CN109381788A - 包括无线透皮链路的可植入医疗设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了包括无线透皮链路的可植入医疗设备，所述医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括：电子单元，其在工作时连接到发射器线圈；包括环结构的线圈单元；固定单元，其被配置成将环结构i)接近可植入接收器线圈及ii)绕用户的身体部位使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分内而连接到用户身体。可植入单元包括：可植入接收器线圈；处理单元，配置成i)处理所接收的数据信号，和/或ii)利用所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行；其中无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及当环结构使用固定单元进行连接时，响应于发射器线圈的激励产生的至少大量磁力线通过可植入接收器线圈。

Description

包括无线透皮链路的可植入医疗设备
技术领域
本发明涉及包括透皮链路的可植入医疗设备。具体地，本发明涉及可植入医疗设备如助听器，包括用于在其上传输能量和/或数据的无线透皮链路，其包括发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合，其中发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数得以实质上改善。
背景技术
本说明书中对现有技术的任何讨论绝不可视为承认这样的现有技术广泛已知或者形成本领域的一般常识的部分。
具有一个或多个可植入单元的医疗设备(通常称为可植入医疗设备)在最近几十年已向患者提供大量好处。具体地，设备如可植入助听器、可植入起搏器、除颤器、眼睛植入件、视网膜植入件、心泵、药物递送系统、胃部植入件、神经刺激器、大脑刺激器、功能性电刺激装置如耳蜗假体、器官辅助或替代装置、及其它部分或完全植入的医疗设备已在救生和/或生活方式增强功能方面成功多年。
这样，可植入装置的类型及相应执行的功能的范围已随着这些年大量增加。例如，许多这样的可植入医疗设备通常包括一个或多个永久或暂时植入在患者中的仪器、设备、传感器、处理器、控制器或者其它功能性机械、电气或电子元件，以执行疾病或受伤或其症状的诊断、预防、监视、治疗或管理，或者调查、替代或修改解剖学或生理学过程。这些可植入元件中的许多元件经无线透皮链路从外部单元接收能量和/或数据，其为可植入单元的一部分或者与可植入单元协力运行。
无线透皮链路传统上被认为是一感应链路，具有包括发射器线圈的外部单元和包括接收器线圈的可植入单元。通常，接收器线圈被植入，例如植入在在乳突区中产生的人造腔中或者植入在皮下，及外部单元包括具有类圆盘形的元件，其以可分离的方式附着到患者头部与植入的接收器线圈相对的位置，使得两个线圈处于皮肤两侧(外部位置和可植入位置)的平行平面中。外部单元通常包括至少一保持磁铁，其与植入的保持磁铁协作以将外部单元保持在接收器线圈上方的正确位置，使得发射器线圈与接收器线圈轴向对准，即两个线圈的线圈轴彼此对准。
然而，外部单元的这种经磁力的固定导致外部单元的重量相当高及外部单元的尺寸相当大。这不仅令用户不舒适，而且美学上不具吸引力。此外，植入的磁铁在MRI(核磁共振成像)情形下必须通过手术移除或者进行特别设计。此外，由于磁铁之间的吸引力有限，由于头部的快速运动(例如在患者跳跃时)，外部单元可能从所希望的位置移开甚至掉落。
对于发射器线圈和接收器线圈处于皮肤的两侧并处于平行平面中的传统线圈设置，由于发射器线圈产生的磁力线的大部分未被接收器线圈拾取，耦合系数非常低，因而导致可怜的能量传递效率。此外，由于两个线圈位于皮肤的两侧，线圈分隔的任何变化例如因皮肤厚度增加引起的变化可导致两个线圈之间的耦合系数快速下降。鉴于效率问题，外部单元通常包括相当大的电池盒或者多个电池，使得可植入医疗设备可持续使用一使用时间段而不会引起用户烦恼，例如需要用户频繁更换电池或者对电池盒再充电。除了使得外部单元美学上不太有吸引力之外，电池盒或者多个电池的额外重量还需要更强的保持磁铁，在保持磁铁与可植入磁铁之间产生的恒定不变的磁引力下，可能导致不舒适及在极端情形下导致皮肤疼痛或感染。
因而，需要提供一种用于无线透皮链路的备选线圈设置，及其中一个或多个上面提及的问题得以解决的、包括无线透皮链路的可植入医疗设备。
发明内容
根据一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括电子单元、线圈单元和固定单元，电子单元在工作时连接到被配置成经无线透皮链路传输能量和/或数据信号的发射器线圈，线圈单元包括环结构，发射器线圈绕环结构并沿环结构长度的至少一部分卷绕，固定单元被配置成将环结构i)接近被配置来植入在身体部位内的可植入接收器线圈及ii)绕用户的身体部位使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分内而附着到用户身体。可植入单元包括可植入接收器线圈、处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能，和/或ii)利用所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及当环结构使用固定单元进行附着时，响应于发射器线圈的激励产生的至少大量磁力线通过可植入接收器线圈。
发射器线圈和可植入线圈各自包括多匝。发射器线圈和接收器线圈中的匝数可以相同或不同。
在实施例中，环结构通过包括闭合曲线的几何形状确定，形成闭环结构，其中，一点沿闭合曲线移动形成从起点到终点的通路，终点在闭合曲线处于闭合模式时与起点重合。在一实施例中，闭合曲线可包括包含可打开部分的单件环结构，可打开部分包括主端和次端。可打开部分的主端连接到环结构的其余部分并适于在次端打开可打开部分(即在可打开部分打开时确定打开模式)以使能接近中空部分及使身体部位的部分位于中空部分内。当可打开部分的次端与可打开部分的其余部分接合以形成闭合曲线时定义闭合模式。作为备选，闭合曲线可包括多件式环结构，其中多件包括多个可分离的零件，如第一子件和第二子件，其配置成彼此连接以形成闭环结构。当多个可分离的零件彼此连接时，形成闭合模式。因而，当多个可分离的零件未彼此连接时，可形成打开模式并处于打开模式，环结构适于使能使身体部位的部分位于环结构的中空部分内。这可在环结构处于打开模式时实现。
在另一实施例中，环结构由包括开曲线的几何形状形成，从而形成开环结构，其中，一点沿开曲线移动形成从起点到终点的通路，终点接近起点但与起点分开一定距离。该距离通常为环结构附着到其的身体组织和/或皮肤的厚度的函数，即该距离配置成使得环结构可附着到用户身体。该距离从下组选择：小于身体组织的厚度的长度、大于身体组织的厚度但适于被减小使得变化后的长度小于身体组织厚度的长度、及小于身体组织厚度(甚至可接近于零)但适于被增大使得变化后的长度稍小于身体组织厚度的长度。在这些备选方案中，显然小于或稍小于身体组织厚度的长度被调整成使得在第一端(即几何形状的第一点)与第二端(即几何形状的第二点)之间靠着身体组织施加压缩保持力。本领域技术人员应意识到，所述距离可被改变以在可靠的保持与用户舒适之间实现平衡，尤其对于医疗设备的延长时间的佩戴。
在不同实施例中，环结构可包括从下面选择的形状：圆形、椭圆形、长方形、正方形、多边形、曲形或其组合。
术语“接近”接收器线圈表明发射器线圈靠近可植入接收器线圈定位使得实现发射器线圈与可植入接收器线圈之间的感应耦合。这在环结构使用固定单元附着到身体部位时实现。
术语“绕”身体部位表明固定单元配置成将环结构连接成使得环结构在身体部位的在后侧与在前侧之间延伸，刺入或未刺入身体组织，及身体部位的部分位于环结构的中空部分中。在前侧可理解为相对于在后侧的前侧，在后侧可理解为后侧。术语“绕”身体部位还可定义成，固定单元配置成将环结构连接成使得环结构按其第一端和第二端适于将身体组织夹在二者之间的方式延伸，身体部位的部分位于环结构的中空部分中。术语“绕”身体部位也可定义成，固定单元配置成将环结构连接成使得环结构按其穿刺通过身体部位的方式延伸，身体部位的部分位于环结构的中空部分中。
在一实施例中，术语“中空部分”在闭合曲线处于闭合模式时由闭合曲线包围的区域确定。在另一实施例中，中空部分由开曲线结合连接使第一点(环结构的第一端)和第二点(环结构的第二端)分开的距离的虚线包围的区域确定。
术语“位于”中空部分内定义成，身体部位的部分被接收在闭合曲线包围的区域内或者开曲线结合虚线包围的区域内。
术语“响应于发射器线圈的激励而产生”指在发射器线圈被提供电流时在发射器线圈上产生交变磁场。因而，术语“激励”包括向发射器线圈提供电流。根据磁感应的原理，交变磁力线由可植入接收器线圈拾取并在可植入接收器线圈中被转换为电流。所产生的电流取决于发射器和可植入接收器线圈之间的耦合，其通过耦合系数表达。较高的耦合系数意味着更有效率的转接链路。
术语“大量磁力线”通过可植入接收器线圈指发射器线圈与可植入接收器线圈之间的电磁耦合使得外部线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数至少为0.5，优选0.6，0.7更好，0.8更好，0.9最好。显然，在利用闭环结构的实施例中，磁力线/磁通的泄漏被最小化，并实现明显更高的、至少0.7的耦合系数，优选0.8，0.9最好。在利用开环结构的实施例中，被夹住的皮肤和身体组织可导致一些磁通/磁力线泄漏，因而导致耦合系数相较于闭合结构时减小。无论如何，即使在这样的实施例中，依然能实现至少0.5的耦合系数，优选至少0.6，0.7更好。尽管在开环结构实施例中的耦合系数为皮肤和身体组织的厚度的函数，该耦合系数仍然高于包括平行发射器线圈-接收器线圈设置的传统无线透皮链路，因为开环结构适于以朝向可植入接收器线圈聚焦的方式引导响应于发射器线圈的激励而产生的磁力线。“大量磁力线”也可指响应于发射器线圈的激励而产生的磁力线主要集中在该环结构内且也通过可植入接收器线圈。大量磁力线也可理解为大量磁通，其响应于发射器线圈的激励产生。
在不同实施例中，可植入处理单元是被配置成产生输出的可植入处理器和/或可植入刺激器。输出配置成为用户产生可感知的刺激。例如，这样的可感知的刺激包括在可植入助听器情形下的声音的感知。对于包括助听器的医疗设备，输出可包括刺激脉冲(通常频率特有)或者用于产生振动力(通常频率特有)的信号。在实施例中，可植入处理单元包括适于控制可植入接收器线圈处所接收的功率的利用的功率控制器。
术语“可植入单元的元件之一”包括处理单元、可再充电电池、振动器、振动单元、电极阵列、泵、传感器、药囊及医疗设备的任何其它可植入元件中的一个或多个。
在不同实施例中，短语“可植入单元的至少一元件的控制功能”包括i)处理单元根据数据信号产生用于在耳蜗植入件或骨导助听器中产生类似声音感知的可感知刺激的参数(类似刺激脉冲或者用于产生振动力的信号)；和/或ii)电极阵列根据所产生的参数(刺激脉冲)传送电荷；和/或iii)振动器或振动单元根据所产生的参数(用于产生振动力的信号)产生振动；和/或iv)传感器收集体内生物数据；和/或v)泵如连续泵或断续泵在身体内泵浦体液如血液或者从包含药物的可植入囊/容器释放药物；和/或vi)可再充电电池适于被处于充电模式或者工作模式。在电池被充电时处于充电模式，及在可再充电电池适于向可植入单元元件如处理单元、电极阵列、振动器、振动单元、传感器或泵提供功率时处于工作模式。处理单元也可配置成测量可再充电电池的电荷水平并在测得的电荷水平低于最小阈值水平时触发充电模式和/或在测得的电荷水平高于预定水平时触发工作模式。
短语“利用所接收的功率”包括向处理单元、电极阵列、振动器、振动单元、泵、传感器中的一个或多个提供运行功率及用于对可再充电电池再充电。
在实施例中，当环结构使用固定单元附着时，至少响应于发射器线圈的激励而产生的大量磁力线包围被接收在环结构的中空部分中的身体部位的部分。
环结构优选为由优选具有高磁导率的磁性如铁氧体材料制成的实体环。前述高磁导率至少为10，优选至少100，至少1000更好。前述材料可选自包括铁氧体材料和软铁的组。也可使用其它可通过商业途径获得的、下述品牌的产品：由Vacuumschmelze GmbH&Co.KG生产的VACOFLUXTM,VACODURTM,VOCADUR S PLUSTM,TRAFOPERMTM,CRYOPERMTM,PERMAXTM,PERMENORMTM,ULTRAPERMTM,VACOPERMTM,CHRONOPERMTM,MEGAPERMTM,MUMETALLTM,RECOVACTM及THERMOFLUXTM或者由Uddeholm A/S生产的REMKOTM。由于环结构由磁性材料形成，大多数磁力线被集中在磁性材料内，因而使初级线圈与次级线圈之间的耦合系数高。对于本领域技术人员显而易见的是，也可使用不同磁导率的材料，只要该材料具有足够高的磁导率以按照朝向可植入接收器线圈聚焦的方式引导响应于发射器线圈的激励而产生的磁力线即可。
在几个实施例中，环结构包括固定单元。换言之，固定单元是环结构的一部分并可形成环轴的一部分。
在实施例中，固定单元适于相对于可植入接收器线圈附着环结构，使得可植入接收器线圈的一部分位于环结构的中空部分内而可植入接收器线圈的另一部分位于环结构的中空部分外面。
在实施例中，发射器线圈与接收器线圈之间的纵向距离大于接收器线圈的直径。另外或者作为备选，发射器线圈与接收器线圈之间的纵向距离大于发射器线圈的直径。在这些实施例中，纵向距离包括从发射器线圈在环结构上的至少一端沿环结构的长度到可植入接收器线圈的平面表面的最短距离。
在实施例中，医疗设备不包括用于连接外部单元的可植入保持磁铁。因而，固定单元适于防止利用可植入保持磁铁将环结构附着到用户身体。这对于MRI特别有用，因为不再需要去除可植入磁铁或者特别设计可植入保持磁铁。
在实施例中，发射器线圈的至少一匝不平行于可植入接收器线圈。另外或者作为备选，发射器线圈的至少一匝不与接收器线圈同轴。
在实施例中，发射器线圈和可植入接收器线圈适于相对于彼此进行设置，使得发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数与发射器线圈相对于可植入接收器线圈的定向无关。定向指发射器线圈相对于可植入接收器线圈同轴和/或平面对准。
在实施例中，固定单元配置成接近可植入接收器线圈附着环结构，使得环结构的环轴或者外推环轴通过可植入接收器线圈。在公开由闭合曲线几何形状形成的环结构的一实施例中，环轴定义为沿环结构的整个长度延伸的轴。在公开由开曲线几何形状形成的环结构的另一实施例中，外推环轴指沿环结构的整个长度及连接使第一点(环结构的第一端)和第二点(环结构的第二端)分开的距离的虚线延伸的轴。
根据任何前述的医疗设备，其中固定单元配置成将环结构附着在身体部位周围，使得环结构和可植入接收器线圈设置成互锁霍普夫(hopf)链路配置。由于大多数(大量)磁力线被集中在环结构内，环结构与可植入接收器线圈之间的互锁霍普夫链路配置使能在发射器线圈(绕环结构卷绕)和可植入接收器线圈之间获得高耦合系数。在环结构具有闭合曲线几何形状的实施例中，霍普夫链路形成环结构按霍普夫配置与可植入接收器线圈机械锁定在一起。在环结构具有开曲线几何形状的实施例中，霍普夫链路形成环结构通过外推环轴的虚线与可植入接收器线圈锁定在一起。在这些实施例中，i)环结构(闭环结构)或外推环轴的虚线(开环结构)中的一个适于通过可植入接收器线圈的中心；和/或ii)可植入接收器线圈适于通过环结构的中心。作为备选，i)环结构(闭环结构)或外推环轴的虚线(开环结构)中的一个适于阻止通过可植入接收器线圈的中心；和/或ii)可植入接收器线圈适于阻止通过环结构的中心。
在实施例中，固定单元配置成将环结构附着在身体部位周围，使得i)环结构和可植入接收器线圈设置成互锁的第一霍普夫链路配置；和ii)环结构和发射器线圈设置成互锁的第二霍普夫链路配置。在该实施例中，第一霍普夫链路配置包括前面段落针对互锁霍普夫链路配置公开的任何或所有特征。由于第一霍普夫链路配置和第二霍普夫链路配置，大量磁力线被集中在环结构内并通过接收器线圈，从而实质上提高耦合系数。
在实施例中，可植入接收器线圈处于第一平面中，及环结构沿第二平面，第一平面和第二平面至少实质上彼此垂直。
在实施例中，环结构包括可打开的闭环结构，其包括配置成至少在身体部位的一点穿过身体部位的部分。如先前公开的，闭环结构可由闭合曲线形成。在实施例中，可打开的闭环结构包括包含可打开部分的闭环结构，可打开部分包括主端和次端。可打开部分的主端连接到环结构的其余部分并适于在次端打开该部分(即在该部分被打开时形成打开模式)以使能接近中空部分并使身体部位的部分位于中空部分内。在可打开部分的次端与其余部分接合形成闭合曲线时形成闭合模式。可打开部分适于(通常通过利用固定单元)至少在身体部位的一点穿过身体部位。具体地，可打开部分的次端适于至少在身体部位的一点穿过身体部位。作为备选，可打开的闭环结构可包括多部分环结构，其中多部分包括配置成彼此连接以形成闭环结构的多个可分离的部分。闭合模式在多个可分离的部分彼此连接时形成。因而，打开模式可在多个可分离的部分未彼此连接时形成，及在打开模式时，环结构适于使身体部位的一部分能位于环结构的中空部分内。多个可分离的部分各自至少包括第一端和第二端。多个可分离的部分的第一端及多个可分离的部分的第二端适于分别彼此连接以形成闭环结构。多个可分离的部分中的至少一个的第一端和第二端中的至少一端适于至少在身体部位的一点穿过身体部位。
在可打开的闭环结构的任何实施例中，可打开的闭环结构适于在身体部位的至少一点穿过身体部位。前述至少一点包括提供在身体部位处的至少一孔，及可植入线圈适于被植入并设置在至少一孔中的一个或多个孔周围。术语“周围”指可植入接收器线圈适于包围至少一孔中的一个或多个孔。
在另一实施例中，环结构包括包含狭缝的可打开的开环结构，狭缝具有第一狭缝端和与第一狭缝端相对的第二狭缝端，第一狭缝端配置成邻接用户的第一皮肤表面，第二狭缝端配置成邻接用户的第二皮肤表面，第一皮肤表面和第二皮肤表面由身体组织分开。如先前公开的，开环结构可由开曲线形成。第一狭缝端和第二狭缝端通常被分开一距离，该距离通常为环结构附着到其的身体组织的厚度的函数。
所述距离选自下组：i)小于身体组织的厚度的长度；ii)大于身体组织的厚度但适于被减小使得变化后的长度小于身体组织厚度的长度；及iii)小于身体组织厚度(甚至可接近于零)但适于被增大使得变化后的长度稍小于身体组织厚度的长度。可打开的开环结构包括适于改变所述距离以使身体部位的部分能位于环结构的中空部分内的装置(通常为固定单元的一部分)。例如，所述装置适于在i)或iii)情形下增大所述距离及在ii)情形下减小所述距离。
在可打开的开环结构的任何实施例中，小于或稍小于身体组织的厚度的长度被调整成使得靠着身体组织在第一狭缝端与第二狭缝端之间施加压缩保持力。所述距离可被进一步调整以在可靠的保持与用户舒适之间实现平衡，尤其对于医疗设备的延长佩戴情形。在实施例中，第一狭缝端和第二狭缝端配置成在第一点邻接第一皮肤表面及在与第一点对向的第二点邻接第二皮肤表面，可植入线圈适于被植入并设置在第一点和第二点周围。术语“周围”指可植入接收器线圈适于包围夹在第一端(点)和第二端(点)之间的身体组织。由接收器线圈包围的身体组织通常包括被外推环轴的虚线通过的身体部位。
第一狭缝端适于面向可植入接收器线圈的第一平面侧，及第二狭缝端适于面向可植入接收器线圈的与第一平面侧对向的第二平面侧。因而，第一狭缝端适于在第一点邻接第一皮肤表面，及第二狭缝端适于在第二点邻接第二皮肤表面。
在实施例中，可植入接收器线圈的直径尺寸至少与环结构的宽度一样。宽度指环结构的截面厚度。在另一实施例中，可植入接收器线圈的平面面积至少与环结构的界面处的环结构截面积一样。环结构的界面处的环结构截面积可包括i)环结构的第一端和/或第二端处的截面积；或者ii)在身体部位的至少一点穿过身体部位的环结构部分的截面积。
在实施例中，可植入单元包括可植入磁芯，其配置成位于由可植入接收器线圈的外周包围的区域内。该磁芯使能增加接收器线圈拾取的磁力线的数量，从而进一步增大发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数。
在实施例中，响应于发射器线圈的激励而产生的大量磁力线在环结构内产生。由于环结构由磁性材料制成，磁力线被集中在环结构内并沿环结构的长度。在闭环结构下，前述长度包括环结构的整个长度。在开环结构下，前述长度包括环结构的整个长度与连接环结构的两端的虚线的长度的结合，所述两端配置成位于身体部位的任一侧上。可理解地，在身体上下文中，虚线将被夹在两端之间的皮肤和身体组织包含。尽管夹住的皮肤和身体组织可能因泄漏而相较于使用闭环结构时导致耦合系数减小。然而，本领域技术人员应意识到，尽管一些泄漏，响应于发射器线圈的激励而产生的大量磁力线由于环结构的第一端与第二端之间的短距离仍沿虚线通路，尤其在可植入磁芯被配置成位于可植入接收器线圈的外周包围的区域内时。
在实施例中，发射器线圈的至少一匝不平行于可植入接收器线圈。由于发射器线圈绕环结构卷绕，发射器线圈相对于可植入接收器线圈同轴对准和/或平行对准对于实现高耦合系数并非至关重要。因而，发射器线圈和可植入接收器线圈相对于彼此设置成使得发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数与发射器线圈相对于可植入接收器线圈的定向无关。由于耦合取决于环结构相对于可植入接收器线圈的定位，这被使得可能。“定向”指发射器线圈相对于可植入接收器线圈的同轴和/或平面对准。
在实施例中，环结构包括第一子结构和第二子结构，第一子结构和第二子结构配置成在工作时彼此连接以形成可打开的闭环结构或者可打开的开环结构。在实施例中，第一子结构和第二子结构各自至少包括第一端和第二端。第一子结构和第二子结构的第一端及第一子结构和第二子结构的第二端适于分别彼此连接以形成可打开的闭环结构。作为备选，第一子结构和第二子结构的第一端或者第一子结构和第二子结构的第二端之一适于分别彼此连接以形成可打开的开环结构，在第一端-第二端对之一之间具有距离。
在实施例中，固定单元选自下组：非磁性固定单元及固定机构，其适于将环结构附着到用户身体而与任何与可植入单元的协作(交互作用)无关。前述协作克服了传统已知系统(其中可植入保持磁铁与外部保持磁铁协作以将外部单元附着到用户身体)的需要。
在实施例中，固定单元选自下组：夹机构、弹簧机构、刺针机构、第一子结构与第二子结构之间的卡扣连接机构、第一子结构与第二子结构之间的磁性耦合机构、及其组合。
在实施例中，身体部位包括耳垂，使得接收器线圈被配置成植入在用户耳垂内，及固定单元配置成将环结构附着在耳垂周围使得环结构在耳垂的后侧和前侧之间延伸，穿过(如在闭环结构下)或未穿过(如在开环结构下)耳垂，及耳垂的一部分位于环结构的中空部分中。可植入线圈的一部分被接收在环结构的中空部分中，而可植入线圈的其余部分在环结构的中空部分外面。
在实施例中，身体部位包括用户的脐周区域，使得接收器线圈被配置成植入在脐周区域内，优选用户的脐部周围；及固定单元被配置成将环结构附着在脐周区域的皮肤周围，使得环结构在所述皮肤的后侧和前侧之间延伸，穿过(如在闭环结构下)或未穿过(如在开环结构下)所述皮肤，及所述皮肤的一部分位于环结构的中空部分中。可植入线圈的一部分被接收在环结构的中空部分中，而可植入线圈的其余部分在环结构的中空部分外面。
在不同实施例中，身体部位可包括用户身体上的其它植入部位如耳屏、乳突区域上方的身体组织、眉弓、及任何其它适当的位置。
在利用闭环结构的实施例中，固定单元适于在身体部位的至少一点穿过身体部位。身体部位选择成使得该身体部位处的皮肤适于i)使固定单元能通过至少一点处的开口/孔穿过；及ii)在贯通开口/孔的外周生长从而在至少一点周围密封身体组织以抵抗材料如灰尘、汗水等的进入。所述外周处的皮肤的前述生长可在治愈时间段期间完成。所述外周处的生长及身体组织的密封可与成功的美容耳垂穿刺之后耳垂(耳垂中的穿孔)的康复相当。
在实施例中，处理单元配置成处理所接收的数据信号并产生输出。所述输出配置成为用户产生可感知的刺激。例如，前述可感知的刺激包括在可植入助听器情形下的声音感知。医疗设备因而可选自下组：
i)包括耳蜗植入件的可植入助听器，其包括配置成位于用户耳蜗内的可植入电极阵列，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
ii)包括听觉跨蜗轴(transmodiolar)植入件的可植入助听器，其包括配置成位于用户蜗轴内的可植入电极阵列，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
iii)包括听觉脑干植入件的可植入助听器，其包括配置成直接植入到脑干上的可植入电极阵列(通常被提供为垫)，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
iv)包括骨导助听器的可植入助听器，其包括配置成连接到用户颅骨的可植入振动器，所述振动器配置成根据所述输出产生振动；
v)包括中耳植入件的可植入助听器，其包括配置成连接到中耳骨之一和/或耳蜗窗口之一的振动单元，所述振动单元配置成根据所述输出产生振动；
vi)包括电极阵列的人造起搏器，其配置成根据所述输出传送电荷；
vii)包括配置成连接到用户心脏的泵的可植入心泵如心室辅助装置(VAD)，所述泵配置成在用户身体内提供血液流动；
viii)包括可植入囊的可植入药物递送系统，其包括药物和配置成连接到可植入囊并通过泵浦作用从所述囊向用户身体释放预定量的药物的泵。在该实施例中，药物递送系统还可包括可植入传感器，其配置成捕获生物数据如血糖水平。可植入处理单元配置成接收生物数据并将所接收的数据与存储的正常范围进行比较以确定差异，因而基于所述差异确定将释放的药物量(预定量)。正常范围连同与可释放的药物量的差异可存储为处理单元可访问的存储器中的查询表。处理单元还被配置成，基于所确定的预定量，启动泵(适于在工作时连接到所述囊)且其持续时间使得预定量的药物从所述囊释放；
ix)可植入深度脑刺激器或者可植入神经刺激器，其包括配置成直接或间接分别植入到大脑或神经上的可植入电极阵列，所述电极阵列配置成根据包括刺激脉冲的所述输出传送电荷。所传送的电荷可用于向大脑提供信息；
x)眼睛植入件或者视网膜植入件，其包括用于捕获图像的照相机及配置成根据所捕获的图像传送电荷的可植入电极阵列；
xi)可植入心脏复律器除颤器，其包括配置成根据监测到的心率和心律与预设数量的比较而传送电荷(例如借助于电击)的电极阵列(通常为电贴片)。在该实施例中，除颤器也可包括传感器以监视心率和心律；
xii)可植入胃刺激器，配置成植入在用户腹部中并包括配置成向用户下腹的神经和平滑肌传送电荷(通常借助于柔和的电脉冲)的电极阵列；
xiii)可植入脑机接口系统，包括适于响应于脑部活动捕获神经信号的可植入传感器。该系统还可包括适于将神经信号作为数据包在无线透皮链路上传输的可植入发射器线圈。可植入发射器线圈和外部接收器线圈在随后关于遥测反馈数据的实施例中描述。
在上面的段落中，一个或多个指使用医疗设备或其组合。例如，耳蜗植入件可单独使用，但也可被结合使用，从而例如借助于骨导助听器在用户的第一耳朵处提供机械刺激及借助于耳蜗植入件在第二耳朵处提供电刺激。在另一例子中，同一用户可利用耳蜗植入件及可植入复律器除颤器。其它类似的组合例子均在本发明的范围之内。如果用户被植入一个以上医疗设备，单一发射器线圈-接收器线圈对可用于向一个以上可植入医疗设备提供数据和/或功率。在另一实施例中，每一可植入医疗设备可被提供专用的发射器线圈-接收器线圈对。在任一实施例中，发射器线圈-接收器线圈对指根据本发明的无线透皮链路。
在医疗设备包括可植入助听器的实施例中，外部单元通常包括适于从用户环境捕获声音的传声器阵列。传声器阵列配置成产生电信号。传声器阵列可配置成在不同波束形成模式下提供随方向而变的信号处理。波束形成涉及处理该阵列的传声器处接收的声音，使得该阵列用作高度定向的传声器。另外，外部单元还可包括滤波器组，配置成接收电信号，其包括将传入电信号如语音或音乐分离为多个带通有限电信号的频率特有信号滤波器的阵列。通常，该滤波器组具有多个窄频带滤波器，每一滤波器与音频频率的特定频带相关联。传入的音频信号因而被滤波为多个带通有限电信号，其中每一信号对应于带通滤波器之一的频带。
外部单元包括包含处理器的电子单元，其配置成处理电信号或者带通有限电信号以补偿用户的听力损失，因而产生处理后的电信号。处理器还配置成对处理后的电信号进行编码并以数据信号的形式在无线透皮链路上将处理后的电信号从发射器线圈传输到可植入接收器线圈。为实现该目的，外部单元包括电源，及处理器配置成从所述电源获取所需电流以激励发射器线圈(向发射器线圈提供电流)从而产生传输数据信号所需要的磁力线。植入的接收器线圈适于接收数据信号。可植入处理单元配置成解码数据信号因而产生输出如刺激脉冲(通常频率特有)或者用于产生振动力的信号(通常频率特有)。根据助听器类型，输出被传送给可植入电极或可植入振动器或可植入振动单元以借助于电荷的传送产生电刺激或者产生振动。另外，外部处理器可配置成从所述电源获取足以激励发射器线圈的电流，使得数据信号和能量均可在无线透皮链路上从发射器线圈传到接收器线圈。处理单元配置成利用可植入接收器线圈处接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。可植入单元可包括适于存储所接收的能量的储能单元如电容器或者可再充电电池。存储的所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。
在医疗设备包括可植入助听器的实施例中，可植入单元可包括可再充电电池。外部单元包括适于激励发射器线圈并仅在无线透皮链路上将能量从发射器线圈传到可植入接收器线圈的电源。接收器线圈适于接收能量，所接收的能量用于对可再充电电池进行充电，可再充电电池适于向包括处理单元的可植入单元的至少一元件提供运行功率。可植入单元还可包括，如先前公开的，适于产生电信号的传声器阵列，其可应用具有或没有使用滤波器组的滤波的波束形成技术。可植入处理单元适于利用从可再充电电池接收的能量并处理电信号以补偿用户的听力损失，因而产生处理后的电信号(输出)。根据助听器类型，输出被传给可植入电极或可植入振动器或可植入振动单元以借助于电荷的传送产生电刺激或者产生振动。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及固定单元适于按一设置相对于可植入接收器线圈连接环结构，所述设置使得可植入接收器线圈的一部分位于环结构的中空部分内而可植入接收器线圈的其它部分位于环结构的中空部分外面。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及固定单元配置成可植入接收器线圈连接环结构，使得环结构的环轴或外推环轴通过可植入接收器线圈。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及固定单元配置成绕身体部位连接环结构，使得环结构和可植入接收器线圈设置成互锁霍普夫链路配置。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合。固定单元配置成绕身体部位连接环结构使得i)环结构和可植入接收器线圈设置成互锁第一霍普夫链路配置及ii)环结构和发射器线圈设置成互锁第二霍普夫链路配置。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的处于第一平面的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合。当环结构使用固定单元连接时，环结构被设置在第二平面中，使得第一平面和第二平面至少实质上彼此垂直。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及环结构包括可打开的闭环结构，其包括配置成在身体部位的至少一点穿过身体部位的部分。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合。环结构包括可打开的开环结构，其包括具有第一端和与第一端对向的第二端的狭缝，第一端配置成邻接用户的第一皮肤表面，第二端配置成邻接用户的第二皮肤表面，第一皮肤表面和第二皮肤表面由身体组织分开。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及可植入接收器线圈的直径尺寸至少与环结构的宽度一样。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及发射器线圈的至少一匝不平行于可植入接收器线圈。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合。环结构包括第一子结构和第二子结构，第一子结构和第二子结构配置成在工作时彼此连接以形成可打开的闭环结构或者可打开的开环结构。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及发射器线圈与可植入接收器线圈之间的纵向距离大于发射器线圈的直径和可植入接收器线圈的直径中的至少一个。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及发射器线圈和可植入接收器线圈相对于彼此设置成使得发射器线圈与可植入接收器线圈之间的耦合系数与发射器线圈相对于可植入接收器线圈的定向无关。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及固定单元适于阻止利用可植入保持磁铁将环结构连接到用户身体。
根据另一实施例，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括外部单元和可植入单元。外部单元包括在工作时连接到发射器线圈的电子单元、包括环结构的线圈单元、固定单元，发射器线圈配置成在无线透皮链路上传送能量和/或数据信号，发射器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入接收器线圈将环结构连接到用户身体及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。可植入单元包括可植入接收器线圈和处理单元，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能和/或ii)将所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及当环结构使用固定单元连接时，响应于发射器线圈的激励而产生的至少大量磁力线包围身体部位的被接收在环结构的中空部分中的部分。
在一实施例中，上面公开的实施例也可应用于遥测，其中反馈从可植入单元提供给外部单元，例如在耳蜗植入系统中。在该设置下，上面公开的实施例可被修改使得可植入接收器线圈用作可植入发射器线圈，及外部单元的发射器线圈用作外部接收器线圈。这些修改均在本发明的范围之内。前述设置在耦合系数方面可提供与早前公开的实施例一样的优点。
因而，在该实施例中，公开了一种医疗设备。该医疗设备包括可植入单元和外部单元。可植入发射器线圈配置成经无线透皮链路传输反馈遥测数据，及处理单元配置成指示可植入发射器线圈传输反馈遥测数据。外部单元包括包含环结构的线圈单元，外部接收器线圈绕环结构并沿环结构的至少一部分长度卷绕，外部接收器线圈适于接收反馈遥测数据，固定单元配置成i)接近配置成植入在身体部位内的可植入发射器线圈将环结构连接到用户身体，及ii)绕用户的身体部位将环结构连接到用户身体使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分中。无线透皮链路包括可植入发射器线圈与外部接收器线圈之间的耦合，及当环结构使用固定单元连接时，响应于可植入发射器线圈的激励而产生的至少大量磁力线通过外部接收器线圈。
反馈遥测数据可包括关于可植入单元的运行和状态的测量结果和其它数据。反馈遥测数据还可包括体内生物数据，其包括但不限于生物物种和/或代谢物、葡萄糖水平、血压、血气测量结果、包括直接来自大脑的信号的神经活动如在脑机接口中、体温、及身体部位电活动。体内生物数据可使用可植入传感器获得，其配置成收集体内生物数据并将所收集的生物数据传给可植入处理单元，可植入处理单元配置成编码生物数据并使用包括可植入发射器线圈和外部接收器线圈的无线透皮链路将编码的数据作为反馈遥测数据进行传输，如前面段落中公开的。可植入传感器可包括但不限于生物化学传感器、机械传感器、电传感器、及神经假体传感器。
在本说明书中，除非另行明确说明，所公开的不同实施例应可被认为可组合。
附图说明
本发明的各个方面可从下面结合附图进行的详细描述得以最佳地理解。为清晰起见，这些附图均为示意性及简化的图，它们只给出了用以提高对本发明的理解的细节，而省略其他细节。在整个说明书中，同样的附图标记用于同样或对应的部分。每一方面的各个特征可与其他方面的任何或所有特征组合。这些及其他方面、特征和/或技术效果将从下面的图示明显看出并结合其阐明，其中：
图1示出了包括传统无线透皮链路的医疗设备。
图2示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备。
图3示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备。
图4A示出了根据本发明实施例的处于闭合模式的闭环结构。
图4B示出了根据本发明实施例的处于打开模式的闭环结构。
图4C示出了根据本发明实施例的包括多个部分的闭环结构(处于闭合模式)。
图4D示出了根据本发明实施例的包括多个部分的闭环结构(处于打开模式)。
图4E示出了根据本发明实施例的处于闭合模式的闭环结构。
图5A示出了根据本发明实施例的开环结构。
图5B示出了根据本发明实施例的开环结构。
图5C示出了根据本发明实施例的开环结构。
图5D示出了根据本发明实施例的包括多个部分的开环结构。
图6A示出了根据本发明实施例的开环结构连接到身体部位。
图6B示出了根据本发明实施例的开环结构连接到身体部位。
图7示出了根据本发明实施例的发射器线圈和环结构相对于接收器线圈的设置。
图8示出了根据本发明实施例的磁芯位于可植入接收器线圈内。
图9示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备。
具体实施方式
下面结合附图给出的详细描述用作根据本发明的方法和系统的非限制性实施例的描述。在附图中，相同的或者至少功能上相当的元件由同样的附图标记表示。在文本中，不同的特征使用同样的附图图示。尽管前述分开的特征可组合，同一图中不同特征的前述图示不应被视为这些特征仅按组合进行公开。作为例子，图8公开了i)磁芯和ii)不与接收器线圈同平面和共轴的发射器线圈，这两个特征可单独地实施，也可组合实施。
图1示出了包括传统无线透皮链路的医疗设备100。该设备包括在身体外部的初级(外部)单元，其包括电源102、电子单元104如功率控制器、及交流电流通过其从而产生时变磁力线114、116的初级线圈108。可植入在皮肤下面并可与初级单元分开皮肤112的厚度的次级(可植入)单元包含次级线圈110。当次级线圈110接近初级线圈产生的时变磁力线放置时，变化的磁通在次级线圈中感生交流电流，因而能量可感应地从初级单元传到次级单元。所传送的能量可由可植入处理单元106和负载108利用。在该设置下，由于发射器线圈产生的大部分磁力线116未被接收器线圈拾取及仅小部分磁力线114通过次级线圈110因而导致差的能量传送效率，耦合效率非常低。同样，初级线圈108以可分离的方式设置在与植入的接收器线圈对向的位置，例如使用保持磁铁。外部单元通常包括与植入的保持磁铁协作的至少一保持磁铁以将外部单元保持在接收器线圈上方的正确位置，使得发射器线圈与接收器线圈轴对准，即两个线圈的线圈轴彼此对准。然而，鉴于差的耦合效率，初级单元通常包括相当大的电池仓或者多个电池，以使可植入医疗设备可使用不引起用户烦恼的时间段。这导致初级单元的尺寸增大，甚至更强的保持磁铁和更重的初级单元。由于两个线圈位于皮肤的任一侧上，该问题被进一步放大，线圈分离的任何变化例如由于皮肤组织112的厚度增加引起的变化可导致两个线圈之间的耦合系数快速下降。
图2示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备200。该医疗设备200包括外部单元和可植入单元。外部单元包括电子单元204、包括环结构210的线圈单元、和固定单元214，电子单元在工作时连接到被配置成经无线透皮链路传输能量和/或数据信号的发射器线圈，发射器线圈220绕环结构并沿环结构210的长度L的至少一部分卷绕，固定单元被配置成将环结构i)接近被配置来植入在身体部位(图3，310)内的可植入接收器线圈212及ii)绕用户的身体部位(图3，310)使得身体部位的一部分(图3，302)位于环结构的中空部分218内而附着到用户身体(图3，306)。可植入单元包括可植入接收器线圈212、处理单元206，可植入接收器线圈配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号，处理单元配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能，和/或ii)利用所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行。无线透皮链路包括发射器线圈220与接收器线圈212之间的耦合，及当环结构210使用固定单元214进行附着时，响应于发射器线圈220的激励产生的至少大量磁力线216通过可植入接收器线圈212。
医疗设备还可包括向电子单元204提供能量的电源202，除其它功能之外，其还提供功率控制功能。电子单元204配置成使用电源202向发射器线圈提供交流电流。交流电流通过发射器线圈220产生时变磁力线216，当环结构210使用固定单元214连接到身体时，大量磁力线适于通过可植入接收器线圈212。时变磁力线通过接收器线圈212在接收器线圈212中感生交流电流，因而数据和/或能量可感应地从外部单元传到可植入单元。由于大量磁力线适于通过可植入接收器线圈，耦合系数非常高且与发射器线圈与接收器线圈之间的分隔和/或身体组织的厚度无关。208表示负载如可植入电极阵列或可植入振动器或可植入振动单元。
在实施例中，上面公开的实施例及下面的实施例也可应用于遥测，其中反馈被从可植入单元提供给外部单元，如在耳蜗植入系统中。在该设置下，上面公开的实施例(及下面的实施例)可被修改使得可植入接收器线圈212用作可植入发射器线圈及外部单元的发射器线圈220用作外部接收器线圈。在这样的遥测实施例中，可植入处理单元206配置成向可植入接收器线圈212(用作发射器线圈)提供交流电流，产生时变磁通224。当包括卷绕的发射器线圈(用作外部接收器线圈)的环结构210使用固定单元214定位在身体上时，大量时变磁通224通过发射器线圈(用作外部接收器线圈)，因而在发射器线圈(用作外部接收器线圈)中感生交流电流。由于大量磁通适于通过发射器线圈(用作外部接收器线圈)，耦合系数非常高且与发射器线圈与接收器线圈之间的分隔和/或身体组织和/或皮肤的厚度无关。
图3示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备。固定单元214配置成将环结构210连接到用户身体(耳朵)306。环结构210接近被配置成植入在身体部位(耳垂)310内的可植入接收器线圈212定位，及ii)绕用户的身体部位310定位使得该身体部位的一部分302位于环结构210的中空部分218中。尽管例如在开环结构下不必要，但该实施例示出了固定单元214配置成至少在身体部位的一点304穿过身体部位310。在该实施例中，前侧为正面侧312，后侧为背面侧314。
图9示出了根据本发明实施例的包括无线透皮链路的可植入医疗设备。环结构210接近被配置成植入在身体部位(脐周区域)904内的可植入接收器线圈212进行定位。固定单元214配置成将环结构210连接到用户身体(腹部)902，使得环结构210绕身体部位(即脐周区域904中的皮肤)定位，及环结构在皮肤的后侧914和前侧912之间延伸，具有(如在闭环结构下)或没有(如在开环结构下)穿过皮肤，皮肤906的一部分位于环结构210的中空部分218中。尽管例如在开环结构下不必要，但该实施例示出了固定单元214配置成至少在身体部位的一点908穿过身体部位。可植入接收器线圈优选配置成植入在用户的脐部910周围。
在不同实施例中，身体部位可包括用户身体上的其它植入部位如耳屏、乳突区域上方的身体组织、眉弓、及任何其它适当的位置。
图4A-4E示出了环结构210，其通过包括闭合曲线的几何形状确定，形成闭环结构(图4A、图4C、图4E)，其中，一点S沿闭合曲线移动形成从起点S到终点E的通路(从S开始反时针方向)，终点在闭合曲线处于闭合模式时(图4A、图4C)与起点重合。在一实施例中，闭合曲线可包括包含可打开部分214(图4A-4E)的单件环结构(图4A、4B、4E)，可打开部分包括主端422(图4B)和次端424(图4B)。可打开部分的主端连接到环结构的其余部分并适于在次端打开该部分。在可打开部分打开时确定打开模式(图4B)以使能接近中空部分及使身体部位310(图3)的部分302(图3)位于中空部分218(图3)内。当可打开部分214(图4B)的次端424(图4B)与可打开部分的其余部分接合以形成闭合曲线时定义闭合模式。在图4A和4B的一实施例中，固定单元214包括销408，销的一端412按旋转设置与环结构在点410处连接，销的另一端424适于被接收在环结构的孔406中。销的旋转动作将环结构的模式从闭合模式(图4A)改变为打开模式(图4B)，反之亦然。销408适于至少在一点穿过身体部位。在图4E的另一实施例中，固定单元包括可打开部分(夹具214)，其包括主端422和次端424。夹具214包括攻有螺纹的轴408，其适于与提供在环结构处的螺纹426相互作用以使用夹具的柄部414将夹具拧入和拧出孔406。轴适于至少在一点穿过身体部位。图4E示出了闭合模式，但可理解地，夹具适于被旋松并打开，使得环结构进入打开模式以使能使身体部位(图3，310)的部分(图3，302)位于环结构210的中空部分(图3，218)内。
作为备选，闭合曲线可包括多件式环结构(图4C和图4D)，其中多件包括多个可分离的零件，如第一子件402和第二子件404，其配置成彼此连接以形成闭环结构(图4C)。在该实施例中，公开了卡扣锁定机构以使第一子件402与第二子件404连接。卡扣锁定机构包括适于可分离地彼此连接的一个或多个突出部-孔对。例如，卡扣锁定机构包括子件402、404之一处的突出部416、416’，其适于被接收在另一子件404、402中的孔418、418’中。尽管图示表明每一子件包括突出部和孔，当同等可能地，两个突出部均被提供在同一子件处及对应的相互作用的孔被提供在另一子件处。在一实施例中，每一突出部适于在不同的点穿过身体。例如，如果子件之一包括两个突出部，则每一突出部适于在不同的、空间上分开的点穿过身体。在另一实施例中，仅一个突出部至少在一点穿过身体。当多个可分离的零件彼此连接时，形成闭合模式(图4C)。因而，在图4D中，当多个可分离的零件未彼此连接时，形成打开模式并处于打开模式，环结构适于使能使身体部位310(图3)的部分(图3，302)位于环结构210的中空部分(图3，218)内。本领域技术人员应意识到，不同于卡扣机构的其它机构也可用于固定单元。
附图标记420表示沿闭环结构的长度延伸的环轴。
图5公开了环结构由包括开曲线的几何形状形成，从而形成开环结构，其中，一点S沿开曲线移动形成从起点S到终点E的通路(从点S开始反时针方向)，终点接近起点但与起点分开一定距离D。该距离通常为环结构附着到其的身体组织和/或皮肤的厚度的函数，即该距离配置成使得环结构可附着到用户身体。在一实施例中(图5A)，固定单元包括至少一弹簧502，其设置在环结构的两臂的内表面之间使得至少一弹簧适于在两个臂之间提供拉力。距离D小于身体组织的厚度，及弹簧提供足够的拉力用于在环结构的第一端(图6B，602)与第二端(图6B，604)之间提供压缩保持力(图6B)以将环结构连接到身体。用户可施加抵抗并超过拉力的力以使环结构与身体分离或者使身体部位(图6，310)的一部分(图6，302)能位于环结构210的中空部分(图6，218)内。舒适与保持力之间的平衡可基于具有适当弹簧常数的弹簧的选择实现。在另一实施例中(图5B)，固定单元包括夹具508，其包括攻有螺纹的轴。攻有螺纹的轴-环结构螺纹对512适于彼此协作使得环结构的一端(图6B，602或604)与环结构一端对向的端面510之间的距离D通过朝向环结构的一端拧夹具而减小。距离D的这样的减小使能在环结构的一端与端面510之间提供压缩保持力从而将环结构附着到身体。在该实施例中，距离D大于身体组织的厚度。足够远离环结构的一端旋拧夹具可用于将环结构与身体部位分离或者可用于使身体部位(图6，310)的部分(图6，302)位于能位于环结构210的中空部分(图6，218)内。包括夹具的固定单元的优点在于，用户可在舒适性与压缩保持力之间找到平衡。在又一实施例中(图5C)，固定单元依赖于环结构210的可弯曲性。距离D小于身体组织的厚度，及环结构的臂526、528适于被拉开以将身体部位的部分接收在中空部分中。环结构在点530和532处的可弯曲性朝向彼此拉臂526和528，使得在环结构的第一端(图6B，602)与第二端(图6B，604)之间施加压缩保持力(图6B)以将环结构连接到身体。用户可施加抵抗并超过基于可弯曲性的拉力的力以使环结构与身体分离或者使身体部位(图6，310)的部分(图6，302)能位于环结构210的中空部分(图6，218)内。舒适性与保持力之间的平衡可基于环结构的弯曲性质的选择而实现。该实施例的制造特别简单。
作为备选，开曲线可包括多件式环结构(图5D)，其中多件包括多个可分离的零件，如第一子件516和第二子件518，其配置成彼此连接以形成开环结构(图5D)。在一实施例中(图5D)，公开了卡扣锁定机构以使第一子件516与第二子件518连接，其中第一零件516包括孔522，其适于接收被提供在第二零件518处的突出部524。固定单元包括运行与图5B中公开的夹具类似的夹紧机构。在另一实施例中(未示出)，公开了磁力锁定机构(代替图5D中的卡扣锁定机构522-524)以使第一子件(图5D，516)与第二子件(图5D，518)连接。固定单元包括一对磁铁(代替图5D的夹紧机构)，其提供拉力以减小所述距离(图5D，D)，该距离大于身体组织的厚度。拉力提供压缩保持力以将环结构连接到身体部位。环可简单地通过拉并施加足以克服磁铁对提供的拉磁力的力而分离。磁铁对中的磁铁的选择可在保持可靠性与舒适水平之间提供平衡。
附图标记506通过沿环结构210的整个长度及连接将环结构210的第一端(图6B，602)和环结构210的第二端(图6B，604)分开的距离D的虚线504的轴示出了外推环轴。
在不同实施例中，环结构210可包括从下面选择的形状：圆形(图4A、4B、5D)、椭圆形(图5A)、长方形(图4C、5B)、正方形(图4C、5B)、多边形(图4C、5B)、曲形(图4A、4B、5C)或其组合(图4E)。
鉴于图3-6的任何图，显然固定单元214配置成接近可植入接收器线圈212连接环结构210(图3、6)，使得环结构的环轴(图4，420)或外推环轴(图5，506)通过可植入接收器线圈(图3、图6，212)。
图6A示出了根据本发明实施例的开环结构连接到身体部位。开环结构包括绕环结构卷绕的发射器线圈220。固定单元包括提供拉压缩保持力(类似于图5A中公开的实施例)的弹簧502。中空部分218适于定位身体部位310的一部分302。当发射器线圈220被激励时，所产生的磁力线(由逆时针方向的箭头表示)的大部分通过可植入接收器线圈212。图6A的实施类似于早前在图3中公开的实施，除了图6A利用开环结构之外，图3为闭环结构。在该实施例中，由于夹在环结构210的两端(图6B，602、604)之间的皮肤和身体组织(代替图3中公开的说明闭环结构的定位的连续环结构)，可能有一些磁力线泄漏。然而，本领域技术人员应意识到，尽管一些泄漏，响应于发射器线圈的激励而产生的大量磁力线由于环结构的第一端与第二端之间的短距离仍沿虚线通路，尤其在可植入磁芯(图8，814)被配置成位于可植入接收器线圈的外周包围的区域内时。
图6B示出了根据本发明实施例的开环结构连接到身体部位。该图提供图6A公开的保持机构的更近的图示。该环结构包括可打开的开环结构，其包括具有第一狭缝端602和与第一狭缝端602相对的第二狭缝端604的狭缝(通常由距离D确定，参见图5)，第一狭缝端配置成邻接用户的第一皮肤表面606，第二狭缝端配置成邻接用户的第二皮肤表面608，第一皮肤表面606和第二皮肤表面608由身体组织618分开。
在实施例中，第一狭缝端602适于面向可植入接收器线圈212的第一平面侧610，及第二狭缝端604适于面向可植入接收器线圈212的与第一平面侧610反向的第二平面侧612。
设置在环结构的两臂的内表面之间的固定单元(弹簧502)可适于在两个臂之间提供拉力，使得在第一端602与第二端604之间提供压缩保持力(由压缩的皮肤和身体组织表示)以将环结构210连接到身体。
鉴于图3和6A中的任何图，显然发射器线圈220和可植入接收器线圈212相对于彼此设置，使得发射器线圈220与可植入接收器线圈212之间的耦合系数与发射器线圈220相对于可植入接收器线圈212的定向无关。耦合系数因而取决于环结构210相对于可植入接收器线圈212的设置。该设置可包括环结构210与可植入接收器线圈212之间的互锁霍普夫配置。
在另一实施例中，可植入接收器线圈212的平面面积(沿平面610或612)至少与环结构210在其界面(604或602)处的截面积(按614和/或616的方向从X-X’看)一样。
图7示出了根据本发明实施例的发射器线圈和环结构相对于接收器线圈的设置。在实施例中，发射器线圈220与接收器线圈212之间的纵向距离L1和/或L2大于接收器线圈的直径702。另外，或者作为备选，发射器线圈220与接收器线圈212之间的纵向距离L1和/或L2大于发射器线圈220的直径704。L表示发射器线圈绕其卷绕的环结构的长度的至少一部分。
在另一实施例中，可植入接收器线圈212的直径尺寸702至少与环结构的宽度一样。宽度指按710和/或712的方向从X-X’看的环结构的截面厚度。在另一实施例中，可植入接收器线圈212的平面面积(沿平面802，图8)与环结构210在其界面处的截面积(按710和/或712的方向从X-X’看)一样。环结构210在其界面处的截面积可包括i)环结构的第一端(图6B，602)和/或第二端(图6B，604)处的截面积；或者ii)环结构的至少在身体部位的一点穿过身体部位的部分(408，或者图4C，416)的截面积。
图8示出了根据本发明实施例的位于可植入接收器线圈内的磁芯。在实施例中，发射器线圈的至少一匝不平行于可植入接收器线圈，由平面804和806不平行于802图示。另外，或者作为备选，发射器线圈的至少一匝不与接收器线圈同轴，由轴810和812不与808同轴图示。在实施例中，可植入接收器线圈212处于第一平面802，及环结构沿第二平面(平行于纸表面)。第一平面802和第二平面至少实质上彼此垂直。
在另一实施例中，可植入单元包括可植入磁芯814，其配置成适于定位在由可植入接收器线圈212的外周包围的区域内。该磁芯适于导引磁力线通过可植入接收器线圈，因而进一步提高发射器线圈与接收器线圈之间的耦合系数。
鉴于图2、3、6-8中的任何图，显然固定单元214配置成绕身体部位连接环结构210(图3、6A，310)，使得环结构210和可植入接收器线圈212设置成互锁霍普夫链路配置。
鉴于图2、3、6-8中的任何图，显然固定单元214配置成绕身体部位连接环结构210(图3、6，310)，使得i)环结构210和可植入接收器线圈212设置成互锁第一霍普夫链路配置；及ii)环结构210和发射器线圈220设置成互锁第二霍普夫链路配置。
在实施例中，固定单元214选自下组：非磁性固定单元(图4A-4E及图5A-5D)及固定机构，其适于将环结构附着到用户身体而与任何与可植入单元的协作(交互作用)无关(图4和5)。
在实施例中，固定单元选自下组：夹紧机构(图4E、5B、5D)、弹簧机构(图5A)、刺针机构(图4A、4B、4C、4D、4E)、第一子结构与第二子结构之间的卡扣连接机构(图4C、4D、5D)、第一子结构与第二子结构之间的磁性耦合机构、及其组合(图5D)。
在实施例中，处理单元配置成处理所接收的数据信号并产生输出。所述输出配置成为用户产生可感知的刺激。例如，前述可感知的刺激包括在可植入助听器情形下的声音感知。医疗设备因而可选自下组：
i)包括耳蜗植入件的可植入助听器，其包括配置成位于用户耳蜗内的可植入电极阵列，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷。前述耳蜗植入件的典型、非限制性的描述可在未决欧洲专利申请EP3045204(A cochlear implant and an operating methodthereof)中获得，尤其在所引用申请的图1B中，其中所引用申请的附图标记160(信号处理器)示出了所公开的电子单元(图2，204)，所引用申请的附图标记155(脉冲发生器)示出了所公开的可植入处理单元(图2，206)的至少一部分，及所引用申请的附图标记9(电极阵列)示出了所公开的电极阵列(图2，208)。所引用申请通过引用组合于此。
ii)包括听觉跨蜗轴植入件的可植入助听器，其包括配置成位于用户蜗轴内的可植入电极阵列，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷。可用在前述听觉跨蜗轴植入件中的、所公开的电子单元(图2，204)及所公开的可植入处理单元(图2，206)的至少一部分的典型、非限制性的描述可在未决欧洲专利申请EP3045204(A cochlear implant and anoperating method thereof)的图1B中获得，分别分别参见所引用申请的附图标记160(信号处理器)和155(脉冲发生器)。特别适于听觉跨蜗轴植入件的可植入电极阵列(图2，208)在未决欧洲专利申请EP3017843(Transmodiolar electrode array and a manufacturingmethod)的图2中公开。所引用申请通过引用组合于此。
iii)包括听觉脑干植入件的可植入助听器，其包括配置成直接植入到脑干上的可植入电极阵列(通常被提供为垫)，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷。前述听觉脑干植入件的典型、非限制性的描述在已授权专利()中提供，具体参见图1B，其中所引用专利的附图标记126(语音处理器单元)示出了所公开的电子单元(图2，204)，所引用专利的附图标记134示出了所公开的可植入处理单元(图2，206)的至少一部分，及所引用专利的附图标记140(电极贴片)示出了所公开的电极阵列(图2，208)。所引用专利通过引用组合于此。
iv)包括骨导助听器的可植入助听器，其包括配置成连接到用户颅骨的可植入振动器，所述振动器配置成根据所述输出产生振动。前述可植入助听器的典型、非限制性的描述在已授权欧洲专利EP1972179(Hearing aid system)中提供，其说明了图示所公开的振动器(图2，208)的可植入振动器单元(图1，106)。前述可植入助听器的典型、非限制性的描述还在已授权美国专利US9554222(Electromechanical transducer with mechanicaladvantage)中提供，其中外部语音处理器单元(图2B，100)示出了所公开的电子单元(图2，204)，骨导变换器(图2B，200)示出了所公开的可植入处理单元(图2，206)及振动器(图2，208)。所引用专利通过引用组合于此。
v)包括中耳植入件的可植入助听器，其包括配置成连接到中耳骨之一和/或耳蜗窗口之一的振动单元，所述振动单元配置成根据所述输出产生振动。前述中耳植入件的典型、非限制性的描述在已撤回的欧洲专利申请EP2129428(Implantable auditorystimulation systems having a transducer and a transduction medium)中提供，其中所引用申请的图3和4中的音频处理器表示所公开的电子单元(图2，204)，所引用申请的图3和4中的解调电子电路示出了所公开的可植入处理单元(图2，206)的至少一部分，及所引用申请的具有换能介质的FMT(图2)或柱塞型变换器(图3)示出了振动单元(图2，208)。所引用申请通过引用组合于此。
vi)包括电极阵列的人造起搏器，其配置成根据所述输出传送电荷。前述人造起搏器的典型、非限制性的描述在已授权欧洲专利EP2376193(Shunt-current reductiontechniques for an implantable therapy system)中提供，其示出了图示可植入处理单元(图2，206)的至少一部分的可植入心脏装置(图1，16)及图示所公开的电极阵列(图2，208)的电极(图7A，124)。所引用专利通过引用组合于此。
应意识到，本说明书中提及“一实施例”或“实施例”或“方面”或者“可”包括的特征意为结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一实施方式中。此外，特定特征、结构或特性可在本发明的一个或多个实施方式中适当组合。提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实施在此描述的各个方面。各种修改对本领域技术人员将显而易见，及在此定义的一般原理可应用于其他方面。
权利要求不限于在此所示的各个方面，而是包含与权利要求语言一致的全部范围，其中除非明确指出，以单数形式提及的元件不意指“一个及只有一个”，而是指“一个或多个”。除非明确指出，术语“一些”指一个或多个。
因而，本发明的范围应依据权利要求进行判断。

Claims (15)

1.一种医疗设备，包括：
外部单元，包括
电子单元，其在工作时连接到被配置成经无线透皮链路传输能量和/或数据信号的发射器线圈；
包括环结构的线圈单元，所述发射器线圈绕环结构并沿环结构长度的至少一部分卷绕；
固定单元，其被配置成将环结构i)接近被配置来植入在身体部位内的可植入接收器线圈及ii)绕用户的身体部位使得身体部位的一部分位于环结构的中空部分内而连接到用户身体；
可植入单元，包括
可植入接收器线圈，其被配置成经无线透皮链路接收能量和/或数据信号；
处理单元，配置成i)处理所接收的数据信号以控制可植入单元的至少一元件的功能，和/或ii)利用所接收的能量用于可植入单元的至少一元件的运行；其中
无线透皮链路包括发射器线圈与接收器线圈之间的耦合，及
当环结构使用固定单元进行连接时，响应于发射器线圈的激励产生的至少大量磁力线通过可植入接收器线圈。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中固定单元适于相对于可植入接收器线圈连接环结构，使得可植入接收器线圈的一部分位于环结构的中空部分内而可植入接收器线圈的其它部分位于环结构的中空部分外面。
3.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中固定单元配置成接近可植入接收器线圈连接环结构，使得环结构的环轴或者外推环轴通过可植入接收器线圈。
4.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中固定单元配置成将环结构连接在身体部位周围，使得环结构和可植入接收器线圈设置成互锁霍普夫链路配置。
5.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中环结构包括可打开的闭环结构，其包括配置成至少在身体部位的一点穿过身体部位的部分。
6.根据权利要求1-4任一所述的医疗设备，其中环结构包括包含狭缝的可打开的开环结构，狭缝具有第一狭缝端和与第一狭缝端相对的第二狭缝端，第一狭缝端配置成邻接用户的第一皮肤表面，第二狭缝端配置成邻接用户的第二皮肤表面，第一皮肤表面和第二皮肤表面由身体组织分开。
7.根据权利要求6所述的医疗设备，其中第一狭缝端适于面向可植入接收器线圈的第一平面侧，及第二狭缝端适于面向可植入接收器线圈的与第一平面侧对向的第二平面侧。
8.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中可植入接收器线圈的平面面积至少与环结构在其界面处的截面积一样。
9.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中可植入单元包括可植入磁芯，其配置成位于由可植入接收器线圈的外周包围的区域内。
10.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中响应于发射器线圈的激励而产生的磁力线的至少大量被产生在环结构内。
11.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中发射器线圈的至少一匝不平行于可植入接收器线圈。
12.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中环结构包括第一子结构和第二子结构，第一子结构和第二子结构配置成在工作时彼此连接以形成可打开的闭环结构或者可打开的开环结构。
13.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中固定单元选自下组：非磁性固定单元及固定机构，其适于将环结构附着到用户身体而与任何与可植入单元的协作无关。
14.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中固定单元选自下组：夹紧机构、弹簧机构、刺针机构、第一子结构与第二子结构之间的卡扣连接机构、第一子结构与第二子结构之间的磁性耦合机构、及其组合。
15.根据前面任一权利要求所述的医疗设备，其中处理单元配置成处理所接收的数据信号并产生输出，及所述医疗设备从由下面的一个或多个组成的组选择：
包括配置成位于用户耳蜗内的可植入电极阵列的耳蜗植入件，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
包括配置成位于用户蜗轴内的可植入电极阵列的听觉跨蜗轴植入件，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
包括配置成直接植入到脑干上的可植入电极阵列的听觉脑干植入件，所述电极阵列配置成根据所述输出传送电荷；
包括配置成连接到用户颅骨的可植入振动器的骨导助听器，所述振动器配置成根据所述输出产生振动；
包括配置成连接到中耳骨之一和/或耳蜗窗口之一的振动单元的中耳植入件，所述振动单元配置成根据所述输出产生振动；
包括电极阵列的人造起搏器，其配置成根据所述输出传送电荷；
包括配置成连接到用户心脏的泵的可植入心室辅助装置，所述泵配置成在用户身体内提供血液流动；
包括可植入囊的可植入药物递送系统，其包括药物和配置成连接到可植入囊并通过泵浦作用从所述囊向用户身体释放预定量的药物的泵；及
可植入脑机接口系统，包括适于响应于脑部活动捕获神经信号的可植入传感器。
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