本發(fā)明涉及機電一體化技術領域，具體為一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)及其無線通信方法。

背景技術：

植入式醫(yī)療系統(tǒng)通常包括植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)、植入式脊髓電刺激SCS、植入式骶神經(jīng)電刺激SNS等，植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)，通過脈沖與電極相連發(fā)出脈沖，現(xiàn)有的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)電池多為不可更換電池，而且一直處于高功率狀態(tài)，這樣電池更換頻率較高，增加病人費用，為此，我們提出了一種。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)及其無線通信方法，以解決上述背景技術中提出的現(xiàn)有的植入式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)電池多為不可更換電池，而且一直處于高功率狀態(tài)，這樣電池更換頻率較高，增加病人費用的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括：植入端和控制端，所述植入端和控制端組成該無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)；

所述植入端包括：

PLC控制器：所述PLC控制器作為植入端的控制中心；

編碼電路：所述編碼電路對植入端進行編碼，并將編碼作為植入端身份信息，所述植入端通過編碼與控制端身份確認，所述編碼電路與PLC控制器耦合；

對碼電路：所述對碼電路將編碼電路的編碼轉換為電信號，所述對碼電路將轉換為電信號的編碼與控制端進行對碼操作，作為植入端與控制端建立信息交流的基礎，所述對碼電路與PLC控制器耦合；

信息采集單元：所述信息采集單元包括體溫傳感器、心率傳感器和振動傳感器，所述體溫傳感器、心率傳感器和振動傳感器分別檢測植入體的體溫、心率和心跳強度信息，所述信息采集單元與PLC控制器耦合；

脈沖發(fā)生器：所述脈沖發(fā)生器連接有電極，所述脈沖發(fā)生器通過電極發(fā)出脈沖，所述脈沖發(fā)生器分為高頻率脈沖段T1、微頻率脈沖段T2和休眠段T3，所述脈沖發(fā)生器與PLC控制器耦合；

定位單元：所述定位單元連接有定位服務器，所述定位單元與PLC控制器耦合；

通信模塊：所述對碼電路通過通信模塊與控制端建立信息交流，所述通信模塊與PLC控制器耦合；

無線充電電源：所述無線充電電源為輸入端提供電能，所述無線充電電源與PLC控制器耦合；

定時單元：所述PLC控制器根據(jù)信息采集單元采集的生理信息進行生理狀況判定，根據(jù)生理狀況進行脈沖發(fā)生器的頻段調整，所述定時單元對脈沖發(fā)生器進行脈沖發(fā)射定時，所述定時單元PLC控制器耦合；

所述控制端包括：

中央處理器：所述中央處理器作為控制端的控制中心；

數(shù)據(jù)收發(fā)單元：所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元接收植入端采集的信息、身份信息和脈沖頻段發(fā)生信息，所述數(shù)據(jù)收發(fā)單元與中央處理器耦合；

輸入單元：所述輸入單元對PLC控制器進行控制信號輸入，所述輸入單元與中央處理器耦合；

數(shù)據(jù)存儲單元：所述數(shù)據(jù)存儲單元存儲植入端和控制端的采集數(shù)據(jù)、編碼數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)存儲單元與中央處理器耦合。

優(yōu)選的，所述通信模塊滿足2G、3G、4G數(shù)字信號傳輸。

優(yōu)選的，所述控制端最多連接二十組植入端。

一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，該無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法步驟如下：

S1：編碼電路對植入端進行編碼，并將編碼作為植入端身份信息，編碼電路通過對碼電路與控制端進行身份確認，控制端將植入端的身份信息存儲至數(shù)據(jù)存儲單元并建立連接；

S2：體溫傳感器、心率傳感器和振動傳感器分別檢測植入體的體溫、心率和心跳強度信息，體溫、心率和心跳強度信息通過通信模塊壓縮為電信號并傳輸至控制端的數(shù)據(jù)收發(fā)單元，數(shù)據(jù)收發(fā)單元將電信號解壓為數(shù)據(jù)信號并傳輸至中央處理器；

S3：工作人員根據(jù)采集的數(shù)據(jù)通過輸入單元對植入端進行控制，根據(jù)信息確定脈沖發(fā)生器的選擇頻段，若生理狀態(tài)良好則采用休眠段T3，若生理狀態(tài)稍差則采用微頻率脈沖段T2，若生理狀態(tài)很差則采用高頻率脈沖段T1；

S4：植入端的通信模塊接收輸入單元輸入的控制信號并發(fā)送至PLC控制器，PLC控制器控制無線充電電源對脈沖發(fā)生器提供的電流大小而改變脈沖。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：該無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)，降低植入端更換頻率，減少病人成本和痛苦，脈沖的頻段改變，增加植入端的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明原理框圖；

圖2為本發(fā)明信息采集單元原理框圖；

圖3為本發(fā)明脈沖發(fā)生器的脈沖頻段圖。

圖中：1植入端、2控制端、3 PLC控制器、4編碼電路、5對碼電路、6信息采集單元、7脈沖發(fā)生器、8定位單元、9通信模塊、10無線充電電源、11定時單元、12中央處理器、13數(shù)據(jù)收發(fā)單元、14輸入單元、15數(shù)據(jù)存儲單元、16體溫傳感器、17心率傳感器、18振動傳感器。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發(fā)明提供一種技術方案：一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)，包括：植入端1和控制端2，植入端1和控制端2組成該無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)；

植入端1包括：

PLC控制器3：PLC控制器3作為植入端1的控制中心；

編碼電路4：編碼電路4對植入端1進行編碼，并將編碼作為植入端1身份信息，植入端1通過編碼與控制端2身份確認，編碼電路4與PLC控制器3耦合；

對碼電路5：對碼電路5將編碼電路4的編碼轉換為電信號，對碼電路5將轉換為電信號的編碼與控制端2進行對碼操作，作為植入端1與控制端2建立信息交流的基礎，對碼電路5與PLC控制器3耦合；

信息采集單元6：信息采集單元6包括體溫傳感器16、心率傳感器17和振動傳感器18，體溫傳感器16、心率傳感器17和振動傳感器18分別檢測植入體的體溫、心率和心跳強度信息，信息采集單元6與PLC控制器3耦合；

脈沖發(fā)生器7：脈沖發(fā)生器7連接有電極，脈沖發(fā)生器7通過電極發(fā)出脈沖，脈沖發(fā)生器7分為高頻率脈沖段T1、微頻率脈沖段T2和休眠段T3，脈沖發(fā)生器7與PLC控制器3耦合；

定位單元8：定位單元8連接有定位服務器，定位單元8與PLC控制器3耦合；

通信模塊9：對碼電路5通過通信模塊9與控制端2建立信息交流，通信模塊9與PLC控制器3耦合；

無線充電電源10：無線充電電源10為輸入端1提供電能，無線充電電源10與PLC控制器3耦合；

定時單元11：PLC控制器3根據(jù)信息采集單元6采集的生理信息進行生理狀況判定，根據(jù)生理狀況進行脈沖發(fā)生器7的頻段調整，定時單元11對脈沖發(fā)生器7進行脈沖發(fā)射定時，定時單元11PLC控制器3耦合；

控制端2包括：

中央處理器12：中央處理器12作為控制端2的控制中心；

數(shù)據(jù)收發(fā)單元13：數(shù)據(jù)收發(fā)單元13接收植入端采集的信息、身份信息和脈沖頻段發(fā)生信息，數(shù)據(jù)收發(fā)單元13與中央處理器12耦合；

輸入單元14：輸入單元14對PLC控制器3進行控制信號輸入，輸入單元14與中央處理器12耦合；

數(shù)據(jù)存儲單元15：數(shù)據(jù)存儲單元15存儲植入端1和控制端2的采集數(shù)據(jù)、編碼數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲單元15與中央處理器12耦合。

其中，通信模塊9滿足2G、3G、4G數(shù)字信號傳輸，控制端2最多連接二十組植入端1。

一種無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法，該無線通信的機電一體化植入式醫(yī)療系統(tǒng)的無線通信方法步驟如下：

S1：編碼電路4對植入端1進行編碼，并將編碼作為植入端1身份信息，編碼電路4通過對碼電路5與控制端2進行身份確認，控制端2將植入端1的身份信息存儲至數(shù)據(jù)存儲單元15并建立連接；

S2：體溫傳感器16、心率傳感器17和振動傳感器18分別檢測植入體的體溫、心率和心跳強度信息，體溫、心率和心跳強度信息通過通信模塊9壓縮為電信號并傳輸至控制端2的數(shù)據(jù)收發(fā)單元13，數(shù)據(jù)收發(fā)單元13將電信號解壓為數(shù)據(jù)信號并傳輸至中央處理器12；

S3：工作人員根據(jù)采集的數(shù)據(jù)通過輸入單元14對植入端1進行控制，根據(jù)信息確定脈沖發(fā)生器7的選擇頻段，若生理狀態(tài)良好則采用休眠段T3，若生理狀態(tài)稍差則采用微頻率脈沖段T2，若生理狀態(tài)很差則采用高頻率脈沖段T1；

S4：植入端1的通信模塊9接收輸入單元14輸入的控制信號并發(fā)送至PLC控制器3，PLC控制器3控制無線充電電源10對脈沖發(fā)生器7提供的電流大小而改變脈沖。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。