Un cargador externo mejorado para un dispositivo médico implantable, que utiliza bobinas de inducción de campo para mejorar el acoplamiento.

Un cargador externo (210) para proporcionar potencia a un dispositivo médico (100) implantable,

que comprende:

una pluralidad de bobinas de determinación de posición (230x1, 230x2, 230y1, 230y2);

una o más fuentes de corriente o tensión (171a-d), destinadas a excitar la pluralidad de bobinas de determinación de posición para producir campos magnéticos;

un circuito (281) de detección de alineación, destinado a determinar una alineación del cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable, de tal manera que la determinación está basada en medidas eléctricas tomadas de la pluralidad de bobinas de determinación de posición; y

un circuito (279) de indicación de posición, destinado a recibir la determinación e indicar a un usuario una desalineación del cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable.

Un cargador externo mejorado para un dispositivo médico implantable, que utiliza bobinas de inducción de campo para mejorar el acoplamiento Campo de la invención La presente invención se refiere a técnicas para proporcionar una alineación mejorada entre un cargador externo y un dispositivo implantable.

Antecedentes Los dispositivos de estimulación susceptibles de ser implantados, o implantables, generan y suministran estímulos eléctricos a nervios y tejidos del cuerpo para la terapia de diversas afecciones biológicas, tal como hacen los marcapasos para tratar la arritmia cardiaca, los desfibriladores para tratar la fibrilación cardiaca, los estimuladores cocleares para tratar la sordera, los estimulares retinales para tratar la ceguera, los estimulares musculares para producir un movimiento coordinado de los miembros, los estimuladores de la médula espinal para trata el dolor crónico, los estimuladores corticales y del cerebro profundo para tratar afecciones motrices y fisiológicas, así como otros estimuladores neurológicos para tratar la incontinencia urinaria, la apnea del sueño, la subluxación de los hombros, etc. La presente invención puede encontrar aplicabilidad en todas dichas aplicaciones, si bien la descripción que sigue se concentrará, en general, en el uso de la invención dentro de un sistema de Estimulación de la Médula Espinal (SCS -"Spinal Cord Stimulation") , tal y como se ha divulgado en la Solicitud de Patente de los EE.UU. Nº 11/177.503, presentada el 8 de julio de 2005.

La estimulación de la médula espinal es un método clínico con buena aceptación para reducir el dolor en ciertas poblaciones de pacientes. Un sistema de SCS incluye, por lo común, un Generador de Impulsos Implantable (IPG - "Implantable Pulse Generator") , electrodos, al menos un conductor de electrodo, y, opcionalmente, al menos una prolongación de conductor de electrodo. Como se muestra en la Figura 1, los electrodos 106, que residen en un extremo distal, o más alejado, del conductor 102 de electrodo, son, por lo común, implantados a lo largo de la duramadre 70 de la médula espinal 19, y el IPG 100 genera impulsos eléctricos que son suministrados, a través de los electrodos 106, a las fibras nerviosas situadas dentro de la médula espinal 19. Los electrodos 106 están dispuestos en una configuración y con una separación deseadas al objeto de crear un conjunto geométricamente ordenado de electrodos 110. Unos hilos individuales 112 situados en el interior de uno o más conductores 102 de electrodo, conectan con cada electrodo individual 106 del conjunto geométricamente ordenado 110. El (los) conductor (es) 102 de electrodo sale (n) de la médula espinal 19 y puede (n) estar fijado (s) a una o más prolongaciones 120 de conductor de electrodo. Las prolongaciones 120 de conductor de electrodo están, a su vez, por lo común, guiadas por conducciones o túneles en torno al torso del paciente, hasta un embolsamiento subcutáneo en el que se encuentra implantado el IPG 100. Alternativamente, el conductor 102 de electrodo puede conectarse directamente con el IPG 100.

Como deberá resultar obvio, un IPG necesita energía eléctrica para funcionar. Dicha energía puede ser proporcionada de diversas formas diferentes, tales como mediante el uso de una batería recargable o no recargable, o a través de inducción electromagnética (EM -"electromagnetic induction") proporcionada desde un cargador externo, o desde combinaciones de estas y otras soluciones, que se exponen con mayor detalle en la Patente de los EE.UU. Nº 6.553.263 ("la Patente `263") . Quizá la favorita de entre estas soluciones sea la de utilizar una batería recargable en el IPG, tal como una batería de iones de litio o una batería de polímero de iones de litio. Una tal batería recargable puede, generalmente, suministrar energía suficiente para hacer funcionar un IPG durante un periodo de tiempo suficiente (por ejemplo, un día o más) entre recargas. La recarga puede tener lugar mediante el uso de la inducción EM, en la que se envían campos EM, por parte de un cargador externo, al IPG. De esta forma, cuando la batería necesita recargarse, el paciente en que está implantado el IPG puede activar el cargador externo con el fin de cargar de forma transcutánea (es decir, a través de la carne del paciente) la batería (por ejemplo, por la noche, cuando el paciente está durmiendo, o durante otros periodos de tiempo propicios) .

Los aspectos básicos de tal sistema se muestran en la Figura 2. Tal como se muestra, el sistema comprende, en su parte relevante, el cargador externo 208 y el IPG 100. Una bobina primaria 130 existente en el cargador 208 produce un campo EM 290 capaz de una transmisión transcutánea a través de la carne 278 de un paciente. El cargador externo 208 puede ser alimentado en energía por cualesquiera medios conocidos, tal como mediante una batería o enchufándolo en una toma de pared, por ejemplo. El campo de EM 290 es recibido en el IPG 100 por otra bobina 270 y, de acuerdo con ello, se induce un voltaje o tensión eléctrica de CA [corriente alterna -"AC (alternating current) "] en esa bobina 270. Esta tensión de CA es rectificada, a su vez, hasta obtener una tensión de CC [corriente continua -"DC (direct current) "] en un rectificador 682, el cual puede comprender un circuito de puente convencional. (Puede existir, de manera adicional, telemetría de datos asociada con el campo EM 290, pero este detalle se pasa por alto por no ser pertinente para la presente divulgación.) La tensión de CC rectificada es, a su vez, enviada a un circuito controlador de carga y de protección 684, el cual funciona generalmente regulando la tensión de CC y produciendo ya sea una salida de tensión constante, ya sea una salida de corriente constante, según sea necesario para recargar la batería 180.

La Figura 3 muestra detalles adicionales del cargador externo 208, del que se ha retirado la parte superior del alojamiento. Detalles adicionales concernientes a los cargadores externos pueden encontrarse en la Solicitud de Patente de los EE.UU. Nº 11/460.955, presentada el 28 de julio de 2006. Como se muestra en la Figura 3, una corriente eléctrica 114 que fluye en un sentido antihorario, o contrario al del giro de las agujas del reloj, en la bobina primaria 130 induce un campo magnético 290 que tiene una porción que sobresale según una dirección perpendicular al plano en el que se extiende la bobina primaria 130. La bobina primaria 130 está, por lo común, formada por muchas vueltas o espiras de alambre de Litz de cobre, si bien las vueltas individuales no se han mostrado en la Figura 3 en aras de la claridad. De esta forma, cuando una cara de la carcasa o caja del cargador externo 208 se orienta en estrecha proximidad con un dispositivo implantado, de tal manera que la bobina primaria 130 es paralela a una bobina correspondiente situada dentro del IPG 100, el campo magnético generado por la bobina primaria 130 induce una corriente eléctrica dentro de una bobina correspondiente con el fin de cargar una batería situada dentro del IPG 100 o proporcionar de otro modo potencia a este.

Este sistema es parecido a un transformador en el que la bobina primaria se encuentre en el cargador externo 208 y la bobina secundaria, en el IPG 100. La eficiencia de este acoplamiento es en gran medida dependiente de la alineación entre las dos bobinas, de manera que la eficiencia puede ser expresada como un factor de acoplamiento, k. Conseguir un buen factor de acoplamiento es esencial para optimizar la eficiencia del enlace inductivo. Un buen acoplamiento no solo aumenta, en efecto, la potencia transferida al implante, sino que también minimiza el calentamiento en el implante y reduce, además, los requisitos de potencia del cargador externo, lo que reduce el calentamiento del cargador y hace posible un factor de forma más pequeño. Un acoplamiento adecuado también es esencial si ha de existir alguna telemetría de datos entre el cargador externo 208 y el implante.

El funcionamiento del cargador externo 208 en la técnica anterior implica, por lo común, el uso de un retorno de información de audio al usuario. De esta forma, cuando comienza la carga, el cargador externo 208 produce el campo inducido 290 y comienza a buscar el IPG 100, tal y como se explicará con mayor detalle en esta memoria. Un transductor de audio existente en el cargador externo 208 proporcionará un sonido audible intermitente (por ejemplo, un pitido) cuando el acoplamiento entre el cargador 208 y el IPG 100 ha sido defectuoso, pitido que avisará al usuario para que mueva el cargador externo con respecto al IPG. Una vez que la colocación y el acoplamiento han sido mejorados, el cargador 208 dejará de pitar y la posición del cargador 208 se mantendrá en ese mismo lugar sobre el IPG 100 mediante... [Seguir leyendo]

1. Un cargador externo (210) para proporcionar potencia a un dispositivo médico (100) implantable, que comprende:

una pluralidad de bobinas de determinación de posición (230x1, 230x2, 230y1, 230y2) ;

una o más fuentes de corriente o tensión (171a-d) , destinadas a excitar la pluralidad de bobinas de determinación de posición para producir campos magnéticos;

un circuito (281) de detección de alineación, destinado a determinar una alineación del cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable, de tal manera que la determinación está basada en medidas eléctricas tomadas de la pluralidad de bobinas de determinación de posición; y un circuito (279) de indicación de posición, destinado a recibir la determinación e indicar a un usuario una desalineación del cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable.

2. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el circuito (279) de indicación de posición indica al usuario, de manera adicional, cómo mejorar la alineación del cargador externo (210) con respecto al dispositivo médico (100) implantable.

3. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el circuito (279) de indicación de posición activa unos indicadores visuales situados en el cargador externo (210) .

4. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual los indicadores visuales indican una dirección en la que se ha de mover el cargador externo para mejorar la alineación del cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable.

5. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el circuito (281) de detección de la alineación mide reflexiones de los campos magnéticos en el dispositivo médico implantable.

6. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la medición eléctrica comprende una tensión a través de al menos una de la pluralidad de bobinas de determinación de la posición.

7. El cargador externo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el cargador externo comprende una pluralidad de fuentes de corriente, cada una de ellas para impulsar una de la pluralidad de bobinas de determinación de la posición.

8. Un método para evaluar alineación de un cargador externo (210) respecto de un dispositivo médico (100) implantable, que comprende:

producir desde cada una de una pluralidad de bobinas de determinación de posición (230x1, 230x2, 230y1, 230y2) un campo magnético, donde la pluralidad de bobinas de determinación de posición comprenden una porción de un cargador externo (210) ;

medir en el cargador externo (210) la fuerza de los campos magnéticos reflejados desde el dispositivo mético (100) implantable; y determinar alineación del cargador externo (210) con respecto al dispositivo médico (100) implantable, comparando la fuerza de al menos dos de los campos magnéticos reflejados.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende adicionalmente indicar a un usuario cómo ha de desplazar el cargador externo con respecto al dispositivo médico implantable, basándose en la alineación determinada.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual la pluralidad de bobinas de determinación de la posición comprende un primer par de bobinas y un segundo par de bobinas, de tal manera que la fuerza de los campos magnéticos reflejados en el primer par de bobinas determina alineación con respecto a una primera dirección, y de modo que la fuerza de los campos magnéticos reflejados en el segundo par de bobinas determina alineación con respecto a una segunda dirección perpendicular a la primera dirección.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual cada una de la pluralidad de bobinas de determinación de la posición es excitada por una fuente de corriente diferente.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual cada una de la pluralidad de bobinas de determinación de la posición son excitadas por una misma fuente de corriente.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en el cual la fuerza de los campos magnéticos reflejados se determina midiendo una tensión a través de cada una de la pluralidad de bobinas de determinación de la posición.