CN1487846A - 有距离及无具体连接地使用植入物的方法及设备及由该设备使用的植入物 - Google Patents

有距离及无具体连接地使用植入物的方法及设备及由该设备使用的植入物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有距离及无具体连接地使用包括电装置(21)的植入物(20)的使用方法及使用设备，所述使用设备(10)包括一个构成用于使所述电装置(21)工作的能量源的感应源(11)，其特征在于：它包括在由所述感应源(11)产生电磁场时允许进行调节，以便对所述植入物(20)发送二进制数据形式的信息的装置。本发明还涉及一个植入物(20)、尤其是胃收缩装置，它可被根据本发明的使用设备(10)有距离及无具体连接地使用。

Description

有距离及无具体连接地使用植入物的 方法及设备及由该设备使用的植入物
本发明涉及有距离及无具体连接地使用包括电装置的植入物的领域。
更具体地，本发明涉及有距离及无具体连接地使用包括电装置的植入物的方法及设备，所述使用设备包括构成一个能量源的感应源，用于使所述电装置工作。
现有技术已公知了有距离及无具体连接地使用包括电装置的植入物的方法及设备及尤其由国际专利申请WO 00/15158所公知。
该专利申请针对一种特殊类型的胃收缩装置，它可有距离及无具体连接地由一个包括感应源的发射机使用。感应源发送用于电动机运行所需的能量及选择专用的频率，一个频率用于产生向前运行的指令，另一个频率用于产生向后运行的指令。
该装置的主要缺点在于：只能发送仅有的一些指令：向前运行/向后运行。它不设有任何检验部分，以通过该装置检验指令的接收、指令的执行及在怎样的程度上指令被接收及执行。此外，该装置未给出防止植入物的电装置不适时运行的所有的必要保证。
此外已具有可以与植入物通信的使用设备，但在这种系统中植入物包括其自己的、用于电装置(电动机等)工作的能量源；当然，这对于从功率或持续时间来说需要很多能量的植入物是不实际的，因为它必需有规律地在外科手术时更换能量源。
本发明旨在克服现有技术的缺点，提出一种使用方法及设备，根据本发明方法及设备，该使用设备借助一个唯一的装置、即感应源能够同时与植入物通信，向它发送二进制数据形式的信息；及同时提供所述植入物的能量供给以用于它所包括的电装置的工作。本发明还旨在提出一种植入物，它能够同时与使用设备通信，向它发送二进制数据形式的信息；及同时接收用于它所包括的电装置的工作所需的能量。
为此，本发明在其主要意义上涉及独立权利要求中所述的类型。
根据本发明，提出在由所述感应源产生电磁场时进行调节，以便对所述植入物发送二进制数据形式的信息。
有利地，所述信息传输是借助二进制位进行的，需要时延时发送。
有利地，所述信息的传输是由使用设备向植入物方向或反向地进行的。
有利地，所述信息选择地或累积地涉及：
-植入物系列号；
-病人识别标记；
-首次使用的日期；
-最近手术日期；
-手术次数；
-植入物状态；
-手术内容历史；
-传输接收的确认；
-动作实现的确认。
有利地，传输接收的确认信息是由具体的位组成的。
本发明还涉及一种有距离及无具体连接地使用包括电装置的植入物的使用设备，所述使用设备包括一个构成用于所述电装置工作的能量源的感应源，所述使用设备还包括在由所述感应源产生电磁场时允许进行调节以便对所述植入物发送二进制数据形式的信息的装置。
有利地，在产生电磁场时允许进行调节的所述装置是由与发射天线连接的变流器组成的。所述天线最好也连接到一个接收器及所述使用设备包括一个对在所述电磁场中遭受的改变进行检测及处理的组件。
有利地，该使用设备包括一个微控制器，该微控制器与一个显示及控制装置和/或可以与作为界面的计算机通信的装置相连接。
有利地，该使用设备还包括一个限幅降压器，以便允许电磁场的幅值达到最佳。
本发明还涉及一种植入物，尤其是胃收缩装置，它可以被根据本发明的使用设备有距离及无具体连接地使用。
有利地，所述植入物包括允许进行所述电磁场的调节以便对所述使用装置发送二进制数据形式的信息的装置。
有利地，所述允许进行所述电磁场的调节的装置由一个通信组件组成。
有利地，所述由植入物发送的信息选择地或累积地涉及：
-植入物系列号；
-病人识别标记；
-首次使用的日期；
-最近手术日期；
-手术次数；
-手术内容历史；
-传输接收的确认；
-动作实现的确认。
此外，传输接收的确认信息最好是由具体的位组成的。
有利地，植入物包括一个微控制器，该微控制器与所述允许进行所述电磁场的调节的装置相连接。
有利地，所述电装置是具有一个或多个转子位置传感器的无刷电动机。
借助以下参考附图对本发明实施例的纯说明性的描述将会更好地理解本发明，附图为：
-图1表示根据本发明的、有距离及无具体连接地使用植入物的设备及被该设备使用的植入物的原理图；及
-图2表示使用设备/植入物总体的操作的简化流程图。
根据本发明的、有距离及无具体连接的使用方法是借助一个使用设备(10)使用一种植入物(20)的方法，该植入物包括一个电装置(21)，所述使用设备(10)包括一个构成能量源的感应源(11)，用于操作所述电装置(21)。
根据本发明的方法的特征在于，在由所述感应源(11)产生电磁场时进行调节，以便对所述植入物(20)发送二进制数据形式的信息。
一旦植入物被植入人体便进行该方法的使用。该方法将由合格的人员操作，但所有的外科手术除外。
信息的发送是借助二进制位(bits)进行的，需要时延时发送，所述二进制位可能形成字，例如八位的位组。
因此使用设备(10)包括在由所述感应源(11)产生电磁场时进行调节以便对所述植入物(20)发送二进制数据形式的信息的装置。
根据本发明的使用设备(10)旨在用于控制作成胃收缩环的植入物(20)，但本发明也可用于使用电装置的所有类型的植入物。
图1中所示的本发明基于两个单元：一个单元是变流器-发送器/接收器及另一单元是植入物-应答器。
变换器-发送器/接收器：它是对胃植入物提供能量、处理通信、实现人/机界面的系统。它实际上由一个或多个部分组成。该系统包括以下部分：
·电源部分(19)：它保证区域的绝缘，组合功率因数校正器(PFC)，提供降压器(15)及变换器(12)的工作所需的功率及提供控制电压；
·限幅降压器(15)：它能够根据需要调节电磁场的强度；
·全桥式变流器(12)：该结构是用于控制供给谐振电路的电压所需要的。它供给矩形波电压，并仅由降压器(15)进行幅值的调节。这样便可以限制电子开关的换流频率。
·外部天线(18)：它是产生植入物所需的电磁场的线圈。它也用于接收来自植入物(20)的信号。它与一个电容器及一个电阻相连接以构成谐振电路。
·通信信号的检测及处理组件(16)：该组件允许处理来自外部天线端子上电压微弱变化和/或电流相位移的数据。
·振荡器(17)：它产生全桥式变流器(12)的控制信号。这些信号被定相在非常精确的时钟信号上。
·微控制器(13)：它控制整个系统。它尤其用于管理通信、电磁场幅值及人/机界面。
·显示及控制和/或对个人计算机连接的装置(14)：在显示器上显示所有由植入物传送的数据。这些信息、如病人的名字是借助个人计算机所使用类型的组合式键盘获得的。一种串行连接允许与个人计算机联系，例如用于设备的维护。
植入物(20)-应答器：
·内部天线(24)：它是这样的线圈，借助它对植入物供电及与外部通信。它与一个电容器连接，以便实现一个校准在与变流器的频率相同的频率上的谐振电路。
·电压发生器(22)：根据由天线(24)接收的能量产生一个电压。
·通信组件(25)：该通信基于应答器原理。内部天线的端子上的电压改变将引起外部天线的端子上电压幅值的微小改变及也引起外部谐振电路中电流相位移的改变。为了发送数据，变流器在一个短的瞬时期间中断感应。该中断被植入物(20)的微控制器(23)检测到。
·调节组件(26)：它限制微控制器(23)端子上的电压。
·储能器(27)：它允许在通信的一定阶段期间微控制器(23)被供电。
·微控制器(23)：它是植入物中唯一复杂的电路。它管理所有的通信及也直接地控制电装置(21)并控制收缩的幅值。
·电装置(21)：例如为一个“直流无刷”类型的微型电动机。此类电动机几乎无磨损，它由于其结构允许精确地识别它所执行的转数。
·收缩环(28)：它借助一个螺丝-螺母系统由微型电动机驱动。
植入物(20)通过感应供电。该感应具有固定的频率，例如115.2kHz。所有的波形为正弦波。
植入物(20)包括一个微控制器(23)，它一方面控制由微型电动机构成的电装置(21)，另一方面能够与使用设备(10)及数据存储器通信。
植入物(20)通过其天线(24)的端子电压的改变与外部通信。该改变被变换成施加在外部天线(18)上的电压改变及电流相位移的改变。这些改变的持续时间被变流器的微控制器(13)处理及然后被转换成信号。
为了从外部向植入物(20)通信，将进行电磁场的中断。这时植入物由它的储能器(27)供电及检测中断的持续时间，以便提取数据。
从内部向外部，改变的持续时间例如为500μs代表逻辑0，1ms代表逻辑1及2ms代表接收确认。每2ms发送1位(bit)。
从外部向内部，改变的持续时间例如为750μs代表逻辑0，1.5ms代表逻辑1及3ms代表接收确认。每3ms发送1位。
由植入物(20)传送的数据格式例如为以下部分：
o被编码在4字节上的植入物系列号，
o被编码在30字节上的病人识别标记，
o被编码在6字节上的首次使用的日期，
o被编码在6字节上的最近手术日期，
o被编码在4字节上的位置历史即8个位置(环的位置被编码在3位上，两个位置用字节编码)，
o被编码在1字节上的手术次数。
传送给植入物(20)的数据格式为以下部分：
o以编程方式
·被编码在1字节上的密码，
·被编码在4字节上的植入物识别标记，
·被编码在30字节上的病人识别标记，
·被编码在6字节上的首次使用日期，
o以常规方式
·被编码在4字节上的植入物识别标记，
·被编码在1字节上的要达到的新位置，
·被编码在6字节上的仅在位移后被确认的日期。
为了工作过程的安全，尤其在植入物的通信不良的情况下，可以发送一个“万能钥匙”的系列号，它允许控制收缩环。
在双向通信的情况下，被发送数据的每个字节的紧前面具有在1字节上的其地址及在它的紧后面具有相应于被发送字的检验和的4位。如果没有错误，接收器发送接收确认信息。发送器这时再发送随后的数据。如果发送器未收到接收确认信息，它将尝试重新发送相同数据及可进行到10次尝试为止。
这种完全新颖的通信形式允许防止所有不良的译码或来自另一相同频率的感应系统的“盗用”。
电磁场的幅值将根据植入物的需要被一直调节，以便将其功率限制在精确的需要上。
内部天线(24)被设置在植入物(20)中。该天线被这样地布置，以便使它的轴线尽可能垂直于皮肤。
为了很好地理解本发明，重要的是应指出，对于“物理连接”应理解为具体连接，例如电缆的连接。
因此，不能用电缆在植入物(20)与使用设备(10)之间实现任何电连接。
为了使植入物工作，将外部天线(18)贴放在病人皮肤上。当加上电压时，将电磁场幅值调节到最佳状态，以便与植入物通信。在各个控制操作后，植入物将发送所有数据。一旦这些数据被正确接收，它们将显示在使用设备(10)的显示及控制装置(14)上。这时操作人员可选择要达到的新位置。在确认后，这些数据被发送到植入物(20)。然后增强电磁场，以便发送微型电动机所需的功率。在位移结束时，对使用设备(10)发送一个信息，电磁场再回到其额定值。使用设备(10)要求植入物回答它是否已正确地执行位移及将此通告操作人员。
图2表示系统的流程框图。
本发明的描述是以例子的形式进行的。显然，本领域的技术人员能够实现本发明的各种变型，而不偏离本专利的范围。

Claims (18)

1.一种有距离及无具体连接地使用包括电装置(21)的植入物(20)的方法，该方法借助一个使用设备(10)，所述使用设备(10)包括一个构成用于使所述电装置(21)工作的能量源的感应源(11)，其特征在于：在由所述感应源(11)产生电磁场时进行调节，以便对所述植入物(20)发送二进制数据形式的信息。
2.根据权利要求1的有距离及无具体连接地使用(10)植入物(20)的方法，其特征在于：所述信息传输是借助二进制位(bits)进行的，需要时延时发送。
3.根据权利要求1或2中任一项的有距离及无具体连接地使用(10)植入物(20)的方法，其特征在于：所述信息的传输是由使用设备(10)向植入物(20)方向或反向地进行的。
4.根据权利要求1至3中任一项的有距离及无具体连接地使用(10)植入物(20)的方法，其特征在于：所述信息选择地或累积地涉及：
-植入物系列号；
-病人识别标记；
-首次使用的日期；
-最近手术日期；
-手术次数；
-植入物状态；
-手术内容历史；
-传输接收的确认；
-动作实现的确认。
5.根据权利要求4的有距离及无具体连接地使用(10)植入物(20)的方法，其特征在于：传输接收的确认信息是由具体的位组成的。
6.一种有距离及无具体连接地使用包括电装置(21)的植入物(20)的使用设备(10)，所述使用设备(10)包括一个构成用于使所述电装置(21)工作的能量源的感应源(11)，其特征在于：它包括在由所述感应源(11)产生电磁场时允许进行调节以便对所述植入物(20)发送二进制数据形式的信息的装置。
7.根据权利要求6的有距离及无具体连接地使用植入物(20)的使用设备(10)，其特征在于：在产生电磁场时允许进行中断的所述装置是由与发射天线(24)连接的变流器(12)组成的。
8.根据权利要求7的有距离及无具体连接地使用植入物(20)的使用设备(10)，其特征在于：所述天线(24)连接到一个接收器。
9.根据权利要求6至8中任一项的有距离及无具体连接地使用植入物(20)的使用设备(10)，其特征在于：它包括一个微控制器(13)，该微控制器与一个显示及控制装置(14)和/或可以与作为界面的计算机通信的装置相连接。
10.根据权利要求6至9中任一项的有距离及无具体连接地使用植入物(20)的使用设备(10)，其特征在于：它包括一个限幅降压器(15)，以便允许电磁场的幅值达到最佳。
11.根据权利要求6至10中任一项的有距离及无具体连接地使用植入物(20)的使用设备(10)，其特征在于：所述使用设备(10)包括一个对在所述电磁场中遭受的改变进行检测及处理的组件(16)。
12.一种可以被根据权利要求6至11中任一项的使用设备(10)有距离及无具体连接地使用的植入物(20)，尤其是胃收缩装置。
13.根据权利要求12的植入物(20)，其特征在于：它包括允许进行所述电磁场的调节以便对所述使用装置(10)发送二进制数据形式的信息的装置。
14.根据权利要求12或权利要求13的植入物(20)，其特征在于：所述允许进行所述电磁场的调节的装置由一个通信组件(25)组成。
15.根据权利要求12至14中任一项的植入物(20)，其特征在于：所述信息选择地或累积地涉及：
-植入物系列号；
-病人识别标记；
-首次使用的日期；
-最近手术日期；
-手术次数；
-植入物状态；
-手术内容历史；
-传输接收的确认；
-动作实现的确认。
16.根据权利要求15的植入物(20)，其特征在于：传输接收的确认信息是由具体的位组成的。
17.根据权利要求12至16中任一项的植入物(20)，其特征在于：它包括一个微控制器(23)，该微控制器与所述允许进行所述电磁场的调节的装置相连接。
18.根据权利要求12至17中任一项的植入物(20)，其特征在于：所述电装置(21)是具有一个或多个转子位置传感器的无刷电动机。
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