CN105262191B - 一种植入式设备的持续供电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种植入式设备的持续供电方法，包括生物电转化、生物运动转化以及机体运动转化；生物电转化通过对检出生物电信号的电位差上所带电能进行处理，并储存于储能模块；生物运动转化通过植入式设备随生物运动，使生物运动产生的加速度带动植入式设备中的微机构，通过微机构将机械能转化为电能，并储存于储能模块；机体运动转化通过换能器对由机体的心跳、呼吸等运动引起机体内的部分部位的位移进行捕捉，并进行能量转换，储存于储能模块。本发明通过生物体自身产生的能量为植入式设备进行持续供电，降低了为植入式设备进行供电的成本，并且供电效率高，安全性强。
Description
技术领域
本发明属于供电技术领域，具体涉及一种能够为植入生物体内的植入式设备进行持续供电的方法。
背景技术
植入式设备由于体积小且不方便取出，在植入式设备在不需要持续工作的情况下，植入设备可以借助外置的设备进行无线供电；但是当植入式设备需要持续供电而外置供电设备不能保持一直存在的情况下，电源就经常是个比较大的问题。
因此，针对植入式设备需要持续供电而外置供电设备不能保持一直存在的情况，研制出一种能够为植入式设备进行持续供电的方法是本领域技术人员所急需解决的难题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种植入式设备的持续供电方法。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种植入式设备的持续供电方法，包括生物电转化、生物运动转化以及机体运动转化；生物电转化通过对检出生物电信号的电位差上所带电能进行处理，并储存于储能模块；生物运动转化通过植入式设备随生物运动，使生物运动产生的加速度带动植入式设备中的微机构，通过微机构将机械能转化为电能，并储存于储能模块；机体运动转化通过换能器对由机体的心跳、呼吸等运动引起机体内的部分部位的位移进行捕捉，并进行能量转换，储存于储能模块。
本发明提供了一种植入式设备的持续供电方法，由生物电转化、生物运动转化以及机体运动转化三个部分组成，分别将生物电信号、生物运动时产生的加速度以及生物机体内部运动时产生的能量转化为电能，并使用储能模块进行储存，为植入式设备进行供电。
作为优选，生物电转化通过在生物体植入植入式设备；植入式设备包含有微型探针；微型探针收集生物体内的生物电信号，并将检出的电位差上所带电能处理后转储于储能模块。
本发明中的生物电转化的方法是通过使用微型探针对生物电信号进行检出收集，将检出的生物电信号电位差上所带的电能经过处理后转储于储能模块中；当储能模块中储存足够的电能时，启动电路开始工作一段时间，再关闭，等待储能模块下一次储能足够时重新启动电路开始工作，如此反复。
作为优选，机体运动转化包括振动或周期性位移式运动转化、产生压力的位移式运动转化以及非周期的持续性运动转化。
作为优选，振动或周期性位移式运动转化的方法为：在动脉附近的植入式设备中安装磁芯，并在磁芯的周围安放线圈，通过周期性的脉动引起磁芯的振动，在线圈中产生电流，通过储能模块储存。
作为优选，产生压力的位移式运动转化采用压电元件拾取由产生压力的位移式运动产生的能量，并转换成电能，储存于储能模块。
作为优选，非周期的持续性运动转化通过微机构对持续流动的血液产生的部分能量收集并转换，储存于储能模块。
本发明中机体运动转化由振动或周期性位移式运动转化、产生压力的位移式运动转化以及非周期的持续性运动转化三个部分组成。通过振动或周期性位移式运动转化时，在动脉附近的植入式设备中安装磁芯，并在磁芯的周围安放线圈，通过周期性的脉动引起磁芯的振动，在线圈中产生电流，通过储能模块储存，为植入式设备提供能源。通过产生压力的位移式运动转化时，采用压电元件，如聚偏二氟乙烯等拾取能量并转换成电能，再通过储能模块存储，为植入式设备提供能源。通过非周期的持续性运动转化时，可在血管内植入式设备上安装微机构，通过该微机构对持续流动的血液中很小部分的能量进行收集转换，并储存与储能模块中，为植入式设备提供能源。
作为优选，微机构为加速度储能机构。
本发明中的微机构选择为加速度储能机构生物运动时，存在由静止状态到运动状态的变化，也就存在一个加速度的过程，加速度储能机构将这个加速度过程中产生的能量进行收集，并转化为电能。相同地，动脉血管中血液流动时，对加速度储能机构也存在着这样一个加速度的过程，也可以用加速度储能机构对该能量进行收集转化。本发明中的加速度储能机构是一种能将运动产生的加速度转化为势能或动能，并且采用磁性加速度载体进行储能的微型机械结构。
作为优选，储能模块为植入式储能模块，其基底材料由有生物相容性的塑料制成。
本发明中的储能模块选择为植入式储能模块，能够更为方便地为植入式设备进行供电；同时该植入式储能模块选择由有生物相容性的塑料制成，对生物机体以及生物机能不会造成影响，提高安全性。
本发明与现有技术相比，通过生物体自身产生的能量为植入式设备进行持续供电，降低了为植入式设备进行供电的成本，并且供电效率高，安全性强。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明为一种植入式设备的持续供电方法，包括生物电转化、生物运动转化以及机体运动转化。
生物电转化通过在生物体植入植入式设备；植入式设备包含有微型探针；微型探针收集生物体内的生物电信号，并将检出的电位差上所带电能处理后转储于储能模块。
生物运动转化通过植入式设备随生物运动，使生物运动产生的加速度带动植入式设备中的加速度储能机构，通过加速度储能机构将机械能转化为电能，并储存于储能模块。
机体运动转化通过换能器对由机体的心跳、呼吸等运动引起机体内的部分部位的位移进行捕捉，并进行能量转换，储存于储能模块；机体运动转化包括振动或周期性位移式运动转化、产生压力的位移式运动转化以及非周期的持续性运动转化。
振动或周期性位移式运动转化的方法为：在动脉附近的植入式设备中安装磁芯，并在磁芯的周围安放线圈，通过周期性的脉动引起磁芯的振动，在线圈中产生电流，通过储能模块储存。
产生压力的位移式运动转化采用压电元件拾取由产生压力的位移式运动产生的能量，并转换成电能，储存于储能模块。
非周期的持续性运动转化通过加速度储能机构对持续流动的血液产生的部分能量收集并转换，储存于储能模块。
以上用到的储能模块均为植入式储能模块，其基底材料由有生物相容性的塑料制成。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种植入式设备的持续供电方法，其特征在于：包括生物电转化、生物运动转化以及机体运动转化；所述生物电转化通过在生物体植入植入式设备；所述植入式设备包含有微型探针；所述微型探针收集生物体内的生物电信号，并将检出的电位差上所带电能处理后转储于储能模块；所述生物运动转化通过植入式设备随生物运动，使生物运动产生的加速度带动植入式设备中的微机构，通过微机构将机械能转化为电能，并储存于储能模块；所述机体运动转化通过换能器对由机体的心跳、呼吸运动引起机体内的部分部位的位移进行捕捉，并进行能量转换，储存于储能模块，包括振动或周期性位移式运动转化、产生压力的位移式运动转化以及非周期的持续性运动转化；所述振动或周期性位移式运动转化的方法为：在动脉附近的植入式设备中安装磁芯，并在磁芯的周围安放线圈，通过周期性的脉动引起磁芯的振动，在线圈中产生电流，通过储能模块储存；所述产生压力的位移式运动转化采用压电元件拾取由产生压力的位移式运动产生的能量，并转换成电能，储存于储能模块；所述非周期的持续性运动转化通过微机构对持续流动的血液产生的能量收集并转换，储存于储能模块；所述微机构为加速度储能机构；所述储能模块为植入式储能模块，其基底材料由有生物相容性的塑料制成。
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