一种心脏起搏器系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种心脏起搏器系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 心脏起搏器是治疗心律失常的有效医疗器械，它能发放一定频率的脉冲电流刺激 心脏完成泵血功能。所述心脏起搏器通过脉冲发生器实现感知心脏自身电信号，并根据需 要发送起搏脉冲。例如，在心脏起搏器感知到一次心房自身心电信号之后，脉冲发生器能感 知到心房感知信号，并设定心房感知不应期、下限频率，在相应的时间发出起搏脉冲。
[0003] 最初的心脏起搏器的起搏控制机制由数码电路完成，数字电路的状态机控制完成 起搏功能。随着起搏功能的复杂化，心脏起搏器厂商在数字电路的基础上增加了微处理器 内核，所述微处理器内核主要负责数据统计及高级功能治疗功能的实现，数字电路中仍然 保留了与心脏起搏器功能相关的逻辑控制功能。
[0004] 现有的一种心脏起搏器系统中，数字电路要完成大量与心脏起搏器功能相关的逻 辑控制，如DDD、VVI等各种模式判断都由数字电路实现，使得心脏起搏器系统功能对硬件 的依赖性高，不利于功能扩展。而且数字电路的可靠性验证将花费大量的人力物力，心脏起 搏器系统功能的验证也不容易实现。
[0005] 现有的另一种心脏起搏器系统对起搏时序的逻辑功能由微处理器内核以及相应 配合的数字电路状态机共同完成，但这种心脏起搏器系统对专用集成电路的设计工作量的 要求较大。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种心脏起搏器系统及其控制方法，以解决现有心脏起搏 器系统对数字电路的设计及验证工作量较大的问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种心脏起搏器系统，包括：
[0008] 微处理器，包括主控制单元、第一定时器、第二定时器、输入输出端口及微处理器 串行接口，其中，所述第一定时器、第二定时器、所述输入输出端口及所述微处理器串行接 口分别与所述主控制单元连接；以及
[0009] 外围集成电路，包括起搏感知控制接口、起搏控制单元、感知控制单元及外围集成 电路串行接口，所述起搏感知控制接口分别与所述起搏控制单元和所述感知控制单元电性 连接；
[0010] 其中，所述第二定时器及所述输入输出端口分别与所述起搏感知控制接口通过第 一电平信号和第二电平信号进行通讯，所述起搏感知控制接口通过所述第一电平信号将心 房或心室事件传送至所述第二定时器，所述输入输出端口通过所述第二电平信号将起搏请 求发送至所述起搏感知控制接口；所述微处理器串行接口与所述外围集成电路串行接口电 性连接，所述微处理器通过串口通讯信号控制所述外围集成电路进行参数设置。
[0011] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，所述主控制单元处于休眠状态，当所述外 围集成电路检测到心电信号或发出起搏脉冲时，所述外围集成电路以中断的形式唤醒所述 主控制单元；当所述主控制单元被唤醒后，所述主控制单元对当前事件进行处理并不再即 时响应其他新中断，所述主控制单元完成了对当前状况的处理后，再响应其他新中断。
[0012] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，所述第二定时器包括多个捕获寄存器，当 所述外围集成电路检测到心电信号或发出起搏脉冲时，所述外围集成电路通过所述第一电 平信号通知所述第二定时器，所述第二定时器捕获代表心房或心室事件的所述第一电平信 号，所述第一电平信号对应所述心房或心室事件发生的真实时间，所述第二定时器将对应 的所述真实时间记录在所述多个寄存器中的一个寄存器中。
[0013] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，还包括一程控接口，所述程控接口用于与 程控仪进行通讯，所述心脏起搏器系统通过所述程控接口将代表所述心房或心室事件及所 述真实时间的信息进行组合后，发送给所述程控仪；所述心脏起搏器系统内不设置起搏模 式程序单元，所述程控仪将用户设置的起搏模式以功能控制位组群的值来表示，并将所述 功能控制位组群的值通过所述程控接口发送给所述心脏起搏器系统，所述心脏起搏器系统 根据所述功能控制位组群的值进行起搏控制。
[0014] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，所述第一定时器以增计数模式运作，所述 第二定时器以连续模式运作；
[0015] 其中，所述第一定时器包括第一比较寄存器、第二比较寄存器和第三比较寄存器； 第一比较寄存器工作于比较模式，用于逸搏计数控制；第二比较寄存器工作于比较模式，用 于心房/心室感知不应期控制；第三比较寄存器工作于比较模式，用于室后心房感知不应 期控制；
[0016] 所述第二定时器包括第四捕获寄存器、第五捕获寄存器、第六捕获寄存器及第七 比较寄存器，第四捕获寄存器工作于捕获模式，用于冻结记录发出起搏脉冲的时间；第五捕 获寄存器工作于捕获模式，用于冻结记录心房感知的真实时间；第六捕获寄存器工作于捕 获模式，用于冻结记录心室感知的真实时间；第七比较寄存器工作于比较模式，用于产生中 断，为器械提供时钟体系。
[0017] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，外围集成电路包括数字电路，其中所述 数字电路包括：寄存器单元和内部分频时钟单元；所述寄存器单元分别与所述起搏控制单 元、所述外围集成电路串行接口、所述感知控制单元及所述程控接口电性连接；所述内部分 频时钟单元分别与所述第一定时器和所述第二定时器电性连接。
[0018] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，所述外围集成电路还包括模拟电路，所述 模拟电路包括电荷泵、感知放大器以及天线模块，所述电荷泵与所述起搏控制单元连接；所 述感知放大器与所述感知控制单元连接；所述天线模块与所述程控接口连接。
[0019] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统中，用于控制上述任一所述的心脏起搏器系 统，包括：
[0020] 当所述外围集成电路检测到心电信号或发出起搏脉冲时，通过所述第一电平信号 将心房或心室事件通知所述微处理器，使得所述第二定时器捕获代表心房或心室事件的第 一电平信号，并将所述心房或心室事件发生的真实时间记录在所述第二定时器的捕获寄存 器中，以记录所述心房或心室事件发生的时间；
[0021] 当所述微处理器捕获到所述心房或心室事件时，所述微处理器根据当前起搏模式 设置下一个起搏的心腔，并计算下一起搏时间，置入所述第一定时器的比较寄存器中；当所 述第一定时器计数到与所述比较寄存器中的值相等时，所述微处理器通过第二电平信号向 所述外围集成电路做出相应的起搏请求，设置应当被起搏的心腔；
[0022] 使所述外围集成电路将起搏脉冲已发出作为另一心房或心室事件通知所述微处 理器。
[0023] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统的心脏起搏器系统的控制方法中，使所述主 控制单元处于休眠状态，当所述外围集成电路检测到所述心电信号或发出起搏脉冲时，以 中断的形式唤醒所述主控制单元；当所述主控制单元被唤醒后，使所述主控制单元对当前 事件进行处理，在运行中即不再即时响应其他新中断，在所述主控制单元完成了当前任务 后，再使所述主控制单元响应其他新中断。
[0024] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统的心脏起搏器系统的控制方法中，用于控制 所述的心脏起搏器系统，包括：
[0025] 将所述程控仪中设置的起搏模式及其相匹配的参数，通过所述程控接口传输至所 述外围集成电路中，并通过所述程控接口存入所述外围集成电路中的寄存器单元；所述微 处理器通过所述微处理器串行接口读取所述寄存器单元中的参数；同时在所述程控仪的使 用界面显示当前所述心脏起搏器的工作模式和运行参数。
[0026] 进一步的，在所述的心脏起搏器系统的心脏起搏器系统的控制方法中，还包括：将 用户设置的起搏模式以功能控制位组群的值来表示，并将所述功能控制位组群的值通过所 述程控接口发送给所述心脏起搏器系统，所述心脏起搏器系统根据所述功能控制位组群的 值进行起搏控制。