专利名称：一种用于控制植入式医疗器械的通信系统及方法
技术领域：
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种用于控制植入式医疗器械的通信系统及方法。
背景技术：
随着医学技术和材料科学的进步，基于射频(RF)遥测的通信技术越来越多地应用在植入式医疗器械中，如心脏起搏器和除颤仪、药物泵、神经肌肉刺激器、血液动力学检测仪及其它生理监测仪。然而，现有的体外程控设备在需要与植入式医疗器械进行通信时，通常是，建立通信链路，开启定时器，当在定时时间内还没检测到活动的通信条件时，转为待机模式以节省功耗和降低误操作。该通信方法有一缺点就是植入式医疗器械在检测活动的通信条件的过程中，通信链路会持续消耗植入式医疗器械的电池电量，造成不必要的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在干，针对现有技术的上述电池电量消耗大的缺陷，提供一种用于控制植入式医疗器械的通信方法，能节省电池功耗。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造ー种用于控制植入式医疗器械的通信系统，包括体外程控设备和体内植入式医疗器械，其特征在于，所述植入式医疗器械包括主处理单元、为所述主处理单元供电的电池、及独立于所述主处理单元的认证单元，且
所述认证単元，用于接收所述程控设备所输送的能量以进行开启，并在检测到所述主处理单元不在通信时向所述程控设备返回认证启动信号，且基于挑战应答式与所述程控设备进行认证操作；
所述主处理单元，用于在所述认证単元认证成功时，与所述程控设备建立通信链路，并接收和处理所述程控设备所发的控制指令。在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统中，所述植入式医疗器械还包括
治疗输出単元，连接于所述主处理单元，且用于根据所述控制指令实施治疗。在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统中，所述主处理单元还用于在所述认证単元认证成功吋，开启定时器以对预设时间进行计时，若在预设时间内没有接收到控制指令，则通知所述认证単元重新认证。在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统中，所述主处理单元，还用于在接收到控制指令后，清零定时器以对预设时间重新进行计时，并等待下ー控制指令，若在预设时间内接收到通信结束指令，或没有接收到下ー控制指令，则通知所述认证単元重新认证。本发明还构造ー种用于控制植入式医疗器械的通信方法，包括
A.体外程控设备向体内植入式医疗器械的认证单元输送能量，以启动认证单元；B.认证单元检测体内植入式医疗器械的主处理单元是否在通信，若是，则结束；若否，则执行步骤C ；
C.认证单元向程控设备返回认证启动信号；
D.程控设备在接收到认证启动信号后，基于挑战应答式与认证单元进行认证操作；
E.认证单元判断认证是否成功，井向主处理单元返回认证结果；
F.主处理单元在认证成功时与程控设备建立通信链路，井向程控设备返回认证成功的信息；
G.主处理单元接收和处理程控设备所发的控制指令。在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法中，所述通信方法在步骤C和步骤D之间，还包括
H.程控设备判断是否接收到认证启动信号，若是，则执行步骤D;若否，则延迟预设时间后执行步骤I ;
I.调整体外程控设备和体内植入式医疗器械两者的天线的相对位置，并重新执行步骤
A0在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法中，所述步骤F还包括主处理单元开启定时器，并对预设时间进行计时；
在所述步骤F和步骤G之间还包括
J.主处理单元判断预设时间是否到达，若是，则重新执行步骤B ;若否，则执行步骤K ;K.主处理单元判断是否接收到程控设备所发的控制指令，若是，则执行步骤G ;若否，执行步骤J。在本发明所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法中，所述步骤G还包括定时器清零以重新对预设时间进行计时；
在所述步骤G之后，还包括
L.主处理单元判断是否接收到通信结束指令，若是，则执行步骤B ;若否，则执行步骤
J0实施该技术方案，在认证单元进行认证的阶段，是由体外的程控设备为认证単元供电，因此不需要消耗体内植入式医疗器械中的电池的能量，因此可延长电池的使用寿命，而且，由于进行认证操作的认证单元与植入式医疗器械中的主处理单元相互独立，因此，在认证未通过时，主处理单元不予理会，可避免主处理单元因无意或恶意的通信请求而造成的干扰，这样也增强了使用的安全性。
下面将结合附图及实施例对本发明作进ー步说明，附图中
图I是本发明用于控制植入式医疗器械的通信系统实施例一的逻辑 图2是本发明用于控制植入式医疗器械的通信系统实施例ニ的逻辑 图3是本发明用于控制植入式医疗器械的通信方法实施例一的流程 图4是本发明用于控制植入式医疗器械的通信方法实施例ニ的流程图。
具体实施例方式如图I所示，在本发明用于控制植入式医疗器械的通信系统实施例一的逻辑图中，该通信系统包括体外程控设备20和体内植入式医疗器械10，其中，植入式医疗器械10包括主处理单元11、独立于所述主处理单元的认证单元12、及为主处理单元11供电的电池13，而且，认证単元12用于接收程控设备所输送的能量以进行开启，并在检测到主处理単元11不在通信时向程控设备20返回认证启动信号，且基于挑战应答式与程控设备20进行认证操作，该认证操作为认证単元12对程控设备20的控制请求的认证；主处理单元11用于在认证单元12认证成功吋，与20程控设备建立通信链路，并接收和处理程控设备20所发的控制指令；在认证失败时，则认证单元12视为该次请求失败，主处理单元11不予理会，可重新启动新ー轮的认证请求。实施该技术方案，在认证单元进行认证的阶段，是由体外的程控设备为认证単元供电，因此不需要消耗体内植入式医疗器械中的电池的能量，因此可延长电池的使用寿命， 而且，由于进行认证操作的认证单元与植入式医疗器械中的主处理单元相互独立，因此，在认证未通过时，主处理单元不予理会，可避免主处理单元因无意或恶意的通信请求而造成的干扰，这样也增强了使用的安全性。图2是本发明用于控制植入式医疗器械的通信系统实施例ニ的逻辑图，该实施例的通信系统包括体外程控设备20和体内植入式医疗器械10，其中，植入式医疗器械10包括主处理单元11、认证单元12、电池13和治疗输出単元14，而且，本实施例中的体外程控设备20与主处理单元11、认证单元12、电池13与实施例中的相应模块的逻辑结构相同，在此不作赘述，以下仅说明治疗输出単元14，该治疗输出单元14连接于主处理单元11，且用于根据控制指令实施治疗，例如，在点刺激治疗如心脏刺激治疗中，该治疗输出单元14通过开关矩阵耦合至多个电极，使用开关矩阵来选择哪个电极及相应的配极被用来传送电刺激脉沖。另外需说明的是，治疗输出単元14也由电池13来供电。在本发明通信系统的ー个优选实施例中，主处理单元11还用于在认证单元12认证成功吋，开启定时器以对预设时间进行计时，若在预设时间内没有接收到控制指令，则通知所述认证単元重新认证，这样可避免主处理单元在与程控设备通信时因长时间未收到控制指令而消耗电池过多的能量，进ー步节省了功耗。在本发明通信系统的另一个优选实施例中，主处理单元11还用于在接收到控制指令后，清零定时器以对预设时间重新进行计时，并等待下ー控制指令，若在预设时间内接收到通信结束指令，或没有接收到下ー控制指令，则通知认证单元12重新认证。这样可避免主处理单元在于程控设备通信时因两控制指令之间间隔时间过长而消耗电池过多的能
量，进ー步节省了功耗。图3是本发明用于控制植入式医疗器械的通信方法实施例一的流程图，该通信方法包括
A.体外程控设备向体内植入式医疗器械的认证单元输送能量，以启动认证单元；
B.认证单元检测体内植入式医疗器械的主处理单元是否在通信，若是，则结束；若否，则执行步骤C ；
C.认证单元向程控设备返回认证启动信号；
D.程控设备在接收到认证启动信号后，基于挑战应答式与认证单元进行认证操作；E.认证单元判断认证是否成功，井向主处理单元返回认证结果；
F.主处理单元在认证成功时与程控设备建立通信链路，井向程控设备返回认证成功的信息；
G.主处理单元接收和处理程控设备所发的控制指令，该指令可用于控制治疗输出単元实施治疗，应当说明的是，程控设备在接收到认证成功的信息后，向主处理单元发送控制命令，当程控设备接收到认证失败的信息后，需要重新返回到请求认证阶段。图4是本发明用于控制植入式医疗器械的通信方法实施例ニ的流程图，该通信方法包括
A.体外程控设备向体内植入式医疗器械的认证单元输送能量，以启动认证单元；
B.认证单元检测体内植入式医疗器械的主处理单元是否在通信，若是，则结束；若否，则执行步骤C ；
C.认证单元向程控设备返回认证启动信号；
H.程控设备判断是否接收到认证启动信号，若是，则执行步骤D;若否，则延迟预设时间后执行步骤I ;
I.调整程控设备和植入式医疗器械两者的天线的相对位置，以确保体外程控设备对体内植入式医疗器械中的认证单元有足够的能量供应，并重新执行步骤A ；
D.程控设备在接收到认证启动信号后，基于挑战应答式与认证单元进行认证操作；
E.认证单元判断认证是否成功，井向主处理单元返回认证结果；
F.主处理单元在认证成功时与程控设备建立通信链路，井向程控设备返回认证成功的信息，同时，开启定时器，并对预设时间进行计时；
J.主处理单元判断预设时间是否到达，若是，则重新执行步骤B ;若否，则执行步骤K ;K.主处理单元判断是否接收到程控设备所发的控制指令，若是，则执行步骤G ;若否，执行步骤J ;
G.主处理单元接收和处理程控设备所发的控制指令，同时，定时器清零以重新对预设时间进行计时；
L.主处理单元判断是否接收到通信结束指令，若是，则执行步骤B ;若否，则执行步骤
J0以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种用于控制植入式医疗器械的通信系统，包括体外程控设备和体内植入式医疗器械，其特征在于，所述植入式医疗器械包括主处理单元、为所述主处理单元供电的电池、及独立于所述主处理单元的认证单元，且 所述认证単元，用于接收所述程控设备所输送的能量以进行开启，并在检测到所述主处理单元不在通信时向所述程控设备返回认证启动信号，且基于挑战应答式与所述程控设备进行认证操作； 所述主处理单元，用于在所述认证単元认证成功时，与所述程控设备建立通信链路，并接收和处理所述程控设备所发的控制指令。
2.根据权利要求I所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统，其特征在于，所述植入式医疗器械还包括 治疗输出単元，连接于所述主处理单元，且用于根据所述控制指令实施治疗。
3.根据权利要求I或2所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统，其特征在于，所述主处理单元还用于在所述认证単元认证成功吋，开启定时器以对预设时间进行计时，若在预设时间内没有接收到控制指令，则通知所述认证単元重新认证。
4.根据权利要求3所述的用于控制植入式医疗器械的通信系统，其特征在于，所述主处理单元，还用于在接收到控制指令后，清零定时器以对预设时间重新进行计时，并等待下ー控制指令，若在预设时间内接收到通信结束指令，或没有接收到下ー控制指令，则通知所述认证単元重新认证。
5.一种用于控制植入式医疗器械的通信方法，其特征在于，包括 A.体外程控设备向体内植入式医疗器械的认证单元输送能量，以启动认证单元； B.认证单元检测体内植入式医疗器械的主处理单元是否在通信，若是，则结束；若否，则执行步骤C ； C.认证单元向程控设备返回认证启动信号； D.程控设备在接收到认证启动信号后，基于挑战应答式与认证单元进行认证操作； E.认证单元判断认证是否成功，井向主处理单元返回认证结果； F.主处理单元在认证成功时与程控设备建立通信链路，井向程控设备返回认证成功的信息； G.主处理单元接收和处理程控设备所发的控制指令。
6.根据权利要求5所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法，其特征在于，所述通信方法在步骤C和步骤D之间，还包括 H.程控设备判断是否接收到认证启动信号，若是，则执行步骤D;若否，则延迟预设时间后执行步骤I ; I.调整程控设备和植入式医疗器械两者的天线的相对位置，并重新执行步骤A。
7.根据权利要求5或6所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法，其特征在于，所述步骤F还包括主处理单元开启定时器，并对预设时间进行计时； 在所述步骤F和步骤G之间还包括 J.主处理单元判断预设时间是否到达，若是，则重新执行步骤B ;若否，则执行步骤K ; K.主处理单元判断是否接收到程控设备所发的控制指令，若是，则执行步骤G ;若否，执行步骤J。
8.根据权利要求7所述的用于控制植入式医疗器械的通信方法，其特征在于，所述步骤G还包括定时器清零以重新对预设时间进行计时； 在所述步骤G之后，还包括 L.主处理单元判断是否接收到通信结束指令，若是，则执行步骤B ;若否，则执行步骤J0
全文摘要
本发明公开了一种用于控制植入式医疗器械的通信系统及方法。该系统包括体外程控设备和体内植入式医疗器械，植入式医疗器械包括主处理单元、为主处理单元供电的电池、及独立于主处理单元的认证单元。认证单元，用于接收程控设备所输送的能量以进行开启，并在检测到主处理单元不在通信时向程控设备返回认证启动信号，且基于挑战应答式与程控设备进行认证操作；主处理单元，用于在认证单元认证成功时，与程控设备建立通信链路，并接收和处理程控设备所发的控制指令。实施本发明的技术方案，可延长电池的使用寿命，而且，也增强了使用的安全性。
文档编号H04L29/08GK102694858SQ201210161409
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者刘灵华, 张春, 王志华, 赵益新, 麦宋平 申请人:清华大学深圳研究生院