可充電式植入醫療裝置的制作方法

本發明涉及一種可充電式植入醫療裝置，尤其是一種具有散熱結構的、可植入人體內部的可充電式植入醫療裝置。

背景技術：

植入醫療裝置種類很多，如心臟起搏器和脊髓刺激器、植入式神經刺激器等。植入式醫療裝置一般配置了體外控制裝置，兩者之間通過雙向無線通訊交換信息。

在現有技術中，植入式醫療裝置議案利用電池供電，發出特定頻率的刺激脈沖，對特定的靶點進行長期刺激，從而改善患者的癥狀。然而，采用原電池供電的植入式醫療裝置普遍價格較高，而且壽命大多較短。限制植入式醫療裝置壽命的主要因素是電池的容量，需要的植入式醫療裝置產品多采用高能量密度的鋰原電池進行供電，如鋰-亞硫酸氯電池和鋰-多氟化碳電池等。一旦電池能量耗盡，患者便不得不重新接受手術，更換植入式醫療裝置，不僅為患者造成身體上的創傷，昂貴的價格也為患者帶來巨大的經濟壓力。

為了延長植入式醫療裝置的使用壽命，人們研制了體外充電式植入醫療裝置，即植入體內的醫療裝置中的鋰離子電池可以充電，就可以大大增加植入醫療裝置的使用壽命。該體外充電式植入醫療裝置通常包括一金屬外殼以及外殼封裝的充電電池，因此，在體外無線充電的過程中，在外殼以及外殼封裝的充電電池上都會產生渦流從而產生熱量，且局部熱流密度大，溫升快，使電池乃至整個植入醫療裝置的植入部件的溫度升高。而植入部件過量發熱會對人體產生不良影響，影響用戶溫度體驗。另外，電池溫度升高，也可能會影響電池的壽命。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種可充電式植入醫療裝置，該可充電式植入醫療裝置在充電過程中外殼溫度最高點溫度上升速度減慢，能夠增強用戶溫度體驗，用戶使用安全同時可充電式植入醫療裝置使用壽命長。

為實現上述發明目的，本發明提供一種可充電式植入醫療裝置，包括：外殼；設置于外殼內的電池以及用于電池充電能量接收的線圈；所述外殼內還設有印刷電路板組件以及屏蔽層，所述印刷電路板組件設置于所述電池和線圈之間，所述屏蔽層設置于所述印刷電路板組件和線圈之間，所述外殼臨近線圈的一側設置有散熱片。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述散熱片由石墨片構成。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述散熱片緊貼外殼設置。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述外殼內設置相變材料，所述相變材料填充在所述外殼與所述電池之間的空間。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述外殼內設置相變材料，所述相變材料填充在所述外殼與所述印刷電路板組件和電池之間的空間。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述外殼內設置相變材料，所述相變材料填充在所述外殼與所述屏蔽層和線圈之間的空間。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述相變材料由石蠟構成。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述線圈和電池分別固定于所述印刷電路板組件兩側。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述線圈和電池分別通過粘結的方式固定于所述印刷電路板組件。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述外殼由鈦合金材料構成。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明可充電式植入醫療裝置采用散熱片使得局部高熱流密度降低，使得充電過程中外殼溫度最高點溫度上升速度減慢，增強用戶溫度體驗。

附圖說明

圖1是本發明優選的第一實施方式中可充電式植入醫療裝置的剖視圖。

圖2是本發明優選的第二實施方式中可充電式植入醫療裝置的剖視圖。

圖3是本發明優選的第三實施方式中可充電式植入醫療裝置的剖視圖。

圖4是本發明優選的第四實施方式中可充電式植入醫療裝置的剖視圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護范圍內。

本發明提供的可充電式植入醫療裝置適用于植入式腦深部電刺激系統（DBS）、植入式腦皮層刺激（CNS）、植入式脊髓電刺激系統（SCS）、植入式骶神經電刺激系統（SNS）、植入式迷走神經電刺激系統（VNS）等其它類似的刺激系統。

可充電式植入醫療裝置可通過與其相配的體外充電裝置（圖未示）進行無線充電。可充電式植入醫療裝置使用時植入患者體內，用于對患者事假脈沖電刺激。另外，可充電式植入醫療裝置還可以通過體外控制裝置（圖未示）對其進行遠程控制，體外控制裝置的結構不限，用于調節該可充電式植入醫療裝置的脈沖參數，比如幅度、頻率等。

如圖1所示，本發明可充電式植入醫療裝置優選的第一實施例，該可充電式植入醫療裝置100包括外殼20，設置于外殼20內的依次層疊的可充電電池30、印刷電路板（PCB）組件60、屏蔽層50以及線圈40。外殼20用于收容和密封可充電電池30、印刷電路板（PCB）組件60、屏蔽層50以及線圈40等元件或者模塊。外殼20采用生物相容的金屬材料制備，本實施例中優選為鈦合金材料。線圈40用于體外充電能量的接收，線圈40靠近外殼20設置，當可充電式植入醫療裝置100植入患者體內后，線圈40靠近皮膚表面一側，以便于體外充電裝置依靠印刷電路板（PCB）組件60的控制通過線圈40向可充電電池30充電。

本實施例中的屏蔽層50設置于可充電電池30和線圈40之間，屏蔽層50的主要作用為：一方面，對可充電電池30進行電磁屏蔽，從而避免體外充電裝置向線圈40無線能量發射的過程中，在外殼20上產生渦流從而產生熱量；另一方面，將可充電電池30充電過程中產生的熱量傳導至外殼20，以通過外殼20向人體組織散熱。屏蔽層50一般采用非金屬材料制備，以避免無線充電時金屬片由于渦流效應而產生熱量。優選的，屏蔽層50采用導電碳材料，例如碳纖維、碳納米管等。當然，屏蔽層50可以設置在可充電電池30的表面，也可以設置在外殼20的內表面。屏蔽層50與外殼20之間可以通過粘結劑固定。

本實施例中的印刷電路板（PCB）組件60包括印刷電路板（PCB）及設置于其上的器件。印刷電路板（PCB）組件60設置在可充電電池30和屏蔽層50之間，其可通過粘接的方式固定于外殼20內，當然也可以外殼20內設置筋條，以卡接的方式固定于外殼20內。印刷電路板（PCB）組件60至少具備兩種功能，第一種功能，信號控制，印刷電路板（PCB）組件60具有編輯好的程序，能夠使可充電式植入醫療裝置100產生不同頻率、不同脈沖寬度、不同幅度的電刺激脈沖信號。該電刺激脈沖信號的刺激波形可以是方波、正弦波、指數波、三角波等等。第二種功能，無線通訊，印刷電路板（PCB）組件60可以和體外控制裝置無線連接，從而通過體外控制裝置可選擇印刷電路板（PCB）組件60的程序，調節程序參數，從而改變輸出的電刺激脈沖信號。

進一步的，本實施例中線圈40和外殼20之間還設置有散熱片70，散熱片70粘貼在靠近線圈40的一側外殼20上，該側外殼20靠近體外充電設備。散熱片材料為天然石墨片和人工石墨片等石墨片材料。由于靠近體外充電設備的一側外殼20上渦流大，導致發熱大且不均勻，因此采用散熱片70使得局部高熱流密度降低，使得充電過程中外殼溫度最高點溫度上升速度減慢，增強用戶溫度體驗。

如圖2所示，本發明可充電式植入醫療裝置優選的第二實施例，可充電式植入醫療裝置200，與第一實施例不同的是，本實施例中外殼20與線圈40和屏蔽層50之間設置相變化材料，也就是說，相變化材料充滿外殼20與線圈40和屏蔽層50之間的空間，因散熱片70緊鄰外殼20設置，因此也可以說相變化材料相變化材料充滿外殼20和散熱片70與線圈40和屏蔽層50之間的空間，從而吸收來自外殼20、線圈40和散熱片70上的熱量。

如圖3所示，本發明可充電式植入醫療裝置優選的第三實施例，可充電式植入醫療裝置300，與第一實施例不同的是，本實施例中外殼20與印刷電路板（PCB）組件60和可充電電池30之間設置相變化材料，也就是說，相變化材料充滿外殼20與印刷電路板（PCB）組件60和可充電電池30之間的空間，從而吸收來自外殼20、印刷電路板（PCB）組件60、線圈40和可充電電池30上的熱量。

如圖4所示，本發明可充電式植入醫療裝置優選的第四實施例，可充電式植入醫療裝置400，與第一實施例不同的是，外殼20與線圈40和屏蔽層50之間設置相變化材料，而且外殼20與印刷電路板（PCB）組件60和可充電電池30之間也設置相變化材料，也就是說，相變化材料不僅充滿外殼20與線圈40和屏蔽層50之間的空間，還充滿外殼20與印刷電路板（PCB）組件60和可充電電池30之間的空間，從而吸收來自線圈40、可充電電池30、印刷電路板（PCB）組件60、散熱片70以及外殼20上的熱量，降低整個外殼20本體及其內部空間的溫升速度，提高用戶溫度體驗。

前述第二實施例至第四實施例中的相變化材料，可以是石蠟、灌封化合物、凝膠等有機或者無機相變材料，相變化材料通過柔性密封袋的形式包裝后嵌入外殼20內部。設置相變化材料主要用于在充電過程中吸收一部分來自印刷電路板（PCB）組件60、可充電電池30、散熱片70和外殼20的熱量，另一部分來自線圈40產生的熱量；減緩外殼溫升速度，提高用戶溫度體驗；同時防止電池溫度升高，從而延長電池的使用壽命。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。