CN105161840B - 一种微型人体植入式医疗检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型人体植入式医疗检测装置，包括有植入式电子医疗单元，还包括有盘状底壳，所述底壳内设有用于容纳植入式电子医疗单元的容纳腔；还包括有覆盖于底壳开口的隔离盘；所述隔离盘上设有用于放置天线的盘状中壳；还包括有用于覆盖中壳开口的盖壳；所述中壳内设有用于让植入式电子医疗单元与外界通信用的通信天线；其结构合理、对人体无刺痛感、内部结构设置合理、其置于其内的天线频率范围宽、隔离度较好、增益高；为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。

Description

一种微型人体植入式医疗检测装置

技术领域

本发明涉及一种微型人体植入式医疗检测装置。

背景技术

目前，植入式医疗仪器种类很多，如植入式心脏起搏器、脑起搏器、神经刺激器、肌肉刺激器、心电记录器等，现在还出现植入在人体内的诊断器，用于实时诊断患者的心跳、脉动、血压或者其他信息，和其他植入式医疗仪器一样，其依然需要和外界进行通信，才能将信息实时传出去。目前诊断器一般由独特设计的小装置盒以及设于装置盒内的植入式电子医疗单元；再加上用于让植入式电子医疗单元与外界的天线组成，植入式电子医疗单元一般含有检测电路、检测器、电池等。但是，植入式医疗诊断器均存在一定的问题，包括电池寿命、材料等，但其中最大的一个问题就是通信质量的好坏，由于植入式医疗诊断装置其空间大小有限，因此往往置于其内的天线均会有频率范围窄、隔离度较差、增益底等缺点，这严重影响着通信质量因此也严重影响着诊断质量。因此，设计一款其内置天线能有较大隔离度和较宽的频段范围的植入式医疗装置是亟需迫切需要解决的问题；另外，还需要解决的是植入式医疗诊断器的结构构造，器能有效降低对身体的刺痛感，又能结构合理。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种微型人体植入式医疗检测装置。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种微型人体植入式医疗检测装置，包括有植入式电子医疗单元，还包括有盘状底壳，所述底壳内设有用于容纳植入式电子医疗单元的容纳腔；还包括有覆盖于底壳开口的隔离盘；所述隔离盘上设有用于放置天线的盘状中壳；还包括有用于覆盖中壳开口的盖壳；所述中壳内设有用于让植入式电子医疗单元与外界通信用的通信天线。

其中，所述盖壳的顶部为圆弧面。

其中，所述通信天线包括有圆形的第一PCB基板、设于第一PCB基板顶面的微带天线；所述微带天线包括有大小相同且左右对称的第一辐射单元和第二辐射单元；每个辐射单元均包括有呈弧状的第一辐射臂，所述第一辐射臂向中心延伸出一个三角形的第二辐射臂，所述第一辐射臂还向中心延伸出一个三角形的第三辐射臂，所述第二辐射臂设于第三辐射臂与第一辐射臂围成的区域内；还包括有从第一辐射臂向中心延伸出的梯形的第四辐射臂，所述第三辐射臂设于第四辐射臂与第一辐射臂围成的区域内；所述第四辐射臂的梯形直边上设有多个半圆形的隔离缺口；所述第一辐射单元包括有从它的第四辐射臂的一个上斜边斜向上延伸出的第一寄生振子臂，所述第一寄生振子臂的自由端还横向延伸出有第二寄生振子臂；所述第二辐射单元包括有从它的第四辐射臂的一个下斜边斜向下延伸出的第三寄生振子臂，所述第三寄生振子臂的自由端还横向延伸出有第四寄生振子臂；

所述两个辐射单元之间设有矩形寄生振子单元，所述矩形寄生振子单元的左右两个边为锯齿状，所述矩形寄生振子单元的中间并排设有多个矩形缺口；

所述第一PCB基板背面设有两个分别与两个第一振子臂对应的馈电耦合孔；

所述隔离盘为光盘状的隔离盘，所述隔离盘包括第二PCB基板，以及设于第二PCB基板上的圆形磁通量孔；所述第二PCB基板上的顶面还设有上下对称的两个隔离带，每个所述隔离带包括有横向隔离杆，所述横向隔离杆的两端设有第一垂直隔离杆，两个第一垂直隔离杆之间从横向隔离杆延伸出有与第一垂直隔离杆同向的第二垂直隔离杆，所述第二垂直隔离杆比第一垂直隔离杆的长度短，所述两个第二垂直隔离杆中间从横向隔离杆延伸出有与第一垂直隔离杆同向的第三隔离杆，所述第三隔离杆比第二垂直隔离杆的长度短。

其中，所述第二辐射臂靠近中心的角的角度与第三辐射臂靠近中心的角的角度大小相同，并且均大于15°且小于60°。

其中，设矩形缺口之间的距离为M；设矩形缺口的数量为N；设第二寄生振子臂与第四寄生振子臂的长度相同且长度均设为K；所述K=M*0.25*N；所述M和K的单位为毫米。

其中，所述第二辐射臂靠近中心的角的角度的为35度。

其中，所述第一PCB基板的顶面的边缘设有一圈第一隔离圈，第一PCB基板的底面的边缘设有一圈第二隔离圈。

其中，具体的所述M为0.8mm；所述N为48个，所述K的长度为9.6mm。

其中，所述底壳的底面和盖壳的顶面均设有用于将两者紧固在一起的捆绑槽；

其中，所述底壳和盖壳的外表面均喷涂有食品级防腐涂层；

其中，所述底壳开口上设有密封胶圈，所述中壳的开口上也设有密封胶圈。

本发明的有益效果为：其结构合理、对人体无刺痛感、内部结构设置合理、其置于其内的天线频率范围宽、隔离度较好、增益高；为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳的的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。

附图说明

图1是本发明抛去天线部分的截面图；

图2是本发明的通信天线的俯视图；

图3是本发明的隔离盘的俯视图；

图4是本发明的第一PCB基板的仰视图；

图5是本发明的通信天线的俯视图；

图6是本发明的通信天线与隔离盘不合配时的频率范围仿真测试图；

图7是本发明的通信天线与隔离盘合配时的频率范围仿真测试图；

图8是本发明的通信天线的方向图；

图1至图8中的附图标记说明：

1-底壳；2-隔离盘3-中壳；4-密封胶圈；5-盖壳；6-捆绑槽；

71-第一PCB基板；711-第一隔离圈；712-第一辐射臂；713-第二辐射臂；714-第三辐射臂；715-第四辐射臂；716-第一寄生振子臂；717-第二寄生振子臂；721-矩形寄生振子单元；722-矩形缺口；731-第三寄生振子臂；732-第四寄生振子臂；741-第二隔离圈；742-馈电耦合孔；

8-第二PCB基板；81-横向隔离杆；82-第一垂直隔离杆；83-第二垂直隔离杆；84-第三直隔离杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

实施例1：

如图1至图8所示，本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，包括有植入式电子医疗单元，还包括有盘状底壳1，所述底壳1内设有用于容纳植入式电子医疗单元的容纳腔；还包括有覆盖于底壳1开口的隔离盘2；所述隔离盘2上设有用于放置天线的盘状中壳3；还包括有用于覆盖中壳3开口的盖壳5；所述中壳3内设有用于让植入式电子医疗单元与外界通信用的通信天线。本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，所述盖壳5的顶部为圆弧面。本发明为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳1的的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。本实施例所述的一种植入式医疗诊断器，所述盖壳5的顶部为圆弧面。其可以有效防止刺伤或者刺痛患者，减轻患者的植入疼痛感。

所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，所述通信天线包括有圆形的第一PCB基板71、设于第一PCB基板71顶面的微带天线；所述微带天线包括有大小相同且左右对称的第一辐射单元和第二辐射单元；每个辐射单元均包括有呈弧状的第一辐射臂712，所述第一辐射臂712向中心延伸出一个三角形的第二辐射臂713，所述第一辐射臂712还向中心延伸出一个三角形的第三辐射臂714，所述第二辐射臂713设于第三辐射臂714与第一辐射臂712围成的区域内；还包括有从第一辐射臂712向中心延伸出的梯形的第四辐射臂715，所述第三辐射臂714设于第四辐射臂715与第一辐射臂712围成的区域内；所述第四辐射臂715的梯形直边上设有多个半圆形的隔离缺口；所述第一辐射单元包括有从它的第四辐射臂715的一个上斜边斜向上延伸出的第一寄生振子臂716，所述第一寄生振子臂716的自由端还横向延伸出有第二寄生振子臂717；所述第二辐射单元包括有从它的第四辐射臂715的一个下斜边斜向下延伸出的第三寄生振子臂731，所述第三寄生振子臂731的自由端还横向延伸出有第四寄生振子臂732；所述两个辐射单元之间设有矩形寄生振子单元721，所述矩形寄生振子单元721的左右两个边为锯齿状，所述矩形寄生振子单元721的中间并排设有多个矩形缺口722；所述第一PCB基板71背面设有两个分别与两个第一振子臂对应的馈电耦合孔742；所述隔离盘2为光盘状的隔离盘2，所述隔离盘2包括第二PCB基板8，以及设于第二PCB基板8上的圆形磁通量孔；所述第二PCB基板8上的顶面还设有上下对称的两个隔离带，每个所述隔离带包括有横向隔离杆81，所述横向隔离杆81的两端设有第一垂直隔离杆82，两个第一垂直隔离杆82之间从横向隔离杆81延伸出有与第一垂直隔离杆82同向的第二垂直隔离杆83，所述第二垂直隔离杆83比第一垂直隔离杆82的长度短，所述两个第二垂直隔离杆83中间从横向隔离杆81延伸出有与第一垂直隔离杆82同向的第三隔离杆，所述第三隔离杆比第二垂直隔离杆83的长度短。通过不小于550次的微带电路结构设计，以及通过不低于500次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构和与之配合的隔离板结构，该天线与隔离板配合时具备较宽的频率范围以及较好的隔离度和方向性以及增益性能，完全符合使用要求，提升了植入式医疗装置的通信性能。

尤其是当除去该结构隔离板或者放置普通金属隔离板，如图6，该天线带宽可用频率范围仍然高达1.7GHz至2.65GHz；基本满足通信频段的要求，其增益也较高，频带内平均增益大于8.952dBi；满足实际使用需要。该形状隔离板的设计也是通过仿真和不断试验设计得出，其中，当将本隔离板放置其他现有技术天线配合时包括螺旋立体天线，其匹配性不高，隔离性能增强不明显，在测试普通天线时，配合上本隔离板，平均增益增加0.01-0.15dBi或不增加，隔离性能不变，频段无改变。而在实际测试与测试之前的仿真中可以得知，当本方案中的通信天线与本方案的隔离板配合时测试，本方案的通信天线的带宽、隔离度、增益方面均超过不加隔离板时的天线设计，其中配合后的仿真值如图7。该整体天线系统带宽可用频率范围达到了1.6GHz至2.85GHz；其增益也明显增加，频带内平均增益大于9.4dBi，相比上升0.3dBi左右；另外其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现较好，如图6，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5dB。其方向性也好，如图8所述，其为全向性天线。

实施例2：

本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，与实施例1的区别在于，设置了具体的优选参数，使得天线结构更加稳定，各项通信性能更加可靠稳定，不跳动；具体的，所述第二辐射臂713靠近中心的角的角度与第三辐射臂714靠近中心的角的角度大小相同，并且均大于15°且小于60°。本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，设矩形缺口722之间的距离为M；设矩形缺口722的数量为N；设第二寄生振子臂717与第四寄生振子臂732的长度相同且长度均设为K；所述K=M*0.25*N；所述M和K的单位为毫米。设置上述参数限制后，通过大量实验和仿真发现，其增益更加稳定，隔离度也保持在较高的水平。上述参数在不断测试和调整中得出，其为最稳定和性能最佳的具体参数，具体实际测试结HFSS15软件计算得出，该整体系统天线带宽可用频率范围在1.6GHz至2.8GHz内部调频；频带内平均增益大于9.35dBi，阻抗降低；在频率范围内隔离度大于26dB；在实际测试中发现，外界环境的变化，如温度、磁场影响的变化在一定范围内，例如温度在10度上下的幅度变化，采用上述参数和特定数值时，其稳定性很强，频段保持度较好。

优选的，本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，所述第二辐射臂713靠近中心的角的角度的为35度。本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，所述第一PCB基板71的顶面的边缘设有一圈第一隔离圈711，第一PCB基板71的底面的边缘设有一圈第二隔离圈741。用于增加第一PCB基板71底部隔离度。本实施例所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，具体的所述M为0.8mm；所述N为48个，所述K的长度为9.6mm。

本实施例所述的一种植入式医疗诊断器，所述底壳1的底面和盖壳5的顶面均设有用于将两者紧固在一起的捆绑槽6；本实施例所述的一种植入式医疗诊断器，所述底壳1和盖壳5的外表面均喷涂有食品级防腐涂层；用于防腐，提高本发明的使用寿命；本实施例所述的一种植入式医疗诊断器，所述底壳1开口上设有密封胶圈4，所述中壳3的开口上也设有密封胶圈4。期防止血液或者组织液进入墙体内，对装置造成损坏。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种微型人体植入式医疗检测装置，包括有植入式电子医疗单元，其特征在于：还包括有盘状底壳（1），所述底壳（1）内设有用于容纳植入式电子医疗单元的容纳腔；还包括有覆盖于底壳（1）开口的隔离盘（2）；所述隔离盘（2）上设有用于放置天线的盘状中壳（3）；还包括有用于覆盖中壳（3）开口的盖壳（5）；所述中壳（3）内设有用于让植入式电子医疗单元与外界通信用的通信天线；

所述底壳（1）和盖壳（5）的外表面均喷涂有食品级防腐；

所述盖壳（5）的顶部为圆弧面；

所述通信天线包括有圆形的第一PCB基板（71）、设于第一PCB基板（71）顶面的微带天线；所述微带天线包括有大小相同且左右对称的第一辐射单元和第二辐射单元；每个辐射单元均包括有呈弧状的第一辐射臂（712），所述第一辐射臂（712）向中心延伸出一个三角形的第二辐射臂（713），所述第一辐射臂（712）还向中心延伸出一个三角形的第三辐射臂（714），所述第二辐射臂（713）设于第三辐射臂（714）与第一辐射臂（712）围成的区域内；还包括有从第一辐射臂（712）向中心延伸出的梯形的第四辐射臂（715），所述第三辐射臂（714）设于第四辐射臂（715）与第一辐射臂（712）围成的区域内；所述第四辐射臂（715）的梯形直边上设有多个半圆形的隔离缺口；所述第一辐射单元包括有从它的第四辐射臂（715）的一个上斜边斜向上延伸出的第一寄生振子臂（716），所述第一寄生振子臂（716）的自由端还横向延伸出有第二寄生振子臂（717）；所述第二辐射单元包括有从它的第四辐射臂（715）的一个下斜边斜向下延伸出的第三寄生振子臂（731），所述第三寄生振子臂（731）的自由端还横向延伸出有第四寄生振子臂（732）；

所述两个辐射单元之间设有矩形寄生振子单元（721），所述矩形寄生振子单元（721）的左右两个边为锯齿状，所述矩形寄生振子单元（721）的中间并排设有多个矩形缺口（722）；

所述第一PCB基板（71）背面设有两个分别与两个第一振子臂对应的馈电耦合孔（742）；

所述隔离盘（2）为光盘状的隔离盘（2），所述隔离盘（2）包括第二PCB基板（8），以及设于第二PCB基板（8）上的圆形磁通量孔；所述第二PCB基板（8）上的顶面还设有上下对称的两个隔离带，每个所述隔离带包括有横向隔离杆（81），所述横向隔离杆（81）的两端设有第一垂直隔离杆（82），两个第一垂直隔离杆（82）之间从横向隔离杆（81）延伸出有与第一垂直隔离杆（82）同向的第二垂直隔离杆（83），所述第二垂直隔离杆（83）比第一垂直隔离杆（82）的长度短，所述两个第二垂直隔离杆（83）中间从横向隔离杆（81）延伸出有与第一垂直隔离杆（82）同向的第三隔离杆，所述第三隔离杆比第二垂直隔离杆（83）的长度短。

2.根据权利要求1所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，其特征在于：所述第二辐射臂（713）靠近中心的角的角度与第三辐射臂（714）靠近中心的角的角度大小相同，并且均大于15°且小于60°。

3.根据权利要求1所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，其特征在于：设矩形缺口（722）之间的距离为M；设矩形缺口（722）的数量为N；设第二寄生振子臂（717）与第四寄生振子臂（732）的长度相同且长度均设为K；所述K=M*0.25*N；所述M和K的单位为毫米。

4.根据权利要求2所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，其特征在于：所述第二辐射臂（713）靠近中心的角的角度的为35度。

5.根据权利要求1所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，其特征在于：所述第一PCB基板（71）的顶面的边缘设有一圈第一隔离圈（711），第一PCB基板（71）的底面的边缘设有一圈第二隔离圈（741）。

6.根据权利要求3所述的一种微型人体植入式医疗检测装置，其特征在于：具体的所述M为0.8mm；所述N为48个，所述K的长度为9.6mm。