DE602004008600T2

DE602004008600T2 - System und methode zur überwachung der lebensdauer der energiequelle eines implantierbaren medizinischen geräts

Info

Publication number: DE602004008600T2
Application number: DE602004008600T
Authority: DE
Inventors: Charles R. Maple Grove ROGERS; Donald R. Brooklyn Center MERRITT; Craig L. Eagan Schmidt; Mukul Woodbury JAIN
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: US20050256548A1; DE602004008600D1; US20040199146A1; US8131367B2; US7542801B2; US8417338B2; US20120130439A1; US20090210034A1; EP1613374A1; US20130231881A1; US8639338B2; ATE371468T1; EP1613374B1; US6901293B2; WO2004091697A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Energiequellen-Überwachungseinrichtungen bzw. -Monitore und insbesondere auf Energiequellen-Überwachungseinrichtungen für implantierbare medizinische Vorrichtungen mit einer Energiequelle, deren Spannung im Laufe ihrer Nutzlebensdauer bzw. nutzbaren Standzeit abnimmt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Medizingeräteindustrie bringt eine große Vielfalt von elektronischen und mechanischen Vorrichtungen zum Behandeln von Leiden von Patienten hervor. Je nach Leiden können dem Patienten medizinische Vorrichtungen operativ implantiert werden oder von außen an den Patienten, der eine Behandlung erhält, angeschlossen werden. Kliniker benutzen medizinische Vorrichtungen allein oder in Kombination mit Therapien, die auf therapeutischen Substanzen basieren, und Chirurgie, um Leiden von Patienten zu behandeln. Bei manchen Leiden sorgen medizinische Vorrichtungen für die beste und zuweilen einzige Therapie, um einem Individuum zu einer besseren Gesundheit und einem erfüllten Leben zu verhelfen.
Ein Typ von medizinischer Vorrichtung ist eine implantierbare Vorrichtung zur Infusion einer therapeutischen Substanz. Eine implantierbare Vorrichtung zur Infusion einer therapeutischen Substanz wird einem Patienten an einem für die Therapie geeigneten Ort durch einen Kliniker implantiert. Üblicherweise ist ein Infusionskatheter für die therapeutische Substanz mit dem Auslass der Vorrichtung verbunden und ist implantiert, um die thera peutische Substanz, wie etwa ein Arznei- oder Infusionsmittel mit einer programmierten Infusionsgeschwindigkeit und an einem vorher festgelegten Ort zu infundieren, um ein Leiden wie Schmerz, Spastizität, Krebs und andere Erkrankungen zu behandeln. Viele Vorrichtungen zur Infusion einer therapeutischen Substanz sind so konfiguriert, dass die Vorrichtung, während sie implantiert ist, durch ein Septum hindurch mit therapeutischer Substanz wieder aufgefüllt werden kann, sodass die Zeit, die die Vorrichtung implantiert sein kann, nicht durch das Fassungsvermögen für die therapeutische Substanz begrenzt ist. Ein Beispiel für eine implantierbare Infusion einer therapeutischen Substanz ist in der Produktbroschüre mit dem Titel "SynchroMed^TM Infusion System" (1995) von Medtronic Inc. dargestellt.
Es gibt weitere implantierbare Vorrichtungen, die neurologisches Gewebe elektrisch stimulieren, um die Symptome verschiedener physiologischer oder psychologischer Krankheiten oder Schmerzen zu behandeln oder zu lindern. Solche Vorrichtungen gehören üblicherweise zu Systemen, die vollständig in den Patienten implantierbar oder teilweise implantierbar und teilweise außerhalb des Patienten befindlich sind. Systeme, die vollständig in den Patienten implantierbar sind, schließen üblicherweise einen implantierbaren Impulsgenerator und eine Erweiterung und eine Leitung oder Leitungen ein. Bei solch einem System sind der implantierbare Impulsgenerator, die Erweiterung und die Leitung vollständig in die Körper der Patienten implantiert. Ein Beispiel für solch ein System ist das Itrel^TM 3-System, hergestellt und verkauft von Medtronic Inc., Minneapolis, Minnesota. Da der implantierbare Impulsgenerator implantiert ist, sind die Energiequellen, die benötigt werden, um den implantierbaren Impulsgenerator mit Energie zu versorgen, ebenfalls implantiert. Üblicherweise ist die Energiequelle für einen implantier baren Impulsgenerator eine Batterie.
Jede dieser implantierbaren Vorrichtungen gibt eine therapeutische Ausgabe an den Patienten ab. Im Fall einer implantierbaren Vorrichtung zur Infusion einer therapeutischen Substanz kann die therapeutische Ausgabe eine therapeutische Substanz sein, die dem Patienten infundiert wird. Im Fall eines Neurostimulators ist die therapeutische Ausgabe ein elektrisches Signal, das bei dem Patienten ein therapeutisches Ergebnis hervorrufen soll. Ferner gibt es weitere Typen von implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtungen, darunter Herzschrittmacher und Defibrillatoren.
Mit elektrischer Energie versorgte, implantierte therapeutische Abgabevorrichtungen können, wenn sie erst einmal implantiert sind, aufgrund von Faktoren, wie Batterieerschöpfung, Korrosionsschäden und mechanischer Verschleiß, einen Austausch erfordern. Da ein Austausch der implantierten therapeutischen Abgabevorrichtung ein invasives Verfahren zum Explantieren der vorhandenen Vorrichtung und Implantieren einer neuen Vorrichtung erfordert, ist es wünschenswert, die therapeutische Abgabevorrichtung nur dann auszutauschen, wenn ein Austausch notwendig ist. Ein Austausch von früher implantierten therapeutischen Abgabevorrichtungen wurde üblicherweise auf der Grundlage einer für den ungünstigsten Fall statistisch vorhergesagten, nicht medizinisch indizierten Austauschperiode angesetzt. Das Szenario des ungünstigsten Falls führte üblicherweise dazu, dass die implantierte therapeutische Abgabevorrichtung mehrere Monate oder sogar Jahre vorher, ehe ihr Austausch tatsächlich notwendig war, ausgetauscht wurde.
Einige frühere implantierbare Impulsgeneratoren wie etwa Herzschrittmacher haben einen einzigen Batteriezustand, der erfasst wurde, überwacht, um den Austauschzeitpunkt für die implantierte Vorrichtung oder Batterie abzuschätzen, wie in dem US-Patent Nr. 6,167,309 (Lyden) mit dem Titel "Method For Monitoring End Of Life For Battery" (26. Dezember 2000) aufgezeigt ist.
Batterieüberwachungseinrichtungen, welche die Spannung der Batterie überwachen, um die Restlebensdauer bzw. restliche Langlebigkeit der Batterie zu bestimmen oder vorherzusagen, weisen schon an sich einen Mangel auf. Die Spannung einer Batterie wird gewöhnlich im Laufe der Zeit sehr langsam abnehmen, wobei die Veränderung der Spannung nur gering ist, bis sich die Spannung der Batterie dem Ende ihrer Nutzungsdauer bzw. nutzbaren Standzeit nähert. Wenn sich die Batterie dem Ende ihrer nutzbaren Standzeit nähert, wird die Batteriespannung beginnen, mit einer größeren Geschwindigkeit, oft dramatisch, abzunehmen. Solch eine Batterie ist als Energiequelle für eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung vorteilhaft, da sie während des überwiegenden Teils der nutzbaren Standzeit der Vorrichtung solch eine gesicherte, verhältnismäßig konstante Spannung abgibt. Jedoch verursacht solch eine Batterie ein Problem für eine Batterielanglebigkeits-Überwachungseinrichtung, welche die Spannung der Batterie verwendet, um zu versuchen, die Langlebigkeit der Batterie zu bestimmen. Da während des überwiegenden Teils der Standzeit der Batterie die Batteriespannung relativ konstant bleibt, ist es schwierig vorherzusagen, ob sich die Batterie im frühen Teil der relativ ebenen Spannungskurve befindet oder sich dem Ende der relativ ebenen Spannungskurve nähert. Der Unterschied ist selbstverständlich ein ausgeprägter Unterschied bei der vorhergesagten Langlebigkeit der Batterie.
Die Fähigkeit zur genauen Vorhersage der Restlebensdauer bzw. restlichen Langlebigkeit der Energiequelle einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung ermöglicht, dass der Patient die maximale Lebensdauer von der Vorrichtung erfährt, und minimiert die Häufigkeit und möglicherweise die Anzahl der Explantationen und Reimplantationen der Vorrichtung lediglich für den Austausch der Energiequelle. Da ferner gewöhnlich eine gewisse Sicherheitsspanne eingebaut ist und weil der Patient gewöhnlich eine solche Explantation und Reimplantation plant, oft bei einem vollen Terminplan, kann zusätzlich Zeit von der tatsächlich verbleibenden Langlebigkeit der Energiequelle verloren gehen.
Aus den genannten Gründen besteht ein Bedarf an einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung mit aktiver Langlebigkeitsvorhersage, um die wirksame Lebensdauer der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung zu verlängern, die Notwendigkeit, dass ein Kliniker statische Langlebigkeitsvorausberechungen für Therapieänderungen durchführt, zu vermindern, die wahlfreie Austauschplanung zum Nutzen des Patienten oder des Klinikers zu vereinfachen oder für viele weitere Verbesserungen.

WO 01/08 749 und US 2003/065 366 offenbaren implantierbare medizinische Vorrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung wie im Anspruch 1 definiert eine implantierbare medizinische Vorrichtung zur Abgabe einer therapeutischen Ausgabe an einen Patienten. Eine elektrische Leistungs- bzw. Energiequelle hat eine nutzbare Lebenszeit bzw. Standzeit und eine Spannung, welche über die nutzbare Standzeit hinweg abnimmt. Eine therapeutische Abgabevorrichtung ist operativ bzw. wirkend mit der Energiequelle verbunden und dafür eingerichtet, die therapeutische Ausgabe an den Patienten abzugeben. Eine Überwachungseinrichtung bzw. ein Monitor für die Energiequellenlanglebigkeit bzw. -lebensdauer ist wirkend mit der Energiequelle und der therapeutischen Abgabevorrichtung verbunden. Ein Energiezähler zählt die Energiemenge, die von der implantierbaren medizinischen Vorrichtung verbraucht wird. Ein Energieumwandler wandelt die verbrauchte Energie in einen Schätzwert der restlichen Energiequellenlanglebigkeit um, wobei ein Energielanglebigkeitsschätzwert erzeugt wird. Ein Spannungsmonitor überwacht die Spannung der Energiequelle. Ein Spannungsumwandler wandelt die durch den Spannungsmonitor überwachte Spannung in einen Schätzwert der restlichen Langlebigkeit der Energiequelle um, wobei ein Spannungslanglebigkeitsschätzwert erzeugt wird. Ein Rechner ist wirkend mit dem Energieumwandler und dem Spannungsumwandler verbunden und sagt die Energiequellenlanglebigkeit unter Verwendung des Energielanglebigkeitsschätzwertes zu einem frühen Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle und unter Verwendung des Spannungslanglebigkeitsschätzwertes zu einem späteren Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle vorher.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung wie im Anspruch 9 definiert ein Verfahren zum Überwachen der Langlebigkeit bzw. Lebensdauer einer elektrischen Energiequelle in einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung, die imstande ist, eine therapeutische Ausgabe an einen Patienten abzugeben, und eine elektrische Energiequelle hat, die eine nutzbare Lebenszeit bzw. Standzeit und eine Spannung, welche über die nutzbare Standzeit hinweg abnimmt, aufweist, und eine therapeutische Abgabevorrichtung hat, die operativ bzw. wirkend mit der Energiequelle verbunden und dafür eingerichtet ist, die therapeutische Ausgabe an den Patienten abzugeben. Es wird die Menge der von der implantierbaren medizinischen Vorrichtung verbrauchten Energie bestimmt. Die Menge der verbrauchten Energie wird in einen Schätzwert der Energiequellenlanglebigkeit umgewandelt, und es wird ein Energielanglebigkeitsschätzwert erzeugt. Es wird die Spannung der Energiequelle überwacht. Die Spannung wird in einen Schätzwert der Energiequellenlanglebigkeit umgewandelt, und es wird ein Spannungslanglebigkeitsschätzwert erzeugt. Die Energiequellenlanglebigkeit wird unter Verwendung des Energielanglebigkeitsschätzwertes zu einem frühen Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle und unter Verwendung des Spannungslanglebigkeitsschätzwertes zu einem späteren Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle vorhergesagt.
Obwohl Spannungsmonitore zum Bestimmen der Langlebigkeit einer Energiequelle in einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung (wegen der ebenen Spannungskurve) im frühen Abschnitt der Standzeit der Energiequelle nicht genau sind, kann solch ein Spannungsmonitor in der Nähe des Endes der Nutzdaten von der Energiequelle (wegen der steiler werdenden Spannungskurve) sehr genau sein.
Eine weitere Technik, um die Langlebigkeit einer Energieversorgung bei einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung zu schätzen, umfasst, die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung tatsächlich verbrauchten Energie zu schätzen. Da die anfängliche, frische Ladung der Energiequelle bekannt sein kann und demzufolge ihre nutzbare Standzeit oder Langlebigkeit bekannt sein kann, falls die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung verbrauchten Energie gemessen oder geschätzt werden kann, ist es möglich, die restliche Langlebigkeit oder nutzbare Standzeit der implantierbaren therapeutischen Abgabevor richtung einfach durch Subtrahieren der verbrauchten Energiemenge von der anfänglichen, bekannten Energiemenge, die in der Energiequelle enthalten war, zu berechnen.
Die verbrauchte Energiemenge kann durch eine Anzahl von Techniken geschätzt werden, wie etwa durch Aufrechnen der Anzahl der Operationen, welche die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung ausführt, der Menge der infundierten therapeutischen Substanz, der Energie in den abgegebenen elektrischen Stimulationsimpulsen, der Anzahl der Umdrehungen einer Arzneimittelinfusionspumpe, der Zeitdauer, die die Vorrichtung in Betrieb ist, des Stroms, der von der Energiequelle fließt, u. a. Man erkennt jedoch, dass der Schätzwert der Menge der von der therapeutischen Abgabevorrichtung verbrauchten Energie nur ein Schätzwert und in der Regel kein exakter Messwert ist. Typisch ist der Mess- oder Schätzwert der Energiemenge nur bis auf einen bestimmten Prozentsatz genau oder anders ausgedrückt: Der Mess- oder Schätzwert weist einen Fehleranteil auf. Problematisch ist, dass der Fehleranteil beim tatsächlichen Messen der Energiemenge, die verbraucht worden ist, über die Zeit hinweg, in der die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung betrieben wird, kumulativ ist.
Folglich kann zwar in den frühen Stadien der nutzbaren Standzeit der Energiequelle ein Messen oder Schätzen der Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung verbrauchten Energie sehr genau sein, trotzdem nimmt die Genauigkeit im Laufe der Zeit ab, während sich der zahlenmäßige Betrag des kumulativen Fehlers im Laufe der Zeit aufbaut.
Obwohl die Technik des Aufrechnens der Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung ver brauchten Energie während des frühen Abschnitts der nutzbaren Standzeit der Energiequelle genau ist, wird sie während der späten Stadien der nutzbaren Standzeit der Energiequelle immer ungenauer. Obwohl die Technik der Überwachung der Spannung der Energiequelle während der späteren Stadien der nutzbaren Standzeit der Energiequelle sehr genau sein kann, da die Spannungskurve steiler abfällt, ist sie von Natur aus während des früheren Abschnitts der nutzbaren Standzeit der Energiequelle, während die Spannungskurve relativ eben ist, ungenau.
Diese zwei Techniken können jedoch kombiniert werden, um eine Überwachungseinrichtung für die Energiequellenlanglebigkeit bzw. -lebensdauer zu erzeugen, die über die gesamte nutzbare Standzeit der Energiequelle hinweg eine bessere Genauigkeit aufweist. Das Anwenden der Technik der Energiezählung früher innerhalb der nutzbaren Standzeit der Energiequelle verbessert die Genauigkeit gegenüber der Technik der Spannungsüberwachung wesentlich und das Anwenden der Technik der Spannungsüberwachung später innerhalb der nutzbaren Standzeit der Energiequelle verbessert die Genauigkeit gegenüber der Technik der Energiezählung wesentlich.
Das Ergebnis sind ein System und ein Verfahren zum Überwachen der Langlebigkeit bzw. Lebensdauer der Energiequelle einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung, die genauer als Systeme und Verfahren des Standes der Technik sind, wodurch ein höherer Nutzen der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung erzielt wird, bevor eine Explantation und eine Reimplantation notwendig sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Energiequellenlanglebigkeit angezeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Energiequellenlanglebigkeit eine restliche nutzbare Standzeit der Energiequelle.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Energiequellenlanglebigkeit einen schon verstrichenen bzw. verbrauchten Anteil der nutzbaren Standzeit der Energiequelle.
In einer bevorzugten Ausführungsform rechnet bzw. wandelt der Energieumwandler die verbrauchte Energie in einen Energielanglebigkeitsschätzwert um, indem er einen Zählwert für eine Menge der von der implantierbaren medizinischen Vorrichtung verbrauchten Energie über mindestens einen Abschnitt der nutzbaren Standzeit der Energiequelle akkumuliert.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Energielanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung der verbrauchten Energiemenge aus einer Look-up-Tabelle bzw. Such-Tabelle erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Energielanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung eines vorbestimmten mathematischen Algorithmus als eine Funktion der Menge der verbrauchten Energie erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Spannungslanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung der Spannung aus einer Look-up-Tabelle bzw. Such-Tabelle erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Spannungslanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung eines vorbestimmten mathematischen Algorithmus als eine Funktion der Spannung erhalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Energielanglebigkeitsschätzwert verwendet, bis der Spannungslanglebigkeitsschätzwert genauer als der Energielanglebigkeitsschätzwert ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Energielanglebigkeitsschätzwert verwendet, bis ungefähr neunzig Prozent der nutzbaren Standzeit der Energiequelle aufgezehrt sind.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 veranschaulicht eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die therapeutische Abgabevorrichtung einem Patienten implantiert ist;
2 ist ein Blockschaltbild, das für eine Ausführungsform eines Systems der vorliegenden Erfindung die Funktionsaufteilung zwischen einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung und einer externen Einheit veranschaulicht;
3 ist ein Diagramm, das eine Spannungskurve einer Energiequelle, die in einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, veranschaulicht;
4 ist ein Diagramm, das den prozentualen Fehler zwischen einer Energietechnik der Schätzung der Langlebigkeit und einer Spannungstechnik der Schätzung der Langlebigkeit veranschaulicht;
5 ist ein detaillierter Blockschaltplan eines Systems zum Schätzen der Langlebigkeit einer Energiequelle in einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung; und
6 ist ein Ablaufplan, der die Schritte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10, beispielsweise eine Arzneimittelpumpe, die einem Patienten 12 implantiert ist. Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 wird üblicherweise von einem Chirurgen implantiert, und zwar bei einem sterilen operativen Eingriff, der unter lokaler oder regionaler Betäubung oder unter Vollnarkose durchgeführt wird. Üblicherweise wird vor dem Implantieren der therapeutischen Abgabevorrichtung 10 ein Katheter 14 so implantiert, dass sein distales Ende am gewünschten Therapie-Abgabeort 16 positioniert ist und das proximale Ende unter der Haut zu dem Ort geführt ist, an dem die therapeutische Abgabevorrichtung 10 implantiert werden soll. Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 wird im Allgemeinen subkutan etwa 2,5 Zentimeter (1,0 Zoll) unter der Haut dort implantiert, wo genügend Gewebe vorhanden ist, um das implantierte System zu unterstützen. Sobald die therapeutische Abgabevorrichtung 10 dem Patienten 12 implantiert ist, kann der Schnitt durch eine Naht verschlossen werden und die therapeutische Abgabevorrichtung 10 kann den Betrieb aufnehmen.
Die eine therapeutische Substanz abgebende Vorrichtung 10 wirkt darauf hin, dem Patienten 12 eine therapeutische Substanz zu infundieren. Die eine therapeutische Substanz abgebende Vorrichtung 10 kann für ein breites Spektrum von Therapien verwendet werden, wie etwa gegen Schmerz, Spastizität, Krebs und viele weitere Erkrankungen.
Die therapeutische Substanz, die in der eine therapeutische Substanz abgebenden Vorrichtung 10 enthalten ist, ist eine Substanz, die eine therapeutische Wirkung haben sollte, wie etwa pharmazeutische Zusammensetzungen, genetisches Material, biologische Präparate und andere Substanzen. Pharmazeutische Zusammensetzungen sind chemische Formulierungen, die eine therapeutische Wirkung haben sollten, wie etwa intrathekale Spasmolytika, Schmerzmedikamente, Chemotherapeutika und dergleichen. Pharmazeutische Zusammensetzungen sind oft dafür ausgelegt, dass sie in einer implantierten Umgebung mit Merkmalen wie Stabilität bei Körpertemperatur, um die therapeutischen Eigenschaften zu bewahren, Konzentration, um die Häufigkeit des Auffüllens zu verringern, und dergleichen wirksam werden. Genetisches Material umfasst Substanzen, die eine direkte oder indirekte genetische therapeutische Wirkung haben sollten, wie etwa genetische Vektoren, genetische Regulatorelemente, genetische Strukturelemente, DNA und dergleichen. Biologische Präparate sind Substanzen, die lebende Materie oder von lebender Materie abgeleitet sind und eine therapeutische Wirkung haben sollten, wie etwa Stammzellen, Blutplättchen, Hormone, biologisch erzeugte Chemikalien und dergleichen. Weitere Substanzen, die eine therapeutische Wirkung haben sollten oder auch nicht, lassen sich nicht so leicht klassifizieren, wie etwa Kochsalzlösung, Röntgenkontrastmittel, diagnostische Mittel und dergleichen. Sofern in den folgenden Abschnitten nichts anders vermerkt ist, ist ein Arzneimittel ein Synonym für eine therapeutische, diagnostische oder andere Substanz, die von der implan tierbaren Infusionsvorrichtung abgegeben wird.
Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 kann irgendeine aus einer Anzahl von therapeutischen Abgabevorrichtungen sein, wie zum Beispiel eine implantierbare Vorrichtung zur Abgabe einer therapeutischen Substanz, eine implantierbare Arzneimittelpumpe, ein Herzschrittmacher, Kardioverter oder Defibrillator.
Ein System 18 zum Abgeben einer therapeutischen Ausgabe, z. B. substanziell oder elektrisch, an einen Patienten 12 ist in 2 veranschaulicht. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System 18 zwei Hauptkomponenten, eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 und eine zugeordnete externe Einheit 20. Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 wird von einer Energiequelle, in diesem Fall der Batterie 22, mit Energie versorgt. Die Batterie 22 versorgt die elektrische Baugruppe 23 der therapeutischen Abgabevorrichtung 10 wie etwa eine Substanzabgabepumpe und zugeordnete Steuerelektronik einschließlich der Pumpensteuerschaltungsanordnung. Solche zugeordneten elektrischen Komponenten 23 sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden hier der Klarheit wegen nicht weiter erörtert. In dieser Ausführungsform überwacht mindestens ein Teil der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A, der sich in der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 befindet, den Zustand der Batterie 22 sowohl durch direktes Überwachen der Spannung der Batterie 22, als auch durch Überwachen der Funktionsweise der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 anhand der elektrischen Komponenten 23. Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 hat außerdem eine herkömmliche Telemetrie-Schaltungsanordnung 26A zum Kommunizieren, über elektromagnetische Wellen 28, mit einer herkömmlichen und komplementären Telemetrie-Schaltungsanordnung 26B in der externen Einheit 20. Folglich kann die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B in der externen Einheit 20 mit der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A in der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 kommunizieren. Die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B kann die Ergebnisse der Langlebigkeitsüberwachung mittels einer Anzeige 30 an einen Anwender, z. B. den Patienten 12 oder medizinisches Personal, übermitteln.
Dadurch, dass über die Telemetrie-Schaltungsanordnungen 26A und 26B kommuniziert wird, kann die Langlebigkeitsüberwachungsfunktion im System 18 zwischen der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A, die sich in der therapeutischen Abgabevorrichtung 10 befindet, und der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B, die sich in der externen Einheit 20 befindet, aufgeteilt werden oder die Langlebigkeitsüberwachungsfunktionen können hauptsächlich in der therapeutischen Abgabevorrichtung 10 angesiedelt sein oder können hauptsächlich in der externen Einheit 20 angesiedelt sein. Mindestens eine Funktion sollte in der therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbleiben, um die Spannung der Batterie 22 zu überwachen. In einer Ausführungsform verbleibt eine Funktion in der externen Einheit 20, um das Ergebnis z. B. über die Anzeige 30 zu übermitteln.
3 veranschaulicht anhand einer beispielhaften Spannungs-Verbrauch-Kurve einer typischen Batterie 22, die verwendet wird, um die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 mit Energie zu versorgen, graphisch, wie die Spannung der Batterie 22 im Laufe der Zeit niedriger wird. Die Spannung 32 der Batterie 22 beginnt ihre nutzbare Standzeit mit einer Anfangsspannung 34. Sowie die Batterie 22 zu Anfang genutzt wird, beginnt die Spannung 32 abzufallen, zunächst merklich, bis sie einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt 36 des Spannungskurvenpro fils 32 erreicht. Während des überwiegenden Teils der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 bleibt die Spannung 32 nahezu konstant in diesem ebenen Abschnitt 36 der Spannungskurve 32. Wenn die Batterie 22 anfängt, altersschwach zu werden, beginnt die Spannung 32 schneller abzunehmen. Zum Ende der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 hin fällt die Spannung 32 dramatisch ab.
Chemische Zusammensetzungen, die bei einer typischen Batterie 22 für eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 Anwendung finden, sind speziell gewählt, um den ebenen Abschnitt 36 der Spannungskurve 32 für den überwiegenden Teil der nutzbaren Standzeit einer solchen Batterie 22 beizubehalten. Solch eine chemische Zusammensetzung ermöglicht, dass die Batterie 22 die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 über einen verhältnismäßig langen Zeitraum hinweg in wirksamer Weise mit Energie versorgt, ohne dass es zu einer wesentlichen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 kommt. In der Nähe des Endes der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, die eine solche chemische Zusammensetzung verwendet, fällt jedoch die Spannungskurve 32 dramatisch und schnell ab. Die Zeit, die innerhalb der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 übrigbleibt, wenn die Spannung 32 erst einmal dramatisch abzufallen beginnt, kann relativ kurz sein.
Bei herkömmlichen Batterielanglebigkeits-Überwachungseinrichtungen, die auf der Messung der Ist-Spannung 32 der Batterie 22 beruhen, stellt dies ein doppeltes Problem dar. Erstens ist es schwierig zu bestimmen, an welcher Stelle des ebenen Abschnitts 36 der Spannungskurve 32 sich die Batterie 22 zurzeit befindet, da die Spannung, die während des ebenen Abschnitts 36 der Spannungskurve 36 gemessen wird, im Allgemeinen konstant ist. Eine Batterie 22, deren Lebensdauer bzw. Langlebigkeit zurzeit am Punkt 38 auf der Spannungskurve 32 ist, würde eine Spannung abwerfen, die ungefähr gleich jener einer Batterie 22 ist, deren Lebensdauer bzw. Langlebigkeit zurzeit am Punkt 40 auf der Spannungskurve 32 ist. Dieser drastische Unterschied bei der Restlebensdauer bzw. restlichen Langlebigkeit der Batterie 22 ist wegen des ebenen Abschnitts 36 der Spannungskurve 32 kaum zu unterscheiden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn Abweichungen der Ist-Spannungen zwischen realen Batterien 22 berücksichtigt werden. Bei einigen chemischen Zusammensetzungen von Batterien kann der Anteil der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, der verbleibt, wenn die Spannung erst einmal dramatisch abzufallen beginnt, nur fünf Prozent (5 %) bis zehn Prozent (10 %) der ursprünglichen nutzbaren Standzeit der Batterie 22 sein.
Folglich wird eine Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung, die sich einzig und allein auf die gemessene Spannung 32 von der Batterie 22 verlässt, buchstäblich wenig Ahnung davon haben, ob die nutzbare Standzeit der Batterie 22 am Punkt 38, relativ frühzeitig innerhalb der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, oder am Punkt 40, relativ spät innerhalb der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, ist. Der Unterschied kann selbstverständlich für den Patienten 12 und für medizinisches Personal, das die Funktion der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 überwacht, äußerst wichtig sein. Eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 mit einer Batterie 22 am Punkt 38 auf der Spannungskurve 32 wird noch viele Stunden, Tage, Wochen, Monate oder sogar Jahre des Dienstes vor sich haben. Es ist nicht erforderlich, in relativ naher Zukunft eine Operation zu planen, um eine Batterie 22 nahe beim Ende ihrer nutzbaren Standzeit auszutauschen. Jedoch wird eine implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 mit einer Batterie 22 am Punkt 40 in der Nähe des Punktes sein, an dem ihre Spannung 32 drama tisch zu fallen beginnt. Es sollte ein chirurgischer Eingriff zum Ersetzen solch einer Batterie 22 nahe beim Beginn ihrer nutzbaren Standzeit in verhältnismäßig kur-zer Zeit geplant werden. Wie ersichtlich ist, kann das Ergebnis eine beträchtliche Menge unnötiger chirurgischer Eingriffe oder in kurzer Zeit geplanter chirurgischer Eingriffe sein, um sicherzustellen, dass die Batterie 22 ausgetauscht wird, bevor ihre Spannung 32 dramatisch fällt.
Eine weitere Technik, um die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22 zu bestimmen, ist, die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie aufzurechnen. In Kombination mit dem Wissen über den anfänglichen Gesamtenergieinhalt der Batterie 22, wobei bekannt ist, wie viel Energie die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 verbraucht hat, seit die Batterie 22 eingesetzt wurde, werden genug Informationen zur Verfügung stehen, um die Langlebigkeit der Batterie 22 – entweder die restliche nutzbare Standzeit oder den Anteil der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, der schon verstrichen ist – zu bestimmen. Solche Energieaufrechnungstechniken, wie etwa (als Beispiel) ein Aufrechnen der Anzahl der Umdrehungen einer Substanzpumpe oder (als ein weiteres Beispiel) der Dauer, die die elektrische Schaltungsanordnung betrieben worden ist, können über relativ kurze Zeiträume sehr genau sein. Die Energiemenge, die bei jeder Umdrehung einer Substanzpumpe verbraucht wird, kann leicht berechnet werden. Folglich kann die Energiemenge, die von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 aufgrund von einer Umdrehung der Substanzpumpe verbraucht wird, relativ genau bestimmt werden. Genauso kann die Menge der von der elektrischen Schaltungsanordnung 23 verbrauchten Energie für einen relativ kurzen Zeitraum, z. B. für einen Tag, relativ einfach berechnet werden. Ein Zusam menrechnen aller einzelnen Energieverbrauche der implantierbaren therapeutischen Vorrichtung 10 über einen kurzen Zeitraum ergibt eine recht genaue Bestimmung der Gesamtenergiemenge, die von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbraucht wird. Da sich diese Energiebestimmung überhaupt nicht auf die Ist-Spannung der Batterie 22 stützt, ist diese Energiebestimmung völlig unabhängig vom ebenen Abschnitt 36 der Spannungskurve 32 und nicht durch diesen zunichte gemacht.
Das Schätzen der tatsächlichen Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie unterliegt jedoch gewissen Fehlern. Beispielsweise kann jede einzelne Substanzpumpe eine etwas andere Energiemenge während einer einzigen Umdrehung verbrauchen. Ferner kann sich die während einer Umdrehung einer Substanzpumpe verbrauchte Energiemenge aufgrund des normalen Verschleißes im Laufe der Zeit etwas ändern. Obwohl diese Fehler bei der Schätzung klein sind, wenn über eine einzige Umdrehung (oder über wenige Umdrehungen) der Substanzpumpe gemessen wird, akkumuliert sich gewöhnlich jeder vorhandene Fehler im Laufe der Zeit. Für jede Umdrehung der Substanzpumpe könnte ein Fehler beim Schätzen der durch eine Umdrehung der Substanzpumpe verbrauchten Energie auftreten. Im Laufe der Zeit baut sich der Fehleranteil auf und wird größer. Über einen langen Zeitraum, beispielsweise über den überwiegenden Teil der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, könnte der Fehleranteil beim Schätzen der Langlebigkeit der Batterie durch Schätzen der Menge der von der implantierbaren therapeutischen Vorrichtung 10 verbrauchten Energie auf beachtliche Höhen anwachsen. In dem Maße, wie die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22 abnimmt, wird dies auch die Genauigkeit einer Langlebigkeitsschätzung anhand der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energiemenge tun. Folglich wird ein Schätzen der Langlebigkeit der Batterie 22 durch Zählen bzw. Aufrechnen der Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie frühzeitig innerhalb der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 am genauesten sein und sich mit der Zeit verschlechtern.
Die schwierigste Zeit, um die Langlebigkeit der Batterie 22 unter Verwendung eines Schätzwertes für die Spannung 32 zu bestimmen, tritt während des frühzeitigen Abschnitts der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 auf. Der Grund hierfür ist, dass die Spannung der Batterie 22 im ebenen Abschnitt 36 der Spannungskurve 36 sein kann. Zum Ende der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 hin wird die Bestimmung der Langlebigkeit der Batterie 22 bei einem auf der Spannung basierenden Überwachungssystem viel genauer.
Dies ist in dem Diagramm von 4 veranschaulicht, das den prozentualen Fehler über die Zeit (nutzbare Lebensdauer) der Batterie 22 hinweg sowohl für ein auf der Spannung basierendes Überwachungssystem als auch für ein auf der Energie basierendes Überwachungssystem graphisch auswertet.
Der Fehler 42 auf der Grundlage der Spannung ist beim anfänglichen Batteriegebrauch sehr gering. Der Grund dafür ist, dass die Batterie 22 neu und bekanntermaßen am Beginn ihrer nutzbaren Standzeit ist. Wenn mit der Nutzung der Batterie 22 begonnen wird, fällt ihre Spannung zunächst ab, bevor sie in den ebenen Abschnitt 36 (3) der Spannungskurve 32 gelangt. Wenn die Spannungskurve 32 abzuflachen beginnt, nimmt jedoch der prozentuale Fehler bei der Bestimmung der Langlebigkeit aufgrund des ebenen Abschnitts 36 der Spannungskurve 36 dramatisch zu. Jedoch nimmt während der späteren Stadien der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 der prozentuale Fehler bei Verwendung eines auf der Spannung basierenden Überwachungssystems dramatisch ab. Wenn die Batterie 22 aus dem ebenen Abschnitt 36 der Spannungskurve 32 herauskommt, kann die Spannung der Batterie 22 die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22 genauer bestimmen. Selbstverständlich ist dann, wenn die Spannung null erreicht, die Langlebigkeit der Batterie 22 mit Sicherheit bekannt.
Dem steht der Fehler 44 auf der Grundlage der Energie gegenüber, der, wie oben angegeben wurde, mit einer sehr genauen Schätzung der restlichen nutzbaren Standzeit der Batterie aufgrund von sehr wenig Energie, die von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbraucht worden ist, beginnt. Mit der Zeit akkumuliert sich jedoch der Fehler beim Schätzen der Menge der tatsächlich von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie fortgesetzt, wahrscheinlich nahezu linear, für die gesamte nutzbare Standzeit der Batterie 22. Es ist ersichtlich, dass, obwohl während der gesamten frühen Stadien der Batteriestandzeit der Fehler 44 auf der Grundlage der Energie viel geringer als der Fehler 42 auf der Grundlage der Spannung ist, während der letzteren Stadien der Batteriestandzeit der Fehler auf der Grundlage der Spannung geringer als der Fehler 44 auf der Grundlage der Energie ist. Der Fehler 42 auf der Grundlage der Spannung wird am Kreuzungspunkt 46 genauer. Zeitlich betrachtet im Anschluss an den Kreuzungspunkt 46 ist der Fehler 42 auf der Grundlage der Spannung geringer als der Fehler 44 auf der Grundlage der Energie. Der genaue Zeitpunkt, zu dem der Kreuzungspunkt 46 auftritt, ist von vielen Variablen abhängig, darunter die Steigung der Kurve des Fehlers 44 auf der Grundlage der Energie. Es ist jedoch bekannt, dass der Fehler 42 auf der Grundlage der Spannung abnehmen wird, nachdem die Spannungskurve 32 den ebenen Abschnitt 36 der Energiekurve 32 verlassen hat.
Die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A, 24B sollte während der frühen Abschnitte der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 ein auf der Energie basierendes Überwachungssystem verwenden und während der späteren Abschnitte der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 auf ein auf der Spannung basierendes System umschalten. Vorzugsweise verwenden diese Langlebigkeitsüberwachungseinrichtungen 24A und 24B vor dem Kreuzungspunkt 46 auf der Energie basierende Techniken und nach dem Kreuzungspunkt 46 auf der Spannung basierende Überwachungstechniken. Typisch kann dieser Punkt irgendwo im Bereich von fünf (5) bis zehn (10) Prozent der restlichen nutzbaren Batteriestandzeit sein.
5 ist ein Blockschaltplan einer implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 und einer externen Einheit 20. Die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 enthält eine Batterie 22 und einen Therapieabgabemechanismus 48, wie etwa eine Substanzpumpe oder einen elektrischen Stimulator, die herkömmlich sind. Die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24 ist als funktional in zwei Teile geteilt dargestellt, wobei sich die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A in der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 befindet und sich die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 28B in der externen Einheit 20 befindet. Der Spannungsmonitor 50 ist wirkend mit der Batterie 22 verbunden, um die Ist-Ausgangsspannung der Batterie 22 zu überwachen. Solche Spannungsüberwachungsschaltungen sind gebräuchlich und wohlbekannt. Der Energiezähler 52 überwacht Merkmale des therapeutischen Abgabemechanismus 48, um die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie zu schätzen. Beispiele für Merkmale, die überwacht werden könnten, schließen die Anzahl der Umdrehungen einer Substanzabgabepumpe, die Aktivierung einer bestimmten elektrischen Schaltungsanordnung (und folglich die Dauer einer Aktivierung einer solchen elektrischen Schaltungsanordnung) und/oder die Anzahl der elektrischen Impulse, die durch einen elektrischen Stimulator abgegeben werden, ein.
Der Spannungsumwandler 54 empfängt vom Spannungsmonitor 50 Informationen über den Wert der Spannung der Batterie 22. Der Spannungsumwandler 54 wandelt den Wert der Spannung der Batterie 22 in einen Schätzwert der Langlebigkeit der Batterie 22, z. B. die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22, um. Diese Umwandlung kann durch herkömmliche Mittel wie beispielsweise eine Look-up-Tabelle erfolgen. Alternativ kann diese Umwandlung durch Berechnen unter Verwendung einer algebraischen Gleichung erfolgen.
Genauso empfängt der Energieumwandler 56 vom Energiezähler 52 Informationen über die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie. Der Energieumwandler 56 wandelt die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie in einen Schätzwert der Langlebigkeit der Batterie 22, z. B. die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22, um. Diese Umwandlung kann durch herkömmliche Mittel wie beispielsweise eine Look-up-Tabelle erfolgen. Alternativ kann diese Umwandlung durch Berechnen unter Verwendung einer algebraischen Gleichung erfolgen.
Die Ergebnisse der Spannungsschätzung vom Spannungsumwandler 54 und der Energieschätzung vom Energieumwandler 56 werden dem Rechner 58 übergeben. Der Rechner 58 bestimmt die Langlebigkeit der Batterie 22 durch Vergleichen des Ergebnisses der Spannungsschätzung vom Span nungsumwandler 54 und des Ergebnisses der Energieschätzung vom Energieumwandler 56. Beispielsweise kann der Rechner 58 entweder die Spannungsschätzung oder die Energieschätzung verwenden, je nach dem Anteil der nutzbaren Standzeit der Batterie 22, der noch verbleibt. Zum Beispiel kann der Rechner 58 während des frühen Abschnitts der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 die Energieschätzung und während des späteren Abschnitts der nutzbaren Standzeit der Batterie 22 die Spannungsschätzung verwenden. Der Rechner 58 kann, bis der Kreuzungspunkt 46 erreicht ist, die Energieschätzung verwenden und danach die Spannungsschätzung. Alternativ kann der Rechner die Energieschätzung für einen festen Prozentsatz der nutzbaren Standzeit der Batterie verwenden, z. B. für die ersten neunzig (90) oder fünfundneunzig (95) Prozent der nutzbaren Standzeit der Batterie 22.
Wahlweise kann die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B die Langlebigkeit, die berechnet wurde, mit einer herkömmlichen Anzeige 60 wie etwa einer Bildschirmanzeige 30 übermitteln. Alternativ kann die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B einen Alarm auslösen oder eine andere geeignete Maßnahme ergreifen, sobald die restliche nutzbare Standzeit der Batterie 22 einen im Voraus festgelegten Punkt erreicht.
Obwohl die Elemente der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24, einschließlich der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24A und der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24B als Hardware-Elemente veranschaulicht worden ist, sollte erkannt und verstanden werden, dass der Spannungsmonitor 50, der Energiezähler 52, der Spannungsumwandler 54, der Energieumwandler 56 und der Rechner 58 vollständig oder teilweise als Firmware, Software oder dergleichen implementiert sein könnten. In der Tat sind viele Kombinationen möglich.
Es sollte erkannt und verstanden werden, dass zwar die Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24 als in einer bestimmten Weise auf die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 und die externe Einheit 20 aufgeteilt veranschaulicht worden ist, trotzdem andere Aufteilungen möglich sind. Beispielsweise können dann, wenn viele der Funktionen der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24 softwaremäßig implementiert sind, wie bevorzugt wird, diese Software-Funktionen in der externen Einrichtung 20 implementiert sein, wo sowohl mehr Platz und eine größere Verarbeitungsleistung als auch mehr Energie zur Verfügung stehen. Selbstverständlich könnten alternativ alle Funktionen der Langlebigkeitsüberwachungseinrichtung 24 in der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 implementiert sein, vorausgesetzt, der Platz, die Energie und die Verarbeitungsleistung stehen zur Verfügung. Nur die Anzeige 60 zum Kommunizieren mit der Außenwelt wäre extern, und selbst dann könnte die Anzeige 60 ein akustischer Alarm sein, der sich ebenfalls im Inneren der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 befinden könnte.
6 veranschaulicht funktionsbezogen einen Ablaufplan der Schritte der vorliegenden Erfindung. Es wird die Menge der von der implantierbaren therapeutischen Abgabevorrichtung 10 verbrauchten Energie bestimmt (Schritt 110) und dann in einen Schätzwert der restlichen nutzbaren Batteriestandzeit umgewandelt (Schritt 112). Möglicherweise gleichzeitig wird die Spannung der Batterie 22 überwacht (Schritt 114) und in einen Schätzwert der restlichen nutzbaren Batteriestandzeit umgewandelt (Schritt 116). Die Langlebigkeit der Energiequelle, z. B. der Batterie 22, wird dann unter Verwendung der restlichen nutzbaren Standzeit wie aus der Energieschätzung oder/und wie aus der Spannungsschätzung umgewandelt vorhergesagt (Schritt 118). Wahlweise kann die Langlebigkeit der Energiequelle angezeigt werden (Schritt 120), wie zum Beispiel mittels einer Sichtanzeige oder eines akustischen Signals.
Es sollte erkannt und verstanden werden, dass die Energiequelle für die implantierbare therapeutische Abgabevorrichtung 10 von der beschriebenen Batterie 22 verschieden sein kann. Weitere Beispiele für eine Energiequelle schließen eine kapazitive Energiequelle oder eine induktive Energiequelle ein.
Es sollte erkannt und verstanden werden, dass die Langlebigkeit der Energiequelle in einer Form berechnet und kommuniziert werden kann, die von einem Prozentsatz der restlichen nutzbaren Standzeit verschieden ist. Weitere Beispiele für Langlebigkeitsberechnungen schließen den Prozentsatz der nutzbaren Standzeit, die verstrichen ist, eine Zeitdauer, z. B. Minuten, Stunden, Tage, die noch verbleiben oder die verstrichen sind, den Zeitpunkt für einen chirurgischen Eingriff zum Austauschen und den Zeitpunkt zum Planen eines chirurgischen Eingriffs zum Austauschen ein.

Claims

Implantierbare medizinische Vorrichtung zur Abgabe einer therapeutischen Ausgabe an einen Patienten mit: einer elektrischen Leistungs- bzw. Energiequelle (22) mit einer nutzbaren Lebenszeit bzw. Standzeit und einer Spannung, welche über die nutzbare Standzeit hinweg abnimmt; und einer therapeutischen Abgabevorrichtung (10), die operativ bzw. wirkend mit der Energiequelle verbunden und dafür eingerichtet ist, die therapeutische Ausgabe an den Patienten abzugeben; einer Überwachungseinrichtung bzw. einem Monitor (24) für die Energiequellenlanglebigkeit bzw. -lebensdauer, die bzw. der wirkend mit der Energiequelle und der therapeutischen Abgabevorrichtung verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Energiezähler (52) zum Zählen der Energiemenge, die von der implantierbaren medizinischen Vorrichtung verbraucht wird; einen Energieumwandler (56) zum Umwandeln der verbrauchten Energie in einen Schätzwert der restlichen Energiequellenlanglebigkeit und zum Erzeugen eines Energielanglebigkeitsschätzwertes; einen Spannungsmonitor (50) zum Überwachen der Spannung der Energiequelle; einen Spannungsumwandler (54) zum Umwandeln der durch den Spannungsmonitor überwachten Spannung in einen Schätzwert der restlichen Langlebigkeit der Energiequelle und zum Erzeugen eines Spannungslanglebigkeitsschätzwerts; und einen Rechner (58), der wirkend mit dem Energieumwandler und dem Spannungsumwandler verbunden ist, wobei der Rechner die Energiequellenlanglebigkeit unter Verwendung des Energielanglebigkeitsschätzwerts früh bzw. zu einem frühen Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle und unter Verwendung des Spannungslanglebigkeitsschätzwerts später bzw. zu einem späteren Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle vorhersagt.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Energiequellenlanglebigkeitsmonitor ferner eine Anzeige bzw. einen Indikator (60) aufweist, der wirkend mit dem Rechner gekoppelt ist und ein Anzeichen der Energiequellenlanglebigkeit von dem Rechner bereitstellt.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Energieumwandler die verbrauchte Energie in einen Energielanglebigkeitsschätzwert mittels Akkumulieren eines Zählwerts einer Menge der Energie, die von der implantierbaren medizinischen Vorrichtung über wenigstens einen Abschnitt der nutzbaren Standzeit der Energiequelle verbraucht wird, umwandelt.
Implantierbare medizinische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der Energieumwandler den Energielanglebigkeitsschätzwert aus einer Look-up-Tabelle bzw. Such-Tabelle unter Verwendung der Menge der verbrauchten Energie erhält.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Energieumwandler den Energielanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung eines vorbestimmten mathematischen Algorithmus als eine Funktion der Menge der verbrauchten Energie erhält.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Spannungsumwandler den Spannungslanglebigkeitsschätzwert aus einer Look-up-Tabelle bzw. Such-Tabelle unter Verwendung der Spannung erhält.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Spannungsumwandler den Spannungslanglebigkeitsschätzwert unter Verwendung eines vorbestimmten mathematischen Algorithmus als eine Funktion der Spannung erhält.
Implantierbare medizinische Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Rechner den Energielanglebigkeitsschätzwert verwendet, bis der Spannungslanglebigkeitsschätzwert genauer als der Energielanglebigkeitsschätzwert ist.
Verfahren zum Überwachen der Langlebigkeit bzw. Lebensdauer einer elektrischen Leistungs- bzw. Energiequelle in einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: Bestimmen einer Menge einer durch die implantierbare medizinische Vorrichtung verbrauchten Energie; Umwandeln der Menge der verbrauchten Energie in einen Schätzwert der Energiequellenlanglebigkeit und Erzeugen eines Energielanglebigkeitsschätzwertes; Überwachen der Spannung der Energiequelle; Umwandeln der Spannung in einen Schätzwert der Energiequellenlanglebigkeit und Erzeugen eines Spannungslanglebigkeitsschätzwertes; und Vorhersagen der Energiequellenlanglebigkeit unter Verwendung des Energielanglebigkeitsschätzwertes früh bzw. zu einem frühen Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle und unter Verwendung des Spannungslanglebigkeitsschätzwertes später bzw. zu einem späteren Zeitpunkt während der nutzbaren Standzeit der Energiequelle.