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一种植入式心室辅助装置及供电方法

阅读：791发布：2020-05-21

专利汇可以提供一种植入式心室辅助装置及供电方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种植入式心室辅助装置，属于医疗器械领域，植入式心室辅助装置包括非植入式组件、植入式组件以及植入式血泵，所述非植入式组件包括非植入式传输器，所述植入式组件包括植入式传输器，所述非植入式传输器采用非接触方式将电能和数据信号传输至植入式传输器，所述植入式传输器采用非接触方式将数据信号传输至所述非植入式传输器，实现对所述植入式血泵的供电、控制以及监测。本发明公开的植入式心室辅助装置，完全解决现有技术中使用经皮导线引起的感染问题，提高患者的使用体验。本发明还公开了一种用于植入式心室辅助装置的供电方法，采用无线方式实现体内组件和体外组件的电能及数据信号的传输。，下面是一种植入式心室辅助装置及供电方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种植入式心室辅助装置，包括位于肢体外部的非植入式组件(1)、位于肢体内部的植入式组件(2)、以及与所述植入式组件(2)电连接的植入式血泵(3)，其特征在于：
所述非植入式组件(1)包括非植入式传输器(11)，所述植入式组件(2)包括植入式传输器(21)，所述非植入式传输器(11)采用非接触方式将电能和数据信号传输至植入式传输器(21)，所述植入式传输器(21)采用非接触方式将数据信号传输至所述非植入式传输器(11)，实现对所述植入式血泵(3)的供电、控制以及监测。
2.根据权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述非植入式组件(1)还包括非植入式控制器(12)；
所述非植入式控制器(12)与非植入式传输器(11)电连接，且对所述非植入式传输器(11)进行控制。
3.根据权利要求2所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
还包括体外电源(4)；
所述体外电源(4)与所述非植入式控制器(12)电连接，为整个植入式心室辅助装置进行供电。
4.根据权利要求3所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述非植入式控制器(12)内部设置有第一逆变器；
所述第一逆变器将所述体外电源(4)输出的直流电逆变为交流电后，再传输至所述非植入式传输器(11)。
5.根据权利要求2所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述非植入式组件(1)还包括用于监视设备运行状态的监控系统(13)；
所述监控系统(13)采用有线和/或无线的方式与所述非植入式控制器(12)进行通信；
所述非植入式控制器(12)内部设置有解码器，将所述植入式组件(2)传回的设备运行数据解码后，传输至所述监控系统(13)。
6.根据权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述植入式组件(2)包括植入式控制器(22)；
所述植入式控制器(22)与植入式传输器(21)电连接，所述植入式控制器(22)控制所述植入式传输器(21)，且所述植入式传输器(21)与所述植入式控制器(22)可选择性进行电能和数据通信。
7.根据权利要求6所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述植入式控制器(22)内部设置有第二逆变器；
所述第二逆变器将所述植入式传输器(21)输出的交流电逆变为直流电，再传输至所述植入式血泵(3)。
8.根据权利要求6所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述植入式组件(2)还包括植入式备用电源(23)；
所述植入式控制器(22)与所述植入式备用电源(23)电连接；
当体外电源(4)被移开或者发生故障时，所述植入式控制器(22)控制所述植入式备用电源(23)为所述植入式组件(2)和/或所述植入式血泵(3)进行供电。
9.根据权利要求8所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述植入式控制器(22)控制所述植入式传输器(21)为所述备用电源(23)充电。
10.根据权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述非植入式传输器(11)为原边线圈；
所述植入式传输器(21)为副边线圈；
所述原边线圈与所述副边线圈通过电磁耦合的方式实现所述非植入组件对所述植入式组件(2)的供电及所述非植入式组件(1)与所述植入式组件(2)之间的数据交换。
11.根据权利要求1所述的植入式心室辅助装置，其特征在于：
所述非植入式传输器(11)为发射天线；
所述植入式传输器(21)为接收天线；
所述发射天线与所述接收天线通过波形变换的方式实现所述非植入组件对所述植入式组件(2)的供电及所述非植入式组件(1)与所述植入式组件(2)之间的数据交换。
12.一种用于权利要求1-11任一项所述的植入式心室辅助装置的供电方法，包括位于肢体外部的非植入式组件(1)、位于肢体内部的植入式组件(2)、以及与所述植入式组件(2)电连接的植入式血泵(3)，其特征在于：
所述非植入式组件(1)与所述植入式组件(2)之间采用无线方式进行电能传输和数据传输，实现对所述植入式血泵(3)的供电、控制以及监测。

说明书全文

一种植入式心室辅助装置及供电方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种植入式心室辅助装置以及用于该装置的供电方法。

背景技术

[0002] 国际上主要的植入式心室辅助装置均是通过经皮导线实现对肢体体内用电设备进行供电的。如图2所示，植入式心室辅助装置包括血泵1’、套管组件3’、控制驱动装置以及电源2’，血泵通常植入肢体体内，如：人体体内，控制驱动装置及电源2’则通常位于肢体体外，血泵1’与控制驱动装置及电源2’之间通过一个穿过肢体皮肤的经皮导线4’实现电连接，从而实现对血泵1’的控制、监测及供电。

[0003] 由于经皮导线4’的存在，使得患者的使用体验大幅降低，并增加了经皮导线4’与皮肤、海绵组织等接触处的感染风险，依据患者使用心室辅助装置的统计数据，国外实行心室辅助手术的患者中，出现由于经皮导线4’存在而引起的感染占植入心室辅助装置后的并发症中较大比例。为了解决这一问题，医学界尝试着采用优质的经皮导线4’材料、提高术后护理强度及消炎水平等措施，以达到减少感染引发并发症的几率，但这些方式既不能根治经皮导线4’引起的感染问题，也由于提高患者可能看到经皮导线4’，造成积虑，影响使用体验。

发明内容

[0004] 为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种植入式心室辅助装置，能够以非接触方式实现体内组件和体外组件的电能及数据信号的传输，完全根治了现有技术中使用经皮导线引起的感染问题，提高患者的使用体验，且降低了手术的难度及成本。

[0005] 本发明还提供了一种用于植入式心室辅助装置的供电方法，采用无线方式实现体内组件和体外组件的电能及数据信号的传输。

[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 本发明提供的一种植入式心室辅助装置，包括位于肢体外部的非植入式组件、位于肢体内部的植入式组件、以及与所述植入式组件电连接的植入式血泵，所述非植入式组件包括非植入式传输器，所述植入式组件包括植入式传输器，所述非植入式传输器采用非接触方式将电能和数据信号传输至植入式传输器，所述植入式传输器采用非接触方式将数据信号传输至所述非植入式传输器，实现对所述植入式血泵的供电、控制以及监测。

[0008] 在本发明较佳地技术方案中，所述非植入式组件还包括非植入式控制器，所述非植入式控制器与非植入式传输器电连接，且对所述非植入式传输器进行控制。

[0009] 在本发明较佳地技术方案中，还包括体外电源，所述体外电源与所述非植入式控制器电连接，为整个植入式心室辅助装置进行供电。

[0010] 在本发明较佳地技术方案中，所述非植入式控制器内部设置有第一逆变器，所述第一逆变器将所述体外电源输出的直流电逆变为交流电后，再传输至所述非植入式传输器。

[0011] 在本发明较佳地技术方案中，所述非植入式组件还包括用于监视设备运行状态的监控系统，所述监控系统采用有线和/或无线的方式与所述非植入式控制器进行通信，所述非植入式控制器内部设置有解码器，将所述植入式组件传回的设备运行数据解码后，传输至所述监控系统。

[0012] 在本发明较佳地技术方案中，所述植入式组件包括植入式控制器，所述植入式控制器与植入式传输器电连接，所述植入式控制器控制所述植入式传输器，且所述植入式传输器与所述植入式控制器可选择性进行电能和数据通信。

[0013] 在本发明较佳地技术方案中，所述植入式控制器内部设置有第二逆变器，所述第二逆变器将所述植入式传输器输出的交流电逆变为直流电，再传输至所述植入式血泵。

[0014] 在本发明较佳地技术方案中，所述植入式控制器控制所述植入式传输器为所述备用电源充电。

[0015] 在本发明较佳地技术方案中，所述植入式组件还包括植入式备用电源，所述植入式控制器与所述植入式备用电源电连接，当体外电源被移开或者发生故障时，所述植入式控制器控制所述植入式备用电源为所述植入式组件和/或所述植入式血泵进行供电。

[0016] 在本发明较佳地技术方案中，所述非植入式传输器为原边线圈，所述植入式传输器为副边线圈，所述原边线圈与所述副边线圈通过电磁耦合的方式实现所述非植入式组件对所述植入式组件的供电及所述非植入式组件与所述植入式组件之间的数据交换。

[0017] 在本发明较佳地技术方案中，所述非植入式传输器为发射天线，所述植入式传输器为接收天线，所述发射天线与所述接收天线通过波形变换的方式实现所述非植入式组件对所述植入式组件的供电及所述非植入式组件与所述植入式组件之间的数据交换。

[0018] 本发明还一种用于上述植入式心室辅助装置的供电方法，包括位于肢体外部的非植入式组件、位于肢体内部的植入式组件、以及与所述植入式组件电连接的植入式血泵，所述非植入式组件与所述植入式组件之间采用无线方式进行电能传输和数据传输，实现对所述植入式血泵的供电、控制以及监测。

[0019] 本发明的有益效果为：本发明提供的植入式心室辅助装置，设置既能进行电能传输，又能进行数据信号传输的非植入式传输器和植入式传输器，二者可进行非接触式的无线传输，尤其是电能的非接触式传输，实现对植入式血泵的供电、控制以及监测，本发明提供的植入式心室辅助装置使得无线电能传输技术在植入式心室辅助装置中得到良好应用，电能和信号数据传输时无需再使用经皮导线，这种非接触式传输方式完全根治了现有技术中使用经皮导线引起的感染问题，进一步提高患者的使用体验，且由于取消了布置经皮导线穿过人体皮肤的手术，故降低了手术的难度及成本。

[0020] 本发明还提供了一种用于植入式心室辅助装置的供电方法，采用无线方式实现体内组件和体外组件的电能及数据信号的传输，大大降低了患者发生感染几率，降低手术的风险和难度。附图说明

[0021] 图1是本发明具体实施方式提供的植入式心室辅助装置的结构示意图；

[0022] 图2是本发明背景技术提供的传统植入式心室辅助装置的结构示意图。

[0023] 图中：

[0024] 1、非植入式组件；2、植入式组件；3、植入式血泵；4、体外电源；11、非植入式传输器；12、非植入式控制器；13、监控系统；21、植入式传输器；22、植入式控制器；23、植入式备用电源；1’、血泵；2’、控制驱动装置以及电源；3’、套管组件；4’、经皮导线。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0026] 实施例一

[0027] 如图1所示，实施例一中提供的一种用于人体的植入式心室辅助装置，其包括非植入式组件1、植入式组件2以及植入式血泵3，非植入式组件1位于人体躯干的外部，通常通过腰带固定在人体的腰部，植入式组件2则位于人体躯干的内部，具体的，固定在人体的心脏上，用于辅助心脏工作，植入式血泵3是重要的执行部件，具有泵血功能，可将血液从人体的左心室泵出，再排入到人体动脉中，从而减轻自然心脏的工作负担，达到辅助心室的效果。非植入式组件1包括非植入式传输器11，植入式组件2包括植入式传输器21，非植入式传输器11采用非接触方式将电能和数据信号传输至植入式传输器21，植入式传输器21采用非接触方式将数据信号传输至非植入式传输器11，实现对植入式血泵3的供电、控制以及监测。
具体的，非植入式传输器11采用无线方式，如：线圈耦合方式，可将电能传输至植入式传输器21，从而实现对植入式组件2和植入式血泵3的供电，且还可将来源于监控系统13或医院其他监控平台的数据通过非植入式传输器11传输给植入式组件2，植入式传输器21采用无线方式，如：线圈耦合方式，将与植入式血泵3及其他组件运行相关的数据信号传输至非植入式传输器11，最终实现对植入式血泵3的供电、控制以及监测，从而实现对植入式心室辅助装置泵血功能的控制及监测。由此可见，由于非植入式传输器11和植入式传输器21之间可进行无线传输，尤其可进行电能的非接触式传输，从而使得本实施例中的植入式心室辅助装置的电能和信号数据传输时无需再使用经皮导线，这种传输方式完全根治了现有技术中使用经皮导线引起的感染问题，进一步提高患者的使用体验，且由于取消了经皮导线，与经皮导线相关的导线布置或者导线处消炎的护理工作也随即取消，从而大大减少了手术成本和护理成本，且使得手术难度降低。

[0028] 进一步优选的，非植入式传输器11为原边线圈，植入式传输器21为副边线圈，原边线圈与副边线圈通过电磁耦合的方式实现非植入式组件1对植入式组件2的供电及非植入式组件1与植入式组件2之间的数据交换，这种电磁耦合的方式是以磁通量作为媒介，通过线圈在临近线圈中产生电动势，实现电能和数据信息的传输。

[0029] 进一步优选的，非植入式传输器11为发射天线，植入式传输器21为接收天线，发射天线与接收天线通过波形变换的方式实现非植入式组件1对植入式组件2的供电及非植入式组件1与植入式组件2的数据交换，这种无线电传播是利用了电磁波能量通过天线发送和接收的原理，实现电能和数据信息的传输。

[0030] 此外，无线电能传播还可以通过电磁场的谐振实现。

[0031] 为了进一步的对非植入式组件1的输入和输出进行控制，非植入式组件1还包括非植入式控制器12，非植入式控制器12内部设置有第一逆变器，第一逆变器将体外电源4输出的直流电逆变为交流电后，再传输至非植入式传输器11，逆变为交流电主要是便于非植入式传输器11与植入式传输器21之间的无线电能传输和数据信息传输。非植入式控制器12与非植入式传输器11电连接，且对非植入式传输器11进行输入输出进行控制。

[0032] 为了便于为植入式心室辅助装置供电且进行电池更换，植入式心室辅助装置还包括体外电源4，体外电源4通常为一种可拆卸电源，体外电源4与非植入式控制器12电连接，为整个植入式心室辅助装置进行供电，非植入式控制器12控制体外电源4向非植入式传输器11供电，从而实现为植入式组件2供电。

[0033] 为了监测植入式心室辅助装置的运行状态，非植入式组件1还包括用于监视设备运行状态的监控系统13，监控系统13采用有线和/或无线的方式与非植入式控制器12进行通信，非植入式控制器12内部设置有解码器，将植入式组件2传回的设备运行数据解码后，传输至监控系统13，设备运行数据包括流量、压力、温度、运行时间以及电机转速等。监控系统13能对电量、流量、压力等数据进行监控，当发现数据异常时，会发出警报或者向医院护理中心发送警报。

[0034] 为了进一步的对植入式组件2的输入和输出进行控制，植入式组件2包括植入式控制器22，植入式控制器22内部设置有第二逆变器，第二逆变器将植入式传输器21输出的交流电逆变为直流电，再传输至植入式血泵3，为植入式血泵3进行供电，且植入式控制器22能对植入式血泵3的转向、转速等进行控制。植入式控制器22与植入式传输器21电连接，植入式控制器22控制植入式传输器21，且植入式传输器21与植入式控制器22可选择性进行电能和数据通信，即植入式传输器21可将电能和/或数据信号依据非植入式组件1发出电能和/或数据信号的情况选择性的传输给植入式控制器22，植入式控制器22则可将其检测植入式血泵3运行数据通过植入式传输器21反馈给非植入式组件1中的监控系统13。

[0035] 为了防止体外电源4被移除或者发生故障而导致植入式血泵3断电情况出现，植入式组件2还包括植入式备用电源23，植入式控制器22与植入式备用电源23电连接，当体外电源4被移开或者发生故障时，植入式控制器22控制植入式备用电源23为植入式组件2和/或植入式血泵3进行供电，保证植入式血泵3的正常用电。

[0036] 进一步优选的，为了保证体内的备用电源23一直储存有适量电，植入式控制器22可控制植入式传输器21为备用电源23充电，保证备用电源23中的电不会被耗尽。

[0037] 实施例二

[0038] 本实施例中提供的一种用于植入式心室辅助装置的供电方法，包括位于肢体外部的非植入式组件1、位于肢体内部的植入式组件2、以及与植入式组件2电连接的植入式血泵3，非植入式组件1与植入式组件2之间采用无线方式进行电能传输和数据传输，实现对植入式血泵3的供电、控制以及监测。

[0039] 具体的，体外电源4为了为整个植入式心室辅助装置供电，体外电源4将直流电传输给非植入式控制器12，非植入式控制器12将直流电逆变为交流电后，传输至非植入式传输器11，非植入式传输器11通过电磁耦合或者天线传播等方式将电能传输至植入式传输器21，植入式传输器21紧接着将电能传输给植入式控制器22，植入式控制器22对交流电进行整流，调整为直流电，直流电驱动植入式血泵3运行。当体外电源4故障或者体外电源4被移开时，启动植入式备用电源23，继续为植入式血泵3供电，保证植入式血泵3的持续正常工作。

[0040] 植入式控制器22采集植入式血泵3的运行状态数据，并将该运行状态数据传输至植入式传输器21，植入式传输器21通过电磁耦合或者天线传播等方式将运行状态数据传输至非植入式传输器11，植入式传输器11收到运行状态数据后，将运行状态数据传输至非植入式控制器12，非植入式控制器12对运行状态数据进行解码，将解码后的运行状态数据传输至监控系统13，实现对植入式血泵3运行状态的监控。另外，上述过程的逆过程，可以实现用户指令或者其他指令对植入式血泵3运行状态的控制。

[0041] 本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

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