JP2002000740A - 活性医療装置、特にペースメーカー、細動除去器、電気的細動除去器および／または多点装置の近傍における永久磁石の存在を検出する回路 - Google Patents

活性医療装置、特にペースメーカー、細動除去器、電気的細動除去器および／または多点装置の近傍における永久磁石の存在を検出する回路

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JP2002000740A JP2001084226A JP2001084226A JP2002000740A JP 2002000740 A JP2002000740 A JP 2002000740A JP 2001084226 A JP2001084226 A JP 2001084226A JP 2001084226 A JP2001084226 A JP 2001084226A JP 2002000740 A JP2002000740 A JP 2002000740A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】活性な移植しうる医療装置、特にペースメーカ
ー、細動除去器、電気的細動除去器および／または多点
装置の近傍における永久磁石の存在を検出するための回
路を提供する。 【解決手段】インダクタンスの減少値を示すよう磁石１
６の存在に応答しうるコイル１２と；上記コイルを含む
共鳴ＬＣ回路１０と；共鳴回路のパルス励起のための発
生器１８と；共鳴回路のパルス応答を分析する回路と；
分析パルス応答からコイルインダクタンスの数値を評価
しうると共に相関して磁石の存在および不存在を決定し
うる識別手段とを備える。励起発生器は共鳴回路にＮ連
続パルスのバーストを供給することができ、分析回路は
Ｎ個の対応パルス応答決定し、さらに識別回路はＮ個の
分析パルス応答うち個数のＭ（Ｍ≦Ｎ）がコイルのイン
ダクタンスの減少値に対応すれば磁石の存在を決定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は「活性医療装置」に関し、特にカウンシル・オ
ブ・ヨーロピアン・コミューニテイの指針で９０／３８
５／ＣＥに従い１９９０年６月２０日付けで規定された
装置のような「活性移植医療装置」に関するものであ
る。この規定は心臓ペースメーカー、細動除去器、電気
的細動除去器および／または多点（ｍｕｌｔｉｓｉｔ
ｅ）装置、並びに神経学的装置、医療物質を供給する拡
散ポンプ、蝸牛移植体、移植生物学センサなど、さらに
ｐＨもしくは体内インピーダンスの測定装置（たとえば
経肺もしくは心臓内インピーダンス測定のための装置）
を包含する。さらに本発明は、たとえばホルター・レコ
ーダーのような患者が長時間にわたり持ち運んで心電図
シグナルの中断ない記録を可能にする携帯レコーダーで
ある非移植活性医療装置にも適用しうる。
【０００２】発明の背景 多くの活性医療装置はこの装置に近接する永久磁石の設
置に対し鋭敏となるよう設計され、その作用は装置を所
定の操作モードもしくは配置に設置させる。これは、装
置（または患者）を試験すべく或いは装置のプログラミ
ングを可能にすべく（たとえば移植体の場合にはテレメ
トリーによる）行うことができる。
【０００３】しばしば「磁石モード」と呼ばれるこの特
定モードは一時的な操作モードである。何故なら、装置
の多く或いは少なくとも或る種の他の確立された操作機
能が磁石モードの際に阻止されるからである。典型的に
はさらに、装置は磁石モード期間に際し最適操作を示さ
ない。
【０００４】磁石の存在を確実に検出する（すなわち任
意の妨害現象の最良可能な排斥による）と共に、最長可
能な寿命を有する必要がある自己（携帯用）医療移植体
につき必須因子である電力消費を最小化することが、こ
れら活性装置につき必須である。
【０００５】永久磁石の存在を検出する最初の公知技術
は可撓性シャフトを有するスイッチ（「リードスイッ
チ」として知られる）を使用する。シャフトは近位磁石
に呼応して移動し、装置内の回路を切り換える。
【０００６】本発明に関する他の技術は米国特許第４，
６１１，１２７号により教示され、これはインダクター
コイルのインダクタンス値が磁場の存在にて減少するイ
ンダクター／キャパシター（「ＬＣ」）振動回路を使用
する。この共鳴回路はシグナルパルスにより励起すると
共に、回路はＬＣ回路から生ずる振動頻度を測定する。
磁石の存在下に、インダクタンス値は減少し、その結果
として振動頻度が増大する。従って、所定検知ウインド
ウ内の共鳴回路における電流のゼロ交差特性を監視する
ことにより、或いはたとえばキャパスチタに蓄えられた
電圧をパルス応答の第１サイクルもしくは半サイクルに
つきゼロに移動させるのに要する時間を測定することに
より、インダクタンス値の減少および従ってインダクタ
に近位する磁石（ここではコイルとも称される）の存在
を推定することができる。
【０００７】この公知技術の欠点は、磁力もしくは電気
干渉に対するその感度である。事実、たとえば盗聴防止
装置もしくは電磁波オーブンにより発生するような高強
度フィールドは、検出回路により検出しうる大磁場成分
を発生することができる。これは、これら装置により発
生する磁力干渉成分が典型的には磁石により生ずる擬似
連続フィールドと同じ作用をコイルおよびその関連回路
に対し有するからである。
【０００８】活性移植体に特異的なエネルギーを節約す
る理由から採択される、サンプリングによる測定の原理
を用いることにより問題はさらに悪化する。すなわち、
たとえばペースメーカーのような装置の場合、磁石存在
の決定は各心臓サイクルの後に行われる。しかしなが
ら、インダクタンス値を改変するのに充分な強度を有す
る交互の磁気干渉フィールドにより惑わされる移植体
は、不適切かつ恐らく装置を保持する患者の健康に有害
となるよう、磁石モードにて作動するよう変化するとい
う危険性が存在する。
【０００９】さらに、高強度電場も振動回路のパルス応
答に重なる干渉を誘発し、同様にサイクルもしくは半サ
イクルの時間を測定する回路を惑わせて、その応答に悪
影響を与える。
【００１０】発明の目的および概要 従って本発明の目的は、上記欠点を排除し或いは少なく
とも実質的に減少させる、磁石の存在を検出するための
回路を提案することにある。
【００１１】本発明の回路は上記米国特許第４，６１
１，１２７号による一般公知の種類であり、すなわち次
の部品を含む：磁石の存在下にインダクタンスの減少値
を示すよう上記磁石と連携しうるコイル；上記コイルを
含む共鳴ＬＣ回路；共鳴回路をパルス励起させる手段；
共鳴回路のパルス応答を分析する手段；並びに分析パル
ス応答からコイルのインダクタンス値を評価しうると共
に相関的に磁石の存在もしくは不存在を決定しうる識別
手段。上記に適する回路は全て米国特許第第４，６１
１，１２７号に記載されている。
【００１２】本発明によれば、パルス励起手段はＮ個の
連続パルスのバースト（ｂｕｒｓｔ）を共鳴回路に供給
しうる回路手段を備え、分析手段はＮ個の対応応答を決
定しうる回路手段を備え、さらに識別手段はＮ個の分析
パルス応答のうち、その個数Ｍがコイルのインダクタン
スの減少値に対応すれば磁石の存在を決定しうる手段を
備える。好ましくはＭ≦Ｎ、より好ましくはＭ≧Ｎ／２
である。
【００１３】より有利には励起手段は、第１パルスを供
給した後にＮ−１個のバーストのその後のパルスを、第
１パルスに対する応答に際し分析手段が減少インダクタ
ンス値に対応するパルス応答を検出した場合のみ、供給
し続けるよう操作される。
【００１４】必要に応じ励起手段は、バーストの第１パ
ルスを供給する時点および／または同じバーストの連続
パルスを供給する時点の間の間隔を変化させる手段を備
えうる。この変化は好ましくはプソイド−ランダム変化
であって、干渉を識別するのに役立つ。
【００１５】活性医療装置が移植可能なペースメーカ
ー、細動除去器、電気的細動除去器および／または多点
装置であれば、バーストの連続パルスは好ましくは検出
もしくは刺激心臓サイクル（移植装置により決定され
る）の持続時間よりも短い時間にわたり供給される。
【００１６】本発明の他の特徴、特性および利点は、添
付図面を参照して本発明の好適実施例に関する以下の詳
細な説明から当業者に明らかとなろう。
【００１７】発明の詳細 図１は、キャパシタ１４と連携した（直列（図示せず）
または並列）コイル１２を備える共鳴ＬＣ回路（１０）
を示す。
【００１８】コイル１２のインピーダンスは、移植体に
近位する永久磁石１６の存在下にインダクタンスの減少
方向に変化する。相関的に、このインピーダンスの減少
はＬＣ回路（１０）の共鳴頻度を増大させる。この変化
は適する回路により、たとえば共鳴変化に対するＬＣ回
路の応答を、予め電圧発生器１８により電圧Ｖ０まで帯
電されたＬＣ回路のキャパシター１４の電圧放出に基づ
き評価して検出することができる。たとえば、回路はキ
ャパシタ電圧が上記米国特許第４，６１１，１２７号に
より教示されるように第１半サイクルもしくは第１全サ
イクルにつきゼロまで移行するのに要する時間を評価す
ることができ、前記米国特許を移植体に近位する磁石の
存在を検出するため並びに励起、検出および分析を実施
すべく使用しうる回路のため、この技術につき一層詳細
に参照することができる。
【００１９】現在まで、磁石の存在の決定は一般に心臓
サイクル１回につき試料採取して行われている（移植体
の例がたとえばペースメーカー、細動除去器、電気的細
動除去器または多点装置のような装置である場合）。
【００２０】本発明は、同じ心臓サイクルに際し測定値
のバーストにより、この試料採取測定を代替することを
提案する。従って、一連のＮ回の測定（典型的にはＮ＝
６４）を２００μｓの間隔にて操作する。これら測定の
各１回につき磁石の存在もしくは不存在の公知決定方法
を適用し、或いはコイル１２のインダクタンス値を実質
的かつ検出しうる方法で改変するのに充分な強度の磁場
の存在もしくは不存在を一層精密に測定する方法を適用
する。
【００２１】これら測定を行った後、磁石はＮ個の試料
のうちＭ個の測定値が強度（すなわち顕著に検出しう
る）磁場の存在を示す場合には磁石が存在すると宣言さ
れる。
【００２２】Ｎと対比したＭの選択は、磁石検出の特異
性と感度との間でなされた妥協である。好ましくはＭ≧
Ｎ／２となるようＭの数値を選択する。Ｍの数値がＮに
近接して高ければ、検出は一層特異的であるが感度は低
いことに注目される。たとえば、同時的な電気ランセッ
トもしくはスカペルおよび磁石の存在下にＭが高過ぎれ
ば、磁石の低磁力成分は検出されないと思われ、干渉は
マイナスの結果を与えるのに充分となる。しかしなが
ら、しばしば電気ランセットを使用する場合は磁石モー
ドにて機能する移植体を有することが望ましい。
【００２３】好適実施例において、第１パルス応答測定
がプラスである場合のみ全バーストを始動させる。これ
は大抵の場合システムのエネルギー消費を最小化させう
る。換言すれば、バーストは確認用のバーストとして実
際に使用され、最も頻繁な作動モードは１回の心臓サイ
クル後に行われる隔離パルス応答測定の検査モードであ
る。第１パルス応答測定が充分な強度の磁場の存在を示
せば、バーストが放出されて上記技術により磁石の効果
的存在または存在なしを決定する。
【００２４】好ましくはバーストが磁石の効果的存在を
確認すれば、全ての続く心臓サイクルのための完全バー
ストを次の回の試験が失敗するまで系統的に放出する。
この場合、装置は隔離されたパルス測定に基づき、プラ
スであれば可能な確認のためのバーストにより検査モー
ドに復帰する。換言すれば、磁石が存在すると検出され
る限り、完全バーストはこのバーストの第１測定の結果
とは無関係に系統的に送信され、装置は磁石の取外し後
にのみ隔離応答の検査に戻る。
【００２５】バーストにおける測定の頻度と同期しうる
或いは反復ビートでありうる干渉から保護するため、有
利には同じバーストの２つのパルス間の間隔および／ま
たは連続バーストの第１測定の発生期間が変化する、よ
り好ましくはプソイド−ランダム方式で変化する種々の
バーストを有利に発生させることができる。
【００２６】図２は、微小制御器により配線デジタルロ
ジックにて行われる操作の詳細な順序を有利に示す。代
案として、この技術はソフトウェアー実施により実現し
うるが、移植体および従って装置寿命の電力消費に悪影
響を及ぼしうる。
【００２７】段階２０にてプロセスをこの場合は約１秒
間（すなわち静止状態の心臓サイクルの持続時間）の選
択間隔にて開始させる。段階２２の後、供給パルスＰの
個数およびプラスパルス応答Ｎｂの個数の計数を開始す
る。次いでバーストを放出させると共に、段階２４でバ
ーストの各パルスにより磁石の存在につき試験を行い、
すなわち一層精密にはコイルのインダクタンスを測定可
能量にて減少させるのに充分な強度のフィールドを決定
する。肯定的である場合、段階２６にてプラス測定値の
個数のカウントＮｂが増大する。全ての場合、段階２８
にてバーストのカウントＰが増大する。パルスカウント
Ｐの個数がバースト（段階３０）におけるパルスＮの数
にまだ等しくなければ、段階２４〜２８を上記したよう
に反復する。バーストの終了後、プラス測定値Ｎｂの個
数が所定閾値Ｍに到達したかどうかを決定する（段階３
２）。
【００２８】マイナスの場合（段階３４）、磁石の検出
をキャンセルすると共にプロセスを次のバースト（段階
２０）の放出時点まで待機させる。肯定的な場合、磁石
の検出が確認され（段階３６）、約１秒間の遅延の後
（段階３８）カウンタをゼロにリセットし（段階４
０）、プロセスは磁石の存在につき試験を反復する。
（段階２４およびその後）。次いで装置は、隔離パルス
応答の検査モードにおける不履行に続く確認バーストに
より残留する。
【００２９】本発明は、例示の目的であって限定を意味
する目的でない上記実施例の他でも実施しうることを当
業者は了解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】共鳴回路ＬＣおよびその励起手段の回路図であ
る。
【図２】心臓ペースメーカーの例における本発明の好適
実施例の各種プロセス段階を示す流れ図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 近位永久磁石の不存在下における第１イ
    ンダクタンスおよびコイルに近位する永久磁石の存在下
    における減少インダクタンスを有するコイルと；前記コ
    イルを含む共鳴ＬＣ回路と；前記共鳴回路のパルス励起
    のためのパルス発生器と；前記パルス励起に対する共鳴
    回路のパルス応答を分析する手段と；分析されたパルス
    応答から生ずるコイルインダクタンスの数値を評価しう
    ると共に、相関して近位永久磁石の存在および不存在を
    決定しうる識別手段とを備えてなる、活性医療装置の近
    傍における永久磁石の存在を検出する回路において、パ
    ルス発生器はＮ連続パルスのバーストを供給しうる手段
    からなり、分析手段はパルス応答に対応するＮを決定し
    うる手段からなり、識別手段はＮ個の決定分析パルス応
    答のうち前記決定分析パルス応答の個数Ｍがインダクタ
    ンスの前記減少値に対応し、ＭがＮ未満であることを特
    徴とする回路。
  2. 【請求項２】 Ｍ≧Ｎ／２である請求項１に記載の回
    路。
  3. 【請求項３】 励起手段が第１パルスを供給する第１手
    段と、前記第１パルスに続きＮ−１個のパルスを供給す
    る第２手段とからなり、前記第２供給手段が前記第１パ
    ルスに応答してインダクタンスの減少値に対応したパル
    ス応答を決定した分析手段に応答してのみ作動する請求
    項１に記載の回路。
  4. 【請求項４】 励起手段が、プソイド−ランダム方式に
    て各バーストの第１パルスを供給する間の間隔を変化さ
    せる手段からなる請求項１に記載の回路。
  5. 【請求項５】 励起手段が、プソイド−ランダム方式に
    て前記バーストの各パルスを供給する間の間隔を変化さ
    せる手段からなる請求項１に記載の回路。
  6. 【請求項６】 活性医療装置がペースメーカー、細動除
    去器、電気的細動除去器および／または多点装置の１種
    であって、刺激もしくは検出心臓サイクルの持続時間を
    決定する手段を備え、さらにパルス発生器が決定心臓サ
    イクル持続時間より短い持続時間にわたりバーストの連
    続パルスを供給する請求項１に記載の回路。
JP2001084226A 2000-03-24 2001-03-23 活性医療装置、特にペースメーカー、細動除去器、電気的細動除去器および／または多点装置の近傍における永久磁石の存在を検出する回路 Expired - Lifetime JP4365048B2 (ja)

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