基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于人工肛門括約肌假體的基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)，包括：無線能量發(fā)射端和無線能量接收端，其中：無線能量發(fā)射端由逆變電路及發(fā)射線圈組成，無線能量接收端由LC諧振回路、整流濾波電路和負(fù)載電路組成。本發(fā)明易于小型化，質(zhì)量輕便，便于植入，使整個人工肛門括約肌系統(tǒng)更加人性化。
【專利說明】基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計一種醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】的裝置，具體是一種適用于人工肛門括約肌的基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大便失禁是臨床上常見的一種病癥，據(jù)資料統(tǒng)計成年人的發(fā)病率高達(dá)2%，65歲以上者發(fā)病率可達(dá)7%，實際上這種病癥的發(fā)病率常因患者羞于求醫(yī)而被低估。大便失禁是指肛管括約肌失去對糞便及氣體排出的控制能力，它容易造成多種并發(fā)癥，不僅給患者帶來極大痛苦，而且給護理工作帶來諸多困難，隨著人口老齡化趨勢的發(fā)展，大便失禁已經(jīng)成為臨床急需解決的病癥之一。
[0003]人工肛門括約肌是使用人造器官-人工肛門括約肌模擬正常肛門外括約肌的生理功能來治療大便失禁病癥。國外在臨床上已經(jīng)將人工肛門括約肌(Artificial AnalSphincter)用于外科治療大便失禁病癥，并取得良好的效果。但能量供給問題一直是上述設(shè)備的“瓶頸”，早期體外拖纜式供電方式因其術(shù)后的高感染率和并發(fā)癥已被淘汰，對于大功耗移植設(shè)備傳統(tǒng)電池供電也因體積大壽命短而無法得到廣泛應(yīng)用。隨著經(jīng)皮能量傳輸(transcutaneous energy transfer, TET)技術(shù)的不斷發(fā)展,基于TET的充電電池供電成為此類設(shè)備的最佳選擇，其安全性和便捷性不言而喻。
[0004]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN103296778A，
【公開日】2013-09-11，記載了一種無線能量傳輸系統(tǒng)，通過將無線能量傳輸系統(tǒng)的磁共振發(fā)射模塊和磁共振接收模塊的共振線圈設(shè)計為平面螺旋導(dǎo)電線圈，調(diào)節(jié)線圈的螺旋圈數(shù)、線圈外徑以及螺旋間距，對平面螺線導(dǎo)電線圈的固定頻率進行一定的調(diào)節(jié)，使平面螺線導(dǎo)電線圈的固有頻率與系統(tǒng)工作頻率完全匹配，進而較大地提高能量傳輸效率。但該技術(shù)所設(shè)計的線圈較多，4個線圈的位置相對固定，參數(shù)調(diào)節(jié)復(fù)雜，抗干擾性較低，不適用于植入式人工臟器的供電方式。
[0005]中國專利文獻(xiàn)號CN103222199A，
【公開日】2013_07_24，公開了一種用于無線電力發(fā)射以為可嵌入可充電裝置充電的設(shè)備，其包括:接收器，其經(jīng)配置以從所述可嵌入可充電裝置接收所儲存電力狀態(tài)；以及發(fā)射器，其經(jīng)配置以基于所述所儲存電力狀態(tài)而無線發(fā)射電力以為所述可嵌入可充電裝置充電。但該技術(shù)并未涉及到能量線圈的設(shè)計規(guī)范和要求，不適用于人工肛門括約肌的無線電力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)，成功避免體外拖纜式供電方式的高感染率和并發(fā)癥；并解決了傳統(tǒng)TET系統(tǒng)需要隨身佩戴造成的諸多不便；其中的平面二維螺線磁芯線圈易于移植佩戴，傳輸效率高，使整個植入式人工肛門括約肌系統(tǒng)更加人性化。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括:包括:無線能量發(fā)射端和無線能量接收端，其中:無線能量發(fā)射端由逆變電路及發(fā)射線圈組成，無線能量接收端由LC諧振回路、整流濾波電路和負(fù)載電路組成。
[0008]所述的LC諧振回路由接收線圈和補償電容組成；補償電容大小為
【權(quán)利要求】
1.一種基于經(jīng)皮能量傳輸?shù)臒o線體內(nèi)充電系統(tǒng)，其特征在于，包括:無線能量發(fā)射端和無線能量接收端，其中:無線能量發(fā)射端由逆變電路及發(fā)射線圈組成，無線能量接收端由LC諧振回路、整流濾波電路和負(fù)載電路組成； 所述的LC諧振回路由接收線圈和補償電容組成； 所述的負(fù)載電路包括:穩(wěn)壓電路、充電電路和括約肌假體； 所述的發(fā)射線圈和接收線圈均為:鐵氧體磁環(huán)作為襯底、磁芯凸臺、繞制于鐵氧體磁環(huán)上的二維螺旋線圈，該二維螺旋線圈由若匝多股Litz絞線組成，每匝絞線可由不同股數(shù)不同線徑的單根Litz線組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的括約肌假體包括:若干豎直排布的指節(jié)機構(gòu)和收放執(zhí)行機構(gòu)，其中:指節(jié)機構(gòu)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)且包括若干依次轉(zhuǎn)動連接的指節(jié)件，收放執(zhí)行機構(gòu)包括:驅(qū)動繩、兩個卷揚輪和與充電電路的輸出端相連的微型電機，其中:驅(qū)動繩順次穿過指節(jié)機構(gòu)的各個指節(jié)件，驅(qū)動繩一端固定在末端指節(jié)件上，另一端穿過卷揚輪上設(shè)置的圓形孔，并固定在卷揚輪上，兩個卷揚輪與微型電機相連，通過卷揚輪實現(xiàn)驅(qū)動繩的收放，進而帶動各個指節(jié)件沿徑向收縮或擴張，實現(xiàn)指節(jié)機構(gòu)整體內(nèi)徑的變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的驅(qū)動繩在每個指節(jié)結(jié)構(gòu)上設(shè)有兩根，分別設(shè)置于指節(jié)件的兩側(cè)，從而整體上分別位于指節(jié)結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)且對應(yīng)控制縮和控制放。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的位于指節(jié)機構(gòu)的首端和尾端的兩個指節(jié)件分別與卷揚輪轉(zhuǎn)動連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的指節(jié)件的結(jié)構(gòu)為:中部為長方形主體，前端和末端為用于轉(zhuǎn)動連接的連接部，兩側(cè)為設(shè)置驅(qū)動繩的穿線孔。`
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的連接部為開有通孔的耳板結(jié)構(gòu)，不同指節(jié)件的兩個耳板結(jié)構(gòu)分別由插銷件相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的無線能量發(fā)射端中的發(fā)射線圈的外徑為60mm,厚5m,凸臺直徑8mm厚3mm ；LC諧振回路中的接收線圈外徑35mm,厚Imm,凸臺直徑5_，厚1_，發(fā)射線圈與接收線圈同軸相對設(shè)置且繞線均大于兩層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征是，發(fā)射線圈使用140股0.06mmAWG42線規(guī)Iitz線，接收線圈使用24股0.06mm AWG42線規(guī)Iitz線，其線徑滿足: (\(\ I 2d= $~孑$~孑J-——其中:d為單股Iitz線線徑，5為趨膚深度，PO為真空 V3 2 J V 3 2JV(OjU0jUra
1y磁導(dǎo)率，U r為磁性材料相對磁導(dǎo)率，O為磁性材料電導(dǎo)率。
【文檔編號】H02J7/00GK103683434SQ201310744192
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】王志武, 顏國正, 克磊, 劉大生, 姜萍萍, 顏勝, 李曉陽 申請人:上海交通大學(xué)