CN111111007A - 具有信号发射和接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有信号发射和接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统，系统执行包括以下内容的操作：体内设备以当前信号发射强度向体外设备发送数据；体外设备根据对数据的接收质量向体内设备发送强度调整指令；体内设备根据强度调整指令调整信号发射强度。以及，体外设备向体内设备发送数据；体内设备以当前信号接收灵敏度接收数据；体内设备根据对数据的接收质量调整信号接收灵敏度。

Description

具有信号发射和接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种具有信号发射和接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统。
背景技术
人体植入式医疗装置(Implantable Medical Device,IMD)是一种安装于用户身体内部的医疗器械，这种设备内部具有电池，芯片，传感器，依靠设定的程序和运行参数来实现相应的疗法。植入式医疗设备通常包括两部分，即植入体内的设备和体外控制设备，二者间需要使用无线通信技术传输数据以进行设备的各种功能控制。
目前植入式医疗设备采用固定的发射功率、固定的接收灵敏度。植入人体的设备天线受植入深度、周边介质影响较大，对实际发射出来的信号强度影响很大。如果设定的发射功率较高，与体外设备距离较近会造成一定的功耗浪费；如果设定的发射功率较低，有可能因为植入人体过深，收发设备距离过远，造成连接中断，影响通信效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种具有信号发射强度调整功能的植入式医疗系统，所述系统包括体内设备和体外设备，所述系统执行包括以下内容的操作：
所述体内设备以当前信号发射强度向所述体外设备发送数据；
所述体外设备根据对所述数据的接收质量向所述体内设备发送强度调整指令；
所述体内设备根据所述强度调整指令调整信号发射强度。
可选地，所述操作重复执行，直至所述体内设备接收到所述体外设备发送的结束指令为止。
可选地，所述体外设备对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当所述参数低于较低的阈值时发送强度提高指令，当所述参数高于较高的阈值时发送强度减弱指令。
可选地，所述体外设备根据所述数据的类型确定所述阈值。
可选地，当所述操作在体内设备与体外设备首次通信执行时，所述当前信号发射强度为预设值。
本发明还提供一种具有信号接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统，所述系统包括体内设备和体外设备，所述系统执行包括以下内容的操作：
所述体外设备向所述体内设备发送数据；
所述体内设备以当前信号接收灵敏度接收所述数据；
所述体内设备根据对所述数据的接收质量调整信号接收灵敏度。
可选地，所述操作重复执行，直至所述体内设备确定接收质量符合预期为止。
可选地，所述体内设备对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当所述参数低于较低的阈值时提高信号接收灵敏度，当所述参数高于较高的阈值时降低信号接收灵敏度。
可选地，所述体内设备根据所述数据的类型确定所述阈值。
可选地，当所述操作在体内设备与体外设备首次通信执行时，所述当前信号接收灵敏度为预设值。
根据本发明提供的第一种植入式医疗系统，在植入人体的情况下体外设备根据对体内设备发送数据的接收质量发送强度调整指令，进而由体内设备根据强度调整指令调整信号发射强度。由此可以减少体内设备的能量损耗，延长使用寿命，并改善通信效果。
根据本发明提供的第二种植入式医疗系统，在植入人体的情况下体内设备根据对体外设备发送数据的接收质量调整信号接收灵敏度。由此可以减少体内设备的能量损耗，延长使用寿命，并改善通信效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的一种调整信号发射强度的操作示意图；
图2为本发明实施例中的另一种调整信号发射强度的操作示意图；
图3为本发明实施例中的一种调整信号接收灵敏度的操作示意图；
图4为本发明实施例中的另一种调整信号接收灵敏度的操作示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种具有信号发射强度调整功能的植入式医疗系统，如图1所示该系统包括体内设备11(具体可以是神经刺激器，其中设有脉冲发生器、电极等实现治疗功能的器件)和体外设备12，二者均具有无线通信模块。该系统执行包括以下内容的操作：
S1A,体内设备11以当前信号发射强度向体外设备12发送数据。所发送的数据可以是体内设备采集的人体生理参数，如心电数据、脑电数据等等；也可以是体内设备的运行参数，如刺激频率、电量等等。在首次执行通信时，本步骤中的当前信号发射强度采用预设值，为此体外设备12可以先向体内设备11发出校准指令，以使其恢复初始的发射强度。
S2A,体外设备12根据对数据的接收质量向体内设备11发送强度调整指令。体外设备12通过无线通信模块接受到数据后，可根据误码率、丢包率、重传率等信息确定接收质量，如果判定接收质量较差则发出强度提高指令，反之发出强度减弱指令。
在具体的实施例中，体内设备11会发送多个数据包，体外设备12在收到多个数据包之后根据平均的接收质量发出强度调整指令。确定接收质量时至少需要一个阈值，当多个数据包的平均质量值低于该阈值时，表示通信质量较差，则发出强度提高指令以改善通信质量；当多个数据包的平均质量值高于该阈值时，表示通信质量高于预期水平，则发出强度降低指令以节约功耗。
S3A,体内设备11根据强度调整指令调整信号发射强度。调整方式有多种，例如体内设备11预先设置多个发射强度档位，假设接收到的是强度提高指令，则提高一个档位，反之降低一个档位；强度提高指令也可以用于指示强度调整值ndBm，假设接收到的是强度提高指令，则增大发射功率ndBm，反之降低发射功率ndBm。
根据本发明实施例提供的植入式医疗系统，在植入人体的情况下体外设备根据对体内设备发送数据的接收质量发送强度调整指令，进而由体内设备根据强度调整指令调整信号发射强度。由此可以减少体内设备的能量损耗，延长使用寿命，并改善通信效果。
在优选的实施例中，为了提高调整效率，可在步骤S2A中使用两个阈值。具体地，体外设备12对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当参数低于较低的阈值时，表示通信质量较差，发送强度提高指令；当参数高于较高的阈值时，表示通信质量高于预期，发送强度减弱指令。
进一步地，为了满足不同应用场景对通信质量的要求，体外设备12根据数据的类型确定上述阈值。比如对于心电、脑电闭环控制电路要求实时性高，要求重传、误码率极低，此场景发射信号强度保留的裕度要大一些，衡量通信质量的阈值应更加严格；一些对实时没有过高要求的数据，如设备运行参数等，可以减少裕度以节能为主，衡量通信质量的阈值可相对宽松。
上述操作可以被执行一次或者多次，比如在体内设备11中只设置两个或三个强度档位时，在执行一次后可能达到最大或最小的档位，则结束本次调整。在优选的实施例中，发射强度的调整范围应当被设置的足够大，以使上述操作重复执行，每一次执行步骤S1A时所使用的当前信号发射强度是上一次执行步骤S3A时调整后的值。如图2所示，步骤S1A-S3A重复执行多次，直至某一次执行步骤S1A后体外设备12判定通信质量符合预期水平，比如位于两个阈值之间时或者等于唯一阈值时，发出结束指令，体内设备11接收到结束指令时保存当前的发射强度，结束调整。
本发明实施例提供一种具有信号接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统，如图3所示该系统包括体内设备21(具体可以是神经刺激器，其中设有脉冲发生器、电极等实现治疗功能的器件)和体外设备22，二者均具有无线通信模块。该系统执行包括以下内容的操作：
S1B，体外设备22向体内设备21发送数据；所发送的数据可以是用于控制体内设备运行状态的指令，或者是调整运行的参数等等。
S2B，体内设备21以当前信号接收灵敏度接收数据。在首次执行通信时，本步骤中的当前信号接收灵敏度采用预设值，为此体外设备22可以先向体内设备21发出校准指令，以使其恢复初始的接收灵敏度。
S3B，体内设备21根据对数据的接收质量调整信号接收灵敏度。体内设备21通过无线通信模块接受到数据后，可根据误码率、丢包率、重传率等信息确定接收质量，如果判定接收质量较差则提高收灵敏度，反之减弱接收灵敏度。
在具体的实施例中，体外设备22会发送多个数据包，体内设备21在收到多个数据包之后根据平均的接收质量调整信号接收灵敏度。确定接收质量时至少需要一个阈值，当多个数据包的平均质量值低于该阈值时，表示通信质量较差，则提高收灵敏度以改善通信质量；当多个数据包的平均质量值高于该阈值时，表示通信质量高于预期水平，则降低接收灵敏度以节约功耗。
调整方式有多种，例如体内设备21预先设置多个接收灵敏度档位，当接收质量较差时，则提高一个档位，反之降低一个档位；或者根据接收质量确定接收灵敏度的差距ndBm，进而直接增大或减小ndBm。
根据本发明实施例提供的植入式医疗系统，在植入人体的情况下体内设备根据对体外设备发送数据的接收质量调整信号接收灵敏度。由此可以减少体内设备的能量损耗，延长使用寿命，并改善通信效果。
在优选的实施例中，为了提高调整效率，可在步骤S3B中使用两个阈值。具体地，体内设备21对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当参数低于较低的阈值时,表示通信质量较差，由此提高信号接收灵敏度；当参数高于较高的阈值时，表示通信质量高于预期水平，由此降低信号接收灵敏度。
进一步地，为了满足不同应用场景对通信质量的要求，体内设备21根据数据的类型确定上述阈值。比如对于心电、脑电闭环控制电路要求实时性高，要求重传、误码率极低，此场景信号接收灵敏度保留的裕度要大一些，衡量通信质量的阈值应更加严格；一些对实时没有过高要求的数据，可以减少裕度以节能为主，衡量通信质量的阈值可相对宽松。
上述操作可以被执行一次或者多次，比如在体内设备21中只设置两个或三个灵敏度档位时，在执行一次后可能达到最大或最小的档位，则结束本次调整。在优选的实施例中，接收灵敏度的调整范围应当被设置的足够大，以使上述操作重复执行，每一次执行步骤S2B时所使用的当前信号接收灵敏度是上一次执行步骤S3B时调整后的值。如图4所示，步骤S1B-S3B重复执行多次，直至体内设备21判定通信质量符合预期水平，比如位于两个阈值之间时或者等于唯一阈值时，保存当前的接收灵敏度,并通知体外设备22调整完成。
此外，图1-图4所示的两种系统可以相互结合，即体内设备根据上实施例中的操作同时调整信号发射强度和信号接收灵敏度，以从两个方面同时优化通信质量和节约能耗。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有信号发射强度调整功能的植入式医疗系统，所述系统包括体内设备和体外设备，其特征在于，所述系统执行包括以下内容的操作：
所述体内设备以当前信号发射强度向所述体外设备发送数据；
所述体外设备根据对所述数据的接收质量向所述体内设备发送强度调整指令；
所述体内设备根据所述强度调整指令调整信号发射强度。
2.根据权利要求1所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述操作重复执行，直至所述体内设备接收到所述体外设备发送的结束指令为止。
3.根据权利要求1或2所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述体外设备对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当所述参数低于较低的阈值时发送强度提高指令，当所述参数高于较高的阈值时发送强度减弱指令。
4.根据权利要求3所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述体外设备根据所述数据的类型确定所述阈值。
5.根据权利要求1所述的植入式医疗系统，其特征在于，当所述操作在体内设备与体外设备首次通信执行时，所述当前信号发射强度为预设值。
6.一种具有信号接收灵敏度调整功能的植入式医疗系统，所述系统包括体内设备和体外设备，其特征在于，所述系统执行包括以下内容的操作：
所述体外设备向所述体内设备发送数据；
所述体内设备以当前信号接收灵敏度接收所述数据；
所述体内设备根据对所述数据的接收质量调整信号接收灵敏度。
7.根据权利要求6所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述操作重复执行，直至所述体内设备确定接收质量符合预期为止。
8.根据权利要求6所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述体内设备对用于表示接收质量的参数与两个阈值进行比对，当所述参数低于较低的阈值时提高信号接收灵敏度，当所述参数高于较高的阈值时降低信号接收灵敏度。
9.根据权利要求8所述的植入式医疗系统，其特征在于，所述体内设备根据所述数据的类型确定所述阈值。
10.根据权利要求6所述的植入式医疗系统，其特征在于，当所述操作在体内设备与体外设备首次通信执行时，所述当前信号接收灵敏度为预设值。
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