CN113348015A - 具有减小应力焊接接头的可植入医疗装置 - Google Patents

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特洛伊·安东尼·吉斯
史蒂文·劳伦斯·弗兰德鲁普
埃米莉·塔布斯
拉里·迈克尔·基利恩
琼·M·鲍勃甘
大卫·P·斯蒂佩尔
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Abstract

本文的实施例涉及包括具有减小的残余应力的焊接接头的可植入医疗装置。在第一方面，包括一种可植入医疗装置，该可植入医疗装置具有电力子单元，该电力子单元包括第一生物相容性导电外壳、设置在该第一生物相容性导电外壳内的阳极、设置在该第一生物相容性导电外壳内的阴极、以及盖子。该可植入医疗装置可以进一步包括电子控制子单元，该电子控制子单元包括第二生物相容性导电外壳、以及设置在该第二生物相容性导电外壳内的控制电路。该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳均可以包括第一和第二相对的宽侧、第一和第二相对的窄侧、以及四个圆角。该第一外壳可以围绕其周边焊接到该盖子，从而形成焊接线。该焊接线可以具有焊接线末端，并且该焊接线末端可以位于窄侧或圆角上。本文还包括其他实施例。

Description

具有减小应力焊接接头的可植入医疗装置
本申请于2020年2月4日以作为所有国家的指定申请人的美国国家公司心脏起搏器公司(Cardiac Pacemakers,Inc.)、以及作为所有国家的指定发明人的美国公民特洛伊安东尼吉斯(Troy Anthony Giese)、美国公民史蒂文·劳伦斯·弗兰德鲁普(StevenLawrence Frandrup)、美国公民艾米丽·塔布斯(Emily Tubbs)、美国公民拉里·迈克尔·基林(Larry Michael Killeen)、美国公民让M.博根(Jean M.Bobgan)和美国公民大卫P.斯蒂珀(David P.Stieper)的名义作为PCT国际专利申请提交。本申请要求于2019年2月8日提交的美国临时申请号62/802,991的优先权，该临时申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域
本文的实施例涉及包括具有减小的残余应力的焊接接头的可植入医疗装置。
背景技术
可植入医疗装置现在通常用于监测患者的病情，并且在一些情况下还用于对患者进行治疗。在一些情况下，可植入医疗装置可能只是暂时植入。在其他情况下，可植入医疗装置可能会长期植入多年。
通常，可能期望将待植入体内的装置的大小最小化。缩小的大小可以提高患者的舒适度，并允许更大的放置位置和放置方法的灵活性。因此，随着时间的推移，总的趋势是装置越来越小。例如，当今最先进的起搏器通常比过去几十年的开创性装置小得多。通过装置的材料和组成部分的进步以及整体设计的改进，缩小大小成为可能。
金属结构会有残余应力。残余应力是金属物体内的内应力，即使该物体不受外力也会存在。残余应力可以是拉伸的或压缩的。残余应力会降低包括它们的结构的寿命。
发明内容
本文的实施例涉及包括具有减小的残余应力的焊接接头的可植入医疗装置。在第一方面，包括一种可植入医疗装置，该可植入医疗装置具有电力子单元，该电力子单元包括：第一生物相容性导电外壳，该第一生物相容性导电外壳限定开口端、封闭端和内部体积；阳极，该阳极设置在该第一生物相容性导电外壳的内部体积内；阴极，该阴极设置在该第一生物相容性导电外壳的内部体积内；以及盖子，该盖子封闭该第一生物相容性导电外壳的开口端。该可植入医疗装置可以进一步包括电子控制子单元，该电子控制子单元包括：第二生物相容性导电外壳；以及控制电路，该控制电路设置在该第二生物相容性导电外壳内。该电力子单元可以耦接至该电子控制子单元并且该电力子单元可以与该电子控制子单元电连通。该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳均可以包括：第一和第二相对的宽侧；第一和第二相对的窄侧，其中，这些窄侧的宽度小于这些宽侧的宽度；以及四个圆角，这些圆角设置在每个宽侧与窄侧之间的相交处。该第一生物相容性导电外壳可以围绕该第一生物相容性导电外壳的周边焊接到该盖子，从而形成焊接线。该焊接线可以具有焊接线末端，其中，该焊接线末端位于窄侧或圆角上。
在第二方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该焊接线可以包括激光焊接线。
在第三方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳可以包括钛或钛合金。
在第四方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该焊接线可以位于圆角上。
在第五方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，其中，该焊接线表现出的残余应力小于焊接线末端位于宽侧上的在其他方面相同的焊接线。
在第六方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，其中，该第二生物相容性导电外壳可以围绕该第二生物相容性导电外壳的周边焊接到该盖子，从而形成第二焊接线。
在第七方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该第二焊接线具有第二焊接线末端，其中，该第二焊接线末端可以位于窄侧或圆角上。
在第八方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳可以具有0.006英寸至0.012英寸的厚度。
在第九方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该第一和第二相对的宽侧可以是第一和第二相对的宽平坦侧，并且该第一和第二相对的窄侧可以是第一和第二相对的窄平坦侧。
在第十方面，包括一种制造可植入医疗装置的方法。该方法可以包括获得生物相容性导电外壳，该生物相容性导电外壳限定内部体积以及开口端和封闭端。该方法可以进一步包括定位盖子以封闭该生物相容性导电外壳的开口端。该方法可以进一步包括沿着焊接线将该生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该焊接线包括末端。该生物相容性导电外壳可以包括第一和第二相对的宽平坦侧以及第一和第二相对的窄平坦侧。这些窄平坦侧的宽度可以小于这些宽平坦侧的宽度。每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间可以设置四个圆角。该焊接线的末端可以设置在窄平坦侧或圆角上。
在第十一方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，一种方法可以进一步包括沿着第二焊接线将第二生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该第二焊接线包括末端，该第二生物相容性导电外壳包括第一和第二相对的宽平坦侧、第一和第二相对的窄平坦侧。这些窄平坦侧的宽度可以小于这些宽平坦侧的宽度，并且四个圆角可以设置在每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间。该第二焊接线的末端可以设置在窄平坦侧或圆角上。
在第十二方面，包括一种可植入医疗装置，该可植入医疗装置具有电力子单元，该电力子单元包括：第一生物相容性导电外壳；阳极，该阳极设置在该第一生物相容性导电外壳内；阴极，该阴极设置在该第一生物相容性导电外壳内；以及盖子。该盖子可以包括中央本体和围绕该中央本体的延伸边缘。该第一生物相容性导电外壳可以焊接到该盖子的延伸边缘。
在第十三方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该延伸的周边边缘可以通过释放通道与该中央本体分离。
在第十四方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该延伸的周边边缘和该第一生物相容性导电外壳可以形成对接接头。
在第十五方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该延伸的周边边缘和该第一生物相容性导电外壳可以形成搭接接头。
在第十六方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该延伸的周边边缘可以与该第一生物相容性导电外壳重叠。
在第十七方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该盖子进一步包括围绕该中央本体的第二延伸边缘，其中，该第二延伸边缘面向与该第一延伸边缘相反的方向。
在第十八方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，其中，该第一生物相容性导电外壳在横截面中包括第一和第二相对的宽平坦侧以及第一和第二相对的窄平坦侧。这些窄平坦侧的宽度可以小于这些宽平坦侧的宽度。每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间可以设置四个圆角。该第一生物相容性导电外壳可以围绕其周边焊接到该盖子，从而形成焊接线。该焊接线可以具有焊接线末端，其中，该焊接线末端位于窄平坦侧或圆角上。
在第十九方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该焊接线可以是激光焊接线。
在第二十方面，除了前述或后续方面中的一个或多个方面之外，或者替代于一些方面，该第一生物相容性导电外壳可以包括钛或钛合金。
本发明内容是对本申请的一些传授内容的综述并且并不旨在是对本发明主题的排他性或穷尽性处理。进一步细节存在于具体实施方式和所附权利要求中。通过阅读并理解下面的具体实施方式并且查看形成具体实施方式的一部分的附图(其中的每一者均不应被认为具有限制意义)，其他方面对于本领域技术人员而言将是明显的。本文中的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。
附图说明
结合以下附图(图)可以更完全地理解各方面，在附图中：
图1是根据本文的各种实施例的植入患者体内的可植入医疗装置的示意性视图。
图2是根据本文的各种实施例的可植入医疗装置的示意性视图。
图3是根据本文的各种实施例的可植入医疗装置的示意性视图。
图4是根据本文的各种实施例的电力子单元。
图5是根据本文的各种实施例的沿着图4的线5-5’截取的电力子单元的截面视图。
图6是根据本文的各种实施例的图5的一部分的放大视图。
图7是根据本文的各种实施例的沿着图4的线7-7’截取的电力子单元的截面视图。
图8是根据本文的各种实施例的图7的一部分的放大视图。
图9是根据本文的各种实施例的沿着图4的线9-9’截取的外壳或壳的截面视图。
图10是根据本文的各种实施例的示出可植入医疗装置上的焊接线的示意性视图。
图11是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图12是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图13是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图14是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图15是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图16是根据本文的各种实施例的外壳或壳与盖子之间的接头的局部截面视图。
图17是根据本文的各种实施例的植入式医疗装置的部件的框图。
图18是根据本文的各种实施例的可植入医疗装置的部件的示意图。
虽然实施例易于经历各种修改和替代形式，但是已经通过示例和附图的方式示出了其细节并且将对其进行详细描述。然而应理解的是，本文中的范围不限于所描述的特定方面。与此相反，本发明将覆盖落在本文中的精神和范围内的修改、等效物、以及替代方案。
具体实施方式
如上所述，金属结构会有残余应力。残余应力会降低包括它们的结构的寿命。由于沿非常局部区域产生的快速热膨胀和收缩，焊接操作可能是残余应力的重要来源。通常，相对于较冷的周围区域，将非常高的热源施加到较小的区域。金属在达到熔融状态时会膨胀。当熔融的焊池沿接头凝固时，已经凝固的焊缝金属和焊缝附近未熔化的母材会对其收缩产生阻力。这种阻力会在焊缝的纵向和横向方向上产生拉伸应变。
各种类型的可植入医疗装置可以包括焊接在一起的部分，因此在这些焊接部分中和周围产生残余应力。例如，包括电力子单元和电子控制子单元的可植入医疗装置可以焊接在一起以形成随后被植入的整体结构。产生(多个)焊接接头或(多个)焊接线的焊接过程可能会导致显著的残余应力。
根据本文的实施例，可以使得形成的焊接接头或焊接线具有最小的残余应力。例如，本文已经确定，焊接线端部的位置可以显著影响沿该焊接线和该焊接线附近的区域中残余应力的大小。根据本文的各种实施例，焊接线的端部可以位于装置外壳或壳的拐角上或拐角周围。根据本文的各种实施例，焊接线的端部可以定位成设置在横截面大致为矩形的装置外壳或壳的短侧上或短侧周围。
根据本文的实施例，可以操纵通过焊接接头或焊接线连接的部件的结构以减小最小化残余应力。例如，可以形成焊接到装置外壳或壳的盖子或互连结构的结构以减小或最小化残余应力。
现在参考图1，示出了根据本文的各种实施例的植入患者104体内的可植入医疗装置102的示意性视图。在各种实施例中，医疗装置系统的至少一部分可以是可植入的。在一些实施例中，可植入医疗装置102可以包括可植入回路记录器、可植入监测器装置等。在一些实施例中，整个可植入医疗装置102可以植入患者104的身体内。可以使用各种植入部位，包括肢体上的区域、上部躯干、腹部区域等。在一些实施例中，可植入医疗装置102可以被皮下植入。在一些实施例中，医疗装置系统可以包括彼此通信耦接的一个或多个附加医疗装置。
现在参考图2，示出了根据本文的各种实施例的可植入医疗装置102的示意性视图。可植入医疗装置102可以包括电力子单元202、电子控制子单元204和无线通信子单元206。电力子单元202可以包括电化学电池单元的部件。电力子单元202可以包括被配置成用于与体内环境直接接触的第一生物相容性导电外壳212。电子控制子单元204可以包括用于控制装置的操作的电子部件，包括例如控制器或控制电路。电子控制子单元204可以包括被配置成用于与体内环境直接接触的第二生物相容性导电外壳214。
电力子单元202可以耦接至电子控制子单元204。在一些实施例中，电力子单元202可以焊接到电子控制子单元204。可以使用包括激光焊接在内的各种技术来执行焊接。在各种实施例中，电力子单元的第一生物相容性导电外壳具有与电子控制子单元的第二生物相容性导电外壳大约相同的横截面周长尺寸。在各种实施例中，电力子单元的第一生物相容性导电外壳的横截面周长尺寸与电子控制子单元的第二生物相容性导电外壳的横截面周长尺寸相差小于5％。
可植入医疗装置102可以具有各种尺寸。总长度(X轴)可以大于或等于1、3、5、7、9、10、12、14、16、18或20mm。在一些实施例中，长度可以小于或等于80、74、68、62、56、50、44、38、32、26或20mm。在一些实施例中，长度可以落在1至80mm、或3至74mm、或5至68mm、或7至62mm、或9至56mm、或10至50mm、或12至44mm、或14至38mm、或16至32mm、或18至26mm的范围内，或者可以是大约20mm。
总宽度(Y轴)可以大于或等于1.0mm、1.8mm、2.5mm、3.2mm或4.0mm。在一些实施例中，宽度可以小于或等于15.0mm、12.2mm、9.5mm、6.8mm或4.0mm。在一些实施例中，宽度可以落在1.0mm至15.0mm、或1.8mm至12.2mm、或者2.5mm至9.5mm、或3.2mm至6.8mm的范围内，或者可以是大约4.0mm。
总深度(Z轴)可以大于或等于1.0mm、1.8mm、2.5mm、3.2mm或4.0mm。在一些实施例中，深度可以小于或等于15.0mm、12.2mm、9.5mm、6.8mm或4.0mm。在一些实施例中，深度可以落在1.0mm至15.0mm、或1.8mm至12.2mm、或2.5mm至9.5mm、或3.2mm至6.8mm的范围内，或者可以是大约4.0mm。
现在参考图3，示出了根据本文的各种实施例的可植入医疗装置102的示意性视图。在该视图中，导电外壳214已被移除以示出可植入医疗装置的电子控制子单元204内的部件。电子控制子单元204可以包括电路板302和电力输入连接304、306，这些电力输入连接可以与电力子单元202的输出引脚电连通。电子控制子单元204可以进一步包括控制器308，该控制器可以形成控制电路的一部分。电子控制子单元204可以进一步包括电路部件310和312。应当理解，可以包括许多不同的电路部件，比如各种类型的集成电路、信号处理芯片、ASIC(专用集成电路)、时钟电路、电容器等。电子控制子单元204还可以包括I/O引脚314。I/O引脚(数字或模拟)的总数没有特别限制。无线通信子单元206可以包括天线316，该天线可以与I/O引脚314电连通。在一些实施例中，I/O引脚314之一可以是负偏置输出引脚，其可以被调节以提供相对负电位。
现在参考图4，示出了根据本文的各种实施例的电力子单元202。电力子单元202可以包括导电外壳212。导电外壳可以包括封闭端和开口端并且可以在其中限定内部体积。电力子单元202可以进一步包括盖子420，该盖子可以附接(比如通过焊接或其他技术)到导电外壳212并且可以封闭导电外壳的开口端。电力子单元202可以进一步包括阳极引脚402和阴极引脚404。阳极引脚402和阴极引脚404可以由各种导电材料(比如金属)形成。在一些实施例中，阳极引脚402和/或阴极引脚404由钼或含钼合金形成。然而，本文设想了许多不同的引脚材料。
在各种实施例中，可植入医疗装置可以被配置为使得电力子单元202的生物相容性导电外壳212和/或电子控制子单元204的导电外壳具有相对正、负或中性电位。
现在参考图5，示出了根据本文的各种实施例的沿着图4的线5-5’截取的电力子单元202的截面视图。电力子单元202可以包括电化学电池单元502的部件，包括阴极504和阳极506。现在参考图6，示出了根据本文的各种实施例的图5的一部分的放大视图。在该视图中，可以看出电力子单元202可以包括阳极引脚402和盖子420。进一步地，阳极连接片602可以提供阳极506和盖子420与电力子单元202的外壳212或壳之间的电连通，从而为外壳212或壳提供相对负电位。
现在参考图7，示出了根据本文的各种实施例的沿着图4的线7-7’截取的电力子单元202的截面视图。同样，电力子单元202可以包括电化学电池单元502的部件，包括阴极504和阳极506。现在参考图8，示出了根据本文的各种实施例的图7的一部分的放大视图。在该视图中，可以看出电力子单元202可以包括阴极引脚404和盖子420。进一步地，阴极连接片804可以提供阴极504与阴极引脚404之间的电连通。馈通结构806可以用于将阴极引脚404与电力子单元202的外壳212和壳电隔离。馈通结构806可以由比如非导电陶瓷、玻璃、聚合物、复合材料等非导电材料形成。
应当理解，虽然图4至图8中所示的实施例为电力子单元202的生物相容性导电外壳212提供了相对负的电位，但是本文设想了其他配置。具体地，本文设想了具有中性或相对正电位的配置。
已经发现，通过小心放置焊接线的端部可以减小残余应力。例如，已经发现通过将焊接线的端部(或末端)放置在外壳或壳体的拐角或沿着外壳或壳体的窄侧(比如窄平坦侧)可以减小残余应力。因此，当焊接线末端被放置在拐角或沿着窄侧时，焊接线表现出的残余应力小于焊接线末端位于宽侧(或宽平坦侧)上的其他方面相同的焊接线。
现在参考图9，示出了根据本文的各种实施例的沿着图4的线9-9’截取的外壳212或壳的截面视图。外壳212限定了内部体积902，其中可以放置各种部件，比如在电化学电池单元的电力子单元部件的情况下。外壳212的外部904可以是在装置植入受试者体内之后的体内环境。
外壳可以包括第一和第二相对的宽侧906、916(比如宽平坦侧)、第一和第二相对的窄侧908、918(比如窄平坦侧)，其中，窄侧的宽度小于宽侧的宽度。宽侧的宽度可以比窄侧的宽度大5％、10％、25％、50％、75％、100％、150％、200％或300％或更多(或落在任何前述百分比之间的范围内的量)。外壳212还可以包括设置在每个宽侧和相邻窄侧之间的四个圆角922、924、926和928。四个圆角可以设置在每个宽侧与窄侧之间的相交处。在一些实施例中，宽侧可以是基本上平坦的。然而，在其他实施例中，宽侧可以包括一定程度的曲率。在一些实施例中，窄侧可以是基本上平坦的。然而，在其他实施例中，窄侧可以包括一定程度的曲率。
在一些实施例中，外壳212的厚度可以大于或等于0.004英寸、0.005英寸、0.006英寸、0.007英寸或0.008英寸。在一些实施例中，外壳212的厚度可以小于或等于0.016英寸、0.014英寸、0.012英寸、0.011英寸、0.010英寸、0.009英寸或0.008英寸。在一些实施例中，外壳212的厚度可以落在0.004英寸至0.014英寸、0.004英寸至0.012英寸、或0.005英寸至0.011英寸、或0.006英寸至0.010英寸、或0.007英寸至0.009英寸的范围内，或者可以平均大约为0.008英寸(平均值)。
在一些实施例中，外壳212可以被深拉。然而，深拉会导致结构具有更高的残余应力和更多的表面裂纹，这些裂纹可以作为应力的集中点。在一些实施例中，外壳212可以被机加工(例如，可以具有机加工表面)。对结构进行机加工可以降低残余应力和减少表面裂纹。在一些实施例中，表面粗糙度(内表面和/或外表面)可以小于或等于40、30、25、20、15、10或8μin Ra，或者可以是落在任何前述粗糙度之间的范围内的量。用于形成外壳212的其他技术可以包括冲压工艺、增材制造工艺等。
外壳212可以由各种材料形成。在一些实施例中，外壳212可以包括金属。在一些实施例中，外壳212可以包括钛、钛合金、不锈钢、钴铬合金等中的一种或多种。
现在参考图10，示出了根据本文的各种实施例的可植入医疗装置上的焊接线的示意性视图。可植入医疗装置可以包括电力子单元202和电子控制子单元204。在电力子单元202与电子控制子单元204之间示出了盖子420或互连结构。示例性焊接线1002或接头可以包括焊接线末端1004或端部。所示的焊接线1002可以表示电力子单元202的外壳或壳与盖子420之间的焊接线、或电子控制子单元204的外壳或壳与盖子420之间的焊接线、或直接在电力子单元202的外壳或壳与电子控制子单元204的外壳或壳之间的焊接线、或这些中的一个以上(应当理解，可植入医疗装置可以包括一条以上焊接线)。
焊接线末端1004或末端的特征在于圆形周边，通常形成不间断的圆，其导致施加能量以引起焊接的最后区域(比如施加激光能量的最后位置)。在一些情况下，相对于形成焊接线末端1004的周边的略微凸起的环1014，在焊接线末端1004的中心存在轻微的凹陷1016。在一些实施例中，凹陷1016与环绕环1014之间的高度差可以大于或等于千分之0.0000、0.0001、0.0002、0.0003、0.0004或0.0005英寸。在一些实施例中，该高度差可以小于或等于千分之0.0020、0.0017、0.0014、0.0011、0.0008或0.0005英寸。在一些实施例中，该高度差可以落在千分之0.0000至0.0020、或千分之0.0001至0.0017、或千分之0.0002至0.0014、或千分之0.0003至0.0011、或千分之0.0004至0.0008英寸的范围内。下文更详细地描述了焊接的方面。
根据本文的实施例，可以操纵通过焊接接头或焊接线连接的部件的结构以减小最小化残余应力。例如，可以形成焊接到装置外壳或壳的盖子或互连结构的结构以减小或最小化残余应力。现在参考图11，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。盖子420包括中央本体1104和围绕中央本体1104的延伸边缘1102。延伸边缘1102可以是周边边缘。外壳212或壳可以焊接到盖子420的延伸边缘1102。延伸边缘1102可以通过释放通道1106与中央本体1104分离。释放通道1106可以在延伸边缘1102的端部1122与中央本体1104之间提供机械分离。盖子420还可以包括突出部1120或斜面以与另一个外壳或壳(比如电子控制子单元204的外壳或壳)面接并形成接头。
在一些实施例中，释放通道1106可以具有约0.1、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5、3、3.5或4mm的宽度，或落在任何前述宽度之间的范围内的量。延伸边缘1102的长度1124相对于释放通道1106的深度可以是大约0.1、0.15、0.2、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6mm或更大，或者可以是落在任何前述长度之间的范围内的量。延伸边缘1102的厚度可以大致等于外壳212的厚度。然而，在一些实施例中，延伸边缘1102可以比外壳212更厚或更薄。
本文设想了外壳或壳与盖子之间的接头的许多不同变体。现在参考图12，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。图12的实施例与图11的实施例相似。然而，在该实施例中，外壳212与延伸边缘1102之间的界面由形成搭接接头的相对的舌状物1202、1204形成。
然而，应当理解，在一些实施例中，释放通道1106的大小可以显著减小或者甚至被省略。现在参考图13，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。在该实施例中，外壳212与盖子420之间的界面由形成搭接接头的相对的舌状物1202、1204形成。
在一些实施例中，即使在没有释放通道的情况下也可以形成延伸的周边边缘。进一步地，在一些实施例中，延伸的周边边缘可以与外壳或壳重叠(向内或向外)。现在参考图14，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。在该实施例中，在延伸边缘1102与外壳212之间存在颈部区域1404。颈部区域1404的大小可以变化。在一些实施例中，重叠区域可以是大约0.5、0.75、1、1.5、2、3、4、5mm或更大，或者可以是落在任何前述大小之间的范围内的量。在一些实施例中，重叠区域可以是延伸边缘1102与外壳212之间的全厚度重叠。在其他实施例中，重叠区域可以是部分厚度重叠。
在延伸边缘1102与外壳212之间具有重叠区域的实施例的上下文中，在一些情况下外壳212可以配合在边缘1102内并且因此具有比边缘1102更小的外周。在其他情况下，外壳212可以配合在边缘1102上并且因此具有比边缘1102更大的外周。在另外其他情况下，外壳212可以在其顶部向内缩颈，使得外壳212的一部分可以配合在边缘1102的外周内，但是外壳212的其余部分可以具有与盖子420和/或其边缘1102相似或相同的外周。
现在参考图15，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。在该实施例中，颈部区域1404可以通过外壳212的向内弯曲部1502在外壳212的顶部形成在外壳212与盖子420和/或其边缘1102交界处附近的区域中。在一些实施例中，颈部区域1404可以向内缩颈大约等于外壳212的厚度和/或边缘1102的厚度的距离。
在一些实施例中，盖子可以被构造成使得仅在一侧形成释放通道。例如，盖子可以被构造成使得只有与一个部件(例如，电力子单元或电子控制子单元)的外壳的界面可以通过释放通道与盖子的主体分离。在这方面，盖子可以具有从顶部到底部的不对称构造(相对于图11至图16所示的取向)。然而，在其他实施例中，可以在两侧形成释放通道，使得与电力子单元的外壳之间的界面以及与电子控制子单元的外壳之间的界面两者都可以通过释放通道与盖子的主体分离。
现在参考图16，示出了根据本文的各种实施例的外壳212或壳与盖子420之间的接头的局部截面视图。在该实施例中，盖子420包括中央本体1104和围绕中央本体1104的第一延伸边缘1102。盖子420还包括围绕中央本体1104的第二延伸边缘1602，该第二延伸边缘面向与第一延伸边缘1102相反的方向。第一外壳212或壳可以焊接到第一延伸边缘1102并且第二外壳1212或壳可以焊接到第二延伸边缘1602。第一延伸边缘1102可以通过第一释放通道1106与中央本体1104分离并且第二延伸边缘1602可以通过第二释放通道1606与中央本体1104分离。第一释放通道1106可以在第一延伸边缘1102的端部与中央本体1104之间提供机械分离。第二释放通道1606可以在第二延伸边缘1602的端部与中央本体1104之间提供机械分离。在一些实施例中，第一释放通道1106和第二释放通道1606在大小和形状方面可以基本相同，但是在其他实施例中它们可以不同。类似地，在一些实施例中，第一延伸边缘1102和第二延伸边缘1602在大小和形状方面可以基本相同，但是在其他实施例中它们可以不同。
系统部件
应当理解，可植入医疗装置可以包括许多不同的部件，这取决于期望的功能。现在参考图17，示出了根据本文的各种实施例的植入式医疗装置的部件的框图。然而，应当理解，各种特定实施例可以包括更多数量的部件、更少数量的部件或不同的部件。在该示例中，可植入医疗装置102可以包括电路系统1750。电路系统1750可以包括各种电气部件，包括但不限于控制器1751(其可以形成控制电路的一部分)、传感器1752(例如，加速度计、陀螺仪、麦克风、生物阻抗传感器)、微处理器1753、治疗单元电路系统1754、记录器电路系统1755以及传感器接口电路系统1756。适用于本文体现的医疗装置系统的部件的其他示例可以包括遥测电路系统、存储器电路系统(例如，比如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))、电力供应电路系统(其可以包括但不限于一个或多个电池、电容器、电力接口电路等)、归一化电路系统、控制电路系统、电场传感器和刺激电路系统、显示电路系统等。
在一些实施例中，一个或多个部件可以集成到可植入医疗装置中，并且在其他实施例中，一个或多个部件可以是分开的。在一些实施例中，记录器电路系统可以记录装置的传感器产生的数据并记录关于数据的时间戳。在一些实施例中，电路系统可以被硬接线以执行各种功能，而在其他实施例中，电路系统可以被实施为在控制器、微处理器、其他计算装置、专用集成电路(ASIC)等上执行的指令。
在一些实施例中，可植入医疗装置102可以包括化学传感器。在一些实施例中，化学传感器是光学化学传感器。然而，在其他实施例中，化学传感器可以是电位计化学传感器。化学传感器具体可以包括至少一个化学感测元件、光学窗口和电光模块。电光模块可以与内部体积1710内的电路系统电连通。在一些实施例中，化学传感器可以被配置成用于测量细胞间质成分、血液成分、或呼吸成分、或其任何分析物。在一些实施例中，血液成分可以包括血液组分或其分析物，比如红细胞；白细胞，至少包括嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞；血小板；血红蛋白；等等。
可植入医疗装置102可以包括控制器1751。在一些实施例中，控制器1751可以被配置成用于执行本文描述的一个或多个操作。可植入医疗装置102可以包括附加部件，例如，治疗单元电路系统1754。治疗单元电路系统1754可以被配置成用于向患者递送治疗和/或控制或影响由另一装置提供的治疗的递送。在一些实施例中，治疗单元可以被配置成用于根据患者是处于卧位、站立位还是坐位来向患者提供最佳治疗。治疗的示例可以包括但不限于起搏方案(比如速率自适应起搏)、心脏再同步治疗(CRT)、神经刺激治疗的递送、治疗剂的施用等。在一些实施例中，治疗单元电路系统1754可以是药物治疗单元。在一些实施例中，治疗单元电路系统1754可以包括电治疗单元和药物治疗单元。在一些实施例中，治疗单元电路系统1754可以由控制器1751引导以向患者递送治疗。
现在参考图18，该图为根据本文的各种实施例的可植入医疗装置的部件的示意图。医疗装置系统的一些实施例的元件根据本文的实施例在图18中示出。然而，应当理解，一些实施例可以包括除了图18所示的那些元件之外的附加元件。另外，一些实施例可能缺少图18所示的一些元件。如本文所体现的医疗装置可以通过一个或多个感测通道1820、1830、1840收集信息。控制器1810可以经由双向数据总线与存储器1812通信。存储器1812可以包括用于程序存储的只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)和用于数据存储的RAM。
在一些实施例中，医疗装置可以包括一个或多个电场传感器1822(即，电极)和可以与控制器1810的端口通信的电场传感器通道接口1820。医疗装置还可以包括另一种类型的传感器1832和用于该传感器的可以与控制器1810的端口通信的传感器通道接口1830。医疗装置还可以包括一个或多个化学传感器1842和可以与控制器1810的端口通信的化学传感器通道接口1840。通道接口1820、1830和1840可以包括各种部件，比如用于对信号输入进行数字化的模数转换器、感测放大器、可以由控制电路系统写入以调整感测放大器的增益和阈值的寄存器等。还提供遥测接口1814用于与比如编程器、安装在房间内的单元、和/或可移动单元(例如，蜂窝电话、膝上型计算机等)等外部装置进行通信。
在一些实施例中，医疗装置还可以包括附加的传感器，比如与医疗装置集成在一起的姿势传感器、活动传感器或呼吸传感器。在一些实施例中，医疗装置还可以包括与医疗装置分开的附加传感器。在各种实施例中，姿势传感器、活动传感器或呼吸传感器中的一个或多个可以在经由遥测接口1814通信地耦接至医疗装置的另一植入式医疗装置内。在各种实施例中，附加姿势传感器、活动传感器或呼吸传感器中的一个或多个可以在身体外部，并且经由遥测接口1814耦接至医疗装置。
焊接
可以使用各种焊接技术。然而，在许多实施例中，焊接线可以使用激光焊接技术(或激光束焊接)形成。激光系统可以是固态激光系统或气体激光系统。示例性激光系统可包括但不限于红宝石激光和Nd:YAG激光，尽管本文中也设想了其他激光系统。激光的光斑大小可以变化。在一些实施例中，光斑大小可以是大约0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5mm，或者可以落在任何前述大小之间的范围内。功率密度可以是大约0.1、0.25、0.5、0.75、1.0、1.5、2、4、6或8MW/cm2，或落在任何前述功率密度之间的范围内的量。穿透深度可以与提供的功率量成正比，但也取决于焦点的位置。可以使用连续或脉冲激光束方法。在本文的各种实施例中，可以使用脉冲激光束方法。在各种实施例中，脉冲可以是一到几毫秒。在本文的各种实施例中，焊接线相对于被焊接在一起的材料而言不是全厚度，比如在焊接被施加到对接接头的情况下。然而，在其他实施例中，焊缝可以是全厚度的。在各种实施例中，焊接线可以穿透被焊接在一起的材料的厚度的5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％，或落在任何前述百分比之间的范围内的量。
电池化学
在本文的各种实施例中，电化学电池单元可以是锂一次-二氧化锰(Li阳极/MnO2阴极)电池。然而，本文还设想了其他锂一次电池化学物质。其他一次电池化学物质可以包括但不限于CFx、SVO、混合CFx/Mn02、混合CFx/SVO等。
在各种实施例中，锂电池可以由多个不同材料的薄片构成，这些薄片夹在一起以形成电池组件。电池单元内的重复布置可以包括阳极组件、隔板和阴极。阳极组件可以由构成阳极的锂材料片和构成集电器的材料形成。锂材料片可以层压到基底上，比如集电器。集电器可以由多种不同的材料构成。例如，集电器可以由镍或镍基材料、不锈钢、铝、钛、或铜、或任何其他合适的材料等构成。集电器可以包括均匀的片材、线栅或其他配置。示例性电化学电池单元部件的进一步细节在美国公开专利申请号2008/0221629和2017/0317331中描述，这些专利申请的内容通过援引并入本文。
各种电解质组合物可以与本文中的电化学电池单元或电池一起使用。在一些实施例中，电解质可以是非水的(例如，仅有机电解质溶剂)。在一些实施例中，电解质是在碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和二甲氧基乙烷中的1M LiTFSi溶液。各种隔板可以与本文中的电化学电池单元或电池一起使用。
方法
本文的实施例还包括各种方法。举例来说，包括制造如本文所述的可植入医疗装置的实施例。进一步地，包括使用如本文所述的可植入医疗装置的实施例。
在实施例中，包括一种制造可植入医疗装置的方法。该方法可以包括获得生物相容性导电外壳，该生物相容性导电外壳限定内部体积、开口端和封闭端。该方法可以进一步包括定位盖子以封闭该生物相容性导电外壳的开口端。该方法可以进一步包括沿着焊接线将该生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该焊接线包括末端。该生物相容性导电外壳可以包括第一和第二相对的宽侧(或宽平坦侧)以及第一和第二相对的窄侧(或窄平坦侧)。窄平坦侧的宽度可以小于宽平坦侧的宽度。每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间可以设置四个圆角。焊接线的末端可以设置在窄平坦侧或圆角上。
在各种实施例中，该方法可以进一步包括沿着第二焊接线将第二生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该第二焊接线包括末端。第二生物相容性导电外壳可以包括第一和第二相对的宽平坦侧以及第一和第二相对的窄平坦侧。窄平坦侧的宽度可以小于宽平坦侧的宽度。第二生物相容性导电外壳可以进一步包括设置在每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间的四个圆角。第二焊接线的末端可以设置在窄平坦侧或圆角上。
本文还包括与制造和使用所描述的可植入医疗装置的实施例一致的其他方法和方法操作。
应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非内容另外明确指明，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”均包括复数指示物。还应注意，术语“或者”总体上所使用的意义包括“和/或”，除非内容另外明确指明。
还应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置”描述的是被构造或配置以便进行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置”可以与其他类似短语(比如“被布置且配置”、“被构造且布置”、“被构造”、“被制造且布置”等互换使用。
本说明书中的所有公开案和专利申请指示本发明所涉及的领域中的普通技术人员的水平。所有公开案和专利申请都通过援引并入本文，如同每个单独的公开案或专利申请被明确且单独地通过援引指明。
如本文所使用的，端点对数值范围的叙述应包括该范围内的所有数字(例如，2至8包括2.1、2.8、5.3、7等)。
提供本文中使用的标题是为了与37CFR 1.77中的建议保持一致，或以其他方式提供组织提示。这些标题不应被视为限制或表征本披露内容可能提出的任何权利要求中阐述的(多个)实用新型。作为示例，虽然标题是指“领域”，但是这种权利要求不应受到在该标题下选择的用于描述所谓的技术领域的语言的限制。进一步地，“背景技术”中对技术的描述不承认该技术是本披露内容中的任何(多个)实用新型的现有技术。“发明内容”也不应被视为对已发布的权利要求中提出的(多个)实用新型的表征。
本文中所描述的实施例不旨在是排他性的或将本发明限制为以下详细说明中所披露的精确形式。而是，这些实施例被选择和描述成使得本领域技术人员可以了解和明白这些原理和实践。因此，已经参考多个不同的特定和优选的实施例和技术描述了多个方面。然而应理解的是，在留在本文的精神和范围之内的同时可以进行许多变化和修改。

Claims (15)

1.一种可植入医疗装置，包括：
电力子单元，该电力子单元包括：
第一生物相容性导电外壳，该第一生物相容性导电外壳限定开口端、封闭端和内部体积；
阳极，该阳极设置在该第一生物相容性导电外壳的内部体积内；
阴极，该阴极设置在该第一生物相容性导电外壳的内部体积内；以及
盖子，该盖子封闭该第一生物相容性导电外壳的开口端；以及
电子控制子单元，该电子控制子单元包括
第二生物相容性导电外壳；
控制电路，该控制电路设置在该第二生物相容性导电外壳内；
其中，该电力子单元耦接至该电子控制子单元并且该电力子单元与该电子控制子单元电连通；
其中，该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳均包括
第一和第二相对的宽侧；
第一和第二相对的窄侧，其中，这些窄侧的宽度小于这些宽侧的宽度；以及
四个圆角，这些圆角设置在每个宽侧与窄侧之间的相交处；
其中，该第一生物相容性导电外壳围绕该第一生物相容性导电外壳的周边焊接到该盖子，从而形成焊接线；
该焊接线具有焊接线末端，其中，该焊接线末端位于窄侧或圆角上。
2.如权利要求1和3至7中任一项所述的可植入医疗装置，该第一生物相容性导电外壳和该第二生物相容性导电外壳包括钛或钛合金。
3.如权利要求1至2和4至7中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该焊接线位于圆角上。
4.如权利要求1至3和5至7中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该焊接线表现出的残余应力小于焊接线末端位于宽侧上的在其他方面相同的焊接线。
5.如权利要求1至4和6至7中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该第二生物相容性导电外壳围绕该第二生物相容性导电外壳的周边焊接到该盖子，从而形成第二焊接线。
6.如权利要求1至5和7中任一项所述的可植入医疗装置，该第二焊接线具有第二焊接线末端，其中，该第二焊接线末端位于窄侧或圆角上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的可植入医疗装置，该第一和第二相对的宽侧包括第一和第二相对的宽平坦侧，并且该第一和第二相对的窄侧包括第一和第二相对的窄平坦侧。
8.一种制造可植入医疗装置的方法，该方法包括：
获得生物相容性导电外壳，该生物相容性导电外壳限定内部体积、开口端和封闭端；
定位盖子以封闭该生物相容性导电外壳的开口端；以及
沿着焊接线将该生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该焊接线包括末端；
其中，该生物相容性导电外壳包括：第一和第二相对的宽平坦侧；第一和第二相对的窄平坦侧，其中，这些窄平坦侧的宽度小于这些宽平坦侧的宽度；以及设置在每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间的四个圆角；
其中，该焊接线的末端设置在窄平坦侧或圆角上。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括沿着第二焊接线将第二生物相容性导电外壳焊接到该盖子，该第二焊接线包括末端
该第二生物相容性导电外壳包括：第一和第二相对的宽平坦侧；第一和第二相对的窄平坦侧，其中，这些窄平坦侧的宽度小于这些宽平坦侧的宽度；以及设置在每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间的四个圆角；
其中，该第二焊接线的末端设置在窄平坦侧或圆角上。
10.一种可植入医疗装置，包括：
电力子单元，该电力子单元包括：
第一生物相容性导电外壳；
阳极，该阳极设置在该第一生物相容性导电外壳内；以及
阴极，该阴极设置在该第一生物相容性导电外壳内；以及
盖子；
其中，该盖子包括中央本体和围绕该中央本体的延伸边缘；并且
其中，该第一生物相容性导电外壳焊接到该盖子的延伸边缘。
11.如权利要求10和12至15中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该延伸的周边边缘通过释放通道与该中央本体分离。
12.如权利要求10至11和13至15中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该延伸的周边边缘和该第一生物相容性导电外壳形成对接接头。
13.如权利要求10至12和14至15中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该延伸的周边边缘和该第一生物相容性导电外壳形成搭接接头。
14.如权利要求10至13和15中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该延伸的周边边缘与该第一生物相容性导电外壳重叠。
15.如权利要求10至14中任一项所述的可植入医疗装置，其中，该第一生物相容性导电外壳在横截面中包括：第一和第二相对的宽平坦侧；第一和第二相对的窄平坦侧，其中，这些窄平坦侧的宽度小于这些宽平坦侧的宽度；以及设置在每个宽平坦侧与相邻的窄平坦侧之间的四个圆角；
其中，该第一生物相容性导电外壳围绕其周边焊接到该盖子，从而形成焊接线；
该焊接线具有焊接线末端，其中，该焊接线末端位于窄平坦侧或圆角上。
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