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WO2011113934A1 - Vorrichtung zur energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven implantaten - Google Patents

Vorrichtung zur energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven implantaten Download PDF

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Publication number
WO2011113934A1
WO2011113934A1 PCT/EP2011/054131 EP2011054131W WO2011113934A1 WO 2011113934 A1 WO2011113934 A1 WO 2011113934A1 EP 2011054131 W EP2011054131 W EP 2011054131W WO 2011113934 A1 WO2011113934 A1 WO 2011113934A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
receiving coil
hydraulically
pneumatically actuated
surge tank
power supply
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/054131
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schmid
Bernhard Vodermayer
Cornelia Riecke
Annika Rybak
Matthias Grzeski
Original Assignee
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. filed Critical Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Priority to US13/635,806 priority Critical patent/US9283309B2/en
Publication of WO2011113934A1 publication Critical patent/WO2011113934A1/de

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    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
    • A61N1/378—Electrical supply
    • A61N1/3787—Electrical supply from an external energy source

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying power to hydraulically or pneumatically actuated active implants
  • cardiac support systems ventricular assist devices
  • dosing systems for example medicament pumps for pain therapy
  • closure systems for example closure systems
  • Such active implants should ideally be designed fully implantable, so that no percutaneous Energyieititch for energy supply are needed.
  • One way to power supply is to provide the implant wirelessly via an inductive power transfer unit with power.
  • the Zieiimplantat implantable coils are used, which are usually implanted in the abdominal region or in the chest muscles in the subcutaneous tissue.
  • Such an arrangement for wireless energy transmission is described, for example, in German Patent Application DE 10 353 943.
  • Hydraulically or pneumatically actuated active implants also use a so-called compliance or compensation to compensate for fluid volume Compensating chamber. This chamber is used to temporarily receive the transmitter fluid through which the active implant is operated.
  • a pocket must be prepared between the muscle layers or in the subcutaneous tissue, so that these components can be implanted in this pocket.
  • the number of implanted components significantly increases the risk of pocket infections in practice.
  • the operation and sterilization is more complicated.
  • the wearing comfort for the patient is negatively influenced.
  • the object of the invention is to provide a device for power supply of hydraulically or pneumatically actuated active implants that can be easily and safely implanted in the body of a patient.
  • a device for power supply of hydraulically or pneumatically actuated active implants comprises a receiving coil for generating an electrical voltage, due to a changing magnetic flux, which is generated by an extracorporeal transmitting coil.
  • the receiving coil is designed such that it can be implanted in the subcutaneous tissue.
  • at the active implant can be a pumping system, in particular an artificial heart or a ventricular assist device, furthermore a dosing system and / or a closure system.
  • the hydraulic or pneumatic actuation of the active implant takes place via a transmitter fluid.
  • an electrical lead For transmitting the electric current generated by the receiving coil from the receiving coil to the active implant, an electrical lead is provided. Further, the device comprises a surge tank for temporarily receiving a transmitter fluid through which the actuation of the active implant takes place.
  • the expansion tank is arranged on the receiving coil and / or on the electrical line in such a way that the compensation tank can be implanted together with the receiving coil and / or the electrical line into a tissue or muscle pocket in the body of a patient.
  • the expansion tank is preferably arranged directly on the receiver coil and / or on the electrical line.
  • the surge tank, the receiving coil and optionally the electrical lead can be implanted in a single common tissue or muscle pocket in the body of the patient. This simplifies the process of implantation itself. “It also reduces the risk of pocket infection and increases patient comfort.
  • the receiving coil is flexible.
  • the receiving spool can also have further features which are described in the German patent application DE 10 353 943.
  • the device according to the invention permits a compact construction, so that the freedom of movement and the quality of life of the patient are increased. Furthermore, a more rapid ingrowth of the implanted device is made possible.
  • the receiver coil and / or the surge tank is toroidal.
  • the surge tank may be formed as a hose with a particular flexible outer wall.
  • the geometry and wall thickness of the outer wall define the compliance properties, i. the compliance of the chamber.
  • a flexible design of the outer wall pressure peaks in the expansion tank can also be avoided.
  • As a transmitter fluid liquids or gases can be used.
  • the surge tank and in particular the receiver coil and / or the electrical line are arranged in an incompressible housing.
  • This may for example also be toroidal and also have a toroidal recess for the expansion tank.
  • the surge tank is not exposed to the internal body pressure and the pressure of possibly adjacent muscles.
  • undesirable compression and high pressures in the surge tank can be avoided.
  • the incompressible housing further protects against shocks and pressures that may act on the implanted device from outside the patient.
  • the incompressible housing may completely enclose the surge tank or towards the body of the patient, i. in a proximal direction, be open and do not enclose the expansion tank in this direction. In that case, the incompressible housing can provide protection from impact and external pressure on the patient.
  • the incompressible housing is filled with a medium for dividing the compliance of the outer wall of the surge tank.
  • the compliance is independent of the wall tension of the expansion tank einsteilbar by a change in the volume, the density and / or the compressibility of the medium in incornpressibien housing.
  • the compliance is low while being high at a low pressure. It is thus possible to adjust the mechanical properties, in particular the elasticity of the expansion tank, by introducing different media into the cavity of the incompressible housing without having to make any changes to the implanted device.
  • the incompressible housing has an implantable port for supplying and discharging the medium, so that the elasticity of the compensation container can be adjusted by supplying and discharging a fluid having certain mechanical properties.
  • the port is preferably located near the skin of the patient so that it can be easily reached with a syringe.
  • Such ports are well known and have a puncture surface, in which can be inserted with a syringe, so that medium can be added or removed in this way.
  • the surge tank may have an impiantierbaren port for supplying and discharging the transmitter fluid, which is formed as shown above.
  • the port of the surge tank can be attached directly to the surge tank itself, or be connected via a connecting hose with this.
  • An arrangement directly on the surge tank is useful if the housing of the surge tank is designed so stable that it can not be pierced with the cannula of a syringe. If, on the other hand, there is a risk of a puncture in the case of a flexible expansion tank, the port can be connected to the expansion tank via a connecting hose, so that free positioning is possible.
  • Said port allows by supplying and removing the transmitter fluid to achieve a bias on the Ausmaschinesbereheater or to regulate the pressure within the surge tank.
  • the flexible outer wall of the surge tank allows this energy available in the active implant to be buffered by building up positive pressure on the transmitter fluid and by tensioning the outer wall of the surge tank.
  • the principle of energy storage or energy buffering of the surge tank is in this case analogous to energy storage in a plate capacitor in electrical engineering
  • the energy available in the implant is temporarily stored in the Ausretesbeffleiter in which in this container by the Transmitterfiuid an overpressure by tension of the outer wall of the expansion tank is constructed. If necessary, the stored energy can be returned to the implant be delivered.
  • the volume storage in the surge tank serves to temporarily store or store the transmitter fluid needed to actuate the active implant.
  • the transmitter can be moved into the target implant with the aid of a pump.
  • the volume change in the target implant will then provide the effects required by the implant (e.g., artificial muscle, drug delivery, etc.).
  • the expansion tank is not arranged in the region between the implanted receiving coil and the extracorporeal induction coil so as to keep the distance between the two coils small and not adversely affect the energy coupling.
  • the surge tank may be proximal to the receiving coil, i. be arranged in the body-side adjacent space, without affecting the energy transfer properties.
  • the Ausgletchs considereder is arranged concentrically to the receiving coil in the radial direction at the inner or outer coil edge.
  • the expansion tank can be arranged in the free interior in the radial direction within the receiving coil and in particular be disc-shaped.
  • the surge tank may be arranged as a vessel in the area where the receiving spool is connected to the electric wire.
  • the surge tank can be arranged parallel or coaxial with the electrical line between the receiving coil and the active implant.
  • the surge tank as a vessel in the area in which the active implant is connected to the electrical line. Furthermore, the expansion tank can be arranged along the electrical line between the receiving coil and the active implant.
  • the housing is preferably designed such that it is not deformed by the pressure build-up, which is caused by the expansion of the surge tank, and increases its volume.
  • the housing may be designed so flexible, for example, by a multi-unit construction that its shape can adapt to the movements and the body of the patient.
  • the Ausgleschsuser and the receiving coil have no common partition.
  • all materials of the device are adapted to be implanted in the body of a patient.
  • the electrical line for transmitting the electrical current generated by the receiving coil to the active implant and the fluid line, via which the transmitter fluid from the surge tank to the active implant and back can be promoted, are preferably arranged in a multi-lumen tube, that summarizes in a hose of several separate channels for the management of cables and print media.
  • both the compensating container and the receiving coil are toroidal, with the receiving coil being arranged as a torus in a larger torus of the compensating container.
  • the Austiciansbeffleiter and the receiving coil are arranged coaxially, wherein the Ausretesbeffleiter includes the receiving coil.
  • supporting devices are provided which support the receiving coil so that it remains stationary, i. in particular, that it does not move relative to the implanted compensation reservoir.
  • Figure 1 shows a cross section through a receiving coil and a
  • the receiving coil 14 is visible in a sectional view. This is arranged within the incompressible housing 22, which is toroidal. In the radial direction r within the receiving coil 14 extends the surge tank 18 which receives the Trans mitterfluid 20. In the cavity between the outer wall of the surge tank 18 and the inner wall of the incompressible chamber 22, the medium 24 for adjusting the compliance of the outer wall of the surge tank 18 is arranged. This can be supplied to and removed from the incompressible housing 22 via a port, not shown.
  • the electrical line 16 to the implant 12 is shown in FIG. Furthermore, a fluid line 26 is represented, via which the transmitter fluid 20 can be conveyed from the compensation reservoir 18 to the active implant 12 and back. The transport takes place here via a pump, not shown, which may have, for example, an electric drive.
  • the equalizing tank 18 may be arranged as a compact vessel in the region of the projection of the receiving coil 14, i. in the area in which the receiving coil 14 is connected to the electrical line 16.
  • the compensation reservoir 18 can be arranged parallel or coaxially to the electrical line 16 between the receiving coil 14 and the active implant 12.
  • the Ausretesbeffleiter be formed tubular.
  • the surge tank 18 may be arranged according to Figure 3f as a vessel in the region in which the active implant 12 is connected to the electrical line 16. In Figure 3f, the surge tank 18 is attached directly to the active implant 12. It is also possible to arrange the surge tank 18 at any point along the electrical line 16 between the receiving coil 14 and the active implant 12.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12). Hierbei kann es sich um Pumpsysteme, Dosiersysteme und/oder Verschlusssysteme handeln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung (10) umfasst eine Empfangsspule (14), zum Erzeugen einer elektrischen Spannung aufgrund eines sich ändernden Magnetflusses, der durch eine extrakorporale Sendespule generiert wird. Hierbei ist die Empfangsspule (14) derart ausgebildet, dass sie ins subkutane Gewebe implantierbar ist. Es ist ferner eine elektrische Leitung (16) zum Übertragen des durch die Empfangsspule (14) erzeugten elektrischen Stroms von der Empfangsspule (14) zum aktiven Implantat (12) vorgesehen. Ferner umfasst die Vorrichtung einen Ausgleichsbehälter (18) zum vorübergehenden Aufnehmen eines Transmitterfluids (20), durch das die Aktuierung des aktiven Implantats (12) erfolgt. Erfindungsgemäß ist der Ausgleichsbehälter (18) derart an der Empfangsspule (14) und/oder an der elektrischen Leitung (16) angeordnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) zusammen mit der Empfangsspule (14) und/oder der elektrischen Leitung (16) in eine gemeinsame Gewebe- oder Muskeltasche im Körper eines Patienten implantierbar ist.

Description

Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten,
Hierbei kann es sich um Pumpsysteme, beispielsweise Kunstherzen oder Herzunterstützungssysteme (Ventricular Assist Devices), um Dosiersysteme (beispielsweise Medikamentenpumpen zur Schmerztherapie) oder Verschlusssysteme (Sphinkter) handeln.
Derartige aktive Implantate sollen idealerweise vollimplantierbar gestaltet sein, so dass keine perkutanen Energieieitungen zur Energiezufuhr nötig werden. Eine Möglichkeit zur Energieversorgung besteht darin, das Implantat drahtlos über eine induktive Energieübertragungseinheit mit Strom zu versorgen. Dabei kommen zur Energieübertragung an das Zieiimplantat implantierbare Spulen zum Einsatz, welche meist im Abdominalbereich oder im Bereich der Brustmuskulatur ins Subkutangewebe implantiert werden. Eine derartige Anordnung zur drahtlosen Energieübertragung ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 10 353 943 beschrieben.
Hydraulisch oder pneumatisch aktuierte aktive Implantate nutzen zum Ausgleich von Fluidvolumen zusätzlich eine sogenannte Compliance- oder Ausgleichskammer. Diese Kammer dient der vorübergehenden Aufnahme des Transmitterfluids, durch das das aktive Implantat betrieben wird.
Sowohl für die Ausgleichskammer als auch für die Empfangsspule muss eine Tasche zwischen den Muskelschichten bzw. im Subkutangewebe präpariert werden, so dass diese Komponenten in diese Tasche implantiert werden können. Die Zahl der implantierten Komponenten erhöht in der Praxis das Risiko von Tascheninfektionen erheblich. Zudem wird die Operation und Sterilisation aufwendiger. Ferner wird der Tragekomfort für den Patienten negativ beeinflusst.
Es ist ferner bekannt, Ausgleichsgefäße an der Außenwand des Implantats anzubringen, wodurch das Implantat vergrößert wird. Hierdurch ist eine Implantierbarkeit bei kleinen Personen, beispielsweise bei Kindern, gegebenenfalls nicht mehr möglich. Ferner ist eine subkutane Anordnung einer derartigen Vorrichtung durch ihre Baugröße in der Regel nicht möglich. Bekannt sind auch Ausgleichsgefäße, welche als flächiger Beutel ausgebildet sind. Diese bergen ein erhöhtes Risiko für Tascheninfektionen und werden von dem Patienten oftmals als störend empfunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten bereitzustellen, die einfach und sicher in den Körper eines Patienten implantierbar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten umfasst eine Empfangsspule zum Erzeugen einer elektrischen Spannung, aufgrund eines sich ändernden Magnetflusses, der durch eine extrakorporale Sendespule generiert wird. Die Empfangsspule ist derart ausgestaltet, dass sie ins subkutane Gewebe implantierbar ist. Bei dem aktiven Implantat kann es sich um ein Pumpsystem, insbesondere ein Kunstherz oder ein Herzunterstützungssystem (Ventricular Assist Device), femer ein Dosiersystem und/oder ein Verschlusssystem handeln.
Die hydraulische oder pneumatische Aktuierung des aktiven Implantats erfolgt über ein Transmitterfluid.
Zum Übertragen des durch die Empfangsspule erzeugten elektrischen Stroms von der Empfangsspule zum aktiven Implantat ist eine elektrische Leitung vorgesehen. Ferner umfasst die Vorrichtung einen Ausgleichsbehälter zum vorübergehenden Aufnehmen eines Transmitterfluids, durch das die Aktuierung des aktiven Implantats erfolgt.
Erfindungsgemäß ist der Ausgleichsbehälter derart an der Empfangsspule und/oder an der elektrischen Leitung angeordnet, dass der Ausgleichsbehälter zusammen mit der Empfangsspuie und/oder der elektrischen Leitung in eine Gewebe- oder Muskeftasche im Körper eines Patienten implantierbar ist. Der Ausgleichsbehälter ist vorzugsweise unmittelbar an der Empfangsspule und/oder an der elektrischen Leitung angeordnet.
Die genannten Merkmale bieten den Vorteil, dass der Ausgleichsbehälter, die Empfangsspuie und gegebenenfalls die elektrische Leitung in einer einzigen gemeinsamen Gewebe- oder Muskeltasche im Körper des Patienten implantiert werden können. Hierdurch wird der Vorgang der Implantation an sich vereinfacht» Ferner sinkt das Risiko einer Tascheninfektion und der Tragekomfort für den Patienten wird erhöht.
Es ist bevorzugt, dass die Empfangsspule flexibel ausgebildet ist. Die Empfangsspuie kann ferner weitere Merkmale aufweisen, die in der deutschen Patentanmeldung DE 10 353 943 beschrieben sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt einen kompakten Aufbau, so dass der Bewegungsfreiraurn und die Lebensqualität des Patienten erhöht werden, Ferner wird ein rascheres Einwachsen der implantierten Vorrichtung ermöglicht.
Im Gegensatz zu bekannten Systemen, bei denen die Spule im Inneren eines Ausgleichsgefäßes platziert wird, erfolgt erfindungsgemäß keine Dämpfung der Energieübertragung durch die umgebende Flüssigkeit und somit keine Verschlechterung des Wirkungsgrades. Ferner ist nach wie vor eine exakte Positionierung zwischen der implantierten Empfangsspuie und der extrakorporalen Spule möglich, was bei bekannten im Ausgieichsgefäß beweglich angeordneten Spulen nicht der Fall ist. Somit kann eine gute Kopplung und damit eine ausreichende Energieübertragung erzielt werden.
Bevorzugt ist die Empfangsspule und/oder der Ausgleichsbehälter torusförmig ausgebildet.
Der Ausgleichsbehälter kann als Schlauch mit einer insbesondere flexiblen Außenwand ausgebildet sein. Die Geometrie und die Wandstärke der Außenwand definieren die Compliance Eigenschaften, d.h. die Nachgiebigkeit der Kammer. Durch eine flexible Ausgestaltung der Außenwand können ferner Druckspitzen im Ausgleichsbehälter vermieden werden. Als Transmitterfluid können Flüssigkeiten oder Gase eingesetzt werden.
Es ist bevorzugt, dass der Ausgleichsbehälter und insbesondere die Empfangsspule und/oder die elektrische Leitung in einem inkompressiblen Gehäuse angeordnet sind. Dieses kann beispielsweise auch torusförmig ausgebildet sein und zudem eine torusförmige Ausnehmung für den Ausgleichsbehälter aufweisen. Hierdurch wird der Ausgleichsbehälter nicht dem Körperinnendruck und dem Druck eventuell angrenzender Muskeln ausgesetzt. Somit können unerwünschte Kompression und hohe Drücke in dem Ausgleichsbehälter vermieden werden. Das inkompressible Gehäuse schützt ferner vor Stößen und Drücken, die von außerhalb des Patienten auf die implantierte Vorrichtung einwirken können.
Das inkompressible Gehäuse kann den Ausgleichsbehälter vollständig umschließen oder zum Körper des Patienten hin, d.h. in einer proximalen Richtung, geöffnet sein und den Ausgleichsbehälter in dieser Richtung nicht umschließen. In jenem Fall kann durch das inkompressible Gehäuse ein Schutz vor Stößen und Drücken, die von außen auf den Patienten einwirken, erreicht werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das inkompressible Gehäuse mit einem Medium zum Einsteilen der Nachgiebigkeit der Außenwand des Ausgleichsbehälters gefüllt. Dieses Medium umgibt den Ausgleichsbehälter, Die Nachgiebigkeit ist unabhängig von der Wandspannung des Ausgleichsbehälters einsteilbar durch eine Veränderung des Volumens, der Dichte und/oder der Kompressibilität des Mediums im inkornpressibien Gehäuse. Bei einem hohen Druck im Hohlraum des inkornpressibien Gehäuses ist die Nachgiebigkeit gering während sie bei einem niedrigen Druck hoch ist. Es ist somit möglich, durch das Einbringen verschiedener Medien in den Hohlraum des inkornpressibien Gehäuses, die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Elastizität des Ausgleichsbehälters, einzustellen, ohne hierfür Änderungen an der implantierten Vorrichtung vornehmen zu müssen. Hierzu ist bevorzugt, dass das inkompressible Gehäuse einen implantierbaren Port zum Zu- und Abführen des Mediums aufweist, so dass hierüber die Elastizität des Ausgleichsbehälters durch Zu- und Abführen eines Fluids mit bestimmten mechanischen Eigenschaften einstellbar ist. Der Port ist vorzugsweise in der Nähe der Haut des Patienten angeordnet, so dass er auf einfache Weise mit einer Spritze erreicht werden kann. Derartige Ports sind allgemein bekannt und verfügen über eine Einstichfläche, in welche mit einer Spritze eingestochen werden kann, so dass auf diese Weise Medium hinzu- oder abgeführt werden kann. Zum Einstellen der Nachgiebigkeit der Außenwand des Ausgleichsbehälters durch das Medium im inkompressibfen Gehäuse, muss das inkompressible Gehäuse den Ausgleichsbehäiter vollständig umschließen.
Auch der Ausgleichsbehälter kann einen impiantierbaren Port zum Zu- und Abführen des Transmitterfluides aufweisen, der wie oben dargestellt ausgebildet ist.
Der Port des Ausgleichsbehälters kann unmittelbar am Ausgleichsbehälter selbst angebracht sein, oder über einen Verbindungsschlauch mit diesem verbunden sein. Eine Anordnung direkt an dem Ausgleichsbehälter ist sinnvoll, sofern das Gehäuse des Ausgleichsbehälters derart stabil ausgebildet ist, dass es nicht mit der Kanüle einer Spritze zerstochen werden kann. Besteht dagegen bei einem flexiblen ausgeführten Ausgleichsbehälter die Gefahr eines Einstichs, so kann der Port über einen Verbindungsschlauch mit dem Ausgleichsbehälter verbunden sein, so dass eine freie Positionierung möglich ist. Der genannte Port ermöglicht durch eine Zu- und Abfuhr des Transmitterfluids eine Vorspannung auf den Ausgleichsbehäiter zu erreichen bzw. den Druck innerhalb des Ausgleichsbehälters zu regulieren. Durch die beiden genannten Ports kann somit die Dämpfung des Systems optimal eingestellt werden, was bei Herzunterstützungssystemen von besonderer Wichtigkeit ist.
Durch die flexible Außenwand des Ausgleichsbehälters ist es möglich, dass dieser im aktiven Implantat verfügbare Energie durch Aufbau eines Überdrucks des Transmitterfluids und durch Spannung der Außenwand des Ausgleichsbehälters, zwischenspeichert. Das Prinzip der Energiespeicherung oder Energiepufferung des Ausgleichsbehälters erfolgt hierbei analog zur Energiespeicherung bei einem Plattenkondensator in der Elektrotechnik- Die im Implantat verfügbare Energie wird in dem Ausgleichsbehäiter zwischengespeichert, in dem in diesem Behälter durch das Transmitterfiuid ein Überdruck durch Spannung der Außenwand des Ausgleichsbehälters aufgebaut wird. Bei Bedarf kann die gespeicherte Energie wieder an das Implantat abgegeben werden. Vorteilhaft hierbei sind die verlustarme Speicherung und die schnelle Verfügbarkeit der Energie. Ferner kann nach dem gleichen Prinzip durch die erfindungsgemäße Anordnung eine Dämpfung in hydraulischen oder pneumatischen Anordnungen erfolgen.
Die Volumenspeicherung in dem Ausgleichsbehälter dient der vorübergehenden Aufnahme bzw. Speicherung des Transmitterfluids, das zur Aktuierung des aktiven Implantats benötigt wird. Das Transmitterfiuid kann mitteis einer Pumpe in das Zielimplantat verschoben werden. Durch die Volumenänderung im Zielimplantat werden dann die vom Implantat erforderlichen Wirkungen erzielt (z.B. künstlicher Muskel, Medikamentenabgabe usw.).
Bei der Anordnung und der Geometrie des Ausgleichsbehälters muss darauf geachtet werden, die Eigenschaften der Energieübertragung nicht zu beeinflussen. Der Ausgleichsbehälter wird insbesondere nicht im Bereich zwischen der implantierten Empfangsspule und der extrakorporalen Induktionsspule angeordnet, um so den Abstand zwischen den beiden Spulen gering zu halten und die Energiekopplung nicht negativ zu beeinflussen. Jedoch kann der Ausgleichsbehälter proximal zur Empfangsspule, d.h. in dem körperseitig angrenzenden Raum angeordnet sein, ohne die Energieübertragungseigenschaften zu beeinflussen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ausgletchsbehälter konzentrisch zur Empfangsspule in radialer Richtung am inneren oder äußeren Spulenrand angeordnet.
Alternativ kann der Ausgleichsbehälter im freien Innenraum in radialer Richtung innerhalb der Empfangsspule angeordnet und insbesondere scheibenförmig ausgebildet sein. Ferner kann der Ausgleichsbehälter als ein Gefäß in dem Bereich angeordnet sein, in dem die Empfangsspuie mit der elektrischen Leitung verbunden ist.
Weiterhin kann der Ausgleichsbehälter parallel oder koaxial zu der elektrischen Leitung zwischen der Empfangsspule und dem aktiven Implantat angeordnet sein.
Weiterhin ist es möglich, den Ausgleichsbehälter als Gefäß in dem Bereich anzuordnen, in dem das aktive Implantat mit der elektrischen Leitung verbunden ist. Femer kann der Ausgleichsbehälter entlang der elektrischen Leitung zwischen der Empfangsspule und dem aktiven Implantat angeordnet sein.
Es sind beliebige Kombinationen der letztgenannten Anordnungen möglich.
Anstelle einer inkompressiblen Kammer ist es auch möglich, ein fest-flexibles Gehäuse vorzusehen, das eine bessere Einwachsung im Patientenkörper ermöglicht. Das Gehäuse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es sich nicht durch den Druckaufbau, der durch die Ausdehnung des Ausgleichsbehälters verursacht wird, verformt und sein Volumen vergrößert. Allerdings kann das Gehäuse beispielsweise durch einen mehrgliedrigen Aufbau derart flexibel gestaltet sein, dass sich seine Form den Bewegungen und dem Körper des Patienten anpassen kann.
Es ist bevorzugt, dass der Ausgleschsbehälter und die Empfangsspule keine gemeinsame Zwischenwand aufweisen.
Es ist ferner bevorzugt, dass sämtliche Materialien der Vorrichtung dazu geeignet sind, in den Körper eines Patienten implantiert zu werden.
Die elektrische Leitung zum Übertragen des durch die Empfangsspule erzeugten elektrischen Stroms zum aktiven Implantat und die Fluidleitung, über die das Transmitterfluid vom Ausgleichsbehäiter zum aktiven Implantat und zurück gefördert werden kann, sind bevorzugt in einem Multilumen- Schlauch angeordnet, d.h. in einem Schlauch der mehrere voneinander getrennte Kanäle für die Führung von Kabeln und Druckmedien zusammenfasst.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind sowohl der Ausgleichsbehäiter als auch die Empfangsspule torusförmig ausgebildet, wobei die Empfangsspule als Torus in einem größeren Torus des Ausgleichsbehäiters angeordnet ist. Der Ausgleichsbehäiter und die Empfangsspule sind hierbei koaxial angeordnet, wobei der Ausgleichsbehäiter die Empfangsspule einschließt. Vorzugsweise sind Stützvorrichtungen vorgesehen, die die Empfangsspule derart stützen, dass sie ortsfest angeordnet bleibt, d.h. dass sie sich insbesondere relativ zum implantierten Ausgleichsbehäiter nicht bewegt.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen :
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Empfangsspule und einen
Ausgleichsbehäiter,
Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung der Empfangsspule und des Ausgleichsbehäiters in Draufsicht,
Figuren 3a-3f mögliche Anordnungen des Ausgleichsbehäiters.
In Figur 1 ist in geschnittener Ansicht die Empfangsspule 14 sichtbar. Diese ist innerhalb des inkompressiblen Gehäuses 22 angeordnet, das torusförmig ausgebildet ist. In radialer Richtung r innerhalb der Empfangsspule 14 verläuft der Ausgleichsbehälter 18, der das Trans mitterfluid 20 aufnimmt. In dem Hohlraum zwischen der Außenwand des Ausgleichsbehälters 18 und der Innenwand der inkompressiblen Kammer 22 ist das Medium 24 zum Einstellen der Nachgiebigkeit der Außenwand des Ausgleichsbehälters 18 angeordnet. Dieses kann über einen nicht dargestellten Port dem inkompressiblen Gehäuse 22 zu- und abgeführt werden.
Zusätzlich zu den genannten Komponenten ist in Figur 2 die elektrische Leitung 16 zum Implantat 12 dargestellt. Ferner ist eine Fluidleitung 26 dargestellt, über die das Transmitterfluid 20 vom Ausgleichsbehäiter 18 zum aktiven Implantat 12 und zurück gefördert werden kann. Die Beförderung erfolgt hierbei über eine nicht dargestellte Pumpe, die beispielsweise einen elektrischen Antrieb aufweisen kann.
In den Figuren 3a-3f sind verschiedene Anordnungen des Ausgleichsbehälters dargestellt. In Figur 3a ist der Ausgleichsbehäiter 18 konzentrisch zu der Empfangsspule 14 an ihrem äußeren Spulenrand angeordnet. In Figur 3b dagegen ist er ebenfalls konzentrisch am inneren Rand der Empfangsspuie 14 angeordnet.
In Figur 3c erfolgt die Anordnung des Ausgleichsbehälters scheibenförmig innerhalb der Spule 14.
Gemäß Figur 3d kann ferner der Ausgleichsbehäiter 18 ais ein kompaktes Gefäß im Bereich des Ansatzes der Empfangsspule 14 angeordnet sein, d.h. in dem Bereich, in dem die Empfangsspule 14 mit der elektrischen Leitung 16 verbunden ist.
Ferner kann gemäß Figur 3e der Ausgleichsbehäiter 18 parallel oder koaxial zu der elektrischen Leitung 16 zwischen der Empfangsspule 14 und dem aktiven Implantat 12 angeordnet sein. Hierbei kann der Ausgleichsbehäiter schlauchförmig ausgebildet sein. Ferner kann der Ausgleichsbehälter 18 gemäß Figur 3f als Gefäß in dem Bereich angeordnet sein, in dem das aktive Implantat 12 mit der elektrischen Leitung 16 verbunden ist. In Figur 3f ist der Ausgleichsbehälter 18 unmittelbar an dem aktiven Implantat 12 angebracht. Auch ist es möglich, den Ausgleichsbehälter 18 an einer beliebigen Stelle entlang der elektrischen Leitung 16 zwischen der Empfangsspule 14 und dem aktiven Implantat 12 anzuordnen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten ( 12), insbesondere Pumpsystemen, Dosiersystemen und/oder Verschlusssystemen, wobei die hydraulische oder pneumatische Aktuierung des aktiven Implantats über ein Transmitterfiuid erfolgt und die Vorrichtung (10) umfasst: eine Empfangsspule ( 14) zum Erzeugen einer elektrischen Spannung aufgrund eines sich ändernden Magnetflusses, der durch eine extrakorporale Sendespule generiert wird, wobei die Empfangsspuie ( 14) derart ausgebildet ist, dass sie ins subkutane Gewebe implantierbar ist, eine elektrische Leitung (16) zum Übertragen des durch die Empfangsspule (14) erzeugten elektrischen Stroms von der Empfangsspule (14) zum aktiven Implantat (12) und einem Ausgleichsbehälter (18) zum vorübergehenden Aufnehmen des Transmitterfluids (20), durch das die Aktuierung des aktiven Implantats (12) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehäiter (18) derart an der Empfangsspule (14) und/oder an der elektrischen Leitung (16) angeordnet ist, dass der Ausgleichsbehäiter (18) zusammen mit der Empfangsspuie (14) und/oder der elektrischen Leitung ( 16) in eine gemeinsame Gewebeoder Muskeltasche im Körper eines Patienten implantierbar ist.
2. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten ( 12), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspule (14) und/oder der Ausgieichsbehälter (18) torusförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgieichsbehälter ( 18) als Schlauch mit einer insbesondere flexiblen Außenwand ausgebildet ist.
4. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgieichsbehälter ( 18) und insbesondere die Empfangsspule (14) und/oder die elektrische Leitung (16) in einem inkompressiblen Gehäuse (22) angeordnet sind.
5. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das inkompressible Gehäuse (22) den Ausgieichsbehälter (18) vollständig umschließt oder zum Körper des Patienten hin, d.h . in einer proximalen Richtung, geöffnet ist und den Ausgieichsbehälter (18) in dieser Richtung nicht umschließt.
6. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten ( 12), nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das inkompressible Gehäuse (22) mit einem Medium (24) zum Einstellen der Nachgiebigkeit der Außenwand des Ausgleichsbehälters (18) gefüllt ist, das den Ausgieichsbehälter (18) umgibt, wobei die Nachgiebigkeit unabhängig von der Wandspannung des Ausgleichsbehäiters (18) einstellbar ist durch eine Veränderung des Volumens, der Dichte und/oder der Kompressibilität des Mediums (24) im inkompressiblen Gehäuse (22).
7. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter ( 18) und/oder das inkompressible Gehäuse (22) einen imp!antierbaren Port zum Zu- und Abführen des Transmitterfluids (20) bzw. des Mediums (24) im inkompressiblen Gehäuse (22) aufweist.
8. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Port des Ausgieichsbehälters (18) unmittelbar am Ausgleichsbehälter (18) angebracht ist oder über einen Verbindungsschlauch mit diesem verbunden ist.
9. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) eine flexible Außenwand aufweist, so dass im aktiven Implantat (12) verfügbare Energie durch Aufbau eines Überdrucks des Transmitterfluids (20) im Ausgleichsbehälter (18) und durch Spannung der Außenwand des Ausgieichsbehälters (18) in diesem zwischenspeicherbar ist und ferner der Ausgleichsbehälter (18) als Dämpfungsglied wirkt.
10. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) proximal zur Empfangsspuie ( 14) in dem körperseitig angrenzenden Raum angeordnet ist.
11. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) konzentrisch zur Empfangsspule (14) in radialer Richtung r am inneren oder äußeren Spulenrand angeordnet ist.
12. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) im freien Innenraum in radialer Richtung r innerhalb der Empfangsspule (14) angeordnet und insbesondere scheibenförmig ausgebildet ist.
13. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) als Gefäß in dem Bereich angeordnet ist, in dem die Empfangsspule (14) mit der elektrischen Leitung ( 16) verbunden ist.
14. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten ( 12), nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) parallel oder koaxial zur elektrischen Leitung (16) zwischen der Empfangsspule (14) und dem aktiven Implantat (12) angeordnet ist.
15. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) als Gefäß in den Bereich, in dem das aktive Implantat (12) mit der elektrischen Leitung (16) verbunden ist, und/oder entlang der elektrischen Leitung (16) zwischen der Empfangsspule (14) und dem aktiven Implantat (12) angeordnet ist.
16. Vorrichtung zur Energieversorgung von hydraulisch oder pneumatisch aktuierten aktiven Implantaten (12), nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (18) und die Empfangsspule (14) keine gemeinsame Zwischenwand aufweisen.
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