一种人体植入物的射频天线系统技术方案

本申请涉及医疗射频技术的领域，尤其是涉及一种人体植入物的射频天线系统，其包括接收天线以及发射天线，发射天线一端用于贴覆在人体皮肤或者衣物上，另一端用于与体外能控器连接，以将体外能控器传输的射频能量发射；接收天线植入人体内部，用于接收发射天线输送的射频能量，并将射频能量整流为给电刺激芯片供能的电压信号；发射天线与接收天线均为射频天线，发射天线上设置有阻抗匹配器件，接收天线上设置有用于将接收到的射频能量整流的LC整流元件，发射天线与接收天线的电长度配合使用以用于射频能量的传输，首次将射频传输供能的方式应用到人体医疗领域，且提高了能量传输效率的效果。率的效果。率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种人体植入物的射频天线系统


[0001]本申请涉及医疗射频技术的领域，尤其是涉及一种人体植入物的射频天线系统。

技术介绍

[0002]目前，在医疗领域中，采用植入式神经刺激器来缓解病患疼痛已成为主要的治疗手段。该治疗手段主要是利用体外能控器提供的实时电脉冲刺激驱动电刺激芯片产生刺激波形，从而向患者的治疗部位施加刺激信号；并且通过体外能控器向电刺激芯片提供电能以维持电刺激芯片的运行。目前常使用植入人体内的天线，利用该天线与体外能控器产生电感耦合，以接收体外能控器发射的能量，能量效率低，所以该种天线仅能接收频率在1kHz以下的低频脉冲能量，治疗效果较差。

技术实现思路

[0003]为了提高天线进行能量传输的效率，申请提供一种人体植入物的射频天线系统。
[0004]本申请提供的一种人体植入物的射频天线系统采用如下的技术方案：
[0005]一种人体植入物的射频天线系统，包括接收天线以及发射天线，
[0006]所述发射天线一端用于贴覆在人体皮肤或者衣物上，另一端用于与体外能控器连接，以将体外能控器传输的射频能量发射；
[0007]所述接收天线植入人体内部，用于接收所述发射天线输送的射频能量，并将射频能量整流为给电刺激芯片供能的电压信号；
[0008]所述发射天线与接收天线均为射频天线，所述发射天线上设置有阻抗匹配器件，所述接收天线上设置有用于将接收到的射频能量整流的LC整流元件，所述发射天线与所述接收天线的电长度与体外能控器发出的射频能量匹配。
[0009]通过采用上述技术方案，使用贴覆在人体皮肤或者衣物上的发射天线发射射频能量，使用植入人体内部的接收天线接收射频能量并将该射频能量整流为给电刺激芯片供能的电压信号，通过发射天线与接收天线的配合使用，实现了射频天线在人体医疗领域的应用，通过阻抗匹配器件在保证射频能量传输的基础上，使得射频能量在发射天线以及接收天线之间的能量损耗更少，能量传输效率更高。
[0010]可选的，所述发射天线包括与体外能控器连接以用于馈电的馈线以及与所述馈线端部连接的介质基板，所述馈线远离体外能控器的一端与所述阻抗匹配器件连接，所述阻抗匹配器件的阻抗值与源阻抗以及负载阻抗实现共轭匹配。
[0011]通过采用上述技术方案，使用网络分析仪测试出源阻抗以及负载阻抗的值后，参照史密斯圆图，通过共轭匹配，对阻抗匹配器件的阻抗值进行设定。
[0012]可选的，所述阻抗匹配器件位于所述介质基板的中心位置。
[0013]通过采用上述技术方案，可以获得阻抗匹配器件安装在最佳位置，阻抗匹配器件在该位置上具有最低的能量传输损耗，S21参数更优。
[0014]可选的，所述馈线远离体外能控器的一端安装有连接器件，所述连接器件与所述
阻抗匹配器件扣合。
[0015]通过采用上述技术方案，使用连接器件与阻抗匹配器件扣合，取代了传统的焊接的连接方式，进一步减少能量传输的损耗。
[0016]可选的，所述阻抗匹配器件包括焊接在所述介质基板的基座、安装在所述基座背离所述介质基板一侧的扣合座以及固定在所述基座上的定位件，沿所述扣合座的侧壁开设有扣合槽；
[0017]所述连接器件包括安装在所述馈线远离体外能控器一端的连接扣件以及安装在所述连接扣件内部的用于与所述定位件配合的限位件，当所述连接扣件的一端扣合在所述扣合槽内时，所述限位件的外壁与所述扣合座的内壁抵紧。
[0018]通过采用上述技术方案，扣合时，定位件与限位件配合，连接扣件的端部卡合在扣合槽内，扣合好后，限位件的外壁与扣合座的内壁抵紧，以增加连接器件与阻抗匹配器件的连接稳定性。
[0019]可选的，所述介质基板包括两个相互拼合的单元介质基板；两个所述单元介质基板的拼合端安装有与所述连接器件匹配的馈电网络，所述馈电网络包括安装在一所述单元介质基板拼合端的馈电部件以及安装在另一所述单元介质基板拼合端的两个馈地部件，所述馈电部件安装在所述单元介质基板的中心，两个所述馈地部件与所述馈电部件呈交错式排布，所述馈电部件上设置有一个馈电点，各所述馈地部件上均设置有一个馈地点，所述基座同时安装在馈电部件和所述馈地部件上，所述基座的中心与所述馈电点重合，所述基座的上下两端分别安装在两个所述馈地部件上。
[0020]通过采用上述技术方案，搭配连接器件设置的馈电网络使得能量传输损耗更小，减少在传导端口堆积热量，减少患者产生的不适感。
[0021]可选的，所述发射天线发射的能量是920MHz
‑
2.5GHz，所述介质基板的长度为45mm
‑
100mm，宽度为8mm
‑
20mm。
[0022]通过采用上述技术方案，在实现阻抗匹配的同时，发射天线与接收天线的电尺寸可以做到远小于用于发射或者接收射频能量的天线的电尺寸，更加适应于微创手术的领域，减少患者佩戴的不适感。
[0023]可选的，所述接收天线的长度为40
‑
100mm。
[0024]通过采用上述技术方案，接收天线的长度缩短至远小于用于接收920MHz
‑
2.5GHz射频能量的天线，减少患者的创口以及治疗产生的不适感，更加适应于微创手术。
[0025]可选的，所述接收天线为圆柱状导丝结构，所述接收天线的直径为0.1
‑
0.2mm。
[0026]通过采用上述技术方案，接收天线的体积更小，更加减少患者产生的不适感。
[0027]可选的，所述发射天线使用柔性材料制成；所述发射天线外部包裹有生物相容性材料。
[0028]通过采用上述技术方案，减少患者佩戴时产生的不适感，并且使用生物相容性材料可以降低患者产生过敏反应的概率。
[0029]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0030]1.通过发射天线以及接收天线的设置，发射天线用于将射频能量发出，接收天线用于接收该射频能量，实现了射频天线在人体医疗领域的应用，通过设置发射天线以及接收天线的电长度，以及设置阻抗匹配器件，使得能量传输更匹配，能量传输的损耗更小，能
量传输效率更高；
[0031]2.通过连接器件与阻抗匹配器件扣合，可以使得能量传输的损耗更小，以及能量传输的一致性更好；
[0032]3.通过在阻抗匹配的基础上，设计发射天线和接收天线的电长度，本申请的发射天线与接收天线的电长度远小于用于接收920MHz
‑
2.5GHz的天线，更加适应微创手术的限制，减少患者产生的不适感。
附图说明
[0033]图1是本申请发射天线以及接收天线的整体结构示意图。
[0034]图2是为了体现阻抗匹配器件与馈电网络的结构示意图。
[0035]图3中图2中A处结构的局部放大图。
[0036]图4是连接器件的结构示意图。
[0037]图5是S21在仿真与猪肉实验与动物实验中的比较。
[0038]附图标记说明：1、发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人体植入物的射频天线系统，其特征在于：包括接收天线(2)以及发射天线(1)，所述发射天线(1)一端用于贴覆在人体皮肤或者衣物上，另一端用于与体外能控器连接，以将体外能控器传输的射频能量发射；所述接收天线(2)植入人体内部，用于接收所述发射天线(1)输送的射频能量，并将射频能量整流为给电刺激芯片供能的电压信号；所述发射天线(1)与接收天线(2)均为射频天线，所述发射天线(1)上设置有阻抗匹配器件(3)，所述接收天线(2)上设置有用于将接收到的射频能量整流的LC整流元件，所述发射天线(1)与所述接收天线(2)的电长度与体外能控器发出的射频能量匹配。2.根据权利要求1所述的人体植入物的射频天线系统，其特征在于：所述发射天线(1)包括与体外能控器连接以用于馈电的馈线(12)以及与所述馈线(12)端部连接的介质基板(11)，所述馈线(12)远离体外能控器的一端与所述阻抗匹配器件(3)连接，所述阻抗匹配器件(3)的阻抗值与源阻抗以及负载阻抗实现共轭匹配。3.根据权利要求2所述的人体植入物的射频天线系统，其特征在于：所述阻抗匹配器件(3)位于所述介质基板(11)的中心位置。4.根据权利要求2所述的人体植入物的射频天线系统，其特征在于：所述馈线(12)远离体外能控器的一端安装有连接器件(4)，所述连接器件(4)与所述阻抗匹配器件(3)扣合。5.根据权利要求4所述的人体植入物的射频天线系统，其特征在于：所述阻抗匹配器件(3)包括焊接在所述介质基板(11)的基座(31)、安装在所述基座(31)背离所述介质基板(11)一侧的扣合座(32)以及固定在所述基座(31)上的定位件(33)，沿所述扣合座(32)的侧壁开设有扣合槽(321)；所述连接器件(4)包括安装在所述馈线(12)远离体外能控器一端的连接扣件(41)以及安装在所述连接扣件(41)内部的用于与所述定位件(33)配合的限位件(42)，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐天睿，吴大晶，
申请(专利权)人：北京领创医谷科技发展有限责任公司，
类型：新型
国别省市：