[发明专利]用于可植入医疗装置的电源断电流测量

说明书

技术领域

本发明涉及一种可植入医疗装置系统，并且特别涉及包含可植入刺激器的系统。

背景技术

可植入刺激装置是以下装置，其生成并且递送电刺激至身体神经和组织以用于多种生物紊乱的治疗，比如治疗心律失常的起搏器、治疗心脏纤维性颤动的去颤器、治疗耳聋的耳蜗刺激器、治疗失明的视网膜刺激器、产生协同的肢体运动的肌肉刺激器、治疗慢性疼痛的脊髓刺激器、治疗运动失常和心理失常的皮层和深脑刺激器以及治疗尿失禁、睡眠窒息、肩膀半脱位等的其他神经刺激器。接下来的描述大体上聚焦于本发明在诸如美国专利6,516,227公开的脊髓刺激(SCS)系统中的使用。然而，本发明可以应用在任意的可植入医疗装置系统中。

如图1A示出的，SCS系统通常包括可植入脉冲发生器(IPG)10，其包括例如由诸如钛的导电材料制成的生物相容设备壳体12。壳体12典型地保持IPG起作用所需的电路和电池14，如下面详细描述的。IPG 10耦接到设计成接触患者的组织的远端电极16。远端电极16经由一个或多个电极导线(两个这样的导线18和20被示出)耦接到IPG 10，使得该电极16形成电极阵列22。在柔性主体24上承载电极16，其还容纳耦接到每个电极的单独的信号线26。在所示实施例中，在每个引线18和20上有八个电极，虽然引线和电极的数量是应用特定的并因此可以变化。导线18和20包含近端电极触点29，其使用固定在诸如环氧树脂的非导电头材料30中的引线连接器28而耦接到IPG 10。

如图1B的截面示出的，IPG 10通常包括各种电子部件34被安装到的印刷电路板(PCB)32，其中一些在下面讨论。遥测(天线)线圈36被用于通过患者的组织将数据发送到外部装置(未示出)/从外部装置接收数据。这种无线通信可以使用诸如频移键控、蓝牙、低功耗蓝牙、无线网络、Zigbee等等不同的硬件和协议发生。

所描绘的示例中的IPG 10包含非可再充电一次电池14p(其中“p”表示“一次”)。不同于可再充电电池，通过穿过其的充电电流在一次电池14p中的电化学反应是不可逆的。相反，一次电池14p将最终在一个或两个其电极中耗尽材料，并且从而具有有限的寿命。一旦电池14p耗尽，对于从患者外植IPG 10将是必要的，使得电池14p可以被取代，并且IPG 10重新植入，或(更可能)使得具有新的电池14p的新的IPG 10可以被植入。一次电池14p可以使用不同的化学物质来形成，但锂CFx电池或锂/CFx-SVO(银钒氧化物)混合电池是流行的以在可植入医疗装置中使用，并且产生电池电压Vbat，在一个示例中在1.2伏特和3.2伏特之间。如下面图3B所进一步描述的，在一次电池14p随着IPG 10的寿命而使用时Vbat将随时间降低。

图2示出用于IPG 10的架构5，其在美国专利申请公布2013/0331910中描述。示出的特别强调是在IPG 10中的各种电源，其用较粗的线示出。在图2中只有少数其他非电源信号被示出，将在下面讨论它们并且这种信号用细线示出。本领域的技术人员将理解，IPG 10包含许多这样的“常规”的信号线，并能够包含其它电源，其为了方便未被示出。

一次电池14p提供了主电源电压Vbat，从其获得在IPG 10中的所有其他电源电压。一些电路，诸如下面进一步描述的DC-DC转换器62和罐电路68，从Vbat直接接收功率。在IPG 10中需要的其它电源电压能够比Vbat更高，所以使用升压转换器70产生，其从Vbat产生更高的电源电压Vup。在一个示例中Vup能够是3.2V。升压转换器70可以包括基于电容器的改变泵、基于电感器的升压转换器，或这些的组合。参见，例如，USP7,872,884。

如所示的，架构5包含模拟电路52、数字电路54以及存储器60，其中的每一个由它们自己的电源电压Vd、Va和Vf供电，其中的每一个经由调节器44、46和48从Vup生成。调节器44、46和48可以包括低压降线性调节器，其使用小功率并且创建比开关调节器少的噪声。即使在IPG 10中电源电压Vd、Va和Vf具有相同的大小(例如，2.8V)，经由调节器将它们隔离以防止一个电源上的噪声影响另一个也是有益的。例如，数字电路54可以在其切换时在Vd上创建噪声，如果未隔离该噪声则可能潜在地影响Va并且因此影响模拟电路52的性能。因为存储器60可以汲取Vf和调节器48必须供应的大量电流(例如，当正在编程或擦除时)，所以存储器60(例如，闪存EPROM)优选地具有其自己的调节器48。另外地，调节器48可以不时地禁用以省电。