EP0982784B1 - Energieversorgungsmodul für eine implantierbare Vorrichtung - Google Patents

Energieversorgungsmodul für eine implantierbare Vorrichtung Download PDF

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EP0982784B1
EP0982784B1 EP98121610A EP98121610A EP0982784B1 EP 0982784 B1 EP0982784 B1 EP 0982784B1 EP 98121610 A EP98121610 A EP 98121610A EP 98121610 A EP98121610 A EP 98121610A EP 0982784 B1 EP0982784 B1 EP 0982784B1
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EP
European Patent Office
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battery pack
battery
housing
pack according
main unit
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EP98121610A
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Hans Dr.-Ing. Leysieffer
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Cochlear Ltd
Original Assignee
Cochlear Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/55—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired
    • H04R25/554—Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception using an external connection, either wireless or wired using a wireless connection, e.g. between microphone and amplifier or using Tcoils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/31—Aspects of the use of accumulators in hearing aids, e.g. rechargeable batteries or fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2225/00—Details of deaf aids covered by H04R25/00, not provided for in any of its subgroups
    • H04R2225/67—Implantable hearing aids or parts thereof not covered by H04R25/606

Definitions

  • the invention relates to a power supply module for an implantable device, wherein the power supply module one over a charging current feed arrangement rechargeable electrochemical battery that is a main module of the implantable device supplied with electrical energy via a coupling element and having a detector element, which is designed or adjustable in the event of an impermissible operating state of the Battery to actuate at least one switching element that reloads and / or discharges the Battery prevented, being in the charging current feed arrangement via one of the power supply module and the main module is separate and can be arranged outside the body Charging device energy can be fed, and wherein the charging current feed arrangement comprises at least one coil.
  • a power supply module of this type is known from US-A-4 082 097. Find it there is no further information regarding the arrangement of the coil of the charging current feed arrangement. However, reference is made to US-A-3 888 260, where the energy receiving coil a charging current feed arrangement within the outer housing of the implantable Device sits.
  • an implantable device which is a hearing aid or a tinnitus masker and which in one embodiment has a main module and a power supply module. Both modules are in each housed in a separate, biocompatible housing, with energy transfer from the power supply module to the main module via a coupling element with galvanic or galvanically isolated and inductively coupled connection.
  • the Power supply module can include a battery, charging electronics and a receiving resonance circuit be housed with a transmission resonance circuit one outside the Body attachable charger is inductively coupled.
  • the power supply module can rather be implanted in a place on the body where there is sufficient space for Is available to use a battery with a relatively large electrical capacity.
  • a galvanically isolated and inductive Coupled, detachable connection trained coupling member comprises two coupling coils and a ferrite rod as a common core.
  • One is the coupling coil Assigned energy supply module and is part of a series resonant circuit by the Battery powered via an oscillator, the second coupling coil acting as a receiving coil is connected to the main module via a flexible connecting cable.
  • the receiving coil induced AC voltage is available via a rectifier Operation of the hearing aid available.
  • German patent application DE 33 31 620 A1 describes a hermetically sealed Plug connection, which is a detachable galvanic connection from Electrode leads with an implantable pacemaker, a defibrilator or a cardio converter.
  • the publication DE 196 22 669 A1 deals with a contact arrangement for detachable electrical connection between one implant housing and another, in particular sensory and actuator components with which a high degree of miniaturization can be achieved.
  • EP-A-0 360 395 and EP-A-0 370 634 it is known to provide electrochemical batteries with a switching element which, when exceeded a certain limit tolerance of the battery housing that is still tolerated electrical connection contact from an associated electrochemically active electrode preferably irreversibly separates to further deform the battery case to prevent.
  • the battery housing includes an electrically conductive face closed cylindrical housing section that contacts an electrode is, the plate-shaped switching element is centered by means of a electrically insulating adhesive is attached from the outside. That too, electrically In its basic position, conductive switching element forms an electrical one over its outer edge Connection between the housing section and that in the center of the Switching organ arranged outwardly projecting electrical connection contact.
  • EP-A-0 470 726 discloses an electrochemical battery with a cylindrical one Battery housing and a pressure membrane as a detector element, which is in the front of the battery housing is integrated and changes in pressure inside the battery housing bulges, whereby a plate-shaped, centrally connected to the pressure membrane Switching element an electrical contact between an electrode and a connection contact the battery reversibly or irreversibly interrupts.
  • the battery housing comprises a cutting device actuatable by a pressure membrane, which at Exceeding a limit pressure inside the battery case an electrical Irreversibly severed conductor, which connects the battery with a contact electrochemically active electrode connects.
  • the invention specified in claim 1 is based on the object of an energy supply module for an implantable device to create which is a hazard of the implant carrier in the event of a malfunction of the battery, for example due to Contamination with toxic substances, excludes and the specific requirements on implantable devices.
  • the implantable device can in principle be any one implantable medical or biological device act, among others an active, electronic hearing implant, a pacemaker, a defibrillator, a drug donor, a nerve or bone growth stimulator, one Neurostimulator, a pain suppressor, or the like.
  • the outer housing As a hermetically sealed protective housing or accommodates such a thing, the battery is always hermetically sealed in a housing added, and it is possible to use a conventional battery, for example a ordinary button cell to use, without having to choose materials or the like special attention is to be paid. Chemicals leaking from inside the battery case are securely held back in the hermetically sealed protective housing can also be designed to be explosion-proof.
  • biocompatible outer housing accommodates a hermetically sealed protective housing, which in turn encloses the battery does not need the protective housing itself to be biocompatible so that there is greater freedom in the choice of materials and optimization exists.
  • hermetic tightness is preferably hermetic gas tightness understood according to Mil-Std 883 D.
  • This design ensures that at Use of a hermetically sealed protective housing, which itself is in one hermetically sealed and also biocompatible outer housing is housed next to no liquids can escape from the protective housing can.
  • Such battery gases generally occur in small quantities even when used as intended Normal operation of the battery enclosed by the protective housing.
  • the hermetic gas tightness of the protective housing poses a risk to one Electronics housed in the outer housing outside the protective housing prevented; this means that the electronic circuits, especially integrated ones Circuits, can remain unprotected, since contamination by even the smallest Amounts of escaping battery gases are not possible.
  • an outside of the main module housing or alternatively on one Outside of the outer or the protective housing fixed coil for example Made of pure gold, gold alloys, platinum, platinum iridium, niobium, tantalum or others metallic materials that are biocompatible and resistant to body fluid energy can be fed in with a high degree of efficiency without having to do so Manufacturing-intensive metal-ceramic composite housing is necessary.
  • metallic materials that are biocompatible and resistant to body fluid energy can be fed in with a high degree of efficiency without having to do so Manufacturing-intensive metal-ceramic composite housing is necessary.
  • an optionally provided energy radiation by one which can also be used as a transmission coil Coil or an additional, also from the biocompatible polymer surrounded transmitter coil, with which, for example, information of a bidirectional Telemetry circuit on the relative position of the coil of the power supply module to the transmitter coil of the charging device and / or the state of charge of the battery can be exchanged transcutaneously.
  • the implanted part of the telemetry circuit can be integrated in both the main and energy supply modules.
  • the biocompatible polymer preferably silicone, polytetrafluoroethylene (PTFE), Polymethane, parylene or the like can, on the one hand, increase the mechanical Cohesion of the coil itself, on the other hand for mechanical connection of the Serve the coil on the corresponding housing.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • An impermissible operating state of the battery in which it is next to an expansion the housing of the battery also to prevent chemical leakage can act from the battery housing, which leads to an increase in pressure in the protective housing or leads in the outer housing designed as a protective housing is from Detector organ preferably answered with a change in shape, which is directly mechanical and / or actuation of the at least one via evaluation electronics Switching device causes a further recharge and / or discharge of the battery prevented.
  • the at least one switching element can in principle be designed to be reversible or irreversible and can be housed or integrated in the outer or protective housing. Further is conceivable to place at least one switching element in the housing of the main module Switching element can be designed as an opener, which is designed or adjustable at an inadmissible operating state of the battery a recharge and / or discharge current to interrupt electrically. A recharge and / or discharge of the battery leaves prevent themselves further by a switching element designed as a make contact, which is designed or is adjustable, in the event of an impermissible operating state of the battery short-circuit electrically in order to specifically discharge them. Alternatively, the closer electrically short-circuit a recharging circuit in order to supply further energy To interrupt the battery.
  • Detector and switching elements suitable for use in the present invention are in EP-A-0 981 173 described.
  • a preferred embodiment for an im Protective housing integrated detector and switching element is below in the description of the figures explained in detail with reference to FIG. 1.
  • the coupling element for the transmission of electrical energy can principally be non-detachable or detachable and a galvanic or alternative enable a galvanically isolated and inductive connection.
  • An unsolvable connection is characterized by particularly high reliability.
  • the detachable, galvanic separate and inductive connection has the advantage that there is no galvanic Connection between the power supply module and the main module gives that must be sealed against the ingress of body fluid.
  • a DC-free energy transmission be it using the detachable or non-detachable galvanically or galvanically isolated connection, generally reduces the Danger of ion migration in the same direction in an insulator for a long time between places of different electrical voltage, which happens gradually after the electrical conductivity of the insulator increases and leads to leakage currents.
  • the combination of main module and power supply module can be particularly great make compact if one of the half assigned to the power supply module Coupling element integrated in the outer or protective housing and a complementary half of the coupling element assigned to the main module in a housing of the main module is integrated.
  • a half of the coupling element assigned to the energy supply module also has electrically connected to the power supply module via a flexible connecting cable is. Additionally or alternatively, a half assigned to the main module can also be used of the coupling element with the main module electrically via a flexible connecting line be connected.
  • the charging or discharging electronics take the outer or the protective housing of the energy supply module to control the recharging and / or discharging of the battery on and If the coupling element is detachable, the energy supply module can be replaced against such with a changed battery type also the charging / discharging electronics change and adapt to the respective battery type.
  • the charging / discharging electronics can, however, also be accommodated in the housing of the main module.
  • the charging current feed arrangement can be in the outer or in the protective housing of the Power supply module or alternatively in the housing of the main module accommodate.
  • the unit can be made Geometrically adapt the coil and housing to the implantation site particularly well.
  • the Switching device is thus operated and works without non-mechanical intermediate elements very reliable.
  • the detector element can be designed as a curved membrane and part of the protective housing.
  • an outer or partition of the hermetically sealed protective housing at least partially designed as a detector element, what a space-saving construction and a well predictable Change in shape of the detector element in an impermissible operating state of the Battery, such as an increase in pressure in the protective housing allowed.
  • the evaluation electronics can be actuated.
  • the evaluation electronics can be used, for example detect a change in shape of the detector organ, the latter in the event of an impermissible Operating state of the battery is stamped.
  • An electric one is advantageous Strain gauge used, which records the change in shape of the detector element and with change of an electrical quantity, which is monitored by the evaluation electronics will answer.
  • the electrical strain gauge a passive one System, it can change the shape of the detector organ into a change in its electrical resistance (strain gauge), its inductance or its Convert capacity.
  • an active electrical strain gauge can be used who, e.g. a piezo element, with a charge change on a reacts on the strain gauge applied by the detector element.
  • the evaluation electronics can be accommodated in the outer or protective housing.
  • the main module can also include the evaluation electronics.
  • the coupling element and a flexible connection line that may be present advantageously designed such that between the main module and the Energy supply module in addition to the energy - also a signal transmission can be carried out is.
  • the power supply module also one or more of the Main module connectable secondary module (s) can supply with electrical energy, which can be actuator and / or sensory components.
  • the protective housing 10 for a multi-rechargeable electrochemical Battery 12, which is a conventional button cell.
  • the protective housing 10 has a one-piece bottom 14 made of an electrically conductive material and will completed by a likewise electrically conductive cover 16, with between an insulating ring 18 made of oxide ceramic is soldered to the cover 16 and the base 14.
  • Both Membranes 20 and 22 are made of electrically conductive material
  • the Contact membrane 22 with its top opposite to that arranged adjacent Cover 16 is electrically insulated by means of an insulating layer 24 and via a Metallization 26, a via 28 and a solder layer 30 on the electrical Potential of the bottom 14 is set.
  • the battery 12 is from the bottom 14, the bottom the insulating ring 18 and the membrane 20 hermetically sealed, and you positive pole (the battery poles are marked by + and - in Fig. 1) is over an end face 32 contacts the inner base of the bottom 14.
  • a feather 34 is between a shoulder of the battery 12 and the transition area between the insulating ring 18 and the side wall of the bottom 14 and is used for centering as well as play-free contact of the end face 32 of the battery 12 on the base area of the bottom 14.
  • the spring 34 is simultaneously in electrical contact with the side wall the bottom 14, the solder layer 30 and the positive pole of the battery 12, the extends into the area of the shoulder on which the spring 34 abuts.
  • the negative The pole of the battery 12 is via an end face 36 of the battery 12 and via an optional one Spring 38 contacted with the underside of the membrane 20.
  • a metallization 40 on the underside of the insulating ring 18, a via 42 through the insulating ring 18 and a solder layer 44 close the electrical connection between the Membrane 20 and the cover 16, of which the negative pole of the battery 12 via a Port 46 is tapped.
  • a connector 48 on the outer side wall of the floor 14 serves to tap the positive pole of the battery 12.
  • the two connections 46, 48 are surrounded by a biocompatible insulating jacket 50; a biocompatible Polymer 52, for example silicone, envelops the protective housing 10 and the housing-side Ends of terminals 46, 48.
  • the membrane 20 is connected to the negative pole of the battery 12 is that of the membrane 20 in one of the thickness of the insulating ring 18th appropriate distance contact membrane 22 with the positive pole of the Battery 12 contacted.
  • This distance is dimensioned so that an inadmissible Operating state of the battery 12, especially when the volume expands Battery 12 and / or in the event of leakage of battery gases, which leads to an increase in pressure inside the protective housing 10, the membrane acting as a detector organ 20 a curvature is impressed that is sufficient with the contact membrane 22 in electrical to reach conductive contact, so that the battery 12 is electrically short-circuited becomes.
  • a portion of the solder joint 44 can be dimensioned as a fuse, which irreversibly burns out if a recharge or discharge current exceeds a predetermined one Limit exceeds without the contact membrane 22 from the membrane 20th is contacted. Another supply and delivery of energy via connections 46, 48 is prevented.
  • the combination of membrane is used 20 and contact membrane 22 as a reversible switching element, which as Closer is formed and is operated mechanically by the detector member 20.
  • the Entire unit shown in FIG. 1 represents an embodiment of a power supply module with a biocompatible, hermetically sealed outer housing, whereby the Outer housing is designed as a protective housing and a detector and a Switching device includes.
  • an implantable device 54 comprises a main module 56, a Energy supply module 58 and, as secondary modules, a sensor and one actuator components 60 and 70, respectively.
  • the secondary modules 60 and 70 are each over a flexible connecting line 62 and a coupling element designated as a whole by 64 electrically and mechanically connected to the main module.
  • the coupling member 64 has a first half 66 assigned to the main module 56 and one with the first Half 66 releasably coupled secondary module-side second half 68 into which the flexible Connection line 62 opens. It is understood that all in the figures by a simple line simplifies rendered lines depending on the components that they connect, can in principle be designed with one or more poles. The same applies to coupling elements and cable bushings through housings or housing parts.
  • a main module housing 72 of the main module 56 accommodates signal processing electronics 74, a charging / discharging electronics 76 and a charging current feed arrangement 78 hermetically sealed with a coil and is made of a biocompatible material, of sufficient flooding of the coil with electromagnetic fields a charging coil arranged outside the body.
  • the function of the signal processing electronics 74 is of the implantable type Device dependent. It controls the actuator component 70 after a saved one Program depending on the signals of the sensory component 60 and is connected to the two components via the coupling elements 64, the first halves 66 are hermetically sealed in the main module housing 72.
  • the Charge / discharge electronics 76 form a node between the signal processing electronics 74, the charging current feed arrangement 78 and a rechargeable electrochemical battery 90 and serves to distribute energy between these components.
  • coupling element 82 serves as a detachable, galvanic one Contacting the battery 90 with the charging / discharging electronics 76, which at one in the Inside of the main module housing 72 facing inside of the first half 84 this is connected.
  • a switching element 94 designed as an opener, which is on the protective housing 88 is fixed and mechanically by a detector element 92, for example an archable membrane in an outer or partition wall of the protective housing 88, is actuated when the detector element 92 is in an impermissible operating state Battery 90 is deformed.
  • the protective housing 10 instead of the protective housing 88 then, however, does not need to be biocompatible, since this function is from the outer housing 80 is taken over.
  • the switching element 94 would be a normally open contact the battery 90 electrically shorts when it is in an impermissible operating state and interrupts further supply and delivery of energy to and from the battery 90.
  • FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in essential only in that the charging / reloading electronics 76 and Charge current feed arrangement 78 not in the main module housing 72, but in the Outer housing 80 of the power supply module 58 are housed.
  • An evaluation electronics 96 is provided to increase operational safety
  • the state of the detector organ 92 is monitored and, depending on this, an opener configured switching element 98 electrically operated, which in the current path between the Charging current feed arrangement 78 and the charging / discharging electronics 76 is placed.
  • the state of deformation of the detector element 92 is determined, for example, via a electrical strain gauges detected. If a specified one is exceeded
  • the change in the limit shape of the detector element 92 interrupts the switching element 98 further energy supply from the charging current feed arrangement 78 independently of the Function of the switching element 94, so that there is redundancy.
  • a power supply module 100 is illustrated and distinguished in FIGS. 4 and 5 mainly from the power supply module 58 in the embodiment of FIG. 3 by placing a coil 106 in its own housing part made of biocompatible Polymer 104.
  • Coil 106 is part of the charging current feed arrangement 78, which still other components, such as a capacitor to build a Resonant circuit, may contain, which are not shown.
  • the coil 106 which is The biocompatible polymer 104 can also be used for several individual coils encapsulated, which also the mechanical fastening of the coil 106 serves a side wall of an outer housing 102, the side wall being perpendicular to a straight line extending in the direction of the greatest extent of the outer housing 102 110 lies.
  • a hermetically sealed passage is in the outer housing 102 108 integrated, which is in the current path between the coil 106 with the switching element 98 located.
  • the outer casing 102 can be polymer-coated except for the areas in which the bushing 108 and the second half 86 of the coupling element 82 are integrated, perform purely metallic, especially in titanium.
  • a metal-ceramic composite housing which is used a lot in comparison to the metallic case a higher efficiency of energy feed into the coil 106 without To achieve inadmissible heating of the housing by eddy currents can, as already was mentioned in the general description part, are waived.
  • the fixing of the coil 106 to the outer housing 102 by the polymer 104 can be done relatively rigidly. However, it is also possible to consciously make the mechanical connection to be flexible, for example by the polymer coating of the coil on the the side facing the outer housing 102 tapers like a tab and only the tab is cast onto the outer housing 102.
  • the arrangement has a special one high permeability for electric, magnetic and electromagnetic fields in Flow direction of the coil, i.e. substantially in the direction of axis 112 of the Coil 106.
  • it can - in particular - for the field used to transfer energy into the coil 106 to minimize space requirements - it may also be useful to have the spool on one Top of the outer housing 102 and thus in the direction of flow on the one Place the coil facing the side of the outer housing 102.
  • the coil can also be completely and mechanically detached from the outer housing 102 provided with a flexible connecting line and, if necessary, a coupling element to be independent of the outer housing 102 at a suitable location in the body to be implanted.
  • a modified embodiment of an implantable device 114 has how 6 illustrates a main module 116 whose main module housing 118 is adjacent the components of the main module already described in connection with FIG. 2 56 also receives the evaluation electronics 96 and the switching element 98.
  • An energy supply module 126 has a hermetically sealed outer housing, which is designed as a biocompatible protective housing 128, so that on a additional outer housing can be dispensed with.
  • One as a whole with 120 designated coupling element is used for the electrical connection of the energy supply module 126 to the main module 116 and is hermetically sealed in two bringable parts divided, a first half 122 into the main module housing 118 hermetically sealed and a second half 124 via a flexible one Connection line is connected to the power supply module 126.
  • the Connection line includes in addition to an energy line 125 for the energy supply of the Main module 116 and the secondary modules 60, 70 from the battery 90 also a signal line 127, that of the evaluation electronics housed in the main module housing 118 96 permits monitoring of the detector element 92.
  • a main module 130 of an implantable device differs of the main module 116 of FIG. 6 essentially only in that the coil 106 as part of the charging current feed assembly 78 outside of a main module housing 132 arranged and hermetically sealed in a side wall of the main module housing tightly received bushing 108 electrically connected to the switching element 98 is.
  • the coil 106 is encapsulated with the biocompatible polymer 104 and on one Sidewall of the main module housing 132 set perpendicular to one in Direction of the greatest extent of the Huaptmodulgeophuses 132 extending Straight.
  • the coil 106 can be connected to the main module housing 132 in a similar manner form a unit bent at least in one direction by the angle ⁇ , like this this is the case with the outer housing 102 (see FIGS. 4 and 5).
  • the first halves 66 are two coupling elements 64, as is the first half 122 of the coupling element 120 integrated in the main module housing 132 in a side wall opposite to that, to which the coil 106 is connected.
  • Fig. 8 shows an implantable device, which differs from that of Fig. 3 in essentially only by the type of coupling of an energy supply module 142 to a main module 134. This takes place by means of a coupling element 138, which is designed for a galvanically isolated and inductive connection.
  • the Coupling member 138 is preferably detachable and works according to the previously described principle of energy transfer between two known from DE 41 04 359 C2 Coupling coils through resonance coupling.
  • the energy stored in the battery 90 is converted into an alternating oscillation by means of an oscillator 146, via which Feedthrough 108 in an outer wall of a modified outer housing 144 and a flexible connecting line 140 into a first coupling coil of the coupling element 138 fed, whereby in a second coupling coil of coupling element 138 a AC voltage is induced.
  • This is via a second flexible connection line 140, a hermetically sealed in an outer wall of a main module housing 136 Implementation 108 and a rectifier, not shown, for operating the Signal processing electronics 74 available.
  • the power supply module 142 can be modified so that the coil 106th the energy feed arrangement 78 is arranged outside the outer housing 144 and can be encapsulated by the biocompatible polymer 104.
  • Figs. 2, 6 and 7 shows the outer and the protective housing of the energy supply module in addition to the detector element 92 and the at least a switching element 94 at least the battery 90.
  • the outer housing it may be useful especially in the outer housing, if this is provided in addition to the protective housing is to assign further components that functionally to the power supply module are to integrate. These include, for example, the charging / discharging electronics 76, the charging current feed arrangement 78, the evaluation electronics 96 and additional ones Switching elements 98.
  • the information about an impermissible operating state of the battery can be communicated to the implant carrier via a warning device. It is the implantable device around a hearing aid, the information can be directly feed into the signal path of the actuator component. It can also have a Transmitter coil transmitted to the charging device located outside the body become.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungsmodul für eine implantierbare Vorrichtung, wobei das Energieversorgungsmodul eine über eine Ladestromeinspeiseanordnung mehrfach nachladbare elektrochemische Batterie, die ein Hauptmodul der implantierbaren Vorrichtung über ein Koppelorgan mit elektrischer Energie versorgt, und ein Detektororgan aufweist, welches ausgelegt oder einstellbar ist, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie mindestens ein Schaltorgan zu betätigen, das ein Nachladen und/oder Entladen der Batterie verhindert, wobei in die Ladestromeinspeiseanordnung über eine von dem Energieversorgungsmodul und dem Hauptmodul getrennte, außerhalb des Körpers anordenbare Ladevorrichtung Energie einspeisbar ist, und wobei die Ladestromeinspeiseanordnung mindestens eine Spule umfasst.
Ein Energieversorgungsmodul dieser Art ist aus US-A-4 082 097 bekannt. Dabei finden sich keine weiteren Angaben bezüglich der Anordnung der Spule der Ladestromeinspeiseanordnung. Es wird jedoch auf US-A-3 888 260 Bezug genommen, wo die Energieempfangsspule einer Ladestromeinspeiseanordnung innerhalb des Außengehäuses der implantierbaren Vorrichtung sitzt.
Aus der DE 41 04 359 C2 ist eine implantierbare Vorrichtung bekannt, bei der es sich um eine Hörhilfe oder einen Tinnitus-Maskierer handelt und welche in einer Ausführungsform ein Hauptmodul sowie ein Energieversorgungsmodul aufweist. Beide Module sind in jeweils einem separaten, biokompatiblen Gehäuse untergebracht, wobei eine Energieübertragung vom Energieversorgungsmodul zum Hauptmodul über ein Koppelorgan mit galvanischer oder galvanisch getrennter und induktiv gekoppelter Verbindung erfolgt. Im Gehäuse des Energieversorgungsmoduls können eine Batterie, eine Ladeelektronik und ein Empfangsresonanzkreis untergebracht sein, der mit einem Senderesonanzkreis einer außerhalb des Körpers anbringbaren Ladeeinrichtung induktiv koppelbar ist. Ein wesentlicher Vorteil an dem modularen Aufbau ist, daß man mit dem Implantationsort des Energieversorgungsmoduls nicht an denjenigen des Hauptmoduls gebunden ist. Das Energieversorgungsmodul kann vielmehr an einer Stelle des Körpers implantiert werden, an der ausreichend Platz zur Verfügung steht, auch eine Batterie mit relativ großer elektrischer Kapazität zu verwenden. Dies gilt für ein Koppelorgan, welches für eine unlösbare Verbindung ausgebildet ist, in gleicher Weise wie für ein lösbares Koppelorgan. Letzteres gestattet zudem einen Austausch der Batterie, ohne das gesamte System ersetzen zu müssen.
Das in der DE 41 04 359 C2 offenbarte, für eine galvanisch getrennte und induktiv gekoppelte, lösbare Verbindung ausgebildete Koppelorgan umfaßt zwei Koppelspulen sowie einen Ferritstab als gemeinsamen Kern. Die eine Koppelspule ist dem Energieversorgungsmodul zugeordnet und wird als Teil eines Serienschwingkreises von der Batterie über einen Oszillator gespeist, die zweite, als Empfangsspule wirkende Koppelspule ist über eine flexible Anschlußleitung mit dem Hauptmodul verbunden. Die in der Empfangsspule induzierte Wechselspannung steht über einen Gleichrichter zum Betrieb der Hörhilfe zur Verfügung.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 33 31 620 A1 beschreibt eine hermetisch dichte Steckverbindung, die einer lösbaren galvanischen Verbindung von Elektrodenzuleitungen mit einem implantierbaren Herzschrittmacher, einem Defibrilator oder einem Kardioverters dient.
Die Druckschrift DE 196 22 669 A1 befaßt sich mit einer Kontaktanordnung zur lösbaren elektrischen Verbindung zwischen einem Implantatgehäuse und weiteren, insbesondere sensorischen und aktorischen Komponenten, mit der sich ein hoher Miniaturisierungsgrad erreichen läßt.
Ein besonderes Problem beim Einsatz mehrfach nachladbarer elektrochemischer Batterien ist darin zu sehen, daß es beispielsweise bei übermäßigem Laden oder einem Kurzschluß zwischen den Anschlußkontakten oder Polen der Batterie zu einem Druckanstieg im Inneren des Batteriegehäuses kommen kann, der zu einer Verformung desselben führt, die so groß werden kann, daß Chemikalien insbesondere in gasförmiger Form austreten.
Aus der EP-A-0 322 112, EP-A-0 360 395 und der EP-A-0 370 634 ist es bekannt, elektrochemische Batterien mit einem Schaltorgan zu versehen, das bei Überschreiten einer bestimmten noch tolerierten Grenzverformung des Batteriegehäuses einen elektrischen Anschlußkontakt von einer zugehörigen elektrochemisch aktiven Elektrode vorzugsweise irreversibel trennt, um eine weitere Verformung des Batteriegehäuses zu verhindern. Das Batteriegehäuse umfaßt einen elektrisch leitfähigen stirnseitig geschlossenen zylindrischen Gehäuseabschnitt, der mit einer Elektrode kontaktiert ist, wobei an der Stirnseite das tellerförmige Schaltorgan zentrisch mittels eines elektrisch isolierenden Klebstoffes von außen angebracht ist. Das elektrisch ebenfalls leitfähige Schaltorgan bildet in seiner Grundstellung über seinen Außenrand eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem im Zentrum des Schaltorgans angeordneten nach außen vorstehenden elektrischen Anschlußkontakt. Bei Druckzunahme im Inneren des Batteriegehäuses wölbt sich die als Detektororgan wirkende Stirnseite des Gehäuseabschnitts nach außen, wodurch der Kontakt zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Außenrand des Schaltorgans und somit zwischen der einen Elektrode und dem Anschlußkontakt unterbrochen wird. Als typisches Anwendungsgebiet solcher Schaltorgane werden Standardbatterien vom Typ "D" genannt. Die Wölbung der Stirnseite, ab der das Schaltorgan den elektrischen Kontakt unterbricht, beträgt in diesem Fall 0,76 mm bis 1,8 mm. Bei einer Wölbung von mehr als 1,8 mm ist üblicherweise mit dem Austreten von Chemikalien aus dem Inneren des Batteriegehäuses zu rechen.
EP-A-0 470 726 offenbart eine elektrochemische Batterie mit einem zylindrischen Batteriegehäuse und einer Druckmembran als Detektororgan, die stirnseitig im Batteriegehäuse integriert ist und sich bei Druckanstieg im Inneren des Batteriegehäuses wölbt, wodurch ein zentrisch mit der Druckmembran verbundenes tellerförmiges Schaltorgan einen elektrischen Kontakt zwischen einer Elektrode und einem Anschlußkontakt der Batterie reversibel oder irreversibel unterbricht.
Aus der EP-A-0 674 351 ist eine elektrochemische Batterie bekannt, deren Batteriegehäuse eine von einer Druckmembran betätigbare Schnittvorrichtung umfaßt, die bei Überschreitung eines Grenzdrucks im Inneren des Batteriegehäuses einen elektrischen Leiter irreversibel durchtrennt, der einen Anschlußkontakt der Batterie mit einer elektrochemisch aktiven Elektrode verbindet.
Auch bei Einsatz eines Schaltorgans, welches bei Überschreitung eines bestimmten Druckes im Inneren des Batteriegehäuses die elektrische Verbindung zwischen einem Anschlußkontakt und der zugehörigen elektrochemisch aktiven Elektrode unterbricht, ist es möglich, daß der Druck weiter ansteigt und es letztendlich zu einem Austritt von Chemikalien aus dem Batteriegehäuse kommt oder dieses gar explodiert. Aus diesem Grund wurde vorgeschlagen (beispielsweise in der EP-A-0 364 995, der EP-A-0 573 998 oder der EP-A-0 739 047), eine in das Batteriegehäuse integrierte, das Schaltorgan betätigende Druckmembran mit einem Berstbereich zu versehen, über den nach Aktivierung des Schaltorgans und weiterem Druckanstieg Chemikalien aus dem Inneren des Batteriegehäuses austreten können.
Die im oben genannten Stand der Technik aufgeführten Sicherheitsmaßnahmen für elektrochemische Batterien sind für eine Verwendung bei einem Energieversorgungsmodul einer implantierbaren Vorrichtungen nicht ausreichend bzw. ungeeignet, da für dieses besonders hohe Anforderungen, insbesondere in Bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit bei gleichzeitig weitestgehender Reduzierung sämtlicher Abmessungen, erfüllt werden müssen.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Energieversorgungsmodul für eine implantierbare Vorrichtung zu schaffen, welches eine Gefährdung des Implantatträgers bei einer Fehlfunktion der Batterie, beispielsweise durch Kontamination mit toxischen Substanzen, ausschließt und die spezifischen Anforderungen an implantierbare Vorrichtungen erfüllt.
Diese Aufgabe wird bei einem Energieversorgungsmodul mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
  • das Energieversorgungsmodul ein die Batterie aufnehmendes biokompatibles Außengehäuse umfasst, das als hermetisch gasdichtes Schutzgehäuse ausgebildet ist oder ein solches aufnimmt;
  • das Außengehäuse des Energieversorgungsmoduls als von dem das Hauptmodul aufnehmenden Hauptmodulgehäuse gesondertes Gehäuse ausgebildet ist;
  • das Schutzgehäuse das Detektororgan aufweist;. und
  • die Spule der Ladestromeinspeiseanordnung von einem biokompatiblen Polymer umgeben und an einer Außenseite des Hauptmodulgehäuses oder des Außen- oder Schutzgehäuses festgelegt ist.
Bei der implantierbaren Vorrichtung kann es sich grundsätzlich um eine beliebige implantierbare medizinische oder biologische Vorrichtung handeln, so unter anderem um ein aktives, elektronisches Hörimplantat, einen Herzschrittmacher, einen Defibrillator, einen Drogenspender, einen Nerven- oder Knochenwachstumsstimulator, einen Neurostimulator, ein Schmerzunterdrückungsgerät oder dergleichen.
Indem das Außengehäuse als hermetisch dichtes Schutzgehäuse ausgebildet ist oder ein solches aufnimmt, ist die Batterie stets hermetisch dicht in einem Gehäuse aufgenommen, und es ist möglich, eine herkömmliche Batterie, beispielsweise eine gewöhnliche Knopfzelle, zu verwenden, ohne daß auf Materialwahl oder dergleichen besonders zu achten ist. Aus dem Inneren des Batteriegehäuses austretende Chemikalien werden im hermetisch dichten Schutzgehäuse sicher zurückgehalten, welches überdies explosionssicher ausgestaltet sein kann.
Nimmt das biokompatible Außengehäuse ein hermetisch dichtes Schutzgehäuse auf, welches seinerseits die Batterie umschließt, braucht das Schutzgehäuse selbst nicht biokompatibel ausgebildet zu sein, so daß eine größere Freiheit bei der Materialwahl und -optimierung besteht.
Unter hermetischer Dichtheit wird vorliegend vorzugsweise hermetische Gasdichtheit nach Mil-Std 883 D verstanden. Durch diese Ausführung wird gewährleistet, daß bei Verwendung eines hermetisch dichten Schutzgehäuses, das selbst wiederum in einem hermetisch dichten und ferner biokompatiblen Außengehäuse untergebracht ist, neben flüssigen toxischen Substanzen auch keine Gase aus dem Schutzgehäuse austreten können. Solche Batteriegase treten grundsätzlich in geringen Mengen auch bei bestimmungsgemäßem Normalbetrieb der vom Schutzgehäuse umschlossenen Batterie auf. Durch die hermetische Gasdichtheit des Schutzgehäuses wird eine Gefährdung einer im Außengehäuse außerhalb des Schutzgehäuses untergebrachten Elektronik sicher verhindert; dies bedeutet, daß die elektronischen Schaltungen, insbesondere integrierte Schaltungen, ungeschützt bleiben können, da eine Kontamination auch durch kleinste Mengen austretender Batteriegase nicht möglich ist.
Energie kann von der außerhalb des Körpers angeordneten Ladevorrichtung durch elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder in die Ladestromeinspeiseanordnung transferiert werden. Eine geeignete Ausführung einer Ladestromeinspeiseanordnung mit Empfangsspule sowie einer Ladevorrichtung mit induktiv gekoppelter Sendespule ist in der bereits erwähnten DE 41 04 359 C2 gezeigt.
In die an einer Außenseite des Hauptmodulgehäuses bzw. alternativ an einer Außenseite des Außen- oder des Schutzgehäuses festgelegte Spule, die beispielsweise aus reinem Gold, Goldlegierungen, Platin, Platin-Iridium, Niob, Tantal oder anderen metallischen Werkstoffen besteht, die biokompatibel und beständig gegen Körperfluid sind, kann mit hohem Wirkungsgrad Energie eingespeist werden, ohne dass dazu ein fertigungsintensives Metall-Keramik-Verbundgehäuse notwendig ist. Gleiches gilt für eine fakultativ vorgesehene Energieabstrahlung durch eine auch als Sendespule zu verwendende Spule oder eine zusätzliche, ebenfalls vom biokompatiblen Polymer umgebene Sendespule, mit der beispielsweise Informationen einer bidirektionalen Telemetrieschaltung über die relative Position der Spule des Energieversorgungsmoduls zur Sendespule der Ladevorrichtung und/oder den Ladezustand der Batterie transkutan ausgetauscht werden können. Der implantierte Teil der Telemetrieschaltung ist sowohl im Haupt- als auch im Energieversorgungsmodul integrierbar.
Das biokompatible Polymer, vorzugsweise Silikon, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polymethan, Parylen oder dergleichen, kann zum einen zur Erhöhung des mechanischen Zusammenhalts der Spule selbst, zum anderen zur mechanischen Anbindung der Spule am entsprechenden Gehäuse dienen.
Ein unzulässiger Betriebszustand der Batterie, bei dem es sich neben einer Ausdehnung des Gehäuses der Batterie auch um ein kontinuierliches Austreten von Chemikalien aus dem Batteriegehäuse handeln kann, das zu einem Druckanstieg im Schutzgehäuse bzw. im als Schutzgehäuse ausgebildeten Außengehäuse führt, wird vom Detektororgan vorzugsweise mit einer Formänderung beantwortet, die direkt mechanisch und/oder über eine Auswerteelektronik eine Betätigung des mindestens einen Schaltorgans bewirkt, welches ein weiteres Nachladen und/oder Entladen der Batterie verhindert.
Das mindestens eine Schaltorgan ist prinzipiell reversibel oder irreversibel auslegbar und kann im Außen- oder Schutzgehäuse untergebracht bzw. integriert sein. Ferner ist denkbar, mindestens ein Schaltorgan im Gehäuse des Hauptmoduls zu plazieren Das Schaltorgan kann als Öffner ausgebildet sein, der ausgelegt oder einstellbar ist, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie einen Nachlade- und/oder Entladestrom elektrisch zu unterbrechen. Ein Nachladen und/oder Entladen der Batterie läßt sich ferner durch ein als Schließer ausgebildetes Schaltorgan verhindern, welcher ausgelegt oder einstellbar ist, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie diese elektrisch kurzzuschließen, um sie gezielt zu entladen. Alternativ kann der Schließer einen Nachladestromkreis elektrisch kurzschließen, um eine weitere Energiezufuhr zur Batterie zu unterbrechen.
Zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignete Detektor- und Schaltorgane sind in EP-A- 0 981 173 beschrieben. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein im Schutzgehäuse integriertes Detektor- und Schaltorgan ist nachfolgend in der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 detailliert erläutert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Koppelorgan zur Übertragung elektrischer Energie kann, wie bereits erwähnt, prinzipiell unlösbar oder lösbar ausgebildet sein und eine galvanische oder alternativ eine galvanisch getrennte und induktive Verbindung ermöglichen. Eine unlösbare Verbindung zeichnet sich durch besonders hohe Zuverlässigkeit aus. Die lösbare, galvanisch getrennte und induktive Verbindung hat den Vorteil, daß es keine galvanische Verbindung zwischen dem Energieversorgungsmodul und dem Hauptmodul gibt, die gegen das Eindringen von Körperflüssigkeit abgedichtet zu werden braucht. Eine gleichstromlose Energieübertragung, sei es unter Verwendung der lösbaren oder unlösbaren galvanischen oder galvanisch getrennten Verbindung, vermindert generell die Gefahr, daß eine Ionenwanderung über längere Zeit in gleicher Richtung in einem Isolator zwischen Stellen unterschiedlicher elektrischer Spannung erfolgt, was nach und nach die elektrische Leitfähigkeit des Isolators erhöht und zu Kriechströmen führt.
Die Kombination aus Hauptmodul und Energieversorgungsmodul läßt sich besonders kompakt gestalten, wenn eine dem Energieversorgungsmodul zugeordnete Hälfte des Koppelorgans in dem Außen- oder dem Schutzgehäuse integriert und eine komplementäre, dem Hauptmodul zugeordnete Hälfte des Koppelorgans in einem Gehäuse des Hauptmoduls integriert ist.
Eine größere Freiheit bei der Plazierung des Energieversorgungsmoduls ergibt sich, wenn eine dem Energieversorgungsmodul zugeordnete Hälfte des Koppelorgans mit dem Energieversorgungsmodul über eine flexible Anschlußleitung elektrisch verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine dem Hauptmodul zugeordnete Hälfte des Koppelorgans mit dem Hauptmodul über eine flexible Anschlußleitung elektrisch verbunden sein.
Nimmt das Außen- oder das Schutzgehäuse des Energieversorgungsmoduls eine Lade-/Entladeelektronik zur Steuerung des Nach- und/oder Entladens der Batterie auf und ist das Koppelorgan lösbar, so läßt sich beim Austausch des Energieversorgungsmoduls gegen ein solches mit geändertem Batterietyp auch die Lade-/Entladeelektronik mitwechseln und dem jeweiligen Batterietyp anpassen. Die Lade-/Entladeelektronik kann jedoch auch im Gehäuse des Hauptmoduls untergebracht sein.
Die Ladestromeinspeiseanordnung läßt sich im Außen- oder im Schutzgehäuse des Energieversorgungsmoduls bzw. alternativ im Gehäuse des Hauptmoduls unterbringen.
Wird die Spule der Ladestromeinspeiseanordnung in Richtung der größten Abmessung des Hauptmodul- bzw. des Außen- oder Schutzgehäuses seitlich neben demselben plaziert und bildet eine in dieser Richtung verlaufende Gerade mit einer Senkrechten zur Spulenachse einen Winkel im Bereich von 5° bis 25°, so ergibt sich eine Einheit aus Spule und entsprechendem Gehäuse, die sich besonders zur Implantation an der Außenseite der Schädelkalotte des Menschen, insbesondere im Bereich des Planum Mastoideum eignet, wie dies z.B. bei mindestens teilweise implantierbaren Hörhilfen, Tinnitus-Maskierern oder Retinastimulatoren der Fall ist und bereits in der deutschen Patentanmeldung 198 29 637.1 beschrieben wurde.
Ist die Spule am Hauptmodul- bzw. am Außen- oder Schutzgehäuse, insbesondere mittels des biokompatiblen Polymers, flexibel festgelegt, kann sich die Einheit aus Spule und Gehäuse dem Implantationsort geometrisch besonders gut anpassen.
In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Schaltorgan ausgelegt, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie vom Detektororgan mechanisch betätigt zu werden, und ist im Außen- oder Schutzgehäuse integriert. Das Schaltorgan wird somit ohne nichtmechanische Zwischenglieder betätigt und arbeitet sehr zuverlässig. Das Detektororgan kann als wölbbare Membran ausgebildet und Teil des Schutzgehäuses sein. Beispielsweise läßt sich eine Außen- oder Trennwand des hermetisch dichten Schutzgehäuses wenigstens teilweise als Detektororgan ausgestalten, was eine raumsparende Konstruktion und eine gut vorherbestimmbare Formänderung des Detektororgans bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie, wie etwa einem Druckanstieg im Schutzgehäuse, erlaubt.
Insbesondere wenn zwei oder mehrere Schaltorgane redundant vorhanden sind, kann mindestens ein Schaltorgan elektrisch von einer das Detektororgan überwachenden Auswerteelektronik betätigbar sein. Über die Auswerteelektronik läßt sich beispielsweise eine Formänderung des Detektororgans erfassen, die diesem bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie aufgeprägt wird. Vorteilhaft wird ein elektrischer Dehnungsmesser eingesetzt, der die Formänderung des Detektororgans aufnimmt und mit Änderung einer elektrischen Größe, die von der Auswerteelektronik überwacht wird, antwortet. Handelt es sich bei dem elektrischen Dehnungsmesser um ein passives System, kann er die Formänderung des Detektororgans in eine Änderung seines elektrischen Widerstands (Dehnungsmeßstreifen), seiner Induktivität oder seiner Kapazität umwandeln. Alternativ kann ein aktiver elektrischer Dehnungsmesser eingesetzt werden, der, wie z.B. ein Piezoelement, mit einer Ladungsänderung auf eine vom Detektororgan auf den Dehnungsmesser aufgebrachte Formänderung reagiert.
Die Auswerteelektronik läßt sich im Außen- oder im Schutzgehäuse unterbringen. Alternativ kann auch das Hauptmodul die Auswerteelektronik umfassen. In letzterem Fall sind das Koppelorgan und eine gegebenenfalls vorhandene flexible Anschlußleitung vorteilhaft dergestalt ausgebildet, daß zwischen dem Hauptmodul und dem Energieversorgungsmodul neben der Energie- auch eine Signalübertragung durchführbar ist.
Es versteht sich, daß das Energieversorgungsmodul auch ein oder mehr an das Hauptmodul anschließbare(s) Nebenmodul(e) mit elektrischer Energie versorgen kann, bei denen es sich um aktorische und/oder sensorische Komponenten handeln kann.
Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1
einen schematischen Schnitt durch ein hermetisch dichtes, biokompatibles Schutzgehäuse mit mehrfach nachladbarer elektrochemischer Batterie und Dektektor- sowie Schaltorgan;
Fig. 2
einen schematischen Schnitt durch eine implantierbare Vorrichtung mit einem Haupt- und einem Energieversorgungsmodul sowie Nebenmodulen, wobei das Energieversorgungsmodul lösbar und starr an das Hauptmodul angekoppelt ist;
Fig. 3
einen schematischen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des Haupt- und Energieversorgungsmoduls;
Fig. 4
eine schematische Schnittdarstellung eines Energieversorgungsmoduls mit einer Spule einer Ladestromeinspeiseanordnung, die in einem eigenen Gehäuseteil untergebracht ist;
Fig. 5
eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V des Energieversorgungsmoduls gemäß Fig. 4;
Fig. 6
eine schematische Darstellung im Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer implantierbaren Vorrichtung an deren Hauptmodul das Energieversorgungsmodul über eine flexible Anschlußleitung angekoppelt ist;
Fig. 7
eine schematische Darstellung im Schnitt durch eine weitere implantierbare Vorrichtung mit flexibel angekoppeltem Energieversorgungsmodul, wobei die Spule der Ladestromeinspeiseanordnung dem Hauptmodul zugeordnet und in einem eigenen Gehäuseteil untergebracht ist;
Fig. 8
eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 3, wobei das Energieversorgungsmodul über eine flexible Anschlußleitung mit galvanisch trennendem Koppelorgan das Haupt- und die Nebenmodule mit Energie versorgt.
Die Fig. 1 zeigt ein Schutzgehäuse 10 für eine mehrfach nachladbare elektrochemische Batterie 12, bei der es sich um eine übliche Knopfzelle handelt. Das Schutzgehäuse 10 besitzt einen einteiligen Boden 14 aus einem elektrisch leitfähigen Material und wird von einem ebenfalls elektrisch leitfähigen Deckel 16 abgeschlossen, wobei zwischen dem Deckel 16 und dem Boden 14 ein Isolierring 18 aus Oxidkeramik eingelötet ist. Der Isolierring 18, dessen Innendurchmesser kleiner ist als derjenige der zylindrischen Seitenwand des Bodens 14, trägt elektrisch gegeneinander isoliert an seiner Unterseite eine Membran 20 und an seiner Oberseite eine Kontaktmembran 22. Beide Membranen 20 und 22 sind aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt, wobei die Kontaktmembran 22 mit ihrer Oberseite gegenüber dem benachbart angeordneten Deckel 16 mittels einer Isolierschicht 24 elektrisch isoliert ist und über eine Metallisierung 26, eine Durchkontaktierung 28 und eine Lötschicht 30 auf das elektrische Potential des Bodens 14 gelegt ist. Die Batterie 12 ist vom Boden 14, der Unterseite des Isolierrings 18 und der Membran 20 hermetisch dicht umschlossen, und ihr positiver Pol (die Batteriepole sind durch + und - in Fig. 1 gekennzeichnet) ist über eine Stirnfläche 32 mit der inneren Grundfläche des Bodens 14 kontaktiert. Eine Feder 34 ist zwischen einer Schulter der Batterie 12 und dem Übergangsbereich zwischen dem Isolierring 18 und der Seitenwand des Bodens 14 angeordnet und dient der Zentrierung sowie spielfreien Anlage der Stirnfläche 32 der Batterie 12 an der Grundfläche des Bodens 14. Die Feder 34 steht gleichzeitig in elektrischem Kontakt mit der Seitenwand des Bodens 14, der Lötschicht 30 und dem positiven Pol der Batterie 12, der sich bis in den Bereich der Schulter erstreckt, an der die Feder 34 anliegt. Der negative Pol der Batterie 12 ist über eine Stirnfläche 36 der Batterie 12 sowie über eine optionale Feder 38 mit der Unterseite der Membran 20 kontaktiert. Eine Metallisierung 40 an der Unterseite des Isolierrings 18, eine Durchkontaktierung 42 durch den Isolierring 18 sowie eine Lötschicht 44 schließen die elektrische Verbindung zwischen der Membran 20 und dem Deckel 16, von dem der negative Pol der Batterie 12 über einen Anschluß 46 abgegriffen wird. Ein Anschluß 48 an der äußeren Seitenwand des Bodens 14 dient dem Abgriff des positiven Pols der Batterie 12. Die beiden Anschlüsse 46, 48 sind von einem biokompatiblen Isoliermantel 50 umgeben; ein biokompatibles Polymer 52, beispielsweise Silikon, umhüllt das Schutzgehäuse 10 sowie die gehäuseseitigen Enden der Anschlüsse 46, 48.
Während also die Membran 20 mit dem negativen Pol der Batterie 12 in Verbindung steht, ist die von der Membran 20 in einem der Dicke des Isolierrings 18 entsprechenden Abstand befindliche Kontaktmembran 22 mit dem positiven Pol der Batterie 12 kontaktiert. Dieser Abstand ist so bemessen, daß bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie 12, insbesondere bei einer Volumensexpansion der Batterie 12 und/oder bei einem Austritt von Batteriegasen, der zu einem Druckanstieg im Inneren des Schutzgehäuses 10 führt, der als Detektororgan fungierenden Membran 20 eine Wölbung aufgeprägt wird, die ausreicht, mit der Kontaktmembran 22 in elektrisch leitenden Kontakt zu gelangen, so daß die Batterie 12 elektrisch kurzgeschlossen wird.
Ein Abschnitt der Lötverbindung 44 kann als Schmelzsicherung dimensioniert sein, die irreversibel durchbrennt, falls ein Nachlade- oder ein Entladestrom einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, ohne daß die Kontaktmembran 22 von der Membran 20 kontaktiert wird. Eine weitere Energiezufuhr und -abgabe über die Anschlüsse 46, 48 ist damit unterbunden.
Bei der Ausführung des Schutzgehäuses nach Fig. 1 dient die Kombination von Membran 20 und Kontaktmembran 22 als reversibel arbeitendes Schaltorgan, das als Schließer ausgebildet ist und mechanisch vom Detektororgan 20 betätigt wird. Die gesamte, in Fig. 1 gezeigte Einheit stellt eine Ausführungsform eines Energieversorgungsmoduls mit biokompatiblem, hermetisch dichtem Außengehäuse dar, wobei das Außengehäuse als Schutzgehäuse ausgebildet ist und ein Detektor- sowie ein Schaltorgan umfaßt.
Eine implantierbare Vorrichtung 54 umfaßt gemäß Fig. 2 ein Hauptmodul 56, ein Enrgieversorgungsmodul 58 sowie als Nebenmodule eine sensorische und eine aktorische Komponente 60 bzw. 70. Die Nebenmodule 60 und 70 sind jeweils über eine flexible Anschlußleitung 62 und ein als Ganzes mit 64 bezeichnetes Koppelorgan elektrisch und mechanisch mit dem Hauptmodul verbunden. Das Koppelorgan 64 besitzt eine dem Hauptmodul 56 zugeordnete erste Hälfte 66 sowie eine mit der ersten Hälfte 66 lösbar gekoppelte nebenmodulseitige zweite Hälfte 68, in welche die flexible Anschlußleitung 62 mündet. Es versteht sich, daß sämtliche in den Figuren durch eine einfache Linie vereinfacht wiedergegebenen Leitungen je nach den Komponenten, die sie verbinden, prinzipiell ein- oder mehrpolig ausgeführt sein können. Entsprechendes gilt für Koppelorgane und Leitungsdurchführungen durch Gehäuse oder Gehäuseteile.
Ein Hauptmodulgehäuse 72 des Hauptmoduls 56 nimmt eine Signalverabeitungselektronik 74, eine Lade-/Entladeelektronik 76 und eine Ladestromeinspeiseanordnung 78 mit einer Spule hermetisch dicht auf und ist aus einem biokompatiblen Werkstoff gefertigt, der eine ausreichende Durchflutung der Spule mit elektromagnetischen Feldern einer außerhalb des Körpers angeordneten Sendespule einer Ladevorrichtung gestattet. Die Funktion der Signalverarbeitungselektronik 74 ist von der Art der implantierbaren Vorrichtung abhängig. Sie steuert die aktorische Komponente 70 nach einem gespeicherten Programm in Abhängigkeit von den Signalen der sensorischen Komponente 60 und ist an die beiden Komponenten über die Koppelorgane 64 angeschlossen, deren ersten Hälften 66 im Hauptmodulgehäuse 72 hermetisch dicht integriert sind. Die Lade-/Entladeelektronik 76 bildet einen Knotenpunkt zwischen der Signalverarbeitungselektronik 74, der Ladestromeinspeiseanordnung 78 sowie einer nachladbaren elektrochemischen Batterie 90 und dient der Energieverteilung zwischen diesen Komponenten.
Ein Koppelorgan 82 mit einer ersten, im Hauptmodulgehäuse 72 hermetisch dicht integrierten Hälfte 84 und einer zweiten Hälfte 86, die ein biokompatibles Außengehäuse 80 des Energieversorgungsmoduls 58 hermetisch dicht abschließt, übernimmt eine lösbare, starre mechanische Anbindung des Energieversorgungsmoduls 58 an das Hauptmodul 56. Gleichzeitig dient das Koppelorgan 82 einer lösbaren, galvanischen Kontaktierung der Batterie 90 mit der Lade-/Entladeelektronik 76, die an einer in das Innere des Hauptmodulgehäuses 72 weisenden Innenseite der ersten Hälfte 84 mit dieser verbunden ist. Im Strompfad zwischen der zweiten Hälfte 86 des Koppelorgans 82 und der Batterie 90, die in einem hermetisch dichten Schutzgehäuse 88 aufgenommen ist, befindet sich ein als Öffner ausgebildetes Schaltorgan 94, welches am Schutzgehäuse 88 festgelegt ist und mechanisch von einem Detektororgan 92, beispielsweise einer wölbbaren Membran in einer Außen- oder Trennwand des Schutzgehäuses 88, betätigt wird, wenn dem Detektororgan 92 bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie 90 eine Formänderung aufgeprägt wird.
Es ist denkbar, anstelle des Schutzgehäuses 88 das Schutzgehäuse 10 einzusetzen, das dann allerdings nicht biokompatibel zu sein braucht, da diese Funktion vom Außengehäuse 80 übernommen wird. In diesem Fall wäre das Schaltorgan 94 ein Schließer, der die Batterie 90 bei unzulässigem Betriebszustand derselben elektrisch kurzschließt und eine weitere Energiezufuhr und -abgabe zu der bzw. von der Batterie 90 unterbricht.
Die Ausführungsform der Fig. 3 unterschiedet sich von derjenigen der Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß die Lade-/Nachladeelektronik 76 und die Ladestromeinspeiseanordnung 78 nicht im Hauptmodulgehäuse 72, sondern im Außengehäuse 80 des Energieversorgungsmoduls 58 untergebracht sind. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist eine Auswerteelektronik 96 vorgesehen, die den Zustand des Detektororgans 92 überwacht und in Abhängigkeit davon ein als Öffner ausgestaltetes Schaltorgan 98 elektrisch betätigt, welches im Strompfad zwischen der Ladestromeinspeiseanordnung 78 und der Lade-/Entladeelektronik 76 plaziert ist. Der Formänderungszustand des Detektororgans 92 wird beispielsweise über einen elektrischen Dehnungsmeßstreifen erfaßt. Bei Überschreitung einer vorgegebenen Grenzformänderung des Detektororgans 92 unterbricht das Schaltorgan 98 eine weitere Energiezufuhr aus der Ladestromeinspeiseanordnung 78 unabhängig von der Funktion des Schaltorgans 94, so daß eine Redundanz gegeben ist.
Ein Energieversorgungsmodul 100 ist in den Fign 4 und 5 veranschaulicht und unterscheidet sich vom Energieversorgungsmodul 58 in der Ausführung der Fig. 3 hauptsächlich durch eine Plazierung einer Spule 106 in einem eigenen Gehäuseteil aus biokompatiblem Polymer 104. Die Spule 106 ist Teil der Ladestromeinspeiseanordnung 78, welche noch weitere Komponenten, wie z.B. einen Kondensator zum Aufbau eines Schwingkreises, enthalten kann, die nicht gezeigt sind. Die Spule 106, bei der es sich auch um mehrere Einzelspulen handeln kann, ist mit dem biokompatiblen Polymer 104 umgossen, welches gleichzeitig auch der mechanischen Befestigung der Spule 106 an einer Seitenwand eines Außengehäuses 102 dient, wobei die Seitenwand senkrecht zu einer in Richtung der größten Ausdehnung des Außengehäuses 102 verlaufenden Geraden 110 liegt. Eine senkrecht zur Achse 112 der Spule 106 verlaufende Gerade bildet mit der Geraden 110 einen Winkel α im Bereich von 5° bis 25°, vorzugsweise im Bereich von 7° bis 15°. In das Außengehäuse 102 ist eine hermetisch dichte Durchführung 108 integriert, die sich im Strompfad zwischen der Spule 106 mit dem Schaltorgan 98 befindet. Hinsichtlich spezieller Ausführungen der Durchführung 108 sei auf die bereits erwähnte, gleichlaufend unter dem Titel "Schutzvorrichtung für eine mehrfach nachladbare elektrochemische Batterie" eingereichte Anmeldung der Anmelderin verwiesen.
Durch die Unterbringung der Spule 106 außerhalb des Außengehäuses 102 in einer Polymerummantelung läßt sich das Außengehäuse 102 bis auf die Bereiche, in denen die Durchführung 108 und die zweite Hälfte 86 des Koppelorgans 82 integrriert ist, rein metallisch, insbesondere in Titan, ausführen. Auf ein Metall-Keramik-Verbundgehäuse, welches vielmals verwendet wird, um im Vergleich zum metallischen Gehäuse einen höheren Wirkungsgrad der Energieeinspeisung in die Spule 106 ohne unzulässige Erwärmung des Gehäuses durch Wirbelströme zu erzielen, kann, wie bereits im allgemeinen Beschreibungsteil erwähnt wurde, verzichtet werden.
Die Festlegung der Spule 106 an dem Außengehäuse 102 durch das Polymer 104 kann relativ starr erfolgen. Es ist aber ebenso möglich, die mechanische Anbindung bewußt flexibel zu gestalten, indem beispielsweise die Polymerummantelung der Spule auf der dem Außengehäuse 102 zugewandten Seite lappenförmig verjüngt und nur der Lappen an das Außengehäuse 102 angegossen wird.
Es versteht sich, daß, anstatt die Einheit aus Außengehäuse 102 und seitlich angeordneter Spule 106 zu knicken, auch ein geknicktes Koppelorgan 82 zwischen dem Hauptmodulgehäuse 72 und dem Außengehäuse 102 verwendet werden kann.
Durch die Anordnung der Spule 106 seitlich neben dem Außengehäuse 102 und Ummantelung mit dem biokompatibeln Polymer 104 besitzt die Anordnung eine besonders hohe Durchlässigkeit für elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder in Durchflutungsrichtung der Spule, d.h. im wesentlichen in Richtung der Achse 112 der Spule 106. Je nach Wahl der Materialien für das Außengehäuse 102 und Frequenz des zur Energieübertragung in die Spule 106 verwendeten Feldes kann es jedoch - insbesondere zur Minimierung des Platzbedarfs - auch sinnvoll sein, die Spule auf einer Oberseite des Außengehäuses 102 und somit in Durchflutungsrichtung auf der einer Sendespule zugewandten Seite des Außengehäuses 102 zu plazieren.
Ferner kann die Spule auch mechanisch vollständig vom Außengehäuse 102 gelöst und mit einer flexiblen Anschlußleitung sowie gegebenenfalls einem Koppelorgan versehen werden, um unabhängig vom Außengehäuse 102 an einem geeigneten Ort im Körper implantiert werden zu können.
Eine abgewandelte Ausführungsform einer implantierbaren Vorrichtung 114 hat, wie in Fig. 6 veranschaulicht, ein Hauptmodul 116, dessen Hauptmodulgehäuse 118 neben den bereits in Zusammenhang mit der Fig. 2 beschriebenen Komponenten des Hauptmoduls 56 zusätzlich die Auswerteelektronik 96 und das Schaltorgan 98 aufnimmt. Ein Energieversorgungsmodul 126 weist ein hermetisch dichtes Außengehäuse auf, welches als biokompatibles Schutzgehäuse 128 ausgebildet ist, so daß auf ein zusätzliches Außengehäuse verzichtet werden kann. Ein als Ganzes mit 120 bezeichnetes Koppelorgan dient der elektrischen Anbindung des Energieversorgungsmoduls 126 an das Hauptmodul 116 und ist in zwei hermetisch dicht in Eingriff bringbare Teile unterteilt, von denen eine erste Hälfte 122 in das Hauptmodulgehäuse 118 hermetisch dicht integriert und eine zweite Hälfte 124 über eine flexible Anschlußleitung mit dem Energieversorgungsmodul 126 verbunden ist. Die Anschlußleitung umfaßt neben einer Energieleitung 125 zur Energieversorgung des Hauptmoduls 116 und der Nebenmodule 60, 70 aus der Batterie 90 auch eine Signalleitung 127, die der im Hauptmodulgehäuse 118 untergebrachten Auswerteelektronik 96 eine Überwachung des Detektororgans 92 gestattet.
Ein Hauptmodul 130 einer implantierbare Vorrichtung gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von dem Hauptmodul 116 der Fig. 6 im wesentlichen nur dadurch, daß die Spule 106 als Teil der Ladestromeinspeiseanordnung 78 außerhalb eines Hauptmodulgehäuses 132 angeordnet und über die in einer Seitenwand des Hauptmodulgehäuses hermetisch dicht aufgenommene Durchführung 108 elektrisch mit dem Schaltorgan 98 verbunden ist. Die Spule 106 ist mit dem biokompatiblen Polymer 104 umgossen und an einer Seitenwand des Hauptmodulgehäuses 132 festgelegt, die senkrecht zu einer in Richtung der größten Ausdehnung des Huaptmodulgehäuses 132 verlaufenden Geraden. Die Spule 106 kann mit dem Hauptmodulgehäuse 132 in ähnlicher Weise eine wenigstens in einer Richtung um den Winkel α geknickte Einheit bilden, wie dies bei dem Außengehäuse 102 der Fall ist (siehe die Fign. 4 und 5). Die ersten Hälften 66 zweier Koppelorgane 64 sind, ebenso wie die erste Hälfte 122 des Koppelorgans 120 im Hauptmodulgehäuse 132 in einer Seitenwand integriert, die derjenigen gegenüberliegt, an der die Spule 106 angebunden ist.
Fig. 8 zeigt eine implantierbare Vorrichtung, die sich von derjenigen der Fig. 3 im wesentlichen nur durch die Art der Ankopplung eines Energieversorgungsmoduls 142 an ein Hauptmodul 134 unterscheidet. Diese erfolgt mittels eines Koppelorgans 138, welches für eine galvanisch getrennte und induktive Verbindung ausgebildet ist. Das Koppelorgan 138 ist vorzugsweise lösbar und arbeitet nach dem bereits beschriebenen, aus der DE 41 04 359 C2 bekannten Prinzip der Energieübertragung zwischen zwei Koppelspulen durch Resonanzkopplung. Die in der Batterie 90 gespeicherte Energie wird mittels eines Oszillators 146 in einen Wechselschwingung umgewandelt, über die Durchführung 108 in einer Außenwand eines abgewandelten Außengehäuses 144 und eine flexible Anschlußleitung 140 in eine erste Koppelspule des Koppelorgans 138 eingespeist, wodurch in einer zweite Koppelspule des Koppelorgans 138 eine Wechselspannung induziert wird. Diese steht über eine zweite flexible Anschlußleitung 140, eine hermetisch dicht in einer Außenwand eines Hauptmodulgehäuses 136 aufgenommene Durchführung 108 und einen nicht gezeigten Gleichrichter zum Betrieb der Signalverarbeitungselektronik 74 zur Verfügung. Es versteht sich, daß auch das Energieversorgungsmodul 142 dahingehend abgewandelt werden kann, daß die Spule 106 der Energieeinspeiseanordnung 78 außerhalb des Außengehäuses 144 angeordnet und vom biokompatiblen Polymer 104 umgossen sein kann.
Wie aus den Fign. 2, 6 und 7 hervorgeht, umfaßt das Außen- bzw. das Schutzgehäuse des Energieversorgungsmoduls neben dem Detektororgan 92 und dem mindestens einen Schaltorgan 94 wenigstens noch die Batterie 90. Es kann jedoch sinnvoll sein, insbesondere im Außengehäuse, sofern dies zusätzlich zum Schutzgehäuse vorgesehen ist, weitere Komponenten, die funktionsmäßig dem Energieversorgungsmodul zuzuordnen sind, zu integrieren. Hierzu zählen beispielsweise die Lade-/Entladeeelektronik 76, die Ladestromeinspeiseanordnung 78, die Auswerteelektronik 96 und zusätzliche Schaltorgane 98. Auf diese Weise ergibt sich ein vorzugsweise lösbar gekoppeltes, eigenständiges Energieversorgungsmodul, welches sich selbst überwacht und Schutzfunktionen aufweist, die bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie 90 aktiv werden. Die Information über einen unzulässigen Betriebszustand der Batterie kann über eine Warneinrichtung dem Implantatträger mitgeteilt werden. Handelt es sich bei der implantierbaren Vorrichtung um eine Hörhilfe, so läßt sich die Information direkt in den Signalpfad der aktorische Komponente einspeisen. Ebenso kann sie über eine Sendespule in die außerhalb des Körpers befindliche Ladevorrichtung übermittelt werden.

Claims (20)

  1. Energieversorgungsmodul für eine implantierbare Vorrichtung (54, 114), wobei das Energieversorgungsmodul (58, 100, 126, 142) eine über eine Ladestromeinspeiseanordnung (78) mehrfach nachladbare elektrochemische Batterie (12, 90), die ein Hauptmodul (56, 116, 130, 134) der implantierbaren Vorrichtung (54, 114) über ein Koppelorgan (82, 120, 138) mit elektrischer Energie versorgt, und ein Detektororgan (20, 92) aufweist, welches ausgelegt oder einstellbar ist, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie (12, 90) mindestens ein Schaltorgan (20, 22, 94, 98) zu betätigen, das ein Nachladen und/oder Entladen der Batterie (12, 90) verhindert, wobei in die Ladestromeinspeiseanordnung (78) über eine von dem Energieversorgungsmodul (58, 100, 126, 142) und dem Hauptmodul (56, 116, 130, 134) getrennte, außerhalb des Körpers anordenbare Ladevorrichtung Energie einspeisbar ist, und wobei die Ladestromeinspeiseanordnung (78) mindestens eine Spule (106) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Energieversorgungsmodul (58, 100, 126, 142) ein die Batterie (12, 90) aufnehmendes biokompatibles Außengehäuse (80, 102, 128, 144) umfasst, das als hermetisch gasdichtes Schutzgehäuse (10, 88, 128) ausgebildet ist oder ein solches aufnimmt;
    das Außengehäuse (80, 102, 128, 144) des Energieversorgungsmoduls als von dem das Hauptmodul (56, 116, 130, 134) aufnehmenden Hauptmodulgehäuse (72, 118, 132, 136) gesondertes Gehäuse ausgebildet ist;
    das Schutzgehäuse (10, 88, 128) das Detektororgan (20, 92) aufweist; und
    die Spule (106) der Ladestromeinspeiseanordnung (78) von einem biokompatiblen Polymer (104) umgeben und an einer Außenseite des Hauptmodulgehäuses (132) oder des Außen- oder Schutzgehäuses festgelegt ist.
  2. Energieversorgungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelorgan (82, 120) für eine galvanische Verbindung ausgebildet ist.
  3. Energieversorgungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelorgan (138) für eine galvanisch getrennte und induktive Verbindung ausgebildet ist.
  4. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelorgan (82, 120, 138) für eine lösbare Verbindung ausgebildet ist.
  5. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Energieversorgungsmodul (58, 100) zugeordnete Hälfte (86) des Koppelorgans (82) in dem Außen- (80, 102) oder dem Schutzgehäuse integriert ist.
  6. Energieversorgungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Energieversorgungsmodul (126, 142) zugeordnete Hälfte (124) des Koppelorgans (120, 138) mit dem Energieversorgungsmodul (126, 142) über eine flexible Anschlußleitung (125, 127, 140) elektrisch verbunden ist.
  7. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Hauptmodul (56, 116, 130) zugeordnete Hälfte (84, 122) des Koppelorgans (82, 120) in einem Gehäuse (72, 118, 132) des Hauptmoduls (56, 116, 130) integriert ist.
  8. Energieversorgungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Hauptmodul (134) zugeordnete Hälfte des Koppelorgans (138) mit dem Hauptmodul (134) über eine flexible Anschlußleitung (140) elektrisch verbunden ist.
  9. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen- (80, 102, 144) oder das Schutzgehäuse des Energieversorgungsmoduls (58, 100, 142) eine Lade-/Entladeelektronik (76) zur Steuerung des Nach- und/oder Entladens der Batterie (90) aufnimmt.
  10. Energieversorgungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptmodul (56, 116, 130) eine Lade-/Entladeelektronik (76) zur Steuerung des Nach- und/oder Entladens der Batterie (90) umfaßt.
  11. Energieversorgungsmodul nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen- (80, 144) oder das Schutzgehäuse des Energieversorgungsmoduls (58, 142) die Ladestromeinspeiseanordnung (78) aufnimmt.
  12. Energieversorgungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (72, 118) des Hauptmoduls (56, 116) die Ladestromeinspeiseanordnung (78) aufnimmt.
  13. Energieversorgungsmodul nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Empfangsspule (106) in Richtung der größten Abmessung des Hauptmodul-(132) bzw. des Außen- (102) oder Schutzgehäuses seitlich neben demselben plaziert ist und daß eine in dieser Richtung verlaufende Gerade (110) mit einer Senkrechten zur Spulenachse (112) einen Winkel (α) im Bereich von 5° bis 25° bildet.
  14. Energieversorgungsmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (106) am Hauptmodul- (132) bzw. am Außen- (102) oder Schutzgehäuse, insbesondere mittels des biokompatiblen Polymers (104), flexibel festgelegt ist.
  15. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltorgan (20, 22, 94) ausgelegt ist, bei einem unzulässigen Betriebszustand der Batterie (12, 90) vom Detektororgan (20, 92) mechanisch betätigt zu werden und daß es im Außen- oder Schutzgehäuse (10, 88, 128) integriert ist.
  16. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schaltorgan (98) elektrisch von einer das Detektororgan (92) überwachenden Auswerteelektronik (96) betätigbar ist.
  17. Energieversorgungsmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (96) von dem Außen- (80, 102, 144) oder dem Schutzgehäuse aufgenommen ist.
  18. Energieversorgungsmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptmodul (116, 130) die Auswerteelektronik (96) umfaßt.
  19. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelorgan (120) und eine gegebenenfalls vorhandene flexible Anschlußleitung (125, 127) dergestalt ausgebildet ist bzw. sind, daß neben der Energieversorgung auch eine Signalübertragung durchführbar ist.
  20. Energieversorgungsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieversorgungsmodul (58, 100, 126, 142) auch ein oder mehr an das Hauptmodul (56, 116, 130, 134) anschließbare(s) Nebenmodul(e) (60, 70) mit elektrischer Energie versorgt.
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