專利名稱：多傳感器應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可植入在人體內(nèi)的傳感器。更具體地，本發(fā)明涉及用 于在人體內(nèi)植入多傳感器的裝置和方法。
背景技術(shù)：
醫(yī)用傳感器能夠被植入到人體中以獲取關(guān)于特定身體功能的診 斷數(shù)據(jù)。例如，位于身體的血管系統(tǒng)內(nèi)的壓力傳感器能夠測量體內(nèi)多
個不同位置處的血壓。圖1示出了位于血管8內(nèi)的具有傳感器4和可 壓縮的保持元件6的典型的傳感器組件2。傳感器4是一種自持 (self-contained)裝置，具有自己的電源和用于將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程裝置 的通信電路。通過將導(dǎo)管插入到身體內(nèi)并將導(dǎo)管移動穿過心血管系統(tǒng) 直到導(dǎo)管的端部位于期望的植入位置，能夠?qū)⑦@類傳感器植入到身體 內(nèi)。從而能夠穿過導(dǎo)管供給傳感器并將傳感器定位在適當(dāng)?shù)难軆?nèi)。
由于人體的特性，操縱導(dǎo)管穿過的血管系統(tǒng)的部分可具有相對急 劇變化的半徑，因此會要求導(dǎo)管在到達(dá)期望的植入位置之前在身體內(nèi) 拐一個或多個彎。因此，穿過身體供給的任何傳感器必須足夠小，以 越過當(dāng)導(dǎo)管被定位在身體內(nèi)時導(dǎo)管中的任何拐角。這個尺寸限制影響 包含在傳感器內(nèi)的電源的尺寸，并相應(yīng)地影響電源的壽命，因而影響 傳感器能夠在身體內(nèi)起作用的時長。例如，傳感器可具有額定壽命在 包括周期性再充電的正常使用下為IO年的電源。替換身體內(nèi)的這類傳 感器是不期望的。因此，期望能夠在不需要替換傳感器的情況下延長 可以在給定位置獲取診斷數(shù)據(jù)的時長。因此，所需要的是，在對診斷 傳感器給定尺寸限制的情況下，在給定位置測量診斷數(shù)據(jù)更長的時段 的方法。

發(fā)明內(nèi)容
6本發(fā)明致力于一種測量人體內(nèi)壓力的方法。該方法包括將壓力感 測組件植入到人體內(nèi)。感測組件包括植入時能夠擴展的柔性結(jié)構(gòu)以及 各具有自持電源的第一和第二傳感器元件。所述方法包括執(zhí)行周期性
的數(shù)據(jù)收集事件，包括從第一和第二元件中的至少一個中收集傳感器 數(shù)據(jù)包。
本發(fā)明還致力于一種用于植入到人體內(nèi)的傳感器組件。該傳感器 組件包括在植入人體內(nèi)時能夠擴展的柔性結(jié)構(gòu)以及第一和第二傳感器 元件。第一傳感器元件包括自持電源、感測元件和能夠與遠(yuǎn)程通信裝 置通信的集成通信裝置。 一方面，所述傳感器組件是植入在人體內(nèi)的 壓力感測系統(tǒng)的部分。壓力感測系統(tǒng)包括植入在人體內(nèi)的遠(yuǎn)程通信裝 置。在本發(fā)明的一方面中，遠(yuǎn)程通信裝置是脈沖發(fā)生器。遠(yuǎn)程通信裝 置能夠向傳感器廣播消息。廣播消息包括被預(yù)期的傳感器元件識別的 地址數(shù)據(jù)。
雖然公開了多個實施例，但是從下面的示出和描述了本發(fā)明的示 例性實施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它實施例對本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說將是明顯的。因此，附圖和詳細(xì)描述實際上應(yīng)被看作示例性的而非 限制性的。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的可植入的傳感器組件位于內(nèi)部的人體內(nèi)的腔的 局部剖視圖2示出了與本發(fā)明的實施例相關(guān)的能夠被使用的可植入的多傳 感器組件；
圖3是圖2中的多傳感器組件的傳感器元件的功能框圖； 圖4是位于插入工具內(nèi)的拐彎處的圖2中的可植入的多傳感器組 件的剖視圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在多傳感器組件的傳感器和遠(yuǎn) 程通信裝置之間通信的方法的流程圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的在多傳感器組件的傳感器和遠(yuǎn) 程通信裝置之間通信的方法的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的在多傳感器組件的傳感器和遠(yuǎn) 程通信裝置之間通信的方法的流程雖然本發(fā)明易于進(jìn)行各種變型和替換實施，但是附圖中已經(jīng)通過 例子示出了具體的實施例，并在下面進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，并不是 為了將本發(fā)明限制于所描述的特定實施例。相反，本發(fā)明意在覆蓋落 入所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有變型、等同物以及替換。
具體實施例方式
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有多個傳感器元件12的 傳感器組件10，每個傳感器元件12都結(jié)合到植入到人體的血管26中 的可壓縮的保持裝置16。如下面所描述，傳感器組件10包括兩個或更 多個傳感器元件12，并能夠被植入在人體的心血管系統(tǒng)內(nèi)以測量植入 位置處的血壓。傳感器組件10被示出位于人體內(nèi)的血管26中?？蓧?縮的保持裝置16可擴展成接觸血管26的內(nèi)表面46，以將傳感器組件 IO保持在其正確位置。可壓縮的保持裝置16可以是支架、支桿或其它 相似裝置。通過將傳感器元件12焊接到保持裝置16或者通過使用其 它公知的結(jié)合結(jié)構(gòu)，將傳感器元件12中的每個結(jié)合到可壓縮的保持裝 置16。傳感器組件10被示出具有兩個傳感器元件12，雖然在不脫離 本發(fā)明的范圍的情況下傳感器組件可以具有任何數(shù)目的附加傳感器組 件。例如，傳感器組件10可具有結(jié)合到可壓縮的保持裝置16的第三 傳感器元件(未示出)。
當(dāng)傳感器組件10如圖2所示植入人體內(nèi)時，傳感器12能夠經(jīng)由 通信鏈路28與遠(yuǎn)程通信裝置20通信。在一個實施例中，遠(yuǎn)程通信裝 置20是植入人體內(nèi)的脈沖發(fā)生器?？蛇x地，遠(yuǎn)程通信裝置20可以為 植入人體內(nèi)的或者位于人體外的任何其它裝置。在一個實施例中，利 用無線聲通信建立傳感器12和通信裝置20之間的通信鏈路28?？蛇x 地，能夠通過感應(yīng)、射頻或其它通信技術(shù)來建立通信鏈路28。
傳感器組件10的傳感器12進(jìn)一步標(biāo)識為第一傳感器元件22和第 二傳感器元件24。為了本說明書的目的，傳感器組件10的傳感器元件 12被共同地稱為或統(tǒng)稱為傳感器元件12，而各個具體地稱為第一傳感器元件22和第二傳感器元件24。圖3是傳感器元件12的框圖。傳感 器元件12包括可再充電的電源30、感測元件32、包括地址數(shù)據(jù)34的 存儲器38、通信元件36和控制器40。通信元件36包括用于與遠(yuǎn)程通 信裝置20 (圖2)通信的適當(dāng)結(jié)構(gòu)，并可以包括一種或多種列在上面 的類型的和/或其它類型的通信技術(shù)。電源30可以是電池。
存儲器38可以是任何類型的現(xiàn)有技術(shù)中公知的存儲器。以示例的 方式而非限制性的，存儲器38可包括隨機存取存儲器(RAM)或只讀 存儲器(ROM)。存儲器38可包括電可擦除可編程R0M (EEPROM)?，F(xiàn) 有技術(shù)中公知的其它類型的存儲器可適于特定的應(yīng)用。非限制性地， 控制器40可以是微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理器或者專用集成 電路(ASIC)?？刂破?0可具有用于臨時存儲數(shù)據(jù)或可執(zhí)行指令的寄 存器，所述數(shù)據(jù)或可執(zhí)行指令可以從存儲器38讀取。
地址數(shù)據(jù)34提供傳感器元件12內(nèi)的識別以允許傳感器元件12確 定傳感器元件12是否是消息或數(shù)據(jù)的期望接收者。來自通信裝置20 的消息可以是廣播消息或者以特定的傳感器元件為目標(biāo)。從遠(yuǎn)程通信 裝置20發(fā)送的有目標(biāo)的消息包括與預(yù)期傳感器元件12相關(guān)聯(lián)的地址。 每個傳感器元件12處理具有與它的唯一地址相對應(yīng)的地址的消息。因 而，遠(yuǎn)程通信裝置20能夠?qū)⑾l(fā)送到傳感器元件12中的一個或所 有。在一個實施例中，地址數(shù)據(jù)34存儲在可再編程的或只讀數(shù)字存儲 器中。期望的是，第一傳感器元件22和第二傳感器元件24能夠具有 相同或相似的構(gòu)造。然而，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，第一傳 感器元件22和第二傳感器元件24可包括一些區(qū)別和其它特征。
傳感器元件32檢測生理參數(shù)，例如但不限于壓力，并發(fā)射與所檢 測的參數(shù)相應(yīng)的信號。在這方面，傳感器元件32實際上可以是壓電的 或容性的，或者是用于感測所關(guān)心的生理參數(shù)的任何其它合適的技術(shù)。 雖然這里描述的實施例主要涉及感測血壓，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解，根據(jù)特定的應(yīng)用可以感測其它類型的生理參數(shù)。傳感器元件12通 常容納在由生物相容的材料構(gòu)成的殼體中，以便于植入在人體中。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于植入傳感器組件10的插 入工具42的一部分。插入工具42可以是插入到人體的血管系統(tǒng)中并供給到人體內(nèi)期望植入位置的柔性導(dǎo)管。 一旦插入工具42正確地位于
人體內(nèi)，就能夠穿過插入工具42將傳感器組件10供給到期望的植入 位置。當(dāng)傳感器組件10加載到插入工具42中時，可壓縮的保持裝置 16被壓縮使得傳感器組件10能夠配合在插入工具42內(nèi)。如圖4所示， 可壓縮的保持元件16是足夠柔性的，以適于彎角44，從而傳感器元件 12都能夠穿過彎角。 一旦傳感器組件10穿過插入工具42而被供給， 則其位于血管26中(圖2)?？蓧嚎s的保持元件16擴展成接合血管 26的內(nèi)表面46，以將傳感器組件10固定到位置中?？蛇x地，傳感器 組件能夠植入在人體的其它部分中，包括但不限于食道或其它氣管中。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在遠(yuǎn)程通信裝置20 (圖2) 和傳感器元件12 (圖2)之間傳送傳感器數(shù)據(jù)包的方法的功能流程圖 100。遠(yuǎn)程通信裝置20和傳感器元件12具有主/從關(guān)系，使得在它們執(zhí) 行任何數(shù)據(jù)收集和/或傳輸之前，傳感器元件12依賴于來自遠(yuǎn)程通信裝 置20的通信。因此，正是遠(yuǎn)程通信裝置20確定何時執(zhí)行流程圖100 中所示的通信方法中的什么步驟。在來自遠(yuǎn)程通信裝置20的任何請求 之前，傳感器元件12處于功率節(jié)約狀態(tài)。應(yīng)該理解的是，下面對數(shù)據(jù) 收集方法的描述描述了該方法的功能性方面，并且多個實施例可以用 來實現(xiàn)所描述的功能。例如，可以使用通信協(xié)議來限定在遠(yuǎn)程通信裝 置20和傳感器元件12之間發(fā)送的消息的結(jié)構(gòu)。在與本申請同一天提 交的并要求美國臨時專利申請No.60/820059的優(yōu)先權(quán)的相關(guān)申請 XX/XXX，XXX中詳細(xì)描述了遠(yuǎn)程通信裝置20和傳感器元件12之間的 通信協(xié)議的一個特定實施例，這兩個申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于 此，用于各種目的。
參考流程圖100中的方框102，遠(yuǎn)程通信裝置20試圖從第一傳感 器元件22獲取傳感器數(shù)據(jù)包。遠(yuǎn)程通信裝置20在預(yù)定時間或者響應(yīng) 于來自外部通信裝置(未示出)的請求發(fā)起與第一傳感器元件22的通 信。遠(yuǎn)程通信裝置20廣播向第一傳感器元件22 (圖2)請求傳感器數(shù) 據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)請求消息。然后，遠(yuǎn)程通信裝置20等待預(yù)定的時長用 于第一傳感器元件22響應(yīng)。數(shù)據(jù)請求消息能夠請求單個傳感器數(shù)據(jù)點、 多個傳感器數(shù)據(jù)點或者對于給定時段的連續(xù)的數(shù)據(jù)流。當(dāng)向第一傳感器元件22請求傳感器數(shù)據(jù)的傳感器數(shù)據(jù)請求消息 被廣播時，所有的傳感器元件12接收該消息并進(jìn)入識別狀態(tài)。當(dāng)傳感 器元件12處于初始化狀態(tài)時，傳感器元件12處理到來的通信數(shù)據(jù)以
確定消息是否是用于特定的傳感器。來自遠(yuǎn)程通信裝置20的傳感器數(shù) 據(jù)請求消息包括地址。傳感器元件12中的每個比較傳感器數(shù)據(jù)請求消
息中的地址，以確定該地址是否與傳感器元件的地址相對應(yīng)。如果傳
感器元件12確定地址不匹配，則傳感器元件12忽略該消息并返回功 率節(jié)約狀態(tài)。
框102中的傳感器數(shù)據(jù)請求消息包括與第一傳感器元件22的唯一 地址數(shù)據(jù)38相對應(yīng)的地址。第一傳感器元件22識別出傳感器數(shù)據(jù)請 求消息的地址與它的唯一地址數(shù)據(jù)38相匹配之后進(jìn)入激活狀態(tài)，在該 激活狀態(tài)下第一傳感器元件22收集傳感器數(shù)據(jù)并將傳感器數(shù)據(jù)包回傳 到遠(yuǎn)程通信裝置20。在一個實施例中，傳感器數(shù)據(jù)包包括感測的數(shù)據(jù) 例如壓力。此外，傳感器數(shù)據(jù)包包括描述它的電源的電荷水平的電源 值。 一旦第一傳感器元件22已經(jīng)將它的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程通信裝置20， 它就返回功率節(jié)約狀態(tài)。
參考框104，在發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)請求消息并等待預(yù)定時長之后， 如果遠(yuǎn)程通信裝置20還沒有從第一傳感器元件22接收到傳感器數(shù)據(jù) 包，則遠(yuǎn)程通信裝置20將向第二傳感器元件24請求信息，如框120 中所示和下面所述。在遠(yuǎn)程通信裝置20向第二傳感器元件24發(fā)送傳 感器數(shù)據(jù)請求消息之前，遠(yuǎn)程通信裝置20可以不止一次地嘗試收集來 自第一傳感器元件22的信息。然而，如果遠(yuǎn)程通信裝置20確實收到 來自第一傳感器元件22的數(shù)據(jù)，則遠(yuǎn)程通信裝置20如流程圖100中 的框106中所示地處理從第一傳感器元件22接收的傳感器數(shù)據(jù)包。
處理傳感器數(shù)據(jù)包的步驟可以包括存儲感測數(shù)據(jù)和/或電源值、將 傳感器數(shù)據(jù)和/或電源值傳送到另一遠(yuǎn)程裝置(未示出)、將傳感器數(shù) 據(jù)和/或電源值用于計算和/或算法中、或者上述步驟的任何組合。如框 108中所示，遠(yuǎn)程通信裝置20接著確定第一傳感器元件22在其電源 30(圖3)中是否剩有足夠的電荷。將電源值與電荷閾值相比較，以確 定第一傳感器元件22是否剩有充足的電荷來繼續(xù)收集傳感器數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程通信裝置20。如果電源值大于閾值，則第一傳感器
元件22剩有足夠的電荷，遠(yuǎn)程通信裝置等待預(yù)定的時長(如框110中
的延遲所示)或者等待來自另一遠(yuǎn)程裝置(未示出)的請求，從而至
框102并重復(fù)數(shù)據(jù)收集循環(huán)。然而，如果電源值低于閾值，則第一傳 感器元件22在其電源中剩有的電荷不足，遠(yuǎn)程通信裝置20等待預(yù)定 的時長(如框128中的延遲所示)或者等待外部請求，從而向第二傳 感器元件24請求數(shù)據(jù)。
框120表示向第二傳感器元件24請求傳感器攀據(jù)。遠(yuǎn)程通信裝置 20發(fā)送具有與第二傳感器元件24的唯一地址38相對應(yīng)的地址的傳感 器數(shù)據(jù)請求消息。然后，遠(yuǎn)程通信裝置20等待第二傳感器元件24響 應(yīng)。如果第二傳感器元件24收到傳感器數(shù)據(jù)請求消息，則其進(jìn)入激活 狀態(tài)，收集傳感器數(shù)據(jù)和電源值，將數(shù)據(jù)包回傳到遠(yuǎn)程通信裝置20， 并返回功率節(jié)約狀態(tài)。
參考框122，在發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)請求消息并等待預(yù)定的時長之后， 如果遠(yuǎn)程通信裝置20還沒有從第二傳感器元件24接收到傳感器數(shù)據(jù) 包，則遠(yuǎn)程通信裝置20將向第一傳感器元件22請求信息，如框102 中所示和上面所述。在遠(yuǎn)程通信裝置20向第一傳感器元件22發(fā)送傳 感器數(shù)據(jù)請求消息之前，遠(yuǎn)程通信裝置20可不止一次地嘗試從第二傳 感器元件24收集傳感器數(shù)據(jù)包。應(yīng)該指出的是，遠(yuǎn)程通信裝置20只 在沒有從第一傳感器元件22接收到對數(shù)據(jù)請求的響應(yīng)之后或者由于第 一傳感器元件22的低電荷情況才向第二傳感器元件24請求傳感器數(shù) 據(jù)。然而，因為電源是可再充電的，所以第一傳感器元件22已經(jīng)被再 充電并將能夠響應(yīng)對傳感器數(shù)據(jù)的請求是完全可能的，盡管第一傳感 器元件22先前不能響應(yīng)對傳感器數(shù)據(jù)的請求。然而，如果遠(yuǎn)程通信裝 置20從第二傳感器元件24接收到傳感器數(shù)據(jù)包，則遠(yuǎn)程通信裝置如 框124中所示地處理數(shù)據(jù)包。以與上述相對于第一傳感器元件22所述 的方式相似的方式處理從第二傳感器元件24接收的第二數(shù)據(jù)。
如框126中所示，遠(yuǎn)程通信裝置20接著確定第二傳感器元件24 在其電源30中是否剩有足夠的電荷。將第二傳感器元件24的電源值 與電荷閾值相比較。如果電源值大于閾值，則第二傳感器元件24在其
12電源30中剩有足夠的電荷，并且遠(yuǎn)程通信裝置20等待預(yù)定的時長(如
框128中的延遲所示)或者等待外部請求來提示遠(yuǎn)程通信裝置向第二 傳感器元件24請求數(shù)據(jù)(如框120中所示)。
然而，如果電源值低于閾值，則第二傳感器元件24在其電源中沒 有剩有足夠的電荷，并且遠(yuǎn)程通信裝置20等待(如框110中的延遲所 示)提示以向第一傳感器元件22請求傳感器數(shù)據(jù)(如框102中所示)。 可選地，即使第二傳感器元件24正確地工作并具有充足的電荷(在流 程圖100中未示出)，遠(yuǎn)程通信裝置20也可以通過發(fā)出帶有與第一傳 感器元件22的唯一地址38相對應(yīng)的地址的傳感器數(shù)據(jù)請求消息而不 時地從框128跳到框102，以嘗試向第一傳感器元件22請求數(shù)據(jù)。雖 然流程圖100詳細(xì)示出了遠(yuǎn)程通信裝置20和具有兩個傳感器元件12 的傳感器組件IO之間的相互作用，但是其它實施例可包括任何數(shù)目的 傳感器元件12。在那些情況下，遠(yuǎn)程通信裝置20能夠以與這里描述的 方式相似的方式從一個傳感器移到下一個傳感器以從具有足夠電荷的 傳感器獲得讀數(shù)。此外，雖然流程圖100和上面的描述詳細(xì)示出了基 于傳感器數(shù)據(jù)請求的單個傳感器數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膫鬏?，但是單個數(shù)據(jù)請 求能夠可選地請求多個傳感器數(shù)據(jù)包以在一個時段內(nèi)提供讀數(shù)。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的在遠(yuǎn)程通信裝置20和傳感器 元件12 (圖2中示出)之間傳送傳感器數(shù)據(jù)的方法的功能流程圖200。 在這個實施例中，遠(yuǎn)程通信裝置20交替地在第一傳感器元件22和第 二傳感器元件24 (以及任何額外的傳感器)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，而不 是僅從一個傳感器收集數(shù)據(jù)直到該傳感器不能響應(yīng)或發(fā)出低電荷信 號。
在流程圖200的框202'處，遠(yuǎn)程通信裝置20試圖從第一傳感器元 件22獲取傳感器數(shù)據(jù)。如上面相對于流程圖100中的框102所述，遠(yuǎn) 程通信裝置20通過廣播具有與第一傳感器元件22的唯一地址38相對 應(yīng)的地址的數(shù)據(jù)請求消息來發(fā)起與第一傳感器元件22的通信。第一傳 感器元件22通過向遠(yuǎn)程通信裝置20提供傳感器數(shù)據(jù)包而如上所述地 響應(yīng)，然后返回功率節(jié)約狀態(tài)。
參考框204，在發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)請求消息并等待預(yù)定時長之后，如果遠(yuǎn)程通信裝置20還沒有從第一傳感器元件22接收到傳感器數(shù)據(jù)
包，則遠(yuǎn)程通信裝置將向第二傳感器元件24請求信息，如框220所示 和下面所述。如流程圖100中的步驟104所示，如果第一傳感器元件 22沒有及時響應(yīng)，則遠(yuǎn)程通信裝置20在嘗試與第二傳感器元件24通 信之前可以不止一次地嘗試請求信息。
如果遠(yuǎn)程通信裝置20及時地從第一傳感器元件22收到數(shù)據(jù)，則 在框206處遠(yuǎn)程通信裝置20處理數(shù)據(jù)。處理傳感器數(shù)據(jù)包的步驟可包 括存儲所感測的數(shù)據(jù)和/或電源值、向另一遠(yuǎn)程裝置(未示出)傳送所 感測的數(shù)據(jù)和減電源值、將所感測的數(shù)據(jù)和/或電源值用于計算和/或算 法、或者上述步驟的任何組合。在處理傳感器數(shù)據(jù)包之后，如框208 中所示，遠(yuǎn)程通信裝置20等待預(yù)定的時長或者等待來自另一遠(yuǎn)程裝置 (未示出)的請求以向第二傳感器元件24請求數(shù)據(jù)。
參考框220，遠(yuǎn)程通信裝置20廣播與上面關(guān)于步驟120所描述的 過程相似的向第二傳感器元件24請求傳感器數(shù)據(jù)包的消息。第一傳感 器元件22通過如上所述地向遠(yuǎn)程通信裝置20提供傳感器數(shù)據(jù)包而作 出響應(yīng)，然后返回功率節(jié)約狀態(tài)。
參考框222，在發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)請求消息并等待預(yù)定的時長之后， 如果遠(yuǎn)程通信裝置20還沒有從第二傳感器元件24收到傳感器數(shù)據(jù)包， 則遠(yuǎn)程通信裝置將向第一傳感器元件22請求信息，如框202中所示和 上面所述。在遠(yuǎn)程通信裝置20向第一傳感器元件22發(fā)送傳感器數(shù)據(jù) 請求消息之前，遠(yuǎn)程通信裝置20可以不止一次地嘗試從第二傳感器元 件24收集傳感器數(shù)據(jù)包。如果第一傳感器元件22和第二傳感器元件 24都沒有響應(yīng)，則遠(yuǎn)程通信裝置20將不再繼續(xù)在向第一傳感器元件 22和第二傳感器元件24請求傳感器數(shù)據(jù)包之間切換，而是在它已經(jīng)確 定沒有傳感器響應(yīng)數(shù)據(jù)請求之后在嘗試與第一傳感器元件22建立通信 之前等待預(yù)定的時長。然而，如果遠(yuǎn)程通信裝置20從第二傳感器元件 24接收到數(shù)據(jù)，則如框224所示遠(yuǎn)程通信裝置處理數(shù)據(jù)。以與上面相 對于第一傳感器元件22所述的方式相似的方式處理從第二傳感器元件 24接收到的數(shù)據(jù)。在處理從第二傳感器元件24接收到的數(shù)據(jù)之后，遠(yuǎn) 程通信裝置20如框226中的延遲所示等待預(yù)定的時長或者等待來自另一遠(yuǎn)程裝置(未示出)的請求以移到步驟202并向第一傳感器元件22 請求數(shù)據(jù)。
圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實施例的在遠(yuǎn)程通信裝置20 (圖2)和傳 感器元件12(圖2)之間收集數(shù)據(jù)的方法的功能流程圖300。在這個實 施例中，遠(yuǎn)程通信裝置20同時向傳感器元件12中的每個請求傳感器 數(shù)據(jù)包。傳感器數(shù)據(jù)請求能夠以不同的形式請求數(shù)據(jù)。例如，傳感器 數(shù)據(jù)請求能夠指定傳感器中的每個返回特定數(shù)目的傳感器數(shù)據(jù)包或者 傳感器元件12在給定的時段以連續(xù)的數(shù)據(jù)流返回數(shù)據(jù)值。響應(yīng)中，傳 感器元件12向遠(yuǎn)程通信裝置20傳輸消息。在一些實施例中，從遠(yuǎn)程 通信裝置請求傳感器數(shù)據(jù)時刻直到所有數(shù)據(jù)已被傳輸，連續(xù)地以指定 的次序順次傳輸傳感器數(shù)據(jù)值。在這些和其它實施例中，可以響應(yīng)于 外部數(shù)據(jù)請求執(zhí)行數(shù)據(jù)收集方法或者可選地可以周期性地執(zhí)行數(shù)據(jù)收 集方法。
參考流程圖300中的框302，在遠(yuǎn)程通信裝置20和傳感器元件12 之間的任何通信之前，傳感器元件處于功率節(jié)約狀態(tài)。通過廣播包括 與傳感器元件12中的每個的全球地址(global address) 40相對應(yīng)的地 址的傳感器數(shù)據(jù)請求消息，遠(yuǎn)程通信裝置20向多個傳感器元件12中 的每個請求傳感器數(shù)據(jù)包。在一個實施例中，由遠(yuǎn)程通信裝置20發(fā)送 以向傳感器元件12請求傳感器數(shù)據(jù)的消息規(guī)定傳感器元件12返回信 息的次序以及多久返回信息。在一個實施例中，對于每個傳感器元件 12，遠(yuǎn)程通信裝置20指出在請求傳感器數(shù)據(jù)之后特定的傳感器在作出 其第一次傳輸之前應(yīng)等待多久、每個后續(xù)的傳輸之間的延遲、以及在 請求傳感器數(shù)據(jù)之后傳感器多久返回數(shù)據(jù)。
作為例子，人體具有兩個植入的傳感器元件12并且期望這兩個傳 感器元件12傳輸信息10秒鐘。每個傳感器數(shù)據(jù)包傳輸持續(xù)250毫秒。 第一傳感器元件22將被指示或者已存儲在其內(nèi)部在時刻t=0時開始傳 輸信息并且每500毫秒開始傳輸。第二傳感器元件24將被指示在時刻 t=250毫秒時開始傳輸信息并且之后每500毫秒開始傳輸。數(shù)據(jù)請求消 息可請求10秒鐘的連續(xù)數(shù)據(jù)。 一旦接收到數(shù)據(jù)請求消息，第一傳感器 元件22就在時刻t=0秒時開始它的第一個傳感器數(shù)據(jù)包的傳輸。第二傳感器元件24在1=250毫秒時開始傳輸。從而，傳感器元件12每250 毫秒交替地發(fā)送包10秒鐘，使得從傳感器元件12返回的數(shù)據(jù)被交錯 開。通過交錯傳輸，避免了嘗試同時傳輸?shù)膬蓚€傳感器之間的數(shù)據(jù)沖 突。應(yīng)該理解，時刻t-O可以是接收到數(shù)據(jù)消息之后的某時刻，以使得 傳感器有時間去收集數(shù)據(jù)。
上面的例子中的具體的時間間隔不是為了限制，根據(jù)將要收集的 數(shù)據(jù)量、植入體內(nèi)的傳感器數(shù)目、以及從傳感器元件12中的每個向遠(yuǎn) 程通信裝置20傳輸每個消息所需的時長，可以使用任何的時間間隔。
可選地，通過傳輸每個都具有與傳感器元件12的唯一地址38 (圖 3)中的每個相對應(yīng)的地址的一系列消息，遠(yuǎn)程通信裝置20能夠在發(fā) 送到每個傳感器元件的數(shù)據(jù)請求消息之前單獨地為每個傳感器元件12 提供關(guān)于其次序的具體信息。遠(yuǎn)程通信裝置20提供到每個傳感器元件 12的信息包括在收到請求傳感器數(shù)據(jù)的廣播信息之后何時開始傳輸 包、傳感器元件12在傳輸信息之前應(yīng)等待多久以及以什么頻度傳輸數(shù) 據(jù)包。還可選地，每個傳感器元件12包括存儲在傳感器元件內(nèi)的具體 信息，該具體信息關(guān)于在收到請求傳感器數(shù)據(jù)包的廣播消息之后何時 開始傳輸消息以及以什么頻度傳輸消息，因而不需要與遠(yuǎn)程通信裝置 20的任何通信來設(shè)置傳輸?shù)拇涡颉?一旦由遠(yuǎn)程通信裝置20發(fā)起通信， 傳感器元件12就處于識別狀態(tài)。在收到傳感器數(shù)據(jù)請求消息之后，傳 感器元件12處于激活狀態(tài)。
參考框304，傳感器元件12利用上述的交錯數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈g隔方案 來向遠(yuǎn)程通信裝置20傳輸傳感器數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)請求中限定的時段期間 發(fā)送信息。 一旦傳感器數(shù)據(jù)己經(jīng)被傳輸?shù)竭h(yuǎn)程通信裝置20，傳感器元 件12就返回功率節(jié)約狀態(tài)。參考框306，傳感器元件12發(fā)送并由遠(yuǎn)程 通信裝置20接收的數(shù)據(jù)被遠(yuǎn)程通信裝置20處理。處理數(shù)據(jù)能夠包括.-將傳感器包數(shù)據(jù)存儲在遠(yuǎn)程通信裝置20內(nèi)、將傳感器數(shù)據(jù)傳送到另一 遠(yuǎn)程裝置(圖2中未示出)、將傳感器包數(shù)據(jù)用于計算和/或算法、或 者上述的任何組合。
通過測量例如在肺動脈中的每個傳感器元件12處的壓力脈沖，假 定傳感器元件12之間的距離已知，則可以利用脈沖對時間的數(shù)據(jù)來計
16算流過動脈的血量。在2001年8月21日授權(quán)的題目為"System and Method for Monitoring a Parameter Associated With the Performance of a Heart"的美國專利6277078中描述了計算血流量的具體方法，其通過 引用結(jié)合于此，用于各種目的。在一個實施例中，響應(yīng)于外部請求起 動流程圖300中示出的和上面描述的數(shù)據(jù)收集方法。可選地，數(shù)據(jù)收 集方法被周期性地執(zhí)行并且在特定的時段之后被起動。雖然遠(yuǎn)程通信 裝置20可以周期性地收集數(shù)據(jù)以測量血流量，但是它不必專門使用這 里描述的數(shù)據(jù)收集方法。例如，遠(yuǎn)程通信裝置20能夠主要使用流程圖 100或流程圖200中描述的方法并且每收集數(shù)據(jù)100次或者以任何其它 頻率結(jié)合使用流程圖300中描述的方法。
由上可知從多個方面的各種不同實施例和優(yōu)點。例如，雖然可選 可再充電，但是對電源重復(fù)再充電事件和放電會劣化電源并最終不能 保持電荷。通過彼此緊靠地植入兩個或更多個傳感器，傳感器中的任 一個能夠用于獲取讀數(shù)，從而降低每個傳感器的總體使用，并降低對 再充電事件的需求，從而延長傳感器的壽命。
作為另一個例子，利用根據(jù)本發(fā)明各個實施例的傳感器組件10, 可以使得傳感器更靠近在一起，否則難以在不干擾傳感器中的一個或 兩個的情況下將兩個傳感器靠近地植入在一起。
作為另一個例子，因為根據(jù)一些實施例組件10中的傳感器以己知 的固定距離隔開，所以可以如上所述通過隨著血流過傳感器中的每個 而測量脈沖來計算血流量。
作為最后的例子，因為實施例包括多個傳感器(例如，兩個)， 所以為了安全可選地存在冗余備用。
在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)λ枋龅氖纠詫嵤├?作出各種修改和添加。例如，雖然上面描述的實施例參照特定的特征， 但是本發(fā)明的范圍還包括具有這些特征的不同組合的實施例以及沒有 包括所有所描述的特征的實施例。因此，本發(fā)明的范圍意在包括所有 這樣的替換、修改和變化，只要它們落入權(quán)利要求及其等同物的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種測量人體內(nèi)血壓的方法，包括將壓力感測組件植入到人體中的心臟附近的血管中，傳感器組件包括植入時能夠擴展的柔性結(jié)構(gòu)、結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的具有自持電源的第一傳感器元件、以及結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的具有自持電源的第二傳感器元件；和執(zhí)行周期性的數(shù)據(jù)收集事件，包括從所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件中的至少一個收集傳感器數(shù)據(jù)包。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中執(zhí)行數(shù)據(jù)收集事件的步驟包 括從所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件之一收集多個傳感器 數(shù)據(jù)包。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中執(zhí)行數(shù)據(jù)收集事件的步驟包 括從所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件中的每一個收集多個 傳感器數(shù)據(jù)包。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中執(zhí)行數(shù)據(jù)收集事件的步驟包 括交錯地從所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件收集多個傳感 器數(shù)據(jù)包。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中執(zhí)行周期性的數(shù)據(jù)收集事件 的步驟包括執(zhí)行從所述第一傳感器元件收集數(shù)據(jù)和從所述第二傳感器 元件收集數(shù)據(jù)的交替周期性的事件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中執(zhí)行周期性的數(shù)據(jù)收集事件 的步驟包括從遠(yuǎn)程通信裝置向所述第一傳感器元件提供數(shù)據(jù)請求； 響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)請求，從所述第一傳感器元件向所述遠(yuǎn)程通信裝置傳送傳感器數(shù)據(jù)包；和處理響應(yīng)于所述數(shù)據(jù)請求從所述壓力感測組件傳送到所述遠(yuǎn)程通 信裝置的所述傳感器數(shù)據(jù)包。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中從遠(yuǎn)程通信裝置向所述第一 傳感器元件提供數(shù)據(jù)請求的步驟包括廣播消息，并且其中所述消息包 括被所述第一傳感器元件識別的地址信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中從所述第一傳感器元件傳送 傳感器數(shù)據(jù)包的步驟包括傳送表示所述自持電源的電荷水平的電源 值，處理傳感器數(shù)據(jù)的步驟包括將所述電源值與閾值相比較，并且不 執(zhí)行從所述第二傳感器元件收集數(shù)據(jù)的步驟直到所述第一傳感器元件 的自持電源的電荷值低于閾值水平。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中植入壓力感測組件的步驟包括將中空的柔性插入工具的第一端部插入到人體中并將所述插入工 具供入到體內(nèi)，使得所述第一端部鄰近期望的植入位置定位； 將所述壓力感測組件插入到所述插入工具的第二端部中；致動所述壓力感測組件穿過所述插入工具，直到該組件位于期望的植入位置；和移除所述插入工具。
10. —種壓力感測系統(tǒng)，包括 用于植入到人體內(nèi)的壓力感測組件，其包括植入到人體內(nèi)時能夠擴展的柔性結(jié)構(gòu)；結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的第一壓力傳感器元件，該第一壓力傳 感器元件具有自持電源、感測元件和能夠與遠(yuǎn)程通信裝置通信的集成通信裝置；以及結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的第二壓力傳感器元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器組件，其中所述柔性結(jié)構(gòu)是支架。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器組件，其中所述柔性結(jié)構(gòu)具有 第一端部和第二端部，并且其中所述第一傳感器元件結(jié)合到所述第一 端部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器組件，其中所述第二傳感器元 件結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的所述第二端部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的壓力感測系統(tǒng)，進(jìn)一步包括植入在人 體內(nèi)的遠(yuǎn)程通信裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力感測系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程通信裝 置是脈沖發(fā)生器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力感測系統(tǒng)，其中所述遠(yuǎn)程通信裝 置能夠廣播具有地址數(shù)據(jù)的消息，并且其中所述第一傳感器元件包括 地址數(shù)據(jù)并能夠識別從所述遠(yuǎn)程通信裝置廣播的具有相應(yīng)的地址數(shù)據(jù) 的消息。
17. —種用于植入人體內(nèi)的傳感器組件，包括 植入到人體內(nèi)的血管中時能夠擴展的柔性結(jié)構(gòu)； 結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的第一壓力傳感器裝置；和 結(jié)合到所述柔性結(jié)構(gòu)的第二壓力傳感器裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器組件，其中所述柔性結(jié)構(gòu)是支架。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器組件，其中所述柔性結(jié)構(gòu)限定相對的第一和第二端部，所述第一壓力傳感器裝置結(jié)合到所述第一端 部，所述第二壓力傳感器裝置固定到所述柔性結(jié)構(gòu)的所述第二端部。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器組件，其中所述傳感器組件適 于通過導(dǎo)管植入到人體血管內(nèi)。
全文摘要
一種測量人體內(nèi)壓力的方法，包括植入壓力感測組件，該壓力感測組件具有柔性結(jié)構(gòu)以及結(jié)合到柔性結(jié)構(gòu)的具有自持電源的第一傳感器元件和第二傳感器元件。執(zhí)行周期性的數(shù)據(jù)收集事件以從傳感器元件收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集事件包括從遠(yuǎn)程通信裝置請求數(shù)據(jù)，將傳感器數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程通信裝置并處理傳感器數(shù)據(jù)。本發(fā)明還包括用于植入到人體內(nèi)的傳感器組件。傳感器組件包括第一傳感器，該第一傳感器具有自持電源、感測元件以及能夠與遠(yuǎn)程通信裝置通信的集成通信裝置。傳感器組件還包括第二傳感器和柔性結(jié)構(gòu)，第一傳感器和第二傳感器附接到該柔性結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61B5/0215GK101484070SQ200780025727
公開日2009年7月15日 申請日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者保羅·丁·荷斯康 申請人:心臟起搏器公司