JP7208132B2 - 外部でプログラム可能磁気バルブアセンブリ及びコントローラ - Google Patents
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Description
本出願は、米国特許法第119条(e)及びPCT第8条の下で、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、2016年8月12日に出願された、「EXTERNALLY PROGRAMMABLE MAGNETIC VALVE ASSEMBLY AND CONTROLLER」という名称の同時係属中の米国仮特許出願第62/374,046号明細書に基づく利益を主張する。
ロータケーシングとハウジングの外側との間に配置された入口ポートであって、バルブシート内のロータケーシング端部で終了する、入口ポートと、バネと、バネによってバルブシートに対して付勢されるバルブ要素であって、バルブ要素とバルブシートは共に開口部を形成する、バルブ要素と、出口ポートであって、ロータケーシングとハウジングの外側との間に配置され、シャントバルブアセンブリが、入口ポート内の流体の圧力がシャントバルブアセンブリの選択された圧力設定を超えた場合に開口部が開き、流体を開口部を通して出口ポートに排出するように構成される、出口ポートとを含んでもよい。埋め込み不可能な送信機ヘッドは、ステータに対するロータの回転を引き起こすために外部磁場を生成するように構成された磁石アセンブリを含むことができる。制御装置は、送信ヘッドを制御して外部磁場を生成するように送信機ヘッドに信号を供給し、シャントバルブアセンブリの圧力設定を選択された圧力設定に設定するように構成されてもよい。
ステータであって、対向する円形ステータディスクとして成形され、ロータ磁石の下の4つの象限のそれぞれに対して位置決めされた軟磁性かつ透磁性材料からなり、その結果、外部磁場の影響下で磁化された場合、ステータがその近傍の局所磁場を強化及び配向して、回転中心軸の周りのロータの増分移動を引き起こす、ステータとを備えてもよい。複数のロータ永久磁石は、複数のロータ永久磁石要素のうちの半径方向に対向するものが同一の又は反対の磁極性を有するようであってもよい。
Claims (49)
- 外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリであって、
外側が生理学的に適合性の材料で形成されたハウジングと、
該ハウジングの内部に配置された磁気動作可能なモータであって、ステータと、外部磁場によって誘導された該ステータの変化する磁極性に応答する前記ステータに対して回転するように構成されたロータであって、ロータケーシングと、該ロータケーシングの内部にリング状に配置され、交互の磁極を有するように配置された複数のロータ永久磁石要素と、を含み、前記ステータに対する前記ロータの回転が当該外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの選択された圧力設定を生成する、ロータと、を含む、磁気動作可能なモータと、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの外側との間に配置され、バルブシートにおいてロータケーシング端部で終了する入口ポートと、
バネと、
該バネによって前記バルブシートに対して付勢され、前記バルブシートとともに開口部を形成するバルブ要素と、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの前記外側との間に配置された出口ポートと、
前記ロータの中心に近接して配置された少なくとも1つの基準磁石要素であって、前記ロータ及び該少なくとも1つの基準磁石要素が共通回転軸の周りに回転するように構成された、少なくとも1つの基準磁石要素と、
を具備し、
前記入口ポートにおける流体の圧力が前記シャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を超えたときに前記開口部が開いて、流体を前記開口部を通して前記出口ポートに排出するように構成される、
外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。 - 前記バネに係合し前記ロータに結合されるカムをさらに具備し、
前記ロータの回転が、前記カムの回転を引き起こし、前記バルブ要素に対する前記バネの張力を調整するようになっている、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。 - 前記カムがディスクカムである、請求項2に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータケーシングが前記バネに係合するカムを含むことにより、前記ロータの回転が前記カムに対する前記バネの付勢張力を変化させるようになっており、それによって、前記バルブ要素に対する前記バネの張力を調整して前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を生成する、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記バネが片持ちバネである、請求項4に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記片持ちバネが、片持ち支持されたアームと、前記バネの固定された取り付け点から互いにほぼ平行に延びる第2アームと、を含み、前記片持ち支持されたアームが前記バルブ要素に接触する自由端を有する、請求項5に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記片持ちバネが、前記バルブ要素に接触する片持ち支持されたアームと、前記カムに接触する第2アームと、を含む、請求項5に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記片持ち支持されたアームと前記第2アームとは、前記バネの固定された取り付け点から同一の方向に延び、前記第2アームは、前記第2アームが前記片持ち支持されたアームから離れる方向に曲がる変曲点を含む、請求項7に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータケーシングが、前記ロータの360度の回転を防止するカム止めをさらに含む、請求項4に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記バルブ要素が球形のバルブ要素である、請求項1から請求項9のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 多数の前記ロータ永久磁石要素は、前記複数のロータ永久磁石要素のうちの半径方向に対向するものが同一の磁極性を有するようになっているものである、請求項1から請求項9のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 多数の前記ロータ永久磁石要素は、前記複数のロータ永久磁石要素のうちの半径方向に対向するものが反対の磁極性を有するようになっているものである、請求項1から請求項9のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータ永久磁石要素の数が12個である、請求項11に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータ永久磁石要素の数が10個である、請求項1から請求項9のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ステータがX字形状である、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ステータの前記X字形状は、各ステータアーム間で90度の向きを有する、請求項15に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ステータの前記X字形状は、ステータアーム間で交互に75度及び105度の向きを有する、請求項15に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ステータが複数の別個のステータ要素を含む、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記バネに係合し前記ロータケーシングと一体化されるカムをさらに具備し、
前記ロータの回転が、前記カムの回転を引き起こし、前記バルブ要素に対する前記バネの張力を調整するようになっており、
前記バネは、
支点と、
該支点に取り付けられ、前記カムに係合するように構成された第1アームと、
前記支点から延在し、前記バルブ要素に対して当接するように構成された自由端を有する片持ち支持されたアームと、
を含む、片持ちバネであり、
前記支点、前記第1アーム及び前記片持ち支持されたアームは、前記カムによって第1アームに加えられる第1圧力が、前記片持ちバネによって前記バルブ要素に加えられる第2圧力に変換されるようなてこ効果をもたらすように構成され、前記第2圧力が前記第1圧力より小さい、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。 - 前記ロータが、前記ロータ永久磁石要素のうちの対応する少なくとも1つのロータ永久磁石要素の上方に配置された少なくとも1つの基準磁石要素をさらに含む、請求項1から請求項9、請求項13及び請求項15から請求項19のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記少なくとも1つの基準磁石要素が、第1基準磁石要素、第2基準磁石要素、及び第3の基準磁石要素を含み、前記第1基準磁石要素が、前記ロータ永久磁石要素のうちの第1ロータ永久磁石要素の上方に配置され、前記第2基準磁石要素及び前記第3基準磁石要素が、前記第1ロータ永久磁石要素と半径方向に対向する第4ロータ永久磁石のいずれかの側に配置された対応する第2ロータ永久磁石要素及び第3ロータ永久磁石要素の上方に配置された、請求項20に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記第1基準磁石要素がN極を有し、前記第2基準磁石要素及び前記第3基準磁石要素がS極を有する、請求項21に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータ永久磁石要素のうちの少なくとも1つのロータ永久磁石要素が、該少なくとも1つのロータ永久磁石要素が少なくとも1つの基準磁石要素として作用するように構成されているような延長部を含む、請求項1から請求項9、請求項13及び請求項15から請求項19のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ロータが、第1基準磁石要素及び第2基準磁石要素をさらに含み、該第1基準磁石要素が前記ロータ永久磁石要素のうちの第1ロータ永久磁石要素の延長部であり、前記第2基準磁石要素が、前記第1ロータ永久磁石要素の反対側に配置された前記ロータ永久磁石要素のうちの第2基準磁石要素の延長部である、請求項1から請求項9、請求項13及び請求項15から請求項19のいずれかに記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記第1基準磁石要素がN極を有し、前記第2基準磁石要素がS極を有する、請求項24に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記少なくとも1つの基準磁石要素が第1基準磁石要素を含み、
当該シャントバルブアセンブリが、前記共通回転軸の周りに前記第1基準磁石要素とともに回転するように構成された第2リング状基準磁石要素をさらに具備する、請求項1に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。 - 前記第2リング状基準磁石要素は、前記第1基準磁石要素によって生成される第1磁場よりも強い第2磁場を生成する、請求項26に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記第2磁場が、当該外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリに近接して配置されたコンパス又はホールセンサによって検出されるのに十分な強度を有する、請求項27に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリであって、
外側が生理学的に適合性の材料で形成されたハウジングと、
該ハウジングの内部に配置された磁気動作可能なモータであって、ステータと、外部磁場によって誘導された該ステータの変化する磁極性に応答する前記ステータに対して回転するように構成されたロータであって、ロータケーシングと、該ロータケーシングの内部にリング状に配置され、交互の磁極を有するように配置された複数のロータ永久磁石要素と、を含み、前記ステータに対する前記ロータの回転が当該外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの選択された圧力設定を生成する、ロータと、を含む、磁気動作可能なモータと、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの外側との間に配置され、バルブシートにおいてロータケーシング端部で終了する入口ポートと、
バネと、
該バネによって前記バルブシートに対して付勢され、前記バルブシートとともに開口部を形成するバルブ要素と、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの前記外側との間に配置された出口ポートと、
を具備し、
前記入口ポートにおける流体の圧力が前記シャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を超えたときに前記開口部が開いて、流体を前記開口部を通して前記出口ポートに排出するように構成され、
当該シャントバルブアセンブリが、ロック位置及びロック解除位置を有する磁気動作式機械的ブレーキをさらに具備し、
前記モータは複数のモータ歯を含み、前記磁気動作式機械的ブレーキは、前記ロータの回転を防止するために、前記ロック位置において前記複数のモータ歯に係合するように構成される、外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。 - 前記磁気動作式機械的ブレーキが、共通回転軸の周りに配置されたブレーキシリンダと、該ブレーキシリンダに取り付けられたブレーキバネと、を含み、前記ブレーキシリンダが、少なくとも1つの基準磁石要素に連結され、前記磁気動作式機械的ブレーキを前記ロック位置から前記ロック解除位置に移行させるために、前記少なくとも1つの基準磁石要素に印加された外部磁場に応答して垂直に移動するように構成される、請求項29に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記ブレーキシリンダは、前記磁気動作式機械的ブレーキが前記ロック位置にあるときに、前記複数のモータ歯に係合するように構成された複数のブレーキシリンダ歯を含む、請求項30に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記複数のモータ歯が前記ロータケーシングの上側周面に配置され、前記ブレーキバネが、前記磁気動作式機械的ブレーキが前記ロック位置にあるときに、前記複数のモータ歯のうちの隣接するモータ歯の間に静止するように構成された少なくとも1つのアームを含む、請求項30に記載の外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 前記流体が脳脊髄液である、請求項1から請求項9、請求項13、請求項15から請求項19、請求項21、請求項22及び請求項25から請求項32のいずれかに記載の外科的埋め込み可能なシャントバルブアセンブリ。
- 外部にプログラム可能であって外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリを具備するシステムであって、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリが、
外側が生理学的適合材料で形成されたハウジングと、
該ハウジングの内部に配置された磁気動作可能なモータであって、
ステータと、
外部磁場によって誘導された該ステータの変化する磁極性に応答する前記ステータに対して回転するように構成されたロータであって、ロータケーシングと、該ロータケーシングの内部にリング状に配置され、交互の磁極を有するように配置された複数のロータ永久磁石要素と、を含むロータと、を含む磁気動作可能なモータと、を含み、
多数の前記ロータ永久磁石要素は、前記複数のロータ永久磁石要素のうちの半径方向に対向するロータ永久磁石要素が同一の磁極性を有するようになっており、
前記ステータに対する前記ロータの回転が当該外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの選択された圧力設定を生成し、
さらに、前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリが、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの外側との間に配置され、バルブシートにおいてロータケーシング端部で終了する入口ポートと、
バネと、
該バネによって前記バルブシートに対して付勢され、前記バルブシートとともに開口部を形成するバルブ要素と、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの前記外側との間に配置された出口ポートと、
を含み、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリは、前記入口ポートにおける流体の圧力が前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を超えたときに前記開口部が開いて、流体を前記開口部を通して前記出口ポートに排出するように構成され、
さらに、当該システムは、
前記ステータに対する前記ロータの前記回転を誘導するために前記外部磁場を発生させるように構成された磁石アセンブリを含む埋め込み不可能な送信機ヘッドと、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記圧力設定を前記選択された圧力設定に設定するために、前記送信機ヘッドに結合され、該送信機ヘッドに信号を供給して該送信機ヘッドを制御して前記外部磁場を生成する、ように構成された制御装置と、
を具備し、
前記磁石アセンブリは、回転可能な磁石ガイドと、該回転可能な磁石ガイドに取り付けられN極及びS極を有する径方向に磁化された磁石と、を含み、前記回転可能な磁石ガイドの回転は、前記埋め込み不可能送信機ヘッドが前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリに近接しているときに前記ステータの磁極の変化を引き起こす、システム。 - 前記制御装置は、前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を設定する、ユーザからの入力を受け取るように構成されたユーザインタフェースを含む、請求項34に記載のシステム。
- 前記磁石アセンブリが、前記外部磁場のパルスを生成するように構成された複数の電磁石を含む、請求項34に記載のシステム。
- 前記磁石アセンブリは、回転可能な磁石ガイドと、該回転可能な磁石ガイドに取り付けられた複数の永久磁石と、を含み、前記回転可能な磁石ガイドの回転は、前記埋め込み不可能な送信機ヘッドが前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリに近接しているときに前記ステータの磁極の変化を引き起こす、請求項34に記載のシステム。
- 前記磁石アセンブリ内の前記複数の永久磁石が、N極及びS極の2対の対向する永久磁石を含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記磁石アセンブリ内の前記複数の永久磁石が、N極及びS極の1対の対向する永久磁石を含む、請求項37に記載のシステム。
- 前記複数のロータ永久磁石要素が12個のロータ永久磁石要素を含む、請求項39に記載のシステム。
- 前記制御装置が、前記回転可能な磁石ガイドの回転を作動させるように構成されたステッパモータを含む、請求項40に記載のシステム。
- 前記制御装置は、前記回転可能な磁石ガイドを45度の増分で回転させるように前記ステッパモータに命令するように構成されている、請求項41に記載のシステム。
- 前記複数のロータ永久磁石要素が10個のロータ永久磁石要素を含む、請求項34に記載のシステム。
- 前記制御装置が、前記回転可能な磁石ガイドの回転を作動させるように構成されたステッパモータを含む、請求項43に記載のシステム。
- 前記制御装置は、前記回転可能な磁石ガイドを90度の増分で回転させるように前記ステッパモータに命令するように構成されている、請求項44に記載のシステム。
- 外部にプログラム可能であって外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリを具備するシステムであって、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリが、
外側が生理学的適合材料で形成されたハウジングと、
該ハウジングの内部に配置された磁気動作可能なモータであって、
ステータと、
外部磁場によって誘導された該ステータの変化する磁極性に応答する前記ステータに対して回転するように構成されたロータであって、ロータケーシングと、該ロータケーシングの内部にリング状に配置され、交互の磁極を有するように配置された複数のロータ永久磁石要素と、を含むロータと、を含む磁気動作可能なモータと、を含み、
多数の前記ロータ永久磁石要素は、前記複数のロータ永久磁石要素のうちの半径方向に対向するロータ永久磁石要素が同一の磁極性を有するようになっており、
前記ステータに対する前記ロータの回転が当該外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの選択された圧力設定を生成し、
さらに、前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリが、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの外側との間に配置され、バルブシートにおいてロータケーシング端部で終了する入口ポートと、
バネと、
該バネによって前記バルブシートに対して付勢され、前記バルブシートとともに開口部を形成するバルブ要素と、
前記ロータケーシングと前記ハウジングの前記外側との間に配置された出口ポートと、
を含み、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリは、前記入口ポートにおける流体の圧力が前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記選択された圧力設定を超えたときに前記開口部が開いて、流体を前記開口部を通して前記出口ポートに排出するように構成され、
さらに、当該システムは、
前記ステータに対する前記ロータの前記回転を誘導するために前記外部磁場を発生させるように構成された磁石アセンブリを含む埋め込み不可能な送信機ヘッドと、
前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記圧力設定を前記選択された圧力設定に設定するために、前記送信機ヘッドに結合され、該送信機ヘッドに信号を供給して該送信機ヘッドを制御して前記外部磁場を生成する、ように構成された制御装置と、
を具備し、
前記制御装置が、前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記圧力設定を示す前記ロータの位置を決定するように構成された検出器をさらに含む、システム。 - 前記外科的に埋め込み可能なシャントバルブアセンブリの前記圧力設定を示す前記ロータの位置を決定するように構成され、前記制御装置に通信可能に結合された磁気検出器をさらに具備する、請求項34に記載のシステム。
- 前記検出器がホールセンサである、請求項46に記載のシステム。
- 前記磁気検出器がホールセンサである、請求項47に記載のシステム。
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