DE102008061639A1 - Implantable force transmission system for pacemaker for adjusting hydrocephalus valve, has actuator arranged in housing, and magnet arranged at distance from another magnet, where magnetic force acts between two magnets - Google Patents

Abstract

The system has an actuator arranged in a hermetically sealed housing (1) together with a permanent magnet (3) such that the actuator displaces and/or rotates the permanent magnet in a controlled manner in the housing. Another encapsulated permanent magnet (5) is provided in a guide outside the housing. The latter magnet is arranged at a distance from the former magnet, where a magnetic force acts between the two magnets. The actuator is formed by two shape-memory elements (13, 14). A force measuring device is arranged between the actuator and the former magnet.

Description

Technisches AnwendungsgebietTechnical application

Die vorliegende Erfindung betrifft ein implantierbares Kraftübertragungssystem, das sich insbesondere für aktive medizinische Implantate, bspw. zur Einstellung eines Hydrozephalus-Ventils, einsetzen lässt.The The present invention relates to an implantable transmission system, especially for active medical implants, For example, to set a hydrocephalus valve, can be used.

Aktive, elektronisch gesteuerte medizinische Implantate benötigen in der Regel zumindest für einen Teil ihrer Komponenten eine hermetische Kapselung, die verhindert, dass empfindliche Bauteile von aggressiven Körperflüssigkeiten angegriffen werden oder umgekehrt toxische Bestandteile in den Körper gelangen können. In Herzschrittmachern sind bspw. die Batterie und die Elektronik in einem hermetisch dichten Gehäuse untergebracht. Spezielle Durchführungen sorgen für den elektrischen Kontakt zwischen der internen Elektronik und den außerhalb des Gehäuses befindlichen Elektroden.active, need electronically controlled medical implants usually at least for some of their components a hermetic encapsulation that prevents sensitive components attacked by aggressive body fluids or, conversely, toxic components enter the body can. In pacemakers are, for example, the battery and the electronics housed in a hermetically sealed housing. Special feedthroughs provide the electrical Contact between the internal electronics and the outside of the housing located electrodes.

In bestimmten Fällen, bspw. bei einem aktiven Ventil-Implantat, soll jedoch nicht nur elektrische Energie durch die geschlossene Gehäusewand geleitet werden, sondern es ist auch eine Übertragung von mechanischen Kräften erforderlich. Ein derartiges Implantat muss einen Aktor enthalten, der – je nach Aktorprinzip und Aktorkonstruktion – in der Regel ebenfalls hermetisch gekapselt sein muss.In certain cases, eg with an active valve implant, but not just electrical energy through the closed Housing wall are routed, but it is also a transmission of mechanical forces required. Such an implant must contain an actuator that - depending on the actuator principle and actuator design - usually also hermetic must be encapsulated.

Bei derartigen Implantaten mit einem hermetisch gekapselten Aktor stellt sich das Problem, die vom Aktor erzeugte mechanische Kraft aus dem hermetischen Gehäuse hinaus nach außen zu übertragen. Im Prinzip kann eine Kraftübertragung durch flexible Wandteile, bspw. in Form eines Faltenbalgs, erfolgen. Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch der erhöhte Kraft- und Energieaufwand, der damit einhergeht. Die dafür erforderlichen Aktoren sowie Energiespeicher benötigen viel Platz, der jedoch in einem Implantat nicht zur Verfügung steht.at such implants with a hermetically sealed actuator provides the problem, the mechanical force generated by the actuator from the hermetic housing out to transfer. In principle, a power transmission through flexible wall parts, For example, in the form of a bellows, done. A disadvantage of such Solution is, however, the increased expenditure of energy and energy, that goes along with it. The required actuators as well as energy storage require a lot of space, however is not available in an implant.

Ein Beispiel für ein Ventil-Implantat ist das Hydrozephalus-Ventil. Dieses verfügt meist über eine Feder, die einen Verschlusskörper gegen eine Öffnung drückt. Ab einem bestimmten differentiellen Druck zwischen distalem und proximalem Ende des Ventils gibt die Feder nach und damit eine Kanal frei, um cerebrospinale Flüssigkeit abzuleiten. Einfache Hydrozephalus-Ventile besitzen einen durch die Konstruktion vorgegebenen festen Öffnungsdruck, der nicht verändert werden kann. Ausgefeiltere Modelle lassen sich mit Hilfe von Permanentmagneten nachträglich verstellen, so dass der Öffnungsdruck auch nach der Implantation des Ventils an den Krankheitsverlauf angepasst werden kann. Dazu wird mittels eines extrakorporal angeordneten Programmiergerätes ein starkes Magnetfeld erzeugt, das auf im Implantat integrierte Permanentmagnete eine Kraftwirkung ausübt, mit der sich die Öffnungscharakteristik des Ventils dann verstellen lässt.One An example of a valve implant is the hydrocephalus valve. This usually has a spring, the one Closure body presses against an opening. From a certain differential pressure between distal and At the proximal end of the valve, the spring gives way and thus a channel free to drain cerebrospinal fluid. Simple hydrocephalus valves have a fixed opening pressure given by the design, which can not be changed. Let more sophisticated models to adjust later with the help of permanent magnets, so that the opening pressure also after implantation of the Valve can be adapted to the disease process. This will be by means of an extracorporeally arranged programming device creates a strong magnetic field that is integrated into the implant Permanent magnets exerts a force effect with which then adjust the opening characteristic of the valve leaves.

Auch aus der US 2006/0074371 A1 ist ein derart verstellbares Hydrozephalus-Ventil bekannt. Bei diesem Ventil wird der Federdruck auf den Verschlusskörper über ein Kurvengetriebe verstellt. Das Kurvengetriebe weist über den Umfang eines Rotors Permanentmagnete alternierender Polarität auf. Über ein von außen am Körper angelegtes Programmiergerät, das über Elektromagneten ein gepulstes magnetisches Feld erzeugt, lässt sich der Rotor schrittweise verstellen, um dadurch den Federdruck auf den Ventilkörper zu verändern.Also from the US 2006/0074371 A1 Such an adjustable hydrocephalus valve is known. In this valve, the spring pressure is adjusted to the closure body via a cam mechanism. The cam gear has permanent magnets of alternating polarity over the circumference of a rotor. An externally applied programming device, which generates a pulsed magnetic field via electromagnets, allows the rotor to be adjusted stepwise, thereby changing the spring pressure on the valve body.

Jedoch sind derartige Möglichkeiten der Intervention durch den behandelnden Arzt nur unzureichend, da die Menge des gebildeten Liquors sowie der physiologische Wert des cerebrospinalen Drucks im Tagesverlauf stark schwankt und auch von der Aktivität des Patienten abhängt. Ein aktives Hydrozephalus-Ventil, dessen Druck-Fluss-Charakteristik sich autark über den Tagesverlauf an die physiologischen Bedürfnisse des Patienten anpasst, wäre daher wünschenswert. Dies erfordert einen implantierbaren Aktor, über den das Ventil automatisiert eingestellt werden kann. Ein solches Ventil könnte im einfachsten Fall zeitgesteuert sein oder auf Basis einer geeigneten Sensorik arbeiten. Es sollte nach der Implantation nicht-invasiv programmierbar sein, um es auf die individuellen Bedürfnisse des jeweiligen Patienten anpassen zu können.however Such possibilities of intervention by the attending physician only inadequate, as the amount of educated Liquors and the physiological value of cerebrospinal pressure in The course of the day fluctuates strongly and also from the activity depends on the patient. An active hydrocephalus valve, its pressure-flow characteristic is self-sufficient over the Course of the day to the physiological needs of the patient would therefore be desirable. This requires an implantable actuator that automates the valve can be adjusted. Such a valve could be the simplest Time-controlled or on the basis of suitable sensors work. It should be noninvasively programmable after implantation be it to the individual needs of each To be able to adapt patients.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein implantierbares Kraftübertragungssystem bereitzustellen, das einen in einem hermetisch dichten Gehäuse angeordneten Aktor aufweist, dessen Kraft über die geschlossene Gehäusewand nach außen übertragen werden kann, und das sich insbesondere für die Einstellung eines Hydrozephalus-Ventils eignet.The Object of the present invention is an implantable To provide a power transmission system, the one in a Hermetically sealed housing arranged actuator, whose Force transmitted through the closed housing wall to the outside can, and in particular for hiring a Hydrocephalus valve is suitable.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird mit dem implantierbaren Kraftübertragungssystem gemäß Patentanspruch 1 und 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Kraftübertragungssystems sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.The Task becomes with the implantable power transmission system solved according to claim 1 and 2. Advantageous embodiments of this power transmission system are the subject of the dependent claims or can be the following description and the embodiments remove.

Das vorgeschlagene Kraftübertragungssystem verfügt über einen Aktor, der zusammen mit mindestens einem ersten Permanentmagneten oder Körper aus weichmagnetischem Material so in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse angeordnet ist, dass der Aktor den ersten Permanentmagneten oder Körper im Gehäuse kontrolliert verschieben und/oder drehen kann. Außerhalb des Gehäuses ist mindestens ein gekapselter zweiter Permanentmagnet in einem Abstand vom ersten Permanentmagneten in einer Führung angeordnet, bei dem eine magnetische Kraft zwischen dem ersten Permanentmagneten oder Körper und dem zweiten Permanentmagneten wirkt. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Aktor zusammen mit mindestens einem ersten Permanentmagneten so in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse angeordnet ist, dass der Aktor den ersten Permanentmagneten kontrolliert verschieben und/oder drehen kann. Außerhalb des Gehäuses ist in dieser Alternative mindestens ein gekapselter Körper aus einem weichmagnetischen Material in einem Abstand vom ersten Permanentmagneten in einer Führung angeordnet, bei dem eine magnetische Kraft zwischen dem ersten Permanentmagneten und dem Körper wirkt.The proposed power transmission system has an actuator, which is arranged together with at least one first permanent magnet or body of soft magnetic material in a hermetically sealed housing that the actuator to move the first permanent magnet or body controlled in the housing and / or can turn. Outside the housing, at least one encapsulated second permanent magnet is disposed at a distance from the first permanent magnet in a guide in which a magnetic force acts between the first permanent magnet or body and the second permanent magnet. In an alternative embodiment, the actuator is arranged together with at least one first permanent magnet in a hermetically sealed housing, that the actuator can move the first permanent magnet controlled and / or rotate. Outside the housing, in this alternative, at least one encapsulated body of soft magnetic material is spaced apart from the first permanent magnet in a guide in which a magnetic force acts between the first permanent magnet and the body.

Im Folgenden wird das vorgeschlagene Kraftübertragungssystem in einer Ausgestaltung mit einer Kombination von zwei Permanentmagneten erläutert. Diese Erläuterungen lassen sich im Falle der Nutzung der anziehenden magnetischen Kraft selbstverständlich auch auf Ausgestaltungen übertragen, in denen eine Kombination eines Permanentmagneten und eines Körpers aus weichmagnetischem Material eingesetzt wird.in the Following is the proposed power transmission system in an embodiment with a combination of two permanent magnets explained. These explanations can be found in Trap of use of attractive magnetic force of course also transferred to designs in which a combination a permanent magnet and a soft magnetic body Material is used.

Durch die Nutzung derartiger Permanentmagnete lassen sich hohe Kräfte über relativ große Distanzen übertragen. Der Aktor verschiebt und/oder dreht hierbei den ersten Permanentmagneten, im Folgenden auch als innerer Magnet bezeichnet, in dem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse in kontrollierter Weise, d. h. um eine einstellbare Distanz auf einer festgelegten Bahn oder – bei einer Drehung – um einen definierten Winkel. Durch diese Bewegung des inneren Magneten ändert sich die magnetische Kraftwirkung auf den außerhalb des Gehäuses angeordneten zweiten Permanentmagneten, im Folgenden auch als äußerer Magnet bezeichnet. Der äußere Magnet ist in geeigneter Weise beschichtet bzw. gekapselt, um ihn vor mechanischer und chemischer Beeinträchtigung zu schützen. Durch die Verschiebung und/oder Drehung des inneren Magneten erfährt der äußere Magnet eine Kraftwirkung, die er mittelbar oder unmittelbar auf ein Objekt übertragen kann. Im Falle einer Ventilanwendung wirkt der äußere Magnet dabei auf einen Verschlusskörper, der den Zufluss oder Abfluss einer Flüssigkeit oder eines Gases steuert. Durch die Bewegung des inneren Magneten wird dabei die Kraft auf den äußeren Magneten und damit auf den Verschlusskörper in Abhängigkeit von der Bewegung des inneren Magneten erhöht oder erniedrigt. Auf diese Weise lässt sich bspw. der erforderliche Differenzdruck bei aktiven Hydrozephalus-Ventilen und somit der Abfluss von cerebrospinaler Flüssigkeit (Liquor) steuern.By the use of such permanent magnets can be high forces over transmit relatively large distances. The actor shifts and / or rotates the first permanent magnet, hereinafter also referred to as inner magnet in which hermetically closed housing in a controlled manner, d. H. by an adjustable distance on a specified path or - at a turn - by a defined angle. Through this Movement of the inner magnet changes the magnetic Force acting on the outside of the housing arranged second permanent magnet, hereinafter also as outer Magnet called. The outer magnet is suitable Way coated or encapsulated to protect it from mechanical and chemical deterioration to protect. By the displacement and / or rotation of the inner magnet experiences the outer magnet a force effect, which he can transfer directly or indirectly to an object. In the case of a valve application, the outer one acts Magnet on a closure body, the inflow or drain of a liquid or gas controls. By the movement of the inner magnet thereby the force on the outer magnet and thus the closure body increased or decreased depending on the movement of the inner magnet decreased. In this way, for example, the required Differential pressure in active hydrocephalus valves and thus the Controlling outflow of cerebrospinal fluid (cerebrospinal fluid).

Der äußere Magnet ist hierbei in einer geeigneten Führung angeordnet, durch die die von ihm ausgeübte Kraftwirkung auf das Objekt in der Richtung gesteuert wird. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine Linearführung.The outer one Magnet is arranged in a suitable guide, through the force exerted by him on the object is controlled in the direction. Preferably, these are around a linear guide.

Der in dem hermetisch geschlossenen Gehäuse eingesetzte, elektrisch betriebene Aktor kann bspw. ein Elektromotor, ein Hubmagnet, ein Ultraschallmotor, ein Piezomotor, ein Formgedächtnisantrieb oder ähnliches sein, und rotatorisch oder linear arbeiten. Der Aktor wird durch eine intelligente Elektronik angesteuert, die entweder zusammen mit einer Vorrichtung zur Implantat-autarken Energieversorgung, d. h. einer Batterie, einem Akkumulator oder einem Kondensator, ebenfalls im hermetisch dichten Gehäuse integriert ist oder in einem eigenen, hermetisch dichten Gehäuse untergebracht ist, das über eine Kabelverbindung mit dem Aktor verbunden ist. Vorzugsweise bietet die Elektronik die Möglichkeit zur drahtlos-telemetrischen Kommunikation mit einem außerhalb des Implantats befindlichen Programmiergerät, mit dem die Elektronik programmiert werden kann. Die Techniken zur telemetrischen Übertragung von Steuerbefehlen und Signalen sind dem Fachmann bekannt. Die Elektronik kann jedoch in einer einfachen Ausgestaltung auch nur ein einmalig programmiertes Steuerprogramm aufweisen, das die durch den Aktor zu erzeugende Kraftwirkung über den Tag verteilt steuert. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Kraftübertragungssystem auch eine Kraftmesseinrichtung auf, die die durch den Aktor auf den inneren Magneten ausgeübte Kraft misst und über die intelligente Elektronik mit einer entsprechenden Telemetrieeinrichtung nach außen überträgt. Dies ermöglicht eine exakte Einstellung des auf den inneren Magneten und damit – im Falle einer Ventilanwendung – auf den Ventilkörper ausgeübten Kraft.Of the used in the hermetically sealed housing, electrically operated actuator can, for example, an electric motor, a solenoid, a Ultrasonic motor, a piezo motor, a shape memory drive or similar, and rotary or linear work. The actuator is controlled by intelligent electronics that either together with an implant self-sufficient energy supply device, d. H. a battery, an accumulator or a capacitor, also integrated in the hermetically sealed housing or housed in its own, hermetically sealed housing is that connected via a cable connection to the actuator is. Preferably, the electronics offers the possibility for wireless telemetric communication with an outside the implant located programming device, with the Electronics can be programmed. The techniques for telemetric transmission Control commands and signals are known to the person skilled in the art. The Electronic However, in a simple embodiment, only a one-time programmed Have control program that the to be generated by the actuator Force effect distributed throughout the day controls. In a preferred Embodiment, the power transmission system also has a Force measuring device on which the by the actuator on the inner Magnets applied force and over the intelligent Electronics transmits with a corresponding telemetry device to the outside. This allows an exact adjustment of the on the inner Magnets and thus - in the case of a valve application - on the force exerted on the valve body.

Das hermetisch abgeschlossene Gehäuse mit dem Aktor und dem inneren Magneten sowie die Verkapselung des äußeren Magneten sind für eine Implantation des Kraftübertragungssystems in einem lebenden Körper biokompatibel ausgebildet bzw. mit einer biokompatiblen Beschichtung versehen.The hermetically sealed housing with the actuator and the inner magnet as well as the encapsulation of the outer Magnets are for an implantation of the power transmission system biocompatible in a living body provided with a biocompatible coating.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind sowohl der innere Magnet als auch der äußere Magnet jeweils in einer Linearführung angeordnet, wobei die Linearführungen vorzugsweise auf der gleichen Achse liegen. Durch feste Einbettung der Magnete in geeignet geometrisch gestaltete Führungskörper oder durch entsprechende geeignete geometrische Gestaltung der Magnete kann verhindert werden, dass sich diese in den Linearführungen bzgl. ihrer Polachsen verkippen können. Auf diese Weise lässt sich die Kraftübertragung sowohl über abstoßende als auch über anziehende Kräfte zwischen den beiden Magneten realisieren.In In a preferred embodiment, both the inner magnet and also the outer magnet in each case in a linear guide arranged, wherein the linear guides preferably on the same axis. By firmly embedding the magnets in suitable geometrically shaped guide body or by appropriate appropriate geometric design of the magnets can be prevented, that these in the linear guides can tilt with respect to their pole axes. In this way can the power transmission both over repulsive as well as appealing forces between the two magnets realize.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die beiden Permanentmagnete in ihren Führungen frei drehbar angeordnet, wobei dann lediglich eine anziehende Kraft für die Kraftübertragung genutzt werden kann. Hierbei wird ausgenutzt, dass sich ungleichnamige Pole selbsttätig gegeneinander ausrichten. Ein eventuelles Verkanten der Magnete oder der Führungskörper wird dadurch verhindert.In In another advantageous embodiment, the two permanent magnets in their guides freely rotatably arranged, in which case only an attractive force for power transmission can be used. This exploits that unequal names Align poles against each other automatically. A possible Tilting the magnets or the guide body is thereby prevented.

Alternativ kann bei dieser Ausgestaltung auch einer der beiden Permanentmagnete durch einen Körper aus weichmagnetischem Material ersetzt werden.alternative can in this embodiment, one of the two permanent magnets be replaced by a body of soft magnetic material.

Die Führung für den äußeren Magneten ist vorzugsweise starr mit dem hermetisch dichten Gehäuse verbunden. Im Falle einer Ventilanwendung kann auch das Ventil fest in dieser Anordnung integriert sein.The Guide for the outer magnet is preferably rigid with the hermetically sealed housing connected. In the case of a valve application, the valve can also be fixed be integrated in this arrangement.

Das vorgeschlagene implantierbare Kraftübertragungssystem macht es möglich, eine Vielzahl unterschiedlicher Aktoren für Implantatanwendungen einzusetzen, unabhängig davon, ob Aktorkomponenten unter Umständen toxisch wirken können oder ob Körperflüssigkeiten dem Aktor zusetzen würden. Damit kann jeweils das für die Anwendung günstigste Aktorprinzip eingesetzt werden. Neben der Anwendung bei aktiven medizinischen Implantaten lässt sich ein derartiges Kraftübertragungssystem auch in anderen technischen Bereichen einsetzen. Dies betrifft vor allem Bereiche, in denen durch Aktoren eine Kontamination auftreten kann oder die Funktionsfähigkeit der Aktoren durch die Umgebung beeinträchtigt werden würde. Beispiele hierfür sind die Vakuumtechnik, die Lebensmittelindustrie oder die chemische Industrie.The proposed implantable power transmission system makes It is possible to have a variety of different actuators for Implant applications, regardless of whether Actuator components may be toxic under certain circumstances or if body fluids are added to the actuator would. This can be used for the application most favorable actuator principle are used. In addition to the application in active medical implants can be such Power transmission system also in other technical areas deploy. This mainly affects areas where through actuators Contamination can occur or its functioning the actuators would be affected by the environment. Examples include vacuum technology, the food industry or the chemical industry.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Das vorgeschlagene implantierbare Kraftübertragungssystem wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:The proposed implantable power transmission system below with reference to two embodiments in connection explained in more detail with the drawings. Hereby show:

1 ein erstes Beispiel für eine Ausgestaltung des Kraftübertragungssystems zur Einstellung eines Ventils; und 1 a first example of an embodiment of the power transmission system for adjusting a valve; and

2 ein zweites Beispiel für eine Ausgestaltung des Kraftübertragungssystems zur Einstellung eines Ventils. 2 a second example of an embodiment of the power transmission system for adjusting a valve.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Im Folgenden werden zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele des vorgeschlagenen Kraftübertragungssystems für Ventilanwendungen, insbesondere für die Anwendung in Hydrozephalus-Ventilen, dargestellt. Bei diesen Beispielen wird die Abstandsabhängigkeit der Wirkkraft zwischen innerem und äußerem Permanentmagneten genutzt, um die Wirkkraft des äußeren Magneten auf den Verschlusskörper des Ventils zu steuern. Die Kraft erhöht sich, wenn der innere Magnet an den äußeren Magneten herangefahren wird, und erniedrigt sich, wenn der Abstand zwischen den beiden Magneten verringert wird. Damit erhöht sich auch die Kraft, mit der der äußere Magnet auf den Verschlusskörper drückt und damit der Druck, der zum Öffnen des Ventils erforderlich ist.in the Following are two advantageous embodiments of the proposed power transmission system for Valve applications, especially for use in hydrocephalus valves shown. In these examples, the distance dependence of the Effective force between inner and outer permanent magnets used to the potency of the outer magnet to control the closure body of the valve. The power increases when the inner magnet to the outer Magnets is moved up, and degrades when the distance between the two magnets is reduced. With it increased also the force with which the outer magnet presses on the closure body and thus the Pressure required to open the valve.

1 zeigt hierzu ein Beispiel für die Ausgestaltung des Kraftübertragungssystems, bei dem die Einstellung des Ventil-Öffnungsdruckes durch Variation einer abstoßenden Kraft zwischen den beiden Permanentmagneten erreicht wird. Die abstoßende Kraft zwischen den beiden Magneten wirkt ähnlich wie eine mechanische Feder bei konventionellen Differenzdruckventilen mit dem Unterschied, dass diese Kraftwirkung nun im Gegensatz zur mechanischen Lösung durch eine geschlossene Wand hindurch übertragen werden kann. 1 shows an example of the embodiment of the power transmission system, in which the adjustment of the valve opening pressure is achieved by varying a repulsive force between the two permanent magnets. The repulsive force between the two magnets acts much like a mechanical spring in conventional differential pressure valves with the difference that this force effect can now be transmitted through a closed wall in contrast to the mechanical solution.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Hydrozephalus-Ventils mit dem vorgeschlagenen Kraftübertragungssystem bewirkt ein Linearaktor 2, der zusammen mit dem inneren Magneten 3 in einem hermetischen Gehäuse 1 gekapselt ist, eine lineare Bewegung des inneren Magneten 3. Der äußere Magnet 5 wird in einer Führung 7 außerhalb des hermetischen Gehäuses 1 geführt, die durch eine entsprechende äußere Gestaltung des hermetischen Gehäuses 1 gebildet wird. Durch den Linearaktor 2 wird somit eine lineare Relativbewegung des inneren Magneten 3 zum äußeren Magneten 5 erzeugt, der zum Verschließen der Ventilöffnung wiederum gegen einen kugelförmigen Verschlusskörper 8 gedrückt wird, der auf dem Ventilsitz 9 des Ventils aufliegt. Beide Magnete sind derart in Führungskörpern 4, 6 integriert bzw. gekapselt, dass gleichnamige Pole stets einander zugewandt sind und die Magnete sich nicht gegeneinander verdrehen können. Eine Betätigung des Linearaktors 2 verschiebt den inneren Magneten 3 relativ zum äußeren Magneten 5, wodurch sich die abstoßende Kraft 11 und damit die Kraft auf den Verschlusskörper 8 verändert.In the in 1 illustrated embodiment of a hydrocephalus valve with the proposed power transmission system causes a linear actuator 2 that together with the inner magnet 3 in a hermetic housing 1 is encapsulated, a linear movement of the inner magnet 3 , The outer magnet 5 will be in a leadership 7 outside the hermetic enclosure 1 guided by a corresponding external design of the hermetic housing 1 is formed. Through the linear actuator 2 thus becomes a linear relative movement of the inner magnet 3 to the outside magnet 5 in turn, for closing the valve opening against a spherical closure body 8th is pressed on the valve seat 9 of the valve rests. Both magnets are in such a way in guide bodies 4 . 6 integrated or encapsulated that poles of the same name are always facing each other and the magnets can not rotate against each other. An actuation of the linear actuator 2 shifts the inner magnet 3 relative to the outer magnet 5 , which causes the repulsive force 11 and thus the force on the closure body 8th changed.

Wird der Linearaktor 2 durch eine intelligente Elektronik, die zusammen mit einer Energieversorgung ebenfalls im hermetischen Gehäuse 1 integriert sein kann, angesteuert, so lässt sich auf diese Weise kontinuierlich und autark der minimal erforderliche Öffnungsdruck des Ventils einstellen. Unterhalb dieses Druckes bleibt das Ventil verschlossen, oberhalb dieses Druckes beginnt es zu öffnen, so dass ein Liquorfluss 10 durch die Kanäle des Ventils einsetzen kann.Becomes the linear actuator 2 through intelligent electronics, which together with a power supply also in the hermetic housing 1 can be integrated, driven, so can be adjusted in this way continuously and independently the minimum required opening pressure of the valve. Below this pressure, the valve remains closed, above this pressure it begins to open, causing a cerebrospinal fluid flow 10 through the channels of the valve can use.

In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung eines Kraftübertragungssystems in Verbindung mit einem Hydrozephalus-Ventil, wie sie in 2 dargestellt ist, wird die anziehende Kraft 12 zwischen zwei Permanentmagneten zur Einstellung des Ventilöffnungsdruckes genutzt. In diesem Fall befinden sich Verschlusskörper 8 und Ventilsitz 9 zwischen dem inneren 3 und dem äußeren Permanentmagneten 5. Die Magneten 3, 5 sind so ausgerichtet, dass deren ungleichnamige Pole einander zugewandt sind.In a further exemplary embodiment of a power transmission system in conjunction with a hydrocephalus valve, as in 2 is shown, the attractive force 12 used between two permanent magnets for adjusting the valve opening pressure. In this case there are closure bodies 8th and valve seat 9 between the inner 3 and the outer permanent magnet 5 , The magnets 3 . 5 are aligned so that their unlike poles are facing each other.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Permanentmagnete 3, 5 nicht verdrehsicher gelagert sein müssen, da sich ungleichnamige Pole selbständig gegeneinander ausrichten. Dadurch wird ein eventuelles Verkanten der Führungskörper 4, 6 verhindert. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Ausgestaltung besteht darin, dass die Magnete 3, 5 so gelagert werden können, dass sie sich rotatorisch in beliebige Richtungen bewegen können. Dies kann bspw. durch Integration in eine frei bewegliche Kugel oder durch Verwendung frei beweglicher Magnetkugeln erreicht werden. Sie können sich damit in jedem extern angelegten Magnetfeld entsprechend ihrer Polarisationsrichtung ausrichten. Eine Depolarisation durch sehr starke Magnetfelder, wie sie bspw. in Kernspintomographen zur Diagnose und Therapiekontrolle bspw. von Hydrozephalus auftreten können, kann dadurch im Gegensatz zur Ausgestaltung des Beispiels der 1 sicher ausgeschlossen werden. Sobald kein starkes externes Feld mehr vorhanden ist, richten sich die drehbar gelagerten Magnete wieder in gewünschter Weise zueinander aus und üben eine anziehende Kraft aufeinander aus.An advantage of this embodiment is that the permanent magnets 3 . 5 must not be stored against rotation, since unlike poles align themselves against each other. This will cause a possible tilting of the guide body 4 . 6 prevented. Another advantage of such an embodiment is that the magnets 3 . 5 can be stored so that they can rotate in any direction. This can be achieved, for example, by integration into a freely movable ball or by using freely movable magnetic balls. You can thus align themselves in any externally applied magnetic field according to their polarization direction. A depolarization by very strong magnetic fields, as they can occur, for example, in magnetic resonance imaging for diagnosis and therapy control, for example. Hydrocephalus, characterized in contrast to the embodiment of the example 1 be safely excluded. As soon as no strong external field is present, the rotatably mounted magnets align themselves again in the desired manner and exert an attractive force on each other.

Auch bei dem Beispiel der 2 wird eine Variation des Ventilöffnungsdruckes durch eine Veränderung des Abstandes zwischen innerem 3 und äußerem Magneten 5 bewirkt. Auch hier verringert sich die Wirkkraft und damit der Ventilöffnungsdruck, wenn die beiden Magneten durch Einwirkung des Linearaktors 2 voneinander weg bewegt werden, und erhöht sich bei Annäherung. Auch hier kann der Linearaktor 2 durch eine intelligente Elektronik angesteuert werden, die zusammen mit einer Energieversorgung ebenfalls im hermetischen Gehäuse 1 integriert sein kann.Also in the example of 2 is a variation of the valve opening pressure by a change in the distance between the inner 3 and outer magnet 5 causes. Again, the effective force and thus the valve opening pressure decreases when the two magnets by the action of the linear actuator 2 moved away from each other, and increases when approaching. Again, the linear actuator 2 be controlled by an intelligent electronics, which together with a power supply also in the hermetic housing 1 can be integrated.

Eine Variante der in 2 dargestellten Ausführungsform besteht darin, dass einer der beiden Permanentmagnete (3) bzw. (5) durch einen weichmagnetischen Körper ersetzt wird. Damit wird dann die anziehende Kraft zwischen einem Permanentmagneten und einem weichmagnetischen Körper genutzt, die ebenfalls durch Veränderung des Abstandes kontrolliert werden kann.A variant of in 2 illustrated embodiment is that one of the two permanent magnets ( 3 ) respectively. ( 5 ) is replaced by a soft magnetic body. Thus, the attractive force between a permanent magnet and a soft magnetic body is then used, which can also be controlled by changing the distance.

Bei beiden Ausgestaltungen lässt sich zur präzisen Einstellung des Ventilöffnungsdruckes auch eine Kraftmesseinrichtung einsetzen, die zwischen Linearaktor 2 und innerem Magneten 3 angeordnet wird. Mit ihr lässt sich die Kraft genau ermitteln und auslesen, die zwischen den beiden Magneten und damit auf den Verschlusskörper wirkt.In both embodiments can be used for precise adjustment of the valve opening pressure and a force measuring device between the linear actuator 2 and inner magnet 3 is arranged. With it, the force can be accurately determined and read, which acts between the two magnets and thus on the closure body.

11

hermetisches Gehäusehermetic casing

22

LinearaktorLinear Actuator

33

Innerer Magnetinner magnet

44

Führungskörperguide body

55

Äußerer MagnetOuter magnet

66

Führungskörperguide body

77

Führungguide

88th

Verschlusskörperclosure body

99

Ventilsitzvalve seat

1010

LiquorflussCSF flow

1111

Abstoßende Kraftrepulsive force

1212

Anziehende KraftCatching force

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - US 2006/0074371 A1 [0006] US 2006/0074371 A1 [0006]

Claims (13)

Implantierbares Kraftübertragungssystem, insbesondere zur Einstellung eines Ventils, mit – einem Aktor (2), der zusammen mit mindestens einem ersten Permanentmagneten (3) oder Körper aus weichmagnetischem Material so in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse (1) angeordnet ist, dass der Aktor (2) den ersten Permanentmagneten (3) oder Körper im Gehäuse (1) kontrolliert verschieben und/oder drehen kann, und – mindestens einem gekapselten zweiten Permanentmagneten (5) in einer Führung (7) außerhalb des Gehäuses (1), der in einem Abstand vom ersten Permanentmagneten (3) oder Körper angeordnet ist, bei dem eine magnetische Kraft zwischen dem ersten Permanentmagneten (3) oder Körper und dem zweiten Permanentmagneten (5) wirkt.Implantable force transmission system, in particular for adjusting a valve, having - an actuator ( 2 ), which together with at least one first permanent magnet ( 3 ) or body of soft magnetic material so in a hermetically sealed housing ( 1 ) is arranged that the actuator ( 2 ) the first permanent magnet ( 3 ) or body in the housing ( 1 ) can move and / or rotate in a controlled manner, and - at least one encapsulated second permanent magnet ( 5 ) in a guided tour ( 7 ) outside the housing ( 1 ), which is at a distance from the first permanent magnet ( 3 ) or body is arranged, in which a magnetic force between the first permanent magnet ( 3 ) or body and the second permanent magnet ( 5 ) acts. Implantierbares Kraftübertragungssystem, insbesondere zur Einstellung eines Ventils, mit – einem Aktor (2), der zusammen mit mindestens einem ersten Permanentmagneten (3) so in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse (1) angeordnet ist, dass der Aktor (2) den ersten Permanentmagneten (3) im Gehäuse (1) kontrolliert verschieben und/oder drehen kann, und – mindestens einem gekapselten Körper aus weichmagnetischem Material in einer Führung (7) außerhalb des Gehäuses (1), der in einem Abstand vom ersten Permanentmagneten (3) angeordnet ist, bei dem eine magnetische Kraft zwischen dem ersten Permanentmagneten (3) und dem Körper wirkt.Implantable force transmission system, in particular for adjusting a valve, having - an actuator ( 2 ), which together with at least one first permanent magnet ( 3 ) in a hermetically sealed housing ( 1 ) is arranged that the actuator ( 2 ) the first permanent magnet ( 3 ) in the housing ( 1 ) can move and / or rotate in a controlled manner, and - at least one encapsulated body of soft magnetic material in a guide ( 7 ) outside the housing ( 1 ), which is at a distance from the first permanent magnet ( 3 ) is arranged, in which a magnetic force between the first permanent magnet ( 3 ) and the body works. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Permanentmagnet (3) oder Körper in einer Linearführung im Gehäuse (1) angeordnet ist.Power transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the first permanent magnet ( 3 ) or body in a linear guide in the housing ( 1 ) is arranged. Kraftübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (7) für den zweiten Permanentmagneten (5) oder Körper eine Linearführung ist.Power transmission system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide ( 7 ) for the second permanent magnet ( 5 ) or body is a linear guide. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Linearführungen auf der gleichen Achse liegen.Power transmission system according to claim 4, characterized characterized in that the two linear guides on the same axis lie. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Permanentmagnet (3) oder Körper und/oder der zweite Permanentmagnet (5) oder Körper in einen Führungskörper (4, 6) fest eingebettet ist, der in der Linearführung geführt wird.Power transmission system according to claim 4 or 5, characterized in that the first permanent magnet ( 3 ) or body and / or the second permanent magnet ( 5 ) or body in a guide body ( 4 . 6 ) is firmly embedded, which is guided in the linear guide. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der der erste Permanentmagnet (3) oder Körper und der zweite Permanentmagnet (5) oder Körper in der Linearführung oder in einem Führungskörper (4, 6) frei drehbar angeordnet sind, der in der Linearführung geführt wird.Power transmission system according to claim 4 or 5, characterized in that the first permanent magnet ( 3 ) or body and the second permanent magnet ( 5 ) or body in the linear guide or in a guide body ( 4 . 6 ) are freely rotatably arranged, which is guided in the linear guide. Kraftübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) starr mit der Führung (7) für den zweiten Permanentmagneten (5) oder Körper verbunden ist.Power transmission system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the housing ( 1 ) rigid with the guide ( 7 ) for the second permanent magnet ( 5 ) or body is connected. Kraftübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktor (2) und dem ersten Permanentmagneten (3) oder Körper eine Kraftmesseinrichtung angeordnet ist.Power transmission system according to one of claims 1 to 8, characterized in that between the actuator ( 2 ) and the first permanent magnet ( 3 ) or body is arranged a force measuring device. Kraftübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) mit einer Steuerelektronik verbunden ist, durch die der Aktor (2) zur Bewegung des ersten Permanentmagneten (3) oder Körpers ansteuerbar ist.Power transmission system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the actuator ( 2 ) is connected to control electronics through which the actuator ( 2 ) for moving the first permanent magnet ( 3 ) or body is controllable. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik programmierbar ist.Power transmission system according to claim 10, characterized characterized in that the control electronics is programmable. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik mit einer Telemetrieeinrichtung verbunden ist, über die die Steuerelektronik von einer externen Programmiereinrichtung drahtlos programmiert werden kann.Power transmission system according to claim 11, characterized characterized in that the control electronics with a telemetry device connected via the control electronics of a external programming device can be programmed wirelessly. Kraftübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das zusätzlich ein Ventil mit einem Ventilsitz (9) und einem Ventilkörper (8) aufweist, wobei die Führung (7) und das Ventil so angeordnet sind, dass der zweite Permanentmagnet (5) oder Körper durch die magnetische Kraft des ersten Permanentmagneten (3) oder Körpers den Verschlusskörper (8) unmittelbar oder mittelbar gegen den Ventilsitz (9) drückt.Power transmission system according to one of claims 1 to 12, which additionally has a valve with a valve seat ( 9 ) and a valve body ( 8th ), the leadership ( 7 ) and the valve are arranged so that the second permanent magnet ( 5 ) or body by the magnetic force of the first permanent magnet ( 3 ) or body the closure body ( 8th ) directly or indirectly against the valve seat ( 9 ) presses.