專利名稱：體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向接收裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療器械技術領域的自定向裝置，具體是一種體內介入式 診療裝備無線能量傳輸系統的自定向接收裝置。
技術背景介入式診療己經廣泛應用于臨床醫學上，用于檢測人體所不能及的部位的 病變情況，借助介入式診療裝備，醫生從傳統的"望、聞、問、切"和依靠經 驗進行診治方式轉變成為依靠客觀和定量化的醫學信息和數據，提高了診斷質 量和減少醫患糾紛，介入式診療設備在臨床診療上已經發揮越來越重要的作用。 但介入式診療裝備的電源極大影響其性能的發揮和使用，如用于噴藥、生理參 數檢測、取樣等介入式診療裝備，大都采用鈕扣電池供電，這類電池受限于其 體積，電池容量有限，使得介入式診療裝備的在體內的工作時間普遍較短，限 制了介入式診療裝備性能的發揮和正常使用。用于體內介入式診療裝備的無線 能量傳統系統可以為介入式診療裝備提供不間斷的能源供給，無限制地延長介 入式診療裝備的使用壽命，介入式診療裝備的功能和性能在臨床上能夠得到充 分發揮，因此有必要研制用于體內介入式診療裝備的無線能量傳輸系統。經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利"一種向體內微型裝置傳輸能量 的系統"(申請號03117229. 6)公開了一種向體內微型裝置傳輸能量的系統， 這種無線能量傳輸系統采用貼在皮膚上的電極加低壓交變電壓來傳輸控制信 號，信號接收裝置包括由兩端為導電殼、中間段絕緣殼體組成的天線外殼，以 及連接于兩端導電殼體段由電磁線圈與電容串聯組成的串聯耦合諧振電路，提 供執行工作機構以所需能量，該技術的缺陷在于無法解決信號接收裝置在消化 道內姿態和空間位置隨機變化造成能量傳輸系統效率是隨機變化的問題，該技 術根本無法應用于實際。又發現，中國專利采用無線能量傳輸的醫療植入裝置(專利號00814081.2) 該技術是一種醫療植入裝置，用于無線傳輸患者體外的能量，但這種無線能量傳輸裝置要求體外能量傳輸裝置和能量接收裝置位置相對固定，不能應用于在 體內位置和姿態隨機變化的裝置。綜上所述，用于體內介入式診療裝備的無線能量傳統系統可以為介入式診 療裝備提供不間斷的能源供給，但現有的專利技術無法解決能量接收系統在體 內位置和姿態是隨機變化的問題，無法保證無線能量傳輸系統的效率維持在恒 定的水平，使無線能量傳輸系統不能應用于體內介入式診療裝備。發明內容本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種體內介入式診療裝備無 線能量傳輸系統的自定向接收裝置，針對體內介入式診療裝備的無線能量接收 系統在體內位置和姿態屬于隨機變化的事實，應用該三維自定向接收裝裝置， 不管介入式診療裝備在體內位置和狀態如何變化，能量接收系統與能量發射系 統始終保持同軸狀態，確保無線能量傳輸系統的效率達到最高，保證無線能量 傳輸系統的傳輸效率維持在恒定的水平，為體內介入式診療裝備提供不間斷的 能源，無限延長體內介入式診療裝備的工作時間。本發明是通過以下技術方案來實現的本發明包括支撐塊、外殼、導線、內砧、內針、重塊、夕卜砧、線圈、鐵 芯、支撐環、外針。重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯固定在線圈軸線上，線圈的軸 線則固定在內針上，通過內砧支撐內針安裝在支撐環上，使線圈以內針為軸線 在支撐環上自由旋轉，線圈兩端輸出線則通過內針與導線連接，導線固定在支 撐環上，導線與支撐環相互絕緣，支撐環軸線固定在外針上，通過外砧支撐外 針安裝在支撐塊中心，使支撐環以外針為軸線在支撐塊中心自由旋轉；支撐塊與外殼形成一個圓柱形殼體，線圈在圓柱形殼體內可以繞兩個相互 垂直方向旋轉，旋轉軸線分別是內針和外針，線圈兩端輸出線通過內針、導線 和外針引出圓柱形殼體，在線圈旋轉過程中，導線不會與線圈發生干涉。本發明不論圓柱形殼體姿態和空間位置如何變化，在重塊作用下，線圈會 自動旋轉調整軸線方向，使線圈軸線始終保持與重力方向相同，當線圈處于與 重力方向相同的交變電磁場中，不論圓柱形殼體姿態和空間位置如何變化，線 圈軸線均能夠保持與重力相同的方向，即與交變電磁場相同的方向，使線圈內 產生的感生電動勢最大，同時感生電動勢可以通過內針、外針引出到圓柱形殼 體外，作為電氣元器件的電源。本發明體積小、結構簡單、成本低，性能可靠，無須任何控制即可保證無 線能量傳輸效率達到最高，具有非常高的實用價值，該三維自定向接收裝置應 用于無線能量傳輸系統，可徹底消除鈕扣電池能量不足的缺陷，無限延長體內 介入式診療裝備的工作時間。
圖1為本發明的三維自定向接收裝置示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案 為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保 護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，本實施例包括支撐塊l、外殼2、導線3、內砧4、內針5、重 塊6、外砧7、線圈8、鐵芯9、支撐環IO、外針ll。重塊6安裝在鐵芯9一端， 鐵芯9安裝在線圈8的軸線處，與線圈8的軸線重合，內針5則安裝在線圈8 軸線兩端，通過內砧4支撐內針5安裝在支撐環10上，線圈8包括鐵芯9和重 塊6可以繞內針5在支撐環10上自由旋轉，線圈8兩端的引出線分別通過內針 5與導線3連接，導線3固定在支撐環10上，支撐環10則通過外砧7和外針 U安裝在支撐塊1中心，支撐環10可繞外針11在支撐塊1中心旋轉，支撐塊 1與外殼2形成一個圓柱形殼體，線圈8、鐵芯9和重塊6在圓柱形殼體內可繞 兩個相互垂直方向旋轉，其旋轉軸線分別是內針5和外針11，線圈8在自由旋 轉過程中，線圈8兩端引出線通過內針5、導線3和外針11引出殼體2，在線 圈旋轉過程中，導線3不會與線圈8發生干涉。重塊6安裝在鐵芯9一端，鐵芯9安裝在線圈8軸線處，在重塊6作用下， 線圈8質心偏離其幾何質心位置，其偏離距離越大，其三維自定向效果越明顯、 運動越靈活，因此在結構允許條件下，使重塊6安裝位置盡可能偏離鐵芯8的 末端。為保證線圈8實現軸線相互垂直的兩維旋轉運動，內針6和外針11的安裝 位置必須保證相互垂直，在重力矩作用下，線圈8繞內針5旋轉，同時繞外針 ll旋轉，實現軸線相互垂直的兩維旋轉運動。為保證線圈8的旋轉自由和靈活，重塊6采用密閉度大的材料加工而成(如 銀)，重塊6的密度越大，相同體積的重塊6的質量越大，使其產生的重力矩將越大，線圈8在重塊6帶動下旋轉越靈活。內針5和外針11采用導電性能、耐摩擦性能好和剛度較高的材料加工而成， 保證其導電性能、抗磨損性能和支撐強度。為減小系統體積，導線3的外徑盡可能小，并且導線與支撐環10相互絕緣， 為保證絕緣，內砧4和外砧7采用耐磨損的絕緣材料加工而成，實現內針5與 支撐環10、外針11與支撐10之間的絕緣，支撐環10和支撐塊1采用耐摩擦和 剛度較好的材料加工而成，保證其抗磨損性能和支撐強度，為減輕系統的質量， 外殼2可采用密度較小而強度較高的工程塑料加工。上述三維自定向接收裝置用于體內無線能量接收時，保證體外外無線能量發 射線圈軸線方向在垂直方向，不論該三維自定向接收線圈機構的殼體在空間任 何位置或任何姿態，在重塊6作用下，線圈8會繞內針5和外針11旋轉，自動 調整姿態，使線圈8軸線方向始終處于垂直方向，線圈8兩端的輸出線則通過 導線3、內針5和外針11引出殼體，不會與線圈8本身發生干涉。當體外無線 能量發送線圈的線圈軸線處于垂直方向，就可保證體外無線能量發送線圈和體 內三維自定向接收裝備軸線始終處于垂直方向，體內三維自定向接收裝備在任 意位置和姿態均可保證與體內無線能量發送線圈處于同軸狀態，保證無線能量 傳輸系統的效率達到最高，并且維持在最高水平，為體內介入式診療裝備提供 不間斷的能源供給，無限延長體內介入式診療裝備的工作壽命。
權利要求
1、一種體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向接收裝置，包括支撐塊、外殼、導線、內砧、內針、重塊、外砧、線圈、鐵芯、支撐環、外針，特征在于重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯固定在線圈軸線上，線圈的軸線則固定在內針上，內針通過內砧支撐在支撐環上，線圈以內針為軸線在支撐環上自由旋轉，線圈兩端輸出線則通過內針與導線連接，導線固定在支撐環上，導線與支撐環相互絕緣，支撐環軸線固定在外針上，外針通過外砧支撐在支撐塊中心，支撐環以外針為軸線在支撐塊中心自由旋轉，支撐塊與外殼形成一個圓柱形殼體，線圈在圓柱形殼體內旋轉，旋轉軸線分別是內針和外針，線圈兩端輸出線通過內針、導線和外針引出圓柱形殼體。
2、 根據權利要求1所述的體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向 接收裝置，其特征是，所述重塊安裝位置偏離鐵芯的末端。
3、 根據權利要求1所述的體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向 接收裝置，其特征是，所述內針和外針相互垂直，線圈繞內針旋轉，同時繞外 針旋轉。
4、 根據權利要求1所述的體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向接收裝置，其特征是，所述內砧和外砧，其材料為絕緣材料。
5、 根據權利要求1所述的體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向 接收裝置，其特征是，所述重塊，其材料為銀。
全文摘要
本發明涉及一種體內介入式診療裝備無線能量傳輸系統的自定向接收裝置，由支撐塊、外殼、導線、內砧、內針、重塊、外砧、線圈、鐵芯、支撐環、外針組成，重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯安裝在線圈軸心，內針和外針安裝位置相互垂直，內針在內砧支撐下，線圈可繞內針自由旋轉，在外針在外砧支撐下，線圈可繞外針自由旋轉，在重力作用下，線圈會自動調整軸線方向，始終與重力方向保持相同。該發明體積小、結構簡單、成本低，性能可靠，運用于無線能量傳輸系統，無須任何控制即可保證無線能量傳輸效率達到最高，可徹底消除鈕扣電池能量不足的缺陷，延長體內介入式診療裝備的工作壽命。
文檔編號A61B19/00GK101305934SQ20081004015
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月3日 優先權日2008年7月3日
發明者華 劉, 姜萍萍, 王坤東, 王文興, 顏國正 申請人:上海交通大學