JP2005528169A - コイルに対する可撓性相互接続器を有する移植可能なデバイス - Google Patents

Abstract

人間へ移植するためのインプラント。このインプラントは電気回路系を包含する密閉シールされたハウジングを含む。第１のコイルはハウジングへ可撓に接続されて、この第１のコイルがハウジングの外側にあって且つハウジングに対して再配置可能とされている。第１のコイルは、人間へ移植した後に遠隔デバイスの第２のコイルに近接して配置できるので、第１のコイルと第２のコイルとが誘導結合される。第１のコイルは遠隔デバイスから動力信号とデータ信号とのうちの少なくとも一方を受信するように適合させてもよい。

Description

本発明は、蝸牛移植のような移植可能デバイスであって、主電子部品パッケージとコイル装置との間の可撓性相互接続器を有するデバイスに関する。

発明の背景

長期間移植のために密閉されて被包された電子部品は、一般に一つ又は複数のコイルを使用しており、このコイルは外部のコイルへ誘導結合されて外部デバイスとの一方向又は双方向交信を与えるか、及び／又は内部電子部品への電源を与える（例えば内部バッテリが故障のとき）か或いは内部バッテリの再充電のための電源を与える。一つの例は蝸牛移植である。

従来の蝸牛移植は電子部品の密閉被包のためにセラミックケース又は金属ケースの何れかを用いている。セラミックパッケージを用いた際には、コイルはパッケージ内に容易に配置できる。内部充電可能又は非充電バッテリを採用する際には、安全上の理由から金属パッケージが良好な選択である。これは密閉金属ケースの外側に単数又は複数のコイルを配置することを要求する。このデバイスでは、コイルがケースへ機械的に剛な構造で接続されているので、全体的な移植をなすことはむしろ不体裁であり、特に小さな子供には配置することが困難である。

剛な接続により起こり得る問題は、コイルと電子部品ハウジングとの間の所定の角度が例えば眼鏡、ヘルメット、ヘッドフォン、櫛に起因する皮膚への外圧、及び／又は筋肉組織上からの圧力による相互接続領域における頻繁な運動を含むことである。幼年期における頭骨の曲率の変化は問題を更に悪化させて、ワイアの破断、インプラント上の皮膚の損傷、インプラントの下の液体蓄積をもたらす。

発明の概要
本発明の第１実施形態においては、人体への移植のためのインプラントが与えられる。このインプラントはハウジングを含む。第１のコイルはハウジングへ可撓に接続されて、第１のコイルがハウジングの外側にあって且つハウジングに対して再配置可能とされている。

本発明の関連する実施形態においては、第１のコイルは、人間へ移植した後に、遠隔デバイスの第２のコイルに近接して配置できるようにして、第１のコイルと第２のコイルとが誘導結合されるようにしてもよい。第１のコイルは遠隔デバイスから動力信号を受信するように適合させてもよい。インプラントはバッテリを含んでもよく、これは受け取った動力信号に基づいて再充電可能であろう。第１のコイルは遠隔デバイスからデータ信号を受信するように適合させてもよい。

本発明の更なる関連実施形態においては、第１のコイルはハウジング内に包含された電気回路系へ電気的に接続してもよい。１つ又は複数の電子部品、例えばトランスミッタ、レシーバ、信号プロセッサ、アクチュエータ、バッテリ及びセンサをハウジング内に包含させてもよい。第１のコイルは電子相互接続器（これは例えばケーブルとしてもよい）によりハウジングへ可撓に接続してもよい。ケーブルは１つ又は複数のワイアを含んでもよく、そのワイアはリッツワイア、多段ストランドワイア、単段ストランドワイア、コイル状ワイア、鋸歯状ワイアとしてもよい。このワイアはＰｔＩｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔａ、及び／又はＮｂから形成し得る。ハウジングは電導性としてもよく、或いはセラミック材料から形成してもよい。シリコン、テフロン（商標）、及びパリレンのような絶縁性材料でコイルの少なくとも一部を被覆してもよい。インプラントはハウジングへ着脱自在に接続してもよい。コイルはハウジングにおける密閉フィードスルーを介してハウジングへ接続してもよい。

本発明の更なる関連実施形態においては、インプラントは蝸牛インプラントである。ハウジングは、ハウジングの外部に位置する要素へ接続してもよく、その要素は電極、センサ、及びアクチュエータのうちの１つである。少なくとも１つのファスナーをコイル及び／又はハウジングを頭骨へ取り付けるのに用いてもよい。このファスナーは骨ねじ、フック、縫合糸、又はクランプとしてもよい。

本発明の他の実施形態においては、移植可能なシステムを与える方法は、電気回路系を移植可能な密閉シールされたハウジング内に設けることを含む。アンテナコイルはハウジングへ可撓に取り付けられて、コイルがハウジングの外部に位置してハウジングに対して再配置可能にされており、アンテナコイルは遠隔源から動力信号とデータ信号との少なくとも一方を受信するように適合されている。

本発明の関連実施形態においては、コイルをハウジングへ電気的に接続して動力信号とデータ信号との少なくとも一方をハウジング内に包含された電気回路系の間で共有させるようにする。コイルのハウジングへの可撓な取り付けは、アンテナコイルをハウジングへ電気的に接続するケーブルを与えることを含む。再充電可能なバッテリをハウジング内へ包含させてもよく、この再充電可能バッテリは動力信号に基づいて再充電される能力がある。例えば電極、センサ、アクチュエータなどの要素をハウジングへ外部取り付けしてもよい。

本発明の更なる関連実施形態においては、刺激パルスを身体組織へ搬送する手段をハウジングへ取り付けてもよい。刺激パルスを搬送する手段は少なくとも１つの電極を含む。

本発明の更なる関連実施形態においては、ハウジング及びコイルを人間へ移植し得る。頭骨などの骨に溝を刻設してもよく、その溝内には可撓性相互接続器が配置される。更に、コイルとハウジングとを配置するために、第１領域と第２領域とを骨に刻設してもよい。コイル及び／又はハウジングは、頭骨に締結してもよく、そのためには骨ねじ、縫合糸、フック又はクランプを用いるが、これらに限定されるものではない。

本発明の上述の特徴は添付図面を参照する以下の詳細な説明を斟酌することにより一層容易に理解されるであろう。

詳細な説明
本発明の図示の実施形態において、移植可能なデバイスのためのシステム及び方法は、インプラントのハウジングとコイルとの間の可撓性相互接続器を含む。インプラントは、蝸牛インプラント、脳幹インプラント、又は中耳インプラントとしてもよいが、これらに限定されるものではない。可撓性相互接続器は、コイルをハウジングに関して様々な位置において、例えば人間の頭骨に適合する適宜な角度で配置させることを可能とする。同一のインプラントを人間の右又は左（例えば右耳及び左耳）における移植のために用いてもよく、このようなことは従来のインプラントでは通常は可能ではない。小さな部品へ可撓に接続されたインプラントのブレークダウンは、移植可能なデバイスが、大型デバイスの移植はしばしば実際的ではない小さな子供に配置された場合に特に有益である。可撓性相互接続器の使用は、成長に伴う骨の曲率、角度、及び位置の変化（例えば頭骨の成長）を許容する。図示の実施形態の詳細を以下に説明する。

本発明の１つの実施形態によれば、図１はハウジング１０１を有する移植可能なデバイス１００を示す。ハウジング１０１はセラミック又は導電材料（例えば金属）から形成してもよいが、これらに限定されるものではない。代表的にはハウジング１０１は密閉して腐食及び／又はハウジングのボディ内外への材料の漏洩を防ぐようにする。インプラントの機能に応じて、様々な電子回路系１１７がハウジング１０１内に共通に配置される。電子回路系１１７の例は、バッテリ１１５、センサ、アクチュエータ、及び／又は信号プロセッサ１１６を含むが、これらに限定されるものではない。

アンテナコイル１０４はハウジング１０１へ可撓性相互接続器１０６を介して取り付けられている。可撓性相互接続器１０６はアンテナコイル１０４をハウジング１０１に関して再配置可能とする。アンテナコイル１０３は、例えばシリコン、ポリテトラフルオエチレン（デラウェア州、ウィルミントンのＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｄｕｐｏｎｔ）から商標名ＴＥＦＬＯＮとして市販されている）又はパリレンなどの材料を用いて被包／絶縁してもよい。

可撓性相互接続器１０６はケーブルのような電気的相互接続器としてもよいが、これに限定されるものではない。ケーブルは１つ又は複数のワイアを含む。そのワイアは例えばリッツワイア、多段ストランドワイア、単段ストランドワイア、コイル状ワイア、及び／又は鋸歯状ワイアとしてもよい。ワイア材料はプラチナリジウム（ＰｔＩｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、洞（Ｃｕ）、タンタルウム（Ｔａ）、及び／又はニオビウム（Ｎｂ）としてもよいが、これらに限定されるものではない。

可撓性相互接続器１０６は、第１の端部１０７にてコイル１０４へ、第２の端部１０８にてハウジング１０１へそれぞれ取り付け得る。可撓性相互接続器１０６の第２の端部１０８は、例えばハウジング１０１の密閉シール接続を通過して、ハウジング１０１内の１つ又は複数の電子部品へ電子的に接続される。可撓性相互接続器１０６の第１の端部１０７及び／又は第２の端部１０８は、コイル１０４及びハウジング１０１に対してそれぞれピン、ソケット型接続器又は当該技術で公知の他の手段（但し、これらに限定されるものではない）を介して取り外し自在に接続してもよい。他の実施形態においては、端部１０７及び／又は１０８は、コイル１０４及びハウジング１０１上の又はハウジング１０１内の電子部品／接続器へそれぞれ半田付け又は溶接してもよい。様々な実施形態において、コイル１０４及び可撓性相互接続器１０６は連続ワイアを含む。

コイル１０４は人間へ移植された際に遠隔デバイス１２０の第２のコイル１２２へ隣接させて配置して、動力信号及び／又はデータ信号が２つのコイル１０４と１２２との間で誘導結合を介して転送できるようにしてもよい。遠隔デバイス１２０を身体の外側へ位置させて、コイル１０４及び１２２が信号を経皮的に伝送させるトランスフォーマーを形成するようにしてもよい。コイル１０４へ伝送された信号は、可撓性相互接続器１０６を介してハウジング１０１内の電子回路系１１７へ進む。遠隔デバイス１２０とインプラント１００との間の交信は単方向又は双方向とし得る。

コイル１０４へ伝送されて更にハウジング内の電子部品１１７へ進んだ動力信号は、例えばバッテリ１１５を再充電するか、或いはそうするのでなければ、インプラント１００へ動力を与えるのに用いてもよい。コイルへ伝送されたデータ信号は、蝸牛インプラントのスピーチプロセッサにおけるマイクロフォンにより検出された音響信号を表してもよいが、これに限定されるものではない。

図２に示すように、インプラント１００は、コイル１０４以外の要素２３０を含んでもよく、これはハウジング１１０へ取り付けられている。この要素２３０は、刺激電極、センサ、及び／又は起動器としてもよいが、これらに限定されるものではなく、またこれらはおそらくは取り外し自在接続器を介して、ハウジング１０１へ接続される。１つ又は複数の要素２３０もハウジング１０１へ可撓に取り付けて、ハウジング１０１に関して再配置可能としてもよい。

図３は本発明の実施形態により骨、例えば頭骨３０２へ固定された移植可能デバイス１０１の模式図である。可撓性相互接続器１０６は頭骨３０２内の溝内に配置されて、ここでは機械的応力から保護されている。代表的にはインプラントハウジング１０１は頭骨３０２（蝸牛インプラントの場合は側頭骨）に刻設された窪み内に配置されて固定される。コイル１０４も頭骨３０２に刻設された窪み内に配置して固定してもよい。というのは、通常はコイル１０４は筋肉組織３０４又は頭骨３０２を覆う骨膜の下で単に摺動させるには不充分なためである。固着はハウジング１０１又はコイル１０４を刻設された窪み内に配置することによりなされ、この窪み内では骨に対面する側面に装着された縫合糸，骨ねじ、小さなフック、及び／又はクランプ（但し、これらに限定されるものではない）により所定位置へ保持することができる。ハウジング１０１及び／又はコイル１０４は一般に施術後数ヶ月間は頭骨３０２へ堅固に係合されている。

本発明の様々な例示的実施形態を開示したが、当業者には本発明の幾つかの利点を達成する幾多の変形及び変更例が本発明の要旨から逸脱することなくなせることが明白である。それらと他の明白な変更例は添付の特許請求の範囲内に包含されることが意図されている。

図１は本発明の１つの実施形態による移植可能なデバイスの模式図である。 図２は本発明の１つの実施形態による刺激電極を含む移植可能なデバイスの模式図である。 図３は本発明の１つの実施形態による頭骨へ取り付けられた移植可能なデバイスの模式図である。

Claims (35)

1. 人間へ移植するインプラントであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングへ可撓に接続されて前記ハウジングの外部に位置して前記ハウジングに関して再配置可能な第１のコイルとを備えるインプラント。
2. 請求項１記載のインプラントシステムにおいて、第１のコイルは人間へ移植された後に遠隔デバイスの第２のコイルへ隣接して配置可能であることにより、第１のコイルと第２のコイルとが誘導結合されるインプラント。
3. 請求項２記載のインプラントにおいて、第１のコイルは前記遠隔デバイスから動力信号を受信するように適合されているインプラント。
4. 請求項３記載のインプラントにおいて、前記インプラントはバッテリを更に含み、このバッテリは前記動力信号に基づいて再充電可能であるインプラント。
5. 請求項２記載のインプラントにおいて、第１のコイルは前記遠隔デバイスからデータ信号を受信するように適合されているインプラント。
6. 請求項１記載のインプラントにおいて、第１のコイルは前記ハウジング内に包含された電気回路系へ電気的に接続されているインプラント。
7. 請求項１記載のインプラントにおいて、１つ又は複数の電子部品が前記ハウジング内に包含されており、その１つ又は複数の電子部品は、トランスミッタ、レシーバ、信号プロセッサ、アクチュエータ、バッテリ及びセンサのうちの少なくとも１つを含むインプラント。
8. 請求項１記載のインプラントにおいて、第１のコイルは電子相互接続器により前記ハウジングへ可撓に接続されているインプラント。
9. 請求項８記載のインプラントにおいて、前記電子相互接続器がケーブルであるインプラント。
10. 請求項９記載のインプラントにおいて、前記ケーブルは１つ又は複数のワイアであるインプラント。
11. 請求項１０記載のインプラントにおいて、前記１つ又は複数のワイアがリッツワイア、多段ストランドワイア、単段ストランドワイア、コイル状ワイア、及び鋸歯状ワイアのうちの少なくとも１つを含むインプラント。
12. 請求項１０記載のインプラントにおいて、前記１つ又は複数のワイアがプラチナリジウム、プラチナ、金、銀、銅、タンタルウム、及びニオビウムからなる材料のグループのうちの少なくとも１つの材料で形成されるインプラント。
13. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記ハウジングが電導性であるインプラント。
14. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記ハウジングがセラミック材料であるインプラント。
15. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記コイルの少なくとも一部を被覆する絶縁材料を更に含むインプラント。
16. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記絶縁材料がシリコン、ポリテトラフルオロエチレン、及びパリレンのうちの１つであるインプラント。
17. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記コイルが前記ハウジングに対して取り外し自在に接続されているインプラント。
18. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記コイルが前記ハウジングへ密閉フィードスルーを介して接続されているインプラント。
19. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記インプラントが蝸牛インプラントであるインプラント。
20. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記ハウジングは、このハウジングの外部に位置する要素へ接続されており、その要素は電極、センサ、及びアクチュエータのうちの１つであるインプラント。
21. 請求項１記載のインプラントにおいて、前記コイルと前記ハウジングとの何れか一方又は両方を頭骨へ取り付ける少なくとも１つのファスナーを更に備えるインプラント。
22. 請求項２１記載のインプラントにおいて、前記ファスナーは骨ねじ、フック、縫合糸、又はクランプのうちの少なくとも１つであるインプラント。
23. 移植可能なシステムを与える方法であり、
    電気回路系を移植可能な密閉シールされたハウジング内に設ける段階と、
    アンテナコイルを前記ハウジングへ可撓に取り付けて、このコイルが前記ハウジングの外部に位置して前記ハウジングに対して再配置可能にする段階とを含み、前記アンテナコイルは遠隔源から動力信号とデータ信号との少なくとも一方を受信するように適合されている方法。
24. 請求項２３記載の方法において、前記コイルを前記ハウジングへ可撓に取り付ける段階が、前記アンテナコイルを前記ハウジングへ電気的に接続して動力信号とデータ信号との少なくとも一方を前記ハウジング内に包含された前記電気回路系の間で共有させることを含む方法。
25. 請求項２３記載の方法において、前記コイルを前記ハウジングへ可撓に取り付ける段階が、前記アンテナコイルを前記ハウジングへ電気的に接続するケーブルを与えることを含む方法。
26. 請求項２４記載の方法において、
    再充電可能なバッテリを前記ハウジング内へ包含させる段階を更に含み、その再充電可能なバッテリは前記動力信号に基づいて再充電される方法。
27. 請求項２３記載の方法において、要素を前記ハウジングへ取り付ける段階を更に含み、その要素は、前記ハウジングの外部に位置しており、且つ電極、センサ、及びアクチュエータのうちの１つである方法。
28. 請求項２３記載の方法において、刺激パルスを身体組織へ搬送する搬送手段を取り付ける段階を更に含む方法。
29. 請求項２６記載の方法において、前記搬送手段が少なくとも１つの電極を含む方法。
30. 請求項２３記載の方法において、前記ハウジング及び前記コイルを人間へ移植する段階を更に含む方法。
31. 請求項３０記載の方法において、前記コイルを前記ハウジングへ可撓に取り付ける段階が、前記アンテナコイルを前記ハウジングへ電気的に接続するケーブルを設けることを含むと共に、前記移植が、
    骨に溝を刻設する段階と、
    前記溝内に前記ケーブルを配置する段階とを含む方法。
32. 請求項３１記載の方法において、前記移植が、
    前記骨に第１の領域を刻設する段階と、
    第１の領域内に前記ハウジングを配置する段階とを含む方法。
33. 請求項３２記載の方法において、前記移植が、
    前記骨に第２の領域を刻設する段階と、
    第２の領域内に前記コイルを配置する段階とを含む方法。
34. 請求項３３記載の方法において、前記移植が、
    前記コイルを第１の領域に締結する段階と、
    前記ハウジングを第２の領域へ締結する段階とを含む方法。
35. 請求項２３記載の方法において、前記アンテナコイルを前記ハウジングへ可撓に取り付ける段階が、前記アンテナを前記ハウジングへケーブルを介して接続することを含む方法。

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