JP4538665B2 - 調整式水頭症バルブ - Google Patents
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Description
最近製造者は、このバルブの改良型を上市した(米国特許第5,643,194)。この新しい型は、実際、意図的しない調整に対し、ある種の安全策を備える。回転可能な回転体に設置された半径方向に可動な二つの磁石は、外部からの影響がない状態で引き合い、それによって、ハウジングに設けられたノッチに回転体が固定される。外部に加えられたもっと強い磁石は、前記バルブ内の2つの磁石の引力に勝り、磁石を半径方向に引き離すように引っ張る。結果として、回転体は開放され、外側の磁石を回転軸の周りに回転させることにより回転体が回転し、開口圧の調整が可能となる。この原理は、実際の実施においては失敗し易いことが分かっている。意図せざる回転の防止はできるものの、意図した調整はしばしば失敗する。実際の使用において、計算することが困難な摩擦によって、滑動磁石のバルブ内における運動が妨げられたり、全くできなくなる場合もあるので、バルブの正確な位置を信頼性良く決定することは困難である。ほかに不都合な点として、皮膚の層が厚いので2つの滑動磁石は大きな間隔で引かれなければならないので、そのときに外部から適用させる磁力が、距離に対して指数関数的に小さくなり、いずれにせよ、もはや2つの磁石を離すのに十分ではない。単純化および改良が必要かつ望ましい。
ディスク型とリング型のものは、適宜、キャップ型あるいはベル型の形状のものと組み合わせられるという利点がある。
キャップ型のものは、特に円筒状の外壁と平らなディスク型のカバーを有する。ベル型のものは、適宜、円錐状の外壁を有する。チタンは適した物質であり、コンパクトな構造のためにはタンタルが理想的な物質である。
本発明で請求される荷重部は、ディスク、リング、キャップまたはベル型で実現される。好ましくは、回動可能にバルブハウジング内に設置されている。
回動可能に配置することは、荷重部を操作するのに有利である。なぜならば、実現された荷重部の位置変化によって僅かな摩擦を生じさせることができ、このことがバルブの正確な操作をもたらす。回動軸の位置は、荷重部が、閉じる部分を形成するバルブボールの中心を圧迫するように選択されることが好ましい。患者が起立状態にあるとき、荷重部は閉じる部分を形成するバルブボールを垂直に圧迫する。
本発明で請求される荷重部の回動動作の間、荷重部は、垂直線から可能な限り最短距離を移動すべきである。このため、患者が起立姿勢にあるとき、回動軸は閉じる部分として用いられるボールの最高地点を通る垂直線から最も離れた位置になるように正しい方向に設置される。
選択に応じてバネはまた二腕レバーを構成する。レバーの一方は他方よりも長い。実際には、レバーの一端はバルブボールと作用するように係合し、他端は上述したバルブ装置と連動する。バネと回転運動あるいは回動運動する調整装置との間は、公知の接続方法で滑動作用するように係合している。すなわち、バネは調整装置の回転可能または回動可能な部分の平面上を滑動する。
滑動係合する調整装置は、曲線軌道の滑動表面上のバネによって実現される。
この場合、その能力がマグネティックドラムと調整ユニットを摩擦係合させたり、それを解放したりするのに使われる。係合が解除されると、器械は測定ピンとして働き、係合していれば調整ピンとして働く。
調整器の芯出しをした後に、バルブの弾性変形が生じることが好ましい。変形は、埋め込まれたバルブの上に、調整器をコントロールしながら押し付けることによって達成される。本発明によれば、変形によりバルブハウジングから回動可能または回転可能な部分が離れる。従って、摩擦は小さくなる。摩擦が最小になったときを摩擦の解消という。
摩擦が解消すると、回動可能または回転可能な部分は、バルブ側で容易に調整器と連動し定位置をとる。
図2はハウジングの別の横断面を示し、バネシステムおよび調整器が示されている。バネシステムは、板バネ4を有する。
板バネ4は、バネワイヤ3および図2に示された軸15と共に機能ユニットを形成する。回転体1で表される調整ディスク内に、磁極を反転させた2つの磁石2、3が収容されている。回転体1は軸7によって保持されている。軸7はカバー18にある。カバー18は外側に湾曲している。回転体1がカバー18に押し付けられることにより、カバー18と摩擦係合し、回転体1の意図せざる回転が防止されるように、回転体1は軸7上で、カバーの方向にネジ6によって締め付けられる。摩擦は、以下の調整がされるまで存在する。摩擦は、不測の磁場による場合を含め、意図せざる回転体の調整が生じることを防ぐのに十分である。
摩擦は回転体1の外側の端部で生じる。これは、カバーの外側への湾曲、およびそれに対応する回転体の面が平らであることの結果である。
カバー18を押すと、カバーに弾性歪みが生じる。カバーは平らになるか反対側に湾曲する場合もある。すると、回転体の外側の端部はカバー18から離れ、回転体は磁力によって回転することができる。
カバー18は、0.1から0.2mm厚であることが好ましく、別の実施例では0.5mmの厚さである。弾性湾曲につながる歪みは、0.01mmからほぼ0.1mmであることが好ましく、別の実施例ではカバーの厚さの2倍以下である。6において回転体1をカバー18から持ち上げ、回転体1のカバー18での係止を解消するように、カバーにバイアスがかかっている程一層強く外部から加圧しなければならない。
図2は、最低位置の回転体1を示す。約300°回すことによって接点21にあるバネ10は、カムディスク13に対応してその最大位置に移動し、その結果、生じる開口圧は最大となる。部材4または10の最小バネ歪みと最大バネ歪みとの間の高さ差は、約0.7〜0.8mmである。しかしながら、これは選択されたチタンワイヤ10の寸法により具体的に調整される。
外部から加えられる磁界が最大トルクを発生できるように、両方の磁石2および3が配置されている。即ち、両方の磁石の距離はこの実施例では7mm、別の実施例では8mmであり、20mmまで可能である。具体的には、この距離はハウジングの外寸に合わせられる。円形ハウジングは、特に、直径が14mm、別の実施例では19mm以下、他の実施例では31mm以下であり、バルブの位置を外部から容易に探り当てることができる。一方、バルブ面に接触している組織が傷つけられることがないように、人間工学的に形成されている。それゆえに、鋭利な角は避けられる。
実際のバルブ特性は、回転体1の回転位置、もしくは、螺旋もしくはカムディスク13上での接点21の位置によって決定される。別の実施例においては、カム形状を適切に変更することにより、回転体1の非直線的開口特性を回転角度の関数として設定することができる。すべての回転体出発位置において、一方または他の方向に10°回転させた時に同じバルブ開口圧の変化が生じるように、回転体が作製されていることが好ましい。
磁石2および3を極力遠く離して配置する利点は、極力小さな磁力によって、極力大きな調整トルクを発生させることができることにある。ここで使用するネオジム磁石は直径1mm、高さ約1.2mmの円筒形状である。ハウジングと回転体はチタンで作製され、その他の構成要素もチタンで作製することにより、正確に嵌合する理想的な支承隙間を調節することができ、意図に反する隙間や意図に反する高い摩擦をシステマチックに防止することができる利点が生じる。
軸7は、特に直径が1mmであり、部位24における軸7と回転体1との間隙は、最小限に緩く嵌合されていることが好ましい。このような緩い嵌合は、軸15をバルブハウジング内で支承するために設けられている。この軸15は、ピボットのようにバルブハウジング内で支承され、バルブ開閉の枠内における、板バネ4の、ほとんど摩擦のない回転を可能とする。バルブの全高は約4.5mmであり、より低い全高とすることは、触診によるバルブ確認が困難ではないが、必ずしも好ましくはない。
調整ピンは、二つの異なるバネ、強力なバネ44と極端に弱いバネ46とを有する。下側領域にピストン状拡張部を有する軸41は、頭部39を押すことによって、バネ44の力に抗して下方に移動される。これにより、軸51は著しく弱いバネ46のバネ力に抗して下方に移動される。つまり、バネ46が強く圧縮される一方、バネ44は僅かに圧縮されるだけである。本応用事例の場合、下側の先端がバルブの連結を解除すべく、バネ44の力は軸51によってその下側の先端に伝達される。先端部での軸の直径は、特に約3mmであることが好ましい。下端は、丸屋根状に丸くしておくことが好ましい。ピンの下側に取付けられるキャップ52は、支承部と軸41内に収容された磁石50とを保護する。磁石の位置は、窓53を通して、目盛ドラム47の目盛から読取が可能である。本発明の構造によって、調整の正確性を損なうことなく、調整ユニットを極力小さく構成することが可能となる。このように、調整ピンは、はじめて上述した事項を実現することを可能にする。この構造により、磁石を患者の皮膚に極力近づけて配置することが可能となる。同時に、バルブハウジングに荷重をかけながら微妙かつ厳密な調整を行うことができる。
本発明においては、ハウジング内に、変形に対応するための空間が設けられている。
図10から12は、好ましい実施例を示す。そこでは、リング形のハウジング330を備えた円形のバルブが想定されている。ハウジング330の両側には、カバーが取付けられている。ハウジング330のカバーにある開口部から、バルブの全ての内部部品の取付けが可能となる。
排水パイプ312には、連結パイプとは異なり、バルブボール310のためのバルブ座が設けられている。バルブ座は円錐形の小穴を有する。導管の小穴309で小管314は排水パイプに連結している。導管の小穴309により小管314はバルブ座内のサファイアボールと一緒に設けられた円錐形の小穴と連結している。
図11を右から見ると、キャップ308には連結金具がついている。連結金具には、支承ピボット317のための小穴がある。キャップ308は、支承ピボット317に溶接され、バルブハウジング内で回動可能に支承されている。バネワイヤ316は、実施例では支承ピボット317に溶接して固定される。キャップ308、バネ316および支承ピボット317はしっかりと連結している。
Claims (38)
- 水頭症患者の頭蓋内の髄液の圧力を均一にする弁圧調節式水頭症バルブであって、過剰の髄液を、患者に埋め込まれた該バルブおよびチューブ管路を介して患者頭蓋内の脳室から導き出し、主に上大静脈内または腹腔内に排液し、該バルブが閉じている位置で、開くことに抗して押し閉じる部分が収容されたバルブハウジングを含み、バルブ圧が、少なくとも患者が起立姿勢のとき少なくとも一部は可動のボール、リング型またはディスク型の閉じる部分の荷重により定められると共に、起立姿勢のときに経皮的に調整可能なバネにより、閉じる部分の荷重を部分的にまたは完全に補償することを特徴とするバルブ。
- 閉じる部分に加え、患者が起立姿勢のときに前記閉じる部分と結合する荷重部もバルブハウジング内に備えられ、起立姿勢における前記閉じる部分の上にある荷重部の負荷が決められるように、調整可能にバネが前記荷重部と結合しており、該荷重部が、ディスク、リング、キャップまたはベルの形で実現され、バルブハウジング内で回転または回動可能に設置されていることを特徴とする、請求項1に記載されたバルブ。
- 前記荷重部が少なくとも2つのボールから形成されており、前記閉じる部分にボールが使用されている場合には、患者が起立状態の時の該閉じる部分のボールの上に前記荷重部を形成するボールが配置されていると共に、バネが該荷重部を構成するボールに接しており、特に該バネが両方のボールの間にはさまれていることを特徴とする、請求項1に記載されたバルブ。
- 前記バネの調整部が、リング、キャップまたはベルのキャビティーの中に部分的にまたは完全に配置されていることを特徴とする、請求項1または2に記載されたバルブ。
- バルブの閉じる部分が、リング、キャップまたはベルに隣接して配置されており、バネがリング、キャップ、ベル内の開口部を通って閉じる部分に達することを特徴とする、請求項4に記載されたバルブ。
- 前記荷重部がバルブハウジング内にガイドされていることを特徴とする、請求項1、2、4、5の何れかに記載されたバルブ。
- 前記ガイドが、回動装着または回転装着によって形成されるか、もしくは直線状のガイドであることを特徴とする、請求項6に記載されたバルブ。
- 前記荷重部が閉じる部分よりも重いことを特徴とする、請求項1〜7の何れかに記載されたバルブ。
- 前記閉じる部分にはルビー、サファイアまたはチタンが使用され、および/または荷重部にはタンタルが使用されることを特徴とする、請求項8に記載されたバルブ。
- 前記バルブがディスク型をしており、荷重部がバルブハウジング内で運動するために十分にハウジング壁やハウジングボトムあるいはハウジングカバーから距離をあけて、さらにバルブハウジング内の構造物からも十分に距離をあけて収容されることを特徴とする、請求項1、2、4〜9の何れかに記載されたバルブ。
- 前記バルブハウジングが少なくとも一つのカバーを有しており、ディスク、リング、キャップまたはベル型をした荷重部が、カバーと対応するバルブハウジングの開口部よりも小さな直径を有することを特徴とする、請求項1、2、4〜10の何れかに記載されたバルブ。
- 前記バネが完全にまたは部分的に回動軸に固定されることを特徴とする、請求項7に記載されたバルブ。
- 前記バネがバネワイヤまたは板バネからなることを特徴とする、請求項1〜12の何れかに記載されたバルブ。
- 前記バネが調整器に設けられていることを特徴とする、請求項1〜13の何れかに記載されたバルブ。
- 前記調整器が、バネが緊張または弛緩するように、磁石により外側から回動または回転させられる装置を有することを特徴とする、請求項14に記載されたバルブ。
- 作動させることによって意図しない調整を防止するとともに、解除することによって調整を可能にする、作動可能なブレーキを有することを特徴とする、請求項14または15に記載されたバルブ。
- バネによって負荷を与えられ、バネ圧の弛緩によって解除される、自動的に作動するブレーキであることを特徴とする、請求項16に記載されたバルブ。
- a)バルブハウジングが変形可能で摩擦面を有すること、その摩擦面が、バルブハウジングに何の負荷もないとき少なくとも一部が調整器と接して摩擦係合を生じ、さらにバルブハウジングを押すことによって調整器の対応する面から持ち上がること、または
b)バルブハウジングが変形可能なカバーを有すること、そのカバーは、何の負荷もないとき少なくとも一部が調整器と接して摩擦係合を生じ、さらに圧力下で調整器の対応する面から持ち上がること、
を特徴とする請求項17に記載された装置。 - 変形可能なハウジングまたはカバーが、
a)ブレーキの係止位置において、外向きに湾曲した出発形状を有し、圧縮により湾曲が低減され、または平らな形状となり、もしくは内向きの湾曲形状となること、
b)ブレーキの係止位置において、平らな出発形状を有し、圧縮により内向きに湾曲すること、
c)ブレーキの係止位置において、内向きの湾曲形状を有し、圧縮によりさらに内向きの湾曲形状となること、あるいは、ハウジング壁が内向きに湾曲した出発形状を有し、変形によりさらに内向きに湾曲することを特徴とする、請求項18に記載されたバルブ。 - 外縁で係止する摩擦面を有する、回転可能または回動可能に配置された調整ディスクまたは回転体を使用することを特徴とする、請求項17〜19の何れかに記載されたバルブ。
- 回転可能または回動可能に収容された調整ディスクまたは回転体が、圧縮可能なハウジングまたは押し下げ可能なカバーとつながっていることを特徴とする、請求項17〜20の何れかに記載されたバルブ。
- 摩擦係合のために、ハウジング壁厚の2倍に等しい程度にまで、特に0.1mm程度にまでハウジング壁が変形することを特徴とする、請求項21に記載されたバルブ。
- 横断面がU形状を有する調整ディスクが使用されるとともに、前記U形状の突出縁で摩擦係合が生じることを特徴とする、請求項17〜22の何れかに記載されたバルブ。
- 厚さ0.5mm以下、特に厚さ0.2mm以下の変形可能なハウジング壁、またはカバーを使用することを特徴とする、請求項17〜23の何れかに記載されたバルブ。
- ハウジング、特に変形可能なハウジング壁が、金属、特にチタンもしくはチタン合金からなることを特徴とする、請求項1〜24の何れかに記載されたバルブ。
- 調整器が、調整磁石のついた経皮的に加圧する回転可能な部分を有すること特徴とする、請求項14〜25の何れかに記載されたバルブ。
- 回転可能な部分の圧制御を特徴とする、請求項26に記載されたバルブ。
- 圧表示および圧制限用にバネ要素を使用すること、および/または、圧測定用にストレインゲージを使用することを特徴とする、請求項27に記載されたバルブ。
- 直径が3mm以下、特に1mm以下、さらに高さが5mm以下、特に2mm以下の磁石を使用すること特徴とする、請求項14〜28の何れかに記載されたバルブ。
- 外側にある調整器内の磁石と内側にある調整器内の磁石とが、互いに最高で3mm離れ、特に最高で1mm離れており、および/または磁石が最高で20mm、特に最高で10mm、さらに好ましくは最高で8mmの相互距離を有することを特徴とする、請求項14〜29の何れかに記載されたバルブ。
- 外側にある調整器が調整用測定器を備えていることを特徴とする、請求項14〜30の何れかに記載されたバルブ。
- 測定器が圧測定器および/またはひずみ測定器であることを特徴とする、請求項31に記載されたバルブ。
- 外側にある調整器が、バルブ内の磁石位置に自由に適応し、磁石の回転位置が外部で読取可能であることを特徴とする、請求項32に記載されたバルブ。
- 内部にある調整器が金属のワイヤまたは薄板形状のバネを有し、その横断面は特に丸または長方形であり、直径または厚さが0.5mm以下、特に0.3mm以下、さらに好ましくは0.2mm以下であることを特徴とする、請求項14〜33の何れかに記載されたバルブ。
- バネ棒が
a)一腕レバーによって構成されており、または
b)二腕レバーによって構成されており、その一方のレバーアームが調整ディスクと係合され、他方のレバーアームがバルブボールまたはバルブフラップと係合されていることを特徴とする、請求項34に記載されたバルブ。 - バネ棒が軸支されており、滑動して調整ディスクのカムディスクを加圧し、および/または滑動してバルブのバルブボールまたはバルブフラップを加圧することを特徴とする、請求項35に記載されたバルブ。
- バルブの外径が31mm以下、特に20mm以下、および/または高さが10mm以下、特に6mm以下であることを特徴とする、請求項1〜36の何れかに記載されたバルブ。
- 重量が調整するバネ要素と結びつくことを特徴とする、請求項1〜37の何れかに記載されたバルブ。
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