CN1281192C - 带有能量转换装置的肛门失禁治疗装置 - Google Patents

Abstract

一种肛门失禁治疗装置，包括或使用一植入到病人体内的可操作节流装置，其连接到结肠或直肠以在结肠或直肠中形成一个排泄物节流通道口，一种用于病人体外的第一形式能量的无线发射的能量发射装置；一可植入能量转换装置将能量发射装置无线发射的第一形式的能量转换为第二形式的能量，该能量可用于控制和操作该节流装置以改变该排泄物节流通道口的大小。

Description

带有能量转换装置的肛门失禁治疗装置

技术领域

本发明涉及一种外科上应用于病人腹部的肛门失禁治疗装置，其用于在结肠或直肠中形成一排泄物节流通道口。名词“病人”包含动物或人类。

背景技术

肛门失禁是一种很普遍的疾病。如今有几种括约肌整形外科手术被用于治疗肛门失禁。在最初临床试验阶段，有一种已有的手动操作括约肌系统，其中研制有一液压括约肌系统，其被连接到一置于阴囊中的弹性储水器(气囊)。该系统的缺点是，通过泵的运动在储水器周围形成了厚、硬的纤维化，这使该系统迟早不能使用。

美国专利5593443号公开了一种处于反射作用和有意控制下的液压肛门括约肌。在美国专力222377中公开了一种压力控制的可膨胀人造括约肌。

本发明的目的就是提供一种新型方便、具有很长寿命的肛门治疗装置。尤其是，在超过一天时间后出现多种需要时，病人应该能够在术后任何时间控制该装置，这样病人基本上总是满意和舒适的。

发明内容

按照本发明提供一种肛门失禁治疗装置，包括：一种用于病人体外的第一形式能量的无线发射的能量发射装置；一可植入到病人体内的可操作节流装置，其连接到结肠或直肠以在结肠或直肠中形成一个节流通道口，该可操作节流装置响应与第一形式能量不同的第二形式能量以改变该排泄物节流通道口，以及一可植入到病人体内的能量转换装置，用于将能量发射装置无线发射的第一形式的能量转换为第二形式的能量，该能量可用于该节流装置的操作。

结果，本发明的肛门失禁治疗装置具有可提供简单和有效的能量发射的优点，也许在病人的余生，至少是许多年，可保证该装置具有长期和可靠的功能性。

优选地，该能量发射装置包括至少一个具有正极和负极的元件，其中当该元件暴露于由能量发射装置所发射的第一形式能量时，其可在正极和负极之间产生一能量场，这样该能量场产生第二形式的能量。

可替换地，至少可以用一半导体电路板、晶体管电路板或微芯片来代替具有正极和负极的该元件。当这种半导体电路板、晶体管电路板或微芯片暴露于由能量发射装置所发射的第一形式能量时，其适合于产生一能量场，由此使该能量场提供第二形式的能量。

该节流装置适宜于控制结肠或直肠该排泄物通道口的横截面积，这可提供这样的优点，即病人可以在一天中他喜欢的任何时候，对该排泄物通道口的横截面积进行调整。这一优点不应被低估。

很方便地，当能量发射装置发射第一形式的能量时，该节流装置由第二形式的能量直接操作，最好优选地以非磁性和/或非机械方式。该节流装置可以第二形式的能量直接操作而不用外部接触皮下该装置的植入部件。当能量被发射时直接使用该能量的优点是该装置可以设计得非常简单以及所涉及的部件少使得该装置非常可靠。

该节流装置可以是非膨胀的，即没有用于节流装置调节的液压液体。这排除了液体从该节流装置中漏出的问题。

按照本发明的优选实施例，该元件包括一P-N结元件，当该P-N结元件暴露于由能量发射装置所发射的第一形式能量时，其能够在正极和负极之间产生一电场，因此第二形式的能量包含电能。

因此，合适的节流装置是电控制的，该P-N结元件的正、负极为该节流装置供电。合适的该装置包括与P-N结元件的正、负极相连的植入电导体，从而使该P-N结元件能够通过该电导体提供一电流，例如直流电流、脉动直流电流、直流电流和脉动直流电流的组合、交流电流或直流和交流电流的组合。进一步地，该P-N结元件可以能够提供一频率、幅度、或者频率和幅度调制的模拟、数字、或模拟和数字组合的信号。这可用于有关节流装置的控制。

最好优选地，电子半导体结点元件形式的该元件适合于构成一平的和薄的板，具有不超过2000cm³的体积，其适合于皮下植入，所以该P-N结元件可恰好放在病人皮肤的后面。该P-N结元件应该设计为当其暴露于由能量发射装置发射的第一形式的能量时，可产生一超过1微安的输出电流。当然，包含与病人身体相接触的P-N结元件的能量转换装置中的所有元件应该是生物相容性的材料。可替换地，可将该能量转换装置植入到病人的胸部或头部区域、或者病人身体中的一个管口内和黏膜下或管口黏膜外的内腔中。

已普遍使用一种用于体外设备的特殊类型的电子半导体结点元件，即所谓的P-N(正/负)结元件，特别是太阳能电池的形式的该元件。一种太阳能电池将可见光形式的太阳能转换为直流电形式的电能。例如，一P-N结元件可以包括两层半导体，一层为P(正的)型，另一层为N型(负的)，夹在一起形成“P-N”。当吸收光量子时，该“P-N结”穿过该元件产生一电场。

为了更加精确，光量子将它们的能量转换为一些半导体的电子，然后这些电子能够穿过该材料移动。对每一个这种负电荷电子，形成一对应的正电荷-一个“空穴”。在一普通半导体中，这些电子和空穴在一短时间后重新结合，其能量以热的形式被消耗掉。但是，当这些电子和空穴沿与电场相反的方向掠过P-N结时，电荷的分离在P-N结元件上产生一电压。通过将该P-N结元件连接到一外部电路，这些电子就能够流动从而产生一电流。

令人惊讶地，已经证明，尽管皮肤和皮下组织二者都从外部光束中吸收能量，该光束直接对着其下放有适当设计的P-N结元件的皮肤部分，但是射入皮肤的光能可以由P-N结元件产生一足够强的电流(最低为1微安)使得该电操作节流装置能够操作。由此，这种P-N结元件现在可首次用于体内设备。

然而，本发明的装置并不限于用可见光进行能量的无线发射。由此，按照本发明的一个更广的方面，该能量发射装置可通过至少一无线信号、最好优选地包括辐射能来发射能量。

该无线信号可以包括一波信号，例如电磁波信号，如红外光信号、可见光信号、紫外光信号、激光信号、微波信号、无线电波信号、X光照射信号和伽马射线信号。在应用时，可以结合一个或多个上述信号。可替换地，该波信号可以包括一声波信号，例如超声信号。通常，该无线信号可以包括一数字、模拟或数字和模拟信号。

由能量发射装置所发射的第一形式的能量可包括以脉冲，例如数字脉冲形式发射的一电场或磁场。进一步地，能量转换装置可以将第一形式的能量转换成直流电、脉动直流电、直流电和脉动直流电的组合、交流电或者直流电和交流电的组合。另外该第一形式的能量可以包括动能。

第二形式的能量可以包括一频率、幅度、或者频率和幅度调制的模拟、数字、或模拟和数字组合的信号。

该装置进一步包括一用于由第二形式的能量产生电脉冲的可植入脉冲发生器，该第二形式的能量由具有正极和负极的元件所形成的能量场来产生。

按照本发明的另一个实施例，该装置包括用于操作节流装置的可植入操作装置和一控制该操作装置的控制装置，其中该元件用第二形式的能量为该操作装置供电。该操作装置最好优选地包括一个发动机，例如一直线电机或电回转马达，其可由控制装置控制以旋转一预定转数。该电动机可以具有塑料支撑制成的导电部分。可替换地，该发动机可以包括一液压或气动液体马达，其中该控制装置控制着流过该液体马达的液体。目前市场上可用的发动机变得越来越小。进一步地，有多种控制方法和可利用的小型化控制设备。例如，可以通过一仅几毫米大小的霍尔元件来分析回转马达的旋转数目。

按照本发明的另一个实施例，该节流装置包括液压装置，该操作装置包括一用于在该液压装置中抽出液体的泵、一用于驱动该泵的发动机、一位于泵和节流装置的液压装置之间的无阀液体导管，和一储液器，其中该储液器构成该管道的一部分。所有用到的液压部件最好优选地没有止回阀。这具有很大的优点，因为设有阀总是存在由于阀的不正常工作而引起故障的危险，尤其是长时间进行阀间操作后。该储液器构成一体积可变的液体腔，通过该液体腔的体积的减小，该泵将液体从该液体腔分配到节流装置的液压装置，通过该液体腔的体积的增大，该泵将液体从液压装置抽回到该液体腔。

该控制装置通过对第二形式能量的极性进行转换以使该操作装置转向。该操作装置包括一电动机，该第二形式能量包括电能。

按照本发明的另一个实施例，该节流装置可操作来执行一转向操作。例如扩大和限制该排泄物通道口，有一用于将节流装置执行的操作转向的可植入转向装置。这种转向功能最好包括适合于以无极方式由该节流装置扩大或限制该排泄物通道口。在这种连接中，控制装置适合于控制该转向装置以将节流装置执行的操作进行转向，该转向装置可包括一开关。该转向装置可包括带有阀的液压装置，该阀用于将液压装置中的液体流动方向进行转换。可替换地，该转向装置可包括一机械转向装置，例如开关或齿轮箱。

在此，转向装置包括一开关，控制装置适合于通过对第二形式能量的极性进行转换来控制开关的动作。该开关可包括一电子开关，该能源可为该开关的操作提供电能。

按照本发明的一个优选实施例，该装置进一步包括一个可植入病人体内的能量存储装置，用于存储第二形式的能源并提供与节流装置的操作有关的能量。该能量存储装置最好包括一电能源，例如一蓄电器、一个可充电电池或者蓄电器和可充电电池的组合。

该装置进一步包括一个用于直接或间接地切换节流装置的操作的可植入病人体内开关和一个可植入病人体内的能源。该实施例特别适合于该装置能量发射功效不足之处，即在节流装置要执行更高级的操作之处。这种能源最好是电池。可替换地，该能源是也可以储存第二形式能源的一种蓄电器。

按照第一个替换方式，由能量存储装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一接通方式，在断开方式，该能源不能使用，在接通方式，该能源可为节流装置的操作供应能量。在这种情况下，该能源可以包括最好具有10年寿命的一电池组或蓄电器。然而也可以用其它能源，例如象核能源或化学能源。

按照第二个替换方式，该装置包括一用于控制该能源的能量供应的遥控器，其中由能量存储装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一待用方式，在断开方式，阻止遥控器控制能源，能源不能使用，在待用方式，允许遥控器控制能源以向节流装置的操作提供能量。

按照第三个替换方式，省略了能源存储装置，其中由能量转换装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一待用方式，在断开方式，阻止遥控器控制能源，能源不能使用，在待用方式，允许遥控器控制能源以向节流装置的操作提供能量。

按照第四个替换方式，还省略了遥控器，其中由能量转换装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一接通方式，在断开方式，能源不能使用，在接通方式，能源向节流装置的操作提供能量。在应用中，当能量发射装置发射无线能量时，所述实施例中的开关可以切换，最好同时所发射的第二形式的能源被一植入电容器稳定住，这样可以临时(几秒钟)存储第二形式的能量。

在应用中，以上所提到的开关可以包括一电子开关或一机械开关。

采用上面所有开关的优点是提高了控制的安全性，即病人周围的干扰信号不会影响该节流装置。而且，所植入能源的寿命将显著延长，因为该装置的能量损耗将减为最小。在上述所说的待用方式期间，遥控器使用来自所植入能源中的能量。借助于该能量发射装置，只有当要求将能量连接到节流装置的操作时，才可以发射能量以起动开关使其连接到该能源。

所有上述实施例可以至少结合一种用于检测病人的至少一种物理参数的可植入传感器，其中控制装置可响应来自传感器的信号以控制该节流装置。例如该传感器可包括一压力传感器，其用于直接或间接地检测节流装置、人体组织或排泄物通道口中的压力。该传感器可以任何合适的公知的或方便的压力传感器，如专利号为5540731、4846181、4738267、4571749、4407296或3939823的美国专利，或一个NPC-102型医用血管成型术传感器。该控制装置可包括一个可植入病人体内的内部控制单元，最好响应传感器的信号来直接控制该节流装置。为响应来自传感器的信号，例如压力、病人的位置或一些其它的重要物理参数，内部控制单元可以将上面的信息发送到病人体外。该控制单元也可以响应于来自传感器的信号来自动地控制该节流装置。例如，该控制单元可以响应于检测躺卧的该传感器，控制节流装置以进一步限制病人结肠中的排泄物通道口，或者响应于检测该节流装置的异常高压力的该传感器，以扩大该排泄物通道口。

可替换地，该控制装置可包括一位于病人体外的外部控制单元，其适合于响应来自传感器的信号以控制该节流装置。该外部控制单元可以存储由传感器所检测到的有关物理参数的信息，可手动操作以控制基于所存储信息的节流装置。另外，可以有至少一种可植入发射机，其用于发射由传感器所检测到的有关物理参数的信息。

在病人体外可设置一外部数据通信器和一植入病人体内可与外部数据通信器通讯的内部数据通信器。内部数据通信器可以将与病人或该节流装置有关的数据输送回该外部通信器。可替换地或结合在一起，该外部通信器可以将数据输送到内部数据通信器。内部数据通信器可适合于输送与病人的至少一种物理信号有关的数据。外部和内部数据通信器的这种设置方式带来了使对有关植入节流装置进行长期的能动性的控制成为可能的优点，

该装置还进一步地包括一用于控制该节流装置的可编程控制单元，最好优选地按照活动时序程序表随时间控制该节流装置。这将推进该装置并使该装置能够适应于个别病人的使用成为可能。

上述的所有实施例最好是遥控控制的。这样该装置包括一用于发射至少一种无线控制信号以控制节流装置的无线遥控器。采用这种遥控器，将有可能使医生很容易地调整该装置的功能以适应病人日常的基本需要，这对于病人的治疗是很有利的。

该无线遥控器能够获取有关该植入节流装置状态的信息并响应于该信息来控制该节流装置。该遥控器还能够从病人体内向体外发送有关节流装置的信息。

在本发明的特殊实施例中，该无线遥控器包括至少一种外部信号发射机或收发机和至少一种可植入病人体内的内部信号接收机或收发机。在本发明的另一种特殊实施例中，该无线遥控器包括至少一种外部信号接收机或收发机和至少一种可植入病人体内的内部信号发射机或收发机。

该遥控器适合于发射一种载有该控制信号的载波信号，该载波信号是调频、调幅，或者是调频和调幅的和数字、模拟，或者数字和模拟的。以载波信号方式使用的控制信号也可以是调频、调幅，或者调频和调幅的。

该控制信号可以包括一波信号，例如一声波信号，比如超声波信号，电磁波信号，比如红外光信号，可见光信号、紫外光信号、激光信号、微波信号、无线电波信号、X光照射信号和伽马射线信号。在实用中，可以将二个或更多的上述信号结合起来。

该控制信号可以是数字或模拟的，可以包括一电场或磁场。该无线遥控器可适合于发射一携带该数字或模拟控制信号的电磁载波信号。例如，载有数字控制信号的模拟载波信号的使用将提供安全的通信。该控制信号可以通过无线遥控器以脉冲形式发射。

该能量转换装置可以放在病人的腹膜后区域、腹部、阴囊或阴唇、或者植入皮下。

本发明还提供了一种用于植入本发明肛门失禁治疗装置的方法，包括下列步骤：提供一种如上所述的肛门失禁治疗装置、在病人的管口内的黏膜中切开一开口，将能量转换装置通过该开口植入病人体内。可替换地，该切开步骤可以包括在病人的皮肤上切一开口，该植入步骤可以包括将该能量转换装置通过该开口植入到病人体内。

按照第一替换方式，本发明还提供了一种外科腹腔镜的植入方法，包括下列步骤：提供一种如上所述的肛门失禁治疗装置，将至少两个腹腔镜套管放入病人体内，通过该至少两个腹腔镜套管将能量转换装置植入病人体内。

按照另一种替换方式，提供了一种将肛门失禁治疗装置植入的外科腹腔镜方法，包括下列步骤：a)将至少两个腹腔镜套管针放入病人体内，用腹腔镜将该装置的节流装置放入一病人的腹部或胸部，b)采用至少一种被插入到腹腔镜套管针中的解剖器具，解剖开食管或胃部区域，c)通过该套管针将该装置的节流装置引入d)将该节流装置连接到结肠或直肠以形成一节流口，e)植入该装置的能量转换装置。

该装置的能量转换装置可以被植入到例如皮下、腹部、胸部或头部区域，或者病人的其他部位处。

本发明还包括一种对患有慢性肛门失禁的人类或动物进行治疗的方法，包括：

(a)通过外科手术将一节流装置植入人或动物体内使之与人或动物的结肠或直肠相连接以在结肠或直肠中形成一节流通道口，(b)通过外科手术将一操作装置植入人或动物体内，该操作装置响应于所供给的能量可对该节流通道口进行调节，以及，(c)以一无损伤的术后处理时时向该操作装置提供能量以便增大该节流通道口以使排泄物易于通过。

下面将结合附图对本发明进行更详细的描述。

附图说明

图1-图12分别是说明本发明肛门失禁治疗装置的12个实施例的示意性方块图，其中从病人体外将无线电能量发射到植入在病人体内的该装置的能量损耗部件；

图13是为了完成各种通信选择对所植入部件进行多个可能组合的示意性方框图；

图14示出了用于本发明装置的P-N结元件；以及

图15示出了按照本发明的植入在病人体内的装置。

具体实施方式

图1示意性示出了本发明肛门失禁治疗装置的一个非常简单的实施例，该装置中一些部件被植入到病人体内，另一些部件位于病人体外。因此，在图1中位于病人皮肤2右侧的所有部件被植入病人体内，位于皮肤2左侧的所有部件放在病人体外。

图1中的装置包括一个植入式可操作节流装置4，该植入式可操作节流装置被连接到病人的结肠(可替换地连接到直肠)在结肠中形成了一个排泄物节流通道口。该节流装置4能够执行换向操作，即扩大和减小该排泄物的横截面积，因此该节流装置4可作为一种人造括约肌来工作。一个植入式能量转换装置6适合于经由一个电源线12向节流装置4的能量损耗部件供给能量。一个外部能量发射装置10包括一个可发射无线信号的无线遥控器，该无线信号通过一个装在植入式能量转换装置6中的信号接收机来接收。该植入式能量转换装置6将来自该信号的能量转换成电能，该电能可通过电源线12提供给节流装置4，这种能量造成该节流装置4部分的移动，从而调整了该排泄物通道口。

图2示出了本发明的一个实施例，除了还有一个电开关形式的转向装置被植入到病人体内以对节流装置4进行换向之外，其余部分与图1中的装置相同。外部能量发射装置10的无线遥控器发射出载有能量的无线信号，植入式能量转换装置6将该无线能量转换成电流来控制开关14。当电流的极性被能量转换装置6改变时，开关14逆转了节流装置4所执行的功能。

图3示出了本发明的一个实施例，除了还有一个发动机15形式的操作装置被植入到病人体内以控制节流装置4之外，其余部分与图1中的装置相同。当外部能量发射装置10的无线遥控器将无线信号发射到能量转换装置6的接收机时，发动机15由能量转换装置6的能量来供电。

图4示出了本发明的一个实施例，除了还有一个包括发动机/泵单元18和储液器20的组件16被植入到病人体内之外，其余部分与图1中的装置相同。在这种情况下，节流装置4是液压式操作，即液压液是通过发动机/泵单元18从储液器20中抽出通过管道22到达节流装置4以减小该排泄通道口的横截面积，以及通过发动机/泵单元18从节流装置4抽回到储液器20中以增大该横截面积。植入式能量转换装置6将无线能量转换成电流，例如一极化电流，通过电源线24向发动机/泵单元18供电。

图5示出了本发明的一个实施例，包括带有无线遥控器的外部能量发射装置10、在该情况下液压式操作的液压节流装置4，和植入式能量转换装置6，还包括一个植入式液压储液器30，一个植入式发动机/泵单元32和液压阀转换装置34形式的植入式转向装置。发动机/泵单元32中的发动机是电动机。为响应来自外部能量发射装置10的无线遥控器的控制信号，植入式能量转换装置6用来自控制信号所携带能量的能量起动发动机/泵单元32，由此该发动机/泵单元32将液压液分送到储液器30和节流装置4之中。能量发射装置10的遥控器控制转换装置34在一个方向和另一个相反方向之间转换液压液的流动方向，在一个方向上，通过发动机/泵单元32将该液体从储液器30中抽到节流装置4中以减小排泄物通道口的横截面积，在另一相反方向上，通过发动机/泵单元32将该液体从节流装置4抽回到储液器30中以增大该横截面积。

图6示出了本发明的一个实施例，除了还有一个由外部能量发射装置10中无线遥控器控制的控制单元36、一个蓄电池38和一个电容器40也被植入到病人体内之外，其余与图1中的装置相同。该控制单元36将从能量转换装置6接收的电能储存到蓄电池38中，该蓄电池38可向节流装置4提供能源。为响应来自外部能量发射装置10的无线遥控器的控制信号，该控制单元36可以从蓄电池38中释放出电能并通过电源线42和44转换所释放出的能量，或者通过电源线46、稳定该电流的电容器40、电源线48和电源线44直接转换来自能量转换装置6的电能以控制节流装置4。

按照一替换实施例，图6实施例中的电容器40可以省去。按照另一替换实施例，该实施例中的蓄电池38可以省去。

图7示出了本发明的一个实施例，除了还有一个为节流装置4的操作提供能源的一个电池组50和一个转换节流装置4的操作的电子开关52被植入到病人体内之外，其余与图1中的装置相同。通过能量转换装置6提供的能源将开关52控制为从一断开方式到一接通方式，在断开方式时电池组50不能使用，在接通方式时电池组50为节流装置4的操作提供能源。

图8示出了本发明的一个实施例，除了还有一个由外部能量发射装置10中无线遥控器控制的控制单元36被植入到病人体内之外，其余与图7中的装置相同。在这种情况下，通过能量转换装置6提供的能源将开关52控制为从一断开方式切换到一待用方式，在断开方式时，阻止无线遥控器控制该控制单元36且电池组不能使用，在待用方式时，允许遥控器控制该控制单元36从电池组50释放出电能以控制节流装置4。

图9示出了本发明的一个实施例，除了用蓄电池38代替电池组50以及被植入部件的连接方式不同之外，其余与图8中的装置相同。在这种情况下，蓄电池38储存来自能量转换装置6的能量。为响应来自外部能量发射装置10中无线遥控器的控制信号，所植入的控制单元36控制开关52从一断开方式切换到一接通方式，在断开方式时蓄电池38不能使用，在接通方式时蓄电池38为节流装置4的操作提供能源。

图10示出了本发明的一个实施例，除了还有一电池组50被植入病人体内以及所植入部件的连接方式不同之外，其余与图9中的装置相同。为响应来自外部能量发射装置10中无线遥控器的控制信号，所植入的控制器单元36控制蓄电池38输送能量以将开关52操作为从一断开方式切换到一接通方式，在断开方式时电池组50不能使用，在接通方式时电池组50为节流装置4的操作提供电能。

可替换地，可用蓄电池38提供的能源控制开关52从一断开方式切换到一待用方式，在断开方式时，阻止无线遥控器控制电池组50来提供电能，该无线遥控器不能使用，在待用方式时，允许该无线遥控器控制电池组50提供电能以操作节流装置4。

图11示出了本发明的一个实施例，除了还有一发动机15、齿轮箱54形式的机械转向装置和一用于控制齿轮箱54的控制单元36被植入病人体内之外，其余与图7中的装置相同。所植入的控制单元36控制着齿轮箱54转换节流装置4所执行的操作(机械控制的)。

图12示出了本发明的一个实施例，除了所植入部件的连接方式不同之外，其余与图10中的装置相同。这样，在该情况下当蓄电池38，适宜的一电容器，起动开关52切换成一接通方式时，由电池组50向控制单元36供电。当开关52处于接通方式时，允许控制器36控制电池组50为或不为节流装置4的操作提供能量。

图13示意性示出了用于完成各种传送选择的该装置可植入部件的多个可能组合。基本上，具有植入式节流装置4，控制单元36和发动机/泵单元18以及包含外部无线遥控器的外部能量发射装置10。如上所述，无线遥控器发射出由植入的控制单元36接收的一控制信号，其依次控制该装置的各植入部件。

可以在病人体内植入一传感器56检测病人的物理参数，例如该排泄物通道口中的压力。该植入的控制单元36，或者可替换的能量发射装置10的外部无线遥控器可以响应传感器56的信号来控制节流装置4。可以将一收发机与传感器56结合以根据所检测的物理参数向外部无线遥控器发送信息。该无线遥控器可以包括一信号发射机或收发机，所植入控制单元36可包括一信号接收机或收发机。可替换地，无线遥控器可以包括一信号接收机或收发机，所植入控制单元36可包括一信号发射机或收发机。上述的收发机、发射机和接收机可用于从病人体内向体外发送有关节流装置4的信息或数据。

在此，发动机/泵单元18和给发动机/泵单元18供电的电池组50被植入体内，在该电池组50上可装有一用于发射有关电池组状态信息的发射机。

本领域技术人员将认识到，按照图1-13的上述各实施例可以组合成多种不同的实施方式。例如，可将能量控制开关14结合到图3、6-12中的任一实施例中，将液压转换装置34结合到图4的实施例中，将齿轮箱54结合到图3的实施例中。

图14示出了一种P-N结元件58形式的能量转换装置，其可用于上述按照图1-13的实施例中任一个。该元件58是一平面p-n结元件，由一p型半导体层60和一n型半导体层62夹在一起构成。一个电灯泡64与元件58的对侧电连接以说明是怎样获得所产生的电流的。从这种P-N结元件58中输出的电流与温度有关。见下式：

I＝I0(exp(qv/kT)-1)

式中

I是外部电流，

I0是反向饱和电流，

q是1.602*10^-19库仑的基本电荷

V是外加电压

k是波兹曼常数，和

T是绝对温度

在高的外加负电压(反偏压)下，指数项可略为1.0，I近似为-I0。I0主要取决于该结点的温度，从而取决于本征载流子浓度。能带隙小的材料比能带隙大些的材料的I0要大些。在这个特殊实施例中二极管的再分区—这是对一个方向电流的限制—是P-N结元件58的操作的关键。

另一种P-N结元件58的设计方式是将一半导体薄层堆积到一支撑材料上，其不吸收在各个实施例中所使用的这种能量。为了无线发射光波形式的能量，玻璃是一种合适的材料。在半导体层中可以使用象碲化镉、铜-铟-联锡化物和硅但不限于此的各种材料。也可以使用带有几层P型和N型材料的多层结构以提高功效。

P-N结元件58所产生的电能可以与太阳能电池所产生的类型相同，其中负极和正极场形成一直流电。可替换地，负和正半导体层可以随着发射波来改变极性，从而产生交流电。

P-N结元件58被设计为适宜于植入体内。因此与人体相接触的该元件58的所有外表面都由生物相容性材料制成。由于电流的输出，应大于1毫安，主要取决于如上所述的温度，因此P-N结半导体最好设计成在体温37℃下工作。由于皮肤和皮下组织二者都吸收能量，因此要考虑元件58的灵敏度或工作区域和无线能量发射的密度或强度之间的关系。P-N结元件58最好设计为平面的和小型的。可替换地，如果元件58做成较大的尺寸，那么为了适应病人身体的运动，它应该是柔软的。该元件58的体积应该保持在小于2000cm³。

图15示出了上面所述本发明肛门失禁治疗装置的任一实施例可以如何植入到病人体内。由此，被植入病人体内的节流装置4与肛门66相连以肛门中的排泄物通道口周围形成一人造括约肌。一植入的操作装置68，也可以认为是一种调节装置，如一个电机或发电机/泵的组合件，其通过一传输部件70，例如机械传输线或液体管，采操作节流装置4。具有一正极和负极的部件6形式的能量转换装置，如上详述的，被装在病人皮肤的下面。

由外部能量发射装置10中无线遥控器所发射的信号携带的无线能量至少部分地穿过病人的皮肤、到达元件6。由此到达该元件6的该能量被转换成适合于起动操作装置68的一种不同形式的能量。例如，在此操作装置68是一电动机，元件6包括一电子P-N结元件，其可将无线电能量转换成一电流以起动电动机。在此，操作装置68包括一泵，元件6可将无线电能量转换成动能以起动泵。

这种被转换的能量可直接用于操作节流装置4或者，在节流装置为电操作时，可存储到电容器和/或蓄电池以备以后或类似使用。最好优选地(但不必需)该元件6由微处理器控制。该外部能量发射装置10的无线遥控器被用作控制被传输能量的应用以及来自/发送到植入式节流装置4的一些功能或命令。

Claims (104)

1、一种肛门失禁治疗装置，包括：

一种用于病人体外的称为第一形式能量的辐射能的无线发射的能量发射装置；

一可植入到病人体内的可操作节流装置，其连接到结肠或直肠以在结肠或直肠中形成一个节流通道口，该可操作节流装置响应与第一形式能量不同的称为第二形式能量的电能以改变该排泄物节流通道口，以及

一可植入到病人体内的能量转换装置，所述能量转换装置包括至少一个具有正极和负极的元件，当暴露在第一形式的能量中时，将能量发射装置无线发射的所述第一形式的能量转换为第二形式的能量，该能量可用于该节流装置的操作，

其中所述治疗装置还包括一个用于操作所述节流装置的植入式操作装置，以便改变所述节流通道口的大小，所述第二形式能量用于为所述操作装置供电。

2、按照权利要求1所述的装置，其中该元件包括一P-N结元件，当该P-N结元件暴露于由能量发射装置所发射的第一形式能量时，其能够在正极和负极之间产生一电场，因此第二形式的能量包含电能。

3、按照权利要求2所述的装置，其中该节流装置是电控制的，该P-N结元件的正、负极为该节流装置的操作供应电能。

4、按照权利要求3所述的装置，进一步包括与该P-N结元件的正、负极相连的电导体，从而使该P-N结元件能够通过该导体提供电流。

5、按照权利要求4所述的装置，其中该P-N结元件能够通过该导体提供一直流电流或脉动直流电流。

6、按照权利要求4所述的装置，其中该P-N结元件能够通过该导体提供一交流电流或一直流和交流的组合电流。

7、按照权利要求3所述的装置，其中该P-N结元件能够提供一调频或调幅信号。

8、按照权利要求3所述的装置，其中该P-N结元件能够提供一模拟或数字信号。

9、按照权利要求1所述的装置，其中该操作装置包括一个发动机。

10、按照权利要求9所述的装置，进一步包括一控制装置，其中该发动机包括一回转马达，该控制装置控制该回转马达旋转一设定转数。

11、按照权利要求9所述的装置，其中该发动机包括一直线电机。

12、按照权利要求9所述的装置，进一步包括一控制装置，其中该发动机包括一液压或气动液体马达，该控制装置控制着该液体马达。

13、按照权利要求9所述的装置，其中该发动机包括一具有塑料制成的导电部分的电动机。

14、按照权利要求1所述的装置，其中该节流装置包括液压装置，该操作装置包括一用于抽出该液压装置中的液体的泵。

15、按照权利要求14所述的装置，其中该操作装置包括一驱动该泵的发动机。

16、按照权利要求14所述的装置，其中该操作装置包括一位于泵和节流装置的液压装置之间的液体导管，和一储液器，该储液器构成该导管的一部分。

17、按照权利要求16所述的装置，其中该液压装置、泵和管道避免采用止回阀。

18、按照权利要求17所述的装置，其中该储液器构成一体积可变的液体腔，该泵适合于通过该液体腔体积的减小，将液体从该液体腔分配到节流装置的液压装置以及通过该液体腔体积的增大，将液体从液压装置抽回到该液体腔。

19、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一控制该操作装置的控制装置

20、按照权利要求19所述的装置，其中该控制装置适合于对第二形式能量的极性进行转换以使该操作装置转向。

21、按照权利要求20所述的装置，其中该操作装置包括一电动机，该第二形式能量包括电能。

22、按照权利要求19所述的装置，其中该节流装置可操作来执行一转向操作。

23、按照权利要求22所述的装置，进一步包括一用于将节流装置执行的操作进行转向的可植入病人体内的转向装置。

24、按照权利要求23所述的装置，其中该控制装置控制该转向装置以将节流装置执行的操作进行转向。

25、按照权利要求23所述的装置，其中该转向装置包括带有一个阀的液压装置，该阀将液压装置中的液体流动方向进行转换。

26、按照权利要求23所述的装置，其中该转向装置包括一机械转向装置。

27、按照权利要求26所述的装置，其中该转向装置包括一齿轮箱。

28、按照权利要求23所述的装置，其中该转向装置包括一开关。

29、按照权利要求28所述的装置，其中该开关由第二形式的能量来操作。

30、按照权利要求29所述的装置，其中该控制装置通过对第二形式能量的极性进行转换来控制开关的操作。

31、按照权利要求29所述的装置，其中该开关包括一电子开关，该第二形式的能量包括电能。

32、按照权利要求1所述的装置，其中该元件构成一平的和薄的板，其体积不超过2000cm³。

33、按照权利要求2所述的装置，其中该P-N结元件包括至少一个半导体。

34、按照权利要求2所述的装置，其中当该P-N结元件暴露于由能量发射装置所发射的第一形式的能量时，其适合于产生一超过1微安的输出电流。

35、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一个可植入病人体内的能量存储装置，其用于存储第二形式的能量并提供与节流装置的操作有关的能量。

36、按照权利要求35所述的装置，其中该能量存储装置包括一蓄电器。

37、按照权利要求36所述的装置，其中该第二形式的能量包括电能，该能量存储装置包括一蓄电器。

38、按照权利要求37所述的装置，其中蓄电器包括至少一个电容器或至少一个可充电电池，或至少一个电容器和至少一个可充电电池的组合体。

39、按照权利要求36所述的装置，进一步包括一个可植入病人体内的开关，其用于直接或间接地切换节流装置的操作。

40、按照权利要求39所述的装置，进一步包括一个可植入病人体内的电池或蓄电池，其中由能量存储装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一接通方式，在断开方式，该电池或蓄电池不能使用，在接通方式，该电池或蓄电池可为节流装置的操作供应能量。

41、按照权利要求39所述的装置，进一步包括一个可植入病人体内的电池或蓄电池，和一用于控制电池或蓄电池的能量供应的遥控器，其中由能量存储装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一待用方式，在断开方式，阻止遥控器控制电池或蓄电池，电池或蓄电池不能使用，在待用方式，允许遥控器控制电池或蓄电池以向节流装置的操作提供能量。

42、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一用于切换节流装置的操作的可植入病人体内的开关。

43、按照权利要求42所述的装置，进一步包括一向节流装置的操作供应能量的可植入病人体内的电池或蓄电池，其中由能量转换装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一接通方式，在断开方式，电池或蓄电池不能使用，在接通方式，该电池或蓄电池为节流装置的操作提供能量

44、按照权利要求42所述的装置，进一步包括一向节流装置的操作供应能量的可植入病人体内的电池或蓄电池，和一用于控制可植入电池或蓄电池的能量供应的遥控器，其中由能量转换装置所提供的第二形式的能量来控制该开关从一断开方式到一待用方式，在断开方式，阻止遥控器控制电池或蓄电池，电池或蓄电池不能使用，在待用方式，允许遥控器控制电池或蓄电池以向节流装置的操作提供能量。

45、按照权利要求1所述的装置，其中该能量发射装置通过至少一种无线信号来发射第一形式的能量。

46、按照权利要求45所述的装置，其中该信号包括一波信号。

47、按照权利要求45所述的装置，其中该信号含有辐射能。

48、按照权利要求45所述的装置，其中该信号包括一数字或模拟信号，或数字和模拟信号的组合。

49、按照权利要求1所述的装置，其中由能量发射装置所发射的第一形式的能量包括一电场。

50、按照权利要求49所述的装置，其中该电场通过能量发射装置以脉冲或数字脉冲的形式被发射。

51、按照权利要求1所述的装置，其中由能量发射装置所发射的第一形式的能量包括一磁场。

52、按照权利要求51所述的装置，其中该磁场通过能量发射装置以脉冲或数字脉冲的形式被发射。

53、按照权利要求1所述的装置，其中该能量转换装置将第一形式的能量转换成直流电流或脉动直流电流，或者直流电流和脉动直流电流的组合。

54、按照权利要求1所述的装置，其中该能量转换装置将第一形式的能量转换成交流电流，或者直流电流和交流电流的组合。

55、按照权利要求1所述的装置，其中第二形式的能量包括一调频或调幅信号，或者调频和调幅信号的组合。

56、按照权利要求1所述的装置，其中第二形式的能量包括一模拟或数字信号，或者模拟和数字信号的组合。

57、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一可植入脉冲发生器，其用于由能量场所产生的第二形式的能量来产生电脉冲。

58、按照权利要求1所述的装置，进一步包括至少一个可植入传感器，用于检测病人的至少一种物理参数。

59、按照权利要求58所述的装置，其中该传感器包括一压力传感器，其用于直接或间接地检测排泄物通道口中压力。

60、按照权利要求58所述的装置，进一步包括一个控制装置，其响应来自传感器的信号来控制该节流装置。

61、按照权利要求60所述的装置，其中该控制装置包括一可植入病人体内的内部控制单元，其响应来自传感器的信号来控制该节流装置。

62、按照权利要求60所述的装置，其中该内部控制单元响应来自传感器的信号来直接控制该节流装置。

63、按照权利要求60所述的装置，其中该控制装置包括一位于病人体外的外部控制单元，其响应来自传感器的信号来控制该节流装置。

64、按照权利要求63所述的装置，其中该外部控制单元存储由传感器所检测到的有关物理参数的信息，其可手动操作以控制基于所存储信息的节流装置。

65、按照权利要求58所述的装置，进一步包括至少一个可植入发射机，其用于发射由传感器所检测到的有关物理参数的信息。

66、按照权利要求1所述的装置，其中该操作装置包括液压装置和至少一个用于控制液压装置中的液体流动的阀。

67、按照权利要求66所述的装置，进一步包括一个用于控制该阀的无线遥控器。

68、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一个无线遥控器，其发射至少一种控制该节流装置的无线控制信号。

69、按照权利要求68所述的装置，其中该遥控器能够获取有关该节流装置状态的信息并响应该信息来控制该节流装置。

70、按照权利要求68所述的装置，其中该遥控器包括一个控制该节流装置的可植入控制单元。

71、按照权利要求70所述的装置，其中该控制单元包括一微处理器。

72、按照权利要求68所述的装置，其中该无线遥控器包括至少一种外部信号发射机或收发机和至少一种可植入病人体内的内部信号接收机或收发机。

73、按照权利要求68所述的装置，其中该无线遥控器包括至少一种外部信号接收机或收发机和至少一种可植入病人体内的内部信号发射机或收发机。

74、按照权利要求68所述的装置，其中该遥控器能够从病人体内向体外发送有关节流装置的信息。

75、按照权利要求74所述的装置，其中该遥控器响应该信息来控制该节流装置。

76、按照权利要求68所述的装置，其中该遥控器包括一发射该控制信号的控制信号发射机，该能量发射装置包括该控制信号发射机，由此第一形式的能量通过该控制信号被发射。

77、按照权利要求68所述的装置，其中能量发射装置通过至少一种从控制信号中分离出的信号来发射该第一形式的能量。

78、按照权利要求68所述的装置，其中该遥控器发射一种载有该控制信号的载波信号。

79、按照权利要求68所述的装置，其中该能量发射装置通过至少一种信号来发射该第一形式的能量，该信号被用作遥控器所发射的控制信号的载波信号。

80、按照权利要求79所述的装置，其中该载波信号是调频或调幅的，或者是调频和调幅的。

81、按照权利要求79所述的装置，其中该载波信号包括数字波或模拟波，或者数字波和模拟波的组合。

82、按照权利要求79所述的装置，其中以载波信号方式使用的控制信号是调频或调幅的，或者是调频和调幅的。

83、按照权利要求79所述的装置，其中以载波信号方式使用的控制信号是数字或模拟的，或者是数字和模拟的。

84、按照权利要求68所述的装置，其中该控制信号包括一电场或磁场，或者一电场和磁场。

85、按照权利要求68所述的装置，其中该控制信号包括一数字或模拟控制信号，或者一数字和模拟控制信号。

86、按照权利要求85所述的装置，其中该遥控器发射携带该数字或模拟控制信号的一电磁载波信号。

87、按照权利要求1所述的装置，其中用于操作该节流装置的第二形式的能量是由该能量转换装置无线发射的。

88、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一控制该节流装置的可植入控制单元。

89、按照权利要求88所述的装置，其中该控制单元是按照一程序可编程地控制该节流装置的。

90、按照权利要求89所述的装置，其中该控制单元按照活动时序程序表随时间控制该节流装置。

91、按照权利要求89所述的装置，进一步包括一用于程控该控制单元的外部无线遥控器。

92、按照权利要求1所述的装置，进一步包括一外部数据通信机和一与该外部数据通信器机通讯的可植入内部数据通信机，其中该内部数据通信机将有关该节流装置的数据输送回该外部通信机或者该外部通信机将数据输送到该内部数据通信机。

93、按照权利要求92所述的装置，其中该内部数据通信机输送与病人的至少一种物理信号有关的数据。

94、按照权利要求1所述的装置，其中该节流装置控制该排泄物节流通道口的横截面积。

95、按照权利要求1所述的装置，其中该节流装置是非膨胀性的。

96、按照权利要求1所述的装置，其中该节流装置是由第二形式的能量直接操作的，此时能量发射装置发射第一形式的能量。

97、按照权利要求95所述的装置，其中该节流装置是由第二形式的能量直接操作而不外部接触皮下该装置的植入部件。

98、按照权利要求1所述的装置，其中该第一形式的能量包括动能。

99、按照权利要求1所述的装置，该能量转换装置可植入到病人的皮下或腹部。

100、按照权利要求1所述的装置，该能量转换装置可植入到病人的腹膜后区域、腹部、阴囊或阴唇、或者可皮下植入。

101、按照权利要求1所述的装置，该能量转换装置可植入到病人的一个管口内和黏膜下或管口黏膜外的内腔中。

102、按照权利要求1所述的装置，其中该能量转换装置包括至少一种在暴露于由该能量发射装置所无线发射的第一形式能量时，可以产生一能量场的半导体电路元件，该能量场提供该第二形式的能量。

103、按照权利要求1所述的装置，其中该能量转换装置包括至少一种在暴露于由该能量发射装置所无线发射的第一形式能量时，可以产生一能量场的晶体管电路元件，该能量场提供该第二形式的能量。

104、按照权利要求1所述的装置，其中该能量转换装置包括至少一种在暴露于由该能量发射装置所无线发射的第一形式能量时，可产生一能量场的微芯片，该能量场提供该第二形式的能量。

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