具有成角度磁化的mri安全植入體磁體的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)要求在2012年7月3日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/667, 474的優(yōu)先權(quán)， 其通過(guò)引用被并入在此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及可植入醫(yī)療裝置，并且具體地說(shuō)，涉及在允許磁共振成像的這樣的裝 置中的磁性元件。
【背景技術(shù)】
[0003] 諸如中耳植入體（MEI)和耳蝸植入體（CI)的一些聽覺植入體在可植入部分和外 部部分中使用附接磁體，以將該外部部分在植入體上磁性地固定就位。例如，如圖1中所 示，典型的耳蝸植入體系統(tǒng)可以包括外部發(fā)射器殼體101，該殼體101包含發(fā)射線圈102和 外部附接磁體103。該外部附接磁體103具有傳統(tǒng)圓柱形盤形狀和北南磁偶極子，該北南 磁偶極子具有垂直于病人的皮膚的軸線，以產(chǎn)生外部磁場(chǎng)線104,如所示。在病人的皮膚下 植入了對(duì)應(yīng)的接收器組件105,其具有類似的接收線圈106和植入體磁體107。該植入體磁 體107也具有圓柱形盤形狀和北南磁偶極子，該北南磁偶極子具有垂直于病人的皮膚的磁 軸線，以產(chǎn)生內(nèi)部磁場(chǎng)線108,如所示。內(nèi)部接收器殼體105被使用外科手術(shù)植入和固定就 位在病人體內(nèi)。該外部發(fā)射器殼體101被設(shè)置在覆蓋內(nèi)部接收器組件105的皮膚上的適當(dāng) 的位置，并且通過(guò)內(nèi)部磁場(chǎng)線108和外部磁場(chǎng)線104之間的相互作用被固定就位。來(lái)自發(fā) 射器線圈102的Rf信號(hào)將數(shù)據(jù)和/或電力耦合到接收線圈106,該接收線圈106與植入的 處理器模塊（未示出）進(jìn)行通信。
[0004] 當(dāng)病人經(jīng)歷磁共振成像（MRI)檢查時(shí)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題。在植入體磁體和對(duì)于MRI施 加的外部磁場(chǎng)之間出現(xiàn)相互作用。如圖2中所示，植入體磁體202的磁化方向沿實(shí)質(zhì)上垂 直于病人的皮膚。因此，來(lái)自MRI的外部磁場(chǎng)方可以在內(nèi)部磁體202上產(chǎn)生扭矩f，該扭矩 可以將內(nèi)部磁體202或整個(gè)植入體殼體201移位離開適當(dāng)?shù)奈恢?。此外，這可能損害在病 人體中的相鄰組織。另外，來(lái)自MRI的外部磁場(chǎng)5可以減小或消除植入體磁體202的磁化 沿，使得它不再?gòu)?qiáng)得足以將外部發(fā)射器殼體固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｖ踩塍w磁體202也可能在 MRI圖像中引起成像偽影，可能是在接收線圈中感應(yīng)的電壓和因?yàn)镸RI的外部磁場(chǎng)丟與植 入裝置的相互作用導(dǎo)致的聽覺偽跡。這對(duì)于超過(guò)1. 5特斯拉的MRI場(chǎng)強(qiáng)特別成問(wèn)題。
[0005] 因此，對(duì)于現(xiàn)有的具有磁體布置的植入體系統(tǒng)，通常不允許MRI或最多限制MRI的 使用到較低的場(chǎng)強(qiáng)。其他現(xiàn)有解決方案包括使用通過(guò)外科手術(shù)可移除的磁體、球形植入體 磁體（例如，美國(guó)專利7, 566, 296)和各種環(huán)形磁體設(shè)計(jì)（例如，在2009年7月22日提交 的美國(guó)臨時(shí)專利61/227, 632)。在不要求外科手術(shù)來(lái)移除磁體的那些解決方案中，球形磁體 設(shè)計(jì)可能是用于MRI移除的最方便和最安全的選擇，即使在很高的場(chǎng)強(qiáng)下。但是球形磁體 布置要求比植入體的其他部件的厚度大得多的相對(duì)大的磁體，由此增大由植入體占用的體 積。這繼而可以產(chǎn)生其本身的問(wèn)題。例如，諸如耳蝸植入體的一些系統(tǒng)被植入在皮膚和下 面的骨頭之間。磁體殼體的"球形凸塊"因此要求準(zhǔn)備凹進(jìn)入下面的骨頭中。這是在對(duì)于 很小兒童的情況下很具挑戰(zhàn)性或甚至不可能的應(yīng)用中在植入期間的附加步驟。
[0006] 美國(guó)專利公開20110264172描述了具有具備與盤形狀植入體磁體的中心圓柱形 對(duì)稱軸線相垂直的磁軸的磁偶極子的植入體磁體--即，垂直于傳統(tǒng)的盤形狀的植入體磁 體的磁軸。但是除此之外，這樣的布置需要顯著地更大尺寸的植入體磁體，以達(dá)到與外部附 接磁體所需的磁吸力的量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于受體病人的可植入系統(tǒng)的磁性裝置?？芍踩氲木€圈殼體 包含用于植入體通信信號(hào)的經(jīng)皮通信的信號(hào)線圈。在線圈殼體內(nèi)可自由地旋轉(zhuǎn)的是用于與 對(duì)應(yīng)的外部附接磁體進(jìn)行經(jīng)皮磁相互作用的圓柱形植入體磁體。該植入體磁體具有中心圓 柱體對(duì)稱軸線和沿磁軸線的磁化方向，所述磁軸線朝向以小于45度的非零角偏離該對(duì)稱 軸線。
[0008] 在另外的特定實(shí)施例中，磁軸線可以朝向以大于10度且小于30度的角偏離該對(duì) 稱軸線，例如，以20度的角。以及可以存在覆蓋植入體磁體的至少一部分并且減小在該植 入體磁體和該線圈殼體之間的旋轉(zhuǎn)摩擦力的潤(rùn)滑涂層。
[0009] 在上面的任何一種中，該可植入系統(tǒng)可以是耳蝸植入體系統(tǒng)、中耳植入體系統(tǒng)、前 庭植入體系統(tǒng)、或喉起搏器植入體系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 圖1示出典型的耳蝸植入體系統(tǒng)的部分。
[0011] 圖2圖示在植入體磁體和對(duì)于MRI系統(tǒng)施加的外部磁場(chǎng)之間能夠出現(xiàn)的相互作 用。
[0012] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有成角度磁化方向的圓柱形植入體磁體。
[0013] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有線圈殼體和成角度磁化的植入體磁體的耳 蝸植入體裝置的示例。
[0014] 圖5示出成角度磁化的植入體磁體對(duì)于諸如來(lái)自MRI系統(tǒng)的外部磁場(chǎng)的反作用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]
[0016] 本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉及用于與MRI系統(tǒng)相容的受體病人的可植入系統(tǒng)的磁性 裝置。不像具有沿其對(duì)稱軸線的磁化方向（導(dǎo)致磁極在該圓盤表面的每一個(gè)上）的傳統(tǒng)的 植入體磁體，以及與在美國(guó)專利公開20110264172中描述的具有垂直于其對(duì)稱軸線的磁化 方向的植入體磁體的設(shè)計(jì)對(duì)比，這里描述的該植入體磁體具有沿磁軸線的角度化的或傾斜 的磁化方向，該磁軸線朝向以有限的角度偏離該對(duì)稱軸線。
[0017] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有成角度磁化方向303的磁場(chǎng)301的圓柱形植 入體磁體300。該成角度磁化方向303(即，磁偶極子定向）在相對(duì)于中心圓柱體對(duì)稱軸線 302小于45°的傾斜角上。典型地，成角度磁化方向303能夠?yàn)橹辽?0°且不大于約30°， 例如20°左右。
[0018] 圖4示出具有成角度磁化的植入體磁體401的可植入耳蝸植入體裝置400的示 例，該植入體磁體401封裝在線圈殼體402內(nèi)，在該線圈殼體402中植入體磁體401圍繞它 的中心圓柱體對(duì)稱軸線自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。在耳蝸植入體裝置400上方的皮膚上是帶有具有傳統(tǒng) 的軸向定向磁場(chǎng)的外部附接磁體404的外部發(fā)射器線圈405。該植入體磁體401的成角度 的磁場(chǎng)與外部附接磁體404的傳統(tǒng)的軸向定向場(chǎng)磁性地相互作用403,以將外部發(fā)射器線 圈405固定在線圈殼體402上方的適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0019] 圖5示出成角度磁化的植入體磁體504相對(duì)外部磁場(chǎng)500的反作用。在正常使用 的期間，植入體磁體504具有相對(duì)于該植入體磁體504的中心圓柱體對(duì)稱軸線501的一定 初始成角度磁化方向502,這允許其最強(qiáng)烈地吸引外部附接磁體（在圖5中未示出）。當(dāng)強(qiáng) 加新的強(qiáng)的外部磁場(chǎng)500時(shí)--例如，來(lái)自MRI程序--該植入體磁體504可自由地旋轉(zhuǎn) 并且將圍繞它的中心圓柱體對(duì)稱軸線501轉(zhuǎn)動(dòng)到新的磁化方向503,在該新的磁化方向503 上該植入體磁體504的磁化（即磁偶極子）具有與MRI掃描器中的外部磁場(chǎng)500平行的分 量。
[0020] 具有成角度磁化的植入體磁體的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)植入體（和磁體）被植入 在矢狀的平面（例如聽覺植入體）中時(shí)，如果該被植入的病人經(jīng)歷MRI程序該植入體磁體 的磁場(chǎng)強(qiáng)度不減弱，即使對(duì)于如3特斯拉大的高外部磁場(chǎng)強(qiáng)度。這是因?yàn)橹踩塍w磁體與外 部磁場(chǎng)自身對(duì)準(zhǔn)使得該植入體磁體的磁化矢量（偶極子）和外部磁場(chǎng)之間的角度從未超過(guò) 70°到80°的值。
[0021] 此外，具有成角度磁化的植入體磁體與具有傳統(tǒng)軸向磁化的磁體的外部裝置兼 容。相比之下，具有垂直于植入體磁體的幾何軸線的磁化方向的植入體磁體（例如，美國(guó)專 利公開US20110264172)與具有軸向磁化的磁體的外部裝置不兼容。與磁化方向垂直于其 幾何軸線的磁體相比的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，為了達(dá)到該植入體磁體和外部磁體之間相同的磁引 力而并不需要明顯更大的磁體體積（超出傳統(tǒng)軸向磁化的磁體大約20%到30% )。
[0022] 然而施加在該植入體磁體（以及由此在該植入體裝置自身）的扭矩可以幾乎與傳 統(tǒng)的軸向磁化的植入體磁體一樣高；扭矩與該植入體磁體的偶極子和外部磁場(chǎng)之間角度的 正弦成比例。此外，該植入體磁體的角度磁化可以允許具有傳統(tǒng)的軸向磁化的磁體的外部 裝置在該植入體裝置上方稍微偏離中心地附接。這可以影響由通過(guò)介入皮瓣的通信信號(hào)的 能量提供和數(shù)據(jù)傳輸，以及與外部磁體的磁吸引的力。
[0023] 雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的各個(gè)示例性的實(shí)施例，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而 易見的是在不偏離本發(fā)明的真實(shí)范圍的情況下，能夠進(jìn)行實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)的各種改 變和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于受體病人的可植入系統(tǒng)的磁裝置，所述裝置包括： 可植入的線圈殼體，所述可植入的線圈殼體包含用于植入體通信信號(hào)的經(jīng)皮通信的信 號(hào)線圈； 圓柱形植入體磁體，所述圓柱形植入體磁體在所述線圈殼體內(nèi)能夠自由地旋轉(zhuǎn)，用于 與對(duì)應(yīng)的外部附接磁體進(jìn)行經(jīng)皮磁相互作用，所述植入體磁體具有：
1. 中屯、圓柱體對(duì)稱軸線，和 ii.沿磁軸線的磁化方向，所述磁軸線朝向W小于45度的非零角偏離所述對(duì)稱軸線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述磁軸線朝向W大于10度的角偏離所述對(duì)稱軸線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中所述磁軸線朝向W小于30度的角偏離所述對(duì)稱軸線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述磁軸線朝向W 20度的角偏離所述對(duì)稱軸線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，進(jìn)一步包括： 潤(rùn)滑涂層，所述潤(rùn)滑涂層覆蓋所述植入體磁體的至少一部分并且減小所述植入體磁體 和所述線圈殼體之間的旋轉(zhuǎn)摩擦力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述可植入系統(tǒng)是耳蝸植入體系統(tǒng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述可植入系統(tǒng)是中耳植入體系統(tǒng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述可植入系統(tǒng)是前庭植入體系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述可植入系統(tǒng)是喉起搏器植入體系統(tǒng)。
【專利摘要】一種被描述為用于受體病人的可植入系統(tǒng)的磁裝置?？芍踩刖€圈殼體包含用于植入體通信信號(hào)的經(jīng)皮通信的信號(hào)線圈。在線圈殼體內(nèi)可自由地旋轉(zhuǎn)的是用于與對(duì)應(yīng)的外部附接磁體進(jìn)行經(jīng)皮磁相互作用的圓柱形植入體磁體。該植入體磁體具有中心圓柱體對(duì)稱軸線和沿磁軸線的磁化方向，所述磁軸線朝向以小于45度的非零角偏離該對(duì)稱軸線。
【IPC分類】A61N1-08
【公開號(hào)】CN104540543
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380033085
【發(fā)明人】馬丁·西默林
【申請(qǐng)人】Med-El電氣醫(yī)療器械有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2013年7月1日
【公告號(hào)】EP2869890A1, US20140012349, WO2014008169A1