[发明专利]一种天线、植入式医疗器械及植入式医疗系统

说明书

技术领域

本发明属于植入医疗器械领域，尤其涉及一种MICS频段的PIFA天线、具有该MICS频段的PIFA天线的植入医疗器械以及植入式医疗系统。

背景技术

植入式医疗系统一般由植入式医疗器械、体外程控设备两部分组成。植入式医疗器械和体外程控设备之间的数据交换是一种双向的无线数据传输，体外程控设备一方面需要将程控指令发送给植入式医疗器械，另一方面又要接收植入式医疗器械发送的反馈信息和测量诊断信息。体外程控设备包括医生程控器和病人程控器。其中，病人程控器是为病人配备的用来根据自身的情况控制开关或者调解体内植入式医疗器械的装置，病人通常仅能够在医生设置的调解范围内进行调节。医生程控器时医生用来根据病人情况监控调节体内植入式医疗器械的装置，通常一个医生程控器可以控制多个植入式医疗器械。病人程控器、医生程控器、植入式医疗器械之间的通信依赖于天线。

现有植入式医疗器械的天线尺寸较大不利于植入体内，与电路板(PCB板)失配导致辐射效率不高，进而导致本来就有人体组织损耗的植入式天线传输效率更低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种应用于植入式医疗器械的MICS频段的PIFA天线、具有该MICS频段的PIFA天线的植入医疗器械以及植入式医疗系统，一方面使植入式医疗器械更具小型化，另一方面使其与体外程控设备实现更高效率、更远距离的通信。

为了达到上述目的，本发明提供了一种技术方案：一种应用于植入式医疗器械的天线，包括天线本体和PCB介质基板，其特征在于：天线本体悬空处于PCB介质基板的上层，天线本体包括天线辐射单元、短路点、馈电点、两端分别连接短路点和馈电点的第一线路段，馈电点连接天线辐射单元。

进一步地，天线本体在xy面上的投影包括多个部段，多个部段首尾相连并在y方向上依次排布，每个部段呈弯曲的曲线结构，天线本体在xz面上的投影呈多个台阶状线性结构，x、y、z构成三维坐标系，天线本体呈台阶主体结构，该台阶主体结构包括均平行于xy面且高度依次递减的第一台阶面、第二台阶面、第三台阶面，台阶主体结构还包括连接第一台阶面和第二台阶面的第一连接面、连接第二台阶面和第三台阶面的第二连接面，第一连接面和第二连接面均平行于yz面，多个部段至少有三个，每个部段呈弧形或者U形的弯曲曲线结构。

更进一步地，第一线路段包括首尾依次连接的第一段、第二段、第三段，第一段处于第三台阶面，第二段处于第二连接面，第三段处于第二台阶面。

更进一步地，天线辐射单元包括首尾依次连接的一段、二段、三段、四段、五段、六段、七段、八段，二段和六段均呈U形或弧形并处于第一台阶面，四段和八段均呈U形或弧形并处于第二台阶面，一段、三段、五段、七段均处于第一连接面。

进一步地，天线本体还包括馈电金属丝，馈电金属丝的位于上方的一端与馈电点相连接，另一端通过馈通连接器连接PCB介质基板。

更进一步地，馈电金属丝为馈电铂金丝、馈电铜丝、馈电银丝中一种或者多种。

进一步地，馈电点到天线辐射单元末端的长度为MICS频段人体介质波长的四分之一。

本发明还提供了另一种技术方案：一种植入式医疗器械，包括外壳、PCB介质基板、电池、与该外壳密封连接的顶盖部分，该外壳具有一密封腔体，PCB介质基板以及电池均设置于密封腔体的内部，顶盖部分包括PIFA天线，PIFA天线为上述的应用于植入医疗器械的MICS频段的PIFA天线，该PIFA天线连接馈电金属丝，该馈电金属丝穿过外壳至密封腔体的内部并通过馈通连接器连接到位于密封腔体内部的PCB介质基板。

进一步地，顶盖部分还包括密封填充物，密封填充物为生物相容性材料环氧树脂。

本发明还提供了一种技术方案：一种植入式医疗系统，包括医生程控仪、病人程控仪、植入电极、上述的具有MICS频段的PIFA天线的植入式医疗器械，医生程控仪和病人程控仪包括用于与PIFA天线无线通信的无线通信模块。

通过采用上述技术方案，本发明一种天线、植入式医疗器械及植入式医疗系统，采用PIFA天线结构原型，相比于单极子天线多一个接地点，其等效天线尺寸是单极子天线的两倍，相较现有的单极子天线尺寸缩小一半，辐射效率提高一倍，从而实现了使植入式医疗器械更加小型化；本发明结构的最优特点是其特征阻抗可以与PCB的射频前端电路实现很佳的阻抗匹配，可省去现有技术中的射频前端匹配电路，因此消除了此部分电路的损耗，解决了单极子天线的失配损耗，从而实现了其与体外程控设备之间更高效率、更远距离的通信。