植入式医疗设备及系统技术方案

本实用新型专利技术揭示了一种植入式医疗设备及系统，包括无线通信天线，无线通信天线为能够选择性地操作于第一频段和/或第二频段的PIFA天线，其包括辐射单元、馈电点及短路点，辐射单元包括第一电流路径长度及第二电流路径长度，其中，第一电流路径长度对应于第一频段人体介质波长的四分之一，第二电流路径长度对应于第二频段人体介质波长的四分之一。

【技术实现步骤摘要】
植入式医疗设备及系统
本技术属于植入式医疗设备
，具体涉及一种具有无线双频天线的植入式医疗系统。
技术介绍
植入式医疗系统通常包括植入式神经电刺激系统（包括脑深部电刺激DBS，植入式脑皮层刺激CNS，植入式脊髓电刺激SCS，植入式骶神经电刺激SNS，植入式迷走神经电刺激VNS等）、植入式心脏电刺激系统（俗称心脏起搏器）、植入式药物输注系统（IDDS）等。以植入式神经电刺激系统为例，主要包括植入体内的脉冲发生器（即植入式神经刺激器）、电极以及体外的控制器。其中，脉冲发生器通过延伸导线与电极相连接，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电极，脉冲发生器产生的脉冲信号由电极传输至特定神经靶点进行电刺激，从而使人体机能恢复到正常运作的状态。体外控制器包括医生程控器、病人控制器。体外控制器可通过无线通信模式与脉冲发生器进行通信。无线通信天线设置于脉冲发生器壳体内。脉冲发生器植入后，被生物组织或组织液所包围，这些围绕物比体外空间具有相对高的介电常数，对无线信号造成损耗，使得植入设备的无线信号传输效率降低。通常，天线的长度，诸如用于单级天线的天线长度可以是所植入的生物介质中1/4波长的奇数倍，而植入设备体积需要尽量地小，对壳体内的空间布置造成挑战。而且，现有天线的特征阻抗与脉冲发生器内PCB板的射频前端电路失配，需要配置射频前端匹配电路，该匹配电路可以调整天线的输入阻抗，以提供在特定频率范围的特定输入阻抗范围内的输入阻抗。匹配电路不可避免地存在损耗，造成天线的辐射效率降低。另一方面，MICS（MedicalImplantCommunicationsseries）是指频段402MHz-405MHz，用于动物及人体内的通信，是国际上植入式医疗器械通用的通信频段，该频段的信号在生物体内传播衰减程度小。与其相对应的，ISM(industrial,scientificandmedical)频段在2.4-2.48GHz，属于自由频段，可用于蓝牙等无线通讯。现有的植入医疗设备中，无线通信天线仅适用于MICS频段。
技术实现思路
本技术的目的在于解决植入式医疗设备的无线通信天线尺寸大、辐射效率低的问题。为实现上述技术目的，本技术提供一种植入式医疗设备，包括壳体、设置在壳体内的PCB板、与壳体连接的连接部，连接部包括无线通信天线及填充物，无线通信天线为能够选择性地操作于第一频段和/或第二频段的PIFA天线，其包括：短路点，其与所述壳体电性连接，馈电点，其与所述PCB板电性连接，所述馈电点通过短路枝节连接短路点，辐射单元，与所述馈电点相连接，其包括第一自由端及第二自由端，所述馈电点到第一自由端的电流路径长度为第一距离，所述馈电点到第二自由端的电流路径长度为第二距离，其中，第一距离对应于第一频段人体介质波长的四分之一，第二距离对应于第二频段人体介质波长的四分之一。作为本技术一实施方式的进一步改进，第一频段为MICS频段。作为本技术一实施方式的进一步改进，第二频段为ISM频段。作为本技术一实施方式的进一步改进，第一距离为第二距离的5-7倍。作为本技术一实施方式的进一步改进，PCB板配置馈通连接器以与馈电点连接。作为本技术一实施方式的进一步改进，馈电点与馈通连接器之间通过馈电金属丝相连，所述馈电金属丝为铂金丝、铜丝、银丝中的一种或多种。作为本技术一实施方式的进一步改进，短路枝节与辐射单元为一体成型，或者短路枝节为独立的金属丝为实现上述目的，本技术一实施方式提供一种植入式医疗系统，包括设置于体外的控制模块，与控制模块连接的电源，以及上述任一的植入式医疗设备，控制模块与植入式医疗设备通过无线通信天线相联系。为实现上述目的，本技术一实施方式提供一种植入式医疗设备，包括无线通信天线，无线通信天线为能够选择性地操作于第一频段和/或第二频段的PIFA天线，其包括辐射单元、馈电点及短路点，辐射单元包括第一自由端及第二自由端，馈电点到第一自由端的电流路径长度为第一距离，馈电点到第二自由端的电流路径长度为第二距离，其中，第一距离对应于第一频段人体介质波长的四分之一，第二距离对应于第二频段人体介质波长的四分之一。与现有技术相比，本技术的PIFA天线，其等效天线尺寸是单级天线的两倍，能比现有单级天线尺寸缩小一半，能够缩小体内脉冲发生器的体积；同时其无需匹配电路，降低损耗，提高了辐射效率；并且，其可以工作于双频段，为植入式医疗设备与其他电子设备的无线连接提供了扩展口。附图说明图1是本技术植入式脑深部神经电刺激系统植入体内部分的定位示意图；图2是本技术植入式医疗系统一实施方式的结构示意图；图3是本技术植入式医疗设备一实施方式的结构示意图；图4是本专利技术植入式医疗设备一实施方式的回拨损耗曲线图；图5是本技术植入式医疗设备一实施方式在ISM频段水平方向的辐射方向图；图6是本技术植入式医疗设备一实施方式在ISM频段垂直方向的辐射方向图；图7是本技术植入式医疗设备一实施方式在MICS频段水平方向的辐射方向图；图8是本技术植入式医疗设备一实施方式在MICS频段垂直方向的辐射方向图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本技术的保护范围内。在本技术的实施方式中，以植入式脑神经电刺激系统为例对本技术的植入式医疗设备及系统做具体的阐释，但应当说明的是，在下述的实施方式中所涉及的技艺精神可以被替换地利用到其它形式的植入式医疗设备及系统上，示范性地，例如植入式心脏电刺激系统。图1示意性地示出了植入式脑神经神经电刺激系统植入体内的部分，包括信号发生器10、电极20，还包括体外的控制模块。在本例中，信号发生器发送脉冲，以对人体进行电刺激。信号发生器10通过延伸导线30与电极20相连接，从而将信号发生器10所产生的脉冲信号传输到电极20，信号由输出电极触点传输至特定脑内神经靶点进行电刺激，从而使人体能恢复到正常运作的状态。参图2，植入式医疗系统包括体外的控制模块与电源连接。控制模块包括医生程控仪及病人控制器。其中，病人控制器是为病人配备的用来根据自己的情况控制开关或者调节体内脉冲发生器的输出参数的装置，病人控制器通常仅能够在医生程控仪所设置的调节范围内自行调节。医生程控仪是医生用来根据病人情况监控调节体内脉冲发生器的输出参数的装置，通常一个医生程控仪可用来控制多个脉冲发生器。病人控制器和医生程控仪可通过无线通信模式与脉冲发生器进行通信。参图3，信号发生器10包括壳体40。壳体40内设置电池及至少一个PCB板（图未示）。连接部与壳体40连接，连接部外侧设置外壳（图未示）以将其密封。连接部用于容纳无线通信天线、多个连接组件60及密封填充物，无线通信天线及连接组件60分别与PCB板电性连接。连接部可以保护其内的组件免于暴露于组织或体液中。无线通信天线为平面倒F天线（plannarinverted-Fantenna,PIFA），包括一辐射单元51，一馈电点53，一短路枝节55，一短路点54。辐射单元51蜿蜒布置，以适应连接部内狭窄紧凑的布置空间。示例性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植入式医疗设备，包括壳体、设置在壳体内的PCB板、与所述壳体连接的连接部，所述连接部包括无线通信天线及填充物，其特征在于：所述无线通信天线为能够选择性地操作于第一频段和/或第二频段的PIFA天线，其包括短路点，其与所述壳体电性连接，馈电点，其与所述PCB板电性连接，且所述馈电点通过短路枝节连接短路点，辐射单元，与所述馈电点相连接，其包括第一自由端及第二自由端，所述馈电点到第一自由端的电流路径长度为第一距离，所述馈电点到第二自由端的电流路径长度为第二距离，其中，第一距离对应于第一频段人体介质波长的四分之一，第二距离对应于第二频段人体介质波长的四分之一。

【技术特征摘要】
2017.10.27 CN 20172143700371.一种植入式医疗设备，包括壳体、设置在壳体内的PCB板、与所述壳体连接的连接部，所述连接部包括无线通信天线及填充物，其特征在于：所述无线通信天线为能够选择性地操作于第一频段和/或第二频段的PIFA天线，其包括短路点，其与所述壳体电性连接，馈电点，其与所述PCB板电性连接，且所述馈电点通过短路枝节连接短路点，辐射单元，与所述馈电点相连接，其包括第一自由端及第二自由端，所述馈电点到第一自由端的电流路径长度为第一距离，所述馈电点到第二自由端的电流路径长度为第二距离，其中，第一距离对应于第一频段人体介质波长的四分之一，第二距离对应于第二频段人体介质波长的四分之一。2.根据权利要求1所述的植入式医疗设备，其特征在于，第一频段为MICS频段。3.根据权利要求1所述的植入式医疗设备，其特征在于，第二频段为ISM频段。4.根据权利要求1所述的植入式医疗设备，其特征在于，第一距离为第二距离的5-7倍。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵赫，
申请(专利权)人：苏州景昱医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32