一种无线充电装置及其骶神经刺激系统的制作方法

本实用新型涉及神经刺激器，特别是涉及一种可对植入体进行无线充电的无线充电装置，以及可无线充电的植入型骶神经刺激系统。

背景技术：

尿失禁、尿频等膀胱系疾病通常是因神经系统脊髓损伤而引发的，医学研究和实践已经确认，对有关神经施加电刺激是一种有效的治疗方法。许多研究表明，刺激骶神经前根可以影响膀胱逼尿肌和外尿道括约肌的动作，从而利用合适的刺激信号能够抑制膀胱逼尿肌反射亢进，达到缓解尿失禁的目的；也可以采用特定的刺激脉冲序列，来激发膀胱逼尿肌与外尿道括约肌协调动作以实现受控排尿。因此，骶神经刺激器也应运而生。

骶神经刺激器是可植入于大小便失禁患者臀部的小型可程控设备。通常将该骶神经刺激器植入于臀部并经由导线连接到骶神经，通过脉冲发生器发送电脉冲信号给骶神经，调节与排尿和排便相关的膀胱和肠的神经反射，使异常的神经反射重新达到平衡，患者能够通过类似远程控制的外部设备来控制刺激器的开关和程控设定，从而使排尿排便功能障碍的症状得到控制。目前，现有的骶神经刺激产品多采用内置锂电池供电，具有只能一次性使用的缺点。而且当电池寿命快要达到时，需要及时做手术予以更换，对病人的身体健康造成损害，也大大增加病人的使用成本。此外，由于科技的发展，环境中充斥各种强弱的无线信号，也容易对骶神经刺激系统造成干扰。本实用新型主要降低了病人更换锂电池的风险和减少使用成本，增加系统安全性

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无线充电装置及其骶神经刺激系统，用于解决现有技术中骶神经刺激系统的植入体内的电池的充电问题，以及骶神经刺激系统已被干扰的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种无线充电装置，适用于骶神经刺激系统，所述无线充电装置包括：体内充电部分和体外充电部分；其中，所述体内充电部分被植入体内，包括内置电池、充电接收线圈和体内充电控制单元；所述内置电池分别与所述充电接收线圈、所述体内充电控制单元和所述骶神经刺激系统的位于体内的第一天线相连；所述体外充电部分包括充电发射线圈和体外充电控制单元；所述体外充电控制单元分别与所述充电发射线圈和所述骶神经刺激系统的位于体外的第二天线相连；所述充电发射线圈定位固定在与所述充电接收线圈相匹配的位置；所述体内充电控制单元检测所述内置电池的电量信息，并将所述电量信息通过所述第一天线发送至所述体外充电部分，所述体外充电控制单元通过所述第二天线接收所述电量信息，并依据所述电量信息向所述充电发射线圈和所述体内充电部分发出充电指令；根据所述充电指令，所述充电发射线圈和所述充电接收线圈通过耦合实现所述体内充电部分和所述体外充电部分之间的电能传输，从而实现所述内置电池的充电；且在对所述内置电池进行充电的同时，还为所述体内充电控制单元和所述第一天线进行供电。

于本实用新型的一实施例中，所述充电发射线圈和所述充电接收线圈处各设置一磁铁；通过所述磁铁，所述充电发射线圈被定位固定在于所述充电接收线圈向匹配的位置。

于本实用新型的一实施例中，位于所述充电发射线圈处的所述磁铁的磁力是可调节的。

于本实用新型的一实施例中，所述体外充电控制单元与所述充电发射线圈是可拆卸式地连接。

于本实用新型的一实施例中，所述体内充电部分还包括连接在所述充电接收线圈和所述内置电池之间的用于稳压的第一充电电路，且，所述第一充电电路还分别与所述第一天线和所述体内充电控制单元相连；通过所述体内充电控制单元，控制所述第一充电电路在对所述内置电池进行充电的同时，还对所述体内充电控制单元和所述第一天线供电。

于本实用新型的一实施例中，所述体外充电部分还包括：分别与所述充电发射线圈和所述体外充电控制单元相连接的用于第二充电电路，且所述第二充电电路与外部电源可拆卸式地相连；其中，所述外部电源包括交流电。

于本实用新型的一实施例中，所述体外充电部分还包括与所述第二充电电路相连的外部电池，在没有外部电源对所述第二充电电路进行供电时，所述体外充电控制单元控制所述第二充电电路由所述外部电池供电。

于本实用新型的一实施例中，所述体外充电部分还包括：提示单元，与所述体外充电控制单元相连，用于在接收到的所述电量信息显示内置电池的电量过低时进行报警提示，以及在接收到的所述电量信息显示内置电池已被充满时进行提示。

本实用新型还公开了一种骶神经刺激系统，包括：如上所述的无线充电装置、位于体外的体外刺激控制单元和所述第二天线、以及被植入体内的体内刺激控制单元、刺激电极和所述第一天线；所述体外刺激控制单元与所述第二天线相连，用于通过所述第二天线和所述第一天线向所述体内刺激控制单元发出刺激指令；所述体内刺激控制单元与所述第一天线、所述充电接收线圈和所述内置电池相连，用于通过所述第一天线接收来自于所述体外刺激控制单元发出的所述刺激指令；所述刺激电极分别与所述体内刺激控制单元、所述充电接收线圈和所述内置电池相连，用于在体内实施电流刺激。

于本实用新型的一实施例中，在对所述内置电池进行无线充电的同时，所述充电接收线圈还为所述体内刺激控制单元和所述刺激电极进行供电，以保证在无线充电的同时仍可实施电流刺激。

于本实用新型的一实施例中，所述骶神经刺激系统好包括：第一ID识别单元，分别与所述体内充电控制单元、所述第一天线和所述体内刺激控制单元连接，用于对来自于所述第一天线接收的信号进行ID识别；第一射频收发单元，分别与所述体内充电控制单元、所述第一天线和所述体内刺激控制单元连接，用于实现射频信号与所述刺激指令、所述充电指令、和/ 或所述电量信息之间的相互转换；第二ID识别单元，分别与所述第二天线、所述体外充电控制单元和所述体外刺激控制单元连接，用于对通过所述第二天线接收的信号进行ID识别；第二射频收发单元，分别与所述体外充电控制单元、所述第二天线和所述体外刺激控制单元连接，用于实现射频信号与所述刺激指令、所述充电指令、和/或所述电量信息之间的相互转换。

如上所述，本实用新型的一种无线充电装置及其骶神经刺激系统，通过线圈之间的耦合来建立体外到体内的电能传输通道，实现了医用设备中的植入体内部分的电池的无线充电，降低了病人更换电池的风险，降低了成本；进一步地，本实用新型还对体内的内置电池的电量信息进行实时检测，并通过现有的骶神经刺激系统的信号传输通道(天线)传输电量信息，以提示用户体内的电量情况，以便及时进行充电操作；并且，本实用新型的体外充电发射线圈是可拆卸的，其只在对内置电池进行供电时，才与体外充电控制单元或第一充电电路连接，如此，使得整个骶神经刺激系统的结构更加简单；并且，体外的充电发射线圈和体内的充电接收线圈之间是通过磁铁进行定位固定的，使得两个线圈之间的定位和固定更加简单；本实用新型在对内置电池进行充电的同时，还可同时利用刺激电极对骶神经实施电流刺激。本实用新型降低了病人更换体内电池的风险，减少了病人的不必要的医疗费用，增加了整个骶神经刺激系统的安全性。

附图说明

图1显示为本实用新型实施例公开的一种包括无线充电装置的骶神经刺激系统的原理结构示意图。

图2显示为本实用新型实施例公开的一种无线充电装置的原理结构示意图。

图3显示为本实用新型实施例公开的一种骶神经刺激系统的正常工作模式的原理结构示意图。

图4显示为本实用新型实施例公开的一种骶神经刺激系统的正常充电工作模式的原理结构示意图。

图5显示为本实用新型实施例公开的一种骶神经刺激系统的应急充电工作模式的原理结构示意图。

元件标号说明

100 植入体

110 体内刺激控制单元

120 刺激电极

130 第一天线

140 第一ID识别单元

150 第一射频收发单元

200 体外

210 体外刺激控制单元

220 第二天线

230 第二ID识别单元

240 第二射频收发单元

300 无线充电装置

310 内置电池

320 充电接收线圈

330 体内充电控制单元

340 第一充电电路

350 充电发射线圈

360 体外充电控制单元

370 第二充电电路

380 外部电池

390 提示单元

400 外部电源

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型的一种无线充电装置及其骶神经刺激系统，在体内和体外相互匹配的位置分别设置充电线圈，从而建立体内部分和体外部分之间的电能无线传输通道，实现了体内的内置电池的无线充电。

本实施例公开了一种包括了无线充电装置的骶神经刺激系统。其中，骶神经刺激系统如图1所示，包括：位于植入体100内的体内刺激控制单元110、刺激电极120和第一天线130；位于体外200的体外刺激控制单元210和第二天线220。

其中，体内刺激控制单元110分别和刺激电极120和第一天线130连接；体外刺激控制单元210和第二天线220相连。

第一天线130和第二天线220均采用射频天线，通过射频进行无线信号的传输。

体外刺激控制单元210用于在体外下达刺激指令；刺激指令是通过第一天线130和第二天线220进行传输的；体内刺激控制单元110接收到了刺激指令，直接控制刺激电极120对骶神经实施电流刺激。

并且，为了保证整个骶神经刺激系统的第一天线130和第二天线220之间的信号传输的准确性，在骶神经刺激系统中增加了位于植入体100内的第一ID识别单元140和位于体外 200的第二ID识别单元230。通过第一ID识别单元140和第二ID识别单元230对第一天线 130和第二天线220之间发射和接收的信号进行ID识别，以保证接收或发出的信号均是该骶神经刺激系统的。在本实施例中，第一ID识别单元140和第二ID识别单元230是按一定频次重复比对来实现ID识别的，以确保识别正确。

进一步地，在第一天线130和体内刺激控制单元110之间还增加了第一射频收发单元150，在第二天线220和体外刺激控制单元210之间还增加了第二射频收发单元240，通过第一射频收发单元150和第二射频收发单元240实现了射频信号之间的转换。

如图1和2所示，位于骶神经刺激系统内无线充电装置300包括：体内充电部分和体外充电部分；

体内充电部分包括：内置电池310、充电接收线圈320和体内充电控制单元330。充电接收线圈320分别与内置电池310、体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元 110、刺激电极120、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150连接；体内充电控制单元330还分别与内置电池310、第一天线130、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150 连接。

其中，体内充电控制单元330用于检测内置电池310的电池信息，并将电池信息经由第一射频收发单元150转换为射频信号，并通过第一天线130向第二天线220发送；并根据接收的来自于体外充电部分的经过第一ID识别单元验证的充电指令，控制充电接收线圈320 对内置电池310进行充电，且为体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元 110、刺激电极120、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150供电。

在不进行无线充电的时候，内置电池310用于为体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元110、刺激电极120第一ID识别单元140和第一射频收发单元150进行供电；

充电接收线圈320用于对内置电池310进行充电，并且，在对内置电池310进行充电的同时，还可以同时对体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元110、刺激电极120第一ID识别单元140和第一射频收发单元150进行供电，以保证在充电的同时，刺激电极120仍然可以对骶神经实施电流刺激，且整个骶神经刺激系统的植入体部分仍可以正常运转。

进一步地，为了实现对内置电池310的充电电压稳定，以及对体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元110、刺激电极120、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150供电电压的稳定，在充电接收线圈320和内置电池310直接连接一用于稳压的第一充电电路340；并且，第一充电电路340还分别与体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元110、刺激电极120、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150连接。在进行内置电池310的无线充电时，通过第一充电电路340，除了为内置电池310进行充电外，还同时为体内充电控制单元330、第一天线130、体内刺激控制单元110、刺激电极120、第一ID识别单元140和第一射频收发单元150提供电能，以保证在无线充电的同时，刺激电极120仍可对骶神经实施电流刺激。

体外充电部分包括充电发射线圈350和体外充电控制单元360。体外充电控制单元360 分别与第二天线220、第二ID识别单元230和第二射频收发单元240相连，用于根据接收到的内置电池的电量信息向体内充电部分下达充电指令。

充电发射线圈350与体外充电控制单元360之间是可拆卸式地连接。在需要对内置电池 310进行无线充电时，则通过插座插头将充电发射线圈350与体外充电控制单元360相连接；在不需对内置电池310进行无线充电时，充电发射线圈350则不用与体外充电控制单元360 连接。

进一步地，在进行无线充电时，充电发射线圈350要被定位固定在与充电接收线圈320 相匹配的位置，因此，在充电接收线圈320和充电发射线圈350上均设置有一磁铁，通过磁铁可以将充电发射线圈350定位固定。并且，位于充电发射线圈350处的磁铁，其磁力是可调的，通过调节磁铁的磁力，可以适应不同的皮瓣厚度，增加充电发射线圈350在使用时的定位效果。

为了不受使用环境的限制，充电发射线圈350的电能来源既可以是外部电源，也可以外部电池。但是外部电源400和外部电池提供的电能还是有所不同的：一个是电压过大的交流电；一个是稳定的直流电。因此，为了适应不同的需要，体外充电部分还包括一第二充电电路370和外部电池380。第二充电电路370分别与体外充电控制单元360、充电发射线圈350 和外部电池380连接；与外部电源400通过插座可拆卸式地连接。充电发射线圈350通过体外充电控制单元360控制第二充电电路370采用外部电源400或外部电池380进行供电：

在周围环境有外部电源400的情况下，第二充电电路370通过插座与外部电源400连接，体外充电控制单元360控制第二充电电路370与外部电池380断开，由外部电源400通过第二充电电路370为充电发射线圈供电；

在周围环境没有外部电源400的情况下，体外充电控制单元360控制第二充电电路370 直接采用外部电池380，由外部电池380通过第二充电电路370为充电发射线圈供电。

为了提示用户进行内置电池的充电，在体外充电部分还增加了一提示单元390，与体外充电控制单元360相连，用于在接收到的电量信息显示内置电池的电量过低时进行报警，以及在内置电池充满后，对用户进行提示。在本实施例中，提示单元390为声光报警单元。

本实施例的包括了无线充电装置的骶神经刺激系统有三种工作模式：

1)正常工作模式：骶神经刺激系统的植入体部分均是依靠无线充电装置的内置电池310 进行供电的，如图3所示(由于该种情况下，体外部分的第二充电电路370并不为充电发射线圈350连接，且其也不从外部电源400或外部电池380获取电能，因此在图3中未标识外部电源400及外部电池380)：

体内充电控制单元330控制内置电池310分别为第一天线130、第一射频收发单元150、体内刺激控制单元110、刺激电极120、体内充电控制单元330供电，此时，控制第一充电电路340不为第一天线130、第一射频收发单元150、体内刺激控制单元110、刺激电极120、内置电池310供电；

第一射频收发单元150接收第一天线130发送的电信号，经第一射频收发单元150，传输到第一ID识别单元140根据内置程序文件比对信号来源，判断信号来源身份是否为配对 ID，如果匹配，体内刺激控制单元110根据编码规则将电信号转换为电流刺激程序，由刺激电极120对骶神经实施电流刺激。此时，在体外部分，充电发射线圈350是不与体外充电控制单元360或第二充电电路370相连的。

2)正常充电工作模式：如图4所示(在图4中，由于第二充电电路370的电能是通过连接外部电源400而获得的，其并不依靠外部电池380获取电能，因此，为了表示清楚，在图4中未标识外部电池380)，由外部电源400提供电能，为内置电池310进行充电：

内置电池310的电量信息通过第一射频收发单元150和体内充电控制单元330利用第一天线130发出，体外充电控制单元360经过第二射频收发单元240接收电量信息，并进行判断，在电量不足时，通过报警单元390告知用户，提醒用户及时充电；

此时，在体外，用户将第二充电电路370分别与充电发射线圈350和外接电源400通过插座连接，并将充电发射线圈350与充电接收线圈320通过磁铁互相吸附定位固定。其中，外部电源400如果采用交流电源，那么，第二充电电路370则需实现交流电和直流电之间的转换。进一步地，体外充电控制单元360通过第二射频收发单元240、第二天线220、第二ID 识别单元230、第一天线130、第一射频收发单元150和第二ID识别单元140进行ID识别比对，从而避免了体外充电控制单元360的混用和其他无线信号的干扰。

在植入体内，体内充电控制单元330控制第一充电电路340对内置电池310进行充电，与此同时，第一充电电路340还为第一天线130、第一射频收发单元150、体内刺激控制单元 110、刺激电极120、体内充电控制单元330进行供电。在进行充电的同时，刺激电极120仍可根据刺激指令实施骶神经的电流刺激。

当内置电池310充满电时，体内充电控制单元330检测到内置电池310的电量已满，则恢复由内置电池310对植入体部分供电。

体内充电控制单元330将电池充满信号经第一射频收发单元150通过第一天线130发送。第二天线220收到信号后将信号下传至第二射频收发单元240以及体外充电控制单元360。体外充电控制单元360通过报警单元390提醒用户电池已充满，且通过第二充电电路370控制充电发射线圈350停止进行无线充电。用户根据声光提醒，取下充电发射线圈350，断开外接电源400，完成内置电池310的无线充电。

3)应急充电工作模式，如图4所示，由外部电池380提供电能，为内置电池310进行充电：

应急充电工作模式下，无线充电装置的体内充电部分与正常充电工作模式下完全相同，只有体外充电部分有了一定的变化。

应急充电工作模式是指在需要进行充电时，周边环境没有外部电源400，因此，由体外充电部分的外部电池380进行供电。用户不需再将第二充电电路370与外部电源400连接，只需将其与充电发射线圈350连接即可，并且还需将充电发射线圈350与充电接收线圈320 通过磁铁互相吸附定位固定。

此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实施例中并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。

综上所述，本实用新型的一种无线充电装置及其骶神经刺激系统，通过线圈之间的耦合来建立体外到体内的电能传输通道，实现了医用设备中的植入体内部分的电池的无线充电，降低了病人更换电池的风险，降低了成本；进一步地，本实用新型还对体内的内置电池的电量信息进行实时检测，并通过现有的骶神经刺激系统的信号传输通道(天线)传输电量信息，以提示用户体内的电量情况，以便及时进行充电操作；并且，本实用新型的体外充电发射线圈是可拆卸的，其只在对内置电池进行供电时，才与体外充电控制单元或第一充电电路连接，如此，使得整个骶神经刺激系统的结构更加简单；并且，体外的充电发射线圈和体内的充电接收线圈之间是通过磁铁进行定位固定的，使得两个线圈之间的定位和固定更加简单；本实用新型在对内置电池进行充电的同时，还可同时利用刺激电极对骶神经实施电流刺激。本实用新型降低了病人更换体内电池的风险，减少了病人的不必要的医疗费用，增加了整个骶神经刺激系统的安全性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。