ES2330580T3 - Sistema de transmision. - Google Patents

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Abstract

Sistema de transmisión (10), con una bobina de transmisión intracorporal (18) de un implante (12) y una bobina de transmisión extracorporal (20) de un aparato de alimentación extracorporal (14), un transmisor asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del implante (18), un receptor asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del aparato de alimentación (20) y un módulo de evaluación (30) asignado al aparato de alimentación (14), que está unido al receptor y que en función del desplazamiento y/o de la dirección de desplazamiento entre transmisor y receptor emite una señal de localización, caracterizado porque el receptor presenta varios elementos receptores (22 a 24; 54 a 56) y porque la señal de localización indica una dirección de desplazamiento en la que están desplazadas entre sí las bobinas de transmisión (18, 20).

Description

Sistema de transmisión.
La invención se refiere a un sistema de transmisión con una bobina de transmisión intracorporal de un implante y una bobina de transmisión extracorporal de un aparato de alimentación extracorporal.
Los implantes médicos, por ejemplo para asistir a las funciones cardiacas y de los órganos, pueden estar en principio parcialmente implantados o totalmente implantados. Los implantes parcialmente implantados llevan conducciones para la alimentación de energía y para la transmisión de datos que pasan a través de la piel a un aparato de alimentación extracorporal. Los pasos de los conductores a través de la piel constituyen un foco de infección preferente. Además, debido al paso de los conductores, se limita la libertad de movimientos del paciente.
Una alternativa para los implantes parcialmente implantados son los implantes totalmente implantados, en particular implantes que realicen trabajo mecánico, por ejemplo bombas de sangre, que tienen unas necesidades de energía de 2 a 20 vatios. Ésta se puede facilitar en todo caso y durante un período breve, como máximo inferior a unas pocas horas, desde un acumulador propio del implante. Para el funcionamiento de implantes con un consumo superior de 1 a 2 vatios es imprescindible disponer de un suministro de energía permanente o casi permanente, extracorporal. El suministro de energía para un implante de esta clase así como la transmisión de datos se realiza de modo inalámbrico mediante una bobina de alimentación intracorporal del implante y una bobina de transmisión extracorporal del aparato de alimentación. La transmisión de energía y de datos tiene lugar de forma inductiva entre las dos bobinas de transmisión. Para la transmisión de datos y de energía entre el aparato de alimentación y el implante se colocan las dos bobinas de transmisión superpuestas, de la manera más congruente posible. El aparato de alimentación extracorporal está realizado con frecuencia en forma de correa o bolsa y obtiene la energía que ha de transmitir al implante de unas baterías o de la red de corriente pública.
Con el fin de conseguir un grado de rendimiento lo más alto posible en la transmisión de energía y de datos es preciso que las dos bobinas de transmisión estén colocadas lo más exactamente posible la una sobre la otra y se inmovilicen a continuación de modo correspondiente entre sí. La inmovilización tiene lugar por ejemplo pegando sobre la piel el equipo de alimentación o su bobina de transmisión.
Se conocen sistemas de transmisión que ofrecen una buena comodidad para el paciente y que renuncian a la inmovilización por pegado del equipo de alimentación o su bobina de transmisión. El aparato de alimentación/la bobina de transmisión puede estar alojada por ejemplo en un cinturón que el paciente se puede quitar fácilmente. Debido a la ausencia de inmovilización pegada sobre la piel existe sin embargo durante la transmisión inductiva el riesgo de que durante los movimientos del paciente se desplacen la correa y el aparato de alimentación/la bobina de transmisión, y que por lo tanto empeore el acoplamiento electromagnético y con ello el grado de rendimiento de transmisión de energía y de transmisión de datos.
Otro problema lo representa el emplazamiento y alineación exacta del aparato de alimentación/la bobina de transmisión extracorporal sobre el implante/la bobina de transmisión intracorporal. En la práctica es preciso palpar para ello la posición del implante/la bobina de transmisión intracorporal. Si no se puede palpar el implante/la bobina de transmisión, es preciso prever sobre la piel del paciente y en el punto correspondiente una marca adecuada.
Por el documento US 4.550.731 es conocido el hecho de acoplar inductivamente un marcapasos intracorporal con una unidad de control o evaluación extracorporal. Para el posicionamiento correcto de la unidad de control o evaluación están previstos unos LED's, que indican la posición de la unidad extracorporal con relación al marcapasos, para lo cual los LES's realizan una transición escalonada desde un estado intermitente a una iluminación permanente cuando la unidad extracorporal se desplaza aproximándose al marcapasos y finalmente está posicionada correctamente sobre el marcapasos.
El objetivo de la invención es crear un sistema de transmisión que permita el control de la alineación de la bobina de transmisión del implante respecto a la bobina de transmisión del sistema de alimentación.
Este objetivo se resuelve conforme a la invención con las características de la reivindicación 1.
El sistema de transmisión conforme a la invención presenta un sensor de localización asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del implante y un receptor de localización asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del aparato de alimentación. También está previsto un módulo de evaluación correspondiente al aparato de alimentación, que está unido al receptor y que en función del desplazamiento y/o de la dirección de desplazamiento del transmisor y del receptor entre sí emite una señal de localización.
De acuerdo con la invención, el receptor presenta varios elementos receptores, indicando la señal de localización una dirección de desplazamiento en la que están desplazadas entre sí las bobinas de transmisión.
El transmisor y el receptor trabajan cada uno con la misma clase de ondas, por ejemplo ondas luminosas, campos electromagnéticos, ondas de radio u ondas acústicas. A partir de la intensidad de la señal procedente del transmisor, el módulo de evaluación unido al receptor puede determinar el desplazamiento, es decir la distancia y/o la dirección de desplazamiento y por lo tanto el ángulo sólido o ángulo plano de desplazamiento del transmisor respecto al receptor, emitiéndolo en forma de una señal de localización.
La señal de localización se puede emitir de modo acústico, óptico o de otro modo y le da al paciente la posibilidad de corregir la posición de la bobina de transmisión del aparato de alimentación de tal modo que la bobina de transmisión del aparato de alimentación vuelva a quedar en gran modo congruente con la bobina de transmisión del implante. Gracias a la posibilidad de controlar el desplazamiento de la bobina de transmisión del implante respecto al aparato de alimentación se puede controlar constantemente el desplazamiento, manteniéndolo en un valor reducido. De este modo mejora el grado de rendimiento o la eficacia de la transmisión, especialmente de la transmisión de energía, entre el aparato de alimentación y el implante. Por ello a su vez se reduce la formación de calor, se mejora la durabilidad de los componentes afectados, y en cuanto a la transmisión de datos, se mejora la calidad de la transmisión de datos.
En principio cabe imaginar también una disposición recíproca entre transmisor y receptor, es decir un transmisor extracorporal que esté asignado al aparato de alimentación y un receptor intracorporal asignado al implante. En este caso las señales recibidas por el receptor se han de transmitir del implante al aparato de alimentación para su evaluación o para emitir la señal de localización.
La señal de localización puede emplearse eventualmente también para volver a alinear automáticamente de modo óptimo la bobina de transmisión del aparato de alimentación con la bobina de transmisión del implante, es decir sirviéndose de los correspondientes servomotores.
Las bobinas de transmisión sirven para la transmisión de energía, pero como complemento o de forma alternativa, también pueden servir para la transmisión de datos entre el aparato de alimentación y el implante.
El elemento emisor del transmisor es preferentemente una bobina, y el receptor presenta un elemento receptor de campo magnético. El elemento receptor puede ser a su vez una bobina o puede estar realizado como sensor de Hall. El elemento transmisor puede ser la bobina de transmisión del implante, pero también puede ser una bobina independiente del elemento transmisor. El o los elementos transmisores están unidos a los elementos receptores por medio de un campo eléctrico. La intensidad del campo determinada por el elemento receptor o los elementos receptores da la medida de la separación del elemento receptor realizado como bobina. La bobina de recepción tiene preferentemente un perímetro considerablemente menor que la bobina de transmisión del aparato de alimentación o la bobina de transmisión del implante. De este modo se puede determinar con una precisión considerablemente mayor la alineación entre las dos bobinas de transmisión entre sí.
Como alternativa a una realización inductiva del elemento receptor y del elemento transmisor éstos pueden también ser de carácter óptico. En ese caso el elemento transmisor es una fuente de luz que irradia luz en el espectro visible y/o invisible. El elemento receptor es un elemento receptor óptico que recibe la luz radiada por el elemento transmisor y determina su cantidad. Resulta especialmente adecuada una luz infrarroja ya que la piel y el tejido subcutáneo presentan un grado de absorción relativamente bajo con relación a la luz infrarroja. Como elemento receptor se considera especialmente un fototransistor o un fotodiodo.
El elemento transmisor óptico puede estar situado por ejemplo exactamente centrado sobre la bobina de transmisión intracorporal del implante. Para determinar la dirección de desplazamiento respecto al desplazamiento se han previsto preferentemente un mínimo de tres elementos receptores que están situados por ejemplo formando un triángulo equilátero entre sí. Además del desplazamiento aproximado se puede determinar entonces también la dirección aproximada del desplazamiento.
De acuerdo con otra forma de realización preferida, el transmisor lleva varios elementos transmisores cuyas señales emitidas son distintas entre sí. Por ejemplo se pueden emplear como elementos transmisores unos diodos luminosos de distintos colores o de distintas longitudes de onda. Por otra parte el elemento receptor ha de estar en condiciones de diferenciar la radiación emitida por los elementos transmisores, es decir, en el caso de elementos transmisores ópticos, la de poder efectuar una recepción selectiva en cuanto a longitudes de onda. Si para ello se utiliza un único elemento receptor que genera un espectro se puede determinar de este modo con un único elemento receptor la dirección de desplazamiento.
Si se emplea un mínimo de dos elementos receptores selectivos en cuanto a longitud de onda se puede determinar además la posición angular de la bobina de transmisión del implante respecto a la bobina de transmisión del aparato de alimentación.
Las señales recibidas por los elementos receptores se evalúan en un microordenador o microcontrolador, y el microordenador o microcontrolador emite la correspondiente señal de localización.
Dado que los datos entre el implante y el aparato de alimentación con frecuencia se intercambian de todos modos a través de elementos transmisores infrarrojos y elementos receptores infrarrojos, se puede realizar en este caso la variante óptica con un gasto adicional escaso o eventualmente nulo en cuanto a hardware.
Con el fin de eliminar interferencias debidas a fuentes de luz exteriores se pueden modular las señales ópticas, por ejemplo pulsándolas. Según la frecuencia de impulsos se puede identificar unívocamente el elemento transmisor óptico por el lado del receptor, distinguiéndolo de la luz procedente de otras fuentes luminosas. Si el elemento transmisor del presente dispositivo es al mismo tiempo un elemento transmisor para el intercambio óptico de datos entre el implante y el aparato de alimentación, entonces la identificación de desplazamiento no trabaja de modo continuo sino por ejemplo de modo cíclico.
A continuación se describen con mayor detalle varios ejemplos de realización de la invención, haciendo referencia a los dibujos.
Éstos muestran:
Fig. 1 un sistema de transmisión con elementos de transmisión y receptor electromagnéticos, en un croquis de principio,
Fig. 2 el sistema de transmisión de la Fig. 1, en sección,
Fig. 3 un segundo ejemplo de realización de un sistema de transmisión con elementos de transmisión y receptor ópticos, y
Fig. 4 el sistema de elementos de transmisión y receptor ópticos de un tercer ejemplo de realización de un sistema de transmisión.
En la Fig. 1 está representado un primer ejemplo de realización de un sistema de transmisión 10. El sistema de transmisión 10 se compone de un implante intracorporal 12, representado con línea de trazos, y de un aparato de alimentación extracorporal 14. El implante 12 es por ejemplo una bomba de sangre para ayudar al corazón del paciente y lleva un sistema de bomba 16. Por lo general el sistema de bomba 16 funciona permanentemente y tiene un consumo de energía entre varios vatios hasta 20 vatios. El implante 12 es lo que se llama un implante total, es decir que el implante 12 no presenta ninguna clase de unión física con la parte exterior del cuerpo.
La energía eléctrica para el funcionamiento de la bomba de sangre 16 se ha de transmitir por lo tanto de modo inalámbrico. Esto tiene lugar por medio de una bobina de transmisión 18 del implante 12, que está implantada someramente debajo de la piel, y mediante una bobina de transmisión extracorporal 20 del aparato de alimentación extracorporal 14. Dentro de la bobina de transmisión 20 del aparato de alimentación 14 están situadas como elementos receptores 22, 23, 24 unas pequeñas bobinas que forman elementos receptores inductivos para un campo magnético cambiante.
La bobina de transmisión del implante 18 forma un elemento transmisor que constituye el transmisor con respecto al receptor o a los elementos receptores 22 a 24 del aparato de alimentación 14.
Cuando exista un acoplamiento óptimo entre las dos bobinas de transmisión 18, 20 entonces durante un campo alterno generado brevemente en la bobina de transmisión del implante 18, se mide sensiblemente la misma tensión inducida o la misma corriente inducida en los elementos receptores 22 a 24.
La medición de la corriente inducida o de la tensión inducida de los elementos receptores 22, 23, 24 tiene lugar en un modulo de evaluación 30, que está unido eléctricamente con los tres elementos receptores 22, 23, 24. En función del desplazamiento medido y de la dirección de desplazamiento medida entre el elemento transmisor 18 y los elementos receptores 22, 23, 24, el módulo de evaluación 30 emite la correspondiente señal de localización a un sistema de indicación óptica 32. El indicador óptico de localización 32 se corresponde con el aparato de alimentación 14 y el paciente lo puede leer con facilidad. De este modo el paciente está en condiciones de alinear la bobina de transmisión extracorporal 20 del aparato de alimentación lo mejor posible con la bobina de transmisión intracorporal 18 del implante.
Tal como está representado en la Fig. 2, la bobina de transmisión 18 del implante 12 está dispuesta en posición subcutánea, es decir someramente bajo la epidermis 11.
En la Fig. 3 está representado un segundo ejemplo de realización de un sistema de transmisión 50, en el que el transmisor está formado por un elemento transmisor óptico 52 y el receptor por tres elementos receptores ópticos 54, 55, 56.
El elemento transmisor 51 es un diodo infrarrojo de funcionamiento pulsante. Los elementos receptores 54, 55, 56 son fotodiodos que llevan filtros de infrarrojo. En el módulo de evaluación 30' se filtran las señales recibidas por los elementos receptores ópticos 54, 55, 56 mediante un filtro de pasa banda que presenta como frecuencia de filtro la frecuencia pulsante mediante la que se fragmenta el elemento transmisor 52.
Mediante la evaluación de la intensidad de luz infrarroja radiada por el elemento transmisor 52 recibida por los elementos receptores 54, 55, 56, el módulo de evaluación 30 puede enviar una señal al indicador de localización 32, que informa no sólo sobre la dirección de desplazamiento sino también sobre la magnitud de desplazamiento entre la bobina de transmisión 18 del aparato de alimentación y la bobina de receptor 20 del implante.
En la Fig. 4 está representada una realización alternativa del transmisor 70 y del receptor 80 formado por los elementos receptores 81 a 84. Los elementos transmisores 71 a 74 son cada uno diodos luminosos de diferentes colores o diferente longitud de onda. Esto mismo es también válido para los elementos receptores 81, a 84, que tienen una sensibilidad de recepción selectiva en cuanto a la radiación del correspondiente elemento transmisor 71 a 74. De este modo se puede determinar por medio de la correspondiente evaluación, también la posición angular de la bobina de transmisión del aparato de alimentación respecto a la bobina de transmisión del implante, se puede emitir como señal de localización y en caso de necesidad se puede corregir.

Claims (8)

1. Sistema de transmisión (10), con
una bobina de transmisión intracorporal (18) de un implante (12) y una bobina de transmisión extracorporal (20) de un aparato de alimentación extracorporal (14),
un transmisor asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del implante (18),
un receptor asignado de modo fijo a la bobina de transmisión del aparato de alimentación (20) y
un módulo de evaluación (30) asignado al aparato de alimentación (14), que está unido al receptor y que en función del desplazamiento y/o de la dirección de desplazamiento entre transmisor y receptor emite una señal de localización,
caracterizado porque
el receptor presenta varios elementos receptores (22 a 24; 54 a 56) y porque la señal de localización indica una dirección de desplazamiento en la que están desplazadas entre sí las bobinas de transmisión (18, 20).
2. Sistema de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor lleva como elemento transmisor una bobina (18) y el receptor presenta como elemento receptor un elemento receptor de campo magnético (22, 23, 24).
3. Sistema de transmisión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque un elemento emisor del transmisor es la bobina de transmisión del implante (18).
4. Sistema de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento receptor es un sensor de Hall.
5. Sistema de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento receptor
(22 - 24) es una bobina.
6. Sistema de transmisión según la reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor presenta un elemento transmisor óptico (52) y el receptor un elemento de recepción óptico (54, 55, 56).
7. Sistema de transmisión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el transmisor presenta varios elementos transmisores (71, 72, 73, 74) cuyas señales emitidas son diferentes entre sí.
8. Sistema de transmisión según una de las reivindicaciones 6 a 7, caracterizado porque el elemento de transmisión óptico (52) es un elemento transmisor infrarrojo.
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