專利名稱：：用于可植入的箍圈的致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及致動裝置，更具體地說，涉及與可植入的箍縮件一起使用的致動器。將與可以通過外科手術(shù)植入身體的用來包圍一個解剖學(xué)上的體內(nèi)通道的箍圈(bands)比如胃箍圈聯(lián)系起來公開的本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這種應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：自從上世紀八十年代初以來，可調(diào)節(jié)的胃箍圈對于胃的旁路(gastricbypass)提供一個有效的替代通道，并且對于病態(tài)的肥胖人提供了另外的不可逆的外科手術(shù)減肥手術(shù)。圍繞著病人的胃部的上部纏繞這樣的胃箍圈，形成限制食物由胃的上部通到胃的下部的一個口。當此口有適當?shù)某叽鐣r，在胃的上部中的食物產(chǎn)生已經(jīng)飽了的感覺，這樣可以不會過量進食。然而，初始的失調(diào)或者經(jīng)過長時間后胃的變化可能導(dǎo)致該口的尺寸不合適，要求對胃箍圈進行調(diào)整。否則，當該口太小以致不能合理地通過食物時，病人可能會產(chǎn)生嘔吐，并感到不舒服。在另一個極端，該口可能太大，因此不能減緩食物離開胃的上部的運動，不能達到胃箍圈的目的。在病人身體內(nèi)任何想要建立和/或改變腔口或器官的尺寸的部位的應(yīng)用中可以采用可植入身體的箍圈。如在這里和在權(quán)利要求書中使用的那樣，可植入身體的箍圈是可植入體內(nèi)的一個位置改變一個器官，或者一個腔口或者一個身體通道比如胃或者管腔(lumen)的尺寸的箍圈。取決于應(yīng)用的不同，某些先有技術(shù)的箍圈的形式為柔性的、基本上不能伸展的箍圈，它包括一個可以膨脹的段，這個段能夠保持流體。此可以膨脹的部段段比如中空的彈性囊典型地能夠取決于在其中包容的流體的數(shù)量膨脹或收縮。需要雙向的流動控制來增加和減少由該箍圈產(chǎn)生的口的尺寸。可以借助于植入身體內(nèi)的雙向流動裝置實現(xiàn)鹽溶液的添加或移開，從而改變可植入身體的箍圈所產(chǎn)生的口的尺寸，這樣的流動裝置例如為植入皮下的流體注入口或者雙向的注入泵，比如在2004年5月28日提交的題為ThermodynamicallyDrivenreversibleInfuserPumpforUseasaRemotelyControlledGastricBand的美國專利申請序列號10/857315，在2004年5月28日提交的題為PiezoElectricallyDrivenBellowsInfuserforHydraulicallyControllinganAdjustableGastricBand的美國專利申請序列號10/857762，在2004年5月28日提交的題為Bi-DirectionalInfusePumpwithVolumeBrakingforHydraulicallyControllinganAdjustableGastricBand的美國專利申請序列號10/857763，以及在2004年5月28日提交的題為MetalBellowsPositionFeedbackforHydraulicControlofanAdjustableGastricBand的美國專利申請序列號10/856971中所公開的那樣，把所有這些結(jié)合在這里作為參考。附圖包括在本文件中并且構(gòu)成本文件的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且，它們與上面給出的對本發(fā)明的一般性描述以及下面將給出的對實施例的詳細描述一起用來解釋本發(fā)明的原理。其中圖1是一個圍繞胃部的上部纏繞的胃箍圈的示意性環(huán)境圖；圖2是一個致動器的透視圖；圖3是一個包括圖2的致動器的胃箍圈的平面圖；圖4是圖3的胃箍圈的側(cè)視圖；圖5是可植入的雙向注入器的側(cè)視圖；圖6是圖5的雙向注入器的頂視圖；圖7是沿著圖6的線7-7所取的剖面的側(cè)視圖，示出了一個鼓式制動組件，膨脹的壓電層疊致動器把該組件釋放，把卡鉗的制動臂與裝接到金屬波紋累積裝置上的一個制動鼓脫開，該累積裝置處在膨脹開的狀態(tài)；圖8是沿著圖7的雙向注入器的線8-8穿過卡鉗和鼓式制動組件的壓電層疊致動器所取的剖面的頂視圖；圖9是箍圈的另一個實施例的平面圖；圖10是沿著圖9的線10-10所取的剖面的側(cè)視圖；圖11是圖9的箍圈的平面圖，示出了最小面積構(gòu)形；圖12是圖9的箍圈棘輪和棘爪的局部放大側(cè)視圖；圖13以平面圖示出了帶有致動器的另一實施例的可調(diào)節(jié)箍圈的另一實施例；圖14是雙向注入器的另一實施例的頂視圖；圖15是雙向注入器的另一實施例的部分剖面?zhèn)纫晥D；以及圖16是注入口的側(cè)視圖?，F(xiàn)在將詳細地描述本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例，在附圖中示出了本發(fā)明的一個示例。具體實施例方式在下面的描述中，在所有的幾個圖中相同的附圖標記表示相同或相應(yīng)的部件。同樣，在下面的描述中應(yīng)當理解，比如前、后、內(nèi)、外、以及類似詞是為了說明方便，而不要看作是限制性術(shù)語。在本專利申請文件中使用的詞匯不意味著僅限制在這里所描述的裝置或者它的一些部分中，可以將這些詞匯聯(lián)系或應(yīng)用到其它的取向上。現(xiàn)在將更詳細地參考著圖描述本發(fā)明。參見圖1，可調(diào)節(jié)的胃箍圈10在病人的胃16的上部12與下部14之間形成一個可調(diào)節(jié)的口。通過把它的兩端裝接在一起并且通過把部分18縫合到胃16上使胃16的部分18在可調(diào)節(jié)的胃箍圈10上延伸而將箍圈10保持在其位置。通過改變箍圈10的有效的內(nèi)周邊(也可以把它稱為內(nèi)徑，雖然其形狀不一定是一個圓)可以調(diào)節(jié)口的大小。一個致動器與該箍圈10相關(guān)聯(lián)，以改變其內(nèi)周邊。該致動裝置可以與箍圈本身成為一體，或者裝在它的外面。圖2示出了致動器的一個實施例，它可以與箍圈10一起使用，以改變內(nèi)周邊。致動器20表示為一個細長的件，但是可以基于具體的需要上采用任何適當?shù)拈L寬比。致動器20構(gòu)形成按照內(nèi)部體積的增加改變形狀，使得形狀的改變適宜于改變口的尺寸。如在圖2中所示，所示出的致動器20是一個波紋件，它有一系列皺褶，在致動器20的上側(cè)面和下側(cè)面上產(chǎn)生間隔開的脊22。雖然所示出的脊和皺褶是平行的，并且是形狀相同和均勻間隔開的，但是并不要求它們一定是這樣。致動器20包括第一和第二側(cè)壁24和26，通過任何適當?shù)姆椒ㄑ刂膺吘?8，30，32，和34把這些側(cè)壁彼此密封起來，從而形成內(nèi)腔36。例如，可以用激光或電子束焊接外部邊緣28，30，32和34。任何適用的致動器20包括一個流體端口38，此端口與內(nèi)腔36處于流體連通狀態(tài)。側(cè)壁24和26由任何適當?shù)纳锵嗳莶牧现瞥?，這種材料有足夠的彈性、強度和對響應(yīng)于內(nèi)部腔室36內(nèi)的體積變化使致動器20的形狀改變有足夠的抗疲勞能力，比如CP2Ti。此外，可以由MRI安全的材料制成側(cè)壁24和26。例如，在圖2所示的致動器的實施例中，側(cè)壁24和26可以由厚度大約為0.001到0.005英寸的鈦制成。脊22包括夾角40的頂部，且其可以是倒圓的，以在進行致動的過程中使得材料中的應(yīng)力集中減到最小。在未進行致動的狀態(tài)下，致動器20正常處在被壓縮的狀態(tài)，與彈簧類似，夾角40可以大約為30°或者更小。當被完全致動時，夾角40可以擴展到大約80°，從而可以產(chǎn)生超過它的初始長度的100％的應(yīng)變差。致動器20構(gòu)形成當把內(nèi)部的流體移出時縮回到它正常的被壓縮狀態(tài)。在所示出的實施例中，致動器20構(gòu)形成能夠處理至少高至大約20psig的內(nèi)部壓力，對于一個0.5英寸寬和0.25英寸高(在未致動的狀態(tài)下)的致動器，這樣的內(nèi)部壓力可以產(chǎn)生至少1.5lbf的縱向致動作用力，這足以克服2psi的二次蠕動壓力。圖3和4示出了可調(diào)節(jié)的箍圈42，可以把它植入阻擋通過體內(nèi)的通道比如胃或管腔的流動比如食物流或者體液流的位置。具體地，所示出的箍圈是要關(guān)于胃設(shè)置的胃箍圈，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明的內(nèi)容不限于胃箍圈。箍圈42有第一和第二相對的端部44和46，通過連接件48把這兩端彼此固定起來，使端部46的箍圈內(nèi)表面50鄰近端部44的箍圈外表面52。所示出的連接件48是一條窄帶，但是它可以是任何適用的構(gòu)形，可以用任何適當?shù)氖侄伟阉潭ǖ蕉瞬?4和46上。在把箍圈42植入之前應(yīng)該使至少一端44或46不連接到連接件48上。雖然端部44和46重疊，但是可以使用任何適當?shù)倪B接構(gòu)形。例如，端部44和46可以彼此不直接接觸，使得連接件在它們之間伸展。此外，例如，可以彼此相鄰地設(shè)置每一端44和46的箍圈內(nèi)表面50，由被包圍起來的中心區(qū)域向外伸展。在所示出的實施例中，箍圈42包括內(nèi)側(cè)壁54、外側(cè)壁56以及橫向側(cè)壁58，這些壁形成內(nèi)部腔室60。將致動器20設(shè)置在內(nèi)部腔室60內(nèi)，至少一個流體口38由該腔室延伸出。箍圈42構(gòu)形成在致動的過程中把致動器20保持在內(nèi)部腔室60內(nèi)。為了做到這一點，在所示出的實施例中，可以任何適當?shù)姆绞桨阎聞悠?0鄰近端部34的那部分鄰近端部46固定在內(nèi)部腔室60內(nèi)。箍圈42可以由任何適當?shù)纳锵嗳莶牧现瞥?，這種材料有足夠的強度，彈性和適應(yīng)致動器20的啟動和關(guān)閉的抗疲勞能力。在所示出的實施例中，箍圈42由一種軟的順應(yīng)的硅材料制成，這種材料可以防止致動器20對鄰近的組織引起不舒適感。在使用時，首先通過外科手術(shù)把箍圈42關(guān)于胃設(shè)置在適當?shù)奈恢?，隨后以任何適當?shù)姆绞桨堰B接件48固定到端部44和46中自由的端部上。在把端部44和46連接起來之后，箍圈42包圍著區(qū)域62，如在圖3中看到的那樣，這一區(qū)域的截面積取決于致動器20的長度。端部44可以、但是不必須以一個錐形結(jié)束，如圖所示，平滑地融合到箍圈的內(nèi)表面50中。在圖3中以它的未致動的狀態(tài)示出了致動器20，致動器有它的最短長度，因此，面積62為它的最小值?？梢酝ㄟ^增加由箍圈的內(nèi)表面50確定的周向長度來加大面積62的大小。這可以借助通過流體入口38引入流體增加內(nèi)部腔室36的壓力加大夾角40從而增加致動器20的長度來實現(xiàn)。在把端部44和46連接起來之后，箍圈42在它們之間的長度必然隨著致動器20向外擠壓外側(cè)壁56而增加。長度的增加增大了由箍圈內(nèi)表面50確定的周向長度，因此增大了面積62的大小。當達到所希望的面積62的大小時，停止通過流體口38的流體流，并且保持該壓力，且致動器20和箍圈42將保持一個固定的位置。致動器20的受致動的狀態(tài)表示區(qū)域62的最大尺寸。當釋放壓力時，致動器20的構(gòu)形返回到它的未致動的狀態(tài)，有最短的長度，以足夠的作用力將內(nèi)側(cè)壁54壓靠在胃上，減小口的尺寸。箍圈42可以構(gòu)形成采用任何適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)與致動器20共同起作用。例如，可以將致動器20共模塑在箍圈中，不再需要內(nèi)部腔室60。可以將致動器20完全設(shè)置在箍圈的內(nèi)部，如圖所示出的那樣(除了流體口以外)，或者可以部分地設(shè)在箍圈以外，只要不傷害周圍的組織就可以。箍圈42也可以構(gòu)形成使得致動器20的長度的增加僅使端部44在縱向上伸展，沿著箍圈內(nèi)表面50滑動，以填充區(qū)域62中。在這樣的構(gòu)形中，外側(cè)壁56必須足以能夠經(jīng)受在端部44與46之間的縱向伸長，而在徑向上限制箍圈42，從而產(chǎn)生端部44的伸展，并且端部44必須有足夠的彈性，以越過連接件48的位置伸長所希望的距離。在外科手術(shù)之后連接的組織圍繞著箍圈42的生長形成通道把箍圈套起來，可對這樣構(gòu)形的工作有幫助。因此，箍圈42可以有任何適當?shù)臉?gòu)形，這種構(gòu)形可以單獨地或者與周圍的組織合作地對致動器20的致動作出響應(yīng)來改變形狀，從而改變口的大小。雖然所示出的致動器20的構(gòu)形在它的縱向長度上產(chǎn)生增長，但是致動器20也可以構(gòu)形成在其它方向上增長，其功能是實現(xiàn)所希望的尺寸控制。最好致動器20構(gòu)形成可以以可控的方式將它的內(nèi)部腔室充滿，以產(chǎn)生出所希望的口尺寸?？梢园阉B接到任何適當?shù)牧黧w壓力源上，可以在兩個方向上控制該流體壓力源，以獲得并且保持所希望的尺寸。例如，在所示出的實施例中，可以用一種流體比如鹽水充滿致動器20，并且，可以用與一個雙向的流體裝置比如注射口或者泵連通的柔性管道與流體口38連接，可以將該注射口或者泵以皮下方式植入體內(nèi)。用注射口的情況下，可以通過將一個Huber頂端的針頭穿透皮膚插入注射口的硅樹脂隔膜中來控制致動器20內(nèi)流體的體積。一旦將針頭移開，隔膜借助于由隔膜產(chǎn)生的壓力載荷將孔密封起來。參見圖5，6，7和8，這些圖示出了一個可植入體內(nèi)的雙向注入器64，該注入器可以與致動器20一起使用。注入器64有倒圓的菱形形狀，為了清楚起見，關(guān)于在圖中所示出的取向描述該注入器，該取向關(guān)于病人的皮膚典型地為向外，被描述為向上，如當把注入器放在桌子上時注入器64典型的取向那樣。注入器裝置64通過在由鈦金屬波紋管68形成的波紋累積裝置66內(nèi)保持數(shù)量可變的流體提供雙向的液壓控制，此鈦金屬波紋管可以沿著它的縱向軸線膨脹和壓縮。波紋管的底板70也由鈦制成，該底板將波紋管68的底部開口關(guān)閉起來，頂部開口72基本上由波紋管鈦蓋板74封閉起來。注入器裝置和它的部件可以由任何適當?shù)纳锵嗳莶牧现瞥?，包括可延展的不可滲透的材料和MRI安全材料。隔膜78提供了與波紋累積裝置66的可選擇的內(nèi)部體積76的流體連通，由中心出口80提供這種流體連通，該出口形成頂部開口72，并且在波紋管的蓋板74中形成該出口。通常用聚合物的隔膜密封件82將隔膜78關(guān)閉起來，該隔膜密封件可以由一種硅材料或者其它生物相容材料制成，并且可以把該隔膜密封件壓配合進隔膜凹口84中，該凹口有與出口80中的頂部開口72平行的圓形的水平截面，并且橫截著出口80的縱向軸線有梯形的截面。出口78使得注射器插入可選擇的內(nèi)部體積76中，添加或除去流體，或者作為一種儲備能力或者在初始安裝時這樣做。波紋累積裝置66的內(nèi)部體積76通過在蓋板74上形成的一個進入口(未示出)與奶頭狀突起處于流體連通狀態(tài)，并且把該內(nèi)部體積設(shè)置成通過柔性管道88與流體口38處于流體連通狀態(tài)。由一種生物相容的塑料比如PEEK或者聚砜制成的外殼體90包括頂殼92，該頂殼與底殼94相配合，以任何適當?shù)姆绞奖热缛刍?，粘接或者壓配合鎖定彼此裝配起來。在頂殼92中形成的切線方向的進入部分96包括一個導(dǎo)液管孔98，奶頭狀突起86穿過該孔，并且對著該孔實現(xiàn)密封。薄的阻擋殼100底半部的形狀與外殼體90的底殼94的內(nèi)表面的形狀一致，并且該阻擋殼由一種材料比如鈦制成，它提供氣密密封。在底半部的內(nèi)部，由一種樹脂或聚合物制成的底部攜帶裝置102的形狀與薄的阻擋殼100的底半部的內(nèi)表面的形狀一致，用來把致動部件設(shè)置在其中，并且用來與外殼體90實現(xiàn)熱絕緣。底部攜帶裝置102的邊緣104稍稍在底殼94的邊緣106和薄的阻擋封殼100的底半部的頂圓周的下面間隔開。薄的阻擋封殼100的頂半部的形狀與頂殼92的內(nèi)表面的形狀一致，并且該頂半部也由一種材料比如鈦制成，這種材料可以提供氣密密封，并且以在其上小的重疊伸展進薄的阻擋封殼100的底半部的里面，可以把它們焊接在一起或者用其它的方式固定(例如粘接，熔化)在一起。一個鈦環(huán)108在薄的阻擋封殼100的頂半部和底半部的這個重疊部分的里面，座放在底部攜帶裝置102的邊緣104上，并且頂部攜帶裝置110對該鈦環(huán)施加壓力，使它的形狀與薄的阻擋殼100的頂半部的內(nèi)表面的形狀一致。在外殼體90內(nèi)，在波紋累積裝置66的外面和在頂部攜帶裝置和底部攜帶裝置110，102和鈦環(huán)108的里面形成一個推進腔室112。當波紋累積裝置66膨脹時，推進腔室112的體積減小。推進腔室112包含一種推進劑，這種推進劑在大約37℃的體溫下既有液相又有氣相(或者飽和狀態(tài))，比如VERTRELCF，這種推進劑能夠產(chǎn)生-4psig的不變的計示壓力(或表壓力)。因此，不是尋求一種推進劑，它可以施加基本上中性的計示壓力，而是使用一種推進劑可以將負的偏置計示壓力施加在金屬的波紋累積裝置66上，這種推進劑使得可以通過添加熱量用熱力學(xué)方法驅(qū)動金屬的波紋累積裝置66。因此，該推進劑的在體溫下正常的負的計示壓力被用來使金屬的波紋累積裝置膨脹，并且使用加熱比如通過經(jīng)過皮膚進入體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移(TET)使金屬的波紋累積裝置66收縮。通過誘發(fā)渦旋電流實現(xiàn)TET加熱，這些渦旋電流在植入體的金屬部件中作為熱量耗散掉，在某些應(yīng)用中，這樣的偏置壓力可以對于出現(xiàn)故障處在膨脹開狀態(tài)的累積裝置提供故障自動保險狀態(tài)，釋放在安裝的箍圈中的壓力。通過將熱量添加到推進劑中從而增加在推進劑腔室112中的壓力使推進劑由液相變成氣相實現(xiàn)將金屬的波紋累積裝置66在相反的方向上移動，使波紋管68塌縮?？梢杂枚喾N手段產(chǎn)生這樣的熱量，比如由儲存的電池充電，一種可控的放熱反應(yīng)，等等。在所示出的方式中，通過熱通量件，比如盤形薄膜刻蝕的箔加熱件114實現(xiàn)這樣的熱力學(xué)加熱，該加熱件也用做感應(yīng)的位置敏感線圈，并且把它固定到底部攜帶裝置102上，與波紋管的底板70相對。外殼體90，薄的阻擋封殼100，以及頂部和底部攜帶裝置110，102提供的熱絕緣和熱吸收使得可以有效地將熱量添加到推進劑上，而不會明顯地升高注入器64的外部溫度，這種外部溫度的升高可能引起身體不適或者對組織的損壞。在某些應(yīng)用中，可以使用比一個以上的性質(zhì)相同或性質(zhì)不同的熱通量件。作為加熱推進劑以熱力學(xué)的方法致動波紋累積裝置的一種替代方案，熱通量件114可以替代地包括一個熱電的冷卻器，該冷卻器是以Peltier效應(yīng)為基礎(chǔ)的一個固態(tài)熱泵。因此，選擇一種推進劑，它可以在體溫下施加一個正的計示壓力，因此使用熱力學(xué)件114將推進劑冷卻，以產(chǎn)生負的計示壓力，使波紋累積裝置70膨脹。附加地或者替代地，熱力學(xué)件114可以既能夠加熱又能夠冷卻，這對于采用取決于電流的方向的熱電冷卻器是典型的。因此，通過能夠在推進劑中獲得較寬的溫度范圍可以在注入器中獲得甚至更大的體積減小，并且因此在波紋累積裝置70上獲得更大的差分壓力范圍?？梢耘c多種類型的波紋累積裝置66的制動裝置結(jié)合起來實現(xiàn)熱力學(xué)致動，這樣的裝置比如一個流體關(guān)閉閥門，它可以防止流體流進或流出流體累積裝置66。特別是，希望熱力學(xué)致動出現(xiàn)得相當快，從而使得醫(yī)務(wù)人員和病人不會感到不便，制動還避免了過量注入所希望的體積。進而，制動防止了流體體積在調(diào)整之間發(fā)生變化，比如由于在胃箍圈30上的壓力或者體溫的改變或者偏移穩(wěn)態(tài)計示壓力會造成這種流體體積的變化。在圖5-8中所示的示例性注入器64的實施例中，用壓電方式釋放的鼓式制動組件116提供了長期的體積穩(wěn)定性以及高效的調(diào)節(jié)。還有，壓電致動使其自身實際上免受強的外部磁場的影響，對于當可能出現(xiàn)暴露給磁共振成像時的應(yīng)用可能是有利的。在圖7和8中示出的鼓式制動組件116的部件包括一對制動卡鉗118，120，每個卡鉗包括半圓形的箍圈122，帶有一個調(diào)節(jié)螺絲124和螺絲接納裝置126，螺絲接納裝置的形狀做成接納來自另一個卡鉗的調(diào)節(jié)螺絲124。在每個卡鉗118，120上的一對搖臂134，136向內(nèi)突伸，并且使它們間隔開，以分別容納一個壓電的層疊致動器142，144。將組裝起來的卡鉗118，120設(shè)定在包圍著波紋累積裝置66的底部攜帶裝置102上。特別是，沿著圓周圍繞著波紋管的底板70安裝圓柱形的制動鼓132，使它的縱向長度圍繞著波紋管68的下部。選擇這個縱向長度使得波紋累積裝置66的波紋管68在制動鼓132接觸到頂部攜帶裝置110之前能夠充分地塌縮。如在圖7和8中所示，搖臂134，136與下面的底部攜帶裝置102和上面的線路板138間隔開，從而可以在水平方向上稍微偏移，與制動鼓132接合以及脫開接合。具體地，與底部攜帶裝置102為一體的有支座的立柱140支承著線路板138和底部攜帶裝置102的鄰近搖臂134，136的部分，并且這些立柱稍微縮回，為的是避免接觸。由底部攜帶裝置102向上伸展的兩對分隔板128，130使得各自的螺絲124與卡鉗118，120的螺絲容納裝置126彼此接合。將制動鼓132的縱向長度和搖臂134，136的高度和位置選擇成使得制動鼓132穿過波紋累積裝置66的體積范圍對搖臂134，136提供一個接合表面。在使用時，把雙向注入器64裝接到柔性管88的另一端上，用來選擇性地提供液體或者把液體由致動器20抽出，為的是對致動器進行液壓控制。特別是，金屬波紋累積裝置66的初始體積以它的波紋管68在外殼體90內(nèi)塌縮的程度為基礎(chǔ)確定。由鼓制動組件116保持這個體積，該組件包括卡鉗118，120，每個卡鉗向內(nèi)伸出搖臂134，136，以與制動鼓132接合。為了調(diào)節(jié)體積，由主線圈將TET功率和遙測命令傳輸?shù)阶⑷肫?4。一個編程裝置控制主線圈，主線圈和編程裝置都在病人的體外。線路板138對接收到的功率和指令做出響應(yīng)，使兩個壓電的層疊致動器142，144動作，每個致動器位于相應(yīng)的一對搖臂134，136之間。長度稍微的增大將那對搖臂134，136張開，使制動鼓132脫開接合。線路板138通過位置感知線圈114監(jiān)測金屬波紋累積裝置66的體積，并且當達到所希望的體積時使壓電的層疊致動器142，144不再動作。通過使用不可壓縮的流體，可以使用感知線圈114顯示致動器20的長度，并且因此顯示開口的大小。取決于推進劑在體溫下時正向偏置或者負向偏置的金屬波紋累積裝置66以及所希望的體積變化方向，線路板138通過啟動裝接到外殼體90內(nèi)的底部攜帶裝置102上的熱力學(xué)件114調(diào)節(jié)在推進劑腔室136中的推進劑的溫度?？梢酝ㄟ^TET渦旋電流加熱和/或采用加熱件114實現(xiàn)這樣的熱力學(xué)加熱。對于負向偏置的推進劑，薄膜加熱器(例如感應(yīng)加熱器，電阻加熱器，Peltier效應(yīng)加熱器)將提高壓力，使波紋累積裝置66塌縮，在推進劑已經(jīng)冷卻到體溫之后僅只釋放鼓制動組件132就可以實現(xiàn)相反的動作。替代地，對于在體溫下正向偏置的推進劑，啟動熱電冷卻器(例如Peltier效應(yīng)冷卻器)使波紋累積裝置66膨脹，在推進劑已經(jīng)加熱到體溫之后僅只釋放鼓制動組件132就可以實現(xiàn)相反的動作。推進劑和熱通量件114與病人之間的熱絕緣通過雙向注入裝置的熱吸收和絕緣性能避免了身體不適和對組織的損壞，同時仍然提供了所希望的小體積。內(nèi)部腔室36相當小，僅只需要很少量的不可壓縮流體就能使致動器20動作達到它的最大長度。例如，在這里示出的致動器20可能僅只要求有0.5毫升的液體就能充分伸展。因此，按照本發(fā)明構(gòu)造出的致動器僅只要求比以前致動典型的硅球囊類型的箍圈所希望的少得多的流體就能獲得所希望的開口尺寸。必須的流體體積的減少使得可以大大減少用來驅(qū)動流體的雙向流動裝置的尺寸和重量。因此，可以獲得更緊湊、重量輕的箍圈。此外，在這里描述的實施例可以完全由非鐵磁性材料制成，使得植入體內(nèi)的組件是MRI安全的。圖9，10，11和12示出了與可調(diào)節(jié)的箍圈的另一實施例聯(lián)系起來的致動器的另一實施例。箍圈148包括致動器150和152，它們構(gòu)形成與致動器20類似的構(gòu)形，區(qū)別在于，每個致動器沒有流體口，每個致動器150和152的內(nèi)部腔室完全密封起來，而沒有流體口。因為致動器150和152彼此相同，所以將僅只討論致動器150。通過提高它的內(nèi)部腔室中的壓力使致動器150動作。但是，不是依賴外部的流體壓力源，用一種兩相的介質(zhì)比如一種推進劑充滿致動器150例如可以使用VertrelCF。因此，注入口和雙向的注入器不再必要。為了實現(xiàn)推進劑的相變和膨脹，將熱力學(xué)件154(對于致動器152是156)設(shè)置在鄰近致動器150的部位。在所示出的實施例中，熱力學(xué)件154是一個薄膜Kapton加熱器，把它裝接到致動器150的表面上。電線(未示出)由件154伸展到一個控制器(未示出)，用來選擇性地把電信號加到件154上。在所示出的實施例中，當通電時，件154產(chǎn)生足夠的熱量，把致動器150的內(nèi)部腔室150中的兩相介質(zhì)加熱，使得該介質(zhì)開始由液體到氣體的相變，從而提高致動器150內(nèi)的壓力。致動器150構(gòu)形成對這種內(nèi)部壓力的升高做出響應(yīng)而改變形狀，形狀的改變適宜用來改變口的尺寸。在所示出的實施例中，致動器150對壓力的增大做出響應(yīng)而伸長。一個控制裝置可以測量致動器150的電容的變化，以確定它的長度。致動器150的自電容將隨著它的伸長而變化。通過把致動器150結(jié)合進一個LC電路中可以檢測出電容的變化，且可以將一個AC信號在線路中的頻率變化與一個參考頻率作比較，以檢測出膨脹的數(shù)量。應(yīng)該注意到，可以以相同的方式監(jiān)測致動器20的膨脹，而不是如上面描述過的那樣監(jiān)測波紋管的位置。例如，當一個注射口使致動器20動作時。此外，可以與任何適當?shù)墓咳?gòu)形比如上面描述過的箍圈42聯(lián)系起來使用獨立的致動器，比如致動器150。在圖9-12中示出的箍圈148的實施例包括一個離合器機構(gòu)，該機構(gòu)構(gòu)形成在不被任何致動器150或152驅(qū)動時把箍圈148保持在一個特定的尺寸。雖然可以采用任何適用的離合器機構(gòu)，但是圖9-12示出了與棘輪件162按合的棘爪160。關(guān)于橫向樞軸164可以旋轉(zhuǎn)地支承著棘爪160，該樞軸將棘爪分成上部166和下部168。下部168以角部170終止，該角度的形狀做成互補地與棘輪機構(gòu)162的缺口172接合。以任何適當?shù)姆绞桨阎聞悠?50和152的第一端150a和152a裝接到上部166的相應(yīng)的側(cè)面上。替代地，致動器150和152可以構(gòu)形成帶有兩個分開的內(nèi)部腔室的單一件，把棘爪160模塑成兩個內(nèi)部腔室之間的部分。把在附圖中以彈簧174和176示出的彈性件的第一端在鄰近遠端160a的部位裝接到棘爪160上。把彈簧174和176的第二端固定到罩蓋178上，該罩蓋包括箍圈148的第一部分148a，并且，它覆蓋并包含致動器150和152。彈簧174和176保持棘爪160大致與第二部分148b所攜帶的棘輪162垂直。第一部分148a與第二部分148b之間相對的縱向運動實現(xiàn)開180的尺寸改變，如在圖9和11中可以看到的那樣。彈簧174和176在棘爪160的遠端160a提供一個平衡負載，當不存在致動器150或者152由于致動而伸長所施加的作用力時，這個負載足以保持角部170接合在缺172之一中，以防止第一部分148a與第二部分148b之間的相對運動，保持所選定的面積180的大小。為了調(diào)節(jié)面積180的大小并且因此調(diào)節(jié)口的大小，使致動器150或者152動作。在所示出的實施例中，為了減小面積180的大小，使致動器150動作，如在圖11中所示出的那樣。如在圖11和12中看到的那樣，當使致動器150動作時，罩蓋178限制致動器150向外的運動，造成端部150a用力推動上部166，使棘爪160逆時針旋轉(zhuǎn)，并且使角部170與缺口172脫開接合。止動件182防止棘爪160在任何一個方向上過度地旋轉(zhuǎn)，同時容許棘爪160有足夠的旋轉(zhuǎn)，以與棘輪162脫開接合。當致動器150在長度上伸展時，棘爪169與棘輪162脫開接合，第一和第二部分148a和148b可相對彼此運動。把致動器150的第二端150b連接到第二部分148b的遠端148b′上。當棘爪162脫開接合時，致動器150在圖9中的順時針方向上推動遠端148b’，并且通過樞軸164施加在棘爪160上的作用力在逆時針方向上推動第一部分148a，增加第一部分148a與第二部分148b之間的重疊量，減小面積180的大小。當達到所希望的面積180的大小時，使件154的動作停止，并且當致動器150內(nèi)介質(zhì)的壓力充分降低時，棘爪160再與棘輪162脫開，從而保持面積180所希望的大小。在一個致動器被壓縮并且另一個致動器伸展的狀態(tài)下，比如在圖11中看到的那樣，彈簧174和176足以克服在棘爪160上由未致動的致動器150和152所產(chǎn)生的任何力矩，并且保持棘爪160處于與棘輪162接合的狀態(tài)。獨立的致動器150和152不限于與箍圈148的構(gòu)形一起使用，箍圈148也不限于與獨立的致動器一起使用。圖13示出了與可調(diào)節(jié)的箍圈的另一實施例聯(lián)系起來的致動器的另一實施例。箍圈184包括第一部分184a和第二部分184b，每一部分有安裝機構(gòu)186，可以用該機構(gòu)在已經(jīng)把箍圈184關(guān)于一個身體器官設(shè)置之后把端部184a′和184b′連接在一起。雖然所示出的安裝機構(gòu)186有一種橫向的鳩尾構(gòu)形，但是可以采用任何的安裝機構(gòu)。第二部分184b包括一個罩蓋188，該罩蓋在端部184”的整個行程中包著該端部，如下面將描述的那樣。箍圈184包括有足夠的彈性，強度和抗疲勞能力的任何生物相容材料，比如可以植入身體級的硅。內(nèi)表面可以為任何適當?shù)臉?gòu)形，這種構(gòu)形不會使鄰近的組織發(fā)炎或者損壞鄰近的組織，比如，如在2003年12月17日提交的題為MechanicallyAdjustableGastricBand的美國臨時專利申請序列號60/530497中示出的那樣，把該申請結(jié)合進來作為參考。第二部分184b可以有一個設(shè)置在它的內(nèi)表面上的囊狀件190，所示出的囊狀件伸展經(jīng)過安裝機構(gòu)186。囊狀件190有固定的體積。應(yīng)該注意到，在所示出的實施例中，第一部分184a的內(nèi)表面沒有類似的部件。如在圖13中所示，箍圈184處在它的最大尺寸，包住區(qū)域192，例如僅只有大約1.35英寸的直徑。在它的最小尺寸，當端部184a”已經(jīng)在罩蓋188內(nèi)行進它的全部距離時，第一部分184a的大部分位于罩蓋188內(nèi)，囊狀件190的端部彼此接近，并且區(qū)域192的直徑大約是0.71英寸。(應(yīng)該注意到，雖然所示出的區(qū)域192為大致圓形，并且把它稱作有一個直徑，但是區(qū)域192不限于為一個圓或者為圓形的形狀。)因此，在所示出的實施例中，第一部分184a必須足夠小，以穿過開口194運動，并且第一部分184a的內(nèi)表面不應(yīng)該有任何裝置，比如囊狀件，那樣的件可能會干擾第一部分的運動。將致動器196表示成包括大致圓柱形的波紋管198，把它圖示成一個波紋件，它有一系列皺褶，形成間隔開的圓形脊。雖然所示出的脊和皺褶是平行的，并且形狀相同和均勻地間隔開，但是并不要求它們是這樣?？梢杂扇魏芜m用的生物相容材料比如MRI安全的鈦制成波紋管。在端部200將波紋管封閉起來，形成內(nèi)腔202。內(nèi)腔202可以與一個流體源處于流體連通狀態(tài)，該流體源可以是一個可以遠距離操縱的雙向注入器204，與注入器64類似，或者是能夠重復(fù)地使流體雙向流動的任何其它流體源。在所示出的實施例中，把波紋管198的端部206固定到雙向的注入器204的殼體208上，使內(nèi)腔202與可變的內(nèi)部體積210處于流體連通狀態(tài)。在所示出的實施例中，在內(nèi)腔202和內(nèi)部體積210中的流體可以是鹽溶液。被固定到殼體208上的波紋管殼體212把波紋管198的運動限制為縱向的運動。在波紋管殼體212與箍圈184之間設(shè)置驅(qū)動纜索組件214。驅(qū)動纜索組件214包括固定到波紋管殼體212上的配裝件216和固定到端部184b”上的配裝件218，以任何適當?shù)姆绞桨衙總€配裝件固定。鞘套220在配裝件216與218之間伸展，對于設(shè)置在其中的纜索222提供機械的基礎(chǔ)。把纜索的端部224固定到端部184a″上，并且把纜索的端部226固定到波紋管端部200上，以任何適當?shù)姆绞桨衙總€端部固定。為了使致動器196動作，迫使來自內(nèi)部體積210的流體通過流體口228，使波紋管198伸長。由于波紋管198與內(nèi)部體積210的相對截面積的原因，波紋管198用做一個放大器，少量的流體可以產(chǎn)生調(diào)節(jié)箍圈184的尺寸所需要的縱向膨脹。隨著端部200在波紋管的殼體212內(nèi)的運動，纜索端部224使得箍圈端部184a”在罩蓋188內(nèi)相對于部分184b運動，從而減小由箍圈184產(chǎn)生的口的大小。為了增加口的大小，由波紋管198抽出流體，使纜索222縮回，使端部184a”朝向端部184b”運動。纜索組件214可以由任何生物相容的材料制成。纜索端部224需要足夠地剛硬，把端部184a”在罩蓋188內(nèi)推動所希望的距離。罩蓋188保護周圍的組織不受端部184a″運動的影響，并且也限制纜索端部224和纜索222的運動，其功能與鞘套220類似，產(chǎn)生端部184a”所希望的運動。圖14，15和16示出了雙向注入器的替代的實施例，示出了波紋管的替代實施例。圖14示出了設(shè)置在波紋管殼體232內(nèi)的波紋管230，它有致動部分234。波紋管殼體232可以包括直部段236，如圖所示?；⌒蔚男螤钍沟貌y管殼體232的長度可以比離開中心238的距離長，同時不會越過雙向注入器240的圓周伸展得太遠，增加了波紋管230的可供使用的行程。可以以任何適當?shù)姆绞桨巡y管殼體232固定到注入器240上，或者可以把波紋管殼體與注入器做成一體。圖15示出了雙向注入器242，它有由注入器242外周邊的中心偏離開的隔膜244，這使得波紋管殼體246與注入器242重疊的那部分與雙向的注入器204(它有設(shè)置在中心的隔膜)相比可以更長。圖16示出了帶有波紋管250的注入口248。為了使波紋管250動作，通過隔膜252注入或抽出流體。如上面提到的那樣，按照本發(fā)明的內(nèi)容構(gòu)造出的實施例的部件可以由非鐵磁性材料制成，使得病人可以從下面進入磁共振成像裝置(MRI)中，而不會損傷裝置或病人。裝置是MRI安全的避免了對醫(yī)療步驟的限制，這些醫(yī)療步驟可以安全地用于有植入體內(nèi)的箍圈，致動器，注入器，或者注入口的病人。為了說明和描述的目的已經(jīng)給出了上面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述。不指望這是無遺漏的，或者把本發(fā)明限制為所公開的嚴格形式。根據(jù)上面的內(nèi)容明顯的改進或變化是可能的。挑選和描述實施例是為了更好地說明本發(fā)明的原理和它的實際應(yīng)用，從而使得對工藝有普通了解的人可以最好地在多種實施例中并且以多種改進采用本發(fā)明，如適合于所設(shè)想的特殊用途那樣。希望本發(fā)明的范圍由在這里一起提交的權(quán)利要求書確定。權(quán)利要求1.一種與可調(diào)節(jié)的可植入的箍圈結(jié)合起來的致動器，所述箍圈用于醫(yī)學(xué)條件的處理，所述箍圈具有有效的內(nèi)周邊，所述致動器包括(a)第一和第二端；(b)至少一個在所述第一與第二端之間伸展的側(cè)壁，且所述側(cè)壁形成內(nèi)腔，它有可以變化的內(nèi)部體積，所述至少一個側(cè)壁確定有參考軸線；(c)所述第一和第二端沿著所述參考軸線在它們之間確定一定長度，所述致動器構(gòu)形成對所述內(nèi)部體積的變化作出響應(yīng)改變所述長度；以及(d)所述第一端以機械方式連接到所述箍圈上，使得所述長度的變化產(chǎn)生所述有效內(nèi)周邊的變化。2.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述至少一個側(cè)壁包括第一和第二形狀互補的間隔開的側(cè)壁。3.按照權(quán)利要求2所述的組合，其特征在于，所述第一和第二側(cè)壁中的每個側(cè)壁包括一系列皺褶和間隔開的脊。4.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述第一和第二端在間隔開的位置與所述箍圈直接接觸。5.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述致動器至少部分地設(shè)置在所述箍圈內(nèi)。6.按照權(quán)利要求5所述的組合，其特征在于，所述箍圈確定有內(nèi)部，所述致動器至少部分地設(shè)置在所述內(nèi)部中。7.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述內(nèi)腔可連接到流體源上，所述流體源在所述致動器的外面。8.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述內(nèi)腔完全被密封起來。9.按照權(quán)利要求8所述的組合，其特征在于，其包括鄰近所述至少一個側(cè)壁設(shè)置的熱力學(xué)件。10.按照權(quán)利要求9所述的組合，其特征在于，所述熱力學(xué)件為Peltier熱電裝置。11.按照權(quán)利要求9所述的組合，其特征在于，所述熱力學(xué)件為薄膜加熱器。12.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，其包括離合器機構(gòu)，其構(gòu)形成將所述有效的內(nèi)周邊保持在所希望的尺寸。13.按照權(quán)利要求12所述的組合，其特征在于，所述離合器機構(gòu)包括棘輪和棘爪。14.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述至少一個側(cè)壁包括波紋管。15.按照權(quán)利要求14所述的組合，其特征在于，用纜索把所述第一端連接到所述箍圈上。16.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，用纜索把所述第一端連接到所述箍圈上。17.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述長度的增加減小所述有效的內(nèi)周邊。18.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述長度的增加增大所述有效的內(nèi)周邊。19.按照權(quán)利要求1所述的組合，其特征在于，所述第二端連接到雙向流動裝置上。20.按照權(quán)利要求19所述的組合，其特征在于，所述雙向流動裝置包括波紋累積裝置，它有內(nèi)部的累積體積，所述累積裝置和所述致動器構(gòu)形成使得內(nèi)部的累積體積的小變化能夠產(chǎn)生長度的大變化。全文摘要一種以機械的方式把內(nèi)部體積可以改變的致動器連接到可調(diào)節(jié)的可植入的箍圈上，從而實現(xiàn)箍圈的有效內(nèi)周邊的改變?？梢灾苯影阎聞悠鬟B接到箍圈上，或者通過一根纜索連接。致動器的構(gòu)形包括一系列皺褶和脊，以及波紋管?？梢耘c單一的箍圈結(jié)合起來使用多個致動器?？梢园ㄒ粋€離合器機構(gòu)，當沒有致動器作用在箍圈上時將箍圈保持在其位置。可以直接把致動器的一端直接連接到一個雙向流動裝置上。文檔編號A61F5/00GK1820718SQ20061000493公開日2006年8月23日申請日期2006年1月16日優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日發(fā)明者W·L·小哈斯萊爾,D·F·小德盧戈斯申請人:伊西康內(nèi)外科公司