JP3174213B2 - Percutaneous charging device for biological implantable devices - Google Patents

Percutaneous charging device for biological implantable devices

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JP3174213B2
JP3174213B2 JP04066294A JP4066294A JP3174213B2 JP 3174213 B2 JP3174213 B2 JP 3174213B2 JP 04066294 A JP04066294 A JP 04066294A JP 4066294 A JP4066294 A JP 4066294A JP 3174213 B2 JP3174213 B2 JP 3174213B2
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株式会社カージオペーシングリサーチ・ラボラトリー
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、心臓ペースメーカ等の
ような生体植え込み機器用の体内電池を体外から充電す
るための経皮充電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transcutaneous charging device for externally charging an internal battery for a biological implantable device such as a cardiac pacemaker.

【0002】心臓ペースメーカ等生体植え込み機器の制
御回路などへ給電をするためのデバイスとして、体積当
たりのエネルギ量の大きな一次電池が用いられている。
しかし、一次電池は充電ができないので、電池が寿命に
達すると新しい電池が充填された機器の再植え込みなど
が必要となり、患者にとって精神的、肉体的負担が大き
い。このため、充電が可能な二次電池の導入が望まれて
いる。
[0002] A primary battery having a large amount of energy per volume is used as a device for supplying power to a control circuit or the like of a biological implanting device such as a cardiac pacemaker.
However, since the primary battery cannot be charged, when the battery reaches the end of its life, re-implantation of a device filled with a new battery is required, and the mental and physical burden on the patient is great. For this reason, introduction of a rechargeable secondary battery is desired.

【0003】ただし、二次電池を有する生体植え込み機
器に対して体外から経皮充電を行うためには、二次電池
の充電状況に基づいて、充電動作を継続するか否か等を
判断するための情報を体外へ送信する必要がある。
[0003] However, in order to perform percutaneous charging of a living body implanted device having a secondary battery from outside the body, it is necessary to determine whether or not to continue the charging operation based on the charging status of the secondary battery. Information needs to be transmitted outside the body.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、このような充電制御を実施するに
は、インバータ回路によって体外側から交流電磁界を連
続して発生させて体内側に送電し、体内側からは、二次
電池に対する充電監視情報等をテレメトリにより体外側
装置に常時送信するようにしていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to implement such charging control, an AC electromagnetic field is continuously generated from the outside of the body by an inverter circuit and transmitted to the inside of the body, and the rechargeable battery is charged from the inside of the body. Monitoring information and the like are always transmitted to the extracorporeal device by telemetry.

【0005】そして、二次電池の電圧などテレメトリに
よる監視情報を基に、体外側から充電のための交流電磁
界を発生させて体内側に送電し、充電動作を実行してい
た。
[0005] Then, based on monitoring information by telemetry such as the voltage of a secondary battery, an alternating electromagnetic field for charging is generated from the outside of the body and transmitted to the inside of the body to perform a charging operation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の装
置においては、充電のための体外側からの交流電磁界の
送電と体内側からのテレメトリ監視情報の送信とが同時
に実施される。
In the conventional apparatus as described above, the transmission of an AC electromagnetic field from the outside of the body for charging and the transmission of telemetry monitoring information from the inside of the body are performed simultaneously.

【0007】しかし、送電動作の実施中は、充電のため
の電磁界強度が非常に大きいので、二次電池の監視情報
などをテレメトリにより体外側に情報転送する際のテレ
メトリ電磁界が、送電電磁界による強い干渉を受ける。
However, during the power transmission operation, the intensity of the electromagnetic field for charging is very large, so that the telemetry electromagnetic field when information such as monitoring information of the secondary battery is transferred to the outside of the body by telemetry is transmitted by the transmission electromagnetic field. Receive strong interference from the world.

【0008】その結果、テレメトリによる経皮間転送情
報に誤りが生じたり、二次電池に対する正しい充電制御
ができなかったり、二次電池の過充電による電池自体や
他の電子回路部品の破壊に至らしめるなどの危険性があ
った。
[0008] As a result, errors occur in transcutaneous transfer information by telemetry, correct charging control of the secondary battery cannot be performed, and the battery itself and other electronic circuit components are destroyed due to overcharging of the secondary battery. There was a danger of closing.

【0009】そこで本発明は、体内に埋め込まれた電池
からの充電監視制御情報を、電池に充電する際の交流電
磁界で乱されることなく正確に取り出すことのできる生
体植え込み機器用経皮充電装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a transcutaneous charging system for a biological implantable device which can accurately extract charge monitoring control information from a battery implanted in a body without being disturbed by an alternating electromagnetic field when charging the battery. It is intended to provide a device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の生体植え込み機器用経皮充電装置は、生体
内に植え込まれる機器に対して電気エネルギを供給する
ために生体内に埋め込まれる電池53と、上記生体内の
電池53を充電するための交流電磁界を体外で発生して
経皮的に上記電池53に送電するための経皮充電手段1
0,20と、上記生体内において上記電池53の充電状
況を監視してその充電監視情報を経皮的に体外に送信す
るための充電状況監視手段54,56と、上記充電状況
監視手段54,56から送られてくる充電監視情報を体
外で受信してその信号の内容に応じて上記経皮充電手段
10,20の動作を制御する充電制御手段34,35と
を有する生体植え込み機器用経皮充電装置において、上
記経皮充電手段10,20は上記電池53を充電するた
めの交流電磁界を間欠的に発生し、その交流電磁界が発
生していない時間帯に上記充電状況監視手段54,56
と上記充電制御手段34,35との間で充電監視情報の
送受信を行うようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a transdermal charging device for a living body implantable device according to the present invention is provided in a living body for supplying electric energy to a device implanted in the living body. A battery 53 to be implanted and a transcutaneous charging means 1 for generating an AC electromagnetic field outside the body for charging the battery 53 in the living body and percutaneously transmitting power to the battery 53
0, 20; charging status monitoring means 54, 56 for monitoring the charging status of the battery 53 in the living body and transmitting the charging monitoring information to the outside of the body percutaneously; Percutaneous transdermal device for a living body implantable device having charge control means 34 and 35 for receiving the charge monitoring information sent from the outside of the body and controlling the operation of the transdermal charge means 10 and 20 according to the content of the signal. In the charging device, the percutaneous charging means 10 and 20 intermittently generate an AC electromagnetic field for charging the battery 53, and the charging state monitoring means 54 and 20 during a time period when the AC electromagnetic field is not generated. 56
And transmission / reception of charge monitoring information between the charge control means 34 and 35.

【0011】なお、上記充電制御手段34,35は、上
記充電状況監視手段54,56による監視の結果上記電
池53の起電圧が所定電圧に達しない場合には上記経皮
充電手段10,20に交流電磁界を間欠的に発生させ、
上記電池53の起電圧が所定電圧に達すると上記経皮充
電手段10,20に交流電磁界の発生を停止させるよう
にしてもよい。
If the electromotive voltage of the battery 53 does not reach the predetermined voltage as a result of monitoring by the charging status monitoring means 54, 56, the charging control means 34, 35 Intermittently generate an alternating electromagnetic field,
When the electromotive voltage of the battery 53 reaches a predetermined voltage, the transdermal charging means 10 and 20 may stop generating an AC electromagnetic field.

【0012】また、上記充電制御手段34,35は、上
記充電状況監視手段54,56による監視の結果上記電
池53の起電圧が所定電圧に達しない場合には、その充
電電流値と所定値との差の大きさに応じて充電電流値が
上記所定値になるように交流電磁界の強度を制御するよ
うにしてもよい。
[0012] If the electromotive voltage of the battery 53 does not reach the predetermined voltage as a result of monitoring by the charging status monitoring means 54 and 56, the charging control means 34 and 35 determine the charging current value and the predetermined value. The magnitude of the AC electromagnetic field may be controlled so that the charging current value becomes the above-described predetermined value according to the magnitude of the difference between the two.

【0013】そしてさらに、上記充電状況監視手段5
4,56による監視の結果上記電池53に対する充電電
流が所定値に達しない場合に警報を発するための警報発
生手段を設けてもよい。
Further, the charging status monitoring means 5
Alarm monitoring means for issuing an alarm when the charging current for the battery 53 does not reach a predetermined value as a result of monitoring by the monitoring units 4 and 56 may be provided.

【0014】[0014]

【作用】経皮充電手段は体内の電池を充電するための交
流電磁界を体外で間欠的に発生し、その充電用の交流電
磁界が発生していない時間帯に充電状況監視手段と充電
制御手段との間で充電監視情報の送受信が行われる。し
たがって、充電監視情報の送受信は充電用交流電磁界に
よる干渉を受けない。
The transcutaneous charging means intermittently generates an AC electromagnetic field for charging the battery inside the body outside the body, and the charging status monitoring means and the charge control during a time period when the AC electromagnetic field for charging is not generated. Transmission and reception of the charge monitoring information is performed with the means. Therefore, transmission and reception of the charge monitoring information is not affected by the charging AC electromagnetic field.

【0015】[0015]

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図1は、
生体植え込み機器用経皮充電装置の全体構成図である。
An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a transdermal charging device for a biological implantable device.

【0016】1は、生体植え込み機器(例えば心臓ペー
スメーカー)に経皮充電するために、体外に配置された
充電器用の電源としての一次電池である。10は、経皮
充電用の交流電磁界の強度を、生体植え込み機器に使用
する二次電池53の電圧等に応じたものにするために、
体外側の一次電池1の電圧を変圧(昇降圧)するための
変圧回路であり、インダクタンス11、スイッチング用
トランジスタ12、ダイオード13、平滑用コンデンサ
14などから構成される。
Reference numeral 1 denotes a primary battery as a power source for a charger placed outside the body for percutaneously charging a living body implanting device (for example, a cardiac pacemaker). 10 is to set the strength of the AC electromagnetic field for transdermal charging in accordance with the voltage or the like of the secondary battery 53 used in the living body implanting device,
This is a voltage transformation circuit for transforming (stepping up / down) the voltage of the primary battery 1 outside the body, and includes an inductance 11, a switching transistor 12, a diode 13, a smoothing capacitor 14, and the like.

【0017】変圧回路10において、昇圧又は降圧を行
って所望の直流電圧を得るには、スイッチング用トラン
ジスタ12を導通させるためのゲートに印加する制御パ
ルスのパルス幅を調整すればよい。
In order to obtain a desired DC voltage by performing a step-up or step-down operation in the transformer circuit 10, the pulse width of a control pulse applied to a gate for turning on the switching transistor 12 may be adjusted.

【0018】20は、経皮充電を行うための交流電磁界
を発生させるインバータ回路であり、基本的には4つの
スイッチング用トランジスタ21〜24を直並列にブリ
ッジ状に組み合わせて構成されている。
Reference numeral 20 denotes an inverter circuit for generating an AC electromagnetic field for transcutaneous charging, which is basically constructed by combining four switching transistors 21 to 24 in series and in a bridge.

【0019】インバータ回路20においては、変圧回路
10から給電される直流電圧を、スイッチング用トラン
ジスタ21〜24を二つずつ(21と24及び22と2
3)組み合わせて、互いに異なる時期に導通するよう制
御することにより、図示のA, B間に交流電圧を発生す
る。
In the inverter circuit 20, the DC voltage supplied from the transformer circuit 10 is applied to two switching transistors 21 to 24 (21 and 24 and 22 and 2
3) An AC voltage is generated between A and B in the figure by controlling the conduction at different times in combination.

【0020】交流電圧の振幅を変化させたり発生を停止
するには、2組のスイッチング用トランジスタ21,2
4及び22,23のゲートに印加する制御パルスの時間
幅を変化させたり、印加する制御パルスを停止させるこ
とにより実施することができる。25は平滑用コンデン
サである。
To change the amplitude of the AC voltage or stop the generation, the two sets of switching transistors 21 and
This can be implemented by changing the time width of the control pulse applied to the gates of the gates 4 and 22 and 23 or by stopping the applied control pulse. 25 is a smoothing capacitor.

【0021】31は、インバータ回路20により発生し
た交流電圧を基に、生体内に植え込まれた機器に送電を
するための送電用コイルであり、そのコイルは、電磁界
の放射指向性を特定したり強度を強めるため、フェライ
ト磁心などに編組される。
Reference numeral 31 denotes a power transmission coil for transmitting power to a device implanted in a living body based on the AC voltage generated by the inverter circuit 20, and the coil specifies the radiation directivity of the electromagnetic field. It is braided into a ferrite core or the like to increase its strength.

【0022】100は、生体の皮膚表面から生体内に植
え込まれた機器までの間に介在する筋又は脂肪などの生
体組織である(ここでは以下「生体の皮膚100」と表
現する)。
Reference numeral 100 denotes a living tissue such as a muscle or a fat interposed between the skin surface of the living body and the device implanted in the living body (hereinafter, referred to as "living body skin 100").

【0023】51は、生体植え込み機器(例えば心臓ペ
ースメーカー)のケースであり、チタニュームなどの金
属あるいは金属合金で構成され、その表面は、生体に炎
症が生じないよう、高分子樹脂などにより覆って構成さ
れる。
Reference numeral 51 denotes a case of a living body implanting device (for example, a cardiac pacemaker), which is made of a metal such as titanium or a metal alloy, and whose surface is covered with a polymer resin or the like so as not to cause inflammation in the living body. Is done.

【0024】52は、植え込み機器ケース51内に搭載
された受電用コイルであり、充電のための交流電磁界を
生体の皮膚100および植え込み機器用ケース51を介
して、体外の送電用コイル31から受電する。
Reference numeral 52 denotes a power receiving coil mounted in the implantable device case 51. The power receiving coil 52 transmits an AC electromagnetic field for charging from the extracorporeal power transmitting coil 31 through the skin 100 of the living body and the implantable device case 51. Receive power.

【0025】60は受電用整流回路であり、ブリッジ状
に組み合わされた4つのダイオード61〜64と平滑用
コンデンサ65とで構成され、受電用コイル52で受電
した交流電圧を全波整流してリップルを除去する。
Reference numeral 60 denotes a power receiving rectifier circuit, which is composed of four diodes 61 to 64 and a smoothing capacitor 65 combined in a bridge shape. The AC voltage received by the power receiving coil 52 is full-wave rectified and rippled. Is removed.

【0026】53は、植え込み機器に稼動及び制御のた
めの電気エネルギを供給する充電可能な二次電池であ
り、受電用整流回路60の直流出力により充電される。
充電のやり方は、定電圧充電と定電流充電のいずれを採
用してもよい。
Reference numeral 53 denotes a chargeable secondary battery that supplies electric energy for operation and control to the implanted device, and is charged by a DC output of the power receiving rectifier circuit 60.
As a charging method, either constant voltage charging or constant current charging may be adopted.

【0027】54は、二次電池53が充電される際に、
充電電流をモニタするための既知の抵抗値を有する電流
監視抵抗器である。二次電池53の内部インピーダンス
は一般に充電率により変化するので、二次電池53に対
して定電流充電を行うためには、充電のための交流電磁
界の強度を絶えず適正に変化させる必要がある。この時
々の充電電流値は、電流監視抵抗器54の両端に生ずる
電位差から換算することができる。
Reference numeral 54 denotes when the secondary battery 53 is charged.
It is a current monitoring resistor having a known resistance value for monitoring a charging current. Since the internal impedance of the secondary battery 53 generally changes depending on the charging rate, in order to perform constant-current charging on the secondary battery 53, it is necessary to constantly and appropriately change the intensity of the AC electromagnetic field for charging. . The charging current value at this time can be converted from a potential difference generated between both ends of the current monitoring resistor 54.

【0028】55は、植え込み機器の制御回路等からな
る負荷であり、この負荷が稼動するための電力は二次電
池53から供給される。56は、二次電池53の電圧及
び充電時の充電電流として既知の抵抗値を有する電流監
視抵抗器54の両端に生ずる電位差を計測したり、それ
らの値を基に二次電池53の電圧が既定値に達したのか
否かを判定して、充電動作をさらに継続するか、あるい
は停止するかの制御信号などを生成するための充電監視
制御回路である。
Reference numeral 55 denotes a load including a control circuit of the implanted device and the like, and electric power for operating the load is supplied from the secondary battery 53. 56 measures the potential difference generated between both ends of the current monitoring resistor 54 having a known resistance value as the voltage of the secondary battery 53 and the charging current at the time of charging, and the voltage of the secondary battery 53 is determined based on those values. This is a charge monitoring control circuit for determining whether or not a predetermined value has been reached and generating a control signal for determining whether to continue or stop the charging operation.

【0029】57は、充電監視制御回路56からの出力
情報をテレメトリにより体外側の充電器に送信するため
に、キャリア信号を変調して送信するテレメトリ送信回
路である。58は、植え込み機器からテレメトリ用の充
電監視制御情報を体外側の受信アンテナコイル32に送
信するための送信アンテナコイルである。
Reference numeral 57 denotes a telemetry transmission circuit for modulating and transmitting a carrier signal in order to transmit output information from the charge monitoring control circuit 56 to a charger outside the body by telemetry. Reference numeral 58 denotes a transmitting antenna coil for transmitting charging monitoring control information for telemetry from the implanted device to the receiving antenna coil 32 outside the body.

【0030】充電監視制御回路56からの送信信号は、
送信アンテナコイル58から植え込み機器ケース51と
生体の皮膚100とを介して体外に伝達され、体外側の
テレメトリ信号受信アンテナコイルで受信される。33
は、受信したテレメトリ信号を復調して、充電監視制御
情報に変換するためのテレメトリ受信回路である。
The transmission signal from the charge monitoring control circuit 56 is
The signal is transmitted from the transmitting antenna coil 58 to the outside of the body via the implantable device case 51 and the skin 100 of the living body, and is received by the telemetry signal receiving antenna coil outside the body. 33
Is a telemetry receiving circuit for demodulating the received telemetry signal and converting it into charging monitoring control information.

【0031】34は、インバータ回路20の動作を制御
するためのインバータ制御回路であり、充電監視制御情
報として、例えば充電が完了して充電を停止すべき旨の
テレメトリ信号を受信したとき、インバータ回路20の
スイッチングトランジスタ21〜24の動作を停止する
ため、ゲートに印加する制御パルスを非導通状態にさせ
るよう出力する。
Numeral 34 denotes an inverter control circuit for controlling the operation of the inverter circuit 20. When charge management information is received, for example, when a telemetry signal indicating that charging is completed and charging should be stopped is received, the inverter control circuit 34 controls the operation of the inverter circuit 20. In order to stop the operation of the twenty switching transistors 21 to 24, a control pulse applied to the gate is output so as to make it non-conductive.

【0032】35は充電制御回路であり、充電監視制御
情報として、例えばさらに充電電流を増加させるべき旨
のテレメトリ信号を受信したとき、変圧回路10のスイ
ッチング用トランジスタ12の導通期間を増加させるよ
うゲートに印加するパルスを制御する。
Reference numeral 35 denotes a charge control circuit, which is a gate for increasing the conduction period of the switching transistor 12 of the transformer 10 when a telemetry signal indicating that the charge current should be further increased is received as charge monitoring control information. Control the pulse applied to.

【0033】36は、植え込み機器の二次電池53につ
いて充電監視情報を体外側充電器10,20でモニタし
たり、必要な各種操作を実施するための表示・警報・操
作回路である。
Reference numeral 36 denotes a display / alarm / operation circuit for monitoring charge monitoring information on the secondary battery 53 of the implanted device by the external chargers 10 and 20, and for performing various necessary operations.

【0034】本発明の生体植え込み機器用経皮充電装置
は上述のように構成されており、インバータ回路20に
より充電のための交流電磁界が発生されるが、この交流
電磁界は、インバータ回路20により一定期間を単位と
していわゆるバースト的に間欠的に発生が制御される。
The transdermal charging device for a living body implanted device according to the present invention is configured as described above, and an AC electromagnetic field for charging is generated by the inverter circuit 20. Thus, the generation is controlled intermittently in a so-called burst in units of a certain period.

【0035】図2は、インバータ回路20で発生される
交流電圧の例であり、T0(例えば1秒)の期間は例え
ば20KHzの交流電圧を連続してバースト的に発生さ
せ、次のT1(例えば0.3秒)の期間は交流電圧の発
生を停止させていて、そのT0とT1を交互にくり返して
いる。
FIG. 2 shows an example of the AC voltage generated by the inverter circuit 20. During a period of T 0 (for example, 1 second), an AC voltage of, for example, 20 KHz is continuously generated in a burst manner, and the next T 1 is generated. During the period (for example, 0.3 seconds), the generation of the AC voltage is stopped, and T 0 and T 1 are alternately repeated.

【0036】このような交流電圧を体外側の送電用コイ
ル31に印加し、生体の皮膚100と植え込み機器ケー
ス51を介して体内側の受電用コイル52で受け、受電
した交流電磁界により生成した交流電圧が植え込み機器
に内蔵された受電用整流回路60により直流に変換され
て、T0の期間二次電池53を充電する。
Such an AC voltage is applied to the power transmitting coil 31 on the outside of the body, is received by the power receiving coil 52 on the inside of the body via the skin 100 of the living body and the implantable device case 51, and is generated by the received AC electromagnetic field. AC voltage is converted into direct current by the power receiving rectifier circuit 60 incorporated in the implanted device, charging a period rechargeable battery 53 of the T 0.

【0037】二次電池53への充電電流値はT0の期間
に電流監視抵抗器54の両端の電位差を計測し、その結
果を図示されていないレジスタなどで一時保持してお
く。また、二次電池53の電圧は二次電池53の端子間
電圧を計測することにより容易に計測できる。
The charging current value to the secondary battery 53 by measuring the voltage across the period to the current monitoring resistor 54 of T 0, keep temporarily holds such a result is not shown register. The voltage of the secondary battery 53 can be easily measured by measuring the voltage between the terminals of the secondary battery 53.

【0038】そのような二次電池53に対する充電状態
の監視は、充電監視制御回路56で実施される。これら
の監視情報の体外側装置への送信は、充電のために強い
交流電磁界の発生が停止しているT1の期間に実施され
る。
The monitoring of the state of charge of the secondary battery 53 is performed by a charge monitoring control circuit 56. Transmission to the extracorporeal device of the monitoring information, the generation of strong AC electromagnetic field is carried out in a period of T 1 which is stopped due to the charge.

【0039】また、充電監視制御回路56には、二次電
池53の充電が充分になされて充電完了状態になった時
に、体外側の装置からの充電動作をそれ以降停止させる
ための制御信号を生成する回路などが含まれている。
Further, the charge monitoring control circuit 56 is provided with a control signal for stopping the charging operation from the device outside the body when the secondary battery 53 is sufficiently charged and the charging is completed. A circuit to be generated is included.

【0040】本装置では、このように充電のための強い
交流電磁界をT0の期間だけ発生させて、その交流電磁
界の発生が停止しているT1の期間に、充電監視制御情
報を植え込み機器側から体外側にテレメトリ送信するよ
う制御している。
[0040] In the present apparatus, such a strong alternating electromagnetic field for charging is generated by the period of T 0, in a period of T 1 generation of the alternating electromagnetic field has stopped, the charge monitoring control information The implantable device controls the telemetry transmission to the outside of the body.

【0041】したがって、充電のための強い交流電磁界
が信号レベルの小さなテレメトリ信号に干渉して、テレ
メトリ信号の誤りを発生させたり、テレメトリ信号の送
受信回路や充電制御信号生成回路の動作に悪影響を及ぼ
すことが防止され、その結果安全な充電動作が実施され
る。
Therefore, the strong AC electromagnetic field for charging interferes with the telemetry signal having a small signal level to cause an error in the telemetry signal or adversely affect the operation of the transmission / reception circuit of the telemetry signal and the operation of the charge control signal generation circuit. And a safe charging operation is performed.

【0042】図3は、インバータ回路20において、T
0の期間連続して交流電圧を発生させたのちT1の期間交
流電圧の発生を停止させるために、インバータ制御回路
34に設けられた充電用交流電圧発生制御回路の一例を
示している。
FIG. 3 shows that, in the inverter circuit 20, T
0 in order to stop the generation of the period successive periods alternating voltage of T 1 mixture was allowed to generate an AC voltage of, illustrates an example of a charging AC voltage generation control circuit provided to the inverter control circuit 34.

【0043】ここでは、充電制御情報が“1”の充電指
示が指定されると、第1の微分回路71により、T0
期間だけ出力が“1”になるT0タイマ72を起動させ
る。T 0タイマ72は、起動開始時点からT0の期間
“1”を出力し、その後“0”となる。
Here, the charge finger whose charge control information is "1"
Is designated, the first differentiating circuit 710of
T when output becomes "1" only during period0Activate timer 72
You. T 0Timer 72 starts counting from the start0Period of
It outputs "1" and then becomes "0".

【0044】T0タイマ72の出力は、第1の反転論理
ゲート73と第2の微分回路74を介して、T1の期間
だけ出力が“1”になるT1タイマ75に入力される。
これによりT0タイマ72の出力が“1”から“0”に
変化した時点でT1タイマ75が起動され、T1の期間
“1”を出力して、その後“0”となる。
The output of the T 0 timer 72 includes a first inverted logic gate 73 via a second differentiating circuit 74, the output only during the period of T 1 is inputted to the T 1 timer 75 becomes "1".
As a result, when the output of the T 0 timer 72 changes from “1” to “0”, the T 1 timer 75 is started, outputs “1” during the T 1 , and then becomes “0”.

【0045】T1タイマ75の出力は、第2の反転論理
ゲート76と充電制御情報とのアンドゲート77を介し
て、T0タイマ72の起動を行う第1の微分回路71に
帰還される。その結果、充電指示が指定されていると
き、T0タイマ72からT0の期間は“1”、続くT1
期間は“0”を繰り返す出力が発生される。
The output of the T 1 timer 75 is fed back to the first differentiating circuit 71 for starting the T 0 timer 72 via the second inversion logic gate 76 and the AND gate 77 of the charge control information. As a result, when the charging instruction is specified, a period of T 0 from T 0 timer 72 is "1", the period of the subsequent T 1 output is generated to repeat a "0".

【0046】T0タイマ72の出力は、インバータ回路
20で交流電圧を発生するため互いにほぼ1/2周期位
相が異なる2組の交流電圧発生制御信号と、アンドゲー
ト78,79によりそれぞれアンド論理処理され、ブリ
ッジ状に組み合わせて構成された2組のスイッチング用
トランジスタ対21,24及び22,23のゲート制御
信号を生成して、インバータ回路20に伝達する。
The output of the T 0 timer 72 is supplied to two sets of AC voltage generation control signals whose phases are approximately 1 / different from each other in order to generate an AC voltage in the inverter circuit 20, and AND gates 78 and 79 to perform AND logic processing Then, a gate control signal for the two switching transistor pairs 21, 24 and 22, 23 configured in a bridge-like manner is generated and transmitted to the inverter circuit 20.

【0047】これにより、インバータ回路20において
0の期間だけ交流電磁界が連続して発生され、続くT1
の期間は交流電磁界の発生が停止され、この状態が繰り
返されることになる。
As a result, an AC electromagnetic field is continuously generated in the inverter circuit 20 for the period T 0 , and the AC electromagnetic field is continuously generated for the period T 1.
During this period, the generation of the AC electromagnetic field is stopped, and this state is repeated.

【0048】なお、交流電磁界を連続して発生させる期
間T0の生成は、単安定マルチバイブレータなどによる
タイマで実施する必要は必ずしもなく、交流電圧の周期
をもとに交流電圧の発生サイクルをカウンタにより計算
して制御する手段により実施してもよい。
The generation of the period T 0 for continuously generating the AC electromagnetic field does not necessarily need to be performed by a timer such as a monostable multivibrator, and the generation cycle of the AC voltage is determined based on the cycle of the AC voltage. The present invention may be implemented by means of calculating and controlling with a counter.

【0049】図4は、体外側から充電のために発生させ
る交流電磁界の停止期間に、体内側から二次電池53の
充電監視制御情報を体外側に送信するために、充電監視
制御回路56に設けられた充電監視制御情報送出信号発
生回路の一例を示している。
FIG. 4 shows a charge monitoring control circuit 56 for transmitting the charge monitoring control information of the secondary battery 53 from the inside of the body to the outside of the body during the suspension period of the AC electromagnetic field generated for charging from the outside of the body. 1 shows an example of a charge monitoring control information transmission signal generation circuit provided in the first embodiment.

【0050】体外側からの充電用交流電磁界は、図1に
示される体内側の受電用コイル52により受電されて、
そこに交流電圧が誘起される。そして、その交流電圧は
受電用整流回路60により整流され、平滑用コンデンサ
65と電流監視抵抗器54により構成される平滑フィル
タを介して二次電池53を充電する。
The charging AC electromagnetic field from outside the body is received by the power receiving coil 52 inside the body shown in FIG.
An AC voltage is induced there. Then, the AC voltage is rectified by the power receiving rectifier circuit 60, and charges the secondary battery 53 via the smoothing filter constituted by the smoothing capacitor 65 and the current monitoring resistor 54.

【0051】しかし、この受電用整流回路60によって
整流された直流電圧には、4個の整流用ダイオード61
〜64の特性や回路実装の若干の不均衡などから、交流
電圧の正極性および負極性時に対応した微小な整流雑音
がリップルとして重畳される。
However, the DC voltage rectified by the power receiving rectifier circuit 60 includes four rectifying diodes 61.
Due to the characteristics of .about.64 and slight imbalance in circuit mounting, minute rectified noise corresponding to the positive and negative polarity of the AC voltage is superimposed as a ripple.

【0052】そこで、図4に示す回路は、整流電圧を入
力としてそこに重畳されるリップルのうち例えば正極性
成分だけを増幅したのち時間積分することにより、充電
用交流電磁界の受電に伴うリップルが生じている期間
(T0)出力を“1”とする充電用交流電圧発生期間検
出回路80と、充電用交流電磁界の連続した発生の停止
後T1の期間内に充電監視制御情報を体外側にテレメト
リ送信するための送信タイミングを定める送信時期決定
回路90とから構成されている。
Therefore, the circuit shown in FIG. 4 uses the rectified voltage as an input, amplifies, for example, only the positive component of the ripple superimposed thereon, and integrates the time to obtain the ripple associated with the reception of the charging AC electromagnetic field. The charging AC voltage generation period detection circuit 80 that sets the output to “1” during the period (T 0 ) during which the charging occurs, and the charge monitoring control information during the period T 1 after the continuous generation of the charging AC electromagnetic field is stopped. The transmission timing determination circuit 90 determines the transmission timing for telemetry transmission outside the body.

【0053】充電用交流電圧発生期間検出回路80で
は、整流電圧入力端子が、直列に接続された静電容量8
1を介して、初段のトランジスタ82のベースに接続さ
れている。
In the charging AC voltage generation period detecting circuit 80, the rectified voltage input terminal is connected to the capacitance 8 connected in series.
1 is connected to the base of the first transistor 82.

【0054】これにより、整流電圧の直流分が除去され
て、整流電圧に重畳されたリップル分がトランジスタ8
2のベースに入力される。なおトランジスタ82のベー
スには、回路の電源電圧とアース電位との差を2つの抵
抗器で分圧した直流バイアス電圧が印加されている。
As a result, the DC component of the rectified voltage is removed, and the ripple component superimposed on the rectified voltage is reduced by the transistor 8.
2 is input to the base. Note that a DC bias voltage obtained by dividing the difference between the power supply voltage of the circuit and the ground potential by two resistors is applied to the base of the transistor 82.

【0055】初段のトランジスタ82のコレクタ出力
は、ベースに印加されるリップルが反転増幅されて、2
段目のトランジスタ83のベースに入力されている。2
段目のトランジスタ83のベースには、初段のトランジ
スタ82のコレクタ負荷抵抗の抵抗値に比べて高抵抗の
抵抗器によって電源電圧を分圧して直流バイアス電位を
印加し、それに初段のトランジスタ82の出力が重畳し
て入力されている。
The output of the collector of the transistor 82 in the first stage is obtained by inverting and amplifying the ripple applied to the base, and
The signal is input to the base of the transistor 83 at the stage. 2
A DC bias potential is applied to the base of the transistor 83 of the first stage by dividing the power supply voltage by a resistor having a higher resistance than the collector load resistance of the transistor 82 of the first stage, and the output of the transistor 82 of the first stage is applied thereto. Are superimposed and input.

【0056】2段目のトランジスタ83のコレクタ出力
では、そのベースに印加される反転増幅された増幅リッ
プル出力が、さらに反転増幅されている。すなわち、2
段目のトランジスタ83のコレクタ出力は、初段のトラ
ンジスタ82のベースに印加されるリップルが各トラン
ジスタ82,83の増幅率の積に相当する倍率だけ増幅
された電圧振幅となる。
In the collector output of the transistor 83 in the second stage, the inverted ripple output amplified and applied to its base is further inverted and amplified. That is, 2
The collector output of the transistor 83 at the stage has a voltage amplitude obtained by amplifying the ripple applied to the base of the transistor 82 at the first stage by a factor corresponding to the product of the amplification factors of the transistors 82 and 83.

【0057】なお、その出力の極性は入力リップルの極
性と同極性であるが、2段目のトランジスタ83のエミ
ッタ電位がグランドなので、負の電位を生じることはな
い。すなわち、ベースに供給する適切な直流バイアスの
下では、コレクタ出力として、正極性に対応したリップ
ル分のみが増幅された出力を得ることができる。
The polarity of the output is the same as the polarity of the input ripple, but since the emitter potential of the second-stage transistor 83 is ground, no negative potential is generated. That is, under an appropriate DC bias supplied to the base, an output in which only the ripple corresponding to the positive polarity is amplified can be obtained as the collector output.

【0058】この出力は、交流電磁界が間欠的に発生し
ている間、交流電磁界の発生周期に応じた正極性の出力
となり、交流電磁界が発生していない間は、リップルが
生じないのでリップルに応じた出力は生じない。
This output is an output of positive polarity according to the generation period of the AC electromagnetic field while the AC electromagnetic field is generated intermittently, and no ripple occurs while the AC electromagnetic field is not generated. Therefore, no output corresponding to the ripple is generated.

【0059】2段目のトランジスタ83のコレクタに
は、抵抗器84と静電容量85とが直列に接続され、静
電容量85に蓄積される電荷による電位を検出する回
路、すなわち、積分回路が構成されている。
A resistor 84 and a capacitance 85 are connected in series to the collector of the transistor 83 in the second stage, and a circuit for detecting the potential due to the electric charge accumulated in the capacitance 85, that is, an integration circuit is provided. It is configured.

【0060】積分回路の抵抗器84と静電容量85は、
抵抗値と静電容量値との積で定まる積分定数が、間欠的
に発生する交流電磁界の周期に比べて充分に大きな値を
とるように設定されている。
The resistor 84 and the capacitance 85 of the integrating circuit are
The integration constant determined by the product of the resistance value and the capacitance value is set to take a value sufficiently larger than the period of the intermittently generated AC electromagnetic field.

【0061】従って積分回路からの出力は、間欠的に交
流電磁界が発生している期間(T0)の間は出力が
“1”になり、交流電磁界が発生していない間は出力が
“0”となるので、交流電圧発生期間を検出することが
できる。
Accordingly, the output from the integrating circuit is "1" during the period (T 0 ) in which the AC electromagnetic field is generated intermittently, and is output while the AC electromagnetic field is not generated. Since it is “0”, the AC voltage generation period can be detected.

【0062】交流電圧発生期間検出回路80により検出
された交流電圧発生期間T0出力は、送信時期決定回路
90に入力されて、反転論理ゲート91と微分回路92
を介して、T1タイマ93と遅延パルス発生回路94に
入力される。
The output of the AC voltage generation period T 0 detected by the AC voltage generation period detection circuit 80 is input to the transmission timing determination circuit 90, and the inverted logic gate 91 and the differentiation circuit 92
Through, it is input to the delay pulse generating circuit 94 and the T 1 timer 93.

【0063】ここでは、反転論理ゲート91と微分回路
92の働きにより交流電圧発生期間の終了時を基点とし
て、図示されていないレジスタ等から情報を読出す処理
などを実施するための適切な時期が、遅延パルス発生回
路94の出力に基づいて設定される。
Here, by the operation of the inverting logic gate 91 and the differentiating circuit 92, an appropriate time for executing a process of reading information from a register or the like (not shown) is set based on the end of the AC voltage generation period. Are set based on the output of the delay pulse generation circuit 94.

【0064】なお、この時期は所定の交流電磁界が発生
しない期間(T1)の間でなければならないので、T1
イマ93の出力が“1”の期間の間に出力するよう、ア
ンドゲート95による論理処理を行っている。
Since this period must be during a period (T 1 ) during which a predetermined AC electromagnetic field is not generated, an AND gate is set so that the output of the T 1 timer 93 is output during the period of “1”. 95 is performed.

【0065】このようにして、体外側からの充電用交流
電磁界の発生期間(T0)が、充電用交流電圧発生期間
検出回路80で同期して判別され、充電用交流電磁界の
発生が停止されたのち、T1の期間の間の送信時期決定
回路90で決定される適切な時期にレジスタ等に蓄積さ
れた充電監視制御情報が読取られて、テレメータにより
送信する信号が生成される。
As described above, the generation period (T 0 ) of the charging AC electromagnetic field from outside the body is determined synchronously by the charging AC voltage generation period detection circuit 80, and the generation of the charging AC electromagnetic field is determined. after being stopped, charge monitoring control information stored in a register or the like at an appropriate time as determined by the transmission timing determining circuit 90 during the period T 1 is read, the signal to be transmitted is generated by telemetry.

【0066】図5は、二次電池53の起電圧と二次電池
53の充電電流との関係を概念的に示した図である。初
期における二次電池53の状態は十分に充電された状態
であるが、負荷の稼動が長期になると、二次電池53に
蓄えられている電荷が次第に放電されて、二次電池53
の起電圧が低下する。そこで、例えば一定の期間経過毎
に二次電池53の起電圧の測定などを行い、所定値以上
に放電が進行している場合には充電が実施される。
FIG. 5 is a diagram conceptually showing the relationship between the electromotive voltage of secondary battery 53 and the charging current of secondary battery 53. The state of the secondary battery 53 in the initial stage is a fully charged state. However, when the operation of the load is long, the charge stored in the secondary battery 53 is gradually discharged, and the secondary battery 53 is discharged.
The electromotive voltage of the device decreases. Therefore, for example, measurement of the electromotive voltage of the secondary battery 53 is performed every time a predetermined period elapses, and charging is performed when the discharge has progressed to a predetermined value or more.

【0067】図5中のは、二次電池53を定電圧で充
電する場合の二次電池53の起電圧と充電電流との関連
を示している。充電初期においては二次電池53は放電
が進んだ状態であり、二次電池53の起電圧が低下して
いるので、二次電池53を充電する給電電圧と二次電池
53の起電圧との差が大きく、充電電流は大きい。しか
し、充電の度合いが進むにつれて二次電池53の起電圧
が順次上昇するので、給電電圧と二次電池53の起電圧
との差は次第に小さくなり、充電電流が低減する。
FIG. 5 shows the relationship between the electromotive voltage of the secondary battery 53 and the charging current when the secondary battery 53 is charged at a constant voltage. In the initial stage of charging, the secondary battery 53 has been discharged, and the electromotive voltage of the secondary battery 53 has decreased. Therefore, the power supply voltage for charging the secondary battery 53 and the electromotive voltage of the secondary battery 53 are different. The difference is large and the charging current is large. However, as the degree of charging increases, the electromotive voltage of the secondary battery 53 sequentially increases, so that the difference between the power supply voltage and the electromotive voltage of the secondary battery 53 gradually decreases, and the charging current decreases.

【0068】また、同図中のは、二次電池53を定電
流で充電する場合の二次電池53の起電圧と充電電流と
の関連を示している。充電電流は一定なので、充電の度
合いが進むにつれて、二次電池53の起電圧が上昇す
る。
FIG. 7 shows the relationship between the electromotive voltage of the secondary battery 53 and the charging current when the secondary battery 53 is charged with a constant current. Since the charging current is constant, the electromotive voltage of the secondary battery 53 increases as the degree of charging increases.

【0069】図5中の点Pは、充電完了点であり、これ
以上充電を継続すると過充電となり、二次電池53自身
の特性歪化や他の部品の損傷などの危険が生じるので、
充電動作を終了する状態である。充電完了点は、二次電
池53の起電圧などにより判断することができる。
The point P in FIG. 5 is a point at which charging is completed. If charging is continued further, overcharging will occur, causing the risk of distortion of the characteristics of the secondary battery 53 itself and damage to other components.
This is a state where the charging operation is completed. The charging completion point can be determined based on the electromotive voltage of the secondary battery 53 and the like.

【0070】図6は、二次電池53の充電制御に関し
て、充電の度合いの進行と充電制御情報との関連を示し
ている。体外側からの充電用交流電磁界は、T0の期間
毎にバースト的に送電され、この期間毎に二次電池53
が充電される。送電期間が終了すると、T1の期間は交
流電磁界の発生が停止されて、送電が停止する。
FIG. 6 shows the relationship between the progress of the degree of charge and the charge control information regarding the charge control of the secondary battery 53. The charging AC electromagnetic field from the outside of the body is transmitted in bursts every period T 0 , and the secondary battery 53
Is charged. When the transmission period ends, the period of T 1 is being stopped generation of alternating electromagnetic field, the power transmission stops.

【0071】このT1の期間に、充電監視制御回路56
は二次電池53の起電圧を計測し、予め設定された充電
完了電圧との比較演算を行って、充電制御情報としてテ
レメトリ送信するためテレメトリ送信回路57に出力す
る。
During the period of T 1 , the charge monitoring control circuit 56
Measures the electromotive voltage of the secondary battery 53, performs a comparison operation with a preset charging completion voltage, and outputs the result to the telemetry transmission circuit 57 for telemetry transmission as charge control information.

【0072】二次電池53の起電圧が充電完了電圧以下
の場合には、充電制御情報は“1”になり、次期間の充
電用交流電磁界の発生を継続して実施するための充電指
示を示す信号を送出する。
When the electromotive voltage of the secondary battery 53 is equal to or lower than the charging completion voltage, the charging control information becomes "1", and a charging instruction for continuously generating the charging AC electromagnetic field for the next period is issued. Is sent.

【0073】そして、充電のためのバースト的な送電が
ある程度くり返し実施され、二次電池53の起電圧が充
電完了電圧に達した場合には、充電制御情報は“0”に
なり、次期間以降の充電用交流電磁界の発生を停止する
ための充電停止指示を示す信号を送出する。
When the burst power transmission for charging is repeatedly performed to some extent and the electromotive voltage of the secondary battery 53 reaches the charging completion voltage, the charging control information becomes “0”, and after the next period, A signal indicating a charge stop instruction for stopping the generation of the charging AC electromagnetic field is transmitted.

【0074】なお、充電制御情報の生成は、生体植え込
み機器の充電監視制御回路56で実施する必要は必ずし
もなく、二次電池53の起電圧などの充電監視情報をテ
レメトリにより体外側で受取り、インバータ制御回路3
4などで充電制御情報の生成をしてもよい。
The generation of the charge control information need not necessarily be performed by the charge monitoring control circuit 56 of the living body implanted device. The charge monitoring information such as the electromotive voltage of the secondary battery 53 is received outside the body by telemetry, Control circuit 3
4, etc., the charge control information may be generated.

【0075】図7は、充電制御情報に対応してインバー
タ制御回路34からインバータ回路20のスイッチング
用トランジスタ21〜24のゲートへ出力される印加パ
ルスと、インバータ回路20の出力電圧との関連を示し
ている。
FIG. 7 shows the relationship between the applied pulse output from the inverter control circuit 34 to the gates of the switching transistors 21 to 24 of the inverter circuit 20 and the output voltage of the inverter circuit 20 in response to the charge control information. ing.

【0076】充電制御情報が“1”の充電指示情報をイ
ンバータ制御回路34が受け取ると、インバータ回路2
0のブリッジ状に組み合わせた2組のスイッチング用ト
ランジスタ対21,24及び22,23のゲートへの印
加パルスは、デューティがほぼ0. 5で互いに相補的に
トランジスタ対が導通するようにインバータ制御回路3
4から出力される。その結果インバータ回路20は、バ
ースト的に間欠的に充電のための交流電圧を出力する。
When the inverter control circuit 34 receives the charge instruction information whose charge control information is “1”, the inverter circuit 2
The pulse applied to the gates of the two switching transistor pairs 21, 24 and 22, 23 combined in a bridge-like manner with a duty of approximately 0.5 has an inverter control circuit such that the transistor pairs are conductive complementarily to each other. 3
4 is output. As a result, the inverter circuit 20 outputs an AC voltage for charging intermittently in a burst manner.

【0077】充電制御情報が“0”の充電停止情報をイ
ンバータ制御回路34が受け取ると、インバータ回路2
0の2組のスイッチング用トランジスタ対21,24及
び22,23の双方が共非導通となるように、インバー
タ制御回路34は各トランジスタ21〜24のゲートへ
のパルス印加を停止するよう制御する。すると、インバ
ータ回路20は充電のための交流電圧の発生を停止す
る。
When the inverter control circuit 34 receives the charge stop information whose charge control information is “0”, the inverter circuit 2
The inverter control circuit 34 controls the application of the pulse to the gates of the transistors 21 to 24 to be stopped so that both of the two switching transistor pairs 21 and 24 and 22 and 23 are non-conductive. Then, the inverter circuit 20 stops generating the AC voltage for charging.

【0078】図8は、二次電池53の充電電流監視情報
に関して、抵抗値が既知の電流監視抵抗器54の両端に
生じる電位差を所定の充電電流値に相応する電位と比較
した比較結果を、ディジタル情報として示している。
FIG. 8 shows the comparison result of the charge current monitoring information of the secondary battery 53 obtained by comparing the potential difference generated at both ends of the current monitoring resistor 54 with a known resistance value with the potential corresponding to the predetermined charge current value. It is shown as digital information.

【0079】連続したバースト的な充電の期間T0にお
いて、電流監視抵抗器54の両端に生じる電位差は、例
えば差動型の演算増幅器(図示せず)により計測するこ
とができ、その結果を所定の充電電流値に相応する電位
と比較する。
In the continuous burst charge period T 0 , the potential difference generated between both ends of the current monitoring resistor 54 can be measured by, for example, a differential operational amplifier (not shown), and the result is determined by a predetermined value. Is compared with a potential corresponding to the charging current value.

【0080】図8は、比較結果を3ビットのディジタル
情報として示したものであり、MSB(モースト シグ
ニフィカント ビット)を符号ビットとして用いた場合
の例である。
FIG. 8 shows the comparison result as 3-bit digital information, and is an example in which MSB (Most Significant Bit) is used as a sign bit.

【0081】ここでは、充電電流値が所定の充電電流値
に比べて大きい場合には“1”、逆に小さい場合には
“0”とし、他の2ビットを所定の充電電流値との差に
相応して表示している。これらの充電電流監視情報は、
充電が停止しているT1の期間に体外側にテレメトリ送
信される。
Here, when the charging current value is larger than the predetermined charging current value, it is set to “1”, and when it is smaller, it is set to “0”, and the other two bits are set to the difference from the predetermined charging current value. Is displayed in accordance with. These charge current monitoring information
Charging is telemetry transmitted to the extracorporeal a period of T 1 which is stopped.

【0082】二次電池53を所定の電流値で充電するに
は、この監視情報をもとに次期間におけるバースト的な
交流電磁界の強度を増加あるいは減少させるため、充電
制御回路35で変圧回路10のスイッチング用トランジ
スタ12の導通期間を制御することにより、変圧回路1
0の出力電圧を変化させて実施される。
In order to charge the secondary battery 53 with a predetermined current value, the charging control circuit 35 uses a transformer circuit to increase or decrease the intensity of a burst-like AC electromagnetic field in the next period based on this monitoring information. 10 by controlling the conduction period of the switching transistor 12 of the
This is performed by changing the output voltage of 0.

【0083】図8に示される例では、充電電流の監視情
報として所定の電流値との差を3ビットのディジタル情
報とした場合について示したが、例えば充電時における
体外側の送電用コイル31と植え込み機器との位置関係
がずれたりして、充電電流が或る範囲で想定される電流
値に比し著しく小さい場合に、所定の充電電流値を得る
よう変圧回路10の出力電圧を必要以上増加させるの
は、かえって生体に悪影響を与えたり、電子回路部品の
破損や誤動作の危険性が生じる。
In the example shown in FIG. 8, the case where the difference from a predetermined current value is set as 3-bit digital information as the monitoring information of the charging current is shown. If the positional relationship with the implanted device shifts and the charging current is significantly smaller than the current value expected in a certain range, the output voltage of the transformer circuit 10 is increased more than necessary so as to obtain a predetermined charging current value. This may adversely affect the living body, and may cause damage or malfunction of electronic circuit components.

【0084】したがって、充電電流監視情報が充電電流
下限値未満の場合には警報指示制御情報を生成して、体
外側装置にはその表示を行う手段を具備するとともに、
充電動作を一度停止して、送電用コイル31と植え込み
機器との位置関係などを調整した後、再度充電動作を行
うのが妥当である。
Therefore, when the charging current monitoring information is less than the lower limit of the charging current, alarm instruction control information is generated, and the extracorporeal device is provided with means for displaying the information.
It is appropriate to stop the charging operation once, adjust the positional relationship between the power transmission coil 31 and the implanted device, and then perform the charging operation again.

【0085】図9は、充電電流下限値と警報制御指示情
報との関連を示している。充電監視制御回路56は、充
電電流値と充電電流下限値とを比較して、充電電流値が
充電電流下限値未満と判断すると警報制御指示情報を
“1”と生成する。その情報はテレメトリ送信回路57
から体外側に送信され、その受信された警報制御指示情
報に基づいて、体外側の表示・警報・操作回路36が警
報表示を実施する。
FIG. 9 shows the relationship between the charging current lower limit value and the alarm control instruction information. The charge monitoring control circuit 56 compares the charging current value with the charging current lower limit value, and generates alarm control instruction information as “1” when determining that the charging current value is less than the charging current lower limit value. The information is transmitted to the telemetry transmission circuit 57.
The display / warning / operation circuit 36 on the outside of the body performs an alarm display based on the received alarm control instruction information.

【0086】なお、充電電流値と充電電流値下限値とを
比較した警報制御指示情報は、必ずしも植え込み機器の
充電監視制御回路56で生成する必要はなく、体外側で
生成してもよい。
The alarm control instruction information obtained by comparing the charging current value with the lower limit value of the charging current value does not necessarily need to be generated by the charge monitoring control circuit 56 of the implanted device, but may be generated outside the body.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明によれば、生体内に植え込まれた
電池に対して経皮充電を実施するのに、体外側から交流
電磁界を間欠的に発生させて、充電のための交流電磁界
の発生を停止している期間に体内電池の充電監視制御情
報を体外側に送信し、この情報をもとに充電制御を行う
ようにしたことにより、体内に埋め込まれた電池からの
充電監視制御情報を、電池に充電する際の交流電磁界で
乱されることなく正確に取り出すことができる。その結
果、生体植え込み機器に植え込まれた電池を充電するの
に、充電監視情報や充電制御情報が誤りなく得られるの
で、充電動作を安全に行うことができる優れた効果を有
する。
According to the present invention, in order to perform percutaneous charging on a battery implanted in a living body, an AC electromagnetic field is generated intermittently from the outside of the body, and AC power for charging is obtained. By transmitting the charge monitoring control information of the internal battery to the outside of the body while the generation of the electromagnetic field is stopped, and performing the charge control based on this information, the charge from the battery embedded in the body The monitoring control information can be accurately taken out without being disturbed by the AC electromagnetic field when charging the battery. As a result, since charging monitoring information and charging control information can be obtained without error when charging the battery implanted in the living body implanted device, there is an excellent effect that the charging operation can be performed safely.

【0088】そして、電池の起電圧を基準として定電圧
充電を行えば、電池の起電圧だけで充電を継続すべきか
終了すべきかを判断できるので充電制御を容易に行うこ
とができ、充電電流値を一定にする定電流充電を行え
ば、充電電流値が過大になることがないので電池の品質
劣化などのおそれがない。
If the constant voltage charging is performed based on the electromotive voltage of the battery, it is possible to determine whether to continue or terminate the charging only by the electromotive voltage of the battery. If the constant current charging is performed so that the charging current is constant, the charging current value does not become excessively large, so that there is no possibility that the quality of the battery deteriorates.

【0089】また、充電電流値が所定値に達しない場合
に警報を発するようにすることにより、体外充電装置と
植え込み機器との位置ずれを知り、生体に対する悪影響
の発生を未然に防止することができる。
Further, by issuing an alarm when the charging current value does not reach the predetermined value, it is possible to know the positional deviation between the extracorporeal charging device and the implanted device and to prevent the adverse effect on the living body from occurring. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment.

【図2】実施例の充電用交流電磁界(電圧)を例示する
線図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a charging AC electromagnetic field (voltage) of an embodiment.

【図3】実施例の充電用交流電圧発生制御回路の回路図
である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a charging AC voltage generation control circuit according to the embodiment.

【図4】実施例の充電監視制御情報送出信号発生回路の
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a charge monitoring control information transmission signal generation circuit according to the embodiment.

【図5】実施例の二次電池の起電圧と充電電流との関係
を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an electromotive voltage and a charging current of the secondary battery of the example.

【図6】実施例の二次電池の充電の度合いと充電制御情
報との関連を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the degree of charge of the secondary battery of the embodiment and charge control information.

【図7】実施例の充電制御情報に対するインバータ制御
回路出力(ゲート印加パルス)とインバータ回路の出力
電圧との関連を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an output of an inverter control circuit (a pulse applied to a gate) and an output voltage of the inverter circuit with respect to charging control information according to the embodiment.

【図8】実施例の二次電池の充電電流監視情報を示す線
図である。
FIG. 8 is a diagram showing charging current monitoring information of the secondary battery of the example.

【図9】実施例の充電電流下限値と警報指示制御情報と
の関連を示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a charging current lower limit value and alarm instruction control information according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 変圧回路 20 インバータ回路 33 テレメトリ受信回路 34 インバータ制御回路 35 充電制御回路 53 二次電池 54 電流監視抵抗器 56 充電監視制御回路 57 テレメトリ送信回路 60 受電用整流回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transformation circuit 20 Inverter circuit 33 Telemetry receiving circuit 34 Inverter control circuit 35 Charging control circuit 53 Secondary battery 54 Current monitoring resistor 56 Charging monitoring control circuit 57 Telemetry transmission circuit 60 Receiving rectifier circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 真理 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 株式会社カージオペーシングリサー チ・ラボラトリー内 (72)発明者 真嶋 政文 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 株式会社カージオペーシングリサー チ・ラボラトリー内 (72)発明者 平地 克也 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 株式会社カージオペーシングリサー チ・ラボラトリー内 (72)発明者 桑名 宏二 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 株式会社カージオペーシングリサー チ・ラボラトリー内 (56)参考文献 特開 昭50−60085(JP,A) 特開 平5−317433(JP,A) 特開 平4−67732(JP,A) 特開 昭51−133994(JP,A) 米国特許4275739(US,A) 米国特許4082097(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61N 1/378 H01M 10/44 H02J 7/00 301 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Mari Okazaki 1500 Inokachi, Nakai-machi, Ashigara-kami, Kanagawa Prefecture Inside the Cardiopacing Research Corporation Laboratory (72) Inventor Masafumi Majima 1500 Inoguchi, Nakai-cho, Ashigara-gun, Kanagawa Car Co., Ltd. Inside the Geopacing Research Laboratory (72) Inventor Katsuya Hirachi 1500 Inoguchi, Nakai-machi, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Inside the Cardiopacing Research Laboratory Laboratory (72) Koji Kuwana 1500 Inoguchi, Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Car Co., Ltd. In the Geopacing Research Laboratory (56) References JP-A-50-60085 (JP, A) JP-A-5-317433 (JP, A) JP-A-4-67732 (JP, A) JP-A-51- 133994 (JP, A) United States Huh 4275739 (US, A) United States Patent 4082097 (US, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) A61N 1/378 H01M 10/44 H02J 7/00 301

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】生体内に植え込まれる機器に対して電気エ
ネルギを供給するために生体内に埋め込まれる電池と、
上記生体内の電池を充電するための交流電磁界を体外で
発生して経皮的に上記電池に送電するための経皮充電手
段と、上記生体内において上記電池の充電状況を監視し
てその充電監視情報を経皮的に体外に送信するための充
電状況監視手段と、上記充電状況監視手段から送られて
くる充電監視情報を体外で受信してその信号の内容に応
じて上記経皮充電手段の動作を制御する充電制御手段と
を有する生体植え込み機器用経皮充電装置において、 上記経皮充電手段は上記電池を充電するための交流電磁
界を間欠的に発生し、その交流電磁界が発生していない
時間帯に上記充電状況監視手段と上記充電制御手段との
間で充電監視情報の送受信を行うようにしたことを特徴
とする生体植え込み機器用経皮充電装置。
1. A battery implanted in a living body to supply electrical energy to a device implanted in the living body;
A transcutaneous charging means for generating an alternating electromagnetic field for charging the battery in the living body outside the body and transmitting the battery transcutaneously to the battery, and monitoring the charging status of the battery in the living body to Charging status monitoring means for transmitting the charge monitoring information to the body percutaneously; and receiving the charge monitoring information sent from the charging status monitoring means outside the body, and performing the percutaneous charging in accordance with the content of the signal. A percutaneous charging device for a biological implantable device having a charging control means for controlling the operation of the means, wherein the percutaneous charging means intermittently generates an AC electromagnetic field for charging the battery, and the AC electromagnetic field is A transcutaneous charging apparatus for a living body implantable device, wherein charging / receiving information is transmitted / received between the charging status monitoring means and the charging control means during a time period in which no charging occurs.
【請求項2】上記充電制御手段は、上記充電状況監視手
段による監視の結果上記電池の起電圧が所定電圧に達し
ない場合には上記経皮充電手段に交流電磁界を間欠的に
発生させ、上記電池の起電圧が所定電圧に達すると上記
経皮充電手段に交流電磁界の発生を停止させる請求項1
記載の生体植え込み機器用経皮充電装置。
2. The charging control means intermittently generates an AC electromagnetic field in the transcutaneous charging means when the electromotive voltage of the battery does not reach a predetermined voltage as a result of monitoring by the charging status monitoring means. 2. The transcutaneous charging means stops generating an AC electromagnetic field when the electromotive voltage of the battery reaches a predetermined voltage.
The transdermal charging device for a biological implantable device according to the above.
【請求項3】上記充電制御手段は、上記充電状況監視手
段による監視の結果上記電池の起電圧が所定電圧に達し
ない場合には、その充電電流値と所定値との差の大きさ
に応じて充電電流値が上記所定値になるように交流電磁
界の強度を制御する請求項1記載の生体植え込み機器用
経皮充電装置。
3. The charging control means, if the electromotive voltage of the battery does not reach a predetermined voltage as a result of monitoring by the charging status monitoring means, according to the magnitude of the difference between the charging current value and the predetermined value. 2. The transdermal charging device for a biological implantable device according to claim 1, wherein the intensity of the AC electromagnetic field is controlled so that the charging current value becomes the predetermined value.
【請求項4】上記充電状況監視手段による監視の結果上
記電池に対する充電電流が所定値に達しない場合に警報
を発するための警報発生手段が設けられている請求項1
記載の生体植え込み機器用経皮充電装置。
4. An alarm generating means for issuing an alarm when a charging current for the battery does not reach a predetermined value as a result of monitoring by the charging status monitoring means.
The transdermal charging device for a biological implantable device according to the above.
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