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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschränken der
Nahrungseinnahme zum Bilden einer Mundöffnung in dem Magen oder in
der Speiseröhre
eines Patienten, wobei die Vorrichtung ein längliches Beschränkungselement,
eine Formungseinrichtung zum Formen des länglichen Beschränkungselementes
in wenigstens eine im wesentlichen geschlossene Schleife um den
Magen oder die Speiseröhre,
wobei die Schleife eine Beschränkungsöffnung definiert,
und eine Einstelleinrichtung zum Einstellen des Beschränkungselementes
in der Schleife, um die Größe der Beschränkungsöffnung zu ändern, aufweist.
Der Ausdruck "Patient" umfaßt ein Tier
oder einen Menschen. Eine Vorrichtung gemäß dem einleitenden Teil von
Anspruch 1 ist in der
WO-A-99/63907 offenbart.
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Vorrichtungen
zum Beschränken
der Nahrungseinnahme in der Form von Magenbandeinheiten, bei denen
ein Band einen Teil des Magens eines Patienten umschließt, um die
Nahrungseinnahme des Patienten zu beschränken, sind in der Chirurgie
für die
krankhafte Fettleibigkeit verwendet worden, um einen kleinen Magenbeutel
oberhalb des Bandes und eine verkleinerte Mundöffnung in dem Magen zu bilden.
Obwohl ein solches Band um den Magen gelegt wird, um während der
Operation eine optimale Mundöffnung
zu erhalten, sind einige frühere
Magenbandeinheiten mit einer Einstelleinrichtung versehen, die ein
geringes Verstellen der Größe der Mundöffnung nach
der Operation ermöglicht.
Bei allen solchen Einheiten des Standes der Technik, so wie sie
in dem
US-Patent Nr. 4,592,339 ,
dem
europäischen Patent Nr. 0 611 561 und
der internationalen Patentanmeldung
WO
94/27504 offenbart sind, weist die Einstelleinrichtung
typischerweise einen aufweitbaren Hohlraum in dem Band und einen
Injektionsport in fluidischer Verbindung mit dem aufweitbaren Hohlraum
auf. Der Injektionsport wird subkutan implantiert, um das Hinzusetzen
von Fluid in oder das Abziehen von Fluid aus dem Hohlraum mittels
einer Injektionsnadel, die die Haut des Patienten in den Injektionsport
durchdringt, ermöglichen.
In der Praxis wird das Band aus Silikongummi hergestellt, das ein
Material ist, welches zum Implantieren zugelassen ist, und das Fluid
ist eine Flüssigkeit,
so wie eine isotonische Salzlösung.
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Es
ist jedoch gefunden worden, daß die
Bänder
dieses Typs der Einheiten des Standes der Technik, die zum Bilden
einer Mundöffnung
in dem Magen eines Patienten verwendet werden, sich gegebenenfalls nach
unten auf dem Magen versetzen können,
und es gibt ein erhöhtes
Risiko der Magenverengung aufgrund eines kleinen Einstellbereiches
für das
Band. Es ist auch gefunden worden, daß das Volumen des Magenbeutels
oberhalb des Bandes sich nach der Operation in der Größe bis auf
das Zehnfache erhöht.
Daher muß das Beutelvolumen
während
der Operation sehr klein gemacht werden, ungefähr 7 ml. Um es dem Patienten
zu ermöglichen,
den Magen unmittelbar nach einer Operation mit ausreichend Nahrung
zu versorgen, wobei ein solcher kleiner Magenbeutel in Betracht
gezogen wird, muß die
Mundöffnung
anfangs relativ groß gemacht werden
und muß später wesentlich
verkleinert werden, wenn das Beutelvolumen zunimmt. Damit man in
der Lage ist, einen wesentlichen Einstellbereiches des Bandes zu
erlangen, muß der
Hohlraum in dem Band relativ groß sein und ist durch eine dünne flexible
Wand definiert, die normalerweise aus Silikonmaterial hergestellt ist.
Weiterhin muß die
Mundöffnung
während
des ersten Jahres nach der Operation nach und nach verkleinert werden,
wenn die Größe des Magenbeutels
zunimmt. Wie oben angegeben wird die Verkleinerung der Mundöffnung bei
Verwenden der Einheiten des Standes der Technik erreicht, indem
Flüssigkeit
in den Hohlraum des Bandes über
den Injektionsport zugegeben wird, um das Band radial nach innen
aufzuweiten.
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Ein
großer
Nachteil des wiederholten Injizierens von Flüssigkeit in den Injektionsport
ist das erhöhte Risiko
für den
Patienten, sich eine Infektion in dem Körperbereich zuzuziehen, der
den Injektionsport umgibt. Wenn eine solche Infektion auftritt,
muß der
Injektionsport chirurgisch aus dem Patienten entfernt werden. Darüber hinaus
könnte
eine derartige Infektion entlang dem Schlauch streuen, der den Injektionsport
und das Band mit dem Magen verbindet, was sogar ernstere Komplikationen
hervorruft. Somit könnte
der Magen dort infiziert werden, wo er im Kontakt mit dem Band ist,
was dazu führen
könnte,
daß das
Band durch die Wand des Magens wandert. Auch ist es für den Patienten
nicht komfortabel, wenn die notwendigen, oft zahlreichen Einstellungen
der Mundöffnung
nach der Operation ausgeführt
werden, indem eine Injektionsnadel verwendet wird, die die Haut
des Patienten in den Injektionsport durchdringt.
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Es
kann geschehen, daß der
Patient Stücke
von Nahrungsmitteln verschluckt, die zu groß sind, als daß sie durch
die beschränkte
Mundöffnung
gelangen. Wenn dies geschieht, muß der Patient einen Arzt aufsuchen,
der die Nahrungsmittelstücke
entfernen kann, wenn die Gestal tung des Bandes dieses zuläßt, indem etwas
Flüssigkeit
aus dem Band abgezogen wird, um die Mundöffnung zu vergrößern, so
daß die
Nahrungsmittelstücke
den Mund durchlaufen können.
Dann muß der
Arzt dem Band Flüssigkeit
zuführen,
um die beschränkte
Mundöffnung
wieder zu erlangen. Wiederum erfordern diese Maßnahmen die Verwendung einer
Injektionsnadel, die die Haut des Patienten durchdringt, was für den Patienten
nicht komfortabel ist.
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Ein
weiteres Problem mit bekannten einstellbaren Magenbandeinheiten
ist, daß isotonische
Salzlösung
aus dem aufweitbaren Hohlraum des Bandes durch die umgebenden Bandwände aus
Silikongummi diffundieren kann, wenn es einen leichten Überdruck
gibt, der in dem Hohlraum herrscht. Es besteht auch ein Risiko,
daß einige
Zeit nach der Operation Flüssigkeit
aus dem Injektionsport, aus dem Schlauch zwischen dem letzteren
und dem Band und aus dem Band selbst austritt. Am kritischsten ist
der aufweitbare Ballon-Hohlraum.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum
Beschränken
der Nahrungseinnahme zur Verfügung
zu stellen, bei der das Risiko des Auslaufens von Flüssigkeit
aus der Vorrichtung innerhalb des Körpers des Patienten wesentlich
verringert oder beseitigt ist.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Beschränken der
Nahrungseinnahme zur Verfügung
zu stellen, welche nicht den Einsatz einer Injektionsnadel zum Bewerkstelligen
von Einstellungen der Mundöffnung
nach der Operation erfordert.
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Noch
eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum
Beschränken
der Nahrungseinnahme zur Verfügung
zu stellen, welche Einstellungen nach der Operation erlaubt, die
für den
Patienten komfortabel sind.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Beschränken der
Nahrungseinnahme derart, die anfangs genannt ist, gelöst, die
dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Einstelleinrichtung so gestaltet ist, daß sie das Beschränkungselement
in einer nicht invasiven Weise mechanisch einstellt, um nicht invasive
Einstellungen des Beschränkungselementes
nach der Operation zu erlauben. Als Ergebnis gibt es keine Flüssigkeit, die
direkt in dem länglichen
Beschränkungselement
selbst enthalten ist, um für
dessen Aufweiten zu sorgen, was die Einstellungen der Vorrichtung
der Erfindung nach der Operation ermöglicht, um die Mundöff nung des Patienten
zu verändern.
Die Einstelleinrichtung kann in dem Beschränkungselement eingebaut sein
und ebenso durch hydraulische Mittel gesteuert sein. Der Ausdruck "nicht invasive Einstelleinrichtung
nach der Operation" bedeutet,
daß die
Einstelleinrichtung in der Lage ist, das Beschränkungselement nach der Operation ohne
das Erfordernis invasiver Maßnahmen,
so wie Durchdringen der Haut beispielsweise durch Injektionsnadeln
oder Operation oder durch irgendeine andere Einrichtung, die die
Haut durchdringt, einzustellen. Obwohl bei Ausführungsformen, die hydraulische
Einrichtungen verwenden, ein Injektionsport verwendet werden könnte, würde der
Port bevorzugt dazu dienen, eine einzige endgültige Kalibrierung der Flüssigkeitsmenge, die
in der hydraulischen Einrichtung enthalten ist, zu ermöglichen.
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Gemäß einem
bevorzugten ersten Grundansatz für
das Einstellen ist die Einstelleinrichtung so ausgelegt, daß sie die
Längserstreckung
des länglichen
Beschränkungselementes
in einer Schleifenform einstellt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die den ersten Grundsatz für das Einstellen verwendet,
weist das Beschränkungselement
einen Hauptabschnitt und zwei längliche
Endabschnitte auf, und die Einstelleinrichtung ist dazu ausgelegt,
eine relative Verlagerung zwischen den Endabschnitten des Beschränkungselementes
in Längsrichtung
einzurichten, so daß die
Größe der Beschränkungsöffnung eingestellt wird.
Die Formeinrichtung kann irgendeine geeignete bekannte oder herkömmliche
Vorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, die gewünschte Funktion
in die Praxis umzusetzen, so wie ein Federmaterial, welches das
längliche
Beschränkungselement
in die Schleife formt, so daß die
Beschränkungsöffnung eine
vorbestimmte Größe hat,
und die Einstelleinrichtung kann so ausgelegt sein, daß sie das
Beschränkungselement
gegen die Federwirkung des Federmaterials einstellt. Mit anderen
Worten kann das Beschränkungselement
einen Federclip aufweisen. Das Federmaterial kann in das Beschränkungselement
integriert sein.
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Bevorzugt
weist die Beschränkungseinrichtung
ein bewegungsübertragendes
Element auf, zweckmäßigerweise
ein Antriebsrad, im Eingriff mit wenigstens einem der Endabschnitte
des Beschränkungselementes und
so betreibbar, daß es
den einen Endabschnitt relativ zu dem anderen Endabschnitt des Beschränkungselementes
verlagert. Das Antriebsrad kann vorteilhaft in Eingriff mit beiden
Endabschnitten des Beschränkungselementes
sein und so betreibbar sein, daß es
die Endabschnitte relativ zueinander verlagert. Eine längliche
flexible Antriebswelle kann betrieblich mit dem Antriebsrad verbunden
sein, um manuell oder motorer zeugt Energie von einem Ort entfernt
von dem Beschränkungselement
zu übertragen.
Bei seiner einfachsten Ausführungsform
kann das Antriebsrad eine Riemenscheibe in Reibeingriff mit dem
Beschränkungselement aufweisen.
Als Alternative kann eine Zahnstange auf wenigstens einem der Endabschnitte
des Beschränkungselementes
gebildet sein, und das Antriebsrad kann ein Zahnrad, das mit der
Zahnstange kämmt,
aufweisen. Andere geeignete bekannte oder herkömmliche Mechanismen können auch
oder als Alternative als die Einstelleinrichtung verwendet werden.
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Das
bewegungsübertragende
Element kann als Alternative wenigstens einen Zylinder und einen
Kolben, der darin bewegbar ist und mit einem Endabschnitte des Beschränkungselementes
verbunden ist, aufweisen, wobei der Kolben so betreibbar ist, daß er den
einen Endabschnitt des Beschränkungselementes
relativ zu dem anderen Endabschnitt des Beschränkungselementes verlagert.
Als Alternative kann die bewegungsübertragende Einrichtung zwei
miteinander verbundene Zylinder und zwei Kolben in den jeweiligen
Zylindern, die mit den jeweiligen Endabschnitten des Beschränkungselementes
verbunden sind, aufweisen, wobei die Kolben so betreibbar sind,
daß sie
die Endabschnitte des Beschränkungselementes
relativ zueinander in Längsrichtung
verlagern. Andere bekannte oder herkömmliche Einrichtungen können auch
oder als Alternative als das bewegungsübertragende Element verwendet
werden.
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Ein
Motor, der in bezug auf den Hauptbereich des Beschränkungselementes
fest ist und eine sich drehende Antriebswelle hat, die betrieblich
mit dem bewegungsübertragenden
Element verbunden ist, kann relativ zu dem länglichen Beschränkungselement
derart angeordnet werden, daß sich
die Antriebswelle quer dazu erstreckt. Als Alternative kann der
Motor relativ zu dem länglichen
Beschränkungselement
derart positioniert werden, daß sich
die Antriebswelle im wesentlichen tangential zu der Schleife des
Beschränkungselementes erstreckt.
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Bei
allen oben beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung wird die Einstelleinrichtung zweckmäßigerweise
durch irgendeinen geeigneten Motor betätigt, bevorzugt einen elektrischen
Motor, der direkt an dem Beschränkungselement
befestigt oder dem Beschränkungselement
zugewiesen angeordnet wird oder als Alternative entfernt von dem
Beschränkungselement
angeordnet wird, vorteilhaft in dem Bauchraum oder subkutan. Bei
der letzteren Alternative ist der Motor vorteilhaft mit der Einstelleinrichtung
durch eine flexible Energieübertragungsleitung
verbunden, um ein geeignetes Positionieren des Motors in dem Bauchraum des
Patienten zu erlauben. Der Motor kann manuell aktivierbar sein,
zum Beispiel durch einen implantierten Schalter.
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Alle
Lösungen
können
durch eine drahtlose Fernsteuereinrichtung zum nicht invasiven Steuern
der Einstelleinrichtung gesteuert werden. Die Fernsteuereinrichtung
kann vorteilhaft in der Lage sein, Information über die Größe der Beschränkungsöffnung zu
erhalten und der Einstelleinrichtung befehlen, das Beschränkungselement
als Antwort auf erhaltene Information einzustellen.
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Die
Fernsteuereinrichtung weist eine Einrichtung zum drahtlosen Übertragen
von Energie von außerhalb
des Körpers
des Patienten an energieverbrauchende implantierbare Komponenten
der Vorrichtung auf. Ein implantierbarer Motor kann zweckmäßig zum
Betreiben der Einstelleinrichtung vorgesehen sein, und die Einrichtung
für die
drahtlose Übertragung
von Energie kann dazu ausgelegt sein, direkt den Motor mit übertragener
Energie zu versorgen. Die Energie, die von der Einrichtung für die Übertragung
von Energie übertragen wird,
kann Wellensignale, ein elektrisches Feld oder ein magnetisches
Feld aufweisen.
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Bevorzugt
weist die drahtlose Fernsteuereinrichtung eine getrennte Signalsendeeinrichtung
und eine implantierte Signalempfangseinrichtung auf. Zum Beispiel
können
die Signalsendeund Signalempfangseinrichtung dazu ausgelegt sein,
Signale in der Form digitaler Pulse, die ein magnetisches oder elektrisches
Feld aufweisen können,
zu senden und zu empfangen. Als Alternative, die bevorzugt ist,
können
die Signalsende- und die Signalempfangseinrichtung so ausgelegt
sein, daß sie
Signale senden und empfangen, die elektromagnetische Wellen, Schallwellen
oder Trägerwellen
für Fernsteuersignale
aufweisen können.
Die Empfangseinrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen, die dazu
ausgelegt ist, die Einstelleinrichtung als Antwort auf Signale von
der Signalsendeeinrichtung zu steuern.
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Die
Vorrichtung zum Beschränken
der Nahrungseinnahme kann weiter eine implantierbare Energieversorgungseinheit
zum Liefern von Energie an energieverbrauchende Komponenten der
Vorrichtung, die in den Patienten implantiert werden sollen, aufweisen,
so wie elektronische Schaltungen und/oder einen Motor zum Betreiben
der Einstelleinrichtung. Die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein,
einen solchen implantierten Motor mit Energie, die von der Energieversorgungseinheit
zur Verfügung
gestellt wird, als Antwort auf Signale, die von der Signalsendeeinheit
empfangen worden sind, zu versorgen. Jedwede bekannte oder herkömm liche
Signalsende- oder Signalempfangsvorrichtung, die zum Einsatz bei
einem Menschen oder Säugetier
als Patient geeignet ist, kann als die Signalsende- oder Signalempfangseinrichtung
vorgesehen sein. Die Signale können
elektromagnetische Wellen, so wie Infrarotlicht, sichtbares Licht,
Laserlicht, Mikrowellen, oder Schallwellen, so wie Ultraschallwellen
oder Infraschallwellen, oder irgendeinen anderen Typ von Wellensignalen
aufweisen. Die Signale können
auch elektrische oder magnetische Felder oder Pulse aufweisen. All
die oben genannten Signale können
digitale Signale aufweisen.
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Der
Motor kann irgendein Typ eines Motors sein, so wie ein pneumatischer,
hydraulischer oder elektrischer Motor, und die Energieversorgungseinheit
kann so ausgelegt sein, daß sie
den Motor mit unter Druck stehendem Gas oder Flüssigkeit oder mit elektrischer
Energie versorgt, abhängig
von dem Typ des Motors. Wenn der Motor ein elektrischer Motor ist,
kann er die pneumatische oder hydraulische Apparatur versorgen.
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Die
Energieversorgungseinheit kann eine Energieversorgung aufweisen,
und die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein, den Motor mit Energie
von der Energieversorgung zu versorgen. Bevorzugt ist die Energieversorgung
eine elektrische Energieversorgung, so wie eine Batterie, und der
Motor ist ein elektrischer Motor. In diesem Fall versorgt die Batterie
auch kontinuierlich die Schaltung der Signalempfangseinrichtung
zwischen den Einstellarbeitsgängen,
um die Signalempfangseinrichtung bereit zum Empfang von Signalen,
die von der Signalsendeeinrichtung gesendet werden, zu halten.
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Die
Energieversorgungseinheit kann dazu ausgelegt sein, Energie von
den Signalen zu übertragen, wenn
sie zu der Signalempfangseinheit gesendet werden, in elektrische
Energie zum Betreiben der implantierten elektronischen Komponenten
zu überführen. Zum
Beispiel kann die Energieversorgungseinheit dazu ausgelegt sein,
die Energie von den Signalen in Gleich- oder Wechselstrom zu überführen.
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In
dem Fall, daß es
einen implantierten elektrischen Motor zum Betreiben der Einstelleinrichtung
gibt, kann die Energieversorgungseinheit auch den Motor mit der übertragenen
Energie versorgen. Vorteilhaft ist die Steuereinheit dazu ausgelegt,
den elektrischen Motor direkt mit elektrischer Energie zu versorgen,
wenn die Energieversorgungseinheit die Signalenergie in die elektrische
Energie überführt. Diese
Ausführungsform ist
besonders einfach und erfordert keine wiederkehrenden invasiven
Maßnahmen
zum Austauschen leerer Energieversorgungen, so wie Batterien, was
bei der oben beschriebenen Ausführungsform
erforderlich ist.
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Für Einstelleinrichtungen
des Typs, der mehr, jedoch immer noch relativ wenig Energie für seinen
Betrieb erfordert, kann die Energieversorgungseinheit eine wiederaufladbare
elektrische Energieversorgung zum Speichern der erhaltenen elektrischen
Energie aufweisen, und die Steuereinheit kann so ausgelegt sein,
daß sie
den elektrischen Motor mit Energie aus der wiederaufladbaren elektrischen
Energieversorgung als Antwort auf Signale, die von der Signalsendeeinrichtung
empfangen worden sind, versorgt. Bei einem anfänglichen Ladeschritt kann die
wiederaufladbare Energieversorgung über eine relativ lange Zeitdauer
(z. B. einige Sekunden bis zu einer halben Stunde) aufgeladen werden,
ohne den elektrischen Motor zu betreiben. In einem folgenden Betriebsschritt,
wenn die Energieversorgung mit ausreichend Energie aufgeladen worden
ist, versorgt die Steuereinheit den elektrischen Motor mit Energie
aus der aufgeladenen Energieversorgung, um die Einstelleinrichtung
zu betreiben, so daß eine
gewünschte Änderung
der Mundöffnung
beim Patienten erreicht wird. Wenn die Kapazität der Energieversorgung nicht
ausreichend ist, um die notwendige Einstellung in einem einzigen
Arbeitsschritt zu erreichen, können
die obigen Schritte zweckmäßigerweise
wiederholt werden, bis die gewünschte
Einstellung erreicht ist.
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Die
elektrische Energieversorgung weist zweckmäßigerweise einen billigen einfachen
Kondensator auf. In diesem Fall kann der elektrische Motor ein Schrittmotor
sein.
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Die
Signalsendeeinrichtung kann dazu ausgelegt sein, elektromagnetische
Signale zu senden, und die Energieversorgungseinheit kann dazu ausgelegt
sein, Strahlungsenergie aus den elektromagnetischen Wellensignalen
abzuziehen, wenn sie zu der Signalempfangseinrichtung gesendet werden,
und die Strahlungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln.
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Als
Alternative kann die Energieversorgungseinheit eine Batterie, einen
elektrisch betreibbaren Schalter, der dazu ausgelegt ist, in einem "Ein"-Modus, wenn der
Schalter betätigt
wird, die Batterie mit der Signalempfangseinrichtung zu verbinden
und die Batterie von der Signalempfangseinrichtung in einem "Bereitschafts"-Modus getrennt zu
halten, wenn der Schalter nicht betätigt wird, und eine wiederaufladbare
elektrische Energieversorgung zum Betreiben des Schalters aufweisen.
Die Steuereinheit kann dazu ausgelegt sein, den elektrischen Motor
mit Energie von der Batterie als Antwort auf Signale, die von der
Signalsendeeinheit emp fangen worden sind, zu versorgen, wenn der
Schalter in seinem "Ein"-Modus ist. Vorteilhaft
kann die Energieversorgungseinheit dazu ausgelegt sein, Wellenenergie
von den Signalen, wenn sie zu der Signalempfangseinrichtung gesendet
werden, in einen Strom zum Laden der wiederaufladbaren elektrischen
Energieversorgung, die zweckmäßigerweise
ein Kondensator ist, zu überführen. Energie
aus der Energieversorgung wird dann verwendet, um den Schalter von "Aus" (Bereitschaftsmodus)
in "Ein" zu schalten. Diese
Ausführungsform ist
für Einstelleinrichtungen
des Typs geeignet, der eine relativ hohe Energie für ihren
Betrieb erfordert, und hat den Vorteil, daß die elektronische Schaltung
der Signalempfangseinrichtung zwischen Einstellarbeitsgängen nicht
von der Batterie versorgt werden muß. Als ein Ergebnis kann die
Lebensdauer der Batterie wesentlich verlängert werden.
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Als
ein Beispiel kann die Signalsendeeinrichtung dazu ausgelegt sein,
elektromagnetische Wellensignale zu senden, und die Energieversorgungseinheit
kann dazu ausgelegt sein, Strahlungsenergie aus den elektromagnetischen
Wellensignalen abzuziehen, wenn sie an die Signalempfangseinrichtung
gesendet werden, und die Strahlungsenergie in den Strom umzuwandeln.
Die Energieversorgungseinheit kann zweckmäßig eine Spule der Signalempfangseinrichtung
zum Induzieren eines Wechselstroms, wenn elektromagnetische Wellensignale
durch die Spule gesendet werden, und einen Gleichrichter zum Gleichrichten
des Wechselstroms aufweisen. Der gleichgerichtete Strom wird zum
Laden der wiederaufladbaren Energiequelle verwendet.
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Als
Alternative kann die Signalsende- und Empfangseinrichtung ausschließlich für Steuersignale
verwendet werden, und eine weitere Signalsende- und Empfangseinrichtung
kann zum Übertragen
von Signalenergie an implantierte Komponenten vorgesehen sein. Durch
ein solches doppeltes System aus Signalsende- und Empfangseinrichtungen
wird der Vorteil erlangt, daß die
beiden Systeme optimal für
ihre jeweiligen Zwecke gestaltet werden können, nämlich um Steuersignale zu senden
und um Energie aus Signalen zu überführen.
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Wie
es von einem Fachmann realisiert werden sollte, kann bei vielen
der oben beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung die Einstelleinrichtung durch eine Steuereinrichtung
oder durch manuelle Manipulationsmittel betrieben werden, die unter
die Haut des Patienten implantiert worden sind, so wie eine Pumpe, ein
elektrischer Schalter oder eine mechanische Bewegung übertragende
Einrichtung. Bei der manuelle Ausführungsform ist es nicht notwendig,
einen Motor zum Betätigen
der Einstelleinrichtung zu verwenden.
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Bei
Ausführungsformen,
die eine hydraulische Übertragungseinrichtung
umfassen, kann ein Injektionsport, der mit der hydraulischen Einrichtung
verbunden ist, vorgesehen sein, um die normalerweise einzige endgültige Kalibrierung
der Menge an Fluid in dem hydraulischen System zu ermöglichen.
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Die
Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Vorrichtung zum Beschränken
der Nahrungseinnahme gemäß der Erfindung
ist;
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2 und 3 Querschnittsansichten
entlang den Linien II-II bzw. III-III der 1 sind;
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4 und 5 in
schematischer Weise zwei alternative Gestaltungen der Ausführungsform
der 1 zeigen;
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6 in
schematischer Weise eine Motoranordnung für die Gestaltung nach 5 veranschaulicht;
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7 eine
schematische Schnittansicht einer weiteren Vorrichtung ist;
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8 in
schematischer Weise eine hydraulische Übertragungsleitung für die Vorrichtung
der 7 veranschaulicht;
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9 eine
schematische Schnittansicht einer weiteren Vorrichtung ist;
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10 eine
Modifikation der Vorrichtung der 9 ist;
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11 eine
schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung ist;
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12 und 13 vergrößerte Einzelheiten
der Vorrichtung der 11 zeigen;
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14 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV der 11 ist;
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15 eine
schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung ist;
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16 eine
vergrößerte Einzelheit
der 15 zeigt;
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17 ein
Querschnitt entlang der Linie XVII-XVII der 15 ist;
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18 bis 21 schematische
Schnittansichten von weiteren Vorrichtungen sind;
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22 und 23 eine
vollständige
offene bzw. eine verkleinerte Beschränkungsöffnung der Vorrichtung der 21 veranschaulichen;
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24 eine
schematische Ansicht einer weiteren Vorrichtung ist;
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25 eine
vergrößertes Einzelheit
der Vorrichtung der 24 zeigt;
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26 und 27 eine
vollständig
offene bzw. eine verkleinerte Beschränkungsöffnung der Vorrichtung der 24 veranschaulichen;
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28 schematisch
eine Polsteranordnung zum Schützen
des Magens oder der Speiseröhre
des Patienten veranschaulicht;
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29A–D
ein Blockschaubild mit vier unterschiedlichen grundlegenden Vorrichtungen
ist;
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30A–D
Querschnittsansichten eines Pumpenmechanismus gemäß 29C zeigt, der Fluid in entgegengesetzte Richtungen
pumpt, indem ein Wandabschnitt mechanisch in nur eine Richtung geschoben wird;
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31 eine
Querschnittsansicht eines Behälters
mit einem variablen Volumen ist, das von einem Fernsteuermotor gesteuert
wird, gemäß einer
Vorrichtung, die in 29B oder 30B gezeigt,
ist;
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32 eine
Querschnittsansicht eines Behälters
mit einem variablen Volumen ist, das durch manuelle Manipulation
einstellbar ist, gemäß einer
Vorrichtung, die in 29B oder 29D gezeigt,
ist;
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33A eine Vorderansicht eines hydraulischen, pneumatischen
oder mechanischen Servosystems gemäß einer Vorrichtung ist, die
in 29D gezeigt, ist;
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33B eine Querschnittsansicht entlang der Linie
VB-VB der 33A ist;
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34 ein
Blockschaubild ist, das Fernsteuerkomponenten veranschaulicht; und
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35 eine
schematische Ansicht einer Schaltung ist, die für das System des Blockschaubildes
auf 34 verwendet wird.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungsfiguren bezeichnen gleiche Bezugsziffern
in den verschiedenen Figuren identische oder entsprechende Elemente.
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Die 1–3 zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform
der Vorrichtung zum Beschränken
der Nahrungseinnahme der Erfindung, die ein Beschränkungselement
in der Form eines kreisförmigen
nachgiebigen Kernes 2 mit zwei überlappenden Endabschnitten 4, 6 aufweist.
Der Kern 2 definiert eine im wesentlichen kreisförmige Beschränkungsöffnung und
ist in einem elastischen weichen Schlauch 8 eingeschlossen,
außer an
einer lösbaren
und verriegelbaren Verbindung 10 des Kerns 2,
die, wenn sie gelöst
ist, das Anlegen des Kerns 2 mit seinem Schlauch 8 um
die Speiseröhre
oder den Magen eines Patienten ermöglicht. Die Materialien all
dieser Elemente sind biokompatibel, so daß der Körper des Patienten sie nicht
abstoßen
wird. Eine Einrichtung 12 für das mechanische Einstellen
nach der Operation, zum mechanischen Anpassen der Längsausdehnung
des Kerns 2, um die Größe der Beschränkungsöffnung zu ändern, weist
ein Antriebsrad 14 in Reibeingriff mit den überlappenden
Endabschnitten 4, 6 des Kerns 2 auf.
Das Antriebsrad 14 ist in einem Halter 16 gelagert,
der sich in dem Schlauch 8 befindet und mit zwei Gegendruckwalzen 18, 20 versehen
ist, die die jeweiligen Endabschnitte 4, 6 des
Kerns 2 gegen das Antriebsrad 14 drücken, um
den Reibeingriff zwischen diesen zu erhöhen. Ein elektrischer Motor 22 ist
mit dem Antriebsrad 14 über
eine lange flexible Antriebswelle 24 verbunden und ist
zusammen mit einer ferngesteuerten Energieversorgungseinheit 26 in
einem Körper 28 aus
Silikongummi vergossen. Die Länge
der flexi blen Antriebswelle 24 ist so ausgewählt, daß der Körper 28 in
eine gewünschte
Position in dem Körper
des Patienten gebracht werden kann, zweckmäßigerweise im Unterleib.
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Wenn
einige Zeit nach der Operation der Patient eine Einstellung der
Beschränkungsöffnung des Kerns 2 benötigt, wird
die Energieversorgungseinheit 26 so gesteuert, daß sie den
elektrischen Motor 22 versorgt, entweder um das Antriebsrad 14 in
eine Richtung zu drehen, um den Durchmesser des Kerns 2 zu
verringern, oder um das Antriebsrad 14 in die entgegengesetzte
Richtung zu drehen, um den Durchmesser des Kerns 2 zu vergrößern.
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Als
Alternative kann eine Zahnstange auf einem der Endabschnitte 4, 6 des
Kerns 2 gebildet sein, und das Antriebsrad 14 kann
durch ein Antriebszahnrad ersetzt sein, das mit dem anderen Endabschnitt
des Kerns 2 verbunden ist und mit der Zahnstange kämmt.
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4 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, die mit der Ausführungsform
der 1–3 identisch
ist, mit der Ausnahme, daß der
Motor 22 in einem seitlichen Vorsprung 30 des
Schlauches 8 verkapselt ist, so daß er am Kern 2 befestigt
ist und eine kurze Antriebswelle 32 hat, auf der das Antriebsrad 14 angebracht
ist, wobei der Motor 22 relativ zu dem kreisförmigen Kern 2 derart
positioniert ist, daß sich
die Antriebswelle 32 radial dazu erstreckt.
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5 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, die ebenfalls mit der Ausführungsform der 1–3 identisch
ist, mit der Ausnahme, daß der
Motor 22 in dem Schlauch 8 derart verkapselt ist,
daß er
an dem Kern 2 befestigt ist und eine kurze Antriebswelle 32 hat,
wobei der Motor 22 relativ zu dem Kern 2 derart
angeordnet ist, daß sich
die Antriebswelle 32 im wesentlichen tangential zu dem
kreisförmigen
Kern 2 erstreckt. Es gibt eine Winkelverzahnung 34,
die die Antriebswelle 32 mit dem Antriebsrad 14 verbindet.
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6 zeigt
eine geeignete Anordnung für
den Motor 22 bei der Ausführungsform nach 5,
die in erstes Klemmelement 36, das an einem Endabschnitt
des Kerns 2 gesichert ist, und ein zweites Klemmelement 38,
das an dem anderen Endabschnitt 6 des Kerns 2 gesichert
ist, aufweist. Der Motor 22 ist an dem ersten Klemmelement 36 gesichert
und ist betrieblich mit einer Schnecke 40 über ein Übertragungsgetriebe 42 verbunden.
Die Schnecke 40 ist an ihren gegenüberliegenden Enden an Haltern 44 und 46 angelenkt,
die starr an dem Klemmelement 36 bzw. dem Motor 22 gesichert
sind. Das zweite Klemmelement 38 hat ein Ritzel, das mit
der Schnecke 40 kämmt.
Wenn der Motor 22 betrieben wird, dreht sich die Schnecke 40 und wird
somit den Endabschnitt 6 des Kerns 2 in eine oder
in die entgegengesetzte Längsrichtung
ziehen, so daß der
Durchmesser des im wesentlichen kreisförmigen Kerns 2 entweder
vergrößert oder
verkleinert wird.
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7 zeigt
eine weitere Vorrichtung, bei der ein Beschränkungselement einen länglichen
Kern 48 und eine wendelartige Feder 50 aufweist.
Eine die Feder zusammenziehende Einrichtung in der Form eines flexiblen
Zugelementes 52, d. h. ein Strang, ein Draht oder ein Kabel,
ist an einem Ende mit dem Kern 48 durch die wendelartige
Feder 50 verbunden. Ein hydraulischer Motor in der Form
einer Einheit 54 aus Zylinder/Kolben ist dazu ausgelegt,
das flexible Zugelement 52 zu ziehen, um die wendelartige
Feder 50 gegen ein Sperrelement 56 zusammenzuziehen,
das relativ zu dem Kern 48 fest ist. Ein Rohr 58,
das gelenkig an dem Sperrelement 56 angebracht ist, erstreckt
sich zwischen der Einheit 54 aus Zylinder/Kolben und dem
Sperrelement 56, wobei das flexible Zugelement 52 durch
das Rohr 58 läuft
und mit dem Kolben der Einheit 54 aus Zylinder/Kolben verbunden
ist. 8 zeigt eine ähnliche
Ausführungsform,
bei der eine hydraulische Übertragungsleitung 58 zwischen
zwei Anordnungen 54 aus Kolben/Zylinder vorgesehen ist,
zur Verwendung als hydraulische Motorvorrichtung in 7.
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9 zeigt
eine weitere Vorrichtung, bei der das Beschränkungselement zwei längliche
wendelartige Federn 60 und 62 mit freien Enden
und einen Körper 64,
an dem die Federn 60, 62 an ihren gegenüberliegenden
Enden nicht drehbar gesichert sind, aufweist. Der Körper 64 weist
zwei getrennte Teile auf, die an gegenüberliegenden Endbereichen des
einschließenden
elastischen Schlauches 8 gesichert sind, und ist mit einer lösbaren und
verriegelbaren Verbindung zwischen den getrennten Teilen gestaltet.
Eine Einstelleinrichtung in der Form einer Antriebswelle 66 hat
zwei gegenüberliegende
Endabschnitte, die mit den wendelartigen Federn 60, 62 jeweils
an ihren freien Enden verbunden sind. Die Spulen der Federn 60, 62 bilden
eine linke bzw. rechte Wendel. Ein Motor 68 ist dazu ausgelegt,
die Antriebswelle 66 in einer Richtung zu drehen, um die
Spulen der wendelartigen Federn 60, 62 zu vergrößern, so
daß die
Federn 60, 62 in Längsrichtung zusammengezogen werden,
und um die Antriebswelle 66 in der entgegengesetzten Richtung
zu drehen, um die Größe der Spulen der
Federn 60, 62 zu verringern, so daß die Federn 60, 62 in
Längsrichtung
aufgeweitet werden. Somit definieren die länglichen wendelartigen Federn 60, 62 eine
Beschränkungsöffnung,
die vergrößert wird,
wenn die Federn 60, 62 aufgeweitet werden, und
verkleinert wird, wenn die Federn 60, 62 zusammengezogen
werden.
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10 zeigt
eine Vorrichtung, die mit der Vorrichtung der 9 identisch
ist, mit der Ausnahme, daß die
Einstelleinrichtung ein Getriebe mit einer Eingangswelle 72 und
zwei entgegengesetzt gerichteten Ausgangswellen 74 und 76 aufweist,
die mit den wendelartigen Federn 60 bzw. 62 an
ihren freien Enden verbunden sind. Die Eingangswelle 72 ist
mit den Ausgangswellen 74, 76 derart verbunden,
daß sie
sich bei Drehung der Eingangswelle 72 in entgegengesetzten
Richtungen drehen. Die Spulen der Federn 60, 62 bilden
dieselben Wendel.
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Die 11–14 zeigen
eine Vorrichtung, bei der ein hydraulischer Motor zwei miteinander
verbundene Zylinder 78 und 80 und zwei Kolben 82 und 84 in
den jeweiligen Zylindern 78, 80 aufweist. Die
Zylinder 78, 80 haben ein gemeinsames Fluidzufuhr-Einlaßelement 86,
das zusammen mit den Zylindern 78, 80 die Form
eines Y-Rohres annimmt. Das Beschränkungselement weist einen länglichen
nachgiebigen gebogenen Kern 88 auf. Die Einstelleinrichtung
weist zwei Stangen 90 und 92 auf, die an gegenüberliegenden
Enden des Kern 88 gesichert sind und mit den Kolben 82 bzw. 84 verbunden
sind. Der Kern 88 definiert eine Beschränkungsöffnung und ist mit einer lösbaren und
verriegelbaren Verbindung 94 (13) versehen,
um das Anlegen des Kerns 88 um die Speiseröhre oder
den Magen zu erlauben. Der Kern 88 und die Zylinder 90, 92 sind
außer an
der Verbindung 94 und dem Einlaßelement 86 von einem
weichen elastischen Schlauch 96 umschlossen. Der Schlauch 96 hat
eine äußere Schlauchwand 98 und
eine zentrale koaxiale innere Schlauchwand 100, die an
der Außenwand 98 durch
Speichenelemente 102 (14) befestigt
ist. Der Kern 88 liegt lose in der inneren Schlauchwand 100.
Indem Fluid zu dem Einlaß 86 geliefert
oder Fluid durch diesen abgezogen wird, werden sich die Kolben 82 und 84 aufeinander
zu oder voneinander weg bewegen, so daß die Beschränkungsöffnung, die
durch den Kern 88 definiert ist, durch die Verlagerung
der Stangen 90, 92 in Längsrichtung geändert wird.
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Die 15–17 zeigen
eine Vorrichtung, die mit der Vorrichtungen der 11–14 identisch ist,
mit der Ausnahme, daß die
Einstelleinrichtung ein längliches,
auf Spannung ansprechendes Element 104 aufweist, das an
den gegenüberliegenden
Enden des Kerns 88 gesichert ist, so daß der Kern 88 und
das Element 104 das Beschränkungselement bilden. Das Element 104 ist
in der Lage, sich nach innen in einen Bogen zu biegen, als Antwort
auf eine Spannung, die über
das Element 104 angelegt ist. Der Krümmungsradius des Bogens ist
einstellbar, indem der Wert der Spannung, die an dem Element 104 anliegt,
geändert
wird.
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18 zeigt
eine Vorrichtung mit einer eine Schleife bildenden Einrichtung in
der Form eines im wesentlichen starren äußeren kreisförmigen Elementes 106 mit
einer lösbaren
und verriegelbaren Verbindung 108, um das Anlegen der Vorrichtung
um die Speiseröhre
oder den Magen zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform
weist das Beschränkungselement
ein elastisches inneres kreisförmiges
Element 110 auf, das durch den innersten Wandbereich eines
elastischen Schlauches 112 gebildet ist, der sich entlang
dem äußeren Element 106 erstreckt.
Das innere kreisförmige
Element 110 ist konzentrisch innerhalb des äußeren kreisförmigen Elementes 106 angeordnet.
Die Einstelleinrichtung weist eine Vielzahl von Fäden 114 auf,
die an dem elastischen inneren Element 110 entlang dessen
Umfang gesichert sind und von dem inneren Element 110 über Führungselemente 116,
die an dem äußeren Element 106 befestigt
sind, laufen. Indem alle Fäden 114 gezogen
werden, wird das innere elastische Element 110 unter Ausdehnung
radial nach außen
auf das äußere Element 106 zu
gezogen.
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19 zeigt
eine Vorrichtung, die mit der Vorrichtung der 9 identisch
ist, mit der Ausnahme, daß sie
eine Schleifen bildende Einrichtung in der Form eines im wesentlichen
starren äußeren kreisförmigen Elements 118,
welches die wendelartigen Federn 60, 62 trägt, und
einer weichen elastischen inneren Wand 120, die sich entlang
den Federn 60, 62 erstreckt, aufweist. Wenn der
Motor 68 die wendelartigen Federn 60, 62 in eine
Richtung dreht, die die Spulen der Federn 60, 62 vergrößert, werden
die Spulen von dem starren äußeren Element 118 gezwungen,
sich radial nach innen auszuweiten, so daß die Größe der Beschränkungsöffnung, die
durch die beschränkende
Umfangsfläche
des Beschränkungselements
(Federn 60, 62 und Körper 64) gebildet
ist, verringert wird.
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20 zeigt
eine weitere Vorrichtung, bei der ein Beschränkungselement eine Vielzahl
gebogener Lamellen 122 aufweist, die wie der herkömmliche
Mechanismus für
die einstellbare Apertur einer Kamera angeordnet sind. Die Einstelleinrichtung,
nicht gezeigt, ist herkömmlich
und wird von einem Motor 124 betrieben, um die Lamellen 122 so
einzustellen, daß sie
die Größe einer
Beschränkungsöffnung ändern, die
durch die Lamellen 122 definiert ist.
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Die 21–23 zeigen
eine Vorrichtung, bei der ein Beschränkungselement zwei halbkreisförmige Element 126 und 128 aufweist,
die gelenkig miteinander verbunden sind, so daß die halbkreisförmigen Elemente 126, 128 relativ
zueinander zwischen einem vollständig
offenen Zustand, in dem sie im wesentlichen einen Kreis bilden,
veranschaulicht in 22, und einem gewinkelten Zustand,
in dem die Größe der Beschränkungsöffnung,
die durch die halb kreisförmigen
Elemente 126, 128 definiert ist, verringert ist,
in 23 veranschaulicht, verschwenkbar sind. Die Einstelleinrichtung,
nicht gezeigt, ist herkömmlich
und wird von einem Motor 130 betrieben, um die halbkreisförmigen Elemente 126, 128 relativ
zueinander zu verschwenken.
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Die 24–27 zeigen
eine Vorrichtung, bei der das Beschränkungselement einen elastischen Gurt 130 aufweist,
der einen Kreis bildet und einen im wesentlichen ovalen Querschnitt
hat. Das Beschränkungselement 130 ist
mit einer lösbaren
und verriegelbaren Verbindung 132 versehen. Ein elastischer
doppelwandiger Schlauch 134 umschließt den Gurt 130 außer an der
Verbindung 132. Die Einstelleinrichtung, nicht gezeigt,
ist herkömmlich
und wird von einem Motor 136 betrieben, um den Gurt 130 um
dessen Längsausdehnung
zwischen einem vollständig
offenen Zustand, in dem die innere breite Seite des Gurtes 130 eine
im wesentlichen zylindrische Fläche
bildet, in 26 veranschaulicht, und einem
verringerten offenen Zustand, in dem die innere breitere Seite des
Gurts 130 eine im wesentlichen konische Fläche bildet,
in 27 veranschaulicht, zu drehen.
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28 veranschaulicht
schematisch eine Polsteranordnung zum Schützen der Speiseröhre oder
des Magens, die eine Vielzahl von Polstern 138 aufweist,
die in Reihe entlang einem im wesentlichen kreisförmigen Halteelements 140 angeordnet
sind. Diese Polsteranordnung kann bei irgendeiner der oben beschriebenen Vorrichtungen
verwendet werden.
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Die 29A–D
liefern ein Blockschaubild von vier unterschiedlichen Konfigurationen
einer hydraulischen Übertragung. 29A zeigt eine Einstelleinrichtung 202 des
Beschränkungselementes,
einen getrennten Behälter 204,
eine Einwegepumpe 206 und ein Wechselventil 208. 29B zeigt die Einstelleinrichtung 202 und
einen einstellbaren Behälter 210. 29C zeigt die Einstelleinrichtung 202,
eine Zweiwegepumpe 212 und den Behälter 204. 29D zeigt ein Servosystem mit einem ersten geschlossenen
System, das ein zweites System steuert. Das Servosystem weist den
einstellbaren Behälter 210 und
einen passiven einstellbaren Behälter 214 auf.
Irgendeiner der Behälter
kann der aktive Behälter
sein, entweder der Servobehälter 210 oder
der Fluidzufuhrbehälter 214.
Der Behälter 214 steuert
einen größeren einstellbaren
Behälter 216,
der für
den Betrieb der Einstelleinrichtung 202 zum Verändern der
Beschränkungsöffnung des
Beschränkungselementes
verwendet wird.
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Die 30A–D
sind Querschnittsansichten eines Pumpenmechanismus, der dazu ausgelegt
ist, Fluid in beide Richtungen zu pumpen, nur durch mechanisches
Schieben des getrennten Dichtwandabschnittes 218 in eine
Richtung. 30A zeigt einen Kolben 220,
der gegen eine Feder 220 auf den Wandabschnitt 218 vorwärts geschoben
wird und sich in einem Pumpengehäuse 224 befindet,
welches Fluid von einem rechten oberen Fluiddurchlaß 226 des
Gehäuses 224 zu
einen linken Fluiddurchlaß 228 des
Gehäuses 224 leitet.
Ein Hauptventil 230 ist offen, und ein Rückschlagventil 232 ist
geschlossen. 30B veranschaulicht die erste Pumpenbewegung,
bei der sich der Kolben 220 vorwärts bewegt hat und den Wandabschnitt 218 erreicht. 30C veranschaulicht, wie sich der Kolben 220 durch
die Wirkung der Feder 222 zurückbewegt. Das Hauptventil 230 wird
nun geschlossen und das Rückschlagventil 232 ist
offen für
Fluid aus dem rechten oberen Durchlaß. 30D veranschaulicht,
wie der Kolben 220 weiter nach unten aus seiner Position
gemäß 30B bewegt wird, während der Wandabschnitt 218 gegen
eine zweite Feder 234 gedrückt wird, die stärker ist
als die Feder 222, so daß das Fluid aus einem rechten
unteren Fluiddurchlaß 236 entweicht.
Wenn der Kolben 220 aus der Position der 30D rückwärts bewegt
wird, tritt Fluid in den linken Fluiddurchlaß 228 ein und ein
Ventil 238 in dem unteren rechten Fluiddurchlaß 236 schließt.
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31 ist
eine Querschnittsansicht eines Behälters 240, welcher
eine Kammer 242 definiert, deren Größe variabel ist und von einem
ferngesteuerten Motor 224 gesteuert wird, entsprechend
der 29B oder 29D.
Der Behälter 240 und
der Motor 244 sind in einem Gehäuse 246 angeordnet.
Die Kammer 242 wird variiert, indem eine große Wand 248 bewegt
wird. Die Wand 248 ist an einer Mutter 250 gesichert,
die auf eine drehbare Spindel 252 geschraubt wird. Die
Spindel 252 wird von dem Motor 244 über ein
Winkelgetriebe gedreht, das zwei konische Getrieberäder 254 und 256,
die miteinander kämmen,
aufweist. Der Motor 244 wird von einer Batterie 248 versorgt,
die sich in dem Gehäuse 246 befindet.
Eine Signalempfangseinrichtung 260 zum Steuern des Motors 244 ist
ebenfalls in dem Gehäuse 246 angeordnet.
Als Alternative können
die Batterie 258 und die Signalempfangseinrichtung 260 an
getrennten Stellen angeordnet sein. Die Signalempfangseinrichtung
kann irgendeine bekannte oder herkömmliche Vorrichtung aufweisen,
die in der Lage ist, ein Steuersignal zu empfangen und dann den
Motor 244 zu betrieben.
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32 ist
eine Querschnittsansicht eines Behälters 262, welcher
eine Kammer 264 definiert, deren Größe variabel ist und die durch
manuelle Manipulation gesteuert wird. Ein Giebelwandabschnitt 266 eines
offenendigen inneren zylindrischen Gehäuses 268 ist dazu
ausgelegt, nach unten geschoben zu werden, um in eine gewünschte Verriegelungsnut 270 einer
Vielzahl von Verriegelungsnuten 270 auf der Mantelwand
des zylindrischen Gehäuses
einzurasten, um die Größe der Kammer 64 zu
verringern. Das innere zylindrische Gehäuse 268 hängt an Federn 262 ab
und ist teleskopisch an ein äußeres zylindrisches
Gehäuse 274 gelegt. Wenn
das innere zylindrische Gehäuse 268 geschoben
wird, bewegt es sich relativ zu dem äußeren zylindrischen Gehäuse 274 nach
unten, was bewirkt, daß sich
der Giebelwandabschnitt 266 aus der Verriegelungsnut 270 löst und sich
relativ zu dem inneren zylindrischen Gehäuse 268 nach oben
bewegt. Wenn das innere Gehäuse 268 durch
die Wirkung der Federn 272 nach oben bewirkt wird, wird
die Größe der Kammer 264 erhöht.
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Die 33A und 33B zeigen
eine Servoeinrichtung, die einen ringförmigen Fluidhauptbehälter 276 aufweist,
welcher eine Kammer 278 definiert, deren Größe variabel
ist. Zentral in dem ringförmigen
Hauptbehälter 276 angeordnet
ist ein Servofluidbehälter 280,
welcher eine Kammer 282 definiert, deren Größe variabel
ist. Die Kammer 282 des Servobehälters 280 ist wesentlich
kleiner als die Kammer 278 des Hauptbehälters 276. Die beiden
Behälter 276 und 280 befinden
sich zwischen zwei entgegengesetzten getrennten Wänden 284 und 286 und
sind daran gesichert. Wenn die Fluidmenge in dem Servobehälter 280 geändert wird, werden
die beiden gegenüberstehenden
Wände 284, 286 aufeinander
zu oder voneinander weg bewegt, wodurch die Größe der Kammer 278 des
Hauptbehälters 276 verändert wird.
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34 zeigt
die grundlegenden Teile eines Fernsteuersystems der implantierbaren
Vorrichtung der Erfindung einschließlich eines Motors, zum Beispiel
des elektrischen Motors 22. In diesem Fall basiert das Fernsteuersystem
auf der Übertragung
elektromagnetischer Wellensignale, oftmals mit hohen Frequenzen
in der Größenordnung
von 100 kHz–1
GHz, durch die Haut 330 des Patienten. In 34 finden
sich alle Teile, die auf der linken Seite der Haut 330 angeordnet
sind, außerhalb
des Körpers
des Patienten, und alle Teile, die rechts von der Haut 330 angeordnet
sind, sind in den Körper
des Patienten implantiert.
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Eine
externe Signalsendeantenne 332 soll nahe einer Signalempfangsantenne 334 positioniert
werden, die in den Körper
des Patienten nahe der Haut 330 implantiert ist. Als eine
Alternative kann die Empfangsantenne 334 zum Beispiel innerhalb
des Unterleibs des Patienten angeordnet werden. Die Empfangsantenne 334 weist
eine Spule auf, ungefähr
1–100
mm, bevorzugt 25 mm im Durchmesser, gewickelt mit einem sehr dünnen Draht
und abgestimmt mit einem Kondensator auf eine bestimmte Hochfrequenz.
Eine kleine Spule wird gewählt,
wenn sie unter der Haut des Patienten implantiert werden soll, und
eine große
Spule wird gewählt,
wenn sie in den Unterleib des Patienten implantiert werden soll.
Die Sendeantenne 332 weist eine Spule mit ungefähr derselben
Größe wie der
der Spule der Empfangsantenne 334 auf, jedoch mit einem
dicken Draht gewickelt, der die größeren Ströme handhaben kann, die notwendig
sind. Die Spule der Sendeantenne 332 ist auf dieselbe bestimmte
Hochfrequenz abgestimmt, wie die der Spule der Empfangsantenne 334.
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Eine
externe Steuereinheit
336 weist einen Mikroprozessor, einen
elektromagnetischen Hochfrequenzsignalgenerator und einen Leistungsverstärker auf.
Der Mikroprozessor der Steuereinheit
336 ist so ausgelegt,
daß er
den Generator ein/ausschaltet und Signale moduliert, die von dem
Generator erzeugt werden, um digitale Information über den
Leistungsverstärker
und die Antennen
332,
334 an eine implantierte
Steuereinheit
338 zu senden. Um zu vermeiden, daß unbeabsichtigt
zufällige
Hochfrequenzfelder Steuerbefehle auslösen, werden digitale Signalcodes
verwendet. Ein Tastenfeld, das auf der externen Steuereinheit
336 angeordnet
ist, ist mit deren Mikroprozessor verbunden. Das Tastenfeld wird
verwendet, um dem Mikroprozessor zu befehlen, digitale Signale zu
senden, um die Größe der Beschränkungsöffnung,
die durch die Schleife des Beschränkungselementes (z. B. wie
oben beschrieben) definiert ist, entweder zu vergrößern oder
zu verkleinern. Der Mikroprozessor beginnt einen Befehl, indem ein
Hochfrequenzsignal an die Antenne
332 gegeben wird. Nach
einer kurzen Zeit, wenn das Signal die implantierten Teile des Steuersystems
angeregt hat, werden Befehle geschickt, um die Größe der Beschränkungsöffnung des
Beschränkungselementes
in vordefinierten Schritten zu vergrößern oder zu verkleinern. Die
Befehle werden als digitale Pakete in der hiernach veranschaulichten
Form geschickt.
| Startmuster
8
Bit | Befehl
8
Bit | Zähler
8
Bit | Prüfsumme
8
Bit |
-
Die
Befehle werden kontinuierlich während
einer ziemlich langen Zeitdauer (z. B. 30 Sekunden oder mehr) gesendet.
Wenn ein neuer Vergrößerungs-
oder Verkleinerungsschritt gewünscht
wird, wird das Zählbyte
um Eins erhöht,
um es der implantierten Steuereinheit 338 zu erlauben,
zu decodieren und zu verstehen, daß ein weiterer Schritt von
der externen Steuereinheit 336 angefragt ist. Wenn irgendein
Teil des digitalen Paketes fehlerhaft ist, wird sein Inhalt einfach
ignoriert.
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Durch
eine Leitung 340 zieht eine implantierte Energieversorgungseinheit 326 Energie
aus den hochfrequenten elektromagnetischen Wellensignalen, die von
der Empfangsantenne 334 empfangen worden sind. Die Energieversorgungseinheit 326 speichert
die Energie in einer Energieversorgung, so wie einem großen Kondensator,
versorgt die Steuereinheit 336 und versorgt den elektrischen
Motor 22 über
eine Leitung 342.
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Die
Steuereinheit 338 weist einen Demodulator und einen Mikroprozessor
auf. Der Demodulator demoduliert digitale Signale, die von der externen
Steuereinheit 336 geschickt worden sind. Der Mikroprozessor der
Steuereinheit 338 empfängt
das digitale Paket, decodiert es, und, vorausgesetzt, daß die Energiezufuhr der
Energiezufuhreinheit 226 ausreichend Energie gespeichert
hat, schickt ein Signal über
eine Signalleitung 344 an den Motor 22, um die
Größe der Beschränkungsöffnung des
Beschränkungselementes
abhängig
von dem empfangenen Befehlscode entweder zu vergrößern oder
zu verkleinern.
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Als
Alternative kann die Energie, die in der Energieversorgungseinheit
gespeichert ist, nur zum Betreiben eines Schalters verwendet werden,
und die Energie zum Versorgen des Motors 22 kann von einer
anderen implantierten Energiequelle mit relativ hoher Kapazität, zum Beispiel
einer Batterie, erhalten werden. In diesem Fall ist der Schalter
dazu ausgelegt, die Batterie mit der Steuereinheit 338 in
einem "Ein"-Modus zu verbinden, wenn
der Schalter von der Energieversorgung betrieben wird, und die Batterie
von der Steuereinheit in einem "Bereitschafts"-Modus entkoppelt
zu halten, wenn der Schalter nicht betätigt ist.
-
Mit
Bezug auf 35 wird das Fernsteuersystem,
das oben schematisch beschrieben worden ist, nun gemäß einer
genaueren Ausführungsform
beschrieben werden. Die externe Steuereinheit 336 weist
einen Mikroprozessor 346, einen Signalerzeuger 348 und
einen damit verbundenen Leistungsverstärker 350 auf. Der Mikroprozessor 346 ist
dazu ausgelegt, den Signalerzeuger 348 ein/auszuschalten
und Signale, die von dem Signalerzeuger 348 erzeugt worden
sind, mit digitalen Befehlen zu modulieren, die an implantierte
Komponenten der Vorrichtung der Erfindung geschickt worden sind.
Der Leistungsverstärker 350 verstärkt die
Signale und schickt sie an die externe Signalsendeantenne 332.
Die Antenne 332 ist parallel zu einem Kondensator 352 geschaltet,
um eine Resonanzschaltung zu bilden, die auf die Frequenz abgestimmt
ist, welche von dem Signalerzeuger 348 erzeugt worden ist.
-
Die
implantierte Signalempfangsantennenspule 334 bildet zusammen
mit einem Kondensator 354 eine Resonanzschaltung, die auf
dieselbe Frequenz abgestimmt ist, wie die Sendeantenne 332.
Die Signalempfangsantennenspule 334 induziert einen Strom
aus den empfangenen hochfrequenten elektromagnetischen Wellen, und
eine gleichrichtende Diode 360 richtet den induzierten
Strom gleich, welcher einen Speicherkondensator 358 lädt. Eine
Spule 356, die zwischen die Antennenspule 334 und
die Diode 360 geschaltet ist, verhindert, daß der Kondensator 358 und
die Diode 360 die Schaltung der Signalempfangsantenne 334 bei höheren Frequenzen
lädt. Somit
macht es die Spule 356 möglich, den Kondensator 358 zu
laden und digitale Information zu senden, indem Amplitudenmodulation
verwendet wird.
-
Ein
Kondensator 362 und ein parallel geschalteter Widerstand 364 und
eine Diode 366 bilden einen Detektor, der verwendet wird,
um amplitudenmodulierte digitale Information zu erfassen. Eine Filterschaltung ist
durch einen Widerstand 368 gebildet, der in Reihe mit einem
Widerstand 370 geschaltet ist, der in Reihe mit einem Kondensator 372 geschaltet
ist, der in Reihe mit dem Widerstand 368 über Masse
und einen Kondensator 374 geschaltet ist, dessen einer
Anschluß zwischen
die Widerstände 368, 378 gelegt
ist und dessen anderer Anschluß zwischen
die Diode 366 und die Schaltung gelegt ist, die aus dem
Kondensator 362 und dem Widerstand 364 gebildet
ist. Die Filterschaltung wird verwendet, um unerwünschte niedrige
und hohe Frequenzen auszufiltern. Die erfaßten und gefilterten Signale
werden an einen implantierten Mikroprozessor 376 gespeist,
der die digitale Information decodiert und den Motor 22 über eine
H-Brücke 378 steuert,
welche Transistoren 380, 382, 384 und 386 aufweist.
Der Motor 22 kann von der H-Brücke 378 in zwei unterschiedlichen Richtungen
betrieben werden.
-
Der
Mikroprozessor 376 überwacht
auch die Menge gespeicherter Energie in dem Speicherkondensator 358.
Bevor Signale gesendet werden, um den Motor 22 zu aktivieren,
prüft der
Mikroprozessor 376, ob die Energie, die in dem Speicherkondensator 358 gespeichert
ist, ausreicht. Wenn die gespeicherte Energie nicht ausreicht, um
die angefragte Operation durchzuführen, wartet der Mikroprozessor 376 auf
die empfangenen Signale, um den Speicherkondensator 358 zu
laden, bevor der Motor 22 aktiviert wird.
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Es
gibt eine Anzahl weiterer vorstellbarer alternativer Ausführungsformen
der Erfindung, die dasselbe Ergebnis liefern wie die oben beschriebenen
Ausführungsformen.
Zum Beispiel kann der Mikroprozessor der externen bzw. implantierten
Steuereinheit durch diskrete Kom ponenten ersetzt werden. Der Leistungsverstärker der
externen Steuereinheit kann weggelassen werden, wenn die Signale,
die von dem Signalerzeuger erzeugt werden, stark genug sind. Daher
wird der Erfindung die breiteste Interpretation der angefügten Ansprüche zugeschrieben,
um alle äquivalenten
Strukturen und Anordnungen zu umfassen.
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Ein
weiterer Vorteil bei dieser Erfindung ist, daß es einen Nachtschalter auf
der Fernsteuerung gibt, der die Einstelleinrichtung während der
Nacht in eine Position mit einem größeren Munddurchmesser einstellt, was
somit Erbrechen oder Übergeben
vermeidet.