CN112469470A - 可植入医疗设备短程无线电同步 - Google Patents
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Abstract
本文提出了用于生成稳定基准时钟的技术，该基准时钟供可植入部件的短程无线电收发机使用，而无需可植入部件本身内的晶体振荡器。根据本文提出的某些技术，可植入部件经由紧密耦合的链路与第一外部部件通信，并且经由短程无线电链路与第二外部部件通信。可植入部件被配置成经由紧密耦合的链路从第一外部部件接收信号。可植入部件被配置成从这些接收的信号提取频率信息，并且将短程无线电链路的载波频率与从这些信号提取的频率信息同步。
Description
技术领域
本发明总体上涉及可植入医疗设备。
背景技术
在过去的几十年中，具有一个或多个被植入到接受者中的部件的系统(在本文中通常被称为可植入医疗设备系统)已经为接受者提供了广泛的治疗益处。特别地，多年来，部分或全部可植入医疗设备系统(诸如听力假体系统(例如，包括骨传导设备、机械刺激器、耳蜗植入物等的系统)、可植入起搏器、除颤器系统、功能性电刺激设备系统等)已经成功执行了救生和/或改善生活方式的功能。
多年来，可植入医疗设备系统的类型和由此执行的功能范围已经增加。例如，现在许多可植入医疗设备系统通常包括一个或多个被永久或临时植入在接受者中的仪器、装置、传感器、处理器、控制器或其他功能性机械或电气部件。这些功能性可植入部件通常用于诊断、预防、监测、治疗或管理疾病/损伤或其症状，或者用于研究、替换或修改解剖结构或生理过程。这些功能性可植入部件中的许多部件利用从作为可植入医疗设备系统的一部分或与之结合操作的外部设备接收的功率和/或数据。
发明内容
在一个方面，提供了一种在可植入部件处执行的方法，该可植入部件经由紧密耦合的链路与第一外部部件通信，并且经由短程无线电链路与第二外部部件通信。方法包括：经由紧密耦合的链路从第一外部部件接收紧密耦合的信号；从所接收的紧密耦合的信号提取频率信息；以及将短程无线电链路的载波频率与从紧密耦合的信号提取的频率信息同步。
在另一方面，提供了可植入医疗设备系统的可植入部件。可植入部件包括：第一接收机，被配置成经由第一通信链路接收信号；短程无线电收发机，被配置成经由短程无线电链路接收数据，其中短程无线电收发机被配置成以预先确定的载波频率操作；以及基准时钟提取器，被配置成基于从经由第一通信链路接收的信号提取的频率信息生成基准时钟，该基准时钟供短程无线电收发机在经由短程无线电链路进行通信时使用。
在另一方面，提供了可植入医疗设备系统的可植入部件。该可植入部件包括：第一可植入线圈，经由紧密耦合的链路被耦合到第一外部部件，并且被配置成接收紧密耦合的信号；基准时钟提取器电路，被配置成从经由第一可植入线圈接收的紧密耦合的信号提取频率信息，并且基于从紧密耦合的信号提取的频率信息生成基准时钟；以及短程无线电收发机，被配置成：使用基准时钟，以经由短程无线电链路进行向第二外部设备传送数据信号或从第二外部设备接收数据信号中的至少一者。
附图说明
在此结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1A是图示根据本文提出的某些实施例的可植入医疗设备系统的示意图；
图1B是图示根据本文提出的某些实施例的图1A的可植入医疗设备系统的功能框图；
图2是图示根据本文提出的某些实施例的可植入医疗设备系统的可植入部件的一部分的示意性框图；
图3是图示根据本文提出的某些实施例的可植入医疗设备系统的可植入部件的一部分的示意性框图；
图4是图示了根据本文提出的某些实施例的载波频率提取电路的示意性框图；以及
图5是根据本文提出的某些实施例的方法的流程图。
具体实施方式
未来的可植入医疗设备系统可以包括利用短程无线电链路(诸如，磁感应(MI)链路)的可植入部件，以用于向/从可植入部件进行的数据的无线传输。这种可植入医疗部件将包括短程无线电收发机(例如，MI-无线电)，以用于使用调制方案(诸如，频移键控(FSK)、双相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、偏移QPSK(OQPSK)、最小移动键控(MSK)、开关键控(OOK)等)来传输数据。如此，短程无线电收发机的频率/多个频率(包括由发射机块和接收机块使用的那些)需要根据稳定时钟基准来导出。即，无线电接收机块和发射机块都需要精确的频率基准来正常操作。如果用于生成这些频率基准的时钟基准不稳定，则发射块和接收机块的发射或接收频率/多个频率可能显著漂移，并且在远程(外部)接收机或发射机的无线电天线的调谐之外操作。
一种解决方案是在可植入部件中包括晶体(X-tal)振荡器，诸如石英振荡器。晶体振荡器是一种电子电路，其使用振动的晶体的机械共振来以非常精确的频率生成正弦电子信号。石英振荡器的稳定性通常为百万分之60(ppm)Hz，而自由运行的振荡器(FRO)具有+/-10％的稳定性。与石英的+/-696Hz相比，11.6MHz的MI无线电的FRO将漂移+/-1160MHz。随着时间段的增加，这种漂移变得越来越成问题。
由于晶体振荡器固有地生成稳定的时钟，因此这些类型的振荡器已经被成功用在各种收发机中。然而，存在使可植入部件尽可能小的驱动力，并且晶体振荡器需要相当大的空间来实现(例如，晶体本身消耗物理空间，这会固有地增加设备的尺寸)。对于将来的可植入部件，部件和/或这种类型的元件内部可能空间很小或没有空间来实现这种类型的晶体元件可能引起降级的设备可靠性。
因此，本文提出了用于生成稳定基准时钟的技术，该基准时钟由可植入部件的短程无线电收发机使用，而无需在可植入部件本身内的晶体振荡器。根据本文提出的某些技术，可植入部件经由紧密耦合的链路与第一外部部件通信，并且经由短程无线电链路与第二外部部件通信。可植入部件被配置成经由紧密耦合的链路从第一外部部件接收信号。可植入部件被配置成从这些接收的信号提取频率信息，并且将短程无线电链路的载波频率与从该信号提取的频率信息同步。
更具体地，可植入部件根据从经由紧密耦合的链路接收的信号提取的频率信息导出基准时钟，以供短程无线电收发机使用。然后，可植入部件基于基准时钟，利用可植入部件中的一个或多个可植入频率源来生成一个或多个频率信号，并且使用该一个或多个频率信号，经由短程无线电链路以进行传送数据信号或接收数据信号中的至少一者。如此，对于MI无线电或其他短程无线电收发机，本文提出的技术解决了对可植入部件内部的硬件/部件的需求，以生成准确或稳定的时钟基准(例如，避免了需要晶体振荡器、SAW/BAW、陶瓷谐振器等)。这有助于较小的可植入部件的构造并且增加了可靠性(例如，通过避免晶体振荡器，晶体振荡器必须首先受压以发现任何微裂纹的存在)。
存在许多不同类型的可植入医疗设备系统，在其中可以实现本文提出的实施例。然而，仅为了便于说明，主要参考一种类型的可植入医疗设备系统(即耳蜗植入系统)来描述本文提出的技术。应当理解，本文提出的技术可以被用在现在已知或以后开发的任何其他部分或完全可植入医疗设备系统，包括其他听觉假体系统(诸如听觉脑干刺激器系统、电声听力假体系统、中耳假体系统、直接耳蜗刺激器系统、双峰听力假体系统等)和/或其他类型的医疗设备(诸如视觉假体系统、缓解疼痛植入系统、起搏器等)。
图1A是被配置成实现本文提出的技术的示例性耳蜗植入系统100的示意图，而图1B是耳蜗植入系统100的框图。将一起描述图1A和图1B。
耳蜗植入系统100包括可植入部件102、第一外部部件104和第二外部部件106。在该示例中，第一外部部件104配置成佩戴在接受者的耳道中。如此，图1A和图1B的特定外部部件104有时被称为耳内(ITE)部件104。第二外部部件106是被配置成佩戴在接受者的“耳外”的纽扣形状的外部充电设备(外部充电器)。如此，图1A和图1B的特定的外部充电器106有时也被称为耳外(OTE)部件或纽扣。
ITE部件104包括被配置成接收/捕获声音信号的一个或多个声音输入设备。图1A和图1B图示了一个示例声音输入设备，即麦克风108。然而，应当理解，额外的麦克风和其他类型的声音输入设备(例如，电线圈等)也可以被包括在ITE部件104中。ITE部件104还包括短程无线电收发机，在该示例中是磁感应(MI)无线电112，以及MI线圈114、扬声器119和电池116。电池116被配置成对ITE声音处理单元104的各个部件提供功率。然而，仅为了便于说明，从图1A和图1B省略了电池104与其他部件之间的连接。
如所指出的，麦克风108(和/或任何其他声音输入设备)被配置成接收/捕获声音信号。如果尚未呈电形式，则声音信号被转换为电信号。在图1A和图1B的实施例中，在本文中被称为声音或音频数据的这些电信号被提供给MI无线电112，MI无线电112经由MI线圈114将声音数据信号(例如，以编码的方式)传输到可植入部件102。
可植入部件102包括短程无线电收发机，在该示例中是MI无线电120，其连接到MI线圈118。如图1B中所示，MI无线电112、120使用MI线圈114、118来形成双向短程无线电链路121，以在可植入部件102与ITE部件104之间传输数据。在某些示例中，短程无线电链路121被指示为具有两个通道，其中一个通道用于将数据从ITE部件104发送到可植入部件102，一个通道用于将数据从可植入部件102发送到ITE部件(即，每个方向1个通道)。如图1B中所示，短程无线电链路121是通过接受者的皮肤/组织125传输数据的经皮链路。
MI无线电120被配置成将所接收的声音数据提供给声音处理器123。声音处理器123被配置成将声音信号转换成刺激控制信号，以用于刺激接受者的第一只耳朵。换句话说，声音处理器123(例如，一个或多个处理元件，被实现为固件、软件等)被配置成：将在ITE部件104处接收的声音信号转换成表示电刺激的刺激控制信号，以递送给接受者。
刺激控制信号被提供给刺激器单元127，以用于经由刺激组件128将电刺激(电流)递送到接受者的耳蜗。即，刺激组件128被配置成至少部分地被植入在接受者的耳蜗(未示出)中，并且包括多个纵向间隔的耳蜗内电刺激接触(电极)，耳蜗内电刺激接触(电极)将电刺激(电流)递送到接受者的耳蜗。以该方式，耳蜗植入系统100电刺激接受者的听觉神经细胞，从而绕过通常将声学振动转化为神经活动的不存在或有缺陷的毛细胞，从而使接受者感知到输入音频信号的一个或多个成分。
为了刺激接受者的耳蜗，可植入部件102需要电功率以继续操作。在图1A和图1B的实施例中，该操作功率由OTE部件106提供。更具体地，可植入部件102包括射频(RF)接收机124和可植入RF线圈126。可植入RF线圈126通常是线天线线圈，该线天线线圈包括多匝电绝缘的单股或多股铂线或金线。RF接收机124可以由级联的调谐放大器组成
OTE部件106还包括外部线天线线圈(外部线圈)128，外部线天线线圈(外部线圈)128包括多匝电绝缘铜线。OTE部件106还包括RF发射机130和电池132。通常，磁体(图1A和图1B中未示出)相对于可植入线圈126和外部线圈128中的每个线圈固定。这些磁体有助于外部线圈128与可植入线圈126的可操作性对齐，这又使得OTE部件106能够经由在外部线圈128与外部线圈128之间形成的紧密耦合的无线链路131来将功率以及可能地将数据传送到可植入部件102。换句话说，发射机130经由线圈128和线圈126经皮地(例如，通过接受者的皮肤/组织125)将功率从电池132传输到可植入部件102。在图1A和图1B的示例中，紧密耦合的无线链路131是射频(RF)链路。然而，可以使用各种其他类型的能量传输(诸如，红外(IR)、电磁、电容和感应传输)，来将功率和/或数据从外部部件传输到可植入部件。尽管在图1B中未示出，但在RF接收机124处接收的功率(来自OTE部件106)可以被分配到可植入部件102的其他部件以用于其操作。
应当理解，如图1A和图1B中所示，ITE部件104和OTE部件106的具体使用仅是说明性的，并且本文提出的技术可以用其他类型的外部部件来实现。例如，在备选布置中，OTE部件106可以被经由电缆附接到分离线圈的耳后部件代替。其他变型(诸如接线到电池组的头戴线圈、充电头带等)也是可能的。
总之，图1A和图1B图示了一种布置，其中可植入部件102从第一外部部件(即，OTE部件106)接收功率，并且可能接收数据，并且其中可植入部件102接收数据，并且可能向第二外部部件(即ITE部件104)发送数据。可植入部件102经由紧密耦合的链路131从OTE部件106接收功率，而可植入部件102通过MI链路121从ITE部件104接收数据。
MI通信对于在ITE部件104与可植入部件102之间传输数据(例如，音频或刺激数据流)是有用的，因为例如，MI设备通信是基于单个频率通道，并且与其他更常见的短距离通信机制相比，可以通过无线电监管许可使用更大的带宽。然而，MI通信的一个问题是，MI无线电112和120均需要稳定的时钟源，以用于导出MI链路的载波频率。如上所述，如果用于生成由无线电使用的载波频率/多个频率的时钟源不稳定，则发射或接收频率/多个频率可能显著漂移，并且在相对接收机/发射机的调谐之外操作。
对于诸如ITE部件104的外部部件，通常的解决方案是使用晶体(X-tal)振荡器作为稳定时钟源。然而，晶体振荡器在可植入部件(诸如可植入部件102)中的使用可能会出现问题或困难(例如，可靠性降低和/或对于晶体，可植入部件内空间很小或没有空间)。如此，本文提出了使得可植入部件102能够生成用于MI无线电120的稳定基准时钟，而无需可植入部件102本身内的晶体振荡器的技术。
更具体地，如下文进一步所述，可植入部件102经由与OTE部件106的紧密耦合的链路131接收信号。OTE部件以精确的时序/频率在紧密耦合的链路131上传送信号，该时序/频率基于固有的稳定时钟源129来设置。稳定时钟源129可以是例如晶体振荡器。
可植入部件102包括基准时钟提取器122，基准时钟提取器122被配置成从经由紧密耦合的链路131在RF接收机124处接收的信号提取频率信息。基准时钟提取器122使用所提取的频率信息来导出基准时钟，以由MI无线电120使用来经由磁感应链路121进行传送信号或接收信号中的至少一者。结果，并且如下文进一步所述，MI链路121的载波频率被同步或锁定到从经由紧密耦合的链路131接收的信号提取的频率信息。
如所指出的，主要参考包括ITE部件、OTE部件和可植入部件的耳蜗植入系统描述了图1A和1B。然而，应当理解，本文提出的技术可以被用在具有其他布置的耳蜗植入系统中，并且本文提出的技术可以被用在其他类型的可植入医疗设备系统(其中可植入组件使用不同/单独的通信链路与多个分离设备/组件进行通信)中。图2和图3图示了根据本文提出的实施例的、两个可植入医疗设备系统(例如，视觉假体系统、缓解疼痛植入系统、起搏器、耳蜗植入系统，或其他听觉假体系统，诸如听觉脑干刺激器系统、电声听力假体系统、中耳假体系统、直接耳蜗刺激器系统、双峰听力假体系统等)的两个示例可植入部件的操作。
更具体地，图2是图示可植入部件202的一种布置的另外的细节的示意图，可植入部件202被配置成：将短程无线电链路221(诸如，磁感应链路)的载波频率与从经由单独的紧密耦合的链路231接收的功率信号提取的频率信息同步。为了便于说明，图2仅图示了与载波频率同步相关的可植入部件202的几个元件，即，可植入线圈226、基准时钟提取器222、短程无线电收发机(例如，磁感应无线电)220和天线218(例如，磁感应线圈218A或开放式或偶极天线218B)。在该示例中，基准时钟提取器222和短程无线电收发机220通过无线电接口249连接。
图2还图示了功率信号240，其通过紧密耦合的链路231在可植入部件202的可植入线圈226处从第一外部设备(图2中未示出)接收。功率信号240是一系列“RF突发”，其中以指定的间隔(即以指定的频率)针对指定的时间段提供功率。在图2的示例中，以每50微秒(即，频率为20千赫兹(kHz))的速率RF突发被提供(例如，被发送)。在该示例中，紧密耦合的链路的说明性载波频率为6.78兆赫兹(MHz)。应当理解，以上特定的载波频率以及RF突发的特定频率(突发速率)仅是说明性的，并且其他实施例可以使用不同的频率(例如，突发速率可以是100us、1ms等，而紧密耦合的链路的载波频率可以是5MHz、3.56MHz、27.12MHz等)。
在该示例中，第一外部设备生成具有精确时序和频率的功率信号240(例如，每50微秒的速率和6.78MHz的载波频率是精确和一致/规则的)。基于外部部件(诸如晶体振荡器)中固有的稳定的时钟源来设置该精确的时序/频率。
如所示的，RF突发240经由接收机224被提供给基准时钟提取器222。基准时钟提取器222包括包络检测电路244和倍频器-分频器(M:N)逻辑电路246。包络检测电路244包括包络检测器，包络检测器是被配置成生成作为RF突发240的包络(例如，勾勒RF突发的极限的平滑曲线)的输出的电子电路。在一个示例中，包络检测器244可以包括二极管和连接到二极管的电阻器-电容器(RC)电路。倍频器-分频器(M:N)逻辑电路246可以是例如触发器、寄存器和/或逻辑门的组合。在一个示例中，通过级联九(9)个触发器(每个触发器具有分频比二(2))，应用N分频器来将5MHz转换为9.766kHz，由于2^9＝512并且5MHz：512＝9.766kHz或102.4us。
当在基准时钟提取器242处接收到RF突发240时，包络检测电路244确定RF突发240的包络，RF突发240的包络又可以被包络检测电路244用来确定其突发速率。在图2中，由箭头245表示的突发速率被提供给倍频器-分频器(M:N)逻辑电路246。使用通过紧密耦合的链路接收的RF突发(功率信号)240的稳定/一致突发速率245，来稳定/调整短程无线电收发机220的操作频率。结果，倍频器-分频器(M:N)逻辑电路246生成用于短程无线电收发机220的稳定基准时钟信号(基准时钟)248，其频率或相位直接与经由紧密耦合的链路接收的功率信号的突发速率245有关。在某些实施例中，倍频器-分频器(M:N)逻辑电路246可以是可选的，被旁路的，或者M:N可以被设置为1：1(即，当短程无线电收发机220的操作频率与突发速率240匹配时)。
基准时钟248(例如，分频或/和倍增的突发速率)是到短程无线电收发机(例如，MI无线电)220的一个或多个可植入频率源250的基准信号。如此，基准时钟248在本文中有时被称为“收发机基准时钟”。短程无线电收发机220的可植入频率源250可以是例如锁相环(PLL)或延迟锁环(DLL)。
可植入频率源250各自输出频率信号252。这些频率信号252(例如PLL/DLL输出信号)被接收机块254(例如无线电接收器的混和器级)和发射机块256(例如，生成经调制的载波信号)用作本地振荡器(LO)。
例如，图2中所示是由短程无线电收发机220的发射机块256生成的经调制的发射机(TX)流260，以用于在短程无线电链路221上，经由天线218，传输到与第一外部设备分离的第二外部设备(图2中未示出)。经调制的TX流260包括11.6MHz的载波频率，使用例如频移键控(FSK)、双相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、偏移QPSK(OQPSK)、最小移动键控(MSK)、开关键控(OOK)等，利用数据来调制该载波频率。从频率信号252生成11.6MHz的载波频率，频率信号252由可植入频率源250生成。
在图2中也示出了在与第二外部设备的短程无线电链路221上，经由天线218，在短程无线电收发机220的接收机块254处接收的经调制的接收机(RX)流262。经调制的RX流262包括11.6MHz的载波频率，使用例如FSK、BPSK、QPSK、OQPSK、MSK、OOK等，利用数据调制该载波频率。使用由可植入频率源250生成的频率信号252，来生成与输入的经调制的RX流262混合的频率，以便可以在频率上将经调制的RX流262改变为常规值，以进行经调制的数据的处理和恢复。
总之，图2图示了短程无线电链路221的载波频率(例如，经调制的TX和RX流)被同步到频率信息，即，RF突发速率245，RF突发速率245从通过紧密耦合的链路231被提供给可植入部件202的功率信号240(RF突发)中被提取，其中紧密耦合的链路231与短程无线电链路221分离并且不同。如上面详述的，可植入部件202被配置成从功率信号240提取RF突发速率245，并且根据从功率信号240提取的频率信息导出基准时钟248。然后，基准时钟248被短程无线电收发机220使用，以在短程无线电链路221上进行传送信号或接收信号中的至少一者。
图3是图示可植入部件302的一种布置的另外的细节的示意图，可植入部件302被配置成：将短程无线电链路321(诸如，磁感应链路)的载波频率与从经由分离的紧密耦合的链路331接收的功率信号提取的频率信息同步。为了便于说明，图3仅图示了与载波频率同步相关的可植入部件302的几个元件，即，可植入线圈326、基准时钟提取器322、短程无线电收发机(例如，磁感应无线电)320和天线(例如，电磁感应线圈318A或开放式或偶极天线318B)。在该示例中，基准时钟提取器322和短程无线电收发机320通过无线电接口349连接。
图3还图示了功率信号340，该功率信号340通过紧密耦合的链路331在可植入部件302的可植入线圈326处被接收。在该示例中，功率信号340是以特定的载波频率针对至少一个时间段被发射的连续信号。在图3中，载波频率是6.78MHz，但是应当理解，上述特定载波频率仅是说明性的，并且其他实施例可以使用不同的频率(例如5MHz等)。
在该示例中，第一外部设备以精确的时序并且以精确的载波频率生成功率信号340。基于外部部件(例如晶体振荡器)中固有的稳定的时钟源来设置该精确的时序/频率。
如所示的，功率信号340经由接收机324被提供给基准时钟提取器322。基准时钟提取器342包括载波频率提取电路344和倍频器-分频器(M:N)逻辑电路346。倍频器-分频器(M:N)逻辑电路346可以是例如触发器、寄存器和/或逻辑门的组合。
如图4中所示，在该特定示例中，载波频率提取电路344包括带通滤波器364、可变增益放大器366和数字化器368。带通滤波器364具有与功率信号340的载波频率匹配的中心频率(fo)。如此，如图4中所示，输入功率信号340被带通滤波器364滤波，在可变增益放大器366处被放大(如果需要)，并且在数字化器368处被数字化以导出方波，这在图3和图4中由箭头345示出。
在图3中，方波345被提供给倍频器-分频器(M:N)逻辑电路346，并且被用来稳定/调整短程无线电收发机320的操作频率。特别地，倍频器-分频器(M:N)逻辑电路346生成用于短程无线电收发机320的稳定基准时钟信号(基准时钟)348，其频率或相位直接与经由紧密耦合的链路接收的功率信号的载波频率有关。
基准时钟348是到短程无线电收发机(例如，MI无线电)320的一个或多个可植入频率源350的基准信号。如此，基准时钟348在本文有时被称为“收发机基准时钟”。短程无线电收发机320的可植入频率源350可以是例如锁相环(PLL)或延迟锁环(DLL)。
可植入频率源350各自输出频率信号352。这些频率信号352(例如，PLL/DLL输出信号)被接收机块354(例如无线电接收器的混和器级)和发射机块356(例如，生成经调制的载波信号)用作(例如，以1至N的分频比率)本地振荡器(LO)。
例如，图3中所示是由短程无线电收发机320的发射机块356生成的经调制的发射机(TX)流360，以用于在短程无线电链路321上，经由天线318(例如，线圈318A或开放式或偶极天线318B)，传输到第二外部设备(图3中未示出)。经调制的TX流360包括11.6MHz的载波频率，使用例如频移键控(FSK)、双相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、偏移QPSK(OQPSK)、最小移动键控(MSK)、开关键控(OOK)等，利用数据来调制该载波频率。从频率信号352生成11.6MHz的载波频率，频率信号352由可植入频率源350生成。
在图3中也示出了在短程无线电链路321上，经由天线318、在短程无线电收发机320的接收机块354处接收的经调制的接收机(RX)流362。经调制的RX流362包括11.6MHz的载波频率。使用例如FSK、BPSK、QPSK、OQPSK、MSK、OOK等，利用数据来调制载波频率。由可植入频率源350生成的频率信号352用于生成与输入的经调制的RX流362混合的频率，以便可以在频率上将经调制的RX流362改变为常规值，以进行经调制的数据的处理和恢复。
总之，图3图示了短程无线电链路321的载波频率(例如，经调制的TX和RX流)被同步到频率信息，即，载波频率，该载波频率从通过紧密耦合的链路331被提供给可植入部件302的功率信号340中被提取，其中紧密耦合的链路331与短程无线电链路321分离并且不同。如上所述，可植入部件302被配置成从功率信号340提取载波频率并且根据从功率信号340提取的频率信息导出基准时钟348。然后，基准时钟348被短程无线电收发机320使用，以导出发射机块356的载波频率或作为接收机块354的本地振荡器。
如上所述，图3图示了一个实施例，其中基准时钟348从在紧密耦合的链路331上传送的连续功率信号的载波频率被导出。应当理解，其中紧密耦合的链路331运载连续功率信号的这种特定的实现是说明性的，并且可以利用使用预先确定的载波频率传送的其他类型的信号来实现该技术。例如，在一个备选实施例中，可以利用在紧密耦合的链路上的预先确定的载波频率来调制功率和数据两者。以类似于图3和图4中描述的方式，载波频率可以被提取并且被用来生成用于短程无线电收发机的基准时钟。
图5是根据本文提出的实施例的方法580的流程图。方法580在可植入部件处被执行，该可植入部件经由紧密耦合的链路与第一外部部件通信，并且经由短程无线电链路与第二外部部件通信。方法580开始于582，在582处，可植入部件经由紧密耦合的链路从第一外部部件接收紧密耦合的信号。在584处，可植入部件从所接收的紧密耦合的信号提取频率信息。在586处，短程无线电链路的载波频率与从紧密耦合的信号提取的频率信息同步。
应当理解，上述实施例不是互相排斥的，并且可以以各种方式和布置来组合各种实施例。
本文描述和要求保护的发明的范围不受本文公开的特定优选实施方案的限制，因为这些实施方案仅旨在作为本发明的几个方面的说明，而非限制。任何等同的实施例都意图在本发明的范围内。实际上，除了本文中示出和描述的那些之外，根据前述描述，本发明的各种修改对于本领域技术人员将变得明显。这种修改也旨在落入所附权利要求的范围内。
Claims (30)
1.一种在可植入部件处执行的方法，所述可植入部件经由紧密耦合的链路与第一外部部件通信，并且经由短程无线电链路与第二外部部件通信，所述方法包括：
经由所述紧密耦合的链路从所述第一外部部件接收紧密耦合的信号；
从接收的所述紧密耦合的信号提取频率信息；以及
将所述短程无线电链路的载波频率与从所述紧密耦合的信号提取的所述频率信息同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述紧密耦合的信号是以一系列脉冲突发传送的功率信号，并且其中从接收的所述紧密耦合的信号提取频率信息包括：
从所述紧密耦合的信号提取脉冲突发速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述紧密耦合的信号是以载波频率调制的功率信号或数据信号中的一个或多个信号，并且其中从接收的所述紧密耦合的信号提取频率信息包括：
从所述紧密耦合的信号提取所述载波频率。
4.根据权利要求1所述的方法，将所述短程无线电链路的载波频率与从所述功率信号提取的所述频率信息同步包括：
根据从所述信号提取的所述频率信息，导出所述可植入部件中的收发机基准时钟；
基于所述收发机基准时钟，利用所述可植入部件中的一个或多个可植入频率源生成一个或多个频率信号；以及
使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行传送数据信号或接收数据信号中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用所述一个或多个频率信号以经由所述短程无线电链路进行传送信号或接收信号中的至少一者，包括：
使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为载波频率，以用于经由所述短程无线电链路传送经调制的数据信号。
6.根据权利要求4所述的方法，其中使用所述一个或多个频率信号以经由所述短程无线电链路进行传送信号或接收信号中的至少一者，包括：
使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为混合频率，以用于从经由所述短程无线电链路接收的经调制的数据信号提取数据。
7.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述收发机基准时钟，利用所述可植入部件中的一个或多个可植入频率源生成一个或多个频率信号，包括：
将所述收发机基准时钟提供给所述可植入部件的锁相环PLL系统或延迟锁环DLL系统中的至少一个系统；以及
利用所述PLL系统或所述DLL系统中的所述至少一个系统生成所述一个或多个频率信号。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行传送数据信号或接收数据信号中的至少一者之前，对由所述PLL系统或所述DLL系统中的所述至少一个系统生成的所述一个或多个频率信号进行转换。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述短程无线电链路是磁感应(MI)链路。
10.一种可植入医疗设备系统的可植入部件，包括：
第一接收机，被配置成经由第一通信链路接收信号；
短程无线电收发机，被配置成经由短程无线电链路接收数据，其中所述短程无线电收发机被配置成以预先确定的载波频率操作；以及
基准时钟提取器，被配置成基于从经由所述第一通信链路接收的所述信号提取的频率信息生成基准时钟，所述基准时钟供所述短程无线电收发机在经由所述短程无线电链路进行通信时使用。
11.根据权利要求10所述的可植入部件，其中所述基准时钟提取器包括被配置成生成所述基准时钟的倍频器-分频器(M:N)逻辑电路，并且其中所述倍频器-分频器(M:N)逻辑电路被锁定到从经由所述第一通信链路接收的所述信号提取的所述频率信息。
12.根据权利要求10所述的可植入部件，其中经由所述第一通信链路接收的所述信号是以一系列脉冲突发传送的功率信号，并且其中所述基准时钟提取器包括包络检测器电路，所述包络检测器电路被配置成从经由所述第一通信链路接收的所述信号提取脉冲突发速率，其中所述脉冲突发速率用于生成所述基准时钟。
13.根据权利要求10所述的可植入部件，其中经由所述第一通信链路接收的所述信号是以载波频率调制的功率信号或数据信号中的一个或多个信号，并且其中所述基准时钟提取器包括载波频率提取电路，所述载波频率提取电路被配置成从经由所述第一通信链路接收的所述信号提取所述载波频率，其中所述载波频率用于生成所述基准时钟。
14.根据权利要求10所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机包括一个或多个可植入频率源，所述一个或多个可植入频率源被配置成基于所述基准时钟来生成一个或多个频率信号，
其中短程无线电收发机被配置成：使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行传送数据信号或接收数据信号中的至少一者。
15.根据权利要求14所述的可植入部件，其中为了使用所述一个或多个频率信号以经由所述短程无线电链路进行传送信号或接收信号中的至少一者，所述基准时钟提取器被配置成：
使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为载波频率，以用于经由所述短程无线电链路传送经调制的数据信号。
16.根据权利要求14所述的可植入部件，其中为了使用所述一个或多个频率信号以经由所述短程无线电链路进行传送信号或接收信号中的至少一者，所述基准时钟提取器被配置成：
使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为混合频率，以用于从经由所述短程无线电链路接收的经调制的数据信号提取数据。
17.根据权利要求14所述的可植入部件，其中所述一个或多个可植入频率源包括锁相环PLL系统或延迟锁环DLL系统中的至少一个系统。
18.根据权利要求14所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机包括转换块，所述转换块被配置成：在使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行传送数据信号或接收数据信号中的至少一者之前，对由所述PLL系统或所述DLL系统中的所述至少一个系统生成的所述一个或多个频率信号进行转换。
19.根据权利要求14所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机是耦合到磁感应线圈的磁感应(MI)无线电。
20.一种可植入医疗设备系统的可植入部件，包括：
第一可植入线圈，经由紧密耦合的链路被耦合到第一外部部件，并且被配置成接收紧密耦合的信号；
基准时钟提取器电路，被配置成从经由所述第一可植入线圈接收的所述紧密耦合的信号提取频率信息，并且基于从所述紧密耦合的信号提取的所述频率信息生成基准时钟；以及
短程无线电收发机，被配置成：使用所述基准时钟，以经由短程无线电链路进行向第二外部设备传送数据信号或从第二外部设备接收数据信号中的至少一者。
21.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机根据预先确定的载波频率操作，并且其中所述预先确定的载波频率与从所述功率信号提取的所述频率信息同步。
22.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述紧密耦合的信号是以一系列脉冲突发传送的功率信号，并且其中所述基准时钟提取器电路被配置成从所述紧密耦合的信号提取脉冲突发速率，以用于生成所述基准时钟。
23.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述紧密耦合的信号是以载波频率调制的功率信号或数据信号中的一个或多个信号，并且其中所述基准时钟提取器电路被配置成从所述紧密耦合的信号提取所述载波频率，以用于生成所述基准时钟。
24.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述基准时钟提取器电路包括被配置成生成所述基准时钟的倍频器-分频器(M:N)逻辑电路，并且其中所述倍频器-分频器(M:N)逻辑电路被锁定到从所述紧密耦合的信号提取的所述频率信息。
25.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机包括一个或多个可植入频率源，所述一个或多个可植入频率源被配置成基于所述基准时钟生成一个或多个频率信号，
其中短程无线电收发机被配置成：使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行向所述第二外部设备传送数据信号或从所述第二外部设备接收数据信号中的至少一者。
26.根据权利要求25所述的可植入部件，其中为了使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行向所述第二外部设备传送数据信号或从所述第二外部设备接收数据信号中的至少一者，所述短程无线电收发机被配置成：使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为载波频率，以用于经由所述短程无线电链路传送经调制的数据信号。
27.根据权利要求25所述的可植入部件，其中为了使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行向所述第二外部设备传送数据信号或从所述第二外部设备接收数据信号中的至少一者，所述短程无线电收发机被配置成：使用所述一个或多个频率信号中的所述至少一个频率信号作为混合频率，以用于从经由所述短程无线电链路接收的经调制的数据信号提取数据。
28.根据权利要求25所述的可植入部件，其中所述一个或多个可植入频率源包括锁相环PLL系统或延迟锁环DLL系统中的至少一个系统。
29.根据权利要求25所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机包括转换块，所述转换块被配置成：在使用所述一个或多个频率信号，以经由所述短程无线电链路进行向所述第二外部设备传送数据信号或从所述第二外部设备接收数据信号中的至少一者之前，对由所述PLL系统或所述DLL系统中的所述至少一个系统生成的所述一个或多个频率信号进行转换。
30.根据权利要求20所述的可植入部件，其中所述短程无线电收发机是耦合到磁感应线圈的磁感应(MI)无线电。
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