ES2731918T3 - Sistema de transferencia de energía transcutánea con bobinas secundarias múltiples - Google Patents
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Abstract
Sistema de transferencia de energía transcutánea, que comprende: una serie de bobinas secundarias (100), que comprenden una primera bobina secundaria y una segunda bobina secundaria, estando adaptadas dichas primera y segunda bobinas secundarias (100) para su colocación en un paciente para recibir energía transcutánea; primera y segunda bobinas principales (106), configuradas para transmitir simultáneamente energía transcutánea a las primera y segunda bobinas secundarias (100); y un controlador (102), adaptado asimismo para su colocación en el paciente, que comprende circuitos (514) para aislar entre sí las primera y la segunda bobinas secundarias (100) a la vez que permite que cada una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) carguen simultáneamente un dispositivo de almacenamiento y/o alimenten un dispositivo médico implantable (104), cuando cada una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) se acopla simultáneamente a las primera y segunda bobinas principales (106), respectivamente.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de transferencia de energía transcutánea con bobinas secundarias múltiples
APLICACIONES RELACIONADAS
Esta solicitud reivindica la prioridad para la Solicitud provisional de los Estados Unidos 61/425.159, presentada el 20 de diciembre de 2010, y titulada “Sistema de transferencia de energía transcutánea con bobinas secundarias múltiples” (“Transcutaneous Energy Transfer System with Multiple Secondary Coils”).
SECTOR
La presente invención se refiere a dispositivos de transferencia de energía transcutánea (TET) y, más concretamente, a un sistema mejorado de bobinas secundarias para dichos dispositivos, que proporciona a un paciente múltiples sitios de acoplamiento de bobina principal para redundancia y comodidad.
ANTECEDENTES
Muchos dispositivos médicos adaptados para implantación tienen asimismo altas necesidades de potencia y, con frecuencia, deben estar conectados a fuentes de potencia externas. Los sistemas de transferencia de energía transcutánea (TET, Transcutaneous Energy Transfer) acoplados de manera inductiva son cada vez más populares para su utilización en relación con estos dispositivos implantables de alta potencia. Un sistema TET puede ser empleado para complementar, reemplazar o cargar una fuente de potencia implantada, tal como una batería recargable. A diferencia de otros tipos de sistemas de transferencia de potencia, los sistemas TET tienen la ventaja de poder suministrar potencia al dispositivo eléctrico y/o mecánico implantado, o recargar la fuente de potencia interna, sin perforar la piel. De este modo, se reducen las posibilidades de infección y se aumenta la comodidad y la conveniencia.
Los dispositivos TET incluyen una bobina principal externa y una bobina secundaria implantada, separadas por capas intermedias de tejido. La bobina principal está diseñada para inducir corriente alterna en la bobina secundaria subcutánea, habitualmente para su transformación en corriente continua para alimentar un dispositivo implantado. Por lo tanto, los dispositivos TET también suelen incluir un oscilador y otros circuitos eléctricos para suministrar periódicamente una corriente alterna apropiada a la bobina principal. Estos circuitos, habitualmente, reciben su potencia de una fuente de potencia externa.
En general, las partes no implantadas de los sistemas TET convencionales están unidas externamente al paciente, habitualmente mediante una correa, un adhesivo, u otro elemento de sujeción, de tal manera que la bobina principal del TET está alineada operativamente con la bobina secundaria implantada. Sin embargo, dicha configuración puede no ser ventajosa, concretamente cuando solo hay un punto de conexión disponible. Por ejemplo, conectar la bobina principal de un sistema TET convencional al mismo parche de piel para cada carga puede provocar una irritación importante en el lugar de fijación. Además, los movimientos del paciente pueden alterar la posición de la bobina principal, de tal manera que no está posicionada correctamente sobre la bobina secundaria implantada para conseguir la transferencia de potencia deseada o necesaria. Esto es especialmente problemático durante el sueño, cuando los movimientos inconscientes de un paciente en la cama pueden desplazar la bobina principal fuera de alineación con la bobina secundaria. Como resultado, los pacientes con sistemas TET convencionales a menudo deben permanecer en una orientación concreta cuando descansan, para evitar desconectar involuntariamente la bobina principal.
Además, si el sistema TET implantado de un paciente experimenta un fallo de componentes en la bobina secundaria, lo que puede ocurrir debido a una flexión del hilo, un cortocircuito eléctrico o la introducción de un objeto extraño, tal como una aguja hipodérmica, se debe realizar una cirugía de emergencia antes de que se agote la carga de la batería implantada. Estas cirugías de emergencia representan un grave riesgo para los pacientes que requieren sistemas TET para sobrevivir.
El documento US5613935 describe un sistema de asistencia cardíaca que tiene conjuntos dobles de bobinas que se alimentan mediante baterías, y sistemas electrónicos redundantes separados. El documento WO2008/106717 describe un sistema TET que tiene dos bobinas secundarias implantadas, cada una capaz de recibir potencia de una bobina principal externa. El documento WO2007/064609 describe una fuente de potencia externa que tiene bobinas principales que son capaces de suministrar potencia a una bobina secundaria de un dispositivo médico implantado.
CARACTERÍSTICAS
Para superar los inconvenientes anteriores y otros de los sistemas convencionales, la presente invención prevé un sistema de transferencia de energía transcutánea con una serie de bobinas secundarias que proporcionan redundancia en el caso de un fallo del sistema, así como un aumento en la comodidad del paciente.
Según un primer aspecto de la presente invención, se prevé un sistema de transferencia de energía transcutánea tal como el que se describe en la reivindicación 1.
Según un segundo aspecto de la presente invención, se prevé un dispositivo implantable tal como el que se describe en la reivindicación 9.
Un aspecto de la presente invención prevé una serie de bobinas secundarias para recibir energía transcutánea, por lo menos, una bobina principal configurada para transmitir energía transcutánea a las bobinas secundarias, un controlador y un dispositivo de almacenamiento de carga. La serie de bobinas secundarias, el controlador y el dispositivo de carga están adaptados para su colocación en un paciente. El controlador incluye circuitos para aislar las bobinas secundarias entre sí y dirigir la corriente eléctrica por lo menos, de una de las bobinas secundarias para cargar el dispositivo de almacenamiento de carga.
En una realización, las bobinas secundarias están aisladas unas de otras utilizando diodos eléctricos. En otra realización, el sistema incluye un controlador para seleccionar una de las bobinas secundarias para la transferencia de energía y para desacoplar eléctricamente las otras bobinas secundarias.
En otra realización, el sistema incluye una alarma para alertar a un paciente en el caso de un fallo de una o varias de las bobinas secundarias.
Por ejemplo, el sistema puede incluir una primera bobina secundaria y una segunda bobina secundaria, adaptadas para su colocación en el cuerpo de un paciente. En una realización, la primera bobina secundaria está adaptada para su colocación en el lado izquierdo del cuerpo de un paciente, y la segunda bobina secundaria está adaptada para su colocación en el lado derecho del cuerpo de un paciente. En algunas realizaciones, el sistema también puede incluir una primera bobina principal y una segunda bobina principal, configuradas para transmitir simultáneamente energía transcutánea a las primera y segunda bobinas secundarias, para disminuir el tiempo necesario para cargar el dispositivo de almacenamiento.
El sistema puede incluir, asimismo, un dispositivo de asistencia ventricular u otro dispositivo médico implantable conectado al controlador.
La presente invención puede ser implementada como parte de un dispositivo implantable que tiene una serie de bobinas secundarias para ser colocadas en un paciente, circuitos de control y un dispositivo de almacenamiento eléctrico. La serie de bobinas secundarias están adaptadas para producir una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético variable en el tiempo, y los circuitos de control aíslan las bobinas secundarias unas de otras y dirigen la corriente eléctrica, por lo menos de una de las bobinas secundarias, al dispositivo de almacenamiento eléctrico.
En una realización, los circuitos de control están configurados, además, para seleccionar una de las bobinas secundarias para la transferencia de energía y desacoplar eléctricamente las otras bobinas secundarias. En otra realización, las bobinas secundarias están aisladas unas de otras utilizando diodos eléctricos. En otra realización más, el controlador puede seleccionar la bobina con el mejor acoplamiento para la transferencia de energía.
En otra realización, el dispositivo también incluye una alarma para alertar a un paciente en caso de un fallo de una o varias de las bobinas secundarias.
En otra realización más, el dispositivo incluye una primera bobina secundaria y una segunda bobina secundaria adaptadas para su colocación en el cuerpo de un paciente. En otra realización, la primera bobina secundaria está adaptada para su colocación en el lado izquierdo del cuerpo de un paciente y la segunda bobina secundaria está adaptada para su colocación en el lado derecho del cuerpo de un paciente.
En otra realización más, el dispositivo también incluye un dispositivo de asistencia ventricular conectado a los circuitos de control.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención se comprenderá más completamente a partir de la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de un sistema TET de la presente invención;
la figura 2 es una ilustración de una bobina secundaria implantable a modo de ejemplo;
la figura 3 es una ilustración de una bobina principal a modo de ejemplo;
la figura 4 es una vista frontal, en perspectiva, de un dispositivo de asistencia ventricular a modo de ejemplo alimentado por un sistema TET;
la figura 5 es un diagrama de un controlador implantable a modo de ejemplo que contiene circuitos de potencia y control, así como una batería recargable; y
la figura 6 es un diagrama de circuito del dispositivo implantable mostrado en la figura 1.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
A continuación, se describirán ciertas realizaciones a modo de ejemplo para proporcionar una comprensión global de los principios de los principios de los dispositivos descritos en el presente documento. Uno o varios ejemplos de estas realizaciones se muestran en los dibujos adjuntos. Los expertos en la materia comprenderán que los dispositivos descritos específicamente en el presente documento y mostrados en los dibujos adjuntos son realizaciones a modo de ejemplo, no limitativas, y que el alcance de la presente invención está definido únicamente por las reivindicaciones. Las características mostradas o descritas en conexión con una realización a modo de ejemplo pueden ser combinadas con las características de otras realizaciones. Dichas modificaciones y variaciones están destinadas a ser incluidas en el alcance de la presente invención.
Un sistema de transferencia de energía transcutánea (TET) funciona acoplando de manera inductiva un devanado de la bobina principal a un devanado de la bobina secundaria. La bobina principal, configurada para su colocación fuera del paciente, es conectada a una fuente de potencia y crea un campo magnético variable en el tiempo. Cuando está correctamente alineado con una bobina secundaria, el campo magnético variable en el tiempo de la bobina principal induce una corriente eléctrica alterna en la bobina secundaria. La bobina secundaria está configurada para su implantación en el interior de un paciente, y puede ser conectada a un controlador que aprovecha la corriente eléctrica y la utiliza, por ejemplo, para cargar un conjunto de baterías o alimentar un dispositivo implantable, tal como un dispositivo de asistencia ventricular (VAD) u otro dispositivo de asistencia cardiaco. Mediante la utilización de la inducción para transferir energía, los sistemas TET evitan tener que mantener un conducto abierto a través de la piel de un paciente para alimentar un dispositivo implantable.
Los sistemas TET de la técnica anterior presentan una sola bobina secundaria que, habitualmente, se implanta debajo de la piel del paciente cerca del tórax. Para alinear correctamente las bobinas principal y secundaria, la bobina principal se coloca, en general, directamente sobre la bobina secundaria en el pecho del paciente. La bobina principal se sujeta al paciente mediante cualquiera de los diversos mecanismos de sujeción mecánicos que incluyen correas, bandas, adhesivos o acoplamiento magnético por medio de imanes permanentes.
Un problema que tienen en cuenta comúnmente los sistemas TET de la técnica anterior es que un paciente está obligado a permanecer en una posición concreta cuando la bobina principal está fijada, porque el movimiento a una posición diferente puede resultar en que la bobina principal deje de estar alineada con la bobina secundaria. Por ejemplo, un paciente con una bobina secundaria implantada en el lado derecho de su pecho tendría que dormir sobre su lado izquierdo, para evitar sacar a la bobina principal fuera de posición mediante un golpe.
Además, los sistemas TET de la técnica anterior requieren un suministro casi constante de energía desde el módulo de la bobina principal, lo que significa que un paciente pasa casi todo su tiempo con la bobina principal unida a su piel. Si la bobina principal siempre está colocada en el mismo lugar, puede producirse una irritación severa y molestias debido al contacto constante, al calor local, al sudor, etc.
Más allá de la irritación de la piel, los sistemas TET de la técnica anterior no proporcionan una redundancia a largo plazo en el caso de que una bobina secundaria implantada experimente un fallo catastrófico. El fallo de una bobina secundaria implantada necesita una cirugía de emergencia para reemplazar la bobina antes de que la propia batería se agote. La presente invención resuelve estos problemas proporcionando un sistema TET que tiene una serie de bobinas secundarias configuradas para ser implantadas en un paciente en diferentes lugares. Dicha configuración permite a un paciente conectar la bobina principal a una zona diferente de su cuerpo y, por lo tanto, permite diferentes posiciones de reposo al tiempo que evita que alguna zona se irrite demasiado. Además, y tal como se explica con más detalle a continuación, la presente invención proporciona redundancia en caso de que cualquiera de la serie de bobinas secundarias falle, porque cada bobina está aislada eléctricamente de las demás y un paciente puede cambiar, simplemente, a una bobina secundaria diferente en caso de un fallo. Además, la presente invención permite la conexión de múltiples bobinas principales para acelerar la recarga de un dispositivo de almacenamiento de carga, dado que la transferencia de energía por cada bobina secundaria está limitada por el umbral máximo de incremento de la temperatura.
La figura 1 muestra un diagrama de un sistema TET a modo de ejemplo de la presente invención. Un dispositivo implantable comprende una serie de bobinas secundarias 100 adaptadas para ser colocadas en un paciente. Las bobinas secundarias están conectadas a un controlador 102 que está adaptado para recibir corriente eléctrica de la serie de bobinas secundarias para utilización o almacenamiento. A continuación, el controlador puede dirigir la corriente eléctrica, por ejemplo, para cargar una batería (que puede estar integrada con el controlador 102) o alimentar un dispositivo de asistencia ventricular 104 u otro dispositivo implantable.
La figura 1 muestra asimismo una realización a modo de ejemplo de la bobina principal 106 que está adaptada para permanecer fuera del cuerpo y transferir energía de manera inductiva a las bobinas secundarias. La bobina principal 106 está conectada a una fuente de potencia externa, que puede incluir, por ejemplo, circuitos de control y acondicionamiento. Opcionalmente, se puede utilizar más de una bobina principal 106 simultáneamente con las bobinas secundarias 100, para reducir el tiempo necesario para cargar una batería implantada. Si múltiples bobinas principales
106 están fijadas, el sistema puede recibir energía de cualquiera o de todas las bobinas principales. Asimismo, el sistema puede dirigir la energía a un subconjunto de las bobinas conectadas para maximizar la eficiencia. Por ejemplo, si una de las bobinas principales 106 se sale de la alineación, la potencia puede ser dirigida al par de bobinas principal/secundaria con la mejor eficiencia de acoplamiento, maximizando con ello la eficiencia global del sistema. En la utilización, la/las bobina(s) principal(es) 106 se colocan en la proximidad de una o varias bobinas secundarias 100 de tal manera que estén sustancialmente en alineación axial. La fuente de potencia 108, que puede incluir circuitos de acondicionamiento para producir una tensión de salida y un perfil de corriente deseados, se activa a continuación para producir un campo magnético variable en el tiempo en la/las bobina(s) principal(es) 106. El campo magnético variable en el tiempo induce a una corriente eléctrica a circular en las bobinas secundarias 100 y la corriente se distribuye posteriormente al controlador 102 y a cualquier dispositivo de asistencia ventricular 104 adjunto o a dispositivos de almacenamiento de carga.
La figura 2 ilustra una bobina secundaria 200 a modo de ejemplo adaptada para su colocación en un paciente. La bobina secundaria 200 presenta una parte de bobina 202 que consta de varias vueltas de hilo conductor, una parte de conexión 204 y una parte de interfaz 206 opcional. La parte de bobina 202 puede variar en tamaño y vueltas de hilo dependiendo de numerosos factores, tales como el sitio de implantación previsto. En una realización a modo de ejemplo, la parte de bobina 202 comprende 12 vueltas de hilo Litz en una bobina de 50,8 mm (dos pulgadas) de diámetro. Además del hilo, la bobina 202 puede contener un núcleo de ferrita y circuitos electrónicos que rectifican la corriente alterna y se comunican con la bobina externa y el accionador para proporcionar una tensión de salida de CC regulada. Una bobina secundaria a modo de ejemplo se describe en la publicación de patente de U.S.A. N° 2003/0171792, que se incorpora en el presente documento como referencia en su totalidad.
La parte de bobina 202 está acoplada eléctricamente a la parte de conexión 204, que puede estar formada a partir de un segmento del mismo hilo utilizado para formar la parte de bobina. La longitud de la parte de conexión 204 también puede variar, por ejemplo, según la distancia desde el sitio de implantación de una bobina secundaria al de un controlador.
La parte de conexión 204 también está acoplada eléctricamente a la parte de interfaz 206 opcional. La parte de interfaz 206 se utiliza para conectar la bobina secundaria 200 a un controlador 102. La parte de interfaz puede incluir cualquier conector eléctrico conocido en la técnica, para facilitar la conexión modular a un controlador 102, o puede consistir en un extremo terminal de la parte de conexión 204 que puede ser conectado eléctricamente a un controlador.
Una ventaja de la presente invención es que la serie de bobinas secundarias pueden estar adaptadas para su colocación en cualquier lugar en un paciente. En una realización a modo de ejemplo, se incluyen dos bobinas secundarias que están adaptadas para su colocación en la zona izquierda y derecha del tórax del paciente. Dicha configuración minimiza la invasión de la implantación de las bobinas al tiempo que proporciona todos los beneficios de una ubicación variada de acoplamiento, y redundancia eléctrica.
La figura 3 muestra una bobina principal 300, a modo de ejemplo, configurada para transmitir energía transcutánea a una bobina secundaria tal como la mostrada en la figura 2. De manera similar a la bobina secundaria 200 en la figura 2, la bobina principal 300 puede incluir una parte de bobina 302, una parte de conexión 304, y una parte de interfaz 306. Sin embargo, la bobina principal 300 está adaptada para su colocación fuera del paciente, e induce una corriente eléctrica en la bobina secundaria 200, emitiendo un campo magnético variable en el tiempo desde la parte de bobina 302. La abertura en el centro de la bobina principal 300 se puede utilizar para cubrir la parte de la bobina secundaria 200 que sobresale debajo de la piel del paciente, para mejorar la alineación de las bobina principal y secundarias, mejorando de este modo la eficiencia del acoplamiento.
La parte de bobina 302 puede variar en tamaño y vueltas de hilo dependiendo de varios factores que incluyen, por ejemplo, el tamaño de cualquiera de las bobinas secundarias con la que se va a utilizar. La parte de bobina 302 está acoplada eléctricamente a la parte de conexión 304. La parte de conexión 304 puede estar formada a partir de una parte del hilo que se utiliza para formar la parte de bobina 302. La parte de conexión 304 puede variar de longitud dependiendo de cualquiera de varios factores, que incluyen, por ejemplo, a qué distancia está el paciente de una fuente de potencia. A su vez, la parte de conexión 304 está acoplada eléctricamente a la parte de interfaz 306, que está adaptada para ser conectada a una fuente de potencia (o circuitos de acondicionamiento o control asociados) tal como la fuente de potencia 108 de la figura 1. La parte de interfaz 306 puede incluir cualquier conector eléctrico conocido en la técnica para facilitar las conexiones modulares a la fuente de potencia 108 externa, o puede consistir en un extremo terminal de la parte de conexión 304 que está adaptada para ser conectada eléctricamente a la fuente de potencia 108. La bobina principal 300 se utiliza para transferir potencia de manera transcutánea, a fin de soportar finalmente un dispositivo implantable tal como el dispositivo de asistencia ventricular (VAD) 400 representado en la figura 4. El dispositivo de asistencia ventricular 400 ayuda al corazón en la circulación de la sangre a través del cuerpo. La integración de una batería de suficiente capacidad en el interior del cuerpo y de un dispositivo de asistencia eficiente en consumo de potencia (entrada eléctrica de 5 a 6 vatios) puede permitir a un paciente moverse sin estar conectado a ninguna fuente de potencia o bobina principal externa durante largos periodos de tiempo. Esto, junto con los tiempos de carga reducidos conseguidos con la utilización de múltiples bobinas principales para la transferencia de potencia, da
como resultado una calidad de vida insuperable para los pacientes que utilizan estos sistemas.
Si bien un dispositivo de asistencia ventricular es una realización a modo de ejemplo de un dispositivo implantable que se puede beneficiar de los sistemas TET tales como la presente invención, no es en modo alguno el único dispositivo implantable que puede ser alimentado de este modo. Con el sistema de la presente invención se pueden utilizar otros dispositivos de asistencia cardíaca, así como muchos otros tipos de dispositivos implantables motorizados.
La figura 1 muestra las bobinas secundarias 100 conectadas al dispositivo de asistencia ventricular 104 por medio de un controlador tal como el que se muestra en la figura 5. La figura 5 representa un controlador integrado y conjunto de baterías 500, que están adaptados para su colocación en un paciente. El conjunto de baterías recargables incluye celdas de batería 502 que se pueden cargar utilizando la corriente eléctrica recibida de la/las bobina(s) secundaria(s) 100. La corriente eléctrica recibida de la/las bobina(s) secundaria(s) es procesada a través de los circuitos de interfaz TET 514 y acondicionada para su utilización con las celdas de batería 502 a través de los circuitos del cargador 518 o para alimentar la electrónica interna y el dispositivo de asistencia ventricular 104 por los circuitos de regulación de potencia 504. Los circuitos de regulación de potencia 504 pueden contener cualquiera de los diversos diseños de circuitos conocidos en la técnica que son eficaces para convertir la tensión y la corriente recibidas desde los circuitos de interfaz TET 514 en una tensión de salida y corriente deseados, que se pueden utilizar para alimentar los circuitos electrónicos internos 506, 508, 510, 512 y el dispositivo de asistencia ventricular 104 por medio del accionador 516 del motor de la bomba de sangre.
Los circuitos de interfaz TET 514 también pueden incorporar circuitos diseñados para evitar que un fallo o un cortocircuito en cualquier bobina secundaria afecte al funcionamiento del controlador 500 o del VAD 104. Por ejemplo, los diodos o diodos ideales 602 que se muestran en la figura 6 pueden ser utilizados para evitar caídas de tensión del sistema o reflujo de corriente a una bobina secundaria individual 100 del controlador 102 o de cualquier otra bobina secundaria. Dichos fallos de sistema pueden ser provocados por un fallo de un componente en una bobina secundaria individual, tal como un fallo del hilo debido a la flexión, o a una interferencia externa, por ejemplo, por una aguja hipodérmica o entrada de humedad que causa la electro-corrosión.
De manera alternativa, los circuitos de interfaz TET 514 pueden incluir circuitos de controlador adicionales, que les permiten desacoplar eléctricamente cualquier bobina secundaria que no esté en uso. En una realización de este tipo, los circuitos del controlador pueden ser configurados para seleccionar una o varias bobinas secundarias que reciben energía de las bobinas principales para utilizar en la carga de una batería implantada u otro dispositivo de almacenamiento de carga. Un experto en la técnica apreciará que cualquiera de los diseños de varios circuitos puede implementar esta característica de acoplamiento selectivo, que incluye tensión variable y/o suministro de corriente para ambas bobinas secundarias si se opera en paralelo.
La figura 6 ilustra un diagrama de circuito a modo de ejemplo para el dispositivo implantable que se muestra en la figura 1, en el que dos bobinas secundarias 100 están conectadas al controlador implantado y a la batería 102. Cada una de las bobinas secundarias 100 proporciona una tensión de CC regulada al controlador 102 implantado cuando se acopla a la bobina principal 106. La tensión de CC de cada bobina secundaria 100 es alimentada a través de un circuito de diodo ideal 602 en los circuitos de interfaz TET 514. El circuito de diodo ideal 602 se comporta como un diodo estándar, con la excepción de una caída de tensión directa muy baja. Esto se consigue activando o desactivando un transistor de efecto de campo (FET) en base a la tensión detectada en el ánodo y el cátodo del circuito.
A diferencia de un diodo Schottky, que tiene una caída de tensión directa comprendida entre 0,3 voltios y 0,5 voltios, el diodo ideal tiene una caída de tensión directa de menos de 0,1 voltios. La menor caída de tensión reduce la potencia disipada en el diodo, permitiendo que haya más potencia disponible para accionar el VAD 104 y cargar la batería. Además, se genera menos calor en el diodo ideal debido a la menor pérdida de potencia. La mayor eficiencia de los diodos ideales también permite que las baterías transportadas externamente (que se pueden utilizar como fuente de potencia 108) sean más pequeñas, lo que aumenta la calidad de vida del paciente.
Los diodos ideales 602 están conectados en una configuración “O”, lo que permite que una o ambas bobinas secundarias 100 suministren la potencia al controlador interno 102. Como un diodo Schottky, el diodo ideal solo conducirá la corriente en dirección hacia adelante. En el caso de un fallo, que crea una baja impedancia a través de la salida de tensión de CC de una de las bobinas secundarias 100, o corta la misma, el diodo ideal 602 evitará que el fallo reduzca la tensión del sistema. De lo contrario, la reducción de la tensión del sistema podría provocar la interrupción del VAD 104 y una grave amenaza para la vida del paciente. Con los diodos que se muestran en la figura 6, el sistema aún puede funcionar con la otra bobina secundaria 100, eliminando la necesidad de una cirugía de emergencia para reemplazar la bobina secundaria defectuosa antes de que la batería interna 502 se agote.
Volviendo a la figura 5, el controlador 500 puede incluir, asimismo, los circuitos del VAD 506 y 516, que está configurado para controlar el dispositivo de asistencia ventricular 104. Los circuitos del VAD pueden incluir características de monitorización para que cualquier fallo en el dispositivo de asistencia ventricular 104 sea detectado en el controlador 500. El controlador 500 puede incluir, además, un procesador central 510 que coordina las funciones ejecutadas por los circuitos del cargador 518, los circuitos de regulación de potencia 504, los circuitos del accionador del motor de la bomba de sangre 516 y los circuitos de A/C 506.
El procesador 510 monitoriza asimismo la función de las bobinas secundarias 100 y el dispositivo de asistencia ventricular 104. Si se detecta un fallo en cualquiera de los componentes, el procesador 510 puede utilizar el módulo de telemetría de RF 508 para permitirle comunicar información de fallo con un usuario a través de una pantalla externa o consola de control. La pantalla o la consola de control podrían adoptar la forma de un ordenador de sobremesa común, un teléfono móvil, una PDA, una consola de control del lado de la cama o cualquier otro tipo de dispositivo informático o de señalización conocido en la técnica. La información de fallo comunicada a un usuario también puede tener la forma de una alarma activada por una pantalla o consola de control tal como se ha descrito anteriormente. De manera alternativa, el controlador 500 puede incluir un módulo de alarma 512 que puede activar una alarma de sonido o vibración en caso de fallo. Además, la fuente de potencia 108 externa también se puede configurar para detectar un fallo en una bobina secundaria 100 acoplada, alertar al paciente en consecuencia y guiar al usuario a una posición óptima de la bobina principal.
El sistema de la presente invención proporciona varios beneficios sobre los sistemas TET de la técnica anterior. Por ejemplo, la presente invención proporciona redundancia en caso de fallo de la bobina secundaria. En los sistemas TET de la técnica anterior, el fallo de una bobina secundaria requiere una cirugía de emergencia para reemplazar la bobina antes de que la batería implantada agote su carga. Sin embargo, con el sistema TET de la presente invención, un paciente puede evitar la cirugía de emergencia utilizando otra bobina secundaria hasta que la bobina defectuosa pueda ser reemplazada. Esto es posible gracias al aislamiento eléctrico de cada una de la serie de bobinas secundarias conectadas al controlador. Otra ventaja de la presente invención es la mayor comodidad del paciente. Permitir que un paciente conecte una bobina principal a cada lado de su cuerpo, para alternar las ubicaciones de acoplamiento cuando la piel sobre una bobina secundaria se irrita, y utilizar múltiples bobinas principales para acelerar el tiempo de carga de la batería proporciona un aumento en la comodidad del paciente y en la calidad de vida.
Un experto en la técnica apreciará características y ventajas adicionales de la presente invención, en base a las realizaciones descritas anteriormente. En consecuencia, la presente invención no se debe limitar a lo que se ha mostrado y descrito concretamente, excepto a lo indicado por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Sistema de transferencia de energía transcutánea, que comprende:
una serie de bobinas secundarias (100), que comprenden una primera bobina secundaria y una segunda bobina secundaria, estando adaptadas dichas primera y segunda bobinas secundarias (100) para su colocación en un paciente para recibir energía transcutánea;
primera y segunda bobinas principales (106), configuradas para transmitir simultáneamente energía transcutánea a las primera y segunda bobinas secundarias (100); y
un controlador (102), adaptado asimismo para su colocación en el paciente, que comprende circuitos (514) para aislar entre sí las primera y la segunda bobinas secundarias (100) a la vez que permite que cada una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) carguen simultáneamente un dispositivo de almacenamiento y/o alimenten un dispositivo médico implantable (104), cuando cada una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) se acopla simultáneamente a las primera y segunda bobinas principales (106), respectivamente.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que el controlador (102) comprende, además, circuitos (514) para seleccionar una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) para la transferencia de energía y desacoplar eléctricamente la otra de las primera y segunda bobinas secundarias (100).
3. Sistema según la reivindicación 1, en el que el sistema comprende, además, una alarma (512) para alertar al paciente en caso de fallo de una o varias de las bobinas secundarias (100).
4. Sistema según la reivindicación 1, en el que la serie de bobinas secundarias (100) son conectadas mediante diodos, diodos ideales (602) o interruptores.
5. Sistema según la reivindicación 1, en el que la primera bobina secundaria (100) está adaptada para su colocación en el lado izquierdo del cuerpo del paciente y la segunda bobina secundaria (100) está adaptada para su colocación en el lado derecho del cuerpo del paciente.
6. Sistema según la reivindicación 1, en el que la primera bobina principal (106) y la segunda bobina principal (106) están configuradas para transmitir simultáneamente energía transcutánea a las primera y segunda bobinas secundarias (100) para disminuir el tiempo necesario para cargar el dispositivo de almacenamiento.
7. Sistema según la reivindicación 1, en el que el sistema comprende, además, un dispositivo de asistencia ventricular o dispositivo médico implantable (104) conectado al controlador (102).
8. Sistema según la reivindicación 1, en el que el controlador (102) selecciona una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) con un mejor acoplamiento para la transferencia de energía.
9. Dispositivo implantable, que comprende:
primeras y segundas bobinas secundarias (100), que se pueden colocar en un paciente y adaptar para producir una corriente eléctrica en presencia de un campo magnético variable en el tiempo; y
circuitos de control (514), para aislar las primera y segundas bobinas secundarias (100) entre sí, a la vez que dirigen la corriente eléctrica de ambas bobinas secundarias (100) a un dispositivo de almacenamiento eléctrico (502), y/o alimentan un dispositivo médico implantable (104), cuando cada una de las bobinas secundarias (100) se acopla simultáneamente a una primera y a una segunda bobina principal (106), respectivamente.
10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que el circuito de control (514) está configurado además para seleccionar una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) para la transferencia de energía, y desacoplar eléctricamente la otra de las primera y segunda bobinas secundarias (100).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que los circuitos de control (514) están configurados además para seleccionar una de las primera y segunda bobinas secundarias (100) con un mejor acoplamiento para la transferencia de energía.
12. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que el dispositivo comprende, además, una alarma (512) para alertar al paciente en caso de fallo de una o varias de las bobinas secundarias (100).
13. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que las primera y segunda bobinas secundarias (100) se aíslan usando diodos.
14. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que la primera bobina secundaria (100) está adaptada para su colocación en el lado izquierdo del cuerpo del paciente y la segunda bobina secundaria (100) está adaptada para su colocación en el lado derecho del cuerpo del paciente.
15. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que el dispositivo comprende, además, un dispositivo de asistencia ventricular o dispositivo médico (104) implantable conectado al circuito de control (102).
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