本发明涉及一种尿失禁治疗设备，该设备包括一种可操作的限制 装置，它可植入有尿失禁的病人体内，以便与尿道或膀胱相接合，从 而在尿道或膀胱内形成受限的尿路。所述限制装置能操作从而改变对 尿路的限制即关闭和扩大尿路。术语“病人”包括动物或人。

尿失禁是一种广泛的问题。通过训练骨盆底的肌肉可以帮助许多 人，但还是有太多人的具有尿漏这样的严重问题。业已尝试了对这个 问题的许多不同解决方案。例如，存在有一种先有的手工操作的尿失 禁治疗设备，它带有人造液压括约肌装置，此装置与尿道相接合并与 植入阴囊或唇褶附近的弹性蓄积器相连。这种先有设备的缺点是随时 间推移会在蓄积器周围产生硬纤维症，这就会使抽吸部件出现问题。 再有，在病人要撒尿时手工地挤压植入的弹性蓄积器以便抽吸液压流 体从而打开括约肌装置是一件很复杂的事。具体地说，女性会使手指 弄湿。所形成的纤维迟早会变成硬纤维层，这会使得更难以抽吸蓄积 器。再一个缺点是使用液压流体会有流体从植入的液压组件中泄漏的 危险。

US专利第5520606号公开了一种设计成压缩尿道的先有液压设 备。例如US专利第4571749和4222377号公开了一种带膨胀套的假体 括约肌，它包围着尿道或在两侧封住了尿道。US专利第4969474公开 了一种液压方法，它用于按多种方式治疗有尿失禁问题的男性和女 性。US专利第4969474号的设备包括一包含有液体的蓄积器以及一可 膨胀的压缩装置，它设计成能在没有危险的组织损失或产生坏疽的情 况下压缩尿道。US专利第5562598号公开了一种人造液压操纵的尿道 括约肌，它使用了外部磁体以关闭尿道套。

US专利第4619245中公开的先有机械假体括约肌包括一可手工控 制的启动部件，它用于在方便的地方植入病人体内。

本发明的目的是提供一种新型方便的尿失禁治疗设备，该设备的 性能在手术之后的任何时候(特别是在一天的过程中产生多种需要 时)要受病人的影响，因此，病人基本上总会感到满意和舒适。

可用开始所述的那种尿失禁治疗设备来达到上述目的，所述设备 的特征在于一种能量传输装置，它用于将能量从病人体外以无线的方 式传输至病人体内，以便供限制装置的操作使用，所述限制装置在被 植入时它的这种操作包括扩大或限制尿路。

因此，可获得这样的优点：本发明的尿失禁治疗设备能提供简单 且有效的能量传输，这就能确保该设备能对病人的余生长期可靠地发 挥作用。

一般地说，所述设备包括一个能量变换装置，它植入病人体内， 以便将由能量传输装置以无线的方式传输的能量从第一种形式变换成 最好不同于第一种形式的第二种形式。

所述能量变换装置至少包括一个半导体部件或半导体部件构成的 电路。半导体部件包括三极管或微芯片或类似的电子组件。但是，该 半导体组件不包括整流二极管。

依照本发明的一个主要实施例，所述能量变换装置至少包括一个 元件，它具有正极区和负极区并用于在曝露于由能量传输装置所传输 的第一种形式的能量时形成正极区与负极区之间的能量场，因此，能 量场能提供第二种形式的能量。一般地说，上述半导体部件可包括这 种元件。

依照本发明的一个最佳实施例，所述元件包括一个电学结 (electrical junction)元件，它在曝露于由能量传输装置所传输 的第一种形式的能量时能感生出上述正极与负极区之间的电场，从而 第二种形式的能量包括电能。

因此，所述限制装置是适当地由电控制的，从而上述电学结元件 的正极和负极区域能为限制装置的操作提供电能。所述设备以适当的 方式包括可植入的电导体，它与电学结元件的正极和负极区域相连 接，从而电学结元件能通过上述导体提供诸如直流电、脉动直流电、 直流和脉动直流电的组合、交流电流或直流与交流电流的组合之类的 电流。再有，电学结元件能提供按频率、振幅或频率和振幅调制的模 拟、数字或模拟与数字信号的组合形式，该信号用于控制限制装置。

最好呈电半导体结元件形式的元件应设计成能在曝露于由能量传 输装置所传输的第一种形式能量时生成超过1μA的输出电流。适当的 是，所述电学结元件构成了扁平且薄的板并且具有小于2000cm3的体 积，从而适于皮下植入，因此，所述电学结元件可位于病人的皮下。 另外，可以将上述元件植入病人的胸腔或头部，或者植入病人人体上 的洞孔以及洞孔的粘膜外侧粘膜或腔内。当然，所述能量变换装置的 所有部件包括与病人人体相接触的电学结元件应该是不会引起排斥的 材料。

就体外器械而言，已普遍使用了特殊类型的电半导体结元件即一 般呈太阳能电池形式的所谓的p-n(正/负)结元件。太阳能电池将呈可 见光形式的太阳能转换成呈直流电形式的电能。例如，p-n结元件可包 括两层半导体，一个是P型(正)，另一个为n型(负)，它们合在一起 形成了“p-n结”。这种p-n结在吸收光量子(光子)时能感生出元件 上的电场。

具体地说，光量子将其能量传给某些半导体的电子，这些电子能 移过所说的材料。就这种带负电荷的电子而言，会形成相应的正电荷 -“空穴”。在普通的半导体中，在短时间之后这些电子和空穴会重 新组合，并且，它们的能量会作为热量而被浪费掉。但是，在电子和 空穴因电场的作用沿相反方向扫过p-n结时，电荷的分离会导致p-n 结元件上的电压。通过将p-n结元件与外部电路相连，电子能够流动， 从而形成电流。

业已证明，尽管皮肤和皮下组织可吸收来自照射其下放置有适当 设计的p-n结元件的皮肤部分的外部光束的能量，但经由皮肤传输的 光能会感生出来自p-n结元件的电流，该电流足够强(最小1μA)，从 而能使得电控限制装置进行操作。因此，这种p-n结元件目前首次用 于体内应用。

所述设备可包括可植入的脉冲发生器，它用于根据能量场所产生 的第二种形式的能量来形成电脉冲。

一般地说，所述能量变换装置适用于将第一种形式的能量直接或 间接变换成第二种形式的能量。

依照本发明的一个最佳实施例，第二种形式的能量包括电能，所 述能量变换装置包括一个电容，它用于根据变换的电能来产生电脉 冲。最佳的是，当能量变换装置将能量传输装置传输的第一种形式的 能量变换成第二种形式的电能时，所述电容可用于产生脉冲。所述电 容应该是小的，从而便于植入，也就是说，其电容量不超过0.1μF。

所述设备可包括一可植入的稳定器，它用于稳定第二种形式的能 量。若第二种形式的能量包括电流，则上述稳定器可至少包括上述类 型的电容。

在本发明的大多数实施例中，所述设备包括可植入的电学部件。 若这些电学组件包括上述类型的电容或蓄电器，则最好提供至少一个 最好是单个的电压电平保护器(voltage level guard)，其中，用 电压电平保护器来控制电容或蓄电器的充电和放电。因此，不需有用 于控制电容的任何植入的电流检测器和/或充电程度检测器，这就能使 得前述设备简化并且可靠。

在本发明的一个特定实施例中，第一种形式的无线能量包括声 波，第二种形式的能量包括电能，其中，能量变换装置用于将声波直 接变换成电能。

所述设备可包括一可植入的电机或泵，它用于操纵限制装置，其 中，所述电机或泵由所变换的能量来加电。

依照本发明的一个主要方面，在传输无线能量时，所述能量变换 装置可用于传输无线能量，以供操纵限制装置直接使用。在传输能量 时直接使用能量的优点是，所述设备能具有非常简单的结构，并且， 包含少量的部件会使所述设备非常可靠。例如，所述能量传输装置可 用于用无线能量直接对电机或泵加电。无线能量可包括磁场或适当地 呈信号形式的电磁波，以便直接对电机或泵加电。可在那些适用的情 况下使用本说明书所述的电机及其相关组件的所有功能

作为本发明上述主要方面的替代形式，在将第一种形式的能量变 转成第二种形式的能量时，所述能量变换装置可用于提供第二种形式 的能量，以便直接用于限制装置的操作。因此，所述能量变换装置可 用第二种形式的能量对电机或泵直接加电。

一般地说，所述能量变换装置可按非磁、非热或非机械的方式用 第二种形式的能量直接操纵限制装置。

若所述设备包括可直接或间接操纵限制装置的电机，则能量变换 装置可用第二种形式的能量对电机加电。适当的是，限制装置是可操 作的，从而能执行可逆的功能，并且，电机能逆转上述功能。

依照本发明的另一个实施例，所述限制装置包括液压限制装置， 并且，所述设备包括可植入的泵，它用于操纵上述液压限制装置，其 中，能量变换装置提供第二种形式的能量，以便驱动所说的泵。最佳 的是，所说的泵不是活塞泵，而是包括蠕动泵或隔膜泵。

所述能量变换装置在传送能量传输装置传输的第二种形式能量时 最好能产生作为第二种形式能量的超过1μA的电流。

所述设备可包括一可植入的调节装置，它用于调节限制装置以改 变对尿路的限制。依照第一种替代形式，所述调节装置用于以机械的 方式调节限制装置。依照第二种替代形式，所述调节装置用于利用植 入的液压装置以液压的方式调节限制装置。所述液压装置不使用那种 在曝露于热或磁场时粘度会显著增加的液压流体。

本发明的设备不局限于使用可见光来对能量进行无线传输。因 此，依照本发明的广义方面，所述能量传输装置通过至少一个最好包 含幅射能的无线信号来传输能量。

所述无线信号可包括波形信号，例如包括电磁波信号，诸如红外 光信号、可见光信号、紫外光信号、激光信号、微波信号、无线电波 信号、x-射线幅射信号以及伽玛幅射信号。在可应用的情况下，一个 或多个上述可结合起来。另外，所述波形信号可包括诸如超声信号之 类的声波信号。一般地说，所述无线信号可包括数字、模拟或数字及 模拟信号。

能量传输装置所传输的第一种形式的能量可包括按脉冲(例如数 字脉冲)传输的电场或磁场。此外，能量变换装置可将包括极化能量 的第一种形式的能量变换成直流电、脉冲直流电、直流电与脉冲直流 电的组合、交流电或直流与交流电的组合。另外，第一种形式的能量 可包括动能。

第二种形式的能量可包括按频率、振幅或频率和振幅调制的模 拟、数字或组合的模拟和数字信号。

限制装置是不可膨胀的即不带有用于调节限制装置的液压流体。 这就排除了流体从限制装置中泄漏的问题。

所述设备可适当的包括可植入的电导体，它与能量变换装置相 连，从而能量变换装置能通过导体提供诸如直流电、脉冲直流电、直 流和脉冲直流电的组合形式、交流电或直流和交流电的组合形式之类 的电流。此外，能量变换装置可提供按频率、振幅或频率和振幅调制 的模拟、数字或模拟和数字信号的组合，该信号可用于控制限制装置。

依照本发明的一个主要实施例，所述设备包括：一可植入的操作 装置，它用于操作限制装置；以及，一控制装置，它用于控制上述操 作装置；其中，能量变换装置用第二种形式的能量对操作装置加电。 操作装置最好包括一电机，例如包括一线性电机或转子电机，它受控 于上述控制装置，从而旋转预定的转数。可选的是，一可植入的传动 装置与电机相连。电机可具有由塑料制成的导电部分。另外，电机可 包括一液压或气压液力电机，其中，控制装置控制着流过液力电机的 流体流。目前市售电机正变得越来越小。此外，存在有多种控制方法 和小型的控制设备。例如，可用大小仅为数mm的霍尔部件来分析转子 电机的转数。

依照本发明的另一个实施例，所述限制装置包括液压装置，所述 操作装置用于传导液压装置中的液压流体。操作装置包括：一流体导 管，它与限制装置的液压装置相连；以及，一流体蓄积器，其中，蓄 积器构成了导管的一部分。蓄积器可形成具有可变容积的流体箱，并 且，操作装置可用于通过减少流体箱的容积而将来自流体箱的流体分 配给限制装置的液压装置，并且通过流体箱容积的扩张而将流体从液 压装置中撤出至该流体箱。操作装置适当地包括一可植入的电机，它 用于减少或扩张流体箱的容积。还有，操作装置可包括一泵，它用于 抽吸限制装置的液压装置中的液压流体。所涉及的所有液压部件最好 均无止回阀。这就具有极大的优点，因为，就所涉及的阀门而言，存 在由于不适当的工作阀门而有出故障的危险，特别是在阀门操作之间 经过了长时间时。

控制装置可用于通过变换第二种形式的能量的极性而使操作装置 逆转。若操作装置包括电机，则第二种形式的能量适当地包括电能。

依照本发明的另一个实施例，限制装置可操作以便执行诸如扩大 或限制尿路之类的可逆功能，并且存在有植入病人体内的逆转装置， 它用于逆转限制装置所执行的功能。这种逆转功能最好包括通过限制 装置适当地以无级方式扩大和限制尿路。这方面，控制装置适当地控 制包括开关的逆转装置，以便逆转限制装置所执行的功能。逆转装置 可包括液压装置，它包括一阀门，它用于变换液压装置中的流体的流 动方向。另外，逆转装置可包括一诸如开关或传动箱之类的机械逆转 装置。

若逆转装置包括开关，则该开关可通过第二种形式的能量来操 作。在这种情况下，控制装置通过变换提供给开关的第二种形式的能 量的极性而适当地控制开关的操作。所速开关可包括电开关，能量源 可提供用于开关操作的电能。

依照本发明的最佳实施例，所述设备还包括能量存储装置，它植 入在病人体内，以便存储第二种形式的能量并提供与限制装置的操作 有关的能量。植入的能量存储装置最好包括诸如蓄电器、可充电电池 或蓄电器和可充电电池的组合之类的电能能源。

所述设备还包括：一可植入病人体内的开关，它用于转换限制装 置的操作；以及，一可植入病人体内的能量源。这一实施例特别适用 于所述设备的能量传输效率不足，即植入的限制装置要执行更先进的 操作的应用。上述能量源最好是电池。另外，所述能量源是蓄电器， 它可存储第二种形式的能量。

依照第一种替代形式，所述开关通过能量存储装置所提供的第二 种形式的能量来操作，以便从关模式转换成开模式，其中在关模式下， 能量源未使用，在开模式下，能量源提供用于限制装置的操作的能量。 在这种情况下，植入的能量源可包括电池(最好有至少10年的寿命) 或者包括蓄电器。但是，也可以是其它类型的能量源诸如核能能源或 化学能源(燃料电池)。

依照第二种替代形式，所述设备还包括一遥控器，它用于控制植 入的能量源的能量提供，其中，所述开关通过能量存储装置所提供的 第二种形式的能量来操作，以便从关模式转换成待机模式，在关模式 下，阻止上述遥控器控制能量源并且能量源未使用，在待机模式下， 允许上述遥控器控制能量源以便提供用于限制装置的操作的能量。

依照第三种替代形式，省略了能量存储装置，其中，所述开关通 过能量变换装置所提供的第二种形式的能量来操作，以便从关模式转 换成待机模式，在关模式下，阻止上述遥控器控制能量源并且能量源 未使用，在待机模式下，允许上述遥控器控制能量源以便提供用于限 制装置的操作的能量。

依照第四种替代形式，省略了控制器，其中，所述开关通过能量 变换装置所提供的第二种形式的能量来操作，以便从关模式转换成开 模式，在关模式下，能量源未使用，在开模式下，能量源提供用于限 制装置的操作的能量。在可应用的情况下，在上述实施例中，所述开 关在能量变换装置传输无线能量的同时、最好在所传送的第二种形式 能量由被植入用于暂时(几秒钟)存储第二种形式能量的电容加以稳定 的情况下进行转换。

在上述第三和第四种替代形式中，能量传输装置可代替能量变换 装置，从而由第一种形式的能量操作所述开关。

上述开关可包括电子开关或者在可行的情况下包括机械开关。

使用上述开关的优点首先是增加了控制的安全性，也就是说，病 人周围的干扰信号不会影响植入的限制装置。此外，植入的能量源的 寿命会显著延长，因为，所述设备的能耗可以减至最少。在上述待机 模式过程中，遥控器使用来自植入的能源的能量。利用能量变换装置 可传输能量以便启动开关，从而仅在就限制装置的操作而言需要能量 时连接植入的能量源。

所有上述实施例均可与至少一个可植入的传感器相结合，以便传 感病人的至少一个物理参数，其中，控制装置可以响应来自传感器的 信号来控制限制装置。例如，传感器可包括压力传感器，它用于直接 或间接检测对限制装置、人体组织的压力或尿路中的压力、或者对尿 道或膀胱下部的压力。控制装置可包括植入病人体内的内部控制器， 它用于响应来自传感器的信号以便最好直接地控制限制装置。内部控 制器可响应来自传感器的信号例如压力、病人的位置或任何其它重要 的物理参数而将有关它们的信息发送至病人体外。控制器还可响应来 自传感器的信号自动地控制限制装置。例如，控制器可控制限制装置 以便响应传感器检测到病人正躺着而进一步地限制尿路，或者响应传 感器检测到限制装置上的不正常高压而扩大尿路。

另外，控制装置可包括位于病人体外的外部控制器，它用于响应 来自传感器的信号适当地直接控制限制装置。外部控制器可存储与传 感器所检测到的物理参数有关的信息并且可以手工的方式进行操作， 以便根据所存储的信息控制限制装置。此外，存在有至少一个可植入 的发送器，它用于发送与传感器所检测到的物理参数有关的信息。

在病人体外设置有外部数据通信器，一内部数据通信器植入在病 人体内，以便与外部通信器相通信。内部通信器可将与病人有关或与 限制装置有关的数据反馈给外部通信器。另外，或者以组合的形式， 外部通信器可将数据馈给内部通信器。内部通信器可适当地馈给与病 人至少一个物理信号有关的数据。

所述设备还可包括一可植入的可编程控制器，它用于最好随时间 根据活动调度程序来控制上述限制装置。这就会使得所述设备更先前 并且能使所述设备适应个别的病人。

上述多数实施例都是以适当方式遥控的。因此，所述设备最好包 括一无线遥控器，它传输至少一个无线控制信号，以便控制限制装置。 利用这种遥控器，可使所述设备的功能适应于病人的日常需要，这对 病人的治疗是有益的。所述控制信号可包括按频率、振幅或者频率或 振幅调制的信号。再有，所述控制信号可包括模拟或数字信号或者模 拟和数字信号的组合。

所述无线遥控器能够获得与植入的限制装置的状态有关的信息并 且能响应该信息而控制限制装置。还有，遥控器能将与限制装置有关 的信息从病人体内发送至病人体外。

在本发明的一个特定实施例中，无线遥控器包括至少一个外部信 号发射器或收发器以及至少一个内部信号接收器或收发器，它可植入 进病人体内。在本发明的另一个具体实施例中，无线遥控器包括至少 一个外部信号接收器或收发器以及至少一个内部信号发射器或收发 器，它可植入进病人体内。

无线遥控器可发射用于承载控制信号的载波信号，其中，载波信 号是按频率、振幅或频率和振幅调制的。载波信号还可包括数字、模 拟或数字与模拟信号的组合。这种信号可包括波形信号。还有，供载 波信号使用的控制信号可以是按频率、振幅或频率和振幅调制的并且 是数字、模拟或组合的数字与模拟信号。

控制信号可包括波形信号例如诸如超声波信号之类的声波信号、 诸如红外光信号、可见光信号、紫外光信号、激光信号、微波信号、 无线电波信号、x射线幅射信号或伽玛幅射信号之类的电磁波信号。在 可行的情况下，可将上述信号中的两个或多个组合起来。

控制信号可以是数字或模拟的并且可以包括电场或磁场。适当的 是，无线遥控器可发射用于承载数字或模拟控制信号的电磁载波信 号。例如，使用承载数字控制信号的模拟载波信号能给出安全的通信。 可通过无线遥控器按脉冲的方式发射控制信号。

能量传输装置可按与能量变换装置不同或相类似的方式发挥作 用。例如，在能量传输装置包括一用于传输第一种形式能量的线圈且 能量变换装置包括用于将所传输的能量变换成第二种形式的能量的电 学结元件时，能量传输装置和能量变换装置的功能是不同的。在能量 传输装置包括一用于传输第一种形式能量的线圈且能量变换装置也包 括用于将所传输的能量变换成第二种形式的能量的线圈时，能量传输 装置和能量变换装置的功能是被彼此相类似的。

依照本发明的另一个实施例，所述设备包括一可植入病人体内的 可启动的能量源，其中，能量源可由能量传输装置传输的无线能量来 加以启动，以便提供用于限制装置的操作的能量。

可植入的限制装置适当地嵌在柔软或凝胶状材料内，例如，硬度 小于20肖氏(Shore)的硅树脂材料。

在不同的实施例，诸如电机、泵和电容之类的所有上述部件在可 行的情况下可组合在一起。还有，连同本发明上述各实施例说明的多 种功能在可行的情况下可用于不同的应用。

可用上述所有的各种部件和解决方案来实现本说明书中传送、变 换和控制能量的所有各种方式。

本发明还提供了一种植入方法，该方法包括下列步骤：提供上述 尿失禁治疗设备；在病人身体开孔中的粘膜内切出一开口；以及，通 过上述开口将能量变换装置植入病人体内。

还提供了腹腔镜植入方法，依照第一种替代形式，所述方法包括 下列步骤：提供上述尿失禁治疗设备；将至少两个腹腔镜插管放置到 病人体内；以及，用上述至少两个腹腔镜插管将能量变换装置植入病 人体内。

依照第二种替代形式，提供了植入尿失禁治疗设备的腹腔镜手术 方法，该方法包括下列步骤：用腹腔镜通过病人的腹部或胸部来设置 所述设备的限制装置；将至少两个腹腔镜套管针放置在病人身内；使 用至少一个经由上述腹腔镜套管针插入的解剖刀；经由上述套管针引 入限制装置；以及，将限制装置设置成与尿道或膀胱相接合以便形成 受限的尿路。

所述方法还包括将所述设备的能量变换装置例如在皮下植入腹 部、胸部或头部或者病人身体的其它位置。

所述方法还包括在手术后以非入侵的方式调节受限的尿路。

本发明还提供了一种治疗具有慢性尿失禁的人或动物的方法，该 方法包括：(a)以手术的方式将与人或动物的膀胱或尿道相接合的限制 装置植入人或动物体内，以便形成尿道或膀胱内的受限通路。(b)以手 术的方式将操作装置植入人或动物体内，所述操作装置可响应提供的 能量调节受限的通路。以及，(c)用一种非入侵的手术后处理(post- operative procedure)时常地将能量提供给操作装置，以便扩大受 限的通路，从而使的尿液很容易地通过。在上述方法中，一天可以进 行若干次(c)(例如2-10次)。

以下参照附图详细说明本发明，附图中：

图1至12是分别说明本发明尿失禁治疗设备的12个实施例的概 略框图，其中，将无线能量从病人体外传至植入在病人身内的所述设 备的耗能部件。

图13是说明植入的用于实现多种通信选项的可能组合的概略框 图；

图14说明了本发明设备中使用的电学结元件；以及

图15说明了植入病人体内的本发明设备；

图16是说明本发明一个实施例的遥控部件的框图，其中，用电磁 信号传输无线能量；以及

图17是用于图16的框图的部件的示例电路的概略图。

参照附图，在几个图中，类似的标号表示相同或相应的元件。

图1概略地示出了本发明尿失禁疾病设备的最简单的实施例，它 带有某些植入病人体内的部分以及位于病人体外的其它部分。因此， 在图1中，设置在病人皮肤2的右侧的所有部分均是植入的，设置在 皮肤2的左侧的所有部分均位于病人体外。

图1的设备包括一植入的可操作的限制装置4，它与病人尿道相接 合(或以另外的方式与膀胱相接合)，以便形成尿道中受限的尿路。限 制装置4能执行可逆的功能，即扩大和减少尿路的截面面积，从而， 限制装置4可作为人造括约肌而进行工作。植入的能量变换装置6用 于通过电源线12将能量提供给限制装置4的能耗部件。外部能量传输 装置10包括一无线遥控器，它用于传输无线信号，该信号由包括在植 入的能量变换装置6内的信号接收器所接收。植入的能量变换装置6 将能量从信号变换成通过电源线12提供的电能。

图2示出了本发明除将一呈电开关14形式的逆转装置也植入在病 人身内以逆转限制装置4以外与图1相同的实施例。外部能量传输装 置10的无线遥控器传输载有能量的无线信号，并且，植入的能量变换 装置6将无线信号变换成用于使开关14操作的电流。当电流的极性因 能量变换装置6而改变时，开关14就逆转限制装置4执行的功能。

图3示出了本发明除将一呈电机15形式的用于操作限制装置4的 操作装置也植入病人体内以外与图1相同的实施例。当外部能量传输 装置10的遥控器将无线信号传输给能量变换装置6的接收器时，用来 自能量变换装置6的能量对电机15加电。

图4示出了本发明除将一包括电机/泵装置18和流体蓄积器20的 组件16也植入病人体内以外与图1相同的实施例。在这种情况下，限 制装置4是靠液压控制的，也就是就，电机/泵装置18将液压流体从 蓄积器20经由导管22抽吸至限制装置4，以便减少尿路的截面面积， 并且，电机/泵装置18将液压流体从限制装置4向回抽吸至蓄积器20， 以便扩大上述截面面积。植入的能量变换装置6将无线能量变换成电 流例如变换成用于通过电源线24向电机/泵装置18加电的电流。

图5示出了本发明的一个实施例，该实施例包括带有无线遥控器 的外部能量传输装置10、在这种情况下靠液压控制的限制装置4以及 植入的能量变换装置6，并且，该实施例还包括植入的液压流体蓄积器 30、植入的电机/泵装置32以及植入的呈液压阀变换装置34形式的逆 转装置。电机/泵装置32的电机是电机。植入的能量变换装置6响应 来自外部能量传输装置10的无线遥控器的控制信号用该控制信号承载 的能量对电机/泵装置32加电，从而，电机/泵装置32使液压流体分 布到蓄积器30与限制装置4之间。能量传输装置10的遥控器控制变 换装置34，以便在一个方向与另一个相反方向之间变换液压流体流的 方向，在上述一个方向上，电机/泵装置32将流体从蓄积器30从抽吸 至限制装置4，以便减少尿路的截面面积，在上述另一个方面上，电机 /泵装置32将流体从限制装置4抽吸回蓄积器30，以便扩大上述面积。

图6示出了本发明除将受外部能量传输装置10的无线遥控器控制 的控制装置36、蓄电器38和电容40也植入病人体内以外与图1相同 的实施例。控制装置36将接收自能量变换装置6的电能存储在蓄电器 38内，所述蓄电器则将能量提供给限制装置4。控制装置6响应来自 能量传输装置10的无线遥控器的控制信号或者使电能释放自蓄电器 38并通过电线42和44传送所释放的能量或者通过电线46、稳定电流 的电容40、电线48和电线44直接传送来自能量变换装置6的电能， 以便操作限制装置4。

依照一种替代形式，可以省略图6的实施例中的电容40。依照另 一个替代形式，可省略这一实施例中的蓄电器38。

图7示出了本发明除将用于提供电能以操作限制装置4的电池50 以及用于开关限制装置4的操作的电开关52也植入病人体内以外与图 1相同的实施例。能量变换装置6提供的能量去操作开关52以便从关 模式转换成开模式，在关模式下，电池50未使用，在开模式下，电池 50提供用于限制装置的操作的能量。

图8示出了本发明除将受外部能量传输装置10的无线遥控器控制 的控制装置36也植入病人体内以外与图7相同的实施例。在这种情况 下，能量变换装置6提供的能量操作开关52以便从关模式转换成待机 模式，在关模式下，阻止上述遥控器控制上述控制装置36并且电池未 使用，在待机模式下，允许上述遥控器控制上述控制装置36以便释放 来自电池50的电能从而操作限制装置4。

图9示出了本发明除用蓄电器38代替电池50并且植入的部件以 不同方式互连在一起以外与图8相同的实施例。在这种情况下，蓄电 器38存储来自能量变换装置6的能量。植入的控制装置36响应来自 外部能量传输装置10的无线遥控器的控制信号控制开关52，以便从关 模式转换成开机模式，在关模式下，蓄电器38未使用，在开机模式下， 蓄电器38提供用于限制装置4操作的能量。

图10示出了本发明除将电池50也植入病人体内并且植入的部件 以不同方式互连在一起以外与图9相同的实施例。植入的控制装置36 响应来自外部能量传输装置10的无线遥控器的控制信号控制蓄电器 38，以便传送用于操作开关52的能量，从而从关模式转换成开模式， 在关模式下，电池50未使用，在开模式下，电池50提供用于限制装 置的操作的能量。

另外，蓄电器38提供的能量使开关52操作，以便从关模式转换 成待机模式，在关模式下，阻止无线遥控器控制电池50提供能量并且 无线遥控器未使用，在待机模式下，允许无线遥控器控制上述电池50 以便提供电能从而操作限制装置4。

图11示出了本发明除将电机15、呈传动箱54形式的机械逆转装 置以及用于控制传动箱54的控制装置36也植入病人体内以外与图7 相同的实施例。植入的控制装置36控制传动箱54以便逆转(机械控制 的)限制装置4执行的功能。

图12示出了本发明除植入的部件以不同方式互连在一起以外与图 10相同的实施例。在这种情况下，当适当地是电容的蓄电器38启动开 关52以便转变成开模式时，电池50对控制装置36加电。当开关52 处于开模式时，允许控制装置36控制电池50以便提供或者不提供用 于限制装置4操作的能量。

图13概略地示出了所述设备用于实现多种通信选择的植入的部件 的可能组合形式。从根本上说，存在有植入的限制装置4、控制装置 36和电机/泵装置18以及包括外部无线遥控器的外部能量传输装置 10。如上所述，无线遥控器传输由植入的控制装置36所接收的控制信 号，而该信号则又控制着所述设备的多种植入的部件。

传感器56可植入病人体内，以便传感病人的诸如尿路中的压力之 类的物理参数，植入的控制装置36或者能量传输装置10的外部无线 遥控器可以响应来自传感器56的信号来控制限制装置4。一收发器可 与传感器56相结合，以便将与传感到的物理参数有关的信息发送给外 部无线遥控器。无线遥控器可包括一信号发射器或收发器，并且，植 入的控制装置36可包括信号接收器或收发器。另外，无线遥控器可包 括信号接收器或收发器，并且，植入的控制装置36可包括信号接收器 或收发器。上述收发器、发射器和接收器可用于将与限制装置4有关 的信息或数据从病人体内发送至病人体外。

在电机/泵装置18和用于对电机/泵装置18加电的电池50是植入 的情况下，电池50可配备有用于传感与电池50的状态有关的信息的 收发器。

本领域的技术人员会认识到，上述图1-13的各种实施例可按多种 不同的方式组合。例如，由能量控制的开关14可包括在图3、6-12的 实施例中的任何一个内，液压变换装置34可包括在图4的实施例内， 传动箱54可包括在图3的实施例内。

图14示出了供图1-13的实施例使用的呈电学结元件58形式的能 量变换装置。元件58是一扁平的p-n结元件，它包括夹在一起的p型 半导体层60和n型半导体层62。灯泡64电连接于元件58的相反侧面 以说明如何获得生成的电流。来自这种p-n结元件58的电流输出与温 度相关，见以下的公式。

I＝I0(exp.(qV/kT)-1)

其中

I是外部电流

I0是反向饱和电流

q是1.602×10-9库仑的基础电荷

V是所加载的电压

k是玻尔兹曼常数

T是绝对温度

在大的负压(反向偏压)下，指数项与1.0相比是可忽略不计的， 并且，I约为-I0。I0完全取决于p-n结的温度，从而取决于本征载流 子浓度。就有较小带隙的材料而言，I0要大于有较大带隙的材料的I0。 在本特定实施例中，二极管的整流器作用(也即，将电流限制为仅有 一个方向)对p-n结元件58的操作来说是关键。

设计p-n结元件的另一种方式是将一薄层半导体沉积到支承材料 上，该材料不吸收相应实施例中使用的能量。就按光波以无线方式传 输的能量而言，玻璃是适当的材料。可在半导体层上使用诸如(但不 限于)碲化镉、联硒化铜铟和硅之类的多种材料。还可以使用有若干 层p和n型材料的多层结构，以便提高效率。

p-n结元件58所产生的电能可以是与太阳能电池所产生的电能同 种类型，其中，负和正电场产生直流电。另外，负和正半导体层可随 传输的波而改变极性，从而产生交流电。

将p-n结元件58设计成能适于植入。因此，该元件58与人体接 触的所有外部表面均由不排斥的材料制成。将p-n结半导体设计成能 在37℃的体温下最佳地进行操作，因为，大于1μA的电流输出明显 地取决于温度，如上所示。由于皮肤和皮下组织会吸收能量，故要考 虑元件58的敏感度或工作区与无线能源的密度和强度之间的关系。P-n 结元件58最好设计成扁平和小的。另外，如果按较大的尺寸来制作元 件58，则该元件应是挠性的，以便适于病人的运动。元件58的体积应 小于2000cm3。

图15在总体上说明了如何将本发明任何一个上述实施例的尿失禁 疾病治疗设备植入到病人体内。因此，植入在病人体内的限制装置4 与尿道66相接合，从而在尿道66中的尿路周围形成人造括约肌。诸 如电机或电机/泵组件之类的植入的操作装置68通过诸如机械传输绳 或流体管之类的传输件70而使限制装置4操作。呈元件6形式的具有 正区和负区的如上详细所述的能量变换装置放置在病人的皮肤下面。

外部能量传输装置10的无线遥控器所传输的信号承载的无线能量 至少部分地进入病人的皮肤并且遇到元件6。遇到元件6的能量被变换 成不同形式的能量，它适于对操作装置68加电。例如，若操作装置68 是电机，则元件6包括电p-n结元件，它将无线能量变换成电流，以 便对电机加电。若操作装置68包括泵，则元件6可将无线能量变换成 动能，以便对泵加电。

所变换的能量可用于直接操作限制装置4，或者，若限制装置4是 电控的，所变换的能量可存储在电容和/或蓄电器内以供以后或并行使 用。最佳的是(但不是必须的)，元件6受控于微处理器。外部能量传 输装置10的无线遥控器可用于控制传输的能量的使用以及到达/来自 植入的限制装置4的功能或命令。

图16示出了本发明设备的无线遥控器的基本部分，包括电机 128，它用于操作例如图15所述那种类型的限制件。在这种情况下， 遥控器是以经过病人皮肤130的通常100KHz-1gHz的高频电磁波信号 的传输为基础的。在图15中，放置在皮肤130左侧的所有部分均位于 人体的外侧，放置在皮肤130右侧部分均是植入的。可使用任何适当 控制遥控系统。

外部信号发射天线132定位于靠近信号接收天线134，该天线是靠 近皮肤130植入的。作为另一种替代形式，接收天线134可例如设置 在病人腹部内。接收天线134包括一线圈，其直径约为1-100mm最好 为25mm，由非常薄的线绕成并用电容调谐至特定的高频。如果植入病 人的皮肤下面，则选择小线圈，如果植入病人的腹部，则选择大线圈。 发射天线132包括一线圈，它具有与接收天线134的线圈大致相同的 尺寸，但用能处理必要的大电流的厚线绕成。发射天线132的绕圈调 谐至与接收天线134的线圈相同的特定高频。

外部控制装置136包括一微处理器、一高频电磁波信号发生器以 及一功率放大器。控制装置136的微处理器用于开关上述发生器并调 制该发生器产生的信号，以便通过功率放大器和天线132、134将数字 信息发送给植入的控制装置138。为了避免偶尔随机的高频场触发控制 命令，使用了数字信号代码。设置在外部控制装置136上的通常键盘 与微处理器相连。键盘用于命令微处理器发送数字信号以便收缩或扩 大限制装置。微处理器通过将高频信号施加给天线132而开始命令。 在短时间之后，当信号业已向控制系统的植入部分加电时，就发送命 令以便按预定的步骤收缩或扩大限制装置。按下述形式作为数字包来 发送所述命令。   开始模式   8位     命令     8位     计数     8位     检查和     8位

在相当长时间内(例如约30秒或更多)连续地发送命令。在需要新 的收缩或放大步骤时，计数字节增一，以使得植入的控制装置138去 解码并理解外部控制装置136需要另一个步骤。如果数字包的任何部 分有错，则简单地忽略地其内容。

通过线140，植入的赋能装置126从接收天线134接收到的高额 电磁波信号中抽取能量。赋能装置126将能量存储在诸如大电容之类 的能量存储装置内、对控制装置138加电、并且通过线142对电机128 加电。

控制装置138包括一解调器和一微处理器。解调器对发送自外部 控制装置136的数字信号进行解调制。控制装置138的微处理器接收 数据包、对其进行解码，并在赋能装置126的电源存储了充足的能量 的情况下通过信号线144将信号发送给电机128，以便根据接收到的命 令代码收缩或扩大限制装置。

另外，存储在赋能装置的能量存储装置内的能量可仅用于对开关 加电，并且，可从另一个植入的较高容量的能量源例如电池中获得用 于对电机128加电的能量。在这种情况下，在开关由能量存储装置来 加电时的开模式下，开关用于将上述电池连接于控制装置138，在开关 未被加电时的待机模式下，开关用于使得电池断开与控制装置的连 接。

以下参照图17依照更详细的实施例说明以上概略说明的遥控器。 外部控制装置136包括微处理器146、信号发生器148和与之相连的 功率放大器150。微处理器146用于开关信号发生器148并且用发送 给所述设备的被植入的部件的数字命令来调制信号发生器148所产生 的信号。功率放大器150放大上述信号并将它们发送至外部信号发射 天线132。天线132与电容152并联从而构成了谐振电路，该电路被 调谐至信号发生器148所生成的频率。

植入的信号接收天线线圈134连同电容154一道构成了一谐振电 路，该电路被调谐至与发射天线132相同的频率。信号接收天线线圈 134根据接收到的高频电磁波感应出电流，整流二极管160对感应电流 进行整流，感应电流对存储电容158充电。连接在天线线圈134与二 极管160之间的线圈156阻止电容158和二极管160使信号接收天线 134的电路按较高频率负载。因此，线圈156可以对电容158充电并 用振幅调制来发送数字信息。

相并联的电容162和电阻164以及二极管166构成了一检测器， 它用于检测接振幅调制的数字信息。电阻168和电容174构成了一过 滤电路，电阻168与电阻170相串联，电阻170与电容172相串联， 电容172通过接地与电阻168相串联，电容174的一端连在电阻168、 170之间，另一端连在二极管166与电容162和电阻164构成的电路 之间。过滤电路用于滤掉不希望有的低频和高频。将检测并过滤过的 信号馈给植入的微处理器176，它对数字信息进行解码并通过H桥178 控制电机128，H桥包括三极管180、182、184和186。H桥178按两 个相反的方向驱动电机128。

微处理器176还监视存储电容158中存储的能量数量。在发送信 号以启动电机128之前，微处理器176检查存储在存储电容158内的 能量是否充足。如果存储的能是不足以执行所请求的操作，则微处理 器176等待接收到的信号以便在启动电机128之前对存储电容158充 电。