用于调节TETS功率传递的方法技术

公开了一种在植入式医疗设备系统中的用于植入式医疗设备系统的TETS功率的调节的内部控制器、外部功率发射器以及方法。根据一个方面，一种植入式医疗设备系统的外部功率发射器中的方法包括：确定该外部功率发射器的外部线圈中的电流；将所确定的电流乘以供电电压以确定递送到该外部线圈的功率；以及通过调整该外部线圈中的该电流来控制递送到该外部线圈的该功率。的该功率。的该功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节TETS功率传递的方法


[0001]本技术整体涉及诸如左心室辅助设备(LVAD)的可植入医疗设备，并且更具体地涉及用于植入式医疗设备系统的TETS功率的调节。

技术介绍

[0002]参考图1，可植入LVAD系统10具有内部部件(在患者体内)和外部部件。LVAD系统10通常可包括：LVAD泵12、具有内部电池15的植入式控制器(i控制器)14、植入式内部经皮能量传递系统(TETS)线圈(i线圈)18、外部TETS线圈(e线圈)20，和具有可拆卸电池24的外部功率发射器21。在操作中，功率经由线圈18和20的相互耦合从外部功率发射器21供应到i控制器14，以便对i控制器14的内部电池15进行充电并且为LVAD泵12供电。线圈18和20经由电磁能通过空中(over the air)并通过身体传递功率。由外部功率发射器21供应的功率可例如来自可拆卸电池24或来自壁式插座。

技术实现思路

[0003]本公开的技术整体涉及用于植入式医疗设备系统的TETS功率的调节。
[0004]本公开提供了一种诸如左心室辅助设备(LVAD)系统的植入式医疗设备系统。该植入式医疗设备系统包括至少内部控制器、由内部控制器控制的内部植入式设备和与内部控制器通信的外部功率发射器。
[0005]根据一个方面，提供了一种植入式医疗设备系统的外部功率发射器。该外部功率发射器包括处理电路，该处理电路被配置成：确定外部功率发射器的外部线圈中的电流；将所确定的电流乘以供电电压以确定递送到外部线圈的功率；以及通过调整外部线圈中的电流来控制递送到外部线圈的功率。
[0006]根据该方面，在一些实施方案中，通过调整脉宽调制桥接电路的占空比来控制功率。在一些实施方案中，在桥接电路激活时确定电流。在一些实施方案中，至少部分地基于峰值线圈电流、桥接电路的脉宽以及电流近似于正弦波的假设来估计外部线圈中的电流。在一些实施方案中，处理电路被进一步配置成调整功率以考虑外部线圈中的电阻性损耗。在一些实施方案中，供电电压用来补偿电流比例积分微分(PID)控制器以在不同供电电压上维持恒定功率。在一些实施方案中，通过对桥接电路输出的连续测量来确定电流。在一些实施方案中，确定电流包括测量外部线圈中的峰值电流。
[0007]根据另一方面，提供了一种植入式医疗设备系统的外部功率发射器中的方法。该方法包括：确定外部功率发射器的外部线圈中的电流；将所确定的电流乘以供电电压以确定递送到外部线圈的功率；以及通过调整外部线圈中的电流来控制递送到外部线圈的功率。在一些实施方案中，通过调整脉宽调制桥接电路的占空比来控制功率。在一些实施方案中，在桥接电路激活时确定电流。在一些实施方案中，至少部分地基于峰值线圈电流、桥接电路的脉宽以及电流近似于正弦波的假设来估计外部线圈中的电流。在一些实施方案中，该方法还包括调整功率以考虑外部线圈中的电阻性损耗。在一些实施方案中，供电电压用
来补偿电流比例积分微分(PID)控制器以在不同供电电压上维持恒定功率。在一些实施方案中，通过对桥接电路输出的连续测量来确定电流。在一些实施方案中，确定电流包括测量外部线圈中的峰值电流。
[0008]根据又一方面，提供了一种植入式医疗设备系统的外部设备中的电流控制环路。该电流控制环路包括被配置成向外部设备的外部线圈输出电流的H桥接电路和处理电路。该处理电路被配置成：基于H桥接电路的电流输出来确定到外部线圈的电流；将所确定的电流乘以施加到外部线圈的供电电压以确定递送到外部线圈的功率；以及通过调整外部线圈中的电流来控制递送到外部线圈的功率，该调整是通过响应于所确定的电流来控制H桥接电路的脉宽调制(PWM)占空比来进行的。
[0009]根据该方面，在一些实施方案中，电流控制环路还包括被配置成控制H桥接电路的PWM占空比的电流比例积分微分(PID)控制器。在一些实施方案中，电流控制环路还包括被配置成测量外部线圈的电流的电流传感器，被配置成将所测量的电流与基于植入式医疗设备系统的整个内部线圈上的电压与目标电压之间的差的电流进行比较的处理电路。在一些实施方案中，H桥输出电流基于由外部设备外部的电源提供的供电电压。
[0010]本公开的一个或多个方面的细节在以下附图和描述中阐述。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开中描述的技术的其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
[0011]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更容易地获得对本专利技术及其伴随的优点和特征的更完整的理解，附图中：
[0012]图1是可植入LVAD系统的框图；
[0013]图2是实现用于植入式医疗设备系统的TETS功率的调节过程的植入式医疗设备系统的实施方案的框图。
[0014]图3是包括移动设备的植入式医疗设备系统的框图，该移动设备具有与该植入式医疗设备的内部控制器无线通信的移动应用程序；
[0015]图4是根据本文所阐述的原理构造的线圈电流控制环路的框图；并且
[0016]图5是根据本文所阐述的原理在植入式医疗设备的外部功率发射器中实现的过程的流程图。
具体实施方式
[0017]本文所述的一些实施方案涉及用于植入式医疗设备系统的TETS功率的调节。在具有用于发射和接收的谐振电感
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电容电路的TETS中，使用H桥驱动配置将交流电流(AC)功率从DC电源引入到用于传递的系统。对H桥驱动的占空比或脉宽的控制是控制递送到植入式医疗设备系统的植入式电路的功率水平的一种方法。然而，可用的输出功率和i线圈18和e线圈20中的电流水平不能通过对H桥驱动的占空比或脉冲的控制来直接控制。测量e线圈20中的峰值或均方根(RMS)电流水平以及调整占空比以维持恒定电流可约束e线圈20中的电流水平，但可仍然允许递送响应于变化的操作条件而变化的可用功率水平。
[0018]因此，一些实施方案提供测量和控制从电源递送到初级线圈的功率以维持可从次级线圈获得的几乎恒定的功率。对受控功率水平的进一步细化考虑了初级线圈中的电阻性
损耗。对递送到初级线圈的功率的测量可通过在H桥激活时测量输入到初级线圈的电流并且将所测量的电流乘以DC电压以获得功率的量度来执行。电流测量可以是对H桥驱动的连续测量。另选地，电流测量可以是基于对RMS或峰值初级线圈电流和H桥脉宽的了解，进一步基于对电流可接近地近似于正弦波的了解的组合的估计。
[0019]图2示出了植入式医疗设备系统26的一个示例性配置的框图，该植入式医疗设备系统具有诸如外部功率发射器22的外部部件和诸如被配置成执行本文所述的功能的内部控制器(i控制器)28的内部部件。如本文所用，术语“植入式医疗设备系统26”是指包括本文所述的植入式/可植入部件以及外部部件两者的系统。
[0020]i控制器28可具有处理电路30，该处理电路可包括处理器32和内部存储器34。处理器32可被配置成执行存储在内部存储器34中的计算机指令。那些指令可包括使处理器执行下文更详细描述的过程中的一些过程的指令。
[0021]来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种植入式医疗设备系统的外部功率发射器，所述外部功率发射器包括处理电路，所述处理电路被配置成：确定所述外部功率发射器的外部线圈中的电流；将所确定的电流乘以供电电压以确定递送到所述外部线圈的功率；以及通过调整所述外部线圈中的所述电流来控制递送到所述外部线圈的所述功率。2.根据权利要求1所述的外部功率发射器，其中通过调整脉宽调制桥接电路的占空比来控制所述功率。3.根据权利要求2所述的外部功率发射器，其中在所述桥接电路激活时确定所述电流。4.根据权利要求3所述的外部功率发射器，其中至少部分地基于峰值线圈电流、所述桥接电路的脉宽以及所述电流近似于正弦波的假设来估计所述外部线圈中的所述电流。5.根据权利要求1所述的外部功率发射器，其中所述处理电路被进一步配置成调整所述功率以考虑所述外部线圈中的电阻性损耗。6.根据权利要求1所述的外部功率发射器，其中所述供电电压用来补偿电流比例积分微分(PID)控制器以在不同供电电压上维持恒定功率。7.根据权利要求1所述的外部功率发射器，其中通过对桥接电路输出的连续测量来确定所述电流。8.根据权利要求1所述的外部功率发射器，其中确定所述电流包括测量所述外部线圈中的峰值电流。9.一种植入式医疗设备系统的外部功率发射器中的方法，所述方法包括：确定所述外部功率发射器的外部线圈中的电流；将...

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