本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，特別涉及一種雙向通信裝置、植入式刺激器、系統(tǒng)及通信方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，有源植入式刺激器通過無線遙測信號與體外的程控設(shè)備進(jìn)行通信。常用通信方式主要有：低頻電磁場耦合、402mhz-405mhz射頻通信和2.4g藍(lán)牙等無線通信方式。然而，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，采用上述類型的無線遙測方式，對植入式刺激器尤其是小體積的植入式刺激器而言，存在以下兩個問題：

2、(1)、功耗問題：上述幾種無線射頻類通信方式的功耗都比較高，對于植入式刺激器而言，要求設(shè)計(jì)超低功耗的通信電路，也要求電池的能量密度比較高。然而困難在于，由于植入式刺激器并不知道甚至也無法預(yù)測體外程控器何時(shí)發(fā)起通信，那么植入式刺激器就不得不一直打開接收電路，這就極大地增加了功耗。

3、(2)體積問題：植入式刺激器的通信電路或者天線尺寸都會受到植入式刺激器的體積和尺寸限制，對于小尺寸比如小于2cc體積的神經(jīng)刺激器，以上通信方式幾乎很難實(shí)現(xiàn)或者只能實(shí)現(xiàn)單向通信。

4、為了解決上述問題，在電池的能量密度、通信電路的功耗和植入式刺激器的體積均無法優(yōu)化的情況下，相關(guān)技術(shù)中常常采用周期性地打開植入式刺激器的接收電路，等待體外程控器喚醒的方式。然而，該方法依然存在著周期性大功耗，且無法減小植入式刺激器體積的問題。

5、需要說明的是，公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中有源植入式刺激器存在的功耗高、體積大和尺寸大等其中的一個或多個問題，提供一種雙向通信裝置、植入式刺激器、系統(tǒng)及通信方法，本發(fā)明能夠有效降低植入式刺激器的功耗并有效減小其體積和尺寸，顯著提高植入式刺激器的使用壽命；進(jìn)一步地，本發(fā)明還能夠滿足低功耗和高速率通信的關(guān)鍵性能參數(shù)，且結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種雙向通信裝置，用于與體外程控器雙向通信的植入式刺激器，所述雙向通信裝置包括：下行通信單元、主控單元以及上行通信單元；所述下行通信單元包括第一磁傳感器和至少一個第二磁傳感器，且所述第一磁傳感器的功耗低于所述第二磁傳感器的功耗；

3、所述第一磁傳感器，被配置為接收所述體外程控器發(fā)送的下行通信信息中的喚醒信息并對所述喚醒信息進(jìn)行解碼；

4、所述主控單元，被配置為對解碼后的所述喚醒信息進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)驗(yàn)證合法的所述喚醒信息喚醒所述第二磁傳感器；

5、所述第二磁傳感器，被配置為在喚醒狀態(tài)下對接收到的所述下行通信信息中的程控信息進(jìn)行解碼，并將解碼后的所述程控信息發(fā)送至所述主控單元；

6、所述主控單元，還被配置為對解碼后的所述程控信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證以獲取有效通信信息，還用于生成上行通信信息；

7、所述上行通信單元，被配置為對所述上行通信信息進(jìn)行編碼，并采用線圈電磁耦合通信方式向所述體外程控器發(fā)送編碼后的所述上行通信信息。

8、可選地，所述第一磁傳感器的響應(yīng)時(shí)間大于所述第二磁傳感器的響應(yīng)時(shí)間。

9、可選地，所述主控單元，還被配置為采用預(yù)設(shè)補(bǔ)償策略適應(yīng)所述第一磁傳感器和所述第二磁傳感器各自工作參數(shù)的差異。

10、可選地，所述主控單元，被配置為對所述喚醒信息進(jìn)行校驗(yàn)和判斷，若所述喚醒信息符合預(yù)設(shè)喚醒規(guī)則，則判定所述喚醒信息合法。

11、可選地，所述下行通信單元包括干簧管、霍爾元件或磁阻元件中的任意一種或組合。

12、可選地，所述上行通信單元包括發(fā)送線圈。

13、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種植入式刺激器，所述植入式刺激器包括如上述任一項(xiàng)所述的雙向通信裝置。

14、可選地，所述植入式刺激器包括植入式脛神經(jīng)刺激器。

15、可選地，所述植入式脛神經(jīng)刺激器的直徑小于25mm，高度小于5.5mm。

16、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種程控器雙向通信裝置，用于與植入式刺激器雙向通信的體外程控器，所述程控器雙向通信裝置包括：磁信號生成單元以及接收線圈；

17、所述磁信號生成單元，被配置為對下行通信信息進(jìn)行調(diào)制并以磁信號通信方式的發(fā)送至所述植入式刺激器；

18、所述接收線圈，被配置為采用線圈電磁耦合通信方式接收所述植入式刺激器發(fā)送的上行通信信息。

19、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種雙向通信系統(tǒng)，所述雙向通信系統(tǒng)包括通信連接的體外程控器以及至少一個植入式刺激器，所述體外程控器包括上述的程控器雙向通信裝置，和/或至少一個所述植入式刺激器包括上述任一項(xiàng)所述的植入式刺激器。

20、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種由植入式刺激器執(zhí)行的雙向通信方法，所述植入式刺激器包括上述任一項(xiàng)所述的雙向通信裝置，所述雙向通信方法用于實(shí)現(xiàn)所述植入式刺激器與體外程控器的雙向通信，所述雙向通信方法包括：

21、所述雙向通信裝置的第一磁傳感器接收所述體外程控器發(fā)送的下行通信信息中的喚醒信息并對所述喚醒信息進(jìn)行解碼；

22、所述雙向通信裝置的主控單元對解碼后的所述喚醒信息進(jìn)行驗(yàn)證，并根據(jù)驗(yàn)證合法的所述喚醒信息喚醒所述第二磁傳感器；

23、所述雙向通信裝置的第二磁傳感器在喚醒狀態(tài)下對接收到的所述下行通信信息中的程控信息進(jìn)行解碼，并將解碼后的所述程控信息發(fā)送至所述主控單元；

24、所述主控單元對解碼后的所述下行通信信息進(jìn)行合法性驗(yàn)證以獲取有效通信信息；

25、以及

26、所述主控單元生成上行通信信息；

27、所述雙向通信裝置的上行通信單元對所述上行通信信息進(jìn)行編碼，并采用線圈電磁耦合通信方式向所述體外程控器發(fā)送編碼后的所述上行通信信息。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的雙向通信裝置、植入式刺激器、系統(tǒng)及通信方法具有以下有益效果：

29、本發(fā)明提供的雙向通信裝置，其下行通信單元包括第一磁傳感器和至少一個第二磁傳感器，這種采用磁信號通信方式接收所述體外程控器發(fā)送的下行通信信息實(shí)現(xiàn)下行通信的方式，上行通信電路結(jié)構(gòu)簡單，減少了復(fù)雜的接收電路(亦即下行通信電路)，能夠有效減小雙向通信裝置的體積，從而能夠有效減小植入式刺激器的體積。進(jìn)一步地，第二磁傳感器僅在需要時(shí)才喚醒(非喚醒狀態(tài)下，無需供電，因此不產(chǎn)生任何功耗)，能夠使得采用本發(fā)明提供的雙向通信裝置滿足低功耗和高速率通信的關(guān)鍵性能參數(shù)，實(shí)現(xiàn)可靠的雙向通信；更進(jìn)一步地，僅用于對喚醒信息進(jìn)行解碼的第一磁傳感器功耗低于用于對程控信息進(jìn)行解碼第二磁傳感器的功耗的設(shè)計(jì)方式，充分結(jié)合了磁傳感器功耗和頻響矛盾的特性，在非通信期間，僅第一磁傳感器工作而第二磁傳感器關(guān)閉，能夠進(jìn)一步降低采用本發(fā)明提供的雙向通信裝置的功耗和提高通信速率，進(jìn)而提高雙向通信的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí)，其上行通信單元(比如接收線圈)采用線圈電磁耦合通信方式向所述體外程控器發(fā)送編碼后的所述上行通信信息實(shí)現(xiàn)了上行通信，而上行通信由植入式刺激器自主決定，不進(jìn)行上行通信時(shí)不產(chǎn)生任何功耗。由此可見，本發(fā)明提供的雙向通信裝置能夠有效降低植入式刺激器的功耗并有效減小其體積和尺寸，顯著提高植入式刺激器的使用壽命；進(jìn)一步地，本發(fā)明還能夠滿足低功耗和高速率通信的關(guān)鍵性能參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的雙向通信。且結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。

30、此外，由于本發(fā)明提供的植入式刺激器、雙向通信系統(tǒng)及雙向通信方法與本發(fā)明提供的雙向通信裝置屬于同一發(fā)明構(gòu)思，因此，本發(fā)明提供的植入式刺激器、雙向通信系統(tǒng)及雙向通信方法至少具有本發(fā)明提供的雙向通信裝置的所有優(yōu)點(diǎn)，為了避免贅述，在此，不再展開說明，更詳細(xì)的內(nèi)容請參見關(guān)于雙向通信裝置的有益效果相關(guān)的描述。