CN103476361A - 具有非线型导体的馈通 - Google Patents

Abstract

一种可植入医疗设备，包括：密闭罩，所述密闭罩包括至少一个馈通，所述馈通具有穿过所述馈通的至少一条导电路径。所述至少一个馈通包括：具有进入面和引出面的绝缘体；和至少一个非线型导体，所述导体被配置成在所述绝缘体内从所述进入面延伸至所述引出面以提供所述导电路径，其中所述进入面和引出面不是所述绝缘体的基本平行的相对面。

Description

具有非线型导体的馈通

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月24日提交的美国专利申请No.13/034,470的优先权。该申请的内容在此通过引用并入。

技术领域

本发明主要涉及用于可植入医疗设备的馈通，并且更具体地涉及一种具有非线型导体的馈通。

背景技术

存在下列几种可植入医疗设备(本文中有时也称为“医疗植入体”)，其被设计成临时或永久地植入在患者或受体(本文为“受体”)体内。可植入医疗设备可以是部分可植入的，包括一个或更多可植入组件以及一个或更多外部组件两者，或者完全可植入。该可植入医疗设备执行多种治疗功能中的一种或多种功能，诸如刺激神经或其他组织、监控生物学功能或生理学参数、在受体外部和内部之间传送材料、执行原先由器官或其他生物学系统执行的功能，等等。

取决于应用和/或预期功能，部分或完全可植入医疗设备的可植入组件能够被直接植入到皮肤下，或者深入受体内，邻近或处于受体的器官或骨骼中。为了使手术量和/或对受体造成的不适最小化，通常期望将可植入组件做得尽可能地薄和紧凑。当受体为幼童时，这甚至更重要。

耳蜗植入体使用对听觉神经细胞的直接电刺激，以绕开正常情况下将听觉振动转换为神经活动的缺失或受损毛细胞。这样的装置通常使用插入耳蜗鼓阶中的电极阵列，以便电极能够选择性地刺激受体听觉神经的细胞。听觉大脑刺激器用于治疗患有听觉神经双侧退化的更少量受体。对于这样的受体，听觉大脑刺激器通常以平面电极阵列提供对脑干中的耳蜗核的刺激；也就是说下列电极阵列，其中电极触点被布置在二维表面上，该二维表面能够被定位成接近脑干。

诸如上述那些可植入医疗设备包括位于可植入组件的可植入外壳内的一个或更多功能性组件。本文使用的“功能性组件”涉及可植入医疗设备的任何机械、电动机械或电子组件。通常，至少一些功能性组件，诸如电子组件包括生物不相容材料(例如，铜、铅、铁，等等)，因而这些组件必须被布置在密闭罩中。该密闭罩保护身体不受可植入组件中所含的任何生物不相容材料的影响，并且保护电子组装件不受体液的影响。密闭罩中的破损能够在受体(例如，发炎或细胞毒作用)或装置(例如，故障)导致不良反应，并且必需清除一个或更多可植入组件，或者能够导致受体停止使用该装置以避免上述或其他不利影响。

在特定可植入医疗设备中，提供穿过密闭罩壁的导电路径，以允许在密闭罩内的组件和密闭罩外的组件之间电信号通信。例如，在耳蜗植入体中，可从密闭罩内向布置在密闭罩外的电极提供电刺激脉冲，所述脉冲用于直接刺激听觉神经细胞。电馈通布置通常包括一个或更多导电插针，所述插针安装在玻璃或陶瓷绝缘体内以将插针与容器或外壳绝缘。

发明内容

在本发明的一方面中，公开了一种可植入医疗设备。该可植入医疗设备包括密闭罩，其包括至少一个馈通，该馈通具有穿过该馈通的至少一条导电路径。该至少一个馈通包括绝缘体，其具有进入面和引出面；和至少一个非线型导体，该非线型导体被配置成在该绝缘体内从进入面延伸至引出面以提供导电路径，其中进入面和引出面不是绝缘体的基本平行的相对面。

在本发明的另一方面中，公开了一种耳蜗植入体系统。该耳蜗植入体系统包括：电极阵列；和电子模块，其包括密闭罩，该密闭罩封入一个或更多功能性组件并且包括至少一个馈通，该馈通具有穿过该馈通的至少一条导电路径，该导电路径被配置成将功能性组件电连接至电极阵列。所述至少一个馈通包括绝缘体，其具有进入面和引出面；和至少一个非线型导体，该非线型导体被配置成在该绝缘体内从进入面延伸至引出面以提供导电路径，其中进入和引出面不是绝缘体的基本平行的相对面。

在本发明的另一方面中，公开了一种形成用于可植入医疗设备的馈通的方法。本方法包括：形成至少一个非线型导体；和以绝缘材料封装该非线型导体的一部分，以形成具有进入面和引出面的相连的绝缘体，所述进入面和引出面不是绝缘体的基本平行的相对面，其中该非线型导体被配置成在该绝缘体内从进入面延伸至引出面。本方法还包括密闭地密封被封装在绝缘体内的所述非线型导体的所述一部分。

附图说明

这里参考附图描述本发明的例示性实施例，其中：

图1是其中可实施本发明的实施例的耳蜗植入体的示意图；

图2是根据本发明的实施例的医疗植入体的分解透视图；

图3A-3D是根据本发明的实施例的馈通的示意图；

图4A-4C示出根据本发明替代实施例的各种馈通；

图5A是传统医疗植入体的示意图；

图5B和5C是每个都具有根据本发明的实施例的馈通的医疗植入体的示意图；

图6A-6I是根据本发明的实施例的各种馈通的示意图；

图7A-7D是包括根据本发明的实施例的多个导体的馈通的示意图；

图8A-8E是形成根据本发明的实施例的馈通的方法的示意图；

图9是包括根据本发明的实施例的馈通的医疗植入体的密闭罩的示意图；

图10是包括根据本发明的实施例的的馈通的医疗植入体的横截面图；

图11是包括根据本发明的实施例的的馈通的耳蜗植入系统的示意图；

图12是形成根据本发明的实施例的馈通的方法的流程图；和

图13是形成根据本发明的实施例的馈通的另一方法的流程图。

具体实施方式

本发明的各方面大致涉及在可植入医疗设备中使用的电馈通布置。在本发明的特定实施例中，电馈通使得能够生产可植入医疗设备的更薄和更紧凑的可植入组件。本文使用的术语“馈通”指的是提供穿过绝缘体(或绝缘构件)延伸的至少一条导电路径。在一些实施例中，导电路径将位于密闭密封罩(即容器、外壳，等等)内部的功能性组件电连接至该密闭罩外部的功能性组件。也就是说，在一些实施例中，导体提供从绝缘体一侧至该绝缘体另一侧的导电路径。

本文所述的实施例主要结合一种刺激可植入医疗设备，即耳蜗植入体。然而，应理解，可在其他类型的可植入医疗设备，包括其他类型的听力假体中使用根据本发明实施例的馈通。听力假体包括(但不限于)助听器、听觉大脑刺激器和耳蜗假体(本文称为“耳蜗植入体”)。

图1是其中可实施本发明的实施例的示例性耳蜗植入体系统100的透视图。下文描述外耳101、中耳105和内耳107的相关组件。声波103的声压被外耳101(耳廓)收集，并且被引导(channel)至耳道102中和穿过耳道102。横跨耳道102的远端布置的是鼓膜104，其响应于声波103而振动。通过中耳105的三根骨骼(包括锤骨113、砧骨109和镫骨111，其集体地被称为小骨117)所述振动被耦合至卵圆窗或椭圆窗115。中耳105的骨骼113、109和111用于过滤和放大声波103，导致椭圆窗115发音或振动。该振动在耳蜗132中建立流体运动波。继而，该流体运动激活排列在耳蜗132内部的微小毛细胞(未示出)。激活毛细胞导致适当的神经脉冲通过螺旋神经节细胞(未示出)和听觉神经138传递至大脑(未示出)，在大脑中神经脉冲被感知为声音。

耳蜗植入系统100包括：外部部件组装件142，其被直接或间接地附接至受体的身体；和内部部件组装件144，其被临时或永久地植入受体内。外部部件组装件142通常包括一个或更多用于检测声音的拾音器(例如，麦克风)120、语音处理单元116、电源(未示出)和外部发射器单元106。外部发射器单元106包括外部线圈108，和一些实施例中直接或间接固定至外部线圈108的磁体(未示出)。语音处理单元116处理拾音器(例如，麦克风)120的输出，在所示实施例中，拾音器120被受体的耳朵110定位。语音处理单元116产生编码信号，本文将其称为刺激数据信号，通过电缆(未示出)将该信号提供给外部发射器单元106。在该例示中，语音处理单元116构造和布置成使得其能够安装在外耳101(例如，耳廓)后。替代版本能够被佩戴在身体上，或者能够提供完全可植入系统，其将语音处理器和/或麦克风结合到内部部件组装件144中。

内部部件组装件144包括内部接收器单元112、刺激器单元126和电极组装件118。内部接收器单元112包括内部经皮传输线圈(在该图中不可见)，和在一些实施例中相对内部线圈固定的磁体。内部接收器单元112和刺激器单元126被密闭地密封在生物可兼容外壳中。如上所述，内部线圈从外部线圈108接收功率和数据。电极组装件118的电缆或引线从刺激器单元126延伸至耳蜗132，并且终止于电极阵列134中。刺激器单元126产生的信号被电极阵列134的电极施加至耳蜗32，由此刺激听觉神经138。

虽然上文将耳蜗植入体系统100描述为具有外部组件，但是在替代实施例中，耳蜗植入体系统100能够为完全可植入的假体。例如，在一个例证性实施中，语音处理单元116，包括麦克风、语音处理器和/或电源，能够作为一个或更多可植入组件而实现。在一个特殊实施例中，语音处理单元116能够被包含在密闭密封的外壳中。

图2是根据本发明实施例的可植入医疗设备200的可植入组件的分解透视图。可植入组件200包括容器202形式的密闭密封罩。密闭密封容器202通过将底壳206密闭地密封至底板204而形成。容器202限定密闭罩，其中定位有功能性组件212。在图2例示的实施例中，功能性组件212包括印刷电路板(PCB)208和安装在PCB208上的电子组件228。在特定实施例中，电子组件228可包括一个或更多相对大的组件228L和一个或更多相对小的组件228S。在一些实施例中，电子组件228可包括电池。

容器202还包括布置在底板204的开孔218中的两个密闭馈通300和300′。在图2例示的实施例中，每个馈通300和300′都分别包括绝缘主体302和302′，并分别包括多个电导体304和304′。如下文更详细所述的，每个导体都包括在绝缘主体内部的方向改变(在该具体情况下为方向改变180°)。在特定实施例中，该方向变化促进可植入组件的厚度降低。在一些实施例中，电导体304和304′被配置成在不会使罩体的密闭密封变差的情况下，在容器202的密闭罩的内部组件和外部组件之间提供导电路径(即，电输入/输出线路)。代替电导体304和304′，在一些实施例中，馈通300和300′可包括输入/输出线路，例如，该线路可能为电线(例如，由铜、光纤等等形成)、电缆、管道等等，该线路促进在功能性组件212和受体、其他植入体、外部组件等等之间，传输能量、数据、材料、生物样本等等。在特定实施例中，每个馈通都包括穿过该馈通延伸的至少一条导电路径。

在图2例示的实施例中，导体304的第一端在容器202的密闭罩中，从PCB208延伸至密闭馈通300，并且导体304′的第一端在容器202的密闭罩中，从PCB208的底部延伸至密闭馈通300′。另外，导体304和304′的第二端分别从馈通300和300′延伸至密闭罩的外部。在密闭罩外部，第二端304和304′可被电连接至可植入医疗设备的不同功能性组件。例如，在上文参考图1所述的例证性耳蜗植入体中，导体304的第二端可被电连接至内部经皮传输线圈，并且导体304′的第二端可被电连接至电极阵列134。密闭馈通300、300′允许任何类型的许多输入/输出线路穿入(infiltrate)罩体202，同时保持罩体的密闭密封。

另外，顶壳214被连接至容器202，并且限定可植入组件200的耐压侧。在一些实施例中，顶壳214不被密闭地密封至容器202。该罩体不密闭是因为存在至少一个开孔230，引线通过该开孔连接至可植入组件的其他功能性组件，诸如另一可植入组件或电极组装件。顶壳214包括：横向表面，其限定植入体200的顶部表面；和侧壁，其大致垂直于该横向表面延伸。类似地，底壳206包括：横向表面，其限定植入体200的底部表面；和侧壁，其大致垂直于该横向表面延伸。顶壳214和底壳206匹配底板204的周缘的相对侧。然而，应明白，顶壳和底壳214、206能够以多种方式耦合。例如，在一个替代实施例中，顶壳和底壳214、206彼此直接匹配。壳体和密闭罩能够由合适的生物兼容材料形成，诸如钛、不锈钢或钴-铬合金，并且能够使用多种技术结合，诸如激光焊接或扩散粘结。

结合底板204的顶壳214通常被设计成具有期望的耐压性，并且在本发明的特定实施例中，能够被制作地比底层更厚。例如，顶层能够由厚0.4mm的钛形成，而底层为厚0.2mm的钛。在一些实施例中，内部填料材料能够被注入或插入非密闭罩和/或密闭罩中，以提供另外的结构整体性或耐压性。植入体的外部能够被涂以硅弹性体、环氧树脂或其他保护性涂层。

下文描述根据本发明特定实施例的馈通300的各种实施例。图3A示出根据本发明特定实施例的馈通300的示意图。图3A是具有正方形横截面形状的馈通300的横截面图。在特定实施例中，馈通300大致为立方体形状，而在其他实施例中，馈通300大致形状类似矩形棱柱。馈通300包括电绝缘体310，其具有第一面312和基本垂直于第一面312的第二面314。馈通300也包括电导体(或导电构件)320，本文称为导体320。布置在绝缘体310内的一部分导体320包括基本90度或基本直角的弯曲322，以便非线型导体320进入第一面312并且从第二面314离开，而非从与进入面312相对的相对面316离开。本文使用的“非线型”导体是这样的导体，其包括一个或更多曲线或弯曲以及一个或更多平直段。

因此，图3A示出包括绝缘体310和至少一个导体320的馈通，该绝缘体310具有：进入面312，其中至少一个导体320进入所述进入面；和引出面314，该至少一个导体320从该引出面引出，引出面314基本垂直于进入面312。

图3A表现了立方体形状的馈通300。然而，根据本发明的特定实施例，能够在规则或不规则形状的范围内提供馈通(即，馈通300的绝缘体310)。一些规则形状包括立方体、块状体、柱体、球体或具有恒定横截面的其他形状，或者其中横截面的形状恒定，但是绝对尺寸作为长度的函数而变化(例如，锥形)。图3B-3D例示了本发明的特定实施例，其中馈通300分别具有矩形块、八边形柱体和圆柱体的形状，其每个都具有包括导体320，导体320具有被布置在绝缘体310内的一部分，该部分包括90度弯曲。在其中馈通具有弯曲表面的实施例中，所涉及的面应包括假想表面，其与弯曲表面上的基准点(通常是导体的进入或引出点)相切。此外，在其中馈通具有弯曲表面的一些实施例中，“面”可包括位于绝缘体下述平面中的表面，该平面在绝缘体表面上的下述位置与绝缘体相切，即一部分导体在该位置延伸离开绝缘体。

图4A-4C例示了图3A-3D的馈通300的各种替代实施例。图4A例示了馈通300，该馈通300包括导体320，该导体320具有被布置在绝缘体310中的包括两个45度弯曲的一部分。图4B例示了馈通300，该馈通300包括曲线导体320，其中导体320被布置在绝缘体310内的该部分具有恒定曲率半径。图4C例示了馈通300，该馈通300包括曲线导体320，其中被布置在绝缘体310内的一部分导体320成曲线地穿过270度圆弧，以便在绝缘体310内提供更长路径长度。

本文参考本发明的一些实施例描述的馈通布置可使得通过减小馈通和相关连接的总体尺寸，能够生产更薄或更紧凑的可植入组件。在图5A和5B中示出该尺寸降低的实例，图5A和5B是可植入医疗设备的可植入组件的示意图，其例示了通过使用根据本发明特定实施例的图3A的馈通300而实现的预留空间的缩小。图5A例示了现有技术的密闭罩510，在其左侧示出具有顶部表面512，穿过该顶部表面，提供了具有线型导体522的传统馈通520。包括具有90度弯曲的导体532的外部功能性组件530在点534连接至线型导体522的上端。图5B例示了密闭罩510，其具有顶部表面512，穿过该顶部表面，根据特定实施例的图3A的馈通300(关于图3A旋转180度)通过笔直导体536连接至外部功能性组件530，该笔直导体536在点538连接至导体320的上端。在本发明的一些实施例中，通过在馈通320的绝缘体中包含导体320的90度弯曲，能够实现密闭罩上方的预留空间的缩小540。在这样实施例中，另外的优点在于，可不影响装置的耐压性地实现尺寸缩小，这是因为不必减小植入体材料的量或厚度。图5B所示实施例的另一优点在于，馈通的顶部表面是绝缘体。因此，当添加顶壳(例如，图2中的顶壳214)时，不需要在导体320和顶壳之间加入绝缘。

图5C示出根据一些实施例的替代密闭罩510，其中馈通300的取向关于图5B中的取向颠倒或逆转，以示出将馈通连接至位于密闭罩中的功能性组件550。在该实施例中，组件550具有笔直电导体552，其在连接点554连接至馈通导体320。这样的实施例可能有利在于，馈通300的底部表面为绝缘体(与图5A中具有暴露的绝缘体相反)，因此，在导体320和外壳510的底部表面之间不需要单独绝缘材料，这可促进植入体的厚度的减小560。

上述实施例例示了下列馈通，其中导体通过基本垂直于进入面的引出面引出该馈通。然而，能够提供一系列替代实施例，其中引出面是不同于与进入面相对面的一面(即，基本不平行于进入面)，或者其中导体在绝缘体中至少经过一次方向改变，所以导体以不同于进入时的角度和方向的角度和方向从绝缘体引出。

图6A-6I是根据本发明特定实施例的馈通300的实施例的示意图。在图6A中，馈通300示出布置在绝缘体310中的一部分导体320中的135度弯曲，所以导体320以关于引出面的一定(非垂直)角度引出。也就是说，在图6A的实施例中，导体320以导体320不垂直于引出面314这样的角度从绝缘体310引出。在图6B例示的实施例中，馈通300包括成环导体320，环状部被布置在绝缘体310内，所以导体320以关于进入面和引出面的不同角度进入和引出。在图6C例示的实施例中，馈通300包括布置在绝缘体310中的一部分导体320中的180度弯曲，所以导体在相同一面(虽然方向不同)上进入馈通300和从馈通300引出。在这样的实施例中，由于绝缘体310的进入面和引出面是同一面，所以导体320不进入和引出绝缘体310的相对面。本文使用的导体中的特定度数的“弯曲”可包括总和为该特定度数的一个或更多弯曲。如下文将描述的，该馈通的下部部分能够形成密闭罩的侧壁。另外，在替代实施例中，从绝缘体310的同一面进入和引出的导体320可包括布置在绝缘体310中的部分，该部分具有总和超过或小于180度的一个或更多弯曲。例如，布置在绝缘体310内的一部分导体320可包括总和近似200或总和近似160度的一个或更多弯曲。在这样的实施例中，导体320可能以不垂直于面312进入的角度进入绝缘体310，导体320可能以其不垂直于面312而引出的角度从绝缘体310引出，或者以上两者。

在图6D例示的实施例中，馈通300是倾斜的非均匀六边形，其中导体320的布置在绝缘体310中的部分包括两个45度弯曲，并且进入和引出彼此不相对的第一面和第三面。在图6E例示的实施例中，馈通300具有成角度的进入面，并且导体320的布置在绝缘体310内的一部分包括类似于图6A中所示的内部方向改变，其中导体320包括135度弯曲。在图6E例示的实施例中，引出面关于进入面倾斜45度，所以导体320以正交(即，垂直)于引出面(而非与图6A的馈通一样，处于关于引出面的倾斜角度)的角度从所述倾斜的引出面引出。在替代实施例中，可使用大于或小于135度的总弯曲。在图6F例示的实施例中，馈通300具有圆形横截面，并且导体320的布置在绝缘体310中的部分包括135度弯曲。在替代实施例中，导体320的布置在绝缘体310内的所述部分可包括一个或更多弯曲，其施加总共大于或小于135度的方向改变。如图6F中所示，绝缘体310的进入面位于平面622内，在导体320的第一部分664进入绝缘体310处该平面与绝缘体310的表面相切。另外，绝缘体310的引出面位于平面666内，在导体320的第二部分668从绝缘体310引出处该平面与绝缘体310的表面相切。在图6G例示的实施例中，馈通300是图6A和6E中例示的馈通300实施例的组合，其中引出面关于进入面倾斜，并且导体关于引出面倾斜(非正交)，所以导体以不同于进入角度和方向的角度和方向从绝缘体引出。在图6H和6I例示的实施例中，馈通300包括螺旋形导体320，其具有布置在绝缘体310内的螺旋部和在绝缘体310内部的长路径长度。在该实施例中，导体320通过基本垂直于进入面的引出面从绝缘体310引出。图6I示出图6H中所示的馈通300实施例的透视图。

在上文参考图3A-6I所述的实施例中，每个馈通300都包括导体提供的单一导电路径。然而，这些实施例中的每个实施例都可包括多个导体，以类似于例示导体的方式配置该导体，提供多条独立的导电路径。在特定实施例中，每条导电路径都可由一元导体形成。另外，在特定实施例中，导体可通过相同或不同的面进入绝缘体，并且可通过相同或不同的面从绝缘体引出，或其组合。在特定实施例中，当导体通过不同的面进入或引出时，所述不同的面可彼此平行。

图7A-7D示出根据本发明实施例的包括多个导体的馈通的示意图。在图7A例示的实施例中，馈通300具有八边形横截面，并且包括进入绝缘体310的第一面711的第一导体320，和进入相邻的第二面718的第二导体320′，导体320和320′两者都通过第三面714(与第二面相对)引出。在图7B例示的实施例中，馈通300包括进入绝缘体310的第一面721的第一导体320，和进入与该第一面相对的第二面723的第二导体320′，其中导体320和320′两者都通过第三面725引出，该第三面基本垂直于第一面和第二面两者。

在图7C例示的实施例中，馈通300具有三个导体320、320′和320″，其每个都通过基本垂直于进入面的引出面从馈通引出。每个导体都位于穿过绝缘主体的不同平行平面(并且它们沿绝缘主体的第一轴线均匀分布)中。在该实施例中，每个进入点都位于进入面的相同中线轴732上，并且每个引出点都位于引出面的相同中线轴734上。在图7D例示的实施例中，馈通300是替代实施例。在该实施例中，三个导体320、320′和320″每个都沿进入面的中心中线732进入馈通300，并且通过基本垂直于进入面的引出面从馈通300引出。然而，在该实施例中，导体在绝缘体内具有不同路径长度，所以引出点不全都位于引出面的中线轴734上。

根据本发明实施例的本文所述馈通能够由多种材料形成，并且能够使用多种方法制造。在特定实施例中，馈通的绝缘主体在其周界处通过铜焊或使用氧化物化学粘结和/或通过压制而机械粘结至密闭罩壁。对要使用的材料和制造方法的选择将在某种程度上取决于所需形状、用于构造该医疗植入体和/或导体和绝缘体的结构和材料。在铜焊的情况下，应选择具有适当热膨胀系数的材料，以防止会出现在导体和绝缘主体之间的过大膨胀差。

电导体(或多个导体)能够由任何适当的导电材料形成，包括导电金属或合金。该导体能够为一元导体或由多个构件或零件形成。例证性导电材料包括过渡金属(例如，贵金属)、稀土金属(例如，锕系金属和镧系金属)、碱金属、碱土金属和稀有金属。贵金属包括金(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)、铌(Nb)和铱(Ir)。例证性合金包括铂-金、铂-铱、银-钯、金-钯或其混合物、钨-钼。导电材料能够为膏(例如，耐熔金属膏、金属合金膏，等等)、粉末形式，或者其他适当的形式。在一些实施例中，能够提供铂线(或铂合金)形式的导体320，其直径约为100μm。该线能够被涂以环氧树脂或其他塑料或蜡，以进一步将该线绝缘。

电绝缘体310或绝缘主体(或构件)能够为陶瓷；玻璃或刚玉(sapphire)。适当的陶瓷包括氧化铝、氧化锆和氧化镁。绝缘体310能够由一种或更多陶瓷生坯板、粘合剂或其他材料形成，能够通过烧制来装配和固化这些材料，以实现密闭密封。作为替换方式，能够如下文所述的，使用沉积或模塑技术。

图8A-8E是根据一个实施例的一种形成馈通300的方法的示意图。该方法适用于这样的馈通，其中导电路径由多个导体(即，非一元导体)形成。获得陶瓷块形式的绝缘体310，并且执行第一钻孔步骤(图8A)，以形成第一管道812，其在第一面816中具有开口814，并在相对面中具有开口818(该管道完全穿透绝缘体310)。在其他实施例中，该管道被钻至特定或预定深度，以便相对面中不存在开口。然后执行第二钻孔步骤(图8B)，以形成在第二面826中具有开口824的第二管道822，并且其在交叉点828处与第一管道相交。在该实施例中，第二面基本垂直于第一面，并且垂直于这些面钻出管道，以便管道以约90度的角度相交。在替代实施例中，管道可能以不同于90度的角度相交。

然后，通过下列方式在第一面中的开口和第二面中的开口之间形成电路径，即，将第一线型导电构件832机械插入第一线型管道812(参见图8C)，和将第二线型导电构件842插入第二线型管道822(参见图8D)，直到它们相交并且形成电连接(参见图8D)。在一个实例中，线型导电构件是铂线。在图8C-8E中例示了形成电路径的步骤，第一插入步骤(图8C)包括将第一线832推入第一管道812中，超过交叉点828，并且到达约处于沿管道长度四分之三处的点834。然后执行第二插入步骤(图8D)，其中第二线842被插入第二管道中，直到其在交叉点828接触第一线，由此在第一开口814和第二开口824之间形成电路径。执行回填步骤(图8E)，从而以适当的不导电填充剂，诸如陶瓷凝胶/悬液852填充第一管道中剩余的空白空间。然后能够烧结陶瓷，以便陶瓷收缩以和导体形成结合，并且填充剂与整块陶瓷熔合。

图12示出上述形成馈通的方法的流程图1200。该方法包括，在方框1210，在绝缘体(或绝缘构件)中形成第一线型管道，其中第一线型管道在所述绝缘体的第一面中具有开口。在方框1220，第二线型管道在绝缘体中形成，以便第二线型管道与第一线型管道交叉。在一个实施例中，第二线型管道在基本垂直于第一面的第二面中具有开口。在另一实施例中，第二线型管道在第二面中具有开口，该第二面是不同于与第一面相对面的面。在另一实施例中，第二线型管道以不同于第一线型管道的进入角度和方向的角度和方向进入绝缘主体。在方框1230，形成第一面中的开口和第二面中的开口之间的导电路径。在一个实施例中，通过下列方式执行该步骤，即，将第一线型导电构件插入第一线型管道，和将第二线型导电构件插入第二线型管道。该方法的其他实施例和变体也可以使用。

在一个替代实施例中，第一线仅被插入至交叉点。在另一实施例中，第一线被插入至交叉点和与第一开口818相对的开口之间的一点(参见图8A)。在另一实施例中，推动所述线完全穿过绝缘体。在其中管道不完全穿过绝缘体而是终止于绝缘体内的另一实施例中，插入所述线，直到其到达该管道的终点。在另一实施例中，第二管道完全穿过绝缘体，并且回填步骤还包括回填第二管道中的空白空间。

在另一实施例中，导电路径能够由第一线、铜焊材料或导电膏和第二线形成。在该实施例中，铜焊材料或导电膏起的作用是提高第一和第二线之间的电连接的可靠性。在已经插入第一线后，铜焊料被熔化，或者插入铜膏，或者将导电膏插入(或倒入)第二管道中。然后插入第二线，并且加热铜焊料，并允许铜焊料凝固，或者允许导电膏硬化或凝固。作为替换方式，能够首先将铜焊材料或膏插入管道，然后插入每根线，并且加热铜焊料或者允许膏状体硬化。

也可扩展这些方法，以提供具有一系列复杂形状或者具有不同于90度的角度的馈通。例如，能够通过钻出下列三个管道产生图4A中例示的馈通布置，即垂直管道、水平管道和以45度倾斜的第三管道，该第三管道与第一和第二管道交叉。作为替换方式，第二面能够关于第一面倾斜(或成一定角度)，或者管道能够关于它们所钻入的表面倾斜(或成一定角度)。能够以其他技术形成管道，诸如使用激光或化学制品，以烧蚀和蚀刻或者以其他方式形成合适的管道。在插入导体时能够通过机械压制产生密闭密封，或者能够执行进一步化学处理，以在导体和绝缘主体之间形成化学粘结。在机械密封的情况下，管道的尺寸匹配导体的尺寸。

在另一实施例中，馈通由多层绝缘体和导体形成，其使用类似于制作印刷电路板和集成电路时使用的沉积和蚀刻技术的组合。馈通能够由多层陶瓷材料(诸如陶瓷生坯板)形成，一系列开口或沟道能够在这些层中形成，导电材料被布置在这些开口或沟道中。在一个实施例中，通过沉积在衬底上形成绝缘层，诸如使用铝氧化物的离子增强蒸发溅射。

然后，使用本领域技术人员已知的传统沉积技术，将金属化走线(trace)沉积在绝缘层的上表面上。该走线能够开始于绝缘层的一个边缘，并且结束于绝缘层的中部。然后，使用传统的沉积技术，将具有上表面和下表面的第二绝缘层沉积在导电材料和第一绝缘层上。因而，导电材料被夹在第二绝缘层的下表面和第一绝缘层的上表面之间，由此将导电材料走线封装在绝缘材料内。

然后，形成穿过第二绝缘层的开口，以暴露导电材料走线的末端。能够使用传统的半导体处理工艺形成该第二层。例如，在将第二绝缘层溅射(或者以其他方式沉积)至第一绝缘层和导电材料上时，可以遮蔽部分第一绝缘层和/或导电材料的走线。取决于所需厚度，能够增加具有对齐的开口(以便形成垂直管)的另外顶部绝缘层。然后以适当的导电金属填充所述开口，诸如铂或钨，以形成具有90度方向改变的馈通(例如，图3A中所示)。如果需要，能够将线或引线插入到开口中，或者连接至处于馈通边缘处的导电走线。

沉积的绝缘层起封装和密闭密封导电走线的作用。通过产生穿过该馈通的蜿蜒或旋绕路径，能够提高馈通的密闭性。这能够通过使用多层、开口和走线的组合实现，其中一些开口仅穿过一些层，并且能够布置导电走线，以联接这些开口。

在另一实施例中，通过以绝缘材料封装一部分非线型导体形成馈通。在图13中例示该方法的流程图1300。在方框1310，形成一个或更多非线型导体。在特定实施例中，每个非线型导体都可形成结合上述实施例所述的任何一个导体的形状。在方框1320，用绝缘材料封装每个该一个或更多非线型导体的一部分，以形成相连的绝缘主体(或绝缘体)，其周向地覆盖每个该一个或更多非线型导体的所述部分。在本发明的特定实施例中，能够绕导体涂加、模塑或粘结绝缘材料，以形成相连的绝缘主体。另外，在一些实施例中，以绝缘材料封装导体的非线型部分。

在特定实施例中，可在绝缘主体上执行形成步骤，以形成或塑造绝缘主体的形状。能够将绝缘材料成形或模塑为具有限定形状的绝缘主体，诸如柱体、立方体、块状体，或者其能够为不规则形状。在一个实施例中，引出面基本垂直于进入面。在另一实施例中，引出面是不同于进入面的相对面的面。在另一实施例中，非线型导体以不同于进入角度和方向的角度和方向从绝缘主体引出。在一些实施例中，可在方框1320的以绝缘材料封装非线型导体的同时，执行所述形成步骤。

在方框1330，通过所述相连的绝缘主体，绕每个该一个或更多非线型导体的封装部分形成密闭密封。在特定实施例中，每个该非线型导体的封装部分都被密闭地密封在绝缘体中。在一些实施例中，通过烧结导体和绝缘主体形成该密闭密封。同样地，在一些实施例中，导体是一元导体。在其他实施例中，导体由适合彼此集成的导电元件、诸如通过密封工艺(诸如，烧结)集成的导电元件形成。

在一个实施例中，通过首先获得具有期望的非线型形状的导体来形成馈通。在一个实施例中，铂线的直线段被弯曲成期望的非直线形状(例如，假设90度弯曲)。在另一实施例中，通过从铂(或其他合适的金属或合金)片或膜清除材料形成该期望形状。能够使用冲出技术、放电加工(EDM)、微切和/或激光切割执行该清除步骤。在一个实施例中，使用模塑技术形成该导体。一种这样的模塑技术是金属注塑(MIM)，其中将金属粉末和粘合剂混合和均质化，以产生给料。然后，该给料被模塑为期望结构。粘合剂的存在用于使给料充分流动，以在注塑工艺中使用。一旦模塑，就允许该结构凝固，并且然后经历脱粘(debind)和烧结，以绕导体密闭地密封所述绝缘体。能够使用该工艺形成复杂的三维形状。

在特定实施例中，导体由牺牲组件和非牺牲组件形成。在特定实施例中，至少一部分非牺牲组件被绝缘材料封装，诸如涂覆该部分或使用模具。不接触该牺牲组件，然后清除至少一部分该牺牲组件。绝缘体的生坯主体可经历脱粘和烧结，这导致陶瓷收缩，并且绕导体形成密闭密封。然后，能够将该陶瓷馈通安装到医疗植入体内。在其中要求馈通具有多条独立路径的情况下，该实施例特别有用，因为最初能够通过公共牺牲组件联接多条一元导体。例如，能够获得和蚀刻或切除导电材料片，以便通过位于非牺牲组件任一端的一个或两个牺牲组件联接多个期望形状的非牺牲组件。封装、清除和烧结后，就获得具有多条独立的导电路径的馈通。

在特定实施例中，使用模塑工艺形成绝缘主体，诸如类似于上述MIM的粉末注塑(PIM)。在该实施例中，合适的精细陶瓷粉末与粘合剂混合，并且绕导体的期望部分模塑。允许该模型至少部分凝固，以形成生坯主体。一旦生坯主体凝固，就能够清除牺牲组件，诸如使用激光切割清除。然后，生坯主体能够经过脱粘和烧结，以使绝缘体绕导体密闭地密封。

能够通过叠模法产生复杂布置或形状。例如，在螺旋形的情况下，能够绕螺钉状螺旋线支撑结构缠绕导体，并且能够绕其外部来模塑绝缘材料，并且允许其凝固，然后能够清除(例如，拧下)支撑结构，并且用允许凝固的另外的绝缘材料填充腔体。然后，烧结将使绝缘材料形成单一的一元绝缘主体。

图9是根据本发明特定实施例的用于医疗植入体900的基本盘状密闭罩的横截面示意图，所述植入体包括馈通，该馈通具有包括180度弯曲的至少一个导体。包括功能性组件920的密闭罩910由基座930和顶部940形成，基座930和顶部940被密封至环状馈通300，以向基本盘状植入体提供旋转轴960。该馈通包括多个导体320、320′，其每个都被连接至位于密闭罩内的功能性组件。如图9中所示，布置在馈通的绝缘体310内的导体320和320′的各自部分每个都包括多个弯曲，所述弯曲穿过绝缘体310，方向总共改变180度。如图所示，每个导体320和320′都正好在顶部940的上表面上方从绝缘体310引出。密闭罩的侧壁由馈通300形成。在特定实施例中，包括导体320和320′(其每个都包括180度方向改变)的馈通300允许植入体的堆叠高度降低。在一些实施例中，底座930和顶部940为钛，使用标准生产技术，在表面912、914、916和918处将馈通300铜焊至底座930和顶部940以形成密闭密封。为了帮助馈通300与顶部表面920的配合和对齐，馈通300包括突起956。该特征也帮助将顶部940组装到导体320、320′上，在装配期间，所述导体能够临时向上弯曲。

图10是根据本发明特定实施例的医疗植入体1000的横截面图，该医疗植入体包括馈通300和300′，其每个都具有包括90度弯曲的至少一个导体。包括功能性组件1020的密闭罩1010由基座1030和顶部1060形成，基座1030和顶部1060被密闭地密封至馈通300和300′。盖1070接合至每个馈通300和300′的外部顶角，以形成植入体的外部。在该实施例中，顶部1060、基座1030和盖1070都由钛形成，并且通过使用铜焊接合和密封至馈通300和300′。每个馈通300和300′都分别包括一个导体320和320′，其每个都包括在馈通内的90度弯曲以导出至下列沟道，所述沟道形成在盖1070的内侧和密闭罩1010的顶部1060的外侧之间。在图10例示的实施例中，布置在馈通300和300′的各自绝缘体中的部分导体320和320′包括90度弯曲。在其他实施例中，该弯曲可具有不同于90度的角度。

在图9和10例示的实施例中，通过在被布置在馈通的绝缘体内的导体部分中提供一个或更多弯曲，实现堆叠高度的降低。在每个这些实施例中，导体都在基本与功能性组件相同的平面中进入馈通，并且在馈通的顶部处(即，在不同平面内)或者使导体在功能性组件上方延伸的情况下从馈通引出，导致医疗植入体的总尺寸缩小。再次在不影响耐压性或结构整体性的情况下，实现尺寸的减小。在特定实施例中，在馈通的绝缘体内提供具有一个或更多弯曲的导体允许在不降低绝缘体尺寸的情况下降低堆叠高度，这可能有利，因为馈通提供密闭密封的能力可能取决于绝缘体和馈通中的导体之间的接触长度。

图11示出根据本发明实施例的医疗植入体系统100，即耳蜗植入体系统，其包括：外部部件组装件142，包括声音处理器；和可植入部件组装件144，其为刺激器，在组织80下植入受体内。

在图11的例示实施例中，处理器142通过任何适当的装置，诸如麦克风(未示出)，从受体周围的区域接收声音信息形式的输入信号，并且将该数据处理为控制信号，以传输至可植入部件组装件或刺激器144。通过传输线圈108经皮地穿过组织70传输该控制信号，以被刺激器的接收线圈114接收。然后，本领域技术人员应理解，该控制信号被位于刺激器144中的密闭容器202(罩)内的功能性组件212进一步处理，以提供刺激信号，从而通过电极阵列134直接施加至受体的耳蜗。外壳160包括可更换电池162，以向刺激器144提供电力。

布置馈通300以分别通过导体320、320′和320″在位于密闭容器202中的功能性组件212和位于密闭容器202外部的电极阵列134、接收线圈114和电池162之间提供导电路径。导体320和320′每个都在馈通的绝缘体内经过基本90度的方向改变，并且穿过馈通引出至顶面和底面(是基本垂直于侧进入面的面)。

与具有传统馈通布置的那些可植入医疗设备的可植入组件相比，本发明的特定实施例允许设计和制造较小尺寸的可植入医疗设备的可植入组件。在基本保持传统植入体的现有密闭性和强度的同时，能够实现这些尺寸的进一步缩小。在特定实施例中，能够在提供较小的馈通的更紧凑的馈通中布置相对长的路径长度，而不会损害性地缩短导体和导体布置在其中的绝缘体之间的接触长度。在其中头骨和皮肤之间存在的用于植入该可植入组件的空间有限的情况下，可能期望更薄的用于耳蜗植入体的可植入组件。

此外，在特定实施例中，通过提供其中允许导体弯曲或者经历路径的方向改变(即，从直线路径改变)但仍处于馈通中的馈通布置，在医疗植入体的总体设计中提供更大的灵活性。例如，导体能够在功能性组件的同一平面进入馈通，但是能够经选择以在方便点引出，所述方便点允许降低植入体的尺寸，因为引出点不限于和进入点在一条线上(即，能够在不同的面上或为不同角度)。此外，在一些实施例中，馈通能够被设计为形成可植入组件的密闭罩的侧壁。该设计灵活性允许降低可植入组件的预留空间或总体尺寸。

虽然上文已经描述了本发明的各种实施例，但是应理解，仅作为实例而非限制提出这些实施例。相关领域技术人员人员应理解，能够不偏离本发明的精神和范围而做出形式和细节的各种改变。因而，本发明的广度和范围不应被任何上述例证性实施例限制，而是应仅根据下文权利要求和它们的等同内容限定。因此，应将提出的实施例在所有方面都视为例示性而非限制性的。

Claims (20)

1.一种可植入医疗设备，包括：

密闭罩，其包括至少一个馈通，所述馈通具有穿过所述馈通的至少一条导电路径，所述至少一个馈通包括：

具有进入面和引出面的绝缘体；以及

至少一个非线型导体，其被配置成在所述绝缘体内从所述进入面延伸至所述引出面以提供所述导电路径，其中所述进入面和所述引出面不是所述绝缘体的基本平行的相对面。

2.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中所述进入面基本垂直于所述引出面。

3.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中所述进入面和所述引出面是所述绝缘体的同一面。

4.根据权利要求3所述的可植入医疗设备，其中布置在所述绝缘体内的所述导体的一部分包括180度的弯曲。

5.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中所述绝缘体基本为柱形，并且所述进入面位于平面内，所述平面在所述绝缘体的表面上的所述导体的第一部分延伸出所述绝缘体的位置处与所述绝缘体相切。

6.根据权利要求5所述的可植入医疗设备，其中所述引出面位于平面内，所述平面在所述绝缘体的所述表面上的所述导体的第二部分延伸出所述绝缘体的第二位置处与所述绝缘体相切。

7.根据权利要求1所述的可植入医疗设备，其中布置在所述绝缘体内的所述导体的一部分包括一个或更多弯曲。

8.一种耳蜗植入体系统，包括：

电极阵列；以及

电子模块，其包括密闭罩，所述密闭罩封入一个或更多功能性组件并且包括至少一个馈通，所述馈通具有穿过所述馈通的至少一条导电路径，所述导电路径被配置成将所述功能性组件电连接至所述电极阵列，所述至少一个馈通包括：

具有进入面和引出面的绝缘体；以及

至少一个非线型导体，其被配置成在所述绝缘体内从所述进入面延伸至所述引出面以提供所述导电路径，其中所述进入面和所述引出面不是所述绝缘体的基本平行的相对面。

9.根据权利要求8所述的系统，还包括：

外部组件，被配置成接收输入信号并且将所接收的输入信号转换为控制信号；以及

可植入组件，被配置成从所述外部组件接收所述控制信号，其中所述内部组件包括所述电极阵列和所述电子模块。

10.根据权利要求8所述的系统，其中布置在所述绝缘体内的所述导体的一部分包括一个或更多弯曲。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述进入面基本垂直于所述引出面。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述进入面和所述引出面是所述绝缘体的同一面。

13.根据权利要求12所述的系统，其中布置在所述绝缘体内的所述导体的一部分包括180度的弯曲。

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述密闭罩包括基座、顶部和由所述馈通形成的侧壁，并且其中所述绝缘体包括突起，所述突起被配置成与所述密闭罩的所述顶部配合和对齐。

15.一种形成用于可植入医疗设备的馈通的方法，所述方法包括：

形成至少一个非线型导体；

用绝缘材料封装所述非线型导体的一部分以形成相连的绝缘体，所述绝缘体具有不是所述绝缘体的基本平行的相对面的进入面和引出面，其中所述非线型导体被配置成在所述绝缘体内从所述进入面延伸至所述引出面；以及

密闭地密封被封装在所述绝缘体内的所述非线型导体的所述部分。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述将所述非线型导体的所述部分密闭地密封在所述绝缘体内包括烧结所述绝缘体和所述非线型导体。

17.根据权利要求15所述的方法，其中在封装所述非线型导体的所述部分后，所述绝缘体周向围绕所述非线型导体的所述部分。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述进入面基本垂直于所述引出面。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述进入面和所述引出面是所述绝缘体的同一面。

20.根据权利要求19所述的方法，其中被封装在所述绝缘体内的所述导体的所述部分包括180度的弯曲。

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