具有非線型導體的饋通的制作方法
【專利摘要】一種可植入醫(yī)療設備，包括：密閉罩，所述密閉罩包括至少一個饋通，所述饋通具有穿過所述饋通的至少一條導電路徑。所述至少一個饋通包括：具有進入面和引出面的絕緣體；和至少一個非線型導體，所述導體被配置成在所述絕緣體內從所述進入面延伸至所述引出面以提供所述導電路徑，其中所述進入面和引出面不是所述絕緣體的基本平行的相對面。
【專利說明】具有非線型導體的饋通
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年2月24日提交的美國專利申請N0.13/034, 470的優(yōu)先權。該申請的內容在此通過引用并入。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明主要涉及用于可植入醫(yī)療設備的饋通，并且更具體地涉及一種具有非線型導體的饋通。
【背景技術】
[0004]存在下列幾種可植入醫(yī)療設備(本文中有時也稱為“醫(yī)療植入體”)，其被設計成臨時或永久地植入在患者或受體(本文為“受體”)體內。可植入醫(yī)療設備可以是部分可植入的，包括一個或更多可植入組件以及一個或更多外部組件兩者，或者完全可植入。該可植入醫(yī)療設備執(zhí)行多種治療功能中的一種或多種功能，諸如刺激神經或其他組織、監(jiān)控生物學功能或生理學參數(shù)、在受體外部和內部之間傳送材料、執(zhí)行原先由器官或其他生物學系統(tǒng)執(zhí)行的功能，等等。
[0005]取決于應用和/或預期功能，部分或完全可植入醫(yī)療設備的可植入組件能夠被直接植入到皮膚下，或者深入受體內，鄰近或處于受體的器官或骨骼中。為了使手術量和/或對受體造成的不適最小化，通常期望將可植入組件做得盡可能地薄和緊湊。當受體為幼童時，這甚至更重要。
[0006]耳蝸植入體使用 對聽覺神經細胞的直接電刺激，以繞開正常情況下將聽覺振動轉換為神經活動的缺失或受損毛細胞。這樣的裝置通常使用插入耳蝸鼓階中的電極陣列，以便電極能夠選擇性地刺激受體聽覺神經的細胞。聽覺大腦刺激器用于治療患有聽覺神經雙側退化的更少量受體。對于這樣的受體，聽覺大腦刺激器通常以平面電極陣列提供對腦干中的耳蝸核的刺激；也就是說下列電極陣列，其中電極觸點被布置在二維表面上，該二維表面能夠被定位成接近腦干。
[0007]諸如上述那些可植入醫(yī)療設備包括位于可植入組件的可植入外殼內的一個或更多功能性組件。本文使用的“功能性組件”涉及可植入醫(yī)療設備的任何機械、電動機械或電子組件。通常，至少一些功能性組件，諸如電子組件包括生物不相容材料(例如，銅、鉛、鐵，等等)，因而這些組件必須被布置在密閉罩中。該密閉罩保護身體不受可植入組件中所含的任何生物不相容材料的影響，并且保護電子組裝件不受體液的影響。密閉罩中的破損能夠在受體(例如，發(fā)炎或細胞毒作用)或裝置(例如，故障)導致不良反應，并且必需清除一個或更多可植入組件，或者能夠導致受體停止使用該裝置以避免上述或其他不利影響。
[0008]在特定可植入醫(yī)療設備中，提供穿過密閉罩壁的導電路徑，以允許在密閉罩內的組件和密閉罩外的組件之間電信號通信。例如，在耳蝸植入體中，可從密閉罩內向布置在密閉罩外的電極提供電刺激脈沖，所述脈沖用于直接刺激聽覺神經細胞。電饋通布置通常包括一個或更多導電插針，所述插針安裝在玻璃或陶瓷絕緣體內以將插針與容器或外殼絕緣。

【發(fā)明內容】

[0009]在本發(fā)明的一方面中，公開了一種可植入醫(yī)療設備。該可植入醫(yī)療設備包括密閉罩，其包括至少一個饋通，該饋通具有穿過該饋通的至少一條導電路徑。該至少一個饋通包括絕緣體，其具有進入面和引出面；和至少一個非線型導體，該非線型導體被配置成在該絕緣體內從進入面延伸至引出面以提供導電路徑，其中進入面和引出面不是絕緣體的基本平行的相對面。
[0010]在本發(fā)明的另一方面中，公開了一種耳蝸植入體系統(tǒng)。該耳蝸植入體系統(tǒng)包括:電極陣列；和電子模塊，其包括密閉罩，該密閉罩封入一個或更多功能性組件并且包括至少一個饋通，該饋通具有穿過該饋通的至少一條導電路徑，該導電路徑被配置成將功能性組件電連接至電極陣列。所述至少一個饋通包括絕緣體，其具有進入面和引出面；和至少一個非線型導體，該非線型導體被配置成在該絕緣體內從進入面延伸至引出面以提供導電路徑，其中進入和引出面不是絕緣體的基本平行的相對面。
[0011]在本發(fā)明的另一方面中，公開了一種形成用于可植入醫(yī)療設備的饋通的方法。本方法包括:形成至少一個非線型導體；和以絕緣材料封裝該非線型導體的一部分，以形成具有進入面和引出面的相連的絕緣體，所述進入面和引出面不是絕緣體的基本平行的相對面，其中該非線型導體被配置成在該絕緣體內從進入面延伸至引出面。本方法還包括密閉地密封被封裝在絕緣體內的所述非線型導體的所述一部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]這里參考附圖描述本發(fā)明的例示性實施例，其中:
[0013]圖1是其中可實施本發(fā)明的實施例的耳蝸植入體的示意圖；
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā) 明的實施例的醫(yī)療植入體的分解透視圖；
[0015]圖3A-3D是根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的示意圖；
[0016]圖4A-4C示出根據(jù)本發(fā)明替代實施例的各種饋通；
[0017]圖5A是傳統(tǒng)醫(yī)療植入體的示意圖；
[0018]圖5B和5C是每個都具有根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的醫(yī)療植入體的示意圖；
[0019]圖6A-6I是根據(jù)本發(fā)明的實施例的各種饋通的示意圖；
[0020]圖7A-7D是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的多個導體的饋通的示意圖；
[0021]圖8A-8E是形成根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的方法的示意圖；
[0022]圖9是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的醫(yī)療植入體的密閉罩的示意圖；
[0023]圖10是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的的饋通的醫(yī)療植入體的橫截面圖；
[0024]圖11是包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的的饋通的耳蝸植入系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖12是形成根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的方法的流程圖；和
[0026]圖13是形成根據(jù)本發(fā)明的實施例的饋通的另一方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明的各方面大致涉及在可植入醫(yī)療設備中使用的電饋通布置。在本發(fā)明的特定實施例中，電饋通使得能夠生產可植入醫(yī)療設備的更薄和更緊湊的可植入組件。本文使用的術語“饋通”指的是提供穿過絕緣體(或絕緣構件)延伸的至少一條導電路徑。在一些實施例中，導電路徑將位于密閉密封罩(即容器、外殼，等等)內部的功能性組件電連接至該密閉罩外部的功能性組件。也就是說，在一些實施例中，導體提供從絕緣體一側至該絕緣體另一側的導電路徑。
[0028]本文所述的實施例主要結合一種刺激可植入醫(yī)療設備，即耳蝸植入體。然而，應理解，可在其他類型的可植入醫(yī)療設備，包括其他類型的聽力假體中使用根據(jù)本發(fā)明實施例的饋通。聽力假體包括(但不限于)助聽器、聽覺大腦刺激器和耳蝸假體(本文稱為“耳蝸植入體”)。
[0029]圖1是其中可實施本發(fā)明的實施例的示例性耳蝸植入體系統(tǒng)100的透視圖。下文描述外耳101、中耳105和內耳107的相關組件。聲波103的聲壓被外耳101 (耳廓)收集，并且被引導(channel)至耳道102中和穿過耳道102。橫跨耳道102的遠端布置的是鼓膜104，其響應于聲波103而振動。通過中耳105的三根骨骼(包括錘骨113、砧骨109和鐙骨111，其集體地被稱為小骨117)所述振動被耦合至卵圓窗或橢圓窗115。中耳105的骨骼113、109和111用于過濾和放大聲波103，導致橢圓窗115發(fā)音或振動。該振動在耳蝸132中建立流體運動波。繼而，該流體運動激活排列在耳蝸132內部的微小毛細胞(未示出)。激活毛細胞導致適當?shù)纳窠浢}沖通過螺旋神經節(jié)細胞(未示出)和聽覺神經138傳遞至大腦(未示出)，在大腦中神經脈沖被感知為聲音。
[0030]耳蝸植入系統(tǒng)100包括:外部部件組裝件142，其被直接或間接地附接至受體的身體；和內部部件組裝件144，其被臨時或永久地植入受體內。外部部件組裝件142通常包括一個或更多用于檢測聲音的拾音器(例如，麥克風)120、語音處理單元116、電源(未示出)和外部發(fā)射器單元106。外部發(fā)射器單元106包括外部線圈108，和一些實施例中直接或間接固定至外部線圈108的磁體(未示出)。語音處理單元116處理拾音器(例如，麥克風)120的輸出，在所示實施例中，拾音器120被受體的耳朵110定位。語音處理單元116產生編碼信號，本文將其稱為刺激數(shù)據(jù)信號，通過電纜(未示出)將該信號提供給外部發(fā)射器單元106。在該例示中，語音處理單元116構造和布置成使得其能夠安裝在外耳101 (例如，耳廓)后。替代版本能夠被佩戴在身體上，或者能夠提供完全可植入系統(tǒng)，其將語音處理器和/或麥克風結合到內部部件組裝件144中。
[0031]內部部件組裝件144包括內部接收器單元112、刺激器單元126和電極組裝件118。內部接收器單元112包括內部經皮傳輸線圈(在該圖中不可見)，和在一些實施例中相對內部線圈固定的磁體。內部接收器單元112和刺激器單元126被密閉地密封在生物可兼容外殼中。如上所述，內部線圈從外部線圈108接收功率和數(shù)據(jù)。電極組裝件118的電纜或引線從刺激器單元126延伸至耳蝸132，并且終止于電極陣列134中。刺激器單元126產生的信號被電極陣列134的電極施加至耳蝸32，由此刺激聽覺神經138。
[0032]雖然上文將耳蝸植入體系統(tǒng)100描述為具有外部組件，但是在替代實施例中，耳蝸植入體系統(tǒng)100能夠為完全可植入的假體。例如，在一個例證性實施中，語音處理單元116，包括麥克風、語音處理器和/或電源，能夠作為一個或更多可植入組件而實現(xiàn)。在一個特殊實施例中，語音處理單元116能夠被包含在密閉密封的外殼中。
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的可植入醫(yī)療設備200的可植入組件的分解透視圖?？芍踩虢M件200包括容器202形式的密閉密封罩。密閉密封容器202通過將底殼206密閉地密封至底板204而形成。容器202限定密閉罩，其中定位有功能性組件212。在圖2例示的實施例中，功能性組件212包括印刷電路板(PCB) 208和安裝在PCB208上的電子組件228。在特定實施例中，電子組件228可包括一個或更多相對大的組件228L和一個或更多相對小的組件228S。在一些實施例中，電子組件228可包括電池。
[0034]容器202還包括布置在底板204的開孔218中的兩個密閉饋通300和300'。在圖2例示的實施例中，每個饋通300和300'都分別包括絕緣主體302和302'，并分別包括多個電導體304和30V。如下文更詳細所述的，每個導體都包括在絕緣主體內部的方向改變(在該具體情況下為方向改變180° )。在特定實施例中，該方向變化促進可植入組件的厚度降低。在一些實施例中，電導體304和30V被配置成在不會使罩體的密閉密封變差的情況下，在容器202的密閉罩的內部組件和外部組件之間提供導電路徑(即，電輸入/輸出線路)。代替電導體304和304'，在一些實施例中，饋通300和300'可包括輸入/輸出線路，例如，該線路可能為電線(例如，由銅、光纖等等形成)、電纜、管道等等，該線路促進在功能性組件212和受體、其他植入體、外部組件等等之間，傳輸能量、數(shù)據(jù)、材料、生物樣本等等。在特定實施例中，每個饋通都包括穿過該饋通延伸的至少一條導電路徑。[0035]在圖2例示的實施例中，導體304的第一端在容器202的密閉罩中，從PCB208延伸至密閉饋通300，并且導體304'的第一端在容器202的密閉罩中，從PCB208的底部延伸至密閉饋通300'。另外，導體304和304'的第二端分別從饋通300和300'延伸至密閉罩的外部。在密閉罩外部，第二端304和304'可被電連接至可植入醫(yī)療設備的不同功能性組件。例如,在上文參考圖1所述的例證性耳蝸植入體中，導體304的第二端可被電連接至內部經皮傳輸線圈，并且導體304'的第二端可被電連接至電極陣列134。密閉饋通300、300'允許任何類型的許多輸入/輸出線路穿入(infiltrate)罩體202，同時保持罩體的密閉密封。
[0036]另外，頂殼214被連接至容器202，并且限定可植入組件200的耐壓側。在一些實施例中，頂殼214不被密閉地密封至容器202。該罩體不密閉是因為存在至少一個開孔230，引線通過該開孔連接至可植入組件的其他功能性組件，諸如另一可植入組件或電極組裝件。頂殼214包括:橫向表面，其限定植入體200的頂部表面；和側壁，其大致垂直于該橫向表面延伸。類似地，底殼206包括:橫向表面，其限定植入體200的底部表面；和側壁，其大致垂直于該橫向表面延伸。頂殼214和底殼206匹配底板204的周緣的相對側。然而，應明白，頂殼和底殼214、206能夠以多種方式耦合。例如，在一個替代實施例中，頂殼和底殼214、206彼此直接匹配。殼體和密閉罩能夠由合適的生物兼容材料形成，諸如鈦、不銹鋼或鈷-鉻合金，并且能夠使用多種技術結合，諸如激光焊接或擴散粘結。
[0037]結合底板204的頂殼214通常被設計成具有期望的耐壓性，并且在本發(fā)明的特定實施例中，能夠被制作地比底層更厚。例如，頂層能夠由厚0.4mm的鈦形成，而底層為厚
0.2mm的鈦。在一些實施例中，內部填料材料能夠被注入或插入非密閉罩和/或密閉罩中，以提供另外的結構整體性或耐壓性。植入體的外部能夠被涂以硅彈性體、環(huán)氧樹脂或其他保護性涂層。
[0038]下文描述根據(jù)本發(fā)明特定實施例的饋通300的各種實施例。圖3A示出根據(jù)本發(fā)明特定實施例的饋通300的示意圖。圖3A是具有正方形橫截面形狀的饋通300的橫截面圖。在特定實施例中，饋通300大致為立方體形狀，而在其他實施例中，饋通300大致形狀類似矩形棱柱。饋通300包括電絕緣體310，其具有第一面312和基本垂直于第一面312的第二面314。饋通300也包括電導體(或導電構件)320，本文稱為導體320。布置在絕緣體310內的一部分導體320包括基本90度或基本直角的彎曲322，以便非線型導體320進入第一面312并且從第二面314離開，而非從與進入面312相對的相對面316離開。本文使用的“非線型”導體是這樣的導體，其包括一個或更多曲線或彎曲以及一個或更多平直段。
[0039]因此，圖3A示出包括絕緣體310和至少一個導體320的饋通，該絕緣體310具有:進入面312，其中至少一個導體320進入所述進入面；和引出面314，該至少一個導體320從該引出面引出，引出面314基本垂直于進入面312。
[0040]圖3A表現(xiàn)了立方體形狀的饋通300。然而，根據(jù)本發(fā)明的特定實施例，能夠在規(guī)則或不規(guī)則形狀的范圍內提供饋通(即，饋通300的絕緣體310)。一些規(guī)則形狀包括立方體、塊狀體、柱體、球體或具有恒定橫截面的其他形狀，或者其中橫截面的形狀恒定，但是絕對尺寸作為長度的函數(shù)而變化(例如，錐形)。圖3B-3D例示了本發(fā)明的特定實施例，其中饋通300分別具有矩形塊、八邊形柱體和圓柱體的形狀，其每個都具有包括導體320，導體320具有被布置在絕緣體310內的一部分，該部分包括90度彎曲。在其中饋通具有彎曲表面的實施例中，所涉及的面應包括假想表面，其與彎曲表面上的基準點(通常是導體的進入或引出點)相切。此外，在其中饋通具有彎曲表面的一些實施例中，“面”可包括位于絕緣體下述平面中的表面，該平面在絕緣體表面上的下述位置與絕緣體相切，即一部分導體在該位置延伸離開絕緣體。
[0041]圖4A-4C例示了圖3A-3D的饋通300的各種替代實施例。圖4A例示了饋通300，該饋通300包括導體320，該導體320具有被布置在絕緣體310中的包括兩個45度彎曲的一部分。圖4B例示了饋通300，該饋通300包括曲線導體320，其中導體320被布置在絕緣體310內的該部分具有恒定曲率半徑。圖4C例示了饋通300，該饋通300包括曲線導體320，其中被布置在絕緣體310內的一部分導體320成曲線地穿過270度圓弧，以便在絕緣體310內提供更長路徑長度。
[0042]本文參考本發(fā)明的一些實施例描述的饋通布置可使得通過減小饋通和相關連接的總體尺寸，能夠生產更薄或更緊湊的可植入組件。在圖5A和5B中示出該尺寸降低的實例，圖5A和5B是可植入醫(yī)療設備的可植入組件的示意圖，其例示了通過使用根據(jù)本發(fā)明特定實施例的圖3A的饋通300而實現(xiàn)的預留空間的縮小。圖5A例示了現(xiàn)有技術的密閉罩510，在其左側示出具有頂部表面512，穿過該頂部表面，提供了具有線型導體522的傳統(tǒng)饋通520。包括具有90度彎曲的導體532的外部功能性組件530在點534連接至線型導體522的上端。圖5B例示了密閉罩510，其具有頂部表面512，穿過該頂部表面，根據(jù)特定實施例的圖3A的饋通300 (關于圖3A旋轉180度)通過筆直導體536連接至外部功能性組件530，該筆直導體536在點538連接至導體320的上端。在本發(fā)明的一些實施例中，通過在饋通320的絕緣體中包含導體320的90度彎曲，能夠實現(xiàn)密閉罩上方的預留空間的縮小540。在這樣實施例中，另外的優(yōu)點在于，可不影響裝置的耐壓性地實現(xiàn)尺寸縮小，這是因為不必減小植入體材料的量或厚度。圖5B所示實施例的另一優(yōu)點在于，饋通的頂部表面是絕緣體。因此,當添加頂殼(例如，圖2中的頂殼214)時，不需要在導體320和頂殼之間加入絕緣。[0043]圖5C示出根據(jù)一些實施例的替代密閉罩510，其中饋通300的取向關于圖5B中的取向顛倒或逆轉，以示出將饋通連接至位于密閉罩中的功能性組件550。在該實施例中，組件550具有筆直電導體552，其在連接點554連接至饋通導體320。這樣的實施例可能有利在于，饋通300的底部表面為絕緣體(與圖5A中具有暴露的絕緣體相反)，因此，在導體320和外殼510的底部表面之間不需要單獨絕緣材料，這可促進植入體的厚度的減小560。
[0044]上述實施例例示了下列饋通，其中導體通過基本垂直于進入面的引出面引出該饋通。然而，能夠提供一系列替代實施例，其中引出面是不同于與進入面相對面的一面(即，基本不平行于進入面)，或者其中導體在絕緣體中至少經過一次方向改變，所以導體以不同于進入時的角度和方向的角度和方向從絕緣體引出。
[0045]圖6A-6I是根據(jù)本發(fā)明特定實施例的饋通300的實施例的示意圖。在圖6A中，饋通300示出布置在絕緣體310中的一部分導體320中的135度彎曲，所以導體320以關于引出面的一定(非垂直)角度引出。也就是說，在圖6A的實施例中，導體320以導體320不垂直于引出面314這樣的角度從絕緣體310引出。在圖6B例示的實施例中，饋通300包括成環(huán)導體320，環(huán)狀部被布置在絕緣體310內，所以導體320以關于進入面和引出面的不同角度進入和引出。在圖6C例示的實施例中，饋通300包括布置在絕緣體310中的一部分導體320中的180度彎曲，所以導體在相同一面(雖然方向不同)上進入饋通300和從饋通300引出。在這樣的實施例中，由于絕緣體310的進入面和引出面是同一面，所以導體320不進入和引出絕緣體310的相對面。本文使用的導體中的特定度數(shù)的“彎曲”可包括總和為該特定度數(shù)的一個或更多彎曲。如下文將描述的，該饋通的下部部分能夠形成密閉罩的側壁。另外，在替代實施例中，從絕緣體310的同一面進入和引出的導體320可包括布置在絕緣體310中的部分，該部分具有總和超過或小于180度的一個或更多彎曲。例如，布置在絕緣體310內的一部分導體320可包括總和近似200或總和近似160度的一個或更多彎曲。在這樣的實施例中，導體320可能以不垂直于面312進入的角度進入絕緣體310，導體320可能以其不垂直于面312而引出 的角度從絕緣體310引出，或者以上兩者。
[0046]在圖6D例示的實施例中，饋通300是傾斜的非均勻六邊形，其中導體320的布置在絕緣體310中的部分包括兩個45度彎曲，并且進入和引出彼此不相對的第一面和第三面。在圖6E例示的實施例中，饋通300具有成角度的進入面，并且導體320的布置在絕緣體310內的一部分包括類似于圖6A中所示的內部方向改變，其中導體320包括135度彎曲。在圖6E例示的實施例中，引出面關于進入面傾斜45度，所以導體320以正交(即，垂直)于引出面(而非與圖6A的饋通一樣，處于關于引出面的傾斜角度)的角度從所述傾斜的引出面引出。在替代實施例中，可使用大于或小于135度的總彎曲。在圖6F例示的實施例中，饋通300具有圓形橫截面，并且導體320的布置在絕緣體310中的部分包括135度彎曲。在替代實施例中，導體320的布置在絕緣體310內的所述部分可包括一個或更多彎曲，其施加總共大于或小于135度的方向改變。如圖6F中所示，絕緣體310的進入面位于平面622內，在導體320的第一部分664進入絕緣體310處該平面與絕緣體310的表面相切。另外，絕緣體310的引出面位于平面666內，在導體320的第二部分668從絕緣體310引出處該平面與絕緣體310的表面相切。在圖6G例示的實施例中，饋通300是圖6A和6E中例示的饋通300實施例的組合，其中引出面關于進入面傾斜，并且導體關于引出面傾斜(非正交)，所以導體以不同于進入角度和方向的角度和方向從絕緣體引出。在圖6H和61例示的實施例中，饋通300包括螺旋形導體320，其具有布置在絕緣體310內的螺旋部和在絕緣體310內部的長路徑長度。在該實施例中，導體320通過基本垂直于進入面的引出面從絕緣體310引出。圖61示出圖6H中所示的饋通300實施例的透視圖。
[0047]在上文參考圖3A-6I所述的實施例中，每個饋通300都包括導體提供的單一導電路徑。然而，這些實施例中的每個實施例都可包括多個導體，以類似于例示導體的方式配置該導體，提供多條獨立的導電路徑。在特定實施例中，每條導電路徑都可由一元導體形成。另外，在特定實施例中，導體可通過相同或不同的面進入絕緣體，并且可通過相同或不同的面從絕緣體引出，或其組合。在特定實施例中，當導體通過不同的面進入或引出時，所述不同的面可彼此平行。
[0048]圖7A-7D示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括多個導體的饋通的示意圖。在圖7A例示的實施例中，饋通300具有八邊形橫截面，并且包括進入絕緣體310的第一面711的第一導體320，和進入相鄰的第二面718的第二導體32(V，導體320和32(V兩者都通過第三面714(與第二面相對)引出。在圖7B例示的實施例中，饋通300包括進入絕緣體310的第一面721的第一導體320，和進入與該第一面相對的第二面723的第二導體320'，其中導體320和320'兩者都通過第三面725引出，該第三面基本垂直于第一面和第二面兩者。
[0049]在圖7C例示的實施例中，饋通300具有三個導體320、32(V和320"，其每個都通過基本垂直于進入面的引出面從饋通引出。每個導體都位于穿過絕緣主體的不同平行平面(并且它們沿絕緣主體的第一軸線均勻分布)中。在該實施例中，每個進入點都位于進入面的相同中線軸732上，并且每個引出點都位于引出面的相同中線軸734上。在圖7D例示的實施例中，饋通300是替代實施例。在該實施例中，三個導體320、320'和320"每個都沿進入面的中心中線732進入饋通300，并且通過基本垂直于進入面的引出面從饋通300引出。然而，在該實施例中，導體在絕緣體內具有不同路徑長度，所以引出點不全都位于引出面的中線軸734上。
[0050]根據(jù)本發(fā)明實施 例的本文所述饋通能夠由多種材料形成，并且能夠使用多種方法制造。在特定實施例中，饋通的絕緣主體在其周界處通過銅焊或使用氧化物化學粘結和/或通過壓制而機械粘結至密閉罩壁。對要使用的材料和制造方法的選擇將在某種程度上取決于所需形狀、用于構造該醫(yī)療植入體和/或導體和絕緣體的結構和材料。在銅焊的情況下，應選擇具有適當熱膨脹系數(shù)的材料，以防止會出現(xiàn)在導體和絕緣主體之間的過大膨脹差。
[0051]電導體(或多個導體)能夠由任何適當?shù)膶щ姴牧闲纬?，包括導電金屬或合金。該導體能夠為一元導體或由多個構件或零件形成。例證性導電材料包括過渡金屬(例如，貴金屬)、稀土金屬(例如，錒系金屬和鑭系金屬)、堿金屬、堿土金屬和稀有金屬。貴金屬包括金(Au)、鉬(Pt)、鈕(Pd)、銀(Nb)和銥(Ir)。例證性合金包括鉬-金、鉬-銥、銀-鈕、金-鈀或其混合物、鎢-鑰。導電材料能夠為膏(例如，耐熔金屬膏、金屬合金膏，等等)、粉末形式，或者其他適當?shù)男问健Ｔ谝恍嵤├?，能夠提供鉬線(或鉬合金)形式的導體320，其直徑約為100 μ m。該線能夠被涂以環(huán)氧樹脂或其他塑料或蠟，以進一步將該線絕緣。
[0052]電絕緣體310或絕緣主體(或構件)能夠為陶瓷；玻璃或剛玉(sapphire)。適當?shù)奶沾砂ㄑ趸X、氧化鋯和氧化鎂。絕緣體310能夠由一種或更多陶瓷生坯板、粘合劑或其他材料形成，能夠通過燒制來裝配和固化這些材料，以實現(xiàn)密閉密封。作為替換方式，能夠如下文所述的，使用沉積或模塑技術。
[0053]圖8A-8E是根據(jù)一個實施例的一種形成饋通300的方法的示意圖。該方法適用于這樣的饋通，其中導電路徑由多個導體(即，非一元導體)形成。獲得陶瓷塊形式的絕緣體310，并且執(zhí)行第一鉆孔步驟(圖8A)，以形成第一管道812，其在第一面816中具有開口 814，并在相對面中具有開口 818 (該管道完全穿透絕緣體310)。在其他實施例中，該管道被鉆至特定或預定深度，以便相對面中不存在開口。然后執(zhí)行第二鉆孔步驟(圖8B)，以形成在第二面826中具有開口 824的第二管道822，并且其在交叉點828處與第一管道相交。在該實施例中，第二面基本垂直于第一面，并且垂直于這些面鉆出管道，以便管道以約90度的角度相交。在替代實施例中，管道可能以不同于90度的角度相交。
[0054]然后，通過下列方式在第一面中的開口和第二面中的開口之間形成電路徑，即，將第一線型導電構件832機械插入第一線型管道812 (參見圖SC)，和將第二線型導電構件842插入第二線型管道822 (參見圖8D)，直到它們相交并且形成電連接(參見圖8D)。在一個實例中，線型導電構件是鉬線。在圖8C-8E中例示了形成電路徑的步驟，第一插入步驟(圖8C)包括將第一線832推入第一管道812中，超過交叉點828，并且到達約處于沿管道長度四分之三處的點834。然后執(zhí)行第二插入步驟(圖8D)，其中第二線842被插入第二管道中，直到其在交叉點828接觸第一線，由此在第一開口 814和第二開口 824之間形成電路徑。執(zhí)行回填步驟(圖8E)，從而以適當?shù)牟粚щ娞畛鋭?，諸如陶瓷凝膠/懸液852填充第一管道中剩余的空白空間。然后能夠燒結陶瓷，以便陶瓷收縮以和導體形成結合，并且填充劑與整塊陶瓷熔合。
[0055]圖12示出上述形成饋通的方法的流程圖1200。該方法包括，在方框1210，在絕緣體(或絕緣構件)中形成第一線型管道，其中第一線型管道在所述絕緣體的第一面中具有開口。在方框1220，第二線型管道在絕緣體中形成，以便第二線型管道與第一線型管道交叉。在一個實施例中，第二線型管道在基本垂直于第一面的第二面中具有開口。在另一實施例中，第二線型管道在第二面中具有開口，該第二面是不同于與第一面相對面的面。在另一實施例中，第二線型管道以不同于第一線型管道的進入角度和方向的角度和方向進入絕緣主體。在方框1230，形成第一面中的開口和第二面中的開口之間的導電路徑。在一個實施例中，通過下列方式執(zhí)行該步驟，即，將第一線型導電構件插入第一線型管道，和將第二線型導電構件插入第二線型管道。該方法的其他實施例和變體也可以使用。
[0056]在一個替代實施例中，第一線僅被插入至交叉點。在另一實施例中，第一線被插入至交叉點和與第一開口 818相對的開口之間的一點(參見圖8A)。在另一實施例中，推動所述線完全穿過絕緣體。在其中管道不完全穿過絕緣體而是終止于絕緣體內的另一實施例中，插入所述線，直到其到達該管道的終點。在另一實施例中，第二管道完全穿過絕緣體，并且回填步驟還包括回填第二管道中的空白空間。
[0057]在另一實施例中，導電路徑能夠由第一線、銅焊材料或導電膏和第二線形成。在該實施例中，銅焊材料或導電膏起的作用是提高第一和第二線之間的電連接的可靠性。在已經插入第一線后，銅焊料被熔化，或者插入銅膏，或者將導電膏插入(或倒入)第二管道中。然后插入第二線，并且加熱銅焊料，并允許銅焊料凝固，或者允許導電膏硬化或凝固。作為替換方式，能夠首先將銅焊材料或膏插入管道，然后插入每根線，并且加熱銅焊料或者允許膏狀體硬化。[0058]也可擴展這些方法，以提供具有一系列復雜形狀或者具有不同于90度的角度的饋通。例如，能夠通過鉆出下列三個管道產生圖4A中例示的饋通布置，即垂直管道、水平管道和以45度傾斜的第三管道，該第三管道與第一和第二管道交叉。作為替換方式，第二面能夠關于第一面傾斜(或成一定角度)，或者管道能夠關于它們所鉆入的表面傾斜(或成一定角度)。能夠以其他技術形成管道，諸如使用激光或化學制品，以燒蝕和蝕刻或者以其他方式形成合適的管道。在插入導體時能夠通過機械壓制產生密閉密封，或者能夠執(zhí)行進一步化學處理，以在導體和絕緣主體之間形成化學粘結。在機械密封的情況下，管道的尺寸匹配導體的尺寸。
[0059]在另一實施例中，饋通由多層絕緣體和導體形成，其使用類似于制作印刷電路板和集成電路時使用的沉積和蝕刻技術的組合。饋通能夠由多層陶瓷材料(諸如陶瓷生坯板)形成，一系列開口或溝道能夠在這些層中形成，導電材料被布置在這些開口或溝道中。在一個實施例中，通過沉積在襯底上形成絕緣層，諸如使用鋁氧化物的離子增強蒸發(fā)濺射。
[0060]然后，使用本領域技術人員已知的傳統(tǒng)沉積技術，將金屬化走線(trace)沉積在絕緣層的上表面上。該走線能夠開始于絕緣層的一個邊緣，并且結束于絕緣層的中部。然后，使用傳統(tǒng)的沉積技術，將具有上表面和下表面的第二絕緣層沉積在導電材料和第一絕緣層上。因而，導電材料被夾在第二絕緣層的下表面和第一絕緣層的上表面之間，由此將導電材料走線封裝在絕緣材料內。
[0061]然后，形成穿過第二絕緣層的開口，以暴露導電材料走線的末端。能夠使用傳統(tǒng)的半導體處理工藝形成該第二層。例如，在將第二絕緣層濺射(或者以其他方式沉積)至第一絕緣層和導電材料上時，可以遮蔽部分第一絕緣層和/或導電材料的走線。取決于所需厚度，能夠增加具有對齊的開口(以便形成垂直管)的另外頂部絕緣層。然后以適當?shù)膶щ娊饘偬畛渌鲩_口，諸如鉬或鎢，以形成具有90度方向改變的饋通(例如，圖3A中所示)。如果需要，能夠將線或引線插入到開口中，或者連接至處于饋通邊緣處的導電走線。
[0062]沉積的絕緣層起封裝和密閉密封導電走線的作用。通過產生穿過該饋通的蜿蜒或旋繞路徑，能夠提高饋通的密閉性。這能夠通過使用多層、開口和走線的組合實現(xiàn)，其中一些開口僅穿過一些層，并且能夠布置導電走線，以聯(lián)接這些開口。
[0063]在另一實施例中，通過以絕緣材料封裝一部分非線型導體形成饋通。在圖13中例示該方法的流程圖1300。在方框1310，形成一個或更多非線型導體。在特定實施例中，每個非線型導體都可形成結合上述實施例所述的任何一個導體的形狀。在方框1320，用絕緣材料封裝每個該一個或更多非線型導體的一部分，以形成相連的絕緣主體(或絕緣體)，其周向地覆蓋每個該一個或更多非線型導體的所述部分。在本發(fā)明的特定實施例中，能夠繞導體涂加、模塑或粘結絕緣材料，以形成相連的絕緣主體。另外，在一些實施例中，以絕緣材料封裝導體的非線型部分。
[0064]在特定實施例中，可在絕緣主體上執(zhí)行形成步驟，以形成或塑造絕緣主體的形狀。能夠將絕緣材料成形或模塑為具有限定形狀的絕緣主體，諸如柱體、立方體、塊狀體，或者其能夠為不規(guī)則形狀。在一個實施例中，引出面基本垂直于進入面。在另一實施例中，引出面是不同于進入面的相對面的面。在另一實施例中，非線型導體以不同于進入角度和方向的角度和方向從絕緣主體引出。在一些實施例中，可在方框1320的以絕緣材料封裝非線型導體的同時，執(zhí)行所述形成步驟。[0065]在方框1330，通過所述相連的絕緣主體，繞每個該一個或更多非線型導體的封裝部分形成密閉密封。在特定實施例中，每個該非線型導體的封裝部分都被密閉地密封在絕緣體中。在一些實施例中，通過燒結導體和絕緣主體形成該密閉密封。同樣地，在一些實施例中，導體是一元導體。在其他實施例中，導體由適合彼此集成的導電元件、諸如通過密封工藝(諸如，燒結)集成的導電元件形成。
[0066]在一個實施例中，通過首先獲得具有期望的非線型形狀的導體來形成饋通。在一個實施例中，鉬線的直線段被彎曲成期望的非直線形狀(例如，假設90度彎曲)。在另一實施例中，通過從鉬(或其他合適的金屬或合金)片或膜清除材料形成該期望形狀。能夠使用沖出技術、放電加工(EDM)、微切和/或激光切割執(zhí)行該清除步驟。在一個實施例中，使用模塑技術形成該導體。一種這樣的模塑技術是金屬注塑(MIM)，其中將金屬粉末和粘合劑混合和均質化，以產生給料。然后，該給料被模塑為期望結構。粘合劑的存在用于使給料充分流動，以在注塑工藝中使用。一旦模塑，就允許該結構凝固，并且然后經歷脫粘(debind)和燒結，以繞導體密閉地密封所述絕緣體。能夠使用該工藝形成復雜的三維形狀。
[0067]在特定實施例中，導體由犧牲組件和非犧牲組件形成。在特定實施例中，至少一部分非犧牲組件被絕緣材料封裝，諸如涂覆該部分或使用模具。不接觸該犧牲組件，然后清除至少一部分該犧牲組件。絕緣體的生坯主體可經歷脫粘和燒結，這導致陶瓷收縮，并且繞導體形成密閉密封。然后，能夠將該陶瓷饋通安裝到醫(yī)療植入體內。在其中要求饋通具有多條獨立路徑的情況下，該實施例特別有用，因為最初能夠通過公共犧牲組件聯(lián)接多條一元導體。例如，能夠獲得和蝕刻或切除導電材料片，以便通過位于非犧牲組件任一端的一個或兩個犧牲組件聯(lián)接多個期望形狀的非犧牲組件。封裝、清除和燒結后，就獲得具有多條獨立的導電路徑的饋通。
[0068]在特定實施例中，使用模塑工藝形成絕緣主體，諸如類似于上述MM的粉末注塑(PIM)。在該實施例中，合適的精細陶瓷粉末與粘合劑混合，并且繞導體的期望部分模塑。允許該模型至少部分凝固，以形成生坯主體。一旦生坯主體凝固，就能夠清除犧牲組件，諸如使用激光切割清除。然后，生坯主體能夠經過脫粘和燒結，以使絕緣體繞導體密閉地密封。
[0069]能夠通過疊模法產生復雜布置或形狀。例如，在螺旋形的情況下，能夠繞螺釘狀螺旋線支撐結構纏繞導體，并且能夠繞其外部來模塑絕緣材料，并且允許其凝固，然后能夠清除(例如，擰下)支撐結構，并且用允許凝固的另外的絕緣材料填充腔體。然后，燒結將使絕緣材料形成單一的一元絕緣主體。
[0070]圖9是根據(jù)本發(fā)明特定實施例的用于醫(yī)療植入體900的基本盤狀密閉罩的橫截面示意圖，所述植入體包括饋通，該饋通具有包括180度彎曲的至少一個導體。包括功能性組件920的密閉罩910由基座930和頂部940形成，基座930和頂部940被密封至環(huán)狀饋通300，以向基本盤狀植入體提供旋轉軸960。該饋通包括多個導體320、32(V，其每個都被連接至位于密閉罩內的功能性組件。如圖9中所示，布置在饋通的絕緣體310內的導體320和320'的各自部分每個都包括多個彎曲，所述彎曲穿過絕緣體310，方向總共改變180度。如圖所示，每個導體320和320'都正好在頂部940的上表面上方從絕緣體310引出。密閉罩的側壁由饋通300形成。在特定實施例中，包括導體320和32(V (其每個都包括180度方向改變)的饋通300允許植入體的堆疊高度降低。在一些實施例中，底座930和頂部940為鈦，使用標準生產技術，在表面912、914、916和918處將饋通300銅焊至底座930和頂部940以形成密閉密封。為了幫助饋通300與頂部表面920的配合和對齊，饋通300包括突起956。該特征也幫助將頂部940組裝到導體320、32(V上，在裝配期間，所述導體能夠臨時向上彎曲。
[0071]圖10是根據(jù)本發(fā)明特定實施例的醫(yī)療植入體1000的橫截面圖，該醫(yī)療植入體包括饋通300和300'，其每個都具有包括90度彎曲的至少一個導體。包括功能性組件1020的密閉罩1010由基座1030和頂部1060形成，基座1030和頂部1060被密閉地密封至饋通300和30(V。蓋1070接合至每個饋通300和30(V的外部頂角，以形成植入體的外部。在該實施例中，頂部1060、基座1030和蓋1070都由鈦形成，并且通過使用銅焊接合和密封至饋通300和300,。每個饋通300和300'都分別包括一個導體320和320'，其每個都包括在饋通內的90度彎曲以導出至下列溝道，所述溝道形成在蓋1070的內側和密閉罩1010的頂部1060的外側之間。在圖10例示的實施例中，布置在饋通300和30(V的各自絕緣體中的部分導體320和320'包括90度彎曲。在其他實施例中，該彎曲可具有不同于90度的角度。
[0072]在圖9和10例示的實施例中，通過在被布置在饋通的絕緣體內的導體部分中提供一個或更多彎曲，實現(xiàn)堆疊高度的降低。在每個這些實施例中，導體都在基本與功能性組件相同的平面中進入饋通，并且在饋通的頂部處(即，在不同平面內)或者使導體在功能性組件上方延伸的情況下從饋通引出，導致醫(yī)療植入體的總尺寸縮小。再次在不影響耐壓性或結構整體性的情況下，實現(xiàn)尺寸的減小。在特定實施例中，在饋通的絕緣體內提供具有一個或更多彎曲的導體允許在不降低絕緣體尺寸的情況下降低堆疊高度，這可能有利，因為饋通提供密閉密封的能力可能取決于絕緣體和饋通中的導體之間的接觸長度。
[0073]圖11示出根據(jù)本發(fā)明實施例的醫(yī)療植入體系統(tǒng)100，即耳蝸植入體系統(tǒng)，其包括:外部部件組裝件142，包括聲音處理器；和可植入部件組裝件144，其為刺激器，在組織80下植入受體內。
[0074]在圖11的例示實 施例中，處理器142通過任何適當?shù)难b置，諸如麥克風(未示出)，從受體周圍的區(qū)域接收聲音信息形式的輸入信號，并且將該數(shù)據(jù)處理為控制信號，以傳輸至可植入部件組裝件或刺激器144。通過傳輸線圈108經皮地穿過組織70傳輸該控制信號，以被刺激器的接收線圈114接收。然后，本領域技術人員應理解，該控制信號被位于刺激器144中的密閉容器202(罩)內的功能性組件212進一步處理，以提供刺激信號，從而通過電極陣列134直接施加至受體的耳蝸。外殼160包括可更換電池162，以向刺激器144提供電力。
[0075]布置饋通300以分別通過導體320、320'和320"在位于密閉容器202中的功能性組件212和位于密閉容器202外部的電極陣列134、接收線圈114和電池162之間提供導電路徑。導體320和320'每個都在饋通的絕緣體內經過基本90度的方向改變，并且穿過饋通引出至頂面和底面(是基本垂直于側進入面的面)。
[0076]與具有傳統(tǒng)饋通布置的那些可植入醫(yī)療設備的可植入組件相比，本發(fā)明的特定實施例允許設計和制造較小尺寸的可植入醫(yī)療設備的可植入組件。在基本保持傳統(tǒng)植入體的現(xiàn)有密閉性和強度的同時，能夠實現(xiàn)這些尺寸的進一步縮小。在特定實施例中，能夠在提供較小的饋通的更緊湊的饋通中布置相對長的路徑長度，而不會損害性地縮短導體和導體布置在其中的絕緣體之間的接觸長度。在其中頭骨和皮膚之間存在的用于植入該可植入組件的空間有限的情況下，可能期望更薄的用于耳蝸植入體的可植入組件。
[0077]此外，在特定實施例中，通過提供其中允許導體彎曲或者經歷路徑的方向改變(即，從直線路徑改變)但仍處于饋通中的饋通布置，在醫(yī)療植入體的總體設計中提供更大的靈活性。例如，導體能夠在功能性組件的同一平面進入饋通，但是能夠經選擇以在方便點引出，所述方便點允許降低植入體的尺寸，因為引出點不限于和進入點在一條線上(即，能夠在不同的面上或為不同角度)。此外，在一些實施例中，饋通能夠被設計為形成可植入組件的密閉罩的側壁。該設計靈活性允許降低可植入組件的預留空間或總體尺寸。
[0078]雖然上文已經描述了本發(fā)明的各種實施例，但是應理解，僅作為實例而非限制提出這些實施例。相關領域技術人員人員應理解，能夠不偏離本發(fā)明的精神和范圍而做出形式和細節(jié)的各種改變。因而，本發(fā)明的廣度和范圍不應被任何上述例證性實施例限制，而是應僅根據(jù)下文權利要求和它們的等同內容限定。因此，應將提出的實施例在所有方面都視為例示性而非限制 性的。
【權利要求】
1.一種可植入醫(yī)療設備，包括: 密閉罩，其包括至少一個饋通，所述饋通具有穿過所述饋通的至少一條導電路徑，所述至少一個饋通包括: 具有進入面和引出面的絕緣體；以及 至少一個非線型導體，其被配置成在所述絕緣體內從所述進入面延伸至所述引出面以提供所述導電路徑，其中所述進入面和所述引出面不是所述絕緣體的基本平行的相對面。
2.根據(jù)權利要求1所述的可植入醫(yī)療設備，其中所述進入面基本垂直于所述引出面。
3.根據(jù)權利要求1所述的可植入醫(yī)療設備，其中所述進入面和所述引出面是所述絕緣體的同一面。
4.根據(jù)權利要求3所述的可植入醫(yī)療設備，其中布置在所述絕緣體內的所述導體的一部分包括180度的彎曲。
5.根據(jù)權利要求1所述的可植入醫(yī)療設備，其中所述絕緣體基本為柱形，并且所述進入面位于平面內，所述平面在所述絕緣體的表面上的所述導體的第一部分延伸出所述絕緣體的位置處與所述絕緣體相切。
6.根據(jù)權利要求5所述的可植入醫(yī)療設備，其中所述引出面位于平面內，所述平面在所述絕緣體的所述表面上的所述導體的第二部分延伸出所述絕緣體的第二位置處與所述絕緣體相切。
7.根據(jù)權利要求1所述的可植入醫(yī)療設備，其中布置在所述絕緣體內的所述導體的一部分包括一個或更多彎曲。
8.—種耳蝸植入體系統(tǒng),包括: 電極陣列；以及 電子模塊，其包括密閉罩，所述密閉罩封入一個或更多功能性組件并且包括至少一個饋通，所述饋通具有穿過所述饋通的至少一條導電路徑，所述導電路徑被配置成將所述功能性組件電連接至所述電極陣列，所述至少一個饋通包括: 具有進入面和引出面的絕緣體；以及 至少一個非線型導體，其被配置成在所述絕緣體內從所述進入面延伸至所述引出面以提供所述導電路徑，其中所述進入面和所述引出面不是所述絕緣體的基本平行的相對面。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，還包括: 外部組件，被配置成接收輸入信號并且將所接收的輸入信號轉換為控制信號；以及 可植入組件，被配置成從所述外部組件接收所述控制信號，其中所述內部組件包括所述電極陣列和所述電子模塊。
10.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中布置在所述絕緣體內的所述導體的一部分包括一個或更多彎曲。
11.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述進入面基本垂直于所述引出面。
12.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述進入面和所述引出面是所述絕緣體的同一面。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中布置在所述絕緣體內的所述導體的一部分包括180度的彎曲。
14.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述密閉罩包括基座、頂部和由所述饋通形成的側壁，并且其中所述絕緣體包括突起，所述突起被配置成與所述密閉罩的所述頂部配合和對齊。
15.一種形成用于可植入醫(yī)療設備的饋通的方法，所述方法包括: 形成至少一個非線型導體； 用絕緣材料封裝所述非線型導體的一部分以形成相連的絕緣體，所述絕緣體具有不是所述絕緣體的基本平行的相對面的進入面和引出面，其中所述非線型導體被配置成在所述絕緣體內從所述進入面延伸至所述引出面；以及 密閉地密封被封裝在所述絕緣體內的所述非線型導體的所述部分。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述將所述非線型導體的所述部分密閉地密封在所述絕緣體內包括燒結所述絕緣體和所述非線型導體。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中在封裝所述非線型導體的所述部分后，所述絕緣體周向圍繞所述非線型導體的所述部分。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述進入面基本垂直于所述引出面。
19.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中所述進入面和所述引出面是所述絕緣體的同一面。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中被封裝在所述絕緣體內的所述導體的所述部分包括180度的彎曲。
【文檔編號】A61F11/08GK103476361SQ201280010426
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年2月23日 優(yōu)先權日:2011年2月24日
【發(fā)明者】C·R·利, M·A·范休本, G·M·D·沃林 申請人:耳蝸有限公司