KR20230147702A - Fluid control system for implantable inflatable devices - Google Patents
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Abstract
이식형 유체 작동식 장치는 유체를 보유하도록 구성된 유체 저장소, 팽창 가능한 부재, 및 유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이에 유체를 운반하도록 구성된 펌프 조립체를 포함할 수 있다. 펌프 조립체는 하나 이상의 유체 펌프 및 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 전자 제어 시스템은 하나 이상의 감지 장치로부터 수신된 유체 압력 측정치 및/또는 유체 유동 측정치에 기초하여 펌프 어셈블리의 작동을 제어할 수도 있다. 전자 제어 시스템은 이식된 장치가 설치된 내부 구성요소, 및 사용자에 의해 작동되어 사용자 입력을 제공하고, 이식된 장치로부터 출력을 수신할 수 있는 외부 구성요소를 포함할 수도 있다.An implantable fluid-operated device can include a fluid reservoir configured to retain fluid, an inflatable member, and a pump assembly configured to transport fluid between the fluid reservoir and the inflatable member. The pump assembly may include one or more fluid pumps and one or more valves. The electronic control system may control operation of the pump assembly based on fluid pressure measurements and/or fluid flow measurements received from one or more sensing devices. The electronic control system may include internal components on which the implanted device is installed and external components that can be operated by a user to provide user input and receive output from the implanted device.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related applications
본 출원은 발명의 명칭을 "이식용 팽창 가능한 장치를 위한 유체 제어 시스템"으로 하여 2022년 3월 22일 출원된 미국 정규 출원 제17/655,958호의 계속 출원으로서 그 우선권을 주장하며, 상기 정규 출원은 발명의 명칭을 "이식용 팽창 가능한 장치를 위한 유체 제어 시스템"으로 하여 2021년 3월 25일 출원된 미국 가출원 제63/200,739호의 우선권을 주장하며, 이들 출원의 개시내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.This application claims priority as a continuation of U.S. Provisional Application No. 17/655,958, filed March 22, 2022, entitled “Fluid Control System for Implantable Inflatable Device,” which is entitled Claims priority to U.S. Provisional Application No. 63/200,739, filed March 25, 2021, entitled “Fluid Control System for Implantable Inflatable Device,” the disclosures of which are incorporated herein in their entirety. Incorporated by reference.
본 출원은 또한, 2021년 3월 25일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/200,739호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원의 개시내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.This application also claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 63/200,739, filed March 25, 2021, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
기술 분야technology field
본 발명은 일반적으로 신체 이식물에 관한 것이고, 더 구체적으로 펌프를 포함하는 신체 이식물에 관한 것이다.The present invention relates generally to body implants, and more particularly to body implants comprising pumps.
능동형 이식용 유체 작동식 장치는 흔히 이식용 장치의 상이한 부분들 사이의 유체의 유동을 조절하는 하나 이상의 펌프를 포함한다. 하나 이상의 밸브가 장치의 유체 통로 내에 위치되어, 유체의 유동을 지향시키고 제어함으로써, 장치의 상이한 유체 충전식 이식물 구성요소의 팽창, 수축, 가압, 감압, 활성화, 비활성화 등을 달성할 수 있다. 일부 이식용 유체 작동식 장치에서, 센서가 장치의 유체 통로 내의 유체 압력 및/또는 유체 체적을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 압력 모니터링 및 유동 모니터링을 포함하는 장치 내의 상태의 정확한 모니터링은 장치 작동의 개선된 제어, 개선된 진단, 및 장치의 개선된 효능을 제공할 수 있다. 또한, 가속도, 각도, 기압 및 온도를 포함하는 장치의 외부 상태를 모니터링하기 위해 센서가 사용될 수 있으며, 이는 장치의 작동 모드의 결정을 용이하게 할 수 있다.Active implantable fluid-operated devices often include one or more pumps that regulate the flow of fluid between different parts of the implantable device. One or more valves may be positioned within the fluid passageway of the device to direct and control the flow of fluid to achieve expansion, deflation, pressurization, decompression, activation, deactivation, etc. of the different fluid-filled implant components of the device. In some implantable fluid-operated devices, sensors may be used to monitor fluid pressure and/or fluid volume within the fluid passageway of the device. Accurate monitoring of conditions within the device, including pressure monitoring and flow monitoring, can provide improved control of device operation, improved diagnostics, and improved efficacy of the device. Additionally, sensors may be used to monitor external conditions of the device, including acceleration, angle, barometric pressure, and temperature, which may facilitate determination of the operating mode of the device.
일반적인 양태에서, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치는 유체 저장소; 팽창 가능한 부재; 및 유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이에 결합되고 유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이의 유체를 제어하도록 구성된 전자 유체 제어 시스템을 포함한다. 전자 유체 제어 시스템은 하우징; 하우징 내의 유체 통로에 위치된 적어도 하나의 밸브 및 적어도 하나의 펌프를 포함하는 유체 공학적 구조를 포함하는 하우징 내에 수용된 유체 제어 시스템; 및 하우징 내에 수용된 전자 제어 시스템으로서, 적어도 하나의 펌프 및 적어도 하나의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 전자 제어 시스템; 및 적어도 하나의 외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치 내의 유체 압력을 감지하고, 감지된 압력을 전자 제어 시스템에 전송하도록 구성된 적어도 하나의 압력 감지 장치를 포함할 수 있다.In a general aspect, an implantable fluid-operated inflatable device includes a fluid reservoir; an inflatable member; and an electronic fluid control system coupled between the fluid reservoir and the inflatable member and configured to control fluid between the fluid reservoir and the inflatable member. The electrofluidic control system includes a housing; a fluid control system housed within a housing including a fluidic structure including at least one pump and at least one valve located in a fluid passageway within the housing; and an electronic control system housed within the housing, the electronic control system comprising at least one processor configured to control operation of the at least one pump and the at least one valve; and a communication module configured to communicate with at least one external device. Additionally, the implantable fluid-operated inflatable device may include at least one pressure sensing device configured to sense fluid pressure within the implantable fluid-operated inflatable device and transmit the sensed pressure to an electronic control system.
일부 구현예에서, 저장소는 하우징의 외부 표면에 접합된다. 일부 구현예에서, 저장소는, 유체가 저장소로부터 방출될 때 수축되도록, 및 유체가 저장소 내로 유동할 때 팽창되도록 구성된 벨로우즈(bellows) 구조물을 포함한다. 일부 구현예에서, 저장소는 하우징 내에 수용된다. 일부 구현예에서, 폐쇄된 벨로우즈는 하우징 내에 제공되고, 폐쇄된 벨로우즈는 압축성 유체로 충전되어, 폐쇄된 벨로우즈는 저장소의 팽창에 응답하여 수축하고 저장소의 수축에 응답하여 팽창하도록 구성된다.In some implementations, the reservoir is bonded to the exterior surface of the housing. In some embodiments, the reservoir includes a bellows structure configured to contract when fluid is released from the reservoir and to expand as fluid flows into the reservoir. In some implementations, the reservoir is housed within a housing. In some embodiments, a closed bellows is provided within the housing, and the closed bellows is filled with a compressible fluid, such that the closed bellows is configured to contract in response to expansion of the reservoir and to expand in response to contraction of the reservoir.
일부 구현예에서, 전자 제어 시스템은 외부 장치로부터 사용자 입력을 수신하고, 수신된 사용자 입력에 응답하여 적어도 하나의 펌프 및 적어도 하나의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템은 적어도 하나의 펌프 및 적어도 하나의 밸브의 작동을 조절하고, 미리 설정된 시간 동안 유체-제어식 팽창 장치에 대응하여, 위치된 전자 제어 시스템과의 자석의 상호작용에 의해 발생된 신호의 검출에 응답하여 팽창 가능한 부재에서의 압력을 감소시키고, 팽창 부재의 수축을 개시하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템은 탭핑 입력 또는 터깅 입력에 응답하여 적어도 하나의 감지 장치에 의해 검출된 압력의 변동; 또는 유체 작동식 팽창 가능한 장치 또는 외부 장치의 움직임 감지 장치에 의해 검출된 움직임 이벤트 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 입력에 응답하여 적어도 하나의 펌프 및 적어도 하나의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된다. 탭핑 입력은 적어도 하나의 펌프 또는 적어도 하나의 밸브의 압전 소자에 의해 검출된 사전 설정된 시퀀스의 일련의 탭핑을 포함할 수 있다. 사전 설정된 시퀀스는 제1 패턴의 제1 탭핑 횟수에 의해 정의된 제1 탭핑 시퀀스를 포함하는, 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 깨우기 위한 웨이크업 시퀀스; 및 제2 패턴의 제2 탭핑 횟수에 의해 정의된 제2 탭핑 시퀀스를 포함하는, 사용자 입력에 대응하는 활성화 시퀀스를 포함할 수 있다.In some implementations, the electronic control system is configured to receive user input from an external device and control operation of at least one pump and at least one valve in response to the received user input. In some embodiments, the electronic control system regulates the operation of the at least one pump and the at least one valve, by interaction of a magnet with the electronic control system positioned correspondingly to the fluid-controlled inflation device for a preset time. and configured to reduce pressure in the inflatable member and initiate deflation of the expandable member in response to detection of the generated signal. In some implementations, the electronic control system includes a change in pressure detected by at least one sensing device in response to a tapping input or a tugging input; or a movement event detected by a motion sensing device of the fluid-operated inflatable device or an external device. The tapping input may comprise a series of tappings in a preset sequence detected by a piezoelectric element of at least one pump or at least one valve. A wake-up sequence for waking up the fluid-operated inflatable device, wherein the preset sequence includes a first tapping sequence defined by a first number of tappings in a first pattern; and an activation sequence corresponding to the user input, including a second tapping sequence defined by a second tapping number of the second pattern.
일부 구현예에서, 전자 제어 시스템은 유체 제어식 팽창 가능한 장치의 압력 레벨을 모니터링하고, 미리 설정된 시간보다 더 긴 시간 동안 팽창된 상태에서 팽창 가능한 부재의 검출에 응답하여 팽창 가능한 부재의 압력을 감소시키고 팽창 가능한 부재를 수축시키도록 적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 밸브를 제어하는 것을 포함하는, 검출된 압력의 변동에 응답하여 적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 밸브의 작동을 제어하도록 구성되고; 미리 설정된 시간보다 더 짧은 지속기간을 갖는 압력의 스파이크의 검출에 응답하여 유체-제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 밸브를 제어하고; 대기 조건들의 변화의 검출에 응답하여 유체-제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 밸브를 제어하도록 구성된다.In some embodiments, the electronic control system monitors the pressure level of the fluid controlled inflatable device and, in response to detection of the inflatable member in an inflated state for a longer than a preset time, reduces the pressure on the inflatable member and inflates the device. configured to control the operation of the at least one pump and the at least one valve in response to the detected fluctuation in pressure, including controlling the at least one pump and the at least one valve to retract the retractable member; controlling at least one pump and at least one valve to maintain the current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a spike in pressure having a duration shorter than a preset time; and configured to control the at least one pump and the at least one valve to maintain a current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a change in atmospheric conditions.
일부 구현예에서, 전자 제어 시스템은 설정된 시간을 초과하여 설정된 압력에 도달하는 시간 또는 설정된 압력에 도달할 수 없음의 검출에 응답하여 유체-제어식 팽창 가능한 장치의 고장을 검출하고; 검출된 고장의 경보를 외부 장치에 출력하며; 및 검출된 고장의 영역으로부터 유체를 격리시키도록 구성된다.In some embodiments, the electronic control system detects a failure of the fluid-controlled inflatable device in response to detecting that the set pressure is reached beyond a set time or the set pressure cannot be reached; outputs an alarm of a detected failure to an external device; and is configured to isolate the fluid from the area of the detected failure.
일부 구현예에서, 적어도 하나의 펌프는 유체 공학적 구조의 제1 유체 채널 내의 제1 압전 펌프 및 유체 공학적 구조의 제2 유체 채널 내의 제2 압전 펌프를 포함한다. 수축 모드에서, 제1 압전 펌프는 제2 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안, 팽창 가능한 부재로부터 저장소로 유체를 펌핑하도록 작동되도록 구성되고, 제1 압전 펌프의 작동에 의해서 생성된 진동은 에너지로의 변환을 위해서 대기 모드에 있는 제2 압전 펌프에 의해서 수확될 수 있다. 팽창 모드에서, 제1 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안, 제2 압전 펌프는 유체를 저장소로부터 팽창 가능한 부재로 펌핑하기 위해서 작동되도록 구성되고, 제2 압전 펌프의 작동에 의해서 생성된 진동은 에너지로의 변환을 위해서 대기 모드에 있는 제1 압전 펌프에 의해서 수확될 수 있다. 제1 압전 펌프 및 제2 압전 펌프 모두가 대기 모드에 있는 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 대기 모드에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치가 이식된 환자의 움직임으로 인해 발생된 진동은 에너지로의 변환을 위해 제1 압전 펌프 및 제2 압전 펌프에 의해 수확될 수 있다.In some implementations, the at least one pump includes a first piezoelectric pump in a first fluid channel of the fluidic structure and a second piezoelectric pump in a second fluid channel of the fluidic structure. In the deflation mode, the first piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the expandable member to the reservoir while the second piezoelectric pump is in standby mode, wherein vibrations generated by operation of the first piezoelectric pump are converted into energy. It can be harvested by a second piezoelectric pump in standby mode for conversion. In the expansion mode, while the first piezoelectric pump is in standby mode, the second piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the reservoir to the expandable member, and the vibrations generated by operation of the second piezoelectric pump are converted into energy. Can be harvested by the first piezoelectric pump in standby mode for conversion of . In the standby mode of the fluid-actuated inflatable device, where both the first and second piezoelectric pumps are in standby mode, vibrations generated due to movement of the patient implanted with the fluid-actuated inflatable device are used for conversion into energy. It can be harvested by a first piezoelectric pump and a second piezoelectric pump.
일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로 유체 유동을 선택적으로 발생시키고 제어하기 위해 제1 유체 통로에 위치된 제1 단방향 펌프 및 제1 수동 밸브; 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로 유체 유동을 선택적으로 발생시키고 제어하기 위해 제2 유체 통로에 위치된 제2 단방향 펌프 및 제2 수동 밸브; 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치; 및 팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치; 및 팽창 가능한 부재와 일렬로 위치된 능동 밸브를 포함한다. 제1 모드에서, 능동 밸브는 팽창 가능한 부재의 수축을 방지하기 위해 팽창 가능한 부재에서의 압력 스파이크의 검출에 응답하여 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되도록 구성될 수 있다. 제2 모드에서, 능동 밸브는 팽창 가능한 부재의 수축을 허용하기 위해 전자 유체 제어 시스템에 대한 전력 손실의 검출에 응답하여 전자 제어에 의해 개방되도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the fluidic structure includes a first one-way pump and a first passive valve positioned in the first fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a first direction from the inflatable member toward the reservoir; a second one-way pump and a second manual valve positioned in the second fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a second direction from the reservoir toward the expandable member; a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir; and a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member; and an active valve positioned in line with the inflatable member. In a first mode, the active valve may be configured to close by an electronic control system in response to detection of a pressure spike in the inflatable member to prevent deflation of the inflatable member. In a second mode, the active valve may be configured to open by electronic control in response to detection of a loss of power to the electronic fluid control system to allow deflation of the inflatable member.
일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 제1 유체 통로에 위치되고 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체 흐름을 생성하도록 구성된 제1 단방향 펌프; 제2 유체 통로에 위치되고 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체 흐름을 생성하도록 구성된 제2 단방향 펌프; 제2 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제1 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제1 유체 통로의 제1 방향으로의 유체 흐름을 제한하고 제1 유체 통로의 유체 역류를 방지하기 위해, 제1 단방향 펌프 및 저장소 사이의 제1 유체 통로에 위치된 제1 수동 밸브; 제1 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제2 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제2 유체 통로의 제2 방향으로의 유체 흐름을 제한하고 제2 유체 통로의 유체 역류를 방지하기 위해, 제2 단방향 펌프 및 저장소 사이의 제2 유체 통로에 위치된 제2 수동 밸브; 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치; 및 팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함한다.In some embodiments, the fluidic structure includes a first unidirectional pump positioned in the first fluid passageway and configured to produce fluid flow in a first direction from the inflatable member toward the reservoir; a second unidirectional pump positioned in the second fluid passageway and configured to produce fluid flow in a second direction from the reservoir toward the inflatable member; a first unidirectional pump to restrict fluid flow in the first direction in the first fluid passageway and prevent fluid backflow in the first fluid passageway while the second unidirectional pump is in an operating mode and the first unidirectional pump is in a standby mode; and a first passive valve located in the first fluid passageway between the reservoirs; a second unidirectional pump to restrict fluid flow in the second direction of the second fluid passageway and prevent fluid backflow in the second fluid passageway while the first unidirectional pump is in an operating mode and the second unidirectional pump is in a standby mode; and a second manual valve located in a second fluid passageway between the reservoirs; a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir; and a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 유체 통로에 위치된 단방향 펌프; 펌프와 저장소 사이의 유체 통로에 위치되고, 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제1 능동 밸브; 펌프와 팽창 가능한 부재 사이의 유체 통로에 위치되고, 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제2 능동 밸브; 펌프와 저장소 사이의 유체 통로에 위치되고 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제3 능동 밸브; 및 펌프와 팽창 가능한 부재 사이의 유체 통로 내에 있고 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제4 능동 밸브를 포함한다. 팽창 모드에서는 제1 능동 밸브 및 제2 능동 밸브가 전자 제어 시스템에 의해 개방되고, 제3 능동 밸브 및 제4 능동 밸브가 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되어 유체가 저장소로부터 팽창 가능한 부재로 펌핑된다. 수축 모드에서는 제3 능동 밸브 및 제4 능동 밸브가 전자 제어 시스템에 의해 개방되고, 제1 능동 밸브 및 제2 능동 밸브가 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되어 유체가 팽창 가능한 부재로부터 저장소로 펌핑된다.In some embodiments, the fluidic structure includes a unidirectional pump located in the fluid passageway; a first active valve located in the fluid passageway between the pump and the reservoir and configured to be selectively activated by an electronic control system; a second active valve located in the fluid passageway between the pump and the expandable member and configured to be selectively activated by an electronic control system; a third active valve located in the fluid passageway between the pump and the reservoir and configured to be selectively activated by an electronic control system; and a fourth active valve within the fluid passageway between the pump and the expandable member and configured to be selectively activated by an electronic control system. In the expansion mode, the first active valve and the second active valve are opened by an electronic control system, and the third active valve and the fourth active valve are closed by an electronic control system so that fluid is pumped from the reservoir to the expandable member. In the deflation mode, the third active valve and the fourth active valve are opened by the electronic control system, and the first active valve and the second active valve are closed by the electronic control system so that fluid is pumped from the expandable member to the reservoir.
일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체 흐름을 선택적으로 생성 및 제어하기 위해 제1 유체 통로에 위치된 제1 결합 펌프 및 밸브 장치; 저장소에서 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치; 저장소에서 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체 흐름을 선택적으로 생성 및 제어하기 위해 제2 유체 통로에 위치된 제2 결합 펌프 및 밸브 장치; 및 팽창 가능한 부재에서 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함한다.In some embodiments, the fluidic structure includes a first coupled pump and valve device positioned in the first fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a first direction from the inflatable member toward the reservoir; a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir; a second coupled pump and valve device positioned in the second fluid passageway for selectively generating and controlling fluid flow in a second direction from the reservoir toward the expandable member; and a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 제1 유체 통로에 위치하는 제1 압전 펌프 및 밸브 장치로서, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는, 제1 방향으로의 유체 흐름을 선택적으로 생성 및 제어하고 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 구성된 제1 압전 펌프 및 밸브 장치; 및 제2 유체 통로에 위치하는 제2 압전 펌프 및 밸브 장치로서, 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는, 제2 방향으로 유체 흐름을 선택적으로 생성 및 제어하고, 팽창 가능한 부재에서 유체 압력을 감지하도록 구성된 제2 압전 펌프 및 밸브 장치를 포함한다. 일부 구현예에서, 유체 공학적 구조는 펌프; 펌프와 저장소 사이에 위치하며, 펌프와 유체 연통을 유지하기 위해 개방된 제1 포트를 갖는 제1 3방향 밸브; 및 펌프와 팽창 가능한 부재 사이에 위치하며, 펌프와 유체 연통을 유지하기 위해 개방된 제1 포트를 갖는 제2 3방향 밸브를 포함한다. 수축 모드에서, 제1 3방향 밸브의 제2 포트는 개방되고 제1 3방향 밸브의 제3 포트는 폐쇄되어, 유체 유동을 제1 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제2 포트로 지향하고, 유체 유동을 제2 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제2 포트로 지향하기 위해 제2 3방향 밸브의 제2 포트는 개방되고 제2 3방향 밸브의 제3 포트는 폐쇄된다. 팽창 모드에서, 유체 유동을 제1 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제3 포트로 지향하기 위해 제1 3방향 밸브의 제2 포트는 폐쇄되고 제1 3방향 밸브의 제3 포트는 개방되며, 유체 유동을 제2 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제3 포트로 지향하기 위해 제2 3방향 밸브의 제2 포트는 폐쇄되고 제2 3방향 밸브의 제3 포트는 개방된다.In some embodiments, the fluidic structure is a first piezoelectric pump and valve device located in a first fluid passageway, the fluid being configured to selectively generate and control fluid flow in a first direction from the inflatable member toward the reservoir and from the reservoir. a first piezoelectric pump and valve device configured to sense fluid pressure; and a second piezoelectric pump and valve device located in the second fluid passageway, the second piezoelectric pump and valve device configured to selectively generate and control fluid flow in a second direction from the reservoir toward the inflatable member, and to sense fluid pressure in the inflatable member. 2 Includes piezoelectric pump and valve device. In some embodiments, the fluidic structure includes a pump; a first three-way valve positioned between the pump and the reservoir and having a first port open to maintain fluid communication with the pump; and a second three-way valve positioned between the pump and the inflatable member, the second three-way valve having a first port open to maintain fluid communication with the pump. In the deflation mode, the second port of the first three-way valve is open and the third port of the first three-way valve is closed, directing fluid flow from the first port to the second port of the first three-way valve, and The second port of the second three-way valve is open and the third port of the second three-way valve is closed to direct flow from the first port to the second port of the second three-way valve. In the expansion mode, the second port of the first three-way valve is closed and the third port of the first three-way valve is open to direct fluid flow from the first port to the third port of the first three-way valve, and the fluid The second port of the second three-way valve is closed and the third port of the second three-way valve is open to direct flow from the first port to the third port of the second three-way valve.
도 1은 일 양태에 따른 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 일 양태에 따른 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 도시한다.
도 3은 일 양태에 따른 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 4는 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 위한 예시적인 전자 유체 제어 시스템의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제1 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 6은 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제2 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 7은 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제3 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 8은 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제4 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 9는 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제5 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 10은 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제6 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 11은 도 4에 도시된 예시적인 유체 제어 시스템의 제7 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다.
도 12a 내지 12c는 일 양태에 따른 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 개략도이다.
도 13a 및 도 13b는 일 양태에 따른 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 개략도이다.1 is a block diagram of an implantable fluid-operated inflatable device according to one aspect.
2A and 2B depict an exemplary implantable fluid-operated inflatable device according to one aspect.
Figure 3 is a schematic diagram of the fluidic architecture of an implantable fluid-operated inflatable device according to one aspect.
4 is a schematic diagram of an exemplary electrofluidic control system for an implantable fluid-operated inflatable device.
FIG. 5 is a schematic diagram of a first example fluidic structure of the example fluid control system shown in FIG. 4 ;
FIG. 6 is a schematic diagram of a second example fluidic structure of the example fluid control system shown in FIG. 4.
FIG. 7 is a schematic diagram of a third exemplary fluidic structure of the exemplary fluid control system shown in FIG. 4 ;
FIG. 8 is a schematic diagram of a fourth exemplary fluidic structure of the exemplary fluid control system shown in FIG. 4 ;
FIG. 9 is a schematic diagram of a fifth exemplary fluidic structure of the exemplary fluid control system shown in FIG. 4 ;
FIG. 10 is a schematic diagram of a sixth exemplary fluidic structure of the exemplary fluid control system shown in FIG. 4.
FIG. 11 is a schematic diagram of a seventh exemplary fluidic structure of the exemplary fluid control system shown in FIG. 4 ;
12A-12C are schematic diagrams of exemplary implantable fluid-actuated inflatable devices according to one aspect.
13A and 13B are schematic diagrams of an exemplary implantable fluid-actuated inflatable device according to one aspect.
상세한 구현예가 본 명세서에 개시되어 있다. 그러나, 개시된 구현예는 단지 예일 뿐이고, 이는 다양한 형태로 구체화될 수 있는 것으로 이해된다. 따라서, 본 명세서에 개시된 특정한 구조적 및 기능적 세부 사항은 제한적인 것으로 해석되지 않아야 하며, 단지 청구범위에 대한 근거로서 및 사실상 임의의 적절한 상세 구조로 구현예를 다양하게 채용하기 위해 본 기술 분야의 통상의 기술자에게 교시하기 위한 대표적인 근거로서 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 및 문구는 제한적인 것이 아니고, 본 개시내용의 이해 가능한 설명을 제공하기 위한 것이다.Detailed implementation examples are disclosed herein. However, it is understood that the disclosed embodiments are examples only, and that they may be embodied in various forms. Accordingly, the specific structural and functional details disclosed herein should not be construed as limiting, but merely as a basis for the claims and, in fact, for the purpose of variously adapting the embodiments to any suitable detailed structure, as will be understood by those skilled in the art. It should be interpreted as a representative basis for teaching to technicians. Additionally, the terms and phrases used herein are not limiting but are intended to provide an understandable explanation of the disclosure.
본 명세서에서 사용되는, 단수 표현의 용어는, 하나 또는 하나 초과로서 정의된다. 본 명세서에서 사용되는, "다른" 이라는 용어는, 적어도 제2 또는 그 이상으로 정의된다. 본 명세서에서 사용되는, "포함하는" 및/또는 "갖는"이라는 용어는, "비롯하는(comprising)"(즉, 개방형 전이어구)으로 규정된다. 본 명세서에서 사용되는, "결합된" 또는 "이동 가능하게 결합된"이라는 용어는 "연결된"으로 규정되지만, 반드시 직접적이고 기계적으로 연결될 필요는 없다.As used herein, singular terms are defined as one or more than one. As used herein, the term “other” is defined as at least second or higher. As used herein, the terms “comprising” and/or “having” are defined as “comprising” (i.e., open transition phrases). As used herein, the terms “coupled” or “removably coupled” are defined as “connected,” but are not necessarily directly and mechanically connected.
일반적으로, 구현예는 신체 이식물에 관한 것이다. 이하에서 환자 또는 사용자라는 용어는 본 개시내용에 개시된 의료 장치 또는 방법으로부터 혜택을 받는 사람을 대상으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 환자는, 본 개시내용에 의한 의료 장치로 또는 본 개시내용에 의한 의료 장치를 작동하도록 개시된 방법으로 이식된 신체를 갖는 사람일 수 있다.Generally, embodiments relate to body implants. Hereinafter, the terms patient or user may be used to refer to a person who benefits from a medical device or method disclosed in this disclosure. For example, a patient may be a person whose body has been implanted with a medical device according to the present disclosure or with a method disclosed to operate a medical device according to the present disclosure.
도 1은 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 블록도이다. 도 1에 도시된 예시적인 장치(100)는 유체 저장소(102), 팽창 가능한 부재(104), 및 유체 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이에서 유체를 전달하도록 구성된 하나 이상의 펌프, 하나 이상의 밸브 등과 같은 유체 공학적 구성요소를 포함하는 유체 제어 시스템(106)을 포함한다. 유체 제어 시스템(106)은, 예를 들어, 장치(100)의 유체 시스템 내의 유체 압력, 유체 유량 등과 같은 조건을 감지하는 하나 이상의 감지 장치를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 예시적인 장치(100)는 전자 제어 시스템(108)을 포함한다. 전자 제어 시스템(108)은 유체 제어 시스템(106)의 다양한 유체 공학적 구성요소의 작동의 모니터링 및/또는 제어 및/또는 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) 내의 하나 이상의 감지 장치(들)와의 통신 및/또는 하나 이상의 외부 장치(들)와의 통신을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 전자 제어 시스템(108)은, 예를 들어, 프로세서, 메모리, 통신 모듈, 전력 저장 장치, 또는 배터리, 예를 들어, 가속도계와 같은 감지 장치들, 및 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 작동 및 제어를 제공하도록 구성된 다른 그러한 구성요소들을 포함한다. 예컨대, 통신 모듈은 예컨대 외부 제어기(120) 등의 1개 이상의 외부 장치와의 통신을 제공할 수 있다. 외부 제어기(120)는, 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 수신하고, 장치(100)의 처리, 작동 및 제어를 위해, 예를 들어 통신 모듈을 통해 사용자 입력을 전자 제어 시스템(108)으로 전송하도록 구성될 수 있다. 전자 제어 시스템(108)은 통신 모듈을 통해 외부 제어기(120)에 작동 정보를 전송할 수 있다. 이를 통해, 팽창 가능한 장치(100)의 작동 상태가, 예를 들어 사용자 인터페이스를 통해, 사용자에게 제공되거나, 진단 정보 등이 의사에게 제공될 수 있다. 일부 예에서, 외부 제어기(120)는 내부 전자 제어 시스템(108)의 구성요소의 충전을 제공하는 전력 전송 모듈을 포함한다. 일부 예에서, 내부 전자 제어 시스템(108)의 재충전을 위한 전력의 전송은 외부 제어기(120)와 분리된 외부 장치에 제공된다. 일부 구현예에서, 외부 제어기(120)는 압력 센서, 가속도계 및 다른 이러한 감지 장치와 같은 감지 장치를 포함할 수 있다. 외부 제어기(120)의 외부 압력 센서는, 예컨대, 내부 전자 제어 시스템(108)에 국소 대기압 또는 작동 압력을 제공하여, 팽창 가능한 장치(100)가 압력의 변화를 보상하는 것을 허용할 수 있다. 외부 제어기(120)의 가속도계는 팽창 가능한 장치(100)의 제어를 위해 검출된 환자의 움직임을 내부 전자 제어 시스템(108)에 제공할 수 있다. 유체 저장소(102), 팽창 가능한 부재(104) 및 유체 제어 시스템(106)은 환자의 신체 내에 내부적으로 이식될 수 있다. 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템(108)은 유체 제어 시스템(106)의 하우징에 결합되거나 통합된다. 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템(108)의 적어도 일부는 유체 제어 시스템(106)으로부터 물리적으로 분리된다. 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템(108)의 일부 모듈은 유체 제어 시스템(106)에 결합되거나 통합되고, 전자 제어 시스템(108)의 일부 모듈은 유체 제어 시스템(106)으로부터 분리된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 전자 제어 시스템(108)의 일부 모듈은 이식용 장치(100) 내에 포함된 전자 제어 시스템(108)의 다른 모듈과 통신하는 (외부 제어기(120)와 같은) 외부 장치에 포함된다. 일부 구현예에서, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 작동은 수동으로 제어될 수 있다.1 is a block diagram of an exemplary implantable fluid-operated inflatable device 100. The exemplary device 100 shown in FIG. 1 includes a
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 전자 모니터링 및 제어는 장치의 개선된 환자 제어, 개선된 환자 편안, 및 개선된 환자 안전을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 유체 작동식 장치(100)의 전자 모니터링 및 제어는 추가의 수술 개입 없이 의사에 의해 장치(100)의 작동을 맞춤화할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 펌프, 밸브, 감지 장치 등과 같은 유체 공학적 구성요소들의 배치를 비롯한, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)를 통한 유체의 흐름 및 제어를 규정하는 유체 공학적 구조는, 장치(100)가 사용자 입력에 효과적으로 응답할 수 있도록 하고, 팽창 가능한 장치(100) 내의 상태(압력, 유량 등의 변화)와 팽창 가능한 장치(100) 외부의 상태(신체 활동, 충격 등으로 인한 압력 급등, 대기 상태의 변화로 인한 지속적인 압력 변화, 및 외부 상태의 다른 변화)의 변화에 신속하고 효과적으로 적응할 수 있도록 한다.In some examples, electronic monitoring and control of fluid-operated inflatable device 100 may provide improved patient control of the device, improved patient comfort, and improved patient safety. In some examples, electronic monitoring and control of fluid-actuated device 100 may provide the opportunity to customize the operation of device 100 by a physician without additional surgical intervention. The fluidic structures that define the flow and control of fluid through the fluid-operated inflatable device 100, including the arrangement of fluidic components such as pumps, valves, sensing devices, etc., allow the device 100 to effectively respond to user input. To be able to respond, to the state inside the inflatable device 100 (changes in pressure, flow rate, etc.) and the state outside the inflatable device 100 (pressure spikes due to physical activity, shock, etc., continuous changes in atmospheric conditions) Allows rapid and effective adaptation to changes in pressure (changes in pressure, and other changes in external conditions).
예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)는 다양한 유형의 이식용 유체 작동식 장치를 대표할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 장치(100)는 도 2a에 도시된 바와 같은 인공 비뇨기 괄약근(100A), 도 2b에 도시된 바와 같은 팽창 가능한 음경 보철물(100B), 및 팽창, 가압, 수축, 감압, 비활성화 등을 달성하기 위해 장치의 구성요소로의 유체 유동의 제어에 의존하는 다른 이러한 이식용 팽창 가능한 장치를 대표할 수 있다.The exemplary implantable fluid-operated inflatable device 100 may be representative of various types of implantable fluid-operated devices. For example, device 100 shown in FIG. 1 may include an artificial
도 2a에 도시된 예시적인 인공 비뇨기 괄약근(100A)는 유체 통로에 위치된 펌프, 밸브, 감지 장치 등과 같은 유체 공학적 구성요소를 포함하는 유체 제어 시스템(106A)과, 유체 공학적 구성요소를 통해 저장소(102A)와 팽창 가능한 커프(104A) 사이의 유체 전달을 제공하도록 구성된 전자 제어 시스템(108A)을 포함한다. 유체 제어 시스템(106A)의 유체 공학적 구성요소 및 전자 제어 시스템(108A)의 전자 구성요소는 하우징(110A) 내에 수용될 수 있다. 제1 도관(103A)은 하우징(110A) 내에 수용된 유체 제어 시스템(106A)/전자 제어 시스템(108A)의 제1 유체 포트(107A)를 저장소(102A)와 연결한다. 제2 도관(105A)은 하우징(110A) 내에 수용된 유체 제어 시스템(106A)/전자 제어 시스템(108A)의 제2 유체 포트(109A)를 팽창 가능한 커프(104A)와 연결한다.The exemplary artificial
도 2b에 도시된 예시적인 음경 보철물(100B)은 유체 통로에 위치된 펌프, 밸브, 감지 장치 등과 같은 유체 공학적 구성요소를 포함하는 유체 제어 시스템(106B)과, 유체 공학적 구성요소를 통한 유체 저장소(102B)와 팽창 가능한 실린더(104B) 사이의 유체 전달을 제공하도록 구성된 전자 제어 시스템(108B)을 포함한다. 유체 제어 시스템(106B)의 유체 공학적 구성요소 및 전자 제어 시스템(108B)의 전자 구성요소는 하우징(110B) 내에 수용될 수 있다. 제1 도관(103B)이 저장소(102B)와 하우징(110B) 내에 수용된 유체 제어 시스템(106B)/전자 제어 시스템(108B)의 제1 유체 포트(107B)를 연결한다. 하나 이상의 제2 도관(105B)은 하우징 내에 수용된 유체 제어 시스템(106A)/전자 제어 시스템(108A)의 하나 이상의 제2 유체 포트(109B)를 팽창 가능한 실린더(104B)와 연결한다.The exemplary
본 명세서에 설명된 원리는 효과적인 작동을 위해 팽창, 수축, 가압, 감압, 비활성화, 폐색 등을 달성하기 위해 상이한 유체 충전된 이식용 구성요소 사이에 유체의 전달을 제공하기 위해 다양한 유체 공학적 구성요소를 포함하는 펌프 조립체에 의존하는 이들 및 다른 유형의 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치에 적용될 수도 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 예시적인 장치(100A, 100B)는 각각의 장치(100A, 100B)를 통한 압력 및/또는 유체 유동의 모니터링 및 제어를 제공하기 위한 전자 제어 시스템(108A, 108B)을 포함한다. 본 명세서에 기재된 원리의 일부는 수동으로 제어된 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치에 적용될 수도 있다.The principles described herein utilize various fluidic components to provide transfer of fluid between different fluid-filled implantable components to achieve inflation, deflation, pressurization, decompression, deactivation, occlusion, etc. for effective operation. Applications may also be made to these and other types of implantable fluid-actuated inflatable devices that rely on a pump assembly comprising: The
도 1과 관련하여 상술한 바와 같이, 유체 제어 시스템(106)은 예를 들어, 유체 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이의 전달 유체를 제어하기 위해 펌프 조립체의 유체 회로 내에 위치된 하나 이상의 밸브 및 하나 이상의 펌프를 포함하는 펌프 조립체를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 펌프(들) 및/또는 밸브(들)는 전자식으로 제어된다. 일부 예에서, 펌프(들) 및/또는 밸브(들)는 수동으로 제어된다. 일부 예에서, 펌프 조립체는 유체 채널이 내부에 형성되어 유체 회로를 형성하는 유체 매니폴드를 포함한다. 펌프 조립체가 전자식으로 구동되고 및/또는 제어된 예에서, 매니폴드는 누설 및/또는 가스 교환을 방지하기 위해, 펌프 조립체의 전자 구성요소로부터 유체의 유동을 수용하고 분할할 수 있는 밀폐형 매니폴드일 수도 있다. 일부 예에서, 펌프 조립체는 유체 회로 및/또는 팽창 가능한 부재 내의 유체 유동 및/또는 유체 압력의 비교적 정밀한 모니터링 및 제어를 제공하기 위해서 유체 회로 내에서 하나 이상의 압력 감지 장치를 포함한다. 이러한 방식으로 구성된 유체 회로는 환자 안전 및 장치 효능을 제공하기 위해 이식용 유체 작동식 장치의 구성요소의 적절한 팽창, 수축, 가압, 감압 및 비활성화를 용이하게 할 수 있다.As described above with respect to FIG. 1 , the
도 3은 일 양태에 따른, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 위한 예시적인 유체 공학적 구조의 개략도이다. 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 유체 공학적 구조는 도 3에 도시된 것과 다른 배향의 유체 채널, 밸브(들), 압력 센서(들) 및 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 배압, 압력 급등 등을 수용할 수 있는 유체 공학적 구조는 유체 작동식 장치(100)의 성능, 효능 및 효율을 향상시킨다.3 is a schematic diagram of an exemplary fluidic structure for an implantable fluid-operated inflatable device, according to one aspect. The fluidic structure of the implantable fluid-operated inflatable device may include fluid channels, valve(s), pressure sensor(s), and other components in orientations other than those shown in FIG. 3 . Fluidic structures capable of accommodating backpressure, pressure surges, etc. improve the performance, efficacy and efficiency of fluid operated device 100.
도 3에 도시된 예시적인 유체 공학적 구조는 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이에서 유체의 유동을 안내하는 채널을 포함한다. 도 3에 도시된 예에서, 제1 유체 채널 내의 제1 밸브(V1)는 제1 펌프(P1)에 의해서 생성된, 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 유체의 유동을 제어한다. 제2 유체 채널 내의 제2 밸브(V2)는, 제2 펌프(P2)에 의해서 생성된, 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 유체의 유동을 제어한다. 제1 감지 장치(S1)는 저장소(102)에서의 유체 압력을 감지하고, 제2 감지 장치(S2)는 팽창 가능한 부재(104)에서의 유체 압력을 감지한다. 제1 및 제2 감지 장치(S1, S2)는 유체 채널 내의 유체 유동 및/또는 유체 압력의 모니터링을 제공할 수 있다. 도 3에 도시된 배열에서, 제1 펌프(P1) 또는 제2 펌프(P2) 중 하나가 활성화된 동안, 제1 펌프(P1) 또는 제2 펌프(P2) 중 다른 하나는 대기 모드에 있으므로, 제1 및 제2 펌프(P1, P2)는 통상 동시에 작동하지 않는다. 제1 및 제2 펌프(P1, P2) 및 (개방 상태와 폐쇄 상태 사이의) 제1 및 제2 밸브(V1, V2)의 작동은, 제1 및 제2 감지 장치(S1, S2)에 의해서 감지된 팽창 가능한 부재(104) 및 저장소(102)에 근접한 지역 내의 제1 및 제2 유체 채널 내의 조건(예를 들어, 유체 압력 및/또는 유체 유량)을 기초로, 전술한 바와 같이 제어 시스템(108)에 의해서 제어될 수 있다.The exemplary fluidic structure shown in FIG. 3 includes channels that direct the flow of fluid between the
예컨대, 제1 밸브(V1)가 개방된 상태에서 (및 제2 펌프(P2)가 대기 모드에 있고 제2 밸브(V2)가 폐쇄된 상태에서) 제1 펌프(P1)의 작동은 팽창 가능한 부재(104)의 수축을 제공할 수 있다. 제1 펌프(P1)는 제2 감지 장치(S2)(팽창 가능한 부재(104)와 동일 라인임)에 의해서 감지된 압력이 팽창 가능한 부재(104)의 원하는 수축 상태가 달성되었다는 것을 나타낼 때까지(예를 들어, 제2 감지 장치(S2)에 의해서 감지된 유체 압력에 기초하여) 계속 작동된다. 수축 상태를 유지하기 위해, 제1 및 제2 펌프(P1, P2) 모두가 대기 모드에 놓일 수 있고, 제1 및 제2 밸브(V1, V2) 모두가 폐쇄될 수 있다. 제2 밸브(V2)가 개방된 상태에서의(및 제1 펌프(P1)가 대기 모드에 있고 제1 밸브(V1)가 폐쇄된 상태에서) 제2 펌프(P2)의 작동은 팽창 가능한 부재(104)의 팽창을 제공할 수 있다. 제2 펌프(P2)는 제1 감지 장치(S1)에 의해서 감지된 압력이 팽창 가능한 부재(104)의 원하는 팽창 상태가 달성되었다는 것을 나타낼 때까지(예를 들어, 제1 감지 장치(S2)에 의해서 감지된 유체 압력에 기초하여) 계속 작동된다. 팽창 상태를 유지하기 위해, 제1 및 제2 펌프(P1, P2) 모두가 대기 모드에 놓일 수 있고, 제1 및 제2 밸브(V1, V2) 모두가 폐쇄될 수 있다. 밸브(V1, V2)는 유체 작동식 장치의 설정 상태를 유지하기 위해 각각의 유체 채널(들)의 선택적인 밀봉을 제공할 수 있다. 밸브(V1, V2)와의 상호작용(및 장치의 유체 공학적 구조를 통한 유체 유동의 상응하는 변화)은 유체 작동식 장치의 설정 상태를 변화시킬 수 있다. 환자가 장치의 설정된 상태의 변화를 요구할 때까지 장치의 설정된 상태를 유지하고 장치의 설정된 상태의 요구된 변화를 개시하는 밸브(V1, V2)는 향상된 환자 안전성 및 개선된 장치 효능을 제공한다.For example, with the first valve (V1) open (and with the second pump (P2) in standby mode and the second valve (V2) closed) operation of the first pump (P1) may be performed using an inflatable member. A contraction of (104) can be provided. The first pump (P1) continues until the pressure sensed by the second sensing device (S2) (co-line with the inflatable member (104)) indicates that the desired contracted state of the inflatable member (104) has been achieved ( The operation continues (e.g. based on the fluid pressure sensed by the second sensing device S2). To maintain the contracted state, both the first and second pumps P1 and P2 may be placed in standby mode and both the first and second valves V1 and V2 may be closed. The operation of the second pump P2 with the second valve V2 open (and with the first pump P1 in standby mode and the first valve V1 closed) is performed using the inflatable member ( 104) can provide expansion. The second pump (P2) continues until the pressure sensed by the first sensing device (S1) indicates that the desired inflation state of the inflatable member (104) has been achieved (e.g. (based on the fluid pressure sensed by the To maintain the inflation state, both the first and second pumps (P1, P2) can be placed in standby mode and both the first and second valves (V1, V2) can be closed. Valves V1 and V2 may provide selective sealing of each fluid channel(s) to maintain the configured state of the fluid operated device. Interaction with the valves V1 and V2 (and corresponding changes in fluid flow through the fluidic structure of the device) can change the set state of the fluidically actuated device. Valves (V1, V2) that maintain the device's set state until the patient requests a change in the device's set state and initiate the requested change in the device's set state provide improved patient safety and improved device efficacy.
일부 예에서, 유체 공학적 구조에 포함된 밸브 중 하나 이상은 상시 개방형 밸브이다. 상시 개방형 밸브는 기본적으로 개방 상태이고, 전력의 인가에 응답하여 폐쇄(및 폐쇄 유지)된다. 도 3에 도시된 예시적인 배열에서 상시 개방형 밸브의 사용은, 예를 들어, 펌프(P1, P2) 및/또는 밸브(V1, V2)의 제어 손실을 초래하는 동력 고장 또는 다른 시스템 고장의 경우에 고장안전(failsafe) 조치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 팽창 가능한 부재(104)가 팽창되고, 밸브(V1, V2)가 폐쇄되고, 펌프(P1, P2)가 대기 상태에 있는 상태에서, 이러한 유형의 제어 손실을 초래하는 동력의 손실(또는 다른 시스템 고장)은 환자의 불편함을 야기하고 및/또는 환자의 안전을 손상시킬 수 있다. 유체 공학적 구조에서 상시 개방형 밸브를 사용하면, 동력 손실 시에 밸브(V1, V2)가 개방될 수 있고, 팽창 가능한 부재(104)로부터 압력이 완화될 수 있으며, 시스템 내의 유체가 평형에 도달할 수 있다.In some examples, one or more of the valves included in the fluidic structure are normally open valves. Normally open valves are open by default and close (and remain closed) in response to the application of power. The use of normally open valves in the exemplary arrangement shown in FIG. 3 may, for example, in the event of a power failure or other system failure resulting in loss of control of pumps (P1, P2) and/or valves (V1, V2). Failsafe measures can be provided. For example, with
일부 예에서, 유체 공학적 구조 내에 포함된 밸브 중 하나 이상은 기본적으로 폐쇄 상태이고, 전력의 인가에 응답하여 개방(및 개방 유지)되는, 상시 폐쇄형 밸브일 수도 있다. 상시 폐쇄형은 유체 공학적 구조 내의 상시 폐쇄형 밸브의 위치에 따라, 전술된 고장안전 조치를 제공하지 않을 수도 있다. 그러나, 유체 공학적 구조에서 하나 이상의 상시 폐쇄형 밸브의 사용은 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 유체 공학적 구조에 포함된 많은 밸브들은 (예를 들어, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 현재 상태를 유지하기 위해) 개방 상태에 있는 것보다 상당히 더 많은 시간 동안 폐쇄 상태로 유지된다. 상시 폐쇄형 밸브는 기본적으로 폐쇄 상태이며 폐쇄 상태를 유지하기 위해 전력의 인가에 의존하지 않기 때문에, 유체 공학적 구조의 하나 이상의 상시 폐쇄형 밸브의 사용은 전력 소비를 감소시킬 수도 있다(상시 개방형 밸브의 사용에 비교할 때). 이는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수명을 연장시킬 수 있으며, (예컨대, 전원 셀을 교체하기 위해) 지속적인 작동에 필요한 의사 개입을 줄일 수 있으며, 및/또는 재충전 요건을 줄일 수 있으며 및/또는 재충전 간의 간격을 증가시킬 수 있다.In some examples, one or more of the valves included within the fluidic structure may be normally closed valves, which are in a default closed state and open (and remain open) in response to the application of power. Normally closed may not provide the failsafe measures described above, depending on the location of the normally closed valve within the fluid engineering structure. However, the use of one or more normally closed valves in the fluidic structure can reduce the power consumption of the fluid-operated inflatable device 100. Many valves included in the fluidic structure remain closed for significantly more time than in the open state (e.g., to maintain the current state of the fluid-operated inflatable device 100). Because normally closed valves are closed by default and do not rely on the application of power to remain closed, the use of one or more normally closed valves in a fluidic construction may reduce power consumption (as compared to normally open valves). when compared to use). This may extend the life of the fluid-operated inflatable device 100, reduce the amount of physician intervention required for continued operation (e.g., to replace power cells), and/or reduce recharge requirements, and/or Alternatively, the interval between recharges can be increased.
팽창 가능한 부재(104)의 원하는 수축 레벨을 달성하기 위해 필요한 펌핑의 양을 줄이기 위해, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 유체 채널들을 통한 유체의 수동적 이동을 통해 전력 소비가 감소될 수 있다. 예를 들어, 팽창 상태에서, 팽창 가능한 부재(104)의 압력은 저장소(102)의 압력보다 크다. 도 3에 도시된 예시적인 배열에서, 팽창 가능한 부재(104)의 원하는 수축 레벨을 달성하기 위해, 제1 밸브(V1)는 (제1 펌프(P1)의 활성화 없이, 및 제2 밸브(V2)는 폐쇄되고 제2 펌프(P2)는 대기 모드에 있는 상태에서) 유체가 팽창 가능한 부재(104)로부터 자연스럽게 유출될 수 있도록 개방될 수 있다. 제1 펌프(P1)는 제1 및/또는 제2 감지 장치(S1, S2)에 의해서 감지된 유체 압력을 기초로, 이와 같이 팽창 가능한 부재(104)의 외부로의 유체의 수동적인 유동에 의해서 완화되지 않은 임의의 잔류 압력을 완화시키도록 활성화될 수 있다.To reduce the amount of pumping required to achieve a desired level of deflation of the
일부 예에서, 압력 감지 장치(예를 들어, 도 3에 도시된 예시적인 유체 공학적 구조에 도시된 감지 장치(S1, S2))는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 유체 공학적 구조의 압력을 조절, 측정 및 제어하는 다양한 방식을 지원할 수 있으며, 저장소(102) 및 팽창 가능한 부재(104)의 유체 압력의 모니터링을 제공하도록 위치될 수 있다. 예를 들어, 감지 장치(S1, S2)(및/또는 다른 압력 감지 장치)는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) 내의 다양한 위치에서 유체 압력의 급등 또는 스파이크를 검출하고, 이에 따라 펌프(P1, P2) 및 밸브(V1, V2)를 제어하여, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 현재 상태를 유지하고 및/또는 환자의 편안함 및 안전을 제공하도록 위치될 수 있다.In some examples, a pressure sensing device (e.g., sensing devices S1, S2 shown in the example fluidic structure shown in FIG. 3) measures the pressure of the fluidic structure of the fluidically actuated inflatable device 100. It can support a variety of ways to regulate, measure and control, and can be positioned to provide monitoring of fluid pressure in
예를 들어, 도 2a와 관련하여 전술한 예시적인 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 유체 저장소(102A)는 환자 복강내에 위치된다. 따라서, 유체 저장소(102A)에 위치된 (제1 감지 장치(S1)와 같은) 압력 감지 장치가 복부 압력의 표시를 제공할 수 있다. (예를 들어, 신체 활동, 충격, 낙하 등으로 인한) 압력 스파이크 또는 급등이 제1 감지 장치(S1)에 의해 검출되면, 시스템은 예를 들어, 팽창 가능한 커프(104A)의 압력을 증가시킴으로써 대응할 수 있으며, 환자는 압력 스파이크를 통해 자제를 유지할 수 있다.For example,
저장소(102A)에 있는 제1 감지 장치(S1) 및 팽창 가능한 커프(104A)에 있는 제2 감지 장치(S2)를 포함하는 예에서, 센서(S1, S2) 각각에 의해 취해진 압력 측정치는, 예를 들어, 저장소(102A)에서의 압력의 스파이크를 상쇄시키기 위해 팽창 가능한 커프(104A)에서 얼마나 많은 압력이 필요한지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.In an example comprising a first sensing device S1 in
전술했듯이, 팽창 상태에서, 팽창 가능한 부재(104)의 압력은 저장소(102)의 압력보다 크다. 팽창 가능한 부재(104)와 저장소(102) 사이의 압력 차이는 팽창 가능한 부재(104)의 수동 수축에 사용될 수 있다. 팽창 가능한 장치(100) 내의 유체가 평형에 도달함에 따라, 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104)에서, 도 3의 예시적인 유체 공학적 구조에 도시된 바와 같이 위치된 감지 장치들(S1, S2)로부터의 측정치는 에너지 보존을 최대화하기 위해 언제 제1 펌프(P1)와 결합할지를 결정하는데 사용될 수 있는 한편, 또한 팽창 가능한 부재(104)의 팽창된 상태로부터 원하는 수축 레벨으로의 전이 시간을 관리할 수 있다. 일부 예에서, 도시된 바와 같은 제1 및 제2 감지 장치(S1, S2)의 위치 설정은 유체 공학적 구조 내의 폐색, 느린 누설 등의 검출을 제공할 수 있고, 검출된 고장을 보상하기 위해 시스템이 펌프(P1, P2) 및 밸브(V1, V2)를 작동하게 할 수 있다.As mentioned above, in the expanded state, the pressure of the
도 3에 도시된 예시적인 배열에서, 팽창 가능한 부재(104)의 원하는 수축 레벨을 달성하기 위해, 제1 밸브(V1)는 (제1 펌프(P1)의 활성화 없이, 및 제2 밸브(V2)는 폐쇄되고 제2 펌프(P2)는 대기 모드에 있는 상태에서) 유체가 팽창 가능한 부재(104)로부터 자연스럽게 유출될 수 있도록 개방될 수 있다. 제1 펌프(P1)는 제1 및/또는 제2 감지 장치(S1, S2)에 의해서 감지된 유체 압력을 기초로, 이와 같이 팽창 가능한 부재(104)의 외부로의 유체의 수동적인 유동에 의해서 완화되지 않은 임의의 잔류 압력을 완화시키도록 활성화될 수 있다.In the exemplary arrangement shown in FIG. 3 , to achieve the desired level of deflation of the
도 4는 일 양태에 따른, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 위한 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)의 개략도이다. 일부 예에서, 전자 유체 제어 시스템(400)은 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이에서 유체의 전달, 및 유체 제어 시스템(106) 내의 유체 공학적 구조의 구성요소의 모니터링 및 제어를 제공한다. 일부 예에서, 전자 제어 시스템(108)은 유체 제어 시스템(106)의 유체 공학적 구조의 구성요소의 작동을 제어한다. 일부 예에서, 전자장치 제어 시스템(108)은 인쇄 회로 보드(PCB)(140)을 포함한다. 일부 예에서, PCB(140)는 프로세서, 메모리, 통신 모듈, 감지 장치, 및 다른 그러한 구성요소를 포함한다. 일부 예에서, 전자 제어 시스템(108)은 외부 제어기(120)와 통신하여, 예를 들어, 사용자 입력을 수신하거나, 사용자에게 정보를 출력할 수 있다. 일부 예에서, 제어 시스템(108)은 전자 제어 시스템(108)의 구성요소의 작동 및 유체 제어 시스템(106)의 구성요소의 작동을 위한 전력을 제공하는 전력 저장 장치(130) 또는 배터리(130)를 포함한다. 일부 예에서, 전력 저장 장치(130)는, 예를 들어, 외부 재충전 장치(150)에 의해 재충전될 수 있다. 일부 예에서, 유체 제어 시스템(106) 및 그의 구성요소, 및 전자 제어 시스템(108) 및 그의 구성요소는 하우징(110) 내에 수납된다.FIG. 4 is a schematic diagram of an example
도 5는 제1 예시적인 유체 공학적 구조(410)를 가진 유체 제어 시스템(106)을 포함한 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시하고 있다. 제1 예시적인 유체 공학적 구조(410)는 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 제1 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제1 펌프(P1)와 제1 밸브(V1) 및 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 제2 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제2 펌프(P2)와 제2 밸브(V2)를 포함한다. 도 5에 도시된 제1 예시적인 유체 공학적 구조물(410)에서, 제1 펌프(P1)는 단방향 펌프이고, 제1 밸브(V1)는 제1 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제1 방향으로만 유동을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제2 펌프(P2)는 단방향 펌프이고, 제2 밸브(V2)는 제2 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제2 방향으로만 유동을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제1 감지 장치(S1)는 저장소(102)에서 유체 압력을 감지하도록 위치되고, 제2 감지 장치(S2)는 팽창 가능한 부재(104)에서 유체 압력을 감지하도록 위치된다. 제1 및 제2 펌프(P1, P2)에 대해 도시된 바와 같이 배열된 제1 및 제2 수동 체크 밸브(V1, V2)는 펌프(P1, P2)를 통한 유체의 역류를 방지한다. 제1 예시적인 유체 공학적 구조(410)는 팽창 가능한 부재(104)와 동일 라인에 위치된 능동 밸브(AV)를 포함한다. 도시된 바와 같이 위치된 능동 밸브(AV)는, 예를 들어, 충격, 신체 활동, 낙하 등으로 인한 팽창 가능한 부재(104)에서의 압력의 급격한 스파이크에 응답하여, 유체가 팽창 가능한 부재(104)로부터 제1 펌프(P1)를 통해서 역으로 누설되는 것과 팽창 가능한 부재(104)를 의도하지 않게 수축시키는 것을 방지할 수 있다.FIG. 5 illustrates an example
도 6은 제2 예시적인 유체 공학적 구조(420)를 갖는 유체 제어 시스템(106)을 포함하는 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제2 예시적인 유체 공학적 구조(420)는 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 제1 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제1 펌프(P1)와 제1 밸브(V1), 및 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 제2 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제2 펌프(P2)와 제2 밸브(V2)를 포함한다. 도 6에 도시된 제2 예시적인 유체 공학적 구조물(420)에서, 제1 펌프(P1)는 단방향 펌프이고, 제1 밸브(V1)는 제1 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제1 방향으로의 유동만을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제2 펌프(P2)는 단방향 펌프이고, 제2 밸브(V2)는 제2 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제2 방향으로만 유동을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제1 감지 장치(S1)는 저장소(102)에서 유체 압력을 감지하도록 위치되고, 제2 감지 장치(S2)는 팽창 가능한 부재(104)에서 유체 압력을 감지하도록 위치된다. 제1 펌프(P1)에 대해서 도시된 바와 같이 배열된 제1 수동 체크 밸브(V1)는 제1 펌프(P1)를 통한 유체의 역류 및 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 유체의 우발적인 유동을 방지한다. 도시된 바와 같이 배열된 제2 수동 체크 밸브(V2)는 제2 펌프(P2)를 통한 유체의 역류를 방지한다.FIG. 6 shows an example
도 7은 제3 예시적인 유체 공학적 구조(430)를 갖는 유체 제어 시스템(106)을 포함하는 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제3 예시적인 유체 공학적 구조(430)는 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 제1 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제1 펌프(P1)와 제1 밸브(V1), 및 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 제2 방향으로 유체의 흐름을 제어하는 제2 펌프(P2)와 제2 밸브(V2)를 포함한다. 제3 예시적인 유체 공학적 구조(430)에서, 제1 펌프(P1)는 단방향 펌프이고, 제1 밸브(V1)는 제1 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제1 방향으로의 유동만을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제2 펌프(P2)는 단방향 펌프이고, 제2 밸브(V2)는 제2 유체 채널 내의 유동을 제한하고 제2 방향으로만 유동을 허용하는 수동 체크 밸브이다. 제1 감지 장치(S1)는 저장소(102)에서 유체 압력을 감지하도록 위치되고, 제2 감지 장치(S2)는 팽창 가능한 부재(104)에서 유체 압력을 감지하도록 위치된다. 제1 및 제2 펌프(P1, P2)에 대해 도시된 바와 같이 배열된 제1 및 제2 수동 체크 밸브(V1, V2)는 펌프(P1, P2)를 통한 유체의 역류를 방지한다. 제3 예시적인 유체 공학적 구조(430)는 전력 상실의 경우에 고장안전으로서 작용하도록 위치된 능동 밸브(AV)를 포함한다. 제3 예시적인 유체 공학적 구조에 도시된 구성요소의 배열에서, 능동 밸브(AV)는 상시 개방형 밸브일 수 있다. 전자 유체 제어 시스템(400)에 대한 전력 손실의 경우에, 능동 밸브(AV)는 개방되어 팽창 가능한 부재(104)가 감압되게 할 것이며, 따라서 환자의 편안함 및 안전을 제공한다.FIG. 7 shows an example
도 8은 제4 예시적인 유체 공학적 구조(440)를 갖는 유체 제어 시스템(106)을 포함하는 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제4 예시적인 유체 공학적 구조(440)는 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이에서 유체를 전달하기 위해 하나의 펌프(P2)와 4개의 능동 밸브(AV1, AV2, AV3, AV4)를 채용한다. 능동 밸브가 압전 밸브인 예에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 능동 밸브(AV1, AV2, AV3, AV4)는 전압의 선택적인 인가에 응답하여 능동적으로 및 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있다. 제1 능동 밸브(AV1) 및 제2 능동 밸브(AV2)를 능동적으로 개방하고 제3 능동 밸브(AV3) 및 제4 능동 밸브(AV4)를 능동적으로 폐쇄함으로써, 유체는 팽창 가능한 부재(104)를 팽창시키기 위해 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로 펌핑될 수 있다. 제1 능동 밸브(AV1) 및 제2 능동 밸브(AV2)를 능동적으로 폐쇄하고 제3 능동 밸브(AV3) 및 제4 능동 밸브(AV4)를 능동적으로 개방함으로써, 유체는 팽창 가능한 부재(104)를 수축시키기 위해 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로 펌핑될 수 있다.FIG. 8 shows an example
도 9는 제5 예시적인 유체 공학적 구조(450)를 갖는 유체 제어 시스템(106)을 포함하는 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제5 예시적인 유체 공학적 구조(440)는 예시적인 제4 유체 공학적 구조(440)에서와 같이 하나의 펌프(P1)를 채용한다. 도 9에 도시된 제5 예시적인 유체 공학적 구조(450)는 도 8에 도시된 4개의 능동 밸브(AV1, AV2, AV3, AV4)를 2개의 3방향 래칭 밸브(LV1, LV2)로 대체한다. 제5 예시적인 유체 공학적 구조에서, 제1 래칭 밸브(LV1) 상의 포트(1) 및 제2 래칭 밸브(LV2) 상의 포트(1)는 항상 개방되어 있다. 제1 래칭 밸브(LV1)를 활성화하면, 제1 래칭 밸브(LV1)의 다른 포트(2 또는 3) 중 하나가 개방 포트(1)와 연통할 수 있다. 유사하게, 제2 래칭 밸브(LV2)를 활성화하면, 제2 래칭 밸브(LV2)의 다른 포트(2 또는 3) 중 하나가 개방 포트(1)와 연통할 수 있다. 제1 래칭 밸브(LV1)와 제2 래칭 밸브(LV2) 모두에서 포트(2)를 선택함으로써, 제1 래칭 밸브(LV1)와 제2 래칭 밸브(LV2) 각각의 포트(3)가 폐쇄될 때, 유체가 포트(1 및 2) 사이에서 흐를 수 있으며, 펌프(P1)가 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로 유체를 전달할 수 있도록 한다. 유사하게, 각각의 래칭 밸브(LV1, LV2)의 포트(3)(및 그에 따른 폐쇄 포트(2))를 선택함으로써, 유체가 포트(1 및 3) 사이에서 유동할 수 있고, 그에 따라 펌프가 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로 유체를 전달할 수 있게 한다.9 shows an example
도 10은 제6 예시적인 유체 공학적 구조(460)를 가진 유체 제어 시스템(106)을 포함한 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제6 예시적인 유체 공학적 구조는 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 제1 방향으로 유체 흐름을 발생시키는 제1 펌프(P1)와, 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 제2 방향으로 유체 흐름을 발생시키는 제2 펌프(P2)를 포함한다. 도 10에 도시된 제6 예시적인 유체 공학적 구조(460)에서, 제1 펌프(P1) 및 제2 펌프(P2)는 조합형 펌프 및 밸브 장치이다. 예를 들어, 제1 펌프(P1)가 대기 모드에 있어서, 작동하지 않고/펌핑하지 않을 때, 제1 펌프(P1)는 제1 유체 채널을 통한 유체의 유동을 방지한다. 유사하게, 제2 펌프(P2)가 대기 모드에 있어서, 작동하지 않고/펌핑하지 않을 때, 제2 펌프(P2)는 제2 유체 채널을 통한 유체의 유동을 방지한다.FIG. 10 shows an example
도 11은 제7 예시적인 유체 공학적 구조(470)를 갖는 유체 제어 시스템(106)을 포함하는 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)을 도시한다. 제7 예시적인 유체 공학적 구조는 팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)로의 제1 방향으로 유체 유동을 발생시키는 제1 펌프(P1)와, 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로의 제2 방향으로 유체 유동을 발생시키는 제2 펌프(P2)를 포함한다. 도 11에 도시된 제7 예시적인 유체 공학적 구조(470)에서, 제1 펌프(P1) 및 제2 펌프(P2)는 도 10에 도시된 제6 예시적인 유체 공학적 구조(460)에서와 같이 펌프 및 밸브 장치의 조합이며, 따라서, 유체 채널을 통한 유체 유동을 생성하는 것에 추가로 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이의 유체 채널을 통한 유동을 선택적으로 제한할 수 있다. 그러나, 도 11에 도시된 제7 예시적인 유체 공학적 구조(470)에서, 제1 및 제2 펌프(P1, P2)는 압전 펌프일 수 있다. 압전 펌프의 압전 요소는 압력의 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 제7 예시적인 유체 공학적 구조(470)에서, 제1 및 제2 펌프(P1, P2)(압전 펌프의 형태)는 또한 압력 감지 장치로서 기능할 수 있고, 따라서 이전의 유체 공학적 구조에 도시된 감지 장치(S1, S2)는 제거될 수 있다. 이는 유체 제어 시스템(106)의 유체 공학적 구조를 단순화할 수도 있고, 전자 유체 제어 시스템(400)의 전체 크기를 감소시킬 수도 있다.FIG. 11 shows an example
따라서, 일부 예에서, 유체 제어 시스템(106)의 유체 공학적 구조 내에 포함된 밸브 중 하나 이상은 압전 밸브일 수 있다. 압전 재료는 압력(strain)의 기계적 변형을 받을 때 전기 에너지를 생성한다. 역으로, 압전 재료는 전기장의 인가에 응답하여 변형된다. 즉, 압전 재료는 전하를 움직임으로 변환할 수 있고, 움직임을 전하로 변환할 수 있다. 이들 특성은 기계적 밸브가 밸브로의 전압의 인가를 통해 전자적으로 제어되게 한다. 작동 중에, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)는 진동과 같은 외부 자극을 받거나 경험할 수 있다. 진동의 원인은, 예를 들어, 펌프들 중 하나의 작동으로 인해 발생된 진동, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)를 통한 유체의 이동으로 인해 발생된 진동, 사용자의 움직임 및/또는 다른 신체적 활동, 및 장치(100)의 내부 및 외부의 다른 그러한 원인일 수 있다. 가해진 움직임에 응답하여 전위를 발생시키는 압전 밸브의 압전 재료의 능력을 고려하면, 이들 외부 자극은 에너지로 변환될 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어, 진동 형태의 외부 자극은, 진동을 받는 시점에 대기 모드에 있는 펌프에 의해서 에너지로 변환될 수 있다.Accordingly, in some examples, one or more of the valves included within the fluidic structure of
도 3에 도시된 예시적인 유체 공학적 구조와 관련하여 전술된 바와 같이, (제1 밸브(V1)가 개방되고, 제2 펌프(P2)가 대기 모드에 있고, 제2 밸브(V2)가 폐쇄된 상태에서) 제1 펌프(P1)의 작동은 팽창 가능한 부재(104)의 수축을 위해 제1 방향으로의 (팽창 가능한 부재(104)로부터 저장소(102)를 향해) 유체 유동을 발생시킨다. (제2 밸브(V2)가 개방되고, 제1 펌프(P1)가 대기 모드에 있고, 및 제1 밸브가 폐쇄된 상태에서) 제2 펌프(P2)의 작동은 팽창 가능한 부재(104)의 팽창을 위해 제2 방향으로의 (저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)를 향해) 유체 유동을 발생시킨다. 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 설정 상태(즉, 팽창 상태 또는 수축 상태)를 유지하기 위해, 제1 및 제2 펌프(P1, P2)는 대기 모드에 있고, 제1 및 제2 밸브(V1, V2)는 폐쇄된다.As described above with respect to the example fluidic structure shown in FIG. 3 (first valve V1 is open, second pump P2 is in standby mode, and second valve V2 is closed) Actuation of the first pump P1 (in the state) generates fluid flow in a first direction (from the
도 3에 도시된 예시적인 유체 공학적 구조에서, 펌프(P1, P2) 중 적어도 하나는 임의의 주어진 시간에 대기 모드에 있을 것이고, 그에 따라 위에서 설명된 것과 같이 자극을 수집하여 그 자극을 전기 변위로 변환할 수 있을 것이다. 이러한 예에서, 펌프(P1 또는 P2)중 하나(작동 가능한 펌프) 가 에너지 액추에이터 또는 발전기로서 작용하고, 펌프(P1 또는 P2) 중 다른 하나(대기 모드에 있는 펌프)가 에너지 수확기 또는 수집기로서 작용한다. 도 3에 도시된 예시적인 유체 공학적 구조는 펌프(P1, P2)가 압전 펌프이고 밸브(V1, V2)가 압전 밸브인 경우, 최대 4개의 압전 소자를 포함할 수 있다. 그러나, 이 예에서, 펌프(P1 및 P2)는 액추에이터 및 수확기로서 작용하여, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 작동 동안 밸브(V1, V2)의 래칭 및/또는 밀봉 능력이 손상되지 않는다.3, at least one of the pumps P1, P2 will be in standby mode at any given time, thereby collecting stimulation and converting that stimulation into electrical displacement as described above. You will be able to convert it. In this example, one of the pumps (P1 or P2) (the pump in operation) acts as an energy actuator or generator, and the other of the pumps (P1 or P2) (the pump in standby mode) acts as an energy harvester or collector. . The exemplary fluid engineering structure shown in FIG. 3 may include up to four piezoelectric elements, where the pumps P1 and P2 are piezoelectric pumps and the valves V1 and V2 are piezoelectric valves. However, in this example, the pumps P1 and P2 act as actuators and harvesters such that the latching and/or sealing ability of the valves V1 and V2 is not impaired during operation of the fluid operated inflatable device 100.
전술했듯이, 수축 모드에서의 장치(100)의 작동 중에, 제1 펌프(P1)의 작동으로 인해 발생된 진동은 제1 펌프(P1)로부터 제2 펌프(P2)로, 예를 들어 유체 공학적 구조가 수납된 매니폴드를 통해서 전달될 수 있다. 이 경우, (대기 모드에서) 제2 펌프(P2)의 압전 소자는 제2 펌프(P2)의 압전 소자에서의 움직임으로서 받는 진동에 의해 발생된 에너지를 수확할 준비가 될 것이다. 일부 상황에서, 제2 펌프(P2)에도 수압이 작용하여, 그에 따라 제2 펌프(P2)의 압전 요소가 받는 운동의 진폭에 기여할 수 있을 것이고 증폭된 움직임에 의해서 부가적인 에너지가 생성되게 할 수 있을 것이다. 제2 펌프(P2)가 작동하고 제1 펌프(P1)가 대기 모드에 있는, 팽창 모드에서의 작동 중에, 제2 펌프(P2)가 작동하여 유체를 저장소(102)로부터 팽창 가능한 부재(104)로 전달할 것이고, 및 제1 펌프(P1)는 제2 펌프(P2)의 작동의 결과로서 생성된 에너지를 수확할 것이다. 일부 상황에서, 사용자의 신체적 움직임이 펌프(P1, P2)의 압전 소자의 움직임으로 변환될 수 있다. 이러한 움직임은 또한, 대기 모드에 있을 때, 제1 펌프(P1) 및/또는 제2 펌프(P2)에 의해서 수확될 수 있을 것이다.As mentioned above, during operation of the device 100 in the deflation mode, vibrations generated due to the operation of the first pump P1 are transferred from the first pump P1 to the second pump P2, for example in a fluidic structure. It can be delivered through a manifold in which it is housed. In this case, the piezoelectric element of the second pump P2 (in standby mode) will be ready to harvest the energy generated by the vibrations received as a movement in the piezoelectric element of the second pump P2. In some situations, hydraulic pressure may also act on the second pump (P2), thereby contributing to the amplitude of the movement experienced by the piezoelectric elements of the second pump (P2) and causing additional energy to be generated by the amplified movement. There will be. During operation in the expansion mode, with the second pump (P2) operating and the first pump (P1) in standby mode, the second pump (P2) operates to pump fluid from the reservoir (102) to the expandable member (104). and the first pump (P1) will harvest the energy generated as a result of the operation of the second pump (P2). In some situations, the user's physical movements can be converted into movements of the piezoelectric elements of the pumps P1 and P2. This movement may also be harvested by the first pump (P1) and/or the second pump (P2) when in standby mode.
이러한 방식의 에너지의 수확 및 저장은 에너지로 변환되는데, 이 에너지는 다른 경우에는 장치(100)를 통해 소산되어, 사용되지 않게 된다. 따라서, 이러한 방식으로 에너지를 수확 및 저장하는 것은 전력 저장 장치(130)의 수명을 증가시킬 수 있고, 재충전 또는 전원 교체 없이 유체 작동식 장치(100)의 작동 시간을 증가시킬 수 있다. 이는 또한 더 작은 전력 저장 장치(130)의 사용을 허용하여, 전자 유체 제어 시스템(400)의 전체 크기를 감소시킬 수 있다.Harvesting and storing energy in this manner is converted to energy that would otherwise be dissipated through device 100 and not used. Accordingly, harvesting and storing energy in this manner can increase the lifespan of the
전술했듯이, 일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)(예를 들어, 전술한 인공 비뇨기 괄약근(100A) 또는 팽창 가능한 음경 보철물(100B) 형태)는 전자 제어 시스템(108)에 의해 전자적으로 제어될 수 있다. 전자 제어 시스템(108)은 예를 들어 사용자에 의해 조작될 수 있는 외부 제어기(120)와 통신할 수 있다. 외부 제어기(120)는 사용자 입력을 수신하고 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 제어를 위해 전자 제어 시스템(108)에 사용자 입력을 전송할 수 있다. 전자 제어 시스템(108)은 사용자에 의한 소비를 위해, 예를 들어 장치 작동 상태, 시스템 경보, 작동 조건 등과 같은 정보를 외부 제어기(120)에 통신할 수 있다. 외부 제어기(120)와 전자 제어 시스템(108) 사이의 신속하고 신뢰할 수 있는 통신은 상이한 조건에서 장치(100)의 적절한 기능 및 작동을 용이하게 하여, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수명 동안 환자에게 편안함과 용이한 사용을 제공한다. 외부 제어기(120)와 전자 제어 시스템(108) 사이의 신속하고 신뢰할 수 있는 통신은 환자의 안전을 향상시킬 수 있고, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)가 상태 변화에 적응할 수 있게 하며, 환자 및/또는 의사의 개입의 유무에 관계없이 고장안전 조치를 채용할 수 있게 한다.As noted above, in some examples, fluid-operated inflatable device 100 (e.g., in the form of artificial
일부 예에서, 외부 제어기(120)는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)와의 제어, 모니터링 및 상호 작용을 위해 특별히 맞춤화된 포브(fob)를 포함한다. 일부 예에서, 외부 제어기(120)는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 전자 제어 시스템(108)과 통신할 수 있는 외부 전자 장치에 통합될 수 있다. 예를 들어, 외부 제어기(120)는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 장치 등과 같은 전자 장치에 의해 실행된 애플리케이션에서 구현될 수 있다.In some examples,
일부 상황에서, 외부 제어기(120)와 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 전자 제어 시스템(108) 사이의 통신은 환자에 의해 개시될 수 있으며, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 작동 및 제어의 변화들은 수동으로 개시될 수 있다. 일부 상황에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 전자 제어는 전자 제어 시스템(108)의 제어 하에 자동으로 수행된다.In some situations, communication between the
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어는 환자가 설정을 수동으로 구성하게 할 수 있다. 예를 들어, 일부 상황에서, 팽창 가능한 부재(104)에서의 압력의 많고 적음에 따라 편안함 및/또는 조작성 및/또는 안전성이 개선될 수 있다는 것을 환자가 알 수 있다. 예를 들어, 예시적인 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 경우, 환자는 관측된 장치 성능, 신체 활동 등에 기초하여 팽창 가능한 커프(104A)에서의 압력 설정을 구성하기 위해 외부 제어기(120)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 환자가 현재 설정에서 약간의 실금을 경험하면, 환자는 팽창 가능한 커프(104A) 상의 폐색 압력 설정을 증가시키기 위해 외부 제어기(120)를 사용할 수 있다. 일부 예에서, 환자는 배뇨에 영향을 줄 수 있는 특정 신체 활동으로 인해 팽창 가능한 커프(104A)에서의 압력 설정을 조절할 것을 원할 수 있고(예를 들어 일시적으로, 신체 활동 동안), 외부 제어기(120)를 사용하여 설정된 기간 동안 팽창 가능한 커프(104A)에 조절된 폐색 압력을 설정할 수 있으며, 설정된 기간이 경과한 이후 장치(100)가 이전에 저장된 설정으로 다시 복귀할 수 있게 한다.In some examples, manual control of fluid-operated inflatable device 100 may allow the patient to manually configure settings. For example, in some situations, the patient may find that increasing or decreasing the pressure on the
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어는 환자로부터의 가청치 이하의 신호에 의해 활성화될 수 있다. 일부 예에서, 가청치 이하의 신호는 외부 제어기(120)에 의해 검출되어 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 제어를 위해 전자 제어 시스템(108)으로 전송될 수 있다. 일부 예에서, 가청 신호는 전자 제어 시스템(108)에 의해 검출될 수 있다. 일부 예에서, 탭핑, 예를 들어, 환자에 의해 구현되고 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)에 의해 검출되는 순차 탭핑으로 인해 검출된 압력 스파이크에 응답하여, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어가 활성화될 수 있다. 외부 제어기(120)가 어떤 이유로 환자에게 이용 불가능한(잘못 배치됨, 충전되지 않음, 작동 불가능 등) 상황에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)는, 예컨대, 팽창 가능한 부재(104)의 압력을 조정하기 위해, 환자로부터의 가청치 이하 신호에 응답할 수 있다. 이는 환자의 안전 및 편안함을 향상시킬 수 있다.In some examples, manual control of fluid-actuated inflatable device 100 may be activated by subaudible signals from the patient. In some examples, subaudible signals may be detected by
일부 예에서, 예를 들어, 환자의 몸통 상의, 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 이식된 위치 또는 그 부근의, 또는 다른 위치의 구성 가능한 수의 탭은 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어를 촉발하는 고유한 시퀀스 또는 패턴을 형성할 수 있다. 이 고유한 시퀀스 또는 패턴은 장치(100)에 의해 검출된 부주의한 탭으로 인한 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 우발적인 활성화를 방지할 수 있다. 일부 예에서, 펌프 또는 밸브의 압전 소자는 설정된 가청 또는 가청치 이하 신호를 검출할 수 있는 마이크로폰으로서 작용할 수 있다. 일부 예에서, 검출된 신호는, 예를 들어, 펌프 또는 밸브가 개방되도록 명령할 수 있고, 상응하는 변위는 측정 가능한 전류를 생성한다.In some examples, a configurable number of tabs, e.g., on the patient's torso, at or near the implanted location of the fluid-actuated inflatable device, or at other locations, may be used to manually control the fluid-actuated inflatable device 100. can form a unique sequence or pattern that triggers. This unique sequence or pattern can prevent accidental activation of fluid-actuated inflatable device 100 due to an inadvertent tap detected by device 100. In some examples, the piezoelectric element of the pump or valve can act as a microphone capable of detecting a set audible or sub-audible signal. In some examples, the detected signal may command, for example, a pump or valve to open, and the corresponding displacement produces a measurable current.
일부 예들에서, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) 및/또는 외부 제어기(120) 중 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어, 움직임 이벤트를 검출할 수 있는 가속도계와 같은, 움직임 감지 장치를 포함한다. 일부 상황에서, 움직임 이벤트는 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) 내의 상태 변화를 유발할 수 있으며, 이는 움직임 이벤트에 대한 장치(100)의 작동 파라미터의 조정으로부터 이득을 얻을 수 있다. 예로서, 상술한 인공 비뇨기 괄약근(100A)에서, 기침, 재채기, 들어올리기, 운동/신체 활동 등 같은 이벤트에 관련된 움직임은 실금을 초래할 수 있다. 가속도계에 의한 이러한 유형의 움직임 이벤트의 검출은 예를 들어, 전자 제어 시스템(108)의 프로세서에 의해, 알고리즘의 실행을 트리거할 수 있으며, 이 알고리즘은 팽창 가능한 커프(104A)에서의 압력을 증가시켜 움직임 이벤트 동안 요도에 여분의 압력을 제공하여 실금을 방지한다. 일부 예에서, 이러한 유형의 움직임 이벤트에 응답하여, 예를 들어 팽창 가능한 부재(104)에서 추가적인 압력에 대한 필요성이 유체 공학적 구조에 포함된 감지 장치에 의해 검출된 압력/압력 변동의 변화에 기초하여 검출될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 기침 또는 재채기, 굽히는 및/또는 들어올리는 움직임 등으로 인한 압축으로 인한) 복강내 압력 증가의 검출이 저장소(102)로 전달될 수 있으므로, 저장소(102)에서 장치(100)의 내부 압력을 증가시킬 수 있다. 감지 장치들 중 하나에 의해 검출된 저장소(102)에서의 증가된 압력은 전자 제어 시스템에 의해 실행된 알고리즘으로 처리될 수 있어서, 유체 시스템 내의 펌프 및 밸브의 작동은 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 현재 상태를 유지하기 위해 저장소(102) 및 팽창 가능한 부재(104)에 적절한 압력을 인가하도록 조정될 수 있다.In some examples, one or both of the implantable fluid-operated inflatable device 100 and/or
일부 예에서, 외부 제어기(120)가 어떤 이유로 환자에게 이용 불가능한(잘못 배치됨, 충전되지 않음, 작동 불가능 등) 상황에서 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어는 자석과 같은 백업 활성화 장치의 사용에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 외부 제어기를 사용할 수 없고 환자가 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 팽창 가능한 커프(104A)에 대한 압력을 해제할 필요가 있는 상황에서, 이식된 장치(100A)에 대응하는 위치에 백업 활성화 장치/자석을 적용하는 것은 판독 스위치를 활성화하여 팽창 가능한 커프(104A)에 대한 압력을 해제하도록 작동하도록 유체 공학적 구조 내의 펌프 및 밸브를 제어함으로써 팽창 가능한 커프(104A)가 요도를 개방 및 해제할 수 있게 한다.In some examples, manual control of fluid-actuated inflatable device 100 may be achieved in situations where
일부 예들에서, 특히 외부 제어기(120)가 이용 불가능할 때, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 수동 제어는 장치(100)에 외부적으로 인가된 수동 압력을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 이는 웨이크업(wake-up) 신호로서 작용하는 외부적으로 인가된 압력의 제1 시퀀스, 이어서 활성화 신호로서 작용하는 외부적으로 인가된 압력의 제2 시퀀스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부에서 인가된 압력은 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 유체 채널에서, 특히 팽창 가능한 커프(104A) 근처에서 압력 변동을 발생시키는 음경 상의 터그 형태일 수 있다. 이 예에서, 제1 터그 시퀀스는 인공 비뇨기 괄약근(100A)을 깨울 수 있고, 제2 터그 시퀀스는 팽창 가능한 커프(104A)에서의 압력의 해제를 신호할 수 있으므로, 커프는 요도를 해제하도록 개방되고, 환자는 배설이 가능해진다. 일부 예에서, 이러한 터깅 형태의 압력은 또한 전술된 바와 같이, 마이크로폰으로서 작용하는 펌프 및 밸브의 압전 소자에 의해 검출될 수 있는 가청치 이하 신호를 발생시킬 수 있다.In some examples, especially when
전술했듯이, 일부 상황에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 전자 제어는 전자 제어 시스템(108)의 제어 하에 자동으로 이루어진다. 이는 사실상의 연속적인 시스템 모니터링, 진단 및 조정, 및 환자 및/또는 의사에 의한 개입을 요구하는 상태의 검출에 응답한 경보의 출력을 허용할 수 있다.As previously discussed, in some situations, electronic control of a fluid-operated inflatable device occurs automatically under the control of
일부 예에서, 전자 제어 시스템(108)은 장치(100)의 작동을 손상시키고 및/또는 장치(100)의 고장으로 이어질 수 있는 누설, 폐색 등을 나타낼 수 있는 조건을 검출하기 위해 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 작동을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 전자 제어 시스템(108)은 유체 공학적 구조 내의 특정 위치에서 특정 압력에 도달하는 시간의 양을 모니터링할 수 있다. 예를 들어, 설정된 임계값 또는 설정된 범위를 초과하는 펌핑 시간의 변화, 및/또는 특정 압력 또는 특정 압력 범위에 도달할 수 없음은 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 유체 채널 내의 누설 또는 폐색을 나타낼 수 있다. 일부 예에서, 전자 제어 시스템(108)은 예를 들어 외부 제어기(120)를 통한 출력에 대한 경보를 발생시켜, 환자 및/또는 의사에게 장치(100)의 작동을 손상시킬 수 있고 및/또는 장치(100)의 고장을 초래할 수 있는 가능한 상태를 알린다. 일부 예에서, 전자 제어 시스템(108)은 누설을 경험하지 않는 장치(100)의 부분 내에 유체가 밀봉되도록 펌프 및 밸브의 작동을 제어할 수 있다.In some examples, the
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 자동 제어는 의사에 의한 진단을 위한 데이터의 수집 및 저장과 환자 간호 프로토콜의 조정을 포함한다. 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 경우에, 진단은 환자에 의해 수동으로 완성한 방광 일지에 의존하는 경우가 많다. 일부 예에서, 인공 비뇨기 괄약근(100A)의 전자 제어 시스템(108)은 하루에 환자가 배뇨해야 하는 횟수, 각 배뇨 이벤트에 대한 시작부터 종료 시간 및 다른 이런 데이터를 측정 및 기록할 수 있다. 일부 예에서, 각각의 배뇨 이벤트에 대한 경과 시간은 팽창 가능한 커프(104A)의 개방 시간의 양 및/또는 팽창 가능한 커프(104A)의 폐쇄 시간의 양에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 예에서, 펌프 및/또는 밸브의 압전 소자의 음향 특성을 이용하여 각각의 배뇨 이벤트에 대한 시작 및 종료 시간을 계산할 수 있다. 이러한 방식으로 수집되고 추적된 데이터는 의사가 진단 및 치료의 후속 조치에 사용할 수 있다.In some examples, automatic control of fluid-operated inflatable device 100 includes collection and storage of data for diagnosis by a physician and coordination of patient care protocols. In the case of artificial urinary sphincter (100A), diagnosis often relies on bladder diaries completed manually by the patient. In some examples, the
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 자동 제어는 특정 조건에 응답하는 팽창 가능한 부재(104) 및/또는 저장소(102)에서의 압력의 자동 제어를 포함한다. 예를 들어, 전자 제어 시스템(108)은 설정된 시간 주기 동안 외부 제어기(120)로부터 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)로의 통신이 없었다는 것(외부 제어기(120)가 어떤 이유로 이용 불가능하거나 작동 불가능함을 나타냄), 및/또는 팽창 가능한 부재(104)가 설정된 시간 주기보다 더 긴 시간 동안 팽창된 상태에 있었다는 것 등을 검출할 수 있다. 이러한 유형의 조건의 검출에 응답하여, 전자 제어 시스템(108)은, 예를 들어, 고장안전 조치로서 팽창 가능한 부재(104)에서의 압력을 완화하기 위해, 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) 내의 압력 설정을 완화시킬 수 있다.In some examples, automatic control of fluid-operated inflatable device 100 includes automatic control of pressure in
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 자동 제어는 감염의 검출을 제공할 수 있다. 장치(100) 내의 하나 이상의 열전쌍과 같은, 감지 장치는, 환자의 내부 체온을 표시하는 온도를 기록할 수 있다. 이들 온도는, 예를 들어, 전자 제어 시스템(108)의 메모리에 저장될 수 있다. 감지된 온도, 및 감지된 온도의 변동 및/또는 증가는 감염의 조기 표시를 제공할 수 있다. 일부 예에서, 감염의 이러한 조기 예측은 의사에 의한 치료를 위해, 외부 제어기(120)를 통해 사용자에게 경보가 출력되도록 트리거할 수 있다.In some examples, automatic control of fluid-operated inflatable device 100 may provide for detection of infection. A sensing device, such as one or more thermocouples within device 100, may record a temperature indicative of the patient's internal body temperature. These temperatures may be stored in the memory of the
일부 예에서, 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)의 자동 제어는 외부 제어기(120)와 같은 외부 장치에 의해 검출되고 전자 제어 시스템(108)에 전송된 대기압 또는 기압에 기초한 내부 장치 압력의 보정을 제공할 수 있다. 일부 예에서 본질적으로 실시간으로 대기압(및 대기압의 변화)을 식별하는 것은, 전자 제어 시스템(108)이 검출된 대기압에 기초하여 장치(100)의 내부 압력을 조정하기 위해 펌프 및 밸브의 작동을 자동으로 제어할 수 있게 한다. 대기압의 변화를 고려하도록 장치 작동을 자동으로 조정하는 능력은 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100)가 대기 조건이 변화 하는 경우에도 정확한 내부 압력을 유지하도록 보장할 수 있다.In some examples, automatic control of fluid-operated inflatable device 100 may include correction of internal device pressure based on atmospheric or barometric pressure detected by an external device, such as
전술된 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(100) (예를 들어, 인공 비뇨기 괄약근(100A) 및/또는 팽창 가능한 음경 보철물(100B) 형태)는, 전자 유체 제어 시스템(400)에서 유체 도관(103, 105)에 의해 팽창 가능한 부재(104)에 연결되는 유체 저장소(102)를 포함하고, 저장소(102)와 팽창 가능한 부재(104) 사이에 유체의 전달을 제공한다. 도 12a 내지 도 12c는 유체 저장소가 전자 유체 제어 시스템의 하우징에 결합된 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 도시한다. 도 13a 및 도 13b는 유체 저장소가 전자 유체 제어 시스템의 하우징 내에 수용된 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 도시한다.The exemplary implantable fluid-operated inflatable device 100 described above (e.g., in the form of an artificial
도 12a 내지 도 12c는 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600)의 개략도이다. 특히, 도 12a는 제1 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600A)의 개략도이고, 도 12b는 제2 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600B)의 개략도이며, 도 12c는 제3 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600C)의 개략도이다. 도 12a 내지 도 12c에 도시된 3개의 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600A, 600B, 600C) 각각은 유체 도관(605)에 의해 전자 유체 제어 시스템(640)에 결합된 팽창 가능한 부재(604)와, 전자 유체 제어 시스템(640)의 하우징(610)에 결합된, 예컨대, 직접 결합된, 유체 저장소(602)를 포함한다.12A-12C are schematic diagrams of an exemplary implantable fluid-operated inflatable device 600. In particular, FIG. 12A is a schematic diagram of a first exemplary implantable fluid-operated
도 5 내지 도 11과 관련하여 전술된 바와 같이, 예시적인 전자 유체 제어 시스템(640)은 도 5 내지 도 11과 관련하여 전술한 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)에 포함된 구성요소로서, 예를 들어, 전력 저장 장치(130), 전자 제어 시스템(108)의 PCB(140), 및 하우징(110)에 수용된 예시적인 유체 공학적 구조를 포함하는 유체 제어 시스템(106)을 포함할 수 있다. 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600A, 600B, 600C)와 관련하여 설명될 원리는, 예를 들어 전술한 인공 비뇨기 괄약근(100A) 및 팽창 가능한 음경 보철물(100B)을 포함하는 다른 다양한 유형의 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치에 적용될 수 있다. As described above with respect to FIGS. 5-11 , example electronic
도 12a에 도시된 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600A)는 밀폐형 하우징(610)에 수용된, 전술한 바와 같은 전자 구성요소들 및 유체 공학적 구성요소들을 포함하는 전자 유체 제어 시스템(640)을 포함한다. 유체 도관(605)은 팽창 가능한 부재(604)에 결합된 제1 단부와, 하우징(610)에 수용된 유체 제어 시스템에 연결되도록 하우징(610)에 형성된 포트(620)를 통해 연장된 제2 단부를 포함하여, 팽창 가능한 부재(704)로 및 팽창 가능한 부재(704)로부터 유체의 전달을 제공한다. 도 12a에 도시된 배열에서, 저장소(602A)는 밀폐형 하우징(610)의 상단 표면 부분(도 12a에 도시된 예시적인 배향) 또는 밀폐형 하우징(610)의 횡방향 평면에 결합된다. 일부 예에서, 저장소(602A)는 하우징(610)에 고정, 예를 들어 접착 또는 접합된다. 유체 도관(603A)은 저장소(602A)에 연결된 제1 단부와, 하우징(610) 내에 수용된 유체 제어 시스템에 연결되도록 하우징(610) 내의 포트(630A)를 통해 연장된 제2 단부를 포함하여, 저장소(602A)로 및 그로부터 유체의 전달을 제공한다. 이 예시적인 배열은 밀폐형 하우징(610)과 저장소(602A) 사이의 더 작은 정합 표면을 제공할 수 있고, 저장소(602A)를 (예를 들어, 도 12b에 도시된 예시적인 배열보다) 환자의 움직임으로 인한 더 낮은 압력에 노출시킬 수 있다. 일부 예에서, 격자(도 12a에 도시되지 않음)는 저장소(602A)에 외부 압력이 가해지는 것을 방지하기 위해 저장소(602A)의 외부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.The exemplary fluid-operated
도 12b에 도시된 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600B)는 전술한 바와 같이 유체 도관(605)을 통해 밀폐형 하우징(610)에 수용된 유체 제어 시스템에 연결된 팽창 가능한 부재(604)를 포함하는 전자 유체 제어 시스템(640)을 포함한다. 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600B)는 밀폐형 하우징(610)의 측면 부분 (도 12b에 도시된 예시적인 배향) 또는 하우징(610)의 관상 평면에 결합된 저장소(602B)를 포함한다. 일부 예에서, 저장소(602B)는 하우징(610)에 고정, 예를 들어 접착 또는 접합된다. 도관(603B)은 저장소(602B)에 연결된 제1 단부와, 하우징(610) 내에 수용된 유체 제어 시스템에 대한 연결을 위해 하우징(610) 내의 포트(630B)를 통해 연장된 제2 단부를 포함하여, 저장소(602B)로 및 저장소(602B)로부터 유체의 전달을 제공한다. 도 12b에 도시된 예시적인 배열에서, 저장소(602B)는 하우징(610)의 가장 큰 표면에 결합된다. 저장소(602B)의 더 큰 표면적은 (도 12a에 도시된 예시적인 배열에 비해) 저장소(602B)의 필요한 팽창을 감소시킬 수 있다.The exemplary fluid-operated
도 12c에 도시된 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600C)는 전술한 바와 같이 유체 도관(605)을 통해 밀폐형 하우징(610)에 수용된 유체 제어 시스템에 연결된 팽창 가능한 부재(604)를 포함하는 전자 유체 제어 시스템(640)을 포함한다. 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600C)는 밀폐형 하우징(610)의 상부 부분(도 12c에 도시된 예시적인 배향)에 결합된 벨로우즈 구조를 갖는 저장소(602C)를 포함한다. 일부 예에서, 저장소(602C)의 일부, 예를 들어 하단 부분은 하우징(610)에 고정되고, 예를 들어 접착 또는 접합되어, 저장소(602C)를 형성하는 벨로우즈 구조물의 나머지 부분이 팽창 및 수축될 수 있게 한다. 도관(603C)은 저장소(602C)에 연결된 제1 단부와, 하우징(610) 내에 수용된 유체 제어 시스템에 대한 연결을 위해서 하우징(610) 내의 포트(630C)를 통해서 연장된 제2 단부를 포함하여, 저장소(602C)로 및 저장소(602C)로부터 유체의 전달을 제공한다. 도 12c에 도시된 예시적인 저장소(602C)의 벨로우즈 구조물은 유체가 저장소(602C)로부터 방출됨에 따라 수축되고, 유체가 저장소(602C)로 유입됨에 따라 팽창된다. 도 12c에 도시된 예시적인 저장소(602C)의 벨로우즈 구조물은 예를 들어 저장소(602C)가 밀폐형 하우징(610)에 밀폐식으로 밀봉될 수 있게 하는 티타늄 중합체 재료를 포함하여, 저장소(602C)에 더 넓은 범위의 재료가 이용될 수 있게 한다. 일부 예에서, 격자(도 12c에 도시되지 않음)는 저장소(602C)에 대한 외부 압력이 가해지는 것을 방지하기 위해 저장소(602C)의 외부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.The exemplary fluid-operated
밀폐형 하우징(610)에 부착된 외부 유체 저장소(602A, 602B, 602C)를 포함하는 예시적인 2-구성요소(2-piece)의 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600A, 600B, 600C)는 전체 장치(600)를 2개의 구성요소(즉, 팽창 가능한 부재(604) 및 저장소(602)가 부착된 하우징(610))로 감소시키면서, 제한된 저항으로 밀폐형 하우징(610)의 외부에서 저장소(602A, 602B, 602C)의 팽창 및 수축을 가능하게 한다. 일부 상황에서, 이러한 설계는 수술 절차의 시간과 복잡성을 감소시킬 수 있다. 일부 상황에서, 이러한 설계는 환자 내에서 밀폐형 하우징(610)이 환자 내의 제 위치에 봉합되는 것을 허용하여, 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(600)의 수명 동안 체내 드리프트를 감소시킬 수 있다.An exemplary two-piece fluid actuated inflatable device (600A, 600B, 600C) comprising an external fluid reservoir (602A, 602B, 602C) attached to a sealed housing (610) may be configured as an overall device (
도 13a 및 도 13b는 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700)의 개략도이다. 특히, 도 13a는 제1 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700A)의 개략도이고, 도 13b는 제2 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700B)의 개략도이다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700A, 700B)는 각각 유체 도관(705)에 의해 전자 유체 제어 시스템(740)에 결합된 팽창 가능한 부재(704)와, 전자 유체 제어 시스템(740)의 밀폐형 하우징(710) 내에 수용된 유체 저장소(702)를 포함한다.13A and 13B are schematic diagrams of an exemplary implantable fluid-operated inflatable device 700. In particular, FIG. 13A is a schematic diagram of a first exemplary implantable fluid-operated
도 5 내지 도 11과 관련하여 전술된 것과 같이, 예시적인 전자 유체 제어 시스템(740)은 도 5 내지 도 11과 관련하여 전술한 바와 같은 예시적인 전자 유체 제어 시스템(400)에 포함된 구성요소로서, 예를 들어, 전력 저장 장치(130), 전자 제어 시스템(108)의 PCB(140), 및 하우징(110)에 수용된 예시적인 유체 공학적 구조를 포함하는 유체 제어 시스템(106)을 포함할 수 있다. 예시적인 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700A, 700B)와 관련하여 설명될 원리는, 예를 들어 전술한 인공 비뇨기 괄약근(100A) 및 팽창 가능한 음경 보철물(100B)을 포함하는 다른 다양한 유형의 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치에 적용될 수 있다.As described above with respect to FIGS. 5-11 , example electronic
도 12a에 도시된 예시적인 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700A)는 밀폐형 하우징(710)에 수용된, 전술한 바와 같은 전자 구성요소들 및 유체 공학적 구성요소들을 포함하는 전자 유체 제어 시스템(740)을 포함한다. 유체 도관(705)은 팽창 가능한 부재(704)에 결합된 제1 단부와, 하우징(710)에 수용된 유체 제어 시스템에 연결하기 위해 하우징(710)에 형성된 포트(720)를 통해 연장된 제2 단부를 포함하여, 팽창 가능한 부재(704)로 및 팽창 가능한 부재(704)로부터의 유체의 전달을 제공한다. 도 13a에 도시된 배열에서, 저장소(702A)는 밀폐형 하우징(710) 내에 수용된다. 밀폐형 하우징(710) 내의 환경은 고정된 양의 가스/유체를 보유하기 때문에, 저장소(702) 내의 부피 변화는 밀폐형 하우징(710) 내의 압력의 변화를 유발하여, 저장소(702)가 밀폐형 하우징(710) 내에서 팽창 및 수축할 수 있는 양을 제한한다. 저장소(702)를 위한 벨로우즈 구조의 사용은 특히 밀폐형 하우징(710)이 예를 들어 헬륨 또는 아르곤 같이 비교적 쉽게 압축된 가스로 충전된 경우 이를 완화시킬 수 있다.The exemplary fluid-operated
도 12b에 도시된 예시적인 유체 작동식 장치(700B)는 밀폐형 하우징(710) 내에 폐쇄된 벨로우즈(712)를 포함한다. 폐쇄된 벨로우즈(712)는 희생 가스로서 작용하는 압축성 유체로 충전되어, 저장소(702)가 수축함에 따라 폐쇄된 벨로우즈(712)가 팽창하고 저장소(702)가 팽창함에 따라 수축하게 할 수 있다. 즉, 유체가 저장소(702) 내로 유입될 때 (벨로우즈 구조물을 가지는) 저장소(702)가 팽창하고, 폐쇄된 벨로우즈(712)는 저장소(702)의 팽창에 응답하여 수축한다. 저장소(702)는 유체가 저장소(702)로부터 방출될 때 수축하고, 폐쇄된 벨로우즈(712)는 저장소(702)의 수축에 응답하여 팽창한다.The exemplary fluid actuated
밀폐형 하우징(610) 내에 설치된 내부 유체 저장소(702)를 포함하는 예시적인 2-구성요소 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700A, 700B)는 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700)의 전체 크기를 감소시킬 수 있다. 일부 상황에서, 이러한 설계는 수술 절차의 시간과 복잡성을 감소시킬 수 있다. 일부 상황에서, 이러한 설계는 환자 내에서 밀폐형 하우징(710)이 환자 내의 제 위치에 봉합되는 것을 허용하여, 이식된 유체 작동식 팽창 가능한 장치(700)의 수명 동안 체내 드리프트를 감소시킬 수 있다.An exemplary two-component fluid-actuated inflatable device (700A, 700B) comprising an internal fluid reservoir (702) installed within a sealed housing (610) reduces the overall size of the implanted fluid-actuated inflatable device (700). You can do it. In some circumstances, this design may reduce the time and complexity of surgical procedures. In some situations, this design may allow the
설명된 구현예의 특정 특징이 본 명세서에 설명된 바와 같이 예시되었지만, 이제 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다수의 수정, 치환, 변경 및 등가물을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 실시예의 범주 내에 속하는 것과 같은 모든 이러한 수정 및 변경을 포함하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.Although certain features of the described embodiments have been illustrated as described herein, numerous modifications, substitutions, changes and equivalents will now occur to those skilled in the art. Accordingly, it is to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes as fall within the scope of the embodiments.
Claims (35)
유체 저장소;
팽창 가능한 부재;
상기 유체 저장소와 상기 팽창 가능한 부재 사이에 결합되고 유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이의 유체를 제어하도록 구성된 전자 유체 제어 시스템; 및
상기 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치 내의 유체 압력을 감지하고, 상기 감지된 압력을 전자 제어 시스템에 전송하도록 구성된 적어도 하나의 압력 감지 장치를 포함하고,
상기 전자 유체 제어 시스템은,
하우징;
상기 하우징 내부에 수용되고, 상기 하우징 내부의 유체 통로에 위치된 적어도 하나의 펌핑 장치를 포함하는 유체 공학적 구조를 포함하는 유체 제어 시스템;
상기 하우징에 수용된 전자 제어 시스템을 포함하고,
상기 전자 제어 시스템은,
적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서; 및
적어도 하나의 외부 입력을 수신하도록 구성된 통신 모듈을 포함하는,
이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.An implantable, fluid-operated, inflatable device that:
fluid reservoir;
an inflatable member;
an electronic fluid control system coupled between the fluid reservoir and the inflatable member and configured to control fluid between the fluid reservoir and the inflatable member; and
At least one pressure sensing device configured to sense fluid pressure within the implantable fluid-operated inflatable device and transmit the sensed pressure to an electronic control system;
The electronic fluid control system,
housing;
a fluid control system comprising a fluidic structure housed within the housing and including at least one pumping device located in a fluid passageway within the housing;
comprising an electronic control system housed in the housing,
The electronic control system is,
at least one processor configured to control operation of at least one pumping device; and
Comprising a communication module configured to receive at least one external input,
Implantable fluid-actuated inflatable device.
상기 저장소는 하우징의 외면에 접합되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to paragraph 1,
The reservoir is bonded to an exterior surface of the housing.
상기 저장소는 유체가 상기 저장소로부터 방출될 때 수축하고, 유체가 상기 저장소 내로 유동할 때 팽창하도록 구성된 벨로우즈 구조를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to claim 1 or 2,
wherein the reservoir comprises a bellows structure configured to contract when fluid is released from the reservoir and to expand when fluid flows into the reservoir.
상기 저장소는 상기 하우징 내에 수용되며 유체가 상기 저장소로부터 방출될 때 수축하고, 유체가 상기 저장소 내로 유동할 때 팽창하도록 구성된 벨로우즈 구조를 포함하며, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치는 상기 하우징 내에 폐쇄된 벨로우즈를 더 포함하고, 상기 폐쇄된 벨로우즈는 압축가능한 유체로 채워져서, 상기 폐쇄된 벨로우즈는 상기 저장소의 팽창에 응답하여 수축하고, 상기 저장소의 수축에 응답하여 팽창하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to paragraph 3,
The reservoir includes a bellows structure received within the housing and configured to contract when fluid is released from the reservoir and to expand when fluid flows into the reservoir, wherein the implantable fluid-operated inflatable device is enclosed within the housing. An implantable fluid actuated device further comprising a bellows, wherein the closed bellows is filled with a compressible fluid, such that the closed bellows is configured to contract in response to expansion of the reservoir and to expand in response to contraction of the reservoir. Inflatable device.
상기 전자 제어 시스템은 외부 장치로부터 상기 적어도 하나의 외부 입력을 수신하고, 수신된 사용자 입력에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성된, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to any one of claims 1 to 4,
wherein the electronic control system is configured to receive the at least one external input from an external device and control operation of the at least one pumping device in response to the received user input.
상기 전자 제어 시스템은 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 조절하고, 미리 설정된 시간 동안 유체 제어식 팽창 가능한 장치에 대응하여 위치된 전자 제어 시스템과 자석의 상호작용에 의해 발생하는 신호의 검출에 응답하여, 팽창 가능한 부재의 압력을 감소시키고, 팽창 가능한 부재의 수축을 개시하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 5,
The electronic control system regulates the operation of the at least one pumping device and, in response to detection of a signal generated by the interaction of a magnet with an electronic control system positioned correspondingly to the fluid-controlled inflatable device for a preset time, causes inflation. An implantable fluid-operated inflatable device configured to reduce pressure in an expandable member and initiate deflation of the expandable member.
상기 전자 제어 시스템은:
탭핑 입력 또는 터깅 입력에 응답하여 적어도 하나의 감지 장치에 의해 검출된 압력의 변동; 또는
유체 작동식 팽창 가능한 장치 또는 외부 장치의 모션 감지 장치에 의해 검출된 모션 이벤트 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 입력들에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to any one of claims 1 to 4,
The electronic control system:
a change in pressure detected by at least one sensing device in response to a tapping input or a tugging input; or
A fluid actuated inflation for an implant, configured to control operation of at least one pumping device in response to user inputs including at least one of a motion event detected by a motion sensing device of the fluid actuated inflatable device or an external device. possible device.
상기 외부 입력은 적어도 하나의 펌프의 압전 소자에 의해 검출된 미리 설정된 시퀀스의 일련의 탭을 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.In clause 7,
The external input comprises a series of tabs in a preset sequence detected by a piezoelectric element of at least one pump.
상기 미리 설정된 시퀀스는:
제1 패턴의 제1 탭 횟수에 의해 정의된 제1 탭 시퀀스를 포함하여, 유체 작동식 팽창 장치를 깨우기 위한 웨이크업 시퀀스; 및
제2 패턴의 제2 탭 횟수에 의해 정의된 제2 탭핑 시퀀스를 포함하여, 사용자 입력에 대응하는 활성화 시퀀스를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 8,
The preset sequence is:
a wake-up sequence for waking up the fluid-actuated inflation device, including a first tap sequence defined by a first number of taps in a first pattern; and
An implantable fluid-actuated inflatable device comprising an activation sequence corresponding to a user input, including a second tapping sequence defined by a second number of taps in a second pattern.
상기 전자 제어 시스템은 유체-제어식 팽창 가능한 장치 내의 압력 레벨을 모니터링하고, 검출된 압력의 변동에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성되고, 상기 작동은:
미리 설정된 기간보다 긴 기간 동안 팽창된 상태에서 팽창 가능한 부재의 검출에 응답하여 상기 팽창 부재에 대한 압력을 감소시키고 상기 팽창 가능한 부재를 감압하도록 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하고;
미리 설정된 기간보다 짧은 지속기간을 갖는 압력의 증가 또는 감소의 검출에 응답하여 유체-제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 상기 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하고; 및
대기 조건들의 변화의 검출에 응답하여 유체 제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 상기 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하는 것을 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to any one of claims 1 to 9,
The electronic control system is configured to monitor pressure levels within the fluid-controlled inflatable device and control operation of at least one pumping device in response to detected fluctuations in pressure, the operation comprising:
in response to detection of an inflatable member in an inflated state for a period longer than a preset period, control at least one pumping device to reduce pressure on the inflatable member and depressurize the inflatable member;
controlling the at least one pumping device to maintain a current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of an increase or decrease in pressure having a duration shorter than a preset period; and
A fluid-operated inflatable device for implantation, comprising controlling the at least one pumping device to maintain a current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a change in atmospheric conditions.
상기 전자 제어 시스템은:
설정된 기간을 초과하여 설정된 압력에 도달하는 시간의 검출 또는 설정된 압력에 도달할 수 없음에 응답하여 상기 유체-제어된 팽창 가능한 장치 내의 고장을 검출하고;
상기 검출된 고장의 경보를 상기 외부 장치에 출력하고;
상기 검출된 고장의 영역으로부터 유체를 격리시키도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to any one of claims 1 to 10,
The electronic control system:
detecting a failure within the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a time to reach a set pressure beyond a set period of time or an inability to reach the set pressure;
outputting an alarm of the detected failure to the external device;
An implantable fluid-operated inflatable device configured to isolate fluid from the area of the detected failure.
상기 적어도 하나의 펌핑 장치는 유체 공학적 구조의 제1 유체 채널 내의 제1 압전 펌프 및 유체 공학적 구조의 제2 유체 채널 내의 제2 압전 펌프를 포함하고,
수축 모드에서,
제1 압전 펌프는 제2 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안 팽창 가능한 부재로부터 저장소로 유체를 펌핑하도록 작동하도록 구성되고;
제1 압전 펌프의 작동에 의해 발생하는 진동은 에너지로의 변환을 위해 대기 모드에 있는 제2 압전 펌프에 의해 수확되고;
팽창 모드에서,
제2 압전 펌프는 제1 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안 저장소로부터 팽창 가능한 부재로 유체를 펌핑하도록 작동하도록 구성되고;
제2 압전 펌프의 작동에 의해 발생하는 진동은 에너지 변환을 위해 대기 모드에 있는 제1 압전 펌프에 의해 수확되고;
제1 압전 펌프 및 제2 압전 펌프가 모두 대기 모드에 있는 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 대기 모드에서, 상기 유체 작동식 팽창 가능한 장치가 이식된 환자의 움직임으로 인해 발생된 진동은 에너지로의 변환을 위해 제1 압전 펌프 및 제2 압전 펌프에 의해 수확되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to any one of claims 1 to 11,
The at least one pumping device comprises a first piezoelectric pump in a first fluid channel of the fluidic structure and a second piezoelectric pump in a second fluid channel of the fluidic structure,
In contraction mode,
the first piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the inflatable member to the reservoir while the second piezoelectric pump is in a standby mode;
The vibration generated by the operation of the first piezoelectric pump is harvested by the second piezoelectric pump in standby mode for conversion into energy;
In inflation mode,
the second piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the reservoir to the inflatable member while the first piezoelectric pump is in a standby mode;
The vibration generated by the operation of the second piezoelectric pump is harvested by the first piezoelectric pump in standby mode for energy conversion;
In the standby mode of the fluid-actuated inflatable device where both the first and second piezoelectric pumps are in standby mode, vibrations generated due to movement of a patient implanted with the fluid-actuated inflatable device are converted into energy. An implantable fluid-operated inflatable device harvested by a first piezoelectric pump and a second piezoelectric pump.
팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 생성하고 제어하기 위해 제1 유체 통로에 위치된 제1 단방향 펌프 및 제1 수동 밸브;
저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 생성하고 제어하기 위해 제2 유체 통로 내에 위치된 제2 단방향 펌프 및 제2 수동 밸브;
상기 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치;
상기 팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치; 및
상기 팽창 가능한 부재와 일렬로 위치된 능동 밸브를 포함하고,
상기 능동 밸브는 제1 모드에서, 팽창 가능한 부재의 수축을 방지하기 위해 팽창 가능한 부재에서의 압력 스파이크 검출에 응답하여 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되도록 구성되고;
상기 능동 밸브는 제2 모드에서, 팽창 가능한 부재의 수축을 허용하도록 전자 유체 제어 시스템에 대한 전력 손실의 검출에 응답하여 전자 제어에 의해 개방되도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.2. The fluid engineering structure of claim 1, wherein:
a first one-way pump and a first manual valve positioned in the first fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a first direction from the expandable member toward the reservoir;
a second one-way pump and a second manual valve positioned within the second fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a second direction from the reservoir toward the expandable member;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir;
a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member; and
comprising an active valve positioned in line with the inflatable member,
the active valve is configured, in a first mode, to be closed by an electronic control system in response to detection of a pressure spike in the inflatable member to prevent deflation of the inflatable member;
wherein the active valve is configured to open by electronic control in response to detection of a loss of power to the electronic fluid control system to allow deflation of the inflatable member in a second mode.
제1 유체 통로 내에 위치되고, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체의 유동을 발생시키도록 구성된 제1 단방향 펌프;
제2 유체 통로 내에 위치되고, 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체의 유동을 발생시키도록 구성된 제2 단방향 펌프;
제2 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제1 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제1 유체 통로에서 제1 방향으로의 유체 유동을 제한하고 제1 유체 통로에서의 유체의 역류를 방지하기 위해, 제1 단방향 펌프와 저장소 사이의 제1 유체 통로에 위치된 제1 수동 밸브;
제1 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제2 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제2 유체 통로에서 제2 방향으로의 유체 유동을 제한하고 제1 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제2 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제2 유체 통로에서의 유체의 역류를 방지하기 위해, 제2 단방향 펌프와 저장소 사이에서 제2 유체 통로에 위치된 제2 수동 밸브;
저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치; 및
팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함하는, 유체 작동식 팽창 가능한 장치.2. The fluid engineering structure of claim 1, wherein:
a first unidirectional pump positioned within the first fluid passageway and configured to generate a flow of fluid from the expandable member in a first direction toward the reservoir;
a second unidirectional pump positioned within the second fluid passageway and configured to generate a flow of fluid in a second direction from the reservoir toward the inflatable member;
To limit fluid flow in the first direction in the first fluid passageway and to prevent backflow of fluid in the first fluid passageway while the second unidirectional pump is in an operating mode and the first unidirectional pump is in a standby mode, a first manual valve located in the first fluid passageway between the one-way pump and the reservoir;
restricting fluid flow in the second direction in the second fluid passageway while the first unidirectional pump is in an operating mode and the second unidirectional pump is in a standby mode, and wherein the first unidirectional pump is in an operating mode and the second unidirectional pump is in a standby mode a second manual valve located in the second fluid passageway between the second one-way pump and the reservoir to prevent backflow of fluid in the second fluid passageway while in the second fluid passageway;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir; and
A fluid actuated inflatable device comprising a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
상기 유체 공학적 구조는:
제1 유체 통로 내에 위치되고, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체의 유동을 선택적으로 발생시키고 제어하도록 구성된 제1 결합 펌프 및 밸브 장치;
저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치;
제2 유체 통로 내에 위치되고, 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체의 유동을 선택적으로 발생시키고 제어하도록 구성된 제2 결합 펌프 및 밸브 장치; 및
팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함하는, 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to paragraph 1,
The fluid engineering structure is:
a first coupled pump and valve device positioned within the first fluid passageway and configured to selectively generate and control flow of fluid from the expandable member in a first direction toward the reservoir;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir;
a second coupled pump and valve device positioned within the second fluid passageway and configured to selectively generate and control flow of fluid in a second direction from the reservoir toward the inflatable member; and
A fluid actuated inflatable device comprising a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
유체 저장소;
팽창 가능한 부재;
유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이에 결합되고 유체 저장소와 팽창 가능한 부재 사이의 유체를 제어하도록 구성된 전자 유체 제어 시스템; 및
상기 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치 내의 유체 압력을 감지하고, 상기 감지된 압력을 전자 제어 시스템에 전송하도록 구성된 적어도 하나의 압력 감지 장치를 포함하고,
상기 전자 유체 제어 시스템은,
하우징;
하우징 내부에 수용되고, 하우징 내부의 유체 통로에 위치한 펌핑 장치를 포함하는 유체 공학적 구조를 포함하는 유체 제어 시스템;
하우징 내부에 수용된 전자 제어 시스템을 포함하고,
전자 제어 시스템은,
적어도 하나의 펌프와 적어도 하나의 밸브의 작동을 제어하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서; 및
적어도 하나의 외부 장치와 통신하도록 구성된 통신 모듈을 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.An implantable, fluid-operated, inflatable device that:
fluid reservoir;
an inflatable member;
an electronic fluid control system coupled between the fluid reservoir and the inflatable member and configured to control fluid between the fluid reservoir and the inflatable member; and
At least one pressure sensing device configured to sense fluid pressure within the implantable fluid-operated inflatable device and transmit the sensed pressure to an electronic control system;
The electronic fluid control system,
housing;
A fluid control system comprising a fluidic structure housed within a housing and including a pumping device located in a fluid passageway within the housing;
comprising an electronic control system housed within the housing;
The electronic control system is,
at least one processor configured to control operation of at least one pump and at least one valve; and
An implantable fluid-operated inflatable device comprising a communication module configured to communicate with at least one external device.
상기 저장소는 하우징의 외면에 접합되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The reservoir is bonded to an exterior surface of the housing.
상기 저장소는 유체가 상기 저장소로부터 방출될 때 수축하고, 유체가 상기 저장소 내로 유동할 때 팽창하도록 구성된 벨로우즈 구조를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
wherein the reservoir comprises a bellows structure configured to contract when fluid is released from the reservoir and to expand when fluid flows into the reservoir.
상기 저장소는 하우징 내부에 수용되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 18,
An implantable fluid-operated inflatable device, wherein the reservoir is received within a housing.
하우징 내에 폐쇄된 벨로우즈를 더 포함하고, 상기 폐쇄된 벨로우즈는 압축성 유체로 충전되어, 상기 폐쇄된 벨로우즈가 저장소의 팽창에 응답하여 수축하고, 저장소의 수축에 응답하여 팽창하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 19,
An implantable fluid actuator, further comprising a closed bellows within the housing, the closed bellows being filled with a compressible fluid, the closed bellows being configured to contract in response to expansion of the reservoir and to expand in response to contraction of the reservoir. Inflatable device.
상기 전자 제어 시스템은 외부 장치로부터 사용자 입력을 수신하고, 상기 수신된 사용자 입력에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
wherein the electronic control system is configured to receive user input from an external device and control operation of at least one pumping device in response to the received user input.
상기 전자 제어 시스템은 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 조절하고, 미리 설정된 시간 동안 유체 제어식 팽창 가능한 장치에 대응하여 위치된 전자 제어 시스템과 자석의 상호작용에 의해 발생하는 신호의 검출에 응답하여, 팽창 가능한 부재의 압력을 감소시키고, 팽창 가능한 부재의 수축을 개시하도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 21,
The electronic control system regulates the operation of the at least one pumping device and, in response to detection of a signal generated by the interaction of a magnet with an electronic control system positioned correspondingly to the fluid-controlled inflatable device for a preset time, causes inflation. An implantable fluid-operated inflatable device configured to reduce pressure in an expandable member and initiate deflation of the expandable member.
상기 전자 제어 시스템은 탭핑 입력 또는 터깅 입력에 응답하여 적어도 하나의 검출 장치에 의해 검출된 압력의 변동; 또는
유체 작동식 팽창 가능한 장치 또는 외부 장치의 모션 감지 장치에 의해 검출된 모션 이벤트 중 적어도 하나를 포함하는 사용자 입력들에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성된, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The electronic control system may include: a change in pressure detected by at least one detection device in response to a tapping input or a tugging input; or
An implantable fluid-actuated inflatable configured to control operation of at least one pumping device in response to user inputs including at least one of a motion event detected by a motion sensing device of the fluid-actuated inflatable device or an external device. Device.
상기 탭핑 입력은 적어도 하나의 펌핑 장치의 압전 소자에 의해 검출된 미리 설정된 시퀀스의 일련의 탭을 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 23,
wherein the tapping input comprises a series of taps in a preset sequence detected by a piezoelectric element of at least one pumping device.
상기 미리 설정된 시퀀스는:
제1 패턴의 제1 탭 횟수에 의해 정의된 제1 탭 시퀀스를 포함하여, 유체 작동식 팽창 가능한 장치를 깨우기 위한 웨이크업 시퀀스; 및
제2 패턴의 제2 탭 횟수에 의해 정의된 제2 탭핑 시퀀스를 포함하여, 사용자 입력에 대응하는 활성화 시퀀스를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 24,
The preset sequence is:
a wake-up sequence for waking up the fluid-actuated inflatable device, including a first tap sequence defined by a first number of taps in a first pattern; and
An implantable fluid-actuated inflatable device comprising an activation sequence corresponding to a user input, including a second tapping sequence defined by a second number of taps in a second pattern.
상기 전자 제어 시스템은 유체-제어식 팽창 가능한 장치 내의 압력 레벨을 모니터링하고, 검출된 압력의 변동에 응답하여 적어도 하나의 펌핑 장치의 작동을 제어하도록 구성되고, 상기 작동은:
미리 설정된 기간보다 긴 기간 동안 팽창된 상태에서 팽창 가능한 부재의 검출에 응답하여 상기 팽창 가능한 부재에 대한 압력을 감소시키고 상기 팽창 가능한 부재를 감압하도록 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하고;
미리 설정된 기간보다 짧은 지속기간을 갖는 압력 스파이크의 검출에 응답하여 유체-제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 상기 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하고; 및
대기 조건들의 변화의 검출에 응답하여 유체 제어식 팽창 가능한 장치의 현재 상태를 유지하도록 상기 적어도 하나의 펌핑 장치를 제어하는 것을 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The electronic control system is configured to monitor pressure levels within the fluid-controlled inflatable device and control operation of at least one pumping device in response to detected fluctuations in pressure, the operation comprising:
in response to detection of an inflatable member in an inflated state for a period longer than a preset period, control at least one pumping device to reduce pressure on the inflatable member and depressurize the inflatable member;
controlling the at least one pumping device to maintain a current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a pressure spike having a duration less than a preset period; and
A fluid-operated inflatable device for implantation, comprising controlling the at least one pumping device to maintain a current state of the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a change in atmospheric conditions.
상기 전자 제어 시스템은,
설정된 기간을 초과하여 설정된 압력에 도달하는 시간의 검출 또는 설정된 압력에 도달할 수 없음에 응답하여 상기 유체-제어된 팽창 가능한 장치 내의 고장을 검출하고;
상기 검출된 고장의 경보를 상기 외부 장치에 출력하고;
상기 검출된 고장의 영역으로부터 유체를 격리시키도록 구성된, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치According to clause 16,
The electronic control system is,
detecting a failure within the fluid-controlled inflatable device in response to detection of a time to reach a set pressure beyond a set period of time or an inability to reach the set pressure;
outputting an alarm of the detected failure to the external device;
An implantable fluid-operated inflatable device configured to isolate fluid from the area of the detected failure.
상기 적어도 하나의 펌핑 장치는 유체 공학적 구조의 제1 유체 채널 내의 제1 압전 펌프 및 유체 공학적 구조의 제2 유체 채널 내의 제2 압전 펌프를 포함하고,
수축 모드에서,
제1 압전 펌프는 제2 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안 팽창 가능한 부재로부터 저장소로 유체를 펌핑하도록 작동하도록 구성되고;
제1 압전 펌프의 작동에 의해 발생하는 진동은 에너지로의 변환을 위해 대기 모드에 있는 제2 압전 펌프에 의해 수확되고;
팽창 모드에서,
제2 압전 펌프는 제1 압전 펌프가 대기 모드에 있는 동안 저장소로부터 팽창 가능한 부재로 유체를 펌핑하도록 작동하도록 구성되고;
제2 압전 펌프의 작동에 의해 발생하는 진동은 에너지로의 변환을 위해 대기 모드에 있는 제1 압전 펌프에 의해 수확되는, 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The at least one pumping device comprises a first piezoelectric pump in a first fluid channel of the fluidic structure and a second piezoelectric pump in a second fluid channel of the fluidic structure,
In contraction mode,
the first piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the inflatable member to the reservoir while the second piezoelectric pump is in a standby mode;
The vibration generated by the operation of the first piezoelectric pump is harvested by the second piezoelectric pump in standby mode for conversion into energy;
In inflation mode,
the second piezoelectric pump is configured to operate to pump fluid from the reservoir to the inflatable member while the first piezoelectric pump is in a standby mode;
A fluid-operated inflatable device, wherein the vibrations generated by the operation of the second piezoelectric pump are harvested by the first piezoelectric pump in standby mode for conversion into energy.
제1 압전 펌프 및 상기 제2 압전 펌프가 모두 대기 모드에 있는 상기 유체 작동식 팽창 가능한 장치의 대기 모드에서, 상기 유체 작동식 팽창 가능한 장치가 이식된 환자의 움직임으로 인해 발생된 진동은 에너지로의 변환을 위해 상기 제1 압전 펌프 및 상기 제2 압전 펌프에 의해 수확되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 28,
In the standby mode of the fluid-actuated inflatable device where both the first piezoelectric pump and the second piezoelectric pump are in standby mode, vibrations generated due to movement of a patient implanted with the fluid-actuated inflatable device are converted into energy. An implantable fluid-operated inflatable device harvested by the first and second piezoelectric pumps for transduction.
팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 생성하고 제어하기 위해 제1 유체 통로에 위치된 제1 단방향 펌프 및 제1 수동 밸브;
저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 생성하고 제어하기 위해 제2 유체 통로 내에 위치된 제2 단방향 펌프 및 제2 수동 밸브;
상기 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치;
상기 팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치; 및
상기 팽창 가능한 부재와 일렬로 위치된 능동 밸브를 포함하고,
제1 모드에서, 능동 밸브는 팽창 가능한 부재의 수축을 방지하기 위해 팽창 가능한 부재에서의 압력 스파이크 검출에 응답하여 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되도록 구성되고;
제2 모드에서, 능동 밸브는 팽창 가능한 부재의 수축을 허용하도록 전자 유체 제어 시스템에 대한 전력 손실의 검출에 응답하여 전자 제어에 의해 개방되도록 구성되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.17. The method of claim 16, wherein the fluidic structure:
a first one-way pump and a first manual valve positioned in the first fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a first direction from the expandable member toward the reservoir;
a second one-way pump and a second manual valve positioned within the second fluid passageway to selectively generate and control fluid flow in a second direction from the reservoir toward the expandable member;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir;
a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member; and
comprising an active valve positioned in line with the inflatable member,
In a first mode, the active valve is configured to close by the electronic control system in response to detection of a pressure spike in the inflatable member to prevent deflation of the inflatable member;
In a second mode, the active valve is configured to open by electronic control in response to detection of a loss of power to the electronic fluid control system to allow deflation of the inflatable member.
상기 유체 공학적 구조는:
제1 유체 통로 내에 위치되고, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체의 유동을 발생시키도록 구성된 제1 단방향 펌프;
제2 유체 통로 내에 위치되고 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체의 유동을 발생시키도록 구성된 제2 단방향 펌프;
제2 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제1 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제1 유체 통로에서 제1 방향으로의 유체 유동을 제한하고 제1 유체 통로에서의 유체의 역류를 방지하기 위해, 제1 단방향 펌프와 저장소 사이의 제1 유체 통로에 위치된 제1 수동 밸브;
제1 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제2 단방향 펌프가 대기 모드에 있을 동안 제2 유체 통로에서 제2 방향으로의 유체 유동을 제한하고 제1 단방향 펌프가 작동 모드에 있고 제2 단방향 펌프가 대기 모드에 있는 동안 제2 유체 통로에서의 유체의 역류를 방지하기 위해, 제2 단방향 펌프와 저장소 사이에서 제2 유체 통로에 위치된 제2 수동 밸브;
저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치; 및
팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The fluid engineering structure is:
a first unidirectional pump positioned within the first fluid passageway and configured to generate a flow of fluid from the expandable member in a first direction toward the reservoir;
a second unidirectional pump positioned within the second fluid passageway and configured to generate a flow of fluid in a second direction from the reservoir toward the inflatable member;
To limit fluid flow in the first direction in the first fluid passageway and to prevent backflow of fluid in the first fluid passageway while the second unidirectional pump is in an operating mode and the first unidirectional pump is in a standby mode, a first manual valve located in the first fluid passageway between the one-way pump and the reservoir;
restricting fluid flow in the second direction in the second fluid passageway while the first unidirectional pump is in an operating mode and the second unidirectional pump is in a standby mode, and wherein the first unidirectional pump is in an operating mode and the second unidirectional pump is in a standby mode a second manual valve located in the second fluid passageway between the second one-way pump and the reservoir to prevent backflow of fluid in the second fluid passageway while in the second fluid passageway;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir; and
An implantable fluid-operated inflatable device, comprising a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
유체 통로에 위치된 단방향 펌프;
펌프와 저장소 사이의 유체 통로에 위치되고, 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제1 능동 밸브;
펌프와 팽창 가능한 부재 사이의 유체 통로에 위치되고, 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제2 능동 밸브;
펌프와 저장소 사이의 유체 통로에 위치되고 전자 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화되도록 구성된 제3 능동 밸브;
펌프와 팽창 가능한 부재 사이의 유체 통로 내에 있고 상기 전자 제어 시스템에 의해서 선택적으로 활성화되도록 구성된 제4 능동 밸브를 포함하고,
팽창 모드에서, 제1 능동 밸브 및 제2 능동 밸브는 전자 제어 시스템에 의해 개방되고 제3 능동 밸브 및 제4 능동 밸브는 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되어 유체가 저장소로부터 팽창 가능한 부재로 펌핑되고;
수축 모드에서, 제3 능동 밸브 및 제4 능동 밸브는 전자 제어 시스템에 의해 개방되고 제1 능동 밸브 및 제2 능동 밸브는 전자 제어 시스템에 의해 폐쇄되어 유체가 팽창 가능한 부재로부터 저장소로 펌핑되는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.17. The method of claim 16, wherein the fluidic structure:
A unidirectional pump located in the fluid passageway;
a first active valve located in the fluid passageway between the pump and the reservoir and configured to be selectively activated by an electronic control system;
a second active valve located in the fluid passageway between the pump and the expandable member and configured to be selectively activated by an electronic control system;
a third active valve located in the fluid passageway between the pump and the reservoir and configured to be selectively activated by an electronic control system;
a fourth active valve in the fluid passageway between the pump and the expandable member and configured to be selectively activated by the electronic control system;
In the expansion mode, the first active valve and the second active valve are opened by the electronic control system and the third active valve and the fourth active valve are closed by the electronic control system so that fluid is pumped from the reservoir to the expandable member;
In the deflation mode, the third active valve and the fourth active valve are opened by the electronic control system and the first active valve and the second active valve are closed by the electronic control system so that fluid is pumped from the inflatable member to the reservoir. For fluid operated inflatable devices.
상기 유체 공학적 구조는:
제1 유체 통로 내에 위치되고, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체의 유동을 선택적으로 발생 및 제어하도록 구성된 제1 결합 펌프 및 밸브 장치;
저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제1 감지 장치;
제2 유체 통로 내에 위치되고, 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체의 유동을 선택적으로 발생 및 제어하도록 구성된 제2 결합 펌프 및 밸브 장치; 및
팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 위치된 제2 감지 장치를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The fluid engineering structure is:
a first coupled pump and valve device positioned within the first fluid passageway and configured to selectively generate and control flow of fluid from the expandable member in a first direction toward the reservoir;
a first sensing device positioned to sense fluid pressure in the reservoir;
a second combined pump and valve device positioned within the second fluid passageway and configured to selectively generate and control flow of fluid in a second direction from the reservoir toward the inflatable member; and
An implantable fluid-operated inflatable device, comprising a second sensing device positioned to sense fluid pressure in the inflatable member.
상기 유체 공학적 구조는:
제1 유체 통로 내에 위치된 제1 압전 펌프 및 밸브 장치로서, 팽창 가능한 부재로부터 저장소를 향하는 제1 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 발생 및 제어하고, 저장소에서의 유체 압력을 감지하도록 구성된 제1 압전 펌프 및 밸브 장치; 및
제2 유체 통로 내에 위치된 제2 압전 펌프 및 밸브 장치로서 저장소로부터 팽창 가능한 부재를 향하는 제2 방향으로의 유체 유동을 선택적으로 발생 및 제어하고, 팽창 가능한 부재에서의 유체 압력을 감지하도록 구성된 제2 압전 펌프 및 밸브 장치를 포함하는, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The fluid engineering structure is:
A first piezoelectric pump and valve device positioned within the first fluid passageway, the first piezoelectric pump and valve device configured to selectively generate and control fluid flow from the inflatable member in a first direction toward the reservoir, and to sense fluid pressure in the reservoir. pump and valve devices; and
a second piezoelectric pump and valve device located within the second fluid passageway, configured to selectively generate and control fluid flow in a second direction from the reservoir toward the inflatable member, and to sense fluid pressure in the inflatable member; An implantable fluid-operated inflatable device comprising a piezoelectric pump and a valve device.
상기 유체 공학적 구조는:
펌프;
상기 펌프와 저장소 사이에 위치되고, 상기 펌프와 유체 연통을 유지하기 위해 개방된 제1 포트를 갖는 제1 3방향 밸브; 및
상기 펌프와 팽창 가능한 부재 사이에 위치된 제2 3방향 밸브로서, 제2 3방향 밸브는 상기 펌프와의 유체 연통을 유지하기 위해서 개방된 제1 포트를 가지는, 제2 3방향 밸브를 포함하고,
수축 모드에서,
유체 유동을 제1 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제2 포트로 지향시키기 위해 제1 3방향 밸브의 제2 포트가 개방되고 제1 3방향 밸브의 제3 포트가 폐쇄되며;
유체 유동을 제2 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제2 포트로 지향시키기 위해 제2 3방향 밸브의 제2 포트가 개방되고 제2 3방향 밸브의 제3 포트가 폐쇄되고; 및
팽창 모드에서,
유체 유동을 제1 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제3 포트로 지향시키기 위해 제1 3방향 밸브의 제2 포트는 폐쇄되고 제1 3방향 밸브의 제3 포트는 개방되며;
유체 유동을 제2 3방향 밸브의 제1 포트로부터 제3 포트로 지향시키기 위해 제2 3방향 밸브의 제2 포트는 폐쇄되고 제2 3방향 밸브의 제3 포트는 개방된, 이식용 유체 작동식 팽창 가능한 장치.According to clause 16,
The fluid engineering structure is:
Pump;
a first three-way valve positioned between the pump and the reservoir and having a first port open to maintain fluid communication with the pump; and
a second three-way valve positioned between the pump and the inflatable member, the second three-way valve having a first port open to maintain fluid communication with the pump;
In contraction mode,
the second port of the first three-way valve is opened and the third port of the first three-way valve is closed to direct fluid flow from the first port to the second port of the first three-way valve;
the second port of the second three-way valve is opened and the third port of the second three-way valve is closed to direct fluid flow from the first port of the second three-way valve to the second port; and
In inflation mode,
The second port of the first three-way valve is closed and the third port of the first three-way valve is open to direct fluid flow from the first port to the third port of the first three-way valve;
The implantable fluid actuated valve has the second port of the second three-way valve closed and the third port of the second three-way valve open to direct fluid flow from the first port to the third port of the second three-way valve. Inflatable device.
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