CN114340725A - 用于医用植入物系统的多极磁体 - Google Patents

用于医用植入物系统的多极磁体 Download PDF

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Abstract

一种设备包括壳体，所述壳体被配置成置于接受者的皮肤部分上方，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上。所述设备还包括在所述壳体内的电路。所述电路被配置成与所述植入的装置无线通信。所述设备还包括与所述壳体机械连通的整体磁体。所述磁体包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩。

Description

用于医用植入物系统的多极磁体
背景
技术领域
本申请大体上涉及可植入医疗系统，且更具体地涉及用于将医疗系统的外部部分与医疗系统的植入的部分经皮机械联接的磁体。
背景技术
具有一个或多个可植入部件的医疗装置在本文中通常称作可植入医疗装置，其在最近几十年中已为接受者提供了广泛的治疗益处。具体地，部分或完全可植入医疗装置，例如听力假体(例如，骨传导装置、机械刺激器、耳蜗植入物等)、可植入起搏器、除颤器、功能性电刺激装置和其他可植入医疗装置在执行救生和/或生活方式改善功能和/或接受者监测方面已成功使用多年。
多年来，可植入医疗装置的类型和由其执行的功能范围有所增加。例如，现在许多可植入医疗装置通常包括永久或临时植入接受者的一个或多个仪器、装置、传感器、处理器、控制器或其它功能性机械或电部件。这些功能性装置通常用于诊断、预防、监测、治疗或管理疾病/损伤或其症状，或者研究、替换或修改解剖结构或生理过程。这些功能性装置中的许多功能性装置利用从外部装置接收的电力和/或数据，外部装置是可植入医疗装置的部分或与可植入医疗装置协同操作。
发明内容
在本文公开的一个方面，提供了一种设备，所述设备包括壳体，所述壳体被配置成置于接受者的皮肤部分上方，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上。所述设备还包括在所述壳体内的电路。所述电路被配置成与所述植入的装置无线通信。所述设备还包括与所述壳体机械连通的整体磁体。所述磁体包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩。
在本文公开的另一方面，一种组件被配置成置于接受者的皮肤部分上方，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上。所述组件包括至少一个平坦外部感应通信线圈，所述至少一个平坦外部感应通信线圈被配置成与所述植入的装置的至少一个内部感应通信线圈感应通信。所述组件还包括至少一个平坦铁氧体部件，所述至少一个平坦铁氧体部件定位成在所述至少一个平坦外部感应通信线圈上方并且平行于所述至少一个平坦外部感应通信线圈。所述组件还包括单块磁体，所述单块磁体包括具有彼此不同的磁化的多个磁化部分。所述磁体被配置成产生磁场，所述磁场被配置成与所述植入的装置相互作用以提供足够的磁力将所述组件保持在所述植入的装置上方。所述磁场与所述至少一个平坦铁氧体部件基本上垂直相交。
在本文公开的又一方面，提供了一种设备，所述设备包括壳体，所述壳体被配置成植入接受者的皮肤部分下方。所述设备还包括在所述壳体内的电路。所述电路被配置成与覆盖在所述皮肤部分上的外部装置无线通信。所述设备还包括所述壳体内的整体磁体。所述磁体包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩。
附图说明
在本文中结合附图描述实施例，其中：
图1是根据本文所描述的某些实施例的植入接受者中的示例耳蜗植入物听觉假体的透视图；
图2A-2B示意性地示出了植入的磁体和外部磁体的第一示例配置的两个透视图；
图2C示意性地示出了图2A-2B的外部磁体的磁场的一部分的透视图；
图3A-3B示意性地示出了植入的磁体和外部磁体的第二示例配置的两个透视图；
图3C示意性地示出了图3A-3B的外部磁体的磁场的一部分的透视图；
图4示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的示例设备的横截面图；
图5A-5B示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的示例外部磁体和内部磁体的透视图；
图5C示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的图5A-5B的外部磁体相对于至少一个平坦铁氧体部件的磁场；
图6A-6B示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的图5A-5B的外部磁体的替代视图；
图7A-7F示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的外部磁体和内部磁体的各种示例配置；以及
图8是比较由三种外部/内部磁体配置提供的保持力的图。
具体实施方式
本文中描述的某些实施例有利地利用可植入医疗装置系统的外部发射器单元的磁体，该外部发射器单元包括至少一个外部感应通信线圈和铁氧体部件，该铁氧体部件被配置成屏蔽外部发射器单元的其它部件以使其免受由至少一个外部感应通信线圈产生的磁场的影响。可植入医疗装置系统有利地与磁共振成像(MRI)兼容，磁体不对外部发射器单元的其它部件的操作造成不利影响(例如，干扰；降低性能)，并且磁体与包括直径方向磁化的植入的磁体的植入的装置兼容。某些此类实施例的磁体包括整体(例如，单块)主体且具有多个部分，每个部分具有对应的磁化(例如，磁偶极矩)。磁化相对于彼此定向以提供与外部发射器单元的铁氧体部件基本垂直相交的磁场。
在至少一些实施例中，本文详述的教导适用于任何类型的可植入医疗装置，例如，利用可植入致动器组件的听觉假体，包括但不限于：电声电气/声学系统、耳蜗植入物装置、可植入助听器装置、中耳植入物装置、骨传导装置(例如，有源骨传导装置、无源骨传导装置、透皮骨传导装置、经皮骨传导装置)、直接声学耳蜗植入物(DACI)、中耳换能器(MET)、电声植入物装置、其他类型的听觉假体装置和/或其组合或变体，或者任何其它适当的具有或不具有一个或多个外部组件的听觉假体系统。实施例可以包括任何类型的能够利用本文详述的教导和/或其变化的医疗装置。在一些实施例中，可以在除听觉假体之外的其他类型的可植入医疗装置中利用本文详述的教导和/或其变化。例如，本文描述的概念可以应用于利用通过感应耦合在植入的部件与外部部件之间传递电力和/或数据的各种可植入医疗装置(例如，起搏器、可植入EEG监测装置、视觉假体)中的任一个。
图1是根据本文所描述的某些实施例的植入接受者中的示例耳蜗植入物听觉假体100的透视图。示例听觉假体100在图1中被示为包括植入的刺激器单元120(例如，致动器)和外部麦克风组件124(例如，部分可植入耳蜗植入物)。根据本文所描述的某些实施例的示例听觉假体100(例如，完全可植入耳蜗植入物)可以将图1中所示的外部麦克风组件124替换为包括声换能器(例如，麦克风)的皮下可植入组件，如本文更全面地描述的。
如图1中所示，接受者通常具有外耳101、中耳105和内耳107。在功能齐全的耳中，外耳101包括耳廓110和耳道102。声压或声波103由耳廓110收集并经通道进入并通过耳道102。跨越耳道102的远端设置了响应于声波103而振动的鼓膜104。该振动通过中耳105的三块骨骼联接到椭圆窗或卵圆窗112，所述三块骨骼统称为听小骨106，并包括锤骨108、砧骨109和镫骨111。中耳105的骨骼108、109和111用来过滤并放大声波103，从而使得椭圆窗112铰接或响应于鼓膜104的振动而振动。此振动在耳蜗140内建立外淋巴的流体运动波。这种流体运动继而激活耳蜗140内部的微小毛细胞(未示出)。毛细胞的激活使得生成合适的神经脉冲并通过螺旋神经节细胞(未示出)和听神经114传输到脑部(也未示出)，在脑部中，它们被感知为声音。
如图1中所示，示例听觉假体100包括暂时或永久地植入接受者中的一个或多个部件。示例听觉假体100在图1中被示为具有：直接或间接地附接到接受者身体的外部部件142；以及暂时或永久地植入接受者中(例如，定位在邻近接受者的耳廓110的颞骨的凹部中)的内部部件144。外部部件142典型地包括用于在声音处理单元126处接收输入信号的一个或多个输入元件/装置。一个或多个输入元件/装置可包括用于检测声音的一个或多个声音输入元件(例如，一个或多个外部麦克风124)和/或一个或多个辅助输入装置(图1中未示出)(例如，音频端口，例如直接音频输入(DAI)；数据端口，例如通用串行总线(USB)端口；电缆端口等)。在图1的实例中，声音处理单元126是耳后(BTE)声音处理单元，其被配置成附接到接受者的耳朵并且戴在耳朵附近。然而，在某些其它实施例中，声音处理单元126具有其它布置，例如通过OTE处理单元(例如，具有大体上圆柱形形状且被配置成磁耦合到接受者的头部的部件)等、迷你或微BTE单元、被配置成位于接受者的耳道中的耳道内单元、身体穿戴声音处理单元等。
某些实施例的声音处理单元126包括电源(图1中未示出)(例如，电池)、处理模块(图1中未示出)(例如，包括被布置成执行信号处理操作的一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个微控制器核心、一个或多个专用集成电路(ASIC)、固件、软件等)和外部发射器单元128。在图1图示的实施例中，外部发射器单元128包括电路，该电路包括至少一个外部感应通信线圈130(例如，包括多匝电绝缘单股或多股铂丝或金丝的线天线线圈)。外部发射器单元128大体上还包括直接或间接固定到至少一个外部感应通信线圈130的磁体(图1中未示出)。外部发射器单元128的至少一个外部感应通信线圈130是与内部部件144的感应射频(RF)通信链路的一部分。声音处理单元126处理来自输入元件/装置(例如，麦克风124，该麦克风在图1所描绘的实施例中由接受者的耳廓110定位在接受者的身体外部)的信号。声音处理单元126生成编码信号，本文中有时被称为编码数据信号，所述编码数据信号(例如，通过电缆)被提供至外部发射器单元128。将要认识到，声音处理单元126可以利用数字处理技术来提供频率成形、放大、压缩和其它信号调节，包括基于接受者特定的拟合参数的调节。
外部部件142的电源被配置成向听觉假体100提供电力，其中听觉假体100包括电池(例如，位于内部部件144中或设置在单独的植入位置)，所述电池(例如，经由经皮能量传递链路)由从外部部件142提供的电力再充电。经皮能量传递链路用于将电力和/或数据传递到听觉假体100的内部部件144。各种类型的能量传递，例如红外(IR)、电磁、电容性和电感性传递，可以用于将电力和/或数据从外部部件142传递到内部部件144。在听觉假体100的操作期间，由可再充电电池存储的电力根据需要分配到各种其它植入的部件。
内部部件144包括内部接收器单元132、刺激器单元120和细长电极组件118。在一些实施例中，内部接收器单元132和刺激器单元120在生物相容性外壳内被气密密封，有时统称为刺激器/接收器单元。内部接收器单元132包括至少一个内部感应通信线圈136(例如，包括多匝电绝缘单股或多股铂丝或金丝的线天线线圈)，并且大体上包括磁体(图1中未示出)，该磁体相对于至少一个内部感应通信线圈136固定。至少一个内部感应通信线圈136通过经皮能量传递链路(例如，感应RF链路)从至少一个外部感应通信线圈130接收电力和/或数据信号。刺激器单元120基于数据信号生成电刺激信号，并且刺激信号通过细长电极组件118被递送至接受者。
细长电极组件118具有连接到刺激器单元120的近端和植入耳蜗140中的远端。电极组件118从刺激器单元120延伸穿过乳突骨119到达耳蜗140。在一些实施例中，电极组件118可以至少植入基底区域116中，且有时植入得更深。例如，电极组件118可以朝向耳蜗140的顶端(称为耳蜗尖134)延伸。在某些情况下，电极组件118可以经由耳蜗开窗122插入耳蜗140中。在其他情况下，耳蜗开窗可以通过圆窗121、卵圆窗112、岬123或通过耳蜗140的顶回147形成。
细长电极组件118包括沿着其长度设置的电极或触头148的纵向对准且向远侧延伸的阵列146，本文有时称为电极或触头阵列146。尽管电极阵列146可以设置在电极组件118上，但在大多数实际应用中，电极阵列146被集成到电极组件118中(例如，电极阵列146设置在电极组件118中)。如所指出的，刺激器单元120生成刺激信号，刺激信号由电极148施加到耳蜗140，从而刺激听神经114。
图2A-2B示意性地示出了植入的磁体200(例如，包封在植入接受者的皮肤300下方的听觉假体的内部部件144中)和外部磁体210(例如，包封在接受者的皮肤300外部或皮肤上的听觉假体的外部部件142中)的第一示例配置的两个透视图。植入的磁体200具有包括单个植入的磁偶极矩202的磁化，并且外部磁体210具有包括单个外部磁偶极矩212的磁化，所述单个外部磁偶极矩具有与单个植入的磁偶极矩202基本上平行并且方向相同的方向。植入的磁体200和外部磁体210中的每一个具有正圆柱形形状，该正圆柱形形状具有中心轴线，并且相应的磁化基本上平行于相应的中心轴线(例如，植入的磁体200和外部磁体210轴向磁化)，且相应的磁化基本上垂直于接受者的皮肤300。通过使相应的轴向磁化彼此对准，外部磁体210向植入的磁体200提供足够的保持，以使外部部件142相对于内部部件144保持在操作位置。
然而，植入的磁体200的单个植入的磁偶极矩202的取向(例如，基本上垂直于接受者的皮肤300，如图2A和2B的示例配置中所示)已被描述为与磁共振成像(MRI)不兼容，原因是由于与单个植入的磁偶极矩202相互作用的大MRI磁场导致植入的磁体200上的磁感应扭矩
Figure BDA0003534245390000061
是潜在不利的(例如，导致接受者疼痛和/或对接受者和/或听觉假体造成损坏)。
图2C示意性地示出了图2A-2B的外部磁体210的磁场214的一部分的透视图。例如，外部磁体210可以是外部发射器单元128的部件，该外部发射器单元包括具有至少一个外部感应通信线圈130(图2C中未示出)和铁氧体部件220的电路，所述铁氧体部件具有大体平坦形状，定位成在至少一个外部感应通信线圈130上方并且平行于所述至少一个外部感应通信线圈，并且被配置成屏蔽外部发射器单元128的电路的其它部件以使其免受由至少一个外部感应通信线圈130产生的磁场的影响。外部磁体210的磁场214延伸到铁氧体部件220且与该铁氧体部件基本上垂直相交，使得磁场214不使铁氧体部件220饱和(例如，不减少由外部发射器单元128的电路的其它部件的铁氧体部件220提供的对由至少一个外部感应通信线圈130产生的磁场的屏蔽)。
图3A-3B示意性地示出了植入的磁体400(例如，包封在植入接受者的皮肤300下方的听觉假体的内部部件144中)和外部磁体410(例如，包封在接受者的皮肤300外部或皮肤上的听觉假体的外部部件142中)的第二示例配置的两个透视图。植入的磁体400具有包括单个植入的磁偶极矩402的磁化，并且外部磁体410具有包括单个外部磁偶极矩412的磁化，该单个外部磁偶极矩具有与单个植入的磁偶极矩402基本上平行并且方向相反的方向。植入的磁体400和外部磁体410中的每一个具有正圆柱形形状，该正圆柱形形状具有中心轴线，并且相应的磁化基本上垂直于相应的中心轴线(例如，植入的磁体400和外部磁体410在直径方向上磁化)，且相应的磁化基本上平行于接受者的皮肤300。通过使相应的直径磁化彼此对准，外部磁体410向植入的磁体400提供足够的保持，以使外部部件142相对于内部部件144保持在操作位置。
与图2A-2C的示例配置相比，植入的磁体400的单个植入的磁偶极矩402的取向(例如，基本上平行于接受者的皮肤300，如图3A和3B的示例配置中所示)已被描述为与MRI兼容，原因是由于与单个植入的磁偶极矩402相互作用的大MRI磁场导致植入的磁体400上的磁性感应扭矩
Figure BDA0003534245390000071
具有比图2A-2C中更低的扭矩，并且不太可能是潜在不利的(例如，导致接受者疼痛和/或对接受者和/或听觉假体造成损害)。另外，外部磁体410的单个外部磁偶极矩412的取向(例如，基本上平行于接受者的皮肤300，如图3A和3B的示例配置中所示)也与MRI兼容，因为相比于图2A-2C的示例配置，外部磁体210上的磁感应扭矩不太可能是潜在不利的。
图3C示意性地示出了图3A-3B的外部磁体410的磁场414的一部分的透视图。例如，外部磁体410可以是外部发射器单元128的部件，该外部发射器单元包括具有至少一个外部感应通信线圈130(图3C中未示出)和大致平坦铁氧体部件220的电路，该大致平坦铁氧体部件被配置成屏蔽外部发射器单元128的电路的其它部件以使其免受由至少一个外部感应通信线圈130产生的磁场的影响。外部磁体410的磁场414延伸到铁氧体部件220且基本上平行于该铁氧体部件。因此，磁场414可以使铁氧体部件220饱和(例如，可以减少由外部发射器单元128的电路的其它部件的铁氧体部件220提供的对由至少一个外部感应通信线圈130产生的磁场的屏蔽)。这样，图3A-3C的示例配置中的外部磁体410的磁场414可以远离外部磁体410延伸显著距离，并且可以干扰外部发射器单元128的电路的其它部件，从而可能对电路的操作产生不利影响(例如，干扰内部部件144的电感RF链路)。此类干扰可导致各种不利影响，包括但不限于：听觉假体100和/或声音处理单元126的电池使用寿命缩短(例如，30％)、RF链路功耗增加、RF调谐范围增加以及感应充电的线圈对准公差降低。
一些先前系统已经试图通过在外部发射器单元128的外部磁体与电路之间使用磁通引导(例如，圆柱形或罐形；包括“镍铁高导磁合金(mu-metal)”或具有足够高的磁导率的其它材料)引导磁场远离电路的关键部件(参见例如美国专利第9,392,384号)来解决外部磁体的不需要的磁场。然而，此类结构不期望地增加了外部发射器单元128的质量和体积。其它先前系统已使用包括经修改的Halbach阵列的外部磁体来减少不需要的磁场(参见例如美国专利申请公开号2017/0078808)。然而，此类结构可利用不期望的较大直径用于外部发射器单元128的磁体组件。
图4示意性地示出了根据本文所描述的某些实施例的示例设备200的横截面图。设备500包括壳体510，该壳体被配置成置于接受者的皮肤部分300上方。皮肤部分300覆盖在植入的装置600上。设备500还包括壳体510内的电路520，电路520被配置成与植入的装置600无线通信。设备500还包括与壳体510机械连通的整体磁体530(例如，单块磁体)。磁体530包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩532以及具有基本上等于第一量值的第二量值和与第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩534。在某些实施例中，至少一个第一偶极磁矩532和至少一个第二磁偶极矩534被配置成产生外部磁场，所述外部磁场被配置成当壳体510置于皮肤部分300上方时，将磁体530吸引到植入的装置600，同时不会不利地影响电路520的操作。
在某些实施例中，设备500是可植入医疗装置(例如，听觉假体系统；如由图1示意性地示出的耳蜗植入听觉假体100)的外部部件142，并且内部装置600是可植入医疗装置的内部部件144。例如，设备500可以是选自由以下各项组成的组的听觉假体系统的外部部件142：耳蜗植入物系统、直接声学耳蜗植入物(DACI)系统、中耳植入物系统、中耳换能器(MET)系统、电声植入物系统、另一类型的听觉假体系统，和/或其组合或变体。
在某些实施例中，外部部件142可包括壳体510(例如，包括聚合物材料和/或与被置于与接受者的皮肤300接触的其它相容材料)、壳体510内的电路520(例如，包括至少一个麦克风124、声音处理单元126、电源、外部发射器单元128和/或至少一个外部感应通信线圈130，如图1示意性地示出的)，和磁体530，该磁体可以与壳体510机械连通。例如，磁体530可以容纳在壳体510的腔536内(例如，如图4示意性地示出的)，而在其它实例中，磁体530可附连到壳体510的外部部分和/或可形成壳体510的外表面的一部分。
在某些实施例中，磁体530包括选自由以下各项组成的组的至少一种铁磁性材料：铁、镍、钴和钢。某些实施例的磁体530包括具有外部静磁场的永久多极磁体(例如，具有不同磁化的两个或更多个部分的磁体)。某些实施例的磁体530是不可分离的整体(例如，单块)构件(例如，使得在不损坏磁体530的情况下，不能容易地将包括至少一个第一磁偶极矩532的至少一个第一部分531和包括至少一个第二磁偶极矩534的至少一个第二部分533彼此分开)。在某些其它实施例中，磁体530是可分离的整体(例如，单块)构件(例如，被配置成在选定时间分成多个部分而不损坏磁体530)。例如，可分离的整体(例如，单块)构件可以在磁体530不安装在壳体510上或壳体内时分成多个部分，并且可以在被置于与设备500的其它部分机械连通之前接合或重新接合在一起(例如，第一部分531和第二部分533被配置成在不损坏磁体530的情况下彼此重复且可逆地分离并且彼此重复且可逆地重新接合)。
在某些实施例中，磁体530具有第一宽度和第一高度，(例如，在电路520的操作期间)在将设备500置于皮肤部分300上方时(例如，之后)所述第一宽度基本上平行于皮肤部分300，(例如，在电路520的操作期间)在将设备500置于皮肤部分300上方时(例如，之后)所述第一高度基本上垂直于皮肤部分300的第一高度。在某些实施例中，磁体530具有圆柱形形状，该圆柱形形状的横截面(例如，圆形、椭圆形、正方形、矩形、多边形、几何图形、不规则、对称、非对称)具有直侧、弯曲侧或非对称侧。例如，磁体530可以具有第一宽度是第一直径D1，第一高度H1基本上垂直于第一直径的正圆柱形形状，并且具有第一圆周C1(＝πD1)。某些实施例的磁体530在设备500的操作期间(例如，在电路520的操作期间)具有一取向，使得第一直径D1基本上平行于接受者的皮肤300，并且第一高度H1基本上垂直于接受者的皮肤300。某些实施例的第一直径D1在10毫米至14毫米的范围内，并且某些实施例的第一高度H1在0.8毫米至8毫米的范围内(例如，选择成跨越接受者的皮瓣厚度提供足够的磁性吸引力)。在某些其它实施例中，磁体530具有矩形棱镜形状或六边形棱镜形状，并且磁体530的其它形状和/或尺寸也与本文中所描述的某些实施例相容。在某些实施例中，磁体530具有非对称形状，使得磁体530被配置成以有限数目的取向(例如，键控至仅一个取向)容纳在壳体210内。
在某些实施例中，示例内部部件144可包括可植入壳体610(例如，包括钛和/或其它兼容以植入接受者皮肤300下方的生物相容性材料)、电路620，以及具有至少三分之一磁偶极矩632的内部磁体630。可植入装置600的电路620可包括植入的接收器单元132、刺激器单元120(例如，与细长电极组件118可操作地通信)，和/或至少一个内部感应通信线圈136，如图1示意性地示出的。例如，内部装置600的内部磁体630和/或电路620可以容纳在可植入壳体610的一个或多个腔636(例如，气密密封区)内。
如图4示意性地示出的，至少一个外部感应通信线圈130可包括具有第一多匝的第一平坦感应器线圈，并且第一平坦感应器线圈可环绕磁体530和/或可环绕磁体530突出到由第一平坦感应器线圈限定的平面上的突出部。另外，如图4示意性地示出的，至少一个内部感应通信线圈136可包括具有第二多匝的第二平坦感应器线圈，第二平坦感应器线圈可环绕内部磁体630和/或可环绕内部磁体630突出到由第二平坦感应器线圈限定的平面上的突出部。
在某些实施例中，磁体530和内部磁体630被配置成彼此磁性地吸引，其中接受者的皮肤300在其之间。磁体530相对于至少一个外部感应通信线圈130定位，使得当设备500置于植入的装置600上方的操作位置时(例如，如图4示意性地示出的)，磁体530被吸引到植入的磁体630，并且磁体530被配置成定位设备500，使得至少一个外部感应通信线圈130与至少一个内部感应通信线圈136对准(例如，在至少一个外部感应通信线圈上方居中；与至少一个外部感应通信线圈同心且在其上方)。如本文所使用，术语“同心”是指两个或更多个部件的中心的相对位置，并且不是指这些部件的任何特定形状(例如，磁体530和至少一个外部感应通信线圈130可以彼此同心，而不需要磁体530或至少一个外部感应通信线圈130具有圆形形状)。
在某些实施例中，当设备500和磁体530置于其操作位置时，磁体530足够靠近植入的磁体630，使得磁体530和植入的磁体630彼此磁性地吸引，并且壳体510内的至少一个外部感应通信线圈130被配置成与植入的装置600的至少一个内部感应通信线圈136感应通信。在某些此类实施例中，至少一个外部感应通信线圈130和至少一个内部感应通信线圈136在设备500与植入的装置600之间形成经皮感应射频(RF)通信链路(例如，感应通信线圈130、136经由感应通信线圈130、136中的一个的穿过感应通信线圈130、136中的另一个的磁通量彼此交互)，跨越所述经皮感应射频通信链路，植入的装置600从设备500接收电力和/或数据信号。在某些实施例中，当设备500和磁体530置于其操作位置时，至少一个外部感应通信线圈在至少一个内部感应通信线圈上方居中。例如，至少一个外部感应通信线圈130的中心轴线(例如，与磁体530的形状的对称轴线和/或由磁体530产生的磁场的对称轴线重合)可以与至少一个内部感应通信线圈136的中心轴线(例如，与植入的磁体630的形状的对称轴线和/或由植入的磁体630产生的磁场的对称轴线重合)重合。
图5A-5B示意性地示出了根据本文中所描述的某些实施例的示例外部磁体530和内部磁体630的透视图。外部磁体530和内部磁体630被配置成使接受者的皮肤300定位在其间。图5A-5B的内部磁体630具有包括单个磁偶极矩632的磁化，所述磁偶极矩基本上平行于接受者的皮肤300并且基本上垂直于内部磁体630(例如，植入的磁体630在直径方向上磁化)的中心轴线631定向。
图5A-5B的外部磁体530具有正圆柱形形状，该正圆柱形形状具有第一直径和第一高度，并且外部磁体530包括具有包括第一磁偶极矩532的第一磁化的第一磁化部分531(例如，第一部分531产生第一磁偶极矩532)以及具有包括不同于所述第一磁化的第二磁偶极矩534的第二磁化的第二磁化部分533(例如，第二部分533产生第二磁偶极矩534)。例如，在图5A-5B中，第一磁化部分531包括外部磁体530的第一半部，第二磁化部分533包括外部磁体530的第二半部，并且第二磁偶极矩534具有基本上等于第一磁偶极矩532的量值的量值以及与第一磁偶极矩力534的第一方向基本上平行且相反的第二方向。图5A-5B的外部磁体530被配置成安装到壳体510，使得第一磁偶极矩532和第二磁偶极矩534在设备500的操作期间(例如，在电路520的操作期间)基本上垂直于皮肤部分300。
图5C示意性地示出了根据本文中所描述的某些实施例的图5A-5B的外部磁体530相对于至少一个平坦铁氧体部件220的磁场514。图5C的至少一个平坦铁氧体部件220定位成在至少一个外部感应通信线圈130(图5C中未示出)上方并且平行于该至少一个外部感应通信线圈，所述至少一个外部感应通信线圈130被配置成与植入的装置600的至少一个内部感应通信线圈136感应通信。外部磁体530的磁场514延伸到至少一个平坦铁氧体部件220并且与所述至少一个平坦铁氧体部件基本上垂直相交。在某些此类实施例中，外部磁体530被配置成与植入的装置600相互作用，以提供足够的磁力将组件500保持在植入的装置600上方，同时提供与图2A-2B的轴向磁化磁体210提供的不使至少一个平坦铁氧体部件220饱和的相同优点(例如，不减小由外部发射器单元128的电路的其它部件的至少一个平坦铁氧体部件220提供的对由至少一个外部感应通信线圈130产生的磁场的屏蔽；不会不利地影响、干扰、降低组件500的性能)。
某些实施例的外部磁体530包括四个极：两个“北”极(标记为“N”)和两个“南”极(标记为“S”)。图5A-5B示意性地示出了外部磁体530包括两个半部分，每个半部分具有一个“北”极和一个“南”极(例如，每个半部分具有对应磁化，该磁化包括具有基本上相等的量值和基本上相反的方向的磁偶极矩)。在图5A-5B中，外部磁体530被第一宽度(例如，第一直径)一分为二为第一半部分与第二半部分，使得第一半部分是半圆形第一部分531，且第二半部分是半圆形第二部分533，其中第一磁偶极矩532和第二磁偶极矩534基本上平行于外部磁体530的中心轴线535定向。外部磁体530安装到壳体510，使得图5A-5B的第一磁偶极矩532和第二磁偶极矩534在电路520的操作期间基本上垂直于皮肤部分300。
图6A-6B示意性地示出了根据本文中所描述的某些实施例的图5A-5B的外部磁体530的替代视图。如在图5A-5B中，外部磁体530包括两个部分，每个部分具有一个“北”极和一个“南”极(例如，每个部分具有对应磁化，该对应磁化包括具有基本上相等的量值和基本上相反的方向的磁偶极矩)。然而，在图6A-6B中，第一部分531具有正圆柱形形状，该正圆柱形形状具有基本上等于第一宽度(例如，直径)的第二宽度(例如，直径)，并且第二部分533具有正圆柱形形状，该正圆柱形形状具有基本上等于第一宽度(例如，直径)的第三宽度(例如，直径)。在某些实施例中，如图6A-6B示意地示出的，第一部分531具有基本上等于第一高度的一半的第二高度，第二部分533具有基本上等于第一高度的一半的第三高度。在某些其它实施例中，第二高度小于第三高度。例如，图6A-6B的外部磁体530可以是可分离的整体构件(例如，其中第一部分531和第二部分533被配置成彼此重复且可逆地分离，并且在不损坏磁体530的情况下彼此重复且可逆地重新接合)，其中第一部分531具有比第二部分533更小的高度。图6A-6B的外部磁体530被配置成安装到壳体510，使得图6A-6B的第一磁偶极矩532和第二磁偶极矩534在电路520的操作期间基本上平行于皮肤部分300。
在某些实施例中，内部磁体630也是整体(例如，单块)磁体，其包括具有彼此不同的磁化的多个磁化部分(例如，具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有与第一量值基本相等的第二量值和与第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩)。内部磁体630的至少一个第一磁偶极矩和内部磁体630的至少一个第二磁偶极矩可被配置成产生磁场，所述磁场被配置成当外部设备500置于皮肤部分300上方时，将内部磁体630吸引到外部设备500(例如，吸引到外部磁体530)。如本文关于外部磁体530所述，在壳体610植入后，某些实施例的内部磁体630具有基本上平行于皮肤部分300的第一宽度和基本上垂直于皮肤部分的第一高度。某些实施例的内部磁体630包括产生第一磁偶极矩的第一部分和产生第二磁偶极矩的第二部分。在某些实施例中，第一部分包括内部磁体630的第一半部，第二部分包括内部磁体630的第二半部。例如，第一宽度可以将内部磁体630一分为二为第一半部与第二半部，在壳体610植入后，第一方向和第二方向可以基本上垂直于皮肤部分300。对于另一实例，第一部分可具有基本上等于第一宽度的第二宽度和基本上等于第一高度的一半的第二高度，第二部分可具有基本上等于第一宽度的第三宽度和基本上等于第一高度的一半的第三高度，在壳体610植入后，第一方向和第二方向可基本上平行于皮肤部分300。
图7A-7F示意性地示出了根据本文中所描述的某些实施例的外部磁体530和内部磁体630的各种示例配置。在图7A-7F的每一个中，外部磁体530和内部磁体630两者均为多极磁体(例如，具有不同磁化的两个或更多个部分的磁体)。磁体的各个部分的磁化(例如，磁偶极矩)由箭头示意性地示出。虽然图7A-7F的外部磁体530和内部磁体630示出为具有正圆柱形形状，但其它形状也适合于本文中所描述的某些实施例。
在图7A中，外部磁体530包括具有磁化532、534的两个半部分531、533(例如，半圆形半部分)，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)，内部磁体630包括具有磁化634、636的两个半部分633、635(例如，半圆形半部分)，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)。
在图7B中，外部磁体530包括具有磁化532、534的第一部分531和第二部分533以及在第一部分531与第二部分533之间的第三部分537，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)。第三部分537具有基本上垂直于第一部分531和第二部分533的磁化532、534的磁化538。类似地，图7B的内部磁体630包括具有磁化634、636的第一部分633和第二部分635以及在第一部分633与第二部分635之间的第三部分637，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)，所述第三部分637具有基本上垂直于第一部分633和第二部分635的磁化634、636的磁化638。外部磁体530的第三部分537的磁化538与内部磁体630的第三部分637的磁化638基本上相等且相反。
在图7C中，外部磁体530包括具有磁化532、534的第一部分531和第二部分533以及在第一部分531与第二部分533之间的第三部分537，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)，所述第三部分537具有基本上垂直于第一部分531和第二部分533的磁化532、534的磁化538。内部磁体630包括具有磁化634、636的两个半部分633、635(例如，半圆形半部分)，所述磁化具有基本上相等的量值和基本上相反的方向(例如，基本上垂直于皮肤部分300)。
在图7D中，外部磁体530包括第一部分531(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分531的周边的第二部分533(例如，与第一部分531同心的正圆柱形环状部分533)。在某些实施例中，外部磁体530的第一部分531和第二部分533的磁化532、534具有基本上相等的量值并且在基本上相反的方向上。类似地，内部磁体630包括第一部分633(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分633的周边的第二部分635(例如，与第一部分633同心的正圆柱形环状部分635)。在某些实施例中，内部磁体630的第一部分633和第二部分635的磁化634、636具有基本上相等的量值并且在基本上相反的方向上。
在图7E中，外部磁体530包括第一部分531(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分531的周边的第二部分533(例如，与第一部分531同心的正圆柱形环状部分533)，以及在第一部分531与第二部分533之间的第三部分537，第一部分531和第二部分533具有基本上垂直于皮肤部分300的磁化，第三部分537具有基本上垂直于第一部分531和第二部分533的磁化532、534的磁化538。同样，内部磁体630包括第一部分633(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分633的周边的第二部分635(例如，与第一部分633同心的正圆柱形环状部分635)，以及在第一部分633与第二部分635之间的第三部分637，第一部分633和第二部分635具有基本上垂直于皮肤部分300的磁化634、636，第三部分637具有基本上垂直于第一部分633和第二部分635的磁化634、636的磁化638。在某些实施例中，外部磁体530的第一部分531和第二部分533的磁化532、534基本上相等且彼此相反，内部磁体630的第一部分633和第二部分635的磁化634、636基本上相等且彼此相反，并且外部磁体530的第三部分537的磁化538和内部磁体630的第三部分637的磁化638基本上相等且彼此相反。
在图7F中，外部磁体530包括第一部分531(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分531的周边的第二部分533(例如，与第一部分531同心的正圆柱形环状部分533)，以及在第一部分531与第二部分533之间的第三部分537，第一部分531和第二部分533具有基本上垂直于皮肤部分300的磁化532、534，第三部分537具有基本上垂直于第一部分531和第二部分533的磁化532、534的磁化538。在某些实施例中，外部磁体530的第一部分531和第二部分533的磁化532、534基本上相等且彼此相反。内部磁体630包括第一部分633(例如，正圆柱形部分)和围绕第一部分633的周边的第二部分635(例如，与第一部分633同心的正圆柱形环状部分635)。在某些实施例中，内部磁体630的第一部分633和第二部分635的磁化634、636具有基本上相等的量值并且在基本上相反的方向上。
在某些实施例中，外部磁体530和/或内部磁体630为外部设备500与植入的装置600之间的皮肤部分300的厚度范围(例如，皮瓣厚度)提供增加的保持力(例如，对于相同的磁体尺寸和重量)。某些此类实施例有利地提供较轻的外部设备500和/或植入的装置600以用于相等的保持力。当外部磁体530和内部磁体630两者都是多极磁体时，这种效果甚至更明显。
图8是比较由三种外部/内部磁体配置提供的保持力的图。每个磁体具有直径为12毫米且高度为6毫米的正圆柱形形状。轴向极化的外部磁体和轴向极化的内部磁体的第一配置对于所有磁体分离距离表现出最大保持力。对于较小的磁体分离距离(例如，小于约3-4毫米)，根据本文中所描述的某些实施例的多极外部磁体和直径方向磁化的内部磁体的第二配置比直径方向磁化的外部磁体和直径方向磁化的内部磁体的第三配置具有更大的保持力。对于较大的磁体分离距离(例如，大于约3-4毫米)，第三配置比第二配置具有更大的保持力。因此，对于小皮瓣厚度(例如，小于4毫米)，在某些实施例中，较小的多极外部磁体可提供与较大的直径方向磁化的外部磁体相等的保持力。因此，在某些实施例中，多极外部磁体与直径方向磁化的内部磁体结合可提供比相等尺寸的直径方向磁化的外部磁体与相同的直径方向磁化的内部磁体结合优异的保持力，同时还提供期望的MRI兼容性。
应了解，本文公开的实施例不相互排斥，且可以各种布置彼此组合。
如本文使用的程度语言，例如术语“大约”、“约”、“大体上”和“基本上”表示接近于所述值、量或特征的值、量或特征，其仍执行期望功能或实现期望结果。例如，术语“大约”、“约”、“大体上”和“基本上”可以指在所述量的±10％内、在所述量的±5％内、在所述量的±2％内、在所述量的±1％内，或在所述量的±0.1％内的量。作为另一实例，术语“大体上平行”和“基本上平行”是指偏离精确平行±10度、±5度、±2度、±1度或±0.1度的值、量或特征，并且术语“大体上垂直”和“基本上垂直”是指偏离精确垂直±10度、±5度、±2度、±1度或±0.1度的值、量或特征。
本文描述和要求保护的发明在范围上不受本文公开的具体示例实施例的限制，原因是这些实施例旨在作为本发明的若干方面的举例说明，而不是限制本发明的若干方面。任何等同的实施例都意图在本发明的范围内。实际上，除了本文中示出和描述的那些之外，根据前述描述，本发明在形式和细节上的各种修改对于本领域技术人员将变得显而易见。这些修改也意图落入权利要求的范围内。本发明的广度和范围不应受本文所公开的示例性实施例中的任一个的限制，而是应仅根据权利要求书及其等效物限定。

Claims (28)

1.一种设备，包括：
壳体，所述壳体被配置成置于接受者的皮肤部分上方，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上；
在所述壳体内的电路，所述电路被配置成与所述植入的装置无线通信；以及
整体磁体，所述整体磁体与所述壳体机械连通，所述磁体包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个第一磁偶极矩和所述至少一个第二磁偶极矩被配置成产生外部磁场，所述外部磁场被配置成当所述壳体置于所述皮肤部分上方时，将所述磁体吸引到所述植入的装置，同时不会不利地影响所述电路的操作。
3.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述磁体具有第一宽度和第一高度，在将所述设备置于所述皮肤部分上方时所述第一宽度基本上平行于所述皮肤部分，在将所述设备置于所述皮肤部分上方时所述第一高度基本上垂直于所述皮肤部分。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述磁体具有正圆柱形形状，所述第一宽度是第一直径，并且所述第一高度基本上垂直于所述第一直径。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一直径在10毫米至14毫米的范围内，并且所述第一高度在0.8毫米至8毫米的范围内。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述磁体包括第一部分和第二部分，所述第一部分产生所述第一磁偶极矩，并且所述第二部分产生所述第二磁偶极矩。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一部分包括所述磁体的第一半部，并且所述第二部分包括所述磁体的第二半部，所述第一宽度将所述磁体一分为二为所述第一半部与所述第二半部。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述磁体安装到所述壳体，使得所述第一方向和所述第二方向在所述电路的操作期间基本上垂直于所述皮肤部分。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一部分包括所述磁体的第一半部，并且所述第二部分包括所述磁体的第二半部，所述第一部分具有基本上等于所述第一宽度的第二宽度和基本上等于所述第一高度的一半的第二高度，并且所述第二部分具有基本上等于所述第一宽度的第三宽度和基本上等于所述第一高度的一半的第三高度。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述磁体安装到所述壳体，使得所述第一方向和所述第二方向在所述电路的操作期间基本上平行于所述皮肤部分。
11.根据权利要求6所述的设备，其中所述第一部分包括所述磁体的正圆柱形部分，并且所述第二部分包括所述磁体的正圆柱形环状部分，所述第一部分和所述第二部分彼此同心。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的设备，其中所述磁体还包括在所述第一部分与所述第二部分之间的第三部分，所述第三部分具有基本上垂直于所述第一磁偶极矩和所述第二磁偶极矩的磁化。
13.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述电路包括在所述壳体内的至少一个外部感应通信线圈，所述至少一个外部感应通信线圈被配置成与所述植入的装置的至少一个内部感应通信线圈感应通信。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述至少一个外部感应通信线圈环绕所述磁体，或者环绕所述磁体突出到由所述至少一个外部感应通信线圈限定的平面上的突出部。
15.根据权利要求13或权利要求14所述的设备，其中所述植入的装置包括由所述至少一个内部感应通信线圈环绕的内部磁体，所述磁体和所述内部磁体被配置成相对于所述植入的装置定位所述设备，使得所述至少一个外部感应通信线圈在所述至少一个内部感应通信线圈上方居中。
16.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述设备包括听觉假体系统的外部部分，并且所述植入的装置包括所述听觉假体系统的内部部分。
17.一种被配置成置于接受者的皮肤部分上方的组件，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上，所述组件包括：
至少一个平坦外部感应通信线圈，所述至少一个平坦外部感应通信线圈被配置成与所述植入的装置的至少一个内部感应通信线圈感应通信；
至少一个平坦铁氧体部件，所述至少一个平坦铁氧体部件定位成在所述至少一个平坦外部感应通信线圈上方并且平行于所述至少一个平坦外部感应通信线圈，以及
单块磁体，所述单块磁体包括具有彼此不同的磁化的多个磁化部分，所述磁体被配置成产生磁场，所述磁场被配置成与所述植入的装置相互作用以提供足够的磁力将所述组件保持在所述植入的装置上方，所述磁场与所述至少一个平坦铁氧体部件基本上垂直相交。
18.根据权利要求17所述的组件，其中所述多个磁化部分包括：
第一半部分，所述第一半部分具有第一磁化，所述第一磁化具有第一量值和第一方向；以及
第二半部分，所述第二半部分具有第二磁化，所述第二磁化具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向。
19.根据权利要求17所述的组件，其中所述多个磁化部分包括：
第一部分，所述第一部分具有第一磁化，所述第一磁化具有第一量值和第一方向；
第二部分，所述第二部分具有第二磁化，所述第二磁化具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向；以及
在所述第一部分与所述第二部分之间的第三部分，所述第三部分具有第三磁化，所述第三磁化具有第三量值和基本上垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的组件，其中所述组件包括听觉假体的声音处理器单元，并且所述植入的装置包括所述听觉假体的植入的部分。
21.一种方法，所述方法包括将根据权利要求1所述的装置或根据权利要求17所述的组件置于接受者的皮肤部分上方，所述皮肤部分覆盖在植入的装置上，使得所述装置或所述组件的至少一个平坦外部感应通信线圈与所述植入的装置的至少一个内部感应通信线圈感应通信。
22.一种设备，包括：
壳体，所述壳体被配置成植入接受者的皮肤部分下方；
在所述壳体内的电路，所述电路被配置成与覆盖在所述皮肤部分上的外部装置无线通信；以及
在所述壳体内的整体磁体，所述磁体包括具有第一量值和第一方向的至少一个第一磁偶极矩以及具有基本上等于所述第一量值的第二量值和与所述第一方向基本上相反的第二方向的至少一个第二磁偶极矩。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述至少一个第一磁偶极矩和所述至少一个第二磁偶极矩被配置成产生磁场，所述磁场被配置成当所述外部装置置于所述皮肤部分上方时，将所述磁体吸引到所述外部装置。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的设备，其中在所述壳体植入后，所述磁体具有基本上平行于所述皮肤部分的第一宽度和基本上垂直于所述皮肤部分的第一高度。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述磁体包括第一部分和第二部分，所述第一部分产生所述第一磁偶极矩，并且所述第二部分产生所述第二磁偶极矩。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述第一部分包括所述磁体的第一半部，并且所述第二部分包括所述磁体的第二半部。
27.根据权利要求26所述的设备，其中所述第一宽度将所述磁体一分为二为所述第一半部和所述第二半部，在所述壳体植入后，所述第一方向和所述第二方向基本上垂直于所述皮肤部分。
28.根据权利要求26所述的设备，其中所述第一部分具有基本上等于所述第一宽度的第二宽度和基本上等于所述第一高度的一半的第二高度，并且所述第二部分具有基本上等于所述第一宽度的第三宽度和基本上等于所述第一高度的一半的第三高度，在所述壳体植入后，所述第一方向和所述第二方向基本上平行于所述皮肤部分。
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