[发明专利]具有非接触供电功能的心脏起搏器

说明书

技术领域

本发明涉及心脏起搏器的技术领域，具体涉及一种具有非接触供电功能的心脏起搏器，能实现在体外对心脏的跳动状态进行监测和起搏，属于医疗电子的领域。

背景技术

心脏起搏器用于对人体心脏起搏作辅助刺激，通常安装在病人左肩下的体内皮肤，在左前胸的皮肤下置入起搏器，使皮肤撑起构成囊袋，在左前胸的锁骨下的静脉穿刺通入电极，电极由静脉通到心脏并由前端螺纹钩刺入心脏的内侧进行固定，如图1所示。由于传统的起搏器通常比较大，安装后患者的皮肤很长时间不能闭合，洗澡、运动受到限制。患者所受痛苦无法言表，有些患者甚至足不出户，许多人无法上班、工作和跑步等剧烈运动。

由于传统的起搏器内置一次性电池，这样的心脏起搏器要想保持10年左右长时间的工作，必须要做到足够大，而且为了节省电量不能做剧烈运动，还要定期的更换。当皮肤几年后刚刚闭合，能够洗澡，出汗也不会浸入体内的时候，下一次手术又开始了，患者的生存质量仅维持在最低的水平。

也有学者提出了基于无线供电的起搏器，但这些起搏器仍然需要内置电池和无线通信电路、检测电路，起搏器的体积无法缩小到手术后皮肤完全闭合的程度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有非接触供电功能的心脏起搏器，只需在患者体内装设体内能量接收装置，体外检测心电信号和采用推算电极电压方法进行非接触供电，不需要直接检测心脏电极两侧的电压，也不需要加装与外置通信电路，减小植入的整体体积，延长了使用寿命，能够永久工作不需更换，使患者避免多次手术的痛苦。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种具有非接触供电功能的心脏起搏器，包括蓄电池、外置起搏器电路和体内能量接收装置，蓄电池与外置起搏器电路相连接，外置起搏器电路外端设有无线心电传感器，无线心电传感器安装在体外心脏处，体内能量接收装置设置在左肩皮肤内，外置起搏器电路与体内能量接收装置通过电磁耦合相连接，体内能量接收装置通过电极与心脏相连接。

所述体内能量接收装置包括非接触供电副边线圈、整流电路、滤波电路和电极接口，非接触供电副边线圈通过电磁耦合与非接触供电原边线圈相连接，非接触供电副边线圈与整流电路相连接，整流电路与滤波电路相连接，滤波电路与电极接口相连接，电极接口与电极相连接。

所述外置起搏器电路包括信号检测滤波电路、控制电路、非接触供电原边电路和非接触供电原边线圈，无线心电传感器与信号检测滤波电路相连接，信号检测滤波电路与控制电路相连接，控制电路与非接触供电原边电路相连接，非接触供电原边电路与非接触供电原边线圈相连接。

所述控制电路包括三轴陀螺仪、A/D转换电路、数据处理分析电路、疲劳程度判断电路和输出控制电路，A/D转换电路与信号检测滤波电路相连接，三轴陀螺仪、A/D转换电路分别与数据处理分析电路相连接，数据处理分析电路与疲劳程度判断电路相连接，疲劳程度判断电路与输出控制电路相连接，输出控制电路与非接触供电原边电路相连接。

所述无线心电传感器以可穿戴方式安装在体外心脏附近的围胸服装内，非接触供电原边线圈和非接触供电副边线圈平行安装在左肩下，非接触供电原边线圈和非接触供电副边线圈之间的距离在0.3~0.5cm之间，非接触供电原边线圈和非接触供电副边线圈以非接触方式传输磁场能量。

所述非接触供电副边线圈是用细铜漆包线绕制而成的线圈，整流电路和滤波电路为贴片元件。

其工作原理是：无线心电传感器采集使用者的心电信号，信号检测滤波电路利用其内的运算放大器将微弱的心电信号放大、滤波、电压抬升最终生成心电模拟信号的波形；A/D转换电路将心电模拟信号波形转换成数字信号送到数据处理分析电路进行分析处理，由疲劳程度判断电路根据心电信号的处理结果判断心脏的状态，输出控制电路控制非接触供电原边电路的的开关器件的占空比t_on，由非接触供电原边线圈对非接触供电副边线圈传递能量，体内能量接收装置整流滤波后由电极对心脏实施起搏刺激。

所述疲劳程度判断电路判断心脏疲劳的方法：测量心电信号波形RR波峰间的时间差，计算心率的变异特性，若RR波峰间期的时间大于正常的时间范围则判定为疲劳。