JP5630880B2 - 埋込式デバイスのための磁気取り付け装置 - Google Patents

Description

本願は、２００９年７月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／２２７，６３２号からの優先権を主張し、この仮特許出願は、本明細書において参照により援用される。

本発明は、医療用埋込片に関し、より具体的には、そのような埋込片における使用のための永久磁石装置に関する。

中耳埋込片（ＭＥＩ）および蝸牛埋込片（ＣＩ）等のいくつかの補聴埋込片は、埋込式部品および外部部品内に取り付け磁石を採用し、埋込片にわたって、外部部品を磁性的に定位置に保持する。例えば、図１に示されるように、典型的蝸牛埋込片システムは、伝送コイル１０２および外部磁石１０３を収容する、外部送信機筐体１０１を含んでもよい。外部磁石１０３は、患者の皮膚に垂直であって、示されるように、外部磁場線１０４を産生する、従来のコイン形状および南北磁性双極子を有する。患者の皮膚下に埋め込まれるのは、類似受信コイル１０６および埋め込まれた内部磁石１０７を有する、対応する受信機アセンブリ１０５である。内部磁石１０７もまた、患者の皮膚に垂直であって、示されるように、内部磁場線１０８を産生する、コイン形状および南北磁性双極子を有する。内部受信機筐体１０５は、患者の体内の定位置に、外科的に埋め込まれ、固定される。外部送信機筐体１０１は、内部受信機アセンブリ１０５を被覆する皮膚にわたって、適切な位置に留置され、内部磁場線１０８と外部磁場線１０４との間の相互作用によって、定位置に保持される。送信機コイル１０２からのＲｆ信号は、データおよび／または電力を埋め込まれたプロセッサモジュール（図示せず）と通信する受信コイル１０６に連結する。

患者が、磁性共鳴映像法（ＭＲＩ）検査を受ける時、１つの問題が生じる。相互作用が、埋込磁石とＭＲＩのための印加された外部磁場との間に発生する。図２に示されるように、埋込磁石２０２の磁化方向

は、本質的に、患者の皮膚に垂直である。したがって、ＭＲＩからの外部磁場

は、内部磁石２０２上にトルク

を生成し、内部磁石２０２または埋込筐体２０１全体を適切な位置から変位させ得る。とりわけ、これは、患者内の隣接する組織に損傷を及ぼし得る。加えて、ＭＲＩからの外部磁場

は、もはや外部送信機筐体を適切な位置に保持するために十分に強力ではなくなり得るほど、埋込磁石２０２の磁化

を低減または除去し得る。埋込磁石２０２はまた、ＭＲＩ像に撮像アーチファクトを生じさせ、受信コイル内に電圧およびＭＲＩの外部磁場

と埋め込まれたデバイスの相互作用による聴力アーチファクトを誘発させ得る。これは、特に、１．５テスラを超えるＭＲＩ場強度に関する問題である。

したがって、磁石装置を伴う既存の埋込片システムの場合、ＭＲＩの使用ができないか、またはせいぜい、ＭＲＩの使用をより低い場強度に制限するかのいずれかであることが一般的である。他の既存の解決法として、外科的可撤性磁石、球状埋込磁石（例えば、特許文献１）、および種々のリング磁石設計（例えば、２００９年７月２２日出願の米国仮特許出願第６１／２２７，６３２号）の使用が挙げられる。磁石を除去するための外科手術を必要としない、それらの解決法の中でも、球状磁石設計は、非常に高い場強度であっても、ＭＲＩ除去のための最も便宜的かつ安全な選択肢であり得る。しかしながら、球状磁石装置は、埋込片の他の構成要素の厚さより遥かに大きい比較的に大きい磁石を必要とし、それによって、埋込片によって占有される体積を増加させる。これは、順に、その独自の問題をもたらす可能性がある。例えば、蝸牛埋込片等のいくつかのシステムは、皮膚と下層骨との間に埋め込まれる。したがって、磁石筐体の「球状隆起」は、下層骨中に陥凹を調製する必要がある。これは、そのような用途における埋込の際の付加的ステップであって、非常に若い子供の場合、非常に困難である、または不可能でさえある可能性がある。

磁性要素の種々の複雑な装置が、療法用途における使用に関して説明されている。例えば、特許文献２および３を参照されたい。しかしながら、そのような療法用装置が、潜在的に、前述のもの等の磁気取り付け用途のための何らかの有用性を有する場合があるという示唆はない。

米国特許第７，５６６，２９６号明細書 米国特許第４，５４９，５３２号明細書 米国特許第７，６０８，０３５号明細書

本発明の実施形態は、埋込式デバイスにおける使用のための磁石装置を対象とする。埋込式筐体は、埋込式電子システムの一部分を収容する。筐体内の円筒形埋込磁石装置は、多数の隣接する磁性区画を含み磁性区画のうちの、少なくとも２つは、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する。

例えば、磁性区画は、内側磁性方向に内側磁性配向を有する内側中心円盤と、内側磁性方向と反対の外側磁性方向に外側磁性配向を有する外側放射状リングと、を含んでもよい。または、磁性区画は、円筒形形状に一緒に形成された多数の楔区画を含んでもよく、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する。または、磁石装置は、複数の楔区画を有する外側放射状リングによって囲まれる内側中心円盤を含んでもよく、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する。

多くの実施形態はまた、埋込通信信号を受信するための埋込磁石装置を囲む筐体内に、埋込信号コイルを有する。いくつかの実施形態では、多数の埋込磁石装置が存在してもよい。また、対応する磁石装置を有する類似外部筐体が存在してもよい。埋込式電子システムは、例えば、蝸牛埋込システム、中耳埋込システム、または骨伝導補聴埋込システムであってもよい。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
埋込式デバイスであって、
埋込式電子システムの一部分を収容する埋込筐体と、
複数の隣接する磁性区画を含む該筐体内の円筒形埋込磁石装置であって、該磁性区画のうちの少なくとも２つは、互いに対向する磁性方向における対向する磁性配向を有する、円筒形埋込磁石装置と
を備える、デバイス。
（項目２）
前記磁性区画は、
ｉ．内側磁性方向における内側磁性配向を有する内側中心円盤と、
ｉｉ．該内側磁性方向と反対の外側磁性方向における外側磁性配向を有する、外側放射状リングと
を含む、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目３）
前記磁性区画は、円筒形形状に一緒に形成された複数の楔区画を含み、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目４）
前記磁石装置は、複数の楔区画を有する外側放射状リングによって囲まれる内側中心円盤を含み、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目５）
埋込通信信号を受信するための前記埋込磁石装置を囲む前記筐体内の埋込信号コイルをさらに備える、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目６）
前記埋込式筐体は、複数の埋込磁石装置を収容する、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目７）
前記埋込式電子システムは、蝸牛埋込システムを含む、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目８）
前記埋込式電子システムは、中耳埋込システムを含む、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目９）
前記埋込式電子システムは、骨伝導補聴埋込システムを含む、項目１に記載の埋込式デバイス。
（項目１０）
埋込システムと共に使用する外部デバイスであって、
埋込式電子システムの外部要素を収容する外部デバイス筐体と、
該筐体内の円筒形外部磁石装置であって、該円筒形外部磁石装置は、複数の隣接する磁性区画を含み、該磁性区画のうちの少なくとも２つは、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、円筒形外部磁石装置と
を備える、デバイス。
（項目１１）
前記磁性区画は、
ｉ．内側磁性方向における内側磁性配向を有する内側中心円盤と、
ｉｉ．前記内側磁性方向と反対の外側磁性方向における外側磁性配向を有する外側放射状リングと
を含む、項目１０に記載の埋込式デバイス。
（項目１２）
前記磁性区画は、円筒形形状に一緒に形成された複数の楔区画を含み、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、項目１０に記載の埋込式デバイス。
（項目１３）
前記磁石装置は、複数の楔区画を有する外側放射状リングによって囲まれる内側中心円盤を含み、隣接する楔区画は、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、項目１０に記載の埋込式デバイス。
（項目１４）
埋込通信信号を伝送するための前記外部磁石装置を囲む、前記筐体内の外部信号コイルをさらに備える、項目１０に記載の外部デバイス。
（項目１５）
前記外部デバイス筐体は、複数の外部磁石装置を収容する、項目１０に記載の外部デバイス。
（項目１６）
前記埋込式電子システムは、蝸牛埋込システムを含む、項目１０に記載の外部デバイス。
（項目１７）
前記埋込式電子システムは、中耳埋込システムを含む、項目１０に記載の外部デバイス。
（項目１８）
前記埋込式電子システムは、骨伝導補聴埋込システムを含む、項目１０に記載の外部デバイス。

図１は、本発明の実施形態において使用され得る、典型的理想化蝸牛埋込片の一部分を示す。 図２は、本発明の実施形態において使用され得る、埋め込まれたデバイスの埋め込まれた部分に及ぼす外部磁場の影響を示す。 図３Ａ〜Ｂは、本発明の実施形態による、埋込磁石装置を示す。 図３Ａ〜Ｂは、本発明の実施形態による、埋込磁石装置を示す。 図４は、埋込磁石装置の実施形態が、どのように典型的外部デバイスと協働するかを示す。 図５は、埋込磁石装置の実施形態が、どのように別の対応する外部磁石装置と協働するかを示す。 図６は、磁性的交流パイ形状磁性区画を有する、埋込磁石の実施形態を示す。 図７は、内側中心円盤を伴う、図６のものに類似する別の実施形態を示す。

本発明の種々の実施形態は、多数の隣接する磁性区画を有し、磁性区画のうちの少なくとも２つは、互いに対向する磁性方向において対向する磁性配向を有する、円筒形磁石の形態の埋込式デバイスのための改良された磁石装置を対象とする。

図３Ａは、本発明の実施形態による、埋込磁石装置３００の拡大立面図を示し、図３Ｂは、側面図を示す。埋込式筐体（例えば、埋込筐体１０２）は、埋込式電子システムの一部分を収容する。埋込式電子システムは、例えば、蝸牛埋込システム、中耳埋込システム、または骨伝導補聴埋込システムであってもよい。筐体内の円筒形埋込磁石装置３００は、内側磁性方向に内側磁性配向を有する内側中心円盤区画３０１と、内側磁性方向と反対の外側磁性方向に外側磁性配向を有する外側放射状リング区画３０２と、を含む。

そのような装置によって、埋込磁石装置３００の正味磁場は、先行技術の従来の円筒形磁石におけるものより遥かに小さくなる一方、埋込磁石装置３００の保定力の全体的喪失が生じないように、局所的に、磁場は、依然として、内側中心円盤区画３０１および外側放射状リング区画３０２の近傍では、効果的に強力である。そのような埋込磁石装置３００の低減された正味磁場はまた、埋込信号コイルおよびその通信信号との負の相互作用を引き起こす正味磁場の以前の問題を回避し、ＭＲＩ手技に関する先行技術のトルクおよび撮像上の問題を軽減する。さらに、単純円盤磁石と比較して、埋込磁石装置３００の磁性構造のより大きな特異性はまた、外部構成要素筐体に対して、改良された求心能力を提供する。

図４は、埋込磁石装置の実施形態が、どのように典型的外部デバイスと協働するかを示す。従来の円筒形外部磁石４０３は、本発明の実施形態に従って、内側中心円盤区画４０１および外側放射状リング区画４０２を有する埋込磁石と相互作用する。この場合、外部磁石４０３は、そのそれぞれの磁場が交差し、所望の保定力を提供し、外部デバイスを適切な動作位置に保持するように、埋込磁石の内側中心円盤区画４０１の直径に類似する。これは、外部信号コイル４０５に、データおよび電力を収容する埋込通信信号を対応する埋込コイル４０４に連結させる。次いで、埋込コイル４０４によって受信される埋込通信信号は、蝸牛埋込片、骨導変換器、または中耳変換器の埋込プロセッサ等、埋込片システムの他の要素４０６に連結される。いくつかの実施形態では、多数の埋込磁石装置および対応する外部磁石が存在してもよい。

図５は、埋込磁石装置の実施形態が、どのように別の対応する外部磁石装置と協働するかを示す。この場合、外部磁石５０２はまた、埋込磁石５０１の類似区画に対応し、外部デバイスを適切な動作位置に保持するように協働する、内側および外側区画を有する。いくつかの実施形態では、多数の埋込磁石装置が存在してもよい。これは、外部信号コイル５０４に、皮膚５０５にわたって、データおよび電力を収容する埋込通信信号を埋込システムの他の要素による使用のための対応する埋込コイル５０３に連結させる。

図６は、本発明の別の実施形態を示し、埋込磁石装置６００は、軸方向に磁化された楔区画６０１を含み、隣接する楔区画は、直径方向に対向する磁性配向を有する。図６における埋込磁石装置６００は、６つの磁化楔区画６０１を示すが、他の実施形態は、全体としての全体的装置の正味磁場が最小限化される限り、異なる数の楔区画を有してもよい。加えて、図７は、磁化されても、またはされなくてもよく、磁化された部分的楔区画７０３に再分割され、隣接する楔区画は、反対に磁化される、外側放射状リング７０２によって囲まれる、内側中心円盤７０１を伴う、別の実施形態を示す。そのような装置（または実際には、前述の実施形態のうちの多く）では、個々の磁化区画間にはまた、狭小非磁化遷移要素が存在してもよい。

図６および７に示されるもの等の実施形態は、指向性マイクロホンの適切な整合を保証するために有用である可能性がある、固定の規定された角度において、外部筐体を皮膚に取り付ける。当然ながら、いくつかの用途の場合、外部筐体が、楔区画の数に応じて、制限された数の特有の角度でのみ固定可能であるという点において、欠点として見られる場合がある。例えば、埋込磁石装置６００が、４つの軸方向磁化楔区画６０１を有する場合、外部部品は、１８０°の角度でのみ回転可能である。６つの磁化楔区画６０１の場合、回転角度は、１２０°である。

前述のもの等の本発明の実施形態は、埋め込まれた磁石および／または外部磁石のいずれかに対して、対応するサイズおよび幾何学形状置換磁石によって、既存の製品内に容易かつ直接実装可能である。実施形態は、有用的に、永久磁性材料および／または強磁性材料ならびに他の構造材料を収容してもよい。これらは、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＢａＦｅ_１２Ｏ_１９等の磁性フェライト材料、プラスチック接合永久磁性粉等の化合物材料、および／または焼結ＮｄＦｅＢ、ＳｍＣｏ等の焼結材料を含むが、それらに限定されない。適切な材料および装置の選択は、望ましくない渦電流を回避または低減させるのに有用となり得る。

本発明の種々の例示的実施形態が開示されたが、当業者には、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明の利点のいくつかを達成する種々の変更および修正が成されることが可能であることは、明白となるはずである。

Claims (5)

1. 埋込式デバイスであって、
   埋込式電子システムの一部分を収容する埋込筐体と、
   該筐体内の円筒形埋込磁石装置であって、
   ｉ．内側磁性方向における内側磁性配向を有する内側中心円盤と、
   ｉｉ．該内側磁性方向と反対の外側磁性方向における外側磁性配向を有する外側放射状リングと
   を含む、円筒形埋込磁石装置と
   を備える、デバイス。
2. 埋込通信信号を受信するための前記埋込磁石装置を囲む前記筐体内の埋込信号コイルをさらに備える、請求項１に記載の埋込式デバイス。
3. 前記埋込式電子システムは、蝸牛埋込システムを含む、請求項１に記載の埋込式デバイス。
4. 前記埋込式電子システムは、中耳埋込システムを含む、請求項１に記載の埋込式デバイス。
5. 前記埋込式電子システムは、骨伝導補聴埋込システムを含む、請求項１に記載の埋込式デバイス。
   

Images