的電壓，也不需要加裝與外置通信電路，減小植入的整體體積，延長了使用壽命，能夠永久工作不需更換，使患者避免多次手術的痛苦。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：一種具有非接觸供電功能的心臟起搏器，包括蓄電池、外置起搏器電路和體內能量接收裝置，蓄電池與外置起搏器電路相連接，外置起搏器電路外端設有無線心電傳感器，無線心電傳感器安裝在體外心臟處，體內能量接收裝置設置在左肩皮膚內，外置起搏器電路與體內能量接收裝置通過電磁耦合相連接，體內能量接收裝置通過電極與心臟相連接。

所述體內能量接收裝置包括非接觸供電副邊線圈、整流電路、濾波電路和電極接口，非接觸供電副邊線圈通過電磁耦合與非接觸供電原邊線圈相連接，非接觸供電副邊線圈與整流電路相連接，整流電路與濾波電路相連接，濾波電路與電極接口相連接，電極接口與電極相連接。

所述外置起搏器電路包括信號檢測濾波電路、控制電路、非接觸供電原邊電路和非接觸供電原邊線圈，無線心電傳感器與信號檢測濾波電路相連接，信號檢測濾波電路與控制電路相連接，控制電路與非接觸供電原邊電路相連接，非接觸供電原邊電路與非接觸供電原邊線圈相連接。

所述控制電路包括三軸陀螺儀、A/D轉換電路、數據處理分析電路、疲勞程度判斷電路和輸出控制電路，A/D轉換電路與信號檢測濾波電路相連接，三軸陀螺儀、A/D轉換電路分別與數據處理分析電路相連接，數據處理分析電路與疲勞程度判斷電路相連接，疲勞程度判斷電路與輸出控制電路相連接，輸出控制電路與非接觸供電原邊電路相連接。

所述無線心電傳感器以可穿戴方式安裝在體外心臟附近的圍胸服裝內，非接觸供電原邊線圈和非接觸供電副邊線圈平行安裝在左肩下，非接觸供電原邊線圈和非接觸供電副邊線圈之間的距離在0.3~0.5cm之間，非接觸供電原邊線圈和非接觸供電副邊線圈以非接觸方式傳輸磁場能量。

所述非接觸供電副邊線圈是用細銅漆包線繞制而成的線圈，整流電路和濾波電路為貼片元件。

其工作原理是：無線心電傳感器采集使用者的心電信號，信號檢測濾波電路利用其內的運算放大器將微弱的心電信號放大、濾波、電壓抬升最終生成心電模擬信號的波形；A/D轉換電路將心電模擬信號波形轉換成數字信號送到數據處理分析電路進行分析處理，由疲勞程度判斷電路根據心電信號的處理結果判斷心臟的狀態，輸出控制電路控制非接觸供電原邊電路的的開關器件的占空比t_on，由非接觸供電原邊線圈對非接觸供電副邊線圈傳遞能量，體內能量接收裝置整流濾波后由電極對心臟實施起搏刺激。

所述疲勞程度判斷電路判斷心臟疲勞的方法：測量心電信號波形RR波峰間的時間差，計算心率的變異特性，若RR波峰間期的時間大于正常的時間范圍則判定為疲勞。