JP2011508871A - 埋込装置におけるバッテリ消耗検出システムと、バッテリ消耗検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
理解することによって、および詳細な説明の一部をなす図面を参照することによって当業者に明らかとなるであろう。詳細な説明と図面はそれぞれ、限定的に解釈されるものではない。本発明の範囲は、添付の請求項とそれらの法的同等物によって規定される。
図1は、一例において、バッテリを動的に管理するシステムのブロック図を示す。バッテリ動的管理システム100の一例は、埋込医療装置バッテリ108のバッテリ容量を測定する第1バッテリ容量測定装置102と第2バッテリ容量測定装置104を有する。この例はまた、第1バッテリ容量測定装置102と第2バッテリ容量測定装置104の両方に接続された動的管理コントローラ106を有する。動的管理コントローラ106は、たとえば消費したバッテリ容量を決定するために加重平均値を用いることによって、第1バッテリ容量測定装置102の測定値と、第2バッテリ容量測定装置104の測定値とを互いに合成するように構成されてもよい。一例において、計測装置のうちの少なくとも1つは、バッテリから伝達される電荷量を測定可能または予測可能な電量計(またはクーロンカウンタ)を有する。一例において、計測装置のうちの少なくとも1つは、容量−電圧装置を有する。容量−電圧装置は、バッテリ端子電圧レベルを検出してもよく、バッテリ端子電圧レベルは、たとえばルックアップテーブルを用いて、バッテリ容量を算出と出力するために使用されてもよい。
ロファイルには、バッテリ寿命の早期に平坦部または上昇部があるためである(以下の図7を参照)。
一例において、埋込医療装置(IMD)は、消費容量と、平均電力と、平均電圧とを測定し、バッテリ切れ、寿命末期、選択的交換指標、および外植まで残り1年のトリップ点を算出する。一例において、寿命段階を決定するために、埋込医療装置は、消費容量を容量トリップ点と比較する。一例において、トリップ点についての3つの連続した算出のうちの3つが、寿命段階状態の変更のトリガとなり、指標または警報を伴う場合がある。この例において、ノイズのフィルタリングを行なうために、3つの算出が使用される。(たとえばノイズの大きさに基づき、およびノイズを予めフィルタリングする能力に基づき)寿命段階ステータス変更をトリガするために使用する算出は、これよりも多くても少なくてもよい。一例において、埋込医療装置はディスプレイを有する外部装置(たとえば図5に示すプログラマ装置)に特定の値を報告する。報告される値の例としては、Qi、Qeri、P、およびVがある。一例において、プログラマ装置は選択的交換指標までの時間(または外植までの時間)を算出してもよく、更にプログラム設定(たとえばペースモード、ペースのパルス幅とパルス振幅)のユーザ変更に基づき、埋込医療装置のバッテリ寿
命を予測してもよい。一例において、後の除細動キャパシタ改善動作によって消費される電力に余分な割当てを行ない、外植までの時間を算出してもよい。「キャパシタの改善」、とは「リーク電流を回避するためにキャパシタを再充電すること」をいう。一例において、外植までの時間は、埋込医療装置が再プログラムされる場合(振幅、パルス幅など)に再算出されてもよい。
使用されてもよい。
図3は、一例において、バッテリ寿命を表示するシステムのブロック図を示す。一例において、図3の寿命表示システム300は、図1に示す動的管理システム100のサブシステムであってもよい。この例において、寿命表示システム300は、埋込装置に残存するバッテリ容量を測定するように構成されたセンシングサブシステムまたはセンシング回路302を有する。このシステムの例はまた、センシング回路302またはセンシングサブシステムに接続された寿命表示コントローラ304の回路を有する。寿命表示コントローラ304は、測定された容量に基づきバッテリ寿命を算出するように構成されてもよい。このシステムの例は更に、寿命表示コントローラ304と通信状態にあるディスプレイ306を有する。ディスプレイ306は、バッテリ寿命の残り時間の単位で示されるバッテリ寿命を示すように構成される。一例において、ディスプレイ306は、バッテリ寿命と共に半円ゲージを示すように構成されてもよい。一例において、ディスプレイ306は、バッテリ寿命を示すグラフを示すように構成されてもよい。バッテリ寿命の残り時間の単位を示す他の種類のディスプレイが、本開示の範囲から逸脱することなく可能である。一例において、寿命表示システム300はまた、Ahr単位でバッテリ容量を表示する能力を有する。
図4は、一例において、埋込医療装置(IMD)を備える埋込医療システムのブロック図を示す。この例において、埋込医療システムは、埋込医療装置401と、埋込医療装置
401に接続された電気リード420と、少なくとも1つの電極425とを有する。この例において、埋込医療装置401は、コントローラ回路405と、メモリ回路410と、無線テレメトリ回路415と、刺激回路435とを有する。コントローラ回路405は、電気的刺激療法の伝達を制御するために、メモリ回路410に保存されている命令を実行してもよい。治療法は、たとえば電気リード420と電極425を介して、刺激回路435によって伝達されてもよい。無線テレメトリ回路415は、外部プログラマ装置430または他の外部装置との通信を可能にする。プログラマ装置430は、埋込医療装置401によって提供されるプログラムされた治療法を調節するために使用されてもよい。また埋込医療装置401は、たとえば装置データ(たとえば残存するバッテリ容量とリード抵抗値)と、生理学的データまたは治療データ(たとえばセンスデータと刺激データ)とを、無線テレメトリを使用するプログラマ装置に報告してもよい。図4に示す埋込医療システムはまた、センサ回路440を含み、センサ回路440は、たとえば図6Bの方法で、装置バッテリ450の消費容量を測定するように構成されてもよい。一例において、バッテリ450は、たとえば電源回路455を介して埋込医療装置401に接続されてもよく、バッテリ450と電源回路455が共に、埋込医療装置401に収容されてもよく、あるいは埋込医療装置401に隣接するバッテリハウジング460に収容されてもよい。コントローラ回路405は、センサ回路440から得たセンサデータを処理し、(たとえば開示の方法で)バッテリ容量を算出する。一例において、開示のシステムと方法は、無線装置で使用されてもよい。一例において、1つ以上の衛星電極が、電気治療を伝達するように無線で制御される。
において他の装置と通信を行なうために使用される)通信インタフェース550とを更に有する。一例において、ディスプレイ548は、埋込医療装置401のバッテリのバッテリ寿命を表示するために使用されてもよい。
図6Aは、一例において、埋込医療装置のバッテリについて、測定したバッテリ容量を合成する方法を示すフローチャートである。方法600の例によると、ステップS602において、埋込装置において消費したバッテリ容量は、複数の計測装置を使用して測定されてもよい。一例によると、ステップS604において、消費したバッテリ容量を決定するために、計測装置の測定値は加重平均値を用いて合成される。
図6Cは、一例として、埋込医療装置のバッテリについて、バッテリ寿命を表示する方法を示すフローチャートである。方法620の例によると、ステップS622において、埋込装置の残存するバッテリ容量が感知されてもよく、ステップS624において、バッテリ寿命は、感知された容量に基づき算出されてもよい。ステップS626において、バッテリ寿命は、バッテリ寿命の残り時間の単位で(たとえば半円ゲージの形で)表示されてもよい。
バッテリ寿命、または外植までの時間を予測するために、通常動作において装置は、電
量計とバッテリ電圧の測定値の融合を用いてもよい。しかし、大電流消耗障害が存在する場合、および大電流路が電量計に通される場合、または充填される場合、電量計はもはや電荷消費を正確に測定し得ない。一例において、このような大電流消耗障害は、アラーム閾値バッテリ電圧未満にバッテリ電圧が低下することによって示される電圧障害状態として検出されてもよい。1つ以上のこのようなアラーム閾値バッテリ電圧は、測定したバッテリ電圧、バッテリ容量、バッテリ電圧測定において考えられるエラー、またはバッテリ容量測定において考えられるエラーのうちの1つ以上を考慮して決定されてもよい。バッテリの寿命にわたって、(たとえばバッテリ寿命の互いに異なる部分に対応して)2つ以上のアラーム閾値バッテリ電圧が用いられてもよい。特定の例において、これはアラームの感度または特異性を改善し得る。
、バッテリ電圧消耗を検出するために、装置は、互いに独立して指定可能な2つのアラームバッテリ電圧閾値を使用するが、互いに独立して指定可能な5つのアラームバッテリ電圧閾値を内蔵する容量を有する。図9には、互いに独立して指定可能な7つのアラームバッテリ電圧閾値を使用する例を示す。最初の0.60Ahrにおいて、電圧閾値921は3.075ボルトであってもよい。第2閾値922は、0.60Ahr〜0.85Ahrにおいて有効であってもよく、閾値は3.060ボルトである。一例において、毎日測定した2つのバッテリ電圧測定値のうちの2つが、アラームバッテリ電圧閾値未満に低下した場合、アラームのトリガとなる。別の例において、1つのバッテリ電圧測定値が、アラームバッテリ電圧閾値未満に低下した場合、アラームのトリガとなる。
装置の電圧回復がある。バッテリからの電力引き出しによって、バッテリ電圧は一時的に低下し得る。高電圧充電によって、数時間または数日間、測定するバッテリ電圧は低下し得る。上記の電圧測定処置は、障害の無い大電流引込状態からの電圧回復による低電圧測定値の検出と削除を行なうことを含んでもよい。電圧回復処置は、既知の理由のために、および電圧ノイズのフィルタリングを行なうために、低電圧を無くすように設計されてもよい。フィルタリングの副作用として、測定した電圧をシステムの残りの部分に報告する際に遅延が生じる場合がある。一例において、電圧回復は、遅延を3日まで追加してもよい。一例において、電圧と容量の測定は毎日行なわれる。幾つかの例において、異常なバッテリ消耗を検出するための測定は、毎日行なわれる。
上記の詳細な説明においては、詳細な説明の一部をなす添付の図面が参照されるものとする。図面は、例示として、本発明を実施可能な特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書において「例」ともいう。このような例は、示し記載する要素と他の要素を含み得る。しかし本発明者らは、示し記載する要素のみが提供される例も考慮する。
Claims (15)
- バッテリ容量を測定するように構成された電量計と;
前記バッテリ容量を測定するために、感知したバッテリ電圧を使用するように構成された容量−電圧装置と;
前記電量計と前記容量−電圧装置の両方に接続されたコントローラと
を有する、バッテリ消耗検出システムであって、
前記コントローラは、前記バッテリ容量の消費量であるバッテリ消費容量を判定するために、前記電量計の測定値と、前記容量−電圧装置の測定値とを、加重平均値を用いて互いに融合することによって融合バッテリ消費容量を算出するように構成され、
前記コントローラは、前記融合バッテリ消費容量に応じて決定した指定閾値未満に前記バッテリ電圧が低下したことを検出することによって、大電流消耗障害を識別するように構成されることを特徴とする、バッテリ消耗検出システム。 - 前記コントローラは更に、前記大電流消耗障害を検出したことを示すためにアラームを提供するように構成される、
請求項1記載のバッテリ消耗検出システム。 - 前記指定閾値は、互いに異なる前記バッテリ寿命の部分に対応するように、互いに異なる閾値を有する、
請求項1または2記載のバッテリ消耗検出システム。 - 互いに異なる前記閾値は、連続的な関数を用いて算出される、
請求項3記載のバッテリ消耗検出システム。 - 前記関数は、前記バッテリ消費容量に基づく、
請求項4記載のバッテリ消耗検出システム。 - 前記指定閾値は、前記バッテリ寿命に亘っての電圧低下を示す、
請求項3〜5何れか一項記載のバッテリ消耗検出システム。 - 互いに異なる前記閾値は、7個以上の閾値である、
請求項3〜6何れか一項記載のバッテリ消耗検出システム。 - 埋込医療装置のバッテリの異常消耗を検出するバッテリ消耗検出方法であって、前記バッテリ消耗検出方法は、
バッテリが供給する電荷を測定することによって、バッテリ容量の消費量であるバッテリ消費容量を測定する測定ステップと;
容量−電圧測定を用いることによって、前記バッテリ消費容量を測定するステップと;
2つの前記バッテリ消費容量を、加重平均値を用いて融合することによって、融合バッテリ消費容量を算出する融合ステップと;
前記融合バッテリ消費容量に応じて決定される指定閾値未満にバッテリ電圧が低下したことを検出することによって、大電流消耗障害を識別する電圧低下検出ステップと;
前記大電流消耗障害を検出したことを示すために、アラームを提供するアラーム提供ステップと
を有することを特徴とする、バッテリ消耗検出方法。 - 前記アラーム提供ステップは、患者に局所的に前記アラームを提供することを有する、
請求項8記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記アラーム提供ステップは、通信ネットワークにおいて遠隔的に前記アラームを提供することを有する、
請求項8記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記通信ネットワークにおいて遠隔的に前記アラームを提供することは、無線ネットワークにおいて前記アラームを提供することを有する、
請求項10記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記電圧低下検出ステップは、毎日、前記バッテリ電圧を測定することを有する、
請求項8〜11何れか一項記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記電圧低下検出ステップは、1日に2回以上、前記バッテリ電圧を測定することを有する、
請求項8〜11何れか一項記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記アラーム提供ステップは、前記バッテリ電圧の2つの測定値が、プログラム可能な閾値未満である場合に、前記アラームを提供することを有する、
請求項13記載のバッテリ消耗検出方法。 - 前記電圧低下検出ステップは、障害の無い大電流引込状態からの電圧回復による低電圧測定値の検出を、削除することを有する、
請求項8〜14何れか一項記載のバッテリ消耗検出方法。
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