一種可長期監測人體生理參數的智能人工晶體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于一種人工晶體，特別涉及一種可長期監測人體生理參數的智能人工晶體。
【背景技術】
[0002]目前，國內外在醫療技術領域中，能量供應受限是植入式器件面臨的一大難題。傳統有線供電方式極易造成感染，而電池供電方式的容量有限，且更換手術代價高昂。無線供電技術以其安全、耐用、便利等特點，在植入式器件供能領域占據主導地位。為了能夠長期、連續、準確地監測人體血糖、眼壓、體溫等生理參數，需要一個能夠安全、穩定地與體液進行長期直接接觸的可植入平臺，目前市場上此類平臺主要有皮下芯片和人工晶體兩種。皮下芯片的無線能量傳輸效率會受到皮膚和肌肉強烈吸收作用的嚴重制約。由于眼角膜與房水結構的厚度小，人工晶體平臺的無線能量傳輸效率遠高于皮下芯片平臺。然而，現有技術中的人工晶體僅具有光學功能，并不具備監測人體生理參數的功能。
【發明內容】
[0003]本發明克服了上述存在的缺陷，目的是提供一種可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，使罹患糖尿病、青光眼等疾病的用戶與其醫護人員能夠用專門的智能手機客戶端軟件接收智能人工晶體發送的數據，用以長期連續并準確地監測某些特定的生理參數。
[0004]本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體內容簡述:
本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:采用石墨烯基天線陣列依次與濾波器、整流器、穩壓器及超級電容器連接，超級電容器分別通過葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器與數據存儲器的I/O端口連接，數據存儲器再通過I/O端口與信號調制模塊連接，信號調制模塊與石墨烯基天線陣列相連；無線充電時將體外無線能量源與石墨烯基天線陣列進行無線連接；數據傳輸時將石墨烯基天線陣列與智能手機客戶端軟件進行無線連接，將智能手機客戶端軟件安裝在智能手機中。
[0005]可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，是由:支撐結構、丙烯酸酯外殼、石墨烯基天線陣列、生理參數監測芯片和能量轉換與儲存芯片組成；石墨烯基天線陣列、生理參數監測芯片和能量轉換與儲存芯片封裝在丙烯酸酯外殼中。
[0006]所述的石墨烯基天線陣列，由兩個石墨烯基環形天線并聯組成，石墨烯基環形天線能夠折疊。
[0007]所述的生理參數監測芯片，由:記憶模塊、傳感器模塊、信號調制模塊構成，封裝在丙烯酸酯外殼中。
[0008]所述的記憶模塊，由:數據存儲器和四個的I/O端口構成。
[0009]所述的傳感器模塊，由:葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，通過I/O端口與數據存儲器相連接，封裝在丙烯酸酯外殼內。
[0010]所述的信號調制模塊與石墨烯基天線陣列相連，并通過I/O端口與數據存儲器相連接。
[0011]所述的能量轉換與儲存芯片，封裝在丙烯酸酯外殼中，由:濾波器、整流器、穩壓器和超級電容器構成。
[0012]本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體與現有技術相比保持了優異的可折疊性能，實現了傳統人工晶體無法做到的長期、連續、準確地監測人體血糖、眼壓、體溫等生理參數的功能。
【附圖說明】
[0013]圖1是可長期監測人體生理參數的智能人工晶體的結構框圖；
圖2是可長期監測人體生理參數的智能人工晶體的結構示意圖；
圖3是可長期監測人體生理參數的智能人工晶體折疊后的結構示意圖；
圖中是支撐結構、2是丙烯酸酯外殼、3是石墨烯基天線陣列、4是生理參數監測芯片、5是能量轉換與儲存芯片。
【具體實施方式】
[0014]本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體是這樣實現的，下面結合附圖做具體說明。
[0015]見圖1，可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，采用石墨烯基天線陣列依次與濾波器、整流器、穩壓器及超級電容器連接，超級電容器分別通過葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器與數據存儲器的I/o端口連接，數據存儲器再通過I/O端口與信號調制模塊連接，信號調制模塊與石墨烯基天線陣列相連；無線充電時將體外無線能量源與石墨烯基天線陣列進行無線連接；數據傳輸時將石墨烯基天線陣列與智能手機客戶端軟件進行無線連接，將智能手機客戶端軟件安裝在智能手機中，用戶在需要獲得當前以及過去一段時間內的生理參數時開啟此軟件，接收從智能人工晶體發送的數據，然后在智能手機界面上閱讀經過信號分析得到的生理參數信息。
[0016]所述的石墨烯基天線陣列3，由兩個石墨烯基環形天線并聯組成，石墨烯基環形天線，以石墨烯基導電油墨為原材料，采用三維打印技術制成，具備優異的可折疊性能。
[0017]所述的生理參數監測芯片4，由:記憶模塊、傳感器模塊、信號調制模塊構成，封裝在丙烯酸酯外殼2中；所述的記憶模塊，由:數據存儲器和四個的I/O端口構成。
[0018]所述的傳感器模塊，由:葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器構成，通過I/O端口與記憶模塊相連接，封裝在丙烯酸酯外殼2內，傳感器探頭與房水直接接觸，準確監測人體生理參數。
[0019]所述的信號調制模塊，與石墨烯基天線陣列相連，并通過I/O端口與數據存儲器相連接。
[0020]所述的能量轉換與儲存芯片5，封裝在丙烯酸酯外殼2中，由:濾波器、整流器、穩壓器和超級電容器構成。
[0021]見圖2、圖3，可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，是由:支撐結構1、丙烯酸酯外殼2、石墨烯基天線陣列3、生理參數監測芯片4和能量轉換與儲存芯片5組成；石墨烯基天線陣列3、生理參數監測芯片4和能量轉換與儲存芯片5封裝在丙烯酸酯外殼2中。
[0022]所述的支撐結構I及丙烯酸酯外殼2，主要成分為丙烯酸酯與紫外線吸收劑，而且為避免無線能量傳輸效率的降低，不對其進行肝素表面處理。
[0023]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0024]見圖1，過程1:通過石墨烯基天線陣列從體外無線能量源收集電磁波能量，經過濾波器、整流器、穩壓器后，輸送給超級電容器儲存起來。此過程為無線充電過程；
過程2:葡萄糖傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器依靠超級電容器提供能量，將采集到的房水葡萄糖濃度、壓力、溫度信息經I/O端口傳給數據存儲器儲存，此過程為信息采集過程；
過程3:信號調制模塊將數據存儲器中的數據轉化為高頻調制信號后，通過石墨烯基天線陣列發送給智能手機客戶端軟件，然后在手機界面上將經過信號分析得到的生理參數信息顯示出來。此過程為數據傳輸過程。
[0025]見圖2，為獲得優異的可折疊性能，支撐結構I與丙烯酸酯外殼2均由丙烯酸酯與紫外線吸收劑制成；石墨烯基天線陣列3以石墨烯基導電油墨為原材料，采用三維打印技術制成。
[0026]將濾波器、整流器、穩壓器和超級電容器集成在能量轉換與儲存芯片5中；將葡萄糖傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，I/O端口，數據存儲器，信號調制模塊集成在生理參數監測芯片4中。
[0027]見圖3，為避免推注時損壞能量轉換與儲存芯片5、生理參數監測芯片4，應將折疊后的本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體按圖3中所示的方向推注植入晶狀體囊袋內。
[0028]本發明可長期監測人體生理參數的智能人工晶體與現有技術中的人工晶體相比，將電路裝入人工晶體光學部周邊，能夠實現對血糖、眼壓、體溫等人體生理參數長期、連續、準確的監測，同時以石墨烯基導電油墨為原材料，采用三維打印技術制作天線及芯片之間的連接電路，保持了優異的可折疊性能。
[0029]與現有技術中的其他生理參數監測設備相比，本發明基于人工晶體平臺，能夠安全、穩定地與房水進行長期直接接觸，進而實現對血糖、眼壓、體溫等人體生理參數長期、連續、準確的監測。此外，植入本發明之后，生理參數測量過程變為無創、無痛、快速的信息讀取，能夠大幅減少用戶的痛苦和不便。
【主權項】
1.一種可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:采用石墨烯基天線陣列依次與濾波器、整流器、穩壓器及超級電容器連接，超級電容器分別通過葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器與數據存儲器的I/o端口連接，數據存儲器再通過I/O端口與信號調制模塊連接，信號調制模塊與石墨烯基天線陣列相連；無線充電時將體外無線能量源與石墨烯基天線陣列進行無線連接；數據傳輸時將石墨烯基天線陣列與智能手機客戶端軟件進行無線連接，將智能手機客戶端軟件安裝在智能手機中。2.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:是由支撐結構(I)、丙烯酸酯外殼(2)、石墨烯基天線陣列(3)、生理參數監測芯片(4)和能量轉換與儲存芯片(5)組成；石墨烯基天線陣列(3)、生理參數監測芯片(4)和能量轉換與儲存芯片(5)封裝在丙烯酸酯外殼(2)中。3.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的石墨烯基天線陣列(3)，由兩個石墨烯基環形天線并聯組成，石墨烯基環形天線能夠折置。4.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的生理參數監測芯片(4)，由:記憶模塊、傳感器模塊、信號調制模塊構成，封裝在丙烯酸酯外殼(2)中。5.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的記憶模塊，由:數據存儲器和四個的I/o端口構成。6.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的傳感器模塊，由:葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，通過I/o端口與數據存儲器相連接，封裝在丙烯酸酯外殼(2)內。7.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的信號調制模塊與石墨烯基天線陣列(3)相連，并通過I/O端口與數據存儲器相連接。8.根據權利要求1所述的可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于:所述的能量轉換與儲存芯片(5)，封裝在丙烯酸酯外殼(2)中，由:濾波器、整流器、穩壓器和超級電容器構成。
【專利摘要】本發明涉及一種可長期監測人體生理參數的智能人工晶體，其特征在于：采用石墨烯基天線陣列依次與濾波器、整流器、穩壓器及超級電容器連接，超級電容器分別通過葡萄糖傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器與數據存儲器的I/O端口連接，數據存儲器再通過I/O端口與信號調制模塊連接，信號調制模塊與石墨烯基天線陣列相連；無線充電時將體外無線能量源與石墨烯基天線陣列進行無線連接；數據傳輸時將石墨烯基天線陣列與智能手機客戶端軟件進行無線連接，將智能手機客戶端軟件安裝在智能手機中。本發明同現有技術相比保持了優異的可折疊性能，實現了傳統人工晶體無法做到的長期、連續、準確地監測人體血糖、眼壓、體溫等生理參數的功能。
【IPC分類】A61B5/01, A61B3/16, A61F2/16, A61B5/145
【公開號】CN105030374
【申請號】CN201510527133
【發明人】王文驥, 劉艷秋, 王少立
【申請人】王少立
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月26日