專利名稱：氣囊膨脹裝置和氣囊膨脹方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各種實(shí)施例基本涉及氣囊膨脹裝置和氣囊膨脹方法。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)上有很多可用的用來(lái)幫助一個(gè)人減肥的裝置。胃內(nèi)水球法(Intragastricballoon)已經(jīng)成為一種針對(duì)減肥的流行的治療方法，因?yàn)樵摲椒ū徽J(rèn)為是一種非外科手術(shù)過(guò)程和非藥物治療方法。在使用時(shí)，該氣囊放置于胃內(nèi)并膨脹以使該氣囊部分地填充胃，產(chǎn)生飽的感覺(jué)。該氣囊將在胃中停留一段時(shí)間，且隨著時(shí)間的推移，使用者將減肥。在治療結(jié)束時(shí)，該氣囊將通過(guò)手術(shù)被移除。已經(jīng)有幾種文獻(xiàn)公開(kāi)了胃內(nèi)水球。在專利號(hào)為4，133，315 (Berman等)的美國(guó)專利中，公開(kāi)了一種包括可膨脹的袋和與之連接的柔性管的系統(tǒng)。該袋將由使用者吞入并且該柔性管自該袋伸出，穿過(guò)使用者的食道并自他/她的鼻腔或嘴伸出。為了使該袋膨脹，從管的自由端供應(yīng)流體。一旦膨脹，該袋將占據(jù)使用者胃部的一些空間，從而減少使用者的食物攝入量并使其感到飽腹感?；蛘撸摴茏源由齑┻^(guò)胃壁。然而該系統(tǒng)是不可取的，因?yàn)樵谑车乐杏幸粋€(gè)管是不舒服的，或者它涉及手術(shù)插入氣囊。另外，該系統(tǒng)需要內(nèi)窺鏡程序以插入氣囊，這可能導(dǎo)致使用者不適。專利號(hào)6，579，301的美國(guó)專利中公開(kāi)了一種包囊膨脹裝置，該裝置由以下構(gòu)成柔性包囊、與該包囊連接的相對(duì)剛性的貯液器、和膨脹/收縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)使得液體自貯液器流動(dòng)進(jìn)入該包囊。該專利公開(kāi)了多種系統(tǒng)用于移動(dòng)或允許液體的移動(dòng)，例如一種系統(tǒng)使用活塞和彈簧力將液體從貯液器泵入包囊，加熱元件以煮沸該液體使其膨脹通過(guò)閥使該包囊膨脹，和一種熱導(dǎo)性包囊通過(guò)使用者消耗的熱液體煮沸該包囊中的液體。該系統(tǒng)為電池供電的并具有控制系統(tǒng)以自動(dòng)啟動(dòng)該膨脹/收縮系統(tǒng)或被周圍環(huán)境啟動(dòng)，例如胃里的溫度或壓力。本公開(kāi)是不可取的，因?yàn)橛袔讉€(gè)原因。首先，使用泵將需要大的功率消耗，而功率消耗是胃內(nèi)水球系統(tǒng)的一個(gè)方面。第二，該加熱元件可能需要甚至更大的功率消耗，且溫度的不平衡可能會(huì)刺激使用者或使其受傷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可提供一種氣囊膨脹裝置。該氣囊膨脹裝置可包括氣囊、在該氣囊中的第一物質(zhì)，在該氣囊中的第二物質(zhì)，和電啟動(dòng)器，該第二物質(zhì)與第二物質(zhì)反應(yīng)并在氣囊內(nèi)產(chǎn)生氣體以使該氣囊膨脹；該電啟動(dòng)器用于啟動(dòng)該第一物質(zhì)和第二物質(zhì)之間的反應(yīng)從而使該氣囊膨脹。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可提供一種使氣囊膨脹的方法。該用于使氣囊膨脹的方法可包括在氣囊內(nèi)提供第一物質(zhì)，在氣囊內(nèi)提供第二物質(zhì)，電力啟動(dòng)在該第一物質(zhì)和該第二物質(zhì)之間的反應(yīng)以在該氣囊中產(chǎn)生氣體，從而使該氣囊膨脹。


以下將參考具體實(shí)施方式
并結(jié)合非限制性實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步解釋。其中圖IA顯示了氣囊膨脹裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖IB顯示了氣囊膨脹裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖IC顯示了用于使氣囊膨脹的方法的流程圖；圖2A顯示了氣囊膨脹裝置的一個(gè)實(shí)施例的剖面圖； 圖2B顯示了氣囊膨脹裝置的一個(gè)實(shí)施例裝置的立體圖；圖3顯示了圖2的實(shí)施例在使用時(shí)的剖面圖；圖4顯示了圖2的實(shí)施例在氣囊已經(jīng)膨脹后的剖面圖；圖5顯示了圖4的實(shí)施例有縮進(jìn)的柱塞時(shí)的剖面圖；圖6顯示了其中電啟動(dòng)器包括電機(jī)和隔離元件的實(shí)施例的剖面圖；圖7顯示了圖6的實(shí)施例在氣囊已經(jīng)膨脹后的剖面圖；圖8A顯示了圖7的實(shí)施例在放氣時(shí)的剖面圖；圖8B顯示了圖7的實(shí)施例在放氣時(shí)的情況；圖9顯示了其中電啟動(dòng)器包括隔離元件和加熱元件結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖面圖；圖IOA顯示了圖9中的實(shí)施例在氣囊放氣后的剖面圖；圖IOB顯示了圖IOB具有用于氣體排出的閥的實(shí)施例；圖11顯示了其中電啟動(dòng)器包括能量源的實(shí)施例的剖面圖；圖12顯示了其中電啟動(dòng)器包括加加熱尖端、偏置元件、蓋和隔離元件；圖13顯示了圖12的實(shí)施例在氣囊膨脹后的剖面圖；圖14A顯示了其中電啟動(dòng)器包括柱塞、回彈元件、注射器和止動(dòng)件的實(shí)施例的剖面圖；圖14B顯示了圖14的實(shí)施例在氣囊膨脹后的剖面圖；圖14C顯示了化合物激活的氣囊膨脹裝置的實(shí)施例；圖14D顯示了圖14的氣囊50膨脹后的實(shí)施例；圖15顯示了具有膨脹的氣囊的氣囊膨脹裝置的實(shí)施例的立體圖；圖16顯示了圖15的實(shí)施例在氣囊放氣后的立體圖；圖17顯示了氣囊膨脹裝置的實(shí)施例的部件的立體圖；圖18顯示了圖17中組裝的實(shí)施例的殼體的立體圖；圖19顯示了圖18的實(shí)施例在使用時(shí)的立體圖；圖20顯示了圖18的實(shí)施例在使用時(shí)的立體圖；圖21顯示了圖18的實(shí)施例在使用時(shí)的立體圖；圖22顯示了一個(gè)實(shí)施例中組裝的部件的立體圖；圖23A顯示了用于制造氣囊的塑料袋和由該塑料袋制成的氣囊；圖23B顯示了圖22的實(shí)施例中使用的氣囊的一個(gè)方面；
圖24顯示了圖22的實(shí)施例被插入至圖23的氣囊中時(shí)的立體圖；圖25顯示了圖22的實(shí)施例在使用時(shí)的立體圖；圖26顯示了圖22的實(shí)施例在使用時(shí)膨脹前后的內(nèi)部視圖；圖27顯示了圖22的實(shí)施例在使用時(shí)的另一立體圖；圖28顯示了圖27的實(shí)施例的立體圖；圖29顯示了氣囊材料的變質(zhì)引起的刺破的氣囊；圖30顯示了加熱線圈引起的刺破的氣囊；圖31顯示了時(shí)間延遲觸發(fā)引起的刺破的氣囊；和·圖32顯示了具有形狀記憶合金的放氣的氣囊。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例中描述的特征不限于該實(shí)施例，并可用于其他實(shí)施例。同樣，此處描述的方法可被翻譯成設(shè)備，反之亦然。本文解釋性描述的實(shí)施例可在沒(méi)有任何本文沒(méi)有具體公開(kāi)的元素、限制的情況下合適地使用。因此，例如，術(shù)語(yǔ)“包括”，“包含”，“含有”，等應(yīng)展開(kāi)理解，且不受限制。此外，這里所采用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)僅用作說(shuō)明性的，而不是限制性的，在使用這些術(shù)語(yǔ)和表達(dá)式時(shí)不排除顯示和描述的特征的任何等同物或其部分，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，各種修改是可能的在本發(fā)明主張的范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然實(shí)施例已具體公開(kāi)，但本文公開(kāi)的內(nèi)容包含的可選的特征，修改和變更可選的功能可被本領(lǐng)域技術(shù)人員使用，且此種修改和改變應(yīng)認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。圖IA顯示了氣囊膨脹裝置10的示意圖，該氣囊膨脹裝置10包括氣囊50、在該氣囊50中的第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30，和用于啟動(dòng)該第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間的反應(yīng)的電啟動(dòng)器110。圖IB顯示了裝置10的實(shí)施例的示意圖。如圖I所示，第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30在氣囊50內(nèi)。電啟動(dòng)器110在氣囊50內(nèi)。而且，有控制器150用于控制電啟動(dòng)器110。還可以有接收器160連接至控制器150并用于接收遙控信號(hào)并將該信號(hào)傳送給控制器150?？梢杂懈綦x元件214用于將第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30隔開(kāi)并且該隔離元件114可被電啟動(dòng)器110激發(fā)以使第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30接觸?？捎幸粴んw75用于容納控制器150和接收器160。可有一閥60用于從氣囊50釋放氣體(未顯示)。可有一個(gè)或多個(gè)傳感器90用于測(cè)量一種或多種以下性能溫度、濕度、酸度、壓力和位置?？捎杏?jì)時(shí)器92用于在預(yù)定的時(shí)間啟動(dòng)第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間的反應(yīng)。電啟動(dòng)器可包括注射器(未顯示)，該注射器具有柱塞(未顯示)和用于驅(qū)動(dòng)該柱塞的致動(dòng)器(未顯示)，其中該注射器包括第二物質(zhì)20且該致動(dòng)器用于在電啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)該柱塞并啟動(dòng)第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30的接觸。致動(dòng)器可包括止動(dòng)件(未顯示)和被該止動(dòng)件壓縮固定的回彈元件(未顯示)，其中該止動(dòng)件用于在電啟動(dòng)時(shí)釋放該回彈元件以驅(qū)動(dòng)柱塞。電啟動(dòng)器可包括偏壓元件(未顯示)和加熱尖端(未顯示)，該偏壓元件被扭曲并連接至隔離元件114，該加熱尖端用于對(duì)該偏壓元件加熱其中該加熱尖端用于在電啟動(dòng)時(shí)對(duì)該偏壓元件加熱并釋放該偏壓元件從而釋放隔離元件以使得第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間能接觸。裝置10可包括壓合蓋(未顯示)，其中釋放所述偏壓元件將釋放該壓合蓋和隔離元件。電啟動(dòng)器可包括電極(未顯示)，其中該隔離元件在電極之間并與電極電接觸，其中該電極用于在電啟動(dòng)時(shí)使得該第一物質(zhì)20滲透隔離元件以接觸第二物質(zhì)30。電啟動(dòng)器可包括加熱元件(未顯示)，其中該加熱元件用于在電啟動(dòng)時(shí)使隔離元件熔化以使第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30接觸。隔離元件可包括膜(未顯示)。電啟動(dòng)器可包括能量源(未顯示)，其中該能量源，在電啟動(dòng)時(shí)激發(fā)第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30以使其彼此反應(yīng)。
設(shè)備10可包括可溶解的物質(zhì)(未顯示)，用于使氣囊50保持在壓縮的構(gòu)造。該可溶解的物質(zhì)可為涂層(未顯示)，其中該涂層涂覆于氣囊50上。設(shè)備10可包括加熱器(未顯示)，其與控制器150關(guān)聯(lián)用于對(duì)氣囊50加熱，其中該加熱器能對(duì)該氣囊50加熱并將其刺破以釋放氣囊50內(nèi)的氣體。氣囊50可包括一材料(未顯示)，其在暴露于酸(未顯示)時(shí)經(jīng)預(yù)定的時(shí)間變質(zhì)。氣囊50可包括加熱源(未顯示)，與該加熱源熱接觸的形狀記憶合金(未顯示)，該形狀記憶合金用于在氣囊50膨脹時(shí)在原始形狀隨氣囊50扭曲，其中當(dāng)該形狀記憶合金被加熱時(shí)氣囊50回復(fù)至原始形狀。第一物質(zhì)20可為碳酸氫鹽且第二物質(zhì)30可為能與碳酸氫鹽反應(yīng)產(chǎn)生氣體的酸。
該氣囊可包括多層膜(未顯示)。該多層膜可包括一塑料層(未顯示)，和一橡膠層(未顯示)。該塑料層可具有小于30微米的厚度。該氣囊可包括電波不透過(guò)的物質(zhì)。裝置10可包括通道(未顯示)，用于釋放氣體，其中該柱塞，該通道包括一開(kāi)口，其中該柱塞在縮回時(shí)使該開(kāi)口暴露使氣體通過(guò)該通道釋放。該殼體可由有機(jī)熱塑性材料制成，該有機(jī)熱塑性材料可包括聚醚醚酮(PEEK)。圖IC顯示了流程圖1000，示出了用于使氣囊膨脹的方法。在1000中，第一物質(zhì)設(shè)置于氣囊中。在1200中，第二物質(zhì)設(shè)置于氣囊中且在1300中該第一物質(zhì)和第二物質(zhì)之間的反應(yīng)被電啟動(dòng)以在氣囊內(nèi)產(chǎn)生氣體以使氣囊50膨脹。該方法可包括控制該第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間的反應(yīng)的啟動(dòng)。該方法可包括接收遙控信號(hào)并傳送該信號(hào)以控制該反應(yīng)。該方法可包括驅(qū)動(dòng)在注射器中的活塞，該注射器包括第一物質(zhì)20并致動(dòng)該第一物質(zhì)20以接觸該第二物質(zhì)30。如權(quán)利要求30所述的方法可包括電啟動(dòng)一止動(dòng)件以釋放壓縮的回彈元件并釋放該回彈元件以驅(qū)動(dòng)該柱塞。該方法可包括電啟動(dòng)該反應(yīng)，包括啟動(dòng)隔離元件114以使得該第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間能接觸。該方法可包括對(duì)連接至隔離元件114的扭曲的偏置元件加熱，釋放該偏置元件并釋放該隔離元件114以使得該第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30能相互接觸。
該方法可包括對(duì)連接至壓合蓋的扭曲的偏置元件加熱，釋放該偏置元件并釋放該壓合蓋以使得該第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30能相互接觸。該方法可包括電啟動(dòng)該反應(yīng),包括電啟動(dòng)隔離元件并使得該第一物質(zhì)能滲透過(guò)該隔離元件并與第二物質(zhì)接觸。該方法可包括對(duì)加熱元件加熱并熔化該隔離元件以使第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30接觸。該方法可包括激發(fā)(energizing)第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30以使其相互反應(yīng)。該方法可包括使可溶解的物質(zhì)溶解以釋放氣囊50。該方法可包括使涂覆于氣囊50上的涂層溶解。該方法可包括從氣囊50通過(guò)閥釋放氣體?！?br> 該方法可包括對(duì)加熱器加熱并刺破氣囊50以釋放氣體。該方法可包括使氣囊50暴露于酸并使該氣囊50經(jīng)預(yù)定的時(shí)間變質(zhì)。該方法可包括對(duì)形狀記憶合金加熱以使其回復(fù)至原始的形狀。該方法可包括一種或多種以下條件感測(cè)溫度、感測(cè)濕度、感測(cè)酸度、感測(cè)壓力和感測(cè)位置。該方法可包括提供碳酸氫鹽并提供能與該碳酸氫鹽反應(yīng)產(chǎn)生氣體的酸。該方法可包括縮回柱塞以暴露一通道并傳輸氣體。該方法可包括測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)度并在該時(shí)間長(zhǎng)度之后啟動(dòng)該反應(yīng)。圖2顯示了氣囊膨脹裝置10，其具有電啟動(dòng)器110，控制器150，接收器160，第一物質(zhì)20，第二物質(zhì)30，電源40，氣囊50，放氣出口 60，通道70，外殼75和可溶的物質(zhì)80。該控制器150，還可稱為主控制器，安裝于殼體75中并控制電啟動(dòng)器110以啟動(dòng)第一物質(zhì)20和第二物質(zhì)30之間的反應(yīng)?？刂破?50包括一低功耗微控制器(MCU)和傳感器借口(例如，對(duì)于溫度、濕度、pH等)。該控制器150用于向裝置10提供必要的驅(qū)動(dòng)器和控制器，并向多個(gè)其他元件以及無(wú)線RF收發(fā)器提供電壓調(diào)節(jié)。該接收器160還可稱為通信集線器(hub)，其可包括RF收發(fā)器和位置跟蹤系統(tǒng)，該位置跟蹤系統(tǒng)能對(duì)該裝置進(jìn)行遙控并檢測(cè)。接收器160連接至控制器150并能接收遙控信號(hào)并將該信號(hào)發(fā)送至控制器150。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電啟動(dòng)器110可包括注射器112，該注射器112內(nèi)包括柱塞114。在注射器112中有第一物質(zhì)20。第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30隔開(kāi)。在激發(fā)之前，第二物質(zhì)30包圍該外殼75并在氣囊50中。柱塞114通過(guò)致動(dòng)器(未顯示)致動(dòng)。該致動(dòng)器116可為任何線性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(未顯示)例如機(jī)動(dòng)齒條和小齒輪系統(tǒng)和消耗來(lái)自電源40的線性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。該電源40包括方便用于醫(yī)療植入或裝置的目的的電池。外殼75用于容納控制器150、接收器160、電源40和電啟動(dòng)器110，該點(diǎn)啟動(dòng)器110儲(chǔ)存第一物質(zhì)20。在外殼75的一個(gè)末端為用于釋放氣體的排氣出口 60，其將在下文描述。外殼75可由用于可移植的醫(yī)療器械的材料制成，即生物相容的且可為不能消化的塑料外殼。外殼75使得能將這些元件與外部環(huán)境例如使用者的胃完全隔離。外殼75可由有機(jī)熱塑塑料，聚醚醚酮(PEEK)制成。然而，其他材料如Pellethane 2363聚醚型聚氨酯(Polytherurethane)，PurSi和CarboSil也可使用。外殼75可為圖I中顯不的膠囊型的外形并且可連接至氣囊50或裝于氣囊中。因此，在選擇用于外殼75的材料時(shí)可考慮連接參數(shù)。在注射器112和排氣出口 60之間為用于從氣囊50向外殼75的外面?zhèn)鬏敋怏w22的通道70。通道70具有開(kāi)口 72，開(kāi)口 72位于注射器112的后部并在給氣囊50膨脹之前被柱塞114覆蓋。氣囊50圍繞外殼75，如圖I所示，該氣囊50有多層結(jié)構(gòu)。氣囊50可由阻氣性材料且對(duì)于人體無(wú)毒的材料制成。而且，該氣囊50應(yīng)該能承受胃區(qū)域中強(qiáng)的鹽酸。此外，該氣囊50可為彈性的，因此它能夠在放氣后較大地收縮回復(fù)以能夠使外殼75 (與氣囊50 —起)通過(guò)正常的消化過(guò)程離開(kāi)使用者的身體。為了實(shí)現(xiàn)高的阻氣效果和好的彈性，薄的塑料膜層可用作該氣囊50的內(nèi)襯以防止氣體泄露，且橡膠材料層可用作該氣囊50的外層以在放氣過(guò)程中提供彈性使氣囊50收縮回復(fù)(下文顯示)。相對(duì)于外殼75的大小，內(nèi)層的厚度可為小于30微米以使氣囊50的整個(gè)厚度可以小于50微米。氣囊50可為彈性的如圖所示或者非彈性的。氣囊50可包括單層膜。而且，該氣囊50可包括電波透不過(guò)的物質(zhì)以使得 能在其處于使用者體內(nèi)時(shí)通過(guò)X射線對(duì)氣囊50的輪廓可視化。該氣囊50也可由不透液體且生物相容的膜制成，例如天然橡膠，乳膠，聚乙烯，尼龍，硅樹(shù)脂，和類似物。在圖2所示的實(shí)施例中，第一物質(zhì)20可為可與碳酸氫鹽溶液反應(yīng)的酸溶液且第二物質(zhì)30可為碳酸氫鈉溶液(NaHCO3)。在接觸碳酸氫鈉溶液時(shí)該酸溶液與該溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳(CO2)。該反應(yīng)為食品工業(yè)中常見(jiàn)的反應(yīng)?；蛘?該酸溶液可為乙酸(CH3COOH)或朽1 檬酸(C6H8O7)。圖2A顯示了氣囊膨脹裝置10的實(shí)施例裝置的立體圖。該裝置10包括外殼75，該外殼75包括末端帽76和膠囊包裝77，控制器150，接收器160和電源40。圖3顯示了使用時(shí)的圖2的實(shí)施例。圖3中，使用者吞服裝置10，可與一杯水同時(shí)吞服，然后它順著食管向下并進(jìn)入使用者的胃S。一旦在胃S中，可溶性的物質(zhì)80在其接觸胃S中的胃酸時(shí)溶解。該可溶性的物質(zhì)80的溶解使得氣囊50有空間膨脹。圖4顯示了圖2的實(shí)施例在氣囊50已經(jīng)膨脹后的狀態(tài)。為了使氣囊50膨脹，接收器160接收來(lái)自外部控制系統(tǒng)170的控制信號(hào)然后接收器160將該控制信號(hào)發(fā)送至控制器150。在接收到控制信號(hào)時(shí)，控制器150啟動(dòng)致動(dòng)器116以驅(qū)動(dòng)柱塞114沿著注射器112移動(dòng)。如上所述，致動(dòng)器116可為線性移動(dòng)系統(tǒng)并驅(qū)動(dòng)柱塞114沿著注射器112滑動(dòng)。柱塞114在注射器112的內(nèi)圓柱壁上施加足夠的徑向摩擦以阻止經(jīng)過(guò)該柱塞-圓柱壁內(nèi)表面的任何氣體泄漏。由于致動(dòng)器116施加至柱塞114上的摩擦力，注射器112中的第一物質(zhì)20被推出注射器112。一旦第一物質(zhì)20離開(kāi)該注射器112，它與第二物質(zhì)30接觸并立即發(fā)生反應(yīng)。該反應(yīng)產(chǎn)生氣體22 (C02)，如圖4所示，并使氣囊50膨脹。隨著越來(lái)越多的第一物質(zhì)20與第二物質(zhì)30反應(yīng)，氣體22的量增加并且氣囊50進(jìn)一步膨脹。圖4顯示了在氣囊50在其最大體積時(shí)的膨脹的氣囊50。一旦氣囊50達(dá)到了所需的體積，裝置10將保持于使用者的胃中持續(xù)一段時(shí)間，該時(shí)間由醫(yī)生確定。如果一個(gè)裝置10的氣囊50的最大體積仍然小于用于治療所需的體積，則使用者可推薦吞服另一裝置10以使裝置10的氣囊50的總體積滿足用于治療所需的體積。裝置10也可與另一裝置10同時(shí)使用。同時(shí)使用的裝置的數(shù)量、使用的時(shí)間和氣囊50的體積可根據(jù)臨床研究變化，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的效果。圖5顯示了在柱塞114縮回以使氣體22排出時(shí)的圖4的實(shí)施例。一旦實(shí)現(xiàn)所需的時(shí)間，則對(duì)氣囊50放氣以使裝置10能從使用者的胃S中排出。為了使氣囊50放氣，另一控制信號(hào)從外部控制系統(tǒng)170發(fā)出并由接收器160接收。接收后，接收器160將該信號(hào)傳送至控制器150，然后控制器150啟動(dòng)致動(dòng)器116以使柱塞縮回。該放氣過(guò)程發(fā)生在柱塞114充分縮回以將開(kāi)口 72暴露于通道70時(shí)。這使得氣體22能流出外殼75，如圖5所示。氣囊50通過(guò)胃S中的壓力放氣，且當(dāng)充分放氣時(shí)，裝置10可自使用者的身體通過(guò)下面的胃腸道自然排出。雖然在圖中未顯示，但可在裝置10中安裝壓力傳感器以提供關(guān)于氣囊50膨脹期間的體積的信息?？墒褂脭?shù)學(xué)模型計(jì)算壓力以估計(jì)膨脹的氣囊50的體積?？墒褂弥聞?dòng)器控制方法來(lái)控制柱塞114的位置以確定將從112推出的第一物質(zhì)20的量以便控制氣囊50的體積。氣囊50在柱塞114在注射器112中移動(dòng)最大距離(例如在注射器112的頂部)時(shí)，或者在第一物質(zhì)從注射器112完全排出時(shí)達(dá)到最大體積。氣囊的體積可通過(guò)以下顯示的數(shù)學(xué)模型計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣囊可由天然橡膠或乳膠制成。出于對(duì)氣囊的充氣和放氣建模的目的，使用了以下數(shù)學(xué)公式，即橡膠氣囊填充半徑方程
權(quán)利要求
1.一種氣囊膨脹裝置，包括 氣囊； 在所述氣囊中的第一物質(zhì)； 在所述氣囊中的第二物質(zhì)，所述第二物質(zhì)能與所述第一物質(zhì)在所述氣囊中反應(yīng)產(chǎn)生氣體使所述氣囊膨脹； 和用于啟動(dòng)所述第一物質(zhì)和第二物質(zhì)間的反應(yīng)的電啟動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，還包括用于控制所述電啟動(dòng)器的控制器。
3.如權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，還包括與所述控制器連接的接收器，所述接收器用于接收遙控信號(hào)并將所述遙控信號(hào)傳送至所述控制器。
4.如前述權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述電啟動(dòng)器包括一注射器，所述注射器具有一柱塞和用于驅(qū)動(dòng)所述柱塞的致動(dòng)器，其中所述注射器包含第一物質(zhì)，且所述致動(dòng)器用于在電啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)所述柱塞并推動(dòng)所述第一物質(zhì)與所述第二物質(zhì)接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述致動(dòng)器包括一止動(dòng)件和一回彈元件，所述回彈元件被所述止動(dòng)件固定為壓縮狀態(tài)，其中所述止動(dòng)件用于在電啟動(dòng)時(shí)釋放所述回彈元件以驅(qū)動(dòng)所述柱塞。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括一用于將所述第一物質(zhì)與所述第二物質(zhì)隔開(kāi)的隔離元件，其中所述隔離元件可被所述電制動(dòng)器致動(dòng)以使所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述電制動(dòng)器包括扭曲的并與所述隔離元件連接的偏置元件和用于對(duì)所述偏置元件加熱的加熱尖端，其中所述加熱尖端用于在電啟動(dòng)時(shí)對(duì)所述偏置元件加熱并釋放所述偏置元件從而釋放所述隔離元件以使所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括一壓合蓋，其中釋放所述偏置元件釋放了所述壓合蓋和所述隔離元件。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述電啟動(dòng)器包括電極、其中所述隔離元件與所述電極電接觸并位于所述電極之間，其中所述電極用于在電啟動(dòng)時(shí)使得所述第一物質(zhì)透過(guò)所述隔離元件并與所述第二物質(zhì)接觸。
10.如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述電啟動(dòng)器包括一加熱元件，其中所述加熱元件用于在電啟動(dòng)時(shí)使所述隔離元件熔化以使所述第一物質(zhì)與所述第二物質(zhì)接觸。
11.如權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述隔離元件包括膜。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述電啟動(dòng)器包括能量源，其中所述能量源在電啟動(dòng)時(shí)激發(fā)所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)使其相互反應(yīng)。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括可溶的物質(zhì)，所述可溶的物質(zhì)用于使所述氣囊保持壓縮的結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述可溶的物質(zhì)為涂層，其中所述涂層涂覆于所述氣囊上。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括用于容納所述控制器和所述接收器的外殼。
16.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括用于自所述氣囊釋放氣體的閥。
17.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包含與所述控制器通信的加熱器，所述加熱器用于對(duì)所述氣囊加熱，其中所述加熱器能對(duì)所述氣囊加熱并將其刺破以從所述氣囊釋放氣體。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述氣囊包括一材料，所述材料當(dāng)暴露于酸時(shí)經(jīng)一預(yù)定時(shí)間變質(zhì)。
19.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述氣囊包括一熱源、與所述熱源熱接觸的形狀記憶合金，所述形狀記憶合金用于自初始形狀在所述氣囊膨脹時(shí)隨所述氣囊變形，其中當(dāng)所述形狀記憶合金被加熱時(shí)所述氣囊回復(fù)至初始形狀。
20.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，含包括以下的一種或多種溫度傳感器、濕度傳感器、酸度傳感器、壓力傳感器和位置傳感器。
21.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一物質(zhì)為碳酸氫鹽，所述第二物質(zhì)為能與所述碳酸氫鹽反應(yīng)以產(chǎn)生氣體的酸。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述氣囊包括多層膜。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述多層膜包括一塑料膜層和一橡膠層。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述塑料膜層厚度小于30微米。
25.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述氣囊包括一電波透不過(guò)的物質(zhì)。
26.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括用于釋放所述氣體的通道，所述通道包括一開(kāi)口，其中所述柱塞在回縮時(shí)將所述開(kāi)口暴露以使所述氣體能通過(guò)所述通道釋放。
27.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，還包括用于在預(yù)定時(shí)間啟動(dòng)所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)之間反應(yīng)的計(jì)時(shí)器。
28.如權(quán)利要求15的任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述外殼由有機(jī)熱塑塑料制成。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述有機(jī)熱塑塑料為聚醚醚酮。
30.一種使氣囊膨脹的方法，包括 在所述氣囊中提供第一物質(zhì)； 在所述氣囊中提供第二物質(zhì)；和 在所述氣囊中電啟動(dòng)所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)之間的反應(yīng)以產(chǎn)生氣體以使所述氣囊膨脹。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，還包括控制所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)之間的反應(yīng)。
32.如權(quán)利要求30或31所述的方法，其特征在于，還包括接收遙控信號(hào)并傳送所述遙控信號(hào)以控制所述反應(yīng)。
33.如權(quán)利要求30至32中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)含有所述第一物質(zhì)的注射器中的柱塞，并對(duì)所述第一物質(zhì)致動(dòng)使所述第一物質(zhì)與所述第二物質(zhì)接觸。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，包括電啟動(dòng)止動(dòng)件以釋放壓縮的回彈元件并釋放所述回彈元件以驅(qū)動(dòng)所述柱塞。
35.如權(quán)利要求30至34中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，電啟動(dòng)所述反應(yīng)包括啟動(dòng)隔離元件以使所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)連接于所述隔離元件的扭曲的偏置元件加熱，釋放所述偏置元件并釋放所述隔離元件以使得所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)連接于一壓合蓋的扭曲的偏置元件加熱，釋放所述偏置元件并釋放所述壓合蓋和隔離元件以使得所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
38.如權(quán)利要求35至37中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，電啟動(dòng)所述反應(yīng)包括電啟動(dòng)所述隔離元件并使得所述第一物質(zhì)透過(guò)所述隔離元件并與所述第二物質(zhì)接觸。
39.如權(quán)利要求35至38中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)加熱元件加熱并使所述隔離元件熔化以使所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)相互接觸。
40.如權(quán)利要求30至39中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括激發(fā)所述第一物質(zhì)和所述第二物質(zhì)使其相互反應(yīng)。
41.如權(quán)利要求30至40中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括將可溶的物質(zhì)溶解以釋放所述氣囊。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，將所述可溶的物質(zhì)溶解包括溶解涂覆于所述氣囊上的涂層。
43.如權(quán)利要求30至42中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括自所述氣囊通過(guò)閥釋放氣體。
44.如權(quán)利要求30至43中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)加熱器加熱并刺破所述氣囊以釋放氣體。
45.如權(quán)利要求30至44中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括將所述氣囊暴露于酸并使所述氣囊經(jīng)一預(yù)定時(shí)間變質(zhì)。
46.如權(quán)利要求30至45中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括對(duì)形狀記憶合金加熱以回復(fù)至初始形狀。
47.如權(quán)利要求30至46中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括以下的一種或多種探測(cè)溫度、探測(cè)濕度、探測(cè)酸度、探測(cè)壓力和探測(cè)位置。
48.如權(quán)利要求30至47中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，提供第一物質(zhì)包括提供碳酸氫鈉，提供第二物質(zhì)包括提供能與所述碳酸氫鈉反應(yīng)以產(chǎn)生氣體的酸。
49.如權(quán)利要求30至48中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括使所述柱塞縮回以暴露通道并傳輸所述氣體。
50.如權(quán)利要求30至49中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括確定時(shí)間段并在所述時(shí)間段之后啟動(dòng)所述反應(yīng)。
全文摘要
根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，可提供一種氣囊膨脹裝置。該氣囊膨脹裝置可包括氣囊，在該氣囊中的第一物質(zhì)在所述氣囊中的第一物質(zhì)，在該氣囊中的第二物質(zhì)，該第二物質(zhì)能與第一物質(zhì)在該氣囊中反應(yīng)產(chǎn)生氣體使該氣囊膨脹；和用于啟動(dòng)該第一物質(zhì)和第二物質(zhì)間的反應(yīng)從而使該氣囊膨脹的電啟動(dòng)器。根據(jù)多個(gè)實(shí)施例，可提供一種用于氣囊膨脹的方法。該用于氣囊膨脹的方法包括在該氣囊中提供第一物質(zhì)，在該氣囊中提供第二物質(zhì)，和在該氣囊中電啟動(dòng)該第一物質(zhì)和第二物質(zhì)間的反應(yīng)以產(chǎn)生氣體使該氣囊膨脹。
文檔編號(hào)A61F5/00GK102970946SQ201180028994
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者費(fèi)樹(shù)杰, 王開(kāi)娟, 譚素林, 安迪·普萊瑪·肯卡那, 何潔瑜 申請(qǐng)人:南洋理工大學(xué), 新加坡國(guó)立大學(xué)