[发明专利]多线圈天线系统及植入式医疗设备

说明书

本发明公开一种多线圈天线系统，包括双向无线通信的第一通信装置和第二通信装置。其中，第一通信装置置于体外，包括由第一线圈和第三线圈构成的第一共形天线，第二通信装置置于体内，包括由第二线圈和第四线圈构成的第二共形天线且具有生物兼容性。第一线圈与对应的第二线圈相耦合形成能量通道，第三线圈与对应的第四线圈相耦合形成信号通道，并在信号通道执行两次降噪处理。第一通信装置分别通过能量通道和信号通道向第二通信装置传输射频能量和通信信号，第二通信装置接收射频能量和通信信号，并根据射频能量和通信信号由信号通道输出相应的反馈信号至第一通信装置。本发明还进一步公开了包括前述多线圈天线系统的植入式医疗设备。

技术领域

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种多线圈天线系统及植入式医疗设备。

背景技术

随着医疗技术手段和设备的发展，给人们带来诸多便利，极大地丰富了病症的治疗方式，而植入式医疗设备就是其中之一。

植入式医疗设备，可以通过无线的方式，实现体外设备与体内的植入式设备之间进行射频能量的传输和双向无线通讯。为了实现植入式医疗设备进行射频能量传输和双向无线通信，现有技术通常采用：(1)单频多线圈系统，例如，13.56MHz的单频双线圈或多线圈系统等方式；(2)双频多线圈系统，例如，双频三线圈等方式。

但是，现有的处理方式中，无论是单频多线圈系统还是双频多线圈系统都没有解决高效率的射频能量传输和高速率的双向无线通信问题。其主要困难在于由于受到植入体线圈的体积限制，射频能量会对信号线圈造成严重干扰，体内线圈的微动也会造成失配，且简单调制后的无线通讯速率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线圈天线系统及植入式医疗设备，能够通过线圈共形、双重降噪以及闭环控制的方法，实现高效率的射频能量传递和高速率的双向无线通信。

本发明一实施例中，提供一种多线圈天线系统，包括第一通信装置和第二通信装置，所述第一通信装置置于体外，所述第二通信装置置于体内，并与所述第一通信装置双向无线通信；其中，所述第一通信装置至少包括第一线圈和第三线圈，所述第一线圈和所述第三线圈构成第一共形天线，所述第二通信装置至少包括具有生物兼容性的第二线圈和第四线圈，所述第二线圈和所述第四线圈构成第二共形天线，所述第一线圈与对应的所述第二线圈相耦合以形成能量通道并执行品质因数匹配，所述第三线圈与对应的所述第四线圈相耦合以形成信号通道并执行品质因数宽带匹配，并在信号通道内执行两次降噪处理，所述第一通信装置分别通过所述能量通道和所述信号通道向所述第二通信装置传输射频能量和通信信号，所述第二通信装置接收所述第一通信装置发送的射频能量和通信信号，并根据所述射频能量和所述通信信号由所述信号通道输出相应的反馈信号至所述第一通信装置。

本发明一实施例中，提供一种植入式医疗设备，包括前述多线圈天线系统。

与现有技术相比，本发明实施案例通过在第一匹配电路和第二匹配电路中优先采用合适的电容或搭配合适的电感进行电路的品质因数匹配后，实现射频能量的高效率传输。在第三匹配电路和第四匹配电路中优先采用合适的电容或搭配合适的电感进行电路的品质因数宽带匹配后，实现通信信号和反馈信号的高速率传输。同时，还通过采用双重降噪技术来降低射频能量对通信信号和反馈信号的干扰，保证通信信号和反馈信号信号的正常传输。所述双重降噪包括第一次降噪和第二次降噪。第一次降噪，主要使用线圈的磁通量对消原理，通过特殊的线圈绕制方式，降低射频能量在传输通道中传输时对通信信号和反馈信号的干扰。第二次降噪，通过陷波电路的作用，对辐射到体外通信单元和体内通信单元中的射频能量进行衰减，降低射频能量对通信信号和反馈信号在传输过程中的干扰。此外，多线圈天线系统还根据由第一通信装置和第二通信装置所构成的闭环回路来调节在体内的第二通信装置出现微动时造成射频能量传输的变化。

附图说明