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用于腦積水分流閥的讀取和調節工具.pdf

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用于 腦積水 分流 讀取 調節 工具
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摘要
申請專利號:

CN201280012829.2

申請日:

20120117

公開號:

CN103547309B

公開日:

20160106

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61M27/00,F16K31/02,F16K37/00 主分類號: A61M27/00,F16K31/02,F16K37/00
申請人: 美敦力施美德公司
發明人: J·R·普力斯科,J·M·墨菲,黑建民,L·梅耶,P·雅基耶
地址: 美國佛羅里達州
優先權: 13/015,195
專利代理機構: 上海專利商標事務所有限公司 代理人: 朱立鳴
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201280012829.2

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種用于閥的讀取和調節工具,該閥具有可調節成多個壓力或流量調定值的壓力或流量調定值。該工具包括信號發生器和聯接于信號發生器的勵磁線圈。信號發生器包括調節界面和讀取界面,調節界面構造成產生調節信號以調節壓力或流量調定值,而讀取界面產生讀取信號以讀取閥的壓力或流量調定值。至少一個勵磁線圈連接到信號發生器,并構造成基于調節信號和讀取信號中的一個來產生振蕩電磁場。感測線圈可包括定位在至少一個勵磁線圈的兩側的兩個部分,以確定閥的壓力或流量調定值。

權利要求書

1.一種用于閥的閥讀取和調節工具,所述閥具有能調節成多個壓力或流量調定值的壓力或流量調定值,所述讀取和調節工具包括:信號發生器,所述信號發生器包括:調節界面,所述調節界面構造成產生調節信號,以調節所述閥的所述壓力或流量調定值;讀取界面,所述讀取界面構造成產生讀取信號,以讀取所述閥的所述壓力或流量調定值;至少一個勵磁線圈,所述至少一個勵磁線圈連接到所述信號發生器,并構造成基于調節信號和讀取信號中的至少一個來產生振蕩電磁場;以及感測線圈,所述感測線圈包括:定位在所述勵磁線圈的第一側的第一感測線圈部分;和定位在與所述第一感測線圈部分不同的、所述勵磁線圈的相對那側的第二感測線圈部分。2.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述調節界面和所述讀取界面通過繼電器聯接于所述至少一個勵磁線圈,所述繼電器構造成選擇所述調節信號和所述讀取信號中的一個作為由所述至少一個勵磁線圈產生的輸出信號。3.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述至少一個勵磁線圈包括聯接于所述調節界面的第一勵磁線圈和聯接于所述讀取界面的第二勵磁線圈。4.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述第一和第二感測線圈部分定位和連接成取消來自所述至少一個勵磁線圈的信號,從而能與所述勵磁線圈內的信號無關地在所述感測線圈內探測到來自所述閥的響應。5.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述第一和第二感測線圈部分相對于所述勵磁線圈的間距相等。6.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述信號發生器包括讀取界面,所述讀取界面構造成產生不同頻率的讀取信號,以確定所述閥的壓力或流量調定值。7.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,還包括用戶界面。8.如權利要求7所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述用戶界面包括顯示器。9.如權利要求7所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述用戶界面包括多個按鈕。10.如權利要求7所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,所述用戶界面包括至少一個指示器,以提供對所述工具和所述閥之間接近度的評估。11.如權利要求1所述的閥讀取和調節工具,其特征在于,還包括本體部和相對于所述本體部可動的線圈組件。

說明書

背景技術

1.技術領域

本發明總地涉及經外科手術植入的生理分流系統和相關的流量控制裝置。更具體地,本發明涉及用于這種分流系統的位置指示器和調節工具,其具有用于控制腦脊液(CSF)流出腦室的流量并防止流體回流到腦室內的單向流量控制閥的可變壓力或流量設定值。

2.相關技術的說明

典型的成人具有約120-150立方厘米(cc)的CSF,其中,在腦室內具有約40cc。典型的成人還產生約400-500cc/天的CSF,所有CSF被連續地重新吸收到血流中。

有時,腦產生過多的CSF或在正常CSF通路和/或吸收位置會有阻塞,從而導致被稱為腦積水的病癥。腦積水是CSF過量積聚在腦室或腦組織內的病癥。腦積水會由基因病癥、腦的創傷或衰老而引起。

由于腦積水或其它原因,CSF的過度過量表現為腦內壓力增大。不論原因如何,隨著時間流逝,這種增大的CSF壓力對腦組織造成破壞。業已發現釋放CSF壓力對治療是有益的。通常通過將CSF從腦室排出來進行這種釋放。

具有腦積水的患者通常、至少在一段時間內需要連續地排出多余的CSF,以維持腦內正常的CSF壓力。通常采用分流系統將積聚在腦室內的多余CSF從腦內排走。

在腦積水是慢性癥狀的情況下,分流系統通常將CSF排入患者的腹膜腔或排入患者的脈管系統內。這種分流系統通常具有植入腦室內的導管。該導管連接到流體控制裝置,該流體控制裝置又連接到排入患者的腹膜腔或患者的脈管系統內的導管。在1997年6月10日授予WilliamJ.Bertrand和DavidA.Watson的題為“ImplantableAdjustableFluidFlowControlValve(可植入的可調節流體流量控制閥)”的美國專利第5,637,083號中示出流體控制裝置的一個示例,該專利的全部內容以參見的方式納入本文。目前的流體控制裝置包括入口連接器、出口連接器和定位在入口連接器和出口連接器之間的閥。閥包括控制流體流經該閥的機構。在一些情況下,該機構包括嵌入閥內的磁體。轉動轉子或以其它方式變換轉子位置使機構的內部構造改變。改變機構的內部構造產生閥的多種壓力或流動特征。當閥的內部構造改變時,閥的壓力或流動特征改變。

使用時,閥經皮下放置于患者的顱骨上。引向患者腦室的導管附連到入口連接器。引向患者腹膜腔或脈管系統的導管附連到出口連接器。這樣,建立從入口連接器通過閥到出口連接器的流動方向。通過將外部磁體聯接到內部磁體并轉動外部磁體來改變機構的內部構造可實現在分流器內部的運動,并產生通過閥的多種壓力或流動特征。

可期望具有許多不同調定值,以實現閥的不同壓力和/或流動特征。目前可調節閥的一個困難是,一旦植入將難以確定閥的調定值和/或調節閥的調定值。具有用于閥的更多調定值僅使確定和/或調節閥的調定值更困難。在一些可調節閥中,x射線圖像用于確定閥的當前狀態或調節后狀態。由于需要x射線,這種確定和調節閥的調定值耗時且成本高,并且由于暴露于x射線而不是最受患者歡迎的。

目前可調節閥的另一困難是與磁共振成像(MRI)手術的可兼容性問題。由于許多目前的可調節閥利用磁體以調節和/或確定閥調定值,它們的功能會由于閥內的磁性部件與在MRI手術期間產生的所施加的磁場的相互作用而被干擾。特別是,閥調定值會變化成任意的不期望的調定值。如果閥調定值不在MRI手術之后返回到所期望的調定值,這種狀況就會對患者造成極大危害。于是,閥調定值需要在MRI手術結束時立即重設到期望的調定值。在任何情形下,用于治療腦積水的閥的改進可提供較大的益處。

發明內容

文中提出的構思涉及確定和/或調節可植入醫療裝置的壓力或流量調定值。在一個實施例中,公開了一種用于閥的讀取和調節工具,該閥具有可調節成多個壓力或流量調定值的壓力或流量調定值。該工具包括信號發生器和聯接于信號發生器的勵磁線圈。信號發生器包括調節界面和讀取界面,調節界面構造成產生調節信號以調節壓力或流量調定值,而讀取界面產生讀取信號以讀取閥的壓力或流量調定值。至少一個勵磁線圈連接到信號發生器,并構造成基于調節信號和讀取信號中的一個來產生振蕩電磁場。

在另一個實施例中,公開了一種用于閥的手持式閥讀取和調節工具,該閥具有可調節成多個壓力或流量調定值的壓力或流量調定值。該工具包括信號發生器和聯接于信號發生器的勵磁線圈。讀取線圈包括定位在勵磁線圈第一側的第一線圈部分和定位在與第一部分不同的勵磁線圈的相對那側的第二線圈部分。該工具還包括聯接于讀取線圈的信號探測器。信號發生器構造成將讀取信號發送到閥,而讀取線圈構造成基于讀取信號接收壓力或流量調定值的指示。

附圖說明

圖1是可調節分流系統的示意方框圖。

圖2是用于手持工具的信號發生器、線圈組件和信號探測器的示意方框圖。

圖3是處于第一位置的手持工具的示意側視圖。

圖4是處于第二位置的圖3的手持工具的示意側視圖。

圖5是圖4的手持工具的示意仰視圖。

圖6是用于手持工具的用戶界面的示意圖。

具體實施方式

圖1是可調節分流系統10的示意方框圖,該可調節分流系統包括可植入的流量控制裝置12(例如,分流器)和電子閥讀取器和調節工具14。一般來說,裝置12可植入患者體內,以基于針對裝置12的壓力或流量調定值(也被稱為閥調定值)調節患者體內的流體(例如,上面討論的CSF)流量。工具14又可以是手持機構,該手持機構構造成在接近于裝置12定位時經皮下讀取和/或調節裝置12的壓力或流量調定值。特別是,工具14可產生由裝置12所接收的振蕩電磁場。如下文將討論的那樣,該電磁場能使裝置12調節壓力或流量調定值和/或提供表征壓力或流量調定值的反饋。

裝置12包括閥16、調節電路組件18、讀取電路組件20和連接器組件22,該連接器組件將閥16與調節電路組件18和讀取電路組件20相連接。在一個實施例中,調節電路組件18包括調節機構,該調節機構改變連接器組件22相對于閥16的相對位置,從而引起閥16的壓力或流量調定值的變化。此外,連接器組件22可包括根據連接器組件22和閥16的相對位置改變讀取電路組件20的共振頻率的元件。在同日提交的、題為“AdjustmentforHydrocephalusShuntValve(用于腦積水分流閥的調節)”的同時待審的美國專利申請序列號13/015,174中進一步描述一種示例性閥,該申請的全部內容以參見的方式納入本文。一般來說,根據表征閥16的開啟壓力(crackingpressure)(當閥16作為止回閥操作時)的閥調定值,允許流體從入口連接器24經閥16流到出口連接器26。閥16限定多個調定值,以改變流經裝置12的流體的壓力和/或流量特征。調節電路組件18經由連接器組件22聯接于閥16,以基于來自工具14的信號(例如,電磁場)改變壓力或流量調定值。讀取電路20也經由連接器組件22聯接于閥16,并構造成響應于來自工具14的信號(例如,電磁場)向工具14提供表征壓力或流量調定值的信號。裝置12可由可生物兼容材料制成,以經皮下定位在患者體內。此外,材料可限制磁性材料的使用,以使裝置12的壓力或流量調定值將不會在MRI手術期間改變。

工具14包括電源30,該電源構造成向信號發生器32、線圈組件34、信號探測器36和用戶界面38供電。工具14的信號發生器32適于通過線圈組件34向裝置12內的調節電路組件18和讀取電路組件20提供輸出信號(例如,電磁場)。特別是,信號發生器32聯接于線圈組件34,該線圈組件進而能發送輸出信號,這些輸出信號與調節電路組件18和讀取電路組件20的共振頻率相匹配,以在其內感應出電流。在調節電路組件內感應出的電流用于驅動改變閥16的壓力或流量調定值的調節機構。此外,由工具14感測到的電流用于評估活體內的調節電路組件18與線圈組件34的聯接。這種對聯接的評估能用于在調定時將使用者引導到閥,并且限制傳送到活體內的調節電路組件18的功率。在一個實施例中,調節機構是由形狀記憶合金制成的線材,當在該線材內感應出電流時,該線材收縮,從而使壓力或流量調定值改變。在一個實施例中,調節電路組件18的共振頻率約為100kHz,但也可采用其它頻率。

以類似的方式,信號發生器32也適于向讀取電路組件20發送輸出信號(例如,電磁場),該輸出信號與讀取電路組件20的共振頻率匹配。然而,讀取電路組件20的共振頻率根據閥16的壓力或流量調定值而改變。由此,信號發生器32構造成傳送多個頻率(例如,通過進行掃描操作)的信號,并確定哪個頻率是讀取電路組件20的共振頻率。特別是,當手持的信號頻率足夠接近閥時,由信號發生器32發送的信號在讀取電路組件20內感應出電流,從而產生能由信號探測器36感測到的磁場。基于由信號探測器36探測到的信號強度,可以評估從工具14到裝置的距離。在一個實施例中,讀取電路組件20的共振頻率約為1MHz(額定),并可在能由信號發生器32產生的頻率范圍內作調節。利用共振頻率的信息,例如使用查找表可確定閥16的壓力或流量調定值。

用戶界面38可提供對于信號發生器32和信號探測器36的操作視覺指示,允許輸入到工具14,并提供工具14接近于裝置12的視覺指示。例如,用戶界面38可包括用以顯示壓力信息的屏幕、用以改變工具14的操作的一個或多個按鈕和/或一組指示器。在一個實施例中,該組指示器能指示由探測器36探測到的信號強度。如果探測到的信號太弱,則使用者可移動工具以更14接近于裝置12,直至工具14處于可接受的工作范圍內為止。

圖2是工具14內的選擇部件的示意方框圖,這些部件可操作成調節和/或讀取閥12的壓力或流量調定值。圖2示出圖1的信號發生器32、線圈組件34和信號探測器36。信號發生器32包括可操作地聯接于繼電器54的調節界面50和讀取界面52,該繼電器聯接于線圈組件34。線圈組件34包括勵磁線圈56和感測(或讀取)線圈58,該感測線圈具有定位在勵磁線圈的相對兩側上的第一線圈部分58a和第二線圈部分58b。在一個實施例中,線圈部分58a和58b距勵磁線圈56間距相等。于是,在線圈58內將沒有來自由勵磁線圈56產生的電磁場的通量,并由此信號探測器36將探測不到線圈58內的信號。換言之,對來自讀取電路組件20的通量的感測與由勵磁線圈56提供的信號無關。特別是,穿過線圈部分58a的通量將產生一電壓,該電壓與線圈部分58b內產生的電壓相消,從而在感測線圈58內沒有來自勵磁線圈56的信號。如果仍有來自勵磁線圈56的信號,可進行校準過程,從而在勵磁線圈56內產生信號時,線圈58不會探測到信號。根據工具14是處于調節裝置12的壓力或流量調定值的模式還是處于讀取裝置12的壓力或流量調定值的模式,繼電器54操作成向勵磁線圈56發送來自調節界面50或讀取界面52的信號。以此方式,繼電器54能選擇來自調節界面50的調節信號和來自讀取界面52的讀取信號中的一個作為傳遞到線圈56的輸出信號。在替代實施例中,可采用兩個勵磁線圈,一個提供來自調節界面50的信號,一個提供來自讀取界面52的信號。在此實施例中,可取消繼電器54。

調節界面50包括調節驅動電路60和一個或多個電容器62。調節驅動電路60和電容器62構造成產生與圖1的調節電路組件18的共振頻率匹配的信號。在一個示例中,調節驅動電路60實施成向一個或多個電容器62提供電壓的H電橋。當裝置14在調節模式下操作時,繼電器54將電流從電容器62傳送到勵磁線圈56。勵磁線圈56則基于調節驅動電路60和電容器62的操作產生振蕩電磁場,該振蕩電磁場被裝置12接收以調節裝置12的壓力或流量調定值。

讀取界面52包括讀取驅動電路64電感器66。或者,如果期望的話,電感器66能被電容器替換。在一個示例中,讀取驅動電路64實施成直接數字采樣器,其構造成掃描許多不同頻率,以與讀取電路組件20的特定頻率匹配。讀取驅動電路64經由繼電器64連接到線圈組件34內的勵磁線圈56。當閥在勵磁線圈的范圍內時,在讀取電路組件20內感應出電流。然后,能通過感測線圈58感測到讀取電路組件20內的電流。特別是,由讀取電路組件20內的電流產生的通量在線圈58內產生電流。探測器36聯接于線圈58以確定讀取電路組件20在何種頻率下共振(即,通過感測在讀取線圈58內由讀取電路組件20內產生的電流所感應出的電流)。所確定的頻率表征裝置12的壓力或流量調定值。該調定值能例如經由用戶界面38發送到工具14的使用者。

圖3-5是工具14的一個實施例的示意圖。工具14包括外殼100(總地標記),該外殼包括本體部102和線圈組件外殼104,該線圈組件外殼能相對于本體部102繞樞轉組件108樞轉。線圈組件外殼104能定位在多個位置,包括如圖3中所示的相對于本體部102的長度大致垂直的位置以及如圖4中所示大致水平的位置。或者,在其它實施例中,線圈組件104能相對于外殼100例如通過與繩線系好來移動或能繞外殼100轉動。在一個實施例中,樞轉組件108是摩擦鉸鏈,該摩擦鉸鏈允許選擇性定位在圖3和4中的線圈組件外殼104的位置之間并包括這些位置的多個角度。本體部102包括用于方便使用者抓持的縮小中心部110。于是,使用者能容易地將工具14以及特別是線圈組件外殼104定位在植入患者體內的裝置12附近。

上面討論的工具14的部件定位在外殼100內。電源30、信號發生器32、信號探測器36和用戶界面38均定位在本體部102內,而線圈組件34定位在線圈組件外殼104。在實施例中所示的電源30是電連接到定位在本體部102內的主印刷電路板(PCB)120的電池。連接器122可連接到諸如傳統120伏交流電(AC)輸出的AC到DC的外部電源。將連接器122連接到傳統輸出能對電池30進行充電。信號發生器32包括對應的印刷電路板(PCB)124,該印刷電路板將電容器62和電感器66通過連接器126連接到主PCB120。圖2中所示的繼電器54、調節驅動電路60和讀取驅動電路64未在圖3-5中示出,但是如期望能定位在PCB120或PCB124上。此外,用于用戶界面38(總地標記)的電路能定位在PCB120上,并能定位在本體部102的頂部附近,以使使用者容易看到。線圈組件34通過合適的連接器128聯接于PCB120。

通過用戶界面38來控制工具14的操作,在圖6中示出該用戶界面的示例。用戶界面38包括電源按鈕150、讀取選擇按鈕152、調節選擇按鈕154和壓力或流量調定值按鈕156和158。電源按鈕150選擇性地使工具14通電和斷電。讀取選擇按鈕152和調節選擇按鈕154構造成分別選擇讀取模式(讀取裝置12的壓力或流量調定值)以及調節模式(調節裝置12的壓力或流量調定值)。一旦選擇了調節模式,可按下流量調定值按鈕156和158,以分別向上或向下調節裝置12的壓力。

用戶界面38還包括一組指示器160(在此示出為發光二極管(LED))和顯示屏162(在此示出為液晶顯示器)。該組指示器160可向用戶提供工具14和裝置12之間的接近度的指示。例如,如果所有指示器亮起,則這可表征工具14接近于裝置12,因而,工具14處于可工作范圍內,以讀取和/或調節裝置12的壓力或流量調定值。如果沒有指示器160亮起或少于全部的指示器亮起,這可向使用者指示將工具14接近裝置12地移動。還可采用向使用者提供指示的其它方式,諸如不同顏色的LED。顯示屏162能用于顯示從裝置12接收的壓力或流量調定值信息和/或指示將對壓力或流量調定值進行的調節。

盡管已參照較佳實施例描述了本發明,但本領域技術人員應當認識到,可在不脫離本發明的精神和范圍內對形式和細節方面進行各種改變。

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