CN101517940A - 用于植入式医疗设备***的无线通信网络 - Google Patents

Abstract

一种植入式医疗设备***，在一种实施方式中，该***包括：第一设备，所述第一设备包括与无线通信网络连接的用于传输数据的第一通信模块；和适于植入患者体内的第二设备，所述第二设备包括与所述无线通信网络连接的第二通信模块，所述第二通信模块适于接收来自所述第一设备的数据。所述第二设备可包括与所述第二通信模块连接的均衡器用于减少通过患者身体无线接收到的数据的信号失真。所述第二设备可将接收到的信号转换为声波或者射频输出信号。

Description

用于植入式医疗设备***的无线通信网络

技术领域

本发明总体上涉及植入式医疗设备，具体而言，涉及一种用于植入式医疗设备***的通信网络。

背景技术

各种植入式医疗设备(IMD)可用于监测生理状况和/或提供治疗。这些设备可以包括感知器，所述感知器用于监测为了诊断目的的生理信号、监测病情进展、或者控制和优化治疗提供。植入式监测设备的例子包括：血液动力学监测器、ECG监测器以及葡萄糖监测器。治疗提供设备的例子包括能够提供电刺激脉冲的设备，例如：心脏起搏器、植入式心律转变除颤器、神经刺激器、神经肌肉刺激器以及诸如胰岛素泵、***泵等之类的药物递送设备。

IMD通常与医疗导线连接，所述医疗导线从封装IMD电路的外壳延伸出来。所述导线带有感知器和/或电极，并且所述医疗导线在所述感知器/电极与IMD电路间提供电连接时，用于在目标监测部位或治疗提供部位布置所述感知器/电极。此外，现有已经描述了将电极或感知器合并在所述设备的外壳上或内部的无导线式IMD。

通过具有分布在远离IMD的身体部位的感知器可加强IMD的功能和改善全面的患者护理。然而，为了实现将被传输到IMD的感知信号的通信，分布在其它身体部位的感知器与该IMD的物理连接可能是不方便的、高侵入性的、或者根据感知器植入部位该物理连接根本不可行的。由Funke(美国专利5,113,859)公开的声波身体总线(acoustic body bus)允许穿过患者身体进行无线双向通信。随着植入式设备技术的进步和持续、远程地提供全面的患者护理管理能力的发展，显然有必要为分布贯穿患者身体或者患者的部分身体的被植入医疗设备之间以及与位于患者体外的设备之间提供有效的通信。当信号通过被植入的医疗设备通信***的节点间的身体时，由于遇到的身体组织成分和结构的差异性，穿过患者身体无线传输的数据信号可能遭受大量散射和反射。

附图说明

图1是在植入式医疗设备***中实现的无线通信网络的示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的功能框图，该功能框图概述了被包括于联网的植入式医疗设备内的功能组件；

图3是适于沿着体内通信路径进行无线通信的两个联网设备的框图；

图4是一种应用于植入式设备通信***的方法的流程图；

图5是具有声波/射频网关节点的植入式医疗设备通信网络的示意图；

图6A-6C是通信网络中声波/射频网关节点302的不同实施方式的示意图；

图7是涉及在植入式医疗设备通信网络中使用的通信方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，作为参考以说明实现本发明的实施方式。应该理解，在没有脱离本发明的保护范围的前提下，可以采用其它实施方式。为了表述清楚，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。本文所使用的术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享型、专用型或处理器组)、以及执行一个或者多个软件或者固件程序的存储器、组合逻辑电路或者其它提供所述功能的合适的组件。

本发明涉及提供在植入式医疗设备***中实现的无线通信网络，其中，所述网络包括至少一个与第二设备通信的被植入设备，所述第二设备位于患者体内或者体外。所述网络可配置成在联网的设备间具有单通道，或者可配置成网状网路，所述网状网络允许通过点对点路径在联网设备间传输数据，所述点对点路径可以包括诸如已在美国专利申请No.XXXX(代理卷号为No.P25563)中公开的多节点“跳”技术，通过引用全部并入本文中。本发明实施方式不局限于具体的网络结构，其它可以使用的网络结构的类型为星型网络、ad hoc网络以及ALOHA网络。本文所使用的术语“节点”指包括在无线网络中至少能够在网络上发送和/或接收数据的设备，并且，“节点”还可以包括本文将描述的其它功能。节点可以是被植入设备或者外部设备之一，并且还指本文中的“网络元件”。所述无线网络可包括多个植入式设备，其中每个植入式设备作为单独的网络节点运行，并且所述无线网络可包括外部设备，如本文将进一步的描述，该外部设备作为网络节点运行。应该意识到，根据本发明的各种实施方式，实现无线通信网络的整个医疗设备***还可包括非联网设备(植入式设备或者外部设备)。

图1是在植入式医疗设备***中实现的无线通信网络的示意图，所述网络包括多个植入式设备12～26，每个植入式设备作为节点(网络元件)运行，该网络还可包括作为网络节点运行的外部设备。患者10被植入多个医疗设备12～26，其中医疗设备12～26中的每一个可具有生理感知能力和/或治疗提供能力。如本文将进一步的描述，植入式设备12～26中的一些可作为专用节点执行，该专用节点用于执行诸如数据处理、数据存储或者通信管理功能之类的特定网络功能，而不提供任何生理感知或治疗提供功能。

例如，设备12可以是治疗提供设备，例如：心脏起搏器、植入式心律转变除颤器、植入式药物泵或者神经刺激器。设备16也可以是用作双向通信节点的治疗提供设备，并且还能够执行专用网络管理功能，例如充当网络网关。设备14可以具体为用于监测生理状况的感知设备，并且也用作双向通信节点。设备18、22、24以及26可以具体为用于监测各种生理状况的感知设备，也可以作为低功率设备实现，所述低功率设备主要作为无接收能力或有限接收能力的传输设备运行。设备20可作为转发器节点实现以减轻用于将数据从更远的植入部位传输到其它网络节点的感知设备18的功率需求负荷。

可被列为网络元件的植入式设备包括任何治疗提供设备(例如上面列出的治疗提供设备)以及任何生理感知设备，生理感知设备例如：EGM/ECG感知器、血液动力学监测器、压力感知器、血液或组织化学感知器或者用于测定各种蛋白质或酶水平的感知器，其中，血液或组织化学感知器例如：氧气感知器、PH感知器、葡萄糖感知器、钾感知器或者其它电解质感知器。本发明各种实施方式提供的无线网络通信***不限于任何特定类型的植入式医疗设备或者植入式医疗设备的组合。

植入式设备24～26之间实现的无线通信网络可利用声波、超声波和/或无线信号频率带宽。这里将描述可以实现将RF数据传输信道和声波或超声波数据传输信道的结合以允许同时传输射频和声波/超声波数据。本文所使用的“声波”信号包括在可听声波和超声波范围内的信号。

根据解剖学、生理学和临床的需要，无线网络通信***允许将多种设备植入患者体内，没有通过身体用于将信号和数据从一个设备传送到另一个设备的导线或者其它硬件连接相联合的限制。这样，根据单个患者对诊断、监测以及疾病管理目的的需要，感知器和/或治疗提供设备可以以分布式方式植入遍布于身体。来自被植入的感知器和/或治疗提供设备的分布式***的数据在所述植入式设备间可靠和有效地传输以实现患者监测和治疗提供的功能，并且也可以传输至外部设备以提供患者反馈、远程患者监测等功能。

植入式设备12～26可以依赖各种电源，包括电池、诸如电容器或者可充电电池的蓄电池、或者依靠诸如压电、热电或磁电的电源产生方式的电源获取设备。分布式的设备可以具有极小的电源需求，从而缩小设备的整体尺寸。作为网络节点运行的植入式设备可以是小型设备，例如：小型可注入设备、利用微侵入技术或微切口植入的设备、或利用更加开放的方式植入的更大的设备。

所述网络可包括如图1所示的外部设备，例如主监测器30、手持设备34以及外部监测设备36之类的外部设备。参考共同转让的美国专利6,249,703(Stanton et al.)，该专利涉及与植入式医疗设备一同使用的手持设备，在此通过引用全部并入本文中。所述医疗设备***还可包括以无线或有线方式与外部联网设备通信的外部设备或者***，外部联网设备例如：患者信息显示器32、以及远程患者管理***40，所述患者信息显示器32用于对患者显示从网络获取的数据。患者或护理人员可以通过主监测器30和患者信息显示器32获得生理数据反馈和与设备相关的数据反馈。在本示例性实施例中，所述主监测器30包括RF接收器和远程网络功能，所述远程网络功能使得从被植入的网络节点接收到的数据被积累并且划分优先次序以进一步传输至远程患者管理***40和/或患者信息显示器32。患者可以根据临床医生的指示适当地响应从所述网络获取并显示在患者信息显示器32上的信息。例如，患者可以通过改变身体动作、寻求医疗帮助、改变药物治疗、或者利用手持设备34进行反应，以启动被植入的设备的功能。

临床医生、护理人员、应急人员、临床数据库等也可以通过外部的或者并联的通信网络获得数据，使得能够作出适当的即时的响应以改变患者病情或者疾病状态。由所述植入设备获取的数据可(例如，通过网关节点)融合、并且可由网络元件根据患者病情和治疗状况进行过滤、划分优先次序，或者以其它方式进行调整，通过易于解读的方式向临床医生或远程患者管理***提供临床上有意的和有用的信息。所述主监测器30可以与远程医疗监测***相连接。例如，对于与植入式医疗设备一起使用的用于远程患者监测和设备编程的网络通信***的一般性描述，可参考共同转让的美国专利6,599,250(Webb et al)，6,442,433(Linberg et al.)6,622,045(Snell et al)，6,418,346(Nelsonet al.)，and 6,480,745(Nelson et al.)，所有这些专利在此通过引用全部并入到本文中。

主监测器30和/或编程器可利用双向RF遥测技术与被植入设备12～26中的一个或者多个通信，以编程和/或询问操作。对于与植入式医疗设备一同使用的适当远程的遥测***的例子，可参考共同转让的美国专利6,482,154(Haubrich et al.)，在此通过引用全部并入本文中。与这里将描述一样，主监测器30可通过RF遥测链路(link)与网关节点通信，所述网关节点融合从其它被植入设备接收到的声波信号和RF信号。

图2是根据本发明的一种实施方式的功能框图，该功能框图概述了包括在联网的植入式医疗设备内的功能组件。设备50大体上包括用于监测生理信号的感知器模块52、用于提供医疗以根据被编程的运行模式响应所述生理信号的治疗提供模块54、实现对设备的控制功能的处理器/控制模块56和关联存储器58(associated memory)。设备50还包括通信模块70，通信模块70具有收发器72、自适应均衡器74、训练序列发生器78以及控制电路76。自适应均衡器74包括多个可调抽头76，所述抽头允许对均衡器74的增益、相位和延迟设置进行优化。

治疗提供模块54提供的治疗提供功能和感知器模块52提供的生理监测功能可以与上面提供的例子一致。应当认识到，在某些实施方式中，设备50可以设置成不包括治疗提供模块54的监测设备。或者，设备50可以是治疗提供设备，该治疗提供设备不具有由感知器模块52提供的感知能力。此外，设备50可以是被植入的联网设备以在植入式医疗设备通信***内执行通信功能，而不具有感知功能或者治疗提供功能。在某些实施方式中，感知器模块52包括或连接于姿势和/或动作感知器53以感知身***置的变化或患者动作的变化，该患者动作的变化可能对应于身***置的变化。身***置的变化可以改变沿着具体的体内通信路径传输的信号传输性能。这样，探测到的身***置的变化可用作触发，该触发用于重复训练会话以优化包括于设备通信模块70内的自适应均衡器74，如下面进一步的描述。

通信模块70适于发送和接收体内声波数据传输。在可选的实施方式中，通信模块70适于发送和/或接收射频(RF)数据传输。在其它实施方式中，通信模块70适于发送和/或接收声波数据传输和射频数据传输两者。由于身体组织造成的信号散射、信号反射以及信号吸收，通过体内连接无线传输的数据会遭受失真和延迟。由于身体组织造成的散射、反射以及吸收，声波通信信号尤其容易遭受失真。然而，RF信号、特别是宽带信号、超宽带信号或者脉冲RF信号也会出现失真。由于信号延迟，出现了信号间干扰，限制在身体内传送声波信号所用的最大数据传送速率。在通信模块70内使用自适应均衡器74可校正或者补偿传输信号的失真和延迟，从而可以较快的数据传输速率进行可靠的数据传输。

使用MOS、CMOS或者其它集成电路技术可对均衡器74实现数字化。均衡器74可具体为：数字信号处理模块、带有多个接头的移位寄存器(例如使用算术逻辑单元(ALU))、状态机、微处理器或者其它数字电路配置为执行本文所述的信号均衡功能。均衡器74具有多个可调抽头76以允许调整所述抽头76的增益、相位和延迟以实现接收到的信号的优化均衡。通过改变均衡器74内各自乘法电路的乘法系数可以实现抽头调整。将每个抽头的输出相加以产生均衡器输出，对在身体内传输过程中可能产生的失真和延迟该输出被校正。控制电路76可包括在通信模块70内以用于确定和设置优化抽头系数。或者，处理器/控制模块56可以执行用于确定最优均衡系数的算法以及向均衡器74提供控制信号以适当地设置抽头系数。在此使用的“抽头设置”和“抽头系数”可交换地使用，并且通常涉及多个均衡器抽头的可调增益、延迟、和/或相位中的任意一个，调整所述均衡器抽头以优化通信信号的均衡性。抽头数目和可调增益、延迟、和/或相位的限定范围将可根据具体应用和***特征来确定，例如：期望的数据传输速率、数据特征、通信路径等。

通信模块70还可包括训练序列发生器78，所述训练序列发生器可作为数字状态机或者其它专用数字电路实现，用于产生以被传送至另外的植入式设备的训练序列，所述训练序列用于确定最佳的均衡抽头设置。训练序列可以是伪随机噪声码或者其它序列，所述其它序列开发为提供一定范围的数据频率、幅度以及数据传输速率，所述数据频率、幅度以及数据传输速率是在网络传输过程中期望遇到的。被传输的训练序列按如下定义：该训练序列代表了对应于发送设备和接收设备之间的传输路径的失真和延迟特征。控制电路75包括用于存储参考序列的存储器77，所述参考序列与由另一网络元件产生的将被设备50接收训练序列相对应。控制电路75使用由设备50接收的训练序列以调整均衡器74的抽头76。控制电路75“知道”接收的训练序列应该与存储的参考序列一致。控制电路76调整所述抽头76直到所述接收的训练序列与所述存储的参考序列相匹配。

图3是适于沿着体内通信路径进行无线通信的两个联网设备的框图。设备50与图2所示的设备相对应并且具有如前所述的通信模块，所述通信模块包括收发器72、自适应均衡器74、控制电路75和训练序列发生器78。设备80也具有通信模块，所述通信模块包括收发器82、自适应均衡器84和控制电路85。设备80还包括用于存储参考序列的存储器88。为了简明，设备50的其它功能模块未显示在图3中。另外，设备80可以包括未在图3中显示的其它功能组件。

设备50将训练序列发生器78产生的训练序列传送至设备80。该训练序列由收发器82接收。控制电路85调整包括于均衡器84中的多个均衡器抽头的增益、相位和延迟，直到所述接收的训练序列与存储在存储器88里的参考序列可以接受地匹配。在确定最优抽头设置之后，将用于调整均衡器84至设备80中的所述确定的最优设置的控制信号从设备80传输至设备50。然后设备50的控制电路75可用所述传输的控制信号来调整均衡器74的抽头设置。这样，通过执行一个训练序列的传输，设备50和80二者的均衡器74和84被优化。这种网络操作假定在设备50和80之间传输的信号将经历相似的失真和延迟而与沿着体内路径90的传输方向无关。

根据体内路径90的解剖特征，传输的信号在一个方向传播与在另一个方向传播可能会遭受不同的反射和散射。因此，在其它实施方式中，设备50和设备80中的每一个包括训练序列发生器和用来存储参考序列的存储器，以使得均衡器74和84在各自的训练会话期间被优化，所述训练会话包括传输训练序列并调整抽头的设置直到接收到的训练序列与参考序列可接受地匹配。

当设备50被包括于在多个设备间具有多条路径的网络内时，可对将与设备50通信的其它设备的每一个执行训练会话。如果设备50准备接收来自多个设备的数据，可确定一组对应于所述多个设备中每一个的接收信号的最优化均衡抽头系数。然后，对应于传输设备(设备50接收来自该传输设备的数据)，控制电路75将向均衡器74提供适当的抽头系数组。所述传输设备的识别将基于时间、频率、或者码分多址信道规划、识别码、RFID或者其它方式。或者，设备50可以包括多个均衡器，每个均衡器专用于均衡从指定设备或设备组接收的信号。每一个均衡器将被调整至对应于所述指定设备或设备组的最优抽头设置。

在网状网络应用中，设备50可以作为转发器节点运行用于在两个通信设备之间传输信号。这样，可以优化均衡器74用来接收来自发起信号传输的设备的信号，然后将所述均衡信号传输至最终的接收设备。所述最终的接收设备可以根据先前优化过的均衡器抽头设置均衡从设备50接收到的信号。或者，在沿着网状网络通信路径多跳期间使用的网络节点可照原样传输从所述源设备接收的信号。所述最终的接收设备将被优化以均衡最终接收的信号。这样根据制定的路由配置和信道规划，可将训练序列从源设备向沿着多跳路径的一个或者多个中间节点传输一直到最终的接收设备。最终的接收设备中的通信模块控制电路将最优化均衡器抽头系数，使得最终接收到的训练序列与存储的参考序列相匹配。最终的接收设备中的被优化的抽头设置将校正和补偿沿所述多跳出现的信号失真和延迟。

图4是一种应用于可植入医疗设备通信***的方法的流程图。方法100将用于举例说明所述***的功能运作，并且其不应该视为反映了实施本发明必需的软件或者硬件的具体形式。认为，软件/硬件的具体形式将主要由设备中使用的具体***架构和具体的功率容量以及该设备的其它功能性方面来决定。在给予本申请公开内容的前提下，在任何现代植入式设备的情形中，提供实现本发明的软件是在是本领域技术人员的能力之内。

方法100涉及在植入式网络节点中用于优化自适应均衡器的训练会话，所述植入式网络节点配置为接收声波、宽频带/超宽频带的RF或者其它沿着体内通信路径遭受失真和延迟的通信信号。在方框105，定义训练序列。如前所述，所述训练序列包括设计成具有数据幅度、频率和期望的数据传输速率的数据序列，因此，所述数据序列代表与具体的通信路径相关的特征信号失真和延迟。选择的所述训练序列将取决于具体应用和网络配置。所述训练序列存储于传输网络节点，所述传输网络节点对应于通信路径，针对该通信路径开发所述训练序列。

在方框110，参考序列存储于与通信路径相对应的接收节点，针对该通信路径开发了所述训练序列。参考序列与训练序列相匹配。在方框115，将所述训练序列从发送节点传输至接收节点。在方框120中，所述接收节点通过执行优化均衡算法响应所述训练序列。在均衡优化期间，均衡器抽头设置或者系数自动调整，使得沿着所述通信路径遭受失真和延迟的接收到的训练序列与相应的存储的参考序列相匹配。在方框125中，对于相应的路径的被优化的抽头设置存储或被应用于所述均衡器抽头。多组抽头设置可被存储以用于对于给定接收节点的多接收路径。这样，对于所述传输设备/路径中的每一个，方法100可以重复，接收设备将从所述传输设备/路径接收数据通信。

所述训练序列可以通过返回至方框115进行重复。训练会话可以以连续的、周期性的或者被触发的方式出现。所述通信***通常在训练模式和跟踪模式下运行。在训练模式期间，所述训练序列被传输，并且均衡器被优化以使接收到的训练序列与存储的参考序列相匹配。在跟踪模式期间，节点接收数据传输并且所述自适应均衡器可以被连续地或者周期性地调整。在一些实施方式中，步骤115至125可以在每个通信会话的开始时执行，使得在每个通信会话的开始时调整所述接收节点的均衡器。数据传输可以包括具有训练序列的数据头。根据传输的长度，训练序列可当作数据包头，以允许在传输期间均衡器的最优化。跟踪模式期间，均衡器设置的连续或者接近连续的调整允许校正在通信路径中甚至是小的改变导致的数据失真，例如，由于在患者位置的微小移动。可选地，可以在每隔n个通信会话时最优化均衡器，或者以预定的方式，例如，每60秒钟，每小时，每天等。所述训练会话的频率可以因应用而异，例如，取决于通信会话的预期频率和通信路径的声学特性的潜在可变性。例如，如果患者正在睡眠，相比患者处于活动并到处走动的白天，会出现通信路径的传输特性的较低频度的变化，需要较低频度的均衡器调整。

在一些实施方式中，反馈信号可用来在方框130触发训练会话。例如，一定频率或一定数目的数据错误可以触发通信***请求所述自适应均衡器的再训练。在一些实施方式中，可以降低数据传输速率响应再训练的请求以减少传输错误。在被请求的训练会话完成后，所述数据传输速率可以再次提高。

还可以预期，指示患者位置变化的位置或者活动感知信号可以触发训练会话。由于疾病状态、生长等因素或者其它解剖学因素造成的患者位置、体重、保水量和组织成分的变化可以改变通信路径的声学传输特性，促使均衡抽头设置的再优化。

还可以预期，某些生理状况，例如，某些解剖学上的变化可促使重新定义存储于方框105的所述训练序列。例如，显著的体重增加或者诸如肿瘤生长、组织肿胀、心脏扩张或者其它组织变化之类的病变组织的发展可以改变沿着特定传输路径的声波信号的特征散射。这样，训练序列和参考序列可以时常更新，并且为了维持最优均衡训练会话可以如所需要的一样进行重复。

图5是植入式医疗设备的通信网络示意图，所述通信网络包括声波/射频网关节点。在网络200中具有声波/RF网关节点201，网络200包括在声波范围内通信的联网设备和在RF范围内通信的联网设备。因此，声波/RF网关节点201包括通信模块202，通信模块202可以包括声波信号收发器204、RF信号收发器206和关联的控制电路208。在一些实施方式中，声波/RF网关节点201可以用作声波接收机和RF发送机，而不具有声波发送功能和/或RF接收功能。声波/RF网关节点201可以包括一个或者多个至少与声波信号收发器204关联的自适应均衡器。声波/RF网关节点201还可以包括处理器/控制模块210、关联的存储器212和感知器/治疗提供模块214。

在一种实施方式中，一个或者多个RF联网设备222向声波/RF网关节点201传输数据，并且一个或者多个声波联网设备220向声波/RF网关节点201传输数据。声波数据和RF数据可以通过声波/RF网关节点201并行接收。此外或者可选地，网络200可以包括一个或者多个能够向声波/RF网关节点201并行传输声波和RF信号的双通信设备224。声波/RF网关节点201接收声波数据传输和RF数据传输，并且连接或者融合所述声波数据和RF数据。声波/RF网关节点201可以将接收到的声波数据和RF数据用于控制节点201的感知功能/治疗提供功能。可选地，声波/RF网关节点201可以将声波数据转换成RF数据并传输所述转换后数据至另一被植入设备222或者224，用于控制***200的治疗提供功能和/或感知功能，所述转换后的数据可与其它接收到的RF数据融合。

声波/RF网关节点201可以通过RF遥测链路218将融合后的数据传输至外部设备230，例如编程器或者主监测器。这样，声波/RF网关节点201提供用于将被植入***获得的声波数据传输至外部通信网络节点的通信链接。外部设备230可以与远程患者管理网络232或者其它临床医生信息网络相连接，这样使得处于远程患者管理环境中的临床医生、医疗中心或者其它护理人员可以使用外部设备230接收的数据。

声波/RF网关节点201可以在植入式设备(例如：心脏刺激设备、神经刺激器、药物递送设备或者生理监测设备)中或者在不具有监测和/或治疗提供能力的专用通信网络节点中实现。

图6A是植入式医疗设备的通信网络300的示意图，该通信网络包括声波/RF网关节点302，声波/RF网关节点302实施为被植入设备，并与一个或者多个被植入设备304、306和308在声波通信网络中通信。声波/RF网关节点302沿着各自的体内通信路径接收来自设备304、306和308中的每一个的声波通信信号。网关节点302融合接收到的声波数据，并且还可以对所述数据进行过滤、处理或者区分优先次序。网关节点302将所述融合后的声波数据转换成RF数据并且将所述RF数据通过RF遥测链路312传输至外部设备310。

图6B是植入式医疗设备通信网络的示意图，该通信网络包括实施为外部设备的声波/RF网关节点322，所述声波/RF网关节点322具有表面323，该表面适于与患者皮肤324亲密接触从而以声波方式与患者身体连接。声波/RF网关节点322配置为接收从植入患者体内的一个或者多个设备326、328和330发送的声波信号。可以理解，声波/RF网关节点322可以以手表状的设备、呼机状的设备或者其它患者可舒适佩戴的外部设备的形式来实现，并且提供用于接收由被植入设备326、328和330发送的声波信号所需要的声波连接。

还可以预期，在某些实施方式中，可以不需要与患者皮肤324的亲密接触来实现声波通信路径。声波/RF网关节点322可以靠近患者皮肤但不进行亲密接触、并且仍然充分地与被植入设备326、328和330具有声波连接。例如在患者皮肤324与节点322之间可以有布层。网关节点322融合接收到的声波数据并将所述声波数据转换成RF信号，该RF信号通过RF遥测链路334传输至外部设备332。

图6C是声波/RF网关节点342实施为经皮的设备的示意图。声波/RF网关节点342包括体外部分344和延伸通过患者皮肤350的经皮部分346。经皮部分346改善声波/RF网关节点342与被植入设备352、354、和356之间的声波连接。网关节点342沿着各自的体内声波通信路径从被植入设备352、354和356接收声波数据，并将融合的声波数据转换为RF信号，该RF信号通过遥测链路362传输至外部设备360的。

如图6A到6C中所示的网络300、320和340中的任意一个中，植入式设备可以包括彼此连接的声波通信链接和RF通信链接以及声波/RF网关，沿着并行的RF数据传输和声波数据传输。并行的声波数据传输和RF数据传输可以允许设备间的快速数据传递，缩短通信会话的持续时间，因而提高数据传递的成功率。声波/RF网关节点提供将声波数据传输到外部设备或网络的通信路径。声波/RF网关节点可以进一步提供如前所述的声波数据和RF数据的融合。

图7是涉及在植入式医疗设备通信网络中使用的通信方法的流程图。在方框405，开始被植入设备或者外部网络设备与声波/RF网关节点之间的声波数据传输。如上所述，所述声波/RF网关可以被植入、位于体外的、经皮的或者适于佩戴在患者体表的。可以以预定方式开始声波数据传输以响应触发事件，和/或响应通过传输设备或者其它专用网络节点接收的唤醒信号。所述声波/RF网关或者其它任何网络设备可以将唤醒信号传输至另一设备以开始声波数据传输。

在方框410，所述声波/RF网关可以可选地接收来自被植入设备或者外部设备的RF数据传输。RF数据传输与声波数据传输可以同时或者顺序出现。传递的数据可以包括设备编程数据、软件更新、生理相关数据和/或设备相关数据，其中可以包括患者或者医生的警告信号以及用来接收机均衡、安全、设备识别、数据识别或者其它诸如日期、时间等的参数信息的数据头标识码。在方框415，被传输的数据在声波/RF网关处接收。在方框420，所述声波/RF网关可以融合从多个设备接收到的声波数据和RF数据，并且可根据具体应用进行信号处理与分析。所述声波/RF网关可以使用经处理的或者经分析的数据用于设备控制操作和/或可以采用声波通信路径和/或RF通信路径将经处理的数据或者分析结果传输至任何其它被植入网络设备。

此外或者可选地，所述声波/RF网关节点可以在方框425处将所有声波数据转换为RF信号，用于在方框430处通过RF遥测链路传输至另一被植入设备或者外部设备。可选地或者此外，所述声波/RF网关节点可以在方框425处将所有的RF数据转换成声波数据信号，用于在方框430处通过声波链接传输至另一被植入设备、经皮设备或者体表佩戴设备。

因此，在以上结合具体实施方式的描述中提供了一种植入式医疗设备的通信***。应当理解，在不偏离后附权利要求中阐明的本发明保护范围的前提下，可以对所结合的实施方式进行各种修改。

Claims (15)

1.一种医疗设备，包括：

通信模块，所述通信模块与适于沿着通信路径接收来自传输设备的数据的通信网络无线连接，其中，至少部分通信路径延伸通过患者的部分身体；以及

均衡器，所述均衡器与所述通信模块连接，用于减少接收到的数据沿着所述通信路径的信号失真。

2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述通信模块还适于传输数据。

3.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述均衡器包括多个可调抽头。

4.根据权利要求3所述的医疗设备，还包括用于存储参考序列的存储器，所述参考序列用于自动调整所述多个可调抽头。

5.根据权利要求3所述的医疗设备，其中，所述多个可调抽头均包括至少下列之一：增益可调设置、相位可调设置、延迟可调设置。

6.根据权利要求3所述的医疗设备，还包括用于存储参考序列的存储器以及用于自动调整所述多个可调抽头以响应所述设备从所述传输设备接收训练序列的控制电路，其中，将接收到的训练序列与存储的参考序列匹配以相应地调整所述可调抽头。

7.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述通信网络包括下列之一：时分多址信道规划、频分多址信道规划、码分多址信道规划。

8.根据权利要求1所述的医疗设备，还包括下列之一：感知模块以及治疗提供模块。

9.根据权利要求8所述的医疗设备，其中，所述感知器模块包括下列之一：电极、压力感知器、流量感知器、化学感知器、声波感知器、超声波感知器以及加速度计。

10.根据权利要求8所述的医疗设备，其中，所述治疗提供模块包括下列之一：电刺激治疗模块以及药物递送模块。

11.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述均衡器包括下列之一：移位寄存器、数字信号处理器、状态机以及微处理器。

12.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述通信网络包括下列之一：网状网络、星型网络、ad hoc网络以及ALOHA网络。

13.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述通信模块适于接收下列信号之一：声波数据信号以及射频信号。

14.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，所述传输设备植于患者体内。

15.一种植入式医疗设备***，包括：

第一设备，所述第一设备包括与无线通信网络连接的用于传输数据的第一通信模块；以及

第二设备，所述第二设备适于植入患者体内，所述第二设备包括与所述无线通信网络连接的第二通信模块，并且所述第二通信模块适于接收来自所述第一设备的数据，所述第二设备还包括与所述第二通信模块连接的均衡器，用于减少对于穿过患者身体以无线方式接收到的数据的信号散射效应。

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