CN103768710A - 一种节能型植入式医疗系统及其无线通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型植入式医疗系统及其无线通信方法，包括植入式医疗器械、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器，植入式医疗器械按设定查询周期T定时打开第一无线通信模块向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令，如植入式医疗器械判断体外控制器未向其发送控制命令，则关闭第一无线通信模块进入通信关闭状态。与现有技术相比，当第一无线通信模块与第二无线通信模块建立通信后，第二无线通信模块始终处于侦听通信状态，而第一无线通信模块并非始终处于通信传输状态，而是大部分时间处于耗电较少的通信关闭状态，仅小部分时间处于通信传输状态，进而大大减少了电池能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种植入式医疗系统，尤其涉及一种节能型植入式医疗系统及其无线通信方法。
背景技术
植入式医疗系统通常包括植入式神经电刺激系统(包括脑深部电刺激DBS，植入式脑皮层刺激CNS，植入式脊髓电刺激SCS，植入式骶神经电刺激SNS，植入式迷走神经电刺激VNS等)、植入式心脏电刺激系统(俗称心脏起搏器)、植入式药物输注系统(IDDS)等。
以植入式神经电刺激系统为例，主要包括植入体内的神经刺激器、电极以及体外控制器。其中，神经刺激器通过延伸导线与电极相连接，从而将神经刺激器所产生的脉冲传输到电极，神经刺激器产生的脉冲信号由电极传输至特定神经靶点进行电刺激，从而使人体机能恢复到正常运作的状态。体外控制器包括医生程控仪、病人控制器。
如附图1所示，现有技术中，植入式神经电刺激系统的植入式神经刺激器和体外控制器采用无线通信技术进行通信。由于植入式神经刺激器和体外控制器在联机通信时的能耗较大，为了延长植入式神经刺激器的原电池的使用寿命，将植入式神经刺激器设置有两个工作状态，即休眠侦听状态和联机通信状态。在休眠侦听状态下，植入式神经刺激器通过其通信模块在一定时间内，打开通信模块侦听体外控制器(医生程控仪或病人控制器)是否有对它进行查询和唤醒的操作，如发现有唤醒信号则进入联机通信状态，如未发现有唤醒信号则在侦听周期的剩余时间关闭通信模块进入休眠状态以节约电能。
因此，在体眠侦听状态下，植入式神经刺激器的通讯模块基本处于关闭状态，只有在侦听时间段处于工作状态，由于侦听时间占整个侦听周期的比例非常小，因此通信的耗电量占整个神经刺激器的耗电量的比重非常小。
如附图2所示，当植入式神经刺激器进入到联机通信状态后，其通信模块处于工作状态，可以实时的与体外控制器进行通信。与休眠侦听状态相比，此时通信模块的耗电量较大。医生在使用医生程控仪进行参数调整时，可能长时间使植入式神经刺激器处于在联机通信状态下，例如20分钟。而这20分钟不仅包括了耗电量较大的通信数据交换时间，还包括了医生考虑设置参数等其他空白通信时间，且空白通信时间占比较大，仍然造成了电池的电能浪费。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种节能型植入式医疗系统及其无线通信方法，更加有效地节约电能消耗延长植入式医疗器械的使用寿命。
根据本发明所提供的技术方案，一种节能型植入式医疗系统，包括植入式医疗器械、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器，所述植入式医疗器械包括第一无线通信模块和第一微处理控制模块，所述体外控制器包括第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块建立通信后，所述第二无线通信模块始终处于侦听通信状态，所述植入式医疗器械的第一无线通信模块至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，所述植入式医疗器械按查询周期T定时向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令，此时所述第一无线通信模块处于开启状态，如所述植入式医疗器械判断体外控制器未向其发送控制命令，所述第一微处理控制模块关闭第一无线通信模块使其处于关闭状态，所述第一无线通信模块自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，所述第一无线通信模块自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
优选地，所述第二无线通信模块收到第一无线通信模块发送的查询指令后，如此时医生并未输入控制指令则向第一无线通信模块响应“无控制指令”信息，如此时医生输入了控制指令则向第一无线通信模块响应对应的“控制指令”信息。
优选地，所述第一无线通信模块向第二无线通信模块发送查询指令后，如所述第一无线通信模块在设定时间T2内未收到任何第二无线通信模块的响应信息，则所述植入式医疗器械判断为所述体外控制器未向其发送控制命令。
优选地，所述查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，所述第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，所述第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，所述第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms。
优选地，所述植入式医疗器械包括植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
本发明还公开了一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，所述植入式医疗系统包括植入式医疗器械、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器，所述植入式医疗器械包括第一无线通信模块，所述体外控制器包括第二无线通信模块，包括如下步骤：
A：所述植入式医疗器械的第一无线通信模块与所述体外控制器的第二无线通信模块建立通信，所述第二无线通信模块始终处于侦听通信状态；
B：所述植入式医疗器械按查询周期T定时开启所述第一无线通信模块向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令；
C：如所述植入式医疗器械收到体外控制器发出的“无控制指令”指令或在设定时间T2内未收到任何响应信息，关闭所述第一无线通信模块。
优选地，所述植入式医疗器械的第一无线通信模块至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，所述第一无线通信模块自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，所述第一无线通信模块自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
优选地，所述查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，所述第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，所述第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，所述第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms。
优选地，还包括步骤D：如所述植入式医疗器械判断体外控制器向其发送了控制指令，所述体外控制器则向第一无线通信模块响应对应的控制指令。
优选地，所述植入式医疗器械包括植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
与现有技术相比本发明的优点是：由于本发明的植入式医疗器械包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，植入式医疗器械按设定查询周期T定时打开第一无线通信模块向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令，此时第一无线通信模块进入通信传输，如植入式医疗器械判断体外控制器未向其发送控制命令，则关闭第一无线通信模块进入通信关闭状态。
因此，与现有技术相比，当第一无线通信模块与第二无线通信模块建立通信后，第二无线通信模块始终处于侦听通信状态，而第一无线通信模块并非始终处于通信传输状态，而是大部分时间处于耗电较少的通信关闭状态，仅小部分时间处于通信传输状态，进而大大减少了电池能耗。
附图说明
附图1为现有技术中的具有休眠侦听状态和联机通信状态的植入式医疗器械无线通信方式示意图；
附图2为现有技术中的植入式医疗器械在联机通信状态下的通信工作方式示意图；
附图3为本发明的植入式医疗器械在联机通信状态下的通信工作方式示意图(收到“无控制指令”的通信过程)；
附图4为本发明的植入式医疗器械在联机通信状态下的通信工作方式示意图(未收到任何指令的通信过程)；
附图5为本发明的植入式医疗系统的结构示意图；
其中：
10、植入式医疗器械；11、第一无线通信模块；12、第一微处理控制模块；20、体外控制器；21、第二无线通信模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如附图3所示，一种节能型植入式医疗系统，包括植入式医疗器械10、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器20，所述植入式医疗器械10包括第一无线通信模块11和第一微处理控制模块12，所述体外控制器20包括第二无线通信模块21，当医生需要向植入式医疗器械发送查询信息时，通过操作体外控制器20由第二无线通信模块21向第一无线通信模块11发送无线通信信号。
第一无线通信模块11与第二无线通信模块21建立通信后，第二无线通信模块21始终处于侦听通信状态，即能够即时收到植入式医疗器械10向其发送的无线信号。植入式医疗器械10按设定查询周期T定时打开第一无线通信模块11向体外控制器20发送查询指令，用于查询体外控制器20是否向植入式医疗器械10发送控制指令，如果植入式医疗器械10判断体外控制器未向其发送控制命令，第一微处理控制模块12关闭第一无线通信模块11使其处于关闭状态。
因此本发明的植入式医疗器械10的第一无线通信模块11至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，第一无线通信模块11自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，第一无线通信模块11自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
植入式医疗器械10如何判断体外控制器未向其发送控制命令，本发明提供了两种实现方式。一种是第二无线通信模块21收到第一无线通信模块11发送的查询指令后，如此时医生并未输入控制指令则向第一无线通信模块11响应“无控制指令”信息。植入式医疗器械10收到该“无控制指令”信息后，则判断体外控制器20未向其发送控制命令，此时植入式医疗器械10立即进入到通信关闭状态。
另一种实现方式是，植入式医疗器械10在设定时间T2内，如果未收到第二无线通信模块21发送的任何响应信号，此时植入式医疗器械10则判断体外控制器20未向其发送控制命令，此时植入式医疗器械10也进入到通信关闭状态。只有当植入式医疗器械10判断体外控制器20未向其发送控制命令后，才关闭第一无线通信模块11，因此能够大大节约电池能耗。
如果在通信传输状态下医生输入了控制指令，则第二无线通信模块21向第一无线通信模块11响应对应的“控制指令”信息，待信息传输完成后植入式医疗器械10判断体外控制器20无控制命令了，进入通信关闭状态。
查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，可设置查询周期T为0.2、0.5或0.8s。第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，比如设为600ms、800ms或900ms。第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms，比如设为80ms、100ms、150ms。
本实施方式中的植入式医疗器械包括但不限于植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
本发明还提供了一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，所述植入式医疗系统包括植入式医疗器械10、可与所述植入式医疗器械10无线通信的体外控制器20，所述植入式医疗器械10包括第一无线通信模块11，所述体外控制器20包括第二无线通信模块21，包括如下步骤：
A：所述植入式医疗器械10的第一无线通信模块11与所述体外控制器20的第二无线通信模块21建立通信，所述第二无线通信模块21始终处于侦听通信状态；
B：所述植入式医疗器械10按查询周期T定时开启所述第一无线通信模块11向体外控制器20发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械10发送控制指令；
C：如所述植入式医疗器械10收到体外控制器20发出的“无控制指令”指令或在设定时间T2内未收到任何响应信息，关闭所述第一无线通信模块11；
D：如所述植入式医疗器械10判断体外控制器20向其发送了控制指令，所述体外控制器20则向第一无线通信模块11响应对应的控制指令。
步骤C和步骤D是并列的关系，当执行完步骤D后如体控制器20无任何控制命令了，再执行步骤C。
植入式医疗器械10的第一无线通信模块11至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，所述第一无线通信模块11自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，所述第一无线通信模块11自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，可设置查询周期T为0.2、0.5或0.8s。第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，比如设为600ms、800ms或900ms。第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms，比如设为80ms、100ms、150ms。T2通常是根据第一无线通信模块11和第二无线通信模块21之间的一来一回传输时间加上第二通信模块的处理时间再加上一定的阈量来设定的。
植入式医疗器械10包括但不限于植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
本发明的植入式医疗器械包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，植入式医疗器械按设定查询周期T定时打开第一无线通信模块向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令，此时第一无线通信模块进入通信传输，如植入式医疗器械判断体外控制器未向其发送控制命令，则关闭第一无线通信模块进入通信关闭状态。
因此，与现有技术相比，当第一无线通信模块与第二无线通信模块建立通信后，第二无线通信模块始终处于侦听通信状态，而第一无线通信模块并非始终处于通信传输状态，而是大部分时间处于耗电较少的通信关闭状态，仅小部分时间处于通信传输状态，进而大大减少了电池能耗。
以上对本发明的具体实施方式进行了描述。本文中对于本发明的描述是说明性的，因而本发明的范围不应限制于上述具体实施方式。本领域技术人员应清楚，在不脱离本发明的主旨或本质特征的情况下，对上述具体实施方式进行其他变形或改变，也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种节能型植入式医疗系统，包括植入式医疗器械、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器，其特征在于：所述植入式医疗器械包括第一无线通信模块和第一微处理控制模块，所述体外控制器包括第二无线通信模块，所述第一无线通信模块与第二无线通信模块建立通信后，所述第二无线通信模块始终处于侦听通信状态，所述植入式医疗器械的第一无线通信模块至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，所述植入式医疗器械按查询周期T定时向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令，此时所述第一无线通信模块处于开启状态，如所述植入式医疗器械判断体外控制器未向其发送控制命令，所述第一微处理控制模块关闭第一无线通信模块使其处于关闭状态，所述第一无线通信模块自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，所述第一无线通信模块自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
2.根据权利要求1所述的一种节能型植入式医疗系统，其特征在于：所述第二无线通信模块收到第一无线通信模块发送的查询指令后，如此时医生并未输入控制指令则向第一无线通信模块响应“无控制指令”信息，如此时医生输入了控制指令则向第一无线通信模块响应对应的“控制指令”信息。
3.根据权利要求1所述的一种节能型植入式医疗系统，其特征在于：所述第一无线通信模块向第二无线通信模块发送查询指令后，如所述第一无线通信模块在设定时间T2内未收到任何第二无线通信模块的响应信息，则所述植入式医疗器械判断为所述体外控制器未向其发送控制命令。
4.根据权利要求3所述的一种节能型植入式医疗系统，其特征在于：所述查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，所述第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，所述第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，所述第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms。
5.根据权利要求1所述的一种节能型植入式医疗系统，其特征在于：所述植入式医疗器械包括植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
6.一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，所述植入式医疗系统包括植入式医疗器械、可与所述植入式医疗器械无线通信的体外控制器，所述植入式医疗器械包括第一无线通信模块，所述体外控制器包括第二无线通信模块，其特征在于：包括如下步骤：
A：所述植入式医疗器械的第一无线通信模块与所述体外控制器的第二无线通信模块建立通信，所述第二无线通信模块始终处于侦听通信状态；
B：所述植入式医疗器械按查询周期T定时开启所述第一无线通信模块向体外控制器发送查询指令，用于查询体外控制器是否向植入式医疗器械发送控制指令；
C：如所述植入式医疗器械收到体外控制器发出的“无控制指令”指令或在设定时间T2内未收到任何响应信息，关闭所述第一无线通信模块。
7.根据权利要求6所述的一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，其特征在于：所述植入式医疗器械的第一无线通信模块至少包括通信传输状态和通信关闭状态两个工作状态，所述第一无线通信模块自开启状态至关闭状态期间处于通信传输状态，所述第一无线通信模块自关闭状态至下一个查询周期T开启状态期间处于通信关闭状态。
8.根据权利要求6所述的一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，其特征在于：所述查询周期T是第一无线通信模块开启时间T1与关闭时间t的和，所述第一无线通信模块关闭时间t的设定范围是200ms～5s，所述第一无线通信模块的设定时间T2大于或等于第一无线通信模块的开启时间T1，所述第一无线通信模块的设定时间T2的设定范围是50ms～200ms。
9.根据权利要求6所述的一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，其特征在于：还包括步骤D：如所述植入式医疗器械判断体外控制器向其发送了控制指令，所述体外控制器则向第一无线通信模块响应对应的控制指令。
10.根据权利要求6所述的一种节能型植入式医疗系统无线通信方法，其特征在于：所述植入式医疗器械包括植入式神经刺激器、植入式心脏起搏器、植入式骶神经刺激器。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Address after: Building C16, biological nano Park, 218 Xinghu street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province Patentee after: Jingyu Medical Technology (Suzhou) Co.,Ltd. Address before: 215123 C16, biological nano Park, 218 Xinghu street, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province Patentee before: SCENERAY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |