无线传输系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种无线传输系统，包括体外的发射端和体内的接收端，发射端包括供电电路、信号发生电路、高频振荡电路、调制电路、功率放大器和发射线圈，信号发生电路输出的刺激信号以振幅调制的方式被调制到高频振荡电路产生的载波信号上并传输给功率放大电路，功率放大电路对输入信号放大处理并输出到发射线圈上，发射线圈将信号和能量发射到接收端；接收端包括接收线圈、解调电路、整流滤波电路和电极，接收线圈通过电磁感应耦合接收发射线圈所发射的能量和/或信号，能量经整流滤波和稳压电路输出直流为电极供电，解调后的信号也传输给电极。本实用新型专利技术避免了有线传输引起的生物组织感染、皮肤穿孔问题，延长了使用寿命、提高能量传输效率。高能量传输效率。高能量传输效率。

【技术实现步骤摘要】
无线传输系统


[0001]本技术涉及无线传输
，尤其涉及一种透皮能量与生物电信号无线传输系统。

技术介绍

[0002]随着微电子技术、通信技术和材料技术等的发展，神经电刺激已经从传统的经皮电刺激逐步发展到植入神经刺激的阶段。与经皮电刺激相比，植入神经刺激具有刺激定位准确，治疗效果好且刺激电流小，不适疼痛感轻等突出优点。近年来，植入神经刺激在治疗控制帕金森病、癫痫、听觉视觉障碍等多个方面已经取得了较大进展，在医疗方面具有广泛的应用前景，人工耳蜗、人工视觉修复、脑深部电刺激器等均已在临床上实现。植入式神经刺激电路作为近年来一种逐渐兴起的康复治疗手段，利用低频电流刺激失去神经控制的神经、肌肉及其他靶器官，通过电极与神经断端耦合，实现神经信号的再生，达到治疗或功能康复与重建的目的。随着植入式神经刺激技术发展迅速，已研究出了不同的植入式神经刺激装置，典型的有美国Medtronic公司的疼痛治疗仪、脑深部刺激器(deep brain stimulator,DBS)和澳大利亚Cochlear公司的植入电子耳蜗等。
[0003]一些植入式医疗电子器件都包含体外控制和体内植入两部分，两部分之间存在能量供应和信号传递的问题。只有很好的解决这个问题，才能维持其长期、可靠、稳定地运行，实现其预期的功能。医学电子器件体内植入部分需要稳定的能量供给才能工作，传统体内供能方式通常采用电池供电，这种方式弊端明显，一方面植入电池存在电池液泄露可能，将会给患者带来不可逆损伤；另一方面，植入电池寿命有限，一旦电池中的能量耗尽，患者往往需要重新手术来更换电池。所以，对医学电子器件的能量无线传输系统的研究显得尤为重要。而早期的植入式医疗装置(以人工耳蜗为例)传输数据采用经皮有线传输方式。有线传输具有无需数据形式转换，无需调制，传输方案简单，易实现宽带、高速数据传输指标且性能稳定等优势。但经皮有线数据传输线除了给患者自由活动带来束缚，更主要的弊端在于由于生物组织的排异性可能造成患者生物组织感染等次生伤害，所以这种方式难以作为长期的信号传输方式。本文所设计的能量无线传输系统避免了有线传输引起的生物组织感染、皮肤穿孔等问题，提高了能量传输效率。不管是从社会发展还是人类健康的角度来看，都将会具有深远而重要的意义。

技术实现思路

[0004]为解决以上问题，本技术提供一种无线传输系统，包括置于体外的发射端和置于体内的接收端，所述发射端包括供电电路、信号发生电路、高频振荡电路、调制电路、功率放大电路和发射线圈，
[0005]所述供电电路分别与所述信号发生电路、所述高频振荡电路、所述调制电路和所述功率放大电路连接，
[0006]所述调制电路的输入端分别与所述信号发生电路的输出端和所述高频振荡电路
的输出端连接，所述调制电路的输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端与所述发射线圈连接，
[0007]所述信号发生电路输出的刺激信号以振幅调制的方式被调制到所述高频振荡电路产生的载波信号上并传输给所述功率放大电路，所述功率放大电路对输入信号放大处理并输出到所述发射线圈上，所述发射线圈将能量和/或信号发射到所述接收端；
[0008]所述接收端包括接收线圈、解调电路、整流滤波电路、稳压电路和电极，所述解调电路的输入端与所述接收线圈的输出端连接，所述解调电路的输出端接入电极，所述整流滤波电路的输入端与所述接收线圈的输出端连接，所述整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端接入电极；
[0009]所述接收线圈通过电磁感应耦合接收发射线圈所发射的能量和/或信号，经过解调电路的信号传输给电极，能量则依次输入整流滤波电路、稳压电路后传输给电极。
[0010]可选地，所述发射线圈和接收线圈呈圆形螺旋结构。
[0011]可选地，所述发射线圈和接收线圈采用外镀生物相容性材料的铜材料。
[0012]可选地，所述整流滤波电路为RC低通滤波电路。
[0013]可选地，所述高频振荡电路采用石英晶体振荡电路来产生高频正弦波作为调制信号的载波。
[0014]可选地，振幅调制的方式采用AM调幅，解调电路采用二极管峰值包络检波。
[0015]可选地，所述功率放大器包括依次连接的甲类与丙类两级功率放大器。
[0016]可选地，信号经所述解调电路解调后输出为双相方波。
[0017]可选地，所述生物相容性材料为聚对二甲苯。
[0018]实施本技术的技术方案，通过体外信号发生电路产生低频的脉冲刺激信号后，加载到经过调制的载波信号后经发射线圈传送到体内植入的接收端，能量和/或信号也会同时传送到体内的接收端。将接收到的刺激信号施加到电极上，实现体内直接刺激神经。避免了有线传输引起的生物组织感染、皮肤穿孔等问题，延长了使用寿命同时还提高了能量和/或信号传输效率。
附图说明
[0019]通过结合下面附图对其实施例进行描述，本技术的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
[0020]图1是表示本技术一个实施例的透皮能量与生物电信号无线传输系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将参考附图来描述本技术所述的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
[0022]图1为本技术的无线传输系统一个实施例的结构示意图。如图1所示，本实施
例的无线传输系统包括发射端和接收端，发射端通过发射线圈发射信号到已完成认证连接的接收端，能量和/或信号也同时被传输到接收端。
[0023]发射端包括供电电路、信号发生电路、高频振荡电路、调制电路、功率放大电路和发射线圈。所述接收端包括接收线圈、解调电路和整流滤波电路、稳压电路和电极。
[0024]先说明发射端结构，供电电路可以为交流220V转直流12V电源或为12V电池，分别与所述信号发生电路、所述高频振荡电路、所述调制电路和所述功率放大电路连接，在体外为所述信号发生电路、所述高频振荡电路、所述调制电路和所述功率放大电路供电。
[0025]所述调制电路的输入端分别与所述信号发生电路的输出端和所述高频振荡电路的输出端连接，信号发生电路作为一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的电路设备，用来产生预传到电极上的刺激信号，在此可选用NE555模块组成占空比可调的脉冲信号发生电路，实现输出信号的幅值、脉宽、频率等参数可调的刺激信号。
[0026]高频振荡电路产生载波信号，通过调制电路用调制信号去控制载波的振幅，使其随调制信号线性变化，而保持载波的角频率不变。所述信号发生电路输出的刺激信号以振幅调制的方式被调制到所述高频振荡电路产生的载波信号上进行传输。所述功率放大电路的输入端与所述调制电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线传输系统，其特征在于，包括置于体外的发射端和置于体内的接收端，所述发射端包括供电电路、信号发生电路、高频振荡电路、调制电路、功率放大电路和发射线圈，所述供电电路分别与所述信号发生电路、所述高频振荡电路、所述调制电路和所述功率放大电路连接，所述调制电路的输入端分别与所述信号发生电路的输出端和所述高频振荡电路的输出端连接，所述调制电路的输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端与所述发射线圈连接，所述信号发生电路输出的刺激信号以振幅调制的方式被调制到所述高频振荡电路产生的载波信号上并传输给所述功率放大电路，所述功率放大电路对输入信号放大处理并输出到所述发射线圈上，所述发射线圈将能量和/或信号发射到所述接收端；所述接收端包括接收线圈、解调电路、整流滤波电路、稳压电路和电极，所述解调电路的输入端与所述接收线圈的输出端连接，所述解调电路的输出端接入电极，所述整流滤波电路的输入端与所述接收线圈的输出端连接，所述整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，所述稳压电路的输出端接入电极；所述接收线圈通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，杨艺，宫道涵，李倩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：