具有减少组织囊加热的电磁干扰过滤器设备的可植入医疗设备的制造方法【专利说明】具有减少组织囊加热的电磁干扰过滤器设备的可植入医疗设备
技术领域：
[0001]本发明涉及可植入医疗设备，并且具体地，涉及用于防止在磁共振成像存在的情况下在可植入医疗设备周围的组织囊的加热的技术。【
背景技术：
】[0002]有源可植入医疗设备(Activeimplantablemedicaldevice,AIMD)在将电刺激输送到身体神经和组织以用于各种生物紊乱的治疗神经刺激系统中得到适用，该神经刺激系统如治疗心律不齐的起搏器、治疗心脏纤维颤动的除颤器、治疗耳聋的人工耳蜗、治疗失明的视网膜刺激器、产生协调肢体活动的肌肉刺激器、治疗慢性疼痛的脊髓刺激器、治疗运动和心理紊乱的皮层和深度脑刺激器、以及治疗尿失禁、睡眠呼吸暂停、肩半脱位等的其它神经刺激器。AMD典型地植入患者的组织囊中，并且连接至在远离组织囊的目标刺激点处植入的神经刺激导线。[0003]在神经刺激系统中使用的AMD采用两个普通类型的形式:完全植入的和射频(RF)控制的。完全植入的AMD包括控制电路以及电源例如电池，所有都在连接至带有用于刺激组织的一个或多个电极的一根或多根导线的可植入脉冲生成器(IPG)内，使得在编程和打开后，IPG可以独立于外部硬件而操作。打开和关闭IPG并且对IPG编程以使用经由皮肤的电磁链路从外部编程设备生成期望刺激脉冲。相反，RF控制的AMD包括经由电磁链路感应耦合至植入的接收器-刺激器的外部发射器，该植入的接收器-刺激器连接至带有用于刺激组织的一个或多个电极的一根或多根导线。用于对植入的接收器进行供电的电源例如电池以及用于命令接收器-刺激器的控制电路包括在外部控制器中，该控制器为典型地在患者皮带上穿戴的或在口袋中装载的手持尺寸设备。从位于植入的接收器-刺激器上方的缆线连接发射线圈经由皮肤耦合数据/功率信号。植入的接收器-刺激器接收信号并且生成刺激。[0004]AIMD一般包括密封外壳或壳体(通常称为“罐”)，其当植入患者体内时接触组织。这个外壳由生物兼容材料构造而成，并且典型地为金属材料，例如钛。包括在壳体内的内部组件典型地为被设计用于多个过程如生理信号感测、诊断、数据存储、治疗输送和遥测技术的电子电路。壳体用于将典型地不为生物兼容的内部组件与生物环境隔离。在一些AMD中，壳体还用作允许刺激能量的感测和输送的公共或返回电极。这个实施通常被称为“单极”或“单一极性”感测或质量。[0005]AIMD一般植入到需要磁共振成像的患者身体中。因此，当设计可植入神经刺激系统时，应当对AMD所植入的患者可能经受MRI扫描器生成的EMI的可能性给予考虑，该EMI可以潜在地引发对于AMD的破坏，以及患者的不适。具体地，在MRI中，空间编码依靠于连续施加的磁场梯度。磁场强度基于在整个成像过程中应用的梯度场的位置和时间。在大静态磁场存在的情况下，在单个图像的获取中，梯度场典型地将梯度线圈(或磁铁)打开或关闭几千次。现今的MRI扫描器可以具有100mT/m的最大梯度强度和150mT/m/ms的快速切换次数(转换速率)，这可以导致带有与刺激治疗频率可比较的频率含量的感应电压。典型MRI扫描器创建在10Hz至30KHz范围内的梯度场，和对于1.5特斯拉扫描器而言的64MHz的射频(RF)场以及对于3特斯拉扫描器而言的128MHz的射频(RF)场。[0006]在一定程度上，AMD壳体提供对抗来自环境源和医疗诊断工具如MRI扫描器的电磁干扰(EMI)的保护。但是，梯度磁场的强度可能足够高以引起(取决于与MRI扫描器有关的主体内的导线的方向，为5-10伏特)至刺激导线上的电压，该电压因而被AMD电子设备看到。如果这些感应电压高于AMD电子设备的电压供应轨，则在AMD内可能存在可能通过刺激导线上的电极引起的电流的路径，其因而可能由于MRI生成的梯度场和用于治疗的期望刺激能量频率之间的相似频带，引发对患者的不想要的刺激，以及潜在地损坏在AIMD内的电子设备。为了进一步阐述，梯度(磁)场可以在刺激导线的线内引起电能量，电能量可以被输送至AMD的电路并且然后经由无源电荷恢复开关输出至刺激导线的电极。例如，在常规神经刺激系统中，在AMD的连接器处，高于AMD电池电压(?4-5V)的感应电压可以引起这种不想要的刺激电流。MRI扫描器生成的RF能量可能引起在AMD内的甚至更高的电压的电流。[0007]在一些实施方式中，感应RF电流被分流至AMD壳体以保护AMD内部组件。但是，感应电流可以以加法方式收集，并且导致从AMD壳体进入AMD周围的组织囊的显著RF电流。因而，这导致带有患者不舒适的可能性或甚至是组织损坏的组织加热。对于在AMD中使用多于一个的导电电极连接的神经系统而言，来自导线的撞击RF电流的数量可以随着导线电极的数量增加而增加，设置RF电流以与各种导线电极相似的相位到达AMD。这潜在地加剧带有大量导线电极的植入神经系统(具有每根导线8个或更多电极的多导线AIMD)的这个加热现象。[0008]因此，仍然需要防止RF电路被输送至与包括在AMD内的内部电子设备电连接的壳体。【
发明内容】[0009]根据本发明，提供与承载至少一个导电电极的医疗导线仪器一起使用的有源可植入医疗设备(AMD)。AMD包括:配置为经由医疗导线而执行医疗功能(例如，电刺激能量的输送和/或生理参数的感测)的内部电子电路。AMD还包括该内部电子电路的导电壳体。AMD还包括配置为将该电路相应地耦合到至少一个导线电极的至少一个电终端。AIMD还包括在该至少一个电终端和壳体之间串行耦合的电感元件。该电感元件配置为阻止和优选地防止由撞击该医疗导线的电磁干扰(EMI)引起的电流从该至少一个电终端分流至该壳体。[0010]在一个实施方式中，该电感元件串行电耦合在该至少一个电终端和该壳体中的一个与该内部电子电路之间，并且该内部电子电路配置为在感应电流的频率以下的频率上操作，从而允许电流在该至少一个电终端和该内部电子电路之间输送。在一个实施方式中，该内部电子电路的操作频率可以在10KHz以下，并且感应电流的频率可以在IMHz以上。在另一个实施方式中，该内部电子电路的操作频率可以为IKHz以下，并且感应电流的频率为至少64MHz。[0011]AIMD还包括:在该至少一个电终端和公共端之间相应地串行电耦合的至少一个电容元件，以及在该壳体和该公共端之间串行电耦合的另一个电容元件，从而在操作频率上将该至少一个电终端和壳体相互电绝缘。AMD可以可选地包括配置为将导线可去除地连接至该至少一个电终端的连接器。[0012]本发明的其它和进一步的方案和特征可以从阅读以下用于示出但并不限制本发明的优选地实施方式的详细描述中变得显而易见。【附图说明】[0013]附图示出本发明的优选实施方式的设计和利用，其中相似的元件由公共参考标号来提及。为了更好地理解上文记载的和其它的本发明的优点及目的是如何获得的，上文简单描述的本发明的更具体的描述将通过参考在所附图中示出的本发明的特定实施方式来给出。理解这些图仅描绘本发明的典型实施方式并且不被视为对本发明的范围进行限制，本发明将通过附图的使用利用附加特征和细节来描绘和解释，其中:[0014]图1是根据本发明的一个实施方式而构造的脊髓刺激(SCS)系统的平面图；[0015]图2是在患者体内使用的图1的SCS系统的平面图；[0016]图3是在图1的SCS系统中使用的可植入脉冲生成器(IPG)和三个经皮肤的刺激导线；[0017]图4是在图2的SCS系统中使用手术桨板导线和可植入脉冲生成器(IPG)的平面图；[0018]图5为在IPG中使用以防止电流分流至IPG壳体的一个过滤器布置的框图；以及[0019]图6为在IPG中使用以防止电流分流至IPG壳体的一个过滤器布置的框图。【具体实施方式】[0020]接下来的说明涉及脊髓刺激(SCS)系统。但是应当理解的是，虽然本发明适用于在SCS中，但是在本发明中在其最广义方案中的应用未被限制于此。相反，本发明可以与用于刺激组织的任意类型的可植入电路一起使用。例如，本发明可以作用起搏器、除颤器、耳蜗刺激器、视网膜刺激器、配置为产生协调肢体活动的刺激器、大脑皮层刺激器、脑深部刺激器、周围神经刺激器、微型刺激器的一部分，或用在配置为治疗尿失禁、睡眠呼吸暂停、肩关节半脱位、头疼等的任何其他神经刺激器中。[0021]首先转至图1，示例性脊髓刺激(SCS)系统10通常包括:一根或多根(在这个案例下三根)可植入刺激导线12、有源可植入医疗设备(AMD)并且具体地植入脉冲生成器(IPG)14形式的脉冲生成设备、远程控制器RC16形式的外部控制设备当前第1页1 2 3