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具有自供电传感器的封堵器的制作方法

2021-12-03 13:31:00 来源:中国专利 TAG:
具有自供电传感器的封堵器的制作方法

本申请要求于2019年3月12日提交的题为“Occluder with Self-Powered Sensors(具有自供电传感器的封堵器)”的美国专利申请号62/817,199的权益,出于所有目的通过引用将其全文并入本文。

背景技术

相关技术描述

心脏直视手术与围手术期心房颤动的高发病率相关。在瓣膜修复或置换中,围手术期心房颤动的发生率约为45%。在非瓣膜性心房颤动患者中,栓塞性中风被认为是由形成在左心房内的血栓引起的,左心耳(LAA)是血栓形成的主要部位。在心房颤动中,心脏的上腔室或心房不规则地跳动。心房颤动期间血流在左心耳中的淤滞会增加血凝块形成的风险,血凝块可能会行进到大脑并引起中风。抗心律失常药物和导管消融可以有效缓解心房颤动患者的症状,并且可以使用口服抗凝剂(例如维生素K拮抗剂,VKA)来治疗预防血栓栓塞事件。

LAA是左心房肌壁中的小耳形囊。在没有瓣膜疾病的患者中,左心房中发生的大部分血凝块始于LAA。在一些情况下,封堵或封闭LAA以降低中风风险并减少或消除服用稀释血液药品的需要可能是有利的。



技术实现要素:

本发明内容意在提供一些示例,并不旨在以任何方式限制本公开的范围。例如,权利要求不要求包括在本发明内容的示例中的任何特征,除非权利要求明确叙述这些特征。此外,在本发明内容和本公开其他地方的示例中描述的特征、部件、步骤、概念等可以以多种方式组合。本文的描述涉及可被利用用于瓣膜修复的系统、组件、方法、设备、装置、组合等。本公开其他地方描述的各种特征和步骤可以被包括在此处概括的示例中。

在一些方面,本公开涉及一种用于封堵受试者内部空腔的设备。该设备包括具有外表面和内表面的覆盖物或遮盖物(例如,膜、织物、布、聚合物层等),覆盖物或遮盖物被配置为抑制血液通过。该设备还包括至少部分地被覆盖物或遮盖物覆盖的框架(例如,可扩展框架等),该框架被配置为在空腔中支撑覆盖物或遮盖物以基本上封堵该空腔。框架可以可选地包括使用成对的支柱耦合在一起的多个纵向延伸的梁。该设备还包括结构(例如,能量收集结构、支撑结构、发电机等),其可以被耦合到覆盖物或遮盖物和/或框架。该结构被配置为从空腔内或空腔周围的环境源收集能量。该设备还包括至少一个传感器(例如,一个传感器、两个传感器、三个传感器、多个传感器等)。该至少一个传感器可以被耦合到覆盖物或遮盖物的外表面。该至少一个传感器被配置为从结构收集的能量接收电力。

在一些实施例中,该至少一个传感器是耦合到设备的多个生理传感器之一。在一些实施例中,该至少一个传感器包括绝对压力测量传感器。

在一些实施例中,该设备还包括具有到至少一个传感器的电连接的电路系统。天线可以被耦合到电路系统,其中该电路系统包括耦合到天线的发送器以传输由至少一个传感器获取的数据。该电路系统可以被配置为从结构收集的能量接收电力。该电路系统可以包括使用所接收的电力再充电的电池。

在一些实施例中,该结构包括压电聚合物的堆叠,该压电聚合物的堆叠被配置为从机械偏转或变形生成电力。在一些实施例中,该结构包括由导电板隔离开的压电材料层。

在一些实施例中,该结构被并入到框架中和/或与框架为一体。该结构可以被配置为进一步生成与血压相关的数据。

在一些实施例中,该设备还包括被配置为接收超声传输的超声接收器模块。该超声接收器模块可以被配置为使用超声从外部超声源接收电力。

在一些实施例中,该设备还包括被配置为使用超声将数据传输到外部超声源的超声传输模块。

在一些实施例中,该结构被附着到覆盖物或遮盖物的外表面上。覆盖物或遮盖物可以形成圆顶结构并且该结构在圆顶的中心上方延伸。

本文的患者监测系统可包括具有覆盖物或遮盖物(例如,膜、织物、布、聚合物层等)和被配置为封堵受试者内部空腔的框架(例如,可扩展框架等)的封堵设备。该设备包括一个或多个传感器(一个或多个传感器可以与覆盖物或遮盖物、框架等相关联和/或为覆盖物或遮盖物、框架等的一部分),该一个或多个传感器从与框架和/或覆盖物相关联的发电机接收电力。该一个或多个传感器可以包括多个生理传感器。发电机可以被配置为响应于框架和/或覆盖物的变形而生成电力。

封堵设备还可以包括与一个或多个传感器通信的天线,以传输用一个或多个传感器获取的数据。

在一些实施例中,该系统进一步包括被配置为接收从封堵设备传输的数据的外部本地监测器,该外部本地监测器包括数据显示器,该数据显示器被配置为显示用封堵设备的一个或多个传感器获取的数据。

在一些实施例中,封堵设备还包括接收器,以接收来自外部本地监测器的无线传输。

在一些实施例中,该系统还包括远程监测器,该远程监测器被配置为从外部本地监测器接收数据,以能够远程监测用一个或多个传感器获取的数据。

在一些实施例中,该系统包括次级本地监测器,该次级本地监测器被配置为提供接口,用于与来自封堵设备的一个或多个传感器的数据交互。

在一些方面,本公开涉及用于封堵受试者的左心耳(LAA)的设备。该设备包括具有外表面和内表面的膜,该膜被配置为抑制血液通过。该设备还包括至少部分地被膜覆盖的可扩展框架,该可扩展框架被配置为在LAA中支撑膜以基本上封堵LAA。该设备还包括与膜和/或可扩展框架相关联的支撑结构,该支撑结构被配置为从LAA内的环境源收集能量。该设备还包括耦合到膜的外表面的多个生理传感器,该多个生理传感器被配置为从支撑结构收集的能量接收电力。在一些方面,本公开涉及类似的设备,但用于封堵身体中除LAA之外的另一空腔,例如另一个附件、隆起或动脉瘤。

在一些实施例中,该设备还包括具有到多个生理传感器的电连接的电路系统。在一些实施例中,该设备还包括耦合到电路系统的天线,其中该电路系统包括耦合到天线的发送器以传输由多个生理传感器中的一个或多个获取的数据。在一些实施例中,电路系统从支撑结构收集的能量接收电力。在一些实施例中,电路系统包括使用所接收的电力再充电的电池。

在一些实施例中,支撑结构包括压电聚合物的堆叠,该压电聚合物的堆叠被配置为从机械偏转或变形生成电力。在一些实施例中,支撑结构被并入到可扩展框架中。在一些实施例中,支撑结构被并入到膜中。在一些实施例中,支撑结构进一步生成与血压相关的数据。在一些实施例中,支撑结构包括由导电板隔离开的压电材料层。在一些实施例中,多个生理传感器包括绝对压力测量传感器。

在一些实施例中,该设备还包括被配置为接收超声传输的超声接收器模块。在一些实施例中,超声接收器模块被配置为使用超声从外部超声源接收电力。

在一些实施例中,该设备还包括被配置为使用超声将数据传输到外部超声源的超声传输模块。

在一些实施例中,可扩展框架包括使用成对的支柱耦合在一起的多个纵向延伸的梁。在一些实施例中,支撑结构被附着到膜的外表面。在一些实施例中,膜形成圆顶结构并且支撑结构在圆顶的中心上方延伸。

在一些方面,公开了一种患者监测系统,其包括具有膜和可扩展框架的左心耳(LAA)封堵设备,该可扩展框架被配置为封堵受试者的LAA,该膜包括多个传感器,该多个传感器从与可扩展框架或膜相关联的发电机接收电力,该发电机被配置为响应于可扩展框架或膜的变形而生成电力,LAA封堵设备还包括与多个传感器通信的天线以传输用多个传感器获取的数据。该系统还包括被配置为接收从LAA封堵设备传输的数据的外部本地监测器,该外部本地监测器包括数据显示器,该数据显示器被配置为显示用LAA封堵设备的多个传感器获取的数据。在一些方面,本公开涉及类似的设备,但用于封堵身体中除LAA之外的另一空腔,例如另一个附件、隆起或动脉瘤。

在一些实施例中,封堵设备还包括接收器以接收来自外部本地监测器的无线传输。在一些实施例中,系统还包括远程监测器,该远程监测器被配置为从外部本地监测器接收数据,以能够远程监测用多个传感器获取的数据。在一些实施例中,该系统还包括次级本地监测器,该次级本地监测器被配置为提供接口,用于与来自封堵设备的多个传感器的数据交互。

附图说明

为了说明的目的,在附图中描绘了各种实施例,并且决不应将其解释为限制本公开的范围。此外,不同公开的实施例的各种特征可以被组合以形成附加的实施例,该附加的实施例是本公开的一部分。在整个附图中,附图标记可以被重复使用来指示参考元件之间的对应关系。

图1A和图1B示出了示例封堵器或左心耳(LAA)封堵器,该封堵器包括被配置为抑制血液通过的膜部件和具有至少部分地被膜部件覆盖的杯形封堵部件的可扩展框架,该膜包括附着在其上的多个自供电传感器。

图1C和图1D示出了图1A和图1B的封堵器或LAA封堵器,该封堵器被植入受试者的LAA(或另一空腔)中。

图1E示出了用于经皮封堵器的示例支撑结构的俯视图。

图1F示出了用于外科封堵器的示例支撑结构的俯视图。

图2示出了包括自供电传感器的示例封堵设备,该自供电传感器从支撑结构收集的能量接收电力。

图3示出了用于使用本文描述的封堵设备的传感器来监测患者的持续健康的示例系统。

图4示出了与本文描述的封堵设备合并的示例电子传感器模块的图。

图5示出了被配置为与传感器模块通信的示例外部本地监测器系统的框图。

图6示出了利用超声向封堵设备传输电力的示例电力和/或数据通信系统。

图7示出了可被用于与封堵设备耦合的外部线圈设备的示例。

具体实施方式

本文提供的题目仅为方便起见并且不一定影响任何要求保护的实施例的范围或含义。

概述

有证据表明左心耳(LAA)是血栓形成的主要来源,尤其是在存在非瓣膜性心房颤动(AF)的情况下。由于非瓣膜性AF的主要风险是缺血性中风,因此预防LAA中血栓形成是有益的。非瓣膜性AF患者的中风预防可以涉及使用口服抗凝剂或抗血小板剂或LAA封堵或排除(例如LAA闭合)。

LAA或其他附件或动脉瘤闭合设备可以以多种方式设计和配置。在一些应用中,闭合设备可以是封堵器和/或夹钳中至少一种。

封堵器可以被设计和配置为填充LAA或其他附件、隆起或动脉瘤以闭合空腔以防止血栓形成和/或防止空腔中的血栓逸出到血流中。封堵器可以以多种方式配置。在一些应用中,封堵器包括支架、覆膜支架、镍钛诺覆膜的半支架、编织盘等。封堵器可以被配置为用通过脉管系统导航到空腔的递送导管经血管递送并被植入到空腔中以将其封堵。

夹钳可以被配置为以迫使(例如,拉、推等)组织的不同部分在一起以闭合空腔的方式施加到附件、隆起或动脉瘤。在一些应用中,在手术过程中将夹钳设备从外部施加到附件或动脉瘤。如果外科医生留下附件的“颈部”部分,这仍然容易形成血栓。

LAA闭合程序可包括在心外膜或心内膜表面缝合的LAA排除,以及通过缝合钉或移除和过度缝接的LAA切除。LAA封堵的经皮入路包括使用心内膜/心外膜入路利用封堵设备或经皮缝合结扎来阻塞LAA孔口。

因为接受封堵设备的典型患者患有非瓣膜性AF并且还可能患有其他心脏相关问题,因此即使在从医院或长期护理机构出院后监测他们的生理状态也可能是有益的。此外,接受封堵器的患者可能会患上与手术相关的并发症。此类并发症的示例包括中风、心包积液、设备栓塞和死亡。患者可能不再住在医院或长期护理机构中,因此出现的并发症可能需要重新进入护理机构,这可能会显著增加整体患者治疗的成本。此外,由于没有意识到并发症,直到患者认为需要住院治疗的可感知症状表现出来才推迟返回医院,这可能会增加健康风险。

因此,本文公开了包括自供电生理传感器的封堵器设备(例如,LAA封堵器设备等)。这些传感器可被用于监测受试者的各种生理参数,并可通过收集患者身体产生的能量和/或使用无线电力递送技术来供电。所公开的设备可被用于闭合LAA或其他附件、隆起或动脉瘤,以减少非瓣膜性AF患者的中风,并提供自供电传感器以无线监测各种生理参数。这些参数可以包括,例如但不限于心率、压力、温度、心房尺寸和生物标志物的水平(例如C反应蛋白(CRP)和B型利钠肽(BNP))(例如,使用生物传感器)。除了解决非瓣膜性AF患者的中风风险外,所公开的设备还提供术后相关护理,可以减少再入院率,提供卓越的医疗管理,并提高患者的生活质量。

在一些实施例中,所公开的设备可以是圆顶形的,其中传感器附接到圆顶的外侧。所公开的设备可包括用于能量收集和供应的压电材料和/或能量存储设备(例如,诸如固态电池、电容器等的电池)。压电材料可以被并入到设备的框架和/或圆顶中。所公开的设备可以包括用于数据通信的一个或多个天线(例如,其中数据可以是测量值和由附接到设备的传感器获取的其他信息)。可以使用无线协议或技术(例如Wi-Fi、RFID、近场通信(NFC)等)来无线传输数据。无线连通允许健康护理提供者使用远程设备(例如,患者身体外和/或远离患者的设备)访问关于患者的数据。此外,患者能够使用个人设备(例如,通过智能手机应用)访问基本数据、心脏健康信息和其他生理参数。

所公开的封堵器设备和LAA封堵器设备还能够对受试者进行术后监测,包括可能在相关医院或护理机构之外的环境中。本文公开的某些实施例提供一种封堵器设备/系统,其包括用于感测封堵器设备和/或患者心脏的一个或多个状况的集成感测能力。该设备可以被配置为将所感测的参数(例如,危重患者问题)从设备中的传感器系统无线通信到本地或远程无线接收器设备。在一些实施例中,本地或远程设备可由患者携带。接收器可以被配置为将与所接收的传感器信息相关联的信息通信到护理提供者系统,例如通信到远程医院或护理机构监测系统。

可以由传感器使能封堵器跟踪的生理参数可以包括心律失常、血压、心输出量(例如,由回声传感器、感应、心冲击图等测量)、温度、葡萄糖水平和/或其他参数。此外,本文公开的封堵器设备可以合并任何期望或实用类型的传感器,例如应变仪、压力传感器、光学传感器、音频传感器、定位传感器、加速度传感器或其他类型的传感器。集成植入物传感器可以有利地被配置为生成电信号,该电信号可以被无线传输到设置在患者身体外的接收器设备(例如,盒子)。在某些实施例中,接收器设备被配置为至少部分地基于信号将信息转发到远程护理人员系统/实体。

在某些实施例中,与封堵设备相关联的传感器设备可以感测压力和/或电活动。电活动传感器可以提供用于检测心律失常或其他状况的信息。集成在本文公开的设备中(例如可以集成在设备框架中)的压力传感器可以包括微机电(MEMS)设备(例如,加速度计)。在某些实施例中,可以利用两个或多个传感器。

集成在本文公开的设备中的传感器和/或发送器可以使用患者身体的移动来供电。例如,患者的移动(例如,通过心脏的跳动)可被用于生成电力,例如通过使用一个或多个压电MEMS设备(例如,应变仪、加速度计)。本文公开的某些实施例包括具有能量收集特征的传感器,用于从环境条件为传感器操作和/或数据传输生成电力。例如,封堵器设备或LAA封堵器设备可包括压电传感器或设备,或其他无源发电机,其中压电传感器/设备被配置为响应于流体压力或其他外部刺激而生成电信号。压电传感器可以有利地与封堵器设备的一个或多个结构特征(例如框架、膜等)集成。传感器生成的电力可能足以为生理传感器的功能供电,或者可以用作另一电源的补充,该另一电源可以是内部的或外部的。

在一些实施例中,除了从患者收集电力之外,所公开的设备可以使用电池,例如锂离子或镁基电池。例如,电池可以使用一块镁作为阴极,至少部分地与身体流体(例如,血液)接触,身体流体在生成电力时可能会降解。在某些实施例中,可以使用被配置为通过超声、感应、射频(RF)传输或其他类型的无线电力传输来提供电力的外部电源。在某些实施例中,内部可再充电电池或电容器(例如,超级电容器)可被用于充电之间的电力存储。这种电力发送器可以与外部数据接收器集成。在某些实施例中,植入物/传感器设备的框架的一部分可被用作用于电力传输的天线。

在某些实施例中,与封堵器设备集成的传感器可以被配置为基本上连续运行。可替代地,传感器可以仅运行预定的时间间隔,这与连续操作相比可以提供电力节省。在某些实施例中,控制器逻辑与封堵器设备集成,用于基于所测量的条件确定操作的时间和/或持续时间。在某些实施例中,传感器仅在与外部数据/电力通信设备无线耦合时操作。在即使当设备未被耦合到外部设备时的传感器也采集数据的实施例中,植入物/传感器可能需要或期望包括数据存储器,例如闪存、忆阻器或其他低功耗存储器,用于存储在间歇时间段所采集的数据。

某些实施例结合外部电源/数据传送设备来操作,该设备可以有利地足够小以由患者携带(例如,连续地),例如通过使用胸带等。在某些实施例中,外部设备包括贴片或带条,该贴片或带条具有用于输入/输出(I/O)和/或电力的一个或多个天线;其余的电路系统可以被包含在单独的盒子或设备中。在某些实施例中,外部设备包括配合臂带的设备、配合胸带的设备或可配合到患者口袋中的设备。近场通信(NFC)或其他低功耗技术或协议可被用于将外部设备和/或植入物/传感器连接到智能手机或其他计算设备,以将数据传输到医院或其他数据聚合器。

本文公开的某些实施例提供一种集成到封堵器设备上的层压压电聚合物发电机,用于从血流引起的振动和支撑框架或膜的移动中收集能量,以为电子植入式医疗设备(例如血压传感器、血糖仪、起搏器、心电图传感器(ECG)、温度传感器、脉搏血氧传感器等)供电。本文公开的传感器设备可以是自供电的,例如通过能量收集工具和/或电池电力。

示例封堵器设备

图1A和图1B示出了示例封堵器100,有时在本文中被称为或描绘为LAA封堵器,但是应当理解,这代表可以在除LAA之外的位置使用的封堵器。封堵器100包括被配置为抑制血液通过的膜部件104和可扩展框架101,可扩展框架101具有至少部分地被膜部件104覆盖的杯形封堵部件以及一个或多个锚固件103。封堵器100包括框架底座102、框架支撑件106以及具有附接到膜104外侧的传感器120的圆顶或膜104。封堵器100还包括支撑结构110,该支撑结构110可以从框架底座102延伸到膜104上方,该支撑结构110可以被用于收集能量为传感器120、电路系统130和天线135供电。框架底座102和框架支撑件106可以统称为框架101。在一些实施例中,支撑结构110也形成框架101的一部分。在一些实施例中,支撑结构110被并入到膜104中。

在一些实施例中,封堵器100包括封装在ePTFE膜(例如,膜104)中的镍钛诺笼(例如,框架101)。在某些实施例中,LAA封堵器100被设计为完全插入LAA中并且可以包括用于附接到LAA内壁的锚固件103。在一些实施例中,LAA封堵器100包括被ePTFE膜(例如,膜104)部分地覆盖的线笼(例如,框架101)。在一些实施例中,封堵器100具有带有固定倒钩103的自扩展镍钛诺框架(例如,框架101)和可渗透的聚酯织物覆盖物(例如,膜104)。在一些实施例中,框架101包括与至少一个圆环构件耦合以形成框架结构的多个分立框架段。组织生长构件(例如,膜104)与多个分立框架段耦合以限定基本上凸出的表面和基本上凹入的表面。

封堵器100可以被微创地插入。框架101可以被认为是固定或保持构件并且膜104可以被配置为基本上防止血液进入和离开左心耳中至少一种。作为示例,膜104可以由生物相容的网状材料制成。框架101提供到附件壁的附接以及用作膜104的支撑或保持构件。

可扩展框架101可以由具有弹性属性的线构成,例如抗疲劳线。在一些实施例中,可扩展框架101由具有弹性属性的线构成,该弹性属性允许可扩展框架101被折叠以用于基于导管的递送或胸腔镜递送,然后一旦定位在空腔中就自扩展至期望的配置。

用于框架101的材料可以根据其生物相容性来选择,包括其抗血栓形成能力、其形状恢复能力和超弹性。用于框架101的材料可以包括金属或金属合金。用于框架101的材料可以是弹簧线、形状记忆合金线或超弹性合金线。可以使用具有生物相容特性并且坚固的、柔性的和有弹性的任何材料。该材料可以是,例如镍钛诺(NiTi)、L605钢、不锈钢或任何其他生物相容线。该材料也可以是在芯处包含不同金属的拉伸填充型镍钛诺。镍钛诺的超弹性属性使其成为该应用的有用材料。镍钛诺线可以被热定形成期望的形状。不锈钢线是一种替代材料。它可以塑性变形为期望的形状。其他形状记忆或可塑性变形材料也适用于该应用。

膜104可以被配置为基本上或完全地防止血液进入和/或离开空腔。膜104可以被配置作为组织生长构件,或帮助而非阻碍组织生长的表面。膜104可包括被配置为促进组织在其上生长的多孔构件。膜104可以是聚合材料,例如泡沫或其他材料。膜104可以呈现具有外(或凸)表面和内(或凹)表面的杯状形状。膜104的尺寸和配置可以被设为与LAA或其他空腔内的组织直接接触。

框架101或框架101的各种结构被配置为辅助扩展膜104并辅助折叠膜104以通过相关联的导管或其他医疗设备递送。框架101辅助于将膜104(例如在载入程序期间)折叠至其中的封堵器100配合在导管的管腔内并且可以在不损坏膜104的情况下从中移位通过的尺寸。此外,当从导管展开折叠膜104时,框架101被配置为自扩展以辅助打开膜104,使得膜104的外表面的大部分与空腔或附件的组织直接接触。

膜104可以包括帮助组织在封堵器或LAA封堵器100上生长的织物材料。织物材料可以是配合在框架101内或框架101上方的任何合适的形状。例如,织物材料可以是薄片、多个薄片、配合在框架101的至少一部分上方或者在一些实施例中填充框架101的内部的至少一部分的膜或随机形状。织物材料可以是促进和/或帮助组织生长使得受试者的组织可以在封堵器100内和周围生长的任何合适的材料。例如,织物材料可以是任何合适的聚酯纤维,例如可替代地,织物材料可由可生物降解和/或生物相容材料制成,例如膨体聚四氟乙烯(ePTFE)、毛毡、(PTFE材料)、硅树脂、聚氨酯、金属纤维、其他聚合物(例如聚丙烯)或其中的组合。织物材料可以是流体(例如血液或身体流体)不可渗透的。在一些实施例中,膜104的材料可包括多孔泡沫材料。

封堵器100提供框架101,该框架101足够顺从以符合宽泛变化的LAA或其他附件或空腔的几何形状和尺寸。封堵器100的一些实施例提供左心耳封堵设备框架,该框架提供牢固、可靠的锚固,显著减少左心耳组织或其他组织穿孔或无外伤性穿孔的临床后遗症。一些实施例提供被配置为抑制血液通过膜104的膜部件104。例如,膜104可以被配置为基本上封堵通过膜104的血液流动。一些实施例提供膜或圆顶104,其被配置为诱导快速组织向内生长并迅速或立即封堵血液通过膜的通路。

在一些实施例中,一个或多个锚固件103(例如,倒钩)接触附件或空腔的壁或主体。在一些实施例中,锚固件103之间的接触点是附件或空腔内的心内膜表面。虽然在一些实施例中一个或多个锚固件103穿刺附件或空腔的心内膜表面,但在一些其他实施例中,不穿刺心内膜表面。在一些实施例中,一些锚固件103穿刺心内膜表面而其他锚固件103不穿刺心内膜表面。在一些实施例中,一些倒钩103穿刺心内膜表面而其他倒钩103不穿刺心内膜表面。在一些实施例中,一个或多个锚固件103接触心内膜表面的小梁。

在一些实施例中,一个或多个锚固件103由框架101的线的部分长度形成。在一些实施例中,两个或多个、三个或多个、四个或多个、五个或多个、六个或多个,七个或多个、八个或多个、或九个或多个锚固件稳定和/或固定封堵器100。

在一些实施例中,锚固件103可以是包括扇形边缘的元件,该扇形边缘被配置为将封堵器锚固到空腔的壁(例如,将LAA封堵器锚固到LAA的内壁)并且减少或消除壁穿刺或穿孔的风险。在这样的实施例中,锚固件103不扩张附件或空腔,并且不具有可能致使锚固件103具有锋利端部的任何倒钩、钩子或线环,其中锋利端部易于在附件或空腔的内壁穿孔。扇形边缘可以基本上类似于或类似于波形,例如正弦形状。

支撑结构110可以被配置为通过将机械移动转换成电能来收集能量。机械移动可以致使框架101和/或其中并入有压电材料的膜104的移动。例如,支撑结构110可以是层压压电聚合物,该层压压电聚合物通过由血流引起的振动和移动而导致的机械移动来发电。支撑结构110可以是压电聚合物的堆叠,该压电聚合物的堆叠被配置为从机械偏转或变形生成电力。支撑结构110可以是具有能量收集属性的任何合适的层压材料或复合材料。在一些实施例中,支撑结构110可以至少部分地由陶瓷制成。支撑结构110可以是柔韧的并且相对较薄。通过使支撑结构110的压电元件应变(例如,通过直接压电效应),支撑结构110的移动可以在压电聚合物的表面上生成电荷。聚合物中产生的电容积累可以提供电压源,例如,该电压源可以被用于对电池(其可以是电路系统130的一部分)进行涓流充电、为数据通信提供电力(例如,使用天线135),和/或为传感器120(例如血压传感器、血糖仪、起搏器和/或其他设备)供电。在一些实施例中,支撑结构110还被用作压力传感器并且可以被用于测量血压和/或心率。

在一些实施例中,支撑结构110是多层压电聚合物发电机。这种发电机可以使用压电聚合物制造,由于与这种结构相关联的相对高的压电性、柔性和/或生物相容性,这可能是合乎需要的。与压电陶瓷不同(其中材料的晶体结构通常可以产生电能),压电聚合物可以利用相互缠绕的长链分子在施加电场时相互吸引和排斥。此外,与压电陶瓷相比,压电聚合物可以提供更接近水和/或人体组织的声阻抗,并且可以具有相对较高的电压常数。对于压电聚合物,不仅相对较高的灵敏度是共聚物有吸引力的特征,而且压电聚合物还可以从熔体或极性相的溶液中结晶。因此,可以以不同形状(例如弯曲表面)制造此类设备,并且无需事先拉伸即可使共聚物极化(例如减少制造时间)。

支撑结构110可以包括由导电(例如,金属)板隔离开的压电材料层。支撑结构110可以包括任何合适的压电材料,例如压电纤维复合材料、压电膜或压电陶瓷。在某些实施例中,使用柔性压电元件可能是合乎需要的,例如柔性压电纤维复合元件,其可被配置为在它们被弯曲或折曲时生成电荷。压电元件可以被布置为与电极电接触,将电能传导至电路系统130、天线135和/或传感器120用于立即使用或传导至电池或电容器(例如,在电路系统130内)用于存储以供后续使用。

本文公开的某些实施例提供并入到封堵器100的支撑结构110中的相对小的柔性的多层的压电聚合物设备,以生成可靠的长期的电力。尽管主要被描述为并入到支撑结构110中,但是这些压电聚合物设备可以附加地或替代地被包括在框架底座102、框架支撑件106和/或膜104中。这种压电能量发电机不仅可以从支撑框架的移动引起的振动收集能量,还可以从流动引起的振动(例如卡门涡旋)收集能量。

在一些实施例中,支撑结构110可被用于至少部分地覆盖膜104,使得膜104承载压电材料。在这样的实施例中,支撑结构110包括压电材料的部分被附接到膜104或膜104的一部分。这在多种实施方式中可能是有益的。例如,在某些情况下,框架101上的应变可能超过压电材料的耐受能力。在这种情况下,除了框架101之外或代替框架101,将能量收集压电材料与膜104相关联可能是有益的。

根据本文公开的实施例,用身体自身的能量为封堵器或LAA封堵器100的传感器和其他电路系统供电可以提供一个或多个优点。例如,自供电可以减少或消除对可能需要更换的附加电池或其他电源以及可能需要电缆或其他附接件的外部电源的需求。凭借集成的发电功能,传感器设备可以有利地允许更小规模的设备,这可以提高可植入性前景。例如,使用相对小的压电聚合物发电机代替较大的电池电源可以减小设备尺寸,从而为诊断特征件和/或无线通信部件(例如和射频识别(RFID)控制器、天线等)提供更多空间。

在一些实施例中,封堵器100被配置为固定在受试者的LAA内以封堵LAA。在一些实施例中,封堵器100被配置为固定在受试者的另一空腔内以封堵该空腔。封堵器100的形状有利地允许电路系统130和天线135被容纳在封堵器100内。电路系统130可包括电池,该电池可被用于为传感器120和使用天线135的通信供电。从支撑结构110收集的电力可以被用于给电池再充电和/或直接向传感器120、电路系统130和/或天线135供电。从支撑结构110收集能量的压电材料可以是框架101的一部分和/或膜104的一部分。

在某些实施例中,电路系统130被配置为对信号传输执行一定量的信号处理,例如信号滤波、放大、混合等。在某些实施例中,电路系统130包括一个或多个处理器、数据存储设备、数据通信总线等。

天线135可以包括任何合适的天线或电磁发射器和接收器的组合以发送和接收电磁信号。天线135可以被配置为使用射频信号通信并且可以被配置用于各种无线通信协议(例如,WiFi、NFC等)。在一些实施例中,天线135包括用于传感器集成设备和外部监测器设备之间的数据和/或电力传送的天线线圈,并且可以具有任何合乎需要的或合适的配置。近场通信可以涉及使用磁耦合的两个平行对齐的线圈回路,一个是发送器,另一个是天线,电流流过以引入磁场。当传感器设备被植入患者体内时,为了能够超越来自患者解剖结构内的周围组织和流体的衰减,电流以相对较低的频率流过天线可能是合乎需要的,这通常需要使用相对较大直径的线圈。在某些实施例中,天线线圈可以至少部分地围绕芯形式或体积(例如,磁铁/铁氧体芯或空气芯)缠绕以助于改善耦合。为了在封堵器中使用,将铁氧体缠绕线圈气密地密封在生物相容外壳中以防止暴露于周围组织可能是合乎需要的或有利的。

封堵器100包括一个或多个传感器120。该一个或多个传感器120可以被配置为提供指示患者的一个或多个生理参数的响应,例如与封堵器100和相关联的心脏的功能或整合相关联的一个或多个参数。传感器120可以包括任何合适的或合乎需要的传感器,用于提供与封堵器100相关联的生理参数或状况相关的信号。鉴于集成传感器120,封堵器100可以有利地提供传感器能力而无需需要单独的程序来植入的单独独立的设备。

在某些实施例中,传感器120包括压力传感器,例如肺动脉压力(PAP)测量设备。传感器120可以附加地或替代地包括一个或多个光学传感器、压电传感器、电磁传感器、应变传感器/应变仪、加速度计、陀螺仪和/或其他类型的传感器,它们可以被定位在患者体内以感测与封堵器100的功能相关的一个或多个参数。传感器信号可被用于跟踪心律失常、血压、心输出量(例如,由回声传感器测量)、感应或心冲击图。在一个实施例中,传感器120包括MEMS压力传感器,该MEMS压力传感器本质上可以是电容式的或压阻式的,其中传感器与专用集成电路(ASIC)微控制器耦合。传感器120可以被附接到聚酰亚胺柔性电路基板并且可以进一步伴有一个或多个分立电子部件,例如调谐电容器等。在某些实施例中,传感器120包括用于检测源自心脏中电脉冲的一个或多个电极。

传感器120可以包括例如应变仪,该应变仪可以被附接到支撑结构110和/或框架支撑件106或嵌入在支撑结构110和/或框架支撑件106内。例如,应变仪可以被附接到支撑结构110和/或框架支撑件106或蚀刻在支撑结构110和/或框架支撑件106中,支撑结构110和/或框架支撑件106可以包括塑料(例如,PET)带条。应变仪可以包括电导体,该电导体具有至少部分地取决于导体的几何形状的电导特性;当支撑结构110以在应变仪上呈现张力的方式偏转时,应变仪的电导体可以变得拉伸,从而变得相对更窄和/或更长,这可以增加导体端到端的电阻。可替代地,当支撑结构110以导致应变仪压缩的方式偏转时,应变仪的电导体可经受增加的厚度,这可降低导体端到端的电阻。因此,应变仪的电阻可以被测量,并且可以基于这种测量推断连合柱上的偏转量或感应应力。在某些实施例中,应变仪可以包括以平行线的锯齿形图案配置的导电通道,使得平行线的取向方向上的应力导致导电线在有效长度上电阻的可测量变化。

封堵设备100的任何元件(包括框架101和膜104)可具有抗凝涂层或促进内皮细胞生长以协助防止凝块形成的涂层。抗凝涂层可以包括肝素、白蛋白结合涂层、磷酰胆碱、聚-D,L-乳酸、前列腺素、硫酸葡聚糖或其他适合于预防凝固的肽。促进内皮细胞生长的涂层可以包括热解碳、基于冷沉淀的涂层、自体纤维蛋白网、基于弹性蛋白的多肽、纤连蛋白、胶原蛋白IV、纤连蛋白-胶原蛋白IV组合、细胞外基质蛋白和肽、血浆聚合涂层或其他适合促使内皮细胞在薄片上生长的材料。

图1C和图1D示出了被植入LAA 150或受试者的另一空腔中的封堵器100。如图1C所示出的,为了植入封堵器100,导管140被穿过脉管系统并进入心脏以将封堵器100递送到LAA 150或其他空腔。如图1D所示出的,当封堵器100被正确定位在LAA 150内时,封堵器100与LAA 150的壁形成密封以防止或阻止栓塞或血凝块返回到血流中。

封堵器100可以经由导管140由经中隔通路通过股静脉引入。在植入程序期间可以利用经食道超声心动图(TEE)引导或心内超声心动图(ICE)。封堵器100可以被定位成使得其突出或不突出超过LAA口。封堵器100可以被定位成使得其覆盖整个口而没有或有最小的残余流动。封堵器100最初变得被纤维蛋白覆盖,并且随后被内皮细胞覆盖,形成心内膜,因此将封堵器100排除在循环血液之外。在一些实施例中,导管140可以是被推进到LAA 150中的猪尾导管,其中导管140包括在猪尾上被推进到LAA 150中的护套。猪尾导管有利地降低了LAA或空腔穿孔的可能性。在这样的实施例中,预装载的递送导管140可以被推进到接入护套的尖端中并且可以通过护套的平缓回缩来展开。

在一些实施例中,导管140包括柱塞,该柱塞可滑动地被布置在递送导管140的内管腔内并且用于在远侧方向上在布置于递送导管140内的折叠封堵器100上施加轴向力,以便迫使封堵器100离开递送导管140并展开输送导管140。封堵器100可以通过使用适合的导丝或引导构件被引导到LAA 150中。

图1D示出了在LAA或空腔150内处于展开状态的封堵器100。框架101和膜104与LAA 150的内表面基本密封接触。框架101已经扩展以接触LAA 150的内表面,以将封堵器100固定到LAA 150的内表面上,并将封堵器100维持在相对于LAA 150的纵向轴线基本垂直的取向。膜104或膜104的近侧表面被定位为防止栓塞或其他材料进出LAA 150。

在植入和展开状态下,框架101,特别是与框架101和/或膜104相关联的支撑结构110,可以经受由受试者的心脏施加在其上的力。本文公开的某些实施例提供利用框架101和/或膜104(例如,支撑结构110)的偏转活动来生成电力,其中这种电力可被用于为一个或多个传感器120和/或电路系统130供电。例如,压电元件可以与框架101和/或膜104(例如,支撑结构110)相关联,使得框架101和/或膜104上的压力和/或应变可以引起压电元件上的相应压力和/或应变。通过使压电元件应变(例如,通过直接压电效应),框架101和/或膜104的移动或变形可以在压电聚合物的表面上生成电荷。聚合物中产生的电容积累可以提供电压源,例如,该电压源可以被用于对电池(其可以是电路系统130的一部分或布置在单独的位置)进行涓流充电以为各种设备(例如血压传感器、血糖仪、起搏器和/或其他传感器120)供电。

传感器120中的一个或多个可以被定位在膜104的外表面上,使得在植入和展开状态下,传感器120暴露于通过心脏的血流。电路系统130(在一些实施例中包括电池和天线)可以有利地被容纳在由框架101和膜104创建的空腔中。

图1E和图1F示出了具有用于能量收集的压电材料的支撑结构的示例配置。图1E示出了用于经皮封堵器100的示例支撑结构110a的俯视图。,例如参考图1C和图1D所描述的,具有支撑结构110a的封堵器100可以被配置为使用导管递送和植入。支撑结构110a的配置允许支撑结构110a被折叠或以其他方式压实以用导管递送。图1F示出了用于手术封堵器100的示例支撑结构110b的俯视图。具有支撑结构110b的封堵器100可以被配置为使用例如手术方法来植入。

支撑结构110a、110b可以是框架101和/或膜104的一部分。在某些实施方式中,框架101包括被配置用于经皮递送的封堵器100中的支撑结构(例如,支撑结构110a)的压电材料。在一些实施方式中,膜104包括被配置用于手术递送的封堵器100中的支撑结构110(例如,支撑结构110b)的压电材料。

相对于合并传感器的其他植入物,封堵器100提供了许多优点。例如,由于在封堵器100内为电路系统130提供了相对较大的体积,因此需要较少的小型化,使设备的生产更容易且更便宜。此外,相对较大的体积允许更多的电路系统和传感器被包括,增强封堵器100的感测能力和监测能力。封堵器100相对于其他植入物的较大尺寸也允许更大的能量收集能力。封堵器100还可以包括绝对压力传感器作为传感器120之一,该绝对压力传感器优于被包括在其他传感器使能植入物中的差压传感器。此外,封堵器100相对较大的尺寸允许传感器120包括较大的传感器。在一些实施例中,封堵器100可以包括电极以在心房颤动的情况下提供电击。

图2示出了示例封堵设备200,其包括自供电传感器220,该自供电传感器220从支撑结构210收集的能量接收电力。封堵设备200可以与上述封堵器100相同或相似。封堵设备200包括构架201和布置在构架201的至少一部分上方的生物相容遮盖物205。封堵设备200被配置为具有足够的周向和/或径向强度以与LAA或其他空腔的壁形成密封(并抵抗LAA或空腔可能施加在封堵设备200上的扭曲力),以便例如防止栓塞或血凝块返回到血流中。

封堵设备200包括可由例如薄片形成的构架201。构架201可适合用作封堵设备200的部件,封堵设备200也可包括遮盖物205(例如,过滤移植物、膜等)。这种遮盖物205可以由构架201支撑(例如,遮盖物可以在构架的近端上方延伸并从构架的近端朝向构架的远端延伸)。封堵设备200(包括构架201和遮盖物205)包括其他部件,例如传感器220和电路系统(未示出)。封堵设备200可以与用于将封堵设备200递送至LAA或其他空腔或身体管腔的递送系统组合(其示例在本文中参考图1C和图1D进行描述)。

构架201包括近侧部分214、中间部分216和远侧部分218。在一些实施例中,近侧部分214包括具有第一直径的毂213。在一些实施例中,中间部分216可以具有第二直径并且可以包括多个梁207,该多个梁207从毂213延伸到具有第三直径的远侧部分218。多个梁207中每一个可以通过支柱对209的周向延伸柱连接到相邻的梁207。在一些实施例中,构架201通过在每个梁207(例如,支撑梁)之间提供支柱对209的支撑的但柔性的柱来均匀地控制纵向延伸的梁207的稳定性。

在一些实施例中,多个梁207中每一个通过支柱对209的第二周向延伸柱连接到相邻的梁。除其他外,每个梁207可以包括从第一毂延伸到支柱对的第一周向延伸柱的第一段以及从支柱对的第一周向延伸柱延伸到支柱对的第二周向延伸柱的第二段。在一些实施例中,支柱对209可以具有或可以不具有与另一支柱对209相同的长度。

传感器220可以被附着到遮盖物205的外表面。电路系统(未示出)可以被容纳在由构架201和遮盖物205提供的体积内。例如,电路系统可以在构架201的内部部分中被附着到构架201的一部分。

如本文别处所描述的,支撑结构210可被配置为收集能量(例如,如参考支撑结构110所描述)。在一些实施例中,支撑结构210在遮盖物205的内部。在某些实施例中,支撑结构210由遮盖物205承载。在各种实施例中,支撑结构210被集成到梁207或多个梁207中和/或在支柱209中。

无线监测系统

如上所详细描述的,接受封堵器或LAA封堵器的患者在离开医院或长期护理机构后可能会经受并发症。这些出现的并发症可能需要患者重新进入护理系统,这可能会显著增加患者的整体治疗成本。本文公开了患者监测设备和系统,例如包括具有集成传感器和无线通信技术的封堵设备,其允许将危重患者问题从植入设备通信到可由护理人员和/或患者治疗中的患者利用的一个或多个外部设备或系统。例如,封堵设备可合并一个或多个生理传感器,生理传感器可以和封堵器或LAA封堵器合并,或以其他方式与其相关联。

图3根据一个或多个实施例示出了用于监测患者315的持续健康的系统300。患者315可以具有植入患者的LAA或其他空腔(未示出)中的封堵设备310。如本文中详细描述的,例如,封堵设备310可以是人工心脏瓣膜(例如主动脉心脏瓣膜)。封堵设备310可以包括一个或多个传感器设备320。传感器设备320可以是例如一个或多个微机电系统(MEMS)设备(例如MEMS压力传感器等)。

在某些实施例中,监测系统300可以包括至少两个子系统,其包括可植入的内部子系统,该可植入的内部子系统包括与一个或多个生理参数传感器320(例如,MEMS压力传感器)以及一个或多个微控制器、分立电子部件和电力和/或数据发送器(例如天线线圈)集成的封堵设备310。监测系统300还可以包括外部(例如,不可植入的)子系统,该外部子系统包括匹配的外部接收器(例如,线圈),该外部接收器电力地和/或通信地耦合到患者或医生控制器或监测设备。在某些实施例中,内部子系统和外部子系统两者包括对应的线圈天线,用于通过布置在其间的患者组织来无线通信和/或电力递送。封堵设备310可以是任何类型的封堵设备,其示例在本文中描述。

封堵设备310的某些细节在放大框310中示出。封堵设备310可包括如本文所描述的结构特征件或部件307。例如,设备结构307可包括一个或多个框架、支柱、梁、支撑结构、遮盖物、圆顶、膜等,例如可与本文所描述的封堵器或封堵设备一致。在某些实施例中,封堵设备310的其他部件中一个或多个与封堵设备310的物理结构307集成。例如,一个或多个天线、传输线、线圈、线等可以与封堵设备的结构(例如设备310的构架)集成。

虽然某些部件在图3中被示出为封堵设备310的一部分,但应当理解封堵设备310可以仅包括示出部件的子集,并且可以包括未示出的附加部件。封堵设备310可以与封堵器100和/或封堵设备200相同或相似。封堵设备310包括一个或多个传感器320,该一个或多个传感器320可以被配置为提供指示患者315的一个或多个生理参数的响应,例如与封堵设备310和患者315相关联器官(例如,心脏)的功能相关联的一个或多个参数。传感器320可以包括任何合适的或合乎需要的传感器,用于提供与封堵设备310相关联的生理参数或状况相关的信号。鉴于集成的传感器320,封堵设备310可以有利地提供传感器能力而无需需要单独的程序来植入的单独独立的设备。

在某些实施例中,传感器320包括压力传感器,例如肺动脉压力(PAP)测量设备。传感器320可以附加地或替代地包括一个或多个光学传感器、压电传感器、电磁传感器、应变传感器/应变仪、加速度计、陀螺仪和/或其他类型的传感器,它们可以被定位在患者315体内以感测与封堵设备310的功能相关的一个或多个参数。传感器信号可被用于跟踪心律失常、血压、心输出量(例如,由回声传感器测量)、感应或心冲击图。在某些实施例中,传感器320包括MEMS压力传感器,该MEMS压力传感器本质上可以是电容式的或压阻式的,其中传感器与专用集成电路(ASIC)微控制器耦合。传感器320可以被附接到聚酰亚胺柔性电路基板并且可以进一步伴有一个或多个分立电子部件,例如调谐电容器等。在某些实施例中,传感器320包括用于检测源自心脏中电脉冲的一个或多个电极。

在某些实施例中,传感器320可以被配置为生成电信号,该电信号可以被无线传输到患者身体外的盒子/设备,例如示出的外部本地监测器350。为了执行这种无线数据传输,封堵设备310可以包括射频(RF)传输电路系统,例如包括天线395的发送器330。天线395可以包括植入患者体内的内部天线线圈。发送器330可以包括被配置为辐射或传输电磁信号的任何类型的换能器,例如导线、线圈、板等。关于包括压力传感器的实施例,由于压力敏感元件中的变化(例如,电容)引起的电压变化可以由于封堵设备310和耦合的外部天线355之间的感应耦合的变化性至少稍微地衰减。这种信号衰减可以至少部分地将传感器320的放置限制到与相对不剧烈或不频繁的生理移动相关联的位置。

由封堵设备310生成的无线信号可以被本地外部监测器设备或子系统350接收,该本地外部监测器设备或子系统350可以包括收发器模块353,该收发器模块353被配置为接收来自封堵设备310的无线信号传输,该封堵设备310至少部分地被布置在患者315体内。外部本地监测器350可以使用外部天线355(例如线圈)接收无线信号传输和/或提供无线电力。收发器353可以包括RF前端电路系统,该RF前端电路系统被配置为接收和放大来自传感器320的信号,其中这种电路系统可以包括一个或多个滤波器(例如,带通滤波器)、放大器(例如,低噪声放大器)、模数转换器(ADC)和/或数字控制接口电路系统、锁相环(PLL)电路系统、信号混合器等。收发器353可进一步被配置为通过网络375将信号传输至远程监测器360。收发器353的RF电路系统可进一步包括数模转换器(DAC)电路系统、功率放大器、低通滤波器、天线开关模块、天线等中一个或多个,用于加工/处理通过网络375传输的信号和/或用于从封堵设备310接收信号。在某些实施例中,外部本地监测器350包括控制器电路系统351,用于执行从封堵设备接收的信号的处理和/或控制RF电路系统的操作。本地监测器350可以被配置为根据已知的网络协议(例如以太网、Wi-Fi等)与网络375通信。在某些实施例中,外部本地监测器350是智能手机、笔记本电脑、或其他移动计算设备、或任何其他类型的计算设备。

封堵设备310可包括控制器电路系统313,该控制器电路系统313可包括例如一个或多个芯片或管芯,该一个或多个芯片或管芯被配置为对使用设备310生成和/或传输的信号执行一定量的处理。然而,由于尺寸、成本和/或其他限制,在一些实施例中封堵设备310可能不包括独立的处理能力。

在某些实施例中,封堵设备310包括数据存储模块314,该数据存储模块314可以包括易失性和/或非易失性数据存储器。例如,数据存储模块314可以包括利用浮栅晶体管阵列等的固态存储器。控制器电路系统313可以利用数据存储模块314来存储在一段时间内采集的感测数据,其中存储的数据可被周期性地传输到外部本地监测器350或其他外部子系统。在某些实施例中,封堵设备310不包括任何数据存储器。如上所描述的,封堵设备310被配置有发送器电路系统330,用于无线传输由传感器320生成的数据或与其相关联的其他数据的目的。封堵设备310还可包括接收器电路系统335,用于例如通过网络375接收来自一个或多个外部子系统的输入,例如来自外部本地监测器350,或来自远程监测器360。例如,封堵设备310可以接收至少部分地控制封堵设备310的操作的信号,例如通过激活/停用一个或多个部件或传感器,或以其他方式影响封堵设备310的操作或执行。

封堵设备310的一个或多个部件可由一个或多个电源340供电。在某些实施例中,电源340可被配置为从环境源(例如流体流动、运动等)收集能量。由于尺寸、成本和/或电气复杂性的考虑,电源340本质上相对简约可能是合乎需要的。在某些实施例中,电源340本质上是至少部分无源的,使得可以通过封堵设备310的无源电路系统从外部源无线地接收电力,例如通过使用超声、短程射频传输、近场无线电力传输或其他电磁耦合机制。例如,本地监测器350可以用作主动生成RF场的启动器,其可以向封堵设备310提供电力,从而允许封堵设备的电力电路系统采用相对简单的形状因数。附加地或可替代地,电源340可以包括电池,该电池可以有利地被配置为在监测周期(例如,30、60或90天,或其他时间段)内根据需要提供足够的电力。

外部本地监测器350可以用作封堵设备310和远程监测器360之间的中间通信设备。外部本地监测器350可以是被设计为与封堵设备310通信的专用外部单元。例如,外部本地监测器350可以是可佩戴的通信设备,或者可以容易地被布置为邻近患者315和封堵设备310的其他设备。外部本地监测器350可以被配置为连续地、周期性地或间歇地询问封堵设备310以从中提取或请求基于传感器的信息。在某些实施例中,外部本地监测器350包括用户接口,其中用户可以利用该接口来查看传感器数据、请求传感器数据或以其他方式与外部本地监测器350和/或封堵设备310交互。

系统300可以包括次级本地监测器370,该次级本地监测器370可以是例如台式计算机或其他计算设备,次级本地监测器370被配置为提供用于查看监测器数据和/或与监测器数据交互的监测站或接口。在一个实施例中,外部本地监测器350可以是可穿戴设备或其他设备或系统,其被配置为与患者315和/或封堵设备310物理邻近地布置,其中外部本地监测器350主要被设计为向和/或从封堵设备310接收/传输信号并且将这样的信号提供给次级本地监测器370以用于其查看、处理和/或操纵。

远程监测器子系统360可以是任何类型的计算设备或计算设备的集合,其被配置为接收、处理和/或呈现通过网络375从外部本地监测器350、次级本地监测器370或封堵设备310接收的监测器数据。例如,远程监测器360可以有利地由健康护理实体(例如医院、医生或与患者315相关联的其他护理实体)操作和/或控制。虽然本文公开的某些实施例描述了通过外部本地监测器350间接地从封堵设备310与远程监测器360通信,但在某些实施例中,封堵设备310可以包括能够通过网络375与远程监测器子系统360通信而无需通过本地监测设备350中继信息的发送器330。

在一些实施例中,封堵设备310包括用于数据的无源传输的RFID技术。例如,RFID标签可被用于允许扫描仪使用无源手段从传感器320和/或封堵设备310的其他部件获取信息。在一些实施例中,封堵设备310被配置为在不接收或能够接收来自外部本地监测器350信息的情况下盲传输。在一些实施例中,封堵设备310可以被配置为从一个或多个外部系统接收命令并通过改变传感器320或控制器313的操作参数或属性来响应,和/或通过传输来自数据存储器314和/或传感器320的数据来响应。

电子传感器模块

图4根据本文公开的一个或多个实施例示出了电子传感器模块420的图。传感器模块420可以是定位在封堵器或LAA封堵器上或作为封堵器或LAA封堵器一部分而被包括的任何传感器,例如本文参考图1A、图1B、图2A、图2B和图3描述的传感器120、220或320。传感器模块420可以采用微芯片(例如,专用集成电路(ASIC))的形式,该微芯片具有容纳在外壳体内的一个或多个电气设备或部件,该外壳体可以为矩形或具有任何其他形状。传感器模块420可包括控制器425,该控制器425具有一个或多个处理器426以控制传感器模块420的部件的操作。传感器模块420可包括数据存储器424以存储校准数据、测量数据、元数据、可执行指令等。在一些实施例中,如本文所公开的,传感器模块420的部件中一个或多个可被并入封堵器或LAA封堵器设备的电路系统中,并且电连接427可被用于向和/或从封堵器电路系统传送数据和/或电力。

在某些实施例中,传感器设备420可包括MEMS压力传感器,该MEMS压力传感器被配置为暴露于邻近瓣膜植入物的血流并感测与流速变化相关联的压力变化。例如,根据伯努利原理,流体速度的增加可以与压力的降低同时发生。因此,对于MEMS压力传感器设备,与其接触的血流的变化的流体压力可致使MEMS压力传感器的压力腔室/空腔的膜/隔膜元件偏转一定的量。

在一些实施例中,传感器模块420和/或其一个或多个部件可以被涂覆有生物相容保护涂层,例如银离子涂层等。然而,某些涂层可能会干扰射频传输信号和/或电力电路系统,因此在一些实施方式中可能是不合乎需要的。

在某些实施例中,传感器模块420和/或与其相关联的控制器425可以至少部分地使用互补金属氧化物半导体(CMOS)光刻工艺制造。用于传感器的合适基板材料可包括二氧化硅(SiO2)、氮化硅(例如Si3N4)、蓝宝石、玻璃、聚酰亚胺等。用于金属化和/或互连线键合的合适材料可包括铂(Pt)、铂铱(Pt/Ir)、金(Au)等。

传感器模块420可以包括遮盖物或外壳,该遮盖物或外壳提供生物相容性和/或增加对内部传感器元件或电路系统和/或分立部件的保护。例如,外壳或覆盖物可以包括硅树脂、CVD对二甲苯聚合物(聚对二甲苯)、碳氟化合物(例如,FEP、FTPE等)、亲水或疏水涂层或陶瓷涂层(例如氧化铝、氧化锆、DLC、超纳米晶金刚石)或其组合中的一个或多个,其可被用作涂层或物理结构部件。

控制器425和/或收发器422可以从传感器421接收传感器信号(例如,通过电连接427)并且执行初步信号处理和/或数字化。例如,传感器421可以提供电压差分模拟信号(例如,由MEMS压力传感器或电极生成)。传感器模块420还可以包括一个或多个其他分立电力部件423(例如调谐电容器等)和/或一个或多个放大器(例如,低噪声放大器)。保持模块420的传感器、控制电路系统、分立部件和/或其他部件的基板(例如,聚酰亚胺)可以进一步被附接到封堵设备的某些物理结构部件,例如沿孔口内表面或瓣膜外表面的瓣膜植入物的支架部分。

电子传感器模块420可以被耦合到天线(未示出)(例如线圈天线),该天线可以被连接到,例如基板,并被附接到瓣膜流入方面附近的瓣膜的缝合圆环部分。适用于线圈天线的材料可以是金(Au)、铂(Pt)、铂铱(Pt/Ir)等。这种材料可以提供相对柔软/可延展的线圈布线。在某些实施例中,复合线具有由诸如镍钴合金(例如MP35N合金、Fort Wayne金属)、钴铬合金(例如Elgiloy合金、Elgiloy特种金属)或镍钛诺的更刚性材料制成的芯。

传感器模块420的部件,例如传感器421、控制器425、收发器422、分立部件423和/或数据存储器424可以由电源428供电。电源428可以是能量收集部件,其示例在本文中描述。相似地,电源428可以是被配置为从外部源接收射频(RF)能量的感应供电内部线圈天线,其示例在本文中描述。此外,电源428可以是电池。在一些实施例中,这些实施例中的电池可以使用由封堵器或LAA封堵器收集的能量来再充电。在某些实施例中,RF感应可被用于在与生理参数传感器421耦合的传感器模块420的控制器425和外部本地监测设备的外部控制器之间提供双向数据通信的手段。分立电气部件423(例如调谐电容器等)可以被利用以辅助实现布置在传感器421和监测设备/系统之间的传输路径中的谐振电路(例如,L/C电路)中的谐振。

外部数据和/或电力通信设备/系统

图5示出了示例外部本地监测器系统500的框图,该外部本地监测器系统500被配置为与传感器模块通信,例如本文参考图4描述的传感器模块420。本文公开的监测系统可利用感应耦合发送器和/或接收器来提供和/或接收数据、电力或两者,与具有一个或多个集成生理参数传感器的封堵器或LAA封堵器通信。在某些实施例中,可以使用射频(RF)感应从传感器模块传输数字信号,射频(RF)感应可以提供比某些模拟解决方案可以提供的信号传送对外部干扰相对更不敏感的信号传送。

外部本地监测系统500可以被配置为从封堵设备(未示出)的传感器模块感应地接收传感器数据。外部本地监测器系统500的外部本地监测器350可以被配置为接收和/或处理某些元数据,例如设备ID等,该元数据也可以通过来自植入的传感器模块的数据耦合来提供。

外部监测器350可以包括具有一个或多个处理器566和收发器567的控制器565,该控制器565可以使用天线569通信耦合到植入的传感器模块。在某些实施例中,天线569可以包括外部线圈天线,该外部线圈天线匹配和/或调谐为与相应内部线圈天线感应配对,该内部线圈天线与内部植入物传感器模块相关联。

图6示出了电力和/或数据通信系统800,该系统利用超声向封堵设备传送电力。系统800可以被配置为在外部发送器模块853和接收器模块811之间提供无线超声电力充电和/或数据通信,接收器模块811可以与依据本公开的封堵设备相关联并且布置在患者身体内部,例如在患者的心脏或相关联的脉管系统中。因此,包括组织的生物介质801的特定距离r将接收器811与发送器853隔离开。因为超声通信利用机械声波,所以在一些实施方式中,超声发送器853可以被配置为生成信号,该信号比某些射频(RF)电磁波更有效地传播通过隔离发送器853和接收器811的生物介质。因此,在某些实施例中,依据系统800使用超声传输的电力充电可以比某些RF电力充电实施方式更有效。在某些实施例中,系统800可以被实施为将超声数据信号传输到接收器811。此外,在某些实施例中,接收器811可以被配置有超声传输功能,用于将数据信号(例如,传感器读取数据)传输到发送器853或其他外部模块。超声电力和/或数据通信系统800对于利用依据本文公开的实施例的压电传感器设备的实施例特别有用。

图7根据一个或多个实施例示出了可被用于与封堵设备800耦合的外部线圈设备880的实施例。线圈设备880可以被配置为佩戴在患者815的胸部和/或躯干区域上或周围,例如,如图所示在用户的腋窝下方。这种配置可以允许外部线圈设备880相对接近于与对应的内部线圈设备共面(例如,容纳在植入患者815的LAA或另一空腔中的封堵设备800内或上),这可以在电力递送和/或数据通信方面提供期望的效率。外部线圈设备880可以被配置为与外部本地模块810(类似于本文别处描述的外部本地监测器350或次级本地监测器370、570)有线或无线地通信。

回到图5,外部本地监测器350可以包括集成电源568a,例如电池或其他电力存储设备或元件。可替代地或附加地,外部本地监测器350可以被配置为从外部源568b(例如插入式电源)接收电力。外部本地监测器350使用电池电力可以有利地允许扩展和/或近乎连续的监测以及便携性。例如,在某些实施例中,外部本地监测器350可以由患者携带,例如在腰带或其他可穿戴物品上,允许患者进行日常活动而减少不便。

控制器565可以被配置为初始化、校准和/或编程传感器模块。例如,控制器565可以被配置为对传感器分辨率编程,和/或调整数据采集间隔。在监测期期间,控制器565可以被编程为间歇地或基本上连续地监测传感器模块(例如,压力状况),并且将所监测的数据存储在外部监测器350上(例如在数据存储器564中),和/或将数据传送到次级本地监测器570以用于其存储和/或使用。例如,次级本地监测器570可以是计算机,传感器数据一旦被外部本地监测器350接收到就可以被下载到该计算机。次级本地监测器570可以被配置为实施传感器数据的更深入的分析,可能结合从其他源获得的心肺数据。在某些实施例中,次级本地监测器570可以提供571输入/输出(I/O)能力以用于与患者或健康护理提供者交互。例如,次级本地监测器570可以包括平板电脑、笔记本电脑、台式机、智能手机或可穿戴计算设备,这些设备可以包括视觉显示器以及用户输入工具(例如键盘、触摸屏等)。外部本地监测器350可以使用输入/输出模块561通过有线或无线连接耦合到次级本地监测器570。外部本地监测器350可以包括用于处理电信号的分立部件562和用于外部本地监测器350的互连部件的连接563。

附加实施例和术语

术语“受试者”和“患者”在本文中可互换使用并且涉及哺乳动物,包括温血动物(驯化和非驯化动物)和人类。术语“临床医生”和“健康护理提供者”在本文中可互换使用。

如本文所用的术语“传感器”涉及能够检测和/或量化和/或限定受试者的生理参数的设备、部件或设备区段。如本文所用的词语“系统”涉及具有至少部分地以协作方式操作的部件或设备组合的设备。传感器通常包括无需用户启动和/或交互即可连续测量生理参数的那些传感器(“连续感测设备”或“连续传感器”)。连续传感器包括设备和监测流程,其中数据间隙可以和/或确实存在,例如,当连续压力传感器暂时不提供数据、监测或检测时。传感器通常还包括在有或没有用户启动和/或交互的情况下间歇地测量生理参数的那些传感器(“间歇感测设备”或“间歇传感器”)。在一些实施例中,传感器、连续感测设备和/或间歇感测设备涉及能够检测和/或量化和/或限定受试者的生理血液动力学参数的设备、部件或设备区段。

词语“生理数据”、“生理参数”和/或“血液动力学参数”包括但不限于与提供或计算血压(BP)、每搏输出量(SV)、心输出量(CO)、舒张末期容积、射血分数、每搏输出量变化(SVV)、脉压变化(PPV)、收缩压变化(SPV)、血管外肺水指数(ELWI)、肺血管通透性指数(PVPI)、全心终点-舒张压指数(GEDI)、全心射血分数(GEF)、收缩压容积指数(SVI)、动脉血压(ABP)、心脏指数(CI)、全身血管阻力指数(SVRI)、外周阻力(PR)、中心静脉饱和度(ScvO2)和体积描记变化指数(PVI)直接或间接相关的参数。血液动力学参数包括这些参数的绝对值、自事件被记录后的参数的百分比变化或变化,以及前一时间段内的绝对百分比变化。

如本文所用的词语“电子连接”、“电连接”、“电接触”涉及本领域技术人员已知的两个电导体之间的任何连接。在一些实施例中,电极与设备的电子电路系统电连接(例如,电连接到设备的电子电路系统)。

如本文所用的术语和词语“电子器件”和“系统电子器件”涉及可操作地耦合到传感器并被配置为测量、处理、接收和/或传输与传感器相关联的数据的电子器件,和/或被配置为与监测器或数据采集设备通信的电子器件。

如本文所用的词语“可操作地连接”、“可操作地链接”、“操作地连接”和“操作地链接”涉及链接到一个或多个其他部件使得功能被启用的一个或多个部件。这些术语可以指机械连接、电连接或允许部件之间信号传输的任何连接。例如,一个或多个换能器可被用于检测压力并将该信息转换为信号;然后该信号可以被传输到电路。在这样的示例中,换能器“操作地链接”到电子电路系统。术语“可操作地连接”、“可操作地链接”、“操作地连接”和“操作地链接”包括有线连接和无线连接。

如本文所用的术语和词语“控制器”、“处理器”或“处理模块”涉及设计为使用响应和处理基本指令(例如,驱动计算机和/或执行数字或其表征(例如,二进制数)的计算的指令)的逻辑电路系统来执行算术运算或逻辑运算的部件等。

如本文所用的术语“基本上的”和“基本上地”涉及提供期望功能足够的量。例如,超过50%的量、超过60%的量、超过70%的量、超过80%的量或超过90%的量。

尽管下面公开了某些优选实施例和示例,但本发明的主题超出具体公开的实施例,扩展到其他替代实施例和/或用途及其修改和等价物。因此,可以由此产生的权利要求的范围不受本文描述的任何特定实施例的限制。例如,在本文公开的任何方法或流程中,该方法或流程的动作或操作可以以任何合适的顺序执行并且不必限于任何特定公开的顺序。可以以有助于理解某些实施例的方式将各种操作依次描述为多个分立操作;然而,描述的次序不应被解释为暗示这些操作是次序相关的。此外,本文所描述的任何和所有方法、操作、步骤等可以在活体动物或非活体尸体、尸体心脏、模拟器、拟人造影等上执行。此外,本文描述的结构、系统和/或设备可以体现为集成部件或单独的部件。为了比较各种实施例的目的,描述了这些实施例的某些方面和优点。不一定所有这些方面或优点都由任何特定实施例实现。因此,例如,各种实施例可以以实现或优化如本文教导的一个优点或一组优点的方式执行,而不必实现本文也教导或建议的其他方面或优点。

本文使用的条件语言,例如,尤其是“可以”、“可能”、“能够”、“可”、“例如”等,除非另有特别说明,或在上下文中以其他方式理解为使用,旨在其普通意义上,并且通常旨在传达某些实施例包括而其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此,这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元件和/或步骤。术语“包含”、“包括”、“具有”、“特征在于”和类似术语是同义词,按其普通意义使用,并以开放式方式包容性地使用,不排除附加元件、特征、动作、操作等等。此外,术语“或”以其包含的意义(而不是其排他的意义)使用,因此,例如,当被用于连接元件列表时,术语“或”表示列表中的一个、一些或全部元件。除非另外特别说明,诸如词语“X、Y和Z中至少一个”之类的连接语言在上下文被理解为通常用于传达项目、术语、元件等可以是X、Y或Z。因此,这样的连接语言通常不旨在暗示某些实施例需要X中至少一个、Y中至少一个和Z中至少一个各自存在。

在整个说明书中对“某些实施例”或“一个实施例”的引用表示结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一些实施例中。因此,在本说明书各处出现的词语“在一些实施例中”或“在一个实施例中”不一定都指代相同的实施例,而是可以指代相同或不同实施例中一个或多个。此外,在一个或多个实施例中,特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合,如本领域普通技术人员从本公开中显而易见的。

应当理解,在实施例的上述描述中,为了简化本公开并协助理解各种发明方面中一个或多个,有时将各种特征分组在单个实施例、附图或对其的描述中。然而,这种公开方法不应被解释为反映任何权利要求需要比该权利要求中明确叙述的特征更多的特征的意图。此外,在本文的特定实施例中示出和/或描述的任何部件、特征或步骤可以被应用于任何其他实施例或与任何其他实施例一起使用。此外,对于每个实施例,没有部件、特征、步骤或部件、特征或步骤的组是必需的或不可缺少的。因此,本文公开和下面要求保护的本发明的范围不应受上述特定实施例的限制,而应仅由对所附权利要求的合理阅读来确定。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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