阻抗测量电路架构制造技术

本公开提供了一种引线阻抗刺激架构以及双电流源极和汇极方法以输出双相电流脉冲并且测量刺激电极两端的所得感应电压以确定引线阻抗。电极接口上的共模电容可能对本公开的该刺激架构的影响很小，从而允许快速的电压上升时间和一致且准确的阻抗测量。另外，双源极和汇极在源极和汇极电路中的每一者上包括监测电路。在指示引线断裂、连接松动、引线迁移、绝缘泄漏等的开路的情况下，该监测电路可提供输出以具体地指示哪个电极无法达到正确的电流刺激幅度。以这种方式，本公开的技术还可在单引线阻抗测量中检测引线断裂。单引线阻抗测量中检测引线断裂。单引线阻抗测量中检测引线断裂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻抗测量电路架构


[0001]本公开涉及医疗装置，并且具体地涉及通过医疗装置测量阻抗。

技术介绍

[0002]经由一个或多个电极所携带的一根或多根引线感测患者信号和/或递送电治疗的医疗装置还可被配置为检查引线完整性，这是一种确保感测和/或治疗生成电路与目标组织之间的良好电连接的检查。一种类型的引线完整性测试涉及引线阻抗的测量。
[0003]为了测量引线阻抗，医疗装置可通过一根或多根引线上的两个或更多个电极输出电流或电压，并且测量所得电压或电流以使用欧姆定律计算包括这些电极的路径的阻抗。阻抗值相对低可指示电连接良好。引线阻抗高于阈值阻抗可指示存在问题，诸如引线断裂、连接松动、引线迁移、绝缘泄漏等。引线阻抗太低(例如，低于阈值)可指示短路。
[0004]医疗装置可类似地测量阻抗以用于其他目的。例如，医疗装置可测量阻抗以确定患者的特性，例如靠近两个或更多个电极的组织的特性。作为示例，医疗装置可测量阻抗以确定流体状态或监测患者的呼吸。

技术实现思路

[0005]一般来讲，本公开描述了用于经由医疗装置的电极测量阻抗的装置和技术，它们例如能够实现阻抗的一致且准确的测量。本公开的技术包括阻抗测量架构以及双电流源极和汇极(source and sink)方法以输出电流信号(例如，电流脉冲)并且测量电极两端的所得感应电压以确定阻抗。电极接口上的共模电容可能对本公开的阻抗测量架构的影响很小，从而允许快速的电压上升时间和一致且准确的阻抗测量。另外，双源极和汇极可在源极和汇极电路中的每一者上包括监测电路。在开路(例如，指示引线断裂、连接松动、引线迁移、绝缘泄漏等)的情况下，监测电路可提供输出以具体地指示哪个电极无法达到正确的电流幅度。以这种方式，本公开的技术还可在单引线阻抗测量中检测引线故障。
[0006]在一个示例中，本公开描述了一种阻抗测量装置，该阻抗测量装置包括源极刺激电路，该源极刺激电路包括被配置为控制源极刺激电流的第一开关；被配置为驱动该第一开关的控制端子的第一放大器；汇极刺激电路，该汇极刺激电路包括被配置为控制汇极刺激电流的第二开关；被配置为驱动该第二开关的控制端子的第二放大器；电流源极，该电流源极耦合到该源极刺激电路和该汇极刺激电路，使得该源极刺激电流的量值近似等于该汇极刺激电流的量值。
[0007]在另一个示例中，本公开描述了一种植入式医疗装置，该植入式医疗装置包括阻抗测量电路，其中该阻抗测量电路包括：源极刺激电路，该源极刺激电路包括被配置为控制源极刺激电流的第一开关；被配置为驱动该第一开关的控制端子的第一放大器；汇极刺激电路，该汇极刺激电路包括被配置为控制汇极刺激电流的第二开关；被配置为驱动该第二开关的控制端子的第二放大器；电流源极，该电流源极耦合到该源极刺激电路和该汇极刺激电路，使得该源极刺激电流的量值近似等于该汇极刺激电流的量值。
[0008]在另一个示例中，本公开描述一种方法，该方法包括由第一放大器驱动第一开关的控制端子，其中该第一放大器的输入端子耦合到电流源极；以及由该第一开关并且基于来自该第一放大器的输出控制源极刺激电流，其中该源极刺激电流连接到患者的组织；由第二放大器驱动第二开关的控制端子，其中该第二放大器的输入端子耦合到该电流源极；由该第二开关并且基于来自该第二放大器的输出控制汇极刺激电流，其中：该汇极刺激电流连接到该患者的该组织，该汇极刺激电流的量值近似等于该源极刺激电流的量值，该源极刺激电流和该汇极刺激电流在该患者的该组织处感应电压。
[0009]在下文的附图和描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。从描述和图式以及从权利要求书中，本公开的其他特征、目的和优势将是显而易见的。
附图说明
[0010]图1是被配置为测量两个或更多个电极之间的阻抗的植入式医疗装置系统的示例性概念图。
[0011]图2是被配置为测量两个或更多个电极之间的阻抗的示例性植入式医疗装置的功能框图。
[0012]图3是示出本公开的电流脉冲刺激电路的一种可能实施方式的示意图。
[0013]图4是示出用于测量阻抗的电流脉冲刺激电路的可能实施方式的示意图。
[0014]图5是示出根据本公开的一种或多种技术的用于测量阻抗的示例性采样和测量电路的示意图。
[0015]图6是示出连接到患者的组织的示例性引线接口的概念和示意图。
[0016]图7是示出不同引线阻抗测量技术的电压稳定时间之间的比较的时序图。
[0017]图8是示出根据本公开的一种或多种技术的用于电流源极刺激电路和汇极刺激电路中的每一者的监测电路的示例性实施方式的示意图。
[0018]图9是示出根据本公开的一种或多种技术的阻抗测量电路的示例性操作的流程图。
具体实施方式
[0019]本公开描述了在短时间段内测量引线阻抗以获得一致且准确的测量的技术。执行引线阻抗测试的装置(诸如医疗装置)可在电刺激治疗脉冲之间以及在医疗装置进行其他测量的时间段之间执行引线阻抗测试。在植入式心律装置(诸如起搏器、心律复律器
‑
除颤器或心脏再同步装置)的示例中，该装置可测量心脏组织去极化，并且在整个心动周期中递送起搏脉冲或其他电刺激治疗。每个心动周期可以是大约一秒或更短，仅留下几分之一秒来测量引线阻抗，并且不会干扰其他测量或治疗递送。
[0020]医疗装置治疗和测量电路可在电极接口上具有大量电容，因为电路用于提高生物电测量精度、患者安全和治疗递送。可增加该电容的一些电路可包括通道电容器、滤波器馈通电容器、递送电路、阻断FET等。现有引线阻抗测量电路的一些示例可执行双相电流刺激，然后测量刺激电极两端的感应电压以确定引线阻抗。由于短刺激脉冲宽度和大量电容，达到DC稳态以进行阻抗测量的时间常数通常可能太长，导致最终电压测量不准确。电极接口上的电容可减缓电压上升，使得引线阻抗测量电路可在电压改变时进行电压采样，导致测
量不一致。
[0021]在一些示例中，医疗装置可使用刺激差异测量来避免这种不一致的引线阻抗结果。对于刺激差异测量，医疗装置可执行具有不同电流幅度的两个或更多个电流刺激。装置的处理器可尝试测量时间常数并执行复杂的计算以提取将产生所测量的时间常数的引线阻抗。由于复杂的程序、密集的固件和处理器操作，刺激差异测量可能具有缺点。对于电池供电的装置，额外的处理器操作唤醒时间和多次刺激可消耗电力并缩短电池寿命。
[0022]相比之下，本公开的技术包括引线阻抗刺激架构以及双电流源极和汇极方法。本公开的技术可不再需要等待回转和稳定电极到组织接口上的共同节点电容，这使得电压在相对短(例如，小于100微秒(μs))的脉冲宽度内达到稳态值。以这种方式，当与其他技术相比时，本公开的技术使得医疗装置能够以减少的固件负担和复杂性实现更高程度的测量精度。在一些示例中，除了引线阻抗之外，本公开的技术还可用于测量生物阻抗。
[0023]另外，双源极和汇极可在源极和汇极电路中的每一者上包括监测电路。在指示引线断裂、连接松动、引线迁移、绝缘泄漏或类似连接问题的开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种阻抗测量装置，包括：源极刺激电路，所述源极刺激电路包括：被配置为控制源极刺激电流的第一开关；和被配置为驱动所述第一开关的控制端子的第一放大器；汇极刺激电路，所述汇极刺激电路包括：被配置为控制汇极刺激电流的第二开关；和被配置为驱动所述第二开关的控制端子的第二放大器；和参考电流，所述参考电流耦合到所述源极刺激电路和所述汇极刺激电路，使得所述源极刺激电流的量值近似等于所述汇极刺激电流的量值。2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述源极刺激电路从第一电源接收电力，所述汇极刺激电路从第二电源接收电力，并且所述第二电源的电压被电平移位，使得相对于接地参考电压，所述第二电源的所述电压在极性上与所述第一电源相反并且近似等于所述第一电源的电压。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的装置，其中所述第一开关包括正金属氧化物半导体场效应晶体管(P
‑
MOSFET)，并且所述第二开关包括负MOSFET(N
‑
MOSFET)。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的装置，其中：所述源极刺激电路的输出端子被配置为耦合到患者的组织；所述汇极刺激电路的输出端子被配置为耦合到所述患者的所述组织；并且所述源极刺激电流和所述汇极刺激电流被配置为在所述患者的所述组织处感应电压。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的装置，其中所述第一放大器的非反相端子连接到所述参考电流的第一端子；并且其中所述第二放大器的非反相端子连接到所述参考电流的第二端子。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的装置，其中所述参考电流是电流镜。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的装置，还包括第一监测电路，所述第一监测电路被配置为：确定所述第一开关的所述控制端子处的电压是否满足阈值；以及响应于确定所述控制端子处的所述电压满足所述阈值，输出所述电压满足所述阈值的指示。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的装置，其中所述阈值是第一阈值，所述装置还包括第二监测电路，所述第二监测电路被配置为：确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：