JP2011083609A - 医用システム、その作動方法および能動型埋め込み医療機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】AIMDを埋め込まれた患者がMRIシステムを安全に利用できるようにする。
【解決手段】AIMDとMRIシステム間の通信リンクが、患者に埋め込まれたAIMDのリードの構成に関するデータおよび/またはデータから決定されたMRIシステムの動作パラメータ限度を含む情報交換を可能にする。患者のリードの構成に関するデータが、リードによって取り囲まれた有効なープ領域のサイズおよび/または位置を含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータが、AIMDを有する患者のX線など、リードと患者の身体の少なくとも一部分との図的表現に対応するデータを含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータから決定された動作パラメータ限度(例えば、傾斜磁場またはRF磁場の最大出力限度)を超えた場合に、MRIシステムの動作が停止されてもよく、警告/警報が出されてもよい。
【選択図】図1
【解決手段】AIMDとMRIシステム間の通信リンクが、患者に埋め込まれたAIMDのリードの構成に関するデータおよび/またはデータから決定されたMRIシステムの動作パラメータ限度を含む情報交換を可能にする。患者のリードの構成に関するデータが、リードによって取り囲まれた有効なープ領域のサイズおよび/または位置を含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータが、AIMDを有する患者のX線など、リードと患者の身体の少なくとも一部分との図的表現に対応するデータを含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータから決定された動作パラメータ限度(例えば、傾斜磁場またはRF磁場の最大出力限度)を超えた場合に、MRIシステムの動作が停止されてもよく、警告/警報が出されてもよい。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、医用システム、その作動方法および能動型埋め込み医療機器に関する。
非限定的な例示的実施形態は、核磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)システム環境で使用するための能動型埋め込み医療機器(Active Implanted Medical Device:AIMD)に関する。より詳細には、非限定的な例示的実施形態は、AIMDおよびMRIシステムの許容動作モード(例えば、動作が「安全」動作限度内にあるかどうか)を決定できるように情報の交換を可能にするAIMDとMRIシステム間の双方向通信リンクと、MRIシステムを有する装置および関連AIMD通信システムに関する。
他の非限定的な例示的実施形態は、患者内におけるAIMDの実際の構成に関するデータなどの情報(例えば、AIMDリードによって取り囲まれた有効ループ領域のサイズおよび/または位置、および/またはAIMDの実際の患者固有構成に基づいて決定された動作パラメータ限度)の交換を可能にするAIMDとMRIシステム間の通信リンクに関する。
AIMDは、人間の患者で多くの異なる医療用途に幅広く使用されている。AIMDの例には、心臓ペースメーカ、神経刺激器、細動除去器、聴覚インプラント、薬剤およびインシュリン・ポンプなどがある。例えば、心臓ペースメーカの場合、ハウジングとハウジングから延在する1つまたは複数のリードとを有する小型装置が、人間患者の皮膚の下に埋め込まれる。そして、ハウジング内にある集積回路またはマイクロプロセッサが、電気パルス信号をリードによって人間患者の心臓に送って不整脈の調整を支援する。
しかしながら、特定の医用イメージング・スキャナによって生成される環境は、AIMDを装着した患者にとって問題になることがある。例えば、MRIシステムは、一般的に、AIMDにとって不利な環境を与える。詳細には、MRI用途の(例えば、画像化ボリュームにおける)RF(Radio Frequency)出力の最大値は、しばしば数千ワットを超える。したがって、MRI用途で使用されるような高出力RF磁場(RF field)は、AIMDにきわめて高い電圧および/または電流を誘導する場合がある。この誘導された信号は、AIMDを不適切に動作させたり、AIMDの集積回路またはマイクロプロセッサを破壊したりする場合もある。さらに、MRIシステムによって生成された傾斜磁場が、AIMDのハウジングや他の構成要素内に渦電流を誘導し、それによりAIMDが過熱する場合もある。特定の状況では、MRIシステムにおけるAIMDの組み合わせは、患者にとって致命的にさえなり得る。したがって、現在のAIMDの設計では、AIMDとMRIシステムとを併用することができない場合もある。
このような問題を解決するために、医用性イメージング・スキャナとAIMDとの両立性を改善する取り組みが行われている。詳細には、AIMDの設計は、MRIスキャンを受けている患者にとってAIMDがより「安全」になるように進歩している。例えば、AIMDがその動作限度を同報通信したり、または、RFID(Radio Frequency Identification)技術(例えば、特許文献1を参照)を使用して装置情報を問い合わせたり、ブロードキャストしたりするような概念が検討されてきた。
「安全」な動作レベルを決定しそれを達成する際の成功度は、AIMDの間で異なる場合がある。例えば、特定の医用イメージング・スキャナにおいて第1のAIMD用に決定された「比較的安全」な動作レベルは、第2のAIMD(例えば、異なる製造業者からのAIMDまたは同一製造業者からの異なるAIMDモデル)用に決定された対応する「比較的安全」なレベルと異なる場合がある。また、これらの「比較的安全」なレベルの決定は、スキャナ固有の応用例を有する場合がある。
AIMDと医用イメージング・スキャナが、AIMDの特定の型式と様式に固有の何らかのレベルで互いに両立できる可能性のある限り、AIMDと医用イメージング・スキャナが、スキャン前にAIMDおよび/または医用性イメージング装置の両立性レベルを定義する重要なパラメータ限度(例えば、医用イメージング・スキャナ内に位置決めされたAIMDの場所の限度などの動作パラメータ限度)をリアルタイムで通信できる方法を検討することが有益になる。これらのパラメータ限度は、AIMDの特定の型式と様式に固有になるので、適切な動作限度を一意に決定し正確に複写することが有益になる。この複写は、人間の操作者によって実行されずまた過度の医療記録の間違いが生じないことが好ましい。
AIMDと医用イメージング・スキャナの両立性レベルを定義するためにリアルタイム通信を提供する他に、AIMDが患者の非許容監視温度などの患者の異常または非許容状態を検出しないことを確認するために、AIMDと医用イメージング・スキャナがリアルタイム通信を行うことができるようにすることも有益になる。また、AIMDおよび/または医用イメージング・スキャナにとって、動作上、開発上および安全上の理由のために、スキャンイベントおよび関連技術詳細と関連したデータを記録することが有用な場合もある。
両立性レベルを定義するパラメータ限度は、同じ型式と様式のAIMDが利用される場合でも異なることがある。例えば、ある患者内におけるAIMDの実際の構成は、別の患者内における同じ型式と様式のAIMDの実際の構成と異なる場合がある。実際の構成のそのような違いは、それぞれの患者内においてAIMDリードが移動した経路の違いから生じる場合がある。また、実際の構成のそのような違いは、AIMDリードによって形成されたループによってほぼ閉じられた領域(以下では、「ループ領域」または「リード領域」)と他の患者内における別のそのような領域とのサイズおよび/または位置の違いによって生じる場合がある。
したがって、特定の患者内におけるAIMDの実際の構成は、AIMDと医用イメージング・スキャナの両立性レベルに影響を及ぼす。例えば、ループ領域のサイズおよび/またはループ領域の位置は、AIMDと医用イメージング・スキャナとの両立性レベルに影響を及ぼす。ループ領域は、医用イメージング・スキャナの磁場の出力をループ領域のサイズの関数として蓄積する。すなわち、ループ領域が大きいほど、医用イメージング・スキャナから収集する出力が多くなる。
同じ型式と様式のAIMDが利用される場合でも、ループ領域のサイズと位置は患者固有である。すなわち、ループ領域のサイズと場所は、患者によって異なる値であるが、それに対して特定の患者には固有である。したがって、AIMDと医用イメージング・スキャナ間の両立性レベルは、同じタイプのAIMDが埋め込まれた場合でも患者によって異なることがある。したがって、これらの両立性レベルの違いが大きいことがある。そのため、実装前に両立性レベルを正確に決定することができない。要するに、AIMDを特定の患者に固有に埋め込むことにより、患者内においてAIMDの固有の構成(すなわち、幾何学的配置)を生じ、その結果、医用イメージング・スキャナとの両立性レベルが固有になる。
したがって、埋め込まれたAIMDと医用イメージング・スキャナの両立性レベルを定義するときに、特定の患者内におけるAIMDの実際に埋め込まれた構成に関するデータを利用できるようにすると有益である。更に、特定の患者内に実際に埋め込まれたAIMDの構成および/またはそれから定義された両立性レベルに関するデータが、AIMDと医用イメージング・スキャナ間で容易に交換されると有益である。さらに、AIMDが医用イメージング・スキャナと通信を開始する前でも、そのような構成データをAIMDに記憶し、それにより、そのような通信が始まるときに、記憶されたデータを通信する準備ができ、これにより定義すべき両立性レベルをきわめて迅速かつ効率的に定義できると有利である。
このような問題は、1つの非限定的な例示的実施形態において、AIMD(例えば、心臓ペースメーカ)と医用イメージング・スキャナ(例えば、MRIシステム)との間に双方向通信リンクを作成し、この双方向通信リンクを用いて情報を交換して、AIMDおよび医用イメージング・スキャナの許容動作モードを決定することによって解決される。より詳細には、AIMDと医用イメージング・スキャナとの間で情報を交換して、AIMDと医用イメージング・スキャナの動作が「安全」動作レベルを満たすかどうかを決定してもよい。そして、「安全」動作レベルを満たす場合には、医用イメージング・スキャナの更なる動作を有効にしてもよい。「安全」動作レベルを満たさない場合には、医用イメージング・スキャナおよび/またはAIMDの動作(または、少なくとも何らかの機能)を無効にしてもよい。双方向通信リンクを介して情報を交換し、さらにこの情報を処理することで、医用イメージング・スキャナによって実行されるスキャン中に患者の安全性とシステムの性能を高めることができる。交換された情報は、患者病歴記録の更新を可能にしかつ将来のスキャン設定および/または将来の製品開発を最適化するために、AIMDおよび/または医用イメージング・スキャナに保存されてもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムで使用するためのAIMDが、集積回路と、集積回路に動作可能に結合された双方向通信インタフェースとを含む。双方向通信インタフェースは、MRIシステムと情報を通信して、AIMDとMRIが許容動作モードで動作しているかどうかを判定してもよい。この判定は、MRIシステムによるAIMDの実際の動作の結果として経験的に導き出されてもよい。また、この判定は、動作がAIMD、MRIシステムおよび/または患者の少なくとも1つの動作パラメータの限度を満たすかどうかの判定を含んでもよい。この限度は、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所の限度、またはMRIシステムの磁場またはRF磁場の出力レベルの限度に関連してもよい。
AIMDは、更に、MRIシステムの傾斜磁場を検出するためのセンサ(例えば、較正ピックアップ・コイル)を含んでもよい。センサは、センサによって検出された傾斜磁場に基づいてMRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所を決定する集積回路に動作可能に結合されてもよい。AIMDの通信インタフェースは、AIMDの位置決めされた場所に関する情報をMRIシステムに通信してもよい。あるいは、AIMDの通信インタフェースは、検出された傾斜磁場に関する情報をMRIシステムに通信してもよい。それにより、MRIシステム(AIMD自体と対照的に)は、傾斜磁場によって検出された情報に基づいてMRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所を決定することができる。また、集積回路は、センサによって検出された傾斜磁場に対するセンサの強度または暴露率が許容可能な動作限度内にあるかどうかを判定してもよい。
AIMDは、更に、MRIシステムのRF磁場を検出するためのセンサを含んでもよい。RFセンサは、センサによって検出されたRF磁場の出力レベルまたはそれに対する暴露率が許容動作限度内にあるかどうかを判定する集積回路に動作可能に結合されてもよい。あるいは、通信インタフェースは、検出されたRF磁場に関する情報を通信してもよい。それにより、MRIシステム(AIMD自体とは対照的に)は、センサによって検出されたRF磁場の出力レベルまたはそれに対する暴露率が許容動作限度内にあるかどうかを判定することができる。
AIMDは、更に、限度が満たされないときに警報音信号を生成する警報器を含んでもよい。また、集積回路は、動作限度が満たされないときに警報信号を生成してもよく、通信インタフェースは、警報信号に関する情報をMRIシステムに通信してMRIシステムの動作を無効にしてもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムで使用するためのAIMDは、動作パラメータを検出するセンサと、センサに動作可能に結合された集積回路とを含み、集積回路は、検出された動作パラメータが非許容状態になったと集積回路が判断したときに警報信号を生成してもよい。ここでいう非許容状態は、AIMDの許容不能な場所としてもよい。代替または追加として、検出動作パラメータは、AIMDの少なくとも1つの構成要素の温度でもよく、非許容状態は、温度がしきい値を超えることとしてもよい。代替または追加として、検出動作パラメータは、AIMDの構成要素の変化でもよく、非許容状態は、変化の量がしきい値を超えることとしてもよい。代替または追加として、検出動作パラメータは、MRIシステム内の患者の特性の変化でもよく、非許容状態は、変化量がしきい値を超えることとしてもよい。代替または追加として、検出動作パラメータは、MRIシステムの傾斜磁場またはRF磁場への暴露レベルでもよく、非許容状態は、露出レベルがしきい値を超えることとしてもよい。代替または追加として、検出動作パラメータは、MRIシステムの傾斜磁場またはRF磁場に対する暴露率でもよく、非許容状態は、露出率がしきい値レベルを超えることとしてもよい。警報信号は、警報音信号を含んでもよい。AIMDは、集積回路に動作可能に結合され、警報信号に関する情報をMRIシステムに通信してMRIシステムの操作を無効にする双方向通信インタフェースを含んでもよい。AIMDは、検出動作パラメータが非許容状態になったことを集積回路が判定したときに、それ自体の動作の1つまたは複数を無効にしてもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、医用システムは、MRIシステムと、MRIシステムに動作可能に結合された双方向AIMD通信インタフェースとを含む。双方向AIMD通信インタフェースは、AIMDと双方向に情報を通信して、AIMDとMRIシステムが許容動作モードで動作しているかどうかを判定することができる。この判定は、AIMDによるMRIシステムの実際の動作の結果として経験的に導き出されてもよい。この判定は、AIMD、MRIシステムおよび/または患者の少なくとも一方の動作パラメータの限度が満たされたかどうかの判定を含んでもよい。また、この限度は、MRIシステムの磁場の強度レベルまたはその露出率の限度に関連してもよく、MRIシステムのRF磁場に対する暴露率の出力レベルの限度でもよい。
また、限度は、AIMD構成要素の温度、AIMD構成要素の特性の変化および/または患者特性の限度に関連してもよい。また、限度は、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所の限度に関するものでもよい。また、通信された情報は、MRIシステムのディスエーブル信号を含んでもよい。また、MRIシステムは、AIMDから通信インタフェースによって受け取った情報に基づいてディスエーブル信号を生成してもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、医用システムは、MRIシステムと、MRIシステムに動作可能に結合された双方向AIMD通信インタフェースとを含み、双方向AIMD通信インタフェースは、AIMDと情報を双方向に通信して、MRIシステムの動作を有効にすべきか無効にすべきかを判定してもよい。通信された情報は、警報状態に関する情報を含んでもよく、警報状態に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが決定されてもよい。
また、通信される情報には、MRIシステムの磁場またはRF磁場へのAIMDの非許容暴露に関する情報を含んでもよく、磁場へのAIMDの非許容暴露に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることを判定してもよい。
また、通信される情報は、MRIシステムのRF磁場へのAIMDの非許容暴露に関する情報を含んでもよく、RF磁場へのAIMDの非許容暴露に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが決定されてもよい。代替または追加として、通信される情報は、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの許容できない場所に関する情報を含んでもよく、AIMDの許容できない場所に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが判定されてもよい。代替または追加として、通信される情報は、AIMDの少なくとも1つの構成要素の許容できない温度に関する情報を含んでもよく、許容できない温度に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが決定されてもよい。代替または追加として、通信される情報は、AIMDの少なくとも1つの構成要素の許容できない変化に関する情報を含んでもよく、許容できない変化に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが決定されてもよい。代替または追加として、通信される情報は、患者の特性の許容できない変化に関する情報を含んでもよく、許容できない変化に関する情報に基づいて動作を無効にすべきであることが決定されてもよい。
また、通信される情報は、AIMDによって提供されたトリガ信号に関する情報を含んでもよく、MRIシステムは、動作をトリガ信号によって有効にすべきであると判定してもよい。トリガ信号は、患者の生理的状態に基づいて決定されてもよい。患者の生理的状態は、患者のQRST複合波に関するものでよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムと、AIMDと双方向に通信するように配置された双方向AIMD通信インタフェースとを含むシステムの作動方法は、AIMDと双方向に情報を通信して、双方向通信された情報の少なくとも一部分としてAIMDから受け取った情報を処理し、AIMDとMRIシステムが、処理情報に基づいて許容動作モードで動作しているかどうかを判定する。
許容動作モードは、AIMDとのMRIシステムの動作の結果として経験的に導き出されてもよい。許容動作モードの決定は、AIMD、MRIシステムおよび/または患者の少なくとも1つの動作パラメータの限度が満たされたかどうかの判定を含む。限度は、MRIシステムの磁場への強度レベルまたは暴露率の限度、MRIシステムのRF磁場への出力レベルまたは暴露率の限度、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所の限度、AIMDの少なくとも1つの構成要素の温度の限度、AIMDの少なくとも1つの構成要素の変化の限度、患者の特性の変化の限度に関連してもよい。
受け取った情報は、MRIシステムの傾斜磁場に基づいて決定されたMRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所に関連してもよい。MRIシステム(AIMD自体と対照的に)は、AIMDから通信インタフェースによって受け取った情報に基づいてMRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所を決定してもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムと、AIMDと双方向に通信するように配置された双方向AIMD通信インタフェースとを含むシステムの作動方法が、双方向AIMD通信インタフェースを使用して、非許容動作条件を示す情報をAIMDから受け取り、受け取った情報を処理し、処理した情報に基づいてMRIシステムの動作を無効にする。非許容動作条件は、MRIシステムの磁場またはRF磁場へのAIMDの暴露過多に関するものでもよい。代替または追加として、非許容動作条件は、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの場所に関するものでもよい。代替または追加として、非許容動作条件は、AIMDの少なくとも1つの構成要素の温度に関するものでもよい。代替または追加として、非許容動作条件は、AIMDの少なくとも1つの構成要素の変化に関するものでもよい。代替または追加として、非許容動作条件は、患者の特性の変化に関するものでもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムと、AIMDと双方向に通信するように配置された少なくとも1つの双方向AIMD通信インタフェースとを含むシステムの作動方法は、双方向AIMD通信インタフェースを使用して少なくとも1つのAIMDから、MRl装置を動作させるためのトリガ信号を含む情報を受け取り、受け取った情報を処理し、トリガ信号に基づいてMRIシステムのMRI動作を有効にする。受け取った情報は、患者の生理的状態に関するものでよく、MRI動作を有効にすることは、患者の生理的状態によりMRI動作を調整することを含んでもよい。患者の生理的状態は、患者のQRST複合波に関するものでよい。
別の非限定的な例示的実施形態において、MRIシステムと双方向AIMD通信インタフェースとを有するシステムの作動方法が、AIMD通信インタフェースを使用してAIMDと情報を双方向に通信し、通信された情報のAIMD通信インタフェースによって受け取られた情報を処理し、処理された情報に基づいてMRIシステムの動作を有効にするか無効にするかを決定する。MRIシステムの動作は、AIMDとAIMD通信インタフェース間の情報の通信が、所定の時間期間検出されない場合に無効にされてもよい。通信される情報は、後で通信される情報が機密データを含まないように、通信プロトコルに関する情報を含んでもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、医用システムは、(i)MRIシステムと、(ii)AIMD通信インタフェースとを含み、AIMD通信インタフェースはMRIシステムに動作可能に結合され、リードを有するAIMDと情報を通信する。通信される情報は、患者内におけるリードの構成に関するデータを含む。AIMDのリードは、ループ領域を画定してもよく、患者のリードの構成に関するデータは、ループ領域のサイズおよび/または位置を含むことができる。患者のリードの構成に関するデータは、リードと患者の身体の少なくとも一部分との図的表現(X線など)に対応するデータを含むことができる。AIMDからAIMD通信インタフェースによって受け取られた情報は、患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいてAIMDによって決定されたMRIシステムの少なくとも1つの動作パラメータの限度を示す情報を含むことができる。AIMDが限度を決定する代わりに、MRIシステムが、患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいて限度を決定してもよい。この限度は、MRIシステムの磁場および/またはRF磁場の強度レベルの最大限度に関するものでもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムと、リードを有するAIMDと通信するように配置されたAIMD通信インタフェースとを有するシステムの作動方法は、(i)AIMDと情報を通信するステップと、(ii)AIMDから受け取ったデータを、通信された情報の少なくとも一部分として処理するステップとを含み、通信された情報は、患者内におけるリードの構成に関するデータを含む。AIMDのリードは、ループ領域を画定してもよく、患者内におけるリードの構成に関するデータは、ループ領域のサイズおよび/または位置を含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータは、リードと患者の身体の少なくとも一部分との図的表現(X線など)に対応するデータを含んでもよい。AIMDから受け取った通信された情報は、患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいてAIMDによって決定されたMRIシステムの少なくとも1つの動作パラメータの限度を示す情報を含んでもよい。AIMDが限度を決定する代わりに、MRIシステムが、患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいて限度を決定してもよい。限度は、MRIシステムの磁場および/またはRF磁場の強度レベルの最大限度に関するものでもよい。
別の非限定的な例示的実施形態では、MRIシステムと共に使用するための少なくとも1つのリードを有する能動型埋め込み医療機器(AIMD)が、(i)患者内におけるリードの構成に関するデータを処理する集積回路と、(ii)集積回路に結合され、MRIシステムと情報を通信する通信インタフェースとを含み、通信される情報は、患者内におけるリードの構成に関するデータおよび/または患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいて決定されたMRIシステムの少なくとも1つの動作パラメータの限度を含む。AIMDのリードは、ループ領域を画定してもよく、患者内におけるリードの構成に関するデータは、ループ領域のサイズおよび/または位置を含んでもよい。患者内におけるリードの構成に関するデータは、リードと患者の身体の少なくとも一部分との図的表現(X線など)に対応するデータを含んでもよい。通信される情報は、限度に関するデータを含んでもよく、この限度は、患者内におけるリードの構成に関するデータと、MRIシステムから受け取った通信された情報とに基づいてAIMDの集積回路によって決定される。AIMDの通信インタフェースによって受け取られた、MRIシステムから通信された情報は、限度を示す情報を含んでもよく、この限度は、患者内におけるリードの構成に関するデータに基づいてMRIシステムによって決定される。限度は、MRIシステムの磁場および/またはRF磁場の強度レベルの最大限度に関するものでよい。
例示的実施形態の以上その他の利点は、添付図面と共に以下のより詳細な説明を注意深く検討することによって、より完全に理解され評価されるであろう。
図1は、1つの非限定的な例示的実施形態により使用されることがある例示的なAIMDシステムを示す。AIMDシステムは、コンピュータ・システム21、AIMD通信インタフェース22、AIMDアンテナ23を含むMRIシステム受信構成要素と双方向に通信する(例えば、対立的なMRI環境におけるMRI/AIMDアクティビティを具体的に調整するために)AIMD10を含む。コンピュータ・システム21は、後述されるようなMRIシステム機能を制御するコンピュータ・システムのうちの1つでよい。あるいは、コンピュータ・システム21は、MRIシステムのコンピュータと通信する別のコンピュータ・システムでよい。
MRIシステムについては後で詳述するが、コンピュータ・システム21が、X線システムやCTスキャンシステムなどであるがこれらに限定されない代替医用イメージング・スキャナ・システムの一部でもよく、その代替医用イメージング・スキャナ・システムと通信してもよいことは理解されるであろう。また、図1では、AIMD10として心臓ペースメーカを示すが、代わりにAIMDシステムに別のタイプのAIMDを使用してもよいことを理解されよう。これらの他のタイプのAIMDの例には、神経刺激器、細動除去器、聴力インプラント、および埋め込み式薬剤またはインシュリン・ポンプ、ならびにこれらの例への任意の付属品があるが、これらに限定されない。
AIMD通信インタフェース22とAIMD10は、無線双方向通信リンクを確立してもよい。この双方向通信リンクにより、AIMD通信インタフェース22は、その対応するAIMDアンテナ23によってAIMD10と情報を交換する(すなわち、送信と受信の両方を行う)。交換される情報には、例えば、AIMDまたはMRIシステムの識別情報(例えば、モデル、製造業者、ハードウェア/ソフトウェア・バージョン情報)、AIMDまたはMRIシステムの動作限度、検出動作パラメータ、患者情報、特定のAIMD、MRIシステムおよび/または患者と相互に影響し合う可能性のある潜在的に対立的な装置または環境の識別、後の通信を管理する通信プロトコル情報、ならびに受信者装置がプログラミング機能を実行することを可能にする情報がある。あるいは、双方向通信リンクは、MRI/AIMDアクティビティ(例えば、AIMDまたはMRIシステムの識別情報、AIMDのまたはMRIシステムの動作限度、検出動作パラメータ、患者情報、特定のAIMD、MRIシステムおよび/または患者と対話する場合がある潜在的に対立的な装置または環境の識別)を調整するために情報を特定的または排他的に交換してもよく、受信側装置がプログラミング機能を実行することを可能にする情報などの他の情報が、別の双方向通路を介して通信される。
AIMD10は、ICチップ11、双方向通信インタフェース12、センサ13a〜13n、警報器14、リード15、電極16、バッテリ17およびアンテナ18を含むことができる。ハウジング(一般に、金属素材で作成された)が、ICチップ11、双方向通信インタフェース12、センサ13a〜13nのうちの1つまたは複数、警報器14、バッテリ17、およびアンテナ18を密封してもよい。しかしながら、1つまたは複数のセンサ13a〜13n、警報器14およびアンテナが、ハウジングの外側に部分的に配置されてもよく全体的に配置されてもよい(例えば、ハウジング自体の外側面に取り付けられてもよい)。また、バッテリ17が、MRIシステムの傾斜磁場と誘導ループの相互作用により充電されるように、AIMDハウジングの外部に誘導ループが配置されてもよい。
ICチップ11は、プロセッサ11aと、データおよび実行可能な制御命令を記憶するためのメモリ(図1に示したようなROM11bとRAM11c)を含む。ICチップ11のプロセッサ11aは、データの受信、取り出し、書き込み、処理、送信などの様々な機能を実行するために制御命令を実行する。ICチップ11のメモリ11b〜11cに記憶されたデータには、例えば、識別や病歴情報などの患者情報、AIMD10および/または患者の対立的な環境を生じさせる可能性のあるMRIシステムの識別、装置履歴または修理記録情報、装置識別情報、構成データがある。ICチップ11のメモリ11b〜11cは、MRIシステムのステップ、操作またはパラメータを記述する任意の情報、センサ13a〜13nによって検出される任意の情報など、MRIシステムから受信した任意の情報を保存することができる。
ICチップ11のメモリ11b〜11cに記憶されたデータは、不正な改竄を防ぐために標準的な技術によって暗号化されてもよい。また、ICチップ11のメモリ11b〜11cに記憶されたデータは、MRIシステムとの将来の通信を管理する通信プロトコルを含んでもよい。例えば、通信プロトコルは、AIMD10とMRIシステムによって通信され実行された後で、AIMD10が機密の患者情報を送信しないように、またはMRIシステム内のAIMD10が特定の期待値を満たすことを保証するように、双方向通信リンクを介した通信を管理してもよい。
AIMD10のプロセッサ11aは、MRIシステムの動作を妨げる可能性のある特定の稼働中のAIMD機能を無効にしてもよい。例えば、プロセッサ11aは、特定の手順が完全または部分的に終了したという通知を受け取るまで受動的な最低動作状態になることをAIMD10に要求してもよく、かつ/または、さらに他のAIMD動作を実行する前(例えば、MRIスキャンとMRIスキャンの間)に更に他の通信を要求してもよい。次に、AIMD10とMRIシステムは、「ハンドシェイク」を行って、両方の装置がさらに他の動作の準備ができていることを確認してもよい。稼働中のAIMD機能の1つまたは複数の無効化は、例えば、許容可能な限度以外のセンサ13a〜13nによって検出される動作パラメータの1つまたは複数をトリガにして行われてもよい。
AIMDのアンテナ18は、導電材料で作成されてもよく、AIMDアンテナ23の同じ搬送周波数に同調される。搬送周波数は、双方向通信リンクを介した通信がAIMD10および/またはMRIシステムの他の動作を妨げないように設定される。通常の動作中に、ICチップ11は、AIMD通信インタフェース22との間でデータを送受信するために、AIMD通信インタフェース22からの搬送波場(carrier field)を変調または復調してもよい。次に、AIMD通信インタフェース22に戻されたデータが、コンピュータ・システム21に通信されてもよい。
リード15は、電極16が患者の心臓内に配置されるように、患者の静脈または動脈に挿入されたワイヤを有する。リード15は、AIMD10によって生成された電気パルスを電極16を介して患者の心臓に送って、心臓を正常レートで拍動させてもよい。なお、図1には単一のリード15だけが示されているが、AIMD10のハウジングから患者の心臓の様々な部分に至る複数のリードが延在してもよいことを理解されよう。
センサ13a〜13nは、AIMD10、MRIシステムおよび/または患者の種々の動作パラメータを検出してもよい。例えば、少なくとも1つのセンサ13a〜13nを利用して、MRIシステムによって放射されたRF磁場、MRIシステムによって放射された傾斜磁場、MRIシステムによって放射された静磁場、AIMD10の1つまたは複数の構成要素(ケース、リード15、および/または電極16)の温度、リードの変化、ならびに/または心拍数、QRST複合波、心拍、および/または患者特性の変化(例えば、組織破損および/または患者体温の変化)を含む患者の特性を検出してもよい。なお、図1は、AIMD10のハウジング内に配置された各センサ13a〜13nを示すが、これらのセンサがハウジングの外部にあってもよいことを理解されよう。例えば、リード15および/または電極16にはどのセンサが組み込まれてもよい。また、複数の動作パラメータを測定するためにセンサ13a〜13nのどれが利用されもよく、監視する必要があるパラメータの数により、図1に示したセンサより多いかまたは少ないセンサがあってもよいことを理解されよう。
一例として、センサ13a〜13nの1つまたは複数が、MRIシステムの磁場の強度を検出するための小さなピックアップ・コイルを備えてもよい。ピックアップ・コイルは、磁場の強度に対応する誘導信号を生成するように較正されてもよい。MRIシステムによって放射された傾斜磁場により、MRIシステムのイメージング・ボア内の様々な場所が異なる磁場強度を受ける。したがって、較正ピックアップ・コイルからの誘導信号は、MRIシステムのイメージング・ボア内の様々な場所で異なる磁場強度により異なる。ICチップ11は、誘導信号(例えば、誘導信号の振幅)とその較正を利用して、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMD10の位置を決定することができる。すなわち、ICチップ11は、較正ピックアップ・コイルの誘導信号を利用して、MRIシステム・イメージング・ボア内のAIMD10の相対距離推定値(例えば、イメージング・ボアの中心からの距離)を決定することができる。AIMD10の決定された位置に基づいて、ICチップ11は、AIMD10が許容位置内にあるかどうかを決定することができる。したがって、較正ピックアップ・コイルによって検出された磁場強度に基づいて、AIMDがMRIシステムのイメージング・ボアの許容領域内(または、非許容領域外)にあるかどうかを決定することができる。これは、特に、患者の身体の複数の位置が画像化されるMRIスキャンに有効である。AIMD10の決定された各位置は、許容範囲に基づいて変更されてもよい。したがって、AIMD動作は、MRIシステムのイメージング・ボア内の特定領域に包括的または排他的に限定されてもよい。
別の例として、センサ13a〜13nのうちの1つのまたは複数が、MRIシステムによって放射されたRF磁場を検出してもよい。検出されたRF磁場に基づいて、ICチップ11は、AIMDおよび/または患者のRF磁場への暴露レベルおよび/またはRF磁場の暴露率を決定することができる。ICチップ11は、次に、RF磁場へのAIMD10の出力レベルまたは暴露率がAIMD10の動作限度内にあるかどうかを判定することができる。詳細には、ICチップ11は、AIMD10のRF磁場への暴露レベルまたは暴露率を計算し、これらのパラメータのいずれかまたは両方を、それぞれの動作限度またはしきい値と比較してもよい。例えば、RF磁場への暴露レベルおよび/または暴露率が、動作限度(例えば、予測線量測定しきい値)を超えた場合は、さらに、警報を発して医療関係者に警告しかつ/またはMRIシステムおよび/またはAIMD機能の動作を自動的に停止するなどの更に他の処理を実行してもよい。このようにして、AIMD10は、それ自体の線量測定を個々に計算し、次に線量測定が許容動作限度内にあるかどうかを判定することができる。あるいは、AIMD10は、それ自体の線量測定値をその双方向通信インタフェース12とアンテナ18によってMRIシステムに送り、MRIシステムは(AIMD10自体とは対照的に)、AIMDの線量測定値が許容限度内にあるかどうかを判定してもよい。次に、MRIシステムは、例えば、計算された線量測定値が許容限度を満たさない場合にMRIプロセスを無効にすることができる。MRIシステムへのAIMDの線量測定情報の通信と、受け取った線量測定情報のMRIシステムの処理はリアルタイムで実行されてもよく、それによりMRIシステムの操作者に迅速な通知が提供される。AIMDの実際の線量測定値に関する通信情報に加えて、許容できない暴露レベルまたは暴露率のRF磁場をAIMD10および/または患者が受けているかどうかを実際の線量測定と比較して判定するために利用される動作限度および/または範囲が通信されてもよい。以上の考察で述べたセンサは、AIMD10の暴露レベルまたは暴露率がRF磁場の線量測定値限度を超えているかどうかを判定するが、代替として、このセンサは、許容できない暴露又は暴露率の磁場(例えば、傾斜磁場および/または静磁場)があるかどうか、または他の何かの検出パラメータが許容できないレベルにあるかどうかを判定するために利用されてもよいことを理解されたい。
別の例として、AIMD10およびMRIシステムは両方とも、動作が許容限度内にあるかどうかを判定することができる。次に、そのような判定結果が互いに比較され、それによりフェール・セーフチェックが作成されてもよい。例えば、AIMD10とMRIシステムによる判定が互いに異なる場合にMRIプロセスが無効化されてもよく、あるいは、AIMD10およびMRIシステムによる両方の判定が許容限度外の動作を示す場合だけMRIプロセスが無効化されてもよい。
更に別の代替例として、1つまたは複数のセンサ13a〜13nが、患者の生理的状態(例えば、QRST複合波(QRST complex)および/または心拍数)を検出してもよい。他の検出動作パラメータと同様に、これらの状態を許容可能な動作限度または範囲と比較して、許容できない動作モードまたは状態が存在するかどうかを判定することができる。また、ICチップ11は、患者の生理的状態(例えば、患者のQRST複合波)に応じてMRIシステムの動作を調整するために、患者情報を利用してMRIシステムにトリガ信号を提供してもよい。ICチップ11によって生成されたトリガ信号は、MRIシステムの動作を可能にするために、双方向通信インタフェース12とアンテナ18を介してMRIシステムに送られる。
警報器14は、AIMD10および/またはMRIシステムの許容動作モードが存在しない場合に警報音を発してもよい。例えば、警報器14は、センサ13a〜13nの1つまたは複数によって検出された動作パラメータの1つまたは複数がそれぞれの許容可能な動作限度または範囲の外にあるとICチップ11が判断した場合に、MRIシステムの操作者や他の医療関係者に許容不能状態の通知を提供する警報音を生成してもよい。例えば、警報器14は、AIMDのセンサ13a〜13nの1つまたは複数が強すぎる磁場またはRF磁場を検出した場合、AIMD10の1つまたは複数の構成要素が過熱している場合、かつ/またはAIMD10、患者またはMRIシステムの特性の1つまたは複数の変化が大き過ぎる場合に、警報音を生成してもよい。あるいは、警報として、センサ13a〜13nの1つまたは複数によって検出された動作パラメータの1つまたは複数が許容可能であることを示す信号が提供されてもよい。すなわち、警報器14は、(非許容モードではなく)許容動作モードを示してもよい。
MRIシステムの操作者は、警報器14から生成された警報音を聞いた後で、MRIシステムの1つまたは複数の機能を手動で無効にしてもよい。あるいは、患者が警報を聞いて、(例えば、空気駆動式圧搾弁を搾ることにより)MRIシステムの操作者にMRIプロセスを無効にするように知らせてもよい。それにより患者は、停止プロセスに関わることができる。更に別の代替として、ICチップ11は、許容できない動作モードが決定されたときに、双方向通信インタフェース12とアンテナ18を介してディスエーブル信号をMRIシステムにリアルタイムで通信してもよい。これにより、MRIシステムは、双方向通信インタフェース12とアンテナ18を介してAIMD10から通信された信号により自動的に無効化されてもよい。これにより、MRIシステムは、直ちにその動作を停止することができる。
AIMD10は、警報信号を生成するのではなく、関連情報(例えば、センサ13a〜13nによって検出された動作パラメータおよび必要に応じて対応する動作限度または範囲)をMRIシステムに通信してもよい。それにより、MRIシステム(AIMD10自体ではなく)が、許容動作モードが存在するかどうかを判定することができる。許容動作モードが存在しない場合、MRIシステムは、その動作の1つまたは複数(あるいはすべて)を自動的に無効にし、かつ/または動作を手動で無効化するためにMRIシステムの操作者に聴覚または視覚警報信号を提供してもよい。
ICチップ11は、AIMD10とMRIシステム間の双方向通信リンクが有効であることを常時確認してもよい。例えば、AIMD10のICチップ11が、AIMD10とMRIシステムが所定の期間互いに通信しているかどうかを判定してもよい(例えば、AIMD10とMRIシステムが、10ミリ秒ごとまたは別の定期的な時間周期で互いに「ピング(pinging)」する)。通信リンクが有効であることをICチップ11が確認しない場合には、ICチップ11は、警報器14が警報音を出す警報信号を生成するか、生成された警報信号を双方向通信インタフェース12を介してMRIシステムに通信してもよい。それにより、MRIシステムは、聴覚または視覚警報を生成するか、MRIシステムの1つまたは複数の動作を直ちに無効にすることができる。別の例として、(AIMD10ではなく)MRIシステムが、双方向通信リンクが有効でなくなったことを判定してもよい。この判定に基づいて、MRIシステムは、それ自体の機能の1つまたは複数を自動的に無効にしてもよく、MRIシステムの操作者に通知を提供してもよい。
図2は、MRIシステムとAIMDシステムを含む例示的なシステム(医用システム)の主な構成要素の概略図である。この例示的なシステム内のAIMDシステムは、図1に示したAIMDシステムによって実施されてもよい。MRIシステムは、静磁場コイル31、傾斜磁場コイル41、RF送信コイル51(または、RF送信コイルのアレイ)、およびRF受信コイル61を含む。コンピュータ・システム21は、傾斜磁場コイル41、RF送信コイル51、およびRF受信コイル61をそれぞれ対応する傾斜磁場生成ユニット43、RF送信ユニット53およびRF受信ユニット63により制御する(また、状況によっては、ユニット33を介して静磁場コイル31と関連した制御が行われてもよい)。コンピュータ・システム21は、また、表示装置71上にMRI用途に起因する表示を生成することができる信号処理ユニット73と通信する。
静磁場コイル31は、強力(例えば、0.5T、1.5Tまたは3.0T)な均一磁場を生成する。傾斜磁場コイル41は、傾斜磁場生成ユニット43から適切な出力を受け取ると、直交する3方向に傾斜磁場を放射する。RF送信コイル51は、RF送信ユニット53の動作によって、患者組織の細胞核を励起するRF磁場を、画像化ボリューム内のNMRに放射する。RF送信コイル51から放射されるRF磁場の周波数は、例えば63.6MHzまたは127MHzと等しい周波数F0を有してもよい。使用される特定の周波数F0は、大部分、静的な均一磁場の強度によって決まる。RF受信コイル61は、NMR患者組織核からRF核磁気共鳴応答信号を受け取る。信号処理ユニット73は、受け取ったRF核磁気共鳴信号を利用して、表示装置71上に表示される画像を生成する。
図2に示したシステムは、MRIシステムに加えて、図1に示したAIMDシステムの実施態様を含む。詳細には、このシステムは、AIMDアンテナ23a,23bをそれぞれ有する2つのAIMD通信インタフェース22a,22bを含む。AIMD通信インタフェース22a,22bはそれぞれ、コンピュータ・システム21に接続される。図1に示したシステムは、2つのAIMD通信インタフェース22a,22bを含むが、当業者は、必要とされるAIMD動作範囲の程度により、1つだけまたは3つ以上のAIMD通信インタフェースを利用できることを理解するであろう。必要とされるAIMD検出範囲は、単に、一般にMRIイメージングが行われるMRIイメージング・トンネル(長さ約1〜2メートル)と重なってもよく、近傍領域まで延在するかまたは十分に越えてもよい。
通信インタフェース22a,22bとAIMD10は、同じ動作周波数に同調される。AIMD通信インタフェース22a,22bは、対応するAIMDアンテナ23a,23bによって情報を交換するために、AIMD10と双方向通信リンクを確立する。前述のように、交換される情報には、例えば、AIMDまたはMRIシステムの識別情報(例えば、モデル、製造業者、ハードウェア/ソフトウェア・バージョン情報)、AIMDのまたはMRIシステム動作限度、検出動作パラメータ、患者情報、特定のAIMD、MRIシステムおよび/または患者と相互に影響し合う可能性のある潜在的に対立的な装置または環境の識別、後の通信を管理する通信プロトコル情報、ならびに受信者装置がプログラミング機能を実行することを可能にする情報がある。
コンピュータ・システム21に記憶されたデータは、不正な改竄を防ぐために標準的な技術によって暗号化されてもよい。また、コンピュータ・システム21に記憶されたデータは、AIMD10との将来の通信を管理する通信プロトコルを含んでもよい。例えば、通信プロトコルは、AIMD10とMRIシステムによって通信され実行された後、AIMD10が機密の患者情報を送信しないことを保証し、またはMRIシステム内のAIMD10が特定の期待値を満たすことを保証するように、双方向通信リンクによる通信を管理してもよい。コンピュータ・システム21は、AIMD10から受信したどのデータを記憶してもよい。
コンピュータ・システム21は、MRIシステムの動作機能の1つまたは複数(または、すべて)を無効にしてもよい。例えば、コンピュータ・システム21は、AIMD10から、MRIシステム、AIMD10および/または患者が非許容動作モードになっていることを示す信号を受け取ると、MRIシステムの1つまたは複数(または、すべて)の動作を自動的に直ちに停止してもよい。あるいは、コンピュータ・システム21は、MRIシステム、AIMD10および/または患者が非許容動作モードにあることを示す信号をAIMD10から受け取ると、MRIシステムの操作者に対して、MRIシステムの1つまたは複数の(または、すべて)の動作を手動で無効にする聴覚および/または視覚(例えば、表示装置71により)通知を提供してもよい。
図3は、図2に示したシステムの特定の構成要素の1つの例示的実施態様を示す。詳細には、この実施形態の静磁場コイル31は、円筒形状35に形成される。円筒形状35は、患者が台39によって滑り込まされるイメージング・ボア(またはトンネル)37を画定する。AIMDアンテナ23aおよび23bは、円筒形状35の一部分に取り付けられてもよい。
AIMD10が、AIMDアンテナ23a,23bの1つまたは複数の通信距離内にあるとき、AIMD10との無線双方向通信リンクが確立されてもよい。AIMDの通信距離は、ボア37とその近くの領域によって画定されたイメージング領域の全体または一部分を含むことができる。したがって、AIMDの通信距離は、少なくとも、MRIシステムの静磁場、傾斜磁場およびRF磁場と重なることになる。
図4は、図1〜図3に示したシステムを使用して実行することができる非限定的な例示的プロセス100を示す。このプロセスにより、MRIシステムとAIMDが許容の動作モードかどうかを検出することができる。例えば、MRIシステムおよび/またはAIMDが、少なくとも1つの動作パラメータ限度内で動作しているかどうかが判定される。動作パラメータ限度内で動作している場合は、MRIシステム動作(例えば、患者のMRIスキャン動作)を許容動作モードの条件下で初期化してもよくかつ/またはAIMDまたはMRIシステムが許容動作を示す信号を生成してもよい。動作パラメータ限度内で動作していない場合は、MRIシステムまたはAIMD自体が警報を生成して、MRIシステムの動作を手動で停止するようにMRIシステムの操作者に警告してしてもよく、またはMRIシステムおよび/またはAIMDの動作を自動的に停止してもよい。MRIシステムおよび/またはAIMDが少なくとも1つの動作パラメータ限度内で動作しているかどうかの判定は、例えば、磁場(例えば、傾斜または静磁場)または、AIMDのRF磁場への暴露レベルまたは暴露率が所定の限度内にあるかどうか、AIMDの場所がMRIシステムのイメージング・ボリュームの特定部分内(または、外)で許容可能かどうか、AIMD(または、その構成要素のうちの少なくとも1つ)が所定の温度範囲内にあるかどうか、および/またはAIMDの監視特性の変化が許容範囲内にあるかどうかの判定を含んでもよい。また、患者がMRIスキャンの適切な候補にならないことを示す場合がある心拍数、QRST複合波、温度、またはこれらのパラメータのいずれかの変化のような患者の監視パラメータを利用して、MRIシステムおよび/またはAIMD10の動作を少なくとも一時的に停止するか、別の動作が始まるのを防ぐか、またはMRIシステムおよび/またはAIMD10で警報を発してもよい。
MRIシステムの動作を始める前に、AIMD10を装着した患者が、MRIシステムのイメージング・ボア(またはトンネル)37内に入れられる(ステップ110)。例えば、AIMD10を装着した患者は、図2〜図3に示したように、台39によって円筒形状35内に滑り込まされる。AIMD10のAIMDアンテナ23a,23bの通信距離は、MRIシステムのイメージング・ボア全体をカバーするように設定されてもよく、その結果、AIMD10がMRIシステムのイメージング・ボア内および/またはその近くの領域内に位置決めされたときはいつでも、AIMD10とMRIシステム間の双方向通信リンクを確立することができる。
次に、コンピュータ・システム21は、AIMD10の継続動作と並行して初期MRIシステム動作を開始する(ステップ120)。初期MRIシステム動作は、「完全」MRIスキャンプロセスでよい。しかしながら、代替として、この初期MRIシステム動作は、MRIシステム機能のすべてを含まなくてもよい。例えば、特に、主要な関心事がAIMD10のRF磁場への暴露過多である場合、コンピュータ・システム21は、傾斜磁場コイル41を駆動することなくRF送信コイル51を駆動してもよい。
次に、AIMD10とMRIシステムは、無線双方向通信リンクを確立してもよい(ステップ130)。ステップ110〜130の順序が固定されないことを当業者は理解するであろう。例えば、患者が台39に乗せられ(ステップ110の一部)、MRIシステムとAIMD間の双方向通信が確立され(ステップ130)、次に患者がボア37に挿入されてもよい(ステップ110の一部)。
前述のように、AIMD10とMRIシステム間の双方向通信リンクにより情報を交換することができ、特に、AIMD10および/またはMRIシステムが許容可能に動作しているかどうかに関する決定を行うことができる。MRIシステムとAIMD10間の双方向通信リンクは、通信リンクを確立するのに適切な要求を送信する装置のうちの1つと、要求を確認し受け入れる他の装置によって確立されてもよい。このように、アンテナ18および23を介して、双方向通信インタフェース12とAIMD通信インタフェース22との間で双方向通信を実行することができる。
MRIシステムとAIMD10との間で通信される情報の最初の部分の1つは、その後の通信を管理するための通信プロトコルである。この通信プロトコルは、双方向通信リンクを介した正常な通信のデータ表現、シグナリング、認証および誤り検出の形式を決定することができる。一例として、通信プロトコルは、通信リンクを介した機密患者情報の通信を制限または防止するような、通信されるデータの限度または制約を定義してもよい。
AIMD10および/またはMRIシステム(例えば、コンピュータ・システム21)は、双方向通信リンクを介した通信を監視してもよい。この監視によって、AIMD10および/またはMRIシステムは、双方向通信リンクがまだ有効であることを確認することができる。例えば、AIMD10とMRIシステムが一定間隔で互いに「ピング」しているかどうかを確認するために継続的に確認がされてもよい(例えば、10ミリ秒ごとに互いにピングするが、当業者は、この一定間隔が、所定の方式で別の間隔に設定されてもよいことを理解するであろう)。通信リンクが有効であることが確認されない場合(ステップ140で「NO」)は、AIMD10および/またはMRIシステムによって警告が出されてもよい(ステップ190)。この警告は、MRIシステムおよび/またはAIMD10に何らかの調整が必要であるという音声または視覚通知をMRIシステムの操作者に提供する。代替または追加として、MRIシステムおよび/またはAIMD10が自動的かつ直ちに無効にされてもよく、修正動作は、MRIシステムおよび/またはAIMDによって自動的に行われてもよく、MRIシステムの操作者によって行われてもよい(ステップ190)。
センサ13a〜13nは、AIMD10、MRIシステムおよび/または患者の種々の動作パラメータを検出することができる(ステップ150)。前述のように、検出動作パラメータには、例えば、MRIシステムによって放射されたRF磁場、MRIシステムによって放射された傾斜磁場、MRIシステムによって放射された静磁場、AIMD10の任意の構成要素(例えば、AIMDのケース、リードまたは電極)の温度特性、患者特性、および前述の動作パラメータの任意の変化がある。
センサ13a〜13nは、検出動作パラメータに関する情報をICチップ11に提供してもよい。ICチップ11は、受け取った情報を処理する(ステップ160)。この処理は、更なる処理のために、受け取った情報をAIMDの双方向通信インタフェース12とアンテナ18を介してMRIシステムに通信することを含んでもよい。この処理(ICチップ11および/またはコンピュータ・システム21による)は、検出動作パラメータを対応する動作限度(例えば、上限および/または下限)と比較して、検出動作パラメータが許容可能な動作を示すかどうかを判定することを含んでもよい。例えば、限定ではなく、MRIシステムによって放射されたRF磁場へのAIMD10の出力レベルまたは暴露率(センサ13a〜13nのうちの1つまたは複数によって検出されたような)が、出力レベルまたは暴露率の上限と比較されてもよい。あるいは、AIMD10が磁場に過度に暴露されたかどうかを判定するために、(センサ13a〜13nのうちの1つまたは複数によって検出されたような)MRIシステムによって放射された磁場(傾斜磁場または静磁場)に対するAIMD10の強度または暴露率が、磁場上限と比較されてもよい。さらに他の例として、AIMD10構成要素(例えば、ケース、リード15または電極16)の検出温度を、対応する動作限度と比較して、これらの構成要素のうちのどれかが過熱しているかどうかを判定することができる。センサ13a〜13nによって検出された動作パラメータのいずれかの変化を特定の動作限度と比較して、非許容動作モードを決定することができる。一般的に、検出動作パラメータの幅広い変化(例えば、患者の組織特性またはAIMD10の構成要素の大きな変化)は、非許容動作モードを示す可能性がある。
最後の例として、AIMD10の場所を対応する限度と比較して、AIMD10が許容範囲内に含まれるかまたはMRIシステム内の非許容位置範囲の外にあるかどうかを判定することができる。前述のように、センサ13a〜13nの1つまたは複数は、検出した磁場強度に基づいて特定の振幅を有する誘導信号を生成するように較正されるピックアップ・コイルを含んでもよい。誘導信号は、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMDの位置を決定するためにICチップ11によって処理されてもよい。したがって、対応する限度との比較により、AIMD10が許容位置にあるかどうかが判定されてもよい。
ステップ160で行われる情報の処理は、全体的にAIMD10のICチップ11によって実行されてもよい。あるいは、センサ13a〜13nによって提供された「未処理データ」を、その処理の際に単純にICチップ11が双方向通信リンクを介してMRIシステムに転送し、その結果、コンピュータ・システム21(ICチップ11ではなく)が、ステップ160の更なる処理を行ってもよい。これにより、必要な処理が、ICチップ11とコンピュータ・システム21に任意の比率に分割されてもよい。また、検出動作パラメータに対応するデータが、双方向通信リンクを介して通信されるだけでなく、検出動作パラメータと比較するために利用される動作限度が、双方向通信リンクを介して通信されてもよい。
これにより、ICチップ11および/またはコンピュータ・システム21は、許容動作モードが達成されたかどうかを判定する(ステップ170)。前に詳細に述べたように、これは、少なくとも1つの検出動作パラメータが、その対応する動作限度を満たすかどうかを判定することによって達成されてもよい。許容動作モードは、これらの比較に基づいて、任意の手法で定義することができる。例えば、1つの検出動作パラメータだけがその対応する動作限度を満たさない場合は、非許容動作モードを決定することができる(ステップ170では「NO」)。あるいは、複数の動作パラメータがその対応する動作限度を満たしてはならないように、非許容動作モードを定義することができる。
非許容動作モードと決定された場合(ステップ170で「NO」)、ICチップ11は、信号を生成して警報器14を作動させてもよい(ステップ190)。この警報器14は、MRIシステムの操作者(および患者)に非許容動作モードを警告する音声信号でよい。次に、MRIシステムの操作者は、非許容動作モードに起因する潜在的な問題を解決するために必要なステップを取ることができる。警報器14を作動させるために生成された信号を提供する代わりに(または、それに加えて)、ICチップ11は、生成された警報信号を、双方向通信リンクによってコンピュータ・システム21に送信してもよい。したがって、コンピュータ・システム21は、送信された警報信号に基づいてMRIシステムの操作者に非許容動作モードの音声または視覚通知を提供してもよく、MRIシステム動作を自動的に無効にしてもよい。この通知に基づいて、MRIシステムの操作者は、必要に応じてMRIシステムを手動で無効にすることを含む、任意の問題を解決するのに必要な修正ステップを取ることができる(ステップ190)。あるいは、MRIシステムまたはAIMD10は、問題を自動的に解決する修正処置を取るようにプログラムされてもよい(ステップ190)。問題を解決する(例えば、AIMDおよび/またはMRIシステムの動作パラメータを、対応する限度を満たすように調整する)修正処置の少なくとも1つの試みが手動および/または自動で行われる場合、動作は、(例えば、ステップ150〜170で、現在調整されたパラメータが許容動作モードを提供するかどうかを監視し決定するために)図4に点線で示したように繰り返しループ式(例えば、少なくとも所定の回数)にステップ150に戻ることができる。
ICチップ11は、警報信号を生成し警報器14に送ることに加えて、AIMD10の1つまたは複数の機能自体を自動的に無効にしてもよい。したがって、ICチップ11は、双方向通信リンクを介してMRIシステムに「ディスエーブル」信号を送って警報を出し、かつ/またはMRIシステムの動作の1つまたは複数を自動的に無効にしてもよい。したがって、MRIシステムおよび/またはAIMD10の無効化(ステップ190)は、AIMD10とMRIシステムが予めすべての動作限度を満たしている状況でも非常停止を提供する。
ディスエーブル・トリガ信号を送信する代わりに、センサ13a〜13nによって検出された「未処理」データおよび/またはこれに対応する限度が、コンピュータ・システム21に通信されてもよい。この場合、コンピュータ・システム21は、非許容動作モードがあると判定することができる。そのような場合、コンピュータ・システム21は、MRIシステムの操作者に音声または視覚警告を提供し、MRIシステム自体を自動的に無効にし、かつ/またはAIMD10に信号を提供してその警報器14を活動化しかつ/またはその機能の1つまたは複数を停止することができる。
許容動作モードが決定された場合(ステップ170で「YES」)、MRIシステムによるさらなる動作が許可される(ステップ180)。例えば、コンピュータ・システム21は、MRIシステムが「完全」スキャンを行うことを可能にしてもよい。MRIシステムによるスキャンは、許容動作モードを決定するときに決定される設定と同じ設定を利用してもよい。したがって、許容動作モードは、「完全」MRIスキャンを実行するために後で使用される同じAIMD10、MRIシステムおよびそれらの許容動作条件を使用して、一意かつ経験的に決定されてもよい。これにより、AIMD10および/または患者の損傷の可能性を最小にすることができる。MRIシステムによるスキャンは、AIMD10からの信号をトリガにして行われてもよく、AIMD10からのデータ(例えば、患者のQRST複合波や拍動などの患者データ)に調整されてもよい。
許容動作モードが決定された場合は(ステップ170で「YES」)、MRIシステム動作を有効にすることに加えて(ステップ180)、警報器14が、許容動作モードを示す信号を発してもよい。すなわち、警報器14は、非許容動作モードではなく許容動作モードの通知を提供するために利用されてもよい。許容動作モードを示す警報器14の音は、非許容モードを示す音と異なってもよい。
したがって、図4に示したプロセスは、許容動作モードが決定された場合(例えば、少なくとも1つの検出動作パラメータが、その対応する動作パラメータ限度を満たす場合)だけMRI応用が始まるように、よりフェイルセーフなシステム動作を提供してもよい。コンピュータ・システム21は、非許容動作モードが決定された場合(例えば、少なくとも1つの検出動作パラメータが、その対応する動作パラメータ限度を満たさない場合)に、MRIスキャンが始まることすら許可しない。MRIスキャンが既に始まっており、非許容動作モードが決定された場合、コンピュータ・システム21は、MRI動作を自動的に直ちに停止するか、MRIシステムの操作者に非許容動作モードの通知を提供することができる。あるいは、非許容動作モードが決定された場合、AIMD10またはMRIシステムからの警報信号が、患者および/またはMRIシステム動作に通知を提供することができる。この通知に基づいて、MRIシステムの操作者は、自分の自由裁量と判断に基づいてMRIを手動で無効にしてもよい。
図5は、非限定的な例示的実施形態により使用されることがあるAIMDシステムを示す。図5に示したAIMDシステムは、図1に示したAIMDシステムの全ての構造と機能を含む。図1のAIMDシステムと同様に、図5のAIMDシステムは、図2〜図3によって示されたMRIシステムと関連して使用されてもよく、図4に示した全ての機能を実行してもよい。図1から複製された図5の参照数字は、同一構造を示し、同一の機能と動作を実行することができる。以下では、図5に示されたAIMDシステムと図1に示されたAIMDシステムとの違いだけを以下に詳細に述べる。
図5に示されたAIMD300は、全ての構造を含み、図1に示されたAIMD10の全ての動作と機能を実行することができる。さらに、AIMD300は、第2の双方向通信インタフェース312と第2のアンテナ318を含むことができる。双方向通信インタフェース312とアンテナ318によって、AIMD300は、第2の双方向通信リンクを確立することができる。この第2の双方向通信リンクは、AIMD300がコンピュータ・システム21と確立する場合がある双方向通信リンクから独立していてもよい。
図5のAIMDシステムは、また、第2のAIMDアンテナ323、第2のAIMD通信インタフェース322および第2のコンピュータ・システム321を含む。コンピュータ・システム321は、X線システム、CTスキャンシステム、更には別のMRIシステムなどの医用イメージング・スキャナを制御するコンピュータ・システムのうちの1つまたは複数でよい。また、図5は、AIMD300として心臓ペースメーカを示しているが、代替として、図5に示したAIMDシステムでは、他のタイプのAIMD、詳細にはリードを有する任意のAIMDを使用できることを理解されたい。
AIMD300のアンテナ318は、導電材料で作成されてもよく、AIMDアンテナ323の同じ搬送周波数に同調されてもよい。搬送周波数は、第2の双方向通信リンクを介した通信が、AIMD10、MRIシステム、コンピュータ・システム321および/または他の双方向通信リンク間の動作を妨げないように設定される。通常の動作の際、ICチップ11は、AIMD通信インタフェース322とデータを交換するために、AIMD通信インタフェース322からの搬送波場を変調または復調してもよい。次に、AIMD通信インタフェース322に送信されたデータは、コンピュータ・システム321に通信されてもよい。
AIMD300とコンピュータ・システム321間に(双方向通信インタフェース312および322と、アンテナ318および323を介して)確立された双方向通信リンクは、無線双方向通信リンクでもよい。この双方向通信リンクによって、コンピュータ・システム321は、AIMD300と無線で情報を交換してもよい(すなわち、送受信する)。交換される情報は、例えば、患者または模型などの他の物体に実際に埋め込まれたAIMD300の構成(すなわち、幾何学形状)に対応するデータを含むことができる。患者に実際に埋め込まれたAIMD300の構成に関するデータには、例えば、ほぼリード15によって取り囲まれたループ領域のサイズおよび/または位置がある。追加または代替として、患者に埋め込まれたAIMD300の構成に関するデータは、リード15(そのリードを含む)と患者の身体の少なくとも一部との図的表現に対応してもよい。この図的表現は、患者に実際に埋め込まれたようなAIMDとそのリードのX線写真および/または患者の身体、AIMDおよびAIMDのリードの場所の少なくとも一部の単純なデジタル表現によって構成されてもよい。なお、単純なデジタル表現とは、例えば、線画や簡略化された図形などでAIMDおよびリードの形状や位置を簡易的に表すことである。追加または代替として、交換される情報は、例えば、患者内におけるAIMDの構成データから決定されたようなAIMDおよび/またはMRIシステムの動作限度を含んでもよい。コンピュータ・システム321とAIMD300間で確立された双方向通信リンクによって交換される他の情報には、AIMD300および/またはコンピュータ・システム321識別情報(例えば、モデル/製造業者、ハードウェア/ソフトウェア・バージョン情報)、検出動作パラメータ、患者情報、特定のAIMDシステム、コンピュータ・システム321および/または患者と相互に影響し合う潜在的に対立的な装置若しくは環境の識別、またはその後の通信を管理する通信プロトコルおよび受信者装置がプログラミング機能を実行することを可能にする情報がある。
前述のように、ICチップ11は、プロセッサ11aと、データおよび実行可能制御命令を記憶するためのメモリ(ROM11bとRAM11c)とを含む。ICチップ11のプロセッサ11aは、データを受け取り、取り出し、書き込み、処理し、送り出すなどの様々な機能を実行する制御命令を実行することができる。例えば、プロセッサ11aは、コンピュータ・システム321との間でデータを送受信する制御命令を実行することができる。AIMD300がコンピュータ・システム321から受け取った任意のデータは、メモリ11bまたは11cに書き込まれ、後でそこからアクセスされてもよい。ICチップ11のメモリ11b,11cに記憶されたデータは、コンピュータ・システム321から受け取ったデータを含み、不正な改竄を防ぐために標準的な技術によって暗号化されてもよい。コンピュータ・システム321からAIMD300が受け取って記憶したデータは、患者に実際に埋め込まれたAIMD300の構成(実際に埋め込まれたAIMDリード15の構成など)に対応するデータを含んでもよい。この受け取って記憶されたデータは、特に、例えば、患者に実際に埋め込まれたようなリード15によってほぼ取り囲まれたループ領域のループ・サイズおよび/または位置(例えば、コンピュータ・システム321によって計算されるような)、ならびに患者の身体の少なくとも一部、AIMD(そのリードおよび取り囲まれたリード領域を含む)および/またはそのAIMD場所の図的表現(例えば、X線写真)でよい。外部からの多くの情報を含む場合があるX線写真ではなく、デジタル表現は、患者の身体の特定の目標物が、リード15を含むAIMD300の表現と共にある場所を単純に示してもよい。プロセッサ11aやコンピュータ・システム21などの他の装置は、コンピュータ・システム321から受け取った図的表現や他のデジタル表現に基づいて、ループ・サイズおよび/または位置を決定してもよい。
コンピュータ・システム321から受け取り、その後でそのメモリにAIMD300によって記憶されるデータは、例えば、ループ領域サイズおよび/または位置、ならびに/またはAIMDまたはMRIシステムの動作パラメータ限度を決定するために、後でプロセッサ11aによってアクセスされてもよい。追加または代替として、プロセッサ11aは、コンピュータ・システム321から受け取りそのメモリ11bおよび/または11cに記憶されたデータにアクセスし、そのデータをコンピュータ・システム21に送り、それにより、MRIシステムは、ループ領域サイズおよび/または位置、ならびに/またはMRIシステム自体またはAIMD上の動作限度を決定することができる。これらの動作限度は、例えば、RF磁場または傾斜磁場の最大出力レベルを含んでもよい。
AIMD300のプロセッサ11aは、MRIシステムの動作を妨げる特定の稼働中のAIMD機能を無効にしてもよい。AIMD機能の1つまたは複数の無効化は、例えば、コンピュータ・システム321から受け取った患者固有のAIMD構成データに基づいて定義された許容限度の範囲外にあるセンサ13a〜13nによって検出される動作パラメータの1つまたは複数をトリガにして行われてもよい。
図6A〜図6Bに示したように、AIMD300のリード15は、患者360に挿入されたワイヤを含む。(患者内におけるAIMDを示す図2も参照されたい。)図5〜図6Bには単一のリード15だけが示されているが、患者の様々な部分に至る複数のリードが、AIMD300のハウジングから延在してもよいことを理解されたい。また、患者のAIMDを除去し、新しい1組のリードを含む新しいAIMDを患者に挿入することもできる。この状況では、従来のリードは、患者内に残したままでもよいが、破棄されることが検討される。そのような非除去リードは、安全性に関する懸念がある場合があるので、そのような非除去リードの存在、場所および/または埋め込み領域は追跡され、データベース(例えば、コンピュータ・システム21のデータベース)に記憶されてもよい。
以下の説明では、単一のリード15によって実質的に画定された単一のループ領域について述べる。しかしながら、当業者は、以下の説明が、複数のリード(例えば、他の方法で除去されたAIMDの廃棄リードを含む)によってそれぞれ画定されたそれぞれ対応するループ領域を覆うように拡張されてもよいことを理解されよう。
患者360(または、模型)内に埋め込まれたAIMD300のリード15は、ほぼ閉じたループ領域350を取り囲む。図6A〜図6Bに示した点線は、ループ領域350がリード15によって意図的に閉じられた場所を示す。図6Aでは、ループ領域350の小さな増分領域dsが、数学的関心のために図形的に示される。図6Aでは、「B」は、磁場を表わし、「dl」は、リード15の小さな増分長を表わし、「E」は電界または電圧変化を表わす。
図6Bに示したように、リード15は、患者360内で特定のサイズと位置を有するループ領域350を画定する。しかしながら、この同じタイプ(同じ型式と様式)のAIMDが、別の患者に埋め込まれた場合、ループ領域のサイズおよび/または位置が異なる場合がある。すなわち、リードを含むAIMDの構成は、同じ型式と様式のAIMDがそれぞれの患者に埋め込まれた場合でも患者に固有になる。両立性レベル(例えば、動作パラメータが、図2〜図3に示したMRIシステムからのそのような最大許容傾斜および/またはRF磁場の強度を限度する)は、患者内における固有のAIMDおよびAIMDリード埋め込みにより、患者によって異なる場合がある。したがって、これらの両立性レベルは、AIMDを患者に埋め込む前に正確に決定することができない。特定の患者へのAIMDのそれぞれの埋め込みは固有の構成を表し、これにより固有の両立性が決定されることがある。
図5〜図6Bのこの例示的実施形態により、図2〜図3に示された埋め込まれたAIMD300とMRIシステム間の両立性レベルを定義するときに、特定の患者360に実際に埋め込まれたAIMD300の構成に対応するデータを利用することができる。これを達成するために、コンピュータ・システム321は、患者360に実際に埋め込まれたAIMD(および、詳細にはAIMDのリード15)の固有の構成(すなわち、幾何学的配置)データを得るために利用される。例えば、コンピュータ・システム321は、既にAIMD300が埋め込まれた患者360のX線写真データを生成するX線システムでよい。
前述のように、センサ13a〜13nの1つまたは複数は、磁場の強度に対応する誘導信号を生成するように較正されてもよい。MRIシステムによって放射される傾斜磁場により、MRIシステムのイメージング・ボア内の様々な場所が異なる磁場強度を受ける。1つまたは複数のセンサ13a〜13nからの誘導信号は、MRIシステムのイメージング・ボア内の様々な場所における異なる磁場強度により異なる。ICチップ11は、誘導信号(すなわち、誘導信号の振幅)およびその関連較正を利用して、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMD300の位置を決定することができる。これに応じて、MRIシステムのイメージング・ボア内のAIMD300の位置と、したがってリード15によって画定されたAIMD300のループ領域の近似的位置を決定することができる。ループ領域のサイズなどのリードの構成に対応するこの決定された位置および/または他のデータに基づいて、AIMD300のプロセッサ11aまたはコンピュータ・システム21が、AIMDまたはMRIシステムの動作限度(傾斜および/またはRF磁場の最大許容出力レベルなど)を決定してもよい。
ICチップ11が、AIMD300とMRIシステム間の双方向通信リンクが有効であることを継続的に確認することに加えて、ICチップ11は、AIMD300とコンピュータ・システム321間の双方向通信リンクが有効であることを継続的に確認してもよい。要するに、ICチップ11は、双方向通信リンクのどちらかがまだ有効であることを継続的に確認してもよい。例えば、AIMD300のICチップ11は、AIMD300とコンピュータ・システム321が、所定の間隔で互いに通信し合っているかどうか(例えば、AIMD300とコンピュータ・システム321が、10ミリ秒ごとまたは別の一定間隔で互いに「ピング」しているかどうか)を判定してもよい。ICチップ11が、コンピュータ・システム321との通信リンクが有効であることを確認できない場合、ICチップ11は、警報器14が警報音を発する警報信号を生成するか、生成された警報信号を双方向通信インタフェース312を介してコンピュータ・システム321に通信し、それにより、コンピュータ・システム321は、適切な聴覚または視覚警報を生成することができる。別の例として、コンピュータ・システム321(AIMD300ではなく)が、AIMD300との双方向通信リンクが有効でなくなったことを決定してもよい。この決定に基づいて、コンピュータ・システム321は、機能を自動的に無効にしてコンピュータ・システム321の操作者に通知を提供してもよい。
図7は、図2〜3と図5〜図6Bに示したシステムを使用して実行することができる非限定的な例示的プロセスを示す。例示的プロセスは、2つのメイン・サブプロセスを含み、そのサブプロセスは、コンピュータ・システム321とAIMDとの動作(ステップ197および199を含むサブプロセス195)と、MRIシステムとAIMDとの動作(ステップ201〜290を含むサブプロセス200)である。サブプロセス200に関して、ステップ210〜290は、本質的に、それぞれ図4に示したプロセス100のステップ110〜190と全く一致する。すなわち、ステップ210は、本質的に、ステップ110と全く一致し、ステップ220は、ステップ120に対応し、以下同じように対応する。ステップ210〜290とこれらの対応するステップ110〜190の違いだけを詳しく説明する。1つの大きな違いは、サブプロセス200(ステップ210〜290)で処理された情報が、特定の患者に埋め込まれた特定のAIMD構成(例えば、リード構成)に関する情報と、患者固有のAIMD構成データから決定された動作限度(例えば、許容動作モードが達成されているかどうかを判定する)とを含むことである。
前述のように、図4のステップ110〜130の順序は固定されない。同様に、ステップ201(図4のステップ130に対応する)、210および220も固定されておらず、順序を変えることができる。
図7に示したように、サブプロセス195(「コンピュータ・システム321とAIMDとの動作」)は、ステップ197(「患者固有AIMD構成データを取得する」)を含む。特定の患者へのAIMDのそれぞれの埋め込みは、固有の埋め込みであり、したがって、その患者内におけるAIMDの固有の構成を表す。これは、同じタイプのAIMD(同じ型式と様式)が異なる患者に埋め込まれた場合でも当てはまる。AIMD300が、患者360に埋め込まれた後で、コンピュータ・システム321は、患者360に埋め込まれたAIMD300の構成データを取得する。例えば、コンピュータ・システム321は、患者360内のAIMD300の表現を得るX線システムや他の医用イメージング・スキャナでよい。得られたデータは、AIMDリード15の実際のループ領域350の完全なX線写真、またはこの領域の何らかの他の表現を含んでもよい。メモリ要件と必要な計算を最小にするために、得られたデータは、患者の身体の部分、AIMD300およびそのリード場所の単純なデジタル表現を含んでもよい。なお、単純なデジタル表現とは、例えば、線画や簡略化された図形などでAIMDおよびリードの形状や位置を簡易的に表すことである。患者の身体の完全な表現は必須ではなく、外部情報の詳細を提供してもよい。したがって、実際のループ領域とそのサイズと位置を決定することができれば、表現で容易に識別可能な目標物の特徴などの患者の身体の構成要素しか必要でない可能性がある。
患者固有の構成データが得られた(ステップ197)後で、データをダウンロードしAIMD300に記憶させることができる(サブプロセス195のステップ199)。例えば、誘導システムを利用して、AIMD300とコンピュータ・システム321間の双方向通信リンクを介して、ステップ197で得られたデータをAIMD300に無線で送信することができる。このデータは、次に、ICチップ11のメモリ11bおよび/または11cに記憶されてもよい。次に、プロセッサ11aは、例えばループ領域の実際のサイズおよび/または位置の計算を含む将来の処理のために、メモリ11b,11cからこのデータにアクセスしてもよい。代替として、コンピュータ・システム321からAIMD300によって受け取られ記憶されたデータは、コンピュータ・システム321によって既に計算されているようなループ・サイズ/位置を示すデータを含んでもよい。
サブプロセス200で、AIMD300とMRIシステムは、無線双方向通信リンクを確立してもよい(ステップ201。図4のステップ130に相当)。この場合も、ステップ201、210および220の順序を並び替えることができる。AIMD300とMRIシステム間のこの双方向通信リンクによって情報を交換することができ、例えば、AIMD300および/またはMRIシステムが許容可能に(例えば、コンピュータ・システム321によって生成されAIMD300にダウンロードされ記憶されたデータから決定された動作限度内で)動作しているかどうかを判定することができる。
MRIシステムとAIMD300との間で通信される場合がある情報の最初の1つは、コンピュータ・システム321によって取得されAIMD300にダウンロードされ記憶された固有のAIMD/患者埋め込み特性に対応するデータである。例えば、患者に実際に埋め込まれたAIMD300とそのリード15のX線写真データや他のデジタル表現は、コンピュータ・システム21が、AIMDリードのループ領域350のサイズおよび/または位置を計算し、次にMRIシステムまたはAIMD300の動作限度を決定するために、AIMD300からコンピュータ・システム21に送られてもよい。あるいは、コンピュータ・システム21は、AIMD300(コンピュータ・システム21ではなく)が、動作限度を決定するために必要な全ての計算を実行できるように、傾斜およびRF波形全体をAIMD300にダウンロードすることができる。AIMD300によって計算された後、AIMD300は、計算された限度をコンピュータ・システム21に送信することができる。
コンピュータ・システム21とAIMD300間で情報を早期に交換することにより、患者固有の両立性計算を比較的早期に行うことができる(ステップ202)。 これらの計算には、AIMD300とコンピュータ・システム21のいずれかによるループ領域のサイズおよび/または位置の決定を含んでもよい。ステップ202は、図7では、ステップ201の後でかつステップ210と220の前に行われるように描かれているが、当業者は、代替として、このステップ202が、210か220の後で実行されてもよいことを理解するであろう。更に別の代替として、ループ領域のサイズおよび/または位置などのいくつかの患者固有の両立性の計算が、サブプロセス200が始まる前でも、AIMD300に記憶された実行アルゴリズムによって決定されてもよい(または、コンピュータ・システム321をAIMD300に通信してもよい)。ループ領域をAIMD300自体(コンピュータ・システム21ではなく)によるサブプロセス200の前に計算することにより、これらの計算の結果に比較的初期の時点でアクセスできるという利点が提供される。
ステップ202の一部として、AIMDおよび/またはMRIシステムに対する動作限度が、交換されたデータに基づいて決定されてもよい。詳細には、コンピュータ・システム21とAIMD300のプロセッサのどちらかが、コンピュータ・システム32からのデータに基づいて、AIMDおよび/またはMRIシステムの動作パラメータ限度を決定してもよい。例えば、MRIシステムの磁場の強さと時間変化率が一定の場合、アルゴリズム(コンピュータ・システム21とAIMD300のいずれかによって実行される)は、誘導電圧を計算してもよい。磁場の強さは、位置の関数であり、磁場の時間変化率は、MRIシステムの課されるパルス・シーケンスの関数である。磁場の公称「最悪ケース」の強さと時間変化率を選択することができ、アルゴリズムは、次にループ領域のサイズおよび/または位置と共に(サブプロセス195で、コンピュータ・システム321から生じ、AIMDによってダウンロードされ記憶されたデータから決定されたような)、AIMDおよび/またはMRIシステムの最大許容動作限度を生成してもよい。更にもう1つの例として、AIMD300またはコンピュータ・システム21は、アルゴリズムを実行して、ループ領域のサイズおよび/または位置ならびに他のパラメータに基づいて、MRIシステムのRFおよび/または傾斜磁場の最大許容出力レベルを計算してもよい。ループ領域変化のサイズおよび/または位置が変化するとき、最大許容出力レベルも同様に変化してもよい。
前述のように、図7のステップ240〜290は、図4のそれぞれステップ140〜190に対応する。ステップ260で、処理(ICチップ11および/またはコンピュータ・システム21による)は、検出動作パラメータを対応する動作限度と比較して、検出動作パラメータが許容動作を示すかどうかを判定することを含んでもよい(例えば、ループ領域のサイズ/位置などの患者固有のAIMD構成データに基づいて決定された傾斜および/またはRF磁場の最大許容出力レベルを用いた比較)。例えば、限定ではなく、MRIシステムによって放射されたRF磁場に対するAIMD300の出力レベルまたは暴露率(センサ13a〜13nのうちの1つまたは複数によって検出されたような)は、RF磁場の出力レベルまたは暴露率の上限(ループ領域のサイズ/位置を含むコンピュータ・システム321から生じる患者固有のAIMD構成データを使用して実行アルゴリズムから決定されたような)と比較されてもよい。あるいは、MRIシステムによって放射された磁場(傾斜または静磁場)へのAIMD300の強度または暴露率(センサ13a〜13nの1つまたは複数によって検出されたような)が、上限(ループ領域のサイズ/位置を含むコンピュータ・システム321から生じる患者固有のAIMD構成データを用いて実行アルゴリズムから決定されるような)と比較されてもよい。RFまたは磁場の実際の出力レベルまたは暴露率は、決定された上限、即ち非許容動作モードを越える(ステップ270「NO」)。この場合、修正処置が取られてもよく、AIMD300および/またはコンピュータ・システム21で警報が出されてもよく、かつ/またはMRIシステムおよび/またはAIMD300が、自動的にまたはシステムの操作者によって無効にされてもよい(ステップ290、ステップ290に相当するステップ190に関する前記説明を参照)。
したがって、図7(図2〜図3と図5〜図6Bに示したシステムと共に)の例示的実施形態により、実際に埋め込まれたAIMD300とMRIシステム間の両立性レベル(例えば、RFおよび磁場の最大許容出力レベル)を定義するときに、特定の患者に実際に埋め込まれたAIMDの構成に関するデータ(例えば、実際に埋め込まれたAIMD300のループ領域350のサイズ/位置)を利用することができる。サブプロセス195で説明されたように、このAIMDの患者埋め込みデータは、MRIシステムによるAIMD300の動作前に、AIMD300にダウンロードされ記憶されてもよい。特定の患者360に実際に埋め込まれたAIMD300の構成データを使用することにより、特性の埋め込まれたAIMD300とMRIシステム間に固有の両立性レベルを定義することできる。このように、両立性レベルの計算の精度と正確さを高めることができる。
本発明を現在実際の例示的実施形態と考えられるものと関連して説明してきたが、本発明が、開示された実施形態に限定されず、それどころか、添付の特許請求の範囲の精神と意図に含まれる全ての変形、修正および等価な構成を対象として含むものであることを理解されたい。
11 ICチップ
11a プロセッサ
12 双方向通信インタフェース
13a〜13n センサ
14 警報器
17 バッテリ
18 アンテナ
21 コンピュータ・システム
22 AIMD通信インタフェース(RCV/XMT)
23 AIMDアンテナ
11a プロセッサ
12 双方向通信インタフェース
13a〜13n センサ
14 警報器
17 バッテリ
18 アンテナ
21 コンピュータ・システム
22 AIMD通信インタフェース(RCV/XMT)
23 AIMDアンテナ
Claims (20)
- 核磁気共鳴イメージングシステムと、
前記核磁気共鳴イメージングシステムに動作可能に結合され、リードを有する能動型埋め込み医療機器と情報を通信する通信インタフェースとを含み、
前記通信された情報は、患者内における前記リードに関するデータを含む、
医用システム。 - 前記能動型埋め込み医療機器の前記リードは、ループ領域を画定し、
前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記ループ領域のサイズまたは位置の少なくとも一方を含む、
請求項1に記載の医用システム。 - 前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記リードと前記患者の身体の少なくとも一部分との図的表現に対応するデータを含む、
請求項1に記載の医用システム。 - 前記能動型埋め込み医療機器から前記通信インタフェースによって受け取られた前記通信された情報は、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて前記能動型埋め込み医療機器によって決定された前記核磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも一つの動作パラメータの限度を示す情報を含む、
請求項1に記載の医用システム。 - 前記核磁気共鳴イメージングシステムは、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて前記核磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも一つの動作パラメータの限度を決定する、
請求項1に記載の医用システム。 - 前記限度は、前記核磁気共鳴イメージングシステムの磁場またはRF磁場の強度レベルの少なくとも一方の最大限度に関する、
請求項4に記載の医用システム。 - 前記限度は、前記核磁気共鳴イメージングシステムの磁場またはRF磁場の強度レベルの少なくとも一方の最大限度に関する、
請求項5に記載の医用システム。 - 核磁気共鳴イメージングシステムと、リードを有する能動型埋め込み医療機器と通信するように配置された通信インタフェースとを含む医用システムの作動方法であって、
前記能動型埋め込み医療機器と情報を通信するステップと、
前記能動型埋め込み医療機器から受け取られた情報を、前記通信された情報の少なくとも一部として処理するステップとを含み、
前記通信された情報は、患者内における前記リードに関するデータを含む、
作動方法。 - 前記能動型埋め込み医療機器の前記リードは、ループ領域を画定し、
前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記ループ領域のサイズまたは位置の少なくとも一方を含む、
請求項8に記載の作動方法。 - 前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記リードと前記患者の身体の少なくとも一部分との図的表現に対応するデータを含む、
請求項8に記載の作動方法。 - 前記能動型埋め込み医療機器から受け取られた前記通信された情報は、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて前記能動型埋め込み医療機器によって決定された前記核磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも一つの動作パラメータの限度を示す情報を含む、
請求項8に記載の作動方法。 - 前記核磁気共鳴イメージングシステムは、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて前記核磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも一つの動作パラメータの限度を決定する、
請求項8に記載の作動方法。 - 前記限度は、前記核磁気共鳴イメージングシステムの磁場またはRF磁場の強度レベルの少なくとも一方の最大限度に関する、
請求項11に記載の作動方法。 - 前記限度は、前記核磁気共鳴イメージングシステムの磁場またはRF磁場の強度レベルの少なくとも一方の最大限度に関する、
請求項12に記載の作動方法。 - 核磁気共鳴イメージングシステムと共に使用するための少なくとも一つのリードを有する能動型埋め込み医療機器であって、
患者内における前記リードに関するデータを処理する集積回路と、
前記集積回路に動作可能に結合され、前記核磁気共鳴イメージングシステムと情報を通信する通信インタフェースとを含み、
前記通信された情報は、前記患者内における前記リードに関する前記データ、または、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて決定された前記核磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも一つの動作パラメータの限度に関するデータの少なくとも一方を含む、
能動型埋め込み医療機器。 - 前記リードは、ループ領域を画定し、
前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記ループ領域のサイズまたは位置の少なくとも一つを含む、
請求項15に記載の能動型埋め込み医療機器。 - 前記患者内における前記リードに関する前記データは、前記リードと前記患者の身体の少なくとも一部分との図的表現に対応するデータを含む、
請求項15に記載の能動型埋め込み医療機器。 - 前記通信された情報は、前記限度に関するデータを含み、
前記限度は、前記患者内における前記リードに関する前記データと前記核磁気共鳴イメージングシステムから受け取られた前記通信された情報とに基づいて前記集積回路によって決定される、
請求項15に記載の能動型埋め込み医療機器。 - 前記核磁気共鳴イメージングシステムから前記通信インタフェースによって受け取られた前記通信された情報は、前記限度を示す情報を含み、
前記限度は、前記患者内における前記リードに関する前記データに基づいて前記核磁気共鳴イメージングシステムによって決定される、
請求項15に記載の能動型埋め込み医療機器。 - 前記限度は、前記核磁気共鳴イメージングシステムの磁場またはRF磁場の強度レベルの少なくとも一つの最大限度に関する、
請求項18または19に記載の能動型埋め込み医療機器。
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