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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung zur Formung einer Magenmund-Öffnung im Magen oder in der Speiseröhre eines Patienten, wobei die Einrichtung ein langgestrecktes Hemm-Element, eine Formungseinrichtung zur Formung des langgestreckten Hemm-Elementes zu einer zumindest im wesentlichen geschlossenen Schlinge rund um den Magen oder um die Speiseröhre, so daß die Schlinge eine Hemm-Öffnung definiert sowie eine Einstelleinrichtung zur Einstellung des Hemm-Elementes in der Schlinge, um die Größe der Hemm-Öffnung zu ändern, umfaßt. Der Ausdruck „Patient” umfaßt ein Tier oder einen Menschen.
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Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtungen in Form von Magen-Einschnür-Einrichtungen, bei welchen ein Band einen Teil des Magens eines Patienten umschlingt, um die Nahrungsaufnahme des Patienten zu beschränken, sind bei der chirurgischen Behandlung von krankhafter Fettsucht angewandt worden, um oberhalb des Bandes einen verkleinerten Magenbeutel und eine verkleinerte Magenmund-Öffnung im Magen zu schaffen. Obwohl beim chirurgischen Eingriff ein solches Band rund um den Magen angebracht wird, um eine optimale Magenmund-Öffnung zu schaffen, sind einige Magen-Einschnür-Einrichtungen des Standes der Technik mit einer Einstelleinrichtung ausgerüstet, welche auch nach dem operativen Eingriff eine Einstellung der Magenmund-Öffnung ermöglichen. Bei allen derartigen Einrichtungen des Standes der Technik, wie sie im
US-Patent Nr. 4.592.339 , im
Europäischen Patent Nr. 0 611 561 und in der Internationalen Patentanmeldung
WO 94/27504 beschrieben sind, besteht die Einstelleinrichtung typischerweise aus einem aufblasbaren Hohlraum im Band mit einem Injektionseinlaß, welcher mit dem aufblasbaren Hohlraum in Fluidverbindung steht. Der Injektionseinlaß wird subkutan implantiert, damit die Zufuhr oder das Ablassen von Fluid in den bzw. aus dem Hohlraum mittels einer Injektionsnadel erfolgen kann, welche die Haut des Patienten zum Injektionseinlaß durchdringt. In der Praxis ist das Band aus Silikongummi hergestellt, welches ein für die Implantation zugelassenes Material ist, und das Fluid ist eine Flüssigkeit, wie beispielsweise eine isotonische Salzlösung.
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Es wurde jedoch gefunden, daß sich die Bänder dieses Typs von Einrichtungen des Standes der Technik zur Formung einer Magenmund-Öffnung am Magen eines Patienten möglicherweise auf dem Magen nach unten bewegen können, und dann besteht wegen des kleinen Einstellbereiches des Bandes ein erhöhtes Risiko einer Magen-Stenose (Verengung). Es wurde auch gefunden, daß sich das Volumen des Magenbeutels über dem Band nach dem operativen Eingriff um bis zum Zehnfachen vergrößert. Daher wird der Magen in dem Maße wesentlich verkleinert, in welchem sich das Beutelvolumen vergrößert. Um einen ausreichenden Eintellbereich des Bandes zu erreichen, muß der Hohlraum im Band relativ groß und durch eine ünne flexible Wand begrenzt sein, welche normalerweise aus einem Silikonmaterial hergestellt ist. Ferner muß die Größe der Magenmund-Öffnung während des ersten Jahres nach der Operation in dem Maße allmählich verkleinert werden, in welchem sich der Magenbeutel vergrößert. Wie oben angegeben, wird die Verkleinerung der Magenmund-Öffnung bei Verwendung von Einrichtungen des Standes der Technik durch Einbringen einer Flüssigkeit in den Hohlraum des Bandes über einen Injektionseinlaß erreicht, um das Band in radialer Richtung nach innen auszudehnen.
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Ein großer Nachteil des wiederholten Einspritzens von Flüssigkeit durch den Injektionseinlaß ist das erhöhte Infektionsrisiko des Patienten im Körperbereich, welcher den Injektionseinlaß umgibt. Wenn eine solche Infektion auftritt, muß der Injektionseinlaß beim Patienten chirurgisch entfernt werden. Darüber hinaus könnte sich eine solche Infektion entlang des Rohres ausbreiten, welches den Injektionseinlaß und das Band zum Magen verbindet, und sogar noch ernstere Komplikationen hervorrufen. So könnte der Magen, wo er Kontakt mit dem Band hat, infiziert werden, was dazu führen könnte, daß das Band die Magenwand durchwandert. Auch ist es für den Patienten unangenehm, wenn nach der Operation oftmals mehrere Einstellungen der Magenmund-Öffnung mittels der Injektionsnadel ausgeführt werden, welche die Haut des Patienten zum Injektionseinlaß hin durchsticht.
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Es kann vorkommen, daß der Patient Nahrungsmittelstücke schluckt, welche zu groß sind, um die verkleinerte Magenmund-Öffnung zu passieren. Wenn dies geschieht, muß er den Arzt aufsuchen, welcher die Nahrungsmittelstücke entfernen kann oder, wenn die Konstruktion des Bandes es gestattet, die Magenmund-Öffnung durch Absaugen von etwas Flüssigkeit aus dem Band vergrößert, so daß die Nahrungsmittelstücke den Magenmund passieren können. Dann muß der Arzt dem Band wieder Flüssigkeit zuführen, um die eingeengte Magenmund-Öffnung wieder herzustellen. Wiederum erfordern diese Maßnahmen den Gebrauch der Injektionsnadel mit dem Durchstechen der Haut des Patienten, was für diesen unangenehm ist.
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Ein anderes Problem bei den bekannten Magen-Einschnürungs-Vorrichtungen besteht darin, daß die isotonische Salzlösung aus dem aufgeblasenen Hohlraum des Bandes durch die umgebenden Wände des Bandes aus Silikongummi hindurch diffundieren kann, da in dem Hohlraum ein leichter Überdruck herrscht. Einige Zeit nach der Operation besteht auch ein Risiko des Austretens von Flüssigkeit aus dem Injektionseinlaß, aus dem Rohr zwischen letzterem und dem Band sowie aus dem Band selbst. Am kritischsten ist dabei der aufblasbare Ballon-Hohlraum.
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Die Europäische Patentanmeldung
EP 0 876 808 , welche für alle benannten Vertragsstaaten außer CY, LU und MC Stand der Technik im Sinne von Art. 54(3) EPC ist, beschreibt eine Einrichtung, welche einen einstellbaren Streifen zur Implantation um den Magen herum aufweist. Der Streifen hat ein variables Volumen, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Das Volumen der Flüssigkeit im Hohlraum wird durch ein System gesteuert, welches eine Steuerbox aufweist, welche an den Hohlraum angeschlossen und im Körper des Patienten implantiert ist. Die Steuerbox enthält eine Batterie, eine elektronische Steuereinheit und eine elektrisch angetriebene Pumpe.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung zu schaffen, die keine Anwendung einer Injektionsnadel erfordert, nach der Operation Einstellungen der Magenmund-Öffnung durchzuführen.
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Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung zu schaffen, welche Einstellungen nach der Operation ermöglicht, die für den Patienten bequem sind.
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Diese Aufgaben werden durch eine Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 54 beschrieben ist, gelöst.
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Im Ergebnis ist keine Flüssigkeit direkt im langgestreckten Hemm-Element beteiligt, um dasselbe aufzublasen, und es sind Einstellungen der erfindungsgemäßen Einrichtung nach der Operation möglich, um die Magenmund-Öffnung des Patienten einzustellen. Die Einstelleinrichtung kann in das Hemm-Element eingebaut und mit hydraulischen Mitteln gesteuert werden. Der Begriff „post-operative nicht invasive Einstelleinrichtung” bedeutet, daß die Einstelleinrichtung die Einstellung des Hemm-Elementes nach der Operation ohne invasive Maßnahmen, wie die Durchdringung der Haut beispielsweise mittels Injektionsnadeln oder durch chirurgischen Eingriff, ermöglicht. Obwohl ein Injektionseinlaß bei Einrichtungen mit hydraulischen Elementen angewandt werden könnte, würde er nur der Ermöglichung einer einmaligen Gesamt-Kalibrierung der Flüssigkeitsmenge in der hydraulischen Einrichtung dienen.
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Entsprechend eines bevorzugten ersten Einstellprinzips ist die Einstelleinrichtung derart eingerichtet, daß die Längenausdehnung eines langgestreckten Hemm-Elementes in Schlingenform eingestellt wird.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung, welche das erste Einstellprinzip nutzt, umfaßt das Hemm-Element einen Haupt-Teil und zwei langgestreckte End-Teile, und die Einstelleinrichtung ist zur relativen Verlagerung zwischen den End-Teilen des Hemm-Elementes in Längsrichtung eingerichtet, so daß die Größe der Hemm-Öffnung eingestellt wird. Die Formungseinrichtung kann eine geeignete bekannte oder herkömmliche Vorrichtung zur Ausführung der gewünschten Funktion enthalten, wie beispielsweise ein Federmaterial, welches das langgestreckte Hemm-Element zu einer Schlinge formt, so daß eine einzige Gesamt-Kalibrierung der Flüssigkeitsmenge in der Hydraulikeinrichtung der Hemm-Öffnung möglich ist.
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Entsprechend eines bevorzugten ersten Einstellprinzips ermöglicht die Einstelleinrichtung die Einstellung der Längenausdehung des langgestreckten Hemm-Elementes in Schlingenform.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche das erste Einstellprinzip nutzt, umfaßt das Hemm-Element ein Haupt-Teil und zwei langgestreckte End-Teile, und die Einstelleinrichtung ist derart eingerichtet, daß sie eine relative Längsbewegung zwischen den End-Teilen des Hemm-Elementes realisiert, so daß die Größe der Hemm-Öffnung eingestellt wird. Die Formungseinrichtung kann eine jegliche geeignete bekannte oder herkömmliche Vorrichtung zur Ausführung der gewünschten Funktion enthalten, wie beispielsweise ein Federmaterial, welches das langgestreckte Hemm-Element zu einer Schlinge formt, so daß die Hemm-Öffnung eine vorgegebene Größe hat und die Einstelleinrichtung zur Einstellung des Hemm-Elementes gegen die Federwirkung des Federmaterials eingerichtet ist. Mit anderen Worten: Das Federmaterial kann in das Hemm-Element integriert sein.
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Vorzugsweise umfaßt die Einstelleinrichtung ein Bewegungsübertragungselement, geeigneterweise eine Antriebswelle, das bzw. die mit mindestens einem der End-Teile des Hemm-Elementes im Eingriff steht und betätigbar ist, um einen End-Teil des Hemm-Elementes relativ zum anderen End-Teil des Hemm-Elementes zu bewegen. Die Antriebswelle kann vorteilhafterweise mit beiden End-Teilen des Hemm-Elementes im Eingriff und derart betätigbar sein, daß die End-Teile relativ zueinander verlagert werden. Eine langgestreckte flexible Antriebswelle kann funktionell mit der Antriebswelle verbunden sein, um eine manuell oder durch einen Motor erzeugte Kraft von einer Stelle aus zu übertragen, welche vom Hemm-Element entfernt liegt. In ihrer einfachsten Ausführungsform kann die Antriebswelle aus einer Laufrolle im Reibungseingriff mit dem Hemm-Element bestehen. Als eine Alternative kann auf mindestens einem der End-Teile des Hemmelements eine Zahnstange ausgebildet sein, und die Antriebswelle kann ein Zahnrad im Eingriff mit der Zahnstange umfassen. Andere geeignete bekannte oder herkömmliche Mechanismen können ebenfalls oder alternativ als Einstelleinrichtung benutzt werden.
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Das Bewegungsübertragungselement kann alternativ mindestens einen Zylinder und einen darin beweglichen Kolben umfassen, welcher mit einem der End-Teile des Hemm-Elementes verbunden ist, wobei der Kolben betätigbar ist, um ein End-Teil des Hemm-Elementes in Längsrichtung relativ zum anderem End-Teil des Hemm-Elementes zu verlagern. Alternativ kann die Bewegungsübertragungseinrichtung zwei miteinander verbundene Zylinder sowie zwei Kolben in diesen Zylindern umfassen, die mit den jeweiligen End-Teilen des Hemm-Elementes verbunden sind und derart betätigbar sind, um die End-Teile des Hemm-Elementes relativ zueinander in Längsrichtung zu verlagern. Andere geeignete bekannte oder herkömmliche Vorrichtungen können ebenfalls oder alternativ als Bewegungsübertragungselement benutzt werden.
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Ein Motor ist in Bezug auf den Haupt-Teil des Hemm-Elementes fixiert und weist eine Dreh-Antriebswelle auf, die funktionell mit dem Bewegungsübertragungselement verbunden ist. Er kann relativ zum langgestreckten Hemm-Element derart positioniert sein, daß sich die Antriebswelle quer dazu erstreckt. Alternativ kann der Motor relativ zum langgestreckten Hemm-Element derart angeordnet sein, daß sich die Antriebswelle im wesentlichen tangential zur Schlinge des Hemm-Elementes erstreckt.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche das erste Einstellprinzip nutzt, ist das langgestreckte Hemm-Element in Längsrichtung elastisch und die Einstelleinrichtung umfaßt eine Kontrahierungseinrichtung zum Kontrahieren des elastischen Hemm-Elementes in Längsrichtung. Vorzugsweise umfaßt das langgestreckte Hemm-Element einen im wesentlichen nicht elastischen Haupt-Teil sowie einen End-Teil, welcher eine langgestreckte Schraubenfeder bildet, die mittels der Kontrahierungseinrichtung kontrahierbar ist. Die Kontrahierungseinrichtung kann auf geeignete Weise ein langgestrecktes flexibles Zugelement umfassen, das mit dem Haupt-Teil des Hemm-Elementes verbunden ist und sich durch die Schraubenfeder erstreckt, um die Schraubenfeder gegen ein Anschlagelement, welches in bezug auf den Haupt-Teil des Hemm-Elementes fixiert ist, zu kontrahieren. Das Zugelement kann sich in einem langgestreckten Rohr erstrecken, das mit einem Ende mit dem Anschlagelement verbunden ist, so daß ein vom Hemm-Element entfernter Motor am anderen Ende des langgestreckten Rohres angebracht werden kann und das Zugelement durch das Rohr zieht, um die Schraubenfeder zu kontrahieren.
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Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche das erste Einstellprinzip benutzt, umfaßt das langgestreckte Hemm-Element eine langgestreckte Schraubenfeder mit einem freien Ende sowie einen Körper, an dessen entgegengesetztem Ende die Feder nicht drehbar befestigt ist. Die Einstelleinrichtung ist zum Drehen der Schraubenfeder in einer Richtung eingerichtet, um die Windungen der Schraubenfeder zu vergrößern und die langgestreckte Schraubenfeder dadurch in Längsrichtung zu kontrahieren sowie um die Schraubenfeder in der entgegengesetzten Richtung zu drehen, um die Größe der Windungen der Schraubenfeder zu verkleinern und die Schraubenfeder dadurch in Längsrichtung auszudehnen. Als eine bevorzugte Alternative umfaßt das Hemm-Element eine weitere langgestreckte Schraubenfeder mit einem freien Ende sowie einen Körper, an dessen entgegengesetztem Ende die Feder nicht drehbar befestigt ist, wobei die Einstelleinrichtung aus einer Antriebswelle besteht, welche zwei entgegengesetzte End-Teile hat, die mit den Federn an ihren jeweiligen freien Enden verbunden sind und wobei die Schraubenfedern solche mit Links- bzw. Rechtsgewinde sind. Die Einstelleinrichtung kann alternativ auch ein Getriebe umfassen, welches eine Eingangswelle sowie zwei entgegengesetzte, ausgerichtete Ausgangswellen hat, die mit den Schraubenfedern an ihren jeweiligen freien Enden verbunden sind, wobei die Eingangswelle derart mit den Ausgangswellen zusammengebaut ist, daß sich die Ausgangswellen bei der Drehung der Eingangswelle in entgegengesetzte Richtungen drehen und wobei die Schraubenfederwindungen die entsprechenden Gewinde bilden.
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Entsprechend einem zweiten Einstellprinzip ist die Einstelleinrichtung derart ausgebildet, daß sie das Hemm-Element einstellt, so daß zumindest ein Teil einer vom Hemm-Element gebildeten innersten radialen Umfangs-Beschränkungsfläche in der Schlinge des Hemm-Elementes in dieser Schlinge in radialer Richtung verlagert wird.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung, welche das zweite Einstellprinzip benutzt, umfaßt die Einstelleinrichtung ein langgestrecktes spannungsabhängiges Element, das einen Teil der Beschränkungsfläche bildet und in der Lage ist, sich als Reaktion auf eine an dem Element angelegte Spannung zu einem Bogen zu biegen, wobei der Krümmungsradius des Bogens durch Änderung des Spannungsniveaus einstellbar ist.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche das zweite Einstellprinzip benutzt, ist die Einstelleinrichtung derart eingerichtet, daß sie den Durchmesser des elastischen Ringelementes ändert, welches die Hemm-Fläche bildet. Vorzugsweise umfaßt die Formungseinrichtung ein im wesentlichen starres äußeres Ringelement, welches das elastische Ringelement koaxial umgibt, und die Einstelleinrichtung umfaßt eine Einrichtung, um das elastische Ringelement in radialer Richtung nach außen zum äußeren Ringelement zu ziehen, um das elastische Ringelement zu dehnen. Beispielsweise kann die Zugeinrichtung eine Vielzahl von auf dem elastischen Ringelement auf dessen Umfang befestigten Gewindegängen umfassen, welche vom elastischen Ringelement über Führungselemente verlaufen, die am äußeren Ringelement angebracht sind.
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Bei noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung unter Anwendung des zweiten Einstellprinzips umfaßt die Formungseinrichtung ein im wesentlichen starres äußeres Ringelement, und das Hemm-Element umfaßt eine langgestreckte Schraubenfeder, die sich innerhalb entlang des äußeren Ringelementes erstreckt und das letztere berührt. Die Schraubenfeder bildet einen Teil der Umfangs-Beschränkungsfläche und hat ein freies Ende. Das Hemm-Element umfaßt ferner einen Körper, mit dem die Schraubenfeder an ihrem entgegengesetzten Ende nicht drehbar verbunden ist. Die Einstelleinrichtung ist zum Drehen der Schraubenfeder in einer Richtung eingerichtet, um die Windungen der Schraubenfeder zu vergrößern und dadurch die Umfangs-Beschränkungsfläche zu kontrahieren und zum Drehen der Feder in die entgegengesetzte Richtung, um die Größe der Windungen der Schraubenfeder zu vermindern und dadurch die Umfangs-Beschränkungsfläche zu dehnen. Als eine bevorzugte Alternative umfaßt das Hemm-Element zwei langgestreckte Schraubenfedern, welche einen Teil der Umfangs-Beschränkungsfläche bilden und mit dem Körper des Hemm-Elementes verbunden sind. Die Einstelleinrichtung ist zum Drehen jeder Schraubenfeder in einer Richtung eingerichtet, um die Windungen der Schraubenfedern zu vergrößern und dadurch die Umfangs-Beschränkungsfläche zu kontrahieren, und zum Drehen der Federn in die entgegengesetzte Richtung, um die Größe der Windungen der Schraubenfedern zu vermindern und dadurch die Umfangs-Beschränkungsfläche zu dehnen.
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Entsprechend einem dritten Einstellprinzip umfaßt das Hemm-Element mindestens zwei separate Elemente, von denen mindestens eines geschwenkt wird, so daß es in eine Ebene drehbar ist, in welcher sich die Schlinge des Hemm-Elementes erstreckt, und die Einstelleinrichtung zum Drehen dieses schwenkbaren Elementes eingerichtet ist, um dadurch die Größe der Hemm-Öffnung zu verändern. Vorzugsweise umfaßt das Hemm-Element eine Vielzahl in Reihe angeordneter, einzeln geschwenkter Elemente, deren jedes in die Ebene drehbar ist, wobei die Einstelleinrichtung zur Drehung aller schwenkbaren Elemente eingerichtet ist, um die Größe der Hemm-Öffnung zu ändern. Beispielsweise können die schwenkbaren Elemente aus Lamellen bestehen, die ähnlich eines herkömmlichen Blendenmechanismus einer Kamera angeordnet sind.
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Entsprechend einem vierten Einstellprinzip ist die Einstelleinrichtung derart eingerichtet, daß mindestens zwei faltbare Rahmenelemente des Hemm-Elementes aufeinander zu faltbar sind. Vorzugsweise umfassen die faltbaren Rahmenelemente zwei im wesentlichen halbkreisförmige Rahmenelemente, welche scharnierartig zusammengefügt sind, so daß sie in bezug zueinander aus einem vollständig offenen Zustand, in welchem sie im wesentlichen einen Kreis bilden, in einen vollständig gefalteten Zustand schwenkbar sind, in welchem sie einen Halbkreis bilden.
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Entsprechend einem fünften Einstellprinzip ist die Einstelleinrichtung eingerichtet, das Hemm-Element um eine langgestreckte Verlängerung desselben zu drehen, wobei das langgestreckte Hemm-Element elastisch ist und sich, im Querschnitt betrachtet, in seiner Dicke ändert. In geeigneter Weise besteht das langgestreckte Hemm-Element aus einem elastischen Band.
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Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Einstelleinrichtung praktischerweise durch einen geeigneten Motor, vorzugsweise einen Elektromotor, betätigt, welcher direkt am oder in Verbindung mit dem Hemm-Element plaziert sein kann oder als Alternative entfernt vom Hemm-Element, vorteilhafterweise im Unterleib oder subkutan. Bei der letztgenannten Alternative ist der Motor vorteilhafterweise über eine flexible Kraftübertragungsleitung mit der Einstelleinrichtung verbunden, um eine geeignete Positionierung des Motors im Unterleib des Patienten zu positionieren. Der Motor kann manuell aktivierbar sein, beispielsweise durch einen implantierten Schalter.
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Bei einigen der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann jedoch die Einstelleinrichtung praktischerweise mittels einer hydraulischen Betätigungseinrichtung betätigbar sein, welche möglicherweise manuell aktivierbar ist. Die hydraulische Betätigungseinrichtung kann vorteilhafterweise eine hydraulische Servoeinrichtung aufweisen, um die manuelle Aktivierung zu erleichtern. Als Alternative kann die hydraulische Einrichtung durch einen Elektromotor angetrieben werden, der manuell aktivierbar sein kann oder durch eine Fernbedienung kontrolliert werden kann. Die Bauteile einer solchen hydraulischen Betätigungseinrichtung können in Verbindung mit dem Hemm-Element und/oder an einem geeigneten Platz im Unterleib oder subkutan plaziert werden. Spezieller kann ein Vorratsbehälter vorgesehen werden, welcher eine vorgegebene Menge eines Fluids enthält, um die hydraulische Betätigungseinrichtung mit dem Fluid zu versorgen. Der Vorratsbehälter umschließt eine Kammer für die vorgegebene Menge des Fluids, und die hydraulische Betätigungseinrichtung ist zur Änderung der Größe der Kammer eingerichtet. Die hydraulische Betätigungseinrichtung kann einen ersten und einen zweiten Wandteil des Vorratsbehälters aufweisen, welche relativ zueinander verschiebbar sind, um die Größe der Kammer des Vorratsbehälters zu ändern. Der erste und der zweite Wandteil des Vorratsbehälters können derart konstruiert sein, daß sie durch manuelle Betätigung relativ zueinander verschiebbar sind, vorzugsweise durch ein manuelles Drücken, Ziehen oder eine Drehung eines Wandteiles in eine Richtung. Alternativ können die Wandteile durch magnetische Einrichtungen (wie Dauermagnete, Magnetmaterial-Reed-schalter oder andere bekannte oder herkömmliche Magneteinrichtungen), hydraulische Einrichtungen oder elektrische Steuereinrichtungen, wie beispielsweise ein Elektromotor, relativ zueinander verschiebbar sein. Die magnetischen Einrichtungen, die hydraulischen Einrichtungen oder die elektrischen Steuereinrichtungen können alle durch manuelle Betätigung aktiviert werden, vorzugsweise durch eine subkutan angeordnete manuelle Betätigungseinrichtung. Diese Steuerung kann indirekt, beispielsweise über einen Schalter, erfolgen.
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Die hydraulische Betätigungseinrichtung kann derart eingerichtet sein, daß sie die Einstelleinrichtung mit dem Fluid aus dem Vorratsbehälter als Reaktion auf eine vorgegebene erste Verschiebung des ersten Wandteiles des Vorratsbehälters relativ zum zweiten Wandteil desselben betätigt, um die Hemm-Öffnung zu vergrößern, und daß sie die Einstelleinrichtung mit dem Fluid aus dem Vorratsbehälter als Reaktion auf eine vorgegebene zweite Verschiebung des ersten Wandteiles des Vorratsbehälters relativ zum zweiten Wandteil desselben betätigt, um die Hemm-Öffnung zu verkleinern. Bei dieser Ausführungsform wird keine Pumpe benutzt, es wird lediglich das Volumen des Vorratsbehälters verändert. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich mit der unten beschriebenen Lösung, bei der eine Pumpe benutzt wird, um das Fluid zwischen dem Vorratsbehälter und der Einstelleinrichtung zu pumpen, weil kein Rückschlagventil benötigt wird und es dennoch möglich ist, das Fluid sowohl zum als auch vom Vorratsbehälter zu bewegen.
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Als eine Alternative kann die hydraulische Betätigungseinrichtung eine aktivierbare Pumpe umfassen, um das Fluid zwischen dem Vorratsbehälter und der Einstelleinrichtung zu pumpen. Die Pumpe kann das Fluid sowohl zur Einstelleinrichtung als auch von dieser weg pumpen oder auch zu einer hydraulischen Einrichtung, welche die Einstelleinrichtung steuert. Es wird auch eine mechanische manuelle Lösung vorgeschlagen, mit welcher es möglich ist, in beiden Richtungen zu pumpen, indem ein Aktivierungselement in eine Richtung gedrückt wird. Eine andere Alternative ist eine Pumpe, die nur in einer Richtung pumpt, in Verbindung mit einem einstellbaren Ventil, um die Richtung des Fluids zu wechseln und dadurch die Menge des Fluids im Vorratsbehälter zu vergrößern oder zu verkleinern. Dieses Ventil kann manuell, mechanisch, elektrisch, magnetisch oder hydraulisch betätigt werden. Jede Art von Motor könnte selbstverständlich auch für die verschiedenen Funktionen angewandt werden ebenso wie drahtlose Fernsteuerungen. Die Pumpe kann ein erstes Aktivierungselement zur Aktivierung der Pumpeinrichtung zum Pumpen des Fluids vom Vorratsbehälter zur Einstelleinrichtung sowie ein zweites Aktivierungselement zur Aktivierung der Pumpeinrichtung zum Pumpen des Fluids von der Einstelleinrichtung zum Vorratsbehälter umfassen. Die Aktivierungselemente können durch manuelle Betätigung, vorzugsweise durch die Ermöglichung manuellen Drückens, Ziehens oder Drehens in eine Richtung betätigbar sein. In geeigneter Weise ist mindestens eines der Aktivierungselemente derart ausgebildet, daß es durch einen äußeren Druck, der eine vorgegebene Höhe überschreitet, betätigt wird.
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Alternativ kann mindestens eines der ersten und zweiten Aktivierungselemente durch magnetische Einrichtungen, hydraulische Einrichtungen oder elektrische Steuerungseinrichtungen, wie einen Elektromotor, betätigbar sein. Die magnetischen Einrichtungen, die hydraulischen Einrichtungen oder die elektrischen Steuereinrichtungen können alle durch manuelle Betätigungseinrichtungen, die vorzugsweise subkutan angeordnet sind, aktiviert werden. Diese Aktivierung kann indirekt erfolgen, beispielsweise über einen Schalter.
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Vorteilhafterweise, speziell wenn manuelle Aktiverungseinrichtungen benutzt werden, könnte ein Servosystem angewandt werden. Mit einem Servosystem ist eine geringere Kraft zur Steuerung der Einstelleinrichtung erforderlich. Hydraulische Einrichtungen werden bevorzugt mit Servoeinrichtungen angewandt. Ein Beispiel ist ein geschlossenes System, welches ein anderes geschlossenes System steuert, in welchem die Hydraulik-Einrichtung der Einstelleinrichtung enthalten ist. Geringfügige Änderungen der Fluid-Menge in einem Vorratsbehälter des ersten Systems könnten dann zu stärkeren Änderungen der Fluid-Menge in einem Vorratsbehälter des zweiten Systems führen. Folglich beeinflußt die Änderung des Volumens im Vorratsbehälter des zweiten Systems die hydraulische Einrichtung der Einstelleinrichtung, welche in das zweite geschlossene System eingebaut ist. Der große Vorteil dieses Servosystems besteht darin, daß das größere Volumensystem im Unterleib plaziert werden könnte, wo mehr Raum ist, und noch immer die subkutane Unterbringung der manuellen Handhabungseinrichtung des kleineren Systems möglich wäre. Der Servo-Vorratsbehälter könnte den Vorratsbehälter des größeren Volumens steuern. Der Servo-Vorratsbehälter könnte direkt oder indirekt durch eine Fluid-Zufuhreinrichtung gesteuert werden. Die Fluid-Zufuhreinrichtung kann ein kleiner Vorratsbehälter sein, welcher subkutan plaziert wird und manuell zur Steuerung des Servo-Vorratsbehälters aktiviert werden kann.
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Vorzugsweise umfaßt die Servo-Einrichtung eine hydraulische Einrichtung und einen Servo-Vorratsbehälter sowie schließlich einen Fluidzufuhr-Vorratsbehälter. Beide Vorratsbehälter begrenzen eine Kammer mit Servo-Fluid, und die Hydraulikeinrichtung umfaßt einen ersten und einen zweiten Wandteil des Servo-Vorratsbehälters, welche relativ zueinander verschiebbar sind, um die Kammergröße des Servo-Vorratsbehälters zu ändern. Die Hydraulikeinrichtung kann die Einstelleinrichtung indirekt steuern, beispielsweise über eine vergrößerte Menge von Fluid im Servo-Vorratsbehälter als Reaktion auf eine vorgegebene erste Verschiebung des ersten Wandteiles eines der Vorratsbehälter relativ zum zweiten Wandteil des Vorratsbehälters, um die Größe der Hemm-Öffnung zu vermindern und die Einstelleinrichtung als Reaktion auf eine zweite Verschiebung des ersten Wandteiles eines der Vorratsbehälter relativ zum zweiten Wandteil des Vorratsbehälters, um die Größe der Hemm-Öff-nung indirekt zu vergrößern. Die Wandteile der Vorratsbehälter können derart konstruiert sein, daß sie durch manuelle Handhabung relativ zueinander verschiebbar sind, bzw. daß sie durch manuelles Stoßen, Ziehen oder Drehen eines der Wandteile in eine Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Alternativ können die Wandteile des Servo-Vorratsbehälters mittels magnetischer Einrichtungen, hydraulischer Einrichtungen oder elektrischer Steuereinrichtungen einschließlich eines Elektromotors relativ zueinander verschiebbar sein.
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Die magnetischen Einrichtungen, die hydraulischen Einrichtungen oder die elektrischen Steuereinrichtungen können alle durch manuelle Betätigungseinrichtungen, die vorzugsweise subkutan angeordnet sind, manipuliert werden. Diese Steuerung kann indirekt erfolgen, beispielsweise über einen Schalter.
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Sogar bei der allgemeinsten Ausführungsform der Erfindung kann die Einstelleinrichtung eine Servo-Einrichtung umfassen. Die Servo-Einrichtung kann eine hydraulische Betätigungseinrichtung, eine elektrische Steuereinrichtung, eine magnetische Einrichtung, eine mechanische Einrichtung oder eine manuelle Handhabungseinrichtung umfassen. Die hydraulische Betätigungseinrichtung, die elektrische Steuereinrichtung, die magnetische Einrichtung oder die mechanische Einrichtung können durch eine manuelle Handhabungseinrichtung aktiviert werden. Bei der Verwendung eines Servo-Systems wird der Kraftaufwand zur Einstellung der Einstelleinrichtung eingespart, was bei vielen Anwendungsfällen von Wichtigkeit ist, beispielsweise wenn eine Batterie nicht genug Strom liefern kann, obwohl die Gesamtenergie der Batterie mehr als ausreichend ist, um das System mit Strom zu versorgen.
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Alle diese technischen Lösungen können durch eine drahtlose Fernsteuereinrichtung zur nicht invasiven Steuerung der Einstelleinrichtung gesteuert werden. Die Fernsteuereinrichtung sollte vorteilhafterweise derart ausgebildet sein, daß sie Informationen über die Größe der Hemm-Öffnung empfängt, um die Einstelleinrichtung zu steuern, das Hemm-Element als Reaktion auf die empfangene Information einzustellen.
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Die Fernsteuereinrichtung umfaßt Einrichtungen zur drahtlosen Energieübertragung von außerhalb des Körpers des Patienten zu den implantierten Bauteilen der Vorrichtung. Ein implantierbarer Motor kann zur Betätigung der Einstelleinrichtung geeignet sein, wobei die Einrichtung zur drahtlosen Energieübertragung zur direkten Stromversorgung des Motors mit der übertragenen Energie eingerichtet sein kann. Die durch diese Einrichtung übertragene Energie kann Wellensignale, ein elektrisches Feld oder ein magnetisches Feld umfassen.
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Das drahtlose Fernsteuersystem umfasst getrennte Signalübertragungseinrichtungen und implantierbare Signalempfangseinrichtungen. Beispielsweise können die Signalübertragungs- und die Signalempfangseinrichtung zum Übertragen und Empfangen von Signalen in Form digitaler Impulse, welche ein magnetisches oder ein elektrisches Feld umfassen, eingerichtet sein. Alternativ können die Signalübertragungs- und die Signalempfangseinrichtung zum Übertragen und Empfangen von Signalen eingerichtet sein, welche elektromagnetische Wellen, Schallwellen oder Trägerwellen für Fernsteuerungssignale umfassen, was bevorzugt wird. Die Empfangseinrichtung umfasst eine Steuereinheit, um die Einstelleinrichtung als Reaktion auf die Signale von der Signalübertragungseinrichtung zu steuern.
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Die Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung umfasst ferner eine implantierbare Energieversorgungseinheit, um Energie für die energieverbrauchenden Bauteile der Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche beim Patienten implantiert werden, wie elektronische Schaltungen und/oder ein Motor zur Betätigung der Einstelleinrichtung. Die Steuereinheit kann zur Energieversorgung eines solchen implantierten Motors mit Energie eingerichtet sein, die von der Energieversorgungseinheit als Reaktion auf die von der Signalübertragungseinheit empfangenen Signale bereitgestellt wird. Jede bekannte oder herkömmliche Signalübertragungs- oder Signalempfangseinrichtung, welche zur Anwendung bei einem menschlichen oder einem Säugetier-Patienten geeignet ist, kann als Signalübertragungs- oder als Signalempfangseinrichtung vorgesehen werden. Die Signale können elektromagnetische Wellen, wie Infrarotlicht, sichtbares Licht, Laserlicht, Mikrowellen oder Schallwellen, wie Ultraschallwellen oder Ultraschallwellen oder irgendeine andere Art von Wellensignalen umfassen. Die Signale können auch elektrische oder magnetische Felder oder Impulse umfassen. Alle oben genannten Signale können digitale Signale sein.
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Der Motor kann ein Motor beliebigen Typs sein, wie ein pneumatischer, hydraulischer oder Elektromotor, und die Energieversorgungseinheit kann eingerichtet sein, um den Motor mit Preßluft oder Druckflüssigkeit oder mit elektrischer Energie zu versorgen, abhängig vom Typ des Motors. Wo der Motor ein Elektromotor ist, kann er eine pneumatische oder hydraulische Ausrüstung mit Energie versorgen.
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Die Energieversorgungseinheit kann eine Energiezufuhr und die Steuereinheit enthalten, und die Steuereinheit kann eingerichtet sein, den Motor mit Energie von der Energiezufuhr zu versorgen. Vorzugsweise ist die Energiezufuhr eine elektrische Energiezufuhr und der Motor ein Elektromotor. In diesem Falle versorgt die Batterie auch zwischen den Einstellvorgängen die Schaltung der Signalempfangseinrichtung kontinuierlich mit Energie, um die Signalempfangseinrichtung für den Empfang von Signalen von der Signalübertragungseinrichtung bereitzuhalten.
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Die Energieversorgungseinheit kann derart eingerichtet sein, daß Energie aus den Signalen, wenn sie zur Signalempfangseinrichtung übertragen werden, in elektrische Energie zur Energieversorgung der implantierten elektronischen Bauteile umgewandelt wird. Beispielsweise kann die Energieversorgungseinheit eingerichtet sein, um die Energie der Signale in Gleich- oder Wechselstrom umzuwandeln.
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Falls es einen implantierten Elektromotor zur Betätigung der Einstelleinrichtung gibt, kann die Energieversorgungseinheit auch diesen Motor mit der übertragenen Energie versorgen. Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit eingerichtet, den Elektromotor direkt mit Energie zu versorgen, wenn die Energieversorgungseinheit die Signalenergie in Elektroenergie umwandelt. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und erfordert keinerlei wiederkehrende invasive Maßnahmen zum Austausch leerer Energieversorgungen, wie Batterien, was bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform notwendig ist.
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Für die Einstelleinrichtung des Typs, der mehr aber immer noch relativ wenig Energie für seine Funktion benötigt, kann die Energieversorgungseinheit eine wiederaufladbare elektrische Energieversorgung umfassen, welche zur Speicherung elektrischer Energie eingerichtet ist, und die Steuereinheit ist zur Stromversorgung des Elektromotors mit Energie aus der wiederaufladbaren elektrischen Energieversorgung als Reaktion auf Signale, die von der Signalübertragungseinrichtung empfangen werden, eingerichtet. Bei einem Anfangs-Ladeschritt kann die wiederaufladbare Energieversorgung über eine relativ lange Zeit (beispielsweise über einige Sekunden bis zu einer halben Stunde) geladen werden, ohne den Elektromotor mit Strom zu versorgen. Im folgenden Arbeitsschritt, wenn die Energieversorgung mit ausreichender Energie aufgeladen wurde, versorgt die Steuereinheit den Elektromotor mit Energie aus der aufgeladenen Energieversorgungseinheit, um die Einstelleinrichtung zu betätigen, so daß die gewünschte Änderung in der Magenmund-Öffnung des Patienten erreicht wird. Wenn die Kapazität der Energieversorgung für die notwendige Einstellung in einem einzigen Arbeitsschritt unzureichend ist, können die oben genannten Schritte üblicherweise wiederholt werden, bis die gewünschte Einstellung erreicht ist.
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Die elektrische Energieversorgung besteht in geeigneter Weise aus einem wenig kostspieligen einfachen Kondensator. In diesem Falle kann der Elektromotor ein Schrittmotor sein.
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Die Signalübertragungseinrichtung kann derart eingerichtet sein, daß sie elektromagnetische Signale überträgt und die Energieversorgungseinheit derart, daß sie aus den elektromagnetischen Wellensignalen Strahlungsenergie herauszieht, wenn jene zur Signalempfangseinrichtung übertragen werden, und die Strahlungsenergie wird dann in Elektroenergie umgewandelt.
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Alternativ kann die Energieversorgungseinheit eine Batterie, einen elektrisch betätigbaren Schalter zur Verbindung der Batterie mit der Signalempfangseinrichtung in einem „EIN”-Modus, wenn der Schalter mit Energie versorgt wird und zum Trennen der Batterie von der Signalempfangseinrichtung in einem „Standby”-Modus, wenn der Schalter nicht mit Energie versorgt wird, sowie eine wiederaufladbare Stromversorgung für den Schalter umfassen. Die Steuereinheit zur Stromversorgung des Elektromotors mit Energie aus der Batterie kann als Reaktion auf Signale, welche von der Signalübertragungseinrichtung empfangen werden, eingerichtet sein, wenn sich der Schalter im „EIN”-Modus befindet. Vorteilhafterweise kann die Energieversorgungseinrichtung so eingerichtet werden, daß sie die Wellenenergie von Signalen, wenn sie zur Signalempfangseinrichtung übertragen wird, in einen Ladestrom zum Laden der wiederaufladbaren elektrischen Stromversorgung, welche zweckmäßigerweise ein Kondensator ist, umwandelt. Die Energie von der Stromversorgung wird dann benutzt, um den Schalter von „AUS” (Standby-Modus) in „EIN” umzuschalten. Diese Ausführungsform ist für die Einstelleinrichtung desjenigen Typs geeignet, der zu seiner Funktion eine relativ hohe Leistung benötigt, und hat den Vorteil, daß die elektronische Schaltung der Signalempfangseinrichtung zwischen den Einstellvorgängen nicht mit Batteriestrom versorgt werden muß. Im Ergebnis kann die Lebensdauer der Batterie wesentlich verlängert werden.
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Als ein Beispiel können die Signalübertragungseinrichtung zur Übertragung elektromagnetischer Wellensignale und die Energieversorgungseinheit zum Ziehen von Strahlungsenergie aus den elektromagnetischen Wellensignalen eingerichtet sein, wenn diese zur Signalempfangseinrichtung übertragen werden, wobei die Strahlungsenergie dann in den Strom umgewandelt wird. Die Energieversorgungseinheit enthält zweckmäßigerweise eine Spule der Signalempfangseinrichtung zur Induktion eines Wechselstromes, wenn die elektromagnetischen Signale durch die Spule fließen, sowie einen Gleichrichter zum Gleichrichten des Wechselstromes. Der gleichgerichtete Strom wird dann zum Laden der aufladbaren Stromquelle verwendet.
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Alternativ kann die Signalübertragungs- und Signalempfangseinrichtung auch ausschließlich für die Steuersignale verwendet werden, und es wird eine weitere Signalübertragungs- und Signalempfangseinrichtung zur Übertragung von Signalenergie für die implantierten Bauteile vorgesehen. Bei einem solchen Doppelsystem aus Signalübertragungs- und -empfangseinrichtung hat man den Vorteil, daß die beiden Systeme optimal für ihren jeweiligen Zweck ausgelegt werden können, nämlich der Übertragung von Steuersignalen und der Übertragung von Energiesignalen.
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Wie eine fachkundige Person nachvollziehen kann, können bei vielen der oben beschriebenen Ausführungsformen die Einstelleinrichtungen durch Steuereinrichtungen oder durch manuelle Betätigungseinrichtungen, die unter der Haut eines Patienten implantiert sind, wie eine Pumpe, ein elektrischer Schalter oder eine mechanische Bewegungsübertragungseinrichtung, betätigt werden. Bei der manuellen Ausführungsform ist es nicht erforderlich, einen Motor zur Betätigung der Einstelleinrichtung anzuwenden.
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Bei den Ausführungsformen mit hydraulischen Übertragungseinrichtungen kann ein mit der Hydraulikeinrichtung verbundener Injektionseinlaß vorgesehen werden, um eine normalerweise einzige Ein-Für-Alle-Mal-Kalibrierung der Fluidmenge im Hydrauliksystem zu ermöglichen.
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Die Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, welche darstellen:
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1 ist eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung.
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Die 2 und 3 sind Ansichten von Schnitten entlang der Linien II-II und III-III von 1.
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Die 4 und 5 zeigen schematisch zwei alternative Konstruktionen der Ausführungsform von 1.
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6 zeigt schematisch eine Motoranordnung für die Konstruktion entsprechend 5.
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7 ist eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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8 zeigt schematisch eine Hydraulik-Übertragungsleitung für die Ausführungsform von 7.
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9 ist eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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10 ist eine Abwandlung der Ausführungsform von 9.
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11 ist eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Die 12 und 13 sind vergrößerte Details der Ausführungsform von 11.
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14 ist ein Schnitt entlang der Linie XIV-XIV von 11.
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15 ist eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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16 ist ein vergrößertes Detail von 15.
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17 ist ein Schnitt entlang der Linie XVII-XVII von 15.
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Die 18 bis 21 sind schematische Schnitte einer sechsten, siebenten, achten bzw. neunten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Die 22 und 23 zeigen eine vollständig offene bzw. eine verkleinerte Hemm-Öffnung der Ausführungsform von 21.
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24 ist eine schematische Ansicht einer zehnten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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25 ist ein vergrößertes Detail der Ausführungsform von 24.
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Die 26 und 27 zeigen eine vollständig offene bzw. eine verkleinerte Hemm-Öffnung der Ausführungsform von 24.
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28 zeigt schematisch eine Polsteranordnung zum Schutz von Magen und Speiseröhre des Patienten.
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Die 29A bis 29D sind Blockdiagramme von vier prinzipiellen Ausführungsformen der Erfindung.
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Die 30A bis 30D sind Querschnittansichten eines Pumpmechanismus entsprechend der 29C, welcher Fluide durch mechanisches Stoßen eines Wandteiles in nur eine Richtung in entgegengesetzte Richtungen pumpt.
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31 ist eine Schnittansicht eines Vorratsbehälters mit variablem Volumen, welches durch einen ferngesteuerten Motor entsprechend einer speziellen Ausführungsform der prinzipiellen Ausführungsform, wie sie in den 29B bzw. 30B dargestellt ist, gesteuert wird.
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32 ist eine Querschnittansicht eines Vorratsbehälters mit variablen Volumen, welches manuell entsprechend einer speziellen Ausführungsform der prinzipiellen Ausführungsform, wie sie in den 29B bzw. 29D dargestellt ist, gesteuert wird.
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33A ist eine Vorderansicht eines hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Servosystems entsprechend einer speziellen Ausführungsform der prinzipiellen Ausführungsform von 29D.
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33B ist ein Schnitt entlang der Linie VB-VB von 33A.
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34 ist ein Blockschaltbild, welches Fernsteuerungsbauteile der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt.
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35 ist eine schematische Ansicht einer Schaltung, wie sie im System des Blockschaltbildes der 34 verwendet wird.
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Nun wird auf die Figuren der Zeichnungen Bezug genommen, wobei bei allen Figuren gleiche Bezugszahlen identische oder entsprechende Elemente bezeichnen.
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Die 1 bis 3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nahrungsaufnahme-Hemmeinrichtung umfassend ein Hemm-Element in Form eines runden elastischen Kernes 2 mit zwei sich überlappenden End-Teilen 4 und 6. Der Kern 2 begrenzt eine im wesentlichen runde Hemm-Öffnung und ist mit Ausnahme einer lösbaren und blockierbaren Verbindung 10 des Kernes 2 in einem elastischen weichen Schlauch 8 eingeschlossen, wobei die Verbindung im gelösten Zustand die Anbringung des Kernes 2 mit seinem Schlauch 8 rund um die Speiseröhre oder den Magen eines Patienten ermöglicht. Die Materialien aller dieser Elemente sind biokompatibel, so daß der Körper des Patienten sie nicht abstößt. Eine postoperative mechanische Einstelleinrichtung 12 zur mechanischen Einstellung der Längserstreckung des Kernes 2 zur Änderung der Größe der Hemm-Öffnung umfaßt eine Antriebswelle 14 im Reib-Eingriff mit den überlappten End-Teilen 4 und 6 des Kernes 2. Die Antriebswelle 14 ist in einem Halter 16 gelagert, der im Schlauch 8 platziert und mit zwei Gegendruckrollen 18 und 20 versehen ist, welche die jeweiligen End-Teile 4 und 6 des Kernes 2 gegen die Antriebswelle 14 pressen, um den Reib-Eingriff zwischen beiden zu verstärken. Ein Elektromotor 22 ist über einen langen flexiblen Antriebsschaft 24 mit der Antriebswelle 14 verbunden und zusammen mit einer ferngesteuerten Stromversorgungseinheit 26 in einem Silikongummikörper 28 vergossen. Die Länge des flexiblen Antriebsschaftes 34 ist derart gewählt, daß der Körper 28 in einer gewünschten Position im Körper des Patienten, zweckmäßigerweise im Unterleib, positioniert werden kann.
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Wenn der Patient einige Zeit nach der Operation eine Einstellung der Hemm-Öffnung des Kernes 2 benötigt, wird die Stromversorgungseinheit 26 angesteuert, den Elektromotor 22 mit Strom zu versorgen und die Antriebswelle 14 entweder in eine Richtung zu drehen, um den Durchmesser des Kernes 2 zu verkleinern oder die Antriebswelle 14 in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, um den Durchmesser des Kernes 2 zu vergrößern.
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Alternativ kann auf einem End-Teil 4 bzw. 6 eine Zahnstange angeformt sein, und die Antriebswelle 14 kann durch eine Zahnrad-Antriebswelle, die mit dem anderen End-Teil des Kernes 2 verbunden ist und mit der Zahnstange im Eingriff steht, ersetzt sein.
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4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche mit der Ausführungsform der 1 bis 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. Er weist einen kurzen Antriebsschaft 32 auf, an welchem die Antriebswelle 14 montiert ist, wobei der Motor 22 derart relativ zum runden Kern 2 positioniert ist, daß sich der Antriebsschaft 32 von dort in radialer Richtung erstreckt.
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5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche in gleicher Weise mit der Ausführungsform der 1 bis 3 identisch ist, außer, daß der Motor 22 im Schlauch 8 verkapselt ist, so daß er am Kern 2 befestigt ist. Er hat einen kurzen Antriebsschaft 32. Der Motor 22 ist derart relativ zum Kern 2 positioniert, daß der Antriebsschaft 32 im wesentlichen in tangentialer Richtung am Kern 2 befestigt ist. Er weist einen kurzen Antriebsschaft 32 auf, an welchem die Antriebswelle 14 montiert ist, wobei der Motor 22 derart relativ zum runden Kern 2 positioniert ist, daß sich der Antriebsschaft 32 von dort in radialer Richtung zum runden Kern 2 erstreckt. Es gibt eine Winkelverzahnung 34, welche den Antriebsschaft 32 mit der Antriebswelle 14 verbindet.
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6 zeigt eine geeignete Anordnung für den Motor 22 in der Ausführungsform von 5 bestehend aus einem ersten Klemmelement 36, das an einem End-Teil des Kernes 2 befestigt ist, und einem zweiten Klemmelement 38, das am anderen End-Teil des Kernes 2 befestigt ist. Der Motor 22 ist am ersten Klemmelement 36 befestigt und über ein Zahnradgetriebe 42 funktionell mit einer Spindel 40 verbunden. Die Spindel 40 ist an ihren entgegengesetzten Enden in Haltern 44 und 46, welche starr mit dem Klemmelement 36 bzw. mit dem Motor 22 verbunden sind, gelagert. Das zweite Klemmelement 38 trägt eine Nuß, die sich mit der Spindel 40 im Eingriff befindet. Wenn der Motor 22 mit Strom versorgt wird, dreht sich die Spindel 40 und zieht den Endteil 6 des Kernes 2 in eine oder in die entgegengesetzte Richtung, so daß der Durchmesser des im wesentlichen runden Kernes 2 entweder vergrößert oder verkleinert wird.
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7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Hemm-Element einen langgestreckten Kern 48 und eine Schraubenfeder 50 umfaßt. Eine Feder-Kontrahierungseinrichtung in Form eines flexiblen Zugelementes 52, d. h. ein Strang, Draht oder Kabel, ist an einem Ende mit dem Kern 48 verbunden und erstreckt sich durch die Schraubenfeder 50. Ein Hydraulikmotor in Form einer Zylinder-Kolben-Einheit 54 ist derart angeordnet, daß er am flexiblen Zugelement 52 zieht, um die Schraubenfeder 50 gegen ein Anschlagelement 56, das relativ zum Kern 48 befestigt ist, zu drücken. Ein Rohr 58 ist scharnierartig am Anschlagelement 56 angebracht und erstreckt sich zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit 54 und dem Anschlagelement 56, und das flexible Zugelement 52 verläuft durch das Rohr 58 und ist mit dem Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit 54 verbunden. 8 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei welcher eine hydraulische Übertragungsleitung 59 zwischen zwei Kolben-Zylinder-Baugruppen 54 zur Anwendung wie bei der Hydraulikmotor-Vorrichtung von 7 vorgesehen ist.
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9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Hemm-Element zwei langgestreckte Schraubenfedern 60 und 62 mit freien Enden sowie einen Körper 64 umfaßt, an welchem die Federn 60 und 62 an ihren entgegengesetzten Enden nicht drehbar befestigt sind. Der Körper 64 umfaßt zwei separate Teile, die an entgegengesetzten End-Teilen des umgebenden elastischen Schlauches 8 befestigt und dazu bestimmt sind, eine lösbare und arretierbare Verbindung zwischen den separaten Teilen zu schaffen. Eine Einstelleinrichtung in Form eines Antriebsschaftes 66 hat zwei entgegengesetzte End-Teile, die mit den freien Enden der Schraubenfedern 60 und 62 verbunden sind. Die Windungen der Federn 60 und 62 sind rechtsdrehend bzw. linksdrehend. Ein Motor 68 ist eingerichtet, den Antriebsschaft 66 in eine Richtung zu drehen, um die Windungen der Schraubenfedern 60 und 62 zu vergrößern und dadurch die Schraubenfedern 60 und 62 in Längsrichtung zu kontrahieren sowie den Antriebsschaft 66 in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, um die Größe der Windungen der Schraubenfedern 60 und 62 zu verkleinern und dadurch die Schraubenfedern 60 und 62 in Längsrichtung zu dehnen. Somit begrenzen die langgestreckten Schraubenfedern 60 und 62 eine Hemm-Öffnung, deren Größe vergrößert wird, wenn die Schraubenfedern 60 und 62 gedehnt werden und die verkleinert wird, wenn die Schraubenfedern 60 und 62 kontrahiert werden.
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10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche mit der Ausführungsform von 9 identisch ist mit der Ausnahme, daß die Einstelleinrichtung ein Zahnradgetriebe mit einer Eingangswelle 72 und zwei entgegengesetzt gerichteten Ausgangswellen 74 und 76 umfaßt, welche mit den Schraubenfedern 60 bzw. 62 an deren freien Enden verbunden sind. Die Eingangswelle 72 ist mit den Ausgangswellen 74 und 76 derart kombiniert, daß sich letztere bei einer Drehung der Eingangswelle 72 in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die Windungen der Schraubenfedern 60 und 62 haben den gleichen Drehsinn.
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Die 11 bis 14 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher ein Hydraulikmotor zwei in Verbindung stehende Zylinder 78 und 80 sowie zwei Kolben 82 und 84 in den jeweiligen Zylindern 78 und 80 umfaßt. Die Zylinder 78 und 80 haben einen gemeinsamen Fluid-Einlaß 86, mit welchem zusammen die Zylinder 78 und 80 ein Y-Rohr bilden. Das Hemm-Element umfaßt einen langgestreckten elastischen gebogenen Kern 88. Die Einstelleinrichtung umfaßt zwei Stäbe 90 und 92, die an den entgegengesetzten Ende des Kernes 88 befestigt und mit den Kolben 82 bzw. 84 verbunden sind. Der Kern 88 begrenzt eine Hemm-Öffnung und ist mit einer lösbaren und arretierbaren Verbindung 94 (13) versehen, um die Anbringung des Kernes 88 rund um die Speiseröhre oder rund um den Magen zu ermöglichen. Der Kern 88 und die Zylinder 90 und 92 sind, mit Ausnahme der Verbindung 94 und des Einlasses 86, mit einem weichen elastischen Schlauch 96 überzogen. Der Schlauch 96 hat eine äußere Rohrwand 98 und eine zentrale koaxiale innere Rohrwand 100, welche an der äußeren Wand 98 mittels Speichenelementen 102 (14) befestigt ist. Der Kern 88 ist lose in die innere Rohrwand 100 eingefügt. Durch die Zufuhr von Fluid oder das Abziehen von Fluid durch den Einlaß 86 bewegen sich die Kolben 82 und 84 aufeinander zu oder voneinander weg, so daß die durch den Kern 88 definierte Hemm-Öffnung durch die Längsverlagerung der Stäbe 90 und 92 verändert wird.
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Die 15 bis 17 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, welche mit der Ausführungsform der 11 bis 14 identisch ist mit der Ausnahme, daß die Einstelleinrichtung ein langgestrecktes spannungsabhängiges Element 104 umfaßt, das an den entgegengesetzten Enden des Kernes 88 befestigt ist, so daß der Kern 88 und das Element 104 das Hemm-Element bilden. Das Element 104 ist geeignet, sich als Reaktion auf die an ihm anliegende Spannung nach innen zu einem Bogen zu biegen. Der Krümmungsradius des Bogens ist durch die Änderung des am Element 104 angelegten Spannungsniveaus einstellbar.
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18 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer schlingenbildenden Einrichtung in Form eines im wesentlichen starren äußeren Ringelementes 106 mit einer lösbaren und blockierbaren Verbindungsstelle 108, um die Anbringung der Einrichtung rund um die Speiseröhre oder um den Magen zu ermöglichen. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Hemm-Element ein inneres elastisches Ringelement 110, das durch den innersten Wandteil eines elastischen Schlauches 112 gebildet wird, der sich entlang des äußeren Ringelementes 106 erstreckt. Das innere Ringelement 110 ist konzentrisch innerhalb des äußeren Ringelementes 106 angeordnet. Die Einstelleinrichtung umfaßt eine Vielzahl von Fäden 114, die am inneren elastischen Element 110 entlang dessen Umfang befestigt sind und vom inneren Element 110 über am äußeren Element 106 angebrachte Führungselemente 116 verlaufen. Durch Ziehen an allen Fäden 114 wird das innere elastische Element 110 unter Spannung nach außen zum äußeren Element 106 gezogen.
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19 zeigt eine Ausführungsform, welche mit der Ausführungsform der 9 identisch ist mit der Ausnahme, daß sie eine schlingenbildende Einrichtung umfaßt mit einem im wesentlichen starren äußeren Ringelement 118, welches Schraubenfedern 60 und 62 sowie eine weiche elastische innere Wand 120, die sich entlang der Schraubenfedern 60 und 62 erstreckt, hält. Wenn der Motor 68 die Schraubenfedern 60 und 62 in eine Richtung dreht, wobei die Windungen der Schraubenfedern 60 und 62 größer werden, werden diese Windungen durch das starre äußere Element 118 gezwungen, in radialer Richtung nach innen zu expandieren, wodurch die Größe der durch die Umfangs-Beschränkungsfläche gebildeten Hemm-Öffnung des Hemm-Elementes (Federn 60 und 62 sowie Körper 64) verkleinert wird.
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20 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Hemm-Element eine Vielzahl gebogener Lamellen 122 umfaßt, die ähnlich einem herkömmlichen Blendenmechanismus einer Kamera angeordnet sind. Die nicht dargestellte Einstelleinrichtung ist von herkömmlicher Konstruktion und wird durch einen Motor 124 betätigt, um die Lamellen 122 einzustellen, so daß die durch diese Lamellen 122 definierte Hemm-Öffnung ihre Größe ändert.
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Die 21 bis 23 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Hemm-Element zwei Halbkreiselemente 126 und 128 umfaßt, welche miteinander durch ein Scharnier verbunden sind, so daß diese Halbkreiselemente relativ zueinander zwischen einem vollständig offenen Zustand, in welchem sie im wesentlichen einen Kreis bilden, wie in 22 dargestellt, und einem Winkelzustand schwingen können, in welchem die von Halbkreiselementen 126 und 128 definierte Hemm-Öffnung verkleinert ist, wie es in 23 dargestellt ist. Die nicht dargestellte Einstelleinrichtung ist von herkömmlicher Art und wird von einem Motor 130 betätigt, um die Halbkreiselemente 126 und 128 relativ zueinander zu schwingen.
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Die 24 bis 27 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Hemm-Element einen elastischen Gurt 130 umfaßt, welches einen Kreis bildet und eine im Wesentlichen ovalen Querschnitt hat. Das Hemm-Element 130 ist mit einer lösbaren und blockierbaren Verbindung 132 versehen. Ein elastischer Doppelwand-Schlauch 134 umschließt den Gurt 130 außer der Verbindung 132. Die nicht dargestellt Einstelleinrichtung ist von herkömmlicher Art und wird von einem Motor 136 betätigt, um den Gurt 130 um dessen Längsfortsatz zu wickeln und zwar zwischen einem vollständig offenen Zustand, in welchem die innere breitere Seite des Gurtes 130 eine im wesentlichen zylindrische Fläche bildet, wie in 26 dargestellt und einem Zustand mit verkleinerter Öffnung, in welchem die innere breitere Seite des Bandes 130 eine im wesentlichen kegelige Fläche bildet, wie in 27 dargestellt.
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28 zeigt schematisch eine Polsteranordnung, um die Speiseröhre bzw. den Magen zu schützen, bestehend aus einer Vielzahl von Polstern 138. welche in einer Reihe entlang eines im wesentlichen runden Halte-Elementes 140 angeordnet sind. Diese Polsteranordnung kann bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung angewandt werden.
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Die 29A bis 29D zeigen Blockschaltbilder von vier verschiedenen Hydraulik-Übertragungs-Anordnungen. 29A zeigt eine Einstelleinrichtung 202 für das Hemm-Element, einen separaten Vorratsbehälter 204, eine Ein-Weg-Pumpe 206 sowie ein Wechselventil 208. 29B zeigt die Einstelleinrichtung 202 und einen einstellbaren Vorratsbehälter 210. 29C zeigt die Einstelleinrichtung 202, eine Zwei-Wege-Pumpe 212 sowie den Vorratsbehälter 204. 30D zeigt ein Servosystem mit einem ersten geschlossenem System, welches ein zweites System steuert. Das Servosystem umfaßt den einstellbaren Vorratsbehälter 210 und einen passiven einstellbaren Vorratsbehälter 214. Jeder der Vorratsbehälter kann der aktive Vorratsbehälter sein, entweder der Servo-Vorratsbehälter 210 oder der Fluidzufuhr-Vorratsbehälter 214. Der Vorratsbehälter 214 steuert einen größeren einstellbaren Vorratsbehälter 216, welcher zur Betätigung der Einstelleinrichtung 202 zur Änderung der Hemm-Öffnung des Hemm-Elementes benutzt wird.
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Die 30A bis 30D sind Schnittansichten eines Pumpmechanismus, welcher zum Pumpen des Fluid in beide Richtungen allein durch mechanisches Stoßen eine gesonderten Dichtungs-Wandteiles 218 in eine Richtung eingerichtet ist.
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30A zeigt einen Kolben 220, welcher vorwärts gegen eine Feder 222 zum Wandteil 218 gestoßen wird und in einem Pumpengehäuse 224 angeordnet ist, welches das Fluid vom rechten oberen Fluid-Durchlaß 226 des Gehäuses 224 zu einem linken unteren Fluid-Durchlaß 228 des Gehäuses 224 leitet. Ein Hauptventil 230 ist offen und ein Rückschlagventil 232 ist geschlossen. 30B zeigt die erste Pumpbewegung, bei welcher der Kolben 220 vorwärts bewegt wird und das Wandteil 218 erreicht. 30C zeigt, wie sich der Kolben 220 infolge der Wirkung der Feder 222 rückwärts bewegt. Das Hauptventil 230 ist nun geschlossen und das Rückschlagventil 232 ist offen für das Fluid vom rechten oberen Durchlaß 226. 30D zeigt, wie der Kolben 220 aus seiner Position entsprechend 30B weiter nach unten bewegt wird, wobei das Wandteil 218 nach unten gegen eine zweite Feder 234 gestoßen wird, welche stärker ist als die Feder 222, so daß das Fluid aus dem rechten unteren Fluid-Durchlaß 236 austritt. Wenn sich der Kolben 220 von der Position der 30D rückwärts bewegt, tritt das Fluid in den linken Fluid-Durchlaß 228 ein, und ein Ventil 238 im rechten unteren Fluid-Durchlaß 236 schließt sich.
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31 ist eine Querschnittansicht eines Vorratsbehälters 240, der eine Kammer 242 begrenzt, deren Größe variabel ist und durch einen ferngesteuerten Motor 224 entsprechend den 29B oder 29D gesteuert wird. Der Vorratsbehälter 240 und der Motor 244 sind in einem Gehäuse 246 plaziert. Die Kammer 242 wird durch die Bewegung einer großen Wand 248 variiert. Die Wand 248 ist durch eine Nut 250 gesichert, welche auf eine drehbare Spindel 252 aufgeschraubt ist. Die Spindel 252 wird durch den Motor 244 über ein Winkelgetriebe mit zwei miteinander im Eingriff befindlichen Kegelzahnrädern 254 und 256 gedreht. Der Motor 244 wird durch eine im Gehäuse 246 plazierte Batterie 258 mit Strom versorgt. Eine Signalempfangseinrichtung 260 zum Steuern des Motors 244 ist ebenfalls im Gehäuse 246 plaziert. Alternativ können die Batterie 258 und die Signalempfangseinrichtung 260 auch an getrennten Stellen befestigt werden. Die Signalempfangseinrichtung kann eine bekannte bzw. herkömmliche Vorrichtung umfassen, welche zum Empfang eines Steuersignals eingerichtet ist und dann den Motor 244 betätigt.
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32 ist eine Querschnittansicht eines Vorratsbehälters 262, welcher eine Kammer 264 begrenzt, deren Größe variabel ist und manuell gesteuert wird. Ein Giebel-Wandteil 266 eines inneren Zylindergehäuses 68 mit offenem Ende ist derart eingerichtet, daß es nach unten gestoßen werden kann, um in eine gewünschte Arretierungsrille 270 einer Vielzahl von Arretierungsrillen 270 der Mantelwand des Zylindergehäuses 268 einzurasten und dadurch die Größe der Kammer 64 zu reduzieren. Das innere Zylindergehäuse 268 wird durch Federn 272 gestützt und ist teleskopartig in einem äußeren Zylindergehäuse 274 eingesetzt. Beim Stoßen des inneren Zylindergehäuses 268 nach unten bewegt sich dieses relativ zum äußeren Zylindergehäuse 274 und veranlaßt das Giebel-Wandteil 266 sich aus der Arretierungsrille 270 zu lösen und sich relativ zum inneren Zylindergehäuse 268 nach unten zu bewegen. Wenn sich das innere Gehäuse 268 durch die Wirkung der Federn 272 nach oben bewegt, wird die Größe der Kammer 264 vergrößert.
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Die 33A und 33B zeigen eine Servoeinrichtung mit einem ringförmigen Haupt-Vorratsbehälter 276, der eine Kammer 278 umschließt, deren Größe variabel ist. Zentral im ringförmigen Haupt-Vorratsbehälter 276 ist ein Servo-Fluid-Vorratsbehälter 280 angeordnet, der eine Kammer 282 begrenzt, deren Größe variabel ist. Zentral im ringförmigen Haupt-Vorratsbehälter 276 ist ein Servo-Fluid-Vorratsbehälter 280 angeordnet, der eine Kammer 282 begrenzt, deren Größe variabel ist. Die Kammer 282 des Servo-Vorratsbehälters 280 ist deutlich kleiner als die Kammer 278 des Haupt-Vorratsbehälters 276. Die beiden Vorratsbehälter 276 und 280 sind zwischen zwei entgegengesetzten getrennten Wänden 284 und 286 angeordnet und dort befestigt. Wenn sich die Fluidmenge im Servo-Vorratsbehälter 280 ändert, werden die beiden einander gegenüberliegenden Wände 284 und 286 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt, wodurch die Größe der Kammer 278 des Haupt-Vorratsbehälters 276 geändert wird.
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Die 34 zeigt die Hauptbestandteile eines Fernsteuersystems der erfindungsgemäßen implantierbaren Einrichtung einschließlich eines Motors, beispielsweise eines Elektromotors 22. In diesem Falle beruht das Fernsteuersystem auf der Übertragung elektromagnetischer Wellensignale, oftmals von Hochfrequenzsignalen in der Größenordnung von 100 kHz bis 1 GHz, durch die Haut 330 des Patienten hindurch. In 34 sind alle Teile links von der Haut 330 außerhalb des Körpers des Patienten angeordnet, und alle Teile rechts von der Haut 330 sind im Körper des Patienten implantiert.
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Eine äußere Signalübertragungsantenne 332 ist in der Nähe der Signalempfangsantenne 334 anzuordnen, welche im Körper des Patienten eng an der Haut 330 implantiert ist. Als eine Alternative kann die Empfangsantenne 334 beispielsweise im Unterleib des Patienten plaziert sein. Die Empfangsantenne 334 umfaßt eine Spule von etwa 1 mm bis 100 mm, vorzugsweise 25 mm Durchmesser, die aus einem sehr dünnen Draht gewickelt ist und mit einem Kondensator auf eine spezielle Hochfrequenz abgestimmt wird. Eine kleine Spule wird gewählt, wenn sie unter der Haut des Patienten implantiert werden soll, und eine große Spule wird gewählt, wenn sie im Unterleib des Patienten implantiert werden soll. Die Übertragungsantenne 332 umfaßt eine Spule, welche etwa die gleiche Größe hat wie die Spule der Empfangsantenne 334, aber sie ist aus einem dickeren Draht gewickelt, um größere Ströme zu leiten, was notwendig ist. Die Spule der Übertragungsantenne 332 wird auf die gleiche spezielle Hochfrequenz abgestimmt wie die spule der Empfangsantenne 334.
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Eine äußere Steuereinheit
336 umfaßt einen Mikroprozessor, einen elektromagnetischen Hochfrequenz-Signalgenerator und einen Leistungsverstärker. Der Mikroprozessor der Steuereinheit
336 ist eingerichtet, um den Generator ein- und auszuschalten und die vom Generator erzeugten Signale zu modulieren, um eine digitale Information über den Leistungsverstärker und die Antennen
332 und
334 zur implantierten Steuereinheit
338 zu senden. Um zu verhindern, daß zufällige Hochfrequenzfelder Steuerbefehle auslösen, werden digitale Signalcodes verwendet. Eine auf der äußeren Steuereinheit
336 angeordnete Tastatur ist mit deren Mikroprozessor verbunden. Die Tastatur wird verwendet, um dem Mikroprozessor zu befehlen, digitale Signale entweder zur Vergrößerung oder zur Verkleinerung der Größe der Hemm-Öffnung auszusenden, welche durch eine Schlinge des Hemm-Elementes (wie sie beispielsweise oben beschrieben wurde) definiert ist. Der Mikroprozessor startet einen Befehl durch Anlegen eines Hochfrequenzsignals an die Antenne
332. Wenn das Signal nach kurzer Zeit die implantierten Teile des Steuersystems aktiviert hat, werden Befehle zum Vergrößern oder zum Verkleinern der Hemm-Öffnung des Hemm-Elementes in vorgegebenen Schritten ausgesandt. Die Befehle werden in digitalen Paketen in der nachstehend dargestellten Form ausgesandt.
Startmuster, 8 Bits | Befehl, 8 Bits | Zählung, 8 Bits | Prüfsumme, 8 Bits |
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Die Befehle werden während eines längeren Zeitraumes (beispielsweise 30 Sekunden oder mehr) kontinuierlich ausgesandt. Wenn ein neuer Vergrößerungs- oder Verkleinerungsschritt gewünscht wird, wird der Zählungsbit um eins erhöht, um es der implantierten Steuereinheit 338 zu ermöglichen, diesen zu decodieren und zu verstehen, daß von der äußeren Steuereinheit 336 ein anderer Schritt gefordert wird. Wenn ein Teil des digitalen Paketes fehlerhaft ist, wird sein Inhalt einfach ignoriert.
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Über eine Leitung 340 zieht eine implantierte Stromversorgungseinheit 326 Energie aus den elektromagnetischen Hochfrequenz-Wellensignalen, die von der Empfangsantenne 334 empfangen werden. Die Stromversorgungseinheit 326 speichert die Energie in einem Stromlieferer, wie beispielsweise in einem großen Kondensator, und versorgt die Steuereinheit 338 und den Elektromotor 22 über eine Leitung 342.
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Die Steuereinheit 338 umfaßt einen Demodulator und einen Mikroprozessor. Der Demodulator demoduliert digitale Signale, die von der äußeren Steuereinheit 336 ausgesandt werden. Der Mikroprozessor der Steuereinheit 338 empfängt das digitale Paket, decodiert es und sendet ein Signal über die Signalleitung 344 zum Motor 22, um die Hemm-Öffnung des Hemm-Elementes in Abhängigkeit vom empfangenen Steuercode entweder zu vergrößern oder zu verkleinern, vorausgesetzt daß im Stromlieferer der Stromversorgungseinheit 326 genügend Energie gespeichert ist.
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Alternativ kann die im Stromlieferer der Stromversorgungseinheit gespeicherte Energie auch nur dazu benutzt werden, einen Schalter mit Strom zu versorgen, und die Energie zur Versorgung des Motors 22 kann von einer anderen implantierten Stromquelle relativ hoher Kapazität, wie beispielsweise von einer Batterie, bezogen werden. In diesem Falle ist der Schalter eingerichtet, in einem „Ein”-Modus die Batterie mit der Steuereinheit 338 zu verbinden, wenn der Schalter vom Stromlieferer mit Strom versorgt wird und die Batterie in einem „Standby”-Modus von der Steuereinheit zu trennen, wenn der Schalter nicht mit Strom versorgt wird.
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Unter Bezugnahme 35 wird das oben schematisch beschriebene Fernsteuersystem nun zusammen mit einer detaillierteren Ausführungsform beschrieben werden. Die äußere Steuereinheit 336 umfaßt einen Mikroprozessor 346, einen Signalgenerator 348 und einen daran angeschlossenen Leistungsverstärker 350. Der Mikroprozessor 346 ist derart eingerichtet, daß er den Signalgenerator 348 ein- und ausschaltet, um die vom Signalgenerator 348 erzeugten Signale mit digitalen Befehlen zu modulieren, welche zu den implantierten Bauteilen der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgesandt werden. Der Leistungsverstärker 350 verstärkt die Signale und überträgt sie zur äußeren Signalübertragungsantenne 332. Die Antenne 332 mit einem Kondensator 352 parallel geschaltet, um einen Resonanzkreis zu bilden, der auf die vom Signalgenerator 348 erzeugte Frequenz abgestimmt ist.
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Die implantierte Signalempfangs-Antennenspule 334 bildet zusammen mit einem Kondensator 354 einen Resonanzkreis, der auf die gleiche Frequenz wie die Übertragungsantenne 332 abgestimmt ist. Die Signalempfangs-Antennenspule 334 induziert aus den empfangenen elektromagnetischen Hochfrequenzwellen einen Strom, der von einer Gleichrichterdiode 360 gleichgerichtet wird, welche den Speicherkondensator 358 auflädt. Eine zwischen die Antennenspule 334 und die Diode 360 geschaltete Spule 356 verhindert, daß der Kondensator 358 und die Diode 360 Ströme höherer Frequenz von der Signalempfangsantenne 334 erhalten. Somit ermöglicht es die Spule 356 den Kondensator 358 zu laden und Signalinformationen mittels Amplitudenmodulation zu übertragen.
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Ein Kondensator 362 und ein Widerstand 364 sind parallel geschaltet und eine Diode 366 bildet einen Detektor, um die Amplitude der modulierten Digitalinformation festzustellen. Eine Filterschaltung wird durch einen Widerstand 368 gebildet, der mit einem Widerstand 370 in Reihe geschaltet ist, wobei ein Kondensator 372 über Erde mit dem Widerstand 368 in Reihe geschaltet ist, wobei weiterhin ein Kondensator 374 vorgesehen ist, dessen einer Anschluß zwischen den Widerständen 368 und 370 und dessen anderer Anschluß zwischen der Diode 366 und der Schaltung aus dem Kondensator 362 und dem Widerstand 364 angeschlossen ist. Die Filterschaltung wird dazu benutzt, um unerwünschte hohe und niedrige Frequenzen auszufiltern. Die festgestellten und gefilterten Signale werden einem implantierten Mikroprozessor 376 zugeführt, welcher die digitale Information decodiert und den Motor 22 über eine H-Brücke 378 steuert, welche die Transistoren 380, 382, 384 und 386 umfaßt. Der Motor 22 wird über die H-Brücke 378 in zwei entgegengesetzten Richtungen angesteuert.
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Der Mikroprozessor 376 überwacht auch den Betrag der im Speicherkondensator 358 gespeicherten Energie. Vor dem Aussenden von Signalen zur Aktivierung des Motors 22 prüft der Mikroprozessor 376, ob die im Speicherkondensator gespeicherte Energie ausreicht. Wenn die gespeicherte Energie nicht ausreicht, um den erforderlichen Arbeitsgang durchzuführen, wartet der Mikroprozessor 376 auf den Empfang von Signalen zum Laden des Speicherkondensators 358 bevor der Motor 22 aktiviert wird.
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Es gibt eine Anzahl anderer denkbarer alternativer Ausführungsformen der Erfindung, welche das gleiche Ergebnis haben, wie die oben beschriebenen Ausführungsformen. Beispielsweise können die Mikroprozessoren sowohl der äußeren als auch der implantierten Steuereinheit auch durch diskrete Elemente ersetzt werden. Der Leistungsverstärker der äußeren Steuereinheit kann weggelassen werden, wenn die durch den Signalgenerator erzeugten Signale groß genug sind. Daher entspricht die Erfindung der weitesten Auslegung der angefügten Ansprüche, um alle äquivalenten Strukturen und Baugruppen zu erfassen.
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Ein weiterer Vorteil bei dieser Erfindung besteht darin, daß ein Nachtschalter oder eine ferngesteuerte Einstellung der Einstelleinrichtung für einen größeren Magenmund-Durchmesser bei Nacht vorgesehen werden kann, um ein Erbrechen oder einen Brechreiz zu verhindern.