專利名稱：具有鐵氧體片的感應(yīng)鏈路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可植入醫(yī)療裝置，諸如耳蝸植入體系統(tǒng)，并且特別涉及該裝置中的能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
背景技術(shù)：
如圖I中所示，正常的耳朵將聲音通過外耳101傳送至耳膜102，耳膜102移動中 耳103的骨頭，這繼而刺激耳蝸104。響應(yīng)于由中耳103所傳送的接收的聲音，充滿流體的耳蝸104起傳送波的換能器的作用，以產(chǎn)生被傳送至蝸神經(jīng)113并最終被傳送至大腦的電脈沖。一些人已部分或完全喪失正常的感覺神經(jīng)性聽力。已開發(fā)耳蝸植入體系統(tǒng)，以通過直接刺激使用者的耳蝸104克服該問題。典型的系統(tǒng)可包括向其中能夠?qū)嵤└鞣N信號處理方案的外部信號處理級111提供音頻信號輸入的外部麥克風。然后，經(jīng)處理的信號被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號格式，諸如用于通過外部傳送線圈107傳送到植入的處理器108的一系列數(shù)據(jù)幀。除提取音頻信息以外，植入的處理器108還執(zhí)行附加信號處理，諸如糾錯、脈沖形成等等，并且產(chǎn)生被通過連接線109發(fā)送至植入的電極載體110的激勵模式(基于提取的音頻信息)。通常，該電極載體110在其表面上包括提供對于耳蝸104的選擇性激勵的多個電極?，F(xiàn)有耳蝸植入體系統(tǒng)需要從身體外部通過皮膚傳遞電功率，以滿足系統(tǒng)的植入部分的功率需求。圖I示出一種基于通過皮膚的感應(yīng)耦合以傳遞所需電功率和經(jīng)處理音頻信息的典型裝置。如圖I中所示，外部發(fā)射器線圈107 (被耦合至外部信號處理器111)被放置在鄰近植入的處理器108的皮膚上。外部發(fā)射器線圈107中的磁體經(jīng)常與植入的處理器108中的相應(yīng)磁體相互作用。該裝置將射頻(rf)植入體通信信號感應(yīng)地耦合至植入的處理器108，其能夠從該信號提取音頻信息和功率分量。在該系統(tǒng)中，期望最優(yōu)化跨皮膚的植入體通信信號的耦合。因而，增強外部和內(nèi)部線圈之間的感應(yīng)和耦合是有益的。但是，強射頻場也能夠?qū)е略撓到y(tǒng)的金屬構(gòu)件，諸如外殼、電池電極等中的渦電流。為了控制這些需求和問題，系統(tǒng)設(shè)計師嘗試最優(yōu)化各種特定設(shè)計要素，諸如 線圈特性(繞組數(shù))·電極幾何形狀中的分裂樣式，線圈相對于金屬部分的定向 線圈相對于金屬部分的定向，·使用線圈附近的不導電(陶瓷)外殼構(gòu)件
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例涉及一種用于部分可植入醫(yī)療系統(tǒng)的裝置。通信線圈適于平行于相應(yīng)的合作線圈放置，用于具有相關(guān)聯(lián)的磁場分量的植入體通信信號的通信。植入體電子模塊鄰近通信線圈，并且為了通信信號的耦合與其電連接。并且平面線圈屏蔽透鏡(例如，由鐵氧體材料制成)處于通信線圈和電子模塊之間，以促進線圈之間的通信信號的耦合，并且屏蔽電子模塊使其不與磁場分量相互作用。在特定實施例中，通信線圈可以是可植入接收器線圈，并且合作線圈將為外部發(fā)射器線圈，反之亦然。電子模塊可包括封閉電子模塊的模塊外殼和/或提供電功率的電池裝置，由此該線圈屏蔽透鏡屏蔽模塊外殼和/或電池裝置，以防止磁場分量導致引起渦電流。


圖I示出具有耳蝸植入體的人類聽覺系統(tǒng)。
圖2A-B示出根據(jù)本發(fā)明實施例的平面線圈屏蔽透鏡的原理。圖3A-B示出根據(jù)本發(fā)明實施例的線圈和線圈屏蔽透鏡的照片。圖4示出本發(fā)明特定實施例的等效電子電路裝置。圖5示出已獲得的三個實驗測量的線圈和盤裝置。圖6示出針對圖5中所示的實驗測量所獲得的數(shù)據(jù)圖。圖7示出具有根據(jù)一個特定實施例的平面線圈屏蔽透鏡的系統(tǒng)中的各個元件。
具體實施例方式本發(fā)明的各個實施例涉及磁屏蔽透鏡裝置，其用于和醫(yī)療植入體系統(tǒng)諸如耳蝸植入體系統(tǒng)中的通信線圈一起使用。平面線圈屏蔽透鏡被定位在其中一個線圈和電子模塊之間，以便促進線圈之間的系統(tǒng)通信信號的耦合，并且屏蔽電子模塊使其不與通信信號的磁場分量相互作用。通常，鐵氧體盤將用作線圈屏蔽透鏡的特定示例。圖2A示出該線圈和屏蔽透鏡的一個示例，其中大致平面通信線圈202可以是醫(yī)療植入體系統(tǒng)諸如耳蝸植入體系統(tǒng)中的傳送線圈或接收線圈其中之一或其兩者。通信線圈202由以具有透鏡厚度203的鐵氧體材料片的特定形式的線圈屏蔽透鏡201加襯。圖2B示出該裝置連同相應(yīng)的合作線圈204的橫截面圖，以及兩者之間的通信信號的磁場分量的線。如圖2B中所示，磁場分量的場線被線圈屏蔽透鏡201會聚在其鄰近通信線圈202的近偵牝以促進與通信線圈202的通信信號的耦合。同時，線圈屏蔽透鏡201彎曲線圈屏蔽透鏡201的遠側(cè)上的磁場分量的場，以屏蔽該區(qū)域，使其不受通信信號的磁場分量的影響。例如，如果電子模塊位于線圈屏蔽透鏡201的遠側(cè)上，那么就將屏蔽包括其外殼和其中的任何構(gòu)件諸如電池功率裝置，使其不受磁場分量諸如金屬構(gòu)件中的不期望的渦電流的潛在負面影響。圖3A示出用于在耳蝸植入體系統(tǒng)中使用的線圈屏蔽透鏡301的特定示例的照片。在該情況下，線圈屏蔽透鏡301為直徑為30mm的鐵氧體材料盤的形式。圖3B示出直徑為29mm的相應(yīng)通信線圈302的照片。再一次，在特定實施例中，該通信線圈可為發(fā)射線圈和/或接收線圈。圖4示出本發(fā)明的特定實施例的等效電子電路裝置。所描述的系統(tǒng)用于線圈L1和L2之間的通信信號的感應(yīng)耦合。信號耦合的量將為線圈之間的距離d和耦合常數(shù)k的函數(shù)。線圈屏蔽透鏡401起增加該耦合常數(shù)k的作用，以增強關(guān)于物理鄰近線圈L2的信號的耦合。圖5示出一系列實驗的各種測量裝置，其比較使用鄰近初級傳送線圈的平面線圈屏蔽透鏡的耦合效應(yīng)。在實驗測量I中，3mm厚并且直徑為27mm的銅盤3被定位在離初級傳送線圈Imm的平面中，其用作線圈屏蔽透鏡。測量2提供最初無任何線圈屏蔽透鏡的空氣線圈的基線數(shù)據(jù)。測量3使用銅和鐵氧體盤的組合作為線圈屏蔽透鏡銅盤與測量I中的相同，其為O. 3mm厚并且直徑為27mm,并且離初級線圈Imm,以及鐵氧體盤處于銅盤和初級線圈之間，為Imm厚并且直徑為30mm。圖6示出已經(jīng)進行的耦合測量的曲線，其表現(xiàn)將初級線圈以所示的不同距離耦合至相應(yīng)的次級線圈的特征。僅具有銅盤的測量I比不具有任何盤的測量2具有明顯較低的信號耦合。所以不管測量I中的銅盤遠側(cè)上的任何屏蔽效應(yīng)，也不期望其明顯較低的耦合特征。但是在測量3中，對銅盤補充了第二鐵氧體盤，其增強了所觀察到的信號耦合。 圖7示出其中外部處理器外殼701具有大致平面皮膚接觸表面712的實施例的元件。環(huán)形外殼腔體703包括用于產(chǎn)生植入體通信信號的外部發(fā)射器處理器的電路。植入體通信信號被輸出至發(fā)射器線圈708，其跨皮膚706耦合信號。外殼腔體703也包括電功率電路和可再充電電池裝置，其提供用于產(chǎn)生和傳送植入體通信信號的功率。外部定位磁體710被徑向向外殼腔體703內(nèi)定位，并且與相應(yīng)的內(nèi)部定位磁體702磁性地相互作用，以將外部發(fā)射器線圈708保持在植入體外殼711中的相應(yīng)植入體接收器線圈704之上的皮膚706上的固定位置中。通過這樣的布置，植入體通信信號被發(fā)射器線圈708跨皮膚706耦合至植入體接收器線圈704。接收器線圈704被植入體線705連接至植入體處理器707，其產(chǎn)生用于植入的電極陣列的激勵信號，以刺激耳蝸中的音頻神經(jīng)組織。鐵氧體材料盤形式的平面線圈屏蔽透鏡713位于接收器線圈704之下。如上所述，線圈屏蔽透鏡713與通信信號的磁場分量相互作用，以便增強至接收器線圈704的通信信號的耦合，同時屏蔽下面的植入體處理器707，使其不受磁場分量的影響。這避免了在植入體外殼711及其所封閉的構(gòu)件諸如植入體處理器707和/或任何植入的電池功率裝置中產(chǎn)生不期望的渦電流。如上所述，實現(xiàn)線圈屏蔽透鏡能夠顯著提高醫(yī)療植入體系統(tǒng)諸如耳蝸植入體系統(tǒng)中的通信信號的RF傳送效率。并且能夠易于平行于線圈平面堆疊電池電極板，而不弱化RF傳送。另外，由于線圈屏蔽透鏡阻止源自RF信號的渦電流，所以用于裝置外殼的材料可由金屬或復合材料陶瓷/金屬結(jié)構(gòu)制成。雖然已公開了本發(fā)明的各種示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，能夠做出實現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點的各種改變和變型，而不偏離本發(fā)明的真實范圍。
權(quán)利要求
1. 通信線圈，適于平行于相應(yīng)的合作線圈放置，用于具有相關(guān)聯(lián)的磁場分量的植入體通信信號的通信； 植入體電子模塊，其鄰近所述通信線圈，并且被與所述通信線圈電連接，用于所述通信信號的稱合； 平面線圈屏蔽透鏡，其處于所述通信線圈和所述電子模塊之間，以促進所述通信線圈和所述合作線圈之間的所述通信信號的耦合，并且屏蔽所述電子模塊使其不與所述磁場分量相互作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述通信線圈為可植入接收器線圈，以及所述合作線圈為外部發(fā)射器線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述通信線圈為外部發(fā)射器線圈，以及所述合作線圈為可植入接收器線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述電子模塊包括封閉所述電子模塊的模塊外殼，由此所述線圈屏蔽透鏡屏蔽所述模塊外殼，以防止由于所述磁場分量導致引起渦電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述電子模塊包括提供電功率的電池裝置，由此所述線圈屏蔽透鏡屏蔽所述電池裝置，以防止由于所述磁場分量導致引起渦電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述線圈屏蔽透鏡包括鐵氧體材料盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述線圈屏蔽透鏡包括銅材料盤。
全文摘要
描述了一種用于部分可植入醫(yī)療系統(tǒng)的裝置。通信線圈適于平行于相應(yīng)的合作線圈放置，用于具有相關(guān)聯(lián)的磁場分量的植入體通信信號的通信。植入體電子模塊鄰近所述通信線圈，并且被與其電連接，用于所述通信信號的耦合。以及平面線圈屏蔽透鏡處于所述通信線圈和所述電子模塊之間，以促進所述線圈之間的所述通信信號的耦合，并且屏蔽所述電子模塊，使其不與所述磁場分量相互作用。
文檔編號A61N1/36GK102892463SQ201180019122
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者馬丁·J·凱爾貝, 多米尼克·漢默勒, 馬蒂亞斯·燦格萊 申請人:Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司