醫(yī)療植入裝置及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種醫(yī)療植入裝置及其系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括醫(yī)療植入裝置及外部控制裝置，醫(yī)療植入裝置包括一個感應線圈、一個整流器、一個偵測器、一個控制器及一個傳輸器，醫(yī)療植入裝置植入于人體內部，并通過外部控制裝置進行無線充電，外部控制裝置具有一個感應線圈、一個功率放大器、一個控制器及一個人機接口。醫(yī)療植入裝置以感應線圈感應外部控制裝置的交流電磁場，再以整流器將交流電磁場轉換成直流電。接著，以偵測器偵測直流電的電壓值，并借助控制器依據電壓值而產生第一狀態(tài)信息，再通過傳輸器將狀態(tài)信息回傳給外部控制裝置，以此監(jiān)控醫(yī)療植入裝置于無線充電時的消耗功率。醫(yī)療植入裝置無線充電時，不會受到植入深度或對位角度的限制。
【專利說明】醫(yī)療植入裝置及其系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種醫(yī)療植入裝置，特別是一種用于植入人體且提供無線充電的醫(yī)療植入裝置及其系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]精密微制程的成熟科技已可將醫(yī)療儀器微小化到可植入到人體內部，過去十數年研究人員在這方面的研發(fā)已使植入式醫(yī)療組件的臨床應用漸為全球各界所肯定。主動植入式醫(yī)療組件，如植入式神經電刺激器、血糖傳感器或心律調節(jié)器等，均需要電源才能運作，應用電池是一種方法。然而，微型電池所能提供的電源壽命過于短暫，不適合應用于上述植入式醫(yī)療組件。
[0003]研究人員改選擇以無線電源傳送的方式來提供電源，無線電力的供電效率雖然遠不如有線供電，但這項技術在植入式醫(yī)療組件則扮有重要腳色，對于持續(xù)運作且需要電池的植入式醫(yī)療組件提供無線充電，進而減少病患因為電池失效的風險、或沒電必須再手術取出的痛苦，大大延長植入式醫(yī)療組件的使用壽命。
[0004]一般使用電磁感應式的方法(Resonant inductive coupling)被廣為應用在近場無線電能傳輸上，傳送端與接收端皆具有LC共振(LC resonance)的架構,使傳送端更容易產生大功率的時變電流，借此在線圈上產生相應的磁通量，也使接收端更容易得到傳送端送出的能量。
[0005]當運用這項技術在植入式醫(yī)療組件時，植入式醫(yī)療組件中的接收線圈必須與外部控制組件的發(fā)射線圈平行時才能接收到最大能量，若接收線圈與發(fā)射線圈垂直時，則接收能量減少，因而導致植入式醫(yī)療組件可能無法運作。是以，植入式醫(yī)療組件在人體內的深度會影響接收線圈與發(fā)射線圈之間的距離，且對位(alignment)也不容易。是以，當外部控制組件輸出固定功率時，容易導致植入式醫(yī)療組件因二個線圈距離或對位角度影響而獲得不同的功率。有可能因功率過大而使植入式醫(yī)療組件溫度上升、甚至超出植入式醫(yī)療組件的最大電壓限制而使電路壞損。或是有可能因功率過小而使植入式醫(yī)療組件不足以正常工作。因此傳輸功率的控制是重要的議題。
實用新型內容
[0006]鑒于以上問題，本實用新型目的在于提供一種醫(yī)療植入裝置及其系統(tǒng)，借以監(jiān)控醫(yī)療植入裝置的電壓或溫度，而可實時的調整外部控制裝置的輸出功率，以改善現有技術僅能輸出固定功率的問題。
[0007]本實用新型所揭露的主要技術方案是:
[0008]一種醫(yī)療植入裝置，用以植入人體內部，并以外部控制裝置對醫(yī)療植入裝置進行無線充電，該醫(yī)療植入裝置包括一個感應線圈、一個整流器、一個偵測器、一個控制器及一個傳輸器。其中，感應線圈用以接收外部控制裝置的交流電磁場。整流器電性連接于感應線圈，且整流器將交流電磁場轉換成直流電。偵測器電性連接于整流器，且偵測器偵測直流電的電壓值，并產生偵測訊號?？刂破麟娦赃B接于偵測器且接收偵測訊號，并依據偵測訊號而產生第一狀態(tài)信息。傳輸器電性連接于控制器，控制器將狀態(tài)信息借助傳輸器回傳至外部控制裝置。
[0009]本實用新型還揭露一種醫(yī)療植入系統(tǒng)，其包括有一個外部控制裝置及一個醫(yī)療植入裝置。其中，外部控制裝置具有一個感應線圈、一個功率放大器、一個控制器及一個人機接口。外部控制裝置的功率放大器電性連接感應線圈，且功率放大器驅動感應線圈共振而產生交流電磁場。外部控制裝置的控制器電性連接于功率放大器，且控制器系傳輸操作頻率至功率放大器。外部控制裝置的人機接口電性連接于控制器，且人機接口供使用者輸入參數至控制器。
[0010]醫(yī)療植入裝置用以植入人體內部，包括有一個感應線圈、一個整流器、一個偵測器、一個控制器及一個傳輸器。其中，感應線圈接收外部控制裝置的交流電磁場。整流器電性連接于感應線圈，且整流器將交流電磁場轉換成直流電。偵測器電性連接于整流器，且偵測器偵測直流電的電壓值，并產生偵測訊號?？刂破麟娦赃B接于偵測器且接收偵測訊號，并依據偵測訊號而產生第一狀態(tài)信息。傳輸器電性連接于控制器，控制器將狀態(tài)信息借助傳輸器回傳至外部控制裝置。
[0011]本實用新型的有益效果是:醫(yī)療植入裝置的偵測器可實時偵測電壓大小，并通過無線傳輸方式將偵測電壓回傳到外部控制裝置，以利外部控制裝置可實時的調整功率放大器的輸出功率。如此，使得醫(yī)療植入裝置在無線充電時，不會受到植入深度或對位角度的限制，進而讓使用者能夠更方便操作，以達到預期的治療效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的醫(yī)療植入系統(tǒng)的方塊示意圖。
[0013]圖2為本實用新型的外部控制裝置的流程圖。
[0014]【主要組件符號說明·】
[0015]10 醫(yī)療植入裝置
[0016]11 感應線圈
[0017]12 整流器
[0018]13 偵測器
[0019]14 控制器
[0020]15 傳輸器
[0021]16 熱感應器
[0022]17 功能電路
[0023]20 外部控制裝置
[0024]21 感應線圈
[0025]22 功率放大器
[0026]23 檢測器
[0027]24 控制器
[0028]25 傳輸器
[0029]26 人機界面[0030]27 熱感應器。
【具體實施方式】
[0031]請參閱圖1所示的示意圖，為本實用新型的醫(yī)療植入裝置的方塊示意圖。在圖1所繪示的實施例中，醫(yī)療植入裝置10用以植入人體內部，醫(yī)療植入裝置10可以是心律調節(jié)裝置或神經刺激裝置，但不以此為限。醫(yī)療植入裝置10可通過一個外部控制裝置20進行無線充電。
[0032]醫(yī)療植入裝置10包括有一個感應線圈11、一個整流器12、一個偵測器13、一個控制器14、一個傳輸器15、一個熱感應器16及一個功能電路17。其中，感應線圈11接收外部控制裝置20的交流電磁場。整流器12電性連接感應線圈11，并將交流電磁場轉換成直流電。偵測器13電性連接整流器12，并偵測直流電的電壓值Vkect且產生偵測訊號?？刂破?4電性連接偵測器13，并接收偵測器13的偵測訊號，且依據偵測訊號而產生第一狀態(tài)信息。傳輸器15電性連接控制器14，并接收第一狀態(tài)信息且回傳到外部控制裝置20。熱感應器16電性連接控制器14，感應醫(yī)療植入裝置10的溫度值，并產生感應訊號到控制器14。功能電路17電性連接于控制器14，功能電路17可以是但不局限于心律調節(jié)、神經刺激等電路設計。
[0033]需注意的是，控制器14可接收偵測器13的偵測訊號后，依據偵測訊號而產生第一狀態(tài)信息。同樣的，控制器14亦接收熱感應器16的感應訊號后，并依據感應訊號而產生第二狀態(tài)信息。另外，功能電路17將運作所得到的治療數據值傳送到控制器14，使得控制器14依據治療數據值而產生第三狀態(tài)信息。是以，在本實施例中，狀態(tài)信息可以是偵測器13所偵測得到的功率大小，或是熱感應器16所感應到的溫度值，或是功能電路17運作所得到的治療數據值。并以醫(yī)療植入裝置10的控制器14將這些狀態(tài)信息借助傳輸器15以無線傳輸方式回傳到外部控制裝置20。
[0034]在本實施例中，是將醫(yī)療植入裝置10植入到人體內部，并以外部控制裝置20提供無線電力予醫(yī)療植入裝置10。外部控制裝置20包括一個感應線圈21、一個功率放大器22、一個檢測器23、一個控制器24、一個傳輸器25、一個人機接口 26及一個熱感應器27。請參閱圖2所示，為本實用新型的外部控制裝置的流程圖。由圖2可看出，本實用新型的外部控制裝置20包括以下操作步驟:
[0035]步驟300:系統(tǒng)初始化，并通過人機接口 26輸入參數進行運作；
[0036]步驟310:依據輸入參數來啟動功率放大器22開始運行；
[0037]步驟320:檢測功率放大器22的溫度和功率的消耗是否正常；若是異常狀態(tài)，進入到步驟330 ;若是正常狀態(tài)，則進入到步驟340 ；
[0038]步驟330:停止功率放大器22運作，并重回到步驟300 ；
[0039]步驟340:接收醫(yī)療植入裝置10的狀態(tài)信息，并更新顯示在人機接口 26上；若接收異常時，重回到步驟330 ;若接收正常時，則進入到步驟350 ；
[0040]步驟350:檢視醫(yī)療植入裝置10所回傳的狀態(tài)信息；若是功率追蹤狀態(tài)，進入到步驟360 ;若是待機狀態(tài)，進入到步驟370 ;若是治療狀態(tài)，則進入到步驟380 ；
[0041]步驟360:依據醫(yī)療植入裝置10所偵測的電壓值來調整功率放大器22的操作頻率，并回到步驟320 ；[0042]步驟370:可通過人機接口 26來下達指令或設定參數予醫(yī)療植入裝置10，并回到步驟320 ；
[0043]步驟380:等待治療結束，并回到步驟320。
[0044]在步驟300中，使用者可通過外部控制裝置20的人機接口 26進行操作，先將外部控制裝置20的系統(tǒng)設定值進行初始化。并且借助人機接口 26將所需設定的參數輸入到控制器24內。
[0045]在步驟310中，控制器24接收所輸入的參數，并且依據輸入參數來產生對應的操作頻率給功率放大器22，以此啟動功率放大器22開始運行。需注意的是，醫(yī)療植入裝置10的感應線圈11為一個串聯LC共振腔，外部控制裝置20的感應線圈21同樣是一個串聯LC共振腔，皆具有相同的共振頻率，例如但不局限以下公式:
【權利要求】
1.一種醫(yī)療植入裝置，用以植入人體內部，并以外部控制裝置對該醫(yī)療植入裝置進行無線充電，其特征在于，該醫(yī)療植入裝置包括有: 一個用以接收該外部控制裝置的交流電磁場的感應線圈； 一個整流器，電性連接該感應線圈并將該交流電磁場轉換成直流電； 一個偵測器，電性連接該整流器并偵測該直流電的電壓值來產生偵測訊號； 一個控制器，電性連接該偵測器并接收該偵測訊號且依據該偵測訊號而產生第一狀態(tài)/[目息;以及 一個傳輸器，電性連接該控制器并且該控制器將該第一狀態(tài)信息借助該傳輸器回傳至該外部控制裝置。
2.如權利要求1所述的醫(yī)療植入裝置，其特征在于:該醫(yī)療植入裝置更包括一個用以感應該醫(yī)療植入裝置的溫度值并產生感應訊號至該控制器的熱感應器，該熱感應器電性連接該控制器且該控制器依據該溫度值而產生第二狀態(tài)信息。
3.如權利要求1所述的醫(yī)療植入裝置，其特征在于:該醫(yī)療植入裝置更包括一個用以將運作所得到的治療數據值傳送到該控制器的功能電路，該功能電路電性連接該控制器且該控制器依據該治療數據值而產生第三狀態(tài)信息。
4.一種醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一個外部控制裝置，包括: 一個感應線圈；以 及 一個功率放大器，電性連接該感應線圈并驅動該感應線圈共振而產生交流電磁場； 一個控制器，電性連接該功率放大器并傳輸操作頻率至該功率放大器；以及 一個人機接口，電性連接該控制器并供使用者輸入參數至該控制器； 一個用以植入人體內部的醫(yī)療植入裝置，包括: 一個用以接收該交流電磁場的感應線圈； 一個整流器，電性連接該感應線圈并將該交流電磁場轉換成直流電； 一個偵測器，電性連接該整流器并偵測該直流電的電壓值而產生偵測訊號； 一個控制器，電性連接該偵測器并接收該偵測訊號且依據該偵測訊號而產生第一狀態(tài)/[目息;以及 一個傳輸器，電性連接該控制器并且該控制器將該第一狀態(tài)信息借助該傳輸器回傳至該外部控制裝置。
5.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該外部控制裝置更包括一個用以計算該功率放大器的功率耗損并產生檢測訊號給該控制器的檢測器，該檢測器電性連接該控制器及該功率放大器且該控制器依據該檢測訊號而調整該操作頻率。
6.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該外部控制裝置更包括一個傳輸器，電性連接該控制器，該外部控制裝置的該傳輸器與該醫(yī)療植入裝置的該傳輸器以無線方式連接并傳輸該第一狀態(tài)信息。
7.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該外部控制裝置更包括一個用以感應該外部控制裝置的溫度值并產生感應訊號至該控制器的熱感應器，該熱感應器電性連接該控制器且該控制器依據該感應訊號而調整該操作頻率。
8.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該醫(yī)療植入裝置更包括一個用以感應該醫(yī)療植入裝置的溫度值并產生感應訊號至該控制器的熱感應器，該熱感應器電性連接該控制器且該控制器依據該溫度值而產生第二狀態(tài)信息。
9.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該醫(yī)療植入裝置更包括一個用以將運作所得到的治療數據值傳送到該控制器的功能電路，該功能電路電性連接該控制器且該控制器依據該治療數據值而產生第三狀態(tài)信息。
10.如權利要求4所述的醫(yī)療植入系統(tǒng)，其特征在于:該醫(yī)療植入裝置的該感應線圈為一個串聯LC共振腔，該外部控制裝置的該感應線圈同樣是一個串聯LC共振腔，皆具有相同的共 振頻率。
【文檔編號】A61N1/36GK203634640SQ201320800574
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權日:2013年12月6日
【發(fā)明者】潘建豪, 林啟萬, 張季衡 申請人:精能醫(yī)學股份有限公司