專利名稱：超微功耗植入式無線遙測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)發(fā)明涉及超微功耗植入式遙測的方法和系統(tǒng)，尤其能通過植入無線遙測系 統(tǒng)在超低功耗情況下長期，安全，穩(wěn)定測量血壓、心電、溫度、活動度等生理參數(shù)。
背景技術(shù)：
目前，公知的生理信號的間接測量存在信號不夠準(zhǔn)確真實(shí)，信號質(zhì)量不高，不能完 全有效客觀反映生理狀態(tài)，不利于疾病診斷和相關(guān)科學(xué)研究；國內(nèi)對植入式無線遙測系統(tǒng) 還處于研究階段，在系統(tǒng)構(gòu)建和功能上都也開展了大量研究，但國內(nèi)在體積、功耗、功能上 仍沒有完善的系統(tǒng)解決方法和解決方案；國外已有的相關(guān)技術(shù)落后、解決方案不夠完善科 學(xué)，在體積和功耗方面沒法滿足長時(shí)間微低功耗小體積的實(shí)際應(yīng)用需求；而病理、藥理和， 生理科研領(lǐng)域?qū)χ踩胧綗o線遙測系統(tǒng)有迫切科研需求；同時(shí)傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，通信 系統(tǒng)方案的成熟和完善，半導(dǎo)體元器件的迅速發(fā)展，芯片功能強(qiáng)大和完善，也為發(fā)明先進(jìn)植 入式無線遙測系統(tǒng)提供了技術(shù)保證.

發(fā)明內(nèi)容
本技術(shù)發(fā)明提供一種超微功耗植入式無線遙測直接測量體內(nèi)各項(xiàng)生理參數(shù)的方 法和系統(tǒng)，可以實(shí)際、實(shí)時(shí)、安全、可靠、穩(wěn)定的植入式直接測量心電、血壓、溫度、活動度等 各項(xiàng)生理參數(shù)；本技術(shù)發(fā)明包括超微低功耗超小體積體內(nèi)植入信號提取和發(fā)射的微型電子 膠囊、體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)、體外信號數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)；本技術(shù)發(fā)明完成微型電 子膠囊對生理信號的提取、調(diào)整、處理，再經(jīng)過超低功耗發(fā)射電路無線發(fā)射給體外信號數(shù)據(jù) 接收記錄儀系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的接受調(diào)整處理存儲，經(jīng)過接口模塊給體外信號數(shù)據(jù)處理分 析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄分析存儲輸出。本技術(shù)發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是超微低功耗超小體積體內(nèi)植 入信號提取和發(fā)射的微型電子膠囊外形為膠囊體狀，整個(gè)植入體膠囊長為20mm，直徑為 12mm，整個(gè)微型電子膠囊工作電流為60uA ；由信號敏感功能模塊、信號調(diào)理功能模塊、信號 處理功能模塊、無線發(fā)/收通信功能模塊、天線、電源管理功能模塊、膠囊外殼組成?！靶盘?敏感功能模塊”包括傳壓導(dǎo)管、感壓凝膠、微型壓力傳感器、心電電極、溫度傳感器等；體外 信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)包括天線、收/發(fā)通信功能模塊、信號處理功能模塊、信號存貯功 能模塊、數(shù)據(jù)接口等組件，接收器可接收一個(gè)植入體的信號，接收器可自動識別植入體序列 號及功能，控制植入體電路開關(guān)，接收植入體發(fā)送信號，有效范圍在0. 5 10米；對于在接 收范圍內(nèi)的多個(gè)植入體可同時(shí)接收，實(shí)現(xiàn)多個(gè)體的同時(shí)監(jiān)測，輸出信號為放大后的模擬信 號0 5V，可輸出給其他記錄系統(tǒng)記錄分析。體外信號數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)接 口、專用軟件、輸出設(shè)備組成；生理信號由信號敏感模塊傳導(dǎo)給信號調(diào)理處理模塊經(jīng)過調(diào)理 處理后有無線發(fā)射模塊發(fā)射，體外接收系統(tǒng)接收后進(jìn)行信號處理后給體外計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析 系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是可在自然狀態(tài)下無線遙測體內(nèi)各項(xiàng)生理參數(shù)，監(jiān)測生理活動情況，分析體內(nèi)各項(xiàng)生理指標(biāo)；可以藥理、病理、藥理試驗(yàn)中自然狀態(tài)下連續(xù)長期對心電、 血壓、溫度等生理參數(shù)的有效直接監(jiān)測，有效應(yīng)用于心血管和神經(jīng)科學(xué)研究，有應(yīng)用于其他 領(lǐng)域研究的潛力；并可對多個(gè)個(gè)體進(jìn)行監(jiān)測記錄分析，有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄分析存儲。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明.圖1是本發(fā)明專利的系統(tǒng)原理框圖.該發(fā)明專利系統(tǒng)原理框圖中(1)為超微低功耗超小體積體內(nèi)植入信號提取和發(fā) 射的微型電子膠囊系統(tǒng)，該系統(tǒng)能超低功耗下完成對生理信號的提取、信號的放大處理調(diào) 整、信號超低功耗無線發(fā)射，該系統(tǒng)包含生理信號敏感模塊、生理信號調(diào)整處理模塊、無線 信號發(fā)射模塊、電源管理控制模塊；(2)為體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成對無 線發(fā)射信號的接收、信號的分析儲存并通過接口模塊輸送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括無線 信號接收模塊、信號數(shù)據(jù)處理模塊、信號數(shù)據(jù)儲存模塊、信號數(shù)據(jù)接口模塊，(3)為體外信 號數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成對接收到的生理信號進(jìn)行軟件分析、輸出打印和輸出給 其他存儲設(shè)備保存數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)、專用分析軟件、輸出設(shè)備。圖2是超 微低功耗超小體積體內(nèi)植入信號提取和發(fā)射的微型電子膠囊系統(tǒng)，該微型電子膠囊系統(tǒng)整 個(gè)膠囊長為20mm，直徑為12mm，整個(gè)微型電子膠囊工作電流為60uA ；圖中(1)為大容量紐 扣電池；(2)為電源管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換、磁控開關(guān)；(3)為超低功耗無線發(fā)射模塊，包括 振蕩電路和發(fā)射電路，工作頻率在ISM范圍，能在低功耗情況下穩(wěn)定發(fā)射體內(nèi)信號給體外 接收系統(tǒng)；(4)為生理信號調(diào)整模塊；(5)為生理信號處理模塊；(6)為生理信號敏感模塊 包括超低功耗超小體積壓力傳感器及壓力導(dǎo)管系統(tǒng)，心電電極，溫度傳感器等傳感器；(7) 為外科手術(shù)膠囊固定縫合口 ； (8)為壓力導(dǎo)管系統(tǒng)包括微細(xì)壓力導(dǎo)管，導(dǎo)壓凝膠，防凝血物 質(zhì)；(9)為心電電極導(dǎo)線；(10)膠囊外殼。
具體實(shí)施例方式步驟一微型電子膠囊由醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行精細(xì)外科手術(shù)，包括精細(xì)開胸手術(shù)，壓力導(dǎo) 管(8)的安放和血管傷口的愈合，心電電極(9)的安放，溫度傳感器的安放，微型電子電子 膠囊系統(tǒng)皮下植入安放，通過外科手術(shù)膠囊固定縫合口(7)進(jìn)行皮下固定，縫合手術(shù)及必 要的手術(shù)處理，保證電子膠囊在體內(nèi)不產(chǎn)生排異、感染、粘連、凝血、溶血、無毒。步驟二 精細(xì)手術(shù)完成后一周，在自然生理狀態(tài)下，開啟磁控開關(guān)使電子膠囊系統(tǒng) 開始工作(2)，通過信號敏感功能模塊(6)實(shí)時(shí)檢測動物的生理信號，檢測信息通過信號調(diào) 理(4)和信號處理(5)后，由無線發(fā)射通信功能模塊和天線(3)向體外發(fā)射。步驟三在開啟微型電子膠囊的同時(shí)，同時(shí)開啟體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)，通 過無線信號接收模塊、信號數(shù)據(jù)處理模塊、信號數(shù)據(jù)儲存模塊、信號數(shù)據(jù)接口模塊同步實(shí)時(shí) 實(shí)現(xiàn)對微型電子膠囊無線發(fā)射信號的接收、信號的分析儲存并通過接口模塊輸送給計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)。步驟四通過數(shù)據(jù)接口模塊完成對存貯數(shù)據(jù)的讀??；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過專用軟件 分析接收系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)結(jié)果，并獲得數(shù)據(jù)圖像，數(shù)據(jù)處理結(jié)果的保存和打印 輸出。
權(quán)利要求
一種超微功耗植入式遙測的方法和系統(tǒng)，其特征在于超微低功耗超小體積體內(nèi)植入微型電子膠囊將生理信號通過信號敏感模塊傳導(dǎo)給信號調(diào)理處理模塊，經(jīng)過信號調(diào)理處理后無線發(fā)射，體外信號接收記錄系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步接收無線發(fā)射信號，并進(jìn)行信號調(diào)整處理后通過數(shù)據(jù)接口傳送給體外計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)軟件分析系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，圖像處理，數(shù)據(jù)保存記錄和打印輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，所設(shè)計(jì)的微型電子膠囊測量裝置特征在于超微低功耗超小體積體內(nèi)植入微型電子膠囊整個(gè)植入體長為20mm，直徑為12mm，，整 個(gè)微型電子膠囊工作電流為60uA，體內(nèi)工作時(shí)間達(dá)三個(gè)月以上，該系統(tǒng)包含生理信號敏感 模塊、生理信號調(diào)整處理模塊、超低功耗無線信號發(fā)射模塊、電源管理控制模塊和磁控開 關(guān)，該系統(tǒng)能超低功耗下完成對生理信號的提取、信號的放大處理調(diào)整、信號超低功耗無線 發(fā)射，能自由的控制微型電子膠囊的開啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，所設(shè)計(jì)的體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)裝置特征在于體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)同步實(shí)時(shí)對微型電子膠囊無線發(fā)射信號的接收、信號的分析儲存并通過接口模塊輸送給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括無線信號接收模塊、信號 數(shù)據(jù)處理模塊、信號數(shù)據(jù)儲存模塊、信號數(shù)據(jù)接口模塊，可自動識別植入體序列號及功能， 控制植入體電路開關(guān)，接收植入體發(fā)送信號，有效范圍在0. 5 10米，對于在接收范圍內(nèi)的 多個(gè)植入體可同時(shí)接收，實(shí)現(xiàn)多個(gè)植入體的同時(shí)監(jiān)測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)裝置特征在于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)接口、專用軟件、輸出設(shè)備組成；系統(tǒng)通過專用軟件分析 接收系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)結(jié)果，并獲得數(shù)據(jù)圖像，數(shù)據(jù)處理結(jié)果的保存和打印輸 出ο
全文摘要
本發(fā)明涉及超微功耗植入式遙測的方法和系統(tǒng)，尤其能通過植入無線遙測系統(tǒng)在超低功耗情況下長期，安全，穩(wěn)定測量血壓、心電、溫度、活動度等生理參數(shù)；本發(fā)明包括超微低功耗超小體積體內(nèi)植入信號提取和發(fā)射的微型電子膠囊、體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)、體外信號數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)；本發(fā)明完成微型電子膠囊對生理信號的提取、調(diào)整、處理，再經(jīng)過超低功耗發(fā)射電路無線發(fā)射給體外信號數(shù)據(jù)接收記錄儀系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的接受調(diào)整處理存儲，經(jīng)過接口模塊給體外信號數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄分析存儲輸出。
文檔編號A61B5/00GK101810473SQ200910046649
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者張希華, 張文贊, 羅章源 申請人:張希華