FR2861599A1 - Outil indicateur ameliore destine a etre utilise avec un dispositif medical implantable - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un outil indicateur magnétique utilisé pour déterminer le réglage d'un dispositif médical implantable. Le dispositif médical implantable inclut un dispositif indicateur magnétique couplé à une valve sur le dispositif médical implantable. Des champs magnétiques externes, spécifiquement le champ magnétique de la Terre, peuvent gêner une boussole classique et créer une indication de réglage de dispositif incorrecte. L'outil indicateur magnétique estime les champs magnétiques externes pour soustraire cette estimation des données reçues pour minimiser toute influence d'un champ magnétique externe sur l'exactitude de la mesure du réglage du dispositif.
Description
OUTIL INDICATEUR AMELIORE DESTINÉ Â ÊTRE UTILISÉ AVEC
UN DISPOSITIF MEDICAL IMPLANTABLE
La présente invention concerne des dispositifs médicaux et, plus particulièrement, des outils indicateurs magnétiques.
Les outils indicateurs magnétiques sont utilisés pour déterminer un réglage d'un dispositif médical implantable. Le dispositif médical implantable peut inclure une valve de contrôle de l'écoulement de fluide qui contrôle la pression du liquide céphalo-rachidien (LCR) dans le cerveau d'un patient. Une accumulation excessive de liquide céphalorachidien (LCR), due à une hydrocéphalie ou à d'autres causes, se manifeste sous la forme d'un accroissement de la pression dans le crâne. L'abaissement de la pression du LCR est bénéfique sur le plan thérapeutique et on l'obtient généralement en utilisant une valve de contrôle de l'écoulement de fluide pour drainer le LCR des ventricules du cerveau.
Le dispositif médical implantable peut inclure une cible sous la forme d'un aimant. L'aimant permet à un kit d'outil de déterminer le réglage du dispositif médical et de changer ce réglage sans retirer le dispositif implanté en sous-cutané. Le kit d'outil inclut classiquement un outil de localisation pour déterminer l'orientation du dispositif médical, l'outil indicateur magnétique pour déterminer le réglage du dispositif médical implantable en utilisant une boussole et un outil d'ajustement pour modifier le réglage du dispositif médical en utilisant un autre aimant. Le kit d'outil fonctionne par couplage magnétique entre l'aimant sur le dispositif médical implantable et la boussole d'outil indicateur ainsi que l'aimant de l'outil d'ajustement.
L'outil indicateur magnétique de l'art antérieur se fonde sur une interaction entre l'aimant sur le dispositif magnétique et une boussole sur l'outil indicateur qui est suffisamment forte pour déterminer la position de l'aimant, même à travers le cuir chevelu d'un patient. L'interaction aimant - boussole doit aussi être résistante aux champs magnétiques externes, en particulier provenant de la Terre. La boussole aura tendance à s'aligner avec le champ magnétique terrestre si l'attraction de l'aimant se trouvant dans le dispositif médical implantable n'est pas suffisante. L'angle de déflection s'accroît à mesure que la distance entre l'aimant et la boussole s'accroît et peut entraîner des indications inexactes de réglage du dispositif.
En variante, des outils de localisation magnétiques ont été mis au point pour déterminer l'emplacement en trois dimensions de dispositifs magnétiques dans des dispositifs médicaux implantés. Ces autres systèmes de localisation possibles ne tentent classiquement pas de déterminer l'orientation des dispositifs magnétiques en question et ne concernent pas l'orientation rotative de dispositifs faisant partie de dispositifs de valve implantables. De plus, des outils de localisation magnétiques qui sont capables de déterminer l'emplacement et l'orientation des dispositifs magnétiques implantés sont significativement plus complexes dans les opérations réalisées que les outils fondés sur une boussole et sont donc significativement plus chers.
La demande de brevet US publiée N 2002/0022793 de Bertrand et al. décrit un indicateur fondé sur boussole destiné à évaluer la position d'une valve d'écoulement de fluide dans un dispositif implanté. La valve d'écoulement de fluide décrite par Bertrand et al. peut être utilisée pour contrôler l'écoulement de liquide céphalo-rachidien (LCR) dans un patient atteint d'hydrocéphalie. Cet indicateur fondé sur une boussole est utilisé en association avec un dispositif de contrôle d'écoulement implantable décrit dans le brevet US N 5 637 083 de Bertrand et al. Les brevets US N 5 879 297 et US N 6 129 668 de Haynor et al. décrivent un dispositif électronique pour déterminer l'emplacement d'un aimant couplé à un dispositif médical à demeure en utilisant une pluralité de capteurs magnétiques. Le tableau 1 ci-dessous énumère des documents présentant des dispositifs pour déterminer l'emplacement et l'orientation de dispositifs magnétiques dans des dispositifs médicaux implantables.
4 TABLEAU 1
N de brevet Inventeurs Titre US 5 637 083 Bertrand et al. Implantable Adjustable Fluid Flow Control Valve 2002/0022793 Bertrand et al. Tool for adjusting an implantable adjustable fluid flow control valve US 5 879 297 Haynor et al. System and method to determine the location and orientation of an indwelling medical device US 6 129 668 Haynor et al. System and method to determine the location and orientation of an indwelling medical device Comme l'homme de l'art l'appréciera aisément à la lecture du résumé de l'invention, de la description détaillée des modes de réalisation préférés et des revendications jointes, un grand nombre des dispositifs et procédés décrits dans les brevets du tableau 1 peuvent être modifiés de manière avantageuse en utilisant les structures et les techniques de la présente invention.
En général, la présente invention concerne un dispositif électronique pour déterminer un réglage pour une valve qui fait partie d'un dispositif implanté de contrôle de l'écoulement. Le dispositif électronique détermine l'orientation d'un dispositif magnétique couplé à des dispositifs médicaux implantables en utilisant un outil indicateur magnétique qui interagit avec un dispositif médical implanté pour évaluer un réglage associé au dispositif. La présente invention a certains objectifs. C'est-à-dire que les divers modes de réalisation de la présente invention fournissent des solutions à un ou plusieurs problèmes de l'art antérieur des outils indicateurs magnétiques pour interaction avec des dispositifs médicaux implantés.
Ces problèmes incluent, par exemple, des inexactitudes dans les indications de réglage fournies par un outil indicateur fondé sur une boussole en raison des effets des champs magnétiques externes. L'outil indicateur fondé sur une boussole interagit avec une cible magnétique qui crée un champ magnétique interne et fait que la boussole indique une position particulière. La position de la boussole indique le réglage du dispositif médical implantable, par exemple la position d'une valve d'écoulement de fluide. Les champs magnétiques externes, en particulier le champ magnétique émis par la Terre, peuvent interférer avec la boussole et créer une indication de réglage de dispositif incorrecte.
Divers modes de réalisation de la présente invention ont pour objet de résoudre les problèmes ci- dessus. Par exemple, un objet de la présente invention est de surmonter au moins certains des inconvénients des procédures ci-dessus en fournissant un outil indicateur électronique qui produise des indications plus exactes et plus fiables de réglages de dispositif implantable. Pour cela, un autre objet de la présente invention consiste à réduire les effets d'un champ magnétique externe sur l'outil indicateur électronique, et ainsi à améliorer la précision de l'outil. Un autre objet de la présente invention est de réduire les effets d'un champ magnétique externe en mesurant électroniquement et en compensant la présence du champ magnétique externe. La présente invention est aussi capable de détecter l'aimant implanté à une plus grande distance (comme dans le cas où de la peau épaisse ou du cuir chevelu se trouvent sur le dispositif implanté) que l'outil fondé sur une boussole de l'art antérieur.
Divers modes de réalisation de la présente invention peuvent présenter une ou plusieurs caractéristiques pouvant remplir les objectifs ci- dessus. En général, la présente invention concerne un outil indicateur magnétique électronique qui inclut un module de boussole électronique et un système de traitement qui utilise les données générées par le module de boussole pour déterminer une orientation d'un dispositif d'indication magnétique. Le dispositif d'indication magnétique, étant couplé à une valve utilisée pour contrôler le fonctionnement d'un dispositif de contrôle de l'écoulement implantable, permet au module de traitement de déterminer un réglage pour la valve depuis l'orientation du dispositif d'indication magnétique.
Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne un outil indicateur magnétique électronique qui inclut un module de boussole cible, un module de boussole d'arrière-plan et un système de traitement qui utilise les données générées par le module de boussole pour déterminer une orientation d'un dispositif d'indication magnétique. Le module de boussole d'arrière-plan détermine magnétiques d'arrière-plan ambiants les champs présents à proximité de l'outil indicateur. Le module cible détermine les champs magnétiques d'arrière-plan ambiants et des champs de boussole des champs magnétiques provenant du dispositif d'indication magnétique. Le module de traitement soustrait les données de champ magnétique du module de boussole d'arrière-plan et du module de boussole cible pour déterminer le champ magnétique produit uniquement par le dispositif d'indication magnétique. Le dispositif d'indication magnétique, couplé à une valve utilisée pour contrôler le fonctionnement d'un dispositif implantable de contrôle d'écoulement, permet au module de traitement de déterminer en outre un réglage pour la valve à partir de l'orientation du dispositif d'indication magnétique.
Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne un système comprenant un dispositif médical implantable qui inclut un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement, un outil indicateur magnétique électronique, et un outil d'ajustement. Le dispositif implantable de contrôle de l'écoulement inclut un dispositif magnétique couplé à une valve de contrôle. L'outil indicateur magnétique électronique inclut un module de boussole et un système de traitement qui utilise les données générées à partir des modules de boussole pour déterminer une orientation d'un dispositif d'indication magnétique. Le dispositif magnétique, étant couplé à une valve utilisée pour contrôler le fonctionnement sur un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement, permet au module de traitement de déterminer en outre un réglage pour la valve à partir de l'orientation du dispositif d'indication magnétique.
Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne une méthode qui comprend la mise en place d'un outil indicateur magnétique électronique adjacent à un dispositif médical implantable, la détection d'un champ magnétique cible à partir d'un module de boussole cible, la détection d'un champ magnétique d'arrière-plan à partir d'un module de boussole d'arrière-plan et l'indication d'un réglage de dispositif du dispositif médical implantable, dans lequel le réglage de dispositif est donné par l'outil indicateur. Le module de boussole cible et le module de boussole d'arrière-plan sont suffisamment distants pour permettre au module de boussole d'arrière-plan de ne détecter que les champs magnétiques ambiants lorsque le module de boussole cible se trouve à proximité du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement.
En comparaison avec les modes de réalisation connus d'outils indicateurs magnétiques pour dispositifs médicaux implantables, divers modes de réalisation de la présente invention peuvent fournir un ou plusieurs avantages. Par exemple, si le dispositif médical implantable est implanté en sous-cutané sur le crâne d'un patient, un outil indicateur magnétique conformément à la présente invention est capable de prendre une mesure plus précise du réglage du dispositif à travers la peau du patient. Comme l'outil indicateur magnétique s'écarte du dispositif médical implantable, les champs magnétiques externes ont plus d'influence sur la boussole. Les capteurs magnétiques électroniques compensent une estimation des champs magnétiques externes et empêchent ainsi la corruption de la mesure du réglage de dispositif, même lorsque la distance séparant l'outil indicateur et le dispositif médical implantable augmente. Le dispositif électronique est ensuite capable d'indiquer des valeurs de réglage précises du dispositif dans les cas où la peau du patient est plus épaisse qu'à la normale. De cette manière, le dispositif électronique peut éliminer la nécessité d'une radiographie pour déterminer un réglage de dispositif médical implantable à travers une surface comme la peau d'un patient.
Un objet principal de la présente invention est de fournir une amélioration de la précision pour les outils indicateurs magnétiques électronique destinés à être utilisés avec des dispositifs médicaux implantables. Cet objet, ainsi que d'autres objets de la présente invention, deviendront clairs à la lecture de la description détaillée de l'invention et des revendications jointes. Dans cette description, les éléments similaires sont désignés par les mêmes numéros de référence. Un élément désigné par un numéro de référence possède tous les attributs et caractéristiques de l'élément déjà décrit dans la description, sauf indication contraire.
Le résumé ci-dessus de la présente invention ne vise pas à décrire chaque mode de réalisation ou la totalité des modes de réalisation de la présente invention ni chaque caractéristique ou toutes les caractéristiques de la présente invention. Des avantages et objectifs atteints, ainsi qu'une meilleure compréhension de la présente invention, deviendront apparents et seront appréciés en référence à la description détaillée et aux revendications jointes en relation avec les figures jointes.
La figure 1 est un diagramme schématique illustrant un dispositif implantable en sous-cutané et ajustable de contrôle de l'écoulement de fluide destiné à être utilisé avec un dispositif d'outil indicateur à valve amélioré selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est un diagramme en coupe transversale illustrant le dispositif ajustable de contrôle de l'écoulement de fluide de la figure 1 plus en détails.
La figure 3 est un diagramme schématique illustrant un indicateur de valve électronique amélioré et un outil de localisation conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 4 est un schéma de principe illustrant les modules électroniques internes utilisés dans la mise en uvre de l'outil indicateur et de localisation de la figure 3.
La figure 5 est un schéma de principe illustrant un système de traitement programmable général destiné à être utilisé dans un dispositif tenu à la main comme un outil indicateur et de localisation amélioré conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 6A est un diagramme schématique illustrant un outil indicateur et de localisation de valve électronique amélioré conformément à un autre exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 6B est un schéma de principe illustrant les modules électroniques internes utilisés dans la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation de la figure 6A.
La figure 7A est un diagramme schématique illustrant un outil indicateur et d'ajustement de valve électronique amélioré conformément à un autre exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 7B est schéma de principe illustrant divers modes de réalisation de modules électroniques internes utilisés pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation de la figure 7A.
La figure 8 illustre un diagramme d'outil indicateur de valve électronique amélioré utilisé avec un outil d'ajustement l'accompagnant conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention.
La figure 9 illustre un organigramme d'un procédé pour utiliser un outil indicateur et d'ajustement de valve électronique amélioré conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
Comme le montrent les figures à des fins d'illustration, les figures 1 et 2 illustrent un dispositif implantable en sous-cutané et ajustable en percutané de contrôle de l'écoulement de fluide, généralement désigné dans les figures jointes par le numéro de référence 10. Le dispositif 10 contrôle de l'écoulement de fluide est destiné à être utilisé dans un système de shunt physiologique implanté par voie chirurgicale pour drainer du fluide d'une partie du corps vers une autre. Afin de raccorder, par exemple, le dispositif 10 dans un tel système, le dispositif inclut un raccord 12 d'entrée et un raccord 14 de sortie qui reçoivent chacun une extrémité d'un morceau de tube chirurgical (non représenté). Les extrémités du tube chirurgical sont placées sur les raccords 12 et 14 et y sont fixées par une seule ligature juste à l'intérieur d'un bord annulaire formé à proximité de l'extrémité de chaque raccord.
Lorsque le dispositif 10 de contrôle de l'écoulement est utilisé dans un système de drainage destiné au traitement de l'hydrocéphalie, le raccord 12 d'entrée est raccordé par fluide avec un cathéter proximal qui est inséré à travers le crâne dans un ventricule cérébral contenant du liquide céphalo- rachidien sous pression. Le raccord 14 de sortie est raccordé par fluide à un cathéter distal qui sert à déverser le liquide céphalo-rachidien vers, par exemple, la partie d'oreillette du coeur d'un patient.
Ordinairement, le dispositif 10 de contrôle de l'écoulement sera implanté par voie chirurgicale sur le crâne du patient avec un lambeau de peau recouvrant le dispositif. Pour faciliter le maintien du dispositif en sa position voulue après implantation, une plaque de montage généralement flexible peut être dotée d'un ou plusieurs trous de suture.
Le dispositif hautement fiable de contrôle de l'écoulement de fluide qui a un seul trajet de fluide le traversant et un mécanisme de valve qui peut être ajusté en percutané lorsque le dispositif est implanté en souscutané en utilisant la présente invention. Le dispositif 10 de contrôle de l'écoulement inclut une base en plastique moulé relativement rigide dotée d'un boîtier électrométrique qui définissent ensemble un trajet de fluide dans les dispositifs de contrôle de l'écoulement de fluide depuis le raccord 12 d'entrée vers le raccord 14 de sortie. Le boîtier de la valve inclut un mécanisme de valve ajustable en percutané qui restreint l'écoulement de fluide dans le dispositif 10. Un dispositif d'indication magnétique couplé au mécanisme de valve ajustable peut être localisé à l'extérieur en utilisant un outil indicateur. La présente invention fournit un mécanisme amélioré pour déterminer le réglage du mécanisme de valve ajustable. Le dispositif de contrôle de l'écoulement est décrit plus en détails dans le brevet US N 5 637 083 de Bertrand et al. intitulé Implantable Adjustable Fluid Flow Control Valve. La figure 3 est un diagramme schématique illustrant un outil indicateur et de localisation de valve électronique amélioré conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, un outil 300 de localisation est présenté avec un outil 305 indicateur étant placé en position sur sa position 303 d'indicateur correspondante. L'outil 300 de localisation inclut un affichage électronique 311 pour fournir des informations graphiques et textuelles à un utilisateur lorsque l'outil de localisation est en cours de fonctionnement. L'outil 300 de localisation inclut aussi un module 307 de boussole d'arrière plan pour mesurer les champs magnétiques ambiants et d'arrière- plan sans influence d'un dispositif magnétique couplé au dispositif implantable de contrôle de l'écoulement.
Lors du fonctionnement, l'outil 305 indicateur fonctionne comme boussole électronique pour détecter l'orientation des champs magnétiques associés au dispositif magnétique couplé à la valve dans le dispositif implanté de contrôle de l'écoulement. L'orientation du dispositif magnétique fournit une indication du réglage de la valve. L'outil 305 indicateur est placé en son emplacement correspondant sur l'outil 300 de localisation une fois que l'outil 300 de localisation a été placé près du patient en un emplacement correspondant au site du dispositif implantable de contrôle de l'écoulement. Classiquement, l'outil indicateur est calé pour placer l'outil 305 selon une orientation prédéfinie par rapport à l'outil 300 de localisation. Ce mécanisme de calage aide à placer l'outil 305 indicateur directement sur un dispositif implanté de contrôle de l'écoulement une fois que le dispositif de contrôle de l'écoulement a été identifié et correctement orienté par rapport à l'outil 300 de localisation. L'outil 305 indicateur reçoit ses lectures pour l'orientation détectée du champ magnétique. Cette lecture est communiquée à l'outil 300 de localisation pour une utilisation pour déterminer le réglage de la valve.
La lecture obtenue depuis l'outil 305 indicateur correspond aux champs magnétiques qui sont une association du champ magnétique généré par le dispositif magnétique couplé à la valve du dispositif implanté du contrôle de l'écoulement et par les champs magnétiques ambiants d'arrière- plan. La lecture depuis l'outil 305 indicateur est ensuite traitée pour soustraire une estimation des champs magnétiques ambiants d'arrière-plan obtenus de la boussole 307 d'arrière-plan pour générer une orientation pour le champ magnétique généré seulement par le dispositif magnétique couplé à la valve du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement.
La boussole 307 d'arrière-plan fournit l'estimation de champ magnétique d'arrière-plan ambiant lorsque la boussole 307 d'arrière-plan est située dans l'outil de localisation en une position sensiblement distincte de l'emplacement attendu du dispositif magnétique couplé à la valve du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement lorsqu'il est en place près d'un patient. Comme le champ magnétique classiquement observable à une distance de 12 cm d'un dispositif indicateur magnétique classique couplé à un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement est généralement inférieur à 5 milliGauss, l'outil indicateur doit être placé aussi près que possible du dispositif de contrôle de l'écoulement pour permettre à l'outil indicateur de détecter ce champ magnétique dans le champ magnétique d'arrière-plan de la Terre classiquement observé comme étant d'environ 500 milliGuass. Ainsi, une boussole d'arrière-plan située suffisamment loin du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement ne détectera pas facilement les champs magnétiques du dispositif magnétique couplé à la valve du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement.
La figure 4 est un schéma de principe illustrant des modules électroniques internes utilisés pour la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation de la figure 3. Le kit d'outil utilisé pour déterminer un réglage de valve et modifier le réglage de valve sur un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement comprend classiquement trois composants: un outil 400 de localisation, un outil 401 indicateur et un outil 402 d'ajustement. L'outil 400 de localisation fournit classiquement une unité de base qui est utilisée pour localiser le dispositif implanté de contrôle de l'écoulement dans un patient. Lorsque l'outil 400 de localisation est placé au-dessus du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement à proximité d'un patient, soit l'outil 401 indicateur soit l'outil 402 d'ajustement est aligné avec l'outil 400 de localisation pour orienter l'un des deux outils 401-402 en une position correcte pour réaliser sa tâche associée.
L'outil de localisation inclut un kit de modules pour remplir ses fonctions. Ces modules incluent un module 411 d'affichage, un module 410 de traitement, un module 412 de boussole d'arrière-plan, et un module 413 d'interface de boussole cible. Le module 411 d'affichage est un dispositif d'affichage pour fournir à un utilisateur des informations graphiques et textuelles associées au fonctionnement de l'outil 400 de localisation. Ce dispositif 411 d'affichage illustre un réglage pour une valve sur le dispositif implanté de contrôle de l'écoulement en utilisant les données de champ magnétique obtenues à partir de la boussole 412 d'arrière-plan et l'outil 401 indicateur. Le module 410 de traitement est un module de traitement programmable pour remplir toutes les fonctions de contrôle et de traitement des données de l'outil de localisation ainsi que ses fonctions de communication et de contrôle sur le fonctionnement de l'outil indicateur.
La boussole 412 d'arrière-plan est une boussole électronique comprenant un ou plusieurs dispositifs de détection de champ magnétique utilisés pour mesurer l'orientation des champs magnétiques ambiants d'arrière-plan. Comme noté ci-dessus, le module de boussole d'arrière-plan est situé physiquement dans l'outil 400 de localisation suffisamment loin de la position de l'outil indicateur lorsqu'il est dans une position de fonctionnement pour ne pas être affecté par les champs magnétiques produits par le dispositif magnétique couplé à la valve du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement.
Le module 413 d'interface de boussole fournit un canal de communications de données entre l'outil 401 indicateur et les modules dans l'outil 400 de localisation. L'outil 401 indicateur fournit ses données d'orientation pour utilisation pour soustraire les données de champ magnétique d'arrière-plan pour obtenir un réglage de valve correct. L'outil 401 indicateur communique électriquement ces données à l'outil 400 de localisation par une paire de modules d'interface. Electriquement, les deux modules d'interface sont couplés ensemble électriquement. Cette connexion électrique peut être un câble de raccordement entre l'outil 400 de localisation et l'outil 401 indicateur. En variante, l'outil 400 de localisation et l'outil 401 indicateur peuvent posséder des raccords électriques qui se mettent en prise lorsque l'outil 401 indicateur est placé dans sa position correspondante sur l'outil 400 de localisation une fois que l'outil 400 de localisation été placé au-dessus du dispositif de contrôle de l'écoulement implanté chez un patient. Bien entendu, l'homme de l'art reconnaîtra que d'autres mécanismes de communication incluant des canaux de communications sans fil construits en utilisant des communications IR ou RF peuvent être utilisés sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la présente invention présentée dans les revendications jointes.
L'outil 401 indicateur inclut un module 422 de boussole cible, un module 420 de traitement de contrôle de boussole et un module 423 d'interface d'outil de localisation. Le module 422 de boussole cible est une boussole électronique comprenant un ou plusieurs dispositifs de détection de champ magnétique utilisés pour mesurer l'orientation d'un champ magnétique cible lorsque l'outil 400 de localisation et l'outil 401 indicateur sont dans leurs emplacements respectifs au-dessus d'un dispositif implanté de contrôle de l'écoulement. Le module 420 de traitement de contrôle de boussole est un module de traitement utilisé pour contrôler le fonctionnement de l'outil indicateur lorsque les données sont collectées puis communiquées à l'outil 400 de localisation. Ce module de traitement peut comprendre un dispositif de traitement programmable pour permettre de développer un logiciel pour réaliser les tâches de traitement associées à l'outil 401 indicateur. l'homme de l'art reconnaîtra que ce module detraitement peut aussi être mis en oeuvre sous la forme d'un module de contrôle personnalisé en utilisant une machine ou autre logique de contrôle similaire comme classiquement utilisée dans les applications de traitement embarquées. L'outil 401 indicateur et l'outil 400 de localisation sont des dispositifs tenus à la main qui peuvent être déplacés pour être placés dans des positions proches d'un patient. Ainsi, ces outils sont classiquement alimentés par des sources de courant mobiles comme des piles. Ainsi, la complexité de ces modules de traitement est minimisée pour réduire les besoins de consommation de courant des outils pendant leur fonctionnement pour maximiser la durée des piles avant que les piles soient rechargées ou remplacées.
Le module 423 d'interface d'outil de localisation fournit une interface électrique pour le canal de communications décrit ci-dessus entre l'outil 400 de localisation et l'outil 401 indicateur. Classiquement, ce canal de communications et un canal de données sériel qui transmet les données octet par octet sous forme d'une séquence de valeurs de données à un octet. Les modules d'interface des deux côtés du canal de communications réalisent les transformations parallèle à sériel et sériel à parallèle nécessaires pour utiliser ce canal de communication.
L'outil 402 d'ajustement est un dispositif magnétique qui est placé en position une fois que l'outil de localisation est en place. Le dispositif magnétique dans l'outil 402 d'ajustement se couple à l'aimant dans un dispositif implanté de contrôle de l'écoulement pour permettre de changer un réglage de la valve comme souhaité. Le fonctionnement de l'outil d'ajustement est discuté ci-dessous plus en détails en relation avec la figure 8.
La figure 5 est un schéma de principe illustrant un système de traitement programmable général destiné à être utilisé dans un dispositif tenu à la main comme un outil indicateur et un outil d'ajustement de valve électronique améliorés conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Dans un exemple de mode de réalisation d'un système 500 de traitement tenu à la main, le système 500 informatique fonctionne pour fournir un système de traitement d'outil indicateur de valve magnétique. L'homme de l'art appréciera que l'outil 500 indicateur de valve magnétique peut inclure bien plus de composants que ceux présentés en référence à un système informatique 500 présenté sur la figure 5. Cependant, les composants présentés sont suffisants pour décrire un mode de réalisation illustratif pour la pratique de la présente invention.
Comme le montre la figure 5, le système 500 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique est utilisé en relation avec un dispositif 10 implantable de contrôle de l'écoulement selon les besoins. Le système 500 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique inclut aussi une unité 512 de traitement, un adaptateur 514 d'écran vidéo, et une mémoire auxiliaire, raccordés par un bus 522. La mémoire auxiliaire inclut généralement une RAM 516, une ROM 532, et peut inclure un ou plusieurs dispositifs de mémoire auxiliaire, comme un dispositif de mémoire amovible comme une carte mémoire Compact Flash, Smart Media ou Secure Digital.
Les dispositifs de mémoire peuvent stocker un système d'exploitation 520 pour contrôler le fonctionnement du système 500 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique. On appréciera que ce composant peut comprendre un système d'exploitation à objectif général comme connu de l'homme de l'art, comme UNIX, MAC OSTM, LINUX' ou Microsoft WINDOWS . Un système basique entrée/sortie ( BIOS ) 518 est aussi fourni pour contrôler le fonctionnement bas niveau du système 500 de traitement.
La mémoire auxiliaire comme décrite ci-dessus illustre un autre type de support informatique, à savoir un support de stockage informatique. Le support de stockage informatique peut inclure un support volatil et non volatil, amovible et fixe, mis en oeuvre dans toute méthode ou technologie de stockage de l'information, comme des instructions informatiques, des structures de données, des modules de programme ou autres données. La mémoire auxiliaire stocke aussi le code et les données de programme pour fournir un système de développement de logiciel et d'analyse de réseau neuronal et de formation. Plus spécifiquement, la mémoire auxiliaire stocke des applications incluant le programme 530 d'outil indicateur de valve magnétique, et d'autres programmes 534 et des applications 536 d'outil d'analyse similaires selon les besoins. Le programme 530 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique inclut des instructions exécutables par ordinateur qui sont exécutées pour réaliser la logique décrite ici.
Le système 500 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique comprend aussi une interface 524 entrée/sortie pour communiquer avec des dispositifs externes, comme un écran tactile et des dispositifs de saisie similaires, ou d'autres dispositifs de saisie non représentés sur la figure 5. De manière similaire, le système 500 de traitement d'outil indicateur de valve magnétique peut comprendre en outre des installations de mémoire auxiliaire supplémentaires également non représentées, si un stockage supplémentaire des données est nécessaire.
L'homme de l'art reconnaîtra que le système de traitement illustré sur la figure 5 peut représenter un groupe de composants de traitement que l'on trouve classiquement dans un système de traitement tenu à la main ou dédié similaire. Bien entendu, d'autres systèmes de traitement incluant des systèmes informatiques à buts généraux contenant d'autres périphériques et dispositifs d'interface utilisateur peuvent aussi être utilisés pour mettre en oeuvre le traitement programmable selon divers modes de réalisation de la présente invention sans dévier de l'esprit et de la portée de la présente invention présentées dans les revendications jointes. Par exemple, un système de traitement dédié peut consister en un processeur de signal numerique (digital signal processor, DSP) pour réaliser la correspondance requise de virgule flottante, divers types de mémoire interne telles FLASH, ROM, RAM et FPGA, une mémoire externe minimale pour le système d'étalonnage de valve, et un interface utilisateur et une puce driver d'écran pour faire fonctionner les commutateurs et l'écran LCD personnalisé. Un système d'exploitation embarqué du commerce est inclus et une application spécifiquement écrite pour mettre en oeuvre le programme d'outil indicateur peut être incluse.
La figure 5 illustre un exemple d'un environnement de fonctionnement adapté dans lequel l'invention peut être mise en oeuvre. Cet environnement de fonctionnement n'est qu'un exemple d'environnement de fonctionnement adapté et ne vise pas à suggérer une limitation de la portée d'utilisation ou de la fonctionnalité de la présente invention. D'autres systèmes informatiques, environnements et/ou configurations bien connus qui peuvent être adaptés à une utilisation avec la présente invention incluent, sans limitation, des ordinateurs personnels, des serveurs, des dispositifs à main ou portables, des systèmes multiprocesseurs, des systèmes fondés sur microprocesseur, des électroniques consommateur programmables, des PC sur réseau, des mini-ordinateurs, des ordinateurs centraux, des environnements DCE qui incluent l'un quelconque des systèmes ou dispositifs ci-dessus, et autres similaires.
La présente invention peut aussi être décrite dans le contexte général d'instructions exécutables par ordinateur, comme des modules de programme, exécutés par un ou plusieurs ordinateurs ou autres dispositifs. Généralement, les modules de programme incluent des routines, programmes, objets, composants, structures de données, etc., qui réalisent des tâches particulières ou mettent en oeuvre des types de données abstraites particulières. Classiquement, la fonctionnalité des modules de programme peut être combinée ou distribuée selon les besoins dans divers modes de réalisation.
Les dispositifs de traitement incluent classiquement au moins une forme quelconque de support informatique. Le support informatique peut être tout support disponible auquel les dispositifs peuvent avoir accès. A titre d'exemple, et non de limitation, un support informatique peut inclure un support de stockage informatique et un support de communication. Le support de stockage informatique inclut un support volatil et non volatil, amovible et fixe mis en uvre dans une méthode ou une technologie quelconque pour le stockage des informations comme des instructions informatiques, des structures de données, des modules de programme ou autres données. Les supports de stockage informatique incluent, sans limitation, RAM, ROM, EEPROM, mémoire flash ou autre technologie de mémoire, CD-ROM, DVD ou autre stockage optique, cassettes magnétiques, bande magnétique, disque magnétique ou autres dispositifs de stockage magnétique ou tout autre support qui peut être utilisé pour stocker les informations voulues et qui peut être lu par des dispositifs de traitement.
Le support de communication met classiquement en oeuvre les instructions informatiques, les structures de données, les modules de programme ou autres données sous forme de signal de donnée modulé comme une onde porteur ou autre mécanisme de transport et inclut tout support de délivrance d'information. Le terme signal de données modulé désigne un signal qui a une ou plusieurs de ses caractéristiques établies ou modifiées de manière à coder les informations dans le signal. A titre d'exemple et non de limitation, le support de communication inclut un support câblé comme une connexion réseau câblée ou raccordée directement, et un support non câblé comme support acoustique, RF, infrarouge ou autre support sans fil. Des associations des supports ci-dessus doivent aussi être incluses dans la portée du support informatique.
De plus, les modes de réalisation décrits ici sont mis en oeuvre comme des opérations logiques réalisées par un dispositif de traitement programmable. Les opérations logiques de ces divers modes de réalisation de la présente invention sont mises en oeuvre (1) sous la forme d'une séquence d'étapes réalisées par ordinateur ou de modules de programme fonctionnant sur un système informatique et/ou (2) comme modules de machine interconnectés ou logique matériel dans le système informatique. La mise en uvre dépend naturellement des exigences de performance du système informatique mettant en oeuvre la présente invention. Ainsi, les opérations logiques réalisant les modes de réalisation de la présente invention décrits ici peuvent être diversement nommées opérations, étapes ou modules.
La figure 6A est un diagramme schématique illustrant un outil indicateur et de localisation de valve électronique amélioré conformément à un autre exemple de mode de réalisation de la présente invention. La figure 6B est un schéma de principe illustrant des modules électroniques internes utilisés pour mettre en uvre un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation de la figure 6A. Dans ce mode de réalisation, le kit d'outil de localisation, indicateur et d'ajustement à trois éléments fonctionne comme discuté ci-dessus en relation avec les figures 3 et 4 respectivement, à la différence que ce mode de réalisation n'inclut pas de boussole d'arrière-plan distincte comme discuté ci-dessus. De manière similaire, la figure 7A est un diagramme schématique illustrant un outil indicateur et d'ajustement de valve électronique amélioré conformément à un autre exemple encore de mode de réalisation de la présente invention. La figure 7B est un schéma de principe correspondant illustrant des modules électroniques internes utilisés dans la mise en oeuvre d'un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation de la figure 7A.
Dans le mode de réalisation des figures 6A et 6B, le module de boussole de l'outil 605 indicateur est utilisé pour générer des données de champ magnétique pour les champs magnétiques ambiants d'arrière-plan et pour les champs magnétiques cible. L'outil 600 de localisation est tenu à l'écart d'un patient avec l'outil 605 indicateur à sa bonne place lorsque les données de champ magnétique sont obtenues pour les champs magnétiques ambiants d'arrière-plan uniquement. Ces données sont stockées dans l'outil 600 de localisation. L'outil 600 de localisation est ensuite placé sur le contrôle d'écoulement implanté avec l'outil 605 indicateur en place et une seconde lecture est obtenue. La seconde lecture correspond aux champs magnétiques qui sont une combinaison des champs magnétiques ambiants d'arrière-plan et des champs magnétiques cible comme discuté ci-dessus. L'outil 600 de localisation traite ces deux valeurs de données de champs magnétiques comme décrites ci-dessus pour obtenir le réglage pour la valve dans le dispositif implanté de contrôle de l'écoulement.
Les modules électroniques dans les dispositifs de la figure 6B remplissent les fonctions décrites ci- dessus en relation avec la figure 4. Les données de champ magnétique d'arrière-plan sont générées par le module 622 de boussole dans l'outil 601 indicateur et transmises à travers le canal de communications des modules 613, 623 d'interface pour stockage dans le module 610 de traitement. Une fois que les outils ont été placés sur un dispositif implanté de contrôle de l'écoulement, le module 622 de boussole génère des données supplémentaires qui sont une nouvelle fois transmises au module 610 de traitement. Les deux groupes de données de champ magnétique sont traitées dans le module 610 de traitement pour générer une valeur de réglage pour la valve dans le dispositif de contrôle de l'écoulement et les données de réglage sont affichées pour un utilisateur sur le module 611 d'affichage. L'outil 602 d'ajustement peut être utilisé comme discuté ci-dessous pour modifier un réglage pour la valve selon les besoins. Le processus de détection de position de la valve peut être répété une fois que la valve a été ajustée pour vérifier le nouveau réglage pour la valve.
La figure 7B est un autre mode de réalisation d'un schéma de principe illustrant des modules électroniques internes utilisés pour mettre en oeuvre un mode de réalisation de l'outil indicateur et de localisation.
Dans ce mode de réalisation, l'électronique pour le module 722 de boussole, le module 710 de traitement et le module 711 d'affichage se trouve dans l'outil 701 indicateur. Le module 722 de boussole mesure les champs magnétiques pour les champs ambiants d'arrière-plan ainsi que le champ magnétique cible et communique les données au module 710 de traitement. Comme tous ces modules électroniques sont situés dans l'outil 701 indicateur, un canal de communication et des modules d'interface correspondant sont inutiles. Ce mode de réalisation place l'écran électronique 711 depuis l'outil 700 de localisation vers l'outil 701 indicateur comme le montre la figure 7A.
L'outil 701 indicateur, cependant, peut devoir être plus grand pour contenir tous ces modules électroniques ainsi qu'une source de courant, pile et autres composants associés. L'outil 701 indicateur doit aussi se loger dans le boîtier de l'outil 700 de localisation. Un tel mode de réalisation, cependant, fonctionnerait avec des outils de localisation existants n'incluant à l'heure actuelle aucune électronique. L'emballage de cette boussole et de l'électronique correspondante dans un petit outil indicateur présenterait les limites d'une telle conception. l'outil indicateur peut être mis en oeuvre dans un logement qui soit sensiblement en forme de champignon. Une partie inférieure plus petite de l'outil 701 indicateur peut contenir le module de boussole magnétique afin de les placer à proximité de la valve du dispositif implantable de contrôle de l'écoulement. Un tel arrangement permet à la partie inférieure plus petite de l'outil de se loger dans l'outil de localisation. Une partie de couvercle plus grande fournit de la place supplémentaire selon les besoins pour l'électronique supplémentaire. L'homme de l'art, cependant, reconnaîtra que chaque mode de réalisation fonctionne pour mettre en oeuvre la présente invention comme écrite ici avec l'inclusion des modules électroniques dans un et deux outils est une affaire de choix de conception dans la portée et l'esprit de la présente invention comme décrit dans les revendications jointes.
La figure 8 illustre un diagramme d'un outil de localisation amélioré utilisé avec un outil d'ajustement fourni conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Une fois la position en cours de la valve déterminée et affichée, l'outil 805 d'ajustement peut être utilisé pour modifier le réglage de la valve dans le dispositif de contrôle de l'écoulement. l'outil d'ajustement correspond à un dispositif de couplage magnétique qui est placé sur l'outil 800 de localisation pour orienter l'outil d'ajustement directement sur le dispositif d'indication magnétique qui fait partie de la valve. L'outil 805 d'ajustement se couple de manière magnétique au dispositif d'indication magnétique, de sorte qu'une rotation de l'outil 805 d'ajustement fait que le dispositif d'indication magnétique tourne dans la valve. Cette rotation du dispositif d'indication magnétique modifie les réglages pour la valve dans le dispositif de contrôle de l'écoulement comme le dispositif d'indication magnétique est directement couplé au mécanisme de réglage de la valve. Le fonctionnement de l'outil 805 d'ajustement est décrit plus en détails dans la demande de brevet US de Bertrand et al., N 2002/0022873 comme indiqué ci-dessus.
La figure 9 illustre un organigramme d'une méthode d'utilisation d'un outil indicateur amélioré conformément à un exemple de mode de réalisation de la présente invention. La méthode pour déterminer le réglage d'une valve dans un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement commence par la détermination d'une estimation pour les champs magnétiques 901 d'arrière-plan. Ensuite, la méthode pour déterminer le réglage d'une valve dans un dispositif implantable de contrôle de l'écoulement place l'outil 903 indicateur à proximité du dispositif implantable de contrôle de l'écoulement dans un patient.
Une fois que l'outil indicateur est situé aussi proche que possible du dispositif de contrôle de l'écoulement, l'outil indicateur détecte un champ magnétique 905 observé depuis toutes les sources en utilisant un kit de module de boussole cible. Les champs magnétiques d'arrière-plan peuvent etre soustraits des valeurs observées 907 pour obtenir une orientation pour le dispositif indicateur magnétique couplé à la valve qui fait partie du dispositif implanté de contrôle de l'écoulement. Comme discuté plus haut, les champs magnétiques d'arrière-plan peuvent être mesurés en utilisant le module séparé de boussole d'arrière-plan et un module de boussole cible ainsi que mesurés en utilisant un seul module de boussole avec l'outil indicateur situé en deux positions. Une méthode pratiquée en utilisant les principes de la présente invention peut utiliser l'un de ces deux modes de réalisation de dispositif pour mettre en oeuvre la méthode.
L'orientation du dispositif indicateur magnétique est comparée à une orientation connue du dispositif de contrôle de l'écoulement pour déterminer un réglage 909 pour la valve du dispositif de contrôle d'écoulement. L'orientation connue du dispositif de contrôle de l'écoulement peut être déterminée manuellement en demandant à l'outil indicateur de s'orienter en une position particulière par rapport au dispositif de contrôle de l'écoulement. Une fois que l'outil indicateur a déterminé le réglage pour la valve, un utilisateur peut utiliser un outil d'ajustement pour faire tourner magnétiquement et ainsi modifier le réglage de la valve selon les besoins.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
Claims (12)
1. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique comprenant: un module de boussole électronique pour déterminer une orientation de champs magnétiques captés; et un module de traitement pour recevoir des valeurs de données magnétiques depuis le module de boussole électronique, dans lequel le module de traitement reçoit les données de champ magnétique d'arrière-plan, reçoit les données de champ magnétique cible lorsque l'outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur est situé audessus d'un dispositif (10) implanté de contrôle de l'écoulement ayant un dispositif indicateur magnétique couplé à une valve, et détermine un réglage pour la valve dans le dispositif (10) implanté de contrôle de l'écoulement en utilisant les données de champ magnétique d'arrière plan et les données de champ magnétique cible.
2. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 1, dans lequel le module (410, 610, 710) de traitement comprend un moyen de soustraction des données de champ magnétique d'arrière- plan des données magnétiques cibles pour déterminer le réglage de la valve sur le dispositif (10) implantable de contrôle de l'écoulement.
3. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 1, comprenant en outre un écran, dans lequel le module (410, 610, 710) de traitement génère une image d'écran correspondant à l'orientation du dispositif (10) implantable de contrôle de l'écoulement et sort l'image d'écran sur l'écran.
4. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 1, dans lequel l'outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur comprend en outre un dispositif de clé mécanique pour orienter l'outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur en une position voulue par rapport à un outil (300, 400, 600, 700, 800) de localisation placé selon une orientation voulue par rapport au dispositif (10) implanté de contrôle de l'écoulement.
5. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 1, dans lequel l'outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur est un dispositif portable tenu à la main.
6. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 5, dans lequel le dispositif tenu à la main inclut une pile amovible.
7. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon la revendication 3, dans lequel l'écran électronique inclut un écran à cristaux liquides.
8. Outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur magnétique électronique selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant en outre un module d'interface d'outil (300, 400, 600, 700, 800) de localisation pour communiquer les valeurs de données de champ magnétique détectées depuis le module (622, 722) de boussole électronique vers le module (410, 610, 710) de traitement.
9. Système comprenant: un dispositif (10) implantable de contrôle de l'écoulement comprenant un premier aimant pour indiquer un réglage de valve en cours; un outil (300, 400, 600, 700, 800) de localisation pour déterminer une orientation avec le dispositif (10) implantable de contrôle de l'écoulement, l'outil (300, 400, 600, 700, 800) de localisation comprenant un outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8; et un outil (402, 602, 805) d'ajustement pour modifier l'orientation de la valve dans le dispositif (10) implantable de contrôle de l'écoulement, l'outil (402, 602, 805) d'ajustement comprend un composant d'ajustement magnétique pour couplage magnétique au dispositif indicateur magnétique du dispositif (10) de contrôle de l'écoulement.
10. Méthode de fonctionnement de l'outil selon l'une des revendications 1 à 8 ou du système selon la revendication 9, comprenant: le placement d'un outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur électronique magnétique adjacent à un dispositif médical implantable, le dispositif médical implantable ayant un dispositif indicateur magnétique couplé à une valve utilisée pour contrôler le fonctionnement du dispositif médical; la mesure d'un champ magnétique cible observé par un module (422, 622, 722) de boussole cible dans l'outil (305, 401, 605, 701, 903) indicateur; la mesure d'un champ magnétique environnemental observé par un module (307, 412) de boussole d'arrière-30 plan; la détermination d'une orientation du dispositif indicateur magnétique par rapport à une position connue du dispositif médical implantable en utilisant le champ magnétique cible et le champ magnétique environnemental; et l'indication d'un réglage de dispositif du dispositif médical implantable.
11. Méthode selon la revendication 10, dans laquelle le module (422, 622, 722) de boussole cible et le module (307, 412) de boussole d'arrière-plan sont situés à une distance suffisante l'un de l'autre pour permettre au module (307, 412) de boussole d'arrière-plan de ne détecter que les champs magnétiques ambiants lorsque le module (422, 622, 722) de boussole cible est situé à proximité du dispositif (10) implanté de contrôle de l'écoulement.
12. Méthode selon la revendication 10, dans laquelle le module (307, 412) de boussole d'arrière-plan et le module (422, 622, 722) de boussole cible correspondent à un seul module de boussole dans l'outil indicateur.
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