听力假体中的功率和数据传递制造技术

本文中所提出的实施例通常涉及用于从外部设备向部分或完全可植入医疗设备的可植入部件分别传递功率和数据的技术。功率和数据分别传送技术使用单个外部线圈和单个可植入线圈。外部线圈是外部谐振电路的一部分，而可植入线圈是可植入谐振电路的一部分。外部线圈被配置成使用分开的(不同的)功率时隙和数据时隙向可植入线圈经皮传送功率和数据。外部谐振电路或内部谐振电路中的至少一个谐振电路在数据时隙期间的衰减基本上大于在功率时隙期间的衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年1月30日提交的题为“Power and Data Transfer in Hearing Prostheses”的美国临时申请号61/933,512的优先权，其内容在此通过引用并入本文。
本专利技术一般涉及听力假体，并且更具体地，涉及听力假体中的功率和数据传递。
技术介绍
具有一个或多个可植入部件的医疗设备(本文中通常被称为可植入医疗设备)在最近几十年内提供给接受者广泛的治疗益处。特别地，诸如听力假体(例如，骨骼传导设备、机械刺激器、耳蜗植入物等等)、可植入起搏器、除颤器、功能性电刺激设备和其它可植入医疗设备之类的部分或完全可植入医疗设备在数年内成功用于执行救生和/或生活方式增强功能。可植入医疗设备的类型和由此执行的功能范围多年来不断增加。例如，现在，许多可植入医疗设备通常包括一个或多个仪器、装置、传感器、处理器、控制器、或者永久或暂时地植入接受者体内的其它功能性机械或电部件。这些功能性部件执行疾病或损伤或其症状的诊断、预防、监测、治疗或管理；或进行调查、置换或修改解剖结构或生理过程。许多这些功能性部件利用从属于可植入医疗设备的一部分或与可植入医疗设备结合操作的外部部件接收的功率和/或数据。
技术实现思路
在本文中所提出的一个方面中，提供了一种可植入医疗设备。该可植入医疗设备包括可植入谐振电路，其包括可植入线圈；和外部谐振电路，其包括被配置成使用分开的功率时隙和数据时隙向可植入线圈经皮传递功率和数据的外部线圈。外部或可植入谐振电路的至少一个谐振电路在数据时隙期间的衰减基本上大于在功率时隙期间的衰减。在本文中所提出的另一方面中，提供了一种外部发送器电路。该外部发送器电路包括外部谐振电路，该外部谐振电路包括外部线圈；和一个或多个驱动器桥，其被配置成使外部线圈使用分开的功率时隙和数据时隙向可植入接收器电路传递功率和数据。外部谐振电路在数据时隙期间的品质因数低于在功率时隙期间的品质因数。在本文中所提出的另一方面中，提供了一种装置。该装置包括可植入谐振电路，其包括可植入线圈；外部谐振电路，其包括与可植入线圈一起形成经皮功率和数据链路的外部线圈；和至少一个驱动器桥，其被配置成驱动外部线圈以便向可植入线圈分别传递功率和数据。可植入谐振电路或外部谐振电路中的至少一个谐振电路的操作特性在向可植入线圈传递数据期间得以动态调整。在本文中所提出的另一方面中，提供了一种用于从外部发送器电路向可植入接收器电路传递功率的方法。外部发送器电路包括外部谐振电路，其包括外部线圈；而可植入接收器电路包括可植入谐振电路，其包括可植入线圈。该方法包括：在功率时隙期间使用一个或多个驱动器桥驱动外部谐振电路，以使外部线圈向可植入接收器电路传递功率。该方法还包括：在数据时隙期间使用一个或多个驱动器桥驱动外部谐振电路，以使外部线圈向可植入接收器电路传递数据。功率时隙和数据时隙是不同的时隙，并且外部谐振电路被驱动使得外部谐振电路在功率时隙期间的品质因数小于在数据时隙期间的品质因数。附图说明结合附图在本文中对本专利技术的实施例进行描述，其中：图1图示了根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的可植入听力假体；图2A是根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的外部发送器电路的简化示意图；图2B是图示了供应给图2A的外部发送器电路的信号的时序图；图3是根据本文中所提出的实施例的每个被配置成实现功率和数据分别传递技术的外部发送器电路和可植入接收器电路的简化示意图；图4是图示了在功率和数据分别传递技术期间在图3的可植入接收器电路处观察到的信号的时序图；图5是根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的另一外部发送器电路的简化示意图；图6是根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的另一外部发送器电路的简化示意图；和图7是根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的可植入接收器电路的简化示意图。具体实施方式本文中所提出的实施例一般涉及用于从外部设备向部分或完全可植入医疗设备的可植入部件分别传递功率和数据的技术。功率和数据分别传递技术使用单个外部线圈和单个可植入线圈。外部线圈是外部谐振电路的一部分，而可植入线圈是可植入谐振电路的一部分。外部线圈被配置成使用分开的(不同的)功率时隙和数据时隙向可植入线圈经皮传递功率和数据。外部谐振电路或内部谐振电路中的至少一个谐振电路在数据时隙期间的衰减基本上大于在功率时隙期间的衰减。在某些实施例中，外部谐振电路和内部谐振电路是谐振振荡(tank)电路。本文中主要结合一种类型的可植入医疗设备(即，包括外部部件和内部部件(可植入部件)的部分可植入听力假体)对本专利技术的实施例进行描述。听力假体包括但不限于听觉大脑刺激器、耳蜗植入物(通常还被称为耳蜗植入物设备、耳蜗假体等；本文中简称“耳蜗植入物”)、骨传导设备和机械刺激器。应当理解，本专利技术的实施例可以在目前已知或以后开发的任何部分或完全可植入医疗设备中实现。图1是根据本文中所提出的实施例的被配置成实现功率和数据分别传递技术的示例性耳蜗植入物100的透视图。耳蜗植入物100包括外部部件142、和内部或可植入部件144。外部部件142直接或间接地附连到接受者的身体，并且一般包括用于检测声音的一个或多个声音输入元件124(例如，麦克风、拾音线圈等)、声音处理器134、电源(未示出)、外部线圈130、和通常相对于外部线圈130固定的磁铁(未示出)。声音处理器134处理由在所描绘的实施例中由接受者的耳廓110定位的声音输入元件124生成的电信号。声音处理器134向被配置成驱动(激活)外部线圈130的发送器电路提供处理后的信号。如本文中所使用的，“外部部件”是指属于可植入医疗设备的一部分、或者结合可植入医疗设备操作的一个或多个元件或设备。换言之，外部部件可以形成可植入医疗设备的一部分、或者可以是与可植入医疗设备一起操作的单独设备。返回到图1的示例，可植入部件144包括植入物本体105、引线区108、和细长刺激组件118。植入物本体105包括刺激器单元120、可植入(内部)线圈136、和内部接收器/收发器单元132(在本文中有时被称为收发器单元132)。收发器单元132被连接至内部线圈136和通常相对于内部线圈136固定的磁铁(未示出)。内部收发器单元132和刺激器单元120在本文中有时被统称为刺激器/收发器单元120。可植入线圈136一般是由多匝电绝缘单股或多股的铂线或金线组成的导线天线线圈。可植入线圈136的电绝缘由柔性硅树脂成型提供。在使用中，收发器单元132可以被定位在接受者的颞骨的隐窝中。外部部件142和可植入部件144中的磁体便于外部线圈130与可植入线圈136的操作对齐。线圈的操作对齐使得外部线圈130能够传送/接收功率和数据至可植入线圈136。如下文进一步所描述的，外部部件142被配置成通过射频(RF)链路使用分开的时隙从外部线圈130向可植入线圈136传送电信号(即，功率和数据)。细长刺激组件118被植入在耳蜗140中并且包括触点阵列146，该触点阵列146包括多个刺激触点148。激励组件118延伸通过内耳开窗122、并且具有经由延伸穿过乳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可植入医疗设备，包括：可植入谐振电路，其包括可植入线圈；和外部谐振电路，其包括外部线圈，所述外部线圈被配置成使用分开的功率时隙和数据时隙向所述可植入线圈经皮传递功率和数据，其中，所述外部谐振电路或可植入谐振电路中的至少一个谐振电路在所述数据时隙期间的衰减基本上大于在所述功率时隙期间的衰减。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 US 61/933,512;2014.11.17 US 14/542,8771.一种可植入医疗设备，包括：可植入谐振电路，其包括可植入线圈；和外部谐振电路，其包括外部线圈，所述外部线圈被配置成使用分开的功率时隙和数据时隙向所述可植入线圈经皮传递功率和数据，其中，所述外部谐振电路或可植入谐振电路中的至少一个谐振电路在所述数据时隙期间的衰减基本上大于在所述功率时隙期间的衰减。2.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中，所述外部谐振电路和所述可植入谐振电路是谐振振荡电路。3.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中，所述外部谐振电路的谐振频率在所述数据时隙期间得以调整，以便低于或高于所述外部电路在所述功率时隙期间的谐振频率。4.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中，用来在所述数据时隙期间驱动所述外部线圈的电流的峰值幅度低于用来在所述功率时隙期间驱动所述外部线圈的电流的峰值幅度。5.根据权利要求4所述的可植入医疗设备，其中，所述可植入线圈被连接至能量整流器，并且其中，用来在所述数据时隙期间驱动所述外部线圈的电流的所述峰值幅度使得所述能量整流器不允许电流在所述数据时隙期间通过那里。6.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中，所述外部谐振电路被连接至用来在所述功率和所述数据时隙两者期间驱动所述外部线圈的一个驱动器桥。7.根据权利要求6所述的可植入医疗设备，还包括：第一串联电路，其包括连接在所述驱动器桥的第一输出和所述外部谐振电路之间的第一电阻器和第一电感器；第二串联电路，其包括连接在所述驱动器桥的第二输出和所述外部谐振电路之间的第二电阻器和第二电感器；和开关，其并联连接至所述驱动器桥的所述第一输出和所述第二输出以及所述外部谐振电路之间的所述第一串联电路和所述第二串联电路，其中，在所述数据时隙期间，所述开关断开，使得来自所述驱动器桥的所述第一输出和所述第二输出的信号分别通过所述第一串联电路和所述第二串联电路，并且其中，在所述功率时隙期间，所述开关闭合，使得来自所述驱动器桥的所述第一输出和所述第二输出的信号旁路所述第一串联电路和所述第二串联电路。8.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中，所述谐振电路被连接至两个或更多个驱动器桥，其中，不同驱动器桥用来分别在所述功率时隙和所述数据时隙期间驱动所述线圈。9.根据权利要求8所述的可植入医疗设备，其中，第一驱动器桥是半H桥，并且至少一个另外的驱动器桥是全H桥。10.根据权利要求8所述的可植入医疗设备，其中，不在所述功率时隙或所述数据时隙中的其中一个期间使用的驱动器桥的输出处于高阻抗状态。11.根据权利要求8所述的可植入医疗设备，其中，在所述数据时隙期间，使能第一专用驱动器桥，并且在所述功率时隙期间，使能第二专用驱动器桥。12.根据权利要求8所述的可植入医疗设备，还包括：数据驱动器桥；第一串联电路，其包括连接在所述数据驱动器桥的第一输出和所述外部谐振电路之间的第一电阻器和第一电感器；第二串联电路，其包括连接在所述数据驱动器桥的第二输出和所述外部谐振电路之间的第二电阻器和第二电感器；和至少一个功率驱动器桥，其直接连接至所述外部谐振电路以便旁路所述第一串联电路和所述第二串联电路，其中，在所述数据时隙期间，使能所述数据驱动器桥并且至少一个功率驱动器桥的输出处于高阻抗状态，并且其中，在所述功率时隙期间，使能所述至少一个功率驱动器桥并且所述数据驱动器桥的所述第一输出和所述第二输出处于高阻抗状态。13.根据权利要求12所述的可植入医疗设备，其中，所述至少一个功率驱动器桥包括被配置成被同时使能的第一功率驱动器桥和第二功率驱动器桥。14.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，还包括：电容器，其被连接至所述可植入线圈并且形成所述可植入谐振电路的一部分；和电阻器，其能够经由可植入开关并联连接至所述电容器，其中，在所述数据时隙期间，所述可植入开关闭合，以便将所述电阻器连接至所述可植入谐振电路以抑制所述可植入谐振电路，并且其中，在所述功率时隙期间，所述可植入开关断开，以便将所述电阻器与所述可植入谐振电路断开。15.一种外部发送器电路，包括：外部谐振电路，其包括外部线圈；一个或多个驱动器桥，其被配置成使用分开的功率时隙和数据时隙使所述外部线圈向可植入接收器电路传递功率和数据，其中，所述外部谐振电路在所述数据时隙期间的品质因数低于在所述功率时隙期间的品质因数。16.根据权利要求15所述的外部发送器电路，其中，所述外部谐振电路是谐振振荡电路。17.根据权利要求15所述的外部发送器电路，其中，所述外部谐振电路的谐振频率在所述数据时隙期间得以调整，以便低于或高于所述外部电路在所述功率时隙期间的谐振频率。18.根据权利要求15所述的外部发送器电路，其中，用来在所述数据时隙期间驱动所述外部线圈的电流的峰值幅度低于用来在所述功率时隙期间驱动所述外部线圈的电流的峰值幅度。19.根据权利要求18所述的外部发送器电路，其中，所述可植入接收器电路包括能量整流器，并且其中，用来在所述数据时隙期间驱动所述外部线圈的电流的所述峰值幅度使得所述能量整流器不允许电流在所述数据时隙期间通过那里。20.根据权利要求15所述的外部发送器电路，其中，所述一个或多个驱动器桥包括单个驱动器桥，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·梅斯肯斯，
申请(专利权)人：耳蜗有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU