用于可植入醫(yī)療裝置的治療遞送體系架構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于可植入醫(yī)療裝置的治療遞送體系架構(gòu)
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]在此要求于2012年8月16日提交的Vijayagopal等人的標(biāo)題為“用于可植入醫(yī)療裝置的治療遞送體系架構(gòu)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)61/683，806的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其在此通過(guò)引用整體結(jié)合于本文中。
[0003]背景
[0004]有源可植入醫(yī)療裝置(MD)可以用于治療多種癥狀或疾病。例如，MD可以用于產(chǎn)生用于向一個(gè)或多個(gè)組織部位，如包括一個(gè)或多個(gè)心血管或神經(jīng)靶標(biāo)遞送的治療性電刺激。這種電刺激治療可以包括下列一種或多種:心臟起搏治療、心臟復(fù)律或除顫治療、可以包括自主調(diào)節(jié)治療(AMT)的神經(jīng)刺激治療、或一種或多種其他電刺激治療。
[0005]在通常可用的MD中，可以使用為與特定的電極組合、治療方式、或組織部位一起使用而專用的或硬連線的電源或其他電路產(chǎn)生電刺激。此類治療方式可以對(duì)應(yīng)于使用僅為用于神經(jīng)刺激的受控電流型操作而配置的電源電路或僅為用于心臟起搏的受控電壓型操作而配置的電源電路。如果將要刺激多個(gè)組織部位，這種電源或其他電路通常包括用于對(duì)應(yīng)于相應(yīng)部位的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)或電極配置的專用電源。這種通常可用的IMD僅可以提供關(guān)于可用的電極組合或治療方式的有限的選擇。例如，為電流型刺激配置的MD通常不可以重新配制以提供電壓型刺激。
[0006]概述
[0007]IMD可以產(chǎn)生將要被遞送至所需組織部位的電刺激。電刺激的遞送可以借助可以作為可植入導(dǎo)聯(lián)組件的一部分而包括的電極。導(dǎo)聯(lián)組件可以機(jī)械和電耦接至MD以與在IMD中包括的電路連接。
[0008]本發(fā)明的發(fā)明人尤其已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，大量的導(dǎo)聯(lián)或電極配置可能會(huì)使MD中包括的附隨的電路配置復(fù)雜化。為了以多種電極配置或使用多種治療模式支持電刺激，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)提供了可以包括“交叉開(kāi)關(guān)矩陣(crossbar) ”或矩陣配置的電刺激輸出電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種矩陣配置可以在多種裝置類型中普遍使用(例如，用于心臟治療或神經(jīng)刺激治療裝置中的一種或多種)。在不浪費(fèi)集成電路面積或犧牲功率效率的情況下，并且在不需要針對(duì)每個(gè)特定的可植入裝置類型的電源或輸出開(kāi)關(guān)電路配置的昂貴的更改下，這種矩陣配置還可以保持電刺激靈活性。
[0009]在一個(gè)實(shí)施方案中，MD可以包括多個(gè)電源電路，如第一電源電路和第二電源電路。MD可以包括電刺激治療控制電路，如可以耦接至電刺激治療輸出電路。所述電刺激治療輸出電路可以被配置為響應(yīng)于指定電刺激治療的控制信號(hào)而將所述第一或第二電源電路中的任何一個(gè)或多個(gè)可控地連接至第一電刺激輸出節(jié)點(diǎn)或第二電刺激輸出節(jié)點(diǎn)中的任何一個(gè)或多個(gè)，以遞送電刺激。
[0010]在一個(gè)實(shí)施方案中，IMD可以包括電刺激治療返回電路，所述電刺激治療返回電路耦接至所述電刺激治療控制電路并且被配置為建立用于經(jīng)由所述第一電刺激輸出節(jié)點(diǎn)或所述第二電刺激輸出節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)遞送的所述電刺激的返回路徑。所述第一和第二電刺激輸出節(jié)點(diǎn)可以被配置為耦接至用于將所述電刺激遞送至指定組織部位如心臟組織部位的一個(gè)或多個(gè)可植入電極或者為一個(gè)或多個(gè)其他靶標(biāo)(例如，神經(jīng)靶標(biāo)或壓力感受器)提供電刺激。
[0011]在一個(gè)實(shí)施方案中，電源電路可以被配置為提供指定的(例如，恒定的)電流、電壓、或能量中的一個(gè)或多個(gè)。例如，可以將電源總線節(jié)點(diǎn)發(fā)送至電刺激輸出節(jié)點(diǎn)的任何指定組合，并且可以為這種總線節(jié)點(diǎn)提供將要遞送的可控電流、電壓、或總能量中的任何一個(gè)或多個(gè)。
[0012]在說(shuō)明性的實(shí)施方案中，MD可以包括多個(gè)“N”電源電路、“M”電刺激輸出節(jié)點(diǎn)、和“O”治療返回路徑。電刺激輸出電路可以被配置為將“N”電源電路中的任何一個(gè)或多個(gè)可控地電連接“M”電刺激輸出節(jié)點(diǎn)中的任何一個(gè)或多個(gè)。治療返回路徑電路可以被配置為將任何一個(gè)或多個(gè)治療返回路徑“O”連接至電刺激輸出節(jié)點(diǎn)“M”中的任何一個(gè)或多個(gè)。這種治療返回路徑可以包括一個(gè)或多個(gè)耦合電容器，如在電刺激遞送期間或之后用于建立指定的(例如，可調(diào)節(jié)的)電容或用于提供在維持電荷平衡狀態(tài)中使用的特定的指定電容器。此類耦合電容器可以位于電刺激電路中的其他地方。
[0013]此概述意在提供對(duì)本專利申請(qǐng)的主題的概述。其并非意在提供對(duì)本發(fā)明的排他或窮舉的說(shuō)明。包括詳細(xì)描述以提供關(guān)于本專利申請(qǐng)的進(jìn)一步信息。
[0014]附圖簡(jiǎn)述
[0015]通過(guò)以附圖中的圖為例的方式舉例說(shuō)明各實(shí)施方案。所述實(shí)施方案是說(shuō)明性的，并非意在成為本主題的窮舉的或排他的實(shí)施方案。
[0016]圖1概括地說(shuō)明了包括有源可植入醫(yī)療裝置的系統(tǒng)的實(shí)施方案。
[0017]圖2概括地說(shuō)明了包括有源可植入醫(yī)療裝置的至少一部分的實(shí)施方案。
[0018]圖3概括地說(shuō)明了包括有源可植入醫(yī)療裝置的至少一部分的實(shí)施方案。
[0019]圖4概括地說(shuō)明了包括如可以在有源可植入醫(yī)療裝置中包括的電刺激電路的至少一部分的實(shí)施方案。
[0020]圖5概括地說(shuō)明了如可以使用圖1至圖4中一個(gè)或多個(gè)的實(shí)例中所示的電路產(chǎn)生的電刺激波形的實(shí)施方案。
[0021]圖6概括地說(shuō)明了如可以包括將指定電源可控地連接至指定輸出節(jié)點(diǎn)的方法的技術(shù)的實(shí)施方案。
[0022]詳細(xì)描述
[0023]圖1概括地說(shuō)明了可以包括有源可植入醫(yī)療裝置(IMD) 100的實(shí)施方案130。在圖1的實(shí)施方案中，頂D 100可以包括多個(gè)電路，如處理器電路102、存儲(chǔ)器電路104、或如在圖2至5的實(shí)施方案中所示的一個(gè)或多個(gè)其他電路。IMD 100可以位于病人體內(nèi)，如皮下或肌肉下。MD 100可以包括一個(gè)或多個(gè)位于MD的外殼上的電極(例如，“金屬盒(CAN)”電極或“無(wú)關(guān)(INDIFFERENT) ”電極)，或者M(jìn)D可以耦接至一個(gè)或多個(gè)可植入導(dǎo)聯(lián)組件，如一個(gè)或多個(gè)可血管內(nèi)遞送的導(dǎo)聯(lián)組件118A。一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)聯(lián)組件118A可以被配置為提供對(duì)在心臟上、內(nèi)、或附近的一個(gè)或多個(gè)部位120的電刺激。例如，此類導(dǎo)聯(lián)組件可以包括如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)血管進(jìn)入的、一個(gè)或多個(gè)位于右心室(RV)區(qū)域、右心房(RA)區(qū)域、或左心室區(qū)域(LV)中的電極。MD 100可以耦接至一個(gè)或多個(gè)其他導(dǎo)聯(lián)組件，如第一或第二不位于心臟的導(dǎo)聯(lián)組件118B或118C中的一個(gè)或多個(gè)，如用于提供一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)或其他靶標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施方案中，由MD 100產(chǎn)生的電刺激可以與由一個(gè)或多個(gè)其他可植入或外部裝置產(chǎn)生的電刺激配合，或者響應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)其他可植入或外部裝置提供的信息(例如，響應(yīng)于感測(cè)到的生理信息，如生理阻抗、病人的呼吸、病人的活動(dòng)水平、病人的姿勢(shì)、或指示固有或引發(fā)的電活動(dòng)如心臟或神經(jīng)電活動(dòng)感測(cè)到的事件)。
[0024]導(dǎo)聯(lián)組件118A至118C中的一個(gè)或多個(gè)可以包括耦接至包括此類導(dǎo)聯(lián)組件的相應(yīng)導(dǎo)體的多個(gè)電極。通?？捎玫碾姶碳ぱb置僅可以提供非常有限數(shù)量的用于遞送電刺激的可能的電極配置。例如，被配置為提供心動(dòng)過(guò)緩(bradycardia)治療或充血性心力衰竭(congestive heart failure，CHF)治療，如心臟再同步治療(CRT)中的一個(gè)或多個(gè)的IMD僅可以提供電極組合，如導(dǎo)聯(lián)-尖端-電極-至-金屬盒(例如，單極)配置或?qū)?lián)-尖端-至-導(dǎo)聯(lián)-環(huán)(雙極)配置。
[0025]在其它實(shí)施方案中，如用于CRT治療，LV導(dǎo)聯(lián)可以包括多個(gè)電極，并且通常可用的IMD僅可以提供非常有限數(shù)量的LV導(dǎo)聯(lián)電極配置的排列，包括非常少的(如果存在的話)“連接(tied) ”電極或交叉腔室配置。相比之下，圖2至5的實(shí)施方案中所示的電路配置概括地說(shuō)明了基于矩陣的或“交叉開(kāi)關(guān)矩陣”方法，其在用于電刺激的任何電極組合的選擇中可以提供幾乎無(wú)限的靈活性。也可以使用這種基于矩陣的方法以使用獨(dú)立電刺激電源電路或通過(guò)將多個(gè)電刺激節(jié)點(diǎn)一起電耦接為共陰極或共陽(yáng)極(例如，“連接”電極配置)在多個(gè)部位提供同時(shí)的或至少部分同時(shí)進(jìn)行的電刺激。
[0026]圖2概括地說(shuō)明了可以包括有源可植入醫(yī)療裝置(MD) 100的至少一部分的實(shí)施方案。MD 100可以包括如通過(guò)第一連接106A(例如，總線)耦接至存儲(chǔ)器電路104的處理器電路102。處理器電路可以包括或者可以耦接至電刺激治療控制電路108。治療控制電路108可以被配置為將電刺激治療控制信號(hào)提供至第一電源電路110A、第二電源電路110B、或其他電源電路中的一個(gè)或多個(gè)，如通過(guò)第二連接106B。治療控制電路108可以被配置為將電刺激治療控制信號(hào)提供至電刺激治療輸出電路112(如通過(guò)第二連接106B)或電刺激治療返回電路116 (如通過(guò)第三連接106C)中的一個(gè)或多個(gè)。電刺激治療輸出電路112還可以耦接至一個(gè)或多個(gè)電源電路，如第一或第二電源電路IlOA或110B。
[0027]響應(yīng)于電刺激治療控制信號(hào)，電刺激治療輸出電路112中的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以耦接(例如，可控地連接)至第一電刺激輸出節(jié)點(diǎn)114A或第二電刺激輸出節(jié)點(diǎn)114B中的一個(gè)或多個(gè)。類似地，電刺激治療返回電路116中的一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以耦接(例如，