US11612738B2 降低植入导线内导体与 RF 屏蔽的电容耦合
摘要
- 问题:带 RF 屏蔽的植入导线长期植入后,体液渗入屏蔽与导体间空隙,经电容耦合把 RF 能量重新引到导体,削弱屏蔽,加剧 MRI 下电极升温。
- 方案:把导体(部分或全部直径)嵌入导线本体材料,令本体填满该空隙、排除体液积聚,保持本体介电特性以抑制电容耦合。
- 效果:专利称可限制升温,但未给出定量降幅(无电容差 / 温升差 / SAR 数据,无公式)。
- 形态:覆盖方法 / 导线 / 系统,共 26 项权利要求;含”嵌入比例”与”沿长度分段嵌入”两个可调维度。
机理与方案
失效机理:植入导线常用导电 RF 屏蔽(206,编织丝或导电箔)包裹载流导体(208),以阻挡 MRI RF 能量耦合到导体。但屏蔽位于导体所在 lumen(210)之外的聚合物护套中,与导体间存在空隙(214);长期植入后体液渗入并充满该空隙,体液介电常数高,使屏蔽与导体间形成电容耦合,部分 RF 能量经此路径转移到导体,削弱屏蔽、加剧电极升温。专利指出该问题”对电极置于脑或脊髓等敏感神经组织的神经刺激导线尤为突出”。
方案:令导体(208)至少部分直径嵌入导线本体内层材料(204),使本体完全填满屏蔽(206)与导体间空隙(214),排除体液积聚、保持本体介电特性,以抑制电容耦合、限制升温。嵌入程度与范围可调,专利给出五种构型:
| 构型 | 嵌入比例 | 嵌入范围 | 取舍 |
|---|---|---|---|
| FIG. 2A | 约 1/2 直径 | 全长 | 隔离度高 |
| FIG. 2B | 部分 | 屏蔽末端前止,近电极不嵌 | 近电极机械顺应性好 |
| FIG. 2C | 全嵌 | 部分长度 | 比 2B 更硬 |
| FIG. 2D | 全嵌 | 全长 | 最硬 |
| FIG. 2E | 部分 | 屏蔽末端前即减嵌 | 近电极顺应性最好 |
核心权衡:嵌入越多则隔离越好,但导线越硬;近电极少嵌可换取机械顺应性。
效果与证据
定量数据:无,仅为结构性权利要求加机理论述。
对我方产品的意义
可借鉴”导体嵌入本体、填满屏蔽-导体空隙”的结构思路,及”嵌入比例 × 分段”在隔离度与机械顺应性间的取舍,供我方屏蔽导线设计参考。