[发明专利]基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统

权利要求书

1.一种基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，包括：

MEMS人体微振动能量收集模块，用于采集由人体微振动产生的振动能量，并且将所述振动能量转化为电能，以进行存储，其中，所述MEMS人体微振动能量收集模块包括：

MEMS微振动能源器件，通过人体微振动使器件微敏感结构发生周期性形变，进而通过压电效应持续产生响应的电荷，从而存储所述电能；微振动能源管理电路，用于对信息采集模块与脉冲电控模块进行供电，以及所述MEMS微振动能源器件由MEMS工艺加工而成的中心十字铰链微扭转梁与边缘微悬臂梁阵列组成；

MEMS电源磁屏蔽封装，通过MEMS电镀、溅射或蒸镀薄膜沉积，对MEMS微振动能源封装外壳实现镍层保护，进而通过MEMS键合，实现无缝键合封装；

信息采集模块，用于采集人体心脏的心电信号以生成起搏操作指令；

脉冲电控模块，用于根据所述起搏操作指令通过所述MEMS人体微振动能量收集模块存储的电能生成脉冲电压，并通过所述信息采集模块传导所述脉冲电压，以对所述人体心脏进行起搏刺激。

2.根据权利要求1所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，还包括：

锂电池；

备用能源切换模块，在所述振动能量过低或失效时，用于将所述MEMS人体微振动能量收集模块供电切换为所述锂电池供电。

3.根据权利要求1所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：

电极导线，所述电极导线植入所述人体心脏，用于传导心电信号与所述脉冲电压；

传感器，用于采集所述电极导线传导的心电信号；

微处理器，用于根据所述心电信号按照NBG码生成所述起搏操作指令。

4.根据权利要求1所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，所述MEMS微振动能源器件的压电功能层A材料为PZT与AlN其中的任意一种，对应的MEMS加工工艺为Sol-Gel或磁控溅射。

5.根据权利要求4所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，采用的等离子体增强化学气相沉积与低压化学气相沉积的加工工艺实现绝缘层SiO₂或Si₃N₄的生长，生长厚度控制在0.3-0.5μm。

6.根据权利要求4所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，采用的氮气、氩气混合磁控溅射MEMS加工工艺实现压电功能层AlN的生长，生长厚度控制在1-3μm，并且采用电子束蒸发MEMS加工工艺来实现电极层Ti、Pt与Au的生长，Pt、Au的生长厚度控制在0.5-0.8μm，Ti的生长厚度控制在0.04-0.08μm。

7.根据权利要求4所述的基于体内MEMS微振动能源收集的心脏起搏器能源系统，其特征在于，所述MEMS微振动能源器件的十字铰链结构微扭转梁与边缘微悬臂梁阵列的形状、尺寸可实现预设的固有频率。