[实用新型]一种用于植入式无线遥测的无线供能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于植入式无线供能领域，特别涉及动物实验中自由活动状态下小动物植入式无线遥测的无线能量供应。

背景技术

随着IC（集成电路）技术和MEMS（微机电系统）技术的发展，植入式无线遥测由于其没有束缚、测量准确和实时监测等优点在生物医学领域得到广泛应用，主要有植入式温度检测、植入式血压检测、植入式血糖检测等。这些植入式设备即可植入人体进行健康监护，也可植入小动物（如大鼠）体内进行长期的科学实验。

由于该类设备植入体内，更换电池需要手术将其取出，带来额外的创伤和费用，极为不变，因此植入式设备的能量供应成为该类研究的一个关键问题。目前植入式供能领域的研究主要有：无线电磁耦合供能，利用生物体内的葡萄糖进行化学反应供能，根据压电效应利用生物体自身运动的机械能等。其中无线电磁耦合供能是目前研究最多和应用最广泛的一种。无线电磁耦合供能通过功率放大器驱动外部发射线圈产生电磁场，体内的植入式接收线圈通过电感耦合的方式获取能量，如中国实用新型专利“用于植入式医疗设备的电磁感应供能装置”（申请号200710093224.1）和“用于生物植入体的高效能无线供能装置”（申请号200810036568.3）。

目前的无线电磁耦合供电一般要求发射线圈和植入式接收线圈同轴平行放置，以保证电磁耦合效率，但在动物实验中，无线遥测的小动物处于自由活动状态，常使植入其体内的植入式接收线圈发生倾斜而无法与外部发射线圈保持同轴平行，电磁耦合效率低，甚至导致植入式无线遥测设备不工作。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于植入式无线遥测的无线供能装置，该装置具有抗植入式接收线圈倾斜性，提高电磁耦合效率。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术手段是：其用于植入式无线遥测的无线供能装置包括外部电路模块、相互电连接的植入式接收线圈和植入式内部电路模块，在待测对象体外置有多轴能量发射模块，所述多轴能量发射模块包括底座和固定于底座上表面的一个以上扁平状多轴耦合发射线圈组，各多轴耦合发射线圈组分别与所述外部电路模块电连接，每个所述多轴耦合发射线圈组由芯体和环绕于该芯体的两个以上线圈组成，并有两个以上所述线圈相互交叉且各个线圈互不重叠。

进一步地，本实用新型在一个以上的所述多轴耦合发射线圈组中，相邻线圈之间的夹角为5～30°。

进一步地，本实用新型一个以上的所述多轴耦合发射线圈组是由五个线圈组成。

进一步地，本实用新型所述多轴耦合发射线圈组中的第一线圈为水平线圈，第二线圈和第三线圈的交叉处的连接线与第四线圈和第五线圈的交叉处的连接线垂直。

进一步地，本实用新型所述第一线圈位于第二线圈和第三线圈之间，且第一线圈位于第四线圈和第五线圈之间。

进一步地，本实用新型所述第一线圈位于第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈的上方，或者所述第一线圈位于第二线圈、第三线圈、第四线圈和第五线圈的下方。

进一步地，本实用新型所述植入式内部电路模块还含有依次电连接的能量监控模块、无线发射模块和发送天线，所述外部电路模块还含有相互电连接的无线接收模块和接收天线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）多轴耦合发射线圈组中相互交叉的线圈在同一个功率源驱动下产生同步电磁场，各个线圈产生的电磁场相互交叉，形成多轴向电磁场，植入式接收线圈通过电磁感应接收该多轴向的交叉电磁场的能量，在植入式接收线圈与水平面所成的一定倾斜角度（0~30°）范围内，该电磁场的磁感应强度基本恒定，植入式接收线圈与多轴耦合发射线圈组中不同轴向的发射线圈进行电感耦合，具有多轴向耦合的特点，当植入式接收线圈发生倾斜时，接收线圈的耦合能量基本保持恒定，从而使无线供能保持稳定，提高了植入式接收线圈抗倾斜性。

（2）通过能量监控反馈方式选择耦合效率最高的多轴耦合发射线圈组发射电磁波，对植入式无线遥测设备进行精确定点供能，减小空余空间范围的能量损耗，提高供能效率。

（3）植入式接收线圈和植入式内部电路模块的体积小、重量轻，适合于小动物进行植入式无线遥测实验。

附图说明

图1 是本实用新型的整体结构示意图；

图2 是本实用新型多轴耦合发射线圈组的结构示意图；

图3 是图2的分解图；

图4 是本实用新型外部电路模块的具体连接关系示意图；

图5 是本实用新型植入式内部电路模块及植入式接收线圈的连接关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的说明。