[发明专利]可植入设备和控制方法

说明书

一种可植入设备(12)包括EAP致动器和感测装置。所述感测装置被配置为监测在与所述致动器的致动方向或相反的方向上起作用的针对设备的外力，并且控制器适于控制所述致动器以当与所述致动方向相反的力被感测为在给定监测窗口内是最低或者具有所述致动方向的力被感测为在给定时间窗口内处于其最高处时的时刻致动。以这种方式，在最小阻力时实现致动，这降低了针对所述致动器的部署所需要的电力，并且允许致动甚至在经历大的可变力的条件下发生。

技术领域

本发明涉及可植入设备，具体涉及包括电活性聚合物致动器的可植入设备。

背景技术

存在对具有慢性病(诸如心脏衰竭、外周动脉疾病或高血压)的患者的准确、不引人注意和长期监测的未满足的临床需求。监测的目的是提供再保证或早期预警、或者降低或控制药物使用。可穿戴或皮肤可插入设备不服务该需求，因为其不具有对心血管系统的直接访问。为了满足该临床需求，需要智能可植入设备。通常，“智能”可以是指传感器与致动器的集成。这些可以包括例如血压传感器(Cardiomems)、再狭窄传感器(Instent)、或者用于受控的药物递送的致动器，诸如微蠕动泵(MPS微系统)。

还存在对于能够在内部身体元件内相互作用的智能可植入设备的需求，例如出于临床目的来操纵所述可植入设备，或者通过对元件起作用来执行与元件相关联的感测功能。

响应材料，特别是电活性聚合物(EAP))实现以小形状因子的柔性、安静和低功率传感器和致动器。由于这些益处，EAP被设计为作为人体中的人工肌肉来工作。具有EAP的潜在体内应用的一些范例：提供受控的药物递送的心脏贴片的提供；心脏辅助设备(例如，用于辅助收缩心房或心室)；人工括约肌和蠕动导管，例如尿管或食管；具有瘫痪的患者的面部运动的康复，例如，眨眼。

在许多情况下，可植入设备的致动器可能需要在存在不同的和高的力的条件下进行操作。范例在心脏中、在移动或脉动动脉中、针对呼吸运动、或者在括约肌肌肉中操作。在这些情况下，强的力可能压倒致动器力，这致使设备无效或者至少不可靠。

因此，需要一种控制使得可植入设备能够在存在不同的和高的力的条件下有效并且可靠地操作的可植入设备的经改进的装置。

发明内容

本发明由权利要求书定义。

为了解决上述问题，发明人已经考虑到将致动与肌肉运动或血压循环同步，使得致动器不对强的反作用力起作用。

由发明人考虑的一种方案是使用人类电生理学信号(例如，ECG)来使EAP同步。然而，其缺点是在心脏的电活动与机械肌肉活动之间存在延迟。因此，需要考虑该延迟并且使运动同步的算法。这使设备更复杂并且更不通用，因为其仅在特定条件下并且针对所述算法已经被编程的特定应用工作。

因此，需要一种经改进的解决方案。

根据本发明的一方面，提供了一种可植入设备，其包括：

支撑结构；

致动器，其包括电活性聚合物材料，所述致动器被安装到所述支撑结构，并且其中，所述致动器具有致动方向；

感测装置，其适于感测在与所述致动方向相反的方向上或者在所述致动方向上施加的外力；

控制器，其用于控制对所述致动器的致动并且接收来自所述感测装置的信号，所述控制器适于：

解读来自所述感测装置的信号以随时间监测所述力；并且

驱动所述致动器以在当与所述致动方向相反的力被感测为在给定时间窗口内处于其最低处或者在所述致动方向上的力被感测为在给定时间窗口内处于其最高处时的时刻进行致动。