JP2023515700A - Ｍｒｉ装置と共に使用するための能動埋込型刺激装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）を有する患者の中枢神経系の領域を可視化するためのパーツキットに関する。パーツキットは、－ ＭＲ画像取得のための電磁条件にさらされて使用され得るＡＩＭＤ、－ ＡＩＭＤを制御するための外部処理ユニット、－ ＡＩＭＤと、－ 外部処理ユニットによって制御される外部通信ユニットとの間の双方向光通信を確立するための光通信リードを含む。本発明の埋め込まれたＡＩＭＤを有する患者は、例えば、脳領域の画像を撮影するための従来のＭＲ装置内で処置され得る。パーツキットの他の要素は、ＡＩＭＤの機能を制御し、且つこのように画像撮影される脳領域に対する刺激のいかなる影響も追跡することを可能にする。【選択図】図６（ａ）

Description

本発明は、患者の医学的治療のために体内に埋め込むための電子能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）の分野におけるものである。本発明のＡＩＭＤは、磁気共鳴（ＭＲ）装置において、ＭＲ画像撮影（ＭＲＩ）又は機能的ＭＲ画像撮影（ｆＭＲＩ）などによって患者の画像を撮影し、且つ特徴付けるための使用に適している。特に、本発明は、このようなＡＩＭＤと、外部処理ユニットと、ＡＩＭＤと外部処理ユニットとの間の通信を確立するための光ファイバとを含むパーツキットに関する。本発明のパーツキットのＡＩＭＤは、患者に埋め込まれたとき並びに前記患者が、ＭＲ装置で使用される振動磁場及び／又は電場にさらされるとき、インプラントとして完全に機能し、且つ制御され得る。

本発明は、このようなＡＩＭＤが埋め込まれた患者のＭＲ画像撮影を可能にすることだけでなく、とりわけＭＲＩ又はｆＭＲＩにより、ＡＩＭＤの様々な制御された治療パラメータが脳の活動に与える影響を可視化することを可能にするという利点を有する。

能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）は、何十年もの間、数々の疾患、特に神経疾患の治療に用いられてきた。その最も単純な形態では、ＡＩＭＤは、電子コンポーネントを取り囲むカプセル化ユニットからなり、患者のバイオマーカをモニタするためのセンサを支持することができる。センサは、カプセル化ユニットの内部に搭載するか、若しくはカプセル化ユニットの外面に固定することができるか、又はカプセル化ユニットから分離しており、センサが収集したデータを、カプセル化ユニット内に搭載された電子コンポーネントに伝送するためのリードによってそれに連結することができる。

しかしながら、主なタイプのＡＩＭＤは、神経刺激装置からなり、これは、バイオマーカをモニタする代わりに又はそれに加えて、パーキンソン病、てんかん、慢性疼痛、運動疾患をはじめとする様々な病気を診断又は治療するため及び他の多くの用途のために電気パルスを神経又は筋肉等の組織に送達するように構成される。治療対象の組織、使用される電極の種類及び電極間の距離に応じて、埋め込まれた電極間に必要な電圧は、１５Ｖ±５Ｖのオーダであり得る。このような電圧には、電気刺激インプラントが一般的に３つの異なるコンポーネントで形成されるような寸法の埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）及び電源（バッテリ等）が必要であり、すなわち、一方では治療対象の組織に直接埋め込まれる電極及び他方ではより大きい寸法の埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）、ＩＰＧを制御するための電子部品並びにバッテリがカプセル化ユニット内に格納されて、これを用途に応じて体内の様々な場所、しかしながら、最も多くの場合には鎖骨下領域、下腹部又は臀部に埋め込むことができる。エネルギパルスは、ＩＰＧから組織相互作用ユニットにエネルギ伝送リードを介して伝送され、これは、第三のコンポーネントを形成し、例えば欧州特許第３１１３８３８Ｂ１号明細書に記載されているように、光エネルギを電気エネルギに変換するための光起電セルに連結された導電ワイヤ又は光ファイバで形成することができる。導電ワイヤの場合、ＩＰＧは、電気パルスを発出し、光ファイバの場合、ＩＰＧは、光パルスを発出する。

近年、光エネルギによる組織の治療は、光遺伝学の分野を支えるため又は赤外線若しくは他の波長の光の直接的な効果を利用して、疾患の治療にとっての大きい可能性を示している。組織のこのような光治療には、いわゆるオプトロードを使用することができる。オプトロードは、光ビームを組織の正確な領域に集束させる発光装置であり得るか、又は発光装置によって発せられた反射、伝送若しくは散乱光ビームを検出する光センサであり得る。

体内にＡＩＭＤが埋め込まれている患者は、ＭＲ装置での磁気共鳴画像撮影セッションを受ける前に注意しなければならず、これは、画像の取得に必要な様々な磁場がＡＩＭＤとの各種の相互作用を起こす可能性があるからである。例えば、強磁性体材料で製作されたＡＩＭＤの何れかのコンポーネントは、ＭＲ装置内で受ける強力な静磁場（Ｂ０）によって引き寄せられると移動する可能性がある。ＲＦ場（Ｂ１）は、導電性コンポーネントに沿って流れる強力な誘導電流により、ＡＩＭＤの周辺組織に熱傷を生じさせる可能性がある。強力な磁場は、ＡＩＭＤの電子部品と相互作用して、一部のコンポーネントを破壊するか、又は望ましくないエネルギパルスを組織に送る可能性もある。当技術分野では、ＭＲ装置内でオフに切り替えて使用することができ、体内にそれが埋め込まれた患者に被害を与えることのないＡＩＭＤが提案されている。

米国特許出願公開第２０１２００５９４４２号明細書は、電極ユニットをカプセル化ユニットに連結するリードを提供することを提案しており、複数の電極は、リードのリード本体内の複数の導体を通して複数の端子に電気的に連結される。複数の電極は、隣接する電極対がそれぞれの対の第一の電極の第一の表面及びそれぞれの対の第二の電極のそれぞれの第二の表面を通して容量結合されて、刺激周波数では、隣接する電極間の電流の流れを実質的に遮断し、ＭＲＩ周波数では、隣接する電極間で電流を実質的に流すように配置される。

米国特許出願公開第２００５００７０９７２号明細書は、カプセル化ユニットと、第一の近位端を有する導電刺激リードと、導電刺激リードの第一の遠位端に電気的に連結された遠位電極とを含むＡＩＭＤを記載している。このＡＩＭＤは、カプセル化ユニットに電気的に連結された第二の近位端と、第一の近位端に電気的に連結された第二の遠位端とを有するリード延長部をさらに含む。ＲＦエネルギをリードから転送するために、シャントが第一の近位端に電気的に連結される。

米国特許第８２３３９８５号明細書は、診断のための高品質画像撮影を目的として磁気共鳴画像撮影スキャナと適合するアンテナモジュールを備えるＡＩＭＤを記載している。アンテナモジュールは、非導電性、生体適合且つ電磁透過性ハウジングを含み、その内面に沿って誘導アンテナワイヤがループ状に設けられている。電子モジュールは、電磁干渉をできるだけ抑えるために、ハウジング内部の電磁シールド内に封入される。

ＭＲ装置内でＭＲＩを受ける患者への傷害の原因とならないＡＩＭＤが市販されている場合、そのほとんどは、撮影セッション中にスイッチを切って、電子コンポーネントの破損又は組織への誤った且つ危険を及ぼす可能性のあるパルスの送信を回避しなければならない。

神経刺激は、てんかん等の疾患の治療において有利な臨床効果を示しているが、関係する正確な機序は、ほとんどわかっていない。神経刺激装置のＩＰＧは、一般に、治療期間全体を通して、周波数、持続時間、パルス幅及び強度を含む所定のパラメータのパルストレインを所定のオフ時間間隔だけ離して連続的に発生させるように構成される。ＡＩＭＤが組織に送達するようにプログラムされるパルスの上記パラメータの値の特定は、経験的に試行錯誤を通して行われており、ほとんどが信頼できる診断ツールではなく、患者からのフィードバックに基づいている。磁気共鳴画像撮影法（ＭＲＩ）及びより具体的には機能的磁気共鳴画像撮影法（ｆＭＲＩ）は、所定の刺激パターンに対する患者の体内で見られる効果を上記のパラメータに応じて追跡することにより、それぞれの所定の患者のためにパルスのパラメータの値を最適化するためのきわめて有望な候補であろう。

米国特許第７９７４６９７号明細書は、医用イメージングのフィードバックデータを埋込型医療機器の動作に反映させるために使用する適応型刺激プロセスを記載している。刺激信号が印加され、脳の標的部分が第一の刺激信号の結果として変調されたか否かを示すＭＲ画像データが取得される。変調が観察されなければ、第二の刺激信号が印加され、変調が観察されるまでこれが繰り返される。このプロセスにおいて、刺激及びＭＲ画像撮影は、逐次的に作動される。

同様に、米国特許出願公開第２００５０１７７２００号明細書は、大うつ病患者の逐次的な脳刺激及びそれに続く刺激後のｆＭＲＩによる血中酸素濃度依存画像撮影（ＢＯＬＤ）を記載している。この方法で使用されるＡＩＭＤの種類は、規定されていない。

Ｌｏｍａｒｅｖ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，３６（２００２）２１９－２２７は、治療抵抗性うつ病患者の、体内に埋め込まれた神経刺激装置による刺激中のｆＭＲＩによる血中酸素濃度依存画像（ＢＯＬＤ）を計測している。この研究により、幾つかの刺激パラメータに反応する脳内の領域のマッピングが可能となった。しかしながら、ｆＭＲＩセッション中に印加された静磁場（Ｂ０）は、１．５Ｔのみに限定されていた。より高い分解能が得られるより強い静磁場が印加されなかった理由は説明されていない。著者らは、使用されるＡＩＭＤのモデルを規定せず、ＡＩＭＤがＭＲ画像撮影セッションに適合しなかったとの理由で患者パネルの３分の１を廃棄しなければならなかった。この論文では、ＡＩＭＤがｆＭＲＩセッション中にプログラム通りに機能し続けているか否かを確認する方法も一切述べられていない。

米国特許第９９０１２８４号明細書は、ＭＲ装置と、ＡＩＭＤと、患者がＭＲ装置内にいるか、又はＭＲＩユニットによる画像撮影中、ＡＩＭＤが電気刺激療法を有するか又は周期的に行うという表示を生成するように構成されたプロセッサとを含むシステムを記載している。患者のＭＲＩスキャンは、この表示に基づいて開始される。このＡＩＭＤは、電気刺激インプラントであり、電極対に電気リードを介して連結されたカプセル化ユニットを含む。しかしながら、この文献では、ＡＩＭＤのコンポーネントの構造に関する情報がほとんど得られない。プロセッサとＡＩＭＤとの間の通信は、無線テレメトリにより、例えばＡＩＭＤとのラジオ波（ＲＦ）通信又は近接誘導相互作用によって行われる。

したがって、１．５、３又はさらに７Ｔ等、何れの大きさの静磁場（Ｂ０）でもＭＲＩ及びｆＭＲＩセッション中に使用し、作動させることができ、強力な電磁場を受けても、ＭＲ画像取得中に生成される刺激パルスがプログラム通りであることを確実にするようなフィードバックシステムを備えるＡＩＭＤが依然として求められている。これは、確認されている有利な臨床効果に寄与する神経刺激の機序の活発な研究の可能性を開くことになる。

本発明は、ＭＲ画像撮影条件において安全に使用され、動作させることができるＡＩＭＤを提案する。また、ＭＲ画像取得条件にさらされるＡＩＭＤの機能の安全で信頼性が高く再現可能な制御を可能にする処理ユニット及び通信手段を含むパーツキットも提案する。各種の刺激パラメータがてんかんをはじめとする様々な疾患における神経刺激の臨床効果に与える影響の分析を可能にするシステムが提案される。本発明のこれら及び他の利点を引き続き説明する。

本発明は、添付の特許請求の範囲の独立請求項で定義される。好ましい実施形態は、従属請求項で定義される。特に、本発明は、機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）を有する患者の中枢神経系の領域を可視化するためのパーツキットに関する。このパーツキットは、
・ＡＩＭＤと、
・外部処理ユニットと、
・外部通信ユニットと、
・光通信リードと
を含む。

ＡＩＭＤは、内部空間（Ｖｉ）であって、内部空間の境界を画定する内面によって画定される壁により、外部環境からシールして分離される内部空間を画定するカプセル化ユニットを含む。カプセル化ユニットの壁は、非金属材料で製作され、これは、好ましくは、石英ガラス又はスピネル等のセラミック及びポリマーから選択され、内部空間は、
・身体の外部との光通信のために、３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる範囲内で選択される波長に対して所定の透過率を有する壁の部分に対向する埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器であって、壁の部分は、室温において、８５０ｎｍの波長に対して少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％の透過率を有する、埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器、
・埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器を制御し、したがって外部との通信を確保するための電気回路
を収容する。

外部処理ユニットは、パラメータ及びコマンドを入力し、且つ情報を表示するように構成されたユーザインタフェースを含む。外部処理ユニットは、ＡＩＭＤの機能を制御し、外部通信ユニットを介してそれと通信する。

外部通信ユニットは、外部処理ユニットと通信し、且つ外部通信光源、外部光検出器及び電子回路であって、
・外部処理ユニットに入力され、且つ埋込型通信光検出器によって受信されたパラメータ及びコマンドを表す信号を発出するように外部通信光源を制御することと、
・埋込型通信光源（２０Ｌｉ）によって発出され、且つ外部光検出器によって受信された光通信信号を表す情報を外部処理ユニットに伝送することと
を行うように構成された電子回路を含む。

光通信リードは、
・一方では、ＡＩＭＤの埋込型通信光源と、外部通信ユニット（１０２）の外部通信光検出器との間、及び
・他方では、外部通信ユニットの外部通信光源と、ＡＩＭＤの埋込光検出器との間
の光通信を確立するための光ファイバを含む。

光通信リードは、外部処理ユニットとＡＩＭＤとの間において、外部処理ユニットからＡＩＭＤへの、後者を制御するための、及びＡＩＭＤから外部処理ユニットへの、外部処理ユニットにＡＩＭＤの適正な機能を確認するための制御信号又はバイオマーカの計測値等のフィードバック情報を提供するための双方向遠隔光通信を確立する。

好ましい実施形態において、光通信リード（１０４）は、少なくとも２つの光ファイバを含む。この実施形態では、各光ファイバは、
・近位端であって、外部通信ユニットに連結される近位側インタフェース装置内に挿入され、それにより、光ファイバは、外部通信ユニットの外部通信光検出器及び外部通信光源と最適に位置合わせされる、近位端と、
・遠位側インタフェース装置に挿入される遠位端であって、光ファイバの遠位端を埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器と位置合わせするために、遠位側インタフェース装置は、好ましくは、Ｎ辺の多角形を形成する、Ｎ＞２のいくつかのセンタリング用光検出器であって、これは、遠位側インタフェース装置が、患者の皮膚上において、Ｎ個のセンタリング用光検出器が皮膚に対向する状態でおよそカプセル化ユニットの位置の上に載せられるとき、埋込型通信光源によって発出された光ビームを受信し、且つその強度を検出するように構成されたセンタリング用光検出器を含む、遠位端と
を含み、レンズ、コリメータ、拡散器、偏光板又はフィルタの何れかの１つ又は複数を含む微小光学素子が好ましくは提供され、これは、光ファイバの各々の近位端及び／又は遠位端からの又はそれに向かう両方の方向に伝播する光のビームを整形するように構成される。

好ましい実施形態において、ＡＩＭＤは、３つの主要コンポーネント、すなわちカプセル化ユニット、組織相互作用ユニット及びエネルギ伝送リードを含む。カプセル化ユニットは、内部空間（Ｖｉ）内において、３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる所定の波長範囲の主発光源及び／又は埋込型感知式光検出器を収容し、一方又は両方は、その波長範囲に対する透過率を有する窓を形成する壁部分に対向する。主発光源は、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するように構成され、埋込型感知式光検出器は、光信号を受信するように構成される。

組織相互作用ユニットは、カプセル化ユニットから分離しており、且つ組織と相互作用するように構成される。エネルギ伝送リードは、導電ワイヤを含まず、且つ
・カプセル化ユニットに連結され、且つ主発光源及び／又は埋込型感知式光検出器と位置合わせされてカプセル化ユニットの窓に対向する近位端と、
・組織相互作用ユニットに連結された遠位端と
を有する光ファイバを含む。

この実施形態において、電子回路は、埋込型通信光源、埋込型通信光検出器、主発光源及び埋込型感知式光検出器を制御するように構成される。この実施形態は、神経刺激装置に特に適しており、この場合、埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）は、内部空間（Ｖｉ）内に取り囲まれ、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するために主発光源を含む。電子回路は、ＩＰＧを制御するように構成される。組織相互作用ユニットは、
・相互に分離され、且つ非導電性支持部上に支持される２つ、好ましくは３つのコンタクトをそれぞれ含む１つ又は複数のコンタクトユニットに連結された光起電セルを含む電極ユニットであって、光ファイバの遠位端は、電極ユニットに連結され、且つ光起電セルに対向する、電極ユニット、又は
・オプトロードユニット
の何れかである。

例えば、ＡＩＭＤは、迷走神経を刺激するように構成され得る。組織相互作用ユニットを形成する電極ユニットは、患者の迷走神経に連結するのに適している。外部処理ユニットのユーザインタフェースは、制御エネルギパルスの制御パルスパラメータを入力するように構成され、外部通信ユニットは、外部処理ユニットと通信し、及び埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、外部処理ユニットに入力され、且つ埋込型通信光検出器によって受信された制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する信号を電子回路に送信するように構成される。

この実施形態において、パーツキットは、外部喉頭コントローラをさらに含み、これは、
・喉頭領域の高さにおいて患者の首の皮膚に連結されるのに適しており、且つ喉頭領域での喉頭電気活動を計測するのに適している喉頭電極を含む喉頭電極ユニットと、
・喉頭電極ユニットから外部処理ユニットに光信号を伝送するための１つ又は複数の光ファイバを含む外部エネルギ伝送リードであって、光信号は、喉頭領域において喉頭電極によって計測された喉頭電気活動を表す、外部エネルギ伝送リードと
を含む。

外部処理ユニットは、外部エネルギ伝送リードによって伝送された光信号を、光信号の強度を示す視覚的、数値的又は音響的形態に変換するように構成される。これにより、パルスがコマンドの通りに送達されたという正確な情報が得られ、信号の強度により、そのようにして得られた刺激の強度に関する相対的な情報が得られる。

同じ又は代替的な実施形態において、ＡＩＭＤは（また）、患者のバイオマーカをモニタするように構成されたモニタ装置である。ＡＩＭＤは、内部空間（Ｖｉ）内又はパーツキットが１つの組織相互作用ユニットを含む場合にはそのような組織相互作用ユニット内に配置された１つ又は複数のセンサを含む。１つ又は複数のセンサは、１つ若しくは複数の光センサ並びに／又は脳電図（ＥＥＧ）、電気筋肉及び神経活動センサ、加速度計、血行動態活動センサの１つ若しくは複数を含む。カプセル化ユニットは、好ましくは、カプセル化ユニットの壁間導電通信を確保するためのフィードスルーを含まない。

本発明は、機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）を有する患者の中枢神経系の領域を可視化するためのシステムにも関する。システムは、
・上述のパーツキット、
・ファラデーケージ内に配置された磁気共鳴（ＭＲ）装置、
・ファラデーケージの外側に配置されたコントロールルーム、
・ＭＲ装置の機能を制御するＭＲコントローラ、
・ケージフィードスルー
を含む。

パーツキットのＡＩＭＤは、埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器が患者の皮膚の領域に対向するように患者の体内に埋め込まれる。ＭＲ装置は、患者の中枢神経系の機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）又はスペクトル（ｆＭＲＳ）を含む磁気共鳴画像（ＭＲＩ）又はスペクトル（ＭＲＳ）を生成するように構成される。外部処理ユニット、外部処理ユニットと無線通信又は有線若しくは光通信する外部通信ユニット及びＭＲコントローラの全てがコントロールルーム内に配置される。

ケージフィードスルーは、光通信リードの１つ又は複数の光ファイバの各々を通して、
・外部通信ユニットに連結され、且つコントロールルーム内に配置される近位端と、
・ファラデーケージ内に配置され、且つカプセル化ユニットの埋込型通信光源及び／又は埋込型通信光検出器と良好に位置合わせされて患者の皮膚の領域に連結される遠位端と
の間における連続的な光通信を提供するように構成される。

外部処理ユニットは、このように、電極回路にパラメータ及びコマンドを伝送し、且つ埋込型通信光源から送信された情報を表示するために、カプセル化ユニットの電子回路と双方向通信する。

好ましい実施形態において、パーツキットは、前述の３つの主要コンポーネントを含む。外部処理ユニットは、ＭＲ画像生成並びに埋込型通信光源、埋込型通信光検出器、主発光源及び埋込型感知式光検出器の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させるために、ＭＲコントローラと通信する。ＡＩＭＤが迷走神経刺激装置であり、パーツキットが前述の外部喉頭コントローラを含む場合、ＭＲ画像生成及び埋込型通信光源の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させることは、外部通信ユニットが、埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する信号をカプセル化ユニットの電子回路に送信する時間を同期のための開始時点とすることを含む。

本発明は、患者の身体内に埋め込むための、前述のパーツキット及びシステムでの使用に特に適した能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）にも関する。本発明のＡＩＭＤは、前述のような３つの主要コンポーネント、すなわち、
・カプセル化ユニットと、
・カプセル化ユニットから分離しており、且つ組織と相互作用するように構成された組織相互作用ユニットと、
・エネルギ伝送リードと
を含む。

前述のように、カプセル化ユニットは、内部空間（Ｖｉ）であって、内部空間の境界を画定する内面によって画定される壁により、外部環境からシールして分離される内部空間（Ｖｉ）を画定する。カプセル化の壁は、セラミック材料、好ましくは石英ガラス又はスピネルで製作される。内部空間は、
・身体の外部との光通信のために、５００～１２００ｎｍの波長に対する透過率を有する壁の部分にそれぞれ対向する埋込型通信光源及び埋込型通信光検出器、
・３８０～２２００ｎｍに含まれる所定の波長範囲の主発光源及び／又は埋込型感知式光検出器であって、その波長範囲に対する透過率を有する窓にそれぞれ対向し、主発光源は、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するように構成され、埋込型感知式光検出器は、光信号を受信するように構成される、主発光源及び／又は埋込型感知式光検出器、
・埋込型通信光源、埋込型通信光検出器、主発光源及び埋込型感知式光検出器を制御するための電子回路
を収容する。

エネルギ伝送リードは、導電ワイヤを含まず、光ファイバを含み、これは、カプセル化ユニットに連結され、且つ主発光源及び／又は埋込型感知式光検出器と位置合わせされてカプセル化ユニットの窓に対向する近位端と、組織相互作用ユニットに連結された遠位端とを有する。

本発明のＡＩＭＤでは、以下の条件にさらされたとき、４．０ｄＢ以下、好ましくは３．５ｄＢ以下、より好ましくは３．２ｄＢ以下の、ファントムの背景レベルに正規化された比吸収率（ＳＡＲ）を生じさせる。ＡＩＭＤは、ファントムの生理食塩水組成物中に浸漬され、これは、０．４７Ｓ／ｍの導電率及び７８の相対誘電率を有する組織模倣媒質で構成される。生理食塩水組成物は、一定の温度に保持される。ファントムは、ファントム中に６５ｍｍの深さにおいて完全に浸漬されたインプラントを、ｆ＝６４ＭＨｚの周波数で振動する磁場（Ｂ）にさらし、且つ３６．３１Ｖ＿ｒｍｓ／ｍの一定の接線方向の電場（Ｅ）を誘導するように構成される、ＩＳＯ／ＴＳ １０９７４：２０１８に適合するバードケージ共鳴器の内部に配置される。ＳＡＲは、カプセル化ユニット、エネルギ伝送リード及び組織相互作用ユニットのＳＡＲを計測するためにＡＩＭＤの２ｍｍに位置付けられたセンサ（４ｓ～６ｓ）で計測される。比吸収率（ＳＡＲ）は、３つの主要なコンポーネントで計測された値の最も高いものである。

本発明のＡＩＭＤは、好ましくは、神経刺激装置であり、
（ａ）内部空間は、定義されたパラメータに従い、光エネルギのパルスを、エネルギ伝送リードを通して組織相互作用ユニットに送信するための、主発光源を含む埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）を収容し、及び
（ｂ）組織相互作用ユニットは、
・相互に分離され、且つ非導電性支持部上に支持された２つ、好ましくは３つのコンタクトに連結された光起電セルを含む電極ユニット、又は
・オプトロードユニット
を形成する。

神経刺激装置は、好ましくは、動作中のＭＲ装置内で完全に機能する。患者の体内に埋め込まれたＡＩＭＤの完全な機能性は、以下のように特定することができる。
・外部喉頭コントローラであって、
〇喉頭領域の高さにおいて患者の首の皮膚に連結され、且つ喉頭領域での喉頭電気活動を計測するのに適している喉頭電極を含む喉頭電極ユニットと、
〇喉頭電極ユニットから外部処理ユニットに光信号を伝送するための１つ又は複数光ファイバを含む外部エネルギ伝送リードであって、光信号は、喉頭領域において喉頭電極によって計測された喉頭電気活動を表す、外部エネルギ伝送リードと
を含む外部喉頭コントローラを提供すること、
・患者をＭＲ装置内に位置付けることであって、ＡＩＭＤは、電極ユニットが迷走神経に連結された状態で埋め込まれる、位置付けること、
・制御エネルギパルスの制御パルスパラメータを外部処理ユニットに入力し、且つ埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令すること、
・ＭＲ装置が休止している状態及びＭＲ装置が、ＭＲ画像（ＭＲＩ）又は機能的ＭＲ画像（ｆＭＲＩ）を生成するのに適した条件で作動されている状態で、喉頭領域での喉頭電気活動を喉頭電極ユニットで計測すること、
・ＭＲ装置が作動されている状態でこのように計測される、迷走神経に沿った制御パルスの伝播を表す喉頭電気活動のピークを、ＭＲ装置が休止している状態で計測されたものと比較すること。

ＡＩＭＤは、ＭＲ装置が作動されている状態で計測されたピークの高さ及び半値全幅（ＦＷＨＭ）が、ＭＲ装置が休止している状態で計測されたピークの高さ及び半値全幅（ＦＷＨＭ）の±１０％以下、好ましくは±５％以下だけ逸脱する場合、動作中のＭＲ装置内で完全に機能している。

患者の体内に埋め込まれていないＡＩＭＤの完全な機能性は、ＩＳＯ ＴＳ １０９７４：２０１８のセクション１７に提供されている試験基準を使用するＭＲ試験を適用することにより、以下のように特定することができる。
・ＡＩＭＤの電子回路が、以下のパラメータ：
〇１０００μＡ、３０Ｈｚ、７秒のＯＮ時間における標準刺激、
〇定義されたＲＡＭゾーンから別のものへの１２８バイトメモリデータ転送、
〇ＲＡＭへの１２８インクリメンタルバイトのメモリ書き込み、
〇１２秒にわたる刺激停止
によって定義されるサイクル試験を実行するように構成されている状態で、ＡＩＭＤの機能状態が試験前、（可能な場合には）その間及びその後にチェックされること、
・ＡＩＭＤ出力のリアルタイムのモニタリング結果が、好ましくは、ファラデーケージの外部にあるオシロスコープ上で記録及び表示され、オシロスコープは、
〇電極ユニットのコンタクトに接続された光源、又は
〇オプトロードユニット
と光ファイバを通して光通信すること、
・ＩＰＧの主発光源によって送信された光エネルギのパルスを表す光信号を発出すること。
ＡＩＭＤは、以下の条件が満たされた場合、完全に機能していると考えられる。
・ＭＲ試験前、その間及びその後の出力の変動が以下の範囲内
〇光エネルギパルスの周波数の変動が±５％以下、好ましくは±１％以下であること、及び
〇パルス持続時間の変動が±５％以下、好ましくは±１％であること、及び
〇振幅の変動が±１０％以下、好ましくは±５％以下、より好ましくは±１％以下であること
であり、及び
・デューティサイクル（＝ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間））がＭＲ試験前、その間及びその後に３６～３８％に含まれ、及び
・ＭＲ試験前及びその後、ＲＡＭの破壊、好ましくはＲＯＭの破壊及び／又は予期しないシステムリセットが特定されないこと。

本発明の性質をより詳細に理解するために、下記の添付図面と共に以下の詳細な説明を参照されたい。

図１は、本発明によるＡＩＭＤを示す。 図２は、図１によるＡＩＭＤのカプセル化ユニットをその内部空間に関して示す。 図３（ａ）は、神経、例えば迷走神経に連結するのに適したカフ電極ユニットを示す。図３（ｂ）は、神経、例えば迷走神経に連結するのに適したカフ電極ユニットを示す。図３（ｃ）は、脳深部電極の電極ユニットを示す。 図４（ａ）は、組織相互作用ユニットの例を示し、オシロスコープに連結されたパルス制御ライトを有する電極ユニットである組織相互作用ユニットの例を示す。図４（ｂ）は、埋込光検出器に連結されたパルス制御ライトを有する電極ユニットである組織相互作用ユニットの例を示す。図４（ｃ）は、オシロスコープに連結されたパルス制御ライトを有するオプトロードである組織相互作用ユニットの例を示す。 図５（ａ）は、ＭＲ装置の側面図を示す。図５（ｂ）は、軸ｘ１に沿った位置に関する磁場及びラーモア共鳴周波数の勾配を示す。図５（ｃ）は、軸ｘ１に沿った位置に関する磁場及びラーモア共鳴周波数の勾配を示す。図５（ｄ）は、ＭＲ装置の正面図を示す。 図６（ａ）は、本発明によるシステムの全体図を示す。図６（ｂ）は、本発明によるシステムの光ファイバの近位端と外部通信ユニットとの間の近位側インタフェース装置の詳細を示す。図６（ｃ）は、本発明によるシステムの光ファイバの遠位端と患者の皮膚との間の遠位側インタフェース装置の詳細を示す。 図７（ａ）は、外部喉頭コントローラの例を示す。図７（ｂ）は、（ａ）の装置で計測された喉頭電気活動の例を示し、エネルギパルスが迷走神経に送達され、喉頭領域で電気ピークを生成したことを示す。 図８は、図７（ａ）の外部喉頭コントローラを用いて、患者の体内に埋め込まれたＡＩＭＤがＭＲ画像取得条件下で完全に機能するように制御するように構成された本発明によるシステムの実施形態を示す。 図９は、ＡＩＭＤの比吸収率（ＳＡＲ）の値を計測するための実験的装置を示す。 図１０は、ファントム中に浸漬されたＡＩＭＤがＭＲ画像取得条件下で完全に機能するように制御するように構成された本発明によるシステムの実施形態を示す。

本発明によるパーツキットは、機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）を有する患者（５１）の中枢神経系の領域を可視化するのに適している。中枢神経系には、脳及び脊髄が含まれる。図６（ａ）に示されているように、パーツキットは、
・ＡＩＭＤ（１）、
・外部処理ユニット（１００）、
・外部処理ユニット（１００）と通信する外部通信ユニット（１０２）、
・ＡＩＭＤと外部通信ユニット（１０２）との間の光通信を確立するための光ファイバ（１０４ｆ）を含む光通信リード（１０４）
を含む。

対外処理ユニット（１００）は、パーツキットとオペレータとの間のインタフェースを形成し、それによりパーツキットの各種のコンポーネントの制御が可能となる。オペレータによってユーザインタフェースを介して外部処理ユニット（１００）に入力された命令は、無線、光又は有線通信によって外部通信ユニット（１０２）に送信され得る。外部通信ユニット（１０２）は、この命令を、埋め込まれたＡＩＭＤ（１）に光通信リード（１０４）の光ファイバ（１０４ｆ）を通して光信号を発出することによって伝送する。光信号は、光ファイバ（１０４ｆ）から、埋め込まれたＡＩＭＤに、このＡＩＭＤが埋め込まれた患者（５１）の皮膚（５０）を通して送信される。外部通信ユニット（１０２）と、患者の体内に埋め込まれたＡＩＭＤとの間では、導電ワイヤが使用されない。これは、患者がＭＲ装置（２００）内で磁気画像取得条件にさらされるときの安全及び信頼性の理由のために重要である。

機能的磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）は、患者の体内器官を可視化し、且つその活動を追跡するための強力なツールである。しかしながら、「発明の背景」の項で述べたように、ＡＩＭＤが埋め込まれた患者は、画像取得シーケンスに関わる様々な電磁場がＡＩＭＤのコンポーネントと相互作用する可能性があり、それがＡＩＭＤの機能低下又は典型的には熱傷による重篤な組織損傷につながりかねないため、慎重でなければならない。ＭＲＩの基本原理について引き続き説明し、その後、神経刺激をさらに発展させるＭＲＩの可能性を利用するための本発明のＡＩＭＤ及び他のコンポーネントを説明する。

磁気共鳴画像装置（２００）
磁気共鳴画像装置（２００）（ＭＲ装置）は、患者（５１）の生体組織内に存在する励起可能原子と電磁場との相互作用に基づく医用画像撮影技術を実装する。強力な主磁場（Ｂ０）内に置かれると、前記励起可能原子の核のスピンが主磁場（Ｂ０）と整列する軸の周囲で歳差運動し、その結果、静磁場での正味の偏極は主磁場（Ｂ０）に平行となる。前記主磁場（Ｂ０）内の励起可能原子のラーモア周波数と呼ばれる共鳴周波数（ｆＬ）での磁場（Ｂ１）を励起させるラジオ波（ＲＦ）パルスを印加すると、正味の偏極ベクトルを側方に傾ける（例えば、いわゆる９０°パルス、Ｂ１ ９０で）か、９０°より大きく角度まで傾け、さらにそれを１８０°反転させる（いわゆる１８０°パルス、Ｂ１ １８０において）ことにより、前記原子が励起される。ＲＦ電磁波パルスを停止すると、励起可能原子の核は、徐々に平衡状態に戻り、静磁場での正味の偏極を示す。緩和中、スピンの横方向ベクトル成分は、振動磁場を生成し、それは、検査対象の体内構造に近接して配置されたアンテナ（２００ａ）によって収集可能な信号を誘導する。

図５（ａ）～５（ｄ）に示されるように、ＭＲ装置（２００）は、通常、
・均一な主磁場（Ｂ０）を生じさせるための主磁石ユニット（２００ｍ）、
・ＲＦ励起磁場（Ｂ１）を生じさせるための無線（ＲＦ）励起コイル（２００ｅ）、
・Ｘ１に沿った勾配については図５（ｃ）、Ｘ２及びＸ３に沿った勾配については図５（ｄ）に示されるような、それぞれ第一、第二及び第三の方向Ｘ１、Ｘ２及びＸ３に沿った磁気勾配を生じさせるためのＸ１、Ｘ２及びＸ３勾配磁場コイル（２００ｓ、２００ｐ、２００ｆ）、及び
・励起した原子がその励起状態からその静止状態に戻る際に発するＲＦ信号を受信するためのアンテナ（２００ａ）
を含む。

主磁石ユニット（２００ｍ）は、主磁場（Ｂ０）を生成するものであり、永久磁石又は電磁石（超伝導磁石でも又はそうでなくてもよい）であり得る。適当なＭＲ装置の例としては、米国特許第４６９４８３６号明細書に記載の装置が含まれるが、これに限定されない。

１つの実施形態において、患者の体内の体積Ｖｐの磁気共鳴画像は、第一の方向Ｘ１に垂直なスライスごとに画像を捕捉することによって生成され得、１スライスは、厚さΔｘｉの体積Ｖｐｉを有する。図５（ｃ）に示されるように、励起可能原子のラーモア周波数（ｆＬ）は、それがさらされる磁場の強度に依存するため、周波数範囲［ｆＬ］ｉでのＲＦ励起磁場（Ｂ１）のパルスを送ると、磁場範囲［Ｂ０］ｉにさらされる励起可能原子のみが励起される。第一の方向Ｘ１に沿った磁場勾配を生じさせることにより、図５（ｂ）に示されるように、磁場範囲［Ｂ０］ｉにさらされる厚さΔｘｉのスライス又は層Ｖｐｉ内にある原子のみが周波数範囲［ｆＬ］ｉによって励起される。

アンテナ（２００ａ）によって受信される信号の空間的発生源を第一の方向Ｘ１に垂直な平面内に局所化するために、図５（ｄ）に示されるように、Ｘ２及びＸ３勾配磁場コイル（２００ｐ、２００ｆ）を作動させることにより、第二及び第三の方向Ｘ２、Ｘ３に沿って連続的に磁場勾配が作られ、この場合、Ｘ１⊥Ｘ２⊥Ｘ３である。前記勾配により、緩和時の励起核のスピンにおいて、位相勾配Δφ及び周波数勾配Δｆが引き起こされ、それにより第二及び第三の方向Ｘ２、Ｘ３への受信信号の空間エンコードが可能となる。このようにして２次元マトリクスが得られ、ｋ空間データが生成され、２次元逆フーリエ変換を行うことによってＭＲ画像が作られる。ＭＲ画像の他の取得及び生成方式は、当技術分野で知られており、本発明は、何れの特定の方式の選択にも限定されない。ＭＲ画像を取得するために、高強度及び／又は高周波数の電磁場が必要であることを理解すれば十分である。

主磁場Ｂ０は、一般に、０．２～７Ｔ、好ましくは１～４Ｔである。ラジオ波（ＲＦ）励起コイル（２００ｅ）は、厚さΔｘｉのスライス内に含まれ、主磁場範囲［Ｂ０］ｉにさらされた原子のラーモア周波数（ｆＬ）を中心とする周波数範囲［ｆＬ］ｉの磁場を発生させる。水素原子の場合、磁気強度単位のラーモア周波数はｆＬ／Ｂ＝４２．６ＭＨｚ Ｔ^－１である。例えば、水素原子が主磁場Ｂ０＝１．５Ｔにさらされると、ラーモア周波数はｆＬ≒６４ＭＨｚであり、主磁場Ｂ０＝３Ｔの場合のラーモア周波数はｆＬ≒１２８ＭＨｚである。主磁場Ｂ０＝７Ｔの場合、ラーモア周波数はｆＬ≒２９８ＭＨｚである。

ＭＲ装置（２００）は、トンネル型、オープン型又はワイドボア型ＭＲ装置の何れのタイプでもあり得る。典型的なトンネル型ＭＲ装置の磁気強度は、１．０Ｔ～３．０Ｔであり、ボアの直径は、６０ｃｍ程度である。オープン型ＭＲ装置は、典型的には、２つの主磁石ポール（２００ｍ）を有し、両方間は、ギャップによって分離され、そこに、患者は、側臥位、座位又は撮像体積Ｖｐの画像撮影に適した他の何れかの姿勢で収容される。オープン型ＭＲ装置の磁場は、通常、０．２～１．０Ｔである。ワイドボア型ＭＲ装置は、より大きい直径を有するトンネル型ＭＲ装置の一種である。

機能的に磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）は、血流をモニタすることによって脳の活動を計測する。脳血流とニューロン活動が関係しているとの仮定は、脳のある領域が使われていると、その領域の血流が増えることを示唆している。血中酸素濃度依存（ＢＯＬＤ）コントラストにより、脳細胞によるエネルギの使用に関係する血流の変化（血行動態応答）を画像化して、患者の脳又は脊髄内の神経活動をマッピングすることができる。その結果として得られる脳の活性状態は、スペクトルによって特徴付けるか、又は脳若しくは検査対象の特定の領域内の活性強度を色分けすることによって図表的に表現することができる。検出の位置特定精度は、ミリメートルのオーダであり得る。他のｆＭＲＩ方法としては、血液スピンラベリング法及びＢＯＬＤ ｆＭＲＩと同様であるが、脳内の水分子の拡散強度に基づくコントラストを提供する拡散強調ＭＲＩが含まれる。

ｆＭＲＩモニタリングと、様々な刺激パラメータでの迷走神経などの組織の刺激とを組み合わせることにより、てんかん、パーキンソン病等の疾患の治療において神経刺激によって観察される有望な結果の根底にある機序の理解を実質的に高めることができる。さらに、基本的に現在のケースに当てはまるように、１人の医療従事者が全ての患者に適合する１つ（又は限定的な数の）パラメータ群を、患者からのフィードバックに基づいてある程度調整して使用するのではなく、本発明のシステムでは、ｆＭＲＩによって得られる確実で科学的なデータに基づいて、個々の患者のそれぞれのために最適化されたパルスパラメータ群を「アラカルト」で最適化することができる。

本発明のパーツキットは、本発明によるシステム内で最新技術のＭＲ装置（２００）と共に使用するのに最も適したものの１つである。

ＡＩＭＤ（１）－ 最も単純な形態
患者（５１）に埋め込まれたＡＩＭＤ（１）は、患者がＭＲ画像取得セッション中にＭＲ装置（２００）内に位置付けられたときに安全でなければならない。その最も単純な形態では、ＡＩＭＤは、カプセル化ユニット（５）を含み、これは、壁によって外部環境からシールして分離される内部空間（Ｖｉ）を画定するハウジングを含む。壁は、内部空間の境界を画定する内面によって画定される。変化する磁場への暴露によって誘導される電流の大きさは、導電率に比例するために、インプラントで使用されている金属中に高い電流密度が生成され得る。この理由のため、カプセル化ユニット（５）のハウジングは、非金属の非導電材料で製作される。非導電材料は、導電率が１０^３Ｓ／ｍ未満の材料として定義される。また、ＡＩＭＤが実質的に磁化率｜χ｜＜２ １０^－２、好ましくは｜χ｜＜１０^－２の材料でのみ製作されることも好ましく、磁化率は体積に関して表され、無次元［ｍ^３／ｍ^３］であり、これは、磁化率｜χ｜＞２ １０^－２の材料は強力な磁力及びトルクを受け、画像撮影領域から離れた場所でも画像の歪曲及び劣化を生じさせるからである。

例えば、ハウジングの非金属材料は、セラミック及びポリマーから選択され、好ましくはセラミック、より好ましくは石英ガラス又はスピネルであることが好ましい。

図２に示されるように、カプセル化ユニットの内部空間は、
・埋込型通信光源（２０Ｌｉ）と、対外環境との光通信のための埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）と、
・外部と通信し、且つ任意選択によりバイオマーカをモニタするための埋込型通信光源（２０Ｌｉ）と埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を制御する電子回路（５ｅ）と
を収容する。

埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）の各々は、ある波長範囲に対する所定の透過率を有する壁の部分に対向する。所定の透過率は、好ましくは、実際に使用される波長の±２０ｎｍの範囲又は実際に使用される波長範囲の平均にわたり、平均して少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８０％、最も好ましくは少なくとも９０％である。

通信光源は、ＡＩＭＤから患者の体の外側に配置された外部ユニット（１００、１０２）に情報を送信するために使用され得る。同様に、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）は、外部ユニット（１００、１０２）から情報又は命令を受信するために使用され得る。このような通信に使用される波長は、一般に、５００～１２００ｎｍに含まれる範囲内で選択される。通信光源（２０Ｌｉ）と埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）の両方が対向する壁の部分（複数の場合もある）は、少なくとも、５００～１２００ｎｍの前記波長範囲内の選択された数値に対する所定の透過率を有しなければならない。

通信光源（２０Ｌｉ）と埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）は、バイオマーカ、例えば心拍によって誘導される体積血流量の変化又は動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ_２）をフォトプレチスモグラフィ（ＰＰＧ）によってモニタするためにも使用され得る。通信光源（２０Ｌｉ）は、所定の波長の放射を発し、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）は、そのように照射された組織によって回折又は反射された光を記録する。このようなモニタリングを実行するために使用される放射は、３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる範囲内で選択される波長を有することができる。バイオマーカのモニタを目的として、壁のうち、通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）の両方が対向する部分は、３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍの前記波長範囲内の選択された数値に対する所定の透過率を有しなければならない。通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）のセットと異なる、光源及び埋込光検出器のセットをバイオマーカのモニタに使用できることは、明らかであり、これは、前者のセットの向きが特定の組織についてのこのようなモニタを実行するのに最適でないことがあり得るからである。

好ましい実施形態では、ハウジングは、石英ガラス又はスピネル等のセラミック材料から製作され、壁のその部分は、室温で８５０ｎｍの波長に対して少なくとも７５％の透過率を有する。

電子回路（５ｅ）は少なくとも、通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を通したカプセル化ユニットの外部との通信を制御する。そのため、電子回路により、通信光源（２０Ｌｉ）が作動されて、データ又は他の情報を壁のその部分を通して放射によって通信する。追加的に、電子回路（５ｅ）は、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）により、壁のその部分を通して外部から光によって受信された命令を実行することができなければならない。

通信光源（２０Ｌｉ）と埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）のセット（又は他のセット）がバイオマーカのモニタに使用される場合、電子回路（５ｅ）は、まず通信光源（２０Ｌｉ）の作動を制御して選択された波長の放射を発出させ、次に、通信光源（２０Ｌｉ）に対して、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）によって計測された結果を表すデータを外部に送信するように命令することもできるべきである。

３部式ＡＩＭＤ（１）
図１に示される好ましい実施形態において、ＡＩＭＤは、３つの部分、すなわち、
・相互作用する相手となる組織から離れた位置において患者の体内に経皮的に埋め込まれる構成された上述のカプセル化ユニット（５）、
・光ファイバ（４ｆ）を含み、以下への／以下からのカプセル化ユニット（５）から／への光通信を確保するエネルギ伝送リード（４）、
・カプセル化ユニット（５）の埋込み位置から離れた組織と相互作用するように構成された組織相互作用ユニット（６）
から形成される。

カプセル化ユニット（５）は上述の通りであり、内部空間（Ｖｉ）内の、
・３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる所定の波長範囲の主発光源（１０Ｌ）、及び／又は
・埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）
をさらに含む。

主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）は、波長範囲に対する透過率を有する窓を形成する壁部分に対向し、主発光源（１０Ｌ）は、定義されたパラメータに従って光エネルギを送信するように構成され、埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）は光信号を受信するように構成される。

電子回路（５ｅ）は、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）を制御するように構成される。例えば、電子回路（５ｅ）は、主発光源（１０Ｌ）に対して光パルスを埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）が外部から受信したパラメータに従って発出するように命令するように構成され得る。代替的に又は同時に、電子回路（５ｅ）は、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）に対して、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）が受信したデータを表す光信号を外部に発するように命令するように構成され得る。

エネルギ伝送リード（４）は、少なくとも１つの光ファイバ（４ｆ）を含み、導電ワイヤを含まない。光ファイバ（４ｆ）は近位端を有し、これはカプセル化ユニット（５）に連結され、且つ主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）と位置合わせされてカプセル化ユニットの窓に対向する。光ファイバは、後述の組織相互作用ユニットに連結された遠位端を有する。これにより、主発光源（１０Ｌ）から／への且つ／又は組織相互作用ユニット（６）へ／からの埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）との光通信が確保される。

組織相互作用ユニット（６）は、カプセル化ユニットから分離され、それにエネルギ伝送リード（４）によって光学的に連結される。組織相互作用ユニット（６）は、カプセル化ユニット（５）の埋込位置から離れた組織と相互作用するように構成される。組織相互作用ユニット（６）は、図３（ａ）～３（ｃ）、４（ａ）及び４（ｂ）並びに６に示されるような電極ユニット（６ｅ）又は図４（ｃ）に示されるようなオプトロードユニット（６ｏ）であり得る。電極ユニット（６ｅ）は、治療対象組織に電気信号を送達するか又はそれから計測し、オプトロードユニット（６ｏ）は、治療対象組織に光信号を発出するか又はそれから受信する。

組織相互作用ユニット（６）は、電極ユニット（６ｅ）のコンタクト（７＋、７－）を支持するか、又はオプトロードユニット（６ｏ）の光学コンポーネントを支持するための、光ファイバ（４ｆ）の遠位端を含む絶縁支持部と、フレネルレンズ等のレンズ、コリメータ、拡散器等の何れかの微小光学コンポーネント（４Ｌ）を含む。支持部の幾何学形状は、治療対象組織に依存する。例えば、組織が神経（例えば、迷走神経）のように円筒形状を有する場合、支持部は、図３（ａ）及び３（ｂ）、４（ａ）～４（ｃ）、６（ａ）、８並びに９に示されるような、神経を包むように構成されたカフを形成することができる（例えば、欧州特許第３４７１８２０Ｂ１号明細書及びＥＰ３５１２５９７Ｂ１号明細書を参照されたい）。脳内に挿入するには、支持部は、図３（ｃ）に例示された脳深部電極において示されるような長尺状の円筒形状である。他の組織と相互作用するための電極及びオプトロードユニットの他の形状は、当技術分野で知られており、特定の幾何学形状の選択は、本発明に影響を与えない。

カフ電極ユニット（６ｅ）の絶縁支持部は神経連結面を含み、これは治療対象の神経と、いかなる神経刺激効果も生じさせないように接触し得る。絶縁支持部を用いて、コンタクト（又は電極）はそれらの治療位置に、長期間の留置及び漂遊電流の低減化のために固定される。絶縁支持部は、好ましくは、ポリマー材料で製作される。挿入するため及び何れかの体の動きに対応するために絶縁材料を変形させなければならない場合、図３（ａ）に示されるセルフサイジング型カフ電極の場合のように、それは、好ましくは、シリコン又はポリウレタンエラストマ等の弾性ポリマーで製作されるか、又はポリイミドのシートで製作され得る。スリットカフ電極等の他の電極形状の場合、絶縁支持部は、剛体であり、例えばポリウレタン又はエポキシ樹脂で製作され得る。組織の抵抗は、３～５ｋΩのオーダである。０．１～３ｍＡ程度の電流では、コンタクト（７＋、７－）間に必要な電圧は、１０Ｖのオーダであり得る。

図４（ｃ）に示されるように、電極コンタクト（７＋、７－）の代わりに又はそれに加えて、絶縁支持シートに１つ又は複数の光コンタクトを設けて、オプトロードユニット（６ｏ）を形成することができる。本明細書で定義される光コンタクトは、光エミッタ若しくは光センサ又はその両方であり得る。幾つかの用途では、発光による組織の刺激は主として、組織の局所的な加熱による。このような用途には、光コンタクトによって案内される光が赤外範囲、好ましくは７５０～３０００ｎｍの範囲内、より好ましくは１２００～１８００ｎｍの範囲内であることが好ましい。しかしながら、本発明に適したカフオプトロードは、主発光源（１０Ｌ）に適合する何れの波長の光ビームにも使用され得る。

光コンタクト又はオプトロードは、光ファイバの端であり得、これは、光ビームを治療対象の組織の正確な領域に案内し、そこに集束させるために傾斜を付けられるか、又はレンズ、ミラー若しくは他の微小光学装置に連結される。オプトロードは、光エネルギ伝送リード（４）の光ファイバ（４ｆ）及びカプセル化ユニット（５）内に格納された光学ＩＰＧに光学的に連結され得る。

組織相互作用ユニット（６）は、組織を刺激するため（例えば、迷走神経刺激（ＶＮＳ））又はカプセル化ユニット（５）の埋込み位置から離れた位置でバイオマーカをモニタするために使用され得る。

３部式ＡＩＭＤ（１）－ 組織刺激装置
本発明の好ましい実施形態において、ＡＩＭＤは、組織相互作用ユニットに連結された組織を刺激するための神経刺激装置である。図２及び４（ａ）～４（ｃ）に示されるように、この実施形態では、カプセル化ユニット（５）は内部空間（Ｖｉ）内に、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するために、主発光源（１０Ｌ）を含むか、これに連結される埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）を取り囲む。光エネルギのパルスは、窓を通して光ファイバ（４ｆ）に沿って組織相互作用ユニット（６）に伝播する。定義されたパラメータは、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を通して外部ユニットから電子回路（５ｅ）によって受信される。電子回路（５ｅ）は、定義されたパラメータに従ってＩＰＧを制御するように構成される。

図４（ａ）は、カフ電極ユニット（６ｅ）の実施形態を示す。電極ユニット（６ｅ）は、１つ又は複数のコンタクトユニットに連結される光起電セル（６ｖ）を含み、各々が２つ、好ましくは３つのコンタクト（７＋、７－）を含み、これらは相互に分離され、絶縁支持部によって支持される。光起電セルは、電極ユニット（６ｅ）に連結されたエネルギ伝送リード（４）の光ファイバ（４ｆ）の遠位端と光通信する。光起電セル（６ｖ）はコンタクト（７＋、７－）に神経接続ワイヤによって連結され（図３（ｂ）を参照されたい）、光エネルギが電気エネルギに変換され、それが神経接続ワイヤによってコンタクト（７＋、７－）に伝導される。変化する電磁場にさらされたときの加熱を軽減するために、神経接続ワイヤは、できるだけ短く、好ましくは長さ５０ｍｍ以下、好ましくは長さ３０ｍｍ以下、より好ましくは長さ２０ｍｍ以下、最も好ましくは長さ１５ｍｍ以下とすることが望ましい。一般に、２０ｍｍ以下の導電ワイヤを用いれば、ＭＲ画像取得条件にさらされたときに実質的な加熱効果は生じず、これはＡＳＴＭ Ｆ２１８２－１９ｅ２、１ページ１．７項において報告されており、それには、「装置の配置寸法が全方向に２ｃｍ未満であれば、周波数１．５Ｔ及び３Ｔで１時間の暴露で生成されるデルタＴは２℃未満と予想されるため、ＲＦ誘導加熱に関する試験を行う必要はない」と記載されている。

光ファイバ（４ｆ）に沿って伝播する光エネルギのエネルギパルスは、光起電セル（６ｖ）に到達し、それが光エネルギを電気エネルギに変換し、これは、１つ又は複数のコンタクトユニットの各々の２つ以上のコンタクト（７＋、７－）に伝導される。

図４（ｃ）は、エネルギ伝送リード（４）の光ファイバ（４ｆ）の遠位端を保持する絶縁支持部を含み、それにより光放射のパルスが治療対象の組織の所望の領域に向けられる。光ファイバ（４ｆ）の遠位端は、例えば、斜めの端を有するように所望の方法で切断され、且つ／又はそこに光ファイバ（４ｆ）の遠位端と刺激対象の組織の表面との間に位置する微小光学素子（４Ｌ）を設けることができる。

レンズ（例えば、フレネルレンズ）、コリメータ、ミラー等の微小光学素子（４Ｌ）を１つ又は複数の光ファイバ（４ｆ）の近位端と主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）との間に提供して、光ビームの形状を最適化することができる。例えば、これらは、窓の表面上又は光ファイバ（４ｆ）の近位端上に位置付けることができる。

本発明に適した、光学ＩＰＧを含むカプセル化ユニットの例は欧州特許第３４０００５７Ｂ１号明細書に記載されている。

迷走神経刺激装置及び喉頭コントロール
神経は、典型的には、神経線維の束からなる。神経は、刺激パルスにより、その神経線維の少なくとも１本が活動電位をトリガすると活性化され、それがその長さに沿って伝播する。活動電位は、神経線維膜の局所的脱分極によってトリガされる。膜電位は急速に上昇及び下降し、それにより隣接する位置も同様に脱分極する。この脱分極は、その後、神経線維に沿って伝播する。何本かの神経線維が活性化される場合、神経内で伝播するこれらの活動電位全部の合計が複合活動電位（ＣＡＰ）と呼ばれる。

図７（ａ）に示される好ましい実施形態において、電極ユニット（６ｅ）は患者（５１）の迷走神経（Ｖｎ）に連結されるのに適しており、外部喉頭コントローラ（３００）を含み、これは、エネルギパルスが迷走神経に送達され、複合活動電位（ＣＡＰ）が迷走神経に沿って且つ分岐する喉頭神経に沿って伝播したことを管理するように構成される。これは、当然のことながら、非常に重要なチェックであり、なぜなら、それ以外に、
・定義されたパラメータによる電気パルスが、
ＡＩＭＤの欠陥に応じて、例えば、
〇電子回路（５ｅ）若しくはＩＰＧへのパラメータの通信において、又は
〇電子回路（５ｅ）、ＩＰＧ及び主発光源間の接続部において、又は
〇光ファイバ（４ｆ）又はその結合部において、又は
〇光起電セル及び又はコンタクト（７＋、７－）並びにその接続部において、
迷走神経に送達されたこと、又は
・ＣＡＰが迷走神経中で生じており、それが欠陥に応じて、
〇コンタクト（７＋、７－）と迷走神経（Ｖｎ）との間の接触部において、又は
〇損傷するか若しくは障害が生じている可能性がある迷走神経自体の上で
迷走神経線維に沿って伝播したこと
を確実にすることができないからである。

図７（ａ）に示されるように、外部喉頭コントローラ（３００）は喉頭電極ユニット（３６０）を含み、これは患者（５１）の首の皮膚（５０）の喉頭領域（Ｌｘ）の高さに連結されるのに適し、また、喉頭領域での喉頭電気活動を計測するのに適した喉頭電極（３６１）を含む。外部エネルギ伝送リード（３０４）が提供され、これは光信号を喉頭電極ユニットから引き続き説明する外部処理ユニット（１００）に直接又は外部処理ユニット（１００）と通信する中間外部コントローラを通して伝送する１つ又は複数の光ファイバ（３０４ｆ）を含む。光信号は、喉頭領域において喉頭電極（３６１）によって計測される喉頭電気活動を表す。外部処理ユニット（１００）は、外部エネルギ伝送リードによって伝送される光信号を、光信号の強度を示す視角的（３５５）、数値的又は音響的（３５７）形態に変換するように構成される。

喉頭電極は、光ファイバ（３０４ｆ）と光学的に接触する光源（例えば、ＬＥＤ）に連結して、光信号を外部処理ユニット（１００）に伝送することができる。信号を増強するために、喉頭電極は、増幅器を含む信号処理回路に電気的に連結され得、フィルタを用いて背景ノイズの一部を除去することができる。例えば、信号を第一の増幅器で事前増幅し、高い入力インピーダンスを提供し、喉頭電気信号の増幅を行う一方でコモンモード成分を除去し、それにより信号対ノイズ比の高められた増幅信号を得ることができる。増幅信号は、主として不均等な電極コンタクトの電位により、このコモンモードにＤＣ成分が残っている場合、それを除去するように構成されたハイパスフィルタ等のフィルタによってフィルタ処理され得る。それに続けて、さらに増幅を行うように構成された第二の増幅器を設けることができる。それに続いて、ローパスフィルタを設けることができる。幾つかの実施形態において、アナログ喉頭電気信号を伝送することが好ましく、増幅され、フィルタ処理された喉頭電気信号を用いて、光ファイバ（３０４ｆ）と光学的に直接接触するＬＥＤに供給される電流を変調させることができる。他の実施形態では、増幅され、フィルタ処理された信号は、例えば、増幅され、フィルタ処理された喉頭信号の電圧を周波数変調に変換することにより、周波数（ＡＬ、ＦＭ等）において変調され得る（－ｖ～＋ｖの信号は、ｆ１～ｆ２で変化する周波数の正弦曲線に変換される）。他の実施形態では、増幅され、フィルタ処理された喉頭信号は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器内でデジタル化して、デジタル喉頭信号を生成することができ、それが光エネルギの形態で信号伝送リード（４）を通して伝送される。デジタル喉頭信号は、周波数、ベースバンド等において変調され得、これは、当業者によってよく知られている通りである。前述のような変調のため及び／又はこのように処理された喉頭信号を信号伝送リード（４）内で駆動するために、ドライバも含めることができる。このドライバは、ＬＥＤを作動させるのに十分な電流を供給するように構成され得る。ドライバは、０／１デジタル喉頭信号を、対応する電圧信号、例えば０Ｖ／５Ｖ又は電流信号、例えば０ｍＡ／４ｍＡに変換することもできる）。

喉頭電極（３６１）を喉頭領域（Ｌｘ）で安定させ、喉頭領域との最適な接触を確実にするために、喉頭電極は支持シートの内面上に支持される。内面には、支持シートの周囲の少なくとも一部に沿って延びるか、又は内面の面積の一部若しくは全体にわたって延びる接着剤層を設け得る。接着剤は、感圧接着剤（ＰＳＡ）又は医療用接着テープ若しくはプラスタで使用される接着剤であり得る。代替的又は追加的に、喉頭電極（３６１）を喉頭領域（Ｌｘ）に固定するためにストラップを提供することができる。

迷走神経（Ｖｎ）に沿って且つ迷走神経に分岐する喉頭神経に沿って伝播し、背景の、おそらくノイズを含む喉頭電気活動の最中に喉頭領域（Ｌｘ）に到達したＣＡＰを表す、喉頭電気活動のピークの未知の時点を探すのではなく、外部喉頭コントローラ（３００）とＡＩＭＤ（１）の両方と（引き続き説明する外部通信ユニット（１０２）を通して）通信する外部処理ユニット（１００）は、電子回路（５ｅ）とカプセル化ユニットのＩＰＧに対して、既知の時間（ｔｖ）で制御パルス（３５５ｃ）をトリガすることを命令するように構成される。ＣＡＰの喉頭領域（Ｌｘ）までの予想伝播時間は分かっているため、オペレータには、どの時点（ｔｌｘ）で、制御エネルギパルスを表すピーク（３５５Ｌ）が予想されるかがわかる。制御パルスのトリガを何回が繰り返すことにより、喉頭電気活動の背景ノイズを実質的に減少させ、フィルタ処理することができ、ピーク（３５５Ｌ）の分解能は相応に向上する。このために、外部処理ユニット（１００）は、制御エネルギパルス（３５５ｃ）の制御パルスパラメータを、ユーザインタフェースを通して入力するように構成される。前記制御パルスパラメータは、電子回路（５ｅ）に伝送され、それが埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、外部処理ユニット（１００）に入力され、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）によって受信された制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する。

図７（ｂ）は、時間に関するこのようにして得られた迷走神経の電気活動の、外部処理ユニット（１００）のディスプレイ上の図表的表現（３５５）を示す。外部処理ユニット（１００）を通して、制御パルスが発出される時間（ｔｖ）は高い精度でわかる。電極ユニットがうまく設計され、電極ユニットの外に伝播する漂遊電流が最小化される場合、図７（ｂ）に示される制御パルス（３５５ｃ）は目に見えないが、その時点（ｔｖ）がわかれば十分である。電極ユニットの外に伝播する漂遊電流は、例えば、図３（ｂ）に示されるように、とりわけ３つのコンタクト（７＋、７－）を光起電セルに連結して、支持部内に閉じ込められた電流を封じ込めることによって最小化され得る。かなり高い精度で推定することができる時間（ｔｖ）で制御パルスをトリガしてから期間（Δｔ－δｔ０）後、ＣＡＰの伝播を表すピーク（３５５Ｌ）が予想される。ほぼ前記期間（Δｔ－δｔ０）後にピークが現れなければ、問題が生じ、ＣＡＰが迷走神経に沿って喉頭神経に分岐し、喉頭領域（Ｌｘ）まで伝播していない。問題の根源を調査しなければならない。予想通りに図７（ｂ）に示されるようにピーク（３５５Ｌ）が現れた場合、制御パルス（３５５ｃ）から得られるＣＡＰは喉頭領域（Ｌｘ）に到達している。ピーク（３５５Ｌ）は、ピーク（３５５Ｌ）の高さ（Ｖｍ）と半値全幅（ＦＷＨＭ）によって特徴付けることができる。異なる条件での計測間でこれらの寸法を比較することにより、迷走信号に実際に加えられた刺激を適正に特徴付けることができる。

本発明に適した外部喉頭コントローラ（３００）は、欧州特許出願第１８８２９３１８号明細書に記載されている。

ＡＩＭＤ（１）のモニタ
前述の刺激機能の代わりに又はそれに加えて、ＡＩＭＤは、モニタ機能を果たすことができる。患者（５１）のバイオマーカをモニタするために、ＡＩＭＤは内部空間（Ｖｉ）内又は組織相互作用ユニット（６）内に配置された１つ又は複数のセンサを含む。センサは、光センサ又は非光センサであり得る。以下の非限定的なリストは、適当な非光センサであり、これには、加速度計、グルコースモニタリングセンサ、脳電図（ＥＥＧ）、心電図（ＥＣＧ）、電気筋肉及び神経活動センサ、血行動態活動センサ、圧力センサ、温度センサ又は化学センサが含まれる。上記の非光センサの幾つかは、組織の電気活動を、ハウジング外部で組織に取り付けられた電極によって計測する電気センサである。電気信号を導電ワイヤからカプセル化ユニット（５）の内部空間（Ｖｉ）に伝送するためにフィードスルーに連結された導電ワイヤの使用を避けるために、電気センサは、前述のように光ファイバを含むエネルギ伝送リード（４）を介してカプセル化ユニットと光通信する組織相互作用ユニット（６）内に配置される。例えば、図４（ｂ）は、神経等の組織（５２）に取り付けられるコンタクト（７＋、７－）を含む電極ユニット（６ｅ）を示す。コンタクトは、その近位端が埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）に対向するエネルギ伝送リード（４）の光ファイバ（４ｆ）と光通信する光源（３０Ｌ）に電気的に連結される。増幅器、フィルタ等を含む、図７（ａ）に関してすでに述べた信号処理回路をコンタクト（７＋、７－）と光源（３０Ｌ）との間に介在させて、光ファイバ（４ｆ）を介してカプセル化ユニット（５）に送信される光信号の鮮鋭度を高めることができる。図４（ｂ）はカフ電極ユニット（６ｅ）を示しているが、同じ原理は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０２０／０５０３７９号明細書に記載されているような脳電図（ＥＥＧ）センサを含め、他の電極ユニットの形状及び用途にも当てはまる。

光センサは、組織から発せられた光を受信することによって情報を取得するように構成された何れかのセンサである。一般に、このようなセンサは、光放射を組織（５２）に発するための発光源と、組織によって反射、透過又は回折した光を捕捉するための光検出器を含む。一例が図４（ｃ）に示されており、その中で組織（５２）が光ファイバ（４ｆ）による主発光源によって照射され、組織を透過し、回折した光は、光検出器と光通信する光ファイバ（４ｆ、４０４ｆ）によって収集される。前述の微小光学素子（４Ｌ）を提供して、透過し、回折した光線の光ファイバ（４ｆ、４０４ｆ）による収集を最適化することができる。反射した放射も収集され得ることは、明らかである。この場合、反射し、回折した光を集光するための光ファイバは、組織の、主発光源（１０Ｌ）に連結された光ファイバ（４ｆ）と同じ側にあることになる。

ハウジングの少なくとも幾つかの壁部分は光放射に対して十分な透過率を有するため、光センサはカプセル化ユニット（５）の内部空間（Ｖｉ）内に配置することができる。例えば、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を光センサとして使用することできる。カプセル化ユニットは、これらの光センサを内部空間（Ｖｉ）に格納することができる。

外部処理ユニット（１００）
外部処理ユニット（１００）は、パーツキットの各種のコンポーネントの機能を制御する。これは、ユーザインタフェースを含み、それにより、オペレータは、パルスパラメータ及びコマンド等の情報を入力し、且つＡＩＭＤ（１）又は外部コントローラユニット（３００）によって提供される情報にアクセスすることができる。外部処理ユニット（１００）は外部通信ユニット（１０２）と通信して、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を介してカプセル化ユニットの電子回路（５ｅ）と、引き続き説明する方法で通信する。外部処理ユニット（１００）と外部通信ユニット（１０２）との間の通信は、無線、光ファイバ又は導電ワイヤによるものであり得る。無線通信には、外部処理ユニット（１００）と外部通信ユニット（１０２）の各に無線通信装置（１５ｃ、１１５ｃ）を設ける必要がある。

図７（ａ）及び８に示されているように、外部喉頭コントローラ（３００）を含む実施形態において、喉頭電極（３６１）に光学的に連結された光ファイバ（３０４ｆ）は、外部処理ユニット（１００）に直接又は中間コントローラ（図示せず）を通して間接に連結される遠位端を含む。光ファイバ（３０４）の遠位端は、受光装置（図示せず）に連結され、これは、光信号を電気信号に変換するように構成される光起電セルであり得る。外部処理ユニット（１００）は、喉頭電極（３６１）によって記録されたデータを、例えば図７（ａ）及び７（ｂ）に示されるようなグラフ（３５５）又は音響信号（３５７）の形態で保存し、表示するようにも構成される。

外部通信ユニット（１０２）と光通信リード（１０４）
外部通信ユニット（１０２）は、外部処理ユニット（１００）と通信し、それにより制御される。外部通信ユニット（１０２）はＡＩＭＤ（１）と、光通信リード（１０４）に含まれる光ファイバ（１０４ｆ）を介して両方間で伝送される光信号を通して通信するように構成される。外部通信ユニット（１０２）は、外部通信光源（２０Ｌｅ）、外部光検出器（２０Ｐｅ）及び電子回路（１０２ｅ）を含む。電子回路（１０２ｅ）は、
・外部処理ユニット（１００）に入力され、且つ光ファイバ（１０４ｆ）を介して埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）に伝送されたパラメータ及びコマンドを表す信号を発出するように外部通信光源（２０Ｌｅ）を制御することと、
・埋込型通信光源（２０Ｌｉ）によって入力され、且つ光ファイバ（１０４ｆ）を介して外部光検出器（２０Ｐｅ）に伝送された光通信信号を表す情報を外部処理ユニット（１００）に伝送することと
を行うように構成される。

例えば、外部処理ユニット（１００）と通信して且つその制御下において、外部通信ユニット（１０２）は、パルスパラメータをＡＩＭＤに送信することができる。これは、外部喉頭コントローラ（３００）を用いて特定の制御パルス（３５５ｃ）を発出すべき正確な時間（ｔｖ）にＡＩＭＤに通信する実施形態（図７（ａ）及び７（ｂ）を参照されたい）にも当てはまる。

光通信リード（１０４）は、
・外部通信ユニット（１０２）の外部通信光源（２０Ｌｅ）とＡＩＭＤ（１）の埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）との間、及び
・ＡＩＭＤ（１）の埋込型通信光源（２０Ｌｉ）と外部通信ユニット（１０２）の外部通信光検出器（２０Ｐｅ）との間
の光通信を確立するための１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）を含む。

光通信リード（１０４）は、図６（ａ）、８及び９に示されるように、ＡＩＭＤ（１）と外部処理ユニット（１００）との間の外部通信ユニット（１０２）を介した遠隔光通信を確立する。１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の各々は、対応する外部通信光源（２０Ｌｅ）及び／又は対応する外部通信光検出器（２０Ｐｅ）と位置合わせされて外部通信ユニット（１０２）に連結される近位端を有する。光ファイバと、対応する光源又は光検出器との完璧なアラインメントは、各界面部においてエネルギ損失を最小にするために必要である。この理由のため、図６（ａ）及び６（ｂ）に示されるように、１つ又は複数の光ファイバの各々の近位端を近位側インタフェース装置（１０５ｐ）に挿入することが好ましい。近位側インタフェース装置（１０５ｐ）は、上述の光学コンポーネントの全てが最適に位置合わせされるように外部通信ユニット（１０２）に連結され得る。１つ又は複数のレンズ、コリメータ、拡散器、偏光板、フィルタ等の１つ又は複数を含む微小光学素子を配置して、１つ又は複数の光ファイバの近位端と、対応する外部通信光源（２０Ｌｅ）及び／又は対応する外部通信光検出器（２０Ｐｅ）との間で双方向に伝播する光のビームを整形することができる。

１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の各々は遠位端を有し、これは、患者（５１）の皮膚（５０）を通して、対応する埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び／又は対応する埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）と位置合わせされてＡＩＭＤ（１）に光学的に連結されるように構成される。ここで再び、対応する光源又は光検出器と光ファイバとの完璧なアラインメントは、各界面部でのエネルギ損失を最小にするために必要である。この理由のため、１つ又は複数の光ファイバの各々の遠位端を、図６（ａ）及び６（ｃ）に示されるように遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）に挿入することが好ましい。レンズ、コリメータ等を含む微小光学素子を配置して、１つ又は複数の光ファイバの遠位端と患者（５１）の皮膚（５０）（並びに対応する埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び／又は対応する埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ））との間で双方向に伝播する光のビームを整形することができる。これは、特に重要であり、なぜなら、光ビームは、皮膚（５０）及び組織を横断しなければならず、これらは、ビームを散乱及び回折させ、それに応じて信号の強度を弱めるからである（図６（ｃ）において、散乱光ビームの、レンズを通して集光された場合（実線）及びレンズによって集光されない場合（点線）を比較されたい）。

近位側インタフェース装置（１０５ｐ）と外部通信ユニット（１０２）とのアラインメントを、単純にこれらの２つのコンポーネントを強制的に整列させる機械的固定具を提供することによって繰り返し容易に実現することができる場合でも、これは、患者（５１）の皮膚（５０）の外面上に載せられる遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）と経皮的に埋め込まれたＡＩＭＤのカプセル化ユニット（５）内に格納された体内光学コンポーネント（２０Ｌｉ、２０Ｐｉ）とのアラインメントについては不可能である。遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）を体内光学コンポーネント（２０Ｌｉ、２０Ｐｉ）との整合状態での位置決めの繰返し性を確実に得るためには、皮膚上に入れ墨によって参照マークを付けることを解決策とし得る。この解決策では、当然のことながら、患者の皮膚にマークが永久に残るが、マークは、目立たず、カプセル化ユニット（５）が体内で移動しないことを確実にすることができれば十分であり得る。入れ墨に使用されるインクの選択には注意を払わなければならず、それは、磁気を帯び、ＭＲＩの強力な磁場と相互作用する色素がそれに含まれる場合があるからである。入れ墨は、通常、組織のより大きい体積に広がるエネルギも吸収し得るため、熱傷のリスクが高まる。

遠位側インタフェース装置の第一の軸（Ｚ１）をカプセル化ユニット（５）の第二の軸（Ｚ２）と、それらの間に患者の皮膚（５０）を挟んで整合させるために、好ましい実施形態では欧州特許第３２６５１７３Ｂ１号明細書に記載のセンタリングシステムが使用される。図６（ａ）及び６（ｃ）に示されるように、遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）は、複数の、すなわちＮ＞２のセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）を含み、第一の軸（Ｚ１）に垂直で、その重心が第一の軸（Ｚ１）に含まれるＮ辺の多角形を形成する。例えば、Ｎ＝３又は４である。第一の軸（Ｚ１）がカプセル化ユニット（５）の第二の軸（Ｚ２）と同軸である状態に遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）を位置付けるために、Ｎ個のセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）の各々が埋込型通信光源（２０Ｌｉ）又は別の光源から発せられた光ビームから受け取ったエネルギに応じて、遠位側インタフェース装置を患者（５１）の皮膚（５０）の表面上でどのように変位させるかを示すインディケータが提供される。

インディケータは、Ｎ個のセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）の各々によって受け取られたエネルギを比較し、Ｎ個のセンタリング用光検出器の各々が光ビームから等しいエネルギを受け取るようにするのに患者（５１）の皮膚（５０）の表面で遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）をどのように移動させるかを特定するように構成された電子知能に連結される。電子知能は、遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）内に配置され得、それにより、オペレータは、患者をＭＲ装置内に位置付ける前に、カプセル化ユニットに関して遠位側インタフェース装置を整列させることができる。この場合、光通信リード（１０４）は、遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）のセンタリングシステムに光起電セルを介してエネルギ供給するための専用の光ファイバを含むことができる。遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）には、電子知能によって制御されて遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）を移動させるのに適した電動式（Ｘ－Ｙ）テーブルを設けることができる。この実施形態に適した電動式（Ｘ－Ｙ）テーブルは、欧州特許第３２６５１７３Ｂ１号明細書に記載されている。

代替的に、インディケータは、外部通信ユニット（１０２）内に配置され得る。この実施形態では、遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）に上述の電動式（Ｘ－Ｙ）テーブルを設けることが好ましい。この実施形態において、Ｎ個のセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）は、好ましくは、外部通信ユニット（１０２）に配置され、その各々は、対応する光ファイバ（４ｆ）の近位端と光通信する。対応する光ファイバ（４ｆ）の遠位端は、重心の周囲に配置されて、上述の多角形を形成する。この実施形態において、遠位側インタフェース装置は、患者がＭＲ装置内に入っているとき及び患者が動いたことで２つのコンポーネントがミスアラインメントの状態となる場合には治療中でも、カプセル化ユニットに関してセンタリングされ得る。ＭＲ装置内で電動式（Ｘ，Ｙ）テーブルが使用される場合、その金属コンポーネントの数は、（Ｘ，Ｙ）テーブルによって生じるアーチファクトを減少させるためにできるだけ減らすべきである。

遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）が患者の皮膚（５０）の表面上に、第一の軸（Ｚ１）が第二の軸（Ｚ２）と整列した状態で位置付けられると、それをストラップ及び／又は接着テープで所定の位置に固定することができる。遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）が電動式（Ｘ－Ｙ）テーブルを含む場合、遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）は、まず軸Ｚ１、Ｚ２がほぼ整列した状態に位置付けてから、所定の場所に固定し、その後、電動式（Ｘ－Ｙ）テーブルでＺ１、Ｚ２のアラインメントを微調整することができる。

ＭＲＩ適合ＡＩＭＤ
「発明の背景」の項ですでに述べたように、患者（５１）の体内に埋め込むためにＭＲＩ適合ＡＩＭＤを提供することは容易な作業ではない。主に３つの問題に対処しなければならない：
（１）最大７Ｔ、一般には約１．５Ｔ～３Ｔの値に到達し得る静磁場（Ｂ０）によって駆動されるＡＩＭＤのコンポーネントの変位、
（２）ＡＩＭＤの電子コンポーネントとの干渉又はさらにその損傷、及び
（３）誘導電流による導電コンポーネントの加熱によって生じる熱傷。

（１）磁気変位
何れのコンポーネントも磁場によって引き付けられることがないようにするために、高い磁化率を有する材料で製作されたコンポーネントの数を減らし、小型化し、好ましくはそれを排除する。磁化率（χ）は、印加された磁場内で材料がどの程度磁化されるかの尺度である。この理由により、磁化率の低い材料を使用することが好ましい。特に、ＡＩＭＤが実質的に、磁化率が｜χ｜＜２ １０^－２、好ましくは｜χ｜＜１０^－２の材料のみで製作されることが好ましく、磁化率は体積に関して表され、磁化率｜χ｜＜２ １０^－２の材料は強力な磁力及びトルクを受け、画像化領域から離れた位置でも画像の歪曲及び画質劣化を生じさせるため、無次元［ｍ^３／ｍ^３］である。水に関する磁化率が１０^－５＜｜χ－χ_水｜＜１０^－２－χ_水であり、χ_水＝－９．０３５ １０^－６の材料は容易に検出可能な力又はトルクを受けない。しかしながら、これらがどこに配置されるかについては注意を払わなければならず、なぜなら、それらが画像化領域の近くに位置付けられると顕著な画像の歪曲及び画質劣化の原因となる可能性があるからである。これは、例えば、迷走神経刺激装置が埋め込まれた患者の脳領域のＭＲ画像撮影においてほとんど乃至まったく歪曲を生じさせないが、脳深部電極又は蝸牛インプラントの場合、慎重に検討すべきである。水に関する磁化率が｜χ－χ_水｜＜１０^－５である材料は、それらが画像化領域の近くに位置付けられても、容易に検出可能な力又はトルクを生成せず、きわめて限定的乃至無視できる程度の画像の歪曲又は画質劣化のみを生じさせる。可能な限り、このような材料の使用が優先されるべきである。

強磁性材料の使用を減らし、好ましくは排除すべきである。本発明のＡＩＭＤは、好ましい点として、強磁性材料又は水に対する磁化率が｜χ－χ_水｜＜１０^－２である材料で製作された、４ｍｍ^３より大きい大きさ、好ましくは３ｍｍ^３より大きい大きさのコンポーネントを含まない。このように、磁場の印加によるＡＩＭＤの移動及びＭＲ画像アーチファクトが実質的に低減化される。

（２）電子コンポーネントの完全性
強力な及び／又は振動する電磁場は、ＡＩＭＤの電子コンポーネントと干渉する可能性がある。導電ワイヤを介したすべての通信は途切れ、崩れる可能性がある。振動する磁場によって導電ワイヤ上に誘導される強力な電流は、このような導電ワイヤに連結された電子コンポーネントに損傷を与えるか又は破壊する可能性がある。本発明のＡＩＭＤは実質的な長さの導電ワイヤは含まない。「実質的な長さ」とは、本明細書において、好ましくは少なくとも１５ｍｍ、好ましくは少なくとも２０ｍｍ、より好ましくは少なくとも３０ｍｍ、最も好ましくは少なくとも５０ｍｍの長さと定義される。１つのコンポーネントから実質的な長さより長い距離だけ離間された他のコンポーネントへの通信及びエネルギの輸送は全て、光ファイバ（４ｆ）を介して光学的に行われる。光ファイバを通して送られる光信号は電磁場の変動によって影響を受けず、その中に電流を誘導し得ない。ＡＩＭＤの電子コンポーネントは、したがって、リードを通して流れる誘導電流のいかなる急増からも安全である。

強力な及び／又は振動する電磁場による影響を最も受けやすい電子コンポーネントは、保護しなければならない。例えば、ＭＲ装置内で生成される電磁場の影響を最小限にするために、電子回路（５ｅ）を形成するプリント回路基板（ＰＣＢ）の配線を、導電ループを回避するように適切に設計することができ、且つ／又はコンパクトなＰＣＢ集積設計を形成することができる。電子回路内で使用される金属の量は、例えば、アース又は電源プレートを含めないことによって減らすことができる。小型のシールドインダクタを使用することができる。

本発明のＡＩＭＤは、ＭＲ画像取得条件にさらされたときに完全に機能し得る。ＡＩＭＤの機能性は、ＩＳＯ ＴＳ １０９７４：２０１８のセクション１７において提供されている試験基準を使用するＭＲ試験を、図１０に示される装置を用いて適用することにより、以下のように特定することができる。

この実施形態のＡＩＭＤは、
・主発光源（１０Ｌ） を取り囲むカプセル化ユニット（５）、
・光起電セル（６ｖ）とコンタクト（７＋、７－）を含む電極ユニット（６ｅ）、及び
・主発光源（１０Ｌ）を光起電セル（６ｖ）と光通信させるエネルギ伝送リード（４）
を含む刺激装置である。

電極ユニット（６ｅ）のコンタクト（７＋、７－）を光源（３０Ｌ）に電気的に連結し、電気パルスがコンタクト（７＋、７－）に到達すると光源（３０Ｌ）が電気パルスの強度に比例する強度の光を発するようにする。図３（ａ）及び１０に示されているように、光源（３０Ｌ）は、ＭＲ装置（２００）の外のコントロールルーム（２１０）内に配置されるオシロスコープ（４００）と光ファイバ（４０４ｆ）を通して光通信する。オシロスコープは、光ファイバ（４０４ｆ）と光学的に接触して、光信号をオシロスコープによって処理される電気信号に変換する光起電セル（図示せず）を含む。図７（ａ）に関して前述した、増幅器、フィルタ及び他のコンポーネントを含む処理回路は、任意選択的に、コンタクト（７＋、７－）に送信される電気パルスを表す信号の分解能を高めるために、コンタクト（７＋、７－）と光源（３０Ｌ）との間又は光源の下流、例えばオシロスコープの高さに提供され得る。オシロスコープは外部処理ユニット（１００）と通信して、光源（３０Ｌ）から受信されたデータをそれに伝送する。

ＡＩＭＤを、人体の電気特性を模倣する生理食塩水を満たした、ＡＳＴＭ Ｆ２１８２－１１Ａファントム（胸部及び頭部）によるファントム（４５２）の中央深さに完全に浸漬させる。生理食塩水は、蒸留水（９９．７５％）に溶解させた０．２５ｗｔ．％のＮａＣｌで構成され、その導電率は０．４７ Ｓ／ｍ±１０％、相対誘電率は７８である。ファントムとＡＩＭＤを、ＭＲ装置２００（ＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ，Ｓｉｇｎａ ＨＤｘ ＥｃｈｏＳｐｅｅｄ １．５Ｔ）内に位置付ける。ＡＩＭＤの各種のコンポーネントを、電磁場の向きに関して、それらが患者の体内に植え込まれ、患者がＭＲ装置内に入れられたときのように向き付ける。電極ユニット（６ｅ）がカフ型である場合、カフはそれが神経を包んでいるかのように巻き上げる。

ファントムに浸漬させたＡＩＭＤをＭＲ装置内に、Ｘ及びＹ軸がファントム中央の中心にあり、Ｚ軸がファントム頭部の中心にあるように位置付け、軸Ｘ、Ｙ、Ｚは各画像取得プロトコルの撮像範囲のための基準を定める。検査中、スキャナをノーマルモード（すなわちＳＡＲレベルが２Ｗ／ｋｇに限定される）に設定し、ＡＩＭＤを表１において定義されるＭＲシーケンス条件で以下の電磁場にさらす。
・静磁場Ｂ０＝１．５Ｔ、
・磁場の共鳴周波数ｆ＝６３．８５ＭＨｚ、
・最大勾配スルーレート：各軸につき１２０Ｔ／ｍ／ｓ、
・各直交平面内の最大勾配振幅：３３ｍＴ／ｍ、
・ＲＦ送信コイル：ボディコイル

ＡＩＭＤの機能的状態をＭＲシーケンス前、可能な場合にはその間及びその後、以下のパラメータによって定義されるサイクル試験を実行するように構成されたＡＩＭＤの電子回路（５ｅ）でチェックする。
・１０００μＡ、３０Ｈｚ、７秒のＯＮ時間における標準刺激、
・所定のＲＡＭゾーンから他への１２８バイトメモリデータ伝送、
・ＲＡＭへの１２８インクリメンタルバイトのメモリ書き込み、
・１２秒にわたる刺激停止

ＡＩＭＤの出力をオシロスコープ（４００）でモニタし、刺激シーケンス及びパラメータの再現性を確認する。ＲＡＭメモリをＭＲシーケンスの前後にチェックする。

ＡＩＭＤは、以下の条件が満たされた場合、完全に機能していると考えられる。
・ＭＲ試験前（４２５Ａｂ）、その間（４２５Ａｄ）及びその後（４２５Ａａ）の出力の変化が以下の範囲内
〇光エネルギパルスの周波数の変化が±５％以下、好ましくは±１％であること、及び
〇パルス持続時間の変化が±５％以下、好ましくは±１％以下であること、及び
〇振幅の変化が±１０％以下、好ましくは±５％以下、より好ましくは±１％以下であること
であり、及び
・デューティサイクル（＝ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間））がＭＲ試験前、その間及びその後に３６～３８％に含まれ、及び
・ＭＲシーケンス前及びその後にＲＡＭの破壊及び好ましくはＲＯＭの破壊並びに／又は予想外のシステムリセットが特定されないこと。

本発明のＡＩＭＤは、これらの要求事項を満たすが、その主な理由は、それが５０ｍｍを超える、好ましくは３０ｍｍを超える、より好ましくは２０ｍｍを超える、最も好ましくは１５ｍｍを超える長さの導電ワイヤも、導電材料で製作された主要コンポーネントも含まないからである。

図９に示される上述の試験は、患者（５１）の体内に埋め込まれたＡＩＭＤでは実行することができない。完全な機能性は、患者（５１）の体内に埋め込まれたＡＩＭＤでも、図７（ａ）及び８に示され、前述した装置で外部喉頭コントローラ（３００）を用いてモニタすることができる。患者を、その喉頭領域（Ｌｘ）に喉頭電極ユニット（３６０）を連結してＭＲ装置（２００）内に配置する。喉頭電極ユニット（３６０）は外部処理ユニット（１００）に、対応する増幅及びフィルタ処理回路及び喉頭電極（３６１）から外部処理ユニット（１００）に伝送される信号の鮮鋭度を高めるためのレンズ（例えば、フレネルレンズ）等の微小光学素子と共に接続される。図８は外部処理ユニット（１００）に直接接続された喉頭電極ユニット（３６０）を示しているが、これは、中間プロセッサ（図時図）を通して又は外部通信ユニット（１０２）を通して間接にそれに接続できることが明らかである。

患者を、図９に関して前述したものと同じＭＲシーケンスにさらす。制御エネルギパルス（３５５ｃ）の制御パルスパラメータは外部処理ユニット（１００）に入力又は記憶され、それが埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）にある時間（ｔｖ）に制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する。ＭＲシーケンス前、シーケンス中及びシーケンス後に喉頭電気信号をリアルタイムでモニタし、結果を比較する。ＡＩＭＤは、起動されたＭＲ装置で計測されたピーク（３５５Ｌ）の高さ（Ｖｍ）と半値全幅（ＦＷＨＭ）の、休止中のＭＲ装置で計測されたピーク（３５５Ｌ）のそれらと差が±１０％以下、好ましくは±５％以下である場合に完全に機能していると考えられる。ピーク（３５５Ｌ）の高さ（Ｖｍ）とＦＷＨＭは、図７（ｂ）に示されている。繰り返すが、本発明のＡＩＭＤはこれらの基準を満たす。

（３）ＡＩＭＤコンポーネントの加熱及びＭＲＩ安全条件
ＭＲ画像取得条件にさらされたときのＡＩＭＤのコンポーネントの加熱は、前記コンポーネントの周囲の組織のいかなる熱傷も防止するために限定しなければならない。例えば、コンポーネントのうち、組織と接触する全ての表面の、ＭＲ画像取得に必要な電磁場にさらされたときの温度上昇が２℃以下であることが好ましい。ラジオ周波数（ＲＦ）電磁波にさらされたときに人体がエネルギを吸収する速度は、比吸収率（ＳＡＲ）によって特徴付けることができる。ＡＩＭＤのＳＡＲは、図９に示される装置内のファントム（４５２）中で以下のように特徴付けることができる。

図９に示されるように、ＡＩＭＤを前述の生理食塩水で満たされたファントム（４５２）中に完全に浸漬する。ファントムを一定の温度に保持し、ファントム中の深さ６５ｍｍに完全に浸漬したインプラントを周波数ｆ＝６４ＭＨｚで振動する磁場（Ｂ）にさらし、３６．３１Ｖ＿ｍｓ／ｓの一定の接線方向電場（Ｅ）を誘導するように構成された、ＩＳＯ／ＴＳ １０９７４：２０１８に適合するバードケージ共鳴器内に配置する。ＡＩＭＤの３つの主要コンポーネント、すなわちカプセル化ユニット（５）、エネルギ伝送リード（４）及び組織相互作用ユニット（６）のＳＡＲの値を１つ又は複数のセンサ（４Ｓ～６Ｓ）で計測する。１つ又は複数のセンサは、ＡＩＭＤの３つの主要コンポーネントの露出面上２ｍｍの位置に保持される。１つ又は複数のセンサは、カプセル化ユニット（５）の上２ｍｍの位置に位置付けられたセンサ（５Ｓ）、エネルギ伝送リード（４）の上２ｍｍの位置に位置付けられたセンサ（４ｓ）及び組織相互作用ユニット（６）の上２ｍｍの位置に位置付けられたセンサ（６ｓ）を含むことができる。センサ（４ｓ～６ｓ）は、好ましくは、３つの主要コンポーネントの各々の露出面全体をスキャンするために移動するように（例えば、電動式に）構成される。１つのセンサで複数の主要コンポーネントの露出面全体をスキャンすることができる場合、それを単独でこれらのコンポーネントに使用することができる。例えば、実験装置で可能であれば、１つのセンサがカプセル化ユニット（５）、エネルギ伝送リード（４）及び組織相互作用ユニット（６）の各々の露出面全体をスキャンすることができる。１つのセンサか複数のセンサの何れが使用されるかに関係なく、３つの主要コンポーネントの各々の露出面全体にわたり、電場に関するコンポーネントの向きを変えてＡＩＭＤのホットスポットを見落とさないようにしてＳＡＲが計測されることが重要である。比吸収率（ＳＡＲ）は、３つの主要コンポーネントの露出面の何れかの１つの何れかの地点で、ＡＩＭＤの何れかの向きで計測された数値の最高値である。試験は、ＡＩＭＤの各種のコンポーネントの向きを変えて、ＲＦ及び勾配磁場の相互作用が最大になるようにして繰り返す。組織相互作用ユニット（６）がカフの形状の電極ユニット（６ｅ）である場合、カフを開いてコンタクト（７＋、７－）を露出させる。３つの主要コンポーネントの各々の露出面全体にわたり且つ各向きについて各計測を３回繰り返して平均する。３つの主要コンポーネントの各々の計測値平均の、その最も顕著なホットスポットを定義する最高値が、エネルギ伝送リード（４）、ハウジング（５）及び組織相互作用ユニット（６）の各々のＳＡＲを特徴付ける値（ＳＡＲ（４ｓ）、ＳＡＲ（５ｓ）、ＳＡＲ（６ｓ））として保持される。ＡＩＭＤを特徴付けるＳＡＲ値は、ＡＩＭＤの３つのコンポーネントの各々について計測された平均最高値のうちの最高値である（ＳＡＲ＝ｍａｘ（ＳＡＲ（４ｓ）、ＳＡＲ（５ｓ）、ＳＡＲ（６ｓ））。換言すれば、ＳＡＲ値は、ＡＩＭＤ全体で計測された最も顕著なホットスポットを特徴付ける。

本発明のＡＩＭＤでは、このように計測され（すなわち最高値）、４．０ｄＢ以下、好ましくは３．５ｄＢ以下、より好ましくは３．２ｄＢ以下のファントムの背景レベルに正規化された比吸収率（ＳＡＲ）が得られる。

シミュレーションの計算から導かれた結論は、上記のＳＡＲ値によって特徴付けられる、患者の鎖骨下領域に埋め込まれたカプセル化ユニット（５）と、Ｃ４～Ｃ７のレベルの迷走神経に巻き付けられた電極カフ（６ｅ）を含む本発明によるＡＩＭＤでは、それと接触する組織の、通常モードでＢ０＝１．５Ｔ及び６４ＭＨｚの周波数で振動するＢ１のＭＲＩの画像取得条件にさらされたときの温度上昇が２℃未満であろうというものである。

好ましい実施形態において、ＡＩＭＤは、ＩＳＯ ＴＳ １０９７４：２０１８で規定される試験を使用し、ＩＳＯ １４７０８－３：２０１７の２２．２項に規定される基準を適用して、以下の条件において、ＡＳＴＭ Ｆ２５０２３－１３の３．１．１１項のＭＲ条件付きラベルの定義によって安全である。
・静磁場：１．５Ｔ及び３Ｔ、
・最大静磁場空間勾配：３０Ｔ／ｍ、好ましくは４０Ｔ／ｍ、
・最大スルーレート：各軸につき２００Ｔ／ｍ／ｓ、
・ＲＦ励起：円形偏極、
・ＲＦ周波数：６４ＭＨｚ及び１２８ＭＨｚ、
・ＲＦ送信コイルの種類：ヘッドコイル及びボディコイルの両方は、以下の動作モードで送信することができる：（１）ヘッドコイル：モード限界は、３．２Ｋ／ｋｇのノーマルモードである。（２）ボディコイル：モード限界は、２Ｗ／ｋｇのノーマルモード、好ましくは４Ｗ／ｋｇの第一レベルモードである、
・スキャン持続時間：持続時間の限界なし、
・除外ゾーン：除外ゾーンなし

この条件付きラベルには、ほとんど制約がなく、それにより本発明によるＡＩＭＤを病院及び医療機関に配置されているほとんどのＭＲ装置に使用することができる。留意されたい点として、７Ｔの磁場についても、直線偏極についても、ＭＲＩ安全性を定義するためのＡＳＴＭ基準はまだないが、後者は、何れにしてもほとんど使用されていない。ほとんどのＭＲ装置は、２０Ｔ／ｍを超える静磁場空間勾配を適用しない。しかしながら、３０Ｔ／ｍまでの最大静磁場空間勾配についての条件は、緊急時に患者を使用中のＭＲ装置から運び出す際に考慮しなければならない。これより高い静磁場空間勾配の値の試験はまだ行われていない点に留意されたい。

システム＝パーツキット及びＭＲ装置
本発明は、機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）技法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）技法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）を有する患者（５１）の中枢神経系の領域を可視化するためのシステムにも関する。このシステムは、
・前述のパーツキット、
・前述のＭＲコントローラ（２０１）によって制御される磁気共鳴（ＭＲ）装置（２００）
を含む。

図６（ａ）に示されるように、ＡＩＭＤは患者（５１）の体内に、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）と埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）と共に、患者の皮膚（５０）のある領域に向かうように埋め込まれる。外部処理ユニット（１００）と外部通信ユニット（１０２）は、何れもコントロールルーム（２１０）内に配置される。

ＭＲ装置（２００）は、コントロールルーム（２１０）とは別のファラデーケージ（２２０）内に配置される。ＭＲ装置は、患者の中枢神経系の機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）又はスペクトル（ｆＭＲＳ）を含む磁気共鳴画像（ＭＲＩ）又はスペクトル（ＭＲＳ）を生成するように構成される。中枢神経系には、脳と脊髄が含まれる。ＭＲコントローラ（２０１）は、ＭＲ装置の機能を制御するように構成され、図６（ａ）に示されるように、コントロールルーム（２１０）内に配置される。

光通信リード（１０４）の１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の近位端は、コントロールルーム（２１０）内に配置された外部通信ユニット（１０２）に連結される。遠位端は遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）に連結され、ファラデーケージ内に配置される。遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）により、１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の遠位端と患者の皮膚のその領域とが、カプセル化ユニットの埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び／又は埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）と良好に位置合わせされて光学的に連結されることを確実にすることができる。

コントロールルーム（２１０）とファラデーケージ（２１０）との間の光ファイバ及び導電ワイヤによる通信を可能にするために、１つ又は複数のケージフィードスルー（１０３）が提供される。本発明のパーツキットは、本発明のシステムを形成するために、何れの既存のＭＲ装置（２００）に適応させることができる。既存のＭＲ装置は、一般に、ＭＲ装置（２００）とＭＲコントローラ（２０１）との間の電気通信を含む。ケージフィードスルーは、ほとんどの場合、単にコントロールルーム（２１０）とファラデーケージ（２２０）との間の壁の穴であり、それを通して導電ワイヤをこれら２つのコンポーネント間に配線することができる。その近位端がコントロールルーム（２１０）に配置され、その遠位端がファラデーケージ（２２０）内に配置される光ファイバ（１０４ｆ、３０４ｆ及び４０４ｆ）は、このような既存の穴をケージフィードスルーとして利用され得る。代替的に、窓を穴の開口に嵌め込むことができ、光ファイバの２つの部分を窓のそれぞれの側で結合して、コントロールルームとファラデーケージとの間の連続的な光通信を確保することができる。

これら１つ又は複数のケージフィードスルー（１０３）と光通信リード（１０４）の１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）は、カプセル化ユニット（５）の外部処理ユニット（１００）と電子回路（５ｅ）との間において、パラメータ及びコマンドを電子回路に送信し、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）から送信された情報を表示するための双方向通信を確立させる。これは、「外部通信ユニット（１０２）と光通信リード（１０４）」の項ですでに詳細に説明されている。

好ましい実施形態において、ＡＩＭＤは、対応する光ファイバ（４ｆ）を通して組織相互作用ユニット（６）と光通信する主要発光源（１０Ｌ）及び埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）を含む。この実施形態では、外部処理ユニット（１００）が、ＭＲ画像生成と、埋込型通信光源（２０Ｌｉ）、埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、主要発光源（１０Ｌ）及び埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させるために、ＭＲコントローラ（２０１）と通信することが好ましい。

第一の例において、強力なＲＦ磁場又は強力な磁気勾配が係わるＭＲ装置（２００）のシーケンスは、発光源と光検出器の何れか一方の低活動のシーケンスと同期させて、磁場と、ＡＩＭＤの機能及びそれとの通信との間の相互作用を最小にすることができる。逆に、光源と光検出器による通信及びそれらの活動は、ＲＦ励起コイル（２００ｅ）及び勾配コイル（２００ｆ、２００ｐ、２００ｓ）の低活動のＭＲ画像取得シーケンスの期間中に集中させることができる。これは、刺激装置、より詳細には図６（ａ）に示されるような電極ユニット（６ｅ）を含む刺激装置に特に適しており、なぜなら、電極ユニット（６ｅ）は、短いとはいえ導電ワイヤの区間及びコンタクト（７＋、７－）を含み、これらは、前記コイルによって生成される変動する磁場によって影響を受ける可能性があるからである。

図７（ａ）及び８に示される外部喉頭コントローラ（３００）を含むパーツキットの実施形態を迷走神経（Ｖｎ）の刺激を制御するために使用する第二の例では、ＭＲ画像生成と、光源（１０Ｌ、２０Ｌｅ、２０Ｌｉ）の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させることは、外部通信ユニット（１０２）がカプセル化ユニット（５）の電子回路（５ｅ）に、埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する信号を送信した時間（ｔｖ）を同期のための開始時点とすることを含むことができる。このようにして、ＭＲ装置によって生成されるＭＲ画像は、迷走神経の刺激に高い精度で対応し、脳の刺激領域の局所化だけでなく、迷走神経の電気刺激パルスの発出から、それにより活性化された脳の対応領域の活動の増進までに経過した応答時間も検出することができる。

図８に示されるように、外部処理ユニット（１００）は、導電ワイヤ、光ファイバ又は無線通信装置（１１５ｃ、１５ｃ）の何れかを介して外部通信ユニット（１０２）と通信する。外部通信ユニット（１０２）は、ＭＲ装置（２００）内に位置付けられた患者の体内に埋め込まれているＡＩＭＤ（１）と光通信する。ある時間（ｔｖ）において、外部処理ユニット（１００）はＡＩＭＤに対し、１つ又は複数の制御パルス（３５５ｃ）を、それ以前に外部処理ユニット（１００）に入力されていた制御パルスパラメータに従って発出するように命令する。

外部処理ユニット（１００）は、導電ワイヤ、光ファイバ又は無線通信装置（１１５ｃ、２１５ｃ）を介してＭＲコントローラ（２０１）とも通信する。ＭＲコントローラは、時間（ｔｖ）又は所望の画像取得瞬間に応じて所定の期間（δｔ０）だけ（ｔｖ）に先行する、より早い時間ｔ０に（図７（ｂ）を参照されたい）、画像取得シーケンスを開始する。

喉頭電極ユニット（３６０）は、患者（５１）の喉頭領域（Ｌｘ）に連結され、外部処理ユニット（１００）と外部エネルギ伝送リード（３０４）の光ファイバ（３０４ｆ）を介して光通信する。時間（ｔｖ）から既知の期間（Δｔ－δｔ０）が経過した後に喉頭活動ピーク（３５５Ｌ）が予想され、これはＣＡＰが制御パルスによって迷走神経（Ｖｎ）上に生じ、迷走神経及び喉頭神経に沿って伝播することを表す。喉頭活動ピーク（３５５Ｌ）の発生により、神経が有効に刺激されたことが確実となり、その後、脳の特定の領域が活性化されることを予想することができる。

ＡＩＭＤによる制御パルスの発出とＭＲ装置（２０１）による画像取得シーケンスの同期は、喉頭制御ユニット（３００）の使用と併せて、
・喉頭活動ピーク（３５５Ｌ）の発生と、その後の特定の脳の領域の活性化が、刺激と脳活動との間の明確な因果関係を明白に証明することと、
・喉頭活動ピーク（３５５Ｌ）の形状及び寸法、例えば最大振幅（又は高さ）（Ｖｍ）及び半値全幅（ＦＷＨＭ）と、活性化された脳領域の強度及び局所化と間の関係は、患者の疾患の治療にとって最適なパルスパラメータを特定するのに非常に有益である可能性があることと、
制御パルスパラメータは、容易に変更可能であり、対応する制御パルス（３５５ｃ）を既知の時間（ｔｖ）に発出することができるため、各パラメータが脳活動に与える影響を容易に記録して、関係する機序に与えるそれぞれの影響を特定することができ、例えばこの例のシステムで要因分析を容易に実行することができることと
において有利である。

本発明のＡＩＭＤ（１）及び外部処理ユニット（１００）の具体的な設計には、
・カプセル化ユニット（５）のハウジングが非金属及び非導電材料、好ましくは石英ガラス又はスピネル等の透明セラミック材料で製作されること、
・カプセル化ユニットの壁に金属フィードスルーが一切ないこと、
・光ファイバが使用され、５０ｍｍより長い、好ましくは３０ｍｍより長い、より好ましくは２０ｍｍより長い、最も好ましくは１５ｍｍより長い導電ワイヤが使われないこと、
・電磁場の影響を最も受けやすい電子コンポーネントがシールドされること
・ＡＩＭＤと外部処理ユニット（１００）との間の通信が光ファイバのみによること
が含まれる。

上述の特徴により、本発明のＡＩＭＤは、ある刺激パルスが脳の特定の領域の活性化に与える影響をモニタするために、ＭＲ装置に受動的に、すなわちＭＲ画像取得シーケンス中にオフに切り替えるか、又は能動的に、すなわちオンにされ、完全に機能しても使用するのに最も好都合であるものの１つである。各パラメータの影響に関する調査（例えば、要因分析による）は、容易に実行することができ、パルスパラメータの各々の高値及び低値の影響を試験することができる。本発明は、各患者（５１）のために個人化された「アラカルト」の治療刺激パターンの取得を実現する可能性も開く。

本発明のシステムの使用方法
本発明のシステムは、組織の電気又は光刺激のパラメータが脳の対応ゾーンの活性化に与える影響を可視化し、識別する方法における使用に特に適している。これは、各患者に固有の治療計画システムを確立し、神経等の組織の電気又は光刺激のパラメータを最適化して患者に対する最善の効果を生じさせる方法での使用にも非常に適している。何れの方法も以下のステップを含む。
（ａ）前述のシステムを提供するステップと、
（ｂ）患者にシステムのパーツキットのＡＩＭＤを埋め込むステップであって、ＡＩＭＤは、好ましくは、前述のように計測され、４．０ｄＢ以下、好ましくは３．５ｄＢ以下、より好ましくは３．２ｄＢ以下のファントムの背景レベルに正規化された比吸収率（ＳＡＲ）を有するステップと、
（ｃ）光通信リード（１０４）の１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の遠位端を患者（５１）の皮膚（５０）に、患者の体内に埋め込まれたカプセル化ユニット（５）の埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｌｉ）と位置合わせさせて連結し、外部通信ユニット（１０２）とＡＩＭＤ（１）との間の光通信を確立するステップと、
（ｄ）患者をＭＲ装置（２００）内に位置付けるステップと、
（ｅ）インタフェースを介して外部処理ユニット（１００）に第一の刺激パラメータ群を入力し、第一の刺激パラメータ群をカプセル化ユニット（５）の電子回路（５ｅ）に外部通信ユニット（１０２）、１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｌｉ）を介して通信するステップと、
（ｆ）外部処理ユニット（１００）からＩＰＧに、刺激を第一の刺激パラメータ群に従って患者に送達するように命じるステップと、
（ｇ）同時に又は制御された遅延後、患者の脳又は脳領域のＭＲ画像又はスペクトル、好ましくはｆＭＲ画像又はスペクトルを取得するステップと、
（ｈ）ステップ（ｅ）～（ｇ）を第二及びそれ以降の刺激パラメータセットについて繰り返すステップと
を含む。

ステップ（ｆ）で、ＭＲコントローラ（２０１）は外部処理ユニット（１００）に、ＭＲ装置が画像又はスペクトルを取得することができる状態であることを知らせ得、且つ／又は同時に若しくは所定の期間後に外部処理ユニットに対して、ＩＰＧに刺激を第一の刺激パラメータ群に従って患者に送達させることを命じるように命令し得る。

この方法は、組織を刺激して患者の脳のＭＲ画像を取得することを含む先行技術の方法より有利であり、それは、本発明の方法ではオペレータが所定の刺激パルスのトリガを制御するからである。ＭＲ画像の取得は、そのため、刺激が送達されたとの指標に依存し、先行技術の方法よりはるかに高い精度及び高度な制御でパルスの送達と同期させることができる。この指標は、当然のことながら、常に組織が刺激を受けてからでなければ入手することができず、これは、ＭＲ画像を取得するには遅すぎる可能性がある。さらに、外部プロセッサ（１００）とＡＩＭＤ（１）との間に外部通信ユニット（１０２）と光通信リード（１０４）を介して提供される、ＭＲ画像の取得中に生成される電磁場の影響を受けない、容易で完璧な通信路により、オペレータは異なる刺激パラメータ群をごく簡単且つ迅速に試験して、各刺激パラメータがその患者に与える影響を評価することができる。

患者に適用されるこれらの試験は、最適化された刺激パラメータ群による「アラカルト」治療計画システムを確立するために使用され得る。このような試験を統計的に有意な人数の患者に繰り返すことにより、神経刺激によって提供される治癒又は症状緩和の根底にある機序に関する貴重な知識を提供することができる。

１ ＡＩＭＤ
４ エネルギ伝送リード
４ｆ エネルギ伝送リードの光ファイバ
４Ｌ 微小光学素子
４ｓ エネルギ伝送リード高さのセンサ
５ カプセル化ユニット
５ｂ バッテリ
５ｅ カプセル化ユニットの電子回路
５ｈ ハウジング
５ｓ カプセル化ユニット高さのセンサ
６ 組織相互作用ユニット
６ｅ 電極ユニット
６ｏ オプトロードユニット
６ｓ 組織相互作用ユニット高さのセンサ
６ｖ 組織相互作用ユニットのＰＶセル
７＋、７－ コンタクト
１０Ｌ 主発光源
１０Ｐ 埋込型感知式光検出器
１５ｃ 外部通信ユニットの無線通信装置
２０Ｌｅ 外部通信光源
２０Ｌｉ 埋込型通信光源
２０Ｐｅ 外部光検出器
２０Ｐｉ 埋込型通信光検出器
３０Ｌ 電極ユニットに接続された光源
５０ 皮膚
５１ 患者
５２ 治療対象組織
１００ 外部処理ユニット
１０２ 外部通信リード
１０２ｅ 外部通信ユニットの電子回路
１０３ ケージフィードスルー
１０４ 光通信リード
１０４ｆ 光通信リードの光ファイバ
１０５ｄ 光ファイバ４ｆの遠位端と患者の皮膚との間の遠位側インタフェース装置
１０５ｐ 光ファイバ４ｆの遠位端と外部通信ユニットとの間の近位側インタフェース装置
１０５ｐｄ センタリング用光検出器
１１５ｃ 外部処理ユニットの無線通信装置
２００ ＭＲ装置
２００ａ アンテナ
２００ｅ ＲＦ励起コイル
２００ｆ Ｘ３勾配磁場コイル
２００ｍ 主磁石ユニット
２００ｐ Ｘ２勾配磁場コイル
２００ｓ Ｘ１勾配磁場コイル
２０１ ＭＲコントローラ
２１０ コントロールルーム
２１５ｃ ＭＲコントローラの無線通信装置
２２０ ファラデーケージ
３００ 外部喉頭コントローラ
３０４ 外部エネルギ伝送リード
３０４ｆ エネルギ伝送リードの光ファイバ
３５５ ビジュアルディスプレイ
３５５ｃ 制御エネルギパルス
３５５Ｌ Ｖｎに沿った制御パルスを表す喉頭電気活動のピーク
３５７ 音声信号
３６０ 喉頭電極ユニット
３６１ 喉頭電極ユニットの電極
４００ オシロスコープ
４０４ｆ ＡＩＭＤとオシロスコープとの間の光ファイバ
４１５ｃ オシロスコープの無線通信装置
４２５ａ ＡＩＭＤの出力
４２５Ａａ ＭＲテスト後のＡＩＭＤの出力
４２５Ａｂ ＭＲテスト前のＡＩＭＤの出力
４２５Ａｄ ＭＲテスト中のＡＩＭＤの出力
４５２ ファントム
ＡＩＭＤ 能動埋込型医療機器
Ｂ０ 静磁場
Ｂ１ ラジオ波（ＲＦ）磁場
ＥＥＧ 脳電図
ｆＬ ラーモア周波数
ｆＭＲＩ 機能的磁気共鳴画像撮影
ＦＷＨＭ 全幅半値
ＩＰＧ 埋込型パルスジェネレータ
Ｌｘ 喉頭領域
ＭＲＩ 磁気共鳴画像撮影
ＰＰＧ フォトプレチスモグラフィ
ＳＡＲ 比吸収率
ｔ０ 開始時間 ｔ０＝０
ｔｌｘ 最大喉頭電気活動時間
ｔｖ 制御パルス発出時間
Ｖｉ 内部空間
Ｖｍ 喉頭電気活動のピークの最大振幅
Ｖｎ 迷走神経
δｔ０ 期間（ｔｖ－ｔ０）
Δｔ 期間（ｔｌｘ＿ｔ０）

Claims (14)

1. 機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）を有する患者（５１）の中枢神経系の領域を可視化するためのパーツキットにおいて、
   ・内部空間（Ｖｉ）であって、前記内部空間の境界を画定する内面によって画定される壁により、外部環境からシールして分離される内部空間（Ｖｉ）を画定するカプセル化ユニット（５）を含む前記ＡＩＭＤ（１）であって、前記カプセル化の前記壁は、非金属材料で製作され、前記内部空間は、
   〇身体の外部との光通信のために、３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる範囲内で選択される波長に対して所定の透過率を有する壁の部分に対向する埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、
   〇前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）を制御し、したがって前記外部との通信を確保するための電子回路（５ｅ）
   を収容する、前記ＡＩＭＤ（１）、
   ・パラメータ及びコマンドを入力し、且つ情報を表示するように構成されたユーザインタフェースを含む外部処理ユニット（１００）、
   ・外部通信ユニット（１０２）であって、前記外部処理ユニット（１００）と通信し、且つ外部通信光源（２０Ｌｅ）、外部光検出器（２０Ｐｅ）及び電子回路（１０２ｅ）であって、
   〇前記外部処理ユニット（１００）に入力され、且つ前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）によって受信された前記パラメータ及びコマンドを表す信号を発出するように前記外部通信光源を制御することと、
   〇前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）によって発出され、且つ前記外部光検出器（２０Ｐｅ）によって受信された光通信信号を表す情報を前記外部処理ユニット（１００）に伝送することと
   を行うように構成された電子回路（１０２ｅ）を含む外部通信ユニット（１０２）、
   ・光通信リード（１０４）であって、
   〇前記ＡＩＭＤ（１）の前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）と、前記外部通信ユニット（１０２）の前記外部通信光検出器（２０Ｐｅ）との間、及び
   〇前記外部通信ユニット（１０２）の前記外部通信光源（２０Ｌｅ）と、前記ＡＩＭＤ（１）の前記埋込型光検出器（２０Ｐｉ）との間
   の光通信を確立するための光ファイバ（１０４ｆ）を含み、したがって前記外部処理ユニット（１００）と前記ＡＩＭＤとの間の遠隔光通信を可能にする光通信リード（１０４）
   を含むことを特徴とするパーツキット。
2. 請求項１に記載のパーツキットにおいて、前記ＡＩＭＤは、
   ・３８０ｎｍ～５μｍ、好ましくは６００ｎｍ～２２００ｎｍに含まれる所定の波長範囲の主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）であって、一方又は両方は、前記内部空間（Ｖｉ）内に収容され、且つ前記波長範囲に対する透過率を有する窓を形成する壁部分に対向し、前記主発光源（１０Ｌ）は、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するように構成され、前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）は、光信号を受信するように構成される、主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）、
   ・前記カプセル化ユニットから分離しており、且つ組織と相互作用するように構成された組織相互作用ユニット（６）、
   ・前記カプセル化ユニット（５）に連結され、且つ前記主発光源（１０Ｌ）及び／又は前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）と位置合わせされて前記カプセル化ユニットの前記窓に対向する近位端と、前記組織相互作用ユニットに連結された遠位端とを有する光ファイバを含むエネルギ伝送リード（４）であって、導電ワイヤを含まないエネルギ伝送ユニット（４）
   を含み、前記電子回路（５ｅ）は、前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）、前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、前記主発光源（１０Ｌ）及び前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）を制御するように構成されることを特徴とするパーツキット。
3. 請求項２に記載のパーツキットにおいて、前記ＡＩＭＤは、
   ・前記内部空間内に取り囲まれ、且つ定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するための、前記主発光源（１０Ｌ）を含む埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）であって、前記電子回路（５ｅ）は、前記ＩＰＧを制御するように構成される、埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）
   を含む刺激ＡＩＭＤであり、
   ・前記組織相互作用ユニット（６）は、
   〇相互に分離され、且つ非導電性支持部上に支持される２つ、好ましくは３つのコンタクト（７＋、７－）をそれぞれ含む１つ又は複数のコンタクトユニットに連結された光起電セル（６ｖ）を含む電極ユニット（６ｅ）であって、前記光ファイバの前記遠位端は、前記電極ユニット（６ｅ）に連結され、且つ前記光起電セルに対向する、電極ユニット（６ｅ）、又は
   〇オプトロードユニット（６ｏ）
   の何れかであることを特徴とするパーツキット。
4. 請求項３に記載のパーツキットにおいて、
   ・前記組織相互作用ユニット（６）を形成する前記電極ユニット（６ｅ）は、前記患者（５１）の迷走神経に連結するのに適しており、
   ・前記外部処理ユニット（１００）の前記ユーザインタフェースは、制御エネルギパルス（３５５ｃ）の制御パルスパラメータを入力するように構成され、
   ・前記外部通信ユニット（１０２）は、前記外部処理ユニット（１００）と通信し、及び前記埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、前記外部処理ユニット（１００）に入力され、且つ前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）によって受信された前記制御バルスパラメータを表す信号を発出するように命令する信号を前記電子回路（５ｅ）に送信するように構成され、
   前記パーツキットは、外部喉頭コントローラ（３００）であって、
   ・喉頭領域（Ｌｘ）の高さにおいて前記患者の首の皮膚（５０）に連結されるのに適しており、且つ前記喉頭領域での喉頭電気活動を計測するのに適している喉頭電極（３６１）を含む喉頭電極ユニット（３６０）と、
   ・前記喉頭電極ユニットから前記外部処理ユニット（１００）に光信号を伝送するための１つ又は複数の光ファイバ（３０４ｆ）を含む外部エネルギ伝送リード（３０４）であって、前記光信号は、前記喉頭領域において前記喉頭電極（３６１）によって計測された喉頭電気活動を表す、外部エネルギ伝送リード（３０４）と
   を含む外部喉頭コントローラ（３００）をさらに含み、前記外部処理ユニット（１００）は、前記外部エネルギ伝送リードによって伝送された光信号を、前記光信号の強度を示す視覚的（３５５）、数値的又は音響的（３５７）形態に変換するように構成されることを特徴とするパーツキット。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のパーツキットにおいて、前記ＡＩＭＤは、前記患者（５１）のバイオマーカをモニタするように構成されたモニタ装置であって、前記内部空間内又は前記パーツキットが請求項２に記載のものである場合には前記組織相互作用ユニット（６）内に配置された１つ又は複数のセンサを含むモニタ装置であり、前記１つ又は複数のセンサは、１つ若しくは複数の光センサ並びに／又は脳電図（ＥＥＧ）、電気筋肉及び神経活動センサ、加速度計、血行動態活動センサの１つ若しくは複数を含み、前記カプセル化ユニットは、好ましくは、フィードスルーを含まないことを特徴とするパーツキット。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のパーツキットにおいて、前記非金属材料は、セラミック及びポリマーの中から選択され、好ましくはセラミック、より好ましくは石英ガラス又はスピネルであり、前記壁の部分は、室温において、８５０ｎｍの波長に対して少なくとも７５％の透過率を有することを特徴とするパーツキット。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のパーツキットにおいて、前記光通信リード（１０４）は、少なくとも２つの光ファイバ（１０４ｆ）を含み、各光ファイバは、
   ・近位端であって、前記外部通信ユニット（１０２）に連結される近位側インタフェース装置（１０５ｐ）に挿入され、それにより、前記光ファイバは、前記外部通信ユニット（１０２）の前記外部通信光検出器（２０Ｐｅ）及び外部通信光源（２０Ｌｅ）と最適に位置合わせされる、近位端と、
   ・遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）に挿入される遠位端であって、前記光ファイバ（１０４ｆ）の前記遠位端を前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び前記埋込型通信光検出器（２０Ｌｉ）と位置合わせするために、前記遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）は、好ましくは、Ｎ辺の多角形を形成する、Ｎ＞２のいくつかのセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）であって、前記遠位側インタフェース装置（１０５ｄ）が、前記患者（５１）の皮膚（５０）上において、前記Ｎ個のセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）が前記皮膚に対向する状態でおよそ前記カプセル化ユニット（５）の位置の上に載せられるとき、前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）によって発出された光ビームを受信し、且つその強度を検出するように構成されたセンタリング用光検出器（１０５ｐｄ）を含む、遠位端と
   を含み、レンズ、コリメータ、拡散器、偏光板又はフィルタの何れかの１つ又は複数を含む微小光学素子であって、背前記光ファイバの各々の前記近位端及び／又は遠位端からの又はそれに向かう両方の方向に伝播する光のビームを整形するように構成される微小光学素子が好ましくは提供されることを特徴とするパーツキット。
8. 機能的磁気共鳴画像撮影（ｆＭＲＩ）法を含む磁気共鳴画像撮影（ＭＲＩ）法により、埋め込まれた能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）を有する患者（５１）の中枢神経系の領域を可視化するためのシステムにおいて、
   ・請求項１乃至７の何れか１項に記載のパーツキットであって、前記ＡＩＭＤは、前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）が前記患者の皮膚の領域に対向する状態で前記患者に埋め込まれる、パーツキット、
   ・前記患者の中枢神経系の機能的磁気共鳴画像（ｆＭＲＩ）又はスペクトル（ｆＭＲＳ）を含む磁気共鳴画像（ＭＲＩ）又はスペクトル（ＭＲＳ）を生成するための、ファラデーケージ（２２０）内に配置された磁気共鳴（ＭＲ）装置（２００）、
   ・前記ファラデーケージの外に配置されたコントロールルーム（２１０）であって、
   〇前記外部処理ユニット（１００）、
   〇前記外部処理ユニット（１００）と無線通信又は有線若しくは光通信する前記外部通信ユニット（１０２）、
   〇前記ＭＲ装置の機能を制御するためのＭＲコントローラ（２０１）
   を取り囲むコントロールルーム（２１０）、
   ・前記光通信リード（１０４）の前記１つ又は複数の光ファイバ（１０４ｆ）の各々を通して、
   〇前記外部通信ユニット（１０２）に連結され、且つ前記コントロールルーム内に配置される近位端と、
   〇前記ファラデーケージ内に配置され、且つ前記カプセル化ユニット（５）の前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び／又は前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）と良好に位置合わせされて前記患者の前記皮膚の領域に連結される遠位端と
   の間における連続的な光通信を提供するように構成されたケージフィードスルー（１０３）
   を含み、それにより、前記外部処理ユニット（１００）は、前記電子回路にパラメータ及びコマンドを伝送し、且つ前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）から送信された情報を表示するために、前記カプセル化ユニット（５）の前記電子回路（５ｅ）と双方向通信することを特徴とするシステム。
9. 請求項８に記載のシステムにおいて、前記パーツキットは、請求項２乃至７の何れか１項に記載のものであり、前記外部処理ユニット（１００）は、ＭＲ画像生成並びに前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）、前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、前記主発光源（１０Ｌ）及び前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させるために、前記ＭＲコントローラ（２０１）と通信することを特徴とするシステム。
10. 請求項９に記載のシステムにおいて、前記パーツキットは、請求項４に記載のものであり、ＭＲ画像生成及び前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）の１つ又は複数の作動の時間シーケンスを同期させることは、前記外部通信ユニット（１０２）が、前記埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、前記制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令する信号を前記カプセル化ユニット（５）の前記電子回路（５ｅ）に送信する時間を前記同期のための開始時点とすることを含むことを特徴とするシステム。
11. 患者（５１）の身体内に埋め込むための能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）において、以下のユニット：
    ・内部空間（Ｖｉ）であって、前記内部空間の境界を画定する内面によって画定される壁により、外部環境からシールして分離される内部空間（Ｖｉ）を画定するカプセル化ユニット（５）であって、前記カプセル化の前記壁は、セラミック材料で製作され、前記内部空間は、
    〇前記身体の外部との光通信のために、５００～１２００ｎｍの波長に対する透過率を有する壁の部分に対向する埋込型通信光源（２０Ｌｉ）及び埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、
    〇３８０～２２００ｎｍに含まれる所定の波長範囲の主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）であって、前記波長範囲に対する透過率を有する窓に対向し、前記主発光源（１０Ｌ）は、定義されたパラメータに従って光エネルギのパルスを送信するように構成され、前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）は、光信号を受信するように構成される、主発光源（１０Ｌ）及び／又は埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）、
    〇前記埋込型通信光源（２０Ｌｉ）、前記埋込型通信光検出器（２０Ｐｉ）、前記主発光源（１０Ｌ）及び前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）を制御するための電子回路（５ｅ）
    を収容する、カプセル化ユニット（５）、
    ・前記カプセル化ユニットから分離しており、且つ組織と相互作用するように構成された組織相互作用ユニット（６）、
    ・前記カプセル化ユニット（５）に連結され、且つ前記主発光源（１０Ｌ）及び／又は前記埋込型感知式光検出器（１０Ｐ）と位置合わせされて前記カプセル化ユニットの前記窓に対向する近位端と、前記組織相互作用ユニットに連結された遠位端とを有する光ファイバを含むエネルギ伝送リード（４）であって、導電ワイヤを含まないエネルギ伝送リード（４）
    を含み、ファントム（４５２）中に完全に浸漬された前記ＡＩＭＤは、４．０ｄＢ以下、好ましくは３．５ｄＢ以下、より好ましくは３．２ｄＢ以下の、前記ファントムの背景レベルに正規化された比吸収率（ＳＡＲ）を、以下の条件
    ・前記ファントムが一定の温度に保持され、且つ０．４７Ｓ／ｍの導電率及び７８の相対誘電率を有する組織模倣媒質で構成されること、
    ・前記ファントム中に６５ｍｍの深さにおいて完全に浸漬されたインプラントを、ｆ＝６４ＭＨｚの周波数で振動する磁場（Ｂ）にさらし、且つ３６．３１Ｖ＿ｒｍｓ／ｍの一定の接線方向の電場（Ｅ）を誘導するように構成される、ＩＳＯ／ＴＳ １０９７４：２０１８に適合するバードケージ共鳴器の内部に前記ファントムが配置されること、
    ・前記ＳＡＲが、前記カプセル化ユニット、前記エネルギ電送リード及び前記組織相互作用ユニットの前記ＳＡＲを計測するために前記ＡＩＭＤの２ｍｍに位置付けられたセンサ（４ｓ～６ｓ）で計測され、前記比吸収率（ＳＡＲ）が、前記３つの主要なコンポーネントで計測された値の最も高いものであること
    にさらされたときに生じさせることを特徴とする能動埋込型医療機器（ＡＩＭＤ）（１）。
12. 請求項１１に記載のＡＩＭＤにおいて、
    （ａ）前記内部空間は、定義されたパラメータに従い、光エネルギのパルスを、前記エネルギ伝送リード（４）を通して前記組織相互作用ユニット（６）に送信するための、前記主発光源（１０Ｌ）を含む埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）を収容し、及び
    （ｂ）前記組織相互作用ユニット（６）は、
    ・相互に分離され、且つ非導電性支持部上に支持された２つ、好ましくは３つのコンタクト（７＋、７－）に連結された光起電セル（６ｅ）を含む電極ユニット（６ｅ）、又は
    ・オプトロードユニット（６ｏ）
    を形成することを特徴とするＡＩＭＤ。
13. 請求項１２に記載のＡＩＭＤにおいて、使用中のＭＲ装置（２００）内で完全に機能し、前記ＡＩＭＤの完全な機能性は、
    ・外部喉頭コントローラ（３００）であって、
    〇喉頭領域（Ｌｘ）の高さにおいて前記患者（５１）の首の皮膚（５０）に連結され、且つ前記喉頭領域での喉頭電気活動を計測するのに適している喉頭電極（３６１）を含む喉頭電極ユニット（３６０）と、
    〇前記喉頭電極ユニットから前記外部処理ユニット（１００）に光信号を伝送するための１つ又は複数の光ファイバ（３０４ｆ）を含む外部エネルギ伝送リード（３０４）であって、前記光信号は、前記喉頭領域において前記喉頭電極（３６１）によって計測された喉頭電気活動を表す、外部エネルギ伝送リード（３０４）と
    を含む外部喉頭コントローラ（３００）を提供すること、
    ・前記患者を前記ＭＲ装置（２００）内に位置付けることであって、前記ＡＩＭＤは、前記電極ユニット（６ｅ）が迷走神経に連結された状態で埋め込まれる、位置付けること、
    ・制御エネルギパルス（３５５ｃ）の制御パルスパラメータを前記外部処理ユニットに入力し、且つ前記埋込型パルスジェネレータ（ＩＰＧ）に対して、前記制御パルスパラメータを表す信号を発出するように命令すること、
    ・前記ＭＲ装置が休止している状態及び前記ＭＲ装置が、ＭＲ画像（ＭＲＩ）又は機能的ＭＲ画像（ｆＭＲＩ）を生成するのに適した条件で作動されている状態で、前記喉頭領域（Ｌｘ）での前記喉頭電気活動を前記喉頭電極ユニット（３６０）で計測すること、
    ・前記ＭＲ装置が作動されている状態でこのように計測される、前記迷走神経に沿った前記制御パルスの伝播を表す前記喉頭電気活動のピーク（３５５Ｌ）を、前記ＭＲ装置が休止している状態で計測されたものと比較すること
    で特定され、前記ＡＩＭＤは、前記ＭＲ装置が作動されている状態で計測された前記ピーク（３５５Ｌ）の高さ（Ｖｍ）及び半値全幅（ＦＷＨＭ）が、前記ＭＲ装置が休止している状態で計測された前記ピーク（３５５Ｌ）の前記高さ（Ｖｍ）及び半値全幅（ＦＷＨＭ）の±１０％以下、好ましくは±５％以下だけ逸脱する場合、使用中のＭＲ装置（２００）内で完全に機能していることを特徴とするＡＩＭＤ。
14. 請求項１２又は１３に記載のＡＩＭＤにおいて、使用中の前記ＭＲ装置（２００）内で完全に機能し、前記ＡＩＭＤの完全な機能性は、ＩＳＯ ＴＳ １０９７４：２０１８のセクション１７に提供されている試験基準を使用するＭＲ試験を適用することにより、
    ・前記ＡＩＭＤの前記電子回路（５ｅ）が、以下のパラメータ：
    〇１０００μＡ、３０Ｈｚ、７秒のＯＮ時間における標準刺激、
    〇定義されたＲＡＭゾーンから別のものへの１２８バイトメモリデータ転送、
    〇ＲＡＭへの１２８インクリメンタルバイトのメモリ書き込み、
    〇１２秒にわたる刺激停止
    によって定義されるサイクル試験を実行するように構成されている状態で、前記ＡＩＭＤの機能状態が前記試験前、その間及びその後にチェックされること、
    ・ＡＩＭＤ出力（４２５Ａ）のリアルタイムのモニタリングが、
    〇前記電極ユニット（６ｅ）の前記コンタクトに接続された光源（３０Ｌ）、又は
    〇前記オプトロードユニット（６ｏ）
    と光ファイバ（４０４ｆ）を通して光通信するオシロスコープ上で記録及び表示されること、
    ・前記ＩＰＧの前記主発光源（１０Ｌ）によって送信された前記光エネルギのパルスを表す光信号を発出すること
    で特定され、前記ＡＩＭＤは、以下の条件：
    ・前記ＭＲ試験前（４２５Ａｂ）、その間（４２５Ａｄ）及びその後（４２５Ａａ）の前記出力の変動が以下の範囲内
    〇前記光エネルギのパルスの周波数の変動が±５％以下、好ましくは±１％以下であること、及び
    〇パルス持続時間の変動が±５％以下、好ましくは±１％であること、及び
    〇振幅の変動が±１０％以下、好ましくは±５％以下、より好ましくは±１％以下であること
    であり、及び
    ・デューティサイクル（＝ＯＮ時間／（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間））が前記ＭＲ試験前、その間及びその後に３６～３８％に含まれ、及び
    ・前記ＭＲ試験前及びその後、前記ＲＡＭの破壊、好ましくはＲＯＭの破壊及び／又は予期しないシステムリセットが特定されないこと
    が満たされる場合、完全に機能していると考えられることを特徴とするＡＩＭＤ。
    
    

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