CN102006907A - 带感应耦合的植入物的导电涂层 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可植入装置,其包含用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。线圈外套容纳线圈并具有不导电表面。导电涂层覆盖线圈外套表面的至少一部分并形成非屏蔽图形,以使与线圈信号的相互作用最小化。
Description
本申请要求2008年6月3日提交的美国临时专利申请61/058,319的优先权益,所述临时专利申请在此引为参考。
技术领域
本发明涉及医学植入物,更具体来说,涉及用于这种装置的表面涂层。
背景技术
某些可植入装置例如耳蜗植入物(CF)经感应耦合通过皮肤来传输电能和数据。这需要植入的接收线圈不被电屏蔽,否则将干扰信号传输。为此,将植入物线圈用非金属外套(例如由陶瓷制成)包封,或包埋在电子线路的密封封装外部的硅树脂中。
正如同任何手术程序一样,在植入物手术过程中也存在一些在手术部位处发生术后感染的风险。这种风险一般较小并依赖于几种因素,包括手术室的卫生标准和手术技术。进一步降低植入物装置处生物膜生长和感染的风险的一种技术解决方案是抗菌涂层。一个具体实例是基于银的涂层,因为银涂层具有抗菌性(甚至对抗耐药菌),并且也在植入的装置周围防止真菌腐败。依赖于几种因素(例如银浓度),可能出现问题,在于感应线圈上的银涂层可能导致感应耦合的一些电屏蔽,从而对通向植入物装置的电能传输以及也对两个方向上的数据通讯造成不利影响。甚至即使在导电涂层存在高DC电阻的情况下,感应耦合也可能受到影响。
植入物装置也可以在植入线圈的中心具有内部磁体,用于向外部线圈内的相应的外部磁体提供吸引性磁力。在某些设计中,例如用于磁共振成像(MRI)时,内部磁体可是可移除的,以便避免内部磁体与外部MRI磁场之间的相互作用附随有潜在风险,例如植入物装置上的扭矩、成像伪影和内部磁体的衰减。典型的步骤是在MRI扫描之前首先手术取出内部磁体或用非金属隔离支架代替磁体,然后在MRI扫描后进行第二次手术以将内部磁体复位。
依赖于可移除磁体的设计,在内部磁体与植入物的周围部分(例如容纳植入物线圈的硅树脂材料)之间存在一定死体积。这种死体积可能潜在地增加难以治疗的生物膜形成和相关感染的风险。
目前,用于避免这些问题中的一些问题的各种手段包括:
·在感应线圈的区域中无导电涂层
·将导电涂层保持在感应耦合不受不利影响的低水平上
·对于内部磁体来说,不使用可移除磁体或使用保持死体积非常小的设计(几何形状)。
发明内容
本发明的实施方案涉及可植入装置,其包含用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。线圈外套容纳线圈并具有不导电表面。导电涂层覆盖线圈外套表面的至少一部分并形成非屏蔽图形,该图形使得与线圈信号的相互作用最小化。
在根据权利要求1的另一个具体实施方案中,其中非屏蔽图形可以形成网(web)、网格(mesh)和/或径向线图形。导电涂层可是抗菌涂层和/或基于银的涂层。
线圈外套可由陶瓷材料形成,并且也可以容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。实施方案也可以具有与线圈外套相连的电极导线,其中导电涂层图形还覆盖至少一部分电极导线。可植入装置可是耳蜗植入物系统中的元件。
本发明的实施方案还包括可植入装置,其包含植入磁体,所述植入磁体与外部磁体相互作用以将外部磁体保持在邻近植入磁体的恒定位置处。磁体外套容纳植入磁体。治疗涂层位于植入磁体的至少一部分与磁体外套之间,用于在治疗涂层附近提供治疗益处。
在其他这样的实施方案中,治疗涂层具体来说可是抗菌涂层,且治疗益处可包括抗菌效果。治疗涂层可是基于银的涂层和/或基于胶体的涂层,且治疗益处可以包括防止在治疗涂层附近形成生物膜。
植入磁体可是可移除磁体。磁体外套可由陶瓷材料形成,和/或可以进一步容纳用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。磁体外套还可容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。可植入装置可是耳蜗植入物系统中的元件。
本发明的实施方案还包括可植入装置,其包含用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。线圈外套容纳植入线圈,所述植入线圈被包埋在由不导电分隔结构隔开的导电抑制材料的非屏蔽图形中,所述图形使得导电抑制材料与线圈信号之间的相互作用最小化。
在具体的这种实施方案中,非屏蔽图形可形成网、网格和/或径向线图形。导电抑制材料可包括抗菌组分和/或基于银的组分和/或基于胶体的组分。线圈外套可由陶瓷材料形成,和/或还可容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。可植入装置可是耳蜗植入物系统中的元件。
附图说明
图1描述了本发明的实施方案的可植入装置,具有带图形的导电涂层。
图2显示了本发明的另一个实施方案的另一种类型的可植入装置,具有带图形的导电涂层。
图3显示了本发明的一个实施方案的可植入装置,具有感应耦合线圈,感应耦合线圈被包埋在低导电性结构中。
图4A-B显示了本发明的实施方案的可植入装置,具有可移除磁体并使用治疗涂层。
图5A-B显示了本发明的另一个实施方案的另一种可植入装置,具有可移除磁体并使用治疗涂层。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及使用表面涂层和/或基体材料(bulk material)的可植入装置,所述表面涂层和/或基体材料以避免在现有手段中产生的许多问题的图形被形成。治疗性表面涂层的具体实施方案可以提供的一些益处包括但不限于:
·通过感应耦合的经皮偶联不受干扰的数据和能量传输。
·避免了由涡电流引起的表面涂层的RF-加热(例如在磁共振成像(MRI)的情况下或甚至在正常使用过程中)。
о这在被植入电池的充电阶段期间当相对大量的RF电能通过感应耦合传送时可能是特别重要的。
·良好的返回遥测数据传输性质。
图1显示了本发明的一个实施方案的可植入装置100,具有带图形的导电涂层101。上部圆形部分是线圈外套102,其容纳用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈103。线圈外套102也容纳内部磁体107,内部磁体用于将外部发射线圈的外部磁体保持在邻近植入磁体107的恒定位置处。
线圈外套102具有不导电的外表面104,其至少一部分被导电涂层101覆盖,导电涂层形成了非屏蔽图形,这使得与线圈信号的相互作用最小化。导电涂层101不均匀地覆盖线圈外套102的全部表面区域上,但是被分隔成较小的单独区域,以便使对感应耦合的不利影响保持尽可能低,同时,没覆盖涂层的区域应该保持尽可能小,以便使得涂层的治疗益处最大化。例如,导电涂层101的非屏蔽图形可以形成图1中显示的径向线图形,或可替选的一些其他图形,例如网或网格图形(如图2中所示)。导电涂层101可是抗菌涂层和/或基于银的涂层和/或基于胶体的涂层。某些实施方案可能受到生产工艺和材料性质(例如不导电分段线的最小有效厚度)以及导电涂层101的效能的限制。线圈外套102的不被导电涂层101覆盖的表面的相对百分量(和面积的大小)和/或不导电分段通路的尺寸应该被最小化,以保留良好的治疗性质。使用导电涂层101可能具有提到的治疗抗菌效果之外的其他益处。例如:
·增加可植入装置100的抗机械冲击保护
·保护可植入装置100免受电离辐射的影响
从这些考虑来说,如上讨论的使导电涂层101形成图形可能也是有用的。
可植入装置100还可容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块105。例如,在耳蜗植入物系统中,信号处理模块105包含用于产生电极刺激信号的电路,电极刺激信号通过相连的电极导线106被输出,电极导线的另一端将该刺激信号施加到靶神经组织。导电涂层101也可以覆盖部分或全部的信号处理模块105和/或电极导线106,其带有或不带有在线圈外套102上使用的图形。例如,使用相对长的电极导线106,可能存在着导电涂层101的RF感应加热的风险,这可以通过使用非屏蔽(即不连续的或隔开的)图形来减轻。在可植入装置100的某些元件例如电极接地触点108上,可能不存在导电涂层101。
图2显示了本发明的另一个实施方案的另一种类型的可植入装置200的实例,其具有网格图形的导电涂层201。在该实施方案中,单个植入物外套202由不导电陶瓷材料制成,其容纳植入线圈203以及内部磁体和信号处理模块(未显示)。在该实施方案中,导电涂层201覆盖整个可植入装置200,其图形遍布植入线圈203和电极导线206,其余的涂层没有图形。
图3显示了与图1的双部件装置类似的可植入装置300的截面图,该装置具有线圈外套302和独立的信号处理模块305。线圈外套302内部是用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的感应耦合线圈303。线圈外套302也容纳植入磁体307,其与外部磁体相互作用以将外部磁体保持在邻近植入磁体的恒定位置处。
感应耦合线圈303被包埋在低导电性结构中,该低导电性结构被排列成由不导电分隔结构309隔开的导电抑制材料308(例如用导电材料浸渍的硅树脂)的非屏蔽图形,其中所述图形使导电抑制材料308与线圈信号之间的相互作用最小化。在具体的这种实施方案中,非屏蔽图形可形成网、网格和/或径向线图形。在图3中显示的实施方案中,不导电分隔结构309将单独的耦合线圈303彼此分隔开,以使周围的导电抑制材料308的屏蔽效果最小化。导电抑制材料308可包括抗菌组分和/或基于银的组分。在感应耦合线圈303的整个截面上实施不导电分段要求,可能是有利的。
图4A-B显示了本发明的实施方案的可植入装置400,其具有可移除的内部磁体407并使用了治疗涂层。圆柱形内部磁体407被容纳在相应的圆柱形磁体外套402中,并与外部磁体相互作用,以将外部磁体保持在邻近植入磁体407的恒定的位置处。在一个具体实施方案中,磁体外套402采取软硅树脂的口袋的形式,在顶部具有开口,当需要时内部磁体407可以通过该开口被手术移除。
治疗涂层401覆盖植入磁体407的外表面和与内部磁体407啮合的磁体外套402的相应表面。治疗涂层401提供了治疗益处,例如防止在治疗涂层附近形成生物膜,从而避免感染。具体来说,治疗涂层401可包括抗菌涂层和/或基于银的涂层。在任何虚设部分(例如在MRI过程中代替内部磁体407的非金属隔离支架)和/或替代磁体(在MRI后被插入)上提供治疗涂层401,可能也是有用的。
与上面讨论的导电涂层相同,治疗涂层401也被排列成不均匀的图形。图5A-B显示了本发明的另一个实施方案的另一种可植入装置500,其具有不同形状的非圆柱形的可移除内部磁体507并使用了治疗涂层501。在某些具体实施方案中,将磁体与磁体外套之间的死体积进行物理密封,和/或在它们之间提供紧密配合以防止当外部线圈被取走或放置在植入物上时磁体相对于磁体外套的微小运动,可能也是有用的,以便进一步降低在磁体区域中生长生物膜的风险。
尽管已经公开了本发明的各种示例性实施方案,但对于本技术领域的专业人员来说,显然可以进行各种不同的改变和修改,这些改变和修改将实现本发明的一些优点而不背离本发明的真实范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.可植入装置,其包含:
植入线圈,用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号;
线圈外套,其容纳植入线圈并具有不导电表面;以及
导电涂层,其包含治疗材料并覆盖线圈外套表面的实质部分并形成非屏蔽图形,该图形使得与线圈信号的相互作用最小化。
2.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网图形。
3.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网格图形。
4.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成径向线图形。
5.权利要求1的可植入装置,其中治疗材料包括抗菌材料。
6.权利要求1的可植入装置,其中导电涂层是基于银的涂层。
7.权利要求1的可植入装置,其中导电涂层是基于胶体的涂层。
8.权利要求1的可植入装置,其中线圈外套由陶瓷材料形成。
9.权利要求1的可植入装置,其中线圈外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
10.权利要求1的可植入装置,其还包含:
与线圈外套相连的电极导线,其中导电涂层图形还覆盖至少一部分电极导线。
11.权利要求1的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
12.可植入装置,其包含:
植入磁体,其与外部磁体相互作用以将外部磁体保持在邻近植入磁体的恒定位置处;
磁体外套,其容纳植入磁体;以及
治疗涂层,其位于植入磁体的至少一部分与磁体外套之间,用于在治疗涂层附近提供治疗益处。
13.权利要求11的可植入装置,其中治疗涂层是抗菌涂层,且治疗益处包括抗菌效果。
14.权利要求11的可植入装置,其中治疗涂层是基于银的涂层,且治疗益处包括防止在治疗涂层附近形成生物膜。
15.权利要求11的可植入装置,其中植入磁体是可移除磁体。
16.权利要求11的可植入装置,其中磁体外套由陶瓷材料形成。
17.权利要求11的可植入装置,其中磁体外套还容纳用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。
18.权利要求16的可植入装置,其中磁体外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
19.权利要求11的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
20.可植入装置,其包含:
植入线圈,用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号;以及
线圈外套,其容纳植入线圈,所述植入线圈被包埋在由不导电分隔结构隔开的、包含治疗材料的导电涂层的非屏蔽图形中,所述图形使得导电涂层与线圈信号之间的相互作用最小化。
21.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网图形。
22.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网格图形。
23.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成径向线图形。
24.权利要求19的可植入装置,其中治疗材料包括抗菌组分。
25.权利要求19的可植入装置,其中导电涂层包括基于银的组分。
26.权利要求19的可植入装置,其中导电涂层包括基于胶体的组分。
27.权利要求19的可植入装置,其中线圈外套由陶瓷材料形成。
28.权利要求19的可植入装置,其中线圈外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
29.权利要求19的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
Claims (29)
1.可植入装置,其包含:
植入线圈,用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号;
线圈外套,其容纳植入线圈并具有不导电表面;以及
导电涂层,其覆盖线圈外套表面的至少一部分并形成非屏蔽图形,该图形使得与线圈信号的相互作用最小化。
2.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网图形。
3.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网格图形。
4.权利要求1的可植入装置,其中非屏蔽图形形成径向线图形。
5.权利要求1的可植入装置,其中导电涂层是抗菌涂层。
6.权利要求1的可植入装置,其中导电涂层是基于银的涂层。
7.权利要求1的可植入装置,其中导电涂层是基于胶体的涂层。
8.权利要求1的可植入装置,其中线圈外套由陶瓷材料形成。
9.权利要求1的可植入装置,其中线圈外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
10.权利要求1的可植入装置,其还包含:
与线圈外套相连的电极导线,其中导电涂层图形还覆盖至少一部分电极导线。
11.权利要求1的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
12.可植入装置,其包含:
植入磁体,其与外部磁体相互作用以将外部磁体保持在邻近植入磁体的恒定位置处;
磁体外套,其容纳植入磁体;以及
治疗涂层,其位于植入磁体的至少一部分与磁体外套之间,用于在治疗涂层附近提供治疗益处。
13.权利要求11的可植入装置,其中治疗涂层是抗菌涂层,且治疗益处包括抗菌效果。
14.权利要求11的可植入装置,其中治疗涂层是基于银的涂层,且治疗益处包括防止在治疗涂层附近形成生物膜。
15.权利要求11的可植入装置,其中植入磁体是可移除磁体。
16.权利要求11的可植入装置,其中磁体外套由陶瓷材料形成。
17.权利要求11的可植入装置,其中磁体外套还容纳用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号的植入线圈。
18.权利要求16的可植入装置,其中磁体外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
19.权利要求11的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
20.可植入装置,其包含:
植入线圈,用于从外部发射线圈接收经皮线圈信号;以及
线圈外套,其容纳植入线圈,所述植入线圈被包埋在由不导电分隔结构隔开的导电抑制材料的非屏蔽图形中,所述图形使得导电抑制材料与线圈信号之间的相互作用最小化。
21.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网图形。
22.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成网格图形。
23.权利要求19的可植入装置,其中非屏蔽图形形成径向线图形。
24.权利要求19的可植入装置,其中导电抑制材料包括抗菌组分。
25.权利要求19的可植入装置,其中导电抑制材料包括基于银的组分。
26.权利要求19的可植入装置,其中导电抑制材料包括基于胶体的组分。
27.权利要求19的可植入装置,其中线圈外套由陶瓷材料形成。
28.权利要求19的可植入装置,其中线圈外套还容纳用于处理接收到的线圈信号的信号处理模块。
29.权利要求19的可植入装置,其中可植入装置是耳蜗植入物系统中的元件。
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