[发明专利]一种基于电流源的无线能量传输结构

说明书

本发明公开了一种基于电流源的无线能量传输结构，所述无线能量传输结构包括体外发射模块和体内接收模块，其中，所述体外发射模块和体内接收模块互感耦合；所述体外发射模块是由电源电压V_S，电容C₁，线圈L₁，电阻R₁组成，电源电压V_s驱动发射线圈L₁与接收线圈进行互感耦合从而实现无线能量传输；所述体内接收模块是由接收线圈L₂,L₃，电容C₂,C₃,C_L2,C_L3，开关SW₂,SW₃，电阻R₂,R_L2,R_L3以及整流二极管D₁,D₂,D₃,D₄组成；所述无线能量传输结构电路的工作流程包括三个阶段。本发明适用于需要高压(符合人体安全标准)电刺激的可植入医疗器械，能够有效的提高经皮无线能量传输的传输效率和刺激器的刺激强度并显著地降低IMDs的功耗。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，更具体地说是一种可应用于植入式医疗器械中的基于电流源的无线能量传输结构。

背景技术

带有刺激功能的可植入性医疗器械(Implantabl emedical devices,IMDs)是以一定程度的电流脉冲刺激靶点神经，以调整或恢复脑部、神经或肌肉的功能，使症状缓解的一种方法，已经广泛用于目前的神经性疾病的治疗中，并取得显著的效果，已经使不少患者获益。植入性医疗器械主要可以用于缓解神经性疾病或替代由于疾病或外伤而受损的感官，如癫痫、帕金森病和肌肉功能引起的神经系统损伤。这些可植入刺激器能够通过体外的参数调节，在一个预定的周期内提供所需要的精确的输出电流或输出电压，使定量的电荷注入到人体内(通常是神经组织)，通过持续性的生物电刺激，使脑内神经组织或肌肉功能恢复正常，来达到治疗的效果。对于IMDs来说，可靠的供电是设计的关键问题之一。相比于植入电池以及经过皮下的有线供电技术来说，无线能量传输技术可以有效的避免电池定期更换的复杂流程和创伤感染的风险。另一方面，为了传输足够的电流到刺激电极来实现较高强度的电刺激，需要能够产生恒定高压的无线能量传输结构。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种基于电流源的无线能量传输结构，适用于需要高压(符合人体安全标准)电刺激的可植入医疗器械，能够有效的提高经皮无线能量传输的传输效率和刺激器的刺激强度并显著地降低IMDs的功耗。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于电流源的无线能量传输结构，所述无线能量传输结构包括体外发射模块(1)和体内接收模块(2)，其中，所述体外发射模块(1)和体内接收模块(2)互感耦合；

所述体外发射模块(1)包括电源电压V_S，电容C₁，线圈L₁，电阻R₁，电源电压V_s用于驱动发射线圈L₁与接收线圈进行互感耦合；

所述体内接收模块(2)包括接收线圈L₂,L₃，电容C₂,C₃,C_L2,C_L3，开关SW₂,SW₃，电阻R₂,R_L2,R_L3以及整流二极管D₁,D₂,D₃,D₄；

所述无线能量传输结构的电路的工作流程，该流程包括如下阶段：