可植入醫(yī)療裝置中的線圈組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可植入醫(yī)療裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于可植入醫(yī)療裝置如耳蝸植入物的接收器線圈組件。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)和功率的無線傳輸已成為可植入醫(yī)療裝置的流行及必不可少的特性，前述裝置如心臟起搏器、可植入心律轉(zhuǎn)變器除顫器、記錄裝置、神經(jīng)肌肉刺激器、假肢裝置如耳蝸植入物。感應(yīng)耦合是流行且有效的實(shí)現(xiàn)用于植入的生物醫(yī)學(xué)裝置的經(jīng)皮鏈路的手段，因?yàn)榫€圈對(duì)可同時(shí)用于向植入電路的數(shù)據(jù)和功率傳輸。
[0003]可植入假肢裝置通常需要小以減少因患者身體內(nèi)的外來物體的植入和維護(hù)引起的損傷和其它并發(fā)癥。例如，耳蝸植入物通常包括外部部件和內(nèi)部部件。外部部件在患者身體的外部，而內(nèi)部部件植入在患者身體中。外部部件包括用于感測周圍聲音的傳聲器及用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于這些聲音的處理后的電信號(hào)的信號(hào)處理器。處理后的電信號(hào)使用外部部件的發(fā)射器線圈傳給內(nèi)部部件，其將該信號(hào)通過電極陣列施加到聽覺神經(jīng)。由于內(nèi)部部件可能沒有永久電源，該元件的功率也從外部部件得到。用于在內(nèi)部和外部部件之間提供功率和通信的裝置通常為一對(duì)線圈，即外部部件中的發(fā)射器線圈和內(nèi)部部件中的接收器線圈。這些線圈通常為平面線圈且平行于彼此定位，使得能量通過患者的皮膚和肉體從發(fā)射器線圈耦合到接收器線圈以用于對(duì)內(nèi)部部件供電和/或控制內(nèi)部部件。
[0004]圖1A示出了傳統(tǒng)耳蝸植入物中的電磁耦合。耳蝸植入物100基于外部部件102經(jīng)電磁感應(yīng)耦合106耦合到內(nèi)部部件104的原理工作。其目的在于通過使用放在耳蝸124中的電極陣列激活聽覺神經(jīng)126，因而使深度聾的患者(即其中和/或外耳出現(xiàn)機(jī)能障礙，但其聽覺神經(jīng)保持未受損傷)能夠再次聽見。
[0005]圖1B示出了傳統(tǒng)耳蝸植入物中的外部部件102和內(nèi)部部件104的示意圖。外部部件102包括傳聲器或多傳聲器組件110、信號(hào)處理器112、能源114和發(fā)射器線圈116。傳聲器或多傳聲器組件110從患者的環(huán)境拾取音頻聲音108并將該音頻聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)處理器112處理電信號(hào)以產(chǎn)生處理后的電信號(hào)，通常為變化寬度和/或振幅的脈沖序列。處理后的電信號(hào)一產(chǎn)生就經(jīng)發(fā)射器線圈116和接收器線圈118之間建立的感應(yīng)鏈路106傳給內(nèi)部部件104的刺激電子器件120。響應(yīng)于處理后的電信號(hào)的接收，刺激電子器件120產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拇碳る娦盘?hào)脈沖，其施加到插入在患者的耳蝸124內(nèi)的電極陣列122中的一個(gè)或多個(gè)電極。其為直接刺激聽覺神經(jīng)126的刺激電信號(hào)并向患者提供聽覺。
[0006]圖1C以傳統(tǒng)耳蝸植入物的局部截面圖示出了內(nèi)部部件中的元件的內(nèi)部安排。內(nèi)部部件104包括可植入密封殼體128?？芍踩朊芊鈿んw128包括刺激電子器件120、接收器線圈118和用于外部天線保持的磁鐵130。磁鐵130用于使接收器線圈118與外部部件(圖1B，102)的發(fā)射器線圈(圖1B，116)在與植入的刺激電子器件120相關(guān)聯(lián)的接收器線圈118所處位置的正上方保持和對(duì)準(zhǔn)。通常，殼體包括用扁平鈦蓋132密封封閉的陶瓷體136。殼體還包括穿通件134。穿通件134提供從密封殼體內(nèi)部到殼體外面的外部位置的導(dǎo)電通路。這種安排使能在電極陣列(圖1B，122)和密封殼體內(nèi)的刺激電子器件(圖1B，120)之間進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)電連接，同時(shí)保護(hù)電路或其它密封的元件免遭可能因暴露于殼體周圍的環(huán)境而引起的損害或故障。
[0007]由于可用于線圈的材料，通常優(yōu)選將具有刺激電子器件120的接收器線圈118放在密封殼體內(nèi)。例如，被認(rèn)為是更適合的線圈材料的絕緣銅線可用于制造接收器線圈。然而，這導(dǎo)致接收器線圈118和金屬部件如鈦蓋132之間的距離d減小。金屬部件132在殼體128處于植入位置時(shí)通常為距患者皮膚的遠(yuǎn)表面。距離d為用于確定感應(yīng)鏈路的性能的主要因素。當(dāng)密封的接收器線圈118和金屬部件132之間的距離d小時(shí)，發(fā)射器線圈116和接收器線圈118之間的感應(yīng)鏈路性能差，部分因?yàn)榻邮掌骶€圈118更遠(yuǎn)離發(fā)射器線圈132。實(shí)際上，接收器線圈118接近金屬部件132導(dǎo)致不合需要的磁干擾，負(fù)面影響感應(yīng)鏈路輸出。因此，當(dāng)距離d減小時(shí)，感應(yīng)鏈路的性能也下降。
[0008]因此，需要提供一種克服現(xiàn)有解決方案的缺陷的備選解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的接收器線圈組件的配置提高了可植入醫(yī)療裝置如耳蝸植入物中的發(fā)射器線圈和接收器線圈組件之間的感應(yīng)鏈路的性能。本發(fā)明的線圈配置連同更好的感應(yīng)性能一起還可使能保持可植入裝置的內(nèi)部部件緊湊。
[0010]感應(yīng)鏈路性能定義為通常外部部件的發(fā)射器線圈和內(nèi)部植入部件的接收器線圈組件之間建立的感應(yīng)鏈路的數(shù)據(jù)和/或功率傳送效率。
[0011]根據(jù)一實(shí)施例，公開了用于可植入醫(yī)療裝置的接收器線圈組件。該接收器線圈組件包括至少兩個(gè)空間上分開的包括在內(nèi)部部件的殼體內(nèi)的線圈單元?？臻g上分開是沿殼體的厚度進(jìn)行。至少兩個(gè)空間上分開的線圈單元包括外部線圈和內(nèi)部線圈。
[0012]外部線圈包括至少一線圈繞組。外部線圈可以雕刻或裝配在殼體的近表面上。殼體的陶瓷體的近表面用作用于定位外部線圈的襯底。近表面為在內(nèi)部部件處于植入位置時(shí)更靠近患者皮膚的那一側(cè)。
[0013]陶瓷體可由氧化鋁、氧化鋯、以氧化鋯韌化的氧化鋁(ZTA)或氧化釔四方多晶氧化鋯(YTZP)制成。
[0014]外部線圈可由導(dǎo)電材料如鉑或純金制成。
[0015]在實(shí)施例中，外部線圈未包封在密封殼體內(nèi)。而是，外部線圈可用絕緣層覆蓋，絕緣層由生物適合的材料如帕利靈(parylene)、聚醚醚酮(PEEK)或厚陶瓷層制成。這使能保護(hù)外部線圈免遭周圍的身體組織和液體的影響。
[0016]外部線圈定位在近側(cè)將外部線圈放置成更靠近發(fā)射器線圈，因而提高了感應(yīng)鏈路性能。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，將外部線圈放置成盡可能靠近發(fā)射器線圈將提高感應(yīng)鏈路性能。因此，如果前述定位使能增加感應(yīng)鏈路性能，可能將外部線圈放置在不同于近表面的位置處。
[0017]在一實(shí)施例中，外部線圈組裝在近表面上。這種組裝在放置內(nèi)部線圈方面提供更大的靈活性。在另一實(shí)施例中，外部線圈雕刻在近表面上。雕刻提供一種在外部線圈布置方面具有相對(duì)更一致的結(jié)果的制造方法。
[0018]內(nèi)部線圈包括至少一線圈繞組。內(nèi)部線圈可印刷或裝配在殼體的內(nèi)表面上或者殼體的密封部件上。殼體的內(nèi)表面為包封在密封殼體內(nèi)的表面。密封部件包括內(nèi)部部件的包封在密封殼體內(nèi)的部件。其可包括適于使用接收器線圈組件接收處理后的電信號(hào)及適于產(chǎn)生刺激電信號(hào)的刺激電子器件。密封包封的內(nèi)部線圈使能放置內(nèi)部線圈免遭可能源自暴露于殼體周圍的環(huán)境的任何損害。
[0019]在一實(shí)施例中，內(nèi)部線圈為定位并裝配在內(nèi)表面或密封部件上的部件。這種裝配在放置內(nèi)部線圈方面提供更大靈活性。在另一實(shí)施例中，內(nèi)部線圈直接印刷或金屬化在內(nèi)表面或密封部件上。印刷或金屬化提供一種在內(nèi)部線圈布置方面具有相對(duì)更一致的結(jié)果的制造方法。
[0020]在實(shí)施例中，內(nèi)部線圈由銅制成。另外或作為備選，外部線圈可由銅制成。
[0021]在實(shí)施例中，內(nèi)部線圈密封在殼體內(nèi)并相對(duì)于外部線圈更接近刺激電子器件。
[0022]在實(shí)施例中，外部線圈被覆著生物適合層并相對(duì)于內(nèi)部線圈更接近發(fā)射器線圈。
[0023]在實(shí)施例中，內(nèi)部線圈和外部線圈的相對(duì)定位滿足預(yù)定條件。預(yù)定條件包括將內(nèi)部線圈和外部線圈定位成使得外部線圈和殼體的金屬蓋之間的第一距離多于內(nèi)部線圈和殼體的金屬部件之間的第二距離。金屬蓋通常在殼體的遠(yuǎn)側(cè)，遠(yuǎn)側(cè)意為相對(duì)于近表面更遠(yuǎn)離患者皮膚。在實(shí)施例中，金屬部件和外部線圈之間的距離至少通過陶瓷體的厚度增加。
[0024]在實(shí)施例中，外部線圈和內(nèi)部線圈獨(dú)立于彼此。術(shù)語“獨(dú)立”定義為內(nèi)部線圈和外部線圈不彼此連接并獨(dú)立地連接到刺激電子器件。這使刺激電子器件能從各個(gè)線圈單元即外部線圈和內(nèi)部線圈個(gè)別地接收處理后的電信號(hào)。在實(shí)施例中，例如，對(duì)于耳蝸植入物，每一線圈可適于接收對(duì)應(yīng)于不同頻率范圍的數(shù)據(jù)信息。這可在外部