(57)【要約】      （修正有）【課題】ソフトでフレキシブルな経皮無線電力伝送システム用伝送コイルを提供する。【解決手段】フレキシブルプリント基板を用いて作製した渦巻状のコイル５を積層してシリコン樹脂製のバック６に内蔵した経皮無線電力伝送システム用伝送コイルを提供する。基本構成は、フレキシブルプリント基板で作製した渦巻状のフレキシブルなコイルを、伝送電力に応じて必要な枚数を積層し、それをシリコン樹脂製のバックに入れたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント基板を用いて作製した渦巻状のコイルを積層してシリコン樹脂製のバックに内蔵した経皮無線電力伝送システム用伝送コイル。
【請求項２】
シリコン樹脂製バックの内部にシリコンオイルを封入した請求項１に記載の経皮無線電力伝送システム用伝送コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新しい構造の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
経皮無線電力伝送システムは、人工心臓などの体内植え込み式高機能医療機器へ電力を供給するために、体外に設置したコイル（体外コイル）と体内（皮下）に植え込んだコイル（体内コイル）を用いて、高周波の電磁誘導によりワイヤレスで電力を電送するシステムである。従来の伝送コイルは、リッツ線などの多芯の電線をとぐろ状に巻いたものをシリコン樹脂もしくはエポキシ樹脂で包埋して作製しているが、コイル自体が固く柔軟性を欠いていた。特に、体内コイルを胸部皮下に植え込む場合には、胸壁の曲率の大きい部位では座りが悪いため、前胸壁上部などの胸壁の比較的平らな部分にしか植え込むことができないという問題点があった。また、コイル自体が固いため、体外コイルと体内コイルに挟まれる皮膚や皮下組織が二つのコイルで圧迫されて壊死を起こすことがあるという問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルにおけるこうした問題点を解消するために、ソフトでフレキシブルな伝送コイルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、フレキシブルプリント基板を用いて作製した渦巻状のコイルを積層してシリコン樹脂製のバックに封入した経皮無線電力伝送システム用伝送コイル、あるいはシリコン樹脂製バックの内部にシリコンオイルを封入した前記経皮無線電力伝送システム用伝送コイルである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ソフトでフレキシブルな伝送コイルが実現できるため、体内コイルを胸部に植え込む場合などには、コイルが胸壁の曲面に沿って自由に変形するため、三次元曲面で構成される胸壁上のいずれの部分にもフィッティング可能であり、かつコイル自体の柔軟性が大きいために圧迫壊死が起こりにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】経皮無線電力伝送システムの伝送コイルのシェーマである。
【図２】実施例の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルの概観斜視図である。
【図３】実施例の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルの垂直断面で切った断面図である。
【図４】実施例のシリコン樹脂製バックの中に入っている、フレキシブルプリント基板を用いて作製したコイルの一枚である。
【図５】実施例の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルを体の曲率のある部位に植え込んだ場合の垂直断面で切った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の基本構成は、フレキシブルプリント基板で作製した渦巻状のフレキシブルなコイルを、伝送電力に応じて必要な枚数を積層し、それをシリコン樹脂製のバックに入れたものである。イメージ的には、豊胸手術に使用するシリコンバックの中に、フレキシブルなコイルが封入されているという構造である。ただし、豊胸手術ではシリコンバックの中に生理食塩水を注入してバックを膨らまし豊胸させるが、本発明ではバックを膨らませる必要はないので、曲率のあまり大きくない部位に適用する場合には、特にシリコンバック内部に液体を注入する必要はないが、曲率の大きな部位に適用する場合などには、摩擦を低減して積層されたコイルの屈曲を容易にするために、シリコンバック内部にシリコンオイルを注入するとよい。
【実施例】
【０００８】
本発明の実施例を図面により説明する。図１は経皮無線電力伝送システムの伝送コイルのシェーマであり、人体１の外に設置した体外コイル２と、人体（多くは皮下）に植え込んだ体内コイル２により、高周波電磁誘導で電力を体内に伝送する。図２は実施例の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルの概観斜視図であり、体外コイル２と皮下４に植え込んだ体内コイル３で伝送コイル対をなす。図３は図２の実施例を垂直断面で切った断面図であり、コイル５がシリコン樹脂製のバック６の中に入っている。図４は図２の実施例のシリコン樹脂製バック６の中に入っているフレキシブルプリント基板８を用いて作製したコイルの一枚である。図５は実施例の経皮無線電力伝送システム用伝送コイルを体の曲率のある部位に植え込んだ場合の垂直断面で切った断面図である。
【０００９】
コイル５は、フィルム状の絶縁膜上に薄い導体箔を形成したフレキシブルプリント基板８を使用し、フォトエッチングにより渦巻状に配線９を形成したものを作製する。これにより柔軟性があり大きく変形させることが可能なコイルができる。一枚のコイルで伝送できる電力には限界があるため、必要な電力を伝送できるようにコイルを必要な枚数並列に積層する。積層したコイルをシリコン樹脂製のバック６の中にいれる。シリコン樹脂は生体適合性が良いため、組織毒性が無く、体内に植え込んでも安全である。
【００１０】
体表面の曲率の大きい部分に植え込む場合には、コイルの変形が大きくなる。このような場合に、そのままではシリコンバック内に内蔵する積層コイル同士の摩擦により多少固くなるため、シリコンバック内部にシリコンオイルを注入しておくと良い。
【００１１】
従来の固いコイルを使用する場合には、体外コイルと体内コイルに挟まれた組織の一部に圧迫力が集中する場合があり、圧迫力が集中した部位は圧迫壊死を来す可能性があった。しかし、実施例のコイルは柔軟でフレキシブルなため、体外コイルと体内コイルに挟まれた組織の一部に圧迫力が集中することがないため、圧迫壊死を来さない。
【００１２】
本発明の効果を実証した。厚さ５０μｍのポリイミド膜上に厚さ３５μｍの銅箔を形成した直径９．６ｃｍのフレキシブルプリント基板に、フォトエッチングにより０．４ｍｍ幅の配線を渦巻状に３２巻き作製してコイルとした。このコイルを２枚用いて、間隙１ｃｍの距離で電力伝送を行ったところ、約２．３Ｗの電力を電送することが可能であった。したがって、たとえば２０Ｗの電力を伝送したい場合には、９枚並列に積層すればよい。このコイルを、ヒトの胸壁側面の曲率に近い半径６ｃｍの曲率で曲げた状態で、同様に間隙１ｃｍの距離で電力伝送を行ったところ、同様に約２．３Ｗの電力を伝送でき、効率の低下はほとんど見られなかった。以上より、本発明によりソフトでフレキシブルな経皮無線電力伝送システム用伝送コイルが実現できることが実証された。
【００１３】
本発明に使用するフレキシブルプリント基板としては、ポリイミド絶縁膜を使用したものの他に、フォトソルダーレジスト膜やポリエチレンテレフタラート膜などのフレキシブルな絶縁素材を使用したものが使用可能である。また、コイルを作製する導体箔としては、銅箔を使用してエッチングで作成する方法の他に、金などの蒸着を用いて作成する方法もある。
【符号の説明】
【００１４】
１  人体
２  体外コイル
３  体内コイル
４  皮下組織
５  フレキシブルプリント基板で作ったコイル
６  シリコン樹脂製バック
７  ケーブル
８  フレキシブルプリント基板
９  フレキシブルプリント基板上の渦巻状の配線
【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５】
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