基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法和装置。该方法主要包括：心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电流值传输给医疗程控设备，医疗程控设备判断电量值低于设定的门限值后，将电能转换为电磁波，医疗程控设备中的谐振体和心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体，心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电。本发明专利技术实施例可以有效地对心脏起搏器进行人体外部充电，可以克服电池能量对心脏起搏器寿命的限制，满足具有特殊功能的需要，有效延长起搏器的工作寿命，使各类心脏起搏器真正实现“一次植入、终身使用”。

【技术实现步骤摘要】
基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法和装置
本专利技术涉及人体无线电能传输
，尤其涉及一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法和装置。
技术介绍
正常情况下，人体心脏右心房的窦房结能自动地、有节律地发出生理电脉冲，通过心肌神经传导系统向心脏各部位发出指令，使心肌收缩，心脏跳动，向全身泵送血液。若神经传导系统发生障碍或者窦房结不能有规律地发出电脉冲，心脏就会出现心律失常，甚至停跳，危及患者生命。人工心脏起搏器可以对患病的心脏根据需要给予直接电刺激，人为地使心跳正常起来，主要用于治疗缓慢性心律失常，如：窦房结功能障碍和房室传导阻滞。目前，人工心脏起搏器可以分为体外临时起搏型和植入型两种，前者主要用于提供急救性临时起搏，而后者主要是供长期植入性起搏治疗。目前，世界上至少有500万人依靠植入式人工心脏起搏器(以下简称心脏起搏器)来维持生命，而且这个数据每年都在以约15%的速度递增。植入式心脏起搏器属三类医疗器械，是一种长期植入式、多程控的有源器件。它主要由脉冲发生器、固态锂碘电池、导管电极三部分组成。目前国内外的植入式心脏起搏器的电池为一次性使用电池，不能进行能量补充，当电池消耗了约85%的电量时(一般约为5～7年)，电池供电电压下降，输出脉冲幅度随之下降，当电池容量进一步下降时，就会影响起搏器的正常工作，当输出脉冲能量不足以采获心脏节律时，就必须及时更换，重新植入新的起搏器。尤其是具有某些耗电功能的心脏起搏器，如：除颤型心脏起搏器，在启动除颤功能后电池能量急剧下降，导致使用寿命明显缩短。因此，目前植入式心脏起搏器存在的最大缺陷是电池寿命有限，最终会因为电池耗竭而需动手术更换起搏器，这不仅给患者增加了新的生理痛苦、手术风险和经济负担，而且也制约了植入式心脏起搏器的使用价值。由于植入式心脏起搏器是对安全性和抗干扰性要求都非常高的医疗设备，而将无线充电技术应用于植入性医疗设备，特别是植入式心脏起搏器还处于方案设计和样机制作的阶段。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法和装置，以实现基于磁共振对心脏起搏器进行无线充电。本专利技术提供了如下方案：一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，在人体内部设置心脏起搏器，在人体外部设置对心脏起搏器进行无线充电的医疗程控设备，所述方法具体包括：所述心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电流值传输给所述医疗程控设备，所述医疗程控设备判断所述电量值低于设定的门限值后，所述医疗程控设备中的谐振电路将电能转换为电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体；所述医疗程控设备中的谐振体和所述心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，所述医疗程控设备中的谐振体将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体；所述心脏起搏器中的谐振体通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振电路，所述心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电。所述的心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电流值传输给所述医疗程控设备，包括：在心脏起搏器中设置电池检测控制单元、变换器、信号调制器、串联谐振电路和谐振体，所述电池检测控制单元和心脏起搏器中的电池进行连接，按照设定的时间间隔检测所述心脏起搏器中的电池的电量，将检测到的电量值传输给所述变换器，所述变换器将所述电量值变换为电信号，将该电信号传输给所述信号调制器，所述信号调制器对所述电信号进行调制处理得到载波信号，将该载波信号传输给所述串联谐振电路，所述串联谐振电路中的电感将所述载波信号变换成电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体；所述心脏起搏器中的谐振体和所述医疗程控设备中的谐振体产生磁共振，所述心脏起搏器中的谐振体将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体。所述的医疗程控设备判断所述电量值低于设定的门限值后，包括：在所述医疗程控设备中设置控制器、换能器、解调器、串联谐振电路和谐振体，所述医疗程控设备中的谐振体接收到所述电磁波后，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的串联谐振电路，所述医疗程控设备中的串联谐振电路将所述电磁波转换为载波信号，所述解调器对所述载波信号进行解调处理得到电信号，所述换能器将所述电信号变换为所述电量值，将该电量值传输给所述控制器；所述控制器将所述电量值与预先设定的门限值进行比较，判断所述电量值是否低于所述门限值。所述的医疗程控设备中的谐振电路将电能转换为电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体，包括：在所述医疗程控设备中还设置电源、整流电路和功率放大器，在所述控制器判断所述电量值低于设定的门限值后，所述控制器向医疗程控设备中的电源发出电能输出指令，所述电源输出直流电给所述整流电路，所述整流电路将所述直流电转换为交流电后输出给所述串联谐振电路；所述医疗程控设备中的串联谐振电路中的电感利用所述交流电产生电磁波，通过调整串联谐振电路的谐振频率使所述电磁波的频率大于设定数值，所述功率放大器对所述电磁波的功率进行放大处理，所述串联谐振电路通过电磁耦合将功率放大后的电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体。所述的医疗程控设备中的谐振体和所述心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，所述医疗程控设备中的谐振体将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体，包括：在所述医疗程控设备中设置至少两个谐振体，所述医疗程控设备中的谐振体1接收医疗程控设备中的谐振电路通过电磁耦合传输过来的电磁波，所述医疗程控设备中的谐振体1和所述医疗程控设备中的谐振体2产生磁共振，所述谐振体1将所述电磁波传输给所述谐振体2；在所述心脏起搏器中设置至少两个谐振体，所述心脏起搏器中的谐振体3和所述医疗程控设备中的谐振体2产生磁共振，所述谐振体3接收所述谐振体2传输过来的电磁波，通过调整所述谐振体2、谐振体3之间的互感系数、调整所述谐振体3对所述谐振体2的发射阻抗，使所述谐振体2、谐振体3之间传输电磁波的距离超过设定距离；所述心脏起搏器中的谐振体3和所述心脏起搏器中的谐振体4产生磁共振，所述谐振体3将所述电磁波传输给所述谐振体4。所述的方法还包括：所述谐振体2包括互相串联的第二等效电感、第二分布电容、第二等效串联电阻和谐振体3对所述谐振体2的发射阻抗，所述谐振体3包括互相串联的第三等效电感、第三分布电容、第三等效串联电阻和谐振体4对所述谐振体3的发射阻抗；通过调整所述谐振体2和谐振体3中的电子元件的参数值来调整所述谐振体2和谐振体3之间的互感系数，使得所述谐振体2、谐振体3之间传输电磁波的距离超过设定距离。所述的心脏起搏器中的谐振体通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振电路，所述心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电，包括：在所述心脏起搏器中还设置串联谐振电路、整流电路、稳压电路，所述谐振体4通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的串联谐振电路，所述心脏起搏器中的串联谐振电路中的电感将所述电磁波转换为交流电，将所述交流电传输给所述整流电路，所述整流电路输出直流电给所述稳压电路，所述稳压电路利用稳压处理后的直流电对所述心脏起搏器的电池进行充电；在所述医疗程控设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，在人体内部设置心脏起搏器，在人体外部设置对心脏起搏器进行无线充电的医疗程控设备，所述方法具体包括：所述心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电流值传输给所述医疗程控设备，所述医疗程控设备判断所述电量值低于设定的门限值后，所述医疗程控设备中的谐振电路将电能转换为电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体；所述医疗程控设备中的谐振体和所述心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，所述医疗程控设备中的谐振体将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体；所述心脏起搏器中的谐振体通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振电路，所述心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，在人体外部设置对心脏起搏器进行无线充电的医疗程控设备，所述方法具体包括：所述心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电量值传输给所述医疗程控设备，所述医疗程控设备判断所述电量值低于设定的门限值后，所述医疗程控设备中的谐振电路将电能转换为电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体；所述医疗程控设备中的谐振体和所述心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，所述医疗程控设备中的谐振体将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体；所述心脏起搏器中的谐振体通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振电路，所述心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电;所述的心脏起搏器将检测到的心脏起搏器中的电池的电量值传输给所述医疗程控设备，包括：在心脏起搏器中设置电池检测控制单元、变换器、信号调制器、串联谐振电路和谐振体，所述电池检测控制单元和心脏起搏器中的电池进行连接，按照设定的时间间隔检测所述心脏起搏器中的电池的电量，将检测到的电量值传输给所述变换器，所述变换器将所述电量值变换为电信号，将该电信号传输给所述信号调制器，所述信号调制器对所述电信号进行调制处理得到载波信号，将该载波信号传输给所述串联谐振电路，所述串联谐振电路中的电感将所述载波信号变换成电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体；所述心脏起搏器中的谐振体和所述医疗程控设备中的谐振体产生磁共振，所述心脏起搏器中的谐振体将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体；所述的医疗程控设备中的谐振体和所述心脏起搏器中的谐振体产生磁共振，所述医疗程控设备中的谐振体将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振体，包括：在所述医疗程控设备中设置至少两个谐振体，所述医疗程控设备中的谐振体1接收医疗程控设备中的谐振电路通过电磁耦合传输过来的电磁波，所述医疗程控设备中的谐振体1和所述医疗程控设备中的谐振体2产生磁共振，所述谐振体1将所述电磁波传输给所述谐振体2；在所述心脏起搏器中设置至少两个谐振体，所述心脏起搏器中的谐振体3和所述医疗程控设备中的谐振体2产生磁共振，所述谐振体3接收所述谐振体2传输过来的电磁波，通过调整所述谐振体2、谐振体3之间的互感系数、调整所述谐振体3对所述谐振体2的发射阻抗，使所述谐振体2、谐振体3之间传输电磁波的距离超过设定距离；所述心脏起搏器中的谐振体3和所述心脏起搏器中的谐振体4产生磁共振，所述谐振体3将所述电磁波传输给所述谐振体4。2.根据权利要求1所述的基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，所述的医疗程控设备判断所述电量值低于设定的门限值后，包括：在所述医疗程控设备中设置控制器、换能器、解调器、串联谐振电路和谐振体，所述医疗程控设备中的谐振体接收到所述电磁波后，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的串联谐振电路，所述医疗程控设备中的串联谐振电路将所述电磁波转换为载波信号，所述解调器对所述载波信号进行解调处理得到电信号，所述换能器将所述电信号变换为所述电量值，将该电量值传输给所述控制器；所述控制器将所述电量值与预先设定的门限值进行比较，判断所述电量值是否低于所述门限值。3.根据权利要求2所述的基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，所述的医疗程控设备中的谐振电路将电能转换为电磁波，通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体，包括：在所述医疗程控设备中还设置电源、整流电路和功率放大器，在所述控制器判断所述电量值低于设定的门限值后，所述控制器向医疗程控设备中的电源发出电能输出指令，所述电源输出直流电给所述整流电路，所述整流电路将所述直流电转换为交流电后输出给所述串联谐振电路；所述医疗程控设备中的串联谐振电路中的电感利用所述交流电产生电磁波，通过调整串联谐振电路的谐振频率使所述电磁波的频率大于设定数值，所述功率放大器对所述电磁波的功率进行放大处理，所述串联谐振电路通过电磁耦合将功率放大后的电磁波传输给所述医疗程控设备中的谐振体。4.根据权利要求1所述的基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，所述的方法还包括：所述谐振体2包括互相串联的第二等效电感、第二分布电容、第二等效串联电阻和谐振体3对所述谐振体2的发射阻抗，所述谐振体3包括互相串联的第三等效电感、第三分布电容、第三等效串联电阻和谐振体4对所述谐振体3的发射阻抗；通过调整所述谐振体2和谐振体3中的电子元件的参数值来调整所述谐振体2和谐振体3之间的互感系数，使得所述谐振体2、谐振体3之间传输电磁波的距离超过设定距离。5.根据权利要求1或4所述的基于磁共振的心脏起搏器的无线充电方法，其特征在于，所述的心脏起搏器中的谐振体通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的谐振电路，所述心脏起搏器中的谐振电路将所述电磁波转换为电能，利用所述电能对所述心脏起搏器的电池进行充电，包括：在所述心脏起搏器中还设置串联谐振电路、整流电路、稳压电路，所述谐振体4通过电磁耦合将所述电磁波传输给所述心脏起搏器中的串联谐振电路，所述心脏起搏器中的串联谐振电路中的电感将所述电磁波转换为交流电，将所述交流电传输给所述整流电路，所述整流电路输出直流电给所述稳压电路，所述稳压电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷波，魏志强，丛艳平，宫飞翔，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37