JP2004048361A - Wireless relay method, wireless relay device, and wireless device implanted in living body - Google Patents

Wireless relay method, wireless relay device, and wireless device implanted in living body Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wireless relay method capable of communicating with a communication system outside of a living body, along with suppressing increase in the transmission power of an implanted wireless transmitter. <P>SOLUTION: In the wireless relay method for relaying radio communications between a wireless device implanted in a living body and an external communication system, a wireless relay device is provided between the wireless device and the communication system. The wireless device is connected to the wireless relay device via a first radio link, and the wireless relay device is connected to the communication system via a second radio link. The wireless relay device changes the transmission power of the wireless device when it detects occurrence of data from a predetermined device implanted in the living body and connected to the wireless device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内植え込み無線中継システム、生体内植え込み無線装置及び無線中継装置に係り、詳しくは、生体内部に埋め込んだ電子機器の情報を外部に伝送する、または外部の通信システムからの情報を上記生体内部に埋め込んだ電子機器に伝送する際の生体内植え込み無線中継システムに関する。
【０００２】
また、本発明は、上記無線中継システムで用いられる生体内植え込み無線装置及び無線中継装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
近年のマイクロプロセッサ技術の発達により、生体内で働く人工的な機器であるペースメーカ、人工臓器、生体内マイクロマシン、外科手術用マニピュレータ等がますますインテリジェントになりつつある。これに伴い、生体内に埋め込まれる機器（以下生体内機器という）と外部との情報のやり取りをどのようにして行うかが、生体内機器の高性能化への鍵となっている。
【０００４】
生体内機器からの情報を生体外部に伝送するには、例えば、図８に示すような生体内部に植え込まれた無線送信機４００（＝植え込み型無線送信機）を利用する方法があった。この植え込み型無線送信機４００には、無線通信用アンテナ、信号処理回路、変調回路、電力増幅回路、バッテリーなど（図示省略）が備えられ、生体外部に設けられた無線受信装置５００に向けて生体情報が送信される。これにより、生体内機器（例：心臓ペースメーカ等）の作動状況等の確認等が外部より行えるようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記無線受信装置５００が遠方に設置されるような場合、上記植え込み型無線送信機４００は、送信電力を増大させなければ生体内機器からの情報を上記無線受信装置に伝送することができない。すなわち、従来は、送信電力の増大に伴う電池寿命の低下という問題があった。また、生体外部の通信システムからの情報を生体内機器に伝送するには、上記植え込み型無線送信機４００に受信機も実装しなければならなくなり、この場合、電池消耗はさらに激しくなる。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、植え込み型無線送信機の送信電力の増大を抑えつつ、生体外部の通信システムとの通信が可能となる無線中継方法を提供することである。
【０００７】
また、そのような無線中継方法で用いられる無線中継装置及び生体内植え込み無線装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、生体内に植え込まれた無線装置と、外部の通信システムとの間の無線通信を中継する無線中継方法において、前記無線装置と前記通信システムとの間に無線中継装置を設け、前記無線装置と前記無線中継装置とを第１無線リンクにより接続し、前記無線中継装置と前記通信システムとを第２無線リンクで接続し、前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を変更することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を停止又は減少させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて前記無線装置の送信電力を変更させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、前記無線中継方法において、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の受信動作を継続させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の受信動作を継続させることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて自局の送信電力を必要最小限に決定することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、生体内に植え込まれた無線装置と、外部の通信システムとの間の無線通信を中継する無線中継方法において、前記無線装置と前記通信システムとの間に無線中継装置を設け、前記無線装置と前記無線中継装置とを第１無線リンクにより接続し、前記無線中継装置と前記通信システムとを第２無線リンクで接続し、前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の送信電力を変更することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の送信電力を停止又は減少させて自局の送信電力を変更するることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて前記無線中継装置の送信電力を必要最小限にする制御信号を前記無線中継装置に送信して該無線中継装置の送信電力を変更させることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、前記無線中継方法において、前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の受信動作を継続させることを特徴としている。
【００１７】
上記のような本発明の構成によれば、無線中継装置は無線装置との接続に第１無線リンク、外部の通信システムとの接続に第２無線リンク、それぞれ異なる無線周波数にて双方の無線リンクを確立するので、無線中継装置の送信出力を高く設定しても無線装置は干渉を受けない。このため、無線中継装置を無線装置の近傍に設置できるので、当該無線装置の送信電力を増加させることなく無線リンクの確立が可能である。これにより、無線装置の電池寿命を伸ばすことができ、装置の小型化を図ることができる。また、無線中継装置は、無線装置に接続される生体機器（例：生体内に植え込まれた医用機器）からのデータ発生を検出したとき、無線装置に対し送信電力を変更（送信電力の停止又は低下）させる制御を行うため、心臓ペースメーカ等の生体内機器に対する無線装置の電波の影響を防ぐことができる。さらに、上記のような無線装置の送信電力の変更は、当該無線装置自身で判断し制御することも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明を適用した無線中継装置及び生体内植え込み無線装置を含めた無線中継システムの概略構成図である。図１において、この無線中継システムは、生体内部に植え込まれた無線装置（以下、植え込み型無線装置という）１００と、生体外部の無線中継装置２００から構成される。植え込み型無線装置１００と無線中継装置２００は双方向の情報伝送を行うための無線リンク（第１無線リンク）を有する。無線中継装置２００は、特定の無線通信システム、例えば、ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ）システム、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）システム、ＩＭＴ−２０００（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ−２０００）システム等の通信システムの無線装置３００（例：無線基地局）と双方向の情報伝送を行うための無線リンク（第２無線リンク）を有する。本実施形態では、上記第１無線リンクと第２無線リンクの無線周波数が異なるため、無線中継装置２００の送信出力を高く設定しても植え込み型無線装置１００は干渉を受けない。このため、無線中継装置２００を植え込み型無線装置１００の近傍に設置することができるので、植え込み型無線装置１００の送信電力を増加させずに済み（大幅に低減できる）、特定の無線通信システムの無線装置間に直接無線リンクをはって無線伝送する従来の方式と比べて、電池寿命を伸ばした遠方の通信システムとの通信が実現可能である。また、無線中継装置２００は、植え込み型無線装置１００に接続される生体機器（例：生体内に植え込まれた医用機器で、心臓ペースメーカ等である）からのデータ発生を検出したとき、植え込み型無線装置１００に対し送信電力を変更（送信電力の停止又は低下）させるための制御（制御信号を植え込み型無線装置１００に送信）を行うため、心臓ペースメーカ等の生体内機器に対する植え込み型無線装置１００の電波の影響を防ぐことができる。さらに、上記のような植え込み型無線装置１００の送信電力の変更は、植え込み型無線装置１００自身で判断し制御することができる（詳細は後述する）。
【００２０】
図１に示す上記無線中継装置２００は、例えば、図２に示すように構成される。
【００２１】
（無線中継装置２００の第１構成例）
図２において、この無線中継装置２００は、第１無線リンク用アンテナ２０１、第１無線リンク用デュープレクサ２０２、アップリンク用周波数コンバータ２０３、ダウンリンク用周波数コンバータ２０４と、第２無線リンク用デュープレクサ２０５、第２無線リンク用アンテナ２０６から構成される。本例では、第１無線リンクの上り無線信号周波数をｆ１ｕ、下り無線信号周波数をｆ１ｄ、また第２無線リンクの上り無線信号周波数をｆ２ｕ、下り無線信号周波数をｆ２ｄｒとして、以下説明を進める。
【００２２】
上記アップリンク用周波数コンバータ２０３は、第１無線リンク用デュープレクサ２０２で分離された第１無線リンクの上り無線周波数信号ｆ１ｕをｆ２ｕに変換して第２無線リンクの上り信号を生成する。この第２無線リンク上り信号は、第２無線リンクの確立に必要な所要送信電力Ｐ１まで増幅された後、第２無線リンク用デュープレクサ２０５、第２無線リンク用アンテナ２０６を介して空間に放射される。
【００２３】
上記ダウンリンク用周波数コンバータ２０４は、第２無線リンク用デュープレクサ２０５で分離された第２無線リンクの下り無線周波数信号ｆ２ｄをｆ１ｕに変換して第１無線リンクの下り信号を生成する。この第１無線リンク上り信号は、第１無線リンクの確立に必要な所要送信電力Ｐ２まで増幅された後、第１無線リンク用デュープレクサ２０２、第１無線リンク用アンテナ２０１を介して空間に放射（植え込み型無線装置１００に向けて放射）される。
【００２４】
第１無線リンク用アンテナ２０１は、植え込み型無線装置１００と無線中継装置２００の第１無線リンクを確立するためのアンテナであり、第１無線リンク用デュープレクサ２０２を接続することにより、送信と受信でこのアンテナを共用する。第２無線リンク用アンテナ２０５は、無線中継装置２００と特定システムの無線装置３００間の無線リンク、すなわち第２無線リンクを確立するためのアンテナであり、第２無線リンク用デュープレクサ２０５を接続することにより、送信と受信でこのアンテナを共用する。
【００２５】
このように本実施形態によれば、第１無線リンクと第２無線リンクは、無線周波数が異なっているため、無線中継装置２００から出力される第２無線リンクの無線信号出力Ｐ２を、植え込み型無線装置１００の上り無線信号出力Ｐｉ（ここでは、Ｐｉという）より大きく設定しても、無線中継装置２００が植え込み型無線装置１００に与える干渉、いわゆる与干渉（第１無線リンクと第２無線リンク間の干渉）を極めて小さくできる。つまり、植え込み型無線装置１００の上り無線信号出力の送信電力を小さく設定しても、生体から遠方に設置されている特定のシステムの無線装置３００との通信が実現できる。さらに、植え込み型無線装置１００の送信電力を大幅に低減することができるので、電池消耗が抑えられ、装置の小型化が図れるようになる。
【００２６】
また、上記無線中継装置２００は、図３に示すように構成される。
【００２７】
（無線中継装置２００の第２構成例）
図３において、この無線中継装置２００は、図２に示したアップリンク用周波数コンバータ２０３と、ダウンリンク用周波数コンバータ２０４に替わって、アップリンク用変調器２１３と復調器２１０、ダウンリンク用変調器２１１と復調器２１４、信号処理回路２１２が備えられる。
【００２８】
アップリンク用復調器２１０は、第１無線リンク用アンテナ２０１、第１無線リンク用デュープレクサ２０２を介して第１無線リンクの上り無線信号を受信し、上りデータの復調を行う。信号処理回路２１２はアップリンク用復調器２１０で復調した上りデータに、第２無線リンクの確立に必要なデータ等を付加する。信号処理回路２１２で生成された上りデータは、その後、アップリンク用変調器２１３で第２無線リンク用の上り無線信号に変換される。アップリンク変調器２１３は、この上り無線信号を第２無線リンクの確立に必要な所要送信電力Ｐ２まで増幅する。本例においては、第１無線リンクの上り無線信号周波数ｆ１ｕと、第２無線リンクの上り無線信号周波数ｆ２ｕは、同じであっても異なっても良い。ただし、ｆ１ｕとｆ２ｕが同じである場合、信号処理回路２１２は、第１無線リンクと第２無線リンクが干渉しないように、上りデータを処理（例えば、フレーム送信タイミング制御処理等）する。
【００２９】
また、アップリンク用復調器２１０は第１無線リンクの上り無線信号を受信した際に、植え込み型無線装置１００に接続される生体機器からのデータ発生を示す情報を上記上りデータから抽出し、その結果を信号処理回路２１２に出力する。信号処理回路２１２は植え込み型無線装置１００の送信電力を停止又は低下させるための制御信号を生成し、ダウンリンク変調器２１１に出力する。このようにしてダウンリンク変調器に送られた上記制御信号は、第１無線リンク用アンテナを介して植え込み型無線装置１００に送られる。植え込み型無線装置１００は、受信した上記制御信号に含まられる送信電力の制御情報に基づいて、自局の送信電力を停止あるいは低下させる。また、アップリンク用復調器２１０は植え込み型無線装置１００から生体内の所定の機器からのデータ発生を知らせる検出情報を受信した際に、植え込み型無線装置１００から出力される信号の受信感度（受信Ｃ／Ｎなど）を求めて信号処理回路２１２に出力する。信号処理回路２１２はその受信感度に応じて植え込み型無線装置１００で送信すべき最小の送信電力を決定し、その決定した送信電力値を制御情報としてダウンリンク変調器２１１に送出する。ダウンリンク変調器２１１は、信号処理回路２１２から受け取った情報を制御信号に含め、第１無線リンクの無線周波数信号に変換して出力する。植え込み型無線装置１００では、上記のようにして無線中継装置２００から送信された制御信号に基づく送信電力の制御がなされる。
【００３０】
このように無線中継装置２００は、受信感度に応じて植え込み型無線装置１００の送信電力を変更するため、植え込み型無線装置１００との通信を保ちつつも該植え込み型無線装置１００からの送信電力を常に最小に保つことができる。その結果、植え込み型無線装置１００から放射電波が人体や生体内機器に影響を与えるのを極力抑えることができる。
【００３１】
さらに、信号処理回路２１２は植え込み型無線装置１００から生体内の所定の機器からのデータ発生を知らせる検出情報を受信した際に、アップリンク用復調器２１４から出力される受信感度に応じて、第１無線リンクの下り無線信号の送信電力を変更することができる。これにより、無線中継装置２００から送信される第１無線リンクの下り無線信号の送信電力を必要最小限に抑えることができるので、無線中継装置２００が生体の近傍に設置されることによる人体への影響を低くすることが可能であるとともに、無線中継装置２００の小型化が可能である。
【００３２】
ダウンリンク用復調器２１４は、第２無線リンク用アンテナ２０６、第２無線リンク用デュープレクサ２０５を介して第２無線リンクの下り無線信号を受信し、下りデータの復調を行う。信号処理回路２１２はダウンリンク用復調器２１４で復調した下りデータに、第１無線リンクの確立に必要なデータ等を付加する。信号処理回路２１２で生成された下りデータは、その後、ダウンリンク用変調器２１１で第１無線リンク用の下り無線信号に変換される。ダウンリンク変調器２１１は、この下り無線信号を第１無線リンクの確立に必要な所要送信電力Ｐ１まで増幅する。本例においては、上記同様、第２無線リンクの下り無線信号周波数ｆ２ｄと、第１無線リンクの下り無線信号周波数ｆ１ｄは、同じであっても異なっても良い。ただし、ｆ１ｄとｆ２ｄが同じである場合、信号処理回路２１２は、第１無線リンクと第２無線リンクが干渉しないように、下りデータを処理（例えば、フレーム送信タイミング制御処理等）する。
【００３３】
このような構成によれば、信号処理回路２１２にて第１無線リンクと第２無線リンク間の干渉を小さくするための信号処理が施されるので、第１無線リンクと第２無線リンクの無線周波数が同じであっても第１無線リンクと第２無線リンク間の干渉を低くすることができる。これにより、前述した無線中継装置２００の第１構成例と同様の効果を得ることが可能である。また、植え込み型無線装置１００に対する送信電力制御を行うことで、心臓ペースメーカ等の生体内機器に対する植え込み型無線装置１００の電波の影響を防ぐことができる。
【００３４】
また、上記無線中継装置２００は、図４に示すように構成される。
【００３５】
（無線中継装置２００の第３構成例）
図４において、この無線中継装置２００は、図３に示した無線中継装置２００の構成に、情報入力回路２２１、表示器２２２、マイクロホン２２３、スピーカ２２４が加えられ、これらが信号処理回路２１２に接続される。信号処理回路２１２は、アップリンク用復調器２１０から出力される復調データに、情報入力回路２２１とマイクロホン２２３からの音声信号を加えたデータをアップリンク用変調器２１３に出力する。また、信号処理回路２１２は、ダウンリンク用復調器２１４から出力される復調データから、表示回路２２２とスピーカ２２４に与える信号を生成するとともに、第１無線リンクの下り無線信号の生成に必要なデータをダウンリンク用変調器２１１に与える。
【００３６】
このような構成により、前述した無線中継装置２００の第２構成例と同様な効果が得られるとともに、生体の目、口、指を用いて当該無線中継装置２００との情報交換が可能になる。
【００３７】
また、上記無線中継装置２００は、図５に示すように構成される。
【００３８】
（無線中継装置２００の第４構成例）
図５において、この無線中継装置２００は、無線中継装置用アンテナ２３０、無線中継装置用デュープレクサ２３１、アップリンク用変調器２１３と復調器２１０、ダウンリンク用変調器２１１と復調器２１４、信号処理回路２１２から構成される。本例において、上記アップリンク用変調器２１３と復調器２１０、上記ダウンリンク用変調器２１１と復調器２１４、上記信号処理回路２１２は、前述した無線中継装置２００の第３構成例と同様に動作する。
【００３９】
上記無線中継装置用アンテナ２３０は第１無線リンクと第２無線リンクで共用する。本実施形態では、第１無線リンクと第２無線リンクとを１つのアンテナで共用するため無線中継装置用デュープレクサ２３１が設けられている。この無線中継装置用デュープレクサ２３１は第１無線リンクの無線周波数を通過させるバンドパスフィルタと、第２無線リンクの無線周波数を通過させるバンドパスフィルタとで構成される。また、第１無線リンクと、第２無線リンクの送信タイミングが一致しない場合は、上記無線中継装置用デュープレクサ２３１にＲＦスイッチ（図示省略）が設けられ、第１無線リンクと、第２無線リンクの送信タイミングに応じて上記ＲＦスイッチが切り換えられ、所望の無線リンクを通過させるバンドパスフィルタと接続される。
【００４０】
このような構成によれば、第１無線リンク用アンテナ、第２無線リンク用アンテナを個々に設ける必要がなくなるので、より簡易な構成となり、かつ前述した無線中継装置２００の第２構成例と同様な効果が得られる。
【００４１】
さらに、上記無線中継装置２００は、図６に示すように構成される。
【００４２】
（無線中継装置２００の第５構成例）
図６において、この無線中継装置２００は、図３に示した無線中継装置２００の第２構成例と比べて、第１無線リンク用副アンテナ２４０を設けている点が異なる。本実施形態の場合、アップリンク用復調器２１０は、第１無線リンク用アンテナ（＝第１無線リンク用主アンテナという）２０１と、第１無線リンク用副アンテナ２４０を用いてダイバーシチ受信を行う。
【００４３】
このような構成によれば、第１無線リンクのアップリンクの信号劣化を救済することができるので、より誤り率の少ない伝送が可能になるとともに、前述した無線中継装置２００の第２構成例と同様の効果を得ることが可能である。
【００４４】
次に、図１に示す上記植え込み型無線装置１００について説明する。この植え込み型無線装置１００は、例えば、図７に示すように構成される。
【００４５】
図７において、この植え込み型無線装置１００は、植え込み用アンテナ１０１、植え込み用デュープレクサ１０２、植え込み用変調器１０３、植え込み用復調器１０４、植え込み用信号処理回路１０５、送受信制御信号生成回路１０６から構成される。植え込み用信号処理回路１０３は、生体に植え込まれた医用電気機器１１０（以下、植え込み医用機器という）からのデータを入力し、第１無線リンクの確立に必要なデータに変換する。また、第１無線リンクを通して受信したデータを上記植え込み医用機器１１０で受信可能なデータに変換する。植え込み用変調器１０３は、植え込み用信号処理回路１０５で処理された上りデータを第１無線リンクの上り無線信号に変換するとともに、第１無線リンクの確立に必要な電力まで増幅する。植え込み用復調器１０４は、第１無線リンクの下り無線信号を受信して下りデータを復調する。送受信制御信号生成回路１０６は植え込み用変調器１０３と復調器１０４をＯＮ／ＯＦＦ制御するための信号を生成する。植え込み用デュープレクサ１０２は、植え込み用アンテナ１０１を上り無線信号の送信、下り無線信号の受信において共用するために用いられる。
【００４６】
次に、上記のように構成された植え込み型無線装置１００の動作について説明する。
【００４７】
植え込み医用機器１１０から植え込み用信号処理回路１０５へのデータが発生したとき、送受信制御信号生成回路１０６は、植え込み用変調器１０３の動作を停止させるための信号を生成し、第１無線リンクの上り信号の送信を停止させる。さらに、送受信制御信号生成回路１０６は、植え込み用復調器１０４の動作を継続させるための信号を生成し、当該植え込み用復調器１０４を動作状態にする。
【００４８】
このように本発明の植え込み型無線装置１００では、植え込み医用機器１１０からのデータが発生している間は、植え込み用変調器１０３の動作を停止させて第１無線リンクの上り無線信号の送信を停止する。これにより、植え込み型無線装置１００から発射される電波が、植え込み医用機器１１０に対し電磁干渉を与えないよう防ぐことができるため、植え込み医用機器１１０との間の処理動作を安定的に保つことがでできる。また、第１無線リンクの上り無線信号の送信を停止している期間、植え込み用復調部１０４を動作状態とするため、外部通信システムの無線装置からの情報を受け取って処理することができる。例えば、生体内の植え込み医用機器１１０に対し動作制御（例：心臓ペースメーカの心拍数を制御する等）を行うことができる。さらに、植え込み用復調器１０４は無線中継装置２００から出力される信号の受信感度（受信Ｃ／Ｎなど）を求めて植え込み用信号処理回路１０５に出力する。植え込み用信号処理回路１０５はその受信品質に応じて無線中継装置２００で送信すべき最小の送信電力を決定し、その決定した送信電力値を制御情報として植え込み用変調器１０３に送出する。植え込み用変調器１０３は、植え込み用信号処理回路１０５から受け取った情報を制御信号に含め、第１無線リンクの無線周波数信号に変換して出力する。無線中継装置２００では、上記のようにして植え込み型無線装置１００から送信された制御信号に基づいて自局の送信電力を制御する。このように植え込み型無線装置１００は無線中継装置２００の送信電力が最小の送信電力になるよう送信電力の変更を行うため、無線中継装置２００からの下り送信電力が常に最小に抑えられる。その結果、無線中継装置２００が生体の近傍に設置されることによる人体への影響を低くすることが可能であるとともに、無線中継装置２００の小型化が可能である。
【００４９】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、これに限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。上述した植え込み型無線装置１００の場合、植え込み医用機器１１０からのデータが発生しているときに、自局の送信を停止させる制御動作（ＯＦＦ制御）を行うが、自局の送信をＯＦＦにしないで、人体や生体内の医用機器に影響を与えない最小の送信電力で送信するような送信電力を設定し、その送信電力で送信するような形態であってもよい。
【００５０】
上記例において、前記無線中継装置２００のダウンリンク用周波数コンバータ２０４、ダウンリンク用復調器２１４とダウンリンク用変調器２１１の周波数変換機能が第１無線リンク接続手段に、アップリンク用周波数コンバータ２０３、アップリンク用復調器２１０とアップリンク用変調器２１３の周波数変換機能が第２無線リンク接続手段に対応する。また、信号処理回路２１２の送信電力変更制御機能が送信電力変更手段、送信電力変更指示手段、送信電力適応変更手段に、
同回路２１２の受信動作継続制御機能が受信動作継続手段に、自局送信電力制御機能が自局送信電力変更手段に対応する。さらに、植え込み型無線装置１００の送受信制御信号生成回路１０６の送信制御信号生成機能が送信電力制御手段に、植え込み用信号処理回路１０５の相手局電力制御機能が無線中継送信電力制御手段に、受信制御信号生成機能が受信動作制御手段に対応する。
【００５１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明によれば、無線中継装置は無線装置との接続に第１無線リンク、外部の通信システムとの接続に第２無線リンク、それぞれ異なる無線周波数にて双方の無線リンクを確立するので、無線中継装置の送信出力を高く設定しても無線装置は干渉を受けない。このため、無線中継装置を無線装置の近傍に設置できるので、当該無線装置の送信電力を増加させることなく無線リンクの確立が可能である。これにより、無線装置の電池寿命を伸ばすことができ、装置の小型化を図ることができる。また、無線中継装置は、無線装置に接続される生体機器（例：生体内に植え込まれた医用機器）からのデータ発生を検出したとき、無線装置に対し送信電力を変更（送信電力の停止又は低下）させる制御を行うため、心臓ペースメーカ等の生体内機器に対する無線装置の電波の影響を防ぐことができる。さらに、上記のような無線装置の送信電力の変更は、自局で判断し制御することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される無線中継システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す無線中継装置の第１構成例を示す図である。
【図３】図１に示す無線中継装置の第２構成例を示す図である。
【図４】図１に示す無線中継装置の第３構成例を示す図である。
【図５】図１に示す無線中継装置の第４構成例を示す図である。
【図６】図１に示す無線中継装置の第５構成例を示す図である。
【図７】図１に示す植え込み型無線装置の構成例を示す図である。
【図８】生体内機器からの情報を外部に伝送する従来の無線システム例を示す図である。
【符号の説明】
１００　植え込み型無線装置
１０１　植え込み用アンテナ
１０２　植え込み用デュープレクサ
１０３　植え込み用変調器
１０４　植え込み用復調器
１０５　植え込み用信号処理回路
１０６　送受信制御信号生成回路
１１０　植え込み医用機器
２００　無線中継装置
２０１　第１無線リンク用アンテナ（第１無線リンク用主アンテナ）
２０２　第１無線リンク用デュープレクサ
２０３　アップリンク用周波数コンバータ
２０４　ダウンリンク用周波数コンバータ
２０５　第２無線リンク用デュープレクサ
２０６　第２無線リンク用アンテナ
２１０　アップリンク用復調器
２１１　ダウンリンク用変調器
２１２　信号処理回路
２１３　アップリンク用変調器
２１４　ダウンリンク用復調器
２２１　情報入力回路
２２２　表示器
２２３　マイクロホン
２２４　スピーカ
２３０　無線中継装置用アンテナ
２３１　無線中継装置用デュープレクサ
２４０　第１無線リンク用副アンテナ
３００　通信システムの無線装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an implantable wireless relay system, an implantable wireless device, and a wireless relay device.Specifically, the present invention relates to transmitting information of an electronic device embedded in a living body to the outside, or transmitting information from an external communication system. The present invention relates to an in-vivo implantable wireless relay system for transmission to an electronic device embedded in the living body.
[0002]
Further, the present invention relates to an in-vivo wireless device and a wireless relay device used in the wireless relay system.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art With the recent development of microprocessor technology, pacemakers, artificial organs, in vivo micromachines, surgical manipulators and the like, which are artificial devices that work in vivo, are becoming more and more intelligent. Along with this, how to exchange information between a device embedded in a living body (hereinafter referred to as an in-vivo device) and the outside is a key to improving the performance of the in-vivo device.
[0004]
In order to transmit information from the in-vivo device to the outside of the living body, for example, there has been a method using a wireless transmitter 400 (= implantable wireless transmitter) implanted inside the living body as shown in FIG. The implantable wireless transmitter 400 is provided with a wireless communication antenna, a signal processing circuit, a modulation circuit, a power amplifier circuit, a battery (not shown), and the like. Information is sent. As a result, it is possible to externally check the operation status and the like of an in-vivo device (eg, a cardiac pacemaker or the like).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the wireless receiving device 500 is installed in a distant place, the implantable wireless transmitter 400 cannot transmit information from an in-vivo device to the wireless receiving device unless the transmission power is increased. . That is, conventionally, there was a problem that the battery life was shortened due to an increase in transmission power. In addition, in order to transmit information from a communication system outside the living body to the in-vivo device, a receiver must be mounted on the implantable wireless transmitter 400, and in this case, battery consumption is further increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable communication with a communication system outside a living body while suppressing an increase in transmission power of an implantable wireless transmitter. To provide a wireless relay method.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a wireless relay device and an implantable wireless device used in such a wireless relay method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a wireless relay method for relaying wireless communication between a wireless device implanted in a living body and an external communication system, as described in claim 1. A wireless relay device is provided between the wireless device and the communication system, the wireless device and the wireless relay device are connected by a first wireless link, and the wireless relay device and the communication system are connected by a second wireless link. Upon connection, the wireless relay device changes transmission power of the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in the living body connected to the wireless device.
[0009]
In the wireless relay method according to the present invention, when the wireless relay device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, the wireless relay device transmits the wireless device. A control signal for stopping or decreasing power is transmitted to the wireless device to change the transmission power of the wireless device.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the wireless relay method, when the wireless relay device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, the wireless relay device responds to the reception sensitivity. A control signal for changing the transmission power of the wireless device is transmitted to the wireless device to change the transmission power of the wireless device.
[0011]
The invention according to claim 4 is characterized in that in the wireless relay method,
The wireless relay device transmits a control signal to continue the reception operation of the wireless device to the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, and transmits the control signal to the wireless device. It is characterized in that the receiving operation of the device is continued.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the wireless relay method, when the wireless relay device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, the wireless relay device responds to the reception sensitivity. It is characterized in that the transmission power of the own station is determined to a necessary minimum.
[0013]
The invention according to claim 6 is a wireless relay method for relaying wireless communication between a wireless device implanted in a living body and an external communication system. A wireless relay device is provided, the wireless device and the wireless relay device are connected by a first wireless link, the wireless relay device and the communication system are connected by a second wireless link, and the wireless device is connected to its own station. The transmission power of the own station is changed when data generation from a predetermined device in a living body to be connected is detected.
[0014]
Further, in the invention according to claim 7, in the wireless relay method, when the wireless device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, the wireless device stops transmission power of the wireless device. Alternatively, the transmission power of the own station is changed to reduce the transmission power.
[0015]
The invention according to claim 8 is the wireless relay method, wherein the wireless device detects the occurrence of data from a predetermined device in a living body connected to the own station and performs the wireless communication in accordance with the reception sensitivity. A control signal for minimizing the transmission power of the relay device is transmitted to the wireless relay device to change the transmission power of the wireless relay device.
[0016]
According to a ninth aspect of the present invention, in the wireless relay method, when the wireless device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the local device, the wireless device continues receiving operation of the local device. It is characterized by having
[0017]
According to the configuration of the present invention as described above, the wireless relay device connects the wireless device to the first wireless link, connects to the external communication system, the second wireless link, and both wireless links at different wireless frequencies. Is established, the wireless device does not receive interference even if the transmission output of the wireless relay device is set high. For this reason, since the wireless relay device can be installed near the wireless device, a wireless link can be established without increasing the transmission power of the wireless device. As a result, the battery life of the wireless device can be extended, and the device can be downsized. Further, when detecting the occurrence of data from a biological device (eg, a medical device implanted in a living body) connected to the wireless device, the wireless relay device changes the transmission power to the wireless device (stops the transmission power). Or lowering), it is possible to prevent the influence of radio waves from the wireless device on in-vivo devices such as a cardiac pacemaker. Further, the change in the transmission power of the wireless device as described above can be determined and controlled by the wireless device itself.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless relay system including a wireless relay device and an implantable wireless device to which the present invention is applied. In FIG. 1, the wireless relay system includes a wireless device (hereinafter, referred to as an implantable wireless device) 100 implanted inside a living body and a wireless relay device 200 outside the living body. The implantable wireless device 100 and the wireless relay device 200 have a wireless link (first wireless link) for performing bidirectional information transmission. The wireless relay device 200 is a specific wireless communication system, for example, a wireless device of a communication system such as a PDC (Personal Digital Cellular) system, a PHS (Personal Handy-phone System) system, and an IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) system. A wireless link (second wireless link) for performing bidirectional information transmission with the wireless base station 300 (eg, a wireless base station). In the present embodiment, since the radio frequencies of the first radio link and the second radio link are different, even if the transmission output of the radio relay device 200 is set high, the implantable radio device 100 does not receive interference. For this reason, since the wireless relay apparatus 200 can be installed near the implantable wireless apparatus 100, the transmission power of the implantable wireless apparatus 100 does not need to be increased (can be significantly reduced), and a specific wireless communication system Compared with a conventional system in which a wireless link is directly established and wirelessly transmitted between wireless devices, communication with a distant communication system with a longer battery life can be realized. In addition, the wireless relay device 200 detects the occurrence of data from a biological device (eg, a medical device implanted in a living body, such as a cardiac pacemaker) connected to the implantable wireless device 100, and In order to perform control (send a control signal to the implantable wireless device 100) to change the transmission power (stop or decrease the transmission power) of the wireless device 100, the implantable wireless device 100 for an in-vivo device such as a cardiac pacemaker Can prevent the influence of radio waves. Further, the change of the transmission power of the implantable wireless device 100 as described above can be determined and controlled by the implantable wireless device 100 itself (details will be described later).
[0020]
The wireless relay device 200 shown in FIG. 1 is configured, for example, as shown in FIG.
[0021]
(First Configuration Example of Wireless Relay Device 200)
In FIG. 2, the wireless relay apparatus 200 includes a first wireless link antenna 201, a first wireless link duplexer 202, an uplink frequency converter 203, a downlink frequency converter 204, a second wireless link duplexer 205, A second wireless link antenna 206 is provided. In the present example, the description will proceed with the uplink radio signal frequency of the first radio link being f1u, the downlink radio signal frequency being f1d, the uplink radio signal frequency of the second radio link being f2u, and the downlink radio signal frequency being being f2dr.
[0022]
The uplink frequency converter 203 converts the uplink radio frequency signal f1u of the first radio link separated by the first radio link duplexer 202 into f2u to generate an uplink signal of the second radio link. The second radio link uplink signal is amplified to the required transmission power P1 required for establishing the second radio link, and then radiated into space via the second radio link duplexer 205 and the second radio link antenna 206. You.
[0023]
The downlink frequency converter 204 converts the downlink radio frequency signal f2d of the second radio link separated by the second radio link duplexer 205 into f1u to generate a downlink signal of the first radio link. The first radio link uplink signal is amplified to a required transmission power P2 required for establishing the first radio link, and then radiated into space via the first radio link duplexer 202 and the first radio link antenna 201 ( (Emitted toward the implantable wireless device 100).
[0024]
The first wireless link antenna 201 is an antenna for establishing a first wireless link between the implantable wireless device 100 and the wireless relay device 200. By connecting the first wireless link duplexer 202, transmission and reception can be performed. This antenna is shared. The second wireless link antenna 205 is an antenna for establishing a wireless link between the wireless relay apparatus 200 and the wireless apparatus 300 of the specific system, that is, an antenna for establishing a second wireless link, and connects the second wireless link duplexer 205. , This antenna is shared for transmission and reception.
[0025]
As described above, according to the present embodiment, since the first wireless link and the second wireless link have different wireless frequencies, the wireless signal output P2 of the second wireless link output from the wireless relay device 200 is implanted. Even if the uplink wireless signal output Pi (herein, Pi) of the wireless device 100 is set to be larger, interference that the wireless relay device 200 gives to the implantable wireless device 100, so-called interference (first wireless link and second wireless link) Interference) can be made extremely small. That is, even if the transmission power of the uplink wireless signal output of the implantable wireless device 100 is set small, communication with the wireless device 300 of a specific system installed far from the living body can be realized. Further, since the transmission power of the implantable wireless device 100 can be significantly reduced, battery consumption can be suppressed and the device can be downsized.
[0026]
The wireless relay device 200 is configured as shown in FIG.
[0027]
(Second Configuration Example of Wireless Relay Device 200)
3, the radio relay apparatus 200 includes an uplink modulator 213 and a demodulator 210, and a downlink modulator in place of the uplink frequency converter 203 and the downlink frequency converter 204 shown in FIG. 211, a demodulator 214, and a signal processing circuit 212 are provided.
[0028]
The uplink demodulator 210 receives an uplink radio signal of the first radio link via the first radio link antenna 201 and the first radio link duplexer 202, and demodulates uplink data. The signal processing circuit 212 adds data and the like necessary for establishing a second radio link to the uplink data demodulated by the uplink demodulator 210. The uplink data generated by the signal processing circuit 212 is thereafter converted by the uplink modulator 213 into an uplink wireless signal for the second wireless link. The uplink modulator 213 amplifies the uplink radio signal to a required transmission power P2 required for establishing the second radio link. In this example, the uplink radio signal frequency f1u of the first radio link and the uplink radio signal frequency f2u of the second radio link may be the same or different. However, when f1u and f2u are the same, the signal processing circuit 212 processes uplink data (for example, frame transmission timing control processing or the like) so that the first wireless link and the second wireless link do not interfere with each other.
[0029]
In addition, when the uplink demodulator 210 receives the uplink wireless signal of the first wireless link, the uplink demodulator 210 extracts, from the uplink data, information indicating data generation from a biological device connected to the implantable wireless device 100. The result is output to the signal processing circuit 212. The signal processing circuit 212 generates a control signal for stopping or reducing the transmission power of the implantable wireless device 100 and outputs the control signal to the downlink modulator 211. The control signal sent to the downlink modulator in this way is sent to the implantable wireless device 100 via the first wireless link antenna. The implantable wireless device 100 stops or reduces its own transmission power based on the transmission power control information included in the received control signal. In addition, when the uplink demodulator 210 receives, from the implantable wireless device 100, detection information indicating that data is generated from a predetermined device in a living body, the reception sensitivity (reception) of a signal output from the implantable wireless device 100 C / N) is output to the signal processing circuit 212. The signal processing circuit 212 determines the minimum transmission power to be transmitted by the implantable wireless device 100 according to the reception sensitivity, and sends the determined transmission power value to the downlink modulator 211 as control information. The downlink modulator 211 includes the information received from the signal processing circuit 212 in the control signal, converts the control signal into a radio frequency signal of the first radio link, and outputs the signal. In the implantable wireless device 100, the transmission power is controlled based on the control signal transmitted from the wireless relay device 200 as described above.
[0030]
As described above, since the wireless relay apparatus 200 changes the transmission power of the implantable wireless apparatus 100 according to the reception sensitivity, the wireless relay apparatus 200 reduces the transmission power from the implantable wireless apparatus 100 while maintaining communication with the implantable wireless apparatus 100. Can always be kept to a minimum. As a result, it is possible to minimize the influence of the radio wave radiated from the implantable wireless device 100 on the human body and the in-vivo device.
[0031]
Further, when the signal processing circuit 212 receives, from the implantable wireless device 100, detection information notifying that data is generated from a predetermined device in the living body, the signal processing circuit 212 performs a second process according to the reception sensitivity output from the uplink demodulator 214. The transmission power of the downlink radio signal of one radio link can be changed. Accordingly, the transmission power of the downlink wireless signal of the first wireless link transmitted from the wireless relay device 200 can be suppressed to a necessary minimum. The influence can be reduced, and the size of the wireless relay device 200 can be reduced.
[0032]
The downlink demodulator 214 receives the downlink radio signal of the second radio link via the second radio link antenna 206 and the second radio link duplexer 205, and demodulates the downlink data. The signal processing circuit 212 adds, to the downlink data demodulated by the downlink demodulator 214, data necessary for establishing the first radio link and the like. The downlink data generated by the signal processing circuit 212 is then converted by the downlink modulator 211 into a downlink wireless signal for the first wireless link. The downlink modulator 211 amplifies the downlink radio signal to a required transmission power P1 required for establishing the first radio link. In this example, similarly to the above, the downlink radio signal frequency f2d of the second radio link and the downlink radio signal frequency f1d of the first radio link may be the same or different. However, when f1d and f2d are the same, the signal processing circuit 212 processes downlink data (for example, frame transmission timing control processing or the like) so that the first wireless link and the second wireless link do not interfere with each other.
[0033]
According to such a configuration, signal processing for reducing interference between the first wireless link and the second wireless link is performed by the signal processing circuit 212, so that wireless communication between the first wireless link and the second wireless link is performed. Even if the frequencies are the same, the interference between the first wireless link and the second wireless link can be reduced. Thereby, it is possible to obtain the same effect as the first configuration example of the wireless relay device 200 described above. In addition, by performing transmission power control on the implantable wireless device 100, it is possible to prevent the influence of radio waves of the implantable wireless device 100 on in-vivo devices such as a cardiac pacemaker.
[0034]
The wireless relay device 200 is configured as shown in FIG.
[0035]
(Third Configuration Example of Wireless Relay Device 200)
4, the wireless relay device 200 includes an information input circuit 221, a display 222, a microphone 223, and a speaker 224 added to the configuration of the wireless relay device 200 shown in FIG. 3, and these are connected to a signal processing circuit 212. Is done. The signal processing circuit 212 outputs data obtained by adding the audio signals from the information input circuit 221 and the microphone 223 to the demodulated data output from the uplink demodulator 210 to the uplink modulator 213. Further, the signal processing circuit 212 generates a signal to be given to the display circuit 222 and the speaker 224 from the demodulated data output from the downlink demodulator 214, and generates data necessary for generating a downlink radio signal of the first radio link. To the downlink modulator 211.
[0036]
With such a configuration, the same effects as those of the second configuration example of the wireless relay device 200 described above can be obtained, and information can be exchanged with the wireless relay device 200 using the eyes, mouth, and fingers of a living body.
[0037]
The wireless relay device 200 is configured as shown in FIG.
[0038]
(Fourth Configuration Example of Wireless Relay Device 200)
In FIG. 5, the radio relay apparatus 200 includes a radio relay apparatus antenna 230, a radio relay apparatus duplexer 231, an uplink modulator 213 and a demodulator 210, a downlink modulator 211 and a demodulator 214, a signal processing circuit. 212. In this example, the uplink modulator 213 and demodulator 210, the downlink modulator 211 and demodulator 214, and the signal processing circuit 212 operate in the same manner as the third configuration example of the wireless relay apparatus 200 described above. I do.
[0039]
The wireless relay device antenna 230 is shared by the first wireless link and the second wireless link. In this embodiment, a duplexer 231 for a wireless relay device is provided to share the first wireless link and the second wireless link with one antenna. The duplexer 231 for a wireless relay device includes a bandpass filter that passes the radio frequency of the first radio link and a bandpass filter that passes the radio frequency of the second radio link. If the transmission timings of the first wireless link and the second wireless link do not match, an RF switch (not shown) is provided in the duplexer 231 for the wireless relay device, and the first wireless link and the second wireless link are The RF switch is switched according to the transmission timing, and is connected to a bandpass filter that allows a desired wireless link to pass.
[0040]
According to such a configuration, it is not necessary to separately provide the first radio link antenna and the second radio link antenna, so that the configuration becomes simpler and similar to the second configuration example of the wireless relay device 200 described above. Effects can be obtained.
[0041]
Further, the wireless relay device 200 is configured as shown in FIG.
[0042]
(Fifth Configuration Example of Wireless Relay Device 200)
6, the wireless relay device 200 is different from the second configuration example of the wireless relay device 200 shown in FIG. 3 in that a first wireless link sub-antenna 240 is provided. In the case of the present embodiment, the uplink demodulator 210 performs diversity reception using the first radio link antenna (= first radio link main antenna) 201 and the first radio link sub-antenna 240.
[0043]
According to such a configuration, signal degradation in the uplink of the first wireless link can be relieved, so that transmission with a lower error rate is possible. Similar effects can be obtained.
[0044]
Next, the implantable wireless device 100 shown in FIG. 1 will be described. The implantable wireless device 100 is configured, for example, as shown in FIG.
[0045]
In FIG. 7, the implantable wireless device 100 includes an implantable antenna 101, an implantable duplexer 102, an implantable modulator 103, an implantable demodulator 104, an implantable signal processing circuit 105, and a transmission / reception control signal generation circuit 106. You. The implantation signal processing circuit 103 receives data from a medical electrical device 110 (hereinafter, referred to as an implanted medical device) implanted in a living body and converts the data into data necessary for establishing a first wireless link. Further, it converts the data received through the first wireless link into data that can be received by the implantable medical device 110. The implantation modulator 103 converts the uplink data processed by the implantation signal processing circuit 105 into an uplink radio signal of the first radio link, and amplifies the power to a level required for establishing the first radio link. The implantable demodulator 104 receives a downlink radio signal of the first radio link and demodulates downlink data. The transmission / reception control signal generation circuit 106 generates a signal for ON / OFF control of the implantable modulator 103 and the demodulator 104. The implanting duplexer 102 is used to share the implanting antenna 101 for transmitting an uplink radio signal and receiving a downlink radio signal.
[0046]
Next, the operation of the implantable wireless device 100 configured as described above will be described.
[0047]
When data from the implantable medical device 110 to the implantable signal processing circuit 105 is generated, the transmission / reception control signal generation circuit 106 generates a signal for stopping the operation of the implantable modulator 103, and transmits a signal to the first wireless link. Stop signal transmission. Further, the transmission / reception control signal generation circuit 106 generates a signal for continuing the operation of the implantable demodulator 104, and sets the implantable demodulator 104 to an operating state.
[0048]
As described above, in the implantable wireless device 100 of the present invention, while the data from the implantable medical device 110 is being generated, the operation of the implantable modulator 103 is stopped to transmit the uplink wireless signal of the first wireless link. Stop. Accordingly, since radio waves emitted from the implantable wireless device 100 can be prevented from giving electromagnetic interference to the implantable medical device 110, the processing operation with the implantable medical device 110 can be stably maintained. Can be done. In addition, since the implantable demodulation unit 104 is in the operating state while the transmission of the uplink wireless signal of the first wireless link is stopped, it is possible to receive and process information from the wireless device of the external communication system. For example, operation control (eg, controlling the heart rate of a cardiac pacemaker) can be performed on the implanted medical device 110 in the living body. Further, the implantation demodulator 104 obtains the reception sensitivity (such as reception C / N) of the signal output from the wireless relay device 200 and outputs the signal to the implantation signal processing circuit 105. The implantation signal processing circuit 105 determines the minimum transmission power to be transmitted by the wireless relay apparatus 200 according to the reception quality, and sends the determined transmission power value to the implantation modulator 103 as control information. The implantation modulator 103 includes the information received from the implantation signal processing circuit 105 in the control signal, converts the information into a radio frequency signal of the first radio link, and outputs the signal. The wireless relay apparatus 200 controls the transmission power of its own station based on the control signal transmitted from the implantable wireless apparatus 100 as described above. As described above, since the implantable wireless device 100 changes the transmission power so that the transmission power of the wireless relay device 200 becomes the minimum transmission power, the downlink transmission power from the wireless relay device 200 is always suppressed to the minimum. As a result, it is possible to reduce the effect on the human body due to the wireless relay device 200 being installed near the living body, and to reduce the size of the wireless relay device 200.
[0049]
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this. Various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In the case of the implantable wireless device 100 described above, when data from the implantable medical device 110 is generated, a control operation (OFF control) for stopping transmission of the own station is performed, but transmission of the own station is not turned off. Thus, the transmission power may be set such that transmission is performed with the minimum transmission power that does not affect a human body or a medical device in a living body, and the transmission power may be used.
[0050]
In the above example, the frequency conversion function of the downlink frequency converter 204, the downlink demodulator 214 and the downlink modulator 211 of the wireless relay apparatus 200 is provided to the first wireless link connection means by the uplink frequency converter 203, The frequency conversion function of the uplink demodulator 210 and the uplink modulator 213 corresponds to the second wireless link connection unit. Further, the transmission power change control function of the signal processing circuit 212 includes a transmission power change unit, a transmission power change instruction unit, and a transmission power adaptation change unit,
The reception operation continuation control function of the circuit 212 corresponds to the reception operation continuation means, and the own station transmission power control function corresponds to the own station transmission power changing means. Furthermore, the transmission control signal generation function of the transmission / reception control signal generation circuit 106 of the implantable wireless device 100 is used for transmission power control means, and the power control function of the other station of the implantation signal processing circuit 105 is used for wireless relay transmission power control means. The signal generation function corresponds to the reception operation control means.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to the present invention, the wireless relay device establishes a first wireless link for connection to a wireless device, a second wireless link for connection to an external communication system, and both wireless links at different wireless frequencies. Since the link is established, the wireless device does not receive interference even if the transmission output of the wireless relay device is set high. Therefore, the wireless relay device can be installed near the wireless device, so that a wireless link can be established without increasing the transmission power of the wireless device. As a result, the battery life of the wireless device can be extended, and the device can be downsized. Further, when detecting the occurrence of data from a biological device (eg, a medical device implanted in a living body) connected to the wireless device, the wireless relay device changes the transmission power to the wireless device (stops the transmission power). Or lowering), it is possible to prevent the influence of radio waves from the wireless device on in-vivo devices such as a cardiac pacemaker. Further, the change of the transmission power of the wireless device as described above can be determined and controlled by the own station.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wireless relay system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of the wireless relay device illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a second configuration example of the wireless relay apparatus illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating a third configuration example of the wireless relay device illustrated in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram illustrating a fourth configuration example of the wireless relay apparatus illustrated in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating a fifth configuration example of the wireless relay device illustrated in FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the implantable wireless device illustrated in FIG. 1;
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional wireless system for transmitting information from an in-vivo device to the outside.
[Explanation of symbols]
100 implantable wireless device
101 Implantable antenna
102 Duplexer for planting
103 Implantable modulator
104 Implantable demodulator
105 Implantation signal processing circuit
106 Transmission / reception control signal generation circuit
110 Implantable medical equipment
200 wireless relay device
201 1st radio link antenna (1st radio link main antenna)
202 Duplexer for first wireless link
203 Frequency Converter for Uplink
204 Frequency Converter for Downlink
205 Duplexer for second wireless link
206 Second Radio Link Antenna
210 Demodulator for uplink
211 Downlink modulator
212 signal processing circuit
213 Uplink modulator
214 Demodulator for downlink
221 Information input circuit
222 display
223 microphone
224 speaker
230 Antenna for wireless relay device
231 Duplexer for wireless relay device
240 Sub-antenna for first radio link
300 Wireless device for communication system

Claims (18)

生体内に植え込まれた無線装置と、外部の通信システムとの間の無線通信を中継する無線中継方法において、
前記無線装置と前記通信システムとの間に無線中継装置を設け、
前記無線装置と前記無線中継装置とを第１無線リンクにより接続し、
前記無線中継装置と前記通信システムとを第２無線リンクで接続し、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を変更することを特徴とする無線中継方法。In a wireless relay method for relaying wireless communication between a wireless device implanted in a living body and an external communication system,
Providing a wireless relay device between the wireless device and the communication system,
Connecting the wireless device and the wireless relay device by a first wireless link;
Connecting the wireless relay device and the communication system via a second wireless link,
A wireless relay method, wherein the wireless relay device changes transmission power of the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device. 請求項１記載の無線中継方法において、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を停止又は減少させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to claim 1,
The wireless relay device transmits a control signal to stop or reduce the transmission power of the wireless device to the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device. A wireless relay method, wherein the transmission power of the wireless device is changed. 請求項１記載の無線中継方法において、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて前記無線装置の送信電力を変更させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to claim 1,
The wireless relay device, when detecting data generation from a predetermined device in the living body connected to the wireless device, a control signal to change the transmission power of the wireless device according to the receiving sensitivity to the wireless device A wireless relay method, wherein the wireless power is transmitted to change the transmission power of the wireless device. 請求項１乃至３いずれか記載の無線中継方法において、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の受信動作を継続させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の受信動作を継続させることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to any one of claims 1 to 3,
The wireless relay device transmits a control signal to continue the reception operation of the wireless device to the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device, and transmits the control signal to the wireless device. A wireless relay method, wherein the receiving operation of the device is continued. 請求項１乃至４いずれか記載の無線中継方法において、
前記無線中継装置は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて自局の送信電力を必要最小限に決定することを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to any one of claims 1 to 4,
The wireless relay device, when detecting the occurrence of data from a predetermined device in the living body connected to the wireless device, determines the transmission power of its own station to the minimum necessary according to the reception sensitivity, Wireless relay method. 生体内に植え込まれた無線装置と、外部の通信システムとの間の無線通信を中継する無線中継方法において、
前記無線装置と前記通信システムとの間に無線中継装置を設け、
前記無線装置と前記無線中継装置とを第１無線リンクにより接続し、
前記無線中継装置と前記通信システムとを第２無線リンクで接続し、
前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の送信電力を変更することを特徴とする無線中継方法。In a wireless relay method for relaying wireless communication between a wireless device implanted in a living body and an external communication system,
Providing a wireless relay device between the wireless device and the communication system,
Connecting the wireless device and the wireless relay device by a first wireless link;
Connecting the wireless relay device and the communication system via a second wireless link,
The wireless relay method according to claim 1, wherein the wireless device changes transmission power of the local station when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the local station. 請求項６記載の無線中継方法において、
前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の送信電力を停止又は減少させて自局の送信電力を変更するることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to claim 6,
The wireless device, when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the own station, stops or reduces the transmission power of the own station and changes the transmission power of the own station. Wireless relay method. 請求項６記載の無線中継方法において、
前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて前記無線中継装置の送信電力を必要最小限にする制御信号を前記無線中継装置に送信して該無線中継装置の送信電力を変更させることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to claim 6,
The wireless device, when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the own station, transmits a control signal for minimizing a transmission power of the wireless relay device to a necessary minimum according to reception sensitivity. A wireless relay method for transmitting to a relay device to change the transmission power of the wireless relay device. 請求項６乃至８いずれか記載の無線中継方法において、
前記無線装置は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の受信動作を継続させることを特徴とする無線中継方法。The wireless relay method according to any one of claims 6 to 8,
The wireless relay method according to claim 1, wherein when the wireless device detects data generation from a predetermined device in a living body connected to the own device, the wireless device continues receiving operation of the own device. 生体内に植え込まれた無線装置と、外部の通信システムとの間の無線通信を中継する無線中継装置において、
前記無線装置と第１無線リンクにより接続する第１無線リンク接続手段と、
前記通信システムと第２無線リンクで接続する第２無線リンク接続手段と、
前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を変更する送信電力変更手段とを備えたことを特徴とする無線中継装置。In a wireless relay device that relays wireless communication between a wireless device implanted in a living body and an external communication system,
First wireless link connection means for connecting to the wireless device via a first wireless link;
Second wireless link connection means for connecting to the communication system via a second wireless link;
A wireless relay device, comprising: transmission power changing means for changing transmission power of the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device. 請求項１０記載の無線中継装置において、
前記送信電力変更手段は、前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の送信電力を停止又は減少させる制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させる送信電力変更指示手段を備えたことを特徴とする無線中継装置。The wireless relay device according to claim 10,
The transmission power changing unit transmits a control signal to stop or reduce transmission power of the wireless device to the wireless device when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the wireless device. A transmission power change instructing means for changing the transmission power of the wireless device. 請求項１１記載の無線中継装置において、
前記送信電力変更指示手段は、受信感度に応じて前記無線装置の送信電力を変更する制御信号を前記無線装置に送信して該無線装置の送信電力を変更させる送信電力適応変更手段を備えたことを特徴とする無線中継装置。The wireless relay device according to claim 11,
The transmission power change instructing unit includes a transmission power adaptation changing unit that changes a transmission power of the wireless device by transmitting a control signal for changing a transmission power of the wireless device to the wireless device in accordance with reception sensitivity. A wireless relay device characterized by the above-mentioned. 請求項１０乃至１２いずれか記載の無線中継装置において、
前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、前記無線装置の受信動作を継続させる制御信号を該無線装置に送信して該無線装置の受信動作を継続させる受信動作継続手段をさらに備えたことを特徴とする無線中継装置。The wireless relay device according to any one of claims 10 to 12,
When detecting data generation from a predetermined device in the living body connected to the wireless device, a control signal for continuing the receiving operation of the wireless device is transmitted to the wireless device, and the receiving operation of the wireless device is continued. A wireless relay device further comprising a receiving operation continuation unit for causing the wireless relay device to perform the receiving operation. 請求項１０乃至１３いずれか記載の無線中継装置において、
前記無線装置と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、受信感度に応じて自局の送信電力を必要最小限に決定する自局送信電力変更手段を備えたことを特徴とする無線中継装置。The wireless relay device according to any one of claims 10 to 13,
When detecting data generation from a predetermined device in the living body connected to the wireless device, the wireless communication device includes a local transmission power changing unit that determines transmission power of the local station to a necessary minimum according to reception sensitivity. A wireless relay device characterized by the above-mentioned. 無線中継装置を介して外部の通信システムとの間の無線通信を行う生体内に植え込まれた無線装置であって、
自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の送信電力を変更する送信電力制御手段を備えたことを特徴とする無線装置。A wireless device implanted in a living body that performs wireless communication with an external communication system via a wireless relay device,
A wireless device, comprising: transmission power control means for changing transmission power of a local station when data generation from a predetermined device in a living body connected to the local station is detected. 請求項１５記載の無線装置において、
前記送信電力制御手段は、自局の送信電力を停止又は減少させることを備えたことを特徴とする無線装置。The wireless device according to claim 15,
The transmission apparatus according to claim 1, wherein the transmission power control means stops or reduces transmission power of the own station. 請求項１５記載の無線装置において、
前記送信電力制御手段は、受信感度に応じて前記無線中継装置の送信電力を必要最小限にする制御信号を前記無線中継装置に送信して該無線中継装置の送信電力を変更させる無線中継送信電力制御手段を備えたことを特徴とする無線装置。The wireless device according to claim 15,
The transmission power control means transmits a control signal for minimizing the transmission power of the wireless relay device to a necessary minimum according to the reception sensitivity to the wireless relay device to change the transmission power of the wireless relay device. A wireless device comprising control means. 請求項１５乃至１７いずれか記載の無線装置において、
前記送信電力制御手段は、自局と接続される生体内の所定の機器からのデータ発生を検出したときに、自局の受信動作を継続させる受信動作制御手段を備えたことを特徴とする無線装置。The wireless device according to any one of claims 15 to 17,
The transmission power control means includes a reception operation control means for continuing reception operation of the own station when detecting data generation from a predetermined device in a living body connected to the own station. apparatus.
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