一种植入式器械的远程监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种植入式器械的远程监控系统，该系统由无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元、本地中央控制单元、本地无线通信模块以及云端存储系统、远程无线通信模块、远程控制中心、远程专家决策支持系统、远程病例数据库组成。本发明专利技术的系统利用智能生理参数采集单元和智能环境参数采集单元采集被试验对象的反馈的生理参数信息，通过远程监控中心完成试验对象的闭环电神经刺激，并利用远程病例数据库和远程专家决策支持系统将可变参数的电刺激波形施加到被试验对象，实现对被试验对象受损神经的修复或再生。

A remote monitoring system for implantable devices

【技术实现步骤摘要】
一种植入式器械的远程监控系统
本专利技术涉及生物医学和信息
，特别涉及一种植入式器械的远程监控系统。
技术介绍
帕金森病是中老年人一种常见的神经系统变性疾病。帕金森病的治疗方法有外科毁损手术方法和药物方法，药物方法的缺点是药物并不能阻止病情的发展，而且需终身服用，治疗成本较高。外科毁损手术法的缺点是手术风险很大，脑组织一旦损毁具有不可逆的风险。康复治疗作为帕金森病的辅助治疗手段对改善症状也可起到一定作用，可以提高患者的生活质量。目前主要的康复治疗手段有高、中、低频电刺激治疗帕金森病的疼痛。目前电刺激有植入式神经电刺激和非植入式神经电刺激，非植入式神经电刺激依赖于外部设备，设备一般放置在康复医院，治疗时间成本较高。植入式神经刺激器是一类帮助神经损伤后功能恢复的电子装置，通过施以一定程度的电流脉冲刺激靶点神经，以恢复或调整脑部、肌肉或神经的功能，使生物机能恢复正常运作。目前，植入式神经刺激器一般都是通过本地设备控制神经刺激信号产生，直接对试验对象施加标准的电刺激信号，而不采集试验对象反馈的生理信号对被试验对象进行闭环刺激，因此电刺激过程是开环的方式，控制手段不灵活，具有刺激效果不明显，电刺激信号的施加严重依靠试验人员个人的经验知识，具有一定的片面性的缺点。另一方面，目前植入式神经刺激器中的处理器程序升级时，大部分情况需要对试验对象进行二次手术后才能升级，导致试验对象生活质量差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种植入式器械的远程监控系统，通过采集被试验对象的生理参数信息，以及所处环境参数信息，结合远程的专家决策支持系统和远程病例数据库，利用无线通信技术实现远程动态地调整施加到试验对象的电刺激波形，提高电刺激的效果。一种植入式器械的远程监控系统，包括测试装置和远程监控中心；所述测试装置由安装在试验对象上的无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元、本地中央控制单元、本地无线通信模块组成；所述远程监控中心由云端存储系统、远程无线通信模块、远程控制中心、远程专家决策支持系统和远程病例数据库所组成。所述无线植入式神经电刺激器植入被试验对象体内，用于对被试验对象进行电刺激，并通过无线方式和本地中央控制单元通信。所述智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元安装在被试验对象体外，属于便携式可穿戴设备，用于采集被试验对象的生理参数信息以及环境参数信息，并通过无线方式和本地中央控制单元通信。所述生理参数信息包括心电图、血压、血氧饱和度和其他医学上可描述的参数信息。所述环境参数信息包括温度、湿度、加速度。所述无线方式为蓝牙、Zigbee以及其他可无限传输的模块。所述本地中央控制单元通过本地无线通信模块以无线的方式将生理参数信息以及环境参数信息发送给远程监控中心。所述远程控制中心通过远程无线通信模块接收试验对象的生理参数信息和所处环境参数信息，并通过互联网搜索远程病例数据库并访问远程专家决策支持系统，生成最优的被试验对象的电刺激方案，并将试验对象的生理参数信息、所处环境参数信息以及对应的被试验对象的电刺激方案存储在云端存储系统中，远程控制中心通过远程无线通信模块将最优的被试验对象的电刺激方案发送给试验对象中的无线植入式神经电刺激器，试验对象间隔一定的时间将生理参数信息、所处环境参数信息反馈给远程控制中心，远程控制中心根据反馈的信息，远程病例数据库和远程专家决策支持系统动态调整被试验对象的电刺激方案，从而完成被试验对象的闭环电神经刺激。本专利技术的有益效果：本专利技术通过采集被试验对象的生理参数信息（如心电图、血压、血氧饱和度）以及所处环境参数信息，结合远程的专家决策支持系统和远程病例数据库，利用无线通信技术实现远程动态地调整施加到试验对象的电刺激波形，提高电刺激的效果，可广泛应用于神经修复、修复脊椎恢复肢体运动、人脑控制假肢等生物医学前沿
同时，利用程序在线升级原理通过无线方式对无线植入式神经电刺激器程序进行二次升级，避免了升级程序需要二次手术的痛苦，提高了设备的灵活性。附图说明图1为本专利技术一种植入式器械的远程监控系统总体框图。图2为本专利技术一种植入式器械的远程监控系统流程图。图3为无线植入神经电刺激器结构框图。图4为无线植入神经电刺激器常用的电刺激波形图。图5为智能环境参数采集单元结构示意图。图6为智能生理参数采集单元结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解的是，本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。图1为植入式器械的远程监控系统总体框图，包括安装在试验对象上的无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元、本地中央控制单元、本地无线通信模块以及安装在远程监控中心的云端存储系统、远程无线通信模块、远程控制中心、远程专家决策支持系统和远程病例数据库所组成。无线植入式神经电刺激器植入被试验对象体内，用于对被试验对象进行电刺激；智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元安装在被试验对象体外，属于便携式可穿戴设备。无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元和本地中央控制单元之间的通信方式为Zigbee或蓝牙。试验对象和远程监控中心的无线通信方式为4G移动通信。图2是植入式器械的远程监控系统流程图，该装置的工作流程如下：(1)无线植入式神经电刺激器上电后，首先检测设备是否欠压，当设备欠压时，设备进入无线充电流程，当设备充电完成后，进入正常流程；(2)在正常工作流程，当没有接收到本地中央控制单元本地参数命令时，试验对象上的智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元和无线植入式神经电刺激器处于低功耗模式；当接收到本地中央控制单元本地参数命令时，试验对象上的智能生理参数采集单元进入生理参数采集过程，采集被试验对象的生理参数信息（如心电图、血压、血氧饱和度），同时，智能环境参数采集单元进入环境参数采集过程，采集被试验对象所处的环境信息（如温度、湿度、加速度信息），信息采集完成后，本地中央控制单元通过控制本地无线通信模块启动本地生理参数、环境参数无线传输过程，将采集的生理参数、环境参数通过如4G移动通信发送给远程监控中心，远程监控中心接收到生理参数、环境参数信息后将其存储在云端存储系统，然后通过专用局域网络搜索远程病例数据库并访问专家决策支持系统寻找最优的电刺激方案，如果被试验对象的生理参数出现异常，远程控制中心将最优的电刺激方案通过加密的无线通信系统发送给试验对象上的本地中央控制单元。（3）试验对象上的本地中央控制单元将电刺激方案发送给无线植入式神经电刺激器，完成对试验对象的电刺激，同时，智能生理参数采集单元不断采集被试验对象的生理参数信息并将其通过无线方式发送给远程监控中心，远程监控中心根据试验对象反馈的生理参数信息动态调整电刺激方案。图3是无线植入神经电刺激器结构框图，无线植入神经电刺激器由无线通信单元、程序在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植入式器械的远程监控系统，其特征在于，包括测试装置和远程监控中心；/n所述测试装置由安装在试验对象上的无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元、本地中央控制单元、本地无线通信模块组成；/n所述远程监控中心由云端存储系统、远程无线通信模块、远程控制中心、远程专家决策支持系统和远程病例数据库所组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种植入式器械的远程监控系统，其特征在于，包括测试装置和远程监控中心；
所述测试装置由安装在试验对象上的无线植入式神经电刺激器、智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元、本地中央控制单元、本地无线通信模块组成；
所述远程监控中心由云端存储系统、远程无线通信模块、远程控制中心、远程专家决策支持系统和远程病例数据库所组成。


2.根据权利要求1所述植入式器械的远程监控系统，其特征在于，所述无线植入式神经电刺激器植入被试验对象体内，用于对被试验对象进行电刺激，并通过无线方式和本地中央控制单元通信。


3.根据权利要求1所述植入式器械的远程监控系统，其特征在于，所述智能生理参数采集单元、智能环境参数采集单元安装在被试验对象体外，属于便携式可穿戴设备，用于采集被试验对象的生理参数信息以及环境参数信息，并通过无线方式和本地中央控制单元通信。


4.根据权利要求3所述植入式器械的远程监控系统，其特征在于，所述生理参数信息包括心电图、血压、血氧饱和度和其他医学上可描述的参数信息。


5.根据权利要求3所述植入式器械的远程监控系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑾，徐葛森，王常勇，柯昂，赵宇伟，张华亮，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11