JP2022510162A - 神経活動を調節するためのデバイスネットワーク - Google Patents

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Abstract

【要約】本明細書では、対象の神経活動を調節するように構成された２つまたはインプランタブルデバイスを含むインプランタブルデバイスネットワークについて説明する。ネットワークは、電気生理学的信号または生理学的状態などの検出信号を検出することができる少なくとも１つのインプランタブルデバイスを含む。また、ネットワークは、検出信号に関連する情報に少なくとも基づいて電気パルスを放出するように構成された第２のインプランタブルデバイスを含む。ネットワーク内のインプランタブルデバイスは直接的に、または中間デバイスを介して、互いに無線で通信することができる。【選択図】 図４Ｂ

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は２０１８年１２月６日に出願された米国仮出願第６２／７７６，３５１号の優先権の利益を主張するものであり、これは、全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[技術分野]
本発明は、インプランタブル神経調節デバイスネットワーク、およびそのようなネットワークを使用する方法に関する。
個体の末梢神経系は、生命維持に必要な器官の活動や生理的恒常性を厳密に制御して動作している。神経を介して伝達される電気パルスは例えば、心拍数、炎症、および膀胱または腸の制御を変化させることができる。ある種の医学的状態は、これらの神経信号が過剰刺激または過少刺激のいずれかの標的器官によって身体を適切に制御できない場合に発生し得る。
末梢神経系の電気信号を制御することにより、異常な生理活性を治療するための侵襲的方法が開発されている。そのような方法は、電極の先端が標的神経に接触する状態で、患者の体内に電極を埋め込むことを含むことができる。これらの電極は一般に、外部デバイスまたは嵩張るインプランタブル（埋め込み可能な）デバイスに取り付けられる長いリード線を有し、これは、被写体に、感染または電極の変位の実質的な危険性をもたらす。さらに、多くの方法は非常に侵襲的であるため、ある種の治療は臨床現場に限定され、在宅治療として使用することはできない。完全に埋め込み可能なデバイスはより侵襲性の低い治療のために開発されてきたが、このようなデバイスは体の多くの位置に配置するには大きすぎる。したがって、埋め込まれたデバイスは、変位または破壊され得る長いリードの使用を必要とする。
治療目的のための標的神経の厳密に制御された神経調節は、被験体の生理学的状態または生理学的信号の系統的評価に依存する。体内の他の場所での特定の電気生理学的送信または生理学的状態（例えば、温度または分析物濃度）は、所望の治療効果を得るために標的神経を刺激するかどうか、またはどのように刺激するかを知らせることができる。患者内の他の生理学的活動を説明する治療効果を得るために、神経系を効果的に刺激することができるシステムが必要であり続けている。
本明細書で参照されるすべての刊行物、特許、および特許出願の開示は、それぞれ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる任意の参照が本開示と矛盾する限り、本開示が支配するものとする。
本明細書では、インプランタブルデバイスネットワーク、およびそのようなインプランタブルデバイスネットワークを使用して神経活動を調節する方法を説明する。
いくつかの実施形態では、インプランタブルネットワークを使用して神経活動を調節する方法は、(ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、記録された神経によって送信される１つ以上の電気生理学的信号、または１つ以上の生理学的状態を含む検出信号を検出することと、(ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する情報を無線で送信することと、(ｃ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、検出信号に関連する情報を無線で受信することと、(ｄ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを、放出するかどうかを決定することと、を含む。
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上の電気パルスを放出することをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスから放出される１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を決定することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で送信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で受信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報に少なくとも基づいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することと、含む。いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上の追加の神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される検出信号に関連する情報を含む。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態に関連する情報を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される１つ以上の電気パルスに関連する情報を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、フィードフォワードニューラルネットワークプロセスを実施することを含む。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号にさらに基づく。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内のインプランタブルデバイスによって行われる。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内のインプランタブルデバイスによって行われる。
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに直接送信することを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上の中間デバイスを介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに送信することを含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上の中間デバイスによって行われる。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含む。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含む。
いくつかの実施形態では、方法は、検出信号に関連する受信された情報に少なくとも基づいて刺激信号を生成することを含み、刺激信号は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出された１つ以上の電気パルスを駆動する。
本方法のいくつかの実施形態では、検出信号が、１つ以上の生理学的状態を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の生理学的状態が温度、呼吸速度、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体の濃度を含む。本方法のいくつかの実施形態では、検出信号は、１つ以上の電気生理学的信号を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、検出信号に関連する情報は、電気生理学的信号または生理学的状態のタイムスタンプ、または電気生理学的信号内の複合活動電位またはその一部の方向、速度、周波数、振幅、または波形、を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第１の神経位置から電気生理学的信号を検出し、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第２の神経位置の神経活動を調節するよう構成された電気パルスを放出し、第１の神経位置および第２の神経位置が、同じ神経位置または異なる神経位置の異なる場所である。いくつかの実施形態において、第１の神経位置と第２の位置とが、神経網を介して連結された異なる神経である。いくつかの実施形態において、第１の神経位置と第２の位置とは、同一の神経である。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つによって検出される電気生理学的信号は、第１の神経位置内の神経線維のサブセットによって送信される。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが、第１の神経位置内の１つ以上の線維束を含む。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが、１つ以上の求心性神経線維を含む。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが、１つ以上の遠心性神経線維を含む。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが、神経内の異なる線維束の２つ以上の神経線維を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから検出信号に関連する情報を無線で送信することは、検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスから能動的に送信することを含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから検出信号に関連する情報を無線で送信することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスで超音波を受信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスからの超音波を後方散乱させることであって、後方散乱された超音波は検出信号に関連する情報を符号化する、後方散乱させることと、を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて受信された検出信号に関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって受信された超音波に符号化される。本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットにおいて１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を無線電送信することは、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって能動的に送信または後方散乱された検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、中間デバイスにおいて受信することと、 検出信号に関連する情報を符号化する追加の超音波を中間デバイスから能動的に送信することと、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、中間デバイスから能動的に送信された追加の超音波を受信することと、を含む。いくつかの実施形態では、中間デバイスは外部デバイスである。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイス、または１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは、電力供給超音波を使用して電力供給される。いくつかの実施形態では、電力供給超音波は、中間デバイスによって送信される。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスは、標的神経内の神経線維の標的サブセットへ放出される。いくつかの実施形態では、神経線維の標的サブセットが、第１の神経内に１つ以上の線維束を含む。いくつかの実施形態では、神経線維の標的サブセットは、１つ以上の求心性神経線維を含む。いくつかの実施形態では、神経線維の標的サブセットは、１つ以上の遠心性神経線維を含む。いくつかの実施形態では、神経線維の標的サブセットは、標的神経内の異なる線維束内の２つ以上の神経線維を含む。
本方法のいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスが、標的神経を含む線維組織に電気パルスを放出する。
方法のいくつかの実施形態において、標的神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経である。本方法のいくつかの実施形態では、標的神経は末梢神経である。
方法のいくつかの実施形態において、記録された神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経である。いくつかの実施形態では、記録された神経は末梢神経である。
また、本明細書の開示は標的神経の神経活動を調節するためのデバイスネットワークであって、 (ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、 神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を含む検出信号を検出するためのセンサと、 超音波を能動的に送信または後方散乱するように構成された超音波トランスデューサであって、超音波は検出信号に関連する情報を符号化する、超音波トランスデューサと、 センサおよび超音波トランスデューサに電気的に結合された制御回路と、 を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、(ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、 標的神経に電気パルスを放出するように構成された複数の電極と、 検出信号に関連する情報を符号化する超音波を受信するように構成された超音波トランスデューサと、 超音波から検出信号に関連する情報を抽出し、検出信号に関連する情報に基づいて複数の電極を動作させて電気パルスを放出させるように構成された制御回路と、 を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、を備え、ここで、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット中の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される。
いくつかの実施形態では、デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを備える。
いくつかの実施形態では、デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを含む。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定するように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するように構成される。いくつかの実施形態では、電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは、神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を検出するためのセンサをさらに備える。
いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサを備える１つ以上の中間デバイスをさらに含み、１つ以上の中間デバイスは、 超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから情報を無線で受信し、 超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに情報を無線で送信する、ようさらに構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の中間デバイスがさらに、超音波を通して、第２のセットの中の１つ以上のインプランタブルデバイスから、インプランタブルデバイスの１つ以上のインプランタブルデバイスから、情報を無線で受信し、超音波を通して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットの中の１つ以上のインプランタブルデバイスに、情報を無線で送信するように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の中間デバイスは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに超音波を能動的に送信し、センサによって検出された検出信号に関連する情報を符号化する後方散乱超音波を受信し、 検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに能動的に送信する、ように構成される。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、中間デバイスは、 中間デバイスによって受信された超音波から検出信号に関連する情報を抽出し、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定する、ように構成される制御回路を含み、中間デバイスから１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ送信される超音波に符号化された検出信号に関連する情報は、１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、命令に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の電気パルスを放出する命令は、１つ以上の電気パルスのうちの１つ以上のパルス特性に対する命令を含む。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのセンサによって検出された検出信号に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定するように構成され、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサによって能動的に送信されたまたは後方散乱された超音波に符号化された検出信号に関連する情報は、１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、命令に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される。いくつかの実施形態では、１つ以上の電気パルスを放出するための命令は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性に対する命令を含む。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、検出信号に関連する情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定し、決定に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される。いくつかの実施形態では、制御回路は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するようにさらに構成される。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、センサは電気生理学的信号を検出するように構成された複数の電極を備える。いくつかの実施形態では、センサは、生理学的状態を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、生理学的状態は温度、呼吸数、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体濃度である。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスが、生理学的状態を検出するように構成される第１のセンサと、電気生理学的信号を検出するように構成される複数の電極を備える第２のセンサとを備える。
デバイスネットワークのいくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサ、または１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサは、１つ以上のインプランタブルデバイスに電力を供給する超音波を受信するように構成される。
図１Ａは、第２のインプランタブルデバイスと直接通信する第１のインプランタブルデバイスを有する例示的なネットワークを示す。情報の流れは、一方向または双方向であり得る。
図１Ｂは、第２のインプランタブルデバイスと無線通信する第１のインプランタブルデバイスを有するネットワークの例を示し、反復ニューラルネットワークを介した双方向通信を有する。
図２Ａは、第１のインプランタブルデバイスと、中間デバイス（埋め込まれていてもよいし、外部にあってもよい）と、第２のインプランタブルデバイスと、を含むインプランタブルデバイスネットワークの実施形態を示す。第１のデバイスは中間デバイスに情報を無線通信し、中間デバイスは第２のデバイスに情報を無線通信する。
図２Ｂは、第１のインプランタブルデバイスと、中間デバイス（外部にあってもよいし、埋め込まれていてもよい）と、第２のインプランタブルデバイスとを含むインプランタブルデバイスネットワークの実施形態を示す。第１のデバイスは中間デバイスに情報を無線通信し、中間デバイスは第２のデバイスに情報を無線通信する。次いで、第２のデバイスは追加の情報で中間デバイスに無線で応答することができ、追加の情報は、任意選択で第１のデバイスに無線で送信される。
図２Ｃは、第１のインプランタブルデバイスと、中間デバイス（外部にあってもよいし、埋め込み可能であってもよい）と、第２のインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のデバイスは中間デバイスに情報を無線で通信し、中間デバイスは第２ののデバイスに情報を無線で通信する。次に、第２のデバイスは、第１のデバイスに無線で送信される追加情報で、中間デバイスに無線で応答することができる。
図３Ａは、それぞれが情報を別のインプランタブルデバイスに無線通信し、任意選択で元のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上に情報を送り返すことができる、２つ以上のインプランタブルデバイスを有するネットワークを示す。
図３Ｂは、双方向通信を介して無線通信するように構成された第１のセットのインプランタブルデバイスと第２のセットのインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。
図４Ａは、２つ以上のインプランタブルデバイスのセット、中間デバイス、および別のインプランタブルデバイスを有するデバイスネットワークを図示する。インプランタブルデバイスのセットは情報を中間デバイスに無線で通信し、中間デバイスは、情報を他のインプランタブルデバイスに無線で通信する。
図４Ｂは、双方向通信を介して無線で通信するように構成された、第１のセットのインプランタブルデバイスと、中間デバイスと、第２のセットのインプランタブルデバイス（図示されるような単一のインプランタブルデバイスを含むが、追加のインプランタブルデバイスを含むことができる）とを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。
図５Ａは、２つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットと、２つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットとを有するデバイスネットワークを示す。第１のセット内のインプランタブルデバイスは、第２のセット内のインプランタブルデバイスに情報を無線で通信する。任意選択で、第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは、第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに追加情報を無線で通信する。
図５Ｂは、双方向通信を介して無線通信するように構成された第１のセットのインプランタブルデバイスと第２のセットのインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。
図６Ａは、２つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットと、中間デバイスと、２つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットとを有するデバイスネットワークを示す。第１のセットのインプランタブルデバイスは中間デバイスに情報を無線で通信し、中間デバイスは、第２のセットのインプランタブルデバイスに情報を無線で通信する。
図６Ｂは、双方向通信を使用して中間デバイスを介して無線通信するように構成された、第１のセットのインプランタブルデバイスと第２のセットのインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。
図７は、超音波トランスデューサ、バッテリおよび／または電力回路、調節回路、制御回路、検出および／または刺激回路、および不揮発性メモリを含むことができる、本明細書で説明されるインプランタブルデバイスのための例示的な本体の概略図を示す。
図８は、超音波を介して第１のセットからの１つ以上のインプランタブルデバイスおよび／または第２のセットからの１つ以上のインプランタブルデバイスと無線で通信することができる例示的な中間デバイスの概略図を示す。中間デバイスは能動的に超音波を送信し、インプランタブルデバイスは超音波を後方散乱（バックスキャッタ）し、超音波後方散乱波の情報をエンコードすることができる。
図９Ａは、超音波を介して第２のインプランタブルデバイスと無線通信する第１のインプランタブルデバイスを示す図である。
図９Ｂは、超音波を介して中間デバイスと無線通信するインプランタブルデバイスを示す図である。
図１０は、単一コンポーネント又はマルチコンポーネント検出信号に基づいて電気パルスを放射するための例示的なプロセスを示す図である。検出信号（Ｄ）は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって得られるトリガ信号（Ｔ）を生成するために解析される。トリガ信号を使用して、インプランタブルデバイスは刺激信号（Ｓ）を取得することができ、刺激信号は、電気パルス（Ｐ）を標的神経に放出するように刺激信号を操作するために使用され、それによって、標的神経の神経活動を調節する。
本明細書では、神経活動を調節するためのインプランタブルデバイスおよびインプランタブルデバイスのネットワークについて説明する。さらに、このようなインプランタブルデバイスを使用する方法、および神経活動を調節するためのインプランタブルデバイスのネットワークが記載される。インプランタブルデバイスのネットワークは検出信号（例えば、１つ以上の電気生理学的信号および／または１つ以上の生理学的状態）を検出する１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットと、検出信号に関連する情報に基づいて神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することができる１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットとを含む。ネットワークのいくつかの実施形態において、第２のセットにおけるインプランタブルデバイスのうちの１つ以上は検出信号を検出するように構成することができ、検出信号に関連する情報は別個のインプランタブルデバイスに送信され、第２の検出信号に関連する情報を受信し、第２の検出信号に関連する情報に基づいて電気パルスを放出する。第２のセットのインプランタブルデバイスによって放出される検出信号および／または電気パルスに関連する情報は任意選択で、中間デバイスに、または第１のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスに無線で送り返すことができる。第１のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスによって情報が受信されると、第１のセットのインプランタブルデバイスは、この追加情報に基づいて別の電気パルスを発してもよい。ネットワークは、サブジェクト（対象）の１つ以上の神経による神経活動を調節するように動作し続けることができる。
インプランタブルデバイスは、対象全体の異なる位置に埋め込むことができる。検出信号に関連する情報を異なるインプランタブルデバイスに送信し、その情報に基づいて電気パルスを放出することによって、電気パルスを使用して、１つ以上の異なる位置で検出された情報（たとえば、検出信号）に少なくとも基づいて位置で神経活動を調節することができる。このネットワークは、特定の神経による神経活動の調節が全身性または遠位性の効果を有し得、全身性または遠位性の状態が所望の効果を得るために神経がどのように調節されるべきかに影響を及ぼし得るため、特に有用である。
本明細書で説明するネットワークはフィードフォワードニューラルネットワーク構成、または反復ニューラルネットワーク構成（例えば、ホップフィールドネットワーク）で動作することができる。フィードフォワードニューラルネットワークでは、インプランタブルデバイスの第１のセットに基づく情報（例えば、検出信号）が少なくとも検出信号に関連する情報に基づいて神経活動を調節するように構成された電気パルスを放出するインプランタブルデバイスの第２のセットに（例えば、１つ以上の中間デバイスを介して、直接的または間接的に）送信される。第２のセットのインプランタブルデバイスは例えば、（第２のセットのインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって検出され得る）追加の検出信号に関連する情報、または（第２のセットのインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって放出され得る）１つ以上の以前に放出された電気パルスに関連する情報を用いて、電気パルスを放出するために使用される情報をさらに補うことができる。例えば、フィードフォワード構成では、インプランタブルデバイス（例えば、「出力」インプランタブルデバイス）は別個のインプランタブルデバイス（例えば、「入力」インプランタブルデバイス）によって検出された情報、および任意選択で同じインプランタブルデバイス（「出力」インプランタブルデバイス）によって検出された情報に基づいて、電気パルスを放出することができる。
反復ニューラルネットワーク（例えば、ホップフィールドネットワーク）に構成されたネットワークは、２組のインプランタブルデバイス間の双方向情報転送を含む。インプランタブルデバイスの第１のセットによって検出された検出信号に関連する情報は、インプランタブルデバイスの第２のセットに（直接的または間接的に）無線で送信される。第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは第１のセットのインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報に基づいて電気パルスを放出することができる（ただし、必ずしも放出する必要はない）。第２のセット内のインプランタブルデバイスのうちの少なくとも１つは、第２のセット内の少なくとも１つのインプランタブルデバイスから第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに追加情報を（直接または間接に）無線で送信することができ、１つ以上のインプランタブルデバイスは受信された追加情報に基づいて電気パルスを放出することができる（しかし、必ずしも放出する必要はない）。このような追加情報は、インプランタブル装置の第２のセットによって検出される検出信号、またはトリガ信号または放出される電気パルスに関連する情報を含むことができる。インプランタブルデバイスは、受信された情報に基づいて更新される動的状態を含むことができる。したがって、第１のセット内のインプランタブルデバイスの状態はインプランタブルデバイスの第２のセットから受信された情報に基づいて更新することができ、また、インプランタブルデバイスによって検出された、または第１のセット内の１つ以上の他のインプランタブルデバイスから受信された情報に基づいて更新することもできる。更新された動的状態に基づいて、インプランタブルデバイスは、神経の神経活動を調節する電気パルスを放出することができる。ネットワーク内の他のインプランタブルデバイス（すなわち、第１のセットおよび／または第２のセット内のインプランタブルデバイス）を更新することができ、更新された状態に基づいて電気パルスを放出することができる。
ネットワーク内の２つ以上のインプランタブルデバイスは、検出信号に関連する情報を無線で送信または受信することができる。情報は第１のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスから第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスに直接通信されてもよく、または情報は埋め込まれても外部にあってもよい１つ以上の中間デバイスを介して通信されてもよい。１つ以上の中間デバイスは情報を伝搬するためのリレーとして働くことができ（「リレー」デバイスと呼ばれる）、または、受信された情報を解析し、解析された情報を送信することができる。
１つ以上のインプランタブルデバイスは（第１のセットおよび／または１つ以上の中間デバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスによって任意選択で事前解析される）検出信号に関連する情報を無線で受信し、デバイスは、検出信号に関連する情報に基づいて神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスが検出信号に関連する受信情報を解析する。検出信号に関連する情報を解析することは、検出信号に基づいてトリガ信号を生成することを含むことができる。トリガ信号は、電気パルスを駆動する刺激信号が生成されるべきであること（または生成されるべき刺激信号の１つ以上の特性）を示すことができる。またはトリガ信号がヌル信号である可能性があり、これは電気パルスが発せられてはならないことを示す。いくつかの実施形態では、トリガ信号がインプランタブルデバイスの動的状態であり、インプランタブルデバイスによって受信または検出された情報に基づいて更新することができる。検出信号に関連する情報は患者の身体内の１つ以上の位置からの、電気生理学的信号または生理学的状態などの１つ以上の入力特徴を含むことができる（位置の数はネットワーク内のインプランタブルデバイスの数に依存する）。機械学習アルゴリズムを使用して、検出信号に関連する情報を解析し、トリガ信号を生成することができる。トリガ信号はインプランタブルデバイスが標的神経の神経活動を調節するために、１つ以上の電気パルスを放出するかどうか、放出するとき、または放出する方法についての命令を提供する。
ネットワークは第１のセットのデバイス内にＮ個のインプランタブルデバイスと、第２のセットのインプランタブルデバイス内にＭ個のインプランタブルデバイスとを含むことができ、ここで、ＮおよびＭは１つ以上であり、同じであっても異なっていてもよい（ただし、少なくとも１つのインプランタブルデバイスは、両方のセットのインプランタブルデバイス内にはない）。Ｍ個のインプランタブルデバイスは、Ｎ個（又はそれ以下）のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に基づいて、１つ以上の電気パルスを放射することができる。例えば、いくつかの実施形態では第１のセット内の１、２、３、４、５、またはそれ以上のインプランタブルデバイスはそれぞれ、検出信号の構成要素を検出することができ、第１のセット内のインプランタブルデバイスからの検出信号に関連する情報は第２のセット内の１、２、３、４、５、またはそれ以上のインプランタブルデバイスに無線で送信され、第２のセット内の１つまたはそれ以上のインプランタブルデバイスは１つまたはそれ以上の電気パルスを放出することができる。
いくつかの実施形態では、神経活動を調節するためのネットワークは、(ａ) 神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を含む検出信号を検出するためのセンサと、 超音波を能動的に送信または後方散乱するように構成された超音波トランスデューサであって、超音波は検出信号に関連する情報を符号化する、超音波トランスデューサと、 センサおよび超音波トランスデューサに電気的に結合された制御回路と、を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、(ｂ) 標的神経に電気パルスを放出するように構成された複数の電極と、検出信号に関連する情報を符号化する超音波を受信するように構成された超音波トランスデューサと、 超音波から検出信号に関連する情報を抽出し、検出信号に関連する情報に基づいて複数の電極を動作させて電気パルスを放出させるように構成された制御回路と、を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、を備え、ここで、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット中の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される。
情報は、超音波通信などの任意の適切な技術を介して無線で送信または受信することができる。超音波通信のための例示的な方法は、米国特許出願公開第２０１８／００８５６０５号、国際公開第２０１８／００９９０８号、国際公開第２０１８／００９９１０号、国際公開第２０１８／００９９１１号、および国際公開第２０１８／００９９１２号に記載されている。例えば、インプランタブルデバイスは他のデバイスによって受信された情報を符号化する超音波を能動的に送信する（すなわち、生成する）ことによって、またはデバイスによって受信された超音波を後方散乱させることによって、情報を送信することができ、ここで、超音波の後方散乱波は、情報を符号化する。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスネットワークを使用して神経活動を調節する方法は、(ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、記録された神経によって送信される１つ以上の電気生理学的信号、または１つ以上の生理学的状態を含む検出信号を検出することと、(ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する情報を無線で送信することと、(ｃ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、検出信号に関連する情報を無線で受信することと、(ｄ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを、放出するかどうかを決定することと、を含む。この方法は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上の電気パルスを放出することをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、方法はさらに、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で送信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で受信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報に少なくとも基づいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することと、を含む。
＜定義＞
本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は文脈が明らかに沿わないことを指示しない限り、複数の参照を含む。
ここで、「約」または「ほぼ」という値またはパラメータへの言及はその値またはパラメータ自体に向けられたバリエーションを含み（かつ記述し）、例えば、「約Ｘ」を指す記述は、「Ｘ」の記述を含む。
デバイスから送信または発信される「能動的に送信される」超音波は、そのデバイスによって生成され、そのデバイスから発信される超音波を指す。デバイスは、デバイスから放射される能動的に伝達される超音波内の情報を符号化することができる。
「後方散乱（バックスキャッタ）」超音波とは、デバイスで受信し、デバイスで反射した超音波をいう。反射した超音波を「超音波の後方散乱波」と呼ぶことができ、デバイスは、超音波がデバイスで反射されたときの超音波後方散乱波に情報を符号化することができる。従って、超音波後方散乱波によって情報を伝送することができる。
本明細書に記載される本発明の態様および変形は、「からなる」および／または「本質的にからなる」態様および変形を含むことが理解される。
「インプランタブル」および「埋め込まれた」という用語は対象のどの部分も対象の表面を破らないように、対象に完全に埋め込まれているか、または完全に埋め込まれている対象を指す。埋め込み可能であるとして本明細書に記載される任意のデバイスは、対象に埋め込まれ得る。
「入力インプランタブルデバイス」は検出信号を検出するように構成されたインプランタブルデバイスを指し、「出力インプランタブルデバイス」は、少なくとも検出信号に関連する情報に基づいて電気パルスを放出するように構成されたインプランタブルデバイスを指す。出力インプランタブルデバイスは任意選択で、追加の検出信号を検出することができ、放出された電気パルスは、１つ以上の入力デバイスからの検出信号に関連する情報と、追加の検出信号に関連する情報とに基づくことができる。
本明細書で使用される「生理学的状態」という用語は生理学的環境内で推定または測定される生理学的状態、またはパラメータもしくは値を指し、したがって、「生理学的状態」は体温、ｐＨ、ｐＯＯＯＡ、心拍数、検体の存在、検体の量、歪み、または生理学的環境内で測定される任意の他の値を含むことができる。
「インプランタブルデバイスのセット」は１つ以上のインプランタブルデバイスを指し、「インプランタブルデバイスの第１のセット」および「インプランタブルデバイスの第２のセット」は少なくともインプランタブルデバイスの第１のセットおよびインプランタブルデバイスの第２のセットが同一でない限り、重複し得る。
「実質的に」という用語は、７０％以上を指す。例えば、神経の断面を実質的に取り囲む湾曲部材は、神経の断面の７０％以上を取り囲む湾曲部材を指す。
用語「対象」および「患者」は、本明細書において、脊椎動物を指すために互換的に使用される。
用語「処置する」、「処置すること」、および「処置」は、本明細書中で同義的に使用され、少なくとも１つの症状の軽減、阻害、抑制、または排除による状態の改善、疾患または状態の進行の遅延、疾患または状態の再発の遅延、または疾患または状態の阻害を含む、疾患状態または状態に罹患した対象に利益を提供する任意のアクションをいう。
値の範囲が提供される場合、その範囲の上限と下限との間の各介在値、およびその記載された範囲内の任意の他の記載または介在値は、本開示の範囲内に包含されることが理解されるべきである。記載された範囲が上限または下限を含む場合、それらのいずれかを除外する範囲もまた、本開示に含まれる。
本明細書で説明される様々な実施形態の特性のうちの１つ、いくつか、またはすべてを組み合わせて、本発明の他の実施形態を形成することができることを理解されたい。本明細書で使用される項目見出しは、構成的な目的のためでしかなく、説明される主題を限定すると解釈すべきではない。
「実施形態」に関連して上述した特徴および選好は別個の選好であり、その特定の実施形態のみに限定されるものではなく、技術的に実現可能な他の実施形態からの特徴と自由に組み合わせることができ、特徴の好ましい組み合わせを形成することができる。この説明は当業者が本発明を実施し、使用することを可能にするために提示され、特許出願およびその要件の文脈で提供される。記載された実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明らかであり、本明細書の一般的な原理は、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は、示された実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に記載された原理および特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
＜デバイスネットワーク＞
インプランタブルデバイスネットワークは、１つ以上の電気生理学的信号または１つ以上の生理学的状態を含む検出信号を検出するように構成された第１のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスと、検出信号に関連する情報に少なくとも基づいて神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するように構成された第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスとを含む。第１のセットのインプランタブルデバイスによって送信される情報はまた、第１のセットの中の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態に関連する情報を含むことができる。いくつかの実施形態では、デバイスネットワークが１つ以上の中間デバイスを含むことができ、中間デバイスは１つ以上のインプランタブルデバイス間の情報のリレーとして機能することができ、または検出信号が第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスに送信される前に、検出信号に関連する情報を解析および／または処理することができる。いくつかの実施形態では第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスが電気生理学的信号および／または生理学的状態を含む追加の検出信号を検出し、１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される１つ以上の電気パルスは追加の検出信号にさらに基づくことができる。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが被写体に埋め込まれる。対象は例えば、哺乳動物であり得る。いくつかの実施形態では、対象はヒト、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、サル、またはげっ歯類（ラットまたはマウスなど）である。好ましくは、対象はヒトである。
図１Ａは矢印１０６によって示されるように、第２のインプランタブルデバイス１０４と直接通信する第１のインプランタブルデバイス１０２を有する例示的なネットワークを示す。第１のインプランタブルデバイス１０４は検出信号を検出し、検出信号に関連する情報を第２のインプランタブルデバイス１０４に無線で送信する。任意選択で、第１のインプランタブルデバイスは、第１のインプランタブルデバイス１０２の動的状態、第１のインプランタブルデバイス１０２の位置、または第１のインプランタブルデバイス１０２によって放出される電気パルスに関連する情報などの他の情報を第２のインプランタブルデバイスに送信する。第２のインプランタブルデバイス１０４が情報を受信すると、第２のインプランタブルデバイス１０４は、少なくとも検出信号に関連する情報、および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス１０２によって送信される追加情報の一部またはすべてに基づいて、標的神経基底の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では第１のインプランタブルデバイス１０２が検出信号を解析して、第１のインプランタブルデバイス１０２のためのトリガ信号（例えば、第１のインプランタブルデバイス１０２の動的状態）または第２のインプランタブルデバイス１０４のためのトリガ信号を生成し、トリガ信号は第２のインプランタブルデバイス１０４に送信される。次いで、第２のインプランタブルデバイスはトリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために、１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のインプランタブルデバイス１０４が検出信号（および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス１０２によって送信された追加の情報）に関連する情報を解析してトリガ信号を生成し、トリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では第２のインプランタブルデバイス１０４が（矢印１０８によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス１０２は第１のインプランタブルデバイス１０２によって検出された検出信号および第２のインプランタブルデバイス１０４によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成する。
図１Ｂは、第２のインプランタブルデバイス１１２と無線通信する第１のインプランタブルデバイス１１０と、反復ニューラルネットワークを介した双方向通信とを有するネットワークの一例を示す。第１のインプランタブルデバイス１１０は検出信号を検出し、矢印１１４によって示されるように、検出信号に関連する情報を第２のインプランタブルデバイス１１２に無線で送信する。任意選択で、第１のインプランタブルデバイスは、第１のインプランタブルデバイス１１０の動的状態、第１のインプランタブルデバイス１１０の位置、または第１のインプランタブルデバイス１１０によって放出される電気パルスに関連する情報などの他の情報を第２のインプランタブルデバイスに送信する。第２のインプランタブルデバイス１１２が情報を受信すると、第２のインプランタブルデバイス１１２は、少なくとも検出信号に関連する情報、および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス１１０によって送信される追加情報の一部またはすべてに基づいて、標的の神経基材の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では第１のインプランタブルデバイス１１０が検出信号を解析して、第２のインプランタブルデバイス１１２のためのトリガ信号を生成し、トリガ信号は第２のインプランタブルデバイス１１２に送信される。次いで、第２のインプランタブルデバイス１１２はトリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために、１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のインプランタブルデバイス１１２が検出信号に関連する情報（および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス１１０によって送信された追加の情報）を解析してトリガ信号を生成し、トリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のインプランタブルデバイス１１２が（矢印１１６によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス１１２は第１のインプランタブルデバイス１１２によって検出された検出信号および第２のインプランタブルデバイス１１４によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、第２のインプランタブルデバイス１１２のためのトリガ信号（例えば、動的状態）を生成する。次いで、第２のインプランタブルデバイスは、トリガ信号に基づいて、またはトリガ信号に基づかないで、電気パルスを放出することができる。
第２のインプランタブルデバイス１１２は矢印１１８によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス１１０に情報を無線で送り返すことができる。第２のインプランタブルデバイス１１２によって第１のインプランタブルデバイス１１０に送信される情報は第２のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号、第２のインプランタブルデバイス１１２によって放出された電気パルスに関連する情報、または第２のインプランタブルデバイスの動的状態に関連する情報（例えば、第２のインプランタブルデバイス１１２によって生成されたトリガ信号）を含むことができる。第２のインプランタブルデバイス１１２の動的状態は、第１のインプランタブルデバイス１１２から受信された情報および／または第２のインプランタブルデバイス１１２によって検出された検出信号に基づいて更新されるので、第１のインプランタブルデバイス１１０の動的状態もまた、第２のインプランタブルデバイスから受信された情報に基づいて更新され得る。第１のインプランタブルデバイス１１０の動的状態は矢印１２０によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス１１０によって検出された検出信号（前述のように第２のインプランタブルデバイスに送信されたのと同じ検出信号情報であってもよく、または第１のインプランタブルデバイス１１０によって検出された新しい検出信号であってもよい）に基づいて、さらにまたは代替的に更新されてもよい。第１のインプランタブルデバイス１１０の動的状態が更新されると（すなわち、第１のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス１１０は、第１のインプランタブルデバイスがそのように構成される場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
第１のインプランタブルデバイスおよび第２のインプランタブルデバイスは図１Ａ～１Ｂに示されるように、直接通信することができ、または図２Ａ～２Ｂに示されるように、１つ以上の中間デバイスを介して通信することができる。中間デバイスは中間デバイスが本明細書に記載されるように機能的に構成される限り、第１または第２のインプランタブルデバイスと同じ種類の装置であってもよく、または異なる種類の装置であってもよい。図２Ａは、第１のインプランタブルデバイス２０２、中間デバイス２０４、および第２のインプランタブルデバイス２０６を含む、インプランタブルデバイスネットワークの実施形態を図示する。第１のインプランタブルデバイス２０２は矢印２０６によって示されるように、検出信号を検出し、検出信号に関連する情報を中間デバイス２０４に無線で送信する。第１のインプランタブルデバイス２０２によって送信される情報は、第１のインプランタブルデバイス２０２の動的状態、第１のインプランタブルデバイス２０２の位置、または第１のインプランタブルデバイス２０２によって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。中間デバイス２０４は矢印２１０によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス２０２から検出信号に関連する情報（および、任意選択で、第１のインプランタブルデバイスによって送信される他の情報）を受信し、検出信号に関連する情報を第２のインプランタブルデバイス２０８に送信する。第２のインプランタブルデバイス２０８が検出信号に関連する情報を受信すると、第２のインプランタブルデバイス２０８は、情報に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。図２Ａは単一の中間デバイス２０４を示すが、１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の中間デバイスがネットワークによって使用され得ることが企図される。すなわち、第１の中間デバイスは検出信号に関する情報を受信することができ、第１の中間デバイスは、検出信号に関する情報を第２の中間デバイスに送信することができる。次いで、第２の中間デバイスは情報を第２のセットのインプランタブルデバイスに、または第３の中間デバイスに送信することができる。いくつかの実施形態では第１のインプランタブルデバイス２０２が検出信号を解析して、第２のインプランタブルデバイス２０８のためのトリガ信号を生成し、このトリガ信号は中間デバイス２０４に送信される。次いで、中間デバイス２０４は、第１のインプランタブルデバイス２０２から受信したトリガ信号を第２のインプランタブルデバイス２０８に送信するためのリレーとして機能することができる。第２のインプランタブルデバイス２０８がトリガ信号を受信すると、第２のインプランタブルデバイス２０８は、標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる（またはトリガ信号がヌル信号である場合、放出しない）。いくつかの実施形態では、第１のインプランタブルデバイス２０２が中間デバイス２０４によって受信される検出信号（および任意選択で、デバイスの動的状態などの第１のインプランタブルデバイス２０２に関する追加情報）に関連する情報を無線で送信する。次いで、中間デバイス２０４は、検出信号に関連する情報を解析してトリガ信号を生成する第２のインプランタブルデバイス２０８に情報を無線で中継することができる。次いで、第２のインプランタブルデバイス２０８は、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。任意選択で、第２のインプランタブルデバイス２０８は（矢印２１２によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス２０８は、第１のインプランタブルデバイス２０２によって検出された検出信号および第２のインプランタブルデバイス２０８によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成する。一部の実施形態では、第１のインプランタブルデバイス２０２が検出信号に関する情報を含む情報を中間デバイス２０４に無線で送信し、その情報を解析して第２のインプランタブルデバイス２０８のトリガ信号を生成する。
任意選択で、第２のインプランタブルデバイス２０８は追加の検出信号を検出し、追加の検出信号に関連する情報は図２Ｂの矢印２１４によって示されるように、中間デバイス２０４に無線で送信され、中間デバイス２０４は、第１のインプランタブルデバイス２０２によって検出された検出信号に関連する情報と、第２のインプランタブルデバイス２０８によって検出された追加の検出信号に関連する情報とを解析して、トリガ信号を生成する（図２Ｂを参照）。次いで、中間デバイス２０４は第２のインプランタブルデバイス２０８のトリガー信号を第２のインプランタブルデバイス２０８に無線で送信し、第２のインプランタブルデバイスは、トリガー信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する。
図２Ｃは、双方向通信を介して無線通信するように構成された第１のインプランタブルデバイス、第２のインプランタブルデバイス、および中間デバイスを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のインプランタブルデバイス２０２は矢印２０４によって示されるように、検出信号を検出し、検出信号に関連する情報を中間デバイス２０４に無線で送信する。任意選択で、第１のインプランタブルデバイスは、第１のインプランタブルデバイス２０２の動的状態、第１のインプランタブルデバイス２０２の位置、または第１のインプランタブルデバイス２０２によって放出される電気パルスに関連する情報などの他の情報を中間デバイス２０４に送信する。中間デバイス２０４は第１のインプランタブルデバイス２０２から情報を受信すると、矢印２１０で示すように、第２のインプランタブルデバイス２０８に情報を無線で送信する。第２のインプランタブルデバイス２０８が情報を受信すると、第２のインプランタブルデバイス２０８は、少なくとも検出信号に関連する情報、および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス２０２によって送信される追加情報の一部またはすべてに基づいて、標的神経基底の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。
さらに図２Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では第１のインプランタブルデバイス２０２が検出信号を解析して、第２のインプランタブルデバイス２０８のためのトリガ信号を生成し、トリガ信号は中間デバイス２０４を介して第２のインプランタブルデバイス２０８に送信される。次いで、第２のインプランタブルデバイス２０８はトリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために、１つ以上の電気パルスを放出することができる。別の実施形態では、中間デバイス２０４が第１のインプランタブルデバイス２０２から情報を受信し、第２のインプランタブルデバイス２０８のためのトリガ信号を生成する。次いで、中間デバイス２０４は、受信したトリガ信号に基づいて電気パルスを放射する第２のインプランタブルデバイス２０８にトリガ信号を無線送信することができる。
いくつかの実施形態では、第２のインプランタブルデバイス２０８が検出信号に関連する情報（および任意選択で、第１のインプランタブルデバイス２０２によって送信された追加の情報）を解析してトリガ信号を生成し、第２のインプランタブルデバイスによって生成されたトリガ信号に基づいて神経の神経活動を調節するために１つ以上の電気パルスを放出することができる。トリガ信号は、受信された情報に基づいて更新される、第２のインプランタブルデバイスの動的状態とすることができる。いくつかの実施形態では、第２のインプランタブルデバイス２０８が（矢印２１２によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス２０８は第１のインプランタブルデバイス２０２によって検出された検出信号および第２のインプランタブルデバイス２０８によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、第２のインプランタブルデバイス２０８のためのトリガ信号（例えば、動的状態）を生成する。次いで、第２のインプランタブルデバイスは、トリガ信号に基づいて（またはトリガ信号に基づかずに）電気パルスを放出することができる。
第２のインプランタブルデバイス２０８は矢印２１４および矢印２１８によって示されるように、中間デバイス２０４を介して第１のインプランタブルデバイス２０２に情報を無線で送り返すことができる。第２のインプランタブルデバイス２０８によって第１のインプランタブルデバイス２０２に送信される情報は第２のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号、第２のインプランタブルデバイス２０８によって放出された電気パルスに関連する情報、または第２のインプランタブルデバイス２０８の動的状態に関連する情報（例えば、第２のインプランタブルデバイス２０８によって生成されたトリガ信号）を含むことができる。第２のインプランタブルデバイス２０８の動的状態は、第１のインプランタブルデバイス２０２から受信された情報および／または第２のインプランタブルデバイス２０８によって検出された検出信号に基づいて更新されるので、第１のインプランタブルデバイス２０２の動的状態もまた、第２のインプランタブルデバイス２０８から受信された情報に基づいて更新され得る。第１のインプランタブルデバイス２０２の動的状態は矢印２２０によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス２０２によって検出された検出信号（前述のように第２のインプランタブルデバイスに送信されたのと同じ検出信号情報であってもよく、または第１のインプランタブルデバイス２０２によって検出された新しい検出信号であってもよい）に基づいて、さらにまたは代替的に更新されてもよい。第１のインプランタブルデバイス２０２の動的状態が更新されると（すなわち、第１のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス２０２は、第１のインプランタブルデバイスがそのように構成される場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
図３Ａは第１のセット３０６に２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、３０２および３０４）を有し、第２のセット３１０に別のインプランタブルデバイス３０８を有するネットワークを示す。インプランタブルデバイス３０４は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークに含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＮ」として示され、ここで、Ｎは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上）である。簡略化のために、以下では第１のセットのインプランタブルデバイスにおける２つのインプランタブルデバイスと、第２のセットの単一のインプランタブルデバイスとを参照してネットワークを説明するが、セットのインプランタブルデバイスの数を拡張することができることを理解されたい。第１のインプランタブルデバイス３０２は第１の検出信号を検出することができ、第２のインプランタブルデバイス３０４は、第２の検出信号を検出することができる。第１および第２の検出信号（または集合的に、検出信号）に関連する情報は第２のセット内の他のインプランタブルデバイス３０８に無線で送信される。任意選択で、第１または第２のインプランタブルデバイスの動的状態、第１または第２のインプランタブルデバイスの位置、および／または第１のセット３０６内の第１または第２のインプランタブルデバイスによって放出された１つ以上の電気パルスに関連する情報などの追加情報が、第２のセット３１０内のインプランタブルデバイス３０８に無線で送信される。第２のセット３１０内のインプランタブルデバイス３０８は第１のセット３０６内の第１のインプランタブルデバイス３０２および第２のインプランタブルデバイス３０４から受信した検出信号を解析して、（例えば、インプランタブルデバイスの状態を更新するために）トリガ信号を生成し、インプランタブルデバイス３０８は、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。任意選択で、第２のセット３１０内のインプランタブルデバイス３０８は矢印３１２によって示されるように、追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス３０８は、第１のセット３０８からの２つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号と、第２のセットのインプランタブルデバイス３０８によって検出された検出信号とに関連する情報を解析して、トリガ信号を生成する。
図３Ｂは双方向通信を介して無線通信するように構成された、第１のセットのインプランタブルデバイスと、第２のセットのインプランタブルデバイス（図示されるような単一のインプランタブルデバイスを含むが、追加のインプランタブルデバイスを含むことができる）とを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のセット３０６内のインプランタブルデバイス３０２および３０４は、検出信号に関連する情報を第２のセット３１０内のインプランタブルデバイス３０８に無線で送信する。任意選択で、インプランタブルデバイス３０２および３０４は、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上の動的状態、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上の位置、またはインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって放出される電気パルスなど、第１のセット３０６内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上に関する追加情報を無線で送信する。第２のセット３１０内のインプランタブルデバイス３０８が情報を受信すると、インプランタブルデバイス３０８は、少なくとも検出信号に関連する情報、および任意選択で、第１のセット３０６内のインプランタブルデバイスによって送信される追加情報の一部またはすべてに基づいて、標的の神経基材の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。第２のセット３０８内のインプランタブルデバイス３０８は検出信号（および任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット３０６によって送信された追加情報の一部またはすべて）に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成し（たとえば、デバイスの動的状態を更新する）、トリガ信号に基づいて（トリガ信号がヌル信号である場合、トリガ信号に基づかないで）神経の神経活動を調節するために１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８が（矢印３１２によって示されるように）追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス３０８はインプランタブルデバイスの第１のセット３０６によって検出された検出信号（および任意選択で、デバイスの第１のセット３０６によって送信された追加の情報）に関連する情報と、第２のセットのインプランタブルデバイス３０８によって検出された検出信号とを解析して、第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８のためのトリガ信号を生成する（たとえば、デバイスの動的状態を更新する）。次いで、インプランタブルデバイス３０８は、トリガ信号に基づいて、またはトリガ信号に基づかないで、電気パルスを放出することができる。
インプランタブルデバイス３０８は、第１のセット３０６内のインプランタブルデバイス３０２および／または３０４に情報を無線で送り返すことができる。第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８によってインプランタブルデバイスの第２のセット３０６に送信される情報は第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８によって検出される検出信号、第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８によって放出される電気パルスに関連する情報、または第２のセット３１０のインプランタブルデバイス３０８の動的状態に関連する情報（例えば、インプランタブルデバイスによって生成されるトリガ信号）を含むことができる。第１のセット３０６内のインプランタブルデバイスが第２のセット内のインプランタブルデバイス３０８から情報を受信すると、第１のセット３０６内のインプランタブルデバイス３０２および３０４の動的状態は、受信された情報に基づいて更新され得る。第１のセット３０６内の第１のインプランタブルデバイス３０２および第１のセット３０６内の第２のインプランタブルデバイス３０４の動的状態は矢印３１４および矢印３１６によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス３０２または第２のインプランタブルデバイス３０４によって検出された検出信号（前述のように第２のインプランタブルデバイスに送信されたのと同じ検出信号情報、または第１のセット３０６の第１または第２のインプランタブルデバイスによって検出された新しい検出信号とすることができる）に基づいて、さらにまたは代替的に更新することができる。いくつかの実施形態では第１のセット３０６内のインプランタブルデバイスがデバイス間で無線で通信して（例えば、インプランタブルデバイス３０２およびインプランタブルデバイス３０４は互いに無線で通信することができる）、デバイスの検出信号コンポーネントまたは動的状態などの追加情報を送信することができる。第１のセット３０６内の第１のインプランタブルデバイス３０２および／または第２のインプランタブルデバイス３０４の動的状態が更新されると（すなわち、第１のインプランタブルデバイスまたは第２のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス３０２および／または第２のインプランタブルデバイス３０４は、第１のインプランタブルデバイスまたは第２のインプランタブルデバイスがそのように構成されている場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
図４Ａはインプランタブルデバイスの第１のセット４０６に２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、４０２および４０４）、インプランタブルデバイスの第２のセット４１２に中間デバイス４０８、およびインプランタブルデバイス４１０を有するデバイスネットワークを示す。インプランタブルデバイス４０４は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークの第１のセットに含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＮ」として示され、ここで、Ｎは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上）である。簡略化のために、以下では第１のセット４０６内の２つのインプランタブルデバイスを参照してネットワークを説明するが、第１のセット内のインプランタブルデバイスの数を拡張することができることを理解されたい。さらに、図４Ａは単一の中間デバイス４０８を示すが、１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の中間デバイスが、ネットワークによって使用され得ることが企図される。すなわち、第１の中間デバイスは検出信号に関する情報を受信することができ、第１の中間デバイスは、検出信号に関する情報を第２の中間デバイスに送信することができる。次いで、第２の中間デバイスは第２のセットのインプランタブルデバイス４１０に、または第３の中間デバイスに情報を送信することができる。第１のインプランタブルデバイス４０２は第１の検出信号を検出することができ、第２のインプランタブルデバイス４０４は第２の検出信号を検出することができ、第１および第２の検出信号（または集合的に、検出信号）に関連する情報は中間デバイス４０８に無線で送信される。第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスによって送信される情報は、第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス４０２または４０４の動的状態、第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置、または第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。その後、中間デバイス４０８は検出信号に関連する情報（及び、任意に、第１セット内のインプランタブルデバイスによって送信された他の情報）を、第２セット４１２のインプランタブルデバイス４１０に無線的に伝送し、これは、受信した情報に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する。
いくつかの実施形態では、中間デバイス４０８がインプランタブルデバイスの第１のセット４０６から情報を受信し、その情報を解析することなく送信することによって、第１のセット４０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）から受信した情報を第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０に無線で中継する。次いで、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０は検出信号に関連する情報を含む情報を受信し、その情報を解析してトリガ信号を生成する（例えば、インプランタブルデバイス４１０の動的状態を更新する）。任意選択で、インプランタブルデバイス４１０は追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス４１０は矢印４１４によって示されるように、第１のセット４０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）によって検出された検出信号（ならびに任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット４０６によって送信された追加の情報の一部またはすべて）および第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成する（たとえば、動的状態を更新する）。インプランタブルデバイス４１０は、トリガ信号を生成すると、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する（またはそのようなパルスを放出しない）ことができる。
いくつかの実施形態では、中間デバイス４０８が２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）によって検出された検出信号に関連する情報を含む、インプランタブルデバイスの第１のセット４０６からの情報を受信し、検出信号に関連する情報を解析して、第２のセットのインプランタブルデバイス４１０のためのトリガ信号を生成し、第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４１０にトリガ信号を無線で送信する。インプランタブルデバイス４１０は、トリガ信号を受信すると、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する（またはそのようなパルスを放出しない）ことができる。
いくつかの実施形態では、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０が（矢印４１６によって示されるように）中間デバイス４０８に無線で送信される追加の検出信号（矢印４１４によって示されるように）を検出する。第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０は、任意選択で、インプランタブルデバイス４１０の動的状態、またはインプランタブルデバイス４１０の位置に関連する情報など、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０に関する追加情報を送信することができる。中間デバイス４０８は、第１のセット４０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）によって検出された検出信号に関連する情報（および任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット４０６によって送信された追加情報の一部またはすべて）と、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０によって検出された追加検出信号に関連する情報を含む、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０によって送信された情報とを解析して、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０のためのトリガ信号を生成する。第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０がトリガ信号を受信すると、インプランタブルデバイス４１０は、トリガ信号に基づいて（またはトリガ信号がヌル信号である場合、トリガ信号に基づかないで）標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。
図４Ｂは双方向通信を介して無線で通信するように構成された、第１のセットのインプランタブルデバイスと、中間デバイスと、第２のセットのインプランタブルデバイス（図示されるような単一のインプランタブルデバイスを含むが、追加のインプランタブルデバイスを含むことができる）とを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のセット４０６内のインプランタブルデバイス４０２および４０４は、少なくとも検出信号に関連する情報を含む情報を中間デバイス４０８に無線で送信する。第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスによって送信される情報は、第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス４０２または４０４の動的状態、第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置、または第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。その後、中間デバイス４０８は検出信号に関連する情報（及び、任意に、第１セット内のインプランタブルデバイスによって送信された他の情報）を、第２セット４１２のインプランタブルデバイス４１０に無線的に伝送し、これは、受信した情報に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する。
中間デバイス４０８はインプランタブルデバイスの第１のセット４０６から情報を受信し、情報を解析することの有無にかかわらず、情報を第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０に無線で送信することによって、第１のセット４０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）から受信した情報を、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０に無線で中継することができる。次に、第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０は検出信号に関連する情報（および任意選択で、第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスによって送信された追加情報）を含む情報を受信し、情報が中間デバイス４０８によって事前に解析されていなかった場合、その情報を解析して、トリガ信号を生成する（たとえば、インプランタブルデバイス４１０の動的状態を更新する）。任意選択で、インプランタブルデバイス４１０は追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス４１０は矢印４１４によって示されるように、第１のセット４０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（４０２および４０４）によって検出された検出信号（ならびに任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット４０６によって送信された追加の情報の一部またはすべて）および第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス４１０によって検出された検出信号に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成する（たとえば、動的状態を更新する）。インプランタブルデバイス４１０は、トリガ信号を生成すると、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する（またはそのようなパルスを放出しない）ことができる。
第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４１０は情報を無線で中間デバイス４０８に戻すことができ、これは、インプランタブルデバイス４１０からの情報を解析し、および／または情報を第１のセット４０６内のインプランタブルデバイス４０２および／または４０４に中継することができる。第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４０８によって中間デバイスに送信される情報は第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４１０によって検出される検出信号、第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４１０によって放出される電気パルスに関連する情報、または第２のセット４１２のインプランタブルデバイス４１０の動的状態に関連する情報（例えば、インプランタブルデバイスによって生成されるトリガ信号）を含むことができる。中間デバイス４０８は受信した情報を解析して、第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上についてのトリガ信号（例えば、更新された動的状態）を生成することができる。または、中間デバイス４０８が第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上に情報を中継することができる。第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスが中間デバイスから情報を受信すると、第１のセット４０６内のインプランタブルデバイス４０２および４０４の動的状態は、受信された情報に基づいて更新され得る。第１のセット４０６内の第１のインプランタブルデバイス４０２および第１のセット４０６内の第２のインプランタブルデバイス４０４の動的状態は矢印４１８および矢印４２０によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス４０２または第２のインプランタブルデバイス４０４によって検出された検出信号（これは、第２のセット４１２に送信された同じ検出信号情報であってもよいし、または第１のセット４０６の第１または第２のインプランタブルデバイスによって検出された新しい検出信号であってもよい）に基づいて、同様にまたは代替的に更新されてもよい。いくつかの実施形態では第１のセット４０６内のインプランタブルデバイスがデバイス間で無線で通信して（例えば、インプランタブルデバイス４０２およびインプランタブルデバイス４０４は互いに無線で通信することができる）、デバイスの検出信号コンポーネントまたは動的状態などの追加情報を送信することができる。第１のセット４０６内の第１のインプランタブルデバイス４０２および／または第２のインプランタブルデバイス４０４の動的状態が更新されると（すなわち、第１のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス４０２および／または第２のインプランタブルデバイスは、第１のインプランタブルデバイスまたは第２のインプランタブルデバイスがそうするように構成されている場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
図５Ａは第１のセット５０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、５０２および５０４）と、第２のセット内の２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、５０８および５１０）とを有するデバイスネットワークを示し、第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスは、第２のセット５１２内のインプランタブルデバイスと直接通信する。インプランタブルデバイス５０４は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークの第１のセット５０６に含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＮ」として示され、ここで、Ｎは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）であり、同様に、インプランタブルデバイス５１０は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークの第２のセット５１２に含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＭ」として示され、ここで、Ｍは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）である。簡略化のために、以下では第１のセット５０６の２つのインプランタブルデバイス、および第２のセット５１２の２つのインプランタブルデバイスを参照してネットワークを説明するが、一方または両方のセットのインプランタブルデバイスの数を拡張することができることを理解されたい。第１のセット５０６内の第１のインプランタブルデバイス５０２は第１の検出信号を検出し、第１のセット５０６内の第２のインプランタブルデバイス５０４は、第２の検出信号を検出する。第１および第２の検出信号（集合的に、検出信号）に関連する情報は第１および第２のインプランタブルデバイス（５０２および５０４）から無線で送信され、その情報は第２のセット５１２の第１のインプランタブルデバイス５０８および第２のセット５１２の第２のインプランタブルデバイス５１０によって受信される。第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスによって送信される情報は、任意選択で、第１のセット５０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス５０２または５０４の動的状態、第１のセット５０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置、または第１のセット５０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。第２のセット５１２内の第１のインプランタブルデバイス５０８は第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスによって受信された情報を解析することができ、第２のセット内の第１のインプランタブルデバイス５０８のためのトリガ信号を生成する（例えば、動的状態を更新する）ことができる。次いで、第２のセット５１２内の第１のインプランタブルデバイス５０８は検出信号に関連する情報に基づいて（すなわち、生成されたトリガ信号に基づいて）、第１の神経位置の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出する（または放出しない）ことができる。同様に、第２のインプランタブルデバイス５０８は第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスから受信された情報を解析することができ、第２のセット内の第２のインプランタブルデバイス５１０のためのトリガ信号を生成する（例えば、動的状態を更新する）ことができる。次いで、第２のセット５１２内の第２のインプランタブルデバイス５１０は検出信号に関連する情報に基づいて（すなわち、生成されたトリガ信号に基づいて）、第２の神経位置の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出する（または放出しない）ことができる。異なるインプランタブルデバイスが異なる神経位置を標的とするため、第２のセット内の異なるインプランタブルデバイスから放出される電気パルスは、検出信号に関連する情報を含む同じ情報を第１のセット５０６から受信し得るとしても、同じであっても異なっていてもよい。任意選択で、第２のセット５１２からの第１のインプランタブルデバイス５０８は（矢印５１４によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第１のインプランタブルデバイス５０８は（例えば、第２のインプランタブルデバイス５０８の動的状態を更新するために）トリガ信号を生成するために、インプランタブルデバイスの第１のセット５０６からの情報と、第２のセット５１２の第１のインプランタブルデバイス５０８によって検出された検出信号に関連する情報（および任意選択で、第２のセット５１２の第１のインプランタブルデバイス５０８の動的状態などの追加の情報）とを解析する。任意選択的に、または追加的に、第２のインプランタブルデバイス５１０は（矢印５１６によって示されるように）追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス５１０は第１のセット５０６の２つ以上のインプランタブルデバイス（５０２および５０４）からの情報と、第２のセット５１２の第２のインプランタブルデバイス５１０によって検出された検出信号に関連する情報（および任意選択的に、第２のセット５１２の第２のインプランタブルデバイス５１０の動的状態などの追加情報）とを解析して、第２のセット５１２のインプランタブルデバイス５１０のためのトリガ信号を生成する。
図５Ｂは、双方向通信を介して無線通信するように構成された第１のセットのインプランタブルデバイスと第２のセットのインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のセット５０６内のインプランタブルデバイス５０２および５０４は、検出信号に関連する情報を、第２のセット５１２内のインプランタブルデバイス５０８およびインプランタブルデバイス５１０に無線で送信する。任意選択で、インプランタブルデバイス５０２および／または５０４は、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上の動的状態、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上の位置、または第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスのうちの１つまたは複数によって放出される電気パルスなど、第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスのうちの１つまたは複数に関する追加情報を無線で送信する。第２のセット５１２内のインプランタブルデバイスが情報を受信すると、インプランタブルデバイス５０８および／または５１０は、少なくとも検出信号に関連する情報、および任意選択で、第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスによって送信される追加情報の一部またはすべてに基づいて、標的神経基底の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する（または放出しない）ことができる。第２のセット５１２内のインプランタブルデバイスは検出信号（および任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット５０６によって送信された追加情報の一部またはすべて）に関連する情報を解析して、トリガ信号を生成し（たとえば、デバイスの動的状態を更新する）、トリガ信号に基づいて（またはトリガ信号がヌル信号である場合、トリガ信号に基づかないで）神経の神経活動を調節するために１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のセット５１２のインプランタブルデバイス５０８が（矢印５１４によって示されるように）追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス５０８はインプランタブルデバイスの第１のセット５０６によって検出された検出信号（および任意選択で、デバイスの第１のセット５０６によって送信された追加の情報）に関連する情報と、第２のセット５１２のインプランタブルデバイス５０８によって検出された検出信号とを解析して、第２のセット５１０のインプランタブルデバイス５０８のためのトリガ信号を生成する（たとえば、デバイスの動的状態を更新する）。任意選択で、第２のセット５１２のインプランタブルデバイス５０８はインプランタブルデバイス５０８、または第２のセット５１２内の別のインプランタブルデバイス（例えば、５１０）の位置または動的状態などの追加情報に基づいて、トリガ信号を生成する（例えば、デバイスの動的状態を更新する）ことができる。例えば、第２のセット５１２内の第２のインプランタブルデバイス５１０は、第２のセット５１２内の第１のインプランタブルデバイス５０８と無線で通信して、情報を無線で送信することができる。次いで、インプランタブルデバイス５０８は、トリガ信号に基づいて、またはトリガ信号に基づかないで電気パルスを放出することができる。第２のセット５１２内の第２のインプランタブルデバイス５１０は第２のセット内の第１のインプランタブルデバイス５０８と同様に動作することができ、第１のセット５０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス、第２のセット５１２内の１つ以上の他のデバイス、および／または第２のセット５１２内の第２のインプランタブルデバイス５１０によって検出された検出信号から受信された情報に基づいて生成されたトリガ信号（たとえば、更新された動的状態）に基づいて電気パルスを放出する（または電気パルスを放出しない）ことができる。
第２のセット５１２内のインプランタブルデバイス５０８および／または５１０は、第１のセット５０６内のインプランタブルデバイス５０２および／または５０４に情報を無線で返信することができる。第２のセット５１２のインプランタブルデバイスによってインプランタブルデバイスの第１のセット５０６に送信される情報は第２のセット５１２のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって検出される検出信号、第２のセット５１２のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって放出される電気パルスに関連する情報、または第２のセット５１２の中のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上の動的状態に関連する情報（たとえば、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって生成されるトリガ信号）を含むことができる。第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスが第２のセット５１２内のインプランタブルデバイスから情報を受信すると、第１のセット５０６内のインプランタブルデバイス５０２および５０４の動的状態は、受信された情報に基づいて更新され得る。第１のセット５０６内の第１のインプランタブルデバイス５０２および第１のセット５０６内の第２のインプランタブルデバイス５０４の動的状態は矢印５１８および矢印５２０によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス５０２または第２のインプランタブルデバイス５０４によって検出された検出信号（前述のように第２のインプランタブルデバイスに送信されたのと同じ検出信号情報、または第１のセット５０６の第１のインプランタブルデバイスまたは第２のインプランタブルデバイスによって検出された新しい検出信号とすることができる）に基づいて、さらにまたは代替的に更新することができる。いくつかの実施形態では第１のセット５０６内のインプランタブルデバイスがデバイス間で無線で通信して（例えば、インプランタブルデバイス５０２およびインプランタブルデバイス５０４は互いに無線で通信することができる）、デバイスの検出信号コンポーネントまたは動的状態などの追加情報を送信することができる。第１のセット５０６内の第１のインプランタブルデバイス５０２および／または第２のインプランタブルデバイス５０４の動的状態が更新されると（すなわち、第１または第２のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス５０２および／または第２のインプランタブルデバイス５０４は、第１のインプランタブルデバイスまたは第２のインプランタブルデバイスがそのように構成されている場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
図６Ａはインプランタブルデバイスの第１のセット６０６に２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、６０２および６０４）、中間デバイス６０８、およびインプランタブルデバイスの第２のセット６１４に２つ以上のインプランタブルデバイス（例えば、６１０および６１２）を有するデバイスネットワークを示す。インプランタブルデバイス６０４は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークの第１のセット６０６に含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＮ」として示され、ここで、Ｎは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）であり、同様に、インプランタブルデバイス６１２は任意の数のインプランタブルデバイスがネットワークの第２のセット６１４に含まれ得ることを示すために「インプランタブルデバイスＭ」として示され、ここで、Ｍは２以上（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上）である。簡略化のために、以下では第１のセット６０６内の２つのインプランタブルデバイスおよび第２のセット６１４内の２つのインプランタブルデバイスを参照してネットワークを説明するが、第１のセット６０６または第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスの数を拡張できることを理解されたい。さらに、図６Ａは単一の中間デバイス６０８を示すが、１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の中間デバイスが、ネットワークによって使用され得ることが企図される。すなわち、第１の中間デバイスは検出信号に関する情報を受信することができ、第１の中間デバイスは、検出信号に関する情報を第２の中間デバイスに送信することができる。次いで、第２の中間デバイスは情報を２つ以上のインプランタブルデバイスに、または第３の中間デバイスに送信することができる。
第１のセット６０６の第１のインプランタブルデバイス６０２は第１の検出信号を検出し、第１のセット６０６の第２のインプランタブルデバイス６０４は、第２の検出信号を検出する。第１の検出信号に関する情報および第２の検出信号に関する情報（総称して、検出信号）は、第１のセット６０６の２つ以上のインプランタブルデバイス（６０２および６０４）から無線送信され、その情報は中間デバイス６０８によって受信される。第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって送信される情報は、第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス６０２または６０４の動的状態、第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置、または第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。次いで、中間デバイス６０８は中間デバイスから検出信号に関連する情報（および任意選択で、第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって送信された他の情報の一部またはすべて）を送信し、情報は、第２のセット６１４内の第１のインプランタブルデバイス６１０および第２のインプランタブルデバイス６１２によって無線で受信される。第１のインプランタブルデバイス６１０は検出信号に関連する情報を含む、受信された情報に基づいて第１の神経位置の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することができ、第２のインプランタブルデバイス６１２は、検出信号に関連する情報を含む、受信された情報に基づいて第２の神経位置の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、第２のセット６１４内の第１のインプランタブルデバイス６１０および／または第２のインプランタブルデバイス６１０が電気パルスを生成するための基礎として使用される情報に含まれ得る追加の検出信号を検出することができる。
いくつかの実施形態では、中間デバイス６０８がリレーとして機能し、第１のセット６０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（６０２および６０４）から情報を受信し、情報を解析することなく、インプランタブルデバイスの第２のセット６１４に情報を送信する。第２のセットにおける２つ以上のインプランタブルデバイス（６１０および６１２）は第１のセット６０６によって検出された検出信号に関連する情報を含む、関連する情報を受信し、インプランタブルデバイス６１０および６１２はその情報を解析して、それぞれのデバイスについてのトリガ信号を生成する（例えば、動的状態を更新する）。次いで、第２のセットの第１のインプランタブルデバイス６１０は第１のインプランタブルデバイス６１０に対するトリガ信号（例えば、動的状態）に基づいて、１つ以上の電気パルスを放出することができ（トリガ信号がヌル信号である場合は放出することができない）、第２のセット６１４の第２のインプランタブルデバイス６１２は第２のセット６１４の第２のインプランタブルデバイス６１２に対するトリガ信号に基づいて、１つ以上の電気パルスを放出することができる。任意選択で、第２のセット６１４の第１のインプランタブルデバイス６１０は追加の検出信号を検出し、第１のインプランタブルデバイス６１０は、インプランタブルデバイスの第１のセット６０６からの情報と、第２のセット６１４の第１のインプランタブルデバイス６１０によって検出された検出信号（および任意選択で、デバイスの動的状態または位置など、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイス６１０からの追加の情報）とを解析して、第２のセット６１４の第１のインプランタブルデバイス６１０のトリガ信号を生成する。任意選択的にまたは追加的に、第２のセット６１４の第２のインプランタブルデバイス６１２は追加の検出信号を検出し、第２のインプランタブルデバイス６１２は第２のセット６１４の第２のインプランタブルデバイス６１２のためのトリガ信号を生成するために、インプランタブルデバイスの第１のセット６０６からの情報と、第２のセット６１４の第２のインプランタブルデバイス６１２によって検出された検出信号（および任意選択的に、デバイスの動的状態または位置などの、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイス６１２からの追加の情報）とを解析する。
いくつかの実施形態では、中間デバイス６０８がインプランタブルデバイスの第１のセット６０６から受信した情報を解析して、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上のためのトリガ信号を生成する。任意選択で、２つ以上のインプランタブルデバイス（６０８および６１０）は、中間デバイス６０８に無線で送信される１つ以上の追加の検出信号を検出する。第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスは、第２のセット６１４内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態、または第２のセット６１４内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置または一意の識別など、追加情報を中間デバイス６０８に無線で送信することができる。中間デバイスは、第１のセット６０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（６０２および６０４）からの情報（検出信号に関連する情報を含む）と、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスからの情報とを解析して、第２のセット６１４内の２つ以上のインプランタブルデバイスのトリガ信号を生成することができる。次いで、第２のセット６１４内の２つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上は、１つ以上のトリガ信号に基づいて神経位置の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出する（または放出しない）ことができる。
図６Ｂは、双方向通信を使用して中間デバイスを介して無線通信するように構成された、第１のセットのインプランタブルデバイスと第２のセットのインプランタブルデバイスとを含む、反復ニューラルネットワークに従って構成されたデバイスネットワークを示す。第１のセット６０６内のインプランタブルデバイス６０２および６０４は、検出信号に関連する情報を無線で中間デバイス６０８に送信する。第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって送信される情報は、第１のセット４０６内の１つ以上のインプランタブルデバイス６０２または６０４の動的状態、第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスの位置、または第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスに関する情報など、追加の情報を含むことができる。次いで、中間デバイス６０８は検出信号に関連する情報（および任意選択で、第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって送信される他の情報）を、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイス６１０および６１２に無線で送信し、この情報は、受信された情報に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。
中間デバイス６０８はインプランタブルデバイスの第１のセット６０６から情報を受信し、情報を解析することの有無にかかわらず、情報を第２のセット４１２内のインプランタブルデバイス６１０および６１２に無線で送信することによって、第１のセット６０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（６０２および６０４）から受信した情報を、第２のセット６１４内の１つ以上のインプランタブルデバイス６１０または６１２に無線で中継することができる。次いで、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイス６１０および６１２は第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号（およびオプションとして、第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスによって送信された追加情報）に関連する情報を含む情報を受信し、その情報が中間デバイス６０８によって事前解析されなかった場合、受信した情報を解析して、それぞれのデバイスについてトリガ信号を生成する（例えば、第１のインプランタブルデバイス６１０の動的状態を更新し、第２のインプランタブルデバイス６１２の動的状態を更新する）。任意選択で、インプランタブルデバイス６１０は追加の検出信号を検出し、インプランタブルデバイス６１０は矢印６１６によって示されるように、第１のセット６０６内の２つ以上のインプランタブルデバイス（６０２および６０４）によって検出された検出信号（および任意選択で、インプランタブルデバイスの第１のセット６０６によって送信された追加の情報の一部またはすべて）と、第２のセット６１２内の第１のインプランタブルデバイス６１０によって検出された検出信号とに関連する情報を解析して、インプランタブルデバイス６１０のトリガ信号（たとえば、動的状態を更新する）を生成する。インプランタブルデバイス６１０は、トリガ信号を生成すると、トリガ信号に基づいて標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する（またはそのようなパルスを放出しない）ことができる。第２のセット６１４内の第２のインプランタブルデバイス６１２（および第２のセット内の任意の他のデバイス）は、任意選択で、第２のセット６１４内の第１のインプランタブルデバイス６１０と同様の方法で動作することができる。第２のセット６１４内の第１のインプランタブルデバイス６１０および第２のインプランタブルデバイス６１２はまた、直接的に、または中間デバイスを介してのいずれかで、互いに無線で情報を通信し得、この情報は、デバイスの動的状態を更新するための基礎として使用され得る。
第２のセット６１４内のインプランタブルデバイス６１０および／または６１２は情報を中間デバイス６０８に無線で送り返すことができ、中間デバイスは、第２のセット６１４内の他のインプランタブルデバイス、または第１のセット６０６内の１つ以上のインプランタブルデバイスに（解析の有無にかかわらず）情報を無線送信することができる。第２のセット６１４のインプランタブルデバイスによって中間デバイス６０８に送信される情報は第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって検出される検出信号、第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって放出される電気パルスに関連する情報、または第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスのうちの１つ以上の動的状態に関連する情報（たとえば、インプランタブルデバイスのうちの１つ以上によって生成されるトリガ信号）を含むことができる。第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスが第２のセット６１４内のインプランタブルデバイスから情報を受信すると、第１のセット６０６内のインプランタブルデバイス６０２および６０４の動的状態は、受信された情報に基づいて更新され得る。第１のセット６０６内の第１のインプランタブルデバイス６０２および第１のセット６０６内の第２のインプランタブルデバイス６０４の動的状態は矢印６２０および矢印６２２によって示されるように、第１のインプランタブルデバイス６０２または第２のインプランタブルデバイス６０４によって検出された検出信号（前述のように第２のインプランタブルデバイスに送信されたのと同じ検出信号情報、または第１のセット６０６の第１または第２のインプランタブルデバイスによって検出された新しい検出信号とすることができる）に基づいて、さらにまたは代替的に更新することができる。いくつかの実施形態では、第１のセット６０６内のインプランタブルデバイスがデバイス間で無線で通信することができ（例えば、インプランタブルデバイス６０２およびインプランタブルデバイス６０６は互いに無線で通信することができる）、直接的に、または中間デバイス６０８を介して、デバイスの検出信号コンポーネントまたは動的状態などの追加情報を送信する。第１のセット６０６内の第１のインプランタブルデバイス６０２および／または第２のインプランタブルデバイス６０４の動的状態が更新されると（すなわち、第１または第２のインプランタブルデバイスに対してトリガ信号が生成されると）、第１のインプランタブルデバイス６０２および／または第２のインプランタブルデバイス６０４は、第１または第２のインプランタブルデバイスがそうするように構成されている場合、トリガ信号に基づいて神経活動を調節する（または調節しない）ために電気パルスを放出することができる。
＜インプランタブルデバイス＞
本明細書に記載されるインプランタブルデバイスネットワークは、２つ以上のインプランタブルデバイスを含む。ネットワーク内のデバイスのいくつかまたはすべては、検出信号を検出することと、神経活動を調節するように構成された電気パルスを放出することとの両方を行うように構成することができる。ネットワークのいくつかの実施形態ではインプランタブルデバイスの一部分が検出信号を検出し、電気パルスを発しないように構成されてもよいが、デバイスの別の部分は電気パルスを放出するが検出信号を検出しないように構成されてもよい。
一般に、少なくとも１つのインプランタブルデバイスは検出信号を検出し、検出信号に関連する情報を無線で送信するように構成される。少なくとも１つの他のインプランタブルデバイスは（インプランタブルデバイスによる、または中間デバイスによるなど、インプランタブルデバイスによる受信の前に任意選択で解析される）検出信号に関連する情報を受信し、検出信号に関連する受信された情報に基づいて神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するように構成される。
いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスが超音波を使用して別のデバイスと無線で通信する。デバイスによって受信された超音波は、デバイスによって復号され得る情報を符号化し得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスが超音波を後方散乱し、超音波の後方散乱波内の情報をエンコードして情報を無線で送信する。いくつかの実施形態では、１つ以上のインプランタブルデバイスが情報を符号化する超音波を能動的に送信する。インプランタブルデバイスによって無線で送信される情報（デバイスによって生成され、能動的に送信される超音波によるか、またはデバイスによって後方散乱される超音波によるかにかかわらず）は、別のインプランタブルデバイス、または中間デバイスとすることができる別個のデバイスによって受信することができる。インプランタブルデバイスが超音波を使用して通信する場合、インプランタブルデバイスは超音波を受信し、能動的に送信し、または後方散乱する１つ以上の超音波トランスデューサを含む。加えて、または代替的に、インプランタブルデバイスは、デバイスに電力を供給する超音波を受信するように構成された１つ以上の超音波トランスデューサを含むことができる。インプランタブルデバイスに電力を供給する超音波を受信するように構成された超音波トランスデューサと無線通信するように構成された超音波トランスデューサとは、同一または異なる超音波トランスデューサであってもよい。
図７は、本明細書に記載されるインプランタブルデバイスのための例示的な本体の概略図を示す。インプランタブルデバイスはデバイスから延在する電極をさらに含むことができ、電極は神経の活動を調節するか、または神経によって伝達される電気生理学的信号を検出するために、電気パルスを放出するように、神経と電気的に通信して配置することができる。本体は、バッテリおよび／または電力回路に電気的に接続された超音波トランスデューサと、調節回路とを含む。バッテリおよび／または電力回路は、任意選択の非一時的メモリおよび調節回路に電気的に接続された制御回路に電気的に接続され、制御回路に電力を供給する。また、制御回路は、電気的に接続され、刺激回路および／または検出回路を動作させるように構成される。超音波は超音波トランスデューサによって受信され、超音波トランスデューサは超音波からのエネルギーを、バッテリまたは電力回路上の１つ以上のコンデンサを充電する電気エネルギーに変換する。デバイス上の電極は電気生理学的信号または生理学的状態を検出するように構成され得、電気生理学的信号または生理学的状態に基づく検出信号は制御回路によって受信される。制御回路によって受信された検出信号は計算回路によって受信される前に、検出回路によって処理（例えば、増幅、デジタル化、および／またはフィルタリング）されてもよい。任意選択で、制御回路は、検出信号に関連するデータを記憶するために非一時的メモリにアクセスする。インプランタブルデバイスが電気パルスを放出するように構成される場合、制御回路は刺激信号を生成し、刺激信号に基づいて神経に電気パルスを放出するように刺激回路から電極を動作させることができる。任意選択で、計算回路は、非一時的メモリにアクセスして、神経に放出される刺激信号または電気パルスに関連するデータを記憶する。非一時的メモリに記憶されたデータは、超音波の後方散乱波または超音波トランスデューサによって生成された超音波を介して無線で送信することができる。制御回路はメモリにアクセスし、調節回路を動作させて調節回路を流れる電流を調節し、超音波上のデータを符号化する。
いくつかの実施形態では本体が筐体を含み、筐体は、土台、１つ以上の側壁、および頂部を含むことができる。筐体は、１つ以上の超音波トランスデューサおよび集積回路（計算回路、非一時的メモリ、バッテリ、調節回路、検出回路、および／または刺激回路を含む）を囲むことができる。筐体は組織駅が超音波トランスデューサ及び／又は集積回路と接触するのを防止するために、（例えば、はんだ付け又はレーザ溶接によって）密閉されてもよい。筐体は好ましくは生体不活性金属（例えば、鋼またはチタン）または生体不活性セラミック（例えば、チタニアまたはアルミナ）などの生体不活性材料から作製される。筐体（または筐体の頂部）は、超音波が筐体を貫通することを可能にするように薄くてもよい。いくつかの実施形態では、筐体の厚さは約７５μｍ以下、約５０μｍ以下、約２５μｍ以下、または約１０μｍ以下など、約１００マイクロメートル（μｍ）以下の厚さである。いくつかの実施形態では、筐体の厚さは約５μｍ～約１０μｍ、約１０μｍ～約２５μｍ、約２５μｍ～約５０μｍ、約５０μｍ～約７５μｍ、または約７５μｍ～約１００μｍの厚さである。
インプランタブルデバイスの本体は比較的小さく、これは、インプランタブルデバイスにしばしば関連する組織炎症を制限しながら、快適かつ長期間の埋め込みを可能にする。いくつかの実施形態では、デバイスの本体の最長寸法が約５ｍｍ～約９ｍｍ、または約６ｍｍ～約８ｍｍなど、約１０ｍｍ以下である。
いくつかの実施形態では、本体が筐体内にポリマーなどの材料を含む。材料は筐体の外部と筐体内の組織との間の音響インピーダンス不整合を低減するために、筐体内の空きスペースを埋めることができる。したがって、デバイスの本体は、好ましくは空気または真空がない。
インプランタブルデバイスの超音波トランスデューサは、容量性微細加工超音波トランスデューサ（ＣＭＵＴ）または圧電式微細加工超音波トランスデューサ（ＰＭＵＴ）のような微細加工超音波トランスデューサであってもよく、またはバルク圧電型トランスデューサであってもよい。バルク圧電型トランスデューサは、結晶、セラミック、またはポリマーなどの任意の天然または合成材料とすることができる。例示的なバルク圧電型トランスデューサの材料は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、水晶、ベルリナイト（ＡｌＰＯ4）、トパーズ、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）、オルトリン酸ガリウム（ＧａＰＯ4）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ3）、タングステン酸ナトリウム（Ｎａ2ＷＯ3）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ3）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、およびニオブ酸鉛マグネシウムーチタン酸鉛（ＰＭＮ－ＰＴ）を含む。
いくつかの実施形態では、バルク圧電型トランスデューサがほぼ立方体（すなわち、約１：１：１（長さ：幅：高さ）のアスペクト比）である。いくつかの実施形態では、圧電型トランスデューサが約７：５：１以上、または約１０：１０：１以上など、長さまたは幅のアスペクトのいずれかにおいて約５：５：１以上のアスペクト比を有する板状である。いくつかの実施形態では、バルク圧電型トランスデューサが約３：１：１以上のアスペクト比で長く狭く、最長寸法は超音波の後方散乱波の方向（すなわち、分極軸）に整列される。いくつかの実施形態では、バルク圧電型トランスデューサの１寸法がトランスデューサの駆動周波数又は共振周波数に対応する波長（λ）の１／２に等しい。共振周波数において、トランスデューサのいずれかの面に衝突する超音波は、逆位相に達するために１８０°の位相シフトを受け、２つの面の間で最大の変位を引き起こす。いくつかの実施形態では、圧電型トランスデューサの高さは約１０μｍ～約１０００μｍ(約４０μｍ～約４００μｍ、約１００μｍ～約２５０μｍ、約２５０μｍ～約５００μｍ、または約５００μｍ～約１０００μｍなど）である。いくつかの実施形態では、圧電型トランスデューサの高さは約５ｍｍ以下（約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、または約４０μｍ以下など）である。いくつかの実施形態では、圧電型トランスデューサの高さは約２０μｍ以上（約４０μｍ以上、約１００μｍ以上、約２５０μｍ以上、約４００μｍ以上、約５００μｍ以上、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、または約４ｍｍ以上など）である。
いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサが最長寸法において、約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、または約４０μｍ以下など、約５ｍｍ以下の長さを有する。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサが最長寸法において約２０μｍ以上（約４０μｍ以上、約１００μｍ以上、約２５０μｍ以上、約４００μｍ以上、約５００μｍ以上、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、または約４ｍｍ以上など）の長さを有する。
超音波トランスデューサは集積回路との電気通信を可能にするために、２つの電極に接続される。第１の電極はトランスデューサの第１の面に取り付けられ、第２の電極はトランスデューサの第２の面に取り付けられ、第１の面および第２の面は１つの寸法に沿って、トランスデューサの対向する側面である。いくつかの実施形態では、電極が銀、金、白金、白金黒、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ））、導電性ポリマー（導電性ＰＤＭＳまたはポリイミドなど）、またはニッケルを含む。いくつかの実施形態では、トランスデューサの電極間の軸がトランスデューサの運動に直交する。
インプランタブルデバイスの集積回路は制御回路（例えば、デジタル回路、混合信号集積回路、又は計算回路）及び調節回路を含むことができ、これらは制御回路によって動作させることができる。調節回路は１つ以上の超音波トランスデューサに電気的に接続され、データを符号化するために、超音波後方散乱波または能動的に生成された（すなわち、変換された）超音波とすることができる超音波を調節することができる。デバイスの集積回路は検出信号を検出するように構成されたセンサに結合された検出回路を含むことができ、検出回路は、制御回路によって動作させることができる。インプランタブルデバイスの集積回路は複数の電極に結合された刺激回路をさらに、または代替的に含むことができる。刺激回路は、神経の神経活動を調節するために標的神経に電気パルスを放出するように構成され、制御回路によって動作することができる。
制御回路は、メモリと、インプランタブルデバイスを動作させるための１つ以上の回路ブロック、システム、またはプロセッサとを含むことができる。これらのシステムは例えば、搭載マイクロコントローラまたはプロセッサ、有限ステートマシン（ＦＳＭ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＱ）、またはインプランタブルデバイス上に記憶された１つ以上のプログラムを実行することができるデジタル回路を含むことができる。いくつかの実施形態では制御回路がアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、これは別個のデバイスから放射される超音波において符号化されたアナログ信号を変換して、その信号を制御回路によって処理することができるようにすることができる。いくつかの実施形態では、集積回路が計算回路によってアクセスすることができる不揮発性メモリを含む。本明細書でさらに説明するように、インプランタブルデバイスの計算回路を使用して、検出信号を解析してトリガ信号を生成することができる。
インプランタブルデバイスの調節回路は、１つ以上の超音波トランスデューサを流れる電流を調節して、電流内のデータを符号化する。調節回路は、オン／オフスイッチまたは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などの１つ以上のスイッチを含む。インプランタブルデバイスのいくつかの実施形態と共に使用することができる例示的なＦＥＴは、金属－酸化物－半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。調節回路は超音波トランスデューサを流れる電流のインピーダンスを変更することができ、トランスデューサを流れる電流の変動は、情報を符号化する。代替的に、情報が能動的に送信された超音波を介して送信される場合、集積回路は、超音波トランスデューサを動作させて、情報を符号化する超音波を能動的に送信することができる。いくつかの実施形態では、調節回路が情報をデジタル化またはアナログ信号に能動的に符号化することができる制御回路（例えば、計算回路、デジタル回路、または混合信号集積回路）によって動作される。
集積回路は、エネルギー蓄積回路を含むことができる電力回路をさらに含むことができる。エネルギー蓄積回路は電気エネルギーを一時的に蓄積するために１つ以上のキャパシタを含むことができるが、超音波によって給電されるインプランタブルデバイスはバッテリレスであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスがデバイスに電力を供給するエネルギーを貯蔵するように構成されたバッテリを備える。超音波からのエネルギーは超音波トランスデューサによって電流に変換することができ、エネルギー蓄積回路に蓄積することができ、これは、１つ以上のキャパシタを含むことができる。エネルギーは、デジタル回路、調節回路、または１つ以上の増幅器に電力を供給するなど、インプランタブルデバイスを動作させるために使用され得るか、または組織を刺激するために使用される電気パルスを生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、電力回路が例えば、整流器および／またはチャージポンプをさらに含む。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが１つ以上の超音波トランスデューサから電気エネルギーを受け取り、計算回路に電力を供給するように構成されたバッテリをさらに含む。バッテリを含めることにより、電気生理学的信号を検出すること、または神経に電気パルスを放出することを含む、外部電源なしで計算回路を機能させることが可能になる。バッテリは、インプランタブルデバイスの本体内に収容することができる。バッテリは例えば、再充電可能な電気化学バッテリであってもよい。バッテリによって蓄積されたエネルギーは例えば、１つ以上の超音波トランスデューサが超音波を受信していない場合に、デバイスに電力を供給することができる。バッテリは、１つ以上の超音波トランスデューサによって受信される別個のデバイスを使用してデバイスに超音波を送信することによって充電することができる。１つ以上の超音波トランスデューサは超音波を電気エネルギーに変換し、バッテリに電気的に接続される。このようにして、電気エネルギーは、デバイスのバッテリを充電する。
また、インプランタブルデバイスは、デバイスによって検出された検出信号、またはデバイスによって放射された電気パルスに関連する情報に基づいてデータを格納するように構成された非一時的メモリを含むことができる。データは例えば、検出された活動電位または複合活動電位のタイムスタンプ、速度、方向、振幅、周波数、または波形；および／またはインプランタブルデバイスによって放出された電気パルスのタイムスタンプ、振幅、周波数、または波形を含むことができる。いくつかの実施形態では、非一時的メモリが検出された生理学的状態（温度、ｐＨ、圧力、心拍数、歪み、および／または検体の存在もしくは量など）に関連するデータを記憶することができる。非一時的メモリに記憶されたデータはある期間（例えば、約１分以上、約５分以上、約１０分以上、約１５分以上、約３０分以上、約４５分以上、約１時間以上、約２時間以上、約４時間以上、約６時間以上、約８時間以上、約１２時間以上、または約２４時間以上）にわたって取得されてもよい。
非一時的メモリはまた、別個のインプランタブルデバイスまたは中間デバイスなどの別個のデバイスからデバイスに送信されたデータを格納するために使用され得る。別個のデバイスはデータ（検出信号またはトリガ信号など）を送信することができ、このデータは、インプランタブルデバイスによって受信され、非一時的メモリに記憶され得る。データは例えば、データをエンコードする超音波を介して送信することができる。別個のデバイスは超音波を送信することができ、この超音波は、装置の超音波トランスデューサによって受信され、計算回路によって解読される。
任意選択で、非一時的メモリは、制御回路を使用して実行することができる、デバイスを動作させるための１つ以上の命令を格納する。例えば、非一時的メモリは、検出信号に基づいて受信するための命令、トリガ信号を生成するための命令、刺激信号を生成または取り出すための命令、および／またはインプランタブルデバイス上のセンサを動作させるための命令を含むことができる。いくつかの実施形態では、非一時的メモリが電気パルスの標的放出のために、複数の電極を用いて１つ以上の電極を選択的に活性化するための命令を含む。
本明細書に記載されるネットワークのインプランタブルデバイスの少なくとも一部は検出信号を検出し、検出信号に関連する情報をインプランタブルデバイスから無線で送信するように構成される。そのようなインプランタブルデバイスは、検出信号に関連する情報を符号化する超音波、または検出信号に関連する情報を符号化する後方散乱超音波を能動的に送信するように構成された１つ以上の超音波トランスデューサを含む。インプランタブルデバイスは、検出信号を検出するように構成された１つ以上のセンサをさらに含む。１つ以上のセンサは、神経によって伝達される生理学的状態または電気生理学的信号、あるいはその両方を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態では、検出信号が２つ以上の構成要素を含み、インプランタブルデバイスは検出信号の異なる構成要素を検出するために、２つ以上の異なるセンサを含むことができる。例えば、インプランタブルデバイスは電気生理学的信号を検出するように構成された複数の電極を備える第１のセンサと、生理学的状態（ｐＨ、温度、検体の量（例えば、濃度）、検体の存在、圧力、生体インピーダンス、または歪みなど）を検出するように構成された第２のセンサとを含むことができる。例示的なインプランタブルデバイスは、米国特許出願公開第２０１８／００８５６０５号、国際公開第２０１８／００９９０５号、国際公開第２０１８／００９９１０号、および国際公開第２０１８／００９９１１号に記載されている。インプランタブルデバイスによって検出される検体（量または存在のいずれか）は例えば、グルコースまたは酸素であり得る。
インプランタブルデバイスの１つ以上のセンサを検出回路に結合することができ、検出回路は制御回路によって動作する。制御回路は検出信号に関する情報をメモリに記憶し、および／または調節回路を動作させて、超音波トランスデューサによって生成された、または超音波トランスデューサから後方散乱された超音波に情報を符号化することができる。いくつかの実施形態では制御回路が検出信号を解析してトリガ信号を生成し、トリガ信号は装置によって生成される、または装置から後方散乱される超音波において符号化することができる。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが温度、ｐＨ、検体量（グルコースまたは酸素など）、検体の存在、歪み、または圧力などの生理学的状態を検出するように構成されたセンサを備える。いくつかの実施形態ではインプランタブルデバイスが電気生理学的信号を検出するように構成されたセンサを含み、電気生理学的信号は神経と電気通信する複数の電極を含むことができる。インプランタブルデバイスは、同じ生理学的状態または異なる生理学的状態を検出することができる１つまたは複数（２、３、４、５またはそれ以上など）のセンサを備えることができる。いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが１０、９、８、７、６、または５個以下のセンサを備える。例えば、いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが温度を検出するように構成された第１のセンサと、酸素を検出するように構成された第２のセンサとを備える。両方の生理学的状態の変化は超音波の後方散乱波に符号化することができ、この超音波の後方散乱波は、外部コンピューティングシステムによって解読することができる。
さらに、ネットワークの１つ以上のインプランタブルデバイスは、インプランタブルデバイスによって受信された検出信号に関連する情報に基づいて、標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では電気パルスを放出するように構成されたインプランタブルデバイスはまた、追加の検出信号（例えば、生理学的状態および／または電気生理学的信号）を検出することができ、インプランタブルデバイスは異なるインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報と、追加の検出信号に関連する情報とに基づいて、１つ以上の電気パルスを放出する。
電気パルスを放出するように構成されたインプランタブルデバイスは、インプランタブルデバイスの刺激回路に電気的に結合された複数の電極を含む。電極は、標的神経と電気的に連絡して配置され、標的神経の神経活動を調節する電気パルスを放出することができる。いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスによって放出された電気パルスが組織内の活動電位を刺激する。いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスによって放出される電気パルスが組織内の活動電位を遮断する。インプランタブルデバイスの制御回路はトリガ信号に基づいて刺激信号を生成し、刺激信号を使用して刺激回路を動作させる。例えば、刺激信号はパルス振幅、周波数、および／または波形を含むことができ、制御回路は、刺激信号に従ってパルスを放出するように刺激回路を介して電極を制御する。
電気パルスを放出するように構成されたインプランタブルデバイスの刺激回路は、バッテリ、電力回路、または１つ以上の超音波トランスデューサによって超音波から変換された電気エネルギーによって充電することができる刺激コンデンサを含むことができる。刺激コンデンサの状態、例えばコンデンサ電荷は、計算回路によって決定することができる。任意選択で、刺激キャパシタの状態は、非一時的メモリ上に記録されるか、または計算回路によって動作される調節回路を介して超音波後方散乱波に符号化される。いくつかの実施形態では、制御回路がコンデンサの充電などの刺激コンデンサの状態を決定するように構成される。キャパシタ状態は、非一時的メモリに記憶され、および／または超音波の後方散乱波で符号化されることができる。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスの制御回路が検出信号に関連する情報を解析し、トリガ信号を生成する。次いで、トリガ信号は刺激信号を生成するために制御回路によって使用され、制御回路は１つ以上の電気パルスを放出するように刺激回路を動作させる。いくつかの実施形態では、制御回路がインプランタブルデバイスによって受信された超音波（例えば、異なるインプランタブルデバイスまたは中間デバイスによって後方散乱または生成された超音波）で符号化されたデータからトリガ信号を抽出する。次いで、制御回路はトリガ信号に基づいて刺激信号を生成し、刺激信号に基づいて１つ以上の電気パルスを放出するように刺激回路を動作させることができる。
＜中間デバイス＞
本明細書に記載されるネットワークは、ネットワークに２つ以上のインプランタブルデバイスを接続するために使用することができる１つ以上の中間デバイスを任意に含むことができる。ネットワークはインプランタブルデバイス間の直接無線通信を含むことができるが、中間デバイスは通信（例えば、検出信号に基づくデータ）を１つ以上のインプランタブルデバイスに中継するために使用することができ、または検出信号に関連する情報などの情報を処理して、トリガ信号を生成することができ、トリガ信号は１つ以上のインプランタブルデバイスに無線で通信される。いくつかの実施形態では、中間デバイスが超音波を介してネットワーク内の１つ以上のインプランタブルデバイスに無線で電力を供給することもできる。
中間デバイスは情報を符号化する超音波を受信し、情報を符号化する超音波を生成するように構成される。例えば、中間デバイスは超音波を発生することができ、これは第１のデバイスによって受信される。第１のデバイスは超音波を後方散乱し、超音波の後方散乱内の情報を符号化し、これを中間デバイスが受信する。次いで、中間デバイスは情報を抽出し、任意選択で情報を解析することができる。次いで、中間デバイスは情報または解析された情報（例えば、トリガ信号）を符号化する超音波を生成することができ、超音波は、第２のインプランタブルデバイスによって受信される。次いで、第２のインプランタブルデバイスは、超音波から情報を抽出することができる。中間デバイスは複数のデバイスから情報を受信し、複数のデバイスから情報を中継又は解析することができる。
中間デバイスは、超音波送信機および／または超音波受信機（または超音波を代替的に送信または受信するように構成され得るトランシーバ）として動作し得る１つ以上の超音波トランスデューサを含む。１つ以上のトランスデューサはトランスデューサアレイとして配置することができ、中間デバイスは、任意選択で、１つ以上のトランスデューサアレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、超音波送信機能が別個のデバイス上の超音波受信機能から分離される。すなわち、任意選択で、中間デバイスは、１つ以上のインプランタブルデバイスに超音波を送信する第１の構成要素と、１つ以上のインプランタブルデバイスから超音波を受信する第２の構成要素とを備える。いくつかの実施形態では、アレイ内のトランスデューサが規則的な間隔、不規則な間隔を有することができ、または疎に配置されることができる。いくつかの実施形態では、アレイは可撓性である。いくつかの実施形態ではアレイは平面であり、いくつかの実施形態ではアレイは非平面である。
例示的な中間デバイスの概略図を図８に示す。図示された中間デバイスは、複数の超音波トランスデューサを有するトランスデューサアレイを示す。いくつかの実施形態では、トランスデューサアレイが１個以上、２個以上、３個以上、５個以上、７個以上、１０個以上、１５個以上、２０個以上、２５個以上、５０個以上、１００個以上、２５０個以上、５００個以上、１０００個以上、２５００個以上、５０００個以上、または１０，０００個以上のトランスデューサを含む。いくつかの実施形態では、トランスデューサアレイが１００，０００個以下、５０，０００個以下、２５，０００個以下、１０，０００個以下、５０００個以下、２５００個以下、１０００個以下、５００個以下、２００個以下、１５０個以下、１００個以下、９０個以下、８０個以下、７０個以下、６０個以下、５０個以下、４０個以下、３０個以下、２５個以下、２０個以下、１５個以下、１０個以下、７個以下、５個以下のトランスデューサを含む。トランスデューサアレイは例えば、５０個以上の超音波トランスデューサ画素を含むチップとすることができる。
図８に示す中間デバイスは単一のトランスデューサアレイを示すが、中間デバイスは１つ以上、２つ以上、または３つ以上の別個アレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、中間デバイスが１０個以下のトランスデューサアレイ（例えば、９、８、７、６、５、４、３、２、または１個のトランスデューサアレイ）を含む。別個のアレイは例えば、対象の異なる点に配置することができ、同じまたは異なるインプランタブルデバイスと通信することができる。いくつかの実施形態では、アレイがインプランタブルデバイスの反対側に配置される。中間体は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むことができ、この集積回路は、トランスデューサ・アレイ内の各トランスデューサのためのチャネルを含む。いくつかの実施形態では、チャネルが（「Ｔ／Ｒｘ」によって図８に示される）スイッチを含む。スイッチは代替的に、超音波を送信するかまたは超音波を受信するように、チャネルに接続されたトランスデューサを構成することができる。このスイッチは、超音波受信回路を、より高電圧の超音波送信回路から分離することができる。
いくつかの実施形態ではチャネルに接続されたトランスデューサが超音波を受信するためだけに、または超音波を送信するためだけに構成され、スイッチは任意選択でチャネルから省略される。チャネルは、送信された超音波を制御するように動作する遅延制御部を含むことができる。遅延制御は例えば、位相シフト、時間遅延、パルス周波数及び／又は波形（振幅及び波長を含む）を制御することができる。遅延制御は、入力パルスを遅延制御からトランスデューサが超音波を送信するために使用するより高い電圧にシフトするレベルシフタに接続することができる。いくつかの実施形態では、各チャネルの波形および周波数を表すデータが「ウェーブテーブル」に格納することができる。これにより、各チャンネルの送信波形を異ならせることができる。その後、遅延制御およびレベルシフタを使用して、このデータをトランスデューサアレイへの実際の送信信号に「ストリーム・アウト」することができる。いくつかの実施形態では、各チャネルに対する送信波形がマイクロコントローラまたは他のデジタルシステムの高速シリアル出力によって直接生成され、レベルシフタまたは高電圧増幅器を介してトランスデューサ素子に送られることができる。いくつかの実施形態では、ＡＳＩＣがＡＳＩＣに供給される第１の電圧を、チャネルに印加されるより高い第２の電圧に変換するために、チャージポンプ（図８に図示）を含む。チャネルは、遅延制御を動作させるデジタルコントローラなどのコントローラによって制御することができる。
超音波受信回路では、受信した超音波はトランスデューサ（受信モードに設定）によって電流に変換され、データ取り込み回路に送信される。いくつかの実施形態では、増幅器、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、可変利得増幅器、または組織損失を補償する時間利得制御可変利得増幅器、および／または帯域通過フィルタが受信回路に含まれる。ＡＳＩＣは、バッテリ（中間デバイスの装着可能な実施形態に好ましい）などの電源から電力を引き出すことができる。図８に示す実施形態ではＡＳＩＣに１．８Ｖの電源が提供され、これはチャージポンプによって３２Ｖに増加されるが、任意の適切な電圧を使用することができる。ある実施形態では、中間デバイスがプロセッサと、一時的でないコンピュータ可読メモリとを含む。いくつかの実施形態では、上述のチャネルがＴ／Ｒｘスイッチを含まず、代わりに、良好な飽和回復を有する低雑音増幅器の形態の高電圧Ｒｘ(受信器回路）を有する独立したＴｘ(送信）およびＲｘ(受信）を含む。一部の実施形態では、Ｔ／Ｒｘ回路はサーキュレーターを含む。いくつかの実施形態ではトランスデューサアレイがデバイス送信／受信回路内の処理チャネルよりも多くのトランスデューサ素子を含み、マルチプレクサはパルス毎に異なるセットの送信素子を選択する。例えば、３：１マルチプレクサを介して１９２個の物理トランスデューサ素子に接続された６４個の送信受信チャネルであって、６４個のトランスデューサ素子のみが所定のパルス上でアクティブである。
いくつかの実施形態では、中間デバイスがトリガ信号を生成するために検出信号に関連する情報を解析するように構成された計算回路を含む。次いで、トリガ信号は、インプランタブルデバイスがトリガ信号に従って電気パルスを放出するように制御する１つ以上のインプランタブルデバイスに無線通信することができる。
いくつかの実施形態では、中間デバイスは埋め込み可能である。いくつかの実施形態では、中間デバイスは外部（すなわち、埋め込まれていない）である。例として、外部中間デバイスは、ストラップまたは接着剤によって身体に固定され得る着用可能であり得る。別の例では、外部中間デバイスがユーザ（医療専門家など）によって保持され得るワンドであり得る。いくつかの実施形態では、中間デバイスが縫合糸、単純な表面張力、布ラップ、スリーブ、弾性バンドなどの衣類ベースの固定デバイスを介して、または皮下固定によって身体に保持することができる。中間デバイスのトランスデューサまたはトランスデューサアレイは、トランスデューサの残りの部分とは別個に配置されてもよい。例えば、トランスデューサアレイは第１の位置（例えば、１つ以上の埋め込まれたデバイスの近位）で対象の皮膚に固定され得、中間デバイスの残りは第２の位置に配置され得、ワイヤはトランスデューサまたはトランスデューサアレイを中間デバイスの残りに繋ぐ。
トランスデューサアレイの具体的な設計は、アレイ内の個々のトランスデューサの所望の進入長、開口サイズ、およびサイズに依存する。トランスデューサアレイのレイリー距離Ｒは、次のように計算される。
Figure 2022510162000002
ここで、Ｄは開口サイズであり、λは伝搬媒体（すなわち組織）内の超音波の波長である。当技術分野で理解されるように、レイリー距離は、アレイによって放射されるビームが完全に形成される距離である。すなわち、受信電力を最大にするために、レイリー距離での自然焦点に収束する圧力場である。したがって、いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスがトランスデューサアレイからレイリー距離とほぼ同じ距離にある。
トランスデューサアレイ内の個々のトランスデューサは、ビームフォーミングまたはビームステアリングのプロセスを通して、レイリー距離およびトランスデューサアレイによって放射される超音波のビームの位置を制御するように調節することができる。線形制約最小分散（ＬＣＭＶ）ビームフォーミングなどの技術を用いて、複数のインプランタブルデバイスを外部超音波トランシーバと通信することができる。例えば、Bertrand et al., Beamforming Approaches for Untethered, Ultrasonic Neural Dust Motes for Cortical Recording: a Simulation Study, IEEE EMBC (Aug. 2014)を参照されたい。いくつかの実施形態では、ビームステアリングがアレイ内のトランスデューサによって放射される超音波の電力または位相を調整することによって実行される。
いくつかの実施形態では、中間デバイスが１つ以上のトランスデューサを使用して超音波をビームステアリングするための命令、１つ以上のインプランタブルデバイスの相対位置を決定するための命令、１つ以上のインプランタブルデバイスの相対移動を監視するための命令、１つ以上のインプランタブルデバイスの相対移動を記録するための命令、および複数のインプランタブルデバイスからの後方散乱を逆畳み込みするための命令のうちの１つまたは複数を含む。
任意選択で、中間デバイスはモバイルデバイス（例えば、スマートフォンまたはテーブル）などの別個のコンピュータシステムを使用して制御される。コンピュータシステムは例えば、ネットワーク接続、無線周波数（ＲＦ）接続、またはブルートゥースを介して、中間デバイスと無線で通信することができる。コンピュータシステムは例えば、中間デバイスをオンまたはオフにするか、または中間デバイスによって受信された超音波に符号化された情報を解析することができる。
＜無線通信＞
情報は、ネットワーク内のインプランタブルデバイスから能動的に送信または後方散乱され得る超音波で情報を符号化することによって、インプランタブルデバイスから無線で送信され得る。無線通信のための超音波の使用は、超音波が高周波よりも低いエネルギーを用いて効率的に通信することができるので、高周波のような他の無線通信モダリティよりも好ましい。
神経調節ネットワーク内のインプランタブルデバイスは、双方向無線通信のために構成することができる。すなわち、デバイスは１つ以上の別個のインプランタブルデバイスおよび／または１つ以上の中間デバイスから情報を無線で受信し、１つ以上の別個のインプランタブルデバイスおよび／または１つ以上の中間デバイスから情報を無線で送信するように構成され得る。例として、インプランタブルデバイスは中間デバイスから検出信号に関連する情報を無線で受信するように、および／または検出信号に関連する情報を中間デバイスまたは１つ以上のインプランタブルデバイスに無線で送信するように構成され得る。インプランタブルデバイスは、デバイスの状態に関連する情報や、デバイスが放出する電気パルスに関連する情報などの情報を、中間デバイスに無線で送信するように構成することができる。いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが情報のみを送信するか、または情報のみを受信するように構成される。中間デバイスは双方向無線通信のために構成され、インプランタブルデバイスまたは他の中間デバイスから情報を受信することができ、インプランタブルデバイスまたは他の中間デバイスに情報を送信することができる。いくつかの実施形態では、中間デバイスがインプランタブルデバイスから情報を無線で受信または送信するようにさらに構成される。
インプランタブルデバイスおよび／または中間デバイスは、双方向または一方向（受信または送信のいずれか）情報のために使用することができる１つ以上の超音波トランスデューサを含むことができる。いくつかの実施形態では、デバイスが情報を送信するように構成された第１の超音波トランスデューサと、情報を受信するように構成された第２の超音波トランスデューサとを含む。いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサが超音波トランスデューサを送信モードまたは受信モードに選択的に構成することができるスイッチによって制御される。
１つ以上の超音波トランスデューサは超音波における情報（例えば、検出信号情報）を符号化するために、計算回路によって動作される。いくつかの実施形態では、計算回路が１つ以上の超音波トランスデューサを動作させて、情報を符号化する超音波を能動的に生成する。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが超音波後方散乱波を通じて情報を無線で送信する。インプランタブルデバイスは、インプランタブルデバイス上の１つ以上の超音波トランスデューサを介して、中間デバイスまたは他のインプランタブルデバイスから超音波を受信する。インプランタブルデバイス上の超音波トランスデューサの振動はトランスデューサの電気端子間に電圧を発生させ、これにより、超音波トランスデューサおよび調節回路に電流が流れる。超音波後方散乱波は超音波トランスデューサから後方散乱され、これはインプランタブルデバイスから無線送信される情報を符号化することができる。情報は例えば、後方散乱超音波の振幅、周波数又は位相の変化によって符号化することができる。超音波後方散乱波中の信号を符号化するために、インプランタブルデバイスの超音波トランスデューサを流れる電流は、符号化情報のファンクション（関数）として調節される。一部の実施形態では、電流の調節はアナログ信号とすることができる。いくつかの実施形態では電流の調節がデジタル化された信号を符号化し、これはインプランタブルデバイスの計算回路によって制御されてもよい。情報を符号化する超音波後方散乱波は受信デバイス（すなわち、インプランタブルデバイスまたは中間デバイス）によって受信される。
図９Ａは、超音波を介して第２のインプランタブルデバイス９０８と無線通信する第１のインプランタブルデバイス９０２を示す。第１のインプランタブルデバイス９０２は、超音波トランスデューサ９０４を使用して超音波（「搬送波」）を生成する。検出信号などの情報は、集積回路９０６を通して超音波搬送波内で符号化することができる。搬送波は、組織を通過して、第２のインプランタブルデバイス９０８の超音波トランスデューサ９１０に到達する。搬送波は超音波トランスデューサ９１０（例えば、バルク圧電型トランスデューサ、ＰＵＭＴ、またはＣＭＵＴ）に機械的振動を引き起こし、超音波トランスデューサの両端間に電圧を生成する。電圧は、集積回路９１２を流れる電流を第２のインプランタブルデバイス９０８に与える。集積回路９１２は、搬送波に符号化された情報を復号することができる。加えて、超音波トランスデューサ９１０に流れる電流によって、インプランタブルデバイス上のトランスデューサは、超音波を後方散乱させる。いくつかの実施形態では、集積回路９１２が超音波トランスデューサ９１２を流れる電流を調節して付加的な情報を符号化し、得られる超音波後方散乱波はその情報を符号化する。後方散乱波は第１のインプランタブルデバイス９０２又は中間デバイスによって受信することができ、超音波後方散乱において符号化された情報を解釈するために解析することができる。
図９Ｂは、超音波を介して中間デバイス９１６と無線通信するインプランタブルデバイス９１４を示す。中間デバイス９１６は、インプランタブルデバイスまたは外部デバイスであってもよく、超音波トランスデューサ９２０に結合された集積回路９１８を含む。中間デバイス９１６は中間デバイスの超音波トランスデューサ９２０を通して超音波キャリア波を生成することができ、この超音波キャリア波は、インプランタブルデバイスの超音波トランスデューサ９２２によって受信される。超音波搬送波は１つ以上の検出信号またはトリガ信号などの情報を符号化することができ、その情報は、インプランタブルデバイス９１４の集積回路９２４を通して復号化することができる。いくつかの実施形態では超音波搬送波が情報を符号化しないが、インプランタブルデバイス９１４によって受信されて、インプランタブルデバイス９１４に電力を供給したり、超音波後方散乱波を生成したりすることができる。超音波トランスデューサ９２２によって受け取られた超音波搬送波は、超音波トランスデューサ９２２を流れる電流を生成する。電流は情報を超音波後方散乱波に符号化するために、インプランタブルデバイス９２４の集積回路９２４によって調節することができる。後方散乱波は中間デバイス９１８によって、または異なるデバイス（すなわち、異なる中間デバイスまたは他のインプランタブルデバイス）によって受信され得、超音波後方散乱において符号化された情報を解釈するために解析され得る。
デバイス間（すなわち、２つ以上のインプランタブルデバイス間、またはインプランタブルデバイスと中間デバイスとの間）の通信は、超音波を送受信するパルスエコー法を使用することができる。パルス－エコー法では、装置が所定の周波数で一連のパルスを送信し、次いで、別個のデバイスから後方散乱エコーを受信する。いくつかの実施形態では、パルスが正方形、長方形、三角形、鋸歯状、又は正弦波である。一部の実施形態では、出力されるパルスが２レベル（ＧＮＤおよびＰＯＳ）、３レベル（ＧＮＤ、ＮＥＧ、ＰＯＳ）、５レベル、または任意の他の複数レベル（例えば、２４ビットＤＡＣを使用する場合）とすることができる。いくつかの実施形態では、パルスが動作中に装置によって連続的に送信される。超音波を受信するように構成されたトランスデューサおよび超音波を送信するように構成されたトランスデューサは同一のトランスデューサ・アレイ上に、または装置の異なるトランスデューサ・アレイ上に存在し得る。いくつかの実施形態では、装置上のトランスデューサが代替的に、超音波を送信または受信するように構成することができる。例えば、トランスデューサは、１つ以上のパルスを送信することと、休止期間との間をサイクルすることができる。トランスデューサは、１つ以上のパルスを送信するときに超音波を送信するように構成され、次いで、休止期間中に受信モードに切り替えることができる。
いくつかの実施形態では、後方散乱超音波がインプランタブルデバイスまたは中間デバイスによってデジタル化される。例えば、インプランタブルデバイスはオシロスコープまたはアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）および／またはメモリを含むことができ、これらは、電流（またはインピーダンス）変動における情報をデジタル的に符号化することができる。情報を符号化することができるデジタル化された電流変動は、超音波トランスデューサによって受信され、次いで、デジタル化された音波を送信する。デジタル化されたデータは、例えば特異値分解（ＳＶＤ）および最小二乗法に基づく圧縮を使用することによって、アナログデータを圧縮することができる。いくつかの実施形態では、圧縮が相関器またはパターン検出アルゴリズムによって実行される。後方散乱信号は単一の時点で再構成データポイントを生成するために、後方散乱領域の４次バターワースバンドパスフィルタ整流積分のような一連の非線形変換を経ることができる。このような変換はハードウェア（すなわち、ハードコーディングされた）またはソフトウェアのいずれかで行うことができる。
いくつかの実施形態では、デジタル化されたデータが一意の識別子を含むことができる。一意の識別子は例えば、複数のインプランタブルデバイスおよび／または複数の電極対を備えるインプランタブルデバイスを備えるシステムにおいて有用であり得る。例えば、一意の識別子は複数のインプランタブルデバイスからのものであるとき、例えば、インプランタブルデバイスから情報（検証信号など）を送信するときに、起源のインプランタブルデバイスを識別することができる。いくつかの実施形態ではインプランタブルデバイスが複数の電極対を含み、これらの電極対は単一のインプランタブルデバイスによって同時にまたは代替的に電気パルスを放出することができる。例えば、電極の異なる対は異なる組織（例えば、異なる神経または異なる筋肉）または同じ組織の異なる領域において電気パルスを放出するように構成され得る。デジタル化された回路はどの電極対が電気パルスを放射したかを識別および／または検証するために、一意の識別子を符号化することができる。
いくつかの実施形態では、デジタル化された信号がアナログ信号のサイズを圧縮する。デジタル化された信号のサイズが小さくなることにより、超音波後方散乱において符号化された情報のより効率的な報告が可能となり得る。デジタル化によって送信される情報のサイズを圧縮することによって、潜在的に重なり信号を正確に送信することができる。
いくつかの実施形態では、中間デバイスが複数のインプランタブルデバイスと通信する。これは、例えば、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム理論を用いて行うことができる。例えば、時分割多重化、空間多重化、または周波数多重化を使用するデバイス間の通信である。中間デバイスは複数のインプランタブルデバイスから組み合わされた後方散乱を受信することができ、この後方散乱はデコンボリューションすることができ、それによって、各インプランタブルデバイスから情報を抽出する。いくつかの実施形態では、中間デバイスがトランスデューサアレイからビームステアリングを介して特定のインプランタブルデバイスに送信される超音波を収束させる。中間デバイスは送信された超音波を第１のインプランタブルデバイスに集束させ、第１のインプランタブルデバイスからの後方散乱を受信し、送信された超音波を第２のインプランタブルデバイスに集束させ、第２のインプランタブルデバイスからの後方散乱を受信する。いくつかの実施形態では、中間デバイスが超音波を複数のインプランタブルデバイスに送信し、次いで、複数のインプランタブルデバイスから超音波を受信する。
いくつかの実施形態では、超音波後方散乱で符号化された情報がインプランタブルデバイスの一意の識別子を含む。これは、例えば、複数のインプランタブルデバイスが対象に埋め込まれたときに、中間デバイスが正しいインプランタブルデバイスと通信することを確実にするために有用であり得る。いくつかの実施形態では、超音波後方散乱において符号化された情報がインプランタブルデバイスによって放出された電気パルスを検証する検証信号を含む。いくつかの実施形態では、超音波後方散乱で符号化された情報がエネルギー蓄積回路（またはエネルギー蓄積回路内の１つ以上のコンデンサ）に格納されたエネルギー量または電圧を含む。
＜電力伝送＞
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスによって受信された超音波がインプランタブルデバイスに電力を供給するために使用される。超音波は例えば、別のソース（例えば、バッテリ、高周波、ソケットなど）から受信電力することができる外部中間デバイスなどの外部デバイスによって送信することができる。超音波は、インプランタブルデバイスと無線通信するために使用される超音波とは異なるセットの超音波とすることができる。超音波は例えば、外部中間デバイスなどの外部デバイスによって発生され、送信され、ネットワーク内の１つ以上のインプランタブルデバイスの１つ以上の超音波トランスデューサによって受信され得る。インプランタブルデバイス上の超音波トランスデューサの振動は、トランスデューサの電気端子間に電圧を発生させ、集積回路を含むデバイスに電流が流れる。電流はデバイスの集積回路に電力を供給するために、またはデバイス内に存在する場合にはデバイス内のエネルギー蓄積回路（１つ以上のコンデンサおよび／またはバッテリを含むことができる）を充電するために使用することができる。この電力は例えば、コンピュータ回路、インプランタブルデバイス上の１つ以上の検出器に電力を供給するために、または電気パルスを放出するために、例えば、標的神経の電気生理学的活性を調節するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスのエネルギー蓄積回路が１つ以上の超音波トランスデューサから電気エネルギーを受け取り、計算回路に電力を供給するように構成されたバッテリを含む。バッテリを含めることにより、電気生理学的信号を検出すること、または神経に電気パルスを放出することを含む、外部電源なしで計算回路を機能させることが可能になる。バッテリは、インプランタブルデバイスの本体内に収容することができる。バッテリは例えば、再充電可能な電気化学バッテリであってもよい。バッテリによって蓄積されたエネルギーは例えば、１つ以上の超音波トランスデューサが超音波を受信していない場合に、デバイスに電力を供給することができる。バッテリは、１つ以上の超音波トランスデューサによって受信される中間デバイスを使用して、デバイスに超音波を送信することによって充電することができる。１つ以上の超音波トランスデューサは超音波を電気エネルギーに変換し、バッテリに電気的に接続される。このようにして、電気エネルギーは、デバイスのバッテリを充電する。
＜検出信号＞
１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される検出信号はトリガ信号を決定するための、またはデバイスの動的状態を更新するための入力（ただし、必ずしも排他的入力ではない）であり、これは、１つ以上のインプランタブルデバイスによって使用されて、標的神経の神経活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する。検出信号は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される、生理学的状態または電気生理学的信号などの１つ以上の構成要素を含むことができる。検出信号は、電気パルスを放出するように構成された同じインプランタブルデバイスによって、または別インプランタブルデバイスによって検出されてもよい。
検出信号は、同時にまたは異なる時点で検出された１つ以上の検出信号（電気生理学的信号および／または生理学的状態）を含むことができる。検出信号成分のタイムスタンプを、解析のために検出信号に含めて、トリガ信号を生成することができる。
検出信号は温度、呼吸数、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体濃度のうちの１つ以上など、１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される１つ以上の生理学的状態を含むことができる。例示的な検体には、グルコースおよび酸素が含まれる。
検出信号は神経または神経線維のサブセット（例えば、神経内の１つ以上の線維束）から検出された電気生理学的信号を追加的または代替的に含むことができる。検出された電気生理学的信号を送信する神経はいくつかの実施形態では検出信号の検出された電気生理学的信号成分が例えば、神経または神経内の神経線維のサブセットによって送信される複合活動電位または複合活動電位のサブセット（１つ以上の活動電位など）の速度、方向、周波数、振幅、波形を含む。検出された電気生理学的信号成分は電気生理学的信号が検出された神経線維のサブセット（すなわち、神経内の神経線維のサブセットの位置）に関連する情報を追加的または代替的に含むことができる。この情報は例えば、テンプレート検出信号を選択し、および／または刺激信号を生成するために、計算回路によって使用することができる。
電気生理学的信号を検出するように構成されたインプランタブルデバイスは、神経と電気的に連通する複数の電極を含む。任意選択で、電極はインプランタブルデバイスの湾曲部材のうちの１つ以上の上に配置することができ、インプランタブルデバイスは神経の周りを少なくとも部分的に包み、神経内の神経線維の標的サブセットからの電気生理学的信号を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態では、湾曲部材が神経の周りに約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、約８５％以上、約９０％以上、約９５％以上、または約９８％以上など、神経の周りを実質的に包む。線維のサブセットは例えば、１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の線維束、または神経内の１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の線維束の一部であり得る。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の求心性神経線維、または神経内の求心性神経線維のサブセットを含むか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の遠心性神経線維、または神経内の遠心性神経線維のサブセットを含むか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の２つ以上の線維束内の遠心性神経線維、または神経内の２つ以上の線維束内の求心性神経線維を含むか、またはそれらからなる。
計算モデリング（例えば、有限要素モデル）、逆音源推定、多重極（例えば、三重極）神経記録、速度選択記録、またはビームフォーミングなどの１つ以上の技法を使用して、神経線維のサブセットを選択的に標的化することができる。例えば、Taylor et al., Multiple-electrode nerve cuffs for low-velocity and velocity selective neural recording, Medical & Biological Engineering & Computing, vol. 42, pp. 634643 (2004)およびWodlinger et al., Localization and Recovery of Peripheral Neural Sources with Beamforming Algorithms, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 17, no. 5, pp. 461-468 (2009)を参照されたい。インプランタブルデバイスの計算回路は、電気生理信号の標的検出のために複数の電極を動作させることができる。特定の神経は、神経線維の２つ以上の異なるサブセットによって同時に伝達される電気生理学的信号（または活動電位）の合計である複合電気生理学的信号（または複合活動電位）を伝達し得る。複数の電極によって検出された電気生理学的信号に基づいて、計算回路は、神経線維のどのサブセットがどの電気生理学的信号を伝達するかを決定することができる。いくつかの実施形態では、計算回路が速度選択記録を使用して、神経線維の標的サブセットから電気生理学的信号を選択的に検出するように構成され、速度選択記録は多極（例えば、三極）記録（１つ以上の湾曲部材上の複数の電極内の任意の数の三極を含むことができる）と組み合わせることができる。ビームフォーミングは神経線維の標的化されたサブセットからの電気生理学的信号を検出するために、追加的または代替的に使用され得る。１つ以上の湾曲部材の電極パッドの一部または全部は神経からの電気生理学的信号を検出することができ、計算回路は、１つ以上の湾曲部材の電極パッドの一部または全部によって検出された電気生理学的信号の差に基づいて、神経内の送信信号の断面位置を決定することができる。
インプランタブルデバイスによって検出された検出信号または検出信号コンポーネントに関連する情報は、デバイスの非一時的メモリに記憶され、および／またはインプランタブルデバイスから無線で送信され得る。インプランタブルデバイスから送信された情報は、ネットワークの１つ以上の中間デバイスおよび／または１つ以上の他のインプランタブルデバイスによって受信され得る。
＜インプランタブルデバイスの検出信号解析、トリガ信号生成、および動的状態＞
検出信号に関連する情報はインプランタブルデバイスのためのトリガ信号を生成するために解析することができ、インプランタブルデバイスは、刺激信号を生成するための基礎として使用され、標的神経の活動を調節する１つ以上の電気パルスを放出する。トリガ信号は、フィードフォワードプロセスの出力であってもよく、または反復ニューラルネットワークプロセスにおけるインプランタブルデバイスの動的状態であってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、トリガ信号が情報入力（１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された１つ以上の検出信号、または検出信号に関連付けられたタイムスタンプおよび／または位置など）を解析することによって生成される。いくつかの実施形態では、インプランタブルデバイスが情報入力（１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された１つ以上の検出信号、検出信号に関連するタイムスタンプおよび／または位置、および／または別のインプランタブルデバイスの動的状態など）と、インプランタブルデバイスの以前の動的状態とに基づいて更新され得る動的状態を有する。
例示的なプロセスを図１０に示す。Ｄ1からＤNは、１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された信号に基づく検出信号情報の１つ以上のコンポーネントを、解析のための入力として使用する。１つ以上の検出信号コンポーネントは、同じデバイスからのものであっても、異なるデバイスからのものであってもよい。検出信号に関連する情報は、Ｔ1からＴNの１つ以上のトリガ信号を生成するために解析される。検出信号に関連する情報は、検出信号のうちの１つまたは複数を検出するインプランタブルデバイス、中間デバイス、または電気パルスを放出するインプランタブルデバイスによって解析することができる。例えば、インプランタブルデバイスは１つ以上の検出信号コンポーネントを検出し、検出信号コンポーネントを解析して１つ以上のトリガ信号を生成し、トリガ信号を１つ以上の他のインプランタブルデバイスに無線で送信することができる。別の例では検出信号に関連する情報が中間デバイスに無線で送信することができ、中間デバイスは情報を解析して、１つ以上のインプランタブルデバイスに無線で送信される１つ以上のトリガ信号を生成する。ネットワークが複数のインプランタブルデバイスを含む場合、中間デバイスは複数のインプランタブルデバイスから検出信号（又は検出信号コンポーネント）に関する情報を受信し、その情報を解析することができる。検出信号コンポーネントに基づいて無線で送信された情報は情報のソース位置が解析中に認識されることができるように、固有の識別子を含むことができる。無線で送信されるトリガ信号はまた、インプランタブルデバイスがトリガ信号をインプランタブルデバイスに正しく関連付けることができるように、固有の識別子を含むことができる。いくつかの実施形態では検出信号に関連する情報がインプランタブルデバイスによって受信され、インプランタブルデバイスは検出信号を解析して、そのデバイスのためのトリガ信号を生成する。
インプランタブルデバイスが（中間デバイスまたは別のインプランタブルデバイスなどの別個のデバイスからトリガ信号を無線で受信することによって、または検出信号を解析することによってトリガ信号を生成することによって）トリガ信号を取得すると、インプランタブルデバイスは刺激信号（たとえば、第１のインプランタブルデバイスのためのＳ1、および第ＮのインプランタブルデバイスのためのＳN）を生成することができる。しかしながら、トリガ信号は、刺激信号が生成されるべきでないことを示すヌル信号であってもよい。刺激信号はインプランタブルデバイスの刺激回路に、標的神経の神経活動を調節する電気パルス（第１のインプランタブルデバイスではＰ1、第ＮのインプランタブルデバイスではＰN）を生成させる。
トリガ信号を生成するための検出信号に関連する情報の解析は例えば、刺激信号の生成のためのトリガとして作用することができる検出信号の調節（検出された電気生理学的信号、検出された生理学的状態、またはその両方の調節など）を識別することを含むことができる。電気生理学的信号の調節は例えば、神経によって伝達されている複合活動電位または複合活動電位の構成要素（例えば、１つ以上の活動電位）を示すことができる。トリガ信号は、検出信号と刺激信号との間の数学的関係を使用して生成することができる。数学的関係は例えば、機械学習を使用することによって決定することができ、又は予め選択された数学的関係とすることができる。いくつかの実施形態では、計算回路がデジタルロジック回路、アナログロジック回路、人工ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）または神経形態学的計算を使用する。
いくつかの実施形態ではトリガ信号を生成することは検出信号をテンプレート検出信号と比較することを含むことができ、刺激信号は検出信号とテンプレート検出信号との間の分散または類似性に基づいて生成される。１つ以上のテンプレート検出信号は例えば、デバイスの本体内の非一時的メモリに格納することができる。計算回路は例えば、デジタルロジック回路、アナログロジック回路、人工ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）、または神経形態学的計算を使用して、検出された電気生理学的信号とテンプレート電気生理学的信号との間の分散または類似性を検出することができる。
＜神経調節＞
電気パルスを放出するように構成されたインプランタブルデバイスによって得られた送信トリガ信号は刺激を生成し、電気パルスを放出するための命令を含むことができ、パルスのタイプ（例えば、直流パルスまたは交流パルス）、数パルス、パルス間の滞留時間、パルス周波数、パルス振幅、パルス形状、またはパルス電圧などの１つ以上のパルス特性のための命令を含むことができる。上述のように、トリガ信号は検出信号に関連する情報に基づいており、異なるデバイスからの１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された１つ以上のコンポーネントを含むことができるが、同じインプランタブルデバイスによって検出された１つ以上のコンポーネントを含むこともできる。
計算回路は刺激回路を動作させるための刺激信号を生成し、デバイスによって放出される電気パルスに関する情報を含むことができる。刺激回路はトリガ信号から直接導出されてもよいし、トリガ信号に基づいてルックアップテーブルから得られてもよい。例えば、いくつかの実施形態では１つ以上のテンプレートパルスがデバイス内の非一時的メモリ上に格納され、計算回路は検出信号を使用して非一時的メモリからテンプレートパルスを取り出すことによって刺激信号を生成することができる。
電気パルスを放出するインプランタブルデバイスは標的神経の活動を調節する電気パルスまたは電気パルス列（すなわち、同じであっても異なっていてもよい複数の電気パルス）を放出するように構成された２つ以上の電極を含む。電極は神経の長さに沿って、または神経の周囲の様々な位置に配置することができ、様々な位置で電気パルスを放出するように構成される。２つ以上の異なる電極によって放出される電気パルスは、同じであっても異なっていてもよく、神経内の湾曲部材の同じまたは異なるサブセットを標的とすることができる。例えば、第１の複数の電極は神経線維の神経サブセットの第１のサブセットによる電気生理学的信号の伝達を遮断するように構成された電気パルス列を放出することができ、第２の複数の電極は、神経線維の第２のサブセットを刺激する電気パルスまたは電気列を放出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、神経線維の第１のサブセットは例えば、遠心性神経線維であり得、一方、神経線維の第２のサブセットは、求心性神経線維である。他の実施形態では、神経線維の第１のサブセットは求心性神経線維であり、神経線維の第２のサブセットは遠心性神経線維である。第１のサブセットの神経線維における電気生理学的信号の伝達を遮断し、第２のサブセットの神経線維を刺激することにより、刺激のオフターゲット効果は最小限に抑えられる。別の例では第１の湾曲部材上の第１の複数の電極パッド内の１つ以上の電極、および第２の湾曲部材上の第２の複数の電極パッド内の１つ以上の電極は神経の長さに沿った双極刺激のために動作させることができる。さらなる例では第１の湾曲部材上の複数の電極および第２の湾曲部材上の複数の電極がそれぞれ、特定の焦点刺激のために使用することができる、調節された電気パルスを放出することができる（すなわち、別個の複数の電極によって放出される電気パルスは互いに調整される）。
インプランタブルデバイスによって放出される１つ以上の電気パルスは、湾曲部材上の複数の電極パッド内の１つ以上の電極パッドを選択的に活性化することによって、神経内の神経線維のサブセットへの標的電気パルスを含むことができる。デバイスの計算回路は電極を選択的に（すなわち、刺激信号を介して）アクティブ化するように刺激回路を動作させることができる。選択的活性化は例えば、電極の一部を活性化すること、および／または電極のすべてまたは一部を差動的に活性化することを含むことができる。したがって、複数の電極は、複数の電極パッドによって放出された電気パルスを神経線維の標的サブセットに導くように操作することができる。電場干渉および／または多極刺激（例えば、三極刺激）などの技術を使用して、電気パルスを神経内の神経線維のサブセットに標的化することができる。例えば、Grossman, et al., Noninvasive Deep Brain Stimulation via Temporally Interfering Electrical Fields, Cell, vol. 169, pp. 1029-1041 (2017)を参照のこと。１つ以上の湾曲部材を有する電極パッドは、計算回路によって選択的に作動されて、放出された電気パルスを神経線維のサブセットに向けることができる。デバイスによって放出される電気パルスによって標的化される神経線維のサブセットは例えば、１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の線維束、または神経内の１つ以上（例えば、２、３、４、またはそれ以上）の線維束の一部であり得る。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の求心性神経線維、または神経内の求心性神経線維のサブセットを含むか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の遠心性神経線維、または神経内の遠心性神経線維のサブセットを含むか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、神経線維のサブセットが神経内の２つ以上の神経束内の遠心性神経線維、または神経内の２つ以上の神経束内の求心性神経線維を含むか、またはそれらからなる。
＜例示的な実施形態＞
以下の実施形態は例示的なものであり、本発明を限定するものと考えるべきではない。
実施形態１．インプランタブルネットワークを使用して神経活動を調節する方法は、(ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、記録された神経によって送信される１つ以上の電気生理学的信号、または１つ以上の生理学的状態を含む検出信号を検出することと、(ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する情報を無線で送信することと、(ｃ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、検出信号に関連する情報を無線で受信することと、(ｄ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、検出信号に関連する受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを、放出するかどうかを決定することと、を含む。
実施形態２．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットの１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上の電気パルスを放出することをさらに含む、実施形態１の方法。
実施形態３．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスから放出される１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を決定することを含む、実施形態２の方法。
実施形態４．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で送信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で受信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報に少なくとも基づいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することと、含む実施形態１から４の何れかの方法。
実施形態５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出することを含む実施形態４の方法。
実施形態６．１つ以上の追加の神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む、実施形態４または５の方法。
実施形態７．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される検出信号に関連する情報を含む、実施形態４から６のいずれか１つの方法。
実施形態８．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態に関連する情報を含む、実施形態４から７の何れか１つの方法。
実施形態９．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される１つ以上の電気パルスに関連する情報を含む、実施形態４から８の何れか１つの方法。
実施形態１０．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、フィードフォワードニューラルネットワークプロセスを実施することを含む、実施形態１から９の何れか１つの方法。
実施形態１１．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む、実施形態１から９の何れか１つの方法。
実施形態１２．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号にさらに基づく、実施形態１から１１のいずれか１つの方法。
実施形態１３．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内のインプランタブルデバイスによって行われる、実施形態１から１２の何れか１つの方法。
実施形態１４．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内のインプランタブルデバイスによって行われる、実施形態１から１２の何れか１つの方法。
実施形態１５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに直接送信することを含む、実施形態１から１４の何れか１つの方法。
実施形態１６．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上の中間デバイスを介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに送信することを含む、実施形態１から１４の何れか１つの方法。
実施形態１７．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上の中間デバイスによって行われる、実施形態１６の方法。
実施形態１８．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含む、実施形態１から１７の何れか１つの方法。
実施形態１９．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含む、実施形態１から１８の何れか１つの方法。
実施形態２０．検出信号に関連する受信された情報に少なくとも基づいて刺激信号を生成することを含み、刺激信号は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出された１つ以上の電気パルスを駆動する、実施形態１から１９の何れか１つの方法。
実施形態２１．検出信号が、１つ以上の生理学的状態を含む、実施形態１から２０の何れか１つの方法。
実施形態２２．１つ以上の生理学的状態が温度、呼吸速度、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体の濃度を含む、実施形態２１の方法。
実施形態２３．検出信号は、１つ以上の電気生理学的信号を含む、実施形態１から２２の何れか１つの方法。
実施形態２４．検出信号に関連する情報は、電気生理学的信号または生理学的状態のタイムスタンプ、または電気生理学的信号内の複合活動電位またはその一部の方向、速度、周波数、振幅、または波形、を含む、実施形態１から２３の何れか１つの方法。
実施形態２５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第１の神経位置から電気生理学的信号を検出し、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第２の神経位置の神経活動を調節するよう構成された電気パルスを放出し、第１の神経位置および第２の神経位置が、同じ神経位置または異なる神経位置の異なる場所である、請求項１から２４の何れか１つの方法。
実施形態２６．第１の神経位置と第２の位置とが、神経網を介して連結された異なる神経である、実施形態２５の方法。
実施形態２７．第１の神経位置と第２の位置とは、同一の神経である、実施形態２５の方法。
実施形態２８．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つによって検出される電気生理学的信号は、第１の神経位置内の神経線維のサブセットによって送信される、実施形態２５から２７の何れか１つの方法。
実施形態２９．神経線維のサブセットが、第１の神経位置内の１つ以上の線維束を含む、実施形態２８の方法。
実施形態３０．経線維のサブセットが、１つ以上の求心性神経線維を含む、実施形態２８または２９の方法。
実施形態３１．神経線維のサブセットが、１つ以上の遠心性神経線維を含む、実施形態２８または２９の方法。
実施形態３２．神経線維のサブセットが、神経内の異なる線維束の２つ以上の神経線維を含む、実施形態２８から３１の何れか１つの方法。
実施形態３３．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから検出信号に関連する情報を無線で送信することは、検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスから能動的に送信することを含む、実施形態１から３２の何れか１つの方法。
実施形態３４．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから検出信号に関連する情報を無線で送信することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスで超音波を受信することと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスからの超音波を後方散乱させることであって、後方散乱された超音波は検出信号に関連する情報を符号化する、後方散乱させることと、を含む、実施形態１から３２の何れか１つの方法。
実施形態３５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて受信された検出信号に関連する情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって受信された超音波に符号化される、実施形態１から３３の何れか１つの方法。
実施形態３６．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットにおいて１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号に関連する情報を無線電送信することは、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって能動的に送信または後方散乱された検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、中間デバイスにおいて受信することと、 検出信号に関連する情報を符号化する追加の超音波を中間デバイスから能動的に送信することと、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、中間デバイスから能動的に送信された追加の超音波を受信することと、を含む、実施形態３３から３５の何れか１つの方法。
実施形態３７．中間デバイスは外部デバイスである、実施形態３６の方法。
実施形態３８．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイス、または１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは、電力供給超音波を使用して電力供給される、実施形態１から３７の何れか１つの方法。
実施形態３９．電力供給超音波は、中間デバイスによって送信される、実施形態３８の方法。
実施形態４０．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される電気パルスは、標的神経内の神経線維の標的サブセットへ放出される、実施形態１から３９の何れか１つの方法。
実施形態４１．神経線維の標的サブセットが、第１の神経内に１つ以上の線維束を含む、実施形態４０の方法。
実施形態４２．神経線維の標的サブセットは、１つ以上の求心性神経線維を含む、実施形態４０または４１の方法。
実施形態４３．神経線維の標的サブセットは、１つ以上の遠心性神経線維を含む、実施形態４０または４１の方法。
実施形態４４．神経線維の標的サブセットは、標的神経内の異なる線維束内の２つ以上の神経線維を含む、実施形態４０から４３の何れか１つの方法。
実施形態４５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスが、標的神経を含む線維組織に電気パルスを放出する、実施形態１から４４の何れか１つの方法。
実施形態４６．標的神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経である、実施形態１から４５の何れか１つの方法。
実施形態４７．標的神経は末梢神経である、実施形態１から４６の何れか１つの方法。
実施形態４８．記録された神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経である、実施形態１から４７の何れか１つの方法。
実施形態４９．記録された神経は末梢神経である、実施形態１から４８の何れか１つの方法。
実施形態５０．標的神経の神経活動を調節するためのデバイスネットワークは、(ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を含む検出信号を検出するためのセンサと、超音波を能動的に送信または後方散乱するように構成された超音波トランスデューサであって、超音波は検出信号に関連する情報を符号化する、超音波トランスデューサと、センサおよび超音波トランスデューサに電気的に結合された制御回路と、を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、(ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、標的神経に電気パルスを放出するように構成された複数の電極と、検出信号に関連する情報を符号化する超音波を受信するように構成された超音波トランスデューサと、超音波から検出信号に関連する情報を抽出し、検出信号に関連する情報に基づいて複数の電極を動作させて電気パルスを放出させるように構成された制御回路と、を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、を備え、ここで、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット中の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される。
実施形態５１．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される、実施形態５０のデバイスネットワーク。
実施形態５２．デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを備える、実施形態５０または５１のデバイスネットワーク。
実施形態５３．デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを含む、実施形態５０から５２の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態５４．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定するように構成される、実施形態５０から５３の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態５５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するように構成される、実施形態５４のデバイスネットワーク。
実施形態５６．電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含む、実施形態５４または５５のデバイスネットワーク。
実施形態５７．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスは、神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を検出するためのセンサをさらに備える、実施形態５０から５６の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態５８．超音波トランスデューサを備える１つ以上の中間デバイスをさらに含み、１つ以上の中間デバイスは、 超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから情報を無線で受信し、 超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに情報を無線で送信する、ようさらに構成される実施形態５０から５７の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態５９．１つ以上の中間デバイスがさらに、超音波を通して、第２のセットの中の１つ以上のインプランタブルデバイスから、インプランタブルデバイスの１つ以上のインプランタブルデバイスから、情報を無線で受信し、超音波を通して、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセットの中の１つ以上のインプランタブルデバイスに、情報を無線で送信するように構成される、実施形態５８のデバイスネットワーク。
実施形態６０．１つ以上の中間デバイスは、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに超音波を能動的に送信し、 センサによって検出された検出信号に関連する情報を符号化する後方散乱超音波を受信し、 検出信号に関連する情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスに能動的に送信する、ように構成される、実施形態５８または５９に記載のデバイスネットワーク。
実施形態６１．中間デバイスは、 中間デバイスによって受信された超音波から検出信号に関連する情報を抽出し、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定する、ように構成される制御回路を含み、中間デバイスから１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスへ送信される超音波に符号化された検出信号に関連する情報は、１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセットにおける１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、命令に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される、実施形態５８から６０の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態６２．１つ以上の電気パルスを放出する命令は、１つ以上の電気パルスのうちの１つ以上のパルス特性に対する命令を含む、実施形態６１のデバイスネットワーク。
実施形態６３．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスのセンサによって検出された検出信号に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定するように構成され、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサによって能動的に送信されたまたは後方散乱された超音波に符号化された検出信号に関連する情報は、１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、 １つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、命令に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される、実施形態５０から６０の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態６４．１つ以上の電気パルスを放出するための命令は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性に対する命令を含む、実施形態６３のデバイスネットワーク。
実施形態６５．１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの制御回路は、検出信号に関連する情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定し、決定に基づいて電気パルスを放出するように複数の電極を動作させるように構成される、実施形態５０から６０の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態６６．制御回路は、１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するようにさらに構成される、実施形態６５のデバイスネットワーク。
実施形態６７．センサは電気生理学的信号を検出するように構成された複数の電極を備える、実施形態５０から６６の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態６８．センサは、生理学的状態を検出するように構成される、実施形態４８から６７の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態６９．生理学的状態は温度、呼吸数、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体濃度である、実施形態６８のデバイスネットワーク。
実施形態７０．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスが、生理学的状態を検出するように構成される第１のセンサと、電気生理学的信号を検出するように構成される複数の電極を備える第２のセンサとを備える、実施形態５０から６９の何れか１つのデバイスネットワーク。
実施形態７１．１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサ、または１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスの超音波トランスデューサは、１つ以上のインプランタブルデバイスに電力を供給する超音波を受信するように構成される、実施形態５０から７０の何れか１つのデバイスネットワーク。
本開示の例は添付の図面を参照して十分に説明されてきたが、様々な変更および修正が当業者には明らかになることに留意されたい。そのような変更および修正は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の例の範囲内に含まれると理解されるべきである。

Claims (71)

  1. インプランタブルデバイスネットワークを使用して神経活動を調節する方法であって、
    (ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、記録された神経によって送信される１つ以上の電気生理学的信号、または１つ以上の生理学的状態を含む検出信号を検出することと、
    (ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、前記検出信号に関連する情報を無線で送信することと、
    (ｃ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、前記検出信号に関連する前記情報を無線で受信することと、
    (ｄ)１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスから、前記検出信号に関連する前記受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを、放出するかどうかを決定することと、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットの前記１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、前記１つ以上の電気パルスを放出することを含むことを特徴とする方法。
  3. 請求項２に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットにおける前記１つ以上のインプランタブルデバイスから放出される前記１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を決定することを含むことを特徴とする方法。
  4. 請求項１から３の何れか１項に記載の方法であって、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する情報を無線で送信することと、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する前記情報を無線で受信することと、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する前記情報に少なくとも基づいて、１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された１つ以上の電気パルスを放出するかどうかを決定することと、
    を含むことを特徴とする方法。
  5. 請求項４に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、前記１つ以上の追加の標的神経の神経活動を調節するように構成された前記１つ以上の電気パルスを放出することを含むことを特徴とする方法。
  6. 請求項４または５に記載の方法であって、前記１つ以上の追加の神経の神経活動を調節するように構成された前記１つ以上の電気パルスを放出するかどうかを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含むことを特徴とする方法。
  7. 請求項４から６の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する前記情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出される検出信号に関連する情報を含むことを特徴とする方法。
  8. 請求項４から７の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する前記情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態に関連する情報を含むことを特徴とする方法。
  9. 請求項４から８の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で送信される１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに関連する前記情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される前記１つ以上の電気パルスに関連する情報を含むことを特徴とする方法。
  10. 請求項１から９の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、フィードフォワードニューラルネットワークプロセスを実施することを含むことを特徴とする方法。
  11. 請求項１から９の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含むことを特徴とする方法。
  12. 請求項１から１１の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された検出信号にさらに基づくことを特徴とする方法。
  13. 請求項１から１２の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内のインプランタブルデバイスによって行われることを特徴とする方法。
  14. 請求項１から１２の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内のインプランタブルデバイスによって行われることを特徴とする方法。
  15. 請求項１から１４の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された前記検出信号に関連する前記情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに直接送信することを含むことを特徴とする方法。
  16. 請求項１から１４の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された前記検出信号に関連する前記情報を、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上の中間デバイスを介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに送信することを含むことを特徴とする方法。
  17. 請求項１６に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定することは、前記１つ以上の中間デバイスによって行われることを特徴とする方法。
  18. 請求項１から１７の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含むことを特徴とする方法。
  19. 請求項１から１８の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットは２つ以上のインプランタブルデバイスを含むことを特徴とする方法。
  20. 請求項１から１９の何れか１項に記載の方法であって、前記検出信号に関連する受信された前記情報に少なくとも基づいて刺激信号を生成することを含み、前記刺激信号は、前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出された前記１つ以上の電気パルスを駆動することを特徴とする方法。
  21. 請求項１から２０の何れか１項に記載の方法であって、前記検出信号が、前記１つ以上の生理学的状態を含むことを特徴とする方法。
  22. 請求項２１に記載の方法であって、前記１つ以上の生理学的状態が温度、呼吸速度、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体の濃度を含むことを特徴とする方法。
  23. 請求項１から２２の何れか１項に記載の方法であって、前記検出信号は、前記１つ以上の電気生理学的信号を含むことを特徴とする方法。
  24. 請求項１から２３の何れか１項に記載の方法であって、前記検出信号に関連する前記情報は、
    前記電気生理学的信号または前記生理学的状態のタイムスタンプ、または
    前記電気生理学的信号内の複合活動電位またはその一部の方向、速度、周波数、振幅、または波形、
    を含むことを特徴とする方法。
  25. 請求項１から２４の何れか１項に記載の方法であって、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第１の神経位置から前記電気生理学的信号を検出し、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つが第２の神経位置の神経活動を調節するよう構成された前記電気パルスを放出し、前記第１の神経位置および前記第２の神経位置が、同じ神経位置または異なる神経位置の異なる場所であることを特徴とする方法。
  26. 請求項２５に記載の方法であって、前記第１の神経位置と前記第２の位置とが、神経網を介して連結された異なる神経であることを特徴とする方法。
  27. 請求項２５に記載の方法であって、前記第１の神経位置と前記第２の位置とは、同一の神経であることを特徴とする方法。
  28. 請求項２５から２７の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスのうちの１つによって検出される前記電気生理学的信号は、前記第１の神経位置内の神経線維のサブセットによって送信されることを特徴とする方法。
  29. 請求項２８に記載の方法であって、神経線維の前記サブセットが、前記第１の神経位置内の１つ以上の線維束を含むことを特徴とする方法。
  30. 請求項２８または２９に記載の方法であって、前記神経線維のサブセットが、１つ以上の求心性神経線維を含むことを特徴とする方法。
  31. 請求項２８または２９に記載の方法であって、前記神経線維のサブセットが、１つ以上の遠心性神経線維を含むことを特徴とする方法。
  32. 請求項２８から３１の何れか１項に記載の方法であって、前記神経線維のサブセットが、前記神経内の異なる線維束の２つ以上の神経線維を含むことを特徴とする方法。
  33. 請求項１から３２の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記検出信号に関連する前記情報を無線で送信することは、前記検出信号に関連する前記情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセットにおける前記１つ以上のインプランタブルデバイスから能動的に送信することを含むことを特徴とする方法。
  34. 請求項１から３２の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記検出信号に関連する前記情報を無線で送信することは、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスで超音波を受信することと、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスからの超音波を後方散乱させることであって、前記後方散乱された超音波は前記検出信号に関連する前記情報を符号化する、後方散乱させることと、
    を含むことを特徴とする方法。
  35. 請求項１から３３の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて受信された前記検出信号に関連する前記情報は、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって受信された超音波に符号化されることを特徴とする方法。
  36. 請求項３３から３５の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセットにおいて前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって検出された前記検出信号に関連する前記情報を無線電送信することは、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスによって能動的に送信または後方散乱された前記検出信号に関連する前記情報を符号化する前記超音波を、中間デバイスにおいて受信することと、
    前記検出信号に関連する前記情報を符号化する追加の超音波を前記中間デバイスから能動的に送信することと、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスにおいて、前記中間デバイスから能動的に送信された前記追加の超音波を受信することと、
    を含むことを特徴とする方法。
  37. 請求項３６に記載の方法であって、前記中間デバイスは外部デバイスであることを特徴とする方法。
  38. 請求項１から３７の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイス、または１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスは、電力供給超音波を使用して電力供給されることを特徴とする方法。
  39. 請求項３８に記載の方法であって、前記電力供給超音波は、中間デバイスによって送信されることを特徴とする方法。
  40. 請求項１から３９の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって放出される前記電気パルスは、前記標的神経内の神経線維の標的サブセットへ放出されることを特徴とする方法。
  41. 請求項４０に記載の方法であって、前記神経線維の標的サブセットは、前記第１の神経内に１つ以上の線維束を含むことを特徴とする方法。
  42. 請求項４０または４１に記載の方法であって、前記神経線維の標的サブセットは、１つ以上の求心性神経線維を含むことを特徴とする方法。
  43. 請求項４０または４１に記載の方法であって、前記神経線維の標的サブセットは、１つ以上の遠心性神経線維を含むことを特徴とする方法。
  44. 請求項４０から４３の何れか１項に記載の方法であって、前記神経線維の標的サブセットは、前記標的神経内の異なる線維束内の２つ以上の神経線維を含むことを特徴とする方法。
  45. 請求項１から４４の何れか１項に記載の方法であって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスが、前記標的神経を含む線維組織に前記電気パルスを放出することを特徴とする方法。
  46. 請求項１から４５の何れか１項に記載の方法であって、前記標的神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経であることを特徴とする方法。
  47. 請求項１から４６の何れか１項に記載の方法であって、前記標的神経は末梢神経であることを特徴とする方法。
  48. 請求項１から４７の何れか１項に記載の方法であって、前記記録された神経は、迷走神経、脊髄、脾神経、腸間膜神経、坐骨神経、脛骨神経、腹腔神経節、仙骨神経、腎神経、後頭神経、または副腎神経であることを特徴とする方法。
  49. 請求項１から４８の何れか１項に記載の方法であって、前記記録された神経は末梢神経であることを特徴とする方法。
  50. 標的神経の神経活動を調節するためのデバイスネットワークであって、
    (ａ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、
    神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を含む検出信号を検出するためのセンサと、
    超音波を能動的に送信または後方散乱するように構成された超音波トランスデューサであって、前記超音波は前記検出信号に関連する情報を符号化する、超音波トランスデューサと、
    前記センサおよび前記超音波トランスデューサに電気的に結合された制御回路と、
    を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第１のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、
    (ｂ)１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスであって、
    標的神経に電気パルスを放出するように構成された複数の電極と、
    前記検出信号に関連する情報を符号化する超音波を受信するように構成された超音波トランスデューサと、
    前記超音波から前記検出信号に関連する前記情報を抽出し、前記検出信号に関連する前記情報に基づいて前記複数の電極を動作させて前記電気パルスを放出させるように構成された制御回路と、
    を備える１つ以上のインプランタブルデバイスの第２のセット内の１つ以上のインプランタブルデバイスと、
    を備え、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット中の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成される
    ことを特徴とするデバイスネットワーク。
  51. 請求項５０に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスと、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスとは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスへ、情報を無線で送信するように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  52. 請求項５０または５１に記載のデバイスネットワークであって、前記デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを備えることを特徴とするデバイスネットワーク。
  53. 請求項５０から５２の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、前記デバイスネットワークは、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内に２つ以上のインプランタブルデバイスを含むことを特徴とするデバイスネットワーク。
  54. 請求項５０から５３の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、前記１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスを放出するか否かを決定するように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  55. 請求項５４に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセットまたは１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットにおける前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、前記１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  56. 請求項５４または５５に記載のデバイスネットワークであって、電気パルスを放出するか否かを決定することは、前記１つ以上のインプランタブルデバイスの動的状態を更新することを含むことを特徴とするデバイスネットワーク。
  57. 請求項５０から５６の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスは、神経によって送信される電気生理学的信号または生理学的状態を検出するためのセンサをさらに備えることを特徴とするデバイスネットワーク。
  58. 請求項５０から５７の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、超音波トランスデューサを備える１つ以上の中間デバイスをさらに含み、前記１つ以上の中間デバイスは、
    超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから前記情報を無線で受信し、
    超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに前記情報を無線で送信する、
    ようさらに構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  59. 請求項５８に記載のデバイスネットワークであって、前記１つ以上の中間デバイスは、
    超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスからの前記情報を無線で受信し、
    超音波を介して、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに前記情報を無線で送信する、
    ようさらに構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  60. 請求項５８または５９に記載のデバイスネットワークであって、前記１つ以上の中間デバイスは、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに超音波を能動的に送信し、
    前記センサによって検出された前記検出信号に関連する前記情報を符号化する後方散乱超音波を受信し、
    前記検出信号に関連する前記情報を符号化する超音波を、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスに能動的に送信する、
    ように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  61. 請求項５８から６０の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、前記中間デバイスは、
    前記中間デバイスによって受信された前記超音波から前記検出信号に関連する前記情報を抽出し、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスによって無線で受信された情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定する、
    ように構成される制御回路を含み、
    前記中間デバイスから１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスへ送信される前記超音波に符号化された前記検出信号に関連する前記情報は、前記１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセットにおける前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、前記命令に基づいて前記電気パルスを放出するように前記複数の電極を動作させるように構成される、
    ことを特徴とするデバイスネットワーク。
  62. 請求項６１に記載のデバイスネットワークであって、前記１つ以上の電気パルスを放出する前記命令は、前記１つ以上の電気パルスのうちの１つ以上のパルス特性に対する命令を含むことを特徴とするデバイスネットワーク。
  63. 請求項５０から６０の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記センサによって検出された前記検出信号に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定するように構成され、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記超音波トランスデューサによって能動的に送信されたまたは後方散乱された前記超音波に符号化された前記検出信号に関連する前記情報は、前記１つ以上の電気パルスを放出するための命令を含み、
    １つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、前記命令に基づいて前記電気パルスを放出するように前記複数の電極を動作させるように構成される、
    ことを特徴とするデバイスネットワーク。
  64. 請求項６３に記載のデバイスネットワークであって、前記１つ以上の電気パルスを放出するための前記命令は、前記１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性に対する命令を含むことを特徴とするデバイスネットワーク。
  65. 請求項５０から６０の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記制御回路は、前記検出信号に関連する前記情報に少なくとも基づいて、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスから１つ以上の電気パルスが放出されるべきか否かを決定し、前記決定に基づいて前記電気パルスを放出するように前記複数の電極を動作させるように構成される、
    ことを特徴とするデバイスネットワーク。
  66. 請求項６５に記載のデバイスネットワークであって、前記制御回路は、前記１つ以上の電気パルスの１つ以上のパルス特性を選択するようにさらに構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  67. 請求項５０から６６の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、前記センサは前記電気生理学的信号を検出するように構成された複数の電極を備えることを特徴とするデバイスネットワーク。
  68. 請求項４８から６７の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、前記センサは、前記生理学的状態を検出するように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
  69. 請求項６８に記載のデバイスネットワークであって、前記生理学的状態は温度、呼吸数、歪み、圧力、ｐＨ、検体の存在、または検体濃度であることを特徴とするデバイスネットワーク。
  70. 請求項５０から６９の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスが、前記生理学的状態を検出するように構成される第１のセンサと、前記電気生理学的信号を検出するように構成される複数の電極を備える第２のセンサとを備えることを特徴とするデバイスネットワーク。
  71. 請求項５０から７０の何れか１項に記載のデバイスネットワークであって、１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第１のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記超音波トランスデューサ、または１つ以上のインプランタブルデバイスの前記第２のセット内の前記１つ以上のインプランタブルデバイスの前記超音波トランスデューサは、前記１つ以上のインプランタブルデバイスに電力を供給する超音波を受信するように構成されることを特徴とするデバイスネットワーク。
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