ES2879394T3 - Bomba de ayuda al corazón, sistema y método - Google Patents

Abstract

Un aparato de bomba cardíaca para asistir al corazón de un paciente humano, el aparato de bomba cardíaca comprende una bomba de turbina libre de eje central que comprende: - un cuerpo giratorio (12) adaptado para ser colocado en el torrente sanguíneo del paciente para proporcionar al corazón del paciente humano una capacidad de bombeo adicional caracterizada por comprender - un estator (14) adaptado para ser colocado fuera de un vaso sanguíneo y opuesto al cuerpo giratorio colocado en la corriente sanguínea.

Description

DESCRIPCIÓN

Bomba de ayuda al corazón, sistema y método

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general a un aparato de bombeo cardíaco y a un sistema para asistir el corazón de un paciente humano y más particularmente a un aparato de bombeo cardíaco y a un sistema que proporciona al aparato cardíaco humano una capacidad de bombeo adicional, por ejemplo, véase el documento US4995857. La divulgación también se refiere a un método de asistencia al corazón de un paciente humano.

ANTECEDENTES

Existen bombas de ayuda al corazón implantadas en el estado de la técnica que incluyen una turbina. Estas bombas de ayuda al corazón se implantan en un vaso sanguíneo o en una cámara del corazón. Todas estas bombas tienen un eje central en torno al cual se colocan paletas de turbina. Estas paletas propulsan la sangre a medida que el eje central gira, ayudando así al corazón en el trabajo de bombeo de la sangre a través del sistema de vasos sanguíneos del paciente.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es conseguir un aparato de bomba cardíaca y un sistema para asistir al corazón de un paciente humano que elimine, al menos parcialmente, los inconvenientes asociados a los dispositivos según el estado de la técnica. Además, un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato para asistir al corazón de un paciente humano que no sea complicado en el diseño, y/o fácil de producir, y/o simple de adaptar al corazón de un paciente humano, y/o rentable.

Estos objetos se han alcanzado con un aparato de bomba cardíaca que comprende una bomba de turbina para asistir al corazón de un paciente humano, según la presente invención, tal como se define en la reivindicación 1 anexa, y se han alcanzado además con sistemas y métodos según las siguientes reivindicaciones dependientes.

La invención se basa en la constatación de que una turbina sin eje central mejoraría la capacidad del aparato de bombeo de ayuda al corazón.

Una ventaja es que la presente invención puede disminuir la acumulación de grasa en el corazón. Otra ventaja de la presente invención es que puede disminuirse la turbulencia del flujo de sangre en el corazón. La bomba de turbina de la presente invención está adaptada para crear un flujo laminar.

Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de bomba cardíaca para asistir al corazón de un paciente humano. El aparato de bomba cardíaca comprende una bomba de turbina, una parte de la cual está adaptada para ser colocada en un flujo sanguíneo en el paciente humano para proporcionar al corazón del paciente humano una capacidad de bombeo adicional. La bomba de turbina es una bomba de turbina libre de eje central.

En una realización, la bomba de turbina comprende un cuerpo giratorio y un estator. El cuerpo giratorio está adaptado para ser colocado en un flujo sanguíneo. El estator está preferentemente adaptado para ser colocado fuera del flujo sanguíneo y frente al cuerpo giratorio. El estator puede formar parte de una disposición controlada eléctricamente, que incluye elementos para recibir corriente para aumentar o disminuir un campo magnético creado en el estator, para proporcionar la rotación del cuerpo giratorio o no, mediante la creación de un campo magnético entre los polos del estator.

Según una realización, se pueden implantar al menos dos cuerpos giratorios en secuencia en el mismo vaso sanguíneo. Si hay dos cuerpos giratorios en secuencia, uno puede estar adaptado para girar en el sentido de las agujas del reloj y el siguiente cuerpo giratorio puede estar adaptado para girar en sentido contrario a las agujas del reloj, o viceversa.

El cuerpo giratorio está provisto de cuchillas colocadas internamente en el cuerpo giratorio, las cuchillas pueden ser de diferente diseño y configuración.

La presente divulgación también se refiere a un sistema de bomba de turbina para asistir al corazón de un paciente humano, que comprende un aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 1. El sistema puede comprender un cuerpo giratorio adaptado para ser colocado en dicha corriente sanguínea. Además, el sistema puede comprender un estator adaptado para ser colocado fuera del vaso sanguíneo y opuesto al cuerpo giratorio.

La presente divulgación también se refiere a un método, o un método de operación, de colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio de una bomba de turbina y un estator de una bomba de turbina, respectivamente, como se ha descrito anteriormente, en un paciente a través de un enfoque torácico laparoscópico.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio de una bomba de turbina, como se ha descrito anteriormente, en un paciente.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un estator de una bomba de turbina, como se ha descrito anteriormente, en un paciente.

La presente divulgación también se refiere a un método, o un método de operación, de colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio de una bomba de turbina y un estator de una bomba de turbina, respectivamente, en un paciente a través de un enfoque abdominal laparoscópico.

La presente divulgación también se refiere a un método según cualquiera de los métodos de operación o métodos de colocación quirúrgica de un cuerpo giratorio y/o un estator como se ha mencionado anteriormente, en el que dicha fuente de energía está utilizando energía, directa o indirecta, de una fuente de energía externa, suministrando energía de forma no invasiva, sin ninguna penetración a través de la piel del paciente para alimentar el cuerpo giratorio de una bomba de turbina.

Según otro aspecto de la invención, la bomba de turbina según la presente invención puede adaptarse en un dispositivo de asistencia ventricular izquierda (LVAD).

Según otro aspecto de la divulgación, el sistema de bomba de turbina comprende una fijación del aparato de bomba cardíaca a una estructura del cuerpo humano que comprende hueso.

Según un aspecto adicional de la divulgación, el sistema comprende al menos un interruptor implantable en el paciente para controlar manualmente y de forma no invasiva el dispositivo.

En otra realización preferida, el sistema comprende un control remoto inalámbrico para controlar el dispositivo de forma no invasiva.

En una realización preferida, el sistema comprende un dispositivo de operación hidráulica para operar el aparato. En una realización, el sistema comprende un motor o una bomba para hacer funcionar el aparato.

Otras características preferidas, ventajas y realizaciones favorables de la invención, son evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, y también en lo que sigue de la descripción de las realizaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La invención se describe ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 muestra esquemáticamente en una vista lateral el principio de una bomba de turbina según una realización de la presente invención colocada dentro de la aorta de un paciente humano.

La Fig. 2a-b muestra esquemáticamente, en vistas en perspectiva y en vistas en sección, un estator y un cuerpo giratorio de la bomba de turbina, según una realización de la presente invención, el cuerpo giratorio provisto de palas de diferente diseño y configuración.

La Fig. 3a-c muestra esquemáticamente en una vista lateral el principio de una bomba de turbina según otra realización de la presente invención colocada en un vaso sanguíneo de un paciente humano.

La Fig. 4 es una vista general del cuerpo de un paciente que tiene una bomba cardíaca implantada según la invención. Las figuras 4b - 4e muestran diferentes pasos de métodos de operación para colocar el dispositivo según la invención. La Fig. 5 es una vista en sección de un dispositivo de eliminación de coágulos.

La Fig. 6 es una vista en sección transversal del dispositivo de eliminación de coágulos de la Fig. 5 tomada a lo largo de la línea MI-MI antes de una operación de limpieza.

La Fig. 7 es una vista en sección del dispositivo de eliminación de coágulos de la Fig. 5 tomada a lo largo de la línea IV-IV.

La Fig. 8 es una vista en sección similar a la de la Fig. 5 que muestra los coágulos de sangre antes de una operación de eliminación de coágulos.

La Fig. 9 es una vista en sección similar a la de la Fig. 5 durante un primer paso de una operación de eliminación de coágulos.

La Fig. 10 es una vista en sección similar a la de la Fig. 5 durante un segundo paso de una operación de eliminación de coágulos.

La Fig. 11 es una vista en sección similar a la de la Fig. 5 durante un tercer paso de una operación de eliminación de coágulos.

La Fig. 12 es una vista en sección transversal similar a la de la Fig. 6 pero durante una operación de limpieza. La Fig. 13 es una vista en sección del dispositivo de eliminación de coágulos de la Fig. 11 tomada a lo largo de la línea X-X que muestra un pistón de expulsión de coágulos antes de la expulsión de los mismos.

La Fig. 14 es una vista similar a la de la Fig. 12 pero después de la expulsión de los coágulos.

La Fig. 15 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 16 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 17 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 18 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 19 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 20 muestra un sistema de fijación.

La Fig. 21 muestra una vista frontal del esternón de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado.

La Fig. 22 muestra una vista frontal de la caja torácica de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado. La Fig. 23 muestra una vista frontal de la caja torácica de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado. La Fig. 24 muestra una vista frontal de la caja torácica de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado. La Fig. 25 muestra una vista frontal de la caja torácica de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado. La Fig. 26 muestra una vista lateral de la columna vertebral de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado.

La Fig. 27 muestra una vista lateral de la columna vertebral de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado.

La Fig. 28 muestra una vista frontal de una parte de la columna vertebral de un paciente humano, con un sistema de fijación aplicado.

La Fig. 29 ilustra un sistema para tratar una enfermedad, en el que el sistema incluye un aparato de la invención implantado en un paciente.

Las Figs. 30-44 muestran de forma esquemática varias realizaciones del sistema para alimentar de forma inalámbrica el aparato mostrado en la Fig. 1.

La Fig. 45 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una disposición para suministrar una cantidad precisa de energía utilizada para el funcionamiento del aparato mostrado en la Fig. 1.

La Fig. 46 muestra de forma esquemática una realización del sistema, en la que el aparato funciona con energía ligada al cable.

La Fig. 47 es un diagrama de bloques más detallado de una disposición para controlar la transmisión de energía inalámbrica utilizada para el funcionamiento del aparato mostrado en la Fig. 1.

La Fig. 48 es un circuito para la disposición mostrada en la Fig. 29, según un posible ejemplo de implementación. Las Figs. 49-55 muestran varias formas de organizar la alimentación hidráulica o neumática de un aparato implantado en un paciente.

Las Figs. 56 - 65 muestran los diagramas de flujo de los métodos de operación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES

A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones de la presente invención. En las figuras de los dibujos, los números de referencia similares designan elementos idénticos o correspondientes en las distintas figuras. Se apreciará que estas figuras son sólo ilustrativas y no restringen en modo alguno el alcance de la invención. Por lo tanto, cualquier referencia a la dirección, como "arriba" o "abajo", sólo se refiere a las direcciones mostradas en las figuras. Asimismo, las dimensiones, etc., que se muestran en las figuras son a título ilustrativo.

Como se desprende de las Figs. 1 y 3, se muestra una bomba de turbina 10 de un aparato de bombeo cardíaco que comprende una rueda de turbina 12 y un estator adecuado 14. La Fig.1 muestra la bomba de turbina 10 colocada en una corriente sanguínea 16, por ejemplo en la aorta, en un paciente humano. La bomba de turbina 10 de la presente invención proporciona al corazón 3 del paciente humano una capacidad de bombeo adicional. La bomba de turbina 10 también puede adaptarse para ser colocada en el corazón, en la arteria pulmonar o en el flujo sanguíneo de la aorta abdominal del paciente humano. En consecuencia, la Fig.3a muestra la bomba de turbina 10 colocada en una corriente sanguínea general 16, como un vaso sanguíneo 17, en el paciente humano. 132. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 6 o 120, en el que la bomba cardíaca comprende además elementos de confinamiento adaptados para confinar dicho cuerpo giratorio en la extensión longitudinal de la arteria en la que está colocado.

Además, la fig. 1 muestra una porción de confinamiento 801 de la extensión longitudinal de la arteria. La porción de confinamiento 801 confina el cuerpo giratorio en la arteria en la que está colocado. Esto elimina el riesgo de que el cuerpo giratorio se introduzca en el corazón. Según otras realizaciones, el cuerpo giratorio está confinado en la arteria por el acoplamiento magnético que suministra la propulsión al cuerpo giratorio.

Las Figs. 2a-b muestran formas de realización de la bomba de turbina 10. La rueda de turbina 12 tiene preferentemente la forma de un cuerpo giratorio longitudinal 18. El cuerpo giratorio 18 tiene una forma cilíndrica definida por una pared cilíndrica externa 20 con una superficie exterior 22 y una superficie interior 24. En el interior del cuerpo giratorio 18 están proporcionados unos álabes 26. Los álabes 26 se extienden radialmente o no desde la superficie interior 24. El cuerpo giratorio 18 tiene un centro longitudinal C en línea con la corriente sanguínea 16. Los álabes 26 respectivos no se extienden desde la superficie interior 24 hasta el centro C del cuerpo giratorio 18. A este respecto, los respectivos álabes 26 tienen un primer extremo 28 unido al cuerpo giratorio 18 y un segundo extremo libre exterior 30, el segundo extremo libre exterior 30 estando situado a una distancia del centro C del cuerpo giratorio 18. Por lo tanto, el centro C del cuerpo giratorio 18 es preferiblemente un espacio vacío que se extiende en la dirección longitudinal L del cuerpo giratorio 18. En consecuencia, la bomba de turbina 10 según la presente invención es una bomba de turbina de eje libre.

Los álabes internos 26 dispuestos en la superficie interior 24 del cuerpo giratorio 18 podrían tener el propósito de eliminar la fricción generada por la sangre que fluye a través del interior del cuerpo giratorio 18. Los álabes 26 también pueden hacer que la pared externa 20 del cuerpo giratorio 18 sea más rígida.

Como se desprende de las figuras 2a-b, el cuerpo giratorio 18 puede estar provisto de álabes 26 de diferente diseño y configuración. Los ángulos de incidencia y los ángulos de ataque de los álabes 26 son variables, de modo que pueden disponerse para obtener la mayor eficiencia posible.

La bomba de turbina 10 comprende un dispositivo para la rotación del cuerpo giratorio 18. El dispositivo para la rotación del cuerpo giratorio 18 puede formar parte de una disposición controlada eléctricamente.

Como dispositivo para la rotación del cuerpo giratorio, se proporciona preferentemente el estator 14 de la bomba de turbina. El estator 14 está preferentemente adaptado para ser colocado fuera del vaso sanguíneo 17 y frente al cuerpo giratorio 18. La disposición controlada eléctricamente incluye elementos E, mostrados con líneas fantasma en las Figs.

2a-b, para recibir corriente para aumentar o disminuir un campo magnético creado en el estator 14, para proporcionar la rotación del cuerpo giratorio 18, mediante la creación de un campo magnético entre los polos del estator 14, que se proporciona para aumentar o disminuir la rotación del cuerpo giratorio 18. Por consiguiente, se proporciona un sistema de bomba de turbina para asistir al corazón de un paciente, que comprende un cuerpo giratorio 18 y un estator 14.

Según una realización, como se desprende de la Fig. 3b, al menos dos cuerpos giratorios 18', 18'' pueden implantarse en secuencia en el mismo vaso sanguíneo. Si hay dos cuerpos giratorios en secuencia, uno 18' puede estar adaptado para girar en el sentido de las agujas del reloj (véase la flecha R1) y el siguiente cuerpo giratorio 18'' puede estar adaptado para girar en sentido contrario a las agujas del reloj (véase la flecha R2), o viceversa.

La Fig. 3c muestra una realización del dispositivo de la bomba cardíaca que muestra la unidad de accionamiento, en la que el estator 802 y el rotor 18 se colocan en el exterior de la arteria. El estator 802 y el rotor 803 están confinados en una carcasa 805 y están separados de la arteria por una lámina protectora 804 colocada entre el rotor 803 y la arteria, la lámina protectora es preferiblemente una lámina de plástico fina que proporciona una superficie lisa contra la que se desliza el rotor 803. El rotor 803 hace girar los elementos magnéticos 809 que, a su vez, hacen girar los elementos magnéticos 810 del cuerpo giratorio 18 colocado dentro de la arteria, al estar los elementos magnéticos 809 del rotor 803 en conexión magnética con los elementos magnéticos 810 del rotor 18. En algunas realizaciones los elementos magnéticos 809 del rotor, es el rotor 803.

La presente divulgación también se refiere a un método para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 en un paciente a través de un abordaje torácico laparoscópico, el método comprende los pasos de: insertar una aguja o un instrumento similar a un tubo en el tórax del cuerpo del paciente; utilizar la aguja o el instrumento similar a un tubo para llenar el tórax con gas, expandiendo así la cavidad torácica; colocar al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente; insertar una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el tórax; insertar al menos una herramienta de disección a través de uno de dichos trocares laparoscópicos y diseccionar una zona de colocación prevista del paciente; colocar el cuerpo giratorio 18 en cualquier parte del flujo sanguíneo del tórax; y conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 en un paciente, el método comprende los pasos de: cortar la piel del paciente; abrir la cavidad torácica; disecar un área de colocación donde colocar el cuerpo giratorio 18 dentro de un flujo sanguíneo en el corazón 3, o la aorta 4 o dentro de la arteria pulmonar del paciente humano; colocar el cuerpo giratorio 18 en el área de colocación; y conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La presente divulgación también se refiere a un método para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 en un paciente a través de un abordaje abdominal laparoscópico, comprendiendo el método los pasos de: insertar una aguja o un instrumento similar a un tubo en el abdomen del cuerpo del paciente; utilizar la aguja o el instrumento similar a un tubo para llenar el abdomen con gas, expandiendo así la cavidad abdominal; colocar al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente; insertar una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el abdomen; insertar al menos una herramienta de disección a través de uno de dichos trocares laparoscópicos y diseccionar una zona de colocación prevista del paciente; colocar el cuerpo giratorio 18 en el flujo sanguíneo de la aorta abdominal; y conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 en un paciente, el método comprende los pasos de: cortar la piel del paciente; abrir la cavidad abdominal; disecar una zona de colocación donde colocar el cuerpo giratorio 18 en la región de la aorta abdominal; colocar el cuerpo giratorio en el flujo sanguíneo de la aorta abdominal; y conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 y el estator 14 de una bomba de turbina 10 en un paciente, mediante un abordaje torácico laparoscópico, comprendiendo el método los pasos de: insertar una aguja o un instrumento similar a un tubo en el tórax del cuerpo del paciente; utilizar la aguja o un instrumento similar a un tubo para llenar el tórax con gas, expandiendo así la cavidad torácica; colocar al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente; insertar una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el tórax; insertar al menos una herramienta de disección a través de uno de dichos al menos dos trócares laparoscópicos y disecar una zona de colocación prevista en el sistema vascular del paciente; colocando el cuerpo giratorio 18 en cualquier parte del sistema flujo sanguíneo del tórax, dentro de un vaso sanguíneo del corazón 3, o de la aorta 4 o dentro de la arteria pulmonar del paciente; colocando el estator 14 en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo del vaso sanguíneo, fuera del corazón 3, o de la aorta 4 o fuera de la arteria pulmonar del paciente, colocando dicho estator 14 en el exterior de dicho cuerpo giratorio 18, suministrando energía inalámbrica a dicho cuerpo giratorio 18 causando el movimiento de rotación de dicho cuerpo giratorio 18; y conectando una fuente de energía para alimentar dicho estator.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 y el estator 14 de una bomba de turbina 10 en un paciente, comprendiendo el método los pasos de: cortar la piel del paciente; abrir la cavidad torácica; colocar el cuerpo giratorio 18 en cualquier parte del flujo sanguíneo del tórax, dentro de un flujo sanguíneo del vaso sanguíneo del corazón 3, o de la aorta 4 o dentro de la arteria pulmonar del paciente; colocar el estator 14 en la zona de colocación, fuera de la corriente sanguínea 16 del vaso sanguíneo 17, fuera del corazón 3, o de la aorta 4 o fuera de la arteria pulmonar del paciente, colocando dicho estator 14 en el exterior de dicho cuerpo giratorio 18, suministrando energía inalámbrica a dicho cuerpo giratorio 18 causando el movimiento de rotación de dicho cuerpo giratorio 18; y conectar una fuente de energía para alimentar dicho estator.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina y un estator 14 de una bomba de turbina 10 en un paciente, mediante un abordaje abdominal laparoscópico, comprendiendo el método los pasos de: insertar una aguja o un instrumento similar a un tubo en el abdomen del cuerpo del paciente; utilizar la aguja o el instrumento similar a un tubo para llenar el tórax con gas, expandiendo así la cavidad abdominal; colocar al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente; insertar una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el abdomen; insertar al menos una herramienta de disección a través de uno de dichos al menos dos trócares laparoscópicos y diseccionar una zona de colocación prevista en la región de la aorta abdominal del paciente; colocar el cuerpo giratorio 18 dentro del flujo sanguíneo 16 en la aorta abdominal del paciente, colocar el estator 14 en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo de la aorta abdominal, colocar dicho estator 14 en el exterior de dicho cuerpo giratorio, suministrar energía inalámbrica a dicho cuerpo giratorio 18 causando el movimiento de rotación de dicho cuerpo giratorio 18; y conectar una fuente de energía para alimentar dicho estator.

La presente divulgación también se refiere a un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 y el estator 14 de una bomba de turbina 10 en un paciente, comprendiendo el método los pasos de: cortar la piel del paciente, abrir la cavidad abdominal; colocar el cuerpo giratorio dentro del flujo sanguíneo 16 en la aorta abdominal del paciente, colocar el estator 14 en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo de la aorta abdominal, colocar dicho estator 14 en el exterior de dicho cuerpo giratorio 18, suministrar energía inalámbrica a dicho cuerpo giratorio 18 provocando el movimiento de rotación de dicho cuerpo giratorio 18; y conectar una fuente de energía para alimentar dicho estator.

La presente divulgación también se refiere a un método según cualquiera de los métodos de operación o métodos de colocación quirúrgica de un cuerpo giratorio 18 y/o un estator 14 como se ha mencionado anteriormente, en el que dicha fuente de energía está utilizando energía, directa o indirecta, de una fuente de energía externa, suministrando energía de forma no invasiva, sin ninguna penetración a través de la piel del paciente para alimentar el cuerpo giratorio de una bomba de turbina 10.

Según otro aspecto, la bomba de turbina 10 según la presente invención puede adaptarse en un dispositivo de asistencia ventricular izquierda (DAVI). El DAVI es un dispositivo mecánico de tipo bomba, implantado quirúrgicamente, que ayuda a mantener la capacidad de bombeo de un corazón dañado. Según el estado de la técnica, un tubo extrae la sangre del ventrículo izquierdo y la introduce en una bomba (DAV), véase la Fig. 4. La bomba envía entonces la sangre a la aorta. Esto ayuda eficazmente al ventrículo debilitado. Existen varios tipos de bombas (DAV) en el mercado. Por ejemplo, hay una bomba que contiene una placa metálica que empuja un saco de sangre de plástico, forzando la salida de la sangre del saco. La placa metálica es accionada por un motor eléctrico en miniatura. Según la presente invención, el cuerpo giratorio de la bomba de turbina puede disponerse en un tubo que extrae la sangre de la aorta y la devuelve a ésta.

Fig. 3c La bomba cardíaca según la reivindicación 119, en la que dicha segunda parte está adaptada para ser un rotor, siendo cilíndrica y colocada fuera de dicho vaso sanguíneo, cuando se implanta, adaptada para estar en conexión magnética con dicho cuerpo giratorio de manera que dicho cuerpo giratorio sigue las rotaciones de dicha segunda parte.

La Fig. 4 muestra a un paciente 1 con una bomba cardíaca implantada 2, aquí ilustrada una bomba (DAV) de un ^{dispositivo de asistencia ventricular izquierda (DAVI} laparoscopic thoracic approach^{). Como se ha mencionado} anteriormente, según un aspecto de la presente invención, la bomba cardíaca implantada 2 puede ser la bomba de turbina 10, como se muestra con líneas fantasma en la Fig. 4, según una realización de la presente invención. La bomba cardíaca implantada 2 está conectada al ventrículo izquierdo 3a del corazón del paciente 3 por medio de un primer tubo 2a. La bomba cardíaca 2 también está conectada a la aorta, generalmente designada 4, del paciente 1 por medio de un segundo tubo 2b. De este modo, durante el funcionamiento, la bomba cardíaca complementa o sustituye la operación de bombeo de sangre del corazón 3 del paciente.

La Fig. 4b muestra un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10 en una arteria de un paciente, a través de un abordaje inguinal laparoscópico, comprendiendo el método los pasos de: insertar un instrumento similar a un tubo en la arteria femoral FA del cuerpo del paciente y utilizar el instrumento para guiar dicho cuerpo giratorio 18 a través de la arteria femoral FA hasta la aorta A y liberar el cuerpo giratorio 18 dentro de la aorta A. A continuación, el método comprende el paso de colocar una unidad de accionamiento 814, rodeando al menos parcialmente la aorta A. La unidad de accionamiento 814 puede colocarse en un abordaje torácico, abriendo el tórax del paciente, o en un abordaje abdominal, alcanzando el corazón 3 del paciente a través del diafragma torácico.

La Fig. 4c muestra una vista frontal del paciente humano después de que se haya realizado la operación y se hayan cerrado las incisiones en la región inguinal 820 y el tórax 821 mediante suturas o grapas. La unidad de accionamiento 814 (aquí mostrada en líneas fantasma) está colocada, al menos parcialmente, rodeando la aorta A en proximidad al corazón 3.

La Fig. 4d muestra un método de operación para colocar quirúrgicamente un cuerpo giratorio 18 de una bomba de turbina 10, mediante un abordaje inguinal laparoscópico. El método comprende los pasos de: insertar un instrumento similar a un tubo en la arteria femoral FA del cuerpo del paciente, utilizando el instrumento para guiar el cuerpo giratorio 18 a través de la arteria femoral FA hasta la aorta abdominal AA. Una vez que el cuerpo giratorio 18 ha sido guiado hasta la arteria abdominal AA a través de la arteria femoral FA, el cuerpo giratorio 18 se libera dentro de la arteria. La unidad de accionamiento 814 se inserta a través de una incisión en el abdomen y se coloca, al menos parcialmente, rodeando la arteria abdominal AA, de manera que la unidad de accionamiento 814 se coloca en contacto magnético con el cuerpo giratorio 18.

La Fig. 4e muestra una vista frontal del paciente después de que las incisiones en la zona inguinal 820 y las incisiones en el tórax 821 se hayan cerrado mediante suturas o grapas. La unidad de accionamiento 814 (aquí mostrada en líneas fantasma) se coloca rodeando parcialmente la arteria abdominal AA en el abdomen.

Un dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100 según la invención se muestra provisto en el segundo tubo 2b de la bomba cardíaca 2, es decir, en el tubo que conduce a la aorta 4 del paciente 1. Esto significa que parte del conducto de flujo sanguíneo proporcionado por el segundo tubo 2b se sustituye por un conducto de flujo sanguíneo en el dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100. El dispositivo de eliminación de coágulos 100 es, por tanto, un dispositivo artificial que se puede insertar en un vaso sanguíneo artificial del paciente. La función del dispositivo de eliminación de coágulos es eliminar cualquier coágulo de sangre en la sangre transportada por el segundo tubo 2b. Estos coágulos sanguíneos se trasladan preferentemente a un lugar libre dentro del cuerpo del paciente. Sin embargo, podrían recogerse alternativamente en un volumen colector, como una bolsa 100a conectada al dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100 para su posterior eliminación o almacenamiento. Una capacidad de almacenamiento preferida de la bolsa 100a puede ser de más de 100 mililitros, por ejemplo. El dispositivo de extracción de coágulos de sangre es un dispositivo artificial, pero podría insertarse directamente en un vaso sanguíneo del paciente o conectarse entre dos extremos de un vaso sanguíneo.

El dispositivo de eliminación de coágulos es preferiblemente insertable en un conducto de flujo sanguíneo del paciente a través de la cirugía y se coloca en el abdomen o el tórax o la región cefálica o el cuello o retroperitoneal o cualquier extremidad del paciente.

El diseño de una primera realización preferida del dispositivo de eliminación de coágulos de sangre 100 se describirá ahora en detalle, con referencia a las Figs. 5-7. La Fig. 5 muestra una vista en sección en la que el dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100 se proporciona en el pasaje de flujo sanguíneo proporcionado por el segundo tubo 2b. Se proporciona un filtro 112 a través del pasaje del flujo sanguíneo 114 formado en una carcasa 111 con la función de detener los posibles coágulos de sangre llevados hacia adelante en el segundo tubo 2b por el flujo sanguíneo, indicado por flechas en la figura. En esta realización preferida, el filtro 112 comprende una pluralidad de tiras 112a preferiblemente igualmente espaciadas de algún material adecuado, como metal o plástico biocompatible. Estas tiras 112a están preferentemente dispuestas en paralelo.

La distancia entre dos tiras adyacentes es lo suficientemente pequeña como para detener cualquier coágulo de sangre. Así, la distancia es preferiblemente inferior a 2 milímetros, e incluso más preferiblemente inferior a 1,0 milímetros, pero si el objetivo es proteger el cerebro de coágulos más grandes, la distancia podría ser mayor. Aunque el conducto de flujo sanguíneo 114 en la realización preferida tiene una forma de sección transversal esencialmente cuadrada, se entenderá que puede adoptar cualquier forma adecuada, como rectangular o circular.

Al proporcionar una pluralidad de tiras 112a como un filtro a través del pasaje de flujo sanguíneo 114, se logra un flujo sanguíneo laminar aguas abajo del filtro, lo cual es ventajoso desde la perspectiva de la prevención de coágulos sanguíneos. La configuración del flujo sanguíneo puede mejorarse aún más dando a la pluralidad de tiras 112a una forma de sección transversal deseada, aunque la forma rectangular mostrada en la Fig. 7 será adecuada para la mayoría de los propósitos.

Se proporciona un primer pistón 116 movible en una dirección esencialmente perpendicular a la dirección del pasaje del flujo sanguíneo 114, es decir, esencialmente perpendicular a la dirección del flujo sanguíneo. Este primer pistón 116 es impulsado por algún medio de accionamiento adecuado, tal como aire presurizado, un arreglo de solenoide, un servomotor eléctrico o similar. Un motor podría ser utilizado para acumular una potencia almacenada que podría ser liberada muy rápidamente, siendo un ejemplo un resorte. En la realización preferida, el aire presurizado actúa como medio de accionamiento, ya que al enganchar el pistón mediante un medio de enganche adecuado para el pistón, acumulando la presión de aire, y liberando posteriormente el pistón, se consigue una velocidad muy alta del pistón, con lo que se consigue un tiempo de limpieza corto del filtro.

La porción del extremo exterior del primer pistón 116, es decir, la porción del extremo que da al conducto de flujo sanguíneo 114, está esencialmente a ras de la pared del conducto de flujo sanguíneo en un estado no activo del dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100. Además, la porción de extremo exterior está provista de una porción cóncava o receso 116a (exagerado en las figuras) para actuar como medio de captura de coágulos de sangre, como se explicará más adelante.

El rango de ataque del primer pistón 116 es tal que se extiende a lo largo de todo el pasaje de flujo sanguíneo 14, como se explicará más adelante con referencia a las Figs. 8-11. El primer pistón 16 dispone de un número de canales 116b correspondiente al número de tiras 112a para alojar las tiras cuando el primer pistón está en posición extendida.

El primer pistón 116 también está provisto de una pluralidad de agujeros pasantes 117 en la dirección del paso del flujo sanguíneo. Estos agujeros pasantes permitirán que la sangre fluya a través del pasaje del flujo sanguíneo también durante una operación de limpieza, como se explicará más adelante con referencia a la Fig. 12.

Un segundo pistón 118 está provisto a través del pasaje del flujo sanguíneo 114 desde el primer pistón 116. También este segundo pistón 118 es móvil en una dirección esencialmente perpendicular a la dirección del pasaje del flujo sanguíneo 114 y está sesgado en la dirección del mismo por medio de un resorte 118a, por ejemplo. Asimismo, la porción del extremo exterior del segundo pistón está provista de una hendidura 18b similar a la hendidura116a del primer pistón 116.

El primer y el segundo pistón 116, 118, están sellados a la carcasa 111 por medio de un sellado respectivo 120, como un sellado tórico.

Una realización preferida del método según la invención se describirá ahora con referencia a las Figs. 8-11, que muestran diferentes pasos operativos del dispositivo descrito anteriormente. La Fig. 8 es una vista similar a la de la Fig. 5. Sin embargo, esta figura muestra el dispositivo de eliminación de coágulos de sangre 100 durante su funcionamiento, en el que los coágulos de sangre, generalmente designados 122, se han ensamblado en el filtro 112.

En la Fig. 9, el primer pistón 116 se ha movido linealmente desde la posición inicial retraída mostrada en la Fig. 8 hasta una posición extendida, en la que la parte del extremo exterior del mismo está en contacto con el segundo pistón 118. Debido a la hendidura 116a en el extremo exterior del primer pistón 116, los coágulos de sangre 122 se han ensamblado en la hendidura 116a, por lo que han sido llevados con el primer pistón 116 durante el movimiento del mismo. En el paso mostrado en la Fig. 9, los coágulos de sangre están confinados en el hueco 116a entre el primer y el segundo pistón 116, 118.

Moviendo el primer pistón 116 una distancia adicional desde la posición mostrada en la Fig. 9, el segundo pistón 118 es empujado contra la fuerza del muelle 118a hasta una posición totalmente retraída, véase la Fig. 10. La pluralidad de tiras 112a se encuentra en esta posición totalmente recibida en un canal respectivo 116b en el primer pistón. Se observa que los extremos exteriores del primer y segundo pistón definen una cavidad sin obstáculos en la que se confinan los coágulos de sangre. Por lo tanto, es posible extraerlos por algún medio adecuado. Uno de estos medios podría ser un tercer pistón 124, que es movible en una dirección perpendicular tanto a la dirección del paso del flujo sanguíneo 114 como a la dirección de movimiento de los primeros y segundos pistones 116, 118. Este tercer pistón, cuyo movimiento podría ser controlado por medio de aire presurizado, un solenoide, un motor eléctrico, etc., raspa los coágulos de sangre recogidos por el primer pistón 116 y los mueve a un lugar fuera del dispositivo de eliminación de coágulos de sangre 100 y del pasaje de flujo de sangre 114.

La Fig. 12 muestra una vista lateral del primer pistón 116 en una posición totalmente extendida, es decir, correspondiente a la vista de la Fig. 11. Aquí se ve que en esta posición los orificios pasantes 117 estarán alineados con el pasaje del flujo sanguíneo 114, permitiendo así que la sangre fluya a través de ellos también durante la limpieza del filtro 112.

La Fig. 13 muestra una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea X-X de la Fig. 11. Aquí se observa que el tercer pistón 124 recoge los coágulos de sangre 122 durante un movimiento descendente, indicado por una flecha en la figura. Los coágulos son expulsados del dispositivo de eliminación de coágulos sanguíneos 100 cuando el tercer pistón 124 ha alcanzado su posición final inferior, mostrada en la Fig. 14.

Nuevamente con referencia a la Fig. 10, se comprenderá que se puede utilizar aire presurizado para expulsar los coágulos de sangre recogidos de la cavidad formada por el primer pistón 116 y el segundo pistón 118.

La Fig. 15-28 muestra la fijación de un aparato de bomba cardíaca a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Según una realización, el aparato de bombeo del corazón 10 se fija a la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 a través de un miembro de fijación 241 dicho miembro de fijación podría comprender una placa 242 que está en contacto con la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El aparato de la bomba cardíaca 10 también podría fijarse a la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 mediante un segundo miembro de fijación 241 b que también podría comprender una placa 242b que a su vez podría estar en contacto con la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240.

La Fig. 15 muestra una realización en la que un aparato de bomba cardíaca 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la estructura de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Según la realización, el aparato de bomba cardíaca 10 comprende un primer miembro de fijación 241a que comprende una placa 242a y un segundo miembro de fijación 241b que comprende una placa 242b. El primer y el segundo miembro de fijación están unidos entre sí mediante tornillos pasantes 243 colocados desde el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. Una realización alternativa podría comprender tornillos colocados desde el lado posterior P de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El primer miembro de fijación 241a y el segundo miembro de fijación 241b sujetan la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El miembro de fijación 241a podría estar en contacto con un brazo de conexión 244 que, a su vez, podría estar en contacto con un dispositivo de bomba cardíaca.

La Fig. 16 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 utilizando sólo un miembro de fijación 241a que comprende una placa 242a. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la estructura de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Los tornillos pasantes 243 se colocan desde el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 y se fijan en la placa 242a. Una realización alternativa podría comprender tornillos colocados desde el lado posterior P de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240, en cuyo caso los tornillos podrían fijarse en tuercas colocadas en conexión con la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso, o fijarse directamente en el hueso de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El miembro de fijación 241a podría estar en contacto con un brazo de conexión 244 que, a su vez, podría estar en contacto con un dispositivo de bomba cardíaca.

La Fig. 17 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Según la realización, el aparato de bomba cardíaca 10 comprende un primer miembro de fijación 241a que comprende una placa 242a y un segundo miembro de fijación 241 b que comprende una placa 242b. El primer y el segundo miembro de fijación están unidos entre sí mediante tornillos pasantes 243 colocados desde el lado posterior P de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. Los tornillos se fijan a tuercas 245 colocadas en el lado anterior de la estructura que comprende el hueso 240. Una realización alternativa podría comprender tornillos colocados desde el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240, en cuyo caso las tuercas se colocan en el lado posterior P de la estructura que comprende el hueso 240. El primer miembro de fijación 241a y el segundo miembro de fijación 241b sujetan la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El miembro de fijación 241a podría estar en contacto con un brazo de conexión 244 que, a su vez, podría estar en contacto con un dispositivo de bomba cardíaca.

La Fig. 18 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 utilizando sólo un miembro de fijación 241a que comprende una placa 242a. La estructura podría ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la estructura de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Los tornillos 243 que fijan el miembro de fijación a la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso se colocan desde el lado posterior P de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. Los tornillos fijan el miembro de fijación tanto a la corteza posterior como a la anterior de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240, sin embargo es concebible que los tornillos se fijen sólo a la corteza anterior o posterior. Una realización alternativa podría comprender tornillos colocados desde el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240, en cuyo caso el miembro de fijación 241a se coloca en el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240.

La Fig. 19 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 utilizando un miembro de fijación 241b que comprende una placa 242b, y un miembro de fijación 241a sin placa. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la estructura de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Los tornillos 243 que fijan los miembros de fijación 241a, b a la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 se colocan desde el lado anterior A de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 y se fijan en el miembro de fijación 241a. El primer miembro de fijación 241a y el segundo miembro de fijación 241b sujetan la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El miembro de fijación 241a podría estar en contacto con un brazo de conexión 244 que, a su vez, podría estar en contacto con un dispositivo de bomba cardíaca.

La Fig. 20 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 se fija a una estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 utilizando un miembro de fijación 241b que comprende una placa 242b, y un miembro de fijación 241a sin placa. La estructura puede ser el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas o una parte de la estructura de la columna vertebral que comprende al menos una vértebra. Los tornillos 243 que fijan los miembros de fijación 241a, b a la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 se colocan desde el lado posterior P de la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240 y se fijan en la placa 242b del miembro de fijación 241b. El primer miembro de fijación 241a y el segundo miembro de fijación 241b sujetan la estructura del cuerpo humano que comprende el hueso 240. El miembro de fijación 241a podría estar en contacto con un brazo de conexión 244 que, a su vez, podría estar en contacto con un dispositivo de bomba cardíaca.

La Fig. 21 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado al esternón 250 de un paciente humano. El aparato se fija mediante un miembro de fijación 241b que se fija al esternón mediante tornillos 243. Sin embargo, el aparato de la bomba cardíaca podría fijarse al esternón 250 de un paciente humano utilizando cualquiera de las formas de colocar los miembros de fijación descritas anteriormente.

La Fig. 22 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado a dos costillas 251,252. Un miembro de fijación 241 que comprende una placa 242b se fija con tornillos adaptados para fijar el miembro de fijación a la corteza de las costillas.

La Fig. 23 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado a dos costillas 251, 252. Una primera placa 242a está provista en el lado posterior de la caja torácica, mientras que una segunda placa 242b está provista en el lado anterior de la caja torácica. Los tornillos 243 penetran en las costillas y fijan la primera placa 242a a la segunda placa 242b. El apriete de los tornillos crea un efecto de sujeción de las costillas 251,251 y proporciona la fijación del aparato de bombeo del corazón 10. En otra realización (no mostrada) los tornillos 243 se colocan entre las costillas 251,252 y esa forma proporciona un efecto de sujeción de las costillas 251,252.

La Fig. 24 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón 10 está adaptado para ser fijado a una costilla 252. En la parte posterior de la caja torácica hay una placa 242a y desde el exterior de la misma hay tornillos 243 que penetran en la costilla 252 y fijan la placa 242a a la costilla 252.

La Fig. 25 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado a una costilla 252 mediante un cordón o banda 254, de esta forma no es necesario penetrar en la costilla 252. Sin embargo, el aparato de bombeo del corazón podría fijarse a la caja torácica de un ser humano utilizando cualquiera de las formas de colocar los elementos de fijación descritas anteriormente.

La Fig. 26 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado a una vértebra 255 de la columna vertebral. Un miembro de fijación 241 se fija a la vértebra 255 mediante tornillos 243. El aparato de la bomba cardíaca comprende además un brazo de conexión 244 que conecta el aparato de la bomba cardíaca 10 con el miembro de fijación 241.

La Fig. 27 muestra una realización en la que el aparato de bombeo cardíaco 10 está adaptado para ser fijado a dos vértebras 255, 256 de la columna vertebral. Un miembro de fijación 241 se fija a las dos vértebras 255, 256 mediante tornillos 243. El aparato de bomba cardíaca comprende además un brazo de conexión 244 que conecta el aparato de bomba cardíaca 10 al miembro de fijación 241.

La Fig. 28 muestra una realización en la que el aparato de bombeo del corazón está adaptado para ser fijado a una vértebra 255 de la columna vertebral mediante la sujeción de dicha vértebra 255. Dos miembros de fijación 241a, 241b se colocan en dos lados de la vértebra y un accesorio que comprende tornillos 243 sujeta la vértebra entre el primer y segundo miembros de fijación 241a, b. El aparato de bombeo del corazón comprende además un brazo de conexión 244 que conecta el aparato de bombeo del corazón 10 con el miembro de fijación 241.

En todas las realizaciones mencionadas, los medios de fijación pueden ser sustituidos por otros medios mecánicos o por un adhesivo. Otras fijaciones mecánicas adecuadas podrían ser: remaches, clavos, grapas, cinta o cuerda. Los miembros de fijación mecánica podrían ser de un material metálico o cerámico. Los materiales metálicos adecuados podrían ser el titanio o el acero quirúrgico.

La Fig. 29 ilustra un sistema para tratar una enfermedad que comprende un aparato 10 de la presente invención colocado en el abdomen de un paciente. Un dispositivo implantado de transformación de energía 1002 está adaptado para suministrar energía a los componentes consumidores de energía del aparato a través de una línea de alimentación 1003. Un dispositivo externo de transmisión de energía 1004 para energizar de forma no invasiva el aparato 10 transmite energía mediante al menos una señal de energía inalámbrica. El dispositivo implantado de transformación de energía 1002 transforma la energía de la señal de energía inalámbrica en energía eléctrica que se suministra a través de la línea de alimentación 1003.

El dispositivo de transformación de energía implantado 1002 puede comprender también otros componentes, como: una bobina para la recepción y/o transmisión de señales y energía, una antena para la recepción y/o transmisión de señales, un microcontrolador, una unidad de control de carga, que opcionalmente incluye un almacenamiento de energía, como un condensador, uno o más sensores, como un sensor de temperatura, un sensor de presión, un sensor de posición, un sensor de movimiento, etc., un transceptor, un motor, que opcionalmente incluye un controlador de motor, una bomba, y otras partes para controlar el funcionamiento de un implante médico.

La señal de energía inalámbrica puede incluir una señal de onda seleccionada entre las siguientes: una señal de onda sonora, una señal de onda ultrasónica, una señal de onda electromagnética, una señal de luz infrarroja, una señal de luz visible, una señal de luz ultravioleta, una señal de luz láser, una señal de microondas, una señal de onda de radio, una señal de radiación de rayos X y una señal de radiación gamma. Alternativamente, la señal de energía inalámbrica puede incluir un campo eléctrico o magnético, o un campo eléctrico y magnético combinado.

El dispositivo de transmisión de energía inalámbrica 1004 puede transmitir una señal portadora para transportar la señal de energía inalámbrica. Dicha señal portadora puede incluir señales digitales, analógicas o una combinación de señales digitales y analógicas. En este caso, la señal de energía inalámbrica incluye una señal analógica o digital, o una combinación de una señal analógica y digital.

En general, el dispositivo de transformación de energía 1002 se proporciona para transformar la energía inalámbrica de una primera forma transmitida por el dispositivo de transmisión de energía 1004 en energía de una segunda forma, que normalmente es diferente de la energía de la primera forma. El aparato implantado 10 es operable en respuesta a la energía de la segunda forma. El dispositivo de transformación de energía 1002 puede alimentar directamente el aparato con la energía de segunda forma, ya que el dispositivo de transformación de energía 1002 transforma la energía de primera forma transmitida por el dispositivo de transmisión de energía 1004 en la energía de segunda forma. El sistema puede incluir además un acumulador implantable, en el que la energía de segunda forma se utiliza, al menos en parte, para cargar el acumulador.

Alternativamente, la energía inalámbrica transmitida por el dispositivo de transmisión de energía 1004 puede utilizarse para alimentar directamente el aparato, ya que la energía inalámbrica está siendo transmitida por el dispositivo de transmisión de energía 1004. Cuando el sistema comprende un dispositivo de operación para operar el aparato, como se describirá más adelante, la energía inalámbrica transmitida por el dispositivo de transmisión de energía 1004 puede utilizarse para alimentar directamente el dispositivo de operación para crear energía cinética para la operación del aparato.

La energía inalámbrica de la primera forma puede comprender ondas sonoras y el dispositivo transformador de energía 1002 puede incluir un elemento piezoeléctrico para transformar las ondas sonoras en energía eléctrica. La energía de la segunda forma puede comprender energía eléctrica en forma de corriente continua o corriente continua pulsante, o una combinación de corriente continua y corriente continua pulsante, o una corriente alterna o una combinación de corriente continua y corriente alterna. Normalmente, el aparato comprende componentes eléctricos que se energizan con energía eléctrica. Otros componentes eléctricos implantables del sistema pueden ser al menos un protector de nivel de tensión o al menos un protector de corriente constante conectado con los componentes eléctricos del aparato.

Opcionalmente, una de las energías de la primera forma y la energía de la segunda forma puede comprender energía magnética, energía cinética, energía sonora, energía química, energía radiante, energía electromagnética, energía fotoeléctrica, energía nuclear o energía térmica. Preferiblemente, una de las energías de la primera forma y la energía de la segunda forma es no magnética, no cinética, no química, no sónica, no nuclear o no térmica.

El dispositivo de transmisión de energía puede controlarse desde fuera del cuerpo del paciente para liberar energía electromagnética inalámbrica, y la energía electromagnética inalámbrica liberada se utiliza para el funcionamiento del aparato. Alternativamente, el dispositivo de transmisión de energía se controla desde fuera del cuerpo del paciente para liberar energía inalámbrica no magnética, y la energía inalámbrica no magnética liberada se utiliza para el funcionamiento del aparato.

El dispositivo externo de transformación de energía 1004 también incluye un mando a distancia inalámbrico que tiene un transmisor de señales externo para transmitir una señal de control inalámbrica para controlar el aparato de forma no invasiva. La señal de control es recibida por un receptor de señales implantado que puede estar incorporado en el dispositivo implantado de transformación de energía 1002 o estar separado del mismo.

La señal de control inalámbrica puede incluir una señal modulada en frecuencia, amplitud o fase, o una combinación de ellas. Alternativamente, la señal de control inalámbrico incluye una señal analógica o digital, o una combinación de una señal analógica y digital. Alternativamente, la señal de control inalámbrico comprende un campo eléctrico o magnético, o una combinación de campo eléctrico y magnético.

El mando a distancia inalámbrico puede transmitir una señal portadora para llevar la señal de control inalámbrico. Dicha señal portadora puede incluir señales digitales, analógicas o una combinación de señales digitales y analógicas. Cuando la señal de control incluye una señal analógica o digital, o una combinación de una señal analógica y digital, el mando a distancia inalámbrico transmite preferentemente una señal de onda portadora electromagnética para transportar las señales de control digitales o analógicas.

La Fig. 30 ilustra el sistema de la Fig. 29 en forma de un diagrama de bloques más generalizado que muestra el aparato 10, el dispositivo de transformación de energía 1002 que alimenta el aparato 10 a través de la línea de alimentación 1003, y el dispositivo de transmisión de energía externa 1004, La piel del paciente 1005, mostrada generalmente por una línea vertical, separa el interior del paciente a la derecha de la línea del exterior a la izquierda de la línea.

La Fig. 31 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 30, excepto que un dispositivo de inversión en forma de interruptor eléctrico 1006 operable, por ejemplo, por energía polarizada, también se implanta en el paciente para invertir el aparato 10. Cuando el interruptor es operado por energía polarizada, el control remoto inalámbrico del dispositivo externo de transmisión de energía 1004 transmite una señal inalámbrica que lleva energía polarizada y el dispositivo implantado de transformación de energía 1002 transforma la energía polarizada inalámbrica en una corriente polarizada para operar el interruptor eléctrico 1006. Cuando el dispositivo transformador de energía implantado 1002 cambia la polaridad de la corriente, el interruptor eléctrico 1006 invierte la función realizada por el aparato 10.

La Fig. 32 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 30, excepto que un dispositivo de operación 1007 implantado en el paciente para operar el aparato 10 se proporciona entre el dispositivo de transformación de energía implantado 1002 y el aparato 10. Este dispositivo de operación puede tener la forma de un motor 1007, tal como un servomotor eléctrico. El motor 1007 se alimenta con energía del dispositivo implantado de transformación de energía 1002, ya que el control remoto del dispositivo externo de transmisión de energía 1004 transmite una señal inalámbrica al receptor del dispositivo implantado de transformación de energía 1002.

La Fig. 33 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 30, excepto que también comprende un dispositivo de funcionamiento es en forma de un conjunto 1008 que incluye una unidad de motor/bomba 1009 y un depósito de fluido 1010 se implanta en el paciente. En este caso, el aparato 10 es operado hidráulicamente, es decir, el fluido hidráulico es bombeado por la unidad de motor/bomba 1009 desde el depósito de fluido 1010 a través de un conducto 1011 al aparato 10 para operar el aparato, y el fluido hidráulico es bombeado por la unidad de motor/bomba 1009 de vuelta desde el aparato 10 al depósito de fluido 1010 para devolver el aparato a una posición inicial. El dispositivo de transformación de energía implantado 1002 transforma la energía inalámbrica en una corriente, por ejemplo una corriente polarizada, para alimentar la unidad de motor/bomba 1009 a través de una línea de alimentación eléctrica 1012.

En lugar de un aparato de accionamiento hidráulico 10, también se prevé que el dispositivo de accionamiento comprenda un dispositivo de accionamiento neumático. En este caso, el fluido hidráulico puede ser aire a presión que se utilizará para la regulación y el depósito de fluido se sustituye por una cámara de aire.

En todas estas realizaciones, el dispositivo de transformación de energía 1002 puede incluir un acumulador recargable, como una batería o un condensador, que se carga con la energía inalámbrica y suministra energía a cualquier parte del sistema que consuma energía.

Como alternativa, el control remoto inalámbrico descrito anteriormente puede ser sustituido por el control manual de cualquier parte implantada para hacer contacto con la mano del paciente más probablemente indirecta, por ejemplo un botón de presión colocado bajo la piel.

La Fig. 34 muestra una realización de la invención que comprende el dispositivo externo de transmisión de energía 1004 con su control remoto inalámbrico, el aparato 10, en este caso de funcionamiento hidráulico, y el dispositivo implantado de transformación de energía 1002, y que comprende además un depósito de fluido hidráulico 1013, una unidad de motor/bomba 1009 y un dispositivo de inversión en forma de dispositivo de cambio de la válvula hidráulica 1014, todo ello implantado en el paciente. Por supuesto, la operación hidráulica podría realizarse fácilmente cambiando sólo la dirección de bombeo y la válvula hidráulica puede, por tanto, omitirse. El control remoto puede ser un dispositivo separado del dispositivo externo de transmisión de energía o estar incluido en el mismo. El motor del grupo motor/bomba 1009 es un motor eléctrico. En respuesta a una señal de control procedente del control remoto inalámbrico del dispositivo externo de transmisión de energía 1004, el dispositivo implantado de transformación de energía 1002 alimenta la unidad de motor/bomba 1009 con energía procedente de la señal de control, por lo que la unidad de motor/bomba 1009 distribuye fluido hidráulico entre el depósito de fluido hidráulico 1013 y el aparato 10. El control remoto del dispositivo externo de transmisión de energía 1004 controla el dispositivo de cambio de la válvula hidráulica 1014 para cambiar la dirección del flujo de fluido hidráulico entre una dirección en la que el fluido es bombeado por la unidad de motor/bomba 1009 desde el depósito de fluido hidráulico 1013 al aparato 10 para operar el aparato, y otra dirección opuesta en la que el fluido es bombeado por la unidad de motor/bomba 1009 de vuelta desde el aparato 10 al depósito de fluido hidráulico 1013 para devolver el aparato a una posición inicial.

La Fig. 35 muestra una realización de la invención que comprende el dispositivo externo de transmisión de energía 1004 con su control remoto inalámbrico, el aparato 10, el dispositivo implantado de transformación de energía 1002, una unidad de control interna implantada 1015 controlada por el control remoto inalámbrico del dispositivo externo de transmisión de energía 1004, un acumulador implantado 1016 y un condensador implantado 1017. La unidad de control interna 1015 organiza el almacenamiento de la energía eléctrica recibida del dispositivo de transformación de energía implantado 1002 en el acumulador 1016, que suministra energía al aparato 10. En respuesta a una señal de control procedente del control remoto inalámbrico del dispositivo externo de transmisión de energía 1004, la unidad de control interna 1015 libera energía eléctrica del acumulador 1016 y transfiere la energía liberada a través de las líneas de alimentación 1018 y 1019, o transfiere directamente energía eléctrica desde el dispositivo implantado de transformación de energía 1002 a través de una línea de alimentación 1020, el condensador 1017, que estabiliza la corriente eléctrica, una línea de alimentación 1021 y la línea de alimentación 1019, para el funcionamiento del aparato 10.

La unidad de control interna es preferiblemente programable desde fuera del cuerpo del paciente. En una realización preferida, la unidad de control interna está programada para regular el aparato 10 de acuerdo con un calendario preprogramado o con la entrada de cualquier sensor que detecte cualquier posible parámetro físico del paciente o cualquier parámetro funcional del sistema.

De acuerdo con una alternativa, el condensador 1017 en la realización de la Fig. 710puede ser omitido. De acuerdo con otra alternativa, el acumulador 1016 en esta realización puede ser omitido.

La Fig. 36 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 63, excepto que una batería 1022 para suministrar energía para el funcionamiento del aparato 10 y un interruptor eléctrico 1023 para conmutar el funcionamiento del aparato 10 también están implantados en el paciente. El interruptor eléctrico 1023 puede ser controlado por el mando a distancia y también puede ser operado por la energía suministrada por el dispositivo transformador de energía implantado 1002 para cambiar de un modo apagado, en el que la batería 1022 no está en uso, a un modo encendido, en el que la batería 1022 suministra energía para el funcionamiento del aparato 10.

La Fig. 37 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 69, excepto que una unidad de control interna 1015 controlable por el control remoto inalámbrico del dispositivo de transmisión de energía externo 1004 también se implanta en el paciente. En este caso, el interruptor eléctrico 1023 es operado por la energía suministrada por el dispositivo de transformación de energía 1002 implantado para cambiar de un modo de apagado, en el que se impide que el control remoto inalámbrico controle la unidad de control interno 1015 y la batería no está en uso, a un modo de espera, en el que se permite que el control remoto controle la unidad de control interno 1015 para liberar energía eléctrica de la batería 1022 para el funcionamiento del aparato 10.

La Fig. 38 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 37, excepto que un acumulador 1016 es sustituido por la batería 1022 y los componentes implantados están interconectados de manera diferente. En este caso, el acumulador 1016 almacena energía del dispositivo transformador de energía implantado 1002. En respuesta a una señal de control procedente del control remoto inalámbrico del dispositivo externo de transmisión de energía 1004, la unidad de control interna 1015 controla el interruptor eléctrico 1023 para pasar de un modo de apagado, en el que el acumulador 1016 no está en uso, a un modo de encendido, en el que el acumulador 1016 suministra energía para el funcionamiento del aparato 10. El acumulador puede combinarse con un condensador o sustituirse por éste.

La Fig. 39 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 38, excepto que también se implanta en el paciente un acumulador 1022 y los componentes implantados están interconectados de forma diferente. En respuesta a una señal de control procedente del mando a distancia inalámbrico del dispositivo de transmisión de energía externo 1004, la unidad de control interna 1015 controla el acumulador 1016 para que suministre energía para accionar el interruptor eléctrico 1023 para pasar de un modo apagado, en el que la batería 1022 no está en uso, a un modo encendido, en el que la batería 1022 suministra energía eléctrica para el funcionamiento del aparato 10.

Alternativamente, el interruptor eléctrico 1023 puede ser operado por la energía suministrada por el acumulador 1016 para cambiar de un modo de apagado, en el que el control remoto inalámbrico no puede controlar la batería 1022 para suministrar energía eléctrica y no está en uso, a un modo de espera, en el que el control remoto inalámbrico puede controlar la batería 1022 para suministrar energía eléctrica para el funcionamiento del aparato 10.

Debe entenderse que el conmutador 1023 y todos los demás conmutadores de esta aplicación deben interpretarse en su forma más amplia. Esto significa un transistor, MCU, MCPU, ASIC, FPGA o un convertidor DA o cualquier otro componente o circuito electrónico que pueda encender y apagar la energía. Preferiblemente, el interruptor se controla desde el exterior del cuerpo o, alternativamente, mediante una unidad de control interna implantada.

La Fig. 40 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 36, excepto que un motor 1007, un dispositivo de inversión mecánica en forma de caja de cambios 1024, y una unidad de control interna 1015 para controlar la caja de cambios 1024 también se implantan en el paciente. La unidad de control interna 1015 controla la caja de cambios 1024 para invertir la función realizada por el aparato 10 (accionado mecánicamente). Más sencillo aún es cambiar la dirección del motor electrónicamente. La caja de engranajes interpretada en su forma más amplia puede representar una disposición servo que ahorra fuerza para el dispositivo de operación a favor de una carrera más larga para actuar.

La Fig. 41 muestra una realización de la invención idéntica a la de la Fig. 40, salvo que los componentes implantados están interconectados de forma diferente. Así, en este caso la unidad de control interna 1015 es alimentada por la batería 1022 cuando el acumulador 1016, convenientemente un condensador, activa el interruptor eléctrico 1023 para cambiar a un modo de encendido. Cuando el interruptor eléctrico 1023 está en su modo de encendido, la unidad de control interna 1015 puede controlar la batería 1022 para suministrar, o no suministrar, energía para el funcionamiento del aparato 10.

La Fig. 42 muestra de forma esquemática las combinaciones concebibles de los componentes implantados del aparato para conseguir diversas opciones de comunicación. Básicamente, están el aparato 10, la unidad de control interna 1015, la unidad de motor o bomba 1009 y el dispositivo externo de transmisión de energía 1004, incluido el control remoto inalámbrico externo. Como ya se ha descrito anteriormente, el mando a distancia inalámbrico transmite una señal de control que es recibida por la unidad de control interna 1015, que a su vez controla los diversos componentes implantados del aparato.

Se puede implantar en el paciente un dispositivo de retroalimentación, preferentemente compuesto por un sensor o dispositivo de medición 1025, para detectar un parámetro físico del paciente. El parámetro físico puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en la presión, el volumen, el diámetro, el estiramiento, la elongación, la extensión, el movimiento, la flexión, la elasticidad, la contracción muscular, el impulso nervioso, la temperatura corporal, la presión arterial, el flujo sanguíneo, los latidos del corazón y la respiración. El sensor puede detectar cualquiera de los parámetros físicos mencionados. Por ejemplo, el sensor puede ser un sensor de presión o de motilidad. Alternativamente, el sensor 1025 puede estar dispuesto para detectar un parámetro funcional. El parámetro funcional puede estar correlacionado con la transferencia de energía para cargar una fuente de energía implantada y puede incluir además al menos uno seleccionado del grupo de parámetros que consiste en: electricidad, cualquier parámetro eléctrico, presión, volumen, diámetro, estiramiento, elongación, extensión, movimiento, flexión, elasticidad, temperatura y flujo.

La retroalimentación puede enviarse a la unidad de control interna o a una unidad de control externa, preferiblemente a través de la unidad de control interna. La retroalimentación puede ser enviada desde el cuerpo a través del sistema de transferencia de energía o de un sistema de comunicación separado con receptor y transmisores.

La unidad de control interna 1015, o alternativamente el control remoto inalámbrico externo del dispositivo de transmisión de energía 1004, puede controlar el aparato 10 en respuesta a las señales del sensor 1025. Puede combinarse un transceptor con el sensor 1025 para enviar información sobre el parámetro físico detectado al control remoto inalámbrico externo. El control remoto inalámbrico puede comprender un transmisor o transceptor de señales y la unidad de control interna 1015 puede comprender un receptor o transceptor de señales. Alternativamente, el mando a distancia inalámbrico puede comprender un receptor o transceptor de señales y la unidad de control interna 1015 puede comprender un transmisor o transceptor de señales. Los transceptores, transmisores y receptores mencionados pueden utilizarse para enviar información o datos relacionados con el aparato 10 desde el interior del cuerpo del paciente al exterior del mismo.

Cuando la unidad de motor/bomba 1009 y la batería 1022 para alimentar la unidad de motor/bomba 1009 están implantadas, la información relacionada con la carga de la batería 1022 puede ser retroalimentada. Para ser más precisos, al cargar una batería o acumulador con energía se envía información relacionada con dicho proceso de carga y se cambia el suministro de energía en consecuencia.

La Fig. 43 muestra una realización alternativa en la que el aparato 10 se regula desde fuera del cuerpo del paciente. El sistema 1000 comprende una batería 1022 conectada al aparato 10 a través de un interruptor eléctrico subcutáneo 1026. Así, la regulación del aparato 10 se realiza de forma no invasiva pulsando manualmente el interruptor subcutáneo, por lo que el funcionamiento del aparato 10 se enciende y se apaga. Se apreciará que la realización mostrada es una simplificación y que pueden añadirse al sistema componentes adicionales, tales como una unidad de control interna o cualquier otra parte divulgada en la presente solicitud. También pueden utilizarse dos interruptores subcutáneos. En la realización preferida, un interruptor implantado envía información a la unidad de control interna para realizar una determinada actuación predeterminada y, cuando el paciente vuelve a pulsar el interruptor, la actuación se invierte.

La Fig. 44 muestra una realización alternativa, en la que el sistema 1000 comprende un depósito de fluido hidráulico 1013 conectado hidráulicamente al aparato. La regulación no invasiva se realiza presionando manualmente el depósito hidráulico conectado al aparato.

El sistema puede incluir un comunicador de datos externo y un comunicador de datos interno implantable que se comunica con el comunicador de datos externo. El comunicador interno transmite datos relacionados con el aparato o el paciente al comunicador de datos externo y/o el comunicador de datos externo transmite datos al comunicador de datos interno.

La Fig. 45 ilustra esquemáticamente una disposición del sistema que es capaz de enviar información desde el interior del cuerpo del paciente al exterior del mismo para dar información de retorno relacionada con al menos un parámetro funcional del aparato o sistema, o relacionada con un parámetro físico del paciente, con el fin de suministrar una cantidad precisa de energía a un receptor de energía interno implantado 1002 conectado a los componentes consumidores de energía implantados del aparato 10. Dicho receptor de energía 1002 puede incluir una fuente de energía y/o un dispositivo de transformación de energía. Descrito brevemente, la energía inalámbrica se transmite desde una fuente de energía externa 1004a situada fuera del paciente y es recibida por el receptor de energía interno 1002 situado dentro del paciente. El receptor de energía interno está adaptado para suministrar directa o indirectamente la energía recibida a los componentes consumidores de energía del aparato 10 a través de un interruptor 1026. Se determina un balance de energía entre la energía recibida por el receptor de energía interno 1002 y la energía utilizada por el aparato 10, y la transmisión de energía inalámbrica se controla entonces basándose en el balance de energía determinado. El balance de energía proporciona así una indicación precisa de la cantidad correcta de energía necesaria, que es suficiente para que el aparato 10 funcione correctamente, pero sin causar un aumento indebido de la temperatura.

En la Fig. 45, la piel del paciente se indica con una línea vertical 1005. Aquí, el receptor de energía comprende un dispositivo transformador de energía 1002 situado dentro del paciente, preferiblemente justo debajo de la piel del paciente 1005. En general, el dispositivo transformador de energía implantado 1002 puede colocarse en el abdomen, el tórax, la fascia muscular (por ejemplo, en la pared abdominal), por vía subcutánea, o en cualquier otro lugar adecuado. El dispositivo implantado de transformación de energía 1002 está adaptado para recibir energía inalámbrica E transmitida desde la fuente de energía externa 1004a proporcionada en un dispositivo externo de transmisión de energía 1004 situado fuera de la piel del paciente 1005 en la proximidad del dispositivo implantado de transformación de energía 1002.

Como es bien sabido en la técnica, la energía inalámbrica E puede transferirse generalmente por medio de cualquier dispositivo de Transferencia Transcutánea de Energía (TET) adecuado, como un dispositivo que incluya una bobina primaria dispuesta en la fuente de energía externa 1004a y una bobina secundaria adyacente dispuesta en el dispositivo transformador de energía implantado 1002. Cuando se introduce una corriente eléctrica a través de la bobina primaria, se induce energía en forma de tensión en la bobina secundaria que puede utilizarse para alimentar los componentes consumidores de energía implantados del aparato, por ejemplo, después de almacenar la energía entrante en una fuente de energía implantada, como una batería recargable o un condensador. Sin embargo, la presente divulgación no se limita en general a ninguna técnica de transferencia de energía, dispositivos TET o fuentes de energía en particular, y puede utilizarse cualquier tipo de energía inalámbrica.

La cantidad de energía recibida por el receptor de energía implantado puede compararse con la energía utilizada por los componentes implantados del aparato. El término "energía utilizada" se entiende entonces que incluye también la energía almacenada por los componentes implantados del aparato. Un dispositivo de control incluye una unidad de control externa 1004b que controla la fuente de energía externa 1004a basándose en el balance energético determinado para regular la cantidad de energía transferida. Para transferir la cantidad correcta de energía, el balance de energía y la cantidad de energía requerida se determina mediante un dispositivo de determinación que incluye una unidad de control interna implantada 1015 conectada entre el interruptor 1026 y el aparato 10. La unidad de control interna 1015 puede, por tanto, estar dispuesta para recibir varias mediciones obtenidas por sensores adecuados o similares, no mostrados, que miden ciertas características del aparato 10, reflejando de alguna manera la cantidad de energía requerida para el funcionamiento adecuado del aparato 10. Además, el estado actual del paciente también puede detectarse mediante dispositivos de medición o sensores adecuados, con el fin de proporcionar parámetros que reflejen el estado del paciente. Por lo tanto, tales características y/o parámetros pueden estar relacionados con el estado actual del aparato 10, como el consumo de energía, el modo de funcionamiento y la temperatura, así como el estado del paciente reflejado por parámetros como; la temperatura corporal, la presión arterial, los latidos del corazón y la respiración. Otros tipos de parámetros físicos del paciente y parámetros funcionales del aparato se describen en otra parte.

Además, una fuente de energía en forma de acumulador 1016 puede conectarse opcionalmente al dispositivo transformador de energía implantado 1002 a través de la unidad de control 1015 para acumular la energía recibida para su posterior uso por el aparato 10. Alternativa o adicionalmente, las características de dicho acumulador, que también reflejan la cantidad de energía requerida, pueden ser medidas también. El acumulador puede ser sustituido por una batería recargable, y las características medidas pueden estar relacionadas con el estado actual de la batería, cualquier parámetro eléctrico como la tensión de consumo de energía, la temperatura, etc. Con el fin de proporcionar una tensión y una corriente suficientes al aparato 10, y también para evitar un calentamiento excesivo, se entiende claramente que el acumulador debe cargarse de forma óptima recibiendo una cantidad correcta de energía del dispositivo transformador de energía implantado 1002, es decir, ni muy poco ni demasiado. El acumulador también puede ser un condensador con las características correspondientes.

Por ejemplo, las características de la batería pueden medirse regularmente para determinar el estado actual de la batería, que luego puede almacenarse como información de estado en un medio de almacenamiento adecuado en la unidad de control interna 1015. Así, cada vez que se realicen nuevas mediciones, la información de estado de la batería almacenada puede actualizarse en consecuencia. De esta manera, el estado de la batería puede ser "calibrado" mediante la transferencia de una cantidad correcta de energía, a fin de mantener la batería en una condición óptima.

Así, la unidad de control interna 1015 del dispositivo de determinación está adaptada para determinar el balance de energía y/o la cantidad de energía requerida actualmente, (ya sea energía por unidad de tiempo o energía acumulada) basándose en las mediciones realizadas por los sensores o dispositivos de medición del aparato 10 antes mencionados, o el paciente, o una fuente de energía implantada si se utiliza, o cualquier combinación de los mismos. La unidad de control interna 1015 está conectada además a un transmisor de señales interno 1027, dispuesto para transmitir una señal de control que refleja la cantidad de energía requerida determinada, a un receptor de señales externo 1004c conectado a la unidad de control externa 1004b. La cantidad de energía transmitida desde la fuente de energía externa 1004a puede entonces regularse en respuesta a la señal de control recibida.

Alternativamente, el dispositivo de determinación puede incluir la unidad de control externa 1004b. En esta alternativa, las mediciones de los sensores pueden ser transmitidas directamente a la unidad de control externa 1004b en la que el balance de energía y/o la cantidad de energía actualmente requerida puede ser determinada por la unidad de control externa 1004b, integrando así la función descrita anteriormente de la unidad de control interna 1015 en la unidad de control externa 1004b. En ese caso, la unidad de control interna 1015 puede omitirse y las mediciones del sensor se suministran directamente al transmisor de señales interno 1027, que envía las mediciones al receptor de señales externo 1004c y a la unidad de control externa 1004b. La unidad de control externa 1004b puede entonces determinar el balance de energía y la cantidad de energía requerida en ese momento basándose en las mediciones de los sensores.

Por lo tanto, la presente solución según la disposición de la Fig. 45 emplea la retroalimentación de información que indica la energía requerida, que es más eficiente que las soluciones anteriores porque se basa en el uso real de la energía que se compara con la energía recibida, por ejemplo, con respecto a la cantidad de energía, la diferencia de energía, o la tasa de recepción de energía en comparación con la tasa de energía utilizada por los componentes de consumo de energía implantados del aparato. El aparato puede utilizar la energía recibida tanto para consumirla como para almacenarla en una fuente de energía implantada o similar. Los diferentes parámetros mencionados anteriormente se utilizarían, por lo tanto, si son pertinentes y necesarios y, en ese caso, como herramienta para determinar el balance energético real. Sin embargo, dichos parámetros también pueden ser necesarios per se para cualquier acción tomada internamente para operar específicamente el aparato.

El transmisor de señales interno 1027 y el receptor de señales externo 1004c pueden implementarse como unidades separadas utilizando medios de transferencia de señales adecuados, tales como señales de radio, IR (infrarrojos) o ultrasónicas. Alternativamente, el transmisor de señales interno 1027 y el receptor de señales externo 1004c pueden estar integrados en el dispositivo transformador de energía implantado 1002 y en la fuente de energía externa 1004a, respectivamente, para transmitir señales de control en sentido inverso a la transferencia de energía, utilizando básicamente la misma técnica de transmisión. Las señales de control pueden estar moduladas con respecto a la frecuencia, la fase o la amplitud.

Por lo tanto, la información de retroalimentación puede ser transferida por un sistema de comunicación separado que incluye receptores y transmisores o puede estar integrada en el sistema de energía. De acuerdo con la presente divulgación, dicho sistema integrado de retroalimentación de información y energía comprende un receptor de energía interno implantable para recibir energía inalámbrica, el receptor de energía tiene una primera bobina interna y un primer circuito electrónico conectado a la primera bobina, y un transmisor de energía externo para transmitir energía inalámbrica, el transmisor de energía tiene una segunda bobina externa y un segundo circuito electrónico conectado a la segunda bobina. La segunda bobina externa del transmisor de energía transmite energía inalámbrica que es recibida por la primera bobina del receptor de energía. Este sistema comprende además un interruptor de potencia para conectar y desconectar la conexión de la primera bobina interna al primer circuito electrónico, de manera que el transmisor de energía externo recibe información de retroalimentación relacionada con la carga de la primera bobina en forma de una variación de impedancia en la carga de la segunda bobina externa, cuando el interruptor de potencia conecta y desconecta la conexión de la primera bobina interna al primer circuito electrónico. Al implementar este sistema en la disposición de la Fig. 45, el interruptor 1026 está separado y controlado por la unidad de control interna 1015, o integrado en la unidad de control interna 1015. Debe entenderse que el interruptor 1026 debe interpretarse en su más amplia realización. Esto significa un transistor, MCU, MCPU, ASIC FPGA o un convertidor DA o cualquier otro componente o circuito electrónico que pueda encender y apagar la energía.

Para concluir, la disposición de suministro de energía ilustrada en la Fig. 45 puede funcionar básicamente de la siguiente manera. En primer lugar, la unidad de control interna 1015 del dispositivo de determinación determina el balance de energía. La unidad de control interna 1015 crea también una señal de control que refleja la cantidad de energía requerida, y la señal de control se transmite desde el transmisor de señal interna 1027 al receptor de señal externa 1004c. Alternativamente, el balance de energía puede ser determinado por la unidad de control externa 1004b en su lugar, dependiendo de la implementación, como se mencionó anteriormente. En ese caso, la señal de control puede llevar los resultados de las mediciones de varios sensores. La cantidad de energía emitida por la fuente de energía externa 1004a puede entonces ser regulada por la unidad de control externa 1004b, basándose en el balance energético determinado, por ejemplo, en respuesta a la señal de control recibida. Este proceso puede repetirse de forma intermitente a determinados intervalos durante la transferencia de energía en curso, o puede ejecutarse de forma más o menos continua durante la transferencia de energía.

La cantidad de energía transferida puede regularse generalmente ajustando varios parámetros de transmisión en la fuente de energía externa 1004a, como el voltaje, la corriente, la amplitud, la frecuencia de onda y las características del pulso.

Este sistema también puede utilizarse para obtener información sobre los factores de acoplamiento entre las bobinas de un sistema TET, incluso para calibrar el sistema, tanto para encontrar un lugar óptimo para la bobina externa en relación con la interna como para optimizar la transferencia de energía. Simplemente comparando en este caso la cantidad de energía transferida con la cantidad de energía recibida. Por ejemplo, si se mueve la bobina externa, el factor de acoplamiento puede variar y los movimientos indicados correctamente podrían hacer que la bobina externa encontrara el lugar óptimo para la transferencia de energía. Preferiblemente, la bobina externa está adaptada para calibrar la cantidad de energía transferida para lograr la información de retroalimentación en el dispositivo de determinación, antes de que el factor de acoplamiento se maximice.

Esta información sobre el factor de acoplamiento también puede utilizarse como retroalimentación durante la transferencia de energía. En tal caso, el sistema de energía de la presente invención comprende un receptor de energía interno implantable para recibir energía inalámbrica, teniendo el receptor de energía una primera bobina interna y un primer circuito electrónico conectado a la primera bobina, y un transmisor de energía externo para transmitir energía inalámbrica, teniendo el transmisor de energía una segunda bobina externa y un segundo circuito electrónico conectado a la segunda bobina. La segunda bobina externa del transmisor de energía transmite energía inalámbrica que es recibida por la primera bobina del receptor de energía. Este sistema comprende además un dispositivo de retroalimentación para comunicar la cantidad de energía recibida en la primera bobina como información de retroalimentación, y en el que el segundo circuito electrónico incluye un dispositivo de determinación para recibir la información de retroalimentación y para comparar la cantidad de energía transferida por la segunda bobina con la información de retroalimentación relacionada con la cantidad de energía recibida en la primera bobina para obtener el factor de acoplamiento entre la primera y la segunda bobina. El transmisor de energía puede regular la energía transmitida en respuesta al factor de acoplamiento obtenido.

Con referencia a la Fig. 46, aunque la transferencia inalámbrica de energía para operar el aparato se ha descrito anteriormente para permitir una operación no invasiva, se apreciará que el aparato puede ser operado con energía ligada al cable también. Tal ejemplo se muestra en la Fig. 46, en la que un interruptor externo 1026 está interconectado entre la fuente de energía externa 1004a y un dispositivo de operación, tal como un motor eléctrico 1007 que opera el aparato 10. Una unidad de control externa 1004b controla la operación del interruptor externo 1026 para efectuar la operación apropiada del aparato 10.

La Fig. 47 ilustra diferentes formas de suministrar y utilizar la energía recibida por el aparato 10. De forma similar al ejemplo de la Fig. 45, un receptor de energía interno 1002 recibe energía inalámbrica E de una fuente de energía externa 1004a que es controlada por una unidad de control de transmisión 1004b. El receptor de energía interno 1002 puede comprender un circuito de voltaje constante, indicado como un recuadro discontinuo "V constante" en la figura, para suministrar energía a voltaje constante al aparato 10. El receptor interno de energía 1002 puede comprender además un circuito de corriente constante, indicado como un cuadro de trazos "C constante" en la figura, para suministrar energía a corriente constante al aparato 10.

El aparato 10 comprende una parte consumidora de energía 10a, que puede ser un motor, una bomba, un dispositivo de restricción o cualquier otro aparato médico que requiera energía para su funcionamiento eléctrico. El aparato 10 puede comprender además un dispositivo de almacenamiento de energía 10b para almacenar la energía suministrada desde el receptor de energía interno 1002. Así, la energía suministrada puede ser consumida directamente por la parte consumidora de energía 10a, o almacenada por el dispositivo de almacenamiento de energía 10b, o la energía suministrada puede ser parcialmente consumida y parcialmente almacenada. El aparato 10 puede comprender además una unidad estabilizadora de energía 10c para estabilizar la energía suministrada desde el receptor interno de energía 1002. Así, la energía puede ser suministrada de manera fluctuante, de manera que puede ser necesario estabilizar la energía antes de ser consumida o almacenada.

La energía suministrada por el receptor de energía interno 1002 puede ser acumulada y/o estabilizada por una unidad estabilizadora de energía separada 1028 ubicada fuera del aparato 10, antes de ser consumida y/o almacenada por el aparato 10. Alternativamente, la unidad de estabilización de energía 1028 puede estar integrada en el receptor de energía interno 1002. En cualquier caso, la unidad de estabilización de energía 1028 puede comprender un circuito de tensión constante y/o un circuito de corriente constante.

Cabe señalar que la Fig. 45 y la Fig. 47 ilustran algunas opciones de implementación posibles pero no limitantes con respecto a la forma en que los diversos componentes y elementos funcionales mostrados pueden disponerse y conectarse entre sí. Sin embargo, el experto apreciará fácilmente que se pueden hacer muchas variaciones y modificaciones dentro del alcance de la presente invención.

La Fig. 48 muestra de forma esquemática un circuito de medición del balance de energía de uno de los diseños propuestos del sistema de control de la transmisión de energía inalámbrica, o sistema de control del balance de energía. El circuito tiene una señal de salida centrada en 2,5V y relacionada proporcionalmente con el desequilibrio energético. La derivada de esta señal muestra si el valor sube y baja y la rapidez con la que se produce dicho cambio. Si la cantidad de energía recibida es inferior a la energía utilizada por los componentes implantados del aparato, se transfiere más energía y, por tanto, se carga en la fuente de energía. La señal de salida del circuito suele pasar por un convertidor A/D y se convierte en un formato digital. La información digital puede enviarse entonces al dispositivo externo de transmisión de energía, lo que le permite ajustar el nivel de la energía transmitida. Otra posibilidad es disponer de un sistema completamente analógico que utilice comparadores que comparen el nivel de balance de energía con determinados umbrales máximos y mínimos y que envíen información al dispositivo externo de transmisión de energía si el balance se sale de la ventana de máximo/mínimo.

El esquema de la Fig. 48 muestra una implementación de circuito para un sistema que transfiere energía a los componentes energéticos implantados del aparato de la presente invención desde el exterior del cuerpo del paciente utilizando la transferencia de energía inductiva. Un sistema de transferencia de energía inductiva suele utilizar una bobina transmisora externa y una bobina receptora interna. La bobina receptora, L1, está incluida en el esquema de la Fig. 31; las partes transmisoras del sistema están excluidas.

La puesta en práctica del concepto general de equilibrio energético y la forma de transmitir la información al transmisor de energía externo pueden, por supuesto, implementarse de numerosas formas diferentes. El esquema de la Fig. 48 y el método de evaluación y transmisión de la información descrito anteriormente sólo deben considerarse como ejemplos de cómo implementar el sistema de control.

DETALLES DEL CIRCUITO

En la Fig. 48 los símbolos Y1, Y2, Y3, etc., simbolizan puntos de prueba dentro del circuito. Los componentes en el diagrama y sus respectivos valores son valores que funcionan en esta implementación particular que, por supuesto, es sólo una de un número infinito de posibles soluciones de diseño.

La energía para alimentar el circuito es recibida por la bobina receptora de energía L1. La energía para los componentes implantados se transmite en este caso particular a una frecuencia de 25 kHz. La señal de salida del balance de energía está presente en el punto de prueba Y1.

Los expertos en la materia se darán cuenta de que las diversas realizaciones del sistema mencionadas anteriormente podrían combinarse de muchas maneras diferentes. Por ejemplo, el interruptor eléctrico 1006 de la Fig. 31 podría incorporarse en cualquiera de las realizaciones de las Figs. 34-40, el dispositivo de cambio de la válvula hidráulica 1014 de la Fig. 34 podría incorporarse en la realización de la Fig. 33, y la caja de cambios 1024 podría incorporarse en la realización de la Fig. 32. Obsérvese que el interruptor simplemente podría significar cualquier circuito o componente electrónico.

Las realizaciones descritas en relación con las Figs. 45, 47 y 48 identifican un método y un sistema para controlar la transmisión de energía inalámbrica a los componentes consumidores de energía implantados de un aparato eléctricamente operable. Dicho método y sistema se definirán en términos generales en lo que sigue.

Se proporciona así un método para controlar la transmisión de la energía inalámbrica suministrada a los componentes consumidores de energía implantados de un aparato como el descrito anteriormente. La energía inalámbrica E se transmite desde una fuente de energía externa situada fuera del paciente y es recibida por un receptor de energía interno situado dentro del paciente, estando el receptor de energía interno conectado a los componentes consumidores de energía implantados del aparato para suministrar directa o indirectamente la energía recibida a los mismos. Se determina un balance energético entre la energía recibida por el receptor de energía interno y la energía utilizada por el aparato. La transmisión de energía inalámbrica E desde la fuente de energía externa se controla entonces en función del balance energético determinado.

La energía inalámbrica puede transmitirse inductivamente desde una bobina primaria en la fuente de energía externa a una bobina secundaria en el receptor de energía interno. Puede detectarse un cambio en el balance energético para controlar la transmisión de energía inalámbrica basándose en el cambio de balance energético detectado. También puede detectarse una diferencia entre la energía recibida por el receptor de energía interno y la energía utilizada por el dispositivo médico, para controlar la transmisión de energía inalámbrica basándose en la diferencia de energía detectada.

Al controlar la transmisión de energía, la cantidad de energía inalámbrica transmitida puede disminuir si el cambio detectado en el balance energético implica que el balance energético está aumentando, o viceversa. La disminución/aumento de la transmisión de energía puede corresponder además a un índice de cambio detectado.

La cantidad de energía inalámbrica transmitida puede disminuir aún más si la diferencia de energía detectada implica que la energía recibida es mayor que la energía utilizada, o viceversa. La disminución/incremento de la transmisión de energía puede entonces corresponder a la magnitud de la diferencia de energía detectada.

Como se mencionó anteriormente, la energía utilizada para el dispositivo médico puede ser consumida para operar el dispositivo médico, y/o almacenada en al menos un dispositivo de almacenamiento de energía del dispositivo médico.

Cuando se determinan los parámetros eléctricos y/o físicos del dispositivo médico y/o los parámetros físicos del paciente, la energía puede transmitirse para su consumo y almacenamiento según una tasa de transmisión por unidad de tiempo que se determina en función de dichos parámetros. La cantidad total de energía transmitida también puede determinarse en función de dichos parámetros.

Cuando se detecta una diferencia entre la cantidad total de energía recibida por el receptor interno de energía y la cantidad total de energía consumida y/o almacenada, y la diferencia detectada está relacionada con la integral en el tiempo de al menos un parámetro eléctrico medido relacionado con dicho balance de energía, la integral puede determinarse para una tensión y/o corriente monitorizada relacionada con el balance de energía.

Cuando la derivada se determina a lo largo del tiempo de un parámetro eléctrico medido relacionado con la cantidad de energía consumida y/o almacenada, la derivada puede determinarse para una tensión y/o corriente monitorizada relacionada con el balance energético.

La transmisión de energía inalámbrica desde la fuente de energía externa puede controlarse aplicando a la fuente de energía externa pulsos eléctricos desde un primer circuito eléctrico para transmitir la energía inalámbrica, teniendo los pulsos eléctricos bordes de entrada y salida, variando las longitudes de los primeros intervalos de tiempo entre los sucesivos bordes de entrada y salida de los pulsos eléctricos y/o las longitudes de los segundos intervalos de tiempo entre los sucesivos bordes de entrada y salida de los pulsos eléctricos, y transmitiendo energía inalámbrica, teniendo la energía transmitida generada por los pulsos eléctricos una potencia variada, dependiendo la variación de la potencia de las longitudes de los primeros y/o segundos intervalos de tiempo.

En ese caso, la frecuencia de los impulsos eléctricos puede ser sustancialmente constante al variar el primer y/o segundo intervalo de tiempo. Al aplicar los impulsos eléctricos, éstos pueden permanecer inalterados, excepto al variar el primer y/o segundo intervalo de tiempo. La amplitud de los pulsos eléctricos puede ser sustancialmente constante al variar el primer y/o segundo intervalo de tiempo. Además, los pulsos eléctricos pueden variarse sólo variando las longitudes de los primeros intervalos de tiempo entre los sucesivos bordes de entrada y salida de los pulsos eléctricos.

Se puede suministrar un tren de dos o más pulsos eléctricos en una fila, en el que al aplicar el tren de pulsos, el tren que tiene un primer pulso eléctrico al comienzo del tren de pulsos y que tiene un segundo pulso eléctrico al final del tren de pulsos, se pueden suministrar dos o más trenes de pulsos en una fila, en los que se varían las longitudes de los segundos intervalos de tiempo entre el borde de salida sucesivo del segundo pulso eléctrico en un primer tren de pulsos y el borde de salida del primer pulso eléctrico de un segundo tren de pulsos.

Al aplicar los pulsos eléctricos, éstos pueden tener una corriente y una tensión sustancialmente constantes. Los pulsos eléctricos también pueden tener una corriente sustancialmente constante y un voltaje sustancialmente constante. Además, los pulsos eléctricos también pueden tener una frecuencia sustancialmente constante. Los pulsos eléctricos dentro de un tren de pulsos pueden tener igualmente una frecuencia sustancialmente constante.

El circuito formado por el primer circuito eléctrico y la fuente de energía externa puede tener un primer período de tiempo característico o una primera constante de tiempo, y al variar efectivamente la energía transmitida, dicho período de tiempo de la frecuencia puede estar en el rango del primer período de tiempo característico o de la constante de tiempo o ser más corto.

Por lo tanto, también se proporciona un sistema que comprende un aparato como el descrito anteriormente para controlar la transmisión de energía inalámbrica suministrada a los componentes consumidores de energía implantados del aparato. En su sentido más amplio, el sistema comprende un dispositivo de control para controlar la transmisión de energía inalámbrica desde un dispositivo de transmisión de energía, y un receptor de energía interno implantable para recibir la energía inalámbrica transmitida, estando el receptor de energía interno conectado a los componentes consumidores de energía implantables del aparato para suministrarles directa o indirectamente la energía recibida. El sistema comprende además un dispositivo de determinación adaptado para determinar un balance energético entre la energía recibida por el receptor de energía interno y la energía utilizada por los componentes consumidores de energía implantables del aparato, en el que el dispositivo de control controla la transmisión de energía inalámbrica desde el dispositivo de transmisión de energía externo, basándose en el balance energético determinado por el dispositivo de determinación.

Además, el sistema puede comprender cualquiera de los siguientes elementos:

- Una bobina primaria en la fuente de energía externa adaptada para transmitir la energía inalámbrica de forma inductiva a una bobina secundaria en el receptor de energía interno.

- El dispositivo de determinación está adaptado para detectar un cambio en el balance energético, y el dispositivo de control controla la transmisión de energía inalámbrica basándose en el cambio de balance energético detectado

- El dispositivo de determinación está adaptado para detectar una diferencia entre la energía recibida por el receptor de energía interno y la energía utilizada para los componentes consumidores de energía implantables del aparato, y el dispositivo de control controla la transmisión de energía inalámbrica basándose en la diferencia de energía detectada.

- El dispositivo de control controla el dispositivo externo de transmisión de energía para que disminuya la cantidad de energía inalámbrica transmitida si el cambio detectado en el balance de energía implica que el balance de energía está aumentando, o viceversa, en el que la disminución/aumento de la transmisión de energía corresponde a un índice de cambio detectado.

- El dispositivo de control controla el dispositivo externo de transmisión de energía para que disminuya la cantidad de energía inalámbrica transmitida si la diferencia de energía detectada implica que la energía recibida es mayor que la energía utilizada, o viceversa, donde la disminución/aumento de la transmisión de energía corresponde a la magnitud de dicha diferencia de energía detectada.

- La energía utilizada por el aparato se consume para hacer funcionar el aparato, y/o se almacena en al menos un dispositivo de almacenamiento de energía del aparato.

- Cuando se determinan los parámetros eléctricos y/o físicos del aparato y/o los parámetros físicos del paciente, el dispositivo de transmisión de energía transmite la energía para su consumo y almacenamiento de acuerdo con una tasa de transmisión por unidad de tiempo que es determinada por el dispositivo de determinación basándose en dichos parámetros. El dispositivo de determinación también determina la cantidad total de energía transmitida basándose en dichos parámetros.

- Cuando se detecta una diferencia entre la cantidad total de energía recibida por el receptor interno de energía y la cantidad total de energía consumida y/o almacenada, y la diferencia detectada está relacionada con la integral en el tiempo de al menos un parámetro eléctrico medido relacionado con el balance de energía, el dispositivo de determinación determina la integral para un voltaje y/o corriente monitorizados relacionados con el balance de energía.

- Cuando se determina la derivada en el tiempo de un parámetro eléctrico medido relacionado con la cantidad de energía consumida y/o almacenada, el dispositivo de determinación determina la derivada para una tensión y/o corriente monitorizada relacionada con el balance energético.

- El dispositivo de transmisión de energía comprende una bobina colocada externamente al cuerpo humano, y se proporciona un circuito eléctri

inalámbrica. Los pulsos eléctricos tienen bordes de entrada y salida, y el circuito eléctrico está adaptado para variar los primeros intervalos de tiempo entre los bordes de entrada y salida sucesivos y/o los segundos intervalos de tiempo entre los bordes de entrada y salida sucesivos de los pulsos eléctricos para variar la potencia de la energía inalámbrica transmitida. Como resultado, el receptor de energía que recibe la energía inalámbrica transmitida tiene una potencia variada.

- El circuito eléctrico está adaptado para suministrar los pulsos eléctricos para que permanezcan inalterados excepto variando los primeros y/o segundos intervalos de tiempo.

- El circuito eléctrico tiene una constante de tiempo y está adaptado para variar los intervalos de tiempo primero y segundo sólo en el rango de la primera constante de tiempo, de modo que cuando se varían las longitudes de los intervalos de tiempo primero y/o segundo, se varía la potencia transmitida sobre la bobina.

- El circuito eléctrico está adaptado para suministrar los pulsos eléctricos a variar sólo variando las longitudes de los primeros intervalos de tiempo entre los sucesivos bordes de entrada y salida de los pulsos eléctricos.

- El circuito eléctrico está adaptado para suministrar un tren de dos o más pulsos eléctricos en una fila, dicho tren tiene un primer pulso eléctrico al comienzo del tren de pulsos y tiene un segundo pulso eléctrico al final del tren de pulsos, y

- las duraciones de los segundos intervalos de tiempo entre el flanco de salida sucesivo del segundo impulso eléctrico de un primer tren de impulsos y el flanco de entrada del primer impulso eléctrico de un segundo tren de impulsos son variadas por el primer circuito electrónico.

- El circuito eléctrico está adaptado para proporcionar los pulsos eléctricos como pulsos que tienen una altura y/o amplitud y/o intensidad y/o voltaje y/o corriente y/o frecuencia sustancialmente constante.

- El circuito eléctrico tiene una constante de tiempo, y está adaptado para variar los intervalos de tiempo primero y segundo sólo en el rango de la primera constante de tiempo, de modo que cuando se varían las longitudes de los intervalos de tiempo primero y/o segundo, se varía la potencia transmitida sobre la primera bobina.

- El circuito eléctrico está adaptado para proporcionar los pulsos eléctricos variando las longitudes del primer y/o segundo intervalo de tiempo sólo dentro de un rango que incluye la primera constante de tiempo o que se encuentra relativamente cerca de la primera constante de tiempo, en comparación con la magnitud de la primera constante de tiempo.

Las Figs. 49-52 muestran con más detalle diagramas de bloques de cuatro formas diferentes de alimentar hidráulica o neumáticamente un aparato implantado.

La Fig. 49 muestra un sistema como el descrito anteriormente con. El sistema comprende un aparato implantado 10 y, además, un depósito de regulación separado 1013, una bomba unidireccional 1009 y una válvula alternativa 1014.

La Fig. 50 muestra el aparato 10 y un depósito de fluido 1013. Moviendo la pared del depósito de regulación o cambiando el tamaño del mismo de cualquier otra manera diferente, el ajuste del aparato puede realizarse sin ninguna válvula, simplemente el paso libre del fluido en cualquier momento moviendo la pared del depósito.

La Fig. 51 muestra el aparato 10, una bomba de dos vías 1009 y el depósito de regulación 1013.

La Fig. 52 muestra un diagrama de bloques de un servosistema invertido con un primer sistema cerrado que controla un segundo sistema cerrado. El servosistema comprende un depósito de regulación 1013 y un servodepósito 1050. El servodepósito 1050 controla mecánicamente un aparato implantado 10 a través de una interconexión mecánica 1054. El aparato tiene una cavidad expandible/contactable. Esta cavidad se expande o contrae preferentemente mediante el suministro de fluido hidráulico desde el depósito ajustable más grande 1052 en conexión de fluido con el aparato 10. Alternativamente, la cavidad contiene gas comprimible, que puede ser comprimido y expandido bajo el control del servo depósito 1050.

El servodepósito 1050 también puede formar parte del propio aparato.

En una realización, el depósito de regulación se coloca subcutáneamente bajo la piel del paciente y se acciona empujando la superficie exterior del mismo por medio de un dedo. Este sistema se ilustra en las Figs. 53a-c. En la Fig. 53a, se muestra un depósito de regulación subcutáneo flexible 1013 conectado a un servodepósito con forma de fuelle 1050 por medio de un conducto 1011. Este servodpósito en forma de fuelle 1050 está comprendido en un aparato flexible 10. En el estado mostrado en la Fig. 53a, el servodepósito 1050 contiene un mínimo de fluido y la mayor parte del fluido se encuentra en el depósito de regulación 1013. Debido a la interconexión mecánica entre el servodepósito 1050 y el aparato 10, la forma exterior del aparato 10 está contraída, es decir, ocupa menos de su volumen máximo. Este volumen máximo se muestra con líneas discontinuas en la figura.

La Fig. 53b muestra un estado en el que un usuario, como el paciente en el que está implantado el aparato, presiona el depósito de regulación 1013 para que el fluido contenido en él fluya a través del conducto 1011 y hacia el servodepósito 1050, que, gracias a su forma de fuelle, se expande longitudinalmente. Esta expansión, a su vez, expande el aparato 10 para que ocupe su máximo volumen, estirando así la pared del estómago (no mostrada), con la que entra en contacto.

El depósito de regulación 1013 está preferentemente provisto de medios 1013a para mantener su forma después de la compresión. Estos medios, que se muestran esquemáticamente en la figura, mantendrán el aparato 10 en una posición estirada también cuando el usuario libere el depósito de regulación. De este modo, el depósito de regulación funciona esencialmente como un interruptor de encendido/apagado para el sistema.

Una realización alternativa de funcionamiento hidráulico o neumático se describirá ahora con referencia a las Figs. 54 y 55a-c. El diagrama de bloques mostrado en la Fig. 54 comprende con un primer sistema cerrado que controla un segundo sistema cerrado. El primer sistema comprende un depósito de regulación 1013 y un servodepósito 1050. El servo reservorio 1050 controla mecánicamente un reservorio de regulación mayor 1052 a través de una interconexión mecánica 1054. Un aparato implantado 10 que tiene una cavidad expandible/contactable es a su vez controlado por el depósito ajustable mayor 1052 mediante el suministro de fluido hidráulico desde el depósito ajustable mayor 1052 en conexión de fluido con el aparato 10.

Un ejemplo de esta realización se describirá ahora con referencia a la Fig. 55a-c. Al igual que en la realización anterior, el depósito de regulación se coloca subcutáneamente bajo la piel del paciente y se acciona empujando la superficie exterior del mismo por medio de un dedo. El depósito de regulación 1013 está en conexión fluida con un servodepósito en forma de fuelle 1050 por medio de un conducto 1011. En el primer sistema cerrado 1013, 1011, 1050 mostrado en la Fig. 55a, el servodepósito 1050 contiene un mínimo de fluido y la mayor parte del fluido se encuentra en el depósito de regulación 1013.

El servodepósito 1050 está conectado mecánicamente a un depósito ajustable más grande 1052, que en este ejemplo también tiene forma de fuelle pero con un diámetro mayor que el servodepósito 1050. El depósito ajustable más grande 1052 está en conexión fluida con el aparato 10. Esto significa que cuando un usuario empuja el depósito de regulación 1013, desplazando así el fluido desde el depósito de regulación 1013 al servodepósito 1050, la expansión del servodepósito 1050 desplazará un mayor volumen de fluido desde el depósito ajustable más grande 1052 al aparato 10. En otras palabras, en este servo invertido, un pequeño volumen en el depósito de regulación es comprimido con una fuerza mayor y esto crea un movimiento de un área total mayor con menos fuerza por unidad de área.

Al igual que en la realización anterior descrita con referencia a las Figs. 53a-c, el depósito de regulación 1013 está preferentemente provisto de medios 1013a para mantener su forma después de la compresión. Estos medios, que se muestran esquemáticamente en la figura, mantendrán así el aparato 10 en una posición estirada también cuando el usuario libere el depósito de regulación. De este modo, el depósito de regulación funciona esencialmente como un interruptor de encendido/apagado para el sistema.

La Fig. 56 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de una aguja o instrumento similar a un tubo en el tórax del paciente.

2. Utilizar la aguja o un instrumento similar a un tubo para llenar el tórax de gas, expandiendo así la cavidad torácica.

3. Colocación de al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente.

4. Inserción de una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el tórax.

5. Inserción de una herramienta de disección a través de uno de los trocares laparoscópicos y disección de una zona de colocación prevista.

6. Colocación del cuerpo giratorio en cualquier parte del flujo sanguíneo del tórax.

7. Conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

El método del diagrama de flujo también se describe con referencia a la fig. 4b. El área de disección puede variar, por supuesto, ya que la colocación de la unidad de accionamiento debe realizarse de forma que la unidad de accionamiento se coloque en conexión magnética con el cuerpo giratorio 18. Las siguientes descripciones con referencia a los diagramas de flujo de las figs. 57 - 65 también describen métodos operativos con ligeras variaciones. Sin embargo, los pasos de estos métodos podrían intercambiarse dentro o entre los métodos para adaptar el método a un procedimiento particular.

La Fig. 57 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Cortar la piel de un paciente.

2. Apertura de la cavidad torácica.

3. Disección de una zona de colocación donde colocar el cuerpo giratorio dentro de un flujo sanguíneo en el corazón, o la aorta o dentro de la arteria pulmonar del paciente.

4. Colocar el cuerpo giratorio en la zona de colocación, y

5. Conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La Fig. 58 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de una aguja o un instrumento similar a un tubo en el abdomen del cuerpo del paciente.

2. Utilizar la aguja o un instrumento similar a un tubo para llenar el abdomen de gas, expandiendo así la cavidad abdominal.

3. Colocación de al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente.

4. Inserción de una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el abdomen.

5. Inserción de una herramienta de disección a través de uno de los trocares laparoscópicos y disección de una zona de colocación prevista.

6. Colocación del cuerpo giratorio en cualquier parte del torrente sanguíneo de la aorta abdominal.

7. Conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La Fig. 59 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Cortar la piel de un paciente.

2. Apertura de la cavidad abdominal.

3. Disección de una zona de colocación donde colocar el cuerpo giratorio en la región de la aorta abdominal del paciente.

4. Colocación del cuerpo giratorio en el torrente sanguíneo de la aorta abdominal, y

5. Conectar una fuente de energía para alimentar el dispositivo.

La Fig. 60 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de una aguja o instrumento similar a un tubo en el tórax del paciente.

2. Utilizar la aguja o un instrumento similar a un tubo para llenar el tórax de gas, expandiendo así la cavidad torácica.

3. Colocación de al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente.

4. Inserción de una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el tórax.

5. Inserción de al menos una herramienta de disección a través de uno de los trócares laparoscópicos y disección de una zona de colocación prevista en el sistema vascular del paciente.

6. Colocación del cuerpo giratorio en cualquier parte del flujo sanguíneo del tórax, dentro de un flujo sanguíneo del vaso sanguíneo del corazón, o de la aorta o dentro de la arteria pulmonar del paciente.

7. Colocación de un estator en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo del vaso sanguíneo, fuera del corazón, o de la aorta o fuera de la arteria pulmonar del paciente, colocando dicho estator en el exterior del cuerpo giratorio, suministrando energía inalámbrica al cuerpo giratorio provocando el movimiento de rotación del cuerpo giratorio.

8. Conectar una fuente de energía para alimentar el estator.

La Fig. 61 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Cortar la piel de un paciente.

2. Apertura de la cavidad abdominal.

3. Colocación del cuerpo giratorio en cualquier parte del flujo sanguíneo del tórax, dentro de un flujo sanguíneo del vaso sanguíneo del corazón, o de la aorta o dentro de la arteria pulmonar del paciente.

4. Colocación de un estator en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo del vaso sanguíneo, fuera del corazón, o de la aorta o fuera de la arteria pulmonar del paciente, colocando dicho estator en el exterior del cuerpo giratorio, suministrando energía inalámbrica al cuerpo giratorio provocando el movimiento de rotación del cuerpo giratorio.

5. Conectar una fuente de energía para alimentar el estator.

La Fig. 62 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de una aguja o un instrumento similar a un tubo en el abdomen del cuerpo del paciente.

2. Utilizar la aguja o un instrumento similar a un tubo para llenar el abdomen de gas, expandiendo así la cavidad abdominal.

3. Colocación de al menos dos trócares laparoscópicos en el cuerpo del paciente.

4. Inserción de una cámara a través de uno de los trócares laparoscópicos en el abdomen.

5. Inserción de al menos una herramienta de disección a través de uno de los trócares laparoscópicos y disección de una zona de colocación prevista en la región de la aorta abdominal del paciente.

6. Colocación del cuerpo giratorio dentro del flujo sanguíneo en la aorta abdominal del paciente.

7. Colocación de un estator en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo de la aorta abdominal, colocando el estator en el exterior del cuerpo giratorio, suministrando energía inalámbrica al cuerpo giratorio provocando el movimiento de rotación del mismo.

8. Conectar una fuente de energía para alimentar el estator.

La Fig. 63 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Cortar la piel de un paciente.

2. Apertura de la cavidad abdominal.

3. Colocación del cuerpo giratorio en cualquier parte del flujo sanguíneo en la aorta abdominal del paciente.

4. Colocación de un estator en la zona de colocación, fuera del flujo sanguíneo de la aorta abdominal, colocando el estator en el exterior del cuerpo giratorio, suministrando energía inalámbrica al cuerpo giratorio provocando el movimiento de rotación del mismo.

5. Conectar una fuente de energía para alimentar el estator.

La Fig. 64 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de un instrumento similar a un tubo en la arteria femoral del cuerpo del paciente.

2. Utilizar el instrumento para guiar el cuerpo giratorio a través de la arteria femoral hasta la aorta.

3. Liberar el cuerpo giratorio dentro de la aorta.

4. Colocación de una unidad de accionamiento en el exterior de la aorta, de forma que la unidad de accionamiento se coloque en contacto magnético con el cuerpo giratorio.

La Fig. 65 muestra un diagrama de flujo de un método de operación que comprende los pasos de:

1. Inserción de un instrumento similar a un tubo en la arteria femoral del cuerpo del paciente.

2. Utilizar el instrumento para guiar el cuerpo giratorio a través de la arteria femoral hasta la aorta abdominal.

3. Liberación del cuerpo giratorio dentro de la aorta abdominal.

4. Colocación de una unidad de accionamiento en el exterior de la aorta, de forma que la unidad de accionamiento se coloque en contacto magnético con el cuerpo giratorio.

El paso de colocar la unidad de accionamiento en el exterior de la aorta, en cualquiera de las realizaciones aquí expuestas, podría llevarse a cabo a través de un enfoque de diafragma abdominal entrando a través del abdomen y posteriormente a través del diafragma torácico del paciente.

Se han descrito realizaciones de una bomba de turbina. Un experto en la materia sabe que éstas pueden variar dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de bomba cardíaca para asistir al corazón de un paciente humano, el aparato de bomba cardíaca comprende una bomba de turbina libre de eje central que comprende:

- un cuerpo giratorio (12) adaptado para ser colocado en el torrente sanguíneo del paciente para proporcionar al corazón del paciente humano una capacidad de bombeo adicional caracterizada por comprender

- un estator (14) adaptado para ser colocado fuera de un vaso sanguíneo y opuesto al cuerpo giratorio colocado en la corriente sanguínea.

2. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 1, en el que el cuerpo giratorio libre del eje central está adaptado para ser colocado dentro de al menos uno de: el corazón del paciente humano, la aorta del paciente humano, la aorta abdominal del paciente humano y la arteria pulmonar del paciente humano.

3. El aparato de bomba cardíaca según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que dicho aparato de bomba cardíaca comprende además una unidad de accionamiento para conducir dicho cuerpo giratorio.

4. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 1, en el que el estator es una parte de una disposición controlada eléctricamente, que incluye elementos para recibir corriente para aumentar o disminuir un campo magnético creado en el estator, y en el que los elementos proporcionan la rotación del cuerpo giratorio, creando un campo magnético entre los polos del estator.

5. El aparato de bomba cardíaca según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un segundo cuerpo giratorio adaptado para ser implantado en secuencia con el primer cuerpo giratorio, en el mismo vaso sanguíneo.

6. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 5, en el que un cuerpo giratorio está adaptado para girar en el sentido de las agujas del reloj y el otro cuerpo giratorio está adaptado para girar en sentido contrario a las agujas del reloj, o viceversa.

7. El aparato de bomba cardíaca según cualquiera de las reivindicaciones 6, en el que la bomba de turbina comprende tanto el estator como un rotor adaptado para ser colocado fuera de un vaso sanguíneo y opuesto al cuerpo giratorio colocado en el flujo sanguíneo, en el que el rotor externo está conectado magnéticamente al cuerpo giratorio a través de un acoplamiento magnético, proporcionando así la rotación del cuerpo giratorio cuando el rotor externo gira cuando el aparato está implantado.

8. El aparato de bomba cardíaca según las reivindicaciones 3 y 7, en el que dicha unidad de accionamiento está adaptada para estar en conexión magnética con dicho cuerpo giratorio para crear un campo magnético para accionar dicho cuerpo giratorio, siendo afectado por el campo magnético, en el que dicha unidad de accionamiento comprende bobinas para crear un campo magnético, y en el que el rotor comprende material magnético, y en el que dicho rotor está adaptado para ser afectado por dicho campo magnético y para girar así en relación con dicho estator.

9. El aparato de bombeo del corazón según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato de bomba cardíaca está adaptado para ser fijado a por lo menos uno de: el esternón, una parte de la caja torácica que comprende una o más costillas, y una parte de la estructura de la columna vertebral.

10. El aparato de bomba cardíaca según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la bomba cardíaca comprende además elementos de confinamiento adaptados para confinar dicho cuerpo giratorio en la extensión longitudinal de la arteria en la que está colocado, mediante al menos uno de; un confinamiento magnético, uno mecánico y otro confinamiento.

11. El aparato de bomba cardíaca según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo giratorio tiene una extensión longitudinal.

12. El aparato de bomba cardíaca según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo giratorio tiene una forma cilíndrica definida por una pared cilíndrica externa con una superficie exterior y una superficie interior.

13. El aparato de bomba cardíaca según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende álabes colocados internamente en el cuerpo giratorio.

14. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 13, en el que los álabes se extienden radialmente en el cuerpo giratorio.

15. El aparato de bomba cardíaca según la reivindicación 13, en el que los álabes se extienden de forma no radial en el cuerpo giratorio.