CN104022344B - 植入式眼压检测微系统的天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植入式眼压检测微系统的天线，天线为圆环形偶极子天线，工作频率为800MHz~1GHz。所述天线可以包括衬底、金属层，衬底为平面圆环形，金属层附着在平面圆环形衬底的一面，金属层包括两段金属层，两段金属层呈环形对称结构，两段金属层的相对称的其中两端用于分别与电路芯片的双端差动输入接口连接，衬底可以为聚甲基丙烯酸甲酯材料，金属层可以为铝材料，衬底的外圆直径小于11.78mm，内圆直径大于等于4mm。本发明的植入式眼压检测微系统的天线，电磁波人体吸收相对较小，路径损耗较小，能增加植入式眼压检测微系统的工作距离，对人眼的健康影响较小，并且天线体积更小，适合眼内植入。

Description

植入式眼压检测微系统的天线

技术领域

本发明涉及植入式医疗技术，特别涉及一种植入式眼压检测微系统的天线。

背景技术

植入式眼压检测微系统可以植入到眼睛前房内，完成对眼压的无线实时连续检测，该系统需要电磁波供能，植入式眼压检测微系统的天线需要完成电磁波能量收集和信号的发送。目前用于植入式眼压检测微系统的天线主要有近场工作的线圈天线，采用近场天线的植入式眼压检测微系统工作距离较短。另外一些用于植入式眼压检测微系统的天线采用超高频2.4GHz的远场天线，体积较小，但人体对高频电磁波的吸收降低了天线增益，另外研究表明尽管在能量密度满足现行标准情况下，2.4GHz或更高频率电磁波会造成晶状体混浊和视神经损害，进而对视觉系统造成损害。

一般天线设计时材料选择主要考虑天线特性即可，鉴于植入式眼压检测微系统的天线工作于眼内环境要求，材料选择应该考虑生物兼容性等特性，另外生物MEMS(微机电系统)中常采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，PI(聚酰亚胺)等材料，透水性较强，在水环境下天线性能改变较大，天线设计较为困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种植入式眼压检测微系统的天线，电磁波人体吸收相对较小，路径损耗较小，能增加植入式眼压检测微系统的工作距离，对人眼的健康影响较小，并且天线体积更小，适合眼内植入，且最大增益沿眼睛前方呈轴对称分布，能减小天线对人眼的损害，并能使植入式眼压检测微系统在眼内位置放置灵活。

为解决上述技术问题，本发明提供的植入式眼压检测微系统的天线，为圆环形偶极子天线，工作频率为800MHz～1GHz。

较佳的，所述天线包括衬底、金属层；

所述衬底为平面圆环形；

所述金属层附着在平面圆环形衬底的一面；

所述金属层包括两段金属层，两段金属层呈环形对称结构，两段金属层的相对称的其中两端用于分别与电路芯片的双端差动输入接口连接。

较佳的，所述衬底为聚甲基丙烯酸甲酯材料；

所述金属层为铝材料。

较佳的，平面圆环形的所述衬底，外圆直径小于11.78mm，内圆直径大于等于4mm。

较佳的，每段金属层，包括外弧金属层、内弧金属层、连接金属层；

所述连接金属层两端分别接所述外弧金属层、内弧金属层；

所述外弧金属层、内弧金属层及衬底同圆心。

较佳的，所述天线的工作频率为915MHz；

所述衬底，外圆直径为5.7mm，内圆直径为4mm，厚度为0.04mm～0.06mm；

所述金属层，厚度为0.01mm～0.1mm。

本发明的植入式眼压检测微系统的天线，通过选择合适的工作频率和衬底材料，并根据人眼实际尺寸和电学参数设计，可以实现植入式眼压检测微系统通过电磁波完成能量和信息传递的功能，同时满足生物兼容，电磁兼容和使用无副作用等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的植入式眼压检测微系统的天线一实施例示意图；

图2是本发明的植入式眼压检测微系统的天线置于眼睛前房后的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

植入式眼压检测微系统的天线，为圆环形偶极子天线，工作频率为800MHz～1GHz,较佳的工作频率为915MHz。

实施例一中，选择800MHz～1GHz作为植入式眼压检测微系统的天线的工作频率，天线直接共轭匹配植入式眼压检测微系统输入阻抗，相对于工作在2.4GHz天线，该频段天线的电磁波人体吸收相对较小，路径损耗较小，增加了植入式眼压检测微系统工作距离，减小了其对人眼的健康影响。而相对于美国联邦通信委员会(FCC)和欧洲电信标准协会(ETSI)所规定的402-405MHz无线植入式医疗设备工作频段，800MHz～1GHz频段天线体积更小，适合眼内等小尺寸人体组织的植入。

实施例二

基于实施例一，植入式眼压检测微系统的天线，如图1所示，包括衬底1、金属层2；

所述衬底1为平面圆环形；

所述金属层2附着在平面圆环形衬底的一面；

所述金属层2包括两段金属层，两段金属层呈环形对称结构，两段金属层的相对称的其中两端用于与分别电路芯片3的双端差动输入接口连接。

实施例二中，植入式眼压检测微系统的天线的金属层2呈环形对称分布，该结构既可以减小天线面积，也可以使其辐射方向在侧向四周分布均匀，最大增益处为眼睛侧面，且最大增益沿眼睛前方呈轴对称分布，能减小天线对人眼的损害，并能使植入式眼压检测微系统在眼内位置放置灵活。

实施例三

基于实施例二，所述衬底1为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料；

所述金属层2为铝材料。

实施例三中，选取PMMA材料作为天线衬底材料，PMMA已在多种植入式医疗系统中采用，具有很好的生物兼容性，并且PMMA相比于PDMS(聚二甲基硅氧烷)和聚酰亚胺，不易有水分侵入材料内部，从而不会因长期液体浸泡而影响天线性能，能满足植入式眼压检测微系统的生物兼容性和稳定性要求。

实施例四

基于实施例三，平面圆环形的所述衬底1，外圆直径小于11.78mm，内圆直径大于4mm。

如图2所示，人眼前房6直径为12.11mm±0.33mm，天线衬底1直径小于11.78mm，能保证天线直径小于最小的人眼前房6直径；天线为平面圆环形结构，因为天线中的金属层2材料多为不透明材料，天线中间不能有金属层2材料，即不得影响瞳孔进光，一般人眼瞳孔直径变化范围为2.5mm～4mm，因此天线中间透光区域为直径大于等于4mm的圆。实施例四的天线能确保植入式眼压检测微系统不影响人眼正常使用。

实施例五

基于实施例四，植入式眼压检测微系统的天线的金属层，每段金属层包括外弧金属层21、内弧金属层22、连接金属层23；

所述连接金属层23两端分别接所述外弧金属层21、内弧金属层22；

所述外弧金属层21、内弧金属层22及衬底1同圆心。

较佳的，所述天线的工作频率为915MHz；所述衬底，外圆直径为5.7mm，内圆直径为4mm，厚度为0.04mm～0.06mm；所述金属层，厚度为0.01mm～0.1mm。

实施例五植入式眼压检测微系统的天线，可实现最大增益为-15dBi，在满足中国国内标准电磁波功率的情况下，可以实现大于10cm的工作距离。

本发明的植入式眼压检测微系统的天线，通过选择合适的工作频率和衬底材料，并根据人眼实际尺寸和电学参数设计，可以实现植入式眼压检测微系统通过电磁波完成能量和信息传递的功能，同时满足生物兼容，电磁兼容和使用无副作用等特点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种植入式眼压检测微系统的天线，其特征在于，所述天线为圆环形偶极子天线，工作频率为800MHz～1GHz；

所述天线包括衬底、金属层；

所述衬底为平面圆环形；

所述金属层附着在平面圆环形衬底的一面；

所述金属层包括两段金属层，两段金属层呈环形对称结构，两段金属层的相对称的其中两端用于分别与电路芯片的双端差动输入接口连接；两段金属层的相对称的另外两端断开；

平面圆环形的所述衬底，外圆直径小于11.78mm，内圆直径大于等于4mm。

2.根据权利要求1所述的植入式眼压检测微系统的天线，其特征在于，

所述衬底为聚甲基丙烯酸甲酯材料；

所述金属层为铝材料。

3.根据权利要求2所述的植入式眼压检测微系统的天线，其特征在于，

每段金属层，包括外弧金属层、内弧金属层、连接金属层；

所述连接金属层两端分别接所述外弧金属层、内弧金属层；

所述外弧金属层、内弧金属层及衬底同圆心。

4.根据权利要求3所述的植入式眼压检测微系统的天线，其特征在于，

所述天线的工作频率为915MHz；

所述衬底，外圆直径为5.7mm，内圆直径为4mm，厚度为0.04mm～0.06mm；

所述金属层，厚度为0.01mm～0.1mm。