CN105148402A - 具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 - Google Patents
具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105148402A CN105148402A CN201510467374.9A CN201510467374A CN105148402A CN 105148402 A CN105148402 A CN 105148402A CN 201510467374 A CN201510467374 A CN 201510467374A CN 105148402 A CN105148402 A CN 105148402A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- input
- circuit
- outfan
- external
- protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置,属于植入式医疗仪器技术领域。该充电式植入医疗装置包含保护和限制两种功能,保护功能包括:植入可充电电池温度保护,植入钛壳温度保护,电池保护电路,体外充电线圈温度保护;限制功能包括:体内接收功率限制,磁感应强度限制,充电效率限制和体外发射功率限制。植入可充电电池保护电路在下述可能对电池造成损坏的情况下全面保护:过压、欠压、过流和负载短路。本发明具有全面保护充电式植入医疗装置热安全,电池安全和电磁安全的特点。
Description
技术领域
本发明涉及用于植入式医疗仪器的具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置,属于植入式医疗仪器技术领域。
背景技术
近年来,随着无线技术和锂充电电池技术的发展,可充电的植入式医疗仪器产品已经成为发展的主流趋势。植入式医疗仪器植入患者体内,需要采用经皮无线充电方式,该充电方式一般基于电磁耦合原理,利用电磁场穿透人体皮肤向植入式医疗仪器传递能量。
植入式医疗仪器一般使用具有生物相容性的金属钛密封,由于电磁耦合过程中钛外壳存在涡流效应等影响,易引发充电过程中植入式医疗仪器发热问题。同时,充电过程中很难对植入体内的钛外壳内部的耦合线圈准确对位,存在由于体内外耦合线圈对位位置过偏或充电对位时间过长引起体内植入式医疗仪器发热增加的问题。金属介质,对位位置,不同充电阶段充电功率变化以及体内能量接收线圈体积受限带来的发热问题是影响可充电植入式医疗仪器安全性的核心问题。2012年FDA网站显示有这类产品烫伤引发的大规模召回。闭环长距离充电专利WO2009/055579A1,对体内过热通过体内外通信传递到体外的方式进行保护,但是,并未对充电电池温度和植入钛壳温度实施体内硬件即时保护,也未能通过对体内接收功率和体外发射功率进行最大值限制来有效控制体内植入物发热。US7225032B2也未对热安全性给出全面的保护方案。
植入可充电电池与一般锂离子电池相比,电池壳是钛或钛合金等材料。锂离子电池具有优异的性能,然而要避免过充和过放。如果严重过充发生,锂离子电池可能会热失控,导致电池泄露等发生。如果锂离子电池过放,可能导致电池内部短路,以及可能的热失控。因此,电池安全保护是必要的。对植入可充电电池保护,US6553263B1给出了一种电池保护方案,但未给出电池放电电流保护恢复和负载短路电流保护恢复情况下,满足自恢复阻抗条件的解决方案。
为了保证充电过程中RF能量对人体组织的安全性,国际专利申请WO2009/055579A1采用体外专门磁感应强度传感线圈传感,增加了系统的体积和复杂度。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置,对充电式植入医疗装置在热安全,电池安全和电磁安全方面实施全面保护,以保证充电式植入医疗装置的安全性。
为了实现上述发明目的,本发明采用如下的技术方案:
一种充电式植入医疗装置,包括体外部分和体内部分,在充电过程中,所述体外部分利用电磁场向所述体内部分传递能量,其特征在于:
所述植入医疗装置包括保护功能部和限制功能部;
所述保护功能部包括植入可充电电池温度保护部、电池保护电路、外壳温度保护部和体外充电线圈温度保护部;
所述限制功能部包括体内接收功率限制部、磁感应强度限制部、充电效率限制部和体外发射功率限制部。
优选地,所述植入可充电电池温度保护部包括电池温度采样部、第一比较保护部和电池温度反馈部;可充电电池的输出端与所述电池温度采样部的输入端相连,电池温度采样部的输出端与所述第一比较保护部的输入相连,第一比较保护部的输出与体内部分的充电控制部的输入端相连,充电控制部的输出与所述体内部分的体内通信电路的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与所述体外部分的体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出与电池温度反馈部的输入端相连,电池温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当可充电电池的电池温度采样结果超过第一比较保护部设定的温度最大值,充电控制电路直接切断体内充电电路连接,停止充电过程,然后通过体内通信电路和体外通信电路将电池温度传递到体外,对能量发射电路进行调整。
优选地,所述外壳温度保护部包括外壳温度采样部、第二比较保护部;所述外壳温度采样部的输出端与第二比较保护部的输入端相连,第二比较保护部的输出端与充电控制部的输入相连,充电控制部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与体外通信电路的输入相连,体外通信电路的输出端与外壳温度反馈部的输入端相连,外壳温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当外壳温度采样结果超过第二比较保护部设定的温度最大值,充电控制电路直接切断体内充电电路连接,停止充电过程,然后通过体内通信电路和体外通信电路将外壳温度传递到体外对能量发射电路进行调整。
优选地,体内部分的可充电电池与所述电池保护电路、充电电路/用电电路依次串联相连;所述可充电电池的输出端与保险丝的输入端相连,保险丝的输出端与充电开关管的输入端相连,充电开关管的输出端与放电开关管的输入端相连,放电开关管的输出端与并联连接的电阻和切换开关管的输入端相连,并联连接的电阻和切换开关管的输出与充电电路/用电电路的输入端相连;放电开关管的控制端与并联相连的放电过电流检测电路、放电过电压检测电路和负载短路检测部相连;当放电过电流,放电过电压或者负载短路任何一路检测值超出预定值,与之相连的放电开关管断开,停止放电过程;充电开关管的控制端与并联相连的充电过电压检测电路和充电过电流检测相连,当充电过电压或者充电过电流任何一路检测值超出预定值,与之相连的充电开关管断开,停止充电过程。
优选地,所述体外充电线圈温度保护部包括体外充电线圈温度采样部、第三比较保护部;所述体外充电线圈温度采样部的输出端与第三比较保护部的输入端相连,第三比较保护部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当所述体外充电线圈的温度超过所述第三比较保护部设定的温度最大值,调整能量发射电路的发射强度。
优选地,所述体内接收功率限制部包括体内接受功率采样部、体内接收功率反馈部;所述体内部分的整流滤波电路的输出端连接体内接收功率采样部的输入端,体内接收功率采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与体外通信电路的输入相连,体外通信电路的输出端与体内接收功率反馈部的输入端相连,体内接收功率反馈部的输出端与第一比较限制部的输入端相连,第一比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当体内接收功率反馈部的输出值大于第一比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度,从而降低整流滤波电路接收到的体内接收功率。
优选地,所述磁感应强度限制部利用体内部分的能量接收线圈作为磁感应强度传感线圈,其输出端连接磁感应强度采样部的输入端,磁感应强度采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出端与体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出端与磁感应强度反馈部相连,磁感应强度反馈部的输出端与第二比较限制部的输入端相连,第二比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当磁感应强度反馈部的输出值大于第二比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度,从而降低体内能量接收线圈接收到的磁感应强度。
优选地,所述充电效率限制部包括体外发生功率采样部;所述体外部分的能量发射电路的输出端连接体外发射功率采样部的输入端,体外发射功率采样部的输出端与充电效率计算部的正极输入端相连;无线能量接收电路的输出端连接充电接收功率采样部的输入端,充电接收功率采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出端与体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出端与充电接收功率反馈部的输入端相连,充电接收功率反馈部的输出端与充电效率计算部的负极输入端相连;充电效率计算部的输出端与第三比较限制部的输入端相连,第三比较限制部的输出端与对位调整部的输入端相连,对位调整部的输出与能量发射电路的输入端相连;通过体外发射功率采样部和体内充电接收功率反馈部的输出计算获得充电效率实时反馈值,当充电效率大于第三比较限制部的限制值,通过对位调整部调整体内外线圈的对位关系和调整能量发射电路的体外能量发射强度。
优选地,体外发射功率限制部包括体外发生功率采样部。体内能量发射电路的输出连接体外发射功率采样部的输入端,体外发射功率采样部的输出端与第四比较限制部的输入端相连,第四比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当体外发射功率采样部的输出值大于第四比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度。
优选地,所述外壳为钛外壳。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)对热安全性实时全面的保护方案。该充电式植入医疗装置包含保护和限制两种功能,保护功能包括:植入可充电电池温度保护,植入钛壳温度保护,电池保护电路,体外充电线圈温度保护;限制功能包括:体内接收功率限制,磁感应强度限制,充电效率限制和体外发射功率限制。其中,植入可充电电池温度保护,植入钛壳温度保护和电池保护电路,在超保护限值时实施体内硬件实时保护,直接断开体内电路连接,保护更迅速有效。其他保护和限制措施,通过调整体外发射功率来控制体内植入物发热。
(2)植入可充电电池保护方案。体内植入可充电电池保护电路,在过压(充电过电压)、欠压(放电过电压)、过流(放电过电流和充电过电流)和负载短路等可能对电池造成损坏的情况下,全面保护植入电池。且在电池过放电流保护和负载短路电流保护状态解除后均能够恢复正常工作,同时正常工作时功耗不受影响。当电流非常大的情况下,保险丝熔断,永久断开可充电电池和电路。
(3)电磁安全保护方案,利用体内能量接收线圈作为传感线圈,降低了系统的体积和复杂度。
本发明具有全面保护充电式植入医疗装置热安全,电池安全和电磁安全的特点。
附图说明
图1充电式植入医疗装置保护和限制功能示意图
图2保护和限制功能软件示意图
图3植入可充电电池保护示意图
图4植入可充电电池和钛壳温度保护示意图
图5体外耦合线圈温度保护示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置的实施方式做出详细说明。提供一种具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置,对充电式植入医疗装置在热安全,电池安全和电磁安全方面实施全面保护,以保证充电式植入医疗装置的安全性。该充电式植入医疗装置包含保护和限制两种功能,保护功能包括:植入可充电电池温度保护,植入钛壳温度保护,电池保护电路,体外充电线圈温度保护;限制功能包括:体内接收功率限制,磁感应强度限制,充电效率限制和体外发射功率限制。其中,植入可充电电池温度保护,植入钛壳温度保护和电池保护电路,在超保护限值时是首先直接断开体内电路,保护更迅速,有效。植入可充电电池保护电路在下述可能对电池造成损坏的情况下全面保护:过压(充电过电压)、欠压(放电过电压)、过流(放电过电流和充电过电流)和负载短路。且在电池过放电流保护和负载短路电流保护状态解除后均能够恢复正常工作,同时正常工作时功耗不受影响。当电流非常大的情况下,保险丝熔断,永久断开可充电电池和电路。
图1是充电式植入医疗装置保护和限制功能示意图。图1中101为体外部分,103为植入部分。
植入可充电电池温度保护功能。可充电电池27的输出与电池温度采样33的输入相连,电池温度采样33的输出与78比较保护9的输入相连,比较保护9的输出与充电控制63的输入相连,充电控制63的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与电池温度反馈57的输入相连,电池温度反馈57的输出与能量发射电路16的输入相连。即当可充电电池27的电池温度采样33超过78比较保护9设定的温度最大值,充电控制电路63直接切断体内充电电路连接,停止充电过程。然后通过体内通信35,体外通信55,将电池温度57传递到体外对能量发射电路16进行调整。因温度超保护限值时直接断开体内充电电路,因此,与通过通信传递的热保护方式相比,热保护迅速,更安全。能及时、有效避免各种原因造成的植入式医疗仪器过温造成病人热伤害的情况。
植入钛壳温度保护功能。钛壳103的钛壳温度采样36的输出与18比较保护2的输入相连,比较保护2的输出与充电控制63的输入相连,充电控制63的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与钛壳温度反馈53的输入相连,钛壳温度反馈53的输出与能量发射电路16的输入相连。即当钛壳103的钛壳温度采样36超过18比较保护2设定的温度最大值,充电控制电路63直接切断体内充电电路连接,停止充电过程。然后通过体内通信35,体外通信55,将钛壳温度53传递到体外对能量发射电路16进行调整。因温度超保护限值是直接断开体内充电电路,能及时、有效避免过温造成病人热伤害。
电池保护电路。图1中,当电池保护电路21有过压(充电过电压)、欠压(放电过电压)、过流(放电过电流和充电过电流)和负载短路等保护情况发生,首先电池保护电路21会切断体内充电回路进行保护,然后电池保护电路21的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与电池保护反馈52的输入相连,电池保护反馈52的输出与能量发射电路16的输入相连。即当电池保护电路21有保护情况发生时,电池保护电路21直接切断体内充电电路连接,停止充电过程。然后通过体内通信35,体外通信55,将电池保护电路21的电池保护反馈52传递到体外对能量发射电路16进行调整。因温度超保护限值是直接断开体内充电电路,能及时、有效避免过温造成病人热伤害。
体外充电线圈温度保护功能。体外充电线圈温度采样10的输出与11比较保护5的输入相连,11比较保护5的输出与能量发射电路16的输入相连。当10体外充电线圈的温度超过11比较保护5设定的温度最大值,调整能量发射电路16的发射强度。
体内接收功率限制功能。整流滤波电路62的输出连接体内接收功率采样32的输入,体内接收功率采样32的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与体内接收功率反馈51的输入相连,体内接收功率反馈51的输出与17比较限值3的输入相连,17比较限值3的输出与能量发射电路16的输入相连。当体内接收功率反馈51的输出值大于比较限值3,调整能量发射电路16的发射强度,从而降低整流滤波电路62接收到的体内接收功率。
磁感应强度限制功能。对一个给定的线圈最大磁感应强度:Bmax=Vcoil/(NS2πf)。式中,N为体内无线能量接收线圈的匝数,f为频率,S为体内无线能量接收线圈所围面积,Vcoil体内无线能量接收线圈感应电压。因此,只要控制感应电压值,就可以有效地控制施加到病人身上的磁感应强度。直接利用能量接收线圈91作为磁感应强度传感线圈,其输出连接磁感应强度采样31的输入,磁感应强度采样31的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与磁感应强度反馈68相连,磁感应强度68的输出与67比较限值8的输入相连,67比较限值8的输出与能量发射电路16的输入相连。当磁感应强度68的输出值大于比较限值8,调整能量发射电路16的发射强度,从而降低体内能量接收线圈91接收到的磁感应强度。利用体内能量接收线圈作为磁感应强度传感线圈,降低了系统的体积和复杂度。
充电效率限制功能。能量发射电路16的输出连接体外发射功率采样14的输入,体外发射功率采样14的输出与充电效率12的+输入相连;无线能量接收电路61的输出连接充电接收功率采样69的输入,充电接收功率采样69的输出与体内通信电路35的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路35的输出与体外通信电路55的输入相连,体外通信电路55的输出与充电接收功率反馈50的输入相连,充电接收功率反馈50的输出与与充电效率12的-输入相连;充电效率12的输出端与13比较限值7的输入相连,13比较限值7的输出与对位调整66的输入相连,对位调整66的输出与能量发射电路16的输入相连。即通过14体外发射功率采样和50体内充电接收功率反馈计算获得12充电效率实时反馈值,当12充电效率大于13比较限制7,通过对位调整66调整体内外线圈的对位关系和调整能量发射电路16的体外能量发射强度,来进行充电效率限制功能,有效控制发热。
体外发射功率限制功能。能量发射电路16的输出连接体外发射功率采样14的输入,体外发射功率采样14的输出与15比较限值6的输入相连,15比较限值6的输出与能量发射电路16的输入相连。当体外发射功率采样14的输出值大于15比较限值6,调整能量发射电路16的发射强度,从而限制体外的最大发射能量,限制体外发热,同时,体内接收最大能量得到有效限制,控制体内发热。
图2是保护限制功能软件示意图。当57电池温度反馈保护情况发生,能量发射电路16停止向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当53钛壳温度反馈保护情况发生,能量发射电路16停止向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当52电池保护反馈保护情况发生,能量发射电路16停止向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当10体外充电线圈温度采样大于11比较保护5的值,能量发射电路16停止向体内能量发射,否则继续维持原能量发射。当51体内接收功率大于17比较保护3的值,通过调节频率,脉宽或者幅度等来降低能量发射电路16向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当68磁感应强度反馈大于67比较保护8的值,通过调节频率,脉宽或者幅度等来降低能量发射电路16向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当12充电效率大于13比较保护7的值,通过调节频率,脉宽或者幅度等来降低能量发射电路16向体内能量发射,否则继续维持原能量发射;当14体外发射功率采样大于15比较保护6的值,通过调节频率,脉宽或者幅度等来降低能量发射电路16向体内能量发射,否则继续维持原能量发射。
图3是植入可充电电池保护示意图。本电池保护方法适用于植入锂离子或锂聚合物电池。
通过图3的植入可充电电池保护电路,植入可充电电池27在下述可能对电池造成损坏的情况下全面保护:过压(充电过电压)、欠压(放电过电压)、过流(放电过电流和充电过电流)和负载短路。且在电池过放电流保护和负载短路电流保护状态解除后均能够恢复正常工作,同时正常工作时功耗不受影响。当电流非常大的情况下,保险丝熔断,永久断开可充电电池和电路。
图3中21为植入可充电电池保护电路。可充电电池27,植入可充电电池保护电路21和充电电路/用电电路28依次串联相连。植入可充电电池27的输出与保险丝26的输入相连,保险丝26的输出与充电开关管220的输入相连,充电开关管220的输出与放电开关管280的输入相连,放电开关管280的输出与并联连接的电阻23和切换开关管25的输入相连,并联连接的电阻23和切换开关管25的输出与充电电路/用电电路28的输入相连。放电开关管280的控制端与并联相连的放电过电流检测电路230,放电过电压检测电路240和负载短路检测250相连,当放电过电流,放电过电压或者负载短路任何一路检测值超出预定值,与之相连的放电开关管280断开,停止放电过程。充电开关管220的控制端与并联相连的充电过电压检测电路260和充电过电流检测270相连,当充电过电压或者充电过电流任何一路检测值超出预定值,与之相连的充电开关管220断开,停止充电过程。
图3中,保险丝26在电池充电电流过大,或者放电电流过大,超过电流设定值且持续设定的时间后,保险丝26熔断,永久断开可充电电池27与充电电路/用电电路28的连接,实施保护。
图3中,可充电电池保护芯片22由放电开关管280,充电开关管220,放电过电流检测电路230,放电过电压检测电路240,负载短路检测250,充电过电压检测电路260和充电过电流检测270组成。对于放电过电流检测230保护后恢复和负载短路检测270保护后恢复,目前一般的商用可充电电池保护芯片22,放电过电流保护的恢复需要满足自恢复阻抗条件,负载短路保护的恢复也同样存在保护情况解除后的开关管自恢复问题。如电池保护芯片S-8211CAG-M5T1G,自恢复阻抗约1.6MΩ。由于通常经皮电磁耦合能量接收端的输入阻抗很难满足自恢复阻抗条件,因此,采用一般的商用可充电电池保护芯片,放电过电流或负载短路保护状态下,当保护状态解除后,无法恢复到正常工作状态。
因此,图3设计了电阻23和切换开关管25并联,其输入与放电开关管280输出相连。植入可充电电池27放电过电流保护和负载短路保护情况下,瞬间断开切换开关管25,电阻23输入与放电开关管280输出相连,此时输入阻抗很大,相当于断开可充电电池27和充电电路/用电电路28的连接,停止对负载供电。保护状况解除后,切换开关管25导通,恢复正常工作,降低正常工作时候的功耗。从而既能保证自恢复阻抗合适,同时正常工作时功耗不受影响。
当图3中电池保护电路21有保护情况发生时,电池保护电路21直接切断体内充电电路连接,即切断可充电电池27和充电电路/用电电路28的连接,停止充电过程。然后通过图1所示体内通信35,体外通信55,将电池保护电路21的电池保护反馈52传递到体外对能量发射电路16进行调整。因温度超保护限值是直接断开体内充电电路,能及时、有效避免过温造成病人热伤害。
图4是植入可充电电池温度和钛壳温度保护示意图。植入可充电电池27温度升高或钛壳温度高于设定的目标温度,可充电电池温度保护和钛壳温度保护功能将被触发,强行断开充电过程,并给患者对应提示,保障其热安全。
钛壳温度采样电阻36,一侧通过专用胶紧贴在钛壳内壁,另一侧采用弹性耐温材料366紧压,以确保专用胶失效的情况下,钛壳温度采样电阻36与钛壳内壁紧贴,保证钛壳温度采样精度。植入可充电电池27温度采样电阻33,通过专用胶紧贴于电池表面。温度采样电阻选用Vishay公司的NTC,温度范围-60℃至150℃,25℃时阻值10kΩ,精度1%,测温精度±0.2℃。
图5是体外耦合线圈温度保护示意图。除了植入体内的可充电电池和钛壳温度保护,还设计了体外耦合线圈温度保护的功能,防止由于体外耦合线圈发热过大,在皮肤表面引起高温烫伤。如图5所示,温度采样电阻10粘贴在体外耦合线圈外壳15与皮肤接触面的内侧,该部分外壳材料导热性能良好,当检测温度超过设定值,保护功能将被触发,体外停止向体内发射无线能量。
上述方式只是本发明优选的实施方式,对于本领域内的普通技术人员而言,在本发明公开的具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置的基础上,很容易想到将其应用于各种植入式充电、供电仪器系统,而不仅限于本发明具体实施方式所描述的系统结构,因此前面描述的方式只是优选的,而并不具有限制性的意义。
Claims (10)
1.一种充电式植入医疗装置,包括体外部分和体内部分,在充电过程中,所述体外部分利用电磁场向所述体内部分传递能量,其特征在于:
所述植入医疗装置包括保护功能部和限制功能部;
所述保护功能部包括植入可充电电池温度保护部、电池保护电路、外壳温度保护部和体外充电线圈温度保护部;
所述限制功能部包括体内接收功率限制部、磁感应强度限制部、充电效率限制部和体外发射功率限制部。
2.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述植入可充电电池温度保护部包括电池温度采样部、第一比较保护部和电池温度反馈部;可充电电池的输出端与所述电池温度采样部的输入端相连,电池温度采样部的输出端与所述第一比较保护部的输入相连,第一比较保护部的输出与体内部分的充电控制部的输入端相连,充电控制部的输出与所述体内部分的体内通信电路的输入相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与所述体外部分的体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出与电池温度反馈部的输入端相连,电池温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当可充电电池的电池温度采样结果超过第一比较保护部设定的温度最大值,充电控制电路直接切断体内充电电路连接,停止充电过程,然后通过体内通信电路和体外通信电路将电池温度传递到体外,对能量发射电路进行调整。
3.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述外壳温度保护部包括外壳温度采样部、第二比较保护部;所述外壳温度采样部的输出端与第二比较保护部的输入端相连,第二比较保护部的输出端与充电控制部的输入相连,充电控制部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与体外通信电路的输入相连,体外通信电路的输出端与外壳温度反馈部的输入端相连,外壳温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当外壳温度采样结果超过第二比较保护部设定的温度最大值,充电控制电路直接切断体内充电电路连接,停止充电过程,然后通过体内通信电路和体外通信电路将外壳温度传递到体外对能量发射电路进行调整。
4.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,体内部分的可充电电池与所述电池保护电路、充电电路/用电电路依次串联相连;所述可充电电池的输出端与保险丝的输入端相连,保险丝的输出端与充电开关管的输入端相连,充电开关管的输出端与放电开关管的输入端相连,放电开关管的输出端与并联连接的电阻和切换开关管的输入端相连,并联连接的电阻和切换开关管的输出与充电电路/用电电路的输入端相连;放电开关管的控制端与并联相连的放电过电流检测电路、放电过电压检测电路和负载短路检测部相连;当放电过电流,放电过电压或者负载短路任何一路检测值超出预定值,与之相连的放电开关管断开,停止放电过程;充电开关管的控制端与并联相连的充电过电压检测电路和充电过电流检测相连,当充电过电压或者充电过电流任何一路检测值超出预定值,与之相连的充电开关管断开,停止充电过程。
5.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述体外充电线圈温度保护部包括体外充电线圈温度采样部、第三比较保护部;所述体外充电线圈温度采样部的输出端与第三比较保护部的输入端相连,第三比较保护部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当所述体外充电线圈的温度超过所述第三比较保护部设定的温度最大值,调整能量发射电路的发射强度。
6.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述体内接收功率限制部包括体内接受功率采样部、体内接收功率反馈部;所述体内部分的整流滤波电路的输出端连接体内接收功率采样部的输入端,体内接收功率采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出与体外通信电路的输入相连,体外通信电路的输出端与体内接收功率反馈部的输入端相连,体内接收功率反馈部的输出端与第一比较限制部的输入端相连,第一比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当体内接收功率反馈部的输出值大于第一比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度,从而降低整流滤波电路接收到的体内接收功率。
7.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述磁感应强度限制部利用体内部分的能量接收线圈作为磁感应强度传感线圈,其输出端连接磁感应强度采样部的输入端,磁感应强度采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出端与体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出端与磁感应强度反馈部相连,磁感应强度反馈部的输出端与第二比较限制部的输入端相连,第二比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当磁感应强度反馈部的输出值大于第二比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度,从而降低体内能量接收线圈接收到的磁感应强度。
8.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,所述充电效率限制部包括体外发生功率采样部;所述体外部分的能量发射电路的输出端连接体外发射功率采样部的输入端,体外发射功率采样部的输出端与充电效率计算部的正极输入端相连;无线能量接收电路的输出端连接充电接收功率采样部的输入端,充电接收功率采样部的输出端与体内通信电路的输入端相连,经过经皮无线通信,体内通信电路的输出端与体外通信电路的输入端相连,体外通信电路的输出端与充电接收功率反馈部的输入端相连,充电接收功率反馈部的输出端与充电效率计算部的负极输入端相连;充电效率计算部的输出端与第三比较限制部的输入端相连,第三比较限制部的输出端与对位调整部的输入端相连,对位调整部的输出与能量发射电路的输入端相连;通过体外发射功率采样部和体内充电接收功率反馈部的输出计算获得充电效率实时反馈值,当充电效率大于第三比较限制部的限制值,通过对位调整部调整体内外线圈的对位关系和调整能量发射电路的体外能量发射强度。
9.根据权利要求1所述的植入医疗装置,其特征在于,体外发射功率限制部包括体外发生功率采样部,体内能量发射电路的输出连接体外发射功率采样部的输入端,体外发射功率采样部的输出端与第四比较限制部的输入端相连,第四比较限制部的输出端与能量发射电路的输入端相连;当体外发射功率采样部的输出值大于第四比较限制部的限制值,调整能量发射电路的发射强度。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的植入医疗装置,其特征在于,所述外壳为钛外壳。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510467374.9A CN105148402B (zh) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | 具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510467374.9A CN105148402B (zh) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | 具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105148402A true CN105148402A (zh) | 2015-12-16 |
CN105148402B CN105148402B (zh) | 2018-03-20 |
Family
ID=54789646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510467374.9A Active CN105148402B (zh) | 2015-08-03 | 2015-08-03 | 具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105148402B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106237516A (zh) * | 2016-09-18 | 2016-12-21 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 可充电式植入医疗装置 |
WO2018184230A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、装置、方法及待充电设备 |
WO2018184584A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电装置、方法及待充电设备 |
WO2020134759A1 (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 一种用于神经刺激器的无线充电系统以及欠压启动方法 |
US11394250B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-07-19 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device, wireless charging method and device to be charged |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6553263B1 (en) * | 1999-07-30 | 2003-04-22 | Advanced Bionics Corporation | Implantable pulse generators using rechargeable zero-volt technology lithium-ion batteries |
US20050075694A1 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-07 | Medtronic, Inc. | External power source, charger and system for an implantable medical device having thermal characteristics and method therefore |
CN1874048A (zh) * | 2006-04-28 | 2006-12-06 | 清华大学 | 用于植入式医疗仪器的经皮无线充电装置 |
WO2009055579A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Medtronic, Inc. | Closed loop long range recharging |
CN101980412A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-02-23 | 清华大学 | 用于植入式医疗仪器的经皮闭环控制充电装置 |
CN102013717A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-04-13 | 清华大学 | 植入式医疗仪器用具有对位自动提示功能的无线充电方法 |
CN103501037A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-08 | 北京品驰医疗设备有限公司 | 植入式医疗仪器用具有调频调幅功能的经皮无线充电装置 |
-
2015
- 2015-08-03 CN CN201510467374.9A patent/CN105148402B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6553263B1 (en) * | 1999-07-30 | 2003-04-22 | Advanced Bionics Corporation | Implantable pulse generators using rechargeable zero-volt technology lithium-ion batteries |
US20050075694A1 (en) * | 2003-10-02 | 2005-04-07 | Medtronic, Inc. | External power source, charger and system for an implantable medical device having thermal characteristics and method therefore |
CN1874048A (zh) * | 2006-04-28 | 2006-12-06 | 清华大学 | 用于植入式医疗仪器的经皮无线充电装置 |
WO2009055579A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Medtronic, Inc. | Closed loop long range recharging |
CN101980412A (zh) * | 2010-09-27 | 2011-02-23 | 清华大学 | 用于植入式医疗仪器的经皮闭环控制充电装置 |
CN102013717A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-04-13 | 清华大学 | 植入式医疗仪器用具有对位自动提示功能的无线充电方法 |
CN103501037A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-08 | 北京品驰医疗设备有限公司 | 植入式医疗仪器用具有调频调幅功能的经皮无线充电装置 |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106237516A (zh) * | 2016-09-18 | 2016-12-21 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 可充电式植入医疗装置 |
US11196305B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-12-07 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device and wireless charging method |
US11515736B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-11-29 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging system, wireless charging device and wireless charging method |
WO2018184430A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 无线充电系统、装置及方法 |
WO2018184584A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电装置、方法及待充电设备 |
CN109314396A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-02-05 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、装置、方法及待充电设备 |
CN110121824A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-08-13 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、方法及待充电设备 |
CN110168845A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-08-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、方法及待充电设备 |
US11196306B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-12-07 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Device to be charged, wireless charging device and control method thereof |
US10998751B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-05-04 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging system, wireless charging device, wireless charging method, and device to be charged |
US11075542B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-07-27 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Device to-be-charged, wireless charging apparatus, and wireless charging method |
CN110121824B (zh) * | 2017-04-07 | 2024-01-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、方法及待充电设备 |
WO2018184429A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 无线充电系统、方法及待充电设备 |
US11349349B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-05-31 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging method, apparatus, system, and device to be charged |
US11233423B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-01-25 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Device to-be-charged, wireless charging apparatus, and wireless charging method |
US11201509B2 (en) | 2017-04-07 | 2021-12-14 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device, wireless charging method, and device to-be-charged |
US11349350B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-05-31 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging method, wireless charging device, wireless charging system and device to be charged |
US11355963B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-06-07 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Device to-be-charged, wireless charging apparatus, and wireless charging method |
US11368050B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-06-21 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device, method, and device to-be-charged |
US11394250B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-07-19 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device, wireless charging method and device to be charged |
US11437848B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-09-06 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device, device to-be-charged, and method for controlling charging |
US11437865B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-09-06 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging system, wireless charging method, and device to-be-charged |
WO2018184230A1 (zh) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电系统、装置、方法及待充电设备 |
US11539219B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-12-27 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Wireless charging device and method, and device to be charged |
WO2020134759A1 (zh) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 一种用于神经刺激器的无线充电系统以及欠压启动方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105148402B (zh) | 2018-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105148402A (zh) | 具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置 | |
CN101980412B (zh) | 用于植入式医疗仪器的经皮闭环控制充电装置 | |
CN103560572B (zh) | 一种植入式心脏起博器磁耦合谐振无线充电装置 | |
CN208316322U (zh) | 电池保护系统及其电池保护板 | |
CN201113411Y (zh) | 电池保护装置 | |
CN101081324B (zh) | 心脏起搏器 | |
CN204668925U (zh) | 具有过热保护的锂电池保护电路 | |
CN204407869U (zh) | 锂电池二次过压保护电路及锂电池保护电路 | |
CN101399437A (zh) | 安全电路和使用该安全电路的电池组 | |
WO2012003140A3 (en) | Implantable medical device and charging system employing electric fields | |
CN103501037B (zh) | 植入式医疗仪器用具有调频调幅功能的经皮无线充电装置 | |
CN102570403B (zh) | 锂电池充电放电的温度保护电路 | |
Hached et al. | A Bluetooth-based Low-Energy Qi-compliant battery charger for implantable medical devices | |
TW200518370A (en) | Apparatus for charging and heating a rechargeable battery at low temperature | |
CN105375596B (zh) | 具有多闭环温度控制和保护功能的经皮无线充电装置 | |
CN103683438B (zh) | 应用于植入式心脏起搏器的功率可调式无线充电装置 | |
US7151378B2 (en) | Implantable energy management system and method | |
CN201199534Y (zh) | 锂离子电池包及其串联、并联应用电路 | |
CN105262171A (zh) | 一种电池充电保护控制系统及方法 | |
CN105048568A (zh) | 一种解决多个电池组之间相互充放电问题的电路及其方法 | |
CN105048571A (zh) | 一种实现多个电池组全循环充放电的电路及其方法 | |
CN209626342U (zh) | 一种熔断型锂电池 | |
CN201113506Y (zh) | 可对低电压电池组充电的电路 | |
CN106972574A (zh) | 具有保护功能的锂电池车载充放电电路 | |
Newaskar | WIRELESS CHARGER FOR BIOMEDICAL DEVICES |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160922 Address after: 102200 Beijing city Changping District Nan Shao Zhen Xing Chang Road No. 1 Building 1 layer 5 Applicant after: Beijing Pins Medical Co., Ltd. Address before: 102200 Beijing city Changping District Nan Shao Zhen Xing Chang Road No. 1 Building 1 layer 5 Applicant before: Beijing Pins Medical Co., Ltd. Applicant before: Tsinghua University |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |