CN114870258A - 植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法，所述设备包括：心脏监测模块，用于采集患者的心脏监测数据；心脏治疗模块，用于向患者输送治疗；第一控制模块，用于根据所述心脏监测数据控制所述心脏治疗模块的工作状态；供电模块，用于向所述心脏监测模块、所述心脏治疗模块和所述第一控制模块供电；第一无线传输模块，用于与外部的第二无线传输模块交互，与所述第二无线传输模块传输电能和/或医疗数据。本发明通过无线传输方式可以为医疗设备补充电能和/或与医疗设备传输数据，保证医疗设备长时间的安全可靠运行。

Description

植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法。

背景技术

植入式心脏医疗设备包括有植入式起搏器(Pace Maker,PM)、植入式心律转复除颤器(Implantable cardioverter defibrillator,ICD)、采用植入式心脏再同步治疗(Cardiac resynchronization therapy,CRT)技术的设备，如CRT、CRT-D等一类对心脏进行治疗的且植入在人体内部的医疗器械设备。植入式心脏医疗设备一般有一根或多根电极导线植入到心腔内部，电极导线在心腔内部感知心脏的电信号(心电信号)并传回到植入在皮下的主机内，主机在感知到特定的心电信号后，发送出治疗脉冲到电极导线的末端并进入心脏完成治疗。植入式起搏器(PM)的工作原理是对心脏的节律进行矫正管理，其持续地发出心脏刺激的低电能脉冲信号，以保证正常节律的心脏搏动。植入式心律转复除颤器(ICD)的工作原理是当心脏发生室颤或者室速的时候，ICD感知到这两种特定的心电波形后，ICD主机会释放一个高电能的脉冲对心脏进行除颤治疗，使得心脏恢复到正常心电波形和窦性搏动，ICD是当室颤或室速的时候才会释放治疗脉冲。植入式心脏再同步治疗设备(CRT)的工作原理是对心脏的两个心室进行同步的起搏刺激(类同PM的起搏刺激方式)，使得心脏的两个左右心室进行同步的收缩和舒张，以缓解和治疗心衰。CRT-D则同时兼具有CRT和ICD的功能。这一类的植入式心脏医疗设备都是经静脉植入式设备，其电极导线经过静脉到达心脏心腔，其主机都是植入在锁骨下方附件的皮下。因此上述中的ICD也称为TV-ICD(Transvenous ICD，经静脉植入型心律转复除颤器)。

还有一类ICD称为全皮下植入型除颤器(S-ICD)。S-ICD也是当心脏发生室颤或者室速的时候，S-ICD感知到这两种特定的心电波形后，S-ICD主机会释放一个高电能的脉冲对心脏进行除颤治疗，使得心脏恢复到正常心电波形和窦性搏动，S-ICD也是当室颤或室速的时候才会释放治疗脉冲。不同于TV-ICD，S-ICD的电极导线也是被植入在皮下(不进入静脉或心腔)，一般在胸骨附近与胸骨平行，S-ICD的主机是植入在腋下方的皮下。

另外有一类植入式心电监测设备(Implantable heart monitor,ICM)，其通过在胸廓前心脏附近的表皮下植入，ICM即可以采集到其植入位置两点之间的心电信号。

在当前市面常见的PM、TV-ICD、CRT、CRT-D、S-ICD、ICM这一类设备(如美敦力、雅培、波科、百多力、圣犹他等品牌)，其都可以将采集到的心电信号和/或治疗信息保存在主机内，当和与之配套的程控仪进行连接时，可以将存储的信息和数据传输到程控仪。这一类植入式医疗设备有一个重要指标即电池续航寿命，当前这类设备的电池寿命从3年到10年不等，为综合兼顾电池寿命，一般在半年一次要求患者随访，以使用程控仪调整和检查植入式医疗设备并传输保存存储在植入式医疗设备里的数据。同时为最大化延长电池寿命，对心脏的监控也是取最少所需信息量的监测。例如，PM、TV-ICD、CRT、CRT-D、S-ICD对心电信号的感知所获取的心电信息就远远少于ICM所监测及存储到的心电信息。

上述这一类的限制就使得当前这一类植入式心脏医疗设备对心脏的监测参数种类比较少、监测和存储的数据简单、监测的时长也受到限制；同时患者需要回到定期回到医护专家处进行随访检查；另外当前这一类的设备的核心数据监测情况和治疗情况都脱机存储在植入式本地，不能及时地多频次地反馈到医护中心进行诊断评估，对患者设备情况及心脏情况的评估不及时。

需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法，通过无线传输方式可以为医疗设备补充电能和/或与医疗设备传输数据，保证医疗设备长时间的安全可靠运行。

本发明实施例提供一种植入式心脏医疗设备，包括：

心脏监测模块，用于采集患者的心脏监测数据；

心脏治疗模块，用于向患者输送治疗；

第一控制模块，用于根据所述心脏监测数据控制所述心脏治疗模块的工作状态；

供电模块，用于向所述心脏监测模块、所述心脏治疗模块和所述第一控制模块供电；

第一无线传输模块，用于与外部的第二无线传输模块交互，与所述第二无线传输模块传输电能和/或医疗数据。

在一些实施例中，所述第一无线传输模块包括第一无线充电线圈和第一无线充电控制单元，所述第一无线充电线圈通过所述第一无线充电控制单元连接于所述供电模块。

在一些实施例中，所述第一无线传输模块包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块用于向外部的第二无线传输模块发送第一医疗数据和从所述第二无线传输模块接收第二医疗数据。

在一些实施例中，所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种；

所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令。

在一些实施例中，所述供电模块包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元为心脏治疗功能和治疗感知功能所对应的执行模块供电，所述第二供电单元为无线数据传输功能和监测存储功能所对应的执行模块供电。

在一些实施例中，所述第一控制模块中预先设置各个医疗功能的优先级和各个优先级所对应的电能范围，所述控制器还用于根据当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级，开启优先级等于或高于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。

在一些实施例中，所述第一控制模块中预先设置有至少四个优先级，从高到低分别为：心脏治疗功能、治疗感知功能、监测存储功能和无线数据传输功能。

在一些实施例中，所述控制器判断当前所述供电模块的剩余电能对应于所述无线数据传输功能的优先级，且当前所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块传输电能时，控制启动所述无线数据传输功能。

在一些实施例中，所述第一控制模块中预先设置有各个优先级所对应的功能保证次数和/或功能保证时间，所述第一控制模块还用于根据所述功能保证次数和/或功能保证时间计算各个优先级所对应的最低电能需求量；各个优先级的电能范围的最低值为本级的最低电能需求量，最高值为上一个优先级的最低电能需求量。

在一些实施例中，所述第一无线传输模块检测到第二无线传输模块的充电信号时，对所述第二无线传输模块进行匹配验证，验证成功后，所述第一无线传输模块接收所述第二无线传输模块的电能。

本发明实施例还提供一种医疗系统，其特征在于，包括：

上述的植入式心脏医疗设备；

充电设备，包括电源模块和第二无线传输模块，所述第二无线传输模块与所述第一无线传输模块传输电能和/或医疗数据。

在一些实施例中，所述充电设备的电源模块为市电供电模块或可放电的蓄电池。

在一些实施例中，所述第二无线传输模块包括第二充电控制单元和充电垫，所述充电垫中设置有第二无线充电线圈，所述第二无线充电线圈连接于所述第二充电控制单元。

在一些实施例中，所述充电设备还包括第二控制模块，所述第二无线传输模块包括第二无线通信模块，所述第二控制模块用于通过第二无线通信模块从所述第一无线传输模块接收第一医疗数据和向所述第一无线传输模块发送第二医疗数据。

在一些实施例中，还包括远程设备，用于与所述充电设备的第二无线传输模块进行数据交互和/或与所述植入式心脏医疗设备的第一无线传输模块进行数据交互。

本发明实施例还提供一种医疗设备控制方法，用于控制所述的植入式心脏医疗设备，包括如下步骤：

第一无线传输模块接收到第二无线传输模块的充电信号和/或数据传输信号；

所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块建立无线连接，从所述第二无线传输模块中接收电能给所述供电模块充电和/或与所述第二无线传输模块进行数据传输。

在一些实施例中，还包括如下步骤：

所述第一控制模块获取所述供电模块的剩余电能；

所述第一控制模块根据预设的电能范围与优先级的对应关系，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级；

所述第一控制模块关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，开启优先级高于或等于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。

在一些实施例中，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级之后，还包括如下步骤：

所述供电模块判断当前所述供电模块的剩余电能是否对应于无线数据传输功能的优先级；

如果当前所述供电模块的剩余电能对应于无线数据传输功能的优先级，则所述供电模块判断当前所述第一无线传输模块是否与所述第二无线传输模块建立无线充电连接；

如果所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块建立无线充电连接，则所述第一控制模块控制所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块进行数据传输。

在一些实施例中，与所述第二无线传输模块进行数据传输，包括如下步骤：

所述第一控制模块从所述心脏监测模块和/或所述第一控制模块的配置数据中获取第一医疗数据，所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种；

所述第一控制模块通过所述第一无线传输模块将第一医疗数据传输至所述第二无线传输模块；

所述第一控制模块通过所述第一无线传输模块从所述第二无线传模块接收第二医疗数据，所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令；

所述第一控制模块根据所述第二医疗数据控制所述心脏治疗模块的工作状态和/或所述设备的工作模式。

本发明所提供的植入式心脏医疗设备、医疗系统及医疗设备控制方法具有如下优点：

本发明的植入式心脏医疗设备通过在医疗设备中设置心脏监测模块、心脏治疗模块和第一控制模块，可以实现对心脏的监测和治疗功能，并且通过设置第一无线传输模块，可以为供电模块提供电能或与外部传输数据，保证医疗设备长时间的安全可靠运行。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明一实施例的植入式心脏医疗设备的结构框图；

图2是本发明一实施例的医疗系统的结构框图；

图3是本发明一具体实例的医疗系统的详细结构框图；

图4是本发明一实施例的医疗系统的结构示意图，其中充电设备包括手机；

图5是本发明一实施例的充电设备的结构示意图，其中充电设备包括手机和充电贴；

图6是本发明一实施例的全皮下植入式医疗设备与充电设备的配合的示意图，其中充电设备包括手机和充电贴；

图7是本发明一实施例的全皮下植入式医疗设备与充电设备的配合的示意图，其中充电设备包括手机；

图8是本发明一实施例的经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括手机和充电贴；

图9是本发明一实施例的经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括手机；

图10是本发明一实施例的医疗系统的结构示意图，其中充电设备包括电源设备和充电贴；

图11是本发明一实施例的全皮下植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括电源设备和充电贴；

图12是本发明一实施例的经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括电源设备和充电贴；

图13是本发明一实施例的医疗设备控制方法的流程图；

图14是本发明一实施例的按照优先级控制执行功能的流程图；

图15是本发明一实施例的根据外部输入控制治疗的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。说明书中的“或”、“或者”均可能表示“和”或者“或”。虽然本说明书中可使用术语“上”、“下”、“之间”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。本说明书中虽然采用“第一”或“第二”等来表示某些特征，但其仅为表示作用，而作为具体特征的数量和重要性的限制。

如图1所示，本发明一方面提供了一种植入式心脏医疗设备M100，包括：

心脏监测模块M110，用于采集患者的心脏监测数据，所述心电监测模块M110可以与感应电极相连接，通过感应电极采集相关心脏监测数据；

心脏治疗模块M120，用于向患者输送治疗，所述心脏治疗模块M120可以与治疗电极相连接，向患者输送治疗，输送的治疗包括但不限于以下动作之一种或多种的结合：除颤、起搏、在同步治疗、抗心动过速起搏(ATP)；

第一控制模块M130，用于根据所述心脏监测数据控制所述心脏治疗模块M120的工作状态，所述心脏治疗模块M120的工作状态例如包括输送治疗状态和待机状态，具体地，所述第一控制模块M130在根据心脏监测数据判断存在需要进行治疗的情况时，控制所述心脏治疗模块M120输送治疗，即第一控制模块M130根据心脏监测的结果驱动心脏治疗模块M120产生治疗脉冲；

供电模块M140，用于向所述心脏监测模块M110、所述心脏治疗模块M120和所述第一控制模块M130供电，所述供电模块M140可以包括一块或两块可充电和放电的供电电池；

第一无线传输模块M150，用于与外部的第二无线传输模块交互，与所述第二无线传输模块传输电能和/或医疗数据。

因此，本发明通过在植入式医疗设备M100中设置心脏监测模块M110、心脏治疗模块M120和第一控制模块M130，可以实现对心脏的监测和治疗功能，并且通过设置第一无线传输模块M150，可以为供电模块M140提供电能和/或与外部传输数据，保证医疗设备M100长时间的安全可靠运行。具体地，在所述第一无线传输模块M150可以与外部的第二无线传输模块传输电能时，无需将医疗设备M100取出即可以为供电模块M140补充电能，提高医疗设备M100的使用寿命，减少植入式医疗设备M100的更换手术。并且由于电能更加充足，心脏监测模块M110可以监测和采集更加丰富的心脏监测数据。这些心脏监测数据从多个方面反映当前心脏的状态和特征，包括但不限于如下信息之一种或多种：心电信号、心脏腔内血压、血管内血压、心脏腔内输出量、血管内流量、任意方向上经过心脏的电阻抗、血气参数、心音；其中心腔包括左右心房、左右心室，血管包括任意动脉或静脉血管。

在所述第一无线传输模块M150可以与外部的第二无线传输模块传输医疗数据时，将医疗设备M100内的数据及时地传输到外部设备，进行进一步的存储、运输、处理和诊断，对医疗设备状态和心脏情况及时评估，并可以将结果反馈和配置到医疗设备M100的第一控制模块M130，无需患者经常到医护中心进行诊断和评估。

本发明的植入式心脏医疗设备M100可以为植入式起搏器(PM)、植入式心律转复除颤器(ICD)、采用植入式心脏再同步治疗(CRT，CRT-D)等中的一种，或者为其他类型的具有心脏监测和心脏治疗功能且需要植入人体的医疗设备。

如图2所示，本发明实施例还提供一种医疗系统，包括：

上述的植入式心脏医疗设备M100；

充电设备M200，包括电源模块M210和第二无线传输模块M220，所述第二无线传输模块M220与所述第一无线传输模块M150传输电能和/或医疗数据。

因此，该医疗系统包括位于体内的植入式心脏医疗设备M100和位于体外的充电设备M200，由充电设备M200为医疗设备M100补充电能和/或与医疗设备M100传输医疗数据，保证医疗设备M100长时间的安全可靠运行。该充电设备M200可以采用手机、电源设备等便携式小型移动设备，使用灵活，极大地方便了植入式设备的充电和数据床上。

下面结合图3介绍一个具体实施例中的医疗系统中各个设备的详细结构。在该具体实施例中，在所述第一无线传输模块M150和所述第二无线传输模块M220之间可以传输电能，也可以传输数据。可理解的是，图3中医疗系统中各个设备的组成仅为示例，而不对本发明的保护范围进行限制，并且各个模块仅为功能上的划分，而并非对实体硬件的划分。

如图2和图3所示，具体地，所述第一无线传输模块M150包括第一无线充电线圈M152和第一无线充电控制单元M151，所述第一无线充电线圈M152通过所述第一无线充电控制单元M151连接于所述供电模块M140，所述第一无线充电控制单元M151还连接于所述第一控制模块M130。通过所述第一无线充电线圈M152和第一无线充电控制单元M151实现所述医疗设备M100的无线充电功能。所述第一无线充电线圈M152可以采用电磁耦合无线充电方式或电场耦合无线充电方式，优先选择电磁耦合无线充电方式。

所述充电设备M200的第二无线传输模块M220包括第二充电控制单元M221和充电垫M222，所述充电垫M222中设置有第二无线充电线圈M223，所述第二无线充电线圈M223通过所述第二充电控制单元M221连接于所述电源模块M210。所述第二无线充电线圈M223的无线充电方式与所述第一无线充电线圈M152的无线充电方式相同。该充电垫M222可与皮肤黏贴，当该充电垫M222被贴在植入式医疗设备M100部分在人体上的附近时，其可与医疗设备M100进行能量耦合传递。需要注意的是，为确保能量传递效果或者能量传递的效率，可以对该充电垫M222进行使用次数或者使用期效的限制，例如优选的配置为一次性使用。在另一种实施方式中，所述充电设备M200可以不包括所述充电垫M222，而是直接将所述第二无线充电线圈M223设置在所述充电设备M200的外壳上或外壳内。

如图2和图3所示，所述第一无线传输模块M150还包括第一无线通信模块M153，所述充电设备M200还包括第二控制模块M230。所述第一无线通信模块M153可以采用各种无线数据传输方式，包括但不限于以下方式之一种或多种：4G/5G无线通信传输、蓝牙传输、wifi传输、zigbee传输、Lora传输、NB-IOT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)传输。

第二无线传输模块M220包括第二无线通信模块M224，所述第二控制模块M230用于通过第二无线通信模块M224从所述第一无线通信模块M153接收第一医疗数据和向所述第一无线通信模块M153发送第二医疗数据。所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种，所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令，心电治疗控制参数例如可以包括心电治疗的方式是除颤还是起搏、治疗动作的执行频率、执行次数、执行持续时间等等。所述第二无线通信模块M224与所述第一无线通信模块M153所采用的传输方式和通信协议相同。

在该实施例中，所述第一无线传输模块M150检测到第二无线传输模块M220的充电信号时，对所述第二无线传输模块M220进行匹配验证，验证成功后，所述第一无线传输模块M150接收所述第二无线传输模块M220的电能。匹配验证可以通过第一无线通信模块M153和第二无线通信模块M224来实现，只有匹配确认的充电设备M200，才可以为医疗设备M100传输电能，从而保证医疗设备M100不会受到其他能量信号的耦合干扰。

如图3所示，所述充电设备M200还包括显示模块M240。该显示模块M240可以包括充电设备M200的外壳上的显示屏和内部的显示控制单元，显示控制单元与第二控制模块M230连接。该显示模块M240可以将从医疗设备M100中获取到的实时心电检测数据、历史心电监测数据、电压模块状态、无线数据传输状态、无线能量传输状态、以及当前的治疗配置信息如心脏治疗参数、设备模式、患者信息等，显示在显示屏上，便于使用者查阅。因此，该充电设备M200极大地方便了植入式医疗设备M100的各种状态和数据的查阅和监控。

在该实施例中，所述充电设备M200是可以应用于植入位置附近、并对植入式心脏医疗设备M100进行电能传输和与植入式心脏医疗设备M100进行数据传输的近程设备。所述充电设备M200可以是一种移动设备，例如手机，其中的电源模块M210可以是手机的可反向充电的蓄电池，手机可以连接到设置有第二无线充电线圈M223的充电垫M222，或者直接将第二无线充电线圈M223设置在手机的背面。如图4和图5所示，为充电设备包括手机和充电垫时与医疗设备相配合的示意图。其中，植入式心脏医疗设备包括设备主机1和电极导线2，电极导线2可以作为感应电极和/或治疗电极，此外，还可以包括外壳电极，作为感应电极和/或治疗电极。设备主机1中设置有上述的心电监测模块、心脏治疗模块、控制模块、供电模块和第一无线传输模块。充电设备包括手机6、充电贴电缆线5和充电贴4。需要注意的是，为确保能量传递效果或者能量传递的效率，可以对该整个充电设备进行使用次数或者使用期效的限制，例如图5的配置优选的配置为可以充电12小时。

该实施例的充电设备与医疗设备配合应用在人体时的状态可以参见图6～图9。具体地，图6是本发明一实施例的全皮下植入式医疗设备与充电设备的配合的示意图，其中充电设备包括手机6、充电贴电缆线5和充电贴4，充电贴4贴附在设置有医疗设备的设备主机1的人体部位，通过充电贴4中的第二无线充电线圈给医疗设备充电，并且手机6中设置有电源模块、第二无线充电控制单元、第二无线通信模块和第二控制模块，与医疗设备的第一无线通信模块进行通信，并且其显示屏可以显示相关医疗数据。图7是本发明一实施例的全皮下植入式医疗设备与充电设备的配合的示意图，其中充电设备包括手机6，即不包括充电贴，将手机6的背面直接贴附在设置有医疗设备的设备主机1的人体部位，通过手机6中的第二无线充电线圈给医疗设备充电，并且手机6中设置有电源模块、第二无线充电控制单元、第二无线通信模块和第二控制模块，与医疗设备的第一无线通信模块进行通信，并且其显示屏可以显示相关医疗数据。

图8是本发明一实施例的经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中医疗设备包括植入式医疗设备主机1-1和植入式医疗设备电极导线2-1。充电设备包括手机6、充电贴电缆线5和充电贴4，充电贴4贴附在设置有医疗设备的设备主机1-1的人体部位，通过充电贴4中的第二无线充电线圈给医疗设备充电，并且手机6中设置有电源模块、第二无线充电控制单元、第二无线通信模块和第二控制模块，与医疗设备的第一无线通信模块进行通信，并且其显示屏可以显示相关医疗数据。图9是本发明一实施例的经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括手机6，即不包括充电贴，手机6的背面设置有第二无线充电线圈，将手机6的背面直接贴附在设置有医疗设备的设备主机1-1的人体部位，通过手机6中的第二无线充电线圈给医疗设备充电，并且手机6中设置有电源模块、第二无线充电控制单元、第二无线通信模块和第二控制模块，与医疗设备的第一无线通信模块进行通信，并且其显示屏可以显示相关医疗数据。

图10示出了另一种医疗系统的示意图。其中，充电设备包括电源设备7、充电贴电缆线5和充电贴4。充电贴4中设置有第二无线充电线圈，使用时，将其贴附在植入式医疗设备主机1-1附近。该电源设备7可以为可放电的蓄电池，或者通过市电电源对所述医疗设备进行充电。医疗设备包括植入式医疗设备主机1-1和植入式医疗设备电极导线2-1。

图11示出了一种全皮下植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括电源设备7、充电贴电缆线5和充电贴4。图12示出了一种经静脉植入式医疗设备与充电设备配合的示意图，其中充电设备包括电源设备7、充电贴电缆线5和充电贴4。该电源设备7中可以设置有电源模块、第二无线充电控制单元、第二无线通信模块和第二控制模块，并且可以设置有显示模块。在另一种实施方式中，该电源设备7中可以直接设置第二无线充电线圈，而无需使用充电贴，使用时直接将该电源设备7贴附在植入式医疗设备主机1-1附近。

如图3所示，所述医疗系统还可以包括远程设备M300。所述第二无线传输模块M220还包括第三无线通信模块M225。所述远程设备M300包括云端通信模块M340，所述云端通信模块M340用于与所述充电设备M200的第三无线通信模块M225进行数据交互，可以从所述充电设备M200处获取所述植入式医疗设备M100的设备状态数据、心脏监测数据、治疗配置数据等。因此，所述充电设备M200还可以实现远程数据中转功能，将自身获取和存储的实时心电检测数据、历史心电监测数据、电压模块状态、无线数据传输状态、无线能量传输状态、以及当前的治疗配置信息如心脏治疗参数、设备模式、患者信息等发送给远程设备M300，此发送可以是实时的，也可以是定时的，或者是基于用户请求响应发送。

所述第三无线通信模块M225和所述云端通信模块M340进行数据通信的方式可以为包括但不限于以下一种或多种：4G/5G无线通信传输、wifi传输、Lora组网传输、NB-IOT组网传输。在另一种实施方式中，所述植入式心脏医疗设备M100的第一无线通信模块M153可以直接与所述远程设备M300的云端通信模块M340进行数据交互，所述第一无线通信模块M153可以将第一医疗数据直接发送给所述远程设备M300，也可以从所述远程设备M300直接接收第一医疗数据。

如图3所示，在该实施例中，所述远程设备M300还包括云端存储模块M310，其将从医疗设备M100和/或充电设备M200获取到的数据存储起来，可以形成大量的数据样本。同时，所述远程设备M300还可以包括云端计算模块M320，其可以对存储的数据或者实时收到的数据进行计算处理，特别是对心脏监测数据的处理计算，形成大样本量的诊断结果，该诊断结果可以被传输到医护专家终端M330。所述医护专家终端M330可以实时地收取到充电设备M200和/或云端存储设备M330的数据，这些数据可以显示呈现在医护专家终端M330上，以供医护专家提供专业的诊断。医护专家的专业诊断评估结果可以形成对应的治疗配置参数，该治疗配置参数可以通过远程设备M300和/或充电设备M200对医疗设备M100进行程控设置成对应的治疗参数或设备模式等个性化的治疗方案。所述医疗设备M100的第一控制模块M150从远程设备M300和/或充电设备M200接收到心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令后，控制所述心脏治疗模块M120的工作状态和/或设备工作模式。心电治疗控制参数例如可以包括心电治疗的方式是除颤还是起搏、治疗动作的执行频率、执行次数、执行持续时间等等。设备工作模式例如可以包括待机模式、低频率监测模式、高频率监测模式、数据传输模式、节能模式等。因此，本发明通过数据的无线传输和远程协作，减少了患者需要定期回到医护专家处进行随访检查的次数。本发明使得植入式医疗设备M100的核心心脏监测数据和治疗情况能及时的多频次的反馈到云端的远程设备M300进行大数据计算、或者到医护中心进行诊断评估，医护专家可以通过医护专家终端M330灵活地、及时地获取患者设备情况及心脏情况，及时地调整和配置设备，大大提高了及时性和个性化诊断治疗。

在该实施例中，根据不同的使用需求，所有的心脏监测功能可以配置为连续监测模式或定期定时长监测模式。数据存储传输功能可以配置为实时存储传输模式或者定期存储定期传输模式。而与心脏治疗相关的感知功能是保持持续监测感知的。因此，心脏监测模块M110执行的心脏监测功能包括两部分：第一部分是与心脏治疗直接相关的心脏监测数据采集的心脏监测功能，第二部分是监测心脏状态而非心脏治疗所必需的心脏监测数据采集的心脏监测功能。第一部分的心脏监测功能是需要保持持续监测感知的。而第二部分的心脏监测功能则可以设定不同的周期、不同的时间执行。

为了更优化的医疗设备的各种功能实现和供电模块的供电。该实施例提供了一种为保障不同优先级功能的、对最低电量的不同优先级定义的电源管理方式。

在该实施例中，所述第一控制模块中预先设置各个医疗功能的优先级和各个优先级所对应的电能范围，所述控制器还用于根据当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级，即判断所述供电模块的剩余电能落入到哪个优先级的电能范围之内，将这个优先级作为当前优先级，开启优先级等于或高于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。

在该实施例中，所述第一控制模块中预先设置有至少四个优先级，从高到低分别为：心脏治疗功能、治疗感知功能、监测存储功能和无线数据传输功能。即最高优先级的需要保障医疗设备的心脏治疗功能，如对心脏的持续起搏或者多次除颤等。该优先级的最低电能需求量为A，该优先级的电能范围为(0,A]。如果当前供电模块的剩余电量大于0而小于等于A，则关闭所有其他功能，仅仅保留心脏治疗功能，具体可以为保留心脏治疗模块的治疗功能以及第一控制模块的心脏治疗控制功能。该最低电能需求量A的值例如可以定义为除颤一定次数所需的能量(例如设定为5次，6次，8次等)，和/或在起搏、再同步治疗、抗心动过速起搏(ATP)持续一定时间所需的能量，例如该持续的一定时间为半年、3个月、8个月等。治疗感知功能的最低电能需求量为B，因此该优先级的电能范围为(A,B]。该最低电能需求量B表示在最低电能需求量A的基础上再加上心脏治疗所需的感知功能持续一定时间所需的能量(即上述的第一部分的心脏监测功能的所需能量)的两者之和，例如该持续的一定时间为半年、3个月、8个月等。监测存储功能的最低电能需求量为C，因此该优先级的电能范围为(B,C]。该最低电能需求量C表示在最低电能需求量B的基础上再加上心脏监测存储功能持续一定时间所需的能量(即上述的第二部分的心脏监测功能以及存储所有心脏监测数据的功能的所需能量)，例如该持续的一定时间为1个月。无线数据传输功能的最低电能需求量为D，因此该优先级的电能范围为(C,D]。该最低电能需求量D表示在最低电能需求量C的基础上再加上进行无线信号传输持续一定时间所需的能量，例如该持续的一定时间为1个小时、30分钟或2个小时等。

因此，该实施例的医疗设备在进行电源使用管理时，对医疗设备整体的电源进行了优先级的保留和保障，有效的保证设备的安全可靠运行，尤其是核心的治疗功能；同时也能兼顾到监测存储和数据的无线传输。

在该实施例中，还可以进一步一个满能量的优先级，当医疗设备的电能满足满能量E时，且在通过第一无线充电线圈和第一无线充电控制模块进行无线能量传输充电时方可进行无线信号传输，从而避免无线信号传输对医疗设备的有效使用时间造成影响。具体地，所述控制器判断当前所述供电模块的剩余电能对应于所述无线数据传输功能的优先级(该优先级可以对应于上述的最低电能需求量D的优先级或者满能量E的优先级)，且当前所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块传输电能时，控制启动所述无线数据传输功能。而在其他情况下，只要这两个条件没有都满足，就不启动无线数据传输功能。

在该实施例中，所述医疗设备的第一控制模块还可以自动计算各个优先级的电能范围。具体地，所述第一控制模块中预先设置有各个优先级所对应的功能保证次数和/或功能保证时间。例如，对于心脏治疗功能这一优先级，设定保证除颤功能的次数和/或持续进行起搏、再同步治疗、抗心动过速起搏的保证时间。对于治疗感知功能这一优先级，设定心脏治疗所需的感知功能持续的保证时间。对于监测存储功能这一优先级，设定持续进行心脏监测和数据存储功能的保持时间。对于无线数据传输这一优先级，设定无线数据传输功能的保证时间。所述第一控制模块还用于根据所述功能保证次数和/或功能保证时间计算各个优先级所对应的最低电能需求量，例如通过计算每次执行的电能*保证次数和/或每单位时间需要的电能*保证时间来计算。得到每个优先级对应的最低电能需求量之后，各个优先级的电能范围的最低值为本级的最低电能需求量，最高值为上一个优先级的最低电能需求量。此处自动计算各个优先级的电能范围还可以在充电设备端或远程设备端进行。用户可以在医疗设备端、充电设备端和远程设备端中的一个或多个中进行优先级等级、优先级对应的功能、优先级对应的功能保证次数、优先级对应的功能保证时间中的一项或多项进行修改，并最终反映在医疗设备的电源管理中。

在另一种实施方式中，所述供电模块M140可以包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元为心脏治疗功能和治疗感知功能所对应的执行模块供电，所述第二供电单元为无线数据传输功能和监测存储功能所对应的执行模块供电。该第一供电单元和第二供电单元可以分别为单独的电池。因此，考虑到电池寿命、充放电次数等因素，可以为优先级高的功能配备独立的电池。例如，在医疗设备内配备两块电池，一块钒酸锂电池或碘锂电池或锰锂电池，专用于给治疗感知和心脏治疗功能供给电能，另一块锂离子可充电电池专用于给无线数据传输功能、心脏监测存储功能、系统运行功能供给电能。

上述实施例中以植入式心脏医疗设备可以通过充电设备充电或传输数据为例进行说明。在另一实施方式中，所述植入式心脏医疗设备也可以只具有无线充电功能，而无法进行无线数据传输。在再一实施方式中，所述植入式心脏医疗设备也可以只具有无线数据传输功能，而无法进行无线充电。

如图13所示，本发明实施例还提供一种医疗设备控制方法，用于控制所述的植入式心脏医疗设备，包括如下步骤：

S110：第一无线传输模块接收到第二无线传输模块的充电信号和/或数据传输信号；

S120：所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块建立无线连接，从所述第二无线传输模块中接收电能给所述供电模块充电和/或与所述第二无线传输模块进行数据传输。

因此，本发明医疗设备控制方法可以控制医疗设备从外部的第二无线传输模块接收电能和/或与外部的第二无线传输模块进行数据传输，保证医疗设备长时间的安全可靠运行。此处医疗设备可以为植入式起搏器(PM)、植入式心律转复除颤器(ICD)、采用植入式心脏再同步治疗(CRT，CRT-D)等中的一种，或者为其他类型的具有心脏监测和心脏治疗功能且需要植入人体的医疗设备。

具体地，该控制方法可以控制所述医疗设备与外部的第二无线传输模块传输电能时，无需将医疗设备取出即可以为供电模块补充电能，提高医疗设备的使用寿命，减少植入式医疗设备的更换手术。

该控制方法可以控制所述医疗设备与外部的第二无线传输模块传输医疗数据时，将医疗设备内的数据及时地传输到外部设备，进行进一步的存储、运输、处理和诊断，对医疗设备状态和心脏情况及时评估，并可以将结果反馈和配置到医疗设备的第一控制模块，无需患者经常到医护中心进行诊断和评估。

在该实施例中，为了更优化的医疗设备的各种功能实现和供电模块的供电，所述控制方法还进一步根据剩余电能按照优先级控制执行功能。如图14所示，所述根据剩余电能按照优先级控制执行功能包括如下步骤：

S210：所述第一控制模块获取所述供电模块的剩余电能；

S220：所述第一控制模块根据预设的电能范围与优先级的对应关系，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级，例如预先设置有至少四个优先级，从高到低分别为：心脏治疗功能、治疗感知功能、监测存储功能和无线数据传输功能，但本发明不限于此；

S230：所述第一控制模块关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，开启优先级高于或等于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。由此在进行电源使用管理时，对医疗设备整体的电源进行了优先级的保留和保障，有效的保证设备的安全可靠运行，尤其是核心的治疗功能；同时也能兼顾到监测存储和数据的无线传输。

在该实施例中，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级之后，还包括如下步骤：

所述供电模块判断当前所述供电模块的剩余电能是否对应于无线数据传输功能的优先级；

如果当前所述供电模块的剩余电能对应于无线数据传输功能的优先级，则所述供电模块判断当前所述第一无线充电线圈是否与所述第二无线充电线圈建立无线充电连接；

如果所述第一无线充电线圈与所述第二无线充电线圈建立无线充电连接，则所述第一控制模块控制所述第一无线通信模块与所述第二无线通信模块进行数据传输，即只有剩余电能满足无线数据传输功能的优先级的电能范围，并且医疗设备正在进行无线充电，才能实现无线数据传输功能；

如果所述第一无线充电线圈与所述第二无线充电线圈未建立无线充电连接，则所述第一控制模块控制所述第一无线通信模块不与所述第二无线通信模块进行数据传输，从而避免无线信号传输对医疗设备的有效使用时间造成影响。

如图15所示，在该实施例中，所述步骤S200中，与所述第二无线传输模块进行数据传输，包括如下步骤：

S310：所述第一控制模块从所述心脏监测模块和/或所述第一控制模块的配置数据中获取第一医疗数据，所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种；

S320：所述第一控制模块通过所述第一无线通信模块将第一医疗数据传输至所述第二无线通信模块；

S330：所述第一控制模块通过所述第一无线通信模块从所述第二无线传模块接收第二医疗数据，所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令，心电治疗控制参数例如可以包括心电治疗的方式是除颤还是起搏、治疗动作的执行频率、执行次数、执行持续时间等等，设备工作模式例如可以包括待机模式、低频率监测模式、高频率监测模式、数据传输模式、节能模式等；该第二医疗数据可以是充电设备的第二控制模块生成的，也可以是云端的远程设备的云端计算模块生成的，也可以是医护专家通过医护专家终端提供的；

S340：所述第一控制模块根据所述第二医疗数据控制所述心脏治疗模块的工作状态和/或所述设备的工作模式。

因此，本发明通过数据的无线传输和远程协作，减少了患者需要定期回到医护专家处进行随访检查的次数。本发明使得植入式医疗设备的核心心脏监测数据和治疗情况能及时的多频次的反馈到云端的远程设备进行大数据计算、或者到医护中心进行诊断评估，医护专家可以通过医护专家终端灵活地、及时地获取患者设备情况及心脏情况，及时地调整和配置设备，大大提高了及时性和个性化诊断治疗。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种植入式心脏医疗设备，其特征在于，包括：

心脏监测模块，用于采集患者的心脏监测数据；

心脏治疗模块，用于向患者输送治疗；

第一控制模块，用于根据所述心脏监测数据控制所述心脏治疗模块的工作状态；

供电模块，用于向所述心脏监测模块、所述心脏治疗模块和所述第一控制模块供电；

第一无线传输模块，用于与外部的第二无线传输模块交互，与所述第二无线传输模块传输电能和/或医疗数据。

2.根据权利要求1所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一无线传输模块包括第一无线充电线圈和第一无线充电控制单元，所述第一无线充电线圈通过所述第一无线充电控制单元连接于所述供电模块。

3.根据权利要求1所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一无线传输模块包括第一无线通信模块，所述第一无线通信模块用于向外部的第二无线传输模块发送第一医疗数据和从所述第二无线传输模块接收第二医疗数据。

4.根据权利要求3所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种；

所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令。

5.根据权利要求1所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述供电模块包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元为心脏治疗功能和治疗感知功能所对应的执行模块供电，所述第二供电单元为无线数据传输功能和监测存储功能所对应的执行模块供电。

6.根据权利要求1所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一控制模块中预先设置各个医疗功能的优先级和各个优先级所对应的电能范围，所述控制器还用于根据当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级，开启优先级等于或高于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。

7.根据权利要求6所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一控制模块中预先设置有至少四个优先级，从高到低分别为：心脏治疗功能、治疗感知功能、监测存储功能和无线数据传输功能。

8.根据权利要求7所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述控制器判断当前所述供电模块的剩余电能对应于所述无线数据传输功能的优先级，且当前所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块传输电能时，控制启动所述无线数据传输功能。

9.根据权利要求6所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一控制模块中预先设置有各个优先级所对应的功能保证次数和/或功能保证时间，所述第一控制模块还用于根据所述功能保证次数和/或功能保证时间计算各个优先级所对应的最低电能需求量；各个优先级的电能范围的最低值为本级的最低电能需求量，最高值为上一个优先级的最低电能需求量。

10.根据权利要求1所述的植入式心脏医疗设备，其特征在于，所述第一无线传输模块检测到第二无线传输模块的充电信号时，对所述第二无线传输模块进行匹配验证，验证成功后，所述第一无线传输模块接收所述第二无线传输模块的电能。

11.一种医疗系统，其特征在于，包括：

权利要求1至10中任一项所述的植入式心脏医疗设备；

充电设备，包括电源模块和第二无线传输模块，所述第二无线传输模块与所述第一无线传输模块传输电能和/或医疗数据。

12.根据权利要求11所述的医疗系统，其特征在于，所述充电设备的电源模块为市电供电模块或可放电的蓄电池。

13.根据权利要求11所述的医疗系统，其特征在于，所述第二无线传输模块包括第二充电控制单元和充电垫，所述充电垫中设置有第二无线充电线圈，所述第二无线充电线圈连接于所述第二充电控制单元。

14.根据权利要求11所述的医疗系统，其特征在于，所述充电设备还包括第二控制模块，所述第二无线传输模块包括第二无线通信模块，所述第二控制模块用于通过第二无线通信模块从所述第一无线传输模块接收第一医疗数据和向所述第一无线传输模块发送第二医疗数据。

15.根据权利要求11所述的医疗系统，其特征在于，还包括远程设备，用于与所述充电设备的第二无线传输模块进行数据交互和/或与所述植入式心脏医疗设备的第一无线传输模块进行数据交互。

16.一种医疗设备控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至14所述的植入式心脏医疗设备，包括如下步骤：

第一无线传输模块接收到第二无线传输模块的充电信号和/或数据传输信号；

所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块建立无线连接，从所述第二无线传输模块中接收电能给所述供电模块充电和/或与所述第二无线传输模块进行数据传输。

17.根据权利要求16所述的医疗设备控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述第一控制模块获取所述供电模块的剩余电能；

所述第一控制模块根据预设的电能范围与优先级的对应关系，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级；

所述第一控制模块关闭优先级低于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块，开启优先级高于或等于当前优先级的医疗功能所对应的执行模块。

18.根据权利要求17所述的医疗设备控制方法，其特征在于，基于当前所述供电模块的剩余电能确定当前优先级之后，还包括如下步骤：

所述供电模块判断当前所述供电模块的剩余电能是否对应于无线数据传输功能的优先级；

如果当前所述供电模块的剩余电能对应于无线数据传输功能的优先级，则所述供电模块判断当前所述第一无线传输模块是否与所述第二无线传输模块建立无线充电连接；

如果所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块建立无线充电连接，则所述第一控制模块控制所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块进行数据传输。

19.根据权利要求17所述的医疗设备控制方法，其特征在于，与所述第二无线传输模块进行数据传输，包括如下步骤：

所述第一控制模块从所述心脏监测模块和/或所述第一控制模块的配置数据中获取第一医疗数据，所述第一医疗数据包括心电监测数据、设备状态数据和治疗配置数据中的一种或多种；

所述第一控制模块通过所述第一无线传输模块将第一医疗数据传输至所述第二无线传输模块；

所述第一控制模块通过所述第一无线传输模块从所述第二无线传模块接收第二医疗数据，所述第二医疗数据包括心电治疗控制参数和/或设备模式控制指令；

所述第一控制模块根据所述第二医疗数据控制所述心脏治疗模块的工作状态和/或所述设备的工作模式。

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