用于可植入血管接入设备的无线充电、定位和数据通信的制作方法

用于可植入血管接入设备的无线充电、定位和数据通信
1.相关申请的交叉引用
2.本国际申请要求于2018年11月20日提交的美国临时专利申请no.62/769,698的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本技术涉及可植入医疗设备以及相关联的系统和使用方法。特别地，本技术针对用于诸如血管接入设备之类的可植入医疗设备的无线充电、定位和数据通信的设备。


背景技术：

4.可植入设备在医学领域中用于许多诊断和治疗目的。随着先进技术(诸如电子组件的小型化、先进的原型和制造技术以及数据存储和分析)的出现，可植入医疗设备领域已经大幅增长。这个领域包括诸如起搏器、可植入心脏复律器/除颤器(icd)、深部脑刺激器、胰岛素泵、骨科设备以及监视设备(诸如肺动脉压力监视器)之类的设备。
5.在可植入医疗设备领域内有血管接入设备(例如，血管接入端口)。这些设备经常用于需要反复静脉输注药物的患者，因为它们提供了永久且无菌的血管接入手段，无需在每次药物输注期间放置静脉导管。血管接入设备最常见的用途是用于癌症患者的化疗，但此类设备在其它情况下也是有用的。例如，需要长期和重复静脉注射抗生素药物(诸如用于囊性纤维化的治疗)的患者可以从可植入血管接入设备中受益。类似地，血管接入设备可以被用于需要免疫抑制药物输注的具有风湿病(如狼疮或类风湿性关节炎)的患者。血管接入设备通常包括附接到导管的储液器。使用微创外科手术将整个单元完全置于患者体内。在大多数情况下，储液器被放置在上胸壁刚好在锁骨下方形成的小袋中，并且该导管被插入颈内静脉或锁骨下静脉，尖端位于上腔静脉或右心房中。但是，血管接入设备可以被放置在身体的其它部位和/或导管也可以位于替代位置。在常规的设备中，储液器通常体积较大，使得覆盖的皮肤突出，当它被用于药物输注或抽吸血液以进行测试时，使得临床医生能够使用触诊来定位设备以便接入。自密封盖(例如，厚硅胶膜)被部署在储液器上方并密封储液器，从而允许使用通过皮肤插入并进入端口的非取芯(例如，huber型)针重复接入。这个接入过程建立了一个系统，其中在针、血管接入设备、导管和血管空间之间存在流体传递，从而使得能够经由经皮针进行药物输注或血液抽吸。


技术实现要素：

6.本技术针对血管接入设备和用于此类设备的定位、无线充电和/或数据通信的机构。例如，根据以下描述的各个方面，包括参考图1-9b来说明主题技术。为方便起见，本主题技术的各方面的各种示例被描述为编号条款(1、2、3等)。这些作为示例提供并且不限制主题技术。
7.条款1.一种可植入血管接入设备，包括：流体储液器；部署在储液器上方的自密封盖；出口端口，被配置为与导管配合，该出口端口流体耦合到流体储液器；一个或多个传感
器，被配置为在设备被植入患者体内时捕获生理数据；以及数据通信单元，被配置为从该一个或多个传感器接收生理数据，混淆生理数据，并将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备。
8.条款2.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据包括：对生理数据进行加密；并将加密的生理数据解析为分量分组。
9.条款3.如前述条款中的任一项所述的设备，其中分量分组不能被单独理解。
10.条款4.如前述条款中的任一项所述的设备，其中对生理数据进行加密包括以下中的一项或多项：对称密钥加密或非对称密钥加密。
11.条款5.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据还包括将分量分组布置到散布有包含非生理数据的填充分组的数据流中，并且其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
12.条款6.如前述条款中的任一项所述的设备，其中填充分组具有预定的数据大小。
13.条款7.如前述条款中的任一项所述的设备，其中根据预定模式将填充分组散布到数据流中。
14.条款8.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据还包括：在将加密的数据解析为分量分组之后，对分量分组重新排序；以及将重新排序的分量分组布置到数据流中，其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
15.条款9.如前述条款中的任一项所述的设备，其中向一个或多个远程计算设备传输混淆的生理数据包括：在第一时间传输第一分组，并且在预定的时间延迟之后在第二时间传输第二分组。
16.条款10.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少60秒。
17.条款11.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少10分钟。
18.条款12.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少一小时。
19.条款13.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟与用于后续分组的传输的预定模式对应。
20.条款14.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为将分组中的第一分组传输到第一远程计算设备，并且将分组中的第二分组传输到不同于第一远程计算设备的第二远程计算设备。
21.条款15.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为：根据第一技术混淆生理数据；将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备；从该一个或多个远程计算设备接收响应；从该一个或多个传感器接收附加的生理数据；并基于来自该一个或多个远程计算设备的响应，根据不同于第一技术的第二技术混淆生理数据。
22.条款16.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该一个或多个远程计算设备与区块链网络相关联。
23.条款17.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为经由短距离无线传输将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备。
24.条款18.如前述条款中的任一项所述的设备，其中短距离无线传输包括以下中的一项或多项：近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合。
25.条款19.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括导电线圈，其中向一个或多个
远程计算设备传输混淆的生理数据包括：经由频率调制和/或振幅调制对混淆的生理数据进行编码；并且以与编码的数据对应的电能驱动导电线圈，从而将编码的数据传输到感应耦合的远程计算设备。
26.条款20.如前述条款中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
27.条款21.如前述条款中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
28.条款22.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括流体耦合到输出端口的导管。
29.条款23.一种可植入医疗设备，包括：生物相容性体；耦合到设备主体的一个或多个传感器，该传感器被配置为在设备被植入患者体内时捕获生理数据；以及数据通信单元，被配置为从该一个或多个传感器接收生理数据，混淆生理数据，并向一个或多个远程计算设备传输混淆的生理数据。
30.条款24.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据包括：对生理数据进行加密；并将加密的生理数据解析为分量分组。
31.条款25.如前述条款中的任一项所述的设备，其中分量分组不能被单独理解。
32.条款26.如前述条款中的任一项所述的设备，其中对生理数据进行加密包括以下中的一项或多项：对称密钥加密或非对称密钥加密。
33.条款27.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据还包括将分量分组布置到散布有包含非生理数据的填充分组的数据流中，并且其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
34.条款28.如前述条款中的任一项所述的设备，其中填充分组具有预定的数据大小。
35.条款29.如前述条款中的任一项所述的设备，其中根据预定模式将填充分组散布到数据流中。
36.条款30.如前述条款中的任一项所述的设备，其中混淆生理数据还包括：在将加密的数据解析为分量分组之后，对分量分组重新排序；并将重新排序的分量分组布置到数据流中，其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
37.条款31.如前述条款中的任一项所述的设备，其中向一个或多个远程计算设备传输混淆的生理数据包括：在第一时间传输第一分组，并且在预定的时间延迟之后在第二时间传输第二分组。
38.条款32.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少60秒。
39.条款33.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少10分钟。
40.条款34.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟是至少一小时。
41.条款35.如前述条款中的任一项所述的设备，其中预定的时间延迟与用于后续分组的传输的预定模式对应。
42.条款36.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为将分组中的第一分组传输到第一远程计算设备，并且将分组中的第二分组传输到不同于第一远程计算设备的第二远程计算设备。
43.条款37.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为：根据第
一技术混淆生理数据；将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备；从该一个或多个远程计算设备接收响应；从该一个或多个传感器接收附加的生理数据；并且基于来自该一个或多个远程计算设备的响应，根据不同于第一技术的第二技术混淆生理数据。
44.条款38.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该一个或多个远程计算设备与区块链网络相关联。
45.条款39.如前述条款中的任一项所述的设备，其中数据通信单元被配置为经由短距离无线传输将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备。
46.条款40.如前述条款中的任一项所述的设备，其中短距离无线传输包括以下中的一项或多项：近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合。
47.条款41.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括导电线圈，其中向一个或多个远程计算设备传输混淆的生理数据包括：经由频率调制和/或振幅调制对混淆的生理数据进行编码；并且以与编码的数据对应的电能驱动导电线圈，从而将编码的数据传输到感应耦合的远程计算设备。
48.条款42.如前述条款中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
49.条款43.如前述条款中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
50.条款44.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括流体耦合到主体的输出端口的导管。
51.条款45.一种用于在可植入血管接入设备和一个或多个远程计算设备之间传递患者数据的方法，该方法包括：在植入患者体内时从可植入血管接入设备的一个或多个传感器捕获生理数据；经由可植入血管接入设备混淆生理数据；并且经由可植入血管接入设备将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备。
52.条款46.如前述条款中的任一项所述的方法，其中混淆生理数据包括：对生理数据进行加密；并将加密的生理数据解析为分量分组。
53.条款47.如前述条款中的任一项所述的方法，其中分量分组不能被单独理解。
54.条款48.如前述条款中的任一项所述的方法，其中对生理数据进行加密包括以下中的一项或多项：对称密钥加密或非对称密钥加密。
55.条款49.如前述条款中的任一项所述的方法，其中混淆生理数据还包括将分量分组布置到散布有包含非生理数据的填充分组的数据流中，并且其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
56.条款50.如前述条款中的任一项所述的方法，其中填充分组具有预定的数据大小。
57.条款51.如前述条款中的任一项所述的方法，其中根据预定模式将填充分组散布到数据流中。
58.条款52.如前述条款中的任一项所述的方法，其中混淆生理数据还包括：在将加密的数据解析为分量分组之后，对分量分组重新排序；并将重新排序的分量分组布置到数据流中，其中传输混淆的生理数据包括向一个或多个远程计算设备传输数据流。
59.条款53.如前述条款中的任一项所述的方法，其中向一个或多个远程计算设备传
输混淆的生理数据包括：在第一时间传输第一分组，并且在预定的时间延迟之后在第二时间传输第二分组。
60.条款54.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟是至少60秒。
61.条款55.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟为至少10分钟。
62.条款56.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟是至少一小时。
63.条款57.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟与用于后续分组的传输的预定模式对应。
64.条款58.如前述条款中的任一项所述的方法，其中数据通信单元被配置为将分组中的第一分组传输到第一远程计算设备，并且将分组中的第二分组传输到不同于第一远程计算设备的第二远程计算设备。
65.条款59.如前述条款中的任一项所述的方法，其中混淆包括根据第一技术混淆的生理数据，该方法还包括：从该一个或多个远程计算设备接收响应；从该一个或多个传感器捕获附加的生理数据；并且基于来自该一个或多个远程计算设备的响应，根据不同于第一技术的第二技术混淆生理数据。
66.条款60.如前述条款中的任一项所述的方法，其中该一个或多个远程计算设备与区块链网络相关联。
67.条款61.如前述条款中的任一项所述的方法，其中传输包括经由短距离无线传输将混淆的生理数据传输到一个或多个远程计算设备。
68.条款62.如前述条款中的任一项所述的方法，其中短距离无线传输包括以下中的一项或多项：近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合。
69.条款63.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括导电线圈，其中向一个或多个远程计算设备传输混淆的生理数据包括：经由频率调制和/或振幅调制对混淆的生理数据进行编码；并且以与编码的数据对应的电能驱动导电线圈，从而将编码的数据传输到感应耦合的远程计算设备。
70.条款64.如前述条款中的任一项所述的方法，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
71.条款65.如前述条款中的任一项所述的方法，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
72.条款66.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括将导管流体耦合到输出端口。
73.条款67.一种用于在可植入血管接入设备和一个或多个远程计算设备之间传递患者数据的方法，该方法包括：从可植入血管接入设备接收基于经由可植入血管接入设备的传感器获得的生理数据的混淆的生理数据；并且对混淆的生理数据进行去混淆。
74.条款68.如前述条款中的任一项所述的方法，其中对生理数据进行去混淆包括：重新汇编数据的分量分组；并且对生理数据的分量分组进行解密。
75.条款69.如前述条款中的任一项所述的方法，其中分量分组不能被单独理解。
76.条款70.如前述条款中的任一项所述的方法，其中对生理数据的分量分组进行解密包括以下中的一项或多项：对称密钥加密或非对称密钥加密。
77.条款71.如前述条款中的任一项所述的方法，其中重新汇编分量分组还包括重新
布置分量分组并移除散布的包含非生理数据的填充分组。
78.条款72.如前述条款中的任一项所述的方法，其中填充分组具有预定的数据大小。
79.条款73.如前述条款中的任一项所述的方法，其中根据预定模式将填充分组散布到数据流中。
80.条款74.如前述条款中的任一项所述的方法，其中重新汇编分量分组包括：在第一时间接收第一分组，并且在预定的时间延迟之后在第二时间接收第二分组。
81.条款75.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟是至少60秒。
82.条款76.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟是至少10分钟。
83.条款77.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟是至少一小时。
84.条款78.如前述条款中的任一项所述的方法，其中预定的时间延迟与用于后续分组的接收的预定模式对应。
85.条款79.如前述条款中的任一项所述的方法，其中去混淆包括根据第一技术对生理数据进行去混淆，该方法还包括：向可植入血管接入设备传输响应；从可植入血管接入设备接收附加的混淆的生理数据；并且根据不同于第一技术的第二技术对附加的混淆的生理数据进行去混淆。
86.条款80.如前述条款中的任一项所述的方法，其中接收包括经由短距离无线传输接收混淆的生理数据。
87.条款81.如前述条款中的任一项所述的方法，其中短距离无线传输包括以下中的一项或多项：近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合。
88.条款82.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括导电线圈，其中接收混淆的生理数据包括读取经由可植入血管接入设备在导电线圈中感应出(induced)的电流，其中混淆的生理数据经由频率调制和/或振幅调制被编码到电流中。
89.条款83.如前述条款中的任一项所述的方法，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
90.条款84.一种可植入血管接入设备，包括：流体储液器；部署在储液器上方的自密封盖；出口端口，被配置为与导管配合，该出口端口流体耦合到流体储液器；天线，被配置为与询问设备感应耦合；电耦合到天线的定位单元，该定位单元被配置为响应于从天线接收的电能而发射定位信号，该定位信号被配置为在植入患者体内时帮助识别设备位置。
91.条款85.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该设备不包括电池。
92.条款86.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元被配置为仅在天线与询问设备感应耦合时才发射定位信号。
93.条款87.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该设备包括可再充电电池，并且其中天线电耦合到电池，使得在存在询问设备的情况下，电能被输送到电池。
94.条款88.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括光源，并且其中定位信号包括从光源发射的光。
95.条款89.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括围绕自密封盖的外围部署的多个光源。
96.条款90.如前述条款中的任一项所述的设备，其中光源被配置为当该设备被皮下植入时发射透照患者皮肤的光。
97.条款91.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括扬声器，并且其中定位信号包括从扬声器发出的声音。
98.条款92.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括导电线圈，并且其中定位信号包括由线圈感应出的磁场。
99.条款93.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括一个或多个固定磁体，并且其中定位信号包括由该一个或多个固定磁体产生的磁场。
100.条款94.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括射频发射器，并且其中定位信号包括发射的射频信号。
101.条款95.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括致动器，并且其中定位信号包括经由致动器的移动或振动。
102.条款96.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括致动器，并且其中定位信号包括从该设备的表面升起的突起。
103.条款97.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括放射性同位素，并且其中定位信号包括从放射性同位素发射的电磁辐射。
104.条款98.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括超声换能器，并且其中定位信号包括从超声换能器发射的超声波束。
105.条款99.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括加热元件，并且其中定位信号包括加热元件的升高的温度。
106.条款100.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位信号包括传输到询问设备的患者数据。
107.条款101.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括被配置为捕获生理数据的一个或多个传感器，并且其中患者数据包括捕获的生理数据。
108.条款102.如前述条款中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
109.条款103.如前述条款中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
110.条款104.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括流体耦合到输出端口的导管。
111.条款105.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元还被配置为：检测感应耦合的询问设备的特性；并且基于该特性，终止或阻止定位信号的发射。
112.条款106.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元还被配置为：如果特性指示不适合与询问设备配对，那么阻止定位信号的发射；并且如果特性指示适合与询问设备配对，那么允许定位信号的发射。
113.条款107.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能的场强阈值。
114.条款108.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能的频率。
115.条款109.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能
的频率序列。
116.条款110.一种可植入医疗设备，包括：生物相容性壳体；导电线圈，被容纳在壳体内并被配置为与询问设备感应耦合；壳体内的定位单元，该定位单元电耦合到线圈并被配置为响应于从线圈接收到的电能而发射定位信号。
117.条款111.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该设备不包括电池。
118.条款112.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元被配置为仅在线圈与询问设备感应耦合时才发射定位信号。
119.条款113.如前述条款中的任一项所述的设备，其中该设备包括可再充电电池，并且其中线圈电耦合到电池，使得在存在询问设备的情况下，电能被输送到电池。
120.条款114.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括光源，并且其中定位信号包括从光源发射的光。
121.条款115.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括部署在壳体上的多个光源。
122.条款116.如前述条款中的任一项所述的设备，其中光源被配置为当所述设备被皮下植入时发射透照患者皮肤的光。
123.条款117.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括扬声器，并且其中定位信号包括从扬声器发出的声音。
124.条款118.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括导电线圈，并且其中定位信号包括由线圈感应出的磁场。
125.条款119.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括一个或多个固定磁体，并且其中定位信号包括由该一个或多个固定磁体产生的磁场。
126.条款120.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括射频发射器，并且其中定位信号包括发射的射频信号。
127.条款121.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括致动器，并且其中定位信号包括经由致动器的移动或振动。
128.条款122.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括致动器，并且其中定位信号包括从该设备的表面升起的突起。
129.条款123.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括放射性同位素，并且其中定位信号包括从放射性同位素发射的电磁辐射。
130.条款124.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括超声换能器，并且其中定位信号包括从超声换能器发射的超声波束。
131.条款125.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元包括加热元件，并且其中定位信号包括加热元件的升高的温度。
132.条款126.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位信号包括传输到询问设备的患者数据。
133.条款127.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括被配置为捕获生理数据的一个或多个传感器，并且其中患者数据包括捕获的生理数据。
134.条款128.如前述条款中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感
器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
135.条款129.如前述条款中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
136.条款130.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括耦合到出口端口的储液器，和流体耦合到输出端口的导管。
137.条款131.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元还被配置为：检测感应耦合的询问设备的特性；并且基于该特性，终止或阻止定位信号的发射。
138.条款132.如前述条款中的任一项所述的设备，其中定位单元还被配置为：如果特性指示不适合与询问设备配对，那么阻止定位信号的发射；并且如果特性指示适合与询问设备配对，那么允许定位信号的发射。
139.条款133.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能的场强阈值。
140.条款134.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能的频率。
141.条款135.如前述条款中的任一项所述的设备，其中特性是从询问设备接收的电能的频率序列。
142.条款136.一种用于定位可植入血管接入设备的方法，该方法包括：在可植入血管接入设备处接收感应出的电流；响应于感应出的电流，从被配置为在被植入患者体内时帮助识别设备位置的设备发射定位信号。
143.条款137.如前述条款中的任一项所述的方法，其中所述设备不包括电池。
144.条款138.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括仅当在可植入血管接入设备处感应出电流时才发射定位信号。
145.条款139.如前述条款中的任一项所述的方法，其中该设备包括可再充电电池，该方法还包括接收在导电线圈处感应出的电流，并将电能从导电线圈输送到可再充电电池。
146.条款140.如前述条款中的任一项所述的方法，其中发射定位信号包括从光源发射光。
147.条款141.如前述条款中的任一项所述的方法，其中发射定位信号包括从围绕该设备部署的多个光源发射光。
148.条款142.如前述条款中的任一项所述的方法，其中当该设备被皮下植入时，发射的光被配置为透照患者皮肤。
149.条款143.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括从扬声器发出的声音。
150.条款144.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括由导电线圈感应出的磁场。
151.条款145.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括由一个或多个固定磁体产生的磁场。
152.条款146.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括射频信号。
153.条款147.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括经由致动器的移动或振动。
154.条款148.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括经由一个或多个致动器从该设备的表面升起的突起。
155.条款149.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括从放射性同位素发射的电磁辐射。
156.条款150.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括从超声换能器发射的超声波束。
157.条款151.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括加热元件的升高的温度。
158.条款152.如前述条款中的任一项所述的方法，其中定位信号包括传输到询问设备的患者数据。
159.条款153.如前述条款中的任一项所述的方法，其中该设备还包括被配置为捕获生理数据的一个或多个传感器，并且其中患者数据包括捕获的生理数据。
160.条款154.如前述条款中的任一项所述的方法，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
161.条款155.如前述条款中的任一项所述的方法，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
162.条款156.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括：检测感应耦合的询问设备的特性；并且基于该特性，终止或阻止定位信号的发射。
163.条款157.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括：如果特性指示不适合与询问设备配对，那么阻止定位信号的发射；以及如果特性指示适合与询问设备配对，那么允许定位信号的发射。
164.条款158.如前述条款中的任一项所述的方法，其中特性是从询问设备接收的电能的场强阈值。
165.条款159.如前述条款中的任一项所述的方法，其中特性是从询问设备接收的电能的频率。
166.条款160.如前述条款中的任一项所述的方法，其中特性是从询问设备接收的电能的频率序列。
167.条款170.一种用于定位可植入血管接入设备的方法，该方法包括：提供血管接入设备，该血管接入设备被配置为响应于感应出的电流而发射定位信号；将询问设备置于血管接入设备附近，该询问设备包括导电线圈；并且向导电线圈施加电流，从而在血管接入设备处感应出电流，并使血管接入设备发射定位信号。
168.条款171.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括至少部分地基于定位信号将询问设备与血管接入设备对准。
169.条款172.如前述条款中的任一项所述的方法，其中询问设备还包括定义孔(aperture)的主体，导电线圈被部署在主体内，并且其中将询问设备与血管接入设备对准包括将孔与血管接入设备对准。
170.条款173.如前述条款中的任一项所述的方法，其中将孔与血管接入设备对准包括将孔与血管接入设备的储液器的自密封盖对准。
171.条款174.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括将针穿过询问设备的孔、穿过储液器的自密封盖并进入血管接入设备的储液器中。
172.条款175.如前述条款中的任一项所述的方法，还包括通过针输送流体并将流体输送进入血管接入设备的储液器。
173.条款176.如前述条款中的任一项所述的方法，其中孔包括膜。
174.条款177.如前述条款中的任一项所述的方法，其中膜包括粘合剂。
175.条款178.如前述条款中的任一项所述的方法，其中将询问设备放置在血管接入设备附近包括使询问设备接触靠近植入的血管接入设备的患者皮肤。
176.条款179.如前述条款中的任一项所述的方法，其中询问设备包括粘合剂，并且其中使询问设备接触患者皮肤包括将询问设备粘附到患者皮肤。
177.条款180.如前述条款中的任一项所述的方法，其中粘合剂是抗微生物的。
178.条款181.一种可植入血管接入设备，包括：流体储液器；部署在储液器上方的自密封盖；出口端口，被配置为与导管配合，该出口端口流体耦合到流体储液器；一个或多个传感器，被配置为在设备被植入患者体内时捕获生理数据；数据通信单元，被配置为从该一个或多个传感器接收生理数据并将生理数据传输到一个或多个远程计算设备；电池，电耦合到数据通信单元；以及无线充电单元，电耦合到电池，该无线充电单元被配置为在存在无线电力传输的情况下给电池再充电。
179.条款182.如前述条款中的任一项所述的设备，其中无线充电单元包括导电线圈，该导电线圈被配置为响应于交变磁场而将电能输送到电池。
180.条款183.如前述条款中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一项或多项：ekg传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、ph传感器、血气传感器或血液化学传感器。
181.条款184.如前述条款中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一项或多项：ekg读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、ph数据或血液-成分数据。
182.条款185.如前述条款中的任一项所述的设备，还包括流体耦合到输出端口的导管。
附图说明
183.参考以下附图可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制。相反，重点放在清楚地说明本公开的原理上。
184.图1是根据本技术的用于经由植入的医疗设备监视患者健康的系统的示意图。
185.图2示出了被配置为与图1的系统一起使用的血管接入设备的示例。
186.图3示出了图2的植入患者体内的血管接入设备。
187.图4是根据本技术的用于可植入设备、询问设备和一个或多个远程计算设备之间的通信的环境的示意性框图。
188.图5a-5c图示了根据本技术的示例询问设备几何形状。
189.图6a-6c图示了根据本技术的用于与询问设备无线通信而放置的血管接入设备。
190.图7a和7b图示了根据本技术的询问设备的附加示例。
191.图8a和8b是图示根据本技术的定位植入的血管接入设备的方法的流程图。
192.图9a和9b是图示植入的血管接入设备和一个或多个远程计算设备之间的数据通信方法的流程图。
具体实施方式
193.本技术涉及可植入医疗设备(诸如血管接入设备)以及相关联的系统和使用方法。例如，本技术的一些实施例针对此类可植入设备的无线充电和定位。一些实施例是针对用于在可植入设备和外部计算设备之间进行安全数据通信的方法和系统。下面参考图1-9b描述该技术的几个实施例的具体细节。
194.常规的血管接入设备设计得体积较大，以允许临床医生通过触诊来定位设备。为了由临床医生准确接入，血管接入设备需要在皮肤下是可视化的或触诊的。减少设备的轮廓和/或占地面积可以提高患者舒适度。但是，这种减少会使设备更难单独使用触诊来定位。此外，常规的血管接入端口没有电子组件并且不需要内部电源。
195.先进的血管接入设备可以配备有电子组件，以便为远程患者监视技术提供平台。例如，植入的血管接入设备可以包含监视患者的生理参数的生理传感器的阵列，从而启用早期预警系统、在存在疾病风险或治疗并发症时提醒患者及其医疗团队。此外，植入的设备可以包含数据存储和通信技术，其不仅监视生理参数，还包含关于患者的人口统计、诊断、治疗历史和polst(生命维持治疗医师医嘱)状态的信息。
196.如下文更详细描述的，配备有生理传感器和其它电子器件的血管接入设备可以被配置为与询问设备或其它远程计算设备进行无线通信。响应于与询问设备的通信，血管接入设备可以发射定位信号，该信号促进临床医生对设备的位置的识别。例如，定位信号可以是透照患者皮肤的发射的光、振动元件、创建特征磁场的磁体等。询问设备还可以例如经由感应充电对血管接入设备的电池进行无线再充电。
197.在一些实施例中，血管接入设备可以将患者数据(例如，生理测量、患者医疗记录数据等)传输到询问设备或其它远程计算设备。此类敏感患者数据的存储和传输需要维护数据安全性同时能够进行远程监视和通信的新技术。目前存在可用的电子控制的可植入设备，包括起搏器、除颤器和神经刺激器。这些设备中的一些通过家庭基站或通过电话将数据无线地传递给医师，引发了患者数据安全问题。常规的可穿戴监视器还涉及与位置可追溯性以及个人生理数据相关的非法隐私问题。在一些情况下，这些数据引起了军事人员的安全问题。对于抗争这些隐私和安全问题有必要进行下一代数据安全创新。因而，如下文更详细描述的，血管接入设备可以混淆患者数据(例如，使用加密和其它相关技术的组合)以在将数据无线地传输到询问设备的同时维持数据的安全性。
198.患者监视系统概述
199.图1是根据本技术的用于经由血管接入设备100(或“设备100”)监视患者健康的系统10的示意图。设备100被配置为植入人类患者h体内，诸如在沿着患者胸部上部区域的皮下位置处。如图1中所示，设备100可以包括感测元件110，其被配置为获得生理测量，系统10使用该生理测量来确定指示患者健康的一个或多个生理参数。在一些实施例中，系统10可以基于(一个或多个)生理参数检测医疗状况(诸如败血症)或相关联的(一个或多个)症状并且向患者、护理人员和/或医疗团队提供检测到的状况的指示。
200.如图1中示意性所示，设备100可以被配置为与本地计算设备150无线通信，本地计
算设备150可以是例如智能设备(例如，智能电话、平板电脑或具有处理器和存储器的其它手持设备)、专用询问设备或其它合适的设备。设备100和本地计算设备150之间的通信可以通过例如近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合、电容耦合或任何其它合适的无线通信链路来调解。设备100可以传输数据，包括例如经由感测元件110获得的生理测量、患者医疗记录、设备性能度量(例如，电池电量、错误日志等)或由设备100存储的任何其它此类数据。在一些实施例中，传输的数据被加密或以其它方式被混淆以在传输到本地计算设备150期间维持安全性。本地计算设备150还可以向血管接入设备100提供指令，例如以经由感测元件110获得某些生理测量、发射定位信号或执行其它功能。在一些实施例中，本地计算设备150可以被配置为例如经由感应充电以无线方式对设备100的电池再充电。
201.系统10还可以包括(一个或多个)第一远程计算设备160(或(一个或多个)服务器)，并且本地计算设备150进而可以通过有线或无线通信链路(例如，互联网、公共和私人内联网、本地或扩展wi-fi网络、蜂窝塔、普通旧电话系统(pots)等)与(一个或多个)第一远程计算设备160进行通信。(一个或多个)第一远程计算设备160可以包括一个或多个自己的处理器和存储器。存储器可以是有形的、非暂态的计算机可读介质，其被配置为存储可由(一个或多个)处理器执行的指令。存储器还可以被配置为用作远程数据库，即，存储器可以被配置为永久地或临时地存储从本地计算设备150接收的数据(诸如一个或多个生理测量或参数和/或其它患者信息)。
202.在一些实施例中，(一个或多个)第一远程计算设备160可以附加地或可替代地包括例如与医院、医疗提供者、医疗记录数据库、保险公司或负责安全存储患者数据和/或设备数据的其它实体相关联的服务器计算机。在远程位置170(例如，医院、诊所、保险办公室、医疗记录数据库、操作员的家等)，操作者可以经由第二远程计算设备172访问数据，该第二远程计算设备172可以是例如个人计算机、智能设备(例如，智能电话、平板电脑或具有处理器和存储器的其它手持设备)或其它合适的设备。例如，操作者可以经由基于网络的应用访问数据。在一些实施例中，由设备100提供的混淆的数据可以在远程位置170处去混淆(例如，非加密的)。
203.在一些实施例中，设备100可以在没有本地计算设备150的中介的情况下与远程计算设备160和/或170通信。例如，血管接入设备100可以经由wi-fi或其它无线通信链路连接到诸如互联网之类的网络。在其它实施例中，设备100可以仅与本地计算设备150进行通信，本地计算设备150进而与远程计算设备160和/或170进行通信。
204.图2示出了被配置为与本技术的系统10一起使用的血管接入设备100(或“设备100”)的示例。如图2中所示，设备100包括被构造为植入人类患者体内的壳体102、在壳体102内包含的流体储液器104以及邻近储液器104的自密封隔膜106，并且被配置为接收穿过其中的针以用于将治疗剂输送到储液器104(如下面关于图3更详细地描述的)。壳体102可以由生物相容性塑料、金属、陶瓷、医疗级硅树脂或提供足够刚性和强度以防止针刺损伤的其它材料制成。自密封隔膜106可以是例如由硅树脂或其它可变形、自密封、生物相容材料制成的膜。在一些实施例中，设备100可以包括导管130，其从壳体102向远侧扩展并且与储液器104进行流体传递。例如，导管130可以被配置为经由倒钩连接器或其它合适的机械连接与设备100的出口端口配合。导管130可以是单腔或多腔导管。在一些实施例中，设备100
包括多个单独的导管。
205.如图3中所示，在操作中，设备100被植入患者的皮肤s下方，例如在上胸壁刚好在锁骨下方形成的小袋中。与储液器104进行流体传递的导管130被插入血管v(例如颈内静脉或锁骨下静脉)中，其尖端位于上腔静脉或右心房中。临床医生将针n(例如，非取芯或huber型针)插入穿过皮肤s、穿过自密封隔膜106并进入流体储液器104。为了将流体(例如，药物)引入患者的血管v中，临床医生可以通过针n推进流体，然后流体流过储液器104、导管130并进入血管v，或者医师可以通过针推进流体以填充储液器以延迟输送到血管v中。为了从血管v中移除液体(例如，从血管v中吸出血液进行测试)，临床医生可以通过针n进行抽吸，从而从血管v抽出流体(例如，血液)进入导管130、进入流体储液器104并进入针n。当过程完成时，临床医生移除针n，自密封隔膜106恢复闭合配置，并且设备100可以保持在患者皮肤s下的位置。
206.再次参考图2，如前所述，设备10包括感测元件110，该感测元件110耦合到壳体102并被配置为获得生理测量。虽然为了清楚起见图示了单个感测元件110，但是在各种实施例中，设备100可以包括部署在壳体102内或以其它方式耦合到壳体102的多个感测元件110。在一些实施例中，一个或多个此类感测元件110可以部署在与壳体102分开的单独结构组件上。如本文所使用的，术语“感测元件”可以指单个传感器或多个离散的独立传感器。
207.设备100可以包括至少一个控制器112，该控制器112通信地耦合到感测元件110。控制器112可以包括一个或多个处理器、软件组件和存储器(未示出)。在一些示例中，一个或多个处理器包括一个或多个计算组件，该计算组件被配置为根据存储在存储器中的指令处理从感测元件110接收的生理测量。存储器可以是有形的、非暂态的计算机可读介质，该计算机可读介质被配置为存储可由一个或多个处理器执行的指令。例如，存储器可以是数据存储装置，其可以通过可由一个或多个处理器执行以实现某些功能的软件组件中的一个或多个来加载。在一些示例中，功能可以涉及使感测元件110从患者获得生理数据。在另一个示例中，功能可以涉及处理生理数据以确定一个或多个生理参数和/或向患者和/或临床医生提供与所确定的生理参数相关联的一个或多个症状或医疗状况的指示。
208.控制器112还可以包括数据通信单元，该数据通信单元被配置为在设备100和外部计算设备(例如，本地计算设备150、远程计算设备160和170等)之间安全地传输数据。在一些实施例中，控制器112包括定位单元，该定位单元被配置为发射定位信号(例如，透照患者皮肤的光、振动、磁场等)以帮助临床医生在设备100被植入患者体内时定位设备100。控制器112还可以包括无线充电单元105(诸如线圈)，该无线充电单元105被配置为当存在询问设备(例如，本地设备150或另一个合适的设备)时对设备100的电池(未示出)再充电。
209.系统10可以被配置为经由与设备100通信的感测元件110连续地和/或周期性地获得生理测量。感测元件110可以由壳体102和/或导管130携带，和/或可以包括与壳体102和导管130分离但物理地或通信地耦合到壳体102和/或导管130的感测组件。感测元件110可以在与设备100相同的位置或不同的位置处被植入，或者可以在外部位置(例如，在患者皮肤上)被放置在患者身上。感测元件110可以永久地耦合到设备100，或者可以被配置为临时耦合到设备100。
210.在一些实施例中，感测元件110内置于壳体102中，使得当设备100被植入时仅感测元件110的一部分暴露于局部生理环境。例如，感测元件110可以包括一个或多个电极，该电
极具有在壳体102的外表面放置的外部部分和在壳体102内放置的内部部分并连线到控制器112。在一些实施例中，感测元件110可以完全包含在壳体102内。例如，感测元件110可以包括由壳体102封住并与壳体102中的窗口相邻放置的脉搏血氧计，从脉搏血氧计发射的光通过该窗口可以传到外部位置，并且从外部位置反射的光回通过该窗口可以穿过以供脉搏血氧仪的光电二极管检测。在此类实施例中，窗口可以是例如被钎焊到壳体102的外壁内的位置中的蓝宝石窗口。
211.感测元件110可以包括被壳体102完全封住的至少一个传感器和部分或完全地放置在外部位置处的至少一个传感器，无论是直接位于壳体102和/或导管130上，还是与壳体102和/或导管130分离(但仍然经由例如有线连接物理地耦合到壳体102和/或导管130)。
212.在一些实施例中，感测元件110可以包括单独的控制器(未示出)，该控制器包括一个或多个处理器和/或软件组件。在此类实施例中，感测元件110可以处理生理测量中的至少一些以确定一个或多个生理参数，然后将那些生理参数传输到设备100的控制器112(在有或没有底层(underlying)生理数据的情况下)。在一些示例中，感测元件110可以在将数据传输到控制器112之前仅部分地处理生理测量中的至少一些。在此类实施例中，控制器112还可以处理接收的生理数据以确定一个或多个生理参数。本地计算设备150和/或远程计算设备160、170还可以处理由感测元件110获得的生理测量和/或由感测元件110和/或控制器112确定的生理参数中的一些或全部。
213.根据该技术的一些方面，感测元件110可以包括存储器。存储器可以是被配置为永久地和/或临时地存储由感测元件110获得的生理测量的非暂态计算机可读介质。在感测元件110包括其自己的(一个或多个)处理器的那些实施例中，存储器可以是被配置为存储可由(一个或多个)处理器执行的指令的有形的、非暂态的计算机可读介质。
214.在一些实施例中，(一个或多个)感测元件110和/或控制器112可以通过电磁、声学、运动、光学、热或生化感测元件或部件来识别、监视和传递患者信息。(一个或多个)感测元件110可以包括例如一个或多个温度感测元件(例如，一个或多个热电偶、一个或多个热敏电阻或其它类型的电阻温度检测器等)、一个或多个阻抗感测元件(例如，一个或多个电极)，一个或多个压力感测元件，一个或多个光学感测元件，一个或多个流量感测元件(例如，多普勒速度感测元件、超声流量计等)、一个或多个超声感测元件、一个或多个脉搏血氧计、一个或多个化学感测元件、一个或多个移动感测元件(例如，一个或多个加速度计)、一个或多个ph感测元件、心电图(“ecg”)单元、一个或多个电化学感测元件、一个或多个血液动力学感测元件和/或其它合适的感测设备。
215.感测元件110可以包括一个或多个电磁感测元件，该电磁感测元件被配置为用一根或多根导线、线束、磁节点和/或节点的阵列测量和/或检测例如阻抗、电压、电流或磁场感测能力。感测元件110可以包括一个或多个声学感测元件，该声学感测元件被配置为测量和/或检测例如在人类听觉范围内或者低于或高于人类听觉范围的频率的声音频率、节拍或脉搏模式、音调音高旋律和/或歌曲。感测元件110可以包括一个或多个运动感测元件，该运动感测元件被配置为测量和/或检测例如振动、移动脉搏、移动的模式或节奏、移动的强度和/或移动的速度。运动通信可以通过对信号的可识别响应而发生。这种响应可以是由振动、脉冲、移动模式、方向、加速度或移动的速率引起的。运动通信也可以是由缺乏响应引起的，在这种情况下，对环境的物理信号、振动或碰撞在周围组织中产生可以与感测元件110
的运动响应区分开的运动响应。运动通信也可以是由特性输入信号和响应共振引起的。感测元件110可以包括一个或多个光学感测元件，该光学感测元件可以包括例如照明光波长、光强度、开/关光脉冲频率、开/关光脉冲模式、被动发光或用特殊光(诸如uv或“黑光”)照明时的主动发光或显示可识别的形状或字符。它还包括通过光谱学、干涉测量、对红外照明的响应和/或光学相干断层扫描的表征。感测元件110可以包括一个或多个热感测元件，该热感测元件被配置为测量和/或检测例如设备100相对于周围环境的温度、设备100(或其一部分)的温度、设备100和/或感测元件110的周围环境的温度，或当设备环境通过外部手段被加热或冷却时设备温度相对于环境的改变的差异速率。感测元件110可以包括一个或多个生化设备，该生化设备可以包括例如使用导管、小管、芯吸纸或芯吸纤维以启用体液的微流体传输以用于用微阵列芯片感测蛋白质、rna、dna、抗原和/或病毒。
216.在该技术的一些方面，控制器112和/或感测元件110可以被配置为检测和/或测量血液成分(诸如钠、钾、氯化物、碳酸氢盐、肌酸酐、血尿素氮、钙、镁和磷)的浓度。系统10和/或感测元件110可以被配置为评估肝功能(例如，通过评估和/或检测ast、alt、碱性磷酸酶、γ谷氨酰转移酶、肌钙蛋白等)、心脏功能(例如，通过评估和/或检测肌钙蛋白)、凝血(例如，经由确定前凝血酶时间(pt)、部分凝血活酶时间(ptt)和国际标准化比值(inr))和/或血细胞计数(例如，血红蛋白或血细胞比容、具有差异的白细胞水平，以及血小板)。在一些实施例中，系统10和/或感测元件110可以被配置为检测和/或测量循环肿瘤细胞、循环肿瘤dna、循环rna、种系或肿瘤dna的多基因测序、炎症的标志物(诸如细胞因子、c反应蛋白、红细胞沉降率)、肿瘤标志物(psa、β-hcg、afp、ldh、ca 125、ca 19-9、cea等)及其它。
217.如前面所提到的，系统10可以确定基于生理测量的一个或多个生理参数和/或一个或多个其它生理参数。例如，系统10可以被配置为确定生理参数，诸如心率、温度、血压(例如，收缩压、舒张压、平均血压)、血流率、血流速度、脉搏波速、体积流率、反射压力波振幅、增强指数、流量储备、阻力储备、阻力指数、电容储备、血细胞比容、心律、心电图(ecg)追踪、体脂百分比、活动水平、身体移动、跌倒、步态分析、癫痫发作、血糖水平、药品/药物水平、血气成分和血气水平(例如，氧气、二氧化碳等)、乳酸水平、激素水平(诸如皮质醇、甲状腺激素(t4、t3、游离t4、游离t3)、tsh、acth、甲状旁腺激素)，和/或上述测量和参数的任何相关和/或衍生物(例如，未加工的数据值，包括电压和/或其它直接测得的值)。在一些实施例中，一个或多个生理测量可以被利用或表征为生理参数而无需系统10的任何附加处理。
218.系统10还可以确定和/或监视任何前述生理参数(本文也称为“生理参数”)的衍生物，诸如特定参数的改变率、特定参数在特定时间帧内的改变等。仅举几个示例，系统10可以被配置为确定类似指定时间内的温度、最高温度、最高平均温度、最低温度、在预定或计算出的时间相对于预定或计算出的温度的温度、指定时间内的平均温度、最大血流量、最小血流量、在预定或计算出的时间相对于预定或计算出的血流量的血流量、随时间的平均血流量，最大阻抗、最小阻抗、在预定或计算出的时间相对于预定或计算出的阻抗的阻抗、指定时间内阻抗的改变、指定时间内阻抗相对于温度改变的改变、心率随时间的改变、呼吸频率随时间的改变、指定时间内和/或一天中指定时间的活动水平，以及其它合适的衍生物。
219.可以在一个或多个预定的时间、时间范围、计算出的时间和/或当或相对于测得的事件发生时的时间连续或周期性地获得测量。同样，可以在一个或多个预定的时间、时间范围、计算出的时间和/或当或相对于测得的事件发生时的时间连续或周期性地确定生理参
数。
220.基于确定的生理参数，本技术的系统10被配置为向患者和/或临床医生提供患者健康的指示。例如，控制器112可以将一个或多个生理参数与预定阈值或范围进行比较，并且基于该比较，提供患者健康状况的指示。例如，如果确定的(一个或多个)生理参数高于或低于预定阈值或超出预定范围，那么系统10可以提供患者处于以下风险或已经发展为由与确定的生理参数相关联的症状表征的医学状况的指示。如本文所使用的，“预定范围”是指设定的值范围，而“在预定范围之外”是指(a)测得或计算出的值范围仅部分地与预定范围重叠或不与预定的值范围的任何部分重叠。如本文所使用的，“预定阈值”是指单个值或值范围，并且“在预定阈值之外的”参数是指以下情况：其中参数是(a)超过或未满足预定值的测得或计算出的值，(b)在预定的值范围之外的测得或计算出的值，(c)仅与预定的值范围部分重叠或不与预定的值范围的任何部分重叠的测得或计算出的值范围，或(d)其中没有任何值与预定值重叠的测得或计算出的值范围。
221.可以凭经验确定预定的参数阈值和/或范围以创建查找表。查找表值可以凭经验确定，例如，基于临床研究和/或已知的健康或正常值或值范围。预定的阈值可以附加地或可替代地基于特定患者的基线生理参数。
222.由系统10检测和/或指示的医疗状况可以包括例如败血症、肺栓塞、转移性脊髓压迫、贫血、脱水/容量不足、呕吐、肺炎、充血性心力衰竭、体力状态、心律失常、中性粒细胞减少热、急性心肌梗塞、疼痛、阿片类药物毒性、尼古丁或其它药物成瘾或依赖、高血糖/糖尿病酮症酸中毒、低血糖、高钾血症、高钙血症、低钠血症、一种或多种脑转移、上腔静脉综合征、胃肠道出血、免疫治疗引起或放射性肺炎、免疫治疗引起的结肠炎、腹泻、脑血管意外、中风、病理性骨折、咯血、呕血、药物引起的qt间期延长、心脏传导阻滞、肿瘤溶解综合征、镰状细胞性贫血危象、胃轻瘫/周期性呕吐综合征、血友病、囊性纤维化、慢性疼痛和/或癫痫。
223.图4是可植入设备400、询问设备450和一个或多个远程计算设备470之间进行通信的环境的示意性框图。可植入设备400可以是血管接入设备(例如，上文关于图1-3描述的设备100)。在一些实施例中，可植入设备400可以是其它可植入医疗设备，例如，起搏器、可植入心脏复律器/除颤器(icd)、深部脑刺激器、胰岛素泵、输液端口、矫形设备、肺动脉压力监视器或带有电子感测组件的任何其它可植入医疗设备。
224.询问设备450可以是例如手持设备，其被配置为当设备400被植入患者体内时与可植入设备400进行无线通信。这种通信可以使用短距离连接(例如，近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合)或其它合适的无线通信链路来执行。在各种实施例中，可植入设备400和/或询问设备450可以例如通过诸如互联网之类的网络连接与一个或多个远程计算设备470通信。
225.在图示的实施例中，可植入设备400可以包括电池402(例如，可再充电电池或其它电源)和存储器404。存储器404可以包括存储例如实现本文描述的各种例程、控制设备组件，与远程计算机和其它设备通信和交换数据和信息等所需的可执行应用、测试软件、数据库和其它软件的只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)或其它存储设备(诸如ssd)。可植入设备400可以包括多个电子元件(例如，存储器404、感测元件110、线圈408、定位单元410和/或数据通信单元412)。这些元件中的一些或全部可以包括一个或多个处理器、模数转换器、数据存储设备、无线通信天线和其它相关联的元件。这些元件中的一些或全部可以
电子耦合到印刷电路板(例如，刚性或柔性pcb)或其它合适的基板，或由其携带。在一些实施例中，存储在存储器404中或微处理器单元上的软件或固件可以被配置为优化设备400的数据收集、通信、定位和电池寿命。
226.可植入设备400包括感测元件110，该感测元件110被配置为在植入体内时获得一个或多个生理测量。如以上关于图1-3描述的，传感器元件110可以被配置为获得任何数量的不同生理测量和/或一个或多个其它生理参数。例如，传感器元件110可以被配置为确定生理参数，诸如心率、温度、血压(例如，收缩压、舒张压、平均血压)、血流率、血流速度、脉搏波速、体积流率、反射压力波振幅、增强指数、流量储备、阻力储备、阻力指数、电容储备、血细胞比容、心律、心电图(ecg)追踪、体脂百分比、活动水平、身体移动、跌倒、步态分析、癫痫发作、血糖水平、药品/药物水平、血气成分和血气水平(例如，氧气、二氧化碳等)、乳酸水平、激素水平(诸如皮质醇、甲状腺激素(t4、t3、游离t4、游离t3)、tsh、acth、甲状旁腺激素)，和/或上述测量和参数的任何相关和/或衍生物(例如，未加工的数据值，包括电压和/或其它直接测得的值)。
227.设备400还可以包括线圈408，例如被缠绕以形成圆形线圈或其它形状的一段导电线或其它材料。在一些实施例中，线圈408可以是环绕设备400的储液器414的导线。线圈408可以电耦合到电池402，使得经由线圈408接收的电能可以被用于对电池402再充电。线圈408还可以电耦合到定位单元410，使得经由线圈408接收的电能使定位单元410发射定位信号。此外，线圈408可以电耦合到数据通信单元412，使得经由线圈408接收的电能使数据通信单元412执行某些动作，例如安全地将数据传输到询问设备450。如下文更详细描述的，线圈408可以感应耦合到询问设备450的线圈456以从线圈456无线地接收电能。在一些实施例中，无线能量经由电容耦合而不是感应耦合来传输。
228.继续参考图4，可植入设备400还包括定位单元410。除了从存储器404读取指令以执行合适的操作或执行基于存储在微处理器单元上的固件的操作的控制器(例如，中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路或任何其它逻辑处理单元)之外，定位单元410还可以包括被配置为发射定位信号的发射器。定位单元410可以被配置为从可植入设备400发射一个或多个定位信号以帮助临床医生在设备被植入患者体内时识别设备400的位置。如前所述，在一些实施例中，定位单元410被配置为响应于检测询问设备450的存在而发射定位信号。例如，询问设备450的线圈456可以用交流电流驱动，该交流电流适于在两个设备保持彼此靠近时在可植入设备400的线圈408中感应出电流。可植入设备的线圈408中的感应出的电流进而可以使定位单元410发射定位信号。在一些实施例中，询问设备450可以包括定位读取器466，该定位读取器466被配置为读取、检测或以其它方式识别由可植入设备410的定位单元410发射的定位信号。在其它实施例中，定位读取器466可以从询问设备450中被省略，并且临床医生可以直接观察由定位单元450发射的定位信号。
229.在各种实施例中，定位单元410可以采用各种形式，具有被配置为发射不同定位信号的不同配置的发射器，并且询问设备450的对应定位读取器466可以被配置为读取或检测由定位单元410发射的特定定位信号。在以下每个示例中，在一些实施例中，询问设备450可以不包括定位读取器466，而是代替地从可植入设备400的定位单元410发射的定位信号可以直接由临床医生或使用其它合适的仪器读取、观察或检测。在一个示例中，定位单元410可以包括部署在设备100周围的一个或多个光源，并且定位信号可以包括来自光源的发射
光。发射的光可以被配置为透照皮肤以向临床医生指示可植入设备400的位置。在这种情况下，定位读取器466可以包括被配置为识别透照患者皮肤的光的光传感器或传感器阵列。
230.在进一步的示例中，定位信号可以采用各种其它形式。在一些实施例中，定位单元410包括被配置为发射可听声音作为定位信号的扬声器，并且定位读取器466包括被配置为检测发出的声音并定位其源的麦克风或其它设备。在一些实施例中，定位单元410包括一个或多个磁体(例如，永磁体或电磁体)，并且定位信号包括由磁体生成的磁场。例如，多个磁体可以部署在可植入设备400的储液器周围，并且由这些磁体生成的磁场可以由询问设备450的定位读取器466以指示储液器位置或可植入设备400的其它方面的方式检测。在一些实施例中，定位单元410包括射频发送器，并且定位信号包括可以被询问设备450检测的射频信号。在这种情况下，定位读取器466可以是天线或被配置为检测由询问设备发射的特征射频信号并定位信号的源的其它设备。在一些实施例中，定位单元410包括被配置为移动或振动某些元件以用作定位信号的致动器。在一些实施例中，定位单元410包括一个或多个超声换能器，并且发射的超声用作定位信号以被询问设备450的定位读取器466检测。在一些实施例中，定位单元410包括至少一个可移动构件，该可移动构件可以形成从可植入设备的上表面升起的临时突起，使得临床医生可以触诊该突起以定位设备400。在一些实施例中，定位单元410包括放射性同位素并且定位信号包括由放射性同位素发射的电磁辐射。例如，定位单元410可以包括吸收由放射性同位素发射的辐射的可伸缩屏蔽。为了发射定位信号，定位单元410可以使屏蔽缩回，从而允许放射性同位素发射的辐射逸出设备400以被询问设备450的定位读取器466检测到。在一些实施例中，定位单元410包括加热元件并且定位信号是从加热元件辐射的增加的热特征。升高的温度可以经由定位读取器466的热像仪、温度传感器或其它合适的元件来检测。在一些实施例中，定位单元410可以使数据通信单元412发送患者数据或其它识别数据以用作定位信号。定位读取器466可以通过对其位置进行三角测量以识别设备400的位置来识别信号的源。
231.在一些实施例中，定位单元410基于在可植入设备400的线圈408中感应出电流的询问设备450的特性来确定是否发射定位信号。例如，定位单元410可以评估诸如从询问设备450接收的电能的场强阈值、从询问设备450接收的电能的频率等特性。这些特性可以帮助区分受信任的询问设备(即，适合配对的询问设备)和非受信任的询问设备(即，不适合配对的询问设备)，使得只有预先授权的询问设备450能够使定位单元410发射定位信号。
232.可植入设备400还包括被配置为与询问设备450无线通信(经由通信链路460)的数据通信单元412。数据通信单元412和询问设备450之间的通信可以通过例如近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合、电容耦合或任何其它合适的无线通信链接来调解。数据通信单元412可以传输数据，包括例如经由感测元件110获得的生理测量、患者医疗记录、设备性能度量(例如，电池电量、错误日志等)或由可植入设备400存储的任何其它此类数据。如下文更详细描述的，数据通信单元412可以利用各种技术来加密或以其它方式混淆数据以在传输到询问设备450期间维持安全性。数据通信单元412还可以从询问设备450(经由通信链路460)接收数据。例如，数据通信单元412可以接收指令以经由感测元件110获得某些生理测量、经由定位单元410发射定位信号，或执行其它功能。
233.在一些实施例中，数据通信单元412基于在可植入设备400的线圈408中感应出电流的询问设备450的特性来确定是否发射定位信号。例如，数据通信单元412可以评估诸如
从询问设备450接收的电能的场强阈值、从询问设备450接收的电能的频率等特性。这些特性可以帮助区分受信任的询问设备(即，适合配对的询问设备)和非受信任的询问设备(即，不适合配对的询问设备)，使得只有预先授权的询问设备450能够使数据通信单元412向询问设备450传输数据。
234.在一些实施例中，可植入设备400还可以通过无线通信链路(例如，互联网、公共和私有内联网、本地或扩展的wi-fi网络、蜂窝塔等)与(一个或多个)远程计算设备470进行通信。(一个或多个)远程计算设备470可以是例如与医院、医疗提供者、医疗记录数据库、保险公司或负责安全地存储患者数据和/或设备数据的其它实体相关联的服务器计算机。在一些实施例中，由数据通信单元412提供的混淆的数据可以在远程位置处去混淆(例如，非加密的)。在一些实施例中，可植入设备400可以仅与询问设备450直接通信，询问设备450进而与(一个或多个)远程计算设备470通信。
235.可植入设备400还可以包括与出口端口416进行流体传递的储液器414。在使用中，针420可以可移除地插入到流体储液器414中，并且导管430可以流体耦合到出口端口416，从而在针420和导管430之间建立流体路径以用于引入流体(例如，药物)或抽出流体(例如，抽血进行测试)。在一些实施例中，可植入设备400可以省略储液器或出口端口，例如在起搏器、深部脑刺激器或不需要输送或提取流体的其它可植入设备的情况下。在一些实施例中，可植入设备400可以包括服务附加功能的其它元件-例如起搏器可以包括被配置为将电流输送到心脏导联的起搏单元等。
236.如前所述，可植入设备400被配置为与询问设备450无线地通信。询问设备450可以是例如专用询问设备、智能电话(具有或不具有相关联的附属硬件，诸如导电线圈)，或被配置为与可植入设备400通信的其它合适的计算设备。询问设备450可以包括电源452(例如，电池或外部电力的有线连接)、存储器454和处理器458。在一些实施例中，询问设备450还可以包括被配置为向用户可视地显示信息的显示器462(例如，电子屏幕)和被配置为接收用户输入的输入端464(例如，按钮、触摸屏输入端等)。
237.如上所述，询问设备450还包括线圈456，该线圈456被配置为与可植入设备的线圈408感应耦合。例如，当可植入设备400和询问设备450彼此靠近放置时，被驱动通过询问设备450的线圈456的交流电流创建交变磁场，其进而在可植入设备的线圈408中感应出电流。线圈408中这个感应出的电流可以被用于对电池402再充电，使定位单元410发射定位信号，和/或使数据通信单元412向询问设备450传输数据或从询问设备450接收数据。
238.还如上所述，询问设备450包括通信链路460，该通信链路460被配置为与可植入设备400的数据通信单元412通信和/或与(一个或多个)远程计算设备470通信。通信链路460可以包括有线连接(例如，以太网端口、电缆调制解调器、firewire电缆、闪电接口、usb端口等)或无线连接(例如，包括wi-fi接入点、蓝牙收发器、近场通信(nfc)设备和/或使用gsm、cdma、3g和/或4g技术的无线调制解调器或蜂窝无线电)。
239.如前面所讨论的，询问设备450可以包括定位读取器466，其被配置为读取、识别或检测经由可植入设备400的定位单元410发射的定位信号。在各种实施例中，定位读取器466可以包括光传感器或阵列、麦克风或麦克风阵列、磁场探头(例如，霍尔效应传感器的阵列)、天线或其它射频接收器、超声接收器、电磁传感器、温度传感器，或被配置为检测、识别或读取经由可植入设备400的定位单元410发射的定位信号的任何其它换能器或传感器。
240.无线充电和定位
241.如上所述，具有板载电子器件的血管接入设备的出现需要用于为此类设备供电、并且优选地用于对此类设备的电池再充电的机构。此外，板载电子器件可以被用于定位，从而避免对经由患者皮肤的触诊可检测到的体积较大、突出的设备的需求。如下文更详细描述的，包括线圈的询问设备可以被用于对植入的血管接入设备进行无线再充电，同时还激活定位信号。因此，使询问设备靠近植入的血管接入设备使得植入的血管接入设备被无线地再充电，同时发射定位信号以帮助临床医生正确地将针放入血管接入设备的流体储液器中。
242.图5a-7b图示了与诸如血管接入设备之类的可植入设备400一起使用的询问设备450的各种实施例。询问设备450包括定义中心孔504的壳体502。在操作中，壳体502可以靠着患者皮肤放置在可植入设备400附近，使得孔504与设备400基本对准。然后，临床医生可以将询问设备450保持就位或将其粘附到患者皮肤上，然后将针插入患者皮肤并插入设备400，如先前参考图3所述。
243.参考图5a-5c，在各种实施例中，询问设备450的壳体502可以假定一系列不同的几何形状。例如，壳体502可以定义基本上圆形的几何形状、矩形或正方形几何形状、多边形几何形状或定义孔504的任何其它形状。询问设备450的一般形状促进对可植入设备400的无线充电以及使用医用针接入可植入设备400。因而，询问设备450的壳体502定义了封住电线或其它导电结构和其它相关联电子组件的大致平坦的几何形状。壳体502可以是圆形的、卵形的、矩形的、多边形的，或被设计为符合身体的任何其它不规则形状。在一些实施例中，询问设备450是柔性的以符合患者皮肤的外轮廓，但在至少一些实施例中，询问设备450是刚性的或半刚性的，例如由塑料或金属制成，或由半刚性医疗级材料(如聚氨酯聚合物或硅胶)制成以保护内部电子组件。
244.在一些实施例中，中心孔504的尺寸和形状被配置为帮助用户用针准确地瞄准可植入医疗设备400的储液器414。在一个实施例中，这个孔504足够小以充当隧道以将针物理引导到可植入医疗设备400的储液器414的中心。例如，在一些实施例中，孔504可以定义尺寸与流体储液器414的横截面尺寸基本相似的区域。在一些实施例中，由孔504定义的面积小于流体储液器414的横截面尺寸。在另一个实施例中，孔504可以足够大以使得用户能够以至少部分偏离储液器414的中心轴的针轨迹接入储液器414。
245.图6a-6c图示了在可植入设备400附近放置的询问设备450。设备400包括流体耦合到导管430的储液器414。如图6c中最佳地看出的，其中壳体502的上部部分被移除，壳体502封住询问设备450的电子组件，包括电源452(例如，电池或有线电源的连接)、通信链路460(例如，无线天线和相关联的电子器件)以及电耦合到电源452的线圈456。虽然此处未示出，但在一些实施例中，壳体502还可以包含定位读取器466或任何其它电子组件。在使用时，线圈456(或其它导电材料)可以用交流电流驱动，从而在中心孔504内感应出交变磁场并且沿着与患者皮肤大体正交(即，与孔504的平面大体正交)的轴对准。当被放置在具有导电材料的线圈(例如，线圈408)的可植入医疗设备400上方时，这个交变磁场在可植入设备400的线圈408内感应出交流电流，这个交流电流可以被收集以对可植入设备400的电池再充电或经由可植入设备400执行其它操作。
246.除了给可植入设备400的电池再充电之外，可植入设备400的线圈中感应出的电流
还可以使可植入设备400响应于感应出的电流而发射定位信号。定位信号的这种远程激活允许设计更小、更薄轮廓的设备，从而提高患者对设备的舒适度和满意度，同时仍允许医疗保健专业人员对设备进行准确插管。如前所述，可植入设备400可以包括被配置为响应于经由询问设备450感应出的电流而发射定位信号的定位单元410。定位信号可以采取多种不同的形式，包括例如视觉输出(例如，光)、声音、触觉刺激、振动、磁场、电磁发射、放射性同位素衰变、超声，或不需要对处于休眠状态的端口设备进行触诊的任何其它定位手段。在一个示例中，多个led被放置在可植入设备400的储液器414周围。响应于来自询问设备450的感应出的电流，led发射透照患者皮肤的光，从而允许临床医生定位可植入设备400。
247.图7a和7b图示了询问设备450的另一个实施例，其中膜702在由壳体502定义的孔504上扩展。膜702可以是例如粘性材料，使得询问设备702可以粘附到患者皮肤。在一些实施例中，膜702是半透明或透明的医用粘合剂，诸如tegaderm。在一些实施例中，膜702可以浸渍有治疗剂，例如抗微生物剂(诸如氯己定)，从而帮助维持手术的无菌性并防止可植入设备400被传染剂(诸如细菌或真菌)定植。
248.粘合材料的添加可以帮助临床医生经由可植入设备400施予治疗。例如，在可植入设备400是薄(low)轮廓的情况下，可能难以或不可能经由触诊来定位，因而可能需要附加的定位手段。知道可植入设备400的大体解剖学位置的临床医生可以将询问设备450放置在那个解剖学区域上。通过感应激活和供电，可植入设备400可以发射定位信号，例如通过激活透照皮肤的单个led或led的阵列，从而提醒临床医生可植入设备400的精确位置。然后临床医生可以将询问设备450放置在患者的皮肤上，中心孔504直接位于可植入设备400上方，使得仍然可见led(或检测到其它定位信号)。询问设备450可以搁置在患者的皮肤上。如果膜702包括粘合剂，那么粘合剂可以将询问设备450固定在患者的皮肤上的位置。
249.由于询问设备450搁置在或粘附到患者皮肤上，临床医生可以自由地使用两只手进行接入过程。通过中心孔504，临床医生可以首先使用局部消毒剂(诸如氯己定)对皮肤区域进行消毒。在该区域被消毒后，临床医生利用戴手套的手使用led作为准确针放置的视觉指引(或使用另一种合适的定位信号作为用于准确针放置的识别储液器的精确位置以的手段)将非取芯huber型针插入可植入设备400。使用敷料、胶带或其它粘合剂(诸如tegaderm)，将针固定到位置，附接到注射器或iv管，然后用于抽吸血液或者输注治疗剂。为了便于使用，包括询问设备450在内的接入过程所需的所有组件可以一起包装在一次性套件中。在其中诸如tegaderm之类的粘合剂覆盖设备450的孔504的至少一部分的实施例中，临床医生可以推进针穿过粘合剂以到达可植入设备400。
250.图8a和8b是图示根据本技术的定位植入的血管接入设备的方法的流程图。关于图8a，方法800开始于方框802，在植入的血管接入设备400处接收感应出的电流。例如，可植入设备400可以接收感应出的电流作为对将询问设备450放置到可植入设备400附近并向询问设备450的线圈456供应交流电流的响应。方法800在方框804中前进，响应于感应出的电流而发射定位信号。在一些实施例中，感应出的电流足以完全给定位信号的发射(例如，经由可植入设备400的定位单元410)供电。在一些实施例中，血管接入设备没有板载电池，并且定位信号完全经由来自外部设备(诸如询问设备450)的感应出的电流供电。在其它实施例中，感应出的电流作为发起定位信号的发射的控制信号操作，但定位单元410从电池402汲取附加的电力以便发射定位信号。
251.如前所述，定位信号可以采取各种形式。例如，定位信号可以是从一个或多个光源发射的光、从一个或多个扬声器发出的声音、从一个或多个换能器发射的超声、由一个或多个致动器引起的振动或移动、电磁辐射、数据传输、从加热元件发射的热量、由一个或多个磁体生成的磁场、从衰变的放射性同位素发射的辐射，或帮助临床医生和/或询问设备450定位可植入设备400的任何其它合适的信号。
252.现在转向图8b，方法850开始于方框852，提供被配置为响应于感应出的电流而发射定位信号的血管接入设备。例如，可植入医疗设备400可以被放置在患者皮肤下方的目标部位处，诸如在患者胸腔内。在方框854中，方法850继续进行，将询问设备放置到血管接入设备附近。例如，询问设备450可以被放置在患者皮肤上方并且与植入的医疗设备400基本对准。在方框856中，交流电流被施加到询问设备的线圈，从而在血管接入设备处感应出电流。如前所述，这导致血管接入设备发射定位信号。
253.数据通信和安全性
254.虽然经由电子地配备有可植入设备400进行远程患者监视为患者和临床医生提供了许多好处，但数据安全性、隐私和设备操作的安全性的风险都对这种设备的安全和有效操作构成了严重威胁。因而，本技术提供了多种用于安全地存储、传输和接收在可植入设备400和一个或多个外部设备之间发送的患者数据、设备数据、控制指令和任何其它敏感信息的技术。外部设备可以包括用于本地通信(例如，近场通信(nfc)、红外无线、蓝牙、zigbee、wi-fi、感应耦合或电容耦合)的询问设备450和/或通过网络连接(例如，内联网、互联网等)访问的远程计算设备。本文描述的安全通信技术能够保护私人患者信息并确保防止远程黑客攻击和设备操作的接管。
255.图9a和9b是图示植入的血管接入设备(诸如可植入设备400)和一个或多个远程计算设备(例如，询问设备450或(一个或多个)远程计算设备470)之间的数据通信方法的流程图。参考图9a，方法900开始于从植入患者体内的血管接入设备400的传感器元件110捕获生理数据。如上所述，生理数据可以包括广泛的各种不同的测量或参数，包括例如心率、温度、血压(例如，收缩压、舒张压、平均血压)、血流率、血流速度、脉搏波速、体积流率、反射压力波振幅、增强指数、流量储备、阻力储备、阻力指数、电容储备、血细胞比容、心律、心电图(ecg)追踪、体脂百分比、活动水平、身体移动、跌倒、步态分析、癫痫发作、血糖水平、药品/药物水平、血气成分和血气水平(例如，氧气、二氧化碳等)、乳酸水平、激素水平(诸如皮质醇、甲状腺激素(t4、t3、游离t4、游离t3)、tsh、acth、甲状旁腺激素)，和/或上述测量和参数的任何相关和/或衍生物(例如，未加工的数据值，包括电压和/或其它直接测得的值)。
256.方法900在方框904中继续进行，对生理数据进行混淆，并且在方框906中继续进行，将混淆的生理数据传输到(一个或多个)远程计算设备。如下文更详细描述的，这种混淆可以采用多种不同形式。这种混淆可以包括例如对数据进行加密、将加密的数据解析为分组、以及对加密的数据分组重新排序、将数据匿名化、使用区块链技术，或用于使除预期接收方之外的任何人都无法理解通信的其它方法。
257.现在参考图9b，方法950包括接收基于来自植入的血管接入设备的传感器数据的混淆的生理数据。例如，询问设备450或远程计算设备470可以从可植入设备400接收混淆的生理数据。在询问设备450的情况下这可以通过短距离无线通信来接收，或者在(一个或多个)远程计算设备470的情况下通过网络通信来接收。方法900在方框954中继续进行，对混
淆的生理数据进行去混淆。如下所述，在一些实施例中，接收方设备(例如，询问设备450或远程计算设备470)利用算法和技术以维持混淆的数据对在可植入设备400和接收方设备之间传输期间拦截混淆的数据的任何人或实体而言的不可理解性和不可访问性的方式对数据进行去混淆。
258.在一个示例中，行业标准算法(例如，对称或非对称密钥加密)被用于经由可植入设备400的数据通信单元412对数据进行加密。加密的数据然后可以被解析为分量部分，使得分量分组不能被单独理解。然后可以将这些分量部分汇编到数据流中并根据仅预期接收方已知的方案发送。在至少一些实施例中，非加密的数据可以被解析为分量部分并根据预定方案发送。在一些实施例中，分量部分可以在被解析成单独的部分之后被单独加密。
259.可以以多种方式解析数据。例如，可以将数据分离成个性化的分组并编译到散布有填充数据分组(例如，包含非生理数据、随机数据或其它合适的填充数据的分组)的流中。在这个方案中，可以向接收方提供用于识别数据流内的填充数据分组的密钥。例如，可以预先确定填充分组的模式。例如，重构的数据流可以如下：1kb数据，0.1kb填充符，1kb数据，0.3kb填充符，1kb数据，0.8kb填充符。出于解密目的，这个模式可能被识别为0.1-0.3-0.8，指示填充分组的数据大小的序列。填充分组大小也可以由预定序列定义，例如，fibonacci序列或其它模式的序列。在一些实施例中，数据流填充分组大小模式被用于对流中的开始和停止点进行编码，类似于生物系统的dna中编码的开始和停止转录指令。例如，当分组的序列具有与预定“代码”匹配的文件大小模式时，接收方可以将该序列识别为开始解密后续数据分组或采取其它动作的指令。填充分组大小或填充分组大小序列也可以被用于传递元指令，诸如开始读取、停止读取、跳转到、改变发送/接收算法、覆写现有数据、系统重置、恢复出厂设置、与新设备配对、改变占空比、关机等。
260.在一些实施例中，数据被加密并且被划分为分量分组。然后这些分组被重新排序并汇编到数据流中以进行传输。在一些实施例中，接收方可以具有重新排序方案的先验知识(例如，第一1kb、第三1kb、第二1kb等)。在一些实施例中，数据被加密并被划分为不可理解信息的不完整块并且以时间延迟间隔来发送，接收方具有重建加密的数据分组所需的时间延迟序列的先验知识。在一些实施例中，这种重新排序方案可以在没有对底层数据进行初始加密的情况下使用，因为窃听系统可能会因为时间延迟而错过数据流的必要部分，或者此类窃听系统将因为数据分组没有用于重建的识别标志物或模式而不能够解释数据流。取决于设备使用要求，时间延迟可以短至皮秒或长至数周。这种传输延迟可以是保护性的，尤其是对于可植入设备，因为患者整天和一周都在她的家和城镇周围移动；因此，即使观察者知道时间延迟算法，窃听观察设备或系统也越来越不可能足够接近以接收足够的数据流来重建它。
261.当传输的数据从可植入设备400发送时，数据传输的定时也可以由患者的身体或生理状态驱动。例如，仅在患者处于特定身体状态(如跑步、静止不动、睡觉)或患者正在经历特殊生理事件(如低血糖、低氧饱和度、低血细胞计数)时发送数据可能是有利的。在前一种情况下，数据传输的安全性至少部分地由于患者不可预测的行为而得到提高，并且传输也可以以这种方式由患者来控制。例如，患者可以选择跑几分钟来发起数据传输，并且在依赖短距离通信(例如，具有近似30英尺的传输范围的低功耗蓝牙)的实施例中，患者的移动将通过将她带出任何附近窃听设备的范围来增强安全性。在一些实施例中，生理触发的数
据传输可以用作附加的患者安全测量或紧急警报，例如，在患者经历由可植入设备400的板载感测元件检测到的糖尿病、哮喘或创伤事件的情况下传输完整的患者数据集。
262.在一些实施例中，可以通过基于互联网的区块链注册表(例如，以太坊)散布不可理解信息的不完整块来实现附加的数据混淆。在这样做时，数据可以由远程接收器检索并基于预定方案或算法导出的解释方法来解释。在一些实施例中，组件分组可以被顺序或并行地发送到不同的远程计算设备。这些组件分组随后可以被重新传输到中央计算设备或计算设备的组以进行重新汇编和解密。
263.为了管理数据流重建和数据解析方案的解释，配对的设备可以在解析的数据分组的开头和结尾使用认证软件或认证代码。在一些实施例中，可以将人工智能用于发送设备以自主地创建新数据解析方案并教导接收设备如何解释传入的数据的方案。以这种方式，通过反复的来回通信，配对的发送者和接收者可以演化出独特的语言或“俚语”交流形式，只有这些配对的设备才知道，从而使每次相继的通信变得对于非配对的设备、读取器、系统或观察者来说更加晦涩并且更难解释。例如，在这种方案中，传输设备可以根据第一技术(例如，使用根据第一模式的散布的填充分组)来混淆生理数据并且将混淆的数据发送到远程计算设备。随后，传输设备可以根据不同于第一技术的第二技术(例如，使用根据第二模式的散布的填充分组)来进一步混淆生理数据并将混淆的数据发送到远程计算设备以进行去混淆。通过随时间改变混淆技术，拦截方(例如，使用中间人攻击的实体)破译混淆数据的难度。
264.自主演进的通信安全系统的示例涉及可植入设备400和询问设备450。可以用相同的初始通信混淆方案对两个设备进行编程。将可植入设备400和询问设备450配对的处理包括用于两个设备开始它们的通信方案的自主演进的指令(例如，通过演进填充分组的模式、时间延迟序列或混淆方案的其它此类参数)。通信演进可以被编程为快速迭代，以便配对的设备将他们的语言与任何其它设备快速区分。在一个实施例中，配对的设备还保留它们的“原生”原始语言以用于与非配对的设备通信。在一些实施例中，配对的设备不保留其原始语言，使得非配对的设备不能与它们通信。在这个实施例中，配对的设备可以仅通过执行硬重置、擦除所有数据和数据通信方案来重新编程。重置后的数据擦除将用作附加的安全测量。但是，在替代实施例中，可以在不擦除数据通信方案和/或不擦除存储的数据的情况下重置设备。当较低级别的安全性是可接受的时，这个实施例可以促进配对的设备的初始设备研发和发展。
265.在一些实施例中，安全数据传输是通过可植入设备400和询问设备450之间的直接无线连接(诸如感应耦合)实现的。这种非常短距离的通信被非预期接收方拦截的可能性远低于例如具有长更多距离的蓝牙通信。在这个实施例中，可植入设备400的线圈408与询问设备的线圈456感应耦合，从而允许两者经由非常短距离的直接无线通信进行通信。在这个实施例中，数据可以利用振幅调制和/或频率调制方案被编码到驱动可植入设备400的线圈408的交流电流中。
266.结论
267.虽然上文描述的许多实施例是关于用于血管接入设备的无线充电、定位和数据通信的系统、设备和方法，但该技术适用于其它应用和/或其它方法，诸如其它类型的可植入医疗设备(例如，起搏器、可植入复律器/除颤器(icd)、深部脑刺激器、胰岛素泵、骨科设备，
以及监视设备(诸如肺动脉压力监视器))。此外，本技术可以应用于其它无线充电、定位或安全数据通信技术。而且，除了本文描述的那些实施例之外的其它实施例也在本技术的范围内。此外，该技术的若干其它实施例可以具有与本文所述的那些不同的配置、组件或过程。因此，本领域普通技术人员将相应地理解，该技术可以具有带附加元件的其它实施例，或者该技术可以具有没有上面参考图1-9b示出和描述的若干特征的其它实施例。
268.以上对本技术实施例的详细描述并非旨在是详尽的或将本技术限制到以上公开的精确形式。在上下文允许的情况下，单数或复数术语也可以分别包括复数或单数术语。虽然以上出于说明性目的描述了该技术的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在该技术的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然以给定的顺序呈现步骤，但替代实施例可以以不同的顺序执行步骤。还可以组合本文描述的各种实施例以提供另外的实施例。
269.在提供值范围的情况下，理解的是，除非上下文另有明确规定，还具体公开了在该范围的上限和下限之间的对于下限单位的十分之一的每个中间值。任何所述值或所述范围内的中间值与任何其它所述值或那个所述范围内中间值之间的每个较小范围都涵盖在本公开内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在范围内或排除在范围之外，并且其中任一个限值、两个极限都不或两个极限都包括在较小范围内的每个范围也涵盖在本公开中，受所述范围中任何特别排除的限值的约束。在所述范围包括一个或两个限值的情况下，排除那些限值包括的限值中的一个或两个的范围也包括在本公开中。
270.而且，除非“或”一词被明确限制为仅指与关于两个或更多个项目的列表中的其它项目不同的单个项目，否则在此类列表中使用“或”应被解释为包括(a)列表中的任何单个项目，(b)列表中的所有项目，或(c)列表中的项目的任何组合。此外，术语“包括”贯穿全文被用于表示至少包括所列举的(一个或多个)特征，使得不排除任何更大数量的相同特征和/或附加类型的其它特征。还将认识到的是，为了说明的目的在本文已经描述了具体实施例，但是可以在不偏离本技术的情况下进行各种修改。另外，虽然在那些实施例的上下文中已经描述了与本技术的某些实施例相关联的优点，但是其它实施例也可以表现出此类优点，并且并非所有实施例都必须表现出落入本技术的范围内的此类优点。因而，本公开和相关联的技术可以涵盖本文未明确示出或描述的其它实施例。