用于植入式医疗设备的多初级变压器充电电路制造技术

一种植入式医疗设备包括低功率电路和多电池单元电源。所述电源的电池单元以并联配置耦合到变压器。所述变压器包括多个次级绕组，并且所述绕组中的每一个耦合到电容器，所述电容器存储用于向患者传递治疗的能量。根据本公开的实施例，所述低功率电路被配置成控制通过变压器从所述电池单元的每一个到多个电容器的能量的同时传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于植入式医疗设备的多初级变压器充电电路
本公开涉及人体植入式医疗设备，并且更具体地涉及在用于提供电治疗输出的植入式医疗设备中实现的电路和技术。
技术介绍
人体解剖学包括可以自主地或不自主地执行某些功能的许多类型的组织。在疾病、损伤或天然缺陷之后，某些组织可能不再在一般解剖学规范中操作。例如，器官(如心脏)可能开始经历某些故障或缺陷。这些故障或缺陷中的一些可以用植入式医疗设备进行诊断、纠正或治疗。植入式医疗电引线与各种各样的这些植入式医疗设备一起使用。所述医疗引线可以被配置成允许电极定位在所需的心脏位置，使得所述设备可以监测和/或递送刺激治疗到所需位置。例如，除了递送电刺激之外，植入式引线上的电极还可以检测患者体内的电信号(如心电图)。目前，ICD使用从ICD外壳通过静脉系统延伸到心脏的心内膜或心外膜引线。通过引线定位在心脏中或邻近心脏的电极用于起搏和感测功能。心脏复律和除颤冲击通常施加在由所述引线之一所承载的线圈电极与所述ICD外壳之间，所述ICD外壳用作活性电极。皮下植入式心律转复除颤器(SubQICD)与更常用的ICD的不同之处在于，所述外壳和引线通常是在皮下植入的，使得感测和治疗是在皮下完成的。SubQICD不需要将引线放置在心脏中或与心脏接触。相反，SubQICD利用所述外壳上的一个或多个电极以及携带除颤线圈电极和感测电极的皮下引线。所述植入式医疗设备通常是电池供电的，并且通常利用电容器或其他电荷存储部件来保持电输出以使其对患者可用。由于除颤治疗或其他高电压治疗的性质，对于植入式医疗设备而言，通过从电源汲取而在瞬时需求时提供能量是不实际的。相反，设有附加电路以传递和存储来自所述电源的能量以累积所需的电压电平。然而，将(多个)SubQICD引线和(多个)电极放置在心脏外部对于产生递送适当治疗所需的足够能量水平提出了挑战。如本文所述，本公开解决了本领域中提供用于在SubQICD系统中产生适当的电刺激治疗的电路和技术的需要。
技术实现思路
根据本公开的各方面，提供了在植入式医疗设备中实现的用于从多电池单元电源产生电刺激治疗的电路和技术。这种电刺激治疗表现出具有比直接从电池可用的电压更高的电压的输出或具有比直接从电池可用的电流更高的电流的输出。根据本公开的各实施例，植入式医疗设备可以包括以下特征中的一个或多个：(a)变压器，所述变压器具有：磁芯；缠绕在所述芯上的多个初级绕组；以及缠绕在所述芯上并且磁耦合到所述多个初级绕组的多个次级绕组，(b)电源，所述电源至少具有第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元和所述第二电池单元以并联配置耦合到所述多个初级绕组，(c)多个电容器，所述多个电容器以串联配置耦合，其中，所述多个电容器中的每一个耦合到所述多个次级绕组中的单个绕组，(d)以及低功率电路，所述低功率电路耦合到所述电源以用于控制通过所述变压器从所述电源到所述多个电容器的电荷传递。在本公开的各实施例的进一步方面中，所述植入式医疗设备的低功率电路被配置成控制通过所述变压器从所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个到所述多个电容器的能量的同时传递。在本公开的各实施例的进一步方面中，所述植入式医疗设备还包括：第一开关元件，所述第一开关元件被配置成选择性地将所述第一电池单元耦合到所述多个初级绕组；以及第二开关元件，所述第二开关元件被配置成选择性地将第二电池单元耦合到所述多个初级绕组。在本公开的实施例的进一步方面中，所述植入式医疗设备还包括用于监测所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个的充电状态的监测电路。附图说明以下附图是对本公开的具体实施例的说明，并且因此，并不限制本公开的范围。这些附图不是按比例绘制的(除非这样规定)并且旨在与以下详细说明的解释结合使用。将会在以下结合附图来说明实施例，在附图中相同的参考数字/字母表示相同的元件，并且：图1是植入有植入式心脏系统的患者的前视图；图2是植入有植入式心脏系统的患者的侧视图；图3是植入有植入式心脏系统的患者的横向视图；图4描绘了包括在图1-3的心脏系统的植入式心脏除颤器中的操作电路的实施例的示意图；图5示出了根据本公开的实施例的示出图4的操作电路的一部分的示例性示意图；以及图6示出了根据本公开的实施例的示出图4的操作电路的一部分的示例性示意图。具体实现方式图1-3是植入有示例血管外心脏除颤系统10的患者12的概念图。在图1所示的示例中，出于说明的目的，血管外心脏除颤系统10是植入式皮下除颤系统。血管外心脏除颤系统10包括连接到至少一个植入式心脏除颤引线16的植入式医疗设备，如植入式心脏除颤器(ICD)14。图1的ICD14被皮下植入患者12的左侧。除颤引线16连接到ICD14，从ICD14向内侧延伸到患者12的胸骨28和剑突24。在剑突24附近的位置，除颤引线16弯曲或转动并且基本上平行于胸骨28向上在皮下延伸。在图1所示的示例中，植入除颤引线16，使得引线16横向偏移到胸骨28的主体的左侧(即朝向患者12的左侧)。ICD14可以经由双向遥测链路与外部设备4(如患者编程器或临床医生编程器)交互。这样的编程器经由本领域已知的遥测技术与ICD14通信。编程器4从而可以与ICD14建立遥测会话，以向ICD14提供程序、指令、参数、数据和其他信息，并且同样地从ICD14接收状态、数据、参数、程序和其他信息。从ICD14接收的状态信息可以包括关于所述电源(例如电池)的剩余寿命的数据，基于与所述电池处于完全充电状态(“电池容量”)相比的ICD14迄今为止已经由电池传递并消耗的电荷量。状态信息还可以包括用于指示何时必须安排手术来替换ICD14的“选择性替换指示符”(ERI)。状态还可以包括被激活以表示电池寿命结束的“寿命结束”(EOL)。除颤引线16沿着胸骨28放置，使得除颤电极32和第二电极(如ICD14的外壳或罐电极36或放置在第二引线上的电极)之间的治疗载体基本上跨越心脏26的心室。在一个示例中，治疗载体可以被视为从除颤电极32上的点延伸到ICD14的外壳或罐电极36上的点的线。在另一个示例中，除颤引线16可以沿着胸骨28放置，使得除颤电极32与ICD14的外壳或罐电极36(或其他电极)之间的治疗载体基本上跨越心脏26的心房。在这种情况下，血管外ICD系统10可以用于提供心房治疗，如治疗心房颤动的治疗。图1所示的实施例是血管外ICD系统10的示例性构造，并且不应被认为是对本文所描述的技术的限制。例如，虽然示出为在图1的示例中从胸骨28的中线横向偏移，但是可以植入除颤引线16而使得引线16偏移到胸骨28的右侧或胸骨28上方。另外，除颤引线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，在近端或远端处与胸骨28侧向成角度)偏离胸骨28。作为另一个示例，除颤引线16的远端可以定位在患者12的第二肋或第三肋附近。然而，除颤引线16的远端可以定位在更上方或更下方，取决于ICD14的位置、电极32、34和30的位置或其他因素。虽然示出ICD14被植入在患者12的腋中线附近，但是ICD14也可以植入在患者12上的其他皮下位置，如患者12的躯干上朝向腋后线的更向后、躯干上朝向腋前线更向前、胸部区域或在其他位置。在胸部植入ICD14的情况下，引线16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植入式医疗设备，包括：变压器，所述变压器具有：磁芯；多个初级绕组，所述多个初级绕组缠绕在所述芯上；以及多个次级绕组，所述多个次级绕组缠绕在所述芯上并且磁耦合到所述初级绕组；电源，所述电源具有至少第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元和所述第二电池单元以并联配置耦合到所述多个初级绕组；多个电容器，所述多个电容器以串联配置耦合，其中，所述多个电容器中的每一个耦合到所述多个次级绕组中的单个绕组；以及低功率电路，所述低功率电路耦合到所述电源以用于控制通过所述变压器从所述电源到所述多个电容器的电荷传递。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.08 US 62/047,119;2015.04.24 US 14/695,2641.一种植入式医疗设备，包括：变压器，所述变压器具有：磁芯；多个初级绕组，所述多个初级绕组缠绕在所述芯上；以及多个次级绕组，所述多个次级绕组缠绕在所述芯上并且磁耦合到所述初级绕组；电源，所述电源具有至少第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元和所述第二电池单元以并联配置耦合到所述多个初级绕组；多个电容器，所述多个电容器以串联配置耦合，其中，所述多个电容器中的每一个耦合到所述多个次级绕组中的单个绕组；以及低功率电路，所述低功率电路耦合到所述电源以用于控制通过所述变压器从所述电源到所述多个电容器的电荷传递。2.如权利要求1所述的植入式医疗设备，其中，所述低功率电路被配置成控制通过所述变压器从所述第一电池单元和所述第二电池单元中的每一个到所述多个电容器的能量的同时传递。3.如权利要求1-2中任一项所述的植入式医疗设备，其中所述低功率电路包括：充电监控电路，电阻式分压器，所述电阻式分压器与所述多个电容器并联耦合，其中所述电阻式分压器的输出端耦合到所述充电监控电路，第一开关元件，所述第一开关元件沿着限定在所述第一电池单元与所述变压器之间的第一电流路径耦合，以及第二开关元件，所述第二开关元件沿着限定在所述第二电池单元与所述变压器之间的第二电流路径耦合。4.如权利要求1-3中任一项所述的植入式医疗设备，其中，所述电阻式分压器被配置成测量横跨所述多个电容器的累积电压以及生成作为所述累积电压的一部分的分压电压，并且其中，所述充电监控电路响应于所述分压电压而发出用于对自所述第一电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·克拉奇菲尔德，M·R·布恩，L·V·卡贝尔卡，J·T·米多尔，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：美国,US