FR3077738A1

FR3077738A1 - Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables

Info

Publication number: FR3077738A1
Application number: FR1870869A
Authority: FR
Inventors: Ming-Fu Chiang
Original assignee: Orion Biotech Inc
Current assignee: Orion Biotech Inc
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2019-08-16
Also published as: US20190247670A1; JP6646106B2; TWI667860B; TW201935807A; JP2019136470A; US11291846B2; DE102018117204A1

Abstract

Une structured'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables (IMD) est divulguée. La structure d'amplification susmentionnée offre la possibilité de charger les IMD à longue portée, ce qui assure le maintien la qualité de vie de l'utilisateur et réduit également les risques de remplacement des batteries par l'intermédiaire d'interventions chirurgicales. La structure d'amplification comprend un amplificateur, qui comprend un émetteur, un support (200), un IMD (400) et un module d'amplification (300). Le module d'amplification (300) est placé à l'intérieur du support (200) et disposé à la surface extérieure de la peau (501) de l'utilisateur entre l'émetteur et l'IMD (400). Les signaux de charge émis par l'émetteur sont amplifiés par le module d'amplification (300) et transmis pour charger l'IMD (400) à l'intérieur du tissu de l'utilisateur.

Description

Titre de l’invention : STRUCTURE D’AMPLIFICATION DE CHARGE SANS FIL À LONGUE PORTÉE POUR DISPOSITIFS MÉDICAUX IMPLANTABLES [0001] Au moins un mode de réalisation de la présente invention concerne une structure d'amplification de charge sans fil pour dispositifs médicaux implantables. Plus particulièrement, au moins un mode de réalisation de la présente invention concerne une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables.

[0002] La technique liée à des traitements de maladies par des dispositifs médicaux implantables (Implantable Medical Devices, IMD) a été bien développée pendant des années, comme le traitement de la maladie de Parkinson par stimulation cérébrale profonde (Deep Brain Stimulation, DBS) et le traitement des maladies cardiaques par stimulateur cardiaque artificiel. En particulier, le fonctionnement de dispositifs médicaux implantables actifs (Active Implantable Medical Devices, AIMD) est assuré par des alimentations par batteries. Cependant, l'énergie électrique stockée dans ces batteries est uniquement disponible pour faire fonctionner ces dispositifs médicaux implantables pendant 5 à 10 ans. Une fois les batteries entièrement déchargées, il est nécessaire de les remplacer par l’intermédiaire d’interventions chirurgicales. Cependant, les moyens susmentionnés sont non seulement un inconvénient pour les utilisateurs, mais aussi une charge financière due aux coûts de la chirurgie. De plus, les risques des interventions chirurgicales sont considérables, puisque parmi les utilisateurs souffrant de ces maladies, la proportion de personnes âgées est assez élevée.

[0003] La technologie actuelle est à même de charger ces dispositifs médicaux implantables actifs (Active Implantable Medical Devices, AIMD) de manière sans fil. La technique la plus courante consiste à charger par couplage inductif de bobines inductives en plaçant une bobine réceptrice dans le dispositif médical implantable et une bobine de charge dans une position proche de la bobine réceptrice à l'extérieur de la peau. Néanmoins, les bobines inductives ne peuvent pas être séparées de plus de quelques centimètres, et l'utilisateur doit porter la bobine de charge avec des ceintures pour la maintenir suffisamment près du dispositif médical implantable, ce qui peut gêner l'utilisateur, tant du point de vue du confort de vie que de l'aspect mental.

[0004] L'autre technique courante consiste à charger par couplage inductif résonant qui peut charger de manière sans fil les dispositifs médicaux implantables à une distance de 1 à 2 mètres. Cependant, les dimensions des bobines sont relativement plus grandes de sorte à mettre en correspondance les fréquences d'oscillation de la bobine de charge et de la bobine inductive. Ceci n'est pas idéal pour l'utilisation de dispositifs médicaux implantables. De plus, la puissance de sortie est plus grande et peut entraîner des problèmes de sécurité pour une utilisation médicale. De plus, cela peut ne pas être conforme aux réglementations.

[0005] Pour résoudre les problèmes susmentionnés de l'art antérieur, au moins un mode de réalisation de la présente invention fournit une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables comprenant un émetteur, un support, un dispositif médical implantable et un module d'amplification.

[0006] L'émetteur est configuré pour émettre une pluralité de signaux de charge. Le support est disposé à l'extérieur de la peau d’un utilisateur sur un côté de l'émetteur et le dispositif médical implantable est disposé de l'autre côté du support par rapport à l'émetteur. Et le module d'amplification est disposé dans le support.

[0007] En outre, la pluralité de signaux de charge sont reçus par le module d'amplification et transformés en une pluralité de signaux amplifiés, et le dispositif médical implantable reçoit la pluralité de signaux amplifiés.

[0008] La présente invention a donc pour objet une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, caractérisée par le fait qu’elle comprend:

[0009] un émetteur émettant une pluralité de signaux de charge;

[0010] un support, disposé à l'extérieur de la peau d'un utilisateur et sur un côté de l'émetteur;

[0011] un dispositif médical implantable, disposé de l'autre côté du support par rapport à l'émetteur; et [0012] un module d'amplification, disposé dans le support;

[0013] dans laquelle la pluralité de signaux de charge sont reçus par le module d'amplification et transformés en une pluralité de signaux amplifiés, et le dispositif médical implantable reçoit la pluralité de signaux amplifiés.

[0014] Selon une caractéristique particulière de l’invention, l'émetteur est un émetteur radiofréquence, un émetteur laser infrarouge ou un émetteur ultrasonique.

[0015] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le dispositif médical implantable est un dispositif médical implantable actif.

[0016] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le support est un accessoire, un patch, un pansement collant, un dispositif magnétique ou une carte à puce.

[0017] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le support est un textile et le module d'amplification est incorporé, tissé ou maillé dans le support.

[0018] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le module d'amplification comprend en outre au moins un récepteur.

[0019] Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins un récepteur est choisi dans le groupe constitué d'une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, d'un film diélectrique et d'un élément photovoltaïque.

[0020] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le module d'amplification comprend en outre:

[0021] un récepteur radiofréquence, connecté à la pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence;

[0022] une boucle d'adaptation d'impédance, connectée au récepteur radiofréquence;

[0023] un redresseur, connecté à la boucle d'adaptation d'impédance;

[0024] un circuit d’amplification de tension, connecté au redresseur;

[0025] un circuit de protection de batterie, connecté au circuit d’amplification de tension;

[0026] un dispositif de stockage d'énergie, connecté au circuit de protection de batterie; et [0027] un module de sortie, connecté au dispositif de stockage d'énergie.

[0028] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le dispositif de stockage d'énergie est une batterie rechargeable, un supercondensateur ou une combinaison de ceux-ci.

[0029] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le module de sortie comprend: [0030] un circuit de conversion CC/CA, connecté au dispositif de stockage d'énergie;

[0031] une bobine d'induction, connectée au circuit de conversion CC/CA; et [0032] un circuit de commande de signal CA, connecté au circuit de conversion CC/CA et un générateur de signal CA.

[0033] Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins un récepteur est le film diélectrique qui comprend une pluralité de couches diélectriques ayant des constantes diélectriques différentes.

[0034] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le module d'amplification comprend en outre:

[0035] un récepteur piézoélectrique, relié au film diélectrique;

[0036] une boucle d'adaptation d'impédance, connectée au récepteur piézoélectrique;

[0037] un redresseur, connecté à la boucle d'adaptation d'impédance;

[0038] un circuit d’amplification de tension, connecté au redresseur;

[0039] un circuit de protection de batterie, connecté au circuit d’amplification de tension;

[0040] un dispositif de stockage d'énergie, connecté au circuit de protection de batterie; et [0041] un module de sortie, connecté au dispositif de stockage d'énergie.

[0042] Selon une caractéristique particulière de l’invention, le module d'amplification comprend en outre:

[0043] un récepteur photovoltaïque, relié à l'élément photo voltaïque;

[0044] une boucle d'adaptation d'impédance, connectée au récepteur photo voltaïque;

[0045] un redresseur, connecté à la boucle d'adaptation d'impédance;

[0046] un circuit d’amplification de tension, connecté au redresseur;

[0047] un circuit de protection de batterie, connecté au circuit d’amplification de tension; [0048] un dispositif de stockage d'énergie, connecté au circuit de protection de batterie; et [0049] un module de sortie, connecté au dispositif de stockage d'énergie.

[0050] Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre indicatif et non limitatif, des modes de réalisation particuliers avec référence aux dessins annexés.

[0051] Sur ces dessins :

[0052] [fig.l] est un diagramme schématique illustrant une technique de charge sans fil pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention ;

[0053] [fig.2] est un diagramme schématique illustrant une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention ;

[0054] [fig.3] est un diagramme schématique illustrant une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention ;

[0055] [fig.4] est un schéma fonctionnel illustrant un module d'amplification, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention ;

[0056] [fig.5] est un schéma fonctionnel illustrant un module de sortie, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention ; et [0057] [fig.6] est un organigramme illustrant un procédé de technique d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention.

[0058] Les exemples représentés par la suite sont fournis à des fins d'explication détaillée des caractéristiques de modes de réalisation préférés, afin de permettre à l’homme du métier de comprendre les modes de réalisation préférés. Il doit être entendu que les spécifications données dans les dessins le sont simplement à des fins d'illustration et que divers changements, sans s'écarter du cadre de l'invention, peuvent être inclus ou implicites dans la présente invention.

[0059] LIG. 1 est un diagramme schématique illustrant une technique de charge sans fil pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. Comme illustré dans la LIG. 1, un émetteur 100 émet et envoie une pluralité de signaux de charge 101. La pluralité de signaux de charge 101 se propage dans l'espace et atteint une position d'un utilisateur 500 et charge le dispositif médical implanté dans la cible 504, qui est le tissu corporel ou la zone affectée par la maladie équipée du dispositif médical implantable. Dans ce mode de réalisation, la pluralité de signaux de charge 101 envoyés par l'émetteur 100 chargent simultanément tous les dispositifs médicaux dans plus d'une cible 504. Par conséquent, lorsque l'utilisateur 500 a implanté dans celui-ci plusieurs dispositifs médicaux implantables actifs dans plus d'une zone affectée, ces dispositifs médicaux implantables actifs peuvent être chargés simultanément grâce à la technique de la présente invention.

[0060] Dans un mode de réalisation de la présente invention, l'émetteur 100 est un émetteur radiofréquence, et la pluralité de signaux de charge 101 émis par l'émetteur 100 sont des signaux électromagnétiques. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, l'émetteur 100 est un émetteur laser infrarouge, et la pluralité des signaux de charge 101 émis par l'émetteur 100 sont des signaux infrarouges avec une directivité et une longueur d'onde de 700 à 900 nm. De préférence, la longueur d'onde du signal infrarouge est de 800 nm. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, l'émetteur 100 est un émetteur ultrasonique. Ainsi, la pluralité de signaux de charge 101 émis par l'émetteur 100 sont des signaux ultrasoniques. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le dispositif médical implantable est un dispositif médical implantable actif, et la portée de la charge sans fil va de 10 cm à plusieurs mètres. L'utilisateur 500 peut se déplacer librement dans un espace plus grand sans perturber ses activités de la vie quotidienne. Le dispositif médical implantable actif peut être un dispositif médical implanté qui nécessite une entrée d’alimentation externe pour son fonctionnement, comme un moniteur cardiaque, un stimulateur cardiaque ou un stimulateur cérébral.

[0061] On se réfère à la FIG. 1 et à la FIG. 2, qui est un diagramme schématique illustrant une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. Comme le montrent les figures, la structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables conformément au mode de réalisation de la présente invention comprend un émetteur 100 pour émettre une pluralité de signaux de charge 101, un support 200 disposé à l'extérieur de la peau 501 d'un utilisateur 500 sur un côté de l'émetteur 100, un dispositif médical implantable 400 disposé de l'autre côté du support 200 par rapport à l'émetteur 100 et un module d'amplification 300 disposé dans le support 200. En outre, la pluralité de signaux de charge 101 sont reçus par le module d'amplification 300 et transformés en une pluralité de signaux amplifiés, et le dispositif médical implantable 400 reçoit la pluralité de signaux amplifiés.

[0062] En se référant à la FIG. 1 et à la FIG. 2 en même temps, dans certains modes de réalisation de la présente invention, le support 200 est un accessoire, un patch, un pansement collant, un dispositif magnétique ou une carte à puce. E'utilisateur 500 peut porter un accessoire fourni avec le support 200 près de la cible 504, tel qu'un collier, une boucle de ceinture, un bracelet, un bracelet de cheville, etc. pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et charger le dispositif médical implantable 400 positionné au niveau de la cible 504. E'utilisateur 500 peut également apposer un patch ou un pansement collant fourni avec le support 200 sur la peau 501 près de la cible 504 pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et charger le dispositif médical implantable 400 positionné au niveau de la cible 504. D'autres modes de réalisation du support 200 de la présente invention peuvent inclure, sans toutefois s'y limiter, une carte à puce, un dispositif magnétique ou tout ce qui pourrait être facilement transporté près de la cible 504. En outre, le support 200 peut être mis en œuvre sous la forme d'un réseau pour augmenter la zone de surface de réception, mais la présente invention n'est pas limitée à cela.

[0063] Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le support 200 est un textile et le module d'amplification 300 est monté, incrusté, tissé ou maillé dans le support 200. Des modes de réalisation préférés comprennent le tissage ou le maillage de plus d'un type de fils de tissage contenant un matériau électriquement conducteur dans un tissu par une technique spéciale de tissage ou de maillage et le fait qu'une zone spécifique du tissu possède la fonction d'amplifier la pluralité de signaux de charge 101. La zone spécifique susmentionnée du tissu sert de module d'amplification 300 de la présente invention et le tissu fait de fils électriquement conducteurs sert de support 200 de la présente invention. L'utilisateur 500 porte un tissu ou un chapeau tissé ou maillé pour inclure le support 200 près de la cible 504 pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et pour charger davantage le dispositif médical implantable 400 au niveau de la cible 504.

[0064] Dans un autre mode de réalisation, le support 200 est un textile, et le module d'amplification 300 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence. La pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence sont tissés ou maillés dans le support 200 par une technique spéciale de tissage ou de maillage permettant d'amplifier les ondes électromagnétiques, considérées comme les signaux de charge. La description ci-dessus des modes de réalisation n'a pour but que d'illustrer simplement le concept de la présente invention. L’homme du métier doit comprendre que tout changement ou toute modification simple et équivalente relève toujours du cadre de la présente invention et ne se limite pas à la description.

[0065] Dans le mode de réalisation montré dans la FIG. 2, un module d'amplification 300 est disposé dans le support 200. Le module d'amplification 300 peut être divisé en deux parties: un récepteur 301 et un module de traitement 302. Dans certains modes de réalisation, pour que le module d'amplification 300 amplifie la pluralité de signaux de charge 101 (par exemple, le signal électromagnétique, le signal infrarouge ou le signal ultrasonique, etc.) fournis par n'importe quel type de récepteur 301, le module d'amplification 300 peut être mis en œuvre sous la forme de combinaisons de multiples récepteurs 301 et modules de traitement 302. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux électromagnétiques, le récepteur 301 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux infrarouges, le récepteur 301 est un élément photovoltaïque. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux ultrasoniques, le récepteur 301 est un film diélectrique. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le film diélectrique comprend une pluralité de couches diélectriques, dans lesquelles les constantes diélectriques de chaque couche diélectrique sont différentes.

[0066] Dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est une combinaison d'une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, de films diélectriques et d'éléments photovoltaïques, et le module de traitement 302 est configuré avec un conditionneur de signaux. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux électromagnétiques, le conditionneur de signaux identifie les signaux et désigne la pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence dans le récepteur 301 pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et déclencher les circuits correspondants dans le module de traitement 302 pour traiter la pluralité de signaux amplifiés. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux infrarouges, le conditionneur de signaux identifie les signaux et désigne la pluralité d'éléments photovoltaïques dans le récepteur 301 pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et déclencher les circuits correspondants dans le module de traitement 302 pour traiter les signaux amplifiés. Lorsque la pluralité de signaux de charge 101 sont des signaux ultrasoniques, le conditionneur de signaux identifie les signaux et désigne la pluralité de films diélectriques dans le récepteur 301 pour amplifier la pluralité de signaux de charge 101 et déclencher les circuits correspondants dans le module de traitement 302 pour traiter les signaux amplifiés.

[0067] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, un film diélectrique, un élément photovoltaïque ou une quelconque combinaison de ceuxci. Ee module de traitement 302 comprend un récepteur radiofréquence 304a connecté au récepteur 301, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur radiofréquence 304a, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309.

[0068] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, un film diélectrique, un élément photovoltaïque ou une quelconque combinaison de ceuxci. Le module de traitement 302 comprend un récepteur piézoélectrique 304b connecté au récepteur 301, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur piézoélectrique 304b, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307, connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309.

[0069] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, un film diélectrique, un élément photovoltaïque ou une quelconque combinaison de ceuxci. Le module de traitement 302 comprend un récepteur photovoltaïque 304c connecté au récepteur 301, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur photovoltaïque 304c, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309.

[0070] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence. Le module de traitement 302 comprend un récepteur radiofréquence 304a connecté à la pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur radiofréquence 304a, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309.

[0071] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un autre mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est un film diélectrique. Le module de traitement 302 comprend un récepteur piézoélectrique 304b connecté au film diélectrique, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur piézoélectrique 304b, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309. Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, le film diélectrique est un film diélectrique piézoélectrique. Dans un mode de réalisation plus préféré, le film diélectrique peut être une combinaison de couches diélectriques piézoélectriques progressives, ce qui n'est pas limitatif dans la présente invention. Les couches diélectriques piézoélectriques progressives susmentionnées ont des impédances différentes et des coefficients de pénétration différents, et le coefficient de transmission de la pluralité de signaux de charge 101 est ajustée à une plage désirée en connectant les couches diélectriques piézoélectriques progressives en série ou en parallèle. Dans un mode de réalisation, les signaux de charge ultrasoniques 101 peuvent être ajustés à une intensité de 600 à 900 milliwatts par centimètre carré après avoir traversé le film diélectrique. Dans un mode de réalisation préféré, les signaux de charge ultrasoniques 101 peuvent être en outre ajustés à une puissance de 700 milliwatts par centimètre carré (700 mW/cm2), ce qui fournit non seulement une énergie de charge suffisamment élevée, mais fournit aussi une intensité énergétique conforme aux réglementations de sécurité appliquées au corps humain.

[0072] En se référant à la FIG. 2 et à la FIG. 4, dans un mode de réalisation de la présente invention, le récepteur 301 est un élément photovoltaïque. Le module de traitement 302 comprend un récepteur photovoltaïque 304c connecté à l'élément photovoltaïque, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur photovoltaïque 304c, un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309.

[0073] On se réfère à la FIG. 3 qui est un diagramme schématique illustrant une structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. La structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables conformément au mode de réalisation de la présente invention comprend un émetteur 100 pour émettre une pluralité de signaux de charge 101, un support 200 disposé à l'extérieur de la peau 501 d'un utilisateur 500 sur un côté de l'émetteur 100, un dispositif médical implantable 400 disposé de l'autre côté du support 200 par rapport à l'émetteur 100 et un module d'amplification 300 disposé dans le support 200. En outre, la pluralité de signaux de charge 101 sont reçus par le module d'amplification 300 et transformés en une pluralité de signaux amplifiés, et le dispositif médical im plantable 400 reçoit la pluralité de signaux amplifiés. Le support 200 est disposé à l'extérieur de la peau 501 d'un utilisateur 500 et le dispositif médical implantable 400 est disposé dans un tissu cible 503 sous la peau 501 de l'utilisateur 500. Le tissu cible 503 varie selon la situation qui dépend du type de traitement, et le tissu cible 503 qui se trouve sous le tissu adipeux 502 pourrait être une couche musculaire, un squelette, un organe viscéral ou une cavité corporelle.

[0074] Comme indiqué dans la FIG. 3, la pluralité de signaux de charge 101 est transmise à travers le support 200 disposé sur la surface externe de la peau 501 et ensuite amplifiée par le module d'amplification 300 pour charger le dispositif médical implantable 400 situé dans le tissu cible 503. Dans ce mode de réalisation, le module d'amplification 300 comprend deux parties, une partie de fixation 300a et un module de microaiguilles 300b. La partie de fixation 300a peut être un patch ou un autocollant fait d'un film conducteur tel qu'une feuille de cuivre, une feuille d'or ou d'autres matériaux composites qui peuvent être fixés à la surface du corps humain. Le module de microaiguilles 300b est une structure conique solide ou creuse et est relié à la partie de fixation 300a. De cette façon, le module de micro-aiguilles 300b pénètre dans la peau 501 de l'utilisateur 500. De préférence, le module de micro-aiguilles 300b dans le module d'amplification 300 comprend un réseau de micro-aiguilles coniques, pyramidales triangulaires ou pyramidales polygonales à base de matériaux polymères. Dans d'autres modes de réalisation possibles, chacune des micro-aiguilles coniques ou pyramidales du module de micro-aiguilles 300b peut également être une structure en forme de cône ou en forme de disque incorporée dans une ceinture métallique, un anneau métallique ou un fil métallique, ce qui n'est pas limitatif dans la présente invention.

[0075] Dans un mode de réalisation, le module de micro-aiguilles 300b dans le module d'amplification 300 amplifie la pluralité de signaux de charge 101 par sa structure spécialisée. En outre, dans le mode de réalisation préféré, le module de micro-aiguilles 300b pénètre dans la peau de 501 à environ 100 micromètres (pm) de profondeur pour obtenir le meilleur effet de transmission des signaux amplifiés dans le corps de l'utilisateur 500. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, le module de micro-aiguilles 300b dans le module d'amplification 300 est composé d'antennes à micro-aiguilles et a pour fonctions simultanées d'augmenter l'énergie, de focaliser l'énergie et de guider l'énergie dans le corps. Dans un autre mode de réalisation préféré, le module de micro-aiguilles 300b du module d'amplification 300 est constitué d'antennes coniques incorporées dans une ceinture métallique, un anneau métallique ou un fil métallique. La mise en œuvre de la spécialisation du module d'amplification 300 est illustrée dans cette figure. Toutefois, l’homme du métier doit comprendre que tout changement ou toute modification simple et équivalente relève toujours du cadre de la présente invention et ne se limite pas à la description.

[0076] On se réfère à la FIG. 4 qui est un schéma fonctionnel illustrant un module d'amplification, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. Comme le montre la figure, le module d'amplification 300 de la présente invention comprend un récepteur de radiofréquence 304a, un récepteur piézoélectrique 304b, un récepteur photovoltaïque 304c, une boucle d'adaptation d'impédance 305 connectée au récepteur de radiofréquence 304a, au récepteur piézoélectrique 304b et au récepteur photovoltaïque 304c. Le module d'amplification 300 de la présente invention comprend en outre un redresseur 306 connecté à la boucle d'adaptation d'impédance 305, un circuit d’amplification de tension 307 connecté au redresseur 306, un circuit de protection de batterie 308 connecté au circuit d’amplification de tension 307, un dispositif de stockage d'énergie 309 connecté au circuit de protection de batterie 308 et un module de sortie 303 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309. Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le récepteur 301 est une combinaison arbitraire d'une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, d'un film diélectrique et d'un élément photo voltaïque. Le récepteur 301 est connecté au récepteur de radiofréquence 304a, au récepteur piézoélectrique 304b et au récepteur photovoltaïque 304c tel que représenté dans la FIG. 4 pour recevoir des signaux de charge multi-sources et pour charger le dispositif médical implantable 400.

[0077] Le dispositif de stockage d'énergie 309 de la présente invention est une batterie rechargeable, un supercondensateur ou une combinaison de ceux-ci. De préférence, le dispositif de stockage d'énergie 309 est une batterie au lithium-phosphate de fer, qui est une batterie sûre, ne présentant pas de risque de surchauffe ou d'explosion. Il présente également une puissance de sortie élevée et une capacité de plus de 1000 cycles de charge/décharge. Dans ce mode de réalisation, le circuit d’amplification de tension 307 comprend en outre un circuit de commutation, qui peut être un circuit comprenant un transistor. Plus précisément, le transistor peut être un transistor à effet de champ métaloxyde-semiconducteur (MOSFET). Le circuit d’amplification de tension 307 est connecté au dispositif de stockage d'énergie 309. Le module d'amplification 300 peut charger sélectivement la batterie rechargeable et le supercondensateur dans le dispositif de stockage d'énergie 309 ou délivrer directement les signaux amplifiés pour le dispositif médical implantable 400 à utiliser dans futilisateur 500 par le biais de la configuration du circuit de commutation dans le circuit d’amplification de rtension 307.

[0078] On se réfère à la FIG. 5, qui est un schéma fonctionnel illustrant un module de sortie, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. Comme représenté dans la FIG. 5, le module de sortie 303 comprend un circuit de conversion CC/CA (courant continu/courant alternatif) 310 connecté au dispositif de stockage d'énergie 309, une bobine d'induction 313 connectée au circuit de conversion CC/CA 310, et un circuit de commande de signal CA 311 connecté au circuit de conversion CC/CA 310, et un générateur de signal CA 312. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, la bobine d'induction 313 peut être un fil métallique ou un anneau métallique monté ou enroulé sur le module de micro-aiguilles 300b ou une autre structure spéciale du module d'amplification 300. Dans un autre mode de réalisation, la bobine d'induction 313 est une structure d'antenne à micro-aiguille conique, pyramidale triangulaire, ou pyramidale polygonale sur le module d'amplification 300. La structure d'antenne à micro-aiguilles pénètre dans la peau 501 et pendant ce temps, l'extrémité de réception du dispositif médical implantable 400 est également réglée avec une structure d'antenne conique, pyramidale triangulaire ou pyramidale polygonale correspondante, et le module de sortie 303 du module d'amplification 300 et l'extrémité de réception du dispositif médical implantable 400 servent de paire d'antennes d'émission/réception appariées pour optimiser le transfert de l'intensité énergétique et l'efficacité de conversion. De plus, la mise en œuvre de la bobine d'induction 313 n'est pas limitée à celle illustrée dans les dessins ou la description.

[0079] On se réfère à la FIG. 6 qui est un organigramme illustrant un procédé de technique d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, conformément à certains modes de réalisation de la présente invention. La technologie de charge sans fil à longue distance du dispositif médical implantable dans ce mode de réalisation comprend les étapes suivantes. Dans l'étape SI, l'émetteur 100 émet une pluralité de signaux de charge 101. Dans l'étape S2, un support 200 disposé à l'extérieur du corps reçoit la pluralité de signaux de charge 101 par le récepteur 301 et amplifie la pluralité de signaux de charge. Dans l'étape S3, le support 200 stocke la pluralité de signaux amplifiés dans un dispositif de stockage d'énergie 309. Dans l'étape S4, le support 200 transmet la pluralité de signaux amplifiés à un dispositif médical implantable 400 dans le corps par l'intermédiaire du module de sortie 303. D'autre part, le support 200 peut également choisir de ne pas stocker le signal amplifié dans le dispositif de stockage d'énergie 309 et de transmettre le signal amplifié directement au dispositif médical implantable 400 disposé dans le corps par l'intermédiaire du module de sortie 303.

[0080] La technique d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables de la présente invention crée une possibilité d'utilisation à vie des dispositifs médicaux implantables en introduisant la structure d'amplification de charge sans fil afin que l'utilisateur n'ait pas à subir une intervention chirurgicale coûteuse et à haut risque pour remplacer la batterie. Lorsque le dispositif médical implantable doit être chargé, l'utilisateur n'a pas besoin de porter un élément de charge redondant. En outre, l'utilisateur peut se déplacer librement dans une plus grande zone lui permettant de vaquer aux activités normales de vie et de travail pendant la charge, ce qui représente un grand avantage pour l'utilisateur, tant pour ce qui est de maintenir une bonne qualité de vie que pour l'amélioration de la santé mentale.

[0081] De nombreux modes de réalisation de l’invention sont décrits et illustrés ci-dessus. La présente invention n’est pas limités à un quelconque unique aspect ou ni à un quelconque unique mode de de réalisation de celle-ci, ni à des combinaisons et/ou permutations de tels aspects et/ou modes de réalisation. En outre, chacun des aspects de la présente invention, et/ou des modes de réalisation de celle-ci, peut être utilisé seul ou en combinaison avec un ou plusieurs des autres aspects de la présente invention et/ou des modes de réalisation de celle-ci. Pour des raisons de brièveté, un grand nombre de ces permutations et combinaisons ne seront pas discutées séparément dans la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS [Revendication 1] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables, caractérisée par le fait qu’elle comprend: un émetteur (100) émettant une pluralité de signaux de charge (101); un support (200), disposé à l'extérieur de la peau (501 ) d'un utilisateur (500) et sur un côté de l'émetteur (100); un dispositif médical implantable (400), disposé de l'autre côté du support (200) par rapport à l'émetteur (100); et un module d'amplification (300), disposé dans le support (200); dans laquelle la pluralité de signaux de charge (101 ) sont reçus par le module d'amplification (300) et transformés en une pluralité de signaux amplifiés, et le dispositif médical implantable (400) reçoit la pluralité de signaux amplifiés.

[Revendication 2] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'émetteur (100) est un émetteur radiofréquence, un émetteur laser infrarouge ou un émetteur ultrasonique.

[Revendication 3] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif médical implantable (400) est un dispositif médical implantable actif.

[Revendication 4] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le support (200) est un accessoire, un patch, un pansement collant, un dispositif magnétique ou une carte à puce.

[Revendication 5] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le support (200) est un textile et le module d'amplification (300) est incorporé, tissé ou maillé dans le support (200).

[Revendication 6] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le module d'amplification (300) comprend en outre au moins un récepteur (301).

[Revendication 7] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 6, caractérisée par le fait que l’au moins un récepteur (301) est choisi dans le groupe constitué d'une pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence, d'un film diélectrique et d'un élément photovoltaïque.

[Revendication 8] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le module d'amplification (300) comprend en outre:

un récepteur radiofréquence (304a), connecté à la pluralité de réseaux d'antennes radiofréquence; une boucle d'adaptation d'impédance (305), connectée au récepteur radiofréquence (304a); un redresseur (306), connecté à la boucle d'adaptation d'impédance (305); un circuit d’amplification de tension (307), connecté au redresseur (306); un circuit de protection de batterie (308), connecté au circuit d’amplification de tension (307); un dispositif de stockage d'énergie (309), connecté au circuit de protection de batterie (308); et un module de sortie (303), connecté au dispositif de stockage d'énergie (309).

[Revendication 9] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le dispositif de stockage d'énergie (309) est une batterie rechargeable, un supercondensateur ou une combinaison de ceux-ci.

[Revendication 10] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le module de sortie (303) comprend:

un circuit de conversion CC/CA (310), connecté au dispositif de stockage d'énergie (309) ; une bobine d'induction (313), connectée au circuit de conversion CC/CA (310) ; et un circuit de commande de signal CA (311), connecté au circuit de conversion CC/CA (310) et un générateur de signal CA (312).

[Revendication 11 ] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l’au moins un récepteur (301 ) est le film diélectrique qui comprend une pluralité de couches diélectriques ayant des constantes diélectriques différentes. [Revendication 12] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le module d'amplification (300) comprend en outre: un récepteur piézoélectrique (304b), relié au film diélectrique;

une boucle d'adaptation d'impédance (305), connectée au récepteur piézoélectrique (304b); un redresseur (306), connecté à la boucle d'adaptation d'impédance (305); un circuit d’amplification de tension (307), connecté au redresseur (306); un circuit de protection de batterie (308), connecté au circuit d’amplification de tension (307); un dispositif de stockage d'énergie (309), connecté au circuit de protection de batterie (308); et un module de sortie (303), connecté au dispositif de stockage d'énergie (309). [Revendication 13] Structure d'amplification de charge sans fil à longue portée pour dispositifs médicaux implantables selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le module d'amplification (300) comprend en outre:

un récepteur photovoltaïque (304c), relié à l'élément photovoltaïque; une boucle d'adaptation d'impédance (305), connectée au récepteur photovoltaïque (304c); un redresseur (306), connecté à la boucle d'adaptation d'impédance (305); un circuit d’amplification de tension (307), connecté au redresseur (306); un circuit de protection de batterie (308), connecté au circuit d’amplification de tension (307); un dispositif de stockage d'énergie (309), connecté au circuit de protection de batterie (308); et un module de sortie (303), connecté au dispositif de stockage d'énergie (309).