專利名稱：具備功率自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能的視覺假體無線傳輸系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其涉及用于植入式視覺假體的一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
視覺假體是一種幫助眼底疾病患者修復(fù)視覺功能的植入式醫(yī)療裝置。視覺假體通過體外的圖像傳感器(圖像采集模塊)采集視覺圖像，在轉(zhuǎn)換視角和優(yōu)化圖像后，提取圖像的關(guān)鍵信息進行數(shù)據(jù)編碼，使用射頻發(fā)射模塊將編碼的信號發(fā)射出來，繼而通過體內(nèi)的射頻接收模塊接收該信號，并通過植入式的神經(jīng)微刺激器對視網(wǎng)膜、視神經(jīng)或者視皮層進行相應(yīng)的電刺激，在人腦的視皮層誘發(fā)光幻視，以讓患者產(chǎn)生視覺感知?？梢姡曈X假體對視覺信息的處理、編碼、傳輸要求具備較高的實時性，此外，視覺假體必須長期植入、隨時攜 帶，且植入體內(nèi)的裝置的體積受到嚴格限制，這些因素決定了視覺假體必須采用體外的便攜式電源為體內(nèi)的裝置以無線傳輸?shù)姆绞教峁┠芰亢蛿?shù)據(jù)。由于視覺感知的效果與神經(jīng)微刺激器所控制的電極數(shù)量和電極密度密切有關(guān)，而在特定刺激條件下，電極數(shù)量越多、密度越大，則視覺感知的空間分辨率越高，因此目前應(yīng)用于視網(wǎng)膜上的視覺假體研究中，神經(jīng)微刺激器的刺激通道的個數(shù)已經(jīng)高達256，并有望超過1000?？梢姡S著視覺假體的刺激通道的數(shù)量不斷增多，植入式的多通道的神經(jīng)微刺激器的峰值功耗也將大大增加，然而外部電源容量有限，如何高效率地利用電源能量成為視覺假體的無線傳輸系統(tǒng)亟待解決的問題。目前，針對如何提高視覺假體的無線傳輸系統(tǒng)能量利用率的各種方案，大多集中于優(yōu)化其中的射頻發(fā)射模塊的功率放大器的轉(zhuǎn)換效率，其效率提升效果有限。另外一些方案則出現(xiàn)了能量傳輸效率不穩(wěn)定、功率放大器電壓偏低以及信號的接受和發(fā)射之間的響應(yīng)滯后等問題。可見，目前這些提高視覺假體的無線傳輸系統(tǒng)能量利用率的方案都不適合于視覺假體的實際使用。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及其方法，從系統(tǒng)整體角度考慮發(fā)射的信息與神經(jīng)微刺激器功耗的關(guān)系，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及其方法，通過預(yù)測神經(jīng)微刺激器實時需要的能量大小實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)進行無線傳輸?shù)纳漕l發(fā)射模塊的發(fā)射功率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，用于視覺假體，其特征在于，包括刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊、信號調(diào)制模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、能量恢復(fù)模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊根據(jù)所述視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼預(yù)測所述視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量以確定所述射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率，以及用于調(diào)節(jié)所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率；所述信號調(diào)制模塊用于調(diào)制所述數(shù)據(jù)編碼并指令所述射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼和所述所需能量傳輸?shù)剿錾漕l接收模塊，所述射頻接收模塊用于將接收的所述經(jīng)過調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼傳送到所述數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以進行解調(diào)并將接收的所述所需能量傳送到所述能量恢復(fù)模塊以為所述神經(jīng)微刺激器提供能量。進一步地，所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊預(yù)測其完成對所述發(fā)射功率的所述調(diào)節(jié)的時間，所述信號調(diào)制模塊指令所述射頻發(fā)射模塊在所述時間之后完成所述傳輸。進一步地，所述射頻發(fā)射模塊包括E類功率放大器、可調(diào)電源和方波發(fā)生器；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電源的輸出電壓來控制所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率。進一步地，所述可調(diào)電源包括多個并聯(lián)的可控分壓單元，所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊通過發(fā)出數(shù)控信號使所述多個可控分壓單元中的一個所在的分路導(dǎo)通并使其它的可控分壓單元所在的分路皆斷開，以控制所述可調(diào)電源的所述輸出電壓。
進一步地，所述E類功率放大器包括MOS管和發(fā)射線圈。進一步地，所述射頻接收模塊包括接收線圈。進一步地，所述發(fā)射線圈和接收線圈皆為平面螺線型線圈。進一步地，所述平面螺線型線圈為多匝的絕緣利茲線的線圈或多匝的漆包銅線的線圈。本發(fā)明還提供了一種功率自適應(yīng)無線傳輸方法，用于視覺假體，其特征在于，包括步驟把所述視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼傳送到刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼預(yù)測所述視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量以確定所述射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊預(yù)測其完成調(diào)節(jié)所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率的時間；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊對所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率進行所述調(diào)節(jié)；所述信號調(diào)制模塊調(diào)制所述數(shù)據(jù)編碼并指令射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼和所述所需能量傳輸?shù)剿鲆曈X假體的射頻接收模塊且在所述時間之后完成所述傳輸；所述射頻接收模塊將接收的所述經(jīng)過調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以解調(diào)經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼，并將接收的所述所需能量傳送到能量恢復(fù)模塊以為所述神經(jīng)微刺激器提供能量。在本發(fā)明的較佳實施方式中，本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)包括刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊、信號調(diào)制模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、能量恢復(fù)模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊。其中，刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊、信號調(diào)制模塊和射頻發(fā)射模塊是體外部分；射頻接收模塊、能量恢復(fù)模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊是體內(nèi)部分，兩者之間的數(shù)據(jù)和能量的傳輸通過射頻發(fā)射模塊和射頻接收模塊的無線發(fā)射和接收實現(xiàn)。其中，射頻發(fā)射模塊包括E類功率放大器、可調(diào)電源和方波發(fā)生器。本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸方法包括步驟把視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼傳送到刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊；刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊根據(jù)該數(shù)據(jù)編碼預(yù)測視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)該數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量并根據(jù)該所需能量確定射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率；刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊預(yù)測其根據(jù)完成對射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率的調(diào)節(jié)的時間；刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊的可調(diào)電源的輸出電壓以調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率；信號調(diào)制模塊調(diào)制該數(shù)據(jù)編碼并指令射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼和所需能量傳輸?shù)缴漕l接收模塊且在上述時間之后完成傳輸；射頻接收模塊將接收的經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以解調(diào)經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼，并將接收的所需能量傳送到能量恢復(fù)模塊以為神經(jīng)微刺激器提供能量。由此可見，本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及其方法具有以下優(yōu)點及顯著效果I)、本發(fā)明根據(jù)圖像的數(shù)據(jù)編碼通過預(yù)測視覺假體的神經(jīng)微刺激器的能量需求實現(xiàn)了自適應(yīng)地調(diào)節(jié)無線傳輸?shù)陌l(fā)射功率，既實時地滿足了植入式視覺假體的功耗，又動態(tài)地降低了能耗，從而提高了視覺假體的能量有效利用率，使其更適合于便攜式系統(tǒng)應(yīng)用的外部電池供電；2)、本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及其方法，可以將本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)放置位置處的生物體局部的電磁輻射降到最低，從而有利于減小長期攜帶植入式視覺假體造成的電磁福射損傷。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I是本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)在視覺假體中的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括指示了各模塊間的數(shù)據(jù)流向的箭頭。圖2是本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的可調(diào)電源的電路圖。圖3是使用本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸方法的流程圖(體外部分)。
具體實施例方式如圖I所示，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)包括刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40、信號調(diào)制模塊30、射頻發(fā)射模塊50、射頻接收模塊60、能量恢復(fù)模塊70和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80。其中，本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40、信號調(diào)制模塊30和射頻發(fā)射模塊50在人體之外，是本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的體外部分；本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的射頻接收模塊60、能量恢復(fù)模塊70和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80在人體之內(nèi)，是本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的體內(nèi)部分。本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的體外部分和體內(nèi)部分之間的數(shù)據(jù)和能量的傳輸通過射頻發(fā)射模塊50和射頻接收模塊60的無線發(fā)射和接收實現(xiàn)。本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40和信號調(diào)制模塊30分別連接到視覺假體的圖像處理與編碼模塊20。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40用于根據(jù)視覺假體的圖像采集模塊10采集的圖像的經(jīng)過圖像處理與編碼模塊20處理得到的數(shù)據(jù)編碼預(yù)測神經(jīng)微刺激器90根據(jù)該數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量以確定射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40還用于預(yù)測其完成調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率的所需時間。信號調(diào)制模塊30用于調(diào)制經(jīng)過圖像處理與編碼模塊20處理得到的數(shù)據(jù)編碼，采用的調(diào)制格式為ASK調(diào)制。本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的射頻發(fā)射模塊50包括E類功率放大器53、可調(diào)電源51和方波發(fā)生器52，可調(diào)電源51和方波發(fā)生器52分別連接到E類功率放大器53。E類功率放大器53包括MOS管55和發(fā)射線圈54。其中，MOS管55為高速開關(guān)MOS管，發(fā)射線圈54為多匝的絕緣利茲線或漆包銅線的平面螺線型線圈。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40連接到可調(diào)電源51，通過按其預(yù)測得到的神經(jīng)微刺激器90的所需能量調(diào)節(jié)可調(diào)電源51的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率。信號調(diào)制模塊30連接到可調(diào)電源51，在刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40預(yù)測的完成調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率的所需時間之后，用輸出的數(shù)據(jù)編碼的信號調(diào)節(jié)可調(diào)電源51以得到相應(yīng)輸出電壓，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)編碼的ASK調(diào)制。射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射線圈54在適當?shù)陌l(fā)射功率的激勵下，將經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼以及神經(jīng)微刺激器90的所需能量以無線的方式發(fā)射出去。本實施例中，射頻發(fā)射模塊50的無線傳輸?shù)膮?shù)為載波頻率10MHz，數(shù)據(jù)傳輸率500Kbps。
本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的射頻接收模塊60分別連接到能量恢復(fù)模塊70和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80，其包括接收線圈61，接收線圈61為多匝的絕緣利茲線或漆包銅線的平面螺線型線圈。通過接收線圈61，射頻接收模塊60以無線的方式接收射頻發(fā)射模塊50傳送出來的經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼和神經(jīng)微刺激器90的所需能量，并將其中的經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80以對其進行解調(diào)，神經(jīng)微刺激器90的所需能量傳送到能量恢復(fù)模塊70以為神經(jīng)微刺激器90提供該所需能量。能量恢復(fù)模塊70包括全橋整流器、濾波電容和穩(wěn)壓器，用于從其接收的無線傳輸波形中恢復(fù)出穩(wěn)定電壓，為神經(jīng)微刺激器90提供能量。本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的能量恢復(fù)模塊70和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80分別連接到視覺假體的神經(jīng)微刺激器90。能量恢復(fù)模塊70用于為神經(jīng)微刺激器90提供能量，數(shù)據(jù)解調(diào)模塊80將完成解調(diào)的數(shù)據(jù)編碼傳送給神經(jīng)微刺激器90。這樣，神經(jīng)微刺激器90可以按照該數(shù)據(jù)編碼對視神經(jīng)進行電刺激，以使患者的視皮層產(chǎn)生視幻覺。在本實施例中，可調(diào)電源51采用如圖2所示的電路構(gòu)造?？烧{(diào)電源51包括數(shù)字接口 I、低壓差線性穩(wěn)壓器2、分壓電阻Rtl以及多個可控分壓單元，例如可控分壓單元3。以可控分壓單元3為例，其包括電阻Rtl、微調(diào)電阻Rv和三極管T，可調(diào)電源51中的其它可控分壓單元皆與可控分壓單元3具有相同的電路結(jié)構(gòu)，但其中的電阻和微調(diào)電阻的電阻值不同。這多個可控分壓單元以彼此并聯(lián)的形式連接在數(shù)字接口 I和低壓差線性穩(wěn)壓器2之間。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40連接到可調(diào)電源51的數(shù)字接口 1，向其發(fā)出數(shù)控信號以調(diào)節(jié)可調(diào)電源51。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40發(fā)出的數(shù)控信號被數(shù)字接口 I轉(zhuǎn)換成多個電壓控制信號(其個數(shù)與可調(diào)電源51所含的可控分壓單元的個數(shù)相等)，這些多個電壓控制信號分別接入多個可控分壓單元中的三極管的基極，以控制三極管的通斷從而控制該可控分壓單元所在的分路是否導(dǎo)通。本實施例中刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40發(fā)出的數(shù)控信號不會使兩個及兩個以上的可控分壓單元的所在分路同時處于導(dǎo)通的狀態(tài)。以可控分壓單元3為例，當刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40發(fā)出的數(shù)控信號使其所在的分路導(dǎo)通時，其它可控分壓單元所在的分路皆處于斷開的狀態(tài)，可以計算得到此時可調(diào)電源51的輸出電壓Vwt為Vout ^ VrefXt(R^Rv)ZR0+!]其中，Vref為低壓差線性穩(wěn)壓器2的額定參考電壓。可調(diào)電源51可以在其輸入端連接外部便攜式穩(wěn)壓電源為其提供輸入電壓Vin。如圖2所示，本實施例中，使用了本發(fā)明的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)的視覺假體的工作包括以下步驟(只涉及體外部分)步驟101、采集圖像。視覺假體的圖像采集模塊10采集目標圖像，所用幀頻為25Hz以上，所獲得的圖像為數(shù)字圖像。步驟102、自動校正。視覺假體的圖像采集模塊10將步驟101中得到的圖像進行自動矯正，然后傳送到視覺假體的圖像處理與編碼模塊20。步驟103、低像素化處理。
圖像處理與編碼模塊20應(yīng)用最小信息量策略處理步驟102中接收到的圖像，得到與視覺假體的神經(jīng)微刺激器90的刺激通道數(shù)相對應(yīng)的低像素化圖像。步驟104、低灰度級處理。圖像處理與編碼模塊20將步驟103中得到的圖像進行低灰度級處理。步驟105、通道選通編碼。圖像處理與編碼模塊20根據(jù)步驟103中得到的圖像的各像素點，編制神經(jīng)微刺激器90的各刺激通道的通道選通編碼。步驟106、電流參數(shù)編碼。圖像處理與編碼模塊20根據(jù)步驟104中得到的圖像的各像素點的灰度值，計算神經(jīng)微刺激器90的各刺激通道對應(yīng)的刺激電流幅度、頻率，并由此編制各刺激通道的電流參數(shù)編碼。步驟107、預(yù)測功率需求。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40根據(jù)步驟105和步驟106中得到的神經(jīng)微刺激器90的各刺激通道的通道選通編碼和電流參數(shù)編碼(兩者統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)編碼)和神經(jīng)微刺激器90的刺激電極的阻抗，預(yù)測神經(jīng)微刺激器90根據(jù)上述的數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量。在后面的步驟中，刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40將根據(jù)此所需能量調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率。步驟108、預(yù)測調(diào)節(jié)時間。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40預(yù)測其完成發(fā)射功率調(diào)節(jié)所需的時間。步驟109、調(diào)節(jié)發(fā)射功率。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊40向射頻發(fā)射模塊50的可調(diào)電源51發(fā)出數(shù)控信號以調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊50的發(fā)射功率，且要求在步驟108中得到的時間之內(nèi)完成調(diào)節(jié)。步驟110、發(fā)送數(shù)據(jù)編碼。信號調(diào)制模塊30將步驟105和步驟106得到的數(shù)據(jù)編碼進行ASK調(diào)制，射頻發(fā)射模塊50以無線的方式發(fā)送該經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼。以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，用于視覺假體，其特征在于，包括刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊、信號調(diào)制模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、能量恢復(fù)模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)所述視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼預(yù)測所述視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量以確定所述射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率，以及用于調(diào)節(jié)所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率；所述信號調(diào)制模塊用于調(diào)制所述數(shù)據(jù)編碼并指令所述射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼和所述所需能量傳輸?shù)剿錾漕l接收模塊，所述射頻接收模塊用于將接收的所述經(jīng)過調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼傳送到所述數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以進行解調(diào)并將接收的所述所需能量傳送到所述能量恢復(fù)模塊以為所述神經(jīng)微刺激器提供能量。
2.如權(quán)利要求I所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊預(yù)測其完成對所述發(fā)射功率的所述調(diào)節(jié)的時間，所述信號調(diào)制模塊指令所述射頻發(fā)射模塊在所述時間之后完成所述傳輸。
3.如權(quán)利要求2所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述射頻發(fā)射模塊包括E類功率放大器、可調(diào)電源和方波發(fā)生器；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊通過調(diào)節(jié)所述可調(diào)電源的輸出電壓來控制所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率。
4.如權(quán)利要求3所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述可調(diào)電源包括多個并聯(lián)的可控分壓單元，所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊通過發(fā)出數(shù)控信號使所述多個可控分壓單元中的一個所在的分路導(dǎo)通并使其它的可控分壓單元所在的分路皆斷開，以控制所述可調(diào)電源的所述輸出電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述E類功率放大器包括MOS管和發(fā)射線圈。
6.如權(quán)利要求4所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述射頻接收模塊包括接收線圈。
7.如權(quán)利要求5或6所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述發(fā)射線圈和接收線圈皆為平面螺線型線圈。
8.如權(quán)利要求7所述的功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)，其中所述平面螺線型線圈為多匝的絕緣利茲線的線圈或多匝的漆包銅線的線圈。
9.一種功率自適應(yīng)無線傳輸方法，用于視覺假體，其特征在于，包括步驟把所述視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼傳送到刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼預(yù)測所述視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)所述數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量以確定所述射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊預(yù)測其完成調(diào)節(jié)所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率的時間；所述刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊對所述射頻發(fā)射模塊的所述發(fā)射功率進行所述調(diào)節(jié)；所述信號調(diào)制模塊調(diào)制所述數(shù)據(jù)編碼并指令射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼和所述所需能量傳輸?shù)剿鲆曈X假體的射頻接收模塊且在所述時間之后完成所述傳輸；所述射頻接收模塊將接收的所述經(jīng)過調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以解調(diào)經(jīng)過所述調(diào)制的所述數(shù)據(jù)編碼，并將接收的所述所需能量傳送到能量恢復(fù)模塊以為所述神經(jīng)微刺激器提供能量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功率自適應(yīng)無線傳輸系統(tǒng)及方法，用于視覺假體，系統(tǒng)包括刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊、信號調(diào)制模塊、射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、能量恢復(fù)模塊和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊。刺激器功率預(yù)測與調(diào)節(jié)模塊根據(jù)視覺假體采集的圖像的數(shù)據(jù)編碼預(yù)測視覺假體的神經(jīng)微刺激器根據(jù)該數(shù)據(jù)編碼工作的所需能量并據(jù)此調(diào)節(jié)射頻發(fā)射模塊的發(fā)射功率，以及預(yù)測完成調(diào)節(jié)所需的時間。信號調(diào)制模塊用于調(diào)制該數(shù)據(jù)編碼并指令射頻發(fā)射模塊將經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)編碼和所需能量在上述時間之后傳輸?shù)缴漕l接收模塊，射頻接收模塊將接收的數(shù)據(jù)編碼傳送到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊以進行解調(diào)并將接收的所需能量傳送到能量恢復(fù)模塊以為神經(jīng)微刺激器提供能量。
文檔編號A61N1/372GK102813999SQ20121028504
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者吳開杰, 柴新禹, 雷旭平, 古隕 申請人:上海交通大學(xué)