基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置及通信系統(tǒng)，所述體內(nèi)無(wú)線通信裝置包括血管支架和安裝在所述血管支架上的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路用于采集與血管疾病有關(guān)的健康狀況數(shù)據(jù)和/或提供與血管疾病有關(guān)的體內(nèi)治療，所述觸發(fā)電路的輸出饋送到所述血管支架并以所述血管支架作為天線向外發(fā)送無(wú)線信號(hào)，所述血管支架還作為天線接收來(lái)自體外的無(wú)線信號(hào)以輸送到所述觸發(fā)電路。本發(fā)明無(wú)需在血管內(nèi)設(shè)置專門的天線結(jié)構(gòu)，體積小，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、實(shí)時(shí)的血管監(jiān)測(cè)與治療。
【專利說明】基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]血管支架是指在管腔球囊擴(kuò)張成型的基礎(chǔ)上，在病變位置植入的，用以達(dá)到支撐狹窄閉塞段血管，減少血管彈性回縮以及再塑性，保持管腔血流通暢的目的的支架結(jié)構(gòu)，主要分為冠狀動(dòng)脈支架，腦血管支架，腎動(dòng)脈支架，大動(dòng)脈支架等。目前常用于制作支架的材料包括金屬鉭，醫(yī)用不銹鋼，鎳鈦合金等。
[0003]截至2013年，我國(guó)心血管病患者已經(jīng)達(dá)到2.5億人，每年因心血管病死亡的患者數(shù)達(dá)300萬(wàn)人。在心血管疾病中冠心病的發(fā)病率和死亡率極高，增長(zhǎng)較快。2005年以來(lái)，我國(guó)心血管疾病的總體流行趨勢(shì)一致呈上升態(tài)勢(shì)，城鄉(xiāng)情況類似。在冠心病患者中，有約20%的患者適用于支架介入手術(shù)。介入支架手術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)藥物，外科手術(shù)治療方法，具有創(chuàng)傷小，麻醉范圍小，醫(yī)療效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。2013年我國(guó)每年心血管栓塞介入支架手術(shù)達(dá)到60萬(wàn)例，且保持著每年35%以上的增長(zhǎng)速度。
[0004]然而，介入支架治療后6-8個(gè)月，患者植入支架部位可能出現(xiàn)心血管再狹窄，甚至再堵塞的情況。使用金屬支架的患者中，20%可能出現(xiàn)再狹窄，而使用藥物支架的患者中，9%的患者可能出現(xiàn)再狹窄。再狹窄與再堵塞將嚴(yán)重削弱手術(shù)療效，甚至威脅患者生命安全。
[0005]為了監(jiān)護(hù)患者術(shù)后血管再狹窄情況，目前主要的復(fù)查方法為熱成像，超聲心動(dòng)圖，造影術(shù)，CT等。但是這些方法相對(duì)成本較高，且器械復(fù)雜，需要患者在醫(yī)院進(jìn)行復(fù)查。近一兩年來(lái)，研究人員針對(duì)此類情況提出了可以利用在心血管內(nèi)安裝血液流速，血壓傳感器等方法實(shí)時(shí)，便捷的心血管診察的方法。甚至可以利用植入的微型治療設(shè)備對(duì)于出現(xiàn)的血栓進(jìn)行及時(shí)消解。但是，此類微型血管設(shè)備的供電、通信方法仍未有效解決，尤其是需要在血管內(nèi)為微型設(shè)備、傳感器等設(shè)置專門的天線和供電設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信系統(tǒng)。
[0007]為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，包括血管支架和安裝在所述血管支架上的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路用于采集與血管疾病有關(guān)的健康狀況數(shù)據(jù)和/或提供與血管疾病有關(guān)的體內(nèi)治療，所述觸發(fā)電路的輸出饋送到所述血管支架并以所述血管支架作為天線向外發(fā)送無(wú)線信號(hào)，所述血管支架還作為天線接收來(lái)自體外的無(wú)線信號(hào)提供給所述觸發(fā)電路。
[0009]進(jìn)一步地:
[0010]還包括饋線，所述觸發(fā)電路通過所述饋線連接所述血管支架。[0011 ] 所述饋線通過焊點(diǎn)焊接在所述血管支架上。
[0012]所述觸發(fā)電路上包覆有生物可兼容外殼。
[0013]優(yōu)選地，所述外殼為聚二甲基硅氧烷材料。
[0014]所述饋線為生物可兼容金屬材料，優(yōu)選外部還包裹生物可兼容膜。
[0015]所述饋線與所述血管支架焊接處覆蓋有生物可兼容膜。
[0016]優(yōu)選地，焊點(diǎn)為80重量％金和20重量％錫的焊料釬焊形成。
[0017]所述血管支架為生物可兼容金屬材料的圓筒形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0018]所述觸發(fā)電路集成于單個(gè)硅基片上。
[0019]所述血管支架接收的無(wú)線信號(hào)在所述觸發(fā)電路內(nèi)轉(zhuǎn)換為傳感器和/或微型治療設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電能和/或控制信號(hào)。
[0020]一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，包括所述體內(nèi)無(wú)線通信裝置和與所述體內(nèi)無(wú)線通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信的體外通信裝置。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]本發(fā)明將血液支架作為可在人體內(nèi)植入使用的天線，將觸發(fā)電路安裝在血液支架上，在能夠達(dá)到進(jìn)行與外部的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，為觸發(fā)電路提供控制信號(hào)以及能量供應(yīng)的目的。本發(fā)明無(wú)需專門的天線結(jié)構(gòu)，體積小，可以方便地隨微創(chuàng)介入手術(shù)植入人體，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、實(shí)時(shí)的血管監(jiān)測(cè)與治療，有利于患者和醫(yī)療人員快速及時(shí)地發(fā)現(xiàn)、治療血管再狹窄等癥狀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明基于血管支架的無(wú)線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0026]參閱圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于血管支架的無(wú)線通信系統(tǒng)包括體內(nèi)通信裝置1001和體外通信裝置1002，兩者通過作為體內(nèi)通信裝置1001的天線的血管支架進(jìn)行無(wú)線通信。
[0027]體內(nèi)通信裝置1001包括觸發(fā)電路2001以及血管支架2004，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，其中血管支架2004作為金屬結(jié)構(gòu)材料(如圖2所示的筒形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))，可以用于發(fā)射和接收與其形狀、尺寸相配的一定頻段的無(wú)線信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，可設(shè)置體內(nèi)通信裝置和體外通信裝置的通信頻段與血管支架天線的頻段一致。觸發(fā)電路2001可以連接有饋線2002，饋線2002可以通過焊點(diǎn)2003與血管支架2004焊接，以實(shí)現(xiàn)將射頻信號(hào)從血管支架2004向人體外發(fā)送。觸發(fā)電路2001可包括無(wú)線收發(fā)機(jī)電路、整流電路、電源管理電路、傳感器接口電路以及各種傳感器，如微機(jī)電壓力傳感器等。這些電路設(shè)計(jì)在低功耗RFID設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)，屬于成熟技術(shù)，故不再贅述。觸發(fā)電路2001可利用130nm CMOS工藝集成于一個(gè)矩形硅基片上。優(yōu)選地，觸發(fā)電路2001可具有生物可兼容外殼。例如，制作好的矩形硅基片可放置于深度為1_，邊長(zhǎng)大于硅基片0.1mm的模具中央，利用聚二甲基硅氧烷包裹并加熱形成生物可兼容外殼。觸發(fā)電路2001的無(wú)線收發(fā)機(jī)電路連接饋線2002，饋線2002可由醫(yī)用不銹鋼、鎳鈦合金等生物可兼容金屬材料制成，外部還可選擇性包裹生物可兼容膜以進(jìn)一步提高生物可兼容性。饋線2002由焊點(diǎn)接在血管支架2004上。焊點(diǎn)2003可由80%金和20%錫的焊料釬焊形成。優(yōu)選地，焊接處噴一層生物可兼容膜，達(dá)到更好的生物兼容性。
[0028]體外通信裝置1002可包括無(wú)線收發(fā)機(jī)電路、無(wú)線充電信號(hào)發(fā)射電路、數(shù)據(jù)處理電路、顯示電路和若干按鍵。
[0029]在一次數(shù)據(jù)通信的過程中，體外通信裝置1002發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)穿透人體1000，在血管支架2004上形成電信號(hào)。體內(nèi)通信裝置1001接收血管支架2004上形成的電信號(hào)，通過整流電路產(chǎn)生穩(wěn)定功率輸出以供給血管內(nèi)傳感器(如血液流速傳感器、血壓傳感器)、微型治療設(shè)備等。體內(nèi)設(shè)備獲得電信號(hào)中的控制數(shù)據(jù)后，執(zhí)行相應(yīng)操作，例如，體內(nèi)通信裝置1001內(nèi)置的微機(jī)電傳感器以及微型治療設(shè)備可以采集體內(nèi)與人體健康狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)。微機(jī)電壓力傳感器可以在體內(nèi)通信裝置1001提取到血管支架的信號(hào)能量不低于ImW時(shí)啟動(dòng)。傳感器等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可在體內(nèi)通信裝置1001內(nèi)通過調(diào)制生成為射頻信號(hào)。例如，傳感器輸出可變電壓值，電壓值經(jīng)過傳感器接口電路的模數(shù)變換后，經(jīng)過雙向移相鍵控調(diào)制成為射頻信號(hào)，以血管支架2004為天線發(fā)射射頻信號(hào)，輻射穿透人體1000，到達(dá)體外通信裝置1002。
[0030]體外通信裝置1002解調(diào)射頻信號(hào)，經(jīng)過數(shù)據(jù)校正，處理之后顯示。調(diào)制方式包括但不限于:雙向頻移鍵控，雙向移相鍵控等。例如，體外通信裝置1002接收并解調(diào)信號(hào)后將血壓值取出，通過相關(guān)算法監(jiān)測(cè)血管的再狹窄情況。
[0031]在典型的實(shí)施例中，所用的無(wú)線射頻信號(hào)處于包括國(guó)際認(rèn)可的ISM頻段，美國(guó)通信協(xié)會(huì)規(guī)定的醫(yī)療植入設(shè)備頻段等。具體頻段依血管支架2004尺寸決定。體外通信模塊以符合國(guó)際人體1000微波照度規(guī)定的功率和距離，比如距離人體10cm，功率3.5W，發(fā)射433MHz射頻信號(hào)。
[0032]體內(nèi)通信裝置1001通過焊點(diǎn)2003固定在血管支架2004上。將焊接好體內(nèi)通信裝置1001的血管支架2004隨正常介入手術(shù)植入患者血管內(nèi)。例如，在微創(chuàng)介入手術(shù)中，從人體1000血管某處如腹部大動(dòng)脈切口并隨細(xì)管與血管支架2004 —同植入預(yù)定位置。
[0033]所植入的傳感器包括但不限于:利用微機(jī)電技術(shù)加工的壓電式壓力傳感器，電容式壓力傳感器，熱量擴(kuò)散式流速傳感器，溫度傳感器，血氧傳感器等。傳感器被安裝在觸發(fā)電路2001中，同時(shí)被安裝在觸發(fā)電路2001中的還包括傳感器接口電路，電源管理電路等。傳感器運(yùn)轉(zhuǎn)能量可通過電信號(hào)整流取得，從而省去專門的供電設(shè)備。
[0034]以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，包括血管支架和安裝在所述血管支架上的觸發(fā)電路，所述觸發(fā)電路用于采集與血管疾病有關(guān)的健康狀況數(shù)據(jù)和/或提供與血管疾病有關(guān)的體內(nèi)治療，所述觸發(fā)電路的輸出饋送到所述血管支架并以所述血管支架作為天線向外發(fā)送無(wú)線信號(hào)，所述血管支架還作為天線接收來(lái)自體外的無(wú)線信號(hào)以輸送到所述觸發(fā)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，還包括饋線，所述觸發(fā)電路通過所述饋線連接所述血管支架。
3.如權(quán)利要求2所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述饋線通過焊點(diǎn)焊接在所述血管支架上。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述觸發(fā)電路上包覆有生物可兼容外殼，優(yōu)選地，所述外殼為聚二甲基硅氧烷材料。
5.如權(quán)利要求2至3任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述饋線為生物可兼容金屬材料，優(yōu)選外部還包裹生物可兼容膜。
6.如權(quán)利要求3所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述饋線與所述血管支架焊接處覆蓋有生物可兼容膜，優(yōu)選焊點(diǎn)為80重量％金和20重量％錫的焊料釬焊形成。
7.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述血管支架為生物可兼容金屬材料的圓筒形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述觸發(fā)電路集成于單個(gè)硅基片上。
9.如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，所述血管支架接收的無(wú)線信號(hào)在所述觸發(fā)電路內(nèi)轉(zhuǎn)換為傳感器和/或微型治療設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電能和/或控制信號(hào)。
10.一種基于血管支架的體內(nèi)無(wú)線通信裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的體內(nèi)無(wú)線通信裝置和與所述體內(nèi)無(wú)線通信裝置進(jìn)行無(wú)線通信的體外通信裝置。
【文檔編號(hào)】A61B5/145GK104382676SQ201410677515
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】任勇, 于洋, 孟越, 趙培森 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院