本实用新型专利技术提供一种基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置及系统，所述充电式医疗植入装置至少包括医疗植入装置和设置于其内以提供电源的电源模块、以及换能片和整流电路，所述换能片、整流电路及电源模块依次连接，换能片将输入的声波信号转换为电信号并将其输出至整流电路，整流电路将所述电信号转换为适于为所述电源模块进行充电的直流电信号，所述电源模块接收所述直流电信号进行充电；另外，所述充电式医疗植入系统在上述装置的基础上还配设有以声波输出装置，用于向换能片发射超声波信号，以作为充电能量源。本实用新型专利技术避免了电池电能消耗后通过再次手术更换电池的缺陷，减轻了患者承受手术的痛苦和风险。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及医疗器械领域，主要是指利用超声波来实现对于植入人体内的有 源医疗设备进行充电，更加具体地来说，特别是涉及一种基于1-3型压电复合材料的充电 式医疗植入装置及系统。
技术介绍
随着对1-3型压电复合材料的研宄的不断深入，现有的1-3型压电复合材料技术 较为成熟，而且也逐渐地被应用到各种电子设备中。1-3型压电复合材料作为传感器敏感元 件的原理是其具有的压电效应，1-3型压电复合材料是由一维的压电陶瓷柱平行地排列于 三维连通的聚合物43中，且复合材料的极化方向垂直于电极面而构成的两相压电复合材 料。在利用横向压电效应的1-3型压电复合材料中，每个压电陶瓷单元的极化方向与所施 加的电场方向平行，即沿着1-3型压电复合材料的厚度方向；而如果是利用纵向压电效应 的情况恰好相反。在高精度领域，不同形状和大小的1-3型压电复合材料，其性能也将有巨 大的差异，不同应用环境其所对1-3型压电复合材料性能的需求也不相同，需要根据具体 情况进行研宄。 另外，在有源植入式医疗设备中，例如医疗植入装置、耳蜗植入装置等。现有的医 疗技术中，是通过外科或者内科手段将有源植入式医疗设备安置在人体内，并使其在体内 工作。不过随着使用时间的推移，为设备提供电源的电池将耗尽，此时需要对电池进行更 换。现有的作法主要是通过手术的方式进行电池更换，不过这给患者带来了巨大的痛苦和 潜在的风险。即使采用了最新的锂电池，其寿命一般也只能维持5-8年，电池储能一旦耗 尽，需要再次手术更换电池，甚至更换整个系统，从而增加了病人的痛苦，同时也增加了病 人的经济压力。 总之，基于现有技术中有源植入式医疗设备普遍存在着电池供电时间有限的问 题，而如何改进有源植入式医疗设备在体内电池具有可续航能力就成了本领域技术人员亟 待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于1-3型压电 复合材料的充电式医疗植入装置及系统，用于解决现有技术中，通过手术的方式对植入人 体内的有源医疗设备进行充电所带的皮肤损伤、手术感染以及身体疼痛的问题，以提供一 种更安全、有效、更长久、无污染的供电技术。 为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供以下技术方案： 方案一 一种基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置，至少包括医疗植入装置和 为所述医疗植入装置提供电源的电源模块、以及由1-3型压电复合材料制成的换能片和整 流电路，为1-3型压电复合材料的换能片、整流电路及电源模块依次连接，由1-3型压电复 合材料制成的所述换能片将输入的声波信号转换为电信号并将其输出至所述整流电路中， 所述整流电路将所述电信号转换为适于为所述电源模块进行充电的直流电信号，所述电源 模块接收所述直流电信号进行充电。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置的优选方案，所述换能 片的形状为圆柱形，且换能片的直径为2-5个所接收声波信号的波长。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置的优选方案，所述整流 电路为整流电路或AC/DC电路芯片。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置的优选方案，所述电源 模块为适于充电的锂电池。 方案二 另外，本技术还提供了一种基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系 统，至少包括医疗植入装置和为所述医疗植入装置提供电源的电源模块、以及声波输出装 置、换能片、整流电路，所述换能片、整流电路以及电源模块依次连接，所述声波输出装置向 换能片发射超声波信号，所述换能片接收所述超声波信号并将其转换成电信号予以输出， 所述整流电路接收所述电信号并将其转换成适于为所述电源模块进行充电的直流电信号， 所述电源模块接收所述直流电信号进行充电。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统的优选方案，还包括一 B超探头和供连接所述B超探头的B超装置，且所述B超探头设置于所述声波输出装置上。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统的优选方案，所述声波 输出装置输出的超声波信号为脉冲式聚焦超声波。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统的优选方案，所述脉冲 式聚焦超声波的占空比小于等于10%。 作为上述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统的优选方案，所述声波 输出装置为聚焦换能器。 如上所述，本技术具有以下有益效果：（1)本技术创新地采用1-3型压电 复合材料作为能量转换介质，并配合整流电路一起设置在医疗植入装置中，从而提供一种 可充电式的心脏起搏装置，有效地避免了现有技术中，需要通过手术的方式来实现对医疗 植入装置中电池的更换的问题，进而降低了患者的手术带来的意外风险和疼痛；另外，本实 用新型中的基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统可以通过声波输出装置来向 为1-3型压电复合材料的换能片发射输出超声波信号，从而可以实现高效的能量传递和转 换，进而实现对于医疗植入装置中电源模块的快速充电。【附图说明】 图1显示为本技术一种基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置的原 理示意图。 图2显示为基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统的原理示意图。 图3显示为上图2中所述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入系统与B超 装置配合实施的原理示意图。 图4显示为一种圆形结构的1-3型压电复合材料来实现的换能片示意图。 图5显示为谐振频率为0. 8MHz的1-3型压电复合材料换能片和PZT-5压电材料 换能片的阻抗对比曲线图。 附图标号说明 10医疗植入装置 20 电源模块 30整流电路 40换能片 41a上电极 41b下电极 42压电陶瓷方柱 43聚合物 50声波输出装置 60 B超探头 70 B超装置【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说 明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另 外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应 用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况 下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本 构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状 及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局 型态也可能更为复杂。 实施例一 请参考图1，示出了一种快速可充电式心脏起搏装置的原理示意图，如图所示，所 述基于1-3型压电复合材料的充电式医疗植入装置10至少包括医疗植入装置10和为所述 医疗植入装置10提供电源的电源模块20、以及由1-3型压电复合材料制成的换能片40和 整流电路30,有1-3型压电复合材料构成的换能片40、整流电路30及电源模块20依次连 接，由1-3型压电复合材料制成的所述换能片40将输入的声波信号转换为电信号并将其输 出至所述整流电路30中，所述整流电路30将所述电信号转换为适于为所述电源模块20进 行充电的直流电信号，所述电源模块20接收所述直流电信号进行充电。 通过上述基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于1‑3型压电复合材料的充电式医疗植入装置，至少包括医疗植入装置和为所述医疗植入装置提供电源的电源模块，其特征在于：所述充电式医疗植入装置还包括由1‑3型压电复合材料制成的换能片和整流电路，为1‑3型压电复合材料的换能片、整流电路及电源模块依次连接，由1‑3型压电复合材料制成的所述换能片将输入的声波信号转换为电信号并将其输出至所述整流电路中，所述整流电路将所述电信号转换为适于为所述电源模块进行充电的直流电信号，所述电源模块接收所述直流电信号进行充电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨增涛，王华，曾德平，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：新型
国别省市：重庆;85
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