CN105305026B - 一种防腐医疗用植入式检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了医疗用植入式检测器，包括有电子医疗检测模块，还包括有用于使电子医疗检测模块与外部通信的通信天线以及截面呈H形的中壳，所述中壳上方设有用于容纳电子医疗检测模块的第一容纳腔；所述中壳下方设有第二容纳腔；所述第二容纳腔内以及中壳上方设有隔离盘；结构合理、对人体无刺痛感、内部结构设置合理、其置于其内的天线频率范围宽、隔离度较好、增益高；为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种防腐医疗用植入式检测器。
背景技术
目前，植入式医疗仪器种类很多，如植入式心脏起搏器、脑起搏器、神经刺激器、肌肉刺激器、心电记录器等，现在还出现植入在人体内的诊断器，用于实时诊断患者的心跳、脉动、血压或者其他信息，例如201410134849.8公开的植入式仪器一样，其依然需要和外界进行通信，才能将信息实时传出去。目前诊断器一般由独特设计的小装置盒以及设于装置盒内的植入式电子医疗单元；再加上用于让植入式电子医疗单元与外界的天线组成，植入式电子医疗单元一般含有检测电路、检测器、电池等。但是，植入式医疗诊断器均存在一定的问题，包括电池寿命、材料等，但其中最大的一个问题就是通信质量的好坏，由于植入式医疗诊断装置其空间大小有限，因此往往置于其内的天线均会有频率范围窄、隔离度较差、增益底等缺点，这严重影响着通信质量因此也严重影响着诊断质量。因此，设计一款其内置天线能有较大隔离度和较宽的频段范围的植入式医疗装置是亟需迫切需要解决的问题；另外，还需要解决的是植入式医疗诊断器的结构构造，器能有效降低对身体的刺痛感，又能结构合理。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种防腐医疗用植入式检测器。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种防腐医疗用植入式检测器，包括有电子医疗检测模块，还包括有用于使电子医疗检测模块与外部通信的通信天线以及截面呈H形的中壳，所述中壳上方设有用于容纳电子医疗检测模块的第一容纳腔；所述中壳下方设有第二容纳腔；所述第二容纳腔内以及中壳上方设有隔离盘；所述通信天线包括有上天线和下天线；所述下天线设于第二容纳腔内的隔离盘下方；还包括有设于中壳上方的隔离盘上方的盘状上壳；所述上天线设于盘状上壳内；还包括有用于覆盖上壳开口的顶壳和覆盖中壳底部开口的底壳。
其中，所述顶壳的顶面和底壳的底面均为圆弧面。
其中，上天线包括有圆形的第一PCB基板，所述第一PCB基板上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂、第二圆环臂、第三圆环臂；所述第一圆环臂、第二圆环臂、第三圆环臂三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有第一扇形缺口；所述第二圆环臂自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口；所述第二圆环臂自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口；所述第三圆环臂自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口；所述第三圆环臂自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口；
所述第一圆环臂自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂连接有第一扇形连接臂；所述第一圆环臂自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂连接有第二扇形连接臂；所述第二圆环臂自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂连接有-第三扇形连接臂；所述第二圆环臂自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂连接有第四扇形连接臂；
所述第三圆环臂自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂，还包括有呈伞状的第一寄生振子臂和第二寄生振子臂，所述第一寄生振子臂的一边与第二寄生振子臂的一边连接设有第二连接臂，所述第一寄生振子臂的另一边与第二寄生振子臂的另一边连接设有第三连接臂，所述第一连接臂的自由端与所述第一寄生振子臂的另一边连接；
下天线包括有均是圆形的第二PCB基板和第三PCB基板；第二PCB基板的底面和第三PCB基板的顶面叠加设置在一起；
第二PCB基板的顶面设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板圆心设置的第一弧臂，还包括有围绕第二PCB基板圆心设置的第二弧臂，所述第一弧臂所对的圆心角与第二弧臂所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂的外径与第一圆环臂的外径相同；所述第二弧臂的外径与第二圆环臂的外径相同；
所述第三PCB基板底面设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板圆心设置的第三弧臂，还包括有围绕第三PCB基板圆心设置的第四弧臂，所述第三弧臂所对的圆心角与第四弧臂所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂的外径与第二弧臂的外径相同；所述第四弧臂的外径与第一圆环臂的外径相同；
所述隔离盘包括有正六边形的金属板，所述隔离盘上设有多个六边形的通孔；
第一PCB基板的背面设有馈电孔，第一圆环臂与馈电孔电性连接，所述馈电孔用于与信号源正极耦合馈电；所述第一弧臂至第四弧臂均与信号源负极馈电耦合。
其中，所述第一圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。
其中，所述第二圆环臂的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度相同。
其中，所述第一圆环臂的外环与内环的径向宽度为1cm。
其中，所述第三圆环臂的外环与内环的径向宽度为0.5cm。
其中，第一圆环臂还设有多个围绕中心设置的等间距的寄生缺孔。
其中，第一至第三PCB基板大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口，弧形缺口处均设有微带屏蔽层。
其中，所述底壳的底面和顶壳的顶面均设有用于将两者紧固在一起的捆绑槽；
其中，所述中壳的上方开口与对应隔离盘之间设有密封胶圈，所述上壳开口与顶壳之间也设有密封胶圈；
其中，所述底壳和顶壳外表面均喷涂有食品级防腐涂层；
本发明的有益效果为：其结构合理、对人体无刺痛感、内部结构设置合理、其置于其内的天线频率范围宽、隔离度较好、增益高；为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳的的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。
附图说明
图1是本发明抛去天线部分的截面图；
图2是本发明的第一PCB基板的俯视图；
图3是本发明的第一微带天线的俯视图；
图4是本发明的第二PCB基板的俯视图；
图5是本发明的第三PCB基板的仰视图；
图6是本发明的隔离盘的俯视图；
图7是本发明的上天线与下天线同时使用合配时的频率范围仿真测试图；
图8是本发明的通信天线的方向图；
图1至图8中的附图标记说明：
1-中壳；2-隔离盘；21-通孔；3-上壳；4-顶壳；5-底壳；6-捆绑槽；
10-隔离盘；101-通孔；
K1-第一PCB基板；
K21-第一圆环臂；K22-第二圆环臂；K23-第三圆环臂；
Q1-第一扇形缺口；Q2-第二扇形缺口；Q3-第三扇形缺口；Q4-第四扇形缺口；Q5-第五扇形缺口；
L1-第一扇形连接臂；L2-第二扇形连接臂；L3--第三扇形连接臂；L4-第四扇形连接臂；
K11-弧形缺口；K12- 微带屏蔽层；K211-寄生缺孔；K31-第一连接臂；K32-第一寄生振子臂；K33-第二寄生振子臂；K34-第三连接臂；K35-第二连接臂；
N1-第二PCB基板；N11-第一弧臂；N12-第二弧臂；
M1-第三PCB基板；M11-第三弧臂；M12-第四弧臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
实施例1:
如图1至图8所示，本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，一种防腐医疗用植入式检测器，包括有电子医疗检测模块，还包括有用于使电子医疗检测模块与外部通信的通信天线以及截面呈H形的中壳1，所述中壳1上方设有用于容纳电子医疗检测模块的第一容纳腔；所述中壳1下方设有第二容纳腔；所述第二容纳腔内以及中壳1上方设有隔离盘10；所述通信天线包括有上天线和下天线；所述下天线设于第二容纳腔内的隔离盘10下方；还包括有设于中壳1上方的隔离盘上方的盘状上壳3；所述上天线设于盘状上壳3内；还包括有用于覆盖上壳3开口的顶壳4和覆盖中壳1底部开口的底壳5。其结构合理、对人体无刺痛感、内部结构设置合理、其置于其内的天线频率范围宽、隔离度较好、增益高；为植入式医疗诊断器的研发提供了较好的安装模块，各公司只需要将自己的植入式电子医疗单元设计成能置入本底壳5的的形状和厚度或者大小，便能实现较好的通信质量。
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述顶壳4的顶面和底壳5的底面均为圆弧面。对人体无刺痛感。
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，上天线包括有圆形的第一PCB基板K1，所述第一PCB基板K1上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂K21、第二圆环臂K22、第三圆环臂K23；所述第一圆环臂K21、第二圆环臂K22、第三圆环臂K23三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂K21自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有第一扇形缺口Q1；所述第二圆环臂K22自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口Q2；所述第二圆环臂K22自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口Q3；所述第三圆环臂K23自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口Q4；所述第三圆环臂K23自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口Q5；
所述第一圆环臂K21自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂K22连接有第一扇形连接臂L1；所述第一圆环臂K21自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂K22连接有第二扇形连接臂L2；所述第二圆环臂K22自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂K23连接有-第三扇形连接臂L3；所述第二圆环臂K22自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂K23连接有第四扇形连接臂L4；
所述第三圆环臂K23自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂K31，还包括有呈伞状的第一寄生振子臂K32和第二寄生振子臂K33，所述第一寄生振子臂K32的一边与第二寄生振子臂K33的一边连接设有第二连接臂K35，所述第一寄生振子臂K32的另一边与第二寄生振子臂K33的另一边连接设有第三连接臂K34，所述第一连接臂K31的自由端与所述第一寄生振子臂K32的另一边连接；
下天线包括有均是圆形的第二PCB基板N1和第三PCB基板M1；第二PCB基板N1的底面和第三PCB基板M1的顶面叠加设置在一起；
第二PCB基板N1的顶面设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板N1圆心设置的第一弧臂N11，还包括有围绕第二PCB基板N1圆心设置的第二弧臂N12，所述第一弧臂N11所对的圆心角与第二弧臂N12所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂N11的外径与第一圆环臂K21的外径相同；所述第二弧臂N12的外径与第二圆环臂K22的外径相同；
所述第三PCB基板M1底面设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板M1圆心设置的第三弧臂M11，还包括有围绕第三PCB基板M1圆心设置的第四弧臂M12，所述第三弧臂M11所对的圆心角与第四弧臂M12所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂M11的外径与第二弧臂N12的外径相同；所述第四弧臂M12的外径与第一圆环臂K21的外径相同；所述隔离盘10包括有正六边形的金属板，所述隔离盘10上设有多个六边形的通孔101；第一PCB基板K1的背面设有馈电孔，第一圆环臂K21与馈电孔电性连接，所述馈电孔用于与信号源正极耦合馈电；所述第一弧臂N11至第四弧臂M12均与信号源负极馈电耦合。
通过不小于500次的微带电路结构设计，以及通过不低于500次仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构，而实际测试中，上天线和下天线均能单独实现天线通信功能，这样以来，如果有一个天线因为浸水或者其他原因而发生故障，另外一个天线也能继续发挥作用，使得植入式的检测器具备较强的适应能力和使用寿命，也提高了稳定性。
上天线的单独测试：通过仿真测试和实际测试发现，其频率范围在2.0GHz至2.75GHz左右，频带内平均增益为8.5dBi左右，方向性为全向性，其基本能满足通信要求。另外，下天线的单独测试：通过仿真测试和实际测试发现，其频率范围在1.9GHz至2.8GHz左右，频带内平均增益为9.0dBi左右，方向性为全向性，其也基本能满足通信要求。
值得说明的是，经过不断的测试和天线构造的调整，当上天线和下天线配合时，在实际测试与测试之前的仿真中可以得知，配合在一起的通信天线组成的通信天线系统的带宽、隔离度、增益方面均具有较大的提升，这其中，值得注意的是增益和带宽频率范围并不是两者数据的简单叠加，而是具备了新的效果，其中配合后的仿真值如图5；该整体天线系统带宽可用频率范围达到了1.7GHz至2.9GHz；其增益也明显增加，频带内平均增益大于9.355dBi，相比上升0.7dBi左右；另外，如果加上隔离盘102，其隔离度如果图频带内隔离度，隔离度表现会较好，如图5，在S3中可以看出在频率范围内隔离度大于25.5dB；其方向性也好，如图6所述，其依然为全向性天线。
实施例2：
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述第一圆环臂K21的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂K22的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述第二圆环臂K22的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度相同。本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述第一圆环臂K21的外环与内环的径向宽度为1cm。本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述第三圆环臂K23的外环与内环的径向宽度为0.5cm。本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，第一圆环臂K21还设有多个围绕中心设置的等间距的寄生缺孔K211。本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，第一至第三PCB基板大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口K11，弧形缺口K11处均设有微带屏蔽层K12。上述参数在不断测试和调整中得出，其为最稳定和性能最佳的具体参数，具体实际测试结HFSS15软件计算得出，该整体系统天线带宽可用频率范围在1.7GHz至2.9GHz内部调频；频带内平均增益大于9.4dBi，阻抗降低；在频率范围内隔离度大于26dB；在实际测试中发现，外界环境的变化，如温度、磁场影响的变化在一定范围内，例如温度在10度上下的幅度变化，采用上述参数和特定数值时，其稳定性很强，频段保持度较好。
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述底壳55的底面和顶壳44的顶面均设有用于将两者紧固在一起的捆绑槽66；
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述中壳11的上方开口与对应隔离盘102之间设有密封胶圈，所述上壳33开口与顶壳44之间也设有密封胶圈；期防止血液或者组织液进入墙体内，对装置造成损坏。
本实施例所述的一种防腐医疗用植入式检测器，所述底壳55和顶壳44外表面均喷涂有食品级防腐涂层；用于防腐，提高本发明的使用寿命。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。
Claims (7)
1.一种防腐医疗用植入式检测器，包括有电子医疗检测模块，其特征在于：还包括有用于使电子医疗检测模块与外部通信的通信天线以及截面呈H形的中壳（1），所述中壳（1）上方设有用于容纳电子医疗检测模块的第一容纳腔；所述中壳（1）下方设有第二容纳腔；所述第二容纳腔内以及中壳（1）上方设有隔离盘（10）；所述通信天线包括有上天线和下天线；所述下天线设于第二容纳腔内的隔离盘（10）下方；还包括有设于中壳（1）上方的隔离盘上方的盘状上壳（3）；所述上天线设于盘状上壳（3）内；还包括有用于覆盖上壳（3）开口的顶壳（4）和覆盖中壳（1）底部开口的底壳（5）；
所述底壳（5）和顶壳（4）外表面均喷涂有食品级防腐涂层；
所述顶壳（4）的顶面和底壳（5）的底面均为圆弧面；
上天线包括有圆形的第一PCB基板（K1），所述第一PCB基板（K1）上设有第一微带天线；所述第一微带天线包括有第一圆环臂（K21）、第二圆环臂（K22）、第三圆环臂（K23）；所述第一圆环臂（K21）、第二圆环臂（K22）、第三圆环臂（K23）三者同心设置；设穿过圆心竖直方向为Y轴，横向方向为X轴，所述第一圆环臂（K21）自Y轴逆时针夹角122°至132°区域设有第一扇形缺口（Q1）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第二扇形缺口（Q2）；所述第二圆环臂（K22）自X轴逆时针夹角4°至14°区域设有第三扇形缺口（Q3）；所述第三圆环臂（K23）自Y轴逆时针夹角40°至50°区域设有第四扇形缺口（Q4）；所述第三圆环臂（K23）自X轴顺时针夹角66°至81°区域设有第五扇形缺口（Q5）；
所述第一圆环臂（K21）自Y轴逆时针夹角5°至顺时针夹角51°区域与第二圆环臂（K22）连接有第一扇形连接臂（L1）；所述第一圆环臂（K21）自X轴逆时针夹角30°至顺时针夹角40°区域与第二圆环臂（K22）连接有第二扇形连接臂（L2）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴逆时针夹角114°至逆时针夹角122°区域与第三圆环臂（K23）连接有-第三扇形连接臂（L3）；所述第二圆环臂（K22）自Y轴顺时针夹角46°至顺时针夹角54°区域与第三圆环臂（K23）连接有第四扇形连接臂（L4）；
所述第三圆环臂（K23）自Y轴顺时针夹角5°的地方向上延伸有呈L形的第一连接臂（K31），还包括有呈伞状的第一寄生振子臂（K32）和第二寄生振子臂（K33），所述第一寄生振子臂（K32）的一边与第二寄生振子臂（K33）的一边连接设有第二连接臂（K35），所述第一寄生振子臂（K32）的另一边与第二寄生振子臂（K33）的另一边连接设有第三连接臂（K34），所述第一连接臂（K31）的自由端与所述第一寄生振子臂（K32）的另一边连接；
下天线包括有均是圆形的第二PCB基板（N1）和第三PCB基板（M1）；第二PCB基板（N1）的底面和第三PCB基板（M1）的顶面叠加设置在一起；
第二PCB基板（N1）的顶面设有第二微带天线，所述第二微带天线包括有围绕第二PCB基板（N1）圆心设置的第一弧臂（N11），还包括有围绕第二PCB基板（N1）圆心设置的第二弧臂（N12），所述第一弧臂（N11）所对的圆心角与第二弧臂（N12）所对的圆心角相加为360°；所述第一弧臂（N11）的外径与第一圆环臂（K21）的外径相同；所述第二弧臂（N12）的外径与第二圆环臂（K22）的外径相同；
所述第三PCB基板（M1）底面设有第三微带天线，所述第三微带天线包括有围绕第三PCB基板（M1）圆心设置的第三弧臂（M11），还包括有围绕第三PCB基板（M1）圆心设置的第四弧臂（M12），所述第三弧臂（M11）所对的圆心角与第四弧臂（M12）所对的圆心角相加为360°；所述第三弧臂（M11）的外径与第二弧臂（N12）的外径相同；所述第四弧臂（M12）的外径与第一圆环臂（K21）的外径相同；
所述隔离盘（10）包括有正六边形的金属板，所述隔离盘（10）上设有多个六边形的通孔（101）。
2.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：所述第一圆环臂（K21）的外环与内环的径向宽度为0.8cm-1.2cm；所述第二圆环臂（K22）的外环与内环的径向宽度为0.4cm-6cm；所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度为0.4cm-0.6cm。
3.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：所述第二圆环臂（K22）的外环与内环的径向宽度与所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度相同。
4.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：所述第一圆环臂（K21）的外环与内环的径向宽度为1cm。
5.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：所述第三圆环臂（K23）的外环与内环的径向宽度为0.5cm。
6.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：第一圆环臂（K21）还设有多个围绕中心设置的等间距的寄生缺孔（K211）。
7.根据权利要求1所述的一种防腐医疗用植入式检测器，其特征在于：第一至第三PCB基板大小相同，三者的两侧均设有一弧形缺口（K11），弧形缺口（K11）处均设有微带屏蔽层（K12）。
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