可调式经皮能量传递系统的制作方法

专利名称：可调式经皮能量传递系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及植入式医疗设备中的经皮能量传递，并且更具体地涉及可调 式经皮能量传递系统。
背景技术：
一般被称为植入式医疗设备的、具有一个或多个植入式组件的医疗设备，在最 近几十年中为患者提供了广泛的疗效。植入式医疗设备往往包括一个或多个永久或暂时 地植入患者体内的仪器、装置、传感器、处理器、控制器或者其他功能组件。植入的组 件用于例如诊断、监测，或者治疗疾病或伤害，或者用于改变患者的解剖结构或者生理 过程。许多这些植入式组件从作为所述植入式组件的一部分或者与其协同工作的外部组 件接收能量(即，功率和/或数据)。治疗假体接受者的听力损失的植入式听力假体是当 今广泛应用的一种特定类型的植入式医疗设备。可能由于许多不同原因所造成的听力损失一般有两种类型传导性和感觉神经 性。在某些情况下，一人可同时患有两种类型的听力损失。当声音抵达耳蜗的正常机械 通路以及在其中的感觉听毛细胞例如由于听小骨的损伤而受阻时，会发生传导性听力损 失。患有传导性听力损失的个体通常具有某些形式的残余听力，因为在耳蜗中的听毛细 胞并未受损。因此，患有传导性听力损失的个体通常会接受可产生耳蜗液的机械运动的 植入式听力假体。某些这样的听力假体，如声学助听器、中耳植入体等，包括一个或多 个植入到接受者体内的组件，并且其在此被称为植入式听力假体。然而，在许多深度失聪的人群中，其耳聋的原因是感觉神经性听力损失。当存 在有对内耳或者对从内耳到脑的神经通路的损伤时，会发生感觉神经性听力损失。就此 而言，患有某种形式的感觉神经性听力损失的那些人因此不能够从产生耳蜗液的机械运 动的听力假体获得适当的疗效。因此，开发出了向接受者的听觉系统的神经细胞传送电 刺激的植入式听力假体，用以向不能从常规助听器中充分获益的人们提供听力的感觉。 这样的电刺激听力假体向接受者的听觉系统的神经细胞传送电刺激，从而为接受者提供 听力感知。在此所使用的接受者的听觉系统包括所有用以感知声音信号的所有感官系统组 成部分，如听觉受体、神经通路等，包括听觉神经和螺旋神经节，以及脑中用于感觉声 音的部分。电刺激听力假体包括，例如，听觉脑刺激器和耳蜗假体(通常被称为耳蜗假 体设备、耳蜗植入体、耳蜗设备，等等；在此简单地称为“耳蜗植入体”)。感觉神经性听力损失通常是由于能将声信号转换为神经冲动的耳蜗听毛细胞的 缺失或破坏而造成的。耳蜗植入体是因此原因而被开发出来的。耳蜗植入体通过将电刺激信号直接传送给听觉神经细胞，从而绕过本来应将声振动转换为神经活动的缺失或有 缺陷的听毛细胞，由此为接受者提供听力感知。这样的设备一般使用植入到耳蜗中的电 极阵列，使得电极能够有区别地激活通常能编码声音的不同音高的听觉神经元。听觉脑 刺激器用于对少数具有双向听觉神经衰退的接受者进行治疗。对于这样的接受者，听觉 脑刺激器提供了对脑干中的耳蜗神经核的刺激。

发明内容
依据本发明的一个方面，提供了耳蜗植入体。该耳蜗植入体包括植入式组 件，其包括可插入接受者耳蜗中的电极组装件、配置用以产生用于经由电极组装件传送 到接收者耳蜗的刺激信号的刺激器单元，和配置用以向刺激器单元提供数据信号的内部 线圈组装件；以及外部组件，其具有配置为与内部线圈组装件感应式耦合用以经由内部 线圈组装件向植入式组件经皮传递数据的数据线圈组装件，其中数据线圈组装件的一个 或多个元件是物理可调的，以改变感应式耦合。依据本发明的另一方面，提供了听力假体。该听力假体包括植入式组件，其 包括配置用以刺激接受者的耳朵的刺激组件和配置用以向刺激组件提供数据信号的内部 线圈组装件；以及外部组件，其具有配置为与内部线圈组装件感应式耦合用以经由内部 线圈组装件向植入式组件经皮传递数据的数据线圈组装件，其中数据线圈组装件的一个 或多个元件是物理可调的，以改变感应式耦合。依据本发明的又一方面，提供了用于植入式医疗设备的经皮能量传递系统。该 系统包括内部线圈组装件；以及外部数据线圈组装件，其被配置为与内部线圈组装件 感应式耦合，用以向内部线圈组装件经皮传递数据，其中数据线圈组装件的一个或多个 元件是物理可调的，以改变感应式耦合。在本发明的另一其他方面中，提供了使用听力假体的方法，该听力假体包括具 有配置用以刺激接受者的耳朵的组件和内部线圈组装件的植入式组件。该方法包括在 接受者身上附着外部组件，所述外部组件包括数据线圈组装件，其被配置用以与内部线 圈组装件感应式耦合，以向内部线圈组装件经皮传递数据；接收应当改变数据线圈组装 件与内部线圈组装件之间的感应式耦合的指示；以及物理地调节数据线圈组装件的一个 或多个元件，以改变数据线圈组装件与内部线圈组装件之间的感应式耦合。


本发明的实施例于以下参考随附的附图进行描述，其中图1是本发明的实施例可于其中实施的示范医疗设备，亦即耳蜗植入体的透视 图；图2是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的功能框图；图3A是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的外部组件的截面侧视图；图3B是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的外部组件的截面前视图；图4A是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的植入式组件的部分截面透视图；图4B是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的植入式组件的截面侧视图；图5是示例说明依据本发明的实施例的耳蜗植入体的外部组件与植入式组件之间的感应式耦合的图示； 图6A是示例说明依据本发明的实施例的外部线圈组装件的定向的图示；图6B是示例说明依据本发明的实施例的外部线圈组装件的定向的图示；图6C是示例说明依据本发明的实施例的外部线圈组装件的定向的图示；图7A是示例说明依据本发明的实施例的耳蜗植入物的外部组件与两个植入式组 件之间的感应式耦合的图示；图7B是示例说明依据本发明的实施例的耳蜗植入物的外部组件与两个植入式组 件之间的感应式耦合的图示；图8是示例说明依据本发明的实施例的耳蜗植入物的两个外部组件与植入式组 件之间的感应式耦合的图示；图9是示例说明依据本发明的实施例的耳蜗植入物的两个外部组件与两个植入 式组件之间的感应式耦合的图示；图10是依据本发明的实施例的外部线圈组装件的透视图；图11是依据本发明的实施例的外部线圈组装件的透视图；图12是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的外部组件的截面图；图13是依据本发明的实施例的外部线圈组装件的透视图；图14是依据本发明的实施例的外部线圈组装件的透视图；图15是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的外部组件的截面图；以及图16是示例说明依据本发明的实施例而执行的操作的流程图。
具体实施例方式本发明的诸方面总体上针对经皮能量传递系统，其用于在植入式医疗设备的组 件之间传递数据。该系统包括配置为植入到接受者体内的内部线圈组装件，以及配置为 与内部线圈组装件感应式耦合的外部数据线圈组装件。感应式耦合用于从数据线圈组装 件向内部线圈组装件经皮传递数据。数据线圈组装件的一个或多个元件是物理可调的， 用以改变数据线圈组装件与内部线圈组装件之间的感应式耦合。本文所使用的能量的经皮传递是指数据或功率从外部设备经由磁感应链路向植 入设备的传递。例如，经皮能量传递包括数据在弱耦合磁感应链路上(通过对H场的调 制进行)的感应式传递，或者功率经由工作于感应近场区中的紧密耦合的磁感应链路的 经皮传递。磁感应功率与数据链路工作在射频(RF)上。在此将主要参考数据经由磁感 应链路的经皮传递，来讨论本发明的实施例。但是，应当明白，本发明的实施例可以用 于其他类型的经皮能量传递。尽管本发明的实施例在此主要结合一种类型的植入式医疗设备，亦即耳蜗假体 (通常称为耳蜗假体设备、耳蜗植入体、耳蜗设备等；在此简单地称为“耳蜗植入体”) 进行描述的，但应当明白，本发明的实施例可以实施于目前已知的或者以后开发出的任 何植入式医疗设备之中。本发明所设想的植入式医疗设备包括但不限于心脏监测仪和 去纤颤器；血糖仪；植入式药泵；神经刺激器，包括如听觉脑刺激器之类的视力和听力 假体，或者对接受者的外耳、中耳或者内耳的组成部分进行电刺激、声刺激或机械刺激 的其他设备。还应当理解，本发明虽然特别适用于植入式医疗设备，但也可以广泛地应用到不包括植入式设备的各种其他医疗设备上。 图1是依据本发明的实施例的植入于接受者体内的耳蜗植入体的透视图，其被 称为耳蜗植入体100。接受者具有外耳101、中耳105和内耳107。外耳101、中耳105 和内耳107的组成部分将于下文中描述，之后描述耳蜗植入体100。在功能健全的耳朵中，外耳101包括耳廓110和耳道102。声压或声波103由 耳廓110所收集并被引导至耳道102中并从中通过。在耳道102的整个远端处生有鼓膜 104，其响应于声波103而振动。这种振动通过中耳105的三块骨与卵圆窗或前庭窗112 耦合，这三块骨统称为听小骨106，其包括锤骨108、砧骨109和镫骨111。中耳105的 骨108、109和111负责过滤和放大声波103，导致卵圆窗112响应于鼓膜104的振动而形 成环接或者振动。这种振动建立起耳蜗140内的淋巴液的流体运动波。这样的流体运动 转而激活耳蜗140内的微小听毛细胞(未示出)。听毛细胞的激活导致适当的神经冲动被 产生并且经过螺旋神经节细胞(未示出)和听觉神经114向脑(也未示出)传递，在那里 其被感知为声音。在图1的实施例中，耳蜗植入体100包括直接或间接地附着到接受者身体上的外 部组件142，以及暂时或永久地植入到接受者体内的内部组件或植入式组件144。如图 所示，外部组件142包括配置为由接受者佩戴于耳后的壳体126，其被称为耳后(BTE， Behind-The-Ear)单元126。在BTE 126之中或之上布置有一个或多个声音输入元件，其 被表示为用于检测声音103的麦克风124。应当明白，依据本发明的实施例的声音输入元 件可以包括麦克风或者电子输入端，其将耳蜗植入体100与例如FM听力系统、MP3播放 器、电视机、移动电话等相连。如在下面所详细讨论的那样，BTE 126包括数据收发器单元(未示出)，用于向 植入式组件144发送数据。在某些实施例中，数据收发器单元被配置用以向植入式组件 144感应式发送代表麦克风124的输出的电信号。BTE 126还可以包括一个或多个其他功 能组件以用于产生数据，该数据经由数据收发器单元向植入式组件144提供。在一些实 施例中，数据收发器单元被配置用以从植入式组件144感应式地接收数据。外部组件142还包括功率发送器单元131，其将来自外部电源(未示出)的功率 提供给植入式组件144。电源可以布置在BTE 126中，或者可以包括单独的组件。如图 所示，功率发送器单元131包括外部功率线圈130，并且优选地包括直接或间接地紧固到 外部线圈130的磁铁(未示出)。功率线圈130通常是由多匝电绝缘单线式或多线式导 线(例如钼线或金线等)所组成的导线天线线圈。功率发送器单元131还包括功率发送 器(也未示出)，其与外部线圈130 —同工作用以向内部组件144发送功率。在本发明的某些实施例中，外部组件142包括单个器件，其包括有功率发送器 单元131和BTE 126。在这样的实施例中，在BTE 126中可以布置功率发送器单元131 的一个或多个元件，并且BTE可以经由电缆与线圈130相连。应当明白，在本发明的备 选实施例中，功率发送器单元131和BTE 126包括彼此独立工作的单独器件。如在下面所详细讨论的那样，植入式组件144包括收发器单元132，其可被定位 于接受者的与颞骨相邻的耳廓110的凹进处中。如以下所详述，收发器单元132与BTE 126中的数据收发器单元或者功率发送器单元131感应式耦合。也就是说，收发器单元 132经由射频(RF)链路，分别从数据收发器单元和功率发送器单元131无线地接收数据和功率。收发器单元132包括内部线圈136，并且优选地包括相对于内部线圈固定的磁 铁(未示出)。内部线圈136通常是由多匝电绝缘单线式或多线式导线(例如钼线或金线 等)所组成的导线天线线圈。 植入式组件144还包括刺激器单元120和细长电极组装件118。内部接收器单 元132和刺激器单元120密封在生物相容性壳体内，其有时在此也被称为主植入式组件 120。细长电极组装件118具有与主植入式组件120相连的近端，以及植入到耳蜗140 中的远端。电极组装件118从主植入式组件120穿过乳突骨119延伸到耳蜗140。电 极组装件118被插入或植入到耳蜗140中。在一些实施例中，电极组装件118至少可以 植入到基底区116中，有时甚至更深。例如，电极组装件118可以延伸向被称为耳蜗顶 端134的、耳蜗140的顶部末端。在某些情况下，电极组装件118可以经由耳蜗造口 (cochleostomy)122插入耳蜗140中。在其他情况下，可以穿过圆窗121、卵圆窗112、 隆突123或者穿过耳蜗140的顶周147，形成耳蜗造口。电极组装件118包括电极148的纵向对齐并且远端延伸、沿其长度布置的阵列 146，其有时在此被称为电极阵列146。尽管电极阵列146可以布置在电极组装件118上 面，但在大多数实际应用中，电极阵列146集成到电极组装件118之中。就此而言，电 极阵列146在此被称为是被布置在电极组装件118中。刺激器单元120产生刺激信号， 其由电极148施加给耳蜗140，从而刺激听觉神经114。如前所述，图1示例说明了其中耳蜗植入体100包括外部组件142的本发明的具 体实施例。应当明白，在备选实施例中，耳蜗植入体100包括可完全植入的假体，其能 够在无需外部组件的情况下至少工作一段时间。在这样的实施例中，耳蜗植入体100的 所有组件都是植入式的，并且耳蜗植入体与外部组件142协同工作。图2是本发明的实施例可于其中实施的耳蜗植入体100的实施例的功能框图，其 在此被称为耳蜗植入体200。类似于以上实施例，耳蜗植入体200包括外部组件242和配 置为植入接收者的皮肤/组织250下的植入式组件244。外部组件242包括BTE 226，在其中具有数据收发器单元252。数据收发器单 元252包括外部数据线圈组装件254，其包括被称为外部数据线圈268的导线天线线圈。 数据收发器单元252还包括数据收发器256，其包括电路组件，该电路组件用于协同数据 线圈268以感应式地向植入式组件244中的内部收发器单元262发送数据201，或者从其 接收数据。在某些实施例中，数据收发器单元252被配置用以从植入式组件244接收数 据。也就是说，数据201在内部收发器单元262与数据收发器单元252之间的传递可以 是双向的，由双向箭头201表示。在此将主要参考能够双向传递数据的组件来讨论本发明的实施例。但是，应当 明白，在此所述的实施例只是示例说明性的，而不限制本发明的范围。例如，在其他实 施例中，数据收发器单元252被配置为发送但不接收数据的数据发送器。类似地，内部 收发器单元262可被配置为接收但不发送数据的数据接收器。在某些配置中，外部组件还可以包括功率发送器单元211。在期望向植入式组 件244经皮传递功率时提供功率发送器单元211。功率发送器单元211包括被称为外部功 率线圈213的导线天线线圈，以及与电源(未示出)相连的功率发送器215。功率发送 器215包括电路组件，其用于协同功率线圈213以向植入式组件244中的内部收发器单元262感应式地发送功率。在本发明的实施例中，功率发送器单元211和数据收发器单元268包括可独立使 用的单独组件。例如，在某些实施例中，仅在期望向植入式组件244发送功率时提供功 率发送器单元211。如前所述，植入式组件244包括内部收发器单元262，其分别从数据收发器单元 252和功率发送器单元211感应式地接收数据201或功率203。因此，内部收发器单元 262指的是形成与数据收发器单元252或功率发送器单元211的经皮能量传递链路的一部 分的一个或多个植入式组件的集合。更具体地，内部收发器单元262包括内部线圈组装 件264，该组装件具有内部线圈272，其被配置用以形成与功率线圈213或数据线圈268 的磁感应链路。收发器208包括电路组件，其被配置用以对内部线圈272的电输出进行 解码以及用以分配接收到的功率和数据。收发器208经由一条或多条电线209电连接到 内部线圈272。在下文中提供了功率和数据的感应式传递的详情。耳蜗植入体200还包括声音处理单元222、刺激器单元214和控制模块204。 在图2的实施例中，由内部收发器单元262所接收到的数据201被提供给声音处理单元 222。声音处理单元222实施一个或多个语音处理和/或编码策略，以将数据201转换为 提供给刺激器单元214的数据信号210。基于数据信号210，刺激器单元214产生用于向 接受者耳蜗传送的电刺激信号215。在图2中所示的实施例中，耳蜗植入体200包括图1 的电极组装件118的实施例，其被称为电极组装件248，用于向耳蜗传送刺激信号215。耳蜗植入体200还包括充电电源212。 电源212可包括，例如，一个或多个充 电电池。如上所述，功率203是从功率发送器单元211接收到的，并且被立即分配给期 望的组件，和/或被储存在电源212中。在图2的实施例中，根据操作需要，可以从电 源212向耳蜗植入体200的其他组件分配功率。为便于说明，略去了电源212与植入式 组件244的其他组件之间的电连接。植入式组件244还包括控制模块204。控制模块204包括各种组件，用于控制耳 蜗植入体200的工作，或者用于控制耳蜗植入体200的特定组件。例如，控制模块204 可以控制功率从电源212向耳蜗植入体200的其他组件的传送。为便于说明，略去了控 制模块204与植入式组件244的其他组件之间的电连接。在图2的实施例中，内部收发器单元262被示为与声音处理单元222、刺激器单 元214、控制模块204以及电源212—同集成在生物相容性壳体240中。应当明白，一个 或多个所示元件可以布置在单独的壳体中。此外，本发明在此主要是参考数据从外部组件到植入式组件的传递而进一步描 述的。应当明白，这种传递只是示例说明性的，而其他类型的传递，比如双向数据传递 等，也在本发明的范围之内。 如上所述，依据本发明的实施例的耳蜗植入体包括配置用以向耳蜗植入体的一 个或多个植入的组件经皮传输数据的外部组件。图3A和图3B示例说明了被称为耳后 (BTE)单元342的外部数据发送组件的一种示范布局。在此将主要参考BTE 342来讨论 本发明的实施例，但应当明白，外部数据发送组件的其他布局也在本发明的范围之内。图3A是依据本发明的实施例的BTE 342的侧视示意图。如图所示，BTE 342 包括被称为数据收发器单元352的一个或多个组件的集合，其形成与耳蜗植入体的植入部分中的收发器单元的经皮能量传递链路的一部分。更具体地，数据收发器单元352包 括外部数据线圈组装件354，其被配置用以向耳蜗植入体的植入部分传输数据，或者从其 接收数据。外部数据线圈组装件354包括围绕磁芯366的数据线圈368。类似于上述实 施例，数据线圈368是由多匝电绝缘单线式或多线式导线(例如钼线或金线等)所组成的 导线天线线圈。如以下所详述，磁芯366可定位于数据线圈368的匝之间，并由其所环 绕。磁芯366可以包括，例如，空气或者具有更高的磁导率的物质，如铁磁物质等。数 据线圈368被配置用以形成与植入线圈的磁感应链路。 如以下所详述，外部数据线圈组装件的一个或多个元件被配置为物理可调的， 用以改变数据线圈368与植入数据线圈之间的磁耦合。也就是说，外部数据线圈组装件 354的一个或多个元件的定向、位置、布局等是物理可调的，以改变感应式耦合。如下所 述，外部数据线圈组装件354的一个或多个元件能够以多种方式进行调节，而各种调节 对于感应式耦合可能具有不同的影响。数据收发器单元352还包括被称为数据收发器356的电路组件，其与数据线圈协 同工作以发送或接收数据。数据收发器356经由一条或多条电线(未示出)电连接到数 据线圈368，并且向数据线圈368提供电信号，从而向耳蜗植入体的内部收发器单元发送 数据。图3B是图3A的BTE 342的示意图。为便于说明，只示出了外部数据线圈组装 件354，并且具体地仅示出了线圈368。图5-图9参考图3B中所示的BTE 342的示意 图而示例说明了本发明的实施例。如上所述，依据本发明的实施例的耳蜗植入体还包括配置用以从如图3A和图 3B的BTE 342之类的外部数据发送组件经皮接收数据的植入式组件。图4A和图4B示 例说明了植入式组件444的一种示范布局。在此将主要参考植入式组件444来讨论本发 明的实施例，但应当明白，植入式组件的其他布局也在本发明的范围之内。此外，为便 于说明，图4A和图4B的实施例将参考BTE 342及其组件来进行描述。图4A是植入式组件444的透视、部分截面侧视图。如图所示，植入式组件包括 被称为内部收发器单元462的一个或多个组件的集合，其形成与数据收发器单元352的经 皮能量传递链路的一部分。更具体地，内部收发器单元462包括内部线圈组装件464。 内部线圈组装件464包括由多匝电绝缘单线式或多线式导线所组成的导线天线线圈472， 其被配置用以形成与外部数据线圈268的磁感应链路。在某些实施例中，内部线圈组装 件464可以包括定位于线圈472的匝之间并由其环绕的磁芯。在这样的实施例中，磁芯 可以包括，例如，空气、铁磁物质，等等。在此将主要参考单个内部线圈472来讨论本发明的实施例。应当明白，在某些 实施例中可提供有两个内部线圈。在这样的实施例中，第一内部线圈可用于发送/接收 数据，而第二内部线圈则用于接收功率。内部收发器单元462还包括被称为收发器(未示出)的电路组件，其被配置用以 对内部线圈472的电输出进行解码，并且将接收到的数据分配给植入式组件444的期望的 元件。在内部线圈组装件464中布置有磁铁474。如以上参考图1所述，磁铁474可用 于将功率发送器单元(图1)或功率线圈(图1)耦合至接受者。在图4A和图4B的实施例中，内部收发器单元462与植入式组件444的一个或多个其他功能组件一同集成在生物相容性壳体470中。例如，在某些实施例中，声音处 理单元、刺激器单元、控制模块和电源(未全部示出)与内部收发器单元462—同集成在 壳体470中。应当明白，一个或多个上述元件可以布置在单独的壳体中。延伸自壳体的 是被称为电极组装件448的、图1的电极组装件118的实施例。 图4B是图4A的内部线圈组装件464的截面侧视图。如上所述，内部线圈组装 件464布置在生物相容性壳体470中。具体而言，内部线圈472嵌入在壳体470中。在 本发明的实施例中，生物相容性壳体470可包括任何合适的柔性物质，比如硅胶或者其 他聚合物等。图4B中还示出，壳体470具有孔径480，通过其可插入磁铁474。如前所述， 壳体470可包括柔性物质，因此可以操纵壳体470的靠近孔径480的一个或多个部分的定 向，以实现磁铁474的插入。一旦定位在壳体470中，磁铁474就基本上被壳体470所 包围，并由壳体保持入位。如上所述，图5-图9参考图3B中所示的BTE 342的示意图而示例说明了本发明 的实施例。图5-图9还参考植入式组件444的示意图而示例说明了本发明的实施例。此 夕卜，图5-图9参考植入式组件444在接收者头部中的植入，并参考BTE 342在接受者耳 朵上的定位，而描述了本发明的实施例。为便于说明，接受者的头部和耳朵未在图5-图 9中示出。图5是示例说明根据本发明的实施例、数据从BTE 342的外部数据线圈组装件 354到植入式组件444的内部线圈组装件464的感应式传递的图示。众所周知，数据的 感应式传递指的是从一个元件，如线圈天线等，经由天线间的感应式耦合向另一线圈天 线进行的能量传递。两个线圈天线之间的感应式耦合有时被称为磁耦合，其在天线之间 存在变化的磁场时发生。也就是说，当流经被称为发送天线的一个天线的电流中的变 化，经由发送线圈天线所产生的磁场，在被称为接收天线的另一天线的末端上感应出电 压时，线圈天线会被感应式地耦合。在图5的实施例中，外部数据线圈组装件354起到发送天线的作用。如前所述， 数据线圈368是由多匝电绝缘单线式或多线式导线所组成的导线天线线圈。流经数据线 圈368的匝的电流将会产生磁场555，其具有示范的磁场线552。与磁场555相关的随时 间变化的磁通量会在内部线圈472上产生电压。众所周知，所产生的磁场基本上是关于近似延伸穿过由发送线圈的匝所限定的 区域的几何中心的纵轴对称的。这个轴在此被称为对称轴582。因此，在这里所使用的 对称轴582指的是穿过数据线圈368的中心的纵轴以及磁场550的对称轴。为便于说明， 只示出了磁场550在植入式组件444的方向上的那一半。同样也是众所周知的是，如场550之类的磁场随着与数据线圈368的距离的增大 而衰减。此外，磁场线552遵循一定的图案，其取决于，例如定向、位置、几何形状、 布局，等等，这些一般统称为外部数据线圈组装件354的配置。因此，只有以场线552表 示的、由外部数据线圈组装件354所产生的磁通量的一部分，能够到达内部线圈472。到 达内部线圈472的磁通量越多，数据线圈368与内部线圈472的耦合就越好或越强。线 圈368、472之间的耦合强度可以由耦合因子k来表示。耦合因子是介于0和1之间的数 值。耦合因子为1表明线圈368、472之间的完美耦合(即，外部数据线圈组装件354所产生的所有通量都被内部线圈472所接收)，而耦合因子为O表明线圈368、472是独立的(即，没有任何由外部数据线圈组装件354所产生的磁通量被内部线圈472所接收)。在图5的示例说明性实施例中，外部数据线圈组装件354被配置使得数据线圈 368与内部线圈472之间存在较强的感应式耦合。也就是说，外部数据线圈组装件354所 产生的磁通量的很大一部分都被内部线圈472所接收，从而产生较大的耦合系数。常规耳蜗植入体和其他植入式医疗设备的外部线圈和内部线圈通常各自具有固 定的配置。也就是说，医疗设备中用以感应式地发送数据的常规发送和接收线圈的定 向、位置、布局等在制造期间就已固定，而不能在以后进行调节。但是，固定的线圈配 置可能使外科医生难以获得植入式医疗设备的发送线圈与数据线圈之间的较强的感应式 耦合。例如，大多数植入式医疗设备都被设计为植入在各类接受者体内，并且通常未被 设计和/或构建为植入在特定接受者体内。就此而言，由于例如患者的头颅大小、头骨 形状、皮肤/组织厚度、耳朵位置、外科医生所优选的植入位置等的差异，使用通用设 备中的固定线圈配置可能只能够在某些接受者中提供足够强的感应式耦合，并且可能使 得在其他接受者中难以获得发送/接收线圈之间的期望的耦合。此外，在这样的设备 中，由于BTE与接受者的耳朵的松散连接而造成的BTE的轻微移动/振动可能在固定线 圈配置之间的感应式耦合中导致不良的变化。本发明的实施例通过提供改变数据线圈368与植入的内部线圈472之间的感应式 耦合的能力而避免了上述及其他缺点。在本发明的实施例中，外部数据线圈组装件354 的配置是物理可调的，以改变线圈368、472之间的感应式耦合。具体而言，外部数据线 圈组装件354的一个或多个元件的定向或物理位置是物理可调的，以改变线圈368、472 之间的耦合。如以下所详述，依据本发明的实施例，能够以多种方式调节外部数据线圈组装 件354的一个或多个元件，用以改变线圈368、472之间的磁耦合。又如以下所述，外部 数据线圈组装件354的一个或多个元件的物理调节可能对由外部数据线圈组装件所产生 的磁场具有不同的影响。例如，在本发明的某些实施例中，线圈368与472之间的耦合是通过改变磁场 550的对称轴582的定向或位置而改变的。在其他实施例中，线圈368与472之间的耦合 是通过改变磁场550内的磁通量流而改变的。磁场550内的磁通量流由磁场线552所形 象化。因此，改变磁场550内的磁通量流可被视为场内的磁场线552的位置的变化。在 下文中描述了用于改变感应式耦合的上述及其他方法。图6A-图6C示例说明了其中数据线圈368与内部线圈472之间的感应式耦合可 通过调节对称轴582的定向而改变的本发明的实施例。图6A示例说明了 BTE 342在接 受者耳朵上的示范起始位置。具体而言，BTE 342和外部数据线圈368基本上垂直地定 位，与此同时数据线圈的每个导线线圈基本上平行于接受者的头部。因此，对称轴582 与延伸穿过接受者头骨的水平轴(未示出)基本上是同轴的。为便于说明，在图6A-图 6C中略去了磁场线552。但是，应当明白，磁场线552将基本上关于对称轴582对称。如上所述，数据线圈368的起始位置可能不能够为所有接受者提供数据线圈与 植入的内部线圈472之间的期望的感应式耦合。图6B和图6C示例说明了为了改变线圈 368、472之间的耦合而对对称轴582的定向所作出的调节。具体而言，在图6B和图6C的实施例中，外部数据线圈组装件354的一个或多个元件是物理可调的，以将对称轴582 的定向从水平轴680上偏移一定角度theta( θ )。应当明白，对称轴582可被偏移任意角 度量Θ，并且偏移可以是垂直偏移(如图6Β和6C中所示)，或者可以是自水平轴680的 水平偏移或横向偏移。垂直偏移指的是对称轴582留在与水平轴680相同的垂直平面中 的偏移。水平偏移或横向偏移指的是对称轴582留在与水平轴680相同的水平面中的偏 移。应当明白，在某些实施例中，可以提供垂直偏移和横向偏移的组合，用以调节对称 轴582的定向。在这样的实施例中，能够以水平角Θ，以及以垂直角Θ，来偏移对称轴 582。 如前所述，调节外部数据线圈组装件354的一个或多个元件以便提供上述对称 轴582的定向上的变化。如图6Α和图6Β中所示，在数据线圈368的定向上相对于接受 者的头部的物理变化提供了在对称轴582的定向上的相应变化。如前所述，对称轴指的 是近似延伸穿过由数据线圈368的匝所限定的区域的几何中心的纵轴。因此，在线圈368 的定向上相对于接受者头部的角度为θ的变化，导致在对称轴的定向上角度为θ的相应 变化。在下文中参考图13和图14对为了提供定向上的期望变化而对外部数据线圈组装 件368的一个或多个元件所作出的物理调节进行了描述。图7Α和图7Β是示例说明BTE 342的外部数据组装件354与耳蜗植入体的两个 植入式组件444的内部线圈472之间的感应式耦合的示意图。在这些实施例中，耳蜗植 入体包括双侧系统，其具有定位于靠近接受者头骨的右侧处的第一植入式组件444Α，其 被称为右侧植入式组件444Α。耳蜗植入体还包括定位于靠近接受者头骨的左侧处的第二 植入式组件444Β，其被称为左侧植入式组件444Β。ΒΤΕ342相邻接收者的右耳定位。同 时如图所示，数据线圈368被定位为使得对称轴582与延伸穿过接收者头骨的水平轴(未 示出)基本上同轴。为便于说明，未示出接受者的耳朵和头骨。在图7Α中所示的本发明的实施例中，数据线圈368与右侧植入式组件444Α的 内部线圈472Α强耦合。也就是说，由外部数据线圈组装件354所产生的磁通量的很大一 部分都由内部线圈472Α所接收，从而实现数据线圈368与内部线圈472Α之间的感应式 数据传输。但是，在图7Α中，数据线圈368与左侧植入式组件444Β的内部线圈472Β 弱耦合。也就是说，由外部数据线圈组装件354所产生的磁通量只有较少部分由内部线 圈472Β所接收，因而阻止了数据线圈368与内部线圈472Β之间的感应式数据传输。如 下所述，外部数据线圈组装件354的一个或多个组件是可调的，以改变数据线圈368与线 圈472之间的感应式耦合。图7Β示例说明了图7Α的耳蜗植入体，其中数据线圈368与两个内部线圈472Α 和472Β均充分耦合，从而实现所有线圈之间的感应式数据传输。具体而言，在图7Β的 实施例中，外部数据线圈组装件354的一个或多个元件从图7Α中所示的配置进行了物理 调节，以改变数据线圈368相对于接受者头部的定向，并因而改变对称轴582的定向。定 向上的这种变化可基本上类似于以上参考图6Β和图6C所讨论的变化。在下文中参考图 13和图14对为了改变数据线圈368的定向以及由此的对称轴582的定向而对数据线圈组 装件354的一个或多个元件作出的物理调节进行了描述。对称轴582的定向上的变化还改变了磁场550内的磁通量流，其被示为图7Β的 磁场线552的方位上的变化。因此，如图所示，对称轴582的定向上的变化导致内部线圈组装件464B接收到附加的磁通量。附加的磁通量提供了数据线圈368与内部线圈472B 之间的期望的感应式耦合，这足以实现线圈368与472B之间的数据传输。应当明白，对称轴582自水平轴680的定向上的变化还将改变由内部线圈472A 所接收到的磁通量的量。因此，在本发明的实施例中，改变了数据线圈368的定向以确 保两个内部线圈472都接收到足够的磁通量。在这样的实施例中，数据线圈与每个内部 线圈472之间的感应式耦合可能不像备选配置中那样强，但已强到足以实现期望的数据 传输。图8是耳蜗植入体的示意图，其示例说明了第一 BTE 342A的外部数据线圈组装 件354A、植入式组件444的内部线圈组装件462，以及第二 BTE 342B的外部线圈组装件 354B之间的感应式耦合。在这些实施例中，耳蜗植入体包括双侧系统，其具有相邻接受 者的右耳定位的第一 BTE 342A，被称为右侧BTE 342A。第二 BTE 342B相邻接受者的 左耳定位并且被称为左侧BTE 342B。耳蜗植入体还包括定位于靠近接受者头骨的右侧处 的植入式组件444A。在图8中所示的本发明的实施例中，数据线圈368A被配置用以向内部线圈472 和BTE342B的数据线圈368B感应式地发送数据。具体而言，外部数据线圈组装件354A 被配置使得由其所产生的足够量的磁通量由内部线圈472和数据线圈368B所接收，以实 现线圈368A与线圈472、368B之间的数据通信。外部数据线圈组装件354A的期望配置通过物理地调节外部数据线圈组装件 354A的一个或多个元件而提供。具体而言，在图8的实施例中，对外部数据线圈组装 件354A的一个或多个元件进行物理调节，用以对数据线圈368A进行定向，并且因此对 对称轴582进行定向，以实现所有线圈之间的期望的感应式耦合。数据线圈368A的这 种定向可基本上类似于以上参考图6B和图6C所讨论的变化。如前所述，为对数据线圈 368A进行定向并因此对对称轴582进行定向而对一个或多个组件所作出的物理调节在以 下参考图13和图14进行描述。此外，本发明的实施例主要参考具有一个或多个物理可调元件的外部发送数据 线圈组装件而进行讨论。应当明白，在本发明的备选实施例中，接收线圈组装件的一 个或多个元件，如内部线圈组装件或数据接收BTE的线圈组装件等，可具有一个或多个 可调元件，用以改变元件之间的感应式耦合。例如，就参考图8的这样的实施例而论， 外部数据线圈组装件354B的一个或多个元件可以是可调的，用以改变数据线圈组装件 354A与354B之间的耦合。在这样的实施例中，能够以上述方式调节接收数据线圈组装 件 354B。 图9是耳蜗植入体的示意图，其示例说明了在依据本发明的实施例的完整的双 侧耳蜗植入体中的感应式耦合。如图所示，耳蜗植入体包括右侧植入体系统920和左侧 植入体系统922。右侧植入体系统920包括右侧BTE 342A，其被配置为相邻接受者的右 耳定位。BTE342A包括外部数据线圈组装件354A，其中具有数据线圈368A。右侧植 入体系统920还包括右侧植入式组件444A，其定位在靠近接受者的头骨的右侧处。右侧 植入式组件444A包括内部线圈组装件464A，其中具有内部线圈472A。左侧植入体系统922包括左侧BTE 342B，其被配置为相邻接受者的左耳定位。 BTE 342B包括外部数据线圈组装件354B，其中具有数据线圈368B。左侧植入体系统922还包括定位于靠近接受者的头骨的左侧处的左侧植入式组件444B。左侧植入式组件 444B包括内部线圈组装件464B，其中具有内部线圈472B。在图9中所示的本发明的实施例中，数据线圈368A被配置用以向内部线圈472A 和左侧植入体系统922的一个或多个组件感应式地发送数据。在所示的特定实施例中， 数据线圈368A被配置用以向左侧植入式组件444B的内部线圈472B感应式地发送数据。 因此，外部数据线圈组装件354A被配置使得由其所产生的足够量的磁通量由内部线圈 472A和内部线圈472B两者所接收，以实现线圈368A与线圈472之间的数据通信。

外部数据线圈组装件354A的期望配置是通过物理地调节外部数据线圈组装件 354A的一个或多个元件而提供的。具体而言，在图9的实施例中，对外部数据线圈组 装件354A的一个或多个元件进行物理调节，用以定向数据线圈368A，以实现数据线圈 368A与线圈472之间的期望的感应式耦合。数据线圈368A的这种定向可基本上与以上 参考图6B和图6C所讨论的相类似。如前所述，为定向数据线圈368A而对一个或多个 组件所作出的物理调节在以下参考图13和图14进行描述。此外，在图9的示例说明性实施例中，数据线圈368B被配置用以向内部线圈 472B和右侧植入体系统920的一个或多个组件感应式地发送数据。在所示的特定实施例 中，数据线圈368B被配置用以向右侧植入式组件444A的内部线圈472A感应式地发送数 据。因此，外部数据线圈组装件354B被配置使得由其所产生的足够量的磁通量由内部线 圈472A和内部线圈472B两者所接收，以实现线圈368A与线圈472之间的数据通信。外部数据线圈组装件354B的期望配置通过物理地调节外部数据线圈组装件354B 的一个或多个元件而提供。具体而言，在图9的实施例中，对外部数据线圈组装件354B 的一个或多个元件进行物理调节，用以定向数据线圈368B，以实现数据线圈368B与线圈 472之间的期望的感应式耦合。数据线圈368B的这种定向可以基本上与以上参考图6B 和图6C所讨论的相类似。如前所述，为定向数据线圈368B而对一个或多个组件所作出 的物理调节在以下参考图13和图14进行描述。图10是依据本发明的实施例的外部线圈组装件1054的透视图。在图10的实 施例中，外部线圈组装件1054被装设在印刷电路板(PCB) 1020上，并且其包括数据线圈 1068和磁芯1066。数据线圈1068是由贴在PCB 1020上的多匝电绝缘单线式或多线式导线1070所 组成的导线天线线圈。应当明白，数据线圈1068的匝1070可具有圆形、椭圆形、正方 形或矩形等形状，并且可以绕成单层或多层线圈结构。图10示例说明了在其中匝1070 基本上为圆形的特定布局。此外，如上所述，数据线圈1068的匝1070可以围绕空芯，或者具有高于空气的 磁导率的物质，如铁磁物质等。在图10的实施例中，磁芯1066包括一定体积的铁磁物 质，其具有大体上为S形或Z形的形状。具体而言，磁芯1066包括圆柱形主构件1090， 数据线圈1068的匝1070环绕其安置。两个基本上垂直的延长部分1092从主构件1090 延伸出来。主磁芯构件1090被定位使得穿过其几何截面的纵轴与穿过由数据线圈1068的匝 1070所限定的区域的几何中心的纵轴同轴。也就是说，主构件1090具有与数据线圈1068 的对称轴1082对齐的纵轴。
如上所述，本发明的实施例提供了改变数据线圈1068与接收线圈(如以上所讨论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈1068与接收线圈之间的感 应式耦合是通过物理地调节外部数据线圈组装件1054的一个或多个元件而改变的。特别 是，在图10的特定实施例中，磁芯1066可关于对称轴1082物理旋转。磁芯1066的旋 转由箭头1010所表示。在本发明的实施例中，由外部数据线圈组装件1054所产生的磁场将根据磁芯 1066的旋转位置而改变。也就是说，当磁芯1066在第一位置上时，所产生的磁场将具有 布置在第一方位中的磁场线。但是，当磁芯1066旋转到第二旋转位置时，所产生的磁场 将具有布置在第二方位中的磁场线。因此，磁芯1066向新的旋转位置的旋转造成由外部 线圈组装件1054所产生的磁场内的磁通量流中的变化。也就是说，当外部数据线圈组装 件1054在磁芯处于其新的旋转位置上的情况下开始数据发送时，磁场内的磁通量流将不 同于磁芯在之前位置时的情况。在本发明的实施例中，磁芯1066可以由接收者、临床医师或者其他使用者手动 地旋转。例如，在某些实施例中，使用者可以接近磁芯1066，并且使用者可以在由箭头 1012所示的方向上调节磁芯1066。在其他实施例中，磁芯1066可以与延伸到其中安装 有外部数据线圈组装件1054的壳体之外的一个或多个组件相连，而使用者可以操纵这些 组件。而在其他实施例中，磁芯1066的部分可以自壳体延伸。在其他实施例中，驱动组件1094与磁芯1066机械式相连。基于接收自例如控 制模块、使用者输入端等处的电信号，驱动组件1094被配置用以关于轴1082旋转磁芯 1066。应当明白，在本发明的实施例中可以使用用于基于电信号而机械式旋转磁芯1066 的各种机制。在本发明的备选实施例中，数据线圈1068与接收线圈之间的感应式耦合是通过 相对于线圈1068物理地调节磁芯1066的位置而改变的。在这些实施例中，磁芯1066的 位置沿着对称轴1082进行调节。磁芯1066相对于数据线圈1068向新的位置的平移造成 外部线圈组装件1054所产生的磁场内的磁通量流中的变化。也就是说，当外部数据线圈 组装件1054在磁芯处于其新的位置的情况下开始数据发送时，磁场内的磁通量流将不同 于磁芯在之前位置时的情况。如上所述，磁场内的磁通量流可由磁场线来形象化。因 此，在磁通量流中所导致的变化可被视为在所产生的场内的磁场线的方位上的变化。此外，图10示例说明了本发明的实施例，其中数据线圈1068的匝1070贴附在 PCB 1020上并且磁芯1066可以相对于数据线圈1068移动(即，可转动和重新定位)。 应当明白，在备选实施例中，数据线圈1068可相对于固定磁芯1066移动，以在数据线圈 1068与接收线圈之间的感应式耦合中导致期望的变化。图11是依据本发明的实施例的外部线圈组装件1154的透视图。外部线圈组装 件1154基本上类似于图10的外部线圈组装件1054，其包括数据线圈1068和磁芯1066。如以上参考图10所述，图11中所示的本发明的实施例提供了改变数据线圈1068 与接收线圈(如以上所讨论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈 1068与接收线圈之间的感应式耦合通过物理地调节外部数据线圈组装件1054的一个或多 个元件而改变。特别是，在图11的特定实施例中，磁芯1066可关于对称轴1082物理地 旋转。磁芯1066的旋转由箭头1010所表示。
在图11的示例说明性实施例中，外部数据线圈组装件1154与支架1104相连， 支架1104经由夹片1116与底座1100耦合。底座1100可包括例如耳后(BTE)单元区 域。接线1108将数据线圈1068电连接到与外部数据线圈组装件1154协同工作以向接收 器线圈发送数据的发送器。在本发明的实施例中，支架1104可相对于底座1100移动，从而提供了对外部数 据线圈组装件1154的一个或多个元件进行旋转、平移、重新定位等的能力。这些实施例 在以下参考图13和图14进行详述。 图12是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的耳后(BTE)单元1242的截面图。 如图所示，BTE 1242包括外部数据线圈组装件1254，其基本上类似于图10的外部数据 线圈组装件1054。特别是，外部数据线圈组装件1254被安置在印刷电路板(PCB) 1020 上，并且包括数据线圈1068。数据线圈1068是由贴附在PCB 1020上的多匝电绝缘单线 式或多线式导线1070所组成的导线天线线圈。此外，如上所述，数据线圈1068的匝1070可围绕空芯，或者围绕包括如铁磁物 质之类的具有高于空气的磁导率的物质的磁芯1266。在图12的实施例中，磁芯1266包 括一定体积的铁磁物质，其具有大体上为L形的形状。具体而言，磁芯1266包括圆柱形 主构件1290，数据线圈1068的匝1070围绕其安置。自主构件1290延伸出基本上垂直的 延长部分1292。主磁芯构件1290被定位使得穿过其几何截面的纵轴与穿过由数据线圈1068的匝 1070所限定的区域的几何中心的纵轴同轴。也就是说，主构件1090具有与数据线圈1068 的对称轴1082对齐的纵轴。如上所述，本发明的实施例提供了改变数据线圈1068与接收线圈(如以上所讨 论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈1068与接收线圈之间的感 应式耦合通过物理地调节外部数据线圈组装件1254的一个或多个元件而改变。特别是， 在图12的特定实施例中，磁芯1266可关于对称轴1282物理地旋转。磁芯1266的旋转 由箭头1210所表示。如以上参考图10所述，磁芯，如磁芯1266，向新的旋转位置的旋转导致在外部 线圈组装件1254所产生的磁场内的磁通量流中的变化。也就是说，当外部数据线圈组装 件1254在磁芯处于其新的旋转位置的情况下开始数据发送时，磁场内的磁通量流将不同 于磁芯在之前位置时的情况。如上所述，磁场内的磁通量流可由磁场线来形象化。因 此，所产生的在磁通量流中的变化可被视为在所产生的场内的磁场线的方位上的变化。在本发明的实施例中，磁芯延长部分1290与手动调节器1222机械式耦合。手 动调节器1222包括，例如，可由接受者、外科医生、临床医师或者BTE 1242的其他使用 者所触及的旋钮。使用手动调节器1222，使用者可以在箭头1210所表示的方向上关于对 称轴1082来旋转磁芯。应当明白，可以提供一个或多个制动器或锁定机械装置，用以将 磁芯1266保持在期望的定向上。在本发明的某些实施例中，磁芯1266可包括可选的磁芯延长部分1276。在使用 时，磁芯延长部分1276将磁芯1266转换为S形或Z形，从而改变由外部线圈组装件1254 所产生的磁场图案。在本发明的实施例中，使用者可以决定期望的形状究竟是L形还是 S形。在这些实施例中，磁芯1266可由单个部件或多个部件制成，并且，如果由多个部件制成，那么每个部件可具有与其他部件相同或不同的磁导率。另外，在部件之间，例 如，在主构件1290与一个或多个延长部分1292之间，可存在微小的气隙。图13是依据本发明的实施例的外部线圈组装件1354的透视图。在图13的实施 例中，外部数据线圈组装件1354包括数据线圈1368和磁芯1366。与上述实施例相类似， 数据线圈1368是由多匝电绝缘单线式或多线式导线1370所组成的导线天线线圈。应当 明白，数据线圈1368的匝1370可具有各种形状。图13示例说明了其中匝1370基本上 为圆形的特定布局。 同样，如上所述，数据线圈1368的匝1370可围绕空芯，或者可围绕具有高于空 气的磁导率的物质，如铁磁物质等。在图13的实施例中，匝1370围绕着包括有圆柱形 体积的铁磁物质的磁芯1366。如以上所讨论，磁芯1366可在备选实施例中具有不同的形 状。磁芯1366被定位使得穿过其几何截面的纵轴与穿过由数据线圈1368的匝1370 所限定的区域的几何中心的纵轴同轴。也就是说，磁芯1366具有与数据线圈1368的对 称轴1382对齐的纵轴。如上所述，本发明的实施例提供了改变数据线圈1368与接收线圈(如以上所讨 论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈1368与接收线圈之间的感 应式耦合通过物理地调节外部数据线圈组装件1354的一个或多个元件而改变。特别是， 在图13的特定实施例中，数据线圈1368和磁芯1366的定向或位置是可调的。也就是 说，外部数据线圈组装件1354的元件可相对于参考点移动。外部数据线圈组装件1354的组件的物理方位或定向上的调节由贴附到数据线圈 组装件的可折叠支架1304来提供。支架构件1304经由夹片1316与底座1300耦合。支 架1304被配置用以提供调节数据线圈1368的方位或定向的能力。如以上参考图6A-图 6C所述，数据线圈1368的定向上的变化指的是，造成对称轴1382的定向上的变化的对 线圈的物理调节。线圈1368的位置上的变化指的是线圈相对于底座1300的方位上的变 化。例如，位置上的变化可以指线圈1368的一个或多个部分更加靠近或远离底座1300 的定位。此外，位置上的变化可以指数据线圈1368在与底座1300平行的平面内的横向 移动。在图13的实施例中，支架1304包括可折叠支架。也就是说，支架1304的一个 或多个部分被配置为可以手动折叠或弯曲，以提供数据线圈1368的定向或位置上的期望 的变化。在其他实施例中，提供驱动组件，用以基于接收自例如控制模块、使用者输入 端等处的电信号来弯曲或折叠支架1304的选定部分。在图13的实施例中，一旦获得了 数据线圈1368的期望的定向或位置，支架1304就被配置用以将线圈保留在期望的定向/ 位置上。底座1300可以包括例如耳后(BTE)单元区域。接线1308将数据线圈1368电连 接到发送器，该发送器与外部数据线圈组装件1354协同工作以向接收器线圈发送数据。图14是依据本发明的实施例的外部数据线圈组装件1454的透视图。在图14的 实施例中，外部数据线圈组装件1454包括数据线圈1468和磁芯1466。类似于上述实施 例，数据线圈1468是由多匝电绝缘单线式或多线式导线1470所组成的导线天线线圈。应 当明白，数据线圈1468的匝1470可具有各种形状。图14示例说明了其中匝1470基本上为圆形的特定布局。 同样，如上所述，数据线圈1468的匝1470可围绕空芯，或者围绕具有高于空气 的磁导率的物质，如铁磁物质等。在图14的实施例中，匝1470围绕磁芯1466，其包括 圆柱形体积的铁磁材料。如以上所讨论，磁芯1466在备选实施例中可具有不同的形状。磁芯1466被定位使得穿过其几何截面的纵轴与穿过由数据线圈1468的匝1470 所限定的区域的几何中心的纵轴同轴。也就是说，磁芯1466具有与数据线圈1468的对 称轴1482对齐的纵轴。如上所述，本发明的实施例提供了改变数据线圈1468与接收线圈(如以上所讨 论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈1468与接收线圈之间的感 应式耦合通过物理地调节外部数据线圈组装件1454的一个或多个元件而改变。特别是， 在图14的特定实施例中，数据线圈1468的定向是可调的。如以上参考图6A-图6C所 述，数据线圈1468的定向上的变化将会造成对称轴1482的相应的偏移。轴1482的定向 上的这种变化会影响外部数据线圈组装件1454所产生的磁场的定向。在数据线圈1468的物理定向上的调节是由支架1404所提供的，其包括直立构件 1408和环接机械装置1412。直立构件1408与布置在匝1470与磁芯1466之间的圆柱形 元件1410耦合。一个或多个匝1470和磁芯1466能够可释放地或不可释放地耦合到圆柱 形元件1410。直立构件1408还与环接机械装置1412相连。环接机械装置附着于底座 1400。底座1400可以包括，例如，耳后(BTE)单元壳体区域。在图14的实施例中，环接机械装置1412提供了关于垂直于底座1400并延伸穿 过支撑构件的轴1434而旋转支撑构件1404，并由此旋转外部线圈组装件1454的能力。 特别是，环接机械装置1412可以关于在基本上平行于底座构件1400的平面中的轴1434 而旋转经过至少180度。环接机械装置1412关于轴1434的旋转由箭头1438所表示。环接机械装置1412还被配置用以关于平行于底座1400并延伸穿过支撑构件的第 二轴1432旋转。特别是，环接机械装置1412可以关于在基本上垂直于底座1400的平面 中的轴1432而旋转经过至少180度。环接机械装置1412关于轴1432的旋转由箭头1436 所表示。在本发明的实施例中，接受者、外科医生或者其他使用者可以通过操纵环接机 械装置上的控制旋钮1426、1428，而关于轴1432、1434手动旋转环接机械装置1412。在 备选实施例中，环接机械装置1412可以包括驱动组件，或者与其协同工作，用以响应于 电信号而旋转该机械装置。图15是依据本发明的实施例的耳蜗植入体的耳后(BTE)单元1542的截面图。 如图所示，BTE 1542包括安装到印刷电路板(PCB) 1520上的外部数据线圈组装件1554表 面。外部数据线圈组装件1554包括数据线圈1568和磁芯1566。数据线圈1568是由多匝电绝缘单线式或多线式导线1570所组成的导线天线线 圈。应当明白，数据线圈1568的匝1570可具有圆形、椭圆形、正方形或矩形等形状， 并且可以绕成单层或多层线圈结构。图15示例说明了其中匝1570具有椭圆形形状的特
定布局。此外，如上所述，数据线圈1568的匝1570可以围绕空芯，或者围绕具有高于空 气的磁导率的物质，如铁磁物质等。在图15的实施例中，磁芯1566包括矩形体积的铁磁物质。磁芯1566被定位使得穿过其几何截面的纵轴与穿过由数据线圈1568的匝1570所限定的区域的几何中心的纵轴同轴。也就是说，磁芯1566具有与数据线圈1568的对 称轴1582对齐的纵轴。如上所述，本发明的实施例提供了改变数据线圈1568与接收线圈(如以上所讨 论的植入的内部线圈等)之间的感应式耦合的能力。数据线圈1568与接收线圈之间的感 应式耦合通过物理地调节外部数据线圈组装件1054的一个或多个元件而改变。特别是， 在图15的特定实施例中，外部数据线圈组装件1554所耦合到的PCB 1520的延长部分 1516，穿过孔径1512延伸到BTE 1542之外。使用者能够使用暴露的延长部分1516来手 动地调节PCB 1520的方位或定向。例如，在某些实施例中，PCB 1520安装在枢轴元件 (未示出)或者半刚性固定架1538上，而使用者可以在由箭头1510所指示的方向上促动 延长部分1516。图16是示例说明依据本发明的操作实施例而执行的方法1600的流程图。如图所 示，方法1600始于框1602，其中耳后(BTE)单元定位在接受者的耳朵上。BTE是包括 有植入接受者体内的内部线圈组装件的听力假体的组件。BTE中具有数据线圈组装件， 其被配置为与植入的内部线圈组装件感应式地耦合。在框1604，接收到应当改变数据线圈组装件与内部线圈组装件之间的感应式耦 合的指示。在某些实施例中，所接收到的指示是由听力假体自动产生的。例如，该假体 可被配置用以自动确定在两个组件之间是否存在不良的感应式耦合。在其他实施例中， 所述指示是响应于使用者输入而产生的。例如，使用者可以指示出某个感应式耦合是不 良的。在框1606，对数据线圈组装件的一个或多个元件进行物理调节，用以改变数据线 圈组装件与植入的线圈组装件之间的感应式耦合。对一个或多个组件的物理调节可以依 据上述实施例而发生。此外，本发明的实施例主要是参考具有一个或多个物理可调元件的外部发送数 据线圈组装件而进行讨论的。应当明白，在本发明的备选实施例中，接收线圈组装件 (如内部线圈组装件或数据接收BTE的线圈组装件等)的一个或多个元件，可以具有一个 或多个可调元件，用以改变元件之间的感应式耦合。本领域中的普通技术人员应该会明白，本发明所设想的植入式医疗设备包括但 不限于耳蜗植入体、神经刺激器、起搏器、血糖仪，以及任何其他类型的需要无线通 信的植入式医疗设备。例如，本发明的实施例可以实施于有源医疗设备中。有源医疗设备是其功能运 转依赖于电能来源或者依赖于除直接由人体或重力所产生的能源以外的任何能源的任何 医疗设备。有源植入式医疗设备(AIMD)是拟通过手术或服用而完全或部分地引入人体 内，或者通过医疗干预措施引入自然生理孔洞内的，并且拟在术后暂时或永久地留在患 者体内的任何有源医疗设备。如上所述，本发明的实施例在上文中主要是参考为实现数据线圈组装件与期望 的接收线圈之间的数据通信而调节数据线圈组装件的一个或多个元件来进行描述的。这 通常包括配置数据线圈组装件使得期望的接收线圈接收到足够的磁通量(即，增强线圈 之间的感应式耦合)。在本发明的特定实施例中，可以调节数据线圈组装件的一个或多个元件， 以降低线圈之间的感应式耦合。在这样的实施例中，为避免接收线圈的饱和，或 者由于接收器的动态输入范围有限而导致的，可能会期望降低感应式耦合。
在此所描述和提出的发明的范围不受在此所公开的特定优选实施例的限制，因 为这些实施例旨在示例说明，而不是限制本发明的诸多方面。任何等效实施例都意图包 括在本发明范围之内。事实上，除在此所示和所述的之外，本发明的各种修改都将由本 领域中的技术人员从前面的描述中明晰。这些修改也意图包括在随附权利要求的范围之 内。
权利要求
1.一种耳蜗植入体，包括植入式组件，该组件包括可插入接受者耳蜗之中的电极组装件；刺激器单元，其 被配置用以产生刺激信号，用于经由所述电极组装件传送到所述接受者的耳蜗；以及内 部线圈组装件，其被配置用以向所述刺激器单元提供数据信号，以及外部组件，该组件具有数据线圈组装件，其被配置为感应式耦合至所述内部线圈组 装件，用以经由所述内部线圈组装件向所述植入式组件经皮传递数据；其中所述数据线 圈组装件的一个或多个元件是物理可调的，以改变所述感应式耦合。
2.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件的一个或多个可调元件包 括导线线圈，并且其中所述线圈是可调的，用以相对于所述接受者的头部而改变所述线 圈的定向。
3.根据权利要求2的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件通过支撑构件与所述外 部组件的壳体耦合，所述支撑构件被配置用以关于至少一个轴旋转以改变所述线圈的定 向。
4.根据权利要求3的耳蜗植入体，其中所述支撑构件被配置为可手动旋转。
5.根据权利要求3的耳蜗植入体，其中所述外部组件包括驱动组件，其响应于电信号 来旋转所述支撑构件。
6.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导 线线圈，并且其中所述磁芯可关于磁芯的纵轴从第一旋转位置物理地旋转到第二旋转位 置，并且其中所述数据线圈组装件与所述内部线圈组装件之间的感应式耦合在所述磁芯 处于所述第一旋转位置和第二旋转位置时是不同的。
7.根据权利要求6的耳蜗植入体，其中所述磁芯可关于所述纵轴手动地旋转。
8.根据权利要求6的耳蜗植入体，其中所述外部组件还包括驱动组件，其响应于电信 号来关于所述纵轴旋转所述磁芯。
9.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线 线圈，并且其中所述磁芯相对于所述线圈的物理方位是可调的，用以改变所述感应式耦合。
10.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件包括导线线圈，并且其 中线圈相对于接受者的头部的物理方位被配置为可调，用以改变所述感应式耦合。
11.根据权利要求10的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件被配置为通过支撑构件 与所述外部组件的壳体耦合，所述支撑构件具有一个或多个可相对于所述壳体移动的组 件。
12.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导 线线圈，所述磁芯具有圆柱形主构件以及一个或多个垂直延伸自所述主构件的圆柱形延 长部分。
13.根据权利要求1的耳蜗植入体，还包括第二组件，该组件具有线圈组装件，其被配置为与所述数据线圈组装件感应式耦合。
14.根据权利要求1的耳蜗植入体，其中所述植入式组件被配置用以经由所述感应式 耦合向所述外部组件经皮传递数据。
15.—种听力假体，包括植入式组件，该组件包括刺激组件，其被配置用以刺激接受者的耳朵；以及内部 线圈组装件，其被配置用以向所述刺激组件提供数据信号；以及外部组件，该组件具有数据线圈组装件，其被配置为经由所述内部线圈组装件与所 述植入式组件感应式耦合，用以向所述内部线圈组装件经皮传递数据；其中所述数据线 圈组装件的一个或多个元件是物理可调的，用以改变所述感应式耦合。
16.根据权利要求15的听力假体，其中所述数据线圈组装件的一个或多个可调元件包 括导线线圈，并且其中所述线圈是可调的，用以改变所述线圈相对于所述接受者的头部 的定向。
17.根据权利要求16的听力假体，其中所述数据线圈组装件通过支撑构件与所述外 部组件的壳体耦合，所述支撑构件被配置用以关于至少一个轴旋转以改变所述线圈的定 向。
18.根据权利要求17的听力假体，其中所述支撑构件被配置为可手动旋转。
19.根据权利要求17的听力假体，其中所述外部组件包括驱动组件，其响应于电信号 来旋转所述支撑构件。
20.根据权利要求15的听力假体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线 线圈，并且其中所述磁芯可关于所述磁芯的纵轴从第一旋转位置物理地旋转到第二旋转 位置，并且其中所述数据线圈组装件与所述内部线圈组装件之间的感应式耦合在所述磁 芯处于所述第一旋转位置和第二旋转位置时是不同的。
21.根据权利要求20的听力假体，其中所述磁芯可关于所述纵轴手动地旋转。
22.根据权利要求20的听力假体，其中所述外部组件还包括驱动组件，其响应于电信 号来关于所述纵轴旋转所述磁芯。
23.根据权利要求15的听力假体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线 线圈，并且其中所述磁芯相对于所述线圈的物理方位是可调的，用以改变所述感应式耦合。
24.根据权利要求15的听力假体，其中所述数据线圈组装件包括导线线圈，并且其 中所述线圈相对于所述接受者的头部的物理方位被配置为可调，用以改变所述感应式耦合。
25.根据权利要求24的听力假体，其中所述数据线圈组装件被配置为通过支撑构件 与所述外部组件的壳体耦合，所述支撑构件具有一个或多个可相对于所述壳体移动的组 件。
26.根据权利要求15的听力假体，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线 线圈，所述磁芯具有圆柱形主构件以及一个或多个垂直延伸自所述主构件的圆柱形延长 部分。
27.根据权利要求15的听力假体，还包括第二组件，该组件具有线圈组装件，其被配置为与所述数据线圈组装件感应式耦合。
28.根据权利要求15的听力假体，其中所述植入式组件被配置用以经由所述感应式耦 合向所述外部组件经皮传递数据。
29.一种用于植入式医疗设备的经皮能量传递系统，包括内部线圈组装件；以及外部数据线圈组装件，其被配置为与所述内部线圈组装件感应式耦合，用以向所述 内部线圈组装件经皮传递数据；其中所述数据线圈组装件的一个或多个元件是物理可调 的，用以改变所述感应式耦合。
30.根据权利要求29的系统，其中所述数据线圈组装件的一个或多个可调元件包括导 线线圈，并且其中所述线圈是可调的，用以改变所述线圈相对于所述接受者的头部的定 向。
31.根据权利要求30的系统，其中所述数据线圈组装件通过支撑构件与壳体耦合，所 述支撑构件被配置用以关于至少一个轴旋转，以改变所述线圈的定向。
32.根据权利要求31的系统，其中所述支撑构件被配置为可手动地旋转。
33.根据权利要求31的系统，其中所述支撑构件被配置为由驱动组件响应于电信号来 进行旋转。
34.根据权利要求29的系统，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线线 圈，并且其中所述磁芯可关于所述磁芯的纵轴从第一旋转位置物理地旋转到第二旋转位 置，并且其中所述数据线圈组装件与所述内部线圈组装件之间的感应式耦合在所述磁芯 处于第一旋转位置和第二旋转位置时是不同的。
35.根据权利要求34的系统，其中所述磁芯可关于所述纵轴手动地旋转。
36.根据权利要求34的系统，其中所述支撑构件被配置为由驱动组件响应于电信号来 进行旋转。
37.根据权利要求29的系统，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线 线圈，并且其中所述磁芯相对于所述线圈的物理方位是可调的，用以改变所述感应式耦合。
38.根据权利要求29的系统，其中所述数据线圈组装件包括导线线圈，并且其中所述 线圈相对于所述接受者的头部的物理方位被配置为可调，用以改变所述感应式耦合。
39.根据权利要求38的系统，其中所述数据线圈组装件被配置为通过支撑构件与壳体 耦合，所述支撑构件具有一个或多个可相对于所述壳体移动的组件。
40.根据权利要求29的系统，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线线 圈，所述磁芯具有圆柱形主构件以及一个或多个垂直延伸自所述主构件的圆柱形延长部 分。
41.根据权利要求29的系统，其中所述内部线圈组装件被配置用以向所述外部线圈组 装件经皮传递数据。
42.一种用于使用听力假体的方法，所述听力假体包括具有配置用以刺激接受者的耳 朵的组件以及内部线圈组装件的植入式组件，所述方法包括在接受者身上附着外部组件，所述外部组件包括数据线圈组装件，其被配置为与所 述内部线圈组装件感应式耦合，用以向所述内部线圈组装件经皮传递数据；接收应当改变所述数据线圈组装件与所述内部线圈组装件之间的感应式耦合的指 示；以及物理地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件，以改变所述数据线圈组装件与所述内部线圈组装件之间的感应式耦合。
43.根据权利要求42的方法，其中所述数据线圈组装件包括导线线圈，并且其中物理 地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件包括调节所述线圈相对于所述接受者的头部的定向。
44.根据权利要求43的方法，其中所述数据线圈组装件被配置为通过支撑构件与所 述外部组件的壳体耦合，并且其中物理地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件包 括关于至少一个轴旋转所述支撑构件。
45.根据权利要求42的方法，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线线 圈，所述磁芯可关于所述磁芯的纵轴从第一旋转位置物理地旋转到第二旋转位置，并且 其中物理地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件包括将所述线圈从所述第一位置旋转到所述第二位置。
46.根据权利要求42的方法，其中所述数据线圈组装件包括围绕细长磁芯的导线线 圈，并且其中物理地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件包括改变所述磁芯相对于所述线圈的物理方位。
47.根据权利要求42的方法，其中所述数据线圈组装件包括导线线圈，并且其中物理 地调节所述数据线圈组装件的一个或多个元件包括在所述外部组件内改变所述线圈相对于所述接受者的头部的物理方位。
全文摘要
用于植入式医疗设备的经皮能量传递系统。所述系统包括内部线圈组装件；以及外部数据线圈组装件，其被配置为与所述内部线圈组装件感应式耦合，用以向所述内部线圈组装件经皮传递数据。所述数据线圈组装件的一个或多个元件是物理可调的，用以改变所述感应式耦合。
文档编号A61F2/18GK102026590SQ200980115882
公开日2011年4月20日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者W·梅斯肯斯 申请人:耳蜗有限公司