JP4301756B2 - フィルタブッシング - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、体内埋込み可能な電子医療機器、例えば心臓ペースメーカー用の単極式又は多極式の電気的なフィルタブッシングに関する。該フィルタブッシングは、医療機器のケーシングに形成された１つの開口内に挿嵌するために形成されており、かつ、相互導電を断って配置された複数の接点素子並びにケーシングの周壁に結合するための固定手段を備えたブッシング本体とフィルタ手段とから成り、該フィルタ手段は一方では前記接点素子の１つに、また他方では基準電位を導くケーシングに導電接続されている。前記フィルタ手段は通常、容量性素子から成っている。前記接点素子は通常、ロッド状のピンとして形成されている。
【０００２】
米国特許第４ １５２ ５４０号明細書に基づいて、電子式の心臓ペースメーカーにおいて使用するためのフィルタブッシングが公知になっており、その場合フィルタコンデンサは、ブッシングの絶縁セラミックに穿設された１つの孔の内部に設けられている。
【０００３】
更に欧州特許出願公開第０ ７７６ ０１６号明細書に基づいて、体内埋込み可能な細動除去器及び心臓ペースメーカー用の容量を有するセラミック製フィルタユニットを備えたブッシングが公知である。該フィルタユニットは成層系として構成されており、かつブッシング内に組込まれている。
【０００４】
米国特許第５６５００１６号明細書に基づいて公知になっている体内埋込み可能な医療機器用のブッシングでは、チップコンデンサとして、或いはＬＣ素子として構成されたフィルタ手段を一体化するために、これらの構成部品はブッシングによってカプセル状に密封されねばならない。
【０００５】
しかしながら公知の電気的なブッシングは、容量性フィルタ手段並びに電気的なピンと基準電位との間の接点接続域がガス密に構成されるという欠点を有している。その結果、特にフィルタ手段の前組立という点を考慮すれば、このようなブッシングの製作に要する手間、埋込むべき医療機器のケーシング内へ該ブッシングを挿嵌するのに要する手間、並びにそれに続いて該ケーシングが真空密であるか否かを試験するのに要する手間によって著しく経費がかかることになる。
【０００６】
それのみならず、ブッシングと固着結合されたフィルタ手段は、不利なことに、ブッシングを電子医療機器の対応ケーシング開口内へ溶接する場合に、高い熱負荷に曝されている。これは一面においてブッシングにおけるフィルタ手段の極めて固定的な機械的結合を要求するが、他面においてフィルタ手段の電気的な特性値を往々にして復元不能に変化させることになり、この変化は、体内に埋込まれる医療機器の動作管理に対して、大抵は予見できない仕方で有害な影響を及ぼすことになる。
【０００７】
従って従来技術の諸欠陥を出発点とする本発明の課題は、明細書冒頭で述べた形式の単極式又は多極式のフィルタブッシングを改良して、特に低廉に製作でき、かつフィルタ手段にかかる熱負荷が比較的僅かになるように組立て得るばかりでなく、組立時にフィルタ手段の電気特性が変化するリスクを大幅に排除できるようにすることである。
【０００８】
明細書冒頭で述べた形式のフィルタブッシングにおいて前記課題を解決する本発明の構成手段は、フィルタ手段がブッシング本体の外部に配置されており、かつ、挿嵌状態で実質的に浮動自在にケーシングのケーシング内室内へ侵入するようにブッシング本体と結合されている点にある。
【０００９】
本発明は、フィルタ手段とケーシング周壁との間の接点接続を保証すると同時に、使用されるフィルタ手段の実質的に非真空密構造を有利に無視できるような空間的配設関係がフィルタブッシングと電気的なフィルタ手段に対して選ばれている場合には、製作時及び組立時に顕著な利点が得られるばかりでなく、体内埋込み可能な電子医療機器のケーシング内に組込んだ後に行われる、真空漏れ試験を伴うところの、フィルタ手段を備えた単極式又は多極式の電気的なフィルタブッシングの組付け試験時にも顕著な利点を達成できるという基礎的認識を内包している。その結果、本来のシールエレメント、つまり絶縁セラミック及び、該絶縁セラミックとフランジ及びピンとの継手の漏れテストを、フィルタ手段には関わり無く実施できるという利点が得られる。
【００１０】
体内埋込み可能な電子医療機器のケーシングの開口内へ挿嵌するための単極式又は多極式の電気的なフィルタブッシングであって、該フィルタブッシングが、相互導電を断って配置された単数又は複数の接点素子前記ケーシングに結合するための特にフランジ状の固定手段を備えていて前記開口内へ挿嵌されるブッシング本体と、容量として構成されたフィルタ手段とから成り、該フィルタ手段が一方では相互導電を断って配置されたブッシングの複数の接点ピンの１つに、また他方では基準電位を導く電子医療機器ケーシングに導電接続されている形式の場合、本発明によればフィルタ手段は、肉体的な違和感を避けてブッシング本体の外部に配置されている。しかもフィルタ手段は、実質的に浮動自在にケーシングのケーシング内室内へ侵入するようにブッシング本体と結合されている。
【００１１】
これによって顕著な利点として、フィルタ手段に対して、真空密に関する要求を課す必要が無くなる。フィルタブッシングがブッシング本体をもってケーシング周壁内へ挿嵌されるところのケーシング領域及びブッシング本体それ自体だけを真空密に構成すればよく、これによって電子医療機器の体内埋込みを行った後にケーシング内室への体液侵入が回避される。
【００１２】
更なる利点として、熱応力又は機械的応力に関する負荷軽減が得られるので、検出不能な又は検出の制約される特にフィルタの機械的な損傷が回避される。
【００１３】
本発明の有利な実施形態によればフィルタ手段は、フィルタブッシングのブッシング本体と同軸に横型に配置されたフィルタブロックを形成している。このような配置構成によって、本発明のフィルタブッシングの前組立が単純化される。
【００１４】
フィルタブッシングを、体内に埋込まれる医療機器のケーシングと結合するためにブッシング本体に設けられた固定手段は、リングフランジとして構成されているのが有利であり、かつ、ケーシング内部の方向に延びる金属製のカラーを有している。該カラーの自由端にフィルタブロックは、ブッシング本体との肉体的な違和感を避けて固着されている。リングフランジは、ケーシング開口内へのフィルタブッシングの挿嵌時に、該フィルタブッシングをブッシング本体とケーシング周壁との間に真空密な溶接継手によって位置決めするために必要なストッパを形成する。
【００１５】
ブッシング本体とフィルタブロックとの間に、可能な限り応力のない継手を製作するため、また溶接操作時に放出される熱量によって機械的に許容不能に負荷されないようにするために、金属質のカラーはフレキシブルに形成されている。このフレキシビリティは本発明の有利な実施形態によれば、金属質のカラーを、薄層板構造を有する帯材によって形成することによって簡単に得られる。薄層板はカラーに実質的に均等分配して配置されているので、カラーは実質的にクラウン（王冠）の形状を有している。
【００１６】
フィルタブッシングの前組立時に、円筒形に形成されたフィルタブロックが、クラウン状のカラーによって制限された空間内に挿嵌される。その場合本発明ではフィルタブロックの周壁が薄層板の内側に支持される。
【００１７】
フィルタブロックの周壁に薄層板が接触することによって、フィルタブッシングの個々のピンに対応配設されたフィルタエレメントと、体内埋込み可能な電子医療機器の、基準電位を導くケーシングとの間に導電結合が生成される。
【００１８】
フィルタブロックは、成層構造状に互いに上下に重ねて配置された多数のセラミック円板を有している。しかも電気的なピン（接点素子）の個数に相当する数の円板が、金属コーティングの施された基板として構成されており、この各円板は、フィルタブロックの容量性フィルタエレメントを形成するために、金属コーティングの施されていない２枚のセラミック円板間にそれぞれ配置されている。
【００１９】
フィルタエレメントを、基準電位を導くケーシング周壁と導電結合するためには、金属コーティングの施された基板として形成された円板が、クラウン状のカラーに設けられた複数の薄層板のうちのただ１つと接触していれば充分である。
【００２０】
本発明の別の変化態様では、多極式の電気的なフィルタブッシングのために、４本の電気的なピンが設けられているので、フィルタブロックは全体として、コーティングの施された基板として形成された４枚のセラミック円板と、コーティングの施されていない４枚のセラミック円板とを有し、両種のセラミック円板は、交互に上下に成層されてフィルタブロックに纏められている。
【００２１】
本発明の有利な実施形態によれば、電子医療機器の信号発生兼処理装置と導電結合するための付加的な接続ピンがカラーに設けられている。これによって前記信号発生兼処理装置を簡単に基準電位に接続することが可能になる。
【００２２】
本発明の有利な変化態様では、前記接続素子は帯状に形成されており、これによって信号発生兼処理装置の前組立時の格別な単純化が得られる。
【００２３】
本発明のその他の有利な実施形態は特許請求の範囲の従属請求項に記載した通りであり、或いは本発明の有利な実施形態の説明と相俟って以下に図面に基づいて詳細に図示した通りである。
【００２４】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００２５】
図１に図示した多極式の電気的なフィルタブッシング１は、実質的に円筒形に形成されたブッシング本体２を有し、該ブッシング本体は１つのリング状のフランジ３を保持している。該フランジには、体内埋込み可能な医療機器のケーシング（図示せず）の内室４（図４の符号４参照）の方向に向いたカラー５が固着されており、該カラーはその自由端で個別的な薄層板６で終わっている。これらの薄層板６は形状及び大きさを等しく形成されており、かつカラー５の円周に均等に配分して配置されている。これによってカラーは、その薄層板域において特にフレキシブルなクラウンの形状を有している。
【００２６】
このクラウンの内部域は、複数の容量性フィルタ素子（図４の符号１９〜２３参照）から成るフィルタブロック７によって埋められ、該フィルタブロックは外周面で個々の薄層板６と導電結合されている。
【００２７】
電気的な接点素子を形成するピン８は、電気接点素子８を形成する複数のピン８が、フィルタブッシング１のヘッダー側（headerseitig）の接続域９からケーシング内室４にまで延在し、それによってブッシング本体２及びフィルタブロック７を共に貫通している。フィルタブッシング１のフィルタブロック７の内部でのピン８の接点接続方式は図４に図示されている。ピン８の両端部１１，１２は、ヘッダー１０もしくは体内埋込み可能な電子式医療機器の信号発生兼処理装置１４と接続されている。
【００２８】
カラー５には、固定ストラップ１５によって結合された付加的な接点片１６が設けられており、該接点片を介して信号発生兼処理装置１４は、体内埋込み可能な電気的な医療機器の、基準電位を導くケーシング２６の周壁と簡単に接続することができる。これによって多極式ブッシングの組立が単純になる。
【００２９】
図２及び図３には、多極式の電気的なフィルタブッシング１のブッシング本体２の形状が詳細に図示されている。
【００３０】
ブッシング本体２は、リングフランジ３を一体に成形した実質的に円筒形に形成されたスリーブ２．１と、該スリーブの内室を完全に埋めるセラミックインサート体２．２とから成っている。互いに内周と外周で接し合うスリーブ２．１とセラミックインサート体２．２の周面は、鑞材や接着剤、具体的に殊に有利には金のような、封止接合剤１７によって真空密に互いに接合されている。ピン８は、セラミックインサート体を穿通する孔に真空密に通されている。ピンと孔との対応周面を接合する接着剤は符号１８で示されている。
【００３１】
ピン８のためにセラミックインサート体２．２内に設けた孔を、フィルタブッシング１のヘッダー側９に漏斗状拡張部２．３を形成することによって、此処に位置決めされたピン８の、前記セラミックインサート体から突出する端部の半径方向可動性が僅かに得られるので、体内埋込み式の電気的な医療機器のケーシング内にフィルタブッシング１を配置した後のヘッダー（図１の符号１３参照）の組付け操作が単純になる。前記漏斗状拡張部又は円錐凹み２．３の主目的は、複数本のピン、特にピンフランジ相互を電気的に絶縁して、セラミック表面に沿った漏れ電流を避けることである。
【００３２】
図４には、多極式の電気的なフィルタブッシング１のフィルタブロック７が概略的な部分断面図で示されている。
【００３３】
フィルタブロック７は、上下に重ね合わせて配置された複数のセラミックの円板１９，２０，２１，２２，２３を有しており、前記円板のうち、円板２０，２１，２２，２３は金属コーティング基板として構成されている。円板１９は同等に形成されており、かつ金属コーティングを有する２つの薄膜間に配置されている。順次交互に続くセラミック円板と、金属コーティングを有する薄膜とから成るこの薄膜構造は、それぞれ適当な方式で金属コーティングの施されたセラミック円板１９によって得られるのが有利である。セラミック円板１９内には、ピン８を案内するために４つの等口径の孔が設けられている。円板２０，２１，２２，２３は１対ずつ１つのコンデンサを形成しており、しかも該円板間に介在する、金属コーティングの施されていないセラミック円板１９は誘電体として働く。金属コーティングの施された基板として形成された円板２０，２１，２２，２３は同じく同様に構成されており、かつそれぞれ１本のピン８だけと導電結合を有している。そのために該円板２０，２１，２２，２３内には３つの孔２４が設けられており、該孔は、フィルタブロック７を貫通して延びる３本のピンを、相互に隔てて囲んでいる。第４の孔の孔径は孔２４よりも小さく、実質的にピン８の外径に等しい。この孔に沿って、ピン８と、金属コーティングの施された対応した円板２０，２１，２２又は２３との接点接続部位２５がそれぞれ設けられている。各円板２０，２１，２２，２３はその外周でカラー５の薄層板６と導電接続されており、これに伴って体内埋込み式の電子的な医療機器の、基準電位（大地電位）を導くケーシング周壁２６に接触している。相応の接点部位は符号２７で示されている。
【００３４】
カラー自由端に薄層板６を配置したことによって、カラー５は、ケーシング周壁２６とブッシング本体２のスリーブ２．１との間に継手を製作する際の発生熱によって生じる機械的応力を、フィルタブロック７に機械的負荷をかけることなしに吸収するのに充分なフレキシビリティを有している。ブッシング本体２の上に浮動位置決めされたフィルタブロック７と溶接部位２８との距離が比較的大きいことによって、体内埋込み式医療機器のケーシング２６内へフィルタブッシング１を溶接する際に発生する熱が、フィルタブロック７の個々のフィルタ素子の電気値を復元不能に変化させるような熱負荷を該フィルタ素子に及ぼすことはない。
【００３５】
図５に図示した多極式の電気的なフィルタブッシング１の実施形態は、図４に図示した実施形態とは、フィルタブロック７の構成の点で実質的に相異している。
【００３６】
１本のピン８と夫々各個に結合された円板２０，２１，２２，２３に加えて、図５のフィルタブロック７は、金属コーティングの施された基板から形成された４つの導電性円板２０．１，２１．１，２２．１，２３．１を有し、該導電性円板はその周縁に沿って、カラー５の薄層板６と導電結合されている。図４の場合とは異なり、円板２０，２１，２２，２３の夫々１つがピン８の１本だけと結合されているが、カラー５の薄層板６とは結合されていない。円板２０，２１，２２，２３並びに導電性円板２０．１，２１．１，２２．１，２３．１は、互いに１対ずつ向き合って配置されており、つまり円板２０は導電性円板２０．１に、円板２１は導電性円板２１．１に、円板２２は導電性円板２２．１に、円板２３は導電性円板２３．１に向き合って配置されている。
【００３７】
従って、各円板対の互いに対向する円板のうちの一方の円板が、ピン８の１本と結合されているのに対して、円板対の各他方の円板はカラー５と導電結合されている。各円板対２０，２０．１；２１，２１．１；２２，２２．１並びに２３，２３．１は、それぞれ１本のピン８とカラー５との間に接続された１つのコンデンサを形成している。
【００３８】
円板２０，２０．１，２１，２１．１，２２，２２．１，２３，２３．１内に形成された孔２４は、それぞれ円板２０，２１，２２，２３内の夫々１つの孔２４だけが、各円板２０，２１，２２，２３を対応ピン８と接点接続させるように窮屈に形成されているが、残りの全ての孔、特に導電性円板２０．１，２１．１，２２．１，２３．１内のすべての孔はより大きな直径を有しているので、これらの導電性円板は、各ピン８に対して隔たりを有しかつ該ピンに接点接続しないように構成されている。
【００３９】
図１〜図５には夫々多極式の電気的なブッシングが図示されている。説明した多極式ブッシングと同様の方式で単極式のフィルタブッシングも実現することが可能である。この単極式フィルタブッシングは、ピン８の形式のピンを１本だけ有し、該ピンは例えば、円板２０，２１，２２，２３のような導電性の円板列に接続されているのに対して、第２形式の円板は、導電性円板２０．１，２１．１，２２．１，２３．１に相応して前記のようにカラー５と導電接続されている。本発明は実施形態の点で、前記の有利な実施例のみに限定されるものではない。むしろ多種多様の変化態様が可能であり、基本的には別種の実施形態の場合でも本発明の解決手段を有利に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の有利な実施形態の斜視図である。
【図２】 図１に図示した本発明の実施形態を部分的に断面して示した側面図である。
【図３】 図１に図示した実施形態の下面図である。
【図４】 図１のＡ−Ａ断面線に沿った断面図である。
【図５】 図１のＡ−Ａ断面線に沿った択一的な実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１ フィルタブッシング、２ ブッシング本体、２．１ スリーブ、２．２ セラミックインサート体、２．３ 漏斗状拡張部又は円錐凹み、３ リング状のフランジ、４ ケーシング内室、５ カラー、６ 薄層板、７ フィルタブロック、８ ピン、９ 接続域又はヘッダー側、１１，１２ ピンの端部、１３ ヘッダー、１４ 信号発生兼処理装置、１５ 固定ストラップ、１６ 接点片又は接続ピン、１７ 封止接合剤、１８ 接着剤、１９，２０，２１，２２，２３ セラミックの円板、２０．１，２１．１，２２．１，２３．１ 導電性円板、２４ 孔、２５ 接点接続部位、２６ ケーシング又はケーシング周壁、２７ 接点部位、２８ 溶接部位

Claims (15)

1. 体内埋込み可能な電子医療機器のケーシング（２６）の開口内に挿嵌するための単極式又は多極式の電気的なフィルタブッシング（１）であって、該フィルタブッシングが、互いに電気的に遮断されて配置された単数又は複数の接点素子（８）並びに前記ケーシング（２６）の周壁に結合するための固定手段（３）を備えていて前記開口内へ挿嵌されるブッシング本体（２）と、殊にコンデンサとして構成されたフィルタ手段（７）とから成り、該フィルタ手段が一方では前記接点素子（８）の１つに、また他方では基準電位を導くケーシング（２６）に導電接続されている形式のものにおいて、ブッシング本体（２）の固定手段（３）がフランジ状に形成されており、かつ、ケーシング内室（４）の方に向いた複数の薄層板（６）と１つの自由端部とを有するフレキシブルに形成された金属質のカラー（５）から成っており、前記自由端部でフィルタ手段（７）がブッシング本体（２）の外部に配置されており、かつ、挿嵌状態でケーシング（２６）のケーシング内室（４）内へ浮動位置決めされるようにブッシング本体（２）と結合されていることを特徴とする、フィルタブッシング。
2. フィルタ手段が、ブッシング本体（２）と同軸に配置されたフィルタブロック（７）を形成している、請求項１記載のフィルタブッシング。
3. フィルタブロック（７）が、ブッシング本体（２）の固定手段（３）の、ケーシング内室（４）の方に向いた金属質のカラー（５）の自由端部に固着されている、請求項１又は２記載のフィルタブッシング。
4. 複数の薄層板（６）がカラー（５）に均等に配分して配置されている、請求項１記載のフィルタブッシング。
5. カラー（５）がクラウンの形状を有している、請求項４記載のフィルタブッシング。
6. フィルタブロック（７）の周壁が薄層板（６）の内側に支持されている、請求項１記載のフィルタブッシング。
7. フィルタブロック（７）が、層状に配置された多数のセラミック円板（１９，２０，２０．１，２１，２１．１，２２，２２．１，２３，２３．１）を有し、しかも接点素子（８）の個数に相当する数の円板（２０，２１，２２，２３）が、金属コーティングの施された基板として構成されており、前記の各円板が、金属コーティングの施されていない２枚のセラミック円板（１９）間に配置されている、請求項１記載のフィルタブッシング。
8. 金属コーティングの施された基板として形成された円板（２０，２０．１，２１，２１．１，２２，２２．１，２３，２３．１）のうちの複数の円板（２０．１，２１．１，２２．１，２３．１）が少なくとも１つの薄層板（６）と導電接続されている、請求項７記載のフィルタブッシング。
9. ブッシング本体（２）内に４本の電気的なピン（８）が接点素子として設けられている、請求項８記載のフィルタブッシング。
10. 夫々１本のピン（８）が、金属コーティングの施された夫々１つの円板（２０，２１，２２，２３）と導電接続されている、請求項９記載のフィルタブッシング。
11. 金属コーティングの施された基板として構成された円板（２０，２０．１，２１，２１．１，２２，２２．１，２３，２３．１）が、ピン（８）を受容するために該ピン（８）の本数に相当する個数の孔（２４）を有している、請求項１０記載のフィルタブッシング。
12. 金属コーティングの施された基板として構成された円板（２０，２０．１，２１，２１．１，２２，２２．１，２３，２３．１）に穿設された孔（２４）が次のように形成されている、すなわち、金属コーティングの施された基板として形成された円板（２０，２１，２２，２３）の１つに穿設されてピン（８）をその都度内包する孔（２４）が、残りの孔（２４）よりも小さな直径を有しており、かつ前記ピン（８）が、金属コーティングの施された基板として形成された円板（２０，２１，２２，２３）に電気的に接続されている、請求項１１記載のフィルタブッシング。
13. 体内埋込み可能な電子医療機器の信号発生兼処理装置（１４）をケーシング（２６）の周壁と導電接続するための付加的な接続ピン（１６）がカラー（５）に設けられている、請求項１記載のフィルタブッシング。
14. 接続ピン（１６）が帯状に形成されている、請求項１３記載のフィルタブッシング。
15. ケーシング（２６）と、該ケーシング（２６）内に配置された電子信号発生兼処理装置（１４）とを備えた体内埋込み可能な電子医療機器において、請求項１から１４までのいずれか１項記載の単極式又は多極式の電気的なフィルタブッシング（１）が、電子信号発生兼処理装置（１４）を、前記電子医療機器の動作のために必要な信号導線及び制御導線に接続するために設けられていることを特徴とする、体内埋込み可能な電子医療機器。

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