JP2021180868A - ミッドフィールドカプラ - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で説明するデバイス、システム、および方法の基礎となる物理特性は、電源の任意の物理的実現によって達成可能な性能を制限する最適化手法から生じる。電力伝送は、ソースが受信コイルとの相互作用によって受信回路内の負荷による作業抽出をもたらすフィールドを生成したときに発生する。サブ波長受信コイルでは、最低次モードのみが重要であり、電力伝送機構は、動的磁場相互作用の電磁誘導特性によって説明され得る。コイルに伝送される電力は、
例えば、動作深度(ソースと受信コイル間の距離)が5cmの場合、ニアフィールドソースでは受信コイルの直径を少なくとも15mmにする必要があり得るが、ミッドフィールドソースでは受信コイルの直径は少なくとも2mmにするだけでよい。この性能曲線は、1ミリメートル以下の大きさの埋め込み型デバイスまで体内の深部に電磁エネルギーを搬送することが可能であることを示している。
本明細書では、理論的に上述したようなミッドフィールドソースを実現するためのデバイス、システム、および方法を説明する。上述したような必要とされるレンズ特性を有するソースの実現は、従来のコイルまたは双極子素子よりも複雑な電磁構造を必要とする。1つの変形例では、ミッドフィールドソースは、1つまたは複数のサブ波長構造を備え得るミッドフィールドプレートと、サブ波長構造を励起するように構成された励起ポートとによって実現され得る。これらのミッドフィールドソースは、物質(例えば、組織)内部の伝搬フィールドを励起および制御して、そのことにより空間的に集束された適応ステアリングフィールドを物質内に生成するために、ソース近傍のエバネッセント場を操作し得る。エネルギーは、以下でより詳細に説明する埋め込みデバイスによって受け取られ得る。
本明細書では、インプラントに無線伝送され得る電力を生成するように構成されたミッドフィールドソースを説明する。いくつかの変形例では、ミッドフィールドソース全体がハンドヘルドデバイスに統合され得る。したがって、ミッドフィールドソースは、オンデマンドの使用に適している場合がある。他の変形例では、ミッドフィールドソースは、身体に装着されるか、または皮膚表面に貼り付けられるように構成され得る。図6A〜図6Cは、代表的な組織604の近くに配置されたミッドフィールドソース602の変形例の斜視図である。そこに示されているように、各々のミッドフィールドソース602は、平面表面606と、1つまたは複数のサブ波長構造608とを備え得るミッドフィールドプレートを備え得る。ミッドフィールドプレート上の1つまたは複数のサブ波長構造608は、以下でより詳細に説明するように、まとまってミッドフィールドソースを形成し得る1つまたは複数の無線周波数ポートによって励起され得る。
いくつかの変形例では、本明細書に記載されているミッドフィールドソースの平面表面は、固体基板またはプレートを備え得る。例えば、平面表面は、いくつかの変形例では、パターン化された給電銅層を備え得るFR−4などのガラスエポキシ積層板を含み得る。他の変形例では、平面表面は、より低い基板損失のためにRogersまたはセラミックを含み得る。平面表面は、略平面の形状を有してよく、任意の適切な寸法を有してよい。厚さは、基板内の金属層の数に依存してよく、約1mm〜約3cmの範囲とし得る。いくつかの変形例では、固体基板は約6cm×6cmとしてよく、約1.6mmの厚さを有してよい。
上記で簡単に述べたように、平面表面は、ミッドフィールドプレートを形成するために1つまたは複数のサブ波長構造と組み合わされ得る。「サブ波長構造」は、フィールドの波長に対して定義され得る。λ0が空気中の波長であり、λmaterialが高誘電率物質内の波長である場合、空気中の波長λ0よりはるかに小さい寸法の波長の任意のソース構造をサブ波長構造と呼ぶことができる。高誘電率物質の比誘電率をnとすると、高誘電率物質内の波長は空気中の波長のルートn(nの平方根)倍小さい、すなわちλmaterial=λ0/ルートn(nの平方根)である。例えば、1.6GHzにおける筋肉の比誘電率は54であり、したがって、λmaterial=λ0/7.3である。したがって、λmaterialのような寸法を有する任意のソース構造は、サブ波長構造とし得る。より具体的には、各々のサブ波長構造dの最大寸法は、0.1λmaterial〜2λmaterialとし得る。この場合、サブ波長構造はエバネッセント場を生成し得、サブ波長構造が高誘電率物質に近接して配置されると、エバネッセント場は高誘電率物質の伝搬モードを介してエネルギー伝送を誘発し得る。ソースに隣接する出力フィールドの空間周波数スペクトルは、上記でより詳細に説明したように、数16の有意な成分を有する。
本明細書に記載されているような平面表面と1つまたは複数のサブ波長構造とを組み合わせて、ミッドフィールドプレートを形成することができる。ミッドフィールドプレートは、任意の適切な数のサブ波長構造(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、またはそれ以上)を備えてよい。サブ波長構造の各々は同一のサブ波長構造としてよく、またはミッドフィールドプレートは、上述したような様々なサブ波長構造の組み合わせを備えてよい。
ソリッド・イマージョン・レンズは、空気−物質界面上またはその近傍に置かれたハイインデックス物質の半球状のドームを含み、半球状のドームは光がこれらの「禁制」屈折角に届くことを可能にする。この機能により、物質波長〜λ/nで設定された回折限界分解能で、光が自由空間波長よりもはるかに小さいスポットに集束することが可能になる。ソリッド・イマージョン・レンズは、画像化、データ記憶、およびリソグラフィを含む多くの用途において広範囲で使用されている。しかし、ソリッド・イマージョン・レンズは本質的に三次元であり、嵩高である。従来のソリッド・イマージョン・レンズをフラットな対応物と置き換えることで、ナノフォトニックチップ、または低周波数領域ではコンフォーマルな生体医療デバイスを含む複雑なシステムに統合する機会が得られる。
本明細書に記載されているミッドフィールドプレートは、電源によって生成されるエバネッセント場を操作するように構成され得る。いくつかの変形例では、簡単に上述したように、ミッドフィールドプレートのサブ波長構造は励起ポートによって励起され得る。ミッドフィールドプレートが2つ以上のサブ波長構造を備えるいくつかの変形例では、各々のサブ波長構造は、別個の励起ポートによって励起され得る。ミッドフィールドプレートが2つ以上のサブ波長構造を備える他の変形例では、単一の励起ポートが2つ以上のサブ波長構造を励起し得る。
本明細書に記載されているミッドフィールドソースのいくつかの変形例では、焦点領域は、入力ポート信号の振幅および位相によって与えられる自由度を使用して、ソースの機械的な再構成なしに動的にシフトされ得る。これは、ソースが(例えば、呼吸または心臓の鼓動のために)律動的な運動の臓器と相互作用するように構成された埋め込み型デバイス、または体内を移動するように構成された埋め込み型デバイスに電力供給するのに使用され得る臨床用途において有用であり得る。焦点領域をシフトさせるために、個々のサブ波長構造の励起をリアルタイムで再構成することができ、そのことにより空間的にシフトされた焦点領域を有するものを含む様々なフィールドパターンを合成することができる。図20は、ポート信号間の相対位相を調整することによって設計された空間的にシフトされた焦点を有するフィールドパターンを示している。図20の上の図は、ソースの真下の方向の伝搬波の形成を示している。図20の下の図は、焦点の調整を示している。
また、本明細書では、本明細書に記載されているようにミッドフィールドソースから電力を受け取るように構成され得るインプラントが記載されている。いくつかの変形例では、インプラントは、以下でより詳細に説明するように、標的部位(例えば、標的とされた神経、筋肉、または組織領域)に刺激(例えば、電気刺激)を与えるように構成され得る。追加的または代替的に、インプラントは、以下でより詳細に説明するように、標的部位で感覚機能を果たすように構成され得る。
インプラントは、任意の適切な形状および寸法を有し得る。いくつかの変形例では、本明細書に記載されているインプラントは、例えば、これらに限定されないがカテーテルまたは皮下注射針のような送達装置の内部に収まるように構成され得る。これらの変形例では、インプラントは、リード線および延長線を必要とせずに直接標的部位(例えば、標的とされる神経または筋肉領域)に注入され得る。図23Aは、ヒトの指の上に載せられた本明細書に記載のインプラント2302の一例の写真である。図23Bは、サイズ比較のために10フレンチ(〜3.3mm)のカテーテルシースに隣接してエポキシ封入される前の同じインプラント2302を示す。図23Cは、開胸手術によりウサギの下方心外膜に挿入された同じインプラント2302の写真である。図23A〜図23Cに示されている変形例では、インプラントは、直径2mmの無線電気刺激装置である。
コイルは、ソース(例えば、本明細書に記載されているソースによって生成される空間的に適応する電磁場)からエネルギーを受け取るように構成され得る。エネルギーは、コイル内の誘導電流のために、磁化としてコイルによって受け取られ得る。コイルは、例えば、これらに限定されないが、銅、金、またはアルミニウムなどの任意の適切な物質を含み得る。コイルは、任意の適切な巻数を含み得る。巻数は、ミドルフィールドソースの周波数に依存し得る。いくつかの変形例では、コイルは、約1巻〜約15巻を含み得る。図23Bは、内径2mmで巻かれた直径200μmの銅線を含む多重巻きコイル構造を含むコイル2304の一例を示している。
AC−DC電力変換機構を備えるインプラントのいくつかの変形例では、AC−DC電力変換機構は、整流回路を備え得る。整流回路は、インプラントによって(例えば、上述のコイルによって)受け取られたエネルギー(例えば、本明細書に記載されているソースによって生成された空間的に適応する電磁場)をDC信号に変換するように構成され得る。いくつかの変形例では、AC−DC変換回路は、低電圧領域と高電圧領域に分割され得る。このことは、電磁的に弱く結合した領域で動作する無線電力供給インプラントの整流および電力管理の効率を高め得る。いくつかの変形例では、インプラントは、チャージポンプを備え得る。一変形例では、2つのダイオード(例えば、ショットキーダイオード)および2つのコンデンサ(例えば、10nFコンデンサ)がチャージポンプ構成内に配置され得る。低周波数では、コイルと整流器のインピーダンスを整合させるために、追加のコンデンサが使用され得る。チャージポンプおよびフラッシュ制御集積回路は、整流電圧をアップコンバートするために整流器の後に配置され得る。
いくつかの変形例では、本明細書で記載されているインプラントは、集積回路を備え得る。例えば、図23Bに示されているように、コイル2304は、集積回路2306の上に配置され、集積回路2306に接続され得る。いくつかの変形例では、集積回路はパルス振幅を調整するように構成され得る。いくつかの変形例では、インプラントは、不揮発性メモリを備え得る。例えば、インプラントは、使用情報(例えば、駆動時間および電流ドライバの設定)などのデータを記録し、および/または(以下でより詳細に記載するように)センサからの測定値を記憶するように構成され得るフラッシュメモリを備え得る。いくつかの変形例では、各々のインプラントモジュールは、インプラントのメモリに記憶された識別タグのような、それ自体の識別タグを有し得る。いくつかの変形例では、インプラントは、後述するように、インプラントの様々な構成要素間の相互作用、インプラントと外部構成要素との間の通信、およびマルチアクセスプロトコルを調整するように構成され得るデジタルコアを備え得る。
いくつかの変形例では、インプラントは、エネルギー蓄積構成要素を備え得る。例えば、インプラントは、再充電可能なバッテリを備え得る。再充電可能なバッテリは、一時的にエネルギーを蓄積するように、および/または電力管理回路用の効率的なチャージポンプとして使用するように構成され得る。いくつかの変形例では、再充電可能なバッテリは、薄膜バッテリを備え得る。これらの変形例のいくつかでは、薄膜バッテリは、積み重ねられることによって、エネルギー密度を高め得る。いくつかの他の変形例では、再充電可能なバッテリは、リチウムバッテリを含み得る。エネルギー蓄積構成要素は、本明細書に記載されるように、外部電源に連続的に結合しなくてもインプラントを動作させることを可能にする。外部電源は、インプラントを充電するために使用されてよく、いくつかの変形例では、1週間または1ヶ月当たり、わずか数分から数十分の無線充電でインプラントを充電することができる。
本明細書に記載されている電源によるインプラントに送達可能な電力レベルはマイクロエレクトロニクス技術の要件を超える可能性があるので、慢性疾患の病態のリアルタイムの監視やインプラントによる閉ループの生物学的検知および制御などのより高度な機能が実施され得る。いくつかの変形例では、インプラントは、1つまたは複数のセンサを備え得る。いくつかの変形例では、センサは、例えば、温度センサを含み得る。他の変形例では、センサは、光学センサおよび/または撮像装置を備え得る。さらに他の変形例では、インプラントは、化学センサ、圧力センサ、酸素センサ、pHセンサ、流量センサ、電気センサ、歪みセンサ、磁気センサ、光センサ、または画像センサを備え得る。いくつかの変形例では、センサは、デバイスが動作する深さを決定することを可能にすることができる。いくつかの変形例では、センサは、1つまたは複数の電極を備え得る。
いくつかの変形例では、本明細書に記載されているインプラントは、刺激を組織に送達するように構成され得る。刺激は、電気的、光学的、化学的(例えば、インプラントは薬物送達のために構成され得る)、または機械的な刺激のような任意の適切なタイプの刺激であり得るが、これらに限定されない。インプラントが電気刺激を送達するように構成されている変形例では、インプラントは、1つまたは複数の電極を介して電気刺激を送達し得る。インプラントは、(例えば、電気刺激、強度、持続時間、周波数、および形状に対する)刺激パラメータの範囲を送達することを可能にするプログラム可能な電流ドライバを備え得る。システムが本明細書に記載されているユーザインタフェースを備えるいくつかの変形例では、プログラム可能な電流ドライバは、(例えば、インプラントへの無線データリンク経由で)ユーザインタフェースを介してプログラムされ得る。図23A〜図23Cの変形例に示されているように、いくつかの変形例では、インプラントは2つの電極2308を備え得る。2つの電極2308は、図23Cにウサギの下方心外膜に挿入されて示されているように、インプラント2302の片側に配置されて、組織に挿入され得る。
インプラントは、無線データ伝送が可能であり、いくつかの変形例では、インプラントとミッドフィールドソースまたは別の外部構成要素(例えば、外部ユーザインタフェース)との間の無線データリンクを備え得る。無線リンクは、一方向性または双方向性としてよく、したがって、これらの変形例のうちのいくつかでは、インプラントは、データ受信機を備え得る。無線リンクは、インプラントを駆動し(例えば、刺激装置を備える変形例では、刺激を活性化し)、インプラントを遠隔でプログラムまたは構成し(例えば、インプラント設定を調整し)、および/または1つまたは複数のセンサからデータを受信するように構成され得る。
いくつかの変形例では、本明細書で記載されているシステムは、例えば、臨床医または患者によって使用され得るユーザインタフェースを備え得る。ユーザインタフェースのいくつかの変形例は、電源と一体化されてよく、他の変形例では、ユーザインタフェースは電源から分離されてよい。ユーザインタフェースが電源から分離されているいくつかの変形例では、ユーザインタフェースは、スマートフォン、タブレット、またはウェアラブルコンピュータなどのモバイルコンピューティングデバイスを備え得る。これらの場合、システムは、電源および/またはインプラントとモバイルコンピューティングデバイスとの間の双方向通信を可能にする無線または有線通信リンクを備え得る。このことにより、患者および/または臨床医は、モバイルコンピューティングデバイスのディスプレイを使用して、電源またはインプラントとインタフェースする(例えば、情報を受信または入力する)ことができる。
また、本明細書に記載されているようなミッドフィールドソースを使用して、本明細書に記載されているようなインプラントに無線で電力を供給する方法も本明細書に記載されている。本明細書に記載されているインプラントは、任意の適切な位置に埋め込まれ得る。いくつかの変形例では、インプラントは、カテーテルまたは皮下注射針などの低侵襲的処置によって埋め込まれ得る。インプラントは、ヒトあるいは、ペット、家畜、またはウサギ、マウス、ラット、もしくは他のげっ歯類のような実験動物などの他の動物に埋め込まれ得る。インプラントは、これらに限定されないが、筋肉刺激、患者の心拍を調節するための刺激/検知、深部脳刺激、薬物送達、および/または生物学的、生理学的および化学的検知などの任意の数の用途に使用され得る。
本明細書に記載されているシステムは、ブタの組織容積を使用してインプラントへの電力伝送の2つのシミュレーションにおいて、つまり、心臓の左心室における第1のシミュレーション配置と、脳の皮質領域における第2のシミュレーション配置において使用された。ソースとインプラントは、少なくとも5cm離して配置された。図26Aおよび図26Bは、ブタ組織容積内のインプラント位置の磁気共鳴イメージング(MRI)再構成を示している。図26Aは、ブタの胸壁を横切って心臓表面上に配置されたインプラントに電力を伝送するための構成のMRI再構成を示している。T2強調スピンエコー・パルス・シーケンスを用いてMRI画像を取得し、画像をOsiriXソフトウェアパッケージを用いて再構成した。ソースの中心(白い点)とインプラントのコイル(灰色の点)は5cm離れていた(空隙1cm、不均質組織4cm)。図26Aのフィールドは、市販の電磁界シミュレータを用いて計算された。パターン化された金属プレートを組織多層(1cmの空隙、4mmの皮膚、8mmの脂肪、8mmの筋肉、16mmの骨、144mmの心臓)の5上に配置し、フィールドを時間領域ソルバによって計算した。
送信機と受信機が互いの(空気中の)波長内にある、組織を介した従来の無線電力伝送技術は、送信機と受信機の構造のニアフィールド内の支配的なフィールドタイプが同じ場合の結合に依存している。例えば、外部送信機ループは、磁場を介して、埋め込まれた受信機ループに誘導結合される磁場を伝送することができる。別の例では、外部双極子が埋め込まれた双極子への電場と結合され得る。
埋め込まれた受信機にエネルギーを集束させるのに役立つ以前の解決策は、上述したように、インプラントに組み込まれた電力検出器を含む。外部送信機と埋め込み受信機との間に時間領域多重化通信システムを使用する場合、インプラントにおいて電力検出器を使用せずに、埋め込み受信機にエネルギーを集束させる(例えば、エネルギーをより効率的に集束させる)のを助けるために、位相および振幅が動的に調整され得る。
どんな身体も、構造(例えば、組織、筋肉密度、脂肪含有量、軟骨、瘢痕組織、腱の構成、または骨などの他の構造特性)、輪郭、および/または形状は異なる。異なるミッドフィールドカプラ形状は、体内の受信機に電力伝送をより効率的に受け入れる、および/または身体の外部表面(例えば、表皮層のような皮膚)に無理なく適合するのに役立つさまざまな特性を提供し得る。第1の形状を有するミッドフィールドカプラは、第1の本体に電力を送達する上でより効率的であり得るが、第2の本体に電力を送達するには効率が悪い。
本明細書に記載されているシステム、装置、および方法のうちの1つまたは複数は、脛骨神経または脛骨神経の任意の神経枝(例えば、これに限定されないが後脛骨神経)、仙骨神経叢から始まる1つまたは複数の神経または神経枝(S1−S4、脛骨神経および/または陰部神経を含むが、これらに限定されない)を刺激することなどにより、便失禁または尿失禁(例えば、過活動膀胱)の治療を助けるために使用され得る。本明細書に記載されているシステム、装置、および方法のうちの1つまたは複数は、過活動膀胱のような尿失禁の治療を助けるために使用され得る。尿失禁は、骨盤底の筋肉、骨盤底の筋肉を刺激する神経、内尿道括約筋、外尿道括約筋、および陰部神経もしくは陰部神経の神経枝のうちの1つまたは複数を刺激することにより、ミッドフィールド無線伝送を使用して治療され得る。
実施例1は、主題(例えば、装置、方法、動作を実行するための手段、または、機械によって実行されたときに、機械が動作を実行するように構成し得る命令を含む機械可読メモリ)を含み得る、または使用し得るが、例えば、第1の周波数でマイクロ波信号を送受信する第1のトランシーバであって、第1のトランシーバからの信号をミッドフィールドカプラの表面に平行な無視できない磁場成分を有する信号に変換し、変換された信号を、空気中で測定されたときにマイクロ波信号の波長内にある組織内の位置に集束させるミッドフィールドカプラを含む第1のトランシーバと、ミッドフィールドカプラからの信号を受信する電場ベースのアンテナを含み、第1のトランシーバとほぼ同じ周波数で信号を送信する第2のトランシーバを備える少なくとも部分的に埋め込み可能な生体適合性デバイスとを含み得る、または使用し得る。
Claims (20)
- 第1の周波数でマイクロ波信号を送受信する第1のトランシーバであって、ミッドフィールドカプラを含み、前記ミッドフィールドカプラは、前記第1のトランシーバからの信号を前記ミッドフィールドカプラの表面に平行な無視できない磁場成分を有する信号に変換し、空気中で測定されたときに前記マイクロ波信号の波長内にある組織内の位置に前記変換された信号を集束させる、第1のトランシーバと、
前記ミッドフィールドカプラからの前記信号を受信する電場ベースのアンテナを含み、前記第1のトランシーバとほぼ同じ周波数で信号を送信する第2のトランシーバを備える、少なくとも部分的に埋め込み可能な生体適合性デバイスと
を備えるシステム。 - 前記電場ベースのアンテナは、双極子アンテナである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1のトランシーバは、前記ミッドフィールドカプラに電気的に結合された位相検出器および位相シフタを備える位相整合ネットワークを備え、前記位相検出器は、前記第2のトランシーバから受信された信号の位相を決定し、前記位相シフタは、前記第2のトランシーバから受信された前記信号の前記決定された位相に基づいて、前記ミッドフィールドカプラに供給される信号の位相を調整する、請求項1に記載のシステム。
- 前記位相シフタは、前記第2のトランシーバから受信された前記信号の前記決定された位相によって前記信号の前記位相を調整する、請求項3に記載のシステム。
- 前記位相シフタは、前記第2のトランシーバから受信された前記信号の前記位相と一致するように前記信号の前記位相を調整する、請求項3に記載のシステム。
- 前記第1のトランシーバは、前記ミッドフィールドカプラに電気的に結合された振幅検出器および可変利得増幅器を備える振幅整合ネットワークを備え、前記振幅検出器は、前記第2のトランシーバから受信された信号の振幅を決定し、前記可変利得増幅器は、前記第2のトランシーバから受信された前記信号の前記振幅に基づいて、前記ミッドフィールドカプラに供給される信号の振幅を調整する、請求項1に記載のシステム。
- 前記ミッドフィールドカプラは、2つ以上のポートを含み、
前記振幅検出器は、2つ以上の振幅検出器のうちの1つであり、前記2つ以上の振幅検出器の各々は、前記ミッドフィールドカプラの個々のポートに電気的に結合されており、
前記第1のトランシーバは、無線周波数(RF)信号を受信し、前記RF信号を2つ以上の信号に分割および分離して、前記ミッドフィールドカプラの各々のポートに1つの信号を対応させる、電力分配器をさらに備え、
前記可変利得増幅器は、複数の可変利得増幅器のうちの1つであり、各々の可変利得増幅器は、前記ミッドフィールドカプラの個々のポートと前記電力分配器との間に電気的に結合されており、各々の増幅器は、前記電力分配器からの前記2つ以上の信号のうちの1つの信号を受信して、前記信号を利得分だけ増幅し、前記利得は、前記ミッドフィールドカプラの同じ個々に結合された前記振幅検出器によって決定された振幅に基づいて決定される、請求項6に記載のシステム。 - 前記複数の増幅器の各々の増幅器の前記利得は、ある量が乗算された前記振幅検出器によって決定された前記振幅である、請求項7に記載のシステム。
- 前記アンテナは、動物組織の誘電率と前記ミッドフィールドカプラのミッドフィールドプレートが配置された前記ミッドフィールドカプラの基板の誘電率との間の誘電率を有する誘電物質に封入される、請求項1に記載のシステム。
- マイクロ波信号を送受信する無線機と、
前記無線機に電気的に結合されたミッドフィールドカプラであって、前記無線機からの信号を前記ミッドフィールドカプラの表面に平行な無視できない磁場成分を有する信号に変換して、空気中で測定されたときに前記マイクロ波信号の波長内にある組織内の位置に前記信号を集束するミッドフィールドカプラと、
前記ミッドフィールドカプラに電気的に結合された振幅検出器であって、前記ミッドフィールドカプラで受信された信号の振幅を決定する振幅検出器と、
前記無線機と前記ミッドフィールドカプラとの間に電気的に結合された可変利得増幅器であって、前記無線機からの送信信号を前記振幅検出器によって決定された前記振幅に合わせて増幅する可変利得増幅器と
を備える装置。 - 位相検出器および位相シフタを備える位相整合ネットワークをさらに備え、
前記位相シフタおよび前記位相検出器は、前記ミッドフィールドカプラに電気的に結合されており、前記位相検出器は、前記ミッドフィールドカプラで受信された信号の位相を決定し、前記位相シフタは、前記決定された位相に基づいて、前記ミッドフィールドカプラに供給される信号の位相を調整する、請求項12に記載の装置。 - 前記位相シフタは、前記決定された位相によって前記信号の前記位相を調整する、請求項13に記載の装置。
- 前記ミッドフィールドカプラは、2つ以上のポートを含み、
前記振幅検出器は、2つ以上の振幅検出器のうちの1つであり、前記2つ以上の振幅検出器の各々は、前記ミッドフィールドカプラの個々のポートに電気的に結合されており、
前記第1のトランシーバは、無線周波数(RF)信号を受信し、前記RF信号を2つ以上の信号に分割および分離して、前記ミッドフィールドカプラの各々のポートに1つの信号を対応させる電力分配器をさらに備え、
前記可変利得増幅器は、複数の可変利得増幅器のうちの1つであり、各々の可変利得増幅器は、前記ミッドフィールドカプラの個々のポートと前記電力分配器との間に電気的に結合されており、各々の増幅器は、前記電力分配器からの前記2つ以上の信号のうちの1つの信号を受信して、前記信号を利得分だけ増幅し、前記利得は、前記振幅検出器によって決定された振幅に基づいて決定される、請求項12に記載の装置。 - 前記複数の増幅器の各々の増幅器の前記利得は、ある量が乗算された前記振幅検出器によって決定された前記振幅である、請求項15に記載の装置。
- 少なくとも部分的に埋め込み可能な生体適合性装置であって、
外側ケーシングと、
前記外側ケーシングによって覆われたマイクロ波信号を送受信する無線機と、
前記無線機に電気的に結合され、前記外側ケーシングによって覆われた電場ベースのアンテナと、
前記外側ケーシング内の封入材であって、前記無線機と前記アンテナとを取り囲み、動物組織の誘電率とミッドフィールドカプラの基板の誘電率との間の誘電率を有する封入材と
を備える装置。 - 前記アンテナは双極子アンテナである、請求項18に記載の装置。
- 前記外部ケーシング上に露出され、前記無線機に電気的に結合された1つまたは複数の電極をさらに備える、請求項18に記載の装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080103558A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Stuart Wenzel | Focused electromagnetic-wave and ultrasonic-wave structures for tissue stimulation |
US20120004708A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Boston Scientific Neuromodulation Corporation | Implantable Medical Device and Charging System Employing Electric Fields |
US20130253614A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | James Dan Knifong, SR. | Molding Device to Precisely Hold a Recharge Antenna |
US20140371824A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Adi Mashiach | Ceramic Encapsulation of an Implantable Device |
WO2015039108A2 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Multi-element coupler for generation of electromagnetic energy |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007275451A (ja) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 生体内装置 |
JP6524339B2 (ja) * | 2014-05-18 | 2019-06-05 | ニュースペラ メディカル インク | ミッドフィールドカプラ |
-
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-
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- 2023-05-17 JP JP2023081608A patent/JP2023106499A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080103558A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-01 | Stuart Wenzel | Focused electromagnetic-wave and ultrasonic-wave structures for tissue stimulation |
US20120004708A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Boston Scientific Neuromodulation Corporation | Implantable Medical Device and Charging System Employing Electric Fields |
US20130253614A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | James Dan Knifong, SR. | Molding Device to Precisely Hold a Recharge Antenna |
US20140371824A1 (en) * | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Adi Mashiach | Ceramic Encapsulation of an Implantable Device |
WO2015039108A2 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-19 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Multi-element coupler for generation of electromagnetic energy |
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