[发明专利]一种提示电池更换的指示系统

说明书

本发明公开了一种提示电池更换的指示系统，包括定时器模块、控制器模块、存储模块、数据处理模块以及电池测量模块；通过数据处理模块对采集的电压数据进行滤波处理，使得电池的ERI不会因为测量过程中的某次电压数据错误或者干扰引起误触发；通过控制器模块依据采集的电压数据分别进行平均电压、电压指数移动平均值以及差分指数移动平均值的更新计算后，根据新差分指数移动平均值动态确定实际ERI阈值电压，然后再依据实际ERI阈值电压对历史电压数据进行判定以触发ERI，可以保证ERI信号的合适性，进而可以保障人生命安全的同时最大化电池使用寿命。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种应用于植入式医疗设备的提示电池更换的指示系统。

背景技术

植入式医疗设备(Implantable medical devices,IMD)的正常工作运行对患者的生命安全健康至关重要，而不可充电电池通常被用作现代IMD的主要能量来源，因此IMD需要监测电池的状态，并在电池的能量耗尽之前提供指示，病人或者医生可以根据该指示决定是否需要对设备进行替换。该指示通常被称为择期更换指示(Elective replacementindication,ERI)或者推荐更换指示(Recommended replacement time,RRT)。当电池的ERI被触发之后，IMD的其他电路和工作模式会对ERI做出反应，从而降低设备的总功耗，最大限度地提高设备地使用寿命。

心脏起搏器作为IMD中的一种，通过不断地发放刺激脉冲使心脏维持跳动。在电池ERI触发之后，起搏器会自动地设置相应的起搏参数(VVI,65ppm)，并关闭数据统计功能。通常从ERI到电池能量完全耗尽(End of life,EOL)，起搏器还能继续工作3个月的时间。如果ERI被过晚的触发，电池ERI到EOL期间，起搏器的使用寿命将少于三个月，不利于医生和病人及时采取行动；如果ERI被过早的触发，与起搏器功能相关的参数设置会自动改变，不利于病人的生命健康。因此，在恰当的时机触发ERI显得尤为重要。

在IMD中，电池ERI的判定主要面临2个方面的问题，第一，电池测量数据的处理方式。当给定一个ERI阈值电压时，由于电池测量的过程中会受到外界因素的影响，比如说温度，电磁干扰等，导致测量得到的电压值一般比实际真实值小，测量得到的阻抗值一般比实际真实值大，当电池接近但没有到达ERI点时，有可能造成过早触发ERI。第二，如何更加合理的决定ERI阈值电压。即使是同一家厂商、同一批次、同种规格的电池，它们之间的电压，内阻及其变化率，容量及其衰减率等参数存在一定的差别，即电池的不一致性。由于IMD中使用的电池尺寸更小，容量更低，不一致性更将显著。

针对上述问题一提出的现有解决方案包括：周期性地对电池电压进行测量，并对每次的新测电压值计算加权移动平均。当测量值低于ERI阈值电压时，电池测量会以更快的频率进行，并持续更新电压加权移动平均值，如果电压加权平均值未能在触发ERI之前满足ERI触发标准所需次数，则电池测量频率会恢复到原来较慢的周期频率。该方案确实能有效避免电压的瞬时变动导致ERI提前触发，但权重的取值是一个棘手的问题。由于微处理器的性能限制，应当通过移位运算提高电压的计算效率，所以权重取值应与1/2成倍数关系。在权重取值满足此条件的前提下，如果新测电压值的权重取值太小，会导致计算结果与真实电压值的差值太大，呈现出滞后性，如果新测电压值的权重取值太大，平滑效果不理想。

针对上述问题二提出的现有解决方案包括：通过测量无加载的电池电压和有加载的电池电压，接着确定每一个无加载的电池电压和有加载的电池电压的电压差，对选择数量的电压差求平均值，从多个平均电压差中确定最小电压差，使用最小电压差来生成电池的ERI信号。该方案需要添加一个硬件电路用于选择性地向电池施加电流加载，来获取无加载的电池电压和有加载的电池电压，增添了硬件上的负担。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种提示电池更换的指示系统，在提升测量电压值准确的基础上，根据实际情况动态优化ERI阈值，并提升基于ERI阈值电压触发生成ERI信号的合适性。