本發(fā)明涉及特別適用于可植入醫(yī)療裝置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)遙測以及功率轉移系統(tǒng)。

背景技術：

可植入刺激裝置將電刺激遞送至神經和組織以用于多種生物紊亂的治療，例如治療心律失常的起搏器、治療心臟纖維性顫動的去顫器、治療耳聾的耳蝸刺激器、治療失明的視網(wǎng)膜刺激器、產生協(xié)同的肢體運動的肌肉刺激器、治療慢性疼痛的脊髓刺激器、治療運動失常和心理失常的皮層和深腦刺激器(dbs)以及治療尿失禁、睡眠窒息、肩關節(jié)半脫位等的其他神經刺激器。接下來的描述大體上聚焦于本發(fā)明在諸如美國專利6,516,227中公開的脊髓刺激(scs)系統(tǒng)中的使用。然而，本發(fā)明可以應用于任何可植入醫(yī)療裝置(imd)或任何imd系統(tǒng)中。

如圖1所示，scs系統(tǒng)包括可植入脈沖發(fā)生器(ipg)10(以下，并且更一般地，imd10)，該imd10包括由例如鈦形成的生物相容裝置殼體12。殼體12典型地保持使imd10執(zhí)行功能所必需的電路以及電池14(圖3)。imd10經由一個或多個電極引線18(其中的兩個被示出)耦接到電極16。引線18的近端在固定在頭部22中的一個或多個引線連接件20處耦接到imd10，其可以包括例如環(huán)氧樹脂。盡管引線和電極的數(shù)量是專用的并且因此可以改變，但在示出的示例中存在十六個電極(e1-e16)。在scs應用中，兩個電極引線18可以典型地植入在患者的脊柱內的硬脊膜的右側和左側上。引線18的近端然后穿過患者的組織35(圖3)到imd殼體12被植入的遠處位置(諸如臀部)，在該點處引線18的近端耦接到引線連接件20。

imd10典型地由一個或多個外部裝置支撐并且與其通信，并且圖2a和2b提供了這樣的裝置的示例。圖2a描繪了用于imd10的外部控制器40。如關于圖3進一步說明的，外部控制器40被用于建立與imd10的雙向無線數(shù)據(jù)鏈路45。外部控制器40典型地被用于發(fā)送或調整imd10將提供給患者的治療設置。如果imd10是如圖1所描繪的ipg10，那么這樣的治療設置可以包括：哪個電極16有效以發(fā)出治療電流脈沖；這樣的電極是罐(sink)電流還是拉(source)電流(即，電極極性)；脈沖的持續(xù)時間、頻率和幅度等，這些設置一起包括用于imd10的刺激程序。外部控制器40還可以充當來自imd10的數(shù)據(jù)的接收器，比如報告關于imd的狀態(tài)和imd的電池14的電平的各種數(shù)據(jù)。

如圖2a所示，外部控制器40典型地被配置在手持便攜式殼體42中，并且由內部電池(52；圖3)供電，其電池可以是原電池或可再充電的。外部控制器40包括圖形用戶界面(gui)，其相似于被用于手機的圖形用戶界面，圖形用戶界面(gui)包括按鈕44和屏幕46，并且外部控制器40還可以具有其他接口方面，比如揚聲器。雖然外部控制器40典型地是由imd10的制造商定制的裝置并且在其功能上專用于imd通信，但是外部控制器40還可以包括具有合適的無線通信功能的通用的、可自由編程的移動裝置，比如智能手機。在這樣的情況下，醫(yī)療裝置應用(mda)可以在移動裝置上執(zhí)行以將其配置來用作imd外部控制器，并且允許imd10的控制以及監(jiān)測。

圖2b描繪了用于imd10的外部充電器60，其被用于通過產生ac磁充電場65來對imd10的可再充電的電池14進行再充電(圖3)。外部充電器的用戶界面與外部控制器40相比可能很簡單。例如，外部充電器60可能缺少屏幕。相反，外部充電器60可以簡單地包括：用于磁充電場65生成的打開/關閉(on/off)按鈕62，和狀態(tài)發(fā)光二極管(led)64。盡管未示出，但是如眾所周知的，外部充電器60還可以包括對于指示外部充電器和imd10之間的對齊有用的揚聲器。參見例如美國專利申請公開2013/0096651。外部充電器60典型地還是手持和便攜式的，并且被集成在殼體62內。

外部控制器40、外部充電器60和imd10的內部結構在圖3中以橫截面形式被示出，其還描繪了在外部控制器40和imd10之間的雙向數(shù)據(jù)鏈路45、以及由外部控制器60產生的磁充電場65。

如圖3所示的imd10包括先前提到的電池14。盡管imd10可以包括原(非可再充電的)電池，但是在本示例中的電池14是可再充電的。電池14的再充電由充電線圈24輔助。來自外部充電器60的磁充電場65在該充電線圈24中感應了電流，其電流然后被整流為dc電平并且被用于對電池14進行充電。

磁充電場65由外部充電器60中的充電線圈66產生。用于產生磁充電場65的功率由外部充電器60中的電池68提供，電池68可以是原電池或者可再充電的。線圈66典型地如其他電路74(如微控制器之類的控制電路；線圈驅動器電路等)那樣電耦接到外部充電器60中的一個或多個電路板70、72。在如圖3所示的配置中，電路74被固定到垂直電路板72以減少電路74中的、由磁充電場65引起的渦電流的生成。這樣的渦電流可能生成熱量不需要的熱量，對患者提供了安全風險，并且通常還會通過將一些能量灌在磁充電場65中而減損功率轉移的效率。出于相同的原因，電池68還被移到充電線圈66的外部，因為其典型的金屬殼體還可以加熱并且將能量灌在磁充電場65。磁充電場65可以包括例如80khz的場，并且不可以利用數(shù)據(jù)而被調制。然而，如眾所周知的，負載變化鍵控(lsk)可以被用于在磁充電場65的產生期間將數(shù)據(jù)傳輸回外部充電器60。參見例如‘651公開。

因為對imd10中的電池14進行充電會花費一些時間，所以期望在當磁充電場65被產生時的充電會話期間將外部充電器60保持緊密接近imd10并且與其對齊。典型地，并且如美國公開2014/0025140所公開的，如圖4所示，這使用外部充電器保持裝置80(比如帶82)而發(fā)生。帶82在患者的腰周圍系緊，并且可以被系緊裝置84(比如帶扣、搭扣、紐扣、維可牢等)縛住。帶82可以是可調整的以適合具有不同腰圍尺寸的患者。帶82包括小袋86，其通常位于帶82上處于imd10被植入在患者中的位置，比如接近臀部的、患者的背部。帶82中的槽88或其他開口允許外部充電器60被插入到小袋86中，使得外部充電器60像小袋86一樣與imd10大體上對齊。一旦被放置在小袋86中，患者可以按壓外部充電器60上的打開/關閉(on/off)開關64(圖3)以開始充電會話——即，以產生磁充電場65——或者在將其插入在小袋86中之前患者可以打開充電器。使用帶82來將外部充電器60固定到患者允許了患者移動或步行同時使用外部充電器60，并且因此可以對他的植入物“隨身行(onthego)”充電。還參見描述了用于外部充電器的另一種帶的美國公開2012/0012630。

如圖3所示，在imd10和外部控制器40(圖2a)之間的沿著鏈路45的數(shù)據(jù)通信由imd10中的遙測天線28輔助。遙測天線28可以根據(jù)鏈路45的物理性質而采用不同的形式。如果磁感應與包括ac磁場的鏈路45被使用，那么天線可以包括線圈天線28a。在這樣的情況下，在外部控制器40中被提供的天線50可以同樣地包括線圈天線50a。如果短距離但是遠場的電磁rf遙測被用于鏈路45，那么imd10中的天線可以包括如虛線所示的rf天線28b，比如電線、槽或貼片天線。在這種情況下，在外部控制器40中被提供的遙測天線50可以同樣地包括rf天線50b。

在imd10中的遙測天線28和在外部控制器40中的遙測天線50優(yōu)選地用來既傳輸又接收數(shù)據(jù)。這樣，天線28和50分別被耦接到電路26和56以根據(jù)鏈路45上被采用的數(shù)據(jù)方案來調制被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并且解調被接收的數(shù)據(jù)。例如，如果線圈天線28a和50a分別用在imd10和外部控制器40中，那么頻率變化鍵控(fsk)可以被用于調制鏈路45上的被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如本領域的人員所理解的，該方案傳輸一連串的數(shù)據(jù)位，其中個體位由相對于名義中心頻率的頻率偏移來限定。如果針對鏈路45上的數(shù)據(jù)的中心頻率包括例如125khz，那么“0”位可以被表示為以121khz的傳輸，同時“1”可以被表示為以129khz的傳輸。盡管未示出，但是如美國公開2009/0069869所討論的，在假定閱讀者熟悉其的情況下，異相地驅動或被接收的一個或多個正交線圈天線50a可以還被用在外部控制器40中以改進沿著鏈路45與imd10的通信耦接。如果rf天線28b和50b分別用在imd10和外部控制器40中，那么短距離rf方案(比如藍牙、wifi或醫(yī)療植入通信服務(mics))可以被用在鏈路45上。這些僅是可用在鏈路45上的遙測方案的示例，并且其他通信裝置也可以被使用。

本領域的技術人員會理解，電路26和56可以附加地包括針對imd10和外部控制器40功能而被需要的其他電路，并且可以包括控制電路，比如微控制器。在imd10中的電路26可以附加地包括用于在電極16處形成由刺激程序限定的治療電流脈沖的刺激電路(當imd10包括ipg時)。在imd10和外部控制器40中的電部件分別地耦接到如所示的電路板30和54。

數(shù)據(jù)(鏈路45)或功率(鏈路65)的傳輸經皮地(即通過患者的組織35)發(fā)生，該傳輸在可植入醫(yī)療裝置系統(tǒng)中尤其有用。

盡管在這一點上，外部控制器40和外部充電器60單獨地被描繪，但是本領域技術人員已經認識到這些裝置中的兩者的功能可以被集成為單個裝置或系統(tǒng)中。美國專利8,335,569中所公開的一個示例描繪了具有單個殼體的組合的集成外部控制器/充電器，其殼體包括對于imd數(shù)據(jù)遙測和imd電池充電功能兩者必要的天線(線圈)。

如美國專利8,498,716所公開的，集成外部控制器/充電器系統(tǒng)90的另一示例被描繪在圖5a和5b中。如圖5a所示，系統(tǒng)90包括在結構和功能上可與外部控制器40(圖2a)相似的集成外部控制器/充電器100。因此，集成外部控制器/充電器100還包括手持便攜式殼體42以及包括按鈕44和屏幕46的gui。殼體42還可以又包括用于經由鏈路45(圖3)與imd10通信的一個或多個天線50a或50b以例如傳輸治療設置或接收imd狀態(tài)信息。

然而，與圖2a的外部控制器40不同，集成外部控制器/充電器100附加地包含用于驅動外部充電線圈組件110的電路，外部充電線圈組件110經由電纜112和連接器114可附接到殼體42上的端口48(例如，usb端口)。外部充電線圈組件110包括在功能上相似于被使用在外部充電器60(圖2b、圖3)中的線圈的66的充電線圈116。充電線圈116可以被安裝到組件110中的基板118上，基板118可以包括電路板，并且可以包括用于充電線圈116的端部和用于電纜112中的信號的終端120的接觸點?；?18例如可以是柔性的，比如由聚酰亞胺或卡普頓制成，或與傳統(tǒng)印刷電路板一樣是剛性的。例如，外部充電線圈組件100可以包括用于線圈116和基板118的殼體122，其可以包括過壓成型的材料，比如硅樹脂或硬塑料。如所示，孔124可以被呈現(xiàn)在充電線圈116的中央的組件110的殼體122中。盡管未示出，但是外部充電線圈組件110可以附加地包含一個或多個溫度感測裝置，比如熱敏電阻或熱電偶，以測量組件110的溫度并且向外部控制器/充電器100報告這樣的溫度，使得磁充電場65的產生可以相應地被控制(例如，以便不超過安全溫度設置點)。

如圖5b所示，外部控制器/充電器100附加地被編程以允許用戶使用裝置100的gui經由外部充電線圈組件110對imd電池14進行充電，其中在gui處的適當?shù)挠脩暨x擇使磁充電場65產生。

集成外部控制器/充電器系統(tǒng)90的實施方式在‘716專利中被描述為有利的，因為其實現(xiàn)了充電和數(shù)據(jù)遙測的良好集成。因為外部充電線圈組件110不包含實質的電子器件，比如其自己的顯示器、電池、微處理器等，所以其體積更小并且更容易結合外部控制器/充電器100攜帶。而且，外部充電線圈組件110缺少其自己的用戶界面，并且相反外部控制器/充電器100的gui被用于控制和監(jiān)測imd充電功能。這使系統(tǒng)90易于使用，因為患者不需要了解如何使用或操作兩個完全獨立的裝置——即，外部控制器40(圖2a)和外部充電器60(圖2b)?！?16專利進一步指出因為外部控制器/充電器100經由在其殼體42內部的電池52(圖3)來給其本身和外部充電線圈組件110兩者供電，所以在系統(tǒng)90中僅存在用于替換和/或再充電的一個電池。

技術實現(xiàn)要素：

公開了供醫(yī)療裝置(比如imd10)使用的充電線圈組件。在一個示例中的組件包括：第一連接器，其被配置為耦接到外部控制器的第一端口；充電線圈，其被配置為在外部控制器的控制下經由第一連接器而產生用于醫(yī)療裝置的磁充電場；以及電池，其被配置為給第一電路供電以激勵充電線圈來產生磁充電場。盡管外部控制器可以包括用于檢測及控制醫(yī)療裝置、并且用于控制醫(yī)療裝置的充電的用戶界面，但是充電線圈組件可以不包含用戶界面，或至少可能不包含被配置為從用戶接收輸入的用戶界面。

充電線圈組件可以包括其內放置了充電線圈和電池的殼體。電池可以在由充電線圈限定的區(qū)域內，或者在該區(qū)域的外部。所公開的組件可以包括被配置為可被醫(yī)療裝置患者穿戴以將殼體保持接近于患者的醫(yī)療裝置的保持裝置。

充電線圈組件還可以包括包含充電線圈的第一殼體以及包含電池的第二殼體，這些殼體電耦接。在該示例中，可穿戴的保持裝置可以將第一殼體和第二殼體定位在保持裝置上的不同位置處。

用于激勵充電線圈的第一電路(比如放大器)可以在外部控制器內，其中第一連接器包括用于將從電池提供的或生成的第一電壓發(fā)送給第一電路的第一信號、以及耦接到充電線圈的端部的第二信號。第一電壓可以被耦接到在第一連接器上的、與外部控制器中的電池再充電電路適配的第一端口的針對應的針。放大器可以二者擇一地將第一電壓和其反向電壓放置在充電線圈上，和/或放大器可以在充電線圈的諧振頻率處或者基本上在該諧振頻率附近而將第一電壓放置在充電線圈上。

充電線圈組件可以包括用于允許用戶訪問電池的在它們的殼體中的電池蓋，并且可以包括第二端口和電池再充電電路，其中第二端口接收第二連接器以對電池進行再充電。組件還可以包括至少一個溫度傳感器，其中由至少一個溫度傳感器確定的溫度經由第一連接器被報告給外部控制器。組件的第一連接器優(yōu)選地可附接到外部控制器的第一端口并且可從其分離。充電線圈組件的電池可以僅給被用于對線圈激勵的第一電路供電，并且不可以給外部控制器中的其他電路供電。

充電線圈組件可以包括被耦接到第一連接器的通信接口電路，其電路控制與作為主機的外部控制器的第一端口的通信。通信接口電路可以從外部控制器的第一端口接收至少一個指示，以使第一電路被供電以激勵充電線圈來產生磁充電場。

還公開了包括外部控制器的供醫(yī)療裝置使用的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括移動裝置(比如手機或光學頭盔顯示器)、以及充電線圈組件(比如剛才描述的那些)。外部控制器可以包括用于與醫(yī)療裝置傳送數(shù)據(jù)的至少一個天線，以及從充電線圈組件的電池分離的第一電池。至少一個天線包括用于經由磁感應耦接來傳送數(shù)據(jù)的至少一個線圈天線，或者至少一個天線可以經由短距離電磁rf遙測來傳送數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)通信可以被用于監(jiān)測和/或控制醫(yī)療裝置。

供醫(yī)療裝置使用的另一系統(tǒng)可以包括其上存儲了用于可由移動裝置執(zhí)行的醫(yī)療裝置應用的指令的非暫態(tài)機器可讀介質。當醫(yī)療裝置應用在移動裝置上被執(zhí)行時，醫(yī)療裝置應用會在移動裝置上提供圖形用戶界面(gui)以允許用戶在移動裝置和醫(yī)療裝置之間傳送數(shù)據(jù)，以及控制醫(yī)療裝置的充電。這樣的充電控制可以使用所描述的充電線圈組件而被完成，充電線圈組件還可以包括用于耦接到執(zhí)行醫(yī)療裝置應用的移動裝置的第一端口的第一連接器。

在另一示例中，供醫(yī)療裝置使用的充電線圈組件包括：殼體；第一連接器，其從殼體延伸并且被配置為耦接到外部控制器的第一端口；在殼體內的充電線圈，其被配置為產生用于醫(yī)療裝置的磁充電場，其中磁充電場的產生由外部控制器經由第一連接器而被控制；以及在殼體內的電池，其中電池被配置為給第一電路供電來激勵充電線圈來產生磁充電場。組件還可以包括被配置為可由醫(yī)療裝置患者穿戴的保持裝置，其中保持裝置被配置為當被患者穿戴時將殼體保持接近患者的醫(yī)療裝置。

組件不需要包括被配置為從用戶接收輸入的用戶界面。第一電路可以在外部控制器內，并且其中第一連接器包括：第一信號，其用于將從電池提供的或生成的第一電壓發(fā)送給第一電路；以及第二信號，其被耦接到充電線圈的端部。第一電路還可以在殼體內，并且可以包括放大器。電池可以提供或生成第一電壓，并且放大器可以被配置為二者擇一地將第一電壓和其反向電壓放置在充電線圈上。

電池蓋可以被包括在殼體中并且被配置為允許用戶訪問電池。殼體還可以包括第二端口和電池再充電電路，其中第二端口被配置為接收第二連接器以對電池進行再充電。殼體還可以包括在殼體中的至少一個溫度傳感器，其中由至少一個溫度傳感器確定的溫度經由第一連接器而被報告給外部控制器。電池可以僅對第一電路供電，和/或電池可以不對外部控制器中的電路供電。

組件還可以包括在殼體內的耦接到第一連接器的通信接口電路，其中通信接口電路被配置為控制與外部控制器的第一端口的通信，以及從外部控制器的第一端口接收至少一個指示，以使第一電路被供電以激勵充電線圈來產生磁充電場。

在另一示例中，供醫(yī)療裝置使用的充電線圈組件包括：第一連接器，其被配置為耦接到外部控制器的第一端口；第一殼體，其包括被配置為產生用于醫(yī)療裝置的磁充電場的充電線圈，其中磁充電場的產生由外部控制器經由第一連接器而被控制；以及第二殼體，其電耦接到第一殼體并且包括電池，其中電池被配置為給第一電路供電以激勵充電線圈來產生磁充電場。第一連接器可以從第二殼體延伸。組件還可以包括被配置為可被醫(yī)療裝置患者穿戴的保持裝置，其中保持裝置被配置為當被患者穿戴時將第一殼體保持接近患者的醫(yī)療裝置。第一和第二殼體可以位于保持裝置上的不同位置處，并且其中第一和第二殼體通過保持裝置內的電纜而被電耦接。

附圖說明

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的可植入醫(yī)療裝置(imd)的可植入脈沖生成器(ipg)的類型以及電極陣列被耦接到ipg的方式。

圖2a和2b示出根據(jù)現(xiàn)有技術的用于imd的外部裝置，具體地外部控制器(圖2a)和外部充電器(圖2b)。

圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術的橫截面形式的imd、外部控制器和外部充電器，并且示出在外部控制器和imd之間的數(shù)據(jù)的無線通信，以及從外部充電器到imd的功率的無線轉移。

圖4示出根據(jù)現(xiàn)有技術的在充電會話期間用于將外部充電器保持緊密接近imd的并且與imd對齊的保持裝置(比如帶)的使用。

圖5a示出根據(jù)現(xiàn)有技術的集成外部控制器/充電器系統(tǒng)，其包括具有可分離的外部充電線圈組件的外部控制器/充電器裝置，并且圖5b示出根據(jù)現(xiàn)有技術的與imd進行通信的組件。

圖6示出被呈現(xiàn)在圖5a的外部控制器/充電器系統(tǒng)裝置和外部充電線圈組件中的電路的示例。

圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的示例的改進的集成外部控制器/充電器系統(tǒng)，其包括具有更小容量電池的改進的外部控制器/充電器裝置以及具有更大容量電池的改進的可分離的外部充電線圈組件；圖7b示出根據(jù)本發(fā)明的示例的與imd通信的改進的組件；并且圖7c示出根據(jù)本發(fā)明的示例的改進的組件的透視圖。

圖8a-圖8c示出根據(jù)本發(fā)明的示例的被呈現(xiàn)在圖7a-圖7c中的改進的外部控制器/充電器裝置以及改進的外部充電線圈組件中的電路。

圖9a和圖9b示出根據(jù)本發(fā)明的示例的用于包含外部電池的改進的外部充電線圈組件的替代結構。

圖10a和圖10b示出根據(jù)本發(fā)明的示例的可與改進的外部充電線圈組件一起使用的保持裝置，比如帶。

圖11a和圖11b示出根據(jù)本發(fā)明的示例的可操作為外部控制器/充電器的并且可與所公開的外部充電線圈組件一起使用的其他移動裝置。

圖11c示出在圖11a和圖11b的移動裝置以及外部充電線圈組件中可操作的電路。

具體實施方式

發(fā)明人看到了如美國專利8,498,716所公開的并且如這里圖5a和5b所描繪的集成外部控制器/充電器系統(tǒng)90中的值。然而，發(fā)明人還看到了該方法的不足之處，尤其關于系統(tǒng)功率。盡管‘716專利沒有公開其集成外部控制器/充電器100的內部電路，但是發(fā)明人會將這樣的電路配置為如這里圖6所示。在圖6中，如‘716專利所教導的，外部控制器/充電器100被描繪為具有用于與imd10進行遙測的磁感應線圈天線50a，盡管發(fā)明人認識到，取決于在imd10中使用的天線28以及無線數(shù)據(jù)鏈路45的詳情，還可以使用rf天線50b(圖3)。

如所示的，外部控制器/充電器100包括控制電路，比如微控制器130。微控制器130可以控制：在裝置殼體42內的線圈天線50a處對來自imd10的數(shù)據(jù)(例如，狀態(tài)信息)的接收(rx)；從線圈天線50a到imd10的數(shù)據(jù)(例如，治療設置或調整)的傳輸(tx)；以及從外部充電線圈組件110的殼體122中的充電線圈116的磁充電場65(ch)的產生。這些功能中的每一個可以通過微處理器130分別經由啟用信號tx_en、rx_en和ch_en而被啟用。雖然數(shù)據(jù)接收(rx_en)以及傳輸(tx_en)會優(yōu)選地不被同時啟用，但是充電(ch_en)可與其中任一個同時地被啟用。當患者在外部控制器/充電器100的gui上選擇充電選項時，ch_en可以由微處理器130聲明。

待傳輸?shù)囊淮當?shù)字數(shù)據(jù)位(tx_數(shù)據(jù))被提供給調制器132，其會根據(jù)沿著鏈路45待使用的遙測方案(例如，fsk、藍牙等)來對數(shù)據(jù)進行編碼。調制器132還會優(yōu)選地接收ac信號(clk)以這樣對數(shù)據(jù)進行編碼，該ac信號的頻率優(yōu)選地匹配在鏈路45上待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的正常頻率。例如，clk可以包括在fsk通信方案中的125khz信號，其中調制器132根據(jù)tx_數(shù)據(jù)中的特定數(shù)據(jù)位的數(shù)字數(shù)據(jù)狀態(tài)(“0”或“1”)來偏移該頻率(f0＝121khz或者f1＝129khz)。ac信號clk可以提供自或者來源于晶體振蕩器或另一類型的振蕩器電路(例如，環(huán)形振蕩器、鎖相環(huán)路等)。

待傳輸?shù)囊颜{制的數(shù)據(jù)然后被發(fā)送到數(shù)據(jù)傳輸放大器tx134以將合適的強信號提供給線圈天線50a。由已調制的數(shù)據(jù)控制的傳輸放大器tx134會使ac電壓(vtelem)通過線圈天線50a而產生，使ac電流(itelem)根據(jù)其阻抗而流動通過線圈天線50a。技術人員會理解，線圈天線50a優(yōu)選地包括諧振lc振蕩回路(tankcircuit)，其中電感l(wèi)由線圈天線50a提供，并且c由與線圈天線50a串聯(lián)或并聯(lián)的電容器(未示出)提供。該振蕩回路應該具有接近于已調制的數(shù)據(jù)的自然諧振頻率——例如125khz的中心頻率。

盡管這里不那么相關，但是從imd10進行數(shù)據(jù)接收使用相同的線圈天線50a而發(fā)生。由攜帶從imd10傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的鏈路45的磁場感應的電壓差值(vtelem)被提供給數(shù)據(jù)接收放大器rx136以放大該差值。被放大的已調制數(shù)據(jù)然后被提供給解調器138以將已調制數(shù)據(jù)解碼成一串數(shù)字數(shù)據(jù)位(rx_數(shù)據(jù))以用于被微處理器130進行解釋。本領域的技術人員會理解，解調器138在其解碼任務中通過ac信號的接收而被輔助，ac信號的接收可以與由調制器132(clk)進行的接收相同或不同。

從外部充電線圈組件110中的充電線圈116到imd10的功率的傳輸以充電啟用信號ch_en的聲明開始。如所示，該信號被線圈驅動器電路140遇到以生成與待產生的磁充電場65的頻率(例如，80khz)匹配的、并且在包括充電線圈116的諧振lc振蕩回路的諧振頻率處或大體上在其附近(例如，+/-10％)的ac信號(fch)。另外，針對該振蕩回路的電容器未示出，但是可假定可以在外部控制器充電器100的殼體42內，或者在外部充電線圈組件110的殼體122內。

如先前間接提到的，fch可以不利用數(shù)據(jù)進行調制，并且因此可以包括恒定幅度及頻率的信號。fch被呈現(xiàn)給充電傳輸放大器tx142，其會導致ac電壓(vch)在充電線圈116上產生，導致ac電流(ich)根據(jù)其阻抗流動通過線圈天線50a。在圖6的底部處所示的非限制示例中，充電傳輸放大器142包括晶體管143a-143d，其在被fch和其互補信號控制時將電池52的電壓(vbat；143a和143d斷開；143b和143c閉合)和其反向電壓(-vbat；143a和143d閉合；143b和143c斷開)二者擇一地放置在充電線圈116上。然而，這是充電傳輸放大器的嚴格的一個示例，并且可以使用其他放大器電路，包括僅將單個極性的vbat放置在線圈116上的那些以及僅利用單個(非互補的)輸入而被控制的那些。例如，眾所周知的e類放大器也會被使用。充電傳輸放大器142經由裝置殼體42上的端口48、以及經由外部充電線圈組件110的連接器114及電纜112而被耦接到充電線圈116。

注意到‘716專利強調用于圖6中的所有電路的功率被外部控制器/充電器的電池52(vbat)提供。發(fā)明人認識到系統(tǒng)90中的微控制器130、調制器132、接收器136、解調器138、線圈驅動器140、及其他電路使用相對小量的電池52的功率。

相比之下，發(fā)明人認識到數(shù)據(jù)傳輸放大器134和充電傳輸放大器142使用比剛提到的電路顯著更大的功率，因為它們分別負責對數(shù)據(jù)線圈天線50a和充電線圈116進行激勵以產生在imd10處——即分別在imd線圈天線28a和imd充電線圈24處以有效作用被接收的足夠強度的磁場(數(shù)據(jù)鏈路45和磁充電場65)。一般來說，這些放大器143和142會抽取至少等于它們的輸出功率的功率。換句話說，從外部控制器/充電器100中的電池52中，數(shù)據(jù)傳輸放大器134會抽取至少vtelem*itelem，并且充電傳輸放大器142會抽取至少vch*ich。

對于這兩個傳輸放大器134和142，發(fā)明人注意到后者(142)需要比前者(134)多得多的功率。針對這點存在幾個原因。首先，在鏈路45上的數(shù)據(jù)傳輸僅需要足以在imd的遙測線圈天線28a中產生imd10的接收器電路(未示出)可以可靠地解決的相對小的信號(大約幾十伏特和幾毫安)的功率。相比之下，磁充電場65必須具有足以在imd的充電線圈24處產生大得多的信號(大約數(shù)伏特和幾十毫安)來針對imd的電池14創(chuàng)建有意義的充電電流的功率。因此，磁充電場65通常具有比用于在鏈路45上傳輸數(shù)據(jù)而所生成的場高得多的功率。換句話說，在數(shù)據(jù)線圈天線50a處的itelem*vtelem比在外部充電線圈組件110中的充電線圈116處的vch*ich小得多，至少小一個數(shù)量級。

進一步加劇針對集成外部控制器/充電器系統(tǒng)90中的數(shù)據(jù)傳輸和功率傳輸?shù)墓β市枨蟮牟钪档氖莾烧咚枰臅r間的差值。在殼體42中的線圈天線50a可以僅需要將少量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絠md10，比如已更新的imd治療設置或新刺激程序，但是甚至相對長的數(shù)據(jù)通信會話會典型地在幾秒內發(fā)生。相比之下，在充電會話期間從充電線圈116的磁充電場65的產生會花費長得多的時間——以大約數(shù)分鐘或甚至達到小時直到imd電池14完全被再充電為止。如果用于遙測的rf裝置被使用在鏈路45上——即，如果rf天線50b和28b被使用在外部控制器/充電器100和imd10中，那么在數(shù)據(jù)傳輸和功率傳輸?shù)墓β市枨笾g的不同甚至進一步被加劇——因為這樣的rf裝置的通信通常可以以比線圈天線50a和28a之間的磁感應裝置的通信所使用的更低的功率而發(fā)生。

簡而言之，發(fā)明人注意到在集成外部控制器/充電器系統(tǒng)90中的功率需求由其充電功能——即，由外部充電線圈組件110中的線圈116處的磁充電場65的產生所支配。這意味著在外部/控制器殼體42內部的電池52必須具有足夠大的容量以提供充電期間所需要的功率，其通常意味著電池52在尺寸上必須是相對地大的。這是不幸的，因為其意味著外部控制器/充電器100(即，其殼體42)在尺寸上也必須是大的。雖然患者可以僅每隔幾天左右來要求他的imd電池14充電，并且因此會僅在那些時間需要使用外部充電線圈組件110，但是患者會很可能總是需要對外部控制器/充電器100的控制器功能進行訪問以與他的imd10交流數(shù)據(jù)。這是真實的，因為患者典型地整天將他的imd治療設置調整到不同的水平，并且因為在緊急情況下——例如，如果imd10看起來發(fā)生故障并且應該被關掉——患者或許需要控制他的imd10。簡而言之，患者可以被建議總是攜帶他的外部控制器/充電器100以用于立即imd10控制。相比之下，并且尤其如果患者的imd10的電池14被良好充電，那么患者或許不需要同樣地總是攜帶他的外部充電線圈組件110。

即使患者傾向于在除了他的外部控制器/充電器100之外還總是攜帶外部充電線圈組件110，那么外部控制器/充電器100或許不總是能夠提供外部充電線圈組件110可能要求的充電功能。如上面所討論的，具有可編程gui和無線通信功能的其他通用移動裝置(比如智能手機)可以被用作用于imd10的外部控制器——也就是說，用于與imd10雙向通信數(shù)據(jù)。然而，這樣的移動裝置典型地包括由移動裝置制造商在尺寸和容量上優(yōu)化的電池，以對移動裝置被期望提供功能例如，手機通信、短距離通信(例如，wifi或藍牙)、gui供電(包括屏幕)等進行供電。

移動裝置制造商沒有設想過使用這樣的移動裝置中固有的電池來提供磁充電場65，并且因此這樣的固有電池不會具有針對所要求的功率(vch*ich)的足夠的容量。使事情更糟的是，在這樣的移動裝置中固有的電池通常不可修改來適應這樣的無線充電所要求的功率：移動裝置制造商可防止用戶有權(或者最多可允許用戶僅有權)將有缺陷的電池交換為相同尺寸和容量的另一個電池。簡而言之，難于經由磁充電場65的產生在通用移動裝置中最佳地提供足以用于對imd電池進行無線充電的高功率任務的電池。簡言之，這是因為無線充電功能不是通用移動裝置典型地被設計的目的，并且像這樣的移動裝置中固有的這樣的電池不會具有實現(xiàn)這樣的功能的足夠容量。

因此，發(fā)明人公開了改進的集成外部控制器/充電器系統(tǒng)150，其結構被示出在圖7a-圖7c中的一個示例中，并且其電路被示出在圖8a-圖8c中的不同示例中。在系統(tǒng)150中的許多部件可以與圖5a、圖5b和圖6中的系統(tǒng)90保持不變，并且因此保留相同的元件編號，也就不再對其進行說明。對于系統(tǒng)150新的是具有小得多的容量電池162(對比電池52，圖5a)的外部控制器/充電器160，以及具有附加的更大容量電池172的外部充電線圈組件170。如關于圖8a-圖8c將進一步被說明的，電池172優(yōu)選地被用于至少給充電傳輸放大器142供電，充電傳輸放大器142被用于對外部充電線圈組件170中的充電線圈116進行激勵，同時電池162給系統(tǒng)150的其他方面(比如數(shù)據(jù)遙測電路和其他電子器件)供電。然而在只是一個非限制的示例中，圖5a的外部控制器/充電器100中的電池52可以具有例如1200mahr(毫安小時)的容量，在外部控制器/充電器160中的電池162可以具有800mahr的容量，并且在外部充電線圈組件170中的電池172可以具有1800mahr的容量。

在系統(tǒng)150中的附加電池172可以以多個不同方式而被包括在外部充電線圈組件170中或與其相關聯(lián)。例如，組件170可以缺少在組件殼體174中在充電線圈116的中央中的孔(對比124，圖5a,)，其中該空間相反被用于容納電池172。因此，并且如圖7b最優(yōu)所示，在外部充電線圈組件170的殼體174中的基板176可以是穿過殼體連續(xù)的，并且除了充電線圈116之外還被用于支撐電池174。附加地，基板176優(yōu)選地包括電路板，因此允許電池172的終端178與將進一步參考圖8a而說明的組件電路180一起被電耦接(例如焊接)到其中。在電纜112內的電線還可以在電路板176處終止182，如可以是充電線圈116的端部，以允許組件170中的電子器件的恰當?shù)穆酚珊瓦B接。盡管未示出，但是電池172、組件電路180和充電線圈116可以出現(xiàn)在基板176的不同側面上。還未示出的是，如先前描述，外部充電線圈組件170可以包括一個或多個溫度傳感器。

外部充電線圈組件170的殼體174可以包括過壓成型的材料。這可以防止對電池172的訪問，并且因此如果其是原電池，可以防止改變組件170中的電池172的能力。替代地，在由組件殼體174中的端口184(例如，usb端口)提供的對電池172進行再充電的電訪問的情況下，電池172可以是可再充電的。盡管在圖中電池再充電端口184被示出在殼體174的側面上，但是這不是嚴格必要的。組件殼體174還可以包括用于其電子器件的內部腔186，并且包括用于許可對電池172進行訪問以允許其被改變的電池蓋188。盡管電池172被示出為單數(shù)結構，但是應當理解電池172可以包括如外部充電線圈組件170中的電子器件所決定那樣的串行或并行連接的一個以上的電池。例如，電池172可以包括一個或多個商業(yè)原電池，比如9伏特電池、aa或aaa電池等。

類似于先前說明的外部充電線圈組件110(圖5a)，外部充電線圈組件170優(yōu)選地缺少其自己的用戶界面，并且相反外部控制器/充電器160的gui被用于控制和監(jiān)測imd充電功能，及經由天線50a/b來控制和監(jiān)測imd操作。替代地，外部充電線圈組件170可以具有最小的用戶界面。例如，指示器(比如一個或多個led)可以被提供在殼體174上(或者在殼體212和214中的任一個上；圖9b)以指示電池172的狀態(tài)(例如，其為低；其正在被充電等。)這樣的指示優(yōu)選地可以是通過任何被使用的保持裝置可見(參見230和240；圖10a和10b)。不管怎樣，更優(yōu)的是，被用于外部充電線圈組件170的任何用戶界面應被僅用于指示，并且因此可以不接收來自用戶的輸入。

如圖8a的電路圖所示并且如先前所說明的，外部控制器/充電器160的殼體42包括(更小容量的)電池162(提供電源電壓vbat1)，同時外部充電線圈組件170的殼體174包括(更大容量的)電池162(提供電源電壓vbat2)。除了電池172之外，組件170還可以包含組件電路180，其在所示的示例中包括從外部控制器/充電器100(圖6)移動的某個電路，比如線圈驅動器140和充電傳輸放大器142。組件電路180還可以包括附加電路，比如用于在端口184處的外部電源和電池172(如果它是可再充電的)之間的接口連接的再充電電路190。這修改了被呈現(xiàn)在外部充電線圈組件170的電纜112中的電線的信令(signaling)。盡管在組件110(圖6)的電纜112中的電線包括充電線圈116的端部，但是組件170的電纜112包括充電啟用信號(ch_en)，其如之前那樣被發(fā)出到組件1中的線圈驅動器140。還優(yōu)選地被呈現(xiàn)在電纜92中的是外部控制器/充電器160和外部充電線圈組件170中的所有電路(包括電池162和172)可以被綁定到的接地信號(gnd)以確保系統(tǒng)150中的共同參考。

在優(yōu)選的示例中，在外部控制器/充電器160的殼體42內的所有電路(微控制器130、調制器132、數(shù)據(jù)傳輸放大器134、解調器138、數(shù)據(jù)接收放大器136等)最終被電池162供電(vbat1)。這樣的電路可以從電池162經由用于產生可預測且穩(wěn)定的值的更小的電源電壓(vbat1’)的調節(jié)器192而間接地接收功率。在所示的示例中，更高功率的數(shù)據(jù)傳輸放大器134可以直接地被vbat1供電，同時更低功率的或數(shù)字電路(微控制器130、調制器132、解調器138、數(shù)據(jù)接收放大器136)由經調節(jié)的供應vbat1’供電(盡管最終仍被vbat1/電池162供電)。

同樣地，在外部充電線圈組件170的殼體174內的組件電路180(線圈驅動器140、充電傳輸放大器142、用于電池172的再充電電路190等)最終優(yōu)選地被電池172供電(vbat2)。盡管未示出，但是vbat2還可以被調節(jié)器調節(jié)(成vbat2’)，并且進一步更低功率的或數(shù)字的電路(線圈驅動器140、再充電電路190)可以被這樣的經調節(jié)的電源電壓供電，其中充電傳輸放大器112被vbat2直接地供電。

其他信號可以被提供在電纜112中。例如并且如經由虛線所示，電纜112可以包括用于將功率從一個電池162和/或172(vbat1和/或vbat2)路由到其他殼體174和/或42中的電路的至少一個電線。例如，在外部充電線圈組件170中的線圈驅動器140和再充電電路190可以經由從外部控制器/充電器160中的電池162提供的vbat1(或vbat1’)而被供電。這會是明智的，這是因為這樣的電路140和190可以僅抽取相對小容量電池152能提供的功率的相對小量。同樣地，如果抽取相對高功率的電路被駐留在外部控制器/充電器160的殼體42中(比如或許是數(shù)據(jù)傳輸放大器134)，那么其可以被來自外部充電線圈組件170的電池172的vbat2(或vbat2’)供電。

盡管未示出，但是電纜112在必要時可以包含附加電線以報告來自被呈現(xiàn)在外部充電線圈組件170中的(多個)溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)。這樣的溫度數(shù)據(jù)可以(多個)模擬溫度傳感器提供，該模擬溫度傳感器以模擬形式將溫度數(shù)據(jù)報告給外部控制器/充電器160，其中溫度數(shù)據(jù)被數(shù)字化并且被提供給微控制器130以用于解釋。替代地，這樣的模擬溫度數(shù)據(jù)可以在外部充電線圈組件170處被數(shù)字化，或者從組件170中的(多個)數(shù)字熱敏電阻直接地提供，并且以數(shù)字形式被提供給外部控制器/充電器160——例如經由作為串行總線接口的一部分的電纜112中的電線。

圖8b和圖8c示出了用于具有外部控制器/充電器160和外部充電線圈組件170的改進的集成外部控制器/充電器系統(tǒng)150的電路實施方式的其他示例，外部控制器/充電器160具有(更小容量)電池162，并且外部充電線圈組件170具有(更大容量)電池172。在這些示例中，如圖6所預想的，線圈驅動器140和充電傳輸放大器142被保留在外部控制器/充電器160的殼體42中。盡管在圖8b和圖8c中，用于電池172的再充電電路190被保留，但是外部充電線圈組件170因此可以缺少整個組件電路180。

在圖8b中，用于充電傳輸放大器142的電源被耦接到外部控制器/充電器160的殼體42上的端口48上的針，其中在外部充電線圈組件170的連接器114中的對應針被耦接到由電池172提供的vbat2。這樣，當組件170被耦接到外部控制器/充電器160時，充電傳輸放大器142被組件的更高容量電池172供電，允許外部控制器/充電器160中的電池162保持更小的容量，這是因為其并不為了從充電線圈116產生磁充電場65時被抽取。

圖8c示出相似于圖8b的另一電路變型，但是替代地借用外部控制器/充電器160的電池再充電電路194來提供從充電線圈116產生磁充電場65所需的功率。在該示例中，在外部控制器/充電器160中的電池162可通過將dc功率施加到端口48上的針來進行再充電，其中這樣的再充電由再充電電路194來調節(jié)。典型地，如眾所周知的，這樣的dc功率會由插在壁式插座中的ac-dc轉換器提供(未示出)。相反，當外部充電線圈組件170被耦接到端口時，來自組件的電池172的vbat2經由連接器114中的針而被提供給端口48中的適當?shù)尼?。替代地，如果vbat2不是用于給電池再充電電路194供電的足夠高的值，那么其可以通過外部充電線圈組件170中的dc-dc轉換器191(比如眾所周知的基于電容器的充電泵或基于感應器的升壓轉換器電路)升壓到更高的值vbat2+。不論哪種情況，電池172實際上會被用于對外部控制器/充電器160中的電池162進行再充電(vbat1)。更重要地，在本示例中，因為充電傳輸放大器142被耦接到vbat1，所以當組件170被連接時，該放大器142會經由再充電電路194被vbat2間接地供電。因此，并且進一步，用于產生磁充電場65的功率最終由外部充電線圈組件170中的電池172供應。

無論其可能實施的各種方式如何，集成外部控制器/充電器系統(tǒng)150的實施方式是有利的。因為在外部控制器/充電器160的殼體42中的電池162不被用于給對充電線圈116激勵的充電傳輸放大器142供電，所以其可以被制做得更小，外部控制器/充電器160的殼體42也可以做得更小。這方便了通常需要攜帶他們的外部控制器/充電器160以用于立即的imd控制的患者。與現(xiàn)有技術(組件110；圖5a和圖5b)相比，外部充電線圈組件170對電池172的包含會增加組件170的尺寸或厚度。但是因為組件170或許僅偶爾地被需要并且不總是被攜帶，所以該不便可被減輕。這是因為患者通常可注意按日程——例如，在家或基于每日或每周對他的imd10的電池14進行充電。最后，外部充電線圈組件170對電池172的包含促進了具有另外能夠作為醫(yī)療裝置控制器(比如手機，其內部電池或許不足以提供磁充電場65的產生所需要的相對高的功率)而進行操作的消費者移動裝置的組件170的使用。這稍后參考圖11a和圖11b進一步被討論。

圖9a和圖9b示出了外部充電線圈組件200和210的不同配置，外部充電線圈組件200和210還提供了用于將功率(至少)提供給它們的充電線圈116的外部電池172。這些配置均有利地將電池172(以及在被呈現(xiàn)的范圍的組件電路180)移動到充電線圈116的區(qū)域范圍的外部。這有利于降低由充電線圈116產生的磁充電場65與這些部件的相互作用。如先前所提到的，這樣的相互作用會使不想要的渦電流形成，渦電流會生成熱量并且降低功率轉移的效率。外部充電線圈組件200和210可以實施先前所討論的圖8a-圖8c中的任何電路方案。

圖9a中所示的外部充電線圈組件200包括在與充電線圈116的相同的殼體202中的電池172。在這點上，更大的基板204被提供用于支撐和電耦接電池172、組件電路180和充電線圈116以及電纜終端182。在電池172被移動到充電線圈116外部的情況下，殼體202可以包括在充電線圈116的中央中的孔124(對比圖5a)。盡管未示出，但是殼體202還可以包括用于允許對電池172進行訪問的電池蓋(像188，圖7c)。端口184還可以被提供以允許組件200中的電池172的再充電。

圖9b中所示的外部充電線圈組件210包括在不同于充電線圈116的殼體214的電池殼體212中的電池172。電池殼體212包括用于支撐和耦接電池172、電纜終端182以及組件電路180的基板216。電池殼體212還包括用于在充電線圈殼體214上接收連接器220的端口218。這樣的耦接及傳遞必要信號到充電線圈116并且從充電線圈116(比如從組件電路180中的充電傳輸放大器142)傳遞必要信號還可以允許電池殼體212和充電線圈殼體214正相吻合(click)在一起以用于機械穩(wěn)健性，使得這樣的殼體會接觸以形成集成的電池/線圈結構。然而，這不是嚴格必要的。相反，線纜246(圖10b)可以對電池殼體212和充電線圈殼體214中的部件進行電連接，因此允許殼體212和214遠離彼此。注意到218可以替代地包括連接器和220端口。盡管組件電路180被示出在電池殼體212中的基板216上，但是這樣的電路中的一些或所有可以相反地被駐留在充電線圈殼體214中的基板222上。此外，盡管未示出，但是電池殼體212可以包括用于允許對電池172進行訪問的電池蓋。端口218可以被用于對電池170進行再充電。

各個外部充電線圈組件中的一部分以及它們相關聯(lián)的外部電池172可以被包含到比如先前被討論的保持裝置(80；圖4)中。圖10a和10b示出了不同的示例。圖10a的保持裝置230包括帶82，其具有圖9a的外部充電線圈組件200被放置到其中的小袋232。槽234或其它開口允許外部充電線圈組件200被插入在小袋232中并且允許其相關聯(lián)的電纜112存在，使得其可以被連接到外部控制器/充電器160(圖7a)。槽234可以是可再次密封的(例如，具有維可牢)以允許外部充電線圈組件200被移除，使得保持裝置230可以被清洗。替代地，可以在制造期間將外部充電線圈組件200永久封閉在小袋中，其中殼體開口(未示出)可以被提供在小袋232中，例如：以允許電纜112的伸出；以允許訪問殼體202上的電池蓋；和/或以允許在需要時訪問端口184以對電池172再充電。如之前那樣，小袋232通常會將充電線圈116與患者的imd10對齊，并且一旦這樣被對齊，患者然后可以將連接器114耦接到他的外部控制器/充電器160(圖7a)，并且使用其gui開始充電會話——即，用于產生磁充電場65以對他的imd10中的電池14進行充電。圖9b的外部充電線圈組件210還可以被定位在小袋232內，盡管這沒有被示出。

圖10b的保持裝置240包括具有小袋242和244的帶82，圖9b的外部充電線圈組件210的充電線圈殼體214和電池殼體212分別地被放置到小袋242和244中。在該示例中，充電線圈殼體214和電池殼體212在如圖9b所示的連接器220和端口218處不被直接地機械耦接。相反，電纜246耦接到220和218以電耦接殼體214和212中的部件。電纜246優(yōu)選地在帶82的內部并且由開口248輔助而跨在小袋242和244之間。該配置允許充電線圈殼體214和電池殼體212被定位在帶上的不同位置處。這樣的定位是有益的：充電線圈殼體214在帶82的背面處接近患者中的imd植入的位置(在scs應用中)；相比之下，電池殼體212在帶82的前面處，在該處電纜112從小袋244伸出。這使電池殼體212(及充電線圈殼體214)與外部控制器/充電器160的耦接更容易，因為電纜112/連接器114是在患者的前面并且更容易達到。雖然帶82的電部件可以是可移除的，但是這樣的部件還可以永久被集成到保持裝置240中。還注意到電纜246可以被硬連接到充電線圈殼體214和電池殼體212并且不可從其中分離。

如先前所提到的，消費者移動裝置已經被公開在本領域中適合用作用于imd的數(shù)據(jù)通信外部控制器。如所提到的，被呈現(xiàn)在典型的移動裝置中的電池的容量可能不足以附加地允許移動裝置充當用于imd的外部充電裝置。然而，被公開的外部充電線圈組件以及其相關聯(lián)的外部電池172實現(xiàn)了這樣的充電功能，并且圖11a和圖11b示出可被用作具有被公開的組件的外部控制器/充電器的不同類型的移動裝置。在這些示例中示出了具有其內部電池172的外部充電線圈組件170(圖7a-圖7c)，盡管還可以使用其他被公開的組件(圖9a，200；圖9b，210)。可與所示的移動裝置使用的被公開的外部充電線圈組件還可以被先前關于圖10a和圖10b所示的保持裝置保持或者與其集成，盡管這在圖11a和圖11b中未被示出。

圖11a示出作為外部控制器/充電器的、并且在典型地被呈現(xiàn)在這樣的裝置上的端口252(例如，usb端口)處被耦接到外部充電線圈組件170的手機移動裝置250的使用。手機250可以是商業(yè)的、多種用途的消費者裝置，比如手機、平板、個人數(shù)據(jù)助理、便攜式電腦或筆記本計算機、或類似裝置——實質上能夠起到用于imd的無線外部控制器的作用的任何移動、可手持的裝置。示例包括例如蘋果iphone或ipad、微軟surface、諾基亞lumia裝置、三星galaxy裝置以及谷歌android裝置。圖11a特別地示出作為智能移動電話的手機250。在手機250上的端口252可以包括除usb端口外的不同類型的端口。

手機250包括具有屏幕254的gui，如果屏幕254是觸摸屏，其還可以接收輸入。手機250還可以具有用于從患者接收輸入的按鈕256(例如，鍵盤)、揚聲器258和麥克風260。盡管未示出，但是手機250在其殼體262內還包括：電池(原電池或可再充電的電池)；天線；及微控制器305(圖11c)。如先前所提到的，手機250的微控制器305可以執(zhí)行醫(yī)療裝置應用(mda)265以實現(xiàn)與imd10的數(shù)據(jù)通信——即，為了控制imd操作并且為了監(jiān)測imd功能。如在本文所引用的參考中所說明的，這樣的通信可以使用手機250的天線而發(fā)生。

與手機250中可選擇的其他應用一樣，mda265可以使用傳統(tǒng)技術從比如因特網(wǎng)服務器或“app商店”而被下載到手機250。盡管不是嚴格必需的，但是mda265被imd10的制造商邏輯地開發(fā)并且提供，并且可以被制成以不同的版本可得以利用不同的移動裝置操作系統(tǒng)(例如，ios、安卓、windows等)來工作。本領域的技術人員會理解mda265包括可被存儲在手機250中或因特網(wǎng)服務器上例如在非暫態(tài)機器可讀介質(比如磁盤、光盤、或固態(tài)盤，集成電路，記憶棒，磁帶等)上的指令。

mda265被修改以提供與imd充電相關的gui元件，并且圖11a示出在屏幕254上的充電gui的示例。充電gui可以已經被患者通過在mda265中進行適當?shù)倪x擇而導航。替代地，一旦將外部充電線圈組件170的連接器114插入到端口252中，充電gui就可以自動地呈現(xiàn)。如所示，充電gui包括用于打開或關閉充電的患者可選擇的屏幕上的按鈕。附加地，充電gui可以包括與電流或未來充電會話相關的信息，比如imd10的電池14的電流電壓；(剩余的)充電時間的估計；以及溫度。這樣的信息可以經由從imd10到手機250的遙測而周期地被更新，并且如果充電會話在進行中，磁充電場65可能通過lsk遙測生成，如前所述。溫度信息可以來自在imd10處(被imd溫度傳感器)取得的并且被遙測的測量結果，或者可以來自由被呈現(xiàn)在外部充電線圈組件175中的溫度傳感器進行的溫度測量結果。

圖11b示出作為外部控制器/充電器250的、并且在端口272(例如，usb端口)處被耦接到外部充電線圈組件170的可穿戴移動裝置(尤其是光學頭戴顯示器(ohmd)270)的使用。更具體地，在一個示例中，ohmd270可以包括由加利福尼亞的山景城的谷歌公司開發(fā)的googleglass^tmohmd。ohmd270被配置為很像一對標準眼鏡而可穿戴，并且包括還被用作由穿戴者的耳朵支撐的鏡腿的鏡架274及鼻托276。鏡片(例如，矯正或太陽鏡鏡片)可以被固定到鏡架274，但是在圖11b中未示出。ohmd270還可以連同穿戴者的正常眼鏡一起被穿戴。

被固定到鏡架274的塑料通常限定了在ohmd270的右鏡腿上的后部殼體278和前部殼體280。塑料還限定了穿過部分282，其也限定了用于穿戴者的右耳的空間，還提供電線在兩個殼體278和280之間的穿過。后部殼體278保持可再充電的電池(未示出)。在后部殼體278中的骨傳導音頻變換器284通過塑料突出并且壓在右耳朵上以允許穿戴者聽見由ohmd的gui提供的聲音，這在下面被說明。ohmd270還可以包括更傳統(tǒng)的音頻揚聲器。

前部殼體280包括印刷電路板(未示出)，其支撐ohmd270的主電子器件，比如其微控制器305、以及將輸入提供給電子器件中的運動檢測器模塊的運動傳感器，包括三軸加速度計和三軸陀螺儀。在前部殼體280中還包括觸摸傳感器(未示出)，其允許前部殼體的外表面作為觸摸板286而進行操作。觸摸板286對于穿戴者在前部殼體280的外表面的二維區(qū)域(x和y)上的觸摸是敏感的，并且可以附加地相似于按鈕而被按壓(“輕敲”)。前部殼體280的下側附加地包括除了由觸摸板286可接收的輸入之外還用于接收語音輸入的麥克風288。如眾所周知的，ohmd270的電子器件會包括用于解釋口頭語音輸入的語音檢測模塊。

前部殼體280還包括ohmd270的顯示部分290，其包括由ohmd的微處理器305供電的led陣列292。在led陣列292處產生的圖像294被導向包含偏振分束器的棱鏡296，偏振分束器將圖像194導向穿戴者的右眼。以該方式，用戶能夠感知由ohmd270生成的圖像294并且被顯示部分290輸出，其圖像294被提供為稍微偏向穿戴者的目視中心的右側，因此允許穿戴者同時在顯示部分290上看見真實的世界和圖像。

在該示例中的ohmd270還包括雙向短距離rf通信裝置，其像先前所描述的手機250(圖11a)一樣優(yōu)選地包括符合藍牙和wi-fi通信標準的一個或多個天線(未示出)。天線可以位于前部殼體280中，但是可以被呈現(xiàn)在別處，比如在后部殼體278中。

如美國專利申請序列號14/710,283中所說明的，ohmd270可以使用可被用于控制和監(jiān)測imd10的顯示部分290來生成gui300。gui300的輸入界面包括觸摸板286、語音監(jiān)測模塊(被耦接到麥克風288)和被耦接到加速度計和陀螺儀的運動檢測器模塊中的一個或多個。該輸入界面允許患者導航gui300以通過觸摸、語音或頭部移動來控制并且監(jiān)測他的imd10。音頻方面(例如，變換器284或另一揚聲器)還可以包括ohmdgui300的一部分。

‘283申請詳細地說明了ohmdgui300，特別是關于與imd的數(shù)據(jù)通信。然而，在圖11b中僅示出ohmd300的關于充電的簡單示例。此外，gui300的充電方面可以已經被患者使用ohmd270的輸入界面導航到達，或者在一旦將外部充電線圈組件170的連接器114插入到端口272時就自動地呈現(xiàn)。如由患者經由顯示部290所見，關于imd電池充電的信息的卡片302被示出，其相似于圖11a中所討論的手機250的充電gui，并且因此不再重復。光標304突出了選擇部分，并且在卡片302中與打開或關閉充電(經由外部充電線圈組件170進行的磁充電場65的產生)相關聯(lián)。與電流或未來充電會話有關的其他信息還可以如之前那樣被顯示。在所示的示例中，充電當前被關閉，但是通過在觸摸板286上向前滑動而被打開，其然后更新顯示的卡片上的打開/關閉信息。然而，還可以使用其他用戶對輸入界面的輸入，比如語音命令或頭部移動，以用于導航ohmgui300并且進行用戶選擇。

注意到不同的外部充電線圈組件和其所關聯(lián)的外部電池172可以被用在改進的外部控制器/充電器系統(tǒng)100的各個示例中。例如，如美國專利8,682,444所公開的，外部充電裝置可以被耦接到不同形狀和尺寸的外部充電線圈，其中外部充電器被編程以自動地檢測外部充電線圈中的特定的一個并且相應地調整磁充電場65的生成(例如，其功率)。被公開的外部控制器/充電器160、手機250或ohmd270的相似編程將允許該技術的使用，因此使這樣的裝置能夠基于被使用的特定的外部充電線圈組件來改變磁場生成。

在圖11c的電路中示出了關于作為用于各種被公開的外部充電線圈組件的控制器的移動裝置250、270的使用的進一步細節(jié)。這樣的電路對于以實際實施方式的考慮是實用的，這是因為移動裝置250、270可以經由其usb接口電路310而被編程以作為關于在其端口48處進行usb通信的從機(slave)而進行操作。從機usb接口電路310在移動裝置250、270中的使用允許該裝置被另一計算機裝置(比如個人計算機)控制，計算機裝置作為主機(master)而進行操作以在端口48處控制usb通信。

在作為usb從機的移動裝置250、270的可能性質的識別中，外部充電線圈組件(例如，170)優(yōu)選地包括作為主機操作的可編程usb接口電路312。當連接器114被連接到移動裝置250、270上的端口48時，在外部充電線圈組件170中的主機usb接口電路312控制電纜112上的通信，并且根據(jù)這樣的通信來進一步控制從充電線圈116生成磁充電場65。

這樣的操作可以經由被編程到主機usb接口電路312中的充電算法320而發(fā)生，其操作在圖11c的頂部處的流程圖中被描述。算法320優(yōu)選地利用延遲時間段(比如0.5秒等)而持續(xù)地操作。在延遲時間段終結之后，算法320確定外部充電線圈組件170的連接器114是否已經被連接到usb端口，比如移動裝置250、270上的端口48。這可以使用外部充電線圈組件170中的眾所周知的連接檢測器電路314而發(fā)生。

如果被連接，主機usb接口電路312確定其是否應該控制線圈驅動器140以從充電線圈116產生磁充電場65。這可以通過主機usb接口電路312將查詢隨著電纜112中的數(shù)據(jù)信號data+和data-一起發(fā)送到移動裝置250、270而發(fā)生。如眾所周知的，根據(jù)由電路310和312支持的usb協(xié)議，這樣的數(shù)據(jù)信號是差分的。例如，主機usb接口電路312可以查詢關于在移動裝置250、270中操作的mda265的狀態(tài)。如果mda265指示出磁充電場65應該被生成——例如，如果患者已經在移動裝置150、270的gui上選擇“打開(on)”充電按鈕——則從機usb接口電路310可以通知主機usb接口電路312該事實。繼而，主機usb接口電路312可以控制線圈驅動器140以對傳輸充電放大器142進行激勵，因此產生磁充電場65?？梢灾芷诘卮_定磁充電場65的生成是否應該繼續(xù)——例如，通過在連續(xù)的延遲時間段之后來查詢mda265是否稍后指示了場應該停止。簡而言之，利用usb接口電路312操作的充電算法320控制與移動裝置250、270上的端口48的通信，以接收與取決于mda265的狀態(tài)的開始或停止充電的需要有關的信息。

盡管在圖11c中從控制電路中分離地被示出，但是應當理解，usb接口電路310和312可以被編程到另外可在裝置中操作的控制電路(例如，305)中。盡管在usb通信的背景下被示出，但是其他通信協(xié)議可以被用于移動裝置250、270/外部充電線圈組件170的通信。

盡管被公開為供可植入醫(yī)療裝置使用，但是應當理解，外部控制器/充電器和外部充電線圈組件以及其相關聯(lián)的電池的各個示例還可以與其他非可植入醫(yī)療裝置一起使用。例如，如例如美國公開2012/0123502所公開的，可以結合在其植入前被用于模仿imd10的操作的外部試驗刺激器(ets)裝置來使用所公開的外部系統(tǒng)。

在imd10中可操作的微控制器控制電路、外部控制器充電器/控制器160、移動裝置250或270可以包括例如由德州儀器制造的產品型號msp430，其在http://www.ti.com/lsds/ti/microcontroller/16-bit_msp430/overview.page？dcmp＝mcu_other&hqs＝msp430處的數(shù)據(jù)表中被描述。然而，還可以使用其他類型的控制電路(比如微處理器、fpga、dsp或這些的組合等)以代替微控制器。