具有无DC的输入和输出的植入的系统技术方案

本发明专利技术提供了一种植入式电子系统。植入式电源包括：多个能量输入端口，用于接收外部产生的电源信号；以及多个能量输出端口，用于产生检测到的能量信号。植入式人工处理模块包括：多个通过布线连接到能量输出端口的人工处理输入端口，用于接收检测到的能量信号；以及多个人工处理输出端口，用于产生人工刺激信号输出，来电刺激目标神经组织。多个端口中的每个都适合于在不产生ｄｃ电势的情况下操作。

【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[0000]本申请要求于2006年5月18日提交的美国专利申请11/436,403的优先权，其内容通过引用并入这里。
[0001]本专利技术涉及植入式电子系统，并且具体地涉及这些装置的供电系统。
技术介绍
[0002]非常常见的有源的植入式系统可能看起来如图1中所描绘的一样。该常见的有源的植入式系统由两个植入的子系统组成：供应系统101和单芯片处理系统102。供应系统101可以包括输入触头103和104，以及输出触头107和108。输入触头典型地经由感应线圈105(具有相关的电感L2)彼此连接。植入的线圈105可以感应地耦合到另外的外部线圈106(具有其自身的电感L1)，外部线圈106位于体外。两个线圈形成弱耦合变压器，其中外部线圈106作为初级线圈，植入的线圈105作为次级线圈。这允许经由无破损的皮肤表面传输电能(经皮能量传输)。供应系统101在供电输出触头107和108处将射频(rf)信号u2(t)转换为适当的内部信号uP(t)。供电输出触头107和108通过隔离的布线111和112连接到处理系统输入触头109和110。信号uP(t)可以为处理系统102提供有能量和信息。忽略布线111和112的电阻抗，信号uP(t)还出现在处理系统输入触头109和110之间。[0003]处理系统102典型地进行特定的测量和/或有源刺激任务，例如生物电信号的测量、化学物质的感应和/或将电信号施加到周围组织。利用一组电极113感测和/或施加信号。处理系统102的一个特殊的-->属性在于，由于限制性很强的空间要求，导致整个功能可能被集成在单个电子芯片上。与利用气密密封的封装来保护电路避免接触体液的供应系统101相反，处理系统102典型地只通过各种薄的钝化层(例如氧化物)来保护。另外，可能没有用于额外的电子部件诸如外部二极管或者分布电容器的空间。[0004]如图1中所示的系统的一个特定示例可以是如在Margalit E，Maia M，Weiland JD，Greenberg RJ，Fujii GY，Torres G，Piyathaisere DV，O’Hearn TM，Liu W，Lazzi G，Dagnelie G，Scribner DA，de Juan E和Humayun MS，Retinal Prosthesis For The Blind，Survey of Ophthalmology，第47卷，No.4，2002年7月-8月(通过引用并入这里)中描述的人工视网膜。在该系统中，处理系统芯片位于内层视网膜的表面上(视网膜前进路(epiretinal approach))或者在视网膜下腔中(视网膜下进路(subretinal approach))。典型地，处理芯片的尺寸是几个平方毫米，并且厚度是微米的几十分之一。为了保护，处理芯片由若干光透材料层覆盖。该处理芯片可以包括子单元阵列，其中每个子单元包括光电二极管、模拟放大器和刺激电极。这些子单元可以被设计为把来自图像的光能(光子)转换为电脉冲以刺激视网膜的剩余的功能性细胞。[0005]不幸的是，没有实现早期的对于这样的植入的数据处理芯片能够仅由入射光供电而不使用外部电源的希望。因此视网膜处理芯片必须连接到提供能量和控制信号的供应系统。例如，供应系统可以植入在耳后的区域中，类似于例如在Waltzman SB和Cohen NL，Cochlear Implants，ISBN 0-86577-882-5，Thieme New York，2000(通过引用并入这里)中描述的人工耳蜗。这样的供应系统可以包括能够使用经皮感应链路再充电(如果需要)的如例如在Zierhofer CM和Hochmair ES，High-Efficiency Coupling-Insensitive Power And DataTransmission Via An Inductive Link，IEEE-Trans.Biomed.Eng.BME-37，pp.716-723，1990年7月(通过引用并入这里)中所描述的可再充电电池。因此，获得了如图1中所示的系统配置。-->
技术实现思路
[0006]本专利技术的代表性实施例包括一种植入式电子系统。植入式电源包括：多个能量输入端口，用于接收外部产生的电源信号；以及多个能量输出端口，用于产生(develop)检测到的能量信号。植入式人工处理模块包括：多个通过布线连接到能量输出端口的人工(prosthetic)处理输入端口，用于接收检测到的能量信号；以及多个人工处理输出端口，用于产生人工刺激信号输出来电刺激目标神经组织。多个端口中的每个适于在不产生dc电势的情况下操作。[0007]在另外的实施例中，电源和/或人工处理模块可以处于非气密的耐湿封装中。多个端口中的至少一个可以包括可断开的连接器以允许布线容易地附接到多个端口以及从多个端口拆开。[0008]在各种实施例中，外部产生的电源信号是例如通过植入的接收线圈进行处理(develop)的射频信号。外部产生的电源信号可以包含能量和信息。[0009]一些实施例可以进一步包括至少一对输出端口，用于产生接收到的能量信号，而无需在输出端口之间产生dc电势。处理模块可以接收所接收到的能量信号。处理模块可以位于气密密封的封装之中。处理模块可以被耦合到组织相互作用元件，例如刺激电极元件或者组织感应器元件。[0010]实施例还包括植入式人工系统，包括根据任何前述的植入式电子系统。特定的系统可以是人工耳蜗系统或者人工视网膜系统。[0011]另一实施例包括具有单个植入式非气密耐湿封装的植入式电子系统，包括电源和人工处理模块。电源包括能量输入端口，用于接收外部产生的电源信号。人工处理模块具有人工处理输出端口，用-->于产生电刺激目标神经组织的人工刺激信号输出。端口中的每个都适于在不产生dc电势的情况下操作。[0012]在另外的这些实施例中，封装可以是单芯片封装。端口中的至少一个可以包括可断开的连接器，以允许布线容易地附接到端口或者从端口拆开。外部产生的电源信号可以是射频信号。外部产生的电源信号可以由植入的接收线圈接收处理(develop)并且/或者可以包含能量和信息。[0013]实施例还包括植入式人工系统，包括根据以上实施例中的任何实施例的植入式电子系统。例如，该系统可以是人工耳蜗系统或者人工视网膜系统。附图说明[0014]图1示出一般的植入的电子系统的功能性元件。[0015]图2示出根据本专利技术的一个实施例的供应系统的功能性元件。[0016]图3示出与图2中的系统相关的各种信号。[0017]图4示出单芯片处理器的一个特定实施例的一般构造。[0018]图5示出由作为二极管开关的MOS晶体管组成的全波整流器的示例。[0019]图6示出由有源MOS-晶体管组成的全波整流器的示例。[0020]图7示出用于在单芯片处理器中产生刺激的系统的一个示例。具体实施方式[0021]本专利技术的实施例涉及植入式电子系统，该系统在其端口之间不产生dc电势。例如，该植入式电子系统可以是如图1中所示的带有无dc的输入和输出触头的供应系统和单芯片处理器。供应系统和/或单芯片处理器可以包括在非气密的耐湿封装中，其在被植入时是透气的，-->但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植入式电子系统，包括：　植入式电源，包括：　ｉ．多个能量输入端口，用于接收外部产生的电源信号，以及　ｉｉ．多个能量输出端口，用于产生检测到的能量信号；　以及　植入式人工处理模块，包括：　ｉ．多个人工处 理输入端口，其被连接到所述能量输出端口，用于接收所述检测到的能量信号，以及　ｉｉ．多个人工处理输出端口，其用于产生人工刺激信号输出，以供电刺激目标神经组织；　其中所述多个端口中的每个适于在不产生ｄｃ电势的情况下操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-18 11/436,4031.一种植入式电子系统，包括：植入式电源，包括：i.多个能量输入端口，用于接收外部产生的电源信号，以及ii.多个能量输出端口，用于产生检测到的能量信号；以及植入式人工处理模块，包括：i.多个人工处理输入端口，其被连接到所述能量输出端口，用于接收所述检测到的能量信号，以及ii.多个人工处理输出端口，其用于产生人工刺激信号输出，以供电刺激目标神经组织；其中所述多个端口中的每个适于在不产生dc电势的情况下操作。2.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述电源处于非气密的耐湿封装中。3.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述人工处理模块处于非气密的耐湿封装中。4.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述人工处理输入端口通过布线连接到所述能量输出端口。5.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述多个端口中的至少一个包括可断开的连接器，以允许布线容易地附接到所述多个端口以及从所述多个端口拆开。6.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述外部产生的电源信号是射频信号。7.根据权利要求1所述的植入式电子系统，其中，所述外部产生的电源信号利用植入的接收线圈进行接收处理(develop)。8.根据权利要求1所述的植入式电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：英格博格霍赫麦尔，克莱门斯M齐尔霍费尔，
申请(专利权)人：MEDEL电气医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]