通信装置和方法制造方法及图纸

一种用于感测数据的可植入装置包括被配置为与植入物耦合的皮下传感器。可植入装置被可操作地配置为经皮地无线传输由皮下传感器感测到的数据。传感器可被经皮地无线供电。可利用超声波提供数据和/或电力的传输。传感器可与被配置为接收超声波的压电换能器电通信。

Communication devices and methods

An implantable device for sensing data includes a subcutaneous sensor configured to couple with the implant. The implantable device is operatively configured to transmit data sensed by a subcutaneous sensor wirelessly through the skin. Sensors can be wirelessly powered percutaneously. Ultrasound can be used to provide data and/or power transmission. The sensor can communicate electronically with a piezoelectric transducer configured to receive ultrasound.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通信装置和方法对其他申请的交叉引用本申请要求于2016年7月18日提交的待决的美国临时专利申请No.62/363,340的优先权和权益，该美国临时专利申请的内容以引用方式全部并入。
本公开涉及医疗装置领域。更具体地，本公开涉及包括皮下传感器的可植入装置，所述可植入装置被配置为经皮地传输数据。
技术介绍
医疗植入物，尤其是在处于受试者或患者体内的同时是可调节(诸如，可旋转或可伸展的)的医疗植入物，在体内被施加各种力。例如在肢体延长和脊柱可调节外科手术中使用这些可调节医疗植入物来分别治疗诸如肢体畸形和脊柱侧凸的病症。通常，这些可调节医疗植入物被固定于一个或更多个骨骼，并且随着时间推移而逐步调节这些医疗植入物，直到达到所期望的结果。然而，这些外科植入物和手术并不包括特别地在植入了植入物之后以及在治疗过程(即，调节可调节植入物)期间在体内测量植入部位处存在的状况(诸如，力)的准确的非侵入式装置。所需要的是某种非侵入性地在体内对植入部位处存在的状况执行所需测量的装置和方法。附图说明为了进一步例示本公开的优点和特征，将参照附图中例示的本专利技术的特定实施方式来呈现本专利技术的更具体的描述。要理解，这些附图将不被视为限制了范围。利用附图将通过附加的特征和细节来描述和说明本专利技术，在附图中：图1示出传感器系统的实施方式的剖视图。图2示出传感器系统的另一实施方式的详细剖视图。图3示出传感器系统的又一实施方式的部分视图。图4示出传感器系统的实施方式的流程图。图5示出根据传感器系统的实施方式的用载波信号进行调制的技术。图6A至图6C例示根据传感器系统的实施方式的移动装置上的图形用户界面。图7A至图7C例示根据传感器系统的实施方式的移动装置上的图形用户界面。图8A至图8D例示根据传感器系统的实施方式的移动装置上的图形用户界面。图9例示传感器系统的实施方式中的存储在移动装置上的计算机可执行指令的流程图。图10例示与传感器系统的实施方式中的在植入物上测得的力相比的施加在固定装置上的力的图形视图。图11A例示根据传感器系统的实施方式的施加到植入物的正弦电压和检测到的振动。图11B例示根据传感器系统的实施方式的两个压电换能器之间的声能传递，其中，一个换能器正激励另一个换能器。因这两个换能器之间产生了距离，响应被延迟。
技术实现思路
在第一方面，本公开提供了一种系统，该系统包括用于感测数据的可植入装置。可植入装置包括被配置为与植入物耦合的皮下传感器。植入物可以是脊柱杆、髓内杆或棘突间隔物。装置被可操作地配置为经皮地无线传输由皮下传感器感测到的数据。装置可被配置为可操作地从超声波接收能量并且向所述皮下传感器提供能量。超声波的频率可大于大约20千赫。装置可包括与皮下传感器通信的压电换能器。压电换能器可被配置为利用超声波经皮地接收能量。压电换能器可被配置为经皮地无线传输感测到的数据。被无线传输的所述感测到的数据可以是通过大约2.4至2.485GHz的医用无线电频带中的短波长超高频无线电波传输的。可利用超声波传输被无线传输的感测到的数据。在第二方面，本公开提供了一种经皮地传输来自位于受试者体内的皮下传感器的数据的方法。该方法包括：将电力经皮地无线传输到皮下传感器：用皮下传感器感测数据；并且经皮地传输来自皮下传感器的感测到的数据。感测到的数据可以是力数据、温度数据、电数据、pH数据、距离数据、压力数据、生物分子数据或其组合。感测到的数据可被皮下或皮肤外部的接收器接收。接收器可被配置为将数据经皮地传输到移动装置。感测到的数据可以是通过大约2.4至2.485GHz的医用无线电频带中的短波长超高频无线电波传输到移动装置的。该方法可包括在无线传输期间对感测到的数据进行幅度调制。在第三方面，本专利技术提供了一种植入物套件。该植入物套件包括被配置为植入受试者中的植入物以及被配置为与植入物耦合的皮下力传感器。皮下传感器被配置为无线地接收电力。具体实施方式虽然已描述了本公开的特定实施方式，但是这些参照不旨在被解释为对本公开的范围的限制，除非在权利要求书中有阐述。参照图1和图2，系统10的实施方式包括可植入装置12，可植入装置12用于植入受试者或患者2(特别地，人)。人类受试者2可以是任何年龄或体型。可植入装置12包括一个或更多个皮下传感器14，皮下传感器14被配置为联接于植入物16，或者联接于植入物16。传感器14可测量力、温度、电、pH、距离、压力和生物分子，并且可传输包括这些测量值的数据。在其中传感器14是力传感器的系统10的实施方式中，传感器14可测量0至300磅、0至200磅、0至100磅、0至50磅或其任何子范围的力。传感器14可以是例如电容型、电阻型、应变仪、微机械型、压电型或其任何组合。感测到的数据也可具有数据准确性。在力的情况下，传感器14可具有+/-5磅、+/-2磅、+/-1磅、+/-0.5磅或其任何子范围的数据准确性。举例来说，植入物16可以是脊柱杆或髓内杆。传感器14可接触力-负荷耦合器18，力-负荷耦合器18被配置为连接在植入物16和传感器14之间。力-负荷耦合器18可具有表面19，表面19的形状与传感器14的接触表面21互补，其中，耦合器18与传感器14连接，使得传感器14和耦合器18抵抗横向移动。耦合器18可具有凸轮20，凸轮20一体地形成在耦合器18中并且设置在耦合器18的与传感器14相对的一侧。一个或多个止推轴承22可形成在植入物14内并且设置在凸轮20的相对侧，以将来自植入物14的力传递到耦合器18进而传递到传感器14。一个或更多个防回退垫圈24可设置在止推轴承22和联接器18之间，使得当装置12经历振动时，装置12将抵抗松动。传感器14可与诸如印刷电路板的电路板26通信，并且传感器14可将感测到的数据传输到电路板26。电路板26被配置为从传感器14接收感测数据并且将数据传送到控制器28(例如，微控制器)，以便进行处理和/或临时或永久地存储在存储器(未示出)中。控制器28可被配置为将数据传输到发送器30。控制器28可被配置为在不使用系统10时降低或消除功耗。发送器30可以是例如管状压电换能器。可用例如环氧树脂将发送器30固定在植入物16内。在采用管状压电换能器的系统10的实施方式中，管状的几何形状允许压电换能器被装配在诸如脊柱杆和髓内钉的管状植入物16中。并且，由于振动呈径向模式，管状换能器径向地传播数据，覆盖了360度。带有硅酮粘合剂(例如，胶带)的聚酰亚胺膜可设置在发送器30和植入物16之间，以将发送器与植入物16隔离。电路板26可包括频率合成器(即，为压电换能器30产生载波)、功率放大器和噪声过滤器(即，条件载波)、功率和读出应变仪(即，力传感器控制)，并且可被配置为调节载波、功率等(诸如，通过借助图形用户界面与用户交互的计算机可执行指令，如以下所讨论的)。发送器30可被配置为发送和接收诸如承载数据的超声波的无线信号，并且诸如从超声波接收电力。这些超声波可以是任何频率的超声波，但是通常大于大约20千赫兹。在实施方式中，超声波的频率是200至400千赫兹或者是大约300千赫兹。利用超声波进行电力和/或数据传输的益处包括超声波：(1)穿过金属或固体介质(例如，金属医疗植入物)传播，并且(2)经过各种人体皮肤经皮地发送数据。发送器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测数据的可植入装置，该可植入装置包括：皮下传感器，该皮下传感器被配置为与植入物耦合，所述装置被可操作地配置为经皮地无线传输由所述皮下传感器感测到的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.18 US 62/363,3401.一种用于感测数据的可植入装置，该可植入装置包括：皮下传感器，该皮下传感器被配置为与植入物耦合，所述装置被可操作地配置为经皮地无线传输由所述皮下传感器感测到的数据。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为可操作地从超声波接收能量并且向所述皮下传感器提供能量。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述超声波的频率大于大约20千赫兹。4.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括与所述皮下传感器通信的压电换能器，所述压电换能器被配置为无线传输所述感测到的数据。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述压电换能器被配置为利用超声波经皮地接收能量并且利用超声波经皮地无线传输由所述皮下传感器感测到的数据。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述植入物选自由脊柱杆、髓内杆及其组合组成的组。7.根据权利要求1所述的装置，其中，被无线传输的所述感测到的数据是利用超声波传输的。8.根据权利要求1所述的装置，其中，被无线传输的所述感测到的数据是通过大约2.4至2.485GHz的医用无线电频带中的短波长超高频无线电波传输的。9.一种经皮地传输来自位于受试者体内的皮下传感器的数据的方法，该方法包括以下步骤：将无线电力经皮地传输到所述受试者体外或皮下的所述接收器；用所述皮下传感器感测数据；并且经皮地传输来自所述皮下传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·扬森，
申请(专利权)人：诺威适骨科专科公司，
类型：发明
国别省市：美国,US