CN104884122A - 可注射皮下弦状心脏装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于调节患者心脏心律失常的可注射皮下心脏装置(ISHD),其包括多个联接结构,所述联接结构中的每一个是中空的;互连总线;生物相容性涂层;至少两个电极和多个传感器,所述互连总线用于电耦接所述联接结构且所述生物相容性涂层用于气密密封并电绝缘所述联接结构,所述联接结构之一封装电源,所述联接结构中的另一个封装至少一个电容器且所述联接结构中的第三个封装电子元件,所述电极和所述传感器被分别放置于所述联接结构的外表面,位于所述ISHD的相对末端,用于检测心律失常并对心脏提供电休克,所述电极和所述传感器与所述互连总线电耦接且所述ISHD被安置于心脏周围的皮下。
Description
技术领域
所公开的技术总体涉及心脏装置,具体地涉及起搏器和可植入复律器除颤器和其使用方法。
交叉引用
本申请要求以下美国临时专利申请的优先权:2012年11月21日提交的US 61/728,897、2013年2月15日提交的US 61/765,195和2013年7月11日提交的US 61/844,879。这三篇个申请中的每个是以引用的方式并入本文。
技术背景
心律失常是通常由于异常心脏电活动而导致心跳节律存在问题的医学疾病。心律失常的更具体类型包括心跳过快(称为心动过速)、过慢(称为心动过缓)或心律不整(称为心室颤动)。本领域已知用于帮助心律失常个体的两种基本装置。一种装置称为起搏器,另一种称为可植入复律器除颤器(本文缩写为ICD)。起搏器是连续测定心跳和心脏电活动的可植入装置。起搏器可检测心跳不规律,即心律失常,且被编程以向心脏提供电信号从而恢复其正常跳动节律。
现参考图1,其是本领域已知的植入患者的起搏器(一般标记为10)的示意性图示。如图1所示,起搏器12被植入具有心脏16和胸廓18的患者14中。起搏器包括两个主要组件,罐20和电导线22。罐20包括电源(未示出),如电池,以及用于监测心脏电活动并在检测到异常心脏节律时将电信号提供给心脏的电子装置(未示出)。罐20通常通过手术如图1箭头24所示从左侧靠近销骨(还称为锁骨)下方植入患者14。电导线22的一端与管20中的电子装置耦接且另一端与心脏16耦接,电导线是经由锁骨下静脉(未示出)和腔静脉(未示出)插入。电导线22一般通过经由腔静脉(未示出)经皮插入而被植入患者14。一旦附接至心脏16,电导线便与罐20耦接。电导线22通常呈挠性并将心脏16的电信号提供给罐20中的电子装置,以及将来自电子装置的电信号提供给心脏16。一般来说,电导线22被植入心脏16的右心室26和右心房28。
ICD类似于起搏器且包括类似组件,如罐和电导线;因此图1中的起搏器12还可以是ICD。ICD稍不同于起搏器,是因为其可包括电源、电子元件、电导线以及至少一个电容器。ICD与起搏器之间的差异是ICD可将高电压电休克提供给心脏以终止其它情况可能致命的心律过速。起搏器基本上局限于治疗心律过缓,其可利用显著更低电压的电脉冲加以治疗。ICD中存在的至少一个电容器构成了其功能上与起搏器的差异,因为所述至少一个电容器支持建立显著更高电休克并递送给心脏。ICD的另一功能是在心室纤维性颤动(本文缩写为VF)的情况中向心脏发送电休克以防止心脏骤停,即中止性猝死。建立电休克所需的电能并储存于所述至少一个电容器中。曾作为独立式装置存在的ICD还被制造成具有起搏器功能。此外,心脏再同步疗法除颤器(本文缩写为CRT-D)包括第三电极,从而允许同步起搏心脏的右和左心室。
如上所述,ICD类似于起搏器持续监测心脏的速率和节律并通过电休克方式将疗法递送给心脏。在ICD的情况中,当测到的心脏电活动超过预设数字时,电休克被提供给心脏。最先进ICD可区分不同类型的异常心脏电活动,如心脏不规律收缩时的VF与心跳规律但比正常时显著更快的心室性心动过速(本文缩写为VT)。在VT的情况中,这种ICD可将电信号发送给心脏以尝试较固有心率更快地起搏心脏,旨在在其发展为VF之前终止心动过速。这个技术在本领域被称为快速起搏、超速起搏或抗心动过速起搏(本文缩写为ATP)。正如本领域技术人员所知,ATP仅在心脏潜在节律为心室性心动过速时有效。如果心脏已发生心室纤维性颤动并因此失去均匀心率,那么ATP不再有效。最先进ICD使用各种方法的组合以确定从电导线接收的电信号表示正常心律、心室性心动过速或心室纤维性颤动。注意ICD在患者身体中的放置类似于起搏器,然而在CRT-D装置的情况中,电导线还可经由心脏的冠状窦(未示出)植入心脏左侧。在图1中这示为电导线30,以虚线表示。此外,注意存在未将ICD的电导线插入心脏而是安置于心脏上方皮下的最先进ICD。这种ICD给患者提供了改善的安全性,因为ICD电导线的插入不涉及任何心脏介入。
本领域已知ICD和起搏器。这些装置的主要生产商包括Medtronic、Boston Scientific、St.Jude Medical、Cameron Health(最近被Boston Scientific收购)、Biotronic and Sorin Group。例如,美国专利第7,363,083号,Bardy等人,让与Cameron Health,标题为“Flexible subcutaneous implantable cardioverter-defibrillator”关于供在患者胸廓皮下安置的可植入复律器-除颤器。该可植入复律器-除颤器包括当皮下安置时局限于患者胸廓的外壳、布置于外壳的一部分上的电极和位于外壳内的电路。电路电耦接至电极。该可植入复律器-除颤器还包括电池和电容器。电路被构造以检测不正常心律、给电容器充电并使电容器放电以将复律/除颤休克提供给心脏。根据另一实施方案,复律器-除颤器还包括用于支持第一复律/除颤电极的第一结构部分,其适用于植入围绕患者胸腔的第一皮下植入部位且还适用于将所述第一复律/除颤电极引导至患者心脏。复律器-除颤器还包括第二复律/除颤电极,其适用于植入围绕患者胸腔的第二皮下植入部位且适用于将第二复律/除颤电极引导至患者心脏。连接结构包括用于将第一与第二结构部分连接在一起的一个或多个导体。可植入复律器/除颤器的组件被分布于第一与第二结构部分之间。所述组件还可被分布于连接结构的一个或多个导体之间。所述多个组件互连以支持在第一与第二复律/除颤电极之间生成并递送复律/除颤休克。注意在本专利中,虽然将电极植入皮下,但仍可使用罐来容置电池、电容器和电路。还将罐用作复律器-除颤器的接触点。
美国专利第7,684,864号,Olson等人,让与Medtronic,标题为“Subcutaneous cardioverter-defibrillator”关于一种皮下可植入复律器-除颤器(ICD),其可在尽可能小的手术入侵下整个植入患者身体皮下。所述ICD提供分布的复律-除颤感测和刺激电极用于在需要时跨心脏递送复律-除颤休克和起搏疗法。在一个构造中,包括气密密封外壳,其具有一个或任选两个皮下感测和复律-除颤疗法递送导线。在另一构造中,提供通过电力/信号缆线互连的两个气密密封外壳。所述外壳基本上可动态构造以根据变化的肋骨结构和胸腔与肌肉的相关关节进行调整。外壳可任选挠性调节以便植入和患者舒适。在一个实施方案中,ICD电耦接至一个或多个伸长线圈型高电压电极,通过将电极布置于某一位置提供覆盖充足量心肌组织的除颤向量,从而实现除颤并递送起搏疗法。在另一实施方案中,可将多于一个高电压电极应用于ICD并连接至所有电极。所述一个或多个高电压电极可包括沿相对于患者心脏的某一取向布置的一组线圈电极,在其间提供几种不同疗法递送向量。其它最先进ICD描述于以下专利:美国专利第6,647,292、7,069,075、7,835,790和8,135,459号,所有这些专利均让与Cameron Health;美国专利第5,573,551号,让与Intermedics;美国专利第8,147,486号,让与St.Jude Medical;美国专利第5,314,451号,让与Medtronic;和美国专利第7,937,148号,让与Nanostim。
发明概要
所公开的技术提供一种新颖可注射皮下脊柱形心脏装置、用于辅助将所述可注射皮下脊柱形心脏装置植入患者的新颖导入器和用于将所述可注射皮下脊柱形心脏装置植入患者的新颖方法,它们克服了现有技术的缺点。根据所公开的技术的一个实施方案,提供用于调节患者心脏心律失常的可注射皮下心脏装置(ISHD),其包括多个联接结构、互连总线、生物相容性涂层、至少两个电极和多个传感器。联接结构中的每一个是中空的,互连总线用于电耦接所述多个联接结构且生物相容性涂层用于气密密封并电绝缘所述多个联接结构。所述多个联接结构中的第一个封装电源,所述多个联接结构中的第二个封装至少一个电容器且所述多个联接结构中的第三个封装电子元件。所述两个电极被分别放置于所述多个联接结构中至少不同两个的外表面,位于ISHD的相对末端,用于对心脏提供电休克供调节心律失常。传感器中的至少两个位于ISHD相对末端的外表面,用于检测心脏中的心律失常。所述两个电极和所述多个传感器与互连总线电耦接。电源将电力提供给电子元件且将电能提供给电容器,其储存电能并在检测到心脏中的心律失常时向两个电极释放电能。所述心脏装置围绕心脏安置于皮下。
根据所公开的技术的另一实施方案,提供用于调节患者心脏心律失常的可注射皮下心脏装置(ISHD),其包括多个椎骨状结构、互连总线、生物相容性涂层、至少两个电极和多个传感器。所述椎骨状结构中的每一个是中空的。所述互连总线用于电耦接所述多个椎骨状结构。生物相容性涂层用于气密密封并电绝缘所述多个椎骨状结构。所述多个椎骨状结构中的第一个封装电源,所述多个椎骨状结构中的第二个封装至少一个电容器且所述多个椎骨状结构中的第三个封装电子元件。所述两个电极分别放置于所述多个椎骨状结构中至少不同两个的外表面,位于ISHD的相对末端,用于对心脏提供电休克供调节心律失常。传感器中的至少两个位于ISHD相对末端的外表面,用于检测心脏中的心律失常。所述两个电极和所述多个传感器与互连总线电耦接。电源将电力提供给电子元件且将电能提供给电容器,其储存电能并在检测到心脏中的心律失常时向两个电极释放电能。所述心脏装置围绕心脏安置于皮下。
根据所公开的技术的又一实施方案,提供用于将心脏装置插入皮下的注射装置,其包括细长圆柱体形状,包括近端和远端。所述远端包括锋利尖端,用于将注射装置插入皮下。所述注射装置是中空的且具有大体上等于心脏装置直径的直径。
根据所公开的技术的另一实施方案,提供将心脏装置注射至患者皮下的方法,所述心脏装置包括具有脊柱形状的多个联接结构,使用包括中空细长圆柱体形状的注射装置,所述注射装置具有小于所述心脏装置直径的直径,所述注射装置还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙。所述方法包括在患者胸骨附近制造第一切口并在患者脊椎后部的患者腰区制造第二切口的工序。随后经由第一切口向第二切口插入所述注射装置。然后引导导丝通过所述注射装置,经由第二切口到达第一切口。随后将心脏装置与导丝的一端耦接。通过注射装置牵拉导丝,从而将心脏装置从第一切口向第二切口牵拉通过注射装置并将心脏装置安置于患者中。将导丝从心脏装置分离并从第二切口移出注射装置。最后,缝合第一切口和第二切口。
附图简述
将从以下结合附图的详细描述更充分理解并明白所公开的技术,其中:
图1是如本领域已知的植入患者的起搏器的示意性图示;
图2A是根据所公开的技术实施方案建造并操作的可注射皮下弦状心脏装置的示意性立体图示;
图2B是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置的示意性立体剖面图示;
图3A是根据所公开的技术的又一实施方案构造并操作的图2B可注射皮下弦状心脏结构的电极的示意性图示,所述电极呈现双螺旋构造;
图3B是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2B可注射皮下弦状心脏装置的电极的示意性图示,所述电极呈现线性对构造;
图4A和图4B是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置的第一植入构造的示意性图示;
图4C和图4D是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置的第二植入构造的示意性图示;
图4E和图4F是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置的第三植入构造的示意性图示;
图5是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的另一可注射皮下弦状心脏装置的示意性立体图示;
图6A是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作用于将图2A可注射皮下弦状心脏装置插入患者中的第一注射装置的示意性图示;
图6B是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作用于将图5可注射皮下弦状心脏装置插入患者中的第二注射装置的示意性图示;
图6C是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作用于将图5可注射皮下弦状心脏装置插入患者中的第三注射装置的示意性图示;
图7是示出在患者中根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图6A至图6C注射装置的插入标记的图片;
图8是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的可注射皮下弦状心脏装置的各种可行形状的示意性图示;
图9A和图9B是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的另一可注射皮下心脏装置的示意性图示;
图9C是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的具有涂层的图9A可注射皮下心脏装置的示意性图示;
图10A、图10B和图10C是用于根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图9A可注射皮下心脏装置的不同电容器设计的示意性图示;
图11A和图11B是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作用于耦接图9A可注射皮下心脏装置的各个部分的不同联接构造的示意性图示;
图12是示出根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图9A可注射皮下心脏装置在人类患者中的放置的正交图示;
图13A至图13D是根据所公开的技术的又一实施方案操作用于植入可注射皮下心脏装置的各种方法的示意性图示;且
图14是示出根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作用于根据图13A至图13D的方法植入可注射皮下心脏装置的各个插入标记的一组正交图示。
具体实施方式
所公开的技术通过提供新颖可注射皮下弦状心脏装置(本文简称为ISSHD)和新颖可注射皮下心脏装置(本文简称为ISHD)克服了现有技术的缺点,这两种装置可用作除颤器、紧急起搏器或两者。所公开的技术将罐和其内含物,如电源、电子元件和至少一个电容器;和现有技术ICD的电导线整合至具有弦形的单个装置中。由于所公开的技术的ISSHD的形状原因,可采取尽可能小的侵入方式将ISSHD注射并安置于患者心脏周围的皮下。因此所公开的技术的ISSHD不会像包括罐和电导线的现有技术ICD所常见般要求将电导线与心脏耦接、要求分离的罐来容置装置电子元件和电源,并在患者胸部上留下毁容肿块。因此所公开的技术的ISSHD也容易植入并从患者轻易移除且制造上具有成本效益。所公开的技术的成本效益源自许多因素。第一,所公开的技术的ISSHD功能相对简单,从而使ISSHD具有成本效益。第二,因为ISSHD将其所有元件整合至单个组件中,所以相比于包括需要分开制造并包装的多个组件的系统来说可降低各种包装和制造费用。第三,正如下文更详细解释,因为所公开的技术的ISSHD被植入皮下,所以可由单个医师仅仅使用局部麻醉并在诊所实施植入手术。相比于要求在通常配备多名人员的医院手术室进行全身麻醉的现有技术ICD植入手术来说,这种植入手术极其具有成本效益。因此所公开的技术还节省了住院费用以及在医院的护理费用。第四,因为所公开的技术的ISSHD是注射至皮下的单个装置,所以其移除、其更换或两者在执行上相对简单,如下文所解释,且因此比移除且/或更换可植入ICD来说更具有成本效益。由于需要移除心脏内导线,所以可植入ICD的移除和/或更换还会为其带来较高的相关并发症机率。根据所公开的技术,由于ISSHD安置于患者心脏周围皮下,所以这些并发症的机率显著下降。所公开的技术的ISSHD可由患者或由医疗工作人员轻易检查,从而使其容易维护。此外,所公开的技术的ISSHD包括利用能量传递方法可充电的电源,从而支持所公开的技术的ISSHD展现非常长的使用寿命。例如,最先进ICD要求每5至7年进行电池更换。在这种ICD中,需要在完整手术下更换罐。根据所公开的技术,电源可多次充电,从而支持所公开的技术的ISSHD连续运作多年。在所公开的技术的一些实施方案中,所公开的技术的电源可远程充电,如此一来无需将ISSHD从患者移除来给电源充电。在所公开的技术的其它实施方案中,甚至在需要更换所公开的技术的ISSHD中的电源时,因为ISSHD被注射至皮下,所以可将其轻易移除并重新插入(例如,带新电池)而无需完整手术。
基本上来说,本文描述所公开的技术的ISSHD时所使用的术语“弦形”、“挠性弦形”和“弦状形状”是指具有以下特性的任何可注射医疗装置类型:
·可将任何已知刺激型疗法提供给心脏,其中心脏或其部分经由电脉冲被刺激;
·实现为单一单元,其包括电源、电极和提供电脉冲作为刺激所需的任何其它电子元件(如CPU、至少一个电容器和类似电子元件)(因此不具有现有技术所描述的分离罐和导线构造);
·可皮下或经皮安置于患者内;
·具有基本管形或圆柱体形状,横截面形状具有任何已知曲率。例如,横截面形状可以是圆、椭圆或闭合曲线。横截面形状还可以是具有介于0至1的离心率的任何圆锥曲线。此外,横截面形状可以沿长度改变或变化,使ISSHD的远端不同于近端。
现参考图2A,其是根据所公开的技术的实施方案建造并操作的可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为100)的示意性立体视图。如图所示,ISSHD 100具有细长圆柱体形状且包括末端102A和末端102B。末端102A和末端102B将在下文图2B中更详细解释。ISSHD100由强挠性材料如编织碳纤维、塑料、硅和类似材料制成。因此,ISSHD 100可在患者(未示出)皮下调遣。ISSHD 100具有中空形状且包括内圆柱体(在图2B中示出)和外圆柱体(也在图2B中示出)。内圆柱体与外圆柱体之间的空间(未示出)是中空的。在那个空间内,安置类似于现有技术ICD元件的元件,如电源(未示出)、至少一个电容器(未示出)或多个电容器(未示出)、电子元件(未示出)和电导线(未示出)。外圆柱体大体上是覆盖内圆柱体的鞘。这将在下文图2B中更详细示出。还注意在如图2B所示的一个实施方案中,电导线可形成外圆柱体的一部分且不放置于上述空间内。
ISSHD 100的末端102A和102B中的每一个包括圆形电导线(图2A中未示出),其被安置于内圆柱体与外圆柱体之间。电导线被用于监测患者心脏(未示出)的电活动以及心跳。电导线将监测到的心脏电活动和心跳提供给电子元件,其可包括集成电路(未示出)、逻辑和模拟组件(未示出)、分离集成CPU(未示出)、专用集成电路(本文缩写为ASIC)内的集成CPU(未示出)和类似元件,用于评估心脏状况并决定是否应对心脏提供电休克。电子元件由电源供电,所述电源还用于在至少一个电容器上累积电荷。如果需要对心脏提供电休克,那么电子元件将储存在所述至少一个电容器中的电能提供给电导线,其对心脏提供电休克。根据所公开的技术,ISSHD 100可将单相(或单相(uniphasic))和双相电休克提供给心脏。在实施方案中,由ISSHD 100提供的波形(双相或单相)可以是可编程或不可编程(即,硬连线)。例如,ISSHD 100可只提供双相电休克,在大部分心律失常情况中其基本上较有效且比单相电休克需要较小电力。ISSHD 100的检测速率,即ISSHD 100检测心率时心脏的速率可由医疗专家编程或可以硬连线。例如,可将检测速率设置为200次心跳/分钟(本文缩写为BPM)。如果检测速率慢于200BPM,那么ISSHD100可检测到非致命心律失常且ISSHD 100可向患者心脏施加不适当疗法(即电休克)。此外,如果患者心脏由于任何原因跳动快于200BPM,即使并非立即致命,如心房纤维性颤动,那么来自ISSHD 100的电休克可能有益于患者。此外,ISSHD 100可视监测到的心脏电活动和心跳将除颤休克以及起搏休克提供给心脏。
基本上来说,用于监测心脏活动,包括心跳和心脏电活动,以及激活并控制提供给心脏的电休克的电子元件被小型化。这支持将电子元件安置于内圆柱体与外圆柱体之间的空间中。此外,将大体上小的电池用作电源,同时将至少一个大体上小的电容器用于储存累积电荷。电源和至少一个电容器的大小支持相比于现有技术显著减小封装这些元件所需的体积和构造且允许将这些元件沿ISSHD 100的细长圆柱体形状铺设。例如,ISSHD 100可以长30至40厘米,使外圆柱体具有5至6毫米或更小的直径且内圆柱体具有1至2毫米或更小的直径,从而留下具有4至5毫米厚度和约35厘米长度的圆柱体空间用于封装ISSHD 100的元件。这个圆柱体空间中的大部分可用于安置相互附接的圆叶形薄膜电池或其它薄形电池,每个电池具有中空中心,其具有约1毫米或更小的直径。中空中心实质上留下用于内圆柱体的空间或形成内圆柱体的空间,在植入手术期间其可结合医用通管丝或细针用于将ISSHD 100插入患者内。这将在下文图6A中更详细描述。注意可使用其它电池形状,例如纽扣形电池。所公开的技术的电源可提供介于800伏特与高达约3000伏特之间的电休克。电源所提供的电压取决于应将多少能量提供给心脏,这本身取决于患者的电阻抗。然而,基本上对于除颤来说,电压越高,除颤越高效。例如,如果计划将100焦耳能量提供给心脏,那么可使用具有132微法拉电容的电容器,其可储存高达约1231伏特。这些数字基于方程
其中E是储存于电容器中的能量(焦耳),C是电容器的电容(法拉)且V是储存于电容器中的电压(伏特)。
比电容和提供给心脏的能量的其它组合是可行的且是设计选择问题。此外,所公开的技术的电子元件可包括电路,其用于增大电源所提供的电压并将所储存能量从AC转换为DC并从DC转换为AC。由于所使用电源的显著小的尺寸,ISSHD 100可仅能够将有限次的电休克,如五十次休克,提供给心脏。根据所公开的技术的一个实施方案,ISSHD 100的电源可充电。因此,ISSHD 100能够将几乎无限次电休克提供给心脏,条件是ISSHD 100被周期充电。所述电源可以是可利用已知能量传递方法无限充电的电源。这种电源的实例包括薄膜3D微电池。这种电源可从诸如生产按规格设计电池的GreatbatchMedical或生产内嵌式超薄可打印电池的的公司购得。由Tel-Aviv University开发的薄膜3D微电池也是可配合所公开的技术使用的可用电源。因此,ISSHD 100的电源可在无需将ISSHD 100从患者移出下充电。ISSHD 100的电源可因此支持ISSHD100展现长使用寿命。此外,如上文所解释,ISSHD 100相比于现有技术ICD来说具有成本效益,这是由于其作为单个组件制造并包装且可由单个医师仅使用局部麻醉对其执行相对简单的植入和移除手术。
ISSHD 100可按各种预定尺寸制造。例如,ISSHD 100可制造成三种预定厚度,以使可视患者身体尺寸和构成将其按美观方式安置于皮下。作为另一实例,ISSHD 100还可制造成五种预定长度,以使可将其适当安置于患者心脏周围从而视患者的尺寸和体格将有效电休克给予心脏。
如下文图2B所示,ISSHD 100的元件全部包括于单个整合结构内。因此,ISSHD 100不包括现有技术ICD的罐。由于ISSHD 100的尺寸和形状,当将ISSHD 100插入并安置于患者内时,患者胸部不存在毁容肿块。这不同于现有技术ICD,其中的罐可从皮肤下突出,导致在患者胸部上或肋骨下形成毁容肿块。此外,ISSHD 100还不包括分离电导线的任何连接器。ISSHD 100的电导线以及将电导线耦接至电子元件的任何连接器全部包括于ISSHD 100内。为了对心脏提供电休克,需要跨过心脏安置末端102A和末端102B。因此,ISSHD 100具有伸长挠性圆柱体形状,其支持增大末端102A与末端102B之间的距离且还支持按各种构造将ISSHD 100安置于心脏周围。这些构造示于下文且在图4A至图4F中更详细解释。注意在所公开的技术的另一实施方案中,在制造时用PTFE(聚四氟乙烯,商业上称为)涂覆ISSHD 100,从而为ISSHD 100的外表面提供平顺且光滑感觉。当患者身体从将ISSHD 100安置于心脏周围的注射过程愈合时,可因此轻易插入和移除(如果需要)ISSHD 100,而无需过于担心ISSHD 100粘附于心脏周围的肌肉组织或软组织。此外,ISSHD100可具有如上所描述且如下文图8中的一些实例所示的各种不同弦状形状状。
现参考图2B,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为120)的示意性立体剖面图示。如图所示,ISSHD 120包括内圆柱体104、外圆柱体110和电导线106。示出可供沿ISSHD 120的长度安置电源(未示出)、至少一个电容器(未示出)和电子元件(未示出)的中空112。在所公开的技术的一个实施方案(图2B未示出)中,还可将电导线106安置于中空112内。然而,在图2B中,示出电导线106构成外圆柱体110的一部分。图2B示出ISSHD 120的末端。电导线106大体上是用于测定患者(未示出)心脏(未示出)的电活动、将测得的电活动提供给电子元件并将电休克递送给患者心脏的电极。在这方面,电导线106是被动(作为测定元件)且主动(作为电休克提供元件)的。在图2B所示的实施方案中,电导线106具有双螺旋构造,其中一个螺旋由第一弹簧108A形成且另一个螺旋由第二弹簧108B形成。双螺旋构造将在下文图3A中更详细解释。电导线106不延伸ISSHD 120的整个长度。电导线106经由也可整合至中空112中的线缆(未示出)或连接器(未示出)与电子元件耦接。
将电导线106安置于ISSHD 120的末端(未标记)。将另一电导线(未示出)安置于ISSHD 120的另一末端。如图所示,ISSHD 120的横截面呈圆形且不平整,从而增大了ISSHD 120的挠性。这支持将ISSHD 120插入患者皮下且还支持将ISSHD 120插入患者而无需在插入患者时保持ISSHD 120的角位置稳定且恒定。此外,ISSHD 120的挠性形状可适用于匹配任何纵向形状且不要求任何修改来插入具有不同体型和尺寸的个体。还注意可封闭ISSHD 120的一个末端(未标记)。例如,内圆柱体104可以是中空的,而其末端之一可被封闭以使可将导丝或医用通管丝推动穿过内圆柱体104并随后用于将ISSHD 120推动至患者内的位置。在另一实施方案中,外圆柱体110可使其末端之一封闭以使可将导丝或医用通管丝推动穿过中空112并随后用于将ISSHD 120推动至患者内的位置。在又一实施方案中,外圆柱体110可两端封闭,同时内圆柱体110为中空且仅一端开放。
如上文图2B中所示,所公开的技术的ISSHD具有圆形且保形形状。因此,所公开的技术的电导线(大体上是电极)也要求是圆形且保形形状。这不同于其中电极可具有扁平形状的现有技术。此外,所公开的技术电导线的保形形状消除了电导线成特定角的需求。此外,所公开的技术的电导线包括在每个电导线中的两个元件。所公开的技术电导线的两种构造示于下文符合这些特性的图3A和图3B中。
现参考图3A,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的图2B可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为140)的展现双螺旋构造的电极的示意性图示。如图所示,ISSHD 140包括内圆柱体142和电导线146。外圆柱体(未示出)包围内圆柱体142和电导线146。如上所述,在一个实施方案中,电导线146可形成外圆柱体的一部分。图3A未绘出外圆柱体以适当图示电导线146的构造。ISSHD 140具有两个末端,即图3A所示的一个末端144和未示出的另一个末端。所述另一个末端与图3A中所示的末端144大体一致。电导线146包括呈螺旋或弹簧形式的两个元件,第一元件148A和第二元件148B。第一元件148A和第二元件148B中的每一个可由金属或导电材料如铂、铱、金、不锈钢和类似材料制成。第一元件148A和第二元件148B一起形成双螺旋构造,其中每个螺旋相互分离并隔离。如图所示,第一元件148A与第二元件148B相互不接触,即使它们相互紧密靠近。
第一元件148A和第二元件148B中的每一个可按被动方式用于监测并感测心脏(未示出)的电活动并将感测且监测到的电活动提供给沿ISSHD 140安置于更远处的电子元件(未示出)。第一元件148A和第二元件148B中的每一个还可按主动方式用于对心脏提供电休克。在一个实施方案中,一个元件可用于被动监测并感测心脏的电活动,而另一个元件用于主动对心脏提供电休克。在这方面,这个实施方案支持在对心脏提供电休克的同时感测并监测心脏的电活动。因此感测并监测心脏的电活动且对心脏提供电休克不需要实施任何单个电导线的时间分配。在这个实施方案中,心脏电活动的感测和监测还可在对心脏提供电休克后发生。在另一实施方案中,使用仅一个元件,如第一元件148A被动感测心脏的电活动并主动对心脏提供电休克。通常心脏电活动的感测和对心脏提供电休克不同时发生。除了定期监测心脏电活动外,可在对心脏提供电休克后进行心脏电活动的感测以测定所提供的电休克是否足以为心脏除颤,如在心脏骤停的情况中,或恢复心脏的规律跳动节律,如在心律失常的情况中。根据所公开的技术,提供用于感测心脏电活动并对心脏提供电休克的冗余第二元件以防第一元件停止工作。在许多现有技术ICD和起搏器中,监测电活动或将电休克或脉冲提供给心脏的元件可能折断、断裂或失效。患者(未示出)可能无法意识到这种折断、断裂或失效。此外,患者还可能呈现心跳不齐而要求ICD或起搏器工作。由于折断、断裂或失效,ICD或起搏器可无法工作且患者可由于放置于其体内的ICD或起搏器失效而遭遇不可逆损伤或可能死亡。根据所公开的技术,当在每个电导线提供两个分离独立元件时,如果一个元件折断、断裂或失效,另一个元件可代替其位置使用,如此一来这种情形的机率可降低。所公开的技术的电子元件可具有监测每个电导线中的两个元件是否工作失效的能力。所述电子元件可监测每个电导线中两个元件的每一个的完整性,从而判断折断、断裂或不正常电学特性。例如,电子元件可监测两个元件中的每一个的电阻抗,判断其特征上高于或低于正常操作电阻抗的预定范围。如果电导线中的一个元件失效或折断,那么电子元件可自动将当前使用的元件切换至另一个元件,以使所公开的技术的ISSHD在一个元件失效或断裂的事件中正确工作且不被禁用。这种情况存在于现有已知可植入装置,其中这些装置可由于电元件之一折断、断裂或失效而停止工作。在电导线中的元件之一失效或折断的情况中,ISSHD可通过在每天的预编程时间持续预定时间长度地递送低能电休克(甚至低于用于起搏心脏的电压)而将折断、断裂或失效告知患者。此外,ISSHD可经由如下文所描述的手持式收发器将折断、断裂或失效告知患者。此外,电子元件可储存消息或将消息提供给医疗工作人员,如心脏病学家,告知他们植入患者中的ISSHD的一个元件已失效或折断。所述消息可于患者来访以对其ISSHD进行常规检查时提供给医疗工作人员且储存于ISSHD的电子元件中的消息由医疗工作人员无线检索。所公开的技术的ISSHD可因此轻易由患者且由医疗工作人员检查,使ISSHD成为易于维护的装置。例如,ISSHD可包括小型收发元件,如蓝牙元件(未示出),从而支持ISSHD与外部通信终端之间通信。所述外部通信终端可以是蓝牙支持装置,如智能手机或平板计算机。从患者的立场看,ISSHD能够将关于其装置功能的状态报告传输至外部通信终端,以使患者可轻易维护其装置并知晓何时应就装置问题访视其医疗工作人员。传输至患者的状态报告可指示电导线之一中的元件之一已失效或不正常工作。从医疗工作人员的立场看,可经由外部通信终端再编程ISSHD,除此以外还将关于ISSHD工作的诊断信息提供给医疗工作人员。用于收发元件的通信协议必须是安全的以避免对所公开的技术的ISSHD的编程造成任何不经意变更。除了医疗工作人员,所公开的技术的ISSHD还可给患者提供在家或在路上使用小型口袋尺寸收发器对ISSHD的状态实施简单检查的能力。因此可使患者立即安心ISSHD工作正常。这将极大地减少现时检查现有可植入经静脉ICD状态所需的大量随访次数。
现参考图3B,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2B可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为160)的展现线性对构造的电极的示意性图示。如图所示,ISSHD 160包括内圆柱体162和电导线166。外圆柱体(未示出)包围内圆柱体162和电导线166。在另一个实施方案中,电导线162可形成外圆柱体的一部分。图3B未绘出外圆柱体以适当图示电导线166的构造。ISSHD 160具有两个末端,如图3B所示的一个末端164和未示出的另一个末端。所述另一个末端与图3B所示出的末端164大体一致。电导线166包括多对线性导体168。每对线性导体168包括相互平行的第一导体170A和第二导体170B。每对线性导体168可由金属或其它导电材料如铂、铱、金、不锈钢和类似材料制成。所述多对线性导体168一起形成电导线166的线性对构造。多对线性导体168围绕末端164形成圆形。在一对线性导体中的第一导体170A与第二导体170B相互不耦接。然而,每对线性导体168的每个第一导体相互耦接且每对线性导体168的每个第二导体相互耦接。因此,多对线性导体168的第一导体围绕末端164形成第一耦接螺旋导体(未标记)且多对线性导体168的第二导体围绕末端164形成第二耦接螺旋导体(未标记)。如图所示,每个第一导体170A通过线172A电耦接至其相邻第一导体170A,从而形成第一耦接螺旋导体。每个第二导体170B通过线172B电耦接至其相邻第二导体170B,从而形成第二耦接螺旋导体。
类似于在ISSHD 140(图3A)中,ISSHD 160的电导体可按主动方式和被动方式同时用于感测并监测心脏的电活动以及如果需要对心脏提供电休克。例如,每对线性导体168的第一导体170A可以耦接在一起并用作被动电极,而每对线性导体168的第二导体170B还可耦接在一起并用作主动电极。或者,每对线性导体168中的一个导体可用作主动兼被动第一电极,而每对线性导体168中的另一个导体如上文图3A中所解释般用作在第一电极折断、断裂或失效的情况中使用的冗余第二电极。
所公开的技术的ISSHD的电导线或电极相互之间大体导电。因此,电极不需要实体接触心脏来将电休克施予心脏,但它们必须正确安置以使从一个电极向另一个电极传递的任何电流或电压也穿过心脏。基本上对于除颤来说,电流和电压必须穿过心脏的心室以使电休克生效。对于起搏来说,同样适用,但所施予的电压要低得多。因此,所公开的技术的ISSHD的电导线不需要实际接触心脏或其内部来进行除颤和/或起搏。根据所公开的技术,图4A至图4F示出所公开的技术的ISSHD的三个实例植入或植入构造。在每个构造中,将一个电极安置于心脏的一个心室附近,而将另一个电极安置于心脏的另一个心室附近,以使从一个电极向另一个电极流过的电流穿过心脏的两个心室。
现参考图4A和图4B,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为200)的第一植入构造的示意性图示。图4A是示出第一植入构造的前立体视图,而图4B示出同一植入构造,但是侧立体视图。因此图4A与图4B的参考数字相同。在图4A中,示出具有心脏204的患者202。心脏204包括右心室210A和左心室210B。将ISSHD 206安置于心脏204上,以使一个电极208A被安置于胸骨(未示出)右侧且另一个电极208B被安置于胸骨左侧。胸骨是位于胸廓中前部的扁平骨头且在心脏204后部。在图4B中,可见ISSHD 206按准线性构造被安置于心脏204上,因从侧立体视图在患者202中仅可见到电极208B,且ISSHD 206作为点出现。ISSHD 206按其构造大体遵循患者胸部的曲率。
现参考图4C和图4D,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为220)的第二植入构造的示意性图示。图4C是示出第二植入构造的前立体视图,而图4D示出同一植入构造,但是侧立体视图。因此图4C与图4D之间的参考数字相同。在图4C中,示出具有心脏224的患者222。心脏224包括右心室230A和左心室230B。将ISSHD 226安置于心脏224上,使一个电极228A被安置于胸骨(未示出)右侧且另一个电极228B被安置于胸骨左侧下方。如图所示,将ISSHD 226以L-构造安置于心脏224周围。在图4D中,可见ISSHD 226按L-构造安置于心脏224上,因从侧立体视图在患者222中仅可见到电极228B且ISSHD 226作为线出现。
现参考图4E和图4F,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的图2A可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为240)的第三植入构造的示意性图示。图4E是示出第三植入构造的前立体视图,而图4F示出同一植入构造,但是侧立体视图。因此,图4E与图4F之间的参考数字相同。在图4E中,示出具有心脏244的患者242。心脏244包括右心室250A和左心室250B。将ISSHD 246安置于心脏244上,以使一个电极248A被安置于胸骨(未示出)上方且另一个电极248B被安置于患者242左侧的肋骨上方。如图所示,ISSHD246按U-构造安置于心脏224周围。在图4F中,可见ISSHD 246按U-构造安置于心脏244周围,使得电极248A被见到在心脏244前方且电极248B被见到在心脏244后方。此外,ISSHD 246作为准半圆或准半椭圆出现。注意所公开的技术的ISSHD在病患心脏周围的其它构造是可行的且属于本领域技术人员的知识范围。例如,ISSHD可从患者两侧或从患者背部植入,并带到患者前侧,止于其胸骨处。注意这种构造可给患者提供美学上更愉悦结果,因无需在前胸部或接近中线处制造切口。
现参考图5,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的另一可注射皮下弦状心脏装置(一般标记为270)的示意性立体图示。ISSHD 270大体类似于ISSHD 100(图2A)。ISSHD 270包括两个末端,末端272A和末端272B。每个末端可包括电导线(未示出)。由箭头274示出的末端272A与272B之间的ISSHD 270空间可用于安置ISSHD 270的其它元件,如电源(未示出)和电子元件(未示出)。在ISSHD 100中,所述空间还用于沿ISSHD 100的长度安置至少一个电容器或多个电容器。在ISSHD 270中,末端272B具有增大的空间276。增大的空间276具有圆锥形形状。增大的空间276可用于专门容置所述至少一个电容器或多个电容器,而不必将它们放置于空间274中。
根据所公开的技术,所公开的技术的ISSHD,如ISSHD 100(图2A)或ISSHD 270(图5)可在造成最小侵入下插入并植入患者中。此外,所公开的技术的ISSHD可轻易植入患者。可将注射装置,如半挠性套针用于将所公开的技术的ISSHD注射至皮下。如此一来,只需在患者(未示出)制造小切口来将ISSHD插入皮下围绕患者心脏(未示出)的位置。注射装置的不同实施方案示于下文图6A至图6C中。现参考图6A,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的用于将图2A可注射皮下弦状心脏装置插入患者的第一注射装置(一般标记为300)的示意性图示。第一注射装置300可以是半挠性套针。第一注射装置300具有细长圆柱体形状302,具有近端304和远端306。近端304平整而远端306包括用于将第一注射装置300插入皮下的锋利尖端310。第一注射装置300是中空的,如箭头308所示,且具有大于ISSHD 100(图2A)直径的直径,以使ISSHD 100可被调遣通过第一注射装置300的中空308。第一注射装置300可由半挠性材料如塑料、硅、钛和类似材料制成。第一注射装置300可测得(例如)30至50厘米之间的长度和5至10毫米的直径。
作为如何使用第一注射装置300将ISSHD 100插入患者的实例,提供以下描述,假设使用第一注射装置300将ISSHD 100以如上文图4C和图4D所示的L-构造插入患者。本领域技术人员能够轻易修改下文关于将采用任何所需构造的第一注射装置300插入患者而描述的用于插入第一注射装置300的方法,条件是如上文图4A至图4F所描述正确安置ISSHD 100的两个电导线(未示出)。在患者(未示出)肋骨左侧正下方制造切口。利用锋利尖端310,将第一注射装置300经由切口插入皮下。由于制作所使用的半挠性材料,可在胸肌下方沿患者胸廓且随后沿胸骨推动第一注射装置300,直至锋利尖端310到达胸骨的上部。在所公开的技术的一个实施方案中,锋利尖端310保留在患者身体内。在所公开的技术的另一实施方案中,将锋利尖端310推动穿过皮肤,以使其在胸骨上方的远点离开患者身体。在任一个实施方案中,第一注射装置300已处于供ISSHD 100插入患者内的位置。在所公开的技术的另一实施方案中,首先使用坚硬导丝(未示出)铺设第一注射装置300的路径。一旦导丝处于适当位置,将第一注射装置300沿导丝推向其于身体内的位置。随后拉出导丝且随后可将ISSHD 100插入第一注射装置300中。
ISSHD 100具有小于第一注射装置300直径的直径,所以可将ISSHD 100穿线通过中空308直至其被安置于其所需位置。在所公开的技术的一个实施方案中,ISSHD 100的内圆柱体(未示出)具有中空(未示出)。可将坚硬导丝或形状类似细针或通管丝的工具插入内圆柱体的中空中用于将ISSHD 100调遣至其最终位置。注意在这个实施方案中,可在最先插入患者的远端封闭内圆柱体,以使导丝、细针或通管丝的末端实际上将ISSHD 100的末端推至患者中。在替代实施方案中,可将导丝、细针或通管丝插入ISSHD 100的内圆柱体与外圆柱体(未示出)之间的空间中。在这个实施方案中,在远端封闭外圆柱体,以使导丝、细针或通管丝实际上将ISSHD 100的末端推至患者中。在所公开的技术的另一实施方案中,ISSHD 100的末端,如末端102A(图2A)可包括铁磁元件(未示出)或强稀土磁珠。可利用强外部磁场调遣第一注射装置300内的ISSHD 100并暂时锚定ISSHD100的远端(未标记)同时将ISSHD 100完全插入患者内。还可在从患者移除第一注射装置300时使用强外部磁场,从而保持ISSHD 100固定于其位置。强磁场可由磁体产生或是电磁场。在又一实施方案中,当锋利尖端310在胸骨上方的远点离开患者身体时,可将线(未示出)与ISSHD 100的远端耦接。随后将所述线穿线通过第一注射装置300以使其在胸骨上方的远点离开患者。随后可利用所述线牵拉ISSHD100通过第一注射装置300。因ISSHD 100属性上可挠,所以无需在插入患者前预成形。因此ISSHD 100呈现插入患者时所处构造的形状。
一旦ISSHD 100完全插入患者内,将第一注射装置300从患者移除。如果锋利尖端310在胸骨上方的远点离开患者,那么可简单地牵拉远端306通过那个远点,从而将第一注射装置300从患者移除。随后缝合原切口和远点。如果锋利尖端310不离开患者,那么牵拉近端304,从而经由制造来将第一注射装置300插入患者的原切口将第一注射装置300从患者移除。随后缝合原切口。一旦移除第一注射装置300,因ISSHD 100坐落于包围心脏的肌肉组织内,所以ISSHD 100将大体保持固定于其在患者内的位置。如此一来,无需将ISSHD 100锚定于患者内的任何组织。根据所公开的技术的另一实施方案,ISSHD 100的远端,如末端102A可包括螺丝刀元件(未示出)。一旦将ISSHD 100部署于患者内,扭动ISSHD 100,从而扭动螺丝刀元件并将其插入包围胸骨、肋骨或两者的肌肉组织。根据这个实施方案,ISSHD 100的远端被锚定并固定于患者内。格局所公开的技术的又一实施方案,可如上所述当移除第一注射装置300时经由电磁场维持ISSHD 100的远端固定,从而在将第一注射装置300从患者移除时不会逐出ISSHD 100。根据所公开的技术的另一实施方案,第一注射装置300和ISSHD 100可用惰性生物可降解材料如甘露醇涂覆,然后将任一个插入患者内。惰性生物可降解材料如甘露醇大体上用作胶合物,从而在插入患者时保持ISSHD 100与第一注射装置300耦接在一起。插入后,医疗工作人员可等待几分钟,惰性生物可降解材料开始熔化。经过几分钟且惰性生物可降解材料熔化后,可轻易移除第一注射装置300而不逐出ISSHD 100。在所公开的技术的替代实施方案中,可使用夹子或紧固件以在插入患者时将ISSHD 100与第一注射装置300耦接在一起。所述夹子或紧固件可包括释放机构,其可断开所述两个元件。因此,一旦ISSHD 100处于适当位置,可将第一注射装置300从ISSHD 100释放且随后从患者移除,将ISSHD 100留在原位。根据所公开的技术的又一实施方案,在患者上制造两个切口,第一切口靠近ISSHD 100的近端在插入后将停留的患者位置且第二切口靠近ISSHD 100的远端在插入后将停留的患者位置。每个切口的长度不超过1厘米。在这个实施方案中,经由第一切口插入第一注射装置300并引导至第二切口附近的位置。随后经由第二切口将橡胶或尼龙管(未示出)插入第一注射装置300并穿线通过第一注射装置300直至其远端在第一切口离开患者。随后将ISSHD 100附接至所述管,将其牵拉通过第一注射装置300,从而将ISSHD 100牵拉通过第一注射装置300并到达其所需位置。一旦ISSHD 100处于所需位置,移除第一注射装置300,同时将ISSHD 100留在原位。如上所述,这可通过在移除第一注射装置300时利用强磁体和强磁场将ISSHD 100维持在原位的方式执行。可将缝合线放置于第一和第二切口部位,从而将ISSHD 100锚定于原位。
现参考图6B,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的用于将图5可注射皮下弦状心脏装置插入患者的第二注射装置(一般标记为330)的示意性图示。第二注射装置330可以是套针。第二注射装置330具有细长圆柱体形状332,具有近端334和远端336。近端334平整,而远端336包括用于将第二注射装置330插入皮下的锋利尖端340。第二注射装置330是中空的,如箭头338所示,且具有大于ISSHD 270(图5)直径的直径,以使ISSHD 270可被调遣通过第二注射装置330的中空338。然而,增大的空间276(图5)具有大于第二注射装置330直径的直径。第二注射装置330大体上类似于第一注射装置300(图6A),除了第二注射装置330被专门设计以容纳具有在其近端的增大空间的ISSHD 270。近端334可包括用于容纳增大空间276的预切部分342。第二注射装置330按类似于上文图6A所描述的第一注射装置300的方式使用,存在微小修改。一旦第二注射装置330被正确安置,经其插入ISSHD 270。然而,增大空间276不被插入通过第二注射装置330。一旦经由第二注射装置330将除增大空间276外的整个ISSHD 270插入患者(未示出),将第二注射装置330从患者移除。如果锋利尖端340离开患者身体,那么可如上文图6A所描述般通过将其牵拉通过胸骨上的远点移除第二注射装置330。如果锋利尖端340不离开患者身体,那么近端334可需要如预切部分342所示予以切割,以使第二注射装置330可套上增大空间276。预切部分342可以在将第二注射装置330插入患者前予以预切或可在即将从患者移除第二注射装置330时才予以切割。一旦从患者移除第二注射装置330,便将增大空间276插入患者并缝合植入过程中制造的任何切口。
现参考图6C,其是根据所公开的技术的又一实施方案用于将图5可注射皮下弦状心脏装置插入患者的第三可注射装置(一般标记为360)的示意性图示。第三注射装置360可以是套针。第三注射装置360具有细长圆柱体形状362,具有近端364和远端366。近端364平整,而远端366包括用于将第三注射装置360插入皮下的锋利尖端370。第三注射装置360是中空的,如箭头368所示,且具有大于ISSHD270(图5)直径的直径,以使ISSHD 270可被调遣通过第三注射装置360的中空368。第三注射装置360大体上类似于第二注射装置330(图6B)。类似于第二注射装置330,第三注射装置被专门设计以容纳具有在其近端的增大空间的ISSHD 270。第三注射装置360包括如图6C所述沿其长度延伸的间隙372。间隙372支持第三注射装置360容纳ISSHD 270的增大空间276(图5)而无需像在第二注射装置330的情况那样在将注射装置插入患者身体之前或之后切割第三注射装置360的一部分。第三注射装置360按类似于上文图6B所描述的第二注射装置330的方式使用。如果锋利尖端370不离开患者身体,那么由于间隙372而可将第三注射装置360套上放大空间276。
所公开的技术技术的ISSHD可如上文图6A至图6C所描述般按类似于插入的方式轻易移除。例如,可打开在患者身体左侧的胸廓下方制造的原切口且可牵拉ISSHD的近端,从而将ISSHD从患者移除。如果ISSHD的远端包括螺丝刀,那么可逆时针转动ISSHD,从而将螺丝刀从围绕胸骨和/或肋骨的肌肉组织释放。在所公开的技术的另一实施方案中,ISSHD的螺丝刀可独立于ISSHD转动。在这个实施方案中,可经由ISSHD的中空内圆柱体插入细针并用于逆时针转动螺丝刀,从而将ISSHD从与其耦接的肌肉组织释放。本领域已知用于被插入ICD内的独立可转动螺丝刀的机构。随后可将ISSHD从患者身体小心地牵出。根据所公开的技术的另一实施方案,如果需要从患者移除所公开的技术的ISSHD并将另一个ISSHD插入患者,那么可使用导丝移除旧ISSHD并插入新ISSHD。例如,一旦打开原切口,充分移除ISSHD的近端以经由ISSHD的中空插入导丝。随后可将导丝调遣至ISSHD的远端。随后可通过将导丝用作引导表面移除ISSHD。一旦被移除,便可沿当前被正确安置于患者内用于插入新ISSHD的导丝将新ISSHD重新插入患者。随后将新ISSHD安置于与安置旧ISSHD的大致相同位置。根据这个实施方案,无需使用另一注射装置插入新ISSHD,因为用于移除旧ISSHD的导丝消除了对注射装置的需求。旧ISSHD可能需要用新ISSHD进行更换,因为其可能需要充电、其可能已失效、电源可能耗尽或有ISSHD的升级版可用。
现参考图7,其是示出根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的在患者中的图6A至图6C注射装置的插入标记的图片(一般标记为400)。如图所示,一旦将所公开的技术的ISSHD植入患者402的皮肤下方,ISSHD不可察觉。此外,如果用于插入ISSHD的注射装置经由胸骨上方的远点离开,那么在患者402胸部上仅有小标记404保持可见。如上文所解释,在患者402制造的初始切口仍同样可见,这个切口可在肋骨下方制造以使当患者402穿上衬衫或连衣裙时,旁观者将见不到所述切口。
返回参考图2A,根据所公开的技术,ISSHD 100包括电子元件,其可包括支持无线通信的元件。例如,所述电子元件可包括可发射并接收信号的射频(本文缩写为RF)收发器。RF收发器能够利用无线保真(本文缩写为WiFi)通信协议或通信协议发射并接收无线信号。RF收发器支持医疗工作人员如心脏病学家监测所公开的技术的ISSHD的功能。通信协议可集成于智能手机或平板装置如供远程维护并分析ISSHD。ISSHD可储存与其使用的各种参数有关的数据,如电源剩余多少电量、在所述至少一个电容器上储存多少电荷,ISSHD向患者施予电休克有多频繁、ISSHD向患者施予哪类电休克、电导线的电阻和类似参数。RF收发器支持ISSHD所储存的数据传递至另一种介质,如个人计算机、智能手机、平板和类似介质,医疗工作人员可在此查阅数据。此外,RF收发器支持医疗工作人员编程并重新编程ISSHD。如上所述,ISSHD的电源能够远程且无线充电。
如上所述,所公开的技术的ISSHD可视ISSHD的电导线感测到的患者心律失常将各类电休克提供给患者心脏。通常,ISSHD提供电休克以治疗VF和心脏骤停并因此用作ICD。此外,ISSHD可提供电休克以治疗VT和其它心律失常。对于严重心动过缓,ISSHD还可用作起搏器。当ISSHD用作ICD时提供的电休克在电压上基本上显著高于当ISSHD用作起搏器时提供的电休克和脉冲。由于所公开的技术的ISSHD位于围绕心脏的软组织中,所以从ISSHD接收起搏电压的患者可察觉其胸部的其它肌肉响应所述起搏电压,从而在患者中导致重击型感觉。如此一来,所公开的技术的ISSHD可仅针对间歇紧急型需求如极端心动过慢(即当心率下降至低于25BPM时)提供起搏电压或针对心率低于45BPM提供除颤后起搏。如上所述,所公开的技术的ISSHD被编程以仅在紧急情况,如当患者心跳下降至低于30次心跳/分钟或如果患者遭遇心跳暂停(即,平线)提供起搏电压。因此根据所公开的技术,从皮下将起搏电压提供给患者心脏。在ISSHD将除颤电休克施予心脏后可由所公开的技术的ISSHD将起搏电压施加给患者。
现参考图8,其是根据所公开的技术的又一实施方案的可注射皮下弦状心脏装置的各种可行形状(一般分别标记为420、430和450)的示意性图示。如上所述,所公开的技术的ISSHD具有基本弦形形状。通常,将下文所描述形状中的每一种描述为具有近端和远端。然而,这些标记仅用于描述形状的目的且可轻易切换,以将近端称为远端并将远端称为近端。形状420包括近端422和远端424。形状420具有大体圆柱体或管形形状,表征为沿其长度的大体均一横截面形状和直径。形状420的横截面形状可具有任何已知曲率。例如,横截面形状可以是圆、椭圆或闭合曲线。横截面形状还可以是具有介于0至1的离心率的任何圆锥曲线。
形状430包括近端432和远端436。远端436包括两个区段,球根型末端段438和邻近末端结构434。从近端432向邻近末端结构434,形状430大体类似形状420,具有大体圆柱体或管形形状,表征为沿其长度的大体均一横截面形状和直径。然而,远端436具有球根形末端段438,其直径上大于邻近末端结构434。球根形末端段438具有大体球形或椭球形形状,使形状430的整个形状类似于蝌蚪。形状430是一个连续形状,具有在其远端处的球根形末端段438。球根形末端段438可用于容置所公开的技术的ISSHD中无法装入从近端432至邻近末端结构434的形状430区段内的组件。例如,如果所公开的技术的ISSHD包括至少一个电容器(未示出),且所述至少一个电容器对于沿形状430的长度从近端432向邻近末端结构434封装来说过大,那么可将所述至少一个电容器放置于球根形末端段438中。还可以将其它电子组件放置于球根形末端段438中用于将多个电容器耦接在一起以产生ISSHD施予指定刺激疗法所需的高电压和特殊波形。注意在形状430中,近端432可以是首先插入患者的远端且远端436可以是位于为了插入ISSHD而在患者制造的切口附近的近端。
此外,ISSHD的横截面形状可以沿长度变化或改变,使ISSHD的远端相比于近端有所不同,如形状450所示。形状450包括近端452和远端454。不同于形状420和形状430,形状450具有沿其长度的大体圆柱体形状。如图8所示,沿箭头456的方向,形状450的大体管形或圆柱体形状的横截面沿长度改变,使近端452的横截面直径沿远端454的方向增大。类似于形状430,形状450的直径沿长度增大支持将较大组件插入具有这种形状的ISSHD。因此,无法装入近端452的电容器或其它大型电子组件(两者均未示出)可插入横截面具有较大直径的远端454中。
所公开的技术的心脏装置可实现为ISHD。所公开的技术的ISHD具有大体弦形形状,包括多个联接结构或椎骨状结构,类似于人类的脊柱或脊椎。所公开的技术的ISHD的脊椎形形状还被描述为蛇形形状或弯曲形状。注意如上文参考所公开的技术的ISSD所描述,所公开的技术的ISHD具有一体式结构,因为其是单个单元,其内包括将电休克作为心律失常的疗法提供给心脏所需的所有元件。不同于现有技术,一旦植入患者,ISHD不附接任何导线或其它元件。此外,如下文所解释的ISHD大体电绝缘(除了放置于其外表面上的电极和传感器)且因此不充当如在包括电活性罐的现有技术ICD情况中的电杆。所公开的技术的ISHD将在下文图9A至图11B中进一步描述。
现参考图9A至图9B,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的另一可注射皮下心脏装置(如上所述,缩写为ISHD)(一般分别标记为480和520)的示意性图示。ISHD 480和ISHD 520类似于ISSHD 100(图2A)且可实施与ISSHD 100相同的功能。然而,如下文所解释ISHD 480和ISHD 520具有与ISSHD 100稍有不同的构成和结构。现参考图9A,ISHD 480包括多个电容器482、多个电子组件484、多个电池486、电极对488、传感器对492和互连总线498。根据所公开的技术的另一实施方案(未示出),ISHD包括至少一个电容器、至少电子组件和至少一个电池,且还包括多个电极和多个传感器。所述多个电容器482、多个电子组件484、多个电池486、电极对488和传感器对492大体类似于上文参考图2A描述的电容器、电子元件、电池、电极和电容器。注意电极对488和传感器对492基本上可称为电导线,其中电极对488是将电休克递送给心脏(未示出)的电导线且传感器对492是用于感测心脏电活动的电导线。多个电子组件484包括至少一个中央处理器单元(本文缩写为CPU)、多个线圈、至少一个开关和用于感测并监测心脏电活动以及将电休克以除颤和/或起搏疗法形式递送给心脏的其它所需电元件。在多个电子组件484中的每一个内,可将电元件布置于ASIC中或可将它们相互独立布置。注意ISHD 480可任选包括在其每个末端处的相应锚定环(未示出)。每个锚定环可耦接在传感器对492附近。锚定环可用于将ISHD 480植入患者或从患者取出ISHD 480以将ISHD牵拉至患者、将ISHD牵拉出患者或锚定ISHD的末端,同时移除其它设备如导入器的时候。这将在下文图13A至图13D中更详细解释。
多个电容器482、多个电子组件484和多个电池486中的每个被封装在刚性封装(未标记)中。所述封装可由强金属或金属合金如钛制成。如图9A所示,每个封装通过链路502联接至其相邻封装。每个链路502由挠性材料如聚合物或挠性金属制成。链路502可利用轴线形成。链路502还可实现为挠性构件。连同链路502的封装将脊椎形结构和联接结构赋予ISHD 480。人类脊椎由称为椎骨的骨骼结构构成。椎骨是刚性结构但经由软组织联接在一起。软组织可挠且将沿多个方向的丰富挠性赋予脊椎,即使脊椎的各个椎骨为刚性。按类似方式,ISHD 480中的每个封装,如用于多个电容器482、多个电子组件484和多个电池486的封装为刚性结构并保护包围在内部的组件,如电容器、电池和电子组件。然而,将一个封装耦接至下一个的链路502为挠性且将沿多方向的挠性提供给ISHD 480。如下文图9C所描述,用生物相容性气密密封且电绝缘涂层(图9A未示出)涂覆ISHD480。图9A示出多个短绝缘区段490,其中涂层可见(图9A以黑色示出)。ISHD 480的末端包括电极对488和传感器对492。电极对488包括缠绕ISHD 480每个末端的区段496的多个线圈494。每个电极488通过短绝缘区段490从各个传感器492和各个相邻电池(未具体标记)绝缘。短绝缘区段490延长至区段496中。ISHD 480的每个末端(未具体标记)由挠性材料如聚合物或塑料制成且大体具有较ISHD 480的脊椎形结构的挠性大的挠性。如图所示,因电极对488必须对心脏提供电休克且传感器对492必须感测心脏的电活动,所以这些组件被放置于ISHD 480的外表面,在上述涂层的顶部上。因这些组件在ISHD 480植入患者时与身体的组织和流体直接接触,所以它们必须由尽可能低生物相容性性的金属或金属合金制成。
如图所示,ISHD 480的各个组件经由链路502实体耦接。此外,ISHD 480的电组件,如多个电容器482(或至少一个电容器)、多个电子组件484(或至少一个电子组件)、多个电池486(或至少一个电池)和电极对488经由互连总线498电耦接。互连总线498大体上可以是导线管,其中封装了电耦接ISHD 480的各个组件的线。互连总线498还可以是多线电缆(未示出)。如图所示,多个电链路500将互连总线498耦接至ISHD 480的每个组件。注意将互连总线498耦接至电极对488的电链路(未标记)还可耦接传感器对492。例如,构成ISHD 480末端的挠性材料中的中空(未示出)可支持来自传感器对492和电极对488的不同的线(未示出)从中通过。在这方面,传感器对492和电极对488与互连总线498耦接但仍保持相互电绝缘。此外,在所公开的技术的一个实施方案中,互连总线498可包括至少一个低电压线缆和至少一个高电压线缆。所述至少一个低电压线缆用于传递信号,如从传感器对492向封装在多个电子组件484之一中的CPU。所述至少一个高电压线缆用于将电力递送给电极对488以将电休克作为疗法提供给心脏。
在图9A中,多个电容器482包括四个电容器,多个电子组价484包括两个电子组件且多个电池486包括两组每组五个电池。这些组件的特定数目以及其在图9A中的布局仅作为实例给出。ISHD 480可包括少于四个或多于四个电容器(未示出)。ISHD 480可包括用于电子组件的单个封装或用于电子组件的多个封装(未示出)。ISHD 480可包括每个电池组少于五个电池或每个电池组多于五个电池(未示出)。此外,如图9A所示的特定组件布局仅作为实例给出。可将多个电池486散布于多个电容器482与多个电子组件484之间。ISHD 480中的电池、电容器和电子组件的特定布局是设计选择问题且为本领域技术人员所知晓。然而,传感器对492和电极对488需安置于ISHD 480的末端以正确感测心脏电活动并针对各种心脏心律失常提供作为疗法的电休克。
在图9A所示的实施方案中,虚线504将ISHD 480分割为由多个箭头506A和多个箭头506B示出的两个半部。ISHD 480的每个半部沿其长度对称。此外,ISHD 480具有大体圆形或圆柱形横截面,将电极对488和传感器对492实现为环或线圈。在所公开的技术的一个实施方案中,传感器对492实现为传感环对(未示出)。ISHD 480的横截面还可以大体对称。ISHD 480的这种布局支持相对其各滚动位置无差异。因此一旦植入,互连总线498可面向患者心脏或背离患者心脏。ISHD 480的外表面不具有特定方向性且可将ISHD 480植入患者而不管其外表面所面向的方向。这部分是由于传感器对492和电极对488的圆形属性。
根据所公开的技术的另一实施方案(未示出),ISHD 480可包括额外传感器、电极或两者。这些额外传感器、电极或两者可利用不同感测方法(即,不同于感测电活动)来感测心脏活动的可量化参数以及进入和离开心脏的血液流动节律和量。例如,所述额外传感器可包括由压电材料制成以检测心脏的声波(即声音)活动如心率的至少一个声学传感器或声学传感器对。所述至少一个声学传感器或声学传感器对可用作独立单元或联合传感器对492工作用于检测心脏的电活动、心脏的声波活动或两者的组合。可用这些传感器从直接主动脉、心脏或两者的机械搏动测定患者主动脉(未示出)中的血液流动的多普勒频移。
现参考图9B,ISHD 520大体类似于ISHD 480(图9A),ISHD 520具有与ISHD 480的类似元件。出于简明目的删减了图9B的大部分参考数字,利用等效阴影遮蔽图9A与图9B之间的等效元件。ISHD520与ISHD 480不同在于两方面且表示所公开的技术的ISHD的另一种布局和构造。第一,ISHD 520包括六个传感器代替传感器对。如图所示,ISHD 520包括位于ISHD 520极端处的传感器对522,类似于传感器对492(图9A)。ISHD 520还包括额外传感器524A至524D。额外传感器524A至524D大体类似于传感器对522且可实现为具有圆形或环形形状。类似于传感器对522,额外传感器524A至524D可检测并感测心脏电活动,从而将信号提供给CPU(未示出)用于确定是否应将电休克提供给患者心脏。虽然两个传感器便足以提供关于心脏电活动的丰富信息,但由指定传感器对接收的信号可由于存在来自围绕心脏区域的其它器官、肌肉或组织的电信号而含有噪声。所述噪声可导致所公开的技术的ISHD记录假阳性。在这方面的假阳性是指当电活动并非来自心脏时由例如传感器对522感测到的电活动和随后将电休克施予心脏。围绕心脏的肌肉、组织和其它器官还可使用电信号工作且这些信号可由ISHD 520的传感器检测。可利用所公开的技术通过提供沿ISHD 520长度坐落的多个传感器实现假阳性减少。如图所示,将额外传感器524A和传感器524D安置于各个电极(未标记)与各个电池(未标记)之间。将额外传感器524B和传感器524C安置于各个电池(未标记)与各个电子组件(未标记)之间。因此,所述额外传感器沿ISHD 520铺开。在ISHD 520中,可将任何两个传感器用作感测心脏电活动的传感器对,如传感器对522、额外传感器524A和传感器524C、传感器对522中的一个与额外传感器524B和类似传感器对。一旦将ISHD 520植入患者,医师能够编程使用哪些传感器确定心脏电活动。可利用其它设备,如心电描记设备核实并验证电活动何时来自心脏且医师可尝试不同传感器对直至选择到使电活动来自心脏以外的身体源的假阳性最少的最优对。如上所述,ISHD 522不需要具有如图具体示出的六个传感器。额外传感器524A至524D的位置仅作为实例给出,因为额外传感器沿ISHD 520长度的其它布局是可行的。此外,ISHD 520可包括仅一个额外传感器、两个额外传感器和类似传感器且不必是如图9B所示的四个额外传感器。
ISHD 480与ISHD 520之间示出的第二差异是ISHD 520的各个脊椎形结构如何物理且机械地相互耦接。在ISHD 480中,每个元件,可以是电池、电容器或电子组件,通过多个链路502(图9A)耦接至其相邻元件,其中链路位于每个元件的中心。如图9B所示,将相邻封装耦接至所公开的技术的脊椎形结构的每个物理链路的位置可变。多个链路526位于每个元件的封装的中心,然而多个链路528位于每个元件的封装的拐角处。在图9B的实例中,类似元件,如电容器或电池通过在拐角处耦接每个元件的链路联接在一起,如多个链路528所示。不同元件经由较居中安置的链路耦接在一起,如多个链路526所示。例如,额外传感器524C经由居中放置的多个链路526耦接至相邻电池(未标记)和电子组件(未标记)。这种布局仅作为实例给出且相邻元件之间的指定链路的位置可存在其它可能性且是设计选择问题。较居中放置链路与位于元件边缘处的链路之间的差异将在下文图11A和图11B中示出并描述。
现参考图9C,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的具有涂层的图9A可注射皮下心脏装置(一般标记为550)的示意性图示。ISHD 550大体类似于ISHD 480(图9A)和ISHD 520(图9B)。如图所示,ISHD 550包括多个电容器558、多个电子组件556、多个电池554、互连总线564、电极对560和传感器对562。一旦组装ISHD,便将涂层552放置于ISHD上,获得ISHD 550。在一个实施方案中,可通过喷涂将涂层552放置于ISHD 550上。在另一个实施方案中,可通过将ISHD 550浸泡于涂层材料浴中而将涂层552放置于ISHD 550上。构成涂层552的涂层材料大体掩护并封装ISHD550的所有元件。涂层552的合适涂层材料必须符合以下标准:
1.生物可相容以使ISHD的外表面(即,涂层)不导致被植入患者的免疫系统的炎症性或反抗性反应。
2.提供电磁抗干扰(本文缩写为EMI)以及电绝缘,以使ISHD550的内部组件不将任何电力传导至涂层552外侧且ISHD 550外侧的电活动不经由传感器和电极对以外的方式进入ISHD 550;且
3.使ISHD 550从患者身体中植入ISHD 550附近的流体、组织和其它可移动物质气密密封。
涂层552还应是光滑的,以使ISHD 550的外表面光滑且可轻易插入患者内。符合上列标准的涂层已知且可从诸如Dymax Corporation(www.dymax.com)的公司或类似公司获得。在一个实施方案中,涂层552还可提供ISHD 550的内部元件的额外机械保护。通常,涂层552不妨碍ISHD 550的挠性且应具有充足挠性以使当患者从事其日常活动而导致ISHD 550在患者中轻微移动时不致撕下或磨去。在一个实施方案中,当安置于ISHD 550的外表面时,传感器对562和电极对560是在已将涂层552施用于ISHD 550后安装。在另一实施方案中,传感器对562和电极对560初始被涂覆于涂层552中。随后在传感器对562和电极对560的区域上部分蚀刻除去涂层552,从而将它们暴露于外表面。在图9C可见,涂层552大体上遵循构成ISHD 550的各个组件的形状。然而,涂层552提供ISHD 550的光滑外表面,以便其插入患者身体内。还注意在所公开的技术的另一实施方案中,涂层552可实现为符合上列标准的收缩包裹或收缩膜。
现参考图10A、图10B和图10C,其是根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作的用于图9A可注射皮下心脏装置的不同电容器设计(一般分别标记为580、590和600)的示意性图示。参考图10A,电容器设计580包括布置成列且串联对齐的矩形状电容器堆叠582。可将每个电容器堆叠582封装在单个封装中,或者,可将电容器堆叠组封装在单个封装中。参考图10B,电容器设计590包括多个薄半圆形电容器592。半圆形电容器592可直线布置(由图10B中的两个底部电容器示出),沿同一方向相互堆叠于顶部(未示出)、沿相反方向相互堆叠于顶部(如图10B所示)或沿任何其它合适布局布置。参考图10C,电容器设计600包括布置成列且串联对齐的类圆柱体形电容器堆叠602。可将每个电容器堆叠602封装在单个封装中,或者,可将电容器堆叠组封装在单个封装中。所公开的技术的ISHD需要充足电容器以提供足够强的电休克从而重新同步或起搏遭受心律失常的心脏。如何布置电容器是设计选择问题且存在许多其它可行电容器设计。根据所公开的技术,电容器的设计是为了尽可能增大电容量同时尽可能减小电容器所占据的空间量。
现参考图11A和图11B,其是根据所公开的技术的又一实施方案建造并操作的用于耦接图9A可注射皮下心脏装置的各个部分的不同联接构造(一般分别标记为620和640)的示意性图示。参考图11A,链路构造620示出所公开的技术的ISHD的两个元件622A和元件622B。出于说明的目的,元件622A和元件622B可以是如上文图9A示出并描述的两个电容器、两个电池或电池和电子组件。元件622A和元件622B通过链路624联接其相邻侧面的中心。链路624通过间隙628分离元件622A和元件622B。链路构造620类似于火车的构造,将各个车厢从其中心联接在一起。链路624支持元件622A和元件622B相对于彼此转向左侧和右侧,如箭头626A和626B所示,从而将挠性赋予链路构造620,即使元件622A和元件622B可以为刚性且独自存在。这由箭头627A示出元件622B相对于元件622A转左并由箭头627B示出元件622B相对于元件622A转右。元件622A和元件622B的宽度由线625示出。如果间隙624为元件622A和元件622B的宽度的至少一半,那么元件622A和元件622B可相对于彼此转过完整90°。根据链路构造620,整列元件(未示出)可因此具有沿多个方向的高度挠性。注意链路624不必放置于元件622A和元件622B的宽度中心。根据链路构造620,可将链路624放置于沿元件622A和元件622B宽度的任何地方,包括其拐角(未示出)。这在上文图9B中示出。
参考图11B,链路构造640示出所公开的技术的ISHD的两个元件642A和元件642B。出于说明的目的,元件642A和元件624B可以是如上文图9A所示出并描述的两个电容器、两个电池或电池和电子组件。元件642A和元件642B通过链路644在其接合拐角之一联接在一起。链路644可以实现为一类铰链。链路644导致元件642A和元件642B相互齐平,从而在它们之间不提供间隙,如箭头648所示。链路构造640支持元件642A和元件642B视安置链路644的拐角沿仅一个方向转动。如图所示,链路644仅支持元件642A和元件642B相对于彼此沿向右方向转动,如箭头646所示。链路构造640将一定程度的挠性赋予元件642A和元件642B,即使元件642A和元件642B可为刚性且独自存在。这由箭头647A示出元件642B相对于元件642A向右转动20°角并由箭头647B示出元件642B相对于元件642A进一步向右转动40°角。链路644支持元件642A和元件642B可相对于彼此转动完整90°。然而不同于链路624(图11A),链路644仅支持沿一个方向的挠性。
通常,可根据所公开的技术使用链路构造620(图11A)或链路构造640中的任一种以产生ISHD的脊椎形结构。链路构造620将沿多个方向的挠性赋予ISHD,然而,形成于相邻元件之间的间隙增大了ISHD的整体长度。链路构造640将与链路构造620的类似挠性赋予ISHD,使ISHD具有较短整体长度,然而链路构造640将ISHD的挠性限制于仅一个方向。此外,在链路构造620中,可将互连总线(未示出)放置于元件622A和元件622B的任一侧,然而如果元件622A和元件622B按拉伸互连总线的方式弯曲,那么互连总线可经历一定程度的过量应力。在链路构造640中,互连总线被放置在放置链路644的侧面。在这方面,互连总线不会承受过量应力,因为元件642A和元件642B仅可按稍减小互连总线长度的方式弯曲,而不是像在链路构造620的情况那样使其增大和减小。
现参考图12,其是示出根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作,图9A可注射皮下心脏装置在人类患者中的放置(一般标记为670)的一组正交图示。图12以三个不同正交图示,正视图672A(还称为前位图)、侧视图672B(还称为侧面图)和后视图672C(还称为后位图)示出胸廓680。胸廓680是人类胸廓。一组虚线674将人体(未示出)分割为胸廓680所在的胸区676和腹部及其它有关器官所处的腹区678(未示出)。胸廓680包括多个肋骨682、胸骨684,其是胸廓680的前侧上耦接至胸区676中的十二个胸骨的最上十个的骨骼结构,和多个椎骨686。所述多个椎骨686构成脊柱(即脊椎或脊柱(spinal column))。图12示出ISHD 688在患者(未示出)中的放置。ISHD 688大体类似于ISHD 480(图9A)、ISHD 520(图9B)和ISHD 550(图9C)。出于说明的目的,未示出ISHD 688的所有元件。在ISHD 688中示出示范元件690,其可以是电容器、电池或电子组件,电极对692A和692B和传感器对(未标记)。传感器对位于ISHD 688的各个末端。当以立体视图示出胸廓680时,利用虚线绘出由于示出胸廓680中的所有器官(未示出)和组织(未示出)而阻碍视察的ISHD 688的元件和部分。
如正视图672A所示,将电极692A所在的ISHD 688的一个末端安置于胸骨684上或胸骨684的侧面。ISHD 688循胸骨下行,并将ISHD 688的大部分安置于腹区678中。ISHD 688随后在胸区676中折回至多个椎骨686的中间区。将电极对692A和692B安置于胸廓680的任一侧以使当电休克经由电极对692A和692B施予心脏(未示出)时所产生的除极向量694直接通过心脏。除极向量694越集中于其通过心脏的路径,所施予的电休克越有效。如上所述,电极对692A和692B所处的ISHD 688部分可由比ISHD 688其余部分更可挠的材料制成。因此,可在植入时使传感器对所在的电极对692A和692B的尖端(未标记)稍稍弯曲。例如,可使电极692A的尖端在各个位置稍稍弯曲偏离胸骨684。在正视图672A中示出电极692A的尖端的两个可能位置,第一末端位置696A和第二末端位置696B。电极692A和电极692B可采用其它末端位置。侧视图672B示出ISHD 688的一个末端(具有电极692A的末端)如何坐落于胸骨684上并大体遵循胸廓680的天然曲率,最终下沉离开胸廓680进入腹区678并向上返回至胸廓680后方的背部(未标记)。如图可见,除极向量694被笔直引导穿过心脏(未示出)所在的胸廓680。后视图672C示出电极692B安置于多个椎骨686的大约中段。
如上文图9A至图9C所示,所公开的技术的ISHD的中心部分(包括多个电池、电容器和电子组件)可稍厚于电极和传感器所在的ISHD末端。将ISHD的中心部分安置于腹区678而非胸区676可给患者提供增加的舒适度,是因为腹区678包括比胸区676更多组织结构和更少骨结构。骨结构基本为刚性,而组织结构基本为延展性且可轻易适应类似ISHD 688的装置的安置。如图12所示放置ISHD 688因此支持更舒适且美学上更愉悦地将设备安置于个体内,在患者日常活动期间对患者造成较少创伤和挫折。注意安置于腹区中的现有技术ICD的盒形容器不被患者所喜爱,是因为盒形会不经意将压力施加于周围器官和组织,造成患者不适。ISHD 688的基本圆形横截面形状更自然地模仿了人体腹区中的轮廓,从而使设备更舒适地适配于患者内。此外,将具有脊椎形结构或蛇形结构的ISHD 688放置于腹区将降低由于ISHD 688在临床使用期间发生一定形式创伤或变形而导致ISHD 688的外表面不经意创伤或变形的机率,除此以外即使发生,不恶化这种创伤或变形。被整个放置在大体为几乎无弹性的刚硬表面的胸廓上的现有技术ICD更有可能创伤和变形。此外,将所公开的技术的ISHD部分放置于胸廓以及腹部支持所公开的技术的ISHD比仅放置于胸区时所能接受的更长且更厚。较长且较厚ISHD可提供较大能力以及较高电压电休克(由于存在供电容器使用的更多空间)来治疗较大范围的心律失常。
现参考图13A至图13D,其是根据所公开的技术的又一实施方案操作用于植入可注射皮下心脏装置的各种方法的示意性图示。现参考图13A,其示出第一植入方法。在工序720中,在患者腹部制造小切口。切口可介于1至2厘米之间。在工序722中,将所公开的技术的ISHD折叠。如上文所解释,所公开的技术的ISHD由于其脊椎形结构而十分可挠且可延展。在工序724中,经由切口将ISHD的第一末端插至患者的胸骨并将ISHD的第二末端插至患者下胸腔的脊柱后部。在图13A的方法中,当将ISHD的较薄末端首先引导至患者胸廓的相反侧时,最后插入ISHD的较厚部分。
现参考图13B,其示出第二植入方法。在工序730中,在患者腰区的脊柱后部制造小切口。切口可介于1至2厘米之间。在工序732中,将所公开的技术的ISHD折叠。如上文所解释,所公开的技术的ISHD由于其脊椎形结构而十分可挠且可延展。在工序734中,经由切口将ISHD的第一末端插至患者的胸骨并将ISHD的第二末端插至患者下胸腔的脊柱后部。类似于图13A的方法,图13B的方法仅要求在患者中制造一个切口供植入所公开的技术的ISHD。
现参考图13C,其示出第三植入方法。在工序740中,在患者胸骨上制造第一切口且还在患者腰区的脊柱后部制造第二切口。胸骨上的切口可介于0.5至1厘米长,而腰区中的切口可介于1至2厘米长。在工序742将导丝从第二切口引导至第一切口。在工序744中,将导丝的一端附接至ISHD的一端。在工序746中,利用导丝将ISHD从第一切口向第二切口牵拉,从而将其如上文图12所示安置于患者中。在图13C的方法中,在患者中制造了两个切口。
现参考图13D,其示出第四植入方法。在工序750中,在患者胸骨上制造第一切口且还在患者腰区的脊柱后部制造第二切口。胸骨上的切口可介于0.5至1厘米长,而腰区中的切口可介于1至2厘米长。在工序751中,将导入器从第一切口插至第二切口。导入器大体上是中空半挠性鞘,具有足够厚的直径以支持所公开的技术的ISHD从中通过。在所公开的技术的一个实施方案中,导入器大体上如ISHD般长。在工序752中,将导丝从第二切口经由导入器引导至第一切口。在工序753中,将导丝的一端附接至ISHD的一端。如上所述,ISHD可包括至少一个锚定环。在这个工序中,将导丝的末端附接至ISHD的所述至少一个锚定环。在工序754中,利用导丝将ISHD从第一切口向第二切口拉入导入器中,从而将其如上文图12所示安置于患者中。在工序755中,将导丝从ISHD断开并经由第二切口将导入器从患者移除。在图13D的方法中,类似于上文图13C所示的方法,在患者中制造了两个切口。
在图13B和图13C的方法中,可利用导入器(未示出)插入ISHD。导入器大体上是覆盖所公开的技术的ISHD的鞘或外壳,具有几毫米的厚度。例如,在图13B中,可首先将ISHD插入导入器中且在工序734的替代工序中,经由患者胸骨的切口将导入器(内部具有ISHD)插入患者。随后将ISHD固定在原位同时移除导入器,从而留下正确安置的ISHD。随后经由在患者下胸腔的脊柱后部的切口插入ISHD的另一个(在这个方法中,较短)末端。在图13C中,可将导入器从第二切口推向第一切口。随后锚定在第一切口处的ISHD末端且随后经由第二切口将导入器从患者移除,从而将ISHD留在患者的适当位置中。如上文图6C所述,注射装置或导入器可具有沿其长度的切口或开口,从而在ISHD形状、厚度或两者沿其长度大体不对称时支持导入器或注射装置容纳ISHD。例如,如果ISHD在其中心处较厚,使其厚度向每个末端渐减,那么导入器或注射装置可被设计成具有如同ISHD末端(最薄处)般厚的直径。那样沿导入器或注射装置长度的开口便可容纳ISHD向其中心的渐增厚度。
现参考图14,其是示出根据所公开的技术的另一实施方案建造并操作,根据图13A至图13D的方法用于植入可注射皮下心脏装置的各个插入标记(一般标记为760)的一组正交图示。图14以三个不同正交图示,正视图762A(还称为前位图)、侧视图762B(还称为侧面图)和后视图762C(还称为后位图)示出胸廓(未标记)。虚线将图14分割为胸区770和腹区772。在图14中使用不同图标标记不同切口点。图标仅仅是位置标记且不表示所制造切口的形状、长度或类型。当以立体视图绘出绘出图14中的胸廓时,利用虚线绘出由于绘出容置于胸廓中的所有器官和组织而阻碍视察的位置。在图13A的方法中,在腹区制造切口。图14示出利用矩形图标标记的腹区切口764。在图13B的方法中,在腰区制造切口。图14示出利用圆形图标标记的腰区切口766。在图13C和图13D的方法中,在患者中制造两个切口,一个在胸骨且另一个在腰区。图14示出利用图标'X'标记的胸骨切口768,以及腰区切口766。
本领域技术人员将明白所公开的技术不限制于上文特定示出并描述的内容。相反,所公开的技术的范围仅由随附权利要求界定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于调节患者心脏的心律失常的可植入皮下心脏装置(ISHD),其包括:
多个联接结构,所述联接结构中的每一个具有大体对称横截面;
互连总线,用于电耦接所述多个联接结构;
生物相容性涂层,用于气密密封并电绝缘所述多个联接结构;
至少两个电极;和
多个传感器,
其中所述多个联接结构中的第一个封装电源;
其中所述多个联接结构中的第二个封装至少一个电容器;
其中所述多个联接结构中的第三个封装电子元件;
其中所述至少两个电极被分别放置于所述多个联接结构中的至少不同两个的外表面上,位于所述ISHD的相对末端,用于对所述心脏提供电休克以调节所述心律失常且其中所述至少两个电极各自具有大体对称横截面;
其中所述多个传感器中的至少两个位于外表面上,在所述ISHD的相对末端,用于检测所述心脏中的所述心律失常且其中所述多个传感器各自具有大体对称横截面;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器与所述互连总线电耦接;
其中所述电源将电力提供给所述电子元件并将电能提供给所述至少一个电容器;
其中所述至少一个电容器储存电能并在检测到所述心脏中的心律失常时向所述至少两个电极释放所述电能;
其中所述ISHD被安置于所述心脏周围皮下;
其中所述多个联接结构给所述ISHD提供沿至少三个方向的挠性;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器的大体对称横截面能够使所述ISHD相对其滚动位置无差异;且
其中所述ISHD的大部分被安置于所述患者的腹区中。
2.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述电休克实质上是高电压除颤休克。
3.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述电休克实质上是低电压起搏休克。
4.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述ISHD具有大体圆形横截面。
5.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述ISHD是一体式装置。
6.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述电子元件包括:
至少一个中央处理单元(CPU);
多个线圈;和
至少一个开关。
7.根据权利要求6所述的可植入皮下心脏装置,其中所述电子元件被布置于ASIC中。
8.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其还包括在所述ISHD的每个末端处的相应锚定环,每个所述相应锚定环被耦接在所述多个传感器中的各个附近。
9.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其还包括用于所述多个联接结构中的每一个的相应封装。
10.根据权利要求9所述的可植入皮下心脏装置,其中每个所述相应封装由选自以下组成的组的材料制成:
强金属;和
金属合金。
11.根据权利要求9所述的可植入皮下心脏装置,其还包括多个链路,用于将所述相应封装与相邻封装分别耦接。
12.根据权利要求11所述的可植入皮下心脏装置,其中所述多个链路中的每一个由选自由以下组成的清单的材料制成:
聚合物;和
挠性金属。
13.根据权利要求11所述的可植入皮下心脏装置,其中所述多个链路中的每一个沿每个所述相应封装居中。
14.根据权利要求11所述的可植入皮下心脏装置,其中所述多个链路中的每一个位于沿每个所述相应封装的拐角处。
15.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述互连总线是多线电缆。
16.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述互连总线包括用于传递信号的至少一个低电压线缆和用于提供所述电休克的至少一个高电压线缆。
17.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其还包括至少一个额外传感器,用于检测所述心脏的声波活动和所述心脏的电活动中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的可植入皮下心脏装置,其中所述声波活动包括在所述患者的所述心脏中血液流动的多普勒频移。
19.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述ISHD的所述相对末端由挠性材料制成。
20.根据权利要求19所述的可植入皮下心脏装置,其中所述挠性材料选自由以下组成的清单:
聚合物;和
塑料。
21.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述多个传感器中的每一个是传感环。
22.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述多个传感器包括至少两个传感器对,且其中所述至少两个传感器对用于减少检测所述心脏的所述心律失常时的假阳性。
23.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述生物相容性涂层通过选自由以下组成的清单的技术被放置于所述ISHD上:
喷上所述生物相容性涂层;
将所述ISHD浸泡于生物相容性涂层材料浴中;和
将所述生物相容性涂层收缩包裹于所述ISHD上。
24.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述生物相容性涂层为所述ISHD的外表面赋予光滑表面。
25.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述生物相容性涂层提供所述多个联接结构的机械保护。
26.根据权利要求1所述的可植入皮下心脏装置,其中所述至少一个电容器具有选自由以下组成的清单的设计:
布置成列且串联对齐的矩形状堆叠;
直线布置的多个薄半圆形;
沿同一方向相互堆叠在顶部的多个薄半圆形;
沿相反方向相互堆叠在顶部的多个薄半圆形;和
布置成列且串联对齐的圆柱体状堆叠。
27.用于调节患者心脏的心律失常的可植入皮下心脏装置(ISHD),其包括:
多个椎骨状结构,所述椎骨状结构中的每一个具有大体对称横截面;
互连总线,用于电耦接所述多个椎骨状结构;
生物相容性涂层,用于气密密封并电绝缘所述多个椎骨状结构;
至少两个电极;和
多个传感器,
其中所述多个椎骨状结构中的第一个封装电源;
其中所述多个椎骨状结构中的第二个封装至少一个电容器;
其中所述多个椎骨状结构中的第三个封装电子元件;
其中所述至少两个电极被分别放置于所述多个椎骨状结构中的至少不同两个的外表面上,位于所述ISHD的相对末端,用于对所述心脏提供电休克以调节所述心律失常且其中所述至少两个电极各自具有大体对称横截面;
其中所述多个传感器中的至少两个位于外表面上,在所述ISHD的相对末端,用于检测所述心脏中的所述心律失常且其中所述多个传感器各自具有大体对称横截面;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器与所述互连总线电耦接;
其中所述电源将电力提供给所述电子元件并将电能提供给所述至少一个电容器;
其中所述至少一个电容器储存电能并在检测到所述心脏中的心律失常时向所述至少两个电极释放所述电能;
其中所述ISHD被安置于所述心脏周围皮下;
其中所述多个椎骨状结构给所述ISHD提供沿至少三个方向的挠性;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器的大体对称横截面能够使所述ISHD相对其滚动位置无差异;且
其中所述ISHD的大部分被安置于所述患者的腹区中。
28.用于将心脏装置插入皮下的植入装置,其包括:
细长圆柱体形状,包括近端和远端,
其中所述远端包括锋利尖端,用于将所述植入装置插入皮下;
其中所述植入装置是中空的;且
其中所述植入装置具有基本上等于所述心脏装置的直径的直径。
29.根据权利要求28所述的植入装置,其中所述近端包括预切部分。
30.根据权利要求28所述的植入装置,所述细长圆柱体形状还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙。
31.将心脏装置植入患者皮下的方法,所述心脏装置包括具有脊椎状形状的多个联接结构,从而给所述心脏装置提供沿至少三个方向的挠性且具有大体对称横截面,所述方法使用包括中空细长圆柱体形状的植入装置,所述植入装置具有小于所述心脏装置的直径的直径,所述植入装置还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙,包括工序:
在所述患者的胸骨附近制造第一切口且在所述患者的腰区,在所述患者的脊柱后部制造第二切口;
经由所述第一切口将所述植入装置插至所述第二切口;
将导丝通过所述植入装置经由所述第二切口引导至所述第一切口;
将所述心脏装置与所述导丝的一端耦接;
牵拉所述导丝通过所述植入装置,从而将所述心脏装置通过所述植入装置从所述第一切口拉向所述第二切口并将所述心脏装置安置于所述患者中而不管所述心脏装置的滚动位置,其中所述心脏装置的大部分被安置于所述患者的腹区;
将所述导丝从所述心脏装置断开并从所述第二切口移出所述植入装置;且
缝合所述第一切口和所述第二切口。
32.用于将心脏装置植入患者皮下的方法,所述心脏装置包括具有脊椎状形状的多个联接结构,从而给所述心脏装置提供沿至少三个方向的挠性且具有大体对称横截面,包括工序:
在所述患者制造切口;
将所述心脏装置折叠;
将所述心脏装置的第一末端和第二末端插入所述切口;
将所述第一末端引导至所述患者的胸骨附近并将所述第二末端引导至所述患者的腰区,所述患者的脊柱后部而不管所述心脏装置的滚动位置,其中所述心脏装置的大部分被安置于所述患者的腹区中;且
缝合所述切口。
33.根据权利要求32所述的用于将所述心脏装置植入所述患者皮下的方法,其中所述切口介于1至2厘米之间。
34.根据权利要求32所述的用于将所述心脏装置植入所述患者皮下的方法,其中在所述患者的腹部制造所述切口。
35.根据权利要求32所述的用于将所述心脏装置植入所述患者皮下的方法,其中在所述患者的腰区,在所述患者的脊柱侧边制造所述切口。
36.用于将心脏装置植入患者皮下的方法,所述心脏装置包括具有脊椎状形状的多个联接结构,从而为所述心脏装置提供沿至少三个方向的挠性且具有大体对称横截面,使用包括中空细长圆柱体形状的植入装置,所述植入装置具有小于所述心脏装置的直径的直径,所述植入装置还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙,包括工序:
在所述患者的胸骨附近制造第一切口且在所述患者的腰区,在所述患者的脊柱后部制造第二切口;
经由所述第二切口将所述植入装置插至所述第一切口;
将导丝通过所述植入装置经由所述第一切口引导至所述第二切口;
将所述心脏装置与所述导丝的一端耦接;
牵拉所述导丝通过所述植入装置,从而将所述心脏装置通过所述植入装置从所述第一切口拉向所述第二切口并将所述心脏装置安置于所述患者中而与所述心脏装置的滚动位置无关,其中所述心脏装置的大部分被安置于所述患者的腹区;
将所述导丝从所述心脏装置断开并从所述第一切口移出所述植入装置;且
缝合所述第一切口和所述第二切口。
Claims (10)
1.用于调节患者心脏的心律失常的可注射皮下心脏装置(ISHD),其包括:
多个联接结构,所述联接结构中的每一个是中空的;
互连总线,用于电耦接所述多个联接结构;
生物相容性涂层,用于气密密封并电绝缘所述多个联接结构;
至少两个电极;和
多个传感器,
其中所述多个联接结构中的第一个封装电源;
其中所述多个联接结构中的第二个封装至少一个电容器;
其中所述多个联接结构中的第三个封装电子元件;
其中所述至少两个电极被分别放置于所述多个联接结构中的至少不同两个的外表面上,位于所述ISHD的相对末端,用于对所述心脏提供电休克以调节所述心律失常;
其中所述多个传感器中的至少两个位于外表面,在所述ISHD的相对末端,用于检测所述心脏中的所述心律失常;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器与所述互连总线电耦接;
其中所述电源将电力提供给所述电子元件并将电能提供给所述至少一个电容器;
其中所述至少一个电容器储存电能并在检测到所述心脏中的心律失常时向所述至少两个电极释放所述电能;且
其中所述心脏装置被安置于所述心脏周围皮下。
2.根据权利要求1所述的可注射皮下心脏装置,其中所述电休克实质上是高电压除颤休克。
3.根据权利要求1所述的可注射皮下心脏装置,其中所述电休克实质上是低电压起搏休克。
4.根据权利要求1所述的可注射皮下心脏装置,其中所述ISHD具有大体圆形横截面。
5.根据权利要求1所述的可注射皮下心脏装置,其中所述ISHD具有大体对称横截面。
6.用于调节患者心脏的心律失常的可注射皮下心脏装置(ISHD),其包括:
多个椎骨状结构,所述椎骨状结构中的每一个是中空的;
互连总线,用于电耦接所述多个椎骨状结构;
生物相容性涂层,用于气密密封并电绝缘所述多个椎骨状结构;
至少两个电极;和
多个传感器,
其中所述多个椎骨状结构中的第一个封装电源;
其中所述多个椎骨状结构中的第二个封装至少一个电容器;
其中所述多个椎骨状结构中的第三个封装电子元件;
其中所述至少两个电极被分别放置于所述多个椎骨状结构中的至少不同两个的外表面上,位于所述ISHD的相对末端,用于对所述心脏提供电休克以调节所述心律失常;
其中所述多个传感器中的至少两个位于外表面,在所述ISHD的相对末端,用于检测所述心脏中的所述心律失常;
其中所述至少两个电极和所述多个传感器与所述互连总线电耦接;
其中所述电源将电力提供给所述电子元件并将电能提供给所述至少一个电容器;
其中所述至少一个电容器储存电能并在检测到所述心脏中的心律失常时向所述至少两个电极释放所述电能;且
其中所述心脏装置被安置于所述心脏周围皮下。
7.用于将心脏装置插入皮下的注射装置,其包括:
细长圆柱体形状,包括近端和远端,
其中所述远端包括锋利尖端,用于将所述注射装置插入皮下;
其中所述注射装置是中空的;且
其中所述注射装置具有基本上等于所述心脏装置的直径的直径。
8.根据权利要求7所述的注射装置,其中所述近端包括预切部分。
9.根据权利要求7所述的注射装置,所述细长圆柱体形状还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙。
10.将心脏装置注射到患者皮下的方法,所述心脏装置包括具有脊椎状形状的多个联接结构,所述方法使用包括中空细长圆柱体形状的注射装置,所述注射装置具有小于所述心脏装置的直径的直径,所述注射装置还包括沿所述细长圆柱体形状的长度延伸的间隙,包括工序:
在所述患者的胸骨附近制造第一切口且在所述患者腰区,在所述患者的脊柱后部制造第二切口;
经由所述第一切口将所述注射装置插至所述第二切口;
将导丝通过所述插入装置经由所述第二切口引导至所述第一切口;
将所述心脏装置与所述导丝的一端耦接;
牵拉所述导丝通过所述注射装置,从而将所述心脏装置通过所述注射装置从所述第一切口拉向所述第二切口并将所述心脏装置安置于所述患者中;
将所述导丝从所述心脏装置断开并从所述第二切口移出所述注射装置;且
缝合所述第一切口和所述第二切口。
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