專利名稱：體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域的自定向裝置，具體是一種體內(nèi)介入式 診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置。
技術(shù)背景介入式診療己經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)上，用于檢測(cè)人體所不能及的部位的 病變情況，借助介入式診療裝備，醫(yī)生從傳統(tǒng)的"望、聞、問、切"和依靠經(jīng) 驗(yàn)進(jìn)行診治方式轉(zhuǎn)變成為依靠客觀和定量化的醫(yī)學(xué)信息和數(shù)據(jù)，提高了診斷質(zhì) 量和減少醫(yī)患糾紛，介入式診療設(shè)備在臨床診療上已經(jīng)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 但介入式診療裝備的電源極大影響其性能的發(fā)揮和使用，如用于噴藥、生理參 數(shù)檢測(cè)、取樣等介入式診療裝備，大都采用鈕扣電池供電，這類電池受限于其 體積，電池容量有限，使得介入式診療裝備的在體內(nèi)的工作時(shí)間普遍較短，限 制了介入式診療裝備性能的發(fā)揮和正常使用。用于體內(nèi)介入式診療裝備的無(wú)線 能量傳統(tǒng)系統(tǒng)可以為介入式診療裝備提供不間斷的能源供給，無(wú)限制地延長(zhǎng)介 入式診療裝備的使用壽命，介入式診療裝備的功能和性能在臨床上能夠得到充 分發(fā)揮，因此有必要研制用于體內(nèi)介入式診療裝備的無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利"一種向體內(nèi)微型裝置傳輸能量 的系統(tǒng)"(申請(qǐng)?zhí)?3117229. 6)公開了一種向體內(nèi)微型裝置傳輸能量的系統(tǒng)， 這種無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)采用貼在皮膚上的電極加低壓交變電壓來(lái)傳輸控制信 號(hào)，信號(hào)接收裝置包括由兩端為導(dǎo)電殼、中間段絕緣殼體組成的天線外殼，以 及連接于兩端導(dǎo)電殼體段由電磁線圈與電容串聯(lián)組成的串聯(lián)耦合諧振電路，提 供執(zhí)行工作機(jī)構(gòu)以所需能量，該技術(shù)的缺陷在于無(wú)法解決信號(hào)接收裝置在消化 道內(nèi)姿態(tài)和空間位置隨機(jī)變化造成能量傳輸系統(tǒng)效率是隨機(jī)變化的問題，該技 術(shù)根本無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際。又發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利采用無(wú)線能量傳輸?shù)尼t(yī)療植入裝置(專利號(hào)00814081.2) 該技術(shù)是一種醫(yī)療植入裝置，用于無(wú)線傳輸患者體外的能量，但這種無(wú)線能量傳輸裝置要求體外能量傳輸裝置和能量接收裝置位置相對(duì)固定，不能應(yīng)用于在 體內(nèi)位置和姿態(tài)隨機(jī)變化的裝置。綜上所述，用于體內(nèi)介入式診療裝備的無(wú)線能量傳統(tǒng)系統(tǒng)可以為介入式診 療裝備提供不間斷的能源供給，但現(xiàn)有的專利技術(shù)無(wú)法解決能量接收系統(tǒng)在體 內(nèi)位置和姿態(tài)是隨機(jī)變化的問題，無(wú)法保證無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的效率維持在恒 定的水平，使無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)不能應(yīng)用于體內(nèi)介入式診療裝備。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體內(nèi)介入式診療裝備無(wú) 線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置，針對(duì)體內(nèi)介入式診療裝備的無(wú)線能量接收 系統(tǒng)在體內(nèi)位置和姿態(tài)屬于隨機(jī)變化的事實(shí)，應(yīng)用該三維自定向接收裝裝置， 不管介入式診療裝備在體內(nèi)位置和狀態(tài)如何變化，能量接收系統(tǒng)與能量發(fā)射系 統(tǒng)始終保持同軸狀態(tài)，確保無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的效率達(dá)到最高，保證無(wú)線能量 傳輸系統(tǒng)的傳輸效率維持在恒定的水平，為體內(nèi)介入式診療裝備提供不間斷的 能源，無(wú)限延長(zhǎng)體內(nèi)介入式診療裝備的工作時(shí)間。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明包括支撐塊、外殼、導(dǎo)線、內(nèi)砧、內(nèi)針、重塊、夕卜砧、線圈、鐵 芯、支撐環(huán)、外針。重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯固定在線圈軸線上，線圈的軸 線則固定在內(nèi)針上，通過內(nèi)砧支撐內(nèi)針安裝在支撐環(huán)上，使線圈以內(nèi)針為軸線 在支撐環(huán)上自由旋轉(zhuǎn)，線圈兩端輸出線則通過內(nèi)針與導(dǎo)線連接，導(dǎo)線固定在支 撐環(huán)上，導(dǎo)線與支撐環(huán)相互絕緣，支撐環(huán)軸線固定在外針上，通過外砧支撐外 針安裝在支撐塊中心，使支撐環(huán)以外針為軸線在支撐塊中心自由旋轉(zhuǎn)；支撐塊與外殼形成一個(gè)圓柱形殼體，線圈在圓柱形殼體內(nèi)可以繞兩個(gè)相互 垂直方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線分別是內(nèi)針和外針，線圈兩端輸出線通過內(nèi)針、導(dǎo)線 和外針引出圓柱形殼體，在線圈旋轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線不會(huì)與線圈發(fā)生干涉。本發(fā)明不論圓柱形殼體姿態(tài)和空間位置如何變化，在重塊作用下，線圈會(huì) 自動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)整軸線方向，使線圈軸線始終保持與重力方向相同，當(dāng)線圈處于與 重力方向相同的交變電磁場(chǎng)中，不論圓柱形殼體姿態(tài)和空間位置如何變化，線 圈軸線均能夠保持與重力相同的方向，即與交變電磁場(chǎng)相同的方向，使線圈內(nèi) 產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)最大，同時(shí)感生電動(dòng)勢(shì)可以通過內(nèi)針、外針引出到圓柱形殼 體外，作為電氣元器件的電源。本發(fā)明體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，性能可靠，無(wú)須任何控制即可保證無(wú) 線能量傳輸效率達(dá)到最高，具有非常高的實(shí)用價(jià)值，該三維自定向接收裝置應(yīng) 用于無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)，可徹底消除鈕扣電池能量不足的缺陷，無(wú)限延長(zhǎng)體內(nèi) 介入式診療裝備的工作時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的三維自定向接收裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保 護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括支撐塊l、外殼2、導(dǎo)線3、內(nèi)砧4、內(nèi)針5、重 塊6、外砧7、線圈8、鐵芯9、支撐環(huán)IO、外針ll。重塊6安裝在鐵芯9一端， 鐵芯9安裝在線圈8的軸線處，與線圈8的軸線重合，內(nèi)針5則安裝在線圈8 軸線兩端，通過內(nèi)砧4支撐內(nèi)針5安裝在支撐環(huán)10上，線圈8包括鐵芯9和重 塊6可以繞內(nèi)針5在支撐環(huán)10上自由旋轉(zhuǎn)，線圈8兩端的引出線分別通過內(nèi)針 5與導(dǎo)線3連接，導(dǎo)線3固定在支撐環(huán)10上，支撐環(huán)10則通過外砧7和外針 U安裝在支撐塊1中心，支撐環(huán)10可繞外針11在支撐塊1中心旋轉(zhuǎn)，支撐塊 1與外殼2形成一個(gè)圓柱形殼體，線圈8、鐵芯9和重塊6在圓柱形殼體內(nèi)可繞 兩個(gè)相互垂直方向旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)軸線分別是內(nèi)針5和外針11，線圈8在自由旋 轉(zhuǎn)過程中，線圈8兩端引出線通過內(nèi)針5、導(dǎo)線3和外針11引出殼體2，在線 圈旋轉(zhuǎn)過程中，導(dǎo)線3不會(huì)與線圈8發(fā)生干涉。重塊6安裝在鐵芯9一端，鐵芯9安裝在線圈8軸線處，在重塊6作用下， 線圈8質(zhì)心偏離其幾何質(zhì)心位置，其偏離距離越大，其三維自定向效果越明顯、 運(yùn)動(dòng)越靈活，因此在結(jié)構(gòu)允許條件下，使重塊6安裝位置盡可能偏離鐵芯8的 末端。為保證線圈8實(shí)現(xiàn)軸線相互垂直的兩維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)針6和外針11的安裝 位置必須保證相互垂直，在重力矩作用下，線圈8繞內(nèi)針5旋轉(zhuǎn)，同時(shí)繞外針 ll旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸線相互垂直的兩維旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為保證線圈8的旋轉(zhuǎn)自由和靈活，重塊6采用密閉度大的材料加工而成(如 銀)，重塊6的密度越大，相同體積的重塊6的質(zhì)量越大，使其產(chǎn)生的重力矩將越大，線圈8在重塊6帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)越靈活。內(nèi)針5和外針11采用導(dǎo)電性能、耐摩擦性能好和剛度較高的材料加工而成， 保證其導(dǎo)電性能、抗磨損性能和支撐強(qiáng)度。為減小系統(tǒng)體積，導(dǎo)線3的外徑盡可能小，并且導(dǎo)線與支撐環(huán)10相互絕緣， 為保證絕緣，內(nèi)砧4和外砧7采用耐磨損的絕緣材料加工而成，實(shí)現(xiàn)內(nèi)針5與 支撐環(huán)10、外針11與支撐10之間的絕緣，支撐環(huán)10和支撐塊1采用耐摩擦和 剛度較好的材料加工而成，保證其抗磨損性能和支撐強(qiáng)度，為減輕系統(tǒng)的質(zhì)量， 外殼2可采用密度較小而強(qiáng)度較高的工程塑料加工。上述三維自定向接收裝置用于體內(nèi)無(wú)線能量接收時(shí)，保證體外外無(wú)線能量發(fā) 射線圈軸線方向在垂直方向，不論該三維自定向接收線圈機(jī)構(gòu)的殼體在空間任 何位置或任何姿態(tài)，在重塊6作用下，線圈8會(huì)繞內(nèi)針5和外針11旋轉(zhuǎn)，自動(dòng) 調(diào)整姿態(tài)，使線圈8軸線方向始終處于垂直方向，線圈8兩端的輸出線則通過 導(dǎo)線3、內(nèi)針5和外針11引出殼體，不會(huì)與線圈8本身發(fā)生干涉。當(dāng)體外無(wú)線 能量發(fā)送線圈的線圈軸線處于垂直方向，就可保證體外無(wú)線能量發(fā)送線圈和體 內(nèi)三維自定向接收裝備軸線始終處于垂直方向，體內(nèi)三維自定向接收裝備在任 意位置和姿態(tài)均可保證與體內(nèi)無(wú)線能量發(fā)送線圈處于同軸狀態(tài)，保證無(wú)線能量 傳輸系統(tǒng)的效率達(dá)到最高，并且維持在最高水平，為體內(nèi)介入式診療裝備提供 不間斷的能源供給，無(wú)限延長(zhǎng)體內(nèi)介入式診療裝備的工作壽命。
權(quán)利要求
1、一種體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置，包括支撐塊、外殼、導(dǎo)線、內(nèi)砧、內(nèi)針、重塊、外砧、線圈、鐵芯、支撐環(huán)、外針，特征在于重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯固定在線圈軸線上，線圈的軸線則固定在內(nèi)針上，內(nèi)針通過內(nèi)砧支撐在支撐環(huán)上，線圈以內(nèi)針為軸線在支撐環(huán)上自由旋轉(zhuǎn)，線圈兩端輸出線則通過內(nèi)針與導(dǎo)線連接，導(dǎo)線固定在支撐環(huán)上，導(dǎo)線與支撐環(huán)相互絕緣，支撐環(huán)軸線固定在外針上，外針通過外砧支撐在支撐塊中心，支撐環(huán)以外針為軸線在支撐塊中心自由旋轉(zhuǎn)，支撐塊與外殼形成一個(gè)圓柱形殼體，線圈在圓柱形殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線分別是內(nèi)針和外針，線圈兩端輸出線通過內(nèi)針、導(dǎo)線和外針引出圓柱形殼體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向 接收裝置，其特征是，所述重塊安裝位置偏離鐵芯的末端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向 接收裝置，其特征是，所述內(nèi)針和外針相互垂直，線圈繞內(nèi)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)繞外 針旋轉(zhuǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置，其特征是，所述內(nèi)砧和外砧，其材料為絕緣材料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向 接收裝置，其特征是，所述重塊，其材料為銀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種體內(nèi)介入式診療裝備無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自定向接收裝置，由支撐塊、外殼、導(dǎo)線、內(nèi)砧、內(nèi)針、重塊、外砧、線圈、鐵芯、支撐環(huán)、外針組成，重塊安裝在鐵芯一端，鐵芯安裝在線圈軸心，內(nèi)針和外針安裝位置相互垂直，內(nèi)針在內(nèi)砧支撐下，線圈可繞內(nèi)針自由旋轉(zhuǎn)，在外針在外砧支撐下，線圈可繞外針自由旋轉(zhuǎn)，在重力作用下，線圈會(huì)自動(dòng)調(diào)整軸線方向，始終與重力方向保持相同。該發(fā)明體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，性能可靠，運(yùn)用于無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)，無(wú)須任何控制即可保證無(wú)線能量傳輸效率達(dá)到最高，可徹底消除鈕扣電池能量不足的缺陷，延長(zhǎng)體內(nèi)介入式診療裝備的工作壽命。
文檔編號(hào)A61B19/00GK101305934SQ20081004015
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者華 劉, 姜萍萍, 王坤東, 王文興, 顏國(guó)正 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)