DE602004013056T2

DE602004013056T2 - Spannungsschutzkreise für implantierbare medizinprodukte

Info

Publication number: DE602004013056T2
Application number: DE602004013056T
Authority: DE
Inventors: Tomas Snitting
Original assignee: St Jude Medical AB
Current assignee: St Jude Medical AB
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: EP1827597A1; EP1827597B1; US8897884B2; DE602004013056D1; US20090132007A1; WO2006057587A1; ATE391530T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemein auf implantierbare medizinische Vorrichtungen, wie implantierbare Herzschrittmacher und implantierbare Kardioverter/Defibrillatoren, und insbesondere auf Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltungen und Telemetrieschaltungen einer solchen Vorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Implantierbare medizinische Vorrichtungen, die Herzrhythmus-Behandlungsvorrichtungen, wie Schrittmacher und implantierbare Kardioverter/Defibrillatoren enthalten, haben normalerweise die Fähigkeit über eine Radiofrequenz/Telemetrieverbindung Daten mit einem externen Programmiergerät auszutauschen. Ein Kliniker kann ein solches externes Programmiergerät dazu verwenden, die Betriebsparameter einer implantierten medizinischen Vorrichtung zu programmieren. Zum Beispiel werden die Stimulation und andere Betriebseigenschaften eines Schrittmachers nach der Implantation typisch auf diese Weise modifiziert. Moderne implantierbare Vorrichtungen weisen auch die Fähigkeit für eine bidirektionale Kommunikation auf, so dass von der implantierten Vorrichtung Informationen zum Programmiergerät übertragen werden können. Unter den Daten, die normalerweise von einer implantierbaren Vorrichtung per Telemetrie übertragen werden, sind verschiedene Betriebsparameter und physiologische Daten. Die implantierbare Vorrichtung erzeugt und empfängt die Radiosignale mittels einer Antenne. Heutzutage sind Antennen, die in der Lage sind, Fernfeldkommunikationen durchzuführen, bei implantierbaren medizinischen Vorrichtungen von steigendem Interesse, weil diese eine Kommunikation über viel größere Distanzen als induktiv gekoppelte Antennen erlauben.
Die Technologie von Herzschrittmachern hat sich hinsichtlich technischer Vollkommenheit und Funktionalität über die Jahre entwickelt. Im Allgemeinen werden Herzschrittmacher so ausgebildet, dass sie das Herz durch Korrigieren oder Kompensieren verschiedener Herzabnormalitäten steuern, die bei menschlichen Patienten anzutreffen sind. Beispielsweise können Herzschrittmacher eine therapeutische Stimulation für das Herz vorsehen, indem therapeutische Impulse, wie Schrittmacherimpulse, Kardioversions- oder Defibrillationsimpulse geliefert werden. Mit dieser zunehmenden technischen Verfeinerung ist jedoch als Begleiterscheinung eine Zunahme in der Sensitivität der implantierbaren Vorrichtungen gegenüber Fehlsteuerun gen in Folge externer Einflüsse, wie Defibrillation, Elektrokauterisation, und dergleichen, verbunden. Derartige Interferenz oder Spannungsimpulse können durch die Antenne empfangen werden, beispielsweise bei galvanischer Einwirkung auf das Gewebe und in elektronische Schaltungen und RF-Telemetrieschaltungen der medizinischen Vorrichtung oder in andere Schaltungskreise geleitet werden, was unerwünscht ist. Dies kann dazu führen, dass die medizinische Vorrichtung die Interferenz fälschlicherweise als vom Herz stammend identifiziert und z. B. eine fehlerhafte Ausgangsfrequenz auslöst oder im schlimmsten Fall, den Zustand von Schaltungskomponenten verändert oder zerstört, was wiederum einen schwerwiegenden Schaden in den Funktionen der medizinischen Vorrichtung zur Folge hat.
Das Dokument WO-A-97/12645 beschreibt eine implantierbare medizinische Vorrichtung mit wenigstens einer elektronischen Schaltung, bei der jeder Teil der implantierbaren Vorrichtung in der Lage ist, als Antenne zu funktionieren und über wenigstens einen Kondensator in Gewebekontakt steht, wobei der genannte wenigstens eine Kondensator so ausgebildet ist, dass er der Spannungsamplitude eines Impulses standhält, der in der Lage ist, den Zustand wenigstens einer Komponente der genannten elektronischen Schaltung zu modifizieren oder zu zerstören.
Somit besteht ein Bedarf an einer Schaltung, die in effizienter Weise die innere Schaltung einer implantierten medizinischen Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen schützt, die durch Exposition beispielsweise einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation veranlasst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Schutzschaltungen vorzusehen, die effektiv die inneren Schaltungen einer implantierten medizinischen Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen schützen, welche durch Ausgesetztsein einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation verursacht, durch die Antenne empfangen und beispielsweise bei einer galvanischen Exposition gegenüber dem Gewebe in die elektronischen Schaltungen und RF-Telemetrieschaltungen der medizinischen Vorrichtung weitergeleitet werden.
Dieses Ziel und weitere Ziele werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass eine implantierbare Stimulationsvorrichtung mit den Merkmalen vorgesehen wird, die im un abhängigen Anspruch definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine implantierbare medizinische Vorrichtung vorgesehen, enthaltend wenigstens eine elektronische Schaltung, die mit einer gemeinsamen Masse verbunden ist; wenigstens eine RF-Telemetrieschaltung, die mit der genannten gemeinsamen Masse verbunden ist; wenigstens eine RF-Telemetrieantenne, die in Gewebekontakt steht; und wobei jeder Teil der implantierbaren Vorrichtung, der fähig ist, als Antenne zu funktionieren, die in Gewebekontakt steht und mit der RF-Telemetrieschaltung über wenigstens einen Kondensator verbunden ist, der wenigstens eine Kondensator so ausgebildet ist, dass er der Spannungsamplitude eines Impulses standhält, welcher in der Lage ist, den Status wenigstens einer Komponente der genannten RF-Telemetrieschaltung oder der genannten elektronischen Schaltung zu modifizieren oder zu zerstören.
Somit beruht die Erfindung auf der Idee, eine Kapazität als Filterschaltung vorzusehen, um Störgrößen bzw. Impulse, die als Folge einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation wegen des galvanischen Kontaktes zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über einen Teil der als Antenne funktionierenden Vorrichtung, z. B. über ein Gehäuse der Vorrichtung oder über eine zu dem Gehäuse externe Antenne, die in Gewebekontakt steht, in die Vorrichtung geleitet werden und die in der Lage sind, den Zustand wenigstens einer Komponente der RF-Telemetrieschaltung oder der elektronischen Schaltung zu modifizieren oder zu zerstören, daran zu hindern, die Komponenten zu erreichen. Der Kondensator ist so dimensioniert, dass er dem Spannungsimpuls widersteht.
Diese Lösung verhilft zu mehreren Vorteilen. Ein Vorteil besteht darin, dass die Kondensatoren klein sind, was bei implantierten medizinischen Vorrichtungen von großer Bedeutung ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Kondensator einen einfachen Aufbau aufweist, der leicht in die Schaltungen der medizinischen Vorrichtung inkorporiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die medizinische Vorrichtung wenigstens einen Kondensator, der in Reihe zu der Antenne geschaltet ist, wobei der Kondensator ausgebildet ist, der Spannungsamplitude einer Spannungsstörgröße zu widerstehen, die durch die Antenne oder das Gehäuse aufgenommen worden ist und in der Lage ist den Zustand wenigstens einer Komponente der RF-Telemetrieschaltung oder der elektronischen Schaltung zu modifizieren oder zu zerstören.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Kondensator mit einem Gehäuse der medizinischen Vorrichtung und mit der gemeinsamen Masse verbunden, wobei der Kondensator so ausgebildet ist, dass er der Spannungsamplitude einer Spannungsstörgröße widersteht, die von dem Gehäuse aufgenommen worden ist und in der Lage ist, den Zustand wenigstens einer Komponente der RF-Telemetrieschaltung oder der elektronischen Schaltung zu modifizieren oder diese Komponente zu zerstören.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die medizinische Vorrichtung wenigstens ein Antennenanpassungsnetzwerk, wobei der erste Kondensator in dem Antennenanpassungsnetzwerk angeordnet ist. Durch Dimensionieren des Kondensators, derart, dass er einen Teil des Antennenanpassungsnetzwerkes bildet, können Signalverluste in den Schaltungen reduziert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Kondensator in einer Durchführung für die Antenne im Gehäuse der medizinischen Vorrichtung angeordnet. Dies hat zur Folge, dass die Schaltung im Hinblick auf den Platzbedarf noch effizienter ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Antenne der implantierbaren medizinischen Vorrichtung für eine Kommunikation in wenigstens zwei festgelegten Frequenzbändern ausgebildet und das Antennenanpassungsnetzwerk ausgebildet, bei den speziellen Frequenzbändern an die Antennenimpedanz zur RF-Telemetrieschaltung angepasst zu sein.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die medizinische Vorrichtung ein erstes Antennenanpassungsnetzwerk, das auf ein erstes spezielles Frequenzband abgestimmt ist; sowie ein zweites Antennenanpassungsnetzwerk, das auf ein zweites spezielles Frequenzband abgestimmt ist, wobei der Kondensator zum ersten Antennenanpassungsnetzwerk und zum zweiten Antennenanpassungsnetzwerk in Reihe geschaltet und so ausgebildet ist, dass er sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Antennenanpassungsnetzwerk so zusammenwirkt, dass die Antennenimpedanz an die RF-Telemetrieschaltung bei den spe ziellen Frequenzbändern abgestimmt ist. Demgemäß ist der Kondensator so dimensioniert, dass er wie eine Komponente in einem Duplexfilter wirkt, in dem Signale mit einer Frequenz des ersten Frequenzbandes eine niedrige Impedanz, in dem das erste Antennenanpassungsnetzwerk enthaltenden Zweig und eine hohe Impedanz im anderen Zweig sehen, während bei der zweiten Frequenz die entgegengesetzten Bedingungen gelten. Damit ist zum Trennen der beiden Frequenzen für die erste RF-Telemetrieschaltung und die zweite RF-Telemetrieschaltung kein zusätzliches RF-Filter erforderlich. Dies ist von Vorteil, da die Impedanzanpassung signifikant vereinfacht wird.
Vorzugsweise ist ein erstes Frequenzband für eine Telemetriekommunikation und ein zweites Frequenzband für Alarmsignale vorgesehen. Dies hat zur Folge, dass ein Energiesteuerungsprogramm eingesetzt werden kann, bei dem die RF-Telemetrieschaltung auf der Grundlage von Warnungen eingeschaltet werden kann. Normalerweise befindet sich die RF-Telemetrieschaltung in einem niedrigen Energiezustand, bis sie durch ein Warn- bzw. Wecksignal hochgefahren wird, um eine Nachricht zu senden oder zu empfangen. Damit kann die Lebensdauer der Batterie der medizinischen Vorrichtung verlängert werden. Die US 2003/0236077 A1 beschreibt das Konzept, ein zweites Frequenzband für Wecksignale zu benutzen.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mittels beispielhafter Ausführungsformen diskutiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, von denen:
1a schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine Schutzschaltung zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten, durch Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation veranlassten Spannungsimpulsen enthält, die in die Vorrichtung wegen des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe, über einen Teil der medizinischen Vorrichtung geleitet werden, die fähig ist als Antenne zu funktionieren, welche in Gewebekontakt steht und mit der elektronischen Schaltung der Vorrichtung verbunden ist;
1b schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, mit einer eingekapselten Monopolantenne und mit Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen, die, veranlasst durch Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation, in Folge des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über das Gehäuse in die Vorrichtung geleitet werden;
2 schematisch eine dritte Ausführungsform der implantierbaren medizinischen Vorrichtung mit Schutzschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 schematisch eine vierte Ausführungsform der implantierbaren medizinischen Vorrichtung mit Schutzschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 schematisch eine fünfte Ausführungsform der implantierbaren medizinischen Vorrichtung mit Schutzschaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
5a schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung mit einer Dipolantenne gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen enthält, die, veranlasst durch Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation, wegen des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über die Antenne in die Vorrichtung geleitet werden; und
5b schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung mit einer Schleifenantenne und mit Schutzschaltungen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen, die, ausgelöst durch Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation, wegen des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über die Antenne in die Vorrichtung geleitet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1a zeigt schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung (IMD) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsstörsignalen enthält, welche, veranlasst durch Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation, in die Vorrichtung über einen Teil der medizinischen Vorrichtung geleitet werden, der fähig ist als eine in Gewebekontakt befindliche Antenne zu wirken und mit der elektronischen Schaltung der Vorrichtung verbunden ist.
Die IMD 100 ist mit einer Antenne 102 zur Kommunikation mit externen Vorrichtungen, wie einem externen Programmiergerät, ausgestattet. Vorzugsweise ist die Antenne 102 für ein Abstrahlen und Empfangen einer elektromagnetischen Fernfeldstrahlung geeignet. Die Antenne 102 befindet sich in direktem Gewebekontakt. Es soll bemerkt werden, dass das Gehäuse einen Teil der Antenne bildet und die Strahlungseigenschaften der Antenne 102 beeinflusst. Das Gehäuse steht ferner mit dem Gewebe in Verbindung. Die IMD 100 enthält ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse 103, das mit einer Antennendurchführung 104 versehen ist, durch die die Antenne 102 festgelegt ist und enthält Durchführungen für medizinische Leitungen, wobei das Gehäuse 103 normalerweise aus einem biologisch verträglichen Metall, beispielsweise Titan gebildet ist. Das Gehäuse 103 enthält eine Therapieschaltung 105 zum Bereitstellen einer besonderen Funktionalität für die Vorrichtung, wie eine Herzrhythmussteuerung oder eine neuromuskuläre Stimulation, sowie eine RF-Telemetrieschaltung 106 für eine RF-Kommunikation. Eine (nicht dargestellte) Batterie liefert an die elektrische Schaltung innerhalb des Gehäuses 103 Energie. Eine oder mehrere Leitungen 107 sind mit der Therapieschaltung 105 verbunden, wobei die Leitung bzw. die Leitungen 107 unipolar oder bipolar ausgebildet sein können und so ausgebildet sein können, dass sie mit einer großen Vielfalt von implantierbaren medizinischen Vorrichtungen zusammen arbeiten können. Darüber hinaus können die Leitung bzw. die Leitungen 107 irgendeinen passiven oder aktiven, bekannten Befestigungsmechanismus zum Befestigen der Leitung 107 am Herzgewebe enthalten, wenn die endgültige Position gefunden worden ist. Als Beispiel kann die distale Leitungsspitze (nicht dargestellt) eine mit Haken versehen Spitze oder eine Befestigungswendel enthalten. Die Leitungen 107 enthalten auch eine oder mehrere Elektroden, wie eine Spitzenelektrode oder eine Ringelektrode. Die Elektrode fühlt elektrische Signale ab, die mit einer Depolarisation und einer Repolari sation des Herzens verbunden sind. Außerdem kann die Elektrode auch Stimulationsimpulse zum Veranlassen einer Depolarisation des Herzgewebes benachbart zur Elektrode aussenden. Ferner können die Leitungen 107 auch eine Abfühlvorrichtung enthalten, die ausgebildet ist Signale abzufühlen, die sich auf die Herzaktivität beziehen.
Ein Mikroprozessorsteuergerät 110 steuert die Arbeitsweise der Therapieschaltung 105, die eine Abfühl- und Stimuluserzeugungschaltung enthält, welche mit den Elektroden der Leitung bzw. der Leitungen 107 zur Steuerung des Herzrhythmus verbunden ist sowie die RF-Telemetrieschaltung zum Senden und Empfangen eines mit Telemetriedaten modulierten Trägersignals einer speziellen Frequenz.
Das Steuergerät 110 gibt auch die Daten aus und empfängt sie, die im modulierten Träger erzeugt oder durch die RF-Telemetrieschaltung 106 empfangen werden. Die RF-Telemetrieschaltung 106 enthält einen RF-Sender und -Empfänger, die mit der Antenne 102 verbunden sind.
Ein Kondensator 112 ist mit der Antenne 102 in Reihe geschaltet und so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses widersteht, der von der Antenne 102 empfangen worden ist und in der Lage ist den Zustand der Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 106, des Steuergeräts 110 bzw. der Therapieschaltung 105 zu verändern oder zu zerstören. Vorzugsweise ist der Kondensator 112 so dimensioniert, dass er einer Spannung, die 100 V überschreitet und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V widersteht.
Ferner ist mit der Antenne 102 und der RF-Telemetrieschaltung 106 ein Antennenanpassungsnetzwerk 114 verbunden, das Anpassungskreise 116 enthält, die ausgebildet sind, die Impedanz der Antenne 102 auf die Impedanz der RF-Telemetrieschaltung 106 einzustellen. Das Antennenanpassungsnetzwerk 114 belastet die Antenne 102 mit einem Betrag einer Induktivität oder Kapazität, um hierdurch die effektive elektrische Länge der Antenne und damit die Resonanzfrequenz der Antenne einzustellen. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der RF-Telemetrieschaltung bei einer speziellen Trägerfrequenz kann die Recktanz der Antenne auf diese Frequenz abgestimmt werden, so dass die Antenne eine Resonanzschaltung bildet und Fernfeldstrahlungen effizient aussendet/empfängt.
Darüber hinaus sind die RF-Telemetrieschaltung 106 und das Steuergerät 110 mit einer gemeinsamen Masse 122 verbunden, die wiederum mit dem Gehäuse 103 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen die gemeinsame Masse 122 und das Gehäuse 103 ein zweiter Kondensator 118 geschaltet. Der zweite Kondensator ist so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses widersteht, der über das Gehäuse 103 und die gemeinsame Masse 122 geleitet wird und in der Lage ist den Status von Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 106, des Steuergerätes 110 oder der Therapieschaltung 105 zu modifizieren oder zu zerstören. Vorzugsweise ist der zweite Kondensator 118 so dimensioniert, dass er einer Spannung, die 100 V überschreitet und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V standhält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kondensator 112 in das Anpassungsnetzwerk 114 so eingegliedert, dass er mit der Anpassungsschaltung 116 in Reihe geschaltet und so dimensioniert, ist dass er einen Teil der Antennenanpassung bildet. Es soll jedoch bemerkt werden, dass der Kondensator 112 auch in IMDs einsetzbar ist die nicht mit einem Antennenanpassungsnetzwerk ausgestattet sind.
Es wird nun anhand von 1b eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1b zeigt schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einer eingekapselten Monopolantenne und Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung gegenüber unerwünschten Spannungsimpulsen, die, veranlasst durch die Einwirkung einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation wegen des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über das Gehäuse in die Vorrichtung geleitet werden. Zu 1a beschriebene Teile und Elemente, die ähnlich oder gleich wie bei dieser Ausführungsform sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es wird auf deren Beschreibung verzichtet. Die IMD 100' ist mit einer Antenne 102' zur Kommunikation mit externen Vorrichtungen, wie einem externen Programmiergerät verbunden. Die Antenne 102' ist eine Monopolantenne und ist eingekapselt und damit nicht in direktem Gewebekontakt. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist zwischen die gemeinsame Masse 122 und das Gehäuse 103 ein Kondensator 118 gefügt. Der Kondensator ist ausgebildet, einer Spannungsamplitude eines Impulses zu widerstehen, der über das Gehäuse 103 in die Schaltung geleitet wird und in der Lage ist den Zustand von Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 106, des Steuergerätes 110 oder der Therapieschaltung 105 zu modifizieren oder zu zerstören. Vorzugsweise ist der zweite Kondensator 118 so dimensioniert, dass er einer Spannung, die 100 V überschreitet und vorzugsweise einer Spannung im Bereich 75 bis 1000 V widersteht.
Vorzugsweise ist der Kondensator 118 so dimensioniert, dass er eine Eigenresonanzfrequenz in dem Frequenzband aufweist, das durch die RF-Telemetrieschaltung 106 benutzt wird, z. B. im 400 MHz-Band. Die Auswirkung bei 400 MHz ist die, dass die Impedanz niedrig bzw. gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist.
Im Folgenden wird eine Anzahl alternativer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der 2 bis 5 beschrieben.
2 zeigt schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung (IMD) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen enthält, die, veranlasst durch Ausgesetztsein einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation über ein Gehäuse oder über eine zum Gehäuse externe Antenne in die Vorrichtung geleitet werden. Die IMD 200 ist mit einer Antenne 202 zur Kommunikation mit externen Vorrichtungen, wie einem externen Programmiergerät ausgestattet. Vorzugsweise ist die Antenne 202 in der Lage eine elektromagnetische Fernfeldstrahlung auszustrahlen und zu empfangen. Die Antenne 202 ist für eine Kommunikation in zwei Frequenzbändern ausgebildet. Gemäß einem Beispiel ist die Antenne 202 für eine RF-Telemetriekommunikation in einem ersten Frequenzband bei 400 MHz und in einem zweiten Frequenzband bei 2,45 GHz ausgebildet, wobei das erste Band zur Kommunikation von Daten, wie verschiedenen Betriebsparametern und physiologischen Daten und das zweite Band für Warnsignale benutzt wird. Die Antenne 202 ist über eine Antennendurchführung 204 positioniert, die im Gehäuse 203 der IMD 200 vorgesehen ist. Es soll bemerkt werden, dass das Gehäuse gewissermaßen einen Teil der Antenne bildet und die Strahlungseigenschaften der Antenne 202 beeinflusst. Das Gehäuse ist ferner in Kontakt mit dem Gewebe.
Ferner sind in dem Gehäuse 203 hermetisch dicht eine Therapieschaltung 205 zum Vorsehen der speziellen Funktionen für die Vorrichtung, wie einer Herzrhythmussteuerung oder neuromuskulären Stimulation, eine erste RF-Telemetrieschaltung 206a zum Vorsehen einer RF- Kommunikation im ersten Frequenzband und eine zweite RF-Telemetrieschaltung 206b zum Vorsehen einer RF-Kommunikation in dem zweiten Frequenzband, angeordnet. Die erste RF-Telemetrieschaltung 206a enthält einen RF-Sender und -Empfänger, die mit der Antenne 202 verbunden sind und die zweite Telemetrieschaltung 206b enthält einen RF-Sender und -Empfänger, die mit der Antenne 202 verbunden sind. Eine (nicht gezeigte) Batterie liefert für die elektronische Schaltung innerhalb des Gehäuses 203 Energie. Bei dieser Ausführungsform verwendet die IMD 200 ein Energiebehandlungsprogramm, in dem die RF-Telemetrieschaltung 206a, 206b auf der Grundlage von Warnungen aktiv geschaltet werden. Normalerweise befinden sich bei dieser Ausführungsform die RF-Telemetrieschaltungen 206a, 206b in einem Zustand niedriger Energie, bis durch ein Warnsignal der Energiezustand hochgefahren wird, um eine Nachricht auszusenden oder zu empfangen. Ferner ist bzw. sind mit der Therapieschaltung 205 eine bzw. mehrere Leitungen 207 verbunden, welche bereits oben beschrieben wurden und die deshalb hier nicht mehr diskutiert werden.
Ein Mikroprozessorsteuergerät 210 steuert den Arbeitsablauf der Therapieschaltung 205, welche zur Steuerung des Herzrhythmus eine mit den Elektroden der Leitung bzw. der Leitungen 207 verbundene Schaltung zum Abfühlen und Stimulieren enthält, und ferner die RF-Telemetrieschaltung zum Senden und Empfangen eines Trägersignals bei einer speziellen Frequenz, das mit Telemetriedaten moduliert ist. Das Steuergerät 210 gibt auch Daten aus und empfangt Daten, die im modulierten Träger enthalten sind, welcher durch die erste RF-Telemetrieschaltung 206a erzeugt oder empfangen wird.
Ein Kondensator 212 ist zur Antenne 202 in Reihe geschaltet und ausgebildet, um der Spannungsamplitude eines Impulses standzuhalten, der durch die Antenne 202 empfangen worden ist und in der Lage ist, den Zustand von Komponenten der ersten RF-Telemetrieschaltung 206a, der zweiten Telemetrieschaltung 206b, des Steuergerätes 210 oder der Therapieschaltung 205 zu modifizieren oder zu zerstören. Gemäß einer Ausführungsform ist der Kondensator 212 für eine Spannung dimensioniert, die 100 V überschreitet und vorzugsweise, um einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V zu widerstehen.
Ferner ist mit der Antenne 202 und der ersten RF-Telemetrieschaltung 206a ein erstes Antennenanpassungsnetzwerk 214a verbunden, das eine Anpassungsschaltung 216a enthält und ausgebildet ist, im ersten Frequenzband bei 400 MHz die Impedanz der Antenne 202 auf die Im pedanz der ersten RF-Telemetrieschaltung 206a einzustellen. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der ersten RF-Telemetrieschaltung im ersten Frequenzband kann die Recktanz der Antenne 202 auf diese Frequenz abgestimmt werden, so dass die Antenne 202 eine Resonanzstruktur bildet und effizient Fernfeldstrahlung aussendet/empfängt. Darüber hinaus ist ein zweites Antennenanpassungsnetzwerk 214b, welches eine Anpassungsschaltung 216b enthält, mit vier zweiten RF-Telemetrieschaltung 206b verbunden und so ausgebildet, dass es die Impedanz der Antenne 202 auf die Impedanz der zweiten RF-Telemetrieschaltung 206b im zweiten Frequenzband bei 2,45 GHz einstellt. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der zweiten RF-Telemetrieschaltung 206b im zweiten Frequenzband kann die Recktanz der Antenne 202 auf diese Frequenz abgestimmt werden, so dass die Antenne 202 einen Resonanzaufbau bildet und effizient Fernfeldstrahlung aussendet/empfängt.
Vorzugsweise ist der Kondensator 212 in das erste und in das zweite Antennenanpassungsnetzwerk 214a bzw. 214b inkorporiert und zu den Anpassungsschaltungen 216a bzw. 216b in Reihe geschaltet. Der Kondensator 212 ist so dimensioniert, dass er einen Teil der Antennenanpassung im ersten Frequenzband bzw. im zweiten Frequenzband bildet. Vorzugsweise ist der Kondensator 212 so dimensioniert, dass er, während er im zweiten Frequenzband bei 2,45 GHz eine niedrige Induktanz bzw. Recktanz aufweist, im ersten Frequenzband bei 400 MHz seine Eigenresonanz aufweist oder wenigstens eine niedrige Induktanz bzw. Recktanz. Demgemäß ist die Wirkung so, dass die Impedanz bei 400 MHz niedrig oder gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist. Damit funktioniert der Kondensator 212 wie eine Komponente in einem Duplexfilter.
Darüber hinaus sind die RF-Telemetrieschaltungen 206a, 206b und das Steuergerät 210 mit einer gemeinsamen Masse 222 verbunden, die wiederum mit dem Gehäuse 203 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen die gemeinsame Masse 222 und das Gehäuse 203 ein zweiter Kondensator 218 geschaltet. Der zweite Kondensator ist so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses widersteht, der in die Schaltungen über das Gehäuse 203 und die gemeinsame Masse 222 geleitet wird und in der Lage ist, den Zustand von Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 206a, 206b, des Steuergeräts 210, oder der Therapieschaltung 205 zu modifizieren oder zu zerstören. Vorzugsweise ist der zweite Kondensator 118 so dimensioniert, dass er einer Spannung die 100 V überschreitet, widersteht und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V.
Vorzugsweise ist der zweite Kondensator 218 so dimensioniert, dass er seine Eigenresonanzfrequenz im Frequenzband hat, das durch die erste RF-Telemetrieschaltung 206a benutzt wird, beispielsweise im 400 MHz-Band. Die Wirkung bei 400 MHz ist die, dass die Impedanz niedrig oder gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist.
3 zeigt schematisch eine implantierbare medizinische Vorrichtung (IMD), gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die Schutzschaltungen zum Schützen der elektronischen Schaltung der Vorrichtung vor unerwünschten Spannungsimpulsen enthält, die, veranlasst durch Ausgesetztsein einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation über ein Gehäuse oder über eine zum Gehäuse externe Antenne in die Vorrichtung geleitet werden. Die IMD 300 ist mit einer Antenne 302 ausgestattet, die ausgelegt ist zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischer Fernfeldstrahlung. Die Antenne 302 ist ausgebildet, um in zwei Frequenzbändern zu kommunizieren. Gemäß einem Beispiel ist die Antenne 302 für eine RF-Telemetrieverbindung in einem ersten Frequenzband bei 400 MHz und einem zweiten Frequenzband bei 2,45 GHz ausgebildet, wobei das erste Frequenzband zur Kommunikation von Daten, wie verschiedenen Betriebsparametern und physiologischen Daten benutzt wird, und das zweite Band für Warnsignale benutzt wird. Die Antenne 302 ist durch eine erste Antennendurchführung 304, welche im Gehäuse 303 der IMD 300 vorhanden ist, positioniert. Es soll bemerkt werden, dass das Gehäuse einen Teil der Antenne bildet und die Strahlungseigenschaften der Antenne 302 beeinflusst. Ferner befindet sich das Gehäuse in Kontakt mit dem Gewebe.
Außerdem ist eine Therapieschaltung 305, die eine spezielle Funktionalität, wie eine Herzrhythmusbehandlung, oder eine neuromuskuläre Stimulation verfügbar macht, eine erste RF-Telemetrieschaltung 306a zum Vorsehen einer RF-Kommunikation im ersten Frequenzband sowie eine zweite RF-Telemetrieschaltung 306b zum Vorsehen einer RF-Kommunikation im zweiten Frequenzband im hermetisch abgedichteten Gehäuse 303 angeordnet. Die erste RF-Telemetrieschaltung 306a enthält einen mit der Antenne 302 verbundenen RF-Sender und -Empfänger. Ferner enthält die zweite Telemetrieschaltung 306b ebenfalls einen RF-Sender und -Empfänger, die mit der Antenne 302 verbunden sind. Eine (nicht dargestellte) Batterie führt der elektronischen Schaltung im Gehäuses 303 Energie zu. Bei dieser Ausführungsform verwendet die IMD 300 ein Energiemanagementprogramm, bei dem die RF- Telemetrieschaltungen 306a, 306b bei Warnungen aktiviert werden. Normalerweise befinden sich bei dieser Ausführungsform die RF-Telemetrieschaltungen 306a, 306b in einem niedrigen Energiezustand, bis sie durch ein Warnsignal zum Aussenden oder Empfangen einer Nachricht in einen höheren Energiezustand versetzt werden. Ferner sind mit der Therapieschaltung 305 eine oder mehrere Leitungen 307 verbunden, die bereits oben beschrieben worden sind und die deshalb hier nicht weiter diskutiert werden.
Ein Mikroprozessorsteuergerät 310 steuert den Betrieb der, eine Abfühl- und Impulserzeugungsschaltung enthaltenden Therapieschaltung 305, die mit den Elektroden der Leitung bzw. der Leitungen 307 zur Steuerung des Herzrhythmus verbunden ist, sowie der RF-Telemetrieschaltung zum Aussenden und Empfangen eines Trägersignals bei einer speziellen Frequenz, das mit Telemetriedaten moduliert ist. Das Steuergerät 310 gibt auch Daten aus und empfangt solche, welche im modulierten Träger enthalten sind, der durch die erste RF-Telemetrieschaltung 306a erzeugt oder empfangen wird.
Ein erster Kondensator 312a ist zur Antenne 302 in Reihe geschaltet und so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses standhält, die durch die Antenne 302 empfangen wird und in der Lage ist, den Zustand von Komponenten der ersten RF-Telemetrieschaltung 306a, des Steuergeräts 310 oder der Therapieschaltung 305 zu modifizieren oder zu zerstören. Gemäß dieser Ausführungsform ist der erste Kondensator 312a für eine Spannung dimensioniert, die 100 V überschreitet und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V standhält. Ferner ist in Reihe mit der Antenne ein zweiter Kondensator 312b geschaltet und so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses standhält, der durch die Antenne 302 empfangen wird und in der Lage ist, den Zustand von Komponenten der zweiten RF-Telemetrieschaltung 306b, des Steuergeräts 310 oder der Therapieschaltung 305 zu modifizieren oder zu zerstören. Gemäß dieser Ausführungsform ist der zweite Kondensator 312b für eine Spannung, die 100 V überschreitet, dimensioniert und vorzugsweise so, dass er einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V standhält.
Ferner ist ein erstes Antennenanpassungsnetzwerk 314a, das Anpassungsschaltungen 316a enthält, mit der Antenne 302 und der ersten RF-Telemetrieschaltung 306a verbunden und so ausgebildet, dass es die Impedanz der Antenne 302 an die Impedanz der ersten RF-Telemetrieschaltung 306a im ersten Frequenzband bei 400 MHz anpasst. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der ersten RF-Telemetrieschaltung 306a beim ersten Frequenzband kann die Recktanz der Antenne 302 bei der Frequenz so abgestimmt werden, dass die Antenne 302 einen Resonanzaufbau bildet und effizient Fernfeldstrahlung aussendet/empfängt. Vorzugsweise wird der erste Kondensator 312a in das erste Antennenanpassungsnetzwerk 314a inkorporiert und mit den Anpassungsschaltungen 316a in Reihe geschaltet. Der erste Kondensator 312a ist so dimensioniert, dass er in dem ersten Frequenzband einen Teil der Antennenanpassung bildet.
Ferner ist mit der Antenne 302 und der zweiten RF-Telemetrieschaltung 306b ein zweites Antennenanpassungsnetzwerk 314b, das Anpassungsschaltungen 316b enthält, verbunden und so ausgebildet, dass es die Impedanz der Antenne 302 auf die Impedanz der zweiten RF-Telemetrieschaltung 306b im zweiten Frequenzband bei 2,45 GHz einstellt. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der zweiten RF-Telemetrieschaltung 306b im zweiten Frequenzband, kann die Recktanz der Antenne 302 auf die Frequenz abgestimmt werden, so dass die Antenne 302 eine Resonanzanordnung bildet und Fernfeldstrahlung effizient aussendet/empfängt. Vorzugsweise wird der zweite Kondensator 312b in das zweite Antennenanpassungsnetzwerk 314b inkorporiert und mit der Anpassungsschaltung 316b in Reihe geschaltet. Der zweite Kondensator 312b ist so dimensioniert, dass er einen Teil der Antennenanpassung im zweiten Frequenzband bildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Kondensator 312a so dimensioniert, dass er eine Eigenresonanzfrequenz im 400 MHz-Frequenzband aufweist und der zweite Kondensator 312b ist so dimensioniert, dass er eine Eigenresonanzfrequenz bei 2,45 GHz aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Kondensator 312b so dimensioniert, dass er seine Eigenresonanzfrequenz bei 2,45 GHz erhält, während der erste Kondensator 312a so dimensioniert ist, dass er eine Kapazität im Bereich 20 bis 70 pF oder vorzugsweise im Bereich 30 bis 50 pF aufweist. Die Wirkung bei 400 MHz ist die, dass die Impedanz im Zweig, der die erste RF-Telemetrieschaltung 306a enthält, niedrig oder sogar gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist. Die Recktanz im Zweig, der die zweite RF-Telemetrieschaltung 306b enthält, liegt normalerweise zwischen 50 bis 100 Ohm. Die Wirkung bei 2,45 GHz ist die, dass die Impedanz in dem Zweig, der die zweite RF-Telemetrieschaltung 306b enthält, gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist, während die Impedanz im Zweig, der die erste RF-Telemetrieschaltung 306a enthält, eine große Induktanz darstellt. Somit funktionieren die Kon densatoren 312a und 312b als Komponenten in einem Duplexfilter, das die erste und die zweite Frequenz trennt.
Darüber hinaus sind die RF-Telemetrieschaltungen 306a, 306b und das Steuergerät 310 mit der gemeinsamen Masse 322 verbunden, die wiederum mit dem Gehäuse 303 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen die gemeinsame Masse 322 und das Gehäuse 203 ein dritter Kondensator 318 geschaltet. Der dritte Kondensator 318 ist so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses widersteht, der über das Gehäuse 303 und die gemeinsame Masse 322 in die Schaltungen geleitet wird und in der Lage ist, den Zustand von Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 306a, 306b, des Steuergeräts 310 oder der Therapieschaltung 305 zu modifizieren oder zu zerstören. Vorzugsweise ist der dritte Kondensator 318 so dimensioniert, dass er einer Spannung, die 100 V überschreitet widersteht und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V standhält.
Vorzugsweise ist der dritte Kondensator 318 so dimensioniert, dass er seine Eigenresonanzfrequenz in dem durch die erste RF-Telemetrieschaltung 306a benutzten Frequenzband aufweist, z. B. im 400 MHz-Band. Die Auswirkung bei 400 MHz ist die, dass die Impedanz niedrig oder gleich dem äquivalenten Reihenwiderstand ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Kondensator bzw. sind die Kondensatoren in der hermetisch abgedichteten Durchführung für die Antenne angeordnet.
Nun zu 4 anhand der eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Es werden die gleichen Bezugszeichen für die Teile, Schaltungen und Komponenten benutzt, die in den, in den 1 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen enthalten sind und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Wie in 4 gezeigt, ist gemäß dieser Ausführungsform zwischen dem ersten Kondensator 112 und dem zweiten Kondensator 118 eine Spannungsschutzschaltung 125 angeordnet. Die Schaltung 125 enthält Dioden 126a, 126b, 127a, 127b. Hierdurch wird der Schutz der Schaltungsanordnung der medizinischen Vorrichtung gegenüber Spannungsübergängen weiter ver bessert, die beispielsweise durch eine Defibrillation und/oder Elektrokauterisation verursacht und über das Gehäuse 103 und die gemeinsame Masse 122 in die Schaltungen geleitet werden.
Wie der Fachmann erkennt, kann die in 4 gezeigte Schaltung 125 auch in irgendeiner der Ausführungsformen angeordnet werden, die in den 1 bis 3 bzw. 5 gezeigt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von 5a eine implantierbare medizinische Vorrichtung beschrieben, die eine Dipolantenne aufweist und Schutzschaltungen für den Schutz der elektronischen Schaltung der Vorrichtung gegenüber unerwünschten Spannungsimpulsen enthält, die, veranlasst durch Ausgesetztsein einer Defibrillation und/oder Elektrokauterisation wegen des galvanischen Kontakts zwischen den RF-Schaltungen der Vorrichtung und dem Gewebe über die Antenne in die Vorrichtung geleitet werden.
Die IMD 500 ist mit einer Dipolantenne 502a, 502b zum Kommunizieren mit externen Vorrichtungen, wie einem externen Programmiergerät versehen. Vorzugsweise ist die Antenne 502 zum Ausstrahlen und Empfangen einer elektromagnetischen Fernfeldstrahlung geeignet. Die Antenne 502 befindet sich in direktem Gewebekontakt. Die IMD 500 enthält ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse 503, das mit Antennendurchführungen 504a, 504b, durch welche die Antennenelemente 502a, 502b positioniert werden und mit Durchführungen für medizinische Leitungen versehen ist, wobei das Gehäuse 503 normalerweise aus einem biologisch verträglichen Metall, beispielsweise Titan gebildet ist. Das Gehäuse 503 enthält eine Therapieschaltung 505, um der Vorrichtung die spezielle Funktionalität, wie eine Herzrhythmusbehandlung oder eine neuromuskuläre Stimulation zur Verfügung zu stellen, sowie eine RF-Telemetrieschaltung 506 zum Vorsehen von RF-Kommunikationen. Eine (nicht gezeigte) Batterie liefert der elektronischen Schaltung innerhalb des Gehäuses 503 Energie. Eine oder mehrere Leitungen 507 sind mit der Therapieschaltung 505 verbunden, wobei die Leitung bzw. die Leitungen 507 unipolar oder bipolar ausgebildet sein können, und in der Lage sein können, mit einer Vielfalt implantierbarer medizinischer Vorrichtungen zusammen zu arbeiten. Darüber hinaus kann die Leitung bzw. können die Leitungen 507 irgendwelche passiven oder aktiven Befestigungsmechanismen enthalten, wie sie in der einschlägigen Technik zum Befestigen der Leitungen 507 am Herzgewebe bekannt sind, wenn die endgültige Position gefunden worden ist. Als Beispiel kann die (nicht gezeigte) distale Leitungsspitze eine gezackte Spitze oder eine Befestigungshe lix enthalten. Die Leitungen 507 können auch eine oder mehrere Elektroden, wie eine Spitzenelektrode oder eine Ringelektrode enthalten. Die Elektrode fühlt elektrische Signale ab, die mit einer Depolarisation oder Repolarisation des Herzens verbunden sind. Ferner kann die Elektrode auch Stimulationsimpulse zum Veranlassen einer Depolarisation des Herzgewebes benachbart zur Elektrode aussenden. Ferner können die Leitungen 507 auch eine Abfühlvorrichtung enthalten, die ausgebildet ist, Signale abzufühlen, welche sich auf die Herzaktivität beziehen.
Ein Mikroprozessorsteuergerät 510 steuert den Arbeitsablauf der Therapieschaltung 505, welche eine Abfühl- und Impulserzeugungsschaltung enthält, die mit den Elektroden der Leitung bzw. der Leitungen 507 zur Steuerung des Herzrhythmus verbunden sind, und steuert die RF-Telemetrieschaltung zum Senden und Empfangen eines Trägersignals einer speziellen Frequenz, die mit Telemetriedaten moduliert ist.
Das Steuergerät 510 gibt auch Daten aus und empfangt solche, die durch die RF-Telemetrieschaltung 506 im modulierten Träger erzeugt oder empfangen werden. Die RF-Telemetrieschaltung 506 enthält einen RF-Sender und -Empfänger, die mit der Antenne 503 in Verbindung stehen.
Ein Kondensator 512a, 512b ist mit dem jeweiligen Antennenelement 502a bzw. 502b in Reihe geschaltet und so ausgebildet, dass er einer Spannungsamplitude eines Impulses widersteht, der von der Antenne 502a, 502b aufgenommen wird und in der Lage ist den Zustand von Komponenten der RF-Telemetrieschaltung 506, des Steuergeräts 510 oder der Therapieschaltung 505 zu modifizieren oder zu zerstören. Vorzugsweise sind die Kondensatoren 512a, 512b so dimensioniert, dass sie einer Spannung widerstehen, die 100 V überschreitet und vorzugsweise einer Spannung im Bereich von 75 bis 1000 V widerstehen.
Ferner ist mit der Antenne 502a, 502b und der RF-Telemetrieschaltung 506 ein Antennenanpassungsnetzwerk 514, das Anpassungskreise 516 enthält, verbunden, welches so ausgebildet ist, dass es die Impedanz der Antenne 502a, 502b auf die Impedanz der RF-Telemetrieschaltung 506 einstellt. Das Antennenanpassungsnetzwerk 514 belastet die Antenne 502a, 502b mit der Größe einer Induktivität bzw. Kapazität, um hierdurch die effektive elektrische Länge der Antenne und damit die Resonanzfrequenz der Antenne einzustellen. Durch Anpassen der Antennenimpedanz an die Impedanz der RF-Telemetrieschaltung bei einer spe ziellen Trägerfrequenz, kann die Recktanz der Antenne bei dieser Frequenz so abgestimmt werden, dass die Antenne einen Resonanzaufbau bildet und Fernfeldstrahlung wirksam aussendet/empfängt.
Nun zu 5b, in der die implantierbare medizinische Vorrichtung 500' stattdessen mit einer Schleifenantenne 502 ausgestattet ist. Die übrigen Teile und Elemente, die in 5b gezeigt sind, sind ähnlich oder gleich denen der Ausführungsform nach 5a und werden deshalb nicht mehr beschrieben.
Obgleich eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass eine Anzahl von Änderungen, Anpassungen oder Abwandlungen der hier beschriebenen Erfindung durchgeführt werden kann. Die Beschreibung der Erfindung und die beigefügten Zeichnungen sollen als ein nicht begrenzendes Beispiel angesehen werden und der Umfang des Schutzes wird durch die beigefügten Patentansprüche definiert.

Claims

Implantierbare medizinische Vorrichtung (100; 100'; 200; 300; 500; 500') enthaltend wenigstens eine elektronische Schaltung (110; 210; 310, 510), die mit einer gemeinsamen Masse verbunden ist; wenigstens eine RF-Telemetrieschaltung (106; 206a, 206b; 306a, 306b; 506), die mit der genannten gemeinsamen Masse (122; 222; 322; 522) verbunden ist; wenigstens eine RF-Telemetrieantenne (102; 102'; 202; 302; 502a, 502b; 502), die in Gewebekontrakt steht; und wobei jeder Teil der implantierbaren Vorrichtung, der fähig ist, als Antenne zu funktionieren, die in Gewebekontakt steht und mit der RF-Telemetrieschaltung über wenigstens einen Kondensator verbunden ist, der genannte wenigstens eine Kondensator so ausgebildet ist, dass er der Spannungsamplitude eines Impulses standhält, welcher in der Lage ist, den Status wenigstens einer Komponente der genannten RF-Telemetrieschaltung oder der genannten elektronischen Schaltung zu modifizieren oder zu zerstören.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend wenigstens einen Kondensator (118; 218; 318), der mit einem Gehäuse (103; 203; 303) der genannten medizinischen Vorrichtung (100; 200; 300) und mit der genannten gemeinsamen Masse (122; 222; 322) verbunden ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner enthaltend wenigstens einen Kondensator (112; 212; 312a, 312b; 512a, 512b), der in Reihe zu der genannten Antenne (102; 102'; 202; 302; 502a, 502b) geschaltet ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner enthaltend wenigstens ein Antennenanpassungsnetzwerk (114; 214a, 214b; 314a, 314b; 514), wobei der genannte wenigstens eine Kondensator (112; 212; 312a, 312b; 512a, 512b), der mit der Antenne (102; 102'; 202; 302; 502a, 502b; 502) verbunden ist, in dem genannten wenigstens einen Antennenanpassungsnetzwerk angeordnet ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die genannten Kondensatoren so dimensioniert sind, dass sie einer Spannung standhalten, die 100 V überschreitet.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das genannte Gehäuse (102; 102'; 202; 302; 502; 502') der genannten medizinischen Vorrichtung eine für die genannte Antenne ausgebildete Durchführung (104; 204; 304; 504a, 504b) enthält, wobei der genannte, mit der Antenne verbundene, wenigstens eine Kondensator in der genannten Durchführung angeordnet ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die genannte Antenne (102; 202; 302) für eine Kommunikation in wenigstens zwei festgelegten Frequenzbändern ausgebildet ist und das genannte wenigstens eine Antennenanpassungsnetzwerk (114; 214a, 214b; 314a, 314b) eine erste Antennenanpassungsschaltung (216a; 316a) enthält, die auf ein erstes festgelegtes Frequenzband abgestimmt ist sowie eine zweite Antennenanpassungsschaltung (216b; 316b), die auf ein zweites festgelegtes Frequenzband abgestimmt ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der genannte wenigstens eine Kondensator (112; 212; 312a, 312b; 512a, 512b), der mit der Antenne (102; 102'; 202; 302; 502a, 502b; 502) verbunden ist, ausgebildet ist, bei dem genannten ersten festgelegten Frequenzband eine Eigenresonanz zu haben.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei der die genannte Antenne (102; 202; 302) für eine Kommunikation in wenigstens zwei festgelegten Frequenzbändern ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung ferner enthält ein erstes Antennenanpassungsnetzwerk (314a), das auf ein erstes festgelegtes Frequenzband abgestimmt ist, enthaltend einen ersten Kondensator (312a), der zu der genannten Antenne (102; 202; 302) in Reihe geschaltet ist, und ein zweites Antennenanpassungsnetzwerk (314b), das auf ein zweites festgelegtes Frequenzband abgestimmt ist, enthaltend einen zweiten Kondensator (312b), der zu der genannten Antenne (102; 202; 302) in Reihe geschaltet ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der genannte erste in Reihe geschaltete Kondensator (312a) so ausgebildet ist, dass er eine Eigenresonanz bei dem genannten ersten speziellen Frequenzband aufweist und der genannte zweite in Reihe geschaltete Kondensator (312b) ausgebildet ist, bei dem genannten zweiten speziellen Frequenzband eine Eigenresonanz zu haben.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der der genannte erste in Reihe geschaltete Kondensator (312a) mit einer Kapazität innerhalb des Bereichs von 20 bis 70 pF ausgebildet ist, und der genannte zweite in Reihe geschaltete Kondensator (321b) so ausgebildet ist, dass er bei dem genannten zweiten festgelegten Frequenzband eine Eigenresonanz aufweist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der der genannte wenigstens eine Kondensator (118; 218; 318), der mit dem Gehäuse (103; 203; 303) der genannten medizinischen Vorrichtung und der gemeinsamen Masse (122; 222; 322) verbunden ist, so ausgebildet ist, dass er eine Eigenresonanz bei dem genannten ersten festgelegten Frequenzband aufweist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der der genannte wenigstens eine Kondensator, der mit dem Gehäuse verbunden ist, mit einer Kapazität innerhalb des Bereiches von 20 bis 70 pF ausgebildet ist.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der ein erstes Frequenzband für eine Telemetriekommunikation und ein zweites Frequenzband für Warnsignale vorgesehen ist.