一種節能型植入式醫療系統及其無線通信方法
【專利摘要】本發明公開了一種節能型植入式醫療系統及其無線通信方法，包括植入式醫療器械、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器，植入式醫療器械按設定查詢周期T定時打開第一無線通信模塊向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令，如植入式醫療器械判斷體外控制器未向其發送控制命令，則關閉第一無線通信模塊進入通信關閉狀態。與現有技術相比，當第一無線通信模塊與第二無線通信模塊建立通信后，第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態，而第一無線通信模塊并非始終處于通信傳輸狀態，而是大部分時間處于耗電較少的通信關閉狀態，僅小部分時間處于通信傳輸狀態，進而大大減少了電池能耗。
【專利說明】一種節能型植入式醫療系統及其無線通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種植入式醫療系統，尤其涉及一種節能型植入式醫療系統及其無線通信方法。
【背景技術】
[0002]植入式醫療系統通常包括植入式神經電刺激系統(包括腦深部電刺激DBS，植入式腦皮層刺激CNS，植入式脊髓電刺激SCS，植入式骶神經電刺激SNS，植入式迷走神經電刺激VNS等)、植入式心臟電刺激系統(俗稱心臟起搏器)、植入式藥物輸注系統(IDDS)等。
[0003]以植入式神經電刺激系統為例，主要包括植入體內的神經刺激器、電極以及體外控制器。其中，神經刺激器通過延伸導線與電極相連接，從而將神經刺激器所產生的脈沖傳輸到電極，神經刺激器產生的脈沖信號由電極傳輸至特定神經靶點進行電刺激，從而使人體機能恢復到正常運作的狀態。體外控制器包括醫生程控儀、病人控制器。
[0004]如附圖1所示，現有技術中，植入式神經電刺激系統的植入式神經刺激器和體外控制器采用無線通信技術進行通信。由于植入式神經刺激器和體外控制器在聯機通信時的能耗較大，為了延長植入式神經刺激器的原電池的使用壽命，將植入式神經刺激器設置有兩個工作狀態，即休眠偵聽狀態和聯機通信狀態。在休眠偵聽狀態下，植入式神經刺激器通過其通信模塊在一定時間內，打開通信模塊偵聽體外控制器(醫生程控儀或病人控制器)是否有對它進行查詢和喚醒的操作，如發現有喚醒信號則進入聯機通信狀態，如未發現有喚醒信號則在偵聽周期的剩余時間關閉通信模塊進入休眠狀態以節約電能。
[0005]因此，在體眠偵聽狀態下，植入式神經刺激器的通訊模炔基本處于關閉狀態，只有在偵聽時間段處于工作狀態，由于偵聽時間占整個偵聽周期的比例非常小，因此通信的耗電量占整個神經刺激器的耗電量的比重非常小。
`[0006]如附圖2所示，當植入式神經刺激器進入到聯機通信狀態后，其通信模塊處于工作狀態，可以實時的與體外控制器進行通信。與休眠偵聽狀態相比，此時通信模塊的耗電量較大。醫生在使用醫生程控儀進行參數調整時，可能長時間使植入式神經刺激器處于在聯機通信狀態下，例如20分鐘。而這20分鐘不僅包括了耗電量較大的通信數據交換時間，還包括了醫生考慮設置參數等其他空白通信時間，且空白通信時間占比較大，仍然造成了電池的電能浪費。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中存在的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種節能型植入式醫療系統及其無線通信方法，更加有效地節約電能消耗延長植入式醫療器械的使用壽命。
[0008]根據本發明所提供的技術方案，一種節能型植入式醫療系統，包括植入式醫療器械、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器，所述植入式醫療器械包括第一無線通信模塊和第一微處理控制模塊，所述體外控制器包括第二無線通信模塊，所述第一無線通信模塊與第二無線通信模塊建立通信后，所述第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態，所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，所述植入式醫療器械按查詢周期T定時向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令，此時所述第一無線通信模塊處于開啟狀態，如所述植入式醫療器械判斷體外控制器未向其發送控制命令，所述第一微處理控制模塊關閉第一無線通信模塊使其處于關閉狀態，所述第一無線通信模塊自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，所述第一無線通信模塊自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
[0009]優選地，所述第二無線通信模塊收到第一無線通信模塊發送的查詢指令后，如此時醫生并未輸入控制指令則向第一無線通信模塊響應“無控制指令”信息，如此時醫生輸入了控制指令則向第一無線通信模塊響應對應的“控制指令”信息。
[0010]優選地，所述第一無線通信模塊向第二無線通信模塊發送查詢指令后，如所述第一無線通信模塊在設定時間T2內未收到任何第二無線通信模塊的響應信息，則所述植入式醫療器械判斷為所述體外控制器未向其發送控制命令。
[0011]優選地，所述查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，所述第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，所述第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl，所述第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms~200ms。
[0012]優選地，所述植入式醫療器械包括植入式神經刺激器、植入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。
[0013]本發明還公開了一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，所述植入式醫療系統包括植入式醫療器械、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器，所述植入式醫療器械包括第一無線通信模塊，所述體外控制器包括第二無線通信模塊，包括如下步驟:
[0014]A:所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊與所述體外控制器的第二無線通信模塊建立通信，所述第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態；
[0015]B:所述植入式醫療器械按查詢周期T定時開啟所述第一無線通信模塊向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令；
[0016]C:如所述植入式醫療器械收到體外控制器發出的“無控制指令”指令或在設定時間T2內未收到任何響應信息，關閉所述第一無線通信模塊。
[0017]優選地，所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，所述第一無線通信模塊自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，所述第一無線通信模塊自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
[0018] 優選地，所述查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，所述第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，所述第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl，所述第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms~200ms。
[0019]優選地，還包括步驟D:如所述植入式醫療器械判斷體外控制器向其發送了控制指令，所述體外控制器則向第一無線通信模塊響應對應的控制指令。
[0020]優選地，所述植入式醫療器械包括植入式神經刺激器、植入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。
[0021]與現有技術相比本發明的優點是:由于本發明的植入式醫療器械包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，植入式醫療器械按設定查詢周期T定時打開第一無線通信模塊向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令，此時第一無線通信模塊進入通信傳輸，如植入式醫療器械判斷體外控制器未向其發送控制命令，則關閉第一無線通信模塊進入通信關閉狀態。
[0022]因此，與現有技術相比，當第一無線通信模塊與第二無線通信模塊建立通信后，第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態，而第一無線通信模塊并非始終處于通信傳輸狀態，而是大部分時間處于耗電較少的通信關閉狀態，僅小部分時間處于通信傳輸狀態，進而大大減少了電池能耗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]附圖1為現有技術中的具有休眠偵聽狀態和聯機通信狀態的植入式醫療器械無線通信方式示意圖；
[0024]附圖2為現有技術中的植入式醫療器械在聯機通信狀態下的通信工作方式示意圖；
[0025]附圖3為本發明的植入式醫療器械在聯機通信狀態下的通信工作方式示意圖(收到 “無控制指令”的通信過程)；
[0026]附圖4為本發明的植入式醫療器械在聯機通信狀態下的通信工作方式示意圖(未收到任何指令的通信過程)；
[0027]附圖5為本發明的植入式醫療系統的結構示意圖；
[0028]其中:
[0029]10、植入式醫療器械；11、第一無線通信模塊；12、第一微處理控制模塊；20、體外控制器；21、第二無線通信模塊。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明:
[0031]如附圖3所示，一種節能型植入式醫療系統，包括植入式醫療器械10、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器20，所述植入式醫療器械10包括第一無線通信模塊11和第一微處理控制模塊12，所述體外控制器20包括第二無線通信模塊21，當醫生需要向植入式醫療器械發送查詢信息時，通過操作體外控制器20由第二無線通信模塊21向第一無線通信模塊11發送無線通信信號。
[0032]第一無線通信模塊11與第二無線通信模塊21建立通信后，第二無線通信模塊21始終處于偵聽通信狀態，即能夠即時收到植入式醫療器械10向其發送的無線信號。植入式醫療器械10按設定查詢周期T定時打開第一無線通信模塊11向體外控制器20發送查詢指令，用于查詢體外控制器20是否向植入式醫療器械10發送控制指令，如果植入式醫療器械10判斷體外控制器未向其發送控制命令，第一微處理控制模塊12關閉第一無線通信模塊11使其處于關閉狀態。
[0033]因此本發明的植入式醫療器械10的第一無線通信模塊11至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，第一無線通信模塊11自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，第一無線通信模塊11自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
[0034]植入式醫療器械10如何判斷體外控制器未向其發送控制命令，本發明提供了兩種實現方式。一種是第二無線通信模塊21收到第一無線通信模塊11發送的查詢指令后，如此時醫生并未輸入控制指令則向第一無線通信模塊11響應“無控制指令”信息。植入式醫療器械10收到該“無控制指令”信息后，則判斷體外控制器20未向其發送控制命令，此時植入式醫療器械10立即進入到通信關閉狀態。
[0035]另一種實現方式是，植入式醫療器械10在設定時間T2內，如果未收到第二無線通信模塊21發送的任何響應信號，此時植入式醫療器械10則判斷體外控制器20未向其發送控制命令，此時植入式醫療器械10也進入到通信關閉狀態。只有當植入式醫療器械10判斷體外控制器20未向其發送控制命令后，才關閉第一無線通信模塊11，因此能夠大大節約電池能耗。
[0036]如果在通信傳輸狀態下醫生輸入了控制指令，則第二無線通信模塊21向第一無線通信模塊11響應對應的“控制指令”信息，待信息傳輸完成后植入式醫療器械10判斷體外控制器20無控制命令了，進入通信關閉狀態。
[0037]查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，可設置查詢周期T為0.2、0.5或0.8s。第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，比如設為600ms、800ms或900ms。第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl，第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms~200ms，比如設為80ms、100ms、150ms。
[0038]本實施方式中的植入式醫療器械包括但不限于植入式神經刺激器、植入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。`
[0039]本發明還提供了一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，所述植入式醫療系統包括植入式醫療器械10、可與所述植入式醫療器械10無線通信的體外控制器20，所述植入式醫療器械10包括第一無線通信模塊11，所述體外控制器20包括第二無線通信模塊21，包括如下步驟:
[0040]A:所述植入式醫療器械10的第一無線通信模塊11與所述體外控制器20的第二無線通信模塊21建立通信，所述第二無線通信模塊21始終處于偵聽通信狀態；
[0041]B:所述植入式醫療器械10按查詢周期T定時開啟所述第一無線通信模塊11向體外控制器20發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械10發送控制指令；
[0042]C:如所述植入式醫療器械10收到體外控制器20發出的“無控制指令”指令或在設定時間T2內未收到任何響應信息，關閉所述第一無線通信模塊11 ；
[0043]D:如所述植入式醫療器械10判斷體外控制器20向其發送了控制指令，所述體外控制器20則向第一無線通信模塊11響應對應的控制指令。
[0044]步驟C和步驟D是并列的關系，當執行完步驟D后如體控制器20無任何控制命令了，再執行步驟C。
[0045]植入式醫療器械10的第一無線通信模塊11至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，所述第一無線通信模塊11自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，所述第一無線通信模塊11自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
[0046]查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，可設置查詢周期T為0.2、0.5或0.8s。第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，比如設為600ms、800ms或900ms。第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl，第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms~200ms，比如設為80ms、100ms、150ms。T2通常是根據第一無線通信模塊11和第二無線通信模塊21之間的一來一回傳輸時間加上第二通信模塊的處理時間再加上一定的閾量來設定的。
[0047]植入式醫療器械10包括但不限于植入式神經刺激器、植入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。
[0048]本發明的植入式醫療器械包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，植入式醫療器械按設定查詢周期T定時打開第一無線通信模塊向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令，此時第一無線通信模塊進入通信傳輸，如植入式醫療器械判斷體外控制器未向其發送控制命令，則關閉第一無線通信模塊進入通信關閉狀態。
[0049]因此，與現有技術相比，當第一無線通信模塊與第二無線通信模塊建立通信后，第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態，而第一無線通信模塊并非始終處于通信傳輸狀態，而是大部分時間處于耗電較少的通信關閉狀態，僅小部分時間處于通信傳輸狀態，進而大大減少了電池能耗。
[0050]以上對本發明的【具體實施方式】進行了描述。本文中對于本發明的描述是說明性的，因而本發明的范圍不應限制于上述【具體實施方式】。本領域技術人員應清楚，在不脫離本發明的主旨或本質特征的情況下，對上述【具體實施方式】進行其他變形或改變，也應視為本發明的保護范圍。`
【權利要求】
1.一種節能型植入式醫療系統，包括植入式醫療器械、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器，其特征在于:所述植入式醫療器械包括第一無線通信模塊和第一微處理控制模塊，所述體外控制器包括第二無線通信模塊，所述第一無線通信模塊與第二無線通信模塊建立通信后，所述第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態，所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，所述植入式醫療器械按查詢周期T定時向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令，此時所述第一無線通信模塊處于開啟狀態，如所述植入式醫療器械判斷體外控制器未向其發送控制命令，所述第一微處理控制模塊關閉第一無線通信模塊使其處于關閉狀態，所述第一無線通信模塊自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，所述第一無線通信模塊自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
2.根據權利要求1所述的一種節能型植入式醫療系統，其特征在于:所述第二無線通信模塊收到第一無線通信模塊發送的查詢指令后，如此時醫生并未輸入控制指令則向第一無線通信模塊響應“無控制指令”信息，如此時醫生輸入了控制指令則向第一無線通信模塊響應對應的“控制指令”信息。
3.根據權利要求1所述的一種節能型植入式醫療系統，其特征在于:所述第一無線通信模塊向第二無線通信模塊發送查詢指令后，如所述第一無線通信模塊在設定時間T2內未收到任何第二無線通信模塊的響應信息，則所述植入式醫療器械判斷為所述體外控制器未向其發送控制命令。
4.根據權利要求3所述的一種節能型植入式醫療系統，其特征在于:所述查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，所述第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，所述第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl,所述第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms~200ms。
5.根據權利要求1所述的一種節能型植入式醫療系統，其特征在于:所述植入式醫療器械包括植入式神經刺激器、植`入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。
6.一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，所述植入式醫療系統包括植入式醫療器械、可與所述植入式醫療器械無線通信的體外控制器，所述植入式醫療器械包括第一無線通信模塊，所述體外控制器包括第二無線通信模塊，其特征在于:包括如下步驟: A:所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊與所述體外控制器的第二無線通信模塊建立通信，所述第二無線通信模塊始終處于偵聽通信狀態； B:所述植入式醫療器械按查詢周期T定時開啟所述第一無線通信模塊向體外控制器發送查詢指令，用于查詢體外控制器是否向植入式醫療器械發送控制指令； C:如所述植入式醫療器械收到體外控制器發出的“無控制指令”指令或在設定時間T2內未收到任何響應信息，關閉所述第一無線通信模塊。
7.根據權利要求6所述的一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，其特征在于:所述植入式醫療器械的第一無線通信模塊至少包括通信傳輸狀態和通信關閉狀態兩個工作狀態，所述第一無線通信模塊自開啟狀態至關閉狀態期間處于通信傳輸狀態，所述第一無線通信模塊自關閉狀態至下一個查詢周期T開啟狀態期間處于通信關閉狀態。
8.根據權利要求6所述的一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，其特征在于:所述查詢周期T是第一無線通信模塊開啟時間Tl與關閉時間t的和，所述第一無線通信模塊關閉時間t的設定范圍是200ms~5s，所述第一無線通信模塊的設定時間T2大于或等于第一無線通信模塊的開啟時間Tl，所述第一無線通信模塊的設定時間T2的設定范圍是50ms ~200ms。
9.根據權利要求6所述的一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，其特征在于:還包括步驟D:如所述 植入式醫療器械判斷體外控制器向其發送了控制指令，所述體外控制器則向第一無線通信模塊響應對應的控制指令。
10.根據權利要求6所述的一種節能型植入式醫療系統無線通信方法，其特征在于:所述植入式醫療器械包括植入式神經刺激器、植入式心臟起搏器、植入式骶神經刺激器。
【文檔編號】A61N1/372GK103768710SQ201210414963
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2012年10月26日
【發明者】顧建平, 鄒德剛, 沈多林 申請人:蘇州景昱醫療器械有限公司