本发明涉及到肛门失禁治疗仪，用于治疗有肛门失禁疾患的病 人，其包括约束装置，它可植入病人体内与结肠，直肠或肛门接合以 约束其内的排便通道，其中可操作约束装置来改变排便通道的约束情 况。“病人”一词包括动物或人。

肛门失禁是一种广为蔓延的疾病。目前使用几种可塑括约肌手术 来治疗肛门失禁。在最初的临床试验阶段有一种先前手动操作的括约 肌系统，这里研制了一种液压括约肌系统，其接至一个置于阴囊内的 弹性储液器(气球)。这个系统的缺点是在储液器的周围由于泵的运 动而产生了厚硬的纤维化使得该系统迟早不能用。

美国专利No.5593443公开了在反射和自主控制下的液压肛门括 约肌。在美国专利No.4222377中公开了压力控制的可膨胀人造括约 肌。

本发明的目的是提供一种新型方便的肛门失禁治疗仪，在使用后 的任何时间，特别是在白天的过程中有需要时病人可以对仪器的性能 施加影响，因而病人基本上始终是满意或舒适的。

这一目的通过最初说明的那种仪器达到了，其特征在于当约束装 置植入后，能量发送装置将能量从病人体外无线传送至病人体内供约 束装置有关操作之用包括改变排便通道的约束情况。

因此，本发明的肛门失禁疾病治疗仪提供简单高效能量传送的优 点实现了，这就确保了仪器长期可靠地工作，可能供病人的余生之用。

约束装置最好控制结肠或直肠中排便通道的截面积，这样做的好 处是白天期间无论什么时候病人喜欢，他都能够调节排便通道的截面 积，亦即打开或关闭排便通道。

通常，该仪器包括一个可植入病人的能量转换装置，它把由能量 发送装置无线传输的能量从第一种形式转换成第二种形式，最好第二 种形式与第一种形式不同。

能量转换装置可以包括至少一种半导体型的部件或这种半导体部 件的电路。半导体部件可以包括晶体管或微型芯片或类似的电子部 件。但是，半导体部件不能包括整流二极管。

根据本发明的一个主要实施方案，能量转换装置包括至少一个含 正区和负区的元件并且适于在受到能量发送装置传输的第一种形式能 量作用时在正区和负区之间建立能量场，因此能量场提供了第二种形 式能量。一般，上述半导体部件可能包括这样的元件。

根据本发明的一优选实施方案，该元件包括电结型元件，其在受 到能量发送装置传输的第一种形式能量作用时，能在正区和负区之间 感应出电场，由此第二种形式能量包括电能。

因此，约束装置用电操作是适当的，由此电结型元件的正和负区 为约束装置的操作提供电能。仪器适当地包括可植入的电导体，其接 至电结型元件的正和负区，由此电结型元件能够经导体提供电流，如 直流电流，脉冲直流电流，直流电流和脉冲直流电流的组合，交流电 流或直流和交流电流的组合。此外，电结型元件可能能够提供频率， 幅度，或调频和调幅的模拟，数字信号，或模拟和数字信号的组合， 其用于约束装置的有关控制。

该元件，最好以电半导体结型元件的形式，应当设计成在受到由 能量发送装置传输的第一种形式能量的作用时产生超过1μA的输出电 流。电结型元件适当地形成扁平薄片，体积小于2000cm3以适于皮下 植入，因而电结型元件能够设置在恰好在病人皮肤的背后。另一方面， 将元件植入病人的胸或头部区，或病人人体通气口内且在粘膜底下或 在通气口粘膜之外的管腔下边。当然，能量转换装置的所有部件包括 与病人身体接触的电结型元件都应当是生物兼容性材料的。

对体外器械来说，通常使用特殊型式的电半导体结型元件，即所 谓p-n(正/负)结元件，一般是以太阳能电池的形式。太阳能电池把 可见光形式的太阳能转换成直流电流形式的电能。例如p-n结元件可 以包括两层半导体，一层为n型(正的)，另一层为p型(负的)， 夹在一起形成“p-n结”。这个p-n结吸收光量子(光子)时在元件 两端之间感应出电场。

更确切地说，光量子将其能量传递给半导体的某些电子，然后电 子能够穿过该材料动来动去。对每个这样的带负电的电子就产生一个 相应的正电荷-空穴。在普通的半导体中，这些电子和空穴在短时间 后又重新结合，其能量以热的形式损失掉。但是，当电子和空穴在电 场的作用下从相反的方向快速穿过p-n结时，电荷的剥离就在p-n结 元件的两端感应出电压。将p-n结元件与外部电路连接，电子就能够 在其中流动产生电流。

令人惊奇的是已经证明虽然皮肤和下真皮从对准背后设置有适当 设计的p-n结元件的皮肤部分的外部光束吸收了能量，但是穿过皮肤 传输的光能仍能从p-n结元件感应出足够强(最小1μA)的电流能够 操作电动的约束装置。这样，这种p-n结元件现在就首次用于体内应 用。

本仪器可以包括一可植入脉冲发生器从由能量场产生的第二种形 式能量产生出电脉冲。

通常，能量转换装置适合于把第一种形式能量直接或间接地转换 成第二种形式能量。

根据本发明的优选实施方案，第二种形式能量包括电能而能量转 换装置包括电容器，其适于由转换的电能产生电脉冲。最好在能量转 换装置把能量发送装置传输的第一种形式能量转换成第二种形式的电 能时，电容器就可以适于产生脉冲。电容器应当小以便于其植入；即 其电容量不可大于0.1μF。

仪器可以包括一可植入稳定器来稳定第二种形式能量，在第二种 形式能量包含电流的地方，稳定器可以包括至少一个上述型式的电容 器。

在本发明的大多数实施方案中，仪器都包括可植入电部件。在电 部件包括上述类型的电容器或蓄电池的场合，提供至少一个，最好是 单独的电压电平保护器是有利的，其中电容器或蓄电池的光放电使用 该电压电平保护器控制。因而不需要任何植入的电流检测器和/或电 荷水平检测器来控制该电容器，这就使得仪器简单而可靠。

在本发明的具体实施方案中，第一种形式无线能量包括声波而第 二种形式能量包括电能、其中能量转换装置适宜于直接将声波转换成 电能。

仪器可以包括可植入马达或泵用于操作约束装置，其中马达或泵 由转换的能量驱动。

根据本发明的主要方面，能量发送装置适合于在无线能量传输时 传输无线能量供约束装置有关操作直接使用。能量传输时直接使用能 量的好处是仪器结构能够非常简单同时所涉及的很少几个部件使仪器 极其可靠。例如，能量发送装置可以适于用无线能量直接驱动马达或 泵。无线能源可以包括磁场或电磁波以适当的信号形式直接驱动马达 或泵。在可应用的地方。本技术规范中说明的马达及辅助部件的所有 不同功能都可以使用。

作为代替本发明上述主要方面的一种情况，能量转换装置适合于 在第一种形式能量被转换成第二种能量时提供第二种形式能量供约束 装置有关操作直接使用。因此，能量转换装置适于用第二种形式能量 直接驱动马达或泵。

通常能量转换装置使用第二种形式能量以非磁，非热或非机械的 方式直接操作约束装置。

在仪器包括马达的场合，其可能适于直接或间断地操作约束装 置，能量转换装置可以用第二种形式能量驱动马达。适当时可以操作 约束装置完成相反的功能，而马达也能使所说的功能反向。

根据本发明的另一实施方案，约束装置包括液动约束装置，而仪 器则包括用于操作该液动约束装置的可植入泵，其中能量转换装置供 给第二种形式能量来驱动该泵。最好此泵不是柱塞型泵，但可以包括 蠕动泵或薄膜泵。

能量转换装置在转换能量发送装置传输的第一种形式能量时最好 能以第二种形式能量产生超过1μA的电流。

仪器可以包括可植入调节装置用于调节约束装置以改变排便通道 的约束情况。根据第一种可供选择的方案，调节装置适合于机械地调 节约束装置。根据第二种可供选择的方案，调节装置适合于使用植入 的液压装置液动地调节约束装置。这种液压装置不可使用在受热或磁 场作用时粘度显著增加的那种液压用液体。

本发明的仪器并不局限于使用可见光进行能量的无线传输。因 此，根据本发明的宽泛的方面，能量发送装置通过至少一个无线信号 传输能量，其最好含辐射能量。

无线信号可以包括波信号，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，无线电波信号，X射 线辐射信号，以及伽马辐射信号。在可应用的地方，一种或多种上述 信号可以组合起来。另一方面，波信号可以包括声波信号，如超声波 信号。一般，无线信号可以包括数字，模拟或数字模拟信号。

由能量发送装置传输的第一种形式能量可以包括以脉冲例如数字 脉冲传输的电场或磁场。此外，能量转换装置可以将第一种形式能量， 其可能包括极化能量，转换成直流电流，脉冲直流电流，直流和脉冲 直流电流的组合，交流电流或直流与交流电流的组合。另一方面，第 一种形式能量可以包括动能。

第二种形式能量可以包括频率，幅度或调频及调幅模拟的，数字 的或组合的模拟与数字信号。

约束装置可以是非膨胀的，即没有液压用液体涉及到约束装置的 调节。这就排除了工作液体自约束装置泄漏的问题。

仪器适当地包括一些与能量转换装置连接的可植入电导体，由此 能量转换装置就能够经这些导体供给电流，如直流电流，脉冲直流电 流，直流与脉冲直流电流的组合，交流电流或直流与交流电流的组合。 此外，能量转换装置可能能够提供频率，幅度，或调频及调幅模拟的， 数字的，或模拟与数字组合的信号，该信号用于约束装置的有关控制。

根据本发明的一主要实施方案，仪器包括用于操作约束装置的可 植入操作装置和用于控制该操作装置的控制装置，其中能量转换装置 用第二种形式能量驱动操作装置。操作装置最好包括马达，例如线性 电马达或转动电马达，其由控制装置控制以转动所需转数。可以选择 齿轮传动装置接在马达上。电动马达可以有由塑料制的导电部件。另 一方面，马达可以包括液动或气动液体马达，其中控制装置控制穿过 液体马达的液体的流动。目前市场上可以买到的马达正变得越来越 小。此外，有各种各样的控制方法和小型化控制设备可以得到。例如， 用大小仅为几毫米的霍尔元件可以分析转动马达的转数。

根据本发明的另一实施方案，约束装置包括液压装置而操作装置 则适于传导液压装置中的液压用液体。操作装置包括与约束装置液压 装置连接的液体管道以及用于工作液体的储液器，其中储液器构成管 道的一部分。储液器可形成体积可变的液体室，操作装置适用于通过 减小液体室的体积将液体从该室配送给约束装置的液压装置和通过增 大该室的体积把液体从液压装置收回至液体室。操作装置适当地包括 可植入马达用于减小和增大该室的体积。另外，操作装置可包括泵用 于抽取约束装置液压装置中的液压用液体。涉及的所有液压部件最好 都没有任何止回阀。这样做是非常有益处的，因为涉及到阀门时由于 阀门操作不当，尤其是阀门操作之间的时间很长时总是存在发生故障 的危险。

控制装置通过改变第二种形式能量的极性可适于使操作装置换 向。在操作装置包括电动马达的场合，第二种形式能量适当地包括电 能。

根据本发明的又一实施方案，可操作约束装置完成反向功能，如 扩大和约束排便通道，同时有一个植入病人的反向装置用于使约束装 置完成的功能反向。这一反向功能最好通过约束装置适当地以无级方 式用于扩大和约束排便通道。在这方面，控制装置适当地控制该反向 装置，其可能包括一个开关，来使约束装置完成的功能反向。反向装 置可以包括液压装置，其包括一阀门用来改变液压装置中液体的流动 方向。另一方面，反向装置可以包括机械反向装置，如开关或齿轮箱。

在反向装置包括开关的地方，可以用第二种形式能量对其进行操 作。在这种情况下，控制装置通过改变供给至开关的第二种形式能量 的极性适当地控制该开关的操作。开关可以包括电动开关而能源可以 为开关的操作提供电能。

根据本发明的一有利实施方案，仪器进一步包括植入病人体内的 储能装置用来储存第二种形式能量并提供能量供约束装置有关操作之 用。植入的储能装置最好包括电的能源，如蓄电池，充电电池或蓄电 池与充电电池的组合。

仪器可进一步包括可植入病人体内的开关，其用于转换约束装置 的操作和可植入病人体内的能源。这一实施方案特别适合应用于仪器 能量传输效率不够高，即植入的约束装置将完成更高级操作的场合。 这种能源最好为电池。另一方面，能源是也能储存第二种形式能量的 蓄电池。

根据第一种可供选择的方案，使用能量储存装置供给的第二种形 式能量操作该开关从断开模式，在此模式下能源未被使用，转换至接 通模式，在此模式下能源供给能量供约束装置操作。在这种情况下， 植入的能源可以包括电池，最好其寿命至少为10年，或蓄电池。但 是，其他种类的能源也是可能的，如核能源或化学能源(燃料电池)。

根据第二种可供选择的方案，仪器进一步包括遥控装置用来控制 植入能源的能量供给，其中利用能量储存装置供给的第二种形式能量 操作开关从断开模式，在此模式下防止遥控装置控制能源且能源不在 使用中，转换至待机模式，在此模式下允许遥控装置控制能源供给能 量供约束装置的操作之用。

根据第三种可供选择的方案，省去了能量储存装置，其中利用能 量转换装置供给的第二种形式能量操作开关从断开模式，在此模式下 防止遥控装置控制能源且能源不在使用中，转换至待机模式，在此模 式下允许遥控装置控制能源供给能量供约束装置的操作。

根据第四种可供选择的方案，还省去了遥控装置，其中利用能量 转换装置供给的第二种形式能量操作开关从断开模式，在此模式下能 源不在使用中，转换至接通模式。在此模式下能源供给能量供约束装 置的操作。在可以应用的地方，在上述实施方案中当能量发送装置在 传输无线能量时，最好在所传输的第二种形式能量经植入的电容器稳 定时，此植入电容器可能会暂时(约几秒钟)储存第二种形式能量， 该开关可以接通或断开。

在上述第三和第四可供选择的方案中。能量发送装置可以代替能 量转换装置，由此使用第一种形式能量来操作开关。

上述开关可以包括电子开关或在可应用的地方包括机械开关。

使用开关的优点最重要的是增加了控制的安全性；即病人周边的 干扰信号不可能影响植入的约束装置。此外，由于仪器能耗将减低到 最小，所植入能源的寿命将大大延长。在上述的待机模式期间。遥控 装置使用取自所植入能源的能量。借助能量发送装置可以传输能量使 只在需要能量供约束装置有关操作使用时才驱动开关连接所植入的能 源。

所有上述实施方案都可以与至少一个可植入传感器组合以检测病 人的至少一个身体参数，其中控制装置可以根据来自传感器的信号控 制约束装置。例如，传感器可以包括压力传感器用来直接或间接地检 测对约束装置，人体组织或排便通道内的压力或对结肠或直肠的压 力。控制装置可以包括植入病人体内的内部控制单元用以根据来自传 感器的信号来控制最好是直接地控制约束装置。根据来自传感器的信 号，例如压力，病人的体位或任何其他重要人体参数，内部控制单元 可以将该处的信息发送至病人体外。控制单元也可以根据传感器的信 号自动地控制约束装置。例如，控制单元可以根据传感器检测出病人 正在躺卧而控制约束装置进一步约束或关闭排便通道，或者根据传感 器检测出对约束装置有异常高压而或扩大排便通道或产生警告信号。

另一方面，控制装置可以包括在病人体外的外部控制单元用以根 据传感器的信号适当直接地控制约束装置。外部控制单元可以储存由 传感器检测出的关于人体参数的信息并根据此储存信息用手动操作来 控制约束装置。此外，可能有至少一个可植入发射机用来发送传感器 检测出的关于人体参数的信息。

外部数据通信器可以设置在病人体外，而内部数据通信器则可植 入病人体内用于与外部通信器进行通信。内部通信器可以把与病人有 关的数据或与约束装置有关的数据反馈给外部通信器。外部通信器可 以将两者之一或两者组合的数据馈送给内部通信器。内部通信器可以 适当地馈送与病人至少一个身体信号有关的数据。

仪器可进一步包括可植入可编程控制单元用来控制约束装置，最 好在根据活动计划程序的整个时间范围内都能控制约束装置。这将使 仪器得以提高且使仪器有可能适合于各个病人。

许多上述实施方案都是适当遥控的。因此，仪器有利地包括无线 遥控装置，其可传输至少一个无线控制信号用来控制约束装置。用这 样的遥控装置将有可能使仪器的功能适合于病人的日常需求，这对病 人的治疗是有利的。控制信号可包括频率，幅度或调频或调幅信号。 此外，控制信号还可包括模拟或数字信号，或模拟和数字信号的组合。

无线控制装置可能能够得到所植入约束装置状况的信息并能够根 据该信息控制约束装置。此外，遥控装置能够将有关约束装置的信息 从病人的体内发送到病人体外。

在本发明的一具体实施方案中，无线遥控装置包括至少一个外部 信号发射机或收发信机和至少一个可植入病人的内部信号接收器或收 发信机。在本发明的另一具体实施方案中，无线遥控装置包括至少一 个外部信号接收机或收发信机和至少一个可植入病人的内部信号发射 机或收发信机。

无线遥控装置可以传输载送控制信号的载波信号，其中载波信号 为频率，幅度或调频和调幅信号。载波信号还可以包括数字，模拟信 号或数字与模拟信号的组合。这些信号可包括波信号。另外，与载波 信号一起使用的控制信号可以为频率，幅度或调频和调幅信号，并且 可以是数字，模拟或组合的数字与模拟信号。

控制信号可以包括波信号，例如，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，无线电波信号，X射线辐射信号，或伽马辐射信号。在可应用 的场合，两个或多个上述信号可组合在一起。

控制信号可以是数字或模拟信号，可以包括电场或磁场。适当时 无线遥控装置可以传输载送数字或模拟控制信号的电磁载波信号。例 如，使用载送数字控制信号的模拟载波信号将会提供可靠的通信。控 制信号通过无线遥控装置以脉冲形式传输。

能量发送装置起的作用可以与能量转换装置不同或类似。例如， 在能量发送装置包括线圈用于传输第一种形式能量而能量转换装置包 括电结型元件用以将所传输能量转换成第二种形式能量时，能量发送 和转换装置起的作用就不同。当能量发送装置包括线圈用以传输第一 种形式能量而能量转换装置也包括线圈用于将所传输能量转换成第二 种形式能量时，能量发送和转换装置所起的作用就彼此相似。

根据本发明的一可供选择的实施方案，仪器包括可植入病人的可 激活能源，其中能源由通过能量发送装置传输的无线能量激活从而提 供用于与约束装置操作有关的能量。

可植入约束装置适当地埋置在软性或凝胶类的材料中。例如，硬 度小于20肖氏硬度的硅树脂材料。

所有上述各种部件，如马达，泵和电容器在可应用的地方都可以 在不同的实施方案中进行组合。还有关于本发明上述实施方案所叙述 的各种不同功能在可应用的地方都可以在不同的应用中使用。

在本技术要求中提出的所有不同方式的能量传输，转换和控制都 可以通过使用上述所有不同的部件和解决方案加以实施。

本发明还提供一种植入方法，其包括的步骤是提供如上面所述的 肛门失禁疾病治疗仪，在病人身体通气口中的病人的粘膜中切割一个 开口，穿过此开口将能量转换装置植入病人体内。另一方面，切割步 骤可包括在病人皮肤上切割一开口，而植入步骤可包括将能量转换装 置通过此开口植入病人体内。

还提供一种腰腹镜植入法，根据第一个可供选择的方案，其包括 的步骤是提供如上所述的肛门失禁疾病治疗仪，在病人体内放置至少 两个腹镜插管，及使用至少这两个腹镜插管将能量转换装置植入病人 体内。

根据第二个可供选择的方案，提供将上述肛门失禁疾病治疗仪植 入的腹镜手术法，其包括的步骤为a)在病人体内放置至少两个腹镜套 针，b)使用通过腹镜套针插入的至少一件解剖工具将结肠，直肠或肛 门区剖开，c)通过套针引入仪器的约束装置，及d)放置约束装置与结 肠，直肠或肛门接合以建立一个受约束的口。此法可进一步包括将仪 器的能量转换装置植入例如通过皮下植入进腹，胸或头部区，或病人 体内的其他部位。

下面参照附图对本发明作更详细的说明，其中

图1-12为示意方框图，其分别说明本发明肛门失禁疾病治疗仪 的十二个实施方案，其中无线能量从病人体外传输到植入病人体内的 仪器耗能部件；

图13是示意方框图，其说明为获得各种通信选择所植入部件的 可能组合；

图14说明用在本发明仪器中的电结型元件；

图15说明根据本发明植入病人的仪器；

图16为方框图，其说明本发明一实施方案的遥控部件，其中无 线能量使用电磁信号传输；及

图17为用于图16方框图部件的典型电路示意图。

参照附图时，在几个图中同样的参考数字都表示相同的或相应的 元件。

图1示意性地表示出本发明肛门失禁疾病治疗仪的最简单的实施 方案，某些部分被植入病人而其他部分被置于病人体外。因此，图1 处在病人皮肤2右侧的所有部分都是植入的而处在皮肤2左侧的所有 部分都是置于病人体外的。

图1的仪器包括植入的可操作约束装置4，其与病人的结肠接合 (或用另一方法与直肠接合)以在结肠内形成受约束的排便通道。约 束装置4能够执行双向功能，即扩大和减小排便通道的截面积，由此 约束装置4起人造括约肌的作用。植入的能量转换装置6适合于将能 量经电源线12供应给约束装置4的耗能部件。外部能量发送装置10 包括无线遥控装置用来传输无线信号，无线信号则由包括在植入能量 转换装置6中的信号接收器接收，植入的能量转换装置6把信号的能 量转换成经电源线12供给的电能。

图2表示出本发明的一实施方案，其与图1的实施方案相同，只 是以电开关14形式的换向装置也植入了病人用以使约束装置4换向。 外部能量发送装置10的无线遥控装置传输载能的无线信号而植入的 能量转换装置6则把无线能量转换成操作开关14的电流。当电流极 性通过能量转换装置6改变时，开关14就使由约束装置4执行的功 能反向。

图3示出本发明的一实施方案，其与图1的实施方案相同，只是 操作约束装置4的以马达15形式的操作装置也植入病人。马达15在 外部能量发送装置10的遥控装置把无线信号传输给能量转换装置6 的接收器时由来自能量转换装置6的能量驱动。

图4示出本发明的一实施方案，其与图1的实施方案相同，只是 包括马达/泵机组18和储液器20的组件16也植入病人。在这种情况 下，约束装置4为液压操作，即液压用液体用马达/泵机组18自储液 器20抽出经管道22到约束装置4以减小排便通道的截面积，而液压 用液体用马达/泵机组18从约束装置4抽回至储液器20以扩大该截 面积。植入的能量转换装置单元6把无线能量转换成电流，例如经电 源线24驱动马达/泵机组18的电流。

图5示出本发明的一实施方案，其包括含无线遥控装置的外部能 量发送装置10，约束装置4，在这种情况下其为液压操作，以及植入 的能量转换装置6，同时其进一步包括植入的液压用液体的储液器30， 植入马达/泵机组32以及以液压阀换位装置34形式的植入换向装置。 马达/泵机组32中的马达是电动马达。根据外部能量发送装置10的 无线遥控装置的控制信号，植入的能量转换装置6用取自控制信号载 送能量的能量驱动马达/泵机组32，由此马达/泵机组32在储液器30 和约束装置4之间对液压用液体进行分配。能量发送装置10的遥控 装置控制换位装置34使液压用液体的流动方向在一个方向与另一相 反方向之间转换，在一个方向上液体由马达/泵机组32从储液器30 抽至约束装置4使排便通道的截面积减小，在另一相反方向上液体由 马达/泵机组32从约束装置4抽回至储液器30使该截面积增大。

图6示出本发明的一实施方案，其与图1的实施方案相同，只是 由外部能量发送装置10的无线遥控装置控制的控制单元36，蓄电池 38和电容器40也植入病人体内。控制单元36把从能量转换装置6接 收到的电能储存到蓄电池38中，蓄电池再将能量供给给约束装置4。 根据能量发送装置10无线遥控装置的控制信号，控制单元6或者从 蓄电池38释放出电能并经电源线42和44传输所释放的能量，或者 直接通过电源线46，电容器40，其使电源稳定，电源线48和电源线 44传送来自能量发送装置6的电能供约束装置4的操作之用。

根据一个可供选择的方案，图6实施方案中的电容器10可以省 去。根据另一可供选择的方案，在该实施方案中蓄电池38可以省去。

图7示出本发明的一实施方案，其与图1的实施方案相同，只是 为约束装置4的操作供给能量的电池50和为转换约束装置4操作的 电开关52也都植入病人体内。开关52用由能量转换装置6供给的能 量操作使从断开模式，在此模式下电池50未被使用，转换至接通模 式，在此模式下电池50供给能量供约束装置4的操作。

图8示出本发明的一实施方案，其与图7的实施方案相同，只是 可由外部能量发送装置10的无线遥控装置控制的控制单元36也植入 病人体内。在这种情况下，开关52用由能量转换装置6供给的能量 操作使从断开模式，在此模式下要阻止无线遥控装置去控制控制单元 36且电池50未被使用，转换至待机模式，在此模式下允许遥控装置 控制控制单元36使电池50释放出电能供约束装置4操作之用。

图9示出本发明的一实施方案，其与图8的实施方案相同，只是 蓄电池38取代了电池50而且植入部件的相互连接也不同。在这种情 况下，蓄电池38储存来自能量转换装置6的能量。根据外部能量发 送装置10的无线遥控装置的控制信号，植入的控制单元36控制开关 52使从断开模式，在此模式下蓄电池38未被使用，转换至接通模式， 在此模式下蓄电池38供给能量供约束装置4的操作之用。

图10示出本发明的一实施方案，其与图9的实施方案相同，只 是电池50也植入病人体内，同时植入部件的相互连接也不同。根据 外部能量发送装置10的无线遥控装置的控制信号，植入的控制单元36 控制蓄电池38供给能量以操作开关52使从断开模式，在此模式下电 池50未使用，转换至接通模式，在此模式下电池50供给电能供约束 装置4的操作之用。

另一方面，开关52可以用由蓄电池38供给的能量操作使从断开 模式，在此模式下阻止无线遥控装置控制电池50供给电能且电池50 未被使用，转换至待机模式，在此模式下允许无线遥控装置控制电池 50供给电能供约束装置4的操作之用。

图11示出本发明的一实施方案，其与图7的实施方案相同，只 是马达15，以齿轮箱54形式的机械换向装置，以及控制齿轮箱54的 控制单元36也都植入病人体内。植入的控制单元36控制齿轮箱54 使约束装置4完成的功能换向(机械操作)。

图12示出本发明的一实施方案，其与图10的实施方案相同，只 是植入部件的互相连接不同。因此，在这种情况下当蓄电池38，适当 的电容器激励开关52使转换至接通模式时，电池50就对控制单元36 供电。当开关52处在接通模式时，允许控制单元36控制电池50供 给或不供给能量供约束装置4的操作使用。

图13示意性地表示出为获得各种不同选择方案仪器所植入部件 的可能组合。基本上有植入约束装置4，控制单元36和马达/泵机组 18，以及外部能量发送装置10，其包括外部无线遥控装置。如上所述， 无线遥控装置传输控制信号，信号由植入的控制单元36接收，控制 单元36再依次控制仪器的各个不同植入部件。

传感器56可以植入病人体内用以检测病人的身体参数，如排便 通道内的压力。植入的控制单元36，或者是能量发送装置10的外部 无线遥控装置可以根据传感器56的信号控制约束装置4。收发信机可 与传感器56组合向外部无线遥控装置发送关于检测到的人体参数的 信息。无线遥控装置可包括信号发射机或收发信机，而植入的控制单 元36可包括信号接收器或收发信机。另一方面，无线遥控装置可以 包括信号接收器或收发信机，而植入的控制单元36可包括信号发射 机或收发信机。以上的收发信机，发射机和接收器可以用来从病人体 内向病人体外发送与约束装置4有关的信息或数据。

在马达/泵机组18和驱动马达/泵机组18的电池50被植入的地 方，电池50可以装备收发信机来发送关于电池50状况的信息。

本技术领域的熟练人员都会认识到根据图1-13的以上各种实施 方案都能够以多种不同的方式进行组合。例如，能量操作的开关14 可以加入到图3，6-12实施方案中的任一实施方案，液压换位装置34 可以加入到图4的实施方案，而齿轮箱54则可以加入到图3的实施 方案。

图14示出以电结型元件58形式的能量转换装置用于根据图1-13 上述实施方案中的任何方案。元件58为扁平形p-n结元件，其包括 被夹叠在一起的ρ型半导体层60和n型半导体层62。灯泡64电连接 在元件58的相对的两侧上以说明产生的电流是如何得到的。这种p-n 结元件58的电流输出与温度有关。见以下的公式。

I＝IO(exp(qv/kT)-1)

其中

I是外部电流流量，

IO是反向饱和电流，

q是基本电子电荷，电量为1.602×10-19库仑，

v是外加电压，

k是波尔兹曼常数，及

T是绝对温度。

在大的负外加电压下(反向偏压)，指数项与1.0相比可以忽略， 而I则近似于-IO。IO与结温度关系极大，因此与本征载体浓度关系 极大。IO对带隙较小的材料要比对带隙较大的材料大。二极管的整流 器作用-即其将电流活动只约束在一个方向的约束作用-在这一具体实 施方案中是p-n结元件58工作的关键。

设计p-n结元件的一个可供选择的办法是将一薄层半导体沉积到 支撑材料上，支撑材料不吸收在各个实施方案中使用的那种能量。为 了使用以光波无线传输的能量，玻璃可能是合适的材料。各种不同材 料可以用在半导体层中如，但并不限于，碲化镉，铜-铟-二硒化物以 及硅。使用有几层p和n型材料的多层结构来提高效率也是可能的。

p-n结元件58所产生的电能可能与太阳能电池产生的电能为同一 类型，其中负电场与正电场建立直流电流。另一方面，负的和正的半 导体层可以随着所传输的波改变极性，因此而产生交流电流。

p-n结元件58设计成使其适合于植入。因此，元件58与人体接 触的所有外表面都由生物兼容材料制成。因为电流输出，其应当大于 1μA，如前所述它与温度关系极大，故p-n结半导体要设计成在37℃ 的人体温度下工作最佳。由于皮肤和皮下组织吸收能量，故要考虑元 件58的灵敏度或工作面积与无线能量传输的强度或力度之间的关系。 p-n结元件最好设计得小而平。另一方面，如果元件58做得尺寸较大， 它应当是柔性的，以便适应于病人身体的活动。元件58的体积应保 持小于2000cm3。

图15概括地说明了本发明肛门失禁疾病治疗仪的任何上述实施 方案是如何能植入病人的。因此，植入病人的约束装置4接合结肠66 形成了围绕结肠66中排便通道的人造括约肌。植入的操作装置68， 如电动马达或马达/泵组件通过传输件70，如机械传输线或液体管来 操作约束装置4。以具有正区和负区的元件6形式的能量转换装置， 如上面详述的那样，放在病人皮肤的下面。

由外部能量发送装置10的无线遥控装置传输的信号所载送的无 线能量至少部分地穿透病人的皮肤打到元件6上。这样打到元件6的 能量就转换成适合于驱动操作装置68的一种不同形式的能量。例如， 在操作装置68为电动马达的地方，元件6包括电p-n结元件，它把 无线能量转换成电流来驱动电动马达。在操作装置68包括泵的地方， 元件6可以把无线能量转换成动能来驱动泵。

所转换的能量可用来直接地操作约束装置4或者，在约束装置为 电操作的地方将其储存在电容器和/或蓄电池中供稍后或同时使用。 最好(但不一定必须)元件6使用微处理器控制。外部能量发送装置 10的无线遥控装置用来控制所传输能量的利用和至/从植入约束装置 4的任何功能或命令。

图16示出本发明仪器无线遥控装置的基本部件，其包括操作约 束装置的电动马达128，例如图15中所说明的类型。在这种情况下， 遥控装置是基于电磁波信号的传输，其常常以约100kHz-1gHz的高频 穿过病人的皮肤130。在图15中，所有置于皮肤130左边的部件都处 于病人体外而所有置于皮肤130右边的部件都是植入的。可以使用任 何合适的遥控系统。

外部信号发射天线132将靠近接近皮肤130植入的信号接收天线 134。作为一种可供选择的方法，接收天线134可以放在例如病人的 腹内。接收天线134包括线圈，直径约1-100mm，最好是25mm，用非 常细的导线绕制并与电容器调谐至一特定高频上。如果要植入病人的 皮肤下面就选取小线圈，如果要植入进病人腹内就选取大线圈。发射 天线132包括的线圈其大小约与接收天线134的线圈相同，但是使用 能够承载所必须的更大电流的粗导线绕制。发射天线132线圈调谐至 与接收天线134线圈同样的特定高频。

外部控制单元136包括微处理器，高频电磁波信号发生器和功率 放大器。控制单元136的微处理器适合于发生器通/断的转换并对发 生器产生的信号进行调制将数字信息通过功率放大器和天线132，134 发送至植入控制单元138。为避免偶然的随机高频场触发控制命令， 使用数字信号代码。放在外部控制单元136上的普通小键盘与单元的 微处理器连接。使用小键盘指令微处理器发送数字信号使约束装置或 缩小或扩大。微处理器通过使高频信号作用于天线132来起动命令。 短时后，当信号正给控制系统的植入部件供能时，则发送命令按预先 确定的步骤使约束装置缩小或扩大。这些命令用下述形式作为数字群 发送。 起动图 8位     命令     8位   计数   8位   校验和   8位

在相当长的时间段内(例如约30秒或更长)这些命令被连续发 送。在要求新的缩小或扩大步骤时，计数的字节增加一个使得植入控 制单元138能解码并了解外部控制单元136所要求的另一步骤。如果 数字群的任何部分是错误的，那么其内容就完全被忽略。

通过线路140，植入的供能单元126从由接收天线134所接收到 的高频电磁波信号吸取能量。供能单元126将能量储存在能量储存装 置，如大电容器，并驱动控制单元138以及通过线路142驱动电动马 达128。

控制单元138包括解调器和微处理器。解调器把从外部控制单元 136发送的数字信号进行解调。控制单元138的微处理器接收数字群， 对其解码，而且只要供能单元126的电源有足够储能则将信号通过信 号线144发送至马达128，根据所接收的命令代码或缩小或扩大约束 装置。

另一方面，供能单元能量储存装置中所储存的能量可以只用于驱 动开关，而驱动马达128的能量可以从容量相当高的另一植入能源得 到，例如电池。在这种情况下，开关适合于在所说的开关由能量储存 装置驱动时将所说的电池与处在接通模式的控制单元138相连接。而 在开关未驱动时保持电池与处在待机模式的控制单元断开。

参照图17，对上述示意性说明的遥控装置现在将根据更详细的实 施方案予以说明。外部控制单元136包括微处理器146，信号发生器 148和与其连接的功率放大器150。微处理器146适合于转换信号发 生器148的通/断并用发送至仪器植入部件的数字命令对由信号发生 器148产生的信号进行调制。功率放大器150将这些信号放大并将其 发送至外部信号发射天线132。天线132与电容器152并联以形成与 信号发生器148产生的频率相调谐的谐振电路。

植入的信号接收天线线圈134与电容器154一起形成谐振电路， 其与发射天线132的同一频率调谐。信号接收天线线圈134从所接收 的高频电磁波感应出电流而整流二极管160则把所感应的电流整流， 整流过的电流再对储存电容器158充电。接在天线线圈134和二极管 160之间的线圈156防止电容器158和二极管160向高频下的信号接 收天线134的电路加载。因此，线圈156使对电容器158充电和利用 调幅传输数字信息成为可能。

并联连接的电容器162和电阻164与二极管166构成一个检测器 用以检测调幅数字信息。滤波电路由电阻168与电阻170串联再与电 容器172串联再经过地与电阻168串联所构成，而电容器174其一端 接在电阻168和170之间，另一端则接在二极管166和由电容器162 与电阻164所形成的电路之间。使用滤波电路将所不需要的低频率和 高频率滤掉。检测出的滤波信号馈送至植入的微处理器176，其将数 字信息解码并通过包括晶体管180，182，184和186的H型桥路178 控制马达128。马达128能够通过H型桥路在两个相反的方向驱动。

微处理器176还监测在储存电容器158中储存能量的数量。在发 送信号起动马达128之前，微处理器176要查验储存电容器158中所 储存的能量是否足够。如果储存的能量不足以完成所要求的操作，微 处理器176就会在起动马达128之前等待所接收的信号对储存电容器 158进行充电。