JP4149004B2 - 身体のパラメータを監視及び又はそれに作用するための植込型装置のシステム - Google Patents
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Description
本発明は医療診断及び又は治療の目的のため患者の身体のパラメータを監視及び又はそれに作用するシステムに関する。より詳細には、本発明によるシステムは複数の装置で特徴づけられており、好ましくは電池駆動で患者の体内に植込まれるように形成され、各装置は、例えば、温度、酸素含有量、身体の姿勢等の身体のパラメータを検知し、及び又は、例えば、神経刺激を介して、パラメータに作用するように構成されている。
「電池駆動の患者植込型装置」という表題で、ここにインコーポレイテッドバイリファレンスされた共に出願中の国際出願PCT/US98/03687は、患者の体内、すなわち患者の皮膚の下に植込むために構成された装置を説明しており、該装置は(1)身体組織の刺激、(2)身体パラメータの検知、(3)植込み装置と患者の身体の外部の装置間の通信を含む各種機能を行う。
本発明の概要
本発明は患者の身体のパラメータを監視及び又はそれに作用するためのシステム、より詳細には、システムコントロールユニット(SCU)及び患者の身体に、すなわち患者の皮膚により形成される外皮内に植込まれた1以上の装置を含むそのようなシステムに導く。それぞれの前記植込み装置はワイヤレス通信ルートを介してSCUにより監視及び又は制御されるように構成されている。
本発明によると、SCUは(1)複数の植込み装置の少なくとも幾つかに命令を伝達し、(2)それらの植込み装置の少なくとも幾つかからデータ信号を受信することができるプログラム可能なユニットを含んでいる。好適な実施例に従って、システムは閉ループ形式で動作し、SCUにより伝達された命令は、幾分SCUにより受信されたデータ信号の内容に依存している。
好適な実施例によると、それぞれの植込み装置は共に出願中の国際出願PCT/US98/093687で説明された装置と同じように構成され、通常、患者の身体に注入するのに適した密閉されたハウジングを含んでいる。それぞれのハウジングは少なくとも1マイクロワット時の能力を有する電源を含んでいるのが好ましく、再充電可能な電池及び好ましくはデータ信号送信機及び受信機及び入力/出力変換器を駆動するためのセンサ/刺激装置回路を含む電力消費回路を含んでいるのが好ましい。
好適な実施例の重要な特徴によると、好適なSCUはまた、患者の身体に注入されることの可能な装置としても実行される。SCUと他の植込み装置間のワイヤレス通信は各種方法、例えば、変調音声信号、AC磁界、RF信号、または電導体を介して実行可能である。
本発明の更なる特徴によると、SCUは、例えば、ワイヤレス手段を介して遠隔でプログラム可能であり、治療の摂生による植込み装置と相互に作用する。好適な実施例によると、SCUは内部電源、例えば、再充電可能な電池を介して動力を供給されるのが好ましい。したがって、共に出願中の国際出願で説明されたもののような1以上の電池駆動の植込型装置と結合されたSCUは患者を治療するためのそれ自体で完全なシステムを形成する。
好適な実施例によると、SCU及び他の植込み装置は実質的に同様に実行され、患者の身体に注入されるように構成された密閉ハウジングを含んでいる。それぞれのハウジングは入力/出力変換器、例えば、電極を駆動するためのセンサ/刺激装置回路を含み、それをセンサ及び又は刺激装置として更に作動させることができる。
二者択一的に、SCUはそれを物理的に大きくさせる植込み可能だが注入可能でないハウジングとして実行されることができ、それを、例えば、電池、マイクロコントローラ等のより大きくより高い能力の構成部品を収容可能にするであろう。更なる代用として、SCUは、外皮を形成する皮膚の外側の患者の身体、例えば、腕輪で続けるために構成されたハウジングで実行されることができるだろう。
本発明によると、SCUにより伝達された命令は他の植込まれた装置の動作を遠隔で構成し、及び又は、それらの装置の状態に応答するように使用されることができる。それぞれの植込み装置の例えば、パルス周波数、パルス幅、トリガー遅延等の各種動作パラメータは装置に伝達されたアドレスで呼び出し可能な1以上の命令で制御または特定されることができる。同様に、センサ回路の感度及び又は、検知したパラメータ、例えば、電池状態の応答はSCUで遠隔で特定されることができる。
好適な実施例の重要な特徴によると、SCU及び又は各植込み型装置は1セットのデフォルトパラメータを記憶するためのプログラム可能なメモリを含んでいる。電力損失、SCU故障、または他の大災害の発生の場合には、すべての装置は避難所のデフォルトパラメータにデフォルトする。デフォルトパラメータは治療される状態により異なってプログラムされることができる。更なる特徴によると、システムは好ましくは外部のDC磁界により始動されるスイッチを含み、システムをそのデフォルトパラメータに再設定する。
本発明によるシステムの例示的使用では、神経障害の患者は障害を受けた神経を植込みSCU及び1以上の植込みセンサ及び刺激装置により置換させることができ、それらのそれぞれはそれ自身の内部電源を含んでいる。この例示システムでは、SCUは患者の脳から発生した信号のための第1の植込みセンサを監視し、神経障害の地点を過ぎて植込まれた1以上の刺激装置に命令信号を反応的に送る。その上更に、SCUは更なるセンサを監視でき、身体パラメータの変化を決定し、閉ループ手法で、命令信号を制御するために反応し、所望の治療摂生を達成する。
本発明の新たな特徴は添付した請求の範囲で特に示されている、本発明は添付した図面と関連させて読むと以下の説明から最もよく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
図1は、植込み型システムコントロールユニット(SCU)の制御の下、植込み装置、例えば、マイクロ刺激装置、マイクロセンサ及びマイクロトランスポンダーを含む本発明のシステムの簡略化したブロック図である。
図2は、図1のシステムのブロック図を含み、システムコントロールユニット及び植込型マイクロ刺激装置、マイクロセンサ、及びマイクロトランスポンダーを形成する機能要素を示している。
図3Aは、共に出願中の国際出願に示したような例示した植込み装置のブロック図を含み、システムコントロールユニットからの命令に応答して1時間を超過する時間、装置に動力を供給する電池を含んでいる。
図3Bは、図3Aのコントローラ回路を代用可能なコントローラ回路の簡略化されたブロック図を含み、したがって、単一装置をシステムコントロールユニット及び又はマイクロ刺激装置及び又はマイクロセンサ及び又はマイクロトランスポンダーとして構成させる。
図4は、データメッセージの基本形式を示す簡略図であり、本発明の1部分を形成する植込型マイクロ刺激装置、マクロセンサ及びマイクロトランスポンダーに命令し、応答する。
図5は、開放ループモードで本発明を使用する例示のフローチャートを示し、複数の植込型装置、例えば、マイクロ刺激装置、マイクロセンサを制御し、監視する。
図6は、翻訳表の任意使用のフローチャートを示し、マイクロトランスポンダーを介してマイクロ刺激装置及び又はマイクロセンサと通信する。
図7は、マクロセンサから受信した状態データに応答してシステムコントロールユニットからの命令を変化させることによりマイクロ刺激装置の閉ループ制御を使用する簡略化されたフローチャートを示している。
図8は、例示的な障害、すなわち、障害を受けた神経、及び複数の植込型装置の配置、すなわち、障害を受けた神経を交換するためのシステムコントロールユニットの制御の下のマイクロ刺激装置、マイクロセンサ及びマイクロトランスポンダーを示している。
図9は、システムコントロールユニットによる図8の植込型装置の制御の簡略化されたフローチャートを示している。
図10A及び10Bは、システムコントロールユニット及び又はマイクロ刺激装置及び又はマイクロセンサ及び又はマイクロトランスポンダーのハウジングに適した植込み可能なセラミック管の現在の好適な実施例の2つの側面の外皮切断図を示している。
図11は、本発明の構成部品を含む植込み可能な装置に動力を供給するのに適した例示的な電池を示している。
図12は、少なくとも1ワット時の能力を有する内部を囲まれた電池を有する植込み可能なSCUに適した例示的なハウジングを示している。
好適な実施例の説明
本発明は患者の身体のパラメータを監視し、及び又は、それに作用するためのシステム、より詳細には、システムコントロールユニット(SCU)及び患者の身体、すなわち、患者の皮膚により形成された外皮内部に植込まれた1以上の装置を含むそのようなシステムに導く。それぞれのそのような植込み可能な装置はワイヤレス通信ルートを介してSCUにより監視及び又は制御されるように構成されている。
本発明のよると、SCUは(1)複数の植込型装置の少なくとも幾つかに命令を伝達し、(2)それらの植込型装置の少なくとも幾つかからデータ信号を受信することができるプログラム可能なユニットを含んでいる。好適な実施例によると、システムは閉ループ形式で動作し、SCUにより送信された命令はSCUにより受信されたデータ信号の内容に幾分依存する。
好適な実施例によると、各植込型装置は共に出願中の国際出願PCT/US98/03687で説明された装置と同様に構成され、通常、患者の身体に注入するのに適した密閉したハウジングを含んでいる。各ハウジングは少なくとも1マイクロワット時の能力を有する電源を含んでいるのが好ましく、再充電可能な電池、及び好ましくはデータ信号送信機及び受信機及び入力/出力変換器を駆動するためのセンサ/刺激装置回路を含む電力消費回路を含んでいるのが好ましい。
(共に出願中の国際出願の図2に本質的に一致する)図1及び図2は植込型装置100製の例示的なシステム300を示し、前記植込型装置はシステムコントロールユニット(SCU)の制御の下、好ましくは電池駆動で、また患者の皮膚12の下に植込まれているのが好ましい。共に出願中の国際出願に説明されているように、潜在的な植込型装置100(図3Aに示されたブロック図をも参照)は、刺激装置、例えば100a、センサ、例えば、100c、及びトランスポンダー、例えば、100dを含んでいる。刺激装置、例えば、100aは、その植込み位置に最も近い身体組織に、取付けられた電極を介して、駆動パルス列を出力するように遠隔にプログラムされることができる。センサ、例えば、100cは、装置の植込まれた環境の1以上の生理学的または生物学的パラメータ、例えば、温度、ぶどう糖レベル、酸素含有量等を検知するように遠隔でプログラムされることができる。トランスポンダー、例えば、100dは、刺激装置及びセンサ及び他の装置、例えば、臨床医のプログラマー172及び患者コントロールユニット174間の椎体間の通信範囲を拡張するために使用可能である。これらの刺激装置、センサ及びトランスポンダーは、60mm以下の軸方向寸法及び6mm以下の横方向寸法を有する密閉した細長いハウジングに含まれているのが好ましい。したがって、そのような刺激装置、センサ及びトランスポンダーはそれぞれマイクロ刺激装置、マイクロセンサ、及びマイクロトランスポンダーと呼ばれている。したがって、そのようなマイクロ刺激装置及びマイクロセンサは皮下型の挿入手段176を使用して患者の体内の皮膚の下に配置されることができる。
共に出願中の国際出願に説明されているように、マイクロ刺激装置及びマイクロセンサはワイヤレス通信ルート、例えば、通常、患者の身体の外側のコントロール装置、例えば、臨床医のプログラマー172または患者コントロールユニット174から発生する、変調AC磁性物質、音(すなわち、超音波)、RFまたは電界、を介して遠隔でプログラムされると共に応答される。通常、臨床医のプログラマー172は単一の連続する又は1度のパルスシーケンスを各マイクロ刺激装置プログラム及び又は1以上のマイクロセンサから生物学的パラメータを測定するために使用される。同様に、患者コントロールユニット174は通常、植込型装置100、例えば、マイクロセンサ100cと通信し、生物学的パラメータを監視する。通信ルート上の各植込型装置を識別するため、各植込型装置は共に出願中の国際出願で説明されたようにアドレス記憶回路108(図3A参照)に明記された識別コード(ID)303で作られている。
本発明のSCU302に関連した1以上のそのような植込み可能な装置を使用することにより、そのような植込型装置の能力は更に拡張されることができる。例えば、(図5に関連して後述する)開放ループモードで、SCU302は、タスクを周期的に開始、例えば、処方した治療摂生によりマイクロ刺激装置に命令を送信したり、または、生物学的パラメータを周期的に監視し患者の状態又は治療の摂生の効果を決定するような実時間のタスクを実行するようにプログラムされることができる。二者択一的に、(図7〜9に関連させて後述する)閉ループモードで、SCU302は周期的に1以上のマイクロセンサに応答し、したがって、1以上のマイクロ刺激装置に送信された命令を調節する。
図2は本発明のシステム300を示しており、(1)1以上の制御可能な動作パラメータにしたがって、患者の身体パラメータを検知及び又は刺激するように動作可能な1以上の植込み可能な装置100と、(2)SCU302を含んでいる。SCU302は(1)植込型装置100に関連した共に出願中の国際出願で説明されているように好ましくは患者の身体の皮膚の下に植込むため密閉され構成されているハウジング206と、(2)命令信号を送信するためのハウジング206の信号送信機304と、(3)状態信号を受信するためのハウジング206の信号受信機306と、(4)受信した状態信号に応答し、信号送信機304による他の植込み可能な装置100への送信用の命令信号を生成するため受信状態に応答するハウジングの、例えば、マイクロコントローラまたは状態機械のプログラム可能なコントローラ308とを含んでいる。プログラム可能なコントローラ308の動作シーケンスは命令リスト、すなわち、プログラム記憶装置310に記憶され、プログラム可能なコントローラ308に結合されたプログラムにより決定される。プログラム記憶装置310は不揮発性メモリデバイス、例えば、処方された治療摂生に一致するプログラムで作られたROMであるが、それはプログラム記憶装置310の少なくとも1部分が変更可能な形式のメモリ、例えば、RAM、EEPROM等であるのが好ましく、その内容は更に後述するように遠隔で変更されることができる。しかし、プログラム記憶装置310の1部分が不揮発性であり、デフォルトプログラムがいつも存在するようになっているのが更に好ましい。プログラム記憶装置310内に含まれるプログラムが実行される割合は時計312により決定され、該時計は1日の特定の時間にタスクを予定させる実時間時計であることが好ましい。
信号送信機304及び信号受信機306は、音響手段、すなわち、機械的振動を使用し、命令データ信号により変調される搬送周波数を有する変換器を使用して、植込型装置100と通信するのが好ましい。好適な実施例では、100kHzの搬送周波数が使用され、それは通常の体液及び身体組織を自由に通過する周波数に一致する。しかし、ある周波数、例えば、1Hz以上の周波数で動作するそのような音響手段はまた、本発明の範囲内にあると考えられている。二者択一的に、信号送信機304及び信号受信機306は変調されたAC磁性物質、RF、または電界を使用して通信することができる。
臨床医のプログラマー172及び又は患者コントロールユニット174及び又は他の外部コントロール装置はまた、共に出願中の国際出願で説明されているように、好ましくは変調されたAC磁界を使用して、植込型装置100と通信することもできる。二者択一的には、そのような外部装置はプログラム可能なコントローラ308に結合されたトランシーバー314を介してSCU302と通信することができる。好適な動作モードでは、信号送信機304及び信号受信機306は音響手段を使用して動作するので、磁気手段を使用して動作する独立したトランシーバー314は外部装置との通信のため使用される。しかし、通常の通信手段が使用される場合、単一の送信機304/受信機306はトランシーバー314の代わりに使用されることができる。
図3Aは(共に出願中の国際出願の図2に示されているように)例示的な植込型装置100のブロック図を含み、該植込型装置は電池104を含み、該電池は好ましくは再充電可能であり、1時間を超過する時間、装置に動力を供給し、遠隔装置、例えば、SCU302からの命令信号に応答する。共に出願中の国際出願で説明されているように、植込型装置100は内部に含まれるほとんどの回路の共通の性質のためマイクロ刺激装置及び又はマイクロセンサ及び又はマイクロトランスポンダーとして択一的に動作するように構成可能であるのが好ましい。そのような回路は回路の共通ブロックを可能にするように更に拡張可能であり、またSCU302に要求される機能を実行することができる。したがって、図3Bは図3Aのコントローラ回路106の別の手段を示しており、それはマイクロ刺激装置及び又はマイクロセンサ及び又はマイクロトランスポンダー及び又はSCU302を実行するのに適している。この手段では、植込み可能な装置100がSCU302として使用される時、構成データ記憶装置132はプログラム記憶装置310として選択的に使用されることができる。この手段では、XMTR168は信号送信機304に一致し、RCVR114bは(好ましくは変換器138を介し音響手段を使用して動作可能な)信号受信機306に一致し、RCVR114a及びXMTR146は(好ましくはコイル116を介し磁気手段を使用して動作可能な)トランシーバー314に一致する。
好適な実施例では、プログラム記憶装置310、すなわちプログラム可能なコントローラ308の動作を制御するソフトウェアは、例えば、AC磁界で調整されたデータを使用して臨床医のプログラマー172から遠隔にダウンロードされることができる。この実施例では、各SCU302のためのプログラム記憶装置310の内容は不注意の変更から保護されるのが好ましい。したがって、アドレス記憶回路108の内容、すなわちID303はセキュリティコードとして使用されるのが好ましく、新しいプログラムの記憶内容がデータを受け取るSCU302と定められることを確認する。この特徴は、多数の患者が、例えば、隣接ベッドで、臨床医のプログラマー172の通信範囲内に、物理的に配置可能であれば、重要である。
本発明の更なる特徴では、SCU302は、例えば1時間を超過する、延長時間、内部電源316から動作可能であることが好ましい。一次電池、すなわち、再充電のできない電池はこの機能に適しているが、電源316が再充電電池、例えば、共に出願中の国際出願に述べられているような電池104を含み、患者の身体の外側に生成されたAC磁界を介して再充電可能であるのが好ましい。したがって、(共に出願中の国際出願に詳細に説明されている)図3Aの電源102もまたSCU302にとって好適な電源316である。
親発明の電池駆動の装置100は、例えば、通信命令信号を介して、複数の動作モードで動作するように構成可能であるのが好ましい。第1の動作モードでは、装置100はマイクロ刺激装置、例えば、100a及び100bとなるように遠隔で構成される。この実施例では、コントローラ130は電極112を介して駆動パルス列を発生するように刺激回路110に命令し、マイクロ刺激装置、例えば、100aまたは100bの植込み位置に最も近い神経のような組織を刺激する。動作において、プログラム可能なパルス発生器178及び増倍電圧整流器180は所望のパルス列に一致すると共に(例えば、荷電コンデンサまたは同様の充電電池部分を合計することにより)電池電圧をどのくらい増加させるかを特定するパラメータ(表I参照)で構成され、所望のコンプライアンス電圧VCを発生する。第1FET182は周期的に電圧を供給され、(身体組織を通る低電流率で第1方向の)コンデンサ183に電荷を貯え、第2FET184は周期的に電圧を供給され、より高い電流率で反対方向のコンデンサ183を放電し、近傍の神経を刺激する。二者択一的に、電極が選択され、身体組織内に同等のコンデンサを形成するであろう。
次の動作モードでは、電池駆動の植込型装置100はマイクロセンサ、例えば、100cとして動作するように構成可能であり、装置の植込み環境の1以上の生理学的または生物学的パラメータを検知することができる。動作の好適なモードによると、システムコントロールユニット302は周期的に各マイクロセンサ100cから検知データを要求し、アドレス記憶装置108に記憶されたそのIDを使用し、反応的にマクロ刺激装置、例えば、100a及び100bに命令信号を送り、よって、検知データに適合される。例えば、センサ回路188は検知する電極112に結合可能であり、或いはそうではなく生物学パラメータ、例えば、温度、ぶどう糖、または酸素含有量を測定するために使用され、及びコントロール回路106に検知データを供給する。好ましくは、センサ回路はプログラム可能な帯域フィルター及びアナログデジタル(A/D)変換器を含み、検知可能であり、よって、電極112を横切る電圧レベルをデジタル量に変換する。二者択一的に、センサ回路は1以上のセンス増幅器を含むことができ、測定された電圧がしきい電圧値を超えるか或いは指定の電圧範囲内にあるかどうかを決定する。その上更に、センサ回路188は集積回路を含むように構成可能であり、検知電圧を更に処理する。センサ回路188の動作モードは下表IIに示すように装置通信インターエースを介して遠隔でプログラム可能である。
したがって、マクロセンサの検知能力は充電回路122から経路124を介して電池の状態を監視する能力を含み、超音波変換器138またはコイル116を使用し、1対の植込み装置間に送信される信号の磁性または超音波信号の大きさ(または通過時間)をそれぞれ測定することを更に含むことができ、したがって、これらの装置の相対的位置を決定する。この情報は身体の動きの量、例えば、肘または指の曲がる量を決定するために使用可能であり、したがって、閉ループ動作コントロールシステムの一部を形成する。
別の動作モードでは、電池駆動の植込型装置100はマイクロトランスポンダー、例えば、100dとして動作するように構成されることができる。この動作モードでは、マイクロトランスポンダーは(上述した受信機手段、例えば、AC磁気、音波、RF又は電気を介して)SCU302から第1命令信号を受信し、この信号を(好ましくは再フォーマットした後)他の植込み装置(例えば、マイクロ刺激装置、マイクロセンサ、及び又はマイクロトランスポンダー)に再送し、上述した送信機手段(例えば、磁気、音波、RFまたは電気)を使用する。マイクロトランスポンダーは命令信号の1モード、例えば、磁気を受け取ってもよく、別のモード、例えば、超音波の信号を再送してもよい。例えば、臨床医のプログラマー172は変調した磁気信号を発し、磁気エミッター190を使用し、植込み装置100をプログラム/命令してもよい。しかし、発せられた信号の大きさはすべての植込み装置100によりうまく受け取られるのに十分でなくてもよい。そのようなものとして、マイクロトランスポンダー100dは変調された磁気信号を受信し、(好ましくは再フォーマット後)ほとんど制限なく身体を通過可能な変調した超音波信号としてそれを再送する。別の例示的使用では、患者コントロールユニット174は患者の足のマイクロセンサ100cを監視するために必要であってもよい。患者の身体の超音波通信の効率にもかかわらず、超音波信号は患者の足から患者の手首(患者コントロールユニット174の典型的位置)に通るのに依然不十分とすることができるだろう。そのようなものとして、マイクロトランスポンダー100dは通信網を向上させるため患者の胴体に植込むことが可能であろう。
図4は例示のメッセージ192の基本フォーマットを示し、電池駆動の装置100と通信し、それらのすべては識別記憶装置108の好ましくはその装置に独特のアドレス(ID)で再構成され、1以上の以下のモードで動作され、それらのモードは(1)神経刺激装置のため、すなわちマイクロ刺激装置として、(2)生物学パラメータ監視のため、すなわちマイクロセンサとして、及び又は(3)他の植込み装置に再フォーマットした後に受信信号を再送するため、すなわちマイクロトランスポンダーとしてのものである。命令メッセージ192は主に(1)開始部分194(メッセージの開始を示すと共に送信機と受信機間のビットのタイミングを同期させる1以上のビット)、(2)(動作モード、例えば、マイクロ刺激装置、マイクロセンサ、マイクロトランスポンダー、またはグループモードを表わす)モード部分196、(3)(識別アドレス108またはプログラムされたグループIDのいずれかに一致する)アドレス(ID)部分198、(4)(指定動作のための命令データを含む)データフィールド部分200、(5)(メッセージ192の有効性を、例えば、パリティビットの使用により、保証するための)誤り検査部分202、(6)(メッセージ192の端部を表わすための)停止部分204を含んでいる。これらのフィールドの基本の定義は下表IIIに示されている。これらの定義を使用して、各装置は別々に構成されることができ、患者の身体内の1以上の中性経路を制御するためのシステムの一部として制御及び又は検知される。
更に、各装置100はその構成データ記憶装置132に記憶されるグループID(例えば、4ビット値)でプログラム可能である。装置、例えば、マイクロ刺激装置はその記憶されたグループIDに一致するグループIDメッセージを受け取る時、それはメッセージがあたかもその識別アドレス108に導かれるかのように応答する。したがって、複数のマイクロ刺激装置、例えば、100a及び100bは単一メッセージで命令されることができる。このモードは正確なタイミングが1グループの神経の刺激の間に要求される時の特別の使用である。
以下は図4の命令メッセージ192に一致する例示の命令を説明し、本発明を含む装置のシステムの幾つかの遠隔制御/検知能力を説明している。
書き込み命令−アドレスフィールド198で特定されたマイクロ刺激装置/マイクロセンサを指定されたパラメータ値に設定する。
グループ書き込み命令−アドレスフィールド198で特定されたグループ内のマイクロ刺激装置/マイクロセンサを指定されたパラメータ値に設定する。
刺激命令−以前プログラムされ及び又はデフォルト値によりアドレスフィールド198で特定されたマイクロ刺激装置からの駆動パルス列を可能にする。
グループ刺激命令−以前プログラムされ及び又はデフォルト値によりアドレスフィールド198で特定されたグループ内のマイクロ刺激装置からの駆動パルス列を可能にする。
ユニット停止命令−アドレスフィールド198で特定されたマイクロ刺激装置の出力を不能にする。
グループ刺激命令−アドレスフィールド198で特定されたグループ内のマイクロ刺激装置の出力を不能にする。
読み込み命令−以前プログラムされ及び又はデフォルト値によってアドレスフィールド198で指定されたマイクロセンサに以前プログラムされ及び又はデフォルトセンサ値を読み込ませる。
読み込み電池状態命令−アドレスフィールド198で指示されたマイクロセンサをその電池状態に戻させる。
グループ定義命令−アドレスフィールド198で指示されたマイクロ刺激装置/マイクロセンサをマイクロ刺激装置データフィールド200で定義されたグループに割り当てさせる。
遠隔測定モード設定命令−その入力モード(例えば、AC磁気、音波、等)、出力モード(例えば、AC磁気、音波、等)、メッセージ長さ、等に関してアドレスフィールド198で指示されたマイクロトランスポンダーを構成する。
状態応答命令−要求された状態/センサデータを要求するユニット、例えば、SCUに戻す。
プログラムダウンロード命令−アドレスフィールド198で指示された装置、例えば、SCU、マイクロ刺激装置、等にプログラム/避難場所ルーチンをダウンロードする。
図5は例示的な開放ループコントロールプログラム、すなわちタスクスケジューラ320のブロック図であり、身体機能/パラメータを制御/監視する。この処理では、プログラム可能なコントローラ308は(好ましくは水晶制御され、よって実時間スケジューリングを可能にする)時計312に応答し、複数のタスクの何かを実行する時を決定する。この例示的なフローチャートでは、プログラム可能なコントローラ308は、、例えば、午前1時に、TEVENT1として、現在、指示された時間(または少なくともその時間のサンプリングエラー内)であるかをブロック322で最初に決定する。そうである場合には、プログラム可能なコントローラ308はブロック324でマイクロ刺激装置A(STA)に指示された命令を送る。この例では、コントロールプログラムは命令が複数の刺激装置に送られるところを続け、指示された命令がマイクロ刺激装置X(STX)に送られるブロック326で終了する。そのような副処理、例えば、サブルーチンは、身体組織の多数部分が刺激を要求する時、すなわち麻痺した手足の複数の筋肉群を刺激して萎縮を避ける時に、通常使用される。タスクスケジューラ320は多数の時間事象検知ブロックを続行し、ブロック328で、時間TEVENTMが着いたかどうかを決定するようになっている。もしそうである場合には、処理はブロック330で続行し、この場合、単一命令はマイクロ刺激装置M(STM)に送られる。同様に、ブロック332では、タスクスケジューラ320は、それが予定時間、すなわちTEVENTOである時を決定し、マイクロセンサA(SEA)から状態要求を実行する。そうである場合には、副処理、例えば、サブルーチンはブロック334で開始し、命令はマイクロセンサA(SEA)に送られ、センサデータを要求し及び又は検知基準を特定する。マイクロセンサA(SEA)は即座には応答しない。したがって、プログラム可能なコントローラ308はブロック336で応答を待っている。ブロック338では、マイクロセンサA(SEA)からの戻りのセンサ状態データはプログラム可能なコントローラ308のメモリの一部分、例えば、プログラム記憶装置310の揮発性部分に記憶されている。タスクスケジューラ320はプログラムされた順序、すなわちプログラム記憶装置310に記憶されたソフトウェアに定義された、または二者択一的に、プログラム記憶装置310に同様に記憶されたパラメータの表により制御された予め定義された機能となることができる。同様の処理はSCU302が各植込み装置100に応答指令信号を周期的に送り、その電池状態を決定する。
図6は任意の翻訳表340の例示的使用を示し、マイクロトランスポンダー、例えば、100dを介して、SCU302とマイクロ刺激装置、例えば、100a、及び又はマイクロセンサ、例えば、100cの間で通信する。マイクロトランスポンダー、例えば、100dは、SCU302の通信範囲が他の植込み装置100と確実に通信するのに不十分である時に使用される。この場合、SCU302はその代わりにデータメッセージ、例えば、データパケットを中間のマイクロトランスポンダー、例えば、100dに導き、データパケットを目的の装置100に再送する。例示の手段では、翻訳表340は一致するエントリ対、すなわち目的アドレスに一致する第1エントリ及び中間マイクロトランスポンダーアドレスに一致する第2エントリを含んでいる。SCU302は、例えば、プログラム記憶装置310で指示された一定時刻に作動するように仕組んだ事象により、命令が指示された目的の装置に送られることになっている時(ブロック346参照)、SCU302は、目的の装置アドレス、例えば、STMのため翻訳表340の第1エントリ342を捜す。その後、SCU302はブロック348で一致する第2表のエントリ344を取り出し、そのアドレスに命令を送る。第2表のエントリ344がその一致する第1表のエントリ342と同一である時、SCU302は植込み装置100に直接、命令を送る。しかし、第2表のエントリ344、例えば、TNが第1表のエントリ342、例えば、STMと異なる時、SC302は中間のマイクロトランスポンダー、例えば、100dを介して命令を送る。中間アドレスはその代わりに、プログラム記憶装置310に含まれるコントロールプログラムに直接プログラムされることができるので、翻訳表340の使用は任意である。しかし、例えば、通信が低下し信頼性がなくなった場合には、翻訳表340をまさに再プログラムすることにより通信が直ぐに再び導かれ、要求されるように植込みトランスポンダーを利用することができる点において、そのような翻訳表340を使用することが好ましい。翻訳表340はプログラム可能なメモリ、例えば、RAMまたはEPROMに含まれているのが好ましく、プログラム記憶装置310の一部分とすることができる。翻訳表340は、例えば、臨床医のプログラマー172からの変調信号を介して、遠隔にプログラムされることができるが、通信が低下した場合にはSCU302が翻訳表340を再プログラムできることも考えられる。
図7は本発明のシステムの使用を示す例示的なブロック図であり、身体機能の閉ループ制御を行う。ブロック352では、SCU302はマイクロセンサA(SEA)から状態を要求する。ブロック354では、その後、SCU302はマイクロ刺激装置に与えられた現在の命令が十分かどうかを決定し、必要であれば、新しい命令を決定し、ブロック356でマイクロ刺激装置Aに新しい命令を送る。例えば、マイクロセンサA(SEA)が筋肉の刺激により発生した圧力に一致する電圧を読み込んでいる場合には、SCU302はマイクロセンサA(SEA)に命令を送り、駆動パルス列を、例えば、振幅、デューティサイクル等で、調整し、それによって、マイクロセンサA(SEA)により検知された電圧を変化させる。したがって、閉ループ、すなわちフィードバック制御が行われる。フィードバック(位置、積分、微分(PID))制御の特徴はプログラム記憶装置310に含まれる制御プログラムによりSCU302で制御されるプログラムであるのが好ましい。
図8は本システム300の実施例により治療可能な例示的な障害を示している。この例示的な障害では、中性経路が損傷され、例えば、患者の左肘の丁度上部を切断する。この例示的なシステムの目的は損傷された中性経路を迂回し、左手のコントロールを患者に回復させることである。SCU302は患者の胴体内に植込まれ、複数の刺激装置、ST1〜ST5を制御し、該刺激装置はそれぞれ患者の親指及びその他の指を制御する筋肉の最も近くに植込まれている。更に、マイクロセンサ1(SE1)は損傷されていない神経部分の最も近くに植込まれ、患者が手を閉じることを望んでいる時に患者の脳から発生した信号を検知することができる。任意のマイクロセンサ2(SE2)は患者の手の一部分に植込まれ、それは患者の小指の刺激/動作に一致する信号を検知することができ、マイクロセンサ3(SE3)は植込まれると共に構成され、患者の手の指が閉じられている時に発生される握力に一致する信号を測定する。更に、任意のマイクロトランスポンダー(T1)はSCU302と植込まれた装置間の通信を改善するために使用可能であることを示している。
図9は図8の例示的システムの植込まれた装置と関連したSCU302の動作のための例示的フローチャートを示している。ブロック360では、SCU302はマイクロセンサ1(SE1)に応答指令信号を送り、患者が指の始動を要求しているかどうかを決定する。そうでなければ、ブロック362で、命令はすべての刺激装置ST1〜ST5に送られ、患者の手を開かせ、すなわち患者の指を閉じる筋肉の動力源を断つ。マイクロセンサ1(SE1)が患者の指を始動する信号を検知した場合には、ブロック364で、SCU302は刺激装置ST1〜ST5が現在駆動しているかどうか、すなわち駆動パルス列を発生しているかどうかを決定する。そうでなければ、SCU302は刺激装置に動力を供給する指示を実行する。第1の任意の経路では、刺激装置のそれぞれは(フォーマットすること及び送信遅延を条件として)同時に命令され、ブロック366aで動力を供給される。しかし、それぞれに与えられた命令信号は(BONパラメータを使用して)異なる開始遅延時間を特定する。したがって、各指の始動/閉鎖の間にスタガーがある。
第2の任意の経路368では、マイクロ刺激装置は遅れΔにより連続的に動力を供給される。したがって、マイクロ刺激装置1(ST1)はブロック368aで動力を供給され、ブロック368b等において、遅れはすべての刺激装置のためSCU302内で行われる。したがって、経路366及び368は本質的に同一の機能を実行する。しかし、経路366では、インターデバイスのタイミングは、経路368で、SCU302がインターデバイスのタイミングを供給するために応答している間、それぞれの植込み装置100内の時計により実行される。
経路370では、SCU302はブロック370aで第1マイクロ刺激装置(ST1)を始動し、ブロック370cで残っている刺激装置(ST1〜ST5)を始動する前に、マイクロセンサ2(SE2)で決定されているように、ブロック370bにおいて、その対応する筋肉が始動されるのを待つ。この手段は幾つかの状況でより共同作用可能な動作を供給することができるだろう。
ブロック364で決定されたように、一度、刺激装置が動力を供給されると、閉ループ握力制御がブロック372a及び372bでマイクロセンサ3(SE3)の状態を周期的に読み込むことにより実行され、それによって、刺激装置(ST1〜ST5)に与えられた命令を調節する。その結果として、この例示のシステムは、共同作用可能な動作及び患者の指の握力制御を含む手の制御を患者に回復させた。
図3Aを再び参照すると、磁気センサ186が示されている。共に出願中の国際出願では、そのようなセンサ186は、DC磁界に応答して、好ましくは外部に配置された安全磁石から、植込み装置100の動作を不能にする、例えば、非常時にそのような装置の動作を停止するために使用されることができることが示されている。更なる手段はここに開示されている。磁気センサ186は各種装置を使用して実行されることができる。そのような装置の例示は、Nonvolatile Electronics,Inc.によって製造された装置(例えば、AA,AB,AC,AD,またはAGシリーズ)、ホール効果センサ、及び超小型リードスイッチである。そのような小型装置は開示されたSCU302及び植込み可能な装置100のハウジング内に配置されるように構成可能である。本質的に、受動磁気センサ、例えば、リードスイッチが可能であるが、残っている装置はDC磁界の保護の間、電力を消費する能動回路を含んでいる。したがって、コントローラ回路302は周期的、例えば、1秒に1回、磁気センサ186に動力を供給し、そのサンプリング期間の間、センサの出力信号374を標本化するのが好ましい。
SCU302の好適な手段では、プログラム可能なコントローラ308はソフトウェア制御の下、動作するマイクロコントローラであり、ソフトウェアはプログラム記憶装置310内に配置されている。SCU302は入力376、例えば、ノンマスカブルインタラプト(NMI)を含み、好ましくはプログラム記憶装置310内に配置された、非難場所サブルーチン378を実行させる。更に、故障または潜在的故障モード、例えば、低電圧または過温度状態は避難場所サブルーチン378を実行させるために使用されることができる。通常、そのようなサブルーチンは一連の命令を送信させ、特別の患者配置のため安全な状態に各マイクロ刺激装置を設定し、通常、各マイクロ刺激装置を不能にする。二者択一的に、避難場所状態は一定の刺激装置を設定し、指定の駆動パルス列を発生する。好ましくは、避難場所ルーチン378は外部装置、例えば、臨床医のプログラマー172からプログラム記憶装置310、不揮発性記憶装置にダウンロードされることができる。更に、プログラム記憶装置のプログラム可能な内容が、例えば、停電により失われた場合には、デフォルト避難場所サブルーチンが代わりに使用されるのが好ましい。このデフォルトサブルーチンはユーザーがプログラム可能ではない不揮発性記憶装置、例えば、ROM、さもなければプログラム記憶装置310の一部である不揮発性記憶装置に記憶されるのが望ましい。このデフォルトサブルーチンは好ましくは通常の目的であり、通常は、すべての潜在的刺激装置を停止する命令に限定される。
二者択一的には、そのようなプログラム可能な非難場所サブルーチン378は植込み刺激装置100に存在することができる。したがって、避難場所サブルーチンはそのマイクロ刺激装置の環境のため特注される各マイクロ刺激装置に個別にプログラムされることができ、その後、SCU302のための避難場所サブルーチンはSCU302を不能にする、すなわちSCU302に他の植込み装置100に連続する命令を発行しないようにさせることを指示させることができるであろう。
10A及び10Bは、密閉ハウジング206、電池204及び内部に含まれた(1以上のICチップ216を実行し、SCU302の電子部分を実行する)回路の現在の好適な構成の2側面外皮切断図を示している。この現在の好適な構成では、ハウジング206は電極112aを形成する第1端部キャップに真鍮262を介して蝋付けされた絶縁セラミック管260を含んでいる。セラミック管260の多端部には金属リング264があり、それもセラミック管260に蝋付けされている。内部の回路、すなわち(マイクロ刺激装置モードの時に使用される)コンデンサ183、電池104、ICチップ216、及びスプリング266は電極112bを形成する対向第2端部キャップに取付けられている。伝導性エポキシ樹脂の滴下はコンデンサ183を端部キャップ112aに接着するために使用され、接着剤がくっついた時にスプリング266により正しい位置に保持される。好ましくは、ICチップ216は回路盤268に取付けられ、その上に半円形の縦のフェライト板270が取付けられる。コイル116はフェライト板270の回りに巻かれ、ICチップ216に取付けられている。スプリング266を取囲んで取付けられたゲッター272はそこに注がれた水分を吸収することによりSCU302の接着性を増加させるために使用されるのが好ましい。例示のゲッター272はその容量の70倍水分を吸収する。回路及び端部キャップ112bを一緒に保持している間、端部キャップ112bをリング264レーザー溶接できる。更に、プラチナ、イリジウム、またはプラチナ−イリジウムディスクまたは板274はSCU302の端部キャップに溶接されるのが望ましく、身体組織への接続インピーダンスを最小にする。
例示の電池104は図11の説明と関連させてより詳細に後述される。好ましくは、電池104は少なくとも1マイクロワット時の電力容量を供給するような適切な材料製であり、約240mW−時/cm3のエネルギ密度を有する電池から構成されるのが好ましい。Li−I電池はそのようなエネルギー密度を供給するのが都合がよい。二者択一的に、Li−I−Sn電池は360mW−時/cm3までのエネルギー密度を供給する。これらの電池の何か、または少なくとも1マイクロワット時の電力容量を供給する他の電池は本発明の植込み装置と使用されてもよい。
例示の電池の電池電圧Vは公称3.6ボルトであり、その電圧VはCMOS回路を動作するために十分以上であり、CMOS回路はSCU302内のICチップ216及び又は他の電子回路を実行するために使用されるのが好ましい。一般に、電池電圧Vは約2.55ボルト以下に放電させないことが望ましく、さもないと永久の損傷が生じるかもしれない。同様に、電池104は約4.2ボルト以上のレベルに放電させないのが望ましく、さもなければ永久の損傷が生じるかもしれない。したがって、(共に出願中の国際出願で論じられている)充電回路122は潜在的な有害な放電または過充電を避けるために使用される。
電池104は多数の形をとり、それらの幾つかは、電池が利用可能な少容量内に合うように作られることができる限り使用されてもよい。前に述べたように、電池104は一次電池または再充電可能電池のいずれかであってもよい。一次電池は所定のエネルギー出力のためより長寿命の利点を提供するが、再充電できない欠点がある(それは、一度、そのエネルギーが使い果たされると、植込み装置はもはや機能しなくなることを意味する)。しかし、損傷または弱くなった筋肉組織に行われる1度だけの筋肉リハビリテーション摂生のような多くの適用のため、(それらが外植されまたは捨てられることができ、または良性医療装置として単に植込まれたままにした後)SCU302及び又は装置100は短時間使用される必要があるだけである。他の適用のため、マイクロ刺激装置により提供される組織の刺激は繰り返し発生する生理的要求であるので、再受電可能な電池は明らかに、好適なタイプのエネルギー選択である。
植込型装置100の電池104として再充電可能な電池を使用することに関する考えは、とりわけ、Technical Marketing Staff of Gates Energy Products,Inc.(Butterworth-Heinemann1992)の設計技術者のためのEDNシリーズの再充電可能な電池、適用ハンドブックという書籍にある。再充電可能な電池のための基本的考えは、高エネルギー密度及び長いサイクル寿命に関連している。リチウムを基にした電池は、歴史的には主として再充電できない電池として使用されていたが、近年、商業上、再充電可能な電池として出現してきている。通常、リチウムを基にした電池は240mW時/cm3から360mW時/cm3のエネルギー密度を供給する。一般に、エネルギー密度は高いほどよいが、1マイクロワット時より大きい電力容量となるエネルギー密度を示す電池構成が本発明に適している。
SCU302内の電池104の使用に直面する1以上の困難な障害は、電池が内部に挿入されなければならないハウジング206の内部の比較的小さい大きさ又は容量に関連している。本発明により作られる通常のSCU302は約60mmの長さで直径8mm以下であり、好ましくは60mmの長さで直径6mm以下であり、一様により小さい実施例、例えば、15mmの長さで(約2mmの内径となる)2.2mmの外径を含む。装置のハウジング206内の利用可能な容量の約1/4から1/2だけが電池として利用可能であると考えた時、どれほど小さい用量、したがって、どれほど小さい電池記憶容量がSCU302にとって利用可能かをより十分に認識し始める。
図11は共に出願中の国際出願に開示されたそれらの通常の例示の電池104を示している。特に、並列に接続された円筒形状の電極の実施例が示され、それぞれの円筒形状の電極は隙間またはスリット242を含み、隙間242の各側面の円筒形状の電極222及び224はタブ244および246のための共通の接続点を形成し、該タブは電池用の電気端子として役立つ。電極222及び224は適切なセパレーター248により分割されている。隙間242は電極の渦電流の流量を最小にする。この実施例では、4つの同心の円筒形状の電極222があり、その外側のもの(最も大きい直径)は電池ケース234として機能してもよく、電極222間に割り込まれた3個の同心の電極224は6個の同心の円筒形状のセパレーター層248を有し、各電極222または224を近傍の電極から分離する。
したがって、本発明の好適な実施例は植込まれたSCU302及び複数の植込まれた装置100を含み、それらのそれぞれはそれ自体の再充電可能な電池104を含んでいる。そのようなものとして、患者は(通常、1時間に1度以上は起こらない)電池の充電の間の外部の装置から本質的に独立している。しかし、幾つかの治療摂生にとって、外部のAC磁界が、例えば、充電器118から供給されている間に動力を供給するだけである米国特許No.5,324,316で説明されているものに類似する電源を使用することが十分である。更に、コストの見地から、外部装置として、例えば、患者コントロールユニット174と同様の方法で患者の手首に取付け可能な腕時計形状のハウジング内で、SCU302を実行することが望まれてもよい。
SCU302の電力消費は主に、回路の実施、好ましくはCMOS、回路の複雑さ及びクロックスピードに依存する。単純なシステムにとって、CMOSを実施した状態の機械はプログラム可能なコントローラ308の要求する能力を供給するために十分であろう。しかし、より複雑なシステム、例えば、SCU302が閉ループ方法で非常に多くの植込み装置100を制御するシステムにとって、マイクロコントローラが要求されてもよい。そのようなマイクロコントローラの複雑さが(そのトランジスター数と共に)増加すると、その電力もまた消費する。したがって、1ワット時の能力を有するより大きな電池が好ましい。一次電池が可能であるが、再充電可能な電池が使用されるのが好ましい。そのようにより大きな電池はより大きい容量を要求し、したがって、上述した注入可能なハウジングに配置されることはできない。しかし、より大きな密閉ハウジング内の外科的に植込み可能な装置は、例えば、少なくとも1インチを超えるある寸法を有し、前述した注入可能なハウジング206の代わりに使用される時、この目的にかなう。図12はそのような装置に適した例示の植込み可能なハウジング380を示している。
ここに開示された本発明はその特定の実施例及び適用によって説明されているが、請求の範囲に示された本発明の範囲から逸脱することなく、非常に多くの修正及び変更が当業者によりなされることが可能であろう。例えば、多数のSCU、例えば、1つは外部で1つは内部、を含むシステムは、本発明の範囲内にあると考えられている。更に、1以上のSCUと他の植込み装置の間の単一の通信経路の使用が説明されているが、多数の通信経路を使用するために実行されるシステム、例えば、第1搬送周波数の第1音波経路及び第2搬送周波数の第2音波経路も本発明の範囲内にあると考えられている。
Claims (18)
- 患者の身体の少なくとも1つのパラメータで監視及び作用するか、患者の身体の少なくとも1つのパラメータで監視するか、又は患者の身体の少なくとも1つのパラメータで作用するシステムであって、
1以上の制御可能な動作パラメータによって患者の身体のパラメータを検知及び刺激するか、1以上の制御可能な動作パラメータによって患者の身体のパラメータを検知するか、又は1以上の制御可能な動作パラメータによって患者の身体のパラメータを刺激するように動作可能な少なくとも1つの植込み可能な装置と、
前記制御可能な動作パラメータを制御するシステムコントロールユニットと、を含み、
前記システムコントロールユニットが、
患者の身体の植込みのため構成される密閉された細長いハウジングと、
命令信号を送信するための前記ハウジングの信号送信機と、
状態信号を受信するための前記ハウジングの信号受信機と、
前記信号送信機による前記植込み可能な装置への送信用の命令信号を生成するため受信した状態信号に応答する前記ハウジングのプログラム可能なコントローラと、を含み、前記少なくとも1つの植込み可能な装置が、植込み可能な装置から前記システムコントロールユニットへ信号を再送信するか、前記システムコントロールユニットから植込み可能な装置への信号を再送信するか、又はこれら再送信の両方を実行するトランスポンダーを備え、前記命令信号が、前記少なくとも1つの植込み可能な装置を識別するためのデータと前記少なくとも1つの植込み可能な装置の動作モードを指示するためのデータとを含むことを特徴とするシステム。 - 前記密閉されたハウジングは軸方向の寸法が60mm以下で、横方向の寸法が6mm以下であり、患者の身体への注入に適している請求項1に記載のシステム。
- センサとして動作可能な少なくとも1つの前記植込み可能な装置と刺激装置として動作可能な少なくとも1つの前記植込み可能なものを含み、前記コントローラが前記センサから受信した状態データ信号に応答し、前記刺激装置に前記アドレスで呼出し可能な命令データ信号を発生し、前記刺激装置の動作の閉ループ制御を実行する請求項1に記載のシステム。
- 前記システムコントロールユニットは、前記データ信号送信機、前記データ信号受信機、及び前記プログラム可能なコントローラに動作電力を供給するため前記密閉されたハウジング内に含まれた電源を更に含む請求項1に記載のシステム。
- 前記システムコントロールユニットは、少なくとも1つの電極と、
センサ及び刺激装置回路の少なくとも一方と、を更に含み、
前記センサ及び刺激装置回路の少なくとも一方が前記電極により伝導された電気信号を表すデータ信号を発生するか、前記電極に駆動パルス列を供給するか、又は前記発生及び供給の両方を実行するように構成可能である請求項1に記載のシステム。 - それぞれの前記植込み可能な装置は少なくとも1マイクロワット時の容量を有する電源を含む請求項1に記載のシステム。
- それぞれの前記植込み可能な装置はその電源の状態を監視する手段を含み、前記システムコントロールは命令信号を各前記植込み可能な装置に送ると共に反応的に前記電源状態に一致する状態信号を受信するように構成されている請求項6に記載のシステム。
- 前記プログラム可能なコントローラの動作を特定するための前記ハウジングのプログラム記憶手段と、
前記信号受信機により受信された信号に応答して前記プログラム記憶手段を変更する手段と、を更に含む請求項1に記載のシステム。 - 1以上の他の植込み可能でアドレスで呼出し可能な装置の動作を制御及び監視するか、1以上の他の植込み可能でアドレスで呼出し可能な装置の動作を制御するか、又は1以上の他の植込み可能でアドレスで呼出し可能な装置の動作を監視するため患者の身体の植込み用に構成されたシステムコントロールユニットであって、
密閉された細長いハウジングと、
命令データ信号のワイヤレス送信のためのデータ信号送信機と、
状態データ信号のワイヤレス受信のためのデータ信号受信機と、
前記データ信号受信器から状態データ信号を受信可能であると共に前記データ信号送信機へアドレスで呼出し可能な命令データ信号を送信可能であり、それに応答して、1以上の制御可能な動作パラメータにしたがって1以上の他の植込み可能な装置の動作を制御及び監視するか、1以上の他の植込み可能な装置の動作を制御するか、又は1以上の他の植込み可能な装置の動作を監視することが可能であるコントローラと、
前記コントローラの動作を特定するプログラム記憶手段と、
を含み、
前記データ信号送信機、データ信号受信機、前記コントローラ、及び前記プログラム記憶手段が前記密閉されたハウジング内に配置され、
前記1以上の他の植込み可能な装置が、他の植込み可能な装置から前記システムコントロールユニットへ信号を再送信するか、前記システムコントロールユニットから他の植込み可能な装置への信号を再送信するか、又はこれら再送信の両方を実行するトランスポンダーを備え、前記命令データ信号が、前記1以上の他の植込み可能な装置を識別するためのデータと前記1以上の他の植込み可能な装置の動作モードを指示するためのデータとを含むことを特徴とする前記システムコントロールユニット。 - 前記密閉されたハウジングは軸方向の寸法が60mm以下で、横方向の寸法が6mm以下であり、患者の身体への注入に適している請求項9に記載のシステムコントロールユニット。
- 前記データ信号送信機、前記データ信号受信機、前記コントローラ、及び前記プログラム記憶手段に動作電力を供給するため前記密閉されたハウジング内に含まれた電源を更に含む請求項9に記載のシステムコントロールユニット。
- 前記データ信号受信機は変調された磁界により形成された状態データ信号に応答するコイルを含む請求項9に記載のシステムコントロールユニット。
- 患者の身体の少なくとも1つのパラメータを監視及びそれに作用するか、患者の身体の少なくとも1つのパラメータを監視するか、又は患者の身体の少なくとも1つのパラメータに作用するシステムであって、
命令データ信号のワイヤレス送信のためのデータ信号送信機と、
状態データ信号のワイヤレス受信のためのデータ信号受信機と、
前記データ信号送信機にアドレスで呼出し可能な命令データ信号を送信させ、1以上の植込み可能な装置の動作を制御及び監視するか、1以上の植込み可能な装置の動作を制御するか、又は1以上の植込み可能な装置の動作を監視するため前記データ信号受信機により受信された状態データ信号に応答する手段と、を有するシステムコントロールユニットと、
患者の身体に植込むため構成された複数のアドレスで呼び出し可能で植込み可能な装置と、
を含み、
前記植込み可能な装置が、
(1)患者の組織を刺激し患者の身体のパラメータに作用するため電流を生成する命令データ信号に応答する刺激装置と、
(2)患者の身体のパラメータを表すデータ信号を生成するように構成されたセンサと、の何れか一方を含み、
それぞれの前記植込み可能な装置が少なくとも1マイクロワット時の再充電可能な電力容量を有する再充電可能な電源、及び植込み可能な装置から前記システムコントロールユニットへ信号を再送信するか、前記システムコントロールユニットから植込み可能な装置への信号を再送信するか、又はこれら再送信の両方を実行するトランスポンダーを備え、前記命令データ信号が、前記1以上の植込み可能な装置を識別するためのデータと前記1以上の植込み可能な装置の動作モードを指示するためのデータとを含む、ことを特徴とするシステム。 - 前記システムコントロールユニットは患者の身体の外部の配置及び動作のため物理的に構成されている請求項13に記載のシステム。
- 前記システムコントロールユニットは患者の身体の植込み及び動作のため物理的に構成されている請求項13に記載のシステム。
- 前記植込み可能な装置は少なくとも1つの刺激装置と少なくとも1つのセンサを含み、
前記システムコントロールユニットは、アドレスで呼出し可能な命令データ信号を前記刺激装置に送信し、前記刺激装置の動作の閉ループ制御を行うため前記センサから受信した状態データ信号に応答する請求項13に記載のシステム。 - 前記植込み可能な装置は、受信した命令信号に応答してデータ信号を送信するため少なくとも1つのトランスポンダーを更に含む請求項13に記載のシステム。
- 前記システムコントロールユニットは、アドレスで呼出し可能な命令データ信号を刺激装置に送信し、前記刺激装置の動作の閉ループ制御を行うためセンサから受信した状態データ信号に応答する請求項17に記載のシステム。
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