專利名稱：使用溫度提供動力的可植入限制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及為可植入限制系統提供動力的裝置和方法。
背景技術：
特別是在美國，隨著肥胖人數持續增加，并且所知道的肥胖對 健康的負面影響越來越多，肥胖變得越來越受到關注。人的體重超
過理想體重100磅或者更多的病理性肥胖尤其引起嚴重健康問題的
極大風險。因此，大量的注意力被聚焦到治療肥胖患者上。治療病 理性肥胖的一種方法是圍繞胃的上部設置限制裝置，諸如細長的束 帶。胃束帶典型地包括具有固定端點的填充了流體的彈性嚢，該嚢 緊鄰食道-胃結合部的下部圍繞胃，以便在束帶上方形成小的胃袋并 在胃中形成減小了的人造口。當流體注入嚢中時，束帶抵靠胃膨脹， 從而在胃中形成食物攝取限制部分或者人造口。為了減少這種限制， 將流體從束帶中去除。束帶的作用是減小可利用的胃的容積，并由 此在變得"飽脹"之前減少可被消耗掉的食物量。
食物限制裝置還包括類似地圍繞胃上部的以機械方式調節的胃 束帶。這些胃束帶包括任意數量的彈性材料或者傳動裝置以及驅動 裝置，以便調節胃束帶。另外，胃束帶已經被發展為包括液壓和機 械驅動元件。還已知的是，通過將可膨脹的彈性嚢植入到胃腔本身 中來限制胃腔中可用的食物容積。嚢填充有流體以便抵靠胃壁膨脹， 并且由此減少胃內可用的食物容積。
使用上述食物限制裝置的每一種進行安全有效地處理要求裝置 被有規律地監測并調節以改變施加到胃上的限制程度。傳統地，調 節胃束帶要求在休伯針和注射器被用于穿刺患者皮膚并經注射端口 將流體加入到嚢中或者從嚢中除去期間按照規定看醫生。最近，已經發展了能夠以非侵入方式調節束帶的可植入泵。外部程序裝置使 用遙測技術與植入的泵通信，對泵進行控制。在按規定看醫生期間， 醫生將程序裝置的手持部分放置在胃植入物附近并將命令信號傳送 給植入物。植入物進而調節束帶并將響應命令傳送給程序裝置。
植入物(諸如上面描述的那些)包括電子器件，這些電子器件 需要對于期望功能諸如進行胃束帶調節來說足夠的動力源。所述裝 置可由電池或者電容在內部提供動力，而其他裝置可由外部聯接的 動力源或者無源遙測系統提供動力。當在外部聯接時，植入物與外 部裝置之間的效率隨著它們之間的距離增加而顯著降低。還存在經 過組織的明顯功率損耗。
因此，需要通過使用外部和/或非侵入技術經過組織為植入的電 子器件有效地充電的裝置和方法。對于患者來說還有利地是能夠為 植入物再充電，而不需要按身見定看醫生。
發明內容
本發明提供了為可植入限制系統提供動力的裝置和方法。在一 種示例性實施方式中，提供了一種在患者體內形成限制的系統，該 系統包括適于在患者體內的路徑中形成限制的可植入限制裝置。例 如，可植入限制裝置可包括胃束帶和與胃束帶連通的外殼。可植入 限制裝置還可包括為可植入限制裝置提供動力的通信構件
(communicating member )。所述系統還可包括外部i殳備，該外部設 備通過發送功率信號和/或數據信號到通信構件和/或通過從通信構 件接收數據信號而與通信構件可操作地通信。通信構件還可被構造 成發送數據信號到外部裝置。所述外部設備可任選地包括測量儀
(gauge),用于有效地指示外部設備與通信構件是否有效通信。
在一種實施方式中，通信構件可適于將光波轉換成能量，并且 外部設備可以是能量傳遞設備，該能量傳遞設備具有可操作地將光 傳遞到通信構件的光源。所述能量傳遞設備可包括有效地指示在光 源和通信構件之間傳遞的光波是否有效地為可植入限制裝置提供動
4力或者傳遞數據的測量儀。在一種實施方式中，通信構件可以是光 伏電池陣列、硅納米線束或者晶體硅酮電池陣列，并且光源可發射
大約0.70lam到1000lam范圍內的紅外光波。作為替代，光源可發 射大約400nm到1000nm范圍內的可見光波或者大約280nm到 400nm范圍內的紫外光波。
在另一種實施方式中，通信構件適于利用溫差為可植入限制裝 置提供動力，能量傳遞設備可具有溫度源，用于可操作地形成跨過 通信構件的溫差以便為可植入限制裝置提供動力。在示例性實施方 式中，通信構件為溫差發電才幾(thermogenerator )。溫度源例如可以 是冰、熱電冷卻器、加熱源和血管。通信構件可^皮構造成利用溫度 源與解剖參考溫度之間的溫差來產生能量，從而為可植入限制裝置 提供動力。在另一種實施方式中，測量儀可有效地指示在溫度源與 通信構件之間是否存在溫差以便有效地為可植入限制裝置提供動 力。
在另一種實施方式中，通信構件可具有動態運動設備，該動態 運動設備可操作地將運動轉化成能量，以便為可植入限制裝置提供 動力。動態運動設備可包括外殼、設置在外殼中的磁體和圍繞外殼 設置的線圈。線圏可與可植入限制裝置電連通并且磁體可被構造成 相對于線圏運動以便產生電能，從而為可植入限制裝置提供動力。 動態運動設備還可包括存儲裝置，用于存儲由磁體的運動產生的電 能。系統還可包括外部裝置，該外部裝置可包括適于在動態運動設 備中產生相應振蕩、振動或者其他運動的驅動器，以便有效地為可 植入限制裝置提供動力。作為替代，外部振蕩電磁體可誘導設置在 外殼內的磁體中的共振振蕩。在另一種實施方式中，測量儀可適于 指示可植入限制裝置中的帶電狀態。
在另一示例性實施方式中，動態運動i殳備可包括配重，該配重 與傳動齒輪連接并被構造成當動態運動設備響應于患者的運動而旋 轉時圍繞樞軸點自由旋轉。動態運動設備還可包括發電機，該發電 機被構造成接收來自傳動齒輪的機械能并將機械能轉化成電能，從而為可植入限制裝置提供動力。
在一種實施方式中，動態運動設備可包括壓電裝置，該壓電裝 置被構造成將患者體內的內部肌肉和/或器官的運動轉化成電能，從 而為可植入限制裝置提供動力。壓電裝置還可被構造成將患者胃部 抵靠胃束帶的消化運動轉化成電能，從而為可植入限制裝置提供動 力。
本發明還提供了用于為可植入限制裝置提供動力的方法。在一 種實施方式中，該方法可包括啟動光源將光通過組織傳輸到設置在 可植入限制裝置中的通信構件。通信構件可將光轉化成電流，從而 為可植入限制裝置提供動力。光源可以位于外部裝置上，并且該方 法還可包括將外部裝置定位在皮膚表面附近并靠近植入到組織中的 通信構件。外部裝置還可任選地包括指示光源與通信構件之間的光 傳輸是否有效地為可植入限制裝置提供動力的測量儀。另外，外部 裝置可接收來自通信構件的數據，所述數據包括可植入限制裝置中 的流體壓力的至少一種測量結果。在一種示例性實施方式中，光源
發出波長處于大約0.70 jum到1000 jum范圍內的紅外光。作為替 代，光源發出波長處于大約400nm到750 nm范圍內的可見光或者 波長處于大約280 nm到400 nm范圍內的紫外光。
在另一種實施方式中，提供了一種用于為可植入限制裝置提供 動力的方法，該方法包括將溫度源放置在設置于植入到患者體內的 可植入限制裝置中的通信構件附近的組織表面上。通信構件利用溫 差為可植入限制裝置提供動力。通信構件可被設置在靠近皮膚處， 使其處于外部環境與身體中心之間的溫度梯度中。作為替代，溫差 發電機可設置成與大血管接觸，因為身體使用血流將熱量傳遞到身 體各部分并接收來自身體各部分的熱量。因此，在身體中存在的天 然溫度梯度可被用于產生動力。溫度源可以位于外部裝置上，并且 外部裝置可接收來自通信構件的數據。外部裝置還可包括測量儀， 該測量儀指示在溫度源與通信構件之間是否存在溫差以便有效地為 可植入限制裝置提供動力。數據可包括可植入限制裝置中的流體壓力的至少一種測量結果。在一種實施方式中，溫度源可以是設置在 與溫差發電機鄰近的組織表面上或附近的冰、熱電冷卻器和/或加熱 源，其與解剖參考溫度形成跨過溫差發電機的溫差以產生電流，從 而為可植入限制裝置提供動力。
在又一種實施方式中，提供了一種為可植入限制裝置提供動力 的方法，該方法包括驅動與植入到患者體內的可植入限制裝置聯接 的通信構件，從而為可植入限制裝置提供動力，其中通信構件包括 動態運動設備。動態運動設備可包括金屬線和磁體，金屬線和由》茲 體產生的磁場彼此相對運動，由此產生電能，從而為可植入限制裝 置提供動力。在一種示例性實施方式中，金屬線和磁場響應于患者
的運動彼此相對運動。動態運動i殳備還可由誘導^茲體中的共振振蕩 的外部振蕩電磁體驅動。作為替代，動態運動設備由引起金屬線運 動通過磁場的振動元件驅動。在另一種實施方式中，通信構件可與 外部裝置通信，所述外部裝置可接收來自通信構件的數據并可包括 指示可植入限制裝置的帶電狀態的測量儀。動態運動設備可替代地 包括配重，該配重與響應于患者的運動圍繞樞軸點自由旋轉的傳動 齒輪連接。配重和傳動齒輪的旋轉可產生機械能，機械能可被轉化 成電能，從而為可植入限制裝置提供動力。在一種示例性實施方式 中，動態運動設備包括壓電裝置，該壓電裝置可將患者體內的內部 肌肉和/或器官的運動轉化成能量，從而為可植入限制裝置提供動力。 壓電裝置還可被構造成將胃部抵靠胃束帶的消化運動轉化成電能， 從而為可植入限制裝置提供動力。該方法可包括將由動態運動設備 產生的過量能量存儲在存儲裝置中。
更具體地說，本發明涉及如下內容
(1) 、 一種用于在患者體內形成限制的系統，包括
能夠在路徑中形成限制的可植入限制裝置，該可植入限制裝置 包括通信構件，該通信構件能夠利用溫差來為所述可植入限制裝置 提供動力。
(2) 、如第(1)項所述的系統，還包括外部能量傳遞設備，該外部能量傳遞設備具有溫度源，該溫度源能夠可操作地形成跨過 所述通信構件的溫差，從而為所述可植入限制裝置提供動力。
(3) 、如第(1)項所述的系統，其中，所述通信構件能夠利 用所述溫度源和解剖參考溫度之間的溫差來產生能量，從而為所述 可植入限制裝置提供動力。
(4) 、如第(2)項所述的系統，其中，所述溫度源包括冷的 液體或冷的固體。
(5) 、如第(2)項所述的系統，其中，所述溫度源包括熱電
冷卻器。
(6) 、如第(2)項所述的系統，其中，所述溫度源包括熱源。
(7) 、如第(2)項所述的系統，其中，所述外部能量傳遞設 備包括測量儀，該測量儀有效地指示在所述溫度源與所述通信構件 之間的溫差是否有效地為所述可植入限制裝置提供動力。
(8) 、如第(1)項所述的系統，其中，所述通信構件包括溫 差發電才幾。
(9) 、如第(1)項所述的系統，其中，所述可植入限制裝置 包括胃束帶和與該胃束帶連通的外殼。
(10) 、如第(9)項所述的系統，其中，所述通信構件設置在 所述外殼中。
(11) 、如第(1)項所述的系統，其中，所述通信構件能夠接 收和發送數據。
(12) 、 一種用于為可植入限制裝置提供動力的方法，包括 將溫度源放置在鄰近通信構件的組織表面上或該組織表面附
近，其中所述通信構件設置在植入到患者體內的可植入限制裝置中， 并且所述通信構件利用溫差為所述可植入限制裝置提供動力。
(13) 、如第(12)項所述的方法，其中，所述溫度源是外部 裝置，并且該外部裝置從所述通信構件接收數據。
(14) 、如第(12)項所述的方法，其中，所述通信構件包括 為所述可植入限制裝置提供動力的溫差發電機。(15) 、如第(14)項所述的方法，其中，所述溫度源為放置 在鄰近所述溫差發電機的組織表面上或該組織表面附近的冰，由此 與解剖參考溫度形成^爭過所述溫差發電機的溫差而產生電流，從而
為所述可植入限制裝置提供動力。
(16) 、如第(14)項所述的方法，其中，所述溫度源為放置 在鄰近所述溫差發電機的組織表面上或該組織表面附近的熱電冷卻 器，由此與解剖參考溫度形成跨過所述溫差發電機的溫差而產生電 流，從而為所述可植入限制裝置提供動力。
(17) 、如第(IO項所述的方法，其中，所述溫度源為放置 在鄰近所述溫差發電機的組織表面上或該組織表面附近的加熱源， 由此與解剖參考溫度形成跨過所述溫差發電機的溫差而產生電流， 從而為所述可植入限制裝置提供動力。
(18) 、如第(14)項所述的方法，其中，所述溫度源為血管， 由此與解剖參考溫度形成跨過所述溫差發電機的溫差而產生電流，
從而為所述可植入限制裝置提供動力。
(19) 、如第(13)項所述的方法，其中，所述外部裝置包括 觀'J量儀，該測量儀能夠指示在所述溫度源與所述通信構件之間是否 存在溫差以便有效地為可植入限制裝置提供動力。
(20) 、如第(13)項所述的方法，其中，所述數據包括所述 可植入限制裝置中的流體壓力的至少 一種測量結果。
(21) 、如第(12)項所述的方法，其中，所述可植入限制裝 置包括圍繞胃設置以形成限制的胃束帶和與該胃束帶連通的外殼。
(22) 、如第(12)項所述的方法，其中，所述通信構件測量 所述可植入限制裝置中的流體壓力和溫度。
通過下列結合附圖的詳細描述，本發明將可更全面地被理解， 其中
圖1是植入到患者體內在患者的胃中形成限制的食物攝入限制
9系統的視圖2是為圖1的食物攝入限制系統提供動力的光動力裝置的視
圖3是為圖1的食物攝入限制系統提供動力的熱電動力裝置的 視圖4是為圖1的食物攝入限制系統提供動力的動態運動動力裝 置的一種實施方式的視圖5是為圖1的食物攝入限制系統提供動力的動態運動動力裝 置的另一種實施方式的視圖；和
圖6是為圖1的食物攝入限制系統提供動力的動態運動動力裝 置的再一種實施方式的視圖。
具體實施例方式
方法的結構、功能、制造方法以及用途的原理的全面理解。這些實 施方式的 一個或多個例子在附圖中示出。本領域普通技術人員將會 理解，在本文中特別描述并在附圖中示出的裝置和方法都是非限制 性的示例性實施方式，本發明的范圍僅僅由權利要求書來限定。結 合一種示例性實施方式示出或描述的特征可與其他實施方式的特征 組合。所述修改和變化也都包含在本發明的范圍內。
本發明提供了各種動力裝置用于將來自外部源的能量經過組織 傳遞到植入在患者體內的通信構件。傳遞到通信構件的能量可被用 于為被植入以在患者體內的路徑中形成限制的可植入限制裝置提供 動力。雖然在這里公開的本發明可被用于本領域已知的各種可植入 限制裝置，但是圖1示出了食物攝入限制系統10的一種示例性實施 方式。如圖所示，系統10總的包括被構造成圍繞患者的胃40上部 定位的可調節胃束帶20。另外，系統10可包括通信構件，該通信構 件能夠為被構造成在系統10中執行任意數量的任務的各種裝置提供 動力，^口下所述。通信構件可被定位在系統10中的任何位置。例如，在一種實施
方式中，通信構件可被設置在圖1中顯示的注射端口 30中。注射端 口 30可與胃束帶流體連通以便允許流體被引入到胃束帶20中和從 胃束帶20中除去，從而改變由胃束帶提供的限制大小。作為替代或 附加地，通信構件可設置在可容納各種元件的外殼60中。在示出的 實施方式中，系統10包括注射端口 30和外殼60。注射端口 30和外 殼60都可與可調節胃束帶20連接，例如經過導管50連接。本領域 技術人員將會理解，系統不必包括注射端口和/或外殼，并且通信構 件可定位在沿著系統IO的任何位置。
在示例性實施方式中，通信構件可轉換從外部源接收到的能量， 從而為系統10內的裝置提供動力，所述裝置測量和/或監測系統10 的各種狀態、對胃束帶20和/或系統10的其他方面進行調節、和/ 或測量/監測各種生理參數。所述裝置可包括例如傳感器、泵、束帶 和/或任何其他具有需要電源的電路的監測和/或調節裝置。通信構件 可被構造成從外部源反復接收能量，將能量轉化成電能，并將電能 存儲在電容器、電池或者本領域已知的其他電能儲存裝置中，以便 系統10中的裝置以后使用。作為替代，在需要時通信構件可被構造
成將轉化的電能直接輸送給所述裝置。另外，通信構件可被構造成 將數據傳輸到外部源并從外部源接收數據。例如，通信構件可從外
部源接收與為系統IO提供動力有關的指令信號。通信構件還可將在 患者身體中獲得的各種解剖測量結果傳輸到外部裝置或者讀取器，
并傳輸有關系統10的帶電狀態的信息。
通信構件可采取本領域已知的任何形式，下面詳細提供了通信 構件的各種實施方式。在一些示例性實施方式中，通信構件可采取
如下形式能夠從外部源接收能量用于測量和監測系統IO的各種參 數的傳感器；天線，諸如雙極天線、具有合適虛接地(counterpoise) 的單極天線、或者能夠通過組織接收能量的感應線圏；和/或能夠輔 助系統10和/或其他與系統10有關的生理參數的提供動力、測量、 監測和/或調節的本領域已知的其他裝置。
ii在圖2中顯示的一種示例性實施方式中，通信構件為適于從外
部設備200接收光波216的光伏電池陣列或者太陽能電池210。能量 外部設備200可包括產生光波216的光源。光源可以本領域已知的 許多方式構造，但在圖示的實施方式中，其為經電纜240與電源230 (諸如電源插座或者電池)電連接的手持式外部裝置220的形式。 外部裝置220還可包括開關250,該開關250使用戶能夠根據需要接 通或斷開該外部裝置220。當外部裝置220處于"接通"位置時，該 外部裝置220能夠產生大約0.70 ym到1000 iam的紅外光范圍內 的光波216。作為替代或者附加，外部裝置220可被構造成產生大約 400nm到750nm的可見光范圍內的光波216或者大約250 nm到 400nm的紫外光范圍內的光波216。盡管在圖2中沒有顯示，外部裝 置220還可包括測量儀，用于有效地指示光波216是否在外部裝置 220與為可植入限制裝置有效提供動力和/或充電的太陽能電池210 之間傳輸。由測量儀給出的指示可采取本領域已知的任何通知方式 的形式，包括燈(諸如發光二極管)、聽覺噪聲和/或振動。作為替 代，硅納米線可按比例將光能轉化成電能，從而為小功率傳感器裝 置提供動力。
在示例性實施方式中，在^f吏用時太陽能電池210可#皮4直入到組 織表面之下，諸如患者腹部或者筋膜層中。用戶可將外部裝置220 靠近植入的太陽能電池210定位并將光波216定向為向著植入到患 者皮膚表面附近的太陽能電池210的表面。太陽能電池210可接收 并吸收光波216，使用本領域公知的方法將光波216轉化成電能，并 將電能存儲在諸如電容器或者電池的裝置中，以便后來由可植入限 制裝置使用。作為替代，太陽能電池210可立即經電纜260傳遞能 量和/或以無線方式傳遞能量，從而為可植入限制裝置中的其他裝置 提供動力，以便監測和/或調節胃束帶或者執行上面描述的其他任務。
在圖3中顯示的另一種實施方式中，通信構件可以是^皮構造成 使用溫差產生電能的溫差發電機306的形式，諸如珀耳帖(Peltier) 裝置。外部裝置可包括適于為植入到患者體內的可植入限制裝置提供動力的熱電動力裝置300。在示例性實施方式中，溫差發電機306 可被植入到患者皮膚下面，并可通過提供與體溫不同的外部溫度源 產生跨過溫差發電機306的溫差。如圖所示，溫差發電機306可包 括第一側302,該第一側302從患者身體朝外并緊鄰皮膚之下定位。 溫差發電機306還可包括第二側304，該第二側304朝向患者身體的 內部。溫差發電機306包括可與存儲裝置(諸如電容器或者電池) 連接、或者與可植入限制裝置內的裝置直接連接的電導線312。也可 包括用于監測存儲裝置的帶電水平的部件。
如圖3所示，熱電動力裝置包括溫度源310。本領域技術人員將 會理解，溫度源310可以是能夠產生與溫差發電機306的第二側304 有關的溫度不同的溫度的任何裝置或者元件。例如，如果溫差發電 機306的第二側304的溫度為解剖參考溫度諸如人的體溫，則溫度 源310可以是溫度比解剖參考溫度冷的一塊冰。作為替代，溫差發 電機306的第一側302可設置成與體內的大血管接觸，因為身體使 用血流將熱量傳遞到身體各部分并從身體各部分傳遞熱量。天然溫 度梯度存在于血管與身體之間的身體部分中，因此存在于第一側302 與第二側304之間，其可被用于產生動力。
在示例性實施方式中，在使用時，當患者或者醫生將溫度源310 (例如冰)設置在組織表面316上靠近植入的溫差發電機306的第 一側302處時，形成^爭過發電才幾306的溫差，從而引起發電機306 產生電能。患者和/或醫生可將溫度源310設置在患者皮膚的覆蓋植 入的溫差發電機306的第一側302的區域上。溫度源310可改變溫 差發電機的第一側302的溫度，使得第一側302與第二側304之間 存在能有效地產生電能的溫差。在另一個例子中，溫度源310可以 是被用作熱電冷卻器的第二個珀耳帖裝置，使裝置的 一側比植入的 溫差發電機306的第二側304的溫度更低。熱電冷卻器然后可鄰近 靠近植入的溫差發電機306的第一側302的組織表面316設置，從 而形成跨過溫差發電機306的溫差以產生電能。作為替代，溫度源 310可以是與可植入限制裝置連接或者位于可植入限制裝置內的傳導元件的渦電流加熱。渦電流可由感應耦合的外部交流電源產生。 加熱可受到控制，例如由傳導元件的質量、元件的尺寸和形狀、傳 導元件的磁導率、傳導元件的電阻率、外部電源耦合頻率或者外部 電源輸出水平等控制。在一種示例性實施方式中，熱源可以是設置 在組織表面上或組織表面附近的加熱墊。產生的電能然后可由可植 入限制裝置內的裝置在需要時使用。
溫度源310可替代地與外部裝置320連接或者設置在外部裝置 320中。外部裝置320可包括測量儀，該測量儀指示在溫度源310 與有效地為可植入限制裝置充電和/或提供動力的溫差發電機306之 間是否存在溫差。由測量儀給出的指示可采取本領域已知的任何通 知方式的形式，包括燈(諸如發光二極管)、聽覺噪聲和/或振動。 如果溫度源310為冰或者不需要電源的另一種溫度元件，則不必為 提供動力目的而設置外部裝置320。如果溫度源310為如圖3中所示 的熱電冷卻器或者其他電動溫度源，則外部裝置320可經電導線326 為溫度源310提供動力。外部源320可包括電池或者其他電源，或 者可經電纜330與墻壁電源連接。
圖4顯示了適于為可植入限制裝置提供動力的動態運動設備400 形式的通信構件的另一種實施方式。在一種示例性實施方式中，如 圖所示，動態運動設備400包括外殼，外殼中設有磁體402。外殼可 以是任何形狀并可由本領域已知的任何材料制成，但在示出的實施 方式中，外殼為玻璃管或者圓筒404的形式，金屬線或者銅線410 緊緊圍繞圓筒404的外表面纏繞成線圏。在這種構造中，動態運動 設備400可通過包含在圓筒404中的磁體402的運動在銅線410中 產生電能。磁體402在圓筒404中的運動可有效地引起銅線410運 動通過磁場，由此導致產生電，如同本領域技術人員理解的那樣。 提供與銅線410連接的電導線408 ，將由動態運動設備406產生的電 能運載到存儲裝置或者在需要時直接運載到可植入限制裝置中的裝 置。也可包括用于監測存儲裝置的帶電水平的部件。
雖然許多構造都是可能的，但是在一種示例性實施方式中，動態運動設備400可被植入到患者體內，身體的物理運動有效地使磁
體402在圓筒404中運動。例如，患者可進行任何運動，諸如行走、 跑步、跳躍、晃動等，并且這可引起^茲體402在圓筒404中橫向運 動、旋轉運動或者它們的任意組合，從而在銅線406中產生電能。 在另一個例子中，動態運動設備400可被植入到患者體內，使身體 內更細微但可預測的物理運動有效地佳 磁體402在圓筒404中運動。 能夠產生動力的患者體內的內部運動的例子包括但不限于與呼吸有 關的運動(例如橫膈膜的運動)、消化運動(例如通過胃腸道的任 何部分的蠕動波)、和/或循環系統內的4展蕩運動(例如動脈系統中 的搏動流、心臟的運動等)。
作為替代或附加，動態運動設備400可包括外部驅動器。在圖4 中顯示的實施方式中，外部驅動器包括與動態運動設備400相同的 元件，即外殼414、》茲體412和銅線416，以形成外部電f茲體420。 外部電磁體420可通過為銅線416供電而手動地被驅動以引起磁體 412振蕩。當磁體412振蕩時，在設置在動態運動設備400中的磁體 402中誘導共振振蕩，由此導致產生電，從而為可植入限制裝置提供 動力。本領域技術人員將會理解，在動態運動設備400內的磁體402 中有效地產生振蕩、振動或者其他運動的任何驅動器或者振動元件 (內部或外部)都可被用于產生動力。 一種另外的替代可包括將由 自然和有規律發生的事件(諸如呼吸)產生的壓力中的振蕩梯度轉 化成流體流動，該流體流動誘導》茲體402的振蕩移動和/或旋轉運動。 此外，動態運動設備400可具有各種其他構造，在這些構造中能量 通過由這些運動引起的運動或者壓力梯度產生。
雖然在圖4中未顯示，外部裝置還可被設置以與外部驅動器通 信，并且外部裝置可將從電池或者其他電源得到的動力提供給外部 驅動器。外部驅動器還可包括測量儀，該測量儀指示通信構件的帶 電狀態和/或在外部驅動器與動態運動設備400之間是否正確對準。 例如，測量儀可指示可植入限制裝置中的電路和/或裝置是否需要由 動態運動設備400充電，或者它們是否被充滿電。作為替代或附加，
15測量儀可指示正試圖在動態運動設備400中產生共振振蕩的外部驅 動器的正確對準。由測量儀給出的指示可釆取本領域已知的任何通 知方式的形式，包括燈(諸如發光二極管)、聽覺噪聲和/或振動。
在另 一 種示例性實施方式中，提供的動態運動設備能夠可操作
地將運動轉化成能量，從而為可植入限制裝置提供動力。在圖5中 顯示的一種實施方式中，提供了動態運動設備500,其可包括與軸 504連接的配重502,使配重502可響應于患者的動作和運動圍繞軸 504自由樞轉。配重502和軸504可由本領域已知的任何生物相容性 材料制成，包括不銹鋼、鈦、鈷鉻以及任意數目的聚合物塑料。傳 動齒4侖506可內裝于配重502的中空部分中，在一種實施方式中， 傳動齒輪506可與配重502直接連接，使傳動齒輪506響應于配重 502的運動而運動。傳動齒輪506還可與發電機510的傳動系連接。 當傳動齒輪506響應于配重502運動時，該傳動齒輪506使小齒輪 508旋轉，小齒輪508進而使轉子514高速旋轉。這種旋轉則可誘導 通過定子516的電流，由此為電容器512充電。發電機510由此將 來自配重503的運動的機械能轉化成電能。
由發電機510產生的電能可被用于直接為可植入限制裝置提供 動力或者其可被存儲在蓄能元件512中以便以后使用。在示例性實 施方式中，蓄能元件512可以是包含提供有效傳導表面的鋰離子的 電容器，其可將能量存儲得比由其他基質制備的典型電容器更長。 在另一種實施方式中，蓄能元件512可以是高密度超電容器。本領 域技術人員將會理解，任何傳動裝置的組合都可被用于將患者的運 動與發電機耦合并且任何類型的蓄能元件512都可被用于存儲電能。
在圖6中顯示的另一種實施方式中，提供了動態運動設備600, 使胃602推壓胃束帶604中的流體的運動被轉化成能量，從而為存 儲電能的充電電池或者蓄能元件606供電。當食物經過胃束帶604 時，在胃束帶604中的壓力將增加和降低。該振動能可由本領域已 知的各種不同方法收集，諸如電磁轉化、靜電轉化或者壓電轉化。 在壓電(pizeo)方法中，基于壓電材料的雙壓電晶片振動，形成電荷，所述電荷產生具有與壓電材料的尺寸和形狀、力的周期和大小
成比例的振幅的電壓。因此，動態運動設備600可包括與胃束帶604 連接的壓電換能器元件612,壓電換能器元件612可產生與胃束帶運 動的位移和周期成比例的電能。本領域技術人員將會理解，可類似 使用與胃束帶連接的電活化聚合物元件。
在本文中公開的內部裝置可被設置成單次使用的裝置。在本文 中公開的外部裝置可被設計成在單次使用后被丟棄，或者它們可被 設計成多次使用。但是，在任一情況下，裝置在至少一次使用后可 被再生以便重新使用。再生可包括裝置的拆卸、接著清潔或替換特 定部件以及隨后重新組裝的步驟的任意組合。特別是，裝置可被拆 卸，并且裝置的任意數目的特定部件或部分可選擇性地以任何組合 被替換或者除去。當清洗和/或替換特定部分時，裝置可在再生工廠 或者由手術團隊僅在外科手術前被重新組裝以便隨后使用。本領域 技術人員將會理解，裝置的再生可利用用于拆卸、清洗/替換以及重 新組裝的各種技術。所述技術的使用以及得到的再生裝置都落入本 發明的范圍內。本文公開的可植入裝置被設計成供單個患者使用。
一步的特征和優選。因此，除非由權利要求書特別指明，本發明不
由特別顯示和描述的那些內容來限定。在本文中引證的所有出版物 和參考文獻通過全文引用而明確包含在本申請中。
權利要求
1、一種用于在患者體內形成限制的系統，包括能夠在路徑中形成限制的可植入限制裝置，該可植入限制裝置包括通信構件，該通信構件能夠利用溫差來為所述可植入限制裝置提供動力。
2、 如權利要求l所述的系統，還包括外部能量傳遞設備，該外部能量傳遞設備具有溫度源，該溫度源能夠可操作地形成跨過所述通信構件的溫差，從而為所述可植入限制裝置提供動力。
3、 如權利要求l所述的系統，其中，所述通信構件能夠利用所述溫度源和解剖參考溫度之間的溫差來產生能量，從而為所述可植入限制裝置提供動力。
4、 如權利要求2所述的系統，其中，所述溫度源包括冷的液體或冷的固體。
5、 如權利要求2所述的系統，其中，所述溫度源包括熱電冷卻器。
6、 如權利要求2所述的系統，其中，所述溫度源包括熱源。
7、 如權利要求2所述的系統，其中，所述外部能量傳遞設備包括觀']量儀，該觀"量儀有效地指示在所述溫度源與所述通信構件之間的溫差是否有效地為所述可植入限制裝置提供動力。
8、 如權利要求l所述的系統，其中，所述通信構件包括溫差發電機。
9、 如權利要求l所述的系統，其中，所述可植入限制裝置包括胃束帶和與該胃束帶連通的外殼。
10、 如權利要求9所述的系統，其中，所述通信構件設置在所述外殼中。
全文摘要
本發明涉及使用溫度提供動力的可植入限制系統。提供了各種動力裝置用于將來自一些源的能量傳遞到植入患者體內的通信構件和/或由通信構件產生能量。被傳遞到通信構件或由通信構件產生的能量可被用于為在路徑中形成限制的可植入限制系統提供動力。
文檔編號A61F5/00GK101502452SQ200910007140
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月9日 優先權日2008年2月7日
發明者A·L·瑪科特, D·F·小德盧戈斯, D·N·普萊西亞, K·R·多爾, M·J·斯托克斯, M·S·奧爾蒂斯 申請人:伊西康內外科公司