【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植入式医疗仪器，涉及一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器。
技术介绍
1、植入式医疗设备是一种被设计用于植入患者体内的医疗设备，由体内电刺激器和体外控制器组成，两者通过双向无线通信交换消息。植入式医疗设备通常由电池、电路板、传感器和芯片等元件构成，植入式医疗设备依靠预定的程序和参数实现不同的疗法。将植入式医疗设备应用于骨修复治疗中是未来发展的一个重要方向。骨是人体最重要的器官之一，在各种人体器官移植数量中高居第二，运动损伤、先天变形、炎症性关节炎、骨坏死、肿瘤以及感染等都有可能引发骨缺损，尽管对骨损伤的治疗效果随着骨再生医学的发展有了显著提升，但仍然有部分骨损伤难以使用常规医疗方法治愈，尤其是针对骨延迟愈合或不愈合问题。电刺激是促进骨生长修复的有效方法，通过长期植入的电极和可植入的电流发生器将电流输送到骨修复部位来实现。在现有技术中，植入式电刺激医疗设备通常采用高能量密度的锂原电池进行供电，如锂-亚硫酸氯电池和锂-多氟化碳电池等，寿命大多较短。电池的容量是限制植入式电刺激医疗设备的主要因素，一旦电池电量耗尽，患者就不得不进行二次手术，更换植入式电刺激医疗设备的内置电池，这不仅造成了患者身体上的创伤，也为患者带来了巨大的经济压力。此外，在长期植入的情况下，电池的存在对患者身体是一个极大的安全隐患。近年来，随着无线能量传输技术的发展，开发寿命更长、使用更安全的植入式电刺激医疗设备已经成为未来发展的趋势。此外，目前的植入式骨修复电刺激设备还存在输出电流无法根据输出阻抗进行自适应调整，进而造成理论刺激电流
2、为了解决上述问题，可通过采用经皮无线传输电能的方式为植入式电刺激医疗设备的体内植入部分提供电能，该充电方式基于电磁耦合原理，利用电磁波穿透人体组织向植入式医疗设备的体内植入部分传递能量，通过调节发射能量的频率实现无线电能传输的效率优化，降低因电能传输效率低下造成的体内植入式医疗仪器的发热。通过对刺激环路中电信号的采样和滤波计算出当前刺激强度，进而通过调控算法对输出进行负反馈调节，最大程度的保证施加在生物组织上的电信号强度的精确性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器；本专利技术的目的之二在于提供一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器的控制方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、1、一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器，所述植入式电刺激仪器包括体内电刺激器和体外控制器；
4、所述体内电刺激器通过其接收感应耦合线圈与体外控制器的发射感应耦合线圈之间的电磁耦合获取电能；
5、所述体外控制器包括体外电源模块和分别通过电源线与体外电源模块相连的体外微处理器、体外蓝牙通讯模块、体外电流监测模块、按键模块、显示模块、无线供电发射模块，其中所述无线供电发射模块中含有发射感应耦合输电线圈；
6、所述体内电刺激器包括体内电源模块和分别通过电源线与体内电源模块相连的体内微处理器、体内蓝牙通讯模块、体内电流监测模块、刺激脉冲发生模块、无线供电接收模块，其中所述无线供电接收模块中含有接收感应耦合输电线圈；
7、所述体内电刺激器中不存在储能元件，只通过体内电刺激器的接收感应耦合线圈与体外控制器的发射感应耦合线圈之间的电磁耦合获取电能。
8、优选的，所述体外微处理器为具有iic、usart和spi外设的微处理器，所述体外微处理器为stm32f103c8t6微处理器；
9、所述体外电源模块包括锂电池以及与其连接的充电电路、升压电路以及降压稳压电路，所述体外电源模块的输出端与体外微处理器、体外蓝牙通讯模块以及体外电流监测模块相连；
10、所述显示模块为有机发光半导体屏幕；
11、所述按键模块包括增加键、减少键、换页键、换行键以及所述无线供电发射模块的无线供电开关键；
12、所述无线供电发射模块还包括磁耦合无线电能发射器和数字电阻。
13、优选的，所述体内处理器为具有adc、dac和usart外设的微处理器，所述体内处理器为stm32l052c8t6微处理器；
14、所述体内电源模块包括滤波电路、降压稳压电路和电压反相电路，所述电压反相电路的输入端与降压稳压电路连接，所述电压反相电路的输出与刺激脉冲发生模块的电源负极输入连接；
15、所述无线供电接收模块还包括倍压整流电路和接收端隔磁片；
16、所述体内蓝牙模块无线连接体外蓝牙模块，并以体外蓝牙模块作为主机，向体内微处理器传输控制指令；
17、所述刺激脉冲发生模块包括dac转换器、与dac转换器连接的仪表放大电路、与仪表放大电路连接的精密运放电路，所述的dac转换器为体内微处理器内部外设。
18、优选的，所述发射感应耦合输电线圈和接收感应耦合输电线圈均为一个或多个线圈。
19、优选的，所述体外控制器和体内电刺激器通过蓝牙进行通信。
20、优选的，所述体内电刺激器被具有生物相容性的材料包裹，所述具有生物相容性的材料包括医用硅脂或聚二甲基硅氧烷材料。
21、进一步优选的，所述体内电刺激器的实体为电路板，其中所述电路板与接收感应耦合输电线圈、隔磁片形成三层结构，其中所述接收感应耦合输电线圈下方依次设置有接收隔磁片和电路板。
22、2.上述植入式电刺激仪器的控制方法，所述控制方法是通过体外微处理器和体内微处理器的控制来进行；
23、所述体外微处理器通过外部中断服务子程序处理按键状态，所述体外微处理器每检测到按键按下产生一次外部中断，根据按下按键的不同调整参数并将参数展示在显示模块上，所述参数包括刺激电流大小、模式选择、刺激频率、刺激时间、通信连接状态、无线供电状态、刺激开/关状态；
24、所述体内微处理器通过串口中断服务子程序接收来自体外处理器发送的数据，体内微处理器的接收寄存器收到一个字符的数据产生一次串口中断，将数据读取到体内微处理器中，其中所述数据包括刺激电流大小、模式、刺激频率、电刺激开/关指令。
25、进一步优选的，当无线供电开启后，体外蓝牙模块自动搜索体内蓝牙信号建立连接，将控制指令传输至体内电刺激器，然后通过串口中断服务子程序接收来自体内微处理器发送的数据，处理后展示在显示模块上；
26、体内微处理器接收到指令数据后，选择相应的输出模式、计算输出电平的大小输出相应刺激信号，并调用反馈调整算法对输出进行调整。
27、优选的，所述体外微处理器检测到无线供电发射模块的无线供电状态为开启后，体外蓝牙通讯模块自动搜索体内蓝牙信号并建立连接，所述体外微处理器检测到蓝牙通讯连接后，体外微处理器通过串口将控制指令经体外蓝牙通讯模块发送至体内电刺激器；
28、所述体外微处理器通过串口中断服务子程序接收来自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述植入式电刺激仪器包括体内电刺激器和体外控制器；
2.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体外微处理器为具有IIC、Usart和SPI外设的微处理器；
3.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体内处理器为具有ADC、DAC和Usart外设的微处理器；
4.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述发射感应耦合输电线圈和接收感应耦合输电线圈均为一个或多个线圈。
5.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体外控制器和体内电刺激器通过蓝牙进行通信。
6.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体内电刺激器被具有生物相容性的材料包裹，所述具有生物相容性的材料包括医用硅脂或聚二甲基硅氧烷材料。
7.根据权利要求3所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体内电刺激器的实体为电路板，其中所述电路板与接收感应耦合输电线圈、隔磁片形成三层结构，其中所述接收感应耦合输电线圈下方依
8.根据权利要求1～7任一项所述植入式电刺激仪器的控制方法，其特征在于，所述控制方法是通过体外微处理器和体内微处理器的控制来进行；
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述体外微处理器检测到无线供电发射模块的无线供电状态为开启后，体外蓝牙通讯模块自动搜索体内蓝牙信号并建立连接，所述体外微处理器检测到蓝牙通讯连接后，体外微处理器通过串口将控制指令经体外蓝牙通讯模块发送至体内电刺激器；
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在所述体内电源模块接收的能量满足到所述体内电刺激器所需的功率时，体内微处理器开始工作；
...【技术特征摘要】
1.一种无源、具有负反馈调整刺激电流功能的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述植入式电刺激仪器包括体内电刺激器和体外控制器；
2.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体外微处理器为具有iic、usart和spi外设的微处理器；
3.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体内处理器为具有adc、dac和usart外设的微处理器；
4.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述发射感应耦合输电线圈和接收感应耦合输电线圈均为一个或多个线圈。
5.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体外控制器和体内电刺激器通过蓝牙进行通信。
6.根据权利要求1所述的植入式电刺激仪器，其特征在于，所述体内电刺激器被具有生物相容性的材料包裹，所述具有生物相容性的材料包括医用硅脂或聚二甲基硅氧烷...
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