GR1010486B - Συσκευη παραγωγης ενεργειας για ιατρικες εφαρμογες - Google Patents

Abstract

Συσκευή τροφοδοσίας ιατρικών συσκευών που έχει διαμορφωθεί για να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια της κίνησης της καρδιάς ενός ατόμου σε ηλεκτρική ενέργεια και περιλαμβάνει ένα πρώτο και ένα δεύτερο στερεό μπλοκ που διατάσσονται ουσιαστικά παράλληλα, μια πληθώρα επιμηκυμένων στοιχείων που το καθένα περιλαμβάνει ένα κοίλο τμήμα και μια τριβοηλεκτρική σπειροειδή δομή και μια πληθώρα ράβδων (5, 6), που είναι κινητές στο κοίλο τμήμα κάθε επιμήκους στοιχείου.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

ΣΥΣΚΕΥΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΙΑΤΡΙΚΕΣ ΣΥΣΚΕΥΕΣ

ΠΕΔΙΟ

[1] Η παρούσα αποκάλυψη σχετίζεται με το πεδίο των συσκευών που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ιατρικών συσκευών που είναι τοποθετημένες στο ανθρώπινο σώμα.

ΙΣΤΟΡΙΚΟ

[2] Κοινές ιατρικές συσκευές όπως βηματοδότες καρδιάς, απινιδωτές, συσκευές υποβοήθησης αριστερής κοιλίας (LVADs) καί νευροδι,εγέρτες χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για τη θεραπεία πολλών ασθενειών του ανθρώπινου σώματος. Τέτοιες ιατρικές συσκευές απαιτούν σημαντική κατανάλωση ενέργειας για τη σωστή λειτουργία τους. Επιπλέον, η λειτουργία τους βασίζεται είτε σε συσκευές αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας που είναι ενσωματωμένες στο ανθρώπινο σώμα, για παράδειγμα, με τον καρδιακό βηματοδότη ή τον απίνιδωτή, είτε σε εξωτερικούς φορητούς συσσωρευτές ενέργειας που επικοινωνούν, για παράδειγμα, με τα LVAD μέσω του ανθρώπινου δέρματος .Αυτές οι συσκευές δείχνουν ωστόσο αρκετά μειονεκτήματα, όπως την ανάγκη αντικατάστασης μπαταριών συσκευών ως καρδιακού βηματοδότη μετά από μερικά χρόνια συνεχούς λειτουργίας, η οποία, μεταξύ άλλων, απαιτεί μία σύντομη χειρουργική επέμβαση στον ασθενή. Επιπλέον, ένα άλλο μειονέκτημα είναι ότι, για παράδειγμα για τα LVAD, απαιτείται μεταφορά φορητών συσκευών αποθήκευσης ογκώδους ενέργειας για να εξασφαλιστεί η σωστή λειτουργικότητα της ιατρικής συσκευής. Παρόμοια μειονεκτήματα εμφανίζονται καί σε άλλες ιατρικές συσκευές που έχουν ως βάση για τη λειτουργικότητά τους την ηλεκτρική ενέργεια.

[3] Υπάρχει επομένως η ανάγκη παροχής μίας συσκευής που θα ξεπεράσει αυτά τα μειονεκτήματα και θα μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια μίας εφαρμοζόμενης εξωτερικής δύναμης σε ηλεκτρική ενέργεια.

[4] To ΕΡ2975759 αποκαλύπτει τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες και υλικά που εκμεταλλεύονται τα τρίβοηλεκτρι,κά φαινόμενα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

[5] Σε υλοποιήσεις της παρούσας αποκάλυψης, παρέχεται μία συσκευή, η οποία είναι διαμορφωμένη ώστε να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια που προκαλείται. από την κίνηση της καρδιάς ενός ατόμου σε ηλεκτρική ενέργεια, ενώ η συσκευή περιλαμβάνει ένα πρώτο στερεό μπλοκ, ένα δεύτερο στερεό μπλοκ, το πρώτο και τα δεύτερα στερεά μπλοκ που διατάσσονται ουσιαστικά παράλληλα, στο πρώτο και στο δεύτερο στερεό μπλοκ είναι αμετάβλητα συνδεδεμένα ένα πρώτο καί ένα δεύτερο άκρο πολλών επιμήκων στοιχείων που περιλαμβάνουν ένα κοίλο τμήμα και μια τριβοηλεκτρική σπειροειδή δομή μέσα στο εν λόγω κοίλο τμήμα, όπου σε καθένα από τα επιμηκυμένα στοιχεία περιλαμβάνει μία πληθώρα ράβδων, που μπορούν να κινηθούν μέσα στο κοίλο τμήμα κάθε επιμήκους στοιχείου.

[6] Σε κάποιες εφαρμογές, η πληθώρα των ράβδων αποτελείται από τρεις ράβδους.

[7] Σε κάποιες εφαρμογές, το μήκος του πρώτου στερεού μπλοκ είναι περίπου 0,6 - 0,8 του μήκους του δεύτερου στερεού μπλοκ.

[8] Σε κάποιες εφαρμογές, το μήκος του πρώτου στερεού μπλοκ είναι 0,7 του μήκους του δεύτερου στερεού μπλοκ.

[9] Σε κάποιες εφαρμογές, καθένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία έχει κυλινδρικό σχήμα.

[10] Σε κάποιες εφαρμογές, το πλήθος των επι,μήκων στοιχείων (1) είναι κατασκευασμένο από ένα εύκαμπτο υλικό που έχει αρχικό μήκος, ενώ το εν λόγω εύκαμπτο υλικό μπορεί να επιμηκυνθεί περίπου 25-40 % σε σύγκριση με το αρχικό του μήκος και έχει διαμορφωθεί ώστε να επιστρέφει στο αρχικό του μήκος, τέλος της επιμήκυνσης του.

[11] Σε κάποιες εφαρμογές, η συσκευή είναι επικαλυμμένη με μίγμα ηλεκτρικού μονωτικού υλικού καί αντί-ινωτικής διαλυμένης ουσίας

[12] Σε κάποιες εφαρμογές, η αντί-ινωτική διαλυμένη ουσία μπορεί να περιλαμβάνει άλας μαγνησίου και διμεθοξυφαίνυλο-προπανόλη-αμίνοβενζοϊκό οξύ.

[13] Σε κάποιες εφαρμογές, το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ μπορεί περαιτέρω να περιλαμβάνουν ένα πρώτο άκρο καί ένα δεύτερο άκρο και μια διαμπερή οπή που εκτείνεται διαμήκως από το πρώτο άκρο στο δεύτερο άκρο καθενός από το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ

[14] Σε κάποιες εφαρμογές, κάθε ράβδος από την πληθώρα ράβδων μπορεί περαιτέρω να περιλαμβάνει ένα τμήμα με σπείρωμα (13).

[15] Σε κάποιες εφαρμογές, το σπειρωτό τμήμα συνδέεται με ένα μεταλλικό σύρμα, με το εν λόγω σύρμα να εκτείνεται μέσω της διαμπερής οπής κάθε στερεού μπλοκ.

[16] Σε άλλες εφαρμογές, η χρήση της συσκευής αποκαλύπτεται με ένα σύστημα που περιλαμβάνει έναν σταθεροποιητή τάσης καί έναν συσσωρευτή, διαμορφωμένο ώστε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από τη συστολή καί την επέκταση της καρδιάς ενός ανθρώπινου σώματος.

ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΕΔΙΩΝ

[17] Στοιχεία μίας ενσωμάτωσης θα περιγραφούν σε σχέση με τα σχέδια, όπου οι αριθμοί αντανακλούν τα ίδια στοιχεία:

[18] Το σχήμα 1 είναι η γενική διάταξη της συσκευής

[19] Το σχήμα 2 είναι μία τομή ενός επιμήκους στοιχείου της εφεύρεσης που περιλαμβάνει πολλές ράβδους

[20] Το σχήμα 3

είναι μια τομή ενός επι,μήκους στοιχείου της εφεύρεσης που περιλαμβάνει πολλές ράβδους [21] Το σχήμα 4α είναι μία λεπτομέρεια της συσκευής που απεικονίζει το πρώτο στερεό μπλοκ [22] Το σχήμα 4β είναι μία λεπτομέρεια της συσκευής που απεικονίζει το δεύτερο στερεό μπλοκ [23] Το σχήμα 5 είναι μία λεπτομέρεια της συσκευής που απεικονίζει το μεταλλικό σύρμα καί το σπείρωμα

[24] Το σχήμα 6 απεικονίζει το πρώτο στερεό μπλοκ με την επιμήκη οπή

ΛΕΠΤΟΜΕΡΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

[25] Μία εφαρμογή της συσκευής σύμφωνα με τις πτυχές της αποκάλυψης θα περιγράφει τώρα με αναφορά στα σχήματα 1 έως 6. Αν καί η συσκευή 100 περίγράφεταί με αναφορά σε συγκεκριμένα παραδείγματα, θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι μπορούν να γίνουν τροποποιήσεις καί αλλαγές σε αυτά τα παραδείγματα χωρίς να υπερβούν το γενικό πλαίσιο όπως ορίζεται από τις αξιώσεις. Ειδικότερα, τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά των διαφόρων υλοποιήσεων που παρουσιάζονται καί/ή αναφέρονταί εδώ μπορούν να συνδυαστούν σε πρόσθετες εφαρμογές. Κατά συνέπεια, η περιγραφή καί τα σχέδια θα πρέπει να θεωρούνται με μία έννοια που είναι ενδεικτική καί όχι περιοριστική. Τα σχήματα, τα οποία δεν είναι απαραίτητα σε κλίμακα, απεικονίζουν ενδεικτικές πτυχές καί δεν προορίζονται να περιορίσουν το πεδίο της αποκάλυψης. Oι απεικονιστικές πτυχές που απεικονίζονται προορίζονται μόνο ως υποδειγματικές.

[26] Ο όρος «υποδειγματικό» χρησιμοποιείται με την έννοια του «παραδείγματος» καί όχι ως «ιδανικό». Ενώ οι πτυχές της αποκάλυψης υπόκεινται σε διάφορες τροποποιήσεις καί εναλλακτικές μορφές, οι ιδιαιτερότητές της έχουν δείχθεί ως παράδειγμα στα σχέδια καί θα περίγραφούν λεπτομερώς. Θα πρέπει να γίνει κατανοητό, ωστόσο, ότι η πρόθεση δεν είναι να περιορίσουμε τις πτυχές της αποκάλυψης στη συγκεκριμένη (τις) ενσωμάτωση (ες) που περίγράφεταί. Αντίθετα, η πρόθεση αυτής της γνωστοποίησης είναι να καλύψει όλες τις τροποποιήσεις, ισοδύναμες και εναλλακτικές λύσεις που εμπίπτουν στο πεδίο της γνωστοποίησης.

[27] Διάφορα υλικά, μέθοδοί κατασκευής και μέθοδοί στερέωσης θα συζητηθούν στο πλαίσιο της αποκαλυπτόμενης ενσωμάτωσης. Oι έμπειροί στην τέχνη θα αναγνωρίσουν γνωστά υποκατάστατα των υλικών, των μεθόδων κατασκευής καί των μεθόδων στερέωσης, τα οποία θεωρούνται όλα συμβατά με την αποκαλυπτόμενη υλοποίηση (ες) καί προορίζονται να συμπεριληφθούν σας συνημμένες αξιώσεις.

[28] Όπως χρησιμοποιείται σε αυτήν την αποκάλυψη καί τις συνημμένες αξιώσεις, οι ενικοί τύποι «α», «αν» και «το» περιλαμβάνουν πληθυντικούς αναφορείς, εκτός αν το περιεχόμενο υπαγορεύει σαφώς διαφορετικά. Όπως χρησιμοποιείται σε αυτήν την αποκάλυψη καί σας συνημμένες αξιώσεις, ο όρος "ή" χρησιμοποιείται γενικά με την έννοια του, συμπεριλαμβανομένου του "και/ή" εκτός αν το περιεχόμενο υπαγορεύει σαφώς διαφορετικά.

[29] Σε όλη την περιγραφή, συμπεριλαμβανομένων των αξιώσεων, οι όροι, "που περιλαμβάνουν ένα", "συμπεριλαμβανομένου ενός" και "έχοντας ένα" πρέπει να νοούνται ως συνώνυμοί με "που περιλαμβάνουν έναν ή περισσότερους", "συμπεριλαμβανομένου ενός ή περισσότερων" καί "έχοντας έναν" ή περισσότερα «εκτός εάν αναφέρεταί διαφορετικά. Επιπλέον, κάθε εύρος που ορίζεται στην περιγραφή, συμπεριλαμβανομένων των αξιώσεων θα πρέπει να νοείται ότι περιλαμβάνει την τελική τιμή (ες) εκτός εάν αναφέρεταί διαφορετικά. Oι ειδικές τιμές για τα περιγραφόμενα στοιχεία πρέπει να νοούνται ότι είναι εντός της αποδεκτής κατασκευής ή οι ανοχές της βιομηχανίας που είναι γνωστές σε έναν ειδικό στην τέχνη καί οποίαδήποτε χρήση των όρων "ουσιαστικά", "περίπου" καί "γενικά" πρέπει να νοείται ότι εμπίπτει σε τέτοιες αποδεκτές ανοχές.

[30] Όταν ένα στοιχείο ή ένα χαρακτηριστικό αναφέρεταί εδώ ως "ενεργοποιημένο", "συνδεδεμένο", "συνδεδεμένο" ή "συνδεδεμένο" με ένα άλλο στοιχείο ή δυνατότητα, μπορεί να είναι απευθείας ενεργοποιημένο, συνδεδεμένο ή συνδεδεμένο με το άλλο μπορεί να υπάρχουν στοιχεία ή χαρακτηριστικά ή παρεμβαλλόμενα στοιχεία ή χαρακτηριστικά. Αντίθετα, όταν ένα στοιχείο ή ένα χαρακτηριστικό αναφέρεταί ως "άμεσα ενεργοποιημένο", "άμεσα συνδεδεμένο", "άμεσα συνδεδεμένο" ή "απευθείας συνδεδεμένο με" άλλο στοιχείο ή χαρακτηριστικό, ενδέχεται να μην υπάρχουν παρεμβαλλόμενα στοιχεία ή χαρακτηριστικά Το Άλλες λέξεις που χρησιμοποιούνται για να περιγράφουν τη σχέση μεταξύ στοιχείων ή χαρακτηριστικών θα πρέπει να ερμηνεύονται με τον ίδιο τρόπο (π.χ. «μεταξύ» έναντι «απευθείας μεταξύ», «παρακείμενου» έναντι «άμεσα παρακείμενου» κ.λπ.).

[31] Χωρικά σχετικοί όροι, όπως «πάνω», «κάτω», «μεσαία», «εσωτερική», «εξωτερική», «κάτω», «κάτω», «κάτω», «πάνω», «άνω», και τα παρόμοια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί εδώ για ευκολία περιγραφής για να περιγράφει τη σχέση ενός στοιχείου ή χαρακτηριστικού με άλλο στοιχείο (α) ή χαρακτηριστικό (α) όπως απεικονίζεται στα σχέδια. Oι χωρικά σχετικοί όροι ενδέχεται να προορίζονται να περιλαμβάνουν διαφορετικούς προσανατολισμούς μίας συσκευής που χρησιμοποιείται ή λειτουργεί επιπλέον του προσανατολισμού που απεικονίζεται στα σχέδια. Για παράδειγμα, εάν η συσκευή στα σχέδια ανατραπεί, τα στοιχεία που περίγράφονταί ως "κάτω" ή "κάτω" από άλλα στοιχεία ή χαρακτηριστικά θα προσανατολίζονται "πάνω" από τα άλλα στοιχεία ή χαρακτηριστικά. Έτσι, ο παράδειγμα όρου "κάτω" μπορεί να περιλαμβάνει τόσο έναν προσανατολισμό από πάνω όσο καί από κάτω.

[32] Παρόλο που οι όροι "πρώτος", "δεύτερος" κλπ. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εδώ για να περιγράφουν διάφορα στοιχεία, συστατικά, περιοχές, στρώματα, ενότητες καί/ή παραμέτρους, αυτά τα στοιχεία, στοιχεία, περιοχές, στρώματα, ενότητες καί/ή παραμέτρους δεν πρέπει να περιορίζεται από αυτούς τους όρους. Αυτοί οι όροι, χρησιμοποιούνται μόνο για τη διάκριση ενός στοιχείου, συστατικού, περιοχής, επιπέδου ή τμήματος από άλλη περιοχή, στρώμα ή ενότητα. Έτσι, ένα πρώτο στοιχείο, συστατικό, περιοχή, στρώμα ή ενότητα που συζητείται. εδώ θα μπορούσε να ονομαστεί δεύτερο στοιχείο, συστατικό, περιοχή, στρώμα ή τμήμα χωρίς να απομακρύνεται από τις διδασκαλίες της παρούσας εφευρετικής θεματικής.

[33] Όπως φαίνεται στο Σχέδιο 1, η συσκευή 100 μπορεί να περιλαμβάνει ελάχιστα στοιχεία για την απλοποίηση της κατασκευής, όπως ένα πρώτο στερεό μπλοκ 9', ένα δεύτερο στερεό μπλοκ 9, όπου το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ είναι διατεταγμένα ουσιαστικά παράλληλα. Περαιτέρω, η συσκευή 100 περιλαμβάνει μία πληθώρα επίμήκων στοιχείων (1) που το καθένα έχει ένα πρώτο άκρο καί ένα δεύτερο άκρο, με το εν λόγω πρώτο καί δεύτερο άκρο να συνδέονται αμετάβλητα στο πρώτο καί στο δεύτερο στερεό μπλοκ (9', 9) της συσκευής 100. Σε παραδείγματα, καθένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία (1) έχει ένα κοίλο τμήμα 8 καί μία τρίβοηλεκτρίκή σπει.ροει.δή δομή 4 που τοποθετείται στο κοίλο τμήμα 8 καθενός από την πληθώρα επιμηκυμένων στοιχείων 1 της συσκευής 100. Τέτοιες συσκευές ανήκουν στον τομέα των τρίβοηλεκτρίκών νανογεννητριών (TENG) καί λόγω των τρίβοηλεκτρίκών φαινομένων, μετατρέπουν τη μηχανική ενέργεια μίας εξωτερικής δύμανης σε ηλεκτρική ενέργεια.

[34] Είναι ευρέως γνωστό στην τεχνική ότι για τη θεραπεία πολλών ασθενειών, χρησιμοποιούνται ιατρικές ηλεκτρονικές συσκευές όπως, αλλά χωρίς περιορισμό, βηματοδότες καρδιάς, απίνίδωτές, συσκευές για τα LVAD καί νευροδίεγέρτες. Τέτοιες συσκευές έχουν το μειονέκτημα ότι απαιτούν μεταβλητή καί συχνά μεγάλη ποσότητα ενέργειας για τη σωστή λειτουργία τους. Επιπλέον, τέτοιες ιατρικές συσκευές απαιτούν την παροχή είτε ενσωματωμένων συσσωρευτών ενέργειας, για παράδειγμα σε βηματοδότες καί απινιδωτές, είτε φορητούς εξωτερικούς συσσωρευτές που επικοινωνούν μέσω του δέρματος με την κύρια συσκευή, για παράδειγμα σε LVAD. Είναι συνεπώς απαραίτητο να προχωρήσουμε στην αντικατάσταση της μπαταρίας των ιατρικών αυτών συσκευών σε συχνή βάση, για να διασφαλίσουμε ότι λειτουργούν σωστά καί για να αποφύγουμε να θέσουμε σε κίνδυνο την υγεία ενός ασθενούς. Επιπλέον, οι εξωτερικοί συσσωρευτές έχουν συχνά σημαντικό όγκο, πράγμα που δημιουργεί δυσκολία στους ασθενείς, όταν χρειάζεται να μετακινηθούν ή να ασκήσουν άλλη δραστηριότητα.

[35] Είναι λοιπόν ένα αντικείμενο της παρούσας αποκάλυψης να ξεπεραστούν τα προαναφερθέντα μειονεκτήματα καί να παρασχεθεί μία συσκευή που σε συνδυασμό με έναν συσσωρευτή που βρίσκεται μέσα στο ανθρώπινο σώμα θα παρέχει συνεχή και αξιόπιστη λειτουργία τέτοιων ιατρικών συσκευών, μέσω της μετατροπής της μηχανικής ενέργειας, για παράδειγμα , της κίνησης της καρδιάς ενός ασθενούς σε ηλεκτρική ενέργεια. Τέτοιες συσκευές προβλέπεταί να εμφυτευθούν ταυτόχρονα με την ιατρική συσκευή, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για οποιαδήποτε αντικατάσταση μπαταρίας που μπορεί να απαιτηθεί λόγω της συνεχούς λειτουργίας της ιατρικής συσκευής.

[36] Σε μία περιγραφόμενη υλοποίηση, η συσκευή 100 που έχει διαμορφωθεί για να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια της κίνησης της καρδιάς ενός ατόμου σε ηλεκτρική ενέργεια. Η συσκευή περιλαμβάνει ένα πρώτο στερεό μπλοκ 9' και ένα δεύτερο στερεό μπλοκ 9 που διατάσσονται ουσιαστικά παράλληλα. Το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ (9', 9) μπορεί να είναι τριβοηλεκτρικοί κύλινδροί από οποιοδήποτε γνωστό κατάλληλο υλικό, όπως πολυμερή, που επιτρέπουν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για πολλαπλές εφαρμογές. Το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9', 9) μπορούν να κατασκευαστούν μέσω πρόσθετης κατασκευής (τρισδιάστατη εκτύπωση) που επιτρέπει μία πιο οικονομική λύση σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους παραγωγής. Η συσκευή μπορεί περαιτέρω να περιλαμβάνει μία πληθώρα επίμήκων στοιχείων 1, καθένα από τα οποία έχει ένα πρώτο άκρο και ένα δεύτερο άκρο. Όπως μπορεί να φανεί στο Σχήμα 4α, η πληθώρα επίμήκων στοιχείων 1 βρίσκεται σε ουσιαστικά κάθετη διάταξη σε σχέση με το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ 99, 9 καί σε παράλληλη διάταξη μεταξύ τους.

[37] Σε άλλα παραδείγματα, καθένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία 1 μπορεί επιπλέον να περιλαμβάνει ένα κοίλο τμήμα 8 και μια τριβοηλεκτρική σπειροειδή δομή 4 που βρίσκεται μέσα στο κοίλο τμήμα 8. Αυτή η τριβοηλεκτρική σπειροειδής δομή 4 συμβάλλει στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εκμεταλλευόμενη τη μηχανική ενέργεια που δημιουργείται από την κίνηση της καρδιάς ενός ανθρώπου. Περαιτέρω, καθένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία 1 μπορεί περαιτέρω να περιλαμβάνει ένα πλήθος ράβδων (5,6) που είναι κινητές στο κοίλο τμήμα 8 κάθε επιμήκους στοιχείου 1. Η πληθώρα ράβδων (5,6) μπορεί να περιλαμβάνει δύο, τρεις , τέσσερεις, κλπ. ράβδους, χωρίς να απομακρύνονται από τις διδασκαλίες της παρούσας αποκάλυψης. Στην ενσωμάτωση που περιγράφετας απεικονίζονται τρεις ράβδος όπως φαίνεται στο Σχέδιο 2. Προτιμώνται. ακριβώς τρεις ράβδος αφού πειραματικά αποδείχθηκε ότι παρέχουν την πιο αξιόπιστη και αποτελεσματική λειτουργία της συσκευής, χωρίς κανένα άλλο συμβιβασμό. Σε άλλα παραδείγματα, το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9', 9) μπορεί να είναι κατασκευασμένα από το ίδιο υλικό, για παράδειγμα διφθοριουχο πολυβινυλιδένιο, το οποίο προσδίδει μεγαλύτερη αντοχή στη συσκευή. Ένα τέτοιο υλικό χαρακτηρίζεται από το αυξημένο επίπεδο ελαστικότητας του, παρέχοντας τη δυνατότητα ομαλής επιμήκυνσης περίπου 25-40% σε σχέση με το αρχικό μέγεθος του πρώτου και του δεύτερου στερεού μπλοκ (9, 9 '), καθώς και την ελαστική και ασφαλή επιστροφή στο αρχικό μέγεθος και σχήμα του πρώτου και του δεύτερου στερεού μπλοκ (9, 9 ') Επιπλέον, το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9') μπορεί να έχουν διαφορετικό μήκος. Σε παραδείγματα, το πρώτο στερεό μπλοκ (9') μπορεί να είναι περίπου 0, 6-0,8 του μήκους του δεύτερου στερεού μπλοκ (9). Σε μία προτίμώμενη εφαρμογή, το μήκος του πρώτου στερεού μπλοκ (9) είναι περίπου 0,7 του μήκους του δεύτερου στερεού μπλοκ (9 '). Σε άλλα παραδείγματα, το μήκος του πρώτου μπλοκ είναι στην περιοχή 4-8 εκ. ενώ το μήκος του δεύτερου (9) είναι στην περιοχή 20-25 εκ.

[38] Αυτή η διαφορά στο μήκος του πρώτου και,του δεύτερου συμπαγούς μπλοκ είναι επιθυμητή για να διασφαλιστεί η σωστή τοποθέτηση της συσκευής, για παράδειγμα, στην καρδιά ενός ανθρώπινου σώματος. Αναλυτικότερα, η συσκευή θα πρέπει να μπορεί να ακολουθεί την κίνηση της καρδιάς χωρίς σοβαρούς μηχανικούς περιορισμούς. Όπως είναι ευρέως γνωστό, η καρδιά έχει ουσιαστικά σχήμα κόλουρου κώνου/πυραμίδας. Μετά από πειραματισμό διαπιστώθηκε ότι η βέλτιστη θέση τοποθέτησης για το πρώτο στερεό μπλοκ (9') που πρέπει να είναι το μικρότερο, είναι η κορυφή ενώ για το δεύτερο στερεό μπλοκ (9) ο κώνος. Σε άλλα παραδείγματα, το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9') μπορούν να έχουν το ίδιο πάχος που μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 0,2 καί 0,8 cm.

[39] Σε άλλες εφαρμογές, κάθε επι,μήκες στοιχείο 1 περιλαμβάνει ένα κοίλο τμήμα 8, κατά προτίμηση κυλινδρικού σχήματος, που εκτείνεται κατά μήκος σε όλο το μήκος κάθε επιμήκους στοιχείου, δημιουργώντας έτσι ένα διαμπερές άνοιγμα, σε όλο το επι,μήκες στοιχείο 1. Το κυλινδρικό σχήμα είναι σημαντικό, καθώς μεγιστοποιεί τις δυνατότητες συλλογής ενέργειας κατά την κίνηση της καρδιάς ενός ανθρώπινου σώματος. Η ύπαρξη ενός πλήθους επι,μήκων στοιχείων κυλινδρικού σχήματος, παρέχει το πλεονέκτημα ότι είναι διαθέσιμη μία σχετικά μεγάλη επιφάνεια στην οποία μπορεί να κινηθεί η τριβοηλεκτρική σπειροειδής δομή, με αποτέλεσμα να συγκεντρώνεται επαρκής ποσότητα ενέργειας που είναι απαραίτητη για τη σωστή λειτουργία της συσκευής όπως περιγράφεται στην παρούσα αποκάλυψη. Η ύπαρξη έτσι επιμήκων στοιχείων κυλινδρικού σχήματος είναι επωφελής σε σύγκριση με άλλες συμβατικές μεθόδους, όπως η τοποθέτηση ενός φύλλου που μόλις καλύπτει την καρδιά ενός ανθρώπινου σώματος, δεδομένου ότι μεγιστοποιεί την εκμετάλλευση της ενέργειας που παράγεται από την καρδιά του ανθρώπινου σώματος. Εναλλακτικά ή επιπρόσθετα, και όπως φαίνεται στα σχήματα 4α, 4β, το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9') μπορούν να περιλαμβάνουν ένα πρώτο άκρο και ένα δεύτερο άκρο καί μία διαμπερή οπή 11 που εκτείνεται κατά μήκος από το πρώτο άκρο προς το δεύτερο άκρο καθενός από το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9'). Η εν λόγω διαμπερής οπή 11 μπορεί να έχει ίδιο σχήμα με καθένα από το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9'), για παράδειγμα σχήμα παραλληλεπιπέδου. Το πρώτο και το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9') μπορούν να είναι δομικά διαμορφωμένα ώστε να περιλαμβάνουν ένα άλλο επιμήκες αυλάκι (14), όπως φαίνεται στο σχ. 6, για να εξασφαλίζεται η ασφαλής εμπλοκή κάθε επιμήκους στοιχείου 1 στο πρώτο και στο δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9'), αποτρέποντας έτσι οποιαδήποτε ανεπιθύμητη αποσύνδεση των διαφόρων στοιχείων της συσκευής 100. Η διαμπερή οπή 11 καί η επιμήκης αύλακα 14 μπορούν να έχουν πανομοιότυπο σχήμα.

[40] Σε άλλα παραδείγματα, κάθε μία από τις πολλές ράβδους (5) είναι τυλιγμένη ή κολλημένη με τουλάχιστον μία τριβοηλεκτρική ταινία, όπως φαίνεται για παράδειγμα στο Σχήμα 3. Τέτοιες τριβοηλεκτρικές ταινίες είναι κατά προτίμηση κυλινδρικές και έχουν διάμετρο περίπου 25% της εσωτερικής διαμέτρου καθενός από τα επιμήκη στοιχεία 1. Η διάμετρος της τριβοηλεκτρικής ταινίας μπορεί προαιρετικά να είναι περίπου XXX καί XXX mm. Το μήκος αυτών των τριβοηλεκτρικών ταινιών μπορεί να είναι περίπου 10% μεγαλύτερο σε σχέση με το μήκος ενός επιμήκους στοιχείου 1, επομένως προαιρετικά μεταξύ XXX mm καί XXX mm. Τέτοιες τριβοηλεκτρικές ταινίες είναι κατά προτίμηση κατασκευασμένες από υλικά που είναι αποτελεσματικοί ηλεκτρικοί αγωγοί όπως ασήμι, αλουμίνιο ή οποίοδήποτε άλλο κατάλληλο από αυτά . Και οι δύο ράβδοι (5) καί η τριβοηλεκτρική ταινία παρουσιάζουν σημαντική ελαστικότητα που οδηγεί σε παράταση περίπου 25-40 % σε σχέση με το αρχικό τους μέγεθος και πλήρη ελαστική επιστροφή στην αρχική τους κατάσταση.

Σε άλλες υλοποιήσεις, όπως φαίνεται στο σχήμα 5, κάθε ράβδος (5) του πλήθους των ράβδων περιλαμβάνει σε κάθε άκρο ένα τμήμα με σπείρωμα (13). Το τμήμα με σπείρωμα (13) μπορεί να τυλίγεται υπό τάση σε κάθε άκρο κάθε ράβδου (5) για να διασφαλίζεται ότι κάθε ράβδος διατηρείται σταθερή κατά τη λειτουργία της συσκευής 100. Περαιτέρω, το τμήμα με σπείρωμα (13) κάθε ράβδου (5) του πλήθους των ράβδων (5) μπορεί να συνδεθεί αφαιρούμενα με ένα μεταλλικό σύρμα (12) που εκτείνεται μέσα από τη διαμπερή οπή 11 ή την επιμήκη αύλακα 14 κάθε συμπαγούς μπλοκ (9, 9'). Επιπλέον, η διαμπερής οπή 11 καί η επιμήκης αύλακα 14 κάθε συμπαγούς μπλοκ (9, 9') μπορούν να σφραγιστούν με σιλικόνη. Με τον τρόπο αυτό, οι ράβδοι (5) συνδέονται με ασφάλεια καί σταθερότητα με τα διάφορα εξαρτήματα της συσκευής 100. Το σύρμα μπορεί να έχει πάχος περίπου 0,3 cm καί 0,5 cm καί μπορεί να είναι κατασκευασμένο από οποίοδήποτε κατάλληλο υλικό, όπως ενδεικτικά από νικέλιο. Σε μία προτιμώμενη υλοποίηση, τρεις ράβδοι (5) που περιλαμβάνουν την τρίβοηλεκτρίκή ταινία καί το τμήμα με σπείρωμα, σχηματίζουν μία ενιαία τριβοηλεκτρική δομή 4. Όταν σχηματίζεται μια τριβοηλεκτρική δομή 4, είσάγεταί στο αντίστοιχο επίμήκες στοιχείο 1 μέσω σχετικών οπών 10, οι οποίες μπορεί να έχουν κυλινδρικό σχήμα και είναι κατασκευασμένες έτσι ώστε να βρίσκονται ουσιαστικά εγκάρσια σε κάθε στερεό μπλοκ (9, 9'). Σε άλλες πτυχές της αποκάλυψης, όταν η συσκευή 100 βρίσκεται σε κατάσταση πλήρους συναρμολόγησής της, επικαλύπτεται σε όλες τις εξωτερικές της επιφάνειες με ένα μείγμα 7 που περιλαμβάνει ηλεκτρικό μονωτικό υλικό και αντι-ινωτική διαλυμένη ουσία, για να αποφευχθεί τυχόν αντιδραστική ίνωση ιστού, όπως μπορεί να φανεί για παράδειγμα στα 2,3, 4α, 4β, 5. Η διαδικασία επικάλυψης μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω ηλεκτροψεκασμού ή οποιοσδήποτε άλλης κατάλληλης μεθόδου. Το ηλεκτρικό μονωτικό υλικό μπορεί να επιλεγεί από οποιοδήποτε κατάλληλο πολυμερές υλικό, όπως και να μην να περιορίζεται σε PTFE ή καουτσούκ. Η αντι-ινωτική διαλυμένη ουσία μπορεί να περιλαμβάνει άλας μαγνησίου και διμεθοξυφαίνυλο-προπανόληαμινοβενζοϊκό οξύ. Τα υλικά αυτά παρέχουν αντι-ινωτικές ιδιότητες όταν ενσωματώνονται, για παράδειγμα, σε συσκευές που εμφυτεύονται σε ένα ανθρώπινο σώμα, μειώνοντας τον κίνδυνο οποιοσδήποτε ανεπιθύμητης αντίδρασης από το ανθρώπινο σώμα λόγω της εμφύτευσης της συσκευής.

[41] Η συσκευή 100 σύμφωνα με την παρούσα αποκάλυψη μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια μίας χειρουργικής επέμβασης, τοποθετούμενη γύρω από την καρδιά του ανθρώπινου σώματος, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια μίας χειρουργικής επέμβασης θωρακίκής περικαρδιεκτομής. Σε μία τέτοια επέμβαση, το δεύτερο στερεό μπλοκ (9) μπορεί να στερεωθεί στο μυοκάρδιο της βάσης των κοιλιών με μη απορροφήσιμα ράμματα, ενώ άλλα ράμματα συνδέονται με κάθε άκρο του δεύτερου στερεού μπλοκ 9 έτσι ώστε το δεύτερο στερεό μπλοκ να παραμένει σταθερό κατά μήκος του εγκάρσιου άξονα της καρδιάς. Περαιτέρω, το πρώτο συμπαγές μπλοκ 9' που περιβάλλει την κορυφή της καρδιάς ενός ανθρώπινου σώματος, δεν πριτσώνεται όπως το δεύτερο συμπαγές μπλοκ- μόνο τα άκρα του συνδέονται με ράμματα, ώστε να ακολουθεί ομαλά την κίνηση της καρδιάς. Επιπλέον, από κάθε άκρο του δεύτερου συμπαγούς μπλοκ 9 βγαίνουν καλώδια ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται με έναν σταθεροποιητή τάσης καί έναν συσσωρευτή. Ο σταθεροποιητής τάσης καί ο συσσωρευτής μπορούν να βρίσκονται σε ένα περίβλημα, κατά προτίμηση από πυρίτιο, κοντά στην καρδιά του ανθρώπινου σώματος. Η χειρουργική επέμβαση μπορεί να συνδυαστεί με την ταυτόχρονη εμφύτευση μιας άλλης ιατρικής συσκευής, για παράδειγμα μιας μηχανικής αντλίας, στην κορυφή της αριστερής κοιλίας της καρδιάς, στο στήθος, η οποία συνδέεται με τη συσκευή καιτο υπόλοιπο σύστημα (σταθεροποιητής τάσης και συσσωρευτής) με το περίβλημα.

[42] Σε άλλες υλοποιήσεις, η συσκευή 100 μπορεί επίσης να περιλαμβάνει μια πρόσθετη ηλεκτρική συσκευή ικανή να μεταδίδει ηλεκτρομαγνητικά κύματα, παρέχοντας έτσι το πλεονέκτημα της ασύρματης μετάδοσης δεδομένων μετρήσεων της ηλεκτρικής τάσης και του ηλεκτρικού ρεύματος που διέρχεται από τη συσκευή.

[43] Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι παραπάνω υλοποιήσεις έχουν μόνο επεξηγηματικό χαρακτήρα και δεν περιορίζουν τις τεχνικές λύσεις της παρούσας εφεύρεσης. Παρόλο που η παρούσα εφεύρεση έχει περιγράφει λεπτομερώς με αναφορά στις παραπάνω υλοποιήσεις, οι ειδικευμένοι στην τέχνη θα πρέπει να κατανοήσουν ότι οποιεσδήποτε τροποποιήσεις ή ισοδύναμες αντικαταστάσεις της παρούσας εφεύρεσης προορίζονται να συμπεριληφθούν στο πεδίο εφαρμογής των συνημμένων αξιώσεων.

[44] Παρόλο που η παρούσα αποκάλυψη έχει περιγράφει στο παρόν με αναφορά σε συγκεκριμένες υλοποιήσεις, πρέπει να γίνει κατανοητό ότι αυτές οι υλοποιήσεις είναι απλώς ενδεικτικές των αρχών και των εφαρμογών της παρούσας αποκάλυψης.

[45] Η περιγραφή και τα παραδείγματα προορίζονται να θεωρηθούν μόνο ως υποδειγματικά, ενώ το πραγματικό πεδίο εφαρμογής της περιγραφής υποδεικνύεται από τις συνημμένες αξιώσεις.

Claims (12)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1. Μία συσκευή (100) για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας της κίνησης της καρδιάς ενός ατόμου σε ηλεκτρική ενέργεια που περιλαμβάνει:

- ένα πρώτο στερεό μπλοκ (9)

- ένα δεύτερο στερεό μπλοκ (9'), όπου το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ είναι διατεταγμένα ουσιαστικά παράλληλα,

- στο πρώτο καί στο δεύτερο στερεό μπλοκ είναι σταθερά συνδεδεμένα ένα πρώτο καί ένα δεύτερο άκρο πολλών επίμήκων στοιχείων (1), καθένα από τα επιμήκη στοιχεία (1) που περιλαμβάνει ένα κοίλο τμήμα (8) και μια τυρβοηλεκτρική δομή σε μορφή σπείρας (4) εντός του κοίλου τμήματος (8),

όπου κάθε ένα από τα επιμήκη στοιχεία (1) περιλαμβάνει μια πληθώρα ράβδων (5, 6), που είναι κινητές εντός του κοίλου τμήματος (8) κάθε επίμήκους στοιχείου (1).

2. Η συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 1 όπου η πληθώρα ράβδων (5,6) αποτελείταί από τρεις ράβδους.

3. Η συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2, όπου τομήκος του πρώτου στερεού μπλοκ (9') είναι περίπου 0, 6 - 0,8 του μήκους του δεύτερου στερεού μπλοκ (9).

4. Η συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 1 ή 2, όπου η μήκος του πρώτου στερεού το μπλοκ (9') είναι περίπου 0,7 από το μήκος του δεύτερου μπλοκ (9).

5. Η συσκευή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις όπου κάθε ένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία (1) έχει κυλινδρικό σχήμα.

6. Συσκευή σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1-5, όπου καθένα από τα πολλά επιμήκη στοιχεία (1) είναι κατασκευασμένο από εύκαμπτο υλικό με ένα αρχικό μήκος, το εν λόγω εύκαμπτο υλικό να μπορεί να επιμηκύνεται κατά περίπου 25-40 % σε σύγκριση με το αρχικό του μήκος καί το οποίο έχει ρυθμιστεί ώστε να επιστρέφει στο αρχικό του μήκος, με το τέλος της επιμήκυνσής του.

7. Η συσκευή σύμφωνα με οποίαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις όπου το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ (9, 9 ') είναι επικαλυμμένα με μονωτικό υλικό που περιλαμβάνει ένα μίγμα ηλεκτρικά μονωτικού υλικού καί διαλύτη κατά των ιστών.

8. Η συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 7, όπου το μονωτικό υλικό περιλαμβάνει άλας μαγνησίου καί δίμεθοξυφαίνυλο - προπανόλη - αμίνοβενζοϊκό οξύ.

9. Συσκευή σύμφωνα με οποίαδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις, όπου το πρώτο καί το δεύτερο στερεό μπλοκ (9', 9) περιλαμβάνουν περαιτέρω ένα πρώτο άκρο καί ένα δεύτερο άκρο καί μία διαμπερή οπή που εκτείνεται καταμήκος από το πρώτο άκρο στο δεύτερο άκρο του καθενός πρώτο καί δεύτερο συμπαγές μπλοκ (9', 9).

10. Η συσκευή σύμφωνα με τις αξιώσεις 1-9, όπου κάθε ράβδος (5,6) από την πληθώρα των ράβδων επιπλέον περιλαμβάνει ένα τμήμα με σπείρωμα (13)

11. Η συσκευή σύμφωνα με την αξίωση 10, όπου το τμήμα με σπείρωμα (13) συνδέεται με ένα μεταλλικό σύρμα (12), το οποίο σύρμα (12) εκτείνεται μέσω της διαμπερούς οπής κάθε συμπαγούς μπλοκ (9, 9')

12. Χρήση της συσκευής σύμφωνα με τις αξιώσεις 1-11 με ένα σύστημα που περιλαμβάνει έναν σταθεροποιητή τάσης καί έναν συσσωρευτή, διαμορφωμένο έτσι ώστε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από τη συστολή καί τη διαστολή της καρδιάς ενός ανθρώπινου σώματος.