專利名稱：在rf電路襯底的外延部分上形成的可植入性醫(yī)療設(shè)備的天線及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及可植入性醫(yī)療設(shè)備(IMDs)，更具體地，本發(fā)明涉及適合部署在 IMDs中的遙測天線。
背景技術(shù)：
已經(jīng)開發(fā)了許多種可植入人體的設(shè)備，其提供多種類型的健康相關(guān)的治療、診斷和/或監(jiān)控。這些設(shè)備——通常稱作可植入性醫(yī)療設(shè)備(IMDs)——的例子包括心臟起搏器、心率轉(zhuǎn)變器/除纖顫器、心肌刺激器(cardiomyostimulators)、心臟事件監(jiān)控器 (cardiac event monitor)、包括神經(jīng)、肌肉和腦深部刺激器的多種生理激發(fā)器、、多種類型的生理監(jiān)控器和傳感器、和藥物遞送系統(tǒng)，僅列舉幾個。IMD典型地包括密封的圍欄或者殼體殼體——有時候稱作“罐”——內(nèi)包括的功能性組件。在一些IMD中，連接器頭部或者連接器模塊被附連至殼體殼體，并且連接器模塊促進(jìn)與一種或者多種加長的電子醫(yī)療導(dǎo)線的相互連接。頭部模塊典型地是由相對堅(jiān)硬、絕緣、不導(dǎo)電的聚合物澆鑄。頭部模塊包括貼合至殼體殼體的配對側(cè)壁、并機(jī)械地緊靠殼體的配對側(cè)壁固定的安裝表面。為了提供命令從EMD到IMD的下行鏈路(downlink)的遙測傳輸要求并允許存儲的信息和/或感測的生理參數(shù)從IMD到EMD的上行鏈路遙測傳輸，在密封在IMD罐中的電子線路和外部程序裝置、監(jiān)控器或者其它外部醫(yī)療設(shè)備(“EMD”)之間提供通信連接已經(jīng)變得普遍。按照常規(guī)，IMD和EMD之間的通信連接通過在EMD遙測天線與無線電收發(fā)機(jī)和 EMD遙測天線與無線電收發(fā)機(jī)之間編碼的射頻("RF")傳輸來實(shí)現(xiàn)。一般地，IMD天線放置在密封殼體里面。但是，典型地導(dǎo)電殼體能限制IMD RF遙測天線的輻射效率，因而傳統(tǒng)上EMD和IMD RF遙測天線之間的數(shù)據(jù)傳輸距離被限制在幾英寸。這種類型的系統(tǒng)可被稱作“近場”遙測系統(tǒng)。為提供“遠(yuǎn)場”遙測，或者提供離IMD幾米到許多米的距離、或者甚至更遠(yuǎn)距離的遙測，已經(jīng)嘗試在密封殼體外和頭部模塊內(nèi)提供天線。許多這樣將RF遙測天線放置在密封殼體外和頭部模塊內(nèi)的嘗試已經(jīng)利用了導(dǎo)線天線或者平面的、彎曲的天線，如通過引用以其整體并入本文的美國專利號7，317，946中描述的天線。但是，天線放置在罐外面、頭部模塊里面，按照常規(guī)天線需要穿過復(fù)雜的一直延伸穿過密封罐的電氣饋入裝置與IMD中的電子線路連接。概述在一個或多個實(shí)施方式中，提供可植入性醫(yī)療設(shè)備(IMD)的天線，其形成在與IMD 遙測線路相同的襯底上。IMD的遙測線路形成在位于IMD殼體的內(nèi)部部分內(nèi)的襯底的內(nèi)部部分上或者與其連接。襯底還包括延伸到殼體外的外部部分。天線形成在位于殼體外的襯底的外部部分上。至少一種電互聯(lián)在襯底上形成，襯底從殼體的外部部分延伸到內(nèi)部部分， 以連接殼體外部上的天線與在殼體內(nèi)部的遙測線路。在一些實(shí)施方式中，襯底可以包含印刷線路板(PWB)或者陶瓷襯底材料，電互聯(lián)可以包含在襯底上形成的印刷線路。在一些實(shí)施方式中，電互聯(lián)可以包含可控阻抗線以將天線和遙測線路之間的損失最小化。
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在一個或多個實(shí)施方式中，多個天線可以在襯底的外部部分上形成，以便為了適合特定的IMD和/或者特定的植入部位的需要提供可調(diào)節(jié)的天線，不同的天線或者天線組合能被選擇和/或者被切換使用。在一些實(shí)施方式中，不同的天線可以形成在襯底外部部分不同的位置上(例如，襯底的對面)以允許來自IMD的多個可能的方向中的通信，以便能夠基于IMD在患者體內(nèi)被植入的最終部位或者位置，選擇/或者切換使用不同的天線。在一些實(shí)施方式中，天線可以被放置在襯底外部部分的末端部分因而天線可以從多個方向上發(fā)送和接收來自IMD的遙測信號。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物可以放置在襯底外部部分的周圍以覆蓋天線并在天線和襯底外部部分周圍提供密封。在一些實(shí)施方式中，基于IMD期望植入的部位， 密封覆蓋物可以包含的貼合地塑形的(conformally shaped)材料。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物包含共燒陶瓷材料，以便共燒陶瓷材料能形成期望的形狀為襯底的外部部分提供輔助支撐或者為天線提供期望的傳輸特性。在一些實(shí)施方式中，天線可以被埋入陶瓷材料內(nèi)并一起被共燒形成罩住天線和襯底的外部部分的整體結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中， 共燒陶瓷材料包含高溫共燒陶瓷(HTCC)材料，其熔點(diǎn)在大約在1100°C和1700°C之間，其中陶瓷材料和天線在該溫度下一起共燒形成封裝天線和襯底的外部部分的整體結(jié)構(gòu)。附圖結(jié)合附圖參考下面的描述，本公開上面提到的特征和目的會變得更顯而易見，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中

圖1是圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的示意性框圖的俯視圖。圖2是圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的透視局部剖面圖。圖3是圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的另一示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的示例性框圖的俯視圖。圖4是圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的另一示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的側(cè)面局部剖面圖。圖5是圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的另一示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的側(cè)面局部剖面圖。圖6A是根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的具有共燒的、貼合地塑形的天線部分的示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的透視圖。圖6B是圖解了圖6A的示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的側(cè)面局部剖面圖。圖7A和7B是根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的具有共燒、貼合地塑形的天線部分的示例性可植入性醫(yī)療設(shè)備的側(cè)面局部剖面圖。圖8A-8G是根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的天線布置的示例性可能類型。圖9圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式的植入在人體內(nèi)的可植入性醫(yī)療設(shè)備。詳述下面的詳細(xì)描述僅僅是說明性的并非意欲限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。此外，沒有意圖被前面的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、簡單概述或者下面詳細(xì)說明中存在的任何表述的或者暗示的理論束縛。下面說明可能涉及被“連接(connect)”或者“連接(couple) ”在一起的組件或者零件。如本文所用，除非另有清楚表述，“連接(connect)”表示一種組件/零件直接地或者間接地、且不必機(jī)械地與另一種組件/零件連接。同樣地，除非另有清楚表述，“連接 (couple)，，表示一種組件/零件直接地或者間接地、且不必機(jī)械地，與另一種組件/零件連接。因此，盡管圖可以描述元件的實(shí)例安排，但是其它的中間元件(intervening element), 設(shè)備、零件或者組件可以出現(xiàn)在實(shí)際的實(shí)施方式中(假設(shè)IMD的功能未受到不利影響)。在一個或多個實(shí)施方式中，提供具有改進(jìn)的天線的IMD。為簡潔起見，與RF天線設(shè)計(jì)、IMD遙測、FR數(shù)據(jù)傳輸、信號發(fā)送、IMD操作、IMD導(dǎo)線連接器相關(guān)的常規(guī)技術(shù)和方面，以及系統(tǒng)(和系統(tǒng)的個體操作組件)的其它功能方面可能在這里沒有被詳細(xì)描述。此外，這里包括的各種圖中所示的連線是為了表示各種元件之間示范性功能的關(guān)系和/或者物理連接。應(yīng)當(dāng)注意，許多可選的或者另外的功能關(guān)系或者物理連接可以在實(shí)際實(shí)施方式中出現(xiàn)。IMD天線一般有兩種功能將EMD遙測天線下行鏈路遙測傳輸?shù)耐ㄟ^空氣(接著通過身體組織)傳播的電磁能轉(zhuǎn)換成能被IMD無線電收發(fā)機(jī)處理成命令和數(shù)據(jù)的信號 (如，UHF信號等)，數(shù)據(jù)和信號能被IMD電子操作系統(tǒng)理解；和將IMD無線電收發(fā)機(jī)電子設(shè)備的上行鏈路遙測信號(如，UHF信號等)轉(zhuǎn)換成通過身體組織和空氣傳播的電磁能，以使 EMD遙測天線能接收信號。圖1是IMDlO和與其相關(guān)的功能性元件的簡化示意圖。IMDlO包括密封殼體14和襯底12，線路和IMDlO的其它功能性組件在襯底12上形成。在一個或多個實(shí)施方式中，襯底12包括放置在殼體14的內(nèi)部部分中的內(nèi)部部分18和延伸到殼體14外的外部部分16。 IMDlO的天線20形成在位于殼體14的外部位置的襯底12的外部部分16上，以允許遠(yuǎn)場遙測操作。在一個或多個實(shí)施方式中，天線20由生物相容性導(dǎo)電材料形成，例如但不限于以下材料的至少一種鉬、銥、鉬-銥合金、氧化鋁、銀、金、鈀、銀-鈀或者它們的混合物，或者鎳、鉬和/或者鉬-錳或者其它適合的材料。遙測RF模塊22或者其它遙測線路被放置在殼體14內(nèi)并形成在襯底12的內(nèi)部部分18上，以使天線20和RF模塊22形成在同一襯底12上。在襯底12上至少形成一種電互聯(lián)M，其從襯底12的外部部分16延伸到襯底12的內(nèi)部部分18，以連接在殼體14外的天線20和在殼體14內(nèi)的RF模塊22。以這種方式，所述至少一種電互聯(lián)M從殼體14外面的部分延伸到殼體14的里面的部分。在一個或多個實(shí)施方式中，襯底12包含印刷線路板 (PWB)或者其它種類的線路板，其中電互聯(lián)M包含在PWB上形成的印刷線路。在一些實(shí)施方式中，電互聯(lián)M可以包含可控阻抗線以使天線20和RF模塊M之間通信的信號的損失最小化。進(jìn)一步，在實(shí)踐中，IMDlO還包括許多支持IMDlO的功能必須的常規(guī)元件和零件， 如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，比如治療模塊、控制器、存儲器、電源等等。在這里不會描述這些和其它常規(guī)元件的操作。RF模塊22可以包括任何數(shù)量的組件，非限制性地包括電氣設(shè)備、IC、放大器、信號發(fā)生器、接收器和發(fā)送器(或者無線電收發(fā)機(jī))、調(diào)制器、微處理器、控制器、存儲器、電源和諸如此類。RF模塊22還可以包括匹配電路或者匹配電路可以放置在RF模塊22和天線20之間。匹配電路可以包括任何數(shù)量的組件，非限制性地包括電氣元件比如電容器、電阻器或者感應(yīng)器；過濾器；平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器；調(diào)諧元件(turning element)；可變電抗器； 限幅二極管；或者諸如此類，它們都被適當(dāng)?shù)嘏渲靡栽谔炀€20和RF模塊22之間以提供阻抗匹配，從而改進(jìn)天線20的效率。簡單地說，RF模塊22支持IMDlO的RF遙測通信，非限制性地包括產(chǎn)生RF發(fā)射能；為天線20提供RF發(fā)射信號；處理被天線20接收的RF遙測信號等。對于一些應(yīng)用，RF模塊22可以被設(shè)計(jì)為調(diào)節(jié)(leverage)作為RF地平面的殼體 14使用的傳導(dǎo)材料，并可以根據(jù)IMDlO的預(yù)期應(yīng)用、植入部位周圍環(huán)境的電特性、期望的操作頻率范圍、期望的RF天線范圍和其它實(shí)際考慮設(shè)計(jì)RF模塊22。天線20通過電互聯(lián)M與RF模塊22連接以促進(jìn)IMDlO和外部設(shè)備之間的RF遙測。一般地，天線20被配置為適于RF操作(如，UHF或者VHF操作，MICS/MEDS帶的401到 401MHz,900MHz/2. 4GHz和其它VHF帶，等等)。天線20可以有與單極天線相似的特性，與偶極天線相似的特性，與共面波導(dǎo)天線相似的特性，與帶狀線天線相似的特性，與微帶天線相似的特性，和/或與傳輸線天線相似的特性。天線20可能還有任何數(shù)量的輻射元件，其可以被任何數(shù)量的不同RF信號源驅(qū)動。在這一點(diǎn)上，天線20可以配置有多個輻射元件以提供空間分集和極化分集(spatial or polarization diversity)?，F(xiàn)在參看圖2，其中圖解了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式的示例性IMDlO的透視局部剖面圖，其中天線20和RF模塊22被放置在同一襯底12的各自的外部部分16和內(nèi)部部分18上。在一個或多個實(shí)施方式中，使用天線20和RF模塊22的線路組件的共同襯底12允許使用天線20進(jìn)行遠(yuǎn)場通信，不需要分開的天線集合，按照慣例需要分開的天線集合附連到IMD的外部并然后通過饋入連接裝置與內(nèi)部的電子設(shè)備連接。相反，通過沿著襯底12表面的或者包埋在襯底12中的簡單的印刷線路跡線(如，電互聯(lián)24)能獲得天線 20和RF模塊22之間的直接連接。在一些實(shí)施方式中，這些印刷線路跡線(即，電互聯(lián)24) 可以是控制阻抗線，使天線20和RF模塊22之間通信的信號的損失最小化。在一個或多個實(shí)施方式中，天線20因此可以放置在襯底12的外部部分16的位置上，與殼體14間隔開期望的距離，獲得期望的輻射效率。殼體14通常由能限制IMD RF遙測天線20的輻射效率的導(dǎo)電材料組成，從而起到限制RF遙測操作的天線20的數(shù)據(jù)傳輸距離的作用。通過使天線20放置在離殼體14表面期望的距離可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的遠(yuǎn)場遙測操作， 同時依然在天線20和RF模塊22之間提供直接的控制阻抗電互聯(lián)M。在一個或多個實(shí)施方式中，殼體14是密封的并大體上是圓形的、橢圓形的、棱柱的或者直線的，具有大體上平的主側(cè)，與周圍的側(cè)壁相連。殼體14典型地是由幾片薄壁的生物相容性相容性金屬如鈦等形成，其中可以用常規(guī)技術(shù)將殼體14的兩部分激光縫焊在一起，形成沿著周圍側(cè)壁延伸的縫。這種縫焊還能延伸到位置沈，位置沈接近于襯底12從殼體的內(nèi)部延伸到它的外部的位置，因此襯底12本身能被縫焊或者在它們交叉的交匯處且襯底12延伸穿過殼體14的位置被殼體14密封。殼體14還能可選地由無縫深拉罐形成。 用這種方式，可以在襯底12和殼體14之間建立密封。在一個或多個實(shí)施方式中，為了密封并從在患者體內(nèi)植入IMDlO的部位周圍環(huán)境中隔離襯底12的該外部部分16和天線20，襯底12的外部部分16和天線20還可以被密封在頭部觀內(nèi)(如圖4和5所示)或者埋入在周圍陶瓷或者其它合適的材料內(nèi)(如圖6A、6B、7A和7B所示)。現(xiàn)在參看圖3，其圖解了根據(jù)本公開的一個或多個實(shí)施方式提供的另一示例性IMDlO的示意性框圖，其中多個天線20 (如，20a、20b等等)可以放置在襯底12的外部部分 16上并通過的電互聯(lián)M與RF模塊22連接。通過利用多個天線20，基于對天線20所期望的操作特性，可以選擇使用不同的各自的天線20。用這種方式，可以選擇不同的天線20以提供特定的期望的輻射極化，以使所選擇的天線20能被控制以提供χ-極化、y_極化和/或者甚至圓極化，利用簡單的切換開關(guān)(未顯示)重新配置RF模塊22與合適的天線20的連接以提供期望的性能。在一個或多個實(shí)施方式中，可以利用MEMS開關(guān)或者其它開關(guān)并置于襯底M上進(jìn)行這種天線切換。進(jìn)一步，可以通過選擇性地切換特定的具有不同特性的天線 20，或者為了增加或者減少得到的天線的長度，選擇不同的天線20以改變操作頻率。更進(jìn)一步，可以基于周圍的環(huán)境選擇使用不同的天線20并為適應(yīng)特定的IMDlO和/或者特定的植入部位的需要切換不同的天線20。以實(shí)例的方式但不限于實(shí)例，可以在襯底12上形成的任意天線20的多種不同可能的類型的天線布置根據(jù)一個或多個實(shí)施方式圖解于圖8A-8G 中。在一個或多個實(shí)施方式中，為了允許在不同期望的方向上或者許多可能的方向上通信，多個天線20可以在襯底12的外部部分16的各自不同部位上形成。例如，基于在患者體內(nèi)植入特定IMDlO的方式、部位和方向，為了允許各個天線20a和20b的一個被選為最優(yōu)RF遙測，天線20a和20b可以位于襯底12的外部部分16的對面，如圖4所圖示。這為外科醫(yī)生將IMDlO植入患者體內(nèi)時提供較大的靈活性。在一些實(shí)施方式中，天線20可以放置在襯底12的外部部分16的末端32上，如圖5所示，所以天線20能在從多個或者幾乎所有方向上發(fā)射和接收來自IMDlO的遙測信號。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物觀可以被放置在襯底12的外部部分16的周圍以遮蓋天線20或者延伸到殼體14外面的其它組件，并在天線20和襯底12的外部部分16周圍提供密封，如圖6A的透視圖所示。在一些實(shí)施方式中，密封覆蓋物觀可以由合適的介質(zhì)材料形成，比如生物相容性合成聚合物。在一些實(shí)施方式中，可以選擇密封覆蓋物 28的介質(zhì)材料以確保封裝在密封覆蓋物觀中的遙測天線20輻射或者接收的RF能量能夠通過?？梢詾轫憫?yīng)IMDlO預(yù)期應(yīng)用、植入部位周圍環(huán)境的電特性、期望的操作頻率的范圍、 期望的RF天線范圍和其它的實(shí)際考慮選擇密封覆蓋物觀的具體材料。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物觀可以包含共燒陶瓷材料，其可以被形成以將襯底12的外部部分16和天線20完全封裝，如圖6B的局部橫截面?zhèn)纫晥D所示。密封覆蓋物觀和殼體14之間的交匯處30可以接著通過銅焊、裝配玻璃、擴(kuò)散結(jié)合或者其它適合的能夠提供密封的結(jié)合技術(shù)密封，如所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員所知。一般地，銅焊涉及使銅焊材料(如，金屬如金)在期望被焊接表面部分周圍(如，在密封覆蓋物觀和殼體14之間的交匯處30)熔化和流動。在一個或多個實(shí)施方式中，共燒陶瓷材料的使用允許密封覆蓋物觀被特定地設(shè)計(jì)和塑形用于IMDlO期望的特性。一方面，共燒陶瓷材料的使用允許密封覆蓋物觀被貼合地塑形(例如，彎曲的)，以符合特定植入部位期望的或者要求的形狀。另一方面，共燒陶瓷材料的使用允許密封覆蓋物觀被特定地塑形以為襯底12外部部分16提供附加的或者期望的支持和穩(wěn)定。另一方面，共燒陶瓷材料的使用允許密封覆蓋物觀被特定地塑形以提供期望的RF能通道，RF能由被包封在密封覆蓋物觀內(nèi)的遙測天線20輻射或者接收。在一些實(shí)施方式中，天線20可以被埋入用于形成密封覆蓋物觀的陶瓷材料內(nèi)并被一起共燒以在殼體14的外部上形成封裝天線20和襯底12的外部部分16的整體結(jié)構(gòu)。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物觀的共燒陶瓷材料包括熔點(diǎn)介于大約 1100°C和1700°C之間的高溫共燒陶瓷(HTCC)材料，其中陶瓷材料和天線20在該溫度下被一起共燒形成封裝天線20和襯底12的外部部分16的整體結(jié)構(gòu)觀。在一個或多個實(shí)施方式中，密封覆蓋物觀的共燒陶瓷材料包括熔點(diǎn)介于850°C和1150°C之間的低溫共燒陶瓷 (LTCC)材料。在IMD中使用的一起共燒陶瓷材料層以形成整體結(jié)構(gòu)的方法描述在例如美國專利號6，414，835和美國專利號7，164，572中，兩者的內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。根據(jù)一個或多個實(shí)施方式，使用形成包含埋入的天線20的密封覆蓋物觀的整體結(jié)構(gòu)的共燒技術(shù)允許制造低成本、小型化、密封的、適合在組織內(nèi)植入和/或與各種體液直接或者間接接觸的天線結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，用于形成密封覆蓋物觀的陶瓷材料能夠被裝載期望介電常數(shù)的粉末以致產(chǎn)生具有期望的有效介電數(shù)值的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于天線20和周圍環(huán)境之間。在一個或多個可選的實(shí)施方式中，共燒技術(shù)的使用允許生產(chǎn)分開的陶瓷整體結(jié)構(gòu) 100，如圖7A和7B所示，其中天線20被埋入貼合地塑形的陶瓷密封覆蓋物28中。在這種布置中，利用銅焊、裝配玻璃、擴(kuò)散結(jié)合或者如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它適合的能夠提供密封的結(jié)合技術(shù)，，通過在它們的結(jié)合處密封整體結(jié)構(gòu)100與殼體14，分開的陶瓷整體結(jié)構(gòu) 100之后與殼體14結(jié)合。在一些實(shí)施方式中，天線20接著將通過RF饋入裝置102與RF模塊22連接，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。在一個或多個實(shí)施方式中，普通的殼體14能被設(shè)計(jì)成 IMDlO各種可能的使用，而不同形狀的陶瓷密封覆蓋物28能基于期望的IMDlO的形狀和特性被選擇性地形成(例如，如圖7A和7B中不同的可能的塑形的陶瓷整體結(jié)構(gòu)100所示)。 進(jìn)一步，用于形成整體結(jié)構(gòu)100的陶瓷材料具有的性能是，埋入無源組件在空間上和功能上調(diào)節(jié)介電常數(shù)或者電容以優(yōu)化包裝效果和/或性能。在一個或多個實(shí)施方式中，陶瓷整體結(jié)構(gòu)100能由一層或片或者多層或片材料 (或者帶段)形成，其包含密封覆蓋物觀、天線20和電互聯(lián)M，可以與金屬化糊狀物和其它電路圖案印制，彼此堆疊、層壓在一起并經(jīng)受預(yù)定溫度和壓力，然后在升高的溫度下燒灼， 期間大部分粘結(jié)材料(存在于陶瓷中)和溶劑(存在于金屬化糊狀物中)蒸發(fā)和/或者被燒成灰燼，而剩余材料融合或者燒結(jié)。在一些實(shí)施方式中，適合用于形成天線20的可共燒導(dǎo)體材料是這里所描述的生物相容性金屬材料或者適用于金屬化糊狀物的其它材料。在一個或多個實(shí)施方式中，然后對于LTCC材料在大約850°C和1150°C之間()以及對于HTCC材料在大約1100°C和1700°C之間0，堆疊的層壓材料一起共燒形成具有埋入的天線20的陶瓷整體結(jié)構(gòu)100。在一些實(shí)施方式中，適合用作可共燒陶瓷的材料包括氧化鋁(Al2O3)、氮化鋁、氧化鈹、二氧化硅(SiO2)、氧化鋯(ZrO2)、玻璃陶瓷材料、懸浮在有機(jī)(聚合物)粘合劑中的玻璃或者它們的混合物。圖9是植入到人體110內(nèi)的IMDlO的透視圖，其中本發(fā)明的一個或多個實(shí)施方式可以被實(shí)施。IMDlO包含密封殼體14(或者“罐”)和密封覆蓋物觀，其中密封覆蓋物可以進(jìn)一步作為聯(lián)結(jié)IMDlO和電導(dǎo)線以及布置在人體110內(nèi)的其它生理傳感器的連接器頭，如起搏和傳感導(dǎo)線112，其連接心臟114部分，以本領(lǐng)域已知的方式，為患者心臟114傳遞起搏脈沖并傳感心臟的情況。例如，這種導(dǎo)線可以在密封覆蓋物觀的末端進(jìn)入并與導(dǎo)電的容器、末端、或者位于密封覆蓋物觀內(nèi)的其它導(dǎo)電零件物理連接和電連接。IMDlO可適于在患者體內(nèi)皮下植入，以使其被包裹在身體組織和體液內(nèi)，身體組織和體液可包括表皮層、皮下脂肪層和/或者肌肉層。盡管IMDlO在圖9中以特定的配置被描述，應(yīng)當(dāng)理解這僅僅是為了說明的目的并且IMDlO可以包含任何類型的需要遙測天線的醫(yī)療設(shè)備。
雖然根據(jù)目前認(rèn)為是具體的實(shí)施方式描述了系統(tǒng)和方法，但是本公開不需要限制為所公開的實(shí)施方式。意圖覆蓋權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的各種改進(jìn)和相似的安排，其范圍應(yīng)當(dāng)根據(jù)最寬的解釋以便包括所有此類改進(jìn)和類似結(jié)構(gòu)。本公開包括下面權(quán)利要求的任何和所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.可植入性醫(yī)療設(shè)備(“0 ”)，其包括 殼體；襯底，其包括在所述殼體內(nèi)延伸的內(nèi)部部分和延伸到所述殼體外的外部部分； 遙測線路，其與所述襯底的所述內(nèi)部部分連接；和天線，其形成在所述襯底的所述外部部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，還包括至少一種電互聯(lián)，其形成在所述襯底上并從所述殼體的所述外部部分延伸至所述內(nèi)部部分以連接所述天線和所述遙測線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述至少一種電互聯(lián)是控制阻抗線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3的任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述襯底是電路板并且所述電互聯(lián)是形成在所述電路板上的印制線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，還包括放在所述襯底的所述外部部分周圍的、覆蓋所述天線的密封覆蓋物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述密封覆蓋物包含陶瓷材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述密封覆蓋物包含基于所述IMD 期望植入的部位貼合地塑形的共燒陶瓷材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述密封覆蓋物包括被塑形以提供所述襯底的所述外部部分的輔助支持的共燒陶瓷材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述襯底的所述外部部分延伸到所述殼體的外部足夠的距離，以允許所述天線被放在離所述殼體足夠的距離，避免來自所述殼體的信號干擾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其中所述天線被放置在所述襯底的所述外部部分的末端部分以使所述天線能從多個方向發(fā)射和接收來自所述襯底的信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，還包括在所述襯底的所述外部部分上形成的至少一種額外的天線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可植入性醫(yī)療設(shè)備，其進(jìn)一步包括切換設(shè)備，所述切換設(shè)備可操作地連接至在所述襯底的所述外部部分上形成的天線的每一個，允許所述天線中期望的那些被選擇用于所述天線。
13.制造可植入性醫(yī)療設(shè)備(“IMD”)的天線結(jié)構(gòu)的方法，其包括 由生物相容性導(dǎo)電材料形成天線；基于所述IMD期望的植入部位將陶瓷材料形成期望的貼合形狀；和將所述陶瓷材料和所述天線共燒成整體天線結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述陶瓷材料包括熔點(diǎn)在大約1100°C和1700°C 之間的高溫共燒陶瓷(HTCC)材料，所述方法還包括在大約1100°C和1700°C之間的溫度下一起共燒所述陶瓷材料和所述天線。
全文摘要
提供可植入性醫(yī)療設(shè)備(IMD)的天線，其形成在與IMD遙測線路相同的襯底上。遙測線路形成在IMD殼體的內(nèi)部襯底的一部分上，而至少一種天線形成在殼體外部上的襯底外部部分上，允許遠(yuǎn)場遙測。至少一種電互聯(lián)形成在襯底上以連接天線和遙測線路，其中電互聯(lián)可以包含控制阻抗線以使損失最小化。貼合地塑形的密封覆蓋物，如陶瓷材料，可以以期望的形狀形成在襯底外部部分和天線的周圍，并被一起共燒形成封裝天線和襯底外部部分的整體結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61N1/372GK102202730SQ200980143802
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者J·K·山本, M·W·巴羅, Q·S·丹澤納 申請人:麥德托尼克公司