EP1545702B1

Harmless wireless energy transmission to implant

Abstract

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EP1545702B1, drawing sheet 1
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Expired 18 September 2023, 3 years ago.

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33 claims: 27 independent, 6 dependent

  1. 1
    An apparatus for wireless transfer of energy from outside a human's or animal's body to an energy consuming medical device (17) implanted in the human's or animal's body, comprising a transmission device (1;19,20) operable from outside the human's or animal's body for transmission of an alternating magnetic field, a receiver (3;15;21) implantable in the human's or animal's body for receiving and drawing energy from the alternating magnetic field to be supplied to the energy consuming implanted medical device (17), the transmission device including at least one coil (6) for generating the alternating magnetic field in a desired direction towards the receiver, the coil having a longitudinal extension, a front end to be directed towards the receiver and a rear end to be directed away from the receiver, and at least one shield (7;12) adapted to shield the environment from the alternating magnetic field generated by the coil (6), the shield including a magnetizable casing (9) surrounding the rear end of the coil, characterized in that the shield includes a magnetizable core (8) extending in the coil (6), and that the magnetizable casing (9) is integrated with the core and surrounds the circumference of the coil along at least a portion of the longitudinal extension of the coil. Appareil de transfert sans fil d'énergie provenant de l'extérieur d'un corps humain ou d'un corps d'animal dans un dispositif (17) médical consommant de l'énergie implanté dans le corps humain ou le corps d'un animal, comprenant un dispositif (1 ;9, 20) de transmission pouvant être commandé de l'extérieur du corps humain ou du corps d'un animal pour la transmission d'un champ magnétique alternatif, un récepteur (3 ;15 ;21) implantable dans le corps humain ou le corps d'un animal destiné à recevoir et à tirer de l'énergie du champ magnétique alternatif à fournir au dispositif médical (17) consommant de l'énergie, le dispositif de transmission comprenant au moins une bobine (6) pour générer le champ magnétique alternatif dans une direction souhaitée vers le récepteur, la bobine ayant une extension longitudinale, une extrémité avant à diriger vers le récepteur et une extrémité arrière à diriger loin du récepteur, et au moins un écran (7 ;12) adapté pour protéger l'environnement du champ magnétique alternatif généré par la bobine (6), l'écran comprenant un boîtier magnétisable (9) entourant l'extrémité arrière de la bobine, caractérisé en ce que l'écran comprend un noyau magnétisable (8) s'étendant dans la bobine (6), et en ce que le boîtier magnétisable (9) est intégré dans le noyau et entoure le pourtour de la bobine le long d'au moins une partie de l'extension longitudinale de la bobine. Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung von Energie von außerhalb eines Körpers eines Menschen oder eines Tiers zu einer Energie verbrauchenden medizinischen Vorrichtung (17), die in den Körper des Menschen oder des Tiers implantiert ist, mit einer Übertragungsvorrichtung (1;19, 20), die von außerhalb des Körpers des Menschen oder des Tiers zur Übertragung eines Wechselmagnetfeldes betreibbar ist, einem Empfänger (3;15;21), der in den Körper des Menschen oder des Tiers implantierbar ist, zum Empfangen und Entnehmen von Energie aus dem Wechselmagnetfeld, die zur Energie verbrauchenden implantierten medizinischen Vorrichtung (17) geliefert werden soll, wobei die Übertragungsvorrichtung mindestens eine Spule (6) zum Erzeugen des Wechselmagnetfeldes in einer gewünschten Richtung zum Empfänger hin, wobei die Spule eine Längsausdehnung, ein in Richtung des Empfängers zu richtendes Vorderende und ein vom Empfänger weg zu richtendes Hinterende aufweist, und mindestens eine Abschirmung (7;12) umfasst, die dazu ausgelegt ist, die Umgebung vor dem von der Spule (6) erzeugten Wechselmagnetfeld abzuschirmen, wobei die Abschirmung ein magnetisierbares Gehäuse (9) umfasst, das das Hinterende der Spule umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung einen magnetisierbaren Kern (8) umfasst, der sich in die Spule (6) erstreckt, und dass das magnetisierbare Gehäuse (9) mit dem Kern integriert ist und den Umfang der Spule entlang mindestens eines Teils der Längsausdehnung der Spule umgibt.
  2. 2
    An apparatus according to claim 1, wherein the transmission device comprises a first transmitter (19) and a second transmitter (20), the first and second transmitters include first and second coils (6), respectively, for generating respective alternating magnetic fields in two different directions towards the receiver (21), each of the first and second coils having a longitudinal extension, a front end to be directed towards the receiver and a rear end to be directed away from the receiver, and the first and second transmitters include first and second shields (9) adapted to shield the environment from the alternating magnetic fields, each of the first and second shields including a magnetizable core (8) extending in the coil and a magnetizable casing (9) integrated with the core and surrounding the rear end of the coil and the circumference of the coil along at least a portion of the longitudinal extension of the coil. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de transmission comprend un premier émetteur (19) et un deuxième émetteur (20), le premier et le deuxième émetteurs comprennent respectivement des première et deuxième bobines (6) destinées à générer des champs magnétiques alternatifs respectifs dans deux directions différentes vers le récepteur (21), chacune des première et deuxième bobines ayant une extension longitudinale, une extrémité avant à diriger vers le récepteur et une extrémité arrière à diriger loin du récepteur, et les premier et deuxième émetteurs comprennent des premier et deuxième écrans (9) adaptés pour protéger l'environnement des champs magnétiques alternatifs, chacun des premier et deuxième écrans comprenant un noyau magnétisable (8) s'étendant dans la bobine et un boîtier magnétisable (9) intégré dans le noyau et entourant l'extrémité arrière de la bobine et le pourtour de la bobine le long d'au moins une partie de l'extension longitudinale de la bobine. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Übertragungsvorrichtung einen ersten Sender (19) und einen zweiten Sender (20) umfasst, wobei der erste und der zweite Sender eine erste bzw. eine zweite Spule (6) zum Erzeugen von jeweiligen Wechselmagnetfeldern in zwei verschiedenen Richtungen zum Empfänger (21) hin umfassen, wobei jede der ersten und der zweiten Spule eine Längsausdehnung, ein in Richtung des Empfängers zu richtendes Vorderende und ein vom Empfänger weg zu richtendes Hinterende aufweist, und der erste und der zweite Sender eine erste und eine zweite Abschirmung (9) umfassen, die dazu ausgelegt sind, die Umgebung vor den Wechselmagnetfeldern abzuschirmen, wobei jede der ersten und der zweiten Abschirmung einen magnetisierbaren Kern (8), der sich in die Spule erstreckt, und ein magnetisierbares Gehäuse (9) umfasst, das mit dem Kern integriert ist und das Hinterende der Spule und den Umfang der Spule entlang zumindest eines Teils der Längsausdehnung der Spule umgibt.
  3. 3
    An apparatus according to claim 1, wherein the casing (9) completely surrounds the coil (6) except the front end thereof. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (9) entoure complètement la bobine (6) sauf l'extrémité avant de celle-ci. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (9) die Spule (6) abgesehen von deren Vorderende vollständig umgibt.
  4. 4
    An apparatus according to claim 3, wherein the core (8) wholly extends along the longitudinal extension of the coil (6). Appareil selon la revendication 3, dans lequel le noyau (8) s'étend entièrement le long de l'extension longitudinale de la bobine (6). Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei sich der Kern (8) vollständig entlang der Längsausdehnung der Spule (6) erstreckt.
  5. 5
    An apparatus according to claim 1, wherein the casing (9) surrounds the circumference of the coil (6) along a portion of the longitudinal extension of the coil. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (9) entoure le pourtour de la bobine (6) le long d'une partie de l'extension longitudinale de la bobine. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (9) den Umfang der Spule (6) entlang eines Teils der Längsausdehnung der Spule umgibt.
  6. 6
    An apparatus according to claim 5, wherein the core (8) and/or coil (6) extends past the casing (9) along the longitudinal extension of the coil, as seen in the direction towards the front end of the coil. Appareil selon la revendication 5, dans lequel le noyau (8) et/ou la bobine (6) s'étend au-delà du boîtier (9) le long de l'extension longitudinale de la bobine, telle que vue dans la direction vers l'extrémité avant de la bobine. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei sich der Kern (8) und/oder die Spule (6) am Gehäuse (9) vorbei entlang der Längsausdehnung der Spule in der Richtung zum Vorderende der Spule hin gesehen erstreckt.
  7. 7
    An apparatus according to any one of claims 1, 3-6, wherein the casing (9) comprises a circular cylindrical wall (10;13) and a circular gable wall (11) joined to the cylindrical wall, the core (8) extends centrally in the cylindrical wall from the gable wall, and the coil is applied on the core with the rear end of the coil facing the gable wall. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 6, dans lequel le boîtier (9) comprend une paroi cylindrique circulaire (10 ;13) et une paroi pignon (11) circulaire jointe à la paroi cylindrique, le noyau (8) s'étend de manière centrale dans la paroi cylindrique à partir de la paroi pignon, et la bobine est appliquée sur le noyau avec l'extrémité arrière de la bobine faisant face à la paroi pignon. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3-6, wobei das Gehäuse (9) eine kreisförmige, zylindrische Wand (10;13) und eine kreisförmige Giebelwand (11), die mit der zylindrischen Wand verbunden ist, umfasst, der Kern (8) sich zentral in der zylindrischen Wand von der Giebelwand erstreckt und die Spule auf den Kern aufgebracht ist, wobei das Hinterende der Spule der Giebelwand zugewandt ist.
  8. 8
    An apparatus according to claim 7, wherein the cylindrical wall (13) is provided with cut-outs (14). Appareil selon la revendication 7, dans lequel la paroi cylindrique (13) est pourvue de découpes (14). Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die zylindrische Wand (13) mit Ausschnitten (14) versehen ist.
  9. 9
    An apparatus according to any one of claims 1, 3-8, wherein the shield (7) is made of ferrite. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 8 ;dans lequel l'écran (7) est composé de ferrite. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3-8, wobei die Abschirmung (7) aus Ferrit besteht.
  10. 10
    An apparatus according to any one of claims 1, 3-9, further comprising a plastic box (5), in which the coil (6) and shield (7) are arranged such that they are located at a distance, in the order of centimeters, from an operator's hand, when the operator holds the transmission device (1;19,20) during operation. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 3 à 9, comprenant en outre un boîtier en plastique (5), dans laquelle la bobine (6) et l'écran (7) sont agencés de sorte qu'ils sont situés loin, de l'ordre de plusieurs centimètres, d'une main d'opérateur, quand l'opérateur tient le dispositif (1 ;19, 20) de transmission pendant le fonctionnement. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3-9, welche ferner einen Kunststoffkasten (5) umfasst, in dem die Spule (6) und die Abschirmung (7) derart angeordnet sind, dass sie in einem Abstand in der Größenordnung von Zentimetern von der Hand einer Bedienperson liegen, wenn die Bedienperson die Übertragungsvorrichtung (1;19, 20) während der Bedienung hält.
  11. 11
    Use of the apparatus according to any one of claims 1-10 for transmitting the alternating magnetic field to a receiver implanted in a human's or animal's body, the implanted receiver (3;15;21) being capable of drawing energy from the alternating magnetic field to be supplied to an energy consuming medical device implanted in the human's or animal's body. Utilisation de l'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour transmettre le champ magnétique alternatif à un récepteur implanté dans un corps humain ou un corps d'animal, le récepteur implanté (3 ;15 ;21) étant capable de tirer de l'énergie du champ magnétique alternatif pour alimenter un dispositif médical consommant de l'énergie dans le corps humain ou le corps animal. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 zur Übertragung des Wechselmagnetfeldes zu einem in einen Körper eines Menschen oder eines Tiers implantierten Empfänger, wobei der implantierte Empfänger (3;15;21) in der Lage ist, Energie aus dem Wechselmagnetfeld zu entnehmen, die zu einer Energie verbrauchenden medizinischen Vorrichtung geliefert werden soll, die in den Körper des Menschen oder des Tiers implantiert ist.