(57)【要約】  埋め込まれた医療装置を再充電するために、典型的には誘導充電器の形態の外部装置は、インプラントの上に置かれて経皮的エネルギ伝達を提供する。外部充電装置は、再充電可能バッテリによって給電することができる。バッテリは、充電コイルに近接しているので、充電コイルによって生成された大きい磁場は、バッテリの金属ケースから流れる渦電流を誘導し、多くの場合、望ましくないバッテリの加熱及び充電器の効率の低下をもたらす。この開示は、渦電流加熱を低下させるように磁場からバッテリを遮蔽するための手段を提供し、それによって効率を増大させる。一実施形態では、磁気シールドは、１つ又はそれよりも多くの薄いフェライトプレートから構成される。フェライトシールドの使用は、充電コイルの範囲の外側とは対照的にバッテリを充電コイルの上に直接置くことを可能にする。【選択図】      図６
2013523260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み型医療装置と共に使用するための外部装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内のコイルと、
前記ハウジング内の再充電可能バッテリと、
高透磁性材料を含む前記ハウジング内の磁気シールドと、
を含み、
前記磁気シールドは、前記バッテリと前記コイルの間に位置付けられ、
前記コイルは、埋め込み型医療装置に電力を供給するのに使用される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記磁気シールドは、フェライトプレートを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記再充電可能バッテリは、再充電可能プリズム形リチウムイオンバッテリを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記外部装置の前記ハウジング内にプリント基板（ＰＣＢ）を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記磁気シールドは、接着によって前記ＰＣＢに取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記磁気シールド及びコイルは、前記ＰＣＢの第１の側面上に位置付けられ、前記バッテリは、該ＰＣＢの第２の側面上に位置付けられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記磁気シールド及びバッテリは、前記ＰＣＢの第１の側面上に位置付けられ、前記コイルは、該ＰＣＢの第２の側面上に位置付けられることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記磁気シールドは、前記コイルの範囲全体を覆うことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コイル、バッテリ、及び磁気シールドは、同軸的に整列することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
埋め込み型医療装置と共に使用するための外部装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内のコイルと、
前記ハウジング内の再充電可能バッテリと、
高透磁性材料で作られた複数のプレートを含む前記ハウジング内の磁気シールドと、
を含み、
前記磁気シールドは、前記バッテリと前記コイルの間に位置付けられ、
前記コイルは、埋め込み型医療装置に電力を供給するために使用される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記複数のプレートの各々は、フェライトプレートであり、
前記複数のプレートは、実質的に前記コイルの範囲全体を覆うタイル張り配置に構成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記再充電可能バッテリは、再充電可能プリズム形リチウムイオンバッテリを含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記外部装置の前記ハウジング内にプリント基板（ＰＣＢ）を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記磁気シールドは、接着によって前記ＰＣＢに取り付けられることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記磁気シールド及びコイルは、前記ＰＣＢの第１の側面上に位置付けられ、前記バッテリは、該ＰＣＢの第２の側面上に位置付けられることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記磁気シールド及びバッテリは、前記ＰＣＢの第１の側面上に位置付けられ、前記コイルは、該ＰＣＢの第２の側面上に位置付けられることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記コイル、バッテリ、及び磁気シールドは、同軸的に整列することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１８】
埋め込み型医療装置と共に使用するための外部装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内のコイルと、
前記ハウジング内の再充電可能バッテリと、
高透磁性材料で作られた箱を含む前記ハウジング内の磁気シールドと、
を含み、
前記箱は、前記バッテリを覆い、
前記磁気シールド及びバッテリは、前記コイルの範囲内にあり、
前記コイルは、埋め込み型医療装置に電力を供給するために使用される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記箱は、２つのクラムシェルフェライトプレートを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記箱は、実質的にバッテリ全体を覆うタイル張り配置に構成された複数のフェライトプレートを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記外部装置の前記ハウジング内にプリント基板（ＰＣＢ）を更に含み、
前記ＰＣＢは、前記バッテリ及び磁気シールドを収容するための切り欠き区域を有する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
電子回路を更に含み、
前記コイルは、前記ＰＣＢの第１の側面の外縁の周囲に位置付けられ、前記電子回路は、該ＰＣＢの第２の側面上に位置付けられる、
ことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記箱は、間隙を含有することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記コイル、バッテリ、及び箱は、同軸的に整列することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている２０１０年３月２６日出願の米国特許仮出願番号第６１／３１８／１４３号の恩典を請求するものである。
【０００２】
本発明は、埋め込み型医療装置をより効率的に充電するための無線外部充電器の改良に関し、外部充電器は、磁気シールドを含む。本発明はまた、全てが単一の内蔵型ハウジングにおいて同軸的に整列したバッテリ、コイル、及び磁気シールドを収容する一体型及び小型の薄型充電器設計を提供する。
【背景技術】
【０００３】
埋め込み型刺激装置は、心不整脈を治療するペースメーカー、心細動を治療する除細動器、難聴を治療する蝸牛刺激器、視覚消失症を治療する網膜刺激器、協働四肢移動を生成する筋刺激器、慢性疼痛を治療する脊髄刺激器、運動及び精神障害を治療する大脳皮質及び脳深部刺激器、並びに尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼、その他を治療する他の神経刺激器のような様々な生物学的疾患の治療のために体神経及び組織に対して電気刺激を発生させて送出する。本発明は、全てのこのような用途に適用性を見出すことができるが、以下に示す説明は、一般的に、米国特許公開第２００７／００３８２５０号明細書に開示するような「脊髄刺激（ＳＣＳ）」システム内での本発明の使用に重点が置かれることになる。
【０００４】
脊髄刺激は、ある一定の集団の患者の疼痛を低減するために広く受け入れられている臨床的方法である。ＳＣＳシステムは、典型的には、「埋め込み型パルス発生器（ＩＰＧ）」、電極、少なくとも１つの電極リード、及び任意的に少なくとも１つの電極リード延長部を含む。図１に示すように、電極リード１０２の遠位端上に常駐する電極１０６は、典型的には、脊髄１０４の硬膜１０２に沿って埋め込まれ、ＩＰＧ１００は、電極１０６を通して脊柱１０４内の神経繊維に送出される電気パルスを発生させる。電極１０６は、望ましいパターン及び間隔で配置され、電極アレイ１１０を生成する。１つ又はそれよりも多くの電極リード１０２内の個々のワイヤ１１２は、アレイ１１０の各電極１０６と接続する。電極リード１１２は、脊柱１０４を出て、１つ又はそれよりも多くの電極リード延長部１１９ａ及び１１９ｂに取り付けることができる。電極リード延長部１１９ａ及び１１９ｂは、次に、典型的には、ＩＰＧ１００を埋め込む皮下ポケットまで患者の胴体の周囲でトンネルを通される。
【０００５】
明らかなように、ＩＰＧは、機能するのに電力を必要とする。このような電力は、再充電可能又は再充電不能バッテリの使用を通して、又は外部充電器からの電磁（ＥＭ）誘導を通して、又は米国特許第６，５５３，２６３号明細書により詳細に説明されているこれら及び他の手法の組合せから提供されるようないくつかの異なる方法で提供することができる。恐らくそれらの手法のうちの好ましいものは、リチウムイオンバッテリ又はリチウムイオンポリマーバッテリのようなＩＰＧの再充電可能バッテリを使用することである。このような再充電可能バッテリは、一般的に、十分な電力を供給し、再充電と再充電の間の十分な期間（例えば、１日又はそれよりも長く）にわたってＩＰＧを稼動することができる。再充電は、ＥＭ場が外部充電器によってＩＰＧに送られるＥＭ誘導の使用により行うことができる。従って、ＩＰＧにおけるバッテリが再充電を必要とする時に、ＩＰＧが埋め込まれている患者は、外部充電器を起動させて経皮的に（患者の肌１１４を通して）バッテリを充電することができる（例えば、患者が眠っている時の夜に又は他の都合の良い期間中に）。図１Ａでは、外部充電器は、全体的にコイル１０８によって表され、このコイルを使用して、患者の肌１１４を通して経皮的伝達が可能なＥＭ場１１０を生成することができる。
【０００６】
充電コイル（コイル１０８など）を保有するいくつかの基本的な種類の外部充電器設計は、従来技術で開示されている。例えば、米国特許公開第２００９／０１１８７９６号明細書、米国特許公開第２０１０／０２０４７５６号明細書、及び米国特許公開第２００８／０２７５００号明細書を参照されたい。それらの従来技術の外部充電器の作動は、基本的に図２に示すように機能する。図示のように、システムは、関連部分に外部充電器１５８及びＩＰＧ１００を含む。充電器１５８の１次コイル１０８は、患者の肌１１４を通して経皮的伝達が可能なＥＭ場１１０を生成する。ＥＭ場１１０は、別のコイル２００によるＩＰＧ１００で交わり、従って、ＡＣ電圧が、その２次コイル２００において誘導される。このＡＣ電圧は、次に、標準ブリッジ回路を含むことができる整流器２０２においてＤＣ電圧に整流される。（更に、ＥＭ場１１０に関連付けられたデータ遠隔測定が存在する場合があるが、この詳細は、本発明の開示とは無関係として無視される）。整流ＤＣ電圧は、次に、充電コントローラ及び保護回路２０４に送られ、これは、一般的にＤＣ電圧を調節し、かつＩＰＧ１００の内部再充電可能バッテリ２０６を再充電するのに必要であるような一定電圧又は一定電流Ｉｂａｔ出力のいずれかを生成するように作動する。外部充電器に関する更なる詳細は、’９５５出願に見出すことができる。
【０００７】
図３に示すように、コイル１０８の下端でページの中に流れ込み、コイル１０８の上端でページから流れ出る電流は、１次コイル１０８が存在する平面に垂直な方向に顕著な部分のある磁場１１０を誘導する。１次コイル１０８は、典型的に、銅Ｌｉｔｚワイヤの多くの巻回で形成され、そのうちの僅かに一握りの個々の巻回を明確にするために図３に示しているに過ぎない。従って、外部充電器１５８のケースの面が、埋め込まれた装置に近接して１次コイル１０８がＩＰＧ１００内の対応する２次コイル２００に平行であるような向きに配置される時に、１次コイル１０８によって発生する磁場は、対応するコイル２００内に電流を誘導し、ＩＰＧ１００内のバッテリ２１４を充電するか又はそうでなければＩＰＧ１００に電力を供給する。
【０００８】
図３に示すように、遮蔽されていない１次コイルによって発生する磁場は、それが有用な仕事をする２次コイルに一部が向けられ、一部が２次コイルから離れるように向けられて磁場エネルギが実質的に浪費される磁場を発生する。１次コイルからのより高い割合の磁場を埋め込まれた２次コイルに向けることができるならば、外部充電器を駆動するのに必要なエネルギを低減することができ、これは、外部充電器をより小さくすることができるであろう。１次コイルからのより高い割合の磁場を身体に向ける１つのこのような方法は、米国特許第６，３８９，３１８号明細書に示すように１次コイルの巻線の背後で遮蔽された磁場を使用することである。このような設計は、磁力線を内向きに反射させて戻すことによって外部充電器／埋め込み型装置システムのエネルギ伝達効率を高めることができる。磁場シールドは、以下に限定されるものではないが、フェライト粉末又はフェライトプレートのような高透磁性を有するあらゆる材料で構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許公開第２００７／００３８２５０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５５３，２６３号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２００９／０１１８７９６号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２０１０／０２０４７５６号明細書
【特許文献５】米国特許公開第２００８／０２７５００号明細書
【特許文献６】米国特許第６，３８９，３１８号明細書
【特許文献７】米国特許公開第２０１１／０００４２７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来的に、無線及び一体型（すなわち、単一の内蔵型パッケージに電源、充電コイル、及び関連の充電及び／又は遠隔測定回路を収容する）で小型及び薄型の外部充電器を生成する試みは、通常は再充電可能バッテリである外部充電器の電源のケーシングにおける過剰な加熱及び渦電流の発生によって複雑であった。従来技術の充電装置では、外部充電器のバッテリは、充電装置の内側に充電コイルの近くに置かれる。この近接性により、充電コイルによって生成される磁場は、バッテリケースに渦電流加熱を誘導する。これは、付加的な装置加熱並びに充電効率の低下の両方の望ましくない影響を有する。充電コイルによって伝達される電力の２０％もが、充電コイルとバッテリの間のこの結合により失われる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
それらの欠点を考慮すると、埋め込み可能装置の技術は、磁気シールドも含む一体型、小型、かつ薄型である無線外部充電器設計の改良から恩典を受けると考えられる。このような充電器は、充電効率の増大、より速い充電速度、患者の安全性及び快適性の増大、より低い電力要件、及びより小さい形状ファクタを提供するであろう。本発明の開示は、この問題に対する解決法を呈示し、ハウジングと、ハウジング内のコイルと、ハウジング内の再充電可能バッテリと、高透磁性材料で作られた１つ又は複数のプレートを含むハウジング内の磁気シールドとを含む外部充電器を開示し、磁気シールドは、バッテリとコイルの間に位置付けられ、コイル、バッテリ、及び磁気シールドは、同軸的に整列し、コイルを使用して、電力を埋め込み型医療装置に供給する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術に従って埋め込み型パルス発生器（ＩＰＧ）、外部充電コイル、及び電極アレイをＩＰＧに結合する方法を示す図である。
【図２】ＩＰＧの充電コントローラ及びバッテリ保護態様を含む埋め込み型パルス発生器を充電するための外部充電器を含む従来技術のシステムを示す図である。
【図３】埋め込み型医療装置のための従来技術の外部充電器によって発生するそれぞれの磁力線の側面図である。
【図４】埋め込み型パルス発生器を充電するための改良された外部充電器の一実施形態を示す図である。
【図５Ａ−Ｂ】磁気シールドが１つ又はそれよりも多くのタイル張りフェライトプレートを含む埋め込み型医療装置のための改良された外部充電器の１つの可能な実施形態の側面図である。
【図６】図５Ａ及び図５Ｂの外部充電器によって発生するそれぞれの磁力線の側面図である。
【図７Ａ】磁気シールドが１つ又はそれよりも多くのフェライトプレートで構成されたバッテリ封入箱を含む埋め込み型医療装置のための改良された外部充電器の１つの可能な実施形態の側面図である。
【図７Ｂ】磁気シールドが１つ又はそれよりも多くのフェライトプレートで構成されたバッテリ封入箱を含む埋め込み型医療装置のための改良された外部充電器の１つの可能な実施形態の底面図である。
【図８】図７Ａ及び図７Ｂの外部充電器によって発生するそれぞれの磁力線の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に示す説明は、脊柱刺激（ＳＣＳ）システムにおける本発明の用途に関する。しかし、本発明は、そのように限定されるものではないことを理解すべきである。そうではなく、本発明は、外部充電器と埋め込み型装置の間の充電の改良から恩典を受けることができるあらゆるタイプの埋め込み型医療装置に使用することができる。例えば、本発明は、ペースメーカー、埋め込み型ポンプ、除細動器、蝸牛刺激器、網膜刺激器を充電するように構成された外部充電器、協働四肢移動を生成するように構成された刺激器、大脳皮質又は脳深部刺激器、又は尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼、その他を治療するように構成されたいずれかの他の神経刺激器を使用するシステムの一部として使用することができる。更に、この技術は、非医療及び／又は非埋め込み型装置又はシステムにおいて、すなわち、１次及び２次装置の間の結合の改良が必要か又は望ましいあらゆる装置又はシステムにおいても同様に使用することができる。
【００１４】
埋め込まれた医療装置を再充電するために、典型的には誘導充電器の形態の外部装置は、インプラントの上に置かれ、経皮的エネルギ伝達を提供する。外部充電装置は、再充電可能バッテリによって給電することができる。バッテリは、充電コイルに近接しているので、充電コイルによって生成された大きい磁場は、バッテリの金属ケースから流れる渦電流を誘導し、多くの場合、望ましくないバッテリの加熱及び充電器の効率の低下をもたらす。この開示は、渦電流加熱を低下させるように磁場からバッテリを遮蔽するための手段を提供し、それによって効率を増大させる。一実施形態では、磁気シールドは、１つ又はそれよりも多くの薄いフェライトプレートから構成される。フェライトシールドの使用は、充電コイルの外側とは対照的にバッテリを充電コイルの上に直接置くことを可能にする。別の実施形態では、磁気シールドは、１つ又はそれよりも多くの薄いフェライトプレートから構成されるバッテリ封入箱から構成される。フェライト箱の使用は、バッテリを完全に充電コイルの範囲に置くことを可能にする。
【００１５】
図４は、一体型、小型、薄型、無線であり、全てが単一の内蔵型ハウジング内に同軸的に整列したバッテリ、コイル、及び磁気シールドを収容する埋め込み型装置を充電するための改良された外部充電器４００の一実施形態を示している。外部充電器４００は、外部充電器４００を充電するために使用することができるベースユニット４０４に着座しているのが示されている。この実施形態では、４つの矢印形ＬＥＤライト４０２は、外部充電器４００の表面上に配置され、１つの矢印形ＬＥＤライトは、外部充電器４００の各縁部の方向を指す。ＬＥＤライト４０２は、一部の実施では、米国特許公開第２０１１／０００４２７８号明細書において更に説明されているように、患者が外部充電器４００を埋め込み型装置１００とより良好に整列するのを補助するように使用することができる。
【００１６】
図５Ａ及び図５Ｂは、形状ファクタが図４に示す外部充電器４００に類似している埋め込み型医療装置のための改良された外部充電器５００の１つの可能な実施形態の外部構成要素の側面図及び底面図をそれぞれ示している。充電器５００は、全てが単一のスタックにおいて同軸的に整列したバッテリ５１４、コイル１０８、及び磁気シールド５０４を収容する一体型、小型、薄型、無線外部充電器設計である。この実施形態の磁気シールドは、１つ又はそれよりも多くのタイル張りフェライトプレート５０４を含む。図５Ａに示すように、外部充電器５００はまた、中心軸５１２に沿って上半分５１０ａと下半分５１０ｂに分けることができる、典型的には硬いプラスチックで形成されたケース又はハウジング５１０から構成される。クランプ５０２は、機械的に所定位置にプリント基板５０６を保持するのに使用することができる。クランプ５０２は、ケースの上半分の一部として形成されて示されているが、これは、他の手段を使用してケース５１０内の構成要素を安定化することができ、従って、厳密には必要でない。関連電子回路５０８は、あらゆる望ましい位置のＰＣＢ５０６上であるが、好ましくは、関連電子回路５０８においてあらゆる渦電流の発生を最小にするように磁気シールド５０４の背後に印刷することができる。バッテリ５１４は、コイル１０８からＰＣＢ５０６の反対側に置くことができる。円筒形バッテリではなくて薄いプリズム形バッテリは、薄型の充電器パッケージを考慮した充電器に使用することができる。例えば、ＰＡＮＡＳＯＮＩＣ（登録商標）からのリチウム鉄バッテリモデル第ＣＧＡ６３３４５０Ｂは、３４．０ｍｍ幅、５０．０ｍｍ長、及びちょうど６．３ｍｍ厚の寸法を有する３．７Ｖ／１２００ｍＡｈ電源を提供する。
【００１７】
図５Ａ−図５Ｂに示す充電器５００のバッテリ５１４は、充電コイル１０８に近接しているので、充電コイルによって生成された大きい磁場は、磁気シールドがない場合、典型的にはアルミニウム又は鋼で構成されたバッテリ５１４の金属ケースから流れるような渦電流を誘導する傾向がある。それらの渦電流は、コイル１０８によって生成された磁場に対抗し、かつバッテリ５１４の不要な加熱及び充電器５００の効率の低下をもたらすように作用する。従って、改良した外部充電器５００設計の一実施形態は、渦電流加熱を低下させるように磁場からバッテリを遮蔽するための手段を提供し、それによって充電器５００の効率を増大させる。図示の実施形態では、磁気シールドは、１つ又はそれよりも多くのフェライトプレート５０４を含むが、好ましくは、４つから６つのプレートを含む。フェライトプレートは、あらゆる形状を有することができるが、好ましくは、タイル張りのパターンの設置を考慮するように正方形又は矩形である。図５Ｂに示すように、磁場は、４つの正方形プレート５０４ａ〜５０４ｄから構成される場合がある。フェライトプレート５０４は、例えば、幅が２６．４２ｍｍあり１．２７ｍｍ厚である「ＬＡＩＲＤ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ（登録商標）」からのモデル第ＨＰ１０４０−１００とすることができる。各プレートはまた、必要な場合にＰＣＢ５０６のような表面に対して容易で簡単な適用を可能にする接着裏打ちを有する。プレート５０４の間の間隙５１６は、間隙を通る有意な漏れ磁束を防止するように、好ましくは、比較的小さく、理想的には１ｍｍ未満である。１つの大きいプレートでなくていくつかの小さいプレートを有する主要な利点は、フェライトが幾分脆弱であるので、より小さいプレートも方が構造的に１つの大きいプレートよりも強力であることである。同様に、複数の小さいプレートを製造する費用は、特に使用するフェライトが非常に薄い時に単一の大きいプレートを製造する費用よりも低価格である。代替的に、フェライトプレート５０４は、特に最大２００ｋＨｚの周波数で電力を印加するように設計されたＭｎＺｎ（マンガン亜鉛）フェライトである「ＦＡＩＲ−ＲＩＴＥ（登録商標）Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｒｐ．」によって生成されたような「７８  材料」を含むことができる。現在の用途では、インプラントの充電は、好ましくは、８０ｋＨｚから１２０ｋＨｚの範囲で行われ、従って、７８材料は、この周波数範囲においてその高透磁性（約２，０００）により優れた選択肢である。
【００１８】
充電コイル１０８は、次に、ＰＣＢ５０４の反対側に置かれた上述のようなバッテリ５１４によってフェライトプレート５０４に接着することができる。他の実施形態（図示せず）では、フェライトプレートは、コイル１０８の側面の反対側にバッテリが位置するＰＣＢ５０６の側面に置くことができる。フェライトシールド５０４の使用はまた、バッテリ５１４を充電コイル１０８の範囲外とは対照的に充電コイル１０８の上に直接置くことを可能にする。
【００１９】
タイル張りフェライトプレート５０４ａ〜５０４ｄを含む磁気シールドがなければ、外部充電器５００は、充電効率の有意な低下を受けると考えられる。バッテリ５１４は、金属ケーシングを有し、従って、渦電流は、コイル１０８の誘導磁場１１０によってバッテリケーシングに発生すると考えられ、このような渦電流は、対抗する磁場を生成すると考えられる。それらの渦電流は、加熱損失の形態で金属バッテリケースに伝達されるエネルギをもたらす。従って、外部充電器は、バッテリ５１４のケースに消散している電力のために効率を失っていると考えられる。これは、埋め込まれた医療装置１００を急速に充電させず、及び／又は外部充電器５００のバッテリ５１４をより速く使い果たさせる。渦電流によって誘導された磁場は、コイル１０８によって誘導された磁場１１０の約５％の程度とすることができるに過ぎないが、それらの悪影響は、依然として有意と考えられる。更に、渦電流から生じる熱は不要である。
【００２０】
しかし、フェライトプレート５０４を使用すると、それらの悪影響は減少する。図６に示すように、フェライトプレート５０４の透磁性の増大は、フェライトの内側の磁力線がコイル１０８に垂直ではなくてコイル１０８と平行な平面において流れるようにし、従って、磁場がバッテリ５１４に到達するのを迂回させる。更に、フェライトプレート５０４は、患者の身体から離れるように向けられているより少ない磁力線により充電システムの全体の効率を増大させ、ここで磁場エネルギが実質的に浪費される（図３と比較して）。磁気シールド５０４の設置により、１次コイル１０８からのより高い割合の磁場１１０は、皮膚境界１１４にわたって埋め込まれた２次コイル（図示せず）に向けられる。典型的には５００から５０００の範囲にあるフェライトシールドの相対的透磁性は、少なくとも部分的に、患者の埋め込まれた装置に戻る方向に磁束の「反射」により５０％だけコイル１０８の線質係数を増加させることができる。
【００２１】
図７Ａ及び図７Ｂは、図４に示す外部充電器４００に形状ファクタが類似している埋め込み型医療装置のための改良された外部充電器７００の代替的な実施形態の側面図及び底面図である。この実施形態では、磁気シールドは、良好な磁気シールド特性を有する材料、すなわち、上述のような高透磁性を有する材料で構成されたバッテリ封入フェライト箱７０２を含む。この代替的な実施形態では、フェライト箱７０２は、全ての側面からバッテリ５１４を覆う。しかし、箱は、上述の実施形態のようなプレートで作ることができ、従って、フェライト箱７０２は、それらの機能性を大幅に変えることはないと考えられる小さい間隙を含むことができる。
【００２２】
外部充電器７００は、図５Ａ〜図５Ｂの外部充電器５００に設計が類似している。しかし、外部充電器５００の設計と異なり、かつちょうど図示するように、外部充電器７００のバッテリ５１４は、フェライト箱７０２の内側に置かれる。フェライト箱７０２は、バッテリ、例えば、７０２ａ及び７０２ｂを封入する２つのクラムシェルプレート、又は全ての側面にバッテリを封入するタイル張りのパターンで配置された複数のプレートから構成することができる。この一実施形態の利点は、充電コイル１０８がフェライト箱７０２になくて（図５Ａ及び図５Ｂを比較されたい）それを取り囲むので、ハウジング７１０をより薄くすることができる点である。しかし、１つの潜在的な欠点は、フェライト箱７０２が充電器の全重量を増加させる可能性があることであるが、これは適切なトレードオフとすることができる。同様に、切り欠き区域７０６が、バッテリ５１４及びフェライト箱構造７０２を収容するようにＰＣＢ７０４の中心で作られる必要があるので、ＰＣＢ７０４の区域が幾分減少する。コイル１０８は、ＰＣＢ７０４の外縁の周囲の長円形の平面構成に包まれたコイルを含むことができ、関連電子回路５０８は、コイル１０８の反対側のＰＣＢ７０４の側面上に印刷される。ここでもまた、充電器における円筒形バッテリではなく薄いプリズム形バッテリの使用は、薄型の外部充電器ハウジングを可能にする。
【００２３】
図８は、図７Ａ及び図７Ｂの外部充電器７００によって発生するそれぞれの磁力線１１０の側面図である。図６と同様に、フェライト箱７０２は、より少ない磁力線が後方にかつ磁場エネルギが浪費される患者の身体から離れるように向けられ、より充電システムの全体の効率を増大させることを見ることができる。１次コイル１０８からのより高い割合の磁場１１０は、皮膚境界１１４にわたって埋め込まれた２次コイルに向けられるが、コイルの範囲内にフェライト箱７０２を収容するのに必要な特定的な配置により、図６に見られるものほどその効果は大きくない。しかし、フェライト箱７０２は、バッテリ５１４のケーシングの力線１１０によって作り出された渦電流からのバッテリ５１４の優れた遮蔽をもたらす。
【００２４】
本発明の特定的な実施形態を図示して説明したが、上記説明は、本発明をそれらの実施形態に限定するように考えられるものではないことを理解すべきである。様々な変形及び修正を本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができることは当業者には明らかであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲によって定めたような本発明の精神及び範囲に属することができる代替形態、修正、均等物を包含することを意図している。
【符号の説明】
【００２５】
１０８  コイル
１１０  ＥＭ場
１１４  皮膚
５００  充電器
５０８  電子回路
５１４  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ−Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【国際調査報告】
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