[發(fā)明專利]一種天線、植入式醫(yī)療器械及植入式醫(yī)療系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711138063.3
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107732420A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章海濤;鄭麗玲
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州景昱醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;A61N1/36;A61N1/372;A61N1/39
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32257
• 代理人: 徐洋洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植入醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種MICS頻段的PIFA天線、具有該MICS頻段的PIFA天線的植入醫(yī)療器械以及植入式醫(yī)療系統(tǒng)。

背景技術(shù)

植入式醫(yī)療系統(tǒng)一般由植入式醫(yī)療器械、體外程控設(shè)備兩部分組成。植入式醫(yī)療器械和體外程控設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換是一種雙向的無線數(shù)據(jù)傳輸，體外程控設(shè)備一方面需要將程控指令發(fā)送給植入式醫(yī)療器械，另一方面又要接收植入式醫(yī)療器械發(fā)送的反饋信息和測量診斷信息。體外程控設(shè)備包括醫(yī)生程控器和病人程控器。其中，病人程控器是為病人配備的用來根據(jù)自身的情況控制開關(guān)或者調(diào)解體內(nèi)植入式醫(yī)療器械的裝置，病人通常僅能夠在醫(yī)生設(shè)置的調(diào)解范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。醫(yī)生程控器時醫(yī)生用來根據(jù)病人情況監(jiān)控調(diào)節(jié)體內(nèi)植入式醫(yī)療器械的裝置，通常一個醫(yī)生程控器可以控制多個植入式醫(yī)療器械。病人程控器、醫(yī)生程控器、植入式醫(yī)療器械之間的通信依賴于天線。

現(xiàn)有植入式醫(yī)療器械的天線尺寸較大不利于植入體內(nèi)，與電路板(PCB板)失配導致輻射效率不高，進而導致本來就有人體組織損耗的植入式天線傳輸效率更低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種應用于植入式醫(yī)療器械的MICS頻段的PIFA天線、具有該MICS頻段的PIFA天線的植入醫(yī)療器械以及植入式醫(yī)療系統(tǒng)，一方面使植入式醫(yī)療器械更具小型化，另一方面使其與體外程控設(shè)備實現(xiàn)更高效率、更遠距離的通信。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案：一種應用于植入式醫(yī)療器械的天線，包括天線本體和PCB介質(zhì)基板，其特征在于：天線本體懸空處于PCB介質(zhì)基板的上層，天線本體包括天線輻射單元、短路點、饋電點、兩端分別連接短路點和饋電點的第一線路段，饋電點連接天線輻射單元。

進一步地，天線本體在xy面上的投影包括多個部段，多個部段首尾相連并在y方向上依次排布，每個部段呈彎曲的曲線結(jié)構(gòu)，天線本體在xz面上的投影呈多個臺階狀線性結(jié)構(gòu)，x、y、z構(gòu)成三維坐標系，天線本體呈臺階主體結(jié)構(gòu)，該臺階主體結(jié)構(gòu)包括均平行于xy面且高度依次遞減的第一臺階面、第二臺階面、第三臺階面，臺階主體結(jié)構(gòu)還包括連接第一臺階面和第二臺階面的第一連接面、連接第二臺階面和第三臺階面的第二連接面，第一連接面和第二連接面均平行于yz面，多個部段至少有三個，每個部段呈弧形或者U形的彎曲曲線結(jié)構(gòu)。

更進一步地，第一線路段包括首尾依次連接的第一段、第二段、第三段，第一段處于第三臺階面，第二段處于第二連接面，第三段處于第二臺階面。

更進一步地，天線輻射單元包括首尾依次連接的一段、二段、三段、四段、五段、六段、七段、八段，二段和六段均呈U形或弧形并處于第一臺階面，四段和八段均呈U形或弧形并處于第二臺階面，一段、三段、五段、七段均處于第一連接面。

進一步地，天線本體還包括饋電金屬絲，饋電金屬絲的位于上方的一端與饋電點相連接，另一端通過饋通連接器連接PCB介質(zhì)基板。

更進一步地，饋電金屬絲為饋電鉑金絲、饋電銅絲、饋電銀絲中一種或者多種。

進一步地，饋電點到天線輻射單元末端的長度為MICS頻段人體介質(zhì)波長的四分之一。

本發(fā)明還提供了另一種技術(shù)方案：一種植入式醫(yī)療器械，包括外殼、PCB介質(zhì)基板、電池、與該外殼密封連接的頂蓋部分，該外殼具有一密封腔體，PCB介質(zhì)基板以及電池均設(shè)置于密封腔體的內(nèi)部，頂蓋部分包括PIFA天線，PIFA天線為上述的應用于植入醫(yī)療器械的MICS頻段的PIFA天線，該PIFA天線連接饋電金屬絲，該饋電金屬絲穿過外殼至密封腔體的內(nèi)部并通過饋通連接器連接到位于密封腔體內(nèi)部的PCB介質(zhì)基板。

進一步地，頂蓋部分還包括密封填充物，密封填充物為生物相容性材料環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明還提供了一種技術(shù)方案：一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括醫(yī)生程控儀、病人程控儀、植入電極、上述的具有MICS頻段的PIFA天線的植入式醫(yī)療器械，醫(yī)生程控儀和病人程控儀包括用于與PIFA天線無線通信的無線通信模塊。

通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種天線、植入式醫(yī)療器械及植入式醫(yī)療系統(tǒng)，采用PIFA天線結(jié)構(gòu)原型，相比于單極子天線多一個接地點，其等效天線尺寸是單極子天線的兩倍，相較現(xiàn)有的單極子天線尺寸縮小一半，輻射效率提高一倍，從而實現(xiàn)了使植入式醫(yī)療器械更加小型化；本發(fā)明結(jié)構(gòu)的最優(yōu)特點是其特征阻抗可以與PCB的射頻前端電路實現(xiàn)很佳的阻抗匹配，可省去現(xiàn)有技術(shù)中的射頻前端匹配電路，因此消除了此部分電路的損耗，解決了單極子天線的失配損耗，從而實現(xiàn)了其與體外程控設(shè)備之間更高效率、更遠距離的通信。