JP2001513679A - バッテリ給電式の患者の皮下挿入器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は例えば神経や筋肉のような組織を刺激し、かつ／またはパラメタを監視し、かつ／またはデータ通信を行う目的で、患者の皮下に挿入するように構成された器具に関する。本発明に基づく器具は、標準的には軸方向の寸法が６０ｍｍ、横方向の寸法が６ｍｍであり、コントローラ（１３０）と、アドレス記憶装置（１３２）と、データ信号受信機と、入力／出力トランスデューサとを含む電子回路に給電するための電源を含んでいる密閉されたハウジング（１１０）を備えてなっている。

Description

【発明の詳細な説明】 バッテリ給電式の患者の皮下挿入器具 発明の背景 本発明は患者の皮下に挿入するように構成された器具に関し、特に例えば神経 または筋肉のような組織の刺激、および／またはパラメタの監視、および／また はデータ通信を含む種々の目的のために電子回路に給電するためのバッテリを内 蔵した上記の器具に関する。 組織の刺激のための皮下挿入器具（すなわちマイクロスティミュレータ）はこ の分野では公知である。例えば本明細書に参考文献として引用されている米国特 許明細書第５，１９３，５３９号；５，１９３，５４０号；５，３１２，４３９ 号；５，３２４，３１６号；５，３５８，５１４号；５，４０５，３６７号；５ ，５７１，１４８号を参照されたい。 このような公知のマイクロスティミュレータは、間隔を隔てた電極の間に僅か な電流を発生する電子回路を収納した密閉されたハウジングを特徴としている。 目標の組織の近傍にマイクロスティミュレータを精密に挿入することによって、 電流が神経を刺激して、医学的に有益な結果が得られる。 標準的には、このような従来形のマイクロスティミュレータは例えばマイクロ スティミュレータの近傍に実装された励振コイルによって発生される外部のＡＣ 磁界と誘導的に結合された内部コイルから動作電力を誘導する。内部コイル内に 誘導されたＡＣ電圧は整流され、かつ濾波されて、ＤＣ動作電圧が生成され、こ れが電子回路の給電に利用される。このような構成では、組織の刺激を維持する ために、ユーザーが励振コイルに密着して留まっている必要がある。 発明の大要 本発明は例えば神経または筋肉のような組織の刺激、および／またはパラメタ の監視、および／またはデータ通信をの目的のために患者の皮膚の下に挿入する ように構成された器具に関する。本発明に基づく器具は、好適には軸方向の寸法 が６０ｍｍ未満、横方向の寸法が６ｍｍ未満で、入力／出力トランスデューサを 起動するために電力消費回路に少なくとも１マイクロワット時を供給できる自蔵 式電源を含む密閉されたハウジングからなっている。各々の器具の回路は好適に は遠隔操作でアドレス可能であり、データ信号受信機と器具コントローラとを含 んでいる。 器具の使用意図に応じて、電力消費回路を例えば嚢状組織の刺激のために比較 的短期間だけ高負荷電流を要求するように、または例えば骨の成長刺激のために 大幅に長い期間、または継続的に低負荷電流を要求するように設計することがで きる。本発明に基づいて、本発明に基づく電源は、標準的な用途で１時間以上に 亘って回路に給電でき、ひいてはユーザーが外部の磁界発生器と継続的に結合さ れなくても済むように、少なくとも１マイクロワット時の容量を有している。 本発明の重要な側面に基づいて、電源は好適には間に電解質を含む一対の導電 板によって形成されたバッテリからなっている。バッテリは好適には渦電流の形 成が最小限になるように物理的に構成されている。 本発明の好適に実施例に基づき、バッテリを再充電するための充電回路が備え られている。充電回路は外部で発生されるＡＣ磁界に応動して充電電流を発生可 能である。 本発明の更に別の側面では、外部充電器を使用して前述の充電回路にエネルギ を供給するためのＡＣ磁界が周期的に発生され、好適な１実施例はバッテリの状 態を表す外部充電器へのデータ信号を発生する手段を含んでいる。 本発明の更に別の側面では、システムで使用される各々の皮下挿入器具内に識 別アドレスが記憶されていることで、個々の器具のアドレス指定が可能である。 すなわち、各器具内のデータ信号受信機はその器具に記憶されているアドレスを 識別するデータ信号に応答して、器具の入力／出力トランスデューサを起動する 。 本発明に基づく入力／出力トランスデューサは好適には少なくとも１つの電極 を備えている。神経の刺激用に使用される場合、コントローラは電極に一連の励 振パルスを供給して、隣接する神経を刺激する。パラメタ監視用に使用される場 合は、電極はある身体状態を示す電気信号を監視するために利用される。 本発明の好適な実施例の重要な特徴に基づき、皮下挿入可能な各々の器具は下 記の動作モードの１つ、またはそれ以上で選択的に動作するように個々にアドレ ス指定、およびプログラムされることができる。すなわち、（１）刺激、（２） 監視、および／または（３）通信である。 本発明の新規な特徴は特に添付の請求の範囲に記載されている。本発明は添付 図面を参照した以下の説明から最も明解に理解されよう。 図面の簡単な説明 図１は従来から公知のマイクロスティミュレータのブロック図である。 図２は外部のコントローラからの指令に応答して１時間以上の期間に亘って器 具に給電するためのバッテリを含む、本発明の器具のブロック図である。 図３Ａは患者の身体の外部の器具から再充電および制御される環境での、本発 明の皮下挿入器具（マイクロスティミュレータ、マイクロセンサおよびマイクロ トランスポンダ）の使用の簡略化した機能ブロック図である。 図３Ｂは皮下挿入器具のバッテリ状態を選択的に呼掛けるために充電磁界の発 生の周期的な中断を示した簡略化したタイミング図である。 図４は本発明の皮下挿入マイクロスティミュレータ、マイクロセンサおよびマ イクロトランスポンダの指令／呼掛けのためのデータ・メッセージの基本様式を 示した簡略図である。 図５Ａは本発明に基づいて製造された例えばマイクロスティミュレータのよう なバッテリ給電式の皮下挿入器具の側面図である。 図５Ｂは本発明に基づいて製造された内部結合コンデンサを使用した、別のバ ッテリ給電式皮下挿入器具の側面図である。 図５Ｃおよび５Ｄはセラミック製ハウジング内に実装された皮下挿入器具の現 時点で好適な実施例の２つの破断側面図である。 図６Ａおよび６Ｂは好適な皮下挿入器具のバッテリ内で使用される電極の概念 をそれぞれ示した並列および直列接続図である。 図７Ａは本発明の好適な皮下挿入器具内で使用されるバッテリのほぼ円筒形の 形状を示している。 図７Ｂは本発明の皮下挿入器具のバッテリ内で使用される一対の基本電極を概 念的に示している。 図８Ａ−８Ｇは本発明の円筒形のバッテリ内で使用できる一対の基本電極の巻 き付け、積層、差込み、またはその他の様々な配置構造を示している。 図９Ａおよび９Ｂは図８Ｃに示した種類の直列電極のバッテリ構造内で使用さ れる一対の基本電極の打ち抜き、折り重ね、および差込みの態様を示している。 図１０は励振パルスの低い衝撃係数を示した好適なマイクロスティミュレータ により発生される励振パルスの波形例を示している。 実施例の説明 本発明は例えば神経または筋肉のような組織の刺激、および／またはパラメタ の監視、および／またはデータ通信の目的のために患者の皮下に挿入するように 構成された器具に関する。本発明に基づく器具は、好適には軸方向の寸法が６０ ｍｍ未満、横方向の寸法が６ｍｍ未満で、電源と、コントローラ、アドレス記憶 手段、データ信号受信器、および入力／出力トランスデューサを含む電力消費回 路とを含む密閉されたハウジングからなっている。スティミュレータとして使用 する場合は、このような器具は例えば苦痛を軽減、または除去し、身体機能を良 好にするために特定の筋肉または器官を刺激する（例えば衰弱した、または未調 整の筋肉を鍛練するため、または尿失禁を抑制するため））等の神経および関連 する神経経路を刺激するための多様な用例で有用である。本発明のマイクロステ ィミュレータは好適には磁気、無線周波数（ＲＦ）または超音波信号を介した制 御目的のために個々にアドレス指定可能である。 図１は送信機２０によって付勢される外部に実装されたコイル１９によって発 生される交番磁界を介して外部の電源１４からの電力を受ける、患者の皮膚１２ の下に挿入さこれる（前述の米国特許明細書第５，３１２，４３９号の図１に示 すような）従来形の皮下挿入スティミュレータ１０の実施例を示している。ステ ィミュレータ１０内では、磁界がコイル２２内でＡＣ電流を発生し、これは整流 器２４によって整流され、かつ調整器２８と組み合わせてコンデンサ２６内に蓄 電されて、論理回路３０に給電する電圧を発生する。次に論理回路３０を利用し て電極３２と３４の間に刺激電流が発生される。制御論理３０は動作電力の供給 にはコンデンサ２６内に蓄積された電力に依存するので、標準的には外部電源１ ４が除去された後の短期間で、コンデンサ２６内に蓄積された電荷が減損するの で、論理回路は機能を停止する。その結果、例えば神経経路の痛みを抑制するた めに継続的な刺激が必要な用例でこのようなスティミュレータ１０を使用する場 合、外部電源１４が継続的に存在し、起動される必要がある。このように継続的 に外部電源を備えることは携帯式電源を使用することによって達成できるものの 、それが物理的に存在することでライフスタイルに制約が生ずるものと考えられ る。 これに対して、図２は外部電源を継続的に使用する必要なく、より長い期間、 すなわち１時間以上も組織（例えば神経経路または神経）を刺激できる（マイク ロスティミュレータとして構成された）本発明の給電式皮下挿入器具１００のブ ロック図を示している。その結果、ある実施例では好適なマイクロスティミュレ ータ１００を使用して外部電源を取り外したかなり後でも、より長い期間に亘っ て選択された神経の痛みを抑止することができる。本発明のマイクロスティミュ レータ１００は例えば再充電可能なバッテリ１０４のような電源１０２を密閉す るための密閉ハウジング２０６（図５を参照）、および（１）電源１０２によっ て給電され、かつ識別アドレス（ＩＤ）が記憶されたアドレス記憶回路１０８を 有するコントローラ回路１０６と、（２）電源１０２によって給電され、かつコ ントローラ回路１０６の制御下で動作して、１つ、またはそれ以上の電極(すな わちトランスデューサ)１１２に励振パルスを供給するための刺激回路１１０と 、（３）指令およびアドレス識別情報をコントローラ回路１０６に供給するため の受信機１１４とを含む電力消費回路とを備えてなっている。 好適な実施例では、電源１０２は充電回路と組合わせて使用され、コントロー ラ回路１０６と刺激回路１１０とをより長期間起動させるのに充分な電力を供給 するための再充電可能なバッテリ１０４からなっている。しかし、あるいは本発 明の実施例は、養生処置が比較的短期間であり、ひいては電力需要が主バッテリ の電力容量内にあるような用例では、再充電可能なバッテリ１０４の代わりに主 バッテリを使用してもよい。 動作時には、コイル１１６は外部電源１１８（図３Ａを参照）から発生される 交番磁界の形式の電力を受け、それに応動してＡＣ電流を整流器１２０に供給し 、この電流は整流されたＤＣ電流として充電回路１２２に送られる。次に充電回 路１２２はバッテリ１０４上の電圧Ｖを監視し、好適な充電特性（電流および電 圧）に基づいてバッテリを充電する。後により詳細に説明するように、充電回路 １２２は好適には経路１２４を経てコントローラ回路１０６と通信し、一方、こ のコ ントローラ回路は磁気、超音波またはＲＦ信号を介して外部電源１１８と周期的 に通信する。 標準的な用例（図３Ａを参照）では、例えばマイクロスティミュレータのよう な複数個のこのような器具１００が患者の身体の皮膚１２の下に挿入され、同時 に外部電源１１８からの交番磁界１５４にさらされる。従って、充電回路１２２ によってバッテリ１０４が充分に充電されたことが一旦判定されると、充電回路 １２２は好適には例えばセンタタップ１２６を分路させ（またはコイルにコンデ ンサを追加することによって）コイル１１６を離調させ、ひいては過充電による 充電回路１２２またはバッテリ１０４内での熱の発生を最小限にする。このよう に、外部電源１１８は交番磁界を介して無限に充電電力を供給し続けることがで きる。しかし、好適な１実施例では、外部電源は挿入された器具の状態に関する 情報を周期的にポーリングし、各々の皮下挿入された器具１００からそのバッテ リ１０４が充電されたという状態情報を受けるまで電力の充電を継続する。 コントローラ回路１０６（電力入力端子１２７ａを介して）と、刺激回路１１ ０（電力入力端子１２７ｂを介して）の双方とも、バッテリ１０４の出力端子１ ２８から電力を受ける。皮下挿入された器具１００内の回路の電力散逸はＣＭＯ Ｓおよびその他のより低電力の論理回路を使用することによって最小限に抑止こ される。従って、バッテリ１０４の必要な容量は最小限で済む。 コントローラ回路１０６は、コントローラ１３０と結合されたコンフィギュレ ーション・データ記憶装置１３２内のコンフィギュレーション・データに従って 、（好適には状態機械またはマイクロプロセッサである）コントローラ１３０を 使用して刺激回路１１０の動作を制御する。コンフィギュレーション・データは コントローラ１３０によって制御される刺激回路１１０によって発生される励振 パルスの特性に作用を及ぼす様々なプログラム可能なパラメタ（これについては 後述する）を特定する。好適には、各々の皮下挿入器具１００、例えばマイクロ スティミュレータは外部の単数または複数個の装置との通信を介して起動（使用 可能／使用不能）にすることができ、またはその特性を変更することができる。 従って、各々の皮下挿入器具１００は例えばＥＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭまたは製造 中にプログラムされたその他の不揮発性記憶装置のようなアドレス記憶装置１０ ８ を使用して、(例えば８ビットまたはそれ以上のビット内で記憶されたＩＤコー ドを用いて)それ自体を特定する。あるいは、アドレス記憶装置１０８はマスク ・プログラムされてＩＤの全て、または一部が形成された集積回路の一部からな っていてもよく、および／またはＩＤの全て、または残りの一部を指定するレー ザー・トリミング・プロセスを利用してもよい。更に別の実施例では、ＩＤは個 別に、またはレーザー・トリミング・プロセスと組合わせて使用される例えばワ イヤボンドのようなジャンパの選択によっいて指定することもできる。動作時に は、（例えば充電器１１８のような）外部装置はアドレス欄を含む指令情報を含 んだ変調された磁気、超音波またはＲＦ指令信号を発信する。皮下挿入器具１０ ０がこの指令信号を受信し、復調して内部の指令情報を受けると、皮下挿入器具 は先ず、そのデータの残りを処理する前にそのアドレス記憶装置１０８内のアド レスと整合するか否かを判定する。否である場合は、指令信号は無視される。 第１実施例では、交番磁界１５４はこの指令信号によって振幅変調される。受 信機回路１１４ａは（好適には再充電可能なバッテリ１０４を充電するために使 用こされるものと同じコイルである）コイル１１６の間で発生された信号を監視 することによって、この指令信号を検出し、かつ復調する。復調されたデータは 経路１３６を介してコントローラのデータ入力１３４に送られ、そこで特定の皮 下挿入器具１００への使用可能性が判定される。あるいは、指令信号がＲＦ信号 を変調し、これがアンテナとしてコイル１１６を利用して、または別個のアンテ ナを使用して（ＲＦ信号を復調するように構成された）受信機１１４ａによって 同様に検出されるようにしてもよい。 次に実施例では、超音波信号を利用して各々の皮下挿入器具１００に上記の指 令信号を送ることができる。この実施例では、器具１００内に配置された超音波 トランスデューサ１３８が信号１４０を発生し、これが超音波復調器１１４ｂに よって復調される。復調されたこの信号は次に経路１４４を経て超音波データ入 力１４２に送られ、磁気信号に関して前述したと同様に処理される。超音波を利 用した実施例には、患者の身体が主として超音波信号を導通させる液体と組織か らなっているという点で重要な利点がある。その結果、患者の身体の内部のいず れかに設置された（または外部ではあるが身体と接触している）制御装置は内部 に挿入された各々の器具１００と通信することができる。 好適な実施例では、皮下挿入器具１００は状態とデータとを外部装置に発信す る手段を含んでいる。充電モードの例では、各々の器具１００が充電器１１８と 個別的に通信でき、その結果、皮下挿入された器具１００の全てが完全に充電さ れた場合に、充電器１１８がその旨を判定できることが好適である。好適には、 器具１００は前記のデータによって変調された磁気信号を発信する送信機を含ん でいる。この送信機はＡＣ電圧を振幅変調し、かつこの変調された信号を、変調 された磁気信号を発するコイル１１６に送る変調器回路１４７からなっている。 変調されたこの信号は充電器１１８によって利用されるＡＣ信号の搬送波周波数 とは異なる周波数を用いることができるものの、通信チャネル、すなわち器具巻 の磁界１５４は図３Ｂに示したように時分割されていることが好適である。図３ Ｂでは、充電器１１８は第１の期間１４８に交番磁界を発する。第１の期間１４ ８の終了時に、この交番磁界は選択されたマイクロスティミュレータ１００に対 応する（すなわち１つの皮下挿入器具のアドレスを含む）ポーリング・データに 対応する一連のビットで変調（例えば振幅変調）される。次に充電器１１８は第 ２の期間１５０の間に受信モードに入り、その期間中に選択された器具１００は そのバッテリ状態に対応する一連のビットで変調された磁気信号を発する。この 充電／ポーリング周期は好適には充電器１１８の動作範囲内の全ての皮下挿入器 具について反復される。器具１００の全てが充電されたことを充電器１１８が判 定すると、周期は終了し、好適には例えば視覚的または音響報知器１５２を利用 して患者または医師にその旨が報知される。 あるいは、超音波手段を利用して皮下挿入器具１００から外部装置に状態また はその他のデータを通信することができる。このような実施例では、コントロー ラ１３０の制御下で超音波発信器１６８が線１７０上で変調信号を発生し、これ が超音波トランスデューサ１３８によって発信される。前述したように、超音波 信号は身体内の液体および組織を効率よく導通するので、これは例えば別のマイ クロスティミュレータ１００のような患者の身体内に挿入された器具間での通信 のための好適な通信手段であり、患者の皮膚と接触する外部装置との通信にも適 している。 磁気通信または超音波通信手段、すなわち送信機と受信機の使用は互いに排他 的なものではなく、実際に好適な皮下挿入器具は双方を含んでいる。図３Ａに示 した例の場合は、医師のプログラマ１７２（主として皮下挿入器具１００の動作 をプログラムする装置）は磁気エミッタ１９０からの変調された磁気信号を使用 してマイクロスティミュレータ１００ａと通信し、かつそのバッテリ状態を反映 する変調磁気信号をマイクロスティミュレータ１００ａから周期的に受信するこ とができる。このような磁気通信手段は充電モード中は好適であるものの、患者 制御ユニット１７４（例えば代表的には主として埋設された器具１００の状態を 監視するために使用される“腕時計”の形状の、皮膚と直に接触する装置）は超 音波手段を利用した方が好適に通信する。加えて、皮下注入されたマイクロステ ィミュレータ１００の相互間の通信も、例えば主従、またはトランスポンダー従 機構造では望ましい。このようなモードでは、超音波信号は身体内の液体を効率 よく通過するので超音波手段が好適である。 本発明のバッテリ充電式器具１００は好適には例えば通信された指令信号を介 して複数の動作モードで動作するように構成することができる。あるいは、事前 組立てされたバッテリ給電式の皮下挿入器具も本発明の範囲内にあるものとみな される。第１の動作モードでは、（皮下注射針の形式の挿入器具１７６を使用し て挿入可能なサイズの）器具１００はマイクロスティミュレータ（例えば１００ ａおよび１００ｂ）に適しているので、スティミレータとして構成される。この 実施例では、コントローラ１３０は刺激回路１１０に対して電極１１２を通る励 振パルス列を発生して、マイクロスティミュレータ１００ａまたは１００ｂの挿 入位置の近傍の例えば神経のような組織を刺激する。動作時には、プログラム可 能なパルス発生機１７８および電圧増倍器１８０が所望のパルス列に対応し、か つ（例えば充電されたコンデンコまたは同様に充電されたバッテリ部分を加算す ることによって）バッテリ電圧をどの程度増倍させるかを指定するパラメタ（表 １を参照）と共にに成されている。第１ＦＥＴ１８２は周期的に付勢され、コン デンサ１８３に電荷を（身体組織を通る低電流の導通速度で第１の方向に）蓄積 し、かつ第２ＦＥＴ１８４は周期的に付勢されて、近傍の神経を刺激するように より高い電流の導通速度で反対方向にコンデンサ１８３を放電する。あるいは、 前述の参照文献に記載されているように、身体組織内で等価のコンデンサを形成 するような電極を選択することもできる。 電流：蓄電コンデンサの連続的な充電 充電電流：１、３、１０、３０、１００、２５０、５００μａ 電流範囲：公称３．２％段階で０．８から４０ｍａ コンプライアンス電圧：３ボルト段階で３−２４ボルトまで選択可能 パルス周波数（ＰＰＳ）：公称３０％段階で１から５００ＰＰＳまで パルス幅：公称１０％段階で５から２０００μＳまで バースト・オン時間（ＢＯＮ）：公称２０％段階で１ｍｓから２４時間まで バースト・オフ時間（ＢＯＦ）：公称２０％段階で１ｍｓから２４時間まで ＢＯＮまでのトリガ遅延：選択されたＢＯＦまたはパルス幅 バースト反復期間：公称２０％段階で１ｍｓから２４時間まで ランプ・オン時間：０．１から１００秒（１、２、５、１０段階） ランプ・オフ時間：０．１から１００秒（１、２、５、１０段階） 表１−刺激パラメタ これまでより長期間に亘って組織を刺激することが望ましいことを記載してき たが、故障モードも考えられる。従って、好適には磁気センサ１８６（好適には 例えばホール効果センサのような半導体）がコントローラ１３０に結合され、こ れは静磁界にさらされた場合にマイクロスティミュレータ１００の機能を修正す るために、たとえば動作の中断するために利用できる。このような磁気センサ１ ８６はマイクロスティミュレータ１００の近傍の患者の皮膚１２に（静磁界を発 生するために）安全磁石１８７を配置することによって起動することができる。 加えて、そのバッテリ電圧がその下限に達し、それが充電回路１２２によって判 定され、コントローラ回路１０６に通信された場合（または最高温度に達した場 合）、マイクロスティミュレータ１００が動作を停止することが望ましい。それ によって再充電可能なバッテリ１０４の信頼できる動作と、有効寿命の延長が保 証される。この低電圧状態が検出されると、好適な器具は（好適には遠隔位置で 発生される呼掛け／ポーリング信号に応答して）周期的に対応する状態信号を発 してバッテリの再充電を要求する。 次の動作モードでは、バッテリ給電式の皮下挿入器具１００は皮下挿入された 器具の環境で１つ、またはそれ以上の生理学的または生物学的なパラメタを検出 可能であるセンサ、すなわちマイクロセンサ１００ｃとして動作するように構成 することができる。好適な動作モードでは、例えば外部に設置された機器または 皮下挿入器具であるシステム・コントローラはアドレス記憶装置１０８内に記憶 されたＩＤを利用して各々のマイクロセンサ１００Ｃから検出されたデータを周 期的に要求し、かつそれに応答して、検出されたデータに従って調整されたマイ クロスティミュレータ、例えば１００ａおよび１００ｂに指令信号を送信する。 例えば、センサ１８８を電極１１２に結合して、温度、グルコースまたはＯ₂含 料のような生物学的なパラメタを測定するために検出、またはその他の方法で使 用することができる。あるいは、超音波トランスデューサ１３８またはコイル１ １６を使用して、一対の皮下挿入器具の間で伝送される信号の磁気、または超音 波信号の大きさ（または走行継続期間）をそれぞれ測定し、それによってこれら の器具の相対位置を判定することもできる。この情報は例えば肘または指の曲が った程度のような身体運動の料を判定するために利用でき、ひいては閉ループ運 動制御システムの一部を構成することができる。 別の動作モードでは、バッテリ給電式皮下挿入器具１００はトランスポンダ、 すなわちマイクロ・トランスポンダ１００ｄとして動作するように構成すること ができる。この動作モードでは、マイクロ・トランスポンダは（例えば磁気また は超音波の前述の受信手段を介して）システム・コントトローラから第１指令信 号を受信し、この信号を（好適には再様式化した後で）、（例えば磁気または超 音波の）前述の送信手段あ使用して他の皮下挿入器具）例えばマイクロスティミ ュレータ、マイクロ送信機、および／またはマイクロ・トランスポンダ）に再送 信する。マイクロ・トランスポンダは例えば磁気のような１つの態様の指令信号 を受信できるが、例えば超音波のような別の態様で信号を再送信することもでき る。例えば、医師のプログラマ１７２は磁気エミッタ１９０を使用して皮下挿入 器具をプログラム／指令するために変調された磁気信号を発してもよい。しかし 、発信された信号の大きさは全ての皮下挿入器具によって良好に受信されるには 不十分であることがある。従って、マイクロスティミュレータ１００ｄが変調さ れた磁気信号を受信し、かつこれを（好適には再様式化の後で）より少ない制約 で身体を通過できる変調された超音波信号として再送信するようにしてもよい。 別の用例では、患者の足に取り付けたマイクロセンサ１００Ｃを監視するために 患者制御ユニット１７４が必要な場合もある。患者の身体内で超音波通信するこ とは効率が高いにも関わらず、それでも超音波信号が患者の足から（患者制御ユ ニット１７４を取付ける標準的な部位である）患者の腕まで届くには不十分な場 合がある。従って、通信リンクを改善するために患者の胴にマイクロ・トランス ポンダ１００ｄを挿入することもできよう。 更に別の動作モードでは、別の皮下挿入器具、すなわちマイクロスティミュレ ータおよびマイクロセンサの動作を閉ループ制御モードで変更することができる 主システム・コントローラとして動作するようにバッテリ充電式器具を構成する ことができる。 図４は前述のバッテリ給電式器具１００と通信するためのメッセージ例の基本 的様式を示しており、これらの器具は全て識別記憶装置１０８内に、好適にはそ の器具独自のアドレス（ＩＤ）を伴って事前構成されて、下記の動作モードの１ つ、またはそれ以上で動作するようにされている。すなわち、（１）神経を刺激 するため、すなわちマイクロスティミュレータとして、（２）生物学的なパラメ タ監視のため、すなわちマイクロセンサとして、および／または、（３）他の皮 下挿入器具へと再様式化した後で受信した信号を再送信するため、すなわちマイ クロトランスポンダとして、である。指令メッセージ１９２は主として（１）開 始部分１９４（メッセージ開始を示し、かつ送信機と受信機間のビット・タイミ ングを同期化させるための１ビット以上）と、（２）モード部分１９６（例えば スティミレータ、センサ、トランスポンダまたはグループ・モードのような動作 モードを指定）と、（３）アドレス（ＩＤ）部分１９８（識別アドレス１０８ま たはプログラムされたグループＩＤのいずれかに対応）と、（４）データ欄部分 ２００（前述の動作のための指令データを含む）と、（５）エラー・チェック部 分２０２（例えば奇偶ビットを利用してメッセージ１９２の妥当性を保証する） と、（６）停止部分（メッセージ１９２の終了を指定する）とからなっている。 これらの欄の基本的な定義は下記の表ＩＩに示されている。これらの定義を用い て、各々の器具を患者の身体内の１つ以上の神経経路を制御するためのシステム の一部として、別個に構成、制御および／または制御することができる。 モード アドレス（ＩＤ） ００ ＝スティミュレータ ８ビット識別アドレス ０１ ＝センサ ８ビット識別アドレス ０２ ＝トランスポンダ ４ビット識別アドレス ０３ ＝グループ ４ビット・グループ識別アドレス データ欄部分 プログラム／刺激 ＝動作モードの選択 パラメタ／ 事前構成 選択 ＝プログラム・モードでプログラム可能パラメタを、または その他のモードで事前構成された刺激または検出パラメタを 選択 パラメタ値 ＝プログラム値 表ＩＩ−メッセージ・データ欄 加えて、各々の器具１００は構成データ記憶装置１３２内に記憶されているグ ループＩＤ（例えば４ビット値）でプログラムすることができる。例えばマイク ロスティミュレータのような器具１００がその記憶されたグループＩＤと適合す るグループＩＤメッセージを受信すると、器具はメッセージがその識別アドレス １０８に向けられたものであるかのように応答する。従って、複数個のマイクロ スティミュレータ、例えば１００ａおよび１００ｂには単一のメッセージで指令 することができる。このモードは神経群の刺激に際して精密なタイミングを要す る場合には特に有用である。 図５Ａは回路に給電するバッテリ１０４を内蔵した、本発明に基づいて製造さ れたマイクロスティミュレータ１００の側面図を示している。バッテリ１０４は マイクロスティミュレータ１００を収納している（好適には密閉された）細長い 密閉ハウジング２０６内に簡便に取付けられている。好適な器具１００では、軸 方向の寸法２０８は６０ｍｍ未満であり、横方向の寸法２０７は６ｍｍ未満であ る。 図５Ａに示した実施例の場合、バッテリ１０４は好適には独自のバッテリ・ケ ース２０９内に収納され、バッテリ端子は（従来のＡＡバッテリと同様に）ケー ス２０９と一体の部品からなっている。このように、バッテリ１０４の（図５Ａ で見た）側部と左端部は例えば負のバッテリ端子のような一方のバッテリ端子２ １０からなり、バッテリ１０４の右端部は例えば出力端子１２８として使用され るような正のバッテリ端子であってよい。有利なことには、このようなバッテリ ・ケース２０９は導電性であるので、これをバッテリの一方の側から他方の側へ と適切な回路ノードを接続するための、マイクロスティミュレータ１００内の回 路用の導電体として役立てることができる。より具体的には、図５Ａに示した構 造では、バッテリ端子２１０は器具のハウジング２０６内に格納された全ての回 路のために接地点もしくはノードとして機能することができる。従って、電気回 路の観点からは回路のアースに簡便に接続されているマイクロスティミュレータ １００の左端部の電極１１２ａからのステム２１２は、バッテリ１０４の左端部 と簡便に接触できる。そこで、バッテリ１０４の右側の近傍、またはバッテリの リム上で、すなわちハウジング２０６の右端部内のバッテリ１０４の右側の（好 適には例えばコントローラ１０６および刺激回路１１０のような器具の電力消費 回路として実施されている）単数または複数個のＩＣチップ２１６の近傍で、こ の同じ回路のアース接続を利用できる。このようにしてバッテリ１０４の導電性 ケース２０９を利用することによって、器具１００の右の回路を器具１００の左 側の電極１１２ａと電気的に接続するために、バッテリ１０４の周囲に別個の配 線、またはその他の導体を通したり取付ける必要がない。 図５Ｂは、マイクロスティミュレータ１００’が（身体組織をＤＣ電流が流れ ることを防止するために使用される）内部結合コンデンサ１８３を含んでいるこ とを除いては、図５Ａに示した器具１００と実質的に同一のバッテリ給電式のマ イクロスティミュレータ１００’を示している。図５Ｂに示した実施例では内部 結合コンデンサ１８３が使用されているが、その理由はマイクロスティミュレー タ１００’によって使用されているマイクロスティミュレータの電極１１２ａお よび１１２ｂの双方が同じ材料、すなわちイリジウムから製造されているからで ある。これに対して、図５Ａに示したマイクロスティミュレータ１００用の電極 １１２ａおよび１１２ｂは異なる材料から、すなわちイリジウム(電極１１２ｂ) およびタンタル（電極１１２ａ）からなっており、このような材料は性質上、双 方の間にかなりのキャパシタンスをもたらすことにより、ＤＣ電流の流れを防止 する。例えば米国特許明細書第５，３２４，３１６号の第１１段、２６−３３行 を参照されたい。 図５Ｃおよび５Ｄは密閉されたハウジング２０６、バッテリ１０４、コンデン サ１８３および（１つ、またはそれ以上のＩＣチップ２１６上に実施さている） 内蔵回路の現時点で好適な構造の２つの破断側面図である。現時点で好適なこの ような構造では、ハウジング２０６は電極１１２ａを形成する第１の端部キャッ プにろう付け２６２を介してブレージングされた絶縁セラミック管２６０からな っている。セラミック管２６０の他端には、これもセラミック管２６０にブレー ジングされた金属リング２６４が備えられている。内部の回路、すなわちコンデ ンサ１８３、バッテリ１０４、ＩＣチップ２１６およびばね２６６は電極１１２ ｂを形成する反対側の第２端部キャップに取付けられている。コンデンサ１８３ を端部キャップ１１２ａに接着するために導電性エポキシの小滴が使用され、か つ接着剤と共にばね２６６によって所定位置に保持されている。好適には、ＩＣ チップ２１６は回路板２６８上に実装され、その上には半円形の細長いフェライ ト板２７０が取付けられている。コイル１１６はフェライト板２７０の周囲に巻 回され、かつＩＣチップ２１６に取付けられている。内部に進入する水分を吸収 することによって器具１００の密閉性を高めるために、好適にはばね２６６の周 囲に取付けられたゲッタ２７２が使用されている。実施例のゲッタ２７２はその 水分容積の７０倍を吸収する。回路と端部キャップ１１２ｂとを共に保持しつつ 、端部キャップ１１２ｂをリング１６４にレーザー溶接することもできる。加え て、身体組織に対する接続インピーダンスを最小限にするため、好適にはプラチ ナ、イリジウム、またはプラチナ−イリジウムのディスク、またはプレート２７ ４が器具１００の端部キャップに溶接される。 以下に図６−８の説明に関連してバッテリ１０４をより詳細に説明する。好適 には、バッテリ１０４は好適にはエネルギ密度が約２４０ｍＷ時／ｃｍ³のバッ テリから構成された、少なくとも１マイクロワット時の電力容量を供給するよう な適宜の材料からなっている。Ｌｉ−Ｉのバッテリによって有利にこのようなエ ネルギ密度が得られる。あるいは、Ｌｉ−Ｉ−Ｓｎのバッテリによって３６０ｍ Ｗ時／ｃｍ³にも及ぶエネルギ密度が得られる。これらのバッテリのどれでも、 または少なくとも１マイクロワット時の電力容量が得られる他のバッテリのどれ でも本発明に使用してもよい。 バッテリの実施例のバッテリ電圧Ｖは公称３．６ボルトであり、これはＩＣチ ップ（単数または複数）２１６、および／または器具１００内のその他の電子回 路を実施するために使用されるＣＭＯＳ回路を動作するために特に適している。 バッテリ電圧Ｖは一般に、好適には約２．５５ボルト以下に放電されてはならず 、その場合には永久的な損傷が生ずることがある。同様に、バッテリ１０４は好 適には約４．２ボルト以上のレベルまでは充電されてはならず、その場合にも永 久的な損傷が生ずることがある。従って、前述の充電回路１２２は損傷を生ずる 可能性がある放電、または過充電を避けるために利用される。 次に図６−９を参照して、皮下挿入器具１００内で使用されるバッテリ１０４ に関するその他の点を詳細に説明する。基本的に、バッテリ１０４は多くの形態 を取ることができ、利用できる小さい容積内にバッテリが適合できるかぎり、ど の形態のものを使用してもよい。前述のように、バッテリ１０４は一次電池でも 、再充電可能な電池でもよい。一次電池には所定のエネルギ出力において寿命が 長いという利点があるが、再充電できないという欠点がある（これは、エネルギ を一旦使い尽くすと、器具１００はもはや機能しないことを意味する）。しかし 、損傷した、または衰弱した筋肉組織に施される一回限りの筋肉リハビリ治療の よ うな多くの用例では、例えばマイクロスティミュレータのような器具１００は短 期間しか使用する必要がない（その後で、器具は外植又は破棄され、または良性 の医療器具のように単に皮下挿入したままで放置することができる）。その他の 用例では、マイクロスティミュレータによる組織の刺激は反復性の刺激であるの で、再充電可能なバッテリが明らかに好適な種類のエネルギ選択である。 皮下挿入器具１００のバッテリ１０４として再充電可能なバッテリを使用する ことに関する考察は特に「再充電可能なバッテリ、応用ハンドブック」という書 籍（設計技師用のＥＤＮシリーズ、ゲーツ・エネルギ・プロダクト社の技術マー ケッティング・スタッフ編、ブッターワース・ハイネマン、１９９２年刊）に記 載されている。再充電可能なバッテリの基本的な考察はいずれも高いエネルギ密 度と長い寿命に関するものである。リチウムをベースにしたバッテリは歴史的に は主として再充電不能バッテリとして使用されてきたものの、最近では再充電可 能なバッテリとして市販されているようである。リチウムをベースにしたバッテ リのエネルギ密度は標準的には２４０ｍＷ時／ｃｍ³ないし３６０ｍＷ時／ｃｍ³ である。一般に、エネルギ密度は高いほど良いが、１マイクロワット時以上の電 力容量を生ずるエネルギ密度が得られるものならば、本発明にはどのバッテリ構 造でも適している。 本発明の器具１００でバッテリ１０４を使用する際に直面するより困難なハー ドルの１つは、バッテリを内部に挿入しなければならないハウジング内部のサイ ズまたは容積が比較的小さいことに関するものである。本発明に基づいて製造さ れた標準形の器具１００は好適には長さが約６０ｍｍ未満であり、直径が６ｍｍ 未満であり、かつ、例えば長さ１５ｍｍで外径が２．２ｍｍ（従って内径は約２ ｍｍ）のより小型の実施例も含まれる。器具のハウジング２０６内部で利用でき る容積の僅か1/4ないし1/2しかバッテリ用に利用できないことを考慮すれば、器 具１００にはバッテリのための容積がいかに小さく、ひいてはバッテリの蓄電容 量がいかに少ないかがより明確に理解されよう。 本発明の器具１００、例えばマイクロスティミュレータは一般に僅かな電力料 しか消費しないように設計されている。マイクロスティミュレータ１００の電力 消費回路の基本的な電力排出は電極１１２と接触する組織に印加される刺激電流 である。衝撃係数が極めて低い標準的な刺激電流が図１０に示されている。例え ば、神経を基本的に連続的に刺激するための波形の例は、５０ミリ秒（Ｔ₁）毎 に、すなわち２０へルツの比率で発生する０．２ミリ秒のパルス（Ｔ₂）でよい 。 このような源流パルスのピーク値が５ｍａ（Ｉ_p）であり、３.６ボルト（Ｖ） の電位で供給された場合、器具によって供給されるワット（Ｗ）単位のピーク出 力電力（Ｐ）は、 Ｐ＝ＩＶ ＝（５ｍａ）（３．６Ｖ）＝１８ｍＷであり、 衝撃係数の関数である平均出力電力は、 Ｐ（平均）＝１８ｍＷｘ０．２／５０＝０．０７２ｍＷ＝７２μＷである。 長さＬが１５ｍｍで内径が２ｍｍ（従って半径ｒは１ｍｍ）である標準サイズ のマイクロスティミュレータを使用する場合、また、利用できる長さの1/3、す なわち５ｍｍをバッテリ（Ｌ_B）用に利用できるものと想定すると、バッテリの 容積は下記のようなものになろう。 ＶＯｌ_BAT＝πｒ²Ｌ_B ＝π（１ｍｍ）²（５ｍｍ）（１ｃｍ³／１０００ｍｍ³） ＝０．０１５７ｃｍ³ このように、バッテリがエネルギ密度２４０ｍＷ時／ｃｍ³を呈する材料から 製造されたものとすると、完全に充電されたバッテリは７２μＷ（０．０７２ｍ Ｗ）の公称負荷を、 （２４０ｍＷ時／ｃｍ³）（０．０１５７ｃｍ³）／（０．０７２ｍＷ）＝５ ２．３時間の期間だけサポートすることが判り、これは約２．２日に相当する。 このように、少なくとも２の安全係数を用いた場合、バッテリは毎日再充電する 必要がある。 しかし、別の用例では例えば骨の成長刺激のように衝撃係数がより高いにも関 わらず大幅に少ない励振電流（例えば１μａ）を必要とする場合もあれば、、ま たは毎日数分の神経刺激しか必要としない例えば嚢状器官の刺激、またはその他 の用例のように、場合によってはより大きい励振電流（例えば４０ｍａ）を必要 とする場合もある。本発明の実施例で使用されるバッテリには最小の仕様として １ミリワット時の値が選択されている。しかし、前述のように、本発明の実施例 には大幅に高い容量のバッテリも含まれるので、このような実施例はより広範囲 の用例を包括することができる。 次に図６Ａおよび６Ｂを参照すると、バッテリ板または電極を並列または直列 に接続できる態様が図示されている。負の電極２２０に差し込んだ、もしくは積 層した正の電極２１８の並列接続が図６Ａに示されている。このように差し込ん だ電極の直列接続が図６Ｂに示されている。一般に、並列接続における抵抗は直 列接続における抵抗よりも低く、これはバッテリの時間定数、すなわち所定の電 流レベルにバッテリを放電または充電するのに要する時間は、並列接続の場合よ りも直列接続の場合の方が高いこと、すなわち時間が長いことを意味している。 放電の時間定数は基本的に（仕様時にはバッテリから僅かな電流しか排出されな いので）本発明の目的には重要ではないが、（少なくとも部分的にバッテリを再 充電するのにどの程度の時間を要するかがそれによって決まるので）充電の時間 定数は重要である。 図７Ａはバッテリ１０４の標準的な円筒形の形状を示している。一般に、この ような形状には横方向の寸法、すなわち直径Ｄと、軸方向の寸法、すなわち長さ Ｌがある。しかし、園他の形状も可能であり、有利である可能性もあることが判 る。例えば、長方形、または柱形の形状のバッテリを使用することもでき、それ には例えばハウジング２０６の周囲の内部領域に実装された刺激回路１１０用の コントローラ１０６のような電力消費回路と共に、ハウジング２０６の全長に延 びるバッテリも含まれる。 バッテリ１０４内で使用される電極は一対で配置されており、図７Ｂに示すよ うに、電極、もしくはプレートが間に電解質を配して対向する関係で取付けられ た基本的な位置関係を有している。第１電極２２２は例えば銅（Ｃｕ）のような 第１の材料からなっている。第２電極２２４は第２の材料、例えばアルミニウム （Ａｌ）からなっている。ポリプロピレン製のセパレータ２２６が２つの電極を 分離している。セパレータ２２６は物理的に分離し、かつ電極が互いに接触する ことを防止することによって、電極間に電子電流が流れることを防止するが、イ オンが間を通過できるような間隙を有しており、従ってイオン電流が電極間を流 れることができる。適宜の電解ペースト２２８が電極２２２を囲んでいる。別の 適宜の電解ペースト２３０が電極２２４を囲んでいる。このような電解質を製造 するのに適した材料は文献に記載されている。標準的にはセパレータと電解ペー ストを含む一対の電極の厚さＸは０．０１０ないし０．０２４インチ程度であり 、但しＣｕとＡｌの電解の厚さが各々約０．００１インチ、セパレータ２２６の 厚さが約０．００１インチ未満、そして電極の両側の電解ペーストの厚さが約０ ．００２ないし０．００８インチである。セパレータ２２６、および電解ペース ト２２８と２３０を含む２個の電極２２２と２２４の組合わせによって電極層２ ３２が形成される。バッテリは電極層２３２を利用できるバッテリ用の容積に効 率的に配置し、適宜の電流コレクタ（コンダクタ）を正の電極２２２と負の電極 ２２４とに取付けて、これと電気的に接触するようにすることによって形成され る。 図８Ａ−８Ｆに示した様々な図面は本発明に必要な円筒形のバッテリ１０４を 形成するために用いられる様々な構造を示している。個々の図面はそれぞれバッ テリ容器の（例えば上から見た）横断面図の下の、バッテリ容器の側面断面図で ある。 図８Ａでは、電極層２２２と２２４の長さは螺旋状に巻き込まれ、円筒形のコ ンテナ、もしくはケース２３４内に長手方向に挿入されている。導電性のワイヤ 、すなわちタブ２３６と２３８が電極２２２と２２４のそれぞれに取付けられ、 バッテリ端子としての役割を果たす。 図８Ｂでは、円形の正の電極２２２と負の電極２２４の並列接続された差込み 式の積層が導電性コンテナ２３４内に配置されている。セパレータ層(図示せず) が必要に応じて電極の間に配置される。正の電極２２２は各々、コンテナ２３４ と接触する母線に接続されている。負の電極２２４はそれぞれ、コンテナ２３４ の導電性の蓋２３９と接触する母線に接続されている。あるいは、負の電極２２ ４をコンテナと接触する母線と接続し、負の電極２２４を蓋２３９と接触する母 線と接続することもできる。電極をコンテナ２３４または蓋２３９に接続する母 線用の管路を形成するためにノッチ、もしくは切り込み２４０を各電極に設けて もよい。絶縁リング２４１によって、蓋２３９がケース２３４と短絡したり、こ れに接触しないことが確実にされる。このようにしてコンテナ２３４と蓋２３９ はバッテリ端子として機能する。 図８Ｃは直列接続された差込み式積層を示している。直列接続であることを除 いては、図８Ｃに示した構成は図８Ｂに示したものと同一である。 図８Ｄは幅が可変的な長方形の電極条片の並列接続された差込み式の縦の積層 を示している。負の電極２２４は各々が蓋２３９に接続されている。正の電極２ ２２は各々がコンテナ２３４に接続されている。このようにしてコンテナ２３４ と蓋２３９とはバッテリ端子としての機能を果たす。 図８Ｅは電極２２２と２２４とが互いの内側に適合する異なる直径の同心管か らなっている並列接続の同心電極構造を示している。 図８Ｆは電極２２２と２２４とが例えばＣｕまたはＡｌのような適宜の材料か らなる（長さがほぼＬ_Bの）ワイヤから実施されており、負の電極２２４が正の 電極２２２に隣接するようなアレイで配置されている。セパレータ・スリーブ２ ２６’が電極ワイヤ、例えば負の電極ワイヤの上に配置されている。適宜の電解 ペーストがそれぞれの電極の周囲の空洞を満たしている。必要に応じて、セパレ ータ２２６’は適宜の電極の周囲に適宜の電解ペーストを保持し、別の電解ペー ストがその領域の近くに入ることを防止している。負のワイヤ２２４はコンテナ ２３４の底部に取付けられ、正のワイヤ電極２２２は蓋２３９に取付けられてい る。 図８Ｇは図８Ｅと同様であるが、円筒形電極が間隙、もしくはスリット２４２ を含んでいる、並列接続された円筒形電極の実施例を示しており、間隙２４２の 両側の円筒形電極２２２と２２４とはバッテリ用の電気端子の役割を果たすタブ ２４４および２４６の共通の接続点を形成している。電極２２２と２２４とは適 切なセパレータ２４８によって分離されている。間隙２４２によって電極内に渦 電流が流れることが最小限に抑止される。図８Ｇに示した実施例では、４個の同 心円筒電極２２２があり、そのうちの外側の電極（最大直径）はバッテリ・ケー ス２３４として機能し、３個の同心電極２２４が電極２２２の間に差し込まれ、 ６個の同心円筒形のセパレータ層２４８が各々の電極２２２または２２４を隣接 する電極から分離している。 変調された指令信号部分を有する磁気信号の部分が加熱したり、またはその他 の態様で分路する原因になり得る、バッテリ内での渦電流の流れを最小限にする ことが一般に好適である。従って、例えば図８Ａ−８Ｄおよび８Ｆに示した構造 のように、導通性の閉ループを形成する陽極プレートでバッテリを形成しないこ とによって渦電流は最小限に抑止される。しかし、加熱が望ましい場合も考えら れ、その場合は図８Ｅの実施例が望ましいであろう。 次に図９Ａを参照すると、図８Ｃに示したような直列接続の電極積層として安 価な電極を形成する態様が示されている。１組の電極２５０を公知のような適宜 のパターンで厚さ０．００２インチの薄板から打ち抜き、切断することができる 。相補形の電極２５２も図示のように同様に打ち抜きおよび切断できる。各組の 電極は適宜のタブ２５４によって接続された基本的に円形の電極を含んでいる。 タブ２５４は１つの電極から次の電極へと離隔されている。次に電極のセットは 、離隔されたタブ２５４が図９Ｂに示すように互いに妨害しないように折り曲げ られ、かつ互いに差し込まれる。各組の電極２５０、２５２は次にコンテナ２３ ４内に挿入され、セパレータ・スリーブが１組の電極の上方に挿入され、各組の 電極と対応するバッテリ端子との間で適宜の電気接続が行われる。 ここに開示した発明は特定の実施例と用例について説明してきたが、当業者に は請求の範囲に記載した本発明の範囲から離れることなく多くの修正と変化形が 可能であろう。例えば、主として磁気および超音波通信手段を説明してきたが、 その他の通信手段も可能である。代替実施例では、皮下挿入器具１００は電流パ ルスの導通、すなわち電極を通って発される変調された亜刺激しきい値電流パル ス（筋肉や神経を刺激しないパルス）、赤外線を介しても通信可能であり、また は皮下挿入器具を皮膚のすぐ下に挿入する場合は、透光性の光学手段を使用する ことができる。加えて、光学的（例えば太陽電池）および機械的装置を含む他の 手段を使用して皮下挿入器具内のバッテリに充電することができ、または適宜の 一次電池を形成するために核エネルギの実施例を採用することもできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 デル ロバート ダン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 91351 キャニオン カントリー オール ド フレンド ロード 19315 (72)発明者 ゴード ジョン シー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90291 ヴェニス インディアナ アベニ ュー 806

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者の皮下に挿入するように構成された器具において、 軸方向の寸法が６０ｍｍ未満で、横方向の寸法が６ｍｍ未満である密閉され た細長いハウジングと、 前記ハウジング内に少なくとも一部が配置された、少なくとも１つの電力入 力端子を有する電力消費回路と、 少なくとも１つの電力出力端子を有し、少なくとも１マイクロワット時の容 量を有する電源と、 前記電力出力端子を前記電力入力端子と電気的に結合して、前記回路に電力 を供給するための手段と、 を備えてなることを特徴とする器具。 ２．前記電源が、 ケースと、 該ケース内に実装された第１導電性プレートと、 該第１プレートに対して対向し、間隔を隔てた位置関係で前記ケース内に実 装された第２導電性プレートと、 前記第１と第２のプレートの間に配置された電解質とを含み、 前記プレートが内部の渦電流を最小限に抑止するように構成されているバッ テリからなることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の器具。 ３．遠隔位置で発生された電磁エネルギに応動して充電電流を発生するための充 電回路と、 前記充電電流を前記バッテリに印加する手段とを更に含むことを特徴とする 請求の範囲第２項に記載の器具。 ４．患者の身体の外部に配置されるコイルと、 前記コイルをＡＣ信号で付勢して、前記充電電流にエネルギを供給する交番 磁界を発生するための手段と、 を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の器具。 ５．前記電流消費回路が、 コントローラと、 識別アドレスを記憶するためのアドレス記憶手段と、 入力／出力トランスデューサと、 前記入力／出力トランスデューサを選択的に起動するために前記記憶された アドレスを識別する指令データ信号を受信するためのデータ信号受信機と、 を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の器具。 ６．前記データ信号受信機が、変調された磁界によって規定される指令データ信 号に応答するコイルを含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の器具。 ７．前記データ信号受信機が、変調された超音波信号によって規定される指令デ ータ信号に応答するトランスデューサを含むことを特徴とする請求の範囲第５ 項に記載の器具。 ８．前記電力消費回路が更にデータ信号を送信するためのデータ信号送信機を含 むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の器具。 ９．前記送信機が変調された磁界の形式のデータ信号を送信する手段を含むこと を特徴とする請求の範囲第８項に記載の器具。 10．前記送信機が変調された超音波信号の形式のデータ信号を送信する手段を含 むことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の器具。 11．前記入力／出力トランスデューサが組織を刺激するための電流を発生するよ うに構成された少なくとも１個の電極を備えてなると共に、 前記入力／出力トランスデューサが起動すると、前記コントローラが励振パ ルス列を前記電極に供給することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の器具 。 12．前記コントローラが前記指令データ信号に応答して前記励振パルスの１つ、 またはそれ以上の特性を制御することを特徴とする請求の範囲第１１項に記載 の器具。 13．前記コントローラと結合され、静磁界に応答するセンサを更に含み、 前記コントローラは前記センサによって検出される静磁界に応答して前記器 具の機能を修正するように構成されたことを特徴とする請求の範囲第１１項に 記載の器具。 14．前記ハジング内に実装され、前記励振パルスを前記原曲に結合するためのコ ンデンサを更に含むことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の器具。 15．前記入力／出力トランスデューコが少なくとも１つの電極を備えてなり、更 に、前記電極によって導通される電気信号を表すデータ信号を発生する手段を 含むことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の器具。 16．前記電源の状態を表すデータ信号を発生する手段を更に含むことを特徴とす る請求の範囲第８項に記載の器具。 17．前記送信機が、前記データ信号受信機が受信した前記指令データ信号に関連 するデータ信号を送信するようにさせる手段を更に含むことを特徴とする請求 の範囲第８項に記載の器具。 18．前記記憶されたアドレスを特定する指令データ信号を介して前記器具を、 （１）励振パルスを前記入力／出力トランスデューサに供給し、（２）前記入 力／出力トランスデューサからの電気信号を監視し、かつ／または（３）前記 前記送信機が、前記データ信号受信機が受信した前記指令データ信号に関連す るデータ信号を送信するようにさせるために選択的に動作するように構成でき ることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の器具。 19．患者の皮下に挿入するように構成された器具において、 軸方向の寸法が６０ｍｍ未満で、横方向の寸法が６ｍｍ未満である密閉され た細長いハウジングと、 前記ハウジング内に少なくとも一部が配置された、少なくとも１つの電力入 力端子を有する電力消費回路と、 少なくとも１つの電力出力端子を有し、少なくとも１マイクロワット時の容 量を有する再充電可能なバッテリと、 前記電力出力端子を前記電力入力端子と電気的に結合して、前記回路に電力 を供給するための手段と、 を備えてなることを特徴とする器具。 20．前記バッテリが、 ケースと、 該ケース内に実装された第１導電性プレートと、 該第１プレートに対して対向し、間隔を隔てた位置関係で前記ケース内に実 装された第２導電性プレートと、 前記第１と第２のプレートの間に配置された電解質とを含み、 前記プレートが内部の渦電流を最小限に抑止するように構成されていること を特徴とする請求の範囲第１９項に記載の器具。 21．遠隔位置で発生された電磁エネルギに応動して充電電流を発生するための充 電回路と、 前記充電電流を前記バッテリに印加する手段とを更に含むことを特徴とする 請求の範囲第１９項に記載の器具。 22．患者の身体の外部に配置されるコイルと、 前記コイルをＡＣ信号で付勢して、前記充電電流にエネルギを供給する交番 磁界を発生するための手段と、 を更に含むことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の器具。 23．患者の身体の皮下に挿入される１つ、または逸れ以上の電力給電器具に交番 磁界を供給するための充電装置であって、前記各々の電力給電器具は該器具の 各々の内部に実装された再充電可能なバッテリによって給電され、前記再充電 装置が、 前記患者の身体の外部の１つ、またはそれ以上の前記電力給電器具の近傍に 取付けるように構成されたコイルと、 ＡＣ信号を周期的に供給して前記コイルを付勢されるコントローラと、 を備えてなり、 前記コントローラは前記電力給電器具に周期的に制御信号を供給して、選択 的に内部に取付けられた前記再充電可能バッテリの状態を呼掛け、かつそれに 応答して状態信号を受信する通信手段を含むことを特徴とする充電装置。 24．前記通信手段が前記制御信号で前記ＡＣ信号を振幅変調し、かつそれに応答 して前記状態信号で振幅変調されたＡＣ信号を受信することを特徴とする請求 の範囲第２３項に記載の充電装置。 25．変調された出力信号を発信し、かつ変調された入力信号を受信することがで きるトランスデューサを更に含んでいると共に、前記通信手段が前記トランス デューサの出力を前記制御信号で変調し、かつそれに応答して前記状態信号で 変調された入力信号を受信することを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の 充電装置。