CN106512211B - 无线通信的机电一体化植入式医疗系统及其无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统及其无线通信方法，其系统包括：植入端和控制端，所述植入端和控制端组成该无线通信的机电一体化植入式医疗系统；所述植入端包括：PLC控制器：所述PLC控制器作为植入端的控制中心；编码电路：所述编码电路对植入端进行编码，并将编码作为植入端身份信息，所述植入端通过编码与控制端身份确认，所述编码电路与PLC控制器耦合；对码电路：所述对码电路将编码电路的编码转换为电信号，所述对码电路将转换为电信号的编码与控制端进行对码操作，该无线通信的机电一体化植入式医疗系统，降低植入端更换频率，减少病人成本和痛苦，脉冲的频段改变，增加植入端的使用寿命。

Description

无线通信的机电一体化植入式医疗系统及其无线通信方法
技术领域
本发明涉及机电一体化技术领域，具体为一种无线通信的机电一体化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、植入式脊髓电刺激SCS、植入式骶神经电刺激SNS等，植入式神经电刺激系统，通过脉冲与电极相连发出脉冲，现有的植入式神经电刺激系统电池多为不可更换电池，而且一直处于高功率状态，这样电池更换频率较高，增加病人费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统及其无线通信方法，以解决上述背景技术中提出的现有的植入式神经电刺激系统电池多为不可更换电池，而且一直处于高功率状态，这样电池更换频率较高，增加病人费用的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统，包括：植入端和控制端，所述植入端和控制端组成该无线通信的机电一体化植入式医疗系统；
所述植入端包括：
PLC控制器：所述PLC控制器作为植入端的控制中心；
编码电路：所述编码电路对植入端进行编码，并将编码作为植入端身份信息，所述植入端通过编码与控制端身份确认，所述编码电路与PLC控制器耦合；
对码电路：所述对码电路将编码电路的编码转换为电信号，所述对码电路将转换为电信号的编码与控制端进行对码操作，作为植入端与控制端建立信息交流的基础，所述对码电路与PLC控制器耦合；
信息采集单元：所述信息采集单元包括体温传感器、心率传感器和振动传感器，所述体温传感器、心率传感器和振动传感器分别检测植入体的体温、心率和心跳强度信息，所述信息采集单元与PLC控制器耦合；
脉冲发生器：所述脉冲发生器连接有电极，所述脉冲发生器通过电极发出脉冲，所述脉冲发生器分为高频率脉冲段T1、微频率脉冲段T2和休眠段T3，所述脉冲发生器与PLC控制器耦合；
定位单元：所述定位单元连接有定位服务器，所述定位单元与PLC控制器耦合；
通信模块：所述对码电路通过通信模块与控制端建立信息交流，所述通信模块与PLC控制器耦合；
无线充电电源：所述无线充电电源为输入端提供电能，所述无线充电电源与PLC控制器耦合；
定时单元：所述PLC控制器根据信息采集单元采集的生理信息进行生理状况判定，根据生理状况进行脉冲发生器的频段调整，所述定时单元对脉冲发生器进行脉冲发射定时，所述定时单元PLC控制器耦合；
所述控制端包括：
中央处理器：所述中央处理器作为控制端的控制中心；
数据收发单元：所述数据收发单元接收植入端采集的信息、身份信息和脉冲频段发生信息，所述数据收发单元与中央处理器耦合；
输入单元：所述输入单元对PLC控制器进行控制信号输入，所述输入单元与中央处理器耦合；
数据存储单元：所述数据存储单元存储植入端和控制端的采集数据、编码数据和控制数据，所述数据存储单元与中央处理器耦合。
优选的，所述通信模块满足2G、3G、4G数字信号传输。
优选的，所述控制端最多连接二十组植入端。
一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统的无线通信方法，该无线通信的机电一体化植入式医疗系统的无线通信方法步骤如下：
S1：编码电路对植入端进行编码，并将编码作为植入端身份信息，编码电路通过对码电路与控制端进行身份确认，控制端将植入端的身份信息存储至数据存储单元并建立连接；
S2：体温传感器、心率传感器和振动传感器分别检测植入体的体温、心率和心跳强度信息，体温、心率和心跳强度信息通过通信模块压缩为电信号并传输至控制端的数据收发单元，数据收发单元将电信号解压为数据信号并传输至中央处理器；
S3：工作人员根据采集的数据通过输入单元对植入端进行控制，根据信息确定脉冲发生器的选择频段，若生理状态良好则采用休眠段T3，若生理状态稍差则采用微频率脉冲段T2，若生理状态很差则采用高频率脉冲段T1；
S4：植入端的通信模块接收输入单元输入的控制信号并发送至PLC控制器，PLC控制器控制无线充电电源对脉冲发生器提供的电流大小而改变脉冲。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该无线通信的机电一体化植入式医疗系统，降低植入端更换频率，减少病人成本和痛苦，脉冲的频段改变，增加植入端的使用寿命。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发明信息采集单元原理框图；
图3为本发明脉冲发生器的脉冲频段图。
图中：1植入端、2控制端、3 PLC控制器、4编码电路、5对码电路、6信息采集单元、7脉冲发生器、8定位单元、9通信模块、10无线充电电源、11定时单元、12中央处理器、13数据收发单元、14输入单元、15数据存储单元、16体温传感器、17心率传感器、18振动传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统，包括：植入端1和控制端2，植入端1和控制端2组成该无线通信的机电一体化植入式医疗系统；
植入端1包括：
PLC控制器3：PLC控制器3作为植入端1的控制中心；
编码电路4：编码电路4对植入端1进行编码，并将编码作为植入端1身份信息，植入端1通过编码与控制端2身份确认，编码电路4与PLC控制器3耦合；
对码电路5：对码电路5将编码电路4的编码转换为电信号，对码电路5将转换为电信号的编码与控制端2进行对码操作，作为植入端1与控制端2建立信息交流的基础，对码电路5与PLC控制器3耦合；
信息采集单元6：信息采集单元6包括体温传感器16、心率传感器17和振动传感器18，体温传感器16、心率传感器17和振动传感器18分别检测植入体的体温、心率和心跳强度信息，信息采集单元6与PLC控制器3耦合；
脉冲发生器7：脉冲发生器7连接有电极，脉冲发生器7通过电极发出脉冲，脉冲发生器7分为高频率脉冲段T1、微频率脉冲段T2和休眠段T3，脉冲发生器7与PLC控制器3耦合；
定位单元8：定位单元8连接有定位服务器，定位单元8与PLC控制器3耦合；
通信模块9：对码电路5通过通信模块9与控制端2建立信息交流，通信模块9与PLC控制器3耦合；
无线充电电源10：无线充电电源10为输入端1提供电能，无线充电电源10与PLC控制器3耦合；
定时单元11：PLC控制器3根据信息采集单元6采集的生理信息进行生理状况判定，根据生理状况进行脉冲发生器7的频段调整，定时单元11对脉冲发生器7进行脉冲发射定时，定时单元11PLC控制器3耦合；
控制端2包括：
中央处理器12：中央处理器12作为控制端2的控制中心；
数据收发单元13：数据收发单元13接收植入端采集的信息、身份信息和脉冲频段发生信息，数据收发单元13与中央处理器12耦合；
输入单元14：输入单元14对PLC控制器3进行控制信号输入，输入单元14与中央处理器12耦合；
数据存储单元15：数据存储单元15存储植入端1和控制端2的采集数据、编码数据和控制数据，数据存储单元15与中央处理器12耦合。
其中，通信模块9满足2G、3G、4G数字信号传输，控制端2最多连接二十组植入端1。
一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统的无线通信方法，该无线通信的机电一体化植入式医疗系统的无线通信方法步骤如下：
S1：编码电路4对植入端1进行编码，并将编码作为植入端1身份信息，编码电路4通过对码电路5与控制端2进行身份确认，控制端2将植入端1的身份信息存储至数据存储单元15并建立连接；
S2：体温传感器16、心率传感器17和振动传感器18分别检测植入体的体温、心率和心跳强度信息，体温、心率和心跳强度信息通过通信模块9压缩为电信号并传输至控制端2的数据收发单元13，数据收发单元13将电信号解压为数据信号并传输至中央处理器12；
S3：工作人员根据采集的数据通过输入单元14对植入端1进行控制，根据信息确定脉冲发生器7的选择频段，若生理状态良好则采用休眠段T3，若生理状态稍差则采用微频率脉冲段T2，若生理状态很差则采用高频率脉冲段T1；
S4：植入端1的通信模块9接收输入单元14输入的控制信号并发送至PLC控制器3，PLC控制器3控制无线充电电源10对脉冲发生器7提供的电流大小而改变脉冲。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统，其特征在于，包括：植入端(1)和控制端(2)，所述植入端(1)和控制端(2)组成该无线通信的机电一体化植入式医疗系统；
所述植入端(1)包括：
PLC控制器(3)：所述PLC控制器(3)作为植入端(1)的控制中心；
编码电路(4)：所述编码电路(4)对植入端(1)进行编码，并将编码作为植入端(1)身份信息，所述植入端(1)通过编码与控制端(2)身份确认，所述编码电路(4)与PLC控制器(3)耦合；
对码电路(5)：所述对码电路(5)将编码电路(4)的编码转换为电信号，所述对码电路(5)将转换为电信号的编码与控制端(2)进行对码操作，作为植入端(1)与控制端(2)建立信息交流的基础，所述对码电路(5)与PLC控制器(3)耦合；
信息采集单元(6)：所述信息采集单元(6)包括体温传感器(16)、心率传感器(17)和振动传感器(18)，所述体温传感器(16)、心率传感器(17)和振动传感器(18)分别检测植入体的体温、心率和心跳强度信息，所述信息采集单元(6)与PLC控制器(3)耦合；
脉冲发生器(7)：所述脉冲发生器(7)连接有电极，所述脉冲发生器(7)通过电极发出脉冲，所述脉冲发生器(7)分为高频率脉冲段T1、微频率脉冲段T2和休眠段T3，所述脉冲发生器(7)与PLC控制器(3)耦合；
定位单元(8)：所述定位单元(8)连接有定位服务器，所述定位单元(8)与PLC控制器(3)耦合；
通信模块(9)：所述对码电路(5)通过通信模块(9)与控制端(2)建立信息交流，所述通信模块(9)与PLC控制器(3)耦合；
无线充电电源(10)：所述无线充电电源(10)为输入端(1)提供电能，所述无线充电电源(10)与PLC控制器(3)耦合；
定时单元(11)：所述PLC控制器(3)根据信息采集单元(6)采集的生理信息进行生理状况判定，根据生理状况进行脉冲发生器(7)的频段调整，所述定时单元(11)对脉冲发生器(7)进行脉冲发射定时，所述定时单元(11)PLC控制器(3)耦合；
所述控制端(2)包括：
中央处理器(12)：所述中央处理器(12)作为控制端(2)的控制中心；
数据收发单元(13)：所述数据收发单元(13)接收植入端采集的信息、身份信息和脉冲频段发生信息，所述数据收发单元(13)与中央处理器(12)耦合；
输入单元(14)：所述输入单元(14)对PLC控制器(3)进行控制信号输入，所述输入单元(14)与中央处理器(12)耦合；
数据存储单元(15)：所述数据存储单元(15)存储植入端(1)和控制端(2)的采集数据、编码数据和控制数据，所述数据存储单元(15)与中央处理器(12)耦合。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统，其特征在于：所述通信模块(9)满足2G或3G或4G数字信号传输。
3.根据权利要求1所述的一种无线通信的机电一体化植入式医疗系统，其特征在于：所述控制端(2)最多连接二十组植入端(1)。
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