用于植入式醫療設備的多初級變壓器充電電路制造技術

一種植入式醫療設備包括低功率電路和多電池單元電源。所述電源的電池單元以并聯配置耦合到變壓器。所述變壓器包括多個次級繞組，并且所述繞組中的每一個耦合到電容器，所述電容器存儲用于向患者傳遞治療的能量。根據本公開的實施例，所述低功率電路被配置成控制通過變壓器從所述電池單元的每一個到多個電容器的能量的同時傳遞。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于植入式醫療設備的多初級變壓器充電電路
本公開涉及人體植入式醫療設備，并且更具體地涉及在用于提供電治療輸出的植入式醫療設備中實現的電路和技術。
技術介紹
人體解剖學包括可以自主地或不自主地執行某些功能的許多類型的組織。在疾病、損傷或天然缺陷之后，某些組織可能不再在一般解剖學規范中操作。例如，器官(如心臟)可能開始經歷某些故障或缺陷。這些故障或缺陷中的一些可以用植入式醫療設備進行診斷、糾正或治療。植入式醫療電引線與各種各樣的這些植入式醫療設備一起使用。所述醫療引線可以被配置成允許電極定位在所需的心臟位置，使得所述設備可以監測和/或遞送刺激治療到所需位置。例如，除了遞送電刺激之外，植入式引線上的電極還可以檢測患者體內的電信號(如心電圖)。目前，ICD使用從ICD外殼通過靜脈系統延伸到心臟的心內膜或心外膜引線。通過引線定位在心臟中或鄰近心臟的電極用于起搏和感測功能。心臟復律和除顫沖擊通常施加在由所述引線之一所承載的線圈電極與所述ICD外殼之間，所述ICD外殼用作活性電極。皮下植入式心律轉復除顫器(SubQICD)與更常用的ICD的不同之處在于，所述外殼和引線通常是在皮下植入的，使得感測和治療是在皮下完成的。SubQICD不需要將引線放置在心臟中或與心臟接觸。相反，SubQICD利用所述外殼上的一個或多個電極以及攜帶除顫線圈電極和感測電極的皮下引線。所述植入式醫療設備通常是電池供電的，并且通常利用電容器或其他電荷存儲部件來保持電輸出以使其對患者可用。由于除顫治療或其他高電壓治療的性質，對于植入式醫療設備而言，通過從電源汲取而在瞬時需求時提供能量是不實際的。相反，設有附加電路以傳遞和存儲來自所述電源的能量以累積所需的電壓電平。然而，將(多個)SubQICD引線和(多個)電極放置在心臟外部對于產生遞送適當治療所需的足夠能量水平提出了挑戰。如本文所述，本公開解決了本領域中提供用于在SubQICD系統中產生適當的電刺激治療的電路和技術的需要。
技術實現思路
根據本公開的各方面，提供了在植入式醫療設備中實現的用于從多電池單元電源產生電刺激治療的電路和技術。這種電刺激治療表現出具有比直接從電池可用的電壓更高的電壓的輸出或具有比直接從電池可用的電流更高的電流的輸出。根據本公開的各實施例，植入式醫療設備可以包括以下特征中的一個或多個：(a)變壓器，所述變壓器具有：磁芯；纏繞在所述芯上的多個初級繞組；以及纏繞在所述芯上并且磁耦合到所述多個初級繞組的多個次級繞組，(b)電源，所述電源至少具有第一電池單元和第二電池單元，所述第一電池單元和所述第二電池單元以并聯配置耦合到所述多個初級繞組，(c)多個電容器，所述多個電容器以串聯配置耦合，其中，所述多個電容器中的每一個耦合到所述多個次級繞組中的單個繞組，(d)以及低功率電路，所述低功率電路耦合到所述電源以用于控制通過所述變壓器從所述電源到所述多個電容器的電荷傳遞。在本公開的各實施例的進一步方面中，所述植入式醫療設備的低功率電路被配置成控制通過所述變壓器從所述第一電池單元和所述第二電池單元中的每一個到所述多個電容器的能量的同時傳遞。在本公開的各實施例的進一步方面中，所述植入式醫療設備還包括：第一開關元件，所述第一開關元件被配置成選擇性地將所述第一電池單元耦合到所述多個初級繞組；以及第二開關元件，所述第二開關元件被配置成選擇性地將第二電池單元耦合到所述多個初級繞組。在本公開的實施例的進一步方面中，所述植入式醫療設備還包括用于監測所述第一電池單元和所述第二電池單元中的每一個的充電狀態的監測電路。附圖說明以下附圖是對本公開的具體實施例的說明，并且因此，并不限制本公開的范圍。這些附圖不是按比例繪制的(除非這樣規定)并且旨在與以下詳細說明的解釋結合使用。將會在以下結合附圖來說明實施例，在附圖中相同的參考數字/字母表示相同的元件，并且：圖1是植入有植入式心臟系統的患者的前視圖；圖2是植入有植入式心臟系統的患者的側視圖；圖3是植入有植入式心臟系統的患者的橫向視圖；圖4描繪了包括在圖1-3的心臟系統的植入式心臟除顫器中的操作電路的實施例的示意圖；圖5示出了根據本公開的實施例的示出圖4的操作電路的一部分的示例性示意圖；以及圖6示出了根據本公開的實施例的示出圖4的操作電路的一部分的示例性示意圖。具體實現方式圖1-3是植入有示例血管外心臟除顫系統10的患者12的概念圖。在圖1所示的示例中，出于說明的目的，血管外心臟除顫系統10是植入式皮下除顫系統。血管外心臟除顫系統10包括連接到至少一個植入式心臟除顫引線16的植入式醫療設備，如植入式心臟除顫器(ICD)14。圖1的ICD14被皮下植入患者12的左側。除顫引線16連接到ICD14，從ICD14向內側延伸到患者12的胸骨28和劍突24。在劍突24附近的位置，除顫引線16彎曲或轉動并且基本上平行于胸骨28向上在皮下延伸。在圖1所示的示例中，植入除顫引線16，使得引線16橫向偏移到胸骨28的主體的左側(即朝向患者12的左側)。ICD14可以經由雙向遙測鏈路與外部設備4(如患者編程器或臨床醫生編程器)交互。這樣的編程器經由本領域已知的遙測技術與ICD14通信。編程器4從而可以與ICD14建立遙測會話，以向ICD14提供程序、指令、參數、數據和其他信息，并且同樣地從ICD14接收狀態、數據、參數、程序和其他信息。從ICD14接收的狀態信息可以包括關于所述電源(例如電池)的剩余壽命的數據，基于與所述電池處于完全充電狀態(“電池容量”)相比的ICD14迄今為止已經由電池傳遞并消耗的電荷量。狀態信息還可以包括用于指示何時必須安排手術來替換ICD14的“選擇性替換指示符”(ERI)。狀態還可以包括被激活以表示電池壽命結束的“壽命結束”(EOL)。除顫引線16沿著胸骨28放置，使得除顫電極32和第二電極(如ICD14的外殼或罐電極36或放置在第二引線上的電極)之間的治療載體基本上跨越心臟26的心室。在一個示例中，治療載體可以被視為從除顫電極32上的點延伸到ICD14的外殼或罐電極36上的點的線。在另一個示例中，除顫引線16可以沿著胸骨28放置，使得除顫電極32與ICD14的外殼或罐電極36(或其他電極)之間的治療載體基本上跨越心臟26的心房。在這種情況下，血管外ICD系統10可以用于提供心房治療，如治療心房顫動的治療。圖1所示的實施例是血管外ICD系統10的示例性構造，并且不應被認為是對本文所描述的技術的限制。例如，雖然示出為在圖1的示例中從胸骨28的中線橫向偏移，但是可以植入除顫引線16而使得引線16偏移到胸骨28的右側或胸骨28上方。另外，除顫引線16可以被植入，使得其基本上不平行于胸骨28，而是以一定角度(例如，在近端或遠端處與胸骨28側向成角度)偏離胸骨28。作為另一個示例，除顫引線16的遠端可以定位在患者12的第二肋或第三肋附近。然而，除顫引線16的遠端可以定位在更上方或更下方，取決于ICD14的位置、電極32、34和30的位置或其他因素。雖然示出ICD14被植入在患者12的腋中線附近，但是ICD14也可以植入在患者12上的其他皮下位置，如患者12的軀干上朝向腋后線的更向后、軀干上朝向腋前線更向前、胸部區域或在其他位置。在胸部植入ICD14的情況下，引線16本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植入式醫療設備，包括：變壓器，所述變壓器具有：磁芯；多個初級繞組，所述多個初級繞組纏繞在所述芯上；以及多個次級繞組，所述多個次級繞組纏繞在所述芯上并且磁耦合到所述初級繞組；電源，所述電源具有至少第一電池單元和第二電池單元，所述第一電池單元和所述第二電池單元以并聯配置耦合到所述多個初級繞組；多個電容器，所述多個電容器以串聯配置耦合，其中，所述多個電容器中的每一個耦合到所述多個次級繞組中的單個繞組；以及低功率電路，所述低功率電路耦合到所述電源以用于控制通過所述變壓器從所述電源到所述多個電容器的電荷傳遞。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.08 US 62/047,119;2015.04.24 US 14/695,2641.一種植入式醫療設備，包括：變壓器，所述變壓器具有：磁芯；多個初級繞組，所述多個初級繞組纏繞在所述芯上；以及多個次級繞組，所述多個次級繞組纏繞在所述芯上并且磁耦合到所述初級繞組；電源，所述電源具有至少第一電池單元和第二電池單元，所述第一電池單元和所述第二電池單元以并聯配置耦合到所述多個初級繞組；多個電容器，所述多個電容器以串聯配置耦合，其中，所述多個電容器中的每一個耦合到所述多個次級繞組中的單個繞組；以及低功率電路，所述低功率電路耦合到所述電源以用于控制通過所述變壓器從所述電源到所述多個電容器的電荷傳遞。2.如權利要求1所述的植入式醫療設備，其中，所述低功率電路被配置成控制通過所述變壓器從所述第一電池單元和所述第二電池單元中的每一個到所述多個電容器的能量的同時傳遞。3.如權利要求1-2中任一項所述的植入式醫療設備，其中所述低功率電路包括：充電監控電路，電阻式分壓器，所述電阻式分壓器與所述多個電容器并聯耦合，其中所述電阻式分壓器的輸出端耦合到所述充電監控電路，第一開關元件，所述第一開關元件沿著限定在所述第一電池單元與所述變壓器之間的第一電流路徑耦合，以及第二開關元件，所述第二開關元件沿著限定在所述第二電池單元與所述變壓器之間的第二電流路徑耦合。4.如權利要求1-3中任一項所述的植入式醫療設備，其中，所述電阻式分壓器被配置成測量橫跨所述多個電容器的累積電壓以及生成作為所述累積電壓的一部分的分壓電壓，并且其中，所述充電監控電路響應于所述分壓電壓而發出用于對自所述第一電池...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·E·克拉奇菲爾德，M·R·布恩，L·V·卡貝爾卡，J·T·米多爾，
申請(專利權)人：美敦力公司，
類型：發明
國別省市：美國,US