(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒト患者の心臓を支援する心臓ポンプシステムであって、前記心臓ポンプシステムは第１のポンプ装置と第２のポンプ装置とから構成され、これら第１および第２のポンプ装置のそれぞれは中心軸部が無く且つ前記ヒトの血流内に配置される第１回転体と第２回転体を有すると共に、これら回転体はその長手方向線が出口から入口への血流方向と一致し、且つ前記各回転体の内部で放射状に延長するブレード群の一端が各回転体の内壁に取付けられ、その他端が各回転体の前記長手方向線から距離をあけて自由端として終端しており、同一の血流内に配置される前記第１の回転体と前記第２の回転体の回転方向は逆方向であり、これによって血流内の乱流を低減することを特徴とする心臓支援ポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ヒト患者の心臓を補助する心臓ポンプ装置およびシステムに関し、より詳細には、追加のポンプ能力をもつヒト心臓装置を提供する心臓ポンプ装置およびシステムに関する。本発明はまた、ヒト患者の心臓を補助する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の埋込まれる心臓支援ポンプは、タービンを含む。これらの心臓支援ポンプは、血管内または心腔内に埋込まれる。これらのポンプはすべて中心軸部を有し、中心軸部の周囲にタービン翼が設けられる。これらの翼は、中心軸部が回転するにつれて血液を進め、したがって患者の血管システムを通して血液を汲み上げる働きで心臓を補助する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明による１つの目的は、現況技術によるデバイスに関連するそれらの欠点を少なくとも部分的になくすヒト患者の心臓を補助する心臓ポンプ装置およびシステムを実現することである。さらに、本発明の目的は、設計が簡単で、かつ／または生産が容易で、かつ／またはヒト患者の心臓に適合するのが簡単で、かつ／または費用効果の高い、ヒト患者の心臓を補助する装置、システム、および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これらの目的は、添付の請求項１に記載の本発明によるヒト患者の心臓を補助するタービン・ポンプを備える心臓ポンプ装置で達成され、また続く独立請求項によるシステムおよび方法でさらに達成される。
【０００５】
本発明は、中心軸部をもたないタービンが心臓支援ポンプ装置の能力を改善するはずであるという理解に基づく。
【０００６】
１つの利点は、本発明により心臓内の脂肪の蓄積を低減できることである。本発明によるさらなる利点は、心臓内の血液の流れの乱流を低減できることである。本発明のタービン・ポンプは、層流を生じさせるように適合される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、ヒト患者の心臓を補助する心臓ポンプ装置が提供される。心臓ポンプ装置はタービン・ポンプを備え、タービン・ポンプの一部は、ヒト患者の心臓に追加のポンプ能力を提供するために、ヒト患者内で血流内に配置されるように適合される。このタービン・ポンプは、中心軸部のないタービン・ポンプである。
【０００８】
一実施形態では、タービン・ポンプは、回転体および固定子を備える。回転体は、血流内に配置されるように適合される。固定子は、血流の外側で回転体に対向して配置されるように適合されることが好ましい。固定子は、電気制御される構成の一部とすることができ、固定子の磁極間に磁界を生じさせることによって、回転体の回転を提供したり提供しなかったりするように、電流を受け取って固定子に生じる磁界を増大または低減させる要素を含む。
【０００９】
一実施形態によれば、同じ血管内に少なくとも２つの回転体を順次埋込むことができる。２つの回転体が順次存在する場合、一方は時計回りに回転するように適合することができ、続く他方の回転体は、反時計回りに回転するように適合することができ、または逆も同様である。
【００１０】
回転体は、回転体の内部に配置されたブレードを備え、これらのブレードは、異なる設計および構成のものとすることができる。
【００１１】
本発明はまた、請求項１に記載の心臓ポンプ装置を備える、ヒト患者の心臓を補助するタービン・ポンプ・システムに関する。このシステムは、前記血流内に配置されるように適合された回転体を備えることができる。さらにシステムは、血管の外側で回転体に対向して配置されるように適合された固定子を備えることができる。
【００１２】
本発明はまた、腹腔鏡による胸部の手法を介して上記のタービン・ポンプの回転体およびタービン・ポンプの固定子をそれぞれ患者内に外科的に配置する方法または手術方法に関する。
【００１３】
本発明はまた、上記のタービン・ポンプの回転体を患者内に外科的に配置する手術方法に関する。
【００１４】
本発明はまた、上記のタービン・ポンプの固定子を患者内に外科的に配置する手術方法に関する。
【００１５】
本発明はまた、腹腔鏡による腹部の手法を介してタービン・ポンプの回転体およびタービン・ポンプの固定子をそれぞれ患者内に外科的に配置する方法または手術方法に関する。
【００１６】
本発明はまた、上記の回転体および／または固定子を外科的に配置する手術方法または方法のいずれかによる方法に関し、前記エネルギー源は、タービン・ポンプの回転体に動力供給するために、患者の皮膚を貫通しないで、エネルギーを非侵襲的に供給する体外エネルギー源から直接または間接的にエネルギーを使用している。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、本発明によるタービン・ポンプは、左心室補助デバイス（ＬＶＡＤ）内に適合することができる。
【００１８】
本発明のさらなる態様によれば、タービン・ポンプ・システムは、心臓ポンプ装置を人体構成骨の構造に定着させることを含む。
【００１９】
本発明の追加の態様によれば、システムは、デバイスを手動で非侵襲的に制御する患者内に埋込み可能な少なくとも１つのスイッチを備える。
【００２０】
別の好ましい実施形態では、システムは、デバイスを非侵襲的に制御する無線の遠隔制御装置を備える。
【００２１】
好ましい実施形態では、システムは、装置を動作させる液圧動作デバイスを備える。
【００２２】
一実施形態では、システムは、装置を動作させるモータまたはポンプを備える。
【００２３】
本発明の追加の好ましい特徴、利点、および有利な実施形態は従属請求項から明らかであり、また以下の実施形態の説明から明らかである。
【００２４】
本発明について、例として添付の図面を参照して次に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ヒト患者の大動脈の内側に配置された本発明の一実施形態によるタービン・ポンプの原理を概略的に示す側面図である。
【図２ａ】本発明の一実施形態によるタービン・ポンプの固定子および回転体を概略的に示し、回転体が異なる設計および構成のブレードを備える、斜視図および横断面図である。
【図２ｂ】本発明の一実施形態によるタービン・ポンプの固定子および回転体を概略的に示し、回転体が異なる設計および構成のブレードを備える、斜視図および横断面図である。
【図３ａ】ヒト患者内の血管内に配置された本発明の別の実施形態によるタービン・ポンプの原理を概略的に示す側面図である。
【図３ｂ】ヒト患者内の血管内に配置された本発明の別の実施形態によるタービン・ポンプの原理を概略的に示す側面図である。
【図３ｃ】ヒト患者内の血管内に配置された本発明の別の実施形態によるタービン・ポンプの原理を概略的に示す側面図である。
【図４ａ】本発明による埋込まれた心臓ポンプを有する患者の身体の概要図である。
【図４ｂ】本発明によるデバイスを配置する手術方法の異なるステップを示す図である。
【図４ｃ】本発明によるデバイスを配置する手術方法の異なるステップを示す図である。
【図４ｄ】本発明によるデバイスを配置する手術方法の異なるステップを示す図である。
【図４ｅ】本発明によるデバイスを配置する手術方法の異なるステップを示す図である。
【図５】本発明による血栓除去デバイスの断面図である。
【図６】クリーニング動作前に線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切り取った図５の血栓除去デバイスの横断面図である。
【図７】線ＩＶ−ＩＶに沿って切り取った図５の血栓除去デバイスの断面図である。
【図８】血栓除去動作前の血栓を示す図５に類似の断面図である。
【図９】血栓除去動作の第１のステップ中の図５に類似の断面図である。
【図１０】血栓除去動作の第２のステップ中の図５に類似の断面図である。
【図１１】血栓除去動作の第３のステップ中の図５に類似の断面図である。
【図１２】図６に類似しているがクリーニング動作中の横断面図である。
【図１３】血栓の排出前の血栓排出ピストンを示す線Ｘ−Ｘに沿って切り取った図１１の血栓除去デバイスの断面図である。
【図１４】図１２に類似しているが血栓の排出後の図である。
【図１５】固定システムを示す図である。
【図１６】固定システムを示す図である。
【図１７】固定システムを示す図である。
【図１８】固定システムを示す図である。
【図１９】固定システムを示す図である。
【図２０】固定システムを示す図である。
【図２１】固定システムが取り付けられたヒト患者の胸骨の前面図である。
【図２２】固定システムが取り付けられたヒト患者の胸郭の前面図である。
【図２３】固定システムが取り付けられたヒト患者の胸郭の前面図である。
【図２４】固定システムが取り付けられたヒト患者の胸郭の前面図である。
【図２５】固定システムが取り付けられたヒト患者の胸郭の前面図である。
【図２６】固定システムが取り付けられたヒト患者の脊柱の側面図である。
【図２７】固定システムが取り付けられたヒト患者の脊柱の側面図である。
【図２８】固定システムが取り付けられたヒト患者の脊柱の一部の前面図である。
【図２９】患者内に埋込まれた本発明の装置を含む、疾患を治療するシステムを示す図である。
【図３０】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３１】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３２】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３３】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３４】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３５】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３６】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３７】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３８】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図３９】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４０】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４１】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４２】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４３】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４４】図１に示す装置に無線で動力供給するシステムの様々な実施形態を示す概略図である。
【図４５】図１に示す装置の動作に使用される正確な量のエネルギーを供給する構成を示す概略ブロック図である。
【図４６】電線で結ばれたエネルギーで装置が動作されるシステムの一実施形態を示す概略図である。
【図４７】図１に示す装置の動作に使用される無線エネルギーの伝送を制御する構成のより詳細なブロック図である。
【図４８】可能な実装形態の例による図２９に示す構成に対する回路図である。
【図４９】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５０】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５１】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５２】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５３ａ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５３ｂ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５３ｃ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５４】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５５ａ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５５ｂ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５５ｃ】患者内に埋込まれた装置の液圧または空気圧による動力供給を構成する様々な方法を示す図である。
【図５６】手術方法の流れ図である。
【図５７】手術方法の流れ図である。
【図５８】手術方法の流れ図である。
【図５９】手術方法の流れ図である。
【図６０】手術方法の流れ図である。
【図６１】手術方法の流れ図である。
【図６２】手術方法の流れ図である。
【図６３】手術方法の流れ図である。
【図６４】手術方法の流れ図である。
【図６５】手術方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態の詳細な説明を以下に示す。図面では、いくつかの図にわたって、同じ参照番号が同一または対応する要素を指す。これらの図は例示のみを目的とし、決して本発明の範囲を限定するものではないことが理解されるであろう。したがって、「上」または「下」などの方向へのあらゆる言及は、図に示す方向を指すだけである。また、図に示すあらゆる寸法などは、例示を目的とする。
【００２７】
図１および３から明らかなように、タービン・ホイール１２および適切な固定子１４を備える心臓ポンプ装置のタービン・ポンプ１０を示す。図１は、ヒト患者内で大動脈などの血流１６内に配置されたタービン・ポンプ１０を示す。本発明のタービン・ポンプ１０は、ヒト患者の心臓３に追加のポンプ能力を提供する。タービン・ポンプ１０はまた、ヒト患者の心臓内、肺動脈内、または腹部大動脈内の血流内に配置されるように適合することができる。したがって、図３ａは、ヒト患者内で血管１７などの一般的な血流１６内に配置されたタービン・ポンプ１０を示す。１３２。請求項６または１２０に記載の心臓ポンプ装置では、心臓ポンプは、心臓ポンプが配置された動脈の長手方向の延長部内に前記回転体を閉じ込めるように適合された閉込め要素をさらに備える。
【００２８】
さらに、図１は、動脈の長手方向の延長部の閉込め部分８０１を示す。閉込め部分８０１は、閉込め部分８０１が配置された動脈内に回転体を閉じ込める。これにより、回転体がさらに心臓内へ進むというリスクをなくす。他の実施形態によれば、回転体は、回転体に推進力を供給する磁気結合によって動脈内に閉じ込められる。
【００２９】
図２ａ〜ｂは、タービン・ポンプ１０の実施形態を示す。タービン・ホイール１２は、長手方向の回転体１８の形であることが好ましい。回転体１８は、外側表面２２および内側表面２４をもつ円筒形の外壁２０によって画定された円筒形の形状を有する。回転体１８の内部には、ブレード２６が設けられる。ブレード２６は、内側表面２４から放射状または非放射状に延びている。回転体１８は、血流１６に沿って長手方向の中心域Ｃを有する。それぞれのブレード２６は、内側表面２４から回転体１８の中心域Ｃまでずっと延びているというわけではない。その点で、それぞれのブレード２６は、回転体１８に取り付けられた第１の端部２８と、第２の外側の自由端部３０とを有し、第２の自由端部３０は、回転体１８の中心から距離を空けて配置される。したがって、回転体１８の中心域Ｃは、回転体１８の長手方向Ｌに延びる空隙であることが好ましい。したがって、本発明によるタービン・ポンプ１０は、中心軸部のないタービン・ポンプである。
【００３０】
回転体１８の内側表面２４上に構成された内部のブレード２６は、回転体１８の内側を流れる血液によって生成される摩擦をなくすという目的を有することができる。ブレード２６はまた、回転体１８の外壁２０をより堅くすることができる。
【００３１】
図２ａ〜ｂから明らかなように、回転体１８は、異なる設計および構成のブレード２６を備えることができる。ブレード２６の取付角(angle of incidence)および迎角(angle of attack) は変動させることができ、したがって最高の可能な効率をもたらすように構成することができる。
【００３２】
タービン・ポンプ１０は、回転体１８を回転させるデバイスを備える。回転体１８を回転させるデバイスは、電気制御される構成部の一部とすることができる。
【００３３】
回転体を回転させるデバイスとして、タービン・ポンプの固定子１４が設けられることが好ましい。固定子１４は、血管１７の外側で回転体１８に対向して配置されるように適合されることが好ましい。電気制御される構成部Ｅは、図２ａ〜ｂに破線で示すように、固定子１４の磁極間に磁界を生じさせることによって、回転体１８の回転を提供するように、電流を受け取って固定子１４に生じる磁界を増大または低減させる要素Ｅを含む。固定子１４は、回転体１８の回転を増大または低減させるために提供される。したがって、回転体１８および固定子１４を備える、患者の心臓を補助するタービン・ポンプ・システムが提供される。
【００３４】
一実施形態によれば、図３ｂから明らかなように、同じ血管内に少なくとも２つの回転体１８’、１８”を並べて埋込むことができる。２つの回転体が並んで存在する場合、一方の１８’は、時計回り（矢印Ｒ１参照）に回転するように適合することができ、続く他方の回転体１８”は、反時計回り（矢印Ｒ２参照）に回転するように適合することができ、または逆も同様である。
【００３５】
図３ｃは、駆動ユニットを示す心臓ポンプ・デバイスの一実施形態を示し、固定子８０２および回転子１８が動脈の外側に配置される。固定子８０２および回転子８０３は、筐体８０５内に閉じ込められており、回転子８０３と動脈の間に配置された保護シート８０４によって動脈から分離される。保護シートは、回転子８０３が摺動するように平滑な表面を提供する薄いプラスチック・シートであることが好ましい。回転子８０３は磁気要素８０９を回転させ、磁気要素８０９は、回転子８０３の磁気要素８０９が回転子１８の磁気要素８１０と磁気的に接続することによって、動脈の内側に配置された回転体１８の磁気要素８１０を回転させる。いくつかの実施形態では、回転子の磁気要素８０９は回転子８０３である。
【００３６】
本発明はまた、腹腔鏡による胸部へのアプローチを介してタービン・ポンプ１０の回転体１８を患者内に外科的に配置する方法に関し、この方法は、針または管状の器具を患者の身体の胸部内に挿入するステップと、針または管状の器具を使用して胸部に気体を充填し、それによって胸腔を膨張させるステップと、少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、腹腔鏡トロカールの１つを通して胸部内にカメラを挿入するステップと、前記少なくとも２つの腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の所期の配置領域を切開するステップと、胸部内の血流の任意の部分内に回転体１８を配置するステップと、デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００３７】
本発明はまた、タービン・ポンプ１０の回転体１８を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、患者の皮膚を切るステップと、胸腔を開くステップと、ヒト患者の心臓３もしくは大動脈４の血流の内側または肺動脈の内側で回転体１８を配置すべき配置領域を切開するステップと、配置領域内に回転体１８を配置するステップと、デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００３８】
本発明はまた、腹腔鏡による腹部の手法を介してタービン・ポンプ１０の回転体１８を患者内に外科的に配置する方法に関し、この方法は、針または管状の器具を患者の身体の腹部内に挿入するステップと、針または管状の器具を使用して腹部に気体を充填し、それによって腹腔を膨張させるステップと、少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、腹腔鏡トロカールの１つを通して腹部内にカメラを挿入するステップと、前記少なくとも２つの腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の所期の配置領域を切開するステップと、腹部大動脈内の血流内に回転体１８を配置するステップと、デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００３９】
本発明はまた、タービン・ポンプ１０の回転体１８を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、患者の皮膚を切るステップと、腹腔を開くステップと、腹部大動脈の領域内で回転体１８を配置すべき配置領域を切開するステップと、腹部大動脈内の血流内に回転体を配置するステップと、デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００４０】
本発明はまた、腹腔鏡による胸部の手法を介してタービン・ポンプ１０の回転体１８およびタービン・ポンプ１０の固定子１４を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、針または管状の器具を患者の身体の胸部内に挿入するステップと、針または管状の器具を使用して胸部に気体を充填し、それによって胸腔を膨張させるステップと、少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、腹腔鏡トロカールの１つを通して胸部内にカメラを挿入するステップと、前記少なくとも２つの腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の血管システム内の所期の配置領域を切開するステップと、患者の胸部内の血流の任意の部分内、心臓３もしくは大動脈４内の血管の血流の内側、または肺動脈の内側に回転体１８を配置するステップと、患者の血管の血流の外側、心臓３もしくは大動脈４の外側、または肺動脈の外側の配置領域内に固定子１４を配置し、前記固定子１４を前記回転体１８の外側に配置し、前記回転体１８に無線エネルギーを供給して前記回転体１８の回転運動を引き起こすステップと、前記固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００４１】
本発明はまた、タービン・ポンプ１０の回転体１８およびタービン・ポンプ１０の固定子１４を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、患者の皮膚を切るステップと、胸腔を開くステップと、患者の胸部内の血流の任意の部分内、心臓３もしくは大動脈４内の血管の血流の内側、または肺動脈の内側に回転体１８を配置するステップと、患者の血管１７の血流１６の外側、心臓３もしくは大動脈４の外側、または肺動脈の外側の配置領域内に固定子１４を配置し、前記固定子１４を前記回転体１８の外側に配置し、前記回転体１８に無線エネルギーを供給して前記回転体１８の回転運動を引き起こすステップと、前記固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００４２】
本発明はまた、腹腔鏡による腹部の手法を介してタービン・ポンプの回転体１８およびタービン・ポンプ１０の固定子１４を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、針または管状の器具を患者の身体の腹部内に挿入するステップと、針または管状の器具を使用して胸部に気体を充填し、それによって腹腔を膨張させるステップと、少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、腹腔鏡トロカールの１つを通して腹部内にカメラを挿入するステップと、前記少なくとも２つの腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の腹部大動脈の領域内の所期の配置領域を切開するステップと、患者の腹部大動脈内の血流１６の内側に回転体１８を配置し、腹部大動脈の血流の外側の配置領域内に固定子１４を配置し、前記固定子１４を前記回転体の外側に配置し、前記回転体１８に無線エネルギーを供給して前記回転体１８の回転運動を引き起こすステップと、前記固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００４３】
本発明はまた、タービン・ポンプ１０の回転体１８およびタービン・ポンプ１０の固定子１４を患者内に外科的に配置する手術方法に関し、この方法は、患者の皮膚を切るステップと、腹腔を開くステップと、患者の腹部大動脈内の血流１６の内側に回転体を配置し、腹部大動脈の血流の外側の配置領域内に固定子１４を配置し、前記固定子１４を前記回転体１８の外側に配置し、前記回転体１８に無線エネルギーを供給して前記回転体１８の回転運動を引き起こすステップと、前記固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む。
【００４４】
本発明はまた、上記の回転体１８および／または固定子１４を外科的に配置する手術方法または方法のいずれかによる方法に関し、前記エネルギー源は、タービン・ポンプ１０の回転体に動力供給するために、患者の皮膚を貫通しないで、エネルギーを非侵襲的に供給する体外エネルギー源から直接または間接的にエネルギーを使用している。
【００４５】
別の態様によれば、本発明によるタービン・ポンプ１０は、左心室補助デバイス（ＬＶＡＤ）内に適合することができる。ＬＶＡＤは、損傷した心臓のポンプ能力を維持するのを支援する外科的に埋込まれた機械ポンプ型デバイスである。現況技術によれば、管によって左心室からポンプ（ＶＡＤ）内へ血液を引き入れる。図４を参照されたい。次いでポンプは、血液を大動脈内へ送る。これにより、弱った心室を効果的に支援する。市場には、様々な種類のポンプ（ＶＡＤ）が存在する。例えば、あるポンプは、プラスチックの血液サックを押して、サックから血液を押し出す金属板を収容する。金属板は、小型の電気モータによって駆動される。本発明によれば、タービン・ポンプの回転体は、大動脈から血液を引き出して再び大動脈内へ血液を送る管内に構成することができる。
【００４６】
図３ｃは請求項１１９に記載の心臓ポンプを示し、前記第２の部分は回転子であるように適合され、円筒形であり、埋込まれたときは前記血管の外側に配置され、前記回転体と磁気的に接続するように適合され、したがって前記回転体は、前記第２の部分の回転に追従する。
【００４７】
図４は、ここでは左心室補助デバイス（ＬＶＡＤ）のポンプ（ＶＡＤ）として示す埋込まれた心臓ポンプ２を有する患者１を示す。本発明の一態様によって上述のように、本発明の一実施形態によれば、図４に破線で示すように、埋込まれた心臓ポンプ２をタービン・ポンプ１０とすることができる。埋込まれた心臓ポンプ２は、第１の管２ａを用いて患者の心臓３の左心室３ａに接続される。心臓ポンプ２はまた、第２の管２ｂを用いて患者１の大動脈に接続される。大動脈を、概して４と呼ぶ。このようにして、動作中、心臓ポンプは、患者の心臓３の血液ポンプ動作を補い、またはそれに取って代わる。
【００４８】
図４ｂは、腹腔鏡による鼠径部の手法を介してタービン・ポンプ１０の回転体１８を患者の動脈内に外科的に配置する手術方法を示し、この方法は、管状の器具を患者の体内の大腿動脈ＦＡ内に挿入するステップと、器具を使用して、大腿動脈ＦＡを通して大動脈Ａへ前記回転体１８を案内するステップと、大動脈Ａの内側で回転体１８を放出するステップとを含む。その後この方法は、大動脈Ａを少なくとも部分的に取り囲むように駆動ユニット８１４を配置するステップを含む。駆動ユニット８１４は、患者の胸部を開くことによって胸部の手法で配置することができ、または横隔膜を通して患者の心臓３に到達する腹部の手法で配置することができる。
【００４９】
図４ｃは、動作が実行され、縫合またはステープルを使用して鼠径部領域８２０および胸部８２１内の切開部が閉じられた後のヒト患者の前面図を示す。駆動ユニット８１４（ここでは破線で示す）は、心臓３に近接して大動脈Ａを少なくとも部分的に取り囲むように配置される。
【００５０】
図４ｄは、腹腔鏡による鼠径部の手法を介してタービン・ポンプ１０の回転体１８を外科的に配置する手術方法を示す。この方法は、患者の身体の大腿動脈ＦＡ内に管状の器具を挿入するステップと、器具を使用し、大腿動脈ＦＡを通して腹部大動脈ＡＡへ回転体１８を案内するステップとを含む。回転体１８は、大腿動脈ＦＡを通して腹部の動脈ＡＡへ案内された後、動脈の内側で放出される。駆動ユニット８１４は、腹部内の切開部を通して挿入され、腹部の動脈ＡＡを少なくとも部分的に取り囲むように配置され、したがって駆動ユニット８１４は、回転体１８と磁気的に接触するように配置される。
【００５１】
図４ｅは、縫合またはステープルを使用して鼠径部領域８２０内の切開部および胸部８２１内の切開部が閉じられた後の患者の前面図を示す。駆動ユニット８１４（ここでは破線で示す）は、腹部内で腹部の動脈ＡＡを部分的に取り囲むように配置される。
【００５２】
心臓ポンプ２の第２の管２ｂ内、すなわち患者１の大動脈４につながる管内に設けられた、本発明による血栓除去デバイス１００を示す。これは、第２の管２ｂによって提供される血液流路の一部が血栓除去デバイス１００内の血液流路によって置き換えられることを意味する。したがって血栓除去デバイス１００は、患者の人工血管内に挿入可能な人工のデバイスである。血栓除去デバイスの機能は、第２の管２ｂによって輸送される血液内のあらゆる血栓を除去することである。これらの血栓は、患者の体内の自由な位置へ動かされることが好ましい。しかし別法として、血栓は、その後除去しまたは貯蔵するために、血栓除去デバイス１００に接続されたバッグ１００ａなどの収集容積内に収集することができる。例えば、バッグ１００ａの好ましい貯蔵能力は、１００ミリリットルを上回ることができる。血栓除去デバイスは人工のデバイスであるが、患者の血管内に直接挿入することができ、または血管の２つの端部間に接続することができる。
【００５３】
血栓除去デバイスは、手術を介して患者の血液流路内に挿入でき、患者の腹部もしくは胸部または頭部もしくは頸部領域または患者の腹膜後もしくは任意の肢体内に配置されることが好ましい。
【００５４】
血栓除去デバイス１００の第１の好ましい実施形態の設計について、図５〜７を参照して次に詳細に説明する。図５は、第２の管２ｂによって提供される血液流路内に血栓除去デバイス１００が設けられる断面図を示す。図中に矢印で示すように、潜在的な血栓が第２の管２ｂ内で血流によって前方へ運ばれるのを止める機能をもつフィルタ１１２が、筐体１１１内に形成された血液流路１１４を横切るように設けられる。この好ましい実施形態では、フィルタ１１２は、生体親和性の金属またはプラスチックなどの何らかの適切な材料の、好ましくは等間隔に配置された複数のストリップ１１２ａを備える。これらのストリップ１１２ａは、相互に平行に構成されることが好ましい。
【００５５】
２つの隣接するストリップ間の距離は、あらゆる血栓を止めるのに十分なほど小さい。したがってこの距離は、２ミリメートル未満であることが好ましく、１．０ミリメートル未満であることがさらに好ましいが、この目標がより大きな血栓から脳を保護することだけである場合、この距離をより大きくすることができる。好ましい実施形態における血液流路１１４は、本質的に正方形の断面形状を有するが、方形または円形などの任意の適切な形状をとりうることが理解される。
【００５６】
血液流路１１４を横切るフィルタとして複数のストリップ１１２ａを設けることによって、フィルタの下流に血液の層流が実現される。これは、血栓を防止する観点から有利である。図７に示す方形の形状は大部分の目的にとって十分であるが、複数のストリップ１１２ａに所望の断面形状を与えることによって、血流の構成をさらに向上させることができる。
【００５７】
血液流路１１４の方向に対して本質的に垂直、すなわち血流の方向に対して本質的に垂直の方向に動ける第１のピストン１１６が設けられる。この第１のピストン１１６は、圧縮空気、ソレノイド構成、電気的サーボ・モータなど、何らかの適切なアクチュエータ手段によって駆動される。モータを使用して貯蔵された動力を蓄積することができ、それを非常に速く放出することができる。一例はばねである。好ましい実施形態では、ピストンに適したラッチ手段を用いてピストンを保持し、気圧を蓄積し、その後ピストンを放出することによって、ピストンの非常に速い速度が実現されるため、圧縮空気はアクチュエータ手段として働き、それによって、フィルタのクリーニング時間を短くすることができる。
【００５８】
第１のピストン１１６の外端部分、すなわち血液流路１１４に面する端部部分は、血栓除去デバイス１００の非活動状態で血液流路の壁と本質的に同一平面である。また外端部分は、以下に説明するように、血栓捕獲手段として働くために、凹面の部分または凹部１１６ａ（図では誇張する）を備える。
【００５９】
第１のピストン１１６のストライク範囲は、図８〜１１を参照して以下に説明するように、血液流路１４全体を横切って延びるような範囲である。第１のピストン１６内には、第１のピストンが延びた位置にあるときにストリップを収容するために、ストリップ１１２ａの数に対応する複数のチャネル１１６ｂが設けられる。
【００６０】
第１のピストン１１６はまた、血液流路の方向に複数の貫通孔１１７を備える。これらの貫通孔により、図１２を参照して以下に説明するように、クリーニング動作中も血液が血液流路を流れることができる。
【００６１】
第１のピストン１１６から血液流路１１４を横切って、第２のピストン１１８が設けられる。この第２のピストン１１８もまた、血液流路１１４の方向に対して本質的に垂直の方向に動くことができ、例えばばね１１８ａを用いてこの方向に付勢される。同様に、第２のピストンの外端部分は、第１のピストン１１６の凹部１１６ａに類似の凹部１８ｂを備える。
【００６２】
第１のピストン１１６および第２のピストン１１８は、Ｏシーリングなどのそれぞれのシーリング１２０を用いて筐体１１１に封止される。
【００６３】
本発明による方法の好ましい実施形態について、上述のデバイスの異なる動作ステップを示す図８〜１１を参照して次に説明する。図８は、図５に類似の図である。しかし、この図は動作中の血栓除去デバイス１００を示し、フィルタ１１２上には、概して１２２と呼ぶ血栓が集まっている。
【００６４】
図９では、第１のピストン１１６は、図８に示す後退した開始位置から延びた位置へ直線的に動いており、その外端部分は、第２のピストン１１８に接触している。第１のピストン１１６の外端内の凹部１１６ａのため、血栓１２２は凹部１１６ａ内に集められ、それによって第１のピストン１１６の運動中に第１のピストン１１６とともに運ばれる。図９に示すステップでは、血栓は、第１のピストン１１６と第２のピストン１１８の間の凹部１１６ａ内に閉じ込められる。
【００６５】
第１のピストン１１６を、図９に示す位置から追加の距離だけ動かすことによって、第２のピストン１１８は、完全に後退した位置まで、ばね１１８ａの力に対して押し付けられる。図１０を参照されたい。この位置で複数のストリップ１１２ａは、第１のピストン内のそれぞれのチャネル１１６ｂ内に完全に受け入れられる。第１および第２のピストンの外端は遮られていない空胴を画定し、この空洞内に血栓が閉じ込められることがわかる。それによって、何らかの適切な手段によりこれらの血栓を除去することが可能である。１つのそのような手段は、血液流路１１４の方向と第１のピストン１１６および第２のピストン１１８の運動の方向の両方に対して垂直の方向に動ける第３のピストン１２４とすることができる。この第３のピストンは、第１のピストン１１６によって収集された血栓を削り取り、これらの血栓を血栓除去デバイス１００および血液流路１１４の外側の位置へ動かす。第３のピストンの運動は、圧縮空気、ソレノイド、電気モータなどを用いて制御することができる。
【００６６】
図１２は、完全に延びた位置にある、すなわち図１１に対応する第１のピストン１１６の側面図を示す。ここでは、この位置で、貫通孔１１７が血液流路１１４と位置合せされ、それによってフィルタ１１２のクリーニング中にも血液が血液流路１１４を流れることができることがわかる。
【００６７】
図１３は、図１１の線Ｘ−Ｘに沿って切り取った横断面図を示す。ここでは、第３のピストン１２４が、図中に矢印によって示す下方運動中に血栓１２２を収集することがわかる。これらの血栓は、第３のピストン１２４が図１４に示すその下端位置に到達したとき、血栓除去デバイス１００から排出される。
【００６８】
図１０を再び参照すると、圧縮空気を使用して、第１のピストン１１６および第２のピストン１１８によって形成された空胴から収集された血栓を排出できることが理解される。
【００６９】
図１５〜２８は、心臓ポンプ装置を人体構成骨２４０の構造に固定することを示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱の一部とすることができる。一実施形態によれば、心臓ポンプ装置１０は、固定部材２４１によって人体構成骨２４０の構造に固定され、前記固定部材は、人体構成骨２４０の構造と接触している板２４２を備えることができる。心臓ポンプ装置１０はまた、第２の固定部材２４１ｂを使用して人体構成骨２４０の構造に固定することができ、第２の固定部材２４１ｂもまた板２４２ｂを備えることができ、板２４２ｂを人体構成骨２４０の構造と接触させることができる。
【００７０】
図１５は、心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱構造の一部とすることができる。この実施形態によれば、心臓ポンプ装置１０は、板２４２ａを備える第１の固定部材２４１ａと、板２４２ｂを備える第２の固定部材２４１ｂとを備える。第１および第２の固定部材は、人体構成骨２４０の構造の腹側Ａから配置された貫通ねじ２４３を使用して互いに取り付けられる。代替実施形態では、人体構成骨２４０の構造の背側Ｐから配置されたねじを備えることができる。第１の固定部材２４１ａおよび第２の固定部材２４１ｂは、人体構成骨２４０の構造を締め付ける。固定部材２４１ａは接続アーム２４４と接触することができ、接続アーム２４４は心臓のポンプ・デバイスと接触することができる。
【００７１】
図１６は、板２４２ａを備える１つの固定部材２４１ａだけを使用して心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱構造の一部とすることができる。人体構成骨２４０の構造の腹側Ａから貫通ねじ２４３が配置され、板２４２ａ内で固定される。代替実施形態では、人体構成骨２４０の構造の背側Ｐから配置されたねじを備えることができ、その場合これらのねじは、人体構成骨の構造と接続して配置されたナット内に固定することができ、または人体構成骨２４０の構造の骨内に直接固定することができる。固定部材２４１ａは接続アーム２４４と接触することができ、接続アーム２４４は心臓のポンプ・デバイスと接触することができる。
【００７２】
図１７は、心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱の一部とすることができる。この実施形態によれば、心臓ポンプ装置１０は、板２４２ａを備える第１の固定部材２４１ａと、板２４２ｂを備える第２の固定部材２４１ｂとを備える。第１および第２の固定部材は、人体構成骨２４０の構造の背側Ｐから配置された貫通ねじ２４３を使用して互いに取り付けられる。これらのねじは、構造構成骨２４０の腹側に配置されたナット２４５に固定される。代替実施形態では、人体構成骨２４０の構造の腹側Ａから配置されたねじを備えることができ、その場合これらのナットは、構造構成骨２４０の背側Ｐに配置される。第１の固定部材２４１ａおよび第２の固定部材２４１ｂは、人体構成骨２４０の構造を締め付ける。固定部材２４１ａは接続アーム２４４と接触することができ、接続アーム２４４は心臓のポンプ・デバイスと接触することができる。
【００７３】
図１８は、板２４２ａを備える１つの固定部材２４１ａだけを使用して心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱構造の一部とすることができる。固定部材を人体構成骨の構造に固定させるねじ２４３は、人体構成骨２４０の構造の背側Ｐから配置される。これらのねじは、固定部材を人体構成骨２４０の構造の背部の皮質と腹部の皮質の両方に固定させるが、これらのねじは、腹部または背部の皮質のみに固定されることが考えられる。代替実施形態では、人体構成骨２４０の構造の腹側Ａから配置されたねじを備えることができ、その場合固定部材２４１ａは、人体構成骨２４０の構造の腹側Ａに配置される。
【００７４】
図１９は、板２４２ｂを備える１つの固定部材２４１ｂおよび板をもたない１つの固定部材２４１ａを使用して心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱構造の一部とすることができる。固定部材２４１ａ、ｂを人体構成骨２４０の構造に固定させるねじ２４３は、人体構成骨２４０の構造の腹側Ａから配置され、固定部材２４１ａ内に固定される。第１の固定部材２４１ａおよび第２の固定部材２４１ｂは、人体構成骨２４０の構造を締め付ける。固定部材２４１ａは接続アーム２４４と接触することができ、接続アーム２４４は心臓のポンプ・デバイスと接触することができる。
【００７５】
図２０は、板２４２ｂを備える１つの固定部材２４１ｂおよび板をもたない１つの固定部材２４１ａを使用して心臓ポンプ装置１０が人体構成骨２４０の構造に固定される一実施形態を示す。この構造は、胸骨、１つもしくは複数の肋骨を含む胸郭の一部、または少なくとも１つの脊椎骨を含む脊柱構造の一部とすることができる。固定部材２４１ａ、ｂを人体構成骨２４０の構造に固定させるねじ２４３は、人体構成骨２４０の構造の背側Ｐから配置され、固定部材２４１ｂの板２４２ｂ内に固定される。第１の固定部材２４１ａおよび第２の固定部材２４１ｂは、人体構成骨２４０の構造を締め付ける。固定部材２４１ａは接続アーム２４４と接触することができ、接続アーム２４４は心臓のポンプ・デバイスと接触することができる。
【００７６】
図２１は、心臓ポンプ装置１０がヒト患者の胸骨２５０に固定されるように適合される一実施形態を示す。このデバイスは、ねじ２４３を使用して胸骨に固定される固定部材２４１ｂを使用して固定される。しかし、心臓ポンプ装置は、前述の固定部材を配置する方法のいずれかを使用して、人間の特許の胸骨２５０に固定することができる。
【００７７】
図２２は、心臓ポンプ装置１０が２本の肋骨２５１、２５２に固定されるように適合される一実施形態を示す。板２４２ｂを備える固定部材２４１が、固定部材を肋骨の皮質に固定させるように適合されたねじで固定される。
【００７８】
図２３は、心臓ポンプ装置１０が２本の肋骨２５１、２５２に固定されるように適合される一実施形態を示す。胸郭の背側には第１の板２４２ａが設けられ、胸郭の腹側には第２の板２４２ｂが設けられる。これらの肋骨をねじ２４３が貫通し、第１の板２４２ａを第２の板２４２ｂに固定させる。これらのねじを締めることで、肋骨２５１、２５１の締付け効果を生じさせ、心臓ポンプ装置１０を固定する。別の実施形態（図示せず）では、ねじ２４３は肋骨２５１、２５２間に配置され、それによって肋骨２５１、２５２の締付け効果を提供する。
【００７９】
図２４は、心臓ポンプ装置１０が１本の肋骨２５２に固定されるように適合される一実施形態を示す。胸郭の背側には板２４２ａが設けられ、板２４２ａの外側からねじ２４３が設けられ、肋骨２５２を貫通して板２４２ａを肋骨２５２に固定させる。
【００８０】
図２５は、コードまたはバンド２５４を使用して心臓ポンプ装置１０が１本の肋骨２５２に固定されるように適合され、それによって肋骨２５２を貫通する必要のない一実施形態を示す。しかしこの心臓ポンプ装置は、前述の固定部材を配置する方法のいずれかを使用して人間の特許の胸郭に固定することができる。
【００８１】
図２６は、心臓ポンプ装置１０が脊柱の脊椎骨２５５に固定されるように適合される一実施形態を示す。脊椎骨２５５には、ねじ２４３を使用して固定部材２４１が固定される。この心臓ポンプ装置は、心臓ポンプ装置１０を固定部材２４１へ接続する接続接続アーム２４４をさらに備える。
【００８２】
図２７は、心臓ポンプ装置１０が脊柱の２つの脊椎骨２５５、２５６に固定されるように適合される一実施形態を示す。２つの脊椎骨２５５、２５６には、ねじ２４３を使用して固定部材２４１が固定される。この心臓ポンプ装置は、心臓ポンプ装置１０を固定部材２４１へ接続する接続接続アーム２４４をさらに備える。
【００８３】
図２８は、前記脊椎骨２５５を締め付けることによって心臓ポンプ装置が脊柱の脊椎骨２５５に固定されるように適合される一実施形態を示す。脊椎骨の２つの側面に２つの固定部材２４１ａ、２４１ｂが配置され、第１の固定部材２４１ａと第２の固定部材２４１ｂの間で、ねじ２４３を備える取付け具が脊椎骨を締め付ける。この心臓ポンプ装置は、心臓ポンプ装置１０を固定部材２４１へ接続する接続接続アーム２４４をさらに備える。
【００８４】
上述のすべての実施形態では、取付け手段を他の機械的取付け具または接着剤で置き換えることができる。適切な他の機械的取付け具は、ポップ・リベット、釘、ステープル、バンド、またはコードとすることができる。機械的固定部材は、金属またはセラミック材料のものとすることができる。適切な金属材料は、チタンまたは外科用スチールとすることができる。
【００８５】
図２９は、患者の腹部内に配置された本発明の装置１０を備える疾患を治療するシステムを示す。埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、動力供給線１００３を介してこの装置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１０を非侵襲的に付勢する体外エネルギー伝送デバイス１００４が、少なくとも１つの無線エネルギー信号によってエネルギーを伝送する。埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、無線エネルギー信号からのエネルギーを電気エネルギーに変換させ、この電気エネルギーは、動力供給線１００３を介して供給される。
【００８６】
埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２はまた、信号およびエネルギーの受信および／または伝送用のコイル、信号の受信および／または伝送用のアンテナ、マイクロ制御装置、任意選択でキャパシタなどのエネルギー貯蔵域を備える充電制御ユニット、温度センサ、圧力センサ、位置センサ、運動センサなどの１つまたは複数のセンサ、送受信器、任意選択でモータ制御装置を含むモータ、ポンプ、ならびに医療用インプラントの動作を制御する他の部分など、他の構成要素を備えることができる。
【００８７】
無線エネルギー信号は、音波信号、超音波信号、電磁波信号、赤外光信号、可視光信号、紫外光信号、レーザ光信号、マイクロ波信号、無線波信号、Ｘ線放射信号、およびガンマ放射信号から選択された波信号を含むことができる。別法として、無線エネルギー信号は、電界もしくは磁界、または組み合わせた電界と磁界を含むことができる。
【００８８】
無線のエネルギー伝送デバイス１００４は、無線エネルギー信号を搬送する搬送信号を伝送することができる。そのような搬送信号は、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合せを含むことができる。この場合、無線エネルギー信号は、アナログ信号もしくはデジタル信号、またはアナログ信号とデジタル信号の組合せを含む。
【００８９】
一般的に言えば、エネルギー変換デバイス１００２は、エネルギー伝送デバイス１００４によって伝送される第１の形の無線エネルギーを、通常第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させるために設けられる。埋込まれた装置１０は、第２の形のエネルギーに応答して動作可能である。エネルギー変換デバイス１００２は、エネルギー伝送デバイス１００４によって伝送される第１の形のエネルギーを第２の形のエネルギーに変換させるとき、第２の形のエネルギーで装置に直接動力供給することができる。このシステムは埋込み可能アキュムレータをさらに含むことができ、第２の形のエネルギーは、アキュムレータを充電するために少なくとも部分的に使用される。
【００９０】
別法として、エネルギー伝送デバイス１００４によって無線エネルギーが伝送されているとき、エネルギー伝送デバイス１００４によって伝送される無線エネルギーを使用して、装置に直接動力供給することができる。システムが、以下に記載のように、装置を動作させる動作デバイスを備える場合、エネルギー伝送デバイス１００４によって伝送される無線エネルギーを使用して動作デバイスに直接動力供給し、装置の動作のための運動エネルギーを生じさせることができる。
【００９１】
第１の形の無線エネルギーは音波を含むことができ、エネルギー変換デバイス１００２は、音波を電気エネルギーに変換させる圧電素子を含むことができる。第２の形のエネルギーは、直流電流もしくはパルス状直流電流、または直流電流とパルス状直流電流の組合せ、あるいは交流電流、または直流電流と交流電流の組合せの形で電気エネルギーを含むことができる。通常、装置は、電気的エネルギーで付勢される電気構成要素を備える。システムの他の埋込み可能な電気構成要素は、装置の電気構成要素と接続された少なくとも１つの電圧レベル・ガードまたは少なくとも１つの定電流ガードとすることができる。
【００９２】
任意選択で、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、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含むことができる。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、磁気、運動、化学、音波、核、または熱でないことが好ましい。
【００９３】
エネルギー伝送デバイスは、電磁無線エネルギーを放出するように患者の体外から制御することができ、放出された電磁無線エネルギーは、装置を動作させるために使用される。別法として、エネルギー伝送デバイスは、非磁気的無線エネルギーを放出するように患者の体外から制御され、放出された非磁気的無線エネルギーは、装置を動作させるために使用される。
【００９４】
体外エネルギー伝送デバイス１００４はまた、装置を非侵襲的に制御する無線制御信号を伝送する体外信号伝送器を有する無線遠隔制御装置を含む。制御信号は、埋込まれた信号受信器によって受け取られる。信号受信器は、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２内に組み込むことができ、またはエネルギー変換デバイス１００２とは別個のものとすることができる。
【００９５】
無線制御信号は、周波数、振幅、もしくは位相が変調された信号、またはこれらの組合せを含むことができる。別法として、無線制御信号は、アナログ信号もしくはデジタル信号、またはアナログ信号とデジタル信号の組合せを含む。別法として、無線制御信号は、電界もしくは磁界、または組み合わせた電界と磁界を含む。
【００９６】
無線遠隔制御装置は、無線制御信号を搬送する搬送信号を伝送することができる。そのような搬送信号は、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合せを含むことができる。制御信号がアナログ信号もしくはデジタル信号、またはアナログ信号とデジタル信号の組合せを含む場合、無線遠隔制御装置は、デジタルまたはアナログ制御信号を搬送する電磁搬送波信号を伝送することが好ましい。
【００９７】
図３０は、図２９のシステムをより簡略化したブロック図の形で示し、装置１０、動力供給線１００３を介して装置１０に動力供給するエネルギー変換デバイス１００２、および体外エネルギー伝送デバイス１００４を示す。垂直な線によって概略的に示す患者の皮膚１００５は、線の右側の患者の体内と線の左側の体外を分離する。
【００９８】
図３１は、装置１０を反転させるための反転デバイスが、例えば分極エネルギーによって動作可能な電気スイッチ１００６の形で患者内に埋込まれることを除いて、図３０のものと同一の本発明の一実施形態を示す。分極エネルギーによってスイッチが動作されたとき、体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置は、分極エネルギーを搬送する無線信号を伝送し、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、無線分極エネルギーを、電気スイッチ１００６を動作させる分極電流に変換する。埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２によって電流の極性がシフトされたとき、電気スイッチ１００６は、装置１０によって実行される機能を反転させる。
【００９９】
図３２は、装置１０を動作させるために患者内に埋込まれた動作デバイス１００７が、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２と装置１０の間に設けられることを除いて、図３０のものと同一の本発明の一実施形態を示す。この動作デバイスは、電気サーボ・モータなどのモータ１００７の形とすることができる。モータ１００７は、体外エネルギー伝送デバイス１００４の遠隔制御装置が、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２の受信器へ無線信号を伝送したとき、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２からのエネルギーで動力供給される。
【０１００】
図３３は、モータ／ポンプ・ユニット１００９および流体リザーバ１０１０を含むアセンブリ１００８の形で患者内に埋込まれる動作デバイスも備えることを除いて、図３０のものと同一の本発明の一実施形態を示す。この場合、装置１０は液圧で動作され、すなわちモータ／ポンプ・ユニット１００９によって流体リザーバ１０１０から導管１０１１を通して装置１０へ液圧流体を汲み上げて装置を動作させ、モータ／ポンプ・ユニット１００９によって再び装置１０から流体リザーバ１０１０へ液圧流体を汲み上げて、装置を開始位置に戻す。埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、無線エネルギーを電流、例えば分極電流に変換し、動力供給線１０１２を介してモータ／ポンプ・ユニット１００９に動力供給する。
【０１０１】
液圧動作式の装置１０ではなく、動作デバイスが空気圧動作デバイスを構成することも想定される。この場合、液圧流体は、調節に使用される加圧空気とすることができ、流体リザーバは空気チャンバに置き換えられる。
【０１０２】
これらのすべての実施形態では、エネルギー変換デバイス１００２は、無線エネルギーによって充電される電池またはキャパシタのような充電可能アキュムレータを含むことができ、システムの任意のエネルギー消費部分に対してエネルギーを供給する。
【０１０３】
代替手段として、上述の無線遠隔制御装置は、任意の埋込まれた部分の手動制御で置き換えることができ、ほとんどの場合間接的に患者の手によって、例えば皮膚の下に配置されたプレス・ボタンと接触することができる。
【０１０４】
図３４は、その無線遠隔制御装置をもつ体外エネルギー伝送デバイス１００４と、この場合液圧で動作される装置１０と、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２とを備え、またすべて患者内に埋込まれた液圧流体リザーバ１０１３と、モータ／ポンプ・ユニット１００９と、液圧バルブ・シフト・デバイス１０１４の形の反転デバイスとをさらに備える本発明の一実施形態を示す。もちろん、液圧動作は、ポンプ方向を単に変化させることによって容易に実行することができ、したがって液圧バルブを省略することができる。遠隔制御装置は、体外エネルギー伝送デバイスから分離されたデバイスとすることができ、または体外エネルギー伝送デバイス内に含まれたデバイスとすることができる。モータ／ポンプ・ユニット１００９のモータは電気モータである。体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置からの制御信号に応答して、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、制御信号によって搬送されるエネルギーからのエネルギーでモータ／ポンプ・ユニット１００９に動力供給し、それによってモータ／ポンプ・ユニット１００９は、液圧流体リザーバ１０１３と装置１０の間で液圧流体を分配する。体外エネルギー伝送デバイス１００４の遠隔制御装置は、モータ／ポンプ・ユニット１００９によって液圧流体リザーバ１０１３から装置１０へ流体を汲み上げて装置を動作させる１つの方向と、モータ／ポンプ・ユニット１００９によって再び装置１０から液圧流体リザーバ１０１３へ流体を汲み上げて装置を開始位置に戻す別の逆方向との間で、液圧流体の流れ方向をシフトさせるように、液圧バルブ・シフト・デバイス１０１４を制御する。
【０１０５】
図３５は、その無線遠隔制御装置をもつ体外エネルギー伝送デバイス１００４と、装置１０と、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２と、体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置によって制御される埋込まれた体内制御ユニット１０１５と、埋込まれたアキュムレータ１０１６と、埋込まれたキャパシタ１０１７とを備える本発明の一実施形態を示す。体内制御ユニット１０１５は、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２から受け取った電気エネルギーの貯蔵域をアキュムレータ１０１６内に構成し、アキュムレータ１０１６は、装置１０にエネルギーを供給する。体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置からの制御信号に応答して、体内制御ユニット１０１５は、装置１０の動作のために、アキュムレータ１０１６からの電気エネルギーを放出し、放出されたエネルギーを、動力線１０１８および１０１９を介して伝達し、または埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２からの電気エネルギーを直接、動力線１０２０、電流を安定化するキャパシタ１０１７、動力線１０２１、および動力線１０１９を介して伝達する。
【０１０６】
体内制御ユニットは、患者の体外からプログラム可能であることが好ましい。好ましい実施形態では、体内制御ユニットは、事前にプログラムされた時間スケジュール、または患者の任意の可能な物理パラメータもしくはシステムの任意の機能パラメータを感知する任意のセンサからの入力に従って、装置１０を調節するようにプログラムされる。
【０１０７】
代替手段によれば、図７の実施形態のキャパシタ１０１７を省略することができる。別の代替手段によれば、この実施形態のアキュムレータ１０１６を省略することができる。
【０１０８】
図３６は、装置１０の動作のためのエネルギーを供給する電池１０２２、および装置１０の動作を切り換える電気スイッチ１０２３も患者内に埋込まれることを除いて、図６３のものと同一の本発明の一実施形態を示す。電気スイッチ１０２３は、電池１０２２が使用されていないオフ・モードから、電池１０２２が装置１０の動作のためのエネルギーを供給するオン・モードへ切り換わるように、遠隔制御装置によって制御することができ、また、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２によって供給されるエネルギーによって動作させることができる。
【０１０９】
図３７は、体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置によって制御可能な体内制御ユニット１０１５も患者内に埋込まれることを除いて、図６９のものと同一の本発明の一実施形態を示す。この場合、電気スイッチ１０２３は、無線遠隔制御装置が体内制御ユニット１０１５を制御できず、電池が使用されていないオフ・モードから、遠隔制御装置が体内制御ユニット１０１５を制御して装置１０の動作のために電池１０２２からの電気エネルギーを放出できる待機モードへ切り換わるように、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２によって供給されるエネルギーによって動作される。
【０１１０】
図３８は、電池１０２２の代わりにアキュムレータ１０１６が使用され、埋込まれた構成要素が異なる形で相互に接続されることを除いて、図３７のものと同一の本発明の一実施形態を示す。この場合、アキュムレータ１０１６は、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２からのエネルギーを貯蔵する。体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置からの制御信号に応答して、体内制御ユニット１０１５は、アキュムレータ１０１６が使用されていないオフ・モードから、アキュムレータ１０１６が装置１０の動作のためのエネルギーを供給するオン・モードへ切り換わるように、電気スイッチ１０２３を制御する。アキュムレータは、キャパシタと組み合わせることができ、またはキャパシタに置き換えることができる。
【０１１１】
図３９は、電池１０２２も患者内に埋込まれ、埋込まれた構成要素が異なる形で相互に接続されることを除いて、図３８のものと同一の本発明の一実施形態を示す。体外エネルギー伝送デバイス１００４の無線遠隔制御装置からの制御信号に応答して、体内制御ユニット１０１５は、電池１０２２が使用されていないオフ・モードから、電池１０２２が装置１０の動作のための電気エネルギーを供給するオン・モードへ切り換わるように、アキュムレータ１０１６を制御して電気スイッチ１０２３を動作させるためのエネルギーを送出する。
【０１１２】
別法として、電気スイッチ１０２３は、無線遠隔制御装置が電池１０２２を制御して電気エネルギーを供給できず、無線遠隔制御装置が使用されていないオフ・モードから、無線遠隔制御装置が電池１０２２を制御して装置１０の動作のための電気エネルギーを供給できる待機モードへ切り換わるように、アキュムレータ１０１６によって供給されるエネルギーによって動作させることができる。
【０１１３】
この出願のスイッチ１０２３および他のすべてのスイッチは、最も広い実施形態で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、もしくはＤＡ変換器、または動力のオンとオフを切り換えることができる任意の他の電子構成要素もしくは回路を意味する。スイッチは、体外から制御されることが好ましく、または別法として埋込まれた体内制御ユニットによって制御される。
【０１１４】
図４０は、モータ１００７、ギア・ボックス１０２４の形の機械的反転デバイス、およびギア・ボックス１０２４を制御する体内制御ユニット１０１５も患者内に埋込まれることを除いて、図３６のものと同一の本発明の一実施形態を示す。体内制御ユニット１０１５は、装置１０（機械動作式）によって実行される機能を反転させるように、ギア・ボックス１０２４を制御する。モータの方向を電子的に切り換えるとさらに簡単である。最も広い実施形態で解釈されるギア・ボックスは、より長い行程を行うのに有利なように、動作デバイスのための力を節約するサーボ構成を意味することができる。
【０１１５】
図４１は、埋込まれた構成要素が異なる形で相互に接続されることを除いて、図４０のものと同一の本発明の一実施形態を示す。したがって、この場合体内制御ユニット１０１５は、アキュムレータ１０１６、適切にはキャパシタが、電気スイッチ１０２３を作動させてオン・モードに切り換えたとき、電池１０２２によって動力供給される。電気スイッチ１０２３がオン・モードであるとき、体内制御ユニット１０１５は、装置１０の動作のためのエネルギーを供給するように、または供給しないように、電池１０２２を制御することができる。
【０１１６】
図４２は、様々な通信オプションを実現する装置の埋込まれた構成要素の考えられる組合せを概略的に示す。基本的に、装置１０と、体内制御ユニット１０１５と、モータまたはポンプ・ユニット１００９と、体外の無線遠隔制御装置を含む体外エネルギー伝送デバイス１００４とが存在する。既に上述したように、無線遠隔制御装置は制御信号を伝送し、この制御信号は体内制御ユニット１０１５によって受け取られ、体内制御ユニット１０１５は、装置の様々な埋込まれた構成要素を制御する。
【０１１７】
患者の物理パラメータを感知するフィードバック・デバイスを、患者内に埋込むことができる。フィードバック・デバイスは、センサまたは測定デバイス１０２５を備えることが好ましい。物理パラメータは、圧力、体積、直径、伸縮性、伸度、延長性、運動、曲げ、弾性、筋肉収縮、神経インパルス、体温、血圧、血流、心拍、および呼吸からなる群から選択された少なくとも１つとすることができる。センサは、上記の物理パラメータのいずれかを感知することができる。例えば、センサを圧力または運動性センサとすることができる。別法として、センサ１０２５は、機能パラメータを感知するように構成することができる。機能パラメータは、埋込まれたエネルギー源を充電するエネルギーの伝達に相関したものとすることができ、また電気、任意の電気的パラメータ、圧力、体積、直径、伸縮性、伸度、延長性、運動、曲げ、弾性、温度、および流れからなるパラメータの群から選択された少なくとも１つをさらに含むことができる。
【０１１８】
フィードバックは、体内制御ユニットへ、または好ましくは体内制御ユニットを介して体外の制御ユニットへ送ることができる。フィードバックは、エネルギー伝達システムまたは受信器および伝送器をもつ別個の通信システムを介して身体から外へ送ることができる。
【０１１９】
体内制御ユニット１０１５、または別法として体外エネルギー伝送デバイス１００４の体外の無線遠隔制御装置は、センサ１０２５からの信号に応答して装置１０を制御することができる。センサ１０２５には、感知した物理パラメータに関する情報を体外の無線遠隔制御装置へ送る送受信器を組み合わせることができる。無線遠隔制御装置は、信号伝送器または送受信器を備えることができ、体内制御ユニット１０１５は、信号受信器または送受信器を備えることができる。別法として、無線遠隔制御装置は、信号受信器または送受信器を備えることができ、体内制御ユニット１０１５は、信号伝送器または送受信器を備えることができる。上記の送受信器、伝送器、および受信器を使用して、装置１０に関係する情報またはデータを患者の体内から体外へ送ることができる。
【０１２０】
モータ／ポンプ・ユニット１００９およびモータ／ポンプ・ユニット１００９に動力供給する電池１０２２が埋込まれる場合、電池１０２２の充電に関係する情報をフィードバックすることができる。より正確には、電池またはアキュムレータをエネルギーで充電するとき、前記充電プロセスに関係するフィードバック情報が送られ、それに応じてエネルギー供給が変化される。
【０１２１】
図４３は、患者の体外から装置１０が調節される代替実施形態を示す。システム１０００は、皮下電気スイッチ１０２６を介して装置１０に接続された電池１０２２を備える。したがって、装置１０の調節は、皮下スイッチを手動で押すことによって非侵襲的に実行され、それによって装置１０の動作のオンとオフが切り換えられる。図示の実施形態は簡略化したものであること、そして体内制御ユニットまたは本出願に開示のあらゆる他の部分などの追加の構成要素をシステムに追加できることが理解されよう。２つの皮下スイッチを使用することもできる。好ましい実施形態では、１つの埋込まれたスイッチが体内制御ユニットへ情報を送って特定の所定の実行を行い、患者が再びスイッチを押すと、その実行が反転される。
【０１２２】
図４４は、システム１０００が装置に液圧で接続された液圧流体リザーバ１０１３を備える代替実施形態を示す。装置に接続された液圧リザーバを手動で押すことによって、非侵襲的な調節が実行される。
【０１２３】
このシステムは、体外データ通信器と、体外データ通信器と通信する埋込み可能な体内データ通信器とを含むことができる。体内通信器は、装置または患者に関係するデータを体外データ通信器へ送り、かつ／または体外データ通信器は、体内データ通信器へデータを送る。
【０１２４】
図４５は、装置１０の埋込まれたエネルギー消費構成要素に接続された埋込まれた体内エネルギー受信器１００２に正確な量のエネルギーを供給するために、装置もしくはシステムの少なくとも１つの機能パラメータまたは患者の物理パラメータに関係するフィードバック情報を与えるように、患者の体内から体外へ情報を送ることが可能なシステムの構成を概略的に示す。そのようなエネルギー受信器１００２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。簡単に説明したように、患者の体外に位置する体外エネルギー源１００４ａから無線エネルギーが伝送され、患者の体内に位置する体内エネルギー受信器１００２によって受け取られる。体内エネルギー受信器は、受け取ったエネルギーを、スイッチ１０２６を介して装置１０のエネルギー消費構成要素に直接または間接的に供給するように適合される。体内エネルギー受信器１００２によって受け取ったエネルギーと装置１０に使用されるエネルギーの間でエネルギー・バランスが決定され、次いで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、このエネルギー・バランスは、装置１０を正しく動作させるのに十分であるが必要以上の温度上昇を引き起こさない、必要なエネルギーの正しい量に関する正確な指示を提供する。
【０１２５】
図４５では、患者の皮膚を垂直な線１００５で示す。ここでは、エネルギー受信器は、患者の体内、好ましくは患者の皮膚１００５のすぐ下に位置するエネルギー変換デバイス１００２を備える。一般的に言えば、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、腹部、胸部、筋膜（例えば、腹壁）、皮下、または任意の他の適切な位置に配置することができる。埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２は、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２近傍で患者の皮膚１００５の外側に位置する体外エネルギー伝送デバイス１００４内に設けられた体外エネルギー源１００４ａから伝送される無線エネルギーＥを受け取るように適合される。
【０１２６】
当技術分野ではよく知られているように、無線エネルギーＥは通常、体外エネルギー源１００４ａ内に構成された１次コイルと、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２内に構成された隣接する２次コイルとを含むデバイスなど、任意の適切な経皮エネルギー伝達（ＴＥＴ）デバイスを用いて伝達することができる。１次コイルに電流が流されると、２次コイル内で電圧の形でエネルギーが誘導され、例えば入ってくるエネルギーを充電可能な電池またはキャパシタなどの埋込まれたエネルギー源内に貯蔵した後、このエネルギーを使用して、装置の埋込まれたエネルギー消費構成要素に動力供給することができる。しかし、本発明は一般に、いかなる特定のエネルギー伝達技法、ＴＥＴデバイス、またはエネルギー源にも限定されるものではなく、あらゆる種類の無線エネルギーを使用することができる。
【０１２７】
埋込まれたエネルギー受信器によって受け取ったエネルギーの量は、装置の埋込まれた構成要素によって使用されるエネルギーと比較することができる。ここで「使用されるエネルギー」という用語は、装置の埋込まれた構成要素によって貯蔵されるエネルギーも含むことが理解される。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体外エネルギー源１００４ａを制御する体外制御ユニット１００４ｂを含む。正しい量のエネルギーを伝達するために、エネルギー・バランスおよびエネルギーの必要な量は、スイッチ１０２６と装置１０の間に接続された埋込まれた体内制御ユニット１０１５を含む決定デバイスを用いて決定される。したがって体内制御ユニット１０１５は、装置１０の特定の特性を測定する適切なセンサなど（図示せず）によって得られた様々な測定を受け取って、装置１０の正しい動作に必要なエネルギーの量を何らかの方法で反映するように構成することができる。さらに、患者の症状を反映するパラメータを提供するために、適切な測定デバイスまたはセンサを用いて、患者の現在の症状を検出することもできる。したがって、そのような特性および／またはパラメータは、動力消費、動作モード、および温度などの装置１０の現在の状態、ならびに体温、血圧、心拍、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症状に関係したものとすることができる。他の種類の患者の物理パラメータおよびデバイスの機能パラメータについても、別途説明している。
【０１２８】
さらに任意選択で、受け取ったエネルギーを蓄積して装置１０によって後に使用するために、アキュムレータ１０１６の形のエネルギー源を、制御ユニット１０１５を介して埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２に接続することができる。別法として、または追加として、エネルギーの必要な量も反映するそのようなアキュムレータの特性も、同様に測定することができる。アキュムレータを充電可能な電池で置き換えることができ、測定される特性は、電池の現在の状態、エネルギー消費電圧などの任意の電気的パラメータ、温度などに関係したものとすることができる。十分な電圧および電流を装置１０に提供し、また過度の加熱を回避するために、埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２から正しい量、すなわち少なすぎたり多すぎたりしないエネルギーを受け取ることによって、電池が最適に充電されるべきであることが明らかに理解される。アキュムレータはまた、対応する特性をもつキャパシタとすることができる。
【０１２９】
例えば、電池特性を定期的に測定して、電池の現在の状態を決定することができ、次いでこの状態を、状態情報として体内制御ユニット１０１５内の適切な記憶手段内に記憶することができる。したがって、新しい測定を行ったときはいつでも、それに応じて記憶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、電池を最適の条件で維持するように、正しい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。
【０１３０】
したがって、決定デバイスの体内制御ユニット１０１５は、装置１０の前述のセンサもしくは測定デバイス、患者、または使用される場合埋込まれたエネルギー源、あるいはこれらの任意の組合せによって行った測定に基づいて、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の量（時間単位当たりのエネルギーもしくは蓄積されたエネルギー）を決定するように適合される。体内制御ユニット１０１５は、体内信号伝送器１０２７にさらに接続され、体内信号伝送器１０２７は、決定された必要なエネルギーの量を反映する制御信号を、体外制御ユニット１００４ｂに接続された体外信号受信器１００４ｃに伝送するように構成される。次いで、受け取った制御信号に応答して、体外エネルギー源１００４ａから伝送されるエネルギーの量を調節することができる。
【０１３１】
別法として、決定デバイスは、体外制御ユニット１００４ｂを含むことができる。この代替手段では、センサ測定を体外制御ユニット１００４ｂへ直接伝送することができ、体外制御ユニット１００４ｂによってエネルギー・バランスおよび／または現在必要なエネルギーの量を決定することができ、したがって体内制御ユニット１０１５の上述の機能を体外制御ユニット１００４ｂ内に組み込むことができる。その場合、体内制御ユニット１０１５を省略することができ、センサ測定は体内信号伝送器１０２７へ直接供給され、体内信号伝送器１０２７は、それらの測定を、体外信号受信器１００４ｃおよび体外制御ユニット１００４ｂへ送る。次いで、それらのセンサ測定に基づいて、体外制御ユニット１００４ｂによってエネルギー・バランスおよび現在必要なエネルギーの量を決定することができる。
【０１３２】
したがって、図４５の構成による本解決策は、必要なエネルギーを示す情報のフィードバックを用いる。この解決策は、例えばエネルギーの量、エネルギー差、または装置の埋込ま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率と比較したエネルギー受信率に関して、受け取ったエネルギーと比較したエネルギーの実際の使用に基づいているため、先の解決策より効率的である。この装置は、受け取ったエネルギーを使用して消費し、またはそのエネルギーを埋込まれたエネルギー源などに貯蔵することができる。したがって、上記で論じた異なるパラメータは、関係があり必要な場合、実際のエネルギー・バランスを決定する道具として使用されるはずである。しかし、そのようなパラメータ自体もまた、装置を特に動作させるために体内でとられる何らかの動作に必要とされることがある。
【０１３３】
体内信号伝送器１０２７および体外信号受信器１００４ｃは、無線、ＩＲ（赤外線）、または超音波信号などの適切な信号伝達手段を使用して、別個のユニットとして実装することができる。別法として、体内信号伝送器１０２７および体外信号受信器１００４ｃは、基本的に同じ伝送技法を使用して制御信号をエネルギー伝達に対して逆方向へ運ぶように、それぞれ埋込まれたエネルギー変換デバイス１００２および体外エネルギー源１００４ａ内に組み込むことができる。これらの制御信号は、周波数、位相、または振幅に関して変調することができる。
【０１３４】
したがって、フィードバック情報は、受信器および伝送器を含む別個の通信システムによって伝達することができ、またはエネルギー・システム内に組み込むことができる。本発明によれば、そのような組み込まれた情報フィードバックおよびエネルギー・システムは、体内の第１のコイルと第１のコイルに接続された第１の電子回路とを有する無線エネルギーを受け取る埋込み可能な体内エネルギー受信器と、体外の第２のコイルと第２のコイルに接続された第２の電子回路とを有する無線エネルギーを伝送する体外エネルギー伝送器とを備える。エネルギー伝送器の体外の第２のコイルは無線エネルギーを伝送し、その無線エネルギーは、エネルギー受信器の第１のコイルによって受け取られる。このシステムは、体内の第１のコイルから第１の電子回路への接続のオンとオフを切り換える動力スイッチをさらに備え、したがって動力スイッチが体内の第１のコイルから第１の電子回路への接続のオンとオフを切り換えたとき、第１のコイルの充電に関係するフィードバック情報が、体外の第２のコイルの負荷におけるインピーダンス変動の形で体外エネルギー伝送器によって受け取られる。図４５の構成でこのシステムを実装する際には、スイッチ１０２６は、別個のものであり、体内制御ユニット１０１５によって制御され、または体内制御ユニット１０１５内に組み込まれる。スイッチ１０２６は、最も広い実施形態で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、もしくはＤＡ変換器、または動力のオンとオフを切り換えることができる任意の他の電子構成要素もしくは回路を意味する。
【０１３５】
結論として、図４５に示すエネルギー供給構成は、基本的に以下の形で動作することができる。まず、決定デバイスの体内制御ユニット１０１５によってエネルギー・バランスが決定される。また体内制御ユニット１０１５によって、必要なエネルギーの量を反映する制御信号が生じ、この制御信号は、体内信号伝送器１０２７から体外信号受信器１００４ｃへ伝送される。別法として、エネルギー・バランスは、上記のように代わりに実装形態に応じて、体外制御ユニット１００４ｂによって決定することができる。その場合、制御信号は、様々なセンサからの測定結果を搬送することができる。次いで、決定されたエネルギー・バランスに基づいて、例えば受け取った制御信号に応答して、体外制御ユニット１００４ｂによって、体外エネルギー源１００４ａから放出されるエネルギーの量を調節することができる。このプロセスは、進行中のエネルギー伝達中に特定の間隔で断続的に繰り返すことができ、またはエネルギー伝達中に幾分連続して実行することができる。
【０１３６】
伝達されるエネルギーの量は通常、電圧、電流、振幅、波周波数、およびパルス特性など、体外エネルギー源１００４ａ内の様々な伝送パラメータを調整することによって調節することができる。
【０１３７】
また、このシステムを使用して、ＴＥＴシステム内のコイル間の結合係数に関する情報を得て、体内のコイルに対する体外のコイルの最適の位置を見出すように、そしてエネルギー伝達を最適化するように、システムを較正することもできる。この場合、伝達されるエネルギーの量と受け取ったエネルギーの量を単に比較する。例えば、体外のコイルが動かされた場合、結合係数が変動することがあり、運動を正確に表示することで、体外のコイルはエネルギー伝達に最適の位置を見出すことができる。体外のコイルは、結合係数が最大になる前に、決定デバイス内のフィードバック情報を実現するように、伝達されるエネルギーの量を較正するように適合されることが好ましい。
【０１３８】
この結合係数情報はまた、エネルギー伝達中にフィードバックとして使用することもできる。そのような場合、本発明のエネルギー・システムは、体内の第１のコイルと第１のコイルに接続された第１の電子回路とを有する無線エネルギーを受け取る埋込み可能な体内エネルギー受信器と、体外の第２のコイルと第２のコイルに接続された第２の電子回路とを有する無線エネルギーを伝送する体外エネルギー伝送器とを備える。エネルギー伝送器の体外の第２のコイルは無線エネルギーを伝送し、その無線エネルギーは、エネルギー受信器の第１のコイルによって受け取られる。このシステムは、第１のコイル内で受け取ったエネルギーの量をフィードバック情報として通信するフィードバック・デバイスをさらに備え、第２の電子回路は、フィードバック情報を受け取って、第１のコイル内で受け取ったエネルギーの量に関係するフィードバック情報と、第２のコイルによって伝達されるエネルギーの量を比較し、第１および第２のコイル間の結合係数を得る決定デバイスを含む。エネルギー伝送器は、得られた結合係数に応答して、伝送されるエネルギーを調節することができる。
【０１３９】
上記では、非侵襲的な動作を可能にするように装置を動作させるエネルギーの無線伝達について説明したが、図４６を参照すると、この装置は、電線で結ばれたエネルギーでも同様に動作できることが理解されよう。そのような例を図４６に示す。体外エネルギー源１００４ａと、装置１０を動作させる電気モータ１００７などの動作デバイスとの間に、体外のスイッチ１０２６が相互に接続される。装置１０の正しい動作が行われるように、体外のスイッチ１０２６の動作を体外制御ユニット１００４ｂが制御する。
【０１４０】
図４７は、受け取ったエネルギーをどのように装置１０に供給でき、また装置１０によって使用できるかに対する異なる実施形態を示す。図４５の例と同様に、体内エネルギー受信器１００２は、伝送制御ユニット１００４ｂによって制御される体外エネルギー源１００４ａから無線エネルギーＥを受け取る。体内エネルギー受信器１００２は、定電圧のエネルギーを装置１０に供給するために、図中に「定電圧」という破線の枠で示す定電圧回路を備えることができる。体内エネルギー受信器１００２は、定電流のエネルギーを装置１０に供給するために、図中に「定電流」という破線の枠で示す定電流回路をさらに備えることができる。
【０１４１】
装置１０はエネルギー消費部分１０ａを備える。エネルギー消費部分１０ａは、モータ、ポンプ、制限デバイス、またはその電気的動作にエネルギーを必要とする任意の他の医療機器とすることができる。装置１０は、体内エネルギー受信器１００２から供給されるエネルギーを貯蔵するエネルギー蓄積デバイス１０ｂをさらに備えることができる。したがって、供給されるエネルギーは、エネルギー消費部分１０ａによって直接消費することができ、もしくはエネルギー蓄積デバイス１０ｂによって貯蔵することができ、または供給されるエネルギーは、部分的に消費して部分的に貯蔵することができる。装置１０は、体内エネルギー受信器１００２から供給されるエネルギーを安定化するエネルギー安定化ユニット１０ｃをさらに備えることができる。したがって、エネルギーは変動する形で供給されることがあり、したがって消費または貯蔵される前に、エネルギーを安定化する必要があることがある。
【０１４２】
体内エネルギー受信器１００２から供給されるエネルギーは、装置１０によって消費および／または貯蔵される前に、装置１０の外側に位置する別個のエネルギー安定化ユニット１０２８によってさらに蓄積および／または安定化することができる。別法として、エネルギー安定化ユニット１０２８を体内エネルギー受信器１００２内に組み込むことができる。どちらの場合も、エネルギー安定化ユニット１０２８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。
【０１４３】
図４５および図４７は、様々な図示の機能的構成要素および要素をどのように構成して互いに接続できるかに関して、いくつかの可能であるが限定されない実装形態の選択肢を示すことに留意されたい。しかし、本発明の範囲内で多くの変更および修正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。
【０１４４】
図４８は、無線エネルギーの伝送を制御するシステムの提案される設計の１つのエネルギー・バランス測定回路、またはエネルギー・バランス制御システムを概略的に示す。この回路の出力信号は、２．５Ｖを中心とし、エネルギーの不均衡と比例関係にある。この信号の導関数は、値が上昇するか下降するか、そしてそのような変化がどれだけ速く起こるかを示す。受け取ったエネルギーの量が、装置の埋込まれた構成要素によって使用されるエネルギーより少ない場合、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内に充電される。回路からの出力信号は通常、Ａ／Ｄ変換器へ送られ、デジタル形式に変換される。次いで、このデジタル情報を体外エネルギー伝送デバイスへ送ることができ、それによって伝送されるエネルギーのレベルを調整することができる。別の可能性は、比較器を使用してエネルギー・バランス・レベルと特定の最大および最小閾値とを比較し、バランスが最大／最小窓から外れた場合、体外エネルギー伝送デバイスへ情報を送る完全にアナログのシステムを有することである。
【０１４５】
概略的な図４８は、誘導エネルギー伝達を使用して患者の体外から本発明の装置の埋込まれたエネルギー構成要素へエネルギーを伝達するシステムに対する回路の実装形態を示す。誘導エネルギー伝達システムは通常、体外の伝送コイルおよび体内の受信コイルを使用する。概略的な図３１には受信コイルＬ１を含み、システムの伝送部は除いた。
【０１４６】
エネルギー・バランス、および情報が体外エネルギー伝送器へ伝送される方法の一般的な概念の実装形態はもちろん、多数の異なる方法で実装することができる。概略的な図４８、ならびに情報を評価および伝送する上述の方法は、制御システムをどのように実装するかの例としてのみ見なすべきである。
【０１４７】
回路の詳細
図４８では、記号Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３などは回路内の試験点を表す。図中のこれらの構成要素およびそれぞれの値はこの特定の実装形態で機能する値であり、これはもちろん、無数の可能な設計の解決策の１つにすぎない。
【０１４８】
回路に動力供給するエネルギーは、エネルギー受信コイルＬ１によって受け取られる。この特定の場合、埋込まれた構成要素へのエネルギーは、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、試験点Ｙ１に現れる。
【０１４９】
このシステムの上記の様々な実施形態を多くの異なる方法で組み合わせることができることが、当業者には理解されるであろう。例えば、図３１の電気スイッチ１００６を図３４〜４０の実施形態のいずれかに組み込むことができ、図３４の液圧バルブ・シフト・デバイス１０１４を図３３の実施形態に組み込むことができ、ギア・ボックス１０２４を図３２の実施形態に組み込むことができる。スイッチは単に任意の電子回路または構成要素を意味しうることに注意されたい。
【０１５０】
図４５、４７、および４８と関連して記載の実施形態は、電気的に動作可能な装置の埋込ま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方法およびシステムを特定する。そのような方法およびシステムを、以下に概略的に定義する。
【０１５１】
したがって、上述の装置の埋込まれたエネルギー消費構成要素へ供給される無線エネルギーの伝送を制御する方法が提供される。無線エネルギーＥは、患者の体外に位置する体外エネルギー源から伝送され、患者の体内に位置する体内エネルギー受信器によって受け取られる。体内エネルギー受信器は、装置の埋込まれたエネルギー消費構成要素に接続されており、受け取ったエネルギーをこれらの構成要素へ直接または間接的に供給する。体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーと装置に使用されるエネルギーの間で、エネルギー・バランスが決定される。次いで、決定されたエネルギー・バランスに基づいて、体外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。
【０１５２】
無線エネルギーは、体外エネルギー源内の１次コイルから体内エネルギー受信器内の２次コイルへ誘導的に伝送することができる。エネルギー・バランスの変化を検出し、検出されたエネルギー・バランス変化に基づいて、無線エネルギーの伝送を制御することができる。体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーと医療用デバイスに使用されるエネルギーの差を検出し、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もできる。
【０１５３】
エネルギー伝送を制御するとき、検出されたエネルギー・バランス変化が、エネルギー・バランスが増大していることを示す場合、伝送される無線エネルギーの量を低減させることができ、または逆も同様である。エネルギー伝送の低減／増大は、検出された変化率にさらに対応することができる。
【０１５４】
検出されたエネルギー差が、受け取ったエネルギーが使用されるエネルギーより大きいことを示す場合、伝送される無線エネルギーの量をさらに低減させることができ、または逆も同様である。このときエネルギー伝送の低減／増大は、検出されるエネルギー差の大きさに対応することができる。
【０１５５】
上述のように、医療用デバイスに使用されるエネルギーは、医療用デバイスを動作させるために消費することができ、および／または医療用デバイスの少なくとも１つのエネルギー蓄積デバイス内に貯蔵することができる。
【０１５６】
医療用デバイスの電気および／もしくは物理パラメータならびに／または患者の物理パラメータが決定されたとき、前記パラメータに基づいて決定される時間単位当たりの伝送率に従って、エネルギーを伝送して消費および貯蔵することができる。前記パラメータに基づいて、伝送されるエネルギーの総量を決定することもできる。
【０１５７】
体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーの総量と消費および／または貯蔵されるエネルギーの総量の差が検出され、検出された差が、前記エネルギー・バランスに関係する少なくとも１つの測定された電気パラメータの時間積分に関係するとき、積分は、エネルギー・バランスに関係する監視される電圧および／または電流に対して決定することができる。
【０１５８】
消費および／または貯蔵されるエネルギーの量に関係する測定された電気パラメータの時間導関数が決定されるとき、導関数は、エネルギー・バランスに関係する監視される電圧および／または電流に対して決定することができる。
【０１５９】
体外エネルギー源からの無線エネルギーの伝送は、第１の電気回路からの電気パルスを体外エネルギー源に印加して無線エネルギーを伝送することによって制御することができ、これらの電気パルスは立上りおよび立下りを有し、電気パルスの連続する立上りと立下りの間の第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立下りと立上りの間の第２の時間間隔の長さを変動させて無線エネルギーを伝送し、これらの電気パルスから生成される伝送されるエネルギーは変動する動力を有し、この動力の変動は第１および／または第２の時間間隔の長さに依存する。
【０１６０】
その場合、第１および／または第２の時間間隔を変動させるとき、電気パルスの周波数を実質上一定のままとすることができる。電気パルスを印加すると、これらの電気パルスは、第１および／または第２の時間間隔を変動させることを除いて、変化しないまま維持することができる。第１および／または第２の時間間隔を変動させるとき、電気パルスの振幅を実質上一定のままとすることができる。さらに、これらの電気パルスは、電気パルスの連続する立上りと立下りの間の第１の時間間隔の長さだけを変動させることによって変動させることができる。
【０１６１】
２つ以上の電気パルスの列を１列に供給することができ、パルス列の始端に第１の電気パルスを有し、パルス列の終端に第２の電気パルスを有するこのパルスの列を印加するとき、２つ以上のパルス列を１列に供給することができ、連続する第１のパルス列内の第２の電気パルスの立下りと第２のパルス列の第１の電気パルスの立上りの間の第２の時間間隔の長さが変動される。
【０１６２】
電気パルスを印加すると、これらの電気パルスは、実質上一定の電流および実質上一定の電圧を有することができる。電気パルスはまた、実質上一定の電流および実質上一定の電圧を有することができる。さらに、電気パルスはまた、実質上一定の周波数を有することができる。パルス列内の電気パルスも同様に、実質上一定の周波数を有することができる。
【０１６３】
第１の電気回路および体外エネルギー源によって形成される回路は、第１の特徴的な時間期間または第１の時定数を有することができ、伝送されるエネルギーを効果的に変動させると、そのような周波数時間期間は、第１の特徴的な時間期間または時定数の範囲以下とすることができる。
【０１６４】
したがって、装置の埋込まれたエネルギー消費構成要素に供給される無線エネルギーの伝送を制御する上述の装置を備えるシステムも提供される。最も広い意味で、このシステムは、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制御デバイスと、伝送される無線エネルギーを受け取る埋込み可能な体内エネルギー受信器とを備え、体内エネルギー受信器は、装置の埋込み可能なエネルギー消費構成要素に接続されており、受け取ったエネルギーをこれらの構成要素へ直接または間接的に供給する。システムは、体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーと装置の埋込み可能なエネルギー消費構成要素に使用されるエネルギーの間のエネルギー・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、制御デバイスは、決定デバイスによって決定されるエネルギー・バランスに基づいて、体外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。
【０１６５】
さらに、システムは、以下のいずれかを含むことができる。
【０１６６】
−  体外エネルギー源内の１次コイルは、体内エネルギー受信器内の２次コイルへ無線エネルギーを誘導的に伝送するように適合される。
【０１６７】
−  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・バランス変化に基づいて、無線エネルギーの伝送を制御する。
【０１６８】
−  決定デバイスは、体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーと装置の埋込み可能なエネルギー消費構成要素に使用される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。
【０１６９】
−  検出されたエネルギー・バランス変化が、エネルギー・バランスが増大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の量を低減させるように体外エネルギー伝送デバイスを制御し、または逆も同様であり、エネルギー伝送の低減／増大は、検出された変化率に対応する。
【０１７０】
−  検出されたエネルギー差が、受け取ったエネルギーが使用されるエネルギーより大きいことを示す場合、制御デバイスは、伝送される無線エネルギーの量を低減させるように体外エネルギー伝送デバイスを制御し、または逆も同様であり、エネルギー伝送の低減／増大は、前記検出されたエネルギー差の大きさに対応する。
【０１７１】
−  装置に使用されるエネルギーは、装置を動作させるために消費され、かつ／または装置の少なくとも１つのエネルギー蓄積デバイス内に貯蔵される。
【０１７２】
−  装置の電気および／もしくは物理パラメータならびに／または患者の物理パラメータが決定された場合、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時間単位当たりの伝送率に従って、エネルギーを伝送して消費および貯蔵する。決定デバイスはまた、前記パラメータに基づいて、伝送されるエネルギーの総量を決定する。
【０１７３】
−  体内エネルギー受信器によって受け取ったエネルギーの総量と消費および／または貯蔵される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・バランスに関係する少なくとも１つの測定された電気パラメータの時間積分に関係するとき、決定デバイスは、エネルギー・バランスに関係する監視される電圧および／または電流に対する積分を決定する。
【０１７４】
−  消費および／または貯蔵されるエネルギーの量に関係する測定された電気パラメータの時間導関数が決定されるとき、決定デバイスは、エネルギー・バランスに関係する監視される電圧および／または電流に対して導関数を決定する。
【０１７５】
−  エネルギー伝送デバイスは、体外に位置するコイルを備え、電気パルスで体外のコイルに動力供給して無線エネルギーを伝送するために、電気回路が設けられる。これらの電気パルスは立上りおよび立下りを有し、電気回路は、電気パルスの連続する立上りと立下りの間の第１の時間間隔および／または連続する立下りと立上りの間の第２の時間間隔を変動させて伝送される無線エネルギーの動力を変動させるように適合される。その結果、伝送される無線エネルギーを受け取るエネルギー受信器は変動する動力を有する。
【０１７６】
−  電気回路は、第１および／または第２の時間間隔を変動させることを除いて、変化しないまま維持されるように、電気パルスを送出するように適合される。
【０１７７】
−  電気回路は時定数を有し、第１の時定数の範囲内だけで第１および第２の時間間隔を変動させるように適合され、したがって第１および／または第２の時間間隔の長さが変動されたとき、コイルを介して伝送される動力が変動される。
【０１７８】
−  電気回路は、電気パルスの連続する立上りと立下りの間の第１の時間間隔の長さだけを変動させることによって変動されるように、電気パルスを送出するように適合される。
【０１７９】
−  電気回路は、２つ以上の電気パルスの列を１列に供給するように適合され、前記列は、パルス列の始端に第１の電気パルスを有し、パルス列の終端に第２の電気パルスを有する。
【０１８０】
−  連続する第１のパルス列内の第２の電気パルスの立下りと第２のパルス列の第１の電気パルスの立上りの間の第２の時間間隔の長さは、第１の電子回路によって変動される。
【０１８１】
−  電気回路は、実質上一定の高さおよび／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。
【０１８２】
−  電気回路は時定数を有し、第１の時定数の範囲内だけで第１および第２の時間間隔を変動させるように適合され、したがって第１および／または第２の時間間隔の長さが変動されたとき、第１のコイルを介して伝送される動力が変動される。
【０１８３】
−  電気回路は、第１の時定数の大きさと比較すると、第１の時定数を含み、または第１の時定数に比較的近接する範囲内だけで第１および／または第２の時間間隔の長さを変動させる電気パルスを提供するように適合される。
【０１８４】
図４９〜５２は、本発明による埋込まれた装置に液圧または空気圧で動力供給する４つの異なる方法のブロック図をより詳細に示す。
【０１８５】
図４９は、上述のシステムを示す。このシステムは、埋込まれた装置１０を備え、また別個の調節リザーバ１０１３、１方向ポンプ１００９、および交互バルブ１０１４をさらに備える。
【０１８６】
図５０は、装置１０および流体リザーバ１０１３を示す。調節リザーバの壁を動かすことによって、または任意の他の異なる方法で調節リザーバの寸法を変化させることによって、いかなるバルブも使わずに、単にリザーバ壁を動かすことによっていつでも流体を自由に通過させることによって、装置の調整を実行することができる。
【０１８７】
図５１は、装置１０、２方向ポンプ１００９、および調節リザーバ１０１３を示す。
【０１８８】
図５２は、第１の閉鎖システムが第２の閉鎖システムを制御する反転させたサーボ・システムのブロック図を示す。サーボ・システムは、調節リザーバ１０１３およびサーボ・リザーバ１０５０を備える。サーボ・リザーバ１０５０は、機械的相互接続１０５４を介して埋込まれた装置１０を機械的に制御する。この装置は、膨張可能／接触可能な空胴を有する。この空胴は、装置１０と流動的に連通するより大きな調整可能リザーバ１０５２から液圧流体を供給することによって膨張または収縮されることが好ましい。別法として、空胴は圧縮可能な気体を収容し、サーボ・リザーバ１０５０の制御下で、この気体を圧縮および膨張させることができる。
【０１８９】
サーボ・リザーバ１０５０はまた、装置自体の一部とすることができる。
【０１９０】
一実施形態では、調節リザーバは、患者の皮膚の下で皮下に配置され、調節リザーバの外側の表面を指で押すことによって動作される。このシステムを図５３ａ〜ｃに示す。図５３ａでは、導管１０１１を用いて膨らんだ形状のサーボ・リザーバ１０５０に接続された可撓性の皮下調節リザーバ１０１３を示す。このベロー状のサーボ・リザーバ１０５０は、可撓性の装置１０内に含まれる。図５３ａに示す状態では、サーボ・リザーバ１０５０は最小の流体を収容し、大部分の流体は調節リザーバ１０１３内に見られる。サーボ・リザーバ１０５０と装置１０の間の機械的相互接続のため、装置１０の外側の形状が収縮され、すなわち装置１０が占める体積が、その最大体積より小さくなる。この最大体積を、図に破線で示す。
【０１９１】
図５３ｂは、装置が埋込まれた患者などの使用者が調節リザーバ１０１３を押し、したがってその中に収容された流体が導管１０１１を通してサーボ・リザーバ１０５０内へ運ばれ、サーボ・リザーバ１０５０がそのベロー形状のため長手方向に膨張する状態を示す。この膨張は装置１０を膨張させ、したがって装置１０はその最大体積を占め、それによって装置１０が接触する胃壁（図示せず）を延ばす。
【０１９２】
調節リザーバ１０１３は、圧縮後にその形状を保つ手段１０１３ａを備えることが好ましい。したがって、図に概略的に示すこの手段は、使用者が調節リザーバを解放したときも、装置１０を延ばした位置で保つ。このようにして、調節リザーバは本質的に、システムに対するオン／オフ・スイッチとして動作する。
【０１９３】
液圧または空気圧動作の代替実施形態について、図５４および５５ａ〜ｃを参照して次に説明する。図５４に示すブロック図では、第１の閉鎖システムが第２の閉鎖システムを制御する。第１のシステムは、調節リザーバ１０１３およびサーボ・リザーバ１０５０を備える。サーボ・リザーバ１０５０は、機械的相互接続１０５４を介してより大きな調整可能リザーバ１０５２を機械的に制御する。膨張可能／接触可能な空胴を有する埋込まれた装置１０は、装置１０と流動的に連通するより大きな調整可能リザーバ１０５２から液圧流体を供給することによって、より大きな調整可能リザーバ１０５２によって制御される。
【０１９４】
この実施形態の一例について、図５５ａ〜ｃを参照して次に説明する。先の実施形態と同様に、調節リザーバは、患者の皮膚の下で皮下に配置され、調節リザーバの外側の表面を指で押すことによって動作される。調節リザーバ１０１３は、導管１０１１を用いてベロー状のサーボ・リザーバ１０５０と流動的に連通する。図５５ａに示す第１の閉鎖システム１０１３、１０１１、１０５０では、サーボ・リザーバ１０５０は最小の流体を収容し、大部分の流体は調節リザーバ１０１３内に見られる。
【０１９５】
サーボ・リザーバ１０５０は、より大きな調整可能リザーバ１０５２に機械的に接続される。調整可能リザーバ１０５２は、この例ではベロー形状も有するが、直径がサーボ・リザーバ１０５０より大きい。より大きな調整可能リザーバ１０５２は、装置１０と流動的に連通する。これは、使用者が調節リザーバ１０１３を押し、それによって流体を調節リザーバ１０１３からサーボ・リザーバ１０５０へ移動させたとき、サーボ・リザーバ１０５０の膨張により、より大きな体積の流体をより大きな調整可能リザーバ１０５２から装置１０へ移動させることを意味する。言い換えれば、この反転されたサーボでは、調節リザーバ内の小さい体積がより大きい力で圧縮され、これにより、面積単位当たりより小さい力でより大きな総面積の運動を生じさせる。
【０１９６】
図５３ａ〜ｃを参照して上述した先の実施形態の場合と同様に、調節リザーバ１０１３は、圧縮後にその形状を保つ手段１０１３ａを備えることが好ましい。したがって、図に概略的に示すこの手段は、使用者が調節リザーバを放出したときも、装置１０を延ばした位置で保つ。このようにして、調節リザーバは本質的に、システムに対するオン／オフ・スイッチとして動作する。
【０１９７】
図５６は、
１．針または管状の器具を患者の身体の胸部内に挿入するステップと、
２．針または管状の器具を使用して胸部に気体を充填し、それによって胸腔を膨張させるステップと、
３．少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、
４．腹腔鏡トロカールの１つを通して胸部内にカメラを挿入するステップと、
５．腹腔鏡トロカールの１つを通して切開具を挿入し、所期の配置領域を切開するステップと、
６．胸部内の血流の任意の部分内に回転体を配置するステップと、
７．デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０１９８】
この流れ図の方法はまた、図４ｂを参照して説明した。もちろん、切開の領域を変更することができる。駆動ユニットの配置は、駆動ユニットと回転体１８を磁気的に接続するように実行されるべきであるためである。図５７〜６５の流れ図を参照する以下の説明もまた手術方法について説明するが、わずかに変更されている。しかし、これらの方法のステップは、方法を特定の手順に適合させるように、方法内または方法間で交換することができる。
【０１９９】
図５７は、
１．患者の皮膚を切るステップと、
２．胸腔を開くステップと、
３．患者の心臓もしくは大動脈内の血流の内側または肺動脈の内側で回転体を配置すべき配置領域を切開するステップと、
４．配置領域内に回転体を配置するステップと、
５．デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２００】
図５８は、
１．針または管状の器具を患者の身体の腹部内に挿入するステップと、
２．針または管状の器具を使用して腹部に気体を充填し、それによって腹腔を膨張させるステップと、
３．少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、
４．腹腔鏡トロカールの１つを通して腹部内にカメラを挿入するステップと、
５．腹腔鏡トロカールの１つを通して切開具を挿入し、所期の配置領域を切開するステップと、
６．腹部大動脈内の血流の任意の部分内に回転体を配置するステップと、
７．デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０１】
図５９は、
１．患者の皮膚を切るステップと、
２．腹腔を開くステップと、
３．患者の腹部大動脈の領域内で回転体を配置すべき配置領域を切開するステップと、
４．腹部大動脈内の血流内に回転体を配置するステップと、
５．デバイスに動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０２】
図６０は、
１．針または管状の器具を患者の身体の胸部内に挿入するステップと、
２．針または管状の器具を使用して胸部に気体を充填し、それによって胸腔を膨張させるステップと、
３．少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、
４．腹腔鏡トロカールの１つを通して胸部内にカメラを挿入するステップと、
５．腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の血管システム内の所期の配置領域を切開するステップと、
６．患者の胸部内の血流の任意の部分内、心臓もしくは大動脈内の血管の血流の内側、または肺動脈の内側に回転体を配置するステップと、
７．患者の血管の血流の外側、心臓もしくは大動脈の外側、または肺動脈の外側の配置領域内に固定子を配置し、前記固定子を回転体の外側に配置し、回転体に無線エネルギーを供給して回転体の回転運動を引き起こすステップと、
８．固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０３】
図６１は、
１．患者の皮膚を切るステップと、
２．腹腔を開くステップと、
３．患者の胸部内の血流の任意の部分内、心臓もしくは大動脈内の血管の血流の内側、または肺動脈の内側に回転体を配置するステップと、
４．患者の血管の血流の外側、心臓もしくは大動脈の外側、または肺動脈の外側の配置領域内に固定子を配置し、前記固定子を回転体の外側に配置し、回転体に無線エネルギーを供給して回転体の回転運動を引き起こすステップと、
５．固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０４】
図６２は、
１．針または管状の器具を患者の身体の腹部内に挿入するステップと、
２．針または管状の器具を使用して腹部に気体を充填し、それによって腹腔を膨張させるステップと、
３．少なくとも２つの腹腔鏡トロカールを患者の体内に配置するステップと、
４．腹腔鏡トロカールの１つを通して腹部内にカメラを挿入するステップと、
５．腹腔鏡トロカールの１つを通して少なくとも１つの切開具を挿入し、患者の腹部大動脈の領域内の所期の配置領域を切開するステップと、
６．患者の腹部大動脈内の血流の内側に回転体を配置するステップと、
７．腹部大動脈の血流の外側の配置領域内に固定子を配置し、固定子を回転体の外側に配置し、回転体に無線エネルギーを供給して回転体の回転運動を引き起こすステップと、
８．固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０５】
図６３は、
１．患者の皮膚を切るステップと、
２．腹腔を開くステップと、
３．患者の腹部大動脈内の血流の任意の部分内に回転体を配置するステップと、
４．腹部大動脈の血流の外側の配置領域内に固定子を配置し、固定子を回転体の外側に配置し、回転体に無線エネルギーを供給して回転体の回転運動を引き起こすステップと、
５．固定子に動力供給するエネルギー源を接続するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０６】
図６４は、
１．管状の器具を患者の身体の大腿動脈内に挿入するステップと、
２．器具を使用して、大腿動脈を通して大動脈へ回転体を案内するステップと、
３．大動脈の内側で回転体を放出するステップと、
４．駆動ユニットが回転体と磁気的に接触するように、大動脈の外側に駆動ユニットを配置するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０７】
図６５は、
１．管状の器具を患者の身体の大腿動脈内に挿入するステップと、
２．器具を使用して、大腿動脈を通して腹部大動脈へ回転体を案内するステップと、
３．腹部大動脈の内側で回転体を放出するステップと、
４．駆動ユニットが回転体と磁気的に接触するように、大動脈の外側に駆動ユニットを配置するステップとを含む手術方法の流れ図を示す。
【０２０８】
本明細書の実施形態のいずれかでは、大動脈の外側に駆動ユニットを配置するステップは、患者の腹部を通り、さらに横隔膜を通して入る腹部の隔膜手法を介して実行することができる。
【０２０９】
タービン・ポンプの実施形態について説明した。添付の特許請求の範囲の範囲内でこれらを変更できることが、当業者には理解される。
【符号の説明】
【０２１０】
３  心臓；  １０  タービン・ポンプ；  １２  タービン・ホイール；  
１４  固定子；  １８  回転体；  ２０  外壁；  ２２  外側表面；  
２４  内側表面；  ２６  ブレード；  Ｃ  中心域。
【図１】
0005539999.tif 000002
【図２ａ】
0005539999.tif 000003
【図２ｂ】
0005539999.tif 000004
【図３ａ】
0005539999.tif 000005
【図３ｂ】
0005539999.tif 000006
【図３ｃ】
0005539999.tif 000007
【図４ａ】
0005539999.tif 000008
【図４ｂ】
0005539999.tif 000009
【図４ｃ】
0005539999.tif 000010
【図４ｄ】
0005539999.tif 000011
【図４ｅ】
0005539999.tif 000012
【図５】
0005539999.tif 000013
【図６】
0005539999.tif 000014
【図７】
0005539999.tif 000015
【図８】
0005539999.tif 000016
【図９】
0005539999.tif 000017
【図１０】
0005539999.tif 000018
【図１１】
0005539999.tif 000019
【図１２】
0005539999.tif 000020
【図１３】
0005539999.tif 000021
【図１４】
0005539999.tif 000022
【図１５】
0005539999.tif 000023
【図１６】
0005539999.tif 000024
【図１７】
0005539999.tif 000025
【図１８】
0005539999.tif 000026
【図１９】
0005539999.tif 000027
【図２０】
0005539999.tif 000028
【図２１】
0005539999.tif 000029
【図２２】
0005539999.tif 000030
【図２３】
0005539999.tif 000031
【図２４】
0005539999.tif 000032
【図２５】
0005539999.tif 000033
【図２６】
0005539999.tif 000034
【図２７】
0005539999.tif 000035
【図２８】
0005539999.tif 000036
【図２９】
0005539999.tif 000037
【図３０】
0005539999.tif 000038
【図３１】
0005539999.tif 000039
【図３２】
0005539999.tif 000040
【図３３】
0005539999.tif 000041
【図３４】
0005539999.tif 000042
【図３５】
0005539999.tif 000043
【図３６】
0005539999.tif 000044
【図３７】
0005539999.tif 000045
【図３８】
0005539999.tif 000046
【図３９】
0005539999.tif 000047
【図４０】
0005539999.tif 000048
【図４１】
0005539999.tif 000049
【図４２】
0005539999.tif 000050
【図４３】
0005539999.tif 000051
【図４４】
0005539999.tif 000052
【図４５】
0005539999.tif 000053
【図４６】
0005539999.tif 000054
【図４７】
0005539999.tif 000055
【図４８】
0005539999.tif 000056
【図４９】
0005539999.tif 000057
【図５０】
0005539999.tif 000058
【図５１】
0005539999.tif 000059
【図５２】
0005539999.tif 000060
【図５３ａ】
0005539999.tif 000061
【図５３ｂ】
0005539999.tif 000062
【図５３ｃ】
0005539999.tif 000063
【図５４】
0005539999.tif 000064
【図５５ａ】
0005539999.tif 000065
【図５５ｂ】
0005539999.tif 000066
【図５５ｃ】
0005539999.tif 000067
【図５６】
0005539999.tif 000068
【図５７】
0005539999.tif 000069
【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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