關(guān)于無線電力傳輸?shù)姆椒ㄏ到y(tǒng)和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本文中公開的各實施例涉及經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，其包括定位在患者的腔體內(nèi)的內(nèi)部線圈和電感耦合到內(nèi)部線圈的外部線圈。該系統(tǒng)可以被聯(lián)接到任何可植入式醫(yī)療設(shè)備，譬如心臟輔助設(shè)備。
【專利說明】關(guān)于無線電力傳輸?shù)姆椒ㄏ到y(tǒng)和設(shè)備
[0001] 交叉申請的相關(guān)引用
[0002] 本申請基于35U.S.C. §I19(e)要求美國臨時專利申請No. 61/610, 173 (提交于 2012年3月12日）的權(quán)益，該申請在此通過引用全部并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本文中公開的各實施例涉及用于經(jīng)皮膚地傳輸電力到患者的腔體中，以為電治療 設(shè)備（包括例如患者胸肺腔中的心臟輔助設(shè)備）提供電力。

【背景技術(shù)】
[0004] 完全植入的電子治療設(shè)備涉及電池供電的起搏器到需要更高水平能量被輸入到 身體的新型治療方法，包括神經(jīng)刺激、藥物輸送、肌肉刺激（TENS)、心臟輔助技術(shù)和利用人 造心臟的心臟更換。電池技術(shù)的進展使得可以植入低功率醫(yī)學設(shè)備，運行高至十年時間。然 而，大部分完全植入高電流設(shè)備當前利用經(jīng)皮膚的線纜供電，因為至今仍不存在安全的高 功率電池技術(shù)。線纜輸送安全電力到植入物，但是可導(dǎo)致患者顯著的不適且需要維護以防 止感染，其在約40%的植入物中發(fā)生。
[0005] 經(jīng)皮膚能量傳輸（TET)以為植入的醫(yī)療設(shè)備供電的已知使用可消除線纜且降低 感染的風險。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)TET系統(tǒng)沒有消除感染的風險，因為現(xiàn)有的系統(tǒng)體積龐大 且需要顯著數(shù)量的外科和植入硬件。此外，現(xiàn)有技術(shù)需要靠近的機械聯(lián)接來實現(xiàn)有效能量 傳輸，其增加了暴露到患者的功率密度和電磁場。這是不期望的，因為高電磁場暴露可導(dǎo)致 超過生物組織極限的特定吸收率，且高功率密度可以導(dǎo)致患者組織的局部加熱，其可導(dǎo)致 組織壞死。
[0006] 本領(lǐng)域存在對改進的TET系統(tǒng)的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本文中討論的各實施例涉及TET系統(tǒng)。
[0008] 在實例1中，一種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，包括：內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患 者的胸膜腔內(nèi)，其中內(nèi)部線圈被構(gòu)造為定位為與胸膜腔內(nèi)的至少一個肺鄰近；以及外部線 圈，構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得外部線圈和內(nèi)部線圈電感耦合。內(nèi)部線圈被構(gòu)造為定位 為與胸膜腔內(nèi)的至少一個肺鄰近。
[0009] 實例2涉及如實例1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈具有至少約6cm的直徑。
[0010] 實例3涉及如實例1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被大致定位抵靠胸膜腔的內(nèi)壁。
[0011] 實例4涉及如實例1所述的系統(tǒng)，還包括自膨脹結(jié)構(gòu)，其操作地聯(lián)接到內(nèi)部線圈。
[0012] 實例5涉及如實例4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)由形狀記憶材料制成。
[0013] 實例6涉及如實例4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為膨脹使得內(nèi)部線圈與 胸膜腔的內(nèi)壁接觸。
[0014]實例7涉及如實例4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)包括至少一個隔離連接器，其構(gòu) 造為防止對抗電路的形成。
[0015] 實例8涉及如實例1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被構(gòu)造為繞至少一個肺定位。
[0016] 實例9涉及如實例1所述的系統(tǒng)，其中外部線圈包括肩帶墊子。
[0017] 實例10涉及如實例1所述的系統(tǒng)，其中外部線圈被集成到肩帶、背包、袋、背心、襯 衣、夾克、被子、椅子或車座中。
[0018] 在實例11中，一種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，其操作地連接到心臟輔助系統(tǒng)，該經(jīng) 皮膚的能量傳輸系統(tǒng)包括：內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患者的胸膜腔內(nèi)；柔順腔室，與內(nèi) 部線圈相關(guān)聯(lián)；以及外部線圈，構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得外部線圈和內(nèi)部線圈電感耦 合。
[0019] 實例12涉及如實例11所述的系統(tǒng)，其中柔順腔室被聯(lián)接到內(nèi)部線圈。
[0020] 實例13涉及如實例11所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被定位在柔順腔室內(nèi)。
[0021] 實例14涉及如實例11所述的系統(tǒng)，其中柔順腔室為可膨脹柔順腔室，其具有膨脹 構(gòu)造和收縮構(gòu)造。
[0022] 在實例15中，一種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，包括：內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患 者的胸I吳腔內(nèi)；中繼線圈和外部線圈。中繼線圈構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得中繼線圈和 內(nèi)部線圈電感耦合。外部線圈構(gòu)造為被定位為使得外部線圈和中繼線圈電感耦合，由此外 部線圈被電感耦合到內(nèi)部線圈。
[0023] 實例16涉及如實例15所述的系統(tǒng)，其中中繼線圈被定位為鄰近患者的皮膚。
[0024] 實例17涉及如實例15所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈具有至少約6cm的直徑。
[0025] 實例18涉及如實例15所述的系統(tǒng)，還包括自膨脹結(jié)構(gòu)，其操作地聯(lián)接到內(nèi)部線 圈。
[0026] 實例19涉及如實例15所述的系統(tǒng)，其中外部線圈包括肩帶墊子。
[0027] 實例20涉及如實例15所述的系統(tǒng)，其中外部線圈被集成到肩帶、背包、袋、背心、 襯衣、夾克、被子、椅子或車座中。盡管多個實施例被描述，根據(jù)本文的詳細描述（其顯示和 描述了本發(fā)明的實施例），本發(fā)明的其它實施例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是明顯的。如將意識到 的，本發(fā)明能夠在各方面進行修改，而不會背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，附圖和相似描 述將被認為本質(zhì)上是示意性的，而不是限制性的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是根據(jù)一個實施例的TET系統(tǒng)的示意性圖示；
[0029] 圖2是根據(jù)另一個實施例的另一TET系統(tǒng)的內(nèi)部線圈的不意性圖不；
[0030] 圖3A是根據(jù)一個實施例的具有支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部線圈的示意性圖示；
[0031] 圖3B是根據(jù)一個實施例的圖3A的內(nèi)部線圈的截面視圖；
[0032] 圖4是根據(jù)另一個實施例的另一TET系統(tǒng)的截面視圖；
[0033] 圖5A是根據(jù)一個實施例的圖4的TET系統(tǒng)的外部線圈的前視圖；
[0034] 圖5B是根據(jù)一個實施例的圖4的TET系統(tǒng)的內(nèi)部線圈的截面視圖；
[0035] 圖6是根據(jù)一個實施例的另一TET系統(tǒng)的內(nèi)部線圈的示意性圖示；
[0036] 圖7A是根據(jù)另一個實施例的內(nèi)部線圈的截面視圖；
[0037] 圖7B是根據(jù)另一個實施例的圖7A的內(nèi)部線圈的截面視圖；
[0038] 圖7C是根據(jù)另一個實施例的圖7A的內(nèi)部線圈的截面視圖；
[0039] 圖8是根據(jù)一個實施例的具有內(nèi)部線圈和中繼線圈的TET系統(tǒng)的示意性圖示；
[0040] 圖9是根據(jù)一個實施例的關(guān)于中繼線圈的電路圖的示意性圖示；
[0041]圖10是根據(jù)一個實施例的關(guān)于線圈的標準測量值的示意性圖示。

【具體實施方式】
[0042]大部分現(xiàn)有的TET使用一些形式的電磁式互感器且很多具有合并的共振調(diào)諧以 增大電力傳輸?shù)男?。共振調(diào)諧電路在電力傳輸中的使用是由尼古拉?特斯拉在十九世紀 初發(fā)現(xiàn)的，當時無線電力電路被第一次證實。對共振能量傳輸本質(zhì)上的最好比擬是聲能量 通過空間的傳輸，譬如振動的弦。也就是說，如果被調(diào)諧到相同頻率的平行拉伸的線被激 勵，機械振動被從一根線傳遞到相鄰的線，取決于分隔距離和聯(lián)接媒介而具有接近完美的 吸收。中繼線可以被增加且聲學能量傳輸范圍可以由此被擴展。相同的現(xiàn)象發(fā)生在磁共振 能量傳輸中，其中范圍可以通過精確調(diào)諧和使用無源共振中繼器來擴展。
[0043]通過電感耦合的線圈的電力傳輸并不是新的，且可通過麥克斯韋定律且特別地法 拉第定律來描述。兩個感應(yīng)線圈可以近場距離操作，如麥克斯韋的條件所限定的：

【權(quán)利要求】
1. 一種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，包括： (a) 內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患者的胸膜腔內(nèi)，其中內(nèi)部線圈被構(gòu)造為定位為與胸 膜腔內(nèi)的至少一個肺鄰近；以及 (b) 外部線圈，構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得外部線圈和內(nèi)部線圈電感耦合。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈具有至少約6cm的直徑。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被大致定位抵靠胸膜腔的內(nèi)壁。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括自膨脹結(jié)構(gòu)，其操作地聯(lián)接到內(nèi)部線圈。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)由形狀記憶材料制成。
6. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為膨脹使得內(nèi)部線圈與胸膜腔的 內(nèi)壁接觸。
7. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中自膨脹結(jié)構(gòu)包括至少一個隔離連接器，其構(gòu)造為防 止對抗電路的形成。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被構(gòu)造為繞至少一個肺定位。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中外部線圈包括肩帶墊子。
10. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中外部線圈被集成到肩帶、背包、袋、背心、襯衣、夾 克、被子、椅子或車座中。
11. 一種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，其操作地連接到心臟輔助系統(tǒng)，該經(jīng)皮膚的能量傳輸 系統(tǒng)包括： (a) 內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患者的胸膜腔內(nèi)； (b) 柔順腔室，與內(nèi)部線圈相關(guān)聯(lián)；以及 (c) 外部線圈，構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得外部線圈和內(nèi)部線圈電感耦合。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中柔順腔室被聯(lián)接到內(nèi)部線圈。
13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈被定位在柔順腔室內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中柔順腔室為可膨脹柔順腔室，其具有膨脹構(gòu)造和 收縮構(gòu)造。
15. -種經(jīng)皮膚的能量傳輸系統(tǒng)，包括： (a) 內(nèi)部線圈，設(shè)置尺寸以定位在患者的胸膜腔內(nèi)； (b) 中繼線圈，構(gòu)造為被定位為鄰近患者，使得中繼線圈和內(nèi)部線圈電感f禹合；以及 (c) 外部線圈，構(gòu)造為被定位為使得外部線圈和中繼線圈電感耦合，由此外部線圈被電 感耦合到內(nèi)部線圈。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中中繼線圈被定位為鄰近患者的皮膚。
17. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中內(nèi)部線圈具有至少約6cm的直徑。
18. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括自膨脹結(jié)構(gòu)，其操作地聯(lián)接到內(nèi)部線圈。
19. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中外部線圈包括肩帶墊子。
20. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中外部線圈被集成到肩帶、背包、袋、背心、襯衣、夾 克、被子、椅子或車座中。
【文檔編號】A61N1/05GK104487131SQ201380019855
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月13日
【發(fā)明者】D.拉豐泰恩 申請人:陽光心臟有限公司