本发明涉及一种男性阳萎治疗假体设备，包括一个植入阳萎患者 阴茎海绵体腔中的可操纵假体，用于在操纵该假体时提供勃起阴茎状 态。

男性阳萎是一种普遍的问题。针对该问题已尝试了许多不同的解 决方法。根据目前实施的一种现有系统，一种液压可膨胀/收缩的硅假 体被植入阴茎的海绵体腔中。与该假体以流体相连的是一个植入腹膜 内的储室和一个阴囊中的泵。通过手动抽吸该泵，该假体中充满了来 自储室的流体以实现勃起阴茎状态或放空流体，它流回储室，实现松 软阴茎状态。然而，该解决方法或多或少地有一些严重的缺点。经常 出现的一个问题是在泵的周围产生了厚硬的纤维化，这使得该系统迟 早会无用。

实现勃起的另一解决方法是限制离开阴茎的血流。例如，美国 4829990，4958630和5048511号专利公开了两种液压操纵的包裹在 相应的海绵体或阴茎泄出静脉周围的可膨胀套。这种解决方法的一个 缺点是它涉及到复杂的外科手术。美国4828544号专利公开了该解决 方法的另一实例，其中，通过外科手术植入一种人造瘘管系统并在股 动脉和股静脉之间提供一个初级瘘管系统和一个用于将血液从初级瘘 管导向阴茎的次级瘘管。一个可膨胀的气囊与次级瘘管和静脉之间的 初级瘘管相接合。该气囊与一个植入阴囊中的手动可压缩储室以流体 相连。而且，该人造瘘管系统的植入也需要复杂的外科手术。

还有另一种解决方法是在阴茎的静脉系统注射一种物质来实现勃 起。然而，注射对患者来说是痛苦而复杂的。

其中流体从一个储室分配到一个植入的可膨胀假体中的各种阳萎 治疗装置公开于美国3855122、3954102、4009711、4201202、 4235227、4318396和5250020号专利中。

美国4424807号专利公开了另一种解决方法，其中可膨胀的液压 缸元件相对较深地植入阴茎海绵体内。

本发明的目的是提供一种新型方便的男性阳萎假体设备，当患者 想要实现勃起时，该设备不需要手动操纵一个如在现有技术中放入患 者阴囊中的储室/泵组合机构。

该目的是通过最初所述的那种设备来实现的，其特征在于当植入 假体时，能量传递装置将能量从患者体外无线传递到患者体内以操纵 该假体。

因此，就获得了如下优点：本发明的男性阳萎假体设备有可能为 患者的余生，至少多年提供简单有效的能量传递，它可以保证该设备 持续可靠的功能性。

一般来说，该假体适合于控制阴茎，优选地在松软和勃起状态间无 级地变化。这就给患者带来能够对假体进行精确的调节来实现所需的 勃起而不会感觉疼痛这样的优点。

一般来说，该设备包括一个植入患者体内的能量转换装置，用于 将由能量传递装置无线传递的能量从第一种形式转换为优选地不同于 第一种形式的第二种形式。

能量转换装置可以包括至少一个半导体型元件或该半导体元件的 一个电路。该半导体元件可包括一个晶体管或微型芯片或类似的电子 元件。然而，该半导体元件可以不包括整流二极管。

根据本发明的一个主要实施例，能量转换装置包括至少一个具有 正极区和负极区的元件并当置于由能量传递装置传递的第一种形式的 能量中时，适合于在正极区和负极区之间产生一个能场，以便使该能 场提供第二种形式的能。一般来说，上述半导体元件可包括这种元件。

根据本发明的一个优选实施例，该元件包括一种电结元件，该电 结元件在置于由能量传递装置所传递的第一种形式的能量中时，能够 感应一个正极和负极区之间电场，由此第二种形式的能量包括电能。

因此，阴茎假体适合于电操纵，由此电结元件的正极和负极区为 阴茎假体的操纵提供电能。该设备适宜地包括与电结元件的正负区相 连的植入电导体，由此电结元件能够通过这些导体提供电流，如直流 电、脉冲直流电、直流和脉冲直流电的组合、交流电或直流和交流电 的组合。此外，电结元件可能提供一个调频、调幅、或调频又调幅的 模拟、数字或模拟与数字组合的信号，该信号可用于控制阴茎假体。

该元件，优选以电半导体结元件的形式，应设计为当置于由能量 传递装置所传递的第一种形式的能量中时，产生一个超过1μA的输出 电流。电结元件适宜地形成一个平薄片并具有小于2000cm3的体积以 适合于皮下植入，使该电结元件只位于患者的皮肤之下。另外，有可 能将该元件植入患者的胸部或头部区，或患者身体的孔口中以及在孔 口的粘膜或粘膜外部的内腔(intraluminar)下面。当然，包括与患者 身体接触的电结元件的能量转换装置的所有元件都应具有生物适应性 材料。

对于体外应用，普遍采用了一种特别类型的电半导体结元件，即 所谓的p-n(正极/负极)结元件，一般是以太阳能电池的形式。太阳 能电池将可见光形式的太阳能转换为直流电形式的电能。例如，一种 p-n结元件可包括二层半导体，一层p型(正极)和另一层n型(负 极)，夹在一起形成一个“p-n结”。该“p-n结”在吸收光的量子(光 子)时感应出穿过该元件的电场。

为了更准确，光的量子将其能量传递给一些半导体的电子，于是 它们能够在材料中移动。对于每个这样的负电荷电子，产生一个相应 的正电荷—一个“空穴”。在普通的半导体中，这些电子和“空穴” 在短时间后重新组合而它们的能量作为热量消耗掉。然而，当电子和 空穴借助电场的作用以相反的方向冲过p-n结时，电荷的分离感应一 个跨越p-n结元件的电压。通过将p-n结元件连接到一个外部电路上， 电子能够流动，由此产生电流。

令人惊奇的是，已经证明：虽然皮肤和皮下组织都从一个导引向 皮肤部分的外部光束中吸收能量，但通过皮肤传递的光能量可从p-n 结元件中感应一个足够强的电流(最小1μA)来启动电操纵阴茎假体的 工作，其中设计合理的p-n结元件位于所述的外部光束之后。因此， 这种p-n结元件目前是首次被用于体内应用。

该设备可包括一种用于从能量场所产生的第二种形式的能量中产 生电脉冲的植入脉冲发生器。

一般来说，能量转换装置适合于将第一种形式的能直接或间接地 转换为第二种形式的能。

根据本发明的一个优选实施例，第二种形式的能包括电能而且能 量转换装置包括一个电容器，该电容器可能适合于从转换的电能产生 电脉冲。当能量转换装置将由能量传递装置所传递的第一种形式的能 转换为第二种形式的电能时，该电容器优选地适合于产生脉冲。该电 容器应很小以便于其植入，即其容量不得大于0.1μF。

该设备可包括一个用于稳定第二种形式的能量的植入稳定器。当 第二种形式的能量包括电流时，该稳定器可包括至少一个上面所述类 型的电容器。

在本发明的大部分实施例中，该设备包括植入的电元件。当电元 件包括一个上面所述类型的电容器或一个蓄能器时，至少一个，优选 地单一的，电压电平保护器可便利地被提供，其中，电容器或蓄能器 的充电和放电是通过使用电压电平保护器控制的。因此，不需要任何 植入的电流检测器和/或充电电平检测器来控制该电容器，这使得该设 备简单可靠。

在本发明的一个具体实施例中，第一种形式的无线能包括声波而 第二种形式的能包括电能，其中能量转换装置适合于直接将例如声波 转换为电能。

应当理解的是：当不变的无线传递的能量被传递以及被或不被不 同于所传递能量的能量(例如被转换为电能，但当所传递的能量被传 递时仍可直接用于激励该设备的能量消耗零件)所激励时，该设备的 能量消耗零件，例如马达或泵，可以或不可以被这种不变的无线传递 能量所激励。另外，该设备的能量消耗零件可以由一个植入的仍可用 无线能加载的能源或存储装置来赋能。在所有这些方面，优选地，能 够无线地控制能量的释放并得到该装置已完成功能的结果反馈。直接 使用传递的能量而没有反馈即已发生了什么、能量到达其目的地了 吗？等是不可靠的。

该设备可包括一个可植入的用于操纵阴茎假体的马达或泵，其 中，该马达或泵是由转换的能量提供动力的。

根据本发明的一个主要方面，在无线能被传递时，该能量传递装 置适合于传递无线能以直接用于阳萎假体的操纵。在能量被传递时， 直接利用该能量的优点是：该设备可以具有非常简单的设计而且所涉 及的元件较少使该设备非常可靠。例如，能量传递装置适合于用无线 能直接为马达或泵提供动力。无线能可能包括一个适宜地以信号形式 的磁场或电磁波，用于直接为马达或泵提供动力。本说明书中所述的 马达和相关元件的所有各种功能在适用处可被使用。

作为本发明上述主要方面的一个可选方案，当第一种形式的能被 转换为第二种形式的能时，能量转换装置可适用于提供第二种形式的 能直接用于操纵阴茎假体。因此，能量转换装置可适合于用第二种形 式的能量直接为马达或泵提供动力。

一般来说，能量转换装置用第二种形式的能量以非磁、非热或非 机械的方式直接操纵阴茎假体。

在该设备包括一个适合于直接或间歇性地操纵阴茎假体的马达 时，能量转换装置可用第二种形式的能直接为马达提供动力。适宜地， 阴茎假体可被操纵以完成反向功能，而且该马达能使所述功能反向。

根据本发明的另一实施例，该阴茎假体包括一个液压阴茎假体， 而且该设备包括一个用于操纵液压阴茎假体的植入泵，其中，能量转 换装置可提供第二种形式的能，用于驱动该泵。优选地，该泵不是柱 塞式泵，但可以包括蠕动或隔膜泵。

当转移由能量传递装置传递的第一种形式的能时，能量转换装置 优选地能够以第二种形式的能产生一个超过1μA的电流。

该设备可包括一种用于调节阴茎假体的可植入调节装置，用来在 勃起和松软阴茎状态间变化。根据第一个可选方案，该调节装置适合 于机械地调节阴茎假体。根据第二个可选方案，该调节装置适合于利 用植入的液压装置对阴茎假体进行液压调节。该液压装置可以不使用 在置于热场或磁场中时粘度会显著增加的那种液压流体。

本发明的设备不局限于将可见光用于能量的无线传递。因此，根 据本发明的一个广义方面，能量传递装置通过至少一个无线信号，优 选地含有辐射能，来传递能量。

无线信号可包括波信号，例如，电磁波信号、如红外光信号、可 见光信号、紫外光信号、激光信号、微波信号、射电波信号、X射线辐 射信号和γ辐射信号。在适用处，一个或多个上述信号可组合起来。作 为另一选择地，波信号可包括声波信号，如超声波信号。一般来说， 无线信号可以包括数字、模拟或数字模拟信号。

由能量传递装置所传递的第一种形式的能可包括一个以脉冲例如 数字脉冲传递的电场或磁场。此外，能量转换装置可将包括极化能的 第一种形式的能转换成直流电、脉冲直流电、直流和脉冲直流电的组 合、交流电或直流和交流电的组合。另外，第一种形式的能可包括动 能。

第二种形式的能可包括一个调频、调幅或调频并调幅的模拟、数 字或模拟数字组合信号。

阴茎假体可以是非膨胀的，即不包括用于调节阴茎假体的液压流 体。这样可减少流体从阴茎假体中泄漏的问题。

该设备适宜地包括与能量转换装置相连接的植入电导体，由此， 能量转换装置能够通过导体提供电流，如直流电、脉冲直流电、直流 电和脉冲直流电的组合、交流电或直流和交流电的组合。此外，能量 转换装置能够提供一种调频、调幅或调频并调幅的模拟、数字或模拟 数字组合信号，该信号用于阴茎假体的控制。

根据本发明的一个主要实施例，该设备包括一个用于操纵阴茎假 体的植入操纵装置和一个用于控制操纵装置的控制装置，其中，能量 转换装置用第二种形式的能为操纵装置提供动力。该操纵装置优选地 包括一个马达，例如一个由控制装置控制以转动所需转数的电旋转马 达或一个电直线马达。任选地，一个植入的传动机构可与马达相连接， 电马达也具有由塑料制成的导电零件。此外，电马达可包括一个液压 或气动流体马达，其中，控制装置来控制通过气动流体马达的流体流 量。目前市场上存在的马达正越来越小。此外，存在有大量的控制方 法和微型化控制设备。例如旋转电机的转数可由一个尺寸只有几毫米 的霍尔元件来分析。

根据本发明的另一实施例，阴茎假体包括液压装置，而操纵装置 适合于将液压流体导入液压装置中。该操纵装置包括一个与阴茎假体 的液压装置相连接的流体导管和一个流体储室，其中该储室构成了导 管的一部分。该储室可以形成一个具有可变容积的流体腔；而且操纵 装置可适合于通过减小腔的容积将流体从腔内分配到阴茎假体的液压 装置中并通过腔的体积膨胀使流体从液压装置中抽回腔中。操纵装置 适宜地包括一个植入的马达，用于缩小和增大腔的容积。操纵装置也 可以包括一个用于抽出阴茎假体液压装置中的液压流体的植入马达。 所涉及的所有液压元件优选地是缺少任何止回阀。这具有很大的优 点，因为对于所涉及的阀，总会有由于阀的非正常工作而造成的失灵 风险。

控制装置可适合于通过改变第二种形式能量的极性而使操纵装置 反向。当操纵装置包括一个电马达时，第二种形式的能适宜地包括电 能。

然而，根据本发明的另一实施例，可操纵阴茎假体来完成一个反 向功能，如使阴茎勃起，然后通过使阴茎松软而反向，而且有一个植 入患者的反向装置用于使阴茎假体完成的功能反向。该反向功能优选 地包括适宜地以无级方式借助于阴茎假体使阴茎勃起和松软。在这方 面，该控制装置适宜地控制可能包括一个开关的反向装置，以便使阴 茎假体所完成的功能反向。该反向装置可包括含有一个用于改变液压 装置中流体流动方向的阀的液压装置。另外，反向装置可包括一个机 械反向装置，如一个开关或一个齿轮箱。

如反向装置包括一个开关，则它可以由第二种形式的能量来操 纵。在这种情况下，控制装置通过改变供给开关的第二种形式能的极 性而适宜地控制该开关的工作。该开关可包括一个电开关，而能源可 为该开关的操纵提供电能。

根据本发明的一个优选实施例，该设备还包括一个植入患者的能 量存储装置，用于存储第二种形式的能并为阴茎假体的操纵提供能 量。植入的能量存储装置优选地包括一个电源，如一个蓄能器，一个 可充电电池或一个蓄能器和可充电电池的组合。

该设备还包括一个植入患者的用于切换阴茎假体工作的开关和一 个植入患者的能源。该能源优选地是一块电池。另外，能源是一种也 可存储第二种形式能量的蓄能器。

根据第一选择方案，该开关由能量存储装置所提供的第二种形式 的能来操纵以便从断开模式切换为接通模式；在断开模式下能量源不 在使用中，在接通模式下能量源为阴茎假体的操纵提供能源。在这种 情况下，植入的能源可包括一个优选寿命不少于10年的电池或一个蓄 能器，但是其它类型的源也可能考虑，如核能源或化学能源(燃料电 池)。

根据第二选择方案，该设备还包括一个用于控制植入能源的能量 供应的遥控器，其中开关由能量存储装置所提供的第二种形式的能量 来操纵以便从断开模式切换为备用模式；在断开模式下该遥控器不能 控制能源而且该能源不在使用中，在备用模式下允许该遥控器控制能 源为阴茎假体的操纵提供能量。

根据第三选择方案，该能量存储装置被省略，其中开关由能量转 换装置所提供的第二种形式的能来操纵以便从断开模式转换为备用模 式；在断开模式下该遥控装置不能控制能源而且该能源不在使用中， 在备用模式下允许该遥控器控制能源为阴茎假体的操纵提供能量。

根据第四选择方案，该遥控器也被省略，其中开关由能量转换装 置所提供的第二种形式的能来操纵，以便从断开模式切换为接通模 式，在断开模式下能源不在使用中，在接通模式下能源为阴茎假体的 操纵提供能量。如果适用，在所述实施例中，在能量传递装置传递无 线能时，优选在所转换的第二种形式的能由一个植入的可暂时(几秒 钟)存储第二种形式能的电容器来稳定时，该开关可以进行切换。

在上述第三和第四选择方案中，能量传递装置可被能量转换装置 代替，由此，开关由第一种形式的能量来操纵。

上述开关可包括一个电子开关或，适用时的一个机械开关。

采用开关的最主要的优点是增加的控制安全性，即在患者周围的 干扰信号不能影响植入的阴茎假体。此外，由于该设备的能量消耗将 会减到最低，因而植入能源的寿命将会大大的延长。在上述备用模式 下，遥控器使用来自植入能源的能量。借助于能量传递装置，可传递 能量来启动开关以便只有在需要能量来操纵阴茎假体时才与植入的能 源相连接。

所有上述实施例可与至少一个可植入的用于感测患者至少一个物 理参数的传感器相结合，其中控制装置响应于来自传感器的信号来控 制阴茎假体。例如，该传感器可感测射精或包括一个直接或间接地感 测尿道中压力的压力传感器。该控制装置可包括一个植入患者的内部 控制单元，用于优选地直接响应于传感器的信号来控制阴茎假体。响 应于传感器的信号，例如射精、压力、或任何其它重要的物理参数， 内部控制单元随即可将信息传递到患者身体的外部。该控制单元也可 以响应于传感器的信号来自动控制阴茎假体。例如，当阴茎处于勃起 状态时，控制单元可响应于传感器感测到的一个作用于阴茎假体的异 常高压来控制阴茎假体使阴茎松软。

另外，该控制装置可包括一个患者体外的外部控制单元，用于适 宜地直接响应于传感器的信号来控制阴茎假体。该外部控制单元可存 储传感器所感测的物理参数信息，并且可以手动操纵，以根据存储的 信息控制阴茎假体。另外，应有至少一个用于发送传感器感测的物理 参数信息的植入发送器。

在患者体外可提供一个外部数据通信器，而一个内部数据通信器 可植入患者体内，用于与外部通信器进行通信。内部通信器可将关于 患者或关于阴茎假体的数据反馈给外部通信器。另外，或以组合形式， 外部通信器可将数据馈送到内部通信器。内部通信器可适宜地馈送至 少一个关于患者的身体信号。

该设备也可包括一个植入的可编程序控制单元，用于根据活动计 划程序优选地控制随时间变化的阴茎假体。这将会向该设备预告并可 能会使该设备适用于特殊的患者。

许多上述实施例适宜地为遥控。因此，该设备有优势地包括一个 无线遥控器，传送至少一个用于控制阴茎假体的无线电控制信号。采 用该遥控器可能会使所述设备的功能适应患者的需要。控制信号可包 括一个调频、调幅或调频并调幅信号。此外，控制信号可包括一个模 拟或数字信号，或一个模拟和数字组合信号。

无线遥控器能够获取有关植入的阴茎假体状态的信息并能响应于 该信息来控制阴茎假体。遥控器也可以将有关阴茎假体的信息从患者 体内发送到其体外。

在本发明的一个具体实施例中，无线遥控器包括至少一个外部信 号发送器或收发器和至少一个植入患者的内部信号接受器或收发器。 在本发明的另一具体实施例中，无线遥控器包括至少一个外部信号接 收器或收发器和至少一个植入患者的内部信号发送器或收发器。

无线遥控器可传送一个用于运载控制信号的载波信号，其中载波 信号是调频、调幅或调频并调幅信号。载波信号也可以包括数字、模 拟或数字和模拟组合信号。这种信号可以包括波信号。与载波信号一 同使用的控制信号也可以是调频、调幅或调频并调幅信号，而且还可 以是数字、模拟或数字和模拟组合信号。

控制信号可包括一种波信号，例如，一种声波信号，如超声波信 号，电磁波信号，如红外光信号、可见光信号、紫外光信号、激光信 号、微波信号、射电波信号、X射线辐射信号或γ辐射信号。在适用时， 两个或多个上述信号可组合起来。

控制信号可以是数字或模拟信号，而且可包括一个电场或磁场。 无线遥控器可适合地传送一个用于运载数字或模拟信号的电磁载波信 号。例如，使用一个运载数字控制信号的模拟载波信号将会产生安全 通信。控制信号可通过无线遥控器以脉冲形式传送。

能量传递装置的功能不同于或类似于能量转换装置。例如，当能 量传递装置包括一个用于传递第一种形式能量的线圈而能量转换装置 包括一个用于将传递的能量转换为第二种形式能量的电结元件时，能 量传递装置和能量转换装置的功能不同。当能量传递装置包括一个用 于传递第一种形式能量的线圈而能量转换装置也包括一个用于将传递 的能量转换为第二种形式能量的线圈时，能量传递装置和能量转换装 置的功能相互类似。

根据本发明的一个可选实施例，该设备包括一个可植入患者的可 激活的能源，其中该能源被能量传递装置所传递的无线能量所激活， 以提供用于阴茎假体操纵的能量。

可植入的阴茎假体适合于埋置在一种柔软或胶制材料中，例如一 种硬度小于20肖氏硬度的硅酮材料。

本发明优选地提供一种男性阳萎治疗假体，包括一个植入患有阳 萎的患者的阴茎海绵体中的假体设备和一个可暂时性地实现勃起阴茎 状态的调节装置以及一个能完成反向功能来调节该调节装置的动力操 纵装置。

在本发明的另一实施例中，男性阳萎治疗设备包括一个液压调节 装置，并包括一个可植入患者并含有液压流体的储室，以及一个为储 室和液压调节装置之间提供液压连接的导管，其特征在于该操纵装置 适合于通过储室和液压调节装置之间的导管来分配液压流体来操纵该 液压调节装置，导管和液压调节装置没有任何止回阀，以便允许液压 流体在导管中在两个方向都可自由流动。

另一可选方案是一个只在单方向抽吸的泵和一个改变流体方向的 可调阀来增大或减少储室中的流体量。该阀可以手动、机械、磁力或 液压操纵。

另外，或与动力操纵装置组合起来，该伺服装置可手动操纵而不 需要强的操纵力。该伺服装置可包括液压装置、电控装置、磁装置或 机械装置，它们可用手动操纵装置来启动。采用伺服系统将会在调节 该调节装置时节省用力，这在许多应用中都具有重要性。

术语“伺服装置”包含伺服机构的正常定义，即：借助于非常少 量的动力来控制大量的动力的一种自动装置，但也可另外或附加地包 含一种机构的定义，该机构将作用在具有长行程的运动元件上的弱力 转换为作用在具有短行程的另一运动元件上的强力。该伺服装置可包 括一个马达，优选是电马达，该马达可以是可反向的并/或包括一个传 动装置。当所述操纵装置包括马达时，反向装置适合于使马达反向。

作为另一选择地，本发明包括储室的上述实施例可装备有一个包 括反向伺服机构的伺服装置。术语“反向伺服机构“要理解为一个将 作用在具有短行程的运动元件上的强力转换为作用在具有长行程的另 一运动元件上的弱力的机构；即：上面定义的正常伺服机构的可选机 构的反向功能。控制另一闭合液压系统的第一液压闭合系统可以被采 用，调节装置的液压装置装在所述另一闭合液压系统中。这时，第一 系统的较小储室中液量的微小变化可以被反向伺服机构转换为第二系 统中较大储室内液量的较大变化。因此，第二系统较大储室内容积的 变化影响到该调节装置的液压装置。例如，减少较小储室容积的短行 程可使较大储室为调节装置提供大量的液压流体，这样反过来会导致 限制装置上的机械调节行程长。

采用该反向伺服机构的最大优点是：可将较大的容积系统放入有 较大空间的腹部或腹膜内，而且仍然可以在皮下采用较小系统的手动 操纵装置。较小的储室可由流体供应装置来直接或间接控制。流体供 应装置可包括另一小的可放入皮下并可由手动操纵装置来操纵的储 室。正常伺服装置和特殊反向伺服都可用于本说明书中所述的各种元 件和解决方法中。

因此，反向伺服适合于适宜地响应于储室中的压力提供储室的第 一和第二壁部分之间的相对位移，以改变储室腔的容积。

一般来说，包括反向伺服的伺服装置包括一个压力控制的伺服装 置。作为另一选择地，上面提到的报警器可适合于响应于预定时间周 期的间隔产生一个报警信号，在该时间周期中，控制伺服装置的压力 超出一个预定的高值。

反向伺服可包括磁装置、电装置或手动操纵装置或其组合，然而 反向伺服优选地包括液压装置。

根据本发明的一个具体实施例，反向伺服还包括一个限定包含伺 服流体的腔的伺服储室，而且该操纵装置包括伺服储室的第一和第二 壁部分，它们可以相互位移以改变伺服储室的容积。伺服储室的第一 和第二壁部分可以通过磁装置、液压装置或电控装置相互位移。

如果反向伺服装置包括液压装置，则它还可以包括一个连接到闭 合系统中伺服储室上并含有另外预定流体量的流体供应储室。该流体 供应储室限定一个用于另外预定流体量的腔，而且该操纵装置适合于 改变腔的容积并由此控制伺服储室中的液量。该流体供应储室包括第 一和第二壁部分，它们可相互位移以改变流体供应储室的容积。该流 体供应储室响应于该流体供应储室的第一壁部分相对于供液储室第二 壁部分的一个预定的第一位移来增加伺服储室的液量，并响应于该流 体供应储室的第一壁部分相对于供液储室第二壁部分的一个预定的第 二位移来减少伺服储室的液量。

所有上述各种元件，如马达、泵和电容器都可以在适用时组合在 不同的实施例中。本发明上述实施例中所述的各种功能也可在适用时 用于各种应用中。

本说明书所介绍的传递、转换和控制能量的各种不同的方式可通 过采用所述的所有各种元件和解决方法进行实践。

本发明也提供了一种植入上述男性阳萎假体设备的方法，该方法 包括在位于患者身体一个孔口中的阳萎患者的粘膜中切一个开口的步 骤并通过该开口将所述设备的能量转换装置植入患者体内。作为另一 选择地，切开步骤可包括在患者的皮肤上切一个开口而植入步骤可包 括通过该开口将能量转换装置植入患者体内。

根据第一可选方案，也提供了一个腹腔镜植入法，它包括提供上 述男性阳萎假体设备的步骤，在阳萎患者体内放置至少两个腹腔镜插 管并利用至少两个腹腔镜插管将能量转换装置植入患者体内。

本发明参照附图详述如下，其中：

图1～12是分别说明本发明的男性阳萎假体设备的12个实施例的 简略方框图，其中无线能从患者体外传送到植入患者的所述设备的能 量消耗元件上。

图13是说明用于实现各种通信选项的植入元件的可能组合的简略 方框图。

图14说明用于本发明设备的一种电结元件，及

图15说明根据本发明植入患者的设备。

图16是说明本发明一个实施例的遥控元件的方框图，其中无线能 利用电磁信号来传递，及

图17是用于图16方框图的元件的示范电路的一个简略示意图。

参考图示，类似的参考数字表示在全部图示中相同或对应的元 件。

图1简略地示出了本发明男性阳萎假体设备的一个最简单的实施 例，它具有几个植入患者的零件和位于患者体外的其它零件。因此在 图1中，所有放在患者皮肤2右侧的零件被植入，而放在皮肤2左侧 的所有零件位于患者体外。

图1的设备包括一个放入阳萎患者阴茎体海绵体腔内的可操纵阴 茎假体4。植入的假体4能够完成一个反向功能，即，使阴茎勃起或使 阴茎松软。一个植入的能量转换装置6适合于通过一个电源线12为阴 茎假体4的能量消耗元件提供能量。外部能量传递装置10包括一个传 送无线信号的无线遥控器，该信号由一个装在植入的能量转换装置6 中的信号接收器接收。植入的能量转换装置6将能量从信号转换为通 过电源线12而提供的电能。

图2表示本发明的一个与图1相同的实施例，只是由极化能量以 电开关14的形式操纵的一个反向装置也被植入患者用于使阴茎假体4 反向。外部能量传递装置10的无线遥控器传送运载极化能量的无线信 号，而植入的能量转换装置6将无线极化的能量转换为用于操纵开关 14的极化电流。当电流的极性由能量转换装置6所改变时，开关14 使阴茎假体4所完成的功能反向。

图3表示本发明的一个与图1相同的实施例，只是以马达15的形 式的用于操纵阴茎假体4的一个操纵装置也被植入患者。当外部能量 传递装置10的遥控器将一个无线信号传送给能量转换装置6的接收器 时，马达15由来自能量转换装置6的能量提供动力，。

图4表示本发明的一个与图1相同的实施例，只是包括一个马达/ 泵单元18和一个流体储室20的组件16也被植入患者。在这种情况 下，阴茎假体4是液压操纵的，即液压流体由马达/泵单元18从储室 20通过导管22抽入阴茎假体4使患者阴茎勃起，而且液压流体由马达 /泵单元18从阴茎假体抽回到储室20，使阴茎假体松软。植入的能量 转换装置6将无线能转换为电流，例如一个极化电流，用于通过电源 线24来为马达/泵单元18提供动力。

图5表示本发明的一个实施例，其包括带无线遥控器的外部能量 传递装置10、在这种情况下为液压操纵的阴茎假体4、以及植入的能 量转换装置6，而且还包括一个植入的液压流体储室30、一个植入的 马达/泵单元32和一个植入的以液压阀转变装置34形式的反向装置。 马达/泵单元32的马达是一种电马达。响应于来自外部能量转换装置 10的无线遥控器中的信号，植入的能量转换装置6用来自控制信号所 运载能量的能量为马达/泵单元32提供动力，由此马达/泵单元32在 储室30和阴茎假体4之间分配液压流体。能量传递装置10的遥控器 控制转变装置34来改变液压流体在一个方向和另一相反方向之间的流 动方向，其中在一个方向上流体由马达/泵单元32从储室30中抽到阴 茎假体4中使阴茎勃起，而在另一相反方向上，流体由马达/泵单元32 从阴茎假体4中抽回储室30使阴茎松软。

图6表示本发明的一个与图1所示相同的实施例，只是由外部能 量传递装置10的无线遥控器所控制的一个控制单元36、一个蓄能器 38和一个电容器40也被植入患者。控制装置36将从能量转换装置6 接收的电能存储在蓄能器38中，该蓄能器38为阴茎假体4提供能量。 响应于来自能量传递装置10的无线遥控器的控制信号，控制单元6或 者从蓄能器38中释放电能并通过电源线42和44转换释放的能量，或 者通过电源线46、稳定电流的电容器40、电源线48和电源线44直接 转换来自能量转换装置6的电能，用于操纵阴茎假体4。

根据一个可选方案，图6实施例中的电容器40可被省略。根据另 一可选方案，本实施例中的蓄能器38可被省略。

图7表示本发明的一个与图1所示相同的实施例，只是为操纵阴 茎假体4提供能量的一个电池50和一个用于切换阴茎假体4的操纵的 电开关52也被植入患者。开关52是由能量转换装置6提供的能量操 纵的，以便从断开模式切换到接通模式；在断开模式下，电池50不在 使用中，在接通模式下，电池50为阴茎假体的操纵提供能量。

图8表示本发明的一个与图7相同的实施例，只是由外部能量传 递装置10的无线遥控器所控制的控制单元36也被植入患者。在这种 情况下，开关52由能量转换装置6所提供的能量所操纵以便从断开模 式切换为备用模式；在断开模式下，阻止无线遥控器控制控制单元36 而且电池不在使用中，在备用模式下，允许遥控器控制控制单元36以 便从电池50中释放能量用于阴茎假体4的操纵。

图9表示本发明的一个与图8所示相同的实施例，只是一个蓄能 器38由电池50代替而且植入元件的互接也不同。在这种情况下，蓄 能器38存储来自能量转换装置6的能量。响应于来自外部能量传递装 置10的无线遥控器的一个控制信号，植入的控制单元36控制开关52 从断开模式切换到接通模式；在断开模式下，蓄能器38不在使用中， 而在接通模式下，蓄能器38为阴茎假体4的操纵提供能量。

图10表示本发明的一个与图9相同的实施例，只是电池50也被 植入患者内，而且植入元件的相互连接也不同。响应于来自外部能量 传递装置10的无线遥控器的一个控制信号，植入的控制单元36控制 蓄能器38为操纵开关52传送能量，使其从断开模式切换到接通模式； 在断开模式下，电池50不在使用中，在接通模式下，电池50为阴茎 假体4的操纵提供能量。

另外，开关52可由蓄能器38提供的能量操纵，从断开模式切换 到备用模式；在断开模式下，阻止无线遥控器控制电池50以提供电能， 而且无线遥控器不在使用中，在备用模式下，无线遥控器可以控制电 池50为阴茎假体4的操纵提供电能。

图11表示本发明的一个与图7相同的实施例，只是一个马达15、 以齿轮箱54形式的一个机械反向装置、和一个用于控制齿轮箱54的 控制单元36也被植入患者。植入的控制单元36控制齿轮箱54使阴茎 假体4完成的功能反向(机械操纵)。

图12表示本发明的一个与图10相同的实施例，只是植入的元件 相互连接不同。因此，在这种情况下，当蓄能器38，最好是电容器， 启动开关52切换到接通模式时，控制单元36由电池50提供动力。当 开关52处于接通模式时，允许控制单元36控制电池50为阴茎假体的 操纵提供，或不提供能量。

图13简略地示出了该设备的植入元件的可能组合，用于实现各种 通信选项。基本上来说，存在植入的阴茎假体4、控制单元36和马达/ 泵单元18，以及包括外部无线遥控器的外部能量传递装置10。如上所 述，无线遥控器传递由植入的控制单元36接收到的一个控制信号，该 控制信号依次控制该设备的各种植入元件。

传感器56可被植入患者体内，用于感测患者的物理参数，如勃起 阴茎组织内的压力。植入的控制单元36，或者另外，能量传递装置10 的外部无线遥控器可以根据来自传感器56的信号来控制阴茎假体4。 收发器可与传感器56相组合，用于将感测的物理参数信息发送给外部 无线遥控器。无线遥控器可包括一个信号发送器或收发器，而植入的 控制单元36可包括一个信号接收器或收发器。另外，无线遥控器可包 括一个信号接收器或收发器而且植入的控制单元36可包括一个信号发 送器或收发器。上述收发器、发送器和接收器可用于将与阴茎假体4 有关的信息或数据从患者体内发送到其体外。

如果马达/泵单元18和为马达/泵单元18提供动力的电池50被植 入，电池50可装有一个用于发送电池50状态信息的收发器。

在本领域中的那些技术人员将意识到根据图1～13的上述各种实 施例可以用许多不同的方式进行组合。例如，极性能量操纵的开关14 可被装入图3、6～12的任何实施例中，液压转变装置34可被装入图4 的实施例中，而且齿轮箱54可被装入图3的实施例中。

图14表示以电结元件58形式的能量转换装置，直接用于根据图 1～13的任何上述实施例中。元件58是一个平的p-n结元件，包括夹 在一起的一个p型半导体层60和一个n型半导体层62。灯泡64电连 接到元件58的相反侧以便说明产生的电流是如何获得的。该p-n结元 件58的电流输出与温度有关，见下面公式：

                 I＝I0(exp(qV/kT)-1)

其中

I是外部电流

I0是反向饱和电流

q是1.602X10-19库仑的基本电子荷

V是施加的电压

K是波耳兹曼常数，以及

T是绝对温度

在大的负向施加电压(反偏压)下，指数项与1.0相比可忽略不计， 而I近似于-I0。I0强烈地取决于结的温度并因此而取决于本征载流子 浓度。较小带隙的材料的I0要比较大带隙的材料的I0大。二极管的 整流器作用—即，其电流只限制在一个方向—在本具体实例施中是p- n结元件58的操纵关键。

设计一种p-n结元件的一种可选方式是将一种半导体薄层沉积到 一种支持材料上，所述支持材料不吸收用于相应实施例中的那种能 量。针对使用以光波无线传递的能量，玻璃是一种合适的材料。各种 材料可用于半导体层，如但不限于碲化镉(cadmium telluride)，二 硒化铟铜(copper-indium-diselenide)和硅。也可以采用一种带有几 层p和n型材料的多层结构以提高效率。

由p-n结元件58产生的电能与太阳能电池产生的电能可能类型相 同，其中，负极和正极场产生直流电。作为另一选择地，负极和正极 半导体层可随传送的波而改变极性，从而产生交流电。

p-n结元件58被设计为使其适合于植入。因此，元件58与人体相 接触的所有外表面，都由生物适应性材料所制成。p-n结半导体被设计 为最适宜在37℃的体温操作，因为超过1A的电流输出大大地取决于上 述温度。由于皮肤和皮下组织都吸收能量，元件58的灵敏度或工作面 积与无线能传递的强度即强弱的关系应予以考虑。p-n结元件58优选 地设计成平而小的。作为另一选择地，如果元件58被制成较大的尺寸， 则它应是柔性的，以便适合于患者身体的运动。元件58的体积应保持 在小于2000cm3。

图15概括地说明了本发明男性阳萎假体设备的任何上述实施例是 如何被植入患者的。因此，一个植入患者的阴茎假体4与阴茎组织和 其延长部分相接合以提供患者阴茎的松软或勃起状态。一个植入的操 纵装置68，如电马达或马达/泵组件，通过一个传输部件70，如机械 传输软线或一个流体管来操纵阴茎假体4。以具有正极区和负极区的元 件6的形式的能量转换装置(更详细的细节如上所述)被放在患者皮 肤下面。

由外部能量传递装置10的无线遥控器传送的信号所运载的无线能 至少部分地穿过患者皮肤并到达元件6。因此，到达元件6的能量被转 换成适合于为操纵装置68提供动力的一种不同形式的能。例如，如果 操纵装置68是电马达，则元件6包括一个电p-n结元件，该p-n结元 件可将无线能转换成为电马达提供动力的电流。如果操纵装置68包括 一个泵，则元件6可将无线能转换成为泵提供动力的动能。

转换的能量可用于直接操纵阴茎假体4，或者当阴茎假体4为电操 纵时，可用于存储在电容器和/或蓄能器中以便于今后使用或并联使 用。元件6优选地(但不是必需的)由一个微处理器来控制。外部能量 传递装置10的无线遥控器用于控制所传递能量的使用以及任何功能或 到/来自植入的阴茎假体4的命令。

图16表示本发明设备的一种无线遥控器的基本零件，包括一个用 于操纵限制部件的电马达128，例如，图15所述的类型的实例。在这 种情况下，遥控器以通过患者皮肤130传送电磁波信号为基础，其中 所述的电磁波信号经常是在大约100KHz-1gHz数量级的高频信号。在 图15中，放在皮肤130左侧的所有零件都位于患者体外，而放在皮肤 130右侧的所有零件都被植入。任何合适的遥控系统都可以被使用。

一个外部信号发送天线132被置于靠近皮肤130植入的信号接收 天线134附近的位置。作为一种可选方案，接收天线134可被放在例 如患者腹腔内。按收天线134包括一个约1～100mm，直径优选为25mm 的线圈，它是用非常细的丝缠绕并用一个电容调谐到特定的高频。如 果它要植入患者皮肤下面，或阴囊及骨盆区中，则选择较小的线圈， 而如果它要植入患者腹部，则可选择较大的线圈。发送天线132包括 一个具有与接收天线134的线圈尺寸大约相同的线圈，但用可处理所 需的较大电流的粗丝缠绕。发送天线132的线圈应调到与接收天线134 的线圈相同的特定高频。

外部控制单元136包括一个微处理器、一个高频电磁波信号发生 器和一个功率放大器。控制单元136的微处理器适合于接通/断开发生 器并调制发生器所产生的信号，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单元138。为避免偶然的随机高频场触发 控制命令，可使用数字信号码。一个放在外部控制单元136上的惯用 键盘与其微处理器相连接。该键盘用于命令微处理器发送数字信号使 阴茎假体收缩或增大。微处理器通过将高频信号施加在天线132上来 启动命令。在短时间后，当信号已激励控制系统的植入零件时，发出 命令以按预定的步骤收缩或扩张阴茎假体。命令是用数字包以下面所 述的形式发送的。

  起动模式   8位     命令     8位     计数     8位     检查和     8位

在相当长的时间中(例如约30秒或更长)命令被连续发送。当需要 一个新的收缩或扩张步骤时，计数字节可增加1，允许植入的控制单元 138解码并理解为外部控制单元136要求另一步。如果数字信息包的任 何部分有错误，其内容会被简单忽略。

通过线140，一个植入的激励器单元126从接收天线134接收的 高频电磁波信号中吸取能量，激励器单元126将能量存储在能量存储 装置中，如一个较大的电容器，为控制单元138提供动力并通过线142 为电马达128提供动力。

控制单元138包括一个解调器和一个微处理器。解调器解调外部 控制单元136中发出的数字信号。控制单元138的微处理器接收数字 包，为其解码；并且如果激励器单元126的电源存储了足够的能量， 则通过信号线144将信号发送到马达128，根据接收的命令码收缩或扩 张阴茎假体。

另外，存储在激励器单元能量存储装置中的能量只可用于为开关 提供动力，用于为马达128提供动力的能量可从另一具有相对较高容 量的植入能源例如，电池中获取。在这种情况下，当上述开关由能量 存储装置提供动力时，该开关适用于在接通模式下将电池连接到控制 单元138上，而当开关无动力时，适用于在备用模式下保持电池从控 制单元断开。

参考图17，上面简略所述的遥控器将根据一个更详细的实施例来 描述。外部控制单元136包括一个微处理器146，一个信号发生器148 和一个与其相连的功率放大器150。微处理器146适用于接通/断开信 号发生器，并适合于用发送到该设备植入部件中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放大该信号并将其发送 到外部信号传送天线132。天线132与电容器152并联连接形成一个 调谐到信号发生器148产生的频率的谐振电路。

植入的信号接收天线线圈134与电容器154一起形成一个谐振电 路，该电路被调谐到与传送天线132相同的频率。信号接收天线线圈 134从接收的高频电磁波中感应电流，而一个整流二极管160对为存储 电容器158充电的感应电流进行整流。天线线圈134和二极管160之 间连接的线圈156防止电容器158和二极管160将信号接收天线134 的电路以高频加载。因此，线圈156使其能为电容器158充电并采用 调幅来传送数字信息。

并联相连的一个电容器162和一个电阻164以及一个二极管166 形成了一个用于检测调幅数字信息的检测器。滤波电路是由一个电阻 168和一个电容174形成的，电阻168与电阻170串联，与电容172 串联，再通过接地与电阻168串联；电容174一端接在电阻168、170 之间，而另一端接在二极管166和电容器162和电阻164形成的电路 之间。该滤波电路用于滤出不想要的低频和高频。检测和过滤的信号 被馈送给植入的微处理器176，它为数字信息解码并通过包括晶体管 180、182、184和186的H-桥178控制马达128。马达128可通过H- 桥178以两个相反的方向驱动。

微处理器176也监控存储电容器158中所存储的能量。在发送信 号启动马达128之前，微处理器178检查存储在存储电容器158中的 能量是否足够。如果存储的能量不够完成所要求的操作，微处理器176 等待接收信号，在启动马达128之前为存储电容器158充电。

本发明也包括或由上述结构和方法步骤所组成，而且尽可能以现 有技术所允许的广义来进行解释。