JPH08112361A - 植込可能な医療装置 - Google Patents

植込可能な医療装置

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JPH08112361A
JPH08112361A JP7257632A JP25763295A JPH08112361A JP H08112361 A JPH08112361 A JP H08112361A JP 7257632 A JP7257632 A JP 7257632A JP 25763295 A JP25763295 A JP 25763295A JP H08112361 A JPH08112361 A JP H08112361A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉された植込可能な医療装置のためのフィ
ードスルーを提供する。 【解決手段】 フィードスルーは、開口及び、この開口
内で封止されるフェルールを含む開口内のフィードスル
ーを含む金属ケースと、フェルールと開口とを貫通して
延在するピンと、ピンをフェルール内に支持する絶縁材
料と、ピンと電気的に接続状態にフェルールから離間さ
れた導電性ブロックとを含む。電気的または電磁的な保
護のための装置をフェルールの直立周部とブロックの周
部スカート部とに接続することができる。この保護装置
は、フェルールとブロック間の空間に跨がることがで
き、かつ一端部においてブロックに、また他端部におい
てフェルールに接続することができる平坦な側面形態を
典型的に有するチップ・コンデンサであるならば、フィ
ードスルー要素のこのような構成が特に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的医療装置に
関し、特にかかる装置のための電気的な保護即ちＥＭＩ
（電磁干渉）保護を提供する密閉された電気的接続に対
するフィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】植込可能な医療装置は典型的に、金属ケ
ースと、この金属ケースに取付けられ生理的信号の電気
的刺激または感知のため使用されるリードのレセプタク
ルを含むコネクタ・ブロックとを有する。前記ケース内
に密閉されているのは、バッテリと回路である。金属ケ
ースの外部のリードを金属ケース内部の回路およびバッ
テリと接続するために、電気的フィードスルーが用いら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電気的フィードスルー
は、密閉された容器の密閉シールを維持しながら前記容
器の内部からこの容器の外側の外部点まで延在する電気
回路の経路を提供する目的に供する。容器自体から電気
的に絶縁される導体ピンにより、前記フィードスルーを
介する導電経路が提供される。このようなフィードスル
ーは典型的に、ケースに対するフィードスルーの取付け
を可能にするフェルール（接続具）と、導体ピンまたは
リードと、前記フェルール内部にピンを担持する密封ガ
ラスまたはセラミック・シールとを含んでいる。１つの
このようなフィードスルーは、Ｋｒａｓｋａ等の米国特
許第４，６７８，８６８号に開示されたものであり、同
特許においては鑞付けされたアルミナ絶縁体がケースか
らのニオブ導体ピンの密封および電気的絶縁を提供す
る。このようなフィードスルーは典型的に、心臓ペース
メーカまたは神経刺激器の如き植込可能パルス発生器
（ＩＰＧ）において使用される。このような電気的機器
はある状況下ではその機能が阻害される如き電磁干渉
（ＥＭＩ）を受けやすいことが発見された。特に、特定
の周波数におけるＥＭＩが心臓ペースメーカにおけるＩ
ＰＧのペーシングを不能にし得、そして（または）早い
ページング即ち不整ペーシングを生じ得ることが判っ
た。この問題は、フィードスルーのフェルール内にコン
デンサ構造を組込んで高周波に対するＩＰＧへの入口に
おけるＥＭＩを反らすことによって対応することができ
る。このような目的のため使用することが可能なフィー
ドスルー／コンデンサは、Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ等の米
国特許第４，４２４，５５１号、またはフィードスルー
のフェルールに対して直接およびピンの周囲に環状のコ
ンデンサを、ピンとフェルールと電気的に接触させるコ
ンデンサと共に設置する係属中の米国特許出願第０８／
０３８，３７３号に開示されている。しかし、このよう
なフィードスルー／コンデンサは、多くの生産工程と厳
しい公差とを要求し、従って製造者にとって高価につき
時間を要する。
【０００４】植込可能な医療装置の誤動作の原因となり
得るＥＭＩに加えて、このような医療装置はまた、この
ような装置の回路を破損するおそれがある電気メスおよ
び心臓細動除去パルスからの電気的干渉の保護を必要と
する。このような保護は典型的には、保護されるべき回
路とケース（または、中立電極）との間にダイオードを
介して電圧および電流サージを接地するように接続され
る１つまたはそれ以上のツェナー・ダイオードによって
提供される。このようなダイオードの使用については、
米国特許第４，３２０，７６３号、同第４，３２８，８
０７号、同第４，３３３，４７０号、同第４，７４５，
９２３号、同第４，７５０，４９５号および同第４，７
９６，６３０号に更に詳細に開示されている。しかし、
このような形態あるいは他の形態の電気的干渉および電
磁干渉に対する保護を提供するため適用し得るフィード
スルーを提供することが望ましい。
【０００５】従って、本発明の目的は、電気的ソースま
たは電磁ソースからの干渉を有効に保護するフィードス
ルーの提供にある。
【０００６】また、本発明の目的は、広範囲の保護装置
を含めるためのフィードスルーの提供にある。
【０００７】また、本発明の目的は、低コスト生産に適
するフィードスルーの提供にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
本発明の保護的フィードスルーによって達成された。開
口とこの開口内で封止されたフェルールを含む開口内の
フィードスルーとを持つ金属ケースと、前記フェルール
と前記開口とを貫通して延在するピンと、このフェルー
ル内で前記ピンを支持する絶縁材料と、このピンと電気
的に接続状態に前記フェルールから隔てられた導電性ブ
ロックとを含む密閉された植込可能な医療装置のための
フィードスルー形態が発見された。電気的保護または電
磁的保護のための装置は、前記フェルールの周部の直立
部分と前記ブロックの周部のスカート部分とに接続する
ことができる。フィードスルー要素のこのような構成
は、保護装置が、フェルールとブロックとの間の空間に
跨がることができ、かつ一端部でブロックにまた他端部
でフェルールに接続することができる平坦な側面形態を
典型的に持つチップ・コンデンサであるならば、特に有
効であり得る。前記ブロックの周部スカートがフェルー
ルの直立する周部と良好に同一線上にあるならば、この
装置は特に有効に働く。
【０００９】本発明の望ましい実施例においては、前記
ブロックは平坦な頂面を持ち、この面が、ブロック頂面
に対してワイヤ・ボンディング、溶着またはハンダ付け
により接続される電気回路から伸びるリードによって、
フィードスルーを医療装置の別個の電気回路と接続する
ことを可能にする。
【００１０】本発明の別の望ましい実施例においては、
ＥＭＩ保護を強化するために、別のチップ・コンデンサ
がフィードスルーの周囲で前記ブロックとフェルールと
の間に隔てられた関係で接続される。典型的には、２つ
と４つのコンデンサ間で使用できる。２つのコンデンサ
が用いられるならば、これらコンデンサは前記フィード
スルーの対向側に配置することができる。このようなフ
ィードスルーがケース内で直線列状に用いられる時、コ
ンデンサはコンパクトなフィードスルー構成を提供する
ように直線軸から偏位させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、密閉された植込可能な
医療装置のためのフィードスルーに関するものである。
このような装置は、フィードスルーを含む開口を持つ従
来の設計の金属ケースを含む。植込可能医療装置用の耐
久性金属ケースは、チタンあるいはチタン合金から作る
ことができる。従来技術においては、このような装置に
対する適当なフィードスルーは、全体的に参考のため本
文に援用されるＫｒａｓｋａ等の米国特許第４，６７
８，８６８号に記載された鑞付けされたアルミナのフィ
ードスルーである。同様なフィードスルー１０が図１に
示され、この場合フェルール１５は絶縁体２５により担
持されるピン２０の周囲に配置される。絶縁体２５は、
鑞付け接合部３０によりフェルール１５に対して固定さ
れる。同様に、ピン２０は鑞付け接合部３５によって絶
縁体２５に対して固定される。本発明によるフィードス
ルーは、図１のフィードスルー１０のピン２０を受入れ
るための開口４５を持つ図２に示される如きブロック４
０を付設することにより図１のフィードスルー１０から
作ることができる。ブロック４０は、ハンダ付けあるい
は溶着が可能な導電性材料から作ることができ、あるい
は装置の回路構成要素からのリードにワイヤ・ボンド可
能である。例えば、ニオブまたはニッケルが満足できる
ブロック材料である。ブロック４０は、平坦な頂面部を
有しこの頂面部に電気的接続を容易に行うことを可能に
することが望ましい。次に、ピン２０をこのブロック４
０に対して鑞付け、ハンダ付けあるいは他の電気的な方
法で取付けることができ、また必要に応じて、ピン２０
の余分な長さを除去することができる。図３および図４
は、ブロック４０が絶縁体２５によってフェルール１５
から離間されるようにブロック４０を絶縁体２５に着け
た状態で、このフィードスルー構造を更に明瞭に示して
いる。結果として得るフィードスルー５０は、ピン２０
がケース５５の開口６０を貫通して突出して、ケース５
５の片側と封止係合状態にある。典型的には、フェルー
ル１５は、溶着によってケースに対して封止される。こ
のような構成においては、フェルール１５がケース５５
の表面から直立する周部６５を持つように示され、ブロ
ック４０はフェルール１５の周部６５と同一線上でフェ
ルール１５の直立周部６５に隣接する周部スカート部７
０を有している。電気的または電磁的な保護のための装
置７５は、フェルール１５の周部６５に電気的に接続さ
れ、またブロック４０の周部スカート部７０にも電気的
に接続される。
【００１２】図５は、ケース１５５に取付けられたフィ
ードスルー１５０ａ〜ｄの直線列を示している。ハイブ
リッド回路組立体１６０もまた、その導電性ブロック部
１６５ａ〜ｄを回路組立体１６０から離間させてケース
１５５内に取付けられる。回路組立体１６０から個々の
フィードスルー１５０ａ〜ｄに対する接続は、導電性ブ
ロック部１６５ａ〜ｄに固定された従来の導電性材料に
よって行うことができる。導電性ブロック部１６５ａ〜
ｄは、導体との接続を容易にする表面を提供する平坦な
頂部を持つことが望ましい。
【００１３】本発明における電気的保護または電磁的保
護のための１つの望ましい装置は、図３および図４に示
されるようにフィードスルーと共に組込むことができる
チップ・コンデンサの如きコンデンサである。このよう
なチップ・コンデンサは、導電性エポキシ接着剤の使用
によりフィードスルーのブロックおよびフェルール要素
に対して各端部で取付けることができる。ハンダ付けの
如き他の取付け方法もまた可能である。改善されたＥＭ
Ｉ保護の提供のため、１つ以上のチップ・コンデンサが
使用されることが望ましい。２つ、３つあるいは更に４
つのチップ・コンデンサを必要に応じて用いることがで
きる。図５に示される如き直線状フィードスルー列で使
用される時、この列は、チップ・コンデンサがこの列の
直線軸から偏位されるようにフィードスルーを配向する
ことによってコンパクトな形態で提供することができ
る。約１乃至４ｎＦの範囲内の組合わされたキャパシタ
ンスを持つチップ・コンデンサが設けられたフィードス
ルーが、種々のコンデンサ形態における挿入損失性能に
ついてテストされ、平均的結果が表１に示される。
【００１４】 表 １ コンデンサ形態 平均挿入損失性能（ｄＢ） ３.５ＭＨz ２８.５ＭＨz ４５０ＭＨz ２５４０ＭＨz 1〜1nF −２．０ −１２．５ −２６．４ −２０．０ 2〜1nF 180° −３．６ −１７．０ −３２．１ −２６．１ 3〜1nF 90° −５．９ −２０．７ −３５．６ −３３．７ 4〜1nF 90° −７．４ −２０．８ −３６．５ −３５．０ 2〜2nF 180° −８．６ −２０．６ −２４．６ −３０．８ フィードスルーに対する保護装置の更に別の用途におい
て、保護装置はまた図６に示されるようにフィードスル
ーのブロック部分に付設することもできる。図６は、過
大電圧に対する保護を提供するため用いられる単一ケー
ス・ツェナー・ダイオード１７０ａ〜ｄ（例えば、約
９．６５×９．６５mm（０．３８×０．３８インチ）の
１０Ｖツェナー・ダイオード）を示している。これらの
ダイオード１７０ａ〜ｄは、一面でフィードスルーのブ
ロック部に、また第２の面でフィードスルー列上のダイ
オード１７０ａ〜ｄを接合するワイヤ導線１８０に対し
て取付けることができる。これらの接続は、ハンダ付け
または導電性エポキシなどにより電気的接続を行う適当
な手段によって行うことができる。導線１８０はまた、
片側で導線１８０に対して、また第２の側でケース１５
５に対して電気的に接続された同様なダイオード１７５
まで延長する。これにより、ダイオードは従来の背合せ
の接続構成を形成し、これが過大電圧に対する保護を提
供するように予め定めた電圧で降伏する。
【００１５】当業者には、本発明が特定の実施例および
事例に関して本文に述べられたが、本発明は必ずしもそ
のように限定されるものではなく、多くの他の実施例、
事例、用途、実施例、およびこれら実施例、事例および
用途からの変更および逸脱が本発明から逸脱することな
く可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】植込可能な医療装置用の従来のフィードスルー
を示す断面図である。
【図２】本発明において使用される導電性ブロックを示
す断面図である。
【図３】本発明によるフィードスルーを示す立面図であ
る。
【図４】図３のフィードスルーを示す平面図である。
【図５】フィードスルー列と回路とが含まれる植込可能
な医療装置用のケース組立体を示す部分平面図である。
【図６】フィードスルー列、ツェナー・ダイオード列お
よび回路とが含まれる植込可能な医療装置用のケース組
立体を示す部分平面図である。
【符号の説明】
１０ フィードスルー １５ フェルール ２０ ピン ２５ 絶縁体 ３０ 鑞付け接合部 ３５ 鑞付け接合部 ４０ ブロック ４２ 頂面部 ４５ 開口 ５５ ケース ６０ 開口 ６５ 直立周部 ７０ 周部スカート部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リン・エム・サイフリード アメリカ合衆国ミネソタ州55419，ミネア ポリス，ラヴァーン・アベニュー・サウス 5015

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）内表面と、外表面と、該内表面と
    該外表面との間に延在する開口とを有する金属ケース
    と、 （ｂ）（１）前記ケースと封止係合状態にある、前記開
    口にあって該ケースの表面の１つから直立する周部を有
    する導電性フェルールと、 （２）前記ケースの外表面から突出する第１の端部と該
    ケースの内表面から突出する第２の端部とを持つよう
    に、前記フェルールと前記開口とを貫通して延在する導
    電性ピンと、 （３）前記フェルールと前記ピンと封止係合状態に該フ
    ェルールの内部で該ピンを支持する絶縁材料と、 （４）前記ピンと電気的接続状態に前記フェルールから
    離間され、該フェルールの直立する周部に隣接する周部
    スカート部を有する導電性ブロックと、 （５）第１の点で前記フェルールの前記直立する周部に
    電気的に接続され、第２の点で前記ブロックの周部スカ
    ート部に電気的に接続された電気的または電磁的な保護
    のための装置とを含む前記ケースの前記開口内のフィー
    ドスルーとを備える密閉された植込可能な医療装置。
  2. 【請求項２】 前記導電性ブロックが絶縁材料により前
    記フェルールから離間される請求項１記載の医療装置。
  3. 【請求項３】 前記導電性ブロックが平坦な頂面を有す
    る請求項１記載の医療装置。
  4. 【請求項４】 前記導電性ブロックから離間された電気
    回路と、該電気回路から延長して前記導電性ブロックの
    前記頂面に電気的に接続される導体とを含む請求項３記
    載の医療装置。
  5. 【請求項５】 前記ブロックの前記周部スカート部の一
    部が前記フェルールの前記直立する周部の一部と同一線
    上にある請求項１記載の医療装置。
  6. 【請求項６】 前記電気的または電磁的な保護のための
    装置がコンデンサを含む請求項１記載の医療装置。
  7. 【請求項７】 第１の点において前記フェルールの前記
    直立する周部に電気的に接続され、かつ第２の点におい
    て前記ブロックの前記周部スカート部に電気的に接続さ
    れる電気的または電磁的な保護のための第２の装置をも
    含み、前記接続が、第１の、前記電気的または電磁的な
    保護のための装置の接続とは前記フェルールとブロック
    のそれぞれ反対側にある請求項１記載の医療装置。
  8. 【請求項８】 前記フィードスルーが同じ複数のフィー
    ドスルーのアレイの１部材であり、該アレイがその直線
    軸から偏位された前記電気的または電磁的な保護装置の
    接続と直線的な配向を有する請求項７記載の医療装置。
  9. 【請求項９】 （ａ）内表面と、外表面と、該内表面お
    よび該外表面との間に延長する開口とを有する金属ケー
    スと、 （ｂ）（１）前記ケースと封止係合状態にある前記開口
    の導電性フェルールと、（２）前記ケースの外表面から
    突出する第１の端部と該ケースの内表面から突出する第
    ２の端部とを持つように、前記フェルールと前記開口と
    を貫通して延在する導電性ピンと、（３）前記フェルー
    ルの内部で該フェルールおよび前記ピンと封止係合状態
    に該ピンを支持する絶縁材料と、（４）前記ピンと電気
    的な接続状態に前記フェルールから離間される導電性ブ
    ロックと、（５）第１の端部と、第２の端部と、該端部
    間で、離間されたブロックとフェルールとに跨がる平坦
    部とを持ち、該第１の端部において前記フェルールに電
    気的に接続され、かつ該第２の端部において前記ブロッ
    クに電気的に接続される電気的または電磁的な保護のた
    めの装置とを含む前記ケースの前記開口内のフィードス
    ルーとを備える密閉された植込可能な医療装置。
  10. 【請求項１０】 前記導電性ブロックが絶縁材料により
    前記フェルールから離間される請求項９記載の医療装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記導電性ブロックが平坦な頂面を有
    する請求項９記載の医療装置。
  12. 【請求項１２】 前記導電性ブロックから離間された電
    気回路と、該電気回路から延在して前記導電性ブロック
    の前記頂面に電気的に接続される導体とを含む請求項１
    １記載の医療装置。
  13. 【請求項１３】 前記電気的または電磁的な保護のため
    の装置がチップ・コンデンサを含む請求項９記載の医療
    装置。
  14. 【請求項１４】 第１の前記コンデンサとは前記ブロッ
    クの反対側で電気的に接続される第２のチップ・コンデ
    ンサをも備える請求項１３記載の医療装置。
  15. 【請求項１５】 前記フィードスルーが同じ複数のフィ
    ードスルーのアレイの一部材であり、該アレイが、その
    直線軸から偏位された前記チップ・コンデンサの接続と
    直線的配向を持つ請求項１４記載の医療装置。
  16. 【請求項１６】 （ａ）内表面と、外表面と、該内表面
    と該外表面との間に延長する開口とを有する金属ケース
    と、 （ｂ）（１）前記ケースと電気的に連続状態にある導電
    性要素と、（２）前記ケースの外表面から突出する第１
    の端部と該ケースの内表面から突出する第２の端部とを
    有するように、前記開口を介して延在する導電性ピン要
    素と、（３）前記ピンと封止係合状態に該ピンを前記開
    口内に支持する絶縁材料と、（４）第１の点において前
    記ケースと電気的に連続する状態で導電性要素に対して
    接続され、かつ第２の点において前記ピンと電気的に連
    続する状態でフィードスルーの一部に電気的に接続され
    るチップ・コンデンサとを含む前記ケースの前記開口内
    のフィードスルーとを備える密閉された植込可能な医療
    装置。
  17. 【請求項１７】 第１の点において前記ケースと電気的
    に連続する状態で前記導電性要素に電気的に接続され、
    かつ第２の点において前記ピンと電気的に連続する状態
    で前記フィードスルーの一部に電気的に接続される第２
    のチップ・コンデンサをも備え、前記接続が第１の前記
    チップ・コンデンサの接続とは前記フィードスルーの反
    対の側にある請求項１６記載の医療装置。
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