用于植入式医疗设备的多轴线圈制造技术

系统、设备和方法允许在植入式医疗设备被植入患者体内时对位于该植入式医疗设备内或耦合到该植入式医疗设备的电源进行感应式再充电。在一些示例中，植入式设备包括具有多个线圈绕组的多轴天线，所述多个线圈绕组彼此正交。多轴天线被配置成：无论被施加在多轴天线上的磁场方向的取向相对于植入的医疗设备和多轴天线的取向如何，对于给定能量水平的所施加的磁场，都生成至少最低水平的感应电流，以用于为植入的医疗设备的电源进行再充电。用于为植入的医疗设备的电源进行再充电。用于为植入的医疗设备的电源进行再充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于植入式医疗设备的多轴线圈


[0001]本公开涉及用于对位于已被植入患者体内的医疗设备内的电源进行再充电的设备和系统。

技术介绍

[0002]临床上植入或提出了各种植入式医疗设备用于治疗性地医治或监测患者的一种或多种生理状况和/或神经系统疾病。这种设备可被适配成监测或医治与心脏、肌肉、神经、脑部、胃、内分泌器官或其他器官有关的病症或功能及其相关功能。微型电子和感测设备的设计和制造的进步使得能够开发具有治疗以及诊断功能的植入式设备，诸如起搏器、心脏复律器、除颤器、生化传感器、植入式循环记录器、和压力传感器等。此类设备可能与将电极或传感器定位在所期望的位置处的引线相关联，或者可以是无引线的，其中电极集成在设备壳体中。这些设备可具有如下的能力：将数据无线发射到植入患者体内的另一设备、或将数据无线发射至位于患者体外的另一仪器、或这两者。
[0003]虽然一些设备的植入需要外科手术(例如，起搏器、除颤器等)，但是其他设备可以足够小，以便以相对非侵入性的方式(诸如，通过经皮递送导管、或经静脉地)递送并放置在预期的植入位置处。作为说明性示例，已经提出了植入式微型传感器并且已将其用于血管中，以直接测量舒张压、收缩压和平均血压，以及患者的体温和心输出量。作为一个示例，具有慢性心血管病症的患者(尤其是患有慢性心力衰竭的患者)可受益于使用被适配成监测血压的植入式传感器。作为另一示例，已经提出了皮下植入式监测器并将其用于监测心率和心律，以及其他生理参数，诸如，患者姿势和活动水平。生理参数的这种直接体内测量可向临床医生提供重要信息以促进诊断和治疗决策。此外，已经提出、制造并且适配可在需要或无需外部引线的情况下被直接植入患者的心脏内的微型起搏器，以用于向患者提供起搏和其他电治疗两者。

技术实现思路

[0004]本公开描述了植入式医疗设备、系统以及相关联的技术、结构和组件，其被配置成提供对位于已被植入患者体内的医疗设备内的电源的再充电。包括要被再充电的这些电源的植入的医疗设备通常是已被相对深地植入患者体内(例如被内部地植入患者心脏内)的小型设备。这种设备的一个示例是Micra
TM
自含式(self-contained)起搏器，该起搏器被设计为内部植入，例如植入患者的心脏的腔室内，并且在各种示例中，不需要被耦合到设备的外部引线来向心脏提供起搏和电刺激。
[0005]植入的设备可包括多轴接收天线，该多轴接收天线包括耦合到再充电电路系统的一个或多个线圈并且被配置成使电流感应到所述线圈中的一个或多个线圈中以提供再充电电流，用于对植入的医疗设备的电源进行再充电。如本文所述的多轴天线的示例提供了紧凑且高效的接收天线，该接收天线可位于植入式医疗设备的壳体内，所述植入式医疗设备包括小型化植入式医疗设备的版本，诸如Micra
TM
自含式起搏器。在一些示例
中，多轴天线包括由铁氧体材料形成的天线芯(core)，该天线芯可具有立方体形状，具有第一线圈、第二线圈和第三线圈，每个线圈具有与其他线圈中的每一者的法向轴正交的法向取向轴并且被形成以环绕天线芯的一部分。包括耦合到每个线圈的单独(individual)二极管的额外电路系统可以被布置成将感应到所述线圈中的一个或多个线圈中的一个或多个电流进行整流和汇总在一起，以便提供可被施加到植入的医疗设备的电源的再充电电流。可使用再充电电流对电源进行再充电和/或对植入的医疗设备的操作供电。
[0006]当需要对这些植入式医疗设备进行再充电时，可以将包括多轴天线的设备放置在磁场内(或由多个磁场形成的合成磁场内)，该磁场由外部供电的设备和一个或多个再充电线圈生成，使得该磁场(或合成磁场)被施加到正被再充电的植入的医疗设备的多轴天线上。施加在多轴天线上的磁场被布置成将电流感应到多轴天线的线圈中的一个或多个线圈中。一个或多个感应电流可用于对植入的医疗设备的电源进行再充电和/或提供用于直接操作设备的电功率。对于施加在多轴天线上的给定能量水平的磁场，无论的磁场方向的取向相对于设备和多轴天线的取向如何，如本公开中描述的多轴天线的示例都可提供被感应到多轴天线的一个或多个线圈中的至少最低水平的再充电电流。
[0007]多轴天线可具有感应出电流以用于再充电的目的的能力，而不受磁场方向的取向相对于设备和多轴天线的取向的影响，这可允许使用简化的再充电系统对植入的医疗设备进行再充电。在一些示例中，可以仅使用生成磁场的单个平面再充电线圈、或例如仅使用单对再充电线圈来完成对植入的医疗设备的再充电，以实现对植入的医疗设备的快速再充电，而不需要精细的定向程序和/或复杂的定向装备。
[0008]本公开中描述的示例涉及一种用于对位于植入患者体内的植入的医疗设备中的电源进行再充电的方法，该方法包括：在植入式医疗设备的多轴天线处接收具有磁场方向的磁场，该磁场由至少一个再充电线圈生成，其中磁场在形成多轴天线的多个线圈中的一个或多个线圈中感应出一个或多个电流，多个线圈包括具有第一线圈取向轴的第一线圈、具有第二线圈取向轴的第二线圈、以及具有第三线圈取向轴的第三线圈，其中第一线圈取向轴和第二线圈取向轴以及第三线圈取向轴彼此正交，其中第一线圈、第二线圈和第三线圈中的每一者环绕铁氧体芯的一部分，并且其中第三线圈环绕第一线圈和第二线圈的至少一部分，并且其中第二线圈环绕第一线圈的至少一部分。方法还包括：由再充电电路系统汇总被感应到多个线圈中的一个或多个电流以形成再充电电流；以及由再充电电路系统将再充电电流施加到植入式医疗设备的电源，以对存储在电源中的能量水平进行再充电。
[0009]本公开中描述的示例还包括一种植入式医疗设备，该植入式医疗设备包括：可再充电电源，该可再充电电源耦合到位于植入式医疗设备的壳体内的一个或多个电气电路，可再充电电源被配置成向一个或多个电气电路提供电力；以及多轴天线，该多轴天线包括环绕铁氧体芯的多个线圈，多轴天线被配置成从当具有磁场方向的外部生成的磁场被施加到多轴天线上时被感应到多个线圈中的一个或多个线圈中的一个或多个电流，生成再充电电流，多轴天线被定位在植入式医疗设备的壳体内并且由形成壳体的一部分的天线窗口环绕，天线窗口由无线电透射(radio transmissive)的材料形成，其中多个线圈包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，第一线圈具有第一线圈取向轴并且由第一导电绕组形成，第二线圈具有第二线圈取向轴并且由第二导电绕组形成，第三线圈具有第三线圈取向轴并且由第三导电绕组形成，第一线圈取向轴、第二线圈取向轴和第三线圈取向轴彼此正交。植入式医
疗设备还包括：再充电电路系统，该再充电电路系统耦合到多轴天线和可再充电电源，再充电电路系统被配置成接收被感应到多个线圈中的一个或多个线圈中的一个或多个电流，并且向可再充电电源提供再充电电流，再充电电流包括在多个线圈中的一个或多个线圈中感应出的一个或多个电流的总和，其中多轴天线和再充电电路系统被配置成：对于磁场方向相对于植入的医疗设备的取向的任何随机取向、对于由施加在多轴天线上的磁场提供的最低功率水平，提供至少最低水平的再充电电流。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对位于植入在患者体内的植入的医疗设备中的电源进行再充电的方法，所述方法包括：在植入式医疗设备的多轴天线处接收具有磁场方向的磁场，所述磁场由至少一个再充电线圈生成，其中所述磁场在形成所述多轴天线的多个线圈中的一个或多个线圈中感应出一个或多个电流，所述多个线圈包括具有第一线圈取向轴的第一线圈、具有第二线圈取向轴的第二线圈、以及具有第三线圈取向轴的第三线圈，其中所述第一线圈取向轴和所述第二线圈取向轴以及所述第三线圈取向轴彼此正交，其中所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈中的每一者环绕铁氧体芯的一部分，并且其中所述第三线圈环绕所述第一线圈和所述第二线圈的至少一部分，并且其中所述第二线圈环绕所述第一线圈的至少一部分；由再充电电路系统汇总被感应到所述多个线圈中的所述一个或多个电流，以形成再充电电流；以及由所述再充电电路系统将所述再充电电流施加到所述植入式医疗设备的所述电源，以对存储在所述电源中的能量水平进行再充电。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁场方向具有相对于所植入的医疗设备和所述多轴天线的取向的随机取向，并且其中形成所述再充电电流包括：对于由磁场施加在所述多轴天线上的最低功率水平，并且不管所述磁场方向的取向相对于所植入的医疗设备和所述多轴天线的取向如何，生成具有至少最低电流水平的再充电电流。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多轴天线被定位在所述植入式医疗设备的天线窗口部分内并由所述天线窗口部分环绕，所述天线窗口部分形成所植入的医疗设备的壳体的一部分，所述天线窗口由无线电透射的材料形成。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述天线窗口由包括蓝宝石的材料形成。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植入式医疗设备包括壳体，所述壳体具有沿所述植入式医疗设备的纵轴的圆柱形形状并且具有大约六毫米的横截面直径，所述铁氧体芯具有立方体形状，所述立方体形状包括各自具有三毫米的尺寸值的长度、宽度和深度。6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述铁氧体芯包括球形形状的外表面。7.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被施加到所述多轴天线上的所述磁场具有在10千赫兹到100兆赫兹范围内的频率。8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述植入式医疗设备包括植入在患者的心脏的腔室内的设备。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个再充电线圈包括由以螺旋构造卷绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：