具有电源噪声隔离的植入式医疗装置的制造方法_2

文档序号:9768536阅读:来源:国知局
模式(Telemet巧Format for Implanted Medical Device)"的美国专利号5,127,404;授权给马科维兹(Markowitz)的名 称为"医疗装置的标记通道遥测系统(Marker化annel Telemehy System for a Medical Device)"的美国专利号4,374,382; W及授权给汤普森(Thompson)等人的名称为"医疗装置 的遥测系统(Telemetiy System for a Medical Device)"的美国专利号4,556,063。
[0029] 图2描绘了示例性IMD 10的透视图。IMD 10包括壳体16,该壳体封闭能源诸如电池 (未示出)W及操作电路(未示出)。壳体16可W包括封闭电池的电池盒18、封闭操作电路的 电路盒2〇W及盖帽22。电池盒18、电路盒20和盖帽22可W-体形成为单一整体工件,或由离 散部件形成,运些离散部件单独形成并且W端对端配置禪合W形成气密密封的壳体16。
[0030] 电池盒18、电路盒20和盖帽22各自可W由不诱钢、铁或其他生物相容材料构造。可 替代地,盖帽22可W由绝缘材料诸如塑料或陶瓷制成,并且可W包括固定部件24。
[0031] 电池盒18可W是中空的且圆柱形的,其中内表面限定用于封闭内部活性电池部件 的空腔。外表面可W是圆形的、楠圆形的、卵圆形的、或任何其他适合的形状。将了解,电池 盒18可W是电池组件的最外表面,运样使得盒18形成壳体16的一部分并且患者2被直接暴 露于(直接接触)电池盒18。
[0032] 感测/起搏电极26可W设置在电池盒18上,并且感测/起搏电极28可W设置在盖帽 22或电路盒24中的一个上。电极26、28可W被配置用于从患者2的组织感测生理信号。因此, 电极26、28必须电子地相互绝缘。
[0033] 在一个实施例中,电极26可W由电池盒18的一部分构造。为此,电池盒18和电路盒 20的表面可W选择性地涂布有电绝缘的生物相容的薄膜(诸如聚对二甲苯)W覆盖外表面, 除了电池盒18上限定电极26的部分。在该实施例中,电极28因此驻留在壳体16的电绝缘部 分诸如盖帽22上。
[0034] 然而,本领域技术人员将了解到,由电极26、28产生的生理信号仍然易于受到噪声 信号的影响,运些噪声信号产生自(甚至具有运种电隔离的)常规电池结构中的电池供电电 流。在将电池盒18用作电极的过程中,与从电池递送能量相关联的供电电流产生破坏生理 信号的噪声信号。
[0035] 换言之,由于常规电池结构将电池盒用作供电电流路径的公共回路,由电池盒上 的电极26感测的感测生理信号被供电电流信号破坏。具体而言,在具有非隔离盒的常规电 池结构中,电池电流流过电池盒,从而导致压降。电压脉冲禪合到电池盒电极上并且叠加在 感测的生理信号上。
[0036] 图3描绘了IMD 10的示例性部件的透视图。IMD 10包括由能源诸如电池32供电的 操作电路30。电池32可W包括常规的CFx、LiCFx、LiMn化、或Lil2电池单元,该电池单元包括 部件,诸如阳极、阴极、集电器、隔离器、绝缘盘、绝缘层、W及其他内部部件,所有运些部件 都被封闭在电池盒18内。将了解,电池32还可W包含电解质(未确切示出),诸如液体电解 质,该电解质用于促进阳极与阴极之间的离子传输并且在其间形成导电路径。
[0037] 操作电路30被配置成促进IMD 10的功能。运类功能可W包括通过电极26、28感测 生理事件和/或向患者2的组织提供电刺激。可W被包括在操作电路30中的一些示例性电气 部件在W下专利中的一个或多个装置的电路中进行说明:授权给凯文化lein)等人的"用于 监测生理事件的微创植入式装置(Minimally Invasive Implantable Device for Monitoring Physiologic Events)"的美国专利号5,987,352,该专利通过引用W其全部内 容结合在此。操作电路30设置在一起形成电路盒20的外壳34、36内。外壳34、36连接在一起 并且通过任何适合的技术(诸如焊接)进一步禪合到电池盒18上W形成气密密封的壳体16。
[0038] 另外,电池盒18在封闭端上包括禪合到电池阳极和阴极上的第一馈通38和第二馈 通40。第一馈通38限定电池的正极端子,而第二馈通40限定电池的负极端子。电池32通过第 一馈通38和第二馈通40禪合到操作电路30上W为操作电路30供电。本领域技术人员可W 了 解到,在上述条件下,电池盒18将是中性的。与盒禪合到负极端子或正极端子中的一个上的 常规实施例不同,本公开的电池既不处于负电位也不处于正电位。运种电池结构被公开于 授权给维阿伐汀(Viavattine)等人的"整体式忍轴(Integrated Man化el Γ的美国专利申 请号US2011/0247204,该专利通过引用W其全部内容结合在此。
[0039] 驻留在盖帽22上的部件(诸如电极28)通过第Ξ馈通(未示出)禪合到操作电路上。 诸如禪合到本公开的操作电路上的那些的第一馈通、第二馈通和第Ξ馈通的结构是已知 的,并且包括W下申请中描述的馈通:授权给阿莫特(Aamodt)等人的"具有整体式连接器的 夕F部定向电池馈通(Externally oriented battery feedthrough with integral connectorr的美国申请号US20070150020,该申请通过引用W其全部内容结合在此。
[0040] 具有用于形成正极端子和负极端子的馈通的电池的结构将电池盒与电池32与操 作电路30之间的电流路径的公共回路分开。然而,本发明的诸位发明人已观察到甚至是在 具有电隔离的电池盒18的情况下,在电流递送到操作电路30的过程中,在整个电池盒18上 仍会产生伪像/噪声信号。
[0041] 无意受限于理论,伪像/噪声信号与正好与设置在电池盒18上的电极26在一条直 线上的压降(大约为50uV/lmA)相关联。压降与电池盒18与内部电池部件例如电解质之间的 漏电流传导(leakage conduction)相关联。本公开的诸位发明人已观察到伪像或噪声信号 因电池供电电流的变化诸如强电流事件而产生,运些强电流事件包括遥测数据传输、处理 器开启/关闭、存储器编程/擦除操作、或其他强电流操作。因漏电流传导所致的伪像或噪声 信号禪合到生理信号放大器输入端上。此外,伪像/噪声信号甚至可W被叠加到正常感测的 生理信号上。在任何情况下,噪声信号和/或生理信号都是由生理信号放大器放大并且由 IMD 10处理器处理。在典型的情景下,生理信号诸如ECG信号可能处在5至lOOuV的范围内, 其中P波的中位值是25uV。伪像/噪声信号的幅值与典型的P波的幅值和R波检测器的标称阔 值设定是相当的。
[0042] 常规的装置设置有用于封装电池的内部部件的电池盒,并且封装的电池之后被封 闭在IMD壳体中。与常规装置不同,本公开的电池盒形成装置壳体,而不需要用于封闭电池 组件的IMD壳体。运提供了体积更小的电池组件,并且因此可W用于促进医疗装置的小型 化。另外,将电池盒18用作IMD 10壳体的部分的本公开的结构安排进一步有助于减少IMD 10的功能所要求的部件的数目。例如,将电池盒18用作电极消除了单独的/离散的电极的成 本,同时还消除了运种离散电极对馈通的需求。
[0043] 转到图4,描绘了根据一个示例性实施例的IMD 10的示意图。示意图50是与通过电 极26、28感测生理信号相关联的电路的功能示意图。电池32被封闭在电池盒18内,其中电池 盒18的一部分还用作电极26。限定通过操作电路30递送能量的电流路径的供电轨道52、54 通过馈通38、40禪合到电池32上W实现电池的活性部件与电池盒18的电隔离。任选的电容 器56可W与供电轨道52、54W并联的方式禪合。
[0044] 电极26、28从患者2获得信号,该信号被传输到输入机构58,该输入机构在此处为 了简单起见仅绘制为差分放大器。具体而言,(电池盒18上的)电极26通过导电迹线46直接 禪合到输入机构58的第一输入节点上,同时电极28经导引直接穿过导电迹线48或操作电路 30上的两个或更多个导电迹线W禪合到输入机构58的第二输入节点上。
[0045] 另外,导电迹线46直接禪合到电池32的负极端子W及操作电路30的公共(接地)参 考44。运种接地连接44可能不同于操作电路30中的部件的其余部分的接地参考连接42。电 池32的负极端子与导电迹线46的禪合可W在用于直接连接到负极供电轨道52上的馈通40 的交点处进行。运种配置有助于基本上最小化(或消除)流过向输入机构58提供输入的感测 路径的供电电流。因此,将电极26禪合到输入机构58上的导电迹线46限定了通过馈通40而 与主要供电电流路径电隔离的感测路径。在一个替代的实施例中,导电迹线46的电阻被最
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