WO2020254151A1 - Knotenpunkt zur übertragung von kommunikation und energie für implantate und tragbare geräte - Google Patents

Knotenpunkt zur übertragung von kommunikation und energie für implantate und tragbare geräte Download PDF

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WO2020254151A1
WO2020254151A1 PCT/EP2020/065964 EP2020065964W WO2020254151A1 WO 2020254151 A1 WO2020254151 A1 WO 2020254151A1 EP 2020065964 W EP2020065964 W EP 2020065964W WO 2020254151 A1 WO2020254151 A1 WO 2020254151A1
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implants
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extracorporeal
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Peter Stegmaier
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Crealinq Gmbh
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    • H02J2310/23—The load being a medical device, a medical implant, or a life supporting device

Definitions

  • the invention relates to a node device for providing data and / or energy transfer between implants arranged in the human or animal body and an extracorporeal communication unit, as well as a method for exchanging information and / or energy between several implants arranged in a human or animal body
  • Implants and an extracorporeal communication unit Implants and an extracorporeal communication unit.
  • Disrupt or even make impossible data communication or energy transmission In particular in the case of implants in human or animal bodies, the problem mentioned can occur more frequently, since more and more implants are used which make use of wireless data communication or energy transmission (or both).
  • Such devices can for example
  • Pacemakers insulin pumps, pain reliever pumps, sensors of all kinds, recording devices, etc. If such devices interfere with each other in their data communication or energy transmission, this can affect the
  • the invention relates to a node device having an interface for a communication and / or energy transmission process between the node device and a plurality of implants arranged in a human or animal body, the node device being configured to provide data and / or energy transmission between the
  • Implants and an extracorporeal communication unit by means of
  • Communication or energy transmission signals For example, the data and / or energy transfer takes place for the purpose of exchanging information or for the purpose of charging (or discharging) an energy store of the implants.
  • the interface can be designed, for example, as a purely wired or purely wireless interface, or as a combined interface with wired and wireless functionality.
  • the implants can be implants of the same type (from the same or different manufacturers) or implants for the same purpose, or the implants can be implants which are aimed at a different purpose or differ in type or manufacturer.
  • the inventive knot device remedies this
  • Implants and the extracorporeal communication unit, or the individual functionality of the implants themselves, could interfere or falsify. Thanks to the inventive node device, the implants can, for example, be better shielded from interference signals, while at the same time, due to the clearly defined connection to the node component, the variability of the communication or communication systems available in the prior art.
  • the node device is configured in one embodiment such that the provision of the data or energy transmission is based on an optimization functionality that minimizes the influence of electromagnetic, magnetic and / or electrical fields on the information transmitted by the communication or energy transmission signals.
  • the optimization functionality can be configured, for example, to control the data or energy transmission between the implants and the
  • extracorporeal communication unit in terms of time, amount, and / or with regard to the signal modulations used in such a way that interference from the electromagnetic, magnetic and / or electrical fields resulting from the data or energy transmission between the extracorporeal communication unit and the implants are minimized.
  • the node device can be configured for the temporal
  • the node device has a
  • Coordination circuit on which is configured to provide the respective exchange protocols for the transmission of the communication or
  • the node device has different
  • Transmission protocols for data transmission between the implants and the extracorporeal communication unit can therefore be used, for example, as a bridge for communication between different external devices with different implants.
  • the node device is configured to generate a synchronization signal and to control the implants via the interface for synchronizing the exchange of communication or energy transmission signals between the extracorporeal
  • the node device can also be configured to provide a clock reference for the relative and / or mutual synchronization of individual implant controls, for example for regular
  • the node device is configured to control the implants via the interface and to set a time-fixed scheme for the exchange of communication or energy transmission signals assigned to different implants.
  • the node device is configured as an intermediate component for the data and / or energy transmission between at least one of the implants and the extracorporeal communication unit, the node device exchanging information with the at least one implant via the interface.
  • the information correlates with the information exchanged with the extracorporeal communication unit
  • the node device can be configured as a pure relay station, i. incoming and outgoing signals are identical, or it can be configured to generate a related different forwarding signal based on an incoming signal.
  • the node device has a
  • Management circuit on, e.g. based on an arbiter, where the
  • Management circuit is configured to detect one of the
  • Incoming communication signal associated with implants for recognition the assignment of the detected communication signal (to the implant), and for forwarding the communication signal carried by the detected communication signal
  • the node device is configured to detect an incoming associated with one of the implants
  • Energy transfer signal and for providing an energy exchange, e.g. for the purpose of loading the implant, between the implant corresponding to the assignment and the extracorporeal communication unit via the interface.
  • the node device can furthermore have, for example, an energy source which can be used, for example, to exchange energy with at least one of the implants.
  • the node device is configured to detect a control signal assigned to one of the implants to initiate a charge or discharge of the implant, to recognize the assignment of the detected control signal (to the at least one implant), and to use the energy source to charge or discharge the the assignment of the corresponding implant via the interface.
  • the knot device can be formed as part of an internal component to be arranged in the human or animal body, e.g. as a separate component or as part of an implant.
  • the knot device can be designed as part of an outer component to be arranged (completely) outside the human or animal body.
  • the node device can be designed in such a way that it has a first part and a second part, the first part being specifically intended to be arranged in the human or animal body, and the second part being specifically intended to be outside the
  • the invention also relates to a method for exchanging information and / or energy between several implants arranged in a human or animal body and an extracorporeal one
  • the node acts here as a kind of hub (eng.), By means of which a
  • Communication at least with the respective implants but also with an external unit can take place.
  • Communication on the part of the node can include receiving data or information from the implants and / or sending data, commands,
  • Communication in the broader sense also includes the transfer of energy.
  • Communication can be wired, by contact, or contactless.
  • Communication characteristics are chosen so that a (mutual) influence of different signals and thus an undesired
  • Influencing e.g. controlling an implant
  • a clear implant-related signal assignment is possible.
  • Fig. 2 schematically a further embodiment of the
  • Node device the node device being arranged extracorporeally;
  • Fig. 3 schematically a further embodiment of the
  • Nodal device with an intracorporeal and an extracorporeal part is provided.
  • Figure 1 shows schematically an embodiment of the node device 1, wherein the node device is arranged in the human or animal body 2 (intercorporeal arrangement) and a coordination of the data and / or
  • Animal body arranged (extracorporeal) unit 4 provides.
  • Called a node be made in such a way that this is wireless
  • Data communication or energy transmission a) coordinates or b) takes over.
  • the invention is to be understood in such a way that all combinations are covered, such as execution of data communication or energy transmission separately, but data communication and energy transmission separately,
  • Variant a) can take place, for example, by arbitration, in which the node 1 or the extracorporeal communication
  • Variant b) can for example be implemented in such a way that the node 1 redirects the communication or energy transmission of the intracorporeal devices 3 to the outside world in such a way that data or energy transmission intracorporeally between one or more implants 3 and the
  • Node 1 take place, while the node takes over the extracorporeal data or energy transmission with one or more extracorporeal devices 5.
  • the communication or energy transmission of the node in particular to the outside, can also be protected in such a way that any misuse is made more difficult.
  • the node 1 does not have to be designed independently, but can for example be located in one of the implants 3, as can be advantageous in the case of a relatively large implant such as a pacemaker or an insulin pump.
  • node 1 is the
  • the range of a small implant is increased by enabling a short intracorporeal route and converting this into a longer extracorporeal route.
  • the node can also contain a central energy source which can supply one or more implants with energy. This can be useful if the primary implant should not contain an energy source, for example for reasons of risk, service life or other reasons, and the node therefore assumes this function of the energy source.
  • an implant communicates with the node in a wired manner or carries out an energy exchange, while the node takes over the wireless communication or energy transmission to the outside.
  • the node can contain the transmission protocols of all devices (intra- and extracorporeal) and the devices can be constructed in such a way that they can carry out communication or energy transmission with the node. Standardizing the relevant protocols can be an advantage.
  • FIG. 2 shows a further possible embodiment of the node, which is designed here for an extracorporeal arrangement, so that, for example, at night the node 1 can carry out communication or energy transfer from the outside.
  • FIG. 3 shows a further possible embodiment of the node 1, which is designed here in split form and has a part intracorporeal and a part extracorporeal.

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Abstract

Knotenvorrichtung (1), aufweisend eine Schnittstelle für einen Kommunikations- und/oder Energieübertragungsprozess zwischen der Knotenvorrichtung (1) und mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten (3), wobei die Knotenvorrichtung (1) konfiguriert ist zum Bereitstellen einer Daten- und/oder Energieübertragung zwischen den Implantaten (3) und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit (4) mittels Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen.

Description

Knotenpunkt zur Übertragung von Kommunikation und Energie für Implantate und tragbare Geräte
Die Erfindung betrifft eine Knotenvorrichtung zur Bereitstellung einer Daten- und/oder Energieübertragung zwischen im menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit sowie ein Verfahren zum Austausch von Information und/oder Energie zwischen mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten
Implantaten und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit.
Immer häufiger verwenden sich in gegenseitiger Nähe befindliche Geräte elektromagnetische, magnetische oder elektrische Felder zur drahtlosen
Kommunikation und auch zur Energieübertragung. Falls hierfür verschiedene Methoden, Protokolle, etc. verwendet werden, insbesondere gleichzeitig, wie dies leicht beim Einsatz von Geräten verschiedener Fiersteller geschehen kann, so ist es möglich, dass gegenseitige Störungen auftreten, welche
Datenkommunikation oder Energieübertragung stören oder gar verunmöglichen. Insbesondere bei Implantaten in menschlichen oder tierischen Körpern kann das genannte Problem vermehrt auftreten, da immer öfter Implantate eingesetzt werden, welche von drahtloser Datenkommunikation oder Energieübertragung (oder beidem) Gebrauch machen. Solche Geräte können beispielsweise
Herzschrittmacher, Insulinpumpen, Schmerzmittelpumpen, Sensoren jeglicher Art, Aufzeichnungsgeräte, etc. sein. Falls sich solche Geräte gegenseitig in ihrer Datenkommunikation oder Energieübertragung stören, kann dies für die
Gesundheit eines Patienten gefährliche Folgen haben.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kommunikation bzw.
Energieübertragung zwischen im menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten und einer ausserhalb des menschlichen Körpers angeordneten Kommunikationseinheit bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung von zumindest einem Teil der kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung betrifft eine Knotenvorrichtung, aufweisend eine Schnittstelle für einen Kommunikations- und/oder Energieübertragungsprozess zwischen der Knotenvorrichtung und mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten, wobei die Knotenvorrichtung konfiguriert ist zum Bereitstellen einer Daten- und/oder Energieübertragung zwischen den
Implantaten und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit mittels
Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen. Zum Beispiel erfolgt die Daten- und/oder Energieübertragung zum Zwecke eines Informationsaustauschs bzw. zum Zwecke des Ladens (oder Entladens) eines Energiespeichers der Implantate.
Die Schnittstelle kann beispielsweise als rein kabelgebundene oder als rein kabellose Schnittstelle ausgeführt sein, oder als eine kombinierte Schnittstelle mit kabelgebundener und kabelloser Funktionalität.
Die Implantate können Implantate desselben Typs (vom selben oder von unterschiedlichen Herstellern) oder Implantate für denselben Zweck sein oder die Implantate können Implantate sein, welche auf einen unterschiedlichen Zweck gerichtet sind oder sich vom Typ bzw. Hersteller unterscheiden.
Zum Beispiel schafft die erfinderische Knotenvorrichtung Abhilfe gegen
Störsignale, welche die Daten- bzw. Energieübertragung zwischen den
Implantaten und der extrakorporalen Kommunikationseinheit, oder auch die individuelle Funktionalität der Implantate selber, stören oder verfälschen könnten. Dank der erfinderischen Knotenvorrichtung können die Implantate beispielsweise besser gegen Störsignale abgeschirmt sein, wobei gleichzeitig aufgrund der klar definierten Verbindung zur Knotenkomponente, dennoch die Variabilität der im Stand der Technik verfügbaren Kommunikations- bzw.
Energieübertragungsmöglichkeiten erhalten bleibt. Beispielsweise ist die Knotenvorrichtung in einer Ausführungsform derart konfiguriert, dass das Bereitstellen der Daten- bzw. der Energieübertragung basierend auf einer Optimierungsfunktionalität erfolgt, welche eine Beeinflussung der durch die Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignale übertragenen Information durch elektromagnetische, magnetische und/oder elektrische Felder minimiert.
Die Optimierungsfunktionalität kann beispielsweise konfiguriert sein, um die Daten- bzw. Energieübertragung zwischen den Implantaten und der
extrakorporalen Kommunikationseinheit zeitlich, betragsmässig, und/oder hinsichtlich verwendeter Signalmodulationen derart aufeinander abzustimmen, dass Störungen durch durch die Daten- bzw. Energieübertragung zwischen der extrakorporalen Kommunikationseinheit und den Implantaten entstehenden elektromagnetischen, magnetischen und/oder elektrischen Felder minimiert werden.
Insbesondere kann die Knotenvorrichtung konfiguriert sein zum zeitlichen
Separieren der Datenübertragung und der Energieübertragung oder zum gleichzeitigen Bereitstellen der Daten- und Energieübertragung.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Knotenvorrichtung eine
Koordinationsschaltung auf, welche konfiguriert ist zur Bereitstellung jeweiliger Austauschprotokolle zur Übertragung der Kommunikations- bzw.
Energieübertragungssignale zwischen der extrakorporalen
Kommunikationseinheit und jeweils unterschiedlichen Implantaten.
Insbesondere weist die Knotenvorrichtung unterschiedliche
Übertragungsprotokolle zur Datenübertragung zwischen den Implantaten und der extrakorporalen Kommunikationseinheit auf und kann deshalb beispielsweise als Brücke zur Kommunikation von unterschiedlichen externen Geräten mit unterschiedlichen Implantaten verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Knotenvorrichtung konfiguriert zum Erzeugen eines Synchronisationssignals und zum Ansteuern der Implantate über die Schnittstelle zur Synchronisierung des Austausche der Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignale zwischen der extrakorporalen
Kommunikationseinheit und unterschiedlichen Implantaten basierend auf dem Synchronisationssignal.
Ferner kann die Knotenvorrichtung auch konfiguriert sein zur Bereitstellung einer Clock-Referenz zur relativen und/oder gegenseitigen Synchronisierung von einzelnen Implantat-Steuerungen, beispielsweise zum regelmässigen
Sicherstellen eines definierten Zustands einzelner Implantate und/oder einer relativen Funktionsbeziehung zwischen unterschiedlichen Implantaten.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Knotenvorrichtung konfiguriert zum Ansteuern der Implantate über die Schnittstelle und zum Einstellen eines zeitlich fixen Schemas für den Austausch von jeweils unterschiedlichen Implantaten zugeordneten Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen.
Ferner ist die Knotenvorrichtung gemäss einer weiteren Ausführungsform als Zwischenkomponente für die Daten- und/oder Energieübertragung zwischen zumindest einem der Implantate und der extrakorporalen Kommunikationseinheit konfiguriert, wobei die Knotenvorrichtung über die Schnittstelle Informationen mit dem zumindest einen Implantat austauscht. Dabei korrelieren die Informationen mit mit der extrakorporalen Kommunikationseinheit ausgetauschten
Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen.
Zum Beispiel kann die Knotenvorrichtung als reine Weiterleitungsstation ausgebildet sein, d.h. einkommende und ausgehende Signale sind identisch, oder sie kann dafür ausgebildet sein, basierend auf einem einkommenden Signal ein damit in Beziehung stehendes unterschiedliches Weiterleitungssignal zu Erzeugen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Knotenvorrichtung eine
Verwaltungsschaltung auf, z.B. basierend auf einem Arbiter, wobei die
Verwaltungsschaltung konfiguriert ist zum Erfassen von einem einem der
Implantate zugeordneten einkommenden Kommunikationssignal, zum Erkennen der Zuordnung des erfassten Kommunikationssignals (zum Implantat), und zum Weiterleiten der durch das erfasste Kommunikationssignal getragenen
Information zum der Zuordnung entsprechenden Implantat.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Knotenvorrichtung konfiguriert zum Erfassen von einem einem der Implantate zugeordneten einkommenden
Energieübertragungssignal, zum Erkennen der Zuordnung des erfassten
Energieübertragungssignals, und zum Bereitstellen eines Energieaustauschs, z.B. zum Zwecke des Ladens des Implantats, zwischen dem der Zuordnung entsprechenden Implantat und der extrakorporalen Kommunikationseinheit über die Schnittstelle.
Alternativ oder zusätzlich kann die Knotenvorrichtung ferner beispielsweise eine Energiequelle aufweisen, welche beispielsweise zum Energieaustausch mit zumindest einem der Implantate verwendet werden kann. In dem Fall ist die Knotenvorrichtung konfiguriert zum Erfassen von einem einem der Implantate zugeordneten Ansteuersignal zum Einleiten einer Ladung oder Entladung des Implantats, zum Erkennen der Zuordnung des erfassten Ansteuersignals (zu dem zumindest einen Implantat), und zum Verwenden der Energiequelle zum Laden oder Entladen des der Zuordnung entsprechenden Implantats über die Schnittstelle.
Zum Beispiel kann die Knotenvorrichtung als Teil einer im menschlichen bzw. tierischen Körper anzuordnenden inneren Komponente ausgebildet sein, z.B. als eigenständige Komponente oder als Teil eines Implantats. Alternativ kann die Knotenvorrichtung als Teil einer (komplett) ausserhalb des menschlichen bzw. tierischen Körper anzuordnenden äusseren Komponente ausgebildet sein.
Ferner kann die Knotenvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei der erste Teil spezifisch dafür vorgesehen ist, im menschlichen bzw. tierischen Körper angeordnet zu werden, und der zweite Teil spezifisch dafür vorgesehen ist, ausserhalb des
menschlichen bzw. tierischen Körpers angeordnet zu werden. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Austausch von Information und/oder Energie zwischen mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten und einer extrakorporalen
Kommunikationseinheit, wobei eine Daten- und/oder Energieübertragung zwischen den Implantaten und der extrakorporalen Kommunikationseinheit mittels oder vermittels eines zentralen Knotenpunkts anhand von
Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen zum
Informationsaustausch bzw. Laden der Implantate erfolgt und wobei für jedes der Implantate eine implantatspezifische Signalverbindung mit dem Knotenpunkt bereitgestellt wird.
Der Knoten fungiert hierbei als eine Art Hub (eng.), mittels welchem eine
Kommunikation zumindest mit jeweiligen Implantaten jedoch auch mit einer externen Einheit (z.B. extrakorporale Kommunikationseinheit) erfolgen kann. Die Kommunikation kann seitens des Knotens das Empfangen von Daten oder Information der Implantate und/oder das Senden von Daten, Befehlen,
Information etc. zu den Implantaten betreffen. Als Kommunikation im weiteren Sinne ist hier auch die Übertragung von Energie zu verstehen. Die
Kommunikation kann drahtgebunden, durch Kontakt oder kontaktlos erfolgen.
Durch eine mit dem Knoten ermöglichte zentrale Verwaltung der Kommunikation mehrerer kommunizierender Komponenten kann die
Kommunikationscharakteristik so gewählt werden, dass eine (gegenseitige) Beeinflussung unterschiedlicher Signale und damit eine unerwünschte
Beeinflussung (z.B. Ansteuerung) eines Implantats vermieden werden kann. Es ist eine eindeutige implantatsbezogene Signalzuordnung möglich.
Die erfindungsgemässe Knotenvorrichtung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in der Regel nicht massstabsgetreu dargestellt und sie sind auch nicht als
Einschränkung zu verstehen. Im Einzelnen zeigen Fig. 1 : schematisch eine Ausführungsform der Knoteneinrichtung, wobei die Knoteneinrichtung im menschlichen oder tierischen Körper angeordnet ist;
Fig. 2: schematisch eine weitere Ausführungsform der
Knoteneinrichtung, wobei die Knoteneinrichtung extrakorporal angeordnet ist;
Fig. 3: schematisch eine weitere Ausführungsform der
Knoteneinrichtung mit einem intrakorporalen und einem extrakorporalen Teil.
Figur 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Knoteneinrichtung 1 , wobei die Knoteneinrichtung im menschlichen oder tierischen Körper 2 angeordnet ist (interkorporale Anordnung) und eine Koordination der Daten- und/oder
Energieübertragung zwischen im menschlichen bzw. tierischen Körper angeordneten Implantaten 3 mit einer ausserhalb des menschlichen bzw.
tierischen Körpers angeordneten (extrakorporalen) Einheit 4 bereitstellt.
Die genannte Koordination kann durch die Knoteneinrichtung 1 , auch
Knotenpunkt genannt, derart erfolgen, dass diese die drahtlose
Datenkommunikation oder Energieübertragung a) koordiniert oder b) übernimmt.
Die Erfindung ist so zu verstehen, dass alle Kombinationen abgedeckt sind, wie beispielsweise Ausführung von Datenkommunikation oder Energieübertragung separat, Datenkommunikation und Energieübertragung jedoch getrennt,
Datenkommunikation und Energieübertragung gleichzeitig.
Variante a) kann durch beispielsweise durch eine Arbitrierung erfolgen, bei welcher der Knotenpunkt 1 die extrakorporale Kommunikation oder
Energieübertragung beispielsweise so koordiniert, dass die verschiedenen Implantate 3 vom Knotenpunkt 1 ihre Kommunikations- oder Ladezeiten so zugewiesen bekommen, dass gegenseitige Störungen minimiert werden; Variante b) kann beispielsweise so realisiert werden, dass der Knotenpunkt 1 die Kommunikation oder Energieübertragung der intrakorporalen Geräte 3 zur Aussenwelt so über sich um leitet, dass Daten- oder Energieübertragung intrakorporal zwischen einem oder mehreren Implantaten 3 und dem
Knotenpunkt 1 erfolgen, während der Knotenpunkt die extrakorporale Daten oder Energieübertragung mit einem oder mehreren extrakorporalen Geräten 5 übernimmt. Hierbei kann die Kommunikation oder Energieübertragung des Knotenpunkts insbesondere nach aussen auch so geschützt werden, dass allfälliger Missbrauch erschwert wird.
Es kann sinnvoll sein, den Knotenpunkt 1 an einer aus operativer Sicht leicht zugänglichen Stelle zu implantieren, so dass sein Austausch problemlos ist, während die einzelnen Implantate 3 an weniger gut zugänglichen Stellen eingesetzt sein können
Der Knotenpunkt 1 muss nicht eigenständig ausgeführt sein, sondern kann sich beispielsweise in einem der Implantate 3 befinden, wie es im Fall eines relativ grossen Implantates wie beispielsweise eines Herzschrittmachers oder einer Insulinpumpe von Vorteil sein kann.
Eine weitere interessante Form kann sein, dass der Knotenpunkt 1 die
Reichweite eines beispielsweise kleinen Implantates vergrössert, indem er eine kurze intrakorporale Strecke ermöglicht und diese in eine längere extrakorporale Strecke um setzt.
Der Knotenpunkt kann auch eine zentrale Energiequelle enthalten, welche eines oder mehrere Implantate mit Energie versorgen kann. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn das primäre Implantat beispielsweise aus Risiko-, Lebensdauer- oder anderen Gründen keine Energiequelle enthalten soll und daher der Knotenpunkt diese Funktion der Energiequelle übernimmt.
Es ist auch denkbar, dass ein Implantat mit dem Knotenpunkt drahtgebunden kommuniziert oder Energieaustausch vornimmt, während der Knotenpunkt die drahtlose Kommunikation oder Energieübertragung nach aussen übernimmt. Insbesondere kann der Knotenpunkt die Übertragungsprotokolle aller Geräte (intra- und extrakorporal) beinhalten und die Geräte können so gebaut sein, dass sie Kommunikation oder Energieübertragung mit dem Knotenpunkt ausführen können. Die Standardisierung der entsprechenden Protokolle kann von Vorteil sein.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Knotenpunktes, welcher hier für eine extrakorporale Anordnung, ausgebildet ist, so dass beispielsweise nachts der Knotenpunkt 1 die Kommunikation oder Energieübertragung von aussen vornehmen kann. Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Knotenpunktes 1 , welcher hier in gesplitteter Form ausgebildet ist und einen Teil intrakorporal und einen Teil extrakorporal aufweist.
Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche
Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können ebenso miteinander sowie mit Verfahren des Stands der Technik kombiniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Knotenvorrichtung, aufweisend eine Schnittstelle für einen
Kommunikations- und/oder Energieübertragungsprozess zwischen der Knotenvorrichtung und mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten, wobei die Knotenvorrichtung konfiguriert ist zum Bereitstellen einer Daten- und/oder Energieübertragung zwischen den Implantaten und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit mittels Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen.
2. Knotenvorrichtung gemäss Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung eine Koordinationsschaltung aufweist konfiguriert zur Bereitstellung jeweiliger Austauschprotokolle zur Übertragung der
Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignale zwischen der extrakorporalen Kommunikationseinheit und jeweils unterschiedlichen Implantaten,
insbesondere wobei die Knotenvorrichtung unterschiedliche
Übertragungsprotokolle zur Datenübertragung zwischen den Implantaten und der extrakorporalen Kommunikationseinheit aufweist.
3. Knotenvorrichtung gemäss Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung konfiguriert ist
• zum Erzeugen eines Synchronisationssignals und zum Ansteuern der Implantate über die Schnittstelle zur Synchronisierung des Austausche der Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignale zwischen der extrakorporalen Kommunikationseinheit und unterschiedlichen
Implantaten basierend auf dem Synchronisationssignal, und/oder
• zur Bereitstellung einer Clock-Referenz zur relativen und/oder
gegenseitigen Synchronisierung von einzelnen Implantat-Steuerungen.
4. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung konfiguriert ist zum Ansteuern der Implantate über die Schnittstelle und zum Einstellen eines zeitlich fixen Schemas für den Austausch von jeweils unterschiedlichen Implantaten zugeordneten Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen.
5. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung konfiguriert ist als Zwischenkomponente für die Daten- und/oder Energieübertragung zwischen zumindest einem der Implantate und der extrakorporalen Kommunikationseinheit, wobei die Knotenvorrichtung über die Schnittstelle Informationen mit dem zumindest einen Implantat austauscht und die Informationen mit mit der
extrakorporalen Kommunikationseinheit ausgetauschten Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignalen korrelieren.
6. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung eine Verwaltungsschaltung aufweist, insbesondere basierend auf einem Arbiter, wobei die Verwaltungsschaltung konfiguriert ist
• zum Erfassen von einem einem der Implantate zugeordneten
einkommenden Kommunikationssignal,
• zum Erkennen der Zuordnung des erfassten Kommunikationssignals, und
• zum Weiterleiten der durch das erfasste Kommunikationssignal getragenen Information zum der Zuordnung entsprechenden Implantat.
7. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung konfiguriert ist
• zum Erfassen von einem einem der Implantate zugeordneten
einkommenden Energieübertragungssignal, • zum Erkennen der Zuordnung des erfassten
Energieübertragungssignals, und
• zum Bereitstellen eines Energieaustauschs zwischen dem der
Zuordnung entsprechenden Implantat und der extrakorporalen
Kommunikationseinheit über die Schnittstelle.
8. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung eine Energiequelle aufweist und konfiguriert ist
• zum Erfassen von einem einem der Implantate zugeordneten
Ansteuersignal zum Einleiten einer Ladung oder Entladung des
Implantats,
• zum Erkennen der Zuordnung des erfassten Ansteuersignals, und
• zum Verwenden der Energiequelle zum Laden oder Entladen des der Zuordnung entsprechenden Implantats über die Schnittstelle.
9. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Knotenvorrichtung derart konfiguriert ist, dass das Bereitstellen der
Daten- bzw. der Energieübertragung basierend auf einer
Optimierungsfunktionalität erfolgt, welche eine Beeinflussung der durch die
Kommunikations- bzw. Energieübertragungssignale übertragenen
Information durch elektromagnetische, magnetische und/oder elektrische
Felder minimiert.
10. Knotenvorrichtung gemäss einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
• die Knotenvorrichtung als Teil einer im menschlichen bzw. tierischen Körper anzuordnenden inneren Komponente ausgebildet ist,
insbesondere wobei die Knotenvorrichtung als eigenständige
Komponente oder als Teil eines Implantats ausgebildet ist, oder • die Knotenvorrichtung als Teil einer ausserhalb des menschlichen bzw. tierischen Körper anzuordnenden äusseren Komponente ausgebildet ist, oder
• die Knotenvorrichtung konfiguriert ist, dass sie einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, wobei
o der erste Teil spezifisch dafür vorgesehen ist, im menschlichen bzw. tierischen Körper angeordnet zu werden, und
o der zweite Teil spezifisch dafür vorgesehen ist, ausserhalb des menschlichen bzw. tierischen Körpers angeordnet zu werden.
11. Verfahren zum Austausch von Information und/oder Energie zwischen
mehreren in einem menschlichen oder tierischen Körper angeordneten Implantaten und einer extrakorporalen Kommunikationseinheit, wobei eine Daten- und/oder Energieübertragung zwischen den Implantaten und der extrakorporalen Kommunikationseinheit mittels oder vermittels eines zentralen Knotenpunkts anhand von Kommunikations- bzw.
Energieübertragungssignalen zum Informationsaustausch bzw. Laden der Implantate erfolgt, wobei für jedes der Implantate eine implantatspezifische Signalverbindung mit dem Knotenpunkt bereitgestellt wird.
PCT/EP2020/065964 2019-06-15 2020-06-09 Knotenpunkt zur übertragung von kommunikation und energie für implantate und tragbare geräte WO2020254151A1 (de)

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CH00808/19 2019-06-15
CH00818/19A CH716322A2 (de) 2019-06-15 2019-06-17 Knotenvorrichtung zur Übertragung von Kommunikationsdaten und Energie zwischen Implantaten und extrakorporalen Geräten.
CH00818/19 2019-06-17

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Citations (4)

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