Sistema de selección de objetivo distal electromagnético-acústico híbrido.

Un sistema de transmisión de datos conectado con un implante (30), en el que el sistema de transmisión de datos comprende las siguientes características:

- una unidad de transmisión externa dispuesta de manera extracorpórea

(20);

- una primera unidad de recepción interna implantable (31, 18) que está adaptada para accionarse mediante la unidad de transmisión externa (20);

- una unidad de transmisión interna (32) que está adaptada para acoplarse con y que está integrada en el implante (30);

- una segunda sección de transmisión (enlace ascendente, A2) entre la unidad de transmisión externa (20) y la primera unidad de recepción interna (31, 18), por medio de la cual se acciona la unidad de transmisión interna (32);

- una segunda unidad de recepción (26); y

- una primera sección de transmisión (enlace descendente; A1) por medio del implante (30) entre la unidad de transmisión interna (32) y la segunda unidad de recepción (26);

caracterizado por que la primera sección de transmisión (A1) funciona con ondas o vibraciones acústicas que se transmiten a lo largo del implante (30).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/002904.

Solicitante: STRYKER TRAUMA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: PROF.-KUNTSCHER-STR. 1-5 24232 SCHONKIRCHEN/KIEL ALEMANIA.

Inventor/es: SPEITLING,ANDREAS, KAISER,EDGAR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/11 (Medida del movimiento del cuerpo entero o de partes del mismo, p. ej. temblor de la cabeza o de las manos, movilidad de un miembro (para medida del pulso A61B 5/02))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > A61B5/00 (Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de... > Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico... > A61B5/07 (Endorradiosondas)
  • SECCION G — FISICA > SEÑALIZACION > SISTEMAS DE TRANSMISION DE VALORES MEDIDOS, SEÑALES... > Disposiciones para transmitir señales caracterizadas... > G08C17/02 (que utilizan una vía radio)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > ELECTROTERAPIA; MAGNETOTERAPIA; RADIOTERAPIA; TERAPIA... > Electroterapia; Circuitos correspondientes (A61N... > A61N1/372 (Disposiciones en relación con la implantación de estimuladores)
  • SECCION G — FISICA > SEÑALIZACION > SISTEMAS DE TRANSMISION DE VALORES MEDIDOS, SEÑALES... > Sistemas de transmisión de señales no eléctricas,... > G08C23/02 (que utilizan ondas acústicas)

PDF original: ES-2484490_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de selección de objetivo distal electromagnético-acústico híbrido Campo de la técnica

La invención se refiere a un sistema de transmisión de datos conectado con un sistema de medición de implantes conectado con un implante.

Antecedentes de la invención

Una amplia diversidad de implantes de hueso de forma intramedular y extramedular, tal como placas, clavos o similar se usan principalmente para tratar fracturas. En general, se hace una distinción entre los implantes con un tránsito transcutáneo y aquellos que se implantan sin un tránsito transcutáneo. Los primeros incluyen, por ejemplo, fijadores externos, y estos últimos clavos o placas.

Se conoce un método para determinar valores físicos y / o químicos en conexión con un implante. Por ejemplo, es deseable determinar la carga estática y dinámica de los implantes. Se conoce un método a partir del documento Journal of Biomechanics 34" (21) páginas 849-857 para disponer una bobina de receptor para recibir una energía externa, un circuito de medición, una galga extensométrica de resistencia de hilo, un circuito de convertidor de datos y un circuito de transmisión y una bobina en un así denominado clavo de hueso de enclavamiento. Estos elementos están diseñados para registrar las fuerzas que actúan sobre el hueso. Se conoce un método a partir del documento The Journal of Bone and Joint Surgery, Volumen 83-A Suplemento 2, Parte 1 (21), páginas 62-65, para instalar la galga extensométrica de resistencia de hilo en una prótesis de rodilla y conectar esta por cable con un instrumento de medición extracorpóreo. Se conoce un método a partir del documento MedicalEngineering & Physics22 (2), páginas 469 - 479, para instalar galgas extensométricas de resistencia de hilo, por ejemplo en el caso de una tira de fémur, y para conectar estas por cable con un instrumento de medición extracorpóreo. Se publicó un método para medir la fuerza que actúa sobre los implantes de columna vertebral en SPINE, Volumen 25, N2 23, páginas 2981- 2986, y también se dieron a conocer mediciones de carga en conexión con una prótesis dental en el documento Sensors and Actuators" A 97-98 (22), páginas 548-556.

A partir del documento US 4 494 95, se conoce un sistema para la aplicación de medicamentos, comprendiendo el sistema un módulo dispuesto de manera intracorpórea 15 y un módulo dispuesto de manera extracorpórea 14 (figura 4). Un sensor 14b, 14c puede transmitir datos al módulo dispuesto de manera extracorpórea 14. El módulo dispuesto de manera extracorpórea 14 puede suministrar potencia eléctrica al módulo dispuesto de manera intracorpórea 15 por medio de inducción magnética mediante el uso de una antena 7 (columna 4, líneas 15-19; columna 6, líneas 24-28).

En el documento EP 1 58 32 A2 se divulga un sistema para determinar las posiciones (por ejemplo distancias, ángulos) de partes del cuerpo, en el que un primer dispositivo microelectrónico emite unas señales que pueden recibirse mediante por lo menos un segundo dispositivo microelectrónico, en el que un controlador está adaptado para comunicarse con el primero y el segundo dispositivo microelectrónico. Los dispositivos microelectrónicos y el controlador pueden estar ubicados de manera intracorpórea y / o extracorpórea.

En todos los sistemas de registro de datos conectados con implantes, se requiere la transmisión de los valores medidos de forma externa. Para este fin se hace uso, por ejemplo, de hilos que conectan la unidad de medición con un instrumento de medición o unidad de procesamiento de valores medidos. A pesar de que un sistema de este tipo no es demasiado restrictivo para el portador del implante, en determinadas circunstancias, con la condición de que el instrumento de medición esté fijo de forma confortable en el exterior, la introducción de líneas a través de huesos y tejidos blandos puede dar lugar a irritaciones constantes e incluso inflamaciones. Si es posible y justificable en términos de coste, la telemetría inalámbrica, es decir, la transmisión inalámbrica de datos medidos de manera extracorpórea, es preferible como el método preferido. Una transmisión inalámbrica de este tipo se describe, por ejemplo, en el artículo en Medical Engineering & Physics 22' al que ya se ha hecho referencia.

Se usan acoplamientos inductivos o capacitivos con antenas magnéticas y eléctricas adecuadas a bajas frecuencias para la trayectoria de transmisión en el campo cercano. Si se usan antenas electromagnéticas de campo lejano, esto comporta altas frecuencias. La trayectoria de transmisión puede conducir o bien a partir del sistema de registro de datos en el sentido del implante (enlace ascendente) o bien a partir del implante en el sentido del sistema de registro de datos (enlace descendente). La sección de enlace ascendente se usa a menudo para suministrar energía al sistema implantado mediante acoplamiento inductivo.

Una desventaja de los sistemas de telemetría de la técnica anterior es la considerable atenuación de las ondas electromagnéticas que se generan durante el tránsito a través de una pantalla de metal. Adicionalmente, la atenuación de las ondas electromagnéticas a medida que estas se están propagando a través del espacio libre o tejido o materiales de cualquier tipo es significativa.

Una desventaja adicional consiste en la dificultad de realizar la unidad de transmisión (miniaturización). El apantallado tiene un efecto particularmente perjudicial cuando se usan altas frecuencias de más de 1 MHz para transmitir altas tasas de datos. Debido a que, preferiblemente, los sistemas de telemetría implantables están integrados en cápsulas de metal de titanio o de acero para implantes, por razones de economía y de compatibilidad de tejidos, la telemetría se considera como problemática.

Sumario de la invención

Un objeto de la invención es la provisión de un sistema de medición conectado con un implante, que posibilita la transferencia de datos.

El objeto puede solucionarse mediante un sistema de transmisión de datos conectado con un implante de acuerdo con la reivindicación independiente.

En una primera realización a modo de ejemplo, se proporciona un sistema de transmisión de datos. El sistema de transmisión de datos comprende una unidad de transmisión externa dispuesta de manera extracorpórea, una primera unidad de recepción interna implantable que está adaptada para accionarse mediante la unidad de transmisión externa, una unidad de transmisión interna que está adaptada para acoplarse e implantarse en el implante, una segunda sección de transmisión entre la unidad de transmisión externa y la primera unidad de recepción interna, por medio de la cual se acciona la unidad de transmisión interna, una segunda unidad de recepción, y una primera sección de transmisión entre la unidad de transmisión interna y la segunda unidad de recepción. Por lo tanto, la primera sección de transmisión funciona con ondas o vibraciones acústicas.

La ventaja del sistema de medición de acuerdo con la invención radica en el hecho de que las vibraciones acústicas también pueden penetrar en pantallas de metal con baja amortiguación. Las ondas acústicas también son capaces de propagarse con baja amortiguación en implantes de metal y hueso y/o tejido blando. Por lo tanto, no solo el implante, sino también el hueso y los tejidos de partes blandas del portador del implante, pueden usarse como un medio de transmisión para telemetría acústica. De acuerdo con un diseño de la invención, es ventajoso por lo tanto que la unidad de transmisión interna esté acoplada de forma acústica con el implante. Si el implante está dispuesto de manera intracorpórea, la unidad de transmisión externa y lo la segunda unidad de recepción... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de transmisión de datos conectado con un implante (3), en el que el sistema de transmisión de datos comprende las siguientes características:

- una unidad de transmisión externa dispuesta de manera extracorpórea (2);

- una primera unidad de recepción interna implantable (31, 18) que está adaptada para accionarse mediante la unidad de transmisión externa (2);

- una unidad de transmisión interna (32) que está adaptada para acoplarse con y que está integrada en el implante (3);

- una segunda sección de transmisión (enlace ascendente, A2) entre la unidad de transmisión externa (2) y la primera unidad de recepción interna (31, 18), por medio de la cual se acciona la unidad de transmisión interna (32);

- una segunda unidad de recepción (26); y

- una primera sección de transmisión (enlace descendente; A1) por medio del implante (3) entre la unidad de transmisión interna (32) y la segunda unidad de recepción (26);

caracterizado por que la primera sección de transmisión (Al) funciona con ondas o vibraciones acústicas que se transmiten a lo largo del implante (3).

2. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda sección de transmisión (A2) funciona con ondas electromagnéticas.

3. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la segunda sección de transmisión (A2) está adaptada para transmitir tanto datos como energía para accionar la unidad de recepción interna (31) y / o la unidad de transmisión interna (32).

4. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la unidad de transmisión (2) comprende por lo menos una bobina de transmisión (21, 22) para transmitir datos y energía por medio de la segunda sección de transmisión (A2).

5. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 1 a 4, en el que la primera unidad de recepción (31) comprende una bobina de recepción (31).

6. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la unidad de transmisión interna consiste en un primer elemento de transductor acústico (32).

7. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la segunda unidad de recepción (26) comprende un elemento de transductor acústico (33) y un elemento de transmisión (34),

en el que el segundo elemento de transductor acústico (33) está adaptado para transformar ondas acústicas en señales eléctricas;

en el que el elemento de transmisión (34) está adaptado para transmitir la señal eléctrica a la unidad de transmisión externa (2) por medio de una tercera sección de transmisión (A3).

8. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la tercera sección de transmisión (A3) está adaptada para transmitir datos mediante ondas o vibraciones acústicas, señales eléctricas u ondas electromagnéticas, en el que la tercera sección de transmisión (A3) consiste en una conexión de cable o una conexión inalámbrica.

9. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además una unidad de procesador (4),

mediante lo cual la unidad de procesador (4) está adaptada para fijarse a la segunda unidad de recepción (26) y / o a la unidad de transmisión externa (2);

mediante lo cual la unidad de procesador está adaptada para evaluar los datos recibidos por la segunda unidad de recepción (26).

1. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la unidad de transmisión interna (32) está acoplada de forma acústica con el implante (3).

11. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 1, en el que la unidad de transmisión externa (2) y/o la segunda unidad de recepción (26) están diseñadas para acoplarse de forma acústica con la piel y / o una parte externa de un implante transcutáneo (3).

12. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el implante es un implante interno (3) con un tránsito transcutáneo, en el que la primera sección de transmisión (A1) está formada por medio de un perno de metal o similar.

13. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la unidad de transmisión interna (32) y la primera unidad de recepción (31) están instaladas en un clavo intramedular (3), y la

segunda unidad de recepción (26) puede instalarse de forma desmontable en el extremo asociado del clavo (3) o en un instrumento de introducción a la fuerza conectado con el clavo (3).

14. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende además una unidad de medición (18) que está adaptada para implantarse con el implante (3) para medir por lo menos un valor físico o químico en el implante o en la región del mismo.

15. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la unidad de transmisión interna (32) y/o la primera unidad de recepción interna (31) están integradas con la unidad de medición (18) o un transpondedor (18).

16. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 14, que comprende además una unidad de transpondedor (18);

en el que la unidad de transpondedor (18) comprende la primera unidad de recepción interna (31) y la unidad de transmisión interna (32);

en el que la unidad de transpondedor (18) está encapsulada en un material compatible con el cuerpo.

17. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la unidad de transpondedor implantable (18) forma una unidad independiente o está integrada en el implante (3).

18. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con la reivindicación 16 o 17, en el que la unidad de transpondedor implantable (18) está integrada en una unidad de telemetría implantable o está acoplada con una unidad de este tipo.

19. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18, en el que una transmisión de datos tiene lugar desde la unidad de transmisión externa (2) hasta la primera unidad de transpondedor implantable (18) por medio de ondas y / o vibraciones electromagnéticas.

Las reivindicaciones

2. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la unidad de transmisión interna (32) está acoplada de forma acústica con el hueso, implante (3) o tejido de partes blandas.

21. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 a 2, en el que uno de la unidad de medición (18) y el transpondedor implantado (18) contiene una memoria con datos almacenados de forma permanente.

22. El sistema de transmisión de datos de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 21, que comprende además una unidad de transpondedor adicional (19);

en el que la unidad de transpondedor (18) y la unidad de transpondedor adicional (19) se encuentran sobre el implante (3);

en el que la unidad de transpondedor adicional (19) comprende una unidad de recepción adicional interna (31) y una unidad de transmisión interna adicional (32);

en el que la unidad de transmisión externa (2) comprende una bobina de transmisión adicional (22) para transmitir datos y energía por medio de la segunda sección de transmisión (A2) a la unidad de recepción interna adicional (31) de la unidad de transpondedor adicional (19);

en el que las bobinas de recepción de la unidad de transpondedor (18) respectivamente la unidad de transpondedor adicional (19) están adaptadas para activar las unidades de transmisión internas (32) de acuerdo con los datos transmitidos que se originan a partir de la unidad de transmisión externa (2);

en el que las unidades de transmisión internas (32) de la unidad de transpondedor (18) y la unidad de transpondedor adicional (19) transmiten los datos a la segunda unidad de recepción (26) por medio de la primera sección de transmisión (A1); y

en el que la segunda unidad de recepción (26) o la unidad de transmisión (2) están adaptadas para analizar la posición de la unidad de transmisión (2) en relación con la unidad de transpondedor (18) y la unidad de transpondedor adicional (19).