CN108964290A - 一种对可植入设备充电的近场能量发射器 - Google Patents

一种对可植入设备充电的近场能量发射器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对可植入设备充电的近场能量发射器，该发射器包括：发射线圈，被配置为将近场能量传输到可植入设备；输出驱动器，用于驱动发射线圈，使发射线圈以发射频率发射近场能量，其中发射频率可调；监视器，可操作地耦合到输出驱动器，用于检测所发射的近场能量的发射功率；控制器可操作地耦合到输出驱动器和监视器，控制器配置为：使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。

Description

一种对可植入设备充电的近场能量发射器
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体而言，涉及一种对可植入设备充电的近场能量发射器。
背景技术
背景技术可植入医疗装置通常用于执行各种功能，例如监测一种或多种病症和/或向患者递送治疗。在一些情况下，可植入医疗装置可以向患者提供神经刺激疗法。在一些情况下，可植入医疗设备可以简单地监测一个或多个状况，例如压力，加速度，心脏事件，并且可以将检测到的状况或事件传递给另一个设备，例如另一个可植入医疗设备或外部编程器。
在一些情况下，可植入医疗装置可以配置成向患者递送起搏和/或除颤治疗。这种可植入医疗装置可以治疗患有各种心脏病的患者，这可能导致心脏向患者身体输送足够量的血液的能力降低。在某些情况下，心脏病可能导致快速，不规则和/或低效的心脏收缩。为了帮助减轻这些病症中的一些，可以将各种装置(例如，起搏器，除颤器等)植入患者体内。当这样提供时，这样的装置可以监测并向患者的心脏提供诸如电刺激治疗的治疗，以帮助心脏以更正常，有效和/或安全的方式操作。在一些情况下，患者可具有多个植入装置，其协作以监测和/或向患者的心脏提供治疗。
由于解剖学限制，一些可植入医疗装置必须相对较小。例如，无引线心脏起搏器通常放置在心腔内。由于它们的尺寸相对较小，并且由于其较长的预期寿命，这种可植入医疗装置的大部分内部空间通常被电池或其他电源消耗。由于电池寿命决定了可植入医疗设备的使用寿命，因此希望在可用空间的范围内使电池尽可能大。
可能需要的是一种可植入医疗装置，其具有再充电能力，用于对可植入医疗装置的可再充电电源进行再充电。这可以使可植入医疗设备具有更长的使用寿命和/或可能不需要尽可能多的电池空间来允许显着更小的设备尺寸。较小的装置尺寸可以使装置更容易地可输送并且可植入体内，允许装置可植入体内更小且更狭窄的空间中，和/或可使装置生产成本更低。
发明内容
本发明提出了一种对可植入设备充电的近场能量发射器，该发射器包括：
发射线圈，被配置为将近场能量传输到可植入设备；
输出驱动器，用于驱动发射线圈，使发射线圈以发射频率发射近场能量，其中发射频率可调；
监视器，可操作地耦合到输出驱动器，用于检测所发射的近场能量的发射功率；
控制器可操作地耦合到输出驱动器和监视器，控制器配置为：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，所述发射功率的预定特性是所述发射功率是针对所述两个或更多个发射频率识别的最大发射功率。
所述的近场能量发射器，所述发射频率中的至少一个是所述输出驱动器和发射线圈的谐振频率，并且所述输出驱动器包括可调节阻抗，所述可调节阻抗可调节以产生共振频率。
所述的近场能量发射器，所述控制器被配置为检测所选择的发射频率下的发射功率的减小，并且作为响应：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，所述控制器被配置为不时地重复以下：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，还包括姿势传感器，用于检测其中植入所述可植入设备的患者的姿势，并且其中所述控制器被配置为通过以下两种或更多种姿势中的每一种来识别发射频率：
使用姿势传感器检测患者何时处于两种或更多姿势中的一种姿势，以及处于检测到的姿势时：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将检测到的姿势与所选择的发射频率相关联。
所述的近场能量发射器，所述控制器还被配置为随后检测所述患者何时处于所述两种或更多种姿势中的一种中，并且作为响应，将所述输出驱动器的发射频率设定为所述发射频率与检测到的姿势相关联。
所述的近场能量发射器，还包括用于与所述可植入设备通信的通信块，并且其中，所述通信块被配置为从所述可植入设备接收关于由所述可植入设备接收的发射功率的一个或多个消息。
所述的近场能量发射器，输出驱动器被配置为驱动发射线圈，使得发射线圈以发射幅度发射近场能量，其中发射幅度是可调节的；和
控制器被配置为调整近场能量的发射幅度，使得可植入设备接收的发射功率满足预定标准。
所述的近场能量发射器，从可植入设备接收的一个或多个消息指示由可植入设备接收的发射功率是否满足预定标准；其中从可植入设备接收的一个或多个消息指示接收的发射功率。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的一种对可植入设备充电的近场能量发射器的示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
实施例一：
如图1所示，为本发明提出了一种对可植入设备充电的近场能量发射器，该发射器包括：
发射线圈，被配置为将近场能量传输到可植入设备；
输出驱动器，用于驱动发射线圈，使发射线圈以发射频率发射近场能量，其中发射频率可调；
监视器，可操作地耦合到输出驱动器，用于检测所发射的近场能量的发射功率；
控制器可操作地耦合到输出驱动器和监视器，控制器配置为：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，所述发射功率的预定特性是所述发射功率是针对所述两个或更多个发射频率识别的最大发射功率。
所述的近场能量发射器，所述发射频率中的至少一个是所述输出驱动器和发射线圈的谐振频率，并且所述输出驱动器包括可调节阻抗，所述可调节阻抗可调节以产生共振频率。
所述的近场能量发射器，所述控制器被配置为检测所选择的发射频率下的发射功率的减小，并且作为响应：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，所述控制器被配置为不时地重复以下：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
所述的近场能量发射器，还包括姿势传感器，用于检测其中植入所述可植入设备的患者的姿势，并且其中所述控制器被配置为通过以下两种或更多种姿势中的每一种来识别发射频率：
使用姿势传感器检测患者何时处于两种或更多姿势中的一种姿势，以及处于检测到的姿势时：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将检测到的姿势与所选择的发射频率相关联。
所述的近场能量发射器，所述控制器还被配置为随后检测所述患者何时处于所述两种或更多种姿势中的一种中，并且作为响应，将所述输出驱动器的发射频率设定为所述发射频率与检测到的姿势相关联。
所述的近场能量发射器，还包括用于与所述可植入设备通信的通信块，并且其中，所述通信块被配置为从所述可植入设备接收关于由所述可植入设备接收的发射功率的一个或多个消息。
所述的近场能量发射器，输出驱动器被配置为驱动发射线圈，使得发射线圈以发射幅度发射近场能量，其中发射幅度是可调节的；和
控制器被配置为调整近场能量的发射幅度，使得可植入设备接收的发射功率满足预定标准。
所述的近场能量发射器，从可植入设备接收的一个或多个消息指示由可植入设备接收的发射功率是否满足预定标准；其中从可植入设备接收的一个或多个消息指示接收的发射功率。
所述的近场能量发射器，还包括柔性基板，所述柔性基板被配置为符合患者并容纳所述发射器线圈。
所述的近场能量发射器，其中所述柔性基板包括用于将所述柔性基板固定在适当位置的带，并且其中所述柔性基板具有目标基准以指示所述患者相对于所述发射线圈的躯干位置。
所述的近场能量发射器，还包括沿着所述发射线圈的一侧的铁磁屏蔽，所述铁磁屏蔽在使用期间背向所述可植入设备。
所述的近场能量发送器，其中，所述柔性基板被配置为由患者佩戴。
所述的近场能量发射器，还包括由所述柔性基板容纳的第二发射线圈，其中所述发射线圈被配置为位于所述患者的前部，并且所述第二发射线圈被配置为位于所述第二发射线圈上患者的一侧或背侧。
所述的近场能量发射器，其中，所述控制器还被配置为：如果认为所述发射线圈与所述可植入设备未对准，则发出人类可感知的警报。
实施例二：
一种用于对可植入医疗设备(可植入设备)充电的近场能量发射器，该发射器包括：
发射线圈，被配置为将近场能量传输到可植入设备；
输出驱动器，用于驱动发射线圈，使得发射线圈以发射频率和发射幅度发射近场能量，其中发射频率和发射幅度中的至少一个是可调的；
用于与可植入设备通信的通信块，其中，通信块被配置为从可植入设备接收关于由可植入设备接收的发送功率的一个或多个消息；和
控制器可操作地耦合到输出驱动器和通信块，控制器被配置为调整近场能量的发射频率和发射幅度中的一个或多个，使得可植入设备接收的发射功率满足预定标准。
所述的近场能量发射器，其中从可植入设备接收的一个或多个消息指示：
可植入设备接收的发射功率是否满足预定标准；和/或
可植入设备接收的发射功率是否不符合预定标准。
实施例三：
一种植入式医疗设备(可植入设备)，其被配置为植入患者体内，所述可植入设备包括：
壳体，配置用于导管部署；
多个电极暴露在外壳的外部；
治疗电路设置在壳体内，治疗电路可操作地连接到多个电极，并配置成通过多个电极中的一个或多个感测一个或多个信号和/或通过多个电极中的一个或多个刺激组织；
可充电电源，设置在壳体内并配置成为治疗电路供电；
接收线圈，被配置为通过患者身体接收非辐射近场能量；
充电电路可操作地与接收线圈和可再充电电源耦合，充电电路配置成使用经由接收线圈接收的非辐射近场能量来对可再充电电源充电；和
控制器设置在壳体内并配置成：
检测接收线圈接收的非辐射近场能量是否满足预定标准；
将消息传送到远程定位的近场能量发射器，该近场能量发射器指示由接收线圈接收的非辐射近场能量是否满足预定标准。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统或设备等均是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术的发展许多元素仅是示例而不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，尽管每个操作可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。一个过程可能有其他步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当在软件、固件、中间件或代码中实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中，并通过处理器执行所描述的任务。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，所述权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种对可植入设备充电的近场能量发射器，其特征在于，该发射器包括：
发射线圈，被配置为将近场能量传输到可植入设备；
输出驱动器，用于驱动发射线圈，使发射线圈以发射频率发射近场能量，其中发射频率可调；
监视器，可操作地耦合到输出驱动器，用于检测所发射的近场能量的发射功率；
控制器可操作地耦合到输出驱动器和监视器，控制器配置为：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
2.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，所述发射功率的预定特性是所述发射功率是针对所述两个或更多个发射频率识别的最大发射功率。
3.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，所述发射频率中的至少一个是所述输出驱动器和发射线圈的谐振频率，并且所述输出驱动器包括可调节阻抗，所述可调节阻抗可调节以产生共振频率。
4.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，所述控制器被配置为检测所选择的发射频率下的发射功率的减小，并且作为响应：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
5.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，所述控制器被配置为不时地重复以下：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将输出驱动器的发送频率设置为所选的发送频率。
6.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，还包括姿势传感器，用于检测其中植入所述可植入设备的患者的姿势，并且其中所述控制器被配置为通过以下两种或更多种姿势中的每一种来识别发射频率：
使用姿势传感器检测患者何时处于两种或更多姿势中的一种姿势，以及处于检测到的姿势时：
使输出驱动器在两个或多个发射频率上调整近场能量的发射频率；
使用监视器识别两个或多个发射频率中的每一个的近场能量的发射功率；
选择导致具有预定特性的发射功率的两个或更多个发射频率的发射频率；和
将检测到的姿势与所选择的发射频率相关联。
7.根据权利要求6所述的近场能量发射器，其特征在于，所述控制器还被配置为随后检测所述患者何时处于所述两种或更多种姿势中的一种中，并且作为响应，将所述输出驱动器的发射频率设定为所述发射频率与检测到的姿势相关联。
8.根据权利要求1所述的近场能量发射器，其特征在于，还包括用于与所述可植入设备通信的通信块，并且其中，所述通信块被配置为从所述可植入设备接收关于由所述可植入设备接收的发射功率的一个或多个消息。
9.如权利要求8所述的近场能量发射器，其特征在于，
输出驱动器被配置为驱动发射线圈，使得发射线圈以发射幅度发射近场能量，其中发射幅度是可调节的；和
控制器被配置为调整近场能量的发射幅度，使得可植入设备接收的发射功率满足预定标准。
10.如权利要求9所述的近场能量发射器，其特征在于，从可植入设备接收的一个或多个消息指示由可植入设备接收的发射功率是否满足预定标准；其中从可植入设备接收的一个或多个消息指示接收的发射功率。
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