CN114929332A

CN114929332A - 导电无线电力系统

Info

Publication number: CN114929332A
Application number: CN202080093445.2A
Authority: CN
Inventors: D·麦考密克; D·巴吉特; R·赛迪西; P·A·胡
Original assignee: Auckland Uniservices Ltd
Current assignee: Auckland Uniservices Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2020-12-21
Publication date: 2022-08-19
Also published as: US20220387806A1; WO2021124303A1; EP4076637A1; EP4076637A4

Abstract

本公开涉及使用导电或导电/电容技术或系统的无线电力传输。本公开还涉及植入式医疗装置，并且具体地涉及通过人体或动物组织传输电力来将能量传输到这些装置或植入物。本发明提供了一种无线电力传输系统，该无线电力传输系统采用导电耦合电力传输的形式来将能量传输到深度植入的装置。本发明的实施方案针对：医疗装置植入物，该医疗装置植入物具有导电外壳或壳体部分，该导电外壳或壳体部分包括无线电力接收器的电极，其中该电极通过传导来自周围组织的电流来接收电力；无线电力传输系统，该无线电力传输系统包括被配置为向身体组织提供电场的发射器装置，以及具有被配置为接收通过该身体组织的电流的第一电极和第二电极的接收器装置；无线电力系统主要设备，该无线电力系统主要设备包括第一电极和与第一电极成相对关系的第二电极，该电极被配置为向插置在电极之间的身体组织施加电动势；以及无线电力传输的方法，该方法包括在植入身体组织中的接收器装置处从传导通过身体组织的电流接收电力。

Description

导电无线电力系统

技术领域

本公开涉及使用导电或导电/电容技术或系统的无线电力传输。本公开还涉及植入式医疗装置，并且具体地涉及通过人体或动物组织传输电力来将能量传输到这些装置或植入物。

背景技术

植入式医疗装置(IMD)(也称为生物医学植入物)通常用于医疗中，用于诊断和治疗目的。有源装置或植入物是一种医疗装置，其配备有用于其功能的电能源，并且通过外科手术或医学方法全部或部分引入人体(或其他动物体)。因此，有源生物医学植入物需要电力来操作。这种装置的功率要求(范围从微瓦到几十瓦)可以由植入的能量存储单元提供，或者经由经皮(通过皮肤)驱动线提供。由于寿命短、电池或类似存储单元的尺寸、或经皮驱动线的感染可能性，无线电力传输(WPT)已经成为植入式装置的优选长期电源。

目前，经皮WPT最常用的类型是感应电力传输(IPT)。感应电力传输使用磁场来耦合外部和植入线圈以输送电力。然而，植入线圈难以集成到小型化植入物中，因为存在金属部件，诸如电池或气密包装，这会产生降低性能的寄生负载。此外，实现有助于小型化的高功率密度导致高场强和循环电流，这使得难以满足特定吸收率限制(SAR)。

已经开发了用于无线/非接触式电力传输的电容性电力传输系统。它们使用相邻的外表面电极对来产生电动势，其中对应的相邻拾取电极正好在皮肤表面的下方。虽然这种方法将有用量的电力输送到在身体表面附近使用的植入物，但是如果接收可用电力的植入物植入得很深，则施加用于输送电力的电压电位导致很大的非常不期望的表面电流。

发明目的

本发明的目的是提供一种改进的无线电力传输系统或方法，或者提供改进的植入式装置。

发明内容

在一个方面，所公开的主题提供了一种能够经由身体中的脉管植入的植入式装置，该植入式装置包括外部导电特征部并且被配置为经由导电特征部从施加到身体组织的电动势接收电力。

优选地，交流波形用于将电动势施加到组织以进行电力传输。

优选地，导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

优选地，导电特征部由绝缘体隔开。

优选地，导电特征部中的一个或多个导电特征部可以包括装置的定位特征部。

优选地，导电特征部中的一个或多个导电特征部可以包括装置的锚定特征部。

优选地，导电特征部中的一个或多个导电特征部除了接收电力之外还可执行导电功能。

优选地，导电特征部中的一个或多个导电特征部可另外包括起搏器电极。

优选地，导电特征部中的一个或多个导电特征部可另外包括神经刺激器。

优选地，该装置使用将装置锚定到脉管或器官壁的装置固定特征部来接收电力。

优选地，该装置使用作为电极中的一个电极的递送特征部接收电力，该递送特征部用于将装置临时附接到将植入物递送到其位置的系统。

优选地，该装置使用刺激器阳极和/或阴极作为电力接收器特征部，并且结合滤波器机构以防止电力被引导到刺激器发生器电路。

优选地，装置固定和/或递送特征部将电场引导到装置周围或引导到装置。

优选地，该装置包括绝缘涂层以改善电力传输。

优选地，该装置包括在气密外壳与固定和/或递送特征部之间的绝缘屏障，以改善电力传输。

优选地，用于接收电力的导电特征部中的一个或多个导电特征部和/或装置外壳可以形成电池外壳的一部分。

优选地，导电特征部通过电容过程或法拉第过程电耦合到组织。

优选地，通过调制所施加的电动势，可以使用导电特征部来将数据传输到装置。

优选地，通过装置调制装置周围的组织中的电势，导电特征部可用于将数据从装置传输到植入身体或在身体外部的另一装置。

优选地，导电特征部包括经处理的表面。优选地，经由表面处理工艺提供经处理的表面。经处理的表面可增加传输的电力。

优选地，经由表面处理来增强导电特征部，以将电动势引导到装置上的特定位置或选定位置。优选地，这可以提高性能或防止干扰其他装置功能。

优选地，经处理的表面可以防止导电特征部的腐蚀。

优选地，该装置结合升压型转换器或变压器来升高所接收的电压。升压电压可以是操作装置所需的电压。

在另一方面，本公开提供了一种植入式医疗装置，该植入式医疗装置具有导电外壳或壳体部分，该导电外壳或壳体部分包括无线电力接收器的电极，其中电极通过传导来自周围组织的电流来接收电力。

优选地，植入物被配置为通过导管植入或被配置用于导管插入递送(catheterized delivery)。该植入物的尺寸可被确定成具有适合于经由脉管诸如血管递送的纵横比。

优选地，另外的外壳部分包括无线电力接收器的另外的电极。

一个或多个导电外壳部分可以部分地覆盖有电绝缘体，以提供用于接收电流的暴露导电材料的选定区域。

在一些实施方案中，导电区域或部分设置在植入式装置的相对的两端部。

该另外的外壳部分和/或电极可以包括壳体或外壳的几何或位置特征部。

位置特征部可以包括锚定机构或锚定装置。

另选地，提供依赖于该装置的导电元件，该导电元件包括无线电力接收器的另外的电极。

导电元件可以具有高纵横比(长度、宽度或直径)。在一些实施方案中，导电元件包括导线。

植入式装置可以包括起搏器。

外壳部分或电极可以包括一个或多个导电特征部。

优选地，经由表面处理可以增强导电特征部，以防止导电特征部的腐蚀。

在另一方面，本公开提供了一种无线电力传输接收器，该无线电力传输接收器具有被配置为从身体组织接收电流以向负载提供电力的第一电极和第二电极。

优选地，接收器的输出阻抗与负载的阻抗具有相同的数量级。优选地，阻抗基本上匹配。

优选地，负载包括电池。

优选地，负载还包括植入式医疗装置。

优选地，植入式装置能够经由体内的脉管植入。

优选地，植入式装置包括外部导电特征部。

优选地，该装置被配置为经由导电特征部从施加到身体组织的电动势接收电力。

优选地，导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

优选地，导电特征部由绝缘体隔开。

优选地，该装置包括绝缘涂层以改善电力传输。

优选地，经处理的表面可以防止导电特征部的腐蚀。

在另一方面，本公开提供了一种无线电力传输系统，该无线电力传输系统包括：

发射器装置，该发射器装置被配置为向身体组织提供电场；

接收器装置，该接收器装置具有被配置为接收通过身体组织的电流的第一电极和第二电极。

在另一方面，本公开提供了一种无线电力系统主要设备，该无线电力系统主要设备包括第一电极和与第一电极成相对关系的第二电极，这些电极被配置为向插置在电极之间的身体组织施加电动势。

优选地，电极包括板状结构。

另选地，每个电极包括阵列。

优选地，电极是绝缘的。

优选地，电极被配置为可穿戴物品。

在另一方面，所公开的主题提供了一种无线电力传输的方法，包括在植入身体组织中的接收器装置处从传导通过身体组织的电流接收电力。

优选地，导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

优选地，导电特征部由绝缘体隔开。

优选地，该装置包括绝缘涂层以改善电力传输。

优选地，该方法包括向身体组织施加电动势以产生电流。

优选地，使用发射器电极产生电动势。优选地，发射器电极设置在身体组织的外表面诸如皮肤附近。

优选地，经处理的表面可以防止导电特征部的腐蚀。

在另一方面，所公开的主题提供了一种无线电力传输的方法，包括向身体组织施加电动势，以及在植入身体组织中的接收器装置处从传导通过身体组织的电流接收电力。

优选地，该方法包括对植入装置中的电池进行充电。

在另一方面，所公开的主题包括无引线心脏起搏器，该无引线心脏起搏器具有被配置为从通过身体组织的电流接收电力的电力接收器电路。

优选地，电力接收器电路包括调节电路。优选地，调节电路可以包括升压电路。

优选地，升压电路可以是变压器、DC-DC转换器、乘法器中的一者或多者。

优选地，变压器包括磁芯。

优选地，磁芯是环状线圈(toroid)。

优选地，变压器被设计用于高频。

优选地，升压电路可以包括任何现有的可商购获得的IC，诸如STM SPV1050。

优选地，升压电路可以包括欠压环路(loop up)和过压环路。

优选地，升压电路可以帮助减小装置尺寸。

优选地，调节器可以包括最大功率点追踪器。

优选地，最大功率点追踪器可以包括负载追踪机构。

优选地，负载可以是任何能量存储单元，诸如电池或超级电容器。

优选地，固定机构可以是螺旋形的。

优选地，螺旋机构可以类似于或不同于现有的装置诸如NanostimTM。

优选地，螺旋固定装置用于接收电力。

优选地，螺旋固定件是导体。

优选地，螺旋固定件电连接到封装的装置。

优选地，螺旋件是电暴露的。

优选地，螺旋件与任何附近的固定件电绝缘。

如本文所使用的，术语“和/或”是指“和”或“或”或两者。如本文所使用，在名词之后的“(一或多个(s))”是指所述名词的复数和/或单数形式。如本说明书中所使用，术语“包括”是指“至少部分地由……组成”。当对在本说明书中包含术语的陈述进行解释时，在每个陈述中由术语引出的特征都需要存在，但其他特征也可以存在。如“包括”和“被包括”等相关术语将以相同的方式解释。预期本文中公开的数字范围(例如1到10)的参考也结合在所述范围内的所有有理数(例如1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及也在所述范围内的有理数的任何范围(例如2到8、1.5到5.5和3.1到4.7)的参考。上文和下文(如果存在的话)提出的所有申请、专利和公开的全部公开内容在此以引用的方式并入。

所公开的主题还提供一种方法或系统，所述方法或系统可从广义上说在于个别地或共同地在本说明书中参考或指示的部件、元件以及特征，在于那些部件、元件或特征中的两个或更多个的任何或所有组合。当本说明书中提及的特定完整物在本发明涉及的领域中具有已知等效物时，则此类已知等效物被视为并入本说明书中。

本发明的其他方面可从仅以示例方式且参考附图给出的以下描述变得显而易见。

附图说明

图1是示出新的导电经皮能量传输系统的示意图。

图2是应用于人体躯干的图1所示系统的示意图。

图3是示出发射器设备的部件的示意图。

图4是示出接收器设备的部件的示意图。

图5至图6b是结合电力接收器系统的IMD的等轴视图和图解视图。

图7是由发射器、接收器和组织介质组成的cTET的通用等效模型示意图，不包括任何附加的外部电路系统。

图8是将R13、23、14、24集成为一个部件的一般等效模型示意图。所得到的部件是链接TX和RX侧的虚拟电阻器(耦合电阻)。耦合电阻可以很容易地用方程2进行分析计算。

图9是包括电阻耦合部件的电阻等效电路。

图10a是cTET的简化阻抗等效电路。

图10b是cTET的简化导纳等效电路。

图11是cTET的导纳双端口网络。

图12是作为电感变化的函数的最大电力传输的曲线图。这些值是针对6.78MHz的工作频率、相隔15mm的10mm半径RXE和相隔70mm的50mm半径TXE而设计的。

图13a是CCTET的诺顿网络。

图13b是CCTET的戴维南(Thevenin)网络。

图14显示出了COMSOL Multiphysics环境中的几何形状设置。尺寸与实际尺寸相匹配。几何形状中的任何扫描都是在此模型上完成的。

图15是在27.5mm间隔处完全补偿的TX和RX的功率与负载变化的曲线图。分析数据取自方程(8-11、14)。

图16A和图16B分别以平面图和等轴视图示出接收器设备的示意图。

图16C示出了与图16A和图16B的设备一起使用的开关网络的示意图

具体实施方式

本文公开的主题提供了一种无线电力传输系统，该无线电力传输系统采用导电耦合电力传输的形式来将能量传输到深度植入的装置(DIBD)。图1中示意性示出的系统100揭示了一种新的电路配置，其中使用包括两个发射器电极101和102的发射器系统来施加电力，在至少一些实施方案中，这两个发射器电极跨越组织体(tissue bulk)104彼此相对地设置。发射器电极的这种配置不同于现有技术配置，在现有技术配置中，发射器电极在相同平面中彼此相邻放置，即并排放置。植入式装置106位于组织104内深处，并且具有电连接到装置106的接收电极108和100。

虽然由于低耦合而使得到DIBD的电力传输具有挑战性，但是本文公开的系统允许电力传输模型的简化，非常类似于IPT。基于低耦合简化并且利用组织主要表现为导体的知识，下面进一步提供了一种新的电力传输模型，即感应电力传输(cTET)。该模型用于设计将有用量的电力深度递送到身体中的示例性系统，表明cTET可以用于为深度植入的装置供电。

cTET系统如图2所示。其由一对发射器电极(TXE)101和102组成，在一些实施方案中，该对发射器电极被配置为在植入位置附近横跨人体或动物体102(包括组织104)放置，在该示例中，该植入位置在患者躯干内的胸部区域中。因此，电极101和102被放置在胸部的后面和前面，以为深入患者躯干的装置供电。发射器电极101和102电连接到外部单元114，该外部单元包括电源以及适当的控制电路系统并且还可以包括用于与植入装置106通信的通信设备。

图3是示出可以在一些实施方案中使用的发射器侧200的部件的示例的示意图。公用电源201可以任选地连接到该设备，以向可以包括电池的电源202提供电力。提供可以包括微处理器的适当控制电路系统203，以用于发射器设备的总体控制。可以提供用户接口204以及用于与接收机设备300通信的通信模块或电路205，如下面进一步描述的。cTET通过从植入式装置到外部世界的电力链路提供导电通信。可以针对包括电力调节的任何类型的数据传输提供通信。逆变器206具有电连接到发射器电极101和102的输出端，并且能够操作以在电极101和102之间提供交变电势，从而在发射电极上施加时变电场(E场)。

图4是示出可以在一些实施方案中使用的接收器设备300的示例的示意图。在该示例中，电极108和110可以包括植入式装置106的外部导电特征部。装置106的外部导电特征部还可以包括功能导体316和318，该功能导体与周围组织或另一装置相互作用，以提供诊断和治疗功能。在起搏器的示例中，电极316和318可以为心脏起搏提供电信号。在其他示例中，电极316和318可以被配置为接收诊断信息。导体316和318可以被配置用于无引线起搏器或其他装置。

如下文将进一步描述的，在一些示例或实施方案中，功能导体316和318也可以用于接收电力，或者换句话讲，电力接收电极108和110可以包括与装置功能电极316和318相同的导电特征部或表面。存在线中断部(line break)314以指示在一些实施方案中，导体(108和316)和(110和318)可以电连接，而在其他实施方案中，它们可以是分离的导体。在一些实施方案中，导体108和316可以电连接，而导体110和318是电分离的，并且在其他实施方案中，导体110和318可以电连接，而导体108和316是电分离的。

由发射器电极产生的电场产生经由周围部分导电的组织104流向植入的接收器电极108和110的电流。在功能电极316和318还包括电力接收电极108和110的实施方案中，可以任选地提供滤波器312，以确保由装置控制和输出电路308和电力接收电路系统提供或接收的信号之间没有交越(crossover)。电路308中可以附加地或另选地包括滤波器。

例如，滤波器可以防止来自电力传输系统的电力进入起搏系统等。从而防止电流流过起搏系统，从而降低起搏系统损坏和腐蚀的风险。此外，该滤波器可以防止起搏信号进入电力接收器端口，因为这可能会加重起搏器的负荷并降低其功能。

电力接收电极108和110电连接到滤波器312或电力接收和调节电路302。在一些实施方案中，电路302可以包括整流器。在一些实施方案中，电路302可以附加地或另选地包括补偿或阻抗匹配网络，并且在一些实施方案中，其可以包括滤波器。调节电路302的主要功能是给能量存储装置(诸如电池310)充电，并且因此为装置106的操作提供电源。从电池和/或调节电路302得到的电源可以向设备中的其他模块或电路系统(诸如通信模块304、电力控制电路306以及提供所需诊断或治疗功能的医疗装置控制和功能输出电路系统308)供电。

通信电路304可以经由通信电路205与发射器设备200通信。该通信可以通过单独的通信信道进行，或者使用电极108和110作为通信信道。所传送的信息可以包括装置控制或状态信息，诸如电力需求、或电力可用性、或电池状态，但是也可以包括由装置监测或收集的患者诊断信息。电力控制电路306或装置控制电路308例如可以包括其中存储数据的存储器，并且所存储的数据可以根据需要被传递到发射器200。

在一些实施方案中，在向电极或固定/递送部分提供电力的情况下，存在切换接收器电极的连接以便使接收器与场对准的能力，使得它们可以总是接收电力。如果不能获得电极的正确位置，这提供了电切换。

此外，任何实施方式的另一个有用特征是使用滤波器来防止来自电力传输系统的电力进入起搏系统等的能力。例如，防止电力流过起搏系统是有益的，这可能损坏起搏系统或导致腐蚀。防止起搏信号进入电力接收器端口也是有益的，因为这可能会加重起搏器的负荷并降低其功能。例如，最好对在刺激器和电力接收部分之间产生隔离的电路或特征部(可能是涂层)有一个全面的了解。

在一些实施方案中，发射电极101和102可由例如使用绝缘体(诸如聚对二甲苯)绝缘的金属电极制成，以避免直接皮肤接触。在一些实施方案中，电极可以直接施加到皮肤，即可以使用非绝缘电极。在其他实施方案中，可以使用导电凝胶。

方便地，在一些实施方案中，现有电极可以用作发射器电极101和102。例如，如果患者佩戴用于其他目的(诸如心脏监测)的电极，那么这些电极可另外用作发射器电极101和102。因此，发射器电极101和102可以使用导电或非导电粘合剂粘附地安装到患者身上，使得尽管患者移动，发射器电极仍保持在适当的位置。

在一些实施方案中，发射器电极101和102可以各自包括多个电极。例如，电极101或102中的一个或两个电极可以包括多个导电构件，所述多个导电构件可以是绝缘的或不绝缘的，但是其可以包括阵列，并且因此分布在组织体积的一侧上的皮肤表面上，使得E场适当地或有效地分布在其中将生成E场的组织体积上。电极101和102可以包括可穿戴物品(例如，在背心或背带中提供)。

如上所述，接收器设备300通过接收器电极108和110经由部分导电的组织104接收电流来起作用。因此，除了电极101和102之外的装置或机构可以用于产生生成电流的E场。例如，可以使用偶极天线或感应线圈作为发射器设备来创建E场。在发射器电极和接收器电极两者中的任一者处的电耦合可通过电容过程或法拉第过程发生。

在一些实施方案中，接收电极108和110可以放置在植入物上或紧邻植入物，并且/或者可以包括植入装置的外壳的一部分、壳或锚定特征部或放置特征部、或几何形状，如将在下面进一步描述的。

从图1和图2中显而易见，使用位于组织体积任一侧的电极允许横跨由发射器电极界定的组织体积产生电场。因此，接收器装置可以位于组织体积内的多个不同区域或位置中的任一者处并接收电力。此外，多个接收装置可以从单个发射器设备接收电力。本文公开的cTET系统生成主要是均匀的场。放置在路径中的任何接收器装置将能够接收能量。这也将结合下面进一步公开的松耦合(loose coupling)模型进行讨论。其优点是可以同时为多个相互独立的装置供电。为装置网络供电意味着一个发射器到许多装置。

许多植入装置被提供或包装成准备植入到气密地密封的外壳或容器中。这通常是钛，其是导体并且因此提供适用于接收器电极108或110中的至少一个接收器电极的材料。因此，在一些实施方案中，植入装置的外壳可以提供接收器电极108和110中的一者或两者。

在一些实施方案中，包括如上所述或本文档别处所述的接收器系统300的植入式装置可被配置为能够通过导管插入术(例如，经由血管)植入。下面参考图5、图5a和图6公开了示例。

图5示出了植入式有源装置500，该植入式有源装置具有壳体或外壳，该壳体或外壳包括第一导电部分501、第二导电部分502和分隔部分501和502的电绝缘体部分503。功能电极552和554提供或接收用于诊断或治疗功能的电信号，该植入式装置旨在实现该诊断或治疗功能。这些对应于参考图4描述的电极316和318。功能电极552和554也可以包括外壳的一部分。

外壳部件501、502和503一起提供气密地密封的壳体或外壳，而不改变现有装置的整体尺寸。部分501和502对应于并且用作接收器电极108和110。因此，本文公开的cTET系统可以集成到植入式装置(通常是钛基罐)的现有包装技术中，而不需要附加的电力接收器。这与如IPT的替代技术形成对比，在替代技术中需要附加的线圈(在壳体内部或壳体外部，或在单独的壳体中)。优点是不会增加目标装置的尺寸，并且通过在封装装置的气密罐外部具有附加元件不会增加复杂性。

在一些实施方案中，尽管不是绝对必要的，但是期望将接收器设备定向成使得接收器的电极108最靠近发射器的电极101，并且接收器的电极110最靠近发射器的电极102，或者反之亦然。这允许电流行进通过组织104的较短路径，因此可能存在更有效的电力传输。此外，增加电极108和110之间的距离，特别是如果电极被定向成使得接收器电极更靠近对应的发射器电极。通过将绝缘涂层应用于装置以将电极之间的有效距离延伸超过从植入物的天然特征部(诸如与刺激或记录相关联的馈通件)可获得的距离，可以使金属植入式装置制成以改进的性能接收电力。

作为基于图5的示例的另一实施方案，绝缘涂层可以在靠近绝缘体503的区域中施加在外壳部分501和502上，使得部分501和502的暴露的导电表面进一步间隔开。

在壳体或外壳的各个部分上使用绝缘涂层有利地使得该技术与现有包装相容。也就是说，其允许接收合理的电压，或者其增加了电力可用性。这是显著的优点，因为这意味着在不添加新的/昂贵的包装(诸如陶瓷圆柱体)的情况下，现有设计可以转化为根据本文公开的系统导电地供电。此外，为了保持装置较小，在一些实施方案中，电池罐是外壳的一部分的外部，这意味着在没有电池的尺寸增加或新的构造的情况下，装置的一些部分不能由陶瓷制成。

图5a示出了植入式装置550的另一示例，该植入式装置具有包括绝缘体例如陶瓷圆柱体的壳体551或外壳，该陶瓷圆柱体形成内部密封体积556，在该内部密封体积内容纳提供所需功能所必需的部件。在该实施方案中，功能电极552和554(其对应于图4中描述的电极316和318)也用作电力接收电极(即，如图4中描述的电极108和110)。这样做的好处是，现有植入式装置包装可用于执行电力接收功能，而无需修改装置的形状因子。陶瓷或等效绝缘体也可被制造得更短(例如，常规陶瓷馈通件)，并且绝缘体涂层被施加到装置的导电部分以便实现电力接收电极的分离。例如，阳极化、陶瓷或聚合物涂层可被用于产生由导体制成的装置，但该涂层实现了功率电极的分离。

表面处理也可应用于导电部分以增强电力传输。电极到组织界面的阻抗是电力传输中的关键因素，并且可以通过多种工艺来增强，例如表面粗糙化或沉积具有改进的阻抗的材料，诸如氮化钛、金及其等效物。表面处理可另外用于减少腐蚀或增强生物相容性。

接收器的构造会影响阻抗。下面进一步讨论用于有效电力传输的阻抗匹配。匹配可以使用电气部件来实现，但是也可以通过植入式装备的表面精加工来实现或至少调整。因此，在一些实施方案中，可以通过使选定区域中的表面绝缘来改变植入式装置所见的阻抗，这可以通过使用绝缘层来提高电力传输容量，而不增加装置尺寸或复杂性。

在cTET下的电力传输有利于接收器装置的大长径比。这是优选的布置，以增加跨植入式装置的电压差，如上所述，并且改进电力传输容量。装置可以非常薄(甚至薄至导线的厚度)并且与使用标准导管插入术递送技术递送到身体中相容。添加一段柔性导线足以使现有装置参与有效的电力传输。该导线也可以被认为充当近场天线。当装置需要更多电力时，或者在需要连续电力的情况下，使用附加导体可以增强电力传输。这也意味着电子器件可以做得非常小。

在一些实施方案中，现有壳体或外壳的其他特征部(诸如定位特征部或锚定装置或机构)可以用于增加电力传输。例如，在图5和图5a中，递送特征部可以结合到电极552和554的物理设计中。一个或多个递送特征部可用于将该装置临时附接到将植入物递送到其位置的系统。如上所述，该装置可以使用电极552和554中的一者或多者作为电力接收器特征部，并且结合滤波器机构以防止电力被引导到刺激器发生器电路。

装置固定和/或递送特征部可有助于将电场引导到装置周围或引导到装置。因此，例如在一些实施方案中，如图6所示的植入式装置600具有原始壳体601和包括弹性导电指状物602的锚定设备。壳体601和指状物602可以用作一个接收电极。指状物602增加了大量的附加导电区域、延伸或伸长范围，这将有助于电力传输。此外，可以添加细长导电特征部诸如导线604(适当地与壳体601绝缘)作为另一电极。导线的长度对使用中可获得的电压差有很大影响，这进一步改善了电力传输。该导线易于添加，并且适用于标准的导管插入术递送技术，例如通过血管递送。

下面参考图6a和图6b中所示的示例讨论将现有IMD特征部用于电力接收的进一步公开。参考这些附图，示出了心脏起搏器的示例。这些类似于图5、图5a和图6中描述的装置，并且在所有附图中，相同的特征具有相同的附图标记。在这些示例中，更详细地示出了递送/取回(552)和附接/固定(554)机构。递送和/或取回特征部552适于与递送或取回装置(诸如圈套器和/或对接构件)接合，该圈套器和/或对接构件能够从导管的内腔推进。导管可以通过脉管诸如股静脉经由股入口部位进入右心房，并且由此进入例如右心室。

附接或位置或固定特征部554和602具有将IMD与周围组织接合的目的。例如，特征部602具有被配置为与心脏的腔室内的骨小梁缠结或接合的指状物、钩或尖齿。特征部554使用螺旋式固定机构，其在特写视图558中更详细地示出。这些固定机构是导电的且电暴露的，并且还可以用于使电磁场成形。然而，该机构最好不要与装置的其他部分电接触。如上所述，固定机构应该连接到封装内部的电路系统。

取回/递送机构与固定机构一起形成如上所述的差分电压，同时还执行其他导电作用，例如作为神经刺激器，用于通信目的或其他治疗或诊断目的。因此，本发明允许现有产品部件的扩展使用。这具有不需要附加部件的优点，因此产品尺寸可以保持尽可能小。

在一些情况下，在植入装置的电力接收电极处接收的电压可能不足以对装置进行充电或操作，因此在一些实施方案中可能需要升压型调节电路或系统560。该电路可以包括上述电路系统302的一部分。系统560可以结合变压器、DC-DC转换器、乘法器或任何其他电路中的一者或多者。此外，其他电路诸如现有的芯片如STM SPV1050可用于收集能量。如果使用转换器，实施欠压查找(under voltage look up)是有利的，因为电源阻抗(sourceimpedance)相对较高。

为了最大限度地利用可用电力，在一些示例中，可以使用最大功率点追踪器562。例如，这可以是另一个DC-DC转换器或任何控制系统。其非常适合动态负载如电池或类似的能量存储单元。取决于应用，本领域技术人员将会看到，可以使用其他类型的控制系统，诸如恒流、恒压、最大效率等。

模型是在COMSOL仿真环境中创建的。该模型调用场和电路模拟。每个部件的电气特性取自经批准和审查的来源。

Abbot的NANOSTIM无引线起搏器是一种商业无引线起搏器中的第一种。由于电池故障，产品被搁置。COMSOL中的该装置的模型证明，cTET可用于经皮传输明显量的功率(在超过100mm的组织深度处为25mW)。应当注意，当以最高容量运行时，无引线起搏消耗最多100uW的功率。

MICRA起搏器是Medtronic设计和开发的最有前途的无引线起搏器。该装置在尺寸上小于NANOSTIM。其已经成功部署，并且可以在市场上找到。目前，车载电池可持续使用5至12年。然而，预期电池寿命随着诸如双起搏的附加功能而减少。COMSOL用于演示cTET在MICRA中的应用。结果显示在大于150mm的组织深度处的3mW的功率递送。cTET的主要优势之一是能够使用一根细导线来提高电力传输，从而在负载上产生更大的电压电位。或者，人们可能期望将其视为近场天线。模拟揭示了20mm高(或长)的0.25mm半径的导线有助于将递送到MICRA的功率从3mW提高到9mW。

这有助于证明相对于其宽度或直径较长的接收器装置可以有利地与cTET一起使用。这对于心脏应用，特别是对于旨在用于左心室中的位置的装置具有优点，因为具有高纵横比(长宽比)的适当尺寸的装置将不会干扰心脏的正常功能。

cTET模型

已经导出了cTET系统的模型，现在将参考图7开始讨论。在该分析中所作的假设之一是组织是显著导电的(大于90％)。在发射电极(TXE、101和102)和接收电极(RXE、108和110)以及它们相应的绝缘层之间形成的电容表示为Cp-t#和Cs-t#。

图7中的电路模型可以被分析为三个主要部件，发射器、介质(组织104)和接收器。发射器侧由形成Cp-t1-2和R12的TXE组成，介质包括R13、23、14、24，并且最后接收器侧的RXE形成Cs-t1-2和R34。

为了进一步简化图7中所示的等效模型，发射器(TX)侧和接收器(RX)侧可以各自被分别分析、测量、经由耦合项链接。这包括当RXE被移除时测量看向TXE的阻抗，反之亦然。

为了找到链接发射器侧和接收器侧的耦合项，R13、23、14、24被分组为一个分量，即表示耦合电阻的Rc(图8中示出)。该术语描述了多少所提供的电力将在植入物侧被接收。Rc取决于介质的电特性、TXE和RXE的尺寸以及TXE和RXE之间的间隔。

电极到组织的电容也可以被集中到Cp-t和Cs-t，其值可以根据方程(1)分析计算。

其中A是电极的表面积，ε0和εr分别是自由空间和相对介电常数，并且d是绝缘层的厚度。最终的简化电路模型如图9所示。

在实际系统中，存在从图9中的等效电路中忽略的其他因素，诸如引线电感和寄生分量。此外，任何类型的阻抗匹配网络都可以无可争议地添加到TXE和RXE端子。为了解决这些问题，我们将把电极到组织的电容元素转换为阻抗(Z)值，如图10a所示。每个Z元素可以是电抗和电阻部分的组合。值得注意的是，所示的电路原理图可以另选地由图10b所示的导纳等效物来表示。

为了基于图10a所示的等效电路计算Z_c，我们将应用节点分析。R_c的方程(2)要求对开路时的Vs(V_soc)进行物理测量。这可以通过实验或经由多物理场模拟(Multiphysicssimulation)来完成。找到V_soc是WPT设计中的常见做法，并且因此其在此被有意部署。

等效地，可以使用方程(3)导出导纳耦合Y_c。

一旦计算出R_c或Y_c，所有电路元件都是已知的，从而可以计算出其余参数。然而，该电路可以进一步发展为双端口网络，以简化电路设计，如下所示。

双端口网络的导纳模型

图11显示了电流馈电双端口网络。在该网络中，发射和接收电压控制的电流源分别被定义为Ips＝V_s.y₂₁和Isp＝V_p.y₁₂。y₁₁和y₂₂是发射导纳和接收导纳，而y₁₂和y₂₁分别是从接收侧到发射侧的反射导纳，反之亦然(注意小写字母)。

上面显示的参数中的每个参数都是系统的频率和几何尺寸的函数。TXE和RXE的几何形状以及它们的分离距离将影响可以传输的安全功率的量。这将在下面进一步讨论。

图11的双端口网络及其简单易用的控制方程可用于设计各种形状和尺寸的cTET。松耦合cTET的特殊情况将在下面的子部分中讨论。

cTET的补偿/匹配

在WPT系统中，阻抗匹配通常用于实现某个目标。其可以调节系统灵敏度(品质因数)，在负载上产生恒定功率，以及/或者简单地补偿无功分量。在cTET中，任何提到的目标都可以通过设计附加电路系统来实现。最容易和最明显的情况是当两侧的电极到组织的电容被理想地补偿时。如果假设在任一侧上都是理想电感器，则Y_in＝∞且Y_o＝∞。这种情况将极大地简化导纳参数方程，如下所示：

y₁₁＝Y₁₂+Y_c (8)

y₁₂＝-Y_c (9)

y₂₁＝-Y_c (10)

y₂₂＝Y₃₄+Y_c (11)

参数方程不仅看起来简单得多，而且它们传达了发射侧与接收侧之间的相互作用严重依赖于耦合导纳Y_c的清楚消息。因此，为了递送更大的电力，必须改善耦合。然而，为了符合松散耦合条件，Y_c应保持小于Y₁₂。这将在下一子部分中再次讨论。

为了理解TX和RX电感器如何共同影响最大电力传输，针对具有类似于图14的尺寸的系统生成图12中的以下表面曲线图，其中相应RXE和TXE间隔为15mm和70mm。该图示出了传输到负载的最大功率与调谐电感器在其原始最佳值(即，产生谐振所需的电感)的20％中的变化的关系。根据方程(15)，改变负载以总是实现MPTP。该图强调了每个电感器的重要性；说明该系统对接收器调谐电路的变化更敏感。该曲线图还示出了通过在TXE上仅施加6.78MHz的2.5V峰值正弦波有希望达到600uW。

松散耦合的系统

在松耦合的特殊情况下，TX和RX电路之间的相互作用将减弱，这意味着由植入物汲取的功率是可忽略的。在这些条件下，RX对TX的影响将是可忽略的，这将允许每一侧(RX和TX)被设计为彼此独立。参考图11中的双端口网络，随着Y_c趋于零(无耦合)，TX侧和RX侧变得独立。

例如，如果y₁₁>>Y_c(Z_c>>z₁₁)，当短路和断开RX端子时，在TXE处看到的阻抗变化将不明显。换句话讲，当Y₁₂/Y_c＞＞₁₍其中Y₁₂取自图10b，并且是TXE两端的阻抗)时，cTET系统可以被认为是松耦合的。因此，在DIBD的情况下，由于大间隔和到植入物的小耦合，满足松耦合条件。

对于松耦合系统，如图13a所示，用电流控制的电流源代替耦合导纳是适当的。这可以转换为戴维南等效电路，如图13b所示。

在图13a中：

I_sp＝k.V_p.y₂₂ (12)

或者在图13b的戴维南等效电路中：

V_s＝k.V_p (13)

在以上方程中，k是耦合因子，并且其被定义为输入电压与输出电压的比率。

在松耦合的cTET中实现最大电力传输

当负载阻抗与RX输出阻抗匹配(y₂₂＝YL或R₂₂＝RL)时，满足松耦合系统的最大电力传输(MPTP)。这可以通过补偿任何电抗并将负载电阻与阻抗的剩余实部匹配来实现。因此，戴维南和诺顿模型的相应MPTP条件为：

最后两个子部分中的方程示出了松耦合的cTET可以通过测量TX阻抗、RX阻抗和测量开路电压来表征。然后可以单独调谐TX和RX，以补偿期望工作频率下的电抗。然后，可以将负载电阻设置为与RX阻抗的实部相匹配，以实现最大电力传输。

从上文可以看出，cTET被建模为类似阻抗分压器。应用最大电力传输原理，负载的阻抗可以与植入装置所看到的阻抗相匹配。电抗匹配也可用于确保电力传输在发射端和接收端两者处都保持导电。

这对于增强电力传输有显著的益处。这是有价值的，因为其对于给定的几何形状递送最大功率，或者可以看出，对于外部施加的给定驱动电流递送最大功率。这意味着植入装置在保持安全的同时实现了最大可用功率。明显地，已经表明拾取件的阻抗实际上是电阻性的，具有来自电容和/或引线电感的小的贡献。通过应用复共轭负载阻抗来实现补偿，例如通过添加电抗加使得植入负载与拾取电阻匹配，诸如通过使用变压器、DC/DC转换器或匹配网络。因此，选择与接收器输出阻抗具有相同数量级的负载阻抗促进了高效的电力传输。

图14示出了用作验证前述分析的基础的模型。

在一些实施方案或示例中，导电区域或特征部可以根据功率需求或根据导电区域与施加的场的最有效对准，选择性地与由装置提供的负载耦合。例如，在图16A(从上面看的平面图)和图16B(等轴视图)中，与表示电动势的方向或装置所经历的主要场方向的箭头700一起，示出了类似于图6B所示的装置。图16A中作为示例示意性示出的负载被示出为包括电池310(其将在装置内部)，但是可以包括被提供有来自围绕装置的电场或导电区域的能量的其他部件。图16C示出了开关阵列710，该开关阵列具有用于连接到导电特征部(在该示例中为尖齿602)的端子712和被配置为或能够操作以将导电特征部单独地或完全地或以选择的组合与一个或多个负载连接的开关714。以这种方式，与场或施加的电动势最佳对准或与周围组织最佳导电接触的导电特征部可以被选择用于与一个或多个负载连接，以便最大化或调节由装置接收的功率。

完全补偿的安全cTET实施方式

现在介绍一种工作在安全操作区域中的完全补偿的cTET系统。TX的电极至组织电容通过增加1.6nF C0G电容器和428nH电感器进行补偿。接收侧(RX)的电容用围绕环形芯部(Fair-Rite 5967000601)缠绕的2.3uH电感补偿。通过用阻抗分析仪测量谐振频率，已经确认完全补偿条件。CS1070功率放大器被限制到1A输出电流，并且因此作为结果电压输出已经被降低，以避免削波(clipping)。

图15示出了固定在27.5mm(TXE-RXE)间隔的10mm RXE和50mm TXE半径的负载变化的曲线图。该曲线图包括数值模拟、测量、分析和松耦合的计算结果。电压输入被设置为在6.7MHz下工作的6.4Vpk-pk正弦波。所得到的RMS E场是32V/m，这是IEEE C95.1中概述的最大可能暴露的12％。结果显示以0.4％的效率递送10mW的功率(TXE至RXE)。CS1070功率放大器具有4W的耗散功率，这里考虑到在实践中将使用高效逆变器，忽略了该耗散功率。在RXE上生成电压的大部分能量在盐水罐中耗散，这对应于SAR和组织加热。尽管效率低，但该系统与安全标准兼容，因为损耗相对均匀地遍布组织，从而除了在植入物附近之外，给出低SAR。

组织104的传导性本质允许简单、易于使用和更有洞察力的分析模型。所提出的模型简化了组织对电阻的贡献，仅因为电容在低MHz范围内是可忽略的。其还引入了电阻耦合的概念，电阻耦合容易建模和测量，但给出了电力传输的准确预测。这导致了cTET的双端口表示，其可用于根据仿真或测量阻抗预测功率。

对于深度植入的装置，简化双端口模型以考虑允许TX和RX等效电路分离的松耦合。这进一步简化了对电阻分压器模型的分析，当与测量和仿真相比时该电阻分压器模型保持精确。该模型还允许设计补偿电路并计算到负载的最大功率。

SAR的模拟显示，可以将有用量的功率深深地递送到身体中。例如，当RX间隔增加时，可用的功率几乎是恒定的。这是一个重要的结果，因为其使得cTET成为向深度植入的装置供电的可行选择。SAR峰值限制电力传输集中在TX电极或RX电极附近。这是作为电阻分压器工作的组织的导电特性的结果。对于大深度的电力传输，必须增加驱动电压，然而这不会导致更高的峰值SAR，因为电压被组织体吸收。

本公开示出了如何将cTET模型简化为用于有用产品设计的阻抗分压器。此外，已经创建了允许分解发射器和接收器的模型。从上文可以看出，cTET可以在植入式医疗装置诸如起搏器工作时为其充电。因此，不存在对装置治疗递送的中断，例如，起搏器可以继续提供起搏。

因为组织本质上主要是电阻性的，所以电力传输几乎与频率无关。其他无线电力传输方法使用高度无功电力传输方法，这意味着它们被调谐到谐振以抵消电抗并改善电力传输。这是非常困难的，因为存在两个分开的调谐系统，这两个调谐系统可以随着时间或者位置或彼此接近而不同。这种技术具有非常小的电抗，意味着植入物拾取不是电抗性的或谐振的(除非期望并且被设计)。这意味着可以在不考虑植入物频率的情况下完成外部源的调谐(通常是为了抵消引线电感或电极电容)。

展示了一种基于导电组织的电容耦合导电无线电力传输(cTET)方法，以为深度植入的生物医疗装置(DIBD)供电。cTET的横截面几何形状使皮肤损失最小化，这使得该技术适于深度植入。

结合本文所公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块、模块、例程和算法步骤可实施为电子硬件(例如，ASIC或FPGA装置)、在计算机硬件上运行的计算机软件或两者的组合。此外，结合本文所公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块和模块可由机器实施或执行，所述机器诸如为处理器装置、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或设计用于执行本文所描述的功能的它们的任何组合。处理器装置可为微处理器，但在替代方案中，处理器装置可为控制器、微控制器或状态机、它们的组合等。处理器装置可以包括被配置为处理计算机可执行指令的电路系统。在另一个实施方案中，处理器装置包括执行逻辑操作而不处理计算机可执行指令的FPGA或其他可编程装置。处理器装置也可以被实现为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核结合，或任何其他这样的配置。尽管本文主要关于数字技术进行描述，但处理器装置还可主要包括模拟组件。例如，本文描述的渲染技术中的一些或全部可以在模拟电路系统或混合模拟和数字电路系统中实现。计算环境可以包括任何类型的计算机系统，包括但不限于基于微处理器的计算机系统、大型计算机、数字信号处理器、便携式计算装置、装置控制器或器具内的计算引擎等。

结合本文所公开的实施方案而描述的方法、过程、例程或算法的元件可直接以硬件、以由处理器装置执行的软件模块或以所述两者的组合来体现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或任何其他形式的非暂时性计算机可读存储介质中。示例性存储介质可耦合到处理器装置，使得处理器装置可从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可与处理器装置成一体。处理器装置和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器装置和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

本文中使用的条件性语言，如“可以(can)”、“能够(could)”、“可以(might)”、“可以(may)”、“例如(e.g.)”等，除非另有特别说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，通常旨在表达某些实施方案包括某些特征、元件或步骤，而其他实施方案不包括某些特征、元件或步骤。因此，这种条件性语言一般不旨在暗示一个或多个实施方案以任何方式要求特征、元件或步骤，或者一个或多个实施方案必须包括用于在有或没有其他输入或提示的情况下判定这些特征、元件或步骤是否被包括在任何特定实施方案中或要在任何特定实施方案中执行的逻辑。术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的，并且以开放式的方式包括性地使用，并且不排除附加的元件、特征、动作、操作等。此外，术语“或”以其包含的意义(而不是以其排他性的意义)使用，使得当例如用于连接元件列表时，术语“或”意指列表中的一个、一些或所有元件。

除非另有明确说明，否则如短语“X、Y或Z中的至少一个”的析取性语言在上下文中应理解为一般用于表示项目、术语等可以是X、Y或Z或其任何组合(例如，X、Y或Z)。因此，这种析取性语言通常不旨在且不应暗示某些实施方案需要X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个各自存在。

虽然以上详细描述已经示出、描述和指出了应用于各种实施方案的新颖特征，但是可以理解，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对所示出的装置或算法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。如可认识到的，本文描述的某些实施方案可在不提供本文阐述的所有特征和益处的形式内实施，因为一些特征可与其他特征分开使用或实践。本文公开的某些实施方案的范围由所附权利要求而不是由前述描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都包含在其范围内。

在此描述的和/或在附图中描绘的流程图中的任何例程描述、元件或块应当被理解为潜在地表示包括用于实现例程中的特定逻辑功能或元件的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。替代实施方式包括在本文所描述的实施方案的范围内，其中可删除元件或功能，或不按所展示或论述的顺序执行元件或功能，包括基本上同步或以相反顺序执行元件或功能，这取决于所涉及的功能性，如所属领域的技术人员将理解的。

应当强调的是，可以对上述实施方案进行许多变化和修改，其中的元素应被理解为其他可接受的示例。所有这些修改和变化都旨在包括在本公开的范围内并受以下权利要求保护。

优选实施方案

1.一种植入式装置，所述植入式装置能够经由身体中的脉管植入，所述植入式装置包括外部导电特征部并且被配置为经由所述导电特征部从施加到身体组织的电动势接收电力。

2.如权利要求1所述的植入式装置，其中使用交流波形向所述身体的所述组织施加电动势以进行电力传输。

3.如权利要求1或2所述的植入式装置，其中所述导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

4.如权利要求1至3中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部由绝缘体隔开。

5.如权利要求1至4中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部包括所述装置的定位特征部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部包括所述装置的锚定特征部。

7.如权利要求1至6中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部除了接收电力之外还执行导电功能。

8.如权利要求1至7中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部另外包括起搏器电极。

9.如权利要求1至8中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部另外包括神经刺激器。

10.如权利要求1至9中任一项所述的植入式装置，其中所述装置使用将所述装置锚定到脉管或器官壁的装置固定特征部来接收电力。

11.如权利要求1至10中任一项所述的植入式装置，其中所述装置使用作为所述电极中的一个电极的递送特征部接收电力，所述递送特征部用于将所述装置临时附接到将所述植入物递送到其位置的系统。

12.如权利要求1至11中任一项所述的植入式装置，其中所述装置使用刺激器阳极和/或阴极作为电力接收器，并且结合滤波器机构以防止电力被引导到刺激器发生器电路。

13.如权利要求1至12中任一项所述的植入式装置，其中所述装置固定和/或递送特征部将电场引导到所述装置周围或引导到所述装置。

14.如权利要求1至13中任一项所述的植入式装置，其中所述装置包括绝缘涂层以改善电力传输。

15.如权利要求1至14中任一项所述的植入式装置，其中所述装置具有气密外壳。

16.如权利要求1至15中任一项所述的植入式装置，其中所述装置包括在所述气密外壳与所述固定和/或递送特征部之间的绝缘屏障，以改善电力传输。

17.如权利要求1至16中任一项所述的植入式装置，其中用于接收电力的所述导电特征部中的一个或多个导电特征部和/或所述装置外壳可以形成电池外壳的一部分。

18.如权利要求1至17中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部通过电容过程电耦合至所述组织。

19.如权利要求1至18中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部通过法拉第过程电耦合至所述组织。

20.如权利要求1至19中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部可用于通过调制所施加的电动势将数据传输至所述装置。

21.如权利要求1至20中任一项所述的植入式装置，其中通过所述装置调制所述装置周围的所述组织中的电势，所述导电特征部可用于将数据从所述装置传输到植入所述身体或在所述身体外部的另一装置。

22.如权利要求1至21中任一项所述的植入式装置，其中所述导电特征部包括经处理的表面。

23.如权利要求1至22中任一项所述的植入式装置，其中所述经处理的表面

经由表面处理工艺提供。

24.如权利要求22或23所述的植入式装置，其中所述经处理的表面增加了由所述装置传输的所述电力。

25.如权利要求1至21中任一项所述的植入式装置，其中经由表面处理来增强所述导电特征部，以将所述电动势引导到所述装置上的特定位置或选定位置。

26.如权利要求25所述的植入式装置，其中所述表面处理提高性能或防止干扰其他装置功能。

27.如权利要求22至26中任一项所述的植入式装置，其中所述经处理的表面防止所述导电特征部的腐蚀。

28.如权利要求1至27中任一项所述的植入式装置，其中所述装置结合升压型转换器或变压器来升高所接收的电压。

29.如权利要求28所述的植入式装置，其中所述升压电压是操作所述装置所需的电压。

进一步优选的实施方案

1.一种无线电力传输接收器，所述无线电力传输接收器具有被配置为从身体组织接收电流以向负载提供电力的第一电极和第二电极。

2.如权利要求1所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器的输出阻抗与所述负载的阻抗具有相同的数量级。

3.如权利要求2所述的无线电力传输接收器，其中所述阻抗基本上匹配。

4.如权利要求1至3中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述负载包括电池。

5.如权利要求1至4所述的无线电力传输接收器，其中所述负载还包括植入式医疗装置。

6.如权利要求5所述的无线电力传输接收器，其中所述植入式装置能够经由体内的脉管植入。

7.如权利要求5或6所述的无线电力传输接收器，其中所述植入式装置包括外部导电特征部。

8.如权利要求7所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器被配置为经由所述导电特征部从施加到身体组织的电动势接收电力。

9.如权利要求7或8所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

10.如权利要求7至9中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部由绝缘体隔开。

11.如权利要求7至10中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部包括所述接收器的定位特征部。

12.如权利要求7至11中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部包括所述接收器的锚定特征部。

13.如权利要求7至12中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部除了接收电力之外还执行导电功能。

14.如权利要求7至13中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部另外包括起搏器电极。

15.如权利要求12至14中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器使用将所述装置锚定到脉管或器官壁的锚定特征部来接收电力。

16.如权利要求1至15中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器使用递送特征部作为所述电极中的一个电极来接收电力，所述递送特征部用于将所述接收器临时附接到将所述植入物递送到其位置的系统。

17.如权利要求1至16中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器使用刺激器阳极和/或阴极作为所述电力接收器特征部，并且结合滤波器机构以防止电力被引导到刺激器发生器电路。

18.如权利要求1至17中任一项所述的无线电力传输接收器，其中装置固定和/或递送特征部将电场引导到所述装置周围或引导到所述装置。

19.如权利要求1至18中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器包括绝缘涂层以改善电力传输。

20.如权利要求1至19中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器被包封在气密外壳中。

21.如权利要求1至19中任一项所述的无线电力传输接收器，其中所述接收器包括在所述气密外壳与所述固定和/或递送特征部之间的绝缘屏障，以改善电力传输。

22.优选地，用于接收电力的所述导电特征部中的一个或多个导电特征部和/或所述装置外壳将形成电池外壳的一部分。

23.优选地，所述导电特征部通过电容过程或法拉第过程电耦合到所述组织。

24.优选地，交流波形用于将所述电动势施加到所述组织以进行电力传输。

25.优选地，通过调制所施加的电动势，可以使用所述导电特征部来将数据传输到所述装置。

26.优选地，通过所述装置调制所述装置周围的所述组织中的电势，所述导电特征部可用于将数据从所述装置传输到植入所述身体或在所述身体外部的另一装置。

27.优选地，所述导电特征部包括经处理的表面。优选地，经由表面处理工艺提供所述经处理的表面。所述经处理的表面可增加传输的所述电力。

28.优选地，经由表面处理来增强所述导电特征部，以将所述电动势引导到所述装置上的特定位置或选定位置。

29.优选地，这可以提高性能或防止干扰其他装置功能。

30.优选地，所述经处理的表面可以防止所述导电特征部的腐蚀。

31.优选地，所述装置结合升压型转换器或变压器来升高所接收的电压。

32.优选地，所述升压电压可以是操作所述装置所需的电压。

33.优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部可另外包括神经刺激器。

34.一种无线电力传输系统，包括：

发射器装置，所述发射器装置被配置为向身体组织提供电场；以及

接收器装置，所述接收器装置具有被配置为接收通过所述身体组织的电流的第一电极和第二电极。

35.一种无线电力系统主要设备，所述无线电力系统主要设备包括第一电极和与所述第一电极成相对关系的第二电极，所述电极被配置为向插置在所述电极之间的身体组织施加电动势。

36.优选地，所述电极包括板状结构。

37.另选地，每个电极包括阵列。

38.优选地，所述电极是绝缘的。

39.优选地，所述电极被配置为可穿戴物品。

40.一种无线电力传输的方法，包括在植入身体组织中的接收器装置处从传导通过所述身体组织的电流接收电力。

41.优选地，所述装置被配置为经由所述导电特征部从施加到身体组织的电动势接收电力。

42.优选地，所述导电特征部包括一个或多个外部导电表面。

43.优选地，所述导电特征部由绝缘体隔开。

44.优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部可以包括所述装置的定位特征部。

45.优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部可以包括所述装置的锚定特征部。

46.优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部除了接收电力之外还可执行导电功能。

47.优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部可另外包括起搏器电极。

48.优选地，所述装置使用将所述装置锚定到脉管或器官壁的装置固定特征部来接收电力。

49.优选地，所述装置使用作为所述电极中的一个电极的递送特征部接收电力，所述递送特征部用于将所述装置临时附接到将所述植入物递送到其位置的系统。

50.优选地，所述装置使用刺激器阳极和/或阴极作为电力接收器特征部，并且结合滤波器机构以防止电力被引导到所述刺激器发生器电路。

51.优选地，装置固定和/或递送特征部将电场引导到所述装置周围或引导到所述装置。

52.优选地，所述装置包括绝缘涂层以改善电力传输。

53.优选地，所述装置包括在所述气密外壳与所述固定和/或递送特征部之间的绝缘屏障，以改善电力传输。

54.优选地，所述方法包括向身体组织施加电动势以产生所述电流。

55.优选地，使用发射器电极产生所述电动势。优选地，所述发射器电极设置在所述身体组织的外表面诸如皮肤附近。

56.优选地，用于接收电力的所述导电特征部中的一个或多个导电特征部和/或所述装置。

57.优选地，所述外壳可以形成电池外壳的一部分。

58.优选地，所述导电特征部通过电容过程或法拉第过程电耦合到所述组织。

59.优选地，交流波形用于将所述电动势施加到所述组织以进行电力传输。

60.优选地，通过调制所施加的电动势，可以使用所述导电特征部来将数据传输到所述装置。

61.优选地，通过所述装置调制所述装置周围的所述组织中的电势，所述导电特征部可用于将数据从所述装置传输到植入所述身体或在所述身体外部的另一装置。

62.优选地，所述导电特征部包括经处理的表面。优选地，经由表面处理工艺提供所述经处理的表面。所述经处理的表面可增加传输的所述电力。

63.优选地，经由表面处理来增强所述导电特征部，以将所述电动势引导到所述装置上的特定位置或选定位置。优选地，这可以提高性能或防止干扰其他装置功能。

64.优选地，所述经处理的表面可以防止所述导电特征部的腐蚀。

65.优选地，所述装置结合升压型转换器或变压器来升高所接收的电压。所述升压电压可以是操作装置所需的电压。优选地，所述导电特征部中的一个或多个导电特征部可另外包括神经刺激器。

66.一种无线电力传输的方法，包括向身体组织施加电动势，以及在植入所述身体组织中的接收器装置处从传导通过所述身体组织的电流接收电力。

67.优选地，所述方法包括对所述植入装置中的电池进行充电。

68.在另一方面，所公开的主题包括无引线心脏起搏器，所述无引线心脏起搏器具有被配置为从通过所述身体组织的电流接收电力的电力接收器电路。

69.优选地，所述电力接收器电路包括调节电路。

70.优选地，所述调节电路可以包括升压电路。

71.优选地，所述升压电路可以是变压器、DC-DC转换器和乘法器中的一者或多者。

72.优选地，所述变压器包括磁芯。

73.优选地，所述磁芯是环状线圈。

74.优选地，所述变压器被设计用于高频。

75.优选地，所述升压电路可以包括任何现有的可商购获得的IC，诸如STMSPV1050。

76.优选地，所述升压电路可以包括欠压环路和过压环路。

77.优选地，所述升压电路可以帮助减小装置尺寸。

78.优选地，所述调节器可以包括最大功率点追踪器。

79.优选地，所述最大功率点追踪器可以包括负载追踪机构。

80.优选地，所述负载可以是任何能量存储单元，诸如电池或超级电容器。

81.优选地，所述固定机构可以是螺旋形的。

82.优选地，所述螺旋机构可以类似于或不同于现有的装置诸如NanostimTM。

83.优选地，所述螺旋固定装置用于接收电力。

84.优选地，所述螺旋固定件是导体。

85.优选地，所述螺旋固定件电连接到所封装的装置。

86.优选地，所述螺旋件是电暴露的。

87.优选地，所述螺旋件与任何附近的固定件电绝缘。

Claims

1.一种医疗装置植入物，所述医疗装置植入物具有导电外壳或壳体部分，所述导电外壳或壳体部分包括无线电力接收器的电极，其中所述电极通过传导来自周围组织的电流来接收电力。

2.如权利要求1所述的医疗装置植入物，其中所述植入物被配置为通过导管植入或被配置用于导管插入递送。

3.如权利要求1或2所述的医疗装置植入物，其中所述植入物的尺寸被确定成具有适合于经由脉管诸如血管递送的纵横比。

4.如权利要求1至3中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述植入物上的另外的外壳部分包括所述无线电力接收器的另外的电极。

5.如权利要求1至4中任一项所述的医疗装置植入物，其中一个或多个导电外壳部分至少部分地覆盖有电绝缘体，以提供用于接收电流的暴露导电材料的选定区域。

6.如权利要求1至5中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述导电区域或部分设置在所述植入式装置的相对的两端部。

7.如权利要求1至5中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述导电区域或部分设置在所述植入式装置的同一端部处，彼此分离但仍在同一平面中。

8.如权利要求4至7中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述另外的外壳部分和/或电极包括所述壳体或外壳的几何或位置特征部。

9.如权利要求8所述的医疗装置植入物，其中所述几何或位置特征部包括锚定机构或锚定装置。

10.如权利要求1至9中任一项所述的医疗装置植入物，其中提供依赖于所述装置的导电元件，所述导电元件包括所述无线电力接收器的另外的电极。

11.如权利要求10所述的医疗装置植入物，其中所述导电元件具有高纵横比(长度、宽度或直径)。

12.如权利要求10或11所述的医疗装置植入物，其中所述导电元件包括导线。

13.如权利要求1至12所述的医疗装置植入物，其中所述植入式装置充当起搏器。

14.如权利要求1至13中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述外壳部分或电极可包括一个或多个导电特征部。

15.如权利要求14所述的医疗装置植入物，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部通过电容过程或法拉第过程电耦合到所述组织。

16.如权利要求1至15中任一项所述的医疗装置植入物，其中使用交流波形将所述电动势施加到所述组织以进行电力传输。

17.如权利要求16所述的医疗装置植入物，其中所述导电特征部可用于通过调制所施加的电动势将数据传输至所述装置。

18.如权利要求14至17中任一项所述的医疗装置植入物，其中通过所述装置调制所述装置周围的所述组织中的电势，所述导电特征部可用于将数据从所述装置传输到植入所述身体或在所述身体外部的另一装置。

19.如权利要求14至18中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述导电特征部包括经处理的表面。

20.如权利要求19所述的医疗装置植入物，其中经由表面处理工艺提供所述经处理的表面。

21.如权利要求19或20所述的医疗装置植入物，其中所述经处理的表面增加传输到所述植入物的所述电力。

22.如权利要求19至21中任一项所述的医疗装置植入物，其中经由表面处理来增强所述导电特征部，以将所述电动势引导到所述装置上的特定位置或选定位置。

23.如权利要求22所述的医疗装置植入物，其中所增强的导电特征部提高性能或防止干扰其他装置功能。

24.如权利要求22或23所述的医疗装置植入物，其中所增强的导电特征部防止所述装置或所述装置的部分腐蚀。

25.如权利要求1至24中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述装置结合升压型转换器或变压器来升高所接收的电压。

26.如权利要求25所述的医疗装置植入物，其中所述升压电压是操作所述植入物所需的电压。

27.如权利要求1至26中任一项所述的医疗装置植入物，其中所述导电特征部中的一个或多个导电特征部另外包括神经刺激器。

28.一种无线电力传输系统，包括：

29.一种无线电力系统主要设备，所述无线电力系统主要设备包括第一电极和与所述第一电极成相对关系的第二电极，所述电极被配置为向插置在所述电极之间的身体组织施加电动势。

30.一种无线电力传输的方法，包括在植入身体组织中的接收器装置处从传导通过所述身体组织的电流接收电力。

31.一种医疗装置植入物，所述医疗装置植入物如参考附图在此描述的。