CN113941087A - 头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统 - Google Patents

头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统 Download PDF

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CN113941087A CN202111151770.2A CN202111151770A CN113941087A CN 113941087 A CN113941087 A CN 113941087A CN 202111151770 A CN202111151770 A CN 202111151770A CN 113941087 A CN113941087 A CN 113941087A
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Abstract

本发明实施例提供了一种头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统，所述头戴式无线充电设备包括主体部、两个支腿以及无线充电器。其中，两个支腿分别设置在主体部的两端，并被配置为相对于主体部在第一方向的位置可调节。无线充电器设置在支腿上，并被配置为相对于支腿在第二方向的位置可调节。由此，可以方便地将无线充电器固定于患者头部，以对患者头部的植入式设备进行无线充电。此外，无线充电器的位置调节可以实现与植入式设备的精准对位，从而可以保证无线充电效率。

Description

头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统
技术领域
本发明涉及无线供电领域，尤其涉及一种头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统。
背景技术
脑深部电刺激系统(Deep Brain Stimulation，DBS)属于植入式神经刺激系统，在多种难治性神经性疾病方面具有显著的疗效，目前已成为帕金森症的标准疗法，在肌张力障碍、癫痫等运动性障碍中应用日益广泛，在强迫症、抑郁症等精神性疾病方面也有广阔的应用前景。
为了解决植入设备的电池必须通过手术更换的弊端，通常会采用无线充电的方式对电池充电。若是手持充电器，或是利用胶带或者绷带将充电器固定在皮肤上，操作麻烦，并且会导致充电器移位、患者皮肤病变等问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统，所述头戴式无线充电设备配戴方便，简单易用，并且对任何体型患者都适用。
第一方面，本发明实施例提供了一种头戴式无线充电设备，所述设备包括：
主体部；
两个支腿，分别设置在所述主体部的两端，并被配置为相对于所述主体部在第一方向的位置可调节；以及
无线充电器，设置在所述支腿上，并被配置为相对于所述支腿在第二方向的位置可调节。
进一步地，所述无线充电器包括：
电能发射线圈，所述无线充电器被配置为通过所述电能发射线圈向植入式设备提供电能；
第一控制电路，与所述电能发射线圈连接；以及
第一电池，与所述第一控制电路连接。
进一步地，所述无线充电器还包括：第一通信天线，所述第一通信天线与所述第一控制电路连接；
所述无线充电器被配置为通过所述第一通信天线与植入式设备通信连接。
进一步地，所述无线充电器还包括：
按键，与所述第一控制电路连接；
其中，所述第一控制电路被配置为根据所述按键发出的信号切换所述无线充电器的工作状态。
进一步地，所述无线充电器还包括：
充电端口，与所述第一电池连接，用于连接外部电源以对所述第一电池充电。
进一步地，所述支腿上设有卡槽；
所述无线充电器上设有卡扣，并且所述卡扣与所述卡槽相互匹配；
所述无线充电器通过所述卡扣与所述卡槽可拆卸设置在所述支腿上。
进一步地，所述卡扣包括：
底座，设置在所述无线充电器上；以及
卡扣主体，沿所述第二方向移动设置在所述底座上，并与所述卡槽可拆卸连接。
进一步地，所述设备还包括：
鼻托，设置在所述主体部上。
第二方面，本发明实施例还提供了一种脑深部电刺激系统，所述系统包括：
刺激电极，被配置为针对神经靶点植入患者大脑；
脉冲发生器，与所述刺激电极连接；以及
如第一方面所述的头戴式无线充电设备；
其中，所述无线充电器通过位置调节与所述脉冲发生器对位。
进一步地，所述脉冲发生器还包括：
电能接收线圈、第二控制电路、第二电池，所述第二控制电路与所述电能接收线圈、第二电池连接；
所述刺激电极包括：
电极主体，与所述第二控制电路连接；
刺激触点，设置在所述电极主体上，并被配置为通过所述第二电池或所述电能接收线圈形成的电流刺激神经靶点；以及
脑电波触点，设置在所述电极主体上，用于收集患者的脑电波信号；
其中，所述第二控制电路被配置为根据所述脑电波触点收集的脑电波信号切换所述刺激触点的工作状态。
本发明实施例提供的头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统，所述头戴式无线充电设备包括主体部、两个支腿以及无线充电器。其中，两个支腿分别设置在主体部的两端，并被配置为相对于主体部在第一方向的位置可调节。无线充电器设置在支腿上，并被配置为相对于支腿在第二方向的位置可调节。由此，可以方便地将无线充电器固定于患者头部，以对患者头部的植入式设备进行无线充电。此外，无线充电器的位置调节可以实现与植入式设备的精准对位，从而可以保证无线充电效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的佩戴示意图；
图2是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的拆卸示意图；
图4是本发明实施例提供的一种设有卡扣的无线充电器的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种设有卡扣的无线充电器另一角度的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的部分结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种脑深部电刺激系统的电路框图；
图8是本发明实施例提供的一种脉冲发生器的植入示意图；
图9是本发明实施例提供的一种脉冲发生器另一角度的植入示意图；
图10是本发明实施例提供的一种刺激电极的植入示意图；
图11是本发明实施例提供的一种刺激电极连接脉冲发生器的结构示意图。
附图标记说明：
1-主体部；2-支腿；3-无线充电器；31-电能发射线圈；32-第一通信天线；33-第一控制电路；34-第一电池；35-提示器；36-按键；37-充电端口；4-卡槽；5-卡扣；51-底座；52-卡扣主体；6-鼻托；7-刺激电极；71-电极主体；72-刺激触点；73-脑电波触点；7a-第一组触点；7b-第二组触点；8-脉冲发生器；81-电能接收线圈；82-第二通信天线；83-第二控制电路；84-第二电极；9-导线；X-第一方向；Y-第二方向。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1-2是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的示意图，如图1-2所示，所述头戴式无线充电设备包括主体部1、两个支腿2以及无线充电器3，可配戴于患者头部以对患者头部的植入式设备充电。其中，主体部1适应于人体头部形状设置为圆拱形。需要被理解的是，主体部1的形状还可以设置为直线形等其它形状。
进一步地，两个支腿2分别设置在主体部1的两端。具体地，支腿2的首端与主体部1的端部连接。需要说明的是，支腿2的尾端设置挂耳部，所述挂耳部设置为一段向下弯曲的圆弧，使得支腿2可以挂置于患者耳部。需要进一步说明的是，主体部1的中间位置向下延伸有鼻托6，起到对主体部1的支撑作用。由此，本实施例的头戴式无线设备可以通过鼻托6和支腿2佩戴于患者头部。
更进一步地，如图2所示，本实施例的支腿2相对于主体部1在第一方向X的位置可调节。具体地，第一方向X为主体部1端部朝向对应支腿2的方向。需要说明的是，在本实施例中，主体部1端部设有凸起，支腿2的前端设有凹槽，通过相互匹配的凸起和凹槽即可实现主体部1与支腿2的可移动连接，并且凸起的长度以及凹槽的深度决定了支腿2位置调节的范围。由此，通过嵌入式的结构使得支腿2相对于主体部1在第一方向X上可以实现往返运动。
需要进一步地说明的是，作为一种可选的实施方式，可以在支腿2的前端设置凸起，并且在主体部1的端部设置凹槽，从而实现支腿2位置的调节。作为另一种可选的实施方式，可以主体部1端部和支腿2前端设置凹槽，并通过一个连接件分别插入主体部1端部和支腿2前端的凹槽中，以实现支腿2相对于主体部1位置的调节。
图3是本发明实施例提供的一种头戴式无线充电设备的拆卸示意图，如图3所示，支腿2上设有卡槽4，无线充电器3上设有卡扣5。卡扣5与卡槽4相互匹配，使得无线充电器3可以通过卡扣5和卡槽4可拆卸设置在支腿2上。具体地，结合图6所示，卡槽4开口向上并且侧边设有通孔，卡扣5设置在无线充电器3下方并且与卡槽4通孔对应的一侧设有凸起部，所述凸起部与所述通孔相互匹配，使得凸起部可以嵌入通孔，从而将卡扣5固定于卡槽4内，也即，将无线充电器3以可拆卸的方式固定在支腿2上。
进一步地，如图4所示，本实施例的卡扣5包括底座51以及卡扣主体52。具体地，底座51设置在无线充电器3上，卡扣主体52沿第二方向Y移动设置在底座51上。其中，卡扣主体52上与卡槽4通孔对应的一侧设置的凸起部，使得卡扣主体52与卡槽4可拆卸连接。
需要说明的是，本实施例的卡扣主体52朝向底座51的一端向内凹陷形成空腔，底座51朝向卡扣主体52的一端设置为与卡扣主体52的空腔相互匹配的凸起，使得底座51可以嵌入卡扣主体52的空腔中，从而使得卡扣主体52可以在底座51上进行往复移动。由此，将卡扣主体52固定在卡槽4中，也即，固定在支腿2上之后，无线充电器3可以相对于支腿2进行往复移动，实现对无线充电器3位置的调节。需要进一步说明的是，支腿2相对于主体部1在第一方向X上的位置调节，配合无线充电器3相对于支腿2在第二方向Y上的位置调节，实现了无线充电器3在一定范围内进行平面维度的移动，方便无线充电器3对准患者植入的设备以进行充电。
需要被理解的是，作为一种可选的实施方式，可以在底座51朝向卡扣主体52的一端向内凹陷形成空腔，卡扣主体52朝向底座51的一端设置为与底座51的空腔相互匹配的凸起，使得卡扣主体52可以嵌入底座51的空腔中，从而使卡扣主体52可以部分位于底座51的空腔内进行往复移动，进而可以配合支腿2对无线充电器3的位置进行调节。还需要被理解的是，作为另一种可选的实施方式，卡槽4以可上下移动的方式设置在支腿2上，当卡扣5固定于卡槽4内时，移动卡槽4即可带动卡扣5，也即，带动无线充电器3进行往复移动，从而可以配合支腿2对无线充电器3的位置进行调节。
进一步地，结合图7所示，本实施例的无线充电器3还包括电能发射线圈31、第一控制电路33以及第一电池34。其中，电能发射线圈31和第一电池34与第一控制电路33连接。具体地，第一控制电路33包括逆变电路，第一电池34输出的直流电通过逆变电路转化为交流电，从而可以通过电能发射线圈将电能转化为交变磁场，之后植入式设备再通过交变磁场产生电能。由此，无线充电器3实现了通过电能发射线圈31向植入式设备提供电能。需要被理解的是，在本实施例中，无线充电方式不作限定，可以是电磁感应式、电磁耦合式等。
更进一步地，本实施例的无线充电器3还包括第一通信天线32，并且第一通信天线32与第一控制电路33连接。在本实施例中，无线充电器3被配置为通过第一通信天线32与植入式设备通信连接。需要被理解的是，第一通信天线32可以是板载PCB天线、SMT陶瓷天线等。还需要被理解的是，第一通信天线32可适用于蓝牙、WiFi等连接方式。作为一种可选的实施方式，无线充电器3还可以通过第一通信天线32与用户的便携设备(例如，手机、平板、笔记本电脑等)通信连接，以实现无线充电器3状况、无线充电器3电量、无线充电器3对植入式设备充电状况等方面的监控，或者实现通过便携设备操控无线充电器3。
本实施例的无线充电器3还包括提示器35，并且提示器35与第一控制电路33连接。其中，第一控制电路33被配置为根据第一通信天线32接收的信号控制提示器35进行状态提示。需要被理解的是，提示器35优选蜂鸣器来进行状态提示。作为一种可选的实施方式，当患者调节无线充电器3的位置，使得无线充电器3与植入式设备对位时，第一通信天线32接收到信号并将信号传递至第一控制电路33，第一控制电路33在控制蜂鸣器发出提示音。还需要被理解的是，作为一种可选的实施方式，提示器35可以通过灯光等其它途径进行提示。
在本实施例中，如图4-5所示，无线充电器3还包括按键36，并且按键36与第一控制电路33连接。其中，第一控制电路33被配置为根据按键36发出的信号切换无线充电器3的工作状态。具体地，本实施例的按键36为开关按键，通过开关按键可以控制无线充电器3的开关状态，从而可以选择性地开始或停止对植入式设备供电。需要被理解的是，作为一种可选的实施方式，按键36还可以是其它功能性按键，例如通过按键36切换无线充电器3的供电模式，以加快对植入式设备的充电速度。还需要被理解的是，本实施例的按键36是机械按键，作为一种可选的实施方式，按键36也可以设置为触摸按键。
在本实施例中，无线充电器3还包括充电端口37。其中，充电端口37与第一电池34连接，用于连接外部电源以对第一电池34充电。具体地，当无线充电器3没电或者不需要使用时，可以从支腿2上取下并连接充电线进行充电，以供下一阶段使用。
本实施例提供的头戴式无线充电设备，通过支腿2和卡扣5的位置调节，实现了无线充电器3的位置调节，以便将无线充电器3与植入式设备对位，从而可以保证充电效率。便于佩戴的设备结构，以及方便充电、通信、提示、控制的无线充电器3设计，极大地满足了患者的使用需求。
本发明实施例还提供了一种脑深部电刺激系统，结合图7-11所示，所述系统包括刺激电极7、脉冲发生器8以及如上所述的头戴式无线充电设备。其中，刺激电极7被配置为针对神经靶点植入患者大脑，脉冲发生器8与刺激电极7连接并且为刺激电极7提供刺激电流，无线充电器3通过位置调节与脉冲发生器8对位并进行供电。
需要被理解的是，本实施例的脉冲发生器8植入患者耳部上方的颞骨处，此处颞骨较厚并且相对平整，肌肉组织少，易于植入手术的操作。头戴式无线充电设备在被配戴后可以方便地将无线充电器3与脉冲发生器8对位。
需要说明的是，刺激电极7包括第一组触点7a和第二组触点7b，并且第一组触点7a和第二组触点7b可分别通过两根导线9与脉冲发生器8连接。由此，可以满足刺激电极7应对不同病症、不同侧的刺激位置进行针对性植入。
具体地，脉冲发生器8包括电能接收线圈81、第二控制电路83以及第二电池84，电能接收线圈81和第二电池84与第二控制电路83连接。无线充电器3中的电能发射线圈31通过无线充电器3的位置调节与电能接收线圈81对位。其中，第二控制电路83包括整流电路，电能发射线圈31产生交变磁场，电能接收线圈81通过交变磁场产生交流电，再通过整流电路输出直流电以对电池充电。
进一步地，第二控制电路83被配置为根据电能接收线圈81的通电或断电信号切换第二电池84的工作状态。具体地，当电能发射线圈31与电能接收线圈81对位并有电流通过时，第二控制电路83接收到通电信号，停止第二电池84的供电，同时使用电能接收线圈81产生并通过整流得到的直流电进行供电，并且该直流电还用于对第二电池进行充电。
更进一步地，刺激电极7包括电极主体71、刺激触点72以及脑电波触点73。其中，电极主体71与第二控制电路83连接，刺激触点72设置在电极主体71上并被配置为通过第二电池84或电能接收线圈81形成的电流刺激神经靶点，脑电波触点73设置在电极主体71上并且用于收集患者的脑电波信号。由此，第二控制电路83可以根据脑电波触点73收集的脑电波信号切换刺激触点的工作状态。具体地，患者在睡眠状态和非睡眠状态时的脑电波信号有明显区别。当第二控制电路83接收到睡眠状态时的脑电波信号，则停止刺激触点72的刺激；当第二控制电路83接收到非睡眠状态时的脑电波信号，则开始刺激触点72的刺激。由此，在患者进入睡眠状态不会发病的时间内停止刺激，可以有效节省电力，并且可以提升植入式设备的使用寿命。
本实施例的脉冲发生器8还包括第二通信天线82，无线充电器3的第一通信天线32与第二通信天线82通信连接。需要被理解的是，第二通信天线82可以是板载PCB天线、SMT陶瓷天线等。还需要被理解的是，第二通信天线82可适用于蓝牙、WiFi等连接方式。作为一种可选的实施方式，脉冲发生器8还可以通过第二通信天线82与用户的便携设备(例如，手机、平板、笔记本电脑等)通信连接，以实现脉冲发生器8状况、第二电池84电量等方面的监控，或者实现通过便携设备操控脉冲发生器8。
作为另一种可选的实施方式，当电能发射线圈31和电能接收线圈81对位并有电流通过时，第二控制电路83接收到通电信号并将通电信号传递至第二通信天线82，第一通信天线32接收到通电信号后将通电信号传递至第一控制电路33，由第一控制电路33控制提示器35进行提示。
作为另一种可选的实施方式，通过无线充电器3的第一通信天线32或者用户便携设备的通信天线发出控制信号，第二通信天线82将接收到的控制信号传递至第二控制电路83，从而通过第二控制电路83切换植入式设备的工作模式，例如，改变刺激触点72的刺激强度等。
本实施例的脑深部电刺激系统，通过头戴式无线充电设备对脑颅骨处植入的脉冲发生器8进行充电，在保证了充电效率的前提下还极大地提高了患者的使用方便性，并且对任何体型的患者都适用。
本发明实施例提供的头戴式无线充电设备和脑深部电刺激系统，所述头戴式无线充电设备包括主体部、两个支腿以及无线充电器。其中，两个支腿分别设置在主体部的两端，并被配置为相对于主体部在第一方向的位置可调节。无线充电器设置在支腿上，并被配置为相对于支腿在第二方向的位置可调节。由此，可以方便地将无线充电器固定于患者头部，以对患者头部的植入式设备进行无线充电。此外，无线充电器的位置调节可以实现与植入式设备的精准对位，从而可以保证无线充电效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种头戴式无线充电设备，其特征在于，所述设备包括：
主体部(1)；
两个支腿(2)，分别设置在所述主体部(1)的两端，并被配置为相对于所述主体部(1)在第一方向(X)的位置可调节；以及
无线充电器(3)，设置在所述支腿(2)上，并被配置为相对于所述支腿(2)在第二方向(Y)的位置可调节。
2.根据权利要求1所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述无线充电器(3)包括：
电能发射线圈(31)，所述无线充电器(3)被配置为通过所述电能发射线圈(31)向植入式设备提供电能；
第一控制电路(33)，与所述电能发射线圈(31)连接；以及
第一电池(34)，与所述第一控制电路(33)连接。
3.根据权利要求2所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述无线充电器(3)还包括：第一通信天线(32)，所述第一通信天线(32)与所述第一控制电路(33)连接；
所述无线充电器(3)被配置为通过所述第一通信天线(32)与植入式设备通信连接。
4.根据权利要求2所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述无线充电器(3)还包括：
按键(36)，与所述第一控制电路(33)连接；
其中，所述第一控制电路(33)被配置为根据所述按键(36)发出的信号切换所述无线充电器(3)的工作状态。
5.根据权利要求2所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述无线充电器(3)还包括：
充电端口(37)，与所述第一电池(34)连接，用于连接外部电源以对所述第一电池(34)充电。
6.根据权利要求1所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述支腿(2)上设有卡槽(4)；
所述无线充电器(3)上设有卡扣(5)，并且所述卡扣(5)与所述卡槽(4)相互匹配；
所述无线充电器(3)通过所述卡扣(5)与所述卡槽(4)可拆卸设置在所述支腿(2)上。
7.根据权利要求6所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述卡扣(5)包括：
底座(51)，设置在所述无线充电器(3)上；以及
卡扣主体(52)，沿所述第二方向(Y)移动设置在所述底座(51)上，并与所述卡槽(4)可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的头戴式无线充电设备，其特征在于，所述设备还包括：
鼻托(6)，设置在所述主体部(1)上。
9.一种脑深部电刺激系统，其特征在于，所述系统包括：
刺激电极(7)，被配置为针对神经靶点植入患者大脑；
脉冲发生器(8)，与所述刺激电极(7)连接；以及
如权利要求1-8任一项所述的头戴式无线充电设备；
其中，所述无线充电器(3)通过位置调节与所述脉冲发生器(8)对位。
10.根据权利要求9所述的脑深部电刺激系统，其特征在于，所述脉冲发生器(8)包括：
电能接收线圈(81)、第二控制电路(83)、第二电池(84)，所述第二控制电路(83)与所述电能接收线圈(81)、第二电池(84)连接；
所述刺激电极(7)包括：
电极主体(71)，与所述第二控制电路(83)连接；
刺激触点(72)，设置在所述电极主体(71)上，并被配置为通过所述第二电池(84)或所述电能接收线圈(81)形成的电流刺激神经靶点；以及
脑电波触点(73)，设置在所述电极主体(71)上，用于收集患者的脑电波信号；
其中，所述第二控制电路(83)被配置为根据所述脑电波触点(73)收集的脑电波信号切换所述刺激触点(72)的工作状态。
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