專利名稱：起搏發(fā)生裝置及其控制方法
起搏發(fā)生裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起搏發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
在臨床緊急救治場(chǎng)合經(jīng)常需要對(duì)病人進(jìn)行體外無(wú)創(chuàng)起搏獲得及時(shí)的救治效果，體外起搏的優(yōu)點(diǎn)有1)無(wú)需導(dǎo)管或針剌，對(duì)人體無(wú)損傷；2)不需要安裝導(dǎo)管，操作快速；是急救診療有效的治療手段。與體內(nèi)起搏不同，體外起搏器多使用粘貼式電極端子片，治療時(shí)人體阻抗變化范圍也遠(yuǎn)大于體內(nèi)方式，要求體外起搏裝置能適應(yīng)較大的阻抗范圍并輸出穩(wěn)定有效的脈沖。 體外人體胸阻范圍較體內(nèi)阻抗要寬， 一般變化范圍從20歐姆 200歐姆，臨床有效剌激脈沖電流變化范圍5mA 200mA，為保證在最大阻抗下，能夠輸出最大有效電流，那么電流脈沖發(fā)生電路需要具有瞬態(tài)功耗達(dá)到8W的輸出能力，如果實(shí)際病人阻抗小，如20歐姆，那么實(shí)際的用于起搏脈沖的有用功耗只有0. 8W，兩者功耗相差10倍，其他的7. 2W功耗將通過(guò)熱的形式消耗在電流脈沖發(fā)生電路的器件上。 這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是起搏裝置的輸出功率不會(huì)隨不同病人或病人的不同狀態(tài)下的實(shí)時(shí)阻抗而變化，可能導(dǎo)致以下問(wèn)題第一，電路器件將一直承擔(dān)額外的熱消耗，電路溫升高，為降低這種溫升，需要給器件增加散熱片來(lái)保證在長(zhǎng)時(shí)間工作的條件下，芯片的溫升不會(huì)超過(guò)額定溫度，來(lái)防止超溫導(dǎo)致器件的特性改變或者故障。第二，電路的功耗一直處于相對(duì)較高的水平。在臨床急救與治療使用場(chǎng)合中，儀器小型便攜化、低功耗是儀器的發(fā)展趨勢(shì)。尤其對(duì)電池供電的設(shè)備，降低功耗能有效延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間，可以提高使用效率。同時(shí)低功耗設(shè)備其發(fā)熱效應(yīng)也相對(duì)較低，對(duì)做到設(shè)備的小型和便攜更為有利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種低功耗起搏發(fā)生裝置及其控制方法。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種起搏發(fā)生裝置，包括激勵(lì)源和用于接觸生物體的電極端子，所述激勵(lì)源用于為起搏發(fā)生裝置提供起搏脈沖并將起搏脈沖輸出到電極端子，所述起搏發(fā)生裝置還包括控制單元和阻抗獲取單元，所述阻抗獲取單元與控制單元相連，所述控制單元與激勵(lì)源相連，所述控制單元響應(yīng)阻抗獲取單元輸出的生物體的阻抗，計(jì)算目標(biāo)電壓值，將目標(biāo)電壓值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓控制電平，并輸出電壓控制電平至激勵(lì)源，控制所述激勵(lì)源輸出相應(yīng)的功率。 在一種實(shí)施例中，所述控制單元包括計(jì)算模塊和第一 DA轉(zhuǎn)換器，所述計(jì)算模塊用
于計(jì)算目標(biāo)電壓值，所述目標(biāo)電壓值隨阻抗獲取單元輸出的阻抗值和設(shè)定的起搏電流值的
乘積的增大而增大，所述第一DA轉(zhuǎn)換器用于將目標(biāo)電壓值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓控
制電平，并輸出到所述激勵(lì)源，控制所述激勵(lì)源輸出相應(yīng)的起搏驅(qū)動(dòng)電壓。 在一種實(shí)施例中，所述激勵(lì)源包括電壓源和電流源，所述電壓源為所述電流源提供驅(qū)動(dòng)電壓，所述電流源用于產(chǎn)生設(shè)定寬度和頻率的起搏脈沖，所述第一DA轉(zhuǎn)換器將電壓控制電平輸出到電壓源，控制電壓源的輸出電壓。所述控制單元還包括第二DA轉(zhuǎn)換器，所述第二 DA轉(zhuǎn)換器用于將操作者設(shè)定的起搏電流值轉(zhuǎn)換為模擬的電流控制電平，并按照設(shè)定的頻率以脈沖方式輸出到所述電流源，控制電流源輸出具有預(yù)定起搏電流和起搏頻率的脈沖。 本發(fā)明還提供一種起搏發(fā)生裝置控制方法，包括以下步驟 獲取生物體的阻抗； 根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)激勵(lì)源的輸出功率。
在一種實(shí)施例中，調(diào)節(jié)激勵(lì)源的輸出功率包括以下步驟獲取預(yù)定的起搏電流值；
根據(jù)所述阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積調(diào)節(jié)激勵(lì)源輸出的起搏驅(qū)動(dòng)電壓。
在另一種實(shí)施例中，根據(jù)所述阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積調(diào)節(jié)起搏驅(qū)動(dòng)電壓的
步驟包括以下步驟 計(jì)算目標(biāo)電壓值，所述目標(biāo)電壓值等于所述阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積乘以一個(gè)系數(shù)再加上一常數(shù)； 將目標(biāo)電壓值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓控制電平；
所述激勵(lì)源根據(jù)電壓控制電平輸出對(duì)應(yīng)的起搏驅(qū)動(dòng)電壓。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明根據(jù)被操作生物體的阻抗參數(shù)來(lái)確定激勵(lì)源的功率輸出，對(duì)于外部阻抗變化范圍大的情況，也能保證在患者上產(chǎn)生足夠的有效電流。對(duì)于阻抗大的情況，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)激勵(lì)源，使有足夠的電流輸出能力。在阻值小的情況下，電路可以及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整激勵(lì)源輸出，有效降低電路功耗。在寬的阻抗變化范圍內(nèi)，激勵(lì)源的動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以使電路的工作效率一直維持在一個(gè)高的水平，特別對(duì)于小型或便攜式設(shè)備，在供電電量相當(dāng)?shù)那闆r下，這種高效率的脈沖輸出裝置，能夠更有效的輸出起搏脈沖，有效延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間，降低電路熱損耗。這種脈沖發(fā)生電路特別適合使用在阻抗變化范圍大的體外起搏場(chǎng)合。


圖1為起搏發(fā)生裝置的一種實(shí)施例的原理框 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的電壓源結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的電流源結(jié)構(gòu)示意 圖4為起搏發(fā)生裝置的另一種實(shí)施例的原理框 圖5為本發(fā)明一種實(shí)施例的流程圖； 圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的阻抗檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明另一種實(shí)施例的流程 圖8為本發(fā)明又一種實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參考圖l，起搏發(fā)生裝置包括激勵(lì)源、用于接觸生物體的電極端子10、控制單元11和阻抗獲取單元，本實(shí)施例中，阻抗獲取單元為阻抗檢測(cè)單元12，所述激勵(lì)源用于為起搏發(fā)生裝置提供起搏脈沖并將起搏脈沖輸出到電極端子，所述阻抗檢測(cè)單元12與控制單元11相連，所述控制單元11與激勵(lì)源相連，所述阻抗檢測(cè)單元12用于檢測(cè)被操作生物體(例如患者)20的接入阻抗，所述控制單元響應(yīng)阻抗檢測(cè)單元檢測(cè)的生物體的阻抗，并輸出控制信號(hào)，控制所述激勵(lì)源的輸出，通過(guò)控制激勵(lì)源的輸出功率，從而控制起搏發(fā)生裝置的耗能。在本實(shí)施例中，所述激勵(lì)源包括電壓源13和電流源14，電壓源13為電流源14提供驅(qū)動(dòng)電壓，電流源14用于根據(jù)操作者的設(shè)定產(chǎn)生設(shè)定寬度和頻率的起搏脈沖。
在一種實(shí)施例中，所述控制單元包括計(jì)算模塊和第一 DA(數(shù)模)轉(zhuǎn)換器，第一 DA轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件設(shè)定，可以是獨(dú)立的硬件結(jié)構(gòu)，也可以集成在控制單元的芯片中。計(jì)算模塊可以單獨(dú)是一個(gè)微處理器，也可以和第一DA轉(zhuǎn)換器共同集成為一個(gè)微處理器。事先，控制單元會(huì)接收操作者設(shè)定的起搏電流和起搏頻率，起搏電流和起搏頻率根據(jù)不同病人的具體狀況而設(shè)定?？刂茊卧獙y(cè)量到的阻抗值通過(guò)計(jì)算模塊與設(shè)定的起搏電流進(jìn)行計(jì)算，得到需要的起搏電壓源的目標(biāo)電壓值，目標(biāo)電壓值隨阻抗檢測(cè)單元檢測(cè)的阻抗值和設(shè)定的起搏電流值的乘積的增大而增大，在一種實(shí)施例中，目標(biāo)電壓值的計(jì)算公式是
Vout = A*R*Iout+B 式中Vout為電壓源輸出的驅(qū)動(dòng)電壓，lout為預(yù)定起搏電流，R為人體阻抗，A和B為系數(shù)。 目標(biāo)電壓值Vout也可采用RWout計(jì)算得出。但因電流源有內(nèi)阻，會(huì)消耗一部分電流，所以電壓源輸出的驅(qū)動(dòng)電壓Vout應(yīng)有一定余量，A和B可根據(jù)電路特性計(jì)算出來(lái)。
第一DA轉(zhuǎn)換器將這個(gè)目標(biāo)電壓值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為一個(gè)模擬的電壓控制電平Vout_DA，輸出到電壓源，用來(lái)作為電壓反饋環(huán)的電壓基準(zhǔn)，然后通過(guò)反激變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流源需要的電壓。 電壓源可以采用多種電路實(shí)現(xiàn)，在一種實(shí)施例中，電壓源的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，運(yùn)算放大器U39以及三極管Q7構(gòu)成一個(gè)電流源，流過(guò)Q7電流的大小由第一DA轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)電壓(即電壓控制電平)決定。穩(wěn)壓管U38的參考端節(jié)點(diǎn)Vref電壓穩(wěn)定在2. 5V，因此起搏電壓PACE_V+與第一 DA轉(zhuǎn)換器的輸出呈線性比例。 在調(diào)節(jié)完電壓源輸出的起搏電壓之后，控制單元再根據(jù)預(yù)設(shè)起搏電流值和起搏頻率，通過(guò)控制單元的第二 DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬的電流控制電平Iout_DA輸出給可調(diào)電流源，該第二 DA轉(zhuǎn)換器輸出的控制信號(hào)以脈沖方式發(fā)出，這樣電流源就在患者的電極片之間產(chǎn)生需要的起搏頻率和起搏電流的脈沖。當(dāng)1out—DA信號(hào)電壓為零時(shí)，則停止起搏輸出。
第二DA轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件設(shè)定，可以是獨(dú)立的硬件結(jié)構(gòu)，也可以集成在控制單元的芯片中。 電流源可以采用多種電路實(shí)現(xiàn)，在一種實(shí)施例中，可控電流源結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，主要包括放大電路U31和M0S管Q9，電流控制電平1out—DA輸入到放大電路U31的輸入端。M0S管Q9輸出起搏脈沖。 通過(guò)阻抗檢測(cè)單元，獲得當(dāng)前電極間的生物體(例如人體)阻抗值，根據(jù)人體阻抗和需要的電流值調(diào)整電壓源的驅(qū)動(dòng)電壓，使電壓源輸出可以滿足驅(qū)動(dòng)電流負(fù)載的要求。然后由控制單元控制起搏電流源按照需要的頻率輸出大小為lout的起搏脈沖。在寬的阻抗變化范圍內(nèi)，電壓源可動(dòng)態(tài)調(diào)整，可以使電路的工作效率一直維持在一個(gè)高的水平，有效降低電路中的功率損耗。 在另一種實(shí)施例中，還對(duì)導(dǎo)聯(lián)的連接情況進(jìn)行判斷。如圖4所示，起搏發(fā)生裝置包 括電壓源13、電流源14、電極端子10、控制單元11、阻抗檢測(cè)單元12和繼電器15，繼電器15 連接在電壓源13、電流源14和電極端子IO之間，繼電器15的控制端耦合到控制單元11， 所述控制單元11將阻抗檢測(cè)單元12檢測(cè)的阻抗值與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控 制繼電器在接通和斷開狀態(tài)之間切換。例如如果阻抗值小于預(yù)設(shè)閾值，則控制繼電器接通， 從而將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體20上，如果阻抗值大于預(yù)設(shè)閾值，則控制繼電器斷開， 從而停止將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體20上。 起搏裝置通過(guò)調(diào)節(jié)輸出的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出的功率，從而使輸出功率可跟隨被 測(cè)試生物體的實(shí)時(shí)阻抗而變化，即動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖發(fā)生電路的功耗，將電路熱等形式散耗的 功率節(jié)省下來(lái)，則可以有效提高工作效率，減少電路發(fā)熱，延長(zhǎng)機(jī)器工作時(shí)間。起搏裝置的 工作流程如圖5所示，包括以下步驟 1、當(dāng)收到起搏開始的指令后，先獲取阻抗檢測(cè)單元輸出的實(shí)時(shí)阻抗R。 2、判斷實(shí)時(shí)阻抗R是否大于預(yù)設(shè)閾值，如果是，則說(shuō)明導(dǎo)聯(lián)脫落，可停止將起搏脈
沖施加到被測(cè)生物體上，例如通過(guò)控制單元輸出控制信號(hào)給繼電器，控制繼電器斷開，從而
使起搏裝置和被測(cè)生物體脫離開。如果實(shí)時(shí)阻抗R沒(méi)有超出預(yù)設(shè)閾值，則說(shuō)明導(dǎo)聯(lián)連接正
常，則將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上，例如通過(guò)控制單元輸出控制信號(hào)給繼電器，控制繼
電器閉合，從而將輸出的起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上。 3、根據(jù)檢測(cè)的實(shí)時(shí)阻抗R和預(yù)設(shè)的起搏電流值計(jì)算Vout_DA控制量，調(diào)節(jié)電壓源 輸出的電壓。 4、根據(jù)預(yù)設(shè)的起搏電流值計(jì)算Iout—DA控制量，控制電流源輸出具有電流Iout和 設(shè)定頻率的起搏脈沖。 在每次輸出起搏脈沖后進(jìn)行判斷是否還需要輸出起搏脈沖，如果需要?jiǎng)t循環(huán)上述 步驟。在起搏脈沖輸出期間仍然實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)阻抗，將實(shí)時(shí)阻抗值和預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，如果阻 抗值小于預(yù)設(shè)閾值，則將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上，如果阻抗值大于預(yù)設(shè)閾值，則停止 將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上。在每一次起搏脈沖發(fā)送完畢后，根據(jù)當(dāng)前阻抗值，重新計(jì) 算電壓源的調(diào)整電壓，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出新的Vout—DA的值，調(diào)整電路輸出，完成功耗控制。 阻抗檢測(cè)單元的一種實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)所述硬件阻抗采集電路將阻 抗信號(hào)轉(zhuǎn)換成電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換之后，由控制單元按照電路的線性關(guān)系計(jì)算得到阻抗 值。阻抗檢測(cè)單元的一種電路結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括順序連接的載波發(fā)生器、電容耦合電 路、差分放大器、帶通濾波電路、半波整流電路和低通濾波整流電路，所述載波發(fā)生器用于 產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，高頻載波方波信號(hào)是由P麗產(chǎn)生，其產(chǎn)生的方波信號(hào)首先經(jīng)過(guò)M0SFET 輸出同頻率且幅值為2. 5V的脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)運(yùn)放放大后的方波信號(hào)經(jīng)高通再分別經(jīng)運(yùn) 放跟隨和反向放大被分成兩路方向相反的脈沖進(jìn)入電容耦合電路，電容耦合電路的輸入端 還通過(guò)分別代表兩個(gè)肢體導(dǎo)聯(lián)的RA和LL(RA是右臂，LL是左腿)輸入生物體阻抗信號(hào)，這 兩個(gè)信號(hào)差分以后得到II導(dǎo)波形信號(hào)。電容耦合電路將生物體阻抗信號(hào)調(diào)制到高頻載波 信號(hào)中，調(diào)制了人體阻抗信號(hào)的載波信號(hào)經(jīng)緩沖被差分放大器放大后，再經(jīng)過(guò)帶通濾波電 路放大，輸出到半波整流電路，經(jīng)半波整流輸出的單方向波形再經(jīng)后面的低通濾波電路整流輸出直流波形進(jìn)入到控制單元的AD檢測(cè)器，該直流信號(hào)與人體阻抗線性相關(guān)。 當(dāng)阻抗檢測(cè)單元輸出的是模擬信號(hào)時(shí)，阻抗檢測(cè)單元將阻抗信號(hào)先輸出到AD檢
測(cè)器，AD檢測(cè)器可以為控制單元的一部分，也可以是位于控制單元之外的一個(gè)獨(dú)立器件。AD
轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以被控制單元(例如CPU)處理的數(shù)字量。 阻抗檢測(cè)單元的另一種實(shí)現(xiàn)方式是間接的利用其他參數(shù)計(jì)算得到阻抗值。例如阻
抗等于施加在阻抗兩端的電壓除以流過(guò)阻抗的電流。阻抗檢測(cè)單元包括電壓采集模塊、電
流采集模塊和電阻計(jì)算模塊，所述電壓采集模塊用于采集施加在生物體上的電壓，所述電
流采集模塊用于采集流經(jīng)生物體的電流，所述電阻計(jì)算模塊的輸入端分別連接電壓采集模
塊和電流采集模塊，所述電阻計(jì)算模塊的輸出端耦合到控制單元，所述電阻計(jì)算模塊響應(yīng)
電壓采集模塊采集的電壓和電流采集模塊采集的電流，計(jì)算出阻抗值，并將阻抗值輸出到
控制單元。通過(guò)對(duì)電壓和電流進(jìn)行采樣和計(jì)算也可以得到準(zhǔn)確的阻抗值。 在起搏過(guò)程中本身就需要對(duì)流經(jīng)人體的電流電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以判斷當(dāng)前輸出
的治療電流是否正常，施加在人體上的電壓是否安全。人體電流和人體電壓通過(guò)專門的檢
測(cè)電路轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓值，該值經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換以后送給控制單元處理，控制單元根據(jù)采樣
結(jié)果得到當(dāng)前人體電流值和人體電壓值，獨(dú)立判斷電流和電壓是否正常。同時(shí)計(jì)算電流和
電壓的比值就能得到人體阻抗值。其流程圖如圖7所示，在開始起搏之前可以先發(fā)送一個(gè)
極短時(shí)間的小電流脈沖探測(cè)當(dāng)前阻抗，如果阻抗正常則按照這個(gè)阻抗初始化電壓源，如果
阻抗異常則停止起搏。在起搏脈沖發(fā)送的過(guò)程中，有電流施加在人體上，這種電流電壓采
樣計(jì)算阻抗的方法可以實(shí)時(shí)進(jìn)行，如果檢測(cè)到人體阻抗過(guò)大，則可以判斷出當(dāng)前導(dǎo)聯(lián)狀態(tài)
連接不正常，停止起搏。如果阻抗正常，則在起搏脈沖間隙，重新計(jì)算起搏電流源的控制電
壓Vout值，并調(diào)節(jié)Vout_DA，使電壓源的輸出能夠驅(qū)動(dòng)電流源在人體上產(chǎn)生設(shè)定電流的合
適電壓。電壓調(diào)整完畢后，控制單元在下一個(gè)起搏脈沖輸出時(shí)，按照起搏電流Iout值，控制
Iout_DA輸出設(shè)定寬度的起搏脈沖。 在其他的實(shí)施例中，阻抗檢測(cè)單元還可以采用直接硬件阻抗檢測(cè)電路和間接軟件 參數(shù)檢測(cè)計(jì)算的兩種方法共同檢測(cè)人體阻抗，在收到起搏開始前通過(guò)硬件阻抗檢測(cè)單元檢 測(cè)人體阻抗，對(duì)電壓源進(jìn)行初始化。在起搏開始后通過(guò)軟件檢測(cè)方法計(jì)算人體阻抗，完成對(duì) 電壓源Vout的動(dòng)態(tài)調(diào)整。起搏過(guò)程中還可以將硬件阻抗檢測(cè)單元檢測(cè)的人體阻抗和間接 軟件參數(shù)檢測(cè)計(jì)算的人體阻抗進(jìn)行比較，若當(dāng)兩種檢測(cè)方法的到的結(jié)果差異比較大的時(shí)， 則可以判斷出有一種阻抗檢測(cè)方法出現(xiàn)異常?？刂屏鞒倘鐖D8所示。 上述實(shí)施例中，阻抗獲取單元采用阻抗檢測(cè)單元，可檢測(cè)被操作生物體的實(shí)時(shí)阻 抗，使輸出功率可根據(jù)不同生物體的阻抗或同一生物體不同狀態(tài)下的阻抗而變。作為替換 方式，阻抗獲取單元還可以是阻抗存儲(chǔ)單元，對(duì)于長(zhǎng)期住院的患者，可將其阻抗值預(yù)先存儲(chǔ) 在阻抗存儲(chǔ)單元中，當(dāng)對(duì)該患者進(jìn)行起搏時(shí)，可從阻抗存儲(chǔ)單元中讀出其阻抗值用于起搏 操作，該阻抗值作為最初值用于起搏的開始，起博過(guò)程中，可實(shí)時(shí)檢測(cè)患者的阻抗值，并將 測(cè)得的阻抗值更新到阻抗存儲(chǔ)單元中，用于激勵(lì)源的控制。 上述實(shí)施例中，用于將起搏裝置與生物體隔離的繼電器還可以替換為其它開關(guān)。
綜上所述，本發(fā)明可動(dòng)態(tài)調(diào)整起搏脈沖發(fā)生電路，使脈沖在較大的阻抗范圍輸出 穩(wěn)定，有效降低脈沖發(fā)生電路的功耗，在阻抗小的時(shí)候，用低電壓就能產(chǎn)生需要的起搏脈 沖，在阻抗較高時(shí)，調(diào)高電壓源輸出，使電流源具有足夠的帶負(fù)載能力，產(chǎn)生滿足需要的起搏脈沖。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種起搏發(fā)生裝置，包括激勵(lì)源和用于接觸生物體的電極端子，所述激勵(lì)源用于為起搏發(fā)生裝置提供起搏脈沖并將起搏脈沖輸出到電極端子，其特征在于所述起搏發(fā)生裝置還包括控制單元和阻抗獲取單元，所述阻抗獲取單元與控制單元相連，所述控制單元與激勵(lì)源相連，所述控制單元響應(yīng)阻抗獲取單元輸出的生物體的阻抗，計(jì)算目標(biāo)電壓值，將所述目標(biāo)電壓值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓控制電平，并輸出所述電壓控制電平至激勵(lì)源，控制所述激勵(lì)源輸出相應(yīng)的功率。
2. 如權(quán)利要求1所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述控制單元包括計(jì)算模塊和第 一DA轉(zhuǎn)換器，所述計(jì)算模塊用于計(jì)算目標(biāo)電壓值，所述目標(biāo)電壓值隨阻抗獲取單元輸出的阻抗值和設(shè)定的起搏電流值的乘積的增大而增大，所述第一 DA轉(zhuǎn)換器用于將目標(biāo)電壓值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓控制電平，并輸出到所述激勵(lì)源，控制所述激勵(lì)源輸出相應(yīng)的 起搏驅(qū)動(dòng)電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述目標(biāo)電壓值等于阻抗值和設(shè)定的起搏電流值的乘積乘以一個(gè)系數(shù)再加上一常數(shù)。
4. 如權(quán)利要求2所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述激勵(lì)源包括電壓源和電流源，所述電壓源為所述電流源提供驅(qū)動(dòng)電壓，所述電流源用于產(chǎn)生設(shè)定寬度和頻率的起搏脈沖，所述第一 DA轉(zhuǎn)換器將電壓控制電平輸出到電壓源，控制電壓源的輸出電壓。
5. 如權(quán)利要求4所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述控制單元還包括第二DA轉(zhuǎn)換 器，所述第二DA轉(zhuǎn)換器用于將操作者設(shè)定的起搏電流值轉(zhuǎn)換為模擬的電流控制電平，并按 照設(shè)定的頻率以脈沖方式輸出到所述電流源，控制電流源輸出具有預(yù)定起搏電流和起搏頻 率的脈沖。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述阻抗獲取單元 為用于檢測(cè)生物體實(shí)時(shí)阻抗值的阻抗檢測(cè)單元。
7. 如權(quán)利要求6所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述起搏發(fā)生裝置還包括連接在激勵(lì)源和電極端子之間的開關(guān)，所述開關(guān)的控制端耦合到控制單元，所述控制單元將阻抗 檢測(cè)單元檢測(cè)的阻抗值與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制開關(guān)在接通和斷開狀態(tài)之 間切換。
8. 如權(quán)利要求6所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述阻抗檢測(cè)單元包括順序連接的載波發(fā)生器、電容耦合電路、差分放大器、帶通濾波電路、半波整流電路和低通濾波整流電路，所述控制單元還包括AD檢測(cè)器，所述載波發(fā)生器用于產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，并分成兩 路方向相反的脈沖進(jìn)入電容耦合電路，所述電容耦合電路的輸入端還接收生物體阻抗信 號(hào)，調(diào)制了生物體阻抗信號(hào)的載波信號(hào)順序經(jīng)差分放大器、帶通濾波電路、半波整流電路和 低通濾波整流電路處理，輸出直流波形至所述AD檢測(cè)器。
9. 如權(quán)利要求6所述的起搏發(fā)生裝置，其特征在于所述阻抗檢測(cè)單元包括電壓采集 模塊、電流采集模塊和電阻計(jì)算模塊，所述電壓采集模塊用于采集施加在生物體上的電壓， 所述電流采集模塊用于采集流經(jīng)生物體的電流，所述電阻計(jì)算模塊的輸入端分別連接電壓 采集模塊和電流采集模塊，所述電阻計(jì)算模塊的輸出端耦合到控制單元，所述電阻計(jì)算模 塊響應(yīng)電壓采集模塊采集的電壓和電流采集模塊采集的電流，計(jì)算阻抗值。
10. —種起搏發(fā)生裝置控制方法，其特征在于包括以下步驟 獲取生物體的阻抗；根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)激勵(lì)源的輸出功率。
11. 如權(quán)利要求IO所述的控制方法，其特征在于所述調(diào)節(jié)激勵(lì)源的輸出功率包括以下步驟獲取預(yù)定的起搏電流值；根據(jù)所述阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積調(diào)節(jié)激勵(lì)源輸出的起搏驅(qū)動(dòng)電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的控制方法，其特征在于根據(jù)所述阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積調(diào)節(jié)起搏驅(qū)動(dòng)電壓的步驟包括以下步驟計(jì)算目標(biāo)電壓值，所述目標(biāo)電壓值等于阻抗和預(yù)定起搏電流值的乘積乘以一個(gè)系數(shù)再加上一常數(shù)；將所述目標(biāo)電壓值的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬的電壓控制電平；所述激勵(lì)源根據(jù)電壓控制電平輸出對(duì)應(yīng)的起搏驅(qū)動(dòng)電壓。
13. 如權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于所述阻抗為檢測(cè)的生物體的實(shí)時(shí)阻抗。
14. 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于在所述輸出起搏脈沖的過(guò)程中還包括以下步驟將所述實(shí)時(shí)阻抗值和預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，如果所述阻抗值小于預(yù)設(shè)閾值，則將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上，如果所述阻抗值大于預(yù)設(shè)閾值，則停止將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上。
15. 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于在輸出起搏脈沖前還包括以下步驟獲取生物體的實(shí)時(shí)阻抗，將所述實(shí)時(shí)阻抗值和預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，如果所述阻抗值小于預(yù)設(shè)閾值，則將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上，如果所述阻抗值大于預(yù)設(shè)閾值，則停止將起搏脈沖施加到被測(cè)生物體上。
16. 如權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于所述獲取生物體的實(shí)時(shí)阻抗的步驟包括以下步驟對(duì)施加在被測(cè)生物體上的電壓進(jìn)行采樣，對(duì)流經(jīng)被測(cè)生物體上的電流進(jìn)行采樣，將所述電壓除以電流得到阻抗值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種起搏發(fā)生裝置，包括激勵(lì)源和用于接觸生物體的電極端子，所述激勵(lì)源用于為起搏發(fā)生裝置提供起搏脈沖并將起搏脈沖輸出到電極端子，所述起搏發(fā)生裝置還包括控制單元和阻抗檢測(cè)單元，所述阻抗檢測(cè)單元與控制單元相連，所述控制單元與激勵(lì)源相連，所述控制單元響應(yīng)阻抗檢測(cè)單元檢測(cè)的生物體的阻抗，計(jì)算目標(biāo)電壓值，將目標(biāo)電壓值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓控制電平，并輸出電壓控制電平至激勵(lì)源，控制所述激勵(lì)源輸出相應(yīng)的功率。因起搏發(fā)生裝置可以及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整功率輸出，從而有效降低電路功耗。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101732795SQ20081021760
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者何博, 劉方, 邵安岑 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司