ES2605560T3

ES2605560T3 - Controlador externo para un sistema de dispositivo médico implantable con un conjunto de bobina de carga externo que se puede acoplar

Info

Publication number: ES2605560T3
Application number: ES08797689.0T
Authority: ES
Inventors: Daniel Aghassian; Joey Chen; Thomas Warren Stouffer
Original assignee: Boston Scientific Neuromodulation Corp
Current assignee: Boston Scientific Neuromodulation Corp
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2028-08-12
Also published as: AU2008325058A1; EP2217326A1; US20090118796A1; JP2013176634A; JP2011502634A; CA2701496A1; EP2217326B1; US8498716B2; WO2009061537A1

Abstract

Un sistema (200) de comunicación con un dispositivo médico implantable, que comprende: un controlador externo (210) que contiene al menos una antena de telemetría (62a, 62b) integrada dentro de una única carcasa (215) para la comunicación de datos directamente con el dispositivo médico implantable; y un conjunto de bobina de carga externo (220) que contiene una bobina de carga para proporcionar energía al dispositivo médico implantable, en el que el conjunto se puede unir a, y se puede separar de, el controlador externo en un puerto en el controlador externo; en el que la antena de telemetría comprende dos bobinas de telemetría cada una enrollada alrededor de ejes que son ortogonales.

Description

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DESCRIPCION

Controlador externo para un sistema de dispositivo medico implantable con un conjunto de bobina de carga externo que se puede acoplar

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un sistema de telemetna de datos y / o a una tecnica de transferencia de energfa que tiene una aplicabilidad particular en sistemas de dispositivos medicos implantables.

Antecedentes

Los dispositivos de estimulacion implantables son dispositivos que generan y suministran estimulos electricos a los nervios y tejidos del cuerpo para la terapia de diversos trastornos biologicos, tales como los marcapasos para tratar arritmia cardiaca, desfibriladores para tratar la fibrilacion cardiaca, estimuladores cocleares para tratar la sordera, estimuladores retinianos para tratar la ceguera, estimuladores musculares para producir movimiento de las extremi- dades coordinados, estimuladores de la medula espinal para tratar el dolor cronico, estimuladores corticales y cere- brales profundos para el tratamiento de trastornos motores y psicologicos, y otros estimuladores neuronales para el tratamiento de la incontinencia urinaria, la apnea del sueno, la subluxacion del hombro, etc. La presente invencion puede encontrar aplicabilidad en todas las aplicaciones de estos tipos, aunque la descripcion que sigue generalmen- te se centrara en el uso de la invencion dentro de un sistema de Estimulacion de la Medula Espinal (SCS), tal como el que se desvela en la patente norteamericana numero 6.516.227.

La estimulacion de la medula espinal es un procedimiento clmico bien aceptado para reducir el dolor en ciertas po- blaciones de pacientes. Como se muestra en las figuras 1A y 1B, un sistema de SCS incluye tfpicamente un Gene- rador de Impulsos Implantable (IPG) 100, que incluye una caja biocompatible 30 formada, por ejemplo, de titanio. La caja 30 tfpicamente contiene la circuitena y la fuente de alimentacion o la batena necesaria para que el IPG funcio- ne, aunque los IPG tambien puede ser alimentados por medio de energfa de RF externa y sin batena. El IPG 100 se acopla a los electrodos 106 a traves de una o mas patillas de electrodos (se muestran dos de estas patillas 102 y 104), de manera que los electrodos 106 forman un conjunto de electrodos 110. Los electrodos 106 estan soportados sobre un cuerpo flexible 108, que tambien aloja los cables de senal individuales 112 y 114 acoplados a cada electro- do. En la realizacion ilustrada, hay ocho electrodos en la patilla 102, etiquetados E1 - Es y ocho electrodos en la patilla 104, etiquetados Eg - E16, aunque el numero de patillas y electrodos es espedfico de la aplicacion y por lo tanto puede variar.

Algunas porciones de un sistema de IPG se muestran en la figura 2, en seccion transversal, e incluyen el IPG 100, un controlador externo 12 y un cargador externo 50. El IPG 100 tfpicamente incluye un conjunto de sustrato electro- nico 14 que incluye una placa de circuito impreso (PCB) 16, junto con diversos componentes electronicos 20, tales como microprocesadores, circuitos integrados, y condensadores montados en la PCB 16. Dos bobinas estan presen- tes generalmente en el IPG 100: una bobina de telemetna 13 se utiliza para transmitir / recibir datos hacia / desde el controlador externo 12; y una bobina de carga 18 para cargar o recargar la fuente de alimentacion o batena 26 del IPG utilizando el cargador externo 50. La bobina de telemetna 13 se puede montar dentro del conector de colector 36 como se muestra.

Como se acaba de senalar, un controlador externo 12, tal como un programador de mano o un programador de un clmico, se utiliza para enviar datos y recibir datos de forma inalambrica desde el IPG 100. Por ejemplo, el controlador externo 12 puede enviar datos de programacion al IPG 100 para ajustar la terapia que el IPG 100 proporcionara al paciente. Ademas, el controlador externo 12 puede actuar como un receptor de datos del IPG 100, tales como diversos datos que informan sobre el estado del iPg.

La comunicacion de datos hacia y desde el controlador externo 12 tiene lugar mediante acoplamiento magnetico inductivo. Cuando los datos se van a enviar desde el controlador externo 12 al IPG 100, la bobina 17 es energizada con una corriente alterna (CA). Una energizacion de este tipo de la bobina 17 para transferir datos se puede producir usando un protocolo de Modulacion por Desplazamiento de Frecuencia (FSK), por ejemplo, tal como se describe en la Solicitud de Patente Norteamericana Numero de Serie 11/780.369, presentada el 19 de julio de 2007. La energizacion de la bobina 17 induce un campo electromagnetico, que a su vez induce una corriente en la bobina de telemetna 13 del IPG, y dicha corriente puede ser desmodulada a continuacion para recuperar los datos originales.

El cargador externo 50, que tambien es tfpicamente un dispositivo de mano, se utiliza para transmitir energfa de forma inalambrica al IPG 100, de nuevo por el acoplamiento magnetico inductivo, en el que la energfa se puede utilizar para recargar la batena del IPG 26. La transferencia de energfa desde el cargador externo 50 es habilitada por una bobina 17'. Cuando la energfa se transmite desde el cargador externo 50 al IPG 100, la bobina 17' es energizada de manera similar con una corriente alterna. La corriente inducida en la bobina de carga 18 en el IPG 100 puede ser rectificada entonces a un valor de CC, y se proporciona a la batena 26 para recargar la batena.

Como es bien conocido, la transmision inductiva de datos o de ene^a se produce de forma transcutanea, es dedr, a traves del tejido 25 del paciente, por lo que es especialmente util en un sistema de dispositivo implantable medico.

Los inventores consideran que es desafortunado que el sistema de dispositivo medico implantable tipico 5 requiera dos dispositivos externos: el controlador externo 12 y el cargador externo 50. Ambos son necesarios para un pacien- 5 te tfpico en un momento u otro, con elevada frecuencia. El cargador externo 50 se necesita tfpicamente para recar- gar la batena 26 en el IPG 100 en una base regular, tan a menudo como todos los dfas dependiendo de la configu- racion de la estimulacion. El controlador externo 12 tambien puede ser necesario al paciente en una base diaria para ajustar la terapia de estimulacion segun sea necesario en un momento particular. Por lo tanto, el paciente esta com- prometido por la necesidad de manipular dos dispositivos completamente independientes. Esto significa que el pa- 10 ciente debe: aprender a utilizar ambos dispositivos; llevar el bulto de ambos dispositivos (por ejemplo, cuando viaja); reemplazar las batenas en ambos dispositivos y / o recargarlas cuando sea necesario; pagar por ambos dispositivos, etc. Tomando todo en consideracion, el requisito de dos dispositivos externos independientes se considera un in- conveniente. Esta descripcion proporciona realizaciones de una solucion para mitigar estos problemas.

El documento US - A - 2004/098068 revela el estado de la tecnica mas relevante.

15 La invencion es definida en la reivindicacion 1.

Breve descripcion de los dibujos

Las figuras 1A y 1B muestran un generador de impulsos implantable (IPG), y la manera en la que un con- junto de electrodos es acoplado al IPG de acuerdo con la tecnica anterior.

La figura 2 muestra la comunicacion inalambrica de datos entre un controlador externo y un IPG, y la trans- 20 ferencia inalambrica de energfa desde un cargador externo al IPG.

La figura 3 muestra un sistema de controlador / cargador externo de acuerdo con una realizacion de la invencion que comprende un controlador externo con un conjunto de bobina de carga externo separable.

La figura 4 muestra los componentes internos del controlador externo de la figura 3.

La figura 5 muestra otra realizacion de un sistema de controlador / cargador externo en el que el controla- 25 dor externo comprende un unico puerto para la energfa, para los datos, y para el conjunto de bobina de

carga externo.

Descripcion detallada

La descripcion que sigue se refiere al uso de la invencion dentro de un sistema de estimulacion de la medula espinal (SCS). Sin embargo, la invencion no esta limitada al mismo. Por el contrario, la invencion se puede utilizar con cual- 30 quier tipo de sistema de dispositivo medico implantable que podna beneficiarse de un acoplamiento mejorado entre un dispositivo externo y el dispositivo implantado. Por ejemplo, la presente invencion puede ser usada como parte de un sistema que emplea un sensor implantable, una bomba implantable, un marcapasos, un desfibrilador, un estimu- lador coclear, un estimulador retiniano, un estimulador configurado para producir movimiento coordinado de las ex- tremidades, un estimulador cerebral cortical y profundo, o en cualquier otro estimulador neural configurada para 35 tratar cualquiera de una variedad de condiciones.

Una realizacion de un sistema de controlador / cargador externo mejorado 200 se ilustra en la figura 3. En el sistema 200, la telemetna de datos y la funcionalidad de carga estan integrados. El sistema 200 comprende dos componentes principales: un controlador externo 210 y un conjunto de bobina de carga externo 220 que puede acoplarse al mismo. Cuando el conjunto de bobina de carga externo 220 esta acoplado al controlador externo 210 como se expli- 40 cara adicionalmente mas adelante, el sistema 200 se puede utilizar para enviar y recibir datos de telemetna hacia y desde el IPG 100, y para enviar energfa al IPG 100. Como se explicara adicionalmente mas adelante, el controlador externo 210 controla la telemetna de datos por la energizacion de al menos una bobina 62a o 62b (figura 4) en el interior del controlador externo 10, y el controlador externo 210 controla la transmision de energfa por la energizacion de una bobina de carga 250 en el conjunto de bobina de carga externo 220, que por lo demas carece de su 45 propio control, energfa, e interfaz de usuario.

Permitiendo que el conjunto de bobina de carga externo 220 este unido a y separado del controlador externo 210, se consigue una buena integracion de las funciones de carga y de telemetna de datos en un sistema de dispositivo medico implantable, y comprende una solucion que mitiga muchos de los problemas que se han explicado en los Antecedentes. En primer lugar, debido a que el conjunto de bobina de carga externo 220 no contiene una cantidad 50 sustancial de elementos electronicos, tales como su propia pantalla, batena, microcontrolador, etc., es menos volu- minoso y mas facil de transportar junto con el controlador externo 210. Por otra parte, el conjunto de bobina de carga externo 220 carece de su propia interfaz de usuario, que en su lugar esta integrada como parte de la interfaz de usuario del controlador externo 210. Esto hace que el sistema 200 sea mas facil de usar, ya que el paciente no tiene

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que aprender a utilizar o manipular dos dispositivos completamente independientes. Debido a que el controlador externo 210 se energiza a sf mismo y al conjunto de bobina de carga externo 220, solo hay una batena para reem- plazar y / o recargar. El resultado es una solucion de telemetna de datos y de carga mas barata, mas simple, mas compacta y mas conveniente para el paciente que tiene un implante medico.

La carcasa 215 del controlador 210 contiene un puerto adicional 225 en el que se puede disponer un conector 230 en el conjunto de bobina de carga 220. El conector 230 esta conectado por un cable 235 a una porcion de la carcasa 240 de la bobina de carga del conjunto 220. La carcasa 240 de la bobina de carga contiene la bobina de carga 250, mientras que la carcasa 215 del controlador externo contiene las bobinas de telemetna de datos el 62a y 62b, que se describen en la figura 4 y se explicaran mas adelante. En la realizacion representada, la carcasa 240 de la bobina de carga esta conformada aproximadamente en forma de rosquilla para acomodar la forma circular de la bobina de carga 250, pero la forma puede variar. Por ejemplo, la carcasa 240 de la bobina de carga puede tener una forma de disco y por lo tanto puede carecer de un orificio central.

La bobina de carga 250 esta compuesta preferentemente de cable Litz, tal como cable Litz 25/38 (en el que cada cable contiene 25 hilos aislados individualmente de cable de calibre 38) o cable Litz 50/41 (50 hilos aislados indivi- dualmente, de cable de calibre 41). En una implementacion preferida, la bobina de carga 250 presenta una induc- tancia de aproximadamente 400 microhenrios, que se puede conseguir mediante el uso de aproximadamente 75 vueltas de cable Litz 25/38 enrollado con un diametro de la bobina (CD) de 5,5 cm. Sin embargo, estos valores para la bobina de carga 250 son una cuestion de eleccion personal del disenador, y se pueden variar dependiendo de las circunstancias. Por ejemplo, el diametro de la bobina (CD) se hace preferiblemente grande para maximizar la fiabili- dad de acoplamiento con la bobina de carga 18 correspondiente en el IPG (vease la figura 2). Sin embargo, un diametro mas grande de bobina requerira mas energfa, lo que aumentara la corriente de la batena 126 en el controlador externo 210. (La batena 126 del controlador 210 se discutira en mas detalle a continuacion).

El conjunto de bobina de carga externo 220 puede montarse de muchas maneras diferentes, y un procedimiento para formar un conjunto flexible se explica en detalle en la presente memoria descriptiva. Como se ve mejor en la seccion transversal de la figura 3, el conjunto puede empezar con un sustrato 255 para mantener los componentes electronicos, tales como la bobina de carga 250 y los termistores de deteccion de temperatura 260, que se explicaran adicionalmente mas adelante. El sustrato 255, si se utiliza, es preferiblemente flexible y comprende cuales- quiera tipos de sustratos flexibles que se utilizan para soportar circuitos electronicos, tales como Kapton o poliimida. La bobina de carga 250 se enrolla en el numero especificado de vueltas, y se enrolla simultaneamente con la depo- sicion de una silicona, de manera que la bobina 250 resultante comprende arrollamientos de cable en una matriz flexible y aislante de silicona.

A continuacion, los termistores 260 se colocan sobre el sustrato y se unen a hilos conductores adecuados 265 que conducen hacia el cable 235. Como se discutira mas adelante, los termistores 260 estan disenados para detectar la temperatura de la carcasa 240 de la bobina de carga durante la carga, es decir, cuando la bobina de carga 250 es energizada, para asegurar que se mantienen unas temperaturas seguras. Por ejemplo, debido a que la carcasa 240 de la bobina de carga puede entrar en contacto con la piel de un paciente, los termistores 260 pueden retroinformar de la temperatura al controlador externo 210. que a su vez puede desactivar temporalmente aun mas la carga si la temperatura es excesiva (por ejemplo, mas del 41°C). Sin embargo, los termistores 260 no son estrictamente obliga- torios, y ademas pueden variar en numero. Por ejemplo, como se muestra en la figura 3, los termistores 260 pueden aparecer en la parte superior o inferior del sustrato 255 (como se muestra en la seccion transversal) o en lados opuestos de la carcasa 240 (como se muestra en la vista en planta). Si la carcasa 240 tiene forma de disco, el sustrato 255 puede ser igualmente en forma de disco, y en esa disposicion los termistores 260 podnan estar situados alternativa o adicionalmente en el medio de la carcasa.

Una vez que los componentes electricos estan montados en el sustrato 255, los hilos conductores son conectados a los hilos en el cable 235. A continuacion, la carcasa 240 de la bobina de carga es inyectada por moldeo alrededor del sustrato resultante 255. La silicona es preferida como material de relleno para el proceso de inyeccion del molde, porque produce una carcasa 240 de la bobina de carga que es suave y flexible. El resultado es una carcasa 240 de la bobina de carga que es comoda y se puede adaptar al cuerpo del paciente. Esto es especialmente importante en una aplicacion en la que el paciente debe sentarse o colocar el peso de otra manera sobre la carcasa 240 para colo- carla en una alineacion apropiada con el IPG 100 durante la carga. El tamano particular de la carcasa 240 de la bobina de carga no es particularmente importante, pero en una realizacion puede comprender un diametro interior (ID) de 4,0 cm, un diametro exterior (OD) de 7,0 cm, y un grosor (t) de 3,0 mm.

Aunque el sustrato 255 puede ser util para estabilizar la bobina de carga 250 y cualquier electronica asociada (por ejemplo, sensores de temperatura 260) antes del moldeo por inyeccion de la silicona, no es estrictamente necesario un sustrato 255. El moldeo por inyeccion de la carcasa 240 para encapsular estos componentes puede ocurrir inclu- so sin el beneficio de un sustrato 255.

El controlador externo 210 controla e integra la telemetna de datos y la funcionalidad de carga por medio de su mi- crocontrolador y software (no mostrado), y proporciona al usuario acceso a dicha funcionalidad por medio de una

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interfaz de usuario. La interfaz de usuario permite generalmente al usuario realizar la telemetna de los datos (tales como un nuevo programa de terapia) desde el controlador externo 210 al IPG 100, para cargar la batena 26 en el IPG, o para monitorizar diversas formas de retroinformacion de estado desde el IPG. La interfaz de usuario es algo similar a un telefono celular o a otros controladores externos utilizados en la tecnica, en la que se incluye una panta- lla 265, un boton de introducir o seleccionar 270, y los botones de navegacion del menu 272. Las teclas de funcion 278 se pueden utilizar para seleccionar diversas funciones, y dichas funciones pueden variar dependiendo del estado de las opciones de menu disponibles en un momento dado. Tambien se incluye un altavoz dentro de la carcasa 215 para proporcionar senales de audio al usuario (no mostrado). Alternativamente, un motor vibrante puede propor- cionar informacion a los usuarios con problemas de audicion.

En general, se prefiere que las teclas y botones de la interfaz de usuario se bloqueen automaticamente despues de un penodo de tiempo sin usarse (tal como un minuto). Esto permite al usuario poner entonces el controlador externo 210 en el bolsillo, por ejemplo, sin miedo a que cualesquiera teclas o botones se aprieten accidentalmente. El boton de desbloqueo 281, empotrado en el lado de la carcasa, se puede utilizar para desbloquear las teclas y los botones, y puede ser activado pulsando y manteniendo pulsado el boton durante algun penodo de tiempo (por ejemplo, un segundo).

La pantalla 265 muestra de forma optima texto asf como graficos para transmitir la informacion necesaria para el paciente, tal como opciones de menu, ajustes de estimulacion, estado de la batena del IPG, estado de la batena del controlador externo, o para indicar si la estimulacion esta conectada o desconectada, o para indicar el estado de carga .

La pantalla 265 puede comprender una pantalla monocroma de cristal lfquido (LCD) utilizando nematico torsionado (TN) o tecnologfa de cristal lfquido nematico super torsionado (STN). Las ventajas de las LCD monocromaticas TN o STN son el bajo costo, baja energfa y facilidad de programacion. Sin embargo, estos ventajas pueden ir acompana- das de desventajas, tales como una resolucion relativamente baja, angulo de vision estrecho (tfpicamente de solo 60 grados), contraste bajo, brillo bajo, y tiempos de respuesta lentos. El brillo y el contraste se puede mejorar con retroiluminacion, pero esto puede aumentar el costo, el consumo de energfa, la complejidad y la interferencia electro- magnetica (EMI), especialmente en las pantallas 265 con retroiluminacion electroluminiscente (EL), que requieren alta frecuencia especial y circuitena de excitacion de alta tension. La retroiluminacion LED requiere tensiones mas bajas y esta bien adaptada para minimizar el ruido electrico.

La pantalla 265 puede comprender tambien una pantalla a color tal como unas LCD a color super nematica trenzada (CSTN) o de transistor de pelfcula fina (TFT). En comparacion con las LCD de TN o STN monocromaticas, las LCD de CSTN a color y TFT proporcionan una resolucion mas alta, angulos de vision mas amplios, mayor contraste, mayor brillo, y tiempos de respuesta mas rapidos. Las LCD de CSTN y TFT pueden variar desde pantallas en color de 8 bits (256 colores) hasta un maximo de pantallas a color de 32 bits (4,29 billones de colores). Las LCD a color son tfpicamente retroiluminadas con diodos emisores de luz blanca (LED) que son de bajo costo, bajas en EMI, mas fiables y sencillas de aplicar que la retroiluminacion EL tradicional. Las LCD de CSTN y TFT y tambien se pueden hacer de tal manera que no sea necesaria una retroiluminacion si la luz ambiente es suficiente. Este tipo de LCD transreflectiva puede ser visible incluso con luz solar directa.

La pantalla 265 puede comprender ademas una pantalla de diodos organicos emisores de luz (OLED). Las pantallas OLED estan disponibles en monocromo, escala de grises (tfpicamente 4 bits), color (generalmente dos o tres colores), o a todo color (color de 8 bits a color de 32 bits). Las pantallas OLED tienen inherentemente un contraste mas alto (tfpicamente 5000: 1) y angulos de vision mas amplios (casi 180 grados) en comparacion con las pantallas LCD de color. Las OLED son diferentes de las pantallas LCD de color en que las OLED son emisivas (emisoras de luz) en lugar de transmisivas (filtrado de luz). A este respecto, las OLED emiten luz cuando se aplica un voltaje a traves de un material activo (por ejemplo, un polfmero organico), mientras que las LCD requieren filtros de color y una retroiluminacion blanca para producir color. Debido a que no se necesita una retroiluminacion separada, las pantallas OLED pueden hacerse significativamente mas delgadas que las pantallas LCD de color, lo que a su vez significa que el controlador externo 210 se puede hacer mas pequeno. Ademas, una tfpica imagen mostrada en una pantalla OLED requiere menos energfa que una imagen similar en una pantalla LCD en color. Las pantallas OLED tambien son potencialmente de menor coste que las LCD, ya que, como se ha mencionado, no es necesaria una retroiluminacion, lo cual puede ser una parte significativa del coste de la pantalla.

La estructura interna del controlador externo 210, con su carcasa 215 retirada, se muestra en la figura 4. Como se muestra, una placa de circuito impreso (PCB) 120 es central para la construccion interna del controlador 210. El lado frontal de la PCB 120 soporta los aspectos de la interfaz de usuario, incluyendo la pantalla 265 y conmutadores sensibles a la presion 122 para la recepcion de las presiones ejercidas sobre los diferentes botones de la interfaz de usuario 270, 272, 274, y 276 (figura 3). En la realizacion representada, las bobinas de telemetna 62a y 62b y la batena 126, estan situadas en el lado posterior de la PCB 120, junto con otros componentes integrados y discretos necesarios para implementar la funcionalidad del controlador externo, tales como el microcontrolador y firmware que soportan el software del sistema operativo. El controlador externo 210 tambien puede contener la circuitena de esti-

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mulacion para energizar la bobina de carga 250, y dicha circuitena sena similar a la que se encuentra tradicional- mente en un cargador externo discreto 50 (figura 2).

La energfa para operar el controlador externo 10, que incluye la energfa necesaria para excitar las bobinas de telemetna 62a y 62b y la bobina de carga externa 250 proviene de una batena 126. La batena 126 puede comprender pilas alcalinas desechables estandar (por ejemplo dos a cuatro pilas AA o AAA). Sin embargo, en una realizacion preferida, la batena 126 es recargable, lo que reduce los costes de las batenas y de los residuos. En particular, se prefiere una batena de ion- litio (Li) o una batena de polfmero de ion - litio para la batena 126. Estas batenas tienen altas tensiones de celulas (por ejemplo, 4,2 V), de manera que una celula puede reemplazar numerosas celulas alcalinas en serie. Estas batenas tambien tienen una alta capacidad de energfa, que puede ser casi el doble de la de las celulas alcalinas. Una batena recargable de ion - Li o de polfmero de ion- Li 126 por lo tanto ofrece dos veces el tiempo de funcionamiento de las pilas alcalinas con el mismo factor de forma, o el mismo tiempo de ejecucion con aproximadamente la mitad del tamano del paquete, lo que permite un diseno mas pequeno del controlador externo 210.

El uso de batenas de ion- Li o de polfmero de ion - Li de mayor capacidad para la batena 126 tambien promueve el uso de componentes de drenaje de corriente mas alta en el controlador externo 210 tales como pantallas LCD en color o OLED 265 como se ha explicado mas arriba, que mejoran la experiencia del paciente al ofrecer una pantalla mas legible. Ademas, debido a la resistencia serie interna inferior de las batenas de ion- Li o de polfmero de ion - Li, se pueden lograr drenajes de corriente significativamente mas altos, lo que mejora las funciones que requieren altas cantidades de corriente, tales como energizar las bobinas de telemetna 62a / 62b o la bobina de carga 250 en el conjunto de bobina de carga externo 220. Cuando se utilizan corrientes mas altas para energizar las bobinas, se incrementa el alcance de la comunicacion. Ademas, las batenas de ion- Li y de polfmero de ion- Li tfpicamente de- ben seguir siendo fiables durante la vida del controlador externo 10, lo que significa que la batena 126 puede estar sellada en la carcasa 215 del controlador externo 210. En otras palabras, no se necesita realizar una apertura en la carcasa para permitir que un usuario retire la batena 126, lo cual mejora la fiabilidad y seguridad y reduce los costes de fabricacion. Habiendo establecido esto, una abertura de batenas cerrada tambien se puede proporcionar en la carcasa 215 del controlador externo 210, incluso cuando se utiliza una batena recargable 126 para permitir el man- tenimiento de la batena en caso necesario.

La batena 126 puede ser recargada de manera similar a un telefono celular, por lo que en esencia puede ser conec- tada a una toma de corriente de 120 V de CA. Un puerto de alimentacion 280 (figura 3) puede recibir la energfa de una fuente de alimentacion de CA 292 (por ejemplo, un enchufe de pared), la cual es rectificada a niveles de CC mediante un adaptador CA - CC 291. Alternativamente, la carcasa 215 del controlador externo 210 puede llevar dos electrodos para permitir que la batena 126 se cargue mientras esta asentada en un soporte de carga o estacion de acoplamiento (no mostrado).

En una implementacion preferida, y como se ve en las vistas trasera y lateral de la figura 4, las dos bobinas de telemetna 62a y 62b estan envueltas respectivamente alrededor de los ejes 54a y 54b que son ortogonales. Mas es- pedficamente, la bobina 62a esta envuelta en una configuracion de pista de carreras alrededor de la parte posterior de la PCB 120, mientras que la bobina 62b esta envuelta alrededor de un nucleo de ferrita 128 y se fija a la PCB 120 por epoxi. Otras explicaciones adicionales de los beneficios de las bobinas de telemetna orientadas ortogonalmente 62a y 62b se pueden encontrar en la Solicitud de Patente norteamericana Numero de Serie 11/853.624, presentada el 11 de septiembre de 2007, que se incorpora por referencia en su totalidad. En pocas palabras, cuando se utilizan para transmitir datos, las dos bobinas 62a, 62b son energizadas en desfase (por ejemplo, con datos modulados - FSK), preferiblemente 90 grados de desfase. Esto produce un campo magnetico que gira, y que reduce los valores nulos en el acoplamiento entre el controlador externo 210 y la bobina de telemetna 13 en el IPG 100. En caso de que las bobinas dobles 62a, 62b tambien reciban transmisiones de estado desde el IPG 100, las dos bobinas se utilizan conjuntamente con el circuito receptor que tambien desfasa las fases de las senales de datos moduladas recibidas de cada bobina y presenta su suma a la circuitena tfpica de demodulacion. Debido a que los detalles de la transmision y recepcion usando dos bobinas ortogonales 62a y 62b se describen en detalle en la Solicitud 11/853.624, no se reiteran en la presente memoria descriptiva.

Aunque actualmente se prefiere el uso de dos bobinas de telemetna ortogonales 62a y 62b, se puede utilizar un enfoque mas tradicional de bobina unica para la telemetna y recepcion de datos. Por ejemplo, la bobina 62a puede ser utilizada exclusivamente para las transmisiones de datos, prescindiendose por completo de la bobina 62b. Ademas, se debe tener en cuenta que una antena o antenas, tales como las que se podnan utilizar en otras formas de dispositivos inalambricos, se pueden utilizar mas genericamente en lugar de la o las bobinas de telemetna 62s y / o 62b. En otras palabras, los medios para la telemetna en el controlador externo 210 no necesitan comprender una bobina o bobinas de por sf, y las bobinas deben entenderse como un tipo de antenas mas generales que se pueden utilizar de otro modo.

Como se ha senalado anteriormente, el controlador externo 210 controla tanto la telemetna de datos como las funciones de carga, y por lo tanto la interfaz de usuario (la pantalla 265. los distintos botones 270 - 276, etc.) proporcio- na el acceso y la retroinformacion a ambas de estas funciones. En consecuencia, el software en el controlador 210

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(implementado preferiblemente como un microcodigo accesible por el microcontrolador del controlador 210) como consecuencia ofrece opciones de menu logicas a la pantalla 265. Por ejemplo, cuando el controlador se conecta por primera vez, la pantalla 265 puede proporcionar opciones seleccionables por el usuario a cualquiera de los progra- mas o cargar el IPG 100. Si el usuario decide programar el IPG 100, el software proporcionana opciones seleccionables para ofrecer a los pacientes opciones para modificar la terapia, tal como por medio de la alteracion de los electrodos que van a ser estimulados, la amplitud o la frecuencia de dicha estimulacion, etc. Si el usuario elige car- gar, el controlador externo puede investigar el puerto 225 para ver si el conjunto de bobina de carga externo 220 esta unido. Si no es asf, un mensaje adecuado puede ser mostrado que indica al usuario que lo una al conjunto antes de seguir adelante en el menu.

En una realizacion preferida, el software solo proporciona al usuario opciones relacionadas con la carga cuando se conecta el conjunto de bobina de carga externo 220. Por lo tanto, cuando el controlador externo 210 se activa por primera vez, se realiza una comprobacion en cuanto a si el conjunto 220 esta unido. Si no es asf, solo se proporcio- nan al usuario opciones relacionadas con la programacion (es decir, la telemetna de datos). Si el conjunto de bobina de carga externo 220 esta unido, entonces el software asume que la carga es la tarea prioritaria que debe ejecutar- se, y por lo tanto solamente son proporcionadas al usuario las opciones de carga, tales como una invitacion al usuario a iniciar la carga inmediatamente. Del mismo modo, si el controlador externo 210 detecta que el conjunto de bobina de carga externo 220 se ha unido en algun momento despues de que el controlador haya sido activado, las opciones de interfaz de usuario se cambian de preferencia inmediatamente para proporcionar selecciones relacionadas con la carga al usuario. En cualquier caso, la manera en la que se implementa exactamente el software frente a la telemetna de datos y la funcionalidad de carga no es particularmente importante para la puesta en practica de la invencion, y un software de este tipo puede controlar la interfaz de usuario del controlador externo 210 de muchas maneras diferentes dependiendo del disenador y de las preferencias del usuario.

En una realizacion preferida, se proporciona un puerto de datos 282 para permitir que el controlador externo 210 se comunique con otros dispositivos tales como un ordenador 295. Un puerto de datos 282 de este tipo es util por ejemplo para compartir datos con otra maquina, para permitir que el controlador externo 210 reciba actualizaciones de software, o para permitir que el programador externo 210 reciba un programa de terapia de inicio desde un pro- gramador del clmico. El puerto de datos 282 se puede configurar ffsicamente en cualquier numero de formas estan- dar, y puede estar situado en diferentes posiciones en la carcasa 240 del controlador externo. Por otra parte, el puerto de datos 282 se puede configurar de acuerdo con lo dictado por cualquier numero de protocolos de comunicacion, tales como el protocolo RS323. En una implementacion ventajosa, el puerto de datos 282 comprende un puerto de infrarrojos capaz de comunicacion inalambrica de acuerdo con el protocolo IRDA (Asociacion de Datos por Infrarro- jos). Este tipo de puerto es util porque esta sellado electrica y mecanicamente, lo cual reduce la posibilidad de un choque electrico potencial al usuario.

Otra realizacion del sistema de controlador / cargador externo 200' mejorado se ilustra en la figura 5. Esta realizacion por otra parte es similar al sistema 200 que se ha explicado con anterioridad, excepto en lo referente a los distintos puertos de la carcasa 215 del controlador externo 210. En este sistema 200' la energfa, datos, y los puertos del conjunto de la bobina de carga externa 280, 282, y 225 (vease la figura 3) han sido sustituidos por un unico puerto USB 300. El puerto USB 300 puede comprender cualquier perfil de receptaculo USB, tal como un receptaculo de conector micro USB, un receptaculo de conector mini USB, un receptaculo de conector de tipo A, o un receptaculo de conector de tipo B.

Cuando se utiliza un puerto USB 300, el controlador externo 210 puede estar acoplado al conjunto de bobina de carga externo 305 por un conector USB correspondiente 305. Ademas, y de forma beneficiosa, este mismo puerto 300 puede conectarse a otros dispositivos, tales como un ordenador 312 a traves de un conector USB 310, o una fuente de alimentacion de CA 317 a traves de un conector USB 315 y un adaptador CA - CC 316. Por lo tanto, usan- do el mismo puerto 300 que se utiliza para conectar el conjunto de bobina de carga externo 220, el controlador externo 210 puede ser acoplado a una fuente de alimentacion y a una fuente de datos. Por ejemplo, puesto que los protocolos USB requieren el suministro de energfa de CC el ordenador 312, o bien la fuente de alimentacion 317 puede ser usado para proporcionar energfa al controlador externo 210, o de forma mas importante, para recargar su batena 126. Por otra parte, el ordenador 312 se puede utilizar para descargar programas en el controlador externo 210 a traves del puerto USB, o para recibir datos de estado desde el controlador externo 210 como ya se ha expli- cado.

La integracion de la energfa , datos, y los puertos de conjunto de bobina de carga externo en un unico puerto USB 300 beneficia al diseno del sistema 200. En primer lugar, el diseno mecanico del controlador externo 210 se hace mas simple, ya que solo se necesita proporcionar un unico puerto. En segundo lugar, el diseno del controlador externo es mas seguro y mas fiable: al tener solo un unico puerto disminuye la posibilidad de la humedad no deseada o de ingreso electrico en el interior de la carcasa del controlador 215, que puede provocar danos o choque electrico.

Puesto que solo hay un unico puerto 300, las comunicaciones deben ser compartidas. Por ejemplo, si cuando el conjunto de bobina de carga externo 220 esta unido, ni el ordenador 312 ni la fuente de energfa 317 se pueden unir. Pero esto no es un problema, puesto la transferencia de datos externa al controlador externo 210 y / o la recarga de

la batena del controlador externo 126 no debe ser cntica durante una sesion en la que un paciente esta recargando la batena 26 en su IPG 100. De hecho, se produce una seguridad por la incapacidad para acoplar el conjunto de bobina de carga externo 220 y la fuente de alimentacion 317 al mismo tiempo, lo que significa que una conexion directa a una potencia CA no es posible mientras el paciente esta cargando. Esto evita una situacion potencialmente 5 peligrosa si el transformador 316 llega a estar defectuoso.

Como el USB es dictado por su propio protocolo de comunicacion, es un asunto de rutina para los disenadores im- plementar las comunicaciones, y tales detalles no requieren ser repetidos aqm. Aunque se prefiere el uso de un puerto USB 300 y el protocolo USB que se acompana, cualquier otro tipo de puerto estandar y protocolo se podna utilizar para integrar la energfa, datos y funciones de bobina de carga externa que se describe en la presente memo- 10 ria descriptiva.

Aunque se han mostrado y descrito realizaciones particulares de la presente invencion, se debera entender que la descripcion anterior no pretende limitar la presente invencion a estas realizaciones. Sera obvio para los expertos en la tecnica que varios cambios y modificaciones pueden hacerse sin apartarse del alcance de la presente invencion. Por lo tanto, la presente invencion pretende cubrir alternativas, modificaciones y equivalentes que puedan estar 15 comprendida dentro del alcance de la presente invencion como es definido por las reivindicaciones.

Claims

5

10

15

20

25

30

REIVINDICACIONES

1. Un sistema (200) de comunicacion con un dispositivo medico implantable, que comprende:

un controlador externo (210) que contiene al menos una antena de telemetna (62a, 62b) integrada dentro de una unica carcasa (215) para la comunicacion de datos directamente con el dispositivo medico implantable; y

un conjunto de bobina de carga externo (220) que contiene una bobina de carga para proporcionar energfa al dispositivo medico implantable, en el que el conjunto se puede unir a, y se puede separar de, el controlador externo en un puerto en el controlador externo;

en el que la antena de telemetna comprende dos bobinas de telemetna cada una enrollada alrededor de ejes que son ortogonales.
2. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el conjunto de bobina de carga externo es flexible.
3. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el conjunto de bobina de carga externo no contiene una interfaz de usuario.
4. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el controlador externo contiene circuitos para energizar la bobina de carga y / o controlar la bobina de carga.
5. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el puerto comprende un puerto USB.
6. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el conjunto de bobina de carga externo comprende, ademas, al menos un sensor de temperatura para informar de al menos una temperatura al controlador externo.
7. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el controlador externo comprende una interfaz de usuario.
8. El sistema de la reivindicacion 7, en el que la interfaz de usuario comprende una pantalla, y en el que la pantalla

comprende una Pantalla de Cristal Lfquido de color nematico super torsionado, una Pantalla de Cristal Lfquido de transistor de pelfcula delgada o una pantalla de diodo organico emisor de luz.
9. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el controlador externo comprende una batena, preferiblemente una batena recargable.
10. El sistema de la reivindicacion 9, en el que la batena comprende una batena de ion- litio o una batena de polf- mero de ion - litio.
11. 11. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el controlador externo comprende un unico puerto para realizar la

interfaz con una fuente de datos, una fuente de energfa, y un conjunto de bobina de carga externo.
12. El sistema de la reivindicacion 11, en el que la fuente de energfa recarga una batena en el controlador externo.
13. El sistema de la reivindicacion 12, en el que la fuente de datos y la fuente de energfa comprenden un ordena- dor.