CN116847899A - 用于可植入监视器的无线通信和节能 - Google Patents

Abstract

本文公开了可植入设备以及相关联的设备、***和方法。本技术的设备和***可以配备有提供用于远程患者和/或设备监视的平台的电子部件。可植入设备和/或其一个或多个部件的操作可以根据某些条件随时间被调制。例如，这种调制可以包括将与外部设备的无线数据通信限制到特定的时间间隔、改变感测元件进行的数据收集的参数，和/或控制供应给电子部件的功率。在一些示例中，可植入设备可以在低功率待机状态下操作，其中经由感测元件获得数据并将其存储在本地数据存储装置中，但是直到可植入设备接收到调制信号，数据才会被无线传输到外部设备，导致可植入设备改变到更活跃的功率状态。

Description

用于可植入监视器的无线通信和节能

(一个或多个)相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月21日提交的美国临时专利申请No.63/199,360的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本技术涉及可植入医疗设备以及相关联的***和使用方法。

背景技术

血管接入设备(例如，血管接入端口)是微创、手术植入的设备，其提供相对快速且容易地进入患者的中央静脉***，以用于施用静脉内药物(诸如化疗剂)。常规的血管接入设备通常用于要求频繁、重复静脉内施用治疗剂或液体、重复抽血的患者和/或血管接入困难的患者。

血管接入设备包括大量通常与导管相关的设备，旨在与血流建立直接连通。此类设备包括但不限于血管接入端口(VAP)、外周***中心导管(PICC)、中线、外周IV等。为了简单起见，本公开在全文中多处提及血管接入端口(VAP)，或常用术语中的“端口”。

血管接入设备通常包括附接到导管的储液器。整个单元使用微创外科手术完全置于患者体内。在大多数情况下，储液器放置在创造于胸壁上锁骨下方的小袋中，并且导管***颈内静脉或锁骨下静脉，尖端位于上腔静脉或右心房中。但是，血管接入设备可以放置在身体的其它部位和/或导管也可以放置在替代位置。在常规的设备中，储液器通常体积较大，使得覆盖的皮肤突出，当它用于药物输注或抽吸血液以进行测试时，允许临床医生使用触诊来定位设备以便接近。自密封盖(例如，厚硅胶膜)部署在储液器上方并密封储液器，从而允许使用通过皮肤***并进入端口的非取芯(例如，Huber型)针头重复接入。这个接入规程建立了一个***，其中在针、血管接入设备、导管和血管空间之间存在流体连通，从而使得能够经由经皮针进行药物输注或血液抽吸。

常规的血管接入设备对于允许临床医生通过触诊来定位设备来说设计笨重。为了让临床医生准确地接入血管接入设备，需要在皮肤下进行可视化或触诊。此外，常规的血管接入端口没有电子部件，也没有内部电源。因而，需要改进的血管接入设备。

发明内容

本技术针对血管接入设备和用于此类设备的无线通信和节能的机构。例如，根据以下描述的各个方面，包括参考图1-14D来说明主题技术。为方便起见，本主题技术的各方面的各种示例被描述为编号条款(1、2、3等)。这些作为示例提供并且不限制主题技术。

1、一种可植入血管接入设备，包括：

流体储液器；

部署在储液器上方的盖；

出口端口，被构造为与导管配合，该出口端口流体耦合到流体储液器；

一个或多个传感器，被配置为在设备植入患者体内时捕获生理数据；

第一无线收发器，被配置为经由第一通信链路将生理数据传输到一个或多个外部设备；以及

第二无线收发器，被配置为经由第二通信链路与一个或多个外部设备通信；

其中该设备被配置为在低功率第一状态和较高功率第二状态之间过渡。

2、条款1的设备，其中第一通信链路包括以下至少一个：蓝牙或WiFi链路。

3、前述条款中的任一项的设备，其中第二通信网络包括近场通信(NFC)链路。

4、前述条款中的任一项的设备，其中第一无线收发器包括蓝牙收发器。

5、前述条款中的任一项的设备，其中当设备处于第一状态时第一无线收发器是不活动的，并且其中当设备处于第二状态时第一无线收发器是活动的。

6、前述条款中的任一项的设备，其中第一无线收发器仅当设备处于第二状态时才传输数据。

7、前述条款中的任一项的设备，其中第一状态是较低功率待机状态，并且其中第二状态是较高功率操作状态。

8、前述条款中的任一项的设备，其中，在待机状态下，设备不经由第一无线收发器传输数据，并且其中在操作状态下，设备经由第一无线收发器传输数据。

9、前述条款中的任一项的设备，其中该设备被配置为在触发事件之后在第一状态和第二状态之间过渡。

10、前述条款中的任一项的设备，其中触发事件包括高于或低于预定阈值的生理参数的测量。

11、前述条款中的任一项的设备，其中触发事件包括落入预定范围之外的生理参数的测量。

12、前述条款中的任一项的设备，其中触发事件包括预定时间的流逝。

13、前述条款中的任一项的设备，其中触发事件包括从外部设备接收调制信号。

14、前述条款中的任一项的设备，其中调制信号包括经由NFC线圈接收的无线信号。

15、前述条款中的任一项的设备，其中该设备被配置为在第二触发事件之后从第二状态过渡回第一状态。

16、前述条款中的任一项的设备，其中第二触发事件包括落入预定范围内的生理参数的测量。

17、前述条款中的任一项的设备，其中第二触发事件包括高于或低于预定阈值的生理参数的测量。

18、前述条款中的任一项的设备，其中第二触发事件包括以高于或低于预定阈值的速率改变的生理参数的测量。

19、前述条款中的任一项的设备，其中第二触发事件包括预定时间的流逝。

20、前述条款中的任一项的设备，其中第二触发事件包括完成到外部设备的数据传输。

21、前述条款中的任一项的设备，其中，在第一状态下，至少一个感测元件具有第一采样频率，并且在第二状态下，所述至少一个感测元件具有大于第一采样频率的第二采样频率。

22、前述条款中的任一项的设备，其中传感器包括以下中的一个或多个：EKG传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、pH传感器、血气传感器、血细胞计数传感器或血液化学传感器。

23、前述条款中的任一项的设备，其中生理数据包括以下中的一个或多个：EKG读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、pH数据或血液构成数据。

24、前述条款中的任一项的设备，还包括流体耦合到储液器的导管。

25、前述条款中的任一项的设备，其中第一无线链路包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。

26、前述条款中的任一项的设备，其中第二无线链路包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。

27、一种方法，包括：

在可植入监视器的第一无线收发器处通过第一通信链路接收第一信号；

在接收到第一信号之后，将可植入监视器从低功率第一状态过渡到较高功率第二状态；

当植入患者体内时感测至少一个生理参数；以及

当处于第二状态时，经由与第一无线收发器不同的第二无线收发器通过第二通信链路将与所述至少一个生理参数相关联的数据传输到一个或多个外部设备。

28、根据条款27的方法，其中第一通信链路包括以下至少一个：蓝牙或WiFi链路。

29、前述条款中的任一项的方法，其中第二通信网络包括近场通信(NFC)链路。

30、前述条款中的任一项的方法，其中第一无线收发器包括蓝牙收发器。

31、前述条款中的任一项的方法，其中当设备处于第一状态时第一无线收发器是不活动的，并且其中当设备处于第二状态时第一无线收发器是活动的。

32、前述条款中的任一项的方法，其中第一无线收发器仅当设备处于第二状态时才传输数据。

33、前述条款中的任一项的方法，其中第一状态是较低功率待机状态，并且其中第二状态是较高功率操作状态。

34、前述条款中的任一项的方法，其中，在待机状态下，设备不经由第一无线收发器发送数据，并且其中在操作状态下，设备经由第一无线收发器传输数据。

35、前述条款中的任一项的方法，其中在触发事件之后设备在第一状态与第二状态之间过渡。

36、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括高于或低于预定阈值的生理参数的测量。

37、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括指示高于或低于预定阈值的变化率的生理参数的测量。

38、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括落入预定范围之外的生理参数的测量。

39、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括预定时间的流逝。

40、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括从外部设备接收调制信号。

41、前述条款中的任一项的方法，其中调制信号包括经由NFC线圈接收的无线信号。

42、前述条款中的任一项的方法，还包括在第二触发事件之后从第二状态过渡回第一状态。

43、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括落入预定范围内的生理参数的测量。

44、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括高于或低于预定阈值的生理参数的测量。

45、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括预定时间的流逝。

46、前述条款中的任一项的方法，其中触发事件包括完成到外部设备的数据传输。

47、前述条款中的任一项的方法，其中，在第一状态下，至少一个感测元件具有第一采样频率，并且在第二状态下，所述至少一个感测元件具有大于第一采样频率的第二采样频率。

48、前述条款中的任一项的方法，其中传感器包括以下中的一个或多个：EKG传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、pH传感器、血气传感器或血液化学传感器。

49、前述条款中的任一项的方法，其中生理数据包括以下中的一个或多个：EKG读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、pH数据或血液构成数据。

50、前述条款中的任一项的方法，其中第一无线链路包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。

51、前述条款中的任一项的方法，其中第二无线链路包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。

附图说明

图1是根据本技术的监视***的示意图。

图2示出了根据本技术的被配置为与图1的***一起使用的血管接入设备的示例。

图3示出了植入患者体内的图2的血管接入设备。

图4是根据本技术的用于可植入设备、询问设备和一个或多个远程计算设备之间的通信的环境的示意性框图。

图5是根据本技术的用于在可植入设备和询问设备之间进行通信的环境的示意性框图。

图6A示出了根据本技术的天线的示意性顶视图。

图6B示出了根据本技术的电路板的示意性顶视图。

图6C示出了根据本技术的电子组件的示意性侧视图。

图7A示出了根据本技术的天线的示意性顶视图。

图7B示出了根据本技术的电路板的示意性顶视图。

图7C示出了根据本技术的电子组件的示意性侧视图。

图8图示了根据本技术的可植入设备的各种示例操作功率状态。

图9是根据本技术的用于在可植入设备和询问设备之间进行通信的环境的示意性框图。

图10是根据本技术的获得和传输数据的示例过程的流程图。

图11是根据本技术的与询问设备通信的可植入设备的示意图。

图12是图示根据本技术的可植入设备的示例操作方法的流程图。

图13A-13C图示了用于经由可植入设备发起健康检查的软件应用的示例图形用户界面。

图14A-14D图示了用于向患者询问与治疗相关的信息的软件应用的示例图形用户界面。

具体实施方式

本技术的设备和***可以配备有提供用于远程患者和/或设备监视的平台的电子部件。虽然贯穿本公开通过示例的方式描述了血管接入设备，但是本技术的各方面可以实施在任何合适的可植入医疗设备中。在各种实施例中，本文公开的血管接入设备可以包括感测元件，该感测元件被配置为获得表征患者的健康、设备的性能、治疗状态和/或用于增强患者护理的其它参数的数据。例如，可植入设备的感测元件可以被配置为在血管接入设备被植入患者体内时获得患者生理数据。本技术的设备可以被配置为基于数据确定(例如，计算或以其它方式生成或获得)一个或多个参数(例如，生理参数、设备性能参数等)。***可以确定某些生理参数，例如，某些生理参数指示要求立即医疗护理或住院治疗的医疗状况的一种或多种症状。此类生理参数可以包括与温度、患者移动/活动水平、心率、呼吸率、血氧饱和度相关的参数，和/或本文描述的其它合适参数。基于这些参数，***可以向患者和/或临床医生提供患者已经发展疾病或处于发展疾病的风险或正在经历治疗并发症的指示。本技术的***对于接受化疗的癌症患者可能特别有益，因为化疗有许多副作用，如果不立即治疗，这些副作用对患者会是致命的。本文公开的血管接入设备、***和方法使得能够早期检测已知症状，从而提高患者存活率和总体生活质量。附加地或可替代地，本技术的***可以被配置为确定一个或多个设备性能参数。例如，血管接入设备可以包括感测元件，该感测元件被配置为获得表征设备内的流率的数据，并且基于该数据，***可以确定设备是否被闭塞和/或闭塞的程度。以这种方式(以及以其它方式)，本技术的设备、***和方法可以被配置用于监视可植入设备的性能并及早检测可植入设备的任何问题。

此外，可植入设备可以包含数据存储和通信技术，其不仅监视生理参数并记录设备通信历史，而且还包含有关患者的人口统计、诊断、治疗历史和POLST(生命维持治疗医师指令)状态的信息。在一些实施例中，血管接入设备可以被配置用于与询问设备或其它远程计算设备进行无线通信。询问设备还可以例如经由感应充电对血管接入设备的电池进行无线再充电。

为了限制功耗，在一些情况下，可植入设备根据某些条件随时间调制其操作可以是有益的。这种调制可以包括将与外部设备的无线数据通信限制到特定的时间间隔。附加地或可替代地，设备操作的调制可以包括改变哪些感测元件正在主动收集数据，和/或调整一些或所有感测元件的采样频率。在一些示例中，在某些时间间隔期间，可植入设备可以在低功率待机状态下操作，其中经由感测元件获得数据并将其存储在本地数据存储装置中，但是数据不被无线传输(例如，使用Wi-Fi或蓝牙)到外部设备。响应于调制信号，可植入设备可以“唤醒”(例如，激活)至完全操作状态，其中生理数据(和/或其它数据)被传输到一个或多个外部设备。调制信号可以源自智能电话或其它询问设备(例如，经由近场通信(NFC)线圈等)、可植入设备携带的控制器和/或感测元件，和/或另一个合适的源。在接收到另一个调制信号之后和/或在预定时间段已经可植入之后，可植入设备可以返回到低功率待机状态。在一些实施例中，可植入设备可以响应于调制信号而“进入睡眠”(例如，停用或进入低功率模式)。这样，通过随时间改变设备的操作，可以降低可植入设备的总体功耗，并且相应地延长电池寿命。这可以有益地减少或消除患者或临床医生主动再充电或甚至更换可植入设备的需要。

在一些实施例中，可植入设备可以被配置为在触发事件发生之后在两个或更多个状态之间过渡(例如，从待机状态到操作状态，反之亦然，等等)。触发事件可以包括高于或低于预定阈值的生理参数的测量、落在预定范围之外的生理参数的测量、预定时间的流逝、接收调制信号、调制信号的中断及其它。

在一些实施例中，可以基于经由感测元件收集的数据来调制可植入设备的操作。例如，如果患者的生理参数偏离一定范围(例如，落在可接受值的预定义范围之外、偏离患者的历史基线超过一定百分比，等等)，那么可植入设备可以通过增加一个或多个感测元件的采样频率和/或通过发起到一个或多个远程设备的无线数据传输来调制其操作。这种传输可以包括经由设备检测到的生理参数和/或对患者、临床医生或其他实体的警报。在一些实施例中，一旦患者的生理参数返回到可接受的水平(例如，在可接受值的预定义范围内、更接近患者的历史基线，等等)，可植入设备就可以恢复到低功率或待机状态。例如，如果患者正在发烧(例如，如温度测量、温度测量的变化率等超过预定阈值所指示的)，那么温度测量和/或经由可植入设备的其它测量的频率可以增加以更频繁地和/或以更高分辨率获得数据。如果和/或当患者的体温返回到可接受的值时，可以减少温度测量和/或其它测量的频率。在一些实施例中，如果由可植入设备测得的参数在预定持续时间内保持在可接受的范围内，那么可以降低一个或多个感测元件的采样频率，直到检测到超出范围的参数。在一些实施例中，感测元件数据收集和/或数据传输的速率可以基于来自临床医生或患者的输入和/或临床测量的自动响应而变化。当患者发生健康状况的风险较低时，数据采样率可以降低，并且当患者发生健康状况的风险升高时，数据采样率可以增加。例如，如果患者最近经历了侵入性、高风险的医疗规程(例如，放射、化疗、外科手术等)，那么临床医生可以向患者的可植入设备提供输入，以使对于医疗规程与患者第一次后续预约之间的一段时间数据采样率提高。

当一个或多个生理参数落在预期范围之外时，本技术的可植入设备可以近乎实时地警告患者和/或临床医生。这种近乎实时的监视可以改善患者的治疗结果，因为临床医生可以更快地进行干预，采取适当的措施来解决患者的症状。此类干预可以包括施用附加的治疗剂、修改当前治疗剂的剂量、推荐某些生活方式的改变或采取任何其它合适的动作。通过根据最近的测量值调整测量频率，可以在检测到的生理参数需要时密切监视患者的健康状况，同时在患者的生理参数在正常范围内时节省电池寿命。

在一些实施例中，询问设备可以采用智能电话、平板电脑或可以握在患者手中的其它移动设备的形式。在操作中，患者可以将询问设备放置在可植入设备上，使得由询问设备传输的调制信号(例如，经由NFC线圈传输，等等)可以在可植入设备处被接收。如下文更详细描述的，智能电话、平板电脑或其它移动设备可以运行专用软件应用(本文也称为“应用”)形式的软件，其被配置为接收来自患者的用户输入并向患者呈现相关临床信息。该应用可以被配置为访问附加的外部数据源，诸如存储患者健康记录、历史传感器数据、来自治疗临床医生或其它提供者的输入或任何其它合适的数据的远程服务器。

在一些实施例中，患者可以使用软件应用来控制和调制可植入设备的操作状态。例如，患者可以经由应用使移动设备传输调制信号，进而使可植入设备唤醒(即，从低功率状态过渡到完全操作状态)。在一些实施例中，软件应用可以包括由可植入设备获得的数据的图形表示和/或可以包括供患者录入关于症状、药物、预约和其它合适信息的信息的输入字段。在一些实施例中，患者可以限制他们可以发起的可植入设备的询问或唤醒的次数，以便限制可植入设备的总体功耗。

在一些实施例中，代替设备的操作的调制或者作为其补充，NFC信号(或其它合适的无线信号)可以用于可植入设备的定位。例如，响应于经由相邻询问设备传输的NFC信号，可植入设备可以照亮一个或多个LED、振动、致动突出元件、发射任何其它定位信号，或执行可以促进可植入设备的定位的任何其它动作。附加地或可替代地，NFC信号可以用于引导移动设备相对于可植入设备定位在期望位置。作为一个示例，移动设备可以显示可植入设备的位置的增强现实可视化，例如通过显示患者身体的相机馈送，以及由某种叠加的图形表示(例如，十字准线、点、可植入设备的图像等)指示的可植入设备的检测到的位置。这种定位在低轮廓可植入血管接入设备的情况下尤其有用，因为该设备可以是难以通过视觉或单独经由触诊来定位的。

如本领域技术人员将认识到的，各种其它排列是可能的。此外，虽然几个示例涉及低功率待机状态和完全操作状态，但是显然可以存在具有变化的功耗和其它特点的许多中间状态。例如，具有多个感测元件的可植入设备可以独立地打开或关闭每个元件，并且还可以修改每个感测元件的采样或轮询时间表。而且，无线数据传输(例如，使用Wi-Fi、蓝牙或其它合适的通信标准)的速率或时间表可以被连续地修改，并且不需要仅以开/关方式来切换。在一些实施例中，可以按需增加功耗速率，例如通过将测量的采样频率增加到甚至高于和超出正常的完全操作水平。这可以执行更短的持续时间以实现更高的数据分辨率。

监视***概述

图1是根据本技术的监视***10的示意图。***10可以包括血管接入设备100(或“设备100”)，其被配置为植入人类患者H体内，诸如沿着患者胸部上部区域的皮下位置。如图1中所示，设备100可以包括感测元件110，其被配置为获得生理测量，***10使用该生理测量来确定指示患者健康状况的一个或多个生理参数。在一些实施例中，***10可以基于(一个或多个)生理参数检测医疗状况(诸如败血症)或相关联的(一个或多个)症状并且向患者、护理人员和/或医疗团队提供检测到的状况的指示。

如图1中示意性所示，设备100可以被配置为与本地计算设备150无线通信，本地计算设备150可以是例如智能设备(例如，智能电话、平板电脑或具有处理器和存储器其它手持设备)、专用询问设备或其它合适的设备。设备100和本地计算设备150之间的通信可以通过例如近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、感应耦合、电容耦合或任何其它合适的无线通信链路来调解。设备100可以传输数据，包括例如经由感测元件110获得的生理测量、患者医疗记录、设备性能度量(例如，电池电量、错误日志等)或由设备100存储的任何其它此类数据。在一些实施例中，传输的数据被加密或以其它方式混淆以在传输到本地计算设备150期间维持安全性。本地计算设备150还可以向血管接入设备100提供指令，例如以经由感测元件110获得某些生理测量、发射定位信号或执行其它功能。在一些实施例中，本地计算设备150可以被配置为例如经由感应充电以无线方式对设备100的电池再充电。

***10还可以包括(一个或多个)第一远程计算设备160(或(一个或多个)服务器)，并且本地计算设备150进而可以通过有线或无线通信链路(例如，互联网、公共和私人内联网、本地或扩展Wi-Fi网络、电话信号塔、普通旧电话***(POTS)等)与(一个或多个)第一远程计算设备160通信。(一个或多个)第一远程计算设备160可以包括一个或多个自己的处理器和存储器。存储器可以是有形的、非暂态的计算机可读介质，其被配置为存储可由(一个或多个)处理器执行的指令。存储器还可以被配置为用作远程数据库，即，存储器可以被配置为永久地或临时地存储从本地计算设备150接收的数据(诸如一个或多个生理测量或参数和/或其它患者信息)。

在一些实施例中，(一个或多个)第一远程计算设备160可以附加地或可替代地包括例如与医院、医疗提供者、医疗记录数据库、保险公司或负责安全存储患者数据和/或设备数据的其它实体相关联的服务器计算机。在远程位置170(例如，医院、诊所、保险办公室、医疗记录数据库、操作员的家等)，操作者可以经由第二远程计算设备172访问数据，该第二远程计算设备172可以是例如个人计算机、智能设备(例如，智能电话、平板电脑或具有处理器和存储器的其它手持设备)或其它合适的设备。例如，操作者可以经由基于网络的应用访问数据。在一些实施例中，由设备100提供的混淆的数据可以在远程位置170处来去混淆(例如，解除加密)。

在一些实施例中，设备100可以在没有本地计算设备150的调解的情况下与远程计算设备160和/或172通信。例如，血管接入设备100可以经由Wi-Fi或其它无线通信链路连接到诸如互联网之类的网络。在其它实施例中，设备100可以仅与本地计算设备150通信，而本地计算设备150进而与远程计算设备160和/或172通信。

图2示出了被配置为与本技术的***10一起使用的血管接入设备100(或“设备100”)的示例。如图2中所示，设备100包括被构造为植入人类患者体内的壳体102、容纳在壳体102内的流体储液器104，以及邻近储液器104并被构造为接纳穿过其中的针以用于将流体(诸如治疗剂或诊断剂)递送到储液器104的隔膜106(如下面关于图3更详细地描述的)。壳体102可以由生物相容性塑料、金属、陶瓷、医疗级硅树脂或提供足够刚性和强度以防止针刺的其它材料制成。隔膜106可以是例如由硅树脂或其它可变形、自密封、生物相容材料制成的自密封膜。在一些实施例中，设备100可以包括导管130，其从壳体102向远侧延伸并且与储液器104流体连通。例如，导管130可以被构造为经由倒钩连接器或其它合适的机械连接与设备100的出口端口配合。导管130可以是单腔或多腔导管。在一些实施例中，设备100包括多个单独的导管。

如图3中所示，在操作中，设备100被植入患者的皮肤S下方，例如在紧邻锁骨下方的上胸壁中形成的小口袋中。与储液器104流体连通的导管130被***血管V(例如颈内静脉或锁骨下静脉)中，其尖端位于上腔静脉或右心房中。临床医生将针N(例如，非取芯或Huber型针)***穿过皮肤S、穿过自密封隔膜106并进入流体储液器104。为了将流体(例如，药物)引入患者的血管V中，临床医生可以通过针N推进流体，然后流体流过储液器104、导管130并进入血管V，或者医生可以通过针推进流体以填充储液器以延迟输送到血管V中。为了从血管V中移除液体(例如，从血管V中吸出血液进行测试)，临床医生可以通过针N进行抽吸，从而从血管V抽出流体(例如，血液)进入导管130、进入流体储液器104并进入针N。当规程完成时，临床医生移除针N，自密封隔膜106恢复闭合配置，并且设备100可以保持在患者皮肤S下的适当位置。

再次参考图2，设备100包括由壳体102携带的感测元件110。感测元件110可以被配置为获得表征患者的生理参数、设备100的性能参数和/或与患者的治疗和/或护理相关的其它信息的数据。虽然为了清楚起见图示了单个感测元件110，但是设备100可以包括部署在壳体102内、耦合到壳体102或以其它方式由壳体102携带的多个感测元件110。在一些实施例中，一个或多个此类感测元件110可以部署在与壳体102分开的单独结构组件上。如本文所使用的，术语“感测元件”可以指单个传感器或多个离散的独立传感器。

设备100可以包括至少一个控制器112，该控制器112通信地耦合到感测元件110。控制器112可以包括一个或多个处理器、软件组件和存储器(未示出)。在一些示例中，一个或多个处理器包括一个或多个计算组件，该计算组件被配置为根据存储在存储器中的指令处理由感测元件110获得的数据。存储器可以是有形的、非暂态的计算机可读介质，该计算机可读介质被配置为存储可由一个或多个处理器执行的指令。例如，存储器可以是数据存储装置，其可以加载可由一个或多个处理器执行以实现某些功能的软件组件中的一个或多个。在一些示例中，功能可以涉及使感测元件110获得表征患者的健康、设备的性能、治疗状态和/或用于增强患者护理的其它参数的数据。在另一个示例中，功能可以涉及处理生理数据以确定一个或多个生理参数和/或向患者和/或临床医生提供与所确定的生理参数相关联的一个或多个症状或医疗状况的指示。

控制器112还可以包括数据通信单元，该数据通信单元被配置为在设备100和外部计算设备(例如，本地计算设备150、远程计算设备160和172等)之间安全地传输数据。在一些实施例中，控制器112包括定位单元，该定位单元被配置为发射定位信号(例如，透照患者皮肤的光、振动、磁场等)以帮助临床医生当设备100在患者体内时定位设备100。控制器112还可以包括无线充电单元(诸如线圈)，该无线充电单元105被配置为当存在询问设备(例如，本地设备150或另一个合适的设备)时对设备100的电池(未示出)再充电。

***10可以被配置为经由与设备100通信的感测元件110连续地和/或周期性地获得测量。感测元件110可以由壳体102和/或导管130携带，和/或可以包括与壳体102和导管130分离但物理地或通信地耦合到壳体102和/或导管130的感测组件。感测元件110可以植入在与设备100相同的位置或不同的位置，或者可以在外部位置(例如，在患者的皮肤上)定位在患者身上。感测元件110可以永久地耦合到设备100，或者可以被配置为临时耦合到设备100。

在一些实施例中，感测元件110内置于壳体102中，使得当设备100被植入时仅感测元件110的一部分暴露于局部生理环境。例如，感测元件110可以包括一个或多个电极，这些电极具有定位在壳体102的外表面的外部部分和定位在壳体102内并连线到控制器112的内部部分。在一些实施例中，感测元件110可以包括一个或多个电极，其具有定位在壳体102的内表面处的内部部分，该内部部分位于与端口储液器104的界面处或储液器104与导管130的接合处，或者延伸到导管130中。

在一些实施例中，感测元件110可以完全包含在壳体102内。例如，感测元件110可以包括由壳体102封住并定位成与壳体102中的窗口相邻的一个或多个脉搏血氧计，从脉搏血氧计发射的光可以通过该窗口传递到外部位置，并且从外部位置反射的光通过该窗口返回以供脉搏血氧仪的光电二极管检测。在此类实施例中，窗口可以是例如被钎焊到壳体102的外壁内的适当位置的蓝宝石窗口。

在至少一些实施例中，感测元件110可以包含在分立且单独的外壳内，该外壳耦合到(例如，直接附接、经由系链或中间结构，等等)到壳体102。

感测元件110可以包括被壳体102完全封住的至少一个传感器和部分或完全地定位在外部位置处的至少一个传感器，无论是直接位于壳体102和/或导管130上，还是与壳体102和/或导管130分离(但仍然经由例如有线连接物理地耦合到壳体102和/或导管130)。在一些实施例中，感测元件110的至少一部分定位在储液器104的内部区域处和/或暴露于储液器104的内部区域。

在一些实施例中，感测元件110可以包括单独的控制器(未示出)，该控制器包括一个或多个处理器和/或软件组件。在此类实施例中，感测元件110可以处理由感测元件110获得的数据表征的测量中的至少一些以确定与该数据相关联的一个或多个参数，然后将那些参数传输到设备100的控制器112(有或没有底层数据)。在一些示例中，感测元件110可以在将数据传输到控制器112之前仅部分地处理测量中的至少一些。在此类实施例中，控制器112还可以处理接收的数据以确定一个或多个参数。本地计算设备150和/或远程计算设备160、172还可以处理由感测元件110获得的测量和/或由感测元件110和/或控制器112确定的参数中的一些或全部。

根据该技术的一些方面，感测元件110可以包括存储器。存储器可以是被配置为永久地和/或临时地存储由感测元件110获得的测量的非暂态计算机可读介质。在感测元件110包括其自己的(一个或多个)处理器的那些实施例中，存储器可以是被配置为存储可由(一个或多个)处理器执行的指令的有形的、非暂态的计算机可读介质。

在一些实施例中，(一个或多个)感测元件110和/或控制器112可以通过电磁、声学、运动、光学、热或生化感测元件或部件来识别、监视和传送患者信息。(一个或多个)感测元件110可以包括例如一个或多个温度感测元件(例如，一个或多个热电偶、一个或多个数字温度传感器、一个或多个热敏电阻或其它类型的电阻温度检测器等)、一个或多个阻抗感测元件(例如，一个或多个电极)，一个或多个压力感测元件，一个或多个光学感测元件，一个或多个流量感测元件(例如，多普勒速度感测元件、超声流量计等)、一个或多个超声感测元件、一个或多个脉搏血氧计、一个或多个化学感测元件、一个或多个移动感测元件(例如，一个或多个加速度计)、一个或多个pH感测元件、心电图(“ECG”或“EKG”)单元、一个或多个电化学感测元件、一个或多个血液动力学感测元件和/或其它合适的感测设备。

感测元件110可以包括一个或多个电磁感测元件，该电磁感测元件被配置为用一根或多根导线、线束、磁节点和/或节点的阵列测量和/或检测例如阻抗、电压、电流或磁场感测能力。感测元件110可以包括一个或多个声学感测元件，该声学感测元件被配置为测量和/或检测例如在人类听觉范围内或低于或高于人类听觉范围的频率的声音频率、节拍或脉搏模式、音调旋律和/或歌曲。感测元件110可以包括一个或多个运动感测元件，该运动感测元件被配置为测量和/或检测例如振动、移动脉冲、移动的模式或节奏、移动的强度和/或移动的速度。运动通信可以通过对信号的可识别响应而发生。这种响应可以是由振动、脉冲、移动模式、方向、加速度或移动的速率引起的。运动通信也可以是由于缺乏响应，在这种情况下，对环境的物理信号、振动或碰撞在周围组织中产生可以与感测元件110的运动响应区分开的运动响应。运动通信也可以通过特征输入信号和响应共振。感测元件110可以包括一个或多个光学感测元件，该光学感测元件可以包括例如照明光波长、光强度、开/关光脉冲频率、开/关光脉冲模式、被动发光或用特殊光(诸如UV或“黑光”)照亮时的主动发光，或显示可识别的形状或字符。它还包括通过光谱学、干涉测量、对红外照明的响应和/或光学相干断层扫描的表征。感测元件110可以包括一个或多个热感测元件，该热感测元件被配置为测量和/或检测例如设备100相对于周围环境的温度、设备100(或其一部分)的温度、设备100和/或感测元件110的周围环境的温度，或当设备环境被外部手段加热或冷却时设备温度相对于环境的改变差异速率。感测元件110可以包括一个或多个生化设备，该生化设备可以包括例如使用导管、小管、芯吸纸或芯吸纤维以启用体液的微流体传输以用于用微阵列芯片感测蛋白质、RNA、DNA、抗原和/或病毒。

在该技术的一些方面，控制器112和/或感测元件110可以被配置为检测和/或测量血液成分(诸如钠、钾、氯化物、碳酸氢盐、肌酸酐、血液尿素氮、钙、镁和磷)的浓度。***10和/或感测元件110可以被配置为评估肝功能(例如，通过评估和/或检测AST、ALT、碱性磷酸酶、γ谷氨酰转移酶、肌钙蛋白等)、心脏功能(例如，通过评估和/或检测肌钙蛋白)、凝血(例如，经由凝血酶原时间(PT)、部分凝血活酶时间(PTT)和国际标准化比值(INR)的确定)和/或血细胞计数(例如，血红蛋白或血细胞比容、带差异的白细胞水平，以及血小板)。在一些实施例中，***10和/或感测元件110可以被配置为检测和/或测量循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA、循环RNA、种系或肿瘤DNA的多基因测序、炎症的标记物(诸如细胞因子、C反应蛋白、红细胞沉降率、肿瘤标志物(PSA、β-HCG、AFP、LDH、CA 125、CA 19-9、CEA等)及其它。

***10可以被配置为基于生理测量和/或一个或多个其它生理参数来确定一个或多个生理参数。例如，***10可以被配置为确定生理参数，诸如心率、温度、血压(例如，收缩压、舒张压、平均血压)、血流率、血流速度、脉搏波速、体积流率、反射压力波振幅、增强指数、流量储备、阻力储备、阻力指数、电容储备、任何血细胞水平、计数或其它细胞测量(例如，血细胞计数)或任何血液化学(例如，血糖、钾等)、心律、心电图(ECG)描记、体脂百分比、活动水平、身体移动、跌倒、步态分析、癫痫发作、血糖水平、药品/药物水平、血气成分和血气水平(例如，氧气、二氧化碳等)、乳酸水平、激素水平(诸如皮质醇、甲状腺激素(T4、T3、游离T4、游离T3)、TSH、ACTH、甲状旁腺激素)，和/或上述测量和参数的任何相关和/或衍生物(例如，未加工的数据值，包括电压和/或其它直接测得的值)。在一些实施例中，一个或多个生理测量可以被利用或表征为生理参数而无需***10的任何附加处理。

附加地或可替代地，感测元件110可以被配置为获得表征与设备的性能、患者的治疗等相关联的参数的数据。例如，感测元件110可以被配置为获得表征在导管130和/或储液器104内的流率参数、导管130和/或储液器104内的压力、设备100的一个或多个部分的温度、物体(例如，针、流体、凝块等)在储液器104和/或导管130内的存在和/或位置、由机器可读标记编码的信息等的数据。

***10还可以确定和/或监视任何前述参数(例如，生理参数、设备性能参数、治疗参数、身份参数等)的导数，诸如特定参数的改变率、特定参数在特定时间范围内的改变等。仅举几个示例，***10可以被配置为确定指定时间内的温度、最高温度、最高平均温度、最低温度、相对于预定或计算出的温度在预定或计算出的时间的温度、指定时间内的平均温度、最大血流量、最小血流量、相对于预定或计算出的血流量在预定或计算出的时间的血流量、随时间的平均血流量，最大阻抗、最小阻抗、相对于预定或计算出的阻抗在预定或计算出的时间的阻抗、指定时间内阻抗的改变、指定时间内阻抗相对于温度改变的改变、心率随时间的改变、呼吸频率随时间的改变、指定时间和/或一天中指定时间的活动水平，以及其它合适的衍生物。

可以在一个或多个预定的时间、时间范围、计算出的时间和/或当或相对于测得的事件发生时的时间连续或周期性地获得测量。同样，可以在一个或多个预定的时间、时间范围、计算出的时间和/或当或相对于测得的事件发生时的时间连续或周期性地确定参数。

基于确定的参数，本技术的***10被配置为向患者和/或临床医生提供患者健康状况、设备的性能和/或健康状况和/或治疗的状态的指示。例如，控制器112可以将一个或多个生理参数与预定阈值或范围进行比较，并且基于该比较，提供患者健康状况的指示。例如，如果确定的(一个或多个)生理参数高于或低于预定阈值或超出预定范围，那么***10可以提供患者处于或已经发展为由与确定的生理参数相关联的症状表征的医学状况的风险的指示。如本文所使用的，“预定范围”是指设定的值范围，而“在预定范围之外”是指(a)测得或计算出的值范围仅部分地与预定范围重叠或不与预定值范围的任何部分重叠。如本文所使用的，“预定阈值”是指单个值或值范围，并且“在预定阈值之外的”参数是指以下情况：参数是(a)超过或未满足预定值的测得或计算出的值，(b)在预定值范围之外的测得或计算出的值，(c)仅与预定值范围部分重叠或不与预定值范围的任何部分重叠的测得或计算出的值范围，或(d)其中没有任何值与预定值重叠的测得或计算出的值范围。

可以凭经验确定预定的参数阈值和/或范围以创建查找表。查找表值可以凭经验确定，例如，基于临床研究和/或已知的健康或正常值或值范围。预定的阈值可以附加地或可替代地基于特定患者的基线生理参数、特定设备的基线性能参数等。

由***10检测和/或指示的医疗状况可以包括例如败血症、肺栓塞、转移性脊髓压迫、贫血、脱水/容量不足、呕吐、肺炎、充血性心力衰竭、表现状态、心律失常、中性粒细胞减少热、急性心肌梗塞、疼痛、阿片类药物毒性、尼古丁或其它药物成瘾或依赖、高血糖/糖尿病酮症酸中毒、低血糖、高钾血症、高钙血症、低钠血症、一种或多种脑转移、上腔静脉综合征、胃肠道出血、免疫治疗引起或放射性肺炎、免疫治疗引起的结肠炎、腹泻、脑血管意外、中风、病理性骨折、咯血、呕血、药物引起的QT间期延长、心脏传导阻滞、肿瘤溶解综合征、镰状细胞性贫血危象、胃轻瘫/周期性呕吐综合征、血友病、囊性纤维化、慢性疼痛和/或癫痫发作。本文公开的任何***和/或设备可以用于监视患者的任何前述医疗状况。

图4是可植入设备400、询问设备450和一个或多个远程计算设备470之间的通信环境的示意性框图。可植入设备400可以是血管接入设备(例如，上文关于图1-3描述的设备100)。在一些实施例中，可植入设备400可以是另一种可植入医疗设备，例如，起搏器、可植入心脏复律器/除颤器(ICD)、深部脑刺激器、胰岛素泵、输液端口、矫形设备、肺动脉压力监视器或带有电子感测元件的任何其它可植入医疗设备。

询问设备450可以是例如手持设备，其被配置为当设备400植入患者体内时与可植入设备400无线通信。这种通信可以使用短距离连接(例如，近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、感应耦合或电容耦合)或其它合适的无线通信链路来执行。在各种实施例中，可植入设备400和/或询问设备450可以与一个或多个远程计算设备470通信，例如通过诸如互联网之类的网络连接。

在图示的实施例中，可植入设备400可以包括电池402(例如，可再充电电池或其它电源)和存储器404。存储器404可以包括存储例如实现本文描述的各种例程、控制设备组件，与远程计算机和其它设备通信和交换数据和信息等的可执行应用、测试软件、数据库和其它软件的只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)或其它存储设备(诸如SSD)。可植入设备400可以包括多个电子元件(例如，存储器404、感测元件110、线圈408、定位单元410和/或数据通信单元412)。这些元件中的一些或全部可以包括一个或多个处理器、模数转换器、数据存储设备、无线通信天线和其它相关联的元件。这些元件中的一些或全部可以电子耦合到印刷电路板(例如，刚性或柔性PCB)或其它合适的基板，或由其携带。在一些实施例中，存储在存储器404中或微处理器单元上的软件或固件可以被配置为优化设备400的数据收集、通信、定位和电池寿命。

可植入设备400包括感测元件110，感测元件110被配置为在植入体内时获得一个或多个测量(例如，生理、设备性能等)。如以上关于图1-3描述的，感测元件110可以被配置为获得任何数量的不同测量和/或一个或多个其它参数。例如，感测元件110可以被配置为确定生理参数，诸如心率、温度、血压(例如，收缩压、舒张压、平均血压)、血流率、血流速度、脉搏波速、体积流率、反射压力波振幅、增强指数、流量储备、阻力储备、阻力指数、电容储备、血细胞比容、心律、心电图(ECG)描记、体脂百分比、活动水平、身体移动、跌倒、步态分析、癫痫发作、血糖水平、药品/药物水平、血气成分和血气水平(例如，氧气、二氧化碳等)、乳酸水平、激素水平(诸如皮质醇、甲状腺激素(T4、T3、游离T4、游离T3)、TSH、ACTH、甲状旁腺激素)，和/或上述测量和参数的任何相关和/或衍生物(例如，未加工的数据值，包括电压和/或其它直接测得的值)。附加地或可替代地，感测元件110可以被配置为确定设备性能参数，诸如设备的温度、设备内的压力、设备内的流率等。

设备400还可以包括线圈408(例如，天线)，例如一段导电线或被缠绕以形成圆形线圈或其它形状的其它材料。在一些实施例中，线圈408可以是环绕设备400的储液器414的导线。线圈408可以电耦合到电池402，使得经由线圈408接收的电能可以被用于对电池402再充电。在一些实施例中，线圈408还可以电耦合到定位单元410，使得经由线圈408接收的电能使定位单元410发射定位信号。附加地或可替代地，线圈408可以电耦合到数据通信单元412，使得经由线圈408接收的电能使数据通信单元412执行某些动作，例如安全地将数据传输到询问设备450。线圈408可以感应耦合到询问设备450的线圈456以从线圈456无线地接收电能。在一些实施例中，无线能量经由电容耦合而不是感应耦合传输。

继续参考图4，可植入设备400还包括定位单元410。定位单元410可以包括被配置为发射定位信号的发射器和/或从存储器404读取指令以执行合适的操作或基于存储在微处理器单元上的固件执行操作的控制器(例如，中央处理单元、数字信号处理器、专用集成电路或任何其它逻辑处理单元)。定位单元410可以被配置为从可植入设备400发射一个或多个定位信号以帮助临床医生在设备400植入患者体内时识别设备400的位置。如前所述，在一些实施例中，定位单元410被配置为响应于检测到询问设备450的存在而发射定位信号。例如，询问设备450的线圈456可以用交流电驱动，该交流电适合于当两个设备被保持为彼此接近时在可植入设备400的线圈408中感生电流，使得询问设备450的线圈456和可植入设备400的线圈408感应耦合。可植入设备的线圈408中的感应出的电流进而可以使定位单元410发射定位信号。在一些实施例中，询问设备450可以包括定位读取器466，该定位读取器466被配置为读取、检测或以其它方式识别由可植入设备410的定位单元400发射的定位信号。在其它实施例中，定位读取器466可以从询问设备450中被省略，并且临床医生可以直接观察由定位单元410发射的定位信号。

在各种实施例中，定位单元410可以采用多种形式，具有被配置为发射不同定位信号的不同配置的发射器，并且询问设备450的对应定位读取器466可以被配置为读取或检测由定位单元410发射的特定定位信号。在以下每个示例中，在一些实施例中，询问设备450可以不包括定位读取器466，而是代替地从可植入设备400的定位单元410发射的定位信号可以直接由用户(例如，临床医生等)或通过使用另一种合适的仪器读取、识别、观察或检测。在一个示例中，定位单元410可以包括部署在设备100周围的一个或多个光源，并且定位信号可以包括来自光源的光的发射。发射的光可以被配置为透照皮肤以向临床医生指示可植入设备400的位置。在这种情况下，定位读取器466可以包括被配置为识别透照患者皮肤的光的光传感器或传感器阵列。

在进一步的示例中，定位信号可以采用多种其它形式。在一些实施例中，定位单元410包括被配置为发射可听声音作为定位信号的扬声器，并且定位读取器466包括被配置为检测发出的声音并定位其源的麦克风或其它设备。在一些实施例中，定位单元410包括一个或多个磁体(例如，永磁体或电磁体)，并且定位信号包括由磁体生成的磁场。例如，多个磁体可以部署在可植入设备400的储液器周围，并且由这些磁体生成的磁场可以由询问设备450的定位读取器466以指示储液器位置或可植入设备400的其它方面的方式检测。在一些实施例中，定位单元410包括射频发送器，并且定位信号包括可以被询问设备450检测的射频信号。在这种情况下，定位读取器466可以是天线或被配置为检测由询问设备发射的特征射频信号并定位信号的源的其它设备。在一些实施例中，定位单元410包括被配置为移动或振动某些元件以用作定位信号的致动器。在一些实施例中，定位单元410包括一个或多个超声换能器，并且发射的超声用作定位信号以被询问设备450的定位读取器466检测。在一些实施例中，定位单元410包括至少一个可移动构件，该可移动构件可以产生从可植入设备的上表面升高的临时突起，使得临床医生可以触诊该突起以定位设备400。在一些实施例中，定位单元410包括放射性同位素并且定位信号包括由放射性同位素发射的电磁辐射。例如，定位单元410可以包括吸收由放射性同位素发射的辐射的可伸缩屏蔽。为了发射定位信号，定位单元410可以使屏蔽缩回，从而允许放射性同位素发射的辐射逸出设备400以被询问设备450的定位读取器466检测到。在一些实施例中，定位单元410包括加热元件并且定位信号是从加热元件辐射的增加的热特征。升高的温度可以经由热像仪、温度传感器或定位读取器466的其它合适元件来检测。在一些实施例中，定位单元410可以使数据通信单元412发送患者数据或其它识别数据以用作定位信号。定位读取器466可以通过对其位置进行三角测量以识别设备400的位置来识别信号源。

在一些实施例中，定位单元410基于在可植入设备400的线圈408中感应出电流的询问设备450的特点来确定是否发射定位信号。例如，定位单元410可以评估诸如从询问设备450接收的电能的场强阈值、从询问设备450接收的电能的频率等特点。这些特点可以帮助区分受信任的询问设备(即，适合配对的询问设备)和非受信任的询问设备(即，不适合配对的询问设备)，使得只有预先授权的询问设备450能够使定位单元410发射定位信号。

可植入设备400还包括被配置为与询问设备450无线通信(经由通信链路460)的数据通信单元412。数据通信单元412和询问设备450之间的通信可以通过例如近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、感应耦合、电容耦合或任何其它合适的无线通信链接来调解。数据通信单元412可以传输数据，包括例如经由感测元件110获得的生理测量、患者医疗记录、设备性能度量(例如，电池电量、错误日志等)，或由可植入设备400获得和/或存储的任何其它此类数据。数据通信单元412还可以从询问设备450(经由通信链路460)接收数据。例如，数据通信单元412可以接收指令以经由感测元件110获得某些生理测量、经由定位单元410发射定位信号或执行其它功能。

在一些实施例中，数据通信单元412基于在可植入设备400的线圈408中感应电流的询问设备450的特点来确定是否向询问设备450和/或远程计算设备470传输数据。例如，数据通信单元412可以评估诸如从询问设备450接收的电能的场强阈值、从询问设备450接收的电能的频率等特点。这些特点可以帮助区分受信任的询问设备(即，适合配对的询问设备)和非受信任的询问设备(即，不适合配对的询问设备)，使得只有预先授权的询问设备450能够使数据通信单元412向询问设备450传输数据。

在至少一些实施例中，可植入设备400可以以使得询问设备450过渡到活动状态(例如，“唤醒”询问设备)的方式与询问设备450通信。例如，在检测到超过预定阈值的一个或多个生理参数时，或者基于任何其它合适的触发条件，可以发起这样的唤醒信号。在一些实施例中，可以生成警报、报警或其它通知并将其传输给患者和/或提供者。附加地或可替代地，在触发之后，可植入设备400可以增加采样率达给定时间段。

在一些实施例中，可植入设备400还可以通过无线通信链路(例如，互联网、公共和私有内联网、本地或扩展的Wi-Fi网络、电话信号塔等)与(一个或多个)远程计算设备470通信。(一个或多个)远程计算设备470可以是例如与医院、医疗提供者、医疗记录数据库、保险公司或负责安全地存储患者数据和/或设备数据的其它实体相关联的服务器计算机。由可植入设备400传输到询问设备450和/或(一个或多个)远程计算设备的数据可以被混淆和/或加密。在一些实施例中，由数据通信单元412提供的混淆的数据可以在远程位置处去混淆(例如，解除加密)。在一些实施例中，可植入设备400可以仅与询问设备450直接通信，询问设备450进而与(一个或多个)远程计算设备470通信。

在一些实施例中，询问设备450和/或(一个或多个)远程计算设备470中的一个或多个可以包括可穿戴设备、另一个可植入设备或另一个合适的设备。例如，本技术的可植入设备400可以被配置为与智能手表、健身追踪器、心率监视器、起搏器、胰岛素泵等通信。此类附加设备可以被配置为获得数据和/或将此类数据传送到可植入设备400和/或从可植入设备400接收数据。

可植入设备400还可以包括与出口端口416流体连通的储液器414。在使用中，针420可以可移除地***到流体储液器414中，并且导管430可以流体耦合到储液器414，从而在针420和导管430之间建立流体路径以用于引入流体(例如，药物)或抽取流体(例如，抽血进行测试)。在一些实施例中，可植入设备400可以省略储液器或出口端口，例如在不需要输送或提取流体的起搏器、深部脑刺激器或其它可植入设备的情况下。在一些实施例中，可植入设备400可以包括提供附加功能的其它元件-例如起搏器可以包括被配置为将电流输送到心脏导线等的起搏单元。

如前所述，可植入设备400被配置为与询问设备450无线地通信。询问设备450可以是例如专用询问设备、智能电话(具有或不具有相关联的附件硬件，诸如导电线圈)、平板电脑，或被配置为与可植入设备400通信的其它合适的计算设备。询问设备450可以包括电源452(例如，电池或用于外部功率的有线连接)、存储器454和处理器458。在一些实施例中，询问设备450还可以包括被配置为向用户可视地显示信息的显示器462(例如，电子屏幕)和被配置为接收用户输入的输入端464(例如，按钮、触摸屏输入端等)。

询问设备450还可以包括线圈456(例如，NFC线圈等)，线圈456被配置为与可植入设备的线圈408感应耦合。例如，当可植入设备400和询问设备450彼此靠近放置时，被驱动通过询问设备450的线圈456的交流电流产生交变磁场，其进而在可植入设备的线圈408中感应出电流。线圈408中这个感应出的电流可以被用于通信，和/或也可以被用于对电池402再充电，使定位单元410发射定位信号，和/或使数据通信单元412向询问设备450传输数据或从询问设备450接收数据。

询问设备450可以包括通信链路460，该通信链路460被配置为与可植入设备400的数据通信单元412通信和/或与(一个或多个)远程计算设备470通信。通信链路460可以包括有线连接(例如，以太网端口、电缆调制解调器、火线电缆、闪电连接器、USB端口等)或无线连接(例如，包括Wi-Fi接入点、蓝牙收发器、近场通信(NFC)设备和/或使用GSM、CDMA、3G、4G和/或5G技术的无线调制解调器或蜂窝无线电收发装置)。

在一些实施例中，询问设备450可以包括定位读取器466，其被配置为读取、识别或检测经由可植入设备400的定位单元410发射的定位信号。在各种实施例中，定位读取器466可以包括光传感器或阵列、麦克风或麦克风阵列、磁场探头(例如，霍尔效应传感器的阵列)、天线或其它射频接收器、超声接收器、电磁传感器、温度传感器，或被配置为检测、识别或读取经由可植入设备400的定位单元410发射的定位信号的任何其它换能器或传感器。

节省可植入设备的电池电量的选择的示例

可以调制本文所公开的可植入设备的一个或多个电子部件的操作以增强设备的寿命、设备的性能等。在一些实施例中，可以调制可植入设备的一个或多个电子部件的操作以维持和/或保存可植入设备的电池寿命。例如，数据通信单元、一个或多个感测元件、控制器等的操作可以限于特定时间间隔和/或可以响应于特定条件。在一些示例中，经由蓝牙低功耗或其它此类通信标准的数据传输比可植入设备的其它功能消耗显著更多的功率。这样，数据通信单元可以被配置为仅根据某些预定条件来传输数据，而不是不断地向询问设备传输数据。例如，数据通信单元可以被配置为仅在可植入设备接收到调制信号之后才传输数据。在一些实施例中，询问设备可以被配置为产生用作调制信号的询问信号。而且，以高频率从多个感测元件和/或在多个时间点收集数据会要求大量的功耗。因而，可植入设备的控制器可以被配置为使得可植入设备的一个或多个感测元件仅在接收到调制信号之后才获得数据和/或可以被配置为在接收到调制信号之后由一个或多个感测元件调制数据收集的参数(例如，频率、样本尺寸等)。

图5是用于在可植入设备500和询问设备550(例如，诸如智能电话之类的手持设备、专用询问设备、外部计算设备等)之间通信的环境的示意性框图。可植入设备500包括一个或多个感测元件502和电池504。一个或多个感测元件502可以类似于本文公开的任何感测元件。例如，一个或多个感测元件502可以被配置为获得生理数据和/或设备性能数据。设备500附加地包括控制器506(例如，超低功率微控制器)和数据通信单元508。在一些实施例中，数据通信单元508包括NFC收发器和/或蓝牙收发器。虽然NFC和蓝牙收发器在此被称为示例，但是在其它实施例中，可以使用其它无线通信标准来代替NFC和/或蓝牙。在操作中，经由询问设备550传输的调制信号可以通过消耗相对低功率的第一无线通信链路来接收。第一无线通信链路可以包括例如电磁耦合(例如，NFC等)。响应于接收到调制信号，可植入设备500可以例如通过“唤醒”并经由第二无线通信链路从数据通信单元508传输数据来调制其操作。在一些实施例中，经由第二无线通信链路传输数据比经由第一无线通信链路接收调制信号消耗更多功率。这样的第二无线通信链路可以包括直接无线电传输(例如，WiFi、蓝牙低功耗等)。通过以这种方式利用两个无线通信链路，可以降低可植入设备500的总体功耗，并且可以延长电池寿命。虽然本文公开了电磁耦合(例如，NFC)和直接无线电传输(例如，WiFi、蓝牙等)，但是对于不同的无线链路来说，各种其它选项是可能的，无论是关于较低功率链路还是较高功率链路。

图6A-6C是根据本技术的可植入设备600的某些部件的示意图。这些图中未示出的可植入设备600的部件包括壳体、储液器、隔膜、出口端口和本文公开的其它部件。本文公开的任何可植入设备可以包括图6A-6C中描绘的部件。同样，可植入设备600可以包括本文公开的其它可植入设备的任何部件或特征。

如图6A中所示，设备600可以包括天线602。天线602可以包括线圈，其可以采用嵌入绝缘材料内的导线或其它材料的环的形式。在一些实施例中，线圈可以定义天线602的孔603。孔603可以被构造为将一个或多个其它电子部件至少部分地容纳在其中。虽然图6A中所示的天线602具有圆角矩形形状，但是其它形状也是可能的。例如，天线602可以是基本上圆形、卵形、三角形、多边形等。根据各种实施例，天线602可以被配置为接收和/或发射电能。例如，天线602可以包括被配置用于近场通信的NFC天线602。在一些实施例中，天线602被配置为与询问设备(或其部件)感应耦合。天线602可以电耦合到控制器(例如，微控制器、芯片等)。

可植入设备600还可以包括电路板组件604，例如如图6B中描绘的顶视图中所示。电路板组件604可以包括印刷电路板606或其它合适的基板，用于携带(例如，部署在其上、粘附到、固定到等)一个或多个电子部件。印刷电路板606可以携带感测元件608和/或无线收发器610。在一些实施例中，例如如图6B中所示，感测元件608和/或无线收发器610可以部署在印刷电路板606的顶表面上。仅作为一个示例，感测元件608可以包括光脉冲血氧计和/或无线收发器610可以包括蓝牙低功耗收发器。还有，在其它实施例中，可以使用不同的感测元件和/或无线收发器。虽然图6B描绘了一个感测元件608和一个无线收发器610，但是可以存在由设备600携带的附加感测元件608和/或无线收发器610。在一些实施例中，电池612由印刷电路板606携带并且被配置为向可植入设备600的各种电子部件中的一个或多个供电。

虽然图6B描绘了具有矩形形状的一个部分和具有半圆形形状的另一个部分的印刷电路板606，但是印刷电路板606的许多其它形状也是可能的。在一些实施例中，印刷电路板606和/或其一个或多个部分的形状可以至少部分地基于被构造为携带印刷电路板606的可植入设备600的壳体的形状。例如，印刷电路板606的形状和/或尺寸可以被设计为装配在可植入设备600的外表面和可植入设备600的储液器的侧壁之间限定的腔体内。

本文所公开的电子部件(以及其它)可以以各种配置来布置。图6C示意性地图示了示例配置的侧横截面图。如图6C中所示，天线602可以部署在印刷电路板606上，印刷电路板606可以部署在电池612上(例如，电池612定位在印刷电路板606的底侧)。在图6C中，天线602包括孔603，使得感测元件608(或收发器、其它部件等)中的一个或多个可以至少部分地定位在孔603内。这种配置可以促进或允许天线602被定位成与印刷电路板606的顶表面基本上齐平。

图7A-7C是根据本技术的可植入设备700的某些部件的示意图。这些图中未示出的可植入设备700的部件包括壳体、储液器、隔膜、出口端口和本文公开的其它部件。在一些实施例中，本文公开的任何可植入设备可以包括图7A-7C中描绘的部件。同样，可植入设备700可以包括本文公开的其它可植入设备的任何部件或特征。

本技术的天线702可以包括线圈，其可以采用嵌入绝缘材料内的导线或其它材料的环的形式。在一些实施例中，例如如图7A中所示，天线702不包括孔。虽然图7A中所示的天线702具有矩形形状，但是其它形状也是可能的。天线702可以被配置为接收和/或发射电能。例如，天线702可以包括被配置用于近场通信的NFC天线702。在一些实施例中，天线702被配置为与询问设备(或其部件)感应耦合。天线702可以电耦合到控制器(例如，微控制器、芯片等)。

可植入设备700还可以包括电路板组件704，例如如图7B中描绘的顶视图中所示。电路板组件704可以包括印刷电路板706或用于携带一个或多个电子部件的其它合适基板。印刷电路板706可以携带感测元件708(定位在印刷电路板706的底侧并且在图7B中不可见)和/或无线收发器710。无线收发器710可以部署在印刷电路板706的顶表面上(如图7B中所示)或者部署在印刷电路板706的底表面上。在一些实施例中，电池712由印刷电路板706携带并且被配置为向可植入设备700的各种电子部件中的一个或多个供电。

本文所公开的电子部件(及其它)可以以各种配置来布置。图7C示意性地图示了示例配置的侧横截面图。如图7C中所示，在一些实施例中，天线702可以部署在电池712上，电池712可以部署在印刷电路板706的顶表面上。

在各种实施例中，本技术的可植入设备可以基于特定输入条件或触发事件来调制其操作(例如，以增加或减少功耗)。图8图示了可植入设备和/或其部件(例如，本文公开的任何控制器)可以采取的五种示例性功率状态。这样的功率状态可以包括活动状态、空闲状态、待机状态、备份状态、关闭状态等。图8中所示的五种示例性功率状态的范围从最高功率密集的状态(例如，“活动状态”，其中数据被收集并传输到外部设备)到最低功率密集的状态(例如，“关闭”状态，其中很少或不使用电池电量)。如图所示，可植入设备从各种低功耗状态“唤醒”到完全操作的“活动”状态所需的时间随着低功耗状态的增加而增加(例如，从“关闭”状态“唤醒”所需的时间大于从“备份”状态唤醒所需的时间)。这里描绘的各种状态和功耗值仅仅是示例性的，并且用于说明可植入设备可以获得的各种类型的低功耗状态，以及可以用于将可植入设备从这些低功耗状态唤醒到完全操作的“活动”状态的各种技术。

如图8中所示，在“活动”状态下，设备或控制器消耗的功率是操作频率的函数。例如，在12MHz下，功耗为32μA/MHz，但在48MHz下，功耗为40μA/MHz。因此，可以通过修改时钟频率来调制功耗。但是，降低时钟频率也会降低性能。在“活动”、“空闲”和“待机”状态下，可以向诸如SRAM之类的易失性存储器供应足够的功率以支持易失性存储器中数据的存储。在“空闲”状态下，功耗可以近似为13μA/MHz，这低于“活动”状态下12MHz或48MHz的功耗。在“待机”和“备份”状态下，功耗可以基于是否使用实时时钟(RTC)而有所不同。例如，具有RTC的“待机”状态下的功耗可以近似为1.4μA，而无RTC的“待机”状态下的功耗可以近似为1.2μA，和/或具有RTC的“备份”状态下的功耗可以近似为650nA，而无RTC的“备份”状态下的功耗可以近似为600nA。在“关闭”状态下，功耗可以近似为210nA。

将功率状态从“空闲”增加到“活动”大约需要1.2μS，这是所描绘的最快的唤醒时间。例如，将功率状态从“待机”增加到“活动”可能需要近似5.1μS到16μS(基于时钟频率)，将功率状态从“备份”增加到“活动”可能需要近似90μS，和/或将功率状态从“关闭”增加到“活动”可能需要近似2.2mS。

在“空闲”状态和/或“待机”状态下，功率状态的改变可以由异步和/或同步时钟造成。在“备份”状态下，功率状态的改变可以由即使在控制器断电时也可以测量时间的RTC的中断、唤醒中断控制器的中断(例如，如图8中所示的EXTWAKEx引脚)，和/或指示电池备用电源开关(BBPS)造成。在“关闭”状态下，功率状态的改变可以由设备和/或控制器的外部重置造成。

图9是用于可植入血管接入设备900(“设备900”)和询问设备902之间的通信的环境的示意性框图。除了下面详细描述的之外，可植入设备900、询问设备902、和/或可植入设备900和/或询问设备902的部件可以类似于本文公开的对应设备和部件。如图9中所示，设备900可以包括第一数据通信单元904和第二数据通信单元906，它们中的每一个都可以被配置为与询问设备902通信。虽然图9描绘了两个数据通信单元，但是设备900可以包括任何合适数量的数据通信单元(例如，一个、三个、四个等)。设备900可以包括电池908，其被配置为向设备900的一个或多个部件提供功率。在一些实施例中，电池908经由一个或多个电源开关910电耦合到设备900的一个或多个部件，该电源开关910被配置为控制电池908与设备900的一个或多个部件之间的电能传送。如图9中所示，这样的一个或多个部件可以包括一个或多个感测元件912、第一控制器914、第二控制器916和/或其它合适的部件。虽然图9描绘了两个控制器，但是设备900可以包括任何合适数量的控制器(例如，一个、三个、四个等)。

在一些实施例中，感测元件912中的一个或多个经由电源开关910中的第一个电耦合到电池908，第一控制器914经由电源开关910中的第二个电耦合到电池908，并且第二控制器916经由电源开关910中的第三个电耦合到电池908。在各种实施例中，电源开关910之一可以将电池908电耦合到感测元件912、第一控制器914和/或第二控制器916中的两个或更多个。设备900可以包括电耦合到第一控制器914(参见图9)、第二控制器916(参见图9)、感测元件912(图9中未示出)和/或设备900的其它部件的存储器918。存储器918可以包括只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)和/或其它存储设备(诸如存储可执行应用、软件、指令、数据、数据库和/或例如实现本文描述的各种例程、控制设备部件、存储数据和/或与远程计算机和其它设备传送和交换数据和信息所需的其它软件的SSD)。

在一些实施例中，询问设备902和第一数据通信单元904之间的通信可以比询问设备902和第二数据通信单元906之间的通信消耗更少的功率。例如，经由蓝牙通信标准或类似标准的通信可以比经由NFC或类似标准的通信消耗显著更多的功率。但是，对于速度、数据质量、传输范围等而言，经由要求较高功率的通信链路(例如，蓝牙等)传输数据可能是期望的。因此，询问设备902和第一数据通信单元904可以被配置为根据第一无线通信链路彼此通信，该第一无线通信链路要求较低功率来激活和/或调制设备的操作，并且询问设备902和第二数据通信单元906可以被配置为根据要求更多功率的第二无线通信链路彼此通信。附加地或可替代地，第一控制器可以被配置为比第二控制器消耗更少的功率。根据各种实施例，第一数据通信单元904可以被配置为经由NFC通信标准进行通信和/或第二数据通信单元906可以被配置为经由蓝牙标准进行通信。在一些实施例中，第一数据通信单元904被配置为接收调制信号(例如，从询问设备902、从可植入设备900的部件、从其它可植入或可穿戴设备等)。第二数据通信单元906可以被配置为从可植入设备900的一个或多个电子部件(例如，第二控制器916、存储器918、第一控制器914等)接收数据并将该数据传输到另一个设备(例如，询问设备902、远程计算设备、其它可植入或可穿戴设备等)。

在一些实施例中，可以从可植入设备900的电池908向感测元件912、第一控制器914、第二控制器916和/或可植入设备900的其它电气部件供电。在一些实施例中，电池908可以经由一个或多个电源开关910(参见图9)间接耦合到一个或多个电气部件。例如，电源开关910可以在第一数据通信单元901已接收到调制信号之后允许、促进和/或增加电能从电池908到第一控制器914或第二控制器916、一个或多个感测元件912中的至少一个的流动。一个或多个感测元件912、第一控制器914或第二控制器916中的每一个可以经由不同的电源开关910间接地耦合到电池908和/或第一控制器914或第二控制器916、一个或多个感测元件912中的一个或多个可以经由同一电源开关910间接耦合到电池908。在一些实施例中，第一控制器914或第二控制器916、一个或多个感测元件912中的至少一个可以直接电耦合到电池908。

如参考图7所指出的，在一些实施例中，设备900和/或其一个或多个部件可以具有低功率状态，其中设备900和/或(一个或多个)部件的某些功能受到限制和/或调制。例如，在一些实施例中，第二控制器916可以保持在低功率状态，直到第一数据通信单元904接收到调制信号。在各种实施例中，当处于低功率状态时，设备900的至少一些部件或功能可以不工作。一旦接收到调制信号，电耦合到第二控制器916的电源开关910就可以允许更大的功率从电池908传输到第二控制器916，使得第二控制器916进入更高功率状态并使得第二数据通信单元906传送来自第二控制器916的数据。在一些实施例中，第二控制器916仅将较高功率状态维持有限的持续时间。根据各种实施例，一个或多个感测元件912可以被配置为连续地和/或周期性地获得数据。在一些实施例中，感测元件912进行的数据收集至少部分地独立于第一数据通信单元904接收到的任何调制信号(或缺乏调制信号)。附加地或可替代地，第一数据通信单元904接收调制信号可以允许、促进和/或调制感测元件912的数据收集。例如，在一些实施例中，感测元件912可以以基线频率获得数据。如果第一数据通信单元904接收到调制信号，那么第一控制器914可以使感测元件912以更高的频率获得数据以捕获更多和/或更高保真度的数据。在一些示例中，感测元件912在没有调制信号的情况下可能不收集数据。更确切地说，一旦第一数据通信单元904接收到调制信号，第一控制器914就可以使感测元件912暂时获得数据(例如，持续预定量的时间、持续预定数量的样本、直到调制信号不再被第一数据通信单元904检测到，等等)。

图10是经由可植入设备(诸如参考图9和/或其它图描述的可植入设备900)获得和传输数据的示例过程1000的流程图。过程1000可以包括在第一数据通信单元处接收调制信号(过程部分1002)。在一些实施例中，调制信号由询问设备发射。例如，调制信号可以包括由询问设备的天线发射的电能，该询问设备可选地紧邻可植入设备定位。如本文所公开的，还有其它调制信号也是可能的。

在过程部分1004处，过程1000可以包括在接收到调制信号之后和/或响应于调制信号而修改可植入设备的一个或多个电气部件的功率状态。此类电子部件可以包括一个或多个感测元件和/或一个或多个控制器(例如，第一控制器914和第二控制器916、控制器506等)。修改电气部件的功率状态可以包括调节从电池到该部件的功率流。例如，响应于调制信号，过程1000可以包括改变电耦合到电池和电气部件的电源开关的配置，使得允许更多电能从电池流到部件。在一些实施例中，可以基于由可植入设备的一个或多个控制器接收的数据来修改电气部件的功率状态。在各种实施例中，第一控制器可以基于由第一控制器接收的生理数据引起第二控制器的功率状态的增加。例如，如果第一控制器从感测元件接收到生理数据并确定患者的氧气水平异常，那么第一控制器可以引起第二控制器的功率状态的改变，使得第二控制器将生理数据传输到远程计算设备，其中数据可以由用户(例如，患者、临床医生等)解释和/或监视。因此，功率状态的这些和其它改变可能不是由从外部询问设备接收调制信号引起的。

仍参考图10，在过程部分1006处，过程1000可以包括经由可植入设备的一个或多个感测元件获得数据。在一些实施例中，一个或多个感测元件可以被配置为连续地和/或周期性地获得数据。在一些实施例中，感测元件进行的数据收集至少部分地独立于第一数据通信单元接收到的任何调制信号(或缺乏调制信号)。附加地或可替代地，第一数据通信单元接收调制信号可以允许、促进和/或调制感测元件的数据收集。

在过程部分1008处，过程1000可以包括在第一控制器处接收数据。在一些实施例中，可植入设备的一个或多个感测元件被配置为将由一个或多个感测元件获得的数据传送到第一控制器。第一控制器可以是本文公开的超低功率控制器，或者任何其它合适的控制器。在一些实施例中，第一控制器和/或一个或多个感测元件可以被配置为将数据传送到可植入设备的单独存储器。附加地或可替代地，数据可以存储在第一控制器和/或一个或多个感测元件的存储器中。

在一些实施例中，本技术的可植入设备可以包括被配置为消耗少量功率的第一控制器和被配置为消耗大量功率的第二控制器。例如，如参考图9所描述的，设备可以包括第一控制器和第二控制器，第一控制器被配置为对于给定的操作频率使用较少的功率与设备的感测元件通信，第二控制器被配置为与第二数据通信单元通信以用于向询问设备和/或远程计算设备传输数据，这在给定的操作频率下可能要求更大的功率。因此，在过程部分1010处，过程1000可以包括在第二控制器处接收数据，并且在过程部分1012处，过程1000可以包括在第二数据通信单元处接收数据。在一些实施例中，第一控制器被配置为将数据传输到第二控制器。附加地或可替代地，数据可以从可植入设备的单独存储器传送到第二控制器。在各种实施例中，一个或多个感测元件可以被配置为将数据传输到第二控制器。

在过程部分1014处，过程1000可以包括从第二数据通信单元传输数据。例如，第二数据通信单元可以将数据传输到询问设备和/或远程计算设备。在一些实施例中，例如如图10中所示，在过程部分1016处，过程1000可以包括修改一个或多个电气部件的功率状态。例如，在从第二数据通信单元传输数据(例如，到远程计算设备等)之后，过程1000可以包括使第一和第二控制器中的一个或两个进入其中第一和/或第二个控制器消耗更少功率的功率状态。

本技术的调制信号可以包括许多形式。例如，调制信号包括由询问设备发射并由第一数据通信单元接收的电能。在一些实施例中，可植入设备可以包括被配置为检测调制信号的感测元件。例如，可植入设备可以包括电容式开关、霍尔效应传感器、电感式传感器或另一种非接触式传感器。附加地或可替代地，调制信号可以包括施加到可植入设备并且由可植入设备携带的感测元件检测到的力、力矩、压力等。例如，可植入设备可以包括换能器，该换能器被配置为检测通过患者的皮肤施加到可植入设备的压力(例如，经由用户物理轻击设备等)。在一些实施例中，可植入设备可以包括按钮，该按钮被配置为由用户通过患者的皮肤按压，使得当按钮被按压时，生成并检测调制信号。

在本文公开的任何实施例中，可植入设备的电子部件中的一个或多个(例如，感测元件、第一控制器和第二控制器中的任一个等)的操作可以被配置为被具有一个或多个特定参数的调制信号调制(例如，退出低功率模式、收集数据等)。例如，在调制信号包括通过用户通过患者的皮肤按压设备而施加到可植入设备的压力的实施例中，如果调制信号包括在设备上增加压力(例如，“轻击”)的预定数量的时段、以特定次序和/或以特定频率在设备上增加压力(例如，“轻击”)的预定数量的时段、至少预定的时间段施加到设备的压力等，那么可以调制一个或多个电子部件的操作。

在一些实施例中，调制信号可以包括生理参数、生理参数的改变、生理参数的模式等。生理参数可以由可植入设备携带的感测元件和/或由另一个设备(诸如可穿戴设备(例如，智能手表等)和/或另一个可植入设备(例如，起搏器、胰岛素泵等))携带的感测元件来检测。在一些实施例中，本技术的设备(例如，设备100)可以与其它可植入和可穿戴设备通信。例如，可穿戴设备可以获得生理数据作为粗略测量工具，其可以持续筛查异常数据并被经常再充电。这样的可穿戴设备进而可以向可植入设备发送调制信号以使可植入设备获得和/或传输高保真度数据。调制信号可以包括运动参数和/或活动参数、心率参数、呼吸率参数、温度参数、血氧饱和度参数等。可植入设备的一个或多个电子部件响应于生理参数或其导数的激活对于预测和/或治疗医学状况可以是有用的。例如，可以响应于可以指示患者不适的心率和温度的增加而激活可植入设备以收集和/或传输数据。这样的数据可以被传送到患者和/或护理人员(例如，经由较高功率通信链路)。

根据各种实施例，生理参数可以由用户有意地修改以激活设备。例如，调制信号可以包括由可植入设备的感测元件检测到的至少预定量值的温度变化。在这些和其它实施例中，用户可以将冰袋或加热垫放置在可植入设备上方的患者皮肤上，以引起足以激活设备的温度变化。在一些示例中，调制信号可以包括患者的特定移动。例如，患者的智能手表可以确定患者正在执行特定移动(例如，在特定方向上挥手、转动手腕特定次数等)，并且可以响应于移动而将调制信号传送到可植入设备。

在一些实施例中，根据本技术的可植入设备可以被配置为响应于音频数据而调制其操作。例如，可植入设备可以包括一个或多个麦克风或被配置为将声波转换成电信号的任何其它换能器。一个或多个麦克风可以电耦合到本文公开的控制器中的任一个和/或包括被配置为处理音频数据的控制器。仅作为一个示例，用户或设备(例如，询问设备、远程计算设备等)可以生成由麦克风检测的语音命令。控制器可以确定语音命令是否已知和/或可信，并且基于该确定，使设备或其部件根据预定义的逻辑来调制其操作。例如，患者可以大声说出“设备，向我的电话发送数据”，这个声波可以被可植入设备携带的麦克风检测到并转换成音频数据，控制器可以增加控制器和/或被配置为使用大量功率将数据传输到询问或远程设备的数据通信单元的功率状态。附加地或可替代地，患者可以大声说出“设备，进入低功率模式”，并且可植入设备的一个或多个电气部件可以进入低功率模式和/或流向一个或多个部件的电能流可以被限制(例如，经由电源开关)。在一些实施例中，控制器可以基于音频数据的特点(例如，波长、振幅、音调等)来确定语音命令是否已知和/或可信。

患者医疗保健常常涉及多个利益相关者，包括患者本人、患者的亲人、患者的护理人员、医疗专业人员等。因此，对于患者护理中的利益相关者来说，能够获得有关患者健康状况、患者的可植入设备的健康的数据可以是有用的。在一些实施例中，本技术的调制信号可以包括来自患者护理中的利益相关者的请求。例如，临床医生可以将对数据的请求从远程计算设备(例如，移动电话、计算机等)发送到可植入设备。这种对数据的请求可以经由无线通信链路(诸如但不限于近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合)发送到可植入设备。在一些实施例中，通信链路可以是安全的和/或可信的以保护敏感的患者数据。附加地或可替代地，可植入设备和/或远程通信设备可以被配置为当对数据的请求已被发送到可植入设备时向患者、护理人员、临床医生等生成通知或警报。这样的通知可以包括听觉、视觉和/或触觉通知。

图11是与询问设备通信的可植入设备的示意图。如图所示，可植入模块(例如，可植入血管接入设备)可以被配置为经由第一无线通信链路和第二无线通信链路与附近的询问设备(例如，智能电话或其它移动设备)通信。在一些实施例中，第一无线通信链路和第二无线通信链路包括两个不同的无线通信链路。在一些实施例中，经由第一无线通信链路的通信比经由第二无线通信链路的通信消耗更少的功率。在这些和其它实施例中，第一无线通信链路可以包括NFC链路并且第二无线通信链路可以包括蓝牙通信链路(例如，蓝牙低功耗等)。如图11中所示，询问设备可以被配置为经由第一无线通信链路与可植入模块的第一数据通信单元的天线通信。例如，在第一无线通信链路包括NFC链路的实施例中，第一数据通信天线可以包括NFC天线。第一数据通信单元天线可以电耦合到第一数据通信单元芯片(例如，如图11中所示)和/或第一数据通信芯片可以包括集成的第一数据通信天线。在一些实施例中，第一数据通信单元芯片可以电耦合到感测元件(例如，图11中的第一感测元件)。这种感测元件可以至少部分地由第一数据通信单元天线接收的电能供电，并且因此可以在不需要电池供电的情况下从外部供电。

第一数据通信芯片可以电耦合到电源开关，该电源开关电耦合到电池和/或一个或多个附加电子部件。如图11中所示，电源开关可以电耦合到一个或多个附加电源开关、一个或多个低漏失调节器、一个或多个感测元件、一个或多个控制器，或其它电子部件。因此，这样的电子部件可以被配置为经由电源开关从电池接收电能，和/或电源开关可以至少部分地控制或调节从电池到电气部件的电能输送。如图11中所示，电源开关可以电耦合到低漏失调节器。低漏失调节器中的一个、一些或全部可以电耦合到一个或多个感测元件和/或一个或多个附加电源开关。在一些实施例中，低漏失调节器可以电耦合到第一电源开关，第一电源开关进而电耦合到第一控制器，和/或第二电源开关，第二电源开关进而电耦合到第二控制器。在本文公开的任何实施例中，可植入设备可以包括存储器，存储器可以电耦合到一个或多个控制器(例如，参见图11)。

如图11中所示，在一些实施例中，一个或多个感测元件电耦合到第一控制器，第一控制器进而可以电耦合到存储器和/或第二控制器。第二控制器可以电耦合到第一控制器、存储器和/或第二数据通信单元。第二数据通信单元可以被配置为经由第二无线通信链路与另一个设备(例如，询问设备、远程计算设备等)通信。在一些实施例中，第二数据通信单元包括芯片和/或天线。因此，电能以及由此数据可以从(一个或多个)感测元件传输到第一控制器、到存储器和/或到第二控制器，经由第二数据通信单元从第二控制器传输到另一个设备。

在操作中，询问设备可以经由第一无线通信链路与可植入模块通信。耦合到第一数据通信单元天线的第一数据通信单元芯片可以发起电源开关重置，这可以可选地使感测元件获得数据和/或调制感测元件如何获得数据。由感测元件获得的数据可以被传输到第一控制器，并且可选地从第一控制器传输到存储器。第二控制器可以从第一控制器和/或存储器接收数据，并且可以经由第二无线通信链路将存储的数据传输到询问设备，例如通过经由第二数据通信单元的传输。以这种方式，可植入模块可以在低功率状态下操作(例如，其中经由感测元件收集数据但不无线传输数据，其中感测元件不主动收集数据等)，直到经由第一无线通信链路接收到调制信号，此时可植入模块可以经由第二无线通信链路传输数据。

图12是图示根据本技术的可植入设备的操作的示例流程图。虽然图12中示出了特定的通信模式(例如，NFC、BLE)和感测模式(例如，O2、RR、HR、温度、活动等)，但是其它通信和/或感测模态也是可能的。例如，代替NFC和/或作为其补充，可以使用另一个电磁耦合和/或低功率通信标准。在一些实施例中，代替低功耗蓝牙和/或作为其补充，可以使用另一个直接无线电传输和/或更高功率通信标准。类似地，虽然描绘了特定数量的部件(例如，NFC1、NFC 2、NFC 3、NFC 4等)和特定类型的部件(例如，ULP控制器、BLE控制器等)，但是其它数量和类型的此类部件量是可能的。图12中所示的数值参数(例如，8小时、15分钟等)旨在是示例性的。这样的数值参数不是穷举的并且可以用其它适当的数值参数来替代。

如图所示，流程可以从接收NFC信号(“NFC 1”)或设备的初始通电开始，这使得超低功耗微控制器(ULP控制器)被初始化。如果接收到造成重置和更新的NFC信号(“NFC 2”)，那么也可以进行这种初始化，在这种情况下，电源会立即关闭。在初始化之后，可植入设备的***设备被初始化，定时器被重置，蓝牙低功耗控制器被初始化并且与询问设备的连接被建立。如果控制器指示数据已准备好被传输，那么发起数据传输(例如，经由蓝牙低功耗收发器)。在数据被传输之后，蓝牙低功耗控制器可以返回到低功耗模式，直到再次被初始化。

返回到初始化，在定时器被重置之后，各种传感器可以根据各种定时配置来收集数据(例如，每8小时测量一次的氧气水平、每2小时检测一次的心率等)。这些测量可以存储在内部存储器中，以便经由蓝牙链路传输。如果任何感测例程处于活动状态，那么控制器将保持活动状态。但当没有任何例程处于活动状态时，控制器可以恢复到低功耗模式以节省能量。

图12中所示的流程只是将可植入设备的某些部件维持在低功率状态一段时间间隔的一个示例，并且仅在某些预定时间选择性地将这些部件过渡到完全操作状态，以便在向附近的询问设备传输有用数据的同时节省功率。在各种实施例中，特定部件以及导致部件在高功率和低功率状态之间过渡的触发或其它条件可以变化。

用于可植入设备的移动设备应用的选择的示例

如先前参考图1所指出的，本技术的***(例如，***10)可以包括(一个或多个)第一远程计算设备160，其可以与本地计算设备150通信，而本地计算设备150进而可以与可植入设备100通信。在一些实施例中，(一个或多个)第一远程计算设备160可以包括例如与医院、医疗提供者、医疗记录数据库、保险公司或负责安全存储患者数据和/或设备数据的其他实体相关联的服务器计算机。在远程位置170(例如，医院、诊所、保险公司、医疗记录数据库、操作者的家等)，操作者可以经由第二远程计算设备172访问数据，第二远程计算设备172可以是例如个人计算机、智能设备(例如，智能电话、平板电脑或具有处理器和存储器的其它手持设备)或其它合适的设备。操作者可以例如经由基于web的应用访问数据。在一些实施例中，由设备100提供的混淆数据可以在远程位置170处被去混淆(例如，解除加密)。

如上面所指出的，可植入设备100可以与移动应用(例如，在诸如智能电话或平板电脑之类的本地计算设备150上运行的软件)通信，该移动应用将为患者提供提供多种功能的用户界面。在该应用上，患者可以查看和跟踪来自可植入设备100的他们自己的数据和度量。患者还可以录入有关其症状的信息，因为这与他们的癌症和肿瘤疗法有关。在紧急情况下，患者可以通过该应用直接联系他们的护理团队或任何家庭成员和其他指定的护理人员。最后，患者将能够通过应用上的教育资源了解自己的症状以及如何在家中进行管理。

图13A-13C图示了用户使用移动设备作为询问设备来执行健康检查的示例用户界面。如图13A中所示，应用可以提示用户将电话靠近用户的胸部(或者邻近可植入设备所在的位置)。图13B图示了当询问设备与可植入设备交互时(例如，经由NFC传输唤醒信号)以及当可植入设备收集数据并将数据传输到询问设备(例如，经由蓝牙链路)时可以显示的图形。当用户选择“结果”按钮时，界面可以过渡到图13C中所示的界面，这允许用户查看细节。该界面还可以包括用户随时间的测量的图形表示，如沿着屏幕下部的斜线所示。这个图形表示可以向患者提供快速可辨别的信号，如果患者的参数(例如，体温、氧气水平)相对于患者的历史基线下降或显著下降，那么该信号特别有用。在一些实施例中，在患者的生理数据已被传输到询问设备并显示给用户之后，可植入设备可以恢复到低功率或待机状态。

图14A-14C图示了软件应用的附加用户界面，此处与患者的各种输出和输入相关。在图14A中，呈现了患者即将到来的预约的提醒。一旦用户在界面上选择“Q&A”，就可以提示用户提供某些信息(例如，经由图14B-14D中所示的界面)，诸如用户是否已经完成了所请求的实验室测试或成像预约、处方药物，或出现各种症状。在一些实施例中，症状界面还可以允许用户提供其它输入，诸如图像(例如，经由移动设备的相机捕获的)、音频文件(例如，描述其状态或症状的用户语音的录音)，或任何其它合适的用户输入。通过远程收集此类信息，临床医生可以监视患者的病情进展，而无需患者前往医院或诊所。

在各种实施例中，本文公开的远程监视***可以分析经由可植入设备100收集的数据。在一些实施例中，可以访问多个不同的可植入设备100以聚集关于癌症患者及其结果的大量数据。然后可以采用机器学习和深度学习技术来识别与诸如脓毒症之类的并发症发生相关的问题。接下来，启用人工智能的算法可以被用于前瞻性地识别出现并发症和临床衰退早期迹象的患者，提醒护理团队并在效益最大化时触发及时干预。此类数据分析解决方案对于诸如卫生***和制药公司之类的第三方可能特别有价值，因为他们将更好地了解他们的患者的结果并且可以使用数据来改善护理并降低成本。

在一些实施例中，本文描述的远程监视***可以集成到当前的肿瘤学工作流程中，将收集和分析的数据置于临床团队手中。在一些实施例中，从可植入设备和/或***生成的数据可以被直接推送到医院/医疗***电子病历，在那里可以在患者病历中与其余患者数据相同的位置处查看该数据。生命体征数据可以填充预先存在的流程图，向临床团队示出患者在两次就诊之间发生的情况。当来自设备的测量超出指定范围(即，温度高于指示发烧的特定阈值)时，可以生成来自***的警报。这些警报可以直接发送到诊所现有的警报***，以便在工作时间内进行分类。下班后，警报可以发送到或者值班医生或者远程医疗服务(诸如一对一医患服务(Doctor on Demand))。

结论

虽然上文关于用于患者监视的血管接入设备描述了许多实施例，但该技术适用于其它应用和/或其它方法，诸如其它类型的可植入医疗设备(例如，起搏器、可植入心律转复器/除颤器(ICD)、深部脑刺激器、胰岛素泵、灌注端口、骨科设备，以及监视设备(诸如肺动脉压力监视器))。而且，除了本文描述的那些实施例之外的其它实施例也在本技术的范围内。此外，该技术的若干其它实施例可以具有与本文所述的那些不同的配置、组件或规程。因此，本领域普通技术人员将相应地理解，该技术可以具有带附加元件的其它实施例，或者该技术可以具有没有上面示出和描述的若干特征的其它实施例。

以上对本技术实施例的详细描述并非旨在是详尽的或将本技术限制到以上公开的精确形式。在上下文允许的情况下，单数或复数术语也可以分别包括复数或单数术语。虽然以上出于说明性目的描述了该技术的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在该技术的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然以给定的次序呈现步骤，但替代实施例可以以不同的次序执行步骤。还可以组合本文描述的各种实施例以提供另外的实施例。

为了本说明书和所附权利要求的目的，除非另有说明，所有表述温度、生理参数的变化百分比、血液成分的浓度、心率、呼吸频率以及本说明书和权利要求中使用的其它数值的数字均应为被理解为在所有情况下都被术语“大约”修饰。因而，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，其可以根据本发明寻求获得的期望特性而变化。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求的范围，每个数值参数至少应当根据所报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。

虽然阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是尽可能精确地报告了具体示例中阐述的数值。但是，任何数值本质上都包含一定的误差，这些误差必然是由其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的。而且，本文公开的所有范围都应被理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围。例如，范围“1至10”包括最小值1和最大值10之间(并包括其)的任何和所有子范围，即，最小值等于或大于1且最大值等于或小于10的任何和所有子范围，例如，5.5至10。

而且，除非“或”一词被明确限制为仅指与两个或更多个项目的列表中的其它项目不同的单个项目，否则在此类列表中使用“或”应被解释为包括(a)列表中的任何单个项目，(b)列表中的所有项目，或(c)列表中的项目的任何组合。此外，术语“包括”贯穿全文被用于表示至少包括所列举的(一个或多个)特征，使得不排除任何更大数量的相同特征和/或附加类型的其它特征。还将认识到的是，为了说明的目的在本文已经描述了具体实施例，但是可以在不偏离本技术的情况下进行各种修改。另外，虽然在那些实施例的上下文中已经描述了与本技术的某些实施例相关联的优点，但是其它实施例也可以表现出此类优点，并且并非所有实施例都必须表现出落入本技术的范围内的此类优点。因而，本公开和相关联的技术可以涵盖本文未明确示出或描述的其它实施例。

Claims (34)

1.一种可植入血管接入设备，包括：

流体储液器；

部署在储液器上方的盖；

出口端口，被构造为与导管配合，该出口端口流体耦合到流体储液器；

一个或多个传感器，被配置为在设备植入患者体内时捕获生理数据；

第一无线收发器，被配置为经由第一通信链路将生理数据传输到一个或多个外部设备；以及

第二无线收发器，被配置为经由第二通信链路与一个或多个外部设备通信；

其中该设备被配置为在低功率第一状态和较高功率第二状态之间过渡。

2.如权利要求1所述的设备，其中第一通信链路包括以下至少一个：蓝牙链路或WiFi链路。

3.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第二通信网络包括近场通信(NFC)链路。

4.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第一无线收发器包括蓝牙收发器。

5.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中当设备处于第一状态时第一无线收发器是不活动的，并且其中当设备处于第二状态时第一无线收发器是活动的。

6.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第一无线收发器仅当设备处于第二状态时才传输数据。

7.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第一状态是较低功率待机状态，并且其中第二状态是较高功率操作状态。

8.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在待机状态下，设备不经由第一无线收发器传输数据，并且其中在操作状态下，设备经由第一无线收发器传输数据。

9.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中该设备被配置为在触发事件之后在第一状态和第二状态之间过渡。

10.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中触发事件包括以下至少之一：高于或低于预定阈值的生理参数的测量、落入预定范围之外的生理参数的测量、预定时间的流逝，或者从外部设备接收到调制信号。

11.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中调制信号包括经由NFC线圈接收的无线信号。

12.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中该设备被配置为在第二触发事件之后从第二状态过渡回第一状态。

13.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第二触发事件包括以下至少之一：落入预定范围内的生理参数的测量、高于或低于预定阈值的生理参数的测量、预定时间的流逝，或者完成到外部设备的数据传输。

14.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中，在第一状态下，至少一个感测元件具有第一采样频率，并且在第二状态下，所述至少一个感测元件具有大于第一采样频率的第二采样频率。

15.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中传感器包括以下中的一个或多个：EKG传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、pH传感器、血气传感器、血细胞计数传感器或血液化学传感器。

16.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中生理数据包括以下中的一个或多个：EKG读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、pH数据或血液构成数据。

17.如前述权利要求中的任一项所述的设备，其中第一无线链路或第二无线链路中的至少一个包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。

18.一种方法，包括：

在可植入监视器的第一无线收发器处通过第一通信链路接收第一信号；

在接收到第一信号之后，将可植入监视器从低功率第一状态过渡到较高功率第二状态；

当植入患者体内时感测至少一个生理参数；以及

当处于第二状态时，经由与第一无线收发器不同的第二无线收发器通过第二通信链路将与所述至少一个生理参数相关联的数据传输到一个或多个外部设备。

19.如权利要求18所述的方法，其中第一通信链路包括以下至少一个：蓝牙或WiFi链路。

20.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第二通信网络包括近场通信(NFC)链路。

21.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第一无线收发器包括蓝牙收发器。

22.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中当设备处于第一状态时第一无线收发器是不活动的，并且其中当设备处于第二状态时第一无线收发器是活动的。

23.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第一无线收发器仅当设备处于第二状态时才传输数据。

24.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第一状态是较低功率待机状态，并且其中第二状态是较高功率操作状态。

25.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在待机状态下，设备不经由第一无线收发器发送数据，并且其中在操作状态下，设备经由第一无线收发器传输数据。

26.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中在触发事件之后设备在第一状态与第二状态之间过渡。

27.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中触发事件包括以下至少之一：高于或低于预定阈值的生理参数的测量、指示高于或低于预定阈值的变化率的生理参数的测量、落入预定范围之外的生理参数的测量、预定时间的流逝，或者从外部设备接收到调制信号。

28.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中调制信号包括经由NFC线圈接收的无线信号。

29.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括在第二触发事件之后从第二状态过渡回第一状态。

30.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第二触发事件包括以下至少之一：落入预定范围内的生理参数的测量、高于或低于预定阈值的生理参数的测量、预定时间的流逝，或者完成到外部设备的数据传输。

31.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在第一状态下，至少一个感测元件具有第一采样频率，并且在第二状态下，所述至少一个感测元件具有大于第一采样频率的第二采样频率。

32.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中传感器包括以下中的一个或多个：EKG传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、脉搏血氧计、压力传感器、光传感器、pH传感器、血气传感器或血液化学传感器。

33.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中生理数据包括以下中的一个或多个：EKG读数、脉搏率、血压、温度、检测到的运动数据、血氧、pH数据或血液构成数据。

34.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中第一无线链路或第二无线链路中的至少一个包括以下中的一个或多个：近场通信(NFC)、红外无线、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、电感耦合或电容耦合。