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　　植入式医疗设备可分为被动式和主动式两种。大多数被动式的植入式医疗设备是非电子产品，如隐形眼镜、心脏支架、人造瓣膜、人造关节等组织结构装置。主动式的植人式设备如植入式心脏除颇器和心脏起搏器等各种激励系统，需要能量供给才能代替或提高某个器官的功能，或者治疗某种疾病。目前，植入式心脏除颇器和心脏起搏器这类装置维持着上百万心脏病患者的生命。其它激励系统也被用于治疗各式问题.如小便失禁以及慢性疼痛之类的疾病，深度脑激励设备也用于治疗诸如癫痛症、痉挛性震颇和帕金森综合症等疾病。虽然这些产品目前的应用规模不算大，但肯定会在不久的将来获得更广泛的运用。表1列举了部分植入式电子设备的功能以及它们的适应症。

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　　植入式医疗电子设备通常由两大部分组成，即体内植入部分和体外测控部分。体外部分的任务是人体信息的测量与控制，从而完成疾病的诊断和治疗。整个装置包括信息的获取、处理、存档、控制、指令、显示与记录功能。体外部分与一般的医学仪器相同，系统的特点主要集中在植入部分上，以及体内外信息和能量的交换上。植入式医疗电子设备需要能量供给才能工作，它的能量供给方式有植入式电池供电和外部电源供电两种方式。本文结合具体的植入式医疗电子设备详细介绍这两种能量供给方式的特点。

　　1、植入式电池供电

　　使用植入式电池的重要原因是因为它的高可靠性。与许多消费电子产品不同，用于植入式医疗电子设备的电池是不能随意更换的。在植入式医疗电子设备密封之前，电池就牢固地固定在其内部。从这以后，在植入式医疗电子设备的侧试阶段、储存阶段以及植入人体之后，植入式电池就一直为设备供电。通常，我们可以确定电池的使用寿命。那么，作为植入式医疗电子设备组成部分的植入式电他就限定了植入式医疗电子设备的使用寿命。一般，植入式电池要工作(5~10)年。在此期间，植入式电池要具有极小的输出电压降，无任何不良的副作用。如果医学技术上的进步使得植入式医疗电子设备更换比较容易，那么就不再需要考虑电池自身的使用状况了，目前这只是一种理想的情况。

　　医生和患者都希望植入式医疗电子设备的体积尽可能小。一个植入式心脏起搏器体积大约20ml，植入式除颤器体积大约是心脏起搏器提及的（3~4)倍。不管是哪一种植入式医疗电子设备，几乎一半的体积是被内部电池占用了。因此，体积能量密度(能量体积比)或质量能量密度〔能量质量比)对于植入式电池的设计选择都是要重点考虑的参数。

　　为了避免尖锐的棱角可能损害周围的组织或者穿透皮肤，多数植入式医疗电子设备的形状为圆形或椭圈形，植入式电池的形状一般设计成圆形。电池的形状确定之后才能确定整个植入式医疗电子设备的几何尺寸。

　　1.1早期发展

　　低功耗或是极少出现高功耗使用情况的植入式医疗电子设备，通常可以利用内部电池供电。例如，植人式心脏起搏器，电池的一半功率用于心脏刺激，而另一半功率用来完成监测、数据记录等工作，这些工作耗能不高。以植入式心脏起搏器的电源为例，植入式心脏起搏器最初采用镍镉充电电池作为电源，通过感应充电进行能量的传递。单个电池电压有125v，容量190mAh，这种电池的主要问题是寿命短，充电的可靠性依靠患者本人。目前镍镉充电电池供电的植入式心脏起搏器已不再销售。

　　在20世纪60年代，锌汞电池广泛地应用于植入式心脏起搏器中。这种电池有很高的电荷体积密度和稳定的电压，3个至6个锌汞电池串联可提供4V‘SV电压。但这种电池不能做到完全密封，易使液体渗人起搏器引起短路和故障。另外，锌汞电池在电池耗尽过程中电压变化很小，因此也很难估计电池的使用情况。目前已经不再使用这种电池作为植入式心脏起搏器的电源。

　　放射性核素电池也曾经用作植入式心脏起搏器的电源。放射性元素钋具有87 年的半衰期，用这种元素制成的核素电池在10年内输出电压下降只有1%。放射性核素电池具有相当长的使用寿命，但体积大、毒性、放射性等诸多间题限制了它的应用。

　　1.2锂电池

　　20世纪70年代中期研制成功了锂电池，这种电池具有高能量密度，高可靠性，自放电小以及应用固体电解质，可以全密封等特点，替代了锌汞电池，使植入式起搏器的寿命延长到(5~10)年。新型钛外壳用于封装电池及电路，内部则由环氧树脂及硅橡胶填充。新型钛外壳以及特殊屏蔽物能够很好地保护内部物件，并且减少外部电磁干扰。安装了这类新型起搏器的病人可以安全地使用微波炉及其它家用或办公室内的常用电器。

　　目前，锂碘电池广泛地成为植入式医疗电子设备的能源选择。锂碘电池是一种固态离子电池，阳极即电池的负极是由锂做的，阴极即电池的正极由碘和聚合物如聚一2一乙烯基毗咤的复合物，在两级之间是固体电解质。碘化锂固态电解质的低导电性将电流限制在微安级别，但已经足够驱动心脏起搏器了。碘化锂隔膜能够自动愈合，这样使得锂碘电池非常安全、可靠是植入式心脏起搏器供电能源的最佳选择。电池和控制电路工程上的进步使得植入式电池只有先前的一半大小了。自从1972年以来，大约有50 万个锂碘电池成功地应用于植入式心脏起搏器中。

1.3 体内充电电池

　　广泛用于植入式医疗电子设备中的充电电池有镍镉电池、镍氢电池和锂离子充电电池(二次锂电池)。三种电池的部分性能指标参见表2。

　　锂离子充电电池以其高工作电压、高循环寿命和高能量密度等优异性能而备受世人青睐，被认为是目前综合性能最好的电池体系。