JP2020529893A - 患者の身体に埋め込み可能なセンサ、それを使用するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年8月7日出願の米国仮特許出願第62/541,924号の利益を主張するものであり、その開示は、その全体があたかも本明細書に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、患者の身体に埋め込み可能なセンサ、並びにそれを使用するシステム及び方法に関する。
実施例1:患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、センサは、
少なくとも1つの感知素子と、
少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置は、少なくとも1つのコンデンサを含み、かつ、少なくとも1つの感知素子を介した少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、を備える、センサ。
請求項1〜15のいずれか1つに記載されるように構成された第1のセンサと、
センサを支持するように構成された解剖学的インプラントと、を備える、システム。
少なくとも1つのセンサの少なくとも1つのコンデンサを基準電圧に充電する工程と、
少なくとも1つのセンサの少なくとも1つの感知素子を介して少なくとも1つのコンデンサを放電する工程と、
解剖学的特性の値に比例する測定値を生成する工程であって、生成工程が、少なくとも1つのコンデンサの、トリガ電圧までの放電時間を測定することを含む、工程と、を含む、方法。
本方法は、
第1のセンサが第1の測定値を生成し、第2のセンサが第2の測定値を生成するために、充電、放電、生成、及び無線通信工程を実施することと、
第1及び第2の測定値に基づいて比較値を生成することと、を含む、実施例20〜33のいずれか1つに記載の方法。
基板と、第1の感知素子と第2の感知素子と第3の感知素子とが互いに対して非平行であるように基板上に配置された第1、第2、及び第3の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
第1〜第3の感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、を備える、センサ。
患者に埋め込まれるように構成された解剖学的インプラントと、
解剖学的インプラントによって支持される第1のセンサと、第2のセンサと、を備え、第1及び第2のセンサのそれぞれは、
少なくとも1つの感知素子と、
少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成された、測定装置と、
測定値及び一意の識別子を患者の皮膚を通じて患者の外側に位置する外部無線通信装置に無線通信するように構成された内部無線通信装置であって、第1のセンサの一意の識別子は第2のセンサの一意の識別子とは異なる、内部無線通信装置と、を備える、システム。
第1及び第2のセンサのそれぞれの少なくとも1つの感知素子が、抵抗器を含み、
第1及び第2のセンサのそれぞれの測定装置が、コンデンサを備え、かつ、抵抗器の対応するものを介したコンデンサの放電時間を測定して、測定値の対応するものを生成するように構成されている、実施例43に記載のシステム。
少なくとも1つの感知素子と、
少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第1の方向に巻回された少なくとも1つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、アンテナコイルは、測定値を患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
アンテナの下に配置されたシールドであって、シールドは、アンテナコイルと直列に接続されかつ第1の方向と反対の第2の方向に巻回された少なくとも1つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。
(1) 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも1つの感知素子と、
前記少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、少なくとも1つのコンデンサを含み、かつ、前記少なくとも1つの感知素子を介した前記少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
(2) 前記少なくとも1つの感知素子が抵抗器を含み、前記測定装置が、前記抵抗器を介した前記少なくとも1つのコンデンサの前記放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、実施態様1に記載のセンサ。
(3) 前記測定装置が、前記少なくとも1つの感知素子を介した前記コンデンサの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施態様1に記載のセンサ。
(4) 前記測定装置がクロックを含み、前記時間デジタル変換器が、前記クロックのクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、実施態様3に記載のセンサ。
(5) 前記センサが、前記少なくとも1つの感知素子を含むひずみゲージを含む、実施態様1に記載のセンサ。
(7) 前記内部無線通信装置が、無線周波数識別(RFID)トランスポンダーを含む、実施態様1に記載のセンサ。
(8) 前記測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備え、前記電源デバイスが、前記センサに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されたエネルギーハーベスティングデバイスを含む、実施態様1に記載のセンサ。
(9) 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
基板と、第1の感知素子と第2の感知素子と第3の感知素子とが互いに対して非平行であるように前記基板上に配置された前記第1、第2、及び第3の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
前記第1〜第3の感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
(10) 前記第1〜第3の感知素子のそれぞれが抵抗器を含み、前記測定装置が、各抵抗器を介した前記少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、実施態様9に記載のセンサ。
(12) 前記測定装置が、各抵抗器を介した前記放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施態様11に記載のセンサ。
(13) 各感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、実施態様9に記載のセンサ。
(14) 各感知素子が、第1の端部と、中心軸線に沿って前記第1の端部からオフセットされた第2の端部と、を有し、各感知素子が、前記中心軸線に沿って前記第1の端部と前記第2の端部との間に延びる線形バーである抵抗器を含む、実施態様9に記載のセンサ。
(15) 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも1つの感知素子と、
前記少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第1の方向に巻回された少なくとも1つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、前記アンテナコイルは、前記測定値を前記患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
前記アンテナの下に配置されたシールドであって、前記シールドは、前記アンテナコイルと直列に接続されかつ前記第1の方向と反対の第2の方向に巻回された少なくとも1つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。
(17) 前記少なくとも1つのシールドコイルが、前記少なくとも1つのアンテナコイルの磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成されている、実施態様15に記載のセンサ。
(18) 前記シールドが、前記アンテナと前記少なくとも1つの感知素子との間に配置されている、実施態様15に記載のセンサ。
(19) 前記シールドが、前記少なくとも1つの感知素子と前記測定装置との間に配置されている、実施態様18に記載のセンサ。
(20) 前記シールドが、前記アンテナと前記測定装置との間に配置されている、実施態様18に記載のセンサ。
Claims (20)
- 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも1つの感知素子と、
前記少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、少なくとも1つのコンデンサを含み、かつ、前記少なくとも1つの感知素子を介した前記少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。 - 前記少なくとも1つの感知素子が抵抗器を含み、前記測定装置が、前記抵抗器を介した前記少なくとも1つのコンデンサの前記放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項1に記載のセンサ。
- 前記測定装置が、前記少なくとも1つの感知素子を介した前記コンデンサの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、請求項1に記載のセンサ。
- 前記測定装置がクロックを含み、前記時間デジタル変換器が、前記クロックのクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、請求項3に記載のセンサ。
- 前記センサが、前記少なくとも1つの感知素子を含むひずみゲージを含む、請求項1に記載のセンサ。
- 前記ひずみゲージが、前記少なくとも1つの感知素子を担持する基板を含み、前記少なくとも1つの感知素子が、少なくとも第1及び第2の感知素子を含み、前記第1の感知素子と前記第2の感知素子とが互いに対して非平行である、請求項5に記載のセンサ。
- 前記内部無線通信装置が、無線周波数識別(RFID)トランスポンダーを含む、請求項1に記載のセンサ。
- 前記測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備え、前記電源デバイスが、前記センサに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されたエネルギーハーベスティングデバイスを含む、請求項1に記載のセンサ。
- 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
基板と、第1の感知素子と第2の感知素子と第3の感知素子とが互いに対して非平行であるように前記基板上に配置された前記第1、第2、及び第3の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
前記第1〜第3の感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。 - 前記第1〜第3の感知素子のそれぞれが抵抗器を含み、前記測定装置が、各抵抗器を介した前記少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項9に記載のセンサ。
- 前記測定装置が、少なくとも1つのコンデンサを含み、かつ、前記第1〜第3の感知素子のそれぞれの前記抵抗器を介した前記少なくとも1つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項9に記載のセンサ。
- 前記測定装置が、各抵抗器を介した前記放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、請求項11に記載のセンサ。
- 各感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、請求項9に記載のセンサ。
- 各感知素子が、第1の端部と、中心軸線に沿って前記第1の端部からオフセットされた第2の端部と、を有し、各感知素子が、前記中心軸線に沿って前記第1の端部と前記第2の端部との間に延びる線形バーである抵抗器を含む、請求項9に記載のセンサ。
- 患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも1つの感知素子と、
前記少なくとも1つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第1の方向に巻回された少なくとも1つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、前記アンテナコイルは、前記測定値を前記患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
前記アンテナの下に配置されたシールドであって、前記シールドは、前記アンテナコイルと直列に接続されかつ前記第1の方向と反対の第2の方向に巻回された少なくとも1つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。 - 前記シールドコイルが、前記アンテナコイルの巻き数よりも少ない巻き数を有する、請求項15に記載のセンサ。
- 前記少なくとも1つのシールドコイルが、前記少なくとも1つのアンテナコイルの磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成されている、請求項15に記載のセンサ。
- 前記シールドが、前記アンテナと前記少なくとも1つの感知素子との間に配置されている、請求項15に記載のセンサ。
- 前記シールドが、前記少なくとも1つの感知素子と前記測定装置との間に配置されている、請求項18に記載のセンサ。
- 前記シールドが、前記アンテナと前記測定装置との間に配置されている、請求項18に記載のセンサ。
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