植入式醫療設備及系統技術方案

本發明專利技術揭示了一種植入式醫療設備及系統，包括無線通信天線，無線通信天線為能夠選擇性地操作于第一頻段和/或第二頻段的PIFA天線，其包括輻射單元、饋電點及短路點，輻射單元包括第一電流路徑長度及第二電流路徑長度，其中，第一電流路徑長度對應于第一頻段人體介質波長的四分之一，第二電流路徑長度對應于第二頻段人體介質波長的四分之一。

Implantable medical equipment and system

The invention discloses an implantable medical devices and systems, including wireless communication antenna, wireless communication antenna for PIFA antenna can be selectively operated in a first frequency band and / or second bands, which comprises a radiation unit, feeding point and short-circuit point radiation unit comprises a first current path length and two current path length, which first, the current path length corresponding to 1/4 in the first band body medium wavelength, second current path length corresponding to the wavelength of the 1/4 medium second band body.

【技術實現步驟摘要】
植入式醫療設備及系統
本專利技術屬于植入式醫療設備
，具體涉及一種具有無線雙頻天線的植入式醫療系統。
技術介紹
植入式醫療系統通常包括植入式神經電刺激系統（包括腦深部電刺激DBS，植入式腦皮層刺激CNS，植入式脊髓電刺激SCS，植入式骶神經電刺激SNS，植入式迷走神經電刺激VNS等）、植入式心臟電刺激系統（俗稱心臟起搏器）、植入式藥物輸注系統（IDDS）等。以植入式神經電刺激系統為例，主要包括植入體內的脈沖發生器（即植入式神經刺激器）、電極以及體外的控制器。其中，脈沖發生器通過延伸導線與電極相連接，從而將脈沖發生器所產生的脈沖傳輸到電極，脈沖發生器產生的脈沖信號由電極傳輸至特定神經靶點進行電刺激，從而使人體機能恢復到正常運作的狀態。體外控制器包括醫生程控器、病人控制器。體外控制器可通過無線通信模式與脈沖發生器進行通信。無線通信天線設置于脈沖發生器殼體內。脈沖發生器植入后，被生物組織或組織液所包圍，這些圍繞物比體外空間具有相對高的介電常數，對無線信號造成損耗，使得植入設備的無線信號傳輸效率降低。通常，天線的長度，諸如用于單級天線的天線長度可以是所植入的生物介質中1/4波長的奇數倍，而植入設備體積需要盡量地小，對殼體內的空間布置造成挑戰。而且，現有天線的特征阻抗與脈沖發生器內PCB板的射頻前端電路失配，需要配置射頻前端匹配電路，該匹配電路可以調整天線的輸入阻抗，以提供在特定頻率范圍的特定輸入阻抗范圍內的輸入阻抗。匹配電路不可避免地存在損耗，造成天線的輻射效率降低。另一方面，MICS（MedicalImplantCommunicationsseries）是指頻段402MHz-405MHz，用于動物及人體內的通信，是國際上植入式醫療器械通用的通信頻段，該頻段的信號在生物體內傳播衰減程度小。與其相對應的，ISM(industrial,scientificandmedical)頻段在2.4-2.48GHz，屬于自由頻段，可用于藍牙等無線通訊。現有的植入醫療設備中，無線通信天線僅適用于MICS頻段。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決植入式醫療設備的無線通信天線尺寸大、輻射效率低的問題。為實現上述專利技術目的，本專利技術提供一種植入式醫療設備，包括殼體、設置在殼體內的PCB板、與殼體連接的連接部，連接部包括無線通信天線及填充物，無線通信天線為能夠選擇性地操作于第一頻段和/或第二頻段的PIFA天線，其包括：短路點，其與所述殼體電性連接，饋電點，其與所述PCB板電性連接，所述饋電點通過短路枝節連接短路點，輻射單元，與所述饋電點相連接，其包括第一自由端及第二自由端，所述饋電點到第一自由端的電流路徑長度為第一距離，所述饋電點到第二自由端的電流路徑長度為第二距離，其中，第一距離對應于第一頻段人體介質波長的四分之一，第二距離對應于第二頻段人體介質波長的四分之一。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，第一頻段為MICS頻段。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，第二頻段為ISM頻段。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，第一距離為第二距離的5-7倍。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，PCB板配置饋通連接器以與饋電點連接。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，饋電點與饋通連接器之間通過饋電金屬絲相連，所述饋電金屬絲為鉑金絲、銅絲、銀絲中的一種或多種。作為本專利技術一實施方式的進一步改進，短路枝節與輻射單元為一體成型，或者短路枝節為獨立的金屬絲為實現上述目的，本專利技術一實施方式提供一種植入式醫療系統，包括設置于體外的控制模塊，與控制模塊連接的電源，以及上述任一的植入式醫療設備，控制模塊與植入式醫療設備通過無線通信天線相聯系。為實現上述目的，本專利技術一實施方式提供一種植入式醫療設備，包括無線通信天線，無線通信天線為能夠選擇性地操作于第一頻段和/或第二頻段的PIFA天線，其包括輻射單元、饋電點及短路點，輻射單元包括第一自由端及第二自由端，饋電點到第一自由端的電流路徑長度為第一距離，饋電點到第二自由端的電流路徑長度為第二距離，其中，第一距離對應于第一頻段人體介質波長的四分之一，第二距離對應于第二頻段人體介質波長的四分之一。與現有技術相比，本專利技術的PIFA天線，其等效天線尺寸是單級天線的兩倍，能比現有單級天線尺寸縮小一半，能夠縮小體內脈沖發生器的體積；同時其無需匹配電路，降低損耗，提高了輻射效率；并且，其可以工作于雙頻段，為植入式醫療設備與其他電子設備的無線連接提供了擴展口。附圖說明圖1是本專利技術植入式腦深部神經電刺激系統植入體內部分的定位示意圖；圖2是本專利技術植入式醫療系統一實施方式的結構示意圖；圖3是本專利技術植入式醫療設備一實施方式的天線結構示意圖;圖4是本專利技術植入式醫療設備一實施方式的回撥損耗曲線圖；圖5是本專利技術植入式醫療設備一實施方式在ISM頻段水平方向的輻射方向圖；圖6是本專利技術植入式醫療設備一實施方式在ISM頻段垂直方向的輻射方向圖；圖7是本專利技術植入式醫療設備一實施方式在MICS頻段水平方向的輻射方向圖；圖8是本專利技術植入式醫療設備一實施方式在MICS頻段垂直方向的輻射方向圖。具體實施方式以下將結合附圖所示的具體實施方式對本專利技術進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本專利技術，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本專利技術的保護范圍內。在本專利技術的實施方式中，以植入式腦神經電刺激系統為例對本專利技術的植入式醫療設備及系統做具體的闡釋，但應當說明的是，在下述的實施方式中所涉及的技藝精神可以被替換地利用到其它形式的植入式醫療設備及系統上，示范性地，例如植入式心臟電刺激系統。圖1示意性地示出了植入式腦神經神經電刺激系統植入體內的部分，包括信號發生器10、電極20，還包括體外的控制模塊。在本例中，信號發生器發送脈沖，以對人體進行電刺激。信號發生器10通過延伸導線30與電極20相連接，從而將信號發生器10所產生的脈沖信號傳輸到電極20，信號由輸出電極觸點傳輸至特定腦內神經靶點進行電刺激，從而使人體能恢復到正常運作的狀態。參圖2，植入式醫療系統包括體外的控制模塊與電源連接。控制模塊包括醫生程控儀及病人控制器。其中，病人控制器是為病人配備的用來根據自己的情況控制開關或者調節體內脈沖發生器的輸出參數的裝置，病人控制器通常僅能夠在醫生程控儀所設置的調節范圍內自行調節。醫生程控儀是醫生用來根據病人情況監控調節體內脈沖發生器的輸出參數的裝置，通常一個醫生程控儀可用來控制多個脈沖發生器。病人控制器和醫生程控儀可通過無線通信模式與脈沖發生器進行通信。參圖3，信號發生器10包括殼體40。殼體40內設置電池及至少一個PCB板（圖未示）。連接部與殼體40連接，連接部外側設置外殼（圖未示）以將其密封。連接部用于容納無線通信天線、多個連接組件60及密封填充物，無線通信天線及連接組件60分別與PCB板電性連接。連接部可以保護其內的組件免于暴露于組織或體液中。無線通信天線為平面倒F天線（plannarinverted-Fantenna,PIFA），包括一輻射單元51，一饋電點53，一短路枝節55，一短路點54。輻射單元51蜿蜒布置，以適應連接部內狹窄緊湊的布置空間。示例性的，輻射單元51設置成類似回形針形狀，機械沖壓成兩個臺階部51a、51b，臺階部51a及51b之間存在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植入式醫療設備，包括殼體、設置在殼體內的PCB板、與所述殼體連接的連接部，所述連接部包括無線通信天線及填充物，其特征在于：所述無線通信天線為能夠選擇性地操作于第一頻段和/或第二頻段的PIFA天線，其包括短路點，其與所述殼體電性連接，饋電點，其與所述PCB板電性連接，且所述饋電點通過短路枝節連接短路點，輻射單元，與所述饋電點相連接，其包括第一自由端及第二自由端，所述饋電點到第一自由端的電流路徑長度為第一距離，所述饋電點到第二自由端的電流路徑長度為第二距離，其中，第一距離對應于第一頻段人體介質波長的四分之一，第二距離對應于第二頻段人體介質波長的四分之一。

【技術特征摘要】
2017.10.27 CN 20171105696521.一種植入式醫療設備，包括殼體、設置在殼體內的PCB板、與所述殼體連接的連接部，所述連接部包括無線通信天線及填充物，其特征在于：所述無線通信天線為能夠選擇性地操作于第一頻段和/或第二頻段的PIFA天線，其包括短路點，其與所述殼體電性連接，饋電點，其與所述PCB板電性連接，且所述饋電點通過短路枝節連接短路點，輻射單元，與所述饋電點相連接，其包括第一自由端及第二自由端，所述饋電點到第一自由端的電流路徑長度為第一距離，所述饋電點到第二自由端的電流路徑長度為第二距離，其中，第一距離對應于第一頻段人體介質波長的四分之一，第二距離對應于第二頻段人體介質波長的四分之一。2.根據權利要求1所述的植入式醫療設備，其特征在于，第一頻段為MICS頻段。3.根據權利要求1所述的植入式醫療設備，其特征在于，第二頻段為ISM頻段。4.根據權利要求1所述的植入式醫療設備，其特征在于，第一距離為第二距離的5-7倍。5.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙赫，
申請(專利權)人：蘇州景昱醫療器械有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32