CN1820718A - 用于可植入的箍圈的致动器 - Google Patents

Abstract

一种以机械的方式把内部体积可以改变的致动器连接到可调节的可植入的箍圈上，从而实现箍圈的有效内周边的改变。可以直接把致动器连接到箍圈上，或者通过一根缆索连接。致动器的构形包括一系列皱褶和脊，以及波纹管。可以与单一的箍圈结合起来使用多个致动器。可以包括一个离合器机构，当没有致动器作用在箍圈上时将箍圈保持在其位置。可以直接把致动器的一端直接连接到一个双向流动装置上。

Description

用于可植入的箍圈的致动器

技术领域

本发明总体上涉及致动装置，更具体地说，涉及与可植入的箍缩件一起使用的致动器。将与可以通过外科手术植入身体的用来包围一个解剖学上的体内通道的箍圈(bands)比如胃箍圈联系起来公开的本发明，但是本发明不限于这种应用。

背景技术

自从上世纪八十年代初以来，可调节的胃箍圈对于胃的旁路(gastric bypass)提供一个有效的替代通道，并且对于病态的肥胖人提供了另外的不可逆的外科手术减肥手术。围绕着病人的胃部的上部缠绕这样的胃箍圈，形成限制食物由胃的上部通到胃的下部的一个口。当此口有适当的尺寸时，在胃的上部中的食物产生已经饱了的感觉，这样可以不会过量进食。然而，初始的失调或者经过长时间后胃的变化可能导致该口的尺寸不合适，要求对胃箍圈进行调整。否则，当该口太小以致不能合理地通过食物时，病人可能会产生呕吐，并感到不舒服。在另一个极端，该口可能太大，因此不能减缓食物离开胃的上部的运动，不能达到胃箍圈的目的。

在病人身体内任何想要建立和/或改变腔口或器官的尺寸的部位的应用中可以采用可植入身体的箍圈。如在这里和在权利要求书中使用的那样，可植入身体的箍圈是可植入体内的一个位置改变一个器官，或者一个腔口或者一个身体通道比如胃或者管腔(lumen)的尺寸的箍圈。

取决于应用的不同，某些先有技术的箍圈的形式为柔性的、基本上不能伸展的箍圈，它包括一个可以膨胀的段，这个段能够保持流体。此可以膨胀的部段段比如中空的弹性囊典型地能够取决于在其中包容的流体的数量膨胀或收缩。

需要双向的流动控制来增加和减少由该箍圈产生的口的尺寸。可以借助于植入身体内的双向流动装置实现盐溶液的添加或移开，从而改变可植入身体的箍圈所产生的口的尺寸，这样的流动装置例如为植入皮下的流体注入口或者双向的注入泵，比如在2004年5月28日提交的题为Thermodynamically Driven reversible Infuser Pump forUse as a Remotely Controlled Gastric Band的美国专利申请序列号10/857315，在2004年5月28日提交的题为Piezo ElectricallyDriven Bellows Infuser for Hydraulically Controlling anAdjustable Gastric Band的美国专利申请序列号10/857762，在2004年5月28日提交的题为Bi-Directional Infuse Pump with VolumeBraking for Hydraulically Controlling an Adjustable GastricBand的美国专利申请序列号10/857763，以及在2004年5月28日提交的题为Metal Bellows Position Feedback for Hydraulic Controlof an Adjustable Gastric Band的美国专利申请序列号10/856971中所公开的那样，把所有这些结合在这里作为参考。

附图说明

附图包括在本文件中并且构成本文件的一部分，这些附图示出了本发明的实施例，并且，它们与上面给出的对本发明的一般性描述以及下面将给出的对实施例的详细描述一起用来解释本发明的原理。其中：

图1是一个围绕胃部的上部缠绕的胃箍圈的示意性环境图；

图2是一个致动器的透视图；

图3是一个包括图2的致动器的胃箍圈的平面图；

图4是图3的胃箍圈的侧视图；

图5是可植入的双向注入器的侧视图；

图6是图5的双向注入器的顶视图；

图7是沿着图6的线7-7所取的剖面的侧视图，示出了一个鼓式制动组件，膨胀的压电层叠致动器把该组件释放，把卡钳的制动臂与装接到金属波纹累积装置上的一个制动鼓脱开，该累积装置处在膨胀开的状态；

图8是沿着图7的双向注入器的线8-8穿过卡钳和鼓式制动组件的压电层叠致动器所取的剖面的顶视图；

图9是箍圈的另一个实施例的平面图；

图10是沿着图9的线10-10所取的剖面的侧视图；

图11是图9的箍圈的平面图，示出了最小面积构形；

图12是图9的箍圈棘轮和棘爪的局部放大侧视图；

图13以平面图示出了带有致动器的另一实施例的可调节箍圈的另一实施例；

图14是双向注入器的另一实施例的顶视图；

图15是双向注入器的另一实施例的部分剖面侧视图；以及

图16是注入口的侧视图。

现在将详细地描述本发明的当前优选实施例，在附图中示出了本发明的一个示例。

具体实施方式

在下面的描述中，在所有的几个图中相同的附图标记表示相同或相应的部件。同样，在下面的描述中应当理解，比如前、后、内、外、以及类似词是为了说明方便，而不要看作是限制性术语。在本专利申请文件中使用的词汇不意味着仅限制在这里所描述的装置或者它的一些部分中，可以将这些词汇联系或应用到其它的取向上。现在将更详细地参考着图描述本发明。

参见图1，可调节的胃箍圈10在病人的胃16的上部12与下部14之间形成一个可调节的口。通过把它的两端装接在一起并且通过把部分18缝合到胃16上使胃16的部分18在可调节的胃箍圈10上延伸而将箍圈10保持在其位置。通过改变箍圈10的有效的内周边(也可以把它称为内径，虽然其形状不一定是一个圆)可以调节口的大小。一个致动器与该箍圈10相关联，以改变其内周边。该致动装置可以与箍圈本身成为一体，或者装在它的外面。

图2示出了致动器的一个实施例，它可以与箍圈10一起使用，以改变内周边。致动器20表示为一个细长的件，但是可以基于具体的需要上采用任何适当的长宽比。致动器20构形成按照内部体积的增加改变形状，使得形状的改变适宜于改变口的尺寸。如在图2中所示，所示出的致动器20是一个波纹件，它有一系列皱褶，在致动器20的上侧面和下侧面上产生间隔开的脊22。虽然所示出的脊和皱褶是平行的，并且是形状相同和均匀间隔开的，但是并不要求它们一定是这样。

致动器20包括第一和第二侧壁24和26，通过任何适当的方法沿着外边缘28，30，32，和34把这些侧壁彼此密封起来，从而形成内腔36。例如，可以用激光或电子束焊接外部边缘28，30，32和34。任何适用的致动器20包括一个流体端口38，此端口与内腔36处于流体连通状态。

侧壁24和26由任何适当的生物相容材料制成，这种材料有足够的弹性、强度和对响应于内部腔室36内的体积变化使致动器20的形状改变有足够的抗疲劳能力，比如CP2 Ti。此外，可以由MRI安全的材料制成侧壁24和26。

例如，在图2所示的致动器的实施例中，侧壁24和26可以由厚度大约为0.001到0.005英寸的钛制成。脊22包括夹角40的顶部，且其可以是倒圆的，以在进行致动的过程中使得材料中的应力集中减到最小。在未进行致动的状态下，致动器20正常处在被压缩的状态，与弹簧类似，夹角40可以大约为30°或者更小。当被完全致动时，夹角40可以扩展到大约80°，从而可以产生超过它的初始长度的100％的应变差。致动器20构形成当把内部的流体移出时缩回到它正常的被压缩状态。

在所示出的实施例中，致动器20构形成能够处理至少高至大约20psig的内部压力，对于一个0.5英寸宽和0.25英寸高(在未致动的状态下)的致动器，这样的内部压力可以产生至少1.5lbf的纵向致动作用力，这足以克服2psi的二次蠕动压力。

图3和4示出了可调节的箍圈42，可以把它植入阻挡通过体内的通道比如胃或管腔的流动比如食物流或者体液流的位置。具体地，所示出的箍圈是要关于胃设置的胃箍圈，但是应当理解，本发明的内容不限于胃箍圈。箍圈42有第一和第二相对的端部44和46，通过连接件48把这两端彼此固定起来，使端部46的箍圈内表面50邻近端部44的箍圈外表面52。所示出的连接件48是一条窄带，但是它可以是任何适用的构形，可以用任何适当的手段把它固定到端部44和46上。在把箍圈42植入之前应该使至少一端44或46不连接到连接件48上。虽然端部44和46重叠，但是可以使用任何适当的连接构形。例如，端部44和46可以彼此不直接接触，使得连接件在它们之间伸展。此外，例如，可以彼此相邻地设置每一端44和46的箍圈内表面50，由被包围起来的中心区域向外伸展。

在所示出的实施例中，箍圈42包括内侧壁54、外侧壁56以及横向侧壁58，这些壁形成内部腔室60。将致动器20设置在内部腔室60内，至少一个流体口38由该腔室延伸出。箍圈42构形成在致动的过程中把致动器20保持在内部腔室60内。为了做到这一点，在所示出的实施例中，可以任何适当的方式把致动器20邻近端部34的那部分邻近端部46固定在内部腔室60内。

箍圈42可以由任何适当的生物相容材料制成，这种材料有足够的强度，弹性和适应致动器20的启动和关闭的抗疲劳能力。在所示出的实施例中，箍圈42由一种软的顺应的硅材料制成，这种材料可以防止致动器20对邻近的组织引起不舒适感。

在使用时，首先通过外科手术把箍圈42关于胃设置在适当的位置，随后以任何适当的方式把连接件48固定到端部44和46中自由的端部上。在把端部44和46连接起来之后，箍圈42包围着区域62，如在图3中看到的那样，这一区域的截面积取决于致动器20的长度。端部44可以、但是不必须以一个锥形结束，如图所示，平滑地融合到箍圈的内表面50中。

在图3中以它的未致动的状态示出了致动器20，致动器有它的最短长度，因此，面积62为它的最小值。可以通过增加由箍圈的内表面50确定的周向长度来加大面积62的大小。这可以借助通过流体入口38引入流体增加内部腔室36的压力加大夹角40从而增加致动器20的长度来实现。在把端部44和46连接起来之后，箍圈42在它们之间的长度必然随着致动器20向外挤压外侧壁56而增加。长度的增加增大了由箍圈内表面50确定的周向长度，因此增大了面积62的大小。当达到所希望的面积62的大小时，停止通过流体口38的流体流，并且保持该压力，且致动器20和箍圈42将保持一个固定的位置。

致动器20的受致动的状态表示区域62的最大尺寸。当释放压力时，致动器20的构形返回到它的未致动的状态，有最短的长度，以足够的作用力将内侧壁54压靠在胃上，减小口的尺寸。

箍圈42可以构形成采用任何适当的结构与致动器20共同起作用。例如，可以将致动器20共模塑在箍圈中，不再需要内部腔室60。可以将致动器20完全设置在箍圈的内部，如图所示出的那样(除了流体口以外)，或者可以部分地设在箍圈以外，只要不伤害周围的组织就可以。

箍圈42也可以构形成使得致动器20的长度的增加仅使端部44在纵向上伸展，沿着箍圈内表面50滑动，以填充区域62中。在这样的构形中，外侧壁56必须足以能够经受在端部44与46之间的纵向伸长，而在径向上限制箍圈42，从而产生端部44的伸展，并且端部44必须有足够的弹性，以越过连接件48的位置伸长所希望的距离。在外科手术之后连接的组织围绕着箍圈42的生长形成通道把箍圈套起来，可对这样构形的工作有帮助。

因此，箍圈42可以有任何适当的构形，这种构形可以单独地或者与周围的组织合作地对致动器20的致动作出响应来改变形状，从而改变口的大小。虽然所示出的致动器20的构形在它的纵向长度上产生增长，但是致动器20也可以构形成在其它方向上增长，其功能是实现所希望的尺寸控制。

最好致动器20构形成可以以可控的方式将它的内部腔室充满，以产生出所希望的口尺寸。可以把它连接到任何适当的流体压力源上，可以在两个方向上控制该流体压力源，以获得并且保持所希望的尺寸。例如，在所示出的实施例中，可以用一种流体比如盐水充满致动器20，并且，可以用与一个双向的流体装置比如注射口或者泵连通的柔性管道与流体口38连接，可以将该注射口或者泵以皮下方式植入体内。用注射口的情况下，可以通过将一个Huber顶端的针头穿透皮肤插入注射口的硅树脂隔膜中来控制致动器20内流体的体积。一旦将针头移开，隔膜借助于由隔膜产生的压力载荷将孔密封起来。

参见图5，6，7和8，这些图示出了一个可植入体内的双向注入器64，该注入器可以与致动器20一起使用。注入器64有倒圆的菱形形状，为了清楚起见，关于在图中所示出的取向描述该注入器，该取向关于病人的皮肤典型地为向外，被描述为向上，如当把注入器放在桌子上时注入器64典型的取向那样。

注入器装置64通过在由钛金属波纹管68形成的波纹累积装置66内保持数量可变的流体提供双向的液压控制，此钛金属波纹管可以沿着它的纵向轴线膨胀和压缩。波纹管的底板70也由钛制成，该底板将波纹管68的底部开口关闭起来，顶部开口72基本上由波纹管钛盖板74封闭起来。注入器装置和它的部件可以由任何适当的生物相容材料制成，包括可延展的不可渗透的材料和MRI安全材料。

隔膜78提供了与波纹累积装置66的可选择的内部体积76的流体连通，由中心出口80提供这种流体连通，该出口形成顶部开口72，并且在波纹管的盖板74中形成该出口。通常用聚合物的隔膜密封件82将隔膜78关闭起来，该隔膜密封件可以由一种硅材料或者其它生物相容材料制成，并且可以把该隔膜密封件压配合进隔膜凹口84中，该凹口有与出口80中的顶部开口72平行的圆形的水平截面，并且横截着出口80的纵向轴线有梯形的截面。出口78使得注射器插入可选择的内部体积76中，添加或除去流体，或者作为一种储备能力或者在初始安装时这样做。

波纹累积装置66的内部体积76通过在盖板74上形成的一个进入口(未示出)与奶头状突起处于流体连通状态，并且把该内部体积设置成通过柔性管道88与流体口38处于流体连通状态。

由一种生物相容的塑料比如PEEK或者聚砜制成的外壳体90包括顶壳92，该顶壳与底壳94相配合，以任何适当的方式比如熔化，粘接或者压配合锁定彼此装配起来。在顶壳92中形成的切线方向的进入部分96包括一个导液管孔98，奶头状突起86穿过该孔，并且对着该孔实现密封。

薄的阻挡壳100底半部的形状与外壳体90的底壳94的内表面的形状一致，并且该阻挡壳由一种材料比如钛制成，它提供气密密封。在底半部的内部，由一种树脂或聚合物制成的底部携带装置102的形状与薄的阻挡壳100的底半部的内表面的形状一致，用来把致动部件设置在其中，并且用来与外壳体90实现热绝缘。底部携带装置102的边缘104稍稍在底壳94的边缘106和薄的阻挡封壳100的底半部的顶圆周的下面间隔开。

薄的阻挡封壳100的顶半部的形状与顶壳92的内表面的形状一致，并且该顶半部也由一种材料比如钛制成，这种材料可以提供气密密封，并且以在其上小的重叠伸展进薄的阻挡封壳100的底半部的里面，可以把它们焊接在一起或者用其它的方式固定(例如粘接，熔化)在一起。一个钛环108在薄的阻挡封壳100的顶半部和底半部的这个重叠部分的里面，座放在底部携带装置102的边缘104上，并且顶部携带装置110对该钛环施加压力，使它的形状与薄的阻挡壳100的顶半部的内表面的形状一致。

在外壳体90内，在波纹累积装置66的外面和在顶部携带装置和底部携带装置110，102和钛环108的里面形成一个推进腔室112。当波纹累积装置66膨胀时，推进腔室112的体积减小。推进腔室112包含一种推进剂，这种推进剂在大约37℃的体温下既有液相又有气相(或者饱和状态)，比如VERTREL CF，这种推进剂能够产生-4psig的不变的计示压力(或表压力)。因此，不是寻求一种推进剂，它可以施加基本上中性的计示压力，而是使用一种推进剂可以将负的偏置计示压力施加在金属的波纹累积装置66上，这种推进剂使得可以通过添加热量用热力学方法驱动金属的波纹累积装置66。因此，该推进剂的在体温下正常的负的计示压力被用来使金属的波纹累积装置膨胀，并且使用加热比如通过经过皮肤进入体内的能量转移(TET)使金属的波纹累积装置66收缩。通过诱发涡旋电流实现TET加热，这些涡旋电流在植入体的金属部件中作为热量耗散掉，在某些应用中，这样的偏置压力可以对于出现故障处在膨胀开状态的累积装置提供故障自动保险状态，释放在安装的箍圈中的压力。

通过将热量添加到推进剂中从而增加在推进剂腔室112中的压力使推进剂由液相变成气相实现将金属的波纹累积装置66在相反的方向上移动，使波纹管68塌缩。可以用多种手段产生这样的热量，比如由储存的电池充电，一种可控的放热反应，等等。在所示出的方式中，通过热通量件，比如盘形薄膜刻蚀的箔加热件114实现这样的热力学加热，该加热件也用做感应的位置敏感线圈，并且把它固定到底部携带装置102上，与波纹管的底板70相对。外壳体90，薄的阻挡封壳100，以及顶部和底部携带装置110，102提供的热绝缘和热吸收使得可以有效地将热量添加到推进剂上，而不会明显地升高注入器64的外部温度，这种外部温度的升高可能引起身体不适或者对组织的损坏。在某些应用中，可以使用比一个以上的性质相同或性质不同的热通量件。

作为加热推进剂以热力学的方法致动波纹累积装置的一种替代方案，热通量件114可以替代地包括一个热电的冷却器，该冷却器是以Peltier效应为基础的一个固态热泵。因此，选择一种推进剂，它可以在体温下施加一个正的计示压力，因此使用热力学件114将推进剂冷却，以产生负的计示压力，使波纹累积装置70膨胀。附加地或者替代地，热力学件114可以既能够加热又能够冷却，这对于采用取决于电流的方向的热电冷却器是典型的。因此，通过能够在推进剂中获得较宽的温度范围可以在注入器中获得甚至更大的体积减小，并且因此在波纹累积装置70上获得更大的差分压力范围。

可以与多种类型的波纹累积装置66的制动装置结合起来实现热力学致动，这样的装置比如一个流体关闭阀门，它可以防止流体流进或流出流体累积装置66。特别是，希望热力学致动出现得相当快，从而使得医务人员和病人不会感到不便，制动还避免了过量注入所希望的体积。进而，制动防止了流体体积在调整之间发生变化，比如由于在胃箍圈30上的压力或者体温的改变或者偏移稳态计示压力会造成这种流体体积的变化。

在图5-8中所示的示例性注入器64的实施例中，用压电方式释放的鼓式制动组件116提供了长期的体积稳定性以及高效的调节。还有，压电致动使其自身实际上免受强的外部磁场的影响，对于当可能出现暴露给磁共振成像时的应用可能是有利的。在图7和8中示出的鼓式制动组件116的部件包括一对制动卡钳118，120，每个卡钳包括半圆形的箍圈122，带有一个调节螺丝124和螺丝接纳装置126，螺丝接纳装置的形状做成接纳来自另一个卡钳的调节螺丝124。在每个卡钳118，120上的一对摇臂134，136向内突伸，并且使它们间隔开，以分别容纳一个压电的层叠致动器142，144。将组装起来的卡钳118，120设定在包围着波纹累积装置66的底部携带装置102上。特别是，沿着圆周围绕着波纹管的底板70安装圆柱形的制动鼓132，使它的纵向长度围绕着波纹管68的下部。选择这个纵向长度使得波纹累积装置66的波纹管68在制动鼓132接触到顶部携带装置110之前能够充分地塌缩。

如在图7和8中所示，摇臂134，136与下面的底部携带装置102和上面的线路板138间隔开，从而可以在水平方向上稍微偏移，与制动鼓132接合以及脱开接合。具体地，与底部携带装置102为一体的有支座的立柱140支承着线路板138和底部携带装置102的邻近摇臂134，136的部分，并且这些立柱稍微缩回，为的是避免接触。由底部携带装置102向上伸展的两对分隔板128，130使得各自的螺丝124与卡钳118，120的螺丝容纳装置126彼此接合。将制动鼓132的纵向长度和摇臂134，136的高度和位置选择成使得制动鼓132穿过波纹累积装置66的体积范围对摇臂134，136提供一个接合表面。

在使用时，把双向注入器64装接到柔性管88的另一端上，用来选择性地提供液体或者把液体由致动器20抽出，为的是对致动器进行液压控制。特别是，金属波纹累积装置66的初始体积以它的波纹管68在外壳体90内塌缩的程度为基础确定。由鼓制动组件116保持这个体积，该组件包括卡钳118，120，每个卡钳向内伸出摇臂134，136，以与制动鼓132接合。为了调节体积，由主线圈将TET功率和遥测命令传输到注入器64。一个编程装置控制主线圈，主线圈和编程装置都在病人的体外。线路板138对接收到的功率和指令做出响应，使两个压电的层叠致动器142，144动作，每个致动器位于相应的一对摇臂134，136之间。长度稍微的增大将那对摇臂134，136张开，使制动鼓132脱开接合。线路板138通过位置感知线圈114监测金属波纹累积装置66的体积，并且当达到所希望的体积时使压电的层叠致动器142，144不再动作。通过使用不可压缩的流体，可以使用感知线圈114显示致动器20的长度，并且因此显示开口的大小。

取决于推进剂在体温下时正向偏置或者负向偏置的金属波纹累积装置66以及所希望的体积变化方向，线路板138通过启动装接到外壳体90内的底部携带装置102上的热力学件114调节在推进剂腔室136中的推进剂的温度。可以通过TET涡旋电流加热和/或采用加热件114实现这样的热力学加热。对于负向偏置的推进剂，薄膜加热器(例如感应加热器，电阻加热器，Peltier效应加热器)将提高压力，使波纹累积装置66塌缩，在推进剂已经冷却到体温之后仅只释放鼓制动组件132就可以实现相反的动作。替代地，对于在体温下正向偏置的推进剂，启动热电冷却器(例如Peltier效应冷却器)使波纹累积装置66膨胀，在推进剂已经加热到体温之后仅只释放鼓制动组件132就可以实现相反的动作。推进剂和热通量件114与病人之间的热绝缘通过双向注入装置的热吸收和绝缘性能避免了身体不适和对组织的损坏，同时仍然提供了所希望的小体积。

内部腔室36相当小，仅只需要很少量的不可压缩流体就能使致动器20动作达到它的最大长度。例如，在这里示出的致动器20可能仅只要求有0.5毫升的液体就能充分伸展。因此，按照本发明构造出的致动器仅只要求比以前致动典型的硅球囊类型的箍圈所希望的少得多的流体就能获得所希望的开口尺寸。必须的流体体积的减少使得可以大大减少用来驱动流体的双向流动装置的尺寸和重量。因此，可以获得更紧凑、重量轻的箍圈。此外，在这里描述的实施例可以完全由非铁磁性材料制成，使得植入体内的组件是MRI安全的。

图9，10，11和12示出了与可调节的箍圈的另一实施例联系起来的致动器的另一实施例。箍圈148包括致动器150和152，它们构形成与致动器20类似的构形，区别在于，每个致动器没有流体口，每个致动器150和152的内部腔室完全密封起来，而没有流体口。因为致动器150和152彼此相同，所以将仅只讨论致动器150。通过提高它的内部腔室中的压力使致动器150动作。但是，不是依赖外部的流体压力源，用一种两相的介质比如一种推进剂充满致动器150例如可以使用Vertrel CF。因此，注入口和双向的注入器不再必要。

为了实现推进剂的相变和膨胀，将热力学件154(对于致动器152是156)设置在邻近致动器150的部位。在所示出的实施例中，热力学件154是一个薄膜Kapton加热器，把它装接到致动器150的表面上。电线(未示出)由件154伸展到一个控制器(未示出)，用来选择性地把电信号加到件154上。在所示出的实施例中，当通电时，件154产生足够的热量，把致动器150的内部腔室150中的两相介质加热，使得该介质开始由液体到气体的相变，从而提高致动器150内的压力。致动器150构形成对这种内部压力的升高做出响应而改变形状，形状的改变适宜用来改变口的尺寸。

在所示出的实施例中，致动器150对压力的增大做出响应而伸长。一个控制装置可以测量致动器150的电容的变化，以确定它的长度。致动器150的自电容将随着它的伸长而变化。通过把致动器150结合进一个LC电路中可以检测出电容的变化，且可以将一个AC信号在线路中的频率变化与一个参考频率作比较，以检测出膨胀的数量。应该注意到，可以以相同的方式监测致动器20的膨胀，而不是如上面描述过的那样监测波纹管的位置。例如，当一个注射口使致动器20动作时。此外，可以与任何适当的箍圈构形比如上面描述过的箍圈42联系起来使用独立的致动器，比如致动器150。

在图9-12中示出的箍圈148的实施例包括一个离合器机构，该机构构形成在不被任何致动器150或152驱动时把箍圈148保持在一个特定的尺寸。虽然可以采用任何适用的离合器机构，但是图9-12示出了与棘轮件162按合的棘爪160。关于横向枢轴164可以旋转地支承着棘爪160，该枢轴将棘爪分成上部166和下部168。下部168以角部170终止，该角度的形状做成互补地与棘轮机构162的缺口172接合。以任何适当的方式把致动器150和152的第一端150a和152a装接到上部166的相应的侧面上。替代地，致动器150和152可以构形成带有两个分开的内部腔室的单一件，把棘爪160模塑成两个内部腔室之间的部分。

把在附图中以弹簧174和176示出的弹性件的第一端在邻近远端160a的部位装接到棘爪160上。把弹簧174和176的第二端固定到罩盖178上，该罩盖包括箍圈148的第一部分148a，并且，它覆盖并包含致动器150和152。弹簧174和176保持棘爪160大致与第二部分148b所携带的棘轮162垂直。第一部分148a与第二部分148b之间相对的纵向运动实现开180的尺寸改变，如在图9和11中可以看到的那样。弹簧174和176在棘爪160的远端160a提供一个平衡负载，当不存在致动器150或者152由于致动而伸长所施加的作用力时，这个负载足以保持角部170接合在缺172之一中，以防止第一部分148a与第二部分148b之间的相对运动，保持所选定的面积180的大小。

为了调节面积180的大小并且因此调节口的大小，使致动器150或者152动作。在所示出的实施例中，为了减小面积180的大小，使致动器150动作，如在图11中所示出的那样。如在图11和12中看到的那样，当使致动器150动作时，罩盖178限制致动器150向外的运动，造成端部150a用力推动上部166，使棘爪160逆时针旋转，并且使角部170与缺口172脱开接合。止动件182防止棘爪160在任何一个方向上过度地旋转，同时容许棘爪160有足够的旋转，以与棘轮162脱开接合。当致动器150在长度上伸展时，棘爪169与棘轮162脱开接合，第一和第二部分148a和148b可相对彼此运动。

把致动器150的第二端150b连接到第二部分148b的远端148b′上。当棘爪162脱开接合时，致动器150在图9中的顺时针方向上推动远端148b’，并且通过枢轴164施加在棘爪160上的作用力在逆时针方向上推动第一部分148a，增加第一部分148a与第二部分148b之间的重叠量，减小面积180的大小。当达到所希望的面积180的大小时，使件154的动作停止，并且当致动器150内介质的压力充分降低时，棘爪160再与棘轮162脱开，从而保持面积180所希望的大小。

在一个致动器被压缩并且另一个致动器伸展的状态下，比如在图11中看到的那样，弹簧174和176足以克服在棘爪160上由未致动的致动器150和152所产生的任何力矩，并且保持棘爪160处于与棘轮162接合的状态。

独立的致动器150和152不限于与箍圈148的构形一起使用，箍圈148也不限于与独立的致动器一起使用。

图13示出了与可调节的箍圈的另一实施例联系起来的致动器的另一实施例。箍圈184包括第一部分184a和第二部分184b，每一部分有安装机构186，可以用该机构在已经把箍圈184关于一个身体器官设置之后把端部184a′和184b′连接在一起。虽然所示出的安装机构186有一种横向的鸠尾构形，但是可以采用任何的安装机构。第二部分184b包括一个罩盖188，该罩盖在端部184”的整个行程中包着该端部，如下面将描述的那样。

箍圈184包括有足够的弹性，强度和抗疲劳能力的任何生物相容材料，比如可以植入身体级的硅。内表面可以为任何适当的构形，这种构形不会使邻近的组织发炎或者损坏邻近的组织，比如，如在2003年12月17日提交的题为Mechanically Adjustable Gastric Band的美国临时专利申请序列号60/530497中示出的那样，把该申请结合进来作为参考。第二部分184b可以有一个设置在它的内表面上的囊状件190，所示出的囊状件伸展经过安装机构186。囊状件190有固定的体积。应该注意到，在所示出的实施例中，第一部分184a的内表面没有类似的部件。如在图13中所示，箍圈184处在它的最大尺寸，包住区域192，例如仅只有大约1.35英寸的直径。在它的最小尺寸，当端部184a”已经在罩盖188内行进它的全部距离时，第一部分184a的大部分位于罩盖188内，囊状件190的端部彼此接近，并且区域192的直径大约是0.71英寸。(应该注意到，虽然所示出的区域192为大致圆形，并且把它称作有一个直径，但是区域192不限于为一个圆或者为圆形的形状。)因此，在所示出的实施例中，第一部分184a必须足够小，以穿过开口194运动，并且第一部分184a的内表面不应该有任何装置，比如囊状件，那样的件可能会干扰第一部分的运动。

将致动器196表示成包括大致圆柱形的波纹管198，把它图示成一个波纹件，它有一系列皱褶，形成间隔开的圆形脊。虽然所示出的脊和皱褶是平行的，并且形状相同和均匀地间隔开，但是并不要求它们是这样。可以由任何适用的生物相容材料比如MRI安全的钛制成波纹管。在端部200将波纹管封闭起来，形成内腔202。内腔202可以与一个流体源处于流体连通状态，该流体源可以是一个可以远距离操纵的双向注入器204，与注入器64类似，或者是能够重复地使流体双向流动的任何其它流体源。在所示出的实施例中，把波纹管198的端部206固定到双向的注入器204的壳体208上，使内腔202与可变的内部体积210处于流体连通状态。在所示出的实施例中，在内腔202和内部体积210中的流体可以是盐溶液。被固定到壳体208上的波纹管壳体212把波纹管198的运动限制为纵向的运动。

在波纹管壳体212与箍圈184之间设置驱动缆索组件214。驱动缆索组件214包括固定到波纹管壳体212上的配装件216和固定到端部184b”上的配装件218，以任何适当的方式把每个配装件固定。鞘套220在配装件216与218之间伸展，对于设置在其中的缆索222提供机械的基础。把缆索的端部224固定到端部184a″上，并且把缆索的端部226固定到波纹管端部200上，以任何适当的方式把每个端部固定。

为了使致动器196动作，迫使来自内部体积210的流体通过流体口228，使波纹管198伸长。由于波纹管198与内部体积210的相对截面积的原因，波纹管198用做一个放大器，少量的流体可以产生调节箍圈184的尺寸所需要的纵向膨胀。随着端部200在波纹管的壳体212内的运动，缆索端部224使得箍圈端部184a”在罩盖188内相对于部分184b运动，从而减小由箍圈184产生的口的大小。为了增加口的大小，由波纹管198抽出流体，使缆索222缩回，使端部184a”朝向端部184b”运动。

缆索组件214可以由任何生物相容的材料制成。缆索端部224需要足够地刚硬，把端部184a”在罩盖188内推动所希望的距离。罩盖188保护周围的组织不受端部184a″运动的影响，并且也限制缆索端部224和缆索222的运动，其功能与鞘套220类似，产生端部184a”所希望的运动。

图14，15和16示出了双向注入器的替代的实施例，示出了波纹管的替代实施例。图14示出了设置在波纹管壳体232内的波纹管230，它有致动部分234。波纹管壳体232可以包括直部段236，如图所示。弧形的形状使得波纹管壳体232的长度可以比离开中心238的距离长，同时不会越过双向注入器240的圆周伸展得太远，增加了波纹管230的可供使用的行程。可以以任何适当的方式把波纹管壳体232固定到注入器240上，或者可以把波纹管壳体与注入器做成一体。

图15示出了双向注入器242，它有由注入器242外周边的中心偏离开的隔膜244，这使得波纹管壳体246与注入器242重叠的那部分与双向的注入器204(它有设置在中心的隔膜)相比可以更长。

图16示出了带有波纹管250的注入口248。为了使波纹管250动作，通过隔膜252注入或抽出流体。

如上面提到的那样，按照本发明的内容构造出的实施例的部件可以由非铁磁性材料制成，使得病人可以从下面进入磁共振成像装置(MRI)中，而不会损伤装置或病人。装置是MRI安全的避免了对医疗步骤的限制，这些医疗步骤可以安全地用于有植入体内的箍圈，致动器，注入器，或者注入口的病人。

为了说明和描述的目的已经给出了上面对本发明的优选实施例的描述。不指望这是无遗漏的，或者把本发明限制为所公开的严格形式。根据上面的内容明显的改进或变化是可能的。挑选和描述实施例是为了更好地说明本发明的原理和它的实际应用，从而使得对工艺有普通了解的人可以最好地在多种实施例中并且以多种改进采用本发明，如适合于所设想的特殊用途那样。希望本发明的范围由在这里一起提交的权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种与可调节的可植入的箍圈结合起来的致动器，所述箍圈用于医学条件的处理，所述箍圈具有有效的内周边，所述致动器包括：

(a)第一和第二端；

(b)至少一个在所述第一与第二端之间伸展的侧壁，且所述侧壁形成内腔，它有可以变化的内部体积，所述至少一个侧壁确定有参考轴线；

(c)所述第一和第二端沿着所述参考轴线在它们之间确定一定长度，所述致动器构形成对所述内部体积的变化作出响应改变所述长度；以及

(d)所述第一端以机械方式连接到所述箍圈上，使得所述长度的变化产生所述有效内周边的变化。

2.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述至少一个侧壁包括第一和第二形状互补的间隔开的侧壁。

3.按照权利要求2所述的组合，其特征在于，所述第一和第二侧壁中的每个侧壁包括一系列皱褶和间隔开的脊。

4.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述第一和第二端在间隔开的位置与所述箍圈直接接触。

5.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述致动器至少部分地设置在所述箍圈内。

6.按照权利要求5所述的组合，其特征在于，所述箍圈确定有内部，所述致动器至少部分地设置在所述内部中。

7.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述内腔可连接到流体源上，所述流体源在所述致动器的外面。

8.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述内腔完全被密封起来。

9.按照权利要求8所述的组合，其特征在于，其包括邻近所述至少一个侧壁设置的热力学件。

10.按照权利要求9所述的组合，其特征在于，所述热力学件为Peltier热电装置。

11.按照权利要求9所述的组合，其特征在于，所述热力学件为薄膜加热器。

12.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，其包括离合器机构，其构形成将所述有效的内周边保持在所希望的尺寸。

13.按照权利要求12所述的组合，其特征在于，所述离合器机构包括棘轮和棘爪。

14.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述至少一个侧壁包括波纹管。

15.按照权利要求14所述的组合，其特征在于，用缆索把所述第一端连接到所述箍圈上。

16.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，用缆索把所述第一端连接到所述箍圈上。

17.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述长度的增加减小所述有效的内周边。

18.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述长度的增加增大所述有效的内周边。

19.按照权利要求1所述的组合，其特征在于，所述第二端连接到双向流动装置上。

20.按照权利要求19所述的组合，其特征在于，所述双向流动装置包括波纹累积装置，它有内部的累积体积，所述累积装置和所述致动器构形成使得内部的累积体积的小变化能够产生长度的大变化。

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