[发明专利]植入式医疗仪器用具有对位自动提示功能的无线充电方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于植入式医疗仪器的经皮无线充电方法，属于植入式医疗仪器技术领域。

背景技术

植入式医疗设备越来越多地在临床上得到应用，其功能是多种多样的，例如：用于治疗传导障碍和心力衰竭的心脏起搏器；用于治疗心室和心房的过速心律失常和纤维性颤动的心脏除颤器；用于治疗特发性震颤(例如由帕金森症所引起的)的神经刺激器；用于治疗听力障碍的蜗形植入物等。

目前，采用高能量密度电池的植入式医疗设备通常可以在病人体内使用3-5年的时间。但是，由于应用的是一次电池，电池能量耗尽后不得不重新进行手术更换设备，这类设备存在较大的缺点，手术过程中可能产生并发症，而且重新手术需要病人支付更多的医疗费用，加重了经济负担。为了克服以上缺点，人们研究了使用可充电电池的植入式医疗设备。由于可以定期充电，所以电池需要存储的总能量更少，由此电池的体积也可以更小。另外由于现有可充电电池一般可重复充电数百次，使用可充电电池的植入式医疗设备的寿命要比使用一次电池的设备寿命更长久。

植入式医疗仪器植入患者体内，与体外充电装置有皮肤等组织隔离，需要采用经皮无线充电方式。该充电方式一般是基于已经发展成熟的电磁耦合原理，利用电磁场穿透人体皮肤向植入式医疗仪器传递电能。

植入式医疗仪器一般使用生物相容性的金属钛密封，形成了较强的电磁屏蔽，然而由于电磁耦合过程中钛外壳存在涡流效应等影响，极易引发充电过程中体内植入式医疗仪器发热的问题。充电初始阶段在体外很难对植入体内的钛外壳内部的线圈和电路准确定位，存在由于充电初始对位阶段对位时间过长引起的体内植入式医疗仪器发热增加的问题。为解决此类问题，可以在充电初始阶段通过体外采样电路实现充电过程的快速建立。另外，由于存在体内外线圈对位位置不确定的问题，充电过程中的充电效率很难得到保证，需要能够自动提示朝哪个方向移动体外线圈充电效率会更高。并且，在不同对位位置或者不同充电阶段的情况下，自动调整体外发射功率，以保证体内接收能量恒定，可以有效控制体内植入式医疗仪器发热在合理的范围内。

采用充电电池为植入式医疗仪器供应能量的相关专利都不具备对位自动提示功能，只是进行不同情况下的效率提示。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够满足植入式医疗仪器要求的经皮无线充电方法，具有充电初始对位阶段快速检测是否体内外已经建立充电过程的功能，具有充电过程中自动提示朝哪个方向移动充电效率会更高的功能，具有在不同对位位置和不同充电阶段情况下体内接收能量保持恒定的功能。本发明方法基于以下技术方案实现。

植入式医疗仪器用具有对位自动提示功能的无线充电方法所基于的装置，其特征在于，包括体外充电器和体内植入式医疗仪器，其中：

体外充电器，包括体外功率部分和体外控制部分，其中，

体外功率部分包括体外能量发射电路、显示、体外能量发射线圈和采样线圈。其中，

体外能量发射电路，包括驱动放大电路和功率电路，

驱动放大电路，由一个驱动芯片组成，该驱动芯片的驱动控制信号输入端与所述体外控制部分包括的第一微处理器发出的驱动控制信号输出端相连，

功率电路，由四个功率场效应管以全桥拓扑方式相串接而成，该功率电路的发射信号输入端与驱动放大电路的输出端相连，

体外能量发射线圈，是一种扁平状磁芯线圈，由一个发射线圈和同轴安置的磁芯组成，其输入端与功率电路的输出端相连，

采样线圈，由一个采样线圈和同轴安置的磁芯组成，其输入端与功率电路的输出端相连，其输出端与体外控制部分包括的采样处理电路输入端相连。

体外控制部分包括第一微处理器、采样处理电路、体外通信线圈和通信电路。其中，

体外通信线圈，用于接收体内通信线圈发出的信号，其输出端与通信电路输入端相连，同时，体外向体内传递信息的时候，体外通信线圈的输入端与体外能量发射电路包括的功率电路的输出端相连，

通信电路，所述通信电路的输出端与第一微处理器的输入端相连，

采样处理电路，其输出端与第一微处理器的输入端相连，输入端与采样线圈相连，

第一微处理器，所述第一微处理器的输入端与采样处理电路和通信电路的输出端相连，其输出端发出的驱动信号与体外能量发射电路相连，

体内植入式医疗仪器包括体内功率部分和体内控制部分。其中，

体内功率部分包括：安置在一个钛壳内的下列各组成部分：体内能量接收线圈、谐振电容，整流电路，整流器输出电容、稳压芯片、充电电路和电池，其中：