JP2010524542A - 埋込型デバイス用エネルギハーベスター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、これらの圧力変動を使用して発電機の移動部分を変位し、ファラデーの原理に従って電力を発生し、埋込型デバイスに電力を提供する。
Description
心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイス及び圧力応答デバイスに連結された発電機を含み、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになったエネルギハーベスターと、
発電機と埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、発電機は、埋込型デバイスに電力を提供するようになっている。
(a)心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、圧力応答デバイスに連結された、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含むエネルギハーベスターと、
発電機と埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、発電機は、埋込型デバイスに電力を提供するようになっている、埋込型装置を提供する工程と、
(b)圧力応答デバイスの一部及び電極リードを、心臓に、一般的なカテーテル挿入工程で埋め込む工程とを含む、方法を提供する。
心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、圧力応答デバイスに連結された、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含むエネルギハーベスターと、
発電機と埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、発電機は、埋込型デバイスに、電力及び埋込型デバイスによって演算処理されるべき信号供給出力を提供するようになっている、埋込型装置を提供する。
心臓に埋め込むための電極リードを持つ心臓デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、圧力応答デバイスに連結されており、使用時に作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含むエネルギハーベスターと、
発電機と埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気的連結部であって、発電機は、電力、及び埋込型デバイスによって演算処理されるべき信号供給出力を埋込型デバイスに提供するようになっている、電気的連結部と、
電極リードと関連した、患者の血液の少なくとも一つの生化学的パラメータをモニターするようになった少なくとも一つのセンサとを含む、埋込型デバイスを提供する。
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、
圧力応答デバイスに連結されており、使用時に作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換し、哺乳類の身体内の圧力変化を示す信号を出力するようになった発電機と、を含む、埋込型デバイスを提供する。
哺乳類の身体内の圧力変化を表す、発電機から出力された信号を演算処理し、身体の生理学的状態を決定する工程を含む、方法を提供する。
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、
圧力応答デバイスに連結された、使用時に作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換する発電機とを含み、
圧力応答デバイスは、圧力によって変形できる少なくとも二つの部分と、これらの部分間の圧力伝達導管とを含む、埋込型装置を提供する。
生理学的身体の循環系内でみられる圧力変動パターンをエネルギ収穫源として使用することにより、循環系の生理学的機能の重要な特徴にアクセスする。
上文中に説明した本発明(その好ましい実施例のいずれか)の使用は、好ましい実施例に言及したペースメーカー/除細動器の用途に限定されない。以上説明した発明は、長期間に亘って電力を必要とする任意の医療的(又は非医療的)埋込型デバイスに、患者がペースメーカーを必要としようとしまいと電力を提供するのに使用できる。更に、埋込型デバイスの構成要素を患者の血流中に置くことによって、個々人の血液生化学的へのアクセスが得られ、これによって、生理学的及び生化学的プロセスを長期間に亘って精密にモニターできる。
4 圧力応答デバイス
6 発電機
8 圧力嚢
10 圧力伝達導管
12 圧力伝達作用流体
18 膨張機構
20 移動構成要素
22 定置の構成要素
24 側部
26 膨張容積
28 本体
30 作用流体
32 磁気シールドケース
34 電力/電圧調整回路
35 機械的ばね
36 バックアップバッテリー
38 ケース
40 埋込型デバイス
42 血管壁
44 血管
Claims (86)
- 埋込型デバイス用エネルギハーベスターにおいて、
作用流体を収容した圧力応答デバイスと、
前記圧力応答デバイスに連結された、前記作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換する発電機とを含む、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記圧力応答デバイスは、変形自在の圧力嚢及び圧力伝達導管を含む、エネルギハーベスター。 - 請求項2に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記圧力嚢は、前記圧力伝達導管の一端に配置されており、前記圧力伝達導管の他端は発電機内に配置されている、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記発電機は膨張機構を含み、この膨張機構内に作用流体が差し向けられ、前記膨張機構は前記発電機の少なくとも一つの移動構成要素に連結されており、前記少なくとも一つの移動構成要素を移動することによって電力を発生するようになっている、エネルギハーベスター。 - 請求項4に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記発電機は電磁発電機であり、前記少なくとも一つの移動構成要素は、前記発電機の少なくとも一つの定置の構成要素に電磁的に結合されており、前記少なくとも一つの定置の構成要素は、前記電磁発電機において、前記少なくとも一つの移動構成要素に対する相補的構成要素である、エネルギハーベスター。 - 請求項4に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記膨張機構は、前記膨張機構内の作用流体圧力の上昇により、前記少なくとも一つの移動構成要素を前記膨張機構から遠ざかるように第1移動方向に移動するように、前記発電機の前記少なくとも一つの移動構成要素の一方の側に配置されている、エネルギハーベスター。 - 請求項4に記載のエネルギハーベスターにおいて、更に、
前記膨張機構内の流体圧力が低下したとき、前記少なくとも一つの移動構成要素に戻し力を提供する戻し押圧デバイスを含む、エネルギハーベスター。 - 請求項7に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記戻し押圧デバイスは、前記少なくとも一つの移動構成要素の移動を制御するため、前記少なくとも一つの移動構成要素によって圧縮できる膨張容積を含む、エネルギハーベスター。 - 請求項8に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記戻し押圧デバイスは、更に、機械的ばねを含む、エネルギハーベスター。 - 請求項7に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記膨張機構は、前記膨張機構内の作用流体圧力の上昇により少なくとも一つの移動構成要素を前記膨張機構から遠ざかるように第1移動方向に移動するように前記発電機の前記少なくとも一つの移動構成要素の一方の側に配置されており、前記戻し押圧デバイスは、前記発電機の前記少なくとも一つの移動構成要素のうち前記膨張機構とは反対側に配置されている、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記発電機は磁気シールドケース内に収容されている、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、更に、
前記発電機の出力電力用の電力調整回路を含む、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、更に、
バックアップバッテリーを含む、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターにおいて、
前記圧力応答デバイスは、哺乳類の血液循環系内の血圧変動に応答するようになっている、エネルギハーベスター。 - 請求項1に記載のエネルギハーベスターを含む埋込型デバイス。
- 心除細動器又は心ペースメーカーから選択された、請求項15に記載の埋込型デバイス。
- 哺乳類に埋め込むための埋込型装置において、
心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイス及び前記圧力応答デバイスに連結された発電機を含み、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになったエネルギハーベスターと、
前記発電機と前記埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、前記発電機は、前記埋込型デバイスに電力を提供するようになっている、埋込型装置。 - 請求項17に記載の埋込型装置において、
前記発電機は、前記発電機から前記埋込型デバイスに前記少なくとも一つの電気連結部に沿って送出された信号供給出力を提供するようになっており、前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力を演算処理するようになっている、埋込型装置。 - 請求項18に記載の埋込型装置において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力を記録するようになっている、埋込型装置。 - 請求項18に記載の埋込型装置において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力をモニターするようになっている、埋込型装置。 - 請求項17に記載の埋込型装置において、
前記圧力応答デバイスは、変形自在の圧力嚢及び圧力伝達導管を含む、埋込型装置。 - 請求項21に記載の埋込型装置において、
前記圧力嚢は、前記圧力伝達導管の一端に配置されており、前記圧力伝達導管の他端は、前記発電機内に配置されている、埋込型装置。 - 請求項21に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管は、前記電極リードとともに組み立てられている、埋込型装置。 - 請求項23に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管及び前記電極リードの組立体は、一般的なカテーテル挿入工程で心臓に埋め込まれるようになっている、埋込型装置。 - 請求項17に記載の埋込型装置において、
前記電極リードは、前記圧力伝達導管を環状をなして取り囲んでいる、埋込型装置。 - 請求項25に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管は、カテーテル挿入工程中、前記電極リード用のガイドワイヤチューブとして使用でき、前記電極リードは、心臓又は動脈の壁に密封をなして装着されるように形成されている、埋込型装置。 - 請求項26に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管は、カテーテル挿入工程中、前記電極リードを環状をなして取り囲む、埋込型装置。 - 請求項27に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管は、螺旋状抗圧壊捲線によって内側又は外側が支持されている、埋込型装置。 - 埋込型装置を哺乳類に埋め込むための方法において、
(a)心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、前記圧力応答デバイスに連結された、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含むエネルギハーベスターと、
前記発電機と前記埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、前記発電機は、前記埋込型デバイスに電力を提供するようになっている、埋込型装置を提供する工程と、
(b)前記圧力応答デバイスの一部及び前記電極リードを、心臓に、一般的なカテーテル挿入工程で埋め込む工程とを含む、方法。 - 請求項29に記載の方法において、
前記圧力応答デバイスの少なくとも一部を前記電極リードと組み立て、これによって、アッセンブリは、一般的なカテーテル挿入工程で心臓に埋め込まれるようになっている、方法。 - 請求項30に記載の方法において、
前記圧力応答デバイスは、変形自在の圧力嚢及び圧力伝達導管を含み、前記圧力の一部は、少なくとも前記圧力嚢及び圧力伝達導管の一部を含む、方法。 - 請求項31に記載の方法において、
前記圧力嚢は、前記圧力伝達導管の一端に配置されており、前記圧力伝達導管の他端は発電機内に配置されている、方法。 - 請求項29に記載の方法において、
前記圧力伝達導管は、前記電極リードを環状をなして取り囲む、方法。 - 請求項33に記載の方法において、
前記圧力伝達導管は、心臓又は動脈の壁に密封をなして装着されるようになっている、方法。 - 請求項33に記載の方法において、
前記圧力伝達導管は、カテーテル挿入工程中、前記電極リードを環状をなして取り囲み、心臓又は動脈の壁に密封をなして装着されるようになっている、方法。 - 請求項35に記載の方法において、
前記圧力伝達導管は、螺旋状抗圧壊捲線によって内側又は外側が支持されている、方法。 - 請求項29に記載の方法において、
前記発電機は、前記発電機から前記埋込型デバイスに前記少なくとも一つの電気連結部に沿って送出された信号供給出力を提供する、前記埋込型デバイスは前記信号供給出力の演算処理を行う、方法。 - 請求項37に記載の方法において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力を記録する、方法。 - 請求項37に記載の方法において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力をモニターする、方法。 - 哺乳類に埋め込むための埋込型装置において、
心臓に埋め込むための電極リードを持つ埋込型デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、前記圧力応答デバイスに連結された、使用時に、作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含むエネルギハーベスターと、
前記発電機と前記埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気連結部とを含み、前記発電機は、前記埋込型デバイスに、電力及び前記埋込型デバイスによって演算処理されるべき信号供給出力を提供するようになっている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力を記録するようになっている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記埋込型デバイスは、前記信号供給出力をモニターするようになっている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記圧力応答デバイスは、少なくとも一つの変形自在の圧力嚢及び圧力伝達導管を含む、埋込型装置。 - 請求項43に記載の埋込型装置において、
第1圧力嚢が前記圧力伝達導管の一端に配置されており、第2圧力嚢が前記圧力伝達導管の他端に配置されており、前記発電機は前記圧力嚢間に配置されている、埋込型装置。 - 請求項43に記載の埋込型装置において、
前記発電機は前記圧力伝達導管の部分を含む、埋込型装置。 - 請求項43に記載の埋込型装置において、
前記圧力伝達導管及び前記電極リードのアッセンブリは、一般的なカテーテル挿入工程で心臓に埋め込まれるようになっている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記電極リードは、ペースメーカー及び除細動器から選択された心臓デバイスの電極リードの先端チップの部分として形成されている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記エネルギハーベスターは、前記電極リードの前記先端チップの部分として形成されており、追加の埋込型デバイスに連結するため、前記リードの基端に別の電力出力連結部が設けられている、埋込型装置。 - 請求項40に記載の埋込型装置において、
前記エネルギハーベスターは、出力リードの先端チップとして形成されており、追加の埋込型デバイスに連結するため、前記リードの基端に電力出力連結部が設けられている、埋込型装置。 - 哺乳類に埋め込むための埋込型デバイスにおいて、
心臓に埋め込むための電極リードを持つ心臓デバイスと、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、
前記圧力応答デバイスに連結されており、使用時に前記作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機と、
前記発電機と前記埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気的連結部であって、前記発電機は、電力、及び前記埋込型デバイスによって演算処理されるべき信号供給出力を前記埋込型デバイスに提供するようになっている、電気的連結部と、
前記電極リードと関連した、患者の血液の少なくとも一つの生化学的パラメータをモニターするようになった少なくとも一つのセンサとを含む、埋込型デバイス。 - 請求項50に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記少なくとも一つのセンサは、前記電極リードの表面に埋め込んである、埋込型デバイス。 - 請求項50に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記心臓デバイスは、前記信号供給出力を演算処理し、これから得られたデータを前記心臓デバイス内に記憶する、埋込型デバイス。 - 請求項52に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記心臓デバイスは、記憶されたデータをこのデバイスから遠隔のデバイスにダウンロードできるようになっている、埋込型デバイス。 - 請求項50に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記少なくとも一つのセンサは、前記電極リードとともに組み立てられた生化学的センサである、埋込型デバイス。 - 請求項54に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記生化学的センサは、前記電極リードの材料内に埋め込まれている、埋込型デバイス。 - 請求項54に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記生化学的センサ及び前記電極リードのアッセンブリは、一般的なカテーテル挿入工程で心臓に埋め込まれるようになっている、埋込型デバイス。 - 哺乳類に埋め込むための埋込型デバイスにおいて、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、
前記圧力応答デバイスに連結されており、使用時に前記作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換し、哺乳類の身体内の圧力変化を示す信号を出力するようになった発電機と、を含む、埋込型デバイス。 - 請求項57に記載の埋込型デバイスにおいて、更に、
心臓に埋め込むための電極リードを持つ心臓デバイスと、前記発電機と前記埋込型デバイスとの間の少なくとも一つの電気的連結部とを含み、前記発電機は、前記埋込型デバイスに電力を提供するようになっており、前記心臓デバイスは前記信号を受け入れるようになっている、埋込型デバイス。 - 請求項58に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記心臓デバイスは、前記心臓デバイス内の信号からデータを受け取ってこれらのデータを記憶するようになっている、埋込型デバイス。 - 請求項59に記載の埋込型デバイスにおいて、
前記心臓デバイスは、記憶されたデータをこのデバイスから遠隔のデバイスにダウンロードできるようになっている、埋込型デバイス。 - 請求項57乃至60のうちのいずれか一項に記載の埋込型デバイスを含む臨床装置において、
前記信号を受け取ってこれを演算処理し、臨床データを提供するようになったプロセッサと組み合わせた、臨床装置。 - 請求項61に記載の臨床装置において、
前記臨床データは、被検体の心臓の右心房及び右心室のうちの少なくとも一方の機能についての情報を含む、臨床装置。 - 請求項61又は62に記載の臨床装置において、
前記臨床データは心不整脈についての情報を含む、臨床装置。 - 請求項61、62、又は63に記載の臨床装置において、
前記プロセッサは、臨床データを所定期間に亘って記憶し、疾病の進行の基準を提供する現在のデータを記録するようになっている、臨床装置。 - 請求項61乃至64のうちのいずれか一項に記載の臨床装置において、
前記プロセッサは、前記臨床データに基づいて前記埋込型デバイスについてのフィードバック制御信号を提供するようになっている、臨床装置。 - 哺乳類に埋め込んだ埋込型装置の作動方法であって、前記埋込型装置は、作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、この圧力応答デバイスに連結された、使用時に前記作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換し、哺乳類の身体内の圧力変化を表す信号を出力するようになった発電機とを含む、方法において、
哺乳類の身体内の圧力変化を表す、前記発電機から出力された信号を演算処理し、身体の生理学的状態を決定する工程を含む、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
前記発電機から出力された信号は、心拍の複合的血行力学的動揺を表す、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
前記演算処理工程は、前記信号出力から臨床データを提供する、方法。 - 請求項68に記載の方法において、
前記臨床データは、哺乳類の心臓の右心房及び右心室の機能の少なくとも一方についての情報を含む、方法。 - 請求項68に記載の方法において、
前記臨床データは、心不整脈についての情報を含む、方法。 - 請求項68に記載の方法において、
前記演算処理工程は、臨床データを所定期間に亘って記憶し、疾病の進行の基準を提供する現在のデータを記録する、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
前記演算処理工程は、前記臨床データに基づいて前記埋込型デバイスについてのフィードバック制御信号を提供する、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
前記埋込型装置は、心臓に埋め込んだ電極リード含む心臓デバイスと、前記発電機と前記心臓デバイスとの間の少なくとも一つの電気的連結部とを含み、前記発電機は、前記埋込型デバイスに電力を提供する、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
前記圧力応答デバイスは、圧力によって変形できる少なくとも二つの部分と、これらの部分間の圧力伝達導管とを含む、方法。 - 請求項74に記載の方法において、
圧力によって変形できる第1部分が、前記圧力伝達導管の一端に配置されており、圧力によって変形できる第2部分が、前記圧力伝達導管の他端に配置されており、前記発電機は、前記圧力によって変形できる部分間に配置されている、方法。 - 請求項75に記載の方法において、
前記圧力によって変形できる部分は、各々、嚢を含む、方法。 - 請求項75に記載の方法において、
前記圧力応答デバイスは哺乳類の心臓に埋め込まれ、前記圧力によって変形できる第1部分は心臓の心室内に配置でき、前記圧力によって変形できる第2部分は心臓の心房内に配置できる、方法。 - 請求項66に記載の方法において、
少なくとも一つの電気的連結部が前記発電機から延びており、前記発電機は、前記少なくとも一つの電気的連結部によって電気出力を埋込型デバイスに提供するようになっている、方法。 - 請求項78に記載の方法において、
前記電気出力は、前記埋込型デバイスを作動するための電力及び前記圧力応答デバイスの圧力変化を表す信号供給出力を含む、方法。 - 哺乳類に埋め込むための埋込型装置において、
作用流体を収容するための圧力応答デバイスと、
前記圧力応答デバイスに連結された、使用時に前記作用流体の圧力変化を電気エネルギに変換するようになった発電機とを含み、
前記圧力応答デバイスは、圧力によって変形できる少なくとも二つの部分と、これらの部分間の圧力伝達導管とを含む、埋込型装置。 - 請求項80に記載の埋込型装置において、
圧力によって変形できる第1部分が、前記圧力伝達導管の一端に配置されており、圧力によって変形できる第2部分が、前記圧力伝達導管の他端に配置されており、前記発電機は、前記圧力によって変形できる部分間に配置されている、埋込型装置。 - 請求項81に記載の埋込型装置において、
前記圧力によって変形できる部分は、各々、嚢を含む、埋込型装置。 - 請求項81に記載の埋込型装置において、
前記圧力応答デバイスは哺乳類の心臓に埋め込まれるようになっており、前記圧力によって変形できる第1部分は心臓の心室内に配置でき、前記圧力によって変形できる第2部分は心臓の心房内に配置できる、埋込型装置。 - 請求項80に記載の埋込型装置において、更に、
前記発電機から延びる少なくとも一つの電気的連結部を含み、前記発電機は、前記少なくとも一つの電気的連結部によって電気出力を埋込型デバイスに提供するようになっている、埋込型装置。 - 請求項84に記載の埋込型装置において、
前記電気出力は、前記埋込型デバイスを作動するための電力及び前記圧力応答デバイスの圧力変化を表す信号供給出力のうちの少なくとも一方を含む、埋込型装置。 - 請求項85に記載の埋込型装置において、
前記信号供給出力は、心拍の複合的血行力学的動揺を表す、埋込型装置。
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