KR20060083141A - 이식가능한 밴드용 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밴드의 유효 내부 둘레에서 변화에 영향을 미치게 하기 위해 조절가능하고 이식가능한 밴드에 기계적으로 결합된 변화가능한 내부 용적을 갖는 액추에이터에 관한 것이다. 상기 액추에이터는 상기 밴드에 직접 연결되거나, 또는 케이블을 통해 연결될 수 있다. 상기 액추에이터의 형상들은 일련의 폴드들, 리지들 및 벨로우즈를 포함한다. 다수의 액추에이터들은 단일 밴드와 조합하여 사용될 수 있다. 클러치 기구는 액추에이터들에 의해 작동되지 않을 때 상기 밴드를 적소에 유지하기 위해 포함될 수 있다. 액추에이터의 일 단부는 양방향 유동 장치에 직접 연결될 수 있다.

액추에이터, 양방향 유동 장치, 양방향 주입기, 벨로우즈, 어큐뮬레이터, 이식가능한 밴드

Description

이식가능한 밴드용 액추에이터{Actuator for an implantable band}

도 1은 위(stomach)의 상부 주위로 감싸진 위 밴드(gastric band)의 개략적인 주위도.

도 2는 액추에이터의 사시도.

도 3은 도 2의 액추에이터와 통합한 위 밴드의 평면도.

도 4는 도 3의 위 밴드의 측면도.

도 5는 이식가능한 양방향 주입기(bidirectional infuser)의 측면도.

도 6은 도 5의 양방향 주입기의 평면도.

도 7은 팽창된 상태의 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(bellows accumulator)에 부착된 브레이크 드럼으로부터 캘리퍼들(caliper)의 브레이크 암들을 분리하기 위해 압전식 스택(piezo-electric atack) 액추에이터들을 연장시킴에 의해 이완되는 드럼 브레이크 조립체를 도시하는 도 6의 7-7 라인에 따른 단면의 측면도.

도 8은 드럼 브레이크 조립체의 캘리퍼들과 압전식 스택 액추에이터들을 통한 도 7의 양방향 주입기의 8-8 라인에 따른 단면의 평면도.

도 9는 액추에이터의 다른 실시예를 도시하는 밴드의 다른 실시예의 평면도.

도 10은 도 9의 10-10 라인에 따른 단면의 측면도.

도 11은 최소 영역 형상을 도시하는 도 9의 밴드의 평면도.

도 12는 도 9의 밴드의 래칫(ratchet)과 폴(pawl)의 확대된 부분 측면도.

도 13은 액추에이터의 다른 실시예를 갖는 조절가능한 밴드의 다른 실시예의 평면도.

도 14는 양방향 주입기의 다른 실시예의 평면도.

도 15는 양방향 주입기의 다른 실시예의 부분 단면의 측면도.

도 16은 주입 포트의 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 위 밴드 20 : 액추에이터

22 : 리지들 24, 26 : 측벽

28, 30, 32, 34 : 외부 에지부 36, 202 : 내부 공동

38 : 유체 포트 48 : 연결 부재

64 : 주입기 66: 벨로우즈 어큐뮬레이터

76 : 내부 용적 78 : 격막

86 : 니플 88 : 유연한 도관

92 : 상부 쉘 96 : 리세스

98 : 카테터 홀 100 : 박막 배리어 인클로우져

102 : 하부 캐리어 106 : 림

112 : 추진제 공동 116 : 드럼 브레이크 조립체

118, 120 : 브레이크 캘리퍼들 124 : 조정 스크류

142, 144 : 압전식 스택 액추에이터 154, 156 : 열적 소자

160 : 폴 162 : 래칫 부재

164 : 횡 피봇 188 : 슈라우드

190 : 풍선 204 : 양방향 주입기

210 : 내부 용적 214 : 구동 케이블 조립체

본 발명은 일반적으로 작동 장치들에 관한 것으로, 보다 자세히는 이식가능한 압축 부재와 함께 사용하는 액추에이터들(actuator)에 관한 것이다. 본 발명은 위 밴드들(gastric band)과 같이 해부학적 통로를 감싸기 위해 외과적으로 이식가능한 밴드들과 관련되나, 이에 제한되지는 않는다.

1980년대 초부터, 조절가능한 위 밴드들은 병적인 비만을 위한 위 바이패스(bypass) 및 다른 비가역적 외과적 체중 감소 치료들에 효과적인 대안을 제공해왔다. 상기 위 밴드는 환자의 위의 상부 주위를 감싸고, 위의 상부로부터 하부까지 음식물의 통과를 제한하는 기공(stoma)을 형성한다. 상기 기공이 적합한 크기이면, 위의 상부에 유지된 음식물은 과식을 단념하게 하는 포만감을 제공한다. 그러나, 초기의 조절불량 또는 위 내에서 시간에 따른 변화는 상기 위 밴드의 조절을 보장하는 부적합한 크기의 기공에 이를 수 있다. 그 밖에, 환자는 상기 기공이 음식물을 합리적으로 통과시키기에 너무 작을 때에 구토 발작들과 불편함으로 고통받 을 수 있다. 반면에, 상기 기공은 너무 클 수 있고 따라서 위의 상부로부터 음식물의 이동을 늦추는 것을 실패할 수 있으며, 상기 위 밴드의 목적을 완전히 좌절시킨다.

이식가능한 밴드는 오리피스(orifice) 또는 기관(organ)의 크기를 확립 및/또는 변화하는데 바람직한 환자 신체 내의 어떤 수의 적용들에도 활용될 수 있다. 본 명세서와 청구항들에 사용된 바와 같이, 이식가능한 밴드는 기관, 또는 위 또는 루멘(lumen)과 같은 오리피스 또는 해부학적 통로의 크기를 변화시킬 수 있는 위치에 이식될 수 있는 밴드이다.

본 출원에 따르면, 몇몇 종래 기술의 밴드들은 유체를 보유할 수 있는 확장가능한 섹션을 포함하는 유연한, 실질적으로는 확장할 수 없는 밴드의 형태를 취한다. 중공 탄성 중합체 풍선(balloon)과 같은 연장가능한 섹션은 그 내에 포함된 유체의 용적에 의존하여 통상적으로 확장 또는 수축할 수 있다.

양방향 유동 제어는 밴드에 의해 형성된 기공의 크기를 증가 또는 감소시키는데 요구된다. 이식가능한 밴드에 의해 형성되는 기공의 크기의 변화에 영향을 미치는 식염수의 부가 또는 제거는 예를 들어, 2004년 5월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/857,315호의 원격 제어식 위 밴드로 사용하기 위한 열역학적으로 구동되는 가역적 주입기 펌프, 2004년 5월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/857,762호의 조절가능한 위 밴드를 액압적으로 제어하기 위한 압전식 구동 벨로우즈 주입기, 2004년 5월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/857,763호의 조절가능한 위 밴드를 액압적으로 제어하기 위한 용적 제동을 갖는 양방향 주입기 펌 프, 2004년 5월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제10/856,971호의 조절가능한 위 밴드의 액압식 제어를 위한 금속 벨로우즈 위치 피드백에 개시된 것과 같은 예를 들어 피하주사적으로 이식된 유체 주입 포트 또는 양방향 주입기 펌프와 같은 이식된 양방향 유동 장치의 사용에 의해 달성될 수 있고, 이들 참조문헌 모두는 본 명세서에서 참조로 인용했다.

본 명세서에 통합되고 일부를 구성하는 첨부된 도면들은 본 발명의 실시예들을 도시하고, 본 발명의 일반적인 설명 및 하기 실시예들의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 것을 도울 것이다.

참고문헌는 그의 일 예가 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 현재 적합한 실시예에 대해 상세화 될 것이다.

하기 설명에서, 몇몇 도면들을 통해 동일한 도면 부호는 동일한 또는 상응하는 부품들을 지시한다. 또한, 하기 설명에서, 전방, 후방, 내측부, 외측부, 등의 용어들은 편의상의 단어들이고 제한하는 용어들로 해석되어서는 안된다는 것을 이해해 한다. 본 특허에서 사용된 용어는 본 명세서에서 서술된 장치들 또는 그 일부들이 다른 배향들로 부착되거나 사용될 수 있는 한 제한하는 것을 의미하지 않는다. 도면들에 대해 보다 상세히 언급하며, 본 발명은 이제 설명될 것이다.

도 1을 참조하면, 조절가능한 위 밴드(10)는 환자들 위(16)의 상부(12)와 하부(14) 사이에 조절가능한 기공(stoma)을 형성한다. 밴드(10)는 그 두 단부들을 함께 부착시킴에 의해 적소에 유지되고 위(16)의 일부(18)를 봉합함에 의해 위(16) 의 일부(18)를 조절가능한 위 밴드(10) 위로 연장시킨다. 상기 기공은 밴드(10)의 유효 내부 둘레(그 형상이 필수적으로 원형이 아님에도 또한 내경으로 언급될 수 있음)의 변화에 의해 조절될 수 있다. 액추에이터는 내부 둘레를 변화시키기 위해 밴드(10)와 연합된다. 작동(actuating) 장치는 상기 밴드 자체와 통합되거나 그 외부에 위치될 수 있다.

도 2는 상기 내부 둘레를 변화시키기 위해 밴드(10)와 함께 사용될 수 있는 액추에이터의 일 실시예를 도시한다. 액추에이터(20)는 폭의 비율에 대한 어떤 적합한 길이라도 특정한 필요성에 기초하여 사용될 수 있지만, 연장된 부재로 도시된다. 액추에이터(20)는 상기 기공의 크기를 변화하기 위해 적응된 형상의 변화와 함께 내부 용적의 증가에 반응하여 형상을 변화하도록 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액추에이터(20)는 이격된 리지들(ridge)(22)을 액추에이터(20)의 상하 측면들 상에 형성시키는 일련의 폴드들(fold)을 갖는 파형(corrugated) 부재로 도시된다. 상기 리지들 및 폴드들이 평행하고, 평탄하게 형성되고 이격되었지만, 이들은 필수적이지 않다.

액추에이터(20)는 어떤 적합한 방법에 의해 외부 에지부들(28, 30, 32 및 34)을 따라 상호 밀봉된 제 1 및 제 2 측벽들(24, 26)을 포함하고, 그에 의해 내부 공동(36)을 한정한다. 예를 들어, 외부 에지부들(28, 30, 32 및 34)은 레이저 또는 전자 빔으로 접합될 수 있다. 어떤 적합한 액추에이터(20)는 내부 공동(36)과 유체로 연통하는 유체 포트(38)를 포함한다.

측벽들(24, 26)은 CP2 Ti와 같이 내부 공동(36) 내의 용적의 변화에 반응하 여 액추에이터(20)의 형상을 변경하기 위해 충분한 탄성, 강도 및 피로 저항성을 갖는 어떤 적합한 생체적합성 재료로 제조된다. 부가적으로, 측벽들(24, 26)은 MRI에 안전한 재료로 제조될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 실시예에서, 측벽들(24, 26)은 약 0.0254mm에서 0.127mm(약0.001인치에서 0.005 인치)의 두께를 갖는 티타늄으로 제조될 수 있다. 리지들(22)은 포함된 각(40)의 꼭지점을 포함하고, 작동 중에 재료 내에 응력 집중을 최소화하기 위해 회전될 수 있다. 비작동 상태에서, 액추에이터(20)는 스프링과 유사하게 보통 압축되고, 포함된 각들(40)은 약 30°또는 더 작게 될 수 있다. 충분히 작동된 때에, 포함된 각들(40)은 약 80°로 연장될 수 있고 그에 의해 그 최초 길이의 100% 이상의 변형율 차이를 발생시킨다. 액추에이터(20)는 내부 유체가 제거될 때에 그 보통의 압축된 상태로 수축하도록 형성된다.

도시된 실시예에서, 액추에이터(20)는 2 psi의 제 2 연동 압력을 극복하기에 충분한, 폭 0.5인치와 높이 0.25인치의(비작동 상태에서) 액추에이터에 적어도 1.5 lbf의 종 방향 작동력을 공급하는 적어도 약 20 psig 까지 내압을 취급하도록 형성된다.

도 3 및 도 4는 위 또는 루멘(lumen)과 같은 해부학적 통로를 통한 음식물 또는 체액들과 같은 유동을 차단하는 위치에 이식될 수 있는 조절가능한 밴드(42)를 도시한다. 특히, 본 발명의 기술들이 위 밴드들로 제한되지 않는다고 이해해야 하나, 밴드(42)는 위 주위에 배치된 위 밴드로 도시된다. 밴드(42)는 단부(46)에 내부 밴드면(50)을, 단부(44)에 인접한 외부 밴드면(52)을 갖고, 연결 부재(48)에 의해 상호 고정된 제 1 및 제 2 대향 단부들(44, 46)을 갖는다. 스트랩(strap)으로 도시되었으나 어떤 적합한 형상이라도 가능한 연결 부재(48)는 어떤 적합한 수단에 의해 단부들(44, 46)에 고정된다. 적어도 하나의 단부(44 또는 46)는 밴드(42)를 이식하기 전에 연결 부재(48)에 연결되어 있지 않아야 한다. 단부들(44, 46)이 겹쳐졌지만, 어떤 적합한 연결 형상이라도 사용될 수 있다. 예를 들어, 단부들(44, 46)은 그 사이로 연장하는 연결 부재를 갖고 상호 직접 접촉하지 않을 수 있다. 부가적으로, 예를 들어, 각 단부(44, 46)의 내부 밴드면(50)은 상호 인접하게 배치될 수 있고, 둘러쌓인 중심 영역으로부터 외부로 연장한다.

도시된 실시예에서, 밴드(42)는 내부 측벽(54), 외부 측벽(56), 및 내부 공동(60)을 한정하는 횡방향 측벽들(58)을 포함한다. 액추에이터(20)는 그로부터 연장하는 적어도 유체 포트(38)를 갖고 내부 공동(60) 내에 배치된다. 밴드(42)는 작동 중에 내부 공동(60) 내에서 액추에이터(20)를 유지하도록 형성된다. 그렇게 하기 위해, 도시된 실시예에서, 단부(34)에 인접한 액추에이터(20)의 일부는 어떤 적합한 방법으로 단부(46)에 인접한 내부 공동(60) 내에 고정될 수 있다. 단부(32)에 인접한 액추에이터(20)의 일부는 단부(44)에 인접한 내부 공동(60) 내에 고정될 수 있다.

밴드(42)는 액추에이터(20)의 활성화 및 비활성화를 수용할 수 있는 충분한 강도, 탄성 및 피로 저항성을 갖는 어떤 적합한 생체적합성 재료로부터 제조될 수 있다. 도시된 실시예에서, 밴드(42)는 액추에이터(20)가 인접한 조직에 불편함을 유발하는 것을 방지하는 부드럽고 유연한 실리콘 재료로 제조된다.

사용상, 밴드(42)는 먼저 위 주위의 적당한 위치에 외과적으로 배치되고, 그 후 연결 부재(48)는 어떤 적합한 방법으로 단부들(44, 46) 중의 자유로운 하나에 고정된다. 단부들(44, 46)이 연결됨에 의해, 밴드(42)는 도 3에 도시된 바와 같이 그 단면 영역이 액추에이터(20)의 길이에 의존하는 영역(62)을 둘러싼다. 단부(44)는 필수적이지는 않으나 내부 밴드면(50)으로 매끄럽게 어울리기 위해 점점 가늘어지게 종결될 수 있다.

도 3에서, 액추에이터(20)는 그 최소 길이를 갖고, 그 비작동 상태에 있는 것으로 도시되어 영역(62)이 최소로 된다. 영역(62)의 크기는 내부 밴드면(50)에 의해 한정되는 둘레의 길이를 증가시킴에 의해 증가될 수 있다. 이는 유체를 유체 포트(38)를 통해 도입함에 의해 내부 공동(36)을 가압하여 포함된 각들(40)을 증가시키고 그에 의해 액추에이터(20)의 길이를 증가시킴에 의해 달성될 수 있다. 단부들(44, 46)이 함께 연결됨에 의해, 그들 사이의 밴드(42)의 길이는 액추에이터(20)가 외부 측벽(56)에 대해 외부로 압박하기 때문에 증가해야 한다. 길이의 증가는 내부 밴드면(50)에 의해 한정되는 상기 둘레를 증가시키고, 따라서 영역(62)의 크기를 증가시킨다. 영역(62)의 원하는 크기가 달성되면, 유체 포트(38)를 통한 유체의 유동은 중단되고 압력은 유지되며, 액추에이터(20) 및 밴드(42)는 고정된 위치를 유지한다.

액추에이터(20)의 작동 상태는 영역(62)의 최대 크기를 명령한다. 압력의 이완 시에, 액추에이터(20)는 기공의 크기를 줄일 충분한 힘을 갖고 위에 대해 내부 측벽(54)을 압박하는 최소 길이를 갖는 그 비작동 상태로 복귀하도록 형성된다.

밴드(42)는 어떤 적합한 구성을 이용하여 액추에이터(20)와 협력하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(20)는 내부 공동(60)의 필요성을 제거하여 밴드 내에 함께 제조될 수 있다. 액추에이터(20)는 도시된 바와 같이(유체 포트를 제외하고) 밴드 내부에 완전히 배치될 수 있고, 또는 만약 주위의 조직이 손상되지 않는다면 상기 밴드의 부분적으로 외부에 있을 수 있다.

밴드(42)는 액추에이터(20)의 길이의 증가가 영역(62)을 충전하도록 내부 밴드면(50)을 따라 활주하게 종 방향으로 연장하게 단부(44)만을 형성할 수 있다. 그러한 형상에서, 외부 측벽(56)은 단부(44)의 연장을 발생시키기 위해 밴드(42)를 방사상으로 제한하도록 단부들(44, 46) 사이의 종 방향 연장에 충분히 저항해야하고, 단부(44)는 연결 부재(48)의 위치를 지난 필요한 거리를 연장시키기 위해 충분한 탄성을 가져야 한다. 그와 같은 형상의 작동은 외과수술 후 밴드(42) 주위의 연결 조직의 성장 즉, 밴드(42)의 채널링(channeling)에 의해 도움을 받을 수 있다.

따라서, 밴드(42)는 단독으로 또는 주위 조직과 협력으로 어떤 적합한 형상을 가질 수 있고, 상기 기공의 크기를 변화시키기 위해 액추에이터(20)의 작동에 반응하여 형상을 변화시킨다. 도시된 액추에이터(20)의 형상이 그 종 방향 길이의 증가를 제공하지만, 액추에이터(20)는 기능상 원하는 크기 제어를 가져오는 다른 차원들로 증가하도록 형성될 수 있다.

액추에이터(20)는 원하는 기공 크기를 제공하기 위해 제어가능한 방법으로 충전된 그 내부 공동을 갖도록 적합하게 형성된다. 이는 원하는 크기를 달성하고 유지하기 위해 양방향으로 제어될 수 있는 어떤 적합한 유체 소스 압력과 연결될 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 액추에이터(20)는 식염수와 같은 유체로 충전될 수 있고, 유체 포트(38)는 모두 피하에 이식될 수 있는 주입 포트 또는 펌프와 같은 양방향 유동 장치(fluid device)와 연결된 유연한 도관에 의해 연결될 수 있다. 주입 포트를 갖고, 액추에이터(20) 내의 유체의 용적은 피부를 통해 상기 주입 포트의 실리콘 격막(septum)으로 휴버(Huber) 팁 바늘을 삽입함에 의해 제어될 수 있다. 상기 바늘이 제거된 경우, 상기 격막은 상기 격막에 의해 발생된 압축 로드(load)에 의해 구멍을 밀봉한다.

도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 액추에이터(20)와 사용될 수 있는 이식가능한 양방향 주입기(64)가 도시된다. 주입기(64)는 주입기(64)가 테이블 상에 배치될 때에 통상적으로 배향되는 바와 같이, 상기 환자의 피부에 대해 통상적으로 외부로 배향된 도면들에 도시된 배향에 대해 명료하게 기술된 둥글게된 마름모형이다.

주입 장치(64)는 그 종 방향 축을 따라 연장되고 압축될 수 있는 티타늄 금속 벨로우즈(68)로 형성된 벨로우즈 어큐뮬레이터(66) 내의 유체의 변화가능한 양을 유지함에 의해 양방향 액압식 제어를 제공한다. 티타늄으로 또한 형성된 벨로우즈 하부 플레이트(70)는 벨로우즈 덱 플레이트(74)에 의해 사실상 밀봉된 상부 개구(72)를 갖고 벨로우즈(68)의 하부 개구를 폐쇄한다. 주입 장치와 그 부품들은 연성이 있는 비투과성 재료 및 MRI에 안전한 재료를 포함한 어떤 적합한 생체적합성 재료로도 제조될 수 있다.

벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 선택가능한 내부 용적(76)과 연결된 유체는 격막(78)에 의해 제공되고, 상부 개구(72)를 한정하고 벨로우즈 덱 플레이트(74)에 형성된 중심 스파우트(80)에 의해 제공된다. 격막(78)은 실리콘 재료 또는 다른 생체적합성 재료로 제조될 수 있고 스파우트(80) 내에 상부 개구(72)와 평행한 원형 수평 단면과 스파우트(80)의 종축과 교차하여 사다리꼴 단면을 갖는 격막 리세스(84) 내로 압입(press fit)될 수 있는 중합체 격막 실(seal)(82)에 의해 보통 폐쇄된다. 격막(78)은 예비 성능으로 또는 최초 설치 중에 유체를 부가하거나 제거하기 위해 선택가능한 내부 용적(76)으로 주사기의 삽입을 허용한다.

벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 내부 용적(76)은 덱 플레이트(74)에 형성된 액세스 포트(도시 생략)를 통해 니플(nipple)(86)과 유체로 연결되고, 유연한 도관(88)을 통해 유체 포트(38)와 유체로 연결되도록 배치된다.

PEEK 또는 폴리설폰(polysulfone)과 같은 생체적합성 플라스틱으로 형성된 외부 케이스(90)는 퓨징(fusing), 접착 또는 간섭 체결(interference locking)과 같은 어떤 적합한 방법으로 상호 부착된 하부 쉘(shell)(94)과 정합하는 상부 쉘(92)을 포함한다. 상부 쉘(92)에 형성된 접선방향으로 향한 리세스(96)는 이를 통해 니플(86)이 관통하고 이에 대해 밀봉된 카테터 홀(catheter hole)(98)을 포함한다.

박막 배리어(barrier) 쉘(100)의 하부 반부는 상기 외부 케이스(90)의 하부 쉘(94)의 내면과 정합하고 허매틱 밀봉(hermetic seal)을 제공하는 티타늄과 같은 재료로 형성된다. 상기 하부 반부의 내부에서, 수지(resin) 또는 중합체(polymer) 로 형성된 하부 캐리어(102)는 작동 부품들을 배치하고 외부 케이스(90)로부터 열적 고립을 제공하기 위해 박막 배리어 쉘(100)의 하부 반부의 내면에 정합한다. 하부 캐리어(102)의 림(rim)(104)은 하부 쉘(94)의 림(106)과 박막 배리어 인클로우져(100)의 하부 반부의 상부 원주의 다소 아래에 이격된다.

상기 박막 배리어 인클로우져(100)의 상부 반부는 상부 쉘(92)의 내면에 정합하고, 허메틱 밀봉을 제공하는 티타늄과 같은 재료로 또한 형성되고 상기 박막 배리어 인클로우져(100)의 상기 하부 반부의 내부로 그에 약간 오버랩되게 연장하고 함께 용접되거나 또는 다른 방법으로 부착(예를 들어, 접착, 퓨징)될 수 있다. 그 내부에서 박막 배리어 인클로우져(100)의 상부 및 하부 반부들의 오버랩하는 부분인 티타늄-링(108)은 하부 캐리어(102)의 림(104) 상에 놓이고 박막 배리어 쉘(100)의 상기 상부 반부의 내면에 정합하는 상부 캐리어(110)에 의해 압축된다.

외부 케이스(90) 내에서, 추진제 공동(propellant cavity)(112)은 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 외부와 상부 및 하부 캐리어들(110, 102)과 티타늄 링(108)의 내부로 한정된다. 상기 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)가 연장함에 따라, 추진제 공동(112)의 용적은 감소한다. 추진제 공동(112)은 -4 psig의 일정한 게이지 압력을 제공하는 VERTREL CF와 같은 약 37 ℃의 체온에서 액상 및 기상(또는 포화 상태) 모두를 갖는 추진제를 내포한다. 따라서, 필수적으로 중립의 게이지 압력을 발휘하는 추진제를 찾는 것보다, 상기 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66) 상에 편향된 음의 게이지 압력을 가하는 추진제는 열을 가함에 의해 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 열역학적으로 구동시키는 것을 허용한다. 따라서, 체온에서 보통 음의 게 이지의 상기 추진제의 압력은 상기 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터를 연장하고 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 수축시키기 위해 사용되는 경피성(transcutaneous) 에너지 이송(TET)과 같은 것에 의해 가열하는데 이용될 수 있다. TET 가열은 이식물(implant)의 금속 부품들에 열로 흩어지는 와전류(eddy current)를 유도함에 의해 달성된다. 몇몇 적용들에서, 그와 같은 압력 편향은 연장된 상태에서 실패하고 부착된 밴드에서 압력을 방출하는 어큐뮬레이터의 페일-세이프(fail-safe) 상태를 제공한다.

대향 방향으로 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 이동에 의해, 붕괴 벨로우즈(collapsing bellows)(68)는 추진제에 열을 가함에 의해 달성되고, 그에 의해 추진제 공동(112)의 압력을 증가시켜 추진제가 액상으로부터 기상으로 이동하게 된다. 이러한 열은 저장된 배터리 충전, 제어되는 발열 반응 등으로부터와 같은 다양한 수단에 의해 발생될 수 있다. 예증적인 설명으로, 이러한 열역학적 가열은 유도 위치 감지 코일로 또한 역할하고 상기 벨로우즈 하부 플레이트(70)에 대향하는 상기 하부 캐리어(102)에 부착된 디스크형 박막 필름이 에칭된 호일 히터 소자(114)와 같은 열 유속 소자에 의해 제공된다. 열적 절연(thermal isolation) 및 방열(thermal sink)은 외부 케이스(90)에 의해 제공되고, 박막 배리어 인클로우져(100), 및 상부 및 하부 캐리어들(110, 102)은 불편함과 조직 손상을 유발하는 주입기(64)의 외부온도를 현저하게 상승시키지 않고 상기 추진제를 효과적으로 가열하는 것을 허용한다. 몇몇 적용들에서, 동일하거나 다른 성질의 하나 이상의 열 유속 소자가 사용될 수 있다.

벨로우즈 어큐뮬레이터를 열역학적으로 작동시키기 위해 상기 추진제를 가열하는 대안으로, 열 유속 소자(114)는 펠티어 효과(Peltier Effect)에 기초한 고상 열 펌프인 열전(thermoelectric) 냉각기를 대신에 포함할 수 있다. 따라서, 추진제는 체온에서 양의 게이지의 압력을 발휘하도록 선택되고, 따라서 열적 소자(114)는 벨로우즈 어큐뮬레이터(70)를 확장하도록 음의 게이지 압력을 발생시키기 위해 상기 추진제를 냉각시키는데 사용된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 열적 소자(114)는 전류의 유동 방향에 의존한 열전 냉각기들에 통상적인 바와 같이 가열과 냉각 모두가 가능할 수 있다. 따라서, 추진제 내에서 더 넓은 온도 범위를 달성할 수 있음에 의해 심지어 더 큰 용적 감소가 주입기(64) 내에서 달성될 수 있고, 따라서 벨로우즈 어큐뮬레이터(70)에 더 큰 차이의 압력 범위가 달성될 수 있다.

열역학적 작동은 유체가 상기 유체 어큐뮬레이터(66)에 출입하는 것을 방지하는 유체 차단 밸브와 같은 다양한 형태들의 상기 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 제동 장치들과 결합하여 이용될 수 있다. 특히, 열역학적 작동은 임상의와 환자가 불편하지 않도록 비교적 빨리 발생하는 것이 바람직하나, 바람직한 용적을 초과하는 것을 막도록 제동하는 것이 바람직하다. 더욱이, 제동은 상기 위 밴드(30) 상의 압축력 또는 체온의 변화 또는 오프셋 정상 상태의 게이지 압력에 기인한 것과 같이 조정들 사이의 유체 용적의 변화를 방지한다.

도 5 내지 도 8에 도시된 전형적인 주입기(64)의 실시예에서, 압전식으로 방출된 드럼 브레이크 조립체(116)는 효과적인 조정과 함께 장기간의 용적 안정도를 제공한다. 더욱이, 압전식 작동은 발생할 수 있는 자기 공명 상(magnatic resonance imaging)에 노출될 때의 사용에 유리할 수 있는 바와 같이 강한 외부 자기장으로부터 실질적으로 면역되는데 적합하다. 도 7 및 도 8에서, 드럼 브레이크 조립체(116)의 부품들은 조정 스크류(124)와 다른 캘리퍼로부터 조정 스크류(124)를 수용하도록 형성된 스크류 수용체들(126)을 갖는 반원형 밴드(122)를 각각 포함하는 한 쌍의 브레이크 캘리퍼들(118, 120)를 포함하도록 도시된다. 각 캘리퍼(118, 120) 상의 한 쌍의 로커(rocker) 암들(134, 136)은 안쪽으로 돌출되고 각각 압전식 스택 액추에이터(142, 144)를 수용하도록 이격된다. 상기 조립된 캘리퍼들(118, 120)은 상기 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 둘러싼 상기 하부 캐리어(102) 상에 놓인다. 특히, 원통형 브레이크 드럼(132)은 벨로우즈(68)의 하부 주위의 그 종 방향 길이를 갖고 벨로우즈 하부 플레이트(70) 주위로 원주형으로 부착된다. 이러한 종 방향 길이는 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 벨로우즈(68)가 브레이크 드럼(132)이 상부 캐리어(110)와 접촉하기 전에 완전히 붕괴되는 것이 허용되도록 선택된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 로커 암들(134, 136)은 브레이크 드럼(132)과 연결로 및 연결로부터 다소 수평방향의 편향을 허용하도록 하방의 하부 캐리어(102)와 상방의 회로 보드(138)로부터 이격된다. 특히, 하부 캐리어(102)에 통합된 원거리 포스트들(140)은 회로 보드(138)와 로커 암들(134, 136)에 인접한 하부 캐리어(102)의 일부를 지지하고 접촉을 피하기 위해 다소 오목하게 된다. 각 스크류들(124) 및 캘리퍼들(118, 120)의 스크류 수용체들(126)은 하부 캐리어(102)로부터 상방으로 연장하는 두 쌍의 파티션들(128, 130)에 의해 상호 연결되도록 유 지된다. 브레이크 드럼(132)의 종 방향 길이와 높이 및 로커 암들(134, 136)의 위치설정은 브레이크 드럼(132)이 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 용적의 범위를 통해 로커 암들(134, 136)에 연결 표면을 제공하도록 선택된다.

사용상, 양방향 주입기(64)는 그 액압식 제어를 위해 선택적으로 이 유체를 제공하거나 또는 액추에이터(20)로부터 회수하기 위한 유연한 도관(88)의 다른 단부에 부착된다. 특히, 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)는 그 벨로우즈(68)가 외부 케이스(90)의 내부로 붕괴되는 정도에 기초한 최초 용적을 갖는다. 이 용적은 상기 브레이크 드럼(132)을 연결하기 위해 로커 암(134, 136)을 각각 내부로 제공하는 캘리퍼들(118, 120)을 포함하는 드럼 브레이크 조립체(116)에 의해 유지된다. 용적을 조절하기 위해, TET 전력과 원격 측정(telemetry) 명령들은 1차 코일로부터 주입기(64)로 전송된다. 상기 1차 코일은 모두 환자 외부에서 프로그램에 의해 제어된다. 회로 보드(138)는 한 쌍의 로커 암들(134, 136) 각각 사이에 각각 배치된 두 압전식 스택 액추에이터들(142, 144)에 의해 수용된 전력 및 지시들에 반응한다. 길이로 약간의 성장은 로커 암들의 쌍(134, 136)을 전개시키고, 브레이크 드럼(132)을 분리시킨다. 회로 보드(138)는 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)의 용적을 위치 감지 코일(114)을 통해서 감시하고, 원하는 용적이 도달될 때 압전식 스택 액추에이터들(142, 144)을 작동정지시킨다. 압축불가한 유체를 사용하며, 따라서 감지 코일(114)은 액추에이터(20)의 길이와 부수적으로 기공 개구의 크기를 지시하는데 사용될 수 있다.

상기 추진제가 체온에서 그리고 용적 충전의 원하는 방향에서 금속 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 양으로 또는 음으로 편향하는지에 의존하여, 회로 보드(138)는 외부 케이스(90) 내부의 하부 캐리어(102)에 부착된 열적 소자(114)를 작동시킴에 의해 추진제 공동(136) 내의 추진제의 온도를 조절한다. 이러한 열적 가열은 TET 와류 가열을 통해 및/또는 가열 소자(114)를 이용하여 달성될 수 있다. 음으로 편향된 추진제에 대해서, 박막 필름 히터(예를 들어, 유도적, 저항적, 펠티어 효과)는 따라서 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 붕괴시키도록 압력을 증가하고, 그 역은 상기 추진제가 체온으로 냉각된 후 드럼 브레이크 조립체(132)를 단지 풀어줌에 의해 달성된다. 대안적으로, 체온에서 양으로 편향된 추진제에 대해서, 열전 냉각기(예를 들어, 펠티어 효과)는 벨로우즈 어큐뮬레이터(66)를 연장하도록 작동되고, 그 역은 상기 추진제가 체온으로 가열된 후 드럼 브레이크 조립체(132)를 단지 풀어줌에 의해 달성된다. 방열기와 양방향 주입 장치의 단열성에 의한 환자로부터 상기 추진제와 열 유속 소자(114)의 열적 절연은 바람직한 적은 양을 여전히 제공하나 불편함과 조직 손상을 회피한다.

내부 공동(36)은 비교적 작고, 단지 적은 양의 압축불가한 유체만이 액추에이터(20)를 그 최대 길이로 작동시키는데 필요하다. 예를 들어, 본 명세서에 도시된 바와 같은 액추에이터(20)는 최장으로 연장되는데 단지 0.5mL의 액체만이 필요할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술에 따라 구성된 액추에이터는 통상적인 실리콘 풍선형 밴드들을 작동시키는데 종래에 요구되는 것보다 원하는 개구 크기를 달성하기 위해 현저히 더 적은 유체가 필요하다. 필요한 유체의 용적을 줄이는 것은 유체를 구동시키기 위한 양방향 유동 장치의 크기와 무게가 현저히 감소되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 보다 소형의, 경량 밴드가 만들어질 수 있다. 부가적으로, 본 명세서에서 서술된 실시예들은 이식되는 조립체가 MRI에 안전하게 할 수 있는 비강자성 재료들로부터 전적으로 형성될 수 있다.

도 9, 도 10, 도 11 및 도 12는 조절가능한 밴드의 다른 실시예에 관련하여 액추에이터의 다른 실시예를 도시한다. 밴드(148)는 각각 유체 포트가 없고, 각 액추에이터(150, 152)의 내부 공동이 유체 포트 없이 완전히 밀봉된 것을 제외하고, 액추에이터(20)와 유사하게 형성된 액추에이터들(150, 152)을 포함한다. 액추에이터들(150, 152)이 상호 동일하기 때문에, 액추에이터(150)만이 설명될 것이다. 액추에이터(150)는 그 내부 공동 내에서 압력의 증가에 의해 작동된다. 그러나 유체 압력의 외부 소스에 의존하는 대신에, 액추에이터(150)는 추진제와 같은 두 상(phase)의 매질로 채워진다. 예를 들어, Vertrel CF가 사용될 수 있다. 따라서, 주입 포트 및 양방향 주입기가 필요하지 않다.

상 변화와 추진제의 확장을 가져오기 위해, 열적 소자(154)(액추에이터(152)를 위해서는 (156))가 액추에이터(150)에 인접하게 배치된다. 도시된 실시예에서, 열적 소자(154)는 액추에이터(150)의 표면에 부착되는 박막 필름 캡톤(Kapton) 히터이다. 와이어들(도시 생략)은 소자(154)에 전기 신호를 선택적으로 적용하기 위해 소자(154)로부터 제어기(도시 생략)로 연장한다. 도시된 실시예에서, 활성화될 때, 소자(154)는 액추에이터(150)의 내부 공동 내에서 상기 두 상의 매질을 가열하기에 충분한 열을 공급하고, 상기 매질이 상을 액체에서 기체로 변화하기 시작하게 하고, 따라서 액추에이터(150) 내의 압력을 증가시킨다. 액추에이터(150)는 상기 기공 크기의 변화에 적응하는 형상의 변화와 함께 내압에서 이러한 증가에 대응하여 형상을 변화하도록 형성된다.

도시된 실시예에서, 액추에이터(150)는 압력의 증가에 대응하여 연장한다. 제어기는 그 길이를 결정하기 위해 액추에이터(150)의 전기용량의 변화를 측정할 수 있다. 액추에이터(150)의 자체 전기용량은 그가 연장함에 따라 변화할 것이다. 전기용량의 변화는 LC 회로에 액추에이터(150)를 통합함에 의해 검출될 수 있고 회로 내의 AC 신호의 주파수 변화들은 확장량을 검출하기 위해 기준 주파수에 비교될 수 있다. 상술된 바와 같이, 벨로우즈의 위치를 감시하는 대신에 액추에이터(20)의 확장은 동일한 방법으로 감시될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 예를 들어, 액추에이터(20)가 주입 포트에 의해 작동될 때와 같은 경우이다. 부가적으로, 액추에이터(150)와 같은 자급형 액추에이터는 상술된 밴드(42)와 같은 어떤 적합한 밴드 형상과 관련하여 사용될 수 있다.

도 9 내지 도 12에 도시된 밴드(148)의 실시예는 액추에이터(150 또는 152)에 의해 영향받지 않는 한 밴드(148)를 특정 크기로 유지하도록 형성된 클러치 기구를 포함한다. 어떤 적합한 클러치 기구가 사용될 수 있을지라도, 도 9 내지 도 12는 래칫 부재(162)와 맞물린 폴(160)을 도시한다. 폴(160)은 폴을 상부(166) 및 하부(168)로 분리하는 횡피봇(164) 주위로 선회가능하게 지지된다. 하부(168)는 래칫 부재(162)의 노치들(172)과 맞물리기 위해 보완적으로 형성된 각(170)으로 종결된다. 액추에이터(150, 152)의 제 1 단부들(150a, 152a)은 어떤 적합한 방법으로 상부(166)의 각 측면들에 부착된다. 대안적으로, 액추에이터들(150, 152)은 두 분리된 내부 공동들을 갖고, 두 내부 공동들 사이에 부분적으로 형성된 폴(160)을 갖는 단일 부재로 형성될 수 있다.

도면들에 스프링들(174, 176)로 도시된 탄성 부재들의 제 1 단부들은 원위 단부(160a)에 인접한 폴(160)에 부착된다. 스프링들(174, 176)의 제 2 단부들은 밴드(148)의 제 1 부분(148a)을 포함하고 액추에이터들(150, 152)을 덮고 내포하는 슈라우드(shroud)(178)에 고정된다. 스프링들(174, 176)은 제 2 부분(148b)에 의해 전해지는 래칫(162)에 일반적으로 수직한 폴(160)을 유지한다. 도 9 및 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 부분(148a)과 제 2 부분(148b) 사이의 상대적 종 방향 이동은 개구(180)의 크기 변화를 초래한다. 스프링들(174, 176)은 작동에 기인한 액추에이터(150 또는 152)의 연장에 의해 발휘되는 힘이 부재한 경우 제 1 부분(148a)과 제 2 부분(148b) 사이의 상대적 이동을 방지하기 위해 노치들(172) 중 하나에 맞물린 각(170)을 유지하기에 충분한 폴(160)의 원위 단부(160a)에 대등한 로드를 제공하고, 영역(180)의 선택된 크기를 유지한다.

영역(180)의 크기와, 상기 기공 크기를 조절하기 위해, 액추에이터(150 또는 152)가 작동된다. 도시된 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 영역(180)의 크기를 감소시키기 위해 액추에이터(150)가 작동된다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 액추에이터(150)가 작동될 때, 슈라우드(178)는 액추에이터(150)의 외향 이동을 제한하고, 단부(150a) 내에서 상부(166)에 대해 가압하며, 폴(160)을 반시계 방향으로 회전시키고, 각(170)을 노치들(172)로부터 분리한다. 정지부들(182)은 폴(160)이 래칫(162)을 분리하기 위한 충분한 회전을 가능하게 하나, 어느 한 방향으로 폴(160)의 과도한 회전을 방지한다. 액추에이터(150)는 길이방향으로 연장하고, 폴(160)은 래칫(162)을 분리하며, 제 1 및 제 2 부분들(148a, 148b)은 상호 이동할 수 있다.

액추에이터(150)의 제 2 단부(150b)는 제 2 부분(148b)의 원위 단부(148b')에 연결된다. 폴(162)의 분리시, 액추에이터(150)는 도 9에서 시계방향으로 원위 단부(148b')를 밀고 제 1 부분(148a)은 피봇(164)을 통해 폴(160) 상에 발휘되는 힘을 통해 슈라우드(178)로 반시계 방향으로 제 1 부분(148a)과 제 2 부분(148b) 사이의 겹친 양을 증가시켜, 영역(180)의 크기를 감소시킨다. 영역(180)의 바람직한 크기가 도달될 때, 소자(154)는 비활성화되고, 액추에이터(150) 내의 매질의 압력은 충분히 하락하고, 폴(160)은 래칫(162)과 다시 맞물리고, 따라서 영역(180)의 바람직한 크기를 유지한다.

도 11에 도시된 바와 같이 하나의 액추에이터가 압축되고 다른 액추에이터가 연장되는 위치에서, 스프링들(174, 176)은 비활성화된 액추에이터들(150, 152)에 의해 발생되는 폴(160) 상의 어떤 모멘트를 극복하고, 폴(160)을 래칫(162)과 맞물리게 유지하는데 충분하다.

자급형 액추에이터들(150, 152)은 밴드(148)의 형상과 함께 사용되는 것으로 제한되지 않고, 또한 밴드(148)는 자급형 액추에이터들과 함께 사용되는 것으로 제한되지 않는다.

도 13은 조절가능한 밴드의 또 다른 실시예에 관련된 액추에이터의 또 다른 실시예를 도시한다. 밴드(184)는 각 부분이 밴드(184)가 해부학적 형상 주위에 배 치된 후에 단부들(184a', 184b')을 함께 연결하기 위해 사용될 수 있는 부착 기구(186)를 갖는 제 1 부분(184a) 및 제 2 부분(184b)을 포함한다. 부착 기구(186)가 횡 도브테일(dove tail) 형상을 갖는 것으로 도시되었지만, 어떤 부착 기구도 사용될 수 있다. 제 2 부분(184b)은 하기와 같이 그 이동 내내 단부(184a")를 포함하는 슈라우드(188)를 포함한다.

밴드(184)는 이식 등급 실리콘과 같은 충분한 탄성, 강도 및 피로 저항을 갖는 어떤 적합한 생체적합성 재료로 구성될 수 있다. 내면은 2003년 12월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 제60/530,497호의 기계적으로 조절가능한 위 밴드에 개시된 바와 같은 인접 조직을 자극하거나 손상시키는 어떤 적합한 형상일 수 있고, 이 문헌은 참조를 위해 본 명세서에 합체되었다. 제 2 부분(184b)은 부착 기구(186)를 지나서 연장하게 도시된 그 내면 상에 배치된 풍선(190)을 가질 수 있다. 풍선(190)은 고정된 용적을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 제 1 부분(184a)의 내면은 유사한 형상을 갖지 않는다는 것을 유의해야 한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 밴드(184)는 그 최대 크기이고, 둘러싸는 영역(192)은 단지 예를 들면, 약 1.35 인치의 직경을 갖는다. 그 최소 크기에서, 단부(184a)가 슈라우드(188) 내의 그 전 거리로 이동했을 때, 제 1 부분(184a)의 대부분은 슈라우드(188) 내에 배치되고, 풍선(190)의 단부들은 상호 인접하고 영역(192)은 약 0.71 인치의 직경을 갖는다. (영역(192)이 일반적으로 원형으로 도시되고 직경을 갖는 것과 같이 언급되었지만, 영역(192)은 원 또는 원형으로 제한되지 않는다.) 따라서, 도시된 실시예에서, 제 1 부분(184a)은 개구(194)를 통과하여 이동하기에 충분히 작아야 하고, 제 1 부분(184a)의 내면은 그와 같은 이동을 방해하는 풍선과 같은 어떤 형상들도 가져서는 안된다.

액추에이터(196)는 이격된 원형 리지들을 형성하는 일련의 폴드들을 갖는 파형 부재로 도시된 일반적으로 원통형 벨로우즈(198)를 포함하는 것으로 도시된다. 상기 리지들 및 폴드들이 평행하고, 균일하게 형성되고 이격되도록 도시되었지만, 그들은 그럴 필요가 없다. 벨로우즈는 MRI에 안전한 티타늄과 같은 어떤 적합한 생체적합성 재료로도 만들어질 수 있다. 벨로우즈(198)는 단부(200)에서 폐쇄되고, 내부 공동(202)을 한정한다. 내부 공동(202)은 주입기(64)와 유사하게 원거리에서 작동될 수 있는 양방향 주입기(204), 또는 반복하여 양방향으로 유체를 이동시킬 수 있는 어떤 다른 유체 소스일 수 있는 유체의 소스와 유체로 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서, 벨로우즈(198)의 단부(206)는 양방향 주입기(204)의 하우징(208)에 고정되고, 내부 공동(202)을 변화가능한 내부 용적(210)과 유체연결로 배치한다. 도시된 실시예에서, 내부 공동(202) 내의 상기 유체 및 내부 용적(210)은 식염수일 수 있다. 벨로우즈(198)의 이동은 하우징(208)에 고정된 벨로우즈 하우징(212)에 의해 종 방향으로 구속된다.

구동 케이블 조립체(214)는 벨로우즈 하우징(212)과 밴드(184) 사이에 제공된다. 케이블 드라이브 조립체(214)는 벨로우즈 하우징(212)에 고정된 피팅(216)과 단부(184")에 고정된 피팅(218)을 포함하며, 각각 어떤 적합한 방법으로 고정된다. 피복(220)은 피팅들(216, 218) 사이에서 연장하고, 그 내에 배치된 케이블(222)을 위해 기계적 접지를 제공한다. 케이블 단부(224)는 단부(184a")에 고정되 고, 케이블 단부(226)는 벨로우즈 단부(200)에 고정되며, 각각은 어떤 적합한 방법으로 고정된다.

액추에이터(196)를 작동시키기 위해, 내부 용적(210)으로부터의 유체는 유체 포트(228)를 통해 힘을 받고, 벨로우즈(198)를 연장한다. 벨로우즈(198)와 내부 용적(210)의 상대적인 횡단면 영역의 결과로, 벨로우즈(198)는 밴드(184)의 크기를 조절하기 위해 필요한 종 방향 연장을 제공하는 소량의 유체를 갖고 증폭기와 같이 작용한다. 단부(200)가 벨로우즈 하우징(212) 내에서 이동함에 따라, 케이블 단부(224)는 부분(184b)에 대해 슈라우드(188) 내에서 밴드 단부(184a")를 이동시키고, 그에 의해 밴드(184)에 의해 형성되는 기공의 크기를 감소시킨다. 상기 기공의 크기를 증가시키기 위해, 유체는 벨로우즈(198)로부터 철회되고, 케이블(222)을 수축시키고, 단부(184a")를 단부(184b")를 향해 이동시킨다.

케이블 조립체(214)는 어떤 적합한 생체적합성 재료로 제조될 수 있다. 케이블 단부(224)는 단부(184a")를 슈라우드(188) 내의 원하는 거리로 밀기 위해 충분히 강할 것을 요구한다. 슈라우드(188)는 단부(184a")의 이동으로부터 주위 조직을 보호하고, 케이블 단부(224) 및 케이블(222)의 이동을 또한 구속하여, 단부(184a")의 바람직한 이동을 제공하기 위해 피복(220)과 유사하게 기능한다.

도 14, 도 15 및 도 16은 벨로우즈의 대안적 형상들을 도시하는 양방향 주입기들의 대안적 실시예들을 도시한다. 도 14는 작동부(234)를 갖는 벨로우즈 하우징(232) 내에 배치된 벨로우즈(230)를 도시한다. 벨로우즈 하우징(232)은 도시된 바와 같이 직선 섹션(236)을 포함할 수 있다. 작동 형상은 벨로우즈 하우징(232) 의 길이가 양방향 주입기(240)의 원주를 매우 멀리 넘어서 연장하지 않으나, 중심부(238)로부터의 거리보다 길어지는 것을 허용하고, 벨로우즈(230)의 이용가능한 스트로크를 증가시킨다. 벨로우즈 하우징(232)은 어떤 적합한 방법으로도 주입기(240)에 고정될 수 있고, 또는 그와 함께 완전히 형성될 수 있다.

도 15는 주입기(242)의 외주의 중심으로부터 오프셋된 격막(244)을 갖는 양방향 주입기(242)를 도시한다. 이는 주입기(242) 위에 놓인 벨로우즈 하우징(246)의 일부가 중심부에 배치된 격막을 갖는 양방향 주입기(204)에 비교하여 더 길게 되는 것을 허용한 한다.

도 16은 벨로우즈(250)를 갖는 주입 포트(248)를 도시한다. 벨로우즈(250)를 작동시키기 위해, 유체가 격막(252)을 통해 주입되거나 철회된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 기술들에 따라 구성된 실시예들의 부품들은 환자가 장치 또는 환자에 해를 입히지 않고 MRI(Magnetic Reconance Imaging)를 받을 수 있게 하는 비강자성 재료들로 제조될 수 있다. MRI에 안전하게 되는 것은 이식된 밴드들, 액추에이터들, 주입기들 또는 주입 포트들을 갖는 환자들에게 안전하게 이용가능한 의료적 처치들을 제한하는 것을 막는다.

본 발명의 적합한 실시예의 상기 설명은 도시와 설명의 목적들을 위해 제공되었다. 이는 전부 열거하거나 또는 개시된 정확한 형태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 명백한 수정들 또는 변경들은 상기 기술들에 비추어 가능하다. 실시예는 본 발명의 원리들과 그 실질적 적용을 가장 잘 설명하고 그에 의해 본 기술분야의 숙련자가 본 발명을 다양한 실시예들로 및 예정된 특정 용도에 적합한 다 양한 수정들과 함께 가장 잘 활용할 수 있게 하기 위해 선택되고 도시된다. 본 발명의 범주는 첨부된 청구항들에 의해 한정될 의도이다.

본 발명은 밴드의 유효 내부 둘레에서 변화에 영향을 미치게 하기 위해 조절가능하고 이식가능한 밴드에 기계적으로 결합된 변화가능한 내부 용적을 갖는 액추에이터에 관한 것이다. 상기 액추에이터는 상기 밴드에 직접 연결되거나, 또는 케이블을 통해 연결될 수 있다. 상기 액추에이터의 형상들은 일련의 폴드들, 리지들 및 벨로우즈를 포함한다. 다수의 액추에이터들은 단일 밴드와 조합하여 사용될 수 있다. 클러치 기구는 액추에이터들에 의해 작동되지 않을 때 상기 밴드를 적소에 유지하기 위해 포함될 수 있다. 액추에이터의 일 단부는 양방향 유동 장치에 직접 연결될 수 있다.

Claims (20)

1. 의료 상태의 치료를 위해 유효 내부 둘레를 갖고, 조절가능하며 이식가능한 밴드와 조합한 액추에이터로서,

   제 1 및 제 2 단부들과,

   상기 제 1 및 제 2 단부들 사이에서 연장하고 변화가능한 내부 용적을 갖는 내부 공동을 한정하며, 기준축을 한정하는 적어도 하나의 측벽을 포함하고,

   상기 제 1 및 제 2 단부들은 상기 기준축을 따라 그 사이의 길이를 한정하고, 상기 액추에이터는 상기 내부 용적의 변화에 반응하여 상기 길이를 변화시키도록 형성되며,

   상기 제 1 단부는 상기 길이의 변화들이 상기 유효 내부 둘레에서의 변화를 초래하도록 상기 밴드에 기계적으로 연결되는 액추에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽은 보충적으로 형성되고, 이격된 제 1 및 제 2 측벽들을 포함하는 액추에이터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측벽들은 각각 일련의 폴드들 및 이격된 리지들을 포함하는 액추에이터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 단부들은 이격된 위치들에서 상기 밴 드와 직접 접촉하는 액추에이터.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 밴드 내에 적어도 부분적으로 배치된 액추에이터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 밴드는 내부를 한정하고, 상기 액추에이터는 상기 내부 내에 적어도 부분적으로 배치된 액추에이터.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 공동은 상기 액추에이터에 대해 외부에 있는 유체의 소스에 연결가능한 액추에이터.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 공동은 완전히 밀봉된 액추에이터.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽에 인접하게 배치된 열적 소자를 포함하는 액추에이터.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 열적 소자는 펠티어(Peltier) 열전 장치를 포함하는 액추에이터.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 열적 소자는 박막 필름 히터를 포함하는 액추에이 터.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 유효 내부 둘레를 바람직한 크기로 유지하는 클러치 기구를 포함하는 액추에이터.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 클러치 기구는 래칫 및 폴을 포함하는 액추에이터.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측벽은 벨로우즈를 포함하는 액추에이터.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 케이블에 의해 상기 밴드에 연결되는 액추에이터.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단부는 케이블에 의해 상기 밴드에 연결되는 액추에이터.
17. 제 1 항에 있어서, 상기 길이의 증가는 상기 유효 내부 둘레를 감소시키는 액추에이터.
18. 제 1 항에 있어서, 상기 길이의 증가는 상기 유효 내부 둘레를 증가시키는 액추에이터.
19. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단부는 양방향 유동 장치에 연결되는 액추에이터.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 양방향 유동 장치는 내부 어큐뮬레이터 용적을 갖는 벨로우즈 어큐뮬레이터를 포함하고, 상기 어큐뮬레이터 및 상기 액추에이터는 내부 어큐뮬레이터 용적의 적은 변화가 길이의 큰 변화를 제공하도록 형성된 액추에이터.

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