本發明通常涉及一種植入式醫療系統，并且更特別地涉及一種無線經皮充電的植入式醫療系統，更具體地涉及一種無線經皮充電的植入式骶神經刺激器。

背景技術：

植入式醫療裝置（IMD）被植入患者體內用于監測患者身體狀況和/或向患者體內傳遞治療。植入式醫療裝置的電源包括不可再充電的電池和可再充電的電池。不可再充電的電池一般在固定的時間段之后需要更換，而更換電池的手術對于患者來說痛苦且昂貴的。相對而言，可再充電的電池具有明顯的優勢，在電量已耗盡或即將耗盡時，使用位于患者外部的充電裝置對該充電電池進行充電。通常，可再充電電池通過電感耦合系統再充電。具體而言，電感耦合系統包括在放置在人體外部的充電裝置中的外部線圈（初級線圈）以及放置在身體內部的植入式裝置內的內部線圈（次級線圈），電流施加至初級線圈并且初級線圈與次級線圈匹配時，次級線圈中感應出電流，IMD的電路使用該感應電流對IMD的可再充電電池進行充電。

US7054689B1中公開了一種植入式微刺激器外部充電裝置。在對植入式醫療裝置進行充電時，靠著患者的皮膚而放置的外部充電裝置（例如線圈）的溫度會升高，導致對皮膚組織的不期望的加熱。另外，體內的接收線圈及其充電控制電路、電池也會產生溫度升高，對身體組織產生不期望的加熱。

為解決該技術問題，美敦力（CN104395719A）采取的技術方案是：設置溫度傳感器，在溫度大于設定的閾值時，選擇更低功率的電平或者停止充電。但是該技術方案延長了充電時間，對患者造成不便。

因此，具有對無線充電的植入式醫療系統進行改進，以解決上述問題。

技術實現要素：

本發明的技術方案期望提供一種無線經皮充電的植入式醫療系統，實現從患者體外向植入體內的植入式醫療裝置進行經皮無線充電，可在不延長充電時間的前提下避免對皮膚組織不期望的加熱。

根據本發明的一個方面，提供一種無線經皮充電的植入式醫療系統，包括植入式醫療裝置及對該植入式醫療裝置進行無線充電的外部充電裝置，其特征在于，植入式醫療裝置中包括多個內部充電線圈，外部充電裝置中包括多個外部充電線圈，內部充電線圈的數量與外部充電線圈的數量相同，例如，植入式醫療裝置中包括兩個內部充電線圈，即第一內部充電線圈及第二內部充電線圈，所述外部充電裝置中包括兩個外部充電線圈，即第一外部充電線圈及第二外部充電線圈，在充電狀態下，所述第一內部充電線圈與所述第一外部充電線圈對齊，所述第二內部充電線圈與所述第二外部充電線圈對齊，當所述第一外部充電線圈與所述第一內部充電線圈匹配并產生電感耦合進行充電時，所述第二外部充電線圈及所述第二內部充電線圈處于斷電和冷卻狀態，當所述第二外部充電線圈與所述第二內部充電線圈匹配并產生電感耦合進行充電時，所述第一外部充電線圈及所述第一內部充電線圈處于斷電和冷卻狀態，所述第一內部充電線圈及所述第二內部充電線圈二者交替對植入式醫療裝置進行無線充電。

進一步地，所述植入式醫療裝置包括溫度傳感模塊，當所述溫度傳感模塊測量所述第一外部充電線圈或其附近的溫度升高超過某一閾值時，自動切換至利用所述第二內部充電線圈進行無線充電，所述第一內部充電線圈處于斷電和冷卻狀態，當所述溫度傳感模塊測量所述第二外部充電線圈或其附近的溫度升高超過某一閾值時，自動切換至利用所述第一內部充電線圈進行無線充電，所述第二內部充電線圈處于斷電和冷卻狀態。

進一步地，所述溫度傳感模塊包括設置在所述第一外部充電線圈上或其附近的第一溫度傳感器以及設置在所述第二外部充電線圈上或其附近的第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器測量所述第一外部充電線圈上或其附近的溫度，所述第二溫度傳感器測量所述第二外部充電線圈上或其附近的溫度。或者，所述溫度傳感模塊包括設置在所述第一內部充電線圈上或其附近的第一溫度傳感器以及設置在所述第二內部充電線圈上或其附近的第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器測量所述第一內部充電線圈上或其附近的溫度，所述第二溫度傳感器測量所述第二內部充電線圈上或其附近的溫度。

在一個實施方式中，所述第一內部充電線圈和所述第二內部充電線圈共用一個充電模塊和/或所述第一外部充電線圈和所述第二外部充電線圈共用一個充電模塊。

在另一個實施方式中，所述第一內部充電線圈連接第一內部充電模塊，所述第二內部充電線圈連接第二內部充電模塊和/或所述第一外部充電線圈連接第一外部充電模塊，所述第二內部充電線圈連接第二外部充電模塊。

在一個實施方式中，所述兩個外部充電線圈布置在充電頭內，所述充電頭與外部充電裝置的其他部件分開設置。

進一步地，所述充電頭中包括外部充電模塊、外部溫度傳感器。

進一步地，所述兩個內部充電線圈設置在同一平面并且間隔一定距離，相應地，所述兩個外部充電線圈也設置在同一平面并且間隔一定距離，在植入狀態下，兩個內部充電線圈及兩個外部充電線圈基本與使用者的皮膚表面平行。

在一個實施方式中，所述兩個內部充電線圈并排平行設置，在另外的實施方式中，所述兩個內部充電線圈之間具有一定的夾角，例如為60度、90度、150度、180度等。

所述植入式醫療裝置為植入式心臟起搏器、心臟除顫器、植入式神經刺激器、腦電刺激器、脊髓刺激器、胃刺激器、人工耳蝸、植入式藥物泵。

在一個實施方式中，所述植入式醫療裝置為神經刺激器。進一步的，所述植入式神經刺激器包括刺激電極，該電極為單個電極或者電極陣列。刺激電極布置在患者體內相應靶點位置并施加電脈沖刺激。

進一步地，所述植入式神經刺激器為骶神經刺激器。

本領域技術人員容易想到，本發明還可以包括兩個以上的外部充電線圈及相應地多個內部充電線圈，例如：設置3個內部充電線圈及3個外部充電線圈、或者4個內部充電線圈及4個外部充電線圈、或者5個內部充電線圈及5個外部充電線圈等。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：利用兩個內部充電線圈交替對植入式醫療裝置進行充電，而且避免對皮膚組織不期望的加熱，同時不會延長充電時間。此外，本發明利用溫度傳感器對內部充電線圈附近的皮膚溫度進行監控，自動切換兩個內部充電線圈分別進行交替充電，不需要用戶人工操作。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的植入式神經刺激系統10的結構示意圖，其中外部充電裝置22對體內植入裝置12進行充電。

圖2是圖1中體內植入裝置12的示意圖。

圖3是圖1中體內植入裝置12的局部示意圖，具體示出兩個內部充電線圈。

圖4是圖1中外部充電裝置22的示意圖。

具體實施方式

本發明提供的含無線充電裝置的植入式醫療系統適用于植入式心臟起搏器、心臟除顫器、植入式神經刺激器、腦電刺激器、脊髓刺激器、胃刺激器、人工耳蝸、植入式藥物泵等。應用于多個方面，例如，刺激骶神經以治療尿失禁、刺激脊髓/外周神經以緩解緩解慢性疼痛或其他癥狀、治療肥胖或胃輕癱的胃刺激，或配置成體內施藥裝置進行藥物治療。此外，植入醫療裝置還可被配置成提供深部腦刺激 (DBS)、末梢神經刺激(PNS)、脛神經刺激或其他深部組織或更多淺表型電刺激。

以下實施方式以植入式神經刺激器為例進行說明。

參見附圖1，本發明實施例提供一種植入式神經刺激系統10，其包括：體內植入裝置12和外部充電裝置22。所述體內植入裝置12植入至患者體內，用于對患者的靶點神經區域施加電刺激。所述外部充電裝置22用于為所述體內植入裝置12進行體外無線充電。

所述體內植入裝置12可被植入皮下組織袋中、一層或多層肌肉內、或其他體內位置，包括殼體15，電極14以及連接殼體15與電極14的導線13，通過所述電極14向患者傳遞神經刺激。

參見附圖1、2，體內植入裝置12的殼體15內包括第一體內充電線圈16、第二體內充電線圈17（體內充電線圈或稱之為次級線圈）、充電模塊30、可充電電源32，內部處理單元33、治療模塊31、電極陣列14A－14C（也可僅有一個電極），第一體內充電線圈16、第二體內充電線圈17通過充電模塊30與可充電電源32連接。

接下來參見附圖1、4，對外部充電裝置22進行描述，外部充電裝置22用于對體內植入裝置12進行再充電，具體地，對體內植入裝置12中的可充電電源32進行充電。外部充電裝置22包括殼體24及外部充電線圈41、42。所述兩個外部充電線圈可集成在外部充電裝置22的殼體24中，也可單獨設置，即外部充電線圈41、42設置在與殼體分開設置的充電頭23中，充電頭23與殼體24通過導線25連接（參見附圖1、3），這種單獨設置的充電頭23方便外部充電線圈41、42的定位，具體而言方便充電頭23中的外部充電線圈（即初級線圈）靠近皮膚放置，從而有助于外部充電線圈與體內植入裝置12中的體內充電線圈16對齊以提高充電效率。而在外部充電線圈41、42集成在殼體24內的情形中，例如靠近殼體24的內表面設置，殼體24可設計成手持式，或通過諸如帶子的連接物固定在患者身體上，以保持外部充電線圈與體內充電線圈16對齊。

參見附圖4，外部充電裝置22的充電頭23中包括第一外部充電線圈41、第二外部充電線圈42及與外部充電線圈41、42相連的充電控制模塊50。在充電狀態下，所述第一內部充電線圈16與所述第一外部充電線圈41對齊，所述第二內部充電線圈17與所述第二外部充電線圈42對齊，當所述第一外部充電線圈41與所述第一內部充電線圈16匹配并產生電感耦合進行充電時，所述第二外部充電線圈42及所述第二內部充電線圈17處于斷電和冷卻狀態，當所述第二外部充電線圈42與所述第二內部充電線圈17匹配并產生電感耦合進行充電時，所述第一外部充電線圈41及所述第一內部充電線圈16處于斷電和冷卻狀態，所述第一內部充電線圈16及所述第二內部充電線圈17二者交替對植入式醫療裝置進行無線充電。

兩個內部充電線圈充電狀態的切換有外部處理單元51和/或內部處理單元33控制。治療模塊31在內部處理單元33的控制下生成電刺激（通常是電脈沖），該電刺激經由與導線13連接的一個或多個電極14A-14C傳遞到患者體內的一個或多個靶點位置。內部處理單元33可對治療模塊進行控制，包括選擇刺激模式、選擇施加電刺激的電極，例如可選擇僅對其中一個電極傳遞電刺激能量，還包括對電刺激的強度、頻率、刺激時間長度等的控制。

電極14A－14C刺激患者的一個或多個骶神經，例如骶神經刺激(SNS)。骶神經刺激用于治療盆底失調(如小便失禁、大便失禁、性功能障礙、或其他失調)的患者。

在一個實施方式中，殼體15內還包括內部通訊模塊34，用于與外部充電裝置22和/或外部控制器進行數據通訊。

在又一個實施方式中，殼體15內不包括內部通訊模塊34，通過第一體內充電線圈16或第二體內充電線圈17與外部充電裝置22和/或外部控制器進行數據通訊（具體將在下文中詳細描述）。

在一個實施方式中，體內植入裝置12還配置有一個或多個傳感器，對患者的生理狀況進行監測。

所述殼體24上還設置有輸入單元26，用戶（醫生或患者本人）可通過該輸入單元26對植入式醫療裝置進行設置，也可以設置充電電平、充電時間等，還可以通過該輸入單元26對兩個內部充電線圈16、17進行手動切換。

進一步參考附圖3，靠近所述第一內部充電線圈16設置第一溫度傳感器351，靠近所述第二內部充電線圈17設置第二溫度傳感器352，所述第一、第二溫度傳感器351、352與所述設置在體內植入裝置12中的內部處理單元33通訊連接。所述第一溫度傳感器351配置為感測第一內部充電線圈16或其附近的溫度，并在超過一預定閾值時，發送指令給所述內部處理單元33，所述內部處理單元33接收到該指令后使得第一內部充電線圈16處于斷電和冷卻狀態，而使第二內部充電線圈17連通進行外部充電。所述第二溫度傳感器352配置為感測第二內部充電線圈17或其附近的溫度，并在超過一預定閾值時，發送指令給所述內部處理單元33，所述內部處理單元33接收到該指令后使得第二內部充電線圈17處于斷電和冷卻狀態，而使第一內部充電線圈16連通進行外部充電。從而，實現兩個內部充電線圈16、17交替進行外部充電。

在其他實施方式中，體內植入裝置12中也可不設置第一、第二溫度傳感器351、352。而在外部充電裝置22中設置溫度傳感器，進一步參考附圖4，靠近所述第一外部充電線圈41設置第一溫度傳感器56，靠近所述第二外部充電線圈42設置第二溫度傳感器57，所述第一、第二溫度傳感器56、57與所述設置在外部充電裝置22中的外部處理單元51通訊連接。所述第一溫度傳感器56配置為感測第一外部充電線圈41或其附近的溫度，并在超過一預定閾值時，發送指令給所述外部處理單元51，所述外部處理單元51接收到該指令后使得第一外部充電線圈41處于斷電和冷卻狀態，而使第二外部充電線圈42連通進行外部充電。所述第二溫度傳感器57配置為感測第二外部充電線圈42或其附近的溫度，并在超過一預定閾值時，發送指令給所述外部處理單元51，所述外部處理單元51接收到該指令后使得第二外部充電線圈42處于斷電和冷卻狀態，而使第一外部充電線圈41連通進行外部充電。從而，實現兩個外部充電線圈41、42交替進行外部充電。

在體內植入裝置12包括內部通訊模塊34的情形中，外部充電裝置22中設置與內部通訊模塊34匹配的外部通訊模塊54，通過內部通訊模塊34與外部通訊模塊54之間的數據傳輸實現對體內植入裝置12的控制。

在體內植入裝置12不包括內部通訊模塊34的情形中，通過第一體內充電線圈16或第二體內充電線圈17與外部充電線圈41進行數據通訊，從而實現對體內植入裝置12的控制。

參見附圖2-4，兩個內部充電線圈16、17設置在同一平面并且間隔一定距離，相應地，兩個外部充電線圈41、42設置在同一平面并且間隔一定距離，在植入狀態下，兩個內部充電線圈16、17、兩個外部充電線圈41、42均基本與使用者的皮膚表面平行。兩個內部充電線圈16、17、兩個外部充電線圈41、42的中心軸基本平行并且大致垂直于充電區域的皮膚表面。

在一個實施方式中，所述兩個內部充電線圈16、17并排平行設置。在圖2-4所示的實施方式中，所述兩個內部充電線圈16、17之間具有一定的夾角，例如為90度，當然也可以是60度、90度、150度、180度等。

所述體內植入裝置12為植入式心臟起搏器、心臟除顫器、植入式神經刺激器、腦電刺激器、脊髓刺激器、胃刺激器、人工耳蝸、植入式藥物泵等。

在一個實施方式中，所述體內植入裝置12為神經刺激器。進一步的，所述植入式神經刺激器包括刺激電極，該電極為單個電極或者電極陣列。刺激電極布置在患者體內相應靶點位置并施加電脈沖刺激。

進一步地，所述植入式神經刺激器為骶神經刺激器。

本領域技術人員容易理解，本發明的保護范圍不僅僅限定在各實施方式所限定的范圍內，對各實施方式的組合、變形、變化均落在本申請的保護范圍內。