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QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung betrifft und beansprucht das Recht des frühest
möglichen effektiven Anmeldetages der im Folgenden aufgeführten Anmeldung(en)
(die "Zugehörigen Anmeldungen") (z. B. beansprucht die
frühest möglichen Prioritätsdaten für
andere als vorläufige Patentamneldungen oder beansprucht
das Recht nach 35 USC § 119 (e) für vorläufige
Patentanmeldungen für jegliche und alle Stamm-, Stammstamm-,
Stammstammstamm-, etc. Anmeldungen der zughörigen Anmeldung(en)).
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Zugehörige Anmeldungen:
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 10/949,186, mit dem Titel „A CILIATED
STENT-LIKE SYSTEM", die Richa Wilson, Victoria Y. H. Wood, W. Daniel
Hillis, Clarence T. Tegreene, Muriel Y. Ishikawa und Lowell L. Wood,
Jr. als Erfinder nennt, angemeldet am 24. September 2004, die momentan
anhängig ist oder die eine Anmeldung ist, durch die eine
momentan anhängige Anmeldung das Recht auf den Anmeldetag
hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 10/827,576, mit dem Titel „A SYSTEM
FOR PERFUSION MANAGEMENT", die Lowell L. Wood Jr. als Erfinder nennt,
angemeldet am 19. April 2004, die momentan anhängig ist
oder die eine Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige
Anmeldung das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 10/827,578, mit dem Titel „A SYSTEM
WITH A SENSOR FOR PERFUSION MANAGEMENT", die Lowell L. Wood Jr.
als Erfinder nennt, angemeldet am 19. April 2004, die momentan anhängig
ist oder die eine Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige
Anmeldung das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 10/827,572, mit dem Titel „A SYSTEM
WITH A RESERVOIR FOR PERFUSION MANAGEMENT", die Lowell L. Wood Jr.
als Erfinder nennt, angemeldet am 19. April 2004, die momentan anhängig
ist oder die eine Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige
Anmeldung das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 10/827,390, mit dem Titel „A TELESCOPING
PERFUSION MANAGEMENT SYSTEM", die Lowell L. Wood Jr. als Erfinder
nennt, angemeldet am 19. April 2004, die momentan anhängig ist
oder die eine Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige
Anmeldung das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/403,230, mit dem Titel „LUMENALLY-ACTIVE
DEVICE", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Nathan P. Myhrvold, Elizabeth A. Sweeny,
Clarence T. Tegreene, Richa Wilson, Lowell L. Wood Jr. Und Victoria
Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet am 12. April 2006, die
momentan anhängig ist oder die eine Anmeldung ist, durch
die eine momentan anhängige Anmeldung das Recht auf den
Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/417,898, mit dem Titel „CONTROLLABLE
RELEASE NASAL SYSTEM", die W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Elizabeth A. Sweeny, Clarence T. Tegreene, Richa Wilson,
Lowell L. Wood Jr. und Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet
am 4. Mai 2006, die momentan anhängig ist oder die eine
Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung
das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/478,368, mit dem Titel „LUMENALLY-ACTIVE
DEVIVE", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Nathan P. Myhrvold, Elizabeth A. Sweeny,
Clarence T. Tegreene, Richa Wilson, Lowell L. Wood Jr. und Victoria
Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet am 28. Juni 2006, die
momentan anhängig ist oder die eine Anmeldung ist, durch
die eine momentan anhängige Anmeldung das Recht auf den
Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/485,619, mit dem Titel „CONTROLLABLE
RELEASE NASAL SYSTEM", die W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Elizabeth A. Sweeny, Clarence T. Tegreene, Richa Wilson,
Lowell L. Wood Jr. und Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet
am 11. Juli 2006, die mo mentan anhängig ist oder die eine
Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung das
Recht auf den Ammeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/645,357, mit dem Titel „LUMEN-TRAVELLING
DEVICE", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Eric C. Leuthardt, Nathan P. Myhrvold,
Elizabeth A. Sweeny, Clarence T. Tegreene, Lowell L. Wood, Jr. und
Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet am 21. Dezember
2006, die momentan anhängig ist oder die eine Anmeldung
ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung das Recht
auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/654,358, mit dem Titel „LUMEN-TRAVELLING
DEVICE", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis, Roderick A. Hyde, Muriel
Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Eric C. Leuthardt, Nathan P. Myhrvold,
Elizabeth A. Sweeny, Clarence T. Tegreene, Lowell L. Wood, Jr. und
Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet am 21. Dezember
2006, die momentan anhängig ist oder die eine Anmeldung
ist, durch, die eine momentan anhängige Anmeldung das Recht
auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. 11/651,946, mit dem Titel „LUMEN-TRAVELLING
DELIVERY DEVICE", die Bran Fernen, W. Daniel Hillis, Roderick A.
Hyde, Muriel Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Eric C. Leuthardt,
Nathan P. Myhrvold, Elizabeth A. Sweeny, Clarence T. Tegreene, Lowell
L. Wood, Jr. und Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, angemeldet
am 7. Januar 2007, die momentan anhängig ist oder die eine Anmeldung
ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung das Recht
auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. ..., mit dem Titel „LUMEN-TRAVELLING
BIOLOGICAL INTERFACE DEVICE", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis,
Roderick A. Hyde, Muriel Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Eric C. Leuthardt,
Nathan P. Myhrvold, Clarence T. Tegreene, Lowell L. Wood, Jr. und
Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, die im wesentlichen hiermit
angemeldet ist, die momentan anhängig ist oder die eine
Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung
das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Zum
Zwecke der USPTO gesetzlichen Anforderungen, begründet
die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführungsanmeldung
der United States Patentanmeldung No. ..., mit dem Titel „BIOELECTROMAGNETIC
INTERFACE SYSTEM", die Bran Ferren, W. Daniel Hillis, Roderick A.
Hyde, Muriel Y. Ishikawa, Edward K. Y. Jung, Eric C. Leuthardt,
Nathan P. Myhrvold, Clarence T. Tegreene, Lowell L. Wood, Jr. und
Victoria Y. H. Wood als Erfinder nennt, die im wesentlichen hiermit
angemeldet ist, die momentan anhängig ist oder die eine
Anmeldung ist, durch die eine momentan anhängige Anmeldung
das Recht auf den Anmeldetag hat.
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Das
US-Patentamt (United States Patent Office, USPTO) hat einen Hinweis
veröffentlicht auf den Effekt, dass die Computerprogramme
des US-Patentamts es erfordern, dass Patentanmelder sich sowohl
auf eine Seriennummer beziehen und anzeigen, ob eine Anmeldung eine
Fortsetzung oder teilweise Fortsetzung ist. Stephen G. Kunin, Benefit
of Prior-Filed Application, USPTO Official Gazette 18. März,
2003, verfügbar unter http://www.uspto.gov/web/offices/com/so1/og/
2003/week11/patbene.htm. Der vorliegende Anmelder hat oben eine spezifische
Referenz auf die Anmeldung(en), von der (denen) die Priorität
beansprucht wird bereitgestellt, wie vom Gesetz gefordert. Der Anmelder
versteht, dass das Gesetz unzweideutig in seiner spezifischen Bezugssprache
ist und weder eine Seriennummer noch eine Charakterisierung wie „Fortsetzung"
oder „teilweise Fortsetzung" erfordert zur Beanspruchung einer
Priorität von US-Patentanmeldungen. Ungeachtet des Vorangehenden,
versteht der Anmelder, dass die Computerprogramme des US-Patentamts bestimmte
Dateneingabeerfordernisse haben und deshalb bezeichnet der Anmelder
die vorliegende Anmeldung als eine teilweise Fortsetzung seiner Stammanmeldungen
wie oben dargelegt, weist jedoch ausdrücklich darauf hin,
dass solche Bezeichnungen nicht in irgendeiner Weise als eine Art
von Kommentar und/oder Zugeständnis gedeutet werden dürfen,
ob oder ob nicht die vorliegende Anmeldung irgendeinen neuen Gegenstand
zusätzlich zu dem Gegenstand ihrer Stammanmeldung(en) enthält.
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Jeglicher
Gegenstand der zugehörigen Anmeldungen und von jeder und
allen Stamm-, Stammstamm-, Stammstammstammanmeldungen, etc. der
zugehörigen Anmeldungen wird hierin durch Verweis einbezogen,
soweit solcher Gegenstand nicht inkonsistent hiermit ist.
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HINTERGRUND
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Einheiten
und Systeme sind entwickelt worden zur Verwendung in verschiedenen
Körperlumen, insbesondere im Herzkreislaufsystem, Verdauungstrakt
und im U-rigenitaltrakt. Katheter werden verwendet, zum Ausführen
einer Vielzahl von abtastenden, Material abgebenden oder chirurgischen
Aufgaben. Stents sind implantiert in Blutgefäße
zum Zwecke der Verhinderung von Verengungen oder erneuten Verengungen
der Blutgefäße. Kapseln, die abtastende und bildgebende
Instrumente enthalten, die vom Patienten geschluckt werden können
und die sich dann passiv durch den Verdauungstrakt bewegen, sind
auch entwickelt worden. Robotereinheiten, die dazu gedacht sind,
sich unter eigener Kraft durch den unteren Teil des Verdauungstraktes
zu bewegen sind auch in der Entwicklung.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Anmeldung beschreibt Einheiten, Systeme und zugehörige
Verfahren zum Ausführen einer oder mehrerer Aktionen oder
Aufgaben mit einer Lumen-beweglichen biologischen Schnittstelleneinheit.
Ausführungsformen von Einheiten, welche in der Lage sind
sich durch ein Körperlumen zu einem Ort zu bewegen und
einen Stimulus abzugeben an oder ein Signal aufzuzeichnen von biologischem
Gewebe werden offenbart.
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Zusätzlich
zu dem Vorangehenden, werden andere Einheiten und Systemaspekte
in den Ansprüchen, Zeichnungen und Text, welche einen Teil
der vorliegenden Offenbarung bilden, beschrieben.
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In
einem Aspekt kann ein Verfahren zum Einbringen einer elektrischen
Stimulationseinheit beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, Veranlassen einer selbst-vortreibenden Stimulationseinheit
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen; wenn ein Abzweigepunkt, welcher
zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende Stimulationseinheit,
die selbst-vortreibende Stimulationseinheit zu veranlassen, einen
ausgewählten Abzweig zu betreten; und Veranlassen der selbst-vortreibenden
Stimulationseinheit, das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu
beenden.
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In
einem anderen Aspekt, kann ein Verfahren zum Einbringen einer neuralen
Stimulationseinheit beinhalten, Veranlassen einer selbst-vortreibenden neuralen
Stimulationseinheit sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen; wenn ein Abzweigepunkt,
welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum beinhaltet,
erreicht wird durch die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit,
die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen,
einen Abzweig zu betreten, welcher auf eine Zielstelle hinführt;
und Veranlassen der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit,
das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden.
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In
noch einem anderen Aspekt, kann ein Verfahren zum Einbringen einer
Herzstimulationseinheit beinhalten, Veranlassen einer selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen; wenn ein Abzweigepunkt, welcher
zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit,
die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen,
einen Abzweig zu betreten, welcher auf eine Zielstelle hinführt;
und Veranlassen der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit,
das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden.
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In
einem Aspekt kann ein Verfahren zum Konfigurieren eines bioelektromagnetischen
Schnittstellensystems beinhalten Bewegen zumindest einer bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheit durch einen Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin mit einer selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit; Erfassen der Ankunft zumindest einer
biolektromagnetischen Schnittstelleneinheit bei der Zielstelle;
und Bewegen der selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit weg
von der Zielstelle, während die zumindest eine bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheit an der Zielstelle zurückgelassen
wird.
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In
einem anderen Aspekt kann ein Verfahren zum Einbringen eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems
enthalten Einführen einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in einen Körperröhrenbaum
eines Patienten über zumindest eine Einfuhrstelle, zumindest
ein Teil der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten beinhaltend
einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert ist
für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe; und zumindest
eines von einem signalver arbeitenden Teil, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal von dem elektromagnetische Messwertgeber zu verarbeiten
oder einer Stimulusquelle, welche in der Lage ist, einen elektromagnetischen
Stimulus zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem elektromagnetischen
Messwertgeber zu erzeugen; und Veranlassen der Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten sich in dem Körperröhrenbaum
zu einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen
ist in der Nähe des zumindest einen Zielgewebes ansässig.
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In
einem anderen Aspekt kann ein Verfahren zum Einbringen eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems
enthalten Einführen einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in einen Körperröhrenbaum
eines Patienten über zumindest eine Einführstelle,
zumindest ein Teil der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
beinhaltend einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert
ist für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einen Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe; und zumindest
eines von einem signalverarbeitenden Teil, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal von dem elektromagnetische Messwertgeber zu verarbeiten
oder einer Stimulusquelle, welche in der Lage ist, einen elektromagnetischen Stimulus
zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem elektromagnetischen Messwertgeber
zu erzeugen; Veranlassen der Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten sich in dem Körperröhrenbaum
zu einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen
ist in der Nähe des zumindest einen Zielgewebes ansässig;
und Abgeben eines elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel
mit zumindest einem Teil der einen oder mehreren bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten.
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Zusätzlich
zu dem Vorangegangenen werden andere Verfahrensaspekte in den Ansprüchen, Zeichnungen
und Text, welche einen Teil der vorliegenden Offenbarung bilden,
beschrieben.
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Verschiedene
Aspekte des Betriebs einer Lumen-beweglichen biologischen Schnittstelleneinheit
können unter der Steuerung von Hardware, Software, Firmware
oder einer Kombination davon, durchgeführt werden. In einem
oder mehreren Aspekten, beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, verwandte Systeme Schaltkreis und/oder Programmierung zum
Bewirken der hierin in Bezug genommenen Verfahrensaspekte; der Schaltkreis
und/oder Programmierung kann nahezu jede Kombination von Hardware,
Software und/oder Firmware sein, welche konfiguriert ist, die hierin
in Bezug genommenen Verfahrensaspekte zu bewirken abhängig
von den Designentscheidungen des Systemdesigners.
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Die
vorangehende Zusammenfassung ist nur illustrativ und ist nicht gedacht
in irgend einer Weise beschränkend zu sein. Zusätzlich
zu den illustrativen Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen,
welche oben beschrieben wurden, werden weitere Aspekte, Ausführungsformen
und Merkmale deutlich werden durch Bezugnahme auf die Zeichnungen und
die folgende detaillierte Beschreibung.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
eine Darstellung einer Ausführungsform einer Lumenbeweglichen
Einheit;
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2A–2D sind
Darstellungen von verschiedenen Ausführungsformen von den
strukturellen Elementen der Lumen-beweglichen Einheit;
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3A–3C sind
Darstellungen von verschiedenen Ausführungsformen von den
strukturellen Elementen der Lumen-beweglichen Einheit;
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4A und 4B sind
Darstellungen einer Struktur der Einheit mit einer variablen Länge
und Durchmesser;
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5A–5F sind
Querschnitte von einer Vielzahl von Ausführungsformen von
Strukturen von einer Lumen-beweglichen Einheit;
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6 stellt
eine Ausführungsform einer Lumen-beweglichen Einheit dar,
beinhaltend ein Halteteil;
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7A–7D sind
Darstellungen von mehreren Ausführungsformen von aktiven
Teilen der Lumen-beweglichen Einheit;
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8A–8B sind
Darstellungen von mehreren weiteren Ausführungsformen von
aktiven Teilen der Lumen-beweglichen Einheit;
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9A–9B stellen
einen Positionierungsmechanismus einer Lumenbeweglichen Einheit dar;
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10A–10H beschreiben
Beispiele von Flussmodulationselementen;
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11 ist eine Beschreibung einer Lumen-beweglichen
Einheit beinhaltend eine Fluidsammelnde Struktur;
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12 ist eine Beschreibung einer Lumen-beweglichen
Einheit beinhaltend eine Materialsammelnde Struktur;
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13 stellt eine Ausführungsform eines
aktiven Teils der Lumenbeweglichen Einheit dar;
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14 stellt eine Ausführungsform eines
aktiven Teils der Lumenbeweglichen Einheit dar;
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15 stellt eine Ausführungsform eines
aktiven Teils der Lumenbeweglichen Einheit dar;
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16 ist eine Darstellung einer Einheit beinhaltend
gespeichertes abgebbares Material;
-
17 ist ein Querschnitt einer Ausführungsform
einer Einheit beinhaltend gespeichertes abgebbares Material und
einen Barriere-freigebenden Mechanismus;
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18 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform
einer Einheit beinhaltend gespeichertes abgebbares Material und
einen Barriere- freigebenden Mechanismus;
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19A–19B sind
Beschreibungen des Freigebens von einem gespeicherten abgebbaren Material
von einem Reservoir mittels einer zerreißbaren Barriere;
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20A und 20B sind
Beschreibungen des Freigebens von einem gespeicherten abgebbaren
Material von einem Reservoir mittels einer abbaubaren Barriere;
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21A und 21B sind
Beschreibungen des Freigebens von einem gespeicherten abgebbaren
Material von einem Reservoir mittels einer Barriere, die eine steuerbare
Permeabilität hat;
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22 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform
einer Einheit, beinhaltend gespeichertes abgebbares Material;
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23A und 23B sind
Beschreibungen des Freigebens von einem gespeicherten abgebbaren
Material von einem Trägermaterial;
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24 stellt eine Lumen-bewegliche Einheit dar, beinhaltend
eine Einheit-Freigabe-Struktur;
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25A und 25B stellen
Lumen-bewegliche Einheiten dar, beinhaltend abgebende und empfangende
Strukturen;
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26A ist eine Darstellung einer Lumen-beweglichen
Einheit, beinhaltend einem Schneidewerkzeug;
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26B ist ein Querschnitt der Lumen-beweglichen
Einheit aus 26A
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27 ist eine Darstellung einer Lumen-beweglichen
Einheit beinhaltend ein Schabewerkzeug;
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28 ist eine Darstellung eines Lumen-beweglichen
Systems beinhaltend ein externes Steuerteil;
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29A–29E stellen
einen Vortriebsmechanismus einer Lumenbeweglichen Einheit dar;
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30A und 30B stellen
ein Beispiel einer Lumen-beweglichen Einheit dar, beinhaltend expandierende
und dehnbare Strukturen;
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31 stellt einen Vortriebsmechanismus einer Lumenbeweglichen
Einheit dar;
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32A und 32B stellen
eine weitere Ausführungsform eines Vortriebsmechanismus
dar;
-
33 stellt eine weitere Ausführungsform eines
Vortriebsmechanismus dar;
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34 ist ein schematisches Diagram einer Lumen-beweglichen
Einheit;
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35 ist ein schematisches Diagram einer Lumen-beweglichen
Einheit, beinhaltend ein entferntes Teil;
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36 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens implementiert
mit einer Lumen-beweglichen Einheit;
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37 ist ein Flussdiagram eines weiteren Verfahrens
implementiert mit einer Lumen-beweglichen Einheit;
-
38 ist ein Flussdiagram eines weiteren Verfahrens
implementiert mit einer Lumen-beweglichen Einheit;
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39A und 39B bilden
ein Flussdiagram, das mehrerer Varianten eines Verfahrens zeigt,
implementiert mit einer Lumen-beweglichen Einheit;
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40A–40F bilden
ein Flussdiagram, das weitere Varianten eines Verfahrens zeigt,
implementiert mit einer Lumen-beweglichen Einheit;
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41 ist ein Blockdiagram eines Systems einer Lumenbeweglichen
Einheit;
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42 ist ein Blockdiagram einer Ausführungsform
der Logik zur Steuerung einer Lumen-beweglichen Einheit;
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43 ist ein Blockdiagram einer weiteren Ausführungsform
der Logik zur Steuerung einer Lumen-beweglichen Einheit;
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44 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit;
-
45 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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46 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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47 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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48A–48C stellen
eine Ausführungsform eines Systems dar, beinhaltend zwei
Lumen-bewegliche Einheiten;
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49 ist ein Flussdiagram eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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50A und 50B sind
Längsquerschnitte eines Beispieles des Betriebs einer Lumen-beweglichen
Einheit in einem Körperlumen;
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51A und 51B sind
Längsquerschnitte eines Beispieles des Betriebs einer Lumen-beweglichen
Einheit in einem Körperlumen;
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52A und 52B sind
Längsquerschnitte eines Beispieles des Betriebs einer Lumen-beweglichen
Einheit in einem Körperlumen;
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53A und 53B sind
Längsquerschnitte eines Beispieles des Betriebs einer Lumen-beweglichen
Einheit in einem Körperlumen;
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54 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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55 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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56 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit;
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57 ist ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit, welche ein entferntes Teil beinhaltet;
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58 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
elektrische Stimulationseinheit einzubringen;
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59 ist ein Flussdiagramm, welches Variationen
des Verfahrens von 58 zeigt;
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60 ist ein Flussdiagramm, welches Variationen
des Verfahrens von 58 zeigt;
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61 ist ein Flussdiagramm, welches Variationen
des Verfahrens von 58 zeigt;
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62 ist ein Diagramm, welches Variationen des Verfahrens
von 58 zeigt;
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63 ist ein Diagramm, welches Variationen des Verfahrnes
von 58 zeigt;
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64 stellt das Abgeben einer Lumen-beweglichen
Einheit in den Körper durch Injektion dar.
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65 stellt das Freigeben einer Lumen-beweglichen
Einheit von einem Katheter dar;
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66 stellt das Abgeben von mehreren Lumen-beweglichen
Einheiten durch Injektion dar;
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67A und 67B enthalten
ein Flussdiagramm, welches weitere Variationen des Verfahrens von 58 zeigt;
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68 stellt das Abgeben eines Stimulus durch eine
Lumen-bewegliche Einheit, basierend auf einem abgetasteten Signal,
dar;
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69 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Variation
des Verfahrens von 58;
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70 ist ein Flussdiagramm einer Erweiterung des
Verfahrens von 58, welches das Einbringen
von zumindest einer zusätzlichen selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit beinhaltet;
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71 ist ein Flussdiagramm einer Erweiterung des
Verfahrens von 58;
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72 stellt die Verwendung von mehreren Stimulations-
oder Aufzeichnungsgeräten dar, welche um ein Zielgewebe
herum positioniert sind;
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73A, 73B und 73C stellen das Einbringen eines bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheit bei einer Zielstelle in ein Körperlumen mit
einer Lumen-beweglichen Einheit dar;
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74 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens ein
bioelektromagnetisches Schnittstellensystem zu konfigurieren;
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75 ist ein Flussdiagramm, welches Variationen
des Verfahrens von 74 zeigt;
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76 ist ein Flussdiagramm, welches Variationen
des Verfahrens von 74 zeigt;
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77 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens ein
bioelektromagnetisches Schnittstellensystem einzubringen;
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78A–78B illustrieren
das Einführen einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten gleichzeitig;
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79 illustriert die Verwendung von mehreren Stimulations-
oder Aufzeichnungseinheiten, welche in einem Zielgewebe positioniert
sind;
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80 ist ein Flussdiagramm, welches Varianten des
Verfahrens von 77 zeigt;
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81 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrens von 77 zeigt;
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82 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrens von 77 zeigt;
-
81 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrens von 77 zeigt;
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84 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrnes von 77 zeigt;
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85 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
neurale Stimulationseinheit einzubringen;
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86 ist ein Flussdiagramm, welches verschiedene
Varianten des Verfahrens von 85 zeigt;
-
87 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrens von 85 zeigt;
-
88 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Varianten
des Verfahrens von 85 zeigt;
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89 ist ein Diagramm, welches noch weitere Varianten
des Verfahrens von 85 zeigt;
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90 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
bioelektromagnetische Signal-Abtasteinheit einzubringen;
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91 ist ein Flussdiagramm, welches verschiedene
Variationen des Verfahrens von 90 zeigt;
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92 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Variationen
des Verfahrens von 90 zeigt;
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93 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Variationen
des Verfahrens von 90 zeigt;
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94 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
Herzstimulationseinheit einzubringen;
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95 ist ein Flussdiagramm, welches verschiedene
Varianten des Verfahrens von 94 zeigt;
und
-
96 ist ein Flussdiagramm, welches verschiedene
zusätzliche Varianten des Verfahrens von 94 zeigt.
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DETIALLIERTE BESCHREIBUNG
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung werden Verweise auf die
beiliegenden Zeichnungen gemacht, die einen Teil hiervon bilden.
In den Zeichnungen bezeichnen normalerweise gleiche Symbole gleiche
Komponenten außer der Kontext schreibt etwas anderes vor.
Die dargestellten Ausführungsformen, wie sie in der detaillierten
Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen beschrieben
sind, sind nicht als begrenzend zu verstehen. Andere Ausführungsformen
können genutzt werden und andere Veränderungen
können vorgenommen werden, ohne von dem Geist oder dem
Schutzbereich des hier präsentierten Gegenstandes abzuweichen.
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Eine
Lumen-bewegliche Einheit ist ein Beispiel einer Luminar aktiven
Einheit. Luminar aktive Einheiten und zugehörige Verfahren
und Systeme sind beschrieben in der U.S. Patentanmeldung 11/403,230,
mit dem Titel „Lumenally Active Device" angemeldet am 12.
April 2006, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. U.S. Patentanmeldung 11/403,230
beschreibt ein Luminar aktives System, das ein strukturelles Element
beinhalten kann, welches konfiguriert ist, in zumindest einen Teil
von einem Körperlumen zu passen, das strukturelle Element
beinhaltet ein Lumenwand-interagierendes Teil und ein Fluid-kontaktierendes
Teil, das konfiguriert ist, Fluid innerhalb des Körperlumens
zu kontaktieren; einen Sensor, der in der Lage ist, zum Erfassen von
einem Zustand von Interesse in dem Fluid; Reaktion-einleitenden
Schaltkreis wirksam verbunden mit dem Sensor und konfiguriert zum
Generieren eines Reaktion-einleitenden Signals nach Erfassen des
Zustandes von Interesse in dem Fluid durch den Sensor; und einem
aktiven Teil wirksam verbunden mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und in der Lage zum Erzeugen einer Reaktion nach Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals.
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Wie
dargestellt in 1, kann eine Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit 10 beinhalten, ein strukturelles
Element 12, welches konfiguriert ist zumindest in einen
Teil eines Körperlumens 14 zu passen. Das strukturelle
Element 12 kann beinhalten ein Lumenwand-interagierendes
Teil 16 und ein Fluid-kontaktierendes Teil 18,
das so konfiguriert ist, Fluid innerhalb des Körperlumens
zu kontaktieren. Die Lumen-bewegliche Einheit 10 kann auch
einen Vortriebsmechanismus 20 beinhalten, der in der Lage
ist, eine Bewegung des strukturellen Elements 12 durch
ein Körperlumen 14, in welchen das strukturelle
Element verwendet wird, zu erzeugen; einen Sensor 22, der
in der Lage ist zum Erfassen eines Zustandes von Interesse im Körperlumen,
Reaktion-einleitenden Schaltkreis 24 wirksam verbunden mit
dem Sensor 22 und konfiguriert zum Generieren eines Reaktion-einleitenden
Signals nach dem Erfassen des Zustandes von Interesse in dem Körperlumen
(z. B. Plaque 30); und ein aktives Teil 26 wirksam
verbunden mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis und in der Lage
zum Erzeugen einer Reaktion nach dem Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals. Körperlumen 14 ist definiert durch Wandteile 28,
die die Wände eines Blutgefäßes oder
anderer Lumen aufweisende Strukturen innerhalb des Körpers
eines Organismus sein können. In diesem Beispiel fließt
ein Körperfluid durch Lumen 14 in der Richtung,
die mit dem Pfeil angezeigt ist. Fluid fließt durch die
zentrale Öffnung 32 des strukturellen Elements 12,
wobei die innere Oberfläche des strukturellen Elements 12 das
Fluid-kontaktierende Teil 18 bildet. In der Ausführungsform
von 1, können sich der Sensor 22 und
aktives Teil 26 an einem Fluid-kontaktierenden Teil 18 befinden.
Lumenwand-interagierenden Teile 16 können zum
Beispiel rotierende Räder sein, die die Aufgabe haben,
durch Reibung mit den Wandteile 28 zu interagieren und
welche gleichzeitig in Kombination mit einem drehbaren Motor 20 die
Aufgabe eines Vortriebsmechanismus 34 haben, um die Lumen-bewegliche
Einheit 10 durch das Körperlumen 14 zu
bewegen. In einer anderen Ausführungsform der Lumen-beweglichen
Einheiten können andere Strukturen und Verfahren eingesetzt
werden, um mit der Lumenwand zu interagieren und/oder um die Einheit
durch das Lumen vorzutreiben.
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Ausführungsformen
vom Lumen-beweglichen Einheiten oder Systemen könnten konfiguriert sein,
für die Verwendung in (z. B. konfiguriert zum Passen in)
Körperlumen eines Organismus beinhaltend zum Beispiel,
den Atmungstrakt, das Herzkreislaufsystem (z. B. ein Blutgefäß),
einen Teil des CSF-Raumes (Rückenmarksfluidraum), des Nervensystems
(z. B. den Rückenmarkskanal, die Ventrikel des Gehirns,
der Sub-Arachnoidalraum, etc.), ein Teil des Urinaltraktes (zum
Beispiel der Harnleiter), ein Teil des Lymphsystems, ein Teil der
Bauchhöhle, ein Teil der Brusthöhle, ein Teil
des Verdauungstraktes, ein Teil des Reproduktionstraktes (entweder
des weiblichen Reproduktionstraktes – z. B., ein Lumen des
Eileiters) oder des männlichen Reproduktionstraktes (einschließlich
verschiedener Lumen beinhaltend aber nicht begrenzt auf die Nebenhoden,
die Samenleiter, den herausführenden Duktus, die Ampulla, den
Samengang, den Ejakulationsgang oder die Harnröhre), den
Gallentrakt, das Nasenloch oder die Nasenhöhle, die Mundhöhle,
den Verdauungstrakt, die Tränenkanäle oder das
Drüsensystem. Andere Körperlumen können
im Hör- oder Sehsystem gefunden werden oder in Ver bindungen
zwischen diesen, z. B. der Eustachium. Einige der hier beschriebenen Einheiten
und Systeme können verwendet werden in Körperlumen
durch die Fluid fließt, aber es ist nicht beabsichtigt,
dass diese Einheiten oder Systeme begrenzt sind auf Verwendung in
röhrenförmigen Lumen-beinhaltenden Strukturen,
welche bewegliche Fluide enthalten; in einigen Anwendungsformen
kann eine Lumen-bewegliche Einheit verwendet werden in einem Körperlumen
mit relativ unbeweglichem oder periodisch beweglichem Fluid.
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Die
Bezeichnung „Körperröhrenbau", wie hierin
verwendet, bezeichnet einen Körperlumen mit einer Abzweigestruktur,
d. h. er beinhaltet zumindest einen Abzweigepunkt an dem sich eine
erste Region eines Lumens in zwei oder mehr Abzweigungen aufspaltet
oder an dem ein Seitenlumen von einem Hauptlumen abzweigt. Es ist
nicht beabsichtigt, dass von „Körperröhrenbaum"
jegliche bestimmte Struktur, Konfiguration, Ebene oder Organisation
oder Ebene der Komplexität abgeleitet werden kann über
das Hinaus, was oben beschreiben ist. Beispiele von Körperröhrenbäumen
beinhalten zum Beispeil, aber sind nicht begrenzt auf das Herzkreislaufsystem,
das Atmungssystemund den CSF-Raum.
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Auch
beinhaltend in dem Schutzbereich des Ausdruckes „Körperlumen"
sind künstliche Lumen in einem Körper, beinhaltend
Gefäßkatheter, Rückenmarksfluid-Shunts,
Gefäßtransplante, Darmverbindungen, Bypässe,
Dauerstents verschiedener Arten (z. B. Gefäß,
Magen-Darm, Tracheal, Atmungs, Harnröhe, Geniurettral,
etc.) und chirurgisch erzeugte Fisteln.
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Der
Ausdruck Fluid, wie hier gebraucht wird, kann verweisen auf Flüssigkeiten,
Gase und andere Zusammensetzungen, Mischungen oder Materialien die
fluide Eigenschaften aufzeigen. Das Fluid innerhalb eines Körperlumens
könnte eine Flüssigkeit oder ein Gas oder gasartige
Gemische beinhalten. Der Ausdruck Fluid wie hier verwendet umfasst
Flüssigkeiten, Gase oder Gemische aus diesen, die auch feste
Bestandteile in einem Fluidträger beinhalten. Flüssigkeiten
können beinhalten, Gemische aus zwei oder mehreren verschiedenen
Flüssigkeiten, Lö sungen, wässrige Massen
oder Suspensionen. Körperfluide können Bestandteile
beinhalten wie zum Beispiel Zellen, Zellteile oder zellulare Teile
oder Komponenten, Zusammenschlüsse oder Anhäufungen
von Zellen, Bakterien, Viren oder Pilzarten, Ionen, Molekühle,
Gasblasen, gelöstes Gas, suspendierte Teilchen, oder eine
Vielzahl andere Materialien, die in dem Körperfluid präsent
sein können. Bestandteile von Körperfluiden können
Materialien sein, die normal präsent sind in dem Körperfluid,
Materialien, die natürlich abgeleitet, aber normalerweise
nicht in dem Körperfluid präsent sind oder fremde
Materialien, die in das Körperfluid eingedrungen sind oder
in das Körperfluid eingebracht wurden (beinhaltend aber
nicht begrenzt auf zum Beispiel Krankheitserreger, Gifte, Verunreinigungen
oder Medikationen). Beispiele für Flüssigkeiten
innerhalb von Körperlumen schließen Blut, Gewebeflüssigkeit,
Serum, Urin, Samen, Verdauungsfluide, Tränen, Speichel,
Schleim, Rückemnarksfluid, Darminhalt, Gallenflüssigkeit,
Epithelexudat oder Ösophegalinhalt. Flüssigkeiten,
die innerhalb eines Körperlumens sein können beinhalten synthetische
oder eingeführte Flüssigkeiten, wie Blutersatz
oder Arzneimittel, Nähr- oder Salzlösungen. Fluide
können beinhalten Flüssigkeiten, die gelöste
Gase beinhalten oder Gasblasen oder Gas welches feine Flüssigkeitströpfchen
oder feste Partikel beinhaltet. Gase oder gasartige Gemische, die
in einem Körperlumen gefunden werden können, können beinhalten
eingeatmete oder ausgeatmete Luft, z. B. im Nasen oder Atmungstrakt
oder Darmgase.
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Eine
Lumen-bewegliche Einheit kann konfiguriert sein, um in ein bestimmtes
Lumen zu passen durch die angemessene Auswahl der Dimensionen, der
Materialeigenschaften und des Vortriebsmechanismus der Einheit.
Konfigurationsaspekte können beinhalten unter anderem die
Größe, die Form, die Steifigkeit/Flexibilität,
Porosität und biologische Kompatibilität, die
von beidem dem Material und der Konstruktion der Einheit abhängig
sein können. Die Dimensionen der Lumen-beweglichen Einheit
könnte so gewählt werden, dass die Einheit klein
genug ist, um in die kleinste zu erwartende Dimension eines Lumens
von Interesse zu passen. Ein Material welches beides ist, biologisch
kompatibel und ausreichend beständig für die Verwendung
in dem ausgewählten Lumen, kann ausgewählt werden
basierend auf den Standards, die dem Fachmann bekannt sind. Wo auch
immer eine Lumen-bewegliche Einheit oder System verwendet wird,
können die Dimensionen und mechanischen Eigenschaften (z.
B. Steifigkeit) von dem Lumen-beweglichen System und im Besonderen
das strukturelle Element des Lumen-beweglichen Systems gewählt
werden, um kompatibel mit dem Einsatzort zu sein, um eine zuverlässige
Positionierung der Einheit zu gewährleisten und eine Verletzung
der Lumen-beinhaltenden Struktur, welche das Körperlumen
beinhaltet, zu vermeiden. Der Vortriebsmechanismus kann für
den Typ und die Art des Lumens in dem sich bewegt wird gewählt
werden. Ein Lumen mit einem relativ gleichförmigen Querschnitt (Höhe
und/oder Breite) über die Länge in der sich bewegt
wird, kann von den meisten Vortriebsmechanismen durchquert werden.
Ein Lumen mit einem sich signifikant verändernden Querschnitt über
die Länge in der sich bewegt wird, kann eine Herausforderung für
einige Vortriebsmechanismen darstellen, die mit allen Seiten mit
der Lumenwand interagieren, aber eine Lumen-bewegliche Einheit,
die entlang einer Seite des Lumens läuft oder rollt oder
die mehr als eine Betriebsweise zum Vortrieb benutzt, kann sich gut
den Veränderungen im Lumenquerschnitt anpassen. Eine Lumen-bewegliche
Einheit, die in der Lage ist ihre Dimension zu Ändern (z.
B. ändern von Länge und Durchmesser) kann auch
in einigen Einsatzmöglichkeiten gebräuchlich sein.
Als Beispiel vergleiche U.S. Patentanmeldung 2005/0177223, die hiermit
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Aber in vielen
Fällen kann es möglich sein eine Lumen-bewegliche
Einheit mit festen Dimensionen zu Gestalten, die geeignet ist für
besondere Anwendungen oder ein Satz von Lumen-beweglichen Einheiten
in verschiedenen Größen bereitzustellen, von welchem
die beste Größe für eine bestimmte Anwendung
oder für einen bestimmten Patienten gewählt werden
kann, um der Veränderlichkeit in Lumendimensionen zwischen
individuellen Patienten Rechnung zu tragen. Die Lumen-bewegliche
Einheit kann beinhalten ein strukturelles Element, welchen zumindest
einen von dem Vortriebsmechanismus, Bewegungssteuerungsschaltkreis,
Sensor, Reaktioneinleitenden Schaltkreis oder aktives Teil trägt.
Verschiedene Materialien können verwendet werden für
die Konstruktion des strukturellen Elementes. Als Beispiel kann
das strukturelle Element ein selbst expandierendes Material, ein
dehnbares Material oder ein netzartiges Material beinhalten. Flexibilität
kann durch Konfiguration als auch durch Material verliehen werden:
zum Beispiel, das strukturelle Element kann eine geschlitzte Struktur
beinhalten. Das strukturelle Element kann, wie oben angeführt,
ein biologisch kompatibles Material aufweisen und kann eine bioaktive
Komponente (wie ein Arzneimittel abgebender Überzug oder
ein biologisch aktives Material angefügt oder eingebunden
in das strukturelle Element) beinhalten.
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2A–2D beschreiben
eine Vielzahl von möglichen Konfigurationen für
strukturelle Elemente von Lumen-beweglichen Einheiten zur Verwendung
in Körperlumen. In einigen Ausführungsformen kann
das strukturelle Element eine im Wesentlichen röhrenförmige
Struktur aufweisen. Das strukturelle Element kann beinhalten ein
oder mehrer Lumen, die in Flüssigkeitskommunikation mit
dem Körperlumen sind. In einigen Ausführungsformen
kann das strukturelle Element einen einstellbaren Durchmesser haben.
Strukturelle Elemente können die Form eines kurzen Zylinders 50 haben,
wie gezeigt in 2A; eines Kreisring 52,
wie gezeigt in 2B; eines Zylinders 54,
wie gezeigt in 2C; oder einer Spirale 56,
wie gezeigt in 2D. Eine spirale Struktur ist
zum Beispiel offenbart in Bezrouk et al., „Temperature
Characteristics of Nitinoal Spiral Stents"; Scripta Medica (BRNO);
welches folgende Daten trägt 08/2005, 10/2005; Seiten 219–226;
Vol. 78, No. 4, welches hiermit in der Gesamtheit durch
Bezugnahme aufgenommen ist. Längliche Formen wie Zylinder 54 oder
Spirale 56 können geeignet sein zur Verwendung
in röhrenförmigen Lumen-beinhaltenden Strukturen,
wie zum Beispiel Blutgefäße.
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Strukturelle
Elemente können aus verschiedenen Materialien gebildet
sein, einschließlich Metalle, Polymere, Gewebe und verschiedene
Verbundwerkstoffe beinhaltend eines von anorganischen oder organischen
Charakter, der letztere beinhaltet Materialien biologischer und
nicht biologischer Herkunft, ausgewählt um angemessene
biologische Kompatibilität und mechanische Eigenschaften
aufzuweisen. In diesen und anderen Beispielen von strukturellen
Elementen ist es vorgesehen, dass zusätzliche Komponenten,
wie zum Beispiel Sensoren, Schaltkreise und Vortriebsmechanismen
angefügt oder verbunden, hergestellt auf oder integral
gebildet mit dem strukturelle Element sind, aber derartige zusätzlichen
Komponenten sind in diesen Zeichnungen nicht dargestellt.
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In
einigen Ausführungsformen, kann das strukturelle Element
ein selbst expandierendes Material oder dehnbares Material beinhalten.
In einigen Ausführungsformen, kann sowohl die Form als
auch das Material des strukturellen Elements zu den expandierenden
oder flexiblen Eigenschaften des strukturellen Elements beitragen.
Zum Beispiel kann das strukturelle Element aus einem netzartigen
Material oder einer geschlitzten Struktur gebildet sein oder diese
enthalten.
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Wie
in 3A–3C gezeigt,
kann die Hauptform eines strukturellen Elements von verschiedenen
Variationen abhängig sein, z. B. von der Perforation, wie
gezeigt im strukturellen Element 60 in 3A; einer netzartigen Struktur, wie gezeigt im strukturellen
Element 62 in 3B;
oder dem Aufweisen eines oder mehrerer Schlitze 64 in dem
strukturellen Element 60 in 3C.
Schlitz 64 erstreckt sich entlang der gesamten Länge
des strukturellen Elements 66; in anderen Ausführungsformen
können ein oder mehrere Schlitze (oder Netze oder Perforationen)
auch nur in einem Teil des strukturellen Elements vorliegen. Durch
die Verwendung spiralförmiger, netzförmiger, oder
geschlitzter struktureller Elemente (wie gezeigt in 2D, 3B und 3C), gebildet
aus dehnbarem Material, lassen sich elastische, federnde oder selbst
expandierend/selbst zusammenziehend strukturelle Elemente bilden.
Ein selbst expandierendes oder selbst zusammenziehendes strukturelles
Element kann das Positionieren des strukturellen Elements innerhalb
eines Körperlumens eines Organismus erleichtern. In einigen
Ausführungsformen, kann flexibles Material mit einstellbarem
Durchmesser, Verjüngungs- und Längeneigenschaften
verwendet werden. Zum Beispiel können manche Materialien
von einer längeren, schmaleren Konfiguration 70,
wie gezeigt in
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4A, zu einer kürzeren, weiteren Konfiguration 72,
wie gezeigt in 4B wechseln oder sich verjüngen über
ihre Länge. Strukturelle Elemente, die diese Art von expandierenden/zusammenziehenden
Eigenschaften aufweisen, können zum Beispiel beinhalten,
Netzstrukturen gebildet von verschiedenen Metallen oder Plastiks,
und einiger polymerer Materialien. Beispiele einiger Formverändernder
Materialien sind beschrieben in „Agile new plastics change
shape with hegt"; MIT News Office; 20. November 2006; Seiten 1–4;
Massachusetts Institute of Technology; gedruckt am 22. November
2006; zu finden unter http://web.mit.edu/newsoffice/2006/triple-shape.html; „Agile
new plastics change shape with hegt"; MIT Tech Talk; 22. November
2006; Seite 5 (1 Seite); und SHAHINPOOR, MOHSEN;
KIM KWANG J. („Ionic polymer-metal composites: IV. Industrial and
medical applications; Smart Materials and Structures; 2005; Seiten
197–214: Vol. 14; Institute of Physics Publishing),
die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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Die
exemplarischen Ausführungsformen beschrieben in 2A–2C, 3A–3C und 4A und 4B sind
im Wesentlichen zylindrisch und hohl und röhrenförmig
in ihrer Konfiguration mit einer einzigen zentralen Öffnung.
Demnach kann das Äußere des zylindrischen, strukturellen
Elements die Wand des Körperlumen kontaktieren und mit
ihr interagieren und das Innere des strukturellen Elements (innerhalb
der einzigen zentralen Öffnung) kann einen Fuid-kontaktierendes
Teil des strukturellen Elements bilden. Allerdings sind Lumen-bewegliche
Elemente gemäß den verschiedenen Ausführungsformen
nicht begrenzt auf zylindrische strukturelle Elemente mit einer
einzigen zentralen Öffnung. Alternativ kann ein strukturelles
Element auch so konfiguriert sein zum Kontaktieren und zum Bewegen
entlang eines Teils einer Wand des Körperlumen, kontaktierend
und interagierend mit der Lumenwand über einer Teil ihrer
Querschnittsflächenteil (im Gegensatz zum Kontaktieren
der Lumenwand über seine komplette Querschnittsfläche)
ohne die Bewegung des Fluis im Körperlumen zu behindern.
Eine derartige Ausführungsform kann ungefähr halbkugelförmig oder
halbellipsenförmig sein, mit einer Querschnittsfläche
wie in 5A beschrieben. Andere Ausführungsformen
kön nen pillen- oder kapselförmig sein, angepasst
um sich durch den zentralen Teil eines Körperlumens zu
bewegen.
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5A bis 5F beschreiben
eine Vielzahl von Querschnittsflächenkonfigurationen von strukturellen
Elementen von Lumen-beweglichen Einheiten. In 5A ist eine Lumen-bewegliche Einheit 100 im
Lumen 102 der Lumen-beinhaltenden Struktur 104 positioniert.
In dieser Ausführungsform kann der Fluid-kontaktierende
Teil 106 die Oberfläche des strukturellen Elements 100 sein,
welches dem Lumen 102 zugewandt ist, während das
Lumenwand-interagierende Teil 108 eine gewebeanhaftende
Schicht auf der Oberfläche 110 des strukturellen Elements 100 beinhalten
kann. Gewebeanhaftstoffe können von der Lumen-beweglichen
Einheit freigegeben werden, wenn es seinen Bestimmungsort erreicht
hat. Lumen-bewegliche Einheit 100 kann ungefähr
halbkugelförmig oder halbeiförmig sein. Lumenwand-interagierender
Teil 108 kann eine Rundung aufweisen, die ungefähr
der Rundung des Lumens entspricht.
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5B beschreibt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform
eines strukturellen Elements 150 im Lumen 152 von
der Lumen-empfangende Struktur 154. Strukturelles Element 150 beinhaltet verschiedene Öffnungen 156,
jede mit einer inneren Oberfläche 158, die ein
Fluid-kontaktierendes Teil bildet. Strukturelles Element 150 kann
einen oder mehrere Haken oder krallenartige Strukturen 160 beinhalten,
die als Lumenwand-interagierende Teile dienen, die das strukturelle
Element 150 in seiner Position in Hinsicht auf die Lumen-kontaktierende
Struktur 154 halten.
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5C beschreibt im Querschnitt eine Ausführungsform
eines strukturellen Elements 200 in einem Lumen 202 von
der Lumen-empfangende Struktur 204. Strukturelles Element 200 beinhaltet
eine große zentrale Öffnung 206 und mehrere
umgebende Öffnungen 208. Die inner Oberfläche
jeder der Öffnungen 206 oder 208 dient
als Fluid-kontaktierendes Teil, während die Vorsprünge 210 als
Lumenwand-interagierende Teile agieren, die entweder durch Reibung
interagieren können oder leicht in das Innere der Wand
der Lumen-empfangende Struktur 204 hervorstehen können.
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5D beschreibt eine weitere Ausführungsform
in der das strukturelle Element 250 einen im Wesentlichen
ovalen Querschnitt hat und einen Schlitz 252 beinhaltet.
Lumen-empfangende Struktur 254 kann im Allgemeinen einen
ovalen Querschnitt haben oder flexibel genug sein, um sich in die
Form des strukturellen Elements 250 verformen zu lassen. Strukturelles
Element 250 kann eine komprimierte, federartige Struktur
haben, die auswärtig gerichtete Kräfte produziert,
wie angezeigt durch die schwarzen Pfeile, so dass die Endteile 256 des
strukturellen Elements 250 gegen die Lumenwand drücken
und mit dieser interagieren. Die innere Oberfläche 258 des strukturellen
Elements 250 dient als Fluid-kontaktierender Teil des strukturellen
Elements 250.
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5E ist ein Querschnitt des strukturellen Elements 300 in
einer Lumen-empfangenden Struktur 302. Strukturelles Element 300 beinhaltet
eine Vielzahl von vorstehenden Armen 304, die die Lumenwand 306 der
Lumen-empfangenden Struktur 302 kontaktieren und als Lumenwand-interagierende Teile
dienen. Innere Oberflächen 308 der Arme 304 dienen
als Fluid-kontaktierende Teile des strukturellen Elements 300.
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5F beschreibt (in einem Querschnitt) ein anderes
Beispiel eines strukturellen Elements 350 positioniert
innerhalb der Lumen-empfangenden Struktur 352. Strukturelles
Element 350 beinhaltet zwei Öffnungen 354.
Die inneren Oberflächen 356 der Öffnungen 354 dienen
als Fluid-kontaktierende Teile, während die äußere
Oberfläche 358 des strukturellen Elements 350 als
Lumenwand-interagierendes Teil dient.
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Die
strukturellen Elemente beschrieben in 1–5 dienen als Beispiel und sind in keiner
Weise als begrenzend gedacht. Die Wahl der Größe
des strukturellen Elements und die passende Konfiguration für
ein bestimmtes Körperlumen kann von einem Fachmann gewählt
werden. Strukturelle Elemente können mit einer Vielzahl
von Herstellungsverfahren und einer Vielzahl von Materialien hergestellt
werden. Geeignete Materialien können beinhalten Metalle,
Keramiken, Polymere und Verbundwerkstoffe, die geeignete biologische
Kompatibilitäten haben, Sterilisierbarkeit, mechanische
und physikalische Eigenschaften, die einem Fachmann bekannt sind.
Beispiele von Materialien und Auswahlkriterien sind beschrieben
zum Beispiel in The Biomedical Engineering Handbook, Second
Edition, Volume I, J. D. Bronzino, Ed. Copyright 2000, CRC Press
LLC, Seiten IV-1 – 43–31. Herstellungstechniken
können beinhalten Spritzgießen, Fließpressen,
Stanzen, schneller Musterbau, Selbstzusammenbau, etc. und hängt
von der Wahl des Materials und der Größe der Einheit und
der Konfiguration ab. Abtastteile, aktive Teile und Vortriebsmechanismen
oder Strukturen der Lumen-beweglichen Einheit als auch die zugehörigen Schaltkreise
(nicht beschrieben in 2–5) können hergestellt werden auf
dem strukturellem Element unter Verwendung verschiedener Mikroherstellungs- und/oder
MEMS-Techniken, oder können separat konstruiert werden
und nachträglich montiert werden an das strukturelle Element
als ein oder mehrere separate Komponenten. Beispiele von Mikroherstellungstechniken
beinhalten zum Beispiel die, die beschrieben sind in U.S. Patentanmeldungen 2005/0221529,
2005/0121411, 2005/0126916 und NYITRAI, ZSOLT; ILLYEFALVI-VITEZ,
ZSLOT; PINKOLA, JANOS; „Preparing Stents with Masking & Etching Technology";
26th International Spring Seminar an Electronics Technology; welches
folgende Daten trägt 8. Mai 2003–11. Mai 2003
und 2003; Seiten 321–324; IEEE, die hiermit durch
Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
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Gemäß einer
Ausführungsform wie dargestellt in 6, kann
eine Lumen-bewegliche Einheit 400 beinhalten ein Halteteil 402;
ein Fluid-kontaktierendes Teil 404, das konfiguriert ist,
Fluid innerhalb des Körperlumens zu kontaktieren und zumindest periodisch
das Fliessen des Fluids durch das Körperlumen gestattet;
einen Vortriebsmechanismus 406, der in der Lage ist, zum
Erzeugen einer Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das
Körperlumen in welchem die Lumen-bewegliche Einheit eingebracht
wurde; Bewegung-steuernder Schalt kreis 408, der zumindest
im Teil getragen wird von der Lumen-beweglichen Einheit und konfiguriert
zur Steuerung des Vortriebsmechanismus 406 zur Steuerung der
Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit 400 durch das Körperlumen;
einen Sensor 410, der in der Lage ist zum Erfassen von
einem Zustand von Interesse im Körperlumen und zum Generieren
von einem Abtastsignal 412, das das Erfassen des Zustandes von
Interesse anzeigt; Reaktion-einleitender Schaltkreis 414,
wirksam verbunden mit dem Sensor und konfiguriert zum Generieren
eines Reaktion-einleitenden Signals 416 nach Erhalt des
Abtastsignals, welches das Erfassen eines Zustandes von Interesse im
Körperlumen anzeigt; und einen aktiven Teil 418, der
wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und der in der Lage ist zum Erzeugen einer Reaktion nach Erhalt
des Reaktion-einleitendem Signals. In einigen Ausführungsformen
kann der Zustand von Interesse ein lokaler Zustand von Interesse
sein (z. B. ein Zustand, der die Präsenz von verletztem
oder erkranktem Gewebe betrifft, ein anatomisches Merkmal, etc.).
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Der
Bewegung-steuernde Schaltkreis kann wirksam verbunden sein mit dem
Sensor und konfiguriert sein zur Steuerung des Vortriebmechanismus wenigstens
zum Teil in Reaktion auf den Erhalt des Abtastsignals, welches das
Erfassen eines Zustandes von Interesse im Körperlumen anzeigt.
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Das
Halteteil kann verschiedene Formen haben, beinhaltend zum Beispiel
einen Anker, der in der Lage ist zumindest temporär an
der Wand des Lumens angefügt zu werden, wie gezeigt in 6;
mindestens einen Haken oder Kralle, wie z. B. beschrieben in 5B; mindestens ein anheftendes Material oder Kleber,
wie gezeigt in 5A; eine Bremse, um der Aktion
des Vortriebmechanismus entgegenzuwirken oder einen Ausschalter
für den Vortriebsmechanismus. In einigen Ausführungsformen
kann das Halteteil einen Umkehrmechanismus für den Vortriebsmechanismus
beinhalten, so dass es zum Halten der Bewegung nötig ist
genüg Vortrieb in die entgegen gesetzte Richtung zu erzeugen,
um dem Fluß des Fluids durch das Köperlumen etwas
entgegenzusetzen. Das Halteteil kann Teil oder zugehörig
zum Vortriebsmechanismus sein (z. B. Ausschalten des Vortriebs mechanismus)
oder es kann ein separater Mechanismus sein (anhängend,
haken- oder krallenartige Struktur, Anker etc.).
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Die
Lumen-bewegliche Einheit kann beinhalten ein aktives Teil, das in
der Lage ist eine Reaktion nach Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals zu Erzeugen. Eine Lumen-bewegliche Einheit kann ein einzelnes
aktives Teil oder eine Vielzahl von aktiven Teilen beinhalten, die
von gleicher oder verschiedener Art sein können. Aktive
Teile können zugehörige oder ergänzende
Funktionen ausführen. Eine Vielzahl verschiedener Arten
von aktiven Teilen können verwendet werden in Ausführungsformen
der Lumen-beweglichen Einheit; eine Lumen-bewegliche Einheit kann
ein oder mehrere aktive Teile beinhalten, und jedes aktive Teil
kann eine oder mehrere Aktionen ausführen.
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7–27 zeigen
Beispiele verschiedener aktiver Teile, die beinhaltet sein können
in einer Lumen-beweglichen Einheit. Einige der aktiven Teile können
besonders zur Verwendung in einer Lumen-beweglichen Einheit geeignet
sein, wenn sich diese bewegt und einige aktive Teile können
besonders zur Verwendung von einer Lumen-bewegliche Einheit geeignet
sein, wenn diese in Ruhe im Körperlumen ist. Viele der
hier beschriebenen Beispiele von aktiven Teilen können
angepasst werden zur Verwendung in beiden Fällen.
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Das
aktive Teil kann ein Heizelement 450 beinhalten wie beschrieben
in 7A, wirksam gekoppelt mit dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis 451 und konfiguriert zum Aufheizen in Reaktion
auf den Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Das Heizelement
kann ein Widerstandselement sein, welches Hitze erzeugt wenn ein
Strom durch es hindurch fließt oder es kann ein magnetisch
aktives Material sein, welches Hitze erzeugt wenn es einem elektromagnetischen
Feld ausgesetzt ist. Beispiele von magnetisch aktiven Materialien
beinhalten permanent magnetisierbare Materialien, ferromagnetische
Materialien wie Eisen, Nickel, Kobalt und Legierungen davon, ferrimagnetische
Materialien wie Magnetit, eisen(II)haltige Materialien, eisen(III)haltige
Materialien, diamagnetische Materialien wie Quartz, paramagnetische
Materialien wie Silikate oder Sulfide und antiferromagnetische Materialien
wie gekantete antiferromagnetische Materialien, die sich ähnlich verhalten
wie ferromagnetische Materialien; Beispiele von elektrisch aktiven
Materialien beinhalten Ferroelektrika, Piezoelektrika und Dielektrika.
In einigen Ausführungsformen kann Hitze durch eine exotherme
chemische Reaktion generiert werden. U. S. Patentanmeldungen 2002/0147480
und 2005/0149170, zeigen Beispiele erhitzender und/oder abkühlender Mechanismen
und Strukturen und sind hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
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Alternativ
kann der aktive Teil ein kühlendes Element 452 beinhalten,
wie beschrieben in 7B, wirksam gekoppelt mit dem
Reaktion-einleitenden Schaltkreis 453 und konfiguriert
zum Abkühlen in Reaktion auf den Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals. Abkühlung kann durch eine Vielzahl von Mechanismen
und/oder Strukturen erzeugt werden. Zum Beispiel kann Abkühlung
durch eine endotherme Reaktion (wie zum Beispiel durch das Mischen von
Ammoniumnitrat und Wasser) erzeugt werden, eingeleitet durch das Öffnen
eines Ventils oder das Betätigen eines Kontainers in Reaktion
auf das Steuerungssignal. Andere Verfahren und/oder Mechanismen
zum Erzeugen von Abkühlung können beinhalten aber
sind nicht begrenzend auf, thermoelektrische (Peltier-Effekt) und
Flüssigkeits-Gas-Verdampfungs (Joule-Thomson) Einheiten.
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In
einigen Ausführungsformen kann das aktive Teil eine elektromagnetische
Strahlungsquelle 454 beinhalten, wie beschrieben in 7C, die wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis 455 und
konfiguriert ist zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung in
Reaktion auf den Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Elektromagnetische
Strahlungsquellen können Lichtquellen beinhalten wie zum
Beispiel Licht emittierende Dioden und Laserdioden oder Quellen
anderer Frequenzen von elektromagnetischer Energie oder Strahlung, Radiowellen,
Mikrowellen, ultraviolette Strahlen, Infrarotstrahlen, optische
Strahlen, Terahertz Bündel und Ähnliches.
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Das
aktive Teil kann eine akustische Energiequelle
456 beinhalten
(z. B. ein piezoelektrisches Element), wie beschrieben in
7D, welches wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
457 und
konfiguriert ist zum Emittieren von akustischer Energie in Reaktion
auf den Erhalt des Reaktioneinleitenden Signals. Eine akustische Energiequelle
kann Druckpulse verschiedener Frequenzen generieren, beinhaltend
hörbare Frequenzen, Unterschallfrequenzen und Überschallfrequenzen.
Ein Mikroschallgeber kann konstruiert werden wie zum Beispiel in
U.S. Patent 5,569,968 , das
hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Das
aktive Teil kann eine Druckquelle beinhalten, die wirksam gekoppelt
ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis und die konfiguriert
ist, Druck auf das Körperlumen auszuüben in Reaktion auf
den Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Ausgeübter
Druck kann positiver Druck (z. B. zum Bilden eines Drucksitzes der
Einheit mit der Lumenwand, wie oben beschrieben, oder zum Ausüben
von Druck auf eine besondere Stelle, um zum Beispiel eine Blutung
zu stoppen) oder negativer Druck (z. B. ein Vakuum, zum Anhaften
eines Teils der Lumenwand an die Lumen-bewegliche Einheit, zum Beispiel zum
Schließen eines Lecks oder Aneurysmas oder zum Positionieren
der Einheit, wie vorher beschrieben). Druck ausgeübt auf
ein Körperlumen kann eine oder beide der Lumenwände
oder den Inhalt des Lumens beeinflussen; in einigen Fällen
führt die Anwendung von Druck in einem Körperlumen
zum Anstieg (oder Abfall) des Druckes in einem Fluid (Gas oder Flüssigkeit)
in dem Körperlumen. Eine Druckquelle kann Materialien beinhalten
die expandieren durch Absorption von Wasser oder anderer Materialien,
expandieren oder zusammenziehen durch das Generieren oder das Verbrauchen
von Gas oder der veränderten Gestalt durch chemische Reaktionen
oder Temperaturveränderungen, elektrisch erzeugten Maxwell
Belastungen, osmotischen Belastungsgeneratoren, etc.. 8A beschreibt eine negative Druckquelle 460,
die in der Lage ist negativen Druck (in diesem Beispiel eine wesentlich
radial nach innen gerichtete Kraft) auf die Lumenwände 461 auszuüben, während 8B eine positive Druckquelle 462 (expandierend
oder Expansion) be schreibt, die in der Lage ist positiven Druck
(in diesem Beispiel, eine im Wesentlichen radial nach außen
gerichtete Kraft) auf die Lumenwände 461 auszuüben.
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Ausüben
von negativem Druck zum Ziehen der Lumenwände nach innen,
um eine Abdichtung mit der Lumen-beweglichen Einheit zu bilden,
wie beschrieben in 8A, kann hilfreich sein zum
Reparieren oder Kompensieren eines Aneurysmas oder eines anderen
strukturellen Defektes oder Fehlerstelle einer Lumenwand. Expandieren
und/oder Ausüben von positivem Druck von einer Lumen-beweglichen
Einheit kann dazu benutzt werden, ein verengtes Lumen zu öffnen
oder die Lumen-bewegliche Einheit an ihrem Platz innerhalb des Lumens
zu halten, wie beschrieben in 8B.
Expandieren des ganzen oder eines Teiles der Lumen-beweglichen Einheit kann
beinhalten das Expandieren eines strukturellen Elements oder eines
Teils davon, was dadurch erzeugt werden kann, dass eine oder mehrere
Kammern mit Flüssigkeit oder Gas aufgeblasen werden, oder
Expansion oder Änderung in der Konfiguration eines formändernden
Materials, Bimetallstrukturen etc.
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Das
aktive Teil kann ein Positionierungselement beinhalten, welches
wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und welches konfiguriert ist die Lumen-bewegliche Einheit in ihrer Position
im Körperlumen zu sichern, in Reaktion auf den Erhalt des
Reaktion-einleitenden Signals. Ein Positionierungselement kann eine
haken- oder krallenartige Struktur sein, die entweder in die Oberfläche
der Lumenwand eindringt oder diese einfängt, wie in 5B, ein expandierendes Element, das die Lumen-bewegliche
Einheit dazu veranlasst einen Drucksitz mit dem Lumen zu bilden,
wie in 8B, ein anhaftendes Material
oder Kleber, wie in 5A, oder andere Strukturen
oder Materialien, die mit der Lumenwand interagieren können.
Ein Positionierungselement kann zum Beispiel auch beinhalten einen
Sog generierenden Mechanismus (negativer Druck), der die Lumen-bewegliche
Einheit dazu veranlasst an der Wand des Körperlumens durch
Sog anzuhaften, wie beschrieben in 8A.
Krallen- oder hakenartige Strukturen können fixiert oder
beweglich sein. Bewegliche Strukturen können mechanische Elemente
und/oder Materialien beinhalten, die die Form oder Steifigkeit andern
in Reaktion auf Temperatur, elektrisches Feld, magnetisches Feld
oder verschiedener anderer Steuersignale. Als Beispiel beschreiben 9A und 9B eine
Lumen-bewegliche Einheit 554, die beinhaltet Positionierungselemente 556.
Positionierungselemente wie das Positionierungselement 556 können
verwendet werden als aktive Teile in einigen Ausführungsformen
der Erfindung. 9B ist eine Großaufnahme
des Teils 558 der Lumen-beweglichen Einheit 554 und
des Positionierungselementes 556. Positionierungselement 556 ist
gezeigt in einer ausgefahrenen Konfiguration (angezeigt durch die
durchgängige Umrandung) aber kann auch eingefahren werden
(angezeigt durch die gestrichelte Umrandung und Bezugszeichen 560). Zum
Beispiel kann Positionierungselement 556 die Konfiguration ändern,
wenn dieses einem elektrischen Strom von der Stromquelle 562 verbunden
mit dem Positionierungselement 556 durch den Schaltkreis 564 ausgesetzt
ist. Positionierungselement 556 kann ein krallen-artiger
Vorsprung sein, der sich bewegen oder ausfahren lässt,
um dieses in die Lumenwand zu graben, um die Lumen-bewegliche Einheit 554 zu
positionieren in Bezug auf eine Lumenwand. Positionierungselement 556 kann
dafür sorgen, dass die Lumen-bewegliche Einheit festgehalten
wird in der angestrebten Position innerhalb eines Lumens für
eine kurze oder längere Zeit. Zum Beispiel können Positionierungselemente
ausgefahren werden, um temporär die Lumen-bewegliche Einheit
am Platz zu halten und nachträglich eingefahren werden,
um der Lumen-beweglichen Einheit zu erlauben sich weiter durch das
Lumen zu bewegen. Alternativ kann die Lumen-bewegliche Einheit sich
durch das Lumen bewegen bis es eine Stelle von Interesse erreicht
hat und kann dann das Positionierungselement ausgefahren werden
im Wesentlichen permanent, um die Lumen-bewegliche Einheit im Wesentlichen
permanent an dem Platz von Interesse zu halten. Verschiedene andere
Arten von Positionierungselementen können auch verwendet
werden. Zum Beispiel, Krallen, Klemmen, Spannungselemente, expandierende Elemente,
und Anhaftendes sind alles Beispiele von Positionierungselementen
die verwendet werden können, um eine Lumen-bewegliche Einheit
am Platz zu halten. Gewisse Positionierungselemente können dazu
geeignet sein die Lumen-bewegliche Einheit an ihrem Platz zu halten
für längere Zeiten, während andere Positionierungselemente
mehr dazu geeignet sind die Lumen-bewegliche Einheit nur für
kurze Zeit an ihrem Platz zu halten.
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Das
aktive Teil kann ein Fluss-modulierendes Element beinhalten, welches
wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und konfiguriert ist zum Modulieren des Flusses des Fluids durch
zumindest einen Teil des Körperlumens in Reaktion auf den
Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Ein Flussmodulierendes
Element kann den Fluss des Fluids durch das Körperlumen
modulieren, um damit die Menge der Verwirbelungen im Fluss, die
Volumenrate des Flusses, die Fluidgeschwindigkeit, die Richtung
des Flusses oder andere Flusscharakteristika zu modifizieren. Ein
Fluss-modulierendes Element können zum Beispiel ein Ventil,
eine Klappe, ein flussleitendes Element, ein Abzweiger oder ein Verteiler,
ein Filter, ein Stromstörer, eine Kanalbegrenzung, eine
Kanalerweiterung oder andere Strukturen sein, die in der Lage sind
den Fluss zu modifizieren nach den Prinzipien der Strömungslehre
die im Stand der Technik bekannt sind. 10A stellt
einen Teil 600 der Lumen-beweglichen Einheit dar beinhaltend
einen Kanal 602 und einen zweiten Kanal 604 in
denen Ventile 606 bzw. 608 platziert sind. Ventil 606 ist
in der geöffneten Position und erlaubt Fluidfluss, wie
angezeigt durch den Pfeil. Ventil 608 ist in der geschlossenen
Position und verhindert den Fluss des Fluids. Ventile 606 und 608 können
von jeder verschiedenen Art von steuerbaren Ventilen oder Mikroventilen
sein.
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10B stellt eine Lumen-bewegliche Einheit 610 dar
beinhaltend eine Klappe 612 positioniert im Lumen 614.
Klappe 612 kann den Fluidfluss im Lumen 614 modifizieren,
z. B. durch Herabsetzen der Wirbelströme oder durch Herabsetzen
der Flussgeschwindigkeit. Fluid kann an beiden Seiten der Klappe 612 fließen
wie angezeigt durch die Pfeile.
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10C stellt eine Lumen-bewegliche Einheit 620 dar,
beinhaltend ein flussleitendes Element 622. Flussleitendes
Element 622 kann den Fluidfluss im Lumen 624 leiten,
so dass das Fluid tendiert sich zu einem bestimmten Teil des Lumens
zu bewegen.
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10D beschreibt einen Teil 630 von einer Lumen-beweglichen
Einheit, die einen Abzweiger (oder Verteiler) 632 beinhaltet.
Fluid kann in den Hauptkanal 634 fließen und aufgeteilt
werden, so dass es in die Nebenkanäle 636 und 638 fließt,
die zu zusätzlichen Strukturen entweder innerhalb der Lumen-beweglichen
Einheit oder innerhalb des Körperlumens führen
können (z. B. wenn die Lumen-bewegliche Einheit im Herzkreislaufsystem
verwendet wird, können die Nebenkanäle 636 und 638 zu
besonderen Blutgefäßen führen, die von
einem größeren Blutgefäß abzweigen
in welchem sich die Lumen-bewegliche Einheit befindet). Ein Ventil
im Hauptkanaleingang 640 oder im Eingang von einem oder
beiden der Nebenkanäle (z. B. Eingang 642 von
Nebenkanal 636) kann dazu verwendet werden, um den Betrieb des
Verteilers 632 zu steuern.
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10E beschreibt eine Lumen-bewegliche Einheit 650 beinhaltend
einen Filter 652; in einem Körperlumen definiert
durch die Lumenwände 654. Filter 652 kann
gebildet sein durch einen Schirm, ein Netz, Fasern, ein gesintertes
Material, oder verschiedene andere Materialien ausgewählt
zum Entfernen von Partikeln, aus dem Fluid, das durch den Filter fließt,
die einen bestimmten Größenbereich oder die eine
bestimmte Affinität oder bindende Eigenschaft haben.
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10F beschreibt eine Lumen-bewegliche Einheit 660,
die einen Stromstörer 662 beinhalten zum Modifizieren
des Durchflusses durch die zentrale Öffnung 664 der
Lumen-beweglichen Einheit 660. In einigen Ausführungsformen,
z. B. wie beschrieben in 10F,
kann der Strömstörer 662 in der Lage sein
um eine Achse 664 zu rotieren, um den Strömstörer
hinein und hinaus aus dem Kanal zu bewegen, um gesteuerte Modulation
des Fluidflusses bereitzustellen.
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10G beschreibt eine Lumen-bewegliche Einheit 670 mit
einem zentralen Kanal 672 mit einer Kanalbegrenzung 674.
Kanalbegrenzung 674 kann durch ein Vorsprungsteil 676 gebildet
sein, das sich um den Umfang des Kanals 672 erstreckt.
Vorsprungsteil 676 kann eine expandierende oder aufblasbare
Struktur sein, um eine steuerbare Kanalbegrenzung bereitzustellen.
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10H beschreibt eine Lumen-bewegliche Einheit 680 mit
einem zentralen Kanal 682, der zu einer Kanalerweiterung 684 führt.
Kanalerweiterung 684 kann gebildet werden beim Zurückziehen
einer expandierten oder aufgeblasenen Struktur 686, die sich
um den Umfang des Kanals 682 erstreckt. Expandierende oder
aufblasbare Struktur 686 ist gezeigt in eingezogener Konfiguration 686a (somit
wird Kanalerweiterung 684 gebildet) und in expandierter Konfiguration 686b,
in der im Wesentlichen keine Kanalerweiterung gebildet wird. Expandierende
oder aufblasbare Struktur 686 kann bis zu verschiedenen Graden
expandiert werden, um verschiedene Größen von
Kanalerweiterungen zu bilden.
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In
einigen Ausführunngsformen kann der aktive Teil einer Lumen-beweglichen
Einheit einen Separator beinhalten, der wirksam verbunden ist mit dem
Reaktioneinleitenden Schaltkreis und konfiguriert ist zum selektiven
Entfernen spezifischer Komponenten aus dem Fluid in Reaktion auf
das Erfassen eines lokalen Zustandes von Interesse. Ein Separator
kann dabei zum Beispiel ein molekulares Sieb oder mechanischer Filter
(beinhaltend zum Beispiel, Schirm, Netz, Faser, etc. wie beschrieben
in
10E) sein, der eine Öffnung
hat, die so groß ist, dass sie einige Partikel passieren
lässt oder Strukturen einer bestimmten Größe
oder Größenbereich, oder ein chemischer oder biochemischer
Separator basierend auf der bindenden Affinität, Ladung,
Oberflächenenergie etc. wie es dem Fachmann bekannt ist.
Zum Beispiel U.S. Patentanmeldung 2005/0126916, die hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen wird, bietet ein Beispiel eines mikrohergestellten
Netzes. Ein Separator kann Komponenten entfernen, die nicht in der
Flüssigkeit gewollt sind (z. B. weil sie fremd sind, schädlich,
etc.) oder er kann Komponenten entfernen zum Zwecke des Sammelns von
einer Probe zur Analyse. Deshalb können zugehörige
Ausführungsformen das aktive Teil einen Probensammler beinhalten.
Entweder fluide oder feste (z. B. Gewebe) Proben können
eingesammelt oder ge fangen werden, abhängig von dem Typ
und/oder dem Design des Probensammlers. Beispiele von Probensammler-Strukturen
und Mechanismen sind offenbart in
U.S.
Patenten 6,436,120 und
6,712,835 und
HANNA,
DARRIM.; OAKLEY, BARBARA A.; STRYKER, GABRIELLE A.; „Using
a System-on-a-Chip Implantable Device Filter Circulating Infected
Cells in Blood or Lymphs"; IEEE Transactions an Nanobioscience;
welches folgende Daten trägt 25. Januar 2003, März
2003; Seiten 6–13; Vol. 2, No. 1; IEEE, die hiermit
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind. Ein anderer
Mechnismus zurn Einfangen von festem Material ist ein Greifer, wie
offenbart in
U.S. Patent 6,679,893 ,
welches hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
-
In
einigen Ausführungsformen kann das aktive Teil einen Fluid-einfangenden
Teil beinhalten, der wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis und der konfiguriert ist zum Einfangen des erfassten
Materials von Interesse. 11 beschreibt
eine Einheit 700 beinhaltend einen Fluid-einfangenden Teil 706.
Lumen-bewegliche Einheit 700 beinhaltet einen Sensor 702,
Reaktioneinleitenden Schaltkreis 704 und Fluid-einfangenden
Teil 706. Fluid dringt durch die Einlassöffnung 708 in
das Fluid-einfangende Teil 706 ein. Fluid-einfangendes
Teil 706 kann zum Beispiel ein Reservoir sein in welches das
Fluid durch kapillare Aktion oder durch negativen Druck, zum Beispiel
erzeugt durch eine Pumpe, hineingezogen wird. Eingefangenes Fluid
kann behandelt und gelöst oder einfach gespeichert werden.
In einigen Anwendungen kann das gespeicherte Fluid zur Analyse benutzt
werden.
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Das
Probensammler-Teil kann ein Fluid-einfangendes Teil sein, das konfiguriert
ist zum passiven Einsammeln von Fluid und/oder Bestandteilen davon,
beinhaltend Zellen oder andere biologische Bestandteile in einem
Matrixwerkstoff, der in einigen Ausführungsformen außen
an der Lumen-beweglichen Einheit lokalisiert sein kann oder in anderen Ausführungsformen
in einer Kammer (z. B. Fluid-einfangender Teil
706 in
11) enthalten sein kann. Der Matrixwerkstoff kann
einen Absorber beinhalten wie, Baumwolle, Zellulose, natürlichen
oder künstli chen Schwamm, ein Gel (natürliches
Gel wie Agarose, ein natürliches und/oder synthetisch Polymergel, ein
Hydrogel), ein Kolloid, eine Gummibase wie zum Beispiel Gummiarabikum,
oder Mikropartikel. Das Probensammler-Teil kann beinhalten eine
Lipid-Einzelschicht, Lipid-Doppelschicht, Liposom, Dendrimer, Ligand-Affinitätsharz
mit konjugierten Peptiden oder Antikörpern, Ionophoren,
Hydrosole, Sol-Gel, Xerogel, Aerogel, Smrtgel, Kohlenwasserstoffgel,
oder Eisengel. Viele Arten von porösen Hydrogels sind bekannt
wie die zur Verwendung von Wundverbänden des
U.S. Patentes No. 6,372,248 , das hiermit
in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Alternativ
kann der Probensammler beinhalten einen synthetisches Order natürliches
absorbierendes Material, wie Proteoglycan oder geladenes Polymer wie
Polysine, einer Art, die die Adhäsion eines oder mehrerer
Fluidbestandteile begünstigt, z. B. eine Zelle oder Protein.
Andere Materialien können beinhalten halbspezifische oder
nicht-spezifische Absorber, wie Silicumdioxid-(SiO
2)
oder Aluminiumoxid-(Al
2O
3) Gel
oder Ionen austauschendes Harz, möglich als Teil des Matrixwerkstoffes.
Weitere Beispiele für Materialien zur Probesammlung sind
offenbart in den
U.S. Patenten
6,861,001 und
6,475,639 ,
die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind. Alternativ oder zusätzlich
kann der Probensammler ein oder mehrere Erkennungselemente beinhalten
von einer Art die in der Lage ist einen Fluidbestandteil zu erkennen
und/oder spezifisch zu binden. Solche Erkennungselemente können
biologisch sein, wie zum Beispiel ein Staphylokokken-Protein A Komplex,
welches generell Immunglobulin bindet; ein bindendes Peptide oder
Protein wie Immunglobulin; ein DNA bindendes Protein und/oder ein
genetisch generiertes Protein; eine Nucleinsäure vielleicht
ein Aptamer; ein Kohlenhydrat; ein Lipid; ein Konjugat; oder ein synthetisches
Molekühl wie ein künstlicher Antikörper
oder andere Mimetic.
U.S. Patente
6,255,361 ;
5,804,563 ;
6,797,522 ; und
5,831,012 und U.S. Patentanmeldung
20040018508 offenbaren Beispiele dieser Mimeticen und sind hiermit
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
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12 beschreibt Lumen-bewegliche Einheit 750 beinhaltend
eine Probesammel-Struktur 752, die in der Lage ist eine
feste Probe 754 einzusammeln, z. B. für eine Biopsie
und/oder zum Entfernen von beschädigten, erkrankten oder
anderweitig ungewolltem Gewebe. In dem Beispiel beschrieben in 12 ist eine feste Probe 754 ein festes
Material gefunden auf oder direkt unter der Oberfläche
der Lumen-definierenden Wand 756 (zum Beispiel arterieller
Plaque). Feste Probe 754 ist platziert in dem Speicherungsreservoir 758 durch
die Probesammel-Struktur 752. In einer zugehörigen
alternativen Ausführungsform kann eine Lumen-bewegliche
Einheit beinhalten einen Filter oder selektive Bindungsregionen,
um Material aus dem Fluid, das an der Lumen-beweglichen Einheit
vorbei oder durch sie strömt, zu entfernen.
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In
einigen Ausführungsformen kann das aktive Teil ein katalytisches
Teil beinhalten, das wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis und das konfiguriert ist zum Aussetzen oder zur Aktivierung
eines Katalysators in Reaktion auf den Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals. Beispiele des Katalysators beinhalten anorganische Katalysatoren
wie Metalloberflächen und organische Katalysatoren wie
Enzyme. Eine Oberfläche mit katalytischen Eigenschaften
(wie zum Beispiel Metall) oder die ein katalytisches Material daran
angehängt oder gebunden haben, könnenausgesetzt
oder aktiviert werden dadurch, dass der Fluidstrom über
die Oberfläche gelenkt wird zum Modifizieren der chemischen Eigenschaft
der Oberfläche oder durch Entfernen eines abdeckenden Teils
der Oberfläche. Zum Beispiel wie gezeigt im Querschnitt
in 13, kann ein Teil 800 der Lumen-beweglichen
Einheit einen Kanalteiler 802 beinhalten, der zwei Kanäle 804 und 806 abtrennt.
Kanal 806 beinhaltet ein katalytisches Material 808,
welches in der Lage ist, eine katalytische Reaktion mit einem oder
mehreren Komponenten des Fluids, das durch den Kanal 806 fließt
wie angezeigt durch den Pfeil, hervorzurufen. Eine bewegliche Blende 810 auf
der Achse 812 kann den Fluidfluss in Kanal 804 blockieren
während es den Fluidfluss in den Kanal 806 und über
das katalytische Material 808 erlaubt, oder sie kann zurückgestellt
werden, um Fluidfluss in Kanal 806 zu blockieren und den
Fluidfluss in Kanal 804 erlauben. In einigen Ausführungsformen
einer Lumen-beweglichen Einheit, kann der aktive Teil einen katalytischen
Teil beinhalten, der wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitendem
Schaltkreis und der konfiguriert ist zum Aussetzen einer katalytischen
Oberfläche dem Fluid in Reaktion auf das Erfassen eines
Zustandes von Interesse. Die katalytische Oberfläche kann
eine Reaktion katalysieren die zum Beispiel das Material von Interesse
modifiziert oder zerstört.
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Das
aktive Teil kann eine Quelle für ein elektrisches Feld
beinhalten, wie beschrieben in 14, welche
wirksam verbunden ist mit dem Reaktioneinleitenden Schaltkreis und
welche konfiguriert ist zum Anlegen eines elektrischen Feldes an
das Fluid und/oder Lumenwand oder umgebendes Gewebe in Reaktion
auf den Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Zum Beispiel kann
eine Lumen-bewegliche Einheit 820, hier gezeigt kontaktierend
die Wand 822 des Lumens 824, beinhalten einen
ersten Kontakt 826 und einen zweiten Kontakt 828 verbunden
mit der Quelle 830. Quelle 830 kann ein Kondensator oder
eine andere ladungsspeichernde Einheit sein, zum Generieren eines
statischen elektrischen Feldes oder es kann eine Stromquelle sein,
die in der Lage ist ein dynamisches elektrisches Feld zu generieren.
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Alternativ,
wie gezeigt in 15, kann ein aktives Teil eine
Quelle für ein magnetisches Feld beinhalten, welche wirksam
verbunden ist mit dem Reaktioneinleitenden Schaltkreis und die konfiguriert
ist zum Anlegen eines magnetischen Feldes an das Fluid und/oder
Lumenwand oder umgebendes Gewebe in Reaktion auf den Erhalt des
Reaktion-einleitenden Signals. Eine Lumen-bewegliche Einheit 840 benachbart
der Wand 842 des Lumens 844 kann (zum Beispiel)
beinhalten eine Spule 846 verbunden mit einer Stromquelle 848.
Strom von der Stromquelle 848 fließt durch die
Spule 846 und wird dabei ein Magnetfeld erzeugen wie angezeigt
in 15. Die Quelle des magnetischen Feldes braucht
keine Spule zu beinhalten; wie vom Fachmann bekannt, kann ein magnetisches
Feld generiert werden durch einen Stromfluss durch eine Vielzahl
von Strukturen. Überdies können ein oder mehrere
Pennanentmagnete in der Magnetfeldquelle beinhaltet sein.
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In
einigen Ausführungsformen, kann der aktive Teil der Lumen-beweglichen
Einheit beinhalten eine Material-Freigabe Struktur wirksam verbunden mit
dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis und konfiguriert zum Freigeben
von Material in Reaktion of den Erhalt des Reaktion-einleitenden
Signals. 16 beschreibt eine Abgabeeinheit 900,
beinhaltend ein strukturelles Element 902, einen Sensor 904,
Steuerungssignal generierenden Schaltkreis 906 und Freigabestruktur 908 beinhaltend
Freigabemechanismus 910. Strukturelles Element 902 beinhaltet
eine äußere Oberfläche 912,
die konfiguriert ist in ein Körperlumen zu passen und innere
Oberfläche 914, die die zentrale Öffnung 916 definiert
durch welche ein Fluid strömen kann. Nach dem Abtasten
eines Zustandes von Interesse in dem Fluid durch Sensor 904 kann
Steuerungssignal generierender Schaltkreis 906 das Freigeben
von Material von Freigabestruktur 908 veranlassen indem
Freigabemechanismus 910 aktiviert wird. Freigabemechanismus 910 kann
eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Freigabemechanismen beinhalten,
zum Beispiel ein steuerbares Ventil. Verschiedene Arten von Ventilen und
Mikroventilen sind dem Fachmann bekannt und können verwendet
werden, um das Freigeben von Material von Freigabestruktur 908 zu
regulieren in Reaktion auf ein Steuerungssignal von Steuerungssignal
generierenden Schaltkreis 906. Steuerungssignal generierender
Schaltkreis 906 kann Freigabemechanismus 910 aktivieren
indem ein Abgabesteuersignal abgegeben wird, welches zum Beispiel
ein elektrisches Signal sein kann. In einigen Ausführungsformen,
können andere Arten von Abgabesteuersignalen verwendet
werden beinhaltend magnetische Signale, optische Signale, akustische
Signale oder andere Arten von Signalen. Kombinationen von verschiedenen
Arten von Signalen können in einigen Ausführungsformen
verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann Steuerungssignal
generierender Schaltkreis 906 veranlasst, dass Material
von Material-Freigabe Struktur freigegeben wird in Reaktion auf
das Verstreichen einer gewissen Zeit, die überwacht wird
von zum Beispiel einer zeiterfassenden Einheit. In einigen Ausführungsformen
kann Freigabestruktur 908 ein unter Druck befindliches Reservoir
von Material beinhalten. In noch einer anderen Ausführungsformen
kann das Material (oder die Materialien) die freigegeben werden
innerhalb der Freigabestruktur generiert wer den. In anderen Ausführungsformen
kann das Material(ien) diffundieren weg von der Freigabestruktur
entlang eines Konzentrationsgefälles.
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17 stellt im Querschnitt ein strukturelles Element 950 einer
Lumen-beweglichen Einheit dar, die positioniert ist in einer Lumen-beinhaltenden Struktur 952.
Ein Reservoir 954 enthält abgebbares Material.
Barriere 956 ist eine steuerbare Barriere, die das Freigeben
des gespeicherten abgebbaren Materials in zentrale Öffnung 958 steuert
und somit in das Fluid welches die Lumen-enthaltende Struktur 952 füllt
und/oder durch diese fließt.
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18 stellt eine Ausführungsform ähnlich der
in 20 dar, beinhaltend ein strukturelles
Element 1000 einer Lumen-beweglichen Einheit positioniert
in einer Lumen-enthaltenden Struktur 1002. Ein Reservoir 1004 enthält
gespeichertes abgebbares Material. Barriere 1006 ist eine
steuerbare Barriere, die das Freigeben des gespeicherten abgebbaren Materials
steuert. In der Ausführungsform von 18 veranlasst
die Aktivierung der Barriere 1006, dass das gespeicherte
abgebbare Material freigegeben wird in Richtung der Lumenwand der
Lumen-enthaltende Struktur 1002 im Gegensatz zur zentralen Öffnung 1008.
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19A,
19B,
20A,
20B,
22A und
22B stellen
verschiedene alternative Ausführungsformen von Material-Freigabe
Strukturen dar, die steuerbare Barrieren beinhalten. In
19A und
19B beinhaltet
die Freigabestruktur
1150 ein Reservoir
1152,
welches das gespeicherte abgebbare Material
1154 beinhaltet.
Während zerreißbare Barriere
1156 intakt
ist, ist das gespeicherte abgebbare Material
1154 enthalten
im Reservoir
1152, wie gezeigt in
19A.
Wenn zerreißbare die Barriere gerissen ist (wie angezeigt
durch
1156'), wie gezeigt in
19B,
kann abgebbares Material
1154 freigegeben werden von Reservoir
1152.
Zerreißbare Barriere
1156 kann zerreißen
durch einen Anstieg des Drucks im Reservoir
1152 hervorgerufen
zum Beispiel durch Hitze, die durch den Reaktion-einleitenden Schaltkreis
gesteuert wird. In einer anderen Alternative wie gezeigt in
20A und
20B beinhaltet die Freigabestruktur
1200 ein
Reservoir
1202 enthaltend ge speichertes abgebbares Material
1204.
Während die abbaubare Barriere
1206 intakt ist,
ist das gespeicherte abgebbare Material
1204 enthalten
im Reservoir
1202, wie gezeigt in
20A.
Abbauen der abbaubaren Barriere
1206 zur abgebauten Form
1206',
wie gezeigt in
20B, verursacht, dass das gespeicherte
abgebbare Material
1204 freigegeben wird vom Reservoir
1204.
21A und
21B beschreiben
Freigabestruktur
1250 beinhaltend Reservoir
1252 enthaltend
gespeichertes abgebbares Material
1254.
21A zeigt eine Barriere
1256 mit steuerbarer
Permeabilität in einem ersten, undurchlässigen
Zustand, während
21B die
Barriere
1256 in einem zweiten, durchlässigen
Zustand (angezeigt durch Bezugszeichen
1256') zeigt. Gespeichertes
abgebbares Material
1254 gelangt durch die Barriere
1256',
wenn diese im durchlässigen Zustand ist und freigegeben
wird. Zerreißbare Barrieren wie oben beschrieben können
von einer Vielzahl von Materialien gebildet sein, beinhaltend aber
nicht begrenzend, Metalle, Polymere, kristalline Materialien, Gläser,
Keramiken, Halbleiter, etc.. Freigeben von Materialien durch das
Zerreißen oder den Abbau einer Barriere ist auch beschrieben
in
U.S. Patent 6,773,429 und
U.S. Patentanmeldung 2004/0260391, die hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen sind. Halbdurchlässige Barrieren, die eine
variable Permeabilität haben, sind beschrieben zum Beispiel
in
U.S. Patent 6,669,683 ,
das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Der Fachmann wird
erkennen, dass diese Barrieren gebildet und reversibel betrieben
werden können durch eine Vielzahl von Freigabe-Zyklen,
zusätzlich zu der einmaligen Freigabe-Funktionalität,
die von einer zerreißbaren Barriere verfügbar
ist.
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22 beschreibt eine andere Ausführungsform
eines strukturellen Elements einer Lumen-beweglichen Einheit 1300 in
einer Lumen-beinhaltenden Struktur 1302. Lumen-bewegliche
Einheit 1300 beinhaltet gespeichertes abgebbares Material 1304 verteilt
in einem Trägermaterial 1306. Gespeichertes abgebbares
Material 1304 kann freigegeben werden vom Trägermaterial 1306 durch
den Freigabemechanismus 1308 nach Aktivierung des Freigabemechanismus 1308.
Freigegebenes abgebbares Material 1304 kann freigegeben
werden in die zentrale Öffnung 1310 der Lumen-beweglichen
Einheit 1300 und/oder in die Region um die Lumen-bewegliche Einheit.
-
23A und
23B beschreiben
detaillierter das Freigeben von gespeichertem abgebbaren Material
von dem Trägermaterial. In
23A ist
abgebbares Material
1304 gespeichert im Trägermaterial
1306.
Trägermaterial
1306 kann zum Beispiel ein polymeres
Material wie ein Hydrogel sein und das abgebbares Material ist verteilt
oder aufgelöst in dem Trägermaterial
1306.
Freigabemechanismus
1308 kann ein Heizelement sein zum
Beispiel ein Widerstandselement verbunden direkt mit dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis, oder ein elektrisch oder magnetisch reagierendes Material,
welches in der Lage ist sich zu bewegen, vibrieren oder erhitzen durch
ein extern anliegendes elektromagnetisches Feld, was dann veranlasst,
dass das abgebbares Material
1304 vom Trägermaterial
1306 freigegeben wird,
wie gezeigt in
23B. Siehe zum Beispiel
U.S. Patente 5,019,372 und
5,830,207 , die hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen sind. In einigen Ausführungsformen,
kann eine elektrisch oder magnetisch aktive Komponente durch ein
elektromagnetisches Steuersignal erhitzt werden und die Erhitzung der
elektrisch oder magnetisch aktiven Komponente kann eine Konfigurationsänderung
des Polymers veranlassen. Ein Beispiel eines magnetisch reagierenden
Polymeres ist zum Beispiel beschrieben in
Neto et al., „Optical,
Magnetic and Dielectric Properties of Non-Liquid Crystalline Elastomeres
Doped with Magnetic Collods"; Brazilian Journal of Physics; welches folgendes
Datum trägt März 2005; Seiten 184–189; Volume
35, Number 1, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Andere exemplarische Materialien und Strukturen sind beschrieben
in
Agarwal et al., „Magnetically-driven temperature-controlled
microfluidic actuators"; Seiten 1–5; zu erreichen unter http://www.unl.im.dendai.ac.jp/INSS2004/INS S2004_papers/OralPresentations/C
2.pdf oder in
U.S. Patent
6,607,553 , welche beide hiermit durch Bezugnahme aufgenommen
sind. In Verbindung mit dem Freigeben von Material und dem Erfassen
eines lokalen Zustands kann in einigen Ausführungsformen die
Permeabilität der Lumenwand zum freigegebenen Material
vergrößert werden durch die Verwendung von zurückziehbaren
Vorsprüngen, die in die Lumenwand eindringen, wie beschrieben
in
U.S. Patent 6,991,617 ,
durch hohle Mikronadeln, die in der Lage sind in die Lumenwand einzudringen,
wie beschrieben in
U.S. Patent
6,743,211 , durch Einführen eines magnetischen
oder elektromagnetischen Feldes (
Physical and Chemical Permeation
Enhancers in Transdermal Delivery of Terbutaline Sulphate, AAPS
PharmSciTech, 2001; 2 (1) 1–5; http://www.aapspharrnscitech.org/view.asp?art=pt0201_tn1)
durch einen chemischen Permeabilitätserhöher wie
beschrieben in
U.S. Patent 6,673,363 ,
welcher von der Lumen-beweglichen Abgabeeinheit freigegeben werden
kann mit dem Material oder von einem separaten Reservoir oder von
einer anderen Quelle, oder der in eine Komponente der Einheit zum
Beispiel als eine Beschichtung eingearbeitet sein kann, oder durch
einen elektrischen Permeabilitätserhöher, wie
eine Spannungsquelle zum Erzeugen von Elektroporation und/oder Iontophorese,
wie in den
U.S. Patenten 6,022,316 ,
6,219,577 ,
6,512,950 oder Sonophorese oder Phonophorese,
vielleicht unter Verwendung von Techniken basierend auf denen in
U.S. Patent 6,322,532 ; alle
diese Patente sind hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme
aufgenommen sind. Chemische Permeabilitätsverstärker
können beinhalten zum Beispiel Isopropyl Myristate, Gallesalze,
Netzmittel, Fettsäuren und Derivate, chelatbildende Verbindung,
Cyclodextrine, oder Chitosan. Andere Techniken, die hilfreich sein
können, zum Erhöhen der Permeabilität können
beinhalten Iontophorese, Mikrodialyse, Ultrafiltration, electromagnetisch,
osmotisch, electroosmotisch, sonophoresisch, Absaugen, Elektroporation,
thermische Poration, Mikroporation, microfine Cannulas, Hautpermeabilitation
oder ein Laser.
-
Das
aktive Teil kann eine Freigabestruktur der Einheit beinhalten, die
wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und die so konfiguriert ist zum Freigeben einer Einheit in Reaktion
auf den Erhalt eines Reaktioneinleitenden Signals. Zum Beispiel
stellt 24 eine Lumen-bewegliche Einheit 1350 dar
beinhaltend eine Freigabestruktur 1352 der Einheit (die
in diesem Beispiel eine greifartige Struktur ist), die eine Einheit 1354 hält,
die in das Körperlu men freigegeben werden soll. Ein Reaktion-einleitender
Schaltkreis 1356 kann ein Abtastsignal von dem Sensor 1358 empfangen
und generiert ein Reaktion-einleitendes Signal, das veranlasst, dass
die Freigabestruktur 1352 der Einheit die Einheit 1354 freigibt.
Einheit 1354 kann jede Art von Einheit sein, die klein
genug ist um von einer Lumen-beweglichen Einheit getragen zu werden.
Zum Beispiel kann Einheit 1354, ein Sensor mit einem Sender, eine
Einheit zum Freigeben von Arzneimittel oder anderer Präparate,
oder eine elektromagnetische Anregungseinheit sein. Die Konfiguration
der Einheit wie dargestellt in 24 ist
nur als Beispiel gemeint und die Einheit freigegeben von einer Freigabestruktur der
Lumen-beweglichen Einheit kann verschiedene Konfigurationen aufweisen.
Es wird verstanden, dass die Freigabestruktur der Einheit gestaltet
werden kann, um kompatibel mit einem bestimmten Typ von Einheit
zu sein oder dass sie geeignet sein kann zur Verwendung mit mehreren
Typen von Einheiten.
-
Wie
dargestellt in 25A und 25B kann
der aktive Teil einer Lumen-beweglichen Einheit 1400 eine
Abgabestruktur 1402 beinhalten, die wirksam gekoppelt ist
mit dem Reaktion-einleitendem Schaltkreis 1404 und die
konfiguriert ist zum Abgeben eines Materials oder Struktur 1408 zu
einer empfangenden Einheit 1410 in Reaktion auf den Erhalt
eines Reaktion-einleitenden Signals. In 25A,
beinhaltet die Lumen-bewegliche Einheit 1400 eine Abgabestruktur 1402,
die in der Lage ist zum Anfingen an einen Anschluss 1406 an
der Struktur 1408 und damit erlaubt, dass die Struktur 1408 von
der Lumen-beweglichen Einheit 1400 getragen werden kann.
In dieser Verwendung kann die Lumen-bewegliche Einheit 1400 die
Struktur 1408 zur empfangenden Einheit 1410 tragen.
Ein Reaktion-einleitendes Signal kann generiert werden von dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis 1404, wenn die Lumen-bewegliche Einheit 1400 nahe
an der empfangenden Einheit 1410 ist. Empfangende Einheit 1410 kann
eine empfangende Struktur 1413 beinhalten, die aus einer Einbuchtung 1412 und
empfangenden Armen 1414, die auf einer Achse 1416 angebracht
sind, besteht. Empfangende Einheit 1410 kann eine nicht
bewegliche Einheit oder Struktur sein, die implantiert wurde oder
in einem Lumen platziert wurde, oder in manchen Ausführungs formen
kann die empfangende Einheit 1410 auch eine zweite Lumen-bewegliche Einheit
sein. Die zweite Lumen-bewegliche Einheit kann eine Vielzahl der
vorher beschriebenen Merkmale beinhalten; das aktive Teil kann eine
empfangende Struktur (z. B. empfangende Struktur 1413 aus 25A und 25B)
beinhalten, die wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitendem
Schaltkreis und die konfiguriert ist zum Empfangen eines Materials
oder Struktur (z. B. Struktur 1408) von einer Abgabeeinheit 1400 in
Reaktion auf den Erhalt des Reaktioneinleitenden Signals. Wenn die
Struktur 1408 in die empfangende Einbuchtung 1412 gedrückt
wird, kann verursacht werden, dass die empfangenden Arme 1414 sich
auf den Achsen 1416 bewegen, um der Struktur 1408 zu
erlauben in die Einbuchtung 1412 hineinzugleiten, wo diese
durch die Vorsprüngen 1418 gehalten werden können,
wie dargestellt in 25B.
-
Das
aktive Teil kann eine Sammelstruktur beinhalten, die wirksam gekoppelt
ist mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis und die konfiguriert
ist zum Sammeln einer Struktur (beinhaltend aber nicht begrenzend,
eine künstliche Struktur) von dem Körperlumen
in Reaktion auf den Erhalt eines Reaktion-einleitenden Signals.
Diese Sammelstruktur ist vergleichbar mit einer Freigabestruktur
der Einheit wie im vorhinein beschrieben und kann eine Struktur von
einem Körperlumen sammeln durch Anfügen an einem
Anschlusses, wie zum Beispiel Anschluss
1406. In den zugehörigen
Ausführungsformen kann die Sammelstruktur den Körper
einer einzusammelnden Einheit greifen, wie generell beschrieben
in
24. In einer anderen Ausführungsform,
kann eine Sammelstruktur groß genug sein, um die einzusammelnde
Struktur im Körper der Lumen-beweglichen Einheit aufzunehmen.
Der aktive Teil der Lumen-beweglichen Einheit kann eine Anfügungsstruktur
beinhalten, die wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis und die konfiguriert ist, zum Anfügen an eine
Struktur (im besonderen eine künstlichen Struktur), die
im Körperlumen präsent ist, in Reaktion auf den
Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Die Anfügungsstruktur
kann ein Greifer sein, wie gezeigt in
24,
oder eine Freigabestruktur der Einheit wie gezeigt in
25A und
25B.
Andere Anfügungsmechanismen können verschiedene
an dere mechanische Mechanismen beinhalten oder basieren auf magnetischer
Anziehung, elektrostatischen Kräften, chemischen Bindungen,
Oberflächen Wechselwirkungen, etc.. Mikrostrukturen zum
Klemmen und Greifen sind beschreiben in
U.S. Patent 6,398,280 und
„Zyvex
NanoEffector Microgrippers"; Nanotechnology at Zyvex, gedruckt am
12/7/2006; Seiten 1–2; angeordnet unter http://www.zyvex.com/Products/Grippers_Features.html und
„Zyvex
NanoEffector Microgrippers"; Zyvex.com; welches das Datum 2006 trägt;
Seiten 1–2; Zyvex Corporation, die hiermit alle
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
Das
aktive Teil kann ein oder mehrere Werkzeuge beinhalten, besonders
chirurgische Werkzeuge z. B. Werkzeuge zum Schneiden wie beschrieben in 26A und 26B,
zum Schaben wie beschrieben in 27,
zum Nähen oder zur Kauterisation. 26A stellt
eine Lumen-bewegliche Einheit 1450 dar mit einem Schneidwerkzeug 1452 angebracht
auf einem Schaft 1454 der zurückgezogen werden
kann in den Kanal 1456 angetrieben von einem Translationsmotor 1458.
In der Ausführungsform wie beschrieben in 26A beinhaltet die Lumen-bewegliche Einheit 1450 ein
Hauptlumen 1460. Ein Querschnitt der Lumen-beweglichen
Einheit 1450 an der Schnittline B-B ist in 26B dargestellt und zeigt den Shaft 1454,
den Kanal 1456 und das Hauptlumen 1460. Kanal 1456 und
Hauptlumen 1460 passen durch den Kernteil 1462 der
Lumen-beweglichen Einheit 1450.
-
27 beschreibt eine Lumen-bewegliche Einheit
1500 generell ähnlich
zu der Lumen-beweglichen Einheit
1450 aus
26A und
26B aber mit
einem Schabwerkzeug
1502. Das Schabwerkzeug
1502 ist
auf einem Schaft
1504 angebracht der zurückgezogen
werden kann in den Kanal
1506. Schaft
1504 kann
auch im Kanal
1506 rotieren, einmal während der
Verwendung des Schabwerkzeuges
1502, wie dargestellt mit
dem zweiköpfigen Pfeil, als auch um das Schabwerkzeug
1502 in
das Hauptlumen
1508 der Lumen-beweglichen Einheit zurückzuziehen
zu der Position wie angezeigt mit der gestrichelten Linie. Ein Beispiel
eines Schabwerkzeuges ist präsentiert in
JP 2005-74229 , das hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen wird.
-
Verschiedene
Beispiele von Nähwerkzeugen sind offenbart und beschrieben
in den
U.S. Patenten 7,131,979 und
5,964,773 beide hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen. Ein Kautersationswerkzeug kann eine
spezielle Form von Heizelement sein, wie beschrieben in
7A, oder eine elektromagnetische Strahlungsquelle
wie beschrieben in
7C. Werkzeuge können
Mikrowerkzeuge sein die durch MEMS-Herstellungstechniken gebildet
sind z. B. wie beschrieben in
U.S.
Patent 5,728,089 , das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Es versteht sich, dass verschiedene andere aktive Teile, die
hierin offenbart sind, auch einen chirurgischen Nutzen haben können:
zum Beispiel aktive Teile zum Probesammeln, Materialfreigabe, Erhitzung,
Abkühlung etc. können auch chirurgische Anwendung
haben.
-
28 beschreibt ein System 1600 beinhaltend
eine Lumen-bewegliche Einheit 1602 platziert in einem Körperlumen 1604 (hier
ein Teil des Kreislaufsystems) und einem entfernten Teil 1606 welches
in diesem Beispiel außerhalb der Körperoberfläche 1608 platziert
ist. In einigen Ausführungsformen kann ein entferntes Teil
in dem Körper angeordnet sein, in einem Abstand von der
Lumen-beweglichen Einheit. Das aktive Teil der Lumen-beweglichen
Einheit 1602 kann einen Sender 1610 beinhalten,
der wirksam gekoppelt ist mit dem Reaktion einleitendem Schaltkreis
und der konfiguriert ist zum Senden eines Erfassungssignals 1612 zu
einem entfernten Platz (z. B. zum entfernten Teil 1606)
in Reaktion auf den Erhalt des Reaktion einleitenden Signals. Das
Erfassungssignal kann dazu verwendet werden um einen medizinischen
Pfleger über einen Zustand des Patienten zu informieren
so dass eine geeignete Behandlung vom Pfleger gegeben werden kann
oder das Erfassungssignal kann Informationen enthalten die von einem
automatisierten System verwendet werden können, um den
Betrieb der Lumen-beweglichen Einheit zu steuern.
-
Verschiedene
Arten von Vortriebsmechanismen können verwendet werden
um die Lumen-bewegliche Einheit durch das Körperlumen zu
bewegen. Beispiele sind bereitgestellt worden in
U.S. Patenten 5,337,732 ;
5,386,741 ;
5,662,587 ; und
6,709,388 ; und
KASSIM, IRWAN;
PHEE, LOUIS; NG, WAN S:; GONG, FENG; DARIO, PAOLO; MOSSE, CHARLES
A. („Locomotion Techniques for Robotic Colonoscopy"; IEEE
ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY MAGAZINE; Veröffentlichungsdatum
Mai/Juni 2006 und 2006; Seiten 49–55; IEEE);
CHRISTENSEN,
RILL („Musclebot: Microrobot with a Heart": Technovelgy.com;
Seiten 1–2; Veröffentlichungsdatum 27/2/2004;
unter http://www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=46;
gedruckt am 12/6/2006);
ANATHASWAMY, ANIL („First
robot moved by muscle power"; Veröffentlichungsdatum 27/2/2004;
Seiten 1–3; New Scientist; unter http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn4717; gedruckt
12/9/2006) und
FREITAS JR., ROBERT A. („8.2.1.2
Arteriovenous Microcirculation"; „9.4.3.5 Legged Ambulation"; „9.4.3.6
Tank-Tread Rolling"; „9.4.3.7 Amoeboid Locomotion"; „9.4.3.8
Inchworm Locomotion"; „Nanomedicine Volume I: Basic Capabilities";
Veröffentlichungsdatum von 1999; Seiten 211–214;
Seiten 316–318; Landes Bioscience; Georgetown, Texas, USA);
die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen
sind. Der Vortriebsmechanismus der Lumen-beweglichen Einheit beinhaltet
zum Beispiel einen oder mehrere flimmerartige oder flagellum-artige
Strukturen wie beschreiben in U.S. Patentanmeldung 2004/0008853;
MATHIEU,
J-B.; MARTEL, S.; YAHIA, L'H.; SOULEZ, G.; BEAUDOIN, G: („MRI
Systems as a Mean of Propulsion for a Microdevice in Blond Vessles"
Veröffentlichungsdatum 2003; Seiten 3419–3422;
IEEE);
LU, ZHAO; MARTEL, SYLVAIN („Prelirninary
Investigation of Bio-carriers Using Magnetotactic Bacteria"; Proceedings
of the 28th IEEE EMBS Annual Conference; Veröffentlichungsdatum
30/8/2006–3/9/2006 und 2006; Seiten 3415–3418;
IEEE), und
MARTEL, SYLVAIN („Towards MRI-Controlled
Feromagnetic and MC-1 Magnetotactic Bacterial Carriers for Targeted
Theraeies in Arteriolocapillar Networks Stimulated by Tumoral Angiogensis";
Proceedings of the 28th IEEE EMBS Annual International Conference; Veröffentlichungsdatum
30/8/2006-3/9/2006 und 2006; Seiten 3399–3402; IEEE),
die hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Der Vortriebsmechanismus kann Rollen oder radähnliche Strukturen
beinhalten, wie gezeigt in
U.S.
Patent 7,042,184 und U.S. Patentanmeldung 2006/01193604,
die beide hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind; Schraubenartige
Strukturen wie offenbart in
IKEUCHI, K.; YOSHINAKA, K.;
HASHIMOTO, S.; TOMITA, N. („Locomotion of Medical Micro
Robot with Spiral Ribs Using Mucus"; Seventh International Symposium
an Micro Machine and Human Science; Veröffentlichungsdatum
1996; Seiten 217–222; IEEE), welches hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen sind; Anhänge die in der Lage sind Laufbewegungen
auszuführen, wie beschrieben zum Beispiel in
U.S. Patent 5,574,347 ;
CHRISTENSEN, RILL
(„Musclebot: Microrobot with a Heart"; Technovelgy.com;
Seiten 1–2; Veröffentlichungsdatum 27/2/2004;
unter http://www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=46;
gedruckt 12/9/2006) und
MARTEL, SYLVAIN („Fundamentals of
high-speed piezo-actuated three-legged motion for miniature robots
designed for nanometerscale operations"; Seiten 1–8),
hiermit durch Bezugnahme aufgenommen und andere. Anhangähnliche
Strukturen können periodisch mit der Lumenwand interagierend und
das strukturelle Element mittels einer laufähnlichen Bewegung
entlang der Lumenwand vorandrücken, oder gegen eine Flüssigkeit
im Lumen drücken mittels einer Paddel- oder Schwimmbewegung.
In einigen Ausführungsformen, kann der Vortriebsmechanismus
eine Rotationsbewegung einer mit der Lumenwand interagierenden Struktur
betreiben bezüglich dem strukturellen Element, z. B. das
Drehen eines Rad- oder Schraubenelementes um das strukturelle Element
durch das Lumen zu treiben. Vortriebsmechanismen können
beinhalten mechanische oder mikromechanische Strukturen die von
mindestens einem Motor, Mikromotor oder Molekularmotor oder dem
Expandieren oder dem Verändern der Konfiguration eines
formveränderbaren Polymers oder Metals betrieben werden.
Ein Molekularmotor kann ein Biomolekularmotor sein der betrieben
wird mit biologischen Chemikalien wie ATP, Kinesin, RNA Polymerase,
Myosin Dynein, Adenosintriphosphat Synthetase, Rotaxane oder ein
Virusprotein.
-
1 beschreibt
ein Beispiel einer Lumen-beweglichen Einheit die einen Vortriebsmechanismus
beinhaltet der eine Rotationsbewegung einer Lumenwandinteragierenden
Struktur betreibt. Lumen-bewegliche Einheit 10 kann ein
strukturelles Element 12 beinhalten welches konfiguriert
ist wenigstens zum Teil in ein Körperlumen 14 zu
passen. Das strukturelle Element 12 kann einer Lumenwandinteragierenden
Teil 16 beinhalten. Lumen-bewegliche Einheit 10 kann
auch einen Vortriebsmechanismus 20 beinhalten, der in der
Lage ist Bewegung des strukturellen Elements 12 durch das
Körperlumen 14 in welches das strukturelle Element
eingebracht wurde zu erzeugen. Hier beinhaltet der Vortriebsmechanismus 20 zwei
rotierende Räder wobei die äußeren Felgen
die Lumenwandinteragierenden Teile 16 bilden.
-
In
verschiedenen alternativen Ansätzen, können zwei
(oder mehrere) lumenwandinteragierende Teile können periodisch
mit der Lumenwand interagieren. 29A–29E beschreiben (als Querschnitt) eine Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit 1650 die ein Halteteil
beinhaltet, beinhaltend eine erste Lumenwand-interagierende Struktur 1652 auf
dem ersten Teil 1654 der Lumen-beweglichen Einheit, das
in der Lage ist zumindest periodisch mit der inneren Oberfläche 1658 des
Körperlumens in welchem die Lumen-bewegliche Einheit 1650 eingebracht
ist zu agieren. Die Einheit kann auch mindestens eine zweite Lumenwand-interagirende
Struktur 1660 auf dem zweiten Teil 1662 der Lumen-beweglichen
Einheit beinhalten, wobei der Vortriebsmechanismus ein Verlängern
und Verkürzen der Distanz zwischen der ersten Lumenwand-interagienden
Struktur 1652 und der zweiten Lumenwand-interagienden Struktur 1660 veranlasst
in Koordination mit dem abwechselnden Interagieren der ersten Lumenwand-interagierenden
Struktur 1652 und der zweiten Lumenwand-interagierenden
Struktur 1660 mit der inneren Oberfläche 1658 des
Körperlumens in welches die Lumen-bewegliche Einheit eingebracht
ist. In dem hier präsentieren Beispiel findet das Verlängern
und Verkürzen der Distanz zwischen der ersten und zweiten
Lumenwand-interagierenden Struktur in der Region 1664 statt,
aber in anderen Ausführungsformen kann die Distanz zwischen
der ersten und zweiten Lumen- wand-interagierenden Struktur sich ändern
aufgrund der veränderten Position der Lumenwand-interagierenden Strukturen,
z. B. in Gliedern die sich relativ zueinander bewegen um eine laufähnliche
Bewegung zu erzeugen. Teile der Lumen-beweglichen Einheit (z. B. Endteile 1656)
könnten sich nicht in der Länge ändern,
um eine stabile Position zum Anbringen des Steuerschaltkreises (nicht
gezeigt) bereitzustellen. Das abwechselnde Interagieren und De-interagieren von
der Lumenwand bei der ersten und zweiten Lumenwand-interagierenden
Struktur erzeugt Raupen-artigen Vortrieb der Einheit durch das Körperlumen,
Lumen-bewegliche Einheit 1650 beinhaltet einen Vortriebsmechanismus
der in der Lage ist zum Erzeugen von relativer Ausdehnung und Zurückzug von
den zumindest zwei Lumenwand-interagierenden Strukturen (1652 und 1660)
mit Bezug zueinander in Kombination mit dem abwechselnden Interagieren
und De-interagieren der Körperlumenwand, um eine Raupen-artige
Bewegung der Lumen-beweglichen Anregungseinheit bezüglich
zur Körperlumenwand zu erzeugen. Die Ausführungsform
der Lumen-beweglichen Einheit wie beschrieben in 29A–29E hat
eine röhrenförmige Struktur mit einem zentralen
Lumen 1668 welches das Fließen von Flüssigkeit
durch die Einheit erlaubt. 29A beschreibt
eine Lumen-bewegliche Einheit in welcher die Lumenwand-interagierenden
Strukturen 1652 und 1660 ausgedehnt sind um mit
der inneren Oberfläche 1658 zu interagieren. In 29B ist die zweite Lumenwand-interagierende Struktur 1660 eingefahren
und Region 1664 ist verkürzt um Bewegung des zweiten
Teils 1662 der Lumen-beweglichen Einheit 1650 in
die Richtung angezeigt durch den Pfeil zu erlauben, zum Erreichen
der Konfiguration wie in 29C gezeigt.
Die zweite Lumenwand-interagierende Struktur 1660 wird
dann ausgefahren um mit der inneren Oberfläche 1658 zu
interagieren und die erste Lumenwand-interagierende Struktur 1652 ist
eingefahren, zum Erreichen der Konfiguration wie in 29D gezeigt. Dann, wie angezeigt durch den Pfeil
in 29D, wird die Region 1664 ausgefahren.
Um den ersten Teil 1654 der Lumen-beweglichen Einheit 1950 in
die Richtung zu bewegen, die durch den Pfeil in 29D angezeigt wird. Am Ende des Bewegungszyklus
hat die Lumen-bewegliche Einheit 1650 die Konfiguration
wie in 29E gezeigt erreicht. Die erste
Lumenwand-interagierende Struktur 1652 kann dann wieder ausgefahren
werden um mit der inneren Oberfläche 1658 wie
gezeigt in 29A zu interagieren. Es versteht
sich dabei, dass durch das Wederholen des Bewegungszyklus wie dargestellt
in 29A–29E Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das
Lumen erzeugt wird. Verschiedene Arten von Lumenwand-interagierenden
Strukturen können in Einheiten verwendet werden, die Raupen-artige
Bewegungen erzeugen und zusätzlich zu Lumenwand-interagierenden
Strukturen die expandieren oder ausfahren können, Strukturen
die mit der Lumenwand durch andere Mechanismen agieren können
verwendet werden (zum Beispiel, Sogmechanismen, Kleber, Krallen
oder Haken). Lumen-bewegliche Einheiten, die einen Raupen-artigen
Vortriebsmechanismus mit einem Sogmechanismus zum Interagieren mit
der Oberfläche des Herzens sind offenbart in PATRONIK,
N. A.; OTA, T.; ZENATI, M. A.; RIVIERE, C. N. („Improved
Traction for a Mobile Robot Traveling an the HEART"; Proceedings
of the 28th IEEE EMBS Annual International Conference; Veröffenlichungsdatum
30/8/2006–3/9/2006 und 2006; Seiten 339–342; IEEE); DARIO,
P.; CARRAZZO, M. C.; LENCIONO, L.; MAGNANI, B.; D'ATTANASIO, S.
(„A Micro Robotic System for Colonoscopy"; Proceedings
of the 1997 IEEE International Conference an Robotocs and Automation;
Veröffenlichungsdatum 04/1997 und 1997; Seiten 1657–1572;
IEEE) und DONGXIANG, CHI; GUOZHENG, VAN („An earthworm
based miniature robot for intestinal inspection"; Proceedings of
SPIE; Veröffentlichungsdatum 07/11/2001–09/11/2001;
Seiten 296–400); Volume 4601; SPIE) die hiermit
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
Radial
und längs expandierende oder ausfahrende Strukturen können
mechanische oder mikromechanische Strukturen sein, expandierende
Materialien, aufblasbare Strukturen oder Form ändernde Materialien
oder Strukturen. Während hier und in den Spezifikationen
nur expandierende und aufblasbare Materialien und Strukturen genannt
sind so versteht sich, dass Strukturen, die als expandierend und
aufblasbar spezifiziert sind, auch zusammenziehbar und ablassbar
sein können und somit in der Lage sind die Dimensionsänderung
umzukehren. Umkehrbare Ände rungen der Dimension können
verwendet werden um zyklische Bewegungen zu generieren um die Lumen-bewegliche
Einheit voranzutreiben. In einigen Ausführungsformen kann
Expandieren oder Kontraktion Fluid aus der Einheit drücken,
um einen Düsen- oder Wirbel-Vortrieb zu generieren. Nichtsdestotrotz soll
angeführt werden, dass in manchen Anwendungen Materialien
und Strukturen verwendet werden, die nur in eine Richtung die Dimension ändern
können (nur expandieren oder nur zusammenziehen)
-
30A und 30B beschreiben
die Verwendung einer Formveränderbaren Struktur zum Interagieren
mit einer Lumenwand und Ausfahren einer Körperstruktur
einer Lumen-beweglichen Einheit. In 30A beinhaltet
die Lumen-bewegliche Einheit 1700 einen formveränderbaren
Bogen 1702, der eine gebogene Konfiguration hat, wie gezeigt
in 30A oder eine gestreckte Konfiguration
wie gezeigt in 30B. Solch eine Veränderung
in der Konfiguration kann durch Erwärmen eines Bimetallstreifens oder
durch die Verwendung von Formgedächtnis-Materialien mit
mindestens zwei Konfigurationen erzeugt werden und kann dazu verwendet
werden Verlängerungen und Verkürzungen der Lumen-beweglichen
Einheit 1700 zu erzeugen. Lumen-bewegliche Einheit kann
eine erste Lumenwand-interagierende Struktur 1704 und zweite
Lumenwand-interagierende Struktur 1706 beinhalten. Die
erste Lumenwand-interagierende Struktur 1704 ist gebildet
aus einem Streifen von Material gebildet in erste und zweite Ringe 1708 bzw. 1710.
In 30A ist der erste Ring 1708 klein
und der zweite Ring 1710 ist groß, so dass dieser
mit den Lumenwänden 1720 interagiert. Die zweite
Lumenwand-interagierende Struktur 1706 ist gebildet aus
einem ersten Ring 1714 und einem zweiten Ring 1716 welche
in 30A von mittlerer Größe
sind, so dass keiner der beiden mit der Lumenwand 1720 interagiert.
Die erste Lumenwand-interagierende Struktur 1704 ist verbunden
mit der Lumen-beweglichen Einheit 1700 an einem Verbindungspunkt 1712 welcher
einen Translationsmechanismus hat zum Bewegen des ersten Ringes 1708 bezüglich
zum zweiten Ring 1712 um die Größe der
beiden Ringe zu ändern. Gleichermaßen ist die zweite
Lumenwand-interagierende Struktur 1706 verbunden mit der
Lumen- beweglichen Einheit 1700 an einem Verbindungspunkt 1718 welcher
einen Translationsmechanismus hat zum Bewegen des ersten Ringes 1714 bezüglich
zum zweiten Ring 1716 um die Größe der
beiden Ringe zu ändern. In 30B ist
der Bogen 1702 verlängert so dass die zweite Lumenwnd-interagierende
Struktur 1706 sich vom Punkt B (in 30A)
zu Punkt C (in 30B) bewegt hat. Der erste
Ring 1714 der zweiten Lumenwand-interagierenden Struktur 1706 hat
sich verkleinert in der Größe durch den Translationsmechanismus
am Verbindungspunkt 1718, während der zweite Ring 1716 sich
in der Größe vergrößert hat,
um mit den Lumenwänden 1720 zu interagieren. Raupenbewegung ähnlich
der beschreiben in 29A–29E können somit erzeugt werden durch
eine Ausführungsform einer Lumen-beweglichen Einheit wie
beschrieben in 30A und 30B.
-
31 beschreibt eine weitere Ausführungsform
einer Lumen-beweglichen Einheit angepasst um sich durch ein Körperlumen
zu bewegen mit einem Vortriebsmechanismus der laufähnliche
Bewegungen erzeugt. Die Lumen-bewegliche Einheit kann zwei oder
mehrere Lumenwand-interagierende Strukturen beinhalten auf einem
Teil der Lumen-beweglichen Einheit welche in der Lage sind zumindest periodisch
mit der inneren Oberfläche des Körperlumens zu
interagieren in welches die Lumen-bewegliche Einheit eingebracht
wurde, dabei treibt der Vortriebsmechanismus laufende Bewegungen
von zwei oder mehreren Lumenwand-interagierenden Strukturen an bezüglich
zu der inneren Oberfläche des Körperlumens. Verlängerungen
und Verkürzungen der Distanz zwischen den Lumenwand-interagierenden Strukturen
wird erzeugt durch die Änderung der Beinkonfiguration anstelle
der Verlängerung oder Verkürzung der Hauptstruktur
(z. B. Körperstruktur) der Lumen-beweglichen Einheit. Die
Lumen-bewegliche Einheit 1750 beinhaltet ein strukturelles
Element 1751 welches so ausgelegt ist, dass es in das Körperlumen
passt; mindestens zwei Lumenwand-interagierenden Strukturen sind
wirksam, um abwechselnd mit der Wand des Körperlumens zu
interagieren und zu de-interagieren (in 31,
6 Lumenwand-interagierenden Strukturen 1752, 1754, 1756, 1758, 1760 und 1762);
ein Vortriebsmechanismus der in der Lage ist relative Ausfahrungen
und Einfahrungen von mindestens zwei der Lumenwand-interagierenden
Strukturen bezüglich zueinander zu erzeugen in Kombination
mit dem abwechselnden Interagieren und De-interagieren der Körperlumenwand 1764 um
Bewegung der Lumen-beweglichen Anregungseinheit bezüglich
zur Körperlumenwand zu erzeugen. Lumen-bewegliche Einheit 1750 kann
auch einen Bewegungssteuerungsschaltkreis beinhalten, der wenigstens
zum Teil von der Lumen-beweglichen Einheit getragen wird und der
konfiguriert ist zur Steuerung des Vortriebmechanismus zur Steuerung der
Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen;
einen Sensor der in der Lage ist zum Erfassen eines Zustandes von
Interesse im Körperlumen; und einen aktiven Teil getragen
von dem strukturellen Element und konfiguriert zum Ausführen einer
Aktion in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse
bei dem Sensor, nicht gezeigt in 31 aber
funktionierend wie beschrieben an anderer Stelle. Die letzten beiden
Lumenwand-interagierenden Strukturen können mindestens
zwei Anhänge beinhalten die konfiguriert sind für
Laufbewegungen. In der Ausführungsform wie gezeigt in 31 sind die Beine 1752 und 1754 ausgefahren und
zusammengezogen bezüglich zueinander so zum Beispiel, dass
ein Bein nach Vorne schwingt während das andere zurück
schwingt. Mehr oder weniger Beine verteilt in verschiedenen Muster über
das strukturelle Element können verwendet werden um die
Lumen-bewegliche Einheit durch das Körperlumen zu treiben
und die Ausführungsform wie gezeigt in 31 stellt nur ein mögliches Beispiel
dar.
-
Beinstrukturen
für Lumen-bewegliche Einheiten können aus verschiedenen
Materialien und Strukturen gebildet sein beinhaltend Nano-röhren und
Nano-röhrenbündel, Karbonfasern und Karbonfaserbündel,
Silikone, Metalle, Polymere und andere Materialien wie hierin beschrieben,
Beine können bewegt werden um Laufbewegungen zu erzeugen
und können aktiviert werden durch verschiedene Mechanismen.
In einigen Ausführungsformen können die Beine
von formveränderbaren Materialien gebildet sein und können
bewegt werden durch die Veränderung der Konfiguration der
Beinstruktur selbst, während in anderen Ausführungsformen
die Beine eine wesentliche steife oder feste Konfiguration haben
die be wegt werden durch separate Betätigungsmechanismen.
Formveränderbare Materialien die für die Beinstrukturen
und Betätiger verwendet werden können, können
von unterschiedlicher Art sein, zum Beispiel aufgeschichtete Piezoelektrische
Elemente, Elektroaktive Polymere, Hitzeempfindliche Polymere, Magnetfeld
reaktive Polymere und Ferromagnetische Materialien wie an anderer
Stelle beschreiben. In einigen Ausführungsformen können
Motoren und Betätiger verwendet werden, um die Beinbewegung
zu veranlassen wie sie dem Fachmann bekannt sind.
-
In
einer anderen Ausführungsform eines Vortriebmechanismus,
wie beschrieben in
32 und
32, mehrere Lumenwand-interagierende Strukturen, die
in Sequenz agieren um abwechselnd mit der Lumenwand zu interagieren
und zu de-interagieren können genutzt werden umn „peristaltische"
Bewegungen der Lumen-beweglichen Einheit zu erzeugen. Beispiele
von Einheiten die eine solche Art der Bewegung erzeugen sind beschrieben
in
U.S. Patent 6,764,441 ;
U.S. Patentanrneldung 2006/0004395 ;
MANGAN,
ELIZABETH V.; KINGSLEY, DAN A.; QUINN, ROGER D.; CHIEL, HIILEL J.; „Development of
a Peristaltic Endoscope"; IEEE International Conference an Robotics & Automation 2002;
Seiten 1–6; unter http://biorobots.cwru.edu/publications/ICRA02_Mangan_Endoscope.pdf;
und
MEIER, P.; OBERTHÜR, S.; LANG, M.; „Development
of a compliant device for minimally invasive surgery"; Proceedings
of the 28th IEEE EMBS Annual International Conference; Veröffentlichungsdatum 30/8/2006–3/9/2006
und 2006; Seiten 331–334; die hiermit in ihrer
Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
In 32A und 32B beinhaltet
die Lumen-bewegliche Einheit 1800 ein strukturelles Element 1802,
welches aus einem dehnbaren Material gebildet sein kann. Strukturelles
Element 1802 kann im Wesentlichen eine röhrenförmige
Struktur sein mit zum Beispiel einem zentralen Lumen 1816.
Eine Vielzahl von expandierenden und dehnbaren Strukturen 1804, 1806, 1808, 1810, 1812, 1814 und 1818 können
entlang des Strukturellen Elements 1802 positioniert sein.
Die expandie renden und dehnbaren Strukturen können in Längsrichtung
als auch in radialer Richtung expandieren. Zum Beispiel in 32A sind die expandierenden und dehnbaren Strukturen 1804 und 1810 gezeigt
in ihren expandierten Konfigurationen in welchen sie sowohl weiter
als auch länger sind als in ihrer zusammengezogenen Konfiguration
wie gezeigt in 32B. Umgekehrt sind die expandierenden
und dehnbaren Strukturen 1806, 1808, 1812 und 1814 in
ihrer zusammengezogenen Konfiguration gezeigt in 32A und in ihren expandierten Konfigurationen
in 32B. Durch Expandieren und
Zusammenziehen der expandierenden und dehnbaren Strukturen in Sequenz,
wie beschrieben in 32A und 32B,
kann Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen
erreicht werden.
-
In
einigen Ausführungsformen kann ein Vortriebsmechanismus
konfiguriert sein, um eine Lumen-bewegliche Einheit entlang eines
Drahtes, Katheters, Kanüle oder Röhre innerhalb
des Körperlumens zu bewegen. Zum Beispiel zeigt 33 eine Lumen-bewegliche Einheit 1850,
die sich entlang einer länglichen Struktur 1852 (die
zum Beispiel ein Draht, ein Katheter, eine Kanüle oder
eine andere Struktur sein kann) bewegt die sich im Körperlumen 1854 befindet,
welche von den Lumenwänden 1856 umgeben ist. Die
Lumen-bewegliche Einheit 1850 beinhaltet eine Körperstruktur 1858,
einen Halter 1860 und einen Vortriebsmechanismus 1862.
Im Beispiel wie beschrieben in 33 ist
der Halter 1860 eine hakenähnliche Struktur die
die Lumen-bewegliche Einheit 1850 an der länglichen
Struktur 1852 hält und gleichzeitig das Bewegen
dieser entlang der länglichen Struktur 1852 erlaubt
während der Vortriebsmechanismus 1862 die Bewegung
der Lumen-beweglichen Einheit entlang der länglichen Struktur 1852 veranlasst.
In der Ausführungsform von 33 ist
der Vortriebsmechanismus 1862 ein rotierendes Rad welches
die Lumen-bewegliche Einheit 1850 entlang der länglichen
Struktur 1852 bewegt, aber in anderen Ausführungsformen
können andere Vortriebsmechanismen verwendet werden, um
die Lumen-bewegliche Einheit entlang der länglichen Struktur
zu bewegen.
-
Abschließend,
wie schon an anderer Stelle angemerkt, kann die Lumen-bewegliche
Einheit durch das Körperlumen vorangetrieben werden durch
ein oder mehrere Paddel, Propeller, Wirbel-Generatoren, Düsen,
flagellumartige Strukturen oder anderer Strukturen die gegen das
Fluid im Körperlumen drücken im Gegensatz zum
Angreifen der Wand des Körperlumens, z. B. beschrieben
in
U.S. Patent 6,240,312 oder
in
BEHKAM, BAHARESH; SITTI, METIN; „TOWARDS HYBRID
SWIMMING MICROROBOTS: BACTERIA ASSITED PROPULSION OF POLYSTYRENE
BEADS"; Proceedings of the 28th IEEE EMBS Annual Conference; Veröffentlichungsdatum
30/8/2006–3/9/2006 und 2006; Seiten 2421–2424;
IEEE;
CHRISTENSEN, RILL; "Propulsion System for
"Fantastic Voyage Robot", das das Datum 11-10-2006 trägt,
gedruckt am 1/4/2007, zu finden unter http://technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=811;
or
"Researchers: Squid-Inspired Vortex Generators Could
Mean Retter Propulsion for Unmanned Underwater Vehicles"; UnderwaterTimes.com;
12/12/2006; Seiten 1–2; gedruckt am 01/04/2007; zu finden
unter http://www.underwatertimes.com/print.php7article_id=51030782641;
or
MOHSENI, KAMRAN; "Biomimemetic & Bio-Inspired Aerial and Underwater
Vehicles"; das das Datum 09-23-2006 trägt; Seiten 1–100;
gedruckt am 01/04/2007, zu finden unter http://enstrophv.colorado.edu/~mohseni/MicroVehicles1.html#UUV1#UUV1,
die alle hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
Die
Richtung der erzeugten Bewegung bei den verschiedenen beschriebenen
Vortriebsmechanismen kann einfach umgekehrt werden durch Umkehr
des Betriebs der Vortriebsmechanismen.
-
In
verschiedenen Ausführungsformen, wie hier beschrieben,
kann die Lumen-bewegliche Einheit eine Energiequelle beinhalten
die konfiguriert ist, zumindest einen von dem Vortriebsmechanismus, dem
Bewegungssteuerungsschaltkreis, dem Sensor, dem Reaktion-einleitenden
Schaltkreis oder dem aktiven Teil mit Energie zu versorgen. Die
Energiequelle kann eine Batterie oder Mikrobatterie, eine Kraftstoffzelle
oder Biokraftstoffzelle oder eine nukleare Batterie sein. Eine Lumen-bewegliche
Einheit kann beinhalten eine oder mehrere Energiequellen der gleichen
oder unterschiedlichen Art ohne Begrenzung. Batterien können
auf der Lumen-beweglichen Einheit platziert sein, beispielsweise
eine Mikrobatterie wie die erhältlich von Quallion LLC
(
http://www.quallion.com) oder gestaltet als ein
Film (
U.S. Patente No. 5,338,625 und
5,705,293 ) die hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen sind. Alternativ kann die Energiequelle auch
eine oder mehrere Kraftstoffzellen sein wie zum Beispiel enzymatisch,
mikrobiell oder photosynthetische Kraftstoffzellen oder andere Biokraftstoffzellen
(
US2003/0152823A1 ;
WO03/106966A2 ;
oder
Chen T et al. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8630–8631,
A Miniature Biofuel Cell, die hiermit alle durch Bezugnahme
aufgenommen sind) und können jede Größe
haben vom Mikro- bis Nanobereich. In einigen Ausführungsformen
kann die Batterie eine nukleare Batterie sein. Die Energiequelle
kann eine Energie-gewinnende Einheit sein wie zum Beispiel ein Druck-Gleichrichtungs
Mechanismus der die pulsierenden Veränderungen im Blutdruck
ausnutzt oder ein Beschleunigungs-Gleichrichtungs-Mechanismus, wie
in selbstaufziehenden Uhren oder anderen Arten von Fluss-gleichrichtenden Mechanismen,
die in der Lage sind Energie aus anderen Flussparametern zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen kann die Energiequelle eine
elektrische Energiequelle sein die entfernt von dem Strukturellen
Element platziert ist und die mit dem Strukturellen Element mit
einem Draht verbunden ist oder eine optische Energiequelle die entfernt
von dem Strukturellen Element platziert ist und verbunden ist mit
dem Strukturellen Element durch eine Glasfaserleitung oder Kabel.
In einigen Ausführungsformen kann die Energiequelle ein
Energieempfänger sein, der in der Lage ist Energie von
einer externen Quelle zu empfangen, zum Beispiel eine akustische
Quelle oder elektromagnetische Quelle (z. B. Infrarot Energie oder
induktiv gekoppelt wie beschrieben in
U.S. Patent
6,170,485 oder
U.S.
Patentanmeldung No. 2005/0028259 , die hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen sind). In einigen Ausführungsformen kann die
Energiequelle eine elektrische Energiequelle beinhalten die entfernt
von der Lumen-beweglichen Einheit lokalisiert ist und die verbunden
ist mit der Lumen-beweglichen Einheit durch einen Draht, oder eine
optische Energiequelle lokalisiert entfernt von der Lumen-beweglichen
Einheit und verbunden mit der Lumen-beweglichen Einheit durch ein
Glasfaserkabel.
-
In
einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche Einheit
eine Energiequelle beinhalten, die in der Lage ist Energie von der
Lumen-beweglichen Einheit zu einem sekundären Ort zu senden.
Der Energiesender kann in der Lage sein, zumindest eines von akustischer
Energie, elektrischer Energie oder optischer Energie zu senden.
Der sekundäre Ort kann zum Beispiel, ein andere Einheit
im Körper sein, entweder in einem Körperlumen
oder sonst wo, welche einen Energieempfänger und Strukturen
zur Verwendung, Speicherung und/oder zum Weitersenden der empfangenen
Energie beinhaltet.
-
34 ist ein Blockdiagramm, welches eine weitere
Ausführungsform einer Lumen-beweglichen Einheit 1900 beschreibt,
die beinhaltet ein Halteteil 1902; ein Fluid-kontaktierendes
Teil 1904, das konfiguriert ist, Fluid innerhalb eines
Körperlumens zu kontaktieren und zumindest periodisch das
Fliessen des Fluids durch das Körperlumen gestattet; ein
Vortriebsmechanismus 1906, der in der Lage ist, eine Bewegung
der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen in
welches die Lumen-bewegliche Einheit eingebracht wurde, zu erzeugen;
Bewegungssteuerungsschaltkreis 1908, der zumindest im Teil
von der Lumen-beweglichen Einheit getragen wird und konfiguriert
ist zur Steuerung des Vortriebsmechanismus 1906 zur Steuerung
der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen;
einen Sensor 1910, der in der Lage ist, zum Erfassen eines
Zustandes von Interesse im Körperlumen und zum Generieren
von einem Abtastsignal, welches das Erfassen des Zustandes von Interesse anzeigt;
Reaktion-einleitender Schaltkreis 1912 wirksam verbunden
mit dem Sensor 1910 und konfiguriert zum Generieren eines
Reaktion-einleitenden Signals nach Erhalt des Abtastsignals, welches
das Erfassen des Zustands von Interesse im Körperlumen anzeigt;
und ein aktives Teil 1914, wirksam verbunden mit dem Reaktioneinleitenden
Schaltkreis 1912 und das in der Lage ist, zum Erzeugen
einer Reakti on nach Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Bewegungssteuerungsschaltkreis 1908 und
Reaktion-einleitender Schaltkreis 1912 sind ein Teil des Steuerungsschaltkreises 1907,
der auch andere Komponenten beinhalten kann, die hier nicht speziell beschrieben
sind. Die Ausführungsform von 34 beinhaltet
auch einen Lenkmechanismus 1916 der in der Lage ist, die
Richtung der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit zu modifizieren;
wobei der Bewegungssteuerungsschaltkreis 1908 zum Steuern des
Lenkmechanismus 1916 konfiguriert sein kann, zur Steuerung
der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen.
Die Ausführungsform von 34 kann
eine Energiequelle 1918 beinhalten, die dazu konfiguriert
ist zumindest einen von Vortriebsmechanismus 1906, Bewegungssteuerungsschaltkreis 1908,
Sensor 1910, Reaktion-einleitenden Schaltkreis 1912 oder
dem aktiven Teil 1914 mit Energie zu versorgen. Komponenten
der Ausführungsform von 34 können
grundsätzlich so sein, wie an anderer Stelle beschrieben.
Lenkmechanismus 1916 kann jede Art von Struktur sein, abhängig von
der Art des verwendeten Vortriebsmechanismus. Wenn der Vortriebsmechanismus
ein Paddel oder ein Propeller ist, der veranlasst, dass sich die
Lumen-bewegliche Einheit in dem Fluid im Lumen bewegt, kann der
Lenkmechanismus ein Ruder sein. Wenn der Vortriebsmechanismus mehrere
Räder beinhaltete oder glieder-artige Strukturen, können
diese abwechselnd aktiviert werden auf den verschiedenen Seiten
der Lumen-beweglichen Einheit, um sie in die eine Richtung oder
die andere zu lenken. In Ausführungsformen in denen die
Lumen-bewegliche Einheit die Lumenwand auf allen Seiten der Einheit
kontaktiert kann der Lenkmechanismus nur in den Fällen verwendet
werden, in denen die Lumen-bewegliche Einheit einen Abzweigepunkt
im Lumen erreicht und sobald das Frontteil der Einheit (definiert
durch die Richtung der Bewegung) gelenkt wird, um die Einheit zu
veranlassen in einen ausgewählte Abzweig einzubiegen, folgt
das Endteil der Einheit ohne die Notwendigkeit des weiteren Lenkens.
-
Verschiedene
Ausführungsformen der Lumen-beweglichen Einheit können
einen Marker oder Kennzeichner beinhalten Der Marker oder Kennzeichner
kann ein bildgebender Marker oder Kennzeichner sein, welcher erfasst
werden kann durch ein Fernbildgebendes System, um die Position der
Lumen-beweglichen Einheit im Körper eines Patienten sichtbar
zu machen (zum Beispiel, ein röntgenstrahlenundurchlässiger
Marker für Röntgenaufnahmen). Alternativ kann
der Marker oder Kennzeichner im Körper eines Patienten
erfasst werden, durch eine Abtast-Einheit oder Struktur.
-
In
einigen Ausführungsformen wie beschrieben in 35 ist zumindest ein Teil des Schaltkreises der
den Betrieb der Lumen-beweglichen Einheit 1950 steuert
entfernt vorn der Lumen-beweglichen Einheit im entfernt gelegenen
Einheitsteil 1972 platziert, außerhalb des Körpers
des Patienten wie gezeigt in 28,
oder an einem Platz innerhalb des Körpers eines Patienten
mit einem gewissen Abstand von der Lumen-beweglichen Einheit. In
der Ausführungsform von 35 beinhaltet
die Lumen-bewegliche Einheit 1950 ein Halteteil 1952;
ein Fluid-kontaktierendes Teil 1954, das konfiguriert ist,
Fluid innerhalb eines Körperlumens zu kontaktieren und
zumindest periodisch das Fliessen der Flüssigkeit durch
das Körperlumen zu erlauben; einen Vortriebsmechanismus 1956,
der in der Lage ist, eine Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit,
durch ein Körperlumen in welches die Lumen-bewegliche Einheit
eingebracht wurde, zu erzeugen; Bewegungssteuerungsschaltkreis 1958,
der zumindest teilweise von der Lumen-beweglichen Einheit getragen
wird und konfiguriert ist zur Steuerung des Vortriebsmechanismus 1956 zur
Steuerung der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen;
ein Sensor 1960, der in der Lage ist zum Erfassen von einem Zustand
von Interesse im Körperlumen und zum Generieren von einem
Abtastsignal, welches das Erfassen des Zustandes von Interesse anzeigt;
Reaktion-einleitender Schaltkreis 1962 wirksam verbunden mit
dem Sensor 1960 und konfiguriert zum Generieren eines Reaktion-einleitenden
Signals nach Erhalt des Abtastsignals, welches das Erfassen den
Zustand von Interesse im Körperlumen anzeigt; und ein aktives
Teil 1964, das wirksam verbunden ist mit dem Reaktioneinleitenden
Schaltkreis 1962 und der in der Lage ist, zum Erzeugen
einer Reaktion nach Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals. Die
Ausführungsform von 35 beinhaltet
einen Lenkmechanismus 1966, der in der Lage ist die Richtung
der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit zu modifizieren; wobei
der Bewegungssteuerungsschaltkreis 1958 konfiguriert sein
kann den Lenkmechanismus 1966 zu Steuern zur Steuerung
der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen.
Zumindest ein Teil des Steuerschaltkreises der Lumen-beweglichen
Einheit 1950, entfernten Schaltkreis 1974, kann
angeordnet sein entfernt von der Lumen-beweglichen Einheit 1950 in
dem entfernten Teil 1972. Entfernter Schaltkreis 1974 kann
einen entferntes Teil des Bewegungssteuerungsschaltkreises 1978 und
ein Teil des Reaktion-einleitenden Schaltkreises 1980 beinhalten.
Lumen-bewegliche Einheit 1950 kann einen Sender/Empfänger 1984 beinhalten,
der einen Daten-empfangenen und/oder -sendenden Schaltkreis beinhaltet,
der konfiguriert ist zum Empfangen eines kabellosen Steuerungssignals
von dem entfernten Teil des Bewegungssteuerungsschaltkreis 1978,
gesendet vom Sender 1984. Daten können von der
Lumen-beweglichen Einheit 1950 zum entfernten Teil 1972 gesendet
werden. Entferntes Teil 1972 kann eine Energiequelle 1986 beinhalten.
Alternativ kann der Bewegungssteuerungsschaltkreis auch in oder
an der Lumen-beweglichen Einheit angeordnet sein. Die Ausführungsform
von 35 kann eine Energiequelle 1968 beinhalten,
die dazu konfiguriert ist zumindest einen von Vortriebsmechanismus 1956, Bewegungssteuerungsschaltkreis 1958,
Sensor 1960, Reaktion-einleitender Schaltkreis 1962 oder aktives
Teil 1964 mit Energie zu versorgen. Komponenten der Ausführungsform
von 35 können generelle
sein wie beschrieben an anderer Stelle. Lenkmechanismus 1966 kann
sein, wie zuvor in Verbindung mit 34 beschrieben.
In einigen Ausführungsformen kann Energie zu einer Lumen-beweglichen
Einheit 1950 von dem entfernten Teil 1972 gesendet
werden.
-
Der
Bewegungssteuerungsschaltkreis kann wirksam verbunden sein mit dem
Sensor und konfiguriert sein zum Steuern mindestens eines von Lenkmechanismus
oder Vortriebsmechanismus zur Steuerung der Bewegung der Lumen-beweglichen
Einheit zumindest zum Teil in Reaktion auf den Erhalt des Abtastsignals,
welches das Erfassen eines Zustandes von Interesse im Körperlumen
an zeigt. Ähnlich kann der Reaktion einleitende Schaltkreis
in einigen Ausführungsformen in oder an der Lumen-beweglichen
Einheit angeordnet sein, während in anderen Ausführungsformen
zumindest ein Teil des Reaktion einleitenden Schaltkreises entfernt
gelegen von der Lumen-beweglichen Einheit platziert sein kann, wobei
die Lumen-bewegliche Einheit einen Daten-sendenden und -empfangenden
Schaltkreis beinhaltet, der konfiguriert ist zur Kommunkation mit
dem zumindest einem Teil des Reaktion einleitenden Schaltkreises
entfernt angeordnet von der Lumen-beweglichen Einheit.
-
Der
Steuerungsschaltkreis für die Lumen-bewegliche Einheit
angeordnet entweder auf der Lumen-beweglichen Einheit oder in einem
entfernten Teil und beinhaltend Reaktion-einleitenden Schaltkreis
und/oder Bewegungssteuerungsschaltkreis, kann beinhalten einen Mikroprozessor
und/oder mindestens eines von Hardware, Software oder Firmware.
Beispiele von Einheiten und/oder Systemen zur Kommunikation mit
Einheiten im Körper sind dargestellt in
U.S. Patente 5,843,139 ;
6,409,674 ; oder
7,125,382 ; U.S. Patentanmeldung 2002/0198604 und
RICE,
MIKE; „Implantable Neurostimulation Device Market Poised
for Explosive Growth"; Future Fab International; 7/1/2006; Seiten
1–4; gedruckt am 6/10/2006; unter http://www.future-fab.com/documents.asp?d_ID=3725 die
hiermit alle in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
Verschiedene
Ausführungsformen von Lumen-beweglichen Einheiten wie hier
dargestellt und beschrieben können beinhalten: Lumenwand-interagierende
Teile; ein Flüssigkeit-kontaktierendes Teil, das konfiguriert
ist, Flüssigkeit innerhalb eines Körperlumens
zu kontaktieren und zumindest periodisch das Fliessen der Flüssigkeit
durch das Körperlumen zu gestatten; einen Vortriebsmechanismus,
der in der Lage ist, eine Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit,
durch das Körperlumen zu erzeugen, in welches die Lumnen-bewegliche
Einheit eingebracht wurde; mindestens einen Sensor, der in der Lage
ist zum Erfassen von einem Zustand von Interesse im Körperlumen
und zum Generieren von einem Abtastsignal, welches das Erfassen
des Zustandes von Interesse anzeigt; Bewegungssteuerungs schaltkreis zumindest
teilweise getragen auf der Lumen-beweglichen Einheit und konfiguriert
zur Steuerung des Vortriebsmechanismus zumindest zum Teil basierend auf
dem Abtastsignal; Reaktion-einleitender Schaltkreis wirksam verbunden
mit dem Sensor und konfiguriert zum Generieren eines Reaktion-einleitenden Signals
nach Erhalt des Abtastsignals, welches das Erfassen eines Zustands
von Interesse im Körperlumen anzeigt; und ein aktives Teil,
das wirksam verbunden ist mit dem Reaktion-einleitendem Schaltkreis
und das in der Lage ist zum Erzeugen einer Reaktion nach Erhalt
des Reaktion-einleitendem Signals. Ein Flüssigkeits-kontaktierenden
Teil, das konfiguriert ist, Flüssigkeit innerhalb des Körperlumens
zu kontaktieren und zumindest periodisch das Fliessen der Flüssigkeit
durch das Körperlumen zu gestatten, ist ein hilfreiches
Merkmal für eine Lumen-bewegliche Einheit, die in einem
Lumen verwendet wird durch das Flüssigkeit strömt,
wie zum Beispiel Blutgefäße, Teile des Atmungstraktes,
Verdauungstrakt oder dem CSF-Raum. In manchen Fällen kann
das Blockieren des Flusses ernsthafte Probleme verursachen. So dass
Lumen-bewegliche Einheiten, die so konfiguriert sind, dass sie den
Fluss wenigstens zeitweise erlauben von Wert sind. Zum Beispiel
kann Flüssigkeit durch einen Kanal oder Lumen fließen, welcher
sich durch die Lumen-bewegliche Einheit erstreckt (z. B. wie beschrieben
und 1, 29, oder 32), oder vorbei an einer Lumen-beweglichen
Einheit, die eine Querschnittfläche hat, die nicht die Querschnittsfläche
des Lumens füllt, wie zum Beispiel in 5A, 5E, 30A, 30B oder 33.
-
Wie
gezeigt in verschiedenen Zeichnungen kann eine Lumen-bewegliche
Einheit eine Energiequelle beinhalten, die konfiguriert ist mindesten
einen von dem Vortriebsmechanismus, dem Bewegungssteuerungsschaltkreis,
dem Sensor, dem Raektion-einleitendem Schaltkreis oder dem aktiven
Teil mit Energie zu versorgen. Die Energiequelle kann auf der Lumen-beweglichen
Einheit oder (zumindest zum Teil) auf einem entfernten Teil angeordnet
sein, wie dargestellt in 35,
mit Energie, die zur Lumen-beweglichen Einheit gesendet wird.
-
Eine
Lumen-bewegliche Einheit kann verschiedene Arten von Abtast- und
Information-erfassenden Einheiten beinhalten. Eine Lumen-bewegliche
Einheit kann einen oder mehrere Sensoren der gleichen oder verschiedener
Art beinhalten, die beinhalten können aber nicht begrenzt
sind auf, Drucksensoren, Temperatursensoren, Strömungssensoren,
Viskositätssensoren, Schersensoren (z. B. zum Messen des
effektiven Schermoduls von der Flüssigkeit bei einer bestimmten
Frequenz oder Dehngeschwindigkeit), pH-Sensoren, chemische Sensoren zum
Erfassen der Konzentration einer chemischen Verbindung oder Spezies,
optische Sensoren, akustische Sensoren, Biosensoren, elektrische
Sensoren, magnetische Sensoren, Uhren oder Timer. Beispiele einer
Vielzahl von Sensoren die in den hier beschriebenen Ausführungsformen
verwendet werden können, sind bereitgestellt in
U.S. Patenten 5,522,394 ;
5,873,835 ;
6,053,837 ;
6,409,674 ;
6,111,520 ;
6,278,379 ;
6,475,639 ;
6,855,115 und U.S. Patentanmeldungen
2005/0277839 und 2005/0149170, die hiermit alle durch Bezugnahme
aufgenommen sind.
U.S. Patent
6,802,811 , welches hiermit durch Bezugnahme aufgenommen
ist, stellt zusätzliche Beispiele zum Abtasten und/oder Überwachen
bereit. In einigen Ausführungsformen kann eine bildgebende
Einheit (z. B. eine CCD Anordnung) wirksam verbunden sein mit einer
Lumen-beweglichen Einheit, z. B. verbunden mit dem strukturellen
Element.
-
Ein
optischer Sensor kann konfiguriert sein zum Beispiel zum Messen
der optischen Absorption, der optischen Emission oder der Phosphoreszenz zumindest
von einem Teil der Flüssigkeit. Diese optischen Eigenschaften
können zu den optischen Eigenschaften eines Teils oder
der gesamten Flüssigkeit oder Gewebe gehören oder
können optische Eigenschaften von Materialien sein die
zugefügt oder eingebracht worden sind in das Fluid, wie
zum Beispiel Kennzeichner oder Marker von Materialien von Interesse.
Optisches Abtasten von Materialien im Blut ist zum Beispiel beschrieben
in GRUEGER, CURTIS; „New light an blond testing";
20 Oktober 2006; Seiten 1–2; St. Peterburg Times; gedruckt 24/12/2006;
unter http://www.sptimes.com/2006/10/20news_pf/Tampabay/New_light_on_blood_te.
shtml, das hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
-
Ein
Biosensor kann Materialien erfassen beinhaltend, aber nicht begrenzend,
einen biologischen Marker, einen Antikörper, ein Antigen,
ein Peptide, eine Polypeptide, ein Protein, ein Komplex, eine Nukleinsäure,
eine Zelle (und in einigen Fällen, eine Zelle einer bestimmten
Art, z. B. in Durchflusscytometrie verwendeten Verfahren), ein Zellfragment,
ein Zellbestandteil, ein Blutplättchen, eine Organelle,
eine Keimzelle, einen Krankheitserreger, ein Lipid, ein Lipoprotein,
einen Alkohol, eine Säure, ein Ion, ein Immunomodulator,
ein Sterol, ein Kohlenhydrat, ein Polysaccherid, ein Glycoprotein,
ein Metal, ein Elektrolyt, ein Metabolid, eine organische Zusammensetzung,
Organophosphate, ein Medikament, ein Therapeutikum, ein Gas, ein
Schadstoff oder ein Kennzeichner. Ein Biosensor kann einen Antikörper
oder andere bindende Moleküle wie einen Rezeptor oder Ligand
beinhalten. Wie hier verwendet, kann ein Sensor einen einzelnen
Sensor oder eine Anordnung von Sensoren beinhalten, und ist nicht
begrenzend auf eine bestimmte Anzahl oder Art von Sensoren. Ein Sensor
kann aufweisen, im Teilen oder im Ganzen, einen Gassensor wie einen
Schallwellen, Chemieresistant, oder einen Piezoelektrischen Sensor,
oder vielleicht eine elektronische Nase. Ein Sensor kann sehr klein
sein, aufweisend einen Sensor oder eine Anordnung, die ein chemischer
Sensor ist (
„Chemical Detection with Single-Walled
Carbon Nanotube Capacitor", Snow, E. S., Science, Vol. 307, Seiten 1942–1945,
2005), einen Gassensor (
„Smart Single-chip
gas sensor microsystem", Hagleitner, C. et al., Nature, Vol 414,
Seiten 293–296, 2001), eine elektronische Nase,
ein nuklearer Magnetresonanzbildgeber (
„Controlled
multiple quantum coherences of nuclear spins in a nanametre-scale
device", Go Yusa, 2005, Vol 343: Seiten 1001–1005, Nature).
Die vorher genannten Dokumente sind hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
Weitere Beispiele von Sensoren sind gezeigt in
The Biomedical
Engineering Handbook, Second Edition, Volume I, J.D. Bronzino, Ed.
Copyright 2000, CRC Press LLC, Seiten V-1 – 51-9 und
U.S. Patent 6,802,811 , beide
sind hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
Ein
Sensor kann konfiguriert sein zum Messen von verschiedenen Parametern,
beinhaltend, aber nicht begrenzend, den elektrischen Leitungswiderstand
des Fluids, Gewebe oder anderen Materials, die Dichte oder Schallwellengeschwindigkeit
von einem Material, den pH-Wert, die Osmolarität, oder den
Brechungsindex des Fluids für zumindest eine Wellenlänge.
Die Auswahl eines geeigneten Sensors für eine bestimmte
Anwendung oder Verwendungsort liegt im Bereich der Fähigkeit
eines Fachmanns. In einigen Ausführungen, kann ein Sensor über
die eingebettete Möglichkeit verfügen, ein Signal
zu verarbeiten oder vor-zubearbeiten.
-
Der
Zustand von Interesse erfasst bei dem Sensor kann beinhalten, ein
anatomisches Merkmal (zum Beispiel ein Abzweigpunkt) welches die
Nähe zu einem Behandlungsziel oder die Präsenz
des Behandlungszieles selber anzeigen. Der Zustand von Interesse
kann beinhalten eine künstliche Struktur, wie eine implantierte
Einheit von irgendeiner Art, eventuell beinhaltend eine weitere
Lumen-bewegliche Einheit. Alternativ, kann der Zustand von Interesse
beinhalten ein oder mehrere von einem elektrischen Feld, magnetischen
Feld, Temperatur, Flusszustand, Zeit, Ort, Druck, pH-Wert, Präsenz
oder Konzentration einer chemischen Verbindung oder Spezies.
-
Ein
Sensor kann eine weite Vielfalt von physikalischen oder chemischen
Eigenschaften abtasten. In einigen Ausführungsformen kann
das Erfassen des Zustandes von Interesse ein Erfassen der Präsenz
(oder Abwesenheit) eines Materials oder Struktur von Interesse beinhalten.
-
In
einigen Anwendungen kann das Erfassen eines Zustandes von Interesse
in dem Fluid in dem Körperlumen ein Erfassen der Präsenz
eines Materials von Interesse in dem Fluid in dem Körperlumen beinhalten.
Ein Material von Interesse in einem Fluid kann zum Beispiel beinhalten
ein Objekt wie ein Blutgerinsel, eine Thrombose, ein Embolus, Plaque,
ein Lipid, einen Nierenstein, ein Staubteilchen, ein Pollenteil,
ein Aggregat, eine Zelle, eine spezifische Art von Zelle, ein Zellfrag ment,
ein Zellbestandteil, ein Blutplättchen, eine Organelle,
eine Sammlung oder Anhäufung von Zellen oder Bestandteile
von diesen, eine Keimzelle, einen Krankheitserreger, oder einen Parasiten.
-
Lumen-bewegliche
Einheiten können in einer Vielzahl von Arten verwendet
werden. In einigen Ausführungsformen bewegt sich eine Lumen-bewegliche
Einheit durch ein Lumen, führt Aktionen an ausgewählten
Orten durch, die identifiziert werden während sich die
Einheit durch das Lumen bewegt. Eine Einheit kann sich durch das
Körperlumen bewegen um „Beobachtungen" auszuführen
für eine Zeitspanne von wenigen Minuten, zu Stunden, Tagen,
Wochen oder Jahren. Wenn die Lumen-bewegliche Einheit einen Ort
von Interesse identifiziert (z. B. einen Ort wo eine gewisse Art
von medizinischer Behandlung nötig ist), kann es eine Aktion
ausführen die beinhaltet, dass eine medizinische Behandlung
abgegeben wird, Senden eines Signals welches die Notwendigkeit einer
medizinischen Behandlung einem Überwachungssystem anzeigt
oder die zum Beispiel Informationen bezügliche des Ortes
von Interesse speichert. Eine Lumen-bewegliche Einheit die Beobachtungen
in einem Körperlumen ausführt kann eine Aktion
direkt („on the fly") ausführen während
es an dem Ort von Interesse vorbeikommt oder es kann pausieren oder
die Bewegung unterbrechen bei oder nahe dem Ort von Interesse um
eine Aktion auszuführen.
-
Sensoren
in Kombinationen mit Logikschaltungen (Hardware, Firmware und/oder
Software) können dazu verwendet werden um einen Zustand von
Interesse zu erfassen in oder an der Wand des Körperlumens,
in dem Gewebe welches das Körperlumen bildet oder umgibt,
oder in dem Fluid in dem Körperlumen. Ein Ort von Interesse
in einem Körperlumen kann einen Ort von anatomischem Interesse beinhalten
(z. B., ein Abzweigpunkt), ein Ort nahe einem Organ, einem Tumor,
einer Verletzung, etc. eine erkrankte oder verletze Region (z. B.
eine Fistel oder Aneurysma), Fläche von Narbengewebe, ein
Polyp, eine Blockade oder Verengung gebildet durch bakterielles
Plaque, Blutklumpen oder Vasospasm, zum Beipiel. Orte von Interesse
können erfasst werden durch das Erfassen eines chemi schen
Markers oder Fingerabdruckes, durch Ändern der mechanischen, optischen,
thermischen, elektrischen oder akustischen Eigenschaften, durch
Abbilden und durch andere Erfassungsverfahren, die dem Fachmann
bekannt sind. Die Lumen-bewegliche Einheit kann eine oder mehrere
Aktionen mit einem aktiven Teil ausführen in Reaktion auf
das Erfassen eines interessanten Ortes. Gewebezustand kann erfasst
werden durch die Verwendung von Druckpulsen, wie beschrieben in
U.S. Patent 6,170,488 und
U.S. Patentanmeldung 2003/0220556 und 2004/0225325, die alle hiermit durch
Bezugnahme aufgenommen sind.
-
In
einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche Einheit
kontinuierlich oder periodisch eine Aktion ausführen während
sie sich durch das Körperlumen bewegt. Ausführen
der Aktion muss nicht immer mit dem Erfassen einer Region von Interesse
im Körperlumen verbunden sein.
-
In
einigen Ausführungsformen kann eine Lumen-bewegliche Einheit
sich durch das Körperlumen bewegen bis sie einen bestimmten
Ort erreicht hat und dann das Bewegen zu unterbrechen um an diesem
Ort zu verharren, entweder temporär oder im Wesentlichen
permanent. An diesem Ort kann sie Aktionen ausfahren auf das lokale
Gewebe welches das Lumen bildet oder sie kann eine Aktion ausführen
auf das Fluid innerhalb des Lumens, welches fließt oder
sich bewegt in irgendeiner Art und Weise, entweder kontinuierlich
oder periodisch, oder es kann im Wesentlichen still stehen. Der
Ort an dem die Lumen-bewegliche Einheit stoppt und verharrt kann vorher
gewählt sein, in diesem Fall kann die Einheit sich gezielt
zu dem Ort bewegt haben. Alternativ kann der Ort ausgesucht werden
während die Einheit sich durch das Lumen bewegt, basierend
auf einem oder mehreren Merkmalen des Ortes die von der Einheit
abgetastet werden können. Merkmale des Ortes können
beinhalten, aber sind nicht begrenzend auf, Indikatoren für
Verletzungen, pathologische oder Krankheitszustände die
von der Einheit behandelt werden können, oder anatomische
Charakteristika (Größe, Nähe zu einem
Organ oder anderen Struktur, etc.) die den Ort eine geeignete Stelle
zur Positionierung der Einheit machen. Merkmale des Ortes von Interesse
können beinhalten chemi sche, thermische, mechanische, optische
oder andere Eigenschaften die mit den verschiedenen Arten von Sensoren,
wie an anderer Stelle beschrieben, abgetastet werden können.
Ein Parameter kann an einem einzelnen Punkt in Raum/Zeit bemessen
werden oder kann über viele Dimensionen gemessen werden
(räumlich, zeitlich, oder andere – z. B. Frequenz)
um ein Bild von einer Region zu generieren die Merkmale von Interesse
beinhalten kann. Signalverarbeitung zum Ausführen einer
Analyse von einem Signal oder Bild kann verwendet werden zum Erfassen
von Merkmalen/Orten von Interesse von einem Signal oder Bild.
-
In
einer Anwendung kann zum Beispiel eine Lumen-bewegliche Einheit
innerhalb des männlichen Reproduktionstraktes zum Erfassen
des pH-Wertes, des Flusses oder der Viskosität von Samen
verwendet werden und basierend auf den Werten der erfassten Parametern,
kann eine Aktion ausgeführt werden um diese zu verändern
um damit die Fruchtbarkeit zu erhöhen oder um als Schwangerschaftsverhütung
zu dienen. In einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche
Einheit verwendet werden um Behandlung zu einem Ort abzugeben der
mit anderen Verfahren relativ unerreichbar ist. Zum Beispiel kann eine
Lumen-bewegliche Einheit sich durch Gefäße innerhalb
des Gehirns bewegen um Gehirnregionen zu erreichen um dort Arzneimittel,
Therapeutiks, Chemotherapie-Agenten, chemische, mechanische, optische,
elektrische oder magnetische Stimuli etc. abzugeben.
-
36 zeigt Schritte eines Verfahrens implementiert
mit einer Lumen-beweglichen Einheit. Die Verfahrensschritte beinhalten
das Vortreiben der Lumen-beweglichen Einheit durch die Körperlumen
in Schritt 2002; zumindest periodisch Gestatten des Fliessens
des Fluids durch das Körperlumen und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden
Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2004; Erfassen
eines Zustandes von Interesse mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2006; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich zumindest
teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet zumindest zum
Teil in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse
in Schritt 2008; und Ausführen einer Ak tion mit
dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf das
Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2010.
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37 zeigt weitere Varianten des Verfahrens von 36. Das Verfahren kann beinhalten Vortreiben der
Lumen-beweglichen Einheit durch ein Körperlumen in Schritt 2052;
zumindest periodisch Gestatten des Fliessens des Fluids durch das
Körperlumen und vorbei in dem Fluid-kontaktierenden Teil
der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2054; Erfassen
eines Zustandes von Interesse mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2056; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich zumindest
teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet zumindest zum
Teil in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse
in Schritt 2058; und Ausführen einer Aktion mit
dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf das
Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2060. Zusätzlich
kann das Vortreiben der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen
beinhalten, dass die Lumen-bewegliche Einheit mit genug Kraft vortreiben wird
um ein geschlossenes Körperlumen aufzustoßen,
wie gezeigt in Schritt 2064. Der Schritte des Erfassen
eines Zustandes von Interesse kann beinhalten Erfassen einer Fluidströmung,
wie gezeigt in Schritt 2066, Erfassen der Fluid Viskosität
wie gezeigt in Schritt 2068, oder Erfassen der Fluid Scherung,
wie gezeigt in Schritt 2070.
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38 zeigt weitere Varianten des Verfahrens von 36. Wieder beinhaltet das Verfahren ein Vortreiben
der Lumen-beweglichen Einheit durch ein Körperlumen in
Schritt 2102; zumindest periodisch Gestatten des Fliessens
des Fluids durch das Körperlumen und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden Teil
der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2104; Erfassen
eines Zustandes von Interesse mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2106; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich zumindest
teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet zumindest zum
Teil in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse
in Schritt 2108; und Ausführen einer Aktion mit
dem aktiven Teil der Lumen- beweglichen Einheit in Reaktion auf das
Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2110. Zusätzlich
kann das Verfahren beinhalten das Ausführen einer Aktion
mit einem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion
auf das Reaktion-einleitende Signal während sich die Lumen-bewegliche Einheit
durch das Körperlumen vortreiben, wie gezeigt in Schritt 2114.
Alternativ kann das Verfahren beinhalten das Ausführen
der Aktion mit dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in
Reaktion auf das Reaktion-einleitende Signal folgend dem Beenden
der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit in der Nähe
des Zustandes von Interesse, wie gezeigt in Schritt 2116.
-
39A und 39B zeigen
weitere Varianten des Verfahrens von 36.
Der Grundschritt des Verfahrens beinhaltet das Vortreiben der Lumen-beweglichen
Einheit durch ein Körperlumen in Schritt 2152;
zumindest periodisch Gestatten des Fliessens des Fluids durch das
Körperlumen und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden Teil
der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2154; Erfassen
eines Zustandes von Interesse mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2156; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich zumindest
teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet zumindest zum
Teil in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse
in Schritt 2158; und Ausführen einer Aktion mit
dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf das
Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2160. Erfassen eines Zustandes
von Interesse mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen Einheit
kann beinhalten das Erfassen einer Konzentration einer chemischen
Verbindung oder Spezies (in Schritt 2164), Erfassen eines optischen
Parameters (in Schritt 2166), Erfassen eines akustischen
Parameters (in Schritt 2168), Erfassen eines Biomoleküls
mit einem Biosensor (in Schritt 2170), Erfassen eines elektrischen
Parameters (in Schritt 2172), Erfassen eines magnetische Parameters
(in Schritt 2174), Erfassen des Druckes im Körperlumen
(in Schritt 2176) oder Erfassen der Temperatur im Körperlumen
(in Schritt 2178), wie gezeigt in 39A oder
wie gezeigt in 39B, Erfassen des pH-Wertes
in einem Körperlumen (in Schritt 2180), Erfassen
eines anatomischen Merkmales (in Schritt 2182), Erfassen
eines Ortes (in Schritt 2184), Erfassen einer künstlichen
Struktur (in Schritt 2186), oder Erfassen der Zeit (in
Schritt 2188). Wenn eine künstliche Struktur erfasst
wird, wie in Schritt 2186, kann das Verfahren beinhalten
die Schritte zur Abgabe von Material oder Struktur zu einer künstlichen Struktur
(in Schritt 2190), Empfangen eines Materials oder Struktur
von der künstlichen Struktur (in Schritt 2192),
oder Einsammeln der künstlichen Struktur (in Schritt 2194).
Dieses kann beinhalten das Verbinden mit der künstlichen
Struktur, so dass diese von der Lumen-beweglichen Struktur geschoben
oder gezogen werden kann, oder es kann beinhalten das Empfangen
einer künstlichen Struktur um in der Lumen-beweglichen
Einheit enthalten zu sein oder getragen zu werden.
-
Schritte 40A–40E zeigen
weitere Varianten des Verfahrens wie im Allgemeinen beschrieben
in 36. Abermals beinhaltet das Verfahren das Vortreiben
der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen in
Schritt 2252; zumindest periodisch Gestatten des Fliessens
des Fluids durch das Körperlumen gestatten und vorbei an
dem Fluid-kontaktierenden Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2254;
Erfassen eines Zustandes von Interesse mit einem Sensor auf der
Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2256; Erzeugen eines
Reaktioneinleitenden Signals mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis
der sich zumindest teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet
zumindest zum Teil in Reaktion auf das Erfassen eines Zustandes von
Interesse in Schritt 2258; und Ausführen einer Aktion
mit dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf
das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2260. Wie gezeigt
in 40A, kann der Schritt des Ausführens
der Aktion mit dem aktiven Teil (in Schritt 2260) beinhalten
das Senden eines Signals zu einem entfernten Ort (in 2264),
Freigeben von Material (in Schritt 2266), welches zum Beispiel eins
von einem Haftmittel, eine Füller, ein Hydrogel, ein Antibiotikum,
ein Arzneimittel, ein Nährstoff, ein Hormon, ein Wachstumsförderer,
eine Medikation, eine therapeutische Verbindung, ein Enzym, ein
Protein, ein genetisches Material, eine Zelle, ein Zellfragment,
ein Impfstoff, ein Vitamin, ein Neurotransmitter, ein Neurotropi scher-Agent,
ein Neuroaktives Material, ein Cytokin, ein Zellsignalisierendes
Material, ein proapoptotischer-Agent, ein anti-proapoptotischer-Agent,
ein Immunisierungsbeschleuniger, ein Anti-Entzündungs-Agent,
ein Salz, ein Ion, ein Antioxidant, ein bildgebender-Agent, ein
bezeichnender-Agent, eine diagnostische Komponente, ein Nanomaterial,
einen Verzögerer, einen Blocker (wie angezeigt in Schritt 2268).
Alternativ wie gezeigt in 40B kann
das Ausführen einer Aktion mit dem aktiven Teil beinhalten
das einsammeln von Material von dem Körperlumen (wie gezeigt
in Schritt 2270), was beinhalten könnte das Einsammeln
einer Probe von einem Fluid in dem Körperlumen (wie angezeigt in
Schritt 2272) oder das Einsammeln einer Probe von der Wandregion
von dem Körperlumen (wie gezeigt in Schritt 2274).
Alternativ kann das Verfahren das Einsammeln einer Probe von hinter
der Wandregion von dem Körperlumen beinhalten, z. B. mit
Hilfe einer Nadel um in die Lumenwand zu stechen und/oder die Verwendung
eines Permeabilitätserhöhers.
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In
einigen Versionen des Verfahrens, wie gezeigt in 40B, kann das Ausführen einer Aktion mit
dem aktiven Teil beinhalten die Erzeugung von Erwärmung
oder Abkühlung, wie gezeigt in den Schritten 2276 bzw. 2282.
Erwärmung kann an verschiedenen Orten zu verschiedenen
Zwecken verwendet werden. In einem Beispiel, kann das Verfahren
das Vortreiben der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen
zu einem Ort in der Nähe des präoptischen Bereichs
(bzw. Region) beinhalten, wobei das Ausführen einer Aktion
mit dem aktiven Teil beinhaltet das Erzeugen von Erwärmung
in der Nähe des präoptischen Bereichs, wie gezeigt
in Schritt 2278. In einem anderen Beispiel, kann Erwärmung dazu
verwendet werden um im männlichen Reproduktionssystem Keimzellen
zu zerstören, wie gezeigt in Schritt 2280. In
einem anderen Beispiel (nicht gezeigt), kann Erwärmung
dazu verwendet werden um Gewebe abzulösen. Zusätzlich,
oder alternativ, kann das Ausführen einer Aktion mit dem
aktiven Teil beinhalten Sichern der Lumen-beweglichen Einheit in
einer Position im Körperlumen, wie gezeigt in Schritt 2284,
z. B. unter Verwendung von verschiedenen Positionierungs- oder Lumenwand-interagierenden Strukturen.
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Wie
gezeigt in 40C, kann in einigen Ausführungsformen
das Ausführen einer Aktion mit dem aktiven Teil beinhalten
das Abstrahlen von elektromagnetischer Strahlung, wie gezeigt in
Schritt 2286. Die Aktion kann beinhalten Abstrahlen von
ultravioletter, infraroter, optischer, mikrowellen, oder millimeterwellen
elektromagnetischer Strahlung, wie angezeigt in den Schritten 2288, 2290, 2292, 2294 bzw. 2296.
Alternativ wie gezeigt in Schritt 2298 von 40D kann das Ausführen einer Aktion mit
dem aktiven Teil beinhalten das Abstrahlen von akustischer Energie,
beinhaltend aber nicht begrenzend auf Überschall akustische
Energie, wie angezeigt in Schritt 2300. Wie gezeigt in 40D kann das Ausführen einer Aktion mit
einem aktiven Teil beinhalten das Ausüben von Druck auf
ein Körperlumen (Schritt 2302), durch Expansion
des aktiven Teils oder durch das Freigeben eines Gases oder Fluides.
In anderen Ausführungsformen, kann das Ausführen
einer Aktion mit dem aktiven Teil beinhalten die Modulation des Flusses
des Fluids durch zumindest einen Teil des Körperlumens,
wie gezeigt in Schritt 2304, zum Beispiel durch Blockieren
des Flusses des Fluids durch zumindest einen Teil des Körperlumens
(Schritt 2306), Modifizieren der Richtung des Flusses des Fluids
in zumindest einem Teil des Körperlumens (2308),
oder Modifizieren der Menge von Wirbelströmung (Schritt
D). Modifizieren der Richtung des Flusses des Fluids kann beinhalten
das Richten des Flusses auf eine bestimmte Region und/oder in eine
bestimmte Abzweigung des abgezweigten Lumens, zum Beispiel durch
Verwendung von verschiedenen Fluss-richtenden Strukturen wie hier
offenbart. Modifizieren der Richtung des Flusses des Fluids kann auch
beinhalten die Umkehr der Richtung des Flusses, was zum Beispiel
dadurch erreicht werden kann, dass der Druck innerhalb des Lumens
geändert wird, wie hier offenbart.
-
Wie
gezeigt in 40E kann in einigen Ausführungsformen,
dass Ausführen einer Aktion mit dem aktiven Teil in Schritt 2260 beinhalten,
das zumindest teilweise Entfernen von spezifischen Komponenten von
zumindest einem Teil des Fluids in dem Körperlumen, wie
gezeigt in Schritt 2312, oder Aktivieren von zu mindest
einem Katalysator, wie gezeigt in Schritt 2314. In wieder
anderen Ausführungsformen kann das Ausführen einer
Aktion mit einem aktiven Teil beinhalten, das Generieren eines elektrischen
Feldes, wie gezeigt in Schritt 2316, Generieren eines magnetischen
Feldes, wie gezeigt in Schritt 2318, oder Schaben oder
Schneiden zumindest eines Teils von dem Körperlumen, wie
angezeigt in Schritten 2320 bzw. 2322. Ausführen
einer Aktion mit einem aktiven Teil kann beinhalten Freigeben einer künstlichen
Struktur von der Lumen-beweglichen Einheit, wie gezeugt in Schritt 2324 und
in einigen Ausführungsformen, Anfüngen der künstlichen
Struktur an eine Wand des Körperlumens, wie gezeigt in Schritt 2326.
Wie gezeigt in 40F, Ausführen einer
Aktion mit dem aktiven Teil in Schritt 2260 kann beinhalten
das Abgeben eines Materials oder Struktur an ein empfangendes Teil
einer künstlichen Einheit, wie gezeigt in Schritt 2328,
Empfangen von Material oder Struktur von einem abgebenden Teil von einer
künstlichen Einheit, wie gezeigt in 2230. Abschließend
kann das Verfahren beinhalten eines oder mehrere von Senden von
Energie zur Lumen-beweglichen Einheit, wie gezeigt in Schritt 2332,
Senden eines Signals zu einer Lumen-beweglichen Einheit, wie gezeigt
in Schritt 2334, Empfangen eines Signals von einer entfernten
Quelle mit der Lumen-beweglichen Einheit, wie gezeigt in Schritt 2336,
oder empfangen von Energie von einer entfernten Quelle mit der Lumen-beweglichen
Einheit, wie gezeigt in Schritt 2338.
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Eine
Lumen-bewegliche Einheit wie hier beschrieben kann beinhalten einen
Steuerschaltkreis zur Steuerung verschiedener Aspekte des Betriebs von
einer Einheit. Lumen-bewegliche Einheiten und Systeme wie hier beschrieben
können arbeiten unter der Steuerung eines Steuerschaltkreises,
welcher beinhalten kann Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination
daraus.
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41 ist ein Blockdiagram welches in größerem
Detail verschiedene Schaltkreiskomponenten einer Lumen-beweglichen
Einheit darstellt. Wie an anderer Stelle diskutiert kann sich der
gesamte Schaltkreis auf dem strukturellen Element der Lumen-beweglichen
Einheit befinden oder er kann verteilt sein zwischen der Lumen-beweglichen
Einheit und einem entfernten Teil. Das Lumen-bewegliche System kann
einen oder mehrere Sensoren 2400 beinhalten zum Messen
und Erfassen eines Zustandes von Interesse. Abtastschaltkreis 2402 kann
mit zugeordnet sein zu Sensoren 2400. Das Lumen-bewegliche
System kann beinhalten verschiedene Steuerschaltkreise 2404,
beinhaltend einen Reaktions-einleitenden Schaltkreis 2406.
Reaktion-einleitender Schaltkreis 2406 kann ein Reaktion-einleitendes
Signal für den aktiven Teil 2408 zur Verfügung
stellen. Steuerschaltkreise 2404 können auch einen
Datenspeichernden Teil 2412 beinhalten der zum Beispiel dazu
genutzt werden kann zum Speichern von Musterdaten 2414 oder
Mustervariablen 2416 zum Bestimmen eines Aktivierungsmusters
des aktiven Teils 2408. Datenspeichernden Teil 2412 kann
auch Positionierungsinformationen speichern, beinhaltend zum Beispiel
die momentane Position der Einheit oder die Position einer oder
mehrerer Zielorte oder Orientierungshilfen oder eine Karte einiger
oder aller relevanten Körperlumen eines Patienten. In einigen
Ausführungsformen kann der Steuerschaltkreis 2404 beinhalten
einen Bewegungssteuerungsschaltkreis 2418 zur Steuerung
des Vortriebsmechanismus 2420 und optionalen Lenkmechanismus 2422.
Steuerschaltkreis kann beinhalten Sende/Empfänger Schaltkreis 2424,
der zur Verfügung steht zum Senden und Empfangen von Daten
und/oder Energie Signalen zwischen der Lumen-beweglichen Einheit
und einem oder mehreren entfernten Teilen oder externen Einheiten
(z. B., Überwachungs oder Aufnahme Ausrüstung).
Einen Benutzereingabeteil 2426 der zur Verfügung
stehen kann für Eingaben von Benutzerinstruktionen, Parameter,
etc. zum Steuern des Schaltkreises 2404. Abschließend
können ein oder mehrere Energiequellen 2428 den
elektrischen Komponenten des Lumen-beweglichen Systems Energie zur
Verfügung stellen. Einige Komponenten einer Lumen-beweglichen
Einheit können bedient werden im Ganzen oder in Teilen
unter Softwaresteuerung und Steuerungsschaltkreis 2404 kann
beinhalten Hardware, Software, Hardware oder verschiedene Kombinationen
daraus. Die Lumen-bewegliche Einheit kann beinhalten Komponenten
die primär auf Hardware basieren, z. B. Sensor 2400,
aktiven Teil 2408, Vortriebsmechanismus 2420,
Lenkmechanismus 2422 und optional Benutzereingabeeinheit 2426.
Hardware basierende Einheiten können beinhalten Komponenten
die elektrisch, mechanisch, chemisch, optisch, elektromechanisch,
elektrochemisch, elektrooptisch sind und sind nicht begrenzend auf
spezifische Beispiele, die hierin präsentiert sind. Wie
beschrieben an anderer Stelle in einigen Ausführungsformen
können Teile des Steuerungsschaltkreises zum Beispiel beinhalten
den Reaktion-einleitenden Schaltkreis, der sich in oder auf dem
strukturellen Element befindet während in einer anderen
Ausführungsform der Reaktioneinleitende Schaltkreis sich an
einem entfernten Ort vom strukturellen Element befindet.
-
In
vielen Ausführungsformen, kann der Steuerschaltkreis wie
beschrieben in 41 implementiert sein in Form
von Logik, zum Beispiel Software oder digital Logikschaltkreis. 42 beschreibt Logikmodule (die entweder Software
oder Hardware sein können) die dazu verwendet werden können
zur Steuerung einer Lumen-beweglichen Einheit wie hier beschrieben.
Wie gezeigt in 42, kann Logik 2500 zum
Steuern einer Lumen-beweglichen Einheit beinhalten zum Beispiel
ein Abtastmodul 2502 geeignet zur Verarbeitung einer Eingabe
eines Sensors 2504 auf der Lumen-beweglichen Einheit zum
Generieren eines Abtastsignals, welches das Erfassen eines Zustandes
von Interesse im Körperlumen eines Organismus anzeigt;
ein Reaktion-einleitendes Modul 2506 welches in der Lage
ist zum Empfangen des Abtastsignals von dem Abtastmodul 2502 und
basierend auf zumindest einem Teil des Abtastsignals ein Reaktion-einleitendes
Signal zu generieren, welches konfiguriert ist zu veranlassen, dass
eine Aktion im Körperlumen ausgeführt wird von
dem aktiven Teil 2508 der Lumen-beweglichen Einheit; und
ein Bewegungssteuerungsmodul 2510 das in der Lage ist zum Steuern
mindestens eines von einem Vortriebsmechanismus 2512 oder
einem Lenkmechanismus 2514 auf der Lumen-beweglichen Einheit
zum Steuern der Richtung und dem Maß an Bewegung der Lumen-beweglichen
Einheit durch das Körperlumen. Die Logik kann implementiert
sein in einem digitalen Schaltkreis, analogen Schaltkreis, Software
oder einer Kombination davon. Das Bewegungssteuerungsmodul 2510 kann
in der Lage sein zum Empfangen des Abtastsignals von dem Abstastmodul 2502 und zum
Steuern von mindestens einem Vortriebsma chanismus 2512 oder
dem Lenkmechanismus 2514 auf der Lumen-beweglichen Einheit
basierend zumindest teilweise auf dem Abtastsignals. In einer alternativen Ausführungsform,
wie gezeigt in 43 kann das Bewegungssteuerungsmodul 2510 in
der Lagen sein zum Steuern von zumindest einem Vortriebsmechanismus 2512 oder
Lenkmechanismus 2514 auf der Lumen-beweglichen Einheit
basierend zumindest teilweise auf dem Bewegungsteuerungssignals
von einem entfernten Teil 2520. Andernfalls ist die Logik 2550 so,
wie die die in 42 gezeigt ist, beinhaltend ein
Abtastmodul 2502 das in der Lage ist zum Verarbeiten eines
Eingangs von einem Sensor 2504 auf der Lumen-beweglichen
Einheit und zum Generieren eines Abtastsignals, welches das Erfassen
eines Zustandes von Interesse im Körperlumen des Organismus
anzeigt; einem Reaktion-einleitenden Modul 2506 das in
der Lage ist zum Empfangen des Abtastsignals von dem Abtastmodul 2502 und
basierend zumindest zum Teil auf dem Abtastsignal zum Generieren
eines Reaktion-einleitenden Signals, welches konfiguriert ist zu
veranlassen, dass eine Aktion im Körperlumen ausgeführt
wird von dem aktiven Teil 2508 der Lumen-beweglichen Einheit;
und ein Bewegungsteuerungsmodul 2510 das in der Lage ist
zum Steueren von zumindest einem Vortriebsmechanismus 2512 oder
Lenkmechanismus 2514 auf der Lumen-beweglichen Einheit
zum Steuern der Richtung und dem Maß an Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit
durch das Körperlumen. In einer anderen Ausführungsform
kann das Bewegungsteuerungsmodul 2510 in der Lage sein
zum Steuern von zumindest einem Vortriebsmechanismus 2512 oder
Lenkmechanismus 2514 auf der Lumen-beweglichen Einheit
basierende zumindest zum Teil auf einem vorprogrammierten Bewegungsmuster,
zum Beispiel ein Bewegungsmuster gespeichert im Datenspeicherort 2412 wie
Datenspeicherort 2412 in 41.
In einigen Ausführungsformen, kann Abtastmodul 2502 in der
Lage sein ein Abtastsignal zu generieren welches die Präsenz
oder das Fehlen des Zustandes von Interesse anzeigt, wobei das Reaktion-einleitende
Modul 2506 in der Lage sein kann ein Reaktion-einleitendes
Signal zu generieren, welches konfiguriert ist zum Einleiten des
Ausführens einer Aktion im Körperlumen bei dem
aktiven Teil 2508 der Lumen-beweglichen Einheit. Reaktion-einleitendes
Modul 2506 kann beinhalten Steuerlogik die vorprogrammierte Muster,
die im Speicherort auf der Lumen-beweglichen Einheit gespeichert
sind zu verwenden (wieder, wie der Datenspeicherort 2412 in 41).
-
In
einigen Ausführungsformen kann das Abtastmodul 2502 in
der Lage sein ein Abtastsignal zu generieren das die Präsenz
oder das Fehlen eines Zustandes von Interesse anzeigt und Reaktion-einleitendes
Modul 2506 das in der Lage sein kann zum Generieren eines
Reaktion-einleitenden Signals konfiguriert zum Steuern des Ausführens
einer Aktion im Körperlumen bei dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in einem vorprogrammierten Muster. In einigen Ausführungsforen
kann das Abtastmodul in der Lage sein zum Generieren eines Abtastsignals das
einen Parameterwert eines Zustandes von Interesse anzeigt, wobei
das Reaktion-einleitende Modul in der Lage sein kann zum Generieren
eines Reaktion-einleitenden Signals konfiguriert zum Einleiten des
Ausführens einer Aktion im Körperlumen bei dem aktiven
Teil 2508 der Lumen-beweglichen Einheit in Abhängigkeit
von dem Parameterwert des Zustandes von Interesse. Zusätzlich
kann das Reaktion-einleitende Modul 2506 in einigen Ausführungsformen
in der Lage sein zum Generieren eines Reaktion-einleitenden Signals
konfiguriert zur Steuerung der Aktion von dem aktiven Teil 2508 der
Lumen-beweglichen Einheit für eine Zeitspanne in Abhängigkeit
von dem Parameterwert des Zustandes von Interesse. In einiegen Ausführungsformen,
kann das Abtastmodul 2502 in der Lage sein zum Generieren
eines zeitvariablen Abtastsignals welches einen zeitvariablen Parameterwert
des Zustandes von Interesse anzeigt, wobei das Reaktion-einleitende
Modul 2506 in der Lage sein kann zum Generieren eines Reaktioneinleitenden
Signals welches konfiguriert ist zum Steuern des aktiven Teils 2508 der
Lumen-beweglichen Einheit in Abhängigkeit des zeitvariablen
Abtastsignals.
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44 stellt ein Verfahren zum Verwenden einer Lumen-beweglichen
Einheit dar das beinhaltet Bewegen einer sich durch ein Körperlumen selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2602; zumindest periodisch
Gestatten des Fliessens des Fluids durch das Körperlumen
und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2604; Erfassen eines Behandlungszieles
basierend auf zumindest einem Teil des Erfassen von einem Zustand
von Interesse im Körperlumen mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2606; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals zumindest zum Teil basierend auf das Erfassen eines Zustandes
von Interesse mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich
zumindest teilweise auf der Lumen-bweglichen Einheit befindet in
Schritt 2608; und Abgeben einer Behandlung zu einem Bahndlungsziel
mit einem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion
auf das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2610.
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45 zeigt eine erweiterte Version von dem Verfahren
von 44, beinhaltend die Schritte des
Bewegen einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit durch
ein Körperlumen in Schritt 2652; zumindest periodisch
Gestatten des Fliessen des Fluids durch das Körperlumen
und vorbei an einem Fluid-kontaktierenden Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2654; Erfassen eines Behandlungszieles
basierend auf zumindest einem Teil des Erfassens von einem Zustand
von Interesse im Körperlumen mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2656; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals zumindest zum Teil basierend auf dem Erfassen eines Zustandes
von Interesse mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis der sich
zumindest teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet in
Schritt 2658; und Abgeben einer Behandlung zu einem Behandlungsziel
mit einem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf
das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2660 und beinhaltet
weiter in Schritt 2664 das Beenden der Bewegung der Lumen-beweglichen
Einheit durch das Körperlumen nach Erfassen eines Behandlungszieles
mit dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit während
die Lumen-bewegliche Einheit zum Wesentlichen Teil unbeweglich im
Körperlumen ist. Ein weiterer Verfahrensschritt 2666 kann
beinhalten die Wiederaufnahme der Bewegung der Lumen-beweglichen
Einheit durch das Körperlumen nach der Abgabe einer Behandlung
an das Behandlungsziel mit dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen
Einheit.
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46 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens
von 44 beinhaltend das Bewegen
einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit durch ein Körperlumen
in Schritt 2702; zumindest periodisch Gestatten des Fliessens
des Fluids durch das Körperlumen und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden
Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2704; Erfassen
eines Behandlungszieles basierend auf zumindest einem Teil des Erfassens
von einem Zustand von Interesse im Körperlumen mit einem Sensor
auf der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2706; Erzeugen
eines Reaktion-einleitenden Signals zumindest zum Teil in Reaktion
auf das Erfassen eines Zustandes von Interesse mit dem Reaktion-einleitenden-
Schaltkreis der sich zumindest teilweise auf der Lumen-beweglichen
Einheit befindet in Schritt 2708; und Abgeben einer Behandlung
zu einem Behandlungsziel mit einem aktiven Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in Reaktion auf das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2710,
wobei das Abgeben der Behandlung an das Behandlungsziel beinhalten
kann das Abgeben einer Behandlung an das Behandlungsziel während
sich die Lumen-bewegliche Einheit am Behandlungsziel vorbei bewegt,
wie gezeigt in Schritt 2712.
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In
einigen Ausführungsformen wie dargestellt in 44, 45 und 46 kann
ein Verfahren zur Verwendung einer Lumen-beweglichen Einheit beinhalten
das Abgeben der Behandlung zu einem Behandlungsziel mit einem aktiven
Teil der Lumen-beweglichen Einheit, wobei die Behandlung bestimmt
wird basierend auf zumindest einem Teil von zumindest einem abgetasteten
Parameter des Behandlungszieles. In anderen Ausführungsformen kann
die Behandlung bestimmt werden zumindest zum Teil durch Behandlungsmuster
die in der Lumen-beweglichen Einheit gespeichert sind.
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In
einigen Fällen kann das Behandlungsziel beinhalten zumindest
einen Teil der Wand des Körperlumens oder in einigen Fällen
kann das Behandlungsziel hinter der Wand des Körperlumens
liegen, so dass das Abgeben der Behandlung zum Behandlungsziel mit
dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf das
Reaktion-einleitende Signal beinhalten kann das Abgeben der Behand lung
an das Behandlungsziel durch die Wand des Körperlumens.
In einigen Fällen kann das Behandlungsziel zumindest einen
Teil des Inhaltes eines Körperlumens beinhalten.
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Ein
weiteres Verfahren zur Verwendung einer Lumen-beweglichen Einheit,
wie umrissen in 47, kann auch beinhalten Einsetzen
der Lumen-beweglichen Einheit in ein Körperlumen durch Einbringen
eines Katheters der die Lumen-bewegliche Einheit trägt
in ein Körperlumen und Freigeben der Lumen-beweglichen
Einheit vom Katheter, in Schritt 2752 gefolgt vom Schritt
der Bewegung der selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit durch
ein Körperlumen in Schritt 2754; zumindest periodisch
Gestatten des Fliessens des Fluids durch das Körperlumen
und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2756; Erfassen eines Behandlungszieles
basierend auf zumindest einem Teil des Erfassens von einem Zustand
von Interesse im Körperlumen mit einem Sensor auf der Lumen-beweglichen
Einheit in Schritt 2758; Erzeugen eines Reaktion-einleitenden
Signals zumindest zum Teil in Reaktion auf das Erfassen des Zustandes
von Interesse mit dem Reaktion-einleitenden Schaltkreis, der sich
zumindest teilweise auf der Lumen-beweglichen Einheit befindet in
Schritt 2760; und Abgeben einer Behandlung zu einem Behandlungsziel
mit dem aktiven Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Reaktion auf
das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2762. Ein Verfahren
zur Verwendung einer Lumen-beweglichen Einheit kann optional beinhalten
das Zurückholen einer Lumen-beweglichen Einheit vom Körperlumen
durch Einbringen eines Katheters in das Körperlumen und
Herausziehen des Katheters aus dem Körperlumen, tragend
die Lumen-bewegliche Einheit, zum Beispiel wie gezeigt in Schritt 2764 von 47.
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In
einigen Ausführungsformen von eines Verfahrens zur Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit, wie gezeigt in 48A–48C,
können eine primäre Lumen-bewegliche Einheit 2802 und
eine sekundäre Lumen-bewegliche Einheit 2810 verwendet
werden. In einigen Ausführungsformen eines Verfahrens,
z. B. wie umrissen in 44, kann die selbst-vortreibende
Lumen-bewegliche Einheit eine sekundäre Lumen-bewegliche
Einheit 2810 sein und das Verfahren kann beinhalten das
Einbringen der sekundären Lumen-beweglichen Einheit 2810 in ein
Körperlumen durch Freigeben der sekundären Lumen-beweglichen
Einheit 2810 von der primären Lumen-beweglichen
Einheit 2802. In 48A,
ist primäre Lumen-bewegliche Einheit 2802 platziert
im Körperlumen 2800 nahe einem Abzweigpunkt 2804, wo
sich das Körperlumen 2800 in kleinere Lumen 2806 und 2808 verzweigt.
Sekundäre Lumen-bewegliche Einheit 1820 ist getragen
von primärer Lumen-beweglichen Einheit 2802 angefügt
durch Zurückhaltende Teile 2812 und 2814.
Primäre Lumen-bewegliche Einheit 2802 wird vorgetrieben durch
das Körperlumen 2800 (in diesem Beispiel mit Lumenwand-interagierenden
Strukturen 2816, 2818, 2820 und 2821).
Wie gezeigt in 48B wenn die primäre
Lumen-bewegliche Einheit 2802 den Abzweigpunkt 2804 erreicht
kann sie anhalten und die sekundäre Lumen-bewegliche Einheit 2810 freigeben.
Sekundäre Lumen-bewegliche Einheit 2810 kann kleiner
sein als die primäre Lumen-bewegliche Einheit 2802,
zum Beispiel um ihr zu gestatten sich in ein kleineres Körperlumen
zu bewegen in das die primäre Lumen-bewegliche Einheit
nicht passt, wie zum Beispiel Abzweigelumen 2806. Sekundäre
Lumen-bewegliche Einheit 2810 kann beinhalten Lumenwand-interagierende
Strukturen 2822, 2824, 2826 und 2828 die
betrieben werden, um es in das Abzweigelumen 2806 zu treiben
und weg von der primären Lumen-beweglichen Einheit 2802.
Wie dargestellt in 48C kann die primäre
Lumen-bewegliche Einheit den Abzweigepunkt 2804 verlassen nachdem
die sekundäre Lumen-bewegliche Einheit 2810 freigesetzt
wurde.
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Primäre
Lumen-bewegliche Einheit 2802 und sekundäre Lumen-bewegliche
Einheit 2810 können im Wesentlichen ein ähnliches
Design haben aber unterschiedliche Größen wie
beschreiben in 48A–48C. In einigen Ausführungsformen von
Verfahren wie umrissen in 44 kann
eine selbst-vortreibende Lumen-bewegliche Einheit (wie vorgetragen
in dem Verfahren von 44) eine primäre Lumen-bewegliche
Einheit wie gezeigt in 48 sein und
das Verfahren kann beinhalten das Einbringen einer sekundären
Lumen-bewegliche Einheit in das Körperlumen durch Freigeben
der sekundären Lumen-bewegliche Einheit von der primären Lumen-bewegliche
Einheit. Wie beschrieben in 48, kann
die sekundäre Lumen-bewegliche Einheit kleiner sein als
die primäre Lumen-bewegliche Einheit.
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49 zeigt ein Verfahren das beinhaltet, Bewegen
einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit durch ein Körperlumen
in Schritt 2902; zumindest periodisch Gestatten des Fliessens
des Fluids durch das Körperlumen und vorbei an dem Fluid-kontaktierenden
Teil der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2910; Erfassen
eines Behandlungszieles basierend auf zumindest einem Teil des Erfassens
von einem Zustand von Interesse im Körperlumen mit einem
Sensor auf der Lumen-beweglichen Einheit in Schritt 2912;
Erzeugen eines Reaktioneinleitenden Signals zumindest zum Teil basierend
auf dem Erfassen des Zustandes von Interesse mit dem Reaktion-einleitenden-
Schaltkreis der sich zumindest teilweise auf der Lumen-beweglichen
Einheit befindet in Schritt 2914; und Abgeben einer Behandlung
zu einem Behandlungsziel mit einem aktiven Teil der Lumen-beweglichen
Einheit in Reaktion auf das Reaktion-einleitende Signal in Schritt 2916.
Zusätzlich kann das Verfahren aus 49 beinhalten
Bewegen der Lumen-beweglichen Einheit durch das Körperlumen
zumindest zum Teil unter der Steuerung von einem entfernten Teil,
z. B. von der Art wie dargestellt in 35,
wie angezeigt in Schritt 2904. Ein Bewegungssteuerungssignal
kann zum Beispiel zu der Lumen-beweglichen Einheit gesendet werden mit
einem entfernten Teil. Das Bewegungssteuerungssignal kann generiert
sein mit dem entfernten Teil. Das Bewegungssteuerungssignal von
einem entfernten Teil kann mit einem Signalempfänger auf der
Lumen-beweglichen Einheit empfangen werden. Das Verfahren kann auch
beinhalten das Senden eines Signals, das das Erfassen eines Zustandes
von Interesse anzeigt, von der Lumen-beweglichen Einheit zu einem
entfernten Ort oder das Senden eines Signals, das das Ausführen
einer Aktion durch die Lumen-bewegliche Einheit anzeigt zu einem
entfernten Ort.
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Alternativ,
wie gezeigt in 49, kann Schritt 2906 ein
Verfahren zum Verwenden der Lumen-beweglichen Einheit beinhalten,
das Steuern der Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit durch das
Körperlumen mit einem Lenksteuerungsteil auf der Lumen-beweglichen
Einheit. Es soll hier angemerkt werden, dass in einigen Ausführungsformen,
Vortrieb ohne Lenkung zur Verfügung gestellt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann Bewegung der Lumen-beweglichen
Einheit durch das Körperlumen gesteuert werden basierend
auf zumindest einem Teil des Erfassens eines Zustandes von Interesse
in dem Körperlumen, gesteuert basierend auf zumindest einem
Teil der Verwendung eines Logikschaltkreises beinhaltend in der
Lumen-beweglichen Einheit und/oder gesteuert basierend auf zumindest
einem Teil eines Bewegungsmusters gespeichert in der Lumen-beweglichen
Einheit. In einer anderen Alternative, kann die Lumen-bewegliche
Einheit bewegt werden durch das Körperlumen in einem Wesentlich
zufälligen oder pseudozufälligen Muster, wie angezeigt in 49, Schritt 2908.
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In
dieser und in anderen Ausführungsformen des hier offenbarten
Verfahren, kann das Erfassen eines Zustandes von Interesse beinhalten
Erfassen einer Variation von Zuständen, beinhaltend aber
nicht begrenzend auf, eine Embolie, Plaque, Thrombose, Aneurysma,
Verengung, Durchstich, eine Perforation, ein Riss, eine Zergliederung,
ein Abriß, oder ein Abzweigpunkt in dem Körperlumen,
der Abzweigpunkt beinhaltet dabei zumindest zwei Körperlumenverzweigungen.
Der Ausdruck „Zustand" wie hier verwendet, kann verweisen
auf ein normal auftretendes anatomisches Merkmal, künstliche
oder andere fremde Strukturen, Merkmale, oder Zustände,
Krankheitsstadien oder Verletzungen die im Lumen vorhanden sind
entweder durch Veränderung oder aufgrund eines Zwecks und
verschiedene erfassbare oder messbare Charakteristika oder Parameter
die die Präsenz eines solchen Zustandes oder Merkmals anzeigen.
In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten
das Erfassen eines Abzweigepunktes in einem Körperlumen,
der Abzweigpunkt beinhaltet dabei zumindest zwei Körperlumenverzweigungen;
das Verfahren kann dann auch beinhalten Lenken der Lumen- beweglichen
Einheit in einen ausgewählten von den mindestens zwei Verzweigungen
des Körperlumens.
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Verschiedene
zusätzliche Beispiele von Ausführungsformen von
Lumen-beweglichen Einheiten sind nun gezeigt worden, zur weiteren
Darstellung der Verwendung von Lumen-beweglichen Einheiten, wie
hierin beschrieben.
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50A und 50B beschreiben
Lumen-bewegliche Einheit 3000 welche sich durch ein Körperlumen 3002 bewegt.
Lumen-bewegliche Einheit 3000 beinhaltet Sensor 3006,
Reaktion-einleitenden Schaltkreis 3010 und aktives Teil 3012.
Lumen-bewegliche Einheit 3000 beinhaltet auch Bewegungssteuerungsschaltkreis 3014,
Wie gezeigt in 50A, erfasst Sensor 3000 einen
Ort von Interesse in diesem Fall, Material 3008 an der
Wand 3004 des Körperlumens 3002. Material 3008 kann,
zum Beispiel Plaque an der Wand einer Arterie sein. Sensor 3006 kann
ein optischer Sensor, eine bildgebende Einheit oder verschiedene
andere Arten von Sensoren sein die dem Fachmann bekannt sind. Nach Erfassen
des Materials 3008, kann aktiver Teil 3012 aktiviert
werden, wie gezeigt in 50B.
In diesem Beispiel führt der aktive Teil 3012 eine
Ablösung von Material 3008 durch; zum Beispiel,
kann aktiver Teil 3012 eine optische Einheit sein, die
zum Ausführen Licht generiert, zum Beispiel Laserablösung
von Plaque oder es kann eine akustische Einheit sein zum Ausführen
von Ultraschallablösung von Plaque.
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51A und 51B beschreiben
eine Lumen-bewegliche Einheit 3050 die sich durch ein Lumen 3052 bewegt,
das verengt ist, z. B. durch Vasospasm. Lumen 3052 ist
definiert durch Lumenwände 3054, die durch Vasospasm 3056 verengt
sind, blockierend den Fluss vom Fluid durch das Lumen. Lumen-bewegliche
Einheit 3050 beinhaltet einen Sensor 3058, der
die Präsenz des Vasospasm erfasst, zum Beispiel durch Erfassen
des reduzierten Flusses des Fluids durch das Körperlumen.
Lumen-bewegliche Einheit 3050 beinhaltet auch eine Material-Freigabe-Struktur 3060,
die aktiviert werden kann um in Reaktion auf das Erfassen des Vasospasm 3056 eine
Vasoaktive Substanz 3064 freizusetzen um eine Entspannung des
Vasospasm zu erzeugen, wie dargestellt in 51B.
Lumen-bewegliche Einheit 3050 kann auch einen Vortriebsmechanismus 3062 und
auch andere Komponenten beinhalten, die nicht gezeigt sind in 51A und 51B,
die aber an anderer Stelle beschrieben sind.
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52A und 52B stellen
ein weiteres Beispiel einer Lumen-beweglichen Einheit 3100 dar die
sich durch ein Körperlumen 3102 bewegt. Körperlumen 3102 beinhaltet
ein Aneurysma 3104, welches erfasst werden kann durch einem
Sensor 3106 auf der Lumen-beweglichen Einheit 3100.
Ein Abtastsignal generiert beim Sensor 3106 veranlasst
Reaktion-einleitenden Schaltkreis 3108 zum Veranlassen der
Aktivierung der aktiven Teile 3110 und 3112 zum Interagieren
mit den Wänden 3114 von Körperlumen 3102,
um das Aneurysma 3104 zu verschließen und um zu
veranlassen, dass das Fluid durch das zentrale Lumen 3116 der
Lumen-beweglichen Einheit 3100 fließt anstatt
ins Aneurysma 3104.
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53A und 53B stellen
die Behandlung eines Fluids, welches durch die Lumen-bewegliche
Einheit 3150 fließt dar die positioniert ist in
einem Körperlumen 3152. Die Lumen-bewegliche Einheit 3150 kann
sich bewegen zum Beispiel zu einem Ort von Interesse durch die Verwendung
eines Vortriebmechanismus 3157, und dann mit der Lumenwand interagieren
um am Ort von Interesse zu verharren und das durchfließende
Fluid behandeln. Alternativ, kann Lumen-bewegliche Einheit 3150 das
Fluid behandeln während es sich durch das Körperlumen 3152 bewegt,
beinhaltend Fluid, das in der Lumen-beweglichen Einheit ist oder
durch sie hindurch fließt. Körperlumen 3152 ist
definiert durch die Wandteile 3154. In 53A wird Komponente 3164 des Fluids die
durch das Körperlumen 3152 fließt erfasst durch
Sensor 3158 im strukturellen Element 3156 der Lumen-beweglichen
Einheit 3150. Nach Erfassen der Komponente 3164 durch
Sensor 3158 wird ein Abtastsignal 3159 zum Reaktion-einleitenden
Schaltkreis 3160 gesendet, welcher ein Reaktion-einleitendes
Signal 3161 generiert. Reaktion-einleitendes Signal 3161 wird
zum aktiven Teil 3162 gesendet. Wie gezeigt in 53B, nach Erhalt des Reaktion-einleitenden Signals 3161 erzeugt
der aktive Teil 3162 eine Reaktion oder Aktion, die in
diesem Beispiel ein Energiepuls (z. B. akustische Energie) ist zum
Zerstören der Komponente 3164 (angezeigt nach
der Zerstörung mit dem Bezugszeichen 3164'). Zum
Beispiel, kann ein Puls von akustischer Energie verwendet werden
zum Modifizieren eines Nierensteins im Urinaltrakt, oder zum Modifizieren
eines anderen Objektes in einem anderen Körperfluid.
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In
Verbindung mit dem Erfassen der Präsenz von Material, Ort
oder anderen Zustandes von Interesse innerhalb oder nahe des Körperlumens
oder des Lumeninhaltes, kann der aktive Teil einer Lumen-beweglichen
Einheit oder System in der Lage sein zum Entfernen, Modifizieren
oder Zerstören eines Materials von Interesse oder Behandeln
einen Ort von Interesse. Modifizierung oder Zerstörung
von dem Material von Interesse kann durchgeführt werden
durch das Freigeben eines geeigneten Materials (z. B. ein Anti-Gerinnungsmittel
um Blutgerinnsel zu zerstören, Komponenten zum Einhüllen
eines Parasiten zur Erkennung durch das Immunsystem, oder durch
das Freigeben eines Entzündungshemmers, biomimetisch oder
biologisch zum Binden an ein und inaktivieren von einem Entzündungsbeschleuniger wie
zum Beipiel TNFα, durch die Abgabe geeigneter Energie (z.
B. akustische Energie zum Modifizieren eines Nierensteines, elektromagnetische
Energie, wie zum Beispiel Licht, um eine Photoreaktion hervorzurufen,
Aufbrechen von Bindungen in einem Molekül, Erzeugen von
Wärme, Verdampfung, Ablösung, etc., oder durch
die Abgabe von Wärme oder Kälte oder anderen chemo-physikalischen
Veränderungen (z. B. Umgebungsdruck, pH-Wert, Osmolarität,
giftige Materialeinführung/erzeugung) für Gewebe-Modifikationen,
wie in Ablösungen von zirkulierenden Tumorzellen oder Plaque
oder temperatur-induzierte Modifikationen von Sperma wenn es durch den
Samenleiter passiert.
-
In
einigen Ausführungsformen von Lumen-beweglichen Einheiten
oder Systemen, kann eine Lumen-bewegliche Einheit eine abgeschlossene
Einheit sein die alle Funktionalität für den Betrieb der
Einheit beinhaltet. In anderen Ausführungsformen, wie beschrieben
in 28, 35 oder 43,
kann ein Lumen-bewegliches Sys tem beinhalten eine Lumen-bewegliche
Einheit die in ein Körperlumen platziert werden kann und
einen entfernten Teil der einen Teil der Funktionalität
des Lumen-beweglichen Systems beinhaltet. In einigen Ausführungsformen
sind alle wichtigen Funktionalitäten für den Betrieb
der Lumen-bewegliche Einheit auf der Lumen-bewegliche Einheit platziert,
aber gewisse Hilfsfunktionen können platziert sein in dem
entfernten Teil. Zum Beispiel kann das entfernte Teil Überwachung
des Betriebes der Lumen-bewegliche Einheit zur Verfügung
stellen oder Daten sammeln oder analysieren. Das entfernte Teil
kann innerhalb des Körpers eines Patienten mit Abstand
von der Lumen-bewegliche Einheit platziert sein oder außerhalb des
Körpers des Patienten, wie beschrieben in 28. Das entfernte Teil kann platziert sein nahe am
Patienten (z. B. getragen oder angezogen an den Körper
des Patienten oder platziert auf einem Tisch neben dem Patienten)
oder distanziert vom Patienten (z. B. in einem anderen Raum oder
Gebäude, oder in einer anderen Stadt, Staat oder Land).
Daten- und/oder Energiesignale können gesendet werden zwischen
Lumen-beweglicher Einheit und entferntem Teil unter Verwendung von
elektromagnetischen oder akustischen Signalen oder können
in einigen Ausführungsformen getragen werden über
elektrische oder optische Verbindungen. Verschiedene Arten und/oder
Kombinationen von Arten von Kommunikationsverfahren und Einheiten
können verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind.
In einigen Ausführungsformen, kann Senden von Informationen zwischen
der Lumen-bewegliche Einheit und einem oder mehreren entfernten
Teilen über multiple Kommunikationskanäle ablaufen,
in Serie oder Parallel. Generell kann das entfernte Teil an einem
Ort platziert sein, wo mehr Raum zur Verfügung steht als
im Körperlumen, oder der einfacher zugänglich
ist als das Körperlumen. Es ist versteht sich, dass ein
Teil von dem elektrischen Schaltkreisteil von einem Lumen-beweglichen
System (welches beinhalten kann Hardware, Firmware, Software oder
eine Kombination daraus) platziert sein kann, in einem entfernten Teil.
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Verfahren
zum Verteilen der Funktionalität von Systemen zwischen
Hardware, Firmware und Software, die an zwei oder mehreren Stellen
sind, sind dem Fach mann bekannt. Ein elektrisches Schaltkreisteil
eines Lumen-beweglichen Systems kann beinhalten ist aber nicht begrenzend
auf, elektrischen Schaltkreis zugehörig zum Sensor, Reaktion-einleitender
Schaltkreis und Elektronik zugehörig zum aktiven Teil.
Währen der Reaktion-einleitende Schaltkreis diskutiert
wurde im Kontext von elektrischen Schaltkreisen, versteht es sich,
dass in einigen Ausführungsformen andere Arten von Logik/Schlatungen
verwendet werden können anstelle von oder zusätzlich
zu elektrischen Schaltkreisen und der Reaktion-einleitende Schaltkreis
und andere Schaltkreise, die hier beschrieben sind, sind nicht begrenzt
auf elektrische Schaltkreise. Zum Beispiel, Fluid-Schaltkreis, chemisch-mechanischer
Schaltkreis und oder andere Arten von Logik/Schaltkreise die äquivalente Funktionalitäten
aufweisen und die in einigen Ausführungsformen verwendet
werden können.
-
In
einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche Einheit
ein externes Lenksystem beinhalten das in der Lage ist zum Senden
eines kabellosen Signals zum strukturellen Element. In einigen Ausführungsformen
kann die Lumen-bewegliche Einheit ein Lenksteuerungsteil in oder
auf dem strukturellen Element beinhalten. Der Lenksteuerungsteil in
oder auf dem strukturellen Element und ein externes Lenksystem können
in einer Vielzahl von Wegen betrieben werden.
-
Eine
Lumen-bewegliche Einheit kann ein bildgebenden Marker oder Kennzeichner
beinhalten und der entfernte Teil kann ein externes bildgebendes
System beinhalten oder in der Lage sein Informationen von einem
externen bildgebenden System zu empfangen. Die Position der Lumen-beweglichen Einheit
kann abgestimmt werden mit einer vorher existierenden Karte des
Körpers des Patienten oder kann verwendet werden um eine
Karte des Körpers des Patienten zu erstellen. Bewegung
der Lumen-bewegliche Einheit kann gesteuert werden basierend auf
zumindest im Teil auf dem Ort der Lumen-beweglichen Einheit innerhalb
des Körpers des Patienten. In einigen Ausführungsformen
kann die Lumen-bewegliche Einheit einen Datenspeicherort beinhalten in
welchen eine Karte des Körperes des Patienten gespeichert
werden kann. Eine vorher existierende Karte kann gespeichert werden
in dem Datenspeicherort bevor die Lumen-bewegliche Einheit eingebracht
wird in das Körperlumen des Patienten. Alternativ kann
eine Karte generiert werden, entweder unter Verwendung von Logik
auf der Einheit oder im entfernten System, auf der Basis von Informationen die
von der Einheit gesammelt werden während sie sich durch
den Körper des Patienten bewegt und die so generierte Karte
kann gespeichert werden in einem Speicherort auf der Lumen-beweglichen
Einheit oder anderswo. In einigen Ausführungsformen kann anstelle
des Speicherns einer Karte andere Position betreffende oder ortsabhängige
Informationen gespeichert werden, die verwendet werden können
um den Weg der Lumen-beweglichen Einheit durch den Körper
zu steuern. In einigen Ausführungsformen kann es gewünscht
sein, dass die Einheit eine statistische Verteilung von Lumengrößen
oder Orten abdeckt während sie sich bewegt, aber es kann
möglich sein, dass es nicht notwendig ist, dass es sich
auf einer speziellen Route durch den Körper bewegt und Größen-
und Ortsinformationen für schon besuchte Stellen können
abgespeichert werden und verwendet werden zur Auswahl der Route
die von der Einheit eingeschlagen wird.
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54 stellt eine Ausführungsform einer
Lumen-beweglichen Einheit 3900 dar, welche einen Vortriebsmechanismus 3902 beinhaltet,
welcher in der Lage ist Richtungsbewegung der Lumen-beweglichen
Einheit 3900 durch ein Körperlumen zu erzeugen;
einen Lenkmechanismus 3904, welcher in der Lage ist eine
Bewegungsrichtung der Lumen-beweglichen Einheit zu verändern;
zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber 3906,
welcher konfiguriert ist für zumindest eines von Produzieren
eines Ausgangsignals, welches repräsentativ ist für
ein bioelektromagnetisches Signal, welches von einem Zielgewebe
abgetastet wurde oder Abgeben eines elektromagnetischen Stimulus
an das Zielgewebe; und zumindest eines von einem signalverarbeitenden
Teil 3908, welches in der Lage ist das Ausgangsignal des
elektromagnetischen Messwertgebers zu verarbeiten oder einer Stimulusquelle 3910,
welche in der Lage ist einen elektromagnetischen Stimulus zu erzeugen
zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Aus druck „bioelektromagnetisches
Signal" auf ein Signal, welches ein elektrisches, magnetisches,
und/oder elektromagnetisches Signal (oder Kombination davon) ist,
welches biologischen Ursprungs ist, wie es zum Beispiel von neuralem
Gewebe, Herzgewebe, und verschiedenen anderen Körpergeweben
erfasstt werden kann, wie der Fachmann weiß. Von bioelektromagnetischen
Signalen wird angenommen, dass sie elektrische und ionische Ströme,
Potenziale, und/oder Ladungen, zum Beispiel magnetische Felder,
Flüsse, statische und quasi-statische elektromagnetische
Felder enthalten. Eine biologische Signalquelle kann sowohl elektrische
als auch magnetische Felder erzeugen, von denen jeweils eines oder
beide erfasst werden können, und welche in einigen Fällen miteinander
in Beziehung stehen. Siehe J. Malmivuo and R. Plonsey, Bioelectromagnetism:
Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Oxford
University Press, NY, 1995 (Web Version), http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/,
welches in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist; insbesondere,
Kapitel 11 und 12 diskutieren die Theorie, welche bioelektrischen
bzw. biomagnetischen Messungen zugrunde liegt, Kapitel 13 und 14
diskutieren elektrische und magnetische Messungen von elektrischen
Aktivitäten von neuralem Gewebe und Kapitel 15–20
diskutieren elektrische und magnetische Messungen von elektrischen
Aktivitäten des Herzens.
-
Die
Lumen-bewegliche Einheit kann zumindest eine Wand-interagierende
Struktur beinhalten, welche in der Lage ist, mit einer Wand des
Körperlumens zu interagieren um die Lumen-bewegliche Stimulationseinheit
in Bezug auf die Wand des Körperlumens in der Nähe
eines Zielgewebes zu sichern. Eine Wand-interagierende Struktur
kann zum Beispiel eine sich ausdehnende oder ausbreitende Struktur
sein oder eine Struktur, welche mit die Lumenwand durch andere Mechanismen
interagiert, wie Saugmechanismen, Haftmittel, Klauen oder Haken,
wie anderswo hierin beschrieben. Die Lumen-bewegliche Einheit kann
ein Strukturelement beinhalten, welches konfiguriert ist um zumindest
periodisch das Bewegen von Flüssigkeit durch das Körperlumen
entlang der Lumen-beweglichen Einheit zu erlauben. In einigen Fällen
kann das Strukturelement kontinuierlichen oder nahezu kontinuierlichen
Fluss von Fluid entlang der Lumen-beweglichen Einheit erlauben,
während in anderen Fällen die Einheit Fluidbewegung
zu einigen Zeiten erlaubt und Fluidbewegung zu anderen Zeiten verhindert,
in einer gesteuerten und/oder vorhersagbaren Weise. Das Strukturelement
kann wie hierin beschrieben sein in Verbindung mit 2A–2D, 3A–3C und
anderswo hierin.
-
In
einigen Ausführungsformen, wie dargestellt in 55, kann die Lumen-bewegliche Einheit 3950 konfiguriert
sein zum Aufzeichnen und dies zusätzlich zu einem Vortritebsmechanismus 3952,
welcher in der Lage ist Richtungsbewegung der Lumen-beweglichen
Einheit 3950 durch ein Körperlumen zu erzeugen;
einen Lenkmechanismus 3954, welcher in der Lage ist eine
Bewegungsrichtung der Lumen-beweglichen Einheit zu verändern,
welche zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber 3956 beinhalten
kann, welcher konfiguriert ist zum Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde und zumindest
ein signalverarbeitendes Teil 3958, welches in der Lage
ist das bioelektromagnetische Signal, welches von dem Zielgewebe
aufgezeichnet wurde mit dem zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber zu verarbeiten. Lumen-bewegliche Einheit 3950 kann
auch einen Datenspeicherort 3960 beinhalten oder andere
Strukturen zum Speichen von abgetasteten Signalen. Alternativ kann Lumen-bewegliche
Einheit 3950 einen Sender zum Senden des abgetasteten Signals
an einen entfernten Ort beinhalten.
-
In
anderen Ausführungsformen, wie illustriert in 56, kann die Lumen-bewegliche Einheit 4000 konfiguriert
sein zur Stimulation, beinhaltend einen Vortriebsmechanismus 4002,
Lenkmechanismus 4004, zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber 4006, welcher konfiguriert ist zum Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe, und zumindest
eine Stimulusquelle 4008, welche in der Lage ist, einen
elektromagnetischen Stimulus zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem
zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber zu erzeugen.
-
57 stellt eine Version einer Lumen-beweglichen
Einheit 4100 dar, welche konfiguriert ist sowohl Stimulationen
als auch Aufzeichnungen durchzuführen. 57 stellt dar und beschreibt zusätzlich
Komponenten, welche in verschiedenen Ausführungsformen
der Lumen-beweglichen biologischen Schnittstelleneinheit beinhaltet
sein können, welche nur Stimulation oder nur Aufzeichnung
durchführen, zum Beispiel wie dargestellt in vereinfachter schematischer
Form in 54, 55 und 56. Lumen-bewegliche
Einheit 4100 kann zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber 4102 beinhalten,
welcher konfiguriert ist ein Ausgangssignal zu erzeugen, welches
repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe (in diesem Beispiel sind zwei
elektromagnetische Messwertgeber 4102 dargestellt, jedoch
kann einer oder eine größere Anzahl von elektromagnetischen
Messwertgebern für das Abtasten verwendet werden) abgetastet
wurde, zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber 4104,
welcher konfiguriert ist zum Abgeben eines elektromagnetischen Stimulus
an ein Zielgewebe (wieder sind in diesem Beispiel zwei elektromagnetische
Messwertgeber zum Abgeben von Stimuli dargestellt, jedoch kann einer
oder eine größere Anzahl von elektromagnetischen
Messwertgebern zur Stimulation verwendet werden), zumindest ein
signalverarbeitendes Teil 4106, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal des elektromagnetischen Messerwertgebers 4102 zu verarbeiten
und zumindest eine Stimulusquelle 4108, welche in der Lage
ist, einen elektromagnetischen Stimulus zu erzeugen zur Abgabe an
das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber 4104.
In einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche
Einheit 4100 zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber
beinhalten, welcher konfiguriert ist sowohl zum Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde als auch zum
Abgeben eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe; d.
h. ein einzelner elektromagnetischer Messwertgeber kann sowohl Aufzeichnung
als auch Sti mulationsfunktionen durchführen. In andere
Ausführungsformen werden getrennte Strukturen zum Aufzeichnen
und Stimulieren verwendet. Getrennte Strukturen können
von der gleichen oder verschiedenen Art sein. Obwohl 57 zwei Messwertgeber zur Aufzeichnung und zwei
Messwertgeber zur Stimulation darstellt, wird in Erwägung
gezogen, dass eine einzelne Lumen-bewegliche Einheit eine größere
Anzahl von elektromagnetischen Messwertgebern beinhaltet, welche
entweder zur Aufzeichnung oder Stimulation oder für beides
verwendet werden können. Naturgemäß kann
der elektronische Schaltkreis, welcher mit den Messwertgebern verbunden
ist, entsprechend modifiziert werden; zum Beispiel können verschiedene
Multiplexing-Schemata, wie sie dem Fachmann bekannt sind, verwendet
werden zur Bearbeitung von Ein- und Ausgabe von mehreren Messwertgebern.
Wie kürzlich beschrieben, kann die Lumen-bewegliche Einheit 4100 einen
Vortriebsmechanismus 4110 und Lenkmechanismus 4112 beinhalten.
Eine Lumen-bewegliche Einheit 4100 kann auch einen Empfänger 4114 beinhalten,
welcher konfiguriert ist, ein Signal von einem entfernten Teil 4116 zu empfangen.
Lumen-bewegliche Einheit 4100 kann einen Sender 4118 beinhalten,
welcher konfiguriert ist, ein Signal an eine entfernte Einheit zu
senden. Die entfernte Einheit kann eine Steuerung (zum Beispiel
der entfernte Teil 4116, gezeigt in 57)
sein oder jede Einheit, welche Daten von Lumen-beweglicher Einheit 4100 erfasst,
aufzeichnet, und/oder zurücksendet. Entferntes Teil 4116 kann
entfernten Schaltkreis 4122, Sender 4124 und Empfänger 4126 beinhalten
und kann andere Komponenten beinhalten, zum Beispiel in Verbindung
mit 34 dargestellt. Steuerungsschaltkreis 4120 auf
Lumen-beweglicher Einheit 4100 kann auch zusätzliche
Komponenten beinhalten, wie im Allgemeinen anderswo hierin beschrieben,
z. B. in Verbindung mit 34.
-
Die
Lumen-bewegliche Einheit kann einen Sensor 4128 beinhalten,
welcher in der Lage ist einen Parameter abzutasten, welcher die
Nähe zu dem Zielgewebe anzeigt und ein Abtastsignal zu
erzeugen, welcher zum Beispiel ein optischer Sensor, eine Abbildungseinheit,
ein Wärmesensor, ein chemischer Sensor, ein elektrischer
oder ein magnetischer Sensor oder andere Sensoren, welche anderswo
hierin beschrieben sind, sein kann. Der Sensor kann verwendet werden
zum Abtasten eines anatomischen Merkmals, welches zum Beispiel ein
Abzweigepunkt sein kann. Zusätzlich kann die Lumen-bewegliche Einheit
eine Energiequelle 4130 beinhalten wie eine Batterie oder
Mikrobatterie, eine Treibstoffzelle, eine Biotreibstoffzelle, eine
induktiv betriebene Energie empfangende Struktur, welche durch ein
entfernt angelegtes elektromagnetisches Feld betrieben wird, oder
eine Energie-gewinnende Einheit, welche in der Lage ist Blutfluss,
Herzbewegung, Verdauungstraktbewegung, Lungenbewegung oder Muskelbewegung zum
Beispiel umzusetzen. Eine Lumen-bewegliche Einheit kann eine Größe
haben um in verschiedene Körperlumen hineinzupassen um
sich an einen Ort in der Nähe eines Stimulationsziels oder
einer Quelle eines biologischen Signals von Interesse zu bewegen.
Zum Beispiel kann eine Lumen-bewegliche Einheit eine Größe
haben um in ein Blutgefäß im Gehirn zu passen
um Zugang zu Stimulationszielen oder Signalquellen in Bereichen
des Gehirns zu haben, oder eine Größe haben um
in eine Herzkammer zu passen um einen Herzschrittstimulus abzugeben
oder elektromagnetische Aktivität des Herzens aufzuzeichnen.
-
In
einigen Ausführungsformen kann die Lumen-bewegliche Einheit
zumindest eine Stimulusquelle beinhalten, welche in der Lage ist
einen Stimulus zu erzeugen, welcher angepasst ist zum Steuern oder
Verändern von Herzaktivität. In anderen Ausführungsformen
kann die Lumen-bewegliche Einheit zumindest eine Stimulusquelle
beinhalten, welche in der Lage ist einen neuralen Stimulus zu erzeugen.
-
Elektromagnetische
Messwertgeber können Elektroden zum Abgeben elektrischer
Stimuli und/oder zum Abtasten elektrischer oder elektrochemischer
Signal, Spulen zum Erzeugen oder Abtasten magnetischer Felder, andere
magnetische Felder, andere magnetische Felder abtastende Einheiten wie
Hall-Effektsensoren, Antennen zum Abgeben oder Abtasten elektromagnetischer
Felder und andere Arten von elektromagnetischen Einheiten zum Abgeben
oder Abtasten elektromagnetischer Felder oder Energie, beinhaltend
ohne darauf beschränkt zu sein Ionen sensitive kapazitive
oder elektroaktive Einheiten, Laserdioden, Laser, lichtimitierende
Dioden, Fotodioden oder Fotodedektoren sein. Einige Arten von elektromagnetischen
Messwergebern können sowohl für das Abgeben von
elektromagnetischen Stimuli und das Abtasten von bioelektromagnetischen
Signalen verwendet werden, während andere Arten von elektromagnetischen
Messwertgebern für das Stimulieren oder Abtasten geeignet
sein können jedoch nicht für beides. Verschiedene
Arten von Elektroden zum Abgeben elektrischer Stimuli und Spulen zum
Abgeben magnetischer Stimuli und zugehörige Signalerzeugungs-
und Verarbeitungsschaltkreise sind in der Fachwelt bekannt. Siehe
zum Beispiel
BUCHER, VOLKER; GRAF, MICHAEL; STELZLE, MARTIN;
NISCH, WILFRIED; "Low-Impedance Thin-Film Polycrystalline Silicon
Microelectrodes for Extracellular Stimulation and Recording"; Biosensors and
Bioelectronics; welches das Datum 1999 trägt; Seiten 639–649;
Vol. 14; Elsevier Science S.A.; zu finden unter: www.elsevier.com/locate/bios;
CUI,
XINYAN; HETKE, JAMILLE F.; WILER, JAMES A.; ANDERSON, DAVID J.;
MARTIN, DAVID C.; "Electrochemical Deposition and Characterization
of Conducting Polymer Polypyrrole/PPS an Multichannel Neural Probes";
Sensors and Actuators A Physical; welches das Datum 2001 trägt;
Seiten 8–18; Vol. 93; Elservier Science B. V.; zu finden
unter: www.elsevier.com/locate/sna;
FIACCABRINO,
G.C.: TANG, X.-M.; SKINNER, N.; DE ROOIJ, N. F.; KOUDELKA-HEP, M.;
"Blectrochemical Characterization of Thin-Film Carbon Interdigitated
Electrode Arrays"; Analytica Chimica Acta; welches das Datum 1996 trägt;
Seiten 155–160; Vol. 326; Elsevier Science B. V.;
GITTER,
ALFRED H.; FROMM, MICHAEL; SCHULZKE, JÖRG-DIETER; "Impedance
Analysis for the Determination of Epithelial and Subepithelial Resistance
in Intestinal Tissues"; Journal of Biochemical and Biophysical Methods,
welches das Datum 1998 trägt; Seiten 35–46; Vol.
37; Elsevier Science B. V.;
JANDERS, M.; EGERT,
U.; STELZE, M.; NISCH, W.; "Novel Thin Film Titanium Nitride Micro-Electrodes
with Excellent Charge Transfer Capability for Cell Stimulation and
Sensing Applications"; IEEE Engineering in Medicine and Biology
Society; welches das Datum 1996 trägt; Seiten 245–247;
IEEE;
LOEB, G. E.; Peck, R. A.; MARTYNIUK, J.;
"Toward the Ulitmate Metal Microelectrode"; Journal of Neuroscience Methods;
welches das Datum 1995 trägt; Seiten 175–183;
Vol. 63; Elsevier Science B. V.;
RIEDMÜLLER,
J.; BOLZ, A.; REBLING, H.; SCHALDACH M.; "Improvement of Stimulation
and Sensing Performance of Bipolar Pacemaker Leads"; IEEE Eng. Med.
Biol. Soc.; 1992; Seiten 2364–2365; IEEE;
ROUSCHE,
PATRICK J.; PELLINEN, DAVID S.; PIVIN, DAVID P.; WILLIAMS, JUSTIN
C.; VETTER, RIO J.; KIPKE, DARYL R.; "Flexible Polyimide-Based Intracortical
Electrode Arrays with Bioactive Capability"; IEEE Transactions an
Biomedical Engineering; welches das Datum 03/2001 trägt;
Seiten 361–371; Vol. 48, No. 3; IEEE;
RUTTEN,
WIM; MOUVEROUX, JEAN-MARIE; BUITENWEG, JAN; HEIDA, CISKA; RUARDIJ,
TEUN; MARANI, ENRICO; LAKKE, EGBERT; "Neuroelectronic Interfacing
with Cultured Multielectrode Arrays Toward a Cultured Probe"; Proceedings
of the IEEE; welches das Datum 07/2001 trägt; Seiten 10131029;
Vol. 89, No. 7; IEEE ROBINSON,
DAVID A.; "The Electrical
Properties of Metal Microelectrodes"; Processing of the IEEE; welches das
Datum 06/1968 trägt; Seiten 1065–1071; Vol. 56, No.
6, von denen alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind
als Beispiele für Elektroden zur Verwendung im zentralen
Nervensystem, peripheren Nervensystem, Darm oder Herzschrittmachen.
-
Elektrische
Schaltkreise und Software/Firmware zur Verwendung in der Erfassung
und Verarbeitung von bioelektromagnetischen Signalen werden in verschiedenen
Referenzen beschrieben, beinhaltend die folgenden Beispiele, welche
hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind:
DILLIER, NORBERT; LAI,
WAI KONG; ALMQVIST, BENGT; FROHNE, CAROLIN; MÜLLER-DEILE,
JOACHIM; STECKER, MATTHIAS; VON WALLENBERG, ERNST; "Measurement
of the Electrically Evoked Compound Action Potential Via a Neural
Response Telemetry System"; Annals Of Otology Rhinology and Laryngology;
welches das Datum 05/2002 trägt; Seiten 407–414;
Vol. 111, No. 5; Annals Publishing Company;
DONOGHUE,
JOHN P.; "Review: Connecting Cortex to Machines: Recent Advances
in Brain Interfaces"; Nature Neuroscience Supplement; welches das
Datum 11/2002 trägt; Seiten 1085–1088; Vol. 5;
Nature Publishing Group; zu finden unter: http://wwww.nature.com/natureneuroscience;
GOZANI,
SHAI N.; MILLER, JOHN P.; "Optimal Discrimination and Classification
of Neuronal Action Potential Waveforms from Multiunit, Multichannel
Recordings Using Software-Based Linear Filters"; IEEE Transactions
an Biomedical Engineering; welches das Datum 04/1994 trägt;
Seiten 358–372; Vol. 41, No. 4; IEEE;
GRAM, CHARLES
M.; MALDONADO, PEDRO E.; WILSON, MATHEW; MCNAUGHTON, BRUCE; "Tetrodes
Markedly Improve the Reliability and Yield of Multiple Single-Unit
Isolation from Multi-Unit Recordings in Cat Striate Cortex"; Journal
of Neuroscience Methods; welches das Datum 1995 trägt;
Seiten 43–54; Vol. 63; Elsevier Science B. V.;
HOFMANN,
U. G.; FOLKERS, A.; MÖSCH, F.; HÖHL, D.; KINDLUNDH,
M.; NORLIN, P.; "A 64(128)-Channel Multisite Neuronal Recording
System"; welches ein Datum 2002 trägt; Seiten 1–4;
JI,
JIN; NAJAFI, KHALIL, WISE, KENSALL D.; "A Low-Noise Demultiplexing
System for Active Multichannel Microelectrode Arrays"; IEEE Transactions
of Biomedical Engineering; welches ein Datum 01/1991 trägt;
Seiten 77–81; Vol. 38, No. 1; IEEE;
OLSSON
III, R. H.; GULARI, M. N.; WISE, K. D.; "Poster 114: Silicon Neural
Recording Arrays with On-Chip Electronics for In-Vivo Data Acquisition";
Microtechnologies in Medicine and Biology; welches die Daten 05/02/2002-05/04/2002
trägt; Seiten 237–240; IEEE; and
SCHOONHOVEN,
R.; STEGEMAN, D. F.; "Models and Analysis of Compound Nerve Actions Potentials"
Critical Reviews in Biomedical Engineering; welches ein Datum 1991
trägt; Seiten 47–111; Vol. 19, No. 1; CRC Press,
Inc. Ein Beispiel eines elektronischen Schaltkreises zur
Steuerung von Stimulation mit einem implantierten Elektrodensystem wird
zum Beispiel in
LOEB, GERALD E.; PECK RAYMOND A.; MOORE,
WILLIAM H.; HOOD, KEVIN; "BION System for Distributed Neural Prosthetic
Interfaces"; Medical Engineering and Physics; welches ein Datum
2001 trägt; Seiten 9–18; Vol. 23; Elsevier Science
Ltd.; zu finden unter: www.elsevier.com/locate/medengphy bereitgestellt,
welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
-
Verschiedene
Referenzen diskutieren die theoretische Grundlage zum elektromagnetischen Abtasten
und Stimulieren. Beispiele (von denen alle hierin durch Bezugnahme
aufgenommen sind) beinhalten:
HODGKIN, A. L.; HUXLEY, A.
F.; "A Quantitative Description of Membrane Current and its Application
to Conduction and Excitation in Nerve"; Journal of Physiology; welches
ein Datum 1952 trägt; Seiten 500–544; Vol. 117;
MARKS,
WILLIAM B.; LOEB, GERALD E.; "Action Currents, Internodal Potentials, and
Extracellular Records of Myelinated Mammalian Nerve Fibers Derived
from Node Potentials"; Biophysical Journal; 1976; pp. 655–668;
Vol. 16;
MCNEAL, DONALD R.; "Analysis of a Model
for Excitation of Myelinated Nerve"; IEEE Transactions an Biomedical Engineering;
welches ein Datum 07/1976 trägt; Seiten 329–337;
Vol. BME-23, No. 4;
RATTAY, FRANK; "Analysis of
Models for Extracellular Fiber Stimulation"; IEEE Transactions an
Biomedical Engineering; welches ein Datum 07/1989 trägt;
Seiten 676–682; Vol. 36, No. 7; IEEE;
RATTAY,
FRNNK, ABERHAM, MATTHIAS; "Modeling Axon Membranes from Functional
Electrical Stimulation"; IEEE Transactions an Biomedical Engineering;
welches ein Datum 12/1993 trägt; Seiten 1201–1209;
Vol. 40, No. 12; IEEE; and
STRUIJK, JOHANNES JAN;
"The Extracellular Potential of a Myelinated Nerve Fiber in an Unbounded Medium
and in Nerve Cuff Models"; Biophysical Journal; welches ein Datum
06/1997 trägt; Seiten 2457–2469; Vol. 72; Biophysical
Society. Zugehörige Verfahren und Einheiten als
auch die zugrunde liegende Theorie werden auch in verschiedenen
Texten beschrieben zum Beispiel
K. W. Horch and G. S. Dhillon,
Editors, Neuroprosthetics: Theory and Practice (Series an Bioengineering
and Biomedical Engineering – Vol. 2), World Scientific
Publishing Co. Pte. Ltd, Singapere, 2004, and
J.
Malmivuo and R. Plonsey, Bioelectromagnetism:Principles and Application
of Bioelectric and Biomagnetic Fields, Oxford University Press,
NY, 1995, http://butler.cc.tut.fi/~malinivuo/bem/bembook/,
welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Wie hierin verwendet,
bezieht sich der Ausdruck „Spule" auf verschiedene Strukturen,
welche verwendet werden zum Erzeugen magnetischer Felder zur Verwendung
in magnetischer Stimulation. In einigen Ausführungsformen
kann eine Spule mehrere Strom-tragende Schleifen beinhal ten und
in anderen Ausführungsformen kann eine Spule eine einzige
volle oder teilweise Schleife enthalten. Während Spulen
oft im Allgemeinen runde oder kreisförmige Schleifen (voll
oder teilweise) beinhalten, sind Spulen nicht auf eine bestimmte
Konfiguration der Schleifen beschränkt. Optische Stimulation kann
durch Verfahren durchgeführt werden, welche im
US Patent 6,921,413 beschrieben
sind, welches hierin durch Referenz beinhaltet ist.
-
In
verschiedenen Ausführungsformen kann die Stimulusquelle
in der Lage sein, einen depolarisierenden Stimulus zu erzeugen,
welcher ausreicht eine Depolarisation zumindest eines Teils des
Zielgewebes zu erzeugen oder einen hyperpolarisierenden Stimulus,
welcher ausreicht um Hyperpolarisation von zumindest einem Teil
des Zielgewebes zu erzeugen. In einigen Ausführungsfonnen
kann die Stimulusquelle in der Lage sein, einen Stimulus zu erzeugen,
welcher ausreicht um funktionale Hemmung der Aktivität
des Zielgewebes zu erzeugen, während in anderen Ausführungsformen
die Stimulusquelle in der Lage sein kann, einen Stimulus zu erzeugen,
welcher ausreicht um funktionale Anregung der Aktivität des
Zielgewebes zu erzeugen. Stimuli, welche ausreichen um funktionale
Hemmung oder Anregung von Aktivität in einem Zielgewebe
oder in einem Teil davon zu erzeugen, können experimentell
bestimmt werden oder ausgewählt werden, basierend auf Informationen
und Wissen, welches einem Fachmann zugänglich ist. In einigen
Ausführungsformen kann die Stimulusquelle in der Lage sein,
ein vorprogrammiertes Stimulationsmuster zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen
kann die Stimulusquelle in der Lage sein einen Stimulus in Reaktion
auf das Abtastsignal von einem Sensor zu erzeugen, welcher ein elektrischer
Sensor, ein magnetischer Sensor, oder ein chemischer Sensor sein
kann. Die zumindest eine Stimulusquelle kann in der Lage sein, einen
Stimulus in Reaktion auf ein Signal von dem entfernten Teil zu erzeugen.
-
Die
Lumen-bewegliche Einheit kann zumindest ein signalverarbeitendes
Teil beinhalten, welches in der Lage ist das Ausgangssignal des
elektromagnetischen Messwertgebers zu verarbeiten, zum Beispiel
durch Verstärken des Ausgangssig nals, welches von dem Zielgewebe
mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber aufgezeichnet wurde.
Das signalverarbeitende Teil kann das Ausgangssignal mit verschiedenen
signalverarbeitenden Verfahren verarbeiten, beinhaltend zum Beispiel
Filtern oder Merkmalserfassen/Mustererkennung des Ausgangssignals.
-
Wie
in 57 dargestellt, kann die Lumen-bewegliche Einheit
in einigen Ausführungsformen zumindest ein signalverarbeitendes
Teil beinhalten, welches in der Lage ist das Ausgangssignal des elektromagnetischen
Messwertgebers zu verarbeiten; und zumindest einen Sender, welcher
konfiguriert ist um einen Ausgang des zumindest einen signalverarbeitenden
Teils an einen entfernten Ort zu senden. Alternativ oder zusätzlich
kann ein Sender konfiguriert sein, um Informationen zu senden, welche
sich auf den Zustand, Ort, oder Position der Lumen-beweglichen Einheit
beziehen oder sich auf eine durch die Lumen-bewegliche Einheit durchgeführte
Aktion beziehen (zum Beispiel Abgeben eines elektromagnetischen
Stimulus an ein Zielgewebe) an einen entfernten Ort.
-
Oder,
bezugnehmend auf 55, die Lumen-bewegliche Einheit
kann zumindest ein signalverarbeitendes Teil beinhalten, welches
in der Lage ist das Ausgangssignal des elektromagnetischen Messwertgebers
zu verarbeiten; und zumindest eine Datenspeicherstelle, welche konfiguriert
ist zum Speichern eines Ausgangs des zumindest einen signalverarbeitenden
Teils der Lumen-beweglichen Einheit.
-
58 zeigt ein Verfahren zum Einbringen einer elektromagnetischen
Stimulationseinheit. Das Verfahren beinhaltet die Schritte eine
selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 4152); wenn
ein Abzweigepunkt durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit erreicht wird, welcher zwei oder mehrere Abzweige
in dem Körperröhrenbaum beinhaltet, die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen, einen ausgewählten
Abzweig zu betreten (Schritt 4154); und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 4156).
-
Wie
hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „selbst-vortreibend"
auf eine Einheit, welche einen (on-bord) Vortriebsmechanismus aufweist
zum Erzeugen einer Antriebskraft. Die Energiequelle für den
Vortriebsmechanismus kann sich an Bord der Einheit befinden oder,
in einigen Ausführungsformen, kann die Energie auf die
Einheit von einer externen Quelle gestrahlt oder gesendet werden.
Steuerschaltkreis zum Steuern des Betriebs des Vortriebsmechanismus
kann sich an Bord der Einheit befinden oder, in einigen Ausführungsformen,
kann zumindest teilweise in einem entfernten Teil ansässig
sein. Zum Beispiel wird es erachtet, dass das Veranlassen einer selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit sich in einem Körperröhrenbaum
zu bewegen, das Veranlassen des Erzeugens eines Steuer- oder Antriebssignals
beinhaltet mit elektronischem Schaltkreis an Bord oder zumindest
teilweise nicht an Bord der Einheit, jedoch wird es nicht erachtet,
dass das Anlegen einer externen Kraft beinhaltet, die Bewegung der
elektromagnetischen Stimulationseinheit zu veranlassen.
-
59 illustriert mögliche Erweiterungen des
in 58 gezeigten Verfahrens in welcher das Verfahren
einen Schritt des Einführens der selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit in den Körperröhrenbaum in 4202 beinhaltet;
Vernalassen einer selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
in einem Körperröhrenbaum eines Patienten sich
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 4204); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen, einen ausgewählten
Abzweig zu betreten (Schritt 4206); und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen, das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 4208).
Das Verfahren kann auch beinhalten, die selbst- vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen mit der Wand des Körperröhrenbaums bei
der Zielstelle zu interagieren, wie in Schritt 4210 gezeigt.
Der Körperröhrenbaum, in welchen die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit eingeführt ist,
kann das Herzkreislaufsystem des Patienten sein, wie dargestellt
in 4212, das Atmungssystem des Patienten, wie dargestellt
in 4214 oder CSF-Raum des Patienten, wie dargestellt in 4216.
Der Abzweig, welcher die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit in Schritt 4206 betritt, kann ausgewählt
werden weil erwartet wird, dass er zu der Zielstelle hinführt,
wie dargestellt in 4220; oder der Abzweig kann auf einer
anderen Basis ausgewählt werden (zum Beispiel Größe,
Orientierung, Richtung des Fluidflusses durch den Abzweig, etc.).
-
60 zeigt ein Verfahren, eine selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit, wie allgemein in 58 gezeigt, einzubringen, was beinhaltet eine
selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen,
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 4252); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen einen ausgewählten Abzweig
zu betreten (Schritt 4254); und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 4256).
Wie in der gestrichelten Box 4260 dargestellt, kann das
Verfahren beinhalten, die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen, sich in dem Körperröhrenbaum
auf eine Zielstelle hin zu bewegen, welche in einer Herzkammer des
Patienten ansässig ist. Alternativ, wie in der gestrichelten
Box 4262 gezeigt, kann das Verfahren beinhalten, die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen, sich in dem
Köperröhrenbaum auf eine Zielstelle hin zu bewegen, welche
in dem Gefäßsystem des Gehirns des Patienten ansässig
ist. Hier und anderswo werden gestrichelte Boxen verwendet, um optionale
und/oder alternative Schritte in einem Flussdia gramm anzuzeigen.
Die Zielstelle kann in dem Gefäßsystem des Gehirns
in der Nähe eines Stimulationsziels ansässig sein,
beinhaltend Gewebe, welches auf elektromagnetische Stimulation reagiert – Beispiele
dafür beinhalten den Hypotalamus (wie angezeigt in 4264,
cingulären Cortex, wie dargestellt in 4266), Fornix
(wie dargestellt in 4268), vorderer Talamus (wie dargestellt
in 4270), subtalamischer Kern (wie dargestellt in 4272),
Globus Pallidus Interna (wie dargestellt in 4274), Insula
(wie dargestellt in 4276) oder Tiefenhirn (wie dargestellt
in 4278).
-
Eine
große Anzahl von Gehirnbereichen können geeignete
Stellen zur Stimulation sein, beinhaltend, ohne darauf beschränkt
zu sein, das Myelencephalon oder Nachhirn, beinhaltend das Medulla oblongata
(meduläre Pyramiden, oder Nuclei beinhaltend nucleus arcuatus
medullae oblongatae, tractus solitarius medullae oblongata, nucleus
nervi hypogloss, nucleus ambiguus, oliva, oliva inferior, nucleus
cuneatus, nucleus cuneatus accessorius, nucleus gracilis, nucleus
salivatorius inferior, nuclei raphes [obscurus, magnus und pallidus],
Area postrema, nucleus posterior nervi vagi); das Metencephalon,
beinhaltend die Pons (tegmentum pontis, nucleus salivatorius superior,
corpus trapezoideum, nuclei pontis [nucleus olivaris superior, nuclei
trigemini, nucleus nervi abducentis, nucleus nervi facialis, nuclei
cochleares, nuclei vestibulares], locus caeruleus, Paramedian pontine
reticulare Formation, nucleus centralis superior) und das Cerebellum
(vermis cerebelli, hemispherium cerebelli [lobus anterior, lobus
posterior, lobus flocculonodularis], Nuclei des Cerebellums, nucleus
fastigii, nucleus globosus, nucleus emboliformis, nucleus dentatus);
das Mesencephalon oder Mittelhirn, beinhaltend das tectum (colliculus
inferior und colliculus superior), das pedunculus cerebri, das Mittelhirntegmentum
(ventral tegmentaler Bereich, nucleus ruber, substantia nigra und
crus cerebri) und das area pretectalis; das Diencephalon, beinhaltend Epithalamus,
(glandula pinealis, habenular nuclei, striae medullares und tenia
thalami), der Thalamus beinhaltend die nuclei anteriores thalami
(nucleus anterior ventralis, nucleus anterodorsalis, nucleus anterormedialis),
nucleus vestibularis medialis (nucleus mediodorsalis thalami, nuclei
mediani thalami, nucleus parataenialis, nuclei paraventricularis
hypothalami, nucleus reuniens, nucleus rhomboidalis), nuclei intralaminari
(nucleus centromedianus, nucleus parafascicularis, nucleus paracentralis,
nucleus centralis lateralis, nucleus centralis medialis), nuclei lateralis
(nucleus lateralis dorsalis, nucleus lateralis posterioris, Pulvinar),
nuclei ventralis (nucleus ventralis anterior, nucleus ventralis
lateralis, nucleus vetralis posterior), corpora geniculata (corpus
geniculatum mediale, nucleus geniculatus lateralis) und nucleus
reticularis thalami, der Hypothalamus (chiasma opticum, nucleus
arcuatus, organum subfornicale, area praeoptica, nucleus suprachiasmaticus,
nucleus supraopticus, nucleus periventricularis, nucleus paraventricularis,
nucleus ventromedialis, nucleus dorsomedialis, hypothalamus lateralis,
infundibulum, Tuber cinereum, area tuberalis, corpus mamillare, nucleus
mamillaris) der Subthalamus (nucleus thalami, zona incerta) und
glandula pituitaria (Neurohypophyse, pars intermedia adenohypophyseos,
Adenhypophyse); das Telencephalon oder Cerebrum beinhaltend die
cerebralen Hemisphären, welche die weisse Masse (corona
radiata, interne Kapsel, externe Kapsel, extreme Kapseln, Fasciculus
arcuatus, Fasciculus uncinatus), subkortikale Strukturen (Amygdala,
beinhaltend zentralen Kern, mittleren Kern, kortikalen und basomedialen
Kern und laterale und basolaterale Kerne, Hippocampus, beinhaltend gyrus
dentatus und cornu ammonis; und basale Ganglien beinhaltend Striatum,
nucleus lentiformis, globus pallidus, mittleres Pallidum (GPi),
laterals Pallidum (GPe), Putamen, nucleus caudatus, Claustrum, corpus
amygdaloideum), Rhinencephalon (bulbus olfactorius, cortex piriformis,
nucleus olfactorius anterior, tractus olfactorius, commissura anterior),
zerebraler Kortex (Frontallappen beinhaltend primären Motorkortex
und Brodmann-Bereich 4, präfontalen Kortex, zusätzlichen
Motorkortex, prämotorischer Kortex) und Brodmann-Bereiche
6, 8, 9, 10, 11, 24, 25, 32, 33, 44, 45, 46, 47), Temporallappen
beinhaltend auditorischen Kortex-A1, A2, gyrus temporalis inferior,
gyrus temporalis posterior und Brodmann-Bereiche 9, 20, 21, 22,
27, 34, 35, 36, 37, 38, 41, 42), lobus parietalis beinhaltend primären
somatosensorischen Kortex-S1, S2, posteriorer Scheitellappenkortex, Precuneus,
Brodrnann-Bereiche 1, 2, 3, 5, 7, 23, 26, 29, 31, 39, 40, Occipitallappen
beinhaltend primären visuellen Kortex (V1), V2, Cuneus
und Brodmann-Bereiche 17, 18 und 19, Insula, gyrus cingulatus (gyrus
cinguli anterior, gyrus cinguli posterior, Brodmann-Bereiche 23, 24,
26, 29, 30, 31 und 32); und das limbische System, beinhaltend die
Amygdala, gyrus cinguli, gyrus frontalis superior, Hippocampus,
Hypothalamus, corpus mamillare, nucleus accumbens, orbitofrontaler
Kortex und gyrus parahippocampalis. Zusätzlich zu Hirnstrukturen
können andere Teile des Nervensystems, sowohl zentrale
(z. B. Rückenmarkkanal, Retina, Gehirn, etc.) als auch
periphere, auf elektische, magnetische und/oder andere Formen von
Stimulation ansprechen. Zusätzlich können zentrale
und periphere Teile des Nervensystems auch Quellen von bioelektrischer
Aktivität sein, welche mit einer Lumen-beweglichen Schnittstelleneinheit
erfasstt werden kann. Andere Gewebe (beinhaltend glatte, Skelett-
und Herzmuskel) können auch Quellen von bioelektrischen/biomagnetischen Signalen
sein und können auch auf elektrische, magnetische, chemische
oder andere Stimuli ansprechen.
-
61 zeigt ein Verfahren zum Einbringen einer selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit, welches eine Erweiterung
des in 58 gezeigten Verfahrens ist
und das Auswählen einer Zielstelle in der Nähe
eines Stimulationsziels beinhaltet, das Stimulationsziel beinhaltet
Gewebe, welches auf elektromagnetische Stimulation anspricht (in 4302);
Veranlassen einer selbstvortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 4304); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen, einen ausgewählten
Abzweig zu betreten (Schritt 4306); und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen, das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 4308).
Zum Beispiel kann das Stimulationsziel der cinguläre Cortex,
wie in 4312 dargestellt, der Hypotalamus, wie in 4314 dargestellt,
der Fornix, wie in 4316 dargestellt, der vordere Talamus,
wie in 4318 dargestellt, der subtalamatische Kern, wie
in 4320 dargestellt, der Globus Pallidus Interna, wie in 4322 dargestellt,
die Insula, wie in 4324 dargestellt, oder das Tiefenhirn,
wie in 4326 dargestellt sein.
-
Aktivität
in bestimmten Gehirnbereichen ist mit bestimmten Stimmungen, Gefühlen,
Empfindungen oder Verhalten verbunden und Stimulation in diesen
Gehirnbereichen (welche anregend/fördernd oder hemmend
sein kann) kann verwendet werden um diese Stimmungen oder Verhalten
herauf oder herunter zu regeln. Zum Beispiel wird angenommen, dass
die Stimulation des Hypotalamus eine Empfindung von Sattheit erzeugt,
was das Überfressen reduzieren kann, welches zu Fettleibigkeit
führt (siehe zum Beispiel
US
Patent 5,782,798 ; siehe auch
US Patent
6,950,707 , welches sich auf die Stimulation zur Behandlung
von Fettleibigkeit bezieht, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen
sind); Stimulation des cingulären Cortex oder Vagusnerves kann
Depressionen vermindern; Verletzungen an der Insula können
Suchtverhalten, wie Rauchen vermindern, was nahe legt, dass Stimulationen
in diesem Bereich Suchtverhalten beeinflussen kann (vgl.
N.H. Nagvi
et al., „Damage to the Insula Disrupts Addicition to Cigarette
Smoking," Science Vol. 315, Seiten 531–534, 2007, doi:
10.1126/science.1135926, hierein durch Bezugnahme aufgenommen);
Stimulation des Fornix und des vorderen Talamus (Nucleus Talami)
können bei der Behandlung von Epilepsie verwendet werden
(vgl.
US Patente 7,003,352 ;
6,597,954 ;
6,134,474 ; und
6,337,997 bezüglich der Stimulation
von verschiedenen Gehirnbereichen zur Behandlung von Epilepsie,
von denen alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind), Stimulation des
Nucleus Subtalami kann die Parkinsonsche Krankheit vermindern und
Stimulation des Globus Pallidus Interna kann Tremor unterdrücken.
Stimulation von verschiedenen Bereichen kann Schizophrenie oder
bipolare Störungen reduzieren. Eine Anzahl von Patenten,
von denen alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschreiben
Verfahren zum elektronischen, magnetischen und/oder chemischen Stimulieren
verschiedener Gewebe, um verschiedene Probleme zu behandeln, beinhaltend
die Stimulation verschiedener Gehirnbereiche zur Behandlung neurologischer
Störungen (
US Patente
6,128,538 und
6,016,449 )
oder Schlafstörungen (
US
Patent 5,335,657 ); Stimulationen des Vagusnerves zur Behandlung
von Demenz (
US Patent 5,269,303 );
Stimulation des Tiefenhirns oder anderer Bereiche um Schmerzen und/oder
Kopf schmerzen zu behandeln (
US
Patente 7,013,177 ;
6,735,475 ;
und
6,402,678 ); Stimulation
des Tiefenhirns zur Behandlung von Parkinsonkrankheit (
US Patent 6,920,359 ); Stimulation des
Tiefenhirns oder des motorischen Cortex zur Unterdrückung
eines wesentlichen Tremors (
US
Patent 6,959,215 ); und Stimulation des Magens und/oder Dünndarms
zur Behandlung von gastrointestinalen Störungen (
US Patent 6,591,137 ).
-
Viele
Stimulations-/Aufzeichnungsziele können über eines
oder mehrere Körperlumen erreicht werden. Zum Beispiel
kann der Hypokampus über das temporale Horn der lateralen
Ventrikel erreicht werden. Tiefenhirnstrukturen (z. B. der Hypotalamus) kann über
das dritte Ventrikel oder über verschiedene Blutgefäße
erreicht werden. Basale Ganglien können über die
lenticulostriate Arterie oder thalamostriate Gefäße
erreicht werden. Bereiche des Herzens können durch die
Herzkammern erreicht werden. Die Auswahl geeigneter Körperlumen
zur Verwendung als Zielstellen zur Bereitstellung des Zugangs für
ein Stimulations-/Aufzeichnungsziel kann auf anatomische Überlegungen
gestützt sein. Eine Überlegung kann die Nähe
des Körperlumens (oder eines Beriech davon) zu dem Stimulations-/Aufzeichnungsziel sein.
Nähe kann einfach auf der Basis der physikalischen Entfernung
bestimmt werden oder kann Gewebeeigenschaften berücksichtigen,
welche die Übertragung von Stimuli/Signalen zwischen der
Zielstelle und dem Stimulations-/Aufzeichnungsziel (z. B. elektrische
Leitfähigkeit oder Kapazität, magnetische Permitivität
oder Permeabilität, etc.) beeinflussen. Eine andere Überlegung
kann die Fähigkeit sein, die Lumen-bewegliche Einheit in
dem Körperlumen zu positionieren ohne ungewollte Effekte
zu erzeugen; zum Beispiel kann es unerwünscht sein, die
Zufuhr von Blut oder anderen Fluiden zu einem Gewebebereich zu blockieren
oder den Abfluss von Fluiden (Blut, CSF, etc.) von einem Gewebebereich
zu verhindern, weshalb ein Körperlumen, welches klein genug
ist, so dass die Anwesenheit der Lumen-beweglichen Einheit die Fluidbewegung
in dem Körperlumen signifikant unterbinden würde,
kann eine weniger gewünschte Zielstelle sein als ein Körperlumen, welches
die einzige Quelle/Senke für einen Gewebebereich ist. Umgekehrt
kann ein Körperlumen, welches groß ist mit Bezug
auf die Lumen-bewegliche Einheit oder welches eines von mehreren
Körperlumen ist, welche einen Gewebebereich versorgt oder dräniert
eine wünschenswertere Zielstelle sein.
-
Wie
in 62 gezeigt, kann ein Verfahren zum Einbringen
einer selbstvortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
beinhalten eine Zielstelle, basierend auf anatomischen Informationen auszuwählen,
wie dargestellt in Schritt 4352 (z. B. Position in einem
bestimmten Blutgefäß oder zerebralen Ventrikel
von der bekannt ist, dass sie nahe bei einer bestimmten Gehirnstruktur
ist, kann durch Abbildung erfasstt werden) oder Auswählen
einer Zielstelle, basierend auf Messungen eines physiologischen
Parameters, wie dargestellt in Schritt 4354. Der physiologische
Parameter kann ein Signal beinhalten, welches charakteristisch ist
für einen ausgewählten Bereich des Nervensystems
(wie gezeigt in 4368) oder ein Signal, welches charakteristisch
ist für einen ausgewählten Bereich des Herzens
(wie gezeigt in 4370) oder physiologischer Parameter kann ein
Signal-zu-Rauschen Verhältnis beinhalten, welches einen
guten Signalübertragungspfad zwischen selbst-vortreibender
elektromagnetischer Stimulationseinheit und dem Stimulationsziel
anzeigt (wie gezeigt in 4372).
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Wie
bei Schritt 4356 angezeigt, kann das Verfahren beinhalten,
eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
auszuwählen in der Größe um in die Zielstelle
zu passen, zum Beispiel durch Auswählen der selbstvortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit von einem Sortiment von
selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheiten von
verschiedenen Größen, wie angezeigt in Schritt 4374.
Alternativ kann in einigen Fällen, wie angezeigt in Schritt 4358,
die Größe der selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit angepasst bzw. verändert werden um in
die Zielstelle zu passen. Weitere Schritte, eine selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen sich in einem
Körperröhrenbaum eines Patienten auf eine Zielstelle
hin zu bewegen, in Schritt 4360; wenn ein Abzweigepunkt, welcher
zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die Stimulationseinheit zu veranlassen einen
ausgewählten Abzweig zu betreten (Schritt 4362);
und die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden
(Schritt 4364) sind wie anderswo hierin beschrieben.
-
63 zeigt eine weitere Variante des grundlegenden
Verfahrens, welches in 58 gezeigt
ist, aufzeigend verschiedene zusätzliche mögliche
Schritte. Zum Beispiel kann das Verfahren den Schritt beinhalten
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit in
den Körperröhrenbaum durch Injektion einzuführen,
wie gezeigt in 4502 oder, alternativ, das Freigeben der
selbstvortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit von einem
Katheter, welcher in den Körperröhrenbaum des
Patienten eingebracht wurde, wie gezeigt in 4504.
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Wie
in Schritt 4506 gezeigt, kann das Verfahren beinhalten,
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu
veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum des Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen, was unter der Steuerung eines entfernten
Teils durchgeführt werden kann, wie gezeigt in 4508,
oder alternativ, unter der Steuerung eines Steuerungssystems, welches
zumindest teilweise auf der selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
ansässig ist, wie gezeigt in 4510. Wie in 4512 gezeigt,
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem
Körperröhrenbaum beinhaltet, erreicht wird durch
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit,
kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen einen ausgewählten Abzweig
zu betreten. Zum Beispiel kann das Verfahren beinhalten den Abzweigepunkt
mit einem Sensor auf der selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit zu erfassen, wie dargestellt in 4514. Wie
in den vorhergehenden Figuren gezeigt, kann das Verfahren beinhalten
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu
veranlassen das Bewegen zu beenden beim Erreichen der Zielstelle,
wie in 4516 gezeigt. Das Verfahren kann beinhalten, mit
einer Wand des Körperröhrenbaumes durch verschiedene
mögliche alternative Verfahren zu interagieren: das Verfahren
kann beinhalten Interagieren mit einer Wand des Körperröhrenbaumes durch
Veranlassen zumindest eines Teils der selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit zu expandieren, um einen Drucksitz mit der Wand
des Körperröhrenbaumes zu bilden (Schritt 4518),
durch Freigeben eines Haftmaterials von der selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit (Schritt 4520)
oder Ausfahren von zumindest einer Klaue oder widerhakenförmigen
Struktur von der selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
um durchdringend mit der Wand des Körperröhrenbaumes
zu interagieren (Schritt 4522).
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64 stellt das Einführen einer selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit 4550 in den Körper 4552 eines
Patienten durch Injektion dar. In dem in 64 gezeigten
Beispiel ist die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit 4550 eine
Herzstimulationseinheit (zum Beispiel ein Teil eines Schrittmachers).
Selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit 4550 wird
in eine Armvene 4554 (zum Beispiel die cephalische Vene)
injiziert mit hypodermischer Nadel 4556 und bewegt sich
in Richtung des Blutflusses zum rechten Vorhof 4558 des
Herzens 4560 entlang der durch den gestrichelten Pfeil
dargestellten Route. Vom rechten Vorhof 4558 kann sich
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zum Grund
des rechten Ventrikels 4562 bewegen, wo es bleiben und
Herzschrittstimuli abgeben kann.
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65 illustriert das Einführen einer Lumen-beweglichen
biologischen Schnittstelleneinheit 4600 (zum Beispiel eine
neurale Stimulations- und/oder Abtasteinheit) in das Gehirn 4602 eines
Patienten 4604 mit einem Katheter 4606. Katheter 4606,
welcher Lumen-bewegliche biologische Schnittstelleneinheit (die
Position der Lumen-beweglichen biologischen Schnittstelleneinheit
auf dem Katheter wird durch einen offenen Kreis 4608 gezeigt) trägt,
wird in eine Vene (z. B. Phemoral 4610, wie in 65 gezeigt oder alternativ eine Armvene, wie in 64 gezeigt) eingeführt. Katheter 4606 wird
zum rechten Vorhof 4612 des Herzens 4614 vorgeschoben,
durch Herz 4614 und hinaus über Aorta 4616 und
in Halsschlagader 4618. Lumen-bewegliche biologische Schnittstelleneinheit 4600 kann
dann von Katheter 4606 freigegeben werden und kann sich durch
das Gehirngefäßsystem (z. B. auf der durch die gestrichelte
Linie angezeigte Route) bewegen bis sie eine Zielstelle im Gehirn
erreicht. Katheter- und Einheitskonfiguration können in
einigen Ausführungsformen modifiziert werden um mehr als
eine Einheit auf dem Katheter zu tragen um das Freigeben von zwei oder
mehr Einheiten zu einer Zeit mit einem Katheter zu erreichen.
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66 stellt das Einführen von Lumen-beweglichen
Einheiten in einen Muskel dar. In 66 werden
die Lumen-beweglichen Einheiten 5150, 5152, 5154 und 5156 in
Vene 5158 des Arms 5166 eines Patienten mit Injektionsspritze 5162 injiziert, wo
sie sich zum Beispiel, wie dargestellt durch die gestrichelten Pfeile,
auf den Muskel 5164 zu bewegen können, welcher
durch die Vene 5158 dräniert ist, gegen den Blutfluss
in die Kapillaren 5170, 5172, 5174 und 5176 im
Muskel 5164, wo sie bleiben werden um elektromagnetische
Stimulationen des Muskels 5164 durchzuführen,
z. B. zum Durchführen funktionaler elektromagnetischer
Stimulationen. In 66 sind Lumen-bewegliche Einheiten
nicht maßstabsgetreu gezeichnet sondern durch schwarze Kreise
zum Zwecke der Illustration dargestellt. Stimulationsparameter,
welche geeignet sind für die Verwendung bei der Stimulation
von Muskeln mit mehreren verteilten implantierten Mikroelektroden
werden beschrieben in LOEB, GERALD E.; PECK RAYMOND A.;
MOORE, WILLIAM H.; HOOD, KEVIN; "BION System for Distributed Neural
Prosthetic Interfaces"; Medical Engineering and Physics; welches ein
Datum 2001 trägt; Seiten 9–18; Vol. 23; Elsevier Science
Ltd.; zu finden unter: www.elsevier.com/locate/medengphy,
welches hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist
-
67A und 67B zeigen
weitere Variationen des in 58 gezeigten
Verfahrens. Das Verfahren kann beinhalten eine Zielstelle nahe einem Stimulationsziel
auszuwählen, das Stimulationsziel beinhaltend Gewebe, welches
auf elektro magnetische Stimulationen anspricht, in Schritt 4702.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren auch beinhalten
die Größe der selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit anzupassen um in die Zielstelle zu passen, wie
in Schritt 4704 gezeigt. Wie in 58 gezeigt,
kann das Verfahren beinhalten eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
zu veranlassen sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle bei 4706 hin zu bewegen
und, in Schritt 4708, wenn ein Abzweigepunkt erreicht wird,
welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem Körperröhrenbaum beinhaltet
durch die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit,
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu
veranlassen einen ausgewählten Abzweig zu betreten. In Schritt 4710 beinhaltet
das Verfahren den Schritt die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der
Zielstelle zu beenden. In Schritt 4712 beinhaltet das Verfahren
das Abgeben eines elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel
mit der selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit.
Verschiedene Arten von Stimuli können angelegt werden,
wie in 4712 in 67A gezeigt
und in 4714, 4716, 4418, 4720, 4722, 4724, 4726 und 4728 in 67B (was eine Fortsetzung von 67A bei Abzweigepunkten A und B ist). Zum Beispiel
kann der elektromagnetische Stimulus einen oder mehrere enthalten
von einem depolarisierenden elektromagnetischen Stimulus, wie gezeigt
in 4714, ein hyperpolorasierender elektromagnetischer Stimulus,
wie gezeigt in 4716 oder ein pulsierender elektromagnetischer
Stimulus, wie in 4718 gezeigt. In einigen Ausführungsformen
kann der elektromagnetische Stimulus ein funktional hemmender Stimulus
sein (d. h. ein Stimulus, welcher ausreicht um funktionale Hemmung
der Aktivität des Zielgewebes oder eines Teiles davon zu
erzeugen), wie angezeigt in 4727 oder ein funktional fördernder
Stimulus (d. h. ein Stimulus, welcher ausreicht um funktionale Förderung
und Aktivität von Zielgewebe oder eines Teiles davon zu
erzeugen), wie angezeigt in 4729 in 67B.
Verschiedene Arten von elektrischen und magnetischen Stimuli sind
denn Fachmann wohl bekannt, wie dargelegt durch P. H. Peckham
and J. S. Knutson, „Functional Electrical Stimulation for
Neuromuscular Applications," Annu. Rev. Biomed. Eng., Vol. 7, 2005, Seiten 327–60,
online veröffentlicht 23. März 2005; doi:10.1146/annurev.bioeng.6.040803.140103,
copyright 2005; KOBETIC, RUDI; TRIOLO, RONALD J.; UHLIR,
JAMES P.; BIERI, CAROLE; WIBOWO, MICHAEL; POLANDO, GORDIE; MARSOLAIS,
E. BYRON; DAVIS JR., JOHN A.; FERGUSON, KATHLEEN A.; SHARMA, MUKUT;
"Implanted Functional Electrical Stimulation System for Mobility
in Paraplegia: A Follow-Up Case Report"; IEEE Transactions an Rehabilitation
Engineering; welches ein Datum 12/1999 trägt; Seiten 390–398;
Vol. 7, No. 4; IEEE; INMANN, ANDREAS; HAUGLAND,
MORTEN; HAASE, JENS; BIERING-S⌀RENSEN, FIN; SINKJAER, THOMAS;
"NeuroReport: Signals from Skin Mechanoreceptors used in Control
of a Hand Grasp Neuroprosthesis"; Motor Systems; welches ein Datum 09/17/2001
trägt; Zeilen 2817–2819; Vol. 12, No. 13; Lippincott
Williams &Wilkins; C.
R. Butson and C. C. McIntyre, "Role of electrode design an the volume
of tissue activated during deep brain stimulation," J. Neural Eng.,
Vol. 3, 2006, Seiten 1–8, Online veröffentlicht
19. Dezember 2005, doi: 10.1088/1741-2560/3/1/001; und FANG,
ZI-PING; MORTIMER, J. THOMAS; "Selective Activation of Small Motor
Axons by Quasitrapezo idal Current Pulses"; IEEE Transactions an
Biomedical Engineering; welches ein Datum 02/1991 trägt;
Seiten 168–174; Vol. 38, No. 2; IEEE; welche hierin
durch Bezugnahme aufgenommen sind.
-
In
einigen Ausführungsformen, wie in Schritt 4720 gezeigt,
kann das Verfahren beinhalten ein bioelektrisches Signal von dem
Stimulationsziel oder zumindest eines damit verbundenen Bereiches
zu erfassen und einen elektromagnetischen Stimulus abzugeben in
Reaktion auf das Erfassen des bioelektrischen Signals von dem Stimulationsziel
oder eines damit zumindest verbundenen Bereiches. Alternativ kann
das Verfahren in einigen Ausführungsformen, wie in Schritt 4722 gezeigt,
beinhalten ein biomagnetisches Signal von dem Stimulationsziel oder
zumindest eines damit verbundenen Bereichs zu erfassen und einen
elektromagnetischen Stimulus abzugeben in Reaktion auf das Erfassen
des biomagnetischen Signals von dem Stimulationsziel oder zumindest
eines damit verbundenen Bereichs.
-
In
einigen Ausführungsformen kann das Verfahren, wie in Schritt 4724 beinhalten
ein biochemisches Signal von dem Stimulationsziel oder eines damit
zumindest verbundenen Bereiches zu erfassen und einen elektromagnetischen
Stimulus abzugeben in Reaktion auf das Erfassen des biochemischen
Signals von dem Stimulationsziel oder zumindest eines damit verbundenen
Bereichs. Biochemische Signale können unter Verwendung
verschiedener Sensoren, wie hierin beschrieben, erfasstt werden,
beinhaltend Biosensoren von verschiedenen Arten, Imunosensoren,
pH-Sensoren, etc. In noch anderen Ausführungsformen, wie
in Schritt 4721 gezeigt, kann das Verfahren beinhalten
ein biophysikalisches Signal von dem Stimulationsziel oder zumindest
eines damit verbundenen Bereiches zu erfassen und einen elektromagnetischen
Stimulus abzugeben in Reaktion auf das Erfassen des biophysikalischen
Signals von dem Stimulationsziel oder zumindest eines damit verbundenen
Bereiches. Ein biophysikalisches Signal kann beinhalten zum Beispiel
einen Druck- oder Flusszustand, zum Beispiel ein Druck- oder Flusssignal,
verbunden mit Blut in dem Herzen oder anderen Bereichen des Kreislaufsystems.
Abgabe eines elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel kann
mit einem einzelnen elektromagnetischen Messwertgeber durchgeführt
werden, wie dargestellt in 4723 oder mit mehreren elektromagnetischen Messwertgebern 4725.
In verschiedenen Ausführungsformen können Stimuli,
welche in Reaktion auf ein erfasstes Signal abgegeben wurden, verwendet werden
um natürlich auftretende Aktivität zu verstärken
oder einen Effekt zu erzeugen, welcher komplementär ist
zu natürlich auftretender Aktivität. Alternativ
können Stimuli, welche abgegeben wurden in Reaktion auf
ein erfasstes Signal verwendet werden um natürlich auftretende
Aktivität abzuschwächen oder zu dämpfen
oder einen Effekt zu erzeugen, der natürlich auftretender
Aktivität entgegenwirkt. In einigen Ausführungsformen
kann abgetastete Aktivität verwendet werden um die Nähe
zu einem Stimulationsziel anzuzeigen. In einigen Ausführungsformen
kann die Stimulation zeitlich jedoch nicht räumlich mit
dem erfassten Signal korreliert sein. Das Verfahren kann auch beinhalten
einen elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel abzugeben
in Reaktion auf ein entferntes Steuersignal, wie angezeigt in 4726 oder
in Reaktion auf ein vorprogrammiertes Stimulationsmuster, wie angezeigt
in 4728.
-
Verfahren
zum Erfassen und Analysieren bioelektrischer und biomagnetischer
Signale sind dem Fachmann wohl bekannt, wie dargestellt durch K.
W. Horch and G. S. Dhillon, Editors, Neuroprosthetics: Theory and
Practice (Series an Bioengineering and Biomedical Engineering – Vol.
2), World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore, 2004, insbesondere,
Kapitel 2.2, 2.4, 4.3 und 5.2, und J. Malmivuo und R. Plonsey, Bioelectromagnetisrn:
Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields,
Oxford University Press, NY, 1995, http://butler.cc.tut.fi/~malmivuo/bem/bembook/,
welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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68 zeigt ein Beispiel des Erfassens eines bioelektrischen
Signals und Abgabe einer Stimulation in Reaktionauf das erfasste
Signal, wie in 68 gezeigt. Ein Herz 4750 eines
Patienten ist in 68 gezeigt. Eine im rechten
Vorhof 4754 ansässige Lumen-bewegliche Einheit 4752 kann
natürlich auftretende bioelektrische Aktivität
abtasten, welche durch den Sinusknoten 4756 des Herzens 4750 erzeugt
wurde, zum Beispiel um das Bedürfnis anzuzeigen einen Herzschlag
zu initiieren. Im Falle einer Leitungsunterbrechung zwischen Sinusknoten 4756 und
artrioventrikulärem Knoten 4758 wird das Signal nicht
normal gesendet und die Kontraktion der Ventrikel 4760 und 4762 wird
nicht richtig initiiert. Um diesen Defekt zu kompensieren, kann
Lumen-bewegliche Einheit 4752 ein Signal an die zweite
Lumen-bewegliche Stimulationseinheit 4764, welche im rechten
Ventrikel 4760 ansässig ist, senden, welche dann ein
elektrisches Schrittsignal abgeben kann um die Kontraktion der Ventrikel 4760 und 4762 zu
veranlassen.
-
69 ist ein Flussdiagramm einer weiteren Variation
des in 58 gezeigten Verfahrens. Das Verfahren
von 69 beinhaltet eine selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen sich in einem
Körperröhrenbaum eines Patienten auf eine Zielstelle
hin zu bewegen in Schritt 4772, wenn ein Abzweigepunkt,
welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen einen ausgewählten Abzweig
in Schritt 4774 zu betreten und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle in 4776, wie in vorher beschriebenen
Ausführungsformen gezeigt, zu beenden. Zusätzliche
Schritte können das Abspeichern einer Aufzeichnung des
Betriebs der selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
beinhalten, wie angezeigt in 4778, und/oder Senden einer
Darstellung von einer Aktivität der selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit an ein entferntes Teil wie
in 4780 dargestellt. Das Verfahren kann auch beinhalten
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu
veranlassen das Bewegen wieder aufzunehmen, wie angezeigt in 4782.
Obwohl die Schritte des Speicherns einer Aufzeichnung des Betriebs der
selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit und
des Sendens einer Darstellung einer Aktivität der selbst-vortreibenden
elektromagnetischen Stimulationseinheit in einer bestimmten Reihenfolge
gezeigt sind in dem Flussdiagramm von 69,
können die Schritte in der Praxis zu verschiedenen Zeiten
während des Betriebs der Einheit durchgeführt
werden und können in manchen Fällen durchgeführt
werden bevor die Einheit das Bewegen beendet oder nachdem die Einheit
das Bewegen wieder aufnimmt (oder unabhängig vom Starten
oder Beenden der Einheit dadurch dass die Einheit nicht notwendigerweise
stoppt oder startet sondern stattdessen sich kontinuierlich bewegt).
-
70 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit, wie
in 58 gezeigt, einzubringen, beinhaltend die Schritte
eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
zu veranlassen sich in einen Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 4802); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrer Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit, die selbst- vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen, einen ausgewählten
Abzweig zu betreten (Schritt 4804); und die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 4806).
In 4808 beinhaltet das Verfahren weiter das Einbringen
von zumindest einer zusätzlichen selbst-vortreibenden elektromagnetischen
Stimulationseinheit, wobei die zumindest eine zusätzliche selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit veranlasst wird, sich in
dem Körperröhrenbaum des Patienten auf eine zusätzliche
Zielstelle hin zu bewegen; wobei, wenn ein Abzweigepunkt, welcher
zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die zumindest eine zusätzliche
selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit, die
zumindest eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
zu veranlassen, einen ausgewählten Abzweig zu betreten;
und die zumindest eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der zusätzlichen
Zielstelle zu beenden.
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71 ist ein Flussdiagramm einer zusätzlichen
Erweiterung des Verfahrens von 58,
welche die Schritte beinhaltet eine selbst-vortreibende elektromagnetische
Stimulationseinheit zu veranlassen sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen in 4822 und
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzeige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit,
die selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit zu
veranlassen einen ausgewählten Abzweig in Schritt 4824 zu
betreten. In einigen Ausführungsformen können
die in Schritten 4826 und 4828 spezifizierten
Varianten beinhalten. Wie in 4826 angezeigt, kann das Verfahren beinhalten,
eine oder mehrer elektromagnetische Stimulationseinheiten auf die
Zielstelle mit der elektromagnetischen Stimulationseinheit hinzuziehen.
Alternativ, oder zusätzlich, kann das Verfahren beinhalten, eine
oder mehrere elektromagnetische Stimulationseinheiten auf die Zielstelle
mit der selbst-vortreibenden elektromagnetischen Stimulationseinheit
hinzuschieben, wie angezeigt in 4828. Und, wie in den vorherge henden
Figuren gezeigt, kann das Verfahren beinhalten, die selbst-vortreibende
elektromagnetische Stimulationseinheit zu veranlassen, das Bewegen
beim Erreichen der Zielstelle zu beenden, wie angezeigt in 4830.
Die Verwendung von mehreren Stimulationseinheiten wird in 72 gezeigt. 72 stellt
Gehirn 4850 des Patienten dar, beinhaltend laterale Ventrikel 4852 und 4854,
drittes Ventrikel 4856 und Talamus 4858 (im Allgemeinen
angezeigt als der gestreifte Bereich in 72).
Stimulationseinheiten 4860, 4862, 4864 und 4866 werden
im lateralen Ventrikel 4852 positioniert, Stimulationseinheiten 4868 und 4870 werden
im dritten Ventrikel 4856 positioniert. Die Stimulationseinheiten
sind daher um den Talemus 4858 verteilt und können
verwendet werden zum selektiven Stimulieren des Talamus 4858 (oder Teile
davon). Zum Beispiel können relativ kleine Stimuli, welche
durch mehrere Stimulationseinheiten abgegeben werden, sich überlappen
um begrenzte Bereiche des Talamus zu aktivieren. In einem anderen
Beispiel können durch Aktivieren mehrer Stimulationseinheiten
in geeignet ausgewählten Muster räumlich und/oder
zeitlich komplexe Stimulationsmuster erzeugt werden. Stimulationseinheiten 4860, 4862, 4864 und 4866 sind
durch Leine 4872, 4874 und 4876 verbunden,
welche zum Beispiel aus chirurgischem Material, Draht, Kabel oder
Faser gebildet werden kann. Durch Bilden einer verbundenen Gruppe
von Stimulationseinheiten kann der relative Abstand zwischen den
Stimulationseinheiten gesteuert werden und das Positionieren der
Stimulationseinheiten relativ zu anatomischen Strukturen kann ermöglicht
werden. Eine verbunden Gruppe von Stimulationseinheiten kann beim
Praktizieren der Verfahrensschritte 4826 und 4828 von 71 verwendet werden; eine relativ flexible Leine
kann verwendet werden wenn elektromagnetische Stimulationseinheiten
durch eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
gezogen werden soll, während eine festere Verbindung verwendet
werden kann wenn die elektromagnetische Stimulationseinheiten durch
eine selbst-vortreibende elektromagnetische Stimulationseinheit
geschoben werden soll.
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In
einigen Ausführungsformen kann ein Verfahren die Verwendung
einer Lumen-beweglichen Einheit zum Tragen einer bioelektromagnetischen Schnittstellenein heit
zu einer Zielstelle beinhalten. Dieser Ansatz wird in 73A–73C dargestellt. In 73A wird bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit 4950 durch
Körperröhrenbaum 4952 durch selbst-vortreibende
Lumen-bewegliche Einheit 4954 getragen, welche von der
Art sein kann wie sie im Allgemeinen in 24 und 25A–25B dargestellt
ist. Zum Beispiel kann selbst-vortreibende Lumen-bewegliche Einheit 4954 Greifer 4956 beinhalten
um bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit 4950 zu
tragen. Selbst-vortreibende Lumen-bewegliche Einheit 4954 kann
Sensor 4958 beinhalten, welcher konfiguriert ist um die
Ankunft der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit an der
Zielstelle 4960 zu erfassen, nahe am Stimulationsziel 4962. Sensor 4958 kann
einer von verschiedenen Arten von Sensoren, wie hierin beschrieben,
sein. In 73A bewegt sich die selbst-vortreibende
Lumen-bewegliche Einheit 4954, welche bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheit 4950 trägt, durch Körperröhrenbaum 4952 in
die durch den Pfeil angezeigte Richtung. In 73B wird
die Ankunft von bioelektromagnetischer Schnittstelleneinheit 4950 an
Zielstelle 4960 durch Sensor 4958 erfasst. Bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheit 4950 kann dann von selbst-vortreibender
Lumen-beweglicher Einheit 4954 freigegeben werden und selbst-vortreibende Lumen-bewegliche
Einheit kann sich von Zielstelle 4960 wegbewegen wobei
die bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit an Zielstelle 4960 zurückgelassen
wird.
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74 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum
Konfigurieren eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems,
welches beinhaltet zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit
durch ein Körperröhrenbaum eines Patienten auf
eine Zielstelle mit einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen
Einheit hin zu bewegen (in Schritt 4902); Erfassen der
Ankunft der zumindest einen bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit
an der Zielstelle (in Schritt 4904; und Bewegen der selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit von der Zielstelle weg, während
die zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit bei
der Zielstelle zurückgelassen wird (in Schritt 4906).
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75 ist ein Flussdiagramm einer Erweiterung des
Verfahrens von 74, welche zusätzliche Details
des Verfahrens zeigt. In einigen Ausführungsformen kann
das Verfahren einen vorläufigen Schritt 5002 beinhalten,
die zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit an
der selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit anzufügen.
Das Verfahren kann beinhalten, zumindest eine bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheit durch einen Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle mit einer selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit hin zu bewegen (in Schritt 5004).
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten, die
zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit durch
einen Körperröhrenbaum eines Patienten auf eine
Zielstelle mit einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit
hin zu bewegen durch Ziehen der zumindest einen bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheit mit der selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen
Einheit, wie bei 5006 gezeigt, während in anderen
Ausführungsformen das Verfahren beinhalten kann, die zumindest
eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit durch einen Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle mit einer selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit hin zu bewegen durch Schieben der zumindest
einen bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit mit der selbst-vortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit, wie in 5008 gezeigt. Das Verfahren
kann beinhalten die Ankunft der zumindest einen bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheit an der Zielstelle zu erfasen (in Schritt 5010)
und die zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit
von der selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit freizugeben
(in Schritt 5012). In einigen Fällen kann das
Verfahren beinhalten die zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit
zu veranlassen, mit der Wand des Körperröhrenbaumes
bei der Zielstelle zu interagieren (wie gezeigt in 5014)
und die selbst-vortreibende Lumen-bewegliche Einheit von der Zielstelle
wegzubewegen, während die zumindest eine bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheit an der Zielstelle zurückgelassen
wird (in Schritt 5016).
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76 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Details
des Verfahrens von 74 zeigt. Das Verfahren beinhaltet
zumindest eine bioelektromagnetische Schnitt stelleneinheit durch
einen Körperröhrenbaum eines Patienten auf eine
Zielstele mit einer selbst-vortreibenden Lumen-beweglichen Einheit
hin zu bewegen (in Schritt 5052); Erfassen der Ankunft der
zumindest einen bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit an
der Zielstelle (in Schritt 5054); und Bewegen der selbstvortreibenden
Lumen-beweglichen Einheit weg von der Zielstelle während
die zumindest eine bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit an
der Zielstelle zurückgelassen wird (in Schritt 5056).
Der Körperröhrenbaum kann das Herzkreislaufystem,
wie in 5060 angezeigt, sein, der CSF-Raum, wie in 5062 angezeigt,
das Atmungssystem des Patienten, wie in 5064 angezeigt,
der Magen-Darm-Trakt des Patienten, wie angezeigt in 5066 angezeigt,
der Urogenitaltrakt des Patienten, wie angezeigt in 5068,
oder verschiedene andere Körperlumen, welche Zugang zu
einem Stimulationsziel ermöglichen.
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77 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens ein
bioelektromagnetisches Schnittstellensystem einzubringen, beinhaltend:
Einführen einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in einen Körperröhrenbaum eines Patienten über
zumindest eine Einführungsstelle bei Schritt 5102,
zumindest einen Teil der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
beinhaltend zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert
ist für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe und zumindest
eines von einem signalverarbeitenden Teil, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal von dem elektromagnetischen Messwertgeber zu
verarbeiten oder einer Stimulusquelle, welche in der Lage ist einen
elektromagnetischen Stimulus zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem
zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber zu erzeugen; und
die Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum zu
einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen,
ansässig in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe
(Schritt 5104).
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Das
Verfahren kann beinhalten die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in den Körperröhrenbaum über
die zumindest eine Einführungsstelle im Wesentlichen gleichzeitig
einzuführen, wie in 5108 gezeigt. Alternativ kann
das Verfahren beinhalten die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in den Körperröhrenbaum über
die zumindest eine Einführungsstelle in Bündeln
einzuführen, wie in 5110 gezeigt. Ein Bündel
ist eine Gruppe von Einheiten, welche im Wesentlichen gleichzeitig
bei einem einzelnen Ort eingeführt werden. In einer anderen
Alternative kann das Verfahren beinhalten, die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneineinheiten in den Körperröhrenbaum über
die zumindest eine Einführungsstelle sequenziell (der Reihe
nach) einzuführen, wie angezeigt in 5112. In einer
anderen Alternative kann das Verfahren beinhalten die Mehrzahl von
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten in den Körperröhrenbaum
des Patienten über die zumindest eine Einführungsstelle
als eine verbundene Gruppe von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten einzuführen.
Zum Beispiel können die bioelektromagnetischen Schnittstellengeinheiten
untereinander durchgehend verbunden sein Ende-anEnde in einer Kette
mit Verbindern oder Greifern der in 25A und 25B gezeigten Art oder jede Schnittstelleneinheit
kann entweder permanent oder temporär an einer oder mehrerer
anderer Schnittstelleneinheiten in einer Kette oder anderer Konfigurationen
durch chirurgisches Drahtmaterial, Draht, Kabel, Faser, etc. angefügt
sein, wie zum Bespiel in 72 dargestellt.
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Die
Einführung einer einzelnen bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit
wird in 64 gezeigt. Die Einführung
eines Bündels von mehreren bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in den Körperröhrenbaum bei einer einzelnen Einführungsstelle
wird in 66 dargestellt. 78A–78B zeigen
die Einführung eines Bündels von mehreren bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in einen Körperröhrenbaum
größeres Details zeigend. In 78A ist ein Bündel von mehreren bioelektromagnetischen
Schmittstelleneinheiten, welches bioelektromagnetische Schnittstelleneinheiten 5150A, 5150B, 5150C und 5150D beinhaltet,
ist vor der Abgabe in den Körperröhrenbaum 5154 in
Injektionsspritze 5152 enthalten. Körperröhrenbaum 5154 beinhaltet
erste Region 5156 und Abzweige 5158, 5160, 5162 und 5164.
Wie in 78B gezeigt, werden die bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten 5150A, 5150B, 5150C und 5150D in erste
Region 5156C des Körperröhrenbaums 5154C als
eine Gruppe im Wesentlichen gleichzeitig eingeführt. Wie
in 78C gezeigt, bewegen sich bioelektromagnetische
Schnittstelleneinheiten 5150A, 5150B, 5150C und 5150D entlang
der durch die gestrichelten Pfeile dargestellten Routen um Abzweige 5164, 5160, 5158 bzw. 5162 zu
erreichen. Dieselbe Prozedur kann bei mehreren Orten in dem Körper entweder
gleichzeitig (durch Verwendung mehrer Injektionsspritzen oder Äquivalente)
oder der Reihe nach durchgeführt werden, um mehrere Bündel
von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten an den Körper
abzugeben.
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79 stellt eine Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten 5200A, 5200B, 5200C, 5200D, 5200E, 5200F, 5200G, 5200H dar,
welche bei einer Mehrzahl von Zielstellen 5202A, 5202B, 5202C, 5202D, 5202E, 5202F, 5202G, 5202H ansässig
sind im Gefäßsystem 5204 des Gehirns 5206.
Die Zielstellen 5202A, 5202B, 5202C, 5202D, 5202E, 5202F, 5202G, 5202H (durch gestrichelte
Kreise angezeigt) sind über Gehirnbereich 5208 verteilt.
Mehrere bioelektromagnetische Schnittstelleneinheiten können
verwendet werden um Aktivität von mehreren Orten aufzuzeichnen,
um mehrere Signale von einem einzelnen allgemeinen Bereich aufzuzeichnen,
um mehrere Bereiche zu stimulieren, um komplexe elektromagnetische
Felder zur Stimulation zu erzeugen, oder um sowohl Aufzeichnung
als auch Stimulation gleichzeitig oder in einer gewünschten
zeitlichen Reihenfolge durchzuführen. Stimulation einer
Mehrzahl von Bereichen kann Stimulation von räumlich nahe
liegenden Bereichen beinhalten, z. B. angrenzende Gehirnregionen
oder räumlich getrennte Regionen eines Körpers. 80 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum
Einbringen eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems, wie
in 77 gezeigt, welches beinhaltet: Einführen
einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in einen Körperröhrenbaum eines Patienten über
zumindest eine Einführungsstelle, zumin dest ein Teil der
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten, beinhaltend zumindest
einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert ist
für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe und zumindest
eines von einem signalverarbeitenden Teil, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal von dem elektromagnetischen Messwertgeber zu verarbeiten
oder einer Stimulusquelle, welche in der Lage ist einen elektromagnetischen
Stimulus zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber zu erzeugen (Schritt 5252); und die Mehrzahl
von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten zu veranlassen sich
in dem Körperröhrenbaum zu einer Mehrzahl von
Zielstellen in dem Körperröhrenbaum hin zu bewegen,
zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen, ansässig
in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe (Schritt 5254).
Die Mehrzahl von Zielstellen kann räumlich um das Zielgewebe
herum verteilt sein, wie in 5258 in 80 angezeigt
und in 72 dargestellt oder räumlich über
das Zielgewebe verteilt, wie angezeigt bei 5260 in 80 und in 79 dargestellt.
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Wie
weiter in 80 gezeigt, kann das Verfahren
beinhalten zumindest einen Teil der Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
mit ihrer eigenen Energie zu bewegen, wobei zumindest ein Teil der
Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten selbst-vortreibende
Einheiten beinhaltet, wie bei 5262 gezeigt. In einigen
Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten zumindest
einen Teil der Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum zu
bewegen durch Bewegen des zumindest einen Teiles der Mehrzahl von
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten durch den Körperröhrenbaum,
angefügt an zumindest einem Katheter, wie in 5264 angezeigt.
Ein Beispiel des Einbringens einer bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit
mit einem Katheter ist in 65 gezeigt.
Einführen einer Einheit mit einem Katheter ist in 65 dargestellt. In einigen Ausführungsformen
kann sich die bioelektromagnetische Schnittstelleneinheit nach dem
Platzieren einer bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit in
dem Körperröhrenbaum mit einem Katheter von der
anfänglichen Platzierungsstelle zu einem endgültigen
Ziel mit ihrer eigenen Energie bewegen.
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81 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum
Einbringen eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems, wie
in 77 gezeigt, welches beinhaltet: Einführen
einer Mehrzahl vom bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in einen Körperröhrenbaum eines Patienten über
zumindest eine Einführungsstelle, zumindest ein Teil der
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten beinhaltend zumindest
einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert ist
für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignal,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches von einem Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe und zumindest
eines von einem signalverarbeitenden Teil, welches in der Lage ist
das Ausgangssignal von dem elektromagnetischen Messwertgeber zu
verarbeiten oder eine Stimulusquelle, welche in der Lage ist einen
elektromagnetischen Stimulus zu erzeugen zur Abgabe an das Zielgewebe
mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber (Schritt 5302);
und die Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum zu
einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen,
ansässig in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe
(Schritt 5304). Wie bei 5308 angezeigt, kann in
einigen Ausführungsformen das Zielgewebe zumindest ein
Teil des Herzens des Patienten beinhalten. In einigen Ausführungsformen,
wie angezeigt in 5310, kann das Zielgewebe zumindest ein
Teil des Nervensystems des Patienten beinhalten, beinhaltend, ohne
darauf beschränkt zu sein, den cingulären Cortex,
wie angezeigt in 5312, den Fornix, wie angezeigt in 5314,
den vorderen Talamus, wie angezeigt in 5316, den subtalamischen Kern,
wie angezeigt in 5318 oder den Globus Pallidus Interna,
wie angezeigt in 5320. In anderen Ausführungsformen
kann das Zielgewebe zumindest ein Teil des Urogenitaltrakts beinhalten,
wie angezeigt in 5322, zumindest ein Teil eines Muskels,
wie angezeigt in 5324 oder zumindest ein Teil eines Magen-Darm-Traktes,
wie angezeigt in 5326.
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82 ist ein Flussdiagramm einer Erweiterung des
Verfahrens ein bioelektromagnetisches Schnittstellensystem einzubringen,
gezeigt in 77, welches beinhaltet: Einführen
einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in einen Körperröhrenbaum eines Patienten über
zumindest eine Einführungsstelle, zumindest ein Teil der
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten, beinhaltend zumindest
einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher konfiguriert ist
für zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals,
welches repräsentativ ist für ein bioelektromagnetisches
Signal, welches abgetastet wurde von einem Zielgewebe oder Abgeben
eines elektromagnetischen Stimulus an das Zielgewebe und zumindest eines
von einem signalverarbeitenden Teil, welches in der Lage ist das
Ausgangssignal des elektromagnetischen Messwertgebers zu verarbeiten
oder eine Stimulusquelle, welche in der Lage ist einen elektromagnetischen
Stimulus zur Abgabe an das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber
zu erzeugen (Schritt 5352); die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
zu einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen, ansässig
in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe (Schritt 5354),
jede des zumindest einen Teils der Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen angrenzend an eine bestimmte
Zielstelle die Bewegung zu beenden (Schritt 5356) und,
optional, jede von zumindest einem Teil der Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen mit der Wand des Körperröhrenbaums
angrenzend an eine bestimmte Zielstelle zu interagieren (Schritt 5358).
In einigen Ausführungsformen, wie angezeigt in 5362,
kann der Körperröhrenbaum das Herzkreislaufystem
des Patienten sein. In anderen Ausführungsformen, wie angezeigt
bei 5364, kann der Körperröhrenbaum das
Atmungssystem des Patienten sein. In noch anderen Ausführungsformen kann
der Körperröhrenbaum der CSF-Raum des Patienten
sein, wie angezeigt in 5366, der Urogenitaltrakt des Pa tienten,
wie angezeigt in 5368, oder der Magen-Darm-Trakt des Patienten,
wie angezeigt in 5370.
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83 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Variationen
des Verfahrens des Einbringens eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems, welches
im Allgemeinen in 77 gezeigt ist, zeigt. Das
Verfahren beinhaltet: Einführen einer Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten in einen Körperröhrenbaum
eines Patienten über zumindest eine Einführungsstelle,
zumindest ein Teil der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit,
beinhaltend zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber, welcher
konfiguriert ist für zumindest eines von Erzeugen eines
Ausgangssignals, welches repräsentativ ist für
ein bioelektromagnetisches Schnittstellensignal, welches von einem
Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben eines elektromagnetischen
Stimulus an das Zielgewebe und zumindest eines von einem signalverarbeitenden
Teil, welches in der Lage ist das bioelektromagnetische Schnittstellesignal,
welches von dem Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber aufgezeichnet wurde zu verarbeiten oder einer Stimulusquelle,
welche in der Lage ist einen elektromagnetischen Stimulus zur Abgabe
an das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber
zu erzeugen (Schritt 5402); die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
zu einer Mehrzahl von Zielstellen im Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen,
ansässig in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe
(Schritt 5404). In einigen Ausführungsformen,
wie gezeigt in 5408, kann das Verfahren beinhalten zumindest
einen Teil der Mehrzahl von Zielstellen auszuwählen, basierend
auf anatomischen Informationen. In einigen Ausführungsformen,
wie gezeigt in 5410, kann das Verfahren beinhalten zumindest
einen Teil der Mehrzahl von Zielstellen auszuwählen, basierend
auf Messungen von einem oder mehreren physiologischen Parameter,
welche zum Beispiel sein können ein Signal, welches charakteristisch
ist für eine ausgewählte Region des Nervensystems,
wie gezeigt in 5412, oder eine ausgewählte Region
des Herzens, wie gezeigt in 5414. In einigen Ausführungsformen, wie
gezeigt in 5416, kann der eine oder mehrere physiologische Parameter
ein Signal-zu-Rauschen Verhältnis beinhalten, welches einen
guten Signalübertragungspfad zwischen zumindest einem Teil
der einen oder mehreren bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
und des Stimulationsziels anzeigt.
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84 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Variationen
des Verfahrens zum Einbringen eines bioelektromagnetischen Schnittstellensystems, welches
im Allgemeinen in 77 gezeigt ist, beinhaltet.
Das Verfahren beinhaltet: Einführen einer Mehrzahl von
bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten in einen Körperröhrenbaum
eines Patienten über zumindest eine Einführungsstelle,
zumindest ein Teil der bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheit,
beinhaltend zumindest eine, welche konfiguriert ist für
zumindest eines von Erzeugen eines Ausgangssignals, welches repräsentativ
ist für ein bioelektromagnetisches Signal, welches von
einem Zielgewebe abgetastet wurde oder Abgeben eines elektromagnetischen
Stimulus an das Zielgewebe und zumindest eines von einem signalverarbeitenden
Teil, welches in der Lage ist das bioelektromagnetische Signal,
welches von dem Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen
Messwertgeber aufgezeichnet wurde zu verarbeiten oder einer Stimulusquelle,
welche in der Lage ist einen elektromagnetischen Stimulus zur Abgabe
an das Zielgewebe mit dem zumindest einen elektromagnetischen Messwertgeber
zu erzeugen (Schritt 5452); die Mehrzahl von bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
zu einer Mehrzahl von Zielstellen in dem Körperröhrenbaum
hin zu bewegen, zumindest ein Teil der Mehrzahl von Zielstellen,
ansässig in der Nähe von zumindest einem Zielgewebe
(Schritt 5454). Zusätzlich kann das Verfahren
beinhalten einen elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel
abzugeben mit zumindest einem Teil der ein oder mehreren bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten, in 5456. Wie in 5458 von 84 gezeigt, kann das Verfahren beinhalten ein
bioelektromagnetisches Signal von dem Stimulationsziel oder zumindest
einer damit verbundenen Region zu erfassen und den elektromagnetischen
Stimulus an das Stimulationsziel mit zumindest einem Teil der einen oder
mehreren bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten ab zugeben
in Reaktion auf das Erfassen des bioelektrischen Signals von dem
Stimulationsziel oder der zumindest einen damit verbundenen Region.
Alternativ, oder zusätzlich, kann das Verfahren das Erfassen
eines bioelektromagnetischen Signals von dem Stimulationsziel oder
zumindest einer damit verbundenen Region beinhalten und Abgeben des
elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel mit zumindest
einem Teil der einen oder mehreren bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
in Reaktion auf das Erfassen des biomagnetischen Signals von dem
Stimulationsziel oder der zumindest einen damit verbundenen Region,
wie gezeigt in 5460. In einer anderen Alternative kann
das Verfahren beinhalten ein biochemisches Signal von dem Stimulationsziel
oder zumindest einer damit verbundenen Region zu erfassen und den
elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel mit dem zumindest
einen Teil der einen oder mehreren bioelektromagnetischen Schnittstelleneinheiten
abzugeben in Reaktion auf das Erfassen des biochemischen Signals
von dem Stimulationsziel oder der zumindest einen damit verbundenen
Region, wie gezeigt in 5462. Biochemische Signale können
Signale von verschiedenen Arten von Biosensoren beinhalten, welche
eine Konzentration von Neurotransmittern anzeigen, direkten oder
indirekten Indikatoren von methabolischer Aktivität, pH-Wert,
zellensignalisierende Materialien und anderen biochemischen Signalen,
welche einen Zustand des Stimulationsziels anzeigen und/oder Anzeige
zur Abgabe von Stimulation an das Stimulationsziel.
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In
einer anderen Alternative kann das Verfahren beinhalten ein biophysikalisches
Signal von dem Stimulationsziel oder zumindest einer damit verbundenen
Region zu erfassen und den elektromagnetischen Stimulus an das Stimulationsziel
mit zumindest einem Teil der einen oder mehreren bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten abzugeben in Reaktion auf das Erfassen des
biophysikalischen Signals von dem Stimulationsziel oder der zumindest einen
damit verbundenen Region, wie gezeigt bei 5464.
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In
einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere
entfernte Teile verwendet werden und das Verfahren kann beinhalten
ein entferntes Steuersignal zu er fassen und den elektromagnetischen
Stimulus an das Stimulationsziel mit zumindest einem Teil der bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten abzugeben in Reaktion auf das Erfassen des
entfernten Steuersignals, wie gezeigt in 5466. In anderen
Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten den elektromagnetischen
Stimulus an das Stimulationsziel mit zumindest einem Teil der bioelektromagnetischen
Schnittstelleneinheiten abzugeben, basierend auf einem vorprogrammierten
Stimulationsmuster, wie gezeigt in 5468.
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85 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens eine
neurale Stimulationseinheit einzubringen, welches beinhalten kann
eine selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (in Schritt 5502); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende Stimulationseinheit zu
veranlassen einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt (in Schritt 5504); und die selbst-vortreibende
neurale Stimulationseinheit zu veranlassen, das Bewegen beim Erreichen
der Zielstelle zu beenden (in 5506). Wie anderswo hierin
erwähnt, sind verschiedenen Anwendungen für neurale Stimulationseinheiten
und -Systeme bekannt. Das Verfahren kann zum Einbringen einer einzelnen
neuralen Stimulationseinheit zu einer Zeit verwendet werden oder
zum Erweitern um mehrere neurale Stimulationseinheiten einzubringen.
In einer Variante kann das Verfahren beinhalten zumindest eine zusätzliche
neurale Stimulationseinheit mit der selbst-vortreibenden neuralen
Stimulationseinheit zu tragen. Die neurale Stimulationseinheit kann
während der Verwendung verbunden bleiben oder das Verfahren
kann beinhalten die zumindest eine zusätzliche neurale
Stimulationseinheit von der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit
erneut zu loszusiegeln.
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86 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Details
eines Verfahrens, wie in 85 dargelegt,
zeigt. Das Verfahren kann beinhalten, die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit in den Körperröhrenbaum eines
Patienten einzuführen (in Schritt 5552), eine
selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen,
sich in dem Körperröhrenbaum eines Patienten auf
eine Zielstelle hin zur bewegen (in Schritt 5554); wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrer Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen, einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt (in Schritt 5556); die selbst-vortreibende
neurale Stimulationseinheit zu veranlassen, das Bewegen beim Erreichen
der Zielstelle zu beenden (in 5558) und, optional, die
selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen, mit
der Wand des Körperröhrenbaums bei der Zielstelle
zu interagieren (in Schritt 5560). Der Körperröhrenbaum
kann zum Beispiel das Kreislaufsystem des Patienten, wie angezeigt
in 5564, das Atmungssystem des Patienten, wie angezeigt
in 5566, oder der CSF-Raum des Patienten, wie angezeigt
in 5568 sein.
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87 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Details
eines Verfahrens, wie in 86 dargelegt,
zeigt. Das Verfahren kann beinhalten die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit in den Körperröhrenbaum eines
Patienten einzuführen (in Schritt 5602), eine
selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen sich
in dem Körperröhrenbaum eines Patienten auf eine
Zielstelle hin zu bewegen (in Schritt 5604); wenn Abzweigepunkt,
welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird, durch die selbst-vortreibende Stimulationseinheit,
die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen,
einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle hinführt
(in Schritt 5606); die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen, das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden
(in 5608) und, optional, die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit zu veranlassen mit der Wand des Körperröhrenbaums
bei der Zielstelle zu interagieren (in Schritt 5610). Das
Verfahren kann beinhalten, die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen sich im Körperröhrenbaum auf eine
Zielstelle hin zu bewegen, welche in einer Kammer des Herzens des
Patienten ansässig ist, wie angezeigt in 5614.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren beinhalten,
die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen
sich in dem Körperröhrenbaum auf eine Zielstelle
hin zu bewegen, welche in dem Gehirn des Patienten ansässig
ist, wie angezeigt in 5616. In einer anderen Ausführungsform
kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum auf
eine Zielstelle hin zu bewegen, welche in dem Rückenmarkskanal
des Patienten ansässig ist, wie angezeigt in 5618.
In einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren beinhalten
die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen sich
in dem Körperröhrenbaum auf eine Zielstelle hin zu
bewegen, welche in dem Gastrointestinaltrakt des Patienten ansässig
ist, wie angezeigt in 5620. In noch einer anderen Ausführungsform
kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum auf
eine Zielstelle hin zu bewegen, welche in dem Urogenitalsystem des
Patienten ansässig ist, wie angezeigt in 5622.
Und in noch einer anderen Ausführngsform kann das Verfahren
beinhalten die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen
sich in dem Körperröhrenbaum auf eine Zielstelle
hin zu bewegen, welche in der Muskulatur des Patienten ansässig
ist, wie angezeigt in 5624.
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88 ist ein Flussdiagramm, welches eine weitere
Erweiterung des Verfahrens von 85 zeigt.
Das Verfahren beinhaltet das Auswählen einer Zielstelle
in der Nähe eines Stimulationsziels (in Schritt 5652)
und Durchführen eines oder mehrerer von Anpassungen der
Größe der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit
um in die Zielstelle hineinzupassen (in 5664) oder eine
selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit auszuwählen
von einer Größe um in eine Zielstelle hineinzupassen
(in 5666), z. B. durch Auswählen der selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheit von einem Sortiment von selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheiten von verschiedenen Größen
(in 5668). Das Verfahren kann auch beinhalten die Schritte
des Veranlassens einer selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit
sich in einem Körperröhrenbaum eines Patienten
auf eine Zielstelle hin zu bewegen (in 5670), wenn ein
Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt (in 5672), und die selbst-vortreibende
neurale Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen
der Zielstelle zu beenden (in 5674). In einigen Ausführungsformen
kann das Verfahren beinhalten, die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu
veranlassen das Bewegen wieder aufzunehmen, wie angezeigt in 5676,
die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit kann eine elektromagnetische Stimulationseinheit,
wie angezeigt in 5678, sein, eine magnetische Stimulationseinheit,
wie angezeigt in 5680, eine optische Stimulationseinheit, wie angezeigt
in 5682, oder eine chemische Stimulationseinheit, wie angezeigt
in 5684.
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89 ist ein Flussdiagramm, welches eine weitere
Erweiterung des Verfahrens von 85 zeigt,
beinhaltend die Schritte des Veranlassen einer selbstvortreibenden
neuralen Stimulationseinheit sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen in 5702;
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit, die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
zu veranlassen einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt in 5704; und selbst-vortreibende neurale
Stimulationseinheit zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der
Zielstelle zu beenden in 5706. Das Verfahren kann beinhalten
den Abzweigepunkt mit einem Sensor auf der selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheit zu erfassen, wie angezeigt in 5710.
Wie angezeigt in 5712, kann das Verfahren beinhalten die
selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit zu veranlassen das
Bewegen in dem Körperröhrenbaum unter der Steuerung
eins Steuerungssystems zu veranlassen, welches zumindest teilweise
auf der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit ansässig
ist. Alternativ kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende
neurale Stimulationseinheit zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
unter der Steuerung eines entfernten Teils zu bewegen, wie angezeigt
in 5714. Das Verfahren kann beinhalten die selbst-vortreibende
neurale Stimulati onseinheit zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen
der Zielstelle zu beenden durch Unterbrechen des Vortriebs der selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheit, wie gezeigt in 5716, durch
Veranlassen der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit
das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden durch Anlegen
einer Kraft um dem Vortrieb der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit
entgegenzuwirken, wie gezeigt in 5718, oder durch Interagieren
mit der Wand des Körperröhrenbaums an der Zielstelle,
wie gezeigt in 5720. Die selbst-vortreibende neurale Stimulationseinheit
kann veranlasst werden, mit der Wand des Körperröhrenbaums
zu interagieren durch Veranlassen zumindest eines Teils der selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheit sich auszudehnen um einen Drucksitz zu
bilden mit der Wand des Körperröhrenbaums, wie angezeigt
in 5722, durch Freigeben eines Haftmaterials von der selbst-vortreibenden
neuralen Stimulationseinheit, wie angezeigt in 5724, oder
Ausfahren zumindest einer Klaue oder widerhakenährilichen Struktur
von der selbst-vortreibenden neuralen Stimulationseinheit um durchdringend
mit der Wand des Körperröhrenbaums zu interagieren,
wie angezeigt in 5726. Beispiele solcher Strukturen sind
in 5A, 5B und 8B,
zum Beispiel dargestellt.
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90 zeigt Schritte des Verfahrens zum Einbringen
einer bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit, welches
beinhalten kann: eine selbst-vortreibende bioelektromagnetische
signalabtastende Einheit zu veranlassen sich in denn Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 5752);
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem
Körperröhrenbaum beinhaltet, erreicht wird durch
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit,
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit
zu veranlassen, einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt (Schritt 5754); und die selbst-vortreibende
bioelektromagnetische signalabtastende Einheit zu veranlassen das
Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 5756).
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In
einigen Ausführungsformen kann das Abtasten von bioelektromagnetischen
Signalen mit bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheiten, wie
hierin beschrieben, in Forschungs- oder Diagnoseanwendungen verwendet
werden. In einigen Ausführungsformen kann das Abtasten
von bioelektromagnetischen Signalen in Kombination mit Stimulation
(elektrisch, magnetisch, chemisch, optisch, etc.), Abgabe von Medikamenten,
oder verschiedenen Behandlungen, Stimuli, etc. verwendet werden
um einen therapeutischen oder heilsamen Effekt bereitzustellen zum
Bereitstellen von Steuerung oder Rückkopplung. Solche Anwendungen
werden im Sinne eines Beispiels bereitgestellt und sind nicht beschränkend
gedacht.
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91 zeigt eine erweiterte Version des Verfahrens
von 90, welches das Einführen
der selbst-vortreibenden bioelektromagnetischen signalabtastenden
Einheit in den Körperröhrenbaum eines Patienten
in 5802 beinhaltet; Veranlassen der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen in 5804;
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem
Körperröhrenbaum beinhaltet, erreicht wird durch
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit,
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit
zu veranlassen einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt in 5806, die selbst-vortreibende bioelektromagnetische
signalabtastende Einheit zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen
der Zielstelle bei 5808 zu beenden; und die selbst-vortreibende
bioelektromagnetische signalabtastende Einheit zu veranlassen mit
der Wand des Körperröhrenbaums bei der Zielstelle
zu interagieren in 5810. Der Körperröhrenbaum
kann einer von verschiedenen Körperröhrenbäumen
sein, beinhaltend, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Kreislaufsystem
des Patienten, wie angezeigt in 5814, ein Atmungssystem
des Patienten, wie angezeigt in 5816, oder ein CSF-Raum
des Patienten, wie angezeigt in 5818. Die bioelektromagnetische
signalabtastende Einheit kann veranlasst werden sich in dem Körperröhrenbaum
unter der Steuerung eines Steuerungssystems zu bewegen, welches
zumindest teilweise auf der selbstvortreibenden bioelektromagnetischen
signalabtastenden Einheit ansässig ist, wie angezeigt in 5820,
oder alternativ, kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende
bioelektromagnetische signalabtastende Einheit zu veranlassen sich
in dem Körperröhrenbaum unter der Steuerung eines
entfernten Teils zu bewegen, wie angezeigt in 5822.
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92 stellt noch weitere Details eines Verfahrens,
wie in 90 gezeigt, bereit. Das Verfahren beinhaltet
Auswählen einer Zielstelle in der Nähe einer bioelektromagnetischen
Signalquelle (Schritt 5852); Veranlassen einer selbstvortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 5854);
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehrere Abzweige in dem
Körperröhrenbaum beinhaltet, erreicht wird durch
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit,
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit
zu veranlassen einen Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle
hinführt (Schritt 5856); und die selbst-vortreibende
bioelektromagnetische signalabtastende Einheit zu veranlassen das
Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden (Schritt 5858). Wie
in verschiedenen vorher beschriebenen Ausführungsformen
kann das Verfahren einen Schritt beinhalten mit einer Wand des Körperröhrenbaums
durch verschiedene Verfahren zu interagieren, beinhaltend, ohne
darauf beschränkt zu sein, zumindest einen Teil der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit zu veranlassen
sich auszudehnen um einen Drucksitz mit der Wand des Körperröhrenbaums
zu bilden (wie gezeigt bei 5860), Freigeben eines Haftmaterials
von der selbst-vortreibenden bioelektromagnetischen signalabtastenden
Einheit (wie gezeigt in 5862) oder Ausfahren zumindest einer
Klaue oder widerhakenähnlichen Struktur von der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit um durchdringend
mit der Wand des Körperröhrenbaums zu interagieren
(wie gezeigt in 5864). Schritt 5854 kann beinhalten
die selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum auf
eine Zielstelle hin zu bewegen, welche in einer Kammer des Herzens
des Patienten ansässig ist (wie gezeigt in 5868),
in dem Gehirn des Patienten, von dem Patienten (wie gezeigt in 5870), in
einem Rückenmarkskanal des Patienten (wie gezeigt in 5872),
in einem Gastrointestinaltrakt des Patienten (wie gezeigt in 5874),
in einem Urogenitalsystem des Patienten (wie gezeigt in 5876),
oder in einer Muskulatur des Patienten von dem Patienten (gezeigt
in 5878). Eine Zielstelle, welche in der Nähe
einer bioelektromagnetischen Signalquelle ist, kann ausgewählt
werden, zum Beispiel eine Zielstelle in einer Kammer des Herzens
kann ausgewählt werden wenn ein Signal von dem Herz erfasst
werden soll, eine Zielstelle in einem zerebralen Ventrikel oder Blutgefäß in
dem Gehirn kann ausgewählt werden zum Erfassen eines Signals
von einer Region des Gehirns, usw. Wie bei 5880 gezeigt,
kann das Verfahren beinhalten den Abzweigepunkt mit einem Sensor auf
der selbst-vortreibenden bioelektromagnetischen signalabtastenden
Einheit zu erfassen. Verschiedene Arten von Signalen können
Informationen bereitstellen über die Anwesenheit eines
Abzweigepunktes, beinhaltend zum Beispiel optische Signale, akustische
Signale, und elektromagnetische Signale, unter anderen.
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93 ist ein Flussdiagramm, welches eine weitere
Variante des Verfahrens von 90 zeigt, welche
die Schritte beinhaltet eine selbst-vortreibende bioelektromagnetische
signalabtastende Einheit zu veranlassen sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 5886),
eine selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende
Einheit zu veranlassen sich in einem Körperröhrenbaum
eines Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen (Schritt 5888),
und Abtasten eines bioelektromagnetischen Signals mit der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit (Schritt 5890).
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren beinhalten eine
Mehrzahl von bioelektromagnetischen Signalen mit der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit abzutasten, wobei
jede der Mehrzahl von bioelektromagnetischen Signalen mit einem
jeweiligen elektromagnetischen Messwertgeber der Mehrzahl von elektromagnetischen
Messwertgebern abgetastet wird, welche von der selbst-vortreibenden
bioelektromagnetischen signalabtastenden Einheit getragen werden,
wie angezeigt in 5892. Das Verfahren kann auch beinhalten die
selbst-vortreibende bioelektromagnetische signalabtastende Einheit
zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden
(Schritt 5894) und die selbst-vortreibende bioelektromagnetische
signalabtastende Einheit zu veranlassen das Bewegen wieder aufzunehmen
(Schritt 5896).
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Eine
andere Anwendung für Verfahren und Einheiten, wie hierin
beschrieben, ist in der Herzstimulation (kardiale Stimmulation). 94 zeigt Schritte von Verfahren zum Einbringen
einer Herzstimulationseinheit. Das Verfahren kann beinhalten eine selbst-vortreibende
Herzstimulationseinheit zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum
eins Patienten auf ein Zielstelle hin zu bewegen in 5902;
wenn ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit,
die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen einen
Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle hinführt
in 5904; und die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden
in 5906.
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95 zeigt eine Erweiterung des Verfahrens von 94, welches beinhaltet die selbst-vortreibende
Herzstimulationseinheit in den Körperröhrenbaum
eines Patienten einzuführen (Schritt 5952); eine
Zielstelle in der Nähe eines Stimulationsziels auszuwählen
(Schritt 5954); eine selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum eines
Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen in 5956; wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit,
die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen einen
Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle hinführt
in 5958; und das Veranlassen der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit
zu veranlassen das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden
in 5960. Die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
kann in einen Körperröhrenbaum des Patienten in
Schritt 5952 durch Injektion eingeführt werden
oder kann zum Beispiel von einem Katheter freigegeben werden. In
einigen Ausfüh rungsformen kann der Körperröhrenbaum
das Kreislaufsystem des Patienten sein, wie angezeigt in 5964; wie
dargestellt in 64, kann eine selbst-vortreibende
Herzstimulationseinheit sich in dem Kreislaufsystem (z. B. über
eine Vene im Arm) zum Herzen hin bewegen, wo sie verwendet werden
kann zum Abgeben von Stimulation in einer Kammer des Herzens. Die
selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit kann eine elektromagnetische
Stimulationseinheit, wie angezeigt in 5966, sein, eine
magnetische Stimulationseinheit, wie angezeigt in 5968,
eine optische Stimulationseinheit, wie angezeigt in 5970 oder
eine chemische Stimulationseinheit, wie angezeigt in 5972.
Das in Schritt 5954 in Bezug genommene Stimulationsziel kann
zum Beispiel eine bestimmte Region des Herzens sein und die Zielstelle
kann ein bestimmter Ort im Herzen sein an der Außenseite
des Herzens oder in einem Blutgefäß, welches zum
Beispiel das Herz versorgt. Wie im Allgemeinen anderswo hierin beschrieben
kann das Verfahren beinhalten die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum unter
der Steuerung eines Steuerungssystems zu bewegen, welches zumindest
teilweise auf der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit ansässig
ist oder die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen
sich in dem Körperröhrenbaum unter der Steuerung
eines entfernten Teils zu bewegen. 95 zeigt
auch zwei zusätzliche optionale Schritte: in einigen Ausführungsformen,
wie angezeigt in 5974, kann das Verfahren beinhalten eines
oder mehrere zusätzliche Herzstimulationseinheiten mit der
selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit zu schieben während
in anderen Ausführungsformen, wie angezeigt in 5976,
das Verfahren beinhalten kann eine oder mehrere zusätzliche
Herzstimulationseinheiten mit der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit
zu ziehen.
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Eine
weitere Variante des Verfahrens zum Einbringen einer Herzstimulationseinheit,
skizziert in 94, ist in 96 gezeigt. Das Verfahren kann beinhalten eine
selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit auszuwählen
in der Größe um in die Zielstelle zu passen, wie
angezeigt in 6002. Dies kann zum Beispiel erreicht werden
durch Auswählen der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit
von einem Sortiment von selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheiten
von ver schiedener Größe, wie angezeigt in 6004.
Alternativ kann das Verfahren beinhalten die Größe
der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit anzupassen um in
die Zielstelle zu passen, wie angezeigt bei 6006. Das Verfahren
kann beinhalten die eine selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
zu veranlassen sich in dem Körperröhrenbaum eins
Patienten auf eine Zielstelle hin zu bewegen in 6008; wenn
ein Abzweigepunkt, welcher zwei oder mehr Abzweige in dem Körperröhrenbaum
beinhaltet, erreicht wird durch die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit,
die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen einen
Abzweig zu betreten, welcher auf die Zielstelle bei 6010 hinführt;
und die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit zu veranlassen
das Bewegen beim Erreichen der Zielstelle zu beenden in 6012.
Das Verfahren kann weiter beinhalten die selbst-vortreibende Herzstimulationseinheit
zu veranlassen mit der Wand des Körperröhrenbaums
an der Zielstelle zu interagieren in 6014. Das Verfahren
kann beinhalten den Abzweigepunkt mit einem Sensor auf der selbst-vortreibenden
Herzstimulationseinheit, wie angezeigt bei 6018, zu erfassen.
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Das
Verfahren kann beinhalten mit einer Wand des Körperröhrenbaums
zu interagieren durch Veranlassen zumindest eines Teils der selbst-vortreibenden
Herzstimulationseinheit zu expandieren um einen Drucksitz mit der
Wand des Körperröhrenbaums zu bilden, wie angezeigt
in 6020, durch Freigeben eines Haftmaterials von der selbst-vortreibenden
Herzstimulationseinheit, wie angezeigt in 6022, oder durch
Ausfahren zumindest einer Klaue oder widerhakenähnlichen
Struktur von der selbst-vortreibenden Herzstimulationseinheit um
durchdringend mit der Wand des Körperröhrenbaums
zu interagieren, wie angezeigt in 6024.
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Der
Fachmann wird bemerken, dass der Stand der Technik sich zu einem
Punkt bewegt hat wo nur ein kleiner Unterschied verbleibt zwischen Hardware-
und Softwareimplementation von Aspekten von Systemen; die Verwendung
von Hardware oder Software ist im Allgemeinen (jedoch nicht immer,
als in bestimmten Kontexten die Wahl zwischen Hardware und Software
signifikant werden kann) eine Designwahl, welche Kosten gegen Effizienzkompromisse
repräsentiert. Der Fachmann wird zu schätzen wissen,
dass es verschiedene Hilfsmittel gibt durch welche Prozesse und/oder
System und/oder andere Technologien, welche hierin beschrieben sind,
verwirklicht werden können (z. B. Hardware, Software, und/oder
Firmware) und dass das bevorzugte Hilfsmittel von dem Kontext abhängt in
welchem die Prozesse und/oder Systeme und/oder anderen Technologien
eingesetzt werden. Wenn zum Beispiel ein Implementierer festestellt, dass
Geschwindigkeit und Genauigkeit von äußerster
Wichtigkeit sind, kann der Implementierer sich für ein
hauptsächlich Hardware- und/oder Firmwarehilfsmittel entscheiden;
alternativ, wenn Flexibilität von größter
Wichtigkeit ist, kann sich der Implementierer für eine
hauptsächliche Softwareimplementierung entscheiden; oder,
nochmals alternativ, kann der Implementierer sich für eine
Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware entscheiden.
Daher gibt es mehrere mögliche Hilfsmittel durch welche die
Prozesse und/oder Einheiten und/oder andere Technologien, welche
hierin beschrieben sind, verwirklicht werden können, von
denen keines den anderen inhärent überlegen ist
so dass jedes Hilfsmittel, welches verwendet wird eine Wahl ist,
die abhängig ist von dem Kontext in welchem das als eine
Wahl eingesetzt wird und den spezifischen Überlegungen (z.
B. Geschwindigkeit, Flexibilität oder Vorhersagbarkeit)
des Implementierers, von denen jedes sich verändern kann.
Der Fachmann wird feststellen, dass optische Aspekte von Implementierungen
typischerweise optisch orientierte Hardware, Software, und/oder
Firmware einsetzen.
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Die
vorangehende detaillierte Beschreibung hat verschieden Ausführungsformen
der Einheiten und/oder Prozesse durch die Verwendung von Blockdiagrammen,
Flussdiagrammen und/oder Beispielen dargelegt. Insofern als solche
Blockdiagramme, Flussdiagramme und/oder Beispiele eine oder mehrere
Funktionen und/oder Operationen beinhalten wird es vom Fachmann
verstanden werden, dass jede Funktion und/oder Operation in solchen
Blockdiagrammen, Flussdiagrammen und/oder Beispielen individuell
und/oder gemeinsam durch einen weiten Bereich von Hardware, Software,
Firmware oder nahezu jede Kombination davon implementiert werden kann.
Es sollte weiter verstanden werden, dass Verfahrens schritte in einer
bestimmten Reihenfolge in Flussdiagrammen und/oder Beispielen hierin
gezeigt sein können jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt
sind in der gezeigten Reihenfolge durchgeführt zu werden.
Zum Beispiel können Schritte gleichzeitig oder in einer
anderen Reihenfolge als hierin gezeigt durchgeführt werden
und solche Variationen werden dem Fachmann im Lichte dieser Offenbarung
ersichtlich sein. In einer Ausführungsform können
verschiedene Teile des hierin beschriebenen Gegenstandes über
applikationsspezifische integrierte Schaltkreise (Application Specific
Integrated Circuit, ASICs), feldprogrammierbare Gatteranordnungen
(Field Programmable Gate Arrays, FPGAs), digitale Signalprozessoren
(Digital Signal Processors, DSPs) oder andere integrierte Formate
implementiert sein. Jedoch wird der Fachmann bemerken, dass einige
Aspekte der hierin offenbarten Ausführungsformen im Ganzen
oder zum Teil äquivalent in integrierten Schaltkreisen
implementiert werden können, als eines oder mehrere Computerprogramme ablaufend
auf einem oder mehreren Computer (z. B. als eines oder mehrere Programme,
ablaufend auf einem oder mehreren Computersystemen), als eines oder
mehrere Programme, ablaufend auf einem oder mehreren Prozessoren
(z. B. als eines oder mehrere Programme, ablaufend auf einem oder
mehreren Mikroprozessoren) als Firmware oder als nahezu jede Kombination
davon implementiert werden kann und dass der Entwurf der Schaltkreise
und/oder das Schreiben des Kodes für die Software und/oder
Firmware in der Kenntnis des Fachmanns im Lichte dieser Offenbarung
liegt. Zusätzlich wird der Fachmann zu schätzen
wissen, dass die Mechanismen des hierin beschriebenen Gegenstandes
in der Lage sind ein Programmprodukt in einer Vielzahl von Formen
verbreitet zu werden und dass eine darstellende Ausführungsform
des hierin beschrieben Gegenstandes zutreffend ist ohne Rücksicht
auf die bestimmte Art des signaltragenden Mediums, welches verwendet
wird um die Verbreitung tatsächlich durchzuführen.
Beispiele von signaltragenden Medien beinhalten, ohne darauf beschränkt
zu sein, die folgenden: ein beschreibbares Medium, wie eine Diskette,
eine Festplatte, eine Compaktdisk (CD), eine digitale Videodisk
(DVD), ein digitales Band, ein Computerspeicher, etc.; und ein Übertragungsmedium,
wie ein digitales und/oder ein analoges Kommunikationsmedium (z.
B. ein Faseroptik kabel, einen Wellenleiter, eine drahtgebundene
Kommunikationsverbindung, eine drahtlose Kommunikationsverbindung,
etc.).
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Im
allgemeinen Sinn wird der Fachmann erkennen, dass die verschiedenen
Ausführungsformen, welche hierin beschrieben sind, individuell und/oder
gemeinsam implementiert werden können durch verschiedene
Arten von elektromechanischen Systemen, welche einen weiten Bereich
von elektrischen Komponenten, wie Hardware, Software, Firmware oder
nahezu jede Kombination davon aufweisen; und ein weiter Bereich
von Komponenten, welche mechanische Kraft übermittelt oder
Bewegung, wie Festkörper, Feder oder Drehkörper,
Hydrauliken, elektromagnetisch angetriebene Einheiten oder nahezu
jede Kombination davon. Konsequenterweise beinhaltet „elektromechanisches
System", wie hierin verwendet, ohne darauf beschränkt zu
sein, elektrische Schaltkreise, welche wirksam mit einem Messwertgeber
gekoppelt sind (z. B. ein Aktor, ein Motor, ein piezoelektrischer
Kristall, etc.), elektrische Schaltkreise, welche zumindest einen
diskreten elektrischen Schaltkreis aufweisen, elektrische Schaltkreise,
welche zumindest einen integrierten Schaltkreis aufweisen, elektrische
Schaltkreise, welche zumindest einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis
aufweisen, elektrische Schaltkreise, welche eine Mehrzweckcomputereinheit
bilden, welche durch ein Computerprogramm (z. B. ein Mehrzweckcomputer,
welcher durch ein Computerprogramm konfiguriert wird, welcher zumindest
teilweise Prozessor und/oder Einheiten, welche hierin beschriebne
wurden ausführt, oder ein Mikroprozessor, welcher durch
ein Computerprogramm konfiguriert wurde, welcher zumindest teilweise
Prozesse und/oder Einheiten, welche hierin beschrieben wurden, ausführt)
konfiguriert wurde, elektrische Schaltkreise, welche eine Speichereinheit
bilden (z. B. Formen von wahlfreien Zugriffsspeichern (Random Access
Memory)), elektrische Schaltkreise, welche ein Kommunikationsgerät
(z. B. ein Modem, Kommunikationsswitch oder optisch elektrische
Ausrüstung) bilden und jedes nicht-elektrische Analogon
dazu wie optische oder andere Analoga. Der Fachmann wird bemerken,
dass elektromechanisch, wie hierin verwendet, nicht notwendigerweise
auf ein System beschränkt ist das sowohl elektrischen als
auch mechanischen Antrieb aufweist ausgenommen dass der Kontext
etwas anderes erzwingt. Nicht-elektrische Analoga von elektrischen
Schaltkreisen können Flüssigkeitsschaltkreise,
elektromechanische Schaltkreise, mechanische Schaltkreise und verschiedene Kombinationen
davon beinhalten.
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In
einem allgemeinen Sinn wird der Fachmann erkennen, dass die verschiedenen
hierin beschriebenen Aspekte, welche individuell und/oder gemeinsam
durch einen breiten Bereich von Hardware, Software, Firmware oder
jeder Kombination davon implementiert werden können als
aus verschiedenen Arten von „elektrischen Schaltkreisen" aufgebaut
angesehen werden können. Konsequenterweise beinhaltet,
wie hierin verwendet, „elektrische Schaltkreise", ohne
darauf beschränkt zu sein, elektrische Schaltkreise, welche
zumindest einen diskreten elektrischen Schaltkreis aufweisen, elektrische
Schaltkreise, welche zumindest einen integrierten Schaltkreis aufweisen,
elektrische Schaltkreise, welche zumindest einen anwendungsspezifischen
integrierten Schaltkreis aufweisen, elektrische Schaltkreise, welche
eine Mehrzweckcomputereinheit bilden, welche durch ein Computerprogramm
(z. B. ein Mehrzweckcomputer, welcher durch ein Computerprogramm
konfiguriert wurde, welcher zumindest teilweise Prozesse und/oder
Einheiten, wie hierin beschrieben ausführt, oder ein Mikroprozessor,
welcher durch ein Computerprogramme, welches zumindest teilweise
Prozesse und/oder Einheiten, wie hierin beschrieben ausführt,
konfiguriert) konfiguriert wurde, elektrische Schaltkreise, welche
eine Speichereinheit bilden (z. B. Formen von wahlfreien Zugriffsspeichern)
und/oder elektrische Schaltkreise, welche eine Kommunikationseinheit
(z. B. ein Modem, Kommunikationsswitch oder optische elektrische
Ausrüstung) bilden. Der Fachmann wird erkennen, dass der hierin
beschriebene Gegenstand in analoger oder digitaler Weise implementiert
werden kann oder eine Kombination davon. Der Fachmann wird bemerken, dass
die hierin beschriebenen Komponenten (z. B. Schritte), Einheiten
und Objekte und die sie begleitenden Diskussionen als Beispiele
zum Zweck der konzeptionellen Klarheit verwendet werden und dass verschiedene
Konfigurationsmodifikationen in der Kenntnis des Fachmanns liegen.
Konsequenterweise, wie hierin verwendet, sind die spezifischen dargelegten
Beispiele und die begeleitende Diskussion dazu gedacht repräsentativ
zu sein für ihre allgemeineren Klassen. Im Allgemeinen
ist die Verwendung jedes spezifischen Beispiels hierin auch dazu
gedacht für seine Klasse repräsentativ zu sein
und die Nicht-Einbeziehung solcher spezifischer Komponenten (z.
B. Schritte), Einheiten und Objekte hierin sollte nicht verstanden
werden anzuzeigen, dass eine Beschränkung gewünscht
ist.
-
Mit
Bezug auf die Verwendung von im Wesentlichen jedem Mehrzahl- und/oder
Einzahlausdruck hierin kann der Fachmann von der Mehrzahl in die
Einzahl und/oder von der Einzahl in die Mehrzahl übersetzen,
wie für den Kontext und/oder die Anwendung angebracht ist.
Die verschiedenen Einzahl/Mehrzahlpennutationen werden hierin nicht
ausdrücklich zum Zwecke der Klarheit dargelegt.
-
Der
hierin beschriebene Gegenstand stellt manchmal verschiedene Komponenten
dar, welche in verschiedenen anderen Komponenten enthaltne oder
damit verbunden sind. Es sollte verstanden werden, dass solche beschriebenen
Architekturen nur beispielhaft sind und dass tatsächlich
viele andere Architekturen implementiert werden können,
welche dieselbe Funktionalität erzielen. Im konzeptionellen Sinn
ist jede Anordnung von Komponenten um dieselbe Funktionalität
zu erzielen effektiv „verbunden", so dass die gewünschte
Funktionalität erzielt wird. Daher können zwei
Komponenten, welche hierin kombiniert sind um eine bestimmte Funktionalität
zu erzielen als miteinander „verbunden" angesehen werden,
so dass die gewünschte Funktionalität erzielt
wird, ungeachtet von Architektur- oder Zwischenkomponenten. Genauso
können zwei Komponenten, welch so assoziiert sind auch
betrachtet werden als „wirksam verbunden" oder „wirksam
gekoppelt", um die gewünschte Funktionalität zu
erzielen und zwei Komponenten, welche in der Lage sind so verbunden
zu werden, können auch betrachtet werden als „wirksam
koppelbar" um die gewünschte Funktionalität zu
erzielen. Spezifische Beispiele von wirksam koppelbar beinhalten,
ohne darauf beschränkt zu sein, physikalisch paarbare und/oder physikalisch
wechselwirkende Komponenten und/oder drahtlos wechselwirkbare und/oder
drahtlose wechselwirkende Komponenten und/oder logisch zusammenwirkende
und/oder logisch zusammenwirkbare Komponenten.
-
Während
bestimmte Aspekte des hierin beschriebenen Gegenstandes gezeigt
und beschrieben wurden, würde es dem Fachmann offensichtlich
sein, basierend auf den Lehren hierin, dass Veränderungen
und Modifikationen gemacht werden können ohne von dem hierin
beschriebenen Gegenstand abzuweichen und seinen breiteren Aspekten
und die angehangenen Ansprüche in ihrem Schutzbereich alle
solche Veränderungen und Modifikationen umgreifen, welche
im richtigen Geist und Schutzbereich des hierin beschriebenen Gegenstands
sind. Weiter muss verstanden werden, dass die Erfindung durch die
angehangenen Ansprüche definiert wird. Es wird durch den
Fachmann verstanden werden, dass im Allgemeinen die hierin verwendeten
Ausdrücke und insbesondere in den angehangenen Ansprüchen
(z. B. Körper der angehangenen Ansprüche) im Allgemeinen
als „offene" Ausdrücke (z. B. der Ausdruck „beinhaltend"
sollte interpretiert werden als „beinhaltend, ohne darauf
beschränkt zu sein", der Ausdruck „aufweisend"
sollte interpretiert werden als „aufweisend zumindest"
der Ausdruck „beinhaltet" sollte interpretiert werden als „beinhaltet,
ohne darauf beschränkt zu sein", etc.) gedacht sind. Es
wird weiter vom Fachmann verstanden werden, dass wenn eine spezifische
Nummer eines eingeführten Anspruchsverweises gedacht ist,
solch eine Absicht in dem Anspruch explizit genannt wird und bei
der Abwesenheit eines solchen Verweises ist eine solche Absicht
nicht anwesend. Zum Beispiel, als eine Hilfe zum Verstehen können
die folgenden angehangenen Ansprüche die Verwendung der
Einführungsphrasen „zumindest einer" und „einer
oder mehrere" enthalten, um Anspruchsverweise einzuführen.
Jedoch sollte die Verwendung solcher Phrasen nicht ausgelegt werden
zu implizieren, dass die Einführung eines Anspruchsverweises
durch den unbestimmten Artikel „ein" einen bestimmten Anspruch
beschränkt, welcher einer solchen eingeführten
Anspruchsverweis enthält, auf Erfindungen, welche nur einen
solchen Verweis beinhalten, selbst wenn derselbe Anspruch die Einführungsphrasen „eine
oder mehrere" oder „zumindest einer" und unbestimmten Artikel,
wie „einer" (z. B. „einer" sollte typischerweise interpretiert
werden als „zumindest einer" oder „einer oder
mehrere" zu bedeuten) beinhaltet; dasselbe gilt für die
Verwendung von bestimmten Artikeln, welche Anspruchsverweise einleiten.
Zusätzlich, selbst wenn eine spezifische Anzahl von eingeleiteten
Anspruchsverweisen explizit wiederholt wird, wird der Fachmann verstehen, dass
solche Verweise typischerweise interpretiert werden müssen,
zumindest die wiederholte Anzahl (z. B. der bloße Verweis
von „zwei Verweisen" ohne andere Modifzierer bedeutet typischerweise
zumindest zwei Verweise oder zwei oder mehrere Verweise) zu bedeuten.
Weiter in den Fällen, wo eine Konvention analog zu „zumindest
eines von A, B, und C, etc." verwendet wird, ist im Allgemeinen
solch eine Konstruktion gedacht in dem Sinn, dass der Fachmann die
Konstruktion verstehen würde (z. B. „ein System,
welches zumindest eines von A, B und C aufweist" würde
beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Systeme, welche
A alleine, B alleine, C alleine, A und B zusammen, A und C zusammen,
B und C zusammen und/oder A, B, und C zusammen, etc. aufweisen).
In den Fällen, wo eine Konvention analog zu „zumindest
eines von A, B oder C, etc." verwendet wird, ist solch eine Konstruktion
im Allgemeinen in dem Sinn gedacht, dass der Fachmann die Konvention
verstehen würde (z. B. „ein System, welches zumindest
eines von A, B oder C aufweist" würde beinhalten, ohne
darauf beschränkt zu sein, Systeme, welche A alleine, B
alleine, C alleine, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C
zusammen und/oder A, B, und C zusammen beinhalten, etc.). Es wird
weiter vom Fachmann verstanden werden, dass praktisch jedes disjunktive
Wort und/oder Phrase, welche zwei oder mehrere alternative Ausdrücke
repräsentiert, sei es in der Beschreibung, Ansprüchen oder
Zeichnungen, verstanden werden sollte die Möglichkeiten
berücksichtigen einen der Ausdrücke entweder einen
der beiden Ausdrücke oder beide Ausdrücke zu beinhalten.
Zum Beispiel wird die Phrase „A oder B" verstanden werden,
die Möglichkeiten zu beinhalten von „A" oder „B"
oder „A und B".
-
Während
verschiedene Aspekte und Ausführungsformen hierin offenbart
wurden, werden andere Aspekte und Ausführungsformen dem
Fachmann offensichtlich sein. Die verschiedenen Aspekte und Ausführungsformen,
welche hierin offenbart wurden, sind nur für den Zweck
der Illustration und sind nicht beschränkend gedacht. Der
wahre Schutzbereich und Geist wird durch die folgenden Ansprüche
angezeigt.
-
Zusammenfassung
-
Lumen-bewegliche
biologische Schnittstelleneinheiten und zugehörige Verfahren
und Systeme sind beschrieben. Lumen-bewegliche biologische Schnittstelleneinheiten,
die in der Lage sind sich innerhalb eines Körperlumens
zu bewegen, können beinhalten einen Vortriebmechanismus
zum Erzeugen einer Bewegung der Lumen-beweglichen Einheit in dem
Lumen, Elektroden oder andere elektromagnetische Messwertgeber zum
Erfassen biologischer Signale und Elektroden, Spulen oder andere
elektromagnetische Messwertgeber zum Abgeben elektromagnetischer
Stimuli an Stimulus reagierendes Gewebe. Lumen-bewegliche biologische
Schnittstelleneinheiten können außerdem zusätzliche
Komponenten enthalten wie Sensoren, ein aktives Teil und/oder Steuerungsschaltkreis.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
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