用于减少来自可植入脉冲发生器的电磁场感生热量的系统与方法_3

文档序号:9756046阅读:来源:国知局
方式中,处理器404联接到接收件402,接收件402继而联接到可选天线418。如果期望的话,这允许处理器404接收来自外部源的指令以例如引导脉冲特性与电极的选择。
[0051]在一个实施方式中,天线418能够接收来自通过编程单元408编程的外部遥测单元406的信号(例如,RF信号)。编程单元408可以是在遥测单元406的外部或者是遥测单元406的一部分。遥测单元406可以是穿戴在使用者的皮肤上或者可以由使用者携带的设备,并且如果期望的话,可以具有与寻呼机、手机或遥控类似的形式。作为另一个另选,遥测单元406可以不通过使用者穿戴或携带,而是仅在主站或在医生办公室可获得。编程单元408可以是能够将信息提供到遥测单元406以便发送到电刺激系统400的任何单元。编程单元408可以是遥测单元406的一部分或者可以经由无线或有线连接将信号或信息提供到遥测单元406。适当编程单元的一个实例是通过使用者或临床医生操作以将信号发送到遥测单元406的计算机。
[0052]经由天线418与接收器402发送到处理器404的信号可以用于改变或者另外地引导电刺激系统的操作。例如,可以利用信号来修改电刺激系统的脉冲,诸如修改脉冲持续时间、脉冲频率、脉冲波形、以及脉冲强度中的一个或多个。信号还可以引导电刺激系统400停止操作、开始操作、开始给电池充电、或者停止给电池充电。在其它实施方式中,此刺激系统不包括天线418或接收器402并且处理器404根据程序操作。
[0053]可选地,电刺激系统400可以包括发射机(未示出),其联接到处理器404与天线418以用于将信号向回发射到遥测单元406或者能够接收信号的另一个单元。例如,电刺激系统400可以发射指示电刺激系统400是否适当地操作或者指示电池何时需要充电或者保留在电池中的电荷的等级的信号。处理器404还可以能够传送关于脉冲特征的信息,使得使用者或临床医生可以确定或核实特征。
[0054]由于MRI环境中的电磁场(例如,射频场)的作用,用于磁共振成像(“MRI”)的传统电刺激系统可能是潜在地不安全的。用于致使电刺激系统与无线电射频(“RF1’)辐射之间或磁场与磁场梯度之间的电相互作用的通常机构是将施加的电磁场联接到电刺激系统的金属部分的通常的模式。这可以包括壳体114的金属部分,由于壳体可以由金属制成或者包括一个或多个金属结构,诸如在壳体上的电极。在MRI环境中,通常模式感应的电流可以达到大于一安培的振幅。此电流可以造成电子电路内的热量以及潜在的击穿电压,诸如布置在电子子组件内的电子电路。控制模块的壳体的金属部件的热量可以致使组织烧坏或损坏。
[0055]产生磁通量的电磁场例如可以在金属壳体或壳体的其它金属结构中感应涡电流。祸电流引起壳体的金属结构中的电阻热量。此热量可能损坏周围组织。祸电流还可能造成在控制模块中的电池或其它部件的热量,这可能对控制模块或周围组织造成损害。
[0056]为解决此,可以将一个或多个线圈布置在控制模块中并且短路,使得从外部电磁场产生的磁通量将在线圈中感生电流,这将产生相对的磁通量。作为另选,可以将信号发生器附接到线圈以产生相对磁通量。这些布置可以降低控制模块的壳体的金属结构受到的总磁通量并且造成较小的涡电流,或者甚至造成没有涡电流。线圈可能产生一些电阻热量,但是由于线圈通常地将具有较低的电阻,因此该热量将通常地小于可能由没有线圈情况下的控制模块的壳体的金属结构产生的热量。
[0057]图5示出了控制模块502与引线504的一个实施方式。控制模块502包括壳体514、顶盖550、顶盖中的一个或多个连接器组件544、以及连接器组件中的一个或多个连接器触头516。控制模块502还可以包括关于相对于图1-图4中示出的控制模块所描述的元件中的任一个。
[0058]控制模块502还包括设置在壳体514内或其上的线圈560。线圈560由优选地是生物可兼容的传导性材料制成,诸如金属或合金。线圈560具有一个或多个环路。例如,线圈可以具有一个、两个、三个、四个、五个、六个、十个、十二个、二十个、五十个、一百个、或者更多环路。
[0059]线圈560可以布置在壳体514内或壳体514上的任何地方。在一些实施方式中,线圈560成型为形成壳体514的壁的材料。在一些实施方式中,线圈560布置在壳体内的密封隔室中。例如,线圈560可以附接到壳体514的内表面或者可以附接到电路板或者电子子组件110(参见,图1)的其它部分。在一些实施方式中,线圈560布置在壳体514的外表面上。
[0000]线圈560在其中外部电磁场(例如,RF场或磁场或磁场梯度)能够在线圈中感生电流的位置处布置在壳体514内或壳体514上。人们认为感生电流将产生与电磁场的磁通量相对的磁通量,由此减少或消除控制模块受到的总磁通量。这可以减少或消除控制模块的金属部分中的涡电流(尤其地,在壳体514的外表面上的这些金属部分)。应该理解的是控制模块可以包括不止一个线圈560 ο例如,控制模块可以包括一个、两个、三个、四个、或者更多个线圈5 6 O以减少或消除在控φ Ij模块的金属部分中的涡电流。
[0061]在一些实施方式中,线圈560的两个端部永久地短路。线圈560的端部被短路以允许电磁场感生电流以在线圈内流动。
[0062]另选地,线圈560的端部仅在特定情形下短路。此布置可以是有用的,例如以避免线圈560干扰控制模块502与外部设备之间的通信。在其中线圈560布置在壳体514的外部上或者壳体的材料内的实施方式中,从线圈的端部到壳体内的电路的引线(优选地,利用密封馈通互连件)可以设置为控制线圈的端部的短路或打开。
[0063]在至少一些实施方式中,当通过使用者或从业者启动时,线圈560的端部可能短路。例如,使用者或从业者可以将指令信号传送(例如,无线地)或者另外地发送到控制模块502,此指令信号指导控制模块以使线圈560的端部短路。来自使用者或从业者的第二信号可以引导短路断开(即消除短路)。另选地或另外地,在其持续期间可以是用户可编程的预定时间段以后,线圈560的端部之间的短路可以断开。对于执行MRI手术的使用者来说,此布置可以是尤其有用的。当控制模块将受到RF场与大磁场与磁梯度场时,使用者或从业者可以引引线圈560在MRI手术过程中短路。
[0064]在至少一些实施方式中,控制模块502或者联接到控制模块的另一个设备可以包括可选传感器562以探测外部电磁场的存在。如果电磁场超过阈值等级,那么控制模块502可以引导为使线圈560的端部短路。阈值等级可以被永久地设定或者可以是可编程的。再次,对于执行MRI手术的使用者来说,此布置可以是尤其有用的。阈值等级可以设定为使得与MRI手术相关的RF场或磁场触发线圈560的端部的短路。可选地,传感器762还可以探测到外部电磁场何时下降到阈值等级以下并且然后引引线圈560的端部之间的短路断开。
[0065]在一些实施方式中,线圈560还可以用于其它任务。例如,线圈560可以用作图4的天线418。由此,线圈可以用于给电源412(参见图4)充电,或者接收来自遥测单元406(参见图4)或编程单元408(参见图4)或者其任意组合的信号或发送信号到遥测单元406(参见图4)或编程单元408(参见图4)或者其任意组合。在至少一些实施方式中,可以提供可选开关以自动地或者在用户的要求下将线圈从用作天线切换到用作线圈以产生相对的通量。
[0066]图6示出了控制模块602与引线604的另一个实施方式。控制模块602包括壳体614、顶盖650、顶盖中的一个或多个连接器组件644、以及连接器组件中的一个或多个连接器触头616。控制模块602还可以包括关于相对于图1-图5中示出的控制模块描述的元件中的任一个。
[0067]控制模块602还包括图案化在壳体614上的线圈660。线圈660由优选地是生物可兼容的传导性材料制成,诸如金属或合金。线圈660具有一个或多个环路。例如,线圈可以具有一个、两个、三个、四个、五个、六个、十个、十二个、二十个、五十个、一百个、或者更多个环路。线圈660可以利用包括但不限于光刻或印刷方法的任何适当技术图案化在壳体614上。线圈660可以图案化在壳体614的外表面上(如图6中所不)或者在壳体的内表面上。
[0068]图6A还示出了与线圈660的端部电联接的可选短路元件662。此短路元件662与线圈的中间环路绝缘。另选地,利用上面关于图5的线圈560描述的布置与技术,线圈660可以永久地或者暂时地(即,非永久地)短路。
[0069]图6B示出了其中线圈660的端部两者都被短路以与通过调谐电容器664(或者其它调谐电路)短路的一端接地。调谐电容器可以选择为使得线圈与电容器(例如LC电路)的组合调谐到特定频率。例如,此频率可以是与MRI系统或操作相关的任何适当的频率。例如,此频率可以是MRI RF频率,诸如用于1.5TMRI磁体的64Mhz或用于3T MRI磁体的128MHz。另选地,此频率可以与MRI梯度场相关,诸如中心频率,或者与在与MRI梯度场相关的频率范围中的任意其它频率。
[0070]另外地,可以提供一组两个或多个不同电容器,使得线圈布置可以调谐到不同频率。适当电容器的选择可以是自动的(例如,利用例如感测场频率或频率范围或强度的磁场传感器)或者可以由发送命令到控制模块以选择电容器中的一个或者其任何组合的使用者启动。应该理解的是,一个或多个调谐电容器(或者其它调谐电路)的使用可以与这里描述的包括图5、图6A和图7中示出的这些的线圈中的任一个集成。<
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