ES3059858T3 - An improved medical system comprising implants - Google Patents
An improved medical system comprising implantsInfo
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Abstract
Sistema médico (100, 300) compuesto por partes internas (30, 32, 41, 50) para implantación en un paciente y partes externas (10, 12, 20) para uso externo. Las partes externas comprenden una fuente de energía (10) equipada con una bobina primaria (12) para transmitir energía inductivamente a las partes implantables y una unidad de control externa (20) para el control de la fuente de energía (10). Las partes internas comprenden un dispositivo médico eléctrico (40, 41), un receptor de energía (30) equipado con una bobina secundaria (32) para recibir energía inductivamente para el dispositivo médico (40, 41) desde la fuente de energía externa (10) y una unidad de control interna (50) para el control de las partes internas. El sistema (100, 300) está diseñado para determinar un equilibrio entre la cantidad de energía recibida en el receptor de energía (30) y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico (40, 41) o almacenada en una unidad de almacenamiento de energía. La unidad de control interna (50) está diseñada para determinar dicha información de retroalimentación basándose en un parámetro (P3) que depende al menos de la diferencia de corriente o de la diferencia de voltaje. El sistema (100, 300) está adaptado para tener en cuenta la información de retroalimentación y determinar la cantidad de energía para la transferencia de energía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sistema médico mejorado que comprende implantes
[0003] Campo técnico
[0004] La presente invención desvela un sistema médico que comprende piezas internas para su implantación en un paciente y piezas externas para su uso externo en el paciente.
[0005] Antecedentes
[0006] Los sistemas médicos que comprenden piezas implantables son bien conocidos, por ejemplo, por los documentos WO 2009/051536 A1 y WO 2009/051538 A1.
[0007] En muchos casos, las piezas implantables consumen energía y, por lo tanto, deben recibir un suministro de energía, lo que puede hacerse adecuadamente desde una fuente de alimentación externa al cuerpo del paciente y que utiliza una fuente de energía externa. Para facilitar al máximo el suministro de energía al paciente, un dispositivo implantado puede recibir energía de una fuente de energía externa mediante la transferencia inductiva de energía.
[0008] El suministro de energía inductiva es un principio que funciona bien para los sistemas implantados, pero los sistemas conocidos en la actualidad no siempre son capaces de adaptar la cantidad de energía suministrada a las partes implantadas con la rapidez que sería deseable en algunas situaciones.
[0009] Sumario de la presente invención
[0010] Como se ha indicado anteriormente, existe la necesidad de una solución mediante la cual se pueda suministrar energía de forma inductiva a un dispositivo médico implantado desde una fuente de energía externa, es decir, externa al cuerpo del paciente, y mediante la cual se pueda ajustar la transferencia de energía a las necesidades del dispositivo médico de una manera más rápida de lo que es posible mediante los sistemas conocidos.
[0011] La presente invención proporciona un sistema médico tal y como se define en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.
[0012] El alcance de la presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0013] Sumario de la presente divulgación
[0014] Las realizaciones descritas a continuación son solo de carácter ejemplar y no pretenden limitar el alcance de la presente invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0015] La presente divulgación se refiere a un sistema médico que comprende partes internas para su implantación en un paciente y partes externas para su uso externo al paciente.
[0016] Las partes externas comprenden una fuente de energía que está equipada con una bobina primaria para transmitir energía de forma inductiva a las partes implantables y una unidad de control para el control de la fuente de energía. Las partes internas comprenden un dispositivo médico alimentado eléctricamente, un receptor de energía equipado con una bobina secundaria para recibir de forma inductiva energía para el dispositivo médico desde la fuente de energía externa y una unidad de control para el control de las partes internas.
[0017] El sistema divulgado está dispuesto para determinar el equilibrio entre la cantidad de energía recibida en el receptor de energía y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico, y la unidad de control interna está dispuesta para transmitir de forma inalámbrica información de retroalimentación a la unidad de control externa.
[0018] El sistema divulgado está dispuesto para determinar la información de retroalimentación basada en o relacionada con un primer parámetro y un segundo parámetro . El primer parámetro se basa en el equilibrio energético mencionado anteriormente observado durante un determinado periodo de tiempo, y el segundo parámetro se basa en la información determinada por el sistema y relacionada con un factor de acoplamiento entre la bobina primaria y la secundaria.
[0019] El sistema desvelado está adaptado para tener en cuenta al menos el primer y el segundo parámetro con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa, lo que permite un ajuste rápido de dicho equilibrio energético.
[0020] En una realización ejemplar, el sistema médico comprende partes internas para su implantación en un paciente y partes externas para su uso externo al paciente, las partes externas comprenden una fuente de energía equipada con una bobina primaria para transmitir inductivamente energía a las partes implantables y una unidad de control externa para el control
de la fuente de energía, las partes internas comprenden un dispositivo médico alimentado eléctricamente, un receptor de energía equipado con una bobina secundaria para recibir inductivamente energía para el dispositivo médico desde la fuente de energía externa y una unidad de control interna para el control de las partes internas, estando el sistema dispuesto para determinar un equilibrio entre la cantidad de energía recibida en el receptor de energía y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico, en cuyo sistema la unidad de control interna está dispuesta para transmitir de forma inalámbrica información de retroalimentación a la unidad de control externa, el sistema se caracteriza por estar dispuesto para determinar dicha información de retroalimentación basándose en o en relación con un primer y un segundo parámetro y un tercer parámetro, basándose el primer parámetro en dicho equilibrio energético durante un determinado periodo de tiempo y basándose el segundo parámetro en información relacionada con un factor de acoplamiento entre las bobinas primaria y secundaria y basándose el tercer parámetro en al menos uno de:
[0022] a) en el que el dispositivo médico también comprende un regulador de corriente dispuesto para mantener una corriente constante, estando el sistema dispuesto para determinar una diferencia entre una corriente de entrada al regulador de corriente y la corriente que el regulador de corriente está dispuesto a mantener constante, en cuyo sistema dicho tercer parámetro comprende o se basa en dicha diferencia,
[0024] b) en el que el sistema también comprende un regulador de tensión dispuesto para mantener constante una tensión, estando el sistema dispuesto para determinar una diferencia entre una tensión de entrada al regulador de tensión y la tensión que el regulador de tensión está dispuesto para mantener constante, en cuyo sistema dicho tercer parámetro comprende o se basa en dicha diferencia, y en el que
[0026] el sistema está adaptado para tener en cuenta al menos el primer y el segundo y tercer parámetros para determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía, lo que permite un ajuste rápido de dicho equilibrio energético.
[0027] Es importante comprender la diferencia entre la calibración del sistema y la retroalimentación continua y regular. La plataforma para el control de la transferencia de energía es el equilibrio energético entre la energía recibida y la utilizada por el implante (la energía utilizada incluye la energía almacenada por el implante). Sin embargo, para obtener rápidamente un nivel preciso de transferencia de energía, la transmisión se calibra inicialmente con el factor de acoplamiento, básicamente la relación entre la energía transmitida externamente y la energía recibida internamente. Además, el factor de acoplamiento se supervisa a lo largo del tiempo para ver si es necesaria una nueva recalibración, por ejemplo, si la bobina transmisora externa se mueve en relación con la bobina receptora interna. Un movimiento rápido de la bobina externa, por ejemplo, por una acción del paciente, podría provocar un cambio tan grande en la cantidad de energía recibida que la retroalimentación regular, que normalmente se realiza en pequeños pasos, no sería lo suficientemente rápida. Por lo tanto, una nueva calibración del factor de acoplamiento podría recalibrar el nivel de transmisión de energía en un solo paso rápido. Además, dado que el implante no tolera el calor, es extremadamente importante utilizar toda la energía de manera muy eficiente. Normalmente, el implante necesita una o más tensiones fijas o quizás también niveles de corriente fijos para funcionar correctamente. Al crear un nivel de tensión fija, el regulador de tensión necesita un cierto rango de tensión, es decir, una tensión de entrada al regulador más alto que la tensión de salida fijo que suministra el regulador. Por otro lado, si esta diferencia entre la tensión de entrada y la tensión de salida fijo es mayor de lo necesario, se consumirá el tensión adicional y el regulador seguirá suministrando la tensión de salida solicitado, aunque generando más calor. Por lo tanto, es de suma importancia realizar un seguimiento de cualquier diferencia de tensión o corriente en cualquier regulador del implante implantado para optimizar el consumo de energía y la producción de calor.
[0029] Además, el sistema también puede comprender un condensador acoplado en paralelo al dispositivo médico, estando el sistema dispuesto para determinar la cantidad total de energía almacenada en dicho condensador, en cuyo sistema la información de retroalimentación también se basa en o comprende un parámetro que comprende o se basa en la cantidad total de energía almacenada en el condensador, estando el sistema también adaptado para tener en cuenta este parámetro con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0031] En otra realización ejemplar , el sistema está adaptado para utilizar al menos los tres parámetros para determinar la información de retroalimentación, en la que la información de retroalimentación comprende información que incluye o se refiere a la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0033] Preferentemente, el sistema está adaptado para utilizar el segundo y tercer parámetro para determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa como una calibración repetida del sistema, y para utilizar el primer parámetro durante el funcionamiento del sistema como una retroalimentación regular con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa durante el funcionamiento del sistema.
[0035] En un ejemplo, el dispositivo médico también comprende un regulador de corriente dispuesto para mantener una corriente constante, y el sistema está dispuesto para determinar una diferencia entre una corriente de entrada al regulador de corriente y la corriente que el regulador de corriente está dispuesto a mantener constante. En dicho sistema, la información de retroalimentación también se basa en o comprende un tercer parámetro que comprende o se basa en la diferencia de
corriente, y el sistema está adaptado para tener en cuenta también el tercer parámetro con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0036] En un ejemplo, el dispositivo médico también comprende un regulador de tensión dispuesto para mantener constante una tensión, y el sistema está dispuesto para determinar una diferencia entre una tensión de entrada al regulador de tensión y la tensión que el regulador de tensión está dispuesto a mantener constante. En dicho sistema, la información de retroalimentación también se basa en o comprende un tercer parámetro que comprende o se basa en la diferencia de tensión, y el sistema está adaptado para tener en cuenta también este tercer parámetro con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0037] En un ejemplo, el sistema está adaptado para utilizar los tres parámetros para determinar la información de retroalimentación, y la información de retroalimentación comprende información que incluye o se refiere a la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0038] En un ejemplo, el sistema está adaptado para utilizar el segundo y tercer parámetro para determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa, y para utilizar el primer parámetro durante el funcionamiento del sistema con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa durante el funcionamiento del sistema.
[0039] En otro ejemplo del sistema, el receptor de energía comprende un primer interruptor adaptado para activar y desactivar una conexión entre la bobina secundaria y el dispositivo médico. La conexión entre la bobina secundaria y el dispositivo médico se activa y desactiva con el fin de lograr al menos uno de los siguientes objetivos: a) permitir que el sistema mida el factor de acoplamiento cuando la conexión está desactivada y b) utilizar dicho interruptor como sistema de seguridad, desactivándolo cuando un parámetro de seguridad determinado por la unidad de control interna relacionado con la transferencia inalámbrica de energía supere un umbral determinado.
[0040] Convenientemente, la unidad de control externa está adaptada para transmitir información de forma inalámbrica a la unidad de control interna, que a su vez está adaptada para recibir información de forma inalámbrica.
[0041] Como se comprenderá, cuando se trata de determinar los parámetros de retroalimentación, esta tarea puede dividirse entre las unidades interna y externa (adecuadamente sus respectivas unidades de control) de muchas maneras diferentes . En un ejemplo , la unidad de control externa puede proporcionar a la unidad de control interna la información necesaria para determinar el segundo parámetro, y a la unidad de control interna se le puede asignar la tarea de determinar todos los parámetros como tales y, a continuación, proporcionarlos a la unidad de control externa como información de retroalimentación. En dicho ejemplo , basta con que la unidad de control interna proporcione a la unidad de control externa una cifra porcentual de la variación del suministro de energía como información de retroalimentación. Naturalmente, el porcentaje puede ser positivo, negativo o cero, para indicar un aumento, una disminución o un nivel de transferencia de energía mantenido.
[0042] En otro ejemplo, la unidad de control interna proporciona a la unidad de control externa información suficiente para que la unidad de control externa establezca los parámetros que utiliza el sistema, siendo esa información la información de retroalimentación.
[0043] Una vez más, como se comprenderá, la tarea de determinar los parámetros de retroalimentación puede dividirse de muchas maneras entre las unidades interna y externa , lo que también influirá en la naturaleza y el contenido de la información de retroalimentación.
[0044] Así, en un ejemplo, al menos uno de los parámetros se transmite desde la unidad de control externa a la unidad de control interna, y la unidad de control interna determina los demás parámetros utilizados por el sistema y transmite la información de retroalimentación a la unidad de control externa como información sobre la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0045] En un ejemplo, la información para determinar al menos uno de los parámetros se transmite desde la unidad de control externa a la unidad de control interna, y la unidad de control interna determina los parámetros utilizados por el sistema y transmite la información de retroalimentación a la unidad de control externa como información sobre la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0046] En un ejemplo, la información para determinar al menos uno de los parámetros se transmite como información de retroalimentación desde la unidad de control interna a la unidad de control externa, y la unidad de control externa determina los parámetros utilizados por el sistema, así como la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0047] En un ejemplo, al menos uno de los parámetros se transmite como información de retroalimentación desde la unidad de control interna a la unidad de control externa, y la unidad de control externa determina los demás parámetros utilizados por el sistema, así como la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0049] Estos y otros ejemplos, y sus ventajas, se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada.
[0051] Breve descripción de los dibujos
[0053] La invención se describirá con más detalle a continuación, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que
[0055] las figuras 1 a 4 muestran vistas esquemáticas de varios ejemplos de la presente divulgación .
[0057] Descripción detallada
[0059] La figura 1 muestra una vista esquemática de un primer ejemplo 100 de un sistema médico de la presente divulgación .
[0060] Como se muestra, el sistema médico 100 comprende partes destinadas a ser implantadas en un paciente, así como partes externas destinadas a ser utilizadas fuera del cuerpo del paciente en el que se implantan las partes internas. La figura 1 muestra simbólicamente la piel de un paciente con una línea «S», con el fin de mostrar cómo se divide el sistema en partes externas e internas. Las partes externas comprenden una fuente de energía 10 equipada con una bobina primaria 12 para transmitir energía de forma inalámbrica por medio de inducción a un receptor de energía interno 30. Las partes externas también comprenden una unidad de control 20 para controlar, entre otras cosas, la fuente de energía 20 y su función.
[0061] Las partes internas del sistema 100 comprenden un dispositivo médico 40, el receptor de energía 30 y una unidad de control 50. El dispositivo médico 40 se alimenta eléctricamente y, como indica su nombre, la finalidad del receptor de energía interno 30 es recibir energía y suministrarla al dispositivo médico 40. La energía que el receptor de energía 30 recibe para un ir el dispositivo médico se recibe de forma inalámbrica, por medio de inducción, por lo que el receptor de energía está equipado con una bobina secundaria 32 para recibir dicha energía. El propósito de la unidad de control interna 50 es controlar las partes internas.
[0063] Como se muestra en la figura 1, la unidad de control interna 50 está dispuesta para transmitir de forma inalámbrica información de retroalimentación relativa, por ejemplo, a la transferencia de energía al receptor de energía interno 30 y, como se indica en la figura 1, la información de retroalimentación se basa en o se refiere a un primer y un segundo parámetro, P1, P2.
[0065] En cuanto a la naturaleza y la función del dispositivo médico 40, la presente divulgación es aplicable a un gran número de dispositivos médicos implantables, por lo que el dispositivo médico solo se denomina con el término genérico «dispositivo médico». Sin embargo, algunos ejemplos de dispositivos médicos implantables alimentados eléctricamente en los que se puede aplicar la presente divulgación son los dispositivos que ayudan a pacientes que padecen disfunción urinaria, disfunción intestinal, infertilidad, impotencia, enfermedades vasculares y cardíacas, reflujo, obesidad, etc. La presente divulgación también se puede utilizar para ayudar a pacientes con dispositivos relacionados con el tracto digestivo, administración de fármacos implantados, drenaje, etc.
[0067] El objeto de la presente divulgación es permitir un ajuste más rápido de la energía que se transfiere al dispositivo médico interno 40, de modo que la energía transferida se adapte mejor a las necesidades del dispositivo médico 40. Con este fin, el sistema 100 está dispuesto para determinar la información de retroalimentación basada en o relacionada con los parámetros primero y segundo P1, P2.
[0069] El sistema 100 está dispuesto para determinar un equilibrio entre la cantidad de energía recibida en el receptor de energía y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico, y para determinar el primer parámetro P1 basándose en este equilibrio energético durante un determinado periodo de tiempo. El equilibrio energético puede especificarse como el equilibrio entre la cantidad total de energía recibida en el receptor de energía y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico, o como el equilibrio entre la tasa de energía recibida en el receptor de energía y la tasa de energía utilizada por el dispositivo médico. El periodo de tiempo durante el cual se determina el equilibrio es un parámetro de diseño que se adapta a las necesidades específicas de cada sistema y aplicación, y por lo tanto puede variar, pero es adecuado que esté en el rango de 50-200 ms, aunque la presente divulgación cubre cualquier rango de tiempo. Además, el periodo de tiempo durante el cual se determina el equilibrio se elige adecuadamente para que coincida con la información de retroalimentación, que, por lo tanto, también se transmite adecuadamente a intervalos de 50-200 ms, o con mayor o menor frecuencia.
[0071] El segundo parámetro, P2, se basa en información relacionada con un factor de acoplamiento entre la bobina primaria 12 y la bobina secundaria 32. Los intervalos de tiempo en los que se determina este factor de acoplamiento son un parámetro de diseño que se adapta a las necesidades específicas de cada sistema y aplicación, por lo que pueden variar. El factor
de acoplamiento también puede utilizarse como parámetro de calibración, que se determina con mucha menos frecuencia que el balance energético, o también puede controlarse simultáneamente. Sin embargo, el segundo parámetro P2 normalmente no cambiará, ya que está relacionado con el factor de acoplamiento, si la bobina externa se mantiene fija.
[0072] El sistema 100 está adaptado para tener en cuenta al menos el primer parámetro P1 y el segundo parámetro P2 con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa 10, lo que permitirá un ajuste rápido de dicho balance energético. La forma en que el sistema tiene en cuenta estos parámetros puede variar, pero a continuación se describen varias formas de hacerlo.
[0074] En un ejemplo, el equilibrio energético mencionado anteriormente es determinado por la unidad de control interna 50, adecuadamente por medio de un procesador en cooperación con una memoria en la unidad de control, mediante la recuperación de los datos necesarios para establecer el equilibrio durante el período de tiempo en cuestión. Así, el procesador comprueba la energía recibida por el receptor de energía y la energía consumida por el dispositivo médico, y determina el equilibrio.
[0076] Además, en este ejemplo, el segundo parámetro P2 también es determinado por la unidad de control interna 50, adecuadamente por el procesador y la memoria mencionados anteriormente. Como se ha mencionado, el segundo parámetro P2 se refiere al factor de acoplamiento entre la bobina primaria 12 de la fuente de energía externa 10 y la bobina secundaria 32 del receptor de energía interno 30, adecuadamente tal y como se observa durante un determinado intervalo de tiempo. Adecuadamente, pero no necesariamente, el segundo parámetro P2 es el factor de acoplamiento.
[0078] Por lo tanto, en dicho ejemplo , la unidad de control interna 50 necesita información de la unidad de control externa 20 para determinar el factor de acoplamiento. Esta información es suministrada a la unidad de control interna 50, adecuadamente de forma inalámbrica, por la unidad de control externa 20, y la unidad de control interna 20 determina entonces el factor de acoplamiento.
[0080] Cuando la unidad de control interna dispone del factor de acoplamiento y del equilibrio, tiene ambos parámetros P1 y P2, y puede entonces determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa 10 para lograr un ajuste del equilibrio energético hacia una cifra deseada. Por ejemplo, si la cifra deseada para el equilibrio es del 98 % y se ha determinado que el equilibrio es del 85 %, es necesario un aumento. Si se ha determinado que el factor de acoplamiento es ideal, es decir, del 100 %, el aumento necesario es menor que si el factor de acoplamiento fuera, por ejemplo, del 50 %.
[0082] Así, teniendo en cuenta el factor de acoplamiento y el equilibrio, la unidad de control interna llega a una conclusión sobre el «signo» de un cambio en la cantidad de energía que debe transmitirse, de modo que un aumento tiene un signo positivo, «+», una disminución tiene un signo negativo, «-», y un «estado estable» no tiene signo. A continuación, el cambio (si lo hay) se transmite a la unidad de control externa 10 como una combinación de un signo y un número que indica un porcentaje, por ejemplo, «+15», «-30», «0», etc., donde la unidad de control externa 10 los interpreta y actúa en consecuencia. En este ejemplo, la unidad de control interna 50 está dispuesta para transmitir información de forma inalámbrica a la unidad de control externa 10, adecuadamente por medio de transmisión de radio, aunque también se pueden utilizar otros medios de transmisión inalámbrica como, por ejemplo, ultrasonidos.
[0084] En otros ejemplos, también hay un tercer parámetro P3, que es utilizado por el sistema.
[0086] De manera adecuada, en esos ejemplos del sistema en los que hay tres parámetros, el sistema utiliza los tres parámetros para determinar la información de retroalimentación, y la información de retroalimentación comprende información que incluye o se refiere a la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0088] En un ejemplo, el sistema está adaptado para utilizar el segundo y tercer parámetro para determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa, y para utilizar el primer parámetro durante el funcionamiento del sistema con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa durante el funcionamiento del sistema. Así, el segundo y tercer parámetro se utilizan al inicializar el sistema, por ejemplo al encenderlo, junto con lo cual es necesario establecer el nivel de energía necesario, lo que también puede ser necesario realizar a intervalos espaciados durante el funcionamiento del sistema. Sin embargo, en este ejemplo, el primer parámetro se utiliza para regular el nivel de energía, es decir, para garantizar que la energía transmitida durante el funcionamiento del sistema se encuentre en el nivel que se ha establecido utilizando el segundo y tercer parámetro, de modo que el primer parámetro se utiliza para «ajustar» la transmisión de energía durante el funcionamiento del sistema.
[0090] Es importante comprender la diferencia entre la calibración del sistema y la retroalimentación continua y regular. La plataforma para el control de la transferencia de energía es el equilibrio energético entre la energía recibida y la utilizada por el implante (la energía utilizada incluye la energía almacenada por el implante). Sin embargo, para obtener rápidamente un nivel preciso de transferencia de energía, la transmisión se calibra inicialmente con el factor de acoplamiento, básicamente la relación entre la energía transmitida externamente y la energía recibida internamente. Además, el factor
de acoplamiento se supervisa a lo largo del tiempo para ver si es necesaria una nueva recalibración, por ejemplo, si la bobina transmisora externa se mueve en relación con la bobina receptora interna. Un movimiento rápido de la bobina externa, por ejemplo, por una acción del paciente, podría provocar un cambio tan grande en la cantidad de energía recibida que la retroalimentación regular, que normalmente se realiza en pequeños pasos, no sería lo suficientemente rápida. Por lo tanto, una nueva calibración del factor de acoplamiento podría recalibrar el nivel de transmisión de energía en un solo paso rápido. Además, dado que el implante no tolera el calor, es extremadamente importante utilizar toda la energía de manera muy eficiente. Normalmente, el implante necesita una o más tensiones fijas o quizás también niveles de corriente fijos para funcionar correctamente. Al crear un nivel de tensión fijo, el regulador de tensión necesita un cierto rango de tensión, es decir, una tensión de entrada al regulador más alto que la tensión de salida fija que suministra el regulador. Por otro lado, si esta diferencia entre la tensión de entrada y la tensión de salida fija es mayor de lo necesario, se consumirá la tensión adicional y el regulador seguirá suministrando la tensión de salida solicitada, aunque generando más calor. Por lo tanto, es de suma importancia realizar un seguimiento de cualquier diferencia de tensión o corriente en cualquier regulador del implante para optimizar el consumo de energía y la producción de calor.
[0092] En una de estas «realizaciones de tres parámetros», que se describirá con referencia a la figura 2, el sistema comprende un condensador 34 acoplado a la bobina secundaria 32. Como se muestra en la figura 2, el condensador 34 está dispuesto adecuadamente en el receptor de energía 30 y está dispuesto en paralelo con la bobina secundaria 32. Además, como se muestra en la figura 2, en un ejemplo , la bobina secundaria está conectada al dispositivo médico 40 a través de un rectificador de media onda, aquí mostrado como un diodo 33, y el condensador 34 está conectado en paralelo a la bobina secundaria 32 con el rectificador de media onda entre el condensador y la bobina secundaria 32.
[0094] El condensador 34, debido al diseño mostrado en la figura 2, almacenará energía cuando haya una tensión sobre la bobina secundaria 32, definiéndose la cantidad de energía, «E», mediante la expresión E = (V*Q)/2, donde V es la tensión sobre el condensador y Q es la carga en cada placa del condensador.
[0096] En el ejemplo con el condensador 34, el sistema de la invención está dispuesto para determinar la cantidad total de energía, «E», almacenada en el condensador 34, y el tercer parámetro P3 comprende o se basa en la cantidad total de energía, «E», almacenada en el condensador, y el sistema está adaptado para tener en cuenta el tercer parámetro P3 con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa. Por ejemplo, si E está por encima de un determinado valor umbral, la unidad de control interna 50 podría interpretarlo como una indicación de que la cantidad de energía que se va a transferir podría reducirse o, al menos, mantenerse en el mismo nivel, y si E está por debajo del valor umbral, la unidad de control interna 50 podría interpretarlo como una indicación de que la cantidad de energía que se va a transferir debería aumentarse. Por lo tanto, es conveniente que la unidad de control interna 50 supervise el nivel de energía almacenada en el condensador 34 y determine el tercer parámetro P3.
[0098] En otra «realización de tres parámetros», ilustrada esquemáticamente en la figura 3, el dispositivo médico 40 también comprende un regulador 36, ya sea un regulador de corriente o un regulador de tensión, que está dispuesto para mantener constante la corriente o la tensión en el dispositivo médico. En tal ejemplo , el sistema 300 está dispuesto para determinar una diferencia entre una tensión/corriente de entrada al regulador de tensión/corriente y la tensión o corriente que el regulador está dispuesto a mantener constante.
[0100] En este ejemplo, el sistema basa la información de retroalimentación de la unidad de control interna a la unidad de control externa en un tercer parámetro P3 que comprende o se basa en esta diferencia de tensión/corriente. El sistema 300 está así adaptado para tener también en cuenta el parámetro «regulador» P3 al determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
[0102] Como se muestra en la figura 3, el regulador 36 es, en un ejemplo, un regulador de tensión dispuesto para medir la tensión V sobre el dispositivo médico 40, como alternativa a lo cual también puede ser un regulador de corriente dispuesto para medir la corriente I al dispositivo médico 40.
[0104] En un ejemplo, el sistema comprenderá además un indicador en la fuente de energía externa, adaptado para indicar un nivel del factor de acoplamiento entre la bobina externa 12 y la bobina interna 32. En tal ejemplo , el mismo indicador u otro indicador en la fuente de energía externa se utiliza adecuadamente para indicar una colocación óptima de la bobina primaria en relación con la bobina secundaria con el fin de optimizar el factor de acoplamiento.
[0106] Como se muestra en la figura 4, en un ejemplo, el receptor de energía comprende un primer interruptor 43 que está adaptado para activar y desactivar una conexión entre la bobina secundaria 32 y el dispositivo médico 40, con el fin de permitir que el sistema mida el factor de acoplamiento cuando la conexión está desactivada. De manera adecuada, la unidad de control interna 50 se encarga del control del interruptor 43.
[0108] El sistema 100, 300 puede utilizar el interruptor como sistema de seguridad, desconectándose cuando un parámetro de seguridad determinado por la unidad de control interna relacionado con la transferencia inalámbrica de energía supera un umbral determinado.
[0109] En otro ejemplo, el receptor de energía 30 comprende un componente electrónico que está conectado a la bobina secundaria para impedir el flujo de corriente eléctrica entre la bobina secundaria 32 y el dispositivo médico 40 durante la medición de parámetros, por ejemplo, parámetros relacionados con el factor de acoplamiento. Estas mediciones se llevan a cabo adecuadamente mediante la unidad de control 50 y, en un ejemplo , el componente electrónico es el diodo 30 que se ha descrito anteriormente. Así, las mediciones pueden llevarse a cabo cuando el diodo está polarizado por la tensión causada por la tensión inductiva sobre la bobina 32, o bien la unidad de control puede hacer que el diodo se polarice para bloquear la corriente al dispositivo médico 40. Si el diodo 30 «bloquea» la conexión entre la bobina secundaria 32 y el dispositivo médico 40, la bobina secundaria 32 estará sustancialmente sin carga eléctrica cuando se mida el factor de acoplamiento, lo que es beneficioso para obtener un buen resultado de medición.
[0111] En un ejemplo, la fuente de energía externa 20 comprende un circuito electrónico (no mostrado) para comparar la información de retroalimentación con la cantidad de energía transmitida por la fuente de energía externa. Además, alternativamente, este circuito electrónico puede estar comprendido en la unidad de control 20.
[0113] En otro ejemplo, el sistema también comprende una unidad de control interna, preferentemente la unidad de control 50, que está adaptada para determinar el equilibrio energético entre la energía recibida por el receptor de energía 30 y la energía utilizada por el dispositivo médico 40; en este ejemplo , el sistema también comprende una unidad de control externa, como la unidad de control 20, que está adaptada para calibrar la transmisión de energía inalámbrica desde la fuente de energía 10 utilizando información de retroalimentación.
[0115] En un ejemplo, el sistema comprende al menos una unidad estabilizadora de energía en el dispositivo médico 40 o conectada a él, dispuesta para estabilizar la energía recibida antes de su uso por el dispositivo médico 40.
[0117] La invención no se limita a los ejemplos descritos anteriormente y mostrados en los dibujos, sino que puede variar libremente dentro del alcance de la presente invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. REIVINDICACIONES
1. Un sistema médico (100, 300) que comprende partes internas (30, 32, 41, 50) para su implantación en un paciente y partes externas (10, 12, 20) para su uso externo al paciente,
las partes externas comprenden:
una fuente de energía (10) equipada con una bobina primaria (12) para transmitir energía de forma inductiva a las partes implantables y
una unidad de control externa (20) para el control de la fuente de energía (10),
las partes internas comprenden:
un dispositivo médico alimentado eléctricamente (40, 41),
un receptor de energía (30) equipado con una bobina secundaria (32) para recibir inductivamente energía para el dispositivo médico (40, 41) desde la fuente de energía externa (10) y
una unidad de control interna (50) para el control de las partes internas,
en el que el sistema (100, 300) está dispuesto para determinar un equilibrio entre la cantidad de energía recibida en el receptor de energía (30) y la cantidad de energía utilizada por el dispositivo médico (40, 41) o almacenada en una unidad de almacenamiento de energía, y
en el que el dispositivo médico comprende al menos uno de:
un regulador de corriente (41) dispuesto para mantener una corriente constante, estando el sistema (300) dispuesto para determinar una diferencia de corriente entre una corriente de entrada al regulador de corriente (41) y la corriente que el regulador de corriente (41) está dispuesto para mantener constante, y
un regulador de tensión (41) dispuesto para mantener una tensión constante, estando el sistema (300) dispuesto para determinar una diferencia de tensión entre una tensión de entrada al regulador de tensión (41) y la tensión de salida que el regulador de tensión (41) está dispuesto para mantener constante,
y en el que el sistema está dispuesto para determinar información de retroalimentación basada en o relacionada con un tercer parámetro (P3) basado en al menos una de dicha diferencia de corriente o dicha diferencia de tensión y un segundo parámetro (P2) basado en información relacionada con un factor de acoplamiento entre la bobina primaria y la bobina secundaria;
en el que el sistema (100, 300) durante la calibración está adaptado para tener en cuenta la información de retroalimentación para determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
2. El sistema (100) según la reivindicación 1, que comprende además un condensador (34) acoplado en paralelo sobre el dispositivo médico (32), el sistema (100) está dispuesto para determinar la cantidad total de energía almacenada en dicho condensador o un parámetro relacionado con ella, en cuyo sistema la información de retroalimentación se basa en o está relacionada con un parámetro que comprende o se basa en la cantidad total de energía almacenada en el condensador, el sistema (100) está adaptado para tener en cuenta este parámetro con el fin de determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
3. El sistema (100, 300) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que la unidad de control externa está adaptada para transmitir información de forma inalámbrica a la unidad de control interna, que a su vez está adaptada para recibir información de forma inalámbrica.
4. El sistema según la reivindicación 3, en el que el tercer parámetro o la información para determinar el parámetro y el segundo parámetro se transmite desde la unidad de control externa a la unidad de control interna, y en el que la unidad de control interna está configurada para transmitir la información de retroalimentación a la unidad de control externa como información sobre la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
5. El sistema según la reivindicación 3, en el que las partes externas comprenden además una unidad de control externa para el control de la fuente de energía y en el que el tercer parámetro o el segundo parámetro o la información para determinar el tercer parámetro o el segundo parámetro se transmite desde la unidad de control externa a la unidad de control interna, en el que la unidad de control interna está configurada para transmitir la información de retroalimentación a la unidad de control externa como información sobre el tercer parámetro y el segundo parámetro, lo que permite a la unidad de control externa determinar la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa basándose en el tercer parámetro y el segundo parámetro.
6. El sistema según la reivindicación 3, en el que las partes externas comprenden además una unidad de control externa para el control de la fuente de energía y en el que al menos una parte de al menos uno de dichos terceros o segundos
parámetros o información para determinar al menos una parte de al menos uno de dichos terceros o segundos parámetros se transmite como dicha información de retroalimentación desde la unidad de control interna a la unidad de control externa, y en el que la unidad de control externa determina otros parámetros o parte de los parámetros utilizados por el sistema, así como la cantidad de energía que debe transmitir la fuente de energía externa.
7. El sistema según cualquier reivindicación anterior, que comprende además un indicador en la fuente de energía externa que está adaptado para indicar un nivel de un factor de acoplamiento, y además para indicar una colocación óptima de la bobina primaria en relación con la bobina secundaria con el fin de optimizar el factor de acoplamiento.
8. El sistema médico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partes internas comprenden además:
un interruptor adaptado para activar y desactivar una conexión entre la bobina secundaria y el dispositivo médico, y en el que la unidad de control interna está dispuesta para controlar el interruptor basándose en un parámetro determinado por la unidad de control interna en relación con la transferencia inalámbrica de energía.
9. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicha conexión entre la bobina secundaria y el dispositivo médico se activa y desactiva para permitir que el sistema mida el factor de acoplamiento cuando la conexión está desactivada.
10. El sistema de la reivindicación 8, en el que dicha conexión entre la bobina secundaria y el dispositivo médico se activa y desactiva con el fin de utilizar dicho interruptor como un sistema de seguridad, desactivándose cuando un parámetro de seguridad determinado por la unidad de control interna relacionada con la transferencia inalámbrica de energía supera un umbral determinado.
11. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el receptor de energía comprende un componente electrónico conectado a la bobina secundaria para impedir el flujo de corriente eléctrica entre la bobina secundaria y el dispositivo médico durante la medición de los parámetros relacionados con el factor de acoplamiento.
12. El sistema según la reivindicación 11, en el que el componente electrónico es un diodo.
13. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, adaptado para permitir que la bobina secundaria esté sustancialmente sin carga eléctrica cuando se mide el factor de acoplamiento.
14. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 7-13, en el que el receptor de energía comprende un rectificador de media onda para rectificar la mitad del ciclo de pulso de una señal de energía de corriente alterna recibida en el receptor de energía.
15. El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que la fuente de energía externa comprende además un circuito electrónico para comparar la información de retroalimentación con la cantidad de energía transmitida por la fuente de energía externa.
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