JP4634397B2

JP4634397B2 - 可変的パラメータを有する遠隔測定システム及び方法

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Publication number: JP4634397B2
Application number: JP2006547113A
Authority: JP
Inventors: ウェインエイモーガン; フィリップビーヘス
Original assignee: メドトロニックミニメドインコーポレイテッド
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: ATE400317T1; US7342508B2; US8004422B2; US20080055111A1; WO2005065773A1; US20050149147A1; EP1703947A1; EP1703947B1; JP2007521859A; CA2548284A1; DE602004014979D1; CA2548284C

Description

本発明の実施形態は、プログラマブル回路、遠隔測定回路、通信機器等を含む遠隔測定システムに関し、特に、可変パラメータを有する遠隔制御された遠隔測定システム、および他のパラメータの中でもとりわけ帯域幅およびＱが可変である人体内に移植された遠隔測定システムに関する。

病状を回復させるための移植可能装置の利用は、装置の大きさやコストが小さくなるにつれて益々多くなっている。従来、病状を持つ多くの人々は検査または治療機器の近くに居ることを余儀なくされていたが、移植可能機器から必要な検査および／または治療を受けることが可能になったため、移植可能機器により自由が得られた。

例えば、従来は、血糖分析を毎日または一日数回も必要とし、分析結果に応じてインスリン注射を必要とする多くの糖尿病患者は、分析および治療機器の近くに拘束される必要があるため、移動の自由が制限されていた。移植可能機器はこれを激変させた。現在、血糖センサおよびインスリン注入ポンプは、糖尿病患者の体内に移植可能な段階に達したため、糖尿病患者は、血糖分析機器およびインスリンと針が常時手元にあることを気にしなくても、自身の糖尿病と戦うために必要な分析や治療を受けながら、通常の生活様式を維持することが可能である。

移植可能な医療機器が病状を持つ多くの人々の生活を改善したものの、それらの機器自体は依然として使用者に対して特定の要件を課している。例えば、多くの移植可能機器は、外部コントローラと連動して動作する。通常は、データ、ソフトウェアその他の情報が、コントローラと移植可能機器の間で送信および／または受信される。コントローラと移植可能機器の間における情報の送信は、移植可能機器を有する人に特定の要件を課す。例えば、主に人体内からのデータ送信に伴なう出力の制約および安全性への配慮から、移植可能機器のデータ送受信距離が必然的に制約されるため、移植可能機器を有する人はコントローラの比較的近く、ある場合は数インチ以内に、居なければならない。

更に、同様に出力の制約により移植可能機器のデータ送信速度が制限されるため、大量のデータ送信に極めて長い時間を要する場合がある。例えば、医療専門家による再検査または分析のため、移植可能機器から履歴データを外部コントローラへ転送する場合、履歴データは１００キロバイト以上のデータを含んでいる場合がある。同様に、履歴データの分析の結果、移植可能機器用の新規ソフトウェアをコントローラから移植可能機器へダウンロードする場合、当該新規ソフトウェアは数十キロバイト〜数百キロバイト以上を占める場合がある。数十キロバイト〜数百キロバイト以上を占めるデータ、ソフトウェアその他の情報の送受信により、移植可能機器の使用者の自由に不便な制約、すなわち本来は移植可能機器が軽減する筈であった制約を課す恐れがある。

一般に、遠隔測定回路において、データ送信距離とデータ送信速度は互いに競合する。例えば、リアルタイムのセンサ・データを送信している移植可能機器のようにデータ送信距離を最大化することが望ましい遠隔測定用途では、データ送信速度は最低限に抑えられてきた。逆に、例えば、大量のデータを送受信している移植可能機器のようにデータ送信速度を最大化することが望ましい遠隔測定用途では、データ送信距離が最小限に抑えられてきた。従来、遠隔測定回路の設計者は、遠隔測定回路を設計する際にデータ送信速度とデータ送信距離のどちらを最大化すべきかの判断を強いられてきた。あるいは、従来、遠隔測定回路設計者は、データ送信速度とデータ送信距離とのバランスを見つけるべく妥協し、どちらも最大化しなかった。

現在求められているのは、プログラマブル、すなわち最大限のデータ送受信距離を必要とする用途にはデータ送受信距離を最大化し、最大限のデータ送信速度を必要とする用途にはデータ送信速度を最大化するようにプログラム可能である遠隔測定回路である。本発明の実施形態はそのようなプログラム可能な遠隔測定回路を提供する。

米国特許第５，６３０，８３６号明細書

従って、本発明の実施形態の目的は、各種の用途に利用可能且つ実用的な遠隔測定システムを提供することである。本発明の実施形態の更なる目的は、所望の用途に応じて高帯域幅・低Ｑモード、および低帯域幅・高Ｑモード向けに調整可能な遠隔測定システムを提供することである。本発明の実施形態のまた更なる目的は、高速度のデータ送信または長距離のデータ送信を行なうべくプログラム可能な遠隔測定システムを提供することである。本発明の実施形態のまた更なる目的は、可変インピーダンス・アンテナを備え、ある通信には長距離送信を、別の通信には短距離送信を要求する移植可能通信機器を提供することである。本発明の実施形態のまた更なる目的は、可変インピーダンス・アンテナを備え、医療用途に利用できる移植可能通信機器を提供することである。本発明の実施形態のまた更なる目的は、調整可能またはプログラマブル回路パラメータを有する遠隔測定システムを提供することである。

本発明の実施形態によれば、プログラマブル回路は、入力信号を送信する第１のコイルと、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路と、第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路と、高インピーダンス経路、低インピーダンス経路、および容量性経路に信号を伝達する入力経路とを含んでいる。低インピーダンス経路は、高インピーダンス経路と並列に接続されていてよい。容量性経路は、高インピーダンス経路および低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成していてよい。プログラマブル回路は、高インピーダンス経路または低インピーダンス経路を選択すべくプログラミングされていてよい。

高インピーダンス経路は低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含んでいてよい。抵抗素子は抵抗器または半導体であってよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。低インピーダンス経路はまた、低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。容量性経路はまた、低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。第１のコイルは、インダクタであってよい。

プログラマブル回路は更に、第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルと、第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチと、第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子とを含んでいてよい。第２のコイルは、第１のコイルと誘導結合されていてよい。スイッチの第１のノードは、第２のコイルの第１のノードに接続されていてよい。抵抗素子の第１のノードは、スイッチの第２のノードに接続されていてよい。抵抗素子の第２のノードは、第２のコイルの第２のノードに接続されていてよい。スイッチを閉じることにより、プログラマブル回路の帯域幅を増やすことができる。第２のコイルはインダクタであってよい。抵抗素子は抵抗器または半導体であってよい。

本発明の一実施形態によれば、プログラマブルパラメータを有する遠隔測定回路は、信号を送るための第１のコイルと、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路と、第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路と、高インピーダンス経路、低インピーダンス経路、および容量性経路に信号を結合する第１のスイッチと、第１のノードおよび第２のノードを有する第２のスイッチと、第１のノードおよび第２のノードを有する高帯域幅・低Ｑフィルタと、第１のノードおよび第２のノードを有する低帯域幅・高Ｑフィルタとを含んでいてよい。

低インピーダンス経路は、高インピーダンス経路と並列に接続されていてよい。容量性経路は、高インピーダンス経路および低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成していてよい。第２のスイッチの第１のノードは、第１のコイルの第２のノードに接続されていてよい。高帯域幅・低Ｑフィルタの第１のノードは、第２のスイッチの第２のノードに接続されていてよい。

低帯域幅・高Ｑフィルタの第１のノードは、第２のスイッチの第２のノードに接続されていてよい。高帯域幅・低Ｑフィルタの第２のノードは、高帯域幅・低Ｑフィルタと低帯域幅・高Ｑフィルタが並列に接続されるように、低帯域幅・高Ｑフィルタの第２のノードに接続されていてよい。

プログラマブル回路は、高インピーダンス経路または低インピーダンス経路を選択すべくプログラム可能であってよい。高インピーダンス経路が選択された場合は高帯域幅・低Ｑフィルタを第２のスイッチを介して選択することができ、低インピーダンス経路が選択された場合は低帯域幅・高Ｑフィルタを第２のスイッチを介して選択することができる。

高インピーダンス経路は、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含んでいてよい。抵抗素子は、抵抗器または半導体であってよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。低インピーダンス経路は低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。容量性経路は低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。容量性経路はまた、コンデンサを含んでいてよい。第１のコイルはインダクタであってよい。

遠隔測定回路は更に、第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルと、第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチと、第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子を含んでいてよい。第２のコイルは第１のコイルと誘導結合されていてよく、スイッチの第１のノードは第２のコイルの第１のノードに接続されていてよく、抵抗素子の第１のノードはスイッチの第２のノードに接続されていてよく、抵抗素子の第２のノードは第２のコイルの第２のノードに接続されていてよい。スイッチを閉じることにより、プログラマブル回路の帯域幅を増やすことができる。

本発明の一実施形態によれば、遠隔測定回路の回路パラメータを変更する方法は、入力信号を送信する第１のコイルであって、第１のノードおよび第２のノードを有する第１のコイルを提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有する高インピーダンス経路を提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有する低インピーダンス経路であって、高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路を提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有する容量性経路であって、自身の第１のノードが第１のコイルの第２のノードに接続されている容量性経路を提供するステップと、高インピーダンス経路、低インピーダンス経路、および容量性経路に信号を結合する入力経路を提供するステップと、第１のコイルの第１のノードを、高インピーダンス経路の第１のノード、および低インピーダンス経路の第１のノードに接続するステップと、容量性経路の第１のノードを第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、容量性経路を高インピーダンス経路および低インピーダンス経路に接続して、容量性経路が高インピーダンス経路および低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成するようにするステップと、高インピーダンス経路または低インピーダンス経路のいずれかを有効にするステップとを含んでいる。

高インピーダンス経路は、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含んでいてよい。抵抗素子は、抵抗器または半導体であってよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。低インピーダンス経路はまた、低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。容量性経路はまた、低インピーダンス・ドライバを含んでいて、当該ドライバは半導体であってよい。第１のコイルはインダクタであってよい。

本方法は更に、第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルを提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチを提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子を提供するステップと、第２のコイルを第１のコイルへ誘導結合するステップと、スイッチの第１のノードを第２のコイルの第１のノードに接続するステップと、抵抗素子の第１のノードをスイッチの第２のノードに、および抵抗素子の第２のノードを第２のコイルの第２のノードに接続するステップと、遠隔測定回路の帯域幅を増やすべくスイッチを閉じるステップとを含んでいてよい。

本方法は更に、第１のノードおよび第２のノードを有する高帯域幅・低Ｑフィルタを提供するステップと、第１のノードおよび第２のノードを有する低帯域幅・高Ｑフィルタを提供するステップと、高帯域幅・低Ｑフィルタの第１のノードを第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、低帯域幅・高Ｑフィルタの第１のノードを第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、高帯域幅・低Ｑフィルタおよび低帯域幅・高Ｑフィルタが並列に接続されるように、高帯域幅・低Ｑフィルタの第２のノードを低帯域幅・高Ｑフィルタの第２のノードに接続するステップと、高インピーダンス経路または低インピーダンス経路を選択すべく遠隔測定回路をプログラミングするステップと、高インピーダンス経路が選択された場合は高帯域幅・低Ｑフィルタを選択し、低インピーダンス経路が選択された場合は低帯域幅・高Ｑフィルタを選択すべく遠隔測定回路をプログラミングするステップとを含んでいてよい。

本発明の一実施形態によれば、可変インピーダンス・アンテナを有する移植可能な通信機器は、入力信号を送信する第１のコイルと、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路であって、高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路と、第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路であって、高インピーダンス経路および低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成する容量性経路と、高インピーダンス経路、低インピーダンス経路、および容量性経路へ信号を結合する入力経路とを含んでいてよい。第１のコイルはインダクタであってよい。移植可能な通信機器は、短距離通信用に高インピーダンス経路を、長距離通信用に低インピーダンス経路を選択すべくプログラミングされていてよい。移植可能な通信機器は、人体内に移植することができる。

高インピーダンス経路は、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含んでいてよい。抵抗素子は抵抗器であってよい。抵抗素子は半導体であってよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。

低インピーダンス経路は、低インピーダンス・ドライバを含んでいてよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。容量性経路は低インピーダンス・ドライバを含んでいてよい。低インピーダンス・ドライバは半導体であってよい。容量性経路コンデンサを含んでいてよい。

移植可能な通信機器はまた、第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルであって、第１のコイルと誘導結合されている第２のコイルと、第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチであって、自身の第１のノードが第２のコイルの第１のノードに接続されているスイッチと、第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子であって、自身の第１のノードがスイッチの第２のノードに接続されていて、自身の第２のノードが第２のコイルの第２のノードに接続されている抵抗素子とを含んでいてよい。スイッチを閉じることにより、プログラマブル回路の帯域幅を増やすことができる。第２のコイルはインダクタであってよい。抵抗素子は、抵抗器または半導体であってよい。

移植可能な通信機器はまた、移植可能な通信機器へ誘導結合された外部コントローラを含んでいてよい。外部コントローラは、第１のコイルへ信号を送信し、また第１のコイルから信号を受信することができる。

以下の好適な実施形態の記述において、本明細書の一部をなす図面を参照すると共に、図面中に本発明を実装できる特定の実施形態を例示するものである。また、本発明の好適な実施形態の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよく、また構造上の変更を行なってもよいことを理解されたい。

以下の説明は基本的に、帯域幅およびＱが可変である遠隔測定システムに向けたものであるが、本発明の実施形態は多様な方法で実装可能であって、多様な機能および用途に利用可能である。例えば、本発明の実施形態は、例えば遠隔測定回路の出力電力や送信距離等の他のパラメータが可変であるように実装することができる。また、本発明の実施形態は、例えば移植可能な医療機器、製造用途、産業用途、消費者向け用途等、各種の用途に利用可能である。一般に、本発明の実施形態は、データが送受信される任意の環境または任意の用途で利用すべく適合させることができる。

図１に、本発明の一実施形態による遠隔測定システム１０の一般的なブロック図を示す。遠隔測定システム１０は、コントローラ／変調器１２、送受信回路１４、復調器１６、および変調器１８を含んでいるが、これに限定されない。

コントローラ／変調器１２は、リモート機器であって、送受信回路１４へ信号を誘導結合することができる。コントローラ／変調器１２から送受信回路１４へ結合される信号はデータ信号であっても、あるいは制御および命令信号であってもよい。

信号は、各種の方法でコントローラ／変調器１２から送受信回路１４へ誘導結合により送信することができる。例えば、コントローラ／変調器１２から発せられた信号は、パルス符号変調を経て送受信回路１４へ送信することができる。他の変調方式も同様に用いてよい。例えば、コントローラ／変調器１２から送信された信号は、振幅変調、周波数変調、または当分野で一般的な任意の変調方式を介して変調することができる。

送受信回路１４は、自身がコントローラ／変調器１２から受信した信号を復調すべく復調器１６へ送信することができる。復調は各種の方法で実現することができ、信号がコントローラ／変調器１２から発せられた際に変調に用いた変調方式と整合性を保つ。復調器１６は、送受信回路１４と同一回路上に加工されていても、または独立した機器として実装されていてもよい。復調器１６は、別々の部品で実装されていても、あるいはハイブリッド回路またはＡＳＩＣとして実装されていてよい。復調器１６は、当分野で一般的な各種の方法により加工されていてよい。

また、変調器１８も送受信回路１４と同一回路上に加工されていても、または独立した機器として実装されていてもよい。変調器１８は、別々の部品で実装されていても、あるいはハイブリッド回路またはＡＳＩＣとして実装されていてよい。変調器１８は、当分野で一般的な各種の方法で加工されていてよい。

送受信回路１４も同様に、各種の方法で加工されていてよい。例えば、送受信回路１４は別々の部品でハイブリッド回路として実装されていても、あるいは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として加工されていてもよい。

図２に、本発明の一実施形態による送信回路２０を示す。送信回路２０は、第１のコイル２２、抵抗素子２４、容量性素子２６、低インピーダンス・ドライバ２８、３０、３２、イネーブル線３４、および入力経路３６を含んでいるが、これに限定されない。容量性経路ドライバ２８と容量性素子２６を組み合せて容量性経路３９が形成される。容量性経路３９は、第２のノード２７において第１のコイルに接続する。低インピーダンス・ドライバ３０は、抵抗素子２４と共に高インピーダンス経路３７を形成する。高インピーダンス経路３７は、第１のノード２５において第１のコイル２２に接続する。低インピーダンス・ドライバ３２は、それ自体が低インピーダンス経路３５を形成する。低インピーダンス経路３５は、第１のノード２５においても第１のコイル２２に接続する。また、低インピーダンス経路３５は、高インピーダンス経路３７と並列に接続されている。低インピーダンス・ドライバ２８、３０、３２は、抵抗素子２４および容量性素子２６と共に、低インピーダンス経路３５、高インピーダンス経路３７、容量性経路３９、および第１のコイル２２の間に迂回経路を形成する。

本発明の一実施形態によれば、図２に示す送信回路２０は、入力経路３６においてＩおよびＱシンボルを供給することにより動作することができる。ＩおよびＱシンボルは、送信回路２０の他の部分（図示せず）で生成されても、あるいは図１に示すコントローラ／変調器１２から導かれてもよい。各々の低インピーダンス・ドライバ２８、３０、３２は、イネーブルピン２０含んでいてよく、これらは図２に示す本発明の実施形態においては動作中の低イネーブルピンである。低インピーダンス・ドライバ２８、３０用のイネーブルピンは、図２に示す本発明の実施形態では接地されている。従って、低インピーダンス・ドライバ２８、３０は常に有効である。容量性経路低インピーダンス・ドライバ２８は一般に、高インピーダンス経路ドライバ３０または低インピーダンス経路ドライバ３２の影響を受けない。従って、Ｑシンボルまたは、容量性経路ドライバ２８への入力経路３６に配置された他の任意の信号は、直ちに送信回路により処理され、第１のコイル２２に出現してそこから送信される。

高インピーダンス経路ドライバ３０のイネーブルピン２０もまた接地されているが、高インピーダンス経路３７と低インピーダンス経路３５が並列に接続されているため、高インピーダンス経路３７の動作は低インピーダンス経路３５の影響を受ける。高速データ転送モードが選択されている場合、イネーブル線３４に論理値「１」または高信号が置かれることにより、低インピーダンス経路ドライバ３２を事実上無効にする。そのため、低インピーダンス経路３５は回路から事実上除去され、入力ライン３６に置かれたＩシンボルまたは他の任意の信号が高インピーダンス経路ドライバ３０に出現して送信回路２０により処理される。信号は次いで第１のコイル２２に出現してそこから送信されてよい。

しかし、低速データ転送モードが選択されている場合、入力線３４に論理値「０」または低信号が置かれるため、低インピーダンス経路ドライバ３２が有効になる。低インピーダンス経路が高インピーダンス経路と並列に接続されているため、低インピーダンス経路は事実上高インピーダンス経路と短絡する。従って、入力ライン３６に出現するＩシンボルまたは他の任意の信号は低インピーダンス経路ドライバ３２により処理され、第１のコイル２２に出現してそこから送信されてよい。

低インピーダンス経路３５、高インピーダンス経路３７、および容量性経路３９は各種の方法で実装されていてよい。例えば、低インピーダンス・ドライバ２８、３０、３２は、当分野で一般的な標準半導体低インピーダンス・ドライバであってよい。第１のコイル２２は、インダクタであっても、あるいは、例えば汎用化されたインピーダンス・コンバータ回路等の半導体その他の構成要素を用いて加工されていてよい。抵抗素子２４は、抵抗器、トランジスタその他の半導体であってよい。容量性素子２６は、コンデンサ、バイポーラー・トランジスタ、電界効果トランジスタその他何らかの半導体であってよい。

図３に、本発明の一実施形態による送受信回路４０を示す。図３に示す本発明の実施形態において、送信回路は、図２の本発明の実施形態に示したものと同様である。しかし、送信モードと受信モードを区別すべく、入力経路３６と直列にスイッチ３８を配置している。このように、回路で選択されたモードに応じて、容量性経路ドライバ２８および高インピーダンス経路ドライバ３０を、送信モードと受信モードとの間で切替えることができる。スイッチ３８は、連動スイッチであっても、または当分野で一般的な他の何らかのスイッチであってもよい。スイッチ３８はプログラム可能であってよく、図１に示すコントローラ／変調器１２から発せられた信号に応答しても、あるいは他の場所から発せられた信号に応答してもよい。

また、第２のノード２７は、高速データ転送経路と低速データ転送経路の間を切り替えるべく用いられる第２のスイッチ４２に接続されている。高速データ転送経路は、高帯域幅・低Ｑフィルタ４６および高帯域幅アンプ５０を含んでいてよいが、これに限定されない。低速データ転送経路は、低帯域幅・高Ｑフィルタ４４および低帯域幅アンプ４８を含んでいてよいが、これに限定されない。

第２のスイッチ４２は、連動スイッチであってよく、イネーブル線３４と連動して動作することができる。このように、イネーブル線３４に論理値「１」または高信号を配置することにより高速データ転送が選択されたならば、高帯域幅・低Ｑフィルタ４６および高帯域幅アンプ５０を含む高速データ転送経路が、第２のスイッチ４２を用いて回路に接続される。同様に、イネーブル線３４に論理値「０」または低信号を配置することにより低速データ転送が選択されたならば、低帯域幅・高Ｑフィルタ４４および低帯域幅アンプ４８を含む低速データ転送経路が、第２のスイッチ４２を用いて回路に接続される。第２のスイッチ４２もまた、プログラム可能であってよく、図１に示すコントローラ／変調器１２から発せられた信号に応答しても、あるいは他の場所から発せられた信号に応答してもよい。

高帯域幅・低Ｑフィルタ４６および低帯域幅・高Ｑフィルタ４４は各種の方法により実装されていてよい。例えば、本発明の一実施形態によれば、高帯域幅・低Ｑフィルタ４６および低帯域幅・高Ｑフィルタは、アナログまたはデジタルフィルタとして実装することができる。本発明の別の実施形態によれば、高帯域幅・低Ｑフィルタ４６および低帯域幅・高Ｑフィルタをデジタル信号プロセッサ内に実装することができる。高帯域幅アンプ５０および低帯域幅アンプ４８は、当分野で一般的な標準アンプを用いて実装されていても、あるいは専用に設計されたアンプとして一体化されていてもよい。

図４に、本発明の別の実施形態による送受信回路６０を示す。図４に示す送受信回路６０は、図３に示した回路４０と同様である。しかし、図４の送受信回路６０は、第２の誘導結合されたコイル６２、第３のスイッチ６４、および抵抗素子６６を含むがこれに限定されない、誘導結合された高インピーダンス回路６１を含んでいる。高速データ転送が必要な場合、高インピーダンス経路ドライバ３０と抵抗素子２４で構成された高インピーダンス経路３７の代わりに、またはこれに加えて、高インピーダンス回路６１を選択してもよい。

動作時において、高インピーダンス回路６１が選択されたならば、第３のスイッチ６４が閉じて、第２の誘導結合されたコイル６２を介して第１の誘導結合されたコイル６８へ誘導結合される高インピーダンス回路６１を形成する。第３のスイッチ６４はプログラム可能であってよく、図１に示すコントローラ／変調器１２から発せられた信号に応答しても、あるいは他の場所から発せられた信号に応答してもよい。

本発明の一実施形態による、図１〜４に示す遠隔測定回路を用いる一般的な方法を図５に示す。図５のステップ７０において、送信または受信モードが決定される。送信モードが望まれるのは、例えば、遠隔測定回路に保存されているデータが、担当医療専門家による分析のために必要とされるような場合である。同様に、受信モードが望まれるのは、例えば、医療専門家が遠隔測定回路に格納されているデータを分析して、自分の分析に基づいて遠隔測定回路にプログラム情報を送信したいような場合である。

ステップ７２において、望まれる用途に応じてコントローラが送信または受信モードのいずれかに対応してプログラミングされる。同様に、ステップ７４において、以下に更に詳しく述べるように、所望の用途に応じてコントローラが高または低速データ転送に対応してプログラミングされる。

本発明の一実施形態に従いプログラム可能な遠隔測定回路を高速データ転送モードで動作させる詳細な方法を図６に示す。様々な用途で高速なデータ送信または受信が必要である。例えば、データ分析用に履歴データが遠隔測定回路から他の装置へ送信されている場合、送信されているデータが膨大な場合がある。このような用途では、高速データ転送が望ましいであろう。また、遠隔測定回路内に置かれたソフトウェアが更新を必要とする場合、例えば、遠隔測定回路へ送信されている新規ソフトウェアもまた膨大であるかもしれない。このような用途では、高速データ転送が望ましいであろう。

図６を参照するに、ステップ８０において、遠隔測定回路はデータの送信または受信のどちらが必要かに応じて送信モードまたは受信モードのいずれかに設定される。ステップ８２において、低インピーダンス経路および高インピーダンス経路は、高速データ転送を可能にすべく、低インピーダンス経路ドライバを無効に、且つ高インピーダンス経路ドライバを有効にするように構成される。ステップ８４において、高帯域幅・低Ｑフィルタが選択される。ステップ８６において、回路の経路は高速データ転送に設定される。ステップ８４、８６は、単一の命令に応答して実行されても、あるいは複数の命令に応答して実行されてもよい。

図７に、本発明の一実施形態に従いプログラム可能な遠隔測定回路を低速データ転送モードで動作させる詳細な方法を示す。様々な用途で低速なデータ送信または受信が必要である。例えば、遠隔測定回路が、生物的または生理的パラメータ・センサを有する移植可能な医療機器内に実装されている場合、遠隔測定回路から外部コントローラへリアルタイムで送信されるセンサからのデータは、送信距離が比較的長いことに利点があるものの、センサの特性から、特に広い帯域幅を必要とはしないであろう。従って、低速データ転送モードが選択されてもよい。また、移植された遠隔測定回路が、例えば、患者の緊急状態を知らせるべく外部コントローラへ警報を送信する必要がある場合、アラーム信号がなるべく長い距離に届く方が利点がある。このような状況では、遠隔測定回路は低速データ転送用にプログラミングすることにより、低帯域幅・高Ｑ送信用の遠隔測定回路を用意することができる。

図７を参照するに、ステップ９０において、所望の用途に応じて遠隔測定回路が送信モードまたは受信モードに設定される。ステップ９２において、低インピーダンス経路ドライバが有効にされることにより、高インピーダンス経路ドライバを無効にして、ドライバを低速データ転送用に設定する。ステップ９４において、フィルタは低帯域幅・高Ｑ用に設定される。ステップ９６において、回路経路を低速データ転送用に設定される。ステップ９４、９６は、単一の命令に応答して実行されても、あるいは複数の命令に応答して実行されてもよい。

本発明の特定の実施形態を図解および記述してきたが、本発明が図解および記述された特定の実施形態に限定されない点は当業者には明らかであろう。また、添付の請求の概念および範囲から逸脱することなく変更や改造を行なうことができる。

本発明の一実施形態による遠隔測定システムの一般的なブロック図である。本発明の一実施形態による送信回路の模式図である。本発明の一実施形態による送受信回路の模式図である。本発明の別の実施形態による送受信回路の模式図である。本発明の一実施形態による遠隔測定回路の使用方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態によるプログラム可能な遠隔測定回路を高速データ転送モードで動作させる詳細な方法を示すフロー図である。本発明の一実施形態によるプログラム可能な遠隔測定回路を低速データ転送モードで動作させる詳細な方法を示すフロー図である。

Claims

入力信号を送信する第１のコイルと、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路であって、前記高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路であって、前記高インピーダンス経路および前記低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成する容量性経路と、
前記高インピーダンス経路、前記低インピーダンス経路、および前記容量性経路に信号を伝達する入力経路と、を含み、
前記高インピーダンス経路または前記低インピーダンス経路を選択すべくプログラミングされているプログラマブル回路。
前記高インピーダンス経路が、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含む、請求項１に記載のプログラマブル回路。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項２に記載のプログラマブル回路。
前記抵抗素子が半導体である、請求項２に記載のプログラマブル回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項２に記載のプログラマブル回路。
前記低インピーダンス経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項１に記載のプログラマブル回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項６に記載のプログラマブル回路。
前記容量性経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項１に記載のプログラマブル回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項８に記載のプログラマブル回路。
前記容量性経路がコンデンサを含む、請求項８に記載のプログラマブル回路。
前記第１のコイルがインダクタである、請求項８に記載のプログラマブル回路。
第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルであって、前記第１のコイルと誘導結合されている第２のコイルと、
第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチであって、自身の第１のノードが前記第２のコイルの第１のノードに接続されているスイッチと、
第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子であって、自身の第１のノードが前記スイッチの第２のノードに接続されていて、自身の第２のノードが前記第２のコイルの第２のノードに接続されている抵抗素子と、を更に含み、
前記スイッチを閉じることにより前記プログラマブル回路の帯域幅が増す、請求項８に記載のプログラマブル回路。
前記第２のコイルがインダクタである、請求項１２に記載のプログラマブル回路。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項１２に記載のプログラマブル回路。
前記抵抗素子が半導体である、請求項１２に記載のプログラマブル回路。
プログラマブルパラメータを有する遠隔測定回路であって、
信号を送受信する第１のコイルと、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路であって、前記高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路であって、前記高インピーダンス経路および前記低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成する容量性経路と、
前記高インピーダンス経路、前記低インピーダンス経路、および前記容量性経路へ信号を結合する第１のスイッチと、
第１のノードおよび第２のノードを有する第２のスイッチであって、自身の第１のノードが、前記第１のコイルの第２のノードに接続されている第２のスイッチと、
第１のノードおよび第２のノードを有する高帯域幅・低Ｑフィルタであって、自身の第１のノードが前記第２のスイッチの第２のノードに接続されている高帯域幅・低Ｑフィルタと、
第１のノードおよび第２のノードを有する低帯域幅・高Ｑフィルタであって、自身の第１のノードが前記第２のスイッチの第２のノードに接続されている低帯域幅・高Ｑフィルタと、を含み、
前記高帯域幅・低Ｑフィルタと前記低帯域幅・高Ｑフィルタが並列に接続されるように、前記高帯域幅・低Ｑフィルタの第２のノードが前記低帯域幅・高Ｑフィルタの第２のノードに接続されていて、
前記プログラマブル回路が、高インピーダンス経路または低インピーダンス経路を選択すべくプログラム可能であり、
前記高インピーダンス経路が選択された場合は前記高帯域幅・低Ｑフィルタが前記第２のスイッチを介して選択され、前記低インピーダンス経路が選択された場合は前記低帯域幅・高Ｑフィルタが選択される遠隔測定回路。
前記高インピーダンス経路が、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含む、請求項１６に記載の遠隔測定回路。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項１７に記載の遠隔測定回路。
前記抵抗素子が半導体である、請求項１７に記載の遠隔測定回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項１７に記載の遠隔測定回路。
前記低インピーダンス経路が、低インピーダンス・ドライバを含む、請求項１６に記載の遠隔測定回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項２１に記載の遠隔測定回路。
前記容量性経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項１６に記載の遠隔測定回路。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項２３に記載の遠隔測定回路。
前記容量性経路がコンデンサを含む、請求項２３に記載の遠隔測定回路。
前記第１のコイルがインダクタである、請求項２３に記載の遠隔測定回路。
第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルであって、前記第１のコイルと誘導結合されている第２のコイルと、
第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチであって、自身の第１のノードが前記第２のコイルの第１のノードに接続されているスイッチと、
第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子であって、自身の第１のノードが前記スイッチの第２のノードに接続されていて、自身の第２のノードが前記第２のコイルの第２のノードに接続されている抵抗素子とを更に含み、
前記スイッチを閉じることにより前記プログラマブル回路の帯域幅が増す、請求項２３に記載の遠隔測定回路。
遠隔測定回路の回路パラメータを変更する方法であって、
入力信号を送信する第１のコイルであって、第１のノードおよび第２のノードを有する第１のコイルを提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有する高インピーダンス経路を提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有する低インピーダンス経路であって、前記高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路を提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有する容量性経路であって、自身の第１のノードが第１のコイルの第２のノードに接続されている容量性経路を提供するステップと、
前記高インピーダンス経路、前記低インピーダンス経路、および前記容量性経路に信号を結合する入力経路を提供するステップと、
前記第１のコイルの第１のノードを、前記高インピーダンス経路の第１のノード、および前記低インピーダンス経路の第１のノードに接続するステップと、
前記容量性経路の第１のノードを前記第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、
前記容量性経路が前記高インピーダンス経路および前記低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成するように、前記容量性経路を前記高インピーダンス経路および低インピーダンス経路に接続するステップと、
前記高インピーダンス経路または低インピーダンス経路のいずれかを有効にするステップとを含む方法。
前記高インピーダンス経路が、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含む、請求項２８に記載の方法。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項２９に記載の方法。
前記抵抗素子が半導体である、請求項２９に記載の方法。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項２９に記載の方法。
前記低インピーダンス経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項２８に記載の方法。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項３３に記載の方法。
前記容量性経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項２８に記載の方法。
前記低インピーダンス・ドライバが半導体である、請求項３５に記載の方法。
前記容量性経路がコンデンサを含む、請求項３５に記載の方法。
前記第１のコイルがインダクタである、請求項３５に記載の方法。
第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルを提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチを提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子を提供するステップと、
前記第２のコイルを前記第１のコイルへ誘導結合するステップと、
前記スイッチの第１のノードを前記第２のコイルの第１のノードに接続するステップと、
前記抵抗素子の第１のノードを前記スイッチの第２のノードに、および前記抵抗素子の第２のノードを前記第２のコイルの第２のノードに接続するステップと、
前記遠隔測定回路の帯域幅を増やすべく前記スイッチ閉じるステップと、を更に含む、請求項３５に記載の方法。
第１のノードおよび第２のノードを有する高帯域幅・低Ｑフィルタを提供するステップと、
第１のノードおよび第２のノードを有する低帯域幅・高Ｑフィルタを提供するステップと、
前記高帯域幅・低Ｑフィルタの第１のノードを前記第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、
前記低帯域幅・高Ｑフィルタの第１のノードを前記第１のコイルの第２のノードに接続するステップと、
前記高帯域幅・低Ｑフィルタと低帯域幅・高Ｑフィルタが並列に接続されるように、前記高帯域幅・低Ｑフィルタの第２のノードを低帯域幅・高Ｑフィルタの第２のノードに接続するステップと、
前記高インピーダンス経路または前記低インピーダンス経路を選択すべく前記遠隔測定回路をプログラミングするステップと、
前記高インピーダンス経路が選択された場合は前記高帯域幅・低Ｑフィルタを選択し、前記低インピーダンス経路が選択された場合は前記低帯域幅・高Ｑフィルタを選択すべく遠隔測定回路をプログラミングするステップとを更に含む、請求項３９に記載の方法。
可変インピーダンス・アンテナを有する移植可能な通信機器であって、
入力信号を送信する第１のコイルと、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する高インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第１のノードに接続されている第１のノードを有する低インピーダンス経路であって、前記高インピーダンス経路と並列に接続されている低インピーダンス経路と、
前記第１のコイルの第２のノードに接続されている第１のノードを有する容量性経路であって、前記高インピーダンス経路および前記低インピーダンス経路と共に迂回経路を形成する容量性経路と、
前記高インピーダンス経路、前記低インピーダンス経路、および前記容量性経路へ信号を結合する入力経路とを含み、
短距離通信用に前記高インピーダンス経路を、長距離通信用に前記低インピーダンス経路を選択すべくプログラミングされていて、
人体内に移植されている移植可能な通信機器。
前記高インピーダンス経路が、低インピーダンス・ドライバおよび抵抗素子を含む、請求項４１に記載の移植可能な通信機器。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項４２に記載の移植可能な通信機器。
前記抵抗素子が半導体である、請求項４２に記載の移植可能な通信機器。
前記低インピーダンスドライバが半導体である、請求項４２に記載の移植可能な通信機器。
前記低インピーダンス経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項４１に記載の移植可能な通信機器。
前記低インピーダンスドライバが半導体である、請求項４６に記載の移植可能な通信機器。
前記容量性経路が低インピーダンス・ドライバを含む、請求項４１に記載の移植可能な通信機器。
前記低インピーダンスドライバが半導体である、請求項４８に記載の移植可能な通信機器。
前記容量性経路がコンデンサを含む、請求項４８に記載の移植可能な通信機器。
前記第１のコイルがインダクタである、請求項４８に記載の移植可能な通信機器。
第１のノードおよび第２のノードを有する第２のコイルであって、前記第１のコイルと誘導結合されている第２のコイルと、
第１のノードおよび第２のノードを有するスイッチであって、自身の第１のノードが前記第２のコイルの第１のノードに接続されているスイッチと、
第１のノードおよび第２のノードを有する抵抗素子であって、自身の第１のノードが前記スイッチの第２のノードに接続されていて、自身の第２のノードが前記第２のコイルの第２のノードに接続されている抵抗素子とを更に含み、
前記スイッチを閉じることによりプログラマブル回路の帯域幅が増す、請求項４８に記載の移植可能な通信機器。
前記第２のコイルがインダクタである、請求項５２に記載の移植可能な通信機器。
前記抵抗素子が抵抗器である、請求項５２に記載の移植可能な通信機器。
前記抵抗素子が半導体である、請求項５２に記載の移植可能な通信機器。
誘導結合された外部コントローラを更に含む、請求項４１に記載の移植可能な通信機器。
前記外部コントローラが、前記第１のコイルへ信号を送信し、前記第１のコイルから信号を受信する、請求項５６に記載の移植可能な通信機器。