(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための装置であって、前記装置は、
前記内腔内の前記流れに影響を及ぼすように、前記内腔内の前記流れの方向に関して前記組織壁の上流端と下流端の間に延びる前記組織壁の少なくとも１つの部分を、緩やかに狭さくするための移植可能な少なくとも１つの狭さく要素を含む狭さくデバイスと、
前記組織壁を電気パルスにより刺激するための刺激デバイスであって、前記内腔を閉鎖させるために、前記狭さく要素によって狭さくされた壁部分を刺激するための前記狭さく要素の上に設置された少なくとも一つの刺激要素を含む刺激デバイスと、
前記狭さくデバイスが、前記内腔内の前記流れにさらに影響を及ぼす目的で前記壁部分の収縮を引き起こすために前記壁部分を狭さくするとき、前記壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスと、
から構成され、
前記制御デバイスは、前記内腔内において前記流体および／または他の身体物質を能動的に移動させるように、前記壁部分に影響を及ぼすために前記狭さくデバイスと前記刺激デバイスのうち少なくとも１つを制御するように適合されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記狭さくデバイスは、前記内腔内の前記流れを制限するために前記壁部分の全体を、その前記上流端と前記下流端の間で狭さくするように構成され、前記制御デバイスは、
−  前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させる目的で、前記壁部分の漸進的な収縮を引き起こすために、前記狭さくされた壁部分を前記内腔の前記下流または前記上流の方向に徐々に刺激するように前記刺激デバイスを制御する、
或いは、
−  前記壁部分の前記上流端または前記下流端で前記内腔を閉鎖させるために、前記狭さくされた壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御し、同時に、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させるために、前記壁部分の全体の前記狭さくを増加させるように前記狭さくデバイスを制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御デバイスは、前記壁部分の前記狭さくを変化させるように前記狭さくデバイスを制御し、同時に、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させる目的で、前記壁部分の漸進的な収縮を引き起こすために、前記狭さくされた壁部分を前記内腔の前記下流または前記上流の方向に徐々に刺激するように前記刺激デバイスを制御する、ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の装置。
【請求項４】
前記制御デバイスは、前記壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御し、同時に、前記壁部分が前記内腔の前記下流または前記上流の方向に徐々に狭するために、前記壁部分の異なる区域の前記狭さくを変化させるように前記狭さくデバイスを制御し、
−  前記制御デバイスは、前記狭さくデバイスによって実施された前記壁部分の前記漸進的な狭さくと調和してその漸進的な収縮を引き起こすために、前記狭さくされた壁部分を徐々に刺激するように前記刺激デバイスを制御するか、或いは、
−  前記制御デバイスは、前記内腔の前記下流または前記上流の方向に前記壁部分を徐々に狭さくするように、前記壁部分に沿って延びる前記狭さくデバイスの細長い狭さく要素を制御し、前記細長い狭さく要素は、前記狭さくデバイスが前記壁部分を狭さくするとき、前記壁部分と接触するように形成された或る長さの接触面を備え、前記刺激デバイスが、前記制御デバイスが前記壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するとき、前記刺激要素が前記壁部分の前記接触する長さの部分に沿って前記壁部分の前記異なる区域を刺激するように、前記接触面に沿って分布された複数の刺激要素を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記狭さくデバイスは、少なくとも前記内腔内の前記流れを制限するために、前記組織壁の一連の壁部分のいずれか１つを狭さくするように構成され、前記刺激デバイスは、前記内腔を閉鎖するために、前記狭さくデバイスによって狭さくされた前記壁部分を刺激し、前記制御デバイスは、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を蠕動により移動させるために、前記一連の壁部分のうちの前記壁部分を連続して狭さくするように前記狭さくデバイスを制御し、前記狭さくデバイスは、前記器官の前記一連の壁部分のうちの前記壁部分を連続して狭さくするために、前記器官に沿って移動可能である少なくとも１つの狭さく要素を備え、前記刺激デバイスは、前記内腔を閉鎖させる目的で、前記狭さく要素によって狭さくされた前記壁部分を刺激するために、前記狭さく要素上に設置された少なくとも１つの刺激要素を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記制御デバイスは、前記一連の壁部分のうちの前記壁部分に沿って前記狭さく要素を周期的に移動させるように前記狭さくデバイスを制御することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記狭さくデバイスは複数の狭さく要素を備え、前記狭さく要素はそれぞれ、前記器官の前記一連の壁部分のうちの前記壁部分を連続して狭さくするために前記器官に沿って移動可能であり、前記刺激デバイスは、前記内腔を閉鎖させる目的で、前記狭さく要素によって狭さくされた前記壁部分を刺激するために、前記狭さく要素上に設置された刺激要素を備え、前記制御デバイスは、前記器官の前記一連の壁部分のうちの前記壁部分に沿って前記狭さく要素を周期的に次々と移動させるように前記狭さくデバイスを制御し、前記狭さくデバイスは、前記狭さく要素を担持するロータを備え、前記制御デバイスは、各狭さく要素が前記器官の前記一連の壁部分のうちの前記壁部分を周期的に狭さくするために、回転するように前記ロータを制御し、それぞれの狭さく要素は前記器官を狭さくするために前記器官上で回動するローラを備える、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記狭さくデバイスは、前記器官の前記壁部分をその前記上流端で狭さくするための第１狭さく要素と、前記壁部分をその前記下流端で狭さくするための第２狭さく要素と、前記壁部分をその前記上流端と前記下流端の間で狭さくするための第３狭さく要素とを備え、前記制御デバイスは、それぞれが互いに独立して前記壁部分を狭さくおよび解放するように、前記第１狭さく要素、前記第２狭さく要素、および前記第３狭さく要素を制御し、  −  前記制御デバイスは、前記内腔を閉鎖させるために、前記壁部分をその前記上流端または前記下流端で狭さくするように前記第１狭さく要素または前記第２狭さく要素を制御し、前記壁部分をその前記上流端と前記下流端の間で狭さくするように前記第３狭さく要素を制御し、それによって、前記壁部分内のその前記上流端と前記下流端の間に含有された前記流体または他の身体物質が前記内腔内で下流または上流に移動され、前記制御デバイスは、前記第３狭さく要素が前記壁部分を狭さくするとき、前記壁部分をその前記上流端と前記下流端の間で刺激するように前記刺激デバイスを制御する機能、
−  前記制御デバイスは、前記内腔内の前記流れを制限するために、前記壁部分をその前記上流端で狭さくするように前記第１狭さく要素を制御し、前記内腔を閉鎖させるために、前記狭さくされた壁部分を前記上流端で刺激するように前記刺激デバイスを制御し、前記制御デバイスは、前記壁部分内のその前記上流端と前記下流端の間に含有された前記流体および／または他の身体物質が前記内腔内で下流に移動するように、前記壁部分をその前記上流端と前記下流端の間で狭さくするために前記第３狭さく要素を制御する機能、および、
−  前記制御デバイスは、前記内腔内の前記流れを制限するために、前記壁部分をその前記下流端で狭さくするように前記第２狭さく要素を制御し、前記内腔を閉鎖させるために、前記狭さくされた壁部分を前記下流端で刺激するように前記刺激デバイスを制御し、前記制御デバイスは、前記壁部分内のその前記上流端と前記下流端の間に含有された前記流体および／または他の身体物質が前記内腔内で上流に移動され、前記壁部分をその前記上流端と前記下流端の間で狭さくするために前記第３狭さく要素を制御する機能、
の３つの機能のうち１つの機能を実行することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記狭さくデバイスは調整可能であるとともに、前記患者の前記器官の壁部分の前記狭さくを変更するために前記調整可能な狭さくデバイスを操作するための操作デバイスをさらに備え、前記操作デバイスは前記狭さくデバイスを機械的または油圧的に操作することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記操作デバイスは、前記狭さくデバイスを機械的に操作し、前記狭さくデバイスは、前記器官の異なる面上で前記患者の内腔内の流れの方向に前記器官に沿って延びる少なくとも２つの細長いクランプ要素を備え、前記操作デバイスは、前記壁部分を狭さくするために前記クランプ要素間で前記壁部分を締着するように前記クランプ要素を操作する、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御デバイスは、前記壁部分の上流端または下流端のどちからかで前記内腔を閉鎖させるように前記狭さくデバイスを制御し、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させるために前記壁部分の残りの部分を狭さくするように前記狭さくデバイスを制御し、前記制御デバイスは、前記狭さくデバイスが前記壁部分の前記残りの部分を狭さくするとき、前記壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記狭さくデバイスは、前記内腔内の前記流れを制限するが停止させないために、前記壁部分を狭さくするように構成され、前記制御デバイスは、前記壁部分の上流端または下流端で前記内腔を閉鎖させるために、前記狭さくデバイスによって狭さくされた前記壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御し、同時に、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させるために、前記壁部分の前記狭さくを増加させるように前記狭さくデバイスを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記狭さくデバイスは、前記器官の一連の壁部分の任意の壁部分をそれぞれ狭さくするように構成された複数の別個の狭さく要素を備え、前記制御デバイスは、ランダムに、または所定の順序に従って前記狭さく要素を作動させるように前記狭さくデバイスを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記刺激デバイスは、前記狭さく要素上に設置された刺激要素を備え、前記制御デバイスは、前記狭さく要素によって狭さくされた前記一連の壁部分の任意の壁部分を刺激するために、前記刺激要素を作動させるように前記刺激デバイスを制御することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御デバイスは前記刺激デバイスを制御して、前記刺激要素を作動させ、
−  前記内腔を完全には閉鎖せずに前記一連の壁部分のうちの前記壁部分を狭さくするとともに、前記刺激デバイスを制御して前記刺激要素作動させることによって、前記狭さくされた壁部分を次々と刺激し、その結果、前記一連の壁部分のうちの前記壁部分が前記器官に沿って連続して収縮し、前記内腔内の前記流体および／または他の身体物質を移動させる、或いは
−  前記一連の壁部分のすべての前記壁部分を狭さくするために、前記刺激デバイスを死魚して前記刺激要素を作動させることによって、ランダムに、または所定の順序に従って任意の狭さくされた壁部分を刺激し、前記器官の内腔を閉鎖する、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体器官内の流体および／または他の身体物質（ｂｏｄｉｌｙ  ｍａｔｔｅｒ）の流れを制御することに関し、より詳細には、食道、胃、腸、膀胱、尿道、および血管など（ただしこれらに限定されない）、身体器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者が身体器官の内腔内の流体および／または他の身体物質の流れの正常な制御を維持できない疾患が存在する。（「患者」という用語は、一般に人間を含むが、動物も含んでよい。）たとえば、患者にとって非常に厄介な一般的疾患である尿失禁の患者では、典型的には、尿道括約筋の機能不全のために患者が尿道内の尿流の完全な制御を失う場合が発生する。肛門失禁は、肛門からの糞便の制御できない排出を引き起こす、肛門括約筋の機能不全のために発生することが多い。性交不能は典型的には、勃起が達成できるように陰茎から出る血流を十分に減少できないことに起因する。逆流性疾患は典型的には、消化中に胃壁が動くときに胃酸を食道に逆流させる、噴門の機能不全に起因する。
【０００３】
機能不全の括約筋の問題に対する１つの従来の解決方法は、機能不全の括約筋に代わる人工括約筋を移植することである。さまざまな人工括約筋がこれまでに使用されてきた。これらの人工括約筋は、機能不全の括約筋につながる身体器官の周囲に外部から適用される、カフ、クランプ要素、または膨張可能なバンドを含んでいる。
【０００４】
たとえば、米国特許第３，７５０，１９４号は、尿失禁患者の尿道の周囲に適用される油圧カフを開示する。作動油が油圧カフに流れることによって、カフが尿道を圧搾し、尿道を通過する流体流れを制限する。
【０００５】
米国特許第６，０７４，３４１号は、器官の、失われたまたは損傷を受けた括約筋に代わるために身体器官の周囲に適用されるループ状部材の形の機械的デバイスを開示する。ループ状部材は、問題の器官を狭さくしてその中の内腔を閉鎖するために使用されるワイヤを含む。
【０００６】
すべての従来の人工括約筋に共通する欠点は、硬い繊維化が経時的に人工括約筋の周囲に形成される場合があり、人工括約筋の機能不全を引き起こす可能性があることである。したがって、形成された繊維化は遅かれ早かれ、人工括約筋が機能するのが困難になる場合がある硬い繊維層になる可能性がある。
【０００７】
より重大なもう１つの欠点は、身体器官を狭さくする、クランプさせる、または制限する要素が器官の組織壁を損傷する可能性があることである。したがって、この要素が器官上で狭さく動作を行った結果、要素が経時的に器官を侵食し、最悪の場合には器官の狭さくされた壁部分を貫通することがある。さらに、最終的には器官の狭さくされた組織壁部分内の血液循環が要素の圧力によって阻害されるので、血液循環不良のため、またはさらに悪い場合は血液が循環しないため、狭さくされた組織が悪化する。
【０００８】
血液循環不良による組織の悪化を防ぐ１つの解決方法は、器官のそれぞれの組織壁部分に沿って別個に動作する２つ以上の狭さく要素を適用し、その要素を順次動作させ、それにより各組織壁部分が、他の組織壁部分の１つが狭さくされる間に元に戻る時間を有すること、すなわち正常な血液循環を回復させることであろう。ただし、この解決方法により考案された装置には、いくつかの欠点がある。第１に、この装置は大量の空間を必要とし、移植するのは実際的ではない。第２に、狭さく位置と非狭さく位置の間で狭さく要素を休みなく移動させる際のこの装置の操作は、大量の電力供給を必要とする。このように大量の電源を供給するには、移植された充電式電池を頻繁に充電するように患者の体外からエネルギーを連続的に無線伝送するための、非常に大型で大容量の電池および／または高性能システムを移植することが必要となる。したがって、そのサイズが大きく電力を大量に消費するため、この装置は実際的ではなく、現実的ですらない。第３に、可動要素を制御するために、高性能な制御システムが必要である。最後に、上述のタイプのこのような複雑な装置は、機能不全の括約筋の治療費を大幅に増加させる。
【０００９】
これまで使用されてきた、機能不全括約筋の問題のもう１つの解決方法は、括約筋の正常な働き（すなわちその関連する内腔の収縮および閉鎖）を回復させるために括約筋を電気的に刺激することである。この解決方法は、正常な括約筋機能が若干弱まり、完全には停止していない場合に効果がある。欧州特許出願第１００４３３０  Ａ１号はこのような解決方法の例を開示し、逆流を最小限に抑えるために、電気パルスが逆流性疾患患者の下部食道括約筋に送出される。ただし、食道括約筋は、閉鎖を維持するために患者の食事時を除いて電気パルスにより連続的に刺激される必要があり、これによって刺激の効果が経時的に低下する可能性がある。この解決方法のはるかに重大な短所は、経時的な連続刺激により、血液循環不良のために組織が悪化する可能性があることである。
【００１０】
機能不全括約筋の括約筋機能を回復するために電気刺激を使用することは、括約筋が刺激に対して十分に反応する、すなわち問題の内腔を閉鎖させる場合にのみ可能である。括約筋の括約筋機能が完全に停止している場合、または括約筋が患者の体内から除去された場合は、電気刺激を用いることはできない。
括約筋以外の身体器官に電気刺激を加えても、問題の器官内の流れに対しては、わずかな影響しか及ぼすことができない。たとえば、器官が肛門失禁患者の小腸である場合、小腸の電気刺激は糞便の流れに影響を及ぼすが、少なくとも人体に無害である必要な低強度の刺激を用いずに便の通路を完全に閉鎖させることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第３，７５０，１９４号
【特許文献２】米国特許第６，０７４，３４１号
【特許文献３】欧州特許出願第１００４３３０  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、このような身体器官を狭さくする、従来技術の移植されたデバイスに起因する組織壁損傷の問題を少なくとも実質的に、場合によっては完全に除去するように、身体器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のこの目的によれば、身体器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための装置が提供される。この装置は、内腔内の流れに影響を及ぼすように組織壁の一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、組織壁のこの壁部分を刺激するための刺激デバイスと、狭さくデバイスが、内腔内の流れにさらに影響を及ぼす目的で壁部分の収縮を引き起こすために壁部分を狭さくするとき、壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【００１４】
本発明は、狭さくデバイスと刺激デバイスの有利な組み合わせを提供し、それにより身体器官の内腔内の流体および／または他の身体物質の流れに２段階の影響を及ぼす。したがって、狭さくデバイスは、壁部分に対して比較的弱い力を加えることによって組織壁を緩やかに狭さくすることができ、刺激デバイスは、狭さくされた壁部分を刺激して内腔内の流れに対する所望の最終的な影響を達成することができる。「組織壁の一部分を緩やかに狭さくする」という語句は、組織壁内の血液循環を実質的に妨げずに壁部分を狭さくすることとして理解されたい。
【００１５】
好ましくは、刺激デバイスは、狭さくデバイスが壁部分を狭さくするときに壁部分の異なる区域を刺激するように適合され、制御デバイスは、壁部分の区域を断続的かつ個別に刺激するように刺激デバイスを制御する。このように器官の壁部分の異なる区域を断続的かつ個別に刺激することにより、壁部分の組織は、本発明の装置の操作中に実質的に正常な血液循環を維持することができる。
【００１６】
狭さくデバイスと刺激デバイスの組み合わせにより、いかなる種類の身体器官（具体的には管状身体器官であるが、これに限定されない）上のいかなる場所においても本発明の装置の適用が可能になる。これは、機能不全の括約筋の電気刺激に限られる従来の刺激デバイスと比較すると、当技術分野における著しい進歩である。
【００１７】
本発明を使用するほとんどの応用例では、移植された狭さくデバイスが毎日調整されるであろう。したがって、本発明の好ましい一実施形態では、狭さくデバイスは、必要に応じて壁部分の狭さくの調整を可能にするように調整可能であり、制御デバイスは、壁部分の狭さくを調整するように狭さくデバイスを制御する。制御デバイスは、狭さくデバイスおよび刺激デバイスを互いに独立してかつ同時に制御することができる。任意選択で、制御デバイスが、壁部分の狭さくを変更するように狭さくデバイスを制御する間、制御デバイスは、壁部分を刺激するように、またはこれを刺激しないように刺激デバイスを制御してよい。
【００１８】
最初に、狭さくデバイスは、内腔内の流れについて希望する制限が得られるまで壁部分の狭さくを調整するように狭さくデバイスを制御する間、壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御するために制御デバイスを使用することによって較正されることができる。
【００１９】
流れの制限
本発明の装置は、身体器官の内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制限するのに適している。したがって、本発明の主要な実施形態では、狭さくデバイスは、内腔内の流れを少なくとも制限するために壁部分を狭さくするように適合され、制御デバイスは、内腔内の流れを少なくともさらに制限する目的で、狭さくされた壁部分の収縮を引き起こすように刺激デバイスを制御する。具体的には、狭さくデバイスは、壁部分を狭さくして、狭さくされた状態（狭さくされた壁部分内の血液循環は実質的に制限されないが、内腔内の流れは少なくとも制限される）にするように適合される。制御デバイスは、壁部分の収縮を引き起こすように刺激デバイスを制御して、狭さくデバイスによって壁部分が狭さくされた状態に保たれるときに内腔内の流れは少なくともさらに制限されるようになる。
【００２０】
狭さくデバイスおよび刺激デバイスはそれぞれ、本発明の装置の特定の応用例で達成されることが望まれる流れ制限に依存する程度まで狭さくするおよび刺激するように制御されてよい。したがって、流れ制限の第１選択肢によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを制限するが停止させないために壁部分を狭さくするように狭さくデバイスを制御し、内腔内の流れをさらに制限するが停止させないために、狭さくされた壁部分を刺激してその収縮を引き起こすように刺激デバイスを制御する。より正確には、制御デバイスは、狭さくされた壁部分を刺激して内腔内の流れをさらに制限するが停止しないように刺激デバイスを第１モードに制御し、さらに
ａ）内腔内の流れを増加させるために、壁部分の刺激を中止するように刺激デバイスを第２モードに制御する、または
ｂ）内腔内の流れを回復させるために、壁部分の刺激を中止し壁部分を解放するように刺激デバイスおよび狭さくデバイスを第２モードに制御することができる。
【００２１】
流れ制限の第２選択肢によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを制限するが停止させないために壁部分を狭さくするように狭さくデバイスを制御し、内腔内の流れを停止させるために、狭さくされた壁部分を刺激してその収縮を引き起こすように刺激デバイスを制御する。より正確には、制御デバイスは、内腔内の流れをさらに制限するが停止させないために、狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを第１モードに制御し、さらに
ａ）内腔内の流れを可能にするために、壁部分の刺激を中止するように刺激デバイスを第２モードに制御する、または
ｂ）内腔内の流れを回復させるために、壁部分の刺激を中止し壁部分を解放するように刺激デバイスおよび狭さくデバイスを第２モードに制御することができる。
【００２２】
流れ制限の第３選択肢によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを実質的に停止させるために壁部分を狭さくするように狭さくデバイスを制御し、内腔内の流れを完全に停止させるために、狭さくされた壁部分を刺激してその収縮を引き起こすように刺激デバイスを制御する。より正確には、制御デバイスは、内腔内の流れを完全に停止させるために、狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを第１モードに制御し、さらに、
ａ）内腔内の流れを可能にするために、壁部分の刺激を中止するように刺激デバイスを第２モードに制御する、または
ｂ）内腔内の流れを回復させるために、壁部分の刺激を中止し壁部分を解放するように刺激デバイスおよび狭さくデバイスを第２モードに制御することができる。
【００２３】
たとえば、流れ制限の第３選択肢は、本発明が肛門失禁患者の糞便流れを制御するために使用される場合に適用可能である。したがって、制限デバイスおよび刺激デバイスは、人工の肛門括約筋として機能するために、失禁患者の大腸または小腸の任意の部分に移植することができる。排便と排便の間、制御デバイスは、腸内の糞便流れを少なくともほとんど完全に停止させるために腸の一部分を緩やかに平坦化するように狭さくデバイスを制御し、糞便流れを確実に完全に停止させるために、平坦化された部分を刺激するように刺激デバイスを制御する。段落００１５で上述したように、制御デバイスは、壁部分の複数の区域を断続的かつ個別に刺激するように刺激デバイスを制御するので、移植された狭さくデバイスが腸を経時的に損傷する危険性は著しく低減され、場合によっては排除され、刺激の効果は経時的に維持されると保証される。患者が排便を希望するとき、制御デバイスは、腸の当該部分を解放して刺激を中止するように狭さくデバイスおよび刺激デバイスを制御し、それにより糞便が腸のその部分を通過することができる。ただし、本発明のいくつかの他の応用例では、たとえば本発明が尿失禁患者の尿流を制御するために使用されるとき、問題の器官を通過する流体流れを達成するためには、刺激を中止するだけで十分な場合があることに留意されたい。
【００２４】
刺激デバイスが、内腔内の流れを停止させて収縮させるために、狭さくされた壁部分を刺激する場合、制御デバイスは、狭さくされた壁部分の第１の長さおよびこの第１の長さの下流に位置する狭さくされた壁部分の第２の長さを同時かつ周期的に刺激するように刺激デバイスを適切に制御する。制御デバイスは、内腔の上流方向に第１の長さを徐々に刺激し内腔の下流方向に第２の長さを徐々に刺激するように刺激デバイスを制御する。
【００２５】
制御デバイスは、検知された患者の物理的パラメータまたは装置の機能パラメータに応答して壁部分の刺激を変更するように刺激デバイスを制御することができる。たとえば、制御デバイスは、内腔内の流れが停止されたままとするために、検知された内腔内の圧力上昇に応答して壁部分の刺激の強度を増加させるように刺激デバイスを制御することができる。内腔内の圧力に関連する患者の体内の圧力などの患者の物理的パラメータを検知するためのいかなるセンサも設けてよく、制御デバイスはセンサからの信号に応答して刺激デバイスを制御する。このようなセンサは、たとえば、患者の腹部内の圧力、移植された狭さくデバイスに対する圧力、または身体器官の組織壁にかかる圧力を検知することができる。
【００２６】
たとえば、圧力センサは、本発明が尿失禁患者の尿流を制御するために使用される場合に適用されてよい。したがって、狭さくデバイスおよび刺激デバイスは、人工括約筋として機能するために尿失禁患者の尿道または膀胱に適用されることができる。この場合、狭さくデバイスは、尿流を実質的に停止するように尿道または膀胱を狭さくし、刺激デバイスは、尿流を完全に停止させるためにその収縮を引き起こすように、狭さくされた尿道または膀胱を刺激する。制御デバイスは、患者の膀胱または腹腔内の突然の圧力上昇を検知する圧力センサからの信号に応答して刺激強度を増加させるように刺激デバイスを制御し、それによって尿流は停止されたままとなり、患者は禁制を維持する。このように、本発明は、患者がくしゃみまたは咳、または患者の膀胱／尿路内の圧力を突然上昇させるその他の身体活動を行うときでも、患者が確実に禁制を得ることができるようにする。
【００２７】
流れ制限の第４選択肢によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを停止するために、壁部分を狭さくするように狭さくデバイスを制御する。より正確には、制御デバイスは、内腔内の流れを停止するために、狭さくされた壁部分を狭さくするように狭さくデバイスを第１モードに制御し、内腔内の流れを回復させるために、壁部分の狭さくを中止するように第２モードに制御することができる。この場合、制御デバイスは、必要なときに壁部分を刺激するようにのみ刺激デバイスを制御する。患者の身体の、内腔内の圧力に関連する物理的パラメータを検知するためのセンサを設けてよい。制御デバイスは、センサからの信号に応答して刺激デバイスを制御する。このような物理的パラメータは患者の腹部内の圧力であってよく、センサは圧力センサとすることができる。
【００２８】
たとえば、流れ制限の第４選択肢は、本発明が前述の段落００２６で説明された状況と似た形で尿失禁患者の尿流を制御するために使用される場合に適用されることができる。ただし、この例では、禁制を維持する必要がある場合にのみ刺激が加えられる。したがって、制御デバイスは、患者がくしゃみまたは咳、またはその他の身体活動を行うときに、患者の膀胱または腹腔内の圧力の突然の上昇を検知する圧力センサからの信号に応答してその収縮を引き起こすために尿道または膀胱を刺激するように刺激デバイスを制御する。その結果、尿流は停止されたままとなり、患者は禁制を維持する。
【００２９】
本発明のいくつかの応用例では、移植された狭さくデバイスは、通常、患者の器官の壁部分を狭さくされた状態に保つように設計されてよい。この場合、制御デバイスは、内腔内の流れを少なくともさらに制限または停止する目的で壁部分の収縮を引き起こすために、好ましくは刺激強度を調整する間に、必要なときに、好都合には患者によって、狭さくされた組織壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御するために、および刺激を中止するように刺激デバイスを制御するために使用されてよい。より正確には、制御デバイスは、
ａ）内腔内の流れをさらに制限するために、狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを第１モードに制御し、内腔内の流れを増加させるために、壁部分の刺激を中止するように刺激デバイスを第２モードに制御することができる、または
ｂ）内腔内の流れを停止するために、狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを第１モードに制御し、内腔内の流れを可能にするために、壁部分の刺激を中止するように刺激デバイスを第２モードに制御することができる。
【００３０】
第１モードまたは第２モードは一時的とすることができる。
【００３１】
狭さくデバイスは、器官の組織壁の一連の壁部分のうちの任意の壁部分をそれぞれ狭さくするように適合された複数の別個の狭さく要素を含んでよい。制御デバイスは、ランダムに、または所定の順序に従って狭さく要素を作動させるように狭さくデバイスを制御してよい。この場合、刺激デバイスは、狭さく要素上に設置された刺激要素を含む。制御デバイスは、器官を収縮させて器官の内腔を閉鎖する目的で、前記狭さく要素によって狭さくされた一連の壁部分の任意の壁部分を刺激するために、刺激要素を作動させるように刺激デバイスを制御する。
【００３２】
あるいは、制御デバイスは、一連の壁部分のすべての壁部分を狭さくするために、狭さく要素を作動させるように狭さくデバイスを制御し、器官の内腔を閉鎖させる目的で、ランダムに、または所定の順序に従って任意の狭さくされた壁部分を刺激するために、刺激要素を作動させるように刺激デバイスを制御する。複数の別個の狭さく要素の形をとる狭さくデバイスの設計により、狭さくデバイスが移植された硬い繊維化の増加を妨げることができる。
【００３３】
内腔内の流体および／または他の身体物質の移動
以下に示す本発明の実施形態で説明するように、本発明の装置は、患者の器官の内腔内の流体および／または他の身体物質を能動的に移動させるために使用されることができる。
【００３４】
１）制御デバイスは、壁部分の上流端または下流端で内腔を閉鎖させるように狭さくデバイスを制御し、次に内腔内の流体および／または他の身体物質を移動させるために壁部分の残りの部分を狭さくするように狭さくデバイスを制御する。
【００３５】
１ａ）上述の実施形態（１）の第１の代替形態によれば、狭さくデバイスが壁部分の残りの部分を狭さくするとき、制御デバイスは壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御する。
【００３６】
１ｂ）第２の代替形態によれば、狭さくデバイスは、内腔内の流れを制限するが停止しないために壁部分を狭さくするように適合される。制御デバイスは、壁部分の上流端または下流端で内腔を閉鎖させるために、狭さくデバイスによって狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御し、同時に内腔内の流体および／または他の身体物質を移動させるために、壁部分の狭さくを増加させるように狭さくデバイスを制御する。
【００３７】
２）狭さくデバイスは内腔内の流れを制限または変化させるために、壁部分を狭さくするように適合され、制御デバイスは内腔内の流体および／または他の身体物質を移動させる目的で、壁部分の漸進的な収縮を引き起こすために、狭さくされた壁部分を内腔の下流または上流の方向に徐々に刺激するように刺激デバイスを制御する。
【００３８】
３）制御デバイスは、内腔内の流体および／または他の身体物質を移動させる目的で、内腔の下流または上流方向に壁部分が徐々に狭さくされるために、壁部分の異なる区域の狭さくを変化させるように狭さくデバイスを制御する。狭さくデバイスは、壁部分に沿って延びる少なくとも１つの細長い狭さく要素を含んでよい。制御デバイスは、内腔の下流または上流方向に壁部分を徐々に狭さくするように、この細長い狭さく要素を制御する。
【００３９】
３ａ）上述の実施形態（３）の好ましい一代替形態によれば、制御デバイスは、狭さくデバイスによって実施された壁部分の漸進的な狭さくと調和してその漸進的な収縮を引き起こすために、狭さくされた壁部分を徐々に刺激するように刺激デバイスを制御する。狭さくデバイスが少なくとも１つの細長い狭さく要素を含む場合、制御デバイスは、内腔の下流または上流方向に壁部分を徐々に狭さくするように、この細長い狭さく要素を制御する。適切には、狭さくデバイスが壁部分を狭さくするとき、細長い狭さく要素は、ある長さの壁部分と接触する寸法とされた接触面を備え、刺激デバイスは、制御デバイスが壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御するとき、刺激要素がこの長さの壁部分に沿って壁部分の異なる区域を刺激するように、接触面に沿って分布された複数の刺激要素を備える。
【００４０】
４）狭さくデバイスは、少なくとも内腔内の流れを制限するために、組織壁の一連の壁部分のいずれか１つを狭さくするように適合される。制御デバイスは、内腔内の流体および／または他の身体物質を蠕動により移動させるために、一連の壁部分のうちの壁部分を連続して狭さくするように狭さくデバイスを制御する。
【００４１】
４ａ）実施形態（４）の第１の代替形態によれば、狭さくデバイスは、組織壁の壁部分をそれぞれ狭さくするように適合された複数の狭さく要素を含む。制御デバイスは、一連の壁部分のうちの壁部分を器官に沿って連続して狭さくするために、狭さく要素を次々と作動させるように狭さくデバイスを制御し、それによって内腔内の流体および／または他の身体物質が移動される。
【００４２】
４ｂ）実施形態（４）の第２の代替形態によれば、狭さくデバイスは、一連の壁部分のうちの壁部分を連続して狭さくするために、器官の壁に沿って移動可能である少なくとも１つの狭さく要素を含む。制御デバイスは、一連の壁部分のうちの壁部分に沿って狭さく要素を周期的に移動させるように狭さくデバイスを制御する。好ましくは、狭さくデバイスは複数の狭さく要素を備え、この狭さく要素はそれぞれ一連の壁部分のうちの壁部分を連続して狭さくするために器官の壁に沿って移動可能である。制御デバイスは、一連の壁部分のうちの壁部分に沿って狭さく要素を周期的に次々と移動させるように狭さくデバイスを制御する。具体的には、狭さくデバイスは狭さく要素を担持するロータを含み、制御デバイスは回転するようにロータを制御し、各狭さく要素が一連の壁部分のうちの壁部分を周期的に狭さくする。各狭さく要素は適切には、器官の壁を狭さくするためにその壁の上で回動するローラを備える。
【００４３】
４ｃ）上述の実施形態（４）の好ましい一代替形態によれば、刺激デバイスは、内腔を閉鎖させるために、狭さくデバイスによって狭さくされた一連の壁部分のうちの壁部分のいずれかを刺激する。狭さくデバイスが少なくとも１つの狭さく要素を含む場合、刺激デバイスは適切には、内腔を閉鎖させるために、狭さく要素によって狭さくされた壁部分を刺激するための狭さく要素の上に設置された少なくとも１つの刺激要素を含む。
【００４４】
狭さくデバイスが複数の狭さく要素を含む場合、刺激デバイスは適切には、内腔を閉鎖させるために、狭さく要素によって狭さくされた壁部分を刺激するための狭さく要素の上に設置された刺激要素を含む。
【００４５】
５）狭さくデバイスは、内腔内の流れを制限するために、組織壁の一連の壁部分のいずれか１つを狭さくするように適合される。この場合、狭さくデバイスは、それぞれ組織壁の壁部分を狭さくするように適合された複数の狭さく要素を含み、刺激デバイスは、内腔を閉鎖させるために、狭さく要素によって狭さくされた壁部分を刺激するための狭さく要素の上に設置された刺激要素を含む。制御デバイスは、器官の内腔を完全には閉鎖せずに一連の壁部分のうちの壁部分を狭さくするために、狭さく要素を作動させるように狭さくデバイスを制御し、患者の器官の内腔内の流体および／または他の身体物質を移動させるために、一連の壁部分のうちの壁部分を器官に沿って連続して収縮する目的で、壁部分を次々と刺激するため刺激要素を作動させるように刺激デバイスを制御する。
【００４６】
６）狭さくデバイスは、壁部分をその上流端で狭さくするための第１狭さく要素と、壁部分をその下流端で狭さくするための第２狭さく要素と、壁部分をその上流端と下流端の間で狭さくするための第３狭さく要素とを備える。制御デバイスは、互いに独立して、壁部分を狭さくおよび解放するように第１狭さく要素、第２狭さく要素、および第３狭さく要素を制御する。より具体的には、制御デバイスは、内腔を閉鎖させるために、壁部分をその上流端または下流端で狭さくするように第１狭さく要素または第２狭さく要素を制御し、壁部分をその上流端と下流端の間で狭さくするように第３狭さく要素を制御し、それによって、壁部分内のその上流端と下流端の間に含有された流体および／または他の身体物質が内腔内で下流または上流に移動される。任意選択で、制御デバイスは、第３狭さく要素が壁部分を狭さくするとき、壁部分をその上流端と下流端の間で刺激するように刺激デバイスを制御する。
【００４７】
６ａ）第１代替形態によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを制限するために、壁部分をその上流端で狭さくするように第１狭さく要素を制御し、内腔を閉鎖させるために、狭さくされた壁部分を上流端で刺激するように刺激デバイスを制御する。内腔が、狭さくされた壁部分の上流端で閉鎖されると、制御デバイスは、壁部分をその上流端と下流端の間で狭さくするように第３狭さく要素を制御し、任意選択で、壁部分が第３狭さく要素によって狭さくされるとき、壁部分を同時に刺激するように刺激デバイスを制御する。その結果、壁部分内のその上流端と下流端の間に含有された流体および／または他の身体物質が内腔内で下流に移動される。
【００４８】
６ｂ）第２代替形態によれば、制御デバイスは、内腔内の流れを制限するために、壁部分をその下流端で狭さくするように第２狭さく要素を制御し、内腔を閉鎖させるために、狭さくされた壁部分を下流端で刺激するように刺激デバイスを制御する。内腔が、狭さくされた壁部分の下流端で閉鎖されると、制御デバイスは、壁部分をその上流端と下流端の間で狭さくするように第３狭さく要素を制御し、任意選択で、壁部分が第３狭さく要素によって狭さくされるとき、壁部分を同時に刺激するように刺激デバイスを制御する。その結果、壁部分内でその上流端と下流端の間に含有された流体および／または他の身体物質は内腔内で上流に移動される。
【００４９】
上述の実施形態（１）〜（６ｂ）のいずれかにおいて、刺激デバイスは電気パルスを用いて壁部分を刺激してよい。
【００５０】
器官が小腸などの管状形状である場合、管状器官の特に長い壁部分はジグザグに延びるように手術により準備され、隣接する壁は平行な２列の縫い目によって一緒に縫合され、この隣接する壁は、この２列の縫い目の間で切断可能である。その結果、器官のこの長い壁部分の内腔は大幅に拡張されうる。この場合、本発明の装置の狭さくデバイスは、器官の長い壁部分を狭さくするたびに、かなり大量の流体を移動させることができる。
【００５１】
「流れの制限」という見出しに上述された、器官の内腔内の流れを停止するための種々の解決方法は、上述の実施形態（１ａ）、（１ｂ）、（４ａ）、（５）、（６）、（６ａ）、および（６ｂ）のいずれにおいても使用されることができる。
【００５２】
刺激
神経組織または筋組織を刺激するとき、刺激が適切に実施されない場合には組織が時間とともに損傷または悪化する危険性がある。本発明の装置は、その危険性が低減され、場合によっては除外されるように設計される。したがって、本発明によれば、制御デバイスは、区域の少なくとも２つが異なる時点で刺激される、すなわち刺激が、ある区域から別の区域に時間とともにシフトされるために、器官の壁部分の異なる区域を断続的に刺激するように刺激デバイスを制御する。さらに、制御デバイスは、現在刺激されていない異なる区域のうちの１区域が、刺激デバイスがその区域を再度刺激する前に実質的に正常な血液循環を回復させる時間を有するように刺激デバイスを制御する。そのうえ、制御デバイスは、連続する期間中に各区域を刺激するように刺激デバイスを制御する。各期間は、その期間が経過するまでに区域において満足な血液循環を維持するのに十分な短さである。これにより、本発明の装置は、所望の流れ制御を達成するために器官の壁部分の連続的な刺激を可能にするという利点を得るが、器官の自然な物理的特性は器官を損傷する危険性なく基本的に時間とともに維持される。
【００５３】
同じく、上述のように器官上の刺激の場所を時間とともに物理的に変更することによって、所望の流れ制御を達成するために、器官上における有利な、変化する刺激パターンを作成することが可能である。
【００５４】
制御デバイスは、たとえば異なる区域を順次刺激することによって、壁部分の区域の１つまたは複数を一度に刺激するように刺激デバイスを制御することができる。そのうえ、制御デバイスは、好ましくは決定された刺激パターンに従って、壁部分に沿って区域の刺激を周期的に伝播するように刺激デバイスを制御することができる。組織壁の所望の反応をその刺激中に達成するために、制御デバイスは、好ましくは周期的に、壁部分の刺激の強度を変化させるように刺激デバイスを制御することができる。
【００５５】
本発明の好ましい一実施形態では、制御デバイスは、壁部分の区域をパルス（好ましくはパルス列を形成する）により断続的に刺激するように刺激デバイスを制御する。壁部分の区域のうちの少なくとも第１区域および第２区域は、第１パルス列および第２パルス列が時間とともに互いに対してシフトされるように、それぞれ第１パルス列および第２パルス列により繰り返し刺激可能である。たとえば、第２区域が前記第２パルス列により刺激されない間、第１区域は第１パルス列により刺激可能で、この逆の場合も可能である。あるいは、第１パルス列と第２パルス列が少なくとも部分的に互いに重複するように、第１パルス列と第２パルス列が互いに対してシフト可能である。
【００５６】
パルス列は、多数の異なる方法で構成可能である。したがって、制御デバイスは、パルス列のパルスの振幅、各パルス列の個々のパルスのデューティ・サイクル、パルス列の各パルスの幅、各パルス列の長さ、パルス列のパルスの繰り返し周波数、パルス列の繰り返し周波数、各パルス列のパルス数、および／またはパルス列間のオフ時間を変化させるように刺激デバイスを制御することができる。異なる構成のいくつかのパルス列が、所望の効果を達成するために用いられることができる。
【００５７】
制御デバイスが、壁部分のそれぞれの区域を刺激するパルス列間のオフ時間を変化させるように刺激デバイスを制御する場合、その区域がオフ時間中に刺激されないとき、区域内の実質的に正常な血液循環を回復させるのに十分なほど長く持続するようにパルス列間の各オフ時間を制御することも可能である。
【００５８】
電気刺激
本発明の好ましい一実施形態によれば、刺激デバイスは、好ましくは電気パルスにより、電気的に患者の身体器官の組織壁部分を刺激する電動刺激デバイスである。この実施形態は、壁部分が電気刺激に反応する筋線維を含む応用例に特に適している。この実施形態では、制御デバイスは、壁部分が狭さくされた状態にあるとき、壁部分の収縮を引き起こすために、好ましくは電気パルス列の形で、電気パルスにより壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御する。もちろん、電気パルス列の構成は上述のパルス列に類似したものでよく、制御デバイスは、上述の方法と同じ方法で器官の壁の異なる区域を電気的に刺激するように刺激デバイスを制御してよい。
【００５９】
電気刺激デバイスは適切には、壁部分を係合しこれを電気パルスにより付勢して（通電によるエネルギー付与をさせて）刺激するための、少なくとも１つの、好ましくは複数の、電極などの電気要素を備える。任意選択で、各電気要素は互いに対して固定の向きに配置されてよい。制御デバイスは、電気要素を１つずつ、または複数の電気要素からなるグループを一度に付勢するように電気刺激デバイスを制御する。好ましくは、制御デバイスは、各要素を電気パルスにより周期的に付勢するように電気刺激デバイスを制御する。任意選択で、制御デバイスは、電気要素が１つずつ順に付勢されるために、または複数の電気要素もしくは電気要素からなるグループが同時に付勢されるために、電気要素を付勢するように刺激デバイスを制御してよい。同じく、電気要素からなるグループは、ランダムに、または所定のパターンに従って順次付勢されてよい。
【００６０】
電気要素は、任意のパターンの電気要素を形成することができる。好ましくは、電気要素は、電気要素の細長いパターンを形成する。電気要素は、電気要素の細長いパターンが器官の壁に沿って長手方向に延び、要素が壁部分のそれぞれの区域に当接するように、患者の器官の壁上に適用可能である。電気要素の細長いパターンは、器官の壁に沿って長手方向に延びる電気要素の１つまたは複数の列を含むことができる。電気要素の各列は、電気要素の直線状、らせん状、もしくはジグザグ状の経路、または任意の形状の経路を形成することができる。制御デバイスは、患者の内腔の流れと反対方向または同じ方向に、電気要素の細長いパターンに沿って長手方向に連続して電気要素を付勢するように刺激デバイスを制御することができる。
【００６１】
任意選択で、制御デバイスは、狭さくされた壁部分の実質的に中央の位置から電気要素の細長いパターンの両端に向かって電気要素を連続して付勢するように刺激デバイスを制御してよい。器官の内腔が比較的長時間にわたって閉鎖されたままであることが可能な場合、制御デバイスは、付勢された電気要素が、狭さくされた壁部分の中央から電気要素の細長いパターンの両端に向かって相反する２方向に同時に前進する、付勢された電気要素の２つの波を形成するために、電気要素を付勢するように刺激デバイスを制御することができる。付勢された電気要素のこのような波は、器官を害することなく器官の内腔の流体または気体をどの方向にも移動させずに何回も繰り返し可能である。
【００６２】
制御デバイスは、現在付勢されている電気要素が、付勢された隣接する電気要素の少なくとも１つのグループを形成するために、電気要素を付勢するように刺激デバイスを適切に制御する。第１代替形態によれば、付勢された電気要素のグループに属する要素は、付勢された電気要素の１つの経路を形成する。付勢された電気要素の経路は、患者の器官の周りの少なくとも一部に延びてよい。第２代替形態では、付勢された電気要素のグループに属する要素は、好ましくは器官の内腔内の流れ方向に対して実質的に直角に、患者の器官の両側に延びる付勢された電気要素の２つの経路を形成することができる。第３代替形態では、付勢された電気要素のグループに属する要素は、好ましくは患者の内腔内の流れ方向に対して実質的に直角に、患者の器官の異なる面上に延びる付勢された電気要素の３つ以上の経路を形成することができる。
【００６３】
本発明の好ましい一実施形態によれば、電気要素は、要素からなる複数のグループを形成する。これらのグループは、患者の内腔内の流れ方向に患者の器官に沿って延びる一連のグループを形成する。電気要素の各グループの電気要素は、患者の器官の周りの少なくとも一部に延びる要素の経路を形成することができる。第１代替形態では、電気要素の各グループの電気要素は、好ましくは患者の内腔内の流れの方向に対して実質的に直角に、患者の器官の異なる面上に延びる要素の３つ以上の経路を形成することができる。制御デバイスは、一連のグループにおいて電気要素のグループをランダムに、または所定のパターンに従って付勢するように刺激デバイスを制御することができる。あるいは、制御デバイスは、患者の内腔内の流れの反対方向もしくはその方向と同じ方向に、または狭さくされた壁部分の実質的に中央にある位置から前記の両方向に、一連のグループに含まれる電気要素のグループを連続して付勢するように刺激デバイスを制御することができる。たとえば、付勢された電気要素のグループは、上述のように、付勢された電気要素の前進波を形成することができる。すなわち、制御デバイスは、付勢された電気要素が、狭さくされた壁部分の中央から電気要素の細長いパターンの両端に向かって相反する２方向に同時に前進する、付勢された電気要素の２つの波を形成するために、電気要素のグループを付勢するように刺激デバイスを制御することができる。
【００６４】
電気要素を固定の向きに保持するための構造を設けることができる。この構造は狭さくデバイスと別個とすることができるが、構造が狭さくデバイスに統合され、実用的な設計であり、狭さくデバイスおよび刺激デバイスの移植を促進することが好ましい。電気要素が電気要素の細長いパターンを形成する場合、この構造は、電気要素の細長いパターンが、器官に沿って患者の内腔内の流れの方向と同じ方向に延び、要素が、器官の壁部分のそれぞれの区域に当接するように、患者の器官上に適用可能とすることができる。
【００６５】
熱刺激
本発明の別の実施形態では、刺激デバイスは器官の壁部分を熱刺激する。したがって、制御デバイスは、壁部分が狭さくされているときに、壁部分の収縮を引き起こすために、壁部分を冷却するように刺激デバイスを制御することができる。たとえば、狭さくデバイスは、少なくとも内腔内の流れを制限するために壁部分を狭さくすることができ、制御デバイスは、内腔内の流れを少なくともさらに制限する、またはさらに制限するが停止させない、または停止させる目的で、その収縮を引き起こすために、狭さくされた壁部分を冷却するように刺激デバイスを制御することができる。あるいは、制御デバイスは、壁部分が狭さくされ収縮されているときに、壁部分の拡張を引き起こすために、壁部分を加熱するように刺激デバイスを制御することができる。壁部分が血管を含む場合、制御デバイスは、その収縮を引き起こすために血管を冷却するように、またはその拡張を引き起こすために血管を加熱するように刺激デバイスを制御することができる。該当する場合、熱刺激は本発明の実施形態のいずれでも実行されることができ、熱刺激は、たとえば歪みセンサ、運動センサ、または圧力センサといった種々のセンサに応答して制御されることができる。
【００６６】
センサにより制御された狭さくデバイスおよび／または刺激デバイス
上述のように、装置は、少なくとも１つの移植可能なセンサを備えることができる。この場合、制御デバイスは、センサからの信号に応答して狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御する。一般に、センサは、患者の少なくとも１つの物理的パラメータ、または装置の少なくとも１つの機能パラメータ、または患者内の医療インプラントの少なくとも１つの機能パラメータを直接的または間接的に検知する。
【００６７】
物理的パラメータを検知するための多数の異なる種類のセンサを使用することができる。たとえば、器官の運動、すなわち胃または腸の収縮などの自然収縮を検知するための運動センサ、器官内の圧力を検知するための圧力センサ、器官の歪みを検知するための歪みセンサ、器官の内腔内の流体流れを検知するための流れセンサ、分光測光センサ、器官の内腔内の流体の酸性度またはアルカリ度を検知するためのＰｈセンサ、器官の内腔内の流体の酸素含有量を検知するための酸素センサ、または刺激された器官での刺激の分布を検知するためのセンサである。任意の他の種類の有用な物理的パラメータを検知するための任意の考えうるセンサが使用可能である。
【００６８】
装置の機能パラメータを検知する多数の異なる種類のセンサは、狭さくデバイスおよび／または／刺激デバイスの制御にも使用可能である。たとえば、装置の移植された電気構成要素の電気パラメータを検知するためのセンサ、または装置の移植されたモータの性能を検知するためのセンサである。
【００６９】
センサは、患者の身体器官の内腔内の圧力に関連する患者の体内の圧力を物理的パラメータとして検知するための圧力センサを備えることができる。この場合、制御デバイスは、圧力の所定の値が測定されたことを検知する圧力センサに応答して患者の壁部分の狭さくを変更するように狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御する。
【００７０】
あるいは、または圧力センサと組み合わせて、水平に対する患者の向きを物理的パラメータとして検知するための位置センサを設けることができる。この位置センサは、米国特許第４  ９４２  ６６８号および第５  ９００  ９０９号に記載されているものの生体適合性のあるバージョンとすることができる。たとえば、制御デバイスは、患者が実質的に水平の向きであると想定される（すなわち、患者が横たわっている）ことを検知する位置センサに応答して患者の壁部分の狭さくを変更するように、狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御することができる。
【００７１】
上述のセンサは、該当する場合、本発明の実施形態のいずれでも使用されることができる。
【００７２】
制御デバイスは、時刻に応じて患者の壁部分の狭さくを変更するように狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御することができる。そのために、制御デバイスは、一日の異なる時間中に内腔内の流れへの影響を増加または減少させるために、患者の壁部分の狭さくを変更するように狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御するための時計機構を含むことができる。物理的パラメータまたは機能パラメータを検知するための上記のタイプのうちのいずれかのセンサを設ける場合、センサによって検知されるパラメータが時計機構に優先しないことを条件として狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御するために時計機構が使用されるか、または時計機構がセンサに優先しないことを条件として狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御するためにセンサが使用される。適切には、制御デバイスは、センサからの信号に応答して、音声信号または表示情報などの指標を生成する。
【００７３】
制御デバイスは、センサからの信号に応答して狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを直接に制御する移植可能な内部制御ユニットを備えることができる。制御デバイスは、患者を機械的に貫通せずに患者の外部から内部制御ユニットの制御パラメータを設定するように適合された無線リモート・コントロールをさらに備えることができる。制御パラメータの少なくとも１つは無線リモート・コントロールによって設定可能であり、物理的パラメータまたは機能パラメータである。適切には、内部制御ユニットは上述の時計機構を含む。無線リモート・コントロールは、時計機構を設定するようにも適合される。
【００７４】
あるいは、制御デバイスは、センサからの信号に応答して狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御するための外部制御ユニットを患者の体外に備えることができる。
【００７５】
調整可能な狭さくデバイス
本発明のいくつかの代替実施形態では、狭さくデバイスは調整可能である。これらの実施形態では、患者の組織壁部分の狭さくを変更するために調整可能な狭さくデバイスを操作するための操作デバイスがあり、狭さくデバイスと刺激デバイスは狭さく／刺激ユニットを形成する。好ましくは、狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスおよび刺激デバイスは、移植に適している単一部片に統合されている。ユニットの狭さくデバイスは患者の器官のある長さの組織壁部分と接触する寸法とされた接触面を備え、ユニットの刺激デバイスは、接触面上に設けられこれに沿って分布された複数の刺激要素を備える。制御デバイスが、壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御するとき、刺激要素は、この長さの壁部分に沿って壁部分の異なる区域を刺激する。刺激要素は好ましくは、上述のように、電気パルスにより壁部分を刺激するための電気要素を備える。ただし、本発明のほとんどの応用例では、熱刺激などの他の種類の刺激を用いるのが適切な場合がある。
【００７６】
実施形態の以下の例で説明するように、操作デバイスは、狭さくデバイスの設計に依存する方法で、狭さく／刺激ユニットの調整可能な狭さくデバイスを操作する。１）狭さくデバイスは、接触面を有し器官の異なる面上の壁部分に沿って延びる少なくとも２つの細長いクランプ要素を備え、操作デバイスは、器官の壁部分を狭さくするためにクランプ要素間で壁部分を締着するようにクランプ要素を操作する。
【００７７】
２）狭さくデバイスは、接触面を有し器官の１つの面上の壁部分に沿って延びる１つの細長いクランプ要素を備え、操作デバイスは、壁部分を狭さくするためにクランプ要素と患者の骨または組織の間に壁部分をクランプするようにクランプ要素を操作する。
【００７８】
３）狭さくデバイスは、接触面を有し器官の異なる面上に設置された少なくとも２つの係合要素を備え、操作デバイスは、係合要素が器官の壁部分を係合しこれを狭さくするように係合要素を回転させる。
【００７９】
４）狭さくデバイスは、接触面を有し器官の異なる面上に設置された少なくとも２つの関節式クランプ要素を備え、操作デバイスは、クランプ要素を互いに向かって移動させてクランプ要素間に器官の壁部分をクランプし、壁部分を狭さくする。
【００８０】
５）狭さくデバイスは、接触面を有する少なくとも２つの別個のクランプ要素を備え、狭さく部材のループが延びる面上で回転しうるように、クランプ要素の少なくとも１つは枢動され、操作デバイスは、狭さく開口のサイズを変更するように、枢動されたクランプ要素を回転する。
【００８１】
６）狭さくデバイスは、接触面を有する少なくとも１つの細長い狭さく部材と、狭さく部材から器官の周囲に少なくとも実質的に閉鎖されたループを形成するための形成手段とを備える。このループは、狭さく開口を画定する。操作デバイスは、狭さく開口のサイズを変更するようにループ内の狭さく部材を操作する。
【００８２】
６ａ）細長い狭さく部材は接触面を有するベルトを備え、操作デバイスは、狭さく開口のサイズを変更するためにループ内のこのベルトの長手方向延長部を変更するようにベルトを操作する。形成手段は、狭さく部材またはベルトから少なくとも１つの所定のサイズを有するループを形成することができる。
【００８３】
６ｂ）細長い狭さく部材は、狭さくデバイスの外周閉じ込め面が変更されるために、または別法では変わらないために、狭さく開口のサイズを変更するように操作可能である。
【００８４】
６ｃ）細長い狭さく部材は弾性を有し、それを通して断面に見られるように厚さを変化させ、狭さく部材の長手方向延長部を回転させるように操作可能である。
【００８５】
６ｄ）細長い狭さく部材は、接触面を有し一緒にヒンジ結合された２つの実質的にまたは部分的に半円形のフレーム要素を備え、半円形の要素は、実質的にまたは部分的に円を形成する完全に開いた状態から、半円を実質的に形成する完全に折り畳まれた状態に互いに対して揺動可能である。
【００８６】
７）狭さくデバイスは、器官の壁部分を狭さくするために、壁部分を曲げるように適合される。
【００８７】
上述の実施形態（１）〜（７）では、狭さくデバイスが患者の器官の前記長さの組織壁部分を狭さくするように設計されることが重要である。このため、狭さくデバイスは、壁部分の前記長さに沿って１列に適用されるべき説明された狭さく要素／部材の２つ以上を含むことができる。前記列は、器官の内腔内の流れの方向に延びる。好ましくは、このような狭さく要素／部材は、膨張不可能で、機械的に操作可能または調整可能である。
【００８８】
上述の実施形態（１）〜（７）では、操作デバイスは、狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスを機械的または油圧的に調整することができる。同じく、操作デバイスは、狭さくデバイスを操作するための電動操作デバイスを備えることができる。本発明の多数の応用例では、操作デバイスは適切には、内腔の貫流（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｆｌｏｗ）区域が、内腔内の流れを停止するために刺激デバイスが壁部分を収縮させることを可能にする、狭さくされた状態のサイズを想定するように狭さくデバイスを操作する。
【００８９】
機械的操作
操作デバイスが狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスを機械的に操作する場合、操作デバイスは膨張不可能とすることができる。そのうえ、操作デバイスはサーボ・システムを備えることができ、サーボ・システムはギアボックスを含むことができる。「サーボ・システム」という用語は、サーボ機構（すなわち、ごく少量の電力によって大量の電力を制御する自動デバイス）の通常の定義を包含するが、その代わりに、またはそれに加えて、長ストロークを有する可動要素に作用する弱い力を短ストロークを有する別の可動要素に作用する強い力に変える機構の定義を包含してよい。好ましくは、操作デバイスは、非磁性および／または非手動の方法で狭さくデバイスを操作する。モータは、操作デバイスに操作可能に接続されることができる。操作デバイスは少なくとも１つの可逆的な機能を実施するように操作可能とすることができ、モータはその機能を逆転させることができる。
【００９０】
油圧操作
操作デバイスが狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスを油圧的に操作する場合、操作デバイスは狭さくデバイスを調整するための油圧手段を含む。
【００９１】
本発明の一実施形態では、油圧手段は、リザーバと、狭さくデバイス内の拡張可能／収縮可能な空洞とを備える。操作デバイスは、空洞を拡張するためにリザーバから作動油を流し、空洞を収縮させるために空洞からリザーバに作動油を流す。空洞は、患者の壁部分が空洞の拡張時に狭さくされ、空洞の収縮時に解放されるように、患者の器官の組織壁部分に当接する狭さくデバイスのバルーンによって画定されることができる。
【００９２】
あるいは、空洞は、患者の壁部分が蛇腹の収縮時に狭さくされ、蛇腹の拡張時に解放されるように、狭さくデバイスの比較的大型の狭さく要素、たとえば壁部分に当接する大型のバルーンを変位する蛇腹によって画定されることができる。したがって、比較的少量の作動油を蛇腹に追加すると、壁部分の狭さくが比較的に大きく増加する。このような蛇腹はまた、適切に設計されたピストン／シリンダ機構によって置き換えられることができる。
【００９３】
油圧手段が狭さくデバイス内に空洞を備える場合、本発明の装置は以下に示す選択肢に従って設計されることができる。
【００９４】
１）リザーバは第１の壁部分と第２の壁部分とを備え、操作デバイスは、流体がリザーバから空洞に、または空洞からリザーバに流されるためにリザーバの容積を変更するように第１の壁部分および第２の壁部分を互いに対して変位する。
１ａ）リザーバの第１の壁部分および第２の壁部分は、磁性デバイス、油圧デバイス、または電気制御デバイスの少なくとも１つによって互いに対して変位可能である。
２）操作デバイスは、リザーバと空洞の間で流体をポンプ圧送するためのポンプを備える。
２ａ）ポンプは、リザーバから空洞に流体をポンプ圧送するようにポンプを作動させるための第１作動部材と、空洞からリザーバに流体をポンプ圧送するようにポンプを作動させるための第２作動部材とを備える。
２ａ１）第１作動部材および第２作動部材は、その手動操縦によって操作可能である。
２ａ２）作動部材の少なくとも１つは、外部から所定圧力を受けると操作する。
２ａ３）第１作動部材および第２作動部材の少なくとも１つは、磁性手段、油圧手段、または電気制御手段によって操作可能である。
２ｂ）装置は、ポンプと空洞の間の流体導管を備える。リザーバは、導管の一部を形成する。導管およびポンプには逆止め弁がない。リザーバは可変容積の流体チャンバを形成し、ポンプはこのチャンバの容積を減少させることによってチャンバから空洞に流体を流し、チャンバの容積を拡張させることによって空洞から流体を取り出す。装置は、ポンプを駆動するためのモータをさらに備える。ポンプは、チャンバの容積を変更するためのリザーバの移動可能な壁を備える。
【００９５】
油圧手段が狭さくデバイス内に拡張可能な空洞を備える上述の実施形態１〜２ｂのすべてにおいて、空洞は、狭さくデバイスを調整するためのシリンダ／ピストン機構によって交換されることができる。この場合、操作デバイスは、狭さくデバイスを調整するためにリザーバとシリンダ／ピストン機構の間に作動油を流す。
【００９６】
本発明の特別な実施形態では、操作デバイスは、油圧手段に操作可能に接続された反転サーボを備える。「反転サーボ」という用語は、短ストロークを有する可動要素に作用する強い力を長ストロークを有する別の可動要素に作用する弱い力に変える機構、すなわち、通常のサーボ機構の逆の機能として理解されたい。したがって、小型のリザーバ内の流体量がわずかに変更されると、反転サーボによって、大型のリザーバ内の流体量の大きな変化に変えられうる。反転サーボは、その手動操作に特に適している。
【００９７】
好ましくは、反転サーボは、サーボ流体を含有する拡張可能なサーボ・リザーバと、サーボ流体用の閉鎖導管システムを形成するようにサーボ・リザーバに油圧的に接続された流体供給リザーバとを備える。拡張可能なサーボ・リザーバは、第１の壁部分と、第２の壁部分とを有し、これらは拡張可能なサーボ・リザーバの容積の変化に応答して互いに対して変位可能である。
【００９８】
第１代替形態によれば、サーボ・リザーバの第１の壁部分および第２の壁部分は、油圧手段に操作可能に接続される。反転サーボは、サーボ・リザーバの容積を変更するように流体供給リザーバと拡張可能なサーボ・リザーバの間に流体を流し、それによって狭さくデバイスを調整するように油圧手段が操作される。
【００９９】
第２代替形態によれば、所定量の作動油を含有する移植可能な主リザーバが提供される。反転サーボは、狭さくデバイスを調整するために主リザーバと油圧手段の間に作動油を流すように操作可能である。より具体的には、主リザーバは、拡張可能なサーボ・リザーバの容積が変更されると主リザーバの容積が変更されるように、拡張可能なサーボ・リザーバの第１の壁部分および第２の壁部分に操作可能に接続された第１の壁部分および第２の壁部分を備える。したがって、主リザーバの容積を変更するように反転サーボが流体供給リザーバと拡張可能なサーボ・リザーバの間にサーボ流体を流すとき、作動油が主リザーバから油圧手段に、または油圧手段から主リザーバに流される。有利には、サーボ・リザーバおよび主リザーバは、サーボ・リザーバの容積が比較的少量のサーボ流体によって変更されるときに主リザーバの容積が比較的大量の作動油によって変更されるような寸法とされる。
【０１００】
上記の代替形態の両方において、流体供給リザーバは、流体供給リザーバと拡張可能なサーボ・リザーバの間にサーボ流体を流すために流体供給リザーバの容積を変更するように互いに対して変位可能である第１の壁部分と第２の壁部分とを有することができる。流体供給リザーバの第１の壁部分および第２の壁部分は、流体供給リザーバと拡張可能なサーボ・リザーバの間にサーボ流体を流すために流体供給リザーバの体積を変更するように手動操縦、磁性デバイス、油圧デバイス、または電気制御デバイスによって互いに対して変位可能とすることができる。
【０１０１】
油圧手段が狭さくデバイス内の拡張可能な空洞を備える上述の実施形態１〜２ｂのすべてにおいて、または油圧手段が油圧的に操作可能な機械的構造を備える実施形態において、操作デバイスは、上述の反転サーボを含むことができる。本発明の他の実施形態では、油圧手段は、第１の油圧的に内部接続された拡張可能／収縮可能なリザーバと、第２の油圧的に内部接続された拡張可能／収縮可能なリザーバとを含む。第１のリザーバは、第１のリザーバの拡張または収縮時に狭さくデバイスが患者の壁部分の狭さくを変更させるように、狭さくデバイスに操作可能に接続される。第２のリザーバの容積を変更させることによって、第１のリザーバが拡張または収縮されるように、作動油が２つのリザーバの間に流される。この実施形態では、２つのリザーバの間の流体連通導管内の逆止め弁は不要である。このことは、油圧手段の長期的な操作にとって有益である。
【０１０２】
あるいは、油圧手段は、上述の第１のリザーバおよび第２のリザーバの代わりに、第１の油圧的に相互接続されたピストン／シリンダ機構と、第２の油圧的に相互接続されたピストン／シリンダ機構を含むことができる。第１のピストン／シリンダ機構は、第１のピストン／シリンダ機構の操作時に狭さくデバイスが患者の壁部分の狭さくを変更させるように、狭さくデバイスに操作可能に接続される。第２のピストン／シリンダ機構を操作することによって、第１のピストン／シリンダ機構が狭さくデバイスを調整するように、作動油が２つのピストン／シリンダ機構の間に流される。
【０１０３】
狭さくデバイスが拡張可能／収縮可能な空洞を含まない場合、狭さくデバイスは、上述の接触面を有し器官の異なる面上の壁部分に沿って延びる少なくとも２つの細長いクランプ要素を備えることができる。油圧手段は、上述の反転サーボを含むことができ、壁部分を狭さくするように、細長いクランプ要素を壁部分に向かって油圧的に移動させる。たとえば、狭さくデバイスは、クランプ要素が前後に摺動する油圧チャンバを有することができ、油圧手段は、ポンプと、作動油を含有する移植可能なリザーバも含むことができる。ポンプは、クランプ要素を壁部分に対して移動させるために作動油をリザーバからチャンバに流し、クランプ要素を壁部分から遠ざけるために作動油をチャンバからリザーバに流す。
【０１０４】
制御デバイスの設計
制御デバイスは、患者の体外から狭さく／刺激ユニットを適切に制御する。好ましくは、制御デバイスは患者によって操作可能である。たとえば、制御デバイスは、狭さく／刺激ユニットをオンおよびオフにするための手動で操作可能なスイッチを備えることができる。スイッチは、患者の体外から手動または磁気的に操作されるべく患者の皮下移植に適合されている。あるいは、制御デバイスは、好都合には狭さく／刺激ユニットをオンおよびオフにするように患者によって操作可能である携帯型の無線リモート・コントロールを備えることができる。この無線リモート・コントロールは、腕時計のような患者の身体上での適用向けに設計されることもできる。このような腕時計タイプのリモート・コントロールは、患者の身体を追跡する制御信号を装置の移植された信号応答手段に発することができる。
【０１０５】
制御デバイスが患者の体外から狭さく／刺激ユニットを無線で制御する場合、無線制御機能は好ましくは非磁性的な方法で実施される。すなわち、制御デバイスは狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスを非磁性的な方法で制御する。患者は、刺激強度を調整するようにおよび／または壁部分の狭さくを調整するように狭さく／刺激ユニットを制御するためにリモート・コントロールを使用することができる。無線リモート・コントロールは、少なくとも１つの外部信号送信器またはトランシーバと、患者内に移植可能な少なくとも１つの内部信号受信器またはトランシーバとを備えることができる。
【０１０６】
無線リモート・コントロールは好ましくは、狭さく／刺激ユニットを制御するための少なくとも１つの無線制御信号を伝送する。この制御信号は、周波数、振幅、位相変調信号、またはその組み合わせを備えることができ、アナログ信号であってもデジタル信号であってもよいし、またはアナログ信号とデジタル信号の組み合わせであってもよい。リモート・コントロールは、デジタル制御信号またはアナログ制御信号を搬送するための電磁搬送波信号を伝送することができる。同じく、搬送信号は、デジタル信号、アナログ信号、またはデジタル信号とアナログ信号の組み合わせを備えることができる。
【０１０７】
上記の制御信号のいずれかは、波信号、たとえば音波信号、超音波信号、電磁波信号、赤外光信号、可視光信号、紫外線信号、レーザ光信号、マイクロ波信号、電波信号、ｘ線信号、またはγ線信号を備えることができる。あるいは、制御信号は、電場、または磁場、または電場と磁場を組み合わせたものを備えることができる。
【０１０８】
上述のように、制御信号は、装置の移植された信号応答手段に対して患者の身体を追跡することができる。
【０１０９】
制御デバイスは、狭さく／刺激ユニットを制御するための、患者に移植可能な、マイクロプロセッサなどのプログラム可能な内部制御ユニットを含むことができる。制御デバイスは、患者の体外にあることを意図された外部制御ユニットをさらに含むことができる。内部制御ユニットは、外部制御ユニットによってプログラム可能である。たとえば、内部制御ユニットは、適切には活動計画プログラムにより、狭さく／刺激ユニットを時間とともに制御するためにプログラム可能であってよい。本発明の装置は、外部データ通信器と、この外部データ通信器と通信する移植可能な内部データ通信器とを備えることができる。内部通信器は狭さく／刺激ユニットに関連するデータを外部データ通信器にフィード・バックし、または外部データ通信器はデータを内部データ通信器にフィード・バックする。
【０１１０】
エネルギー源
本発明はまた、狭さく／刺激ユニットの操作に関連して使用するエネルギーを供給するための解決方法を示す。したがって、広い意味では、本発明は、患者の器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための装置を提供する。この装置は、内腔内の流れに影響を及ぼすために組織壁の一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、内腔内の流れにさらに影響を及ぼすために狭さくデバイスが壁部分を狭さくするときに壁部分の収縮を引き起こすように、壁部分の異なる区域を断続的かつ個別に刺激するための刺激デバイスと（狭さくデバイスと刺激デバイスは、操作可能な狭さく／刺激ユニットを形成する）、エネルギー源と、狭さく／刺激ユニットの操作に関連して使用するためのエネルギーを放出するようにエネルギー源を制御するための、患者の体外から操作可能である制御デバイスとを備える。本発明の単純な形では、電池またはアキュムレータなどのエネルギー源は、患者の体内に移植可能である。
【０１１１】
無線エネルギーの伝送
本発明の好ましい、より高度な形では、エネルギー源は患者の体外にあり、制御デバイスは、無線エネルギーを放出するように外部エネルギー源を制御する。本発明のこの高度な形では、装置は、放出された無線エネルギーを患者の体外から患者の体内に伝送するエネルギー伝送デバイスを備える。多数のもののうちで、無線エネルギーは、電磁エネルギー、電場、電磁場、または磁場、またはその組み合わせ、または電磁波を備えることができる。エネルギー伝送デバイスは、無線エネルギーが伝送されているときに、狭さく／刺激ユニットの操作に関連して直接使用するための無線エネルギーを伝送することができる。たとえば、電気モータまたはポンプが狭さくデバイスを操作する場合、磁場または電磁場の形をとる無線エネルギーは、モータまたはポンプの直接的な電力のために使用されることができる。
【０１１２】
したがって、モータまたはポンプは、無線エネルギーの伝送中に直接に稼動している。これは、ａ）無線エネルギーを異なる形のエネルギー、好ましくは電気エネルギーに変換するために患者に移植された変換デバイスを使用し、変換されたエネルギーによりモータまたはポンプに電力を供給することによって、またはｂ）モータまたはポンプに直接に電力を供給するために、無線で伝送されたエネルギーを使用する、という２つの異なる方法で達成されることができる。好ましくは、電磁場または磁場の形をとる無線エネルギーは、モータまたはポンプを駆動するための運動エネルギーを生成するためのモータまたはポンプの特殊な構成要素に直接に影響を及ぼすために使用される。このような構成要素は、モータまたはポンプに統合されたコイル、または磁場の影響を受ける材料、または永久磁石を含むことができる。磁場または電磁場は、モータまたはポンプを駆動するための電流を生成するためのコイルに影響を及ぼし、またはモータまたはポンプを駆動するための運動エネルギーを発生させるための材料または永久磁石に影響を及ぼす。
【０１１３】
好ましくは、エネルギー伝送デバイスは、少なくとも１つの無線信号、適切には波信号によって、エネルギーを伝送する。この波信号は、赤外光信号、可視光信号、紫外線信号、レーザ光信号、マイクロ波信号、電波信号、ｘ線信号、およびγ線信号のうちの１つを含む電磁波信号を備えることができる。あるいは、波信号は音波信号または超音波信号を備えることができる。無線信号は、デジタル信号、またはアナログ信号、またはデジタル信号とアナログ信号の組み合わせとすることができる。
【０１１４】
無線エネルギーの変換
本発明のある特定の実施形態によれば、移植可能なエネルギー変換デバイスは、エネルギー伝送デバイスによって伝送された第１の形の無線エネルギーを、典型的には第１の形のエネルギーとは異なる、第２の形のエネルギーに変換するために設けられる。狭さく／刺激ユニットは、第２の形のエネルギーに応答して操作可能である。たとえば、第１の形の無線エネルギーは音波を備えることができるが、第２の形のエネルギーは電気エネルギーを備えることができる。この場合、エネルギー変換デバイスは、音波を電気エネルギーに変換するための圧電要素を含むことができる。任意選択で、第１の形のエネルギーと第２の形のエネルギーの１つが、磁気エネルギー、運動エネルギー、音響エネルギー、化学エネルギー、放射エネルギー、電磁エネルギー、光エネルギー、核エネルギー、または熱エネルギーを備えることができる。好ましくは、第１の形のエネルギーおよび第２の形のエネルギーの１つは、非磁性、非運動学的、非化学、非音響、非核、または非熱的である。
【０１１５】
エネルギー変換デバイスは、エネルギー伝送デバイスとは異なって、またはこれと類似して機能することができる。特別な実施形態では、エネルギー変換デバイスは、エネルギー伝送デバイスによって伝送された第１の形のエネルギーに当てられたとき、正の領域と負の領域とを有する、少なくとも１つの半導体などの少なくとも１つの要素を備える。この要素は、正の領域と負の領域の間にエネルギー場を発生させることが可能であり、このエネルギー場は第２の形のエネルギーを生成する。より具体的には、要素は電気的接合要素を備えることができ、この電気的接合要素は、エネルギー伝送デバイスによって伝送された第１の形のエネルギーに当てられたときに正の領域と負の領域の間に電場を誘導可能であってそれによって第２の形のエネルギーが電気エネルギーを備える。
【０１１６】
エネルギー変換デバイスは、第１の形のエネルギーを第２の形のエネルギーに直接的にまたは間接的に変換することができる。狭さく／刺激ユニットの狭さくデバイスを操作するための移植可能なモータまたはポンプを設けることができ、このモータまたはポンプは、第２の形のエネルギーによって電力を供給される。狭さくデバイスは、少なくとも１つの可逆的な機能を実施するように操作可能とすることができ、モータはその機能を逆転可能である。たとえば、制御デバイスは、モータを逆転させるために第２の形のエネルギーの極性をシフトすることができる。
【０１１７】
第２の形のエネルギーが第１の形のエネルギーから変換されているとき、エネルギー変換デバイスは、変換されたエネルギーによりモータまたはポンプに直接に電力を供給することができる。好ましくは、エネルギー変換デバイスは、非磁性、非熱的、または非機械的な方法で第２の形のエネルギーにより狭さく／刺激ユニットを直接に操作する。
【０１１８】
通常、狭さく／刺激ユニットは、電気エネルギーにより付勢される電気構成要素を備える。装置の他の移植可能な電気構成要素は、少なくとも１つの電圧レベル・ガードまたは少なくとも１つの定電流ガードであってよい。したがって、エネルギー変換デバイスは、第１の形のエネルギーを直流、またはパルス直流、または直流とパルス直流の組み合わせに変換することができる。あるいは、エネルギー変換デバイスは、第１の形のエネルギーを交流、または直流と交流の組み合わせに変換することができる。
【０１１９】
本発明の装置は、狭さく／刺激ユニットの操作のためにエネルギーを供給するための、患者に移植可能な内部エネルギー源を備えることができる。装置は、内部エネルギー源が使用されていない「オフ」・モードから、内部エネルギー源が狭さく／刺激ユニットの操作のためのエネルギーおよび／または装置の移植された電子構成要素を付勢するためのエネルギーを供給する「オン」・モードに切り替えるように操作可能な移植可能なスイッチをさらに備えることができる。このスイッチは、エネルギー伝送デバイスによって伝送された第１の形のエネルギーによって、またはエネルギー変換デバイスによって供給された第２の形のエネルギーによって操作可能とすることができる。説明されるスイッチの構成によって、操作間の装置の電力消費量が減少する。
【０１２０】
内部エネルギー源は、エネルギー変換デバイスによって供給された第２の形のエネルギーを保存することができる。この場合、内部エネルギー源は適切には、少なくとも１つのコンデンサ、または少なくとも１つの充電式電池、または少なくとも１つのコンデンサと少なくとも１つの充電式電池の組み合わせなどのアキュムレータを備える。内部エネルギー源が充電式電池である場合、エネルギー源は、患者にとって都合の良い時、たとえば患者が眠っているときのみ充電されることができる。あるいは、内部エネルギー源は、狭さく／刺激ユニットの操作のためのエネルギーを供給することができるが、第２の形のエネルギーの保存には使用できない。この代替形態では、内部エネルギー源は電池であってよく、上述のスイッチは設けられてもよいし、設けられなくてもよい。
【０１２１】
適切には、本発明の装置は、第２の形のエネルギーを安定させるための移植可能な安定器を備える。第２の形のエネルギーが電気エネルギーの場合、安定器は適切には少なくとも１つのコンデンサを備える。
【０１２２】
エネルギー変換デバイスは、患者の腹部、胸部、または頭部の皮下に移植するために設計されることができる。あるいは、このデバイスは、患者の体内の粘膜下の穴に、または穴の粘膜外の筋肉内に移植するために設計されることができる。
【０１２３】
上述の実施形態の狭さく／刺激ユニットは、移植に最も実用的である単一部片として設計されているが、代替形態として、狭さくデバイスおよび刺激デバイスは別個の部片として設計できることに留意されたい。あるいは、上述の狭さくユニットおよび刺激ユニットのいずれか１つは、互いに独立して制御される２つ以上の別個の狭さく／刺激要素によって置き換えられることができる。
【０１２４】
本発明の上記の装置は、ヒトまたは動物の器官の機能障害の治療に適している。たとえば、尿失禁、肛門失禁、便秘、および勃起不全の治療に適している。本発明の装置は、肥満または胆石症の治療、および血管内の血流または女性の子宮への卵子放出の制御にも適している。
【０１２５】
装置が患者の胃を通過する食物の流れを制御するために使用される場合、装置は、胃内の食物の流れに影響を及ぼすように患者の胃の組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、組織壁の壁部分を刺激するための刺激デバイスと、胃内の食物の流れにさらに影響を及ぼす目的で壁部分の収縮を引き起こすために前記狭さくデバイスが壁部分を狭さくするときに壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１２６】
装置が患者の腸内の腸内容物の流れを制御するために使用される場合、装置は、腸内の腸内容物の流れに影響を及ぼすように患者の腸の組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、組織壁の壁部分を刺激するための刺激デバイスと、腸内の腸内容物の流れにさらに影響を及ぼす目的で壁部分の収縮を引き起こすために前記狭さくデバイスが壁部分を狭さくするときに壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１２７】
装置が患者の尿道または膀胱内の尿流を制御するために使用される場合、装置は、尿道または膀胱内の尿流に影響を及ぼすように患者の尿道または膀胱の組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、組織壁の壁部分を刺激するための刺激デバイスと、尿道または膀胱内の尿流にさらに影響を及ぼす目的で壁部分の収縮を引き起こすために前記狭さくデバイスが壁部分を狭さくするときに壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１２８】
装置が勃起不全治療装置として使用される場合、装置は、男性の勃起不全患者の正常な陰茎組織またはその延長部の陰茎の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための患者に移植可能な狭さくデバイスと、陰茎部を刺激するための移植可能な刺激デバイスと、勃起を達成するために陰茎から出る血流を制限する目的で陰茎部の収縮を引き起こすために前記狭さくデバイスが陰茎部を狭さくするときに陰茎部を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。「正常な陰茎組織」という用語は移植された組織を除外するものとして理解されたい。したがって、正常な陰茎組織は、陰茎海綿体および尿道海綿体の一方または両方を含む。「その延長部」という用語は、球海綿体筋および隣接する区域を含む。
【０１２９】
あるいは、勃起不全治療装置は、陰茎から出る血流を制限するために男性の勃起不全患者の正常な陰茎組織またはその延長部の陰茎の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための患者に移植可能な狭さくデバイスと、前記狭さくデバイスが陰茎部を狭さくするときに陰茎部を刺激するための移植可能な刺激デバイスと、勃起を達成するために陰茎から出る血流をさらに制限する目的で、陰茎部の収縮を引き起こすために前記狭さくデバイスが陰茎部を狭さくするときに陰茎部を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３０】
あるいは、勃起不全治療装置は、男性の勃起不全患者の正常な陰茎組織またはその延長部の陰茎の少なくとも一部を刺激するための患者に移植可能な刺激デバイスと、勃起を達成するために陰茎から出る血流を制限する目的で、その収縮を引き起こすために陰茎部を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３１】
装置が患者の血管内の血流を制御するために使用される場合、装置は、血管内の血流に影響を及ぼすように血管の組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、組織壁部分を刺激するための刺激デバイスと、血管内の血流にさらに影響を及ぼす目的で、組織壁部分の収縮を引き起こすために、前記狭さくデバイスが組織壁部分を狭さくするときに組織壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３２】
装置が女性の子宮への卵子の流れを制御するために使用される場合、装置は、その通路を制限するように女性の卵管のそれぞれ１つを狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、卵管の通路に出る卵子が子宮腔に入るのを防ぐ目的で卵管を狭さくするように、および卵管の通路に存在する卵子が子宮腔に入ることを可能にする目的で卵管を解放するように、前記狭さくデバイスを制御するための制御デバイスとを備える。狭さくデバイスは、その通路を制限するように卵管の組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくすることができ、移植可能な刺激デバイスは、組織壁部分を刺激するために設けることが可能である。制御デバイスは、卵管の通路をさらに制限する目的で、組織壁部分の収縮を引き起こすために、前記狭さくデバイスが組織壁部分を狭さくするときに組織壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御する。
【０１３３】
あるいは、卵子流れ制御装置は、その通路を制限するように女性の卵管のそれぞれ１つの組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするための移植可能な狭さくデバイスと、卵管の組織壁部分を刺激するための刺激デバイスと、卵管に存在する卵子が子宮腔に入るのを防ぐために、卵管の通路をさらに制限する目的で、組織壁部分の収縮を引き起こすために、前記狭さくデバイスが組織壁部分を狭さくするときに組織壁部分を刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３４】
あるいは、卵子流れ制御装置は、女性の卵管のそれぞれ１つの組織壁の一部分を刺激するための移植可能な刺激デバイスと、卵管に出る卵子が子宮腔に入るのを防ぐために卵管の通路を制限する目的で、組織壁部分の収縮を引き起こすために卵管の組織壁部分を刺激し、卵管の通路に存在する卵子が子宮腔に入ることを可能にするために、卵管の組織壁部分の刺激を中止するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３５】
装置が胆石症患者の胆石の流れを制御するために使用される場合、装置は、患者の胆嚢管、肝管、または胆管の組織壁の一部分を刺激するための移植可能な刺激デバイスと、管に出る１つまたは複数の胆石を十二指腸に向かう方向に移動させる目的で、組織壁部分の漸進的な収縮を引き起こすために、組織壁部分を徐々に刺激するように前記刺激デバイスを制御するための制御デバイスとを備える。
【０１３６】
本発明はまた、患者の器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するために上述の装置を使用するための方法であって、
−  患者の体外から狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御するように適合された無線リモート・コントロールを提供するステップと、
−  患者が内腔内の流体および／または他の身体物質の流れに影響を及ぼすことを希望するときに、患者によって無線リモート・コントロールを操作するステップとを含む方法を提供する。
【０１３７】
本発明はまた、患者の器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための方法であって、
ａ）内腔内の流れに影響を及ぼすために組織壁の少なくとも一部分を緩やかに狭さくするステップと、
ｂ）内腔内の流れに影響をさらに及ぼすために壁部分の収縮を引き起こすように狭さくされた壁部分を刺激するステップとを含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１Ａ】本発明による装置の一般的な実施形態の操作の異なる状態を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】本発明による装置の一般的な実施形態の操作の異なる状態を概略的に示す図である。
【図１Ｃ】本発明による装置の一般的な実施形態の操作の異なる状態を概略的に示す図である。
【図１Ｄ】本発明による装置の一般的な実施形態の操作の異なる状態を概略的に示す図である。
【図１Ｅ】本発明による装置の一般的な実施形態の操作の異なる状態を概略的に示す図である。
【０１３９】
【図１Ｆ】一般的な実施形態の変更形態の操作の異なる状態を示す図である。
【図１Ｇ】一般的な実施形態の変更形態の操作の異なる状態を示す図である。
【図１Ｈ】一般的な実施形態の変更形態の操作の異なる状態を示す図である。
【０１４０】
【図１Ｉ】一般的な実施形態の変更形態の操作の代替モードを示す図である。
【図１Ｋ】一般的な実施形態の変更形態の操作の代替モードを示す図である。
【図１Ｌ】一般的な実施形態の変更形態の操作の代替モードを示す図である。
【０１４１】
【図２】狭さくデバイスおよび電気刺激デバイスを含む、本発明による装置の好ましい一実施形態の縦断面図である。
【０１４２】
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【０１４３】
【図４】図３に示すものと同じ断面図であるが、装置は、操作の異なる状態にある。
【０１４４】
【図５Ａ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の断面図である。
【図５Ｂ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の断面図である。
【図５Ｃ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の断面図である。
【０１４５】
【図６Ａ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の変更形態の断面図である。
【図６Ｂ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の変更形態の断面図である。
【図６Ｃ】装置が患者の器官の組織壁に適用された、操作の異なる状態を示す図２の実施形態の変更形態の断面図である。
【０１４６】
【図７Ａ】装置が患者の器官の組織壁を狭さくしている間に、図２の装置によって実施される電気刺激モードの異なるステップを示す図である。
【図７Ｂ】装置が患者の器官の組織壁を狭さくしている間に、図２の装置によって実施される電気刺激モードの異なるステップを示す図である。
【０１４７】
【図８Ａ】患者の器官の組織壁を刺激するための、本発明の装置によって生成された電気刺激パルスを示すパルス／時間図である。
【０１４８】
【図８Ｂ】図８Ａに示す電気刺激の変更形態を示すパルス／時間図であり、混合された周波数および／または振幅のパルスが用いられている。
【０１４９】
【図９Ａ】パルス列を形成するパルスによる組織壁の２つの異なる区域の電気刺激を表すパルス／時間の２つの図である。
【図９Ｂ】パルス列を形成するパルスによる組織壁の２つの異なる区域の電気刺激を表すパルス／時間の２つの図である。
【０１５０】
【図１０Ａ】パルス列が変更された、図９Ａおよび図９Ｂのパルス／時間図である。
【図１０Ｂ】パルス列が変更された、図９Ａおよび図９Ｂのパルス／時間図である。
【０１５１】
【図１１Ａ】熱刺激デバイスを含む本発明の装置の一実施形態の縦断面図であり、この装置が患者の器官の組織壁を狭さくしている。
【０１５２】
【図１１Ｂ】熱刺激デバイスが作動された、図１１Ａの同じ実施形態の図である。
【０１５３】
【図１２Ａ】図２〜図１１の実施形態の狭さくデバイスを操作するのに適した油圧操作手段の概略図である。
【０１５４】
【図１２Ｂ】狭さくデバイスが患者の器官の組織壁を狭さくしている、図１２Ａの実施形態を示す図である。
【０１５５】
【図１３Ａ】図２〜図１１の実施形態の狭さくデバイスを操作するのに適した機械的操作手段の概略図である。
【０１５６】
【図１３Ｂ】狭さくデバイスが患者の器官の組織壁を狭さくしている、図１３Ａの実施形態を示す図である。
【０１５７】
【図１３Ｃ】図１３Ｂの実施形態の変更形態を示す図である。
【０１５８】
【図１４Ａ】腹部に瘻開口部を有する結腸ろう造設術患者の小腸に適用された本発明の装置を示す図である。
【０１５９】
【図１４Ｂ】肛門に小腸末端を有する結腸ろう造設術患者の小腸に適用された本発明の装置を示す図である。
【０１６０】
【図１５】本発明による使用のための機械的に操作可能で膨張不可能な狭さくデバイスの概略断面図である。
【０１６１】
【図１６】それぞれ、図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩおよびＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った横断面図である。
【図１７】それぞれ、図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩおよびＸＶＩＩ−ＸＶＩＩに沿った横断面図である。
【０１６２】
【図１８】図１５の実施形態の代替設計を概略的に示す図である。
【０１６３】
【図１９】図１８による設計のためのモータ構成を概略的に示す図である。
【０１６４】
【図２０】本発明の膨張不可能な狭さくデバイスの２つの代替設計の概略断面図である。
【図２１】本発明の膨張不可能な狭さくデバイスの２つの代替設計の概略断面図である。
【０１６５】
【図２２】図２１の実施形態の、十分に開いて狭さくが弱くなった開口部を示す図である。
【図２３】図２１の実施形態の、十分に開いて狭さくが弱くなった開口部を示す図である。
【０１６６】
【図２４】本発明の膨張不可能な狭さくデバイスの別の代替設計の概略図である。
【０１６７】
【図２５】図２４の実施形態の、十分に開いて狭さくが弱くなった開口部を示す図である。
【図２６】図２４の実施形態の、十分に開いて狭さくが弱くなった開口部を示す図である。
【０１６８】
【図２７】本発明の膨張不可能な狭さくデバイスのさらなる代替設計の概略図である。
【０１６９】
【図２８】それぞれ、本発明の膨張不可能な狭さくデバイスの他の代替設計の概略断面図である。
【図２９】それぞれ、本発明の膨張不可能な狭さくデバイスの他の代替設計の概略断面図である。
【０１７０】
【図３０Ａ】本発明による使用のための、油圧的に操作可能で膨張可能な狭さくデバイスの概略図である。
【０１７１】
【図３０Ｂ】図３０Ａに示す実施形態と同じ図であるが、狭さくデバイスが膨張されている。
【０１７２】
【図３１Ａ】図３０Ａに示す狭さくデバイスの油圧操作の４つの異なる原理を示す構成図である。
【図３１Ｂ】図３０Ａに示す狭さくデバイスの油圧操作の４つの異なる原理を示す構成図である。
【図３１Ｃ】図３０Ａに示す狭さくデバイスの油圧操作の４つの異なる原理を示す構成図である。
【図３１Ｄ】図３０Ａに示す狭さくデバイスの油圧操作の４つの異なる原理を示す構成図である。
【０１７３】
【図３２】遠隔制御モータによって制御される可変容積を有するリザーバの横断面図である。
【０１７４】
【図３３Ａ】図３１Ｃに示す油圧操作原理の特定の実施形態による反転サーボの透視図である。
【図３３Ｂ】図３１Ｃに示す油圧操作原理の特定の実施形態による反転サーボの透視図である。
【０１７５】
【図３４】本発明による使用のための別の油圧的に操作可能な狭さくデバイスの概略図である。
【０１７６】
【図３５Ａ】図３４の狭さくデバイスの、狭さくされた状態を示す図である。
【０１７７】
【図３５Ｂ】図３４の狭さくデバイスの、解放された状態を示す図である。
【０１７８】
【図３６Ａ】本発明の一実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図３６Ｂ】本発明の一実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図３６Ｃ】本発明の一実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図３６Ｄ】本発明の一実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図３６Ｅ】本発明の一実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【０１７９】
【図３７】本発明の装置の一般的な実施形態を示す概略構成図であり、エネルギーは、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝達される。
【０１８０】
【図３８】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図３９】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４０】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４１】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４２】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４３】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４４】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４５】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４６】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４７】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４８】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【図４９】それぞれ、図３７に示す一般的な実施形態に基づく１２の実施形態を示す概略構成図であり、無線エネルギーは、患者の体外から、患者に移植された装置のエネルギー消費構成要素に伝送される。
【０１８１】
【図５０】本発明の装置で使用するための電気的接合要素の形をとるエネルギー変換デバイスを示す図である。
【０１８２】
【図５１】本発明の一実施形態の制御構成要素を示す構成図である。
【０１８３】
【図５２】本発明の一実施形態の回路の例を示す概略図であり、無線エネルギーが電流に変換される。
【０１８４】
【図５３Ａ】図２に示すタイプの本発明の別の実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図５３Ｂ】図２に示すタイプの本発明の別の実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図５３Ｃ】図２に示すタイプの本発明の別の実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【０１８５】
【図５４Ａ】図３６Ａ〜図３６Ｅに示すタイプの本発明の別の実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【図５４Ｂ】図３６Ａ〜図３６Ｅに示すタイプの本発明の別の実施形態の異なる操作段階を概略的に示す図であり、狭さくデバイスと刺激デバイスが協働して患者の器官の内腔内で流体および／または他の身体物質を動かす。
【０１８６】
【図５５Ａ】本発明による使用のための機械的に操作可能で膨張不可能な別の狭さくデバイスの概略図である。
【０１８７】
【図５５Ｂ】図５５Ａの狭さくデバイスの、狭さくされた状態を示す図である。
【０１８８】
【図５５Ｃ】図５５Ｂの実施形態の端面図である。
【０１８９】
【図５６】上述の狭さく／刺激ユニットの操作に使用される正確な量の無線エネルギーを供給するための構成を示す概略構成図である。
【０１９０】
【図５７】システムの一実施形態を概略的に示す図であり、装置は有線エネルギーによって操作される。
【０１９１】
【図５８】上述の狭さく／刺激ユニットの操作に使用される無線エネルギーの伝送を制御するための構成のより詳細な構成図である。
【０１９２】
【図５９】可能な実装例による、図１９に示す構成のための回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１９３】
図面を参照すると、同様の参照番号はいくつかの図面を通して同一のまたは対応する要素を示す。
【０１９４】
図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、概略的に設計された本発明による装置が身体器官（ＢＯと示す）の壁部分に適用されたときの、この装置の操作の異なる状態を概略的に示す図である。この装置は、狭さくおよび刺激デバイス（ＣＳＤと示す）と、狭さくおよび刺激デバイスＣＳＤを制御するための制御デバイス（ＣＤと示す）とを含む。図１Ａは非作動状態の装置を示す。この状態では、狭さくおよび刺激デバイスは、器官ＢＯを狭さくせず、器官ＢＯを刺激していない。図１Ｂは狭さく状態の装置を示す。この状態では、制御デバイスＣＤは、器官ＢＯの壁部分を緩やかに狭さくして狭さくされた状態にするように狭さくデバイスを制御する。狭さくされた状態では、狭さくされた壁部分内の血液循環は実質的に制限されず、この壁部分の内腔内の流れが制限される。図１Ｃは刺激状態の装置を示す。この状態では、制御デバイスＣＤは、狭さくされた壁部分の異なる区域を刺激するように刺激デバイスを制御し、その結果、器官ＢＯの壁部分のほぼ全体が内腔を収縮（肥厚）させて閉鎖させる。
【０１９５】
図１Ｄおよび図１Ｅは、狭さくされた壁部分の刺激が第１の刺激モードと第２の刺激モードの間でどのように周期的に変化できるかを示す。狭さくされた壁部分内の満足な血液循環を経時的に維持するために、第１の刺激モードでは壁部分の左側区域（図１Ｄを参照）は刺激されるが、壁部分の右側区域は刺激されず、第２の刺激モードでは壁部分の右側の区域（図１Ｅを参照）は刺激されるが、壁部分の左側区域は刺激されない。
【０１９６】
図１Ｄおよび図１Ｅに示す刺激モードは、器官ＢＯの狭さくされた壁部分がどのように刺激可能かという原理例を構成するにすぎないことに留意されたい。したがって、狭さくされた壁部分の３つ以上の異なる区域は、同時に周期的に繰り返して刺激されてもよいし、連続して刺激されてもよい。さらに、狭さくされた壁部分の異なる区域のグループは、連続して刺激されてもよい。
【０１９７】
図１Ｆ、図１Ｇ、および図１Ｈは、図１Ａ〜図１Ｅに示す一般的な実施形態の変更形態の操作の異なる状態を示す。狭さくデバイスおよび刺激デバイスＣＳＤは、いくつかの別個の狭さく／刺激要素（ここでは３つの要素ＣＳＤＥ１、ＣＳＤＥ２、およびＣＳＤＥ３）を含む。図１Ｆは、操作の第１状態にある要素ＣＳＤＥ１を、器官ＢＯの狭さくおよび刺激の両方を行うようにどのように作動させると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ２およびＣＳＤＥ３は作動されていない。図１Ｇは、続いて操作の第２状態にある要素ＣＳＤＥ２をどのように作動させると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ３は作動されていない。図１Ｈは、続いて操作の第３状態にある要素ＣＳＤＥ３をどのように作動させると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ２は作動されていない。操作の第１状態、第２状態、および第３状態の間をシフトすることによって、器官の異なる部分がランダムに、または所定の順序に従って、器官の内腔が閉鎖された状態を維持しながら一時的に狭さくされて刺激され、それにより器官を損傷する危険性を最小限にすることができる。内腔内で流体および／または他の身体物質を移動させるために器官の内腔に沿って要素ＣＳＤＥ１〜ＣＳＤＥ３を連続して作動させることも可能である。
【０１９８】
図１Ｉ、図１Ｋ、および図１Ｌは、一般的な実施形態の変更形態の操作の代替モードを示す。すなわち、図１Ｉは、操作の第１状態にある要素ＣＳＤＥ１を、器官ＢＯの狭さくおよび刺激の両方を行うようにどのように作動すると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ２およびＣＳＤＥ３を、器官ＢＯを狭さくするが刺激しないように作動すると、要素ＣＳＤＥ２およびＣＳＤＥ３が器官ＢＯを係合する場合に器官ＢＯの内腔は完全には閉鎖されない。図１Ｋは、その後で操作の第２状態にある要素ＣＳＤＥ２を、器官ＢＯの狭さくおよび刺激の両方を行うようにどのように作動すると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ３を、器官ＢＯを狭さくするが刺激しないように作動すると、要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ３が器官ＢＯを係合する場合に器官ＢＯの内腔は完全には閉鎖されない。図１Ｌは、その後で操作の第３状態にある要素ＣＳＤＥ３を、器官ＢＯの狭さくおよび刺激の両方を行うようにどのように作動すると、器官ＢＯの内腔が閉鎖されるかを示す。一方、他の２つの要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ２を、器官ＢＯを狭さくするが刺激しないように作動すると、要素ＣＳＤＥ１およびＣＳＤＥ２が器官ＢＯを係合する場合に器官ＢＯの内腔は完全には閉鎖されない。操作の第１状態、第２状態、および第３状態の間をシフトすることによって、器官の異なる部分がランダムに、または所定の順序に従って、器官の内腔が閉鎖された状態を維持しながら一時的に刺激され、それにより器官を損傷する危険性を減少させることができる。内腔内で流体および／または他の身体物質を移動させるために器官ＢＯの内腔に沿って要素ＣＳＤＥ１〜ＣＳＤＥ３の刺激を連続して作動させることも可能である。
【０１９９】
図２〜４は、患者の器官の組織壁によって形成される内腔内の流体および／または他の身体物質の流れを制御するための本発明による装置の一実施形態の基本的な構成要素を示す。この装置は、開端を有する管状筐体１と、この筐体１内に配された狭さくデバイス２と、この狭さくデバイス２に統合された刺激デバイス３と、狭さくデバイス２および刺激デバイス３を制御するための制御デバイス４（図４に示す）とを備える。狭さくデバイス２は、２つの細長いクランプ要素５、６を有し、これらは後退位置（図３を参照）とクランプ位置（図４を参照）の間で管状筐体１内で互いに近づいたり離れたりするように径方向に移動可能である。刺激デバイス３は、クランプ要素５、６の一方の上にある電気要素７が他方のクランプ要素上にある電気要素７と向かい合うように、クランプ要素５、６上に設置された複数の電気要素７を含む。したがって、この実施形態では、狭さくデバイスと刺激デバイスが、これら狭さくデバイスと刺激デバイスが単一部片に統合された狭さく／刺激ユニットを形成する。
【０２００】
狭さくデバイスと刺激デバイスは互いに別個であってもよい。この場合、複数の電気要素７を互いに対して固定の向きに保持するための構造が設けられてもよい。あるいは、電気要素７は、患者の器官の壁部分に別個に取り付けられた電極を含んでもよい。
【０２０１】
図５Ａ〜図５Ｃは、図２の装置が患者の器官の管状組織壁の一部分８の上に適用されたときの装置の機能を原則的に示す。したがって、図５Ａは非クランプ状態の装置を示す。非クランプ状態では、クランプ要素５、６は後退位置にあり、壁部分８は、クランプ要素５、６によって狭さくされることなく筐体１の開端を貫通する。図５Ｂはクランプ状態の装置を示す。クランプ状態では、クランプ要素５、６は、後退位置からクランプ位置に移動しており、クランプ要素５、６は壁部分８を狭さくされた状態に緩やかに狭さくする。狭さくされた状態では、狭さくされた壁部分８内の血液循環が実質的に制限されず、この壁部分８の内腔内の流れが制限される。図５Ｃは刺激状態の装置を示す。刺激状態では、クランプ要素５、６は壁部分８を狭さくし、刺激デバイス３の電気要素７は壁部分８の異なる区域を電気的に刺激し、壁部分８が内腔を収縮（肥厚）させて閉鎖させるようになる。
【０２０２】
装置が刺激状態にあるとき、壁部分８の異なる区域を、それらの区域が損傷されるのを防ぐために、自然な物理特性を本質的に経時的に維持するような形で刺激することが重要である。したがって、制御デバイス４は、連続した期間中に壁部分８の各区域を断続的に刺激するように刺激デバイス３を制御し、各期間は、区域内の満足な血液循環を経時的に維持するのに十分な短さである。さらに、制御デバイス４は、現在刺激されていない各区域が再度刺激される前にその実質的に正常な血液循環を回復するように、壁部分８の区域の刺激を制御する。刺激の効果を経時的に維持するために、すなわち壁部分８を収縮された状態に維持することによって内腔を閉鎖された状態にしておくために、制御デバイス４は、区域の１つまたは複数を一度に刺激して刺激をある区域から別の区域に経時的にシフトさせるように刺激デバイス３を制御する。制御デバイス４は、たとえば決定された刺激パターンに従って、管状壁部分８に沿って区域の刺激を周期的に伝播するように刺激デバイス３を制御してもよい。組織壁の所望の反応をその刺激中に達成するために、制御デバイスは、好ましくは周期的に、壁部分８の刺激の強度を変更するように刺激デバイスを制御してもよい。
【０２０３】
図２〜図４の実施形態では、電気要素７は、それぞれが各細長いクランプ要素５および６に沿って長手方向に延びる、電気要素７の一連の１４グループを形成する（図２を参照）。電気要素７の各グループに属する電気要素７は、クランプ要素５上に１列に設置されそれに対して直角に延びる、４つの電気要素７からなる第１の経路と、クランプ要素６上に１列に設置されそれに対して直角に延びる、４つの電気要素７からなる第２の経路を形成する。したがって、電気要素７のこの２つの経路は、患者の器官の両側に延びる。制御デバイス４は、患者の器官の内腔内の流れの方向とは反対方向または同じ方向に、一連のグループに含まれる電気要素７のグループを連続して付勢するように刺激デバイス３を制御する。もちろん、電気要素７の各経路に属する電気要素７の数は４より大きくても小さくてもよく、電気要素７のいくつかの平行な列が電気要素７の各経路を形成してよい。
【０２０４】
図６Ａ〜図６Ｃは管状筐体９と、３つの細長いクランプ要素１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを含む、本発明の別の実施形態を示す。これらのクランプ要素は、後退位置（図６Ａを参照）とクランプ位置（図６Ｂを参照）の間で管状筐体９内でその中心軸に向かって近づいたりこれから離れたりするように径方向に移動可能である。この３つのクランプ要素１０ａ〜１０ｃは、筐体９の中心軸の周囲に対称的に置かれる。この実施形態の刺激デバイスは、細長いクランプ要素１０ａ〜１０ｃに沿って長手方向に延びる要素の一連のグループを形成する電気要素１１ａ、１１ｂ、１１ｃを含み、電気要素の各グループに属する電気要素１１ａ〜１１ｃは、筐体９の中心軸の周囲に周方向に延びる３つの電気要素１１ａ、１１ｂ、および１１ｃからなる経路を形成する。各グループの３つの電気要素１１ａ〜１１ｃはそれぞれ、３つのクランプ要素１０ａ〜１０ｃ上に設置される。したがって、３つの電気要素１１ａ〜１１ｃからなる経路は、患者の器官の周囲に延びる。もちろん、電気要素１１ａ〜１１ｃの各経路に属する電気要素１１の数は３より大きくてもよく、電気要素１１ａ〜１１ｃからなるいくつかの平行な列は、電気要素の各経路を形成してよい。
【０２０５】
図７Ａおよび図７Ｂは、器官１２の内腔１３内の流れを制限するように装置のクランプ要素５、６が患者の器官１２の管状組織壁の一部を狭さくする間に、図２の装置によって実施される電気刺激モードの異なるステップを示す。わかりやすいように、図７Ａ、図７Ｂには狭さくデバイス２のクランプ要素５、６のみを示す。したがって、図７Ａは、電気要素からなるグループの付勢された電気要素７が、内腔１３を収縮させて閉鎖させるために管状壁の第１の部分１４および第２の部分１５をどのように電気的に刺激するかを示す。図７Ｂは、電気要素の他のグループの付勢された電気要素７が、第１の部分および第２の部分内の実質的に正常な血液循環が回復されるように、管状壁の第１の部分１４および第２の部分１５の電気刺激が停止されている間に内腔１３を収縮させて閉鎖させるために、第１の部分および第２の部分とは異なる管状壁の第３の部分１６をどのように電気的に刺激するかを示す。このようにして、狭さくされた管状壁内の血液循環が確実に周期的に回復されるように、狭さくされた管状壁の電気刺激が管状壁のある部分から別の部分へ経時的にシフトされる。
【０２０６】
制御デバイス４は、２相の電気パルスすなわち正パルスと負パルスの組み合わせにより電気要素７を付勢するように、刺激デバイス３を制御する。所望の刺激効果は、異なるパルス・パラメータを変化させることによって達成される。したがって、制御デバイス４は、パルスの振幅（電圧）、連続したパルス間のオフ期間、パルス幅、およびパルス繰り返し周波数を変化させるように刺激デバイス３を制御する。パルス電流は、１〜３０ｍＡとするべきである。神経刺激には約５ｍＡのパルス電流および約３００μｓのパルス幅が適しているが、筋肉刺激には約２０ｍＡのパルス電流および約３０μｓのパルス幅が適している。パルス繰り返し周波数は適切には約１０Ｈｚである。たとえば、図８Ａのパルス／時間図Ｐ／ｔに示されるように、幅が狭く振幅（電圧）が高い負パルスＰＳと、負パルスに続く、幅が広く振幅が低い正パルスＰＬを含むパルスの組み合わせが、このようなパルスの組み合わせからなるパルス列を形成するように周期的に繰り返されてもよい。負パルスＰＳのエネルギー含量は、正パルスＰＬのエネルギー含量と実質的に等価であるべきである。
【０２０７】
図８Ｂは、図８Ａに示す電気刺激の変更形態を示すパルス／時間図である。したがって、図８Ａのパルスの組み合わせが、図８Ａのパルスの組み合わせの正パルスＰＬと同時に出現する、高周波数／低振幅パルスからなる比較的長い第１のパルス列ＰＴＬと、図８Ａに示すパルスの組み合わせの負パルスＰＳと同時に出現する、高周波数／低振幅パルスからなる比較的短い第２のパルス列ＰＴＳとを有するパルス列の組み合わせと混合される。その結果、高周波数／低振幅のパルス列ＰＴＬおよびＰＴＳは、図８Ｂに示すように、図８Ａの正パルスＰＬおよび負パルスＰＳに重ね合わされる。図８Ｂのパルス構成、およびその変形形態は、所望の刺激効果を達成するために人間の特定器官の刺激とともに使用すると有益である。
【０２０８】
好ましくは、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄのパルス／時間図Ｐ／ｔに示すように、電気パルスがパルス列を形成する。図９Ａのパルス／時間図Ｐ／ｔは、パルス列１８Ａにより刺激される、患者の管状器官の壁部分の個々の区域を表す。このパルス列１８Ａは、それぞれ幅が狭く振幅（電圧）が高い３つの初期負パルスと、この負パルスに続く、幅が広く振幅が低い１つの正パルスとを含む。器官の区域が実質的に正常な血液循環を回復できるようにするための遅延の後で、パルス列１８Ａが繰り返される。
【０２０９】
図９Ｂのパルス／時間図Ｐ／ｔは、パルス列１８Ａと同じ構成を有するパルス列１８Ｂにより刺激される、壁部分の別の個々の区域を表す。パルス列１８Ａおよび１８Ｂは、狭さくされた壁部分が必要に応じて収縮するように常に刺激されるようにするために互いに対して部分的に重なるように、互いに対してシフトされる。
【０２１０】
図１０Ａおよび図１０Ｂのパルス／時間図Ｐ／ｔは、同一の構成を有し周期的に繰り返されるパルス列１８Ｃおよび１８Ｄによってそれぞれ刺激される、壁部分の２つの異なる区域を表す。各パルス列１８Ｃ、１８Ｄは、それぞれ幅が狭く振幅（電圧）が高い２つの初期負パルスと、この２つの負パルスに続く、幅が広く振幅が低い１つの正パルスとを含む。この場合、パルス列１８Ｃおよび１８Ｄは、互いに重ならないように互いに対してシフトされる。したがって、隣接するパルス列１８Ｃの間のオフ期間はパルス列１８Ｄの幅より長く、隣接するパルス列１８Ｄ間のオフ期間はパルス列１８Ｃの幅より長い。
【０２１１】
パルス列１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、および１８Ｄは、多数の異なる方法で構成できる。したがって、制御デバイス４は、各パルス列の長さ、パルス列の繰り返し周波数、各パルス列のパルスの数、および／またはパルス列の間のオフ期間を変化させるように刺激デバイス２を制御することができる。典型的には、制御デバイス４は、刺激されたばかりの区域において、その区域が電気パルスにより再度刺激される前に実質的に正常な血液循環を回復するのに十分に長く持続するように、パルス列の間の各オフ期間を制御する。
【０２１２】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、血管１９内の血流を制御する、本発明の別の実施形態を示す。これは、２つのクランプ要素２０ａおよび２０ｂを有する狭さくデバイスと、クランプ要素２０ａ、２０ｂにそれぞれ統合された２つの熱刺激要素２１ａおよび２１ｂの形をとる刺激デバイスと、クランプ要素２０ａ、２０ｂおよび刺激要素２１ａ、２１ｂを制御するための制御デバイス４とを備える。クランプ要素２０ａと２０ｂは、図５Ａ〜図５Ｃによる実施形態に関して上述されたのと同じ形で互いに近づいたり離れたりするように移動可能である。熱刺激要素２１ａおよび２１ｂはペルチェ素子を含んでよく、熱要素２１ａが熱要素２１ｂと向かい合うようにクランプ要素２０ａ、２０ｂ上に設置される。図１１Ａは、血流が制限されるように、クランプ要素２０ａ、２０ｂが血管１９をどのように狭さくするかを示す。図１１Ｂは、壁が血管１９を収縮させて閉鎖させるために、制御デバイス４が、血管１９の壁を冷却するように熱刺激要素２１ａ、２１ｂをどのように制御するかを示す。血管１９を解放するため、制御デバイス４は、血管１９の壁が拡張するためにこの壁を加熱するように熱刺激要素２１ａ、２１ｂを制御する。
【０２１３】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、上述の実施形態の狭さくデバイスを操作するのに適した油圧操作手段を示す。具体的には、図１２Ａおよび図１２Ｂは、狭さくデバイス２のこのような油圧操作手段を備える図２の装置を示す。（刺激デバイスは図示しない。）したがって、筐体１は２つの油圧チャンバ２２ａおよび２２ｂを形成し、このチャンバ中で２つのクランプ要素５、６は、患者の器官の管状組織壁部分８に対して前後に摺動可能である。油圧操作手段は、作動油を含有する、弾性バルーンなどの拡張可能なリザーバ２３と、リザーバ２３と油圧チャンバ２２ａ、２２ｂの間の導管２４ａおよび２４ｂと、導管２４ａ、２４ｂの作動油をポンプ圧送するための双方向ポンプ２５とを含む。制御デバイス４は、作動油をリザーバ２３からチャンバ２２ａ、２２ｂにポンプ圧送し、壁部分８に対してクランプ要素５、６を移動させ、それにより管状壁部分８を狭さくする（図１２Ｂを参照）ように、およびチャンバ２２ａ、２２ｂからリザーバ２３に作動油をポンプ圧送し、クランプ要素５、６を壁部分８から遠ざけ、それにより管状壁８を解放する（図１２Ａを参照）ように、ポンプ２５を制御する。
【０２１４】
あるいは、図１２Ａおよび図１２Ｂの実施形態は、拡張可能なリザーバ２３と油圧チャンバ２２ａ、２２ｂの間で作動油を流すための、手動で操作可能な適切な油圧手段を利用することによって手動で操作されてもよい。この場合、ポンプ２５は省略される。
【０２１５】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、本発明の機械的に操作可能な実施形態を概略的に示す。この実施形態は、患者の器官の管状組織壁部分８上に適用された端が開いた管状筐体２６と、この筐体２６内に配された狭さくデバイス２７と、この狭さくデバイス２７を制御するための制御デバイス４とを備える。上述の刺激デバイス（図示せず）も筐体２６内に設けられる。狭さくデバイス２７は、後退位置（図１３Ａを参照）とクランプ位置（図１３Ｂを参照）の間で管状筐体２６内で管状壁部分８に近づいたりこれから離れたりするように径方向に移動可能なクランプ要素２８を含み、クランプ要素２８はクランプ位置で管状壁部分８を緩やかに狭さくする。クランプ要素２８を機械的に操作するための機械的操作手段は、筐体２６に取り付けられた電気モータ２９と、このモータ２９によって駆動されクランプ要素２８に操作可能に接続された伸縮デバイス３０とを含む。制御デバイス４は、伸縮デバイス３０を拡張させ、クランプ要素２８を壁部分８に対して移動させて、それにより管状壁部分８が狭さくされる（図１３Ｂを参照）ように電気モータ２９を制御し、さらに伸縮デバイス３０を後退させ、クランプ要素２８を壁部分８から遠ざけ、それにより壁部分８が解放される（図１３Ａを参照）ようにモータ２９を制御する。
【０２１６】
あるいは、図１３Ｃに示すように、モータ２９が省略されてもよく、伸縮デバイス３０が手動で操作するように改変されてもよい。したがって、クランプ要素２８を壁部分８に押し付けるために伸縮デバイス３０を拡張された状態にしておくように作用するばね３０ａが設けられてもよい。機械的操作手段は、伸縮デバイス３０に操作可能に接続され皮下に移植されたレバー機構２９ａを含んでもよい。患者は、想像線で示されるように、患者の皮膚２９ｂを通してこのレバー機構２９ａを押し、ばね３０ａの作用に逆らって伸縮デバイス３０を伸縮デバイス３０の後退位置に引き寄せるようにしてもよい。患者がレバー機構２９ａを解放すると、ばね３０ａが伸縮デバイス３０を拡張させ、それによりクランプ要素２８が壁部分８に押し付けられる。
【０２１７】
図１３Ａ、図１３Ｂ、および図１３Ｃに関連して上述した機械的操作手段はまた、図１〜図１１による実施形態で実施されてもよい。
【０２１８】
図１４Ａは、腹部に瘻を有する結腸ろう造設術患者の小腸３１に適用された図２の実施形態を示す。狭さくデバイス２のクランプ要素５、６は小腸３１を狭さくし、刺激デバイス３は腸の通路を閉鎖させるように付勢される。（わかりやすいように、筐体は図示せず、クランプ要素５、６は誇張されている。）この実施形態では、制御デバイスは、携帯型の無線リモート・コントロール３２の形をとる外部制御ユニットと、狭さくデバイスおよび刺激デバイスを制御するための移植された内部制御ユニット３３とを含み、内部制御ユニット３３はマイクロプロセッサを含んでもよい。リモート・コントロール３２は、狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスをオンおよびオフに切り替えるために内部制御ユニット３３を制御するように患者によって操作可能である。ただし、別法として、リモート・コントロール３２は、患者によって「オン」と「オフ」を手動で切り替えられる、皮下に移植された押しボタンによって置き換えられてもよい。このような手動で操作可能な押しボタンは、非常時または故障時に患者が装置の操作を停止できるように非常ボタンとしてリモート・コントロール３２と組み合わせて設けられてもよい。
【０２１９】
内部制御ユニット３３は、クランプ要素５、６を移動させるように移植された操作デバイス３４を制御する。充電式電池などの移植されたエネルギー源３５が操作デバイス３４に電力を供給する。内部制御ユニット３３は、皮下に移植されても腹部に移植されてもよく、エネルギー受信器としても機能する、すなわち無線エネルギーを電気エネルギーに変換してその電気エネルギーにより移植されたエネルギー源３５（充電式電池）を充電する。
【０２２０】
移植されたセンサ３６が腸内の圧力などの患者の物理的パラメータまたは腸内の圧力に関連するパラメータを検知し、内部制御ユニット３３がセンサ３６からの信号に応答して狭さくデバイス２および／または刺激デバイス３を制御する。この実施形態では、センサ３６は圧力センサであり、内部制御ユニット３３は、圧力センサ３６が所定の圧力測定値を検知したことに応答して患者の腸３１の狭さくを変更するように狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御する。たとえば、制御ユニット３３は、圧力センサが圧力上昇を検知したことに応答して患者の腸３１の狭さくを増加させるように狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御してよい。その代わりに、またはこれと組み合わせて、内部制御ユニット３３と同じように、リモート・コントロール３２は、センサ３６からの信号に応答して狭さくデバイスおよび／または刺激デバイスを制御する。
【０２２１】
リモート・コントロール３２は、センサ３６からの信号に応答して音声信号または表示情報などの指標を生成するための手段を装備してもよい。しきい値を超える圧力上昇を示すこのような指標に患者の注意が向けられると、患者はリモート・コントロールを使用して、患者の瘻を介して腸の内容物をポンプ圧送するように狭さくデバイスおよび刺激デバイスを制御してもよい。
【０２２２】
図１４Ｂは、手術により小腸を肛門につないだ結腸ろう造設術患者の小腸に狭さくデバイスが適用される点を除いて、図１４Ａの実施形態に類似した実施形態を示す。
【０２２３】
もちろん、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す狭さくデバイス２は、該当する場合には、本発明の種々の実施形態において説明された狭さくデバイスのいずれか１つによって置き換えられてもよい。
【０２２４】
図１５〜図１７は、２つの重複端部３８、３９を有する円形の弾力的なコア３７の形をとる細長い狭さく部材を有する、機械的に操作可能な狭さくデバイスを示す。このコア３７は実質的に円形の制限開口部を画定し、コア３７のうち、解放可能でロック可能な接合部４１以外は弾性を有するソフト・ホース４０に封止される。この接合部４１が解放されると、患者の器官の管状組織壁の一部分の周囲にホース４０を有するコア３７が適用できるようになる。これらの要素すべての材料は、患者の体がそれらを拒絶しないように生体適合性を有する。コア３７の長手方向延長部を機械的に操作して制限開口部のサイズを変更するための操作デバイス４２は、コア３７の重複端部３８、３９と摩擦係合する駆動輪４３を備える。この駆動輪４３は、ホース４０内に配置されたホルダ４４に軸支され、コア３７のそれぞれの端部３８、３９を駆動輪４３に押し付けてそれらの間の摩擦係合を増大させる２つの逆圧ローラ４５、４６を備える。操作デバイスの電気モータ４７は、長い可撓性駆動軸４８を介して駆動輪４３に接続され、シリコーン・ゴムからなる本体５０内の遠隔制御された電源ユニット４９とともに成形される。可撓性駆動軸４８の長さは、本体５０が患者の体内の所望の位置（適切には腹部）に配置できるように選択される。
【０２２５】
電源ユニット４９は、駆動輪４３を一方向に回転させ、コア３７の直径を減少させて、壁部分を狭さくするために、または駆動輪４３を反対方向に回転させ、コア３７の直径を増加させて、壁部分を解放するために、電気モータ４７に電力を供給するように制御可能である。
【０２２６】
第１の代替形態によれば、ラック歯車がコア３７の端部３８、３９の一方の上に形成されてもよく、駆動輪４３が、コア３７の他方の端部に接続されてラック歯車と噛み合う駆動歯車輪によって置き換えられてもよい。
【０２２７】
第２の代替形態によれば、操作デバイス４２は、ウォーム駆動ホース・クランプとして設計されてもよい。すなわち、コア３７の端部３８、３９の一方はねじ山を備えてよく、コア３７の他方の端部は、ねじ山がコア３７の前記一方の端部のねじ山と相互作用するウォームを備えてよい。このようなウォームのねじ山は、コア３７の両方の端部３８、３９上に設けられたねじ山とも相互作用してよい。この代替形態では、電気モータ４７は、ウォームを一方向に回転させてコア３７の直径を減少させると壁部分を狭さくするか、またはウォームを反対方向に回転させてコア３７の直径を増加させると、壁部分を一方向に解放してコア３７の直径を減少させ、その結果、壁部分を狭さくするか、またはクランプねじを反対方向に回転させてコア３７の直径を増加させると、壁部分を解放する。
【０２２８】
図１８は、モータ４７が、コア３７に固定されて短い駆動軸５１を有するようにホース４０内に封じ込められていることと、モータ４７が、駆動軸５１が円形のコア３７まで実質的に接線方向に延びるようにコア３７を基準に設置されることを除いて、図１５〜図１７の実施形態と同一の狭さくデバイスを示す。駆動軸５１を駆動輪４３に接続する、ある角度をなした伝動装置５２が存在する。
【０２２９】
図１９は、図１８の実施形態のモータ４７の適切な代替構成を示す。この構成は、コア３７の一方の端部に固着された第１クランプ部材５３と、コア３７の他方の端部３９に固着された第２クランプ部材５４とを備える。モータ４７は、第１クランプ部材５３に固着され、歯車伝動装置５６を介してウォーム歯車５５に操作可能に接続される。このウォーム歯車５５は、ホルダ５７および５８の両端で軸支され、ホルダ５７および５８はそれぞれクランプ部材５３およびモータ４７に堅固に固着される。第２クランプ部材５４は、ウォーム歯車５５と噛み合うピニオンを有する。モータ４７に電力が供給されると、ウォーム歯車５５が回転し、それによりコア３７の端部３９を長手方向の一方向または反対方向に引っ張り、その結果、実質的に円形のコア３７の直径が増加または減少される。モータ４７、ウォーム歯車５５、歯車伝動装置５６、および第２クランプ部材５４は、長ストロークを有する可動要素に作用する弱い力を短ストロークを有する別の可動要素に作用する強い力に変えるタイプのサーボ・システムを構成する。
【０２３０】
図２０は、カメラの従来の調整可能なアパーチャ機構と同様に配された複数の円弧状の薄板５９を含む狭さくデバイスを示す。モータ６０は、薄板５９によって画定された制限開口部のサイズを変更するように薄板５９を操作する。
【０２３１】
図２１〜図２３は、２つの半円形の要素６１および６２を含む狭さくデバイスを示す。半円形の要素６１、６２は、実質的に円を形成する、完全に開いた状態（図２２に示す）と、半円形の要素６１、６２によって画定される制限開口部のサイズが減少される、ある角度をなした状態（図２３に示す）の間で、互いに対して揺動可能であるように一緒にヒンジ結合される。モータ６３は、互いに対して揺動するように半円形の要素６１、６２を操作する。
【０２３２】
図２４〜図２６は、円を形成し実質的に楕円形の断面を有する弾性ベルト６４を含む狭さくデバイスを示す。モータ６７は、ベルト６４の内部の広い方の面が実質的に円筒状の面を形成する、完全に開いた状態（図２５に示す）と、ベルト６４の内部の広い方の面が実質的に円錐形の面を形成する、開きが弱くなった状態（図２６に示す）との間で、その長手方向延長部を回転させるようにベルト６４を操作する。
【０２３３】
図２７は、患者の器官の管状組織壁７０の一部分の両側に設置された２つの剛性の関節式クランプ要素６９を有する狭さくデバイス６８を示す。操作デバイス７１は、複数のクランプ要素６９の間に壁部分７０を締着させたもので、複数のクランプ要素６９を互いの方に向けることにより壁部分を収縮させ、複数のクランプ要素６９を互いから遠ざけて壁部分をクランプ要素６９から解放する。
【０２３４】
図２８および図２９は、患者の器官の管状組織壁３０４の一部分に沿って互いに対して連続で変位され、かつ管状壁３０４の反対側に交互に設置された３つの曲げ部材３０１、３０２、および３０３を有する狭さくデバイス３００を備える本発明の装置の一実施形態を示す。（あるいは、各部材３０１、３０２、および３０３は、砂時計の形状をとってもよい。）操作デバイス（図示せず）は、図２９に示すように、２つの外部部材３０１、３０３を管状壁３０４に対して一方向に側方に移動させ、中間部材３０２を管状壁３０４に対して反対方向に移動させて、管状壁３０４を曲げ、それにより管状壁部分３０４を狭さくする。壁部分３０４を解放するために、操作デバイスは、部材３０１〜３０３を、管状壁部分３０４から遠ざけて図２８に示す位置に移動させる。
【０２３５】
図３０Ａおよび図３０Ｂは、拡張可能／収縮可能な空洞７３を有するバンド７２の形をとる、油圧的に操作可能な細長い狭さくデバイスを示す。空洞７３は、作動油を含有する調整可能なリザーバ７４と流体連通する。図３０Ａは、バンドが非狭さく状態であるときを示し、図３０Ｂは、バンドが、リザーバ７４によって供給された作動油によって空洞７３が拡張される狭さく状態であるときを示す。
【０２３６】
図３１Ａ、図３１Ｂ、図３１Ｃ、および図３１Ｄは、４つの異なるように操作された油圧狭さくデバイスの構成図である。図３１Ａは、図３０Ａのバンド７２を示し、その空洞７３はリザーバ７５と流体連通する。図３１Ｂは、図３０Ａの実施形態を示し、バンド７２の空洞７３は、双方向ポンプ７６の形をとる操作デバイスを介してリザーバ７４と流体連通する。図３１Ｃは、反転サーボ・システムの形をとる操作デバイスを示し、第１の閉鎖システムが第２のシステムを制御する。この反転サーボ・システムは、調整可能な流体供給リザーバ７７と、調整可能なサーボ・リザーバ７８とを備える。サーボ・リザーバ７８はこれより大型の調整可能なリザーバ７９を制御する。このリザーバ７９は、患者の器官の管状組織壁の一部分の周囲に適用されたバンド７２と関連して、バンド７２の空洞７３の容積を変化させ、それにより壁部分の狭さくを変化させる。図３１Ｄは、大型のリザーバ７９が省略されている点を除いて図３１Ｃの実施形態と同一の一実施形態を示す。その代わり、サーボ・リザーバ７８は、バンド７２の空洞と流体連通する。
【０２３７】
図１２Ａ〜図３０Ｂによる上記のすべての実施形態において、刺激デバイスは、狭さく／刺激ユニットを形成するように設けられてよい。刺激デバイスは、狭さくデバイス上に設置された複数の電気要素７（図１２Ａ〜図１５、図１８、図２０〜図２３、図２６〜図３１Ｂに示される）を含む。
【０２３８】
図３２は、チャンバ８１を画定する蛇腹式リザーバ８０を含む流体供給デバイスの横断面図である。そのサイズは、遠隔制御の電気モータ８２を備える操作デバイスにより変更できる。リザーバ８０およびモータ８２は筐体８３内に配置される。大きな壁８４を移動させると、チャンバ８１が変化する。壁８４はナット８５に固着され、ナット８５は回転可能なスピンドル８６にねじ付けられる。スピンドル８６はモータ８２によって回転される。筐体８３内に配置された電池８９は、モータ８２に電力を供給する。モータ８２を制御するための信号受信器９０も筐体８３内に配置される。あるいは、電池８９および信号受信器９０は、別個の場所に載置されてもよい。モータ８２はまた、送信信号から伝達されたエネルギーにより電力を供給されてもよい。
【０２３９】
図３２の流体供給デバイスは、該当する場合、本明細書で説明される狭さくデバイスの操作のための作動油を供給するために使用されてもよい。たとえば、図３２の流体供給デバイスは、図３０Ａによる実施形態でのリザーバ７４の代わりに使われてもよい。
【０２４０】
図３３Ａおよび３３Ｂは、方形筐体９１と、筐体９１内で移動可能な中間壁９２とを含む反転サーボを示す。比較的大型で実質的に円筒状の蛇腹式リザーバ９３は、筐体９１内に配され、移動可能な中間壁９２に接合される。別の円筒状の蛇腹式リザーバ９４は、リザーバ９３よりかなり小さく、筐体９１内で中間壁９２の反対側に配され、同様に壁９２に接合される。小型の蛇腹式リザーバ９４は流体供給パイプ９５を有し、大型の蛇腹式リザーバ９３は流体供給パイプ９６を有する。
【０２４１】
図３３Ａを参照すると、少量の作動油が供給パイプ９５を介して小型の蛇腹式リザーバ９４に導通されると、小型の蛇腹式リザーバ９４が拡張して、移動可能な中間壁９２を大型の蛇腹式リザーバ９３の方に押す。その結果、図３３Ｂに示すように、大型の蛇腹式リザーバ９３が中間壁９２によって収縮され、それにより大量の作動油が供給パイプ９６を介して大型の蛇腹式リザーバ９３から押し出される。
【０２４２】
たとえば、図３３Ａおよび図３３Ｂの反転サーボは、図３１Ｃの実施形態で使用されてもよい。ここでは、小型の蛇腹式リザーバ９４が小型のサーボ・リザーバ７８に相当し、大型の蛇腹式リザーバ９３が大型のリザーバ７９に相当する。また、図３３Ａおよび図３３Ｂの反転サーボは、図３０Ａおよび図３０Ｂの実施形態で使用されてもよい。ここでは、小型の蛇腹式リザーバ９４は調整可能なリザーバ７４に接続され、大型の蛇腹式リザーバ９３はバンド７２の空洞７３に接続される。
【０２４３】
図３４は、本発明の装置の油圧的に操作可能な狭さくデバイス９７を概略的に示す。この狭さくデバイス９７は、油圧システムが異なるように設計されている点を除けば、図３０Ａに示す実施形態に類似している。したがって、狭さくデバイス９７は、作動油を含有するリザーバ９９と流体連通する比較的小型の膨張可能な空洞９８と、この小型の空洞９８によって変位可能な比較的大型の空洞１００とを含む。小型の空洞９８は、小型の空洞９８が膨張されると患者の管状壁部分を狭さくするように大型の空洞１００を変位させ、小型の空洞９８がしぼむと壁部分を解放するように大型の空洞１００を変位させるように適合される。したがって、リザーバ９９から比較的少量の作動油を小型の空洞９８に追加すると、壁部分の狭さくが比較的大きく増加する。
【０２４４】
大型の空洞１００は大型のバルーン１０１の形をとる収縮要素によって画定され、これは大型の空洞１００の容積を較正するための注入ポート（図示せず）に接続されてよい。シリンジを用いて注入ポートに流体を追加したり注入ポートから流体を取り出したりすると、バルーン１０１の容積が較正される。小型の空洞９８は、狭さくデバイス９７の環状フレーム１０３に取り付けられた小型の蛇腹１０２によって画定され、反対側はバルーン１０１に取り付けられる。
【０２４５】
図３５Ａおよび図３５Ｂは、環状フレーム１０３が患者の器官の管状壁部分の周囲に適用されるときの狭さくデバイス９７の操作を概略的に示す。図３５Ａを参照すると、小型の空洞９８がしぼむと、蛇腹１０２はバルーン１０１を内側へ環状フレーム１０３内に引き込み、その結果、狭さくデバイス９７が壁部分を狭さくする。図３５Ｂを参照すると、小型の空洞９８が膨張すると、蛇腹１０２がバルーン１０１を環状フレーム１０３から引き出し、その結果、狭さくデバイス９７が壁部分を解放する。
【０２４６】
上述のように、狭さくデバイスと刺激デバイスは、患者の器官の内腔内の流体および／または他の身体物質を能動的に移動させるように協働することができる。これは、図２に示す狭さく／刺激ユニットを使用することによって達成することができる。したがって、第１協働選択肢によれば、狭さくデバイスのクランプ要素５、６は、内腔を完全には閉鎖せずに壁部分８を狭さくし、それにより内腔内の流れが制限される。制御デバイス４は、狭さくされた壁部分を内腔の下流または上流の方向に徐々に刺激して壁部分８の漸進的な収縮を引き起こし、内腔内で流体および／または他の身体物質を移動させるように電気要素７を制御する。
【０２４７】
第２協働選択肢によれば、狭さくデバイスは内腔内の流れが制限されるように壁部分を狭さくし、制御デバイス４は壁部分８の上流端または下流端のどちらかで内腔を閉鎖させるために、狭さくされた壁部分８を刺激するように細長いクランプ要素５、６の一端にある少数の電気要素７を制御する。内腔がこのように閉鎖される場合、制御デバイス４は、壁部分の狭さくを増加させるように狭さくデバイスを制御し、それにより内腔内の流体および／または他の身体物質が壁部分８の下流または上流に移動する。
【０２４８】
第２協働選択肢を実施するための本発明の別の実施形態では、狭さくデバイスは内腔内の流れが制限されるように壁部分を狭さくし、制御デバイス４は、壁部分が内腔の下流または上流方向に徐々に狭さくされるように狭さくデバイスが壁部分の異なる区域の狭さくを変化させる間に、狭さくされた壁部分を刺激するように刺激デバイスを制御する。図３６Ａ〜図３６Ｅは、ある長さの壁部分８にその両側で当接する凸面１０７、１０８と、この凸面１０７、１０８上に設置された複数の電気要素７（電極など）とを有する２つの細長い狭さく要素１０５、１０６を含む狭さくデバイス１０４を備える、このような代替実施形態の異なる操作ステージを示す。制御デバイス４は、狭さくデバイス１０４の操作中に電気要素７を制御し、図３６Ａ〜図３６Ｄに示すように狭さく要素１０５、１０６が壁部分８を徐々に狭さくるために管状壁部分８に対して移動するように細長い狭さく要素１０５、１０６を制御する。
【０２４９】
したがって、図３６Ａに示す狭さく要素１０５、１０６の最初の位置では、壁部分は狭さく要素１０５、１０６によって圧縮されず、電気要素７は付勢されない。この最初の位置を発端として、制御デバイス４は、電気要素７を付勢しながら、管状壁部分８を狭さくするために壁部分に向かって狭さく要素１０５、１０６の左端を揺動する（矢印で示す）ように狭さく要素１０５、１０６を制御し（図３６Ｂを参照）、その結果、壁部分８に接触する電気要素７が壁部分８を収縮させる。図３６Ｃは、管状壁部分８の内腔が肥厚された壁部分８によってどのように完全に閉鎖されるかを示す。その場合、図３６Ｃに示すように、制御デバイス４は右端が互いに向かって動く（矢印で示す）ために移動するように狭さく要素１０５、１０６を制御し、狭さく要素１０５、１０６の凸面１０７、１０８は互いの上で転がり、収縮された壁部分８がそれらの間にある（図３６Ｄを参照）。その結果、器官の内腔内の身体物質は、右に押しやられる（白い矢印で示す）。狭さく要素１０５、１０６が互いの上で転がって図３６Ｅに示す位置に達すると、制御デバイス４は互いから遠ざかって（図３６Ｅの矢印で示す）図３６Ａに示す最初の位置に達するように狭さく要素１０５、１０６の右端を制御する。所望量の身体物質が器官の内腔内で蠕動により移動されるまで、図３６Ａ〜図３６Ｅによって示される操作ステージを周期的に何回か繰り返すことができる。
【０２５０】
あるいは、狭さく要素１０５、１０６の一方のみが凸面を備えてよく、他方の狭さく要素は、壁部分に当接する平面を有する。器官の管状部分８を患者の骨に押圧する凸面を有する単一の狭さく要素を使用することも可能である。
【０２５１】
図３６Ａ〜図３６Ｅによる実施形態では、制御デバイス４は、狭さく要素１０５、１０６の凸面１０７、１０８が互いの上で転がるので、狭さくされた壁部分８を徐々に刺激して細長い狭さく要素１０５、１０６の動きと調和してその漸進的な収縮を引き起こすように電気要素７を制御してよい。
【０２５２】
図３７は、本発明の装置の一般的な実施形態を概略的に示す。この実施形態では、エネルギーが、患者に移植された装置の各エネルギー消費構成要素に伝達される。図３７の装置は移植された狭さく／刺激ユニット１１０を備え、この狭さく／刺激ユニット１１０は患者の器官の管状組織壁の一部分を緩やかに狭さくし、かつ狭さくされた部分の異なる区域を刺激して壁部分の収縮を引き起こすように操作可能である。狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスは、可逆的な機能を実施すること、すなわち壁部分を狭さくして解放し、その結果、狭さく／刺激ユニット１１０が人工括約筋として機能することが可能である。
【０２５３】
エネルギー源１１１は、電源ライン１１２を介して狭さく／刺激ユニット１１０のエネルギー消費構成要素にエネルギーを供給するように適合される。エネルギー源からのエネルギーの供給をオンまたはオフにするために患者によって操作可能な無線リモート・コントロールまたは皮下に移植されたスイッチを設けてよい。エネルギー源は移植可能な永久電池または充電式電池であってもよいし、外部エネルギー伝達デバイスに含まれてもよい。これは、患者によって直接操作可能であってもよいし、無線エネルギーを狭さく／刺激ユニットのエネルギー消費構成要素に伝送するように患者によって操作可能なリモート・コントロールによって制御されてもよい。あるいは、エネルギー源は、移植可能な充電式電池、外部エネルギー伝送デバイス、およびこの外部エネルギー伝送デバイスによって伝送された無線エネルギーを移植可能な充電式電池の充電用の電気エネルギーに変換する移植可能なエネルギー変換デバイスとの組み合わせを備えてもよい。
【０２５４】
図３８は、図３７の一般的な実施形態の特別な実施形態を示す。この実施形態では、患者に移植された部品もあれば、患者の体外に位置する部品もある。したがって、図３８では、患者の皮膚１０９の右に配置された部品はすべて移植されており、皮膚１０９の左に配置された部品はすべて患者の体外に位置する。装置の移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａは、電源ライン１１２を介して狭さく／刺激ユニット１１０のエネルギー消費構成要素にエネルギーを供給するように適合される。装置の外部エネルギー伝送デバイス１１３は、無線信号を伝送する無線リモート・コントロールを含む。この無線信号は、移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａに組み込まれた信号受信器によって受信される。移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａは、信号からのエネルギーを電気エネルギーに変換する。電気エネルギーは、電源ライン１１２を介して狭さく／刺激ユニット１１０に供給される。
【０２５５】
図３８の装置は、エネルギーを消費する、装置の移植された構成要素に付勢するための移植された充電式電池も含むことができる。この場合、エネルギー変換デバイスが信号からのエネルギーを電気エネルギーに変換するので、移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａはまた、電気エネルギーで電池を充電する。
【０２５６】
マイクロプロセッサなどの電気スイッチ１１４の形をとる逆転デバイスが、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスを逆転させるために患者に移植される。外部エネルギー伝送デバイス１１３の無線リモート・コントロールはエネルギーを搬送する無線信号を伝送し、移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａは無線エネルギーを、スイッチ１１４を操作するための電流に変換する。電流の極性がエネルギー変換デバイス１１１Ａによってシフトされると、スイッチ１１４は、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスによって実施される機能を逆転させる。
【０２５７】
図３９は、エネルギー変換デバイス１１１Ａと、狭さく／刺激ユニット１１０と、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスを操作するためのモータ１１５の形をとる移植された操作デバイスとを含む本発明の一実施形態を示す。外部エネルギー伝送デバイス１１３のリモート・コントロールがエネルギー変換デバイス１１１Ａの受信器に無線信号を伝送するので、モータ１１５はエネルギー変換デバイス１１１Ａからのエネルギーにより電力を供給される。
【０２５８】
図４０は、エネルギー変換デバイス１１１Ａと、狭さく／刺激ユニット１１０と、移植されたアセンブリ１１６とを含む本発明の一実施形態を示す。アセンブリ１１６は、モータ／ポンプ・ユニット１１７と、流体リザーバ１１８とを含む。この場合、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスは油圧的に操作される。すなわち作動油がモータ／ポンプ・ユニット１１７によってリザーバ１１８から狭さく／刺激ユニット１１０にポンプ圧送されると壁部分を狭さくし、作動油がモータ／ポンプ・ユニット１１７によって逆に狭さく／刺激ユニット１１０からリザーバ１１８にポンプ圧送されると壁部分を解放する。移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａは、モータ／ポンプ・ユニット１１７に電力を供給するために、無線エネルギーを電流に変換する。
【０２５９】
図４１は、必要なときにモータ１１５を逆転させるように制御ユニット１２２を制御する外部エネルギー伝送デバイス１１３と、狭さくデバイスが油圧的に操作される狭さく／刺激ユニット１１０と、移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａとを備え、移植された作動油リザーバ１１９と、移植されたモータ／ポンプ・ユニット１２０と、油圧弁シフト・デバイス１２１の形をとる移植された逆転デバイスと、別個の外部無線リモート・コントロール１１１Ｂとをさらに備える本発明の一実施形態を示す。モータ／ポンプ・ユニット１２０のモータは電気モータである。移植されたエネルギー変換デバイス１１１Ａは、外部エネルギー伝送デバイス１１３の無線リモート・コントロールからの制御信号に応答して、制御信号によって搬送されたエネルギーからのエネルギーによってモータ／ポンプ・ユニット１２０に電力を供給し、それによりモータ／ポンプ・ユニット１２０は、リザーバ１１９と狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスの間に作動油を流す。リモート・コントロール１１１Ｂは、流体がモータ／ポンプ・ユニット１２０によってリザーバ１１９から狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスにポンプ圧送されて壁部分を狭さくする一方向と、流体がモータ／ポンプ・ユニット１２０によって逆に狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスからリザーバ１１９にポンプ圧送されて壁部分を解放する別の逆方向の間で作動油の流れの方向をシフトするようにシフト・デバイス１２１を制御する。
【０２６０】
図４２は、エネルギー変換デバイス１１１Ａと狭さく／刺激ユニット１１０とを含む本発明の一実施形態を示す。制御ユニット１２２、アキュムレータ１２３、およびコンデンサ１２４も患者に移植される。別個の外部無線リモート・コントロール１１１Ｂは、制御ユニット１２２を制御する。制御ユニット１２２は、アキュムレータ１２３に電気エネルギーを保存するようにエネルギー変換デバイス１１１Ａを制御する。アキュムレータ１２３は、狭さく／刺激ユニット１１０にエネルギーを供給する。制御ユニット１２２は、無線リモート・コントロール１１１Ｂからの制御信号に応答して、アキュムレータ１２３から電気エネルギーを放出し、放出されたエネルギーを電力ラインを介して伝達するか、またはエネルギー変換デバイス１１１Ａからの電気エネルギーをコンデンサ１２４を介して直接伝達する。これにより電気電流が安定し、狭さく／刺激ユニット１１０の操作が可能になる。
【０２６１】
一代替形態によれば、図４２の実施形態のコンデンサ１２４は省略してもよい。別の代替形態によれば、この実施形態のアキュムレータ１２３は省略してもよい。
【０２６２】
図４３は、エネルギー変換デバイス１１１Ａと、狭さく／刺激ユニット１１０とを含む本発明の一実施形態を示す。狭さく／刺激ユニット１１０の操作のためのエネルギーを供給するための電池１２５と、狭さく／刺激ユニット１１０の操作を切り替えるための電気スイッチ１２６も患者に移植される。スイッチ１２６は、電池１２５が使用中でないオフ・モードから、電池１２５が狭さく／刺激ユニット１１０の操作のためのエネルギーを供給するオン・モードに切り替えるために、エネルギー変換デバイス１１１Ａによって供給されるエネルギーによって操作される。
【０２６３】
図４４は、制御ユニット１２２も患者に移植される点を除いて図４３の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。別個の外部無線リモート・コントロール１１１Ｂが制御ユニット１２２を制御する。この場合、スイッチ１２６は、無線リモート・コントロール１１１Ｂが制御ユニット１２２を制御するのを防止し電池１２５が使用中でないオフ・モードから、リモート・コントロール１１１Ｂが狭さく／刺激ユニット１１０の操作のために電池１２５からの電気エネルギーを放出するように制御ユニット１２２を制御できる待機モードに切り替えるために、エネルギー変換デバイス１１１Ａによって供給されるエネルギーによって操作される。
【０２６４】
図４５は、アキュムレータ１２３が電池１２５の代わりに使用され、移植された構成要素の相互接続が異なる点を除いて、図４４の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。この場合、アキュムレータ１２３は、エネルギー変換デバイス１１１Ａからのエネルギーを保存する。移植された制御ユニット１２２は、無線リモート・コントロール１１１Ｂからの制御信号に応答して、アキュムレータ１２３が使用中でないオフ・モードから、アキュムレータ１２３が狭さく／刺激ユニット１１０の操作のためのエネルギーを供給するオン・モードに切り替えるように、スイッチ１２６を制御する。
【０２６５】
図４６は、電池１２５も患者に移植され、移植された構成要素の相互接続が異なる点を除いて、図４５の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。移植された制御ユニット１２２は、無線リモート・コントロール１１１Ｂからの制御信号に応答して、電池１２５が使用中でないオフ・モードから、電池１２５が狭さく／刺激ユニット１１０の操作のための電気エネルギーを供給するオン・モードに切り替えるために、スイッチ１２６を操作するためのエネルギーを送出するようにアキュムレータ１２３（コンデンサであってよい）を制御する。
【０２６６】
あるいは、スイッチ１２６は、無線リモート・コントロール１１１Ｂが電気エネルギーを供給するための電池１２５を制御するのを防止され電池１２５が使用中でないオフ・モードから、無線リモート・コントロール１１１Ｂが狭さく／刺激ユニット１１０の操作のための電気エネルギーを供給するように電池１２５を制御できる待機モードに切り替えるために、アキュムレータ１２３によって供給されるエネルギーによって操作されることができる。
【０２６７】
図４７は、モータ１１５、ギアボックス１２７の形をとる機械逆転デバイス、およびこのギアボックス１２７を制御するための制御ユニット１２２も患者に移植される点を除いて、図４３の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。別個の外部無線リモート・コントロール１１１Ｂは、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイス（機械的に操作される）によって実施された機能を逆転させるためにギアボックス１２７を制御するように、移植された制御ユニット１２２を制御する。
【０２６８】
図４８は、移植された構成要素の相互接続が異なる点を除いて、図４６の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。したがって、この場合、アキュムレータ１２３（適切にはコンデンサ）がオン・モードに切り替えるためにスイッチ１２６を作動させると、電池１２５が制御ユニット１２２に電力を供給する。スイッチ１２６がオン・モードのとき、制御ユニット１２２は狭さく／刺激ユニット１１０の操作のためのエネルギーを供給する、または供給しないように電池１２５を制御できる。
【０２６９】
図４９は、モータ１１５を狭さく／刺激ユニット１１０に接続するギアボックス１２７と、モータ１１５に電力を供給するようにエネルギー変換デバイス１１１Ａを制御する制御ユニット１２２も患者に移植される点を除いて、図３９の実施形態と同一である本発明の一実施形態を示す。必要なときにモータ１１５を逆転させるように制御ユニット１２２を制御する別個の外部無線リモート・コントロール１１１Ｂがある。
【０２７０】
任意選択で、図４２に示されたアキュムレータ１２３が図４９の実施形態に設けられてもよい。移植された制御ユニット１２２が、変換されたエネルギーをアキュムレータ１２３に保存するようにエネルギー変換デバイス１１１Ａを制御する。制御ユニット１２２は、無線リモート・コントロール１１１Ｂからの制御信号に応答して、狭さく／刺激ユニット１１０の操作のためのエネルギーを供給するようにアキュムレータ１２３を制御する。
【０２７１】
図３８〜図４９による上述の種々の実施形態が多数の異なる形で組み合わせ可能であることが、当業者には理解されよう。たとえば、エネルギーにより操作されるスイッチ  １１４は図３９、図４２〜図４９の実施形態のいずれにも組み込み可能であり、油圧シフト・デバイス１２１は図４０の実施形態に組み込み可能であり、ギアボックス１２７は図３９の実施形態に組み込み可能である。スイッチ１１４は、たとえばマイクロプロセッサ、または切り替え用に設計されたＦＧＰＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）といった電子構成要素を含むタイプとすることができる。ただし、別法として、エネルギーにより操作されるスイッチ１１４は、「オン」と「オフ」が患者によって手動で切り替えられる、皮下に移植された押しボタンによって置き換えられてもよい。
【０２７２】
あるいは、永久電池または充電式電池を、図３８〜図４９に示される実施形態のエネルギー変換デバイス１１１Ａの代わりに使用してもよい。
【０２７３】
図５０は、図３７〜図４９による上述の実施形態のいずれかで使用するための電気的接合要素１２８の形をとるエネルギー変換デバイスを示す。この要素１２８は、一緒に挟み込まれたｐ型半導体層１２９とｎ型半導体層１３０とを備える平坦なｐ−ｎ接合素子である。電球１３１は、生成された電流がどのように得られるかを示すために、素子１２８の両側に電気的に接続されている。このようなｐ−ｎ接合素子１２８からの電流の出力は温度と関連する。以下の式を参照されたい。
Ｉ＝ＩＯ（ｅｘｐ（ｑＶ／ｋＴ）−１）
式中、
Ｉは外部電流、
ＩＯは逆方向飽和電流、
ｑは電気素量（１．６０２×１０−１９クーロン）、
Ｖは印加電圧、
ｋはボルツマン定数、
Ｔは絶対温度である。
【０２７４】
高い負の印加電圧（逆バイアス）下で、指数項は１．０と比べて無視できる値になり、Ｉはほぼ−ＩＯである。ＩＯは、接合部の温度に強く依存し、したがって真性キャリア濃度に強く依存する。ＩＯは、大きなバンドギャップを有する材料より小さなバンドギャップを有する材料の方が大きい。ダイオードの整流作用、すなわちダイオードが電流の流れを一方向にのみ制限することは、この特定の実施形態においてｐ−ｎ接合素子１２８の操作の要である。
【０２７５】
ｐ−ｎ接合素子を設計する代替方法は、それぞれの実施形態で使用されるタイプのエネルギーを吸収しない支持材料上に薄い半導体層を堆積させることである。光波に関して無線で伝送されたエネルギーとともに使用する場合、ガラスが適切な材料であろう。テルル化カドミウム、二セレン化銅インジウム、シリコンなどの種々の材料を半導体層で使用できるが、これらに限定されない。効率を改善するためにｐ型材料およびｎ型材料からなるいくつかの層を有する多層構造を使用することも可能である。
【０２７６】
ｐ−ｎ接合素子１２８によって生成される電気エネルギーは、負の電場と正の電場が直流を生成する太陽電池によって生成されるものと同じタイプであってよい。あるいは、負の半導体層および正の半導体層は、伝送波に従って極性を変更し、それによって交流を生成することができる。
【０２７７】
ｐ−ｎ接合素子１２８は、移植に適するように設計される。したがって、人体と接触する素子１２８の外面はすべて生体適合材料で作製される。上述のように、電流出力（１μＡより大きいべきである）がこのような温度に著しく依存するので、ｐ−ｎ接合半導体は、３７℃の体温で最適に操作するように設計される。皮膚も皮下組織もエネルギーを吸収するので、素子１２８の感度または作業区域と無線エネルギー伝送の強度または強さの関係が考えられる。ｐ−ｎ接合素子１２８は、好ましくは平坦かつ小型に設計される。あるいは、素子１２８が大きなサイズに作製されている場合、患者の身体の動きに適応するために素子１２８は可撓性であるべきである。素子１２８の体積は、２０００ｃｍ3未満を維持するべきである。
【０２７８】
図５１は、狭さく／刺激ユニット１１０を制御するための本発明の装置のリモート・コントロールの基本部品を示す。この場合、狭さく／刺激ユニットの刺激デバイスは壁部分を電気パルスにより刺激する。リモート・コントロールは、患者の皮膚１３２を介した電磁波信号（１００ｋＨｚ〜１ｇＨｚ程度の高周波であることが多い）の無線伝送に基づいている。図５１では、皮膚１３２の左に配置された部品はすべて患者の体外に位置し、皮膚１３２の右に配置された部品はすべて移植されている。
【０２７９】
外部信号伝送デバイス１３３は、皮膚１３２の近くに移植された信号受信デバイス１３４の近くに設置可能である。別の方法として、信号受信デバイス１３４は、たとえば患者の腹部内に配置可能である。信号受信デバイス１３４はコイルを備える。このコイルは、直径が約１〜１００ｍｍ、好ましくは２５ｍｍで、非常に薄いワイヤが巻かれ、コンデンサにより特定の高周波に同調する。患者の皮膚下に移植される場合は小さなコイルが選定され、患者の腹部に移植される場合は大きなコイルが選定される。信号伝送デバイス１３３は、信号受信デバイス１３４のコイルとほぼ同じサイズを有しているより大きな必要な電流を扱うことができる太いワイヤが巻かれているコイルを備える。信号伝送デバイス１３３のコイルは、信号受信デバイス１３４のコイルと同じ特定の高周波に同調する。
【０２８０】
外部信号伝送デバイス１３３は、電力増幅器および信号受信デバイス１３４を介して、移植された制御ユニット１３５にデジタル情報を送信するように適合される。誤ったランダムな高周波場が制御コマンドを起動しないようにするために、デジタル信号符号が使用される。信号伝送デバイス１３３上に配置された従来のキーパッドは、狭さく／刺激ユニットの制御のためのデジタル信号を送信するように信号伝送デバイス１３３に指示するために使用される。信号伝送デバイス１３３は、高周波信号を生成することによってコマンドを開始する。間もなく、信号が制御システムの移植された部品を付勢したとき、あらかじめ定義されたステップで、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスを操作するコマンドが送信される。このコマンドは、以下に示す形でデジタル・パケットとして送信される。
【０２８１】
【表１】
0005571559.tif 000002
【０２８２】
コマンドは、かなり長時間（たとえば、約３０秒以上）連続的に送信される。新たな狭さくまたは解放ステップが必要な場合、移植された制御ユニット１３５を復号し、別のステップが信号伝送デバイス１３３によって要求されていることを知ることができるようにカウント・バイトが１増加される。デジタル・パケットのいずれかの部分が誤っている場合、その内容は無視されるだけである。
移植された付勢（エナジャイザ）ユニット１３７は、ライン１３６を介して、信号受信デバイス１３４によって受信された高周波電磁波信号からエネルギーを取り出す。付勢ユニット１３７は、大容量コンデンサなどのエネルギー源にエネルギーを保存し、制御ユニット１３５に電力を供給し、ライン１３８を介して狭さく／刺激ユニット１１０に電力を供給する。
【０２８３】
制御ユニット１３５は、復調器と、マイクロプロセッサとを備える。復調器は、信号伝送デバイス１３３から送信されたデジタル信号を復調する。マイクロプロセッサは、デジタル・パケットを受信し、それを復号して、受信したコマンド符号に応じて患者の器官の壁部分を狭さくまたは解放するように狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスを制御する制御信号を信号ライン１３９を介して送信する。
【０２８４】
図５２は、本発明の一実施形態の回路を示し、無線エネルギーが電流に変換される。回路の外部構成要素は、マイクロプロセッサ１４０と、信号発生器１４１と、それに接続された電力増幅器１４２とを含む。マイクロプロセッサ１４０は、信号発生器１４１のオン／オフを切り替え、信号発生器１４１によって生成された信号をデジタル・コマンドにより変調するように適合される。電力増幅器１４２は、信号を増幅してそれらを外部信号伝送アンテナ・コイル１４３に送信する。アンテナ・コイル１４３は、信号発生器１４１によって生成された周波数に同調された共振回路を形成するようにコンデンサ１４４と並列に接続される。
【０２８５】
回路の移植された構成要素は、送信アンテナ・コイル１４３と同じ周波数に同調された共振回路を一緒に形成する信号受信アンテナ・コイル１４５とコンデンサ１４６とを含む。信号受信アンテナ・コイル１４５は、受信された高周波電磁波から電流を誘導し、この誘導電流を整流ダイオード１４７が整流し、それが蓄積コンデンサ１４８を充電する。この蓄積コンデンサ１４８は、狭さく／刺激ユニット１１０の狭さくデバイスを駆動するためにモータ１４９に電力を供給する。アンテナ・コイル１４５とダイオード１４７の間に接続されたコイル１５０は、コンデンサ１４８およびダイオード１４７が、より高周波で信号受信アンテナ１４５の回路をロードしないようにする。したがって、コイル１５０は、コンデンサ１４８を充電し、振幅変調を使用してデジタル情報を伝送することを可能にする。
【０２８６】
並列に接続されたコンデンサ１５１および抵抗１５２ならびにダイオード１５３は、振幅変調されたデジタル情報を検出するために使用される検出器を形成する。フィルタ回路が、抵抗１５４と、コンデンサ１５７によって形成される。抵抗１５４はコンデンサ１５６と直列に接続された抵抗１５５と直列に接続され、コンデンサ１５６はグランドを介して抵抗１５４と直列に接続される。コンデンサ１５７の一端は抵抗１５４と抵抗１５５の間に接続され、他端はダイオード１５３と、コンデンサ１５１および抵抗１５２によって形成された回路の間に接続される。フィルタ回路は、望ましくない低周波および高周波を除去するために使用される。検出されフィルタリングされた信号は移植されたマイクロプロセッサ１５８に送られる。マイクロプロセッサ１５８は、デジタル情報を復号し、トランジスタ１６０、１６１、１６２、および１６３を備えるＨブリッジ１５９を介してモータ１４９を制御する。モータ１４９は、Ｈブリッジ１５９によって２つの相反する方向に駆動可能である。
【０２８７】
マイクロプロセッサ１５８はまた、蓄積コンデンサ１４８に保存されたエネルギーの量を監視する。モータ１４９を起動する信号を送信する前に、マイクロプロセッサ１５８は、蓄積コンデンサ１４８に保存されたエネルギーが十分かどうかを確認する。保存されたエネルギーが、要求された操作を実施するのに十分でない場合、マイクロプロセッサ１５８は、モータ１４９を起動する前に、蓄積コンデンサ１４８を充電するための信号を受け取るのを待機する。
【０２８８】
あるいは、蓄積コンデンサ１４８に保存されたエネルギーはスイッチに電力を供給するためにのみ使用されてよく、モータ１４９に電力を供給するためのエネルギーは、比較的大容量の別の移植されたエネルギー源、たとえば電池から得られてよい。この場合、スイッチは、スイッチが蓄積コンデンサ１４８によって電力を供給されるオン・モードでは電池をモータ１４９に接続し、スイッチに電力が供給されない待機モードではモータ１４９から電池の接続を切断するように適合される。
【０２８９】
図５３Ａ〜図５３Ｃは、狭さく／刺激ユニット（ここでは参照番号２００で示される）が追加のクランプ要素を備える点を除いて図２の実施形態に類似した、本発明の一実施形態を示す。図５３Ａ〜図５３Ｃの実施形態は、患者の器官の内腔内の流体および／または他の身体物質を能動的に移動させるのに適している。したがって、狭さく／刺激ユニット２００は、第１対の短いクランプ要素２０１および２０２と、第２対の短いクランプ要素２０３および２０４も含む。第１対のクランプ要素および第２対のクランプ要素は、細長いクランプ要素５、６の両側にある。第１対の２つの短いクランプ要素２０１、２０２は後退位置（図５３Ａ）とクランプ位置（図５３Ｂおよび図５３Ｃ）の間で互いに近づいたり離れたりするように径方向に移動可能であり、第２対の２つの短いクランプ要素２０３、２０４は後退位置（図５３Ｃ）とクランプ位置（図５３Ａおよび図５３Ｂ）の間で互いに近づいたり離れたりするように径方向に移動可能である。刺激デバイス３は短いクランプ要素２０１〜２０４上に設置された電気要素７も含み、各対の短い要素のそれぞれの短いクランプ要素２０１と２０３の一方の上の電気要素７は、各対の短い要素の他の短いクランプ要素２０２および２０４の上に電気要素７に向かい合う。
【０２９０】
狭さく／刺激ユニット２００は、短いクランプ要素２０１、２０２が壁部分８の上流端に設置され、短いクランプ要素２０３、２０４  ２０２が壁部分８の下流端に設置されるように、患者の器官の管状組織壁の壁部分８の上に適用される。図５３Ａ〜図５３Ｃでは、壁部分８の上流端は左で、壁部分８の下流端は右である。
【０２９１】
制御デバイス４は、壁部分８を互いに独立して狭さくおよび解放するように、１対の短いクランプ要素２０１、２０２と、１対の細長いクランプ要素５、６と、１対の短い要素２０３、２０４を制御する。この制御デバイスは、壁部分８の収縮を引き起こす目的で、狭さくされた壁部分８を電気パルスにより刺激するために壁部分を狭さくしているクランプ要素上の電気要素７も制御し、その結果、壁部分８の内腔が閉鎖される。
【０２９２】
図５３Ａ〜図５３Ｃは、流体および／または他の身体物質を壁部分８の内腔の下流に周期的に移動させるように、制御デバイス４がどのように狭さく／刺激ユニット２００の操作を制御するかを示す。したがって、図５３Ａでは、要素２０３、２０４上の電気要素７が壁部分８を電気的に刺激する間、短いクランプ要素２０１、２０２および細長いクランプ要素５、６は後退位置にあるが、短いクランプ要素２０３、２０４はクランプ位置にある。電気刺激により、要素２０３、２０４における壁部分８が肥厚し、それにより内腔が閉鎖される。図５３Ｂは、要素２０１、２０２上の電気要素７が壁部分８を電気的に刺激する間に、短いクランプ要素２０１、２０２もどのように径方向内側に移動してクランプ位置に達し、それによって身体物質の体積が壁部分８の上流端と下流端の間の内腔に閉じ込められたかを示す。図５３Ｃは、要素５、６上の電気要素７が壁部分８を電気的に刺激する間に、最初に短いクランプ要素２０３、２０４がどのように径方向外側に移動して後退位置に達し、次に細長いクランプ要素５、６が径方向内側に移動してクランプ位置に達したかを示す。その結果、壁部分８の上流端と下流端の間の内腔内の身体物質が内腔内で下流に移動する。次に、制御デバイス４は、図５３Ａで示される状態を想定するように狭さく／刺激ユニット２００を制御し、それにより身体物質が壁部分８の上流端と下流端の間の内腔に流れ込んでこれを充填し、その結果、操作の周期が完了する。
【０２９３】
あるいは、上述の狭さく／刺激ユニット２００の操作周期は、内腔内の身体物質を上流に移動させるために、逆転されうる。この場合、制御デバイス４は、内腔内の流れを制限するために壁部分８をその下流端で狭さくするように短いクランプ要素２０３、２０４を制御し、内腔を閉鎖させるために、狭さくされた壁部分８を下流端で電気パルスにより刺激するように電気要素７を制御する。図５３Ａに示されるように、内腔が、狭さくされた壁部分８の下流端で閉鎖され、クランプ要素２０１、２０２が後退位置にある場合、制御デバイス４は、壁部分８をその上流端と下流端の間で狭さくするように細長いクランプ要素５、６を制御する。その結果、壁部分８内でその上流端と下流端の間に含有された流体および／または他の身体物質が内腔内で上流に移動する。
【０２９４】
図５３Ａ〜図５３Ｃは複数対のクランプ要素を開示するが、単一の短いクランプ要素２０１と、単一の細長いクランプ要素５と、単一の短いクランプ要素２０３のみ有する狭さく／刺激ユニット２００を設計することが考えられることに留意されたい。この場合、管状壁部分８の底面は、クランプ要素２０１、５、および２０３と反対側にある狭さく／刺激ユニット２００の定置要素によって支持される。
【０２９５】
図５４Ａおよび図５４Ｂは、本発明の別の実施形態を概略的に示す。この実施形態では、狭さく／刺激ユニット２０５は、患者の管状器官の内腔内の流体および他の身体物質を能動的に移動させるために設計される。狭さく／刺激ユニット２０５の狭さくデバイス２０６は、ロータ２０７を含む。このロータ２０７は、ロータ２０７の軸２０９から等距離に設置された、３つの円筒状の狭さく要素２０８Ａ、２０８Ｂ、および２０８Ｃを担持する。狭さく要素２０８Ａ〜２０８Ｃはローラとして設計されてよい。各円筒状要素２０８Ａ〜２０８Ｃは、電気要素７を備える。定置された細長い支持要素２１０は、ロータ２０７から離隔されているがこの近くに設置され、ロータ２０７の軸２０９と同心である部分的な円筒面２１１を有する。狭さく／刺激ユニット２０５は、器官２１２が支持要素２１０とロータ２０７の間に延びるように、患者の管状器官２１２上に適用される。
【０２９６】
制御デバイス４は、狭さく要素２０８Ａ〜２０８Ｃが、細長い支持要素２１０に対して、管状器官２１２の一連の壁部分に属する壁部分を連続して狭さくするために回転するように狭さくデバイスのロータ２０７を制御する。狭さく要素２０８Ａ〜２０８Ｃの電気要素７は、壁部分が肥厚して器官２１２の内腔を閉鎖するように、狭さくされた壁部分を電気パルスにより刺激する。図５４Ａは、狭さく要素２０８Ａがどのように器官２１２の壁を狭さくし始めたか、および狭さく要素２０８Ｂが器官２１２を解放しようとしているのに、器官２１２の内腔が狭さく要素２０８Ａ上の電気要素７を用いてどのように閉鎖されるかを示す。図５４Ｂは、狭さく要素２０８Ａがどのように細長い支持要素２１０に沿ってほぼ中間まで前進し、内腔内の身体物質を矢印で示される方向に移動させるかを示す。狭さく要素２０８Ｂは器官２１２を解放したが、狭さく要素２０８Ｃは器官２１２を係合しようとしている。したがって、制御デバイス４は、器官２１２内の身体物質が蠕動により移動されるように、器官２１２の壁部分を狭さくしながら、狭さく要素２０８Ａ〜２０８Ｃを細長い支持要素２１０に沿って周期的に次々と移動させるようにロータ２０７を制御する。
【０２９７】
図５５Ａ、図５５Ｂ、および図５５Ｃは、本発明の装置において使用するための機械的に操作可能な別の狭さくデバイス２１３を示す。図５５Ａを参照すると、狭さくデバイス２１３は、患者の管状器官８上に適用された第１のリング状ホルダ２１４と、同じく器官８上に適用されホルダ２１４から離隔された第２のリング状ホルダ２１５とを含む。管状器官８に沿って並列に延び、器官８に接触せずに２つのホルダ２１３、２１４を相互接続する弾性紐２１６（ここでは１２本の紐）がある。図５５Ａは、狭さくデバイス２１３の非作動状態（器官８が圧縮されない）を示す。
【０２９８】
図５５Ｂおよび図５５Ｃを参照すると、器官８が圧縮可能なとき、リング状ホルダ２１３および２１４が操作手段（図示せず）によって反対方向に回転され、それによって弾性紐２１６が図５５Ｂおよび図５５Ｃから明らかな形で器官８を狭さくする。わかりやすいように、図５５Ｂには５本の紐２１６のみが示されている。
【０２９９】
本発明によれば、器官８の壁の収縮を引き起こすように器官８を電気的に刺激するための電極が紐２１６に取り付けられる（図５５Ａ〜図５５Ｃには示されていない）。
【０３００】
図５６は、本発明の装置の移植された狭さく／刺激ユニット３０１のエネルギー消費構成要素に接続された移植された内部エネルギー受信器３０２に正確な量のエネルギーを供給するために、装置の少なくとも１つの機能パラメータに関連する情報および／または患者の物理的パラメータに関連する情報を与えるように、情報を患者の体内からその外側に送信できる装置の構成を概略的に示す。このようなエネルギー受信器３０２は、エネルギー源および／またはエネルギー変換デバイスを含むことができる。簡単に説明すると、無線エネルギーは患者の外部に位置する外部エネルギー源３０４ａから送信され、患者の内部に位置する内部エネルギー受信器３０２によって受信される。内部エネルギー受信器は、受信されたエネルギーを狭さく／刺激ユニット３０１のエネルギー消費構成要素にスイッチ３２６を介して直接的または間接的に供給するように適合される。内部エネルギー受信器３０２によって受信されたエネルギーと狭さく／刺激ユニット３０１に使用されるエネルギーのエネルギー・バランスが決定され、次いで、この決定されたエネルギー・バランスに基づいて無線エネルギーの伝送が制御される。したがって、エネルギー・バランスは、狭さく／刺激ユニット３０１を適切に操作するのに十分だが温度を過度に上昇させない、必要な補正量のエネルギーの正確な指標を提供する。
【０３０１】
図５６では、患者の皮膚は縦線３０５によって示されている。同図では、エネルギー受信器は、患者の内部、好ましくは患者の皮膚３０５のすぐ下に位置するエネルギー変換デバイス３０２を備える。一般的に言えば、移植されたエネルギー変換デバイス３０２は、腹部、胸部、筋膜（たとえば腹壁の）、皮下、または他の任意の適切な場所に配置されることができる。移植されたエネルギー変換デバイス３０２は、移植されたエネルギー変換デバイス３０２の近くにある患者の皮膚３０５の外部に位置する外部エネルギー伝送デバイス３０４に設けられた外部エネルギー源３０４ａから伝送された無線エネルギーＥを受信するように適合される。
【０３０２】
当技術分野で周知であるように、無線エネルギーＥは一般に、外部エネルギー源３０４ａ内に配された一次コイルと移植されたエネルギー変換デバイス３０２内に配された隣接する二次コイルとを含むデバイスなどの任意の適切な経皮エネルギー伝達（ＴＥＴ）デバイスによって伝達されることができる。電流が一次コイルを介して送られると、たとえば充電式電池またはコンデンサなどの移植されたエネルギー源に入力エネルギーを保存した後で、装置の移植されたエネルギー消費構成要素に電力を供給するために使用できる、電圧の形をとるエネルギーが二次コイルで誘導される。ただし、本発明は一般に任意の特定のエネルギー伝達技術に限定されるものではなく、ＴＥＴデバイスまたはエネルギー源、および任意の種類の無線エネルギーが使用可能である。
【０３０３】
移植されたエネルギー受信器によって受信されたエネルギーの量は、装置の移植された構成要素によって使用されるエネルギーと比較可能である。その場合、「使用されるエネルギー」という用語は、装置の移植された構成要素によって保存されたエネルギーも含むと理解される。制御デバイスは、決定されたエネルギー・バランスに基づいて、伝達されるエネルギーの量を調節するように外部エネルギー源３０４ａを制御する外部制御ユニット３０４ｂを含む。補正量のエネルギーを伝達するために、エネルギー・バランスおよび必要なエネルギー量が、スイッチ３２６と狭さく／刺激ユニット３０１の間に接続された移植された内部制御ユニット３１５を含む決定デバイスによって決定される。したがって、内部制御ユニット３１５は、狭さく／刺激ユニット３０１のある特性を測定し、狭さく／刺激ユニット３０１の適切な操作に必要なエネルギー量を何らかの方法で反映する適切なセンサなど（図示せず）によって得られた種々の測定値を受信するように構成されることができる。さらに、患者の状態を反映するパラメータを提供するために、患者の現在の状態も適切な測定デバイスまたはセンサによって検出されることができる。したがって、このような特性および／またはパラメータは、電力消費量、操作モード、および温度などの狭さく／刺激ユニット３０１の現在の状態、ならび体温、血圧、心拍数、および呼吸などのパラメータによって反映される患者の状態に関連されることができる。患者の他の種類の物理的パラメータおよびデバイスの機能パラメータについては他で説明されている。
【０３０４】
そのうえ、アキュムレータ３１６の形をとるエネルギー源は任意選択で、後で狭さく／刺激ユニット３０１で使用する目的で、受信されたエネルギーを蓄積するために、制御ユニット３１５を介して移植されたエネルギー変換デバイス３０２に接続されることができる。その代わりに、またはそれに加えて、同じく必要なエネルギー量を反映する、このようなアキュムレータの特性も測定可能である。アキュムレータは、充電式電池によって置き換えられることができ、測定される特性は電池の現在の状態に関連するもの、すなわちエネルギー消費電圧、温度などの任意の電気パラメータとすることができる。狭さく／刺激ユニット３０１に十分な電圧および電流を提供するために、および同じく過度の加熱を避けるために、電池が、移植されたエネルギー変換デバイス３０２から補正量のエネルギー（すなわち少なすぎず多すぎない）を受けることによって最適に充電されるべきであることが明確に理解される。アキュムレータは、対応する特性を有するコンデンサであってもよい。
【０３０５】
たとえば、電池特性は、電池の現在の状態を判断するために定期的に測定可能で、その場合、内部制御ユニット３１５の適切な保存手段に状態情報として保存されることができる。したがって、新しく測定が行われるたびに、それに応じて、保存された電池状態情報を更新することができる。このようにして、電池を最適な状態で維持するように補正量のエネルギーを伝達することによって、電池の状態を「較正」することができる。
【０３０６】
したがって、決定デバイスの内部制御ユニット３１５は、装置、または患者、または移植されたエネルギー源（使用される場合）の上述のセンサまたは測定デバイスによる測定値、またはそれらの任意の組み合わせに基づいて、エネルギー・バランスおよび／または現在必要なエネルギー量（単位時間あたりエネルギーまたは蓄積されたエネルギー）を決定するように適合される。内部制御ユニット３１５はさらに、この決定された必要なエネルギー量を反映する制御信号を外部制御ユニット３０４ｂに接続された外部信号受信器３０４ｃに伝送するように構成された内部信号送信器３２７に接続される。次に、外部エネルギー源３０４ａから伝送されたエネルギー量は、受信された制御信号に応答して調節されることができる。
【０３０７】
あるいは、決定デバイスは、外部制御ユニット３０４ｂを含むことができる。この代替形態では、センサの測定値は、外部制御ユニット３０４ｂに直接に伝送されてよい。エネルギー・バランスおよび／または現在必要なエネルギー量が外部制御ユニット３０４ｂによって決定されることができ、したがって外部制御ユニット３０４ｂ内の内部制御ユニット３１５の上記の機能を統合する。その場合、内部制御ユニット３１５は省略可能で、センサの測定値が内部信号送信器３２７に直接に供給され、内部信号送信器３２７はこの測定値を外部信号受信器３０４ｃおよび外部制御ユニット３０４ｂに送信する。次に、エネルギー・バランスおよび現在必要なエネルギー量が、それらのセンサの測定値に基づいて、外部制御ユニット３０４ｂによって決定されることができる。
【０３０８】
したがって、図５６の構成による本解決方法は必要なエネルギーを示す情報のフィード・バックを用いており、これは、たとえばエネルギー量、エネルギー差、または装置の移植されたエネルギー消費構成要素によって使用されるエネルギー比率と比較したエネルギー受信率に関して、受信されたエネルギーと比較されたエネルギーの実使用量に基づいているので、従来の解決方法より効果的である。装置は、移植されたエネルギー源などのエネルギーを消費またはこれに保存するために、受信されたエネルギーを使用することができる。したがって、適切かつ必要な場合に、さらには実際のエネルギー・バランスを決定するための道具として、上述のさまざまなパラメータが使用される。ただし、そのようなパラメータは、装置を具体的に操作するために内部で行われる動作自体でも必要とされる場合がある。
【０３０９】
内部信号送信器３２７および外部信号受信器３０４ｃは、無線信号、ＩＲ（赤外線）信号、または超音波信号などの適切な信号伝達手段を使用する別個のユニットとして実施されてよい。あるいは、内部信号送信器３２７および外部信号受信器３０４ｃはそれぞれ、同じ伝送技術を基本的に使用してエネルギー伝達と逆の方向に制御信号を伝えるように、移植されたエネルギー変換デバイス３０２および外部エネルギー源３０４ａに統合されてよい。制御信号は、周波数、位相、または振幅に関して変調されることができる。
【０３１０】
したがって、フィード・バック情報は、受信器と送信器とを含む別個の通信システムによって伝達されてもよいし、エネルギー・システムに統合されてもよい。本発明によれば、このような統合された情報フィード・バックおよびエネルギー・システムは無線エネルギーを受信するための移植可能な内部エネルギー受信器を備え、このエネルギー受信器は、内部の第１コイルと、この第１コイルに接続された第１電子回路と、無線エネルギーを伝送するための外部エネルギー送信器とを有する。このエネルギー送信器は、外部の第２コイルと、この第２コイルに接続された第２電子回路とを有する。エネルギー送信器の外部の第２コイルは、エネルギー受信器の第１コイルによって受信された無線エネルギーを伝送する。このシステムは内部の第１コイルの第１電子回路への接続をオンおよびオフにするための電源スイッチをさらに備え、電源スイッチが内部の第１コイルの第１電子回路への接続をオンおよびオフにするときに、第１コイルの充電に関連するフィード・バック情報が、外部の第２コイルの負荷におけるインピーダンスの変化の形で外部エネルギー送信器によって受信されるようにする。図１７の構成でこのシステムを実施する際には、スイッチ３２６は別個のものとして内部制御ユニット３１５によって制御されるか、または内部制御ユニット３１５に統合される。スイッチ３２６はその最も広い実施形態において解釈されるべきであることを理解されたい。これは、トランジスタ、ＭＣＵ、ＭＣＰＵ、ＡＳＩＣ  ＦＰＧＡ、またはＤＡ変換器、または電力をオンおよびオフにすることが可能な他の任意の電子構成要素または回路を意味する。
【０３１１】
結論として、図５６に示されたエネルギー供給構成は、基本的には以下のように操作することができる。最初に、エネルギー・バランスが決定デバイスの内部制御ユニット３１５によって決定される。必要なエネルギー量を反映する制御信号も内部制御ユニット３１５によって作成され、この制御信号は、内部信号送信器３２７から外部信号受信器３０４ｃに伝送される。あるいは、上述のように、エネルギー・バランスは実装形態に応じて、代わりとして外部制御ユニット３０４ｂによって決定されることができる。その場合、制御信号は、種々のセンサからの測定結果を搬送することができる。次に、この決定されたエネルギー・バランスに基づいて、たとえば受信された制御信号に応答して、外部エネルギー源３０４ａから放射されるエネルギー量が外部制御ユニット３０４ｂによって調節されることができる。このプロセスは、エネルギー伝達の進行中に、ある間隔で断続的に繰り返してもよいし、エネルギー伝達中におおよそ連続的に実行してもよい。
【０３１２】
伝達されたエネルギー量は一般に、電圧、電流、振幅、波周波数、およびパルス特性などの、外部エネルギー源３０４ａの種々の伝送パラメータを調整することによって調節されることができる。このシステムはまた、内部コイルに対して外部コイルの最適な場所すら見つける目的とエネルギー伝達を最適化する目的でシステムを較正するようにＴＥＴシステムのコイル間の結合係数に関する情報を得るために使用されることができる。この場合、伝達されたエネルギー量と受信されたエネルギー量を単純に比較する。たとえば、外部コイルが移動される場合、結合係数が変化する場合があり、動きが適切に表示されると、外部コイルが、エネルギー伝達に最適な場所を見つけることができる。好ましくは、外部コイルは、結合係数が最大になる前に、伝達されたエネルギー量を較正して決定デバイスのフィード・バック情報を獲得するように適合される。
【０３１３】
この結合係数情報はまた、エネルギー伝達中のフィード・バックとして使用することができる。このような場合、本発明のエネルギー・システムは、内部の第１コイルとこの第１コイルに接続された第１電子回路とを有する、無線エネルギーを受信するための移植可能な内部エネルギー受信器と、外部の第２コイルとこの第２コイルに接続された第２電子回路とを有する、無線エネルギーを伝送するための外部エネルギー送信器とを備える。エネルギー送信器の外部の第２コイルは、エネルギー受信器の第１コイルによって受信された無線エネルギーを伝送する。このシステムは、第１コイルにおいて受信されたエネルギー量をフィード・バック情報として通信するためのフィード・バック・デバイスをさらに備え、第２電子回路は、フィード・バック情報を受信するため、および第２コイルによって伝達されたエネルギー量と第１コイルにおいて受信されたエネルギー量に関連するフィード・バック情報を比較して第１コイルと第２コイルの結合係数を得るための決定デバイスを含む。エネルギー送信器は、得られた結合係数に応答して、伝送されたエネルギーを調節することができる。
【０３１４】
図５７を参照すると、非侵襲性の操作を可能にするように装置を操作するためのエネルギーの無線伝達は上述してきたが、装置は有線エネルギーを用いても操作できることが理解されるであろう。このような例が図５７に示されている。外部スイッチ３２６は外部エネルギー源３０４ａと、狭さく／刺激ユニット３０１を操作するモータ３０７などの操作デバイスの間に相互接続されている。外部制御ユニット３０４ｂは、狭さく／刺激ユニット３０１の適切な操作を遂行するように外部スイッチ３２６操作を制御する。
【０３１５】
図５８は、受信されたエネルギーがどのように狭さく／刺激ユニット３０１によって供給されこれによって使用されうるかに関して異なる実施形態を示す。図５６の例に似て、内部エネルギー受信器３０２は、伝送制御ユニット３０４ｂによって制御される外部エネルギー源３０４ａから無線エネルギーＥを受信する。内部エネルギー受信器３０２は、狭さく／刺激ユニット３０１に定電圧でエネルギーを供給するための定電圧回路（図５８では破線の箱「定Ｖ」として示される）を備えることができる。内部エネルギー受信器３０２は、狭さく／刺激ユニット３０１に定電流でエネルギーを供給するための定電流回路（同図では破線の箱「定Ｃ」として示される）をさらに備えることができる。
【０３１６】
狭さく／刺激ユニット３０１はエネルギー消費部品３０１ａを備える。エネルギー消費部品３０１ａは、モータ、ポンプ、制限デバイス、または電気操作のためにエネルギーを必要とする任意の他の医療機器であってよい。狭さく／刺激ユニット３０１は、内部エネルギー受信器３０２から供給されたエネルギーを保存するためのエネルギー保存デバイス３０１ｂをさらに備えることができる。したがって、供給されたエネルギーは、エネルギー消費部品３０１ａによって直接に消費されてもよいし、エネルギー保存デバイス３０１ｂによって保存されてもよいし、供給されたエネルギーは一部が消費され、一部が保存されてもよい。狭さく／刺激ユニット３０１は、内部エネルギー受信器３０２から供給されたエネルギーを安定させるためのエネルギー安定化ユニット３０１ｃをさらに備えることができる。このように、エネルギーは変動する形で供給されることがあり、消費または保存の前にエネルギーを安定させることが必要な場合がある。
【０３１７】
内部エネルギー受信器３０２から供給されたエネルギーはさらに、狭さく／刺激ユニット３０１によって消費および／または保存される前に、狭さく／刺激ユニット３０１の外部に位置する別個のエネルギー安定化ユニット３２８によって蓄積および／または安定されることができる。あるいは、エネルギー安定化ユニット３２８は、内部エネルギー受信器３０２内に統合されることができる。いずれの場合にも、エネルギー安定化ユニット３２８は、定電圧回路および／または定電流回路を備えることができる。
【０３１８】
図５６および図５８が、図示の種々の機能構成要素および要素がどのように配され互いに接続されるかに関して、いくつかの可能ではあるが非限定的な実装形態の選択肢を示すことに留意されたい。ただし、本発明の範囲内で多数の変形および変更を加えることができることが当業者には容易に理解されよう。
【０３１９】
図５９は、無線エネルギーの伝送、またはエネルギー・バランスを制御するための装置の提案された設計の１つのエネルギー・バランス測定回路を概略的に示す。この回路は、２．５Ｖを中心としエネルギーのアンバランスと比例する出力信号を有する。この信号の微分は、その値が増減するかどうか、およびそのような変化がどれほど速く生じるかを示す。受信されたエネルギー量が、装置の移植された構成要素によって使用されたエネルギーより低い場合、より多くのエネルギーが伝達され、したがってエネルギー源に充電される。この回路からの出力信号は典型的には、Ａ／Ｄ変換器に送られてデジタル形式に変換される。次に、このデジタル情報は、伝送されたエネルギーのレベルを調整できる外部エネルギー伝送デバイスに送信されることができる。別の可能性は、エネルギー・バランス・レベルと、バランスが最大／最小範囲から逸脱した場合に情報を外部エネルギー伝送デバイスに送信する一定の最大閾値および最小閾値を比較するコンパレータを使用する完全にアナログのシステムを有することである。
【０３２０】
概略図５９は、誘導エネルギー伝達を使用して本発明の装置の移植されたエネルギー構成要素に患者の体外からエネルギーを伝達するシステムのための回路の実装形態を示す。誘導エネルギー伝達システムは典型的には、外部伝送コイルおよび内部受信コイルを使用する。概略図５９には受信コイルＬ１は含まれているが、システムの伝送部品は含まれていない。
【０３２１】
もちろん、エネルギー・バランスの一般的概念および情報が外部エネルギー送信器に伝送される方法の実装形態は、多くの異なる方法で実施可能である。概略図２０および情報を評価し伝送する上述の方法は、どのように制御システムを実施するかに関する単なる例として見なされるべきである。
【０３２２】
回路の詳細
図５９において、記号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３などは回路内の試験箇所を表す。同図の構成要素およびそれらのそれぞれの値は、もちろん無数の可能な設計上の解決方法の１つにすぎないこの特定の実装形態において機能する値である。
【０３２３】
回路に電力を供給するためのエネルギーは、エネルギー受信コイルＬ１によって受信される。移植された構成要素へのエネルギーは、この特定の場合では２５ｋＨｚの周波数で伝送される。エネルギー・バランス出力信号は試験箇所Ｙ１に示されている。
【０３２４】
図５６、図５８、および図５９に関連して説明された実施形態は、本発明の装置の移植されたエネルギー消費構成要素への無線エネルギーの伝送を制御するための一般的な方法を明らかにする。このような方法は、一般論として以下で定義されよう。
【０３２５】
したがって、上述の装置の移植されたエネルギー消費構成要素に供給された無線エネルギーの伝送を制御するための方法が提供される。無線エネルギーＥは、患者の外部に位置する外部エネルギー源から伝送され、患者の内部に位置する内部エネルギー受信器によって受信される。内部エネルギー受信器は、受信されたエネルギーをそれに直接的または間接的に供給するための装置の移植されたエネルギー消費構成要素に接続される。内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーと装置の移植された部品の操作のために使用されたエネルギーのエネルギー・バランスが決定される。次に、この決定されたエネルギー・バランスに基づいて、外部エネルギー源からの無線エネルギーＥの伝送が制御される。
【０３２６】
無線エネルギーは、外部エネルギー源の一次コイルから内部エネルギー受信器の二次コイルに誘導的に伝送することができる。エネルギー・バランスの変化が検出されると、その検出されたエネルギー・バランスの変化に基づいて無線エネルギーの伝送を制御することができる。また、内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーと装置の移植された部品の操作のために使用されるエネルギーの差も検出され、この検出されたエネルギー差に基づいて無線エネルギーの伝送を制御することができる。
【０３２７】
エネルギー伝送を制御するとき、検出されたエネルギー・バランスの変化が、エネルギー・バランスが増加または減少していることを示す場合に、伝送される無線エネルギーの量は減少されてよい。エネルギー伝送の増減はさらに、検出された変化率に対応してよい。
【０３２８】
伝送された無線エネルギーの量は、検出されたエネルギー差が、受信されたエネルギーが使用されたエネルギーより大きいまたは小さいことを示す場合に、さらに減少されてよい。その場合、エネルギー伝送の増減は、検出されたエネルギー差の大きさに対応してよい。
【０３２９】
上述のように、装置の移植された部品の操作のために使用されたエネルギーは、装置の移植された部品を操作するために消費されることができ、および／または装置の少なくとも１つの移植されたエネルギー保存デバイスに保存されることができる。
【０３３０】
装置の移植された部品の電気的パラメータおよび／または物理的パラメータ、ならびに／または患者の物理的パラメータが決定されるとき、エネルギーは、前記パラメータに基づいて決定される単位時間あたりの伝送速度に従って消費および保存のために伝送されることができる。伝送されたエネルギーの総量も前記パラメータに基づいて決定されることができる。
【０３３１】
内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーの総量と消費および／または保存されたエネルギーの総量の差が検出され、この検出された差が、前記エネルギー・バランスに関連する少なくとも１つの測定された電気パラメータの時間積分に関連するとき、エネルギー・バランスに関連する監視された電圧および／または電流の積分を求めることができる。
【０３３２】
消費および／または保存されたエネルギーの量に関連する測定された電気パラメータの時間微分が求められるとき、エネルギー・バランスに関連する監視された電圧および／または電流の微分を求めることが可能である。
【０３３３】
外部エネルギー源からの無線エネルギーの伝送は、無線エネルギーを伝送するために第１電気回路からの電気パルスに外部エネルギー源を印加することによって制御されることができる。この電気パルスは、前縁と後縁とを有し、電気パルスの連続する前縁と後縁の間の第１の時間間隔の長さおよび／または電気パルスの連続する後縁と前縁の間の第２の時間間隔の長さ、ならびに伝送される無線エネルギーを変化させる。電気パルスから生成された伝送されたエネルギーは変化した電力を有し、電力の変化は第１の時間間隔および／または第２の時間間隔の長さに依存する。
【０３３４】
その場合、第１の時間間隔および／または第２の時間間隔を変化させるとき、電気パルスの周波数は実質的に一定とすることができる。電気パルスを印加するとき、第１の時間間隔および／または第２の時間間隔を変化させる場合を除いて、電気パルスは不変とすることができる。第１の時間間隔および／または第２の時間間隔を変化させるとき、電気パルスの振幅は実質的に一定とすることができる。さらに、電気パルスは、電気パルスの連続する前縁と後縁の間の第１の時間間隔の長さを変化させるだけで変化可能である。
【０３３５】
２つ以上の電気パルスからなる列を続けて供給することができる。パルス列の先頭に第１電気パルスを有し、パルス列の終端に第２電気パルスを有するパルス列を印加すると、２つ以上のパルス列が続けて供給可能である。連続する、第１パルス列の第２電気パルスの後縁と第２パルス列の第１電気パルスの前縁の間の第２時間間隔の長さが変化する。
【０３３６】
電気パルスを印加するとき、電気パルスは実質的に一定の電流および実質的に一定の電圧を有することができる。電気パルスは、実質的に一定の電流および実質的に一定の電圧も有することができる。さらに、電気パルスは実質的に一定の周波数も有することができる。パルス列内の電気パルスも同様に実質的に一定の周波数を有することができる。
【０３３７】
第１電気回路および外部エネルギー源によって形成された回路は、第１の特性期間すなわち第１時定数を有することができる。伝送されるエネルギーを効果的に変化させるとき、そのような周波数期間は、第１の特性期間すなわち第１時定数の範囲内にあるか、これより短い。
【０３３８】
図５６、図５８、および図５９に関連して説明された実施形態は、本発明の装置の移植されたエネルギー消費構成要素への無線エネルギーの伝送を制御するための一般的な特徴も明らかにする。装置のこのような特徴は、一般論として以下で定義されよう。
【０３３９】
その最も広い意味で、装置は、エネルギー伝送デバイスからの無線エネルギーの伝送を制御するための制御デバイスと、伝送された無線エネルギーを受信するための移植可能な内部エネルギー受信器とを備える。この内部エネルギー受信器は、受信されたエネルギーをそれに直接的または間接的に供給するための装置の移植可能なエネルギー消費構成要素に接続される。装置は、内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーと装置の移植可能なエネルギー消費構成要素のために使用されたエネルギーのエネルギー・バランスを決定するように適合された決定デバイスをさらに備える。制御デバイスは、決定デバイスによって決定されたエネルギー・バランスに基づいて、外部エネルギー伝送デバイスからの無線エネルギー伝送を制御する。
【０３４０】
さらに、本発明の装置は、以下の特徴のいずれかを備えることができる。
【０３４１】
−  内部エネルギー受信器内の二次コイルに無線エネルギーを誘導的に伝送するように適合された外部エネルギー源内の一次コイル。
【０３４２】
−  決定デバイスはエネルギー・バランスの変化を検出するように適合され、制御デバイスは検出されたエネルギー・バランスの変化に基づいて無線エネルギーの伝送を制御する。
【０３４３】
−  決定デバイスは、内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーと装置の移植可能なエネルギー消費構成要素のために使用されたエネルギーの差を検出するように適合され、制御デバイスは、検出されたエネルギー差に基づいて無線エネルギーの伝送を制御する。
【０３４４】
−  検出されたエネルギー・バランスの変化が、エネルギー・バランスが増加または減少していることを示す場合、制御デバイスは、伝送される無線エネルギー量を減少させるように外部エネルギー伝送デバイスを制御する。エネルギー伝送の増減は、検出された変化の割合に対応する。
【０３４５】
−  検出されたエネルギー差が、受信されたエネルギーが使用されたエネルギーより大きいまたは小さいことを示す場合、制御デバイスは、伝送される無線エネルギー量を減少させるように外部エネルギー伝送デバイスを制御する。エネルギー伝送の増減は、前記検出されたエネルギー差の大きさに対応する。
【０３４６】
−  装置の移植された部品のために使用されたエネルギーは、移植された部品を操作するために消費され、および／または装置の少なくとも１つのエネルギー保存デバイスに保存される。
【０３４７】
−  装置の電気的パラメータおよび／または物理的パラメータならびに／または患者の物理的パラメータが決定される場合、エネルギー伝送デバイスは、前記パラメータに基づいて決定デバイスによって決定される単位時間あたりの伝送速度に従って消費および保存のためのエネルギーを伝送する。決定デバイスは、伝送されるエネルギーの総量も前記パラメータに基づいて決定する。
【０３４８】
−  内部エネルギー受信器によって受信されたエネルギーの総量と消費および／または保存されたエネルギーの総量の差が検出され、検出された差が、エネルギー・バランスに関連する少なくとも１つの測定された電気パラメータの時間積分に関連するとき、決定デバイスは、エネルギー・バランスに関連する監視された電圧および／または電流のための積分を決定する。
【０３４９】
−  消費および／または保存されたエネルギーの量に関連する測定された電気パラメータの時間微分が決定されるとき、決定デバイスは、エネルギー・バランスに関連する監視された電圧および／または電流のための微分を決定する。
【０３５０】
−  エネルギー伝送デバイスは人体の外部に配置されたコイルを備え、電気回路は、無線エネルギーを伝送する目的で電気パルスによって外部コイルに電力を供給するために設けられる。電気パルスは前縁と後縁とを有し、電気回路は、伝送された無線エネルギーの電力を変更させるために電気パルスの連続する前縁と後縁の間の第１の時間間隔および／または電気パルスの連続する後縁と前縁の間の第２の時間間隔を変化させるように適合される。その結果、伝送された無線エネルギーを受信するエネルギー受信器は、変化された電力を有する。
【０３５１】
−  電気回路は、第１の時間間隔および／または第２の時間間隔を変化させる場合を除いて、不変であるために電気パルスを送出するように適合される。
【０３５２】
−  電気回路は時定数を有し、第１時定数の範囲内でのみ第１の時間間隔および第２の時間間隔を変化させるように適合され、第１の時間間隔および／または第２の時間間隔の長さが変化されるとき、コイルを介して伝送される電力が変化されるようにする。
【０３５３】
−  電気回路は、電気パルスの連続する前縁と後縁の間の第１の時間間隔の長さを変化させるだけで変化するべき電気パルスを送出するように適合される。
【０３５４】
−  電気回路は２つ以上の電気パルスからなる列を続けて供給するように適合され、前記列は、パルス列の先頭で第１電気パルスを有し、そのパルス列の終端に第２電気パルスを有する。
【０３５５】
−  連続する、第１パルス列の第２電気パルスの後縁と第２パルス列の第１電気パルスの前縁の間の第２時間間隔の長さは、第１電子回路によって変化させられる。
【０３５６】
−  電気回路は、実質的に一定の高さおよび／または振幅および／または強度および／または電圧および／または電流および／または周波数を有するパルスとして電気パルスを提供するように適合される。
【０３５７】
−  電気回路は時定数を有し、第１時定数の範囲内でのみ第１の時間間隔および第２の時間間隔を変化させるように適合され、第１の時間間隔および／または第２の時間間隔の長さが変化させられるとき、第１コイルを介して伝送される電力が変化させられる。
【０３５８】
−  電気回路は、第１時定数の大きさと比較して、第１時定数を含むまたは第１時定数の比較的近くに位置する範囲内でのみ第１の時間間隔および／または第２の時間間隔の長さを変化させる電気パルスを提供するように適合される。
【０３５９】
本発明を最も実際的で好ましい実施形態であると現時点で思われるものに関連して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、反対に、添付の特許請求の範囲の精神および範囲に含まれる種々の変更形態および同等の構成を包含することを意図するものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【０３６０】
ＢＯ  身体器官；  ＣＳＤ  狭さくおよび刺激デバイス；  ＣＤ  制御デバイス；  
４  制御デバイス；  ５，６  クランプ要素；  ７  電気要素；  壁部分８。  
【図１Ａ】
0005571559.tif 000003
【図１Ｂ】
0005571559.tif 000004
【図１Ｃ】
0005571559.tif 000005
【図１Ｄ】
0005571559.tif 000006
【図１Ｅ】
0005571559.tif 000007
【図１Ｆ】
0005571559.tif 000008
【図１Ｇ】
0005571559.tif 000009
【図１Ｈ】
0005571559.tif 000010
【図１Ｉ】
0005571559.tif 000011
【図１Ｋ】
0005571559.tif 000012
【図１Ｌ】
0005571559.tif 000013
【図２】
0005571559.tif 000014
【図３】
0005571559.tif 000015
【図４】
0005571559.tif 000016
【図５Ａ】
0005571559.tif 000017
【図５Ｂ】
0005571559.tif 000018
【図５Ｃ】
0005571559.tif 000019
【図６Ａ】
0005571559.tif 000020
【図６Ｂ】
0005571559.tif 000021
【図６Ｃ】
0005571559.tif 000022
【図７Ａ】
0005571559.tif 000023
【図７Ｂ】
0005571559.tif 000024
【図８Ａ】
0005571559.tif 000025
【図８Ｂ】
0005571559.tif 000026
【図９Ａ】
0005571559.tif 000027
【図９Ｂ】
0005571559.tif 000028
【図１０Ａ】
0005571559.tif 000029
【図１０Ｂ】
0005571559.tif 000030
【図１１Ａ】
0005571559.tif 000031
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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【図３２】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
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【図３６Ｅ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５３Ａ】
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【図５３Ｂ】
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【図５３Ｃ】
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【図５４Ａ】
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【図５４Ｂ】
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【図５５Ａ】
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【図５５Ｂ】
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【図５５Ｃ】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５８】
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【図５９】
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