一種節(jié)能型植入式有源電子裝置、系統(tǒng)及無線通信方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，包括微處理器模塊、與所述微處理器模塊相連接的治療輸出模塊和第一無線通信模塊，所述微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊。本發(fā)明還公開了一種包括該節(jié)能型植入式有源電子裝置的植入式醫(yī)療系統(tǒng)及植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于絕大部分時間開關(guān)模塊處于斷開狀態(tài)，使得微處理器模塊和第一無線通信模塊處于省電模式，大大節(jié)約了平時無需使用體外控制裝置進行無線程控時的電能消耗，延長了植入式有源電子裝置的使用壽命，具有較大的經(jīng)濟價值和使用價值，且保證了植入式有源電子裝置的實時響應(yīng)性。
【專利說明】一種節(jié)能型植入式有源電子裝置、系統(tǒng)及無線通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有源電子裝置、植入式醫(yī)療系統(tǒng)，尤其是一種節(jié)能型具有無線通信功能的植入式有源電子裝置、植入式醫(yī)療系統(tǒng)及其無線通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，植入式有源電子裝置植入人體內(nèi)作為治療或預(yù)防疾病的一種手段獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，有源電子裝置可以是植入式電刺激系統(tǒng)的可產(chǎn)生刺激脈沖的脈沖發(fā)生器、植入式傳感器或植入式執(zhí)行器。
[0003]植入式醫(yī)療系統(tǒng)通常包括植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)(包括腦深部電刺激DBS，植入式腦皮層刺激CNS，植入式脊髓電刺激SCS，植入式骶神經(jīng)電刺激SNS，植入式迷走神經(jīng)電刺激VNS等)、植入式心臟電刺激系統(tǒng)(俗稱心臟起搏器)、植入式藥物輸注系統(tǒng)(IDDS)等。
[0004]以植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)為例，植入式神經(jīng)電刺激在神經(jīng)功能失調(diào)治療和神經(jīng)損傷康復(fù)中具有重要的作用。植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)通過在人體內(nèi)諸如運動神經(jīng)、感覺神經(jīng)的特定神經(jīng)處植入電極，來釋放脈沖電刺激，以對特定神經(jīng)進行刺激，從而使人體機能恢復(fù)到正常運作的狀態(tài)。
[0005]植入式心臟起搏系統(tǒng)通過起搏電極導(dǎo)線傳輸?shù)叫姆炕蛐氖壹?，使局部的心肌細胞受到刺激而興奮，興奮通過細胞間的傳導(dǎo)擴散傳布，導(dǎo)致整個心房和/或心室恢復(fù)正常的收縮。植入式心臟復(fù)律除顫系統(tǒng) 用較強的脈沖電流通過心臟來消除心律失常，使之恢復(fù)竇性心律。
[0006]植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)主要包括植入體內(nèi)的脈沖發(fā)生器、電極以及體外的控制裝置。其中，脈沖發(fā)生器與電極相連接，從而將脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖傳輸?shù)诫姌O，脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號由電極傳輸至特定神經(jīng)靶點進行電刺激，從而使人體機能恢復(fù)到正常運作的狀態(tài)。體外控制裝置包括醫(yī)生程控器、病人控制器。
[0007]其中，病人控制器是為病人配備的用來根據(jù)自己的情況控制開關(guān)或者調(diào)節(jié)體內(nèi)脈沖發(fā)生器的輸出參數(shù)的裝置，病人通常僅能夠在醫(yī)生設(shè)置的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)。醫(yī)生程控器是醫(yī)生用來根據(jù)病人情況監(jiān)控調(diào)節(jié)體內(nèi)脈沖發(fā)生器的輸出參數(shù)的裝置，通常一個醫(yī)生程控器可用來控制多個脈沖發(fā)生器。病人控制器和醫(yī)生程控器可通過無線通信模式、磁性線圈或其他通信方式與脈沖發(fā)生器進行通信。
[0008]目前無線通信模式是植入式醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，醫(yī)生可以使用體外控制裝置通過無線通信控制或查詢植入式有源電子裝置的參數(shù)和運行狀態(tài)。現(xiàn)有技術(shù)中，為了保證醫(yī)生需要使用體外控制裝置與植入式有源電子裝置在需要時能夠正常通信，通常將植入式有源電子裝置設(shè)置成上電后使其無線通信模塊始終處于高功率工作狀態(tài)，當(dāng)體外控制裝置向植入式有源電子裝置發(fā)出信息后，植入式有源電子裝置能夠及時收到該信息并做出回應(yīng)。
[0009]然而，由于植入式醫(yī)療系統(tǒng)的植入式有源電子裝置中的電池的能量是有限的，如果植入式有源電子裝置的無線通信模塊始終處于高功率工作狀態(tài)，耗能較大將大大縮短植入式有源電子裝置的使用壽命，對于患者來說不僅要承受更換植入式有源電子裝置的高昂費用，還要承受手術(shù)的痛苦。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種大大降低能耗的植入式有源電子裝置、無線通信植入式醫(yī)療系統(tǒng)及其無線通信方法。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，包括電池、與電池相連接的微處理器模塊、與所述微處理器模塊相連接的治療輸出模塊和用于第一無線通信模塊，所述微處理器模塊及第一無線通信模塊均具有工作模式和省電模式至少兩種模式，在所述工作模式下所述第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，在所述省電模式下所述第一無線通信模塊處于省電的睡眠狀態(tài)，所述微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊由斷開到閉合的狀態(tài)變化觸發(fā)微處理器模塊處于工作模式，所述微處理器模塊控制所述第一無線通信模塊處于工作模式；所述微處理器模塊執(zhí)行完預(yù)設(shè)程序后自動恢復(fù)至省電模式，所述微處理器模塊控制所述第一無線通信模塊處于省電模式。
[0013]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊為磁性開關(guān)。
[0014]優(yōu)選地，所述磁性開關(guān)為干簧管。
[0015]本發(fā)明還提供了一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括體外控制裝置及如上所述的節(jié)能型植入式有源電子裝置，所述體外控制裝置包括用于斷開和閉合所述開關(guān)模塊的開關(guān)控制模塊。
[0016]優(yōu)選地，所述開關(guān)控制模塊為磁體。`
[0017]優(yōu)選地，所述植入式有源電子裝置包括植入式脈沖發(fā)生器、植入式心臟起搏器或植入式藥物輸送器。
[0018]本發(fā)明還提供了一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，該植入式醫(yī)療系統(tǒng)包括植入病人體內(nèi)的植入式有源電子裝置、與所述植入式有源電子裝置無線通信的體外控制裝置；
[0019]所述植入式有源電子裝置包括電池、與電池相連接的微處理器模塊、與所述微處理器模塊相連接的治療輸出模塊和第一無線通信模塊，所述微處理器模塊及第一無線通信模塊均具有工作模式和省電模式至少兩種模式，在所述工作模式下所述第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，在所述省電模式下所述第一無線通信模塊處于省電的睡眠狀態(tài)，所述微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊；
[0020]所述體外控制裝置包括可與所述第一無線通信模塊通信的第二無線通信模塊、用于斷開和閉合開關(guān)模塊的開關(guān)控制模塊，當(dāng)所述體外控制裝置需要與植入式有源電子裝置進行無線通信時，用所述開關(guān)控制模塊閉合所述開關(guān)模塊，使微處理器模塊及第一無線通信模塊處于工作模式；當(dāng)所述植入式有源電子裝置執(zhí)行完軟件預(yù)設(shè)的程序后，使微處理器模塊及第一無線通信模塊自動恢復(fù)至省電模式。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊為磁性開關(guān)。[0022]優(yōu)選地，所述磁性開關(guān)為干簧管，所述開關(guān)控制模塊為磁體。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點是:由于本發(fā)明在植入式有源電子裝置的微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊，在絕大部分時間內(nèi)體外控制裝置無需與植入式有源電子裝置進行無線通信，因此在大部分時間內(nèi)開關(guān)模塊處于斷開狀態(tài)，此時微處理器模塊和第一無線通信模塊均處于省電模式，即第一無線通信模塊并不對體外控制裝置進行偵聽，因此第一無線通信模塊在省電模式下的工作電流極小能耗較低。
[0024]當(dāng)體外控制裝置需要與植入式有源電子裝置進行無線通信時，用開關(guān)控制模塊閉合開關(guān)模塊使微處理器的中斷觸發(fā)引腳上高低電平發(fā)生變化，觸發(fā)微處理器模塊并控制第一無線通信模塊處于工作模式。此時第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，當(dāng)體外控制裝置向植入式有源電子裝置發(fā)送喚醒信號時，植入式有源電子裝置能夠及時收到并發(fā)出應(yīng)答，從而實現(xiàn)雙向無線通信。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比植入式有源電子裝置實現(xiàn)了按需控制，大大節(jié)約了平時無需使用體外控制裝置進行無線程控時的電能消耗，延長了植入式有源電子裝置的電池使用壽命，具有較大的經(jīng)濟價值和使用價值。當(dāng)醫(yī)生需要使用體外控制裝置對體內(nèi)的植入式有源電子裝置進行程控時，使用開關(guān)控制模塊如永磁體等先將植入式有源電子裝置的開關(guān)裝置關(guān)閉，則將植入式有源電子裝置喚醒使其進入工作模式，實現(xiàn)與體外控制裝置的無線高速通信，在節(jié)省能耗的同時保證了植入式有源電子裝置的實時響應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]附圖1為本 發(fā)明的植入式有源電子裝置的開關(guān)模塊在關(guān)閉狀態(tài)下的模塊示意圖(工作模式)；
[0027]附圖2為本發(fā)明的植入式有源電子裝置的開關(guān)模塊在開啟狀態(tài)下的模塊示意圖(省電模式)；
[0028]附圖3為本發(fā)明的植入式醫(yī)療系統(tǒng)模塊示意圖；
[0029]其中:
[0030]10、植入式有源電子裝置；11、微處理器模塊；12、治療輸出模塊；13、第一無線通信模塊；14、中斷觸發(fā)引腳；15、開關(guān)模塊；20、體外控制裝置；21、第二無線通信模塊；22、開關(guān)控制模塊。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0032]一種節(jié)能型植入式有源電子裝置10，包括電池、與電池相連接的微處理器模塊
11、與所述微處理器模塊11相連接的治療輸出模塊12和第一無線通信模塊13，所述微處理器模塊11及第一無線通信模塊13均具有工作模式和省電模式至少兩種模式。
[0033]在工作模式下，第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，即此時如果體外控制裝置向植入體內(nèi)的有源電子裝置10發(fā)送無線通信信號，植入式有源電子裝置10能夠及時收到并發(fā)出應(yīng)答，從而實現(xiàn)雙向無線通信。在省電模式下，第一無線通信模塊處于省電的睡眠狀態(tài)，即此時如果體外控制裝置向植入體內(nèi)的有源電子裝置10發(fā)送無線通信信號，植入式有源電子裝置10不能接收到該信號并向體外控制裝置回復(fù)信號。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本發(fā)明的微處理器模塊11的中斷觸發(fā)引腳14上連接有用于切換微處理器模塊11及第一無線通信模塊13由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊15。
[0035]具體地說，本發(fā)明的植入式有源電子裝置10的微處理器模塊11自身具有省電模式和工作模式至少兩種模式，微處理器模塊11具有一中斷觸發(fā)引腳14，該引腳由高電平切換至低電平或者由低電平切換至高電平即作為中斷事件觸發(fā)微處理器11在省電模式和工作模式之間切換。
[0036]如圖1所示，開關(guān)模塊15由斷開到閉合的狀態(tài)變化觸發(fā)微處理器模塊11處于工作模式，此時微處理器模塊11控制所述第一無線通信模塊13處于工作模式。
[0037]如圖2所示，微處理器模塊11執(zhí)行完軟件預(yù)設(shè)的程序后自動恢復(fù)至省電模式，且微處理器模塊11控制第一無線通信模塊13處于省電模式。
[0038]由于絕大部分時間體外控制裝置20均無需與植入式有源電子裝置10進行無線通信，因此絕大部分時間病人體內(nèi)的開關(guān)模塊15處于斷開狀態(tài)，使得微處理器模塊11和第一無線通信模塊13大部分時間處于省電模式。此時，第一無線通信模塊13并不對體外控制裝置20進行無線偵聽處于睡眠狀態(tài)，因此第一無線通信模塊在省電模式下的工作電流極小能耗較低。
[0039]所述開關(guān)模塊15為磁性開關(guān)，本實施方式中磁性開關(guān)為干簧管，干簧管在外部磁力的作用下可作為在高低電平之間可靠切換的開關(guān)使用。
[0040]如附圖3所示，本發(fā)明還提供了一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括體外控制裝置20及具有上述開關(guān)模塊15的節(jié)能型植入式有源電子裝置10。
[0041]植入式有源電子裝置10包括電池、與電池相連接的微處理器模塊11、與所述微處理器模塊11相連接的治療輸出模塊12和第一無線通信模塊13，所述微處理器模塊11及第一無線通信模塊13均具有工作模式和省電模式至少兩種模式，所述微處理器模塊11的中斷觸發(fā)引腳14上連接有用于切換微處理器模塊11及第一無線通信模塊13由至省電模式至工作模式的開關(guān)模塊15。
[0042]體外控制裝置20包括可與所述第一無線通信模塊13通信的第二無線通信模塊21、用于斷開和閉合開關(guān)模塊15的開關(guān)控制模塊22。本實施方式中開關(guān)控制模塊為永磁體。
[0043]根據(jù)應(yīng)用在不同的植入式醫(yī)療系統(tǒng)的不同，所述植入式有源電子裝置10可為植入式脈沖發(fā)生器、植入式心臟起搏器、植入式執(zhí)行器或植入式藥物輸送器。
[0044]本發(fā)明還提供了基于上述植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，當(dāng)醫(yī)生或病人需要使用體外控制裝置20與植入式有源電子裝置10進行無線通信時，用開關(guān)控制模塊21即永磁體靠近植入式有源電子裝 置10使干簧管閉合，干簧管由斷開至閉合的電平狀態(tài)變化形成了中斷事件，觸發(fā)微處理器模塊11并控制第一無線通信模塊13處于工作模式，能夠自動偵聽到體外控制裝置20向植入式有源電子裝置10發(fā)出的無線信號并發(fā)出應(yīng)答。
[0045]永磁體拿開植入式有源電子裝置10后，植入式有源電子裝置10內(nèi)的干簧管立即斷開，微處理器模塊11執(zhí)行完軟件預(yù)設(shè)的程序后自動恢復(fù)至省電模式，且微處理器模塊11控制第一無線通信模塊13處于省電模式。此時，第一無線通信模塊13并不對體外控制裝置20進行無線偵聽，第一無線通信模塊13在省電模式下的工作電流極小，因此通常情況下植入式有源電子裝置的能耗較低，大大節(jié)約了植入式有源電子裝置的能耗。
[0046]圖1和圖2的開關(guān)模塊15與中斷觸發(fā)引腳14相連接的一端接低電平，另一端接高電平。當(dāng)然，也可以將開關(guān)模塊15與中斷觸發(fā)引腳14相連接的一端接高電平，另一端接低電平。無論是由高電平到低電平還是由低電平到高電平，這種高低電平的狀態(tài)變化對于微處理器模塊11來說形成了一次中斷事件，從而中斷觸發(fā)微處理器模塊11及第一無線通信模塊13在工作模式和省電模式之間切換。
[0047]本實施方式中，所述開關(guān)模塊15為干簧管，所述開關(guān)控制模塊22為永磁體，當(dāng)醫(yī)生或病人需要對植入式有源電子裝置進行無線程控時，只需將該永磁體靠近病人的身體，干簧管在磁力的作用下可閉合或斷開，形成一次中斷事件從而觸發(fā)微處理器模塊11及第一無線通信模塊13由省電模式切換至工作模式。
[0048]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的植入式有源電子裝置實現(xiàn)了按需控制，大大節(jié)約了平時無需使用體外控制裝置進行無線程控時的電能消耗，延長了植入式有源電子裝置的電池使用壽命，具有較大的經(jīng)濟價值和使用價值。當(dāng)醫(yī)生需要使用體外控制裝置對體內(nèi)的植入式有源電子裝置進行程控時，使用開關(guān)控制模塊如永磁體等先將植入式有源電子裝置的開關(guān)裝置關(guān)閉，則將植入式有源電子裝置喚醒使其進入工作模式，實現(xiàn)與體外控制裝置的無線高速通信，在節(jié)省能耗的同時保證了植入式有源電子裝置的實時響應(yīng)性。
[0049]本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及實質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護的范圍。`
【權(quán)利要求】
1.一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，包括電池、與電池相連接的微處理器模塊、與所述微處理器模塊相連接的治療輸出模塊和用于第一無線通信模塊，其特征在于:所述微處理器模塊及第一無線通信模塊均具有工作模式和省電模式至少兩種模式，在所述工作模式下所述第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，在所述省電模式下所述第一無線通信模塊處于省電的睡眠狀態(tài)，所述微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，其特征在于:所述開關(guān)模塊由斷開到閉合的狀態(tài)變化觸發(fā)微處理器模塊處于工作模式，所述微處理器模塊控制所述第一無線通信模塊處于工作模式；所述微處理器模塊執(zhí)行完預(yù)設(shè)程序后自動恢復(fù)至省電模式，所述微處理器模塊控制所述第一無線通信模塊處于省電模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，其特征在于:所述開關(guān)模塊為磁性開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種節(jié)能型植入式有源電子裝置，其特征在于:所述磁性開關(guān)為干簧管。
5.一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于:包括體外控制裝置及如權(quán)利要求1至4中任一所述的節(jié)能型植入式有源電子裝置，所述體外控制裝置包括用于斷開和閉合所述開關(guān)模塊的開關(guān)控制模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)控制模塊為磁體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)，其特征在于:所述植入式有源電子裝置包括植入式脈沖發(fā)生器、植入式心臟起搏器或植入式藥物輸送器。
8.一種植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，其特征在于:該植入式醫(yī)療系統(tǒng)包括植入病人體內(nèi)的植入式有源電子裝置、與所述植入式有源電子裝置無線通信的體外控制裝置； 所述植入式有源電子裝置包括電池、與電池相連接的微處理器模塊、與所述微處理器模塊相連接的治療輸出模塊和第一無線通信模塊，所述微處理器模塊及第一無線通信模塊均具有工作模式和省電模式至少兩種模式，在所述工作模式下所述第一無線通信模塊能夠?qū)w外控制裝置進行無線偵聽，在所述省電模式下所述第一無線通信模塊處于省電的睡眠狀態(tài)，所述微處理器模塊的中斷觸發(fā)引腳上連接有用于切換微處理器模塊及第一無線通信模塊由省電模式至工作模式的開關(guān)模塊； 所述體外控制裝置包括可與所述第一無線通信模塊通信的第二無線通信模塊、用于斷開和閉合開關(guān)模塊的開關(guān)控制模塊，當(dāng)所述體外控制裝置需要與植入式有源電子裝置進行無線通信時，用所述開關(guān)控制模塊閉合所述開關(guān)模塊，使微處理器模塊及第一無線通信模塊處于工作模式；當(dāng)所述植入式有源電子裝置執(zhí)行完軟件預(yù)設(shè)的程序后，使微處理器模塊及第一無線通信模塊自動恢復(fù)至省電模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，其特征在于:所述開關(guān)模塊為磁性開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，其特征在于:所述磁性開關(guān)為干簧管，所述開關(guān)控制模塊為磁體。
【文檔編號】A61M31/00GK103801001SQ201210457967
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】吳有林 申請人:蘇州景昱醫(yī)療器械有限公司