專利名稱：采用無線能量傳輸?shù)尼t(yī)療植入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于患者的醫(yī)療植入裝置。
目前，由于尖端技術(shù)裝置的逐漸發(fā)展，極大地推動(dòng)了植入人或動(dòng)物體內(nèi)的醫(yī)療裝置的研制。為了進(jìn)行所需的工作，植入的醫(yī)療裝置需要大量的能量。一般來說，使用諸如電池之類的植入電源為現(xiàn)有技術(shù)中的植入裝置供電。
美國專利US4408607A公開了一種向醫(yī)療裝置提供電能的供電電源，包括一用作電源的電容器。利用外接于患者體內(nèi)和植入的次級(jí)繞組的初級(jí)繞組從患者體外對(duì)該電容器充電。把無線頻率能量從初級(jí)繞組傳輸?shù)酱渭?jí)繞組。
美國專利US5713939A公開了一種醫(yī)療裝置，包括一利用位于外部繞組和植入繞組之間的電磁感應(yīng)進(jìn)行充電的再充電電池。
在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，植入的醫(yī)療裝置用于控制身體功能，因而有必要或需要控制、調(diào)整或改變植入的醫(yī)療裝置，以便改變物理或其它功能。在許多應(yīng)用中，醫(yī)療裝置也能夠向外部接收器發(fā)送信息。另外，還有可能向植入的醫(yī)療裝置返回各種動(dòng)作命令。
例如，可采用用于給藥處置的植入泵替代許多患者不喜歡的注射器。除此之外，注射器通常意味著有被感染的風(fēng)險(xiǎn)。還有，必須對(duì)要進(jìn)行醫(yī)療訓(xùn)練的人進(jìn)行注射。輸給患者的藥物量例如可與醫(yī)療植入裝置進(jìn)行的任何類型的血液測(cè)試結(jié)果有關(guān)。在對(duì)這種血液測(cè)試的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析之后，可根據(jù)所要采取的治療類型和采取治療的時(shí)間向一泵發(fā)送命令?？衫弥踩朐谌梭w內(nèi)的裝置分析該數(shù)據(jù)信息。在植入時(shí)，有許多現(xiàn)有技術(shù)中的醫(yī)療裝置可以使用，或者使用用于控制其任何功能的電能對(duì)該醫(yī)療裝置進(jìn)行改進(jìn)。
本發(fā)明的目的就是提供一種醫(yī)療植入裝置，可采取無創(chuàng)傷方法把外部能量有效地傳輸?shù)街踩朐诨颊唧w內(nèi)的能量操作醫(yī)療裝置。
因此本發(fā)明提供一種用于患者的醫(yī)療植入裝置，包括一能量傳輸裝置，用于從患者體外無線傳輸?shù)谝环N能量；一可操作地響應(yīng)第二種形式能量的可植入的醫(yī)療裝置；以及一可植入的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于把由能量傳輸裝置無線傳輸?shù)牡谝环N形式的能量轉(zhuǎn)換成第二種形式的能量，第二種形式的能量可用于操作醫(yī)療裝置。
因此，本發(fā)明可具備這樣的優(yōu)點(diǎn)，即所述的醫(yī)療植入裝置可提供簡單而有效的能量傳輸，有可能在患者剩余的自然壽命中、至少在許多年內(nèi)，確保延長該裝置的功能，并使其功能可靠。
最好是，能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)元件，該元件具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域，并在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)適于在正負(fù)區(qū)域之間建立一種能量場(chǎng)，使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
可供選擇地，可由至少一種半導(dǎo)體電路、晶體管電路或微型芯片代替具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域的元件。在暴露在由該能量傳輸裝置無線傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，這種半導(dǎo)體電路、晶體管電路或微型芯片可適于建立一種能量場(chǎng)，從而使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
其優(yōu)點(diǎn)是，在能量傳輸裝置傳輸?shù)谝环N形式的能量時(shí)，利用最好呈非磁和/或非機(jī)械形式的第二種形式的能量直接操作醫(yī)療裝置?？衫玫诙N形式的能量直接操作醫(yī)療裝置，而不必從外部接觸植入在皮下裝置的部件。傳輸時(shí)，直接使用能量的優(yōu)點(diǎn)是，裝置的結(jié)構(gòu)非常簡單，所涉及的少數(shù)部件使裝置非?？煽?。
醫(yī)療裝置可以是非膨脹性的，即調(diào)節(jié)醫(yī)療裝置不涉及到液壓的或氣壓的流體。這樣就消除了流體從醫(yī)療裝置泄漏的問題。
根據(jù)本發(fā)明一最佳實(shí)施例，該元件包括一電結(jié)元件，而且在暴露于能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量之下時(shí)，電結(jié)元件能夠感應(yīng)正負(fù)區(qū)域之間的電場(chǎng)，因此第二種形式的能量包括電能。
因此，這種醫(yī)療裝置適合電操作，從而使電結(jié)元件的正負(fù)區(qū)域可提供用于醫(yī)療裝置的操作的電能。合適的裝置包括與電結(jié)元件的正負(fù)區(qū)域連接的可植入的電導(dǎo)體，從而使電結(jié)元件能夠通過導(dǎo)體提供電流，例如直流電、脈動(dòng)直流電、直流電和脈動(dòng)直流電的組合、交流電、或交流電和直流電的組合。進(jìn)一步地，電結(jié)元件能夠提供頻率信號(hào)、幅度信號(hào)或調(diào)頻和調(diào)幅的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、或者模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的組合，其用于醫(yī)療裝置的控制。
該元件最好是一種電半導(dǎo)體連接元件，很適合形成平整的薄片，其體積低于2000立方厘米，以適合皮下植入，因此可把電結(jié)元件剛好植入在患者皮膚之下。電結(jié)元件設(shè)計(jì)成當(dāng)暴露于能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N方式的能量之下時(shí)，可產(chǎn)生大于1微安的輸出電流。當(dāng)然，包括與患者身體接觸的電結(jié)元件在內(nèi)的所有能量轉(zhuǎn)換裝置的部件都是可生物共存的材料。可供選擇地，也有可能把這種能量轉(zhuǎn)換裝置植入患者的胸部和頭部，或者植入在患者身體腔孔中和粘膜之下，或者腔孔粘膜外部的管腔內(nèi)。
對(duì)體外器具，通常使用特殊類型的導(dǎo)電半導(dǎo)體連接元件，即所謂的p-n(正/負(fù))結(jié)元件，一般結(jié)構(gòu)是太陽能電池。太陽能電池把可見光形式的太陽能轉(zhuǎn)換成直流電形式的電能。例如，一p-n結(jié)元件可包括兩層半導(dǎo)體，一層是p型(正)，另一層是n型(負(fù))，夾在一起形成“p-n結(jié)”。當(dāng)吸收光線(光子)中的量子時(shí)，這種p-n結(jié)在元件兩端感應(yīng)出電場(chǎng)。
為了更加精確，光線中的量子把它們的能量轉(zhuǎn)換成某些半導(dǎo)體電子，這些電子隨后穿過材料自由移動(dòng)。對(duì)于每一這種負(fù)向帶電的電子，形成了相對(duì)應(yīng)的正電荷——空穴。在普通半導(dǎo)體中，在很短的時(shí)間之后，這些電子和空穴會(huì)重新組合并且在其能量作為熱量消耗。但是，如果利用電場(chǎng)的作用，這些電子和空穴在相反方向掃過p-n結(jié)，電荷的分離會(huì)在p-n結(jié)元件兩端感應(yīng)一電壓。通過把p-n結(jié)元件連接到外部電路就可使這些電子移動(dòng)，從而形成電流。
出乎意料的是，已驗(yàn)證出，盡管皮膚和皮下組織從導(dǎo)引到皮膚部分上的外部光束吸收能量，在所述皮膚下植有適當(dāng)設(shè)計(jì)的p-n結(jié)元件，穿過皮膚傳輸?shù)墓饽苋阅軓膒-n結(jié)元件感應(yīng)到電流，該電流足夠強(qiáng)(最小為1微安)，能夠使電操作的醫(yī)療裝置工作。因此，目前是第一次使用主要結(jié)元件單獨(dú)用作應(yīng)用在體內(nèi)的能源。根據(jù)本發(fā)明所述的裝置適于在體內(nèi)使用，其靈敏度、輸出電平和溫度特性也適合在體外應(yīng)用。
但是本發(fā)明所述的裝置并不局限于使用可見光進(jìn)行無線傳輸能量。因此，根據(jù)本發(fā)明更廣泛的一個(gè)方面，能量傳輸裝置利用至少一個(gè)最好包含輻射能量的無線信號(hào)傳輸能量。
無線信號(hào)可包括一波動(dòng)信號(hào)，例如諸如紅外光信號(hào)、可見光信號(hào)、紫外光信號(hào)、激光信號(hào)、微波信號(hào)、無線波信號(hào)、X射線信號(hào)以及λ射線信號(hào)等電磁波信號(hào)。使用時(shí)，可能一種或多種上述信號(hào)可被組分。可供選擇地，波動(dòng)信號(hào)可包括聲波信號(hào)，例如超聲波信號(hào)。一般來說，無線信號(hào)可包括數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)或者數(shù)字和模擬信號(hào)。
由能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量可包括以諸如數(shù)字脈沖之類的脈沖形式傳輸?shù)碾妶?chǎng)或磁場(chǎng)。進(jìn)一步地，能量轉(zhuǎn)換裝置可把包括極化能量的第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成直流電、脈動(dòng)直流電、直流電和脈動(dòng)直流電的結(jié)合、交流電、或者直流電和交流電的結(jié)合?？晒┻x擇地，第一種形式的能量可包括動(dòng)能。
第二種形式的能量可包括頻率、幅度或頻率和幅度調(diào)制的模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)、或者組合的模擬數(shù)字信號(hào)。
該裝置進(jìn)一步包括一可植入的脈沖發(fā)生器，用于根據(jù)由能量場(chǎng)產(chǎn)生的第二種形式的能量產(chǎn)生電脈沖，該能量場(chǎng)是由具有正負(fù)區(qū)域的元件生成的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該裝置包括一用于操作醫(yī)療裝置的可植入的操作裝置和一用于控制醫(yī)療裝置的控制裝置，其中，該元件利用第二種形式的能量向操作裝置供電。該操作裝置最好包括一馬達(dá)，例如一種電動(dòng)線性馬達(dá)或者一種由控制裝置控制其轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)數(shù)的電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)。電動(dòng)馬達(dá)可設(shè)有由塑料制成的電動(dòng)感應(yīng)部件?？晒┻x擇地，該馬達(dá)可包括一種液壓或氣壓流體馬達(dá)，其中，控制裝置控制流體穿過流體馬達(dá)流動(dòng)。目前市場(chǎng)上可購買到的馬達(dá)越來越小。進(jìn)一步地，可采用許多種控制方法和微型化的控制設(shè)備。例如，可采用尺寸僅幾毫米的霍爾(Hall)元件分析轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該醫(yī)療裝置包括液壓裝置，而操作裝置包括一用于在液壓裝置中泵送流體的泵、一用于驅(qū)動(dòng)泵的馬達(dá)、一設(shè)于泵和醫(yī)療裝置的液壓裝置之間的無閥流體導(dǎo)管以及一用于儲(chǔ)存流體的儲(chǔ)室，其中儲(chǔ)室構(gòu)成部分導(dǎo)管。所涉及的所有液壓部件最好不含有任何非返回閥。這樣有很多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槔盟婕暗拈y通常會(huì)由于閥的不合適工作而產(chǎn)生失靈的危險(xiǎn)，特別是當(dāng)閥操作之間的間隔時(shí)間很長時(shí)。儲(chǔ)室可構(gòu)成一容積可變的流體腔室，泵可通過降低腔室容積把流體從腔室分布到液壓裝置中，并通過擴(kuò)張腔室的體積把流體從液壓裝置抽到腔室中。
控制裝置可通過轉(zhuǎn)換第二種形式能量的極性而逆轉(zhuǎn)操作裝置。如果操作裝置包括一電動(dòng)馬達(dá)，合適的第二種形式的能量則包括電能。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，可操作醫(yī)療裝置執(zhí)行逆轉(zhuǎn)功能，并設(shè)有一可植入的逆轉(zhuǎn)裝置，用于逆轉(zhuǎn)由醫(yī)療裝置執(zhí)行的功能。最好以無級(jí)的方式執(zhí)行這種逆轉(zhuǎn)功能。在此連接中，控制裝置適當(dāng)?shù)乜刂瓢ㄒ婚_關(guān)的逆轉(zhuǎn)裝置，逆轉(zhuǎn)由醫(yī)療裝置執(zhí)行的功能。逆轉(zhuǎn)裝置可包括液壓裝置，該液壓裝置包括一用于切換液壓裝置中流體的流動(dòng)方向的閥門。可供選擇地，逆轉(zhuǎn)裝置可包括一機(jī)械逆轉(zhuǎn)裝置，比如一開關(guān)或一齒輪箱。
如果逆轉(zhuǎn)裝置包括一開關(guān)，控制裝置則通過轉(zhuǎn)換施加在開關(guān)上的能量的極性，適當(dāng)?shù)乜刂崎_關(guān)的操作情況。開關(guān)可包括一電動(dòng)開關(guān)，而源可提供用于開關(guān)操作的電能。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)有利的實(shí)施例，該裝置進(jìn)一步包括一可植入的能量存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)第二種形式的能量，并用于提供與醫(yī)療裝置的操作有關(guān)的能量。該能量存儲(chǔ)裝置最好包括一電源式能源，例如一蓄能器、一可充電電池或蓄能器與可充電電池的組合。
該裝置進(jìn)一步包括一用于切換醫(yī)療裝置的操作情況的可植入開關(guān)和一可植入的能源。該實(shí)施例特別適用于應(yīng)用在裝置的能量傳輸效率不足的情況下，即植入的醫(yī)療裝置會(huì)執(zhí)行更優(yōu)先的操作。這種能源最好是一電池。可供選擇地，能源可以是也可存儲(chǔ)第二種方式的能量的蓄能器。
根據(jù)本發(fā)明的第一種變化，由能量存儲(chǔ)裝置提供的第二種方式的能量操作開關(guān)，將其從能源未投入使用的off模式切換到on模式，在on模式下，能源提供用于醫(yī)療裝置操作的能量。在此情況下，可植入的能源可包括一最好具有10年壽命的電池，或者為一蓄能器。但是，也可以使用其它類型的能源，比如核能源或者化學(xué)能源。
根據(jù)本發(fā)明的第二種變化，該裝置進(jìn)一步包括一遙控器，用于控制可植入能源提供能量，其中，由能量存儲(chǔ)裝置提供的第二種方式的能量操作開關(guān)，將其從禁止遙控器控制能源以及能源未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許遙控器控制能源提供用于醫(yī)療裝置操作的能量。
根據(jù)本發(fā)明的第三種變化，能量存儲(chǔ)裝置被省略，其中，由能量傳輸裝置提供的第二種方式的能量操作開關(guān)，將其從禁止遙控器控制能源以及能源未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許遙控器控制能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
根據(jù)本發(fā)明的第四種變化，也可省略遙控器，其中，由能量傳輸裝置提供的第二種方式的能量操作開關(guān)，將其從能源未投入使用的off模式切換到on模式，在on模式下，能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。應(yīng)用時(shí)，在所述的實(shí)施例中，在能量傳輸裝置傳輸無線能量的情況下，最好在一可植入電容器穩(wěn)定所傳輸?shù)牡诙N方式的能量的同時(shí)，切換開關(guān)，這樣可暫時(shí)(幾秒鐘)存儲(chǔ)第二方式的能量。
上述開關(guān)可包括一電動(dòng)開關(guān)，或者在應(yīng)用時(shí)包括一機(jī)械開關(guān)。
使用所有上述開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)在于可提高安全性，即患者周圍的干擾信號(hào)不能影響植入的醫(yī)療裝置。進(jìn)一步地，由于裝置的能量消耗會(huì)降低到最低，因此可顯著地延長能源的壽命。在上述備用模式期間，遙控器利用來自于能源的能量。只是在需要能量用于醫(yī)療裝置的工作時(shí)，才利用能量傳輸裝置傳輸能量，觸發(fā)開關(guān)連接到能源。
上述所有實(shí)施例都可與至少一個(gè)用于感應(yīng)患者的至少一個(gè)物理參數(shù)的可植入傳感器結(jié)合在一起，其控制裝置可根據(jù)傳感器的信號(hào)控制醫(yī)療裝置。例如，傳感器可包括一壓力傳感器，用于直接或間接地感應(yīng)作用于醫(yī)療裝置或人體組織的壓力。壓力傳感器可以是任何合適的公知或現(xiàn)有的壓力傳感器，例如美國專利US5540731、US4846181、US4738267、US4571749、US4407296或US3939823中所述的傳感器，或者NPC-102醫(yī)療血管成形術(shù)傳感器。該控制裝置可包括一要植入到患者體內(nèi)的內(nèi)部控制裝置，用于根據(jù)發(fā)自傳感器的信號(hào)最好直接地控制醫(yī)療裝置。根據(jù)發(fā)自傳感器的信號(hào)——例如壓力、患者的位置或者任何其它重要的物理參數(shù)，內(nèi)部控制裝置把其上信息發(fā)送到患者體外?？刂蒲b置還可根據(jù)發(fā)自傳感器的信號(hào)自動(dòng)控制該醫(yī)療裝置。例如，控制裝置根據(jù)傳感器感應(yīng)到的患者正躺著，或者感應(yīng)到醫(yī)療裝置處于不正常高壓來控制醫(yī)療裝置。
可供選擇地，控制裝置可包括一位于患者體外的外部控制裝置，用于根據(jù)傳感器的信號(hào)，適當(dāng)?shù)刂苯涌刂漆t(yī)療裝置。外部控制裝置可存儲(chǔ)由傳感器感應(yīng)的物理參數(shù)的信息，并根據(jù)所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行人工操作，控制醫(yī)療裝置。另外，可至少有一個(gè)用于發(fā)送由傳感器感應(yīng)的物理參數(shù)的信息的可植入發(fā)送器。
可把外部數(shù)據(jù)通訊裝置設(shè)置在患者體外，并把內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊裝置植入到患者體內(nèi)，以便與外部通訊裝置進(jìn)行通訊。植入的通訊裝置把與患者有關(guān)的數(shù)據(jù)、或者把與植入的醫(yī)療裝置有關(guān)的數(shù)據(jù)送回外部通訊裝置。另一方面，或者采用結(jié)合方式，外部通訊裝置可向內(nèi)部通訊裝置輸送數(shù)據(jù)。植入的通訊裝置適于輸送與患者的至少一個(gè)物理信號(hào)有關(guān)的數(shù)據(jù)。這樣設(shè)置外部和內(nèi)部通訊裝置具有有益之處，其中，可實(shí)現(xiàn)長期地控制與植入的醫(yī)療裝置有關(guān)的活動(dòng)。
該裝置可進(jìn)一步包括一用于控制醫(yī)療裝置的可植入、可編程的控制裝置，最好根據(jù)活動(dòng)時(shí)間表程序進(jìn)行長時(shí)間的控制。這樣可預(yù)先控制裝置，并有可能把裝置應(yīng)用到個(gè)別的患者。
最好可遙控所有上述實(shí)施例。這樣，該裝置最好包括一傳輸至少一個(gè)用于控制醫(yī)療裝置的無線控制信號(hào)的無線遙控器。采用這種遙控器，有可能把裝置的功能應(yīng)用到患者日常的基本需求中，這樣對(duì)于患者的治療來說是很有益的。
無線遙控器能夠獲得植入的醫(yī)療裝置的狀態(tài)信息，并根據(jù)該信息控制醫(yī)療裝置。還有，遙控器能夠把與醫(yī)療裝置有關(guān)的信息從患者體內(nèi)發(fā)送到患者體外。
在本發(fā)明的一特定的實(shí)施例中，無線遙控器包括至少一個(gè)外部信號(hào)發(fā)送器或收發(fā)器，以及至少一個(gè)可植入的內(nèi)部信號(hào)接收器或收發(fā)器。在本發(fā)明的另一特別的實(shí)施例中，無線遙控器包括至少一個(gè)外部信號(hào)接收器或收發(fā)器，以及至少一個(gè)可植入的內(nèi)部信號(hào)發(fā)送器或收發(fā)器。
無線遙控器可傳輸用于承載控制信號(hào)的載波信號(hào)，其中，載波信號(hào)是調(diào)頻信號(hào)、調(diào)幅信號(hào)或者調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)，而且是數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)或者數(shù)字模擬信號(hào)。與載波信號(hào)一起使用的控制信號(hào)可以是調(diào)頻信號(hào)、調(diào)幅信號(hào)或者調(diào)頻調(diào)幅信號(hào)。
控制信號(hào)可包括一波動(dòng)信號(hào)，例如聲波信號(hào)、超聲波信號(hào)、電磁波信號(hào)、紅外光信號(hào)、可見光信號(hào)、紫外光信號(hào)、激光信號(hào)、微波信號(hào)、無線波信號(hào)、X射線信號(hào)或者γ射線信號(hào)。在應(yīng)用時(shí)，可把兩種或更多種上述信號(hào)結(jié)合起來。
控制信號(hào)可以是數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)，可包括電場(chǎng)或磁場(chǎng)。無線遙控器適當(dāng)?shù)貍鬏斢糜诔休d數(shù)字或模擬控制信號(hào)的載波信號(hào)。例如，利用模擬載波信號(hào)承載的數(shù)字控制信號(hào)在通訊時(shí)安全。無線遙控器可以脈沖形式發(fā)射控制信號(hào)。
該能量轉(zhuǎn)換裝置可放置于胸腔、腹腔或頭部區(qū)域，或者植入皮下。
可把該裝置的能量轉(zhuǎn)換裝置置入到例如患者體內(nèi)皮下的腹腔、胸腔或者頭部位置，或者其他位置。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體的方面，能量轉(zhuǎn)換裝置在結(jié)構(gòu)上可以與能量傳輸裝置不同，和/或把第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成非機(jī)械形式的第二種形式的能量。
通過在患者體內(nèi)至少設(shè)置兩個(gè)腹腔鏡套管，可把如上所述的醫(yī)療裝置就象腹腔鏡那樣植入在患者體內(nèi)，并利用至少兩個(gè)腹腔鏡套管把能量轉(zhuǎn)換裝置植入患者體內(nèi)。
另一方面，可采用下述方法植入該裝置，即a)穿過患者的腹腔或胸腔就象腹腔鏡那樣放置該裝置的醫(yī)療裝置；b)把至少兩個(gè)腹腔鏡套針放置在患者體內(nèi)；c)使用至少一個(gè)穿過腹腔鏡套針插入的解剖儀器，剖開要放置醫(yī)療裝置的部位；d)穿過套針引入醫(yī)療裝置；e)放置好醫(yī)療裝置，使之與患者的一器官接觸；以及f)植入該裝置的能量轉(zhuǎn)換裝置。
在步驟a)至e)中所述的方法可進(jìn)一步包括采用非創(chuàng)傷方法術(shù)后調(diào)整該醫(yī)療裝置。
本發(fā)明的主要目的是提供一種用于治療人或動(dòng)物體內(nèi)的慢性疾病的、簡單有效的裝置。從下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說明以及權(quán)利要求書中會(huì)更加清楚本發(fā)明的這一目的和其它目的。
本發(fā)明所述的上述醫(yī)療植入裝置適用于現(xiàn)有技術(shù)中的各種可植入醫(yī)療裝置中任何一種，例如用于治療的注入泵、詢答器、起搏器、心臟刺激器、心臟傳感器、具有用于泌尿、肛門失禁的括約肌功能的圓環(huán)或膠管管頭、植入在陰莖中用于治療陽痿的醫(yī)療裝置、具有用于血管堵塞的括約肌功能的圓環(huán)或膠管管頭，例如陽痿患者的陰莖靜脈、胃環(huán)、疝孔治療裝置、用于分析身體功能或血液參數(shù)的儀器、以及用于產(chǎn)生電脈沖的刺激器。
下面參照附圖，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。


圖1至12為簡要方框圖，分別表示本發(fā)明所述醫(yī)療植入裝置的12個(gè)實(shí)施例，在圖中，無線能量從患者體外傳輸?shù)街踩朐诨颊唧w內(nèi)的耗能部件；圖13為簡要方框圖，表示用于實(shí)現(xiàn)各種通訊選擇的植入部件的幾種組合；圖14表示本發(fā)明所述的裝置中使用的電子連接部件；圖15表示根據(jù)本發(fā)明所述裝置的一實(shí)施例，圖中，一醫(yī)療裝置植入在患者體內(nèi)，以治療心痛和反流疾??；圖1簡要表示本發(fā)明所述的醫(yī)療植入裝置的一非常簡單的實(shí)施例，設(shè)有一些植入在患者體內(nèi)的部件和設(shè)置在患者體外的其它一些部件。因此，在圖1中，位于患者皮膚2右側(cè)的所有部件被植入，而把位于皮膚2左側(cè)的所有部件設(shè)置在患者體外。
圖1所示的裝置包括一植入的工作醫(yī)療裝置4，該裝置與患者器官的某一腔室接觸，在該腔室內(nèi)形成限制通道。這種腔室可包括食管、尿道、直腸、結(jié)腸、血管等。醫(yī)療裝置4能夠起到逆轉(zhuǎn)的作用，即放大或縮小通道的橫截面積，使醫(yī)療裝置4就象人工括約肌那樣工作。使用植入能量轉(zhuǎn)換裝置6通過供能線路12向醫(yī)療裝置4的耗能部件提供能量。外部能量傳輸裝置10包括一無線遙控器，傳輸由設(shè)置在植入能量轉(zhuǎn)換裝置6中的信號(hào)接收器接收的無線信號(hào)。植入能量轉(zhuǎn)換裝置6把能量信號(hào)轉(zhuǎn)換成通過供能線路12提供到醫(yī)療裝置4的電信號(hào)，這種能量可使裝置4的部分移動(dòng)，并進(jìn)而對(duì)通道進(jìn)行調(diào)節(jié)。
除了作為逆轉(zhuǎn)裝置用于逆轉(zhuǎn)醫(yī)療裝置4的電子開關(guān)14也植入在患者體內(nèi)之外，圖2表示的實(shí)施例與圖1所示實(shí)施例相似。外部能量傳輸裝置10的無線遙控器傳輸帶有能量的無線信號(hào)，而植入能量轉(zhuǎn)換裝置6把無線能量轉(zhuǎn)換成用于操作開關(guān)14的電流。當(dāng)能量轉(zhuǎn)換裝置6轉(zhuǎn)換電流的極性時(shí)，開關(guān)14逆轉(zhuǎn)。由醫(yī)療裝置4所起的作用。
除了作為操作裝置用于操作醫(yī)療裝置4的馬達(dá)也植入在患者體內(nèi)之外，圖3表示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。在外部能量傳輸裝置10的遙控器把一無線信號(hào)傳輸?shù)侥芰哭D(zhuǎn)換裝置6的接收器時(shí)，能量轉(zhuǎn)換裝置6向馬達(dá)15提供能量。
除了包括一馬達(dá)/泵單元18和一流體腔體20的組件16也植入在患者體內(nèi)之外，圖4所示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。在此情況下，醫(yī)療裝置4處于液壓作業(yè)狀態(tài)，即馬達(dá)原單元18把液壓流體用泵通過導(dǎo)管22從腔體20輸送到醫(yī)療裝置4，以縮小通道的橫截面積；馬達(dá)/泵18把液壓流體用泵從醫(yī)療裝置4送回腔體20，以增大其橫截面積。植入能量轉(zhuǎn)換裝置6把無線能量轉(zhuǎn)換成電流，通過電能供應(yīng)線路24向馬達(dá)/泵18供電。
圖5表示本發(fā)明的一實(shí)施例，包括一設(shè)有無線遙控器的外部能量傳輸裝置10，在此情況下，醫(yī)療裝置4處于液壓作業(yè)狀態(tài)；一植入能量轉(zhuǎn)換裝置6；并進(jìn)一步包括一植入液壓流儲(chǔ)室30、一植入馬達(dá)/泵單元32和一植入逆轉(zhuǎn)裝置，該植入逆轉(zhuǎn)裝置是一液壓閥轉(zhuǎn)換裝置34。馬達(dá)/泵單元32的馬達(dá)是一電馬達(dá)。根據(jù)來自于外部能量傳輸裝置10的無線遙控器的控制信號(hào)，植入能量轉(zhuǎn)換裝置6將來自于控制信號(hào)攜帶的能量提供給馬達(dá)/泵單元32，從而馬達(dá)/泵單元32在儲(chǔ)室30和醫(yī)療裝置4之間分配液壓，能量傳輸裝置10的遙控器控制切換裝置34，在下列兩種方向之間轉(zhuǎn)換液壓流體的流動(dòng)方向，即在一個(gè)方向上，馬達(dá)/泵單元32用泵把流體從儲(chǔ)室30輸送到醫(yī)療裝置4，以縮小通道的橫截面積，在另一種方向上，馬達(dá)/泵單元32用泵把流體從醫(yī)療裝置4送回儲(chǔ)室30，以增大通道的橫截面積。
除了受外部能量傳輸轉(zhuǎn)置10的無線遙控器控制的控制裝置36、蓄能器38和電容器40也植入在患者體內(nèi)之外，圖6所示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。控制裝置36存儲(chǔ)從蓄能器38中的能量轉(zhuǎn)換裝置6接收的電能，為醫(yī)療裝置4供能。根據(jù)來自于能量傳輸裝置10的無線遙控器的控制信號(hào)，控制裝置6或者從蓄能器38釋放能量并通過供能線路42和44傳輸釋放的能量，或者直接通過供能線路46、對(duì)電流起穩(wěn)定作用的電容器40、供能線路48以及供能線路44從能量轉(zhuǎn)換裝置6傳輸電能，用于醫(yī)療裝置4運(yùn)行。
根據(jù)一種變化例，可以省略圖6所示實(shí)施例中的電容器40。根據(jù)另一種變化，可以省略本實(shí)施例中的蓄能器38。
除了用于為醫(yī)療裝置4和電子開關(guān)52的作業(yè)提供能量，以切換醫(yī)療裝置4的作業(yè)方式的電池50也植入在患者體內(nèi)之外，圖7所示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。由能量轉(zhuǎn)換裝置6提供的能量操作開關(guān)52，使其從電池50未投入使用的off模式切換到電池50為醫(yī)療裝置4的作業(yè)提供能量的on模式。
除了受外部能量傳輸裝置10的無線遙控器控制的控制裝置36也植入在患者體內(nèi)之外，圖8所示的實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例相似。在此情況下，由能量轉(zhuǎn)換裝置6提供的能量操作開關(guān)52，使其從禁止無線遙控器對(duì)控制裝置36進(jìn)行控制并且電池未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許遙控器控制控制裝置36，從電池50釋放電能，用于醫(yī)療裝置4的運(yùn)行。
除了蓄能器38代替了電池50，而且植入部件互接方式不同之外，圖9所示的實(shí)施例與圖8所示的實(shí)施例相似。在此情況下，蓄能器38存儲(chǔ)來自于能量轉(zhuǎn)換裝置6的能量。根據(jù)來自于外部能量傳輸裝置10的無線遙控器的控制信號(hào)，植入控制裝置36控制開關(guān)52從蓄能器38未投入使用的off模式切換到on模式，其中，蓄能器38提供電能，用于醫(yī)療裝置4運(yùn)行。
除了電池50也植入在患者體內(nèi)以及植入部件被不同地互連以外，圖10示出與圖9相同的發(fā)明實(shí)施例。根據(jù)來自外部能量傳輸裝置10的無線遙控器的控制信號(hào)，該植入控制單元36控制蓄能器38以輸送能量來操作開關(guān)52從電池50不使用的off模式切換到電池50提供電能用于醫(yī)療裝置4運(yùn)行的on模式。
可供選擇地，由蓄能器38提供的能量操作開關(guān)52，使其從禁止無線遙控器控制電池50提供電能并且無線遙控器未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許無線遙控器控制電池50提供電能，用于醫(yī)療裝置4運(yùn)行。
除了馬達(dá)15、其結(jié)構(gòu)為一齒輪箱54的機(jī)械逆轉(zhuǎn)裝置、以及用于控制齒輪箱54的控制裝置36也植入在患者體內(nèi)之外，圖11所示的實(shí)施例與圖7所示的實(shí)施例相似。植入控制裝置36控制齒輪箱54，逆轉(zhuǎn)由醫(yī)療裝置4(機(jī)械操作)執(zhí)行的功能。
除了植入部件的互接方式不同之外，圖12所示的實(shí)施例與圖10所示的實(shí)施例相似。因此，在此情況下，當(dāng)蓄能器38、合適的電容器觸發(fā)開關(guān)52切換到on模式時(shí)，可由電池50向控制裝置36供電。當(dāng)開關(guān)52處于on模式時(shí)，可允許控制裝置36控制電池50提供能量或者不提供能量，用于醫(yī)療裝置4的運(yùn)行。
圖13簡要表示用于實(shí)現(xiàn)各種通訊選項(xiàng)的裝置的植入部件的幾種可能組合方式。該組合方式基本上包括植入的醫(yī)療裝置4、控制裝置36、馬達(dá)/泵單元18，以及包括外部無線遙控器的外部能量傳輸裝置10。如上所述，無線遙控器發(fā)送由植入控制裝置36接收的控制信號(hào)，再依次控制裝置的各種植入部件。
可把一傳感器56植入患者體內(nèi)，用于感應(yīng)患者的物理參數(shù)，比如通道內(nèi)的壓力。植入控制裝置36，或者也可以是能量傳輸裝置10的外部無線遙控器根據(jù)來自于傳感器56的信號(hào)控制醫(yī)療裝置4。一變送器可以與傳感器56結(jié)合在一起，用于把感應(yīng)到的物理參數(shù)信息發(fā)送到外部無線遙控器。無線遙控器可以包括一信號(hào)發(fā)射器或者收發(fā)器，而植入控制裝置36可以包括一信號(hào)接收器或者收發(fā)器。可供選擇地，無線遙控器可包括一信號(hào)接收器或者收發(fā)器，而植入控制裝置36可包括一信號(hào)發(fā)射器或者收發(fā)器?？墒褂蒙鲜鍪瞻l(fā)器、發(fā)射器和接收器把與醫(yī)療裝置4有關(guān)的信息或數(shù)據(jù)從患者體內(nèi)發(fā)送到體外。
在植入馬達(dá)/泵單元18和用于向馬達(dá)/泵單元18供電的電池50的部位，電池50可設(shè)有一收發(fā)器，用于在電池50供電的情況下發(fā)送信息。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可采用不同的方式組合根據(jù)圖1-13所述的上述各種實(shí)施例。例如，可把能量操作開關(guān)14設(shè)置在圖3、6-12所述的任何實(shí)施例中，可把液壓轉(zhuǎn)換裝置34設(shè)置在圖4所示的實(shí)施例中，而且可把齒輪箱54設(shè)置在圖3所示的實(shí)施例中。
圖14表示應(yīng)用于根據(jù)圖1-13所述的上述任何實(shí)施例中的、其結(jié)構(gòu)為電子連接元件58的能量轉(zhuǎn)換裝置。該元件58是一種扁平的p-n結(jié)元件，包括一p型半導(dǎo)體層60和一與其夾在一起的n型半導(dǎo)體層62。一燈泡64與元件58的相對(duì)兩側(cè)電連接，以指示電流是怎樣產(chǎn)生的。從這種p-n結(jié)元件58輸出的電流與溫度有關(guān)。參見下列公式I＝I0(exp(qv/kT)-1)其中I為外部流動(dòng)的電流，I0為逆轉(zhuǎn)飽和電流，q為1.602×10-19庫侖的基本電荷，
v為所施加的電壓，k為Boltzmann常數(shù)，T為絕對(duì)溫度。
在大的負(fù)施加的電壓(逆轉(zhuǎn)偏置)的情況下，與1.0相比較，指數(shù)項(xiàng)可忽略不計(jì)，而且I接近于-I0。I0特別依賴于結(jié)溫度，因此依賴于本征載流子濃度。帶隙較小的材料的I0大于帶隙較大的材料的I0。在此特定的實(shí)施例中，二極管的整流作用——即其僅在一個(gè)方向上對(duì)電流起限制作用——是p-n結(jié)元件58工作的關(guān)鍵所在。
設(shè)計(jì)p-n結(jié)元件的另一種方法是，在支撐材料上沉積一薄層半導(dǎo)體，該支撐材料不會(huì)吸收各實(shí)施例中所采用的任何一種能量。為了與光波形式的無線傳輸?shù)哪芰恳黄鹗褂茫砂巡Ａё鳛楹线m的材料。在半導(dǎo)體層中可使用各種材料，如但不局限于碲化鎘(cadmium telluride)、銦-硒化銅(copper-indium-diselenide)以及硅。為提高效率，還有可能使用設(shè)有幾層p和n型材料的多層結(jié)構(gòu)。
由p-n結(jié)元件58產(chǎn)生的電能可與太陽能電池產(chǎn)生的電能屬于同一類型，即在其中正負(fù)電場(chǎng)建立直流電?？晒┻x擇地，正負(fù)半導(dǎo)體層可隨傳輸?shù)牟ㄐ胃淖兤錁O性，從而產(chǎn)生交流電。
把p-n結(jié)元件58的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可使其適于植入。因此，與人體接觸的元件58的所有外表面都是由生物相容材料制成。把p-n結(jié)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可在37度的人體溫度下進(jìn)行最佳操作，這是因?yàn)榇笥?微安的輸出電流特別依賴于上面所述的溫度。由于皮膚和皮下組織都吸收能量，因此要考慮元件58的靈敏度或工作區(qū)域和無線能量傳輸?shù)拿芏然驈?qiáng)度之間的關(guān)系。p-n結(jié)元件58設(shè)計(jì)得很平很小?？晒┻x擇地，如果元件58制作得面積很大，就會(huì)很柔軟，以便適應(yīng)患者的身體活動(dòng)。元件58的體積要保持在2000立方厘米以下。
圖15表示本發(fā)明所述醫(yī)療植入裝置的上述任何實(shí)施例是怎樣植入患者體內(nèi)以治療心痛和返流疾病的。因此，植入患者體內(nèi)的醫(yī)療裝置4靠近賁門與食道接觸，環(huán)繞食道中的食物通道形成人工括約肌。諸如電子馬達(dá)或者馬達(dá)/泵單元之類的植入操作裝置68——也稱作調(diào)節(jié)裝置——通過諸如機(jī)械傳輸拉線或流體導(dǎo)管之類的傳輸部件70操作醫(yī)療裝置4。正如上面詳細(xì)說明的那樣，能量傳輸轉(zhuǎn)置是一具有正負(fù)區(qū)域的元件6，可植入到患者皮膚之下。
由外部能量傳輸裝置10的無線遙控器傳輸?shù)男盘?hào)上承載的無線能量至少部分地穿透患者的皮膚并到達(dá)到元件6上。把這樣到達(dá)到元件6上的能量轉(zhuǎn)換成適于為操作裝置68供能的不同形式的能量。例如，如果操作裝置68是一電馬達(dá)，元件6則包括一電子p-n結(jié)元件，該元件把無線能量轉(zhuǎn)換成電流，以便為電子馬達(dá)供電。如果操作裝置68包括一泵，元件6則可以把無線能量換成用于向該泵供電的動(dòng)能。
可利用轉(zhuǎn)換成的能量直接操作醫(yī)療裝置4，或者，如果電子操作醫(yī)療裝置4，則把轉(zhuǎn)換成的能量存儲(chǔ)在一電容器和/或一蓄能器中，備用或者同時(shí)使用。最好(但不是必須)由一微處理器控制元件6。使用外部能量傳輸裝置10的無線遙控器控制傳輸?shù)结t(yī)療植入裝置4/來自于醫(yī)療植入裝置4的能量、和任何功能或命令。
權(quán)利要求
1.一種用于患者的醫(yī)療植入裝置，包括一能量傳輸裝置，用于從患者體外無線傳輸?shù)谝环N形式的能量；一可操作地響應(yīng)第二種形式能量的可植入醫(yī)療裝置；以及一可植入的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于把由能量傳輸裝置無線傳輸?shù)牡谝环N形式的能量轉(zhuǎn)換成第二種形式的能量，第二種形式的能量可用于醫(yī)療裝置的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)元件，該元件具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域，并在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，可適于在正負(fù)區(qū)域之間建立一種能量場(chǎng)，從而使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該元件包括一電結(jié)元件，在暴露于能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N方式的能量之下時(shí)，該電結(jié)元件能夠感應(yīng)正負(fù)區(qū)域之間的電場(chǎng)，從而使第二種形式的能量包括電能。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于電操作這種醫(yī)療裝置，從而使電結(jié)元件的正負(fù)區(qū)域可提供用于醫(yī)療裝置工作的電能。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于由能量轉(zhuǎn)換裝置無線傳輸用于醫(yī)療裝置工作的第二種形式的能量。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括與電結(jié)元件的正負(fù)區(qū)域連接的電導(dǎo)體，從而使電結(jié)元件能夠通過導(dǎo)體提供電流。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件能夠通過導(dǎo)體提供直流電或脈動(dòng)直流電。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件能夠通過導(dǎo)體提供交流電或交流電和直流電的組合。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件能夠提供調(diào)頻或調(diào)幅信號(hào)。
10.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件能夠提供模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。
11.如權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可操作地與醫(yī)療裝置連接的可植入的馬達(dá)，其中，該元件利用第二種形式的能量驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)。
12.如權(quán)利要求2-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可操作地與醫(yī)療裝置連接的可植入的泵，其中，該元件提供第二種形式的能量，用于該泵的工作。
13.如權(quán)利要求2-12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可植入脈沖發(fā)生器，用于根據(jù)由能量場(chǎng)產(chǎn)生的第二種形式的能量產(chǎn)生電脈沖。
14.如權(quán)利要求3、4、6-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件包括至少一種半導(dǎo)體。
15.如權(quán)利要求3、4、6-10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于當(dāng)暴露于由能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量之下時(shí)，電結(jié)元件可產(chǎn)生大于1微安的輸出電流。
16.如權(quán)利要求2-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于電結(jié)元件形成一平和薄的片，而且其體積低于2000立方厘米。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域的半導(dǎo)體電路，并在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，可適于在正負(fù)區(qū)域之間建立一種能量場(chǎng)，從而使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域的晶體管電路，并在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，可適于在正負(fù)區(qū)域之間建立一種能量場(chǎng)，從而使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域的微型芯片，并在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，可適于在正負(fù)區(qū)域之間建立一種能量場(chǎng)，從而使該能量場(chǎng)產(chǎn)生第二種形式的能量。
20.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可植入的能量存儲(chǔ)裝置并用于存儲(chǔ)第二種形式的能量并提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于電操作該醫(yī)療裝置，能量轉(zhuǎn)換裝置的功能不同于能量傳輸裝置，并適用于把第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成電能；能量存儲(chǔ)裝置包括一電能存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)來自于能量轉(zhuǎn)換裝置的電能并提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置包括至少一個(gè)具有一正區(qū)域和一負(fù)區(qū)域的電結(jié)元件，在暴露于由該能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量下時(shí)，該電結(jié)元件可感應(yīng)正負(fù)區(qū)域之間的電場(chǎng)，電結(jié)元件的正負(fù)區(qū)域與電能存儲(chǔ)裝置電連接。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于該能量存儲(chǔ)裝置包括一蓄能器。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于該蓄能器包括一電蓄能器。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于該電動(dòng)蓄能器包括至少一個(gè)電容器或電池。
26.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可植入的能源、以及一由能量存儲(chǔ)裝置提供的第二種方式的能量操作的可植入開關(guān)，將其從能源未投入使用的off模式切換到on模式，在on模式下，能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
27.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于為醫(yī)療裝置工作的提供能量的可植入能源、一用于控制能源提供能量的遙控器、以及一由能量存儲(chǔ)裝置提供的第二種方式的能量操作的可植入開關(guān)，該能量使可植入開關(guān)從防止遙控器控制能源以及能源未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許遙控器控制能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
28.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于為醫(yī)療裝置工作提供能量的可植入的能源、以及一由能量轉(zhuǎn)換裝置提供的第二種方式的能量操作的可植入開關(guān)，該能量將開關(guān)從能原未投入使用的off模式切換到on模式，在on模式下，能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
29.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于為醫(yī)療裝置工作提供能量的可植入的能源、一用于控制能源提供能量的遙控器，以及一由能量轉(zhuǎn)換裝置提供的第二種方式的能量操作的可植入開關(guān)，該能量將開關(guān)從防止遙控器控制能源以及能源未投入使用的off模式切換到備用模式，在備用模式下，可允許遙控器控制能源提供用于醫(yī)療裝置工作的能量。
30.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于能量傳輸裝置利用至少一種無線波信號(hào)傳輸?shù)谝环N形式的能量。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于該信號(hào)包括一波動(dòng)信號(hào)。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于該信號(hào)含有輻射能量。
33.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于該波動(dòng)信號(hào)包括電磁波，該電磁波包括紅外光、可見光、紫外光、激光、、微波、無線波、X射線和λ射線之一。
34.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于該波動(dòng)信號(hào)包括聲波。
35.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于該信號(hào)包括數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)。
36.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于由能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量包括一電場(chǎng)。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于由能量傳輸裝置以脈沖或數(shù)字脈沖的形式傳輸該第一種形式的電場(chǎng)。
38.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于由能量傳輸裝置傳輸?shù)牡谝环N形式的能量包括一磁場(chǎng)。
39.如權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于該磁場(chǎng)是由能量傳輸裝置以脈沖或數(shù)字脈沖形式傳輸?shù)摹?br> 40.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括至少傳輸一種用于控制醫(yī)療裝置的無線控制信號(hào)的無線遙控器。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該遙控器能夠獲得植入的醫(yī)療裝置的狀態(tài)信息，并根據(jù)該信息控制醫(yī)療裝置。
42.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該遙控器包括一用于控制醫(yī)療裝置的植入的控制裝置。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于該控制裝置包括一微處理器。
44.如權(quán)利要求40的裝置，其中無線遙控器包括至少一個(gè)外部信號(hào)發(fā)射器或收發(fā)器和至少一個(gè)植入的內(nèi)部信號(hào)接收器或收發(fā)器。
45.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該無線遙控器包括至少一個(gè)外部信號(hào)接收器或收發(fā)器，和至少一個(gè)可植入的內(nèi)部信號(hào)發(fā)送器或收發(fā)器。
46.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該無線遙控器能夠把與醫(yī)療裝置有關(guān)的信息從患者體內(nèi)發(fā)送到患者體外。
47.如權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于該遙控器根據(jù)該信息控制醫(yī)療裝置。
48.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該遙控器包括一用于傳輸控制信號(hào)的控制信號(hào)發(fā)送器，并且能量傳輸裝置包括該控制信號(hào)發(fā)送器，從而由控制信號(hào)傳輸?shù)谝环N形式的能量。
49.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該能量傳輸裝置利用從控制信號(hào)分離出的至少一種信號(hào)傳輸?shù)谝环N形式的能量。
50.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該遙控器發(fā)射用于承載該控制信號(hào)的載波信號(hào)。
51.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該能量傳輸裝置利用至少一種信號(hào)傳輸?shù)谝环N形式的能量，該信號(hào)用作用于由該遙控器傳輸?shù)目刂菩盘?hào)的載波信號(hào)。
52.如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于該載波信號(hào)是調(diào)頻或調(diào)幅信號(hào)。
53.如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于該載波信號(hào)包括數(shù)字波或模擬波。
54.如權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于與該載波信號(hào)一起使用控制信號(hào)是調(diào)頻或調(diào)幅信號(hào)。
55.如僅利要求50所述的裝置，其特征在于該載波信號(hào)一起使用控制信號(hào)是數(shù)字或模擬信號(hào)。
56.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該控制信號(hào)包括一波動(dòng)信號(hào)；該波動(dòng)信號(hào)包括下列一種聲波信號(hào)，這些聲波信號(hào)包括超聲波信號(hào)、電磁波信號(hào)；該電磁波包括紅外光信號(hào)、可見光信號(hào)、紫外光信號(hào)、激光信號(hào)、微波信號(hào)、無線波信號(hào)、X射線信號(hào)和γ射線信號(hào)。
57.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該控制信號(hào)包括一電場(chǎng)或一磁場(chǎng)。
58.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于該控制信號(hào)包括一數(shù)字控制信號(hào)或一模擬控制信號(hào)。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于該遙控器傳輸用于承載數(shù)字或模擬控制信號(hào)的電磁載波信號(hào)。
60.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置把第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成直流電或脈動(dòng)直流電。
61.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置把第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成交流電或直流電和交流電的結(jié)合。
62.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該第二種形式的能量包括一調(diào)頻或調(diào)幅信號(hào)。
63.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該第二種形式的能量包括一模擬信號(hào)或一數(shù)字信號(hào)。
64.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于控制醫(yī)療裝置的可植入的控制裝置。
65.如權(quán)利要求64所述的裝置，其特征在于該控制裝置是可編程的，用于隨時(shí)間控制醫(yī)療裝置，其中，控制裝置限據(jù)一活動(dòng)時(shí)間表程序隨時(shí)間控制醫(yī)療裝置。
66.如權(quán)利要求65所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括用于對(duì)控制裝置編程的外部無線遙控器。
67.如權(quán)利要求64所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于檢測(cè)患者的物理參數(shù)的可植入傳感器。
68.如權(quán)利要求67所述的裝置，其特征在于該控制裝置根據(jù)傳感器的信號(hào)控制該醫(yī)療裝置。
69.如權(quán)利要求68所述的裝置，其特征在于該控制裝置根據(jù)傳感器的信號(hào)直接控制該醫(yī)療裝置。
70.如權(quán)利要求67所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一設(shè)于患者體外的外部控制裝置，其中，該外部控制裝置根據(jù)傳感器的信號(hào)控制該醫(yī)療裝置。
71.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可操作地與該醫(yī)療裝置連接的可植入的馬達(dá)，其中，該能量轉(zhuǎn)換裝置利用第二種形式的能量為該馬達(dá)供能。
72.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一可操作地與該醫(yī)療裝置連接的可植入的泵，其中，該能量轉(zhuǎn)換裝置提供用于該泵工作的第二種形式的能量。
73.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于第一種形式的能量包括極化的能量。
74.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于根據(jù)第二種形式的能量產(chǎn)生電脈沖的可植入的脈沖發(fā)生器。
75.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括至少一個(gè)用于檢測(cè)患者的至少一個(gè)物理參數(shù)的可植入的傳感器，以及一用于發(fā)送由傳感器感應(yīng)的物理參數(shù)信息的可植入的發(fā)送器。
76.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一外部數(shù)據(jù)通訊裝置以及與該外部數(shù)據(jù)通訊裝置通訊的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊裝置，其中，內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊裝置把與醫(yī)療裝置有關(guān)的數(shù)據(jù)送回外部數(shù)據(jù)通訊裝置，或者外部通訊裝置把數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)部通訊裝置。
77.如權(quán)利要求76所述的裝置，其特征在于該內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊裝置饋送與至少一個(gè)患者的物理參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
78.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一開關(guān)，用于直接或間接地切換第二種形式的能量的供應(yīng)用于該醫(yī)療裝置工作。
79.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括用于操作該醫(yī)療裝置的可植入的液壓裝置，以及至少一個(gè)用于控制流體在該液壓裝置中流動(dòng)的閥門。
80.如權(quán)利要求79所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于控制該閥門的無線遙控器。
81.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該醫(yī)療裝置適用于控制由患者的器官構(gòu)成的腔室流通面積的大小。
82.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該醫(yī)療裝置是非膨脹的。
83.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于操作該醫(yī)療裝置的可植入的操作裝置，其中，該醫(yī)療裝置包括液壓裝置，該操作裝置包括一形成流體室的儲(chǔ)室，該室?guī)в幸贿B接到液壓裝置上的可變體積，而且該操作裝置通過縮小室的容積把流體從該室分布到該液壓裝置，并通過擴(kuò)大該室的體積從該液壓裝置抽出流體。
84.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于操作該醫(yī)療裝置的操作裝置以及一用于控制該醫(yī)療裝置的控制裝置。
85.如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于該控制裝置切換第二種形式能量的極性以逆轉(zhuǎn)該操作裝置。
86.如權(quán)利要求85所述的裝置，其特征在于該操作裝置包括一電動(dòng)馬達(dá)以及第二種形式的能量包括電能。
87.如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于該醫(yī)療裝置可操作地執(zhí)行逆轉(zhuǎn)功能。
88.如權(quán)利要求87所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于逆轉(zhuǎn)由該醫(yī)療裝置執(zhí)行的功能的可植入的逆轉(zhuǎn)裝置。
89.如權(quán)利要求88所述的裝置，其特征在于該控制裝置控制逆轉(zhuǎn)裝置逆轉(zhuǎn)由該醫(yī)療裝置執(zhí)行的功能。
90.如權(quán)利要求88所述的裝置，其特征在于該醫(yī)療裝置包括液壓裝置，該液壓裝置包括一用于切換在液壓裝置中流動(dòng)的流體的流動(dòng)方向的閥門。
91.如權(quán)利要求88所述的裝置，其特征在于該逆轉(zhuǎn)裝置包括一機(jī)械逆轉(zhuǎn)裝置。
92.如權(quán)利要求91所述的裝置，其特征在于該逆轉(zhuǎn)裝置包括一齒輪箱。
93.如權(quán)利要求88所述的裝置，其特征在于該逆轉(zhuǎn)裝置包括一開關(guān)。
94.如權(quán)利要求93所述的裝置，其特征在于該控制裝置通過切換提供到開關(guān)的能量而控制開關(guān)的工作。
95.如權(quán)利要求94所述的裝置，其特征在于該開關(guān)包括一電開關(guān)，而且能源提供用于開關(guān)工作的電能。
96.如權(quán)利要求84所述的裝置，其特征在于該操作裝置包括一馬達(dá)。
97.如權(quán)利要求96所述的裝置，其特征在于該馬達(dá)包括一轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)，而且該控制裝置控制該轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)所需的轉(zhuǎn)數(shù)。
98.如權(quán)利要求96所述的裝置，其特征在于該馬達(dá)包括一線性馬達(dá)。
99.如權(quán)利要求96所述的裝置，其特征在于該馬達(dá)包括一液壓或氣壓流體馬達(dá)，而且該控制裝置控制流體流過該流體馬達(dá)。
100.如權(quán)利要求96所述的裝置，其特征在于該馬達(dá)包括一具有由塑料制成的導(dǎo)電部件的電動(dòng)馬達(dá)。
101.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于操作該醫(yī)療裝置的可植入的操作裝置；其中，該醫(yī)療裝置包括液壓裝置，該操作裝置包括一用于在液壓裝置中用泵浦流體的泵。
102.如權(quán)利要求101所述的裝置，其特征在于該操作裝置包括一用于驅(qū)動(dòng)該泵的馬達(dá)。
103.如權(quán)利要求102所述的裝置，其特征在于該操作裝置包括一設(shè)于該泵和該醫(yī)療裝置的液壓裝置之間的流體導(dǎo)管，以及一用于流體的儲(chǔ)室，該儲(chǔ)室形成部分導(dǎo)管。
104.如權(quán)利要求103所述的裝置，其特征在于該導(dǎo)管不設(shè)有任何非回流的閥門。
105.如權(quán)利要求103所述的裝置，其特征在于該儲(chǔ)室構(gòu)成具有可變體積的流體室，而且該泵通過縮小室的體積把流體從該室分布到該醫(yī)療裝置的液壓裝置，并通過擴(kuò)大該室的容積從該液壓裝置抽出流體。
106.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一用于控制該醫(yī)療裝置的可植入的控制裝置，該控制裝置包括一微處理器。
107.如權(quán)利要求1所述的醫(yī)療植入裝置，其特征在于在該能量傳輸裝置傳輸?shù)谝环N形式的能量時(shí)，該醫(yī)療裝置可直接利用第二種形式的能量進(jìn)行操作。
108.如權(quán)利要求107所述的裝置，其特征在于以非磁方式利用第二種形式的能量直接操作該醫(yī)療裝置。
109.如權(quán)利要求107所述的裝置，其特征在于以非機(jī)械方式利用第二種形式的能量直接操作該醫(yī)療裝置。
110.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置適用于植入到皮下或者植入患者腹部。
111.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置適于植入到患者胸腔或頭部。
112.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置適于植入到患者身體的孔中，并在粘膜下或者孔粘膜外部的管腔下。
113.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于如果植入的是由生物相容材料制作的，則可使該能量轉(zhuǎn)換裝置的部件與患者接觸。
114.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置在結(jié)構(gòu)上與該能量傳輸裝置不同。
115.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于該能量轉(zhuǎn)換裝置用于把第一種形式的能量轉(zhuǎn)換成非機(jī)械方式的第二種形式的能量。
116.一種用于患者的醫(yī)療植入裝置，包括一可植入、可操作的醫(yī)療裝置、以及用于從患體外無線傳輸能量的能量傳輸裝置，其中，該能量傳輸裝置適于利用無線能量直接操作該醫(yī)療裝置。
117.一種用于患者的醫(yī)療植入裝置，包括一可植入、可操作的醫(yī)療裝置、一可操作地與該醫(yī)療裝置連接的可植入的p-n(正-負(fù))結(jié)裝置，以及從患者體外向該p-n結(jié)裝置無線傳輸能量的發(fā)送器。
118.如權(quán)利要求117所述的裝置，其特征在于該p-n結(jié)裝置包括至少一對(duì)具有兩個(gè)面對(duì)的表面的元件，在p-n結(jié)裝置暴露在由發(fā)送器傳輸?shù)哪芰肯聲r(shí)，其中一個(gè)表面成為正極，而另一個(gè)表面成為負(fù)極，從而在兩個(gè)表面之間感應(yīng)出一電場(chǎng)，而且該電場(chǎng)用于形成發(fā)自該p-n結(jié)的電流。
全文摘要
一種醫(yī)療植入裝置，包括或使用一能量傳輸裝置，用于無線傳輸來自于患者體外的第一種形式的能量。一可植入的醫(yī)療裝置根據(jù)不同于第一種形式的能量的第二種形式能量進(jìn)行操作。一可植入的能量轉(zhuǎn)換裝置把由能量傳輸裝置無線傳輸?shù)牡谝环N形式的能量轉(zhuǎn)換成第二種形式的能量，用于控制和操作該醫(yī)療裝置。
文檔編號(hào)A61N1/372GK1399532SQ0081408
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2000年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月12日
發(fā)明者P·福塞爾 申請(qǐng)人:波滕西亞醫(yī)療公司