用于眼植入体的3线圈的无线功率传输系统的制作方法_3

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度允许其被盘绕大约 六倍,该与10cm长的长度的仅仅大约H倍呈对照。
[0085] 该些方面和其他方面的其他优点将从说明书和附图中变得明显的。实施方案中的 多个关于眼植入体进行解释,然而,其他的植入体用途将是明显的。
[0086] 已经发现的是,眼中的晶状体囊是放置眼内接收器线圈的理想位置。对于线圈,晶 状体囊正好是足够大的,其在巩膜之内,并且外科手术植入程序是完善的。在天然的晶状体 被除去之后,眼内线圈可W被植入到晶状体囊袋内。
[0087] 与那种植入位置相关,用于获得高Q的线圈的两个内在的挑战是尺寸和等效质 量。线圈的尺寸优选地是小于或等于10mm的外径。9mm到10mm的直径通常是最大值,且 9. 5mm是平均最大值。在盐水中线圈的等效质量优选地等于或小于46毫克(mg)。
[0088] 物品在液体中的"等效质量"是物品的质量减去被物品的体积替代的液体的质量。 该解释了关于物品的浮力。
[0089] 缓冲线圈可W被环绕角膜并且在眼的结膜之下植入。具有20mm直径的缓冲线圈 已经被发现是足够大的W外接成人的眼的角膜,并且保持远离W免停留在其上。已经在实 验上使用包含具有H十股绝缘的48美国线规(AWG)线导体的李兹线的缓冲线圈W达到良 好的效果。
[0090] 成人眼球的外径通常是23mm到25mm,平均数为24mm。正常的人眼可W水平移动 ±30。并且垂直移动±10。。
[0091] 已经确定直径42mm的发射器线圈与晶状体囊中的10mm的接收器线圈和在结膜之 下的20mm的缓冲线圈一起有效地工作。在此构造中,发射器线圈和接收器线圈最后被轴向 分开25mm,适合用于安装在一对阅读眼镜上。
[0092] 由于组织的无线电频率(R巧吸收和线圈Q值之间的权衡,10兆赫兹(MHz)的载波 频率已经被发现是可接受的。所有的H个线圈可W被调节W在操作频率下共振,且串联地 或并联地连接到对应的电容器。
[0093] 图1A是根据实施方案的带有具有安装透镜的接收器线圈的感应式供电的眼植入 体设备的眼球的剖面透视图。眼100包括巩膜102、脉络膜104、视网膜106、小凹108、角膜 110、晶状体112、虹膜114、玻璃体液116、W及视神经118。
[0094] 感应式供电的眼植入体设备包括刺激电极阵列120,所述刺激电极阵列120与在 小凹108附近的视网膜106的内层视网膜神经元连接。电力电缆122将阵列122与在晶状 体112中的处理电路124相禪合。处理电路124与接收器线圈126电气连接,所述接收器 线圈126被包围在绝缘的生物相容层中。同样被绝缘的生物相容层包围的缓冲线圈128被 布置在巩膜102之外并且包围角膜110。在在功率传输期间的操作中,缓冲线圈128和接收 器线圈126进行电磁禪合。注意到,不需要用于到该种眼内装置的功率传输的刺穿巩膜的 电缆。
[0095] 缓冲线圈128通过电磁感应的方式接收变化的磁场,并且所述变化的磁场在缓冲 线圈128内引起电流在其环状结构附近流动。在缓冲线圈128中的感应电流引起对接收器 线圈126的电磁感应,所述电磁感应引起在接收器线圈126中感应电流。在接收器线圈126 中的电流流到处理电路124,所述处理电路124将交流电(AC)整流成直流电值C)。产生的 DC电压和电流被用于驱动处理电路124和电极阵列120。
[0096] 图1B是在体内的图1A的设备的垂直横截面,其中缓冲线圈128被安装在角膜110 附近并且在眼的结膜111之下。除了早前枚举的眼的结构之外,示出其他部分。巩膜外层 101是巩膜的最外层。如在图的底部所见,皮肤109给眼捡115让路。房水113位于角膜 110内。睫状体117将晶状体112保持在适当位置。
[0097] 示出了发射器线圈130的横截面,且通过X(即,到页内)和点(即,到页外)描绘 电流流动方向。在发射器线圈130中的电流在缓冲线圈128中感应相同方向的电流,该进 而在接收器线圈126中感应电流。
[0098] 接收器线圈126由密封的环形的空腔123进行浮力支撑。空气、氮气、惰性气体、 或具有小于水溶液的比重的液体被捕获在密封的空腔123内,该降低组合的接收器线圈密 封的空腔结构的等效质量。当使用用于接收器线圈的迹线的较重的金属比如金时,该可W 是重要的。
[0099] 图1C是在体内的图1A的设备的垂直横截面,其中缓冲线圈130被封装在巩膜透 镜121中。巩膜透镜121被使用者戴上,通过眼上的抽吸和半月面力而被保持紧的,支承巩 膜102。为了驱动眼内装置或当效率是问题时,巩膜透镜可W由患者视需要地应用和除去。 可W容易地测试不同的缓冲线圈,因为外科手术程序对于替换巩膜透镜不是必需的。
[0100] 图1D是为了尺寸的清楚而没有示出眼的图1A的设备的垂直横截面。发射器线圈 130、缓冲线圈128、W及接收器线圈126按比例示出。已经被发现用于在lOMHz下有效率的 功率输送的尺寸170-180在表1中不出。
[0101] 表 1
[0102]
【主权项】
1. 一种感应式供电的眼植入体设备,包括: 缓冲线圈,其适合于被附加到眼的巩膜之外,所述缓冲线圈具有被生物相容层覆盖的 导体; 接收器线圈,其适合于植入在所述眼内,所述接收器线圈具有被生物相容层覆盖的导 体,所述接收器线圈适合用于通过电磁感应从发射器线圈经过所述缓冲线圈接收电功率, 当分别被附加到所述眼之外和被植入到所述眼之内时,所述缓冲线圈和所述接收线圈适合 于进行电磁耦合;以及 处理电路,所述处理电路与所述接收器线圈的所述导体连接并且被配置成从所述接收 器线圈接收电功率。
2. 如权利要求1所述的设备,还包括: 刺激电极阵列,其适合于与所述眼中的内层视网膜神经元连接并且与所述处理电路连 接;以及 电力电缆,其将所述接收器线圈与所述阵列相耦合。
3.如权利要求1所述的设备,其中所述缓冲线圈适合用于环绕所述眼的角膜并且在所 述眼的结膜之下安装。
4.如权利要求1所述的设备,还包括: 巩膜透镜,其包住所述缓冲线圈,所述巩膜透镜适合于被戴在所述巩膜上从而将所述 缓冲线圈附加到所述眼的所述巩膜之外。
5.如权利要求1所述的设备,其中所述缓冲线圈是圆形的并且具有等于或在约19毫米 和20毫米之间的外径。
6.如权利要求1所述的设备,其中所述缓冲线圈是卵形的并且具有约19毫米的外短轴 和约24毫米的外长轴,所述缓冲线圈适合于被附加到所述巩膜之外使得所述外长轴大体 上是水平的。
7.如权利要求1所述的设备,其中,当从轴向方向观察时,所述缓冲线圈或所述接收器 线圈呈多边形形状。
8. 如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈适于植入在所述眼的晶状体囊之 内。
9.如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈是圆形的并且具有等于或小于10毫 米的外径、等于或大于6毫米的内径、以及等于或小于1毫米的轴向厚度。
10. 如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈具有在水溶液中的等于或小于10 毫克的等效质量。
11. 如权利要求10所述的设备,还包括: 密封空腔,其被附接到所述接收器线圈;以及 流体,其被布置在所述密封空腔内,所述流体具有小于水溶液的比重, 从而将浮力添加到所述接收器线圈。
12. 如权利要求11所述的设备,其中所述流体包括气体。
13.如权利要求8所述的设备,其中,当所述缓冲线圈被附加到巩膜之外并且所述接收 器线圈被植入在所述眼的所述晶状体囊之内时,所述缓冲线圈和所述接收器线圈适合于被 轴向分开约4毫米。
14. 如权利要求1所述的设备,其中: 所述缓冲线圈适于在所述巩膜之外附加到所述眼的一侧;并且 所述接收器线圈适合于在所述巩膜之内在所述眼的玻璃体内安装到所述眼的内侧。
15. 如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈具有轴向比径向实质上更宽的横 截面,从而允许所述接收器线圈被弹性地挤压以经过切口安装。
16. 如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈包括在电绝缘体的折叠带之内的 蚀刻的导体。
17. 如权利要求1所述的设备,其中所述接收器线圈通过以下操作来生产:
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