CN107899133A - 具有延伸导线的植入式医疗设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种植入式医疗设备及系统，包括依次连接的信号发生器、延伸导线及电极。延伸导线近端设置金属软导丝，信号发生器内设置无线收发单元，金属软导丝通过设置于延伸导线近端的馈电与无线收发单元电连接。

Description

具有延伸导线的植入式医疗设备及系统

技术领域

本发明属于植入式医疗设备技术领域，具体涉及一种具有延伸导线的植入式医疗设备和系统。

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(包括脑深部电刺激DBS，植入式脑皮层刺激CNS，植入式脊髓电刺激SCS，植入式骶神经电刺激SNS，植入式迷走神经电刺激VNS等)、植入式心脏电刺激系统(俗称心脏起搏器)、植入式药物输注系统(IDDS)等。

以植入式神经电刺激系统为例，主要包括植入体内的脉冲发生器(即植入式神经刺激器)、电极以及体外的控制器。其中，脉冲发生器通过延伸导线与电极相连接，从而将脉冲发生器所产生的脉冲传输到电极，脉冲发生器产生的脉冲信号由电极传输至特定神经靶点进行电刺激，从而使人体机能恢复到正常运作的状态。体外控制器包括医生程控器、病人控制器。

体外控制器可通过无线通信模式与脉冲发生器进行通信。无线通信天线设置于脉冲发生器壳体内。脉冲发生器植入后，被生物组织或组织液所包围，这些围绕物比体外空间具有相对高的介电常数，对无线信号造成损耗，使得植入设备的无线信号传输效率降低。

通常无线通信天线为蛇形，采用支架固定后焊接到RF馈线，最后用环氧固化。由于天线是环氧中尺寸最大的元件，如果将天线外置，有利于减小产品尺寸和体积。然而，外置天线形状无法固定，随着人体姿势变动而变，而且其输入电抗很大，天线辐射效率较低，工作频段窄。

发明内容

本发明的目的在于解决无线通信天线占用植入式医疗设备体积的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供一种植入式医疗设备，包括依次连接的信号发生器、延伸导线及电极。延伸导线近端设置天线，所述信号发生器内设置无线收发单元，所述天线通过设置于延伸导线近端的馈点与所述无线收发单元电连接。

为实现上述目的，本发明一实施方式提供一种植入式医疗系统，包括设置于体外的控制模块，与所述控制模块连接的电源，还包括上述植入式医疗设备，所述控制模块与所述植入式医疗设备通过所述天线相联系。

与现有技术相比，本发明通过将无线通信天线设置于延伸导线中，节约了信号发生器的空间，减小了植入设备的体积，减轻植入手术对人体的损伤。

附图说明

图1是本发明植入式脑深部神经电刺激系统植入体内部分的定位示意图；

图2是本发明植入式医疗系统一实施方式的结构示意图；

图3是本发明植入式医疗设备一实施方式的信号发生器结构示意图；

图4是本发明植入式医疗设备一实施方式的回波损耗曲线图；

图5是本发明植入式医疗设备一实施方式的电压驻波比曲线图；

图6是本发明植入式医疗设备一实施方式的输入阻抗曲线图；

图7是本发明植入式医疗设备一实施方式的无线通信连接示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的实施方式中，以植入式脑神经电刺激系统为例对本发明的植入式医疗设备及系统做具体的阐释，但应当说明的是，在下述的实施方式中所涉及的技艺精神可以被替换地利用到其它形式的植入式医疗设备及系统上，示范性地，例如植入式心脏电刺激系统。

图1示意性地示出了植入式脑神经神经电刺激系统植入体内的部分，包括信号发生器10、电极20，还包括体外的控制模块。在本例中，信号发生器发送脉冲，以对人体进行电刺激。信号发生器10通过延伸导线30与电极20相连接，从而将信号发生器10所产生的脉冲信号传输到电极20，信号由输出电极触点传输至特定脑内神经靶点进行电刺激，从而使人体能恢复到正常运作的状态。

参图2，植入式医疗系统包括体外的控制模块与电源连接。控制模块包括医生程控仪及病人控制器。其中，病人控制器是为病人配备的用来根据自己的情况控制开关或者调节体内信号发生器的输出参数的装置，病人控制器通常仅能够在医生程控仪所设置的调节范围内自行调节。医生程控仪是医生用来根据病人情况监控调节体内信号发生器的输出参数的装置，通常一个医生程控仪可用来控制多个信号发生器。病人控制器和医生程控仪可通过无线通信模式与信号发生器进行通信。

参图3，信号发生器10包括壳体40。壳体40内设置电池及至少一个PCB板(图未示)。壳体40外设置连接部，连接部用于容纳多个连接组件及密封填充物。密封填充物可以为环氧树脂。连接组件与PCB板电性连接。连接组件包括无线收发单元。连接部可以保护其内的组件免于暴露于组织或体液中。连接部外侧设置外壳(图未示)以将信号发生器10密封。

延伸导线30内增加一特定长度的金属材质软导丝,作为无线通信天线50。无线通信天线50嵌入到延伸导线30内部，与用作刺激信号传输的软导丝并排，作为延伸导线30的一部分。延伸导线30近端设置天线馈点31，可以与信号发生器10连接部的无线收发单元相连接。

无线通信天线50为单极子天线，长度为人体介质波长的1/4，此时天线的理论发射和接收转换效率最高。

以403MHz工作频率为例，无线通信天线50为人体介质波长的1/4，即1/4x74.4cm＝18.6cm。

无线通信天线50材质可以选用铂金或者不锈钢等可以长期植入人体的金属材料。

以403MHz工作频率测试，无线通信天线50的技术性能满足通信常规要求。

具体的，参图4，无线通信天线50回波损耗(return loss)在402-405MHz频带内小于-10dB,

参图5，无线通信天线50的电压驻波比(SWR)在402-405MHz频带内小于2。

参图6，无线通信天线50的输入阻抗在402-405MHz频带内阻抗为35.8+j17.8ohm。

参图7，植入于人体内的信号发生器10通过内置于延伸导线30的无线通信天线50以402-405MHz频段与体外程控器信号导通。体外程控器通过蓝牙与终端相连。终端可以为手机。通过增加信号发生器10与体外程控器之间的距离，测试信号发生器10与体外程控器之间的最远通讯距离可以达到5m。

采用本发明的无线通信天线设置方案，环氧密封体积至少可以缩小1/3，信号发生器体积缩小1/7。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种植入式医疗设备，包括依次连接的信号发生器、延伸导线及电极，其特征在于：所述延伸导线近端设置天线，所述信号发生器内设置无线收发单元，所述天线通过设置于延伸导线近端的馈点与所述无线收发单元电连接。

2.一种植入式医疗系统，包括设置于体外的控制模块，与所述控制模块连接的电源，其特征在于，还包括权利要求1所述的植入式医疗设备，所述控制模块与所述植入式医疗设备通过所述天线相联系。