DE102017208069A1 - Device for supplying energy to an implant - Google Patents
Device for supplying energy to an implant Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017208069A1 DE102017208069A1 DE102017208069.8A DE102017208069A DE102017208069A1 DE 102017208069 A1 DE102017208069 A1 DE 102017208069A1 DE 102017208069 A DE102017208069 A DE 102017208069A DE 102017208069 A1 DE102017208069 A1 DE 102017208069A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- energy
- implant
- magnetic
- worn
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 11
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 11
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 241000599985 Beijerinckia mobilis Species 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 1
- 210000000959 ear middle Anatomy 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/378—Electrical supply
- A61N1/3785—Electrical supply generated by biological activity or substance, e.g. body movement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/372—Arrangements in connection with the implantation of stimulators
- A61N1/378—Electrical supply
- A61N1/3787—Electrical supply from an external energy source
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
-
- H04B5/26—
-
- H04B5/79—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0204—Operational features of power management
- A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
- A61B2560/0219—Operational features of power management of power generation or supply of externally powered implanted units
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
- A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
- A61B5/6868—Brain
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6846—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive
- A61B5/6867—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be brought in contact with an internal body part, i.e. invasive specially adapted to be attached or implanted in a specific body part
- A61B5/6869—Heart
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2250/00—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2250/0001—Means for transferring electromagnetic energy to implants
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
- H02J2310/20—The network being internal to a load
- H02J2310/23—The load being a medical device, a medical implant, or a life supporting device
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
Abstract
Eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines Implantats umfasst ein am Körper getragenes Element sowie Energieübertragungsmittel. Das am Körper getragene Element ist ausgebildet, um bei Expansion und/oder Bewegung elektrische, elektromagnetische und/oder magnetische Energie bereitzustellen. Die Energieübertragungsmittel sind ausgebildet, um auf Basis der elektrischen, elektromagnetischen und/oder magnetischen Energie ein Energiefeld zur Energieversorgung des Implantats zu emittieren. A device for supplying energy to an implant comprises a body-worn element and energy transfer means. The body-worn member is configured to provide electrical, electromagnetic and / or magnetic energy upon expansion and / or movement. The energy transfer means are designed to emit an energy field for supplying energy to the implant based on the electrical, electromagnetic and / or magnetic energy.
Description
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines Implantats oder einer Prothese sowie auf ein entsprechendes Implantat. Bevorzugte Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Anordnung und Verfahren zur drahtlosen energetischen Versorgung von Implantaten durch Umformung der Atmungsenergie.Embodiments of the present invention relate to a device for supplying energy to an implant or a prosthesis and to a corresponding implant. Preferred embodiments relate to an arrangement and method for the wireless energetic supply of implants by transformation of the respiratory energy.
Die Energieversorgung von Implantaten bzw. Prothesen ist ein stark umforschter Themenbereich. Bisher werden Implantate und Prothesen zum Funktionsersatz in lebenden Organismen durch elektrochemische Energiequellen (Batterien, Akkumulatoren) und/oder Wandler der Energie aus der Umwelt (Licht, Wärme, Bewegung, Strahlung) versorgt.The energy supply of implants or prostheses is a heavily researched topic. So far, implants and prostheses for functional replacement in living organisms by electrochemical energy sources (batteries, accumulators) and / or converters of energy from the environment (light, heat, movement, radiation) supplied.
Batterien werden beispielsweise zur Energieversorgung der Cochlea- oder Retina-Implantate eingesetzt, wobei sowohl die Energieversorgung als auch die Signalübertragung auf einem sehr kurzen Weg induktiv realisiert werden.Batteries are used, for example, for supplying energy to the cochlear or retinal implants, wherein both the power supply and the signal transmission are implemented inductively in a very short way.
In
Wie aus
Die elektrochemischen Energiequellen sind nur zeitlich begrenzt einsatzfähig. Sie müssen nach dem Verbrauch ihrer Energie entweder ausgetauscht (Batterien in Hörgeräten, CI-Implantaten, Herzschrittmachern) oder nachgeladen werden. Die Wechselhäufigkeit der Batterien/Akkumulatoren ist sehr unterschiedlich. Während sie bei Hörgeräten und Cochlea-Implantaten im Schnitt einen Tageszyklus beträgt, so erreicht sie z. B. bei Herzschrittmachern und implantierbaren Defibrillatoren mehrere Jahre. Vor allem bei den kurzfristig notwendigen Wechseln ist sie für die Betroffenen belastend.The electrochemical energy sources are only temporarily usable. They must either be replaced after the consumption of their energy (batteries in hearing aids, CI implants, cardiac pacemakers) or recharged. The changing frequency of the batteries / accumulators varies greatly. While it is an average of one day cycle for hearing aids and cochlear implants, it reaches z. For example, in cardiac pacemakers and implantable defibrillators several years. Especially with the short-term necessary changes, it is onerous for those affected.
Im Stand der Technik gibt es für Batterien alternative Lösungen: EEM (Energie-Erntemaschine, energy harvester), die nach diversen Umwandlungsprinzipien die aus ihrer Umgebung geerntete Energie in Elektrizität/Magnetismus umwandeln. Für Anwendungen am/im Menschen werden sowohl die vom Menschen selbst produzierten Energien (mechanische, thermische) als auch ihn umgebende Energiequellen (Licht, HF-Felder, Wärme) genutzt. So wird beispielsweise die mechanische Energie vorwiegend durch Verwendung piezoelektrischer Elemente zur Stromversorgung diverser tragbarer Systeme verwendet. Licht und Wärme werden durch Wandler an der Körperoberfläche in Elektrizität umgesetzt, um tragbare Systeme mit Strom zu versorgen, z. B. mobiles EEG-Messsystem (
Solche EEM sind mit dem tragbaren sensorischen und/oder motorischen System mit einer stromdurchführenden Leitung verbunden. Auch deswegen ist es nicht immer möglich, ein ansonsten effektiv arbeitendes EEM mit dem zu versorgenden System zu verbinden. Deshalb besteht der Bedarf nach einem verbesserten Ansatz.Such EEMs are connected to the portable sensory and / or motor system with a current carrying lead. This is another reason why it is not always possible to connect an otherwise effective EEM to the system to be supplied. Therefore, there is a need for an improved approach.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, für Implantate am menschlichen Körper verbesserte Energieversorgungswege zu finden.The object of the present invention is to find improved energy supply routes for implants on the human body.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.The object is solved by the independent claims.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines Implantats mit einem am Körper getragenen Element sowie über Energieübertragungsmitteln. Das am Körper getragene Element kann beispielsweise ein Brustgurt sein und ist dazu ausgebildet, um bei Expansion oder allgemein bei Bewegung elektrische, elektromagnetische oder magnetische Energie bereitzustellen. Die Energieübertragungsmittel sind ausgebildet, um auf Basis der elektrischen, elektromagnetischen oder magnetischen Energie ein Energiefeld, z. B. in Form eines Magnetfelds zur Energieversorgung des Implantats abzustrahlen.Embodiments of the present invention provide a device for powering an implant with a body-worn element and energy transfer means. For example, the body worn member may be a chest strap and is configured to provide electrical, electromagnetic, or magnetic energy upon expansion or generally during movement. The energy transfer means are designed to be based on the electrical, electromagnetic or magnetic energy, an energy field, for. B. in the form of a magnetic field to the energy supply of the implant.
Hierbei sein angemerkt, dass die Energiewandelmittel und die Energieübertragungsmittel auch durch ein und dasselbe Element, wie z. B. ein mechano-magnetisches Element oder einen mechano-magnetischen Faden geformt sein können, der ausgebildet ist, als Reaktion auf eine mechanische Verformung ein Magnetfeld als Energiefeld zu emittieren, aus welchem dann das Implantat mit Energie versorgt wird. Insofern umfasst entsprechend Ausführungsbeispielen das am Körper getragene Element sowohl die Energieerzeugungsmittel als auch die Energieübertragungsmittel.It should be noted that the energy conversion means and the energy transfer means by one and the same element, such as. B. a mechanical-magnetic element or a mechano-magnetic thread, which is designed to emit a magnetic field as an energy field in response to a mechanical deformation, from which then the implant is supplied with energy. In this respect, according to embodiments, the body-worn member includes both the power generating means and the power transmitting means.
Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen handelt es sich bei dem am Körper getragenen Element um ein um die Brust getragenes Element, wie z. B. einen Brustgurt, das ausgebildet ist, um die Energie der Atmung in elektrische und/oder magnetische Energie zu wandeln.According to preferred embodiments, the element carried on the body is an element worn around the breast, such as a breast. As a chest belt, which is designed to convert the energy of breathing into electrical and / or magnetic energy.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass erkannt wurde, dass Implantate, wie z. B. Cochlea-Implantate, aber auch Prothesen über am Körper getragene Energie-Harvester versorgt werden können, wenn die insbesondere der Körperbewegung entnommene Energie drahtlose an das Implantate oder die Prothesen übertragen wird. Durch diesen Ansatz entfällt die Notwendigkeit einer zeitlich begrenzt funktionierenden (elektrochemischen) Energiequelle, die ausgetauscht und nachgeladen werden muss. Dadurch entfallen die lästigen und benutzerunfreundlichen periodischen Austausche der Batterie bzw. Nachladevorgänge. Dies ist auch sozialmedizinisch ein wesentlicher Beitrag zur Lebensqualität. Aus wirtschaftlicher Sicht entfallen sämtliche Kosten für relativ teure Energiequellen sowie Personalkosten des oft notwendigen medizinischen bzw. medizintechnischen Personals. Externe Teile eines Implantats (Cochlea-Implantat, Retina-Implantat, Neuronalstimulator) werden überflüssig, so dass das Implantat komplett intrakorporal untergebracht werden kann. Dies stellt technologisch, medizinisch und psychologisch eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.The core of the present invention is therefore that it has been recognized that implants, such. As cochlear implants, but also prostheses can be powered by worn on the body energy harvester, if the particular body movement extracted energy wirelessly transmitted to the implants or prostheses. This approach eliminates the need for a temporary (electrochemical) energy source that needs to be replaced and recharged. This eliminates the annoying and user-friendly periodic replacement of the battery or recharging. This is also a socio-medical contribution to the quality of life. From an economic point of view, all costs for relatively expensive energy sources as well as personnel costs of the often necessary medical or medical-technical personnel are eliminated. External parts of an implant (cochlear implant, retina implant, neuronal stimulator) become superfluous, so that the implant can be accommodated completely intracorporeally. This represents technologically, medically and psychologically a significant improvement over the prior art.
Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Variante, bei der in erster Linie elektrische Energie, z. B. durch ein Piezoelement oder ein tribulogisches Element auf Basis der Bewegung bzw. der Expansion bereitgestellt wird. Hierbei kann entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel dann auch noch aufseiten der Energieübertragungsmittel ein Energiewandler vorgesehen sein, der diese elektrische Energie dann in ein Energiefeld, wie z. B. ein elektrisches Feld oder Magnetfeld wandelt. Hierbei werden beispielsweise Induktionsspulen denkbar.Further embodiments relate to a variant in which primarily electrical energy, for. B. is provided by a piezoelectric element or a tribulogical element based on the movement or the expansion. In this case, in accordance with a further embodiment, an energy converter can then also be provided on the side of the energy transmission means, which then converts this electrical energy into an energy field, such as, for example, an energy field. B. converts an electric field or magnetic field. Here, for example, induction coils are conceivable.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Energieübertragungsmittel ausgebildet, das Energiefeld fokussiert zu dem Implantat, d. h. bei vorgesehener Trageform des am Körper getragenen Elements zu dem Implantat, z. B. in Richtung des Kopfes, wenn es sich um ein Cochlea- oder ein Retina-Implantat handelt, abzustrahlen. Entsprechend bevorzugten Ausführungsbeispielen wird ein Magnetfeld abgestrahlt. Bei diesem Magnetfeld kann entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel die Abstrahlung derart erfolgen, dass sich die Feldlinien durch das Implantat bzw. um das Implantat herum erstrecken.According to a further embodiment, the energy transfer means are formed, the energy field focused to the implant, d. H. when provided support form of the body worn element to the implant, z. B. in the direction of the head, if it is a cochlear or a retina implant to radiate. According to preferred embodiments, a magnetic field is radiated. In accordance with a further exemplary embodiment, the radiation can take place in this magnetic field in such a way that the field lines extend through the implant or around the implant.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Oberbekleidungsstück, wie z. B. ein Hemd oder ein Unterhemd, das die oben erläuterte Vorrichtung integriert hat. Dieses Unterhemd kann beispielsweise aus den oben erläuterten mechano-magnetischen Fäden geformt sein.Another embodiment relates to an outer garment, such. As a shirt or undershirt, which has integrated the above-mentioned device. This undershirt may be formed, for example, from the above-described mechano-magnetic threads.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Implantat, wie z. B. ein Cochlea-Implantat, das Energieempfangsmittel aufweist, wobei die Energieempfangsmittel bei vorgesehener Implantation des Implantats zu dem Brustkorb des menschlichen Körpers ausgerichtet sind. Hier bezieht sich die vorgesehene Implantation auf die entsprechende Orientierung gegenüber dem menschlichen Körper, wie z. B. gegenüber dem Knochen.Another embodiment relates to an implant, such. B. a cochlear implant having energy receiving means, wherein the energy receiving means are aligned with intended implantation of the implant to the ribcage of the human body. Here, the proposed implantation refers to the appropriate orientation with respect to the human body, such. B. against the bone.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein System mit einer entsprechenden Harvester-Vorrichtung sowie dem Implantat. Bei diesem System kann die Harvester-Vorrichtung selbstverständlich in ein Oberbekleidungsstück integriert sein.Another embodiment relates to a system with a corresponding harvester device and the implant. Of course, in this system, the harvester device may be integrated into an outer garment.
Weiterbildungen sind durch die Unteransprüche definiert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen im Detail erläutert. Es zeigen:
-
1a eine schematische Darstellung eines am Körper getragenen Energie-Harvesters zur Versorgung eines Implantats gemäß einem Basisausführungsbeispiel; -
1b eine schematische Darstellung eines weiteren am Körper getragenen Energie-Harvesters in einer anderen Implementierung gemäß einem weiteren Basisausführungsbeispiel; -
1c eine schematische Darstellung eines am Körper getragenen Energie-Harvesters in Form eines Oberbekleidungsstücks gemäß einem erweiterten Ausführungsbeispiel; -
2a-c schematische Darstellungen von Implantaten bzw. allgemein am Körper getragenen Elementen zur Erläuterung von Stand-der-Technik-Ansätzen zur Energieversorgung dieser Elemente.
-
1a a schematic representation of a body-worn energy harvester for supplying an implant according to a basic embodiment; -
1b a schematic representation of another body-worn energy harvester in another implementation according to another basic embodiment; -
1c a schematic representation of a body-worn energy harvester in the form of an outer garment according to an extended embodiment; -
2a-c schematic representations of implants or generally worn on the body elements for explaining state-of-the-art approaches to power these elements.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert werden, sei darauf hingewiesen, dass gleichwirkende Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist.Before embodiments of the present invention are explained in detail below, it should be pointed out that elements and structures having the same function have the same reference numerals are provided so that the description of which is mutually applicable or interchangeable.
Hierbei werden also sozusagen zwei Funktionen, nämlich das eigentliche Energie-Harvesting sowie die Drahtlosenergieübertragung vereint, wobei die zwei Funktionen entweder durch kombinierte oder separate Mittel realisiert sein können. Das Ausführungsbeispiel aus
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus
Wie erläutert, handelt es sich bei der Vorrichtung
Nachfolgend wird eine mögliche Realisierung entsprechend einem erweiterten Ausführungsbeispiel erläutert. Ein CI (Cochlea-Implantat)
An dieser Stelle sei angemerkt, dass, auch wenn in den Ausführungsbeispielen aus
Bezug nehmend auf
Dadurch würden die sonst für die Elektrizität notwendige Elektronik und daher auch der aufzubringende Energiebedarf überflüssig werden. Die mechano-magnetischen Fäden würden das benötigte Magnetfeld selbst erzeugen, wären daher aus Sicht des energetischen und technologischen Wirkungsgrads die optimale Variante.This would make the otherwise necessary for the electricity electronics and therefore also the applied energy needs become redundant. The mechano-magnetic filaments would generate the required magnetic field itself, therefore, from the viewpoint of energy and technological efficiency would be the optimal variant.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die geharveste Energie induktiv zu dem Implantat
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf das Implantat
Zu der oben dargestellten Oberbekleidung (T-Shirt, Unterhemd) sei angemerkt, dass auch andere Bekleidungsstücke oder auch allgemein ein Gurt, der z. B. an dem Oberarm getragen wird, möglich wäre. Das Oberbekleidungsstück ist nur deshalb prädestiniert, da es im Regelfall, z. B. durch die Atmung stetig bewegt wird und so nicht Energie zwischengepuffert werden muss. Des Weiteren ist das Oberbekleidungselement im Hinblick auf die Entfernung im Regelfall von den zu versorgenden Implantaten (Cochlea-Implantat oder Retina-Implantat im Kopf oder Herzschrittmacher im Brustbereich) nicht so weit entfernt, dass dennoch eine effiziente Energieübertragung des Energiefelds möglich sein sollte.For the outerwear (T-shirt, undershirt) shown above, it should be noted that other clothing or also generally a belt, the z. B. is worn on the upper arm, would be possible. The outerwear piece is predestined only because it is usually, for. B. is constantly moved by breathing and so energy does not need to be buffered. Furthermore, in terms of removal, the outerwear element is generally not so far away from the implants to be treated (cochlear implant or retina implant in the head or pacemaker in the chest region) that efficient energy transmission of the energy field should still be possible.
Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich darauf, dass das Implantat oder die Energie-Harvesting-Vorrichtung Mittel zur Energiezwischenspeicherung aufweist, für den Fall, dass hier kurzzeitig keine Energie vorhanden ist oder dass das entsprechende Kleidungsstück ausgezogen werden soll. Dies ist insbesondere wichtig bei Implantaten zur Lebenserhaltung (Herzschrittmacher).Further exemplary embodiments relate to the fact that the implant or the energy harvesting device has means for energy buffering in the event that there is no energy for a short time or that the corresponding item of clothing is to be pulled out. This is especially important for implants for life support (pacemaker).
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein System umfassend ein zu versorgendes Element, wie z. B. ein Implantat oder eine Prothese in Kombination mit einer energieerzeugenden Vorrichtung, wie sie in den Ausführungsbeispielen der
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Verfahren zur Energieversorgung eines Implantats oder einer Prothese. Das Verfahren umfasst die Schritte: Energiewandlung einer mechanischen Energie bzw. einer Expansion oder Bewegung sowie der drahtlosen Energieübertragung, z. B. mittels eines Magnetfelds. Dieses Verfahren weist auch die Zwischenschritte der zwischengelagerten Energiewandlungen (mechanisch in elektrisch und elektrisch in magnetisch) auf.Another embodiment relates to a method for supplying energy to an implant or a prosthesis. The method comprises the steps: energy conversion of a mechanical energy or an expansion or movement and the wireless energy transfer, z. B. by means of a magnetic field. This method also includes the intermediate steps of the intermediate energy transformations (mechanical in electrical and electrical in magnetic).
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.Although some aspects have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by a hardware device (or using a hardware device). Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.Depending on particular implementation requirements, embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system such that one of the methods described herein is performed.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operable to perform one of the methods when the computer program product runs on a computer.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.Other embodiments include the computer program for performing any of the methods described herein, wherein the computer program is stored on a machine-readable medium.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.In other words, an embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist.A further embodiment of the inventive method is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program is recorded for carrying out one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahin gehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.A further embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals, which represent the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals may be configured, for example, to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.Another embodiment includes a processing device, such as a computer or a programmable logic device, that is configured or adapted to perform one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.Another embodiment includes a computer on which the computer program is installed to perform one of the methods described herein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.Another embodiment according to the invention comprises a device or system adapted to transmit a computer program for performing at least one of the methods described herein to a receiver. The transmission can be done for example electronically or optically. The receiver may be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. For example, the device or system may include a file server for transmitting the computer program to the recipient.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.In some embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array, an FPGA) may be used to perform some or all of the functionality of the methods described herein. In some embodiments, a field programmable gate array may cooperate with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, in some embodiments, the methods are performed by any hardware device. This may be a universal hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the process, such as an ASIC.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It will be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will be apparent to others of ordinary skill in the art. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the scope of the appended claims and not by the specific details presented in the description and explanation of the embodiments herein.
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017208069.8A DE102017208069A1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Device for supplying energy to an implant |
PCT/EP2018/062075 WO2018206679A1 (en) | 2017-05-12 | 2018-05-09 | Device for the energy supply of an implant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017208069.8A DE102017208069A1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Device for supplying energy to an implant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017208069A1 true DE102017208069A1 (en) | 2018-11-15 |
Family
ID=62186420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017208069.8A Ceased DE102017208069A1 (en) | 2017-05-12 | 2017-05-12 | Device for supplying energy to an implant |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017208069A1 (en) |
WO (1) | WO2018206679A1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009001042A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Biotronik Crm Patent Ag | Active medical implant |
US20120277520A1 (en) * | 2009-10-16 | 2012-11-01 | University Of Rochester | Transcutaneous magnetic energy transfer device |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4245640A (en) * | 1977-10-07 | 1981-01-20 | Hunt Robert J | Chest motion electricity generating device |
DE102004047650B3 (en) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | W.L. Gore & Associates Gmbh | Garment with inductive coupler and inductive garment interface |
US7424325B2 (en) * | 2005-04-04 | 2008-09-09 | Levente Lajos Koller | Piezoelectrically stimulated article |
DE102012200912B4 (en) * | 2012-01-23 | 2015-05-07 | Dualis Medtech Gmbh | Carrying device for carrying a transmitting coil |
US10263494B2 (en) * | 2015-08-27 | 2019-04-16 | Spencer Composites Corporation | Device for converting kinetic energy to electrical energy |
CN105186656A (en) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | Wearable power generation device, wearable clothes capable of power generation and power generation method |
-
2017
- 2017-05-12 DE DE102017208069.8A patent/DE102017208069A1/en not_active Ceased
-
2018
- 2018-05-09 WO PCT/EP2018/062075 patent/WO2018206679A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009001042A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Biotronik Crm Patent Ag | Active medical implant |
US20120277520A1 (en) * | 2009-10-16 | 2012-11-01 | University Of Rochester | Transcutaneous magnetic energy transfer device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018206679A1 (en) | 2018-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10018334C1 (en) | At least partially implantable system for the rehabilitation of a hearing impairment | |
EP1915115B2 (en) | Extraocular epiretinal implant | |
EP1843814B1 (en) | Device for the transdermal stimulation of a nerve of the human body | |
DE102006023824B4 (en) | Device for the transcutaneous application of a stimulus or for transcutaneous detection of a parameter | |
WO2010057998A1 (en) | Mobile device for transcranial auto-stimulation and method for controlling and regulating the device | |
EP1181952A2 (en) | Implantable medical device having a sealed housing | |
DE3617118A1 (en) | IMPLANTABLE ELECTROMAGNETIC EARRING AID | |
DE19837913A1 (en) | Implantable device with a charging current feed arrangement having a receiving coil | |
WO2019229587A1 (en) | Stimulation device and prosthesis device comprising at least one stimulation device for stimulating nerve cell ends and use of a vibration generator for stimulating nerve cell ends in a vibration-decoupled manner | |
DE102012200912B4 (en) | Carrying device for carrying a transmitting coil | |
EP3824950A1 (en) | Electronic pacemaker | |
EP2962726B1 (en) | System for excitation of phantom sensations | |
DE112013001957B4 (en) | Eye implant device and updating system for the same | |
DE102017208069A1 (en) | Device for supplying energy to an implant | |
CN103561812B (en) | There is the vestibular implant system of low battery alert | |
CN106362284B (en) | A kind of full implantation hybrid power supply artificial cochlea system | |
DE19617102A1 (en) | Electronic energy supply method e.g. for pacemaker | |
DE102011009528B4 (en) | Device for transcutaneous stimulation of a nerve of the human body | |
DD246031A1 (en) | HEADBAND FOR SYNCHRONIZING THE ENDOGENOUS PACEMAKER STRUCTURES OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM | |
CN202637246U (en) | Eye implanting device and updating system of same | |
DE202019100590U1 (en) | Implantable brain-machine interface | |
CN109731219A (en) | A kind of implanted scs device and method of adjustment | |
CN108434598A (en) | Head-hoop artificial cochlea | |
DE102015103446B3 (en) | Implantable device for electrical data and energy transmission | |
DE102018117204A1 (en) | Long-range wireless charge optimization structure for implantable medical devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |