[发明专利]植入式医疗仪器的无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及植入式医疗仪器与双向无线通信装置，属于植入式医疗仪器技术领域。

背景技术

植入式医疗仪器种类很多，如植入式心脏起搏器、脑起搏器、神经刺激器、肌肉刺激器、心电记录器等，由植入式体内收发器和体外收发器组成，两者之间通过双向无线通信交换信息。

用于植入式医疗仪器的通信技术，特点是低功耗、小型化、高可靠性。植入式医疗仪器一般用一次性电池供电，而通信要消耗电池能源，所以要求低功耗，尤其是单位比特的功耗较低；植入式医疗仪器一般要求体积和重量尽量小，所以要求体内植入部分的通信电路及天线布置的小型化、立体化；植入式医疗仪器一般要求通信电路可靠性较高。

现有的植入式医疗仪器通信方式往往受制于低速率、近距离、一对一、抗干扰性差。这种低速率、近距离的通信方式存在单位比特传输功耗较高、实时监测以及远程监测不便等问题。而当通信距离提升到一定的程度时(如2m以上)，就会出现通信距离内存在其他相关或同类设备的问题，这就对植入式医疗仪器提出了新的要求：1)有效排除相关设备的干扰；2)在必要的时候可以实现体外收发器对植入式体内收发器一对多的通信。

本发明实现了一定距离的体内外通信(2m以上)，并在长距离的同时有效地减小了整体占用内部电路板的面积，实现了通信天线布置的小型化和立体化，整体保证了更高的可靠性，同时通过硬件的支持，在软件的帮助下实现了装置本身良好的自适应智能抗干扰性能及一对多的通信需求，并实现了发射功率的自适应，有效地降低了通信过程中发射功耗，很好地解决了植入式医疗仪器领域无线通信技术方面新的技术需求问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于RF通信方式的低功耗、小体积、高可靠性的智能化长距离数据通信装置，通过增加单个包中的数据比例，缩短数据通信时间，降低植入式医疗仪器的单位比特通信功耗，并通过CRC校验提高通信的可靠性。该装置只需改变软件，即可适用于不同的脉冲调制方式，如FSK、ASK、MSK等。本发明通过以下技术方案实现。

一种用于植入式医疗仪器的无线通信装置，所述无线通信装置包括：

体外收发器，其包括第一存储单元、第一控制单元、第一收发缓存、第一收发加密/解密及数据校验器、第一收发编码译码器、第一收发调制解调器、第一收发双工器、第一收发耦合网络和第一通信天线；

植入式体内收发器，其包括第二存储单元、第二控制单元、第二收发缓存、第二收发加密/解密及数据校验器、第二收发编码译码器、第二收发调制解调器、第二收发双工器、第二收发耦合网络、第二射频连接线和第二通信天线；

其中，所述第一控制单元与第二控制单元能够对通信过程进行控制；

所述第一收发编码译码器和第二收发编码译码器用于数据的编码译码；

所述第一收发调制解调器和第二收发调制解调器用于已编码数据的调制解调，并同时能够增大发射功率和放大接收信号；

所述第一收发双工器和第二收发双工器用于半双工收发模式之间的切换；

所述第一收发耦合网络和第二收发耦合网络用于收发前端的阻抗匹配。

优选地，所述第一通信天线和第二通信天线的通信频带涵盖401MHz-406MHz及420MHz-445MHz。

优选地，植入式体内收发器和体外收发器的无线通信通过检测接收信号误码率实现以上频带内的自适应的跳频功能。

优选地，一个体外收发器可以同时和多个植入式体内收发器进行实时通信，并能够判断出通信范围内的植入式体内收发器与植入者一一对应的关系。

优选地，当通信距离内存在其他正在工作中的体外收发器或植入式体内收发器时，或遇到强干扰的窄带信号时，或处于无线充电状态时，一个体外收发器和多个体内收发器同时进行的实时通信通过采用自适应跳频的方式正常进行。

优选地，所述数据的调制方式为FSK、AKS或MSK。

优选地，所述数据的校验使用循环冗余校验，并且采用请求一响应方式进行。

优选地，数据传输过程中植入式体内收发器发射功率可以自适应调整。

优选地，所述第一控制单元与第二控制单元被配置为按照以下步骤调整通信频带、通信速率和通信发射功率：

(1)通信进行的过程中，每接收到一定量的数据包，所述第一控制单元与第二控制单元都会对CRC的误码率进行统计；

(2)如果接收数据的误码率低于设定值，且发射方为植入式体内收发器，则判断接收数据的误码率是否较低；