一种心脏起搏器的无线充电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种心脏起搏器的无线充电系统。该无线充电装置用于植入式心脏起搏器的电池充电中，包括：射频发射器和能量接收器两大部分，其中射频发射器部分包括由相控阵模块和CPU管理模块组成的发射源模块，用于产生射频波形；由圆极化矩形天线阵列、定位接收器组成的发射天线模块，用于发射和聚焦无线电波；能量接收器部分包括由定位发射器和接收天线组成的接收天线模块，用于能量接收器方向定位和无线电波的接收。本发明专利技术通过射频无线充电技术解决了心脏起搏器的充电难题，无需手术更换心脏起搏器，无需精准对焦充电，自带追踪定位功能，降低了病人手术的风险，且极大的提高了充电的灵活性。充电的灵活性。充电的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种心脏起搏器的无线充电系统


[0001]本专利技术涉及医疗电子器械
，更具体的，涉及一种心脏起搏器的无线充电系统。

技术介绍

[0002]1958年第一台心脏起搏器植入人体以来，起搏器制造技术和工艺快速发展，功能日趋完善。在应用起搏器成功地治疗缓慢性心律失常、挽救了成千上万患者生命的同时，起搏器也开始应用到快速性心律失常及非心电性疾病，如预防阵发性房性快速心律失常、颈动脉窦晕厥、双室同步治疗药物难治性充血性心力衰竭等。
[0003]主要治疗方法是将电子治疗仪器即心脏起搏器植入于体内,通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲,通过导线电极的传导,刺激电极所接触的心肌,使心脏激动和收缩,从而达到治疗心律失常的目的。
[0004]植入心脏起搏器到达一定年限后电池电量耗尽就需要再次手术更换起搏器，这给病人带来了手术的风险性和经济负担。

技术实现思路

[0005]为解决上述电池能量耗尽只能手术更换起搏器的问题，本专利技术提供一种心脏起搏器的无线充电系统。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的具体技术方案如下：
[0007]一种心脏起搏器的无线充电系统，所述无线充电系统包括射频发射器和能量接收器；所述射频发射器设置于人体外部，所述能量接收器设置于人体内部，为心脏起搏器供电；所述射频发射器通过天线发射射频能量的方式向所述能量接收器提供能量；所述能量接收器用天线接受射频能量后转化为电能向心脏起搏器供电；
[0008]所述射频发射器包括CPU管理模块、压控电路、移相器、带通滤波器、功率放大器、射频信号源、功率分配器、模数转换模块、功率放大器、发射天线阵列、定位接收器；所述能量接收器包括接收天线、定位发射器、整流模块、储能模块、充放电管理模块；
[0009]所述定位接收器接收能量接收器中定位发射器发送的导频信号后经过低噪声功率放大器放大然后通过带通滤波器滤波，再经过模数转换模块将导频信息送入CPU管理模块；
[0010]所述CPU管理模块通过导频信息进行方位分析，然后给出相应的发射控制信号发送给压控电路，压控电路输出相应电压控制移相器；
[0011]所述射频信号源经过功率分配器分配后将射频信号分给每个天线单元支路的移相器上；移相器经压控信号控制使射频信号为特定相位从而使射频能量定向发射到能量接收器；
[0012]所述移相器移过相位的射频信号经过带通滤波器滤波和功率放大器放大后送至发射天线发射射频能量；发射天线阵列通过CPU管理模块分析导频信号确定能量接收器的
位置从而将射频能量辐射汇聚到能量接收器的位置；
[0013]所述接收天线接收射频能量转化为交流电流输出；
[0014]所述整流模块将接收天线输出的交流电流转换化为直流电流，储能模块存储此直流电流；
[0015]所述充放电管理模块监测储能模块的电量是否充满，若监测到电量充满，向定位发射器发出停止定位充电的指令；
[0016]所述定位发射器发送停止充电信息给定位接收器，定位接收器将信息传送CPU管理模块，然后CPU管理模块控制系统停止充电同时控制显示屏显示停止充电信息，并且控制蜂鸣器进行提示。
[0017]进一步，所述发射天线阵列为圆极化矩形天线阵列。
[0018]进一步，所述储能模块为可充放电的锂电池，所述接收天线与所述锂电池之间的整流模块依次设置有阻抗匹配电路、滤波电路、整流电路和稳压电路。
[0019]进一步，所述发射天线阵列为射频能量发射设备，所述定位接收器可以接收能量接收器发出的导频信号，经过所述模数转换模块将导频信息送至所述CPU管理模块分析所述能量接收器所在方位，然后通过控制所述移相器进而控制所述发射天线的方向性以实现射频能量汇聚。
[0020]进一步，所述发射天线阵列为3x3的天线阵列且由3个3x1的子阵列组成，以实现辐射能量汇聚的效果，所述定位接收器为4x1的天线阵列。
[0021]进一步，所述能量接收器安装在心脏起搏器的外壳上，用于减少心脏起搏器的体积。
[0022]进一步，所述能量接收器中的定位发射器能够发送充电状态信息给所述射频发射器，显示在所述射频发射器的显示屏上。
[0023]进一步，所述定位发射器的显示屏为LCD1602显示屏。
[0024]进一步，电量充满或者电量低于阈值后，所述定位发射器发送一条电量充满停止充电或者电量不足需要充电的信息给所述射频发射器，所述射频发射器的显示屏显示信息并且所述蜂鸣器规律的响动3s提醒充电完成或开始充电。
[0025]进一步，所述定位发射器既可以发送导频信息用于定位，又能发送充电状态信息。
[0026]作为一种举例说明，所述发射天线阵列为圆极化矩形天线阵列，所述定位接收器接收到的位置信号发送给所述模数转换模块，然后传送数字信号给所述CPU管理模块分析所述能量接收器的定位信息；所述发射天线阵列为3x3的天线阵列且由3个3x1的子阵列组成，用于产生依次改变的辐射方向以实现辐射能量汇聚的效果。所述定位接收器为4x1的天线阵列。
[0027]作为一种举例说明，所述储能模块包括可充放电的锂电池；所述充放电管理模块监测所述储能模块的电量是否充满，若监测到电量低于设定值，向所述定位发射器发送需要充电指令，所述定位发射器在接受指令后发送开始充电的信息和定位信息，所述定位接收器接收到开始充电信息将其经过放大滤波模数转换后传送至所述CPU管理模块，所述CPU管理模块控制所述显示模块中的显示屏显示开始充电信息，所述显示模块中的蜂鸣器发出提示音同时所述射频发射器开始定位发射射频能量；若所述充放电管理模块监测到电量充满立即停止向所述储能模块充电，并向所述定位发射器发出电量已满停止充电的指令，所
述定位发射器在得到电量充满指令的情况下停止发送定位信号然后发送停止充电信息；所述定位接收器接收到停止充电信息将其经过放大滤波模数转换后传送至所述CPU管理模块，所述CPU管理模块控制所述显示模块中的显示屏显示停止充电信息，所述显示模块中的蜂鸣器发出提示音同时所述射频发射器停止发射射频能量。
[0028]作为一种举例说明，所述显示模块包括型号为LCD1602的显示屏和蜂鸣器；所述蜂鸣器会在开始充电和停止充电时有规律的发出3s的提示音，所述显示屏显示由所述定位发射器发出的信息。
[0029]本专利技术具有的有益效果：
[0030]本专利技术采用射频能量供电设计，通过相控阵天线定位起搏器的位置然后定向的通过发射天线阵列发射射频能量给能量接收器，进而将射频能量转换成电流为储能模块的锂电池充电从而为起搏器供电，无需手术更换心脏起搏器,大大降低了病人手术的风险性和经济负担，且此系统具有的自动追踪定位充电功能，无需精准对焦充电具有较高的灵活性。可以显示充电信息，具备提醒告知的功能。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一种用于植入式心脏起搏器无线充电的射频能量传输系统射频发射器原理结构示意图；
[0032]图2为本专利技术一种用于植入式心脏起搏器无线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心脏起搏器的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括射频发射器和能量接收器；所述射频发射器设置于人体外部，所述能量接收器设置于人体内部，为心脏起搏器供电；所述射频发射器通过天线发射射频能量的方式向所述能量接收器提供能量；所述能量接收器用天线接受射频能量后转化为电能向心脏起搏器供电；所述射频发射器包括CPU管理模块、压控电路、移相器、带通滤波器、功率放大器、射频信号源、功率分配器、模数转换模块、功率放大器、发射天线阵列、定位接收器；所述能量接收器包括接收天线、定位发射器、整流模块、储能模块、充放电管理模块；所述定位接收器接收能量接收器中定位发射器发送的导频信号后经过低噪声功率放大器放大然后通过带通滤波器滤波，再经过模数转换模块将导频信息送入CPU管理模块；所述CPU管理模块通过导频信息进行方位分析，然后给出相应的发射控制信号发送给压控电路，压控电路输出相应电压控制移相器；所述射频信号源经过功率分配器分配后将射频信号分给每个天线单元支路的移相器上；移相器经压控信号控制使射频信号为特定相位从而使射频能量定向发射到能量接收器；所述移相器移过相位的射频信号经过带通滤波器滤波和功率放大器放大后送至发射天线发射射频能量；发射天线阵列通过CPU管理模块分析导频信号确定能量接收器的位置从而将射频能量辐射汇聚到能量接收器的位置；所述接收天线接收射频能量转化为交流电流输出；所述整流模块将接收天线输出的交流电流转换化为直流电流，储能模块存储此直流电流；所述充放电管理模块监测储能模块的电量是否充满，若监测到电量充满，向定位发射器发出停止定位充电的指令；所述定位发射器发送停止充电信息给定位接收器，定位接收器将信息传送CPU管理模块，然后CPU管理模块控制系统停止充电同时控制显示屏显示停止充电信息，并且控制蜂鸣器进行提示。2.根据权利要求1所述的一种心脏起搏器...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪，侯艳娇，徐雷钧，许立业，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：