Técnicas para controlar la carga de baterías en un cargador externo y un dispositivo médico implantable.

Un cargador externo para interconectarse con un dispositivo médico implantable,

que comprende:

un circuito de carga de batería para controlar la carga de una batería externa en el cargador externo;

un transmisor para controlar una transmisión inalámbrica al dispositivo médico implantable, en donde la transmisión inalámbrica proporciona potencia para cargar una batería de implante en el dispositivo médico implantable;

caracterizado por que el cargador externo comprende

una circuitería de control configurada para implementar un primer algoritmo a fin de habilitar selectivamente el circuito cargador de batería y el transmisor en el caso de que la circuitería de control determina que tanto la batería externa como la batería de implante requieren carga.

Técnicas para controlar la carga de baterías en un cargador externo y un dispositivo médico ¡mplantable Campo de la invención

Referencia cruzada con solicitudes relacionadas

Esta es una solicitud internacional basada en la solicitud de patente norteamericana número de serie 12/471.626, presentada el 26 de mayo de 29, de la cual se reivindica su prioridad.

La presente invención se refiere en general a sistemas de dispositivos médicos implantabas y, en particular, a sistemas que emplean un aparato cargador externo.

Antecedentes

Los dispositivos de estimulación implantabas generan y entregan estímulos eléctricos a nervios y tejidos para la terapia de diversos desórdenes biológicos, tales como marcapasos para tratar la arritmia cardiaca, desfibriladores para tratar la fibrilación cardiaca, estimuladores cocleares para tratar la sordera, estimuladores retínales para tratar la ceguera, estimuladores musculares para producir un movimiento coordinado de los miembros, estimuladores del cordón espinal para tratar dolor crónico, estimadores del cerebro cortical profundo para tratar desórdenes motores y sicológicos, estimuladores del nervio occipital para tratar dolores de cabeza de tipo migraña y otros estimuladores neurales para tratar la incontinencia urinaria, la apnea del sueño, la subluxación del hombro, etc. Los dispositivos de estimulación implantares pueden comprender un dispositivo microestimulador del tipo descrito en la publicación de la solicitud de patente norteamericana 28/97529, o de tipos más grandes de estimuladores tales como estimuladores del cordón espinal o marcapasos, por ejemplo.

Los dispositivos microestimuladores comprenden típicamente un alojamiento pequeño, generalmente cilindrico, que contiene unos electrodos para producir una corriente de estimulación eléctrica deseada. Los dispositivos de este tipo se implantan cerca del tejido objetivo para permitir que la corriente de estimulación estimule el tejido objetivo para proporcionar terapia. Una caja de estimulador tiene usualmente un diámetro de unos pocos milímetros y una longitud de varios milímetros a unos pocos milímetros, y usualmente incluye o contiene electrodos de estimulación destinados a hacer contacto con el tejido del paciente. Sin embargo, un microestimulador puede tener también, o en su lugar, unos electrodos acoplados con el cuerpo del dispositivo mediante un cable o cables conductores. En la figura 1 se muestra un microestimulador 1 de electrodos múltiples que tiene un solo ánodo (Ea) y varios cátodos seleccionables (Ec1 y siguientes). Detalles adicionales relativos a tal microestimulador 1 se pueden encontraren la solicitud `529 antes referenciada.

Los microestimuladores implantabas 1 están alimentados típicamente por una batería interna, la cual periódicamente necesita ser recargada. Tal recarga se logra usualmente por un cargador externo, el cual produce un campo magnético para inducir finalmente una corriente en una bobina del implante. Esta corriente inducida es rectificada y se usa para cargar la batería del implante.

La recarga de la batería del implante por inducción magnética funciona bien y permite que la batería del implante se cargada de manera inalámbrica y transcutáneamente (es decir, a través del tejido del paciente). Sin embargo, tales técnicas adolecen de generación de calor. En particular, el cargador externo puede calentarse y si se calienta demasiado puede quemar al paciente.

Los inventores han observado que este problema del sobrecalentamiento del cargador externo puede exacerbarse si el cargador externo mismo necesita recarga. A este respecto, obsérvese que el cargador externo también puede contener una batería recargable, cuya potencia se usa para producir el campo magnético con el fin de cargar la batería del implante, según se conoce, por ejemplo, por el documento US25/75696. Si la batería del cargador externo necesita recarga, ésta proporciona una carga de calor adicional al cargador externo, particularmente si la batería del cargador externo y la batería del implante necesitan recarga al mismo tiempo. Por tanto, los inventores creen que está indicada una solución a este problema de calentamiento excesivo en un cargador externo y que esta descripción proporciona soluciones.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ¡lustra un dispositivo microestimulador de la técnica anterior.

La figura 2 ¡lustra el microestimulador de la figura 1 ya implantado y muestra los componentes de carga externos usados para cargar una batería del microestimulador.

Las figuras 3A y 3B ilustran una circuitería utilizable en componentes de carga externos para implementar los algoritmos de carga descritos que regulan la carga tanto de una batería externa de los componentes de carga externos como una batería del implante en el microestimulador.

Las figuras 4 y 5 ¡lustran algoritmos de carga que cargan en primer lugar una de las baterías externas o de implante,

y a continuación la otra.

Las figuras 6A y 6B ¡lustran un algoritmo de carga que alterna entre la carga de la batería externa y la batería del implante.

Las figuras 7A-8B ¡lustran algoritmos de carga que permiten una carga simultánea de las baterías externa y de implante, pero que sólo permiten que una de estas baterías se cargue débilmente a baja potencia.

La figura 9 ¡lustra un algoritmo de carga que permite la carga simultánea de las baterías externa y de implante, pero sólo cargando ambas débilmente a baja potencia.

Las figuras 1 y 11 ¡lustran algoritmos de carga que cambian para reducir la generación de calor dependiendo de la temperatura percibida en los componentes de carga externos.

Descripción detallada

Se describen algoritmos de carga ¡mplementables en un cargador externo para controlar la carga tanto de una batería externa en el cargador externo como de una batería de Implante en un dispositivo médico implantable. Debido a que la carga simultánea a toda potencia de ambas baterías puede generar un calor excesivo en el cargador externo, los diversos algoritmos de carga están diseñados para garantizar que ambas baterías son cargadas finalmente, pero de una manera atenta a la generación de calor. En algunas realizaciones, los algoritmos de carga Impiden la carga simultánea de ambas baterías arbitrando a qué batería se le da precedencia de carga en un momento dado. En otras realizaciones, los algoritmos de carga permiten la carga simultánea de ambas baterías, pero sólo cargando débilmente al menos una de las baterías a bajos niveles de potencia. En otras realizaciones, la temperatura generada en el cargador externo es vigilada y usada para controlar el algoritmo de carga. En estas realizaciones, si se supera una temperatura segura, entonces los algoritmos de carga cambian a unos nuevos esquemas de reducción de temperatura que aún permiten que ambas baterías sean finalmente cargadas.

La figura 2 muestra un microestlmulador 1 ya Implantado en un paciente. En la aplicación ilustrada, el microestimulador 1 se Implanta dentro de la cabeza de un paciente, aunque esto es meramente a modo de ejemplo y podría implantarse en cualquier otro lugar. Cuando está Implantado en la cabeza, el microestimulador 1 puede usarse para estimular nervios occipitales, lo cual puede ser beneficioso en el tratamiento de dolores de cabeza de tipo migraña, por ejemplo. Puede Implantarse más de un microestimulador 1, pero por conveniencia sólo se muestra uno.

Asimismo, se muestra en la figura 2 diversos componentes 2 de carga externos, cuyos detalles de clrcultería se muestran en las figuras 3A y 3B. La función básica de los componentes 2 de carga externos es la de recargar Inalámbricamente una batería 86 de implante en el microestimulador 1. La batería 86 de Implante proporciona la potencia al microestimulador 1, incluyendo los circuitos que finalmente proporcionan Impulsos terapéuticos a los electrodos del microestlmulador. Los componentes 2 de carga externos pueden usarse para recargar la batería 86 de implante según sea necesario, quizás diariamente. Conjuntamente, los componentes 2 de carga externos pueden denominarse como cargador externo.

Los componentes 2 de carga externos comprenden un pieza 22 de cabeza y un controlador 24 de bobina. Según se muestra en la figura 3A, la pieza 22 de cabeza comprende una bobina 7 tapada o encapsulada en una cubierta 71. La cubierta 71 está configurada para mantenerse cómodamente en su sitio en la parte posterior de la cabeza cerca del lugar en el que el(los) microestimulador(es) 1 se implanta(n), y puede incluir un banda de cabeza, por ejemplo. Cuando se excita, la bobina 7 produce un campo de carga magnético, el cual se recibe transcutáneamente... [Seguir leyendo]

1. Un cargador externo para interconectarse con un dispositivo médico ¡mplantable, que comprende:

un circuito de carga de batería para controlar la carga de una batería externa en el cargador externo;

un transmisor para controlar una transmisión inalámbrica al dispositivo médico ¡mplantable, en donde la transmisión inalámbrica proporciona potencia para cargar una batería de implante en el dispositivo médico ¡mplantable; caracterizado por que el cargador externo comprende

una circuitería de control configurada para implementar un primer algoritmo a fin de habilitar selectivamente el circuito cargador de batería y el transmisor en el caso de que la circuitería de control determina que tanto la batería externa como la batería de implante requieren carga.

2. El cargador externo según la reivindicación 1, en el que el primer algoritmo habilita primero uno de de la circuitería de carga de batería o el transistor para cargar, respectivamente, de manera completa la batería externa o la batería de implante, y luego carga completamente la otra de la batería externa de la batería de implante.

3. El cargador externo según la reivindicación 1, en el que el primer algoritmo alterna entre habilitar la circuitería de carga de batería y el transmisor para alternar respectivamente entre la carga de la batería externa y la batería de implante.

4. El cargador externo según la reivindicación 1, en el que el primer algoritmo habilita simultáneamente tanto el circuito de carga de batería como el transmisor, pero reduce una cantidad de potencia en uno, o en ambos, de la circuitería de cargador de batería y el transmisor.

5. El cargador externo según la reivindicación 1, que además comprende un sensor de temperatura para indicar una temperatura a la circuitería de control.

6. El cargador externo según la reivindicación 5, en el que la circuitería de control implementa un segundo algoritmo para habilitar selectivamente el circuito de carga de batería y el transmisor en el caso de que la circuitería de control determine que se ha superado una temperatura predeterminada.

7. El cargador externo según la reivindicación 6, en el que el primer algoritmo comprende cargar simultáneamente la batería externa y la batería de implante, pero en el que el segundo algoritmo no carga simultáneamente la batería externa y la batería de implante.

8. El cargador externo según la reivindicación 6, en el que el primer algoritmo carga la batería externa y la batería de implante a un primer nivel de potencia combinado, pero en el que el segundo algoritmo carga la batería externa y la batería de implante a un segundo nivel de potencia combinado menor que el primer nivel de potencia.

9. El cargador externo según la reivindicación 6, en el que la circuitería de control implementa posteriormente el primer algoritmo en el caso de que la circuitería de control determine que ya no se supera la temperatura predeterminada.

1. El cargador externo según la reivindicación 1, que además comprende un conmutador para hacer pasar una tensión de la batería externa o una tensión de corriente continua generada desde una fuente de alimentación de corriente alterna al transmisor.

11. El cargador externo según la reivindicación 1, que además comprende:

una fuente de potencia de corriente alterna para producir una tensión de corriente continua, en donde la tensión de corriente continua se puede usar para cargar la batería externa; y

en el que el transmisor comprende un circuito resonante alimentado por una tensión de suministro de potencia, en donde la tensión de suministro de potencia es seleccionable entre la tensión de batería y la tensión de corriente continua.

12. El cargador externo según la reivindicación 11, en el que la tensión de suministro de potencia se selecciona como la tensión de corriente continua si la tensión de la batería externa está por debajo de un nivel predeterminado, pero se selecciona como la tensión de batería si la tensión de la batería externa está por encima de un nivel predeterminado.