用于可植入醫療裝置的折疊天線的制作方法
【專利說明】
[00011 本申請是申請日為2011年11月22日、申請號為201180063398.8、發明名稱為"用于 可植入醫療裝置的折疊天線"的申請的分案申請。
[0002] 優先權要求
[0003] 由此所要求的優先權利益：
[0004] 1. 2010年11月23日提交的，名稱為"用于可植入醫療裝置的折疊天線"（代理機構 案卷號279.I81PRV)的美國臨時專利申請序列號61/416,655,在此以其整體通過參考文獻 并入于此；
[0005] 2. 2010年11月23日提交的，名稱為"用于可植入醫療裝置的折疊天線"（代理機構 案卷號279.J08PRV)的美國臨時專利申請序列號61/416,665,在此以其整體通過參考文獻 并入于此；以及
[0006] 3. 2010年11月23日提交的，名稱為"用于可植入醫療裝置的模塊化天線"（代理機 構案卷號279.I85PRV)的美國臨時專利申請序列號61/416,663,在此以其整體通過參考文 獻并入于此。
技術領域
[0007] 本發明大體上涉及醫療裝置，更具體而言，涉及用于遙測醫療數據的折疊天線。
【背景技術】
[0008] 可植入醫療裝置aMDs)可以執行各種診斷或治療功能。在一個例子中，頂D可以包 括一個或多個心臟功能管理特征，諸如監測心臟或給心臟或給神經系統提供電刺激，諸如 診斷或治療受試者，例如，心臟的一個或多個電或機械異常。IMDs的例子除了其它例子外， 可以包括起搏器、自動可植入復律器-除顫器(ICDs)，心臟再同步治療(CRT)裝置，可植入監 測器，神經調節裝置(例如，深層腦刺激器或其它神經刺激器），耳蝸植入或藥栗。
[0009] 這種MDs可以包括電子電路，配置該電子電路以在植入的IMDs之間或頂D和身體 外部的組件之間無線傳輸信息。這種信息可以包括，例如配置MD的編程指令或配置信息以 監測、診斷或治療生理疾病。這種信息也可以包括MD所感測、檢測或處理以及傳輸給另一 個裝置或組件的數據（例如，生理信息，疾病情況等）<JMD可以包括設計尺寸或形狀的天線 以諸如，使用期望的工作頻率范圍無線地傳輸信息。這種頻率范圍在可以定位或使用MD的 國家內，可以由頻譜分配部門規定。因此，頂D通常包括被調整以適應可以使用或銷售頂D的 地方的頻譜分配規定的天線。
[0010] 概述
[0011]通常，起作用的可植入醫療裝置（IMDs)可以包括起搏器、除顫器、心臟再同步治療 裝置、神經刺激裝置、可植入監測裝置或者一個或多個其它裝置。例如，使用電磁波，信息可 以無線地傳輸給這種頂Ds或從這種頂Ds無線地接收信息。使用MD所包括的作為其一部分 的可植入天線可以傳輸或接收這種電磁波。與使用涉及互感磁耦合的通信方案比較，這種 電磁傳輸可以在米的數量級內提供有效的通信范圍。這種磁耦合通常限于僅僅厘米的有效 通信范圍。
[0012] 在Zart等(美國專利號7,309,262)中，提到了用于可植入醫療裝置的接插件。該接 插件包括由熱塑性材料所形成的核心元件和電路元件，該電路元件包括在核心元件外表面 的一部分上延伸的天線結構。
[0013] 在Abadia等"用于MICS頻帶中生物醫學遙測技術的3D螺旋形小天線設計和實現"， 無線電工程，18卷，4號，（2009年12月），359-367頁中，提供了加載介電的天線，包括同軸輸 入、地平面以及在天線的金屬片部分和地平面之間的接地針。
[0014]在Kwak，"用于生物醫學遙測技術的超寬頻帶螺旋形小天線"，APMC2005匯刊，電和 電子學工程學會(2005)中，提到了用于生物醫學遙測技術的同軸輸入的螺旋形天線。天線 包括位于地平面上在介電材料上的平導體，是充氣的密封艙形式。
[0015] IMD植入后，它通常被各種身體組織或液體所包圍。這種組織或液體(例如，肌肉組 織、脂肪組織、骨頭、血液等)有點導電性(例如，有損耗的），非均質的（例如，具有各種損耗 和介電常數），并且與自由空間比較具有相對高的介電常數。因為體內圍繞MD的介質可以 變化，并且與自由空間環境不同，所包括的作為MD-部分的可植入天線可以至少部分地定 位于介電隔室內。這種介電隔室可以保護可植入天線免于暴露于可以有損天線性能的組織 或體液。并且，介電隔室可以改進可植入天線用于植入前的自由空間使用環境和植入后體 內使用環境兩者的工作一致性(例如，使用范圍，方向性、增益或其它性能）。
[0016] 本發明人已經認識到其中MD所占據的總空間體積是植入醫生和患者需要重點考 慮的。因此，包括可植入天線的介電隔室的尺寸和形狀可以部分地由空間限制（例如，可容 許的體積或表面積)和由生物相容性考慮（例如，可以選擇與患者相容和相配的材料或形 狀)所確定，而不是只由電性能考慮所確定。然而，天線長度和體積通常還仍舊受電性能需 要控制。通常，天線長度，諸如用于單極天線的天線長度可以是大約給定介質中四分之一波 長的奇數倍(例如，1/4波長，3/4波長等），對應于期望工作頻率范圍內期望的共振工作頻 率。
[0017] 當期望的工作頻率范圍降低頻率，盡管組織環境更高的相對介電常數，但是相對 直的四分之一波長單極(或者半波長的偶極天線)所占據長度和體積可以變得不期望地大。 例如，在一些國家，信息的無限傳輸可以使用約900兆赫(MHz)的第一特定范圍的頻率，或者 一些其它的頻率范圍，諸如由頻譜分配部分所規定的。然而，在其它國家，或者保健護理者 或看護者優先時，可以使用約400MHz的第二特定范圍的頻率，來代替第一特定范圍的頻率， 或者另外還可以使用該第一特定范圍的頻率。本發明人已經認識到其中設計用于在約 900MHz下工作的天線總長需要超過2倍，以便于在約400MHz下使用這種天線。對于終端用 戶，這種長度的加倍是不可以接受的，因為這種長度的加倍不可以接受地增加了可植入天 線所用的體積或面積。
[0018] 相應地，本發明人也已經認識到可植入天線可以制造的比直式單極或直式偶極天 線更緊湊，諸如通過使用更復雜的天線形狀，同時仍舊滿足限制總天線體積或面積的設計 目標。并且，本發明人也已經認識到這種緊湊的天線，諸如包括一個或多個螺旋形導體(例 如，以螺旋模式設置的傳導材料)或其它形狀(例如，蛇旋形的導體形狀），還可以具有接近 四分之一波長(或者在偶極天線情況下半波長)的物理通路長度。在例子中，包括螺旋形導 體的可植入天線可以提供比得上直式單極(或偶極)導體的電性能。
[0019] 在實施例中，這種螺旋形導體或其它形狀，諸如蛇旋形導體形狀可以由基本上平 面模式制造(例如，在相對平的模式中蝕刻、沖壓或切掉一片材料，諸如提供具有帶形導體 截面的傳導模式）。然后，這種平面模式可以形成或折疊成符合介電隔室的一個或多個面或 沿著介電隔室的一個或多個面延伸的構造。在實施例中，這種介電隔室可以包括連接頂D的 集管，集管包括一個或多個電或機械地與一個或多個可植入導管配合的一個或多個連接 器。
【附圖說明】
[0020] 專利或申請文件包括至少一幅彩色制圖。一旦進行了請求及支付了必需的費用， 專利局將提供帶有彩色圖的該專利或專利申請公布的副本。
[0021] 在不是按照比例繪制的附圖中，相似的附圖標記可以表示不同視圖中相似的構 件。具有不同字母后綴的相似附圖標記可以代表不同例子的相似構件。通常，通過實施例， 但是這不是通過限制方式，本文獻中所討論的各種實施方式示例了附圖。
[0022] 圖1通常示例了設備的實施例，該設備可以包括無線地連接外部模塊的可植入醫 療裝置。
[0023] 圖2通常示例了設備的實施例，該設備可以包括可植入醫療裝置，諸如包括可植入 遙測電路，其連接包括螺旋形導體的可植入天線。
[0024]圖3A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括至少部分定位于介電隔室內的 可植入天線。
[0025]圖4A-B通常示例了設備的實施例，諸如圖1-2實施例設備的一部分，其可以包括具 有特定形狀或構造的螺旋形導體。
[0026]圖5A-C通常示例了至少一部分包括螺旋形導體的可植入天線的實施例的視圖，該 螺旋形導體截面的側向寬度大于截面的側壁高度，該螺旋形導體截面在螺旋形導體的相鄰 旋轉圈之間和螺旋形導體和另一個導體之間具有特定的間隔。
[0027] 圖6A-C通常示例了諸如圖1-2、3A、4A-B或5A-C的實施例中所示至少一部分可植入 天線的實施例的視圖，諸如包括使用特定的過渡部分機械地或電地連接的第一傳導段和第 二傳導段。
[0028]圖7A-D通常示例了用于制造諸如圖1-2、3A、4A-B或5A-C的實施例中所示的螺旋形 導體的技術，諸如包括模型或蝕刻平面導體以提供平面螺旋形模式，以及使平面螺旋模式 折疊或形成特定的構造。
[0029]圖8A-C通常示例了設備的實施例，該設備可以包括模塊可植入天線組件。
[0030] 圖9通常示例了設備的實施例，該設備可以包括可植入天線，該可植入天線包括加 感部分。
[0031] 圖10A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括可植入天線，該可植入天線包 括螺旋形導體。
[0032] 圖11-18通常示例了設備的實施例，該設備可以包括可植入天線，該可植入天線包 括螺旋形導體，設計螺旋形導體尺寸和形狀以在特定的工作頻率范圍內提供特定的電工作 特征，該實施例包括各種介電隔室和殼體構造。
[0033]圖19A-B、20A-B、21A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括可植入天線，該 可植入天線包括螺旋形導體，設計螺旋形導體尺寸和形狀以在特定的工作頻率范圍內提供 特定的電工作特征，該實施例包括各種介電隔室和殼體構造。
[0034] 圖22通常示例了技術的實施例，該技術可以包括提供包括可植入遙測天線的可植 入醫療裝置，電磁地使用可植入遙測天線無線地傳輸信息。
[0035] 圖23A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括模塊化可植入天線組件。
[0036]圖24A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括模塊化可植入天線組件。
[0037]圖25A-B通常示例了設備的實施例，該設備可以包括模塊化可植入天線組件。
[0038] 詳細描述
[0039] 圖1通常示例了設備100的實施例，該設備100可以包括植入人體(例如，患者101) 內的可植入醫療裝置（頂0)102,諸如無線地連接外部模塊115。在實施例中，頂D102可以包 括可植入裝置殼體105,諸如包括傳導部分(例如，密封的鈦殼體，或者包括一種或多種其它 材料的殼體）。例如，殼體105可以包括至少一部分可植入遙測電路106,諸如發射器、接收器 或收發器，構造它們以電磁地使用諸如至少部分包括在介電隔室107內的可植入天線110無 線地傳輸信息。在實施例中，外部模塊115可以包括與外部遙測電路116連接的外部天線 117。
[0040] 在實施例中，外部模塊可以包括醫生編程器、床邊監護儀或其它相對附近的組件， 諸如用它們向MD102傳輸編程指令或配置信息，或者從頂D102接收診斷信息，疾病情況，關 于一個或多個生理學參數的信息，等等。外部模塊115可以通信地連接一個或多個其它外部 組件，諸如位于其它地方的遙控外部組件175(例如，服