DE102013112319A1 - Holding device for the body-external transmitter unit - Google Patents
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Abstract
Haltevorrichtung für eine körperexterne Einheit, wobei die Haltevorrichtung einen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in oder unter der Haut anordenbar ist, und einen zweiten Abschnitt, der extrakorporal an dem ersten Abschnitt anordenbar ist, umfasst und wobei der zweite Abschnitt Mittel zur lösbaren und wieder herstellbaren Fixierung der körperexternen Einheit aufweist.Holding device for an off-axis unit, wherein the holding device comprises a first portion, which is at least partially locatable in or under the skin, and a second portion which can be arranged extracorporeally on the first portion, and wherein the second portion means for releasable and recoverable Has fixation of the body-external unit.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine körperexterne Einheit, wobei die Einheit insbesondere dazu ausgestaltet ist, ein medizinisches Implantat im menschlichen oder tierischen Körper mit Energie zu versorgen und/oder mit dem Implantat zu kommunizieren. The present invention relates to a holding device for an out-of-body unit, wherein the unit is in particular designed to supply energy to a medical implant in the human or animal body and / or to communicate with the implant.
Bei medizinischen Implantaten, die telemetrisch durch die Haut hindurch mit einer körperexternen Einheit kommunizieren und von dieser Einheit mit elektrischer Energie versorgt werden, ergibt sich die Fragestellung, wie der Energieversorger und Kommunikationspartner, also die körperexterne Einheit, räumlich auf das Implantat ausgerichtet werden kann, um eine ausreichend gute und reproduzierbare Kopplung für die Energieversorgung und Datenkommunikation zu erlangen. Im Fall von Cochlea-Implantaten, die über ein Wechselmagnetfeld induktiv mit Energie versorgt werden, kann für die Ausrichtung eine Kombination aus Magneten verwendet werden, wobei ein Magnet Teil des Implantats und der andere Magnet Teil der körperexternen Einheit ist. Die körperexterne Einheit „schnappt“ über die magnetische Kopplung automatisch an die vorgesehene Stelle und richtet sich somit reproduzierbar auf das Implantat aus. Dadurch ist ein komfortables Lösen der externen Einheit z.B. durch den Patienten selbst möglich und andererseits ein verletzungsfreies Ablösen der externen Einheit beim Auftreten von zu hohen Kräften sichergestellt. Ein wesentliches Problem ist heute und verstärkt in der Zukunft, dass der dem Implantat zugehörige Magnet die Anwendung der immer populärer werdenden Magnetresonanztomographie (MRT) als Bildgebung erschwert oder unmöglich macht. Das Problem begründet sich darin, dass bei der MRT starke Magnetfelder zum Einsatz kommen, die auf den Magneten des Implantats unzulässig hohe Kräfte wirken lassen. Die maximal zulässigen Kräfte sind durch internationale Standards, z.B.
Ein weiteres Problem ergibt sich bei der Anwendung bei Tieren, deren Haut deutlich dicker als die des Menschen ist, weil die magnetische Anziehungskraft zwischen den Magneten mit steigendem Abstand exponentiell sinkt. Dies hat zur Folge, dass die Haftung der externen Einheit bei sich bewegenden Tieren für eine sichere Datenkommunikation und Energieversorgung nur durch Magnete mit sehr hoher Anziehungskraft und damit großen Abmessungen realisieren lässt. Another problem arises when used in animals whose skin is significantly thicker than that of humans, because the magnetic attraction between the magnets decreases exponentially with increasing distance. This has the consequence that the liability of the external unit in moving animals for safe data communication and power supply can only be realized by magnets with very high attraction and thus large dimensions.
Bisher werden die Positionierungskomponenten für die körperexterne Einheit implantiert. Einige Implantate verwenden Magnete, die eine MRT-Untersuchung mit heute gängigen Magnetfeldstärken von 1,5 Tesla oder 3 Tesla nicht erlauben. Einige Hersteller von Cochlea-Implantaten bieten als Problemlösung bei einer bevorstehenden MRT-Untersuchung an, nur den Magneten chirurgisch zu entfernen und nach einer MRT-Untersuchung von neuem zu implantieren. So far, the positioning components for the off-axis unit are implanted. Some implants use magnets that do not allow an MRI scan with current magnetic field strengths of 1.5 Tesla or 3 Tesla. Some manufacturers of cochlear implants offer as a solution to an upcoming MRI scan to surgically remove the magnet and reimplant it after an MRI scan.
Dieses Vorgehen erfordert also chirurgische Eingriffe, die für den Patienten belastend, risikoreich und nicht zuletzt zeit- sowie kostenaufwendig sind. Auch sind Beschädigungen der Teile durch die Eingriffe nicht ausgeschlossen. Bleibt hingegen der Magnet im Körper, kann die MRT-Bildgebung, wie oben dargelegt, gestört oder gar unmöglich sein.This procedure thus requires surgical interventions that are stressful for the patient, risky and not least time-consuming and costly. Also, damage to the parts by the interventions are not excluded. If, on the other hand, the magnet remains in the body, MRI imaging can be disturbed or even impossible, as explained above.
Bei der magnetischen Kopplung mit einem einzigen Magneten erfolgt keine Ausrichtung zwischen externer Einheit und dem Implantat bezüglich des Verdrehwinkels. Durch mehrere Haltevorrichtungen wird eine definierte winkelgerechte Ausrichtung gewährleistet.In magnetic coupling with a single magnet, there is no alignment between the external unit and the implant with respect to the angle of rotation. By a plurality of holding devices a defined angular orientation is ensured.
Speziell bei Tieren werden die Positionierkomponenten für die körperexterne Einheit entweder nicht lösbar oder lösbar mit Bewegungsspielraum zwischen externer Einheit und Implantat angeordnet Hierbei wird die externe Einheit mit Gurten oder einem Geschirr befestigt. Auch das Annähen der externen Einheit auf der Haut ist möglich. Ein Magnet im Implantat wie bei den Cochlea-Implantaten ist ebenfalls eine eingesetzte Variante. Die Nachteile dieser Lösungen sind u.a., dass Gurte oder Geschirr keinen sicheren Schutz vor dem Verschieben der externen Einheit um mehrere Zentimeter bieten. Bei einer magnetischen Kopplung führt der große Abstand zwischen Magnet im Implantat und externer Einheit aufgrund der stärkeren Haut zu einer exponentiell fallenden Anziehungskraft zwischen den Magneten. Bei Messungen über einen längeren Zeitraum muss das Fell unter der externen Einheit rasiert werden, wozu diese abgenommen werden muss. Das erneute Annähen bedeutet für das Tier abgesehen von der zusätzlichen Narkose regelmäßig eine erhöhte Infektionsgefahr.Especially in animals, the positioning components for the body-external unit are either not detachable or detachable with freedom of movement between external unit and implant arranged here the external unit is attached with straps or a harness. Even the sewing of the external unit on the skin is possible. A magnet in the implant as well as the cochlear implants is also a variant used. The disadvantages of these solutions include that straps or harnesses do not offer safe protection against moving the external unit by several centimeters. In a magnetic coupling, the large distance between the magnet in the implant and the external unit results in an exponentially decreasing force of attraction between the magnets due to the stronger skin. For measurements over a longer period, the coat must be shaved under the external unit, for which it must be removed. The re-sewing means for the animal apart from the additional anesthesia regularly an increased risk of infection.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung bzw. eine Anordnung für eine körperexterne Einheit bereitzustellen, die eine zuverlässige Fixierungsmöglichkeit bietet und dennoch den Einsatz von MRT-Techniken zulässt. The object of the invention is to provide a fastening device or an arrangement for a body-external unit, which provides a reliable fixation possibility and yet allows the use of MRI techniques.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. eine Anordnung zum Fixieren einer körperexternen Einheit auf der Haut eines Lebewesens gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen definiert. This object is achieved by a device according to
Erfindungsgemäß bereitgestellt wird also eine Haltevorrichtung für eine körperexterne Einheit, wobei die Haltevorrichtung einen ersten Abschnitt, der zumindest teilweise in oder unter der Haut anordenbar ist, und einen zweiten Abschnitt, der extrakorporal an dem ersten Abschnitt anordenbar ist, umfasst und wobei der zweite Abschnitt Mittel zur lösbaren und wieder herstellbaren Fixierung der körperexternen Einheit aufweist.In accordance with the invention, therefore, a holding device is provided for an entity external of the body, wherein the holding device has a first section that is at least partially in or under the skin can be arranged, and a second portion which can be arranged extracorporeally on the first portion, and wherein the second portion comprises means for releasably and restorable fixation of the body-external unit.
Vorteilhaft ist es, wenn die Mittel am zweiten Abschnitt extrakorporal anordenbar und extrakorporal entfernbar ausgestaltet sind. It is advantageous if the means on the second section are designed to be extracorporeal and extracorporeal removable.
Die Mittel können zumindest einen Gewindeabschnitt umfassen.The means may comprise at least one threaded portion.
Die Mittel können auch zumindest einen magnetischen, insbesondere permanentmagnetischen Teil umfassen, der mit der körperexternen Einheit zusammenwirken kann.The means may also comprise at least one magnetic, in particular permanent-magnetic part, which can cooperate with the body-external unit.
Auch können die Mittel zumindest ein Druckknopf-Teil umfassen, der mit der körperexternen Einheit zusammenwirken kann.Also, the means may comprise at least one push-button part which can cooperate with the body-external unit.
Der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt können zumindest teilweise tubular ausgestaltet sein. The first portion and / or the second portion may be at least partially tubular.
Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt können eine schlauchförmige Umhüllung und eine magnetische, insbesondere permanentmagnetische Seele (innerhalb der Umhüllung) aufweisen. The first section and the second section may comprise a tubular sheath and a magnetic, in particular permanent magnetic, core (within the sheath).
Der erste Abschnitt kann Mittel, insbesondere Öffnungen, aufweisen, die der Verstärkung der ortsfesten Anordenbarkeit bzw. Fixierbarkeit des ersten Abschnitts dienen und insbesondere zum Vernähen oder Vernieten ausgestaltet sind. The first section can have means, in particular openings, which serve to reinforce the fixed applicability or fixability of the first section and are designed in particular for sewing or riveting.
Der zweite Abschnitt kann einen verdickten Bereich umfassen, der zur Fixierung der Haltevorrichtung in Implantationsposition beiträgt. The second section may comprise a thickened area, which contributes to the fixation of the holding device in the implantation position.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Anordnung zum Fixieren einer körperexternen Einheit auf der Haut eines Lebewesens, insbesondere in der Nähe eines Implantats, wobei zumindest eine Haltevorrichtung gemäß dieser Erfindung wie zuvor beschrieben vorgesehen ist. The invention further comprises an arrangement for fixing an off-body unit on the skin of a living being, in particular in the vicinity of an implant, wherein at least one holding device according to this invention is provided as described above.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest zwei Haltevorrichtungen gemäß dieser Erfindung vorgesehen sind.It is particularly advantageous if at least two holding devices are provided according to this invention.
Vorteilhaft ist es auch, wenn ein verdickter Bereich vorgesehen ist, der ausgestaltet ist, in Fixierposition der körperexternen Einheit mit der Haut und/oder mit dem Implantat zusammenzuwirken, um einen Formschluss der körperexternen Einheit mit der Haut herzustellen. It is also advantageous if a thickened region is provided, which is configured to cooperate in the fixing position of the external unit with the skin and / or with the implant to produce a positive connection of the external unit with the skin.
Der verdickte Bereich kann rahmenförmig ausgestaltet sein. Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen können die folgenden Merkmale umfassen. Zumindest zwei Haltevorrichtungen können an Randbereichen der körperexternen Einheit anordenbar sein.The thickened area can be designed frame-shaped. Other embodiments of the invention may include the following features. At least two holding devices can be arranged on edge regions of the body-external unit.
Bei der Haltevorrichtung gemäß der Erfindung kann der erste Abschnitt teilweise unter der Haut anordenbar sein.In the holding device according to the invention, the first portion may be partially locatable under the skin.
Bei der Haltevorrichtung gemäß Erfindung kann zumindest der erste Abschnitt biokompatibel ausgestaltet sein.In the holding device according to the invention, at least the first section can be made biocompatible.
Der erste Abschnitt kann einen flächenhaft ausgestalteten Bereich aufweisen, der als Fixierbasis dient.The first section may have a planar area which serves as a fixing base.
Der erste Abschnitt kann teilweise auch unter der Haut anordenbar sein.The first section can also be partially arranged under the skin.
Es können Verlängerungselemente zur Anpassung an unterschiedliche Hautstärken vorgesehen sein. There may be provided extension elements for adaptation to different skin strengths.
Die körperexterne Einheit kann zur, insbesondere drahtlosen, Energieversorgung und/oder Kommunikation mit einem Implantat ausgestaltet sein. The body-external unit can be designed for, in particular wireless, power supply and / or communication with an implant.
Die Erfindung schafft eine lösbare Befestigung der externen Einheit durch unterschiedliche extrakorporale Kupplungselemente, die in implantierte erste Abschnitte aus biokompatiblem Material eingeschraubt werden. Vor einer MRT-Untersuchung können die Kupplungselemente abgeschraubt werden, wodurch die bei der Untersuchung auftretenden Magnetfelder keine Angriffspunkte mehr haben. Nach Abschluss der MRT-Untersuchung können dann die Kupplungselemente wieder angeschraubt werden. The invention provides a detachable attachment of the external unit through different extracorporeal coupling elements which are screwed into implanted first sections of biocompatible material. Before an MRI examination, the coupling elements can be unscrewed, as a result of which the magnetic fields occurring during the examination no longer have any points of attack. After completion of the MRI examination, the coupling elements can then be screwed on again.
Die Erfindung, die hier beschrieben wird, zeigt also neue Ansätze für die magnetische oder mechanische Arretierung von externer Einheit zum Implantat, die es erlauben, MRT-Untersuchungen ohne besondere Berücksichtigung der verwendeten Magnete durchzuführen. Außerdem bietet die Erfindung eine Möglichkeit, eine externe Einheit zuverlässig auf der Körperoberfläche bei Tieren und Menschen unabhängig vom Abstand zwischen Implantat und externer Einheit lösbar oder dauerhaft zu befestigen.Thus, the invention described herein demonstrates new approaches to the magnetic or mechanical locking of external units to the implant, which allow MRI examinations to be performed without special consideration of the magnets used. In addition, the invention provides a way of releasably or permanently attaching an external unit to the body surface in animals and humans irrespective of the distance between the implant and the external unit.
Neu ist demnach die Fixierung durch eine Befestigungsvorrichtung, die nur teilweise implantiert ist. Der (dauerhaft) implantierte Teil stellt einen festen örtlichen Bezug zum Implantat sicher. Der nichtimplantierte Teil realisiert die lösbare oder dauerhafte Verbindung der externen Einheit.New is therefore the fixation by a fastening device that is only partially implanted. The (permanently) implanted part ensures a firm local reference to the implant. The non-implanted part realizes the detachable or permanent connection of the external unit.
Sämtliche Vorteile ergeben sich aus den überwundenen Nachteilen, wie im Stand der Technik beschrieben. Im Wesentlichen ist hier festzuhalten:
Die operationsbedingte Belastung für den Patienten im Falle einer MRT-Untersuchung entfällt, es ergibt sich die Möglichkeit der unverzüglichen MRT-Untersuchung ohne Wartezeiten aufgrund einer chirurgischen Vorbehandlung. All advantages arise from the overcome disadvantages, as described in the prior art. In essence, it should be noted here:
The surgical burden on the patient in the case of an MRI scan is eliminated and there is the possibility of immediate MRI scan without waiting for surgical pretreatment.
Insbesondere bei Tieren wird ein Langzeiteinsatz der körperexternen Einheit – und damit auch des Implantats – aufgrund der zuverlässigen lösbaren Befestigung eröffnet.Especially in animals, a long-term use of the body-external unit - and thus also of the implant - due to the reliable releasable attachment opens.
Die Erfindung und Ausführungsbeispiele werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention and exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the drawing. In the drawing show:
Das Verfahren zur Befestigung der Haltevorrichtungen verläuft jeweils wie folgt. In der Nähe des Implantats
Insbesondere sofern das Halteelement bei einem Tier eingesetzt wird, kann aufgrund der stärkeren Haut die Haltevorrichtung abhängig von der Positionierung des Implantats
Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gemäß
Der Einsatz dieser Haltevorrichtungen geschieht wie folgt. In der Nähe des Implantats wird, wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform bereits beschrieben, mindestens eine Haltevorrichtung implantiert. Deren Grundplatte
Selbstverständlich können Haltevorrichtungen verschiedener Ausführungsformen zur Fixierung einer externen Einheit kombiniert werden.Of course, holding devices of various embodiments can be combined to fix an external unit.
Diese Anwendung kann mit jeder erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gebildet werden. Der Rahmen
In einer weiteren Ausführungsform ist als Fixierungsmittel ein Druckknopf-System vorgesehen. Ein Teil des Druckknopfsystems ist an der Haltevorrichtung am zweiten Abschnitt, also in Montageposition außerhalb des Körpers angeordnet, der andere Teil an der körperexternen Einheit
Ferner kann die Haltevorrichtung gemäß der Erfindung Justiermittel umfassen, mit denen nach Implantation des ersten Abschnitts eine noch genauere Ausrichtung der externen Einheit ermöglicht wird, ohne dass der erste Abschnitt in der Haut versetzt werden müsste. Dies ist von Vorteil, wenn sich die relative Positionierung von externer Einheit und Implantat bzw. ersten Abschnitten z.B. aufgrund von Veränderungen der Haut oder des Gewebes im Lauf der Zeit etwas verändert oder ein genaues Positionieren der ersten Abschnitte nicht möglich ist. Des Weiteren lässt sich die Ausrichtung dann auch in Abhängigkeit von den Übertragungseigenschaften der externen Einheit bzw. des Implantats in situ ohne chirurgischen Eingriff optimieren.Furthermore, the holding device according to the invention can comprise adjusting means with which, after implantation of the first section, an even more precise alignment of the external unit is made possible without the first section having to be displaced in the skin. This is advantageous when the relative positioning of external unit and implant or first sections e.g. due to changes in the skin or the tissue over time, something changed or accurate positioning of the first sections is not possible. Furthermore, the orientation can then also be optimized in situ without surgical intervention, depending on the transmission properties of the external unit or of the implant.
Die Ausführungsformen gemäß
Die körperexterne Einheit
Anstelle der magnetischen bzw. ferromagnetischen Fixierungsmittel an der externe Einheit
Bei allen Ausführungsformen kann die körperexterne Einheit eine Transmittereinheit sein, wie sie in der Einleitung beschrieben ist. Das Implantat kann eine Sonde zur Aufnahme und Weiterleitung von neuronalen Signalen und/oder zur neuronalen Stimulation sein. Die Sonde kann insbesondere im Gehirn implantiert sein. Bei derartigen Sonden kommt es, wie einleitend ausgeführt, auf eine besonders genaue und dauerhafte Positionierung von implantierter Sonde zu körperexterner Einheit an.In all embodiments, the off-field unit may be a transmitter unit as described in the introduction. The implant may be a probe for receiving and transmitting neural signals and / or for neuronal stimulation. The probe may in particular be implanted in the brain. In the case of such probes, as stated at the outset, a particularly accurate and permanent positioning of the implanted probe to an entity external to the body occurs.
Als Material für die Haltevorrichtung wird zum Beispiel Polyamid (PA12) verwendet. Die Haltevorrichtung kann im Lasersinterverfahren, anderen 3D-Druckverfahren oder im Spritzguss hergestellt werden. Außerdem ist die Herstellung durch Fräsen, Drehen, Schleifen, Bohren, Schmieden oder Erodieren des massiven Ausgangsmaterials möglich. Bei Halterungen aus Silikon oder mit Silikonhülle kann die Herstellung in einem Gussverfahren erfolgen. As the material for the holding device, for example, polyamide (PA12) is used. The holding device can be produced by laser sintering, other 3D printing or injection molding. In addition, the production by milling, turning, grinding, drilling, forging or eroding the massive starting material is possible. For holders made of silicone or with silicone sheath, the production can be done in a casting process.
Weitere mögliche Materialien für das Implantat selbst oder für die Implantathülle sind Titan oder Titanlegierungen und Edelstahl sowie MP35N als Metalle. Als Nichtmetalle kommen infrage z.B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethan (PUR), Polysiloxane, Polyethereterketon (PEEK) und Silikon. Für die permanentmagnetischen Teile eignen sich z.B. Neodym und Ferrit.Other possible materials for the implant itself or for the implant shell are titanium or titanium alloys and stainless steel as well as MP35N as metals. As non-metals come into question, for example. Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PUR), polysiloxanes, polyether ketone (PEEK) and silicone. For the permanent magnetic parts, e.g. Neodymium and ferrite.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Erster Abschnitt first section
- 22
- Stab Rod
- 2a2a
- Innengewindeabschnitt Internally threaded portion
- 33
- Öffnung, Bohrung Opening, bore
- 44
- Grundplatte baseplate
- 55
- Magnetkupplungselement Magnetic coupling element
- 66
- Magnet magnet
- 77
- Außengewindeabschnitt Externally threaded section
- 88th
- körperexterne Einheit external unit
- 99
- Magnet magnet
- 1010
- Implantat implant
- 1111
- Haut skin
- 1212
- Gewebe tissue
- 1313
- Fixierelement, Schraube Fixing element, screw
- 1414
- magnetischer Abschnitt magnetic section
- 1515
- Abschlusselement termination element
- 1616
- Hautwulst Hautwulst
- 1717
- Rahmen frame
- 1818
- Ausbauchung bulge
- 1919
- Verlängerungselement extension element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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|
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