DE112008000456T5

DE112008000456T5 - Aktivierung chirurgischer Implantate mit codierten Sequenzen

Info

Publication number: DE112008000456T5
Application number: DE112008000456T
Authority: DE
Inventors: Edward S. Cambridge Boyden; Roderick A. Redmond Hyde; Muriel Y. Livermore Ishikawa; Eric C. St. Louis Leuthardt; Nathan P. Bellevue Myhrvold; Dennis J. Rivet; Michael A. Phoenix Smith; Thomas Allan San Mateo Weaver; Lowell L. Bellevue Wood Jr.
Original assignee: Searete LLC
Current assignee: Gearbox LLC
Priority date: 2007-02-22
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2010-01-14
Also published as: GB2480769B; US8875714B2; GB2459634A; WO2008103278A3; US20080207983A1; WO2008103279A1; GB201109072D0; JP2010518965A; GB2480769A; US20080208010A1; WO2008103278A2; GB2459634B; GB0916445D0; JP5290999B2

Abstract

Vorrichtung zur Implantation in einem Körper, die umfasst:
einen Empfänger, der auf ein Auslösersignal reagiert;
eine Authentifizierungs-Schaltungsanordnung, die an den Empfänger gekoppelt ist und so betreibbar ist, dass sie ein authentisches Auslösersignal von einem nichtauthentischen Auslösersignal unterscheidet, wobei die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung auf ein authentisches Auslösersignal reagiert, um ein Betätigungssignal zu erzeugen; und
ein betätigbares Element, das angeschlossen ist, um das Betätigungssignal zu empfangen, wobei das betätigbare Element auf das Betätigungssignal reagiert, um die Konfiguration zu ändern.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung steht mit der (den) im Folgenden aufgelisteten Anmeldung(en) (den ”verwandten Anmeldungen”) in Beziehung und beruft sich auf den Nutzen des (der) frühestens verfügbaren effektiven Einreichungsdatums (Einreichungsdaten) (beruft sich z. B. auf die frühestens verfügbaren Prioritätsdaten für andere als vorläufige Patentanmeldungen oder beansprucht die Vorteile gemäß 35 USC §119(e) für vorläufige Patentanmeldungen für irgendeine und alle Eltern-, Großeltern-, Urgroßeltern- usw. Anmeldungen der verwandten Anmeldung(en)).
Verwandte Anmeldungen:
Für die Zwecke der zusätzlich gesetzlich vorgeschriebenen USPTO-Anforderungen bildet die vorliegende Anmeldung eine Teilfortführung der US-Patentanmeldung Nr. 11/710.592 mit dem Titel CODED-SEQUENCE ACTIVATION OF SURGICAL IMPLANTS, Registernummer des Anwalts 0606-002-002A-000000, welches Edward S. Boyden, Roderick A. Hyde, Muriel Y. Ishikawa, Eric C. Leuthardt, Nathan P. Myhrvold, Dennis J. Rivet, Michael A. Smith, Thomas A. Weaver und Lowell L. Wood Jr. als Erfinder benennt, eingereicht am 22. Februar 2007, das gegenwärtig ebenfalls anhängig ist, oder ist eine Anmeldung, von der eine gegenwärtig ebenfalls anhängige Anmeldung einen Anspruch auf den Vorteil des Einreichdatums besitzt.
Das Patentamt der Vereinigten Staaten (USPTO) hat eine Nachricht des Inhalts veröffentlicht, dass die Computer-Programme des USPTO es erfordern, dass die Patentanmelder sowohl auf ein Aktenzeichen Bezug nehmen als auch angeben, ob eine Anmeldung eine Fortführung oder eine Teilfortführung ist. Stephen G. Kunin, Benefit of Prior-Filed Application, USPTO Official Gazette, 18. März 2003, verfügbar auf http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htm. Der Anmelder der vorliegenden Entität (im Folgenden ”Anmelder”) hat oben eine spezifische Bezugnahme auf die Anmeldung(en) bereitgestellt, von der (denen) die Priorität beansprucht wird, wie gesetzlich dargestellt wird. Der Anmelder versteht, dass das Gesetz in seiner spezifischen Bezugsprache unzweideutig ist und weder ein Aktenzeichen noch irgendeine Charakterisierung, wie z. B. ”Fortführung” oder ”Teilfortführung”, erfordert, um die Priorität für US-Patentanmeldungen zu beanspruchen. Ungeachtet des Vorangehenden versteht der Anmelder, dass die Computer-Programme des USPTO bestimmte Dateneingabeanforderungen besitzen, wobei folglich der Anmelder die vorliegende Anmeldung als eine Teilfortführung seiner Hauptanmeldungen (bzw. Elternanmeldungen) bezeichnet, wie oben dargelegt worden ist, aber ausdrücklich betont, dass derartige Bezeichnungen in keiner Weise als irgendein Typ des Kommentars und/oder des Eingeständnisses dessen auszulegen sind, ob die vorliegende Anmeldung zusätzlich zum Stoff seiner Hauptanmeldung(en) (bzw. Elternanmeldung(en)) irgendwelchen neuen Stoff enthält oder nicht. Der gesamte Gegenstand der verwandten Anmeldungen und von irgendeiner und allen Eltern-, Großeltern-, Urgroßeltern- usw. Anmeldungen der verwandten Anmeldungen ist durch Literaturhinweis in dem Ausmaß hierin aufgenommen, dass ein derartiger Gegenstand hiermit nicht inkonsistent ist.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Aspekt enthält eine Vorrichtung zur Implantation in einem Körper einen Empfänger, der auf eine ausgewählte raumzeitliche Signalsequenz reagiert, um ein Aktivierungssignal zu erzeugen, und ein Element, das auf das Aktivierungssignal reagiert, um aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln. Die ausgewählte raumzeitliche Signalsequenz kann räumlich getrennte und/oder zeitlich getrennte Signale enthalten, die z. B. Magnetfelder, elektrische Felder, akustische Signale, elektromagnetische Signale und/oder optische Signale enthalten können. Das Element kann so konfiguriert sein, dass es sich mit einem oder mehreren Wirbeln in Eingriff befindet (z. B. eine Rückenmarksschraube), wobei die zweite mechanische Konfiguration mehr oder weniger Belastungsabschirmung als die erste mechanische Konfiguration für die Wirbel bereitstellen kann. Das Element kann so konfiguriert sein, dass es sich mit einer knöchernen Struktur (z. B. einem Zahn) in Eingriff befindet, wobei die zweite mechanische Konfiguration mehr oder weniger Belastungsabschirmung als die erste mechanische Konfiguration für die knöcherne Struktur bereitstellen kann. Das Element kann einen Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung (z. B. einen Stent, wie z. B. einen ausdehnbaren Stent, oder eine lumendurchquerende Vorrichtung einschließlich eines physiologischen Sensors, wie z. B. einer gastrointestinalen Kamera), einen Shunt (z. B. einen zerebrospinalen Fluid-Shunt oder eine vaskuläre Conduit), einen Arzneimittelbehälter (z. B. einen Behälter, der so konfiguriert ist, dass er durch den Wechsel aus der ersten in die zweite mechanische Konfiguration ein Arzneimittel abgibt), ein künstliches Gelenk, ein Magenband, einen künstlichen Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung oder ein kosmetisches Implantat (z. B. eine Lippen-, Brust-, Pektoral- oder Deltoideus-Vergrößerung) enthalten. Das Element kann so konfiguriert sein, um es an das Wachstum des Körpers anzupassen.
In einem weiteren Aspekt enthält eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines codierten Signals für ein Implantat in einem Körper mehrere Signalisierungseinheiten, die eine ausgewählte räumliche Anordnung besitzen. Die Signalisierungseinheiten sind so beschaffen, dass sie eine raumzeitliche Signalsequenz liefern, die dem codierten Signal entspricht. Die raumzeitliche Signalsequenz kann räumlich getrennte und/oder zeitlich getrennte Signale enthalten, die z. B. Magnetfelder, elektrische Felder, akustische Signale, elektromagnetische Signale und/oder optische Signale enthalten können, wobei sie wenigstens zwei verschiedene Signalbetriebsarten enthalten kann. Die Vorrichtung kann so konfiguriert sein, dass sie einer Oberfläche des Körpers entspricht, und/oder sie kann so konfiguriert sein, dass sie am Körper zu befestigen ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Empfangseinheit enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie ein Signal von dem Implantat empfängt, wie z. B. einen Empfänger, der ein Signal empfangen kann, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Magnetfelder, elektrische Felder, akustische Signale, elektromagnetische Signale und/oder optische Signale umfasst.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zum Behandeln eines Patienten, der ein chirurgisches Implantat eines Typs besitzt, der auf eine raumzeitliche Signalsequenz reagiert, um aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln, das Lenken einer Folge von Signalen, die der raumzeitlichen Sequenz entspricht, in den Körper des Patienten. Die Folge der Signale kann räumlich getrennte und/oder zeitlich getrennte Signale enthalten, die z. B. Magnetfelder, elektrische Felder, akustische Signale, elektromagnetische Signale und/oder optische Signale enthalten können. Der Patient kann mehrere chirurgische Implantate besitzen, wobei weniger als alle der Implantate (z. B. ein Implantat) auf die raumzeitliche Signalsequenz reagieren können. Das Verfahren kann ferner das Messen eines physiologischen Parameters des Patienten (z. B. des Blutdrucks, des Herzrhythmus, des Atemrhythmus, der neurologischen Aktivität, des Blutflusses, der Sauerstoffsättigung des Blutes, des endexpiratorischen CO₂ (des CO₂ am Ende eines Atemzugs), des Drucks, der Viskosität, des Gelenkwinkels, des Vertebralwinkels, des Spinalwinkels, der mechanischen Belastung, der Scherung, des Drehmoments, des Abstands zwischen ausgewählten Bezugspunkten, der mechanischen Beanspruchung, des Moduls und/oder der Kompressibilität), und das Lenken der Folge von Signalen in Reaktion auf den gemessenen physiologischen Parameter enthalten. Das chirurgische Implantat kann so konfiguriert sein, dass es sich mit einem oder mehreren Wirbeln in Eingriff befindet, wobei die erste mechanische Konfiguration mehr oder weniger Belastungsabschirmung als die zweite mechanische Konfiguration für die Wirbel bereitstellen kann, und/oder das Implantat kann die relative Position des Wirbels ändern. Das chirurgische Implantat kann so konfiguriert sein, dass es sich mit einer knöchernen Struktur in Eingriff befindet, wobei die erste mechanische Konfiguration mehr oder weniger Belastungsabschirmung als die zweite mechanische Konfiguration für die knöcherne Struktur bereitstellen kann. Der Patient kann ein Mensch und ein Tier sein oder er kann ein Erwachsener oder ein Jugendlicher sein. Das chirurgische Implantat kann z. B. ein Zahnimplantat, ein Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, ein Stent, ein Shunt, eine gastrointestinale Kamera, ein Arzneimittelbehälter, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, ein künstlicher Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrich tung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung sein.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält ein System zum Behandeln eines Patienten eine Signalisierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine raumzeitliche Signalsequenz in den Patienten emittiert, und ein Implantat, das für die Implantation in den Patienten konfiguriert ist. Das Implantat ist so konfiguriert, dass es auf die raumzeitliche Signalsequenz durch das Wechseln aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration reagiert. Die raumzeitliche Signalsequenz kann eine räumliche und/oder eine zeitliche Anordnung von Magnetfeldern, elektrischen Feldern, akustischen Signalen, elektromagnetischen Signalen und/oder optischen Signalen enthalten. Das Implantat kann z. B. ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, ein Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, ein Stent, ein Shunt, eine gastrointestinale Kamera, ein Arzneimittelbehälter, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, ein künstlicher Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung sein.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält eine Vorrichtung zur Implantation in einen Körper einen Empfänger, der auf ein Auslösersignal reagiert, eine Authentifizierungs-Schaltungsanordnung, die an den Empfänger gekoppelt ist und betreibbar ist, um ein authentisches Auslösersignal von einem nichtauthentischen Auslösersignal zu unterscheiden, und die auf ein authentisches Auslösersignal reagiert, um ein Betätigungssignal zu erzeugen, und ein betätigbares Element, das angeschlossen ist, um ein Betätigungssignal zu empfangen, und das auf das Betätigungs signal reagiert, um die Konfiguration zu ändern. Die Vorrichtung kann ferner einen physiologischen Sensor enthalten, der so konfiguriert ist, dass er einen physiologischen Parameter im Körper (z. B. einen Parameter, der einen anomalen Zustand des Körpers angibt, wie z. B. einen Verlust des Bewusstseins, ein verändertes Bewusstsein, einen anomalen Herzrhythmus, einen anomalen Atemrhythmus, einen anomalen Blutdruck, eine anomale Blutchemie, eine Änderung der Gewebeperfusion, einen Herzinfarkt, einen Schlaganfall, eine Hypoglykämie, eine Hyperglykämie, eine Elektrolytstörung und/oder ein Hormonungleichgewicht) abtastet, wobei die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung den abgetasteten physiologischen Parameter verwenden kann, um zu bestimmen, ob ein Betätigungssignal zu erzeugen ist (z. B. nur, wenn der abgetastete physiologische Parameter einen anomalen Zustand des Körpers angibt). Die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass der physiologische Parameter einen anomalen Zustand angibt, falls er außerhalb eines ausgewählten Normalbereiches liegt, wobei sie so konfiguriert sein kann, dass sie eine Änderung des ausgewählten Normalbereiches akzeptiert. Der Empfänger kann so konfiguriert sein, dass er eines von mehreren Auslösersignalen akzeptiert, von denen jedes einem jeweiligen Erlaubnisniveau zugeordnet ist, wobei er so konfiguriert sein kann, dass er unter verschiedenen Bedingungen für verschiedene Erlaubnisniveaus ein Betätigungssignal erzeugt. Die Vorrichtung kann z. B. ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, ein Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, ein Stent, ein Shunt, eine gastrointestinale Kamera, ein Arzneimittelbehälter, ein Schrittmacher, ein Defibrillator, ein kochleares Implantat, ein Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, ein künstlicher Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung sein.
In einem weiteren Aspekt kann eine Vorrichtung für die Implantation in einem Körper einen Empfänger, der so konfiguriert ist, dass er ein erstes Signal empfängt, einen Sender, der so konfiguriert ist, dass ein zweites Signal sendet, und ein betätigbares Element, das eine therapeutische Funktion in dem Körper besitzt, enthalten. Das betätigbare Element ist so konfiguriert, dass es nach sowohl dem Empfang des ersten Signals als auch dem Senden des zweiten Signals zu betätigen ist. Der Sender kann so konfiguriert sein, dass er das zweite Signal in Reaktion auf den Empfang des ersten Signals durch den Empfänger sendet. Die Betätigung des betätigbaren Elements nach sowohl dem Empfang des ersten Signals als auch dem Senden des zweiten Signals kann eine Betätigung in Reaktion auf ein drittes Signal enthalten, das durch sowohl das erste Signal als auch das zweite Signal bestimmt ist. Der Sender, der so konfiguriert ist, dass er das zweite Signal sendet, kann ein passiver Sender, wie z. B. ein RFID, sein. Das zweite Signal kann Identifizierungsinformationen für die Vorrichtung enthalten. Die Vorrichtung kann z. B. ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, ein Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, ein Stent, ein Shunt, eine gastrointestinale Kamera, ein Arzneimittelbehälter, ein Schrittmacher, ein Defibrillator, ein kochleares Implantat, ein Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, ein künstlicher Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung sein.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zum Zugreifen auf ein Implantat in einem Körper das Iden tifizieren einer raumzeitlichen Signalsequenz, die einem Zugriffscode für das Implantat entspricht, und das Bereitstellen der identifizierten raumzeitlichen Signalsequenz dem Implantat, ohne mit dem Implantat physischen Kontakt zu haben. Die identifizierte raumzeitliche Signalsequenz kann ein Befehl für das Implantat sein, wie z. B. ein Datenwiedergewinnungsbefehl, ein Betätigungsbefehl (z. B. um das Implantat zu lenken, um aus einer ersten in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln, wie z. B. eine Konfiguration, die ein anderes Niveau der Belastungsabschirmung für eine knöcherne Struktur bereitstellt) und/oder ein Rekonfigurationsbefehl (z. B. ein Befehl, der das Verhalten einer Logikschaltung im Implantat modifiziert) sein. Der Befehl kann ein Datenwiedergewinnungsbefehl sein, der das Implantat lenkt, um einen Parameter, wie z. B. eine Implantatposition, eine Implantatform, eine Implantatidentität, Messungen eines physiologischen Parameters (z. B. des Blutdrucks, des Herzrhythmus, des Atemrhythmus, der neurologischen Aktivität, des Blutflusses, der Sauerstoffsättigung des Blutes, des endexpiratorischen CO₂, des Drucks, der Viskosität, des Gelenkwinkels, des Vertebralwinkels, des Spinalwinkels, der mechanischen Belastung, der Scherung, des Drehmoments, des Abstands zwischen ausgewählten Bezugspunkten, der mechanischen Beanspruchung, des Moduls und/oder der Kompressibilität) und/oder Messungen eines Umgebungsparameters (z. B. Temperatur, Druck, chemische Aktivität einer Substanz, chemische Konzentration einer Substanz und Beschleunigung) zurückzuschicken. Das Implantat kann z. B. ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, ein Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, ein Stent, ein Shunt, eine gastrointestinale Kamera, ein Arzneimittelbehälter, ein Schrittmacher, ein Defibrillator, ein kochleares Implantat, ein Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, ein künstlicher Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrich tung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung sein.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zum Zugreifen auf ein Implantat in einem Patienten das Empfangen der Identifizierungsinformationen für den Patienten oder für das Implantat, das Empfangen implantatspezifischer Daten, die den Identifizierungsinformationen entsprechen, das Erzeugen eines codierten Signals in Reaktion auf die empfangenen implantatspezifischen Daten und das Senden des codierten Signals zum Implantat. Das Empfangen der Identifizierungsinformationen kann das Abfragen des Implantates in dem Patienten und/oder das Zugreifen auf eine Kompilation der Identifizierungsinformationen enthalten. Die implantatspezifischen Daten können einen Zugriffscode für das Implantat und/oder einen Ort für das Implantat enthalten. Das Erzeugen des codierten Signals kann das Bestimmen eines Signals, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, aus einer ersten in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln, und/oder das Bestimmen eines Signals, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, die Informationen aus dem Körper zu senden, enthalten. Das Implantat kann eine Logikschaltungsanordnung enthalten, wobei das Erzeugen des codierten Signals das Bestimmen eines Signals enthalten kann, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, seine Logikschaltungsanordnung zu modifizieren.
In einem nochmals weiteren Aspekt enthält ein Verfahren zum Betreiben eines Implantats in dem Körper das Empfangen einer mit dem Implantat korrelierten raumzeitlichen Signalsequenz und das Reagieren auf die mit dem Implantat korrelierte raumzeitliche Signalsequenz durch das Ausführen einer Handlung. Das Reagieren auf die mit dem Implan tat korrelierte raumzeitliche Signalsequenz kann das Bestimmen enthalten, ob es sich herausstellt, dass die raumzeitliche Signalsequenz von einem Sender ausgeht, der die Erlaubnis besitzt, das Implantat zu betätigen. Das Ausführen einer Handlung kann das Wechseln aus einer ersten in eine zweite mechanische Konfiguration, das Senden von Informationen aus dem Körper (z. B. eines physiologischen Parameters, eines Umgebungsparameters und/oder von Identifizierungsinformationen für das Implantat) und/oder das Bestimmen eines Erlaubnisniveaus für die mit dem Implantat korrelierte raumzeitliche Signalsequenz enthalten. Das Implantat kann eine Logikschaltungsanordnung enthalten, die die Reaktion auf die raumzeitlichen Signalsequenzen bestimmt, wobei das Ausführen einer Handlung außerdem oder alternativ das Modifizieren der Logikschaltungsanordnung enthalten kann.
Die vorhergehende Zusammenfassung ist lediglich veranschaulichend und in keiner Weise als einschränkend beabsichtigt. Zusätzlich zu den obenbeschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale unter Bezugnahme auf die Zeichnung und die folgende ausführliche Beschreibung offensichtlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Schema eines Spinalimplantats.
2 ist ein Schema eines Gewebeexpanders.
3 ist ein Schema eines ausdehnbaren Stents.
4 ein Schema eines künstlichen Schließmuskels in einem ausgedehnten Zustand.
5 ist ein Schema des künstlichen Schließmuskels nach 4 in einem eingezogenen Zustand.
6 ist ein Schema einer Signalisierungsvorrichtung.
7 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Behandeln eines Patienten veranschaulicht.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Betreiben eines Implantats in einem Körper veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die einen Teil von ihr bildet. In der Zeichnung identifizieren ähnliche Symbole typischerweise ähnliche Komponenten, es sei denn, der Kontext schreibt es anderweitig vor. Die in der ausführlichen Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen sind nicht als einschränkend gemeint. Es können andere Ausführungsformen verwendet werden oder es können andere Änderungen ausgeführt werden, ohne vom Erfindungsgedanken oder Umfang des hier dargestellten Gegenstands abzuweichen.
Die Verbindung benachbarter Wirbel oder anderer Knochen über Spinalschrauben (z. B. Pedikelschrauben) oder andere mechanische Strukturen ist in der Chirurgie üblich, wie z. B. Wirbelsäulenversteifungen (die typischerweise die Entfernung einer oder mehrerer Bandscheiben und oft das Füllen des intervertebralen Raums mit autologem oder exogenem Knochen oder mit einem mechanischen Konstrukt umfassen). Die Implantate können sich jedoch während der Zeit in einer ungesteuerten Weise verschieben, was be wirkt, dass sie beim Aufrechterhalten der Ausrichtung weniger wirksam werden. Wenn außerdem die Implantatstruktur zu stark ist, kann sie der Wirbelsäule zu viel Belastungsabschirmung bereitstellen, was potentiell zum Knochenverlust führt.
1 ist eine Seitenansicht von zwei Wirbeln 10, die mittels eines Spinalimplantats 12, das die Pedikelschrauben 14 und den Verbinder 16 enthält, aneinander befestigt sind. Der Verbinder 16 besitzt eine einstellbare Länge und/oder Starrheit. Die Ausdehnung der Länge des Verbinders 16 oder die Vergrößerung seiner Starrheit verschiebt im Allgemeinen die mechanische Belastung vom Wirbel 10 zum Implantat 12. Der Verbinder 16 stellt seine Länge und/oder seine Starrheit in Reaktion auf eine raumzeitliche Signalsequenz ein, die typischerweise (aber nicht notwendigerweise) von außerhalb des Körpers empfangen wird. In einer Ausführungsform umfasst der Verbinder 16 z. B. zwei oder mehr Platten 18, die durch einen oder mehrere Stifte 20 verbunden sind, die durch die Anwendung eines räumlichen Musters von Magnetfeldern (z. B. eine Anordnung von Magnetpolen, die ausgewählte Polaritäten besitzen), die als ein magnetischer ”Schlüssel” für die ”Verriegelung” des Implantats wirken, verschoben werden können. In der gezeigten Ausführungsform verringert das Zurückziehen der Stifte die Starrheit des Implantats 12 und verschiebt die Belastung zur Wirbelsäule. Wenn das Implantat in einem Patienten angeordnet wird, kann der Arzt die Wirbelsäulenheilung (z. B. unter Verwendung von Röntgen, MRI, CT-Abtastung oder anderer diagnostischer Verfahren) überwachen und die Starrheit des Implantats von fern einstellen, um das erneute Wachstum der Knochen zu fördern.
Die auf die raumzeitlichen Signalsequenzen reagierenden Implantate können eine breite Vielfalt von Formen anneh men und auf eine breite Vielfalt von Signalbetriebsarten reagieren. Die raumzeitlichen Signalsequenzen können Muster in Zeit und/oder Raum von elektrischen Feldern, Magnetfeldern, elektromagnetischen Feldern, akustischen Signalen, optischen Signalen oder Kombinationen irgendwelcher der Obigen enthalten. Ein Implantat kann z. B. auf ein akustisches Signal, gefolgt von einem Magnetfeld (eine zeitliche Sequenz sich unterscheidender Signalbetriebsarten), einen Satz von magnetischen Polen in einer definierten räumlichen Anordnung (eine räumliche Sequenz ähnlicher Signalbetriebsarten) oder ein Paar optischer Signale in einer definierten räumlichen Anordnung, gefolgt von einem elektrischen Feld mit definierten Eigenschaften (raumzeitliche Sequenz sich unterscheidender Signalbetriebsarten) reagieren. Die Implantattypen können z. B. jene enthalten, die sich mit knöchernen Strukturen in Eingriff befinden (z. B. das in 1 gezeigte Spinalstützimplantat, Strukturen, die andere Gelenke unterstützen, Strukturen, die Frakturen unterstützen oder Strukturen, die so konfiguriert sind, dass sie das Knochenwachstum und/oder das erneute Wachstum der Knochen beeinflussen, wie z. B. kieferorthopädische Implantate oder Stützapparate für die Behandlung der Skoliose), Gewebeexpander, intraluminale Vorrichtungen (z. B. einen Stent, wie z. B. einen ausdehnbaren Stent, oder eine Vorrichtung, die ein Lumen durchquert, wie z. B. eine gastrointestinale Kamera), Shunts (z. B. einen CSF-Shunt oder eine vaskuläre Conduit), einen Arzneimittelbehälter, ein Magenband, einen künstlichen Schließmuskel oder ein kosmetisches Implantat (z. B. eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung oder eine Deltoideus-Vergrößerung). In einigen Ausführungsformen können die Implantate für die Verwendung in pädiatrischen Patienten konfiguriert sein, wobei sie so konfiguriert sein können, dass sie aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration wechseln, um sich an das Patientenwachstum anzupassen.
2 zeigt einen Gewebeexpander 30, der auf eine raumzeitliche Signalsequenz reagiert. Gewebeexpander werden im Allgemeinen verwendet, um die Haut auszudehnen, um sie von einem Bereich des Körpers zu einem anderen zu verpflanzen, wobei auf sie typischerweise durch eine Injektionsöffnung zugegriffen wird, in die ein Chirurg periodisch über einen Verlauf von Wochen eine Salzlösung injiziert, um die Haut allmählich über den Expander zu dehnen. Der in 2 gezeigte Gewebeexpander 30 ist so konfiguriert, dass er sich ohne die Notwendigkeit für Salzlösungsinjektionen mechanisch ausdehnt, andere Konfigurationen können aber einen Salzlösungsbehälter enthalten. Der Expander 30 enthält einen Empfänger 32, der auf eine oder mehrere raumzeitliche Signalsequenzen reagiert und der mit einem Ausdehnungselement 34 verbunden ist, das sich in Reaktion auf die Signalsequenz(en) ausdehnt (und/oder zusammenzieht). Das Ausdehnungselement 34 ist subkutan zwischen der Haut 36 und dem darunterliegenden Muskel 38 angeordnet. Wie gezeigt ist, enthält das Ausdehnungselement 34 einen mechanischen Expander im ”Akkordeon”-Stil, es können aber andere Mechanismen verwendet werden, die das Volumen des Hohlraums ausdehnen können, ohne die Haut 36 oder das Muskelgewebe 38 unannehmbar zu beschädigen. In einer (nicht gezeigten) Ausführungsform kann das Ausdehnungselement ein flexibler Beutel sein, der aus einem in einem Körperhohlraum gelagerten Behälter mit einem Fluid gefüllt wird. In derartigen Ausführungsformen kann das Fluid aus dem Behälter in den Beutel (und in einigen Ausführungsformen aus dem Beutel in den Behälter) gepumpt werden. Alternativ kann der Beutel mit einem geeigneten Körperfluid (z. B. Blutserum) gefüllt werden, welches natürlich durch den Körper ersetzt werden kann.
3 zeigt einen ausdehnbaren Stent 60. Der Stent 60 enthält einen biokompatiblen Drahtrahmen 62 und zwei Aktuatorringe 64. Die Aktuatorringe 64 sind so konfiguriert, dass sie sich in Reaktion auf eine oder mehrere raumzeitliche Signalsequenzen ausdehnen und/oder zusammenziehen und dadurch den Drahtrahmen 62 ausdehnen oder zusammenziehen, der den Körper des Stents bildet. Die Größe des Stents kann nach der Anordnung im Körper durch die Ausdehnung und/oder das Zusammenziehen der Ringe, entweder während oder unmittelbar nach der Anordnung (z. B. für den anfänglichen Einsatz des Stents), oder zu einem späteren Zeitpunkt (z. B. um ein Gefäß, das verstopft wird, ohne die Notwendigkeit für weitere operative Eingriffe weiter auszudehnen) eingestellt werden.
4 und 5 zeigen einen künstlichen Schließmuskel 100 in den ausgedehnten bzw. eingezogenen Zuständen. Der künstliche Schließmuskel kann z. B. verwendet werden, um einen Schließmuskel zu ersetzen oder zu vergrößern, wie z. B. den ösophagealen, pylorischen, urethralischen oder analen Schließmuskel. Wie gezeigt ist, umfasst der künstliche Schließmuskel eine Drahtrahmen-Ringstruktur 102, einen beweglichen inneren Ring 104 und einen festen äußeren Ring 106. In einigen Ausführungsformen zieht sich der innere Ring 104 in Reaktion auf ein codiertes Signal zusammen und/oder dehnt sich der innere Ring 104 in Reaktion auf ein codiertes Signal aus, wobei sich die Drahtrahmenelemente 102 in Reaktion drehen, während sich in anderen Ausführungsformen die Drahtrahmenelemente in Reaktion auf das codierte Signal aktiv bewegen. Der innere Ring 104 oder die Drahtrahmenelemente 102 können z. B. Memory-Legierungen, piezoelektrische Elemente, magnetostriktive Elemente, Memory-Polymere oder andere aktive Materialien enthalten, die auf eine raumzeitliche Signalsequenz reagieren. In einigen Ausführungsformen können verschiedene Abschnitte des Schließmuskels 100 verschie dene dieser Materialien umfassen, so dass eine Kombination der Signale erforderlich ist, um den Schließmuskel zu betätigen. Der Schließmuskel 100 kann ferner eine (nicht gezeigte) Schaltungsanordnung zum Verarbeiten des codierten Eingangssignals umfassen, um seine mechanische Reaktion zu bestimmen. Der Schließmuskel kann z. B. eine Authentifizierungs-Schaltungsanordnung enthalten, die die empfangenen Signale verarbeitet, um zu bestimmen, dass sie von einem autorisierten Anwender ausgehen. Diese Authentifizierungs-Schaltungsanordnung kann dabei helfen, sicherzustellen, dass der Schließmuskel nur durch den Patienten und/oder seinen Arzt geöffnet oder geschlossen werden kann. Eine Ersetzung des urethralischen oder analen Schließmuskels kann z. B. so konfiguriert sein, dass sie in Reaktion auf eine vom Patienten empfangene raumzeitliche Signalsequenz (die z. B. einen patientenspezifischen Code enthält) geöffnet wird, was es dem Patienten erlaubt, sich selbst geeignet zu erleichtern, was es aber keinem unbeabsichtigt empfangenen Signal (z. B. von einem weiteren Patienten mit einem ähnlichen Implantat) erlaubt, den Schließmuskel zu öffnen.
Eine breite Vielfalt anderer Implantate kann mittels raumzeitlicher Signalsequenzen betätigt werden. Einige chirurgische Gewichtsverlust-Behandlungen umfassen z. B. das künstliche Einschnüren des Magens, um von einem Überessen abzuhalten. In einer Ausführungsform kann ein Magenband oder ein anderes bariatrisches Implantat über eine raumzeitliche Signalsequenz eingestellt werden (die z. B. das Band allmählich lockert, wie der Patient bessere Essgewohnheiten entwickelt). In einer weiteren Ausführungsform kann eine intraluminale Vorrichtung (z. B. eine gastrointestinale Kamera) ferngesteuert werden, um z. B. die Datenrate oder die Aufenthaltszeit zu ändern, wenn die Kamera durch einen interessierenden Bereich hindurchgeht. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Shunt von fern einstellbar sein (z. B. kann ein CSF-Shunt über eine raumzeitliche Signalsequenz eingestellt werden, um den Druck des Spinal-Fluids einzustellen, oder kann eine vaskuläre Conduit in einem pädiatrischen Patienten eingestellt werden, um sie an das Wachstum anzupassen). In einer weiteren Ausführungsform kann ein Arzneimittelbehälter seine mechanische Konfiguration wechseln, um ein Arzneimittel in Reaktion auf eine Signalsequenz abzugeben. In einer weiteren Ausführungsform kann eine kieferorthopädische Vorrichtung (z. B. Zahnklammern oder eine Zahnspange (bzw. ein Retainer)) auf eine Signalsequenz reagieren. In einer noch weiteren Ausführungsform kann ein kosmetisches Implantat (z. B. eine Vergrößerung für die Lippe, die Brust, den Brustmuskel oder den Deltoideus-Muskel) auf die Signalsequenz reagieren. Die Größe eines Brustimplantats könnte z. B. über eine Periode von vielen Tagen allmählich vergrößert werden, was es der Haut erlaubt, sich allmählich auszudehnen, wie oben in Verbindung mit dem Gewebeexpander beschrieben worden ist. Die kosmetischen Implantate können außerdem für eine langfristige Neuformung konfiguriert sein, z. B. in Reaktion auf soziale Normen, wie eine Person altert und/oder sich von einer sozialen Gemeinschaft in eine andere bewegt.
In einigen Ausführungsformen kann das Implantat teilweise unter der Steuerung des Patienten angeordnet werden. Für eine kieferorthopädische Vorrichtung kann z. B. eine fortschreitende schrittweise Verschiebung der Zähne erreicht werden, indem ein Patient mit einer Signalisierungsvorrichtung versehen wird und er unterwiesen wird, sie zu betätigen, wenn die Zähne nicht länger nach der vorhergehenden Verschiebung wehtun. Ähnlich kann einem Patienten eine (möglicherweise eingeschränkte) Steuerung über ein Magenband gegeben werden, die die Rate der allmählichen Lockerung des Bandes steuert.
6 zeigt eine Signalisierungsvorrichtung 130, um einem Implantat im Körper ein codiertes Signal bereitzustellen. Wie gezeigt ist, enthält die Vorrichtung 130 dreizehn magnetische Signalisierungseinheiten 132, von denen jede so konfiguriert ist, dass sie ein Magnetfeld erzeugt, das eine ausgewählte Stärke und Polarität besitzt, wobei aber andere Signalisierungsmodalitäten, wie z. B. elektrische Felder, elektromagnetische Signale, akustische Signale oder optische Signale, außerdem verwendet werden können. Eine Steuereinrichtung 134 an der Basis der Vorrichtung erlaubt dem Anwender, eine gewünschte Polarität und/oder Feldstärke für jede Signalisierungseinheit 132 auszuwählen. In Ausführungsformen mit auswählbarer Polarität kann die Auswahl zwischen zwei entgegengesetzten Polaritäten erfolgen, oder sie kann die Möglichkeit zusätzlicher Winkel enthalten. In einigen (nicht gezeigten) Ausführungsformen können z. B. die magnetischen Signalisierungseinheiten 132 so konfiguriert sein, dass sie entweder automatisch oder manuell gedreht werden.
In einigen Ausführungsformen kann ein (nicht gezeigter) Griff vorgesehen sein, oder die Vorrichtung kann Riemen oder eine andere Vorrichtung zur Befestigung der Vorrichtung an einem Körper (z. B. die in 6 gezeigten Schlitze 136 für die Riemen) enthalten. Während in der veranschaulichten Ausführungsform die Steuereinheit 134 mit der Signalisierungsvorrichtung 130 integriert ist, kann in anderen Ausführungsformen die Steuereinheit separat sein, entweder durch ein Kabel angeschlossen, um mit der Vorrichtung 130 zu kommunizieren, oder über eine drahtlose Verbindung. In einigen (nicht gezeigten) Ausführungsformen kann die Signalisierungsvorrichtung 130 z. B. auf BLUETOOTH^TM-Signale oder andere drahtlose Protokolle reagieren.
Wie in 6 gezeigt ist, sind die Signalisierungseinheiten in einer festen Geometrie in Bezug aufeinander konfiguriert, die so ausgewählt ist, dass sie der Geometrie eines Implantats entspricht (in einigen Ausführungsformen entsprechen nicht alle der magnetischen Signalisierungseinheiten 132 der Geometrie irgendeines gegebenen Implantats; die Implantate können z. B. in mehreren Größen oder Formen vorgesehen sein, wobei verschiedene Teilmengen der magnetischen Signalisierungseinheiten 132 verschiedenen Implantatgrößen oder -formen entsprechen). In anderen Ausführungsformen kann die relative Positionierung der Signalisierungseinheiten 132 außerdem eingestellt werden. Wie gezeigt ist, ist die Signalisierungsvorrichtung 130 so konstruiert, dass sie den Umrissen eines menschlichen Rückens entspricht, aber in anderen Ausführungsformen kann sie so beschaffen sein, dass sie anderen Bereichen des menschlichen Körpers entspricht. Die Vorrichtung kann außerdem Riemen, Klebstoff oder andere (nicht gezeigte) Vorrichtungen für die Befestigung der Vorrichtung an einem Körper enthalten (z. B. für Ausführungsformen, in denen eine verlängerte Kommunikation zwischen der Signalisierungsvorrichtung und einem Implantat beabsichtigt ist). In der gezeigten Ausführungsform enthält die Signalisierungsvorrichtung außerdem eine optionale Empfangseinheit 138, die so konfiguriert sein kann, dass sie irgendwelche von verschiedenen möglichen Signalen von einem Implantat in dem Körper empfängt. Das empfangene Signal kann z. B. ein Authentifizierungssignal sein, das bestätigt, dass der Anwender der Signalisierungsvorrichtung 130 autorisiert ist, dem Implantat zu befehlen, oder es kann ein Lokalisatorsignal sein, das es dem Anwender erlaubt, zu bestimmen, ob die Signalisierungsvorrichtung 130 bezüglich des Implantats richtig positioniert ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Implantat außerdem eine Authentifizierungs-Schaltungsanordnung enthalten. Die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung kann so konfiguriert sein, dass sie die Authentizität eines empfangenen Auslösersignals bestimmt und dass sie das Implantat nur betätigt, wenn das empfangene Signal als authentisch bestimmt worden ist. Ein Implantat kann z. B. einen Code vom Patienten erfordern, bevor es betätigt werden kann, so dass es ohne die Zustimmung des Patienten nicht betätigt werden kann. In anderen Ausführungsformen kann das Implantat einen Code von einem Arzt (anstelle oder zusätzlich zu einem Code von dem Patienten) erfordern, um das Implantat zu betätigen. Ein Schrittmacher kann z. B. auf einer vorübergehenden Grundlage durch den Patienten (z. B. in Erwartung einer sportlichen Aktivität) einstellbar sein, er kann aber aus therapeutischen Gründen halbpermanent durch den Arzt eingestellt werden. Ähnlich kann ein Patient in der Lage sein, eingeschränkte kurzfristige Einstellungen an einem kochlearen Implantat auszuführen, um auf ungewöhnliche Umgebungsgeräusche zu reagieren, während sein Audiologe andere Typen der Einstellungen an der Reaktion des Implantats ausführen kann, um es an das auditive Profil des Patienten anzupassen.
Die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung kann ferner einen abgetasteten physiologischen Parameter (z. B. einen Verlust des Bewusstseins, ein verändertes Bewusstsein, einen anomalen Herzrhythmus, einen anomalen Atemrhythmus, einen anomalen Blutdruck, eine anomale Blutchemie, eine Änderung der Gewebeperfusion, einen Herzinfarkt, einen Schlaganfall, eine Hypoglykämie, eine Hyperglykämie, eine Elektrolytstörung und/oder ein Hormonungleichgewicht) verwenden, um zu bestimmen, ob ein Betätigungssignal zu senden ist (z. B. um ein Betätigungssignal nur während eines anomalen Zustands des Körpers zu senden). Ein implantierter Defibrillator kann z. B. so konfiguriert sein, dass er nur betätigt wird, wenn ein authentisches Signal empfangen wird und wenn der Patient einen anomalen Herzrhythmus zeigt. In einigen Ausführungsformen kann die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung entweder vor oder nach der Implantation in einem Patienten konfigurierbar sein. Die Schaltungsanordnung kann z. B. so konfiguriert sein, dass sie einen Bereich der Blutdrücke akzeptiert, der für einen besonderen Patienten als normal betrachtet werden kann. In einigen Ausführungsformen kann dieser Bereich eingestellt werden, nachdem das Implantat angeordnet worden ist.
Der abgetastete physiologische Parameter kann außerdem verwendet werden, um die Erlaubnisse zu ändern, die erforderlich sind, um das Implantat zu betätigen. Ein implantierter Defibrillator kann z. B. Codes sowohl vom Arzt als auch vom Patienten für die Betätigung erfordern, wenn es sich herausstellt, dass der abgetastete Herzrhythmus des Patienten normal ist (oder kann während eines normalen Herzrhythmus überhaupt nicht betätigbar sein), kann durch den Patienten oder den Arzt betätigt werden, wenn es sich herausstellt, dass das Herz mit einem anomalen Rhythmus schlägt, und kann durch irgend jemand betätigt werden, wenn das Herz aufgehört hat zu schlagen.
In den Ausführungsformen, in denen das Implantat einen physiologischen Parameter und/oder einen Umgebungsparameter (z. B. die Temperatur, den Druck, die chemische Aktivität und/oder Konzentration einer Substanz und/oder die Beschleunigung) abtastet, kann das Implantat so konfiguriert sein, dass es derartige Informationen in Reaktion auf ein Authentifizierungssignal sendet. Das Implantat kann so konfiguriert sein, dass es entweder momentane Werte des Parameters und/oder einen historischen Datensatz der früheren Werte des Parameters sendet.
7 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Behandeln eines Patienten veranschaulicht, der ein chirurgisches Implantat eines Typs besitzt, der auf eine raumzeitliche Signalsequenz reagiert, um aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln. Das Verfahren enthält das Lenken 152 einer Folge von Signalen, die der raumzeitlichen Signalsequenz entspricht, in den Körper des Patienten. Es kann außerdem das Messen 154 eines physiologischen Parameters des Patienten und das Lenken 152 der Folge von Signalen in Reaktion auf den gemessenen Parameter enthalten. Das Verfahren kann z. B. das Überwachen des Belastungsniveaus in einem Wirbel und das Senden einer Signalsequenz, um das Implantat nach 1 in Reaktion auf die überwachte Belastung einzustellen, oder das Überwachen der Blutchemie und das Einstellen eines ausdehnbaren Stents in Reaktion auf die überwachte Chemie enthalten. Andere überwachte physiologische Parameter können z. B. den Blutdruck, den Herzrhythmus, den Atemrhythmus, die neurologische Aktivität, den Blutfluss, die Sauerstoffsättigung des Blutes, das endexpiratorische CO₂, den Druck, die Viskosität, den Gelenkwinkel, den Vertebralwinkel, den Spinalwinkel, die mechanische Belastung, die Scherung, das Drehmoment, den Abstand zwischen ausgewählten Bezugspunkten, die mechanische Beanspruchung, das Modul und/oder die Kompressibilität enthalten.
Der entsprechend dem in 7 veranschaulichten Verfahren zu behandelnde Patient kann mehrere Implantate besitzen, die auf raumzeitliche Signalsequenzen reagieren. Das Lenken 152 der Folge der Signale in den Körper des Patienten kann das Lenken einer Signalsequenz enthalten, auf die weniger als alle derartigen Implantate reagieren, z. B. das Lenken eines Signals, auf das nur ein einziges Implantat reagiert. Das Verfahren kann außerdem das Ab fragen 156 des Implantats (der Implantate) für die Selbstidentifizierung enthalten. Die Implantate können einen aktiven Sender und/oder eine passive Selbstidentifizierungskomponente (wie z. B. einen RFID) enthalten, der bzw. die die Informationen über die Identität des Implantats übermitteln kann, wie z. B. den Ort, die Größe, die Form, die Seriennummern und/oder Informationen über die Typen der Signale, die verwendet werden können, um das Implantat zu betätigen.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Betreiben eines Implantats in einem Körper veranschaulicht. Das Verfahren enthält das Empfangen 172 einer mit dem Implantat korrelierten raumzeitlichen Signalsequenz und das Reagieren 174 auf die empfangene Signalsequenz durch das Ausführen einer Handlung. Einige Beispiele der Handlungen können das Wechseln 176 aus einer ersten in eine zweite mechanische Position im Körper, das Senden 178 von Informationen aus dem Körper (z. B. eines physiologischen Parameters, eines Umgebungsparameters und/oder von Identifizierungsinformationen für das Implantat), das Bestimmen 180 eines Erlaubnisniveaus für die mit dem Implantat korrelierte Signalsequenz oder das Modifizieren 182 einer internen Logikschaltungsanordnung, die die Reaktion auf die raumzeitliche Signalsequenzen bestimmt (z. B. das Ändern eines ”normalen” Bereichs eines physiologischen Parameters und/oder das Hinzufügen eines autorisierten Anwenders) sein. Das Reagieren kann außerdem das Bestimmen 184 enthalten, ob es sich herausstellt, dass die raumzeitliche Signalsequenz von einem Sender ausgeht, der die Erlaubnis besitzt, das Implantat zu betätigen.
Während verschiedene Aspekte und Ausführungsformen hierin offenbart worden sind, werden für die Fachleute auf dem Gebiet andere Aspekte und Ausführungsformen offensichtlich sein. Die verschiedenen hierin offenbarten Aspekte und Ausführungsformen dienen Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend beabsichtigt, wobei der wahre Umfang und der wahre Erfindungsgedanke durch die folgenden Ansprüche angegeben sind.
Zusammenfassung
Implantate, die auf raumzeitliche Signalsequenzen reagieren, und Verfahren zum Betreiben der Implantate durch das Senden raumzeitlicher Signalsequenzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Stephen G. Kunin, Benefit of Prior-Filed Application, USPTO Official Gazette, 18. März 2003 [0003]
- http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htm [0003]

Claims

Vorrichtung zur Implantation in einem Körper, die umfasst: einen Empfänger, der auf ein Auslösersignal reagiert; eine Authentifizierungs-Schaltungsanordnung, die an den Empfänger gekoppelt ist und so betreibbar ist, dass sie ein authentisches Auslösersignal von einem nichtauthentischen Auslösersignal unterscheidet, wobei die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung auf ein authentisches Auslösersignal reagiert, um ein Betätigungssignal zu erzeugen; und ein betätigbares Element, das angeschlossen ist, um das Betätigungssignal zu empfangen, wobei das betätigbare Element auf das Betätigungssignal reagiert, um die Konfiguration zu ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen physiologischen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er einen physiologischen Parameter im Körper abtastet, wobei die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung den abgetasteten physiologischen Parameter verwendet, um zu bestimmen, ob ein Betätigungssignal zu erzeugen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung so konfiguriert ist, dass sie ein Betätigungssignal nach dem Empfang des Auslösersignals nur dann erzeugt, wenn der abgetastete physiologische Parameter einen anomalen Zustand des Körpers angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der anomale Zustand des Körpers aus der Gruppe ausgewählt wird, die den Verlust des Bewusstseins, das veränderte Bewusstsein, den anomalen Herzrhythmus, den anomalen Atemrhythmus, den anomalen Blutdruck, die anomale Blutchemie, die Änderung der Gewebeperfusion, den Herzinfarkt, den Schlaganfall, die Hypoglykämie, die Hyperglykämie, die Elektrolytstörung und das Hormonungleichgewicht umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung so konfiguriert ist, dass sie bestimmt, dass der physiologische Parameter einen anomalen Zustand angibt, falls der physiologische Parameter außerhalb eines ausgewählten Normalbereichs liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung so konfiguriert ist, dass sie eine Änderung im ausgewählten Normalbereich akzeptiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Empfänger so konfiguriert ist, dass er irgendeines von mehreren Auslösersignalen akzeptiert, wobei jedes Auslösersignal einem entsprechenden Erlaubnisniveau zugeordnet ist, und bei der die Authentifizierungs-Schaltungsanordnung so konfiguriert ist, dass sie unter verschiedenen Bedingungen für verschiedene Erlaubnisniveaus ein Betätigungssignal erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, einen Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, einen Stent, einen Shunt, eine gastrointestinale Kamera, einen Arzneimittelbehälter, einen Schrittmacher, einen Defibrillator, ein kochleares Implantat, einen Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, einen künstlichen Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung und eine Deltoideus-Vergrößerung umfasst.
Vorrichtung zur Implantation in einem Körper, die umfasst: einen Empfänger, der so konfiguriert ist, dass er ein erstes Signal empfängt; einen Sender, der so konfiguriert ist, dass er ein zweites Signal sendet; und ein betätigbares Element, das eine therapeutische Funktion in dem Körper besitzt, wobei das betätigbare Element so konfiguriert ist, dass es nach sowohl dem Empfang des ersten Signals als auch dem Senden des zweiten Signals zu betätigen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Sender so konfiguriert ist, dass er das zweite Signal in Reaktion auf den Empfang des ersten Signals durch den Empfänger sendet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Betätigung des betätigbaren Elements nach sowohl dem Empfang des ersten Signals als auch dem Senden des zweiten Signals die Betätigung in Reaktion auf ein durch sowohl das erste Signal als auch das zweite Signal bestimmtes drittes Signal umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der zum Senden des zweiten Signals konfigurierte Sender ein passiver Sender ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei dem der passive Sender ein RFID ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der das zweite Signal Identifizierungsinformationen für die Vorrichtung enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Vorrichtung aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, einen Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, einen Stent, einen Shunt, eine gastrointestinale Kamera, einen Arzneimittelbehälter, einen Schrittmacher, einen Defibrillator, ein kochleares Implantat, einen Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, einen künstlichen Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung und eine Deltoideus-Vergrößerung umfasst.
Verfahren zum Zugreifen auf ein Implantat in einem Körper, das umfasst: Identifizieren einer raumzeitlichen Signalsequenz, die einem Zugriffscode für das Implantat entspricht; und Bereitstellen der identifizierten raumzeitlichen Signalsequenz dem Implantat, ohne mit dem Implantat physischen Kontakt zu haben.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem das Identifizieren einer raumzeitlichen Signalsequenz, die einem Zugriffscode entspricht, das Identifizieren einer raumzeitlichen Signalsequenz umfasst, die einem Befehl für das Implantat entspricht.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Befehl aus der Gruppe ausgewählt ist, die Datenwiedergewinnungsbefehle, Betätigungsbefehle und Rekonfigurationsbefehle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Befehl ein Datenwiedergewinnungsbefehl ist, der das Implantat lenkt, um einen Parameter zurückzuschicken, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Implantatposition, die Implantat form, die Implantatidentität, Messungen eines physiologischen Parameters und Messungen eines Umgebungsparameters umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Datenwiedergewinnungsbefehl das Implantat lenkt, eine Messung eines physiologischen Parameters zurückzuschicken, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die den Blutdruck, den Herzrhythmus, den Atemrhythmus, die neurologische Aktivität, den Blutfluss, die Sauerstoffsättigung des Blutes, das endexpiratorische CO₂, den Druck, die Viskosität, den Gelenkwinkel, den Vertebralwinkel, den Spinalwinkel, die mechanische Belastung, die Scherung, das Drehmoment, den Abstand zwischen ausgewählten Bezugspunkten, die mechanische Beanspruchung, das Modul und die Kompressibilität umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Datenwiedergewinnungsbefehl das Implantat lenkt, eine Messung eines Umgebungsparameters zurückzuschicken, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die die Temperatur, den Druck, die chemische Aktivität einer Substanz, die chemische Konzentration einer Substanz und die Beschleunigung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Befehl ein Betätigungsbefehl ist, der das Implantat lenkt, aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem sich das Implantat mit einer knöchernen Struktur in Eingriff befindet und bei dem eine zweite mechanische Konfiguration der knöchernen Struktur ein anderes Niveau der Belastungsabschirmung als die erste mechanische Konfiguration bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Befehl ein Rekonfigurationsbefehl ist, der das Verhalten einer Logikschaltung in dem Implantat modifiziert.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Implantat aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Knochenimplantat, ein Spinalimplantat, ein Zahnimplantat, einen Gewebeexpander, eine intraluminale Vorrichtung, einen Stent, einen Shunt, eine gastrointestinale Kamera, einen Arzneimittelbehälter, einen Schrittmacher, einen Defibrillator, ein kochleares Implantat, einen Gehirnstimulator, ein künstliches Gelenk, ein Magenband, einen künstlichen Schließmuskel, eine kieferorthopädische Vorrichtung, ein kosmetisches Implantat, eine Lippenvergrößerung, eine Brustvergrößerung, eine Pektoral-Vergrößerung und eine Deltoideus-Vergrößerung umfasst.
Verfahren zum Zugreifen auf ein Implantat in einem Patienten, das umfasst: Empfangen von Identifizierungsinformationen für den Patienten oder für das Implantat; Wiedergewinnen von implantatspezifischen Daten, die den Identifizierungsinformationen entsprechen; Erzeugen eines codierten Signals in Reaktion auf die wiedergewonnenen implantatspezifischen Daten; und Senden des codierten Signals an das Implantat.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Empfangen der Identifizierungsinformationen das Abfragen des Implantats in dem Patienten enthält.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Empfangen der Identifizierungsinformationen das Zugreifen auf eine Kompilation der Identifizierungsinformationen enthält.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die implantatspezifischen Daten einen Zugriffscode für das Implantat enthalten.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die implantatspezifischen Daten einen Ort für das Implantat in dem Patienten enthalten.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Erzeugen des codierten Signals das Bestimmen eines Signals enthält, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration zu wechseln.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Erzeugen des codierten Signals das Bestimmen eines Signals enthält, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, Informationen aus dem Körper zu senden.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem das Implantat eine Logikschaltungsanordnung enthält und bei dem das Erzeugen des codierten Signals das Bestimmen eines Signals enthält, das betreibbar ist, um das Implantat zu veranlassen, seine Logikschaltungsanordnung zu modifizieren.
Verfahren zum Betreiben eines Implantats in einem Körper, das umfasst: Empfangen einer mit dem Implantat korrelierten raumzeitlichen Signalsequenz; und Reagieren auf die mit dem Implantat korrelierte raumzeitliche Signalsequenz durch das Ausführen einer Handlung.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Reagieren auf die mit dem Implantat korrelierte raumzeitliche Signalse quenz das Bestimmen umfasst, ob es sich herausstellt, dass die raumzeitliche Signalsequenz von einem Sender ausgeht, der die Erlaubnis sitzt, das Implantat zu betätigen.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Ausführen einer Handlung das Wechseln aus einer ersten mechanischen Konfiguration in eine zweite mechanische Konfiguration umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Ausführen einer Handlung das Senden von Informationen aus dem Körper umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die gesendeten Informationen einen physiologischen Parameter enthalten.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die gesendeten Informationen einen Umgebungsparameter enthalten.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die gesendeten Informationen Identifizierungsinformationen für das Implantat enthalten.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Ausführen einer Handlung das Bestimmen eines Erlaubnisniveaus für die mit dem Implantat korrelierte raumzeitliche Signalsequenz umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Implantat eine Logikschaltungsanordnung umfasst, die die Reaktion auf raumzeitliche Signalsequenzen bestimmt, und bei dem das Ausführen einer Handlung das Modifizieren der Logikschaltungsanordnung umfasst.