用于植入体的处理器唤醒电路及唤醒系统的制作方法

本技术属于植入体监控领域，具体涉及一种用于植入体的处理器唤醒电路及唤醒系统。

背景技术：

1、植入体是由生物医学材料制成、部分或全部埋入上皮表面以下的医疗器械，其包括人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节和人工种植牙等植入性假体以及接骨螺钉、心脏起搏器和接骨板等临时性植入的辅助装置。植入体一旦完成植入人体，需要其具备十年以上的使用寿命。例如，在脑机接口领域，植入场景下，植入式脑机接口系统稳定可用时长不应小于1年，常规情况下，医疗器械的理想植入时间是10年以上。

2、现有的植入体大多都采用不可充电的大容量电池或可充电的小容量电池供电。这两种电池均具有功能单一且不可更换的属性，因此现有的植入体对系统功耗的要求极高。为了节省功耗，现有技术中大多采用软件定时唤醒检测方法，即在软件上设置定时器，每隔一段时间唤醒一次主系统，主系统被唤醒后，即开始采集病灶标识信号数据并进行分析，以进行病灶的发生判定。然而，本实用新型发明人在研发过程中发现，这种方法存在电池电量消耗与病灶检测实时性之间的矛盾，主要表现在以下两方面：一方面，当间隔很短时间就唤醒一次主系统时，系统随即进入到工作状态，开始采集病灶标识信号并进行分析，此种状态下电池电量消耗普遍较高，时间线拉长后会严重影响植入体电池的使用寿命；另一方面，当间隔较长时间唤醒一次主系统时，电池电量总体消耗会降低，但会带来病灶标识信号检测遗漏的问题，即病灶发生时，主系统不能及时发现。因此，现有技术无法在超低功耗下对病灶标识信号进行实时监测。

技术实现思路

1、为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于植入体的处理器唤醒电路及唤醒系统。

2、根据本实用新型实施例的第一方面，本实用新型提供了一种用于植入体的处理器唤醒电路，其包括顺次连接的无源高通滤波电路、直流偏置分压电路、交流信号放大电路和无源低通滤波电路；

3、向所述无源高通滤波电路输入电生理信号，所述无源低通滤波电路用于输出病灶标识信号，所述病灶标识信号用于触发植入体中的处理器。

4、上述用于植入体的处理器唤醒电路中，所述无源高通滤波电路包括第一电容和第二电阻，所述第一电容的一端用于输入电生理信号，其另一端与所述交流信号放大电路连接，且通过所述第二电阻接地。

5、进一步地，所述直流偏置分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端用于连接供电电压，其另一端通过所述第二电阻接地。

6、更进一步地，所述交流信号放大电路包括运算放大器、第三电阻、第四电阻和第二电容；所述运算放大器的v+端连接供电电压，其v-端接地；所述运算放大器的同相输入端与所述第一电容和第二电阻连接的一端连接，其输出端连接所述无源低通滤波电路，且通过所述第四电阻连接反相输入端；所述运算放大器的反相输入端依次通过所述第三电阻和第二电容接地。

7、更进一步地，所述无源低通滤波电路包括第五电阻和第三电容，所述第五电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，其另一端与主系统中处理器的io口连接，且通过所述第三电容接地。

8、根据本实用新型实施例的第二方面，本实用新型还提供了一种用于植入体的唤醒系统，其包括处理器以及上述任一项所述的用于植入体的处理器唤醒电路，所述处理器中设置有io唤醒阈值，所述处理器接收所述处理器唤醒电路输出的病灶标识信号，所述处理器进行自我唤醒或休眠。

9、根据本实用新型的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本实用新型通过硬件电路实现对病灶标识信号的低功耗、实时监测，能够兼顾监测的低功耗和实时性；能够对小幅度病灶标识信号进行实时自动监测。本实用新型通过在第一电容和运算放大器的同相输入端之间设置直流偏置分压电路，利用添加固定直流偏置的方式将交流信号的零点抬高，这样使得交流信号放大电路中的运算放大器就可以采用单电源供电，从而精简电源电路的架构。

技术特征：

1.一种用于植入体的处理器唤醒电路，其特征在于，包括顺次连接的无源高通滤波电路、直流偏置分压电路、交流信号放大电路和无源低通滤波电路；

2.根据权利要求1所述的用于植入体的处理器唤醒电路，其特征在于，所述无源高通滤波电路包括第一电容和第二电阻，所述第一电容的一端用于输入电生理信号，其另一端与所述交流信号放大电路连接，且通过所述第二电阻接地。

3.根据权利要求2所述的用于植入体的处理器唤醒电路，其特征在于，所述直流偏置分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端用于连接供电电压，其另一端通过所述第二电阻接地。

4.根据权利要求3所述的用于植入体的处理器唤醒电路，其特征在于，所述交流信号放大电路包括运算放大器、第三电阻、第四电阻和第二电容；所述运算放大器的v+端连接供电电压，其v-端接地；所述运算放大器的同相输入端与所述第一电容和第二电阻连接的一端连接，其输出端连接所述无源低通滤波电路，且通过所述第四电阻连接反相输入端；所述运算放大器的反相输入端依次通过所述第三电阻和第二电容接地。

5.根据权利要求4所述的用于植入体的处理器唤醒电路，其特征在于，所述无源低通滤波电路包括第五电阻和第三电容，所述第五电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，其另一端与主系统处理器的io口连接，且通过所述第三电容接地。

6.一种用于植入体的唤醒系统，其特征在于，包括处理器以及如权利要求1-5任一项所述的用于植入体的处理器唤醒电路，所述处理器中设置有io唤醒阈值，所述处理器接收所述处理器唤醒电路输出的病灶标识信号，所述处理器进行自我唤醒或休眠。

技术总结
本技术提供了一种用于植入体的处理器唤醒电路及唤醒系统，用于植入体的处理器唤醒电路包括顺次连接的无源高通滤波电路、直流偏置分压电路、交流信号放大电路和无源低通滤波电路；向无源高通滤波电路输入电生理信号，无源低通滤波电路用于输出病灶标识信号，病灶标识信号用于触发植入体中的处理器。本技术通过硬件电路实现对病灶标识信号的低功耗、实时监测，能够兼顾监测的低功耗和实时性；能够对小幅度病灶标识信号进行实时自动监测。

技术研发人员：赵怀阔
受保护的技术使用者：上海阶梯医疗科技有限公司
技术研发日：20230302
技术公布日：2024/1/13