[发明专利]具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于植入式医疗仪器的具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置，属于植入式医疗仪器技术领域。

背景技术

近年来，随着无线技术和锂充电电池技术的发展，可充电的植入式医疗仪器产品已经成为发展的主流趋势。植入式医疗仪器植入患者体内，需要采用经皮无线充电方式，该充电方式一般基于电磁耦合原理，利用电磁场穿透人体皮肤向植入式医疗仪器传递能量。

植入式医疗仪器一般使用具有生物相容性的金属钛密封，由于电磁耦合过程中钛外壳存在涡流效应等影响，易引发充电过程中植入式医疗仪器发热问题。同时，充电过程中很难对植入体内的钛外壳内部的耦合线圈准确对位，存在由于体内外耦合线圈对位位置过偏或充电对位时间过长引起体内植入式医疗仪器发热增加的问题。金属介质，对位位置，不同充电阶段充电功率变化以及体内能量接收线圈体积受限带来的发热问题是影响可充电植入式医疗仪器安全性的核心问题。2012年FDA网站显示有这类产品烫伤引发的大规模召回。闭环长距离充电专利WO2009/055579A1，对体内过热通过体内外通信传递到体外的方式进行保护，但是，并未对充电电池温度和植入钛壳温度实施体内硬件即时保护，也未能通过对体内接收功率和体外发射功率进行最大值限制来有效控制体内植入物发热。US7225032B2也未对热安全性给出全面的保护方案。

植入可充电电池与一般锂离子电池相比，电池壳是钛或钛合金等材料。锂离子电池具有优异的性能，然而要避免过充和过放。如果严重过充发生，锂离子电池可能会热失控，导致电池泄露等发生。如果锂离子电池过放，可能导致电池内部短路，以及可能的热失控。因此，电池安全保护是必要的。对植入可充电电池保护，US6553263B1给出了一种电池保护方案，但未给出电池放电电流保护恢复和负载短路电流保护恢复情况下，满足自恢复阻抗条件的解决方案。

为了保证充电过程中RF能量对人体组织的安全性，国际专利申请WO2009/055579A1采用体外专门磁感应强度传感线圈传感，增加了系统的体积和复杂度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具有保护和限制功能的充电式植入医疗装置，对充电式植入医疗装置在热安全，电池安全和电磁安全方面实施全面保护，以保证充电式植入医疗装置的安全性。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种充电式植入医疗装置，包括体外部分和体内部分，在充电过程中，所述体外部分利用电磁场向所述体内部分传递能量，其特征在于：

所述植入医疗装置包括保护功能部和限制功能部；

所述保护功能部包括植入可充电电池温度保护部、电池保护电路、外壳温度保护部和体外充电线圈温度保护部；

所述限制功能部包括体内接收功率限制部、磁感应强度限制部、充电效率限制部和体外发射功率限制部。

优选地，所述植入可充电电池温度保护部包括电池温度采样部、第一比较保护部和电池温度反馈部；可充电电池的输出端与所述电池温度采样部的输入端相连，电池温度采样部的输出端与所述第一比较保护部的输入相连，第一比较保护部的输出与体内部分的充电控制部的输入端相连，充电控制部的输出与所述体内部分的体内通信电路的输入相连，经过经皮无线通信，体内通信电路的输出与所述体外部分的体外通信电路的输入端相连，体外通信电路的输出与电池温度反馈部的输入端相连，电池温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连；当可充电电池的电池温度采样结果超过第一比较保护部设定的温度最大值，充电控制电路直接切断体内充电电路连接，停止充电过程，然后通过体内通信电路和体外通信电路将电池温度传递到体外，对能量发射电路进行调整。

优选地，所述外壳温度保护部包括外壳温度采样部、第二比较保护部；所述外壳温度采样部的输出端与第二比较保护部的输入端相连，第二比较保护部的输出端与充电控制部的输入相连，充电控制部的输出端与体内通信电路的输入端相连，经过经皮无线通信，体内通信电路的输出与体外通信电路的输入相连，体外通信电路的输出端与外壳温度反馈部的输入端相连，外壳温度反馈部的输出端与能量发射电路的输入端相连；当外壳温度采样结果超过第二比较保护部设定的温度最大值，充电控制电路直接切断体内充电电路连接，停止充电过程，然后通过体内通信电路和体外通信电路将外壳温度传递到体外对能量发射电路进行调整。