一种胃部植入式设备的自发电系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，该系统主要包括自发电单元、防化壳、升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池。防化壳壳放置在胃中，自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池安装在防化壳内部，电池充放电控制单元分别于稳压模块、蓄电池和可植入式电子设备连接。在工作过程中，自发电单元在胃酸中产生电压，经过升压模块和稳压模块的作用后，输出稳定的电压，充放电控制单元对传感器单元反馈的信号进行相应的接收、处理和反馈后，控制系统执行相应的充放电操作，为蓄电池和电子设备供电。本发明专利技术能够自动、精准的对电池的电量进行检测，并执行相应的充电操作,为可植入式检测装置供电，实现无源供电。

A Self-generating System and Method for Gastric Implantable Equipment

The invention provides a self-generating system and method of gastric implantable equipment, which mainly includes self-generating unit, anti-chemical shell, boost module, voltage stabilization module, sensor unit, battery charge and discharge control unit and storage battery. The anti-chemical shell is placed in the stomach. The self-generating unit is installed outside the anti-chemical shell. The boost module, the voltage stabilization module, the sensor unit, the battery charge and discharge control unit and the storage battery are installed inside the anti-chemical shell. The battery charge and discharge control unit is connected with the voltage stabilization module, the storage battery and the implantable electronic equipment respectively. In the process of operation, the self-generating unit generates voltage in gastric acid. After the function of boost module and regulator module, it outputs stable voltage. After receiving, processing and feeding back the feedback signal of sensor unit, the control system performs corresponding charging and discharging operation to supply power for storage battery and electronic equipment. The invention can automatically and accurately detect the battery power and perform the corresponding charging operation to supply power for the implantable detection device and realize passive power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种胃部植入式设备的自发电系统及方法
本专利技术属于生物技术供电领域，尤其涉及一种胃部植入式设备的自发电系统及方法。
技术介绍
生物医学信号检测技术是生物医学工程的学科研究技术中的一个先导技术，生物医学检测技术的创造性及其进展直接影响医疗器械，尤其是新型诊断及治疗仪器的水平，因此国内外均将该技术的研究放在很重要的地位。在当今飞速发展的信息微电子和光电子技术的推动下，可植入式的电子设备已经成为生物医疗工具的重要组成部分.植入式电子设备在生物医疗领域中发挥着越来越重要的作用，并向着功能更多、性能更优、体积更小、生物相容性更好的方向发展。植入式电子设备因具有体积小且可植入等特点，可用于构建生物体与外部设备的接口，从而对可植入点及周围部位实施声、电、光和化学刺激，或是采集相应部位生物体产生的温度、应变、电位、荧光、血压、含氧量和化学组成等信息。但是，由于植入式电子设备的可植入性，因此植入器件的能量供应是主要的问题,现已实现的供能方式包括光纤电缆等有线方式以及无辐射耦合、不同波段电磁辐射等无线方式。有线传输过程中，传输线对生物体的正常生理活动会产生一定的影响，这种影响难以量化估计，因此难以从测量的实验结果中有效剔除，造成一定的误差。无线传输过程中，是利用光遗传学中生物体神经元的光敏性质，但一般神经元非光敏感，因此进行光刺激前需采用遗传学技术使神经元变得对光敏感。增加了成本，不利用全面推广。、为了克服植入式设备的现有的能量供应问题，设计了一种自带电源的无线能量供给方式，该方式直接在接收端连接蓄电池，利用胃酸作为电解质，以金属材料作为电极为蓄电池充电，以实现对可植入设备的供电。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中提到的问题，本专利技术提供一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，该系统以生物体作为电解质，实现对植入式设备持续稳定的充电，解决了植入式设备的供电问题，为植入式设备提供了一种持续、环保和稳定的电供应。本专利技术的技术方案是：包括自发电单元、防化壳、升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池。自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池安装在防滑壳内部，电池充放电控制单元分别于稳压模块、蓄电池和可植入式电子设备连接。优选地，所述系统不同于以前的供电系统而是以动物胃酸作为电解质，以铜锌为电极，利用胃酸可再生的特性实现了持续供电的功能，更加节能环保。优选地，自发电模块产生0.8V的电压，经过升压模块和稳压模块的作用输出稳定的5V电压，为蓄电池和植入式电子设备供电。以防止电压过高对蓄电池和植入式电子设备造成损害。优选地，当动物饱腹时，自发电模块无法与胃酸正常接触无法进行正常发电，蓄电池继续为植入式电子设备供电，保证植入式电子设备的正常运行。优选地，防化壳以聚氯乙烯作为原材料，将升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池包裹在内，以防止胃酸腐蚀，提高了材料的耐久性。优选地，升压模块根据电磁感应原理，在次级绕组按其与初级绕组匝数之比获得同等倍数的电压幅值，以达到增压的目的。优选地，稳压模块是通过对输出电压进行实时采样，并以采样电压进行负反馈，来调节输出管的动态电阻和压降而使输出电压保持稳定。以达到稳压的效果。优选地，传感器单元主要是电池电压状态传感器，通过实时检测电池电压状态，将信号传递给电池充放电控制单元，以执行相应的充放电操作。优选地，电池充放电控制单元具体充电过程有三种状态，主要包括大电流恒流充电过程、高电压过充电状态和低电压浮充状态。优选地，电池充放电控制单元充电过程从大电流开始，传感器单元持续检测蓄电池电压，当电池的电量恢复额定容量的70%~90%，充电状态转入过充电状态，当电压升高到足够充电电路处于恒压充电状态，充电电流持续下降，当电流下降到0时，电流已达额定容量的100%，充电电路转入浮充状态，此时输出电压为恒定的浮充电压，电流为浮充电流，以抵消自放电影响。本专利技术提供了一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，该系统主要包括自发电单元、防化壳、升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池。防化壳壳放置在胃中，自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池安装在防化壳内部，电池充放电控制单元分别于稳压模块、蓄电池和可植入式电子设备连接。在工作过程中，自发电单元在胃酸中产生电压，经过升压模块和稳压模块的作用后，输出稳定的电压，充放电控制单元对传感器单元反馈的信号进行相应的接收、处理和反馈后，控制系统执行相应的充放电操作，为蓄电池和电子设备供电。本专利技术能够自动、精准的对电池的电量进行检测，并执行相应的充电操作,并为可植入式检测装置供电，实现无源供电。附图说明图1为根据本专利技术一个优选实施例的一种胃部植入式设备的自发电系统及方法的总体示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，，包括自发电单元1、防化壳2、升压模块3、稳压模块4、电池充放电控制单元5、传感器单元6和蓄电池7。自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池安装在防化壳内部，电池充放电控制单元分别于稳压模块、可植入式电子设备和蓄电池连接。进一步的，所述系统不同于以前的供电系统而是以动物胃酸作为电解质，利用胃酸持续供应的特性实现了持续供电的功能，更加的节能环保。进一步的，自发电单元安装在防化壳外部，在动物胃酸反应产生电压，由于胃酸具有强烈的腐蚀性，为防止其对元器件的腐蚀作用，因此防化壳的材料选用聚氯乙烯，并将升压模块、稳压模块、传感器单元和电池充放电控制单元安装在防滑壳内部，延长使用寿命，同时防止电子元器件泄露对动物造成损失。进一步的，升压模块选用DC-DC可调升压模块，稳压模块选用DC-DC可调稳压模块。自发电单元所产生的0.8V电压，在经过升压模块和稳压模块的作用后输出稳定的5V电压，为蓄电池和植入式电子设备提供稳定的电压。进一步的，蓄电池选用聚合物锂电池，当动物饱腹时，自发电模块无法与胃酸正常接触无法进行正常发电，该聚合物锂电池持续为植入式电子设备供电，以保证植入式电子设备的正常运行。进一步的，自发电单元产生的电压经过升压模块和稳压模块后输出稳定的电压。进一步的，传感器单元选用电池电压状态传感器，将测得的数据传输给电池充放电控制单元，供电池充放电单元参考，使电池充放电控制单元在大电流恒流充电过程、高电压过充电状态和低电压浮充状态三种状态中相互转换。进一步的，电池充放电控制单元选用充电专用芯片UC3906，具体充电过程有三种状态，主要包括大电流恒流充电过程、高电压过充电状态和低电压浮充状态。进一步的，电池充放电控制单元充电过程从大电流开始，传感器单元持续检测蓄电池电压，当电池的电量恢复额定容量的70%~90%，充电状态转入过充电状态，当电压升高到足够充电电路处于恒压充电状态，充电电流持续下降，当电流下降到0时，电流已达额定容量的100%，充电电路转入浮充状态，此时输出电压为恒定的浮充电压，电流为浮充电流，以抵消自放电影响。本专利技术提供了一种胃部植入式设备的自发电系统及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，包括自发电单元、防化壳、升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池，自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池固定在防化壳内部，自发电单元经过升压模块和稳压模块后输出稳定的电压，传感器单元将测得的数据传输给电池充放电控制单元，供电池充放电单元参考以控制系统执行相应的操作为蓄电池和电子设备供电。

【技术特征摘要】
1.一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，包括自发电单元、防化壳、升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池，自发电单元安装在防化壳外部，升压模块、稳压模块、传感器单元、电池充放电控制单元和蓄电池固定在防化壳内部，自发电单元经过升压模块和稳压模块后输出稳定的电压，传感器单元将测得的数据传输给电池充放电控制单元，供电池充放电单元参考以控制系统执行相应的操作为蓄电池和电子设备供电。2.根据权利要求1所述的一种胃部植入式设备的自发电系统及方法，其特征在于不同于以前的供电系统而是以动物胃酸作为电解质，利用胃酸持续供应的特性，采用原电池反应发电的方式，实现了持续供电...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴舒帆，姜波，梁卓，
申请(专利权)人：杨凌凌炎信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61