JP2013236964A - 最小数の減結合コンデンサを有する多電極埋込型刺激器装置のためのアーキテクチャ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の電極と埋込可能なケースとを有する埋込型医療装置を操作する方法であって、制御回路により、複数の電極の1つの第1の電極だけをカソード又はアノードのいずれか一方として指定して第1の電流路を確立し、同時に、複数の電極の複数のY個の第2の電極をカソード又はアノードのうちの他方として指定してY個の第2の電流路を確立するステップを含み、第1の電極と複数のY個の電極は、1つ又はそれ以上のリード線によって埋込可能なケースに結合され、Y個だけのコンデンサを第1又は第2の電流路内に配置して、第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないようにするステップを更に含む。
【選択図】図7B
Description
本願は、2009年4月17日出願の米国特許出願第12/425,505号に基づく国際(PCT)出願であり、これに対する優先権を主張するものある。
このことを図5に示す。第1の回路は、アノードとしてExの選択、及びカソードとして単一電極Eyのみの選択を示す。この状態において減結合コンデンサ42は、全電流路を通してDC電流注入を防ぐ。しかし第2の回路は、カソードとして電極Ey及びEzの選択を示すが、これはEyにおける電流の一部をEzに向けて操作するときに起こり得る。
この構成において、減結合コンデンサ42はアノード経路内でのDC電流注入を防ぎ、Idca=0となる。しかし、そのような減結合コンデンサはカソード経路には現れないので、DAC20y及び20zが患者の組織を通してDC電流を供給することは防止されない。要約すれば、図3Cの設計は電流操作を可能にし、単一のコンデンサ42のために比較的コンパクトになり得るが、各々のカソード電極へのDC電流注入の誘導がないことを保証しない。
しかしそれら回復回路の動作は前述したのと基本的に同じであり、また本発明の実施形態には必要ないので、それらの回路を再び論じることはしない。
〔態様1〕1つの第1の電極だけが、第1の電流路を有するカソード又はアノードのいずれか一方として指定され、第2の複数の他の電極が、各々が第2の電流路を有するカソード又はアノードのうちの他方として指定可能な、複数のN個の電極と、
各々の電流ソースが前記第2の電極のうちの一つに結合可能である、N個より少ない複数のX個の電流ソースと、
前記第1又は第2の電流路内に配置された、複数の少なくともX個のコンデンサと、
を備えることを特徴とする埋込型医療装置。
〔態様2〕前記装置は、前記第1又は第2の電流路の各々が1つのコンデンサを含むように、X+1個のコンデンサを備えることを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様3〕前記装置は、前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないように、X個だけのコンデンサを備えることを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様4〕前記X個のコンデンサは、前記第2の電流路内に配置され、従って前記第1の電流路だけがコンデンサを含まないことを特徴とする、態様3に記載の装置。
〔態様5〕前記コンデンサのうちのX−1個が前記第2の電流路内に配置され、前記コンデンサのうちの1つが前記第1の電流路内に配置され、従って前記第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないことを特徴とする、態様3に記載の装置。
〔態様6〕前記第1の電極はアノードを含み、前記第2の電極はカソードとして指定可能であることを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様7〕前記第1の電極はカソードを含み、前記第2の電極はアノードとして指定可能であることを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様8〕前記第1の電極は、前記N個の電極のうちのいずれかから選択することができることを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様9〕前記第1の電極は、前記N個の電極のうちの専用の1つを含むことを特徴とする、態様1に記載の装置。
〔態様10〕複数の電極を有する埋込型医療装置を操作する方法であって、
1つの第1の電極だけをカソード又はアノードのいずれか一方として指定して第1の電流路を確立し、同時に、複数のY個の第2の電極をカソード又はアノードのうちの他方として指定してY個の第2の電流路を確立するステップと、
Y個だけのコンデンサを前記第1又は第2の電流路内に配置して、前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないようにするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔態様11〕前記Y個のコンデンサは前記第2の電流路内に配置され、従って前記第1の電流経路はコンデンサを含まないことを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様12〕前記コンデンサのうちのY−1個が前記第2の電流路内に配置され、前記コンデンサのうちの1つが前記第1の電流路内に配置され、従って前記第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないことを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様13〕前記第1の電極はアノードとして指定され、前記第2の電極はカソードとして指定されることを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様14〕前記第1の電極はカソードとして指定され、前記第2の電極はアノードとして指定されることを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様15〕前記第1の電極は、前記複数の電極のうちのいずれかから選択することができることを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様16〕前記第1の電極は、前記複数の電極のうちの専用の1つを含むことを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様17〕前記第2の電極は、各々を電流ソースに結合することによって指定されることを特徴とする、態様10に記載の方法。
〔態様18〕少なくとも1つの第1の電極が、第1の電流路を有するカソード又はアノードのいずれか一方として指定可能であり、少なくとも1つの第2の電極が、第2の電流路を有するカソード又はアノードのうちの他方として指定可能な複数のN個の電極と、
各々のアノード電流ソースが前記第1の電極のうちの1つに結合可能である、複数のJ個のアノード電流ソースと、
各々のカソード電流ソースが前記第2の電極のうちの1つに結合可能である、複数のI個のカソード電流ソースと、
前記第1及び第2の電流路内に配置される、複数の少なくともJ+I−1個のコンデンサと、
を備えることを特徴とする埋込型医療装置。
〔態様19〕JはNよりも小さく、IはNよりも小さいことを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様20〕前記装置は、前記第1又は第2の電流路の各々がコンデンサを含むように、J+I個のコンデンサを備えることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様21〕前記装置は、前記第1又は前記第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないように、J+I−1個だけのコンデンサを備えることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様22〕前記少なくとも1つの第1の電極がアノードとして指定可能であり、前記少なくとも1つの第2の電極がカソードとして指定可能であることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様23〕前記少なくとも1つの第1の電極は、前記N個の電極のうちのいずれかから選択することができることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様24〕前記J個のアノード電流ソースの各々は、前記第1の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合可能であり、前記I個のカソード電流ソースの各々は、前記第2の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合可能であることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様25〕前記J個のアノード電流ソースはコンプライアンス電圧に結合され、前記I個のカソード電流ソースは基準電圧に結合されることを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様26〕JはIに等しいことを特徴とする、態様18に記載の装置。
〔態様27〕少なくとも1つの第1の電極が、第1の電流路を有するカソード又はアノードのいずれかに一方に指定可能であり、少なくとも1つの第2の電極が、第2の電流路を有するカソード又はアノードの他方に指定可能である複数のN個の電極と、
各々の電流ソースが、前記第1の電極のうちの1つに結合可能なアノード電流ソースとして、又は前記第2の電極のうちの1つに結合可能なカソード電流ソースとしてプログラム可能な複数のX個の電流ソースと、
複数のX−1個だけのコンデンサと、
を備え、
前記X−1個のコンデンサは、前記第1及び第2の電流路内に配置され、従って前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まない、
ことを特徴とする埋込型医療装置。
〔態様28〕XはNより小さいことを特徴とする、態様27に記載の装置。
〔態様29〕前記少なくとも1つの第1の電極はアノードとして指定可能であり、前記少なくとも1つの第2の電極はカソードとして指定可能であることを特徴とする、態様27に記載の装置。
〔態様30〕前記少なくとも1つの第1の電極は、前記N個の電極のうちのいずれかから選択することができることを特徴とする、態様27に記載の装置。
〔態様31〕前記X個の電流ソースの各々は、前記N個の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合可能であることを特徴とする、態様27に記載の装置。
〔態様32〕複数の電極を有する埋込型医療装置を操作する方法であって、
少なくとも1つのP個の第1の電極をカソード又はアノードのいずれか一方として指定してP個の第1の電流路を確立し、同時に、複数のQ個の第2の電極をカソード又はアノードのうちの他方として指定してQ個の第2の電流路を確立するステップと、
P+Q−1個だけのコンデンサを前記第1又は第2の電流路内に配置して、前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないようにするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
〔態様33〕前記P個の第1の電極及び前記Q個の第2の電極は、前記複数の電極のうちのいずれかから選択することができることを特徴とする、態様32に記載の方法。
〔態様34〕前記P個の第1の電極の各々は第1の極性の第1の電流ソースに結合され、前記Q個の第2の電極の各々は第1の極性とは逆の第2の極性の第2の電流ソースに結合されることを特徴とする、態様32に記載の方法。
〔態様35〕前記第1の電流ソースはコンプライアンス電圧に結合され、前記第2の電流ソースは基準電圧に結合されることを特徴とする、態様32に記載の方法。
4、6、8:多電極微小刺激器
10:多電極埋込型刺激器、脊髄刺激器(SCS)
12:電池
18:V+モニタ及び調節回路
20、201−20n、20a−20x、20y、20z、27a−x:電流ソース、DAC(デジタル−アナログ・コンバータ)、NDAC
21:PDAC
22:DC−DCコンバータ
42、42a−42x、44、44a−44x:減結合コンデンサ
621−62n:カソードスイッチ
64、661−66n、66a−66x:回復スイッチ
681−68n:アノードスイッチ
81a−81x:スイッチマトリクス
100、100’、110、110’、120、120’:多電極刺激器
C1−Cn:減結合コンデンサ
E1−En:電極
Claims (26)
- 複数の電極と埋込可能なケースとを有する埋込型医療装置を操作する方法であって、
制御回路により、前記複数の電極の1つの第1の電極だけをカソード又はアノードのいずれか一方として指定して第1の電流路を確立し、同時に、前記複数の電極の複数のY個の第2の電極をカソード又はアノードのうちの他方として指定してY個の第2の電流路を確立するステップを含み、前記第1の電極と前記複数のY個の電極は、1つ又はそれ以上のリード線によって前記埋込可能なケースに結合され、
Y個だけのコンデンサを前記第1又は第2の電流路内に配置して、前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないようにするステップを更に含むことを特徴とする方法。 - 前記Y個のコンデンサは前記第2の電流路内に配置され、従って前記第1の電流路はコンデンサを含まないことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記コンデンサのうちのY−1個が前記第2の電流路内に配置され、前記コンデンサのうちの1つが前記第1の電流路内に配置され、従って前記第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極はアノードを含み、前記第2の電極はカソードを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極はカソードを含み、前記第2の電極はアノードを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極は、前記複数の電極のうちのいずれかから選択されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電極は、前記複数の電極のうちの専用の1つを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の電極は、前記制御回路により各々を電流ソースに結合することによって指定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 埋込可能なケースと、
N個の電極のうちの少なくとも1つの第1の電極が、第1の電流路を有するカソード又はアノードのいずれか一方として制御回路により指定可能であり、N個の電極のうちの少なくとも1つの第2の電極が、第2の電流路を有するカソード又はアノードのうちの他方として制御回路により指定可能であり、前記埋込可能なケースに1つ又はそれ以上のリード線によって結合された複数のN個の電極と、
各々のアノード電流ソースが前記第1の電極のうちの1つに結合された、複数のJ個のアノード電流ソースと、
各々のカソード電流ソースが前記第2の電極のうちの1つに結合された、複数のI個のカソード電流ソースと、
前記第1及び第2の電流路内に配置される、複数のJ+I−1個またはJ+I個だけのコンデンサと、
を備えることを特徴とする埋込型医療装置。 - JはNよりも小さく、IはNよりも小さいことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記装置は、前記第1又は第2の電流路の各々がコンデンサを含むように、J+I個のコンデンサを備えることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記装置は、前記第1又は前記第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないように、J+I−1個だけのコンデンサを備えることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の電極がアノードを含み、前記少なくとも1つの第2の電極がカソードを含むことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の電極は、前記N個の電極のうちのいずれかから選択されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記J個のアノード電流ソースの各々は、前記第1の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合され、前記I個のカソード電流ソースの各々は、前記第2の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 前記J個のアノード電流ソースはコンプライアンス電圧に結合され、前記I個のカソード電流ソースは基準電圧に結合されることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- JはIに等しいことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
- 埋込可能なケースと、
N個の電極のうちの少なくとも1つの第1の電極が、第1の電流路を有するカソード又はアノードのいずれかに一方に制御回路により指定可能であり、N個の電極のうちの少なくとも1つの第2の電極が、第2の電流路を有するカソード又はアノードの他方に制御回路により指定可能であり、前記埋込可能なケースに1つ又はそれ以上のリード線によって結合された複数のN個の電極と、
各々の電流ソースが、前記第1の電極のうちの1つに結合可能なアノード電流ソースとして、又は前記第2の電極のうちの1つに結合可能なカソード電流ソースとしてプログラム可能な複数のX個の電流ソースと、
複数のX−1個だけのコンデンサと、
を備え、
前記X−1個のコンデンサは、前記第1及び第2の電流路内に配置され、従って前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まない、
ことを特徴とする埋込型医療装置。 - XはNより小さいことを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の電極はアノードを含み、前記少なくとも1つの第2の電極はカソードを含むことを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの第1の電極は、前記N個の電極のうちのいずれかから選択されることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記X個の電流ソースの各々は、前記N個の電極のうちのいずれかにスイッチマトリクスによって結合可能であることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 複数の電極と埋込可能なケースとを有する埋込型医療装置を操作する方法であって、
制御回路により、前記複数の電極の少なくとも1つのP個の第1の電極をカソード又はアノードのいずれか一方として指定してP個の第1の電流路を確立し、同時に、前記複数の電極の複数のQ個の第2の電極をカソード又はアノードのうちの他方として指定してQ個の第2の電流路を確立するステップを含み、前記少なくとも1つのP個の第1の電極と前記複数のQ個の電極は、1つ又はそれ以上のリード線によって前記埋込可能なケースに結合され、
P+Q−1個だけのコンデンサを前記第1又は第2の電流路内に配置して、前記第1又は第2の電流路のうちの1つだけがコンデンサを含まないようにするステップを更に含むことを特徴とする方法。 - 前記P個の第1の電極及び前記Q個の第2の電極は、前記複数の電極のうちのいずれかから選択されることを特徴とする、請求項23に記載の方法。
- 前記P個の第1の電極の各々は第1の極性の第1の電流ソースに結合され、前記Q個の第2の電極の各々は第1の極性とは逆の第2の極性の第2の電流ソースに結合されることを特徴とする、請求項23に記載の方法。
- 前記第1の電流ソースはコンプライアンス電圧に結合され、前記第2の電流ソースは基準電圧に結合されることを特徴とする、請求項25に記載の方法。
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