CN101524298A - 与可植入的天线通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了与可植入的天线通信的系统和方法。各种方法和装置用于使内部天线与外部装置对准。在一种实施方式中，提供了一种可植入的限制系统，该可植入的限制系统包括被构造成在通道中形成限制的可植入的限制装置和与该可植入的限制装置相关联的可植入的外壳。外壳具有至少一个天线，所述至少一个天线被构造成与收发器遥测通信而与外壳围绕轴线的转动定向无关。至少一个天线可以沿着与从外壳延伸的导管的纵向轴线对准的轴线延伸。在一种实施方式中，可植入的外壳可以包含传感器，该传感器可以被构造用于例如测量系统参数和生理参数中的至少一种，天线能够有效地将所测量的参数通信到收发器。

Description

与可植入的天线通信的系统和方法
技术领域
本申请涉及用于使植入在皮肤下面的天线与外部装置对准的方法和装置。
背景技术
特别是在美国，随着肥胖人数持续增加，并且所知道的肥胖对健康的负面影响越来越多，肥胖变得越来越受到关注。人的体重超过理想体重100磅或者更多的病理性肥胖尤其引起严重健康问题的极大风险。因此，大量的注意力被聚焦到治疗肥胖患者上。治疗病理性肥胖的一种方法是围绕胃的上部设置限制装置，诸如细长的束带。胃束带典型地包括具有固定端点的填充了流体的弹性囊，该囊紧邻食道-胃结合部的下部围绕胃，以便在束带上方形成小的胃袋并在胃中形成减小了的人造口。当流体注入囊中时，束带抵靠胃膨胀，从而在胃中形成食物摄取限制部分或者人造口。为了减少这种限制，将流体从束带中去除。束带的作用是减小可利用的胃的容积，并由此在变得“饱胀”之前减少可被消耗掉的食物量。
食物限制装置还包括类似地围绕胃上部的以机械方式调节的胃束带。这些胃束带包括任意数量的弹性材料或者传动装置以及驱动装置，以便调节胃束带。另外，胃束带已经被发展为包括液压和机械驱动元件。还已知的是，通过将可膨胀的弹性囊植入到胃腔本身中来限制胃腔中可用的食物容积。囊填充有流体以便抵靠胃壁膨胀，并且由此减少胃内可用的食物容积。
使用上述食物限制装置的每一种进行安全有效地处理要求装置被有规律地监测并调节以改变施加到胃上的限制程度。传统地，调节胃束带要求医生在休伯针和注射器被用于穿刺患者皮肤并经注射端口从囊中除去流体期间定期察看。最近，已经发展了能够以非侵入方式调节束带的可植入泵。外部程序装置使用遥测技术与植入的泵通信，对泵进行控制。在定期察看期间，医生将程序装置的手持部分放置在胃植入物附近并将命令信号传送给植入物。植入物进而调节束带并将响应命令传送给程序装置。
植入物(诸如上述的那些)包括电子设备，例如天线，其用于向外部装置传输信息以便控制束带的调节。对于植入的天线来说重要的是要与外部装置适当地对准，以允许成功的信息传输。由于天线在皮肤下方能够改变位置和定向，因此使内部天线与外部装置适当对准以向植入物提供功率和/或在其间传输数据很难且费时。
因此，仍然需要一种系统和方法能够使被植入在皮肤下面的天线与外部装置对准。
发明内容
本发明提供了用于使内部天线与外部装置对准的各种方法和装置。在一种实施方式中，提供了一种可植入的限制系统，该可植入的限制系统包括被构造成在通道中形成限制的可植入的限制装置和与该可植入的限制装置相关联的可植入的外壳。外壳具有至少一个天线，所述至少一个天线被构造成与收发器遥测通信而与外壳围绕轴线的转动定向无关。至少一个天线可以沿着与从外壳延伸的导管的纵向轴线对准的轴线延伸。收发器可以具有各种形式。例如，收发器可以是位于邻近组织表面的外部装置，或者收发器可以设置在能够被构造成在患者体内内部输送的装置上。在一种实施方式中，可植入的外壳可以包含传感器，该传感器可以被构造用于例如测量系统参数和生理参数中的至少一种，天线能够有效地将所测量的参数通信到收发器。至少一个天线还能够被构造用于接收能量以向传感器供以功率、或者数据，或者其它信息。在另一种实施方式中，可植入的外壳可以是注射端口。
天线能够以各种方式定位在外壳中。例如，所述可植入的外壳中设置有支撑件，所述支撑件具有近端和远端并且沿着所述导管的纵向轴线延伸。在一种示例性的实施方式中，所述至少一个天线可以包括多个天线，每个天线围绕所述支撑件的近端和远端设置并且围绕所述支撑件与相邻的天线沿径向分隔开。天线可以多种结构围绕支撑件分布。例如，多个天线中的每个可以沿径向以例如大约180度、大约120度、大约90度或大约60度、或以一些其它角度增量彼此分隔开。在另一种示例性的实施方式中，至少一个天线可以是圆柱形线圈天线的形式。
在另一种实施方式中，提供了一种限制系统，该限制系统包括可植入的束带，该束带被构造用于在通道中形成限制；与所述束带相关联的外壳，所述外壳具有从其延伸的导管，所述导管限定沿着其长度的纵向轴线。可植入的传感器可以被构造用于测量限制系统参数和生理参数中的至少一种，例如束带中的流体的流体压力。至少一个天线可以与所述外壳相关联，并且被构造用于朝向定位在直接靠近所述外壳的组织表面上的外部装置发射磁场，而与所述外壳围绕从所述外壳延伸的导管的轴线的转动定向无关。天线可以具有各种结构，包括多个天线沿着与导管的纵向轴线对准的轴线延伸，和圆柱形线圈天线具有与导管的纵向轴线对准的纵向轴线。
本发明还提供了与可植入的限制系统通信的方法，并且在一种实施方式中，该方法可以包括提供可植入在患者体内以在通道中形成限制的限制系统；将通信装置定位在邻近患者的组织表面；并且启动通信装置以与设置在形成所述限制系统的一部分的外壳中的至少一个天线通信。所述至少一个天线可以朝向所述通信装置发射磁场而与包含所述至少一个天线的外壳围绕从外壳延伸的导管的轴线的转动定向无关。在一种实施方式中，所述通信装置可以传递能量以向所述限制系统中的传感器供以功率，该传感器可以被构造用于测量系统参数和生理参数中的至少一种。由所述传感器测量的操作值和生理值通过所述限制系统中的至少一个天线通信到所述外部装置。通信装置可以具有多种形式。例如，所述通信装置可以是位于患者体外的外部装置，或者所述通信装置可以是被构造成在患者体内内部输送的内部装置。天线可以具有多种结构。例如，至少一个天线可以包括多个天线，每个天线定向为平行于所述导管的纵向轴线并且围绕所述导管的纵向轴线沿径向分开。所述多个天线能够在延伸通过所述纵向轴线的多个平面内发射场线。所述至少一个天线还可以包括具有纵向轴线的圆柱形线圈天线，所述纵向轴线与所述导管的纵向轴线对准。所述圆柱形线圈天线可以从所述外壳的纵向轴线沿径向向外发射场线。
更具体地说，本发明涉及如下内容：
(1).一种可植入的限制系统，包括：
可植入的限制装置，其被构造用于在通道内形成限制；以及
与所述可植入的限制装置相关联的可植入的外壳，所述可植入的外壳具有被构造成与所述外壳围绕轴线的转动定向无关地与收发器遥测通信的至少一个天线。
(2).根据第(1)项所述的系统，其中，所述至少一个天线沿着轴线延伸，所述轴线与从所述外壳延伸的导管的纵向轴线对准。
(3).根据第(1)项所述的系统，其中，所述收发器是位于邻近组织表面的外部装置。
(4).根据第(1)项所述的系统，其中，所述收发器设置在被构造成在患者体内内部输送的装置上。
(5).根据第(2)项所述的系统，其中，所述可植入的外壳中设置有支撑件，所述支撑件具有近端和远端并且沿着所述导管的纵向轴线延伸，所述至少一个天线包括多个天线，每个天线围绕所述支撑件的近端和远端设置并且围绕所述支撑件与相邻的天线沿径向分隔开。
(6).根据第(5)项所述的系统，其中，所述多个天线沿径向以大约180度彼此分隔开。
(7).根据第(5)项所述的系统，其中，所述多个天线沿径向以大约120度彼此分隔开。
(8).根据第(2)项所述的系统，其中，所述至少一个天线包括圆柱形线圈天线。
(9).根据第(1)项所述的系统，其中，所述可植入的外壳包含传感器。
(10).根据第(1)项所述的系统，其中，所述可植入的外壳是注射端口。
(11).根据第(9)项所述的系统，其中，所述传感器被构造用于测量系统参数和生理参数中的至少一种，并且所述至少一个天线有效地使所测量的参数通信到所述收发器。
(12).根据第(9)项所述的系统，其中，所述至少一个天线被构造用于接收能量以向所述传感器供以功率。
(13).一种限制系统，包括：
可植入的束带，其被构造用于在通道中形成限制；
与所述束带相关联的外壳，所述外壳具有从其延伸的导管，所述导管限定沿着其长度的纵向轴线；
可植入的传感器，其被构造用于测量限制系统参数和生理参数中的至少一种；以及
与所述外壳相关联的至少一个天线，所述至少一个天线被构造用于朝向定位在直接靠近所述外壳的组织表面上的外部装置发射磁场，而与所述外壳围绕从所述外壳延伸的导管的轴线的转动定向无关。
(14).根据第(13)项所述的系统，其中，所述传感器被构造用于测量所述束带中的流体的流体压力。
(15).根据第(13)项所述的系统，其中，所述至少一个天线包括沿着与所述导管的纵向轴线对准的轴线延伸的多个天线。
(16).根据第(13)项所述的系统，其中，所述天线包括具有纵向轴线的圆柱形线圈天线，所述纵向轴线与所述导管的纵向轴线对准。
(17).一种与可植入的限制系统通信的方法，包括：
提供可植入在患者体内以在通道中形成限制的限制系统；
将通信装置定位在邻近患者的组织表面；并且
启动通信装置以与设置在形成所述限制系统的一部分的外壳中的至少一个天线通信，所述至少一个天线朝向所述通信装置发射磁场而与包含所述至少一个天线的外壳围绕轴线的转动定向无关。
(18).根据第(17)项所述的方法，其中，所述通信装置传递能量以向所述限制系统中的传感器供以功率。
(19).根据第(18)项所述的方法，还包括将传感器构造用于测量系统参数和生理参数中的至少一种。
(20).根据第(19)项所述的方法，其中，由所述传感器测量的操作值或生理值通过所述限制系统中的至少一个天线通信到所述外部装置。
(21).根据第(17)项所述的方法，其中，所述通信装置包括位于患者体外的外部装置。
(22).根据第(17)项所述的方法，其中，所述通信装置包括被构造成在患者体内内部输送的内部装置。
(23).根据第(17)项所述的方法，其中，所述至少一个天线包括多个天线，每个天线定向为平行于所述导管的纵向轴线并且围绕所述导管的纵向轴线沿径向分开，所述多个天线能够在延伸通过所述纵向轴线的多个平面内发射场线。
(24).根据第(17)项所述的方法，其中，所述至少一个天线包括具有纵向轴线的圆柱形线圈天线，所述纵向轴线与所述导管的纵向轴线对准，所述圆柱形线圈天线从所述外壳的纵向轴线沿径向向外发射场线。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明将会被更全面的理解，
其中：
图1A是食物摄入限制系统的一种实施方式的示意图；
图1B是图1A的食物摄入限制系统的可植入部分的一种实施方式的立体图；
图2A是图1A的食物摄入限制装置的立体图；
图2B是围绕患者的胃食管结合部应用的图2A的食物摄入限制装置的示意图；
图3是图1A的注射端口外壳的一种实施方式的立体图；
图4是图1A的传感器外壳的一种实施方式的立体图；
图5示出了图1A的传感器外壳的一种实施方式；
图6是用于图5的压力传感器的可变电阻电路的实施方式的示意图；
图7是显示图1A的食物摄入限制装置的内部和外部元件的实施方式的框图；
图8是图1A-1B的限制系统的一种实施方式的透视图，示出了传感器外壳中设置有多根天线；
图9是用于支撑设置在图8中的外壳中的天线的支撑件的一种实施方式的透视图；
图10是用于支撑设置在图8中的外壳中的天线的支撑件的另一种实施方式的透视图；
图11是被构造成设置在传感器外壳中的天线的另一种实施方式的透视图；
图12是包括图11中的天线的传感器外壳的透视图；
图13是图1A-1B的限制系统的另一种实施方式的透视图，示出了外壳中设置有多根天线；以及
图14是图13中的外壳的实施方式的透视图，示出了设置在外壳中的天线的另一种实施方式。
具体实施方式
现在将描述一些示例性实施方式以提供对本文中公开的装置和方法的结构、功能、制造以及用途的原理的全面理解。这些实施方式的一个或多个例子在附图中示出。本领域技术人员将会理解，在本文中具体描述并在附图中示出的装置和方法都是非限制性的示例性实施方式，本发明的范围仅仅由权利要求书来限定。结合一种示例性实施方式示出或描述的特征可与其他实施方式的特征组合。这种修改和变化也都包含在本发明的范围内。
本发明提供了与可植入的限制系统通信的各种示例性的方法和装置。在一种实施方式中，可植入的限制系统包括具有至少一个内部天线的外壳，所述内部天线能够与被构造用于测量系统参数(例如，压力)和/或生理参数的可植入的传感器通信。内部天线能够被构造成与外壳围绕任何轴线转动定向无关地朝向外部装置或内部输送的装置发射磁场，以允许与外部装置或内部输送的装置通信，从而例如向可植入的传感器传输功率和/或在内部天线和外部装置或内部输送的装置之间传送和/或接收数据。
虽然本发明可被用于本领域已知的各种限制系统，但是图1A示出了在患者体内使用的食物摄入限制系统10的一种示例性实施方式。如图所示，系统10一般包括可植入部分10a和外部部分10b。图1B示出了位于患者体外的可植入部分10a。如图所示，可植入部分10a包括被构造成围绕患者的胃40的上部定位的可调节胃束带20和例如经过导管50与可调节胃束带20流体连接的注射端口30。注射端口30适于允许流体被引入到胃束带20中以及从胃束带20中除去，从而调节胃束带20的尺寸并由此调节施加到胃40上的压力。注射端口30可被植入到体内可通过组织接触的位置中。典型地，注射端口被定位在患者腹部的皮肤和脂肪组织层下的横向肋下的区域中。医生还典型地将注射端口植入到患者胸骨上。
内部部分10a还可包括与可植入部分10a中的闭合流体回路流体连通的感测或测量装置。在一种实施方式中，感测装置为被构造成测量闭合流体回路的流体压力的压力感测装置。虽然压力感测装置可具有各种构造并可被定位在沿着内部部分10a的任何地方，包括定位在注射端口30中，如在下面进一步描述的那样，在图示的实施方式中压力测量装置为压力传感器的形式，该压力传感器被设置在与注射端口30相邻定位的传感器外壳60中。导管50可包括连接在胃束带20与压力传感器外壳60之间的第一部分和连接在压力传感器外壳60与注射端口30之间的第二部分。虽然能够理解，感测装置可被构造成获得与包括生理参数在内的一个或多个相关参数有关的数据，但是总体上其可在本文中被描述为压力感测装置。
如同在图1A中进一步显示的那样，外部部分10b一般包括数据读取装置70，该数据读取装置70被构造成定位在压力传感器外壳60(其可植入厚的组织下面，例如超过10cm厚)上方的皮肤表面上，以便以非侵入方式与压力传感器外壳60通信(如以下更加详细的说明)并由此获得压力测量值。数据读取装置70可任选地与控制箱90(以无线方式或者有线方式，如在该实施方式中借助电缆组件80)电联接，该控制箱90可显示压力测量值、得自数据读取装置70的其他数据，和/或数据警报。虽然在该例子中控制箱90显示为相对于患者处于本地，但控制箱90可相对于患者处于本地或者远程位置处。
在一些实施方式中，外部部分10b可以包括感测系统，该感测系统被构造成获得与一个或多个相关参数，例如内部部分10a的闭合流体回路的流体压力有关的数据。例如，闭合流体回路中的压力可以通过与注射端口30流体连通的休伯针来测量。题为“ExternalPressure-Based Gastric Band Adjustment System and Method”的美国公开文献No.2006/0211912中描述了一种示例性的外部压力读取系统，该美国公开文献通过引用合并在此。
图2A更详细地显示了胃束带20。虽然胃束带20可具有各种构造，并且本领域目前已知的各种胃束带都可被用于本发明，但是在图示的实施方式中胃束带20具有大致细长的形状，并且束带有具有相对的第一端部20a和第二端部20b的支撑结构22，该支撑结构22可形成为一个环，使端部彼此连接。各种配合技术可被用于将端部20a、20b彼此连接起来。在图示的实施方式中，端部20a、20b为配合在一起的带子的形式，并且一个叠置于另一个顶部上。在另一种实施方式中，例如在图1B和2B中所示的，在胃束带20一端上的支撑结构可包括开口，胃束带20的另一个端部可穿过该开口，从而将两个端部彼此连接。胃束带20还可包括可变容积元件，诸如可膨胀囊24，该囊设置在支撑结构22一侧上或在支撑结构22一侧上形成，并被构造成与组织邻近定位。囊24可相对于胃的外壁膨胀或者收缩，从而形成可调节的人造口，以便可控制地限制食物摄入到胃中。
本领域技术人员将会理解，胃束带可具有各种其他构造。此外，在本文中公开的各种方法和装置都可等同应用于其他类型的可植入束带。例如，束带可被用于治疗大便失禁，如同在美国专利No.6461292中描述的那样，该文献的内容通过引用而包含在本申请中。束带还可被用于治疗小便失禁，如同在美国专利公开No.2003/0105385中描述的那样，该文献的内容通过引用而包含在本申请中。束带还可被用于治疗胃灼热和/或返酸，如同在美国专利No.6470892中公开的那样，该文献的内容通过引用而包含在本申请中。束带还可被用于治疗阳痿，如同在美国专利公开No.2003/0114729中描述的那样，该文献的内容通过引用而包含在本申请中。
图2B显示了围绕患者的胃食管结合部应用的可调节胃束带20。如图所示，胃束带20至少大体上围绕胃40的靠近与患者食管42的结合部的上部。优选以胃束带20中含有少量或者不含流体的紧缩构将胃束带20植入后，胃束带20可例如使用生理盐水被膨胀，以缩小人造口开口的尺寸。本领域技术人员将会理解，多种技术，包括机械技术和电技术，都可被用于调节胃束带20。图2B还示出了感测装置41的替代位置，该感测装置41设置在胃束带20的带扣43中。
流体注射端口30也可具有各种构造。在图3中显示的实施方式中，注射端口30具有大致圆柱形外壳，该圆柱形外壳具有远侧面或底面以及从底面向近侧延伸并限定了近侧开口32的周壁。近侧开口32可包括延伸穿过该开口并提供了在外壳中形成的流体容器(在图3中不可见)的入口的针穿刺隔膜34。隔膜34优选设置在足够靠近的位置，使容器的深度足以暴露于针(诸如休伯针)的开口尖端，使流体输送可发生。隔膜34优选被设置成使其在被针穿刺并且针退出后自密封。如图3中进一步显示的那样，注射端口30可还包括导管连接件36，该导管连接件36与容器流体连通并被构造成与导管(例如导管50)联接。本领域技术人员将会理解，外壳可由任意数目的材料制成，包括不锈钢、钛、陶瓷、玻璃和聚合物材料，并且隔膜34同样可由任意数目的材料制成，包括硅树脂。
读取装置70也可具有各种构造，一种示例性的压力读取装置在共同拥有的美国专利公开No.2006/0189888和No.2006/0199997中更详细地公开，该文献的内容通过引用而包含于本申请中。一般说来，读取装置70可以非侵入方式测量被植入部分10a中的流体压力，即便在压力感测装置被植入到厚(至少超过10cm，并且可以超过15cm)的皮下脂肪组织之下时也是如此。医生可依靠传感器外壳60的位置和/或其他压力感测装置的位置附近的患者皮肤保持读取装置70，获得感测的压力数据和如这里说明的可能的其它信息，并观察控制箱90上的显示器上的压力读数(和/或其它数据)。数据读取装置70还可以使用带子、粘合剂和其他公知方法可拆卸地连接到患者(将在下面进一步讨论)，诸如在延长的检查过程中。数据读取装置70可通过传统的布质或纸质手术单操作，并且还可以包括对于每个患者可更换的一次性的罩(未显示)。
如上所述，系统10还可以包括用于监测胃限制系统10的操作的一个或多个传感器。所述一个或多个传感器可以被构造成测量系统10的各种操作参数，包括但不限于，系统中的压力、系统中的温度、蠕动脉冲事件或频率、蠕动脉冲宽度、蠕动脉冲持续时间和蠕动脉冲幅值。在一种示例性的实施方式中，系统可以包括压力测量装置形式的传感器，该传感器与闭合流体回路通信并且被构造用于测量系统中的流体压力，该流体压力对应于由可调节的胃束带施加到患者的胃上的限制量。传感器也可以被构造用于测量各种其它参数，例如，脉冲计数和脉冲宽度。在应用中，测量系统的流体压力或任何其它控制参数能够使医生(或者其它医务工作者)评估限制系统的性能。在图4中所示的实施方式中，压力测量装置是设置在传感器外壳60中的压力传感器62的形式。但是，压力测量装置可以设置在可植入的部分的闭合液压回路中的任何位置，并且各种示例性的位置和构造更详细地公开在2006年3月7日提交的题为“Non-Invasive Pressure Measurement In a Fluid Adjustable RestrictiveDevice”的共同拥有的美国公开文献No.2006/0211913中，该美国公开文献通过引用合并在此。通常，所示的传感器外壳60包括入口60a和出口60b，入口60a和出口60b与可植入的部分10a中的流体连通。已被植入的导管50例如可以通过切断导管50并且将倒钩连接件(或者任何其它连接件，诸如夹钳、夹子、粘结剂、焊接件等)插入到导管50的被切断的端部中与传感器外壳60改型。传感器62可以设置在外壳60中并且被构造成响应液压回路中的流体压力变化并且将压力变化转换成可用的数据形式。
本领域已知的各种压力传感器均可被用作压力传感器62，例如由美国乔治亚州亚特兰大的CardioMEMS公司提供的无线压力传感器，但合适的微机电系统(“MEMS”)压力传感器也可得自任何其他来源，包括但不限于：美国密歇根州伊普西兰蒂的Integrated SensingSystems公司(ISSYS)和美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的Remon MedicalTechnologies公司。一种示例性的MEMS压力传感器在美国专利No.6855115中描述，该文献的内容通过引用而包含在本申请中，仅用于说明的目的。本领域技术人员还能理解，合适的压力传感器可包括但不限于电容传感器、压敏电阻传感器、硅应变仪传感器或者超声(声学)压力传感器，以及能够测量压力的各种其他装置。
具有设置在其中的传感器62的传感器外壳60的构造的一种实施方式在图5中显示。在该实施例中，传感器外壳60可以由包括电路板和气密顶部的两块结构制成，其中，电路板可以由气密材料制成以用作气密部件(底部)，气密顶部可以由粘结在一起的相容材料构成以阻止设置在传感器外壳60中除讨论的用于传感器62的那些之外的任何元件与流体接触。传感器外壳60可由适于在体内使用的任何生物相容性材料制成，诸如聚合物、生物相容性金属、陶瓷、玻璃以及其他相似类型的材料。此外，传感器外壳60可由任何一种或多种透明(如图5所示)、不透明、半透明和不透射线的材料制成。除其他元件以外还包括微控制器65(例如处理器)的电路板64还可设置在外壳60中，以帮助处理并传递由传感器62收集的压力测量值以及与胃束带20有关的其他可能数据。(电路板64也可以是外壳60的一部分，如上所述)。如同在下面进一步讨论的那样，电路板64还可包括经皮能量传递(TET)/遥测线圈和电容器。任选地，温度传感器可被集成到电路板64中。微控制器65、TET/遥测线圈、电容器和/或温度传感器可经电路板64或者经任何其他合适的元件通信。TET/遥测线圈和电容器可一起形成用于从外部部分10b接收功率并将压力测量值传递到压力读取装置例如读取装置70的调谐振荡电路。此外，如果没有一些辅助手段与压力传感器62相关联的遥测元件不能到达置于患者体外的遥测装置，所述辅助手段可通过任何合适数目的中继器(未显示)或其他装置来提供。
在应用中，流体可通过定位在外壳表面(这里指其底面)上的任何位置的开口66进入传感器外壳60并与传感器62的压力感测表面68接触。传感器62典型地相对于母板密封，使进入开口66的流体不能渗透并影响压力感测表面68之外的传感器62的操作。当流体流进和流出开口66时，传感器62可测量与压力感测表面68接触的流体的压力。例如，压力感测表面68可包括具有可变形表面的隔膜，使得当流体流过开口66时，流体冲击隔膜的表面，引起所述表面机械位移。隔膜的机械位移可通过包括一对可变电阻、硅应变仪的可变电阻电路转化成电子信号。一个应变仪可与隔膜的中央部分连接以测量隔膜的位移，而匹配的第二应变仪可连接在隔膜的外边缘附近。应变仪可使用粘合剂与隔膜连接或者可融合(diffuse)到隔膜结构中。当胃束带20中的流体压力波动时，隔膜的表面可上下变形，从而在应变仪的中央部分中产生阻抗变化。
用于传感器62的可变电阻电路的一种实施方式在图6中显示。所述电路包括第一应变仪96和第二应变仪98，它们形成半补偿惠斯通电桥电路100的两个顶部电阻元件。当第一应变仪96反应于传感器的隔膜的机械位移时，第一应变仪96的变化阻抗改变了通过电桥电路100的顶部的电势。第二应变仪98与第一应变仪96匹配并使惠斯通电桥电路100隔热(athermalize)。第一差分放大器102和第二差分放大器104与电桥电路100连接以测量由于可变电阻应变仪96、98而引起的电桥电路100中电势的变化。具体来说，第一差分放大器102测量通过整个电桥电路100的电压，而第二差分放大器104测量通过电桥电路100的应变仪一半的差分电压。对于通过电桥的固定电压而言，应变仪电压之间的差越大，压差越大。来自差分放大器102、104的输出信号可被应用于集成到电路板64中的微控制器65，并且微控制器65可将测量的压力数据传递到置于患者体外的装置。如果需要，也可使用全补偿惠斯通电桥电路以增加压力传感器62的灵敏性和精确性。在全补偿电桥电路中，四个应变仪而不是仅仅两个应变仪与隔膜的表面连接。
图7示出了包括在内部部分10a和外部部分10b中的元件的一种实施方式。如图7中所示，外部部分10b包括用于将功率信号132传递到内部部分10a的初级TET线圈130。遥测线圈144也被包括用于将数据信号传递到内部部分10a。初级TET线圈130和遥测线圈144组合形成天线，例如读取装置70。例如设置在控制箱90中的外部部分10b包括用于控制应用到初级TET线圈130的功率的TET驱动电路134。TET驱动电路134由具有相关存储器138的微处理器136控制。图形用户界面140与微处理器136连接以便输入患者信息、显示数据和医生指令，和/或打印数据和医生指令。通过利用用户界面140，用户诸如患者或者临床医生可将调节要求传递给医生并且还传递该要求的提出原因。另外，用户界面140可使患者能够读取并响应来自医生的指令和/或压力测量值警报，如在下面更详细说明的。
外部部分10b还包括初级遥测收发器142，用于将询问指令传递到植入的微控制器65并从微控制器65接收响应数据包括感测的压力数据。初级收发器142与微处理器136电连接以便输入并接收指令和数据信号。初级收发器142驱动遥测线圈144，从而以选定的RF通信频率谐振。谐振电路可生成将指令数据传递到微控制器65的下行交变磁场146。作为替代，收发器142可接收来自内部部分10a中的次级TET/遥测线圈144传递的遥测信号。接收的数据可被存储在与微处理器136相关联的存储器138中。功率源150可为控制箱90提供能量以便为内部部分10a中的元件提供功率。环境压力传感器152与微处理器136连接。微处理器136可使用来自环境压力传感器152的信号以便根据例如由于气压条件变化或者高度变化引起的大气压环境变化对所接收的压力测量值进行调节，以增加压力测量值的精确性。
图7还示出了内部部分10a的元件，在该实施方式中这些元件被包括在传感器外壳60中(例如在电路板64上)。如图7中所示，次级TET/遥测线圈114接收来自外部天线的功率/通信信号132。次级线圈114形成调谐振荡电路，其与初级TET线圈130感应耦合，为植入物或者初级遥测线圈144提供功率以接收和传递数据。遥测收发器158控制与次级线圈114的数据交换。另外，内部部分10a包括整流器/功率调节器160，微控制器65、与微控制器65相关联的存储器162、温度传感器112、压力传感器62和信号调理电路164。植入的元件可将压力测量值(经过或没有经过源于温度的调节等)从传感器62经天线(初级TET线圈130和遥测线圈144)输送到控制箱90。压力测量值可被存储在存储器138中并被相对于环境压力进行调节、在控制箱90的显示器上显示和/或可能实时传递到患者的远程位置处的远程监测站。
如上所示，传感器外壳可以包括至少一个天线，所述天线可以被构造成允许可植入的限制系统10由外部装置或内部输送的装置提供功率和/或与外部装置或内部输送的装置连通。但是，本领域普通技术人员可以理解，至少一个天线可以位于多处位置，包括但不限于位于具有或不具有单独外壳的注射端口30中。天线可以这样的方式设置在外壳中，即，允许在天线和位于皮肤表面附近的外部装置或被构造成在患者体内内部输送到例如胃肠道的装置之间有效通信。例如，天线可以设置在外壳中，以允许天线朝向外部装置或内部输送的装置发射磁场而与外壳围绕轴线的转动定向无关。这可以通过各种方式实现，包括通过将天线定向成平行于从外壳延伸的导管的纵向轴线。
虽然可以包含天线的外壳，例如上述的传感器外壳60在图1B中示出为具有盘状结构并且在图4中具有细长结构，但是外壳可以具有各种结构，包括圆形和矩形结构。在图8所示的一种示例性的实施方式中，外壳200可以具有大致细长圆柱形结构，其具有近端200p和远端200d，在近端200p和远端200d之间限定纵向轴线。本领域普通技术人员可以理解，外壳200可以具有任何形状和尺寸，但其优选地被构造成植入在组织中并且包含至少一个设置在其中的天线204。外壳200还可以包括从其延伸的导管，例如导管50。导管50可以利用与可植入的部分10a中的流体流体连通的入口和/或出口连接到外壳。为了在天线204和外部装置之间允许有效的通信，天线204可以沿着与导管50的纵向轴线对准的轴线A在外壳200内延伸。本领域技术人员可以理解，使天线204与导管50的纵向轴线对准包括使天线204与导管50的纵向轴线共轴或平行于导管50的纵向轴线。因此，与外壳200围绕导管50的纵向轴线的转动定向无关，天线204能够朝向组织表面上的预定位置发射磁场，以允许天线204与外部装置通信。本领域技术人员可以理解，只要天线204能够定位在外壳200中，外壳200可以具有任何结构。此外，本领域技术人员可以理解，虽然外壳和导管被示出为布置成一列，但是可以各种其它方式布置这些元件，包括布置成T型结构或Y型结构，各种示例性的结构更详细地公开在2006年3月7日提交的题为“Non-Invasive Pressure Measurement In a Fluid Adjustable RestrictiveDevice”的共同拥有的美国公开文献No.2006/0211913中，并且该美国公开文献通过引用合并在此。
外壳200还可以包括电路，如图5所述，该电路可以各种方式定位在外壳中。例如，在一种示例性的实施方式中，可以利用连接构件208将电路锚定在外壳200中，该连接构件208被构造用于将电路连接到外壳200的近端200p上。但是，本领域技术人员可以理解，电路可以任意方式设置在外壳200中并且能够利用任何已知的方式锚定到外壳200。
至少一个天线204也可以各种方式设置在外壳200中。在一种实施方式中，外壳200中设置有支撑件202，该支撑件202被构造用于支撑天线204。支撑件202可以具有各种结构，并且可以包括近端202p和远端202d，在近端202p和远端202d之间限定纵向轴线，该纵向轴线可以平行于从外壳200延伸的导管50的纵向轴线或者与其共轴。在所示实施方式中，利用连接构件206将支撑件202的近端202p连接到外壳200的近端200p，该连接构件206被构造用于将支撑件202连接到外壳200的近侧内壁上。但是，本领域技术人员可以理解，可以利用各种技术将支撑件202连接到外壳200。例如，可以利用例如粘合剂或紧固件将支撑件202固定地连接到外壳200，或者外壳200可以可拆卸地连接到外壳200。本领域技术人员可以理解，可以允许天线204沿着支撑件202定位的任何方式将支撑件202连接到外壳200。支撑件202还可以包括用以容纳任意数量的以任何方式沿着支撑件202构造的天线204的部件，如以下将要详细说明的。
为了有利于与装置(其能够是外部装置或被构造成在人体内例如在胃肠道内内部输送的装置，例如收发器)通信，外壳200可以包括任意数量且具有各种构造的天线204，以发射和/或接收场线，所述场线指向组织表面而与外壳200围绕轴线(例如从外壳200延伸的导管50的轴线)的定向无关。在一种示例性的实施方式中，这允许天线204与任何装置包括外部装置和内部装置通信，而与外壳200围绕任意轴线的定向无关，该轴线例如包括在外壳200被植入且围绕导管50的轴线旋转和/或翻转时从外壳延伸的导管50的轴线。本领域技术人员可以理解，外壳200可以包括以任何构造定位的多个天线，只要每个天线204被定向成基本上平行于导管50的纵向轴线，以允许天线204朝着在组织表面上围绕外壳200的位置发射磁场线，从而有利于与外部装置或内部输送的装置通信。
例如，在一种示例性的实施方式中，外壳200可以包括围绕支撑件202的近端202p和远端202d设置并且围绕它们径向分隔开的多个天线204，以便发射场线，从而允许天线204与外部装置通信。多个天线可以任何角度增量，例如大约180度、120度、90度、60度、30度或一些其它增量沿径向彼此分隔开。在图8所示的实施方式中，第一、第二和第三天线能够环绕沿着自身的纵向轴线延伸的支撑件202，并且以大约120度沿径向彼此分隔开。换句话说，第一、第二和第三天线中的每个可以具有沿着支撑件202的一侧延伸的第一部分和沿着支撑件202的相对侧延伸的第二部分。因此，第一、第二和第三天线的每个部分彼此以60度分隔开。
支撑件也可以具有各种构造，以支撑围绕其沿径向分隔开的多个天线。例如，图9示出了一种示例性的实施方式，其中支撑件222适于支撑第一和第二天线。第一和第二天线可以环绕沿着自身的纵向轴线延伸的支撑件222，并且可以大约180度沿径向彼此分隔开。换句话说，第一和第二天线中的每个都可以具有沿着支撑件222的一侧220、224延伸的第一部分和沿着支撑件222的相对侧226、228延伸的第二部分。因此，第一和第二天线的每个部分彼此以90度间隔开。为了适合第一和第二天线，支撑件222可以具有大致细长十字形结构。支撑件222也可以包括对置的第一和第二安装槽230、232以及第三和第四安装槽234、236，第一和第二安装槽230、232沿着支撑件222的侧面220、228彼此相对定位以支撑第一天线，第三和第四安装槽234、236沿着支撑件222的侧面224、226彼此相对定位并且与对置的第一和第二安装槽230、232成90度以支撑第二天线。安装槽230、232、234、236可以具有各种结构，但在所示实施方式中，所述安装槽为沿着支撑件222的侧面220、224、226、228的长度形成的通道形式并且所述安装槽的尺寸和形状被设计成使第一和第二天线容纳在其中。每个安装槽230、232、234、236可以包括对置的第一和第二侧壁230a、230b、232a、232b、234a、234b、236a、236b，并且侧壁的高度能够防止天线滑出安装槽230、232、234、236以使第一和第二天线在其中保持就位。本领域技术人员可以理解，支撑件222可以具有各种结构以支撑第一和第二天线。例如，支撑件222可以是具有四个侧面的细长矩形(未示出)形式，安装槽230、232、234、236形成在细长矩形的每一侧面中。此外，本领域技术人员可以理解，支撑件222可以支撑天线而不需使用安装槽。
在另一种示例性的实施方式中，第一、第二和第三天线304a、304b、304c可以大约120度沿径向彼此分隔开。如图10所示，支撑件302可以被构造成适应第一、第二和第三天线，并且可以具有包括六个侧面的大致六方形。支撑件302的每对相对侧面能够沿着第一、第二和第三天线304a、304b、304c中的一个的长度相应地保持第一、第二和第三天线304a、304b、304c中的一个，使得天线部分以大约60度的增量彼此间隔开。本领域技术人员可以理解，支撑件302可以具有各种结构，并且包括各种附加元件以支撑第一、第二和第三天线304a、304b、304c。例如，支撑件302可以包括以上参照图9描述的安装槽，所述安装槽沿着支撑件302的六个侧面中的每一侧面形成，以将第一、第二和第三天线304a、304b、304c保持在其中并且阻止第一、第二和第三天线304a、304b、304c滑到支撑件302的侧面上。由第一、第二和第三天线304a、304b、304c形成的场线306垂直于支撑件302和外壳的纵向轴线延伸，其中，天线304a、304b、304c和支撑件302设置在所述外壳中。因此，当外部装置定位在皮肤表面附近或者内部装置被构造成在人体内内部输送以便与天线304a、304b、304c通信时，外部装置的天线或其它接收器/发送器与场线306对准而与天线304a、304b、304c在皮肤下方的定向无关，从而允许在天线304a、304b、304c和外部或内部装置之间通信。
本领域技术人员可以理解，天线可以具有任何结构并且可以被构造成沿所有方向发射场。例如，由于天线环绕支撑件的端部，图8-10中所示的天线都被构造成沿所有方向发射场。虽然从天线的端部发射出的场可以比从天线的沿着支撑件的长度延伸的部分发射出的场弱，但这些天线结构都沿所有方向发射场。在另一种示例性的实施方式中，为了使天线在所有方向上发射基本上相等的场，可以形成具有对称结构，例如管形状的天线。这允许天线沿所有方向发射基本上相同量级的场，而与天线围绕任意轴线的转动定向无关。
在如图11-12中所示的另一种示例性的实施方式，天线可以是圆柱形线圈天线404的形式，该圆柱形线圈天线404具有纵向轴线A，该纵向轴线A与从外壳400延伸的导管50的纵向轴线对准。圆柱形线圈天线404的长度和直径被构造成允许天线404设置在外壳400中，并且圆柱形线圈天线404可以具有各种结构。例如，线圈天线404可以由具有卷绕结构的单个连续天线404形成，或者可以由靠近彼此定位以形成卷绕形状的多个单独的圆形天线形成。支撑件402可以被构造用于支撑圆柱形线圈天线404，并且其在所示的实施方式中为细长表面的形式，该细长表面的尺寸允许支撑件402穿过圆柱形线圈天线404设置。支撑件402的长度可以允许其通过天线404的长度延伸并且允许支撑件402连接到外壳400。支撑件402可以各种方式连接到外壳。例如，在所示实施方式中，支撑件402利用连接构件406连接到外壳400的近侧内壁。如上所述的也包含在外壳400中的电路408也可以利用连接构件406连接到外壳400。本领域技术人员可以理解，电路408可以各种方式，包括通过利用单独的连接构件连接到外壳。在所示实施方式中，连接构件406包括从其延伸的第一和第二延伸部。第一延伸部被构造成连接到支撑件402以使支撑件402连接到连接构件406，第二延伸部被构造成连接到电路408以使电路408连接到连接构件406。为了有利于与外部装置通信，由圆柱形线圈天线404形成的场线基本上平行于导管50的纵向轴线延伸，允许与外部装置通信而与外壳400围绕从其延伸的导管50的轴线的转动定向无关。
虽然图8和12中所示的导管50被示出为与设置在外壳200、400中的天线成一列并且平行于天线，图13-14示出了外壳200、400具有垂直于导管50定位的天线的另一种示例性的实施方式。此外，虽然图8和12中所示的天线被示出为位于也包括传感器的外壳中，图13-14示出了位于注射端口30的外壳中的天线。为了有利于与外部或可在内部输送的装置通信，由图13中所示的天线或图14中所示的圆柱形线圈天线形成的场线沿基本上所有方向发射，允许与外部或内部装置通信而与外壳围绕任何轴线的转动定向无关。本领域技术人员可以理解，天线可以位于限制系统中的任意外壳内，以允许天线与外部或可在内部输送的装置通信。
在应用中，可以利用现有技术中已知的技术将图1A-1B中所示的限制系统10植入到皮肤下面。例如，胃束带20可以被引入患者体内并且围绕胃定位，以限制进入胃中的通道，由此限制食物摄入。外壳60(或200、400)和端口30可以植入到组织中优选植入到筋膜内，并且它们能够连接到束带20以允许其间流体连通。优选地，端口30被锚定到筋膜的表面上，使得端口30基本上平行于皮肤表面，以允许进入端口30。与端口30间隔开一定距离并且优选定位在筋膜上的外壳60、200、400可以利用导管50连接到端口30。
在植入之后，有必要与限制系统10的可植入的部分10a通信，例如向限制系统传输功率和/或向限制系统10通信系统信息和从限制系统10通信系统信息。天线被构造成以上述的任意结构设置在外壳中，例如，传感器或注射端口的外壳，以便有利于与外部装置通信。通过植入的天线发射和/或接收的磁场线以这样的方式发射和/或接收，即，允许外部装置上的外部天线或在内部输送的装置上的内部天线与植入的天线通信而与天线和外壳在围绕任意轴线设置时的定向无关。可植入的天线能够与外部装置的外部天线或在内部输送的装置的内部天线通信，从而允许可植入的系统被提供功率和/或将各种系统和/或生理参数(例如压力读数)从可植入的天线传输到外部或内部天线和/或将各种系统和/或生理参数(例如压力读数)从外部或内部天线接收到可植入的天线。
本发明的装置可被设置成在单次使用后被处理，或者它们可被设计成多次使用。但是，在任一情况下，装置在至少一次使用后可被再生以便重新使用。再生可包括装置的拆卸、接着清洁或替换特定部件以及随后重新组装的步骤的任一组合。特别是，装置可被拆卸，并且装置的任意数目的特定部件或部分可选择性地以任何组合被替换或者除去。当清洗和/或替换特定部分时，装置可在再生工厂或者由手术团队在外科手术前立即被重新组装以便随后的使用。本领域技术人员将会理解，装置的再生可利用用于拆卸、清洗/替换以及重新组装的各种技术。所述技术的使用以及获取的再生装置都落入本发明的范围内。
优选地，在本文中公开的本发明将在外科手术前被处理。首先，获取新的或者使用过的器械并在需要的情况下对其进行清洁，该器械然后可被灭菌。在一种灭菌技术中，容器和器械被放置在闭合并密封的容器中，诸如塑料袋或高密度聚乙烯合成纸袋中。容器和器械然后被放置在可穿透容器的辐射场中，诸如γ射线、x射线或者高能电子。辐射杀死器械上以及容器中的细菌。灭菌的器械然后可被储存在灭菌容器中。密封的容器保持器械处于灭菌状态，直到其在医学场合下被打开。
优选的装置被灭菌。这可通过本领域已知的任何数目的方式来实现，包括β或γ射线、环氧乙烷、蒸汽。
在上述实施方式的基础上本领域技术人员将会理解本发明的进一步的特征和优选。因此，除非由权利要求书特别指明，本发明不由特别显示和描述的那些内容来限定。在本文中引证的所有出版物和参考文献通过全文引用而明确包含在本申请中。

Claims (10)

1.一种可植入的限制系统，包括：
可植入的限制装置，其被构造用于在通道内形成限制；以及
与所述可植入的限制装置相关联的可植入的外壳，所述可植入的外壳具有被构造成与所述外壳围绕轴线的转动定向无关地与收发器遥测通信的至少一个天线。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个天线沿着轴线延伸，所述轴线与从所述外壳延伸的导管的纵向轴线对准。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述收发器是位于邻近组织表面的外部装置。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述收发器设置在被构造成在患者体内内部输送的装置上。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可植入的外壳中设置有支撑件，所述支撑件具有近端和远端并且沿着所述导管的纵向轴线延伸，所述至少一个天线包括多个天线，每个天线围绕所述支撑件的近端和远端设置并且围绕所述支撑件与相邻的天线沿径向分隔开。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述多个天线沿径向以大约180度彼此分隔开。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述多个天线沿径向以大约120度彼此分隔开。
8.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个天线包括圆柱形线圈天线。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可植入的外壳包含传感器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述可植入的外壳是注射端口。
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