專利名稱：：可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有源植入式醫(yī)療裝置的程控系統(tǒng)，特別涉及一種對(duì)植入式心臟起搏器內(nèi)部固化軟件改寫或更新的程控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：各種有源植入裝置，如植入式心臟起搏器、植入式心臟除顫器、植入式神經(jīng)刺激器及植入式給藥系統(tǒng)等已在臨床廣泛應(yīng)用，其功能和分類越來越復(fù)雜。以起搏器為例，從最基本的單腔心室按需起搏器(VVI)到最復(fù)雜的智能型雙腔頻率響應(yīng)型起搏器(DDDR)，有很多對(duì)應(yīng)不同起搏模式和附加診斷功能的類型可供選擇。起搏器類型的選擇和起搏參數(shù)的設(shè)置，一般是醫(yī)生根據(jù)患者的病情和其它客觀條件決定的。但患者的心臟電生理情況在植入起搏器后會(huì)產(chǎn)生變化，醫(yī)生需要根據(jù)情況調(diào)整起搏參數(shù)和模式，在某些情況下，甚至需要將已植入的起搏器模式和功能更換為另一種模式和功能。這種情況促使起搏器制造商開發(fā)出起搏模式、起搏參數(shù)和附加功能在植入后可重編程的起搏器。這類起搏器能夠重編程為目前已有的所有可能的起搏模式、起搏參數(shù)和附加功能，其通用性很強(qiáng)。但相應(yīng)帶來的問題是其體積、功耗、成本和可靠性都不如可重編程參數(shù)較少的起搏器。此外，在起搏器植入時(shí)的大部分情況是，患者的心臟電生理狀況只需要某些特定的單一模式，這就使得選擇通用的多功能多模式起搏器產(chǎn)生資源浪費(fèi)?，F(xiàn)代起搏器的電路設(shè)計(jì)已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，其硬件電路相對(duì)固定，配合不同的軟件模塊就可滿足各種不同模式和功能起搏器的需要。起搏器制造商根據(jù)上述情況，從產(chǎn)品生產(chǎn)管理的簡(jiǎn)化和商業(yè)運(yùn)作模式出發(fā)，推出了軟件可升級(jí)的起搏器，如美國(guó)專利USPatent5,360,437Implantablemedicaldevicewithflexiblehardwareplatform.和USPatent6,073,049Programmablyupgradableimplantablecardiacpacemaker.所公開的資料。從功能上來說，這類起搏器在出廠時(shí)可設(shè)置為某種較簡(jiǎn)單的工作模式，同時(shí)向用戶收取較低的費(fèi)用。當(dāng)由于患者的心臟電生理情況變化或其它原因需要改變起搏器的模式和功能時(shí)，則由廠家用專用程控儀對(duì)已植入的起搏器進(jìn)行遙控，釋放起搏器的某些功能，進(jìn)行升級(jí)，并收取相應(yīng)的升級(jí)費(fèi)用。從設(shè)計(jì)上來說，這類起搏器的硬件電路是一種通用的數(shù)字化設(shè)計(jì)，可滿足不同模式和功能的需要。在軟件設(shè)計(jì)方面，其程序存儲(chǔ)器已貯存了可供升級(jí)用的所有軟件模塊，而其程控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元不是使用傳統(tǒng)起搏器所用的易失性隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)，而是可改寫的只讀存儲(chǔ)器(ROM)。起搏器在出廠時(shí)，程控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)了預(yù)設(shè)的模式、功能和起搏參數(shù)，起搏器電路上電復(fù)位后就按照預(yù)設(shè)參數(shù)工作，存儲(chǔ)在ROM內(nèi)的參數(shù)不會(huì)因起搏器電路的供電中斷和其它意外改變。廠家為用戶提供的程控儀可以改寫程控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的某些指定的參數(shù)，但不能改寫和軟件功能升級(jí)有關(guān)的參數(shù)，這些參數(shù)規(guī)定了程序存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)不同模式和功能的各軟件模塊的向量和運(yùn)行順序，只有廠家用專用程控儀才可以改寫這些參數(shù)用以軟件升級(jí)。這種軟件可升級(jí)起搏器的不足之處是其內(nèi)部固化軟件必須包含所有可升級(jí)功能，其所占存儲(chǔ)空間大，且軟件通用性越強(qiáng)，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，從而增加了軟件的開發(fā)成本和影響軟件的可靠性。此外，這種起搏器不能提供內(nèi)部固化軟件未預(yù)存的升級(jí)功能，也不能根據(jù)電生理測(cè)控技術(shù)發(fā)展需要改寫已預(yù)存的軟件模塊。另一種改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案是將起搏器的全部軟件存儲(chǔ)在可改寫的ROM中，例如閃爍存儲(chǔ)器(FlashMemory)中，在起搏器植入人體后，可以用體外程控儀以無接觸方式改寫體內(nèi)起搏器的全部軟件而不僅是少量控制數(shù)據(jù)和程序向量，以適應(yīng)患者電生理狀況改變和電生理測(cè)控方法改進(jìn)的需要。這種方案主要存在的問題是擦除并改寫閃爍存儲(chǔ)器需要較高的電壓和較大的電流，起搏器內(nèi)的電池在較新時(shí)雖然能夠提供改寫所需要的電壓和電流，但一次改寫全部程序存儲(chǔ)器將消耗大量的電池能量從而明顯縮短起搏器的使用壽命；當(dāng)起搏器內(nèi)的電池用舊時(shí)則不能承擔(dān)這樣的負(fù)載。這就造成了目前的軟件可升級(jí)起搏器在所謂的軟件升級(jí)時(shí)都只是改寫局部程序向量和控制數(shù)據(jù)，而不能改寫整體軟件存儲(chǔ)空間的主要原因。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在通用數(shù)字化硬件電路基礎(chǔ)上，用體外程控儀發(fā)射的射頻場(chǎng)為植入體內(nèi)的心臟起搏器供給改寫內(nèi)部程序存儲(chǔ)器所需要的能量；同時(shí)提供一種改寫心臟起搏器內(nèi)部軟件的程控裝置及方法，以滿足各種不同模式和功能起搏器內(nèi)部固化軟件更新的需要。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置，包括體外程控儀射頻收發(fā)裝置、與體外程控儀雙向數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)钠鸩鬟b測(cè)電路；所述的起搏器遙測(cè)電路與一個(gè)微處理器雙向連接；所述微處理器內(nèi)含有一個(gè)用于程序運(yùn)行時(shí)變量和數(shù)據(jù)緩存的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器和一個(gè)可改寫程序的只讀存儲(chǔ)器；所述只讀存儲(chǔ)器分為三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)起搏器默認(rèn)模式、運(yùn)行參數(shù)和版本信息的程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)、用于存儲(chǔ)起搏器當(dāng)前版本控制軟件的主程序區(qū)和用于改寫起搏器主程序的自舉程序區(qū)。一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的方法，包括一個(gè)通過程控儀射頻場(chǎng)收發(fā)裝置作用于起搏器遙測(cè)電路對(duì)起搏器軟件更新的程序，和一個(gè)存儲(chǔ)于起搏器只讀存儲(chǔ)器中自舉程序區(qū)的自舉程序；所述程控儀對(duì)起搏器軟件更新的程序包括下述步驟1)對(duì)起搏器加射頻場(chǎng)，等待起搏器回應(yīng)；2)發(fā)送軟件更新指令，等待起搏器反饋碼并判斷正誤；3)接收和顯示起搏器版本信息；4)讀鍵盤命令對(duì)更新指令確認(rèn)；5)發(fā)送改寫指令及數(shù)據(jù)；6)接收起搏器反饋碼，顯示改寫進(jìn)程或錯(cuò)誤信息；7)全部改寫完成后發(fā)送改寫結(jié)束指令，然后撤場(chǎng)返回。上述程控儀對(duì)起搏器發(fā)出的軟件更新指令經(jīng)起搏器主程序區(qū)內(nèi)的引導(dǎo)程序多重確認(rèn)后，控制起搏器主程序跳轉(zhuǎn)至自舉程序區(qū)的自舉程序。所述起搏器閃爍存儲(chǔ)器中的自舉程序包括下述步驟；1)向程控儀發(fā)送當(dāng)前版本信息；2)接收和反饋程控儀指令；3)如接收指令為改寫指令則執(zhí)行下一步驟，如接收指令為改寫結(jié)束指令則執(zhí)行步驟8)；4)接收和檢驗(yàn)改寫數(shù)據(jù)并發(fā)送出錯(cuò)信息；5)檢驗(yàn)電源電壓及只讀存儲(chǔ)器并發(fā)送出錯(cuò)信息；6)改寫程控?cái)?shù)據(jù)區(qū)或主程序存儲(chǔ)區(qū)并發(fā)送改寫正確與錯(cuò)誤信息；7)重復(fù)步驟2)～6)直至改寫全部完成；8)在射頻場(chǎng)撤除后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。在上述步驟2)～6)過程中，如任一步驟出錯(cuò)或射頻場(chǎng)中途撤除，起搏器都將向程控儀發(fā)出相應(yīng)的出錯(cuò)信息并一直等待程控儀發(fā)送新的數(shù)據(jù)重新從出錯(cuò)處開始改寫，只有全部改寫都正確完成，程控儀發(fā)出改寫結(jié)束指令并撤除射頻場(chǎng)后，起搏器才退出自舉程序，自動(dòng)復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。本發(fā)明的有益效果是，通過對(duì)心臟起搏器內(nèi)部固化軟件更新的程控裝置及方法，特別是利用體外程控儀射頻場(chǎng)能量及雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)來改寫起搏器內(nèi)部固化軟件，可適應(yīng)從最基本的單腔心室按需起搏器(VVI)到最復(fù)雜的智能型雙腔頻率響應(yīng)型起搏器(DDDR)所有模式起搏器設(shè)計(jì)的需要；若使用備用的輸入、輸出通道，也可滿足多心腔起搏和其它新型治療裝置的需要。同時(shí)還具有節(jié)省內(nèi)部電源功耗、延長(zhǎng)起搏器使用壽命、降低起搏器硬件成本的優(yōu)點(diǎn)。圖1是本發(fā)明程控裝置的電路原理框圖。圖2是圖1中微處理器內(nèi)存中的資源分配示意圖。圖3是本發(fā)明體外程控儀對(duì)起搏器內(nèi)部固化軟件的更新程序步驟框圖。圖4是本發(fā)明起搏器微處理器內(nèi)存中的自舉程序步驟框圖。圖5是圖1中體外程控儀射頻收發(fā)裝置和起搏器遙測(cè)電路的電路原理圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如圖1所示，一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置，包括體外程控儀射頻收發(fā)裝置I、與體外程控儀雙向數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)钠鸩鬟b測(cè)電路II，所述的起搏器遙測(cè)電路II與一個(gè)微處理器MCU雙向連接；該微處理器MCU可以是任一種內(nèi)含多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的微功耗處理器，本實(shí)施例采用TI公司的Msp430微處理器?？驁D的左上方的遙測(cè)電路II，當(dāng)無程控儀作用時(shí)，起搏器電路由內(nèi)部電池供電；當(dāng)程控儀作用且遙測(cè)電路II接收到的射頻信號(hào)幅度大于其內(nèi)部電池的供電電壓時(shí)，起搏器電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換為由外部的射頻場(chǎng)供電。合理選擇電路參數(shù)可保證程控儀發(fā)射的射頻場(chǎng)在程控儀有效作用距離0～5厘米內(nèi)為起搏器電路提供足夠的電壓和電流以滿足整體改寫起搏器內(nèi)部固化軟件的要求。微處理器MCU芯片外部連接有晶體振蕩器XT1和第三時(shí)鐘23，晶體振蕩器XT1的頻率為32768Hz，可為起搏器提供時(shí)序控制所需要的時(shí)間基準(zhǔn)，微處理器MCU內(nèi)部的高頻時(shí)鐘用以程序運(yùn)行；第三時(shí)鐘23提供另一個(gè)獨(dú)立的時(shí)間基準(zhǔn)用以監(jiān)測(cè)起搏器控制時(shí)序，為電路提供奔放保護(hù)和停搏保護(hù)的雙重安全防范措施，防止微處理器MCU的時(shí)鐘停振和意外的程序運(yùn)行錯(cuò)誤?？驁D左下方的干簧開關(guān)24是起搏器的標(biāo)準(zhǔn)配置，用以提供磁鐵檢測(cè)功能?？驁D右邊為起搏器和人體相聯(lián)系的輸入輸出控制部分25。其輸出部分由DAC提供可調(diào)輸出電壓，由脈沖形成電路在微處理器MCU控制下形成脈寬、幅度及周期等參數(shù)可調(diào)的刺激脈沖按需要刺激心房或心室；DAC的備用通道可用于提供多心腔起搏或其它輸出之用。心房和心室的心電信號(hào)經(jīng)除顫保護(hù)和帶通EMI濾波電路26后送至ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)用以實(shí)現(xiàn)感知控制，由心臟或人體其它部分獲取的以及起搏器自身感受到的非電生理信號(hào)，如阻抗、壓力、溫度、加速度等，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后送至ADC用以實(shí)現(xiàn)頻率自適應(yīng)控制或其它智能化控制。心電及其它生理信號(hào)的處理、分析和控制都采用數(shù)字信號(hào)處理方法實(shí)現(xiàn)。如圖2所示，本發(fā)明采用的微處理器MCU內(nèi)含有一個(gè)用于程序運(yùn)行時(shí)變量和數(shù)據(jù)緩存的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器RAM和一個(gè)可改寫的只讀存儲(chǔ)器ROM，本實(shí)施例中，只讀存儲(chǔ)器ROM采用閃爍存儲(chǔ)器FlashMemory。閃爍存儲(chǔ)器FlashMemory分為三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，即程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)F1、主程序區(qū)F2和自舉程序區(qū)F3；微處理器MCU內(nèi)的升壓電路可提供擦寫FlashMemory所需電壓。起搏器默認(rèn)(default)的模式、運(yùn)行參數(shù)和版本信息存儲(chǔ)在容量為128字節(jié)的程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)F1中；起搏器電路上電復(fù)位開始運(yùn)行時(shí)，微處理器MCU將默認(rèn)參數(shù)從程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)F1復(fù)制到RAM中，用RAM中的復(fù)制參數(shù)運(yùn)行以提高效率和降低功耗。在每一起搏周期開始時(shí)刻，微處理器MCU將檢驗(yàn)RAM中的參數(shù)，如發(fā)現(xiàn)參數(shù)出錯(cuò)，將重新從程控參數(shù)區(qū)F1復(fù)制參數(shù)，并對(duì)參數(shù)出錯(cuò)事件進(jìn)行記錄，以便用體外程控儀調(diào)閱分析。用戶在用體外程控儀對(duì)植入的起搏器進(jìn)行程控時(shí)，可以按出廠設(shè)定版本所規(guī)定的范圍修改起搏器的模式、參數(shù)及附加的遙測(cè)功能，但不能添加該版本規(guī)定范圍以外的功能。只有廠家的專用程控儀可以修改版本信息和添加原版本規(guī)定范圍以外的功能，這就提供了所謂軟件升級(jí)功能。程控儀輸入的程控參數(shù)將覆蓋程控參數(shù)區(qū)F1的原有參數(shù)并復(fù)制到RAM中，這樣，用戶輸入的程控參數(shù)除了在RAM中有一個(gè)樣本外，在非易失的FlashMemory中還有一個(gè)備份，當(dāng)RAM中的參數(shù)出錯(cuò)、電池瞬間掉電以及由于強(qiáng)干擾等原因引起的系統(tǒng)出錯(cuò)復(fù)位時(shí)，微處理器MCU將重新從程控參數(shù)區(qū)F1復(fù)制參數(shù)運(yùn)行，而不會(huì)將上一次的程控參數(shù)丟失。主程序區(qū)F2存儲(chǔ)了起搏器當(dāng)前版本的控制軟件，占用存儲(chǔ)空間為14K或30K字節(jié)，其包括起搏器正常運(yùn)行的控制程序、程控儀作用時(shí)的程控遙測(cè)執(zhí)行程序以及用程控儀對(duì)起搏器當(dāng)前版本軟件更新的引導(dǎo)程序。在引導(dǎo)程序?qū)Τ炭貎x發(fā)出的軟件更新指令進(jìn)行多重確認(rèn)后，將轉(zhuǎn)向自舉程序，對(duì)當(dāng)前版本軟件進(jìn)行擦除和改寫。自舉程序區(qū)F3占用2K字節(jié)的存儲(chǔ)空間，存儲(chǔ)用于改寫起搏器主程序的自舉程序，是不能用體外程控儀改寫的。一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控方法，包括一個(gè)通過程控儀射頻收發(fā)裝置I作用于起搏器遙測(cè)電路II對(duì)起搏器軟件更新的程序和一個(gè)存儲(chǔ)于起搏器FlashMemory中自舉程序區(qū)F3的自舉程序。如圖3所示，程控儀對(duì)起搏器軟件更新的程序包括下述步驟1)對(duì)起搏器加射頻場(chǎng)，等待起搏器回應(yīng)；2)發(fā)送軟件更新指令，等待起搏器反饋碼并判斷正誤，如反饋碼不正確，依是否連接超時(shí)而撤場(chǎng)返回或重返上一步驟；如反饋碼正確，轉(zhuǎn)到下一步驟；3)接收和顯示起搏器版本信息；4)讀鍵盤命令對(duì)更新命令再次確認(rèn)，如不確認(rèn)就撤場(chǎng)返回；如確認(rèn)轉(zhuǎn)到下一步驟；5)發(fā)送改寫指令及數(shù)據(jù)和接收起搏器反饋碼；6)顯示改寫進(jìn)程或錯(cuò)誤信息，如改寫過程出錯(cuò)，重新改寫；如改寫過程正確，循環(huán)執(zhí)行至改寫全部完成；7)發(fā)送改寫結(jié)束指令后撤場(chǎng)返回。程控儀對(duì)起搏器發(fā)出的軟件更新指令經(jīng)起搏器主程序區(qū)F2內(nèi)的引導(dǎo)程序多重確認(rèn)后，控制起搏器主程序跳轉(zhuǎn)至自舉程序區(qū)F3的自舉程序。如圖4所示，自舉程序包括下述步驟1)向程控儀發(fā)送當(dāng)前版本信息；2)接收和反饋程控儀指令；3)如接收指令為改寫指令則執(zhí)行下一步驟，如接收指令為改寫結(jié)束指令則執(zhí)行步驟8)；4)接收和檢驗(yàn)改寫數(shù)據(jù)，每次從程控儀接收128字節(jié)數(shù)據(jù)并加以檢驗(yàn)，如數(shù)據(jù)出錯(cuò)，則發(fā)送數(shù)據(jù)出錯(cuò)信息并返回步驟2)；如數(shù)據(jù)正確則執(zhí)行下一步驟；5)對(duì)射頻場(chǎng)提供的電源電壓和FlashMemory進(jìn)行檢測(cè)，如果電壓低或FlashMemory出錯(cuò)，將向程控儀發(fā)出“電壓低”或“Flash錯(cuò)誤”的編碼信息并返回步驟2)；如正確則執(zhí)行下一步驟；6)對(duì)相應(yīng)的程控?cái)?shù)據(jù)區(qū)F1和主程序區(qū)F2進(jìn)行擦除、改寫和檢驗(yàn)；7)重復(fù)步驟2)～6)直至改寫全部完成并接收到改寫結(jié)束指令；8)在射頻場(chǎng)撤除后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。在上述步驟2)～6)過程中，如任一步驟出錯(cuò)或射頻場(chǎng)中途撤除，起搏器都將向程控儀發(fā)出相應(yīng)的出錯(cuò)信息并返回步驟2)，等待程控儀發(fā)送新的指令和數(shù)據(jù)重新從出錯(cuò)處開始改寫程控?cái)?shù)據(jù)區(qū)F1或主程序區(qū)F2。只有全部改寫都正確完成，自舉程序在步驟2)接收到程控儀發(fā)出的改寫結(jié)束指令后才跳轉(zhuǎn)到步驟8)，等待射頻場(chǎng)撤除后退出自舉程序，強(qiáng)制微處理器MCU復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。如圖5所示，體外程控儀射頻收發(fā)裝置I包括由發(fā)射線圈L1、電容C1組成的串聯(lián)諧振回路；發(fā)射線圈L1、電容C1的串聯(lián)點(diǎn)連接由檢波器、帶通濾波放大和整形環(huán)節(jié)組成的程控儀接收電路4至程控儀主控單元的接收數(shù)據(jù)端8；串聯(lián)諧振回路連接D類放大器3，D類放大器3的輸入端連接載波調(diào)制器2，載波調(diào)制器2的輸入端連接載頻振蕩器1和程控儀主控單元的發(fā)射數(shù)據(jù)端7；發(fā)射線圈L1、電容C1的串聯(lián)點(diǎn)還連接有相敏檢測(cè)電路5，該相敏檢測(cè)電路5的輸出端連接電流反饋電路6至載頻振蕩器1。起搏器遙測(cè)電路II包括由接收線圈L2、電容C2構(gòu)成的并聯(lián)諧振回路，該并聯(lián)諧振回路的輸出連接由二極管D1、電阻R1、電容C3組成的檢波電路9；檢波電路9的輸出通過開關(guān)管SW1接地，同時(shí)連接施密特觸發(fā)器11、穩(wěn)壓器10；施密特觸發(fā)器11的輸出連接起搏器微處理器MCU的接收數(shù)據(jù)端12；穩(wěn)壓器10的輸出和內(nèi)部電源VCC并聯(lián)；微處理器MCU的發(fā)射數(shù)據(jù)端13直接連接開關(guān)管SW1的控制柵極；內(nèi)部電源VCC包括內(nèi)部電池BT1、單向?qū)щ姷牡蛪航敌せ囟O管D2和電源濾波鉭電容E1。體外程控儀射頻收發(fā)裝置I與起搏器遙測(cè)電路II雙向數(shù)據(jù)無線傳輸實(shí)現(xiàn)的方法是a)將載頻振蕩器1發(fā)出的射頻信號(hào)送入載波調(diào)制器2并讓程控儀的主控單元發(fā)射數(shù)據(jù)端7向載波調(diào)制器2的控制端發(fā)送改寫程序數(shù)據(jù)，載波調(diào)制器2對(duì)射頻波進(jìn)行調(diào)制后通過D類放大器3驅(qū)動(dòng)由發(fā)射線圈L1、電容C1構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路向起搏器遙測(cè)電路II發(fā)送調(diào)制后的射頻波；起搏器遙測(cè)電路II由接收線圈(L2)、電容(C2)構(gòu)成的并聯(lián)諧振回路將接收到的調(diào)制射頻波經(jīng)檢波電路9檢出調(diào)制信號(hào)，將該調(diào)制信號(hào)一路經(jīng)施密特觸發(fā)器11整形后通過接收數(shù)據(jù)端12發(fā)送給微處理器MCU，另一路經(jīng)穩(wěn)壓器10穩(wěn)壓后饋送給內(nèi)部電源VCC。當(dāng)調(diào)制信號(hào)的幅度大于內(nèi)部電池BT1的供電電壓時(shí)，穩(wěn)壓器10將輸出一個(gè)穩(wěn)定的2.8伏電壓至電源濾波電容E1提供內(nèi)部電源VCC；此時(shí)，由于肖基特二極管D2的單向?qū)щ娦裕瑑?nèi)部電池BT1將不再輸出電流，起搏器自動(dòng)轉(zhuǎn)換為由射頻場(chǎng)供電，程控儀和植入裝置之間的距離在0-5厘米之間變化時(shí)，射頻場(chǎng)可為植入裝置提供2.8伏的穩(wěn)定電壓和1毫安以上的供電電流，從而保證改寫起搏器內(nèi)部程序的需要。b)當(dāng)起搏器向體外程控儀發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，體外程控儀仍然向起搏器發(fā)射射頻載波，起搏器的主控單元微處理器MCU將待發(fā)送的自舉程序數(shù)據(jù)通過發(fā)射數(shù)據(jù)端13送至接地開關(guān)管SW1的控制柵極，控制SW1對(duì)地的導(dǎo)通和關(guān)閉，改變L2、C2并聯(lián)諧振回路的負(fù)載，然后再通過電感L2、L1耦合形成對(duì)體外程控儀射頻載波的負(fù)載調(diào)制；該負(fù)載調(diào)制信號(hào)由體外程控儀的L1、C1串聯(lián)諧振回路接收，經(jīng)程控儀接收電路4的檢波器、帶通濾波放大和整形后，作為遙測(cè)數(shù)據(jù)傳送至程控儀的接收數(shù)據(jù)端8。圖5所示的技術(shù)方案已申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利“一種植入式心臟起搏器遙測(cè)裝置及雙向數(shù)據(jù)傳輸方法”，其申請(qǐng)?zhí)枮?00610042605.2。本發(fā)明一個(gè)軟件更新的實(shí)施例，按圖1給出的原理框圖設(shè)計(jì)和制造了一種通用的植入式心臟起搏器硬件電路。在對(duì)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證后，首先給該電路中的微處理器MCU固化了一個(gè)只具有單腔起搏功能的VVI起搏器控制軟件，對(duì)該款起搏器進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上編制了兼具多種測(cè)量和診斷功能的SSI(單腔按需)起搏器控制軟件，利用本發(fā)明給出的方法對(duì)已封裝的只具有起搏功能的VVI起搏器進(jìn)行了軟件改寫，將該款起搏器更新為具有多種測(cè)量和診斷功能的SSI起搏器。類似地，還可利用軟件改寫將這款SSI起搏器更新為DDD起搏器(雙腔起搏器)。此外，我們已多次根據(jù)測(cè)試和驗(yàn)證的結(jié)果對(duì)已封裝起搏器內(nèi)部固化軟件進(jìn)行了改寫。本發(fā)明另一個(gè)改寫實(shí)施例是利用本發(fā)明給出的方法對(duì)一種已封裝的植入式神經(jīng)刺激器進(jìn)行了軟件改寫，添加了一些刺激波形和模式的控制功能。權(quán)利要求1.一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置，其特征是，包括體外程控儀射頻收發(fā)裝置(I)、與體外程控儀雙向數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)钠鸩鬟b測(cè)電路(II)，所述起搏器遙測(cè)電路(II)與一個(gè)微處理器MCU雙向連接；所述微處理器MCU內(nèi)含有一個(gè)用于程序運(yùn)行時(shí)變量和數(shù)據(jù)緩存的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器RAM和一個(gè)可改寫的只讀存儲(chǔ)器ROM；所述只讀存儲(chǔ)器ROM分為三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)起搏器默認(rèn)模式、運(yùn)行參數(shù)和版本信息的程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)(F1)、用于存儲(chǔ)起搏器當(dāng)前版本控制軟件的主程序區(qū)(F2)和用于改寫起搏器主程序的自舉程序區(qū)(F3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置，其特征是，所述微處理器MCU為一個(gè)內(nèi)含多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的微功耗處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控裝置，其特征是，所述可改寫的只讀存儲(chǔ)器ROM為一個(gè)閃爍存儲(chǔ)器。4.一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的方法，其特征是，包括一個(gè)通過程控儀射頻收發(fā)裝置(I)作用于起搏器遙測(cè)電路(II)對(duì)起搏器軟件更新的程序和一個(gè)存儲(chǔ)于起搏器內(nèi)存只讀存儲(chǔ)器ROM中自舉程序區(qū)(F3)的自舉程序；所述程控儀對(duì)起搏器軟件更新的程序包括下述步驟1)對(duì)起搏器加射頻場(chǎng)，等待起搏器回應(yīng)；2)發(fā)送軟件更新指令，等待起搏器反饋碼并判斷正誤；3)接收和顯示起搏器版本信息；4)讀鍵盤命令對(duì)更新指令確認(rèn)；5)發(fā)送改寫指令及數(shù)據(jù)；6)接收起搏器反饋碼，顯示改寫進(jìn)程或錯(cuò)誤信息；7)全部改寫完成后發(fā)送改寫結(jié)束指令，然后撤場(chǎng)返回；所述的自舉程序包括下述步驟；1)向程控儀發(fā)送當(dāng)前版本信息；2)接收和反饋程控儀指令；3)當(dāng)接收指令為改寫指令則執(zhí)行下一步驟，當(dāng)接收指令為改寫結(jié)束指令則執(zhí)行步驟8)；4)接收和檢驗(yàn)改寫數(shù)據(jù)并發(fā)送出錯(cuò)信息；5)檢驗(yàn)電源電壓及只讀存儲(chǔ)器ROM并發(fā)送出錯(cuò)信息；6)改寫程控?cái)?shù)據(jù)區(qū)(F1)或主程序區(qū)(F2)并發(fā)送改寫正確與錯(cuò)誤信息；7)重復(fù)步驟2)～6)直至改寫全部完成；8)在射頻場(chǎng)撤除后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的方法，其特征是，所述程控儀對(duì)起搏器發(fā)出的軟件更新指令經(jīng)起搏器主程序區(qū)(F2)內(nèi)的引導(dǎo)程序多重確認(rèn)后，控制起搏器主程序跳轉(zhuǎn)至自舉程序區(qū)(F3)的自舉程序。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的方法，其特征是，所述自舉程序步驟2)～6)中，當(dāng)任一步驟出錯(cuò)或射頻場(chǎng)中途撤除，起搏器都將向程控儀發(fā)出相應(yīng)的出錯(cuò)信息并一直等待程控儀發(fā)送新的數(shù)據(jù)重新從出錯(cuò)處開始改寫，只有全部改寫都正確完成，程控儀發(fā)出改寫結(jié)束指令并撤除射頻場(chǎng)后，起搏器才退出自舉程序，自動(dòng)復(fù)位進(jìn)入新改寫的主程序運(yùn)行。全文摘要本發(fā)明公開了一種可更新心臟起搏器內(nèi)部固化軟件的程控系統(tǒng)，包括體外程控儀射頻收發(fā)裝置、與體外程控儀雙向數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)钠鸩鬟b測(cè)電路，起搏器遙測(cè)電路與一個(gè)微處理器雙向連接；所述微處理器內(nèi)含有一個(gè)用于程序運(yùn)行時(shí)變量和數(shù)據(jù)緩存的隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器和一個(gè)可改寫程序的只讀存儲(chǔ)器；該只讀存儲(chǔ)器分為三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)起搏器默認(rèn)模式、運(yùn)行參數(shù)和版本信息的程控參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)、用于存儲(chǔ)起搏器當(dāng)前版本控制軟件的主程序區(qū)和用于改寫起搏器主程序的自舉程序區(qū)。本發(fā)明還包括一個(gè)通過程控儀射頻場(chǎng)收發(fā)裝置作用于起搏器遙測(cè)電路對(duì)起搏器軟件更新的程序和一個(gè)存儲(chǔ)于起搏器閃爍存儲(chǔ)器中自舉程序區(qū)的自舉程序。文檔編號(hào)A61N1/36GK1838076SQ20061004271公開日2006年9月27日申請(qǐng)日期2006年4月24日優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日發(fā)明者金捷,孫衛(wèi)新,白朝軍,郭萍,楊新平申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)