一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法，屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】。包括濾波電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和CPU，由起搏器的加速度傳感器輸出的模擬信號通過濾波電路濾波后，傳遞給放大電路，經(jīng)放大電路放大后的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號輸入到CPU中，CPU與起搏器的微處理單元MCU相交互，且CPU能夠通過輸出不同頻率的脈沖信號控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。本發(fā)明的植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法，能夠在保證采集的運動傳感器信號不失真的前提下，通過自動調(diào)節(jié)采樣頻率減小不必要的功耗，從而有效延長心臟起搏器的使用壽命。
【專利說明】一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著心臟起搏器的廣泛應(yīng)用，單一固定的起搏頻率已經(jīng)不能滿足廣大患者的需求。尤其對于變時性功能不良的患者，由于年齡、藥物或心臟疾病等原因，他們的心率不能隨著自身代謝率的提高而上升，這將導(dǎo)致機(jī)體代謝需求無法得到滿足。若這類患者植入的是固定起搏頻率的起搏器，有限心輸出量將影響他們?nèi)粘Ｉ畹馁|(zhì)量。因此具備頻率適應(yīng)性起搏功能的心臟起搏器應(yīng)運而生，且逐漸成為市場的主流起搏器所必備的功能。
[0003]目前的加速度傳感器主要包括分鐘通氣量傳感器、QT傳感器、加速度傳感器等。
[0004]分鐘通氣量傳感器是基于呼吸的傳感器，它通過潮氣量和呼吸頻率這兩個參數(shù)衡量患者的運動量。其中，潮氣量可通過經(jīng)胸阻抗信號的振幅測得，呼吸頻率可通過經(jīng)胸阻抗信號的頻率測得。綜合上述兩個參數(shù)即可獲得患者的分鐘通氣量值，再由此可評估出與此分鐘通氣量相適應(yīng)的患者的心臟起搏器起搏頻率。
[0005]QT傳感器是基于QT間期時長的傳感器。當(dāng)患者靜息時，QT間期時長較長；當(dāng)患者運動時，QT間期時長較短。因此可根據(jù)QT間期的時長，調(diào)節(jié)心臟起搏器的起搏頻率，當(dāng)QT間期較長時，起搏頻率較慢；QT間期較短時，起搏頻率較快。
[0006]加速度傳感器是基于加速度計的傳感器。加速度計能檢測患者的運動加速度,并以模擬電壓的形式體現(xiàn)出來。心臟起搏器通過檢測這個電壓信號的幅度和頻率，可以評估此刻患者的運動狀態(tài)，并計`算出合適的起搏頻率。
[0007]對于加速度傳感器，其輸出的模擬電壓需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換才能用于數(shù)字邏輯的處理。而模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中，需要保持足夠高的采樣頻率，否則轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后將會丟失有用的信息。根據(jù)奈奎斯特采樣定理，當(dāng)采樣頻率大于被采樣信號中最高頻率的2倍時，采樣后的數(shù)字信號完整地保留了原模擬信號中的信息。因此，加速度傳感器的采樣頻率，應(yīng)該保持在原始信號最高頻率的2倍以上。但是，在患者靜息和運動時，原始信號的頻率有較大的差異，靜息時信號頻率較低，運動時信號頻率較高；且不同患者之間，他們的靜息和運動信號頻率也有較大的區(qū)別。因此，傳統(tǒng)起搏器僅能將采樣頻率設(shè)定在一個較高的水平，才能滿足不同患者、不同運動狀態(tài)下的采樣頻率要求。
[0008]心臟起搏器的特殊性要求其必須有較長的使用壽命。但是，上述較高的采樣頻率將消耗較大的功耗。而且患者靜息時和運動量較小時的原始信號頻率較低，若仍用較高的采樣頻率也將產(chǎn)生不必要的功耗損耗。這都將影響心臟起搏器的使用壽命。
[0009]美國專利ACCELEROMETER-BASED RATE-ADAPTIVE CARDIAC PACING WITH SECONDGENERATION SIGNAL PR0CESSING-W09718010A1公開了一種具有加速度傳感器的可變頻率心臟起搏器，它根據(jù)正負(fù)加速度的比例關(guān)系設(shè)定起搏器的起搏頻率。但其描述的技術(shù)方案采用固定的采樣頻率對加速度傳感器進(jìn)行采樣，因此在信號頻率較低時仍保持較高的采樣頻率，從而消耗了不必要的功耗，縮短了心臟起搏器的使用壽命。
[0010]美國專利 A heart pacemaker with a variable stimulation frequency-EP19960119346;EP0778049A2公開了一種通過加速度傳感器檢測患者腳步的頻率和運動姿態(tài)，并以此調(diào)節(jié)起搏頻率的心臟起搏器。但其描述的技術(shù)方案是對傳感器輸出的信號同時采用2個不同頻帶的濾波放大電路和采樣處理電路，得到患者的腳步頻率和運動姿態(tài)；再綜合分析這兩種信號得出適合患者的起搏頻率。因此這種同時處理不同頻段信號的方法，必須采用較高的采樣頻率，而當(dāng)信號頻率較低時無法避免消耗不必要的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的控制方法，能夠在保證采集的運動傳感器信號不失真的前提下，通過自動調(diào)節(jié)采樣頻率減小不必要的功耗，從而有效延長心臟起搏器的使用壽命。
[0012]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0013]一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，包括濾波電路、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和CPU，起搏器的加速度傳感器輸出的模擬信號通過濾波電路濾波后，傳遞給放大電路，經(jīng)放大電路放大后的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號輸入到CPU中，CPU與起搏器的微處理單元MCU相交互，且CPU能夠通過輸出不同頻率的脈沖信號控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。
[0014]所述的CPU包括采樣頻率決策模塊、采樣頻率發(fā)生模塊、通信模塊和起搏頻率決策模塊。
[0015]所述的采樣頻率發(fā)生模塊由壓控振蕩器和可控直流電壓發(fā)生器構(gòu)成；所述的通信模塊采用通用串行接口 SPI協(xié)議。
[0016]所述的濾波電路由二階帶通濾波器構(gòu)成，其通帶頻率范圍為3~13赫茲；所述的放大電路由運算放大器構(gòu)成，且放大倍數(shù)為2倍；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用10位SAR結(jié)構(gòu)。
[0017]一種基于植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0018]DCPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器初始化為低采樣頻率狀態(tài)，并設(shè)定固定時間間隔，等待固定時間間隔結(jié)束后，對該固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷:
[0019]如果運動次數(shù)未超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量小，則仍然保持低采樣頻率的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)下的運動次數(shù)，結(jié)合低采樣頻率計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率，然后等待下一個固定時間間隔，繼續(xù)判斷運動次數(shù)是否超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ) ;
[0020]如果運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量大，則清零運動次數(shù)，CPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為高采樣頻率進(jìn)行采樣，然后按照步驟2)進(jìn)行操作；
[0021 ] 2 )模數(shù)轉(zhuǎn)換器在高采樣頻率狀態(tài)下，等待固定時間間隔結(jié)束，對該固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷:
[0022]如果運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量大，則仍然保持高采樣頻率的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)下的運動次數(shù)，結(jié)合高采樣頻率計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率，然后等待下一個固定時間間隔，繼續(xù)判斷運動次數(shù)是否超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B ；
[0023]如果運動次數(shù)未超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量小，則清零運動次數(shù)，CPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為低采樣頻率進(jìn)行采樣，然后等待下一個時間間隔，重復(fù)步驟I)操作，直至完成采樣操作。
[0024]所述的運動次數(shù)閾值A(chǔ)和運動次數(shù)閾值B的由CPU設(shè)定，且運動次數(shù)閾值A(chǔ)和運動次數(shù)閾值B設(shè)定的數(shù)值不相同。
[0025]所述的低采樣頻率計算公式為(I):
[0026]f Low=B/T*4 ; (I)
[0027]其中，f Low表示低采樣頻率，B為運動次數(shù)閾值B的值，單位為次；T為固定間隔時間的值，單位為秒。
[0028]所述的高采樣頻率計算公式為(2):
[0029]f High=N/T*4 ; (2)
[0030]其中，f High表示高采樣頻率，N為固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)值，單位為次，T為固定間隔時間的值，單位為秒。
[0031]所述的運動次數(shù)是CPU對傳感器信號狀態(tài)的記錄，若傳感器信號的采樣值超出設(shè)定的幅度閾值，則CPU對運動次數(shù)累加I。
`[0032]所述的幅度閾值為CPU設(shè)定的電壓幅度閾值，CPU將被采樣的加速度信號的電壓值與該幅度閾值比較，當(dāng)信號的電壓值超過幅度閾值，則對運動次數(shù)累加I。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0034]本發(fā)明的植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)對加速度傳感器產(chǎn)生的加速度信號進(jìn)行濾波、放大后，首先以低采樣頻率進(jìn)行采樣，系統(tǒng)能夠根據(jù)加速度信號的幅度和頻率，自動調(diào)整采樣頻率；若信號幅度超過設(shè)定的幅度閾值，且出現(xiàn)頻率大于設(shè)定的頻率閾值，則所述系統(tǒng)自動調(diào)整為高采樣頻率對信號進(jìn)行采樣；若超過設(shè)定幅度閾值的信號的頻率下降到小于設(shè)定的頻率閾值，則系統(tǒng)自動調(diào)整為低采樣頻率進(jìn)行采樣。從而當(dāng)加速度信號的頻率較低時，采用較低的采樣頻率以降低采樣功耗；當(dāng)加速度信號的頻率較高時，采用較高的采樣頻率以保證采樣信號不失真。所述系統(tǒng)通過自動調(diào)節(jié)對加速度信號的采樣頻率，在保證采樣信號不失真的前提下，盡可能降低信號采樣的功耗，從而有效延長心臟起搏器的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為是本發(fā)明的加速度傳感器采集和處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖2為圖1中的CPU的功能模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0037]圖3為本發(fā)明的運動次數(shù)計數(shù)流程圖；
[0038]圖4是本發(fā)明的采樣頻率和目標(biāo)起搏頻率決策流程圖。
[0039]圖5為本發(fā)明的運動次數(shù)計數(shù)示意圖。
[0040]其中，I為加速度傳感器；2為濾波電路；3為放大電路；4為模數(shù)轉(zhuǎn)換器；5為起搏器的微處理單元MCU ；6為CPU ；7為通信模塊；8為起搏頻率決策模塊；9為采樣頻率決策模塊；10為采樣頻率發(fā)生模塊；【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0042]如圖1所示，一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，由濾波電路2、放大電路3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和CPU6構(gòu)成。起搏器的加速度傳感器I輸出的模擬信號連接到濾波電路2,濾波電路2由二階帶通濾波器構(gòu)成,其通帶頻率范圍為3~13赫茲。這個頻帶的濾波電路，能夠較好地保留人體軀干部位的運動信號，濾除干擾信號和其他非生理性運動的信號；經(jīng)濾波電路2濾波后的信號連接到放大電路3，放大電路3由運算放大器構(gòu)成，其放大倍數(shù)為2倍，放大電路將經(jīng)過濾波后的小信號進(jìn)行放大，以獲取較高的分辨力；經(jīng)放大電路3放大后的信號輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換4，模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入到CPU6，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供CPU6進(jìn)行數(shù)字的量化和運算，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4采用10位SAR結(jié)構(gòu)，在保證轉(zhuǎn)換精度的同時盡量降低系統(tǒng)的功耗，其采樣頻率由CPU6控制，可隨著被采樣信號頻率的變化，實現(xiàn)采樣頻率自適應(yīng)調(diào)整的功能。CPU6是系統(tǒng)的中央處理器，實現(xiàn)對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的通信和采樣頻率的控制，能夠根據(jù)患者運動量計算與之相適應(yīng)的目標(biāo)起搏頻率，并與起搏器的微處理單元MCU5通信，可通過輸出不同頻率的脈沖信號控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣頻率。
[0043]根據(jù)奈奎斯特采樣定律，當(dāng)采樣頻率大于被采樣信號頻率的兩倍時，采樣后的數(shù)字信號能夠不失真地保留原始模擬信號中的信息。本發(fā)明基于這個采樣定律，將采樣頻率設(shè)為被采樣信號頻率的4倍，因此能夠保證不失真。
[0044]如圖2所示，CPU6由4個功能模塊構(gòu)成:采樣頻率決策模塊9、采樣頻率發(fā)生模塊
10、通信模塊7、起搏頻率決策模塊8。
[0045]采樣頻率決策模塊9若檢測到加速度信號超過所設(shè)定的幅度閾值，且其出現(xiàn)的頻率大于設(shè)定的頻率閾值，則將模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)整為高采樣頻率采樣，否則仍保持低采樣頻率采樣。此后若超過設(shè)定幅度閾值的加速度信號頻率下降到小于設(shè)定的頻率閾值，則將模數(shù)轉(zhuǎn)換器調(diào)整為低采樣頻率采樣；否則仍保持高采樣頻率。
[0046]通信模塊7實現(xiàn)CPU6與起搏器微處理單元MCU5之間的數(shù)據(jù)、命令等信息的通信。本實施例中，通信模塊采取通用串行接口 SPI協(xié)議，主從方式，起搏器微處理單元MCU5為主機(jī)、CPU6為從機(jī)。
[0047]采樣頻率發(fā)生模塊10由壓控振蕩器和可控直流電壓發(fā)生器構(gòu)成，可控直流電壓發(fā)生器輸出的直流電壓控制壓控振蕩器，實現(xiàn)輸出頻率的調(diào)整，若采樣頻率為低頻率時，采樣頻率發(fā)生模塊輸出低頻率脈沖信號，并作為采樣時鐘信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4以此低頻信號的頻率為采樣頻率進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換。若采樣頻率為高頻率時，采樣頻率發(fā)生模塊10輸出高頻率脈沖信號，并作為采樣時鐘信號輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4以此高頻信號的頻率為采樣頻率進(jìn)行采集、轉(zhuǎn)換。
[0048]起搏頻率決策模塊8根據(jù)檢測到的加速度信號的幅度和頻率，計算目標(biāo)起搏頻率。此模塊對加速度信號超過設(shè)定幅度閾值的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并在固定時間內(nèi)，根據(jù)這個次數(shù)計算目標(biāo)起搏頻率。如本實施例中，每隔2秒鐘統(tǒng)計前2秒內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，并據(jù)此計算目標(biāo)起搏頻率。在低采樣頻率和高采樣頻率兩種情況下，所采用的計算方法不同，以便滿足患者在不同運動強度下對起搏頻率的需求。
[0049]如圖3所示，初始化模數(shù)轉(zhuǎn)換器4后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器4根據(jù)采樣頻率對加速度傳感器I的加速度信號采樣，若采樣值超出設(shè)定的幅度閾值，則對運動次數(shù)累加1，再等待由采樣頻率決定的時間間隔，開始下次采樣。其中，幅度閾值由CPU6設(shè)定，可根據(jù)不同患者之間運動幅度的差別進(jìn)行個性化設(shè)置。幅度閾值用于判斷加速度信號的電壓幅度是否超過幅度閾值；若超過，則對運動次數(shù)累加1，經(jīng)過一段固定時間后，統(tǒng)計這段時間內(nèi)的運動次數(shù)，則反映出這段時間內(nèi)超過幅度閾值的總次數(shù)。再用這個總次數(shù)與運動次數(shù)閾值比較，若總次數(shù)超過運動次數(shù)閾值，則說明信號的頻率很快。參見圖5，圖中的曲線描述了信號的變化，當(dāng)信號的幅度超過“幅度閾值”這條線后，運動次數(shù)累加I次。經(jīng)過一段時間后，運動次數(shù)值為N。若N超過運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則表明信號的頻率較高，則提高采樣頻率。
[0050]如圖4所示，本系統(tǒng)開始工作后，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器4初始化為低采樣頻率工作狀態(tài)，并設(shè)定固定時間間隔(本實施例中，固定時間為2秒鐘)，等待固定時間間隔結(jié)束后，對該固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷。如果運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)較大，即運動量較大，應(yīng)轉(zhuǎn)換為高采樣頻率工作狀態(tài)；清零運動次數(shù)后，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為高采樣頻率進(jìn)行采樣。
[0051]若這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)未超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)較小，即運動量較小，仍保持在低采樣頻率工作狀態(tài)；并根據(jù)此運動計數(shù)，結(jié)合低采樣頻率的計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率；最后再次等待下一個固定時間間隔，并重復(fù)上述過程。所述的低采樣頻率計算公式為f Low=B/T*4 ;其中，f Low表示低采樣頻率,B為運動次數(shù)閾值B的值，單位為次；T為固定間隔時間的值，單位秒。
[0052]上述公式中，Β/Τ即為加速度信號的最高頻率，在此基礎(chǔ)上乘以4，即將采樣頻率提高為加速度信號最高頻率的4倍，從而滿足奈奎斯特定律對采樣頻率的要求，將不失真的保留加速度信號的信息。
`[0053]在高采樣頻率工作狀態(tài)下，本系統(tǒng)等待固定時間間隔結(jié)束，對這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷。如果運動次數(shù)低于設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)較小，即運動量較小，應(yīng)轉(zhuǎn)換為低采樣頻率工作狀態(tài)；清零運動次數(shù)后，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為低采樣頻率進(jìn)行采樣。
[0054]若這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為這段時間間隔內(nèi)的運動次數(shù)較大，即運動量較大，仍保持在高采樣頻率工作狀態(tài)；并根據(jù)此運動計數(shù)，結(jié)合高采樣頻率的計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率；最后再次等待下一個固定時間間隔，并重復(fù)上述過程。所述的高采樣頻率計算公式為:f High=N/T*4 ;其中，f High表示高采樣頻率，N為固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)值，單位為次，T為固定間隔時間的值，單位為秒。
[0055]上述公式中，N/T即為加速度信號的最高頻率，在此基礎(chǔ)上乘以4，即將采樣頻率提高為加速度信號最高頻率的4倍，從而滿足奈奎斯特定律對采樣頻率的要求，將不失真的保留加速度信號的信息。
[0056]其中，運動次數(shù)閾值A(chǔ)、運動次數(shù)閾值B的取值不同，且由CPU設(shè)定，可根據(jù)不同患者之間運動狀態(tài)的差別進(jìn)行個性化設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，其特征在于，包括濾波電路(2)、放大電路(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)和CPU (6)，起搏器的加速度傳感器(I)輸出的模擬信號通過濾波電路(2)濾波后，傳遞給放大電路(3)，經(jīng)放大電路(3)放大后的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)將數(shù)字信號輸入到CPU (6)中，CPU (6)與起搏器的微處理單元MCU (5)相交互，且CPU (6)能夠通過輸出不同頻率的脈沖信號控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)的采樣頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的CPU (6)包括采樣頻率決策模塊(9)、采樣頻率發(fā)生模塊(10)、通信模塊(7)和起搏頻率決策模塊(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的采樣頻率發(fā)生模塊(10)由壓控振蕩器和可控直流電壓發(fā)生器構(gòu)成；所述的通信模塊(7)采用通用串行接口 SPI協(xié)議。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種植入式心臟起搏器的傳感器采集處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的濾波電路(2)由二階帶通濾波器構(gòu)成，其通帶頻率范圍為3~13赫茲；所述的放大電路(3)由運算放大器構(gòu)成，且放大倍數(shù)為2倍；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)采用10位SAR結(jié)構(gòu)。
5.一種基于權(quán)利要求1~4中任意一項所述的傳感器米集處理系統(tǒng)的控制方法,其特征在于，包括以下步驟: I )CPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器初始化為低采樣頻率狀態(tài)，并設(shè)定固定時間間隔，等待固定時間間隔結(jié)束后，對該固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷: 如果運動次數(shù)未超過設(shè)定的運動`次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量小，則仍然保持低采樣頻率的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)下的運動次數(shù)，結(jié)合低采樣頻率計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率，然后等待下一個固定時間間隔，繼續(xù)判斷運動次數(shù)是否超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ); 如果運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值A(chǔ)，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量大，則清零運動次數(shù)，CPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為高采樣頻率進(jìn)行采樣，然后按照步驟2)進(jìn)行操作； 2)模數(shù)轉(zhuǎn)換器在高采樣頻率狀態(tài)下，等待固定時間間隔結(jié)束，對該固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)進(jìn)行判斷: 如果運動次數(shù)超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量大，則仍然保持高采樣頻率的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)下的運動次數(shù)，結(jié)合高采樣頻率計算公式，計算目標(biāo)起搏頻率，然后等待下一個固定時間間隔，繼續(xù)判斷運動次數(shù)是否超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B ; 如果運動次數(shù)未超過設(shè)定的運動次數(shù)閾值B，則認(rèn)為該固定間隔時間內(nèi)的運動量小，則清零運動次數(shù)，CPU將模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)置為低采樣頻率進(jìn)行采樣，然后等待下一個時間間隔，重復(fù)步驟I)操作，直至完成采樣操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的運動次數(shù)閾值A(chǔ)和運動次數(shù)閾值B的由CPU設(shè)定，且運動次數(shù)閾值A(chǔ)和運動次數(shù)閾值B設(shè)定的數(shù)值不相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的低采樣頻率計算公式為(I): f Low=B/T*4 ； (I)其中，f Low表示低采樣頻率，B為運動次數(shù)閾值B的值，單位為次；T為固定間隔時間的值，單位為秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的高采樣頻率計算公式為(2): f High=N/T*4 ； (2) 其中，f High表示高采樣頻率，N為固定間隔時間內(nèi)的運動次數(shù)值，單位為次，T為固定間隔時間的值，單位為秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的運動次數(shù)是CPU對傳感器信號狀態(tài)的記錄，若傳感器信號的采樣值超出設(shè)定的幅度閾值，則CPU對運動次數(shù)累加I。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述的幅度閾值為CPU設(shè)定的電壓幅度閾值，CPU將被采樣的加速度信號的電壓值與該幅度閾值比較，當(dāng)信號的電壓值超過幅度閾值，則對運動次數(shù)累加I。
【文檔編號】A61N1/372GK103495263SQ201310442342
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】陳小龍 申請人:陜西秦明醫(yī)學(xué)儀器股份有限公司