JP5657693B2 - 渦電流を減らすコンデンサを有する植込装置 - Google Patents

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Description

本発明は、渦電流を減らす植込医療装置コンデンサと方法とに関する。
植込医療装置(IMD)は、様々な診断機能または治療機能を実行することが可能である。たとえば植込医療装置は、心臓の1つあるいは複数の電気的または機械的異常など被験者を診断または治療すべく、たとえば心臓の監視または心臓あるいは神経系への電気刺激の提供などを行うべく、1つあるいは複数の心臓機能管理機構を有することが可能である。植込医療装置の例には、特にペースメーカ、自動式植込心臓除細動器(ICD)、または心臓再同期療法(CRT)装置が含まれ得る。核磁気共鳴映像法(MRI)は、身体の内部構造を可視化すべく用いられ得る医療画像化技法である。MRIは、益々一般的になっている診断ツールであるが、たとえばMRI走査を受ける患者またはMRI機器の傍にいる人などの植込医療装置を有する者または導電性インプラントを有する人々に危険を及ぼし得る。
核磁気共鳴分野(MR分野)において、植込医療装置のような要素は、あらゆるMRI環境において既知の危険をもたらさない場合、「MR安全性」と称されることが可能である。実施例においてMR安全性要素には、たとえばガラス、陶器、非導電性ポリマ、などの非導電性、非金属性、非磁気性材が含まれ得る。要素が、指定の使用条件(たとえば静的磁場強度、空間的勾配、時変磁場、RF磁場、など)で指定のMRI環境において既知の危険をもたらさないことが示されている場合、要素は、MR磁場において「MR特定条件下で安全」と称されることが可能である。特定の実施例においてMR特定条件下で安全な要素は、指定のMRI環境における要素挙動の特性化に十分な試験結果がラベルで表示されることが可能である。試験には、特に磁気誘導転移かトルク、加熱、誘導電流か電圧、または1つあるいは複数の他の因子が含まれることが可能である。強磁性ハサミなどMRI環境全てにおいて危険性をもたらすことが公知の要素は、「MR危険性」と称されることが可能である。
欧州特許出願公開第1424098号明細書
本発明者が認識したところでは、特にMRI環境内での安全性の増大を有することが埋込医療装置に望まれる。たとえば本発明者は、MRI装置内かその近位に存在する磁場に対する応答低下を有することが、埋込医療装置に望まれることを認めている。そのような応答には、限定されないが加熱、振動、または他の誘発運動、誘発電圧、その他が含まれる。いくつかの実施例において本発明者は、埋込医療装置中に存在するコンデンサの磁場応答を減らすことが望ましいことを認めている。
実施例1において、植込医療装置コンデンサは、第1電極の周囲から第1電極の内部に延びる第1スロットを備える第1電極を有し得る。第2電極は、第1電極から第1距離だけ分離され得る。第2電極は、第2電極の周囲から第2電極の内部に延びる第2スロットを有することが可能であり、第1スロットと第2スロットとは、各々の第1電極と第2電極とにおける径方向電流ループサイズを減らすべく、それぞれ第1電極と第2電極との表
面積を少なくとも部分的に分割するように構成される。
実施例2において、実施例1の第1電極は、陽極層を有するように任意に構成される。
実施例3において、実施例1〜2のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第2電極は、陰極層を有するように任意に構成される。
実施例4において、実施例1〜3のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第1電極は、酸化アルミニウムで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有するように任意に構成される。
実施例5において、実施例1〜4のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第2電極は、スパッタチタンで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有するように任意に構成される。
実施例6において、実施例1〜5のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第1電極は、積層構成における第2電極に実質的平行であるように任意に構成される。
実施例7において、実施例6の第1電極の第1スロットは、第2電極の第2スロットに実質的に整列されるように任意に構成される。
実施例8において、実施例6の第1電極の第1スロットは、第2電極の第2スロットから偏位されるように任意に構成される。
実施例9において、実施例6〜8のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の植込医療装置コンデンサは、第1電極と第2電極との間に配置されたセパレータを任意に有する。
実施例10において、実施例9のセパレータは、電解質材料を有するように任意に構成される。
実施例11において、実施例1〜10のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第1電極は、2つ以上の第1スロットを有するように任意に構成される。
実施例12において、実施例1〜11のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第1電極と第2電極とは、実質的平面であるように任意に構成される。
実施例13において、実施例1〜12のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の植込医療装置コンデンサは、第1電極の縁に沿って実質的中央に位置するとともに、第1スロット端の実質的近位に位置する第1相互接続領域を第1電極が有するように任意に構成され、第1スロット端は、第1電極の内部に配置される。植込医療装置コンデンサは、第2電極の縁に沿って実質的中央に位置するとともに、第2スロット端の実質的近位に位置する第2相互接続領域を第2電極が有するように任意に構成され、第2スロット端は、第2電極の内部に配置される。
実施例14において、実施例13の第1電極の第1相互接続領域は、積層構成における第1電極と第2電極とに関して、第2電極の第2相互作用領域から偏位されるように任意に構成される。
実施例15において、実施例13〜14のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の第1電極は、2つの第1スロットを有するように任意に構成され、第1相互接続領域は、第1電極の縁に沿って位置するとともに、各々の第1スロットの端としての第1スロット端から実質的に等距離に位置し、第1スロット端は、第1電極の内部に配置される。
実施例16において、方法は、第1電極を第2電極に積層することを有し得る。第2電
極は、第1電極から第1距離だけ分離される。第1電極は、第1電極の周囲から第1電極の内部に第1電極を通って延びる第1スロットを有し得る。第2電極は、第2電極の周囲から第2電極の内部に第2電極を通って延びる第2スロットを有し得る。第1スロットと第2スロットとは、各々の第1電極と第2電極とにおける径方向電流ループサイズを減らすべく、それぞれ第1電極と第2電極との表面積を少なくとも部分的に分割するように構成される。
実施例17において、実施例16の方法は、第1スロットと第2スロットとを形成すべく、第1電極と第2電極とを分割することを任意に有する。
実施例18において、実施例17の分割化は、2つ以上の第1スロットを形成すべく第1電極を分割することを有するように任意に構成される。
実施例19において、実施例16〜18のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の分割化は、第1スロットと第2スロットとを形成すべく第1電極と第2電極とを型抜きすることを有するように任意に構成される。
実施例20において、実施例16〜19のうちの何れか一つにおける1つあるいは複数の方法は、第1電極と第2電極との間にセパレータを配置することを任意に有する。
この概要は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図する。本発明を排他的または包括的に説明することは意図されない。詳細な説明は、本特許出願に関するさらなる情報を提供すべく含まれる。
必ずしも縮尺通りに描かれていない図面において、類似の数字は、異なる見方における類似の構成要素を記載し得る。異なる添字文字を有する類似の数字は、類似構成要素の異なる例を表わし得る。図面は、主として本書において記載される様々な実施形態を限定としてではなく例として例示する。
埋込医療装置の基本構成要素を示す埋込医療装置の切取り図。 非分割電極の実施例。 分割電極の実施例。 相互接続領域を有する非分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極であって、実質的に整列した分割化を有する分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極であって、実質的に偏位した分割化を有する分割電極の実施例。 相互接続領域を有する分割電極であって、実質的に偏位した分割化を有する分割電極の実施例。
核磁気共鳴(NMR)装置(たとえばMRIスキャナ、NMR分光計、または他のNMR装置)は、静的および時変磁場の両方を生成することが可能である。たとえばMRIスキャナは、たとえばB磁場の軸に被験者内の核を整列すべく、強力な静的磁場Bを提供することが可能である。核のスピン状態が、可能なスピン状態の間でランダムに分布されていないので、Bは、大量の核の間で僅かな正味磁化(たとえば「スピン分極」)を提供することが可能である。NMR装置によって到達可能な解像度は、B磁場の大きさに関連し得るので、より強力なB磁場は、より上質の解像度画像を得るべく被験者の核
のスピン分極に用いられることが可能である。NMR装置は、たとえば1.5テスラB磁場、3.0テスラB磁場などの画像化中に用いられるB磁場の大きさにしたがって分類されることが可能である。
核がB磁場を用いて整列された後、1つあるいは複数の無線周波数(RF)磁気励起パルスは、たとえば指定核の整列を変更すべく送達されることが可能である(たとえば被験者内の画像化されるべき特定の容積または平面内)。1つあるいは複数のRF励起パルスの出力、位相、および周波数の範囲は、B磁場の大きさ、画像化されるべき核のタイプか共鳴周波数、または1つあるいは複数の他の因子に依存して選択され得る。RF励起パルスは、停止後、たとえば静的磁場Bによって誘発されたスピン分極状態などのより低いエネルギ状態に戻るので、1つあるいは複数のRF受信器は、核によって発現した時変磁場(たとえば磁束)の検出に用いられることが可能である。
1つあるいは複数の勾配磁場はまた、たとえば静的分極磁場において僅かな位置依存性変動をもたらすべく、MR中に提供されることが可能である。静的分極磁場の変動は、たとえば1つあるいは複数のRFパルスによる励起後の弛緩中などに、弛緩核の共鳴周波数を僅かに変更する。静的磁場とともに勾配磁場の使用は、たとえば周波数識別を用いることによって、RF受信器によって検出された信号の「空間的位置確認」を提供し得る。勾配磁場の使用は、容積または平面をより効率的に画像化できるようにする。勾配磁場実施例において弛緩核から受信された信号は、各々の核の位置に対応するそれぞれの固有周波数範囲のエネルギを有することが可能である。
活性MRI機器は、植込医療装置か他の導電性インプラントにおいて都合の悪いトルク、力、または加熱を誘発し得るか、植込医療装置の動作を干渉し得る。特定の実施例において干渉には、植込医療装置による検知における混乱、MRI動作中の植込医療装置と他のインプラントまたは外部モジュールとの間の通信における干渉、または植込医療装置の監視または治療機能における混乱が含まれ得る。
MRI走査中、1つあるいは複数のRF励起パルスは、たとえば画像化されるべき被験者の核の核磁気共鳴に対応する、10MHz未満から100MHzよりも高い周波数で送達されるエネルギを有することが可能である。勾配磁場に含まれるACエネルギのうちの大部分は、勾配磁場がランピングしているか「スルーイング」している場合に提供されるので、勾配磁場は、RF励起パルスよりも低い周波数で送達されるエネルギを有し得る。1つあるいは複数の勾配磁場は、たとえば多次元での画像化を提供すべく各々の軸において提供される個々の時変勾配磁場を有する多重軸において提供されることが可能である。
実施例において静的磁場Bは、たとえば鋼鉄またはニッケルなどの強磁性材に及ぼす都合の悪い力またはトルクを誘発することが可能である。力またはトルクは、材料がMRI機器の「穴」内に直接ない場合でさえ、生じ得る。なぜなら、有意な磁場が、MRI機器の近傍に存在し得るからである。しかも、電流がB磁場の存在下でオンまたはオフに切り換えられる場合、B磁場自体が静的であるとは言え、有意なトルクまたは力が、突然、電流の循環面に加えられ得る。誘発力またはトルクは、小電流では僅かであり得るが、トルクは、たとえば除細動ショック療法中に送達されるような、より大きな電流では有意になり得る。たとえば循環電流が、静的磁場に対して垂直な(たとえば直角な)面で循環していると仮定すると、トルクは、電流によって増加する電流ループの表面積によって増加するB磁場の大きさに比例し得る。
たとえば勾配磁場かRF励起パルスに関連する磁場などの時変磁場は、静的磁場Bとは異なる危険性を示し得る。たとえば時変磁場の存在下でのワイヤループの挙動は、以下の式によって表わされ得るファラデー(Faraday)の法則を用いて説明されること
が可能である。
ε=−d(ΦB1)/dt 。
式中、εは、たとえば時変磁束によって発現されるような起電力(たとえばボルトにおける)を表わすことが可能である。磁束は、以下のように表わされ得る。
ΦB1=∬・dS 。
式中のBは、瞬間磁束密度ベクトル(たとえばウェーバ(Weber)/m、またはテスラ)を表わし得る。Bが表面Sにわたって比較的一定な場合、磁束は、おおよそΦB1=|B||A|であり得る。この場合、Aは、表面Sの面積を表わし得る。MRI機器の動作によって、100テスラ/秒(T/s)を上回るスルーレートを有する時変勾配磁場が生じ得る。スルーレートは、勾配磁場の「傾斜」に類似し得るので、dΦB1/dtに類似する。
ファラデーの法則の起電力(EMF)は、導体が強磁性であるかどうかにかかわらず、導体において不都合な加熱効果をもたらし得る。起電力は、導体(たとえば植込医療装置のハウジング、植込医療装置内の1つあるいは複数の他の導電性領域、または1つあるいは複数の導電性インプラント)において電流フローを誘発し得る。誘発電流は、エネルギを消散させ得るとともに外部適用磁場(たとえばレンツ(Lenz)の法則によって与えられる)の変化の方向に対抗し得る。誘発電流は、その初期方向から離れて渦巻いて進む傾向があり、たとえば導体を移動する電子に作用を及ぼすローレンツ(Lorentz)力のため、導体の表面にわたって「渦電流」を形成する。非理想導体は、有限抵抗率を有するので、導体を通る誘発電流のフローは、熱を生成し得る。誘発熱は、走査の期間にわたって導体内か導体近傍で有意な温度上昇を誘発することが可能である。渦電流電力堆積は、ピーク流速密度と励起の周波数の両方の二乗に比例し得る。有意な加熱が生じると、加熱は、組織の損傷または死滅をもたらすことが可能である。
一般に、RF磁気励起パルスによって誘発されるような誘発電流は、導体の表面近傍に集結し得る。これは、表皮効果と称され得る現象である。表皮効果は、誘発電流の大きさと深度との両方を制限し得るので、電力消費を減らし得る。しかし勾配磁場は、RF磁気励起場よりもずっと低い周波数のエネルギを有し得るので、植込医療装置のハウジングをより容易に貫通することが可能である。RF励起パルス由来の磁場とは異なり、勾配磁場は、たとえば1つあるいは複数の回路、コンデンサ、バッテリ、または他の導体内などの植込医療装置ハウジング内の1つあるいは複数の導体においてバルク渦電流をずっと容易に誘発することが可能である。
加熱を除いて、MRI勾配誘発起電力は、特に心電気活動の間違った検知をもたらし得る非生理的電圧を生じさせ得るか、あるいは起電力は、心臓組織を脱分極するか心臓組織を不応性にするのに十分な電圧を生じさせ得るので、恐らくペーシング療法に影響を及ぼし得る。例示の実施例において植込医療装置は、患者を監視するか患者に1つあるいは複数の治療を提供すべく位置付けられた、たとえば1つあるいは複数の皮下または静脈内リードなどの1つあるいは複数のリードに接続されることが可能である。この例示実施例においてリード、植込医療装置のハウジング、およびリード上の電極と植込医療装置ハウジングとの間の少なくとも部分的に導電性の体組織を通る経路を有する「回路」の表面積は、300cmよりも大きいか、0.03mよりも大きくなり得る。したがって、ファラデーの法則を用いることによって、リードの電極(たとえば遠位チップかリング電極)と植込医療装置のハウジングとの間の体組織によって発現した起電力(EMF)は、0.03m×100t/sよりも大きいか、3ボルトよりも大きくなり得る。
本発明者は、特にMRI環境内での安全性の増大を有することが植込医療装置にとって
望ましいことを認めている。たとえば本発明者が認識したところでは、MRI装置内かその近位に存在する磁場に対する応答低下を有することが、植込医療装置にとって望まれる。そのような応答には、限定されないが加熱、振動、または他の誘発性運動、誘発性電圧、その他が含まれる。いくつかの実施例において本発明者は、植込医療装置バッテリの磁場応答を減らすことが望ましいと認めている。
図1を参照すると、埋込医療装置100の実施例が、示される。実施例における埋込医療装置100は、たとえばリードなどの構成要素を埋込医療装置に取付けるヘッダ102を有する。実施例において埋込医療装置100は、患者内の埋込医療装置100の動作と機能化に関連する埋込医療装置100の電子機器を有する電子モジュール104を備える。実施例によっては埋込医療装置100は、セルまたはバッテリ106を有する。さらにいくつかの実施例において埋込医療装置100は、コンデンサ108を有する。様々な実施例において構成要素102、104,106,108または、たとえばリードなどの図1において示されない埋込医療装置の他の構成要素のうちの1つあるいは複数は、MRI環境内での安全性を増大すべく磁場に対する応答低下を有し得る。そのため、本明細書における説明は、主としてコンデンサにおけるMR応答低下を記載しているが、金属か埋込医療装置の構成要素または埋込医療装置自体の導電性包囲体も含めて、埋込医療装置の任意の構成要素または構成要素の組合せに適用されることが可能である。金属包囲体と表面積の大きな内部構成要素のうちの少なくとも一方を有し得る埋込医療装置の実施例には、限定されないが、心臓ペースメーカ;自動植込心臓除細動器(ICD);心臓再同期療法・除細動器(CRT−D)装置;深部脳刺激装置(DBS)、様々な疼痛制御装置、および脊髄、筋肉、および身体の他の神経(たとえば迷走神経)を刺激するリードシステムを有する神経変調器;心臓機能を監視する植込診断装置;人工内耳;および薬物療法を定期的または必要に基づいて投与する薬物ポンプが含まれる。
様々な実施例においてコンデンサ108は、包囲体109を有する。実施例によってはコンデンサ108は、1つあるいは複数の陽極層、1つあるいは複数の陰極層、および1つあるいは複数のセパレータを有することが可能であり、これらは、各々の包囲体109内で互いに積層整列している。いくつかの実施例は、他の層との相互接続に用いられる接続要素を備えた層を有する。様々な実施例において接続要素は、積み重ねられた層から離れて延びるので、コンデンサ層間の相互接続を可能にする。たとえば陽極接続要素のうちのいくつかは、陽極層を相互接続すべくコンデンサ108の陽極層から離れて延びることが可能である。実施例によっては接続要素は、陰極層に用いられ得る。留意すべきは、以下の説明のうちの一部は、1つか2つの電極のみに焦点が当てられているが、それらの章の説明は、2つ以上の陽極層と2つ以上の陰極層のうちの少なくとも一方を有するコンデンサに適用されることが可能である。
様々な実施例においてコンデンサ108は、アルミニウム電解(AE)コンデンサを有し得る。実施例によってはアルミニウム電解コンデンサは、少なくとも1つの陽極層と少なくとも1つの陰極層を有し、陽極と陰極は各々、アルミニウムを有する。実施例においてアルミニウム電解コンデンサは、アルミニウム基板上に酸化アルミニウムを有する1つあるいは複数の陽極層を有する。さらなる実施例においてアルミニウム基板は、エッチング処理される。実施例においてアルミニウム電解コンデンサは、アルミニウム基板上にチタンを有する1つあるいは複数の陰極層を有する。さらなる実施例において電解質は、各々のアルミニウム電解コンデンサの層間に配置されることが可能である。さらなる実施例において紙コンデンサなどのセパレータは、アルミニウム電解コンデンサの層間に配置されることが可能である。電極または他のコンデンサ構成要素の材料は、下記の実施例において指定されないかもしれないが、留意すべきは、下記の実施例のうちの少なくともいくつかは、アルミニウム電解コンデンサに対して、および他のタイプのコンデンサと他の埋込医療装置構成要素に関して用いられ得ることである。
図2を参照すると、様々な実施例においてコンデンサ(たとえば図1の埋込医療装置100のコンデンサ108など)は、電極210を有することが可能である。矢印212は、MRI装置の勾配磁場によって誘発され得るような電極210の径方向電流または渦電流の実施例を表現すべく電極210上に示される。実施例において誘発渦電流は、静的磁場と相互作用し得るとともに電極210(そして次にコンデンサ)の振動または他の運動をもたらし得る。別の実施例において誘発渦電流は、電極210(そして次にコンデンサ)の温度を上昇させる熱として消費されることが可能である。所定の時変勾配磁場では、誘発トルクと生成熱のうちの少なくとも一方は、電極210の材料と幾何学的形状の関数である。たとえば渦電流誘発加熱および振動は、概して導体の表面積の二乗に比例するか、あるいは図2の実施例において全体的に矢印212によって示される誘発渦電流によって包囲される面積の二乗に比例する。実施例の電極210の表面積が比較的大きい(さらに渦電流のループ212が比較的大きい)ため、埋込医療装置のコンデンサは、MRI環境内に設置されるとき、熱と振動のうちの少なくとも一方の実質的な供給源であり得る。したがって、たとえば埋込医療装置のコンデンサの電極内に存在する誘発渦電流のループサイズの減少は、MRI環境に曝される埋込医療装置において誘発される加熱と運動のうちの少なくとも一方を減らすことを本明細書において考えられている。
たとえばアルミニウム電解コンデンサの実施例においてアルミニウムの比較的高い伝導度に少なくとも部分的に起因して、アルミニウム電解コンデンサの電極は、たとえばMRI装置の勾配磁場などのMRI環境の磁場に対して比較的高い高度で応答し得る。しかも、実施例によっては薄いアルミニウムフォイルが、アルミニウム電解コンデンサの電極に用いられ得るので、電極は、そのような電極の比較的速い加熱に寄与し得る限られた熱質量を有し得る。植込装置の構成要素の加熱と振動のうちの少なくとも一方は、植込装置を有するとともにMRI環境に曝される患者にとって危険である。たとえば植込装置の構成要素の加熱と振動のうちの少なくとも一方は、患者に組織損傷をもたらし得る。そのため、本発明者が認識したところでは、MRI環境に対するそのような植込装置の応答(たとえば加熱と振動のうちの少なくとも一方)を制限すべく植込装置のうちの1つあるいは複数の構成要素の表面積を減らすことが望ましくなり、それによって植込装置をMRI安全性にし得る。実施例によっては下記でより詳細に記載されるように、本発明者は、植込装置の構成要素が、構成要素の表面積を減らすべく分割されることによって、径方向電流ループのサイズを減らし得るとともにMRI環境に対する構成要素の応答を低下し得ることを認識している。そのような分割構成要素のいくつかの実施例は、以下に記載される。
図3を参照すると、いくつかの実施例にしたがうコンデンサ(たとえば図1のコンデンサ108の)の分割電極310が、示される。実施例によっては電極310は、電極310の周囲から電極310の内部に延びる開口またはスロット314を有する。他の実施例において電極は、2つ以上のスロットを有することが可能である。図3において示される実施例においてスロット314は、電極310の表面積に開路を提供する。これは、矢印312A,312Bによって示されるように、渦電流のより小さな径方向電流ループ(たとえば図2の実施例の電極210の非分割電極の渦電流のループサイズに対して)をもたらし得る。実施例において電極310における渦電流のループサイズを減らすことによって、MR環境によって誘発される加熱と運動のうちの少なくとも一方は、埋込医療装置と埋込医療装置のコンデンサのうちの少なくとも一方がMRI安全性とみなされるレベルに低下することが可能である。電極材料の除去は、概してコンデンサの性能と有効性に悪影響を及ぼし得るため、電極310の分割化で考慮する点は、除去される材料を最小限にすることである。実施例において電極310の分割化パターンを最適化することによって、コンデンサの性能は、最小限の影響を受け得るが、それと同時に渦電流ループサイズを十分に最小化することによって、MRI安全性コンデンサをもたらし得る。
図4を参照すると、非分割電極410の実施例は、相互接続領域416を有する。様々な実施例において相互接続領域416は、コンデンサのうちの1つあるいは複数の類似電極と電極410との接続を可能にし得る。たとえば上記のようにコンデンサのうちの2つ以上の陽極層が、接続され得るか、コンデンサのうちの2以上の陰極層が接続され得るか、あるいはその両方である。しかし、実施例において図4の電極410が、開口またはスロット414(幻像で示される)で分割されるなら、コンデンサの充電と放電のうちの少なくとも一方の間に電流は、図4において矢印Xによって例示されるように縮小断面を通って流れなければならないだろう。いくつかの実施例において電極410の縮小断面Xを通る電流のそのような「収束」は、コンデンサの等価直列抵抗(ESR)を増大し得る。これは、コンデンサの性能に悪影響を及ぼすことが可能である。そのため、本発明者が認識したところでは、電極の相互接続領域を再配置することが望ましくなり得る。
図5を参照すると、いくつかの実施例において分割電極510は、開口またはスロット514と、図4の実施例の電極410の相互接続領域416に対して再配置された相互接続領域516とを有する。この実施例において相互接続領域516は、電極510の縁に沿って電極510のうちの部分510A,510Bの間の実質的中央に位置するとともに、電極510の内部に配置されたスロット514の端の実質的近位に位置する。つまりこの実施例の相互接続領域516は、スロット514の内部端と電極510の縁との間の縮小断面領域またはその近傍に位置し得るので、電流は、相互接続領域516と電極510のうちの各々の部分510A,510Bの間を流れることが可能であり、上記の実施例の電極410の構成において存在し得るように、電流は、ほとんど収束しないか、少なくとも「収束」が減少する。このように電極510の縮小断面に起因するコンデンサのESRおよび他の有害な性能効果の増大は、低下し得る。
図6〜図8を参照すると、いくつかの実施例において分割後の第1電極610は、第1電極610の周囲から第1電極610の内部に延びる第1スロット614を有する。実施例において第1電極610は、たとえば埋込医療装置のコンデンサなどのコンデンサの陽極層として用いられることが可能である。いくつかの実施例において分割後の第2電極620は、図8において示されるように、第1電極610から第1距離だけ分離されることが可能である。実施例において第2電極620は、第2電極620の周囲から第2電極620の内部に延びる第2スロット624を有し得る。実施例において第2電極620は、たとえば埋込医療装置のコンデンサなどのコンデンサの陰極層として用いられることが可能である。実施例において第1スロット614と第2スロット624は、実施例の電極310に関して上記された方法に類似の方法で各々の第1電極610と第2電極620における径方向電流ループサイズを減らすべく、それぞれ第1電極610と第2電極620の表面積を少なくとも部分的に分割するように構成されることが可能である。実施例において第1電極610と第2電極620のうちの1つあるいは複数の対は、コンデンサを形成すべく積層され得る(全体的に図8において見られるように)。さらなる実施例においてコンデンサは、第1電極610が酸化アルミニウムで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有する上記のようなアルミニウム電解コンデンサであり得る。さらに別の実施例において第2電極620がスパッタチタンで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有する、上記のようなアルミニウム電解コンデンサであり得る。
別の実施例において第1電極610は、全体的に図8において示されるように、積層構成における第2電極620に実質的に平行であり得る。実施例においてセパレータは、第1電極610と第2電極620との間に配置され得る。さらなる実施例においてセパレータは、コンデンサ紙を有することが可能である。別の実施例においてセパレータは、電解質材料を有し得る。
実施例において第1スロット614と第2スロット624は、積層構成における第1電
極610および第2電極620に関して全体的に互いに整列される。さらなる実施例において第1スロット614と第2スロット624は、それぞれ第1電極610および第2電極620の実質的中心に沿って配置され得る。別の実施例において第1スロット614は、積層構成における第1電極610および第2電極620に関して第2スロット624から偏位され得る。つまり第1スロット614と第2スロット624は、積層構成における第1電極610と第2電極620に関して一方が他方の上に載らないように、交互に配列され得る。実施例においてそのような偏位構成は、電解質がコンデンサ中に潜在的にプールし得る大きな空隙容積量を減らし得るので、潜在的にコンデンサの性能低下を導き得る。別の実施例においてそのような偏位構成は、たとえば汚染物質か他の物体が少なくとも1つの陽極および1つの陰極に跨って位置するとともに少なくとも1つの陽極および1つの陰極に接触して留まる可能性を減らすことによって、陽極と陰極の層間の短絡の可能性を阻止し得る。上記の整列スロット構成を有する実施例において第1スロット614と第2スロット624の整列は、汚染物質または他の物体が少なくとも1つの陽極および1つの陰極のうちの各々に接触するとともにそれらの電極に跨って留まるか位置する領域を提供し得る。しかし、いくつかの例において、そのような構成が望ましいと考えられる場合、そのような汚染物質がコンデンサを短絡させる可能性は、コンデンサの製造中に細心の注意を払うことによって減らされ得る。
実施例において第1電極610は、第1電極610の縁に沿って実質的中央に位置する第1相互接続領域616を有することが可能である。第1相互接続領域616は、第1電極610の内部に配置された第1スロット614の端としての第1スロット端の実質的近位に位置する。つまり第1相互接続領域616は、相互接続領域516を有する上記の実施例に対して記載された方法に類似の方法で縮小断面を有する第1電極610の領域の近位に位置し得る。さらなる実施例において第2電極620は、第2電極620の縁に沿って実質的中央に位置するとともに第2電極620の内部に配置される第2スロット624の端の実質的近位に位置する第2相互接続領域626を有することが可能である。つまり第2相互接続領域626は、相互接続領域516を有する上記の実施例に対して記載された方法に類似の方法で縮小断面を有する第2電極620の領域の近位に位置し得る。そのような第1相互接続領域616と第2相互接続領域626とは、接続要素を用いて2つ以上の第1電極610(たとえば陽極層)を接続できるようにし、別の接続要素を用いて2つ以上の第2電極620(たとえば陰極層)を接続できるようにする。第1相互接続領域616と第2相互接続領域626とを、分割後の第1電極610と第2電極620の縮小断面かその近位に位置付けることによって、第1電極610と第2電極620の縮小断面に起因するコンデンサのESRおよび他の有害な性能効果の増大は、上記の実施例の電極510に関して記載された方法に類似の方法で減少し得る。
さらなる実施例において第1相互接続領域616は、積層構成における第1電極610と第2電極620とに関して干渉、または第2相互接続領域626の妨げとなる第1相互接続領域616を有することなく、2つ以上の第1電極610との相互接続と2つ以上の第2電極620との相互接続を可能にすべく、第2相互接続領域626から偏位されることが可能である。簡単に言えば、実施例において第1相互接続領域616と第2相互接続領域626とは、製造をより一層複雑にさせることなく、同じ領域を占めることはできない。
コンデンサの製造を簡略化する目的で、実施例において第1電極610の第1相互接続領域616は、第1電極610の中心から僅かに片側に位置付けられることが可能であり、第2電極620の第2相互接続領域626は、第2電極620の中心(積層構成における第1電極610と第2電極620に関して第1電極610の中心に整列される)から僅かに他方側に位置付けられ得る。このように2つ以上の第1電極610は、2つ以上の第2電極620の相互接続を干渉することなく相互接続され得る。さらなる実施例において
積層構成における第1電極610と第2電極620とに関して第1電極610は、第2電極620の第2相互接続領域626に整列するように構成される切欠618(第1切欠領域)を有することが可能である。切欠618は、一方の第2電極620から別の第2電極620にいたる接続要素が、第1電極610には接触せずに第1電極610のそばを通過できるようにし得る。このように切欠618は、第2電極620の相互接続に関連する短絡問題を軽減する。他の実施例において第2電極620は、切欠618に対して上記される方法に類似の方法で第1電極610の相互接続に関する短絡問題を軽減すべく、積層構成における第1電極610と第2電極620に関して第1電極610の第1相互接続領域616に整列するように構成される切欠628(第2切欠領域)を有することが可能である。
図9と図10を参照すると、いくつかの実施例において分割後の第1電極910と第2電極920は、全体的に積層構成で示される。様々な実施例においてそのような第1電極910と第2電極920は、埋込医療装置用のコンデンサにおいて使用され得る。実施例において分割後の第1電極910は、各々が第1電極910の周囲から第1電極910の内部に延びる2つの第1スロット914を有する。実施例において第1電極910は、たとえば埋込医療装置のコンデンサなどのコンデンサの陽極層として用いられることが可能である。実施例において分割第2電極920は、第2電極920の周囲から第2電極920の内部に延びる第2スロット924を有し得る。実施例において第2電極920は、たとえば埋込医療装置のコンデンサなどのコンデンサの陰極層として用いられることが可能である。実施例において第1スロット914と第2スロット924は、第1電極610と第2電極620に対して上記の実施例において記載される方法に類似の方法で各々の第1電極910と第2電極920における径方向電流ループサイズを減らすべく、それぞれ第1電極910と第2電極920の表面積を少なくとも部分的に分割するように構成され得る。
第1電極910は、様々な理由のため2つの第1スロット914を有し得る。実施例において第1電極910の厚さは十分厚いので、第1電極910がMRI安全性とみなされるレベルにMRI環境によって誘発される加熱と運動のうちの少なくとも一方を減らすべく、第1電極910における渦電流のループサイズを十分に縮小するのに、第1電極910の分割化を増やすことが望ましくなり得る。たとえば実施例において第1電極910の厚さは、第2電極920の厚さの約4倍になり得る。別の実施例において2つの第1スロット914は、積層構成における第1電極910と第2電極920とに関して各々の第1スロット914が第2スロット924から偏位できるようにし得る。つまり第1スロット914と第2スロット924とは、積層構成における第1電極910と第2電極920とに関して一方がもう一方の上に載らないように交互に配置され得る。実施例においてそのような偏位構成は、電解質が潜在的にコンデンサ内にプールし得る大きな空隙容積の量を減らし得るので、潜在的にコンデンサの性能低下を導き得る。別の実施例においてそのような偏位構成は、たとえば汚染物質または他の物体が少なくとも1つの陽極と1つの陰極のうちの各々に跨って位置するとともに、それらの各々の電極に接触したままでいる可能性を減らすことによって、陽極と陰極層間の短絡の可能性を阻止することが可能である。上記の整列スロット構成を有する実施例において第1スロット914と第2スロット924との整列は、汚染物質または他の物体が少なくとも1つの陽極と1つの陰極のうちの各々に接触するとともにそれらの各々の電極に跨って留まるか位置する領域を提供し得る。
実施例において第1電極910は、第1電極910の縁に沿って位置する第1相互接続領域916を有し得る。第1相互接続領域916は、各々の第1スロット914の内側に配置された端から、実質的に等距離に位置する。このように第1相互接続領域916は、縮小断面を有する第1電極910のうちの各々の領域の近位に位置し得る。さらなる実施例において第2電極920は、第2電極920の縁に沿って実質的中央に位置する第2相
互接続領域926を有し得る。第2相互接続領域926は、第2電極920の内部に配置された第2スロット924の端の実質的近位に位置する。つまり第2相互接続領域926は、縮小断面を有する第2電極920の領域の近位に位置し得る。そのような第1相互接続領域916と第2相互接続領域926とは、接続要素を用いて2つ以上の第1電極910(たとえば陽極層)を接続できるようにし、別の接続要素を用いて2つ以上の第2電極920(たとえば陰極層)を接続できるようにする。第1相互接続領域916と第2相互接続領域926とを、分割後の第1電極910と第2電極920の縮小断面かその近位に位置付けることによって、第1電極910と第2電極920の縮小断面に起因するコンデンサのESRおよび他の有害な性能効果の増大は、上記の実施例の電極510に対して記載された方法に類似の方法で減らすことが可能である。
実施例において第1相互接続領域916は、第1電極910の中心から僅かに片側に位置付けられることが可能であり、第2相互接続領域926は、第2電極920の中心(積層構成における第1電極910と第2電極920に関して第1電極910の中心に整列される)から僅かに他方側に位置付けられ得る。このように2つ以上の第1電極910は、2つ以上の第2電極920の相互接続を干渉することなく、相互接続され得る。さらなる実施例において第1電極910は、積層構成における第1電極910と第2電極920に関して、第2電極920の第2相互接続領域926に整列するように構成される切欠918を有することが可能である。切欠918は、第1電極910に接触することなく第1電極910のそばを通るべく、1つの第2電極920から別の第2電極920への接続要素を考慮し得る。このように切欠918は、第2電極920の相互接続に関連する短絡問題を軽減する。他の実施例において第2電極920は、切欠918に対して上記の方法に類似の方法で第1電極910の相互接続に関連する短絡問題を軽減すべく、積層構成における第1電極910と第2電極920に関して、第1電極910の第1相互接続領域916に整列するように構成される切欠928を有することが可能である。
実施例において方法は、第1電極を第2電極に積層することを有し得る。第2電極は、第1電極から第1距離だけ分離される。実施例において方法は、第1電極と第2電極との間にセパレータを設置することを有する。実施例においてセパレータは、コンデンサ紙を有する。さらなる実施例においてセパレータは、電解質を有する。第1電極は、第1電極の周囲から、第1電極の内部に第1電極を通って延びる第1スロットを有し得る。第2電極は、第2電極の周囲から第2電極の内部に第2電極を通って延びる第2スロットを有し得る。第1スロットと第2スロットとは、各々の第1電極と第2電極とにおける径方向電流ループサイズを減らすべく、第1電極と第2電極それぞれの表面積を少なくとも部分的に分割するように構成されることが可能である。いくつかの実施例における方法は、第1スロットと第2スロットとを形成すべく、第1電極と第2電極とを分割することを有し得る。さらなる実施例において第1電極は、2つ以上の第1スロットを形成すべく分割される。
上記の実施例を参照すると、様々な製造作業は、分割電極を製造すべく考慮される。実施例において第1電極と第2電極との分割化は、第1スロットと第2スロットとを形成すべく第1電極と第2電極とを型抜きすることを有する。さらなる実施例において型抜きは、所望サイズと形状に電極を切断すべく用いられ得るが、同時に電極において1つあるいは複数の開口またはスロットを形成し得る。上記のようなアルミニウム電解コンデンサに関して、陽極層は酸化アルミニウムを有し得るので、比較的脆くなり得る。しかし、本発明者が認識したところでは、そのような脆い材料の型抜きが、少なくとも十分な成功率で実行されることが可能である。
上記の実施例は、埋込医療装置の分割構成要素とそのような分割埋込医療装置構成要素との作製方法を例示し、そのような分割構成要素は、MRI環境に存在する磁場に対する
応答低下(非分割構成要素と比較したとき)を有する。実施例によってはそのような分割化は、埋込医療装置コンデンサにおいて含まれることが可能である。さらなる実施例において埋込医療装置コンデンサの陽極と陰極のうちの少なくとも一方を有する電極は、埋込医療装置コンデンサをMRI安全性にするために分割され得る。上記のように埋込医療装置構成要素を分割することによって、本発明者は、埋込医療装置構成要素における渦電流が減少し得るので、MRI環境に暴露時の分割構成要素の加熱と振動のうちの少なくとも一方の低下がもたらされ得ることを認識している。このようにたとえば上記のような分割埋込医療装置構成要素と方法の実施例は、そのような埋込医療装置をMRI安全性にすべく様々な埋込医療装置において用いられることが可能である。
[補注]
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付図面への言及を有する。図面は、例として本発明が実践され得る特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書において「実施例」とも称される。そのような実施例は、図示または説明されたものに加えて要素を有することが可能である。しかし、本発明者は、図示または説明されたそれらの要素のみが提供される実施例も考慮している。しかも、本発明者はまた、特定の実施例(またはそのうちの1つあるいは複数の特徴)に関してか、本明細書において図示または説明される他の実施例(そのうちの1つあるいは複数の特徴)に関してのいずれかに関して図示または記載されるそれらの要素(またはそのうちの1つあるいは複数の特徴)の任意の組合せか置換を用いる実施例をも考慮している。
本文書において言及される公表文献、特許、および特許文書はすべて、参考文献によって個々に組入れられるように、それらの全体が本明細書において参考文献によって盛込まれている。本文書と参考文献によってそのように盛込まれた文書間で一貫性のない使用法がある場合、盛込まれた参考文献における使用法は、本文書の使用法の補足と考えるべきである。すなわち矛盾する不一致に対しては、本文書の使用法が支配する。
本文書において用語「a」または「an」は、任意の他の例または「少なくとも1つ」か「1つあるいは複数」の慣用法とは関係なく1つ以上を含めるべく特許文書においてよくあるように用いられる。本文書において用語「or」は、別に明記されなければ包括的に言及するか、「AまたはB」が「BでなくA」、「AでなくB」、および「AとB」を有するように用いられる。添付の特許請求の範囲において用語「including」および「in which」は、それぞれの用語「comprising」および「wherein」の平易な英語の等価物として用いられる。また以下の特許請求の範囲において、用語「including」および「comprising」は、制約がなく、つまり特許請求の範囲においてそのような用語の後に列挙された要素に加えて要素を有するシステム、装置、品物、またはプロセスは、それでもやはり本特許請求の範囲内にあるとみなされる。しかも以下の特許請求の範囲において、用語「第1」、「第2」、および「第3」などは、単なる標識として用いられ、それらの対象物に関する数的要件を課すよう意図されない。
上記の説明は、制限ではなく例示を意図する。たとえば上記の実施例(またはその1つあるいは複数の特徴)は、互いに組合わせて用いられ得る。他の実施形態は、たとえば上記の説明を再検討すれば、当業者によって用いられることが可能である。要約は、読者が技術的開示の特性をすぐに確認できるように37C.F.R.§1.72(b)に準拠するように提供される。要約は、請求項の範囲または意味の解釈または限定に用いられ得ないという理解のもとに提出されている。また上記の詳細な説明において、様々な特徴は、開示を簡素化すべく1つにまとめられ得る。これは未請求の開示特徴が、任意の特許請求の範囲にとって必須であることを意図すると解釈されるべきではない。むしろ発明の主題は、特定の開示実施形態の全特徴未満にあり得る。したがって、以下の特許請求の範囲は
、本明細書によって詳細な説明に組込まれており、各々の請求項は、別個の実施形態として自立している。本発明の範囲は、そのような請求項の権利が与えられる等価物の全ての範囲とともに添付の特許請求の範囲を参照して判断されるべきである。

Claims (15)

  1. 第1電極の周囲から前記第1電極の内部に延びる第1スロットを有する半円弧状の第1電極であって、前記第1電極の周囲は半円弧と、前記半円弧の両端を結ぶ直線とからなり、前記第1スロットは前記第1電極の半円弧から前記第1電極の内部に延びることと;
    前記第1電極から第1距離だけ分離された半円弧状の第2電極であって、前記第2電極は、前記第2電極の周囲を構成する半円弧から前記第2電極の内部に延びる第2スロットを有し、第1電極の半円弧は第2電極の半円弧に重なるように配置されることと
    を有する植込医療装置コンデンサであって、
    前記第1電極は、前記第1電極の前記直線の縁にそって中央に位置しかつ前記第2電極との接続を可能にする第1相互接続領域を有し、
    前記第1相互接続領域は、前記第1電極の縁と、前記第1スロットの端としての第1スロット端との間の第1電極の領域の近位に位置し、前記第1スロット端は、前記第1電極の内部に配置され、
    前記第2電極は、前記第2電極の直線の縁に沿って中央に位置しかつ前記第1電極との接続を可能にする第2相互接続領域を有し、
    前記第2相互接続領域は、前記第2電極の縁と、前記第2スロットの端としての第2スロット端との間の第2電極の領域の近位に位置し、前記第2スロット端は、前記第2電極の内部に配置され、
    前記第1電極の前記第1相互接続領域は、積層構成における前記第1電極と前記第2電極とに関して、前記第2電極の前記第2相互接続領域から偏位され、
    前記第1スロットと前記第2スロットは、各々の前記第1電極と前記第2電極とにおける径方向電流ループサイズを減らすべく、前記第1電極と前記第2電極それぞれの表面を分割するように構成される、
    植込医療装置コンデンサ。
  2. 前記第1電極は、第1切欠領域を有し、
    前記第1切欠領域は、積層構成における前記第1電極と前記第2電極とに関して、前記第2電極の前記第2相互接続領域に対応し、
    前記第2電極は、第2切欠領域を有し、
    前記第2切欠領域は、積層構成における前記第1電極と前記第2電極とに関して、前記第1電極の前記第1相互接続領域に対応する、
    請求項1記載の植込医療装置コンデンサ。
  3. 前記第1電極は、2つの第1スロットを有し、
    前記第1相互接続領域は、各々の前記第1スロット端から等距離に位置し、
    前記第1スロット端は、前記第1電極の内部に配置される、
    請求項1または2記載の植込医療装置コンデンサ。
  4. 前記第1電極は、酸化アルミニウムで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有する、
    請求項1〜3何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  5. 前記第2電極は、スパッタチタンで少なくとも部分的に覆われたアルミニウム基板を有する、
    請求項1〜3何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  6. 前記第1電極は、積層構成における前記第2電極に平行である、
    請求項1〜5何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  7. 前記第1電極の前記第1スロットは、前記第2電極の前記第2スロットに整列される、
    請求項6記載の植込医療装置コンデンサ。
  8. 前記第1電極の前記第1スロットは、前記第2電極の前記第2スロットから偏位される、
    請求項6記載の植込医療装置コンデンサ。
  9. 前記植込医療装置コンデンサは、前記第1電極と前記第2電極との間に配置されたセパレータを有する、
    請求項6〜8何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  10. 前記セパレータは、電解質材料を有する、
    請求項9記載の植込医療装置コンデンサ。
  11. 前記第1電極は、2つ以上の第1スロットを有する、
    請求項1〜10何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  12. 前記第1電極と前記第2電極とは、それぞれ平面である、
    請求項1〜11何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  13. 前記第1電極は、陽極層を有する、
    請求項1〜12何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  14. 前記第2電極は、陰極層を有する、
    請求項1〜13何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
  15. 前記第1電極の厚みは、前記第2電極の厚みよりも大きい、
    請求項1〜14何れか一項記載の植込医療装置コンデンサ。
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