一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能量收集技術領域，尤其涉及一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]心臟起搏器是人體植入式設備，通過脈沖放電刺激心肌來治療心律失常等疾病，其能源無法從外界得到補充，一旦能量耗盡，就必須經(jīng)過手術取出起搏器并更換。很多患者需要終身依靠心臟起搏器，頻繁的手術更換會對患者帶來生理上的痛苦和經(jīng)濟上的負擔。
[0003]目前，國家對心臟起搏器電池的使用年限已有明確標準，其中雙腔帶頻率應答(DDDR)型起搏器的國家標準僅為5年。通過擴大電池容量的方法來延長心臟起搏器壽命是最為簡單直觀的方法。這種方法實現(xiàn)簡單、成本低廉，卻受到人體植入式設備體積上的約束，因此應用前景并不廣泛。
[0004]同時，現(xiàn)有技術中尚未出現(xiàn)能夠不通過手術更換而為心臟起搏器補充能量的相關方法；雖然科學文獻中有一些利用無線充電技術為心臟起搏器補充能量的報道，但都處于試驗階段，設備的體積、漏電、工作溫度、抗干擾等問題都沒有得到很好的解決，可靠性較低。
[0005]另外，雖然現(xiàn)有技術中存在一些自供能心臟起搏器的方案，但其發(fā)電體被固定于心臟表面，有阻礙心臟跳動的風險，且其固定方案為縫合，不夠成熟。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)，用于在不將心臟起搏器取出體外的條件下對心臟起搏器電池進行能量補充，能夠大幅度延長心臟起搏器電池的使用時間，提升患者的生活質(zhì)量，減輕其經(jīng)濟負擔。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:柔性振動模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊、開啟控制模塊、能量整合模塊與電池充電模塊；其中:
[0009]所述柔性振動模塊，用于將機械振動轉(zhuǎn)化為柔性振動模塊的形變；
[0010]所述能量轉(zhuǎn)換模塊，用于將柔性振動模塊形變的能量轉(zhuǎn)化為電能；
[0011]所述開啟控制模塊，用于根據(jù)檢測到的電能大小來決定受控開關的斷開或?qū)ǎ?br>[0012]所述能量整合模塊，用于當受控開關導通后收集電能并暫時存儲；
[0013]所述電池充電模塊，用于將能量整合模塊存儲的電能充入心臟起搏器的鋰電池中。
[0014]所述柔性振動模塊包括:柔性梁與質(zhì)量塊；所述柔性梁按照懸臂梁結(jié)構(gòu)設置，其一端與支座相連，另一端粘貼有所述質(zhì)量塊；
[0015]在外界產(chǎn)生機械振動時，所述質(zhì)量塊在慣性作用下產(chǎn)生振動，使柔性梁發(fā)生形變。
[0016]所述能量轉(zhuǎn)換模塊包括:壓電材料，通過壓電效應將柔性振動模塊中柔性梁的形變轉(zhuǎn)化為電能；
[0017]所述壓電材料固定在柔性振動模塊中的柔性梁上，且通過導線與開啟控制模塊相連。
[0018]所述開啟控制模塊檢測壓電材料輸出電壓值的大小，并通過峰值抓取算法控制受控開關的斷開或?qū)ā?br>[0019]所述通過峰值抓取算法控制受控開關的斷開或?qū)ò?
[0020]讀取當前壓電材料輸出的電壓值，判斷電壓值是否在開啟范圍內(nèi)；
[0021]如果電壓值不在開啟范圍內(nèi)，則斷開受控開關，將計數(shù)器設置為O ;
[0022]否則，根據(jù)讀取的電壓值估計的差分電壓的一階微分值，判斷一階微分值是否在峰值識別范圍內(nèi)；如果一階微分值不在峰值識別范圍內(nèi)，則斷開受控開關，計數(shù)器設置為O ;否則計數(shù)器值加1，并判斷此時的計數(shù)值是否大于連續(xù)穩(wěn)定時間的閾值，若是，則導通受控開關；否則，斷開受控開關，計數(shù)器數(shù)值保持不變。
[0023]所述能量整合模塊包括:整流橋與超級電容；其中:
[0024]所述整流橋，用于將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?br>[0025]所述超級電容，用于暫時存儲所述直流電的電能。
[0026]由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，使心臟起搏器的電池的正常工作的同時可以隨時采集振動能量為電池充電，大幅度延長電池壽命，減少手術更換起搏器的次數(shù)，減輕了患者在生理上的痛苦和經(jīng)濟上的負擔，由于將本系統(tǒng)集成在起搏器內(nèi)部，因此系統(tǒng)可靠性得到提高。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)的示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)的原理示意圖；
[0030]圖3為本發(fā)明實施例中提供的峰值抓取算法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0032]實施例
[0033]本發(fā)明實施例提供的一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括:柔性振動模塊、能量轉(zhuǎn)換模塊、開啟控制模塊、能量整合模塊與電池充電模塊；其中:
[0034]所述柔性振動模塊，用于將機械振動轉(zhuǎn)化為柔性振動模塊的形變；
[0035]所述能量轉(zhuǎn)換模塊，用于將柔性振動模塊形變的能量轉(zhuǎn)化為電能；
[0036]所述開啟控制模塊，用于根據(jù)檢測到的電能大小來決定受控開關的斷開或?qū)ǎ?br>[0037]所述能量整合模塊，用于當受控開關導通后收集電能并暫時存儲；
[0038]所述電池充電模塊，用于將能量整合模塊存儲的電能充入心臟起搏器的鋰電池中。
[0039]為了便于理解，下面結(jié)合附圖2對本發(fā)明的原理做詳細的介紹。
[0040]如圖2所示為所述一種心臟起搏器振動供能系統(tǒng)的原理圖，該圖中示出了所有模塊的結(jié)構(gòu)關系及模塊的組成結(jié)構(gòu)。具體來說:
[0041]I)所述柔性振動模塊主要包括:柔性梁與質(zhì)量塊；所述柔性梁按照懸臂梁結(jié)構(gòu)設置，其一端與支座相連，另一端粘貼有所述質(zhì)量塊。
[0042]優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，柔性