[發(fā)明專利]植入磁體距離確定

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480058023.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN105682736B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯托弗·霍恩斯坦納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: MED-EL電氣醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): A61N2/10
• 分類號(hào): A61N2/10;A61N2/08;A61N2/06
• 代理公司: 北京卓孚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11523
• 代理人: 劉光明,任宇

本申請(qǐng)要求2014年10月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/895,070的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將其整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可植入醫(yī)療設(shè)備，而且具體地，涉及估計(jì)這樣的設(shè)備中的磁性元件的位置。

背景技術(shù)

諸如中耳植入體(MEI)和耳蝸植入體的一些可植入醫(yī)療系統(tǒng)在可植入部件和外部部件中采用附接磁體以將該外部部件在植入體上方用磁力固定就位。例如，如圖1所示，典型的耳蝸植入系統(tǒng)可以包括外部發(fā)送器機(jī)體101，其包含發(fā)送線圈102和外部附接磁體103。外部附接磁體103呈常規(guī)碟形，其南北磁偶極的軸與患者皮膚垂直，用以產(chǎn)生如圖所示的外部磁場(chǎng)線104。具有類似的接收線圈106和植入磁體107的相應(yīng)的接收器組件105被植入在患者皮膚下方。植入磁體107同樣呈碟形，其南北磁偶極的磁軸與患者皮膚垂直，用以產(chǎn)生如圖所示的內(nèi)部磁場(chǎng)線108。內(nèi)部接收器機(jī)體105通過(guò)手術(shù)植入并在患者體內(nèi)固定就位。外部發(fā)送器機(jī)體101被置于覆蓋內(nèi)部接收器組件105的皮膚上方的適當(dāng)位置，并通過(guò)內(nèi)部磁場(chǎng)線108與外部磁場(chǎng)線104之間的相互作用固定就位。來(lái)自發(fā)送器線圈102的RF信號(hào)將數(shù)據(jù)和/或電力耦接到與植入的處理器模塊(未示出)通信的接收線圈106。

在植入這樣的設(shè)備之后，有時(shí)可能發(fā)生問(wèn)題，諸如外部部件的磁固定力不合適。在這樣的情形下，從皮膚表面到植入磁體的確切距離通常是未知的，所以不清楚問(wèn)題是由于距離太大還是植入磁體已經(jīng)部分消磁。在植入期間，外科醫(yī)師可以通過(guò)物理手段測(cè)量植入體上方的皮膚厚度，但在手術(shù)之后不可行。如果已知磁化強(qiáng)度則可以進(jìn)行絕對(duì)磁場(chǎng)測(cè)量，但通常不是這樣。

美國(guó)專利7,561,051描述了一種能夠通過(guò)磁場(chǎng)的被動(dòng)測(cè)量來(lái)確定植入磁體的位置的設(shè)備。該設(shè)備使用能夠測(cè)量磁場(chǎng)的方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的陣列中的磁傳感器。所使用的距離計(jì)算復(fù)雜而且對(duì)計(jì)算能力要求高，使得該方法對(duì)使用電池操作的設(shè)備用處不大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)一種用于估計(jì)植入磁體上方的皮膚厚度的方法。定義一平面，其與植入磁體上方的患者皮膚垂直，且通過(guò)x和y軸坐標(biāo)描述。使用患者皮膚上的磁傳感器的陣列測(cè)量該植入磁體的磁場(chǎng)強(qiáng)度。根據(jù)測(cè)量的磁場(chǎng)強(qiáng)度，確定該陣列上測(cè)量的磁場(chǎng)強(qiáng)度的y軸分量為零處的至少一個(gè)y軸零點(diǎn)位置在該平面中的至少一個(gè)x軸坐標(biāo)。繼而，將該至少一個(gè)y軸零點(diǎn)的y軸坐標(biāo)計(jì)算為該至少一個(gè)x軸坐標(biāo)的函數(shù)，以使得該y軸坐標(biāo)代表該植入磁體上方的皮膚厚度。

在進(jìn)一步的特定實(shí)施例中，可以確定兩個(gè)y軸零點(diǎn)位置的x軸坐標(biāo)。使用一維或二維傳感器陣列來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度。在進(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量之前，可以通過(guò)用戶交互或無(wú)需用戶交互來(lái)對(duì)齊傳感器陣列。計(jì)算y軸坐標(biāo)可以進(jìn)一步是磁偶極矩旋轉(zhuǎn)角度的函數(shù)，而且可以基于迭代計(jì)算過(guò)程，或者基于單步非迭代計(jì)算過(guò)程。計(jì)算y軸坐標(biāo)還可以基于三角法或非三角法計(jì)算過(guò)程。

附圖說(shuō)明

本專利或申請(qǐng)文件包含至少一幅以彩色繪制的附圖，見于優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)中。

圖1示出典型的耳蝸植入系統(tǒng)的各部分。

圖2示出具有軸向磁化的植入磁體的磁場(chǎng)線的軸對(duì)稱仿真。

圖3示出圖2中測(cè)量的磁場(chǎng)的相應(yīng)的法向分量的曲線圖。

圖4示出給定磁偶極矩矢量的磁場(chǎng)矢量線的示例。

圖5A-5B示出具有20°的旋轉(zhuǎn)角度的給定磁偶極矩矢量的磁場(chǎng)矢量線的示例。

圖6示出通過(guò)三次迭代的特定旋轉(zhuǎn)角度的y坐標(biāo)計(jì)算的相對(duì)誤差的曲線圖。

圖7示出具有不同權(quán)重因子的單步非迭代過(guò)程的特定旋轉(zhuǎn)角度的y坐標(biāo)計(jì)算的相對(duì)誤差的曲線圖。

圖8A-8B示出用于從距離x_1m和x_2m的比率推導(dǎo)角度α的反函數(shù)f和g。

圖9A-9B示出通過(guò)用戶交互對(duì)齊一維傳感器陣列以進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。

圖10A-10C示出無(wú)需用戶交互對(duì)齊一維傳感器陣列以進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。

圖11A-11B示出使用二維傳感器陣列以進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。

具體實(shí)施方式

通常，絕對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度在手術(shù)后是未知的，所以無(wú)法用作測(cè)量距植入磁體的距離(磁體上方的皮膚厚度)的基礎(chǔ)。但是磁場(chǎng)線本身獨(dú)立于磁化強(qiáng)度。因而可以基于場(chǎng)方向進(jìn)行距離估計(jì)，這將需要測(cè)量不同位置處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。用于測(cè)量的最低距離是皮膚表面的平面。