JP7190545B2 - 刺激治療のための装置、システム、および方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、以下の米国仮特許出願、「ＣＯＭＰＡＣＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＯＮＴＲＯＬ ＨＡＲＤＷＡＲＥ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ ＥＬＥＭＥＮＴ（電磁伝達素子を備えた電子制御ハードウェアの小型集積化）」と題する、２０１５年１０月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／２４４，４９５号、「ＤＩＳＣＲＥＥＴ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＴＯ ＩＭＰＬＡＮＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ（埋め込まれた装置に結合するディスクリート外部装置）」と題する、２０１５年１２月７日に出願された米国仮特許出願第６２／２６４，２３９号、「ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＳＴＥＥＲＩＮＧ ＡＮＤ ＡＦＦＩＸＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＴＨＥＲＥＦＯＲＥ（埋込み可能刺激装置ならびにそのための操舵機構および貼付機構）」と題する、２０１６年２月４日に出願された米国仮特許出願第６２／２９１，３７９号、「ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＮＥＵＲＡＬ ＴＨＥＲＡＰＹ ＤＥＬＩＶＥＲＹ ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＵＳＩＮＧ Ａ ＳＥＲＩＥＳ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＳＩＧＮＡＬＳ（一連の電気刺激信号を使用する無線神経治療送達システムおよび方法）」と題する、２０１６年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３５０，６７４号、「ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ ＡＮＤ ＳＴＥＥＲＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭＳ ＴＨＥＲＥＦＯＲＥ（埋込み可能刺激装置およびそのための操舵機構）」と題する、２０１６年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３５０，６７６号、「ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ， ＳＹＳＴＥＭＳ， ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ（埋込み可能刺激装置、システム、および方法）」と題する、２０１６年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３５０，６８１号、「ＤＵＡＬ－ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＮＥＵＲＡＬ ＴＨＥＲＡＰＹ（神経治療のための２周波電気刺激）」と題する、２０１６年６月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／３５０，６８４号、「ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＨＯＬＬＯＷ ＬＵＭＥＮ（中空管を備えた埋込み可能刺激装置）」と題する、２０１６年７月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／３６７，９９５号、「ＳＵＲＦＡＣＥ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＷＡＶＥ ＢＡＳＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ（弾性表面波ベースの通信装置）」と題する、２０１６年７月２８日に出願された米国仮特許出願第６２／３６８，００５号、「ＡＣＴＩＶＥ ＰＯＷＥＲ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ ＤＥＶＩＣＥＳ（無線埋込み可能装置のための能動的電力管理技術）」と題する、２０１６年８月１１日に出願された米国仮特許出願第６２／３７３，５６９号、「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＥＭＢＥＤＤＩＮＧ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＩＧＮＡＬＳ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ（電気刺激治療に通信信号を組み込むためのシステムおよび方法）」と題する、２０１６年９月１９日に出願された米国仮特許出願第６２／３９６，４７８号、および「ＢＡＣＫＳＣＡＴＴＥＲ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ（後方散乱通信技術）」と題する、２０１６年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／３９７，６２０号の優先権を主張するものである。上記で特定された米国仮特許出願のそれぞれの全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態は、外部装置（例えば、外部中距離場カプラまたは中距離場電力ソース）を使用し、埋込み可能装置（例えば、刺激装置）に信号（例えば、無線中距離場電力供給信号）を供給するための装置、システム、および方法に関する。本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態は、埋込み可能装置からの治療（例えば、刺激または他の変調）または診断を提供するための装置、システム、および方法に関する。本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態は、埋込み可能装置および外部装置の構成に関する。本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態は、埋込み可能装置から外部装置にデータを通信することに関する。本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態は、埋込み可能装置を特定の位置もしくはその近傍に配置するための、および／または埋込み可能装置を成形するための装置、システム、および方法に関する。
埋込み可能電子機器のための既知の無線電力供給方法のほとんどは、近接場結合方法に基づいており、これらの方法および他の示唆された方法には、いくつかの欠点がある。通常、埋め込まれた装置における電力回収構造は大きい（通常、１センチメートル程度以上）。近接場結合法における身体の外部のコイルも、典型的にはかさばり、柔軟性がない。このため、外部装置を日常生活に取り入れることが困難となる。近接場の固有の指数関数的減衰により、表面深さ（１ｃｍより大きい）を超えて埋め込まれた装置の小型化が制限される。一方、遠距離場の放射特性により、エネルギー伝達効率が厳しく制限される。
医療機器治療の分野では大幅な進歩が見られるが、身体内の標的位置に刺激または他の治療を提供する治療装置が求められている。さらに、埋め込まれた治療送達装置および／または埋め込まれた診断（例えば、センサ）装置との効率的な無線電力通信およびデータ通信が求められている。
いくつかの実施形態によれば、対象者に治療を提供するシステムは、対象者の身体の外側（例えば、皮膚の外側）に配置された外部の中距離場電力ソースと、対象者の身体内（例えば、皮膚下）に配置された内部の治療送達装置とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。外部ソースは、対象者の組織内の特定の位置（例えば、内部治療装置が恒久的または一時的に埋め込まれた対象者の皮膚の下の位置）に高周波（ＲＦ）信号を供給するように構成される、少なくとも１つのサブ波長構造体（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つ以上）を備える。ＲＦ信号は、エバネッセント場（例えば、電磁波として伝搬しない振動電場および／または磁場）を組織の外側（例えば、皮膚表面の外側）で操作するように選択されることで、皮膚表面下の組織の内部に伝搬場を生成する。
内部治療送達装置は、外部ソースからＲＦ信号を受信するように構成された少なくとも部分的に埋込み可能装置を備える。部分的に埋込み可能とは、装置が患者の皮膚の下に完全に埋め込まれていないこと、または装置が一時的に埋め込まれていること（例えば、試行期間、または単一の手順の間に挿入および除去される）を意味してもよく、長期間（例えば、数ヶ月または数年）恒久的に埋め込まれるのとは対照的である。埋込み可能装置は、遠位部分および近位部分を有する。埋込み可能装置は、第１のハウジング内に回路（例えば、受信回路）を備えてよく、近位部分の別個の第２のハウジング内にアンテナを備えてよい。第１および／または第２のハウジングは、埋込み可能装置の遠位部分または他の部分に配置してもよい。アンテナは、第１のハウジング内の回路に電気的に結合されてもよい。いくつかの実施形態では、埋込み可能装置は、遠位部分および近位部分を有する可撓性で生体適合性の長尺部材と、長尺部材の遠位部分に沿って位置する複数のエネルギー送達部材（例えば、電極、発光素子、トランスデューサ）とを備える。回路は、第１のハウジング内に気密に封止または収容されてよく、外部ソースから電気エネルギーを受け取り、複数のエネルギー送達部材（例えば、電極）に電気エネルギーを供給するように構成されてもよい。回路は、外部ソース（例えば、極超高周波受信機、超高周波受信機、マイクロ波受信機、または所望のおよび／もしくは必要な周波数に応じた他の受信機）から電気エネルギーを受け取ることができる任意の受信機を備えてよい。
いくつかの実施形態では、第２のハウジングは、長尺部材の長さに沿って第１のハウジングの一方の端部に対向する第１のハウジングの近位端において、第１のハウジングに取り付けられる。いくつかの実施形態では、中空の管状部材が長尺部材を通って、少なくとも長尺部材の近位端から長尺部材の遠位部分まで延在する。第２のハウジングは、人体組織の誘電率と空気の誘電率との間の誘電率を有する誘電材料を備えてよい。
いくつかの実施形態では、アンテナを一次アンテナとし、システムはさらに、第２のハウジングに二次アンテナを備え、この二次アンテナが一次アンテナとの近接場結合を提供するように成形され配置される。いくつかの実施形態では、埋込み可能装置は、別個の第１および第２のハウジング間に接続された貫通板と、貫通板の貫通部内の電気導体とをさらに備え、この電気導体は回路およびアンテナに電気的に接続される。
いくつかの実施形態では、第１のハウジング内の回路は、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）デバイスを備える。ＳＡＷデバイスは、第１の信号経路上のアンテナで受信したＲＦ信号の一部を受信して、受信した部分を機械波に変換してＲＦ信号をバッファし、バッファしたＲＦ信号を第２の信号経路上でアンテナに供給するように構成されてもよい。第１のハウジング内の回路は、第２の信号経路上でアンテナとＳＡＷデバイスとの間に結合された変調器をさらに備えてもよい。変調器は、ベースバンド信号を調整して、ベースバンド信号をデータ信号に組み込むように適用されてもよい。
種々の実施形態では、外部ソースは、トップカバー、ボトムカバー、およびトップカバーとボトムカバーとの間に位置するアンテナ回路を備える。トップカバーおよびボトムカバーは、角部が丸みを帯びた矩形の実装面積を有してよく、トップカバーおよびボトムカバーの縁部は丸みを帯びてよい。ボトムカバーの縁部は、トップカバーの縁部よりも小さな湾曲半径を有するように丸みを帯びてもよい。いくつかの実施形態では、トップカバーおよびボトムカバーの実装面積は、正方形、円形、三角形、または他の任意の形状である。
外部ソースは、回路基板（例えば、プリント回路基板）の第１の層の上面のファラデーケージと、ファラデーケージに収容され、上面に位置する回路と、回路基板の第２の層に位置するグランドプレーンと、回路基板の第３の層の共振スロットとを備えてよい。共振スロットは、ファラデーケージ内の回路に電気的に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、ファラデーケージ、グランドプレーン、および共振スロットがアンテナを形成する。グランドプレーンは、その中に形成されたグランド用スロットを有してよく、ファラデーケージの実装面積はグランドプレーンのグランド用スロットと重ならないように配置してもよい。
いくつかの実施形態では、内部治療装置（例えば、少なくとも部分的に埋込み可能装置）には、回路に結合され、埋込み可能装置の遠位部分に沿って位置する１つまたは複数の第１の電極（例えば、電極の第１の群またはアレイ）と、回路に結合され、埋込み可能装置の近位部分に沿って位置する１つまたは複数の第２の電極（例えば、電極の第２の群またはアレイ）とが備えられる。第１の電極の最も近位の電極と第２の電極の最も遠位の電極との間の距離は、それらの間に遠距離場刺激信号を生成するように十分に離れていてもよい。１つまたは複数の第１の電極は、少なくとも２つの電極を備えてよく、回路は刺激回路を備えて第１の電極の１つの電極をアノードとして構成し、第１の電極の別の電極をカソードとして構成し、第２の電極の１つの電極をカソードおよびアノードのうちの１つとして構成してもよい。
いくつかの実施形態では、内部治療装置が少なくとも３つの電極を備え、これらの電極は、組織（例えば、１つまたは複数の仙骨神経、脛骨神経、もしくは他の神経、筋肉、または他の正常体組織もしくは異常体組織）に治療（例えば、刺激、除神経、もしくは他の種類の変調）を送達するように、あるいは組織および／または提供もしくは送達される治療のパラメータの診断評価（例えば、検知）を支援するように構成される。内部治療装置の回路は、１つまたは複数の電極を介して治療信号を供給するように構成された治療送達回路を備えてよい。治療信号は、電極の異なる組合わせに対応する各ベクトルを使用して供給される、一連の少なくとも２つの電気刺激パルスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、各パルス間に特定の遅延間隔を有する治療信号を供給するように構成される。一連のパルスは、少なくとも２回（例えば、２回、３回、４回、５回、またはそれ以上）繰り返されてもよい。
内部治療装置の回路は、位相・振幅結合治療信号を供給するように構成された治療送達回路を備えてよく、この位相・振幅結合治療信号は、第１の神経性電気刺激ベクトルを用いて供給される第１の信号成分と、異なる第２の神経性電気刺激ベクトルを使用して供給される第２の信号成分とを含み、第２の信号成分は第１の信号成分と実質的に同時に供給される。一実施形態では、少なくとも部分的に埋込み可能装置は、装置のリード部に沿って軸方向に離間した少なくとも４つの電極を備え、４つの電極のうちの２つを第１の神経性電気刺激ベクトルとして使用するように構成し、４つの電極のうちの他の２つを第２の神経性電気刺激ベクトルとして使用するように構成する。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、患者の神経病態生理を克服するため、あるいはその他の神経機能を改善するため（例えば、運動障害、パーキンソン病、痴呆、アルツハイマー病、クロイツフェルトヤコブ病、ハンチントン病、うつ病（例えば、左頸部迷走神経もしくは三叉神経を刺激することによって）、ジストニア、またはてんかんなどのうち１つまたは複数に関する症状を克服するために）、位相・振幅結合治療信号の第１および第２の信号成分の少なくとも１つの振幅特性または周波数特性を調整するように構成される。改善された神経機能には、改善された認知機能および／または運動機能が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、外部ソースは、ＲＦ信号の複数の異なる組をサブ波長構造体に供給するように構成されたＲＦ信号生成システムをさらに備え、ＲＦ信号の各組は２つ以上の別個の信号を含み、外部ソースはさらに、各サブ波長構造体に結合された励振口を有する送信回路を備える。送信回路はＲＦ信号生成システムに結合されてよく、送信回路は、それぞれ異なる時間にＲＦ信号の複数の異なる組を励振口に送信するように構成されてよい。励振口は、ＲＦ信号の各組から別個の信号をそれぞれ受信する。送信回路によって送信されたＲＦ信号の各組は、組織の外表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有し、送信されたＲＦ信号の各組は、組織の外面またはその近傍のエバネッセント場を別々に操作するように選択され、組織に埋め込まれた異なる各標的装置に電力信号またはデータ信号を送信する。
埋込み可能装置の回路は、外部ソースから受信した中距離場電力信号の一部を使用して、電気刺激電極または他のエネルギー送達部材に信号パルスを供給するように構成された治療送達回路を備えてよい。この信号パルスは、治療パルス（例えば、電気刺激治療パルス）および／またはデータパルスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、連続する治療パルス間でデータパルスをインターリーブするか、または複数のデータパルスを治療パルスに組み込むように構成される。
外部ソースおよび埋込み可能装置は、後方散乱信号を使用して少なくとも部分的に通信するように構成されてよく、外部ソースのサブ波長構造体の少なくとも１つは、埋込み可能装置から第１の後方散乱信号を受信するように構成され、埋込み可能装置の回路は、外部ソースから中距離場信号を受信し、受信した中距離場信号に基づいて第１の後方散乱信号を供給するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、システムは、第１の埋込み可能装置と同様の第２の埋込み可能装置をさらに備え、各埋込み可能装置は、送信回路によって送信されたＲＦ信号の複数の異なる組のうちの少なくとも１つを受信するように構成された各受信回路を備える。
いくつかの実施形態では、システムは、埋込み可能装置を身体に対して埋込み／外植するための１つまたは複数の構造を有することができる。そのような実施形態では、埋込み可能装置はその近位部分に、プッシュロッドの嵌合接続構造と嵌合するように構成された接続構造を有することができる。プッシュロッドは、いくつかの実施形態において、長手方向に貫通する孔を有するような中空要素とすることができる。プッシュロッドは、埋込み可能装置を身体内に配置するために使用することができる。埋込み可能装置は、例えばアンテナハウジングおよび／または展開タインよりも近位の位置に、埋込み可能装置に取り付けられた縫合糸を備えることができる。プッシュロッドの孔は、孔内に縫合糸が位置した状態でプッシュロッドが縫合糸を滑り落ちることができるように構成することができる。１つまたは複数の実施形態において、第２のプッシュロッドが孔内に（例えば、縫合糸の隣に）挿入され、例えば埋込み可能装置からプッシュロッドを分離させるように、埋込み可能装置の接続部と接触するように構成することができる。いくつかの実施形態では、プッシュロッドは、縫合糸が適所に固定されるのを補助するように構成することができ、例えば縫合糸が配置される身体の内側および／または外側へ縫合糸が滑らないよう補助することができる。そのような実施形態では、プッシュロッドは雌ルアーねじ山を有することができ、システムは、この雌ルアーねじ山とかみ合うように構成された雄ルアーキャップをさらに備えることができる。雄ルアーキャップは、縫合糸の周りに位置するように構成された孔を内部に有することができ、雄ルアーキャップが雌ルアーねじ山と嵌合すると、雄ルアーキャップが縫合糸を押圧し、例えば縫合糸の位置を保持するのを助ける。
いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に埋込み可能な電気治療送達装置は、遠位部分および近位部分を有する可撓性で生体適合性の長尺部材を備える。長尺部材は、その長さに沿って概ね均一な直径を有してもよく、またはその長さに沿って異なる部分で様々な直径を有してもよい。電気治療送達装置は、長尺部材の遠位部分に沿って位置する複数の電極（例えば、円筒形、リング状、平面状の電極）と、長尺部材の近位部分に取り付けられた回路ハウジング（例えば、円筒形の気密ハウジング）とを備えてよい。回路ハウジングの直径は、長尺部材の直径と実質的に同じでよい。この実施形態では、回路ハウジング内に回路が気密に封止されている。この回路は、複数の電極に電気エネルギーを供給するように構成される。回路ハウジングには、長尺部材に取り付けられた回路ハウジングの端部に対向する回路ハウジングの近位端において、アンテナハウジングが取り付けられる。このアンテナハウジング内には、アンテナ（例えば、ダイポールアンテナ、コイルアンテナ、ヘリカルアンテナ、パッチアンテナ、または他の種類のアンテナ）が配置される。
いくつかの実施形態では、アンテナハウジングは、人体組織の誘電率と空気の誘電率との間の誘電率を有する誘電材料を含む。例えば誘電材料は、アルミニウムまたはジルコニウムなどのセラミック材料であってもよい。誘電体（例えば、セラミック）は、アンテナを少なくとも部分的に覆ってもよい。長尺部材は、長尺部材の近位端から長尺部材の遠位部分まで長尺部材を通って延在する中空チャネルを有してよい。チャネル内には、記憶金属ワイヤが位置してもよい。記憶金属ワイヤは、長尺部材を湾曲させる向きであらかじめ成形されてもよい。一実施形態では、記憶金属は、身体構造または組織の形状（例えば、Ｓ３孔）に適合し、神経の曲線（例えば、仙骨神経）と概ね一致するように成形される。アンテナは一次アンテナであってよく、治療送達装置は、アンテナハウジング内に、またはアンテナハウジングに取り付けられ得る別個のハウジング内に二次アンテナをさらに備えてもよい。二次アンテナは、一次アンテナとの近接場結合を提供するように成形し、配置してもよい。治療送達装置には、１つまたは複数の縫合糸を接続してもよい。この１つまたは複数の縫合糸は、（１）アンテナハウジングの近位部分、（２）回路ハウジングの近位部分、および（３）アンテナハウジングの近位端に取り付けられた取付構造、のうちの１つまたは複数に取り付けても良い。他の取付位置も可能である。いくつかの実施形態では、一次アンテナは、回路ハウジングの近位部分に位置する回路の導電性ループに結合される。アンテナと導電性ループとの間には、セラミック材料を配置してもよい。
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能刺激装置は、外側ケーシングと、外側ケーシングの表面に露出した複数の電極と、外側ケーシングに貼り付けられた回路ハウジングと、この回路ハウジングに収容され、複数の電極に電気的に接続された回路と、回路ハウジングの近位端から外側ケーシングの遠位部分（例えば、遠位端）まで延在する中空管とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。いくつかの実施形態では、埋込み可能刺激装置は、回路ハウジングに貼り付けられたアンテナハウジングをさらに備え、アンテナハウジング内にはアンテナが収容または配置される。中空管は、アンテナハウジングを通って延在してもよい。いくつかの実施形態では、埋込み可能刺激装置は、回路ハウジングの近位側で回路に電気的に接続されたアンテナを備え、封止材がアンテナを気密に封止し、中空管が封止材を貫通して延在している。
いくつかの実施形態では、埋込み可能刺激装置は、内部を通る複数の貫通部と内部を通る第１の管孔とを有する遠位側貫通板をさらに備え、この第１の管孔内には中空管が位置し、回路ハウジングは、回路ハウジングの遠位端において遠位側貫通板に貼り付けられ、外側ケーシングは、外側ケーシングの近位端において遠位側貫通板に貼り付けられる。埋込み可能刺激装置は、内部を通る複数の貫通部と内部を通る第２の管孔とを有する近位側貫通板をさらに備えることができ、この第２の管孔には中空管が位置し、回路ハウジングは、回路ハウジングの近位端において近位側貫通板に貼り付けられる。アンテナハウジングは、アンテナハウジングの遠位端において近位側貫通板に貼り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、アンテナがアンテナハウジング内に収容され、中空管がアンテナハウジングを通って延在する。
いくつかの実施形態では、埋込み可能刺激装置は、アンテナハウジングの近位端においてアンテナハウジングに貼り付けられた端板をさらに備え、端板は、その内部を通る第３の管孔を備え、この第３の管孔内に中空管が位置している。いくつかの実施形態では、アンテナは回路に電気的に接続され、アンテナは回路ハウジングの近位端に位置する。封止材はアンテナを気密に封止してもよく、中空管は封止材を通って延在してもよい。封止材は、上に説明した近位側貫通板の近位貫通部を封止してもよい。
いくつかの実施形態では、埋込み可能刺激装置の中空管は、別個の第１の内腔部と別個の第２の内腔部とを有する。第１の内腔部は、外側ケーシングの遠位端から遠位側貫通板の側面の近位側に延在してよく、第２の内腔部は、遠位側貫通板の近位側から刺激装置の近位端に延在してよい。第１の内腔部は可撓性材料を含んでよく、第２の内腔部は剛性材料を含んでよい。第１の内腔部の可撓性材料は、記憶金属（例えば、ニッケル・チタン合金）を含んでよい。
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能刺激装置を組み立てる方法は、外側ケーシングの遠位端まで延在する中空管の上に回路ハウジングを配置することと、回路ハウジング内に回路を配置することと、外側ケーシングの外面に露出した電極を回路に電気的に接続することと、回路ハウジングの遠位端において回路ハウジングを貼り付けることとを含む。中空管は、回路ハウジングを貫通して回路ハウジングの近位端まで延在してもよい。一実施形態では、この方法は、中空管が遠位側貫通板の第１の管孔を通って延在するように中空管の上に遠位側貫通板を配置することと、遠位側貫通板内の各遠位貫通部に電気的に電極を接続することと、中空管の上に回路ハウジングを配置する前に、中空管および外側ケーシングを遠位側貫通板に貼り付けることとをさらに含む。外側ケーシングを遠位側貫通板に貼り付けることは、溶接およびろう付けのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、この方法は、中空管が近位側貫通板の管孔を通って延在するように近位側貫通板を中空管の上に配置することと、近位側貫通板の近位貫通部の導体を回路に電気的に接続することと、近位側貫通板を回路ハウジングの近位端に貼り付けることとをさらに含む。近位側貫通板を回路ハウジングに貼り付けることは、溶接およびろう付けのうちの少なくとも１つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、近位側貫通板の近位貫通部内の導体にアンテナを電気的に接続することをさらに含む。この方法は、さらに、中空管がアンテナハウジングを貫通して延在するようにアンテナおよび中空管の周りにアンテナハウジングを配置することと、回路ハウジングの近位端においてアンテナハウジングを回路ハウジングに貼り付けることとを含んでもよい。アンテナハウジングを回路ハウジングに貼り付けることは、溶接およびろう付けのうちの少なくとも１つを含んでもよい。この方法は、さらに、中空管が端板の第３の管孔を通って延在するように、端板をアンテナハウジング上および中空管の上に配置することと、アンテナハウジングの近位端において端板をアンテナハウジングに貼り付けることとを含んでもよい。端板をアンテナハウジングに貼り付けることは、溶接およびろう付けのうちの少なくとも１つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、中空管の周囲の領域を気密に封止することを含む。
いくつかの実施形態では、組立て方法は、アンテナが誘電材料に収容され中空管が誘電材料を貫通して延在するように、中空管およびアンテナの周囲に誘電材料を配置することを含む。中空管およびアンテナの周囲に誘電材料を配置することは、さらに、近位貫通部が気密に封止されるように、近位側貫通板の近位貫通部の周囲に誘電材料を配置することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、埋込み可能装置によって実行される方法は、埋込み可能装置のアンテナで電磁波を無線で受信することを含み、この電磁波は、交互のアクティブ期間および非アクティブ期間を有する。この方法はさらに、受信した電磁波の少なくとも一部を、アンテナに電気的に結合された弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスに供給し、ＳＡＷデバイスを用いて、供給された電磁波をバッファすることを含む。この方法は、さらに、アクティブ期間のうち、あるアクティブ期間中にＳＡＷデバイスに電気的に結合された回路を使用して供給された電磁波からエネルギーを回収することと、非アクティブ期間のうち、ある非アクティブ期間中にアンテナを使用して、バッファされた電磁波を送信することとを含む。いくつかの実施形態では、この方法は、エネルギーを回収した後、信号を送信する前に、ＳＡＷデバイスに電気的に結合されたスイッチ（例えば、送信／受信スイッチ）を使用して、バッファされた電磁波の電路を受信経路から送信経路へと変更することを含む。この方法は、整流器とＳＡＷデバイスとの間に電気的に結合された電力分配器を用いて、受信した電磁波を第１の波部分と第２の波部分とに分割することをさらに含むことができ、バッファされた電磁波は受信した電磁波の第１の部分であり、回収されたエネルギーは第２の部分からのものである。
いくつかの実施形態によれば、少なくとも部分的に埋込み可能装置は、電磁波を無線で受信し、この電磁波を交互のアクティブ期間と非アクティブ期間とを含む電気信号に変換するアンテナと、この電気信号の少なくとも一部を受信し、受信した部分をバッファするように適合されたＳＡＷデバイスとを備えるか、または実質的にこれらから構成される。ここで電力回収回路は、アクティブ期間のうち、あるアクティブ期間中に電気信号の少なくとも一部を受信し、その受信信号を電力に変換するように適合される。アンテナは、非アクティブ期間のうち、ある非アクティブ期間中にバッファされた信号を送信するように構成してもよい。埋込み可能装置は、バッファされた信号を受信し、そのバッファされた信号を、ベースバンド信号を変調する際に高周波源として使用するように適合された変調器をさらに備えてもよい。さらにまた、アンテナは、非アクティブ期間中に変調されたベースバンド信号を送信するように適合されてもよい。
いくつかの実施形態では、埋込み可能装置は、ＳＡＷデバイスとアンテナとの間に電気的に結合されたスイッチ（例えば、送信／受信スイッチ）と、このスイッチに電気的に結合されたデジタルコントローラとをさらに備える。このデジタルコントローラは、スイッチの電路を選択するように適合される。スイッチの第１の電路は基準電圧に分路され、スイッチの第２の電路はバッファされた信号に電気的に結合されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、広域刺激治療を提供する方法が提供される。この方法は、中距離場電力供給装置によって生成される電力信号を、少なくとも部分的に埋込み可能な刺激装置のラジオ回路において無線で受信することと、ラジオ回路および刺激装置の複数の電極に結合された治療送達回路を使用して、無線で受信した電力信号の少なくとも一部を用いて広域刺激治療信号を患者に供給することとを含んでもよい。埋込み可能刺激装置は、刺激装置の遠位部分または少なくともその一部に、少なくとも１つのアノードおよび少なくとも１つのカソードを含む少なくとも２つの第１の電極と、刺激装置の近位部分または少なくともその一部に、少なくとも１つの第２の電極とを含んでもよい。そのような実施形態では、遠距離場刺激治療信号を供給することは、治療送達回路を使用して、少なくとも１つの第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に遠距離場電場が生成されるように第１の電極の１つをオフに切り替えることを含んでもよい。この方法は、さらに、治療送達回路を使用して、オフに切り替えられた第１の電極をオンに切り替え、少なくとも１つの第２の電極をオフに切り替えることと、無線で受け取った電力の少なくとも一部を使用して、局所刺激治療を患者に提供することとを含んでもよく、局所刺激治療は、少なくとも２つの第１の電極間で生成されてよい。
いくつかの実施形態では、少なくとも部分的に埋込み可能な刺激装置のラジオ回路において電力信号を無線で受信するステップには、電力信号がワイヤに入射することに応答して、刺激装置内の導電性ワイヤに電流を発生させることが含まれる。そのような実施形態では、少なくとも１つの第１の電極および少なくとも１つの第２の電極は、導電性ワイヤを介して治療送達回路に電気的に接続されてもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、治療送達回路を使用して、オフに切り替えられた第１の電極をオンに切り替えることと、第１の電極の少なくとも２つの間に生成された局所的刺激治療を、無線で受け取った電力の少なくとも一部を用いて患者に提供することと、局所刺激治療と同時に広域刺激治療を提供することとを含む。この方法は、有利には、局所刺激治療および広域刺激治療の両方を提供する。
いくつかの実施形態によれば、システムは、中距離場電力供給装置と、この中距離場電力供給装置に無線で結合された、少なくとも部分的に埋込み可能な生体適合性の刺激装置とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。いくつかの実施形態では、刺激装置は、治療生成回路を備える回路ハウジングと、この治療生成回路に電気的に結合された複数の第１の電極を備える遠位部分と、この遠位部分に対向する近位部分とを有し、この近位部分は、治療生成回路に電気的に結合された少なくとも１つの第２の電極を備える。一実施形態では、遠位部分にある第１の電極の最も近位の部分と、近位部分にある少なくとも１つの第２の電極の最も遠位の部分との間の距離は、１．５センチメートルよりも大きい（例えば、１．５ｃｍ～３ｃｍの間、２ｃｍ～４ｃｍの間、１．５ｃｍ～２ｃｍの間、２ｃｍ～２．５ｃｍの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）。一実施形態では、第１の電極の直接隣接する電極間の距離は、１０ミリメートル未満（例えば、８～１０ミリメートルの間、６～１０ミリメートルの間、６～８ミリメートルの間、５～９ミリメートルの間、５～７ミリメートルの間、４～８ミリメートルの間、２～６ミリメートルの間、１～５ミリメートルの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。回路ハウジングは、第１の電極と少なくとも１つの第２の電極との間に位置してもよい。
いくつかの実施形態では、治療生成回路は複数のスイッチを備え、その複数のスイッチのそれぞれは、（１）複数の第１の電極のうちの１つの電極、および（２）少なくとも１つの第２の電極のうちの１つの電極、の１つに電気的に接続される。治療生成回路は、全ての電極が電気的にアクティブとなり、刺激装置が局所刺激治療と同時に広域刺激治療を提供するように、全てのスイッチを閉じるように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、システムは、中距離場電力供給装置と、中距離場電力供給装置に無線で結合された２つの埋込み可能刺激装置とを備える。例えば、第１および第２の刺激装置はそれぞれ、中距離場電力供給装置からの電気信号を受信するためのアンテナが内部に位置するアンテナハウジングと、治療生成回路を備える回路ハウジングと、この治療生成回路に電気的に結合された複数の電極とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。第１および第２の刺激装置は、第１の刺激装置の電極のうちの少なくとも１つの電極と第２の刺激装置の電極のうちの少なくとも１つの電極との間に広域刺激治療を生成するように配置され、構成されてもよい。いくつかの実施形態では、電極の中でも直接隣接する電極間の距離は、１０ミリメートル未満（例えば、８～１０ミリメートルの間、６～１０ミリメートルの間、６～８ミリメートルの間、５～９ミリメートルの間、５～７ミリメートルの間、４～８ミリメートルの間、２～６ミリメートルの間、１～５ミリメートルの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。第１の刺激装置の電極のうちの１つの電極と第２の刺激装置の電極のうちの１つの電極との間には、導電性ワイヤを電気的に接続してもよい。いくつかの実施形態では、第１の刺激装置の各電極がアノードおよびカソードとして構成され、第２の刺激装置の各電極がカソードおよびアノードとして構成され、治療生成回路は広域刺激治療と同時に局所刺激治療を提供する。各刺激装置の電極は、刺激装置の近位部分に第１の電極を、刺激装置の遠位部分に第２の電極を含んでよく、近位部分は遠位部分に対向している。回路ハウジングおよびアンテナハウジングは、第１および第２の電極間に位置してよく、または回路ハウジングおよびアンテナハウジングが刺激装置の近位部分に位置し、対向する刺激装置の遠位部分に第１および第２の電極が位置しても良い。
いくつかの実施形態によれば、システムは、生体適合性の埋込み装置を備える。この埋込み装置は、長さよりも幅が小さい対向面を有する剛性の本体と、その本体に結合され、埋込み装置の周囲に配置された複数の電極と、本体に結合された回路ハウジングとを備えるか、または実質的にこれらから構成される。回路ハウジングは治療送達回路を備え、この治療送達回路は複数の電極に電気的に結合され、電気エネルギーを無線で受け取り、受け取った電気エネルギーの少なくとも一部を使用して、複数の電極のうちの１つまたは複数を介して対象となる身体に電気刺激治療を送達するように構成される。いくつかの実施形態では、埋込み装置の剛性の本体の２つの対向面は実質的に平面であり、実質的に楕円形の形状である。回路ハウジングは、対向面の表面の２つの焦点の間に少なくとも部分的に位置してもよい。いくつかの実施形態では、回路ハウジングは、その中に螺旋形状のアンテナおよびパッチアンテナのうちの１つを備える。
いくつかの実施形態では、複数の電極は、埋込み装置の周囲に実質的に均等に分布した少なくとも４つの電極を含む。いくつかの実施形態では、剛性の本体の上面は、長軸および短軸を有する楕円形であり、少なくとも４つの電極のうちの２つは、本体の長軸と周縁部との各交点上に位置し、少なくとも４つの電極のうちの２つは、本体の短軸と周縁部との各交点上に位置する。
いくつかの実施形態では、剛性の本体の第１の部分は、雄または雌の接続機構（例えば、ねじ穴、レセプタクル、留め具、または他のインタフェース部材）を備える。剛性の本体の第１の部分には埋込み構造体が取り付けられてもよく、この埋込み構造体内には、雄または雌の接続機構または接続部材を配置してもよい。一実施形態では、埋込み構造体は、本体の長軸に概ね平行で本体に結合されて本体から離れるように延在する２つのバーと、この２つのバーの間に接続され、本体の短軸に概ね平行な１つのバーとを備える。雄または雌の接続機構または接続部材（例えば、ねじ穴または他のインタフェース部材）は、本体の短軸に概ね平行な１つのバー内にあってもよい。いくつかの実施形態では、本体の第１の部分に縫合糸が接続される。システムは、埋込み装置に電気エネルギーを供給するように構成された電源供給装置（例えば、中距離場電力供給装置）をさらに備えてもよい。
いくつかの実施形態によれば、装置は、基材と、その基材の第１の表面上の第１の回路層と、基材の第２の回路層と、基材の第１の表面に対向する基材の第２の表面上の平面電磁伝達素子と、第１の回路層を覆うファラデー・ケージ・カバーとを備えるか、または実質的にこれらから構成される。第２の回路層は、伝達素子を励起するためのスロットを含むようにパターン化し得るグランドプレーンを備えてよい。いくつかの実施形態では、ファラデーケージは、ファラデーケージの実装面積がスロットと重ならないようにパターン化される。装置は、ファラデー・ケージ・カバーを第２の回路層に電気的に接続するバイアを備えてもよい。このバイアは、第２の回路層内のスロットの縁部もしくはその近傍に、および／またはファラデーケージの縁部もしくはその近傍に位置してもよい。
いくつかの実施形態では、熱伝導性材料が第１の回路層構成要素とファラデーケージとの間に配置または位置決めされて、構成要素（例えば個別の高出力電子部品）からファラデーケージに熱を伝導して伝達する。いくつかの実施形態では、第１の回路層は電力増幅器を有する制御ハードウェアを備える。１つまたは複数のバイアは、ファラデーケージの制御ハードウェアからファラデーケージの外部の平面電磁伝達素子に電磁エネルギーを伝達するように構成してもよい。
いくつかの実施形態によれば、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して、組織に埋め込まれた複数の標的装置に電力および／またはデータを無線で送信するシステムが提供される。このシステムは、それぞれが２つ以上の別個の信号を含むＲＦ信号の複数の異なる組を供給するように構成されたＲＦ信号生成システムと、複数の励振口を有する中距離場送信機とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。中距離場送信機はＲＦ信号生成システムに結合され、ＲＦ信号の各組から別個の各信号を受信するように構成された励振口を介して、それぞれ異なる時間にＲＦ信号の複数の異なる組を送信するように構成される。送信されたＲＦ信号の各組は、外部組織表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有し、送信されたＲＦ信号の各組は、組織表面またはその近傍のエバネッセント場を別々に操作するように選択されて、組織に埋め込まれた異なる各標的装置に電力信号またはデータ信号を送信する。
いくつかの実施形態では、システムは、第１および第２の埋込み可能装置をさらに備えるか、または実質的にこれらから構成され、第１および第２の装置はそれぞれ、中距離場送信機によって送信されたＲＦ信号の複数の異なる組のうちの少なくとも１つを受信するように構成された各受信回路を備える。ＲＦ信号生成システムは、ＲＦ信号の各組に対して、異なる信号特性を有する２つ以上の別個の信号を供給するように構成されてもよく、送信されたＲＦ信号の各組は、組織表面のエバネッセント場を別々に操作して、第１および第２の埋込み可能装置のうちの選択された１つに電力信号またはデータ信号を誘導する。いくつかの実施形態では、中距離場送信機は、第１の継続時間中、ＲＦ信号の組のうちの第１の組を第１の埋込み可能装置に送信するように構成され、さらに中距離場送信機は、後続の第２の継続時間中、ＲＦ信号の組のうちの第２の組を第２の埋込み可能装置に送信するように構成される。
いくつかの実施形態では、第１の埋込み可能装置は、ＲＦ信号の組のうちの第１の組を受信することに応答して、第１の継続時間以下である治療継続時間にわたって電気刺激治療を提供するように構成される。他の実施形態では、第１の埋込み可能装置は、第１の継続時間と第２の継続時間との合計以下の継続時間にわたって電気刺激治療を提供するように構成される。第１の埋込み可能装置は、治療エネルギー蓄積回路を備えてよく、この治療エネルギー蓄積回路からのエネルギーを使用して、第１の継続時間を超える継続時間にわたって電気刺激治療を提供するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、システムは、第１および第２の埋込み可能装置のうちの１つまたは複数において中距離場送信機から受信した電力信号に関する情報に基づいて、中距離場送信機からのＲＦ信号の組のうちの少なくとも１つの送信電力を更新するように構成されたフィードバック制御回路をさらに備える。システムは、さらに、中距離場送信機からのＲＦ信号の組の送信に応答して後方散乱信号を監視するように構成された後方散乱センサを備えもよく、フィードバック制御回路は、後方散乱信号に関する情報を使用して、第１および／または第２の埋込み可能装置において受信した電力信号の一部を識別するように構成してもよい。いくつかの実施形態では、システムは、組織表面またはその近傍の筋活動を監視するように構成された表面筋電図（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ：ＥＭＧ）センサを備え、フィードバック制御回路は、筋活動に関する情報を使用して、中距離場送信機からのＲＦ信号の組のうちの少なくとも１つの送信電力を更新するように構成される。
いくつかの実施形態では、第１の埋込み可能装置は、ＲＦ信号のうちの第１のＲＦ信号が第１の信号特性を有するとき、第１の時間にＲＦ信号のうちの第１のＲＦ信号の一部を受信するように構成され、第２の埋込み可能装置は、ＲＦ信号のうちの第２の信号が、異なる第２の信号特性を有するとき、第２の時間にＲＦ信号のうちの第２のＲＦ信号の一部を受信するように構成される。いくつかの実施形態では、ＲＦ信号の組のうちの１つは、組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して、電力信号またはデータ信号を第１および第２の埋込み可能装置の両方に同時に送信するように構成される。
第１および第２の埋込み可能装置のうちの少なくとも１つは、受信回路に結合された治療送達回路（例えば、神経性刺激治療を提供するように適合された回路）を備えてよい。治療送達回路は、中距離場送信機によって送信されたＲＦ信号の少なくとも１つの組のうちの受信した部分を使用して、組織（例えば、神経組織）に電気刺激信号を供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の埋込み可能装置の少なくとも１つは、受信回路に結合されたセンサ回路を有する。このセンサ回路は、生理学的パラメータを検知するように構成されてよく、中距離場送信機によって送信されたＲＦ信号の少なくとも１つの組の受信した部分によって少なくとも部分的に電力供給されてもよい。センサ回路は、埋込み可能装置の１つまたは複数の電極の電極インピーダンスを決定することができる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置は、センサから受信したデータに応答して、例えば制御回路を使用して、刺激パラメータ（例えば、周波数、電力、バースト周波数、デューティサイクル、位相など）を変更することができる。センサは、埋込み可能装置上に存在し、または埋込み可能装置に通信可能に結合して、例えば身体の内部または外部に存在することができる。
いくつかの実施形態では、ＲＦ信号生成器は、互いに対して位相シフトされた第１および第２の信号を含むＲＦ信号の第１の組を生成するように構成され、ＲＦ信号生成器は、互いに対して別々に位相シフトされた第３および第４の信号を含むＲＦ信号の第２の組を生成するように構成される。エバネッセント場は、中距離場送信機がＲＦ信号の第１および第２の組を送信することに応答して別々に操作されて、ＲＦ信号の第１および第２の組の各無線電力信号またはデータ信号の送信を、第１および第２の埋込み可能装置のそれぞれへ誘導する。いくつかの実施形態では、ＲＦ信号生成器は、異なる第１および第２の信号振幅特性を有する第１および第２の信号を含むＲＦ信号の第１の組を生成するように構成され、ＲＦ信号生成器は、第１および第２の信号とは異なる振幅特性を有する第３および第４の信号を含むＲＦ信号の第２の組を生成するように構成される。エバネッセント場は、中距離場送信機がＲＦ信号の第１および第２の組を送信することに応答して別々に操作されて、ＲＦ信号の第１および第２の組の各無線電力信号またはデータ信号の送信を、第１および第２の埋込み可能装置のそれぞれへ誘導する。中距離場送信機は、中距離場送信機の増幅回路の飽和電力で各パルスが供給されるデューティ・サイクル・パルスを使用して、ＲＦ信号の複数の異なる組を供給するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態によれば、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して、組織に埋め込まれた複数の標的装置に電力および／またはデータを無線で送信するための送信機（例えば、中距離場送信機）は、第１および第２の励起チャネルにＲＦ信号を供給するように構成されたＲＦ信号生成器を備える。この送信機は、第１の励起チャネルに含まれる移相器をさらに備え、この移相器はＲＦ信号生成器からＲＦ信号を受信し、それに応答して第１の継続時間中、位相シフトされた第１の信号を供給し、後続の第２の継続時間中、位相シフトされた第２の信号を供給するように構成される。送信機は、ＲＦ生成器および移相器にそれぞれ結合された第１および第２の励振口をさらに備えてよい。この励振口は、第１の継続時間中、第１または第２の励起チャネルからの基準ＲＦ信号および位相シフトされた第１の信号を同時に送信して、第１の組織位置に埋め込まれた第１の装置に無線電力信号を誘導するように構成される。さらにこの励振口は、後続の第２の継続時間中、第１または第２の励起チャネルからの基準ＲＦ信号および位相シフトされた第２の信号を同時に送信して、第２の組織位置に埋め込まれた第２の装置に無線電力信号を誘導するように構成される。
いくつかの実施形態によれば、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して電力および／またはデータを無線で送信し、組織内に埋め込まれた複数の標的装置を操作する方法は、ＲＦ信号の複数の異なる組を生成することを含み、その各組は、異なる信号特性を有する２つ以上の別個の信号を含む。この方法は、第１の継続時間中、中距離場送信機から複数の励振口を介してＲＦ信号の複数の異なる組のうちの第１の組を送信して、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作することで、組織内に埋め込まれた第１の埋込み可能装置に電力を誘導することをさらに含む。この方法は、さらに、後続の第２の継続時間中、中距離場送信機から複数の同じまたは異なる励振口を介してＲＦ信号の複数の異なる組のうちの第２の組を送信して、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作することで、組織内に埋め込まれた第２の埋込み可能装置に電力を誘導することを含む。この方法はまた、中距離場送信機から第１および／または第２の埋込み可能装置への電力伝達効率の指標を、中距離場送信機で受け取ることを含んでもよい。送信するステップには、外部組織表面に実質的に平行な無視できない磁場（Ｈフィールド）信号成分を供給することが含まれる。
いくつかの実施形態では、電力伝達効率の指標を受け取るステップには、第１および／または第２の埋込み可能装置から中距離場送信機でデータ信号を受信することが含まれる。いくつかの実施形態では、電力伝達効率の指標を受け取るステップには、ＲＦ信号の第１または第２の組を送信することに応答して、中距離場送信機で後方散乱信号を受信することが含まれる。
この方法は、さらに、電力伝達効率の指標に基づいて、ＲＦ信号の第１の組に対応する１つまたは複数の別個の信号の信号特性を変更して、更新されたＲＦ信号の組を供給し、次いで、更新されたＲＦ信号の組を第１または第２の埋込み可能装置に送信することを含んでもよい。この方法は、ＲＦ信号の第１および第２の組を送信する間に遅延を設けることを含んでもよい。ＲＦ信号の第１の組を送信するステップは、中距離場送信機の飽和電力で第１のパルスを供給することを含んでよく、ＲＦ信号の第２の組を送信することは、中距離場送信機の飽和電力で第２のパルスを供給することを含んでよい。
いくつかの実施形態では、この方法は、中距離場送信機によって送信されたＲＦ信号の第１の組の少なくとも一部を第１の埋込み可能装置で受信することと、それに応答して、ＲＦ信号の第１の組の受信と同時に、またはＲＦ信号の第１の組の受信とは非同期で、神経性電気刺激治療を組織に送達することとを含む。
いくつかの実施形態によれば、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して組織内で無線電力信号および／またはデータ信号の送信を誘導するシステムが提供される。このシステムは、組織内に埋め込まれた第１および第２の標的装置を備える。この標的装置は、無線で電力および／またはデータを受信するように構成された、神経性刺激治療装置および／または診断（例えば、センサ）装置を備えてもよい。このシステムはさらに、第１のフィールドを生成および送信するように構成された遠隔ＲＦフィールド発生装置と中距離場カプラとを備え、この中距離場カプラは、複数のサブ波長構造体と中距離場カプラのＲＦ信号伝達特性を調整するように構成された少なくとも１つの同調デバイスとを備える。中距離場カプラは外部組織表面またはその近傍に配置されるように構成され、遠隔ＲＦフィールド発生装置からの第１のフィールドの一部を受け取り、それに応答して、組織表面のエバネッセント場を制御するために第１のフィールドの受信部分を変調することで、中距離場カプラから第１および第２の標的装置へ無線電力信号および／またはデータ信号を時間多重化して誘導する。中距離場カプラは、少なくとも１つの同調デバイスの異なる各パラメータを使用して、組織に埋め込まれた第１および第２の標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信するように構成される。一実施形態では、中距離場カプラは、第１および／または第２の標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信するために使用する、同調デバイスに対する好ましいパラメータ値を識別するための「貪欲型」パラメータ探索アルゴリズムを実行するように構成される。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの同調デバイスは、１つまたは複数のサブ波長構造体に結合されたコンデンサを備え、調整可能な静電容量を有する。中距離場カプラは、第１および第２の標的装置に信号を通信するために、コンデンサの第１の静電容量値および異なる第２の静電容量値をそれぞれ使用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの同調デバイスは、１つまたは複数のサブ波長構造体に結合されたインダクタを備え、調整可能なインダクタンスを有する。中距離場カプラは、第１および第２の標的装置に信号を通信するために、インダクタの第１のインダクタンス値および異なる第２のインダクタンス値をそれぞれ使用するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの同調デバイスは、１つまたは複数のサブ波長構造体に結合された抵抗器を備え、調整可能な抵抗を有する。中距離場カプラは、第１および第２の標的装置に信号を通信するために、抵抗器の第１の抵抗値および異なる第２の抵抗値をそれぞれ使用するように構成されてよい。
少なくとも１つの同調デバイスは、１つまたは複数のサブ波長構造体に結合された調整可能な移相器を備えてよく、この移相器は、第１の位相遅延および異なる第２の位相遅延をそれぞれ設けて、信号を第１および第２の標的装置に通信するように構成されてよい。中距離場カプラは、電力信号および／またはデータ信号を第１および／または第２の標的装置に通信するために使用される、好ましい位相遅延を識別するための「貪欲型」位相探索アルゴリズムを実行するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つの同調デバイスに対してパラメータ情報を記憶するように構成されたメモリ（例えば、不揮発性記憶装置または他のメモリ回路）を備え、この記憶されたパラメータ情報は、第１および第２の標的装置の一方または両方による、成功した以前の電力および／またはデータの交換に対応する既知の良好なパラメータ情報を含む。中距離場カプラは起動時に、少なくとも１つの同調デバイスに対して記憶されたパラメータ値を使用して、電力信号および／またはデータ信号を第１の標的装置に通信するように構成されてよく、さらに中距離場カプラは、記憶されたパラメータ値を反復的に更新して、電力信号および／またはデータ信号をさらに通信するために使用する、好ましいパラメータ値を識別するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、システムは、中距離場カプラが電力信号および／またはデータ信号を第１および第２の標的装置に通信することに応答して、後方散乱信号を受信するように構成されたセンサ回路を備える。中距離場カプラは、後方散乱信号に関する情報を使用して、少なくとも１つの同調デバイスのパラメータを更新または調整するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、外部組織表面またはその近傍で中距離場カプラによって通信される信号に対して組織応答を検知するように構成された、１つまたは複数のセンサ（例えば、ＥＭＧセンサおよび／または加速度計）を備える。中距離場カプラは、検知された組織応答に関する情報を使用して、少なくとも１つの同調デバイスのパラメータを更新または調整するように構成されてもよい。
システムは、他の電力信号および／またはデータ信号を同じ第１および第２の標的装置に通信するように構成された第２の中距離場カプラを備えてもよい。一実施形態では、２つの中距離場カプラは通信可能に結合され、第１の標的装置に電力信号を同時に供給するように構成される。一実施形態では、２つの中距離場カプラは通信可能に結合され、第１および第２の標的装置に異なる電力信号および／またはデータ信号をそれぞれ同時に供給するように構成される。
いくつかの実施形態によれば、身体組織の外部でＲＦフィールド（身体組織表面に実質的に平行である無視できないＨフィールド成分を有する、送信されたＲＦフィールド）を受け取り、処理し、送信して身体組織表面のエバネッセント場を制御することで、組織内に埋め込まれた標的装置に無線電力信号および／またはデータ信号を時間多重化して誘導するための装置が提供される。この装置は、ＲＦ信号を受信および送信するように構成された複数のサブ波長構造体と、少なくとも１つのサブ波長構造体の電気的特性を変更することによって、サブ波長構造体が送信するＲＦ信号を調整するように構成された同調デバイスとを備えるか、または実質的にこれらから構成され、少なくとも１つの同調デバイスの異なるパラメータ値によって、電力信号および／またはデータ信号を、組織に埋め込まれた異なる各標的装置に通信するように装置を構成する。
いくつかの実施形態によれば、外部組織表面またはその近傍でエバネッセント場を操作して、組織に埋め込まれた複数の標的装置に電力および／またはデータを無線で送信する方法は、中距離場カプラの複数のサブ波長構造体を使用して、第１の遠隔ＲＦフィールド源からＲＦエネルギーを受け取ることを含む。この方法は、受信したＲＦエネルギーを、中距離場カプラを用いて変調して第１の出力信号を供給することをさらに含み、この変調には、サブ波長構造体に結合された第１の同調デバイスの第１の値を使用することが含まれる。この方法はまた、第１の組織位置に埋め込まれた第１の標的装置に第１の出力信号を送信し、受け取ったＲＦエネルギーを、中距離場カプラを用いて変調して後続の第２の出力信号を供給することを含み、この変調には、第１の同調デバイスの第２の値を使用することが含まれる。この方法は、異なる第２の組織位置に埋め込まれた第２の標的装置に第２の出力信号を送信することをさらに含む。
いくつかの実施形態では、この方法は、第１の標的装置において、送信された第１の出力信号の少なくとも一部を受信することと、それに応答して、受信信号の一部を用いて第１の組織位置に神経性電気刺激治療を提供することとを含む。この方法はまた、中距離場カプラから第１および第２の標的装置の一方または両方に電力および／またはデータを通信するために使用する、第１の同調デバイスに対する好ましい値を識別するための「貪欲型」パラメータ値検索アルゴリズムを実行することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、第１の同調デバイスの第１の値を使用することは、第１のインダクタンス値、静電容量値、および／または抵抗値を使用して中距離場カプラが第１の標的装置と通信することを含み、第１の同調デバイスの第２の値を使用することは、異なる第２のインダクタンス値、静電容量値、および／または抵抗値を使用して中距離場カプラが第２の標的装置と通信することを含む。いくつかの実施形態では、第１の同調デバイスの第１の値を使用することは、第１の移相値を使用して中距離場カプラが第１の標的装置と通信することを含み、第１の同調デバイスの第２の値を使用することは、異なる第２の移相値を使用して中距離場カプラが第２の標的装置と通信することを含む。いくつかの実施形態では、第１の同調デバイスの第１の値を使用することは、第１の振幅値を使用して中距離場カプラが第１の標的装置と通信することを含み、第１の同調デバイスの第２の値を使用することは、異なる第２の振幅値を使用して中距離場カプラが第２の標的装置と通信することを含む。
いくつかの実施形態によれば、使用者が着用する着用可能な外部装置を覆うシステムは、１つまたは複数の布地の上層と１つまたは複数の布地の下層とを有する、ポケットおよびスリーブのうちの１つを備える。布地の下層は、ポケットまたはスリーブが着用されるとき、布地の上層よりも使用者の身体により近い。下層は、柔らかい適合性材料である布地の第１の層と、断熱性材料および／または耐水性材料のうちの１つである布地の第２の層とを有する。布地の第２の層は、ポケットまたはスリーブが着用されるときに、使用者の身体からより遠くに位置する。布地の上層は、熱伝導材料を含む布地の第３の層を有する。このシステムは、ポケットまたはスリーブ内の布地の上層と下層との間に配置された外部刺激装置（例えば、本明細書に記載の外部装置または中距離場カプラのいずれか）を備える。外部刺激装置は、埋め込まれた医療装置に電磁エネルギーを供給するように適合されている。
布地の上層は、ポケットまたはスリーブが着用されるときに、布地の第３の層よりも使用者の身体からさらに離れた布地の第４の層を有してもよく、この第４の層は弾性バンドを有する。弾性バンドは、そのバンドの少なくとも一部に複数の孔を有してもよい。いくつかの実施形態では、孔は縦長であることが有利である。しかしながら他の実施形態では、孔は実質的に同じ高さおよび幅を有してもよく、または孔は横長であってもよい。
いくつかの実施形態では、システムは、ポケットまたはスリーブを有する衣料品を備え、このポケットまたはスリーブは、それが身体の標的組織位置（例えば、Ｓ３孔）の上または近傍となるような衣料品の位置に位置する。外部刺激装置は位置決め回路を備えてよく、この位置決め回路は埋め込まれた装置と通信し、埋め込まれた装置の近くに装置が適切に配置されているかどうかの指標を提供するように構成される。
いくつかの実施形態では、外部刺激装置が第１の取付機構を備え、ポケットまたはスリーブが対応する第２の取付機構を備える。これらの取付機構は、取付機構が嵌合されたときに、埋め込まれた装置に相対的に（例えば、近接してまたは近傍に）適切に外部刺激装置が位置するように配置してもよい。
いくつかの実施形態では、外部刺激装置は、いずれも熱可塑性材料を含むトップカバーおよびボトムカバーを備え、トップカバーは、装置が装着されたときに使用者の身体からより遠くなっている。外部刺激装置（例えば、外部刺激装置の中距離場カプラ）は、トップカバーとボトムカバーとの間に位置してもよい。いくつかの実施形態では、トップカバーは、布地の第３の層に向けて熱を放射するように構成されたフィンを備える。いくつかの実施形態では、トップカバーおよびボトムカバーのうちの１つまたは複数は、トップカバーに向かって空気を給送するように構成された１つまたは複数（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つ以上）の通気孔を有する。いくつかの実施形態では、トップカバーおよびボトムカバーは、それぞれ２つまたは４つの通気孔を有する。
トップカバーとボトムカバーとの間には、回路が位置してもよい。この回路は、埋め込まれた装置の十分近くに外部刺激装置の位置が置かれていないという判断に応答して、可聴または触知できる（例えば、振動もしくは音を出す）出力、指標、または警報を生成するように適合されてもよい。回路は、埋め込まれた装置からの信号の受信信号強度が閾値未満であると判断することによって、外部刺激装置の位置が、埋め込まれた装置の十分近くに定められていないことを判断するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、回路は、外部装置の位置が適切であるという判断に応答して、可聴または触知できる（例えば、異なる振動を提供するか、または異なる音を出す）異なる出力を生成するように構成される。
いくつかの実施形態では、トップカバーおよびボトムカバーのうちの１つまたは複数は、空気を内部に保持するための複数の凹部を含む。トップカバーおよびボトムカバーは、角部が丸みを帯びた矩形の実装面積を有してよく、トップカバーおよびボトムカバーのすべての縁部が丸みを帯びてよい。一実施形態では、ボトムカバーの縁部は、トップカバーの縁部よりも小さな湾曲半径を有するように丸みを帯びている。
いくつかの実施形態によれば、外部刺激装置（例えば、本明細書に記載の外部装置または中距離場カプラのいずれか）は、トップカバーと、トップカバーに機械的に結合されたボトムカバーと、トップカバーとボトムカバーとの間に位置し、埋め込まれた装置と通信し、埋め込まれた装置の近傍に装置が適切に配置されているかどうかの指標を提供する位置決め回路と、トップカバーとボトムカバーとの間に位置し、埋め込まれた装置に電磁エネルギーを供給するように適合された中距離場カプラとを備えるか、または実質的にこれらから構成される。トップカバーは、外部刺激装置から熱を放射して除去するように構成されたフィンを備えてもよい。トップカバーおよびボトムカバーのうちの一方または両方は、トップカバーに向かって空気を給送するように構成された１つまたは複数（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、または５つ以上）の通気孔を有してよい。
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能装置から外部ソース装置にデータを無線で通信するための方法が提供される。この方法は、少なくとも第１および第２の励振口を備える第１のアンテナを使用して、外部ソース装置から中距離場信号を送信することと、埋込み可能装置に結合された第２のアンテナを使用して中距離場信号を受信することと、通信制御信号に従って、第２のアンテナと埋込み可能装置の負荷回路との間の信号経路を変調することで、第２のアンテナを用いて後方散乱信号を生成および送信することとを含む。後方散乱信号は、埋込み可能装置に関する情報を含む。この方法は、さらに、外部ソース装置の第１のアンテナの第１の励振口を使用して後方散乱信号を受信することと、外部ソース装置を使用して、中距離場信号に基づいて予測自己干渉信号を生成することとを含む。この方法はまた、予測自己干渉信号を使用して、受信した後方散乱信号から埋込み可能装置に関する情報を、外部ソース装置を用いて抽出することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、予測自己干渉信号を生成することは、第１の励振口と第２の励振口との間の周波数依存性の信号漏洩に関する情報と、第２励振口を駆動する励起信号の大きさに関する情報とを使用することを含む。この方法は、外部ソース装置を使用して、予測自己干渉信号と、第１のアンテナの第１の励振口から受信した真の（例えば、実際の）自己干渉信号と、受信した後方散乱信号とを合成して、時変情報信号およびＤＣ信号成分を供給することを含んでもよい。埋込み可能装置に関する情報を抽出することは、埋込み可能装置に関する情報を情報信号から抽出することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、中距離場信号に基づいて予測自己干渉信号を生成することは、第１のアンテナの第１の励振口から受信した実際の自己干渉信号から１８０度オフセットした信号を生成することを含む。この方法は、ＤＣ信号成分の大きさを測定することと、その大きさが特定の閾値大きさを超えるときに、予測自己干渉信号を調整することとを含んでもよい。予測自己干渉信号を調整することは、予測自己干渉信号の振幅または位相の特性を調整することを含んでもよい。この方法はまた、ＤＣ信号成分の大きさに基づいて、予測自己干渉信号の大きさまたは位相を調整することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、後方散乱信号は、埋込み可能装置自体の特性に関する情報、または埋込み可能装置によって提供される、もしくは提供されることになる治療に関する情報を含む。いくつかの実施形態では、後方散乱信号は、埋込み可能装置によって検知または測定された生理学的特性に関する情報を含む。
この方法は、さらに、外部ソース装置を使用してＲＦキャリア信号を供給することと、位相シフトされたバージョンのＲＦキャリア信号の少なくとも１つを使用して中距離場信号を生成し、第１および第２の励振口のうちの１つを励起することとを含んでもよい。いくつかの実施形態では、中距離場信号に基づいて予測自己干渉信号を生成するステップには、別々に位相シフトされたバージョンのＲＦキャリア信号を使用することが含まれる。予測自己干渉信号を使用して、受信した後方散乱信号から埋込み可能装置に関する情報を抽出するステップは、予測自己干渉信号を、受信した後方散乱信号と、さらに第１のアンテナの第１の励振口から受信した真の（例えば、実際の）自己干渉信号と合計することを含んでもよい。中距離場信号は、電力信号、データ信号、または電力信号に符号化されたデータを有する電力信号を含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、後方散乱信号を使用して埋込み可能装置から外部中距離場ソース装置に情報を通信する無線通信システムは外部中距離場ソース装置を備え、この外部中距離場ソース装置は、複数の各励起信号を使用して単一ＲＦアンテナの複数のポートを同時に励起することによって中距離場信号を供給するように構成され、ポートのうちの少なくとも１つは、第１の後方散乱信号を受信するように構成されている。システムはさらに、外部中距離場ソース装置から中距離場信号を受信し、受信した中距離場信号に基づいて第１の後方散乱信号を供給するように構成された、第１の埋込み可能装置を備える。外部中距離場ソースは、第１の埋込み可能装置で使用するために中距離場信号の命令を符号化し、第１の後方散乱信号に特定の位相摂動を導入するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、第１の埋込み可能装置は、アンテナに結合された復調回路を備える。この復調回路は、第１の埋込み可能装置におけるアンテナの同調特性を変調することによって、第１の後方散乱信号に特定の位相摂動を与えるように構成されてもよい。第１の埋込み可能装置におけるアンテナの同調特性の変調には、振幅偏移変調（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙ：ＡＳＫ）の使用を伴ってもよい。
外部中距離場ソース装置は、第１の後方散乱信号を第１の埋込み可能装置から受信したとき、第１の後方散乱信号の品質特性に基づいて特定の位相摂動を更新するように構成された、制御回路を備えてよい。システムはさらに、外部中距離場ソース装置から中距離場信号を受信し第２の後方散乱信号を供給するように構成された、第２の埋込み可能装置を備えてよく、外部中距離場ソース装置は、第１および第２の埋込み可能装置による使用のために第１および第２の命令をそれぞれ中距離場信号に符号化して、第１および第２の後方散乱信号に異なる特定の位相摂動を導入するように構成されてよい。
いくつかの実施形態では、システムは、単一ＲＦアンテナの複数のポート間での予期される自己干渉に基づいて補正信号を生成するように構成されたプロセッサ回路をさらに備え、外部中距離場ソース装置は、補正信号を使用して第１の後方散乱信号から第１の埋込み可能装置に関する情報を抽出するように構成される。プロセッサ回路は、外部中距離場ソース装置の構成要素であってもよい。
いくつかの実施形態では、外部中距離場ソース装置はＲＦソース信号生成器を備え、このＲＦソース信号生成器はＲＦキャリア信号を、（１）ＲＦキャリア信号に基づいて各ＲＦ駆動信号を単一ＲＦアンテナの複数のポートに供給するように構成された第１の信号プロセッサ回路と、（２）ＲＦキャリア信号に基づいて自己干渉キャンセル信号を供給するように構成された第２の信号プロセッサ回路と、に供給するように構成される。外部中距離場ソース装置は、自己干渉キャンセル信号を第１の後方散乱信号に適用して、第１の後方散乱信号に符号化された第１の埋込み可能装置に関する情報を抽出するように構成される。
いくつかの実施形態によれば、中距離場トランシーバ装置内の単一アンテナの部分を有する複数のＲＦポートのうち、第１のＲＦポートを使用して受信した後方散乱信号から情報を抽出する方法が提供される。この方法は、中距離場トランシーバ装置の複数のＲＦポート間の信号漏洩特性に関する事前情報に基づいて自己干渉緩和信号を生成することと、複数のＲＦポートのうちの第１のＲＦポートを使用して、中距離場電力信号および／またはデータ信号に応答し、埋込み可能装置から、埋込み可能装置によって後方散乱信号に符号化された情報信号を含む後方散乱信号を受信することと、自己干渉緩和信号を用いて後方散乱信号から情報信号を抽出することとを含む。
いくつかの実施形態では、自己干渉緩和信号を生成することは、中距離場トランシーバ装置の複数のＲＦポートの各対の間の信号漏洩に関する計算または測定された情報に基づく。この方法は、さらに、複数のＲＦポートを使用して中距離場トランシーバ装置からの電力信号および／またはデータ信号を埋込み可能装置に供給することを含んでよく、この電力信号および／またはデータ信号は、ＲＦキャリア信号に基づいている。自己干渉緩和信号を生成することは、振幅変調されたバージョンおよび／または位相変調されたバージョンのＲＦキャリア信号を供給することを含んでよい。この方法は、さらに、後方散乱信号から抽出された情報信号の品質特性を決定することと、この品質特性に基づいて、品質を向上させるために自己干渉緩和信号を選択的に更新することを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能装置からの情報を外部中距離場トランシーバに無線で通信する方法は、埋込み可能装置において無線で受信した中距離場信号を変調することで、その変調に従って埋込み可能装置情報が符号化された後方散乱信号を送信することと、外部中距離場トランシーバで後方散乱信号を受信することと、自己干渉緩和信号を用いて、外部中距離場トランシーバの単一ＲＦアンテナの同時励起された複数のポートに関連する測定または予測された干渉特性に基づく後方散乱信号を復号することとを含む。いくつかの実施形態では、埋込み可能装置情報には、埋込み可能装置によって提供される治療に関する情報、埋込み可能装置によって提供されることになる治療に関する情報、埋込み可能装置の電力変換効率に関する情報、または埋込み可能装置に結合された電極の電極インピーダンス特性に関する情報のうち、１つまたは複数が含まれる。無線で受信した中距離場信号の変調は、外部中距離場トランシーバによって指示された変調方式に従って実行してもよい。
いくつかの実施形態によれば、神経性刺激治療を提供する方法は、埋込み可能な神経性刺激装置の受信回路で、または受信回路を使用して電力信号を無線で受信することを含む。電力信号は、中距離場カプラ装置によって生成および送信され、中距離場カプラ装置の表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有する。この方法はさらに、受信回路と１つまたは複数の神経標的に電気刺激信号を送達するように構成された複数の電極とに結合された治療送達回路を使用することと、異なる各電気刺激ベクトルに刺激信号を順次供給するなど、無線で受信した電力信号の一部を使用して神経性刺激治療を提供することとを含み、このベクトルは、異なるベクトルに供給される各刺激信号の間に設けられる無刺激区間と共に、複数の電極の異なる組合わせに対応する。いくつかの実施形態では、神経性刺激治療を提供することは、各治療間に設けられる同じ無刺激区間と共に神経性刺激治療を複数回提供することを含む。
いくつかの実施形態では、この方法は、中距離場カプラ装置を使用して電力信号（マイクロ波信号であってもよい）を生成および送信することを含み、空気中で測定された電力信号の波長内にある身体組織内の位置に電力信号を集束させることを含む。電力信号を無線で受信するステップは、埋込み可能な神経性刺激装置に結合されたＥフィールドまたは磁界（例えば、Ｈフィールド）ベースのアンテナを使用することを伴ってもよい。
いくつかの実施形態では、刺激信号を順次供給することは、異なる各電気刺激ベクトルを用いて、同じ神経標的またはその近傍に少なくとも第１および第２の神経性刺激信号を供給することを含み、第１および第２の神経性刺激信号のうちの一方が、治療に対する患者の応答を引き出す上で、第１および第２の神経性刺激信号のうちの他方よりも最適性が低い。少なくとも第１および第２の神経性刺激信号を供給することは、実質的に同じパルス幅特性、振幅特性、または周波数特性を有する信号を供給することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも第１および第２の神経性刺激信号を供給することは、異なるパルス幅特性、振幅特性、または周波数特性を有する信号を供給することを含む。
いくつかの実施形態では、刺激信号を順次供給することは、異なる各電気刺激ベクトルを使用して少なくとも４つの離散的な神経性刺激信号を神経標的に供給することを含み、離散的な神経性刺激信号の少なくとも１つは、治療に対する患者の応答を引き出す上で、他の神経性刺激信号よりも最適性が高い。少なくとも４つの離散的な神経性刺激信号を供給することは、実質的に同じパルス幅特性、振幅特性、または周波数特性を有する信号を供給すること、または少なくとも２つの異なるパルス幅特性、振幅特性、または周波数特性を有する信号を供給することを含んでもよい。
この方法は、さらに、埋込み可能な神経性刺激装置に通信可能に結合されたプロセッサ回路を用いて、神経性刺激治療を送達するように構成された複数の電極に対応する複数の利用可能な神経性刺激ベクトルを識別することと、同一または異なるプロセッサ回路を用いて、治療送達回路によって１つまたは複数の神経標的に神経性刺激治療を送達するために使用する、識別された神経性刺激ベクトルのうちの少なくとも２つを選択することとを含んでもよい。選択するステップは、第１および第２の神経性刺激ベクトルを選択することを含んでもよく、ここで、選択されたベクトルの１つは、治療に対する患者の応答を引き出す上で他のベクトルよりも効果的であることが既知である。いくつかの実施形態では、選択するステップは、治療に対する患者の応答を引き出すことに関する、選択された１つまたは複数のベクトルの有効性に関する事前の知識なしに実行される。いくつかの実施形態では、選択するステップには、第１の電極をアノードとして有し、複数の共通に結合された他の電極をカソードとして有する第１のベクトルを選択することと、第２の電極をアノードとして有し、少なくとも１つの他の電極と共通に結合された第１の電極をカソードとして有する第２のベクトルを選択することとが含まれる。
選択するステップは、治療送達回路によって神経性刺激治療を送達するために使用する少なくとも３つの異なる神経性刺激ベクトルを選択することを含んでよく、神経性刺激治療を提供することには、少なくとも３つの選択された各ベクトルに各刺激信号を、ひいては各刺激信号の間に設けられた無刺激区間と共に供給することが含まれ、各刺激信号は、ランダムに選択された順序に従って供給される。いくつかの実施形態では、各刺激信号間の無刺激区間と共に刺激信号を異なる各電気刺激ベクトルに順次提供することは、電気刺激ベクトルのうちの第１の電気刺激ベクトルを使用して、神経性刺激治療の一部を含む第１の刺激信号を供給することと、第１の刺激信号に続いて、無刺激区間中に全ての電気刺激ベクトルからの神経性刺激治療の送達を阻害することと、無刺激区間に続いて、電気刺激ベクトルのうち異なる第２の電気刺激ベクトルを使用して、神経性刺激治療の一部を含む後続の第２の刺激信号を供給することとを含む。
いくつかの実施形態では、患者に神経性刺激治療を提供することは、供給される各神経性刺激治療信号間の同じまたは異なる無刺激区間と共に複数回繰り返される。いくつかの実施形態では、患者に神経性刺激治療を提供することは、神経性刺激治療信号が異なる電気刺激ベクトルに供給される毎回異なる順序を使用して、複数回繰り返される。
いくつかの実施形態では、電力信号を無線で受信するステップは、２つの異なる埋込み可能な神経性刺激装置において同じまたは異なる電力信号の部分を受信することを含み、各装置は、神経性刺激信号を送達するように構成された２つ以上の電極を備える。治療送達回路を使用することは、２つの異なる治療送達回路を使用して神経性刺激治療の一部を提供することを含み、各治療送達回路は埋込み可能な神経性刺激装置の異なる１つに関連付けられている。
いくつかの実施形態では、各刺激信号の間に設けられる無刺激区間と共に刺激信号を順次供給することは、無刺激区間中に、埋込み可能な神経性刺激装置による刺激信号の送達を阻害することを含む。一実施形態では、無刺激区間は、少なくとも約５０ミリ秒（例えば、少なくとも４０ミリ秒、少なくとも５０ミリ秒、少なくとも６０ミリ秒、少なくとも７０ミリ秒、少なくとも８０ミリ秒、少なくとも９０ミリ秒、少なくとも１００ミリ秒、５０～１００ミリ秒の間、８０～１２０ミリ秒の間、１００～１５０ミリ秒の間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。より短いまたはより長い他の区間を使用してもよい。
いくつかの実施形態によれば、（例えば、神経性電気刺激を提供するように適合された）埋込み可能な治療送達装置は、電界ベースまたは磁界ベースのアンテナを備える受信回路と、この受信回路に結合された治療送達回路とを備えるか、または実質的にこれらから構成されている。この電界ベースまたは磁界ベースのアンテナは、受信回路が組織内に埋め込まれたときに中距離場送信回路から無線マイクロ波電力信号を受信するように構成され、治療送達回路は、中距離場送信回路から受信した無線マイクロ波電力信号の一部を使用し、一連の電気刺激信号を供給するように構成される。治療送達回路は、電気刺激信号の順序系列を、組織に埋め込まれた異なる電極対に対応する異なる各電気刺激ベクトルに供給するように構成された出力段を有する。
埋込み可能な治療送達装置は、さらに、神経性刺激標的またはその近傍の組織に埋め込まれるように構成された少なくとも３つの電極（例えば、３つの電極、４つの電極、５つの電極、６つの電極、７つの電極、８つの電極、または９つ以上の電極）を備えることができる。これら少なくとも３つの電極は、埋込み可能なリード部に沿って軸方向に配置してもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、少なくとも３つの電極の異なる対または群を使用して、一連の電気刺激信号を供給するための順序をランダムに選択するように構成される。
治療送達回路は、特定の回数の繰返しで、または特定の継続時間中、一連の電気刺激信号を繰り返し供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、出力段は、一連の電気刺激信号中の第１の信号を、第１の電気刺激ベクトルに対応する第１の電極対または電極群に供給するように構成された第１の出力部と、一連の電気刺激信号中の後続の第２の信号を、異なる第２の電気刺激ベクトルに対応する異なる第２の電極対または電極群に供給するように構成された第２の出力部とを備え、少なくとも１つの電極が第１および第２の電極対または電極群に共通である。
いくつかの実施形態では、治療回路の出力段は、第１の信号と後続の第２の信号との間の遅延間隔の間、第１および第２の出力部からの電気刺激信号の送達を阻害するように構成される。第１の出力部は、第１の振幅特性、パルス幅特性、または周波数特性を有する第１の信号を供給するように構成されてもよく、第２の出力部は、同じ第１の振幅特性、パルス幅特性、または周波数特性を有する第２の信号を供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の出力部が、第１の振幅特性、パルス幅特性、または周波数特性を有する第１の信号を供給するように構成され、第２の出力部が、異なる第２の振幅特性、パルス幅特性、または周波数特性を有する第２の信号を供給するように構成される。
いくつかの実施形態では、治療回路の出力段は、電気刺激信号の順序系列を、患者の応答を引き出す上で準最適な少なくとも１つのベクトルを含む異なる各電気刺激ベクトルに供給するように構成される。いくつかの実施形態では、出力段は、利用可能な電気刺激ベクトルの組の中から選択された異なる各電気刺激ベクトルに、電気刺激信号の順序系列を供給するように構成され、ここで、選択されたベクトルの１つは、選択された少なくとも１つの他のベクトルよりも、患者の応答を引き出す上で最適性が高い。
埋込み可能な神経性刺激装置はまた、受信回路に結合されたメモリ（例えば、不揮発性メモリまたはメモリ回路）を備えてもよい。メモリは、中距離場送信回路から受信した、複数の利用可能な電気刺激ベクトルのうちのどれを使用して電気刺激信号の順序系列を供給するかに関する命令を記憶するように構成される。
いくつかの実施形態によれば、システムは、第１の周波数で無線信号を送信するように構成された中距離場送信機と、中距離場送信機および治療送達回路から無線信号を受信するアンテナを備える受信回路を備える少なくとも部分的に埋込み可能な生体適合性装置と備えるか、または実質的にこれらから構成される。治療送達回路は受信回路に結合され、一連の少なくとも２つの電気刺激パルスを含む治療信号を供給するように構成され、この一連の少なくとも２つの電気刺激パルスは、少なくとも３つの電極の異なる組合わせに対応する各ベクトルを、各パルス間の特定の遅延間隔を伴って使用して供給され、一連のパルスは少なくとも２回繰り返される。無線信号は、中距離場送信機の表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有する。中距離場送信機は、空気中で測定された無線信号の約１波長内にある組織内の位置に無線信号を集束させるように適合されている。
いくつかの実施形態によれば、神経性電気刺激治療を提供する方法は、患者の組織に埋め込まれた第１の電極対を使用して、神経性電気刺激治療を神経標的に提供することを含む。この方法は、第１の周波数で第１の電気刺激信号を供給することと、患者の組織に埋め込まれた第２の電極対を使用して、第１の電気刺激信号と実質的に同時に、第１の周波数よりも低い異なる第２の周波数の第２の電気刺激信号を供給することとを含む。第１の電気刺激信号の振幅特性は、第２の電気刺激信号の位相特性によって変調されてもよく、またはその逆であってもよい。
いくつかの実施形態では、第１の電気刺激信号の振幅特性の変調（例えば、増幅）は、第２の電気刺激信号の特定の位相特性を使用することによって行われる。この方法は、さらに、埋込み可能な神経性電気刺激装置において受信回路で、または受信回路を使用して電力信号を無線で受信することを含んでもよい。電力信号は、中距離場カプラ装置の表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有する、中距離場カプラ装置によって生成および送信される電力信号であってもよい。いくつかの実施形態では、埋込み可能な神経性刺激装置は第１および第２の電極対を備え、第１および第２の電気刺激信号は、受信した電力信号の部分を有する。この方法は、さらに、中距離場カプラ装置内の信号生成回路を使用して電力信号を生成することと、身体組織の外側にエバネッセント場を発生させるように構成された電磁構造を使用して、中距離場カプラ装置から電力信号を送信することとを含んでもよい。電力信号を送信することは、空気中で測定された電力信号の波長内にある身体組織内の位置に電力信号を集束させることを含んでもよい。電力信号は、マイクロ波信号であってもよい。
いくつかの実施形態では、この方法は、治療送達に対して、埋込み可能な神経性電気刺激装置内、または中距離場電力伝達装置もしくは中距離場カプラ装置内のプロセッサ回路を使用して、神経性電気刺激治療を提供するための少なくとも２つの神経性電気刺激ベクトルを選択することを含む。選択された電気刺激ベクトルは、それぞれ第１および第２の電極対に対応し、第１および第２の電極対は、埋込み可能な神経性電気刺激装置に結合されてもよい。
いくつかの実施形態では、第１の電気刺激信号を供給することは、第２の電気刺激信号のピーク振幅特性よりも小さいピーク振幅特性を有する信号を供給することを含む。いくつかの実施形態では、第１の電気刺激信号の供給は、埋込み可能な神経性電気刺激装置のリード部に沿って軸方向に離間した第１および第２の電極を使用して行われ、第２の電気刺激信号の供給は、リード部に沿って軸方向に離間し、リード部に沿って第１および第２の電極から軸方向に離間した第３および第４の電極を使用して行われる。
第１の周波数で第１の電気刺激信号を連続的に供給しながら、第１の継続時間の後に第２の電気刺激信号を阻害してもよく、第１の電気刺激信号と実質的に同時に、第３の周波数の第３の電気刺激信号を供給してもよい。一実施形態では、第１の電気刺激信号の振幅特性は、第１および第２の電気刺激信号の各位相特性によって別々に変調される。第３の電気刺激信号の供給は、患者の組織内に埋め込まれた異なる第３の電極対を使用して、または患者の組織内に埋め込まれた第２の電極対を用いて行ってもよい。
いくつかの実施形態では、第１の電極対を使用した第１の電気刺激信号の供給は、第１の埋込み可能なリードに配置された電極を使用して行われ、第２の電極対を使用して第２の電気刺激信号を供給することは、異なる第２の埋込み可能なリード上に配置された電極を使用することを含む。
この方法は、さらに、第２の神経標的またはその近傍に配置されたセンサを使用して固有の神経性信号を検知することと、プロセッサ回路を使用して、検知された固有の神経性信号の周波数特性または位相特性を決定することとを含んでもよい。この方法はまた、プロセッサ回路を使用して、検知された固有の神経性信号の決定された周波数特性または位相特性に基づいて第１および第２の周波数のうちの１つを選択することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、この方法は、第１の電気刺激信号を連続的に供給しながら第２の電気刺激信号の供給を定期的に阻害することを含む。いくつかの実施形態では、第１の電気刺激信号の第１の周波数は約１２０Ｈｚであり、第２の電気刺激信号の第２の周波数は約２０Ｈｚである。第１の周波数は１００Ｈｚ～５００Ｈｚの間（例えば、１００Ｈｚ～１５０Ｈｚの間、１１０～１４０Ｈｚの間、１２０Ｈｚ～１６０Ｈｚの間、２００Ｈｚ～４００Ｈｚの間、３００Ｈｚ～５００Ｈｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）であってよく、第２の周波数は１Ｈｚ～８０Ｈｚの間（例えば、１Ｈｚ～１０Ｈｚの間、５Ｈｚ～３０Ｈｚの間、１０Ｈｚ～３０Ｈｚとの間、１５Ｈｚ～５０Ｈｚの間、２０Ｈｚ～６０Ｈｚの間、３０Ｈｚ～８０Ｈｚの間、３０Ｈｚ～６０Ｈｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）であってよい。
いくつかの実施形態では、この方法は、検知された患者からの生理学的信号に基づいて患者の神経病理を識別することと、それに応答して、第１および第２の電気刺激信号の振幅特性を選択し、検知された患者からの生理学的信号をオーバードライブすることとを含む。この方法は、患者身体内の固有の神経パルス事象と一致するように第１または第２の電気刺激信号の供給のタイミングを合わせ、固有の神経パルス事象の１つまたは複数の特性を増強、改善、または強化することを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、システムは、第１の周波数で無線信号を送信するように構成された中距離場送信機と、受信回路を備えた少なくとも部分的に埋込み可能な生体適合性装置とを備え、この受信回路は、受信回路に結合された、中距離場送信機および治療送達回路から無線信号を受信するアンテナを備える。無線信号は、無視できないＨフィールド成分を有してよく、中距離場送信機は、空気中で測定した場合に無線信号の約１波長以内にある組織内のある位置に無線信号を集束させるように特に適合されてもよい。いくつかの実施形態によれば、治療送達回路は位相・振幅結合治療信号を供給するように構成され、この位相・振幅結合治療信号は、第１の神経性電気刺激ベクトルを用いて供給される第１の信号成分と、異なる第２の神経性電気刺激ベクトルを使用して供給される第２の信号成分とを含み、第２の信号成分は第１の信号成分と実質的に同時に供給される。
生体適合性装置は、生体適合性装置のリード部に沿って軸方向に離間した少なくとも４つの電極を備えてよく、４つの電極のうちの２つを第１の神経性電気刺激ベクトルとして使用するように構成し、４つの電極のうちの他の２つを第２の神経性電気刺激ベクトルとして使用するように構成する。これら少なくとも４つの電極はそれぞれ、リング電極または円筒形電極であってよい。他の形状または構成の電極を使用することもできる。
いくつかの実施形態では、治療送達回路は、第１の周波数特性および第１の振幅特性を有する第１の信号成分を供給するように構成された第１の発振回路と、異なる第２の周波数特性および異なる第２の振幅特性を有する第２の信号成分を供給するように構成された第２の発振回路とを備える。一実施形態では、第１の周波数特性は第２の周波数特性よりも大きく、第２の振幅特性は第１の振幅特性よりも大きい。一実施形態では、第２の周波数特性は第１の周波数特性よりも大きく、第１の振幅特性は第２の振幅特性よりも大きい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、患者の神経病態生理を克服するため、または神経機能を改善するために（例えば、運動障害、パーキンソン病、痴呆、アルツハイマー病、クロイツフェルトヤコブ病、ハンチントン病、うつ病、ジストニア、もしくはてんかんなどのうち１つもしくは複数に関する症状を克服するために）、位相・振幅結合治療信号の第１および第２の信号成分の少なくとも１つの振幅特性または周波数特性を調整するように構成される。
いくつかの実施形態によれば、電気刺激治療に通信信号を組み込むためのシステムおよび方法が提供される。例えば、外部ソース装置と埋込み可能装置との間でデータを無線通信する方法は、外部ソース装置を使用して中距離場電力信号を生成および送信し、組織表面の下に埋め込まれた埋込み可能装置で中距離場電力信号を受信することと、埋込み可能装置および受信した中距離場電力信号の一部を使用して、近接場電気刺激治療を提供することとを含んでもよい。この方法はまた、近接場電気刺激治療に対応する遠距離場信号を外部ソース装置で受信することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、遠距離場信号の受信は、組織表面および外部ソース装置に結合された電極を使用して達成される。この方法は、さらに、外部ソース装置を用いて、受信した遠距離場信号に基づいて、近接場電気刺激治療に関する情報を使用者および／もしくは遠隔装置に報告すること、ならびに／または埋込み可能装置に関する情報を使用者および／もしくは遠隔装置に報告することを含んでもよい。この方法はまた、中距離場電力信号の特性を更新し、更新された中距離場電力信号を生成し、同じまたは異なる埋込み可能装置に送信することを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、近接場電気刺激治療を提供することは、１つまたは複数のデータ通信間隔でインターリーブされた複数の治療パルスを提供することを含み、各データ通信間隔は複数のデータ信号パルスを含む。いくつかの実施形態では、近接場電気刺激治療を提供することは、治療パルスを第１の周波数で供給することと、各データ通信間隔内で、より高い第２の周波数でデータ信号パルスを供給することとを含む。いくつかの実施形態では、近接場電気刺激治療を提供することは、複数の治療パルスを供給することを含み、治療パルスの少なくとも１つが振幅変調部分を含み、この振幅変調部分は、近接場電気刺激治療に関する情報および／または埋込み可能装置に関する情報を符号化する。
この方法は、近接場電気刺激治療に関する情報を使用者および／または遠隔装置に報告することをさらに含んでもよい。この報告ステップは、例えば、近接場電気刺激治療が埋込み可能装置によって正常に提供されたかどうかに関する可聴的、振動的、または視覚的な指標を提供することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、報告ステップには、埋込み可能装置が受信した中距離場電力信号の量または質に関する情報を提供することが含まれる。
この方法は、中距離場電力信号の特性を更新することと、更新された信号の振幅特性、位相特性、または周波数特性を調整するなど、更新された中距離場電力信号を生成および送信することとを含んでもよい。いくつかの実施形態では、この方法は、外部ソース装置の電極を組織表面と電気的に接触させた状態で維持するように構成されたポケット、スリーブ、または衣料品（例えば、本明細書で説明するもの）を使用することを含む。
この方法は、埋込み可能装置において中距離場電力信号を受信することに応答して、埋込み可能装置内の生成回路を使用して近接場電気刺激治療を生成することを含んでもよい。この生成ステップは、パルス幅変調部分またはパルス振幅変調部分を有する信号パルス列を生成することを含んでもよく、パルス幅変調部分またはパルス振幅変調部分は、外部ソース装置に対して、治療に関する情報および／または埋込み可能装置自体に関する情報を符号化する。
いくつかの実施形態では、この方法は、埋込み可能装置を使用して、埋込み可能装置が受信した中距離場電力信号の特性を測定することと、埋込み可能装置を使用して、近接場電気刺激治療における測定された特性に関する情報を符号化することと、外部ソース装置を使用して、近接場電気刺激治療における測定された特性に関する情報を復号することと、埋込み可能装置が受信した中距離場電力信号の測定された特性に関する情報など、埋込み可能装置に関する情報を使用者および／または遠隔装置に報告することとを含む。いくつかの実施形態では、外部ソース装置を使用して中距離場電力信号を生成し送信することは、パルスパターン、周波数、周波数範囲、信号バースト、振幅、パルス幅、または波形形態に関する特定の情報を符号化し、埋込み可能装置が近接場電気刺激治療を提供するために使用することを含む。
近接場電気刺激治療に対応する遠距離場信号を受信するステップは、パルスパターン、周波数、周波数範囲、信号バースト、振幅、パルス幅、または波形形態に関する特定の情報に、受信信号が対応するかどうかを判定することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、埋込み可能装置を使用して近接場電気刺激治療を提供することは、パルスベースの治療を提供することを含み、ここでパルスベースの治療のパルスパターンによって近接場電気刺激に関する情報または埋込み可能装置に関する情報が符号化される。符号化された情報を伴うパルスベースの治療を提供することは、符号化された情報に対応するパルスパターンに位相オフセットを導入することを含んでもよい。
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能な神経性刺激治療送達装置は、受信回路が組織内に埋め込まれたときに外部ソース装置から中距離場電力信号を受信するように構成された電場ベースまたは磁場ベースのアンテナを備える受信回路と、受信回路に結合され、外部ソース装置から受信した中距離場電力信号の一部を使用して電気刺激電極に信号パルスを供給するように構成された治療送達回路とを備えるか、または実質的にこれらから構成される。信号パルスは、有利には、電気刺激治療パルスおよびデータパルスを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、治療送達回路は、連続する治療パルス間の離散的な一連のデータパルスをインターリーブするように構成される。離散的な一連のデータパルスは、埋込み可能装置自体に関する情報または埋込み可能装置によって提供される治療に関する情報を符号化してもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、治療パルス内に複数のデータパルスを組み込むように構成される。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、複数のデータパルスに従って治療パルスの一部を振幅変調またはパルス幅変調するように構成される。
治療送達回路は、連続する治療パルス間のブランキング期間中にデータパルスを供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、治療パルスの周波数の少なくとも２倍の周波数でデータパルスを供給するように構成される。治療送達回路は、埋込み可能装置の状態に関する情報および／または埋込み可能装置によって提供される治療に関する情報をデータパルスに符号化するように構成されてもよい。
埋込み可能な神経性刺激治療送達装置は、中距離場電力信号を介して受信される電力の量を測定するように構成された電力検出回路をさらに備えてもよい。いくつかの実施形態では、治療送達回路は、測定された電力量に関する情報をデータパルスに符号化するように構成される。
データパルスは、約２ボルト未満のピーク振幅を有する、および／または約１００ｋＨｚ以上の周波数を有するパルスを含んでもよい。いくつかの実施形態では、治療パルスは、データパルスのパルス周波数よりも約一桁小さいパルス周波数を有するパルスを含む。
いくつかの実施形態によれば、外部送信機／受信機（トランシーバ）は、組織に埋め込まれた標的装置に複数の各ＲＦ信号を同時に送信するように構成された複数のサブ波長構造体を有する中距離場送信機と、組織の外面に配置されるように構成された電極対であって、標的装置によって組織に送達される電気刺激治療に対応する電気信号を、組織を介して受信するように構成された電極対と、電極対に結合され、受信した電気信号の一部を復調して、標的装置によって生成されたデータ信号を回復するように構成された復調回路とを備える。いくつかの実施形態では、外部トランシーバ装置は、電気信号の治療パルスからデータパルスを識別するように構成された復調回路を備える。この復調回路は、電気信号における治療パルスの変調部分を識別し、識別された部分を復調してデータ信号を回復するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、外部トランシーバ装置は使用者フィードバック回路を備え、この使用者フィードバック回路は、回復されたデータ信号に基づいて使用者に提供され得る聴覚的、振動的、または視覚的な警告を含む。
図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、同様の参照番号は異なる図で類似の構成要素を示す場合がある。異なる接尾文字を有する同様の数字は、同様の構成要素の異なる事例を表す場合がある。図面は全般に、限定するものではなく例として、本明細書で述べる様々な実施形態を示す。
例として、無線通信経路を使用するシステムの一実施形態の概略を示す。
例として、中距離場ソース装置の一実施形態のブロック図を示す。
例として、信号を受信するように構成されたシステムの一部の一実施形態のブロック図を示す。
例として、複数のサブ波長構造体を有する中距離場アンテナの一実施形態の概略図を示す。
例として、中距離場ソース装置の位相整合および／または振幅整合ネットワークの一実施形態の図を示す。
例として、埋込み可能装置の回路の一実施形態の図を示す。
例として、埋込み可能装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、装置内部の内部回路およびアンテナを示す、埋込み可能装置の別の実施形態の透視図を示す。
例として、回路ハウジングの一実施形態の透視図を示す。
例として、回路ハウジングの別の実施形態の透視図を示す。
例として、図８Ａの回路ハウジングの内部の回路を示す、回路ハウジングの一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置からの刺激パルスに対する信号電力対時間のグラフを示す。
例として、埋込み可能装置の一実施形態の近位部分の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の別の実施形態の近位部分の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置のさらに別の実施形態の近位部分の透視図を示す。
例として、外部ハウジングを不可視として埋込み可能装置の内部回路を示す、埋込み可能装置の一実施形態の透視図を示す。
例として、図１２Ａにおいて「１２Ｂ」と表示された破線のボックス内の埋込み可能装置の一部分の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置の近位部分および取付け可能なタインの一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の近位部分および取付け可能なタインの一実施形態の透視図を示す。
例として、タインが取り付けられた埋込み可能装置の一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置にタインを取り付けるシステムの一実施形態の透視図を示す。
例として、図１４Ａのシステムの一実施形態の透視図を示し、タインが埋込み可能装置に接近して押し込まれている。
例として、図１４Ｂのシステムの一実施形態の透視図を示し、タインが埋込み可能装置に取り付けられている。
例として、埋込み可能装置にタインを固定するシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図１５Ａの「１５Ｂ」と表示された破線のボックスに示すような、埋込み可能装置にタインを固定するシステムの一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置を操舵するシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図１５Ｃのシステムの一部である、システムの一部分の一実施形態の分解図を示す。
例として、縫合糸上にプッシュロッドを備えるシステムの一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置からプッシュロッドを取り外すシステムの斜視図を示す。
例として、縫合糸固定システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、縫合糸がプッシュロッドに固定された状態の、図１６Ａの縫合糸固定システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置のタインを展開するシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられた縫合糸およびタイン展開機構の一実施形態の斜視図を示す。
例として、タイン展開機構上に放射線不透過性マーカを有する図１８の縫合糸およびタイン展開機構の一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられた縫合糸の一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられた複数の縫合糸の一実施形態の斜視図を示す。
例として、縫合糸および埋込み可能装置の近位部分の一実施形態の斜視図を示す。
例として、図２２Ａの埋込み可能装置に取り付けられた縫合糸の一実施形態の斜視図を示す。
例として、縫合糸および埋込み可能装置の近位部分の一実施形態の斜視図を示し、縫合糸が回路ハウジングに取り付けられている。
例として、タインが展開された状態の、縫合糸およびタイン展開機構の一実施形態の斜視図を示す。
例として、把持機構に取り付けられた縫合糸の一実施形態の透視図を示す。
例として、開位置にある把持機構の一実施形態の斜視図を示す。
例として、閉位置にある把持機構の一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置および記憶金属の一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の導管内の記憶金属の一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の導管内のスタイレットの一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の導管内のスタイレットの別の実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置を誘導するシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図２６Ａの一実施形態の透視図を示し、埋込み可能装置内のスタイレットを示すために一部が除去されている。
例として、図２６Ａおよび図２６Ｂのシステムの操舵機構の一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置の遠位部分と埋込み可能装置を湾曲させるためのガイド機構との一実施形態の分解図を示す。
例として、図２７Ａのガイド機構がカテーテル内に位置した状態の、カテーテルの遠位部分の一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置を身体内に配置するシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、身体内の埋込み可能装置のための経路、または埋込み可能装置への経路を形成するダイレータおよびカテーテルの一実施形態の透視図を示す。
例として、プッシュロッドおよびシースを身体内に配置するための別のシステムの一実施形態の透視図を示す。
例として、プッシュロッドと埋込み物の近位端に取り付けられた縫合糸との一実施形態の透視図を示す。
例として、縫合糸上のプッシュロッドとカテーテルとの一実施形態の透視図を示し、プッシュロッドは埋込み可能装置の近位端の取付構造に取り付けられている。
例として、カテーテル内の埋込み可能装置の一実施形態の透視図を示す。
例として、部分的にカテーテルから出る埋込み可能装置の一実施形態の透視図を示す。
例として、対象となる生体構造（例えば、この例ではＳ３孔）に配置された図３１Ａのシステムを含む、システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、カテーテルおよびプッシュロッドが除去された状態の、対象となる生体構造に配置される図３２Ａのシステムを含む、システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図３２Ｂの「３２Ｃ」と表示された破線のボックスの近位部分の一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置抜去システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能装置の抜去を補助するための交絡縫合糸の一実施形態の分解図を示す。
例として、針が交絡縫合糸上に位置する、図３３Ｂのシステムの一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置抜去システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、別の埋込み可能装置抜去システムの一実施形態の分解図を示す。
例として、埋込み可能装置の一実施形態の透視図を示す。
例として、埋込み可能装置の別の実施形態の透視図を示す。
例として、遠位側貫通板の一実施形態の斜視図を示す。
例として、近位側貫通板の一実施形態の斜視図を示す。
例として、端板の一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み可能刺激装置を組み立てる技術の一実施形態の図を示す。
例として、埋込み可能刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、別の埋込み可能刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、図４３の装置の一実施形態の斜視図を、図４３の矢印「４４」の視点から示す。
例として、埋込み／外植システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋込み／外植システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、別の埋込み／外植システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、通信および／または刺激システムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、通信および／または刺激システムにおける信号の一実施形態の波形図を示す。
例として、埋込み可能装置の回路の一実施形態の概略図を示す。
例として、埋込み可能装置の回路の別の実施形態の概略図を示す。
例として、埋込み可能装置の回路のさらに別の実施形態の概略図を示す。
例として、埋込み可能装置の回路のさらに別の実施形態の概略図を示す。
例として、埋込み可能刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、図５４の埋込み可能刺激装置の一実施形態の、「５５Ａ／５５Ｂ」の矢印の方向の断面図を示す。
例として、図５４の埋込み可能刺激装置の一実施形態の、「５５Ａ／５５Ｂ」の矢印の方向の別の断面図を示す。
例として、身体内に埋め込まれた図５４の刺激装置の、身体の外側にある外部の中距離場電力供給装置との一実施形態の斜視図を示す。
例として、別の埋込み可能刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、身体内に埋め込まれた図５７の複数の刺激装置の、身体の外側にある外部の中距離場電力供給装置との一実施形態の斜視図を示す。
例として、身体内に埋め込まれた図５７の複数の刺激装置の、身体の外側にある外部の中距離場電力供給装置との別の実施形態の斜視図を示す。
例として、別の埋込み可能刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、身体内に埋め込まれた図５９の複数の刺激装置の、身体の外側にある外部の中距離場電力供給装置との一実施形態の斜視図を示す。
例として、図５９の複数の刺激装置の一実施形態の論理回路図を、各刺激装置の間に生成される各電場の範囲内で示す。
例として、制御ハードウェアおよび電磁伝達素子（例えば、アンテナ）を備えるシステムの一実施形態の図を示す。
例として、別個の基板上に制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を備えるシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、単一の基板（例えば、基材）上に制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を備えるシステムの一実施形態の図を示す。
例として、単一の基板上に制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を備えるシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、制御回路の構成要素上にファラデー・ケージ・カバーを備えるシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、ファラデーケージの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図６７Ａのファラデーケージのカバーの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図６７Ａのファラデーケージのベースの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図６６のシステムの一実施形態を基板の裏側から見た斜視図を示す。
例として、図６６の基板の上層の一実施形態の斜視図を示す。
例として、ファラデーケージがその上に位置した状態の、基板の上層の一実施形態の斜視図を示す。
例として、ファラデーケージの下の個別部品を示すようにファラデー・ケージ・カバー除去された、図６６のシステムの一実施形態の斜視図を示す。
例として、埋め込まれた装置に電力を供給し、または埋め込まれた装置を刺激するシステムの一実施形態のブロック図を示す。
例として、骨格系の背下部を示す人体の一部の斜視図を示す。
例として、神経刺激装置の埋込み部位候補上にポケットが配置された衣服の一実施形態を含む、図７３の斜視図と類似の斜視図を示す。
例として、図７４に示すポケットなどの、ポケットの層の一実施形態のブロック図を示す。
例として、ポケットの下層の一実施形態の斜視図を示す。
例として、ポケットの下層の別の実施形態の斜視図を示す。
例として、図７７の下層の実施形態の斜視図を示し、これらの層の傍に外部装置が位置している。
例として、図７７の下層の、外部装置および上層との一実施形態の斜視図を示す。
例として、図７７の下層の、外部装置、外部層、上層、および上層を覆う弾性バンドとの一実施形態の斜視図を示す。
例として、図８０の層の、外部装置との一実施形態の斜視図を示し、外部装置とポケットの上層との両方に取付機構を備える。
例として、図８１のシステムの一実施形態の斜視図を示し、外部装置をポケットに固定するようにポケットと外部装置との取付機構が嵌合している。
例として、上層および下層と、スリーブの上層上の取付機構とを有するスリーブ内に位置する、外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、スリーブの下層上にクッション材を含むスリーブ内に位置する、外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、外部装置上およびスリーブ内にクッション材を含むスリーブ内に位置する、外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、衣類の層の間または衣類のポケットの中に位置するスリーブ内に位置する外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、使用者が下着を着用しながら下着の底部を開くことを可能にする締結機構を備える、下着の一実施形態の斜視図を示す。
例として、閉位置にある外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、内部回路、トップカバー、およびボトムカバーを示すように、開位置にある外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、閉位置にある外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、内部回路、トップカバー、およびボトムカバーを示すように、開位置にある外部装置の一実施形態の斜視図を示す。
例として、２つの通気孔を有する外部装置のカバー（例えば、トップカバーまたはボトムカバー）の一実施形態の斜視図を示す。
例として、４つの通気孔を有する外部装置のカバー（例えば、トップカバーまたはボトムカバー）の一実施形態の斜視図を示す。
例として、熱伝導のためのフィンを備える外部装置のカバー（例えば、トップカバーまたはボトムカバー）の一実施形態の斜視図を示す。
例として、熱伝導のためのフィンを備える外部装置のカバー（例えば、トップカバーまたはボトムカバー）の一実施形態の別の斜視図を示す。
例として、内部回路、トップカバー、およびボトムカバーを示すように、開位置にある外部装置の別の実施形態の斜視図を示す。
例として、内部回路、トップカバー、およびボトムカバーを示すように、開位置にある外部装置の別の実施形態の斜視図を示す。
例として、閉位置にある外部装置の一実施形態の斜視図を示し、締結機構が外部装置のカバーに取り付けられている。
例として、埋め込まれた装置と通信するシステムの一実施形態のブロック図を示す。
例として、埋め込まれた装置と通信するための別のシステムの一実施形態のブロック図を示す。
例として、埋め込まれた装置と通信するための別のシステムの一実施形態のブロック図を示す。
例として、中距離場アンテナの様々なクロス構造の漏洩経路の実施形態の図を示す。
例として、アンテナにおける様々なサブ波長構造体の間の、周波数依存性の漏洩経路の実施形態を示すチャートを示す。
例として、後方散乱通信システムの一実施形態の概略を示す。
例として、埋め込まれた装置に関する情報に基づいて放送信号を更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、無線信号のためのアンテナ信号受信経路を変調することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、中距離場アンテナを励起し、後方散乱信号を受信するように構成されたシステムの一実施形態の概略図を示す。
例として、図１０５のシステムの異なる部分に対応する信号周波数の一実施形態の図を示す。
例として、キャンセル信号の振幅特性および／または位相特性を調整することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、複数の標的装置に電力通信および／またはデータ通信を選択的に提供するシステムの一実施形態の図を示す。
例として、異なる信号特性を使用して、異なる時間に異なる標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、複数の標的装置から電力伝達効率情報を受信することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、標的装置から受信したデータ信号に基づいて、ＲＦ信号の組内の少なくとも１つの信号の特性を更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、後方散乱信号に基づいて、ＲＦ信号の組内の少なくとも１つの信号の特性を更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、標的装置から受信したデータ信号に基づいて、ＲＦ信号の組内の少なくとも１つの信号の特性を更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、遠隔ＲＦソースおよび中距離場カプラを使用して、複数の標的装置に電力および／またはデータを選択的に供給するシステムの一実施形態の図を示す。
例として、複数の同調デバイスを有する中距離場カプラの一実施形態の図を示す。
例として、異なる信号特性を使用して、異なる時間に異なる標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、外部装置を使用して変調特性を更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、外部装置を使用して、変調特性を条件付きで更新することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、複数の外部中距離場トランシーバを備えるシステムの一実施形態の図を示す。
例として、通信システムの一実施形態の図を示す。
例として、組織に埋め込まれた受信機の一実施形態の図を示す。
例として、多極治療送達装置の一実施形態の図を示す。
例として、４極電気刺激システムにおける利用可能な電気刺激ベクトルの一実施形態の図を示す。
例として、神経性刺激治療送達シーケンスの一実施形態の図を示す。
例として、刺激装置で治療送達命令を受信する一実施形態の図を示す。
例として、神経性刺激治療を提供することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、神経性刺激治療を提供する際に使用する電気刺激ベクトルを識別または選択することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、複数のベクトルを介して神経性刺激治療を送達する順序をランダムに選択することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、位相・振幅結合信号の一実施形態の図を示す。
例として、神経性電気刺激治療を同時に提供するための方法の一実施形態の図を示す。
例として、複数の位相・振幅治療信号を供給することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、ＰＡＣ信号で使用する１つまたは複数の信号成分特性を選択することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、データ信号成分を伴う治療信号の一実施形態の図を示す。
例として、遠距離場信号から情報信号を検索することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、情報を治療信号に符号化することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、治療が適切に提供されたかどうかを判定することを含む方法の一実施形態の図を示す。
例として、本明細書で述べる１つまたは複数の方法を実行可能なシステムを示す。
中距離場電力供給技術では、組織表面上またはその近傍、例えば使用者の皮膚の外面に配置された外部電力ソースから、深く埋め込まれた電気刺激装置に電力を供給することができる。使用者は、臨床患者または他の使用者であってもよい。中距離場電力供給技術は、埋込み可能なパルス発生装置に関して１つまたは複数の利点を有し得る。例えばパルス発生装置は、１つもしくは複数の比較的大きな埋込み型電池および／または１つもしくは複数のリードシステムを有することができる。対照的に中距離場装置は、比較的少量の電力を受け取り、格納するように構成可能な、比較的小型の電池セルを備えることができる。中距離場装置は、単一の埋込み可能パッケージに一体化された１つまたは複数の電極を備えることができる。したがって、いくつかの例では、中距離場駆動装置は、他の従来の装置よりも埋込み手順を簡単にでき、それによってコストを低下させ、感染または埋込みによる他の問題のリスクを低下させることができる。１つまたは複数の利点は、埋め込まれた装置に伝達される電力の量によるものであり得る。中距離場装置からエネルギーを集束させる能力によって、埋め込まれた装置に伝達される電力の量を増加させることができる。
中距離場電力供給技術を使用する利点としては、患者の外部に設けられる主バッテリまたは電源が挙げられ、したがって、従来の電池式埋込み可能装置の低電力消費要件および高効率回路要件を緩和することができる。中距離場電力供給技術を使用することによる別の利点として、バッテリ駆動装置よりも物理的に小型の埋め込まれた装置を挙げることができる。したがって、中距離場電力供給技術は、製造および／または患者の組織内への埋込みのコストを潜在的に低下させるとともに、患者の許容度および快適性を高めることを可能にするのに役立つ。
中距離場送信機および受信機を使用して電力および／またはデータを通信して、例えば外部の中距離場カプラまたはソース装置からの電力および／またはデータを、例えば１つもしくは複数の埋め込まれた神経性刺激装置および／または１つもしくは複数の埋め込まれたセンサ装置に通信することなどを含む現在のニーズには、満たされていないものがある。満たされていないニーズとしてさらに、１つまたは複数の埋め込まれた神経性刺激装置および埋め込まれたセンサ装置からのデータを外部の中距離場カプラまたはソース装置に通信することを挙げることができる。
１つまたは複数の実施形態では、複数の装置を患者の組織に埋め込むことができ、治療を提供するように、ならびに／または患者および／もしくは治療に関する生理学的情報を検知するように構成することができる。複数の埋め込まれた装置は、１つまたは複数の外部装置と通信するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、１つまたは複数の外部装置が、複数の埋め込まれた装置に電力信号および／またはデータ信号を、例えば同時にまたは時間多重化（例えば、「ラウンドロビン」）して供給するように構成される。供給された電力信号および／またはデータ信号は、信号を効率的に埋込み物に伝達するために、外部装置によって操舵または誘導することができる。本開示では、電力信号またはデータ信号について具体的に言及することがあるが、そのような言及は、電力信号およびデータ信号の一方または両方を任意に含むものとして一般的に理解されるべきである。
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、以下の利点の１つ、いくつか、または全てを含むため有利であり得る。（ｉ）システムであって、（ａ）中距離場高周波（ＲＦ）信号を介して中距離場カプラ装置から埋込み可能装置に電力信号および／またはデータ信号を通信することと、（ｂ）埋込み可能装置に結合され、治療信号の供給に付随する信号を生成する１つまたは複数の電極を介して、情報成分を有する治療信号を生成し供給することと、（ｃ）治療信号に基づいて、中距離場カプラ装置に結合された電極を使用して信号を受信することと、（ｄ）中距離場カプラ装置または他の装置で、受信信号から情報成分を復号して反応することとを行うように構成されたシステム、（ｉｉ）ＲＦ信号を供給して組織表面のエバネッセント場を変調することで、組織内に伝搬場を生成し、例えば埋め込まれた標的装置に電力信号および／またはデータ信号の送信などを行うように構成された、動的に構成可能なアクティブな中距離場トランシーバ、（ｉｉｉ）中距離場トランシーバから中距離場電力信号を受信するように構成されたアンテナを有し、受信した中距離場電力信号の一部を使用して電気刺激電極に信号パルスを供給するように構成された治療送達回路を有する埋込み可能装置であって、信号パルスは、治療パルスおよびデータパルスを含み、データパルスは、治療パルスにインターリーブされるか、または組み込むことができる、埋込み可能装置、（ｉｖ）装置自体に関する情報を治療信号に符号化するように構成された埋込み可能装置であって、この情報には例えば、装置の動作状態に関する情報、または装置によって提供される、以前に提供された治療、現在の治療、もしくは計画された将来の治療に関する情報が含まれる、埋込み可能装置、（ｖ）組織表面の電気信号を検知するように構成された電極を備える中距離場トランシーバ、ならびに／あるいは（ｖｉ）通信ループまたはフィードバックループを可能にするように一緒に構成された調整可能な無線信号ソースおよび受信機。
１つまたは複数の実施形態では、これらの利点およびその他のうちの１つまたは複数は、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作するシステムを使用して、組織に埋め込まれた１つまたは複数の標的装置に電力および／またはデータを無線で送信することによって実現することができる。１つまたは複数の実施形態では、これらの利点の１つまたは複数は、身体に埋め込まれた、または身体に埋め込まれ得る、本明細書に記載されるような１つまたは複数の装置を使用して実現することができる。１つまたは複数の実施形態では、これらの利点のうちの１つまたは複数は、中距離場電力供給装置ならびに／あるいは通信装置（例えば、送信機装置および／もしくは受信機装置、またはトランシーバ装置）を使用して実現することができる。
システムは、信号（例えば、ＲＦ信号）の複数の異なる組を供給するように適合された信号生成システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、各組が２つ以上の別個の信号を含むことができる。システムはまた、複数の励振口を有する中距離場送信機を備えることができ、中距離場送信機はＲＦ信号生成システムに結合され、さらに中距離場送信機は励振口を介してそれぞれ異なる時間にＲＦ信号の複数の異なる組を送信するように適合される。励振口は、ＲＦ信号の各組から別個の各信号を受信するように適合することができる。送信されたＲＦ信号の各組は、外部組織表面に実質的に平行である無視できない磁場（Ｈフィールド）成分を有することができる。１つまたは複数の実施形態では、送信されたＲＦ信号の各組は、組織表面またはその近傍のエバネッセント場を別々に操作して、誘導近接場結合または放射遠距離場伝達を介する代わりに中距離場信号を介して、組織に埋め込まれた１つまたは複数の標的装置に電力信号および／またはデータ信号を送信するように適合または選択することができる。
１つまたは複数の実施形態では、例えば受信回路が組織内に埋め込まれている場合などに外部ソース装置から中距離場電力信号を受信するように構成されたアンテナ（例えば、電場ベースまたは磁場ベースのアンテナ）を備えた受信回路を有する、埋込み可能な治療送達装置（例えば、神経性刺激を提供するように適合されたもの）を使用して、とりわけ、１つまたは複数の上記の利点を少なくとも部分的に実現することができる。この埋込み可能治療送達装置は、治療送達回路を備えることができる。この治療送達回路は、受信回路に結合することができる。治療送達回路は、１つまたは複数のエネルギー送達部材（例えば、電気刺激電極）に信号パルスを供給するように構成することができる。このエネルギー送達部材は治療送達装置の本体に一体的に結合されてもよく、または例えば外部ソース装置（例えば本明細書では、装置の構成および／または使用状況に応じて外部装置、外部ソース、外部中距離場装置、中距離場送信装置、中距離場カプラ、中距離場電力供給装置、電力供給装置などと呼ぶことがある）から受信した中距離場電力信号の一部を使用して、治療送達装置の本体とは別個に（例えば、本体に位置しないで）配置されてもよい。信号パルスは、１つまたは複数の電気刺激治療パルスおよび／またはデータパルスを含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、外部組織表面に配置されるように構成された電極対を含む外部送信機および／または受信機（例えば、トランシーバ）装置を使用して、とりわけ、１つまたは複数の上記の利点を少なくとも部分的に実現することができ、電極対は、組織を介して電気信号を受信するように構成される。電気信号は、治療送達装置によって組織に送達される電気刺激治療に対応することができる。復調回路は電極対に結合することができ、受信した電気信号の一部を復調して、例えば治療送達装置によって生成されたデータ信号を回復するように構成することができる。
中距離場無線カプラの使用を含む１つまたは複数の実施形態では、組織は、エネルギーを通す誘電体として作用することができる。伝搬モードのコヒーレンス干渉によって、例えば高屈折率材料における回折限界の影響を受けるスポットサイズで、焦点面における場を、対応する真空波長よりも狭くすることができる。１つまたは複数の実施形態では、このような高エネルギー密度領域に配置された（例えば、組織に埋め込まれた）受信機は、従来の近接場埋込み可能受信機よりも１桁以上小さくすることができ、または組織内により深く（例えば、１ｃｍより深く）埋め込むことができる。１つまたは複数の実施形態では、本明細書に記載の送信機ソースは、例えば１つまたは複数の深く埋め込まれた装置を含む様々な標的位置に電磁エネルギーを供給するように構成することができる。一例では、約数ミリメートルよりも大きな位置決め精度を有する位置にエネルギーを供給することができる。すなわち、送信された電力信号またはエネルギー信号は、組織内の信号の約１波長内にある標的位置に誘導するか、または集束することができる。そのようなエネルギー集束は、従来の誘導手段を介して利用可能な集束よりも実質的により正確であり、ミリメートルの規模で受信機に適切な電力を供給するのに十分である。近接場結合（誘導結合およびその共鳴強化派生物）を使用する他の無線電力供給の手法では、組織外（例えば、ソースの近く）のエバネッセント成分は、組織内部においてエバネッセント状態のままであるため、効果的に深く浸透することができない。近接場結合とは異なり、中距離場ソースからのエネルギーは主に伝播モードで輸送されるため、エネルギー輸送の深さは、近接場固有の減衰によってではなく、環境損失によって制限される。これらの特性を用いて実施されるエネルギーの伝達は、近接場システムより少なくとも２～３桁以上効率的であり得る。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、限定するものではないが、例えば後脛骨神経、仙骨神経叢に由来する１つまたは複数の神経または神経枝（Ｓ１－Ｓ４、脛骨神経、および／または陰部神経が挙げられるが、これらに限定されない）などの、脛骨神経または脛骨神経の任意の分枝を刺激することによって、便失禁または尿失禁（例えば、過活動膀胱）の治療に役立てるために使用することができる。尿失禁は、骨盤底筋、骨盤底筋を支配する神経、内尿道括約筋、外尿道括約筋、および陰部神経または陰部神経枝のうちの１つまたは複数を刺激することによって治療することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、舌下神経、舌根（筋肉）、横隔神経、肋間神経、副神経、および頸神経Ｃ３～Ｃ６の神経または神経枝のうち１つまたは複数を刺激することによって、睡眠時無呼吸および／またはいびきの治療に役立てるために使用することができる。睡眠時無呼吸および／またはいびきを治療することは、埋込み物にエネルギーを供給して、呼吸の減少、障害、または停止を（酸素飽和度を測定することなどによって）検知することを含むことができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えばバルトリン腺、スキーン腺、および膣の内壁のうちの１つまたは複数を刺激することによって、膣乾燥の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば後頭神経、眼窩上神経、Ｃ２頸神経またはその分枝、および前頭神経またはその分枝のうちの１つまたは複数を刺激することによって、偏頭痛または他の頭痛の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば星状神経節および交感神経鎖のＣ４～Ｃ７のうちの１つまたは複数を刺激することによって、外傷後ストレス障害、ほてり、および／または複合性局所疼痛症候群の治療に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば翼口蓋神経節ブロック、三叉神経、または三叉神経枝のうちの１つまたは複数を刺激することによって、神経痛（例えば、三叉神経痛）の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば耳下腺、顎下腺、舌下腺、頬粘膜、口唇粘膜、および／または舌粘膜の組織の、口腔内の口腔粘膜の粘膜下層、軟口蓋、硬口蓋の外側部、および／または口腔底および／もしくは舌の筋繊維の間、フォンエブネル腺、耳神経節などのＣＮ ＩＸの分枝を含む舌咽神経（ＣＮ ＩＸ）、顎下神経節などのＣＮ ＶＩＩの分枝を含む顔面神経（ＣＮ ＶＩＩ）、ならびに上頸神経節などのＴ１～Ｔ３の分枝のうち１つまたは複数を刺激することによって、口渇症（例えば、薬物治療による副作用、化学治療もしくは放射線療法によるがん治療、シェーグレン病、または口渇症の他の原因によって引き起こされるもの）の治療に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、切断された神経の近位部分からの電気的出力を検知し、切断された神経の遠位部分に電気的入力を送達することによって、および／または切除された神経の遠位部分からの電気的出力を検知し、切除された神経の近位部分に電気的入力を送達することによって、切断された神経の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、脳性麻痺患者の１つもしくは複数の筋肉、または１つもしくは複数の罹患筋を支配する１つもしくは複数の神経を刺激することによって、脳性麻痺の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、骨盤内臓神経（Ｓ２～Ｓ４）もしくはその任意の分枝、陰部神経、海綿体神経、および下下腹神経叢の１つまたは複数を刺激することによって、勃起不全の治療に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば子宮および膣のうちの１つまたは複数を刺激することによって、月経痛の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば１つまたは複数のＰＨおよび血流を検知することによって、または避妊、妊娠、出血、または痛みの助けとなる電流もしくは薬物を送達することによって、子宮内装置として使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば女性のクリトリスまたは他の感覚が活発な部分など、外部および内部を含む女性生殖器を刺激することによって、または男性生殖器を刺激することによって、人間の性的興奮を扇動するために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば頚動脈洞、左頸部もしくは右頸部の迷走神経、または迷走神経枝の１つまたは複数を刺激することによって、高血圧の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば三叉神経またはその分枝、前篩骨神経、および迷走神経のうちの１つまたは複数を刺激することによって、発作性上室性頻拍の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば声帯および反対側の声帯の活動を検知することによって、または声帯、左および／もしくは右の反回神経、ならびに迷走神経を支配する神経を刺激して単に声帯の１つまたは複数を刺激することによって、声帯機能障害の治療に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば組織を刺激して、傷を治癒するための微小循環およびタンパク質合成の強化、ならびに結合組織および／または皮膚組織の完全性の回復のうち１つまたは複数のことを行うことによって、組織の修復に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、迷走神経またはその分枝を刺激すること、ノルエピネフリンおよび／もしくはアセチルコリンの放出を遮断すること、ならびに／またはノルエピネフリンおよび／もしくはアセチルコリンの受容体と干渉することのうち１つまたは複数のことを行うことによって、喘息または慢性閉塞性肺疾患に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、エピネフリン／ＮＥ放出などの交感神経の神経支配、および／またはＡｃｈなどの副交感神経支配を減少させるなど、腫瘍の近くまたは腫瘍内の１つまたは複数の神経を調節するために刺激を与えることなどによって、がん治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、血糖値またはケトン濃度などの糖尿病のパラメータを検出する人体内部のセンサに電力を供給し、このようなセンサデータを使用してインスリンポンプからの外因性インスリンの送達を調整することによって、糖尿病の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、血糖値またはケトン濃度などの糖尿病のパラメータを検出する人体内部のセンサに電力を供給し、中距離場カプラを使用して膵臓β細胞からのインスリンの放出を刺激することによって、糖尿病の治療に役立てるために使用することができる。
本明細書で述べる１つまたは複数のシステム、装置、および方法は、例えば、神経学的状態、障害、もしくは疾患（例えば、パーキンソン病（例えば、脳の内部もしくは核を刺激することによって）、アルツハイマー病、ハンチントン病、認知症、クロイツフェルトヤコブ病、てんかん（例えば、左頸部迷走神経もしくは三叉神経を刺激することによって）、外傷後ストレス障害（Ｐｏｓｔ－Ｔｒａｕｍａｔｉｃ Ｓｔｒｅｓｓ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ：ＰＴＳＤ）（例えば、左頸部迷走神経を刺激することによって）、もしくは本態性振戦（例えば、視床を刺激することによって））、神経痛、うつ病、ジストニア（例えば、脳の内部もしくは核を刺激することによって）、幻肢（例えば、切断された神経、例えば切断された神経の末端を刺激することによって）、ドライアイ（例えば、涙腺を刺激することによって）、不整脈（例えば、心臓を刺激することによって）、肥満、胃食道逆流、および／もしくは胃不全麻痺などの胃腸障害（例えばＣ１～Ｃ２後頭神経の刺激もしくは視床下部の脳深部刺激（Ｄｅｅｐ Ｂｒａｉｎ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ＤＢＳ）、食道、胃につながる括約筋近傍の筋肉、および／もしくは胃の下部を刺激することによって）、ならびに／または脳卒中（例えば、運動皮質の硬膜下刺激によって）の治療に役立てるために使用することができる。本明細書で述べる１つまたは複数の実施形態を使用して、連続的に、必要に応じて（例えば、医師、患者、もしくは他の使用者の要求によって）、または定期的に刺激を提供することができる。
刺激を提供する際に、埋込み可能装置は、皮膚の表面から５センチメートル以上深く位置することができる。中距離場電力供給装置は、組織内のそのような深さに電力を供給することができる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置は、皮膚の表面から下方に、約２センチメートル～４センチメートルの間、約３センチメートル、約１センチメートル～５センチメートルの間、１センチメートル未満、約２センチメートル、または他の間隔を隔てて位置することができる。埋込みの深さは、埋め込まれた装置の使用に依存し得る。例えば、うつ病、高血圧、てんかん、および／またはＰＴＳＤの治療のためには、皮膚の表面から約２センチメートル～約４センチメートル下の間の位置に埋込み可能装置を位置させることができる。別の例では、睡眠時無呼吸、不整脈（例えば徐脈）、肥満、胃食道逆流、および／または胃不全麻痺の治療のためには、皮膚の表面から約３センチメートルよりも大きく離れた位置に埋込み可能装置を位置させることができる。さらに別の例では、パーキンソン病、本態性振戦、および／またはジストニアの治療のためには、皮膚の表面から約１センチメートル～約５センチメートル下の間の位置に埋込み可能装置を位置させることができる。さらに他の例には、埋込み可能装置を、例えば線維筋痛症、脳卒中、および／または偏頭痛の治療のために皮膚の表面から約１センチメートル～約２センチメートル下の間の位置に配置すること、喘息の治療のために約２センチメートルの位置に配置すること、ならびにドライアイの治療のために約１センチメートル以下の位置に配置することが含まれる。
本明細書に含まれる多くの実施形態では、刺激（例えば、電気刺激）を提供するための装置または方法を説明しているが、これらの実施形態は、刺激に加えてまたは刺激の代わりに他の形態の変調（例えば、除神経）を提供するために適合してもよい。さらに、本明細書に含まれる多くの実施形態は、電極を使用した治療の送達について言及しているが、他のエネルギー送達部材（例えば、超音波トランスデューサまたは他の超音波エネルギー送達部材）、あるいは他の治療用部材または治療用物質（例えば、化学物質、薬物、低温流体、高温流体もしくは蒸気、または他の流体を送達する流体送達装置もしくは流体送達部材）を他の実施形態において使用あるいは送達してもよい。
図１は、例として、無線通信経路を使用するシステム１００の一実施形態の概略を示す。システム１００は、空気１０４と身体組織などの屈折率がより高い物質１０６との間のインタフェース１０５またはその上に配置される、中距離場カプラと呼ばれることがある中距離場送信ソースなどの外部ソース１０２の一例を含む。外部ソース１０２は、ソース電流（例えば、面内ソース電流）を生成することができる。ソース電流（例えば、面内ソース電流）は、電場および磁場を生成することができる。磁場は、ソース１０２の表面、および／または屈折率がより高い物質１０６の表面（例えば、屈折率がより高い物質１０６の、外部ソース１０２に面する表面）に平行な無視できない成分を有することができる。いくつかの実施形態によれば、外部ソース１０２は、「ＭＩＤＦＩＥＬＤ ＣＯＵＰＬＥＲ（中距離場カプラ）」と題する、２０１５年１１月２６日に出願された国際公開第２０１５／１７９２２５号パンフレットに含まれる、中距離場カプラおよび外部ソースに関連して記載される構造的特徴および機能を備えてもよく、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
外部ソース１０２は、少なくとも一対の外側に面する電極１２１および１２２を含むことができる。電極１２１および１２２は、例えばインタフェース１０５において、組織表面に接触するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態において、外部ソース１０２を屈折率がより高い物質１０６に隣接させて保持し（例えば、本明細書のサブセクション、「ＤＩＳＣＲＥＥＴ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＴＯ ＩＭＰＬＡＮＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ（埋め込まれた装置に結合するディスクリート外部装置）」を参照）、電極１２１および１２２を任意で組織表面と物理的に接触させて保持する、スリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品と共に使用するように、外部ソース１０２を構成する。１つまたは複数の実施形態では、スリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品は、導電性の繊維または布地を含むか、または使用することができ、電極１２１および１２２は、この導電性の繊維または布地を介して組織表面と物理的に接触することができる。外部ソース１０２と共に使用するのに適したスリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品は、例えば、少なくとも本明細書のサブセクション「ＤＩＳＣＲＥＥＴ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＴＯ ＩＭＰＬＡＮＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ（埋め込まれた装置に結合するディスクリート外部装置）」にさらに詳しく記載されている。
１つまたは複数の実施形態では、３つ以上の外向きの電極を使用することができ、ソース１０２に搭載された、またはソース１０２に対して補助的なプロセッサ回路を、遠距離場信号情報（例えば、送達された治療信号に対応する、または近接場信号に対応する信号情報）を検知するために使用する最適な電極対または電極群を選択するように構成することができる。このような実施形態では、電極はアンテナとして動作することができる。１つまたは複数の実施形態では、ソース１０２は、三角形に配列された３つの外向きの電極、または長方形に配置された４つの外向きの電極を備え、任意の２つ以上の電極を検知のために選択することができ、かつ／または検知または診断のために、まとめて電気的にグループ化もしくは結合することができる。１つまたは複数の実施形態では、プロセッサ回路は、複数の異なる電極の組合わせの選択をテストして、遠距離場信号を検出するために最適な構成を識別するように構成することができる（プロセッサ回路の一例が図２Ａなどに示されている）。
図１は、例えば、屈折率がより高い物質１０６に埋め込まれるように構成された多極治療送達装置を備えることができる、埋込み可能装置１１０の一実施形態を示す。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０は、図５の回路５００の全部または一部を含み、以下でさらに詳細に説明する。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０は、組織／空気インタフェース１０５の下の組織に埋め込まれる。図１において、埋込み可能装置１１０は、長尺の本体と、長尺の本体の一部に沿って軸方向に離間した複数の電極Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３とを備える。埋込み可能装置１１０は、埋込み可能装置１１０と外部ソース１０２との間の通信を可能にできる受信および／または送信回路（図１には示さず、例えば、図２Ａ、図２Ｂ、および図４などを参照）を備える。
様々な電極Ｅ０～Ｅ３は、神経標的もしくは筋肉標的、またはその近傍などの、患者の組織に電気刺激治療を送達するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの電極をアノードとして使用するように選択することができ、少なくとも１つの他の電極を選択してカソードとして使用して、電気刺激ベクトルを画定することができる。１つまたは複数の実施形態では、電極Ｅ１をアノードとして使用するように選択し、電極Ｅ２をカソードとして使用するように選択する。合わせて、Ｅ１－Ｅ２の組合わせによって電気刺激ベクトルＶ１２を定める。様々なベクトルを独立して構成して、同じまたは異なる組織標的に、例えば同時または異なる時間に、神経性電気刺激治療を提供することができる。
１つまたは複数の実施形態では、ソース１０２はアンテナ（例えば図３参照）を備え、埋込み可能装置１１０はアンテナ１０８（例えば電場ベースまたは磁場ベースのアンテナ）を備える。これらのアンテナは、実質的に同じ周波数で信号を送信および受信するような構成（例えば、長さ、幅、形状、材料など）とすることができる。埋込み可能装置１１０は、アンテナ１０８を介して外部ソース１０２に電力信号および／またはデータ信号を送信するように構成することができ、外部ソース１０２によって送信された電力信号および／またはデータ信号を受信することができる。外部ソース１０２および埋込み可能装置１１０は、ＲＦ信号の送信および／または受信に使用することができる。送信／受信（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ：Ｔ／Ｒ）スイッチを使用して、外部ソース１０２の各ＲＦポートを送信（データまたは電力の送信）モードから受信（データの受信）モードに切り替えることができる。Ｔ／Ｒスイッチを同様に使用して、埋込み可能装置１１０を送信モードと受信モードとの間で切り替えることができる。Ｔ／Ｒスイッチの例については、とりわけ図４を参照されたい。
１つまたは複数の実施形態では、外部ソース１０２上の受信端子は、埋込み可能装置１１０からの受信信号の位相および／または振幅を検出する１つまたは複数の構成要素に接続することができる。位相および振幅の情報は、例えば埋込み可能装置１１０から受信した信号と実質的に同じ相対位相となるように、送信信号の位相をプログラムするために使用することができる。この達成を助けるために、外部ソース１０２は、図４の実施形態に示すような、位相整合および／または振幅整合ネットワークを備えるかまたは使用することができる。位相整合および／または振幅整合ネットワークは、図３の実施形態に示すような、複数のポートを含む中距離場アンテナと共に使用するように構成することができる。
再び図１を参照すると、１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０は、外部ソース１０２から中距離場信号１３１を受信するように構成することができる。中距離場信号１３１は、電力信号成分および／またはデータ信号成分を有することができる。いくつかの実施形態では、電力信号成分は、その中に組み込まれた１つまたは複数のデータ成分を有することができる。１つまたは複数の実施形態では、中距離場信号１３１は、埋込み可能装置１１０によって使用される構成データを含む。構成データは、とりわけ、治療信号周波数、パルス幅、振幅、または他の信号波形パラメータなどの治療信号パラメータを定義することができる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０は、例えば神経標的（例えば、神経）、筋肉標的、または他の組織標的を含むことができる治療標的１９０に、電気刺激治療を送達するように構成することができる。治療標的１９０に送達される電気刺激治療は、外部ソース１０２から受信した電力信号の一部を使用して提供することができる。治療標的１９０の例としては、例えば脊椎の頸部、胸部、腰部、もしくは仙骨領域、脳組織、筋肉組織、異常組織（例えば、腫瘍またはがん性組織）もしくはその近傍の神経組織または神経標的などの神経組織または神経標的、交感神経または副交感神経系に対応する標的、末梢神経束もしくは繊維またはその近傍の標的、失禁、尿意切迫、過活動膀胱、便失禁、便秘、痛み、神経痛、骨盤痛、運動障害、または他の疾患もしくは障害の治療のために選択された標的またはその近傍の標的、脳深部刺激（ＤＢＳ）治療標的、あるいは任意の他の状態、疾患、または障害（本明細書において特定された他の状態、疾患、または障害など）を挙げることができる。
電気刺激治療を送達することには、中距離場信号１３１を介して受信した電力信号の一部を使用することと、埋込み可能装置１１０に結合された電極または電極対（例えば、Ｅ０～Ｅ３のうちの２つ以上）に電流信号を供給して治療標的１９０を刺激することとを含むことができる。電極に電流信号が供給されることによって、近接場信号１３２を生成することができる。近接場信号１３２に起因する電位差は、治療送達位置から遠隔に検出することができる。とりわけ、治療信号の特性、治療送達電極の種類または配置、および任意の周囲の生物学的組織の特性を含む様々な要因が、どこで電位差を検出できるか、および電位差を検出することができるかどうかに影響する可能性がある。このように遠隔検出された電位差は、遠距離場信号１３３と見なすことができる。この遠距離場信号１３３によって、近接場信号１３２の減衰部分を表すことができる。すなわち、近接場信号１３２および遠距離場信号１３３は同じ信号または同じ場から発生することができ、例えば近接場信号１３２が埋込み可能装置１１０および治療標的１９０の領域、またはその近傍の領域と関連していると見なされ、遠距離場信号１３３が埋込み可能装置１１０および治療標的１９０からより遠位にある他の領域と関連すると見なされる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０に関する情報、または埋込み可能装置１１０によって以前に提供された治療、もしくは将来提供される計画された治療に関する情報を治療信号に符号化し、遠距離場信号１３３を介して外部ソース１０２によって検出および復号することができる。
１つまたは複数の実施形態では、装置１１０は、一連の電気刺激パルスを組織標的（例えば、神経標的）に供給するように構成することができる。例えば装置１１０は、例えば同じまたは異なる電気刺激ベクトルを使用して、時間的に分離された複数の電気刺激パルスを供給することによって治療を提供することができる。１つまたは複数の実施形態では、複数の信号を含む治療を、複数の異なるベクトルに並行して提供することができ、または順番に提供して、例えば一連のまたは連続した電気刺激パルスを同じ神経標的に供給することができる。したがって、患者の応答を引き出す上で１つのベクトルが他のベクトルよりも最適であったとしても、全体としての治療を、既知の最適なベクトルのみを刺激するよりも効果的なものとすることができる。なぜなら、（１）標的に対して、無刺激の期間中に休息期間が発生することがあり、および／または（２）最適な標的の近くおよび／または隣接する領域を刺激することによって、患者の利益を引き出すことができるためである。
システム１００は、空気１０４と屈折率がより高い物質１０６との間のインタフェース１０５またはその近傍にセンサ１０７を備えることができる。センサ１０７は、とりわけ、１つまたは複数の電極、光学センサ、加速度計、温度センサ、力センサ、圧力センサ、または表面筋電図（ＥＭＧ）装置を備えることができる。センサ１０７は、複数のセンサ（例えば、２つ、３つ、４つ、または５つ以上のセンサ）を備えてもよい。使用されるセンサの種類に応じて、センサ１０７は、装置１１０近傍および／またはソース１０２近傍の電気、筋肉、または他の活動を監視するように構成することができる。例えば、センサ１０７は、組織表面における筋活動を監視するように構成することができる。特定の閾値活動レベルよりも大きな筋活動が検出された場合には、ソース１０２および／または装置１１０の電力レベルを調整することができる。１つまたは複数の実施形態では、センサ１０７はソース１０２に結合または統合されてもよく、他の例では、センサ１０７は、ソース１０２および／または装置１１０と離間し、ソース１０２および／または装置１１０と（例えば、有線または無線の電気的結合または接続を使用して）データ通信することができる。
システム１００は、ソース１０２およびセンサ１０７のうちの１つまたは複数から分離され得るか、またはそれらと通信可能に結合され得る遠距離場センサ装置１３０を備えることができる。遠距離場センサ装置１３０は、２つ以上の電極を備えることができ、装置１１０によって送達される治療に対応する遠距離場信号１３３などの遠距離場信号を検知するように構成することができる。遠距離場センサ装置１３０は、組織表面、例えばインタフェース１０５に接触するように構成された、少なくとも一対の外向きの電極１２３および１２４を備えることができる。１つまたは複数の実施形態では、３つ以上の電極を使用することができ、遠距離場センサ装置１３０に搭載された、または遠距離場センサ装置１３０に対して補助的なプロセッサ回路によって、遠距離場信号１３３を検出する際に使用する２つ以上の電極の様々な組合わせを選択することができる。１つまたは複数の実施形態では、遠距離場センサ装置１３０を屈折率がより高い物質１０６に隣接させて保持し、電極１２３および１２４を任意で組織表面と物理的に接触させて保持する、スリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品と共に使用するように、遠距離場センサ装置１３０を構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、スリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品は、導電性の繊維または布地を含むか、または使用することができ、電極１２３および１２４は、この導電性の繊維または布地を介して組織表面と物理的に接触することができる。遠距離場センサ装置１３０と共に使用するのに適したスリーブ、ポケット、または他の衣服もしくは付属品は、「ＤＩＳＣＲＥＥＴ ＥＸＴＥＲＮＡＬ ＤＥＶＩＣＥ ＣＯＵＰＬＩＮＧ ＴＯ ＩＭＰＬＡＮＴＥＤ ＤＥＶＩＣＥ（埋め込まれた装置に結合するディスクリート外部装置）」と題する本明細書のサブセクションに記載されている。遠距離場センサ装置１３０の少なくとも一部の一例は、図２Ｂに関連して本明細書でさらに説明される。
１つまたは複数の実施形態では、外部ソース１０２は、埋込み可能装置１１０に、電力信号および／またはデータ信号を含む中距離場信号１３１を供給する。中距離場信号１３１は、様々なまたは調整可能な振幅、周波数、位相、および／または他の信号特性を有する信号（例えば、ＲＦ信号）を含む。埋込み可能装置１１０は、以下で説明するように、中距離場信号１３１を受信可能なアンテナを備えることができ、埋込み可能装置１１０内の受信回路の特性に基づいて、アンテナで受信信号を変調することで後方散乱信号を生成することができる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置１１０は、情報を後方散乱信号１１２に符号化することができ、この情報としては、埋込み可能装置１１０自体の特性に関する情報、中距離場信号１３１の受信した部分に関する情報、埋込み可能装置１１０によって提供される治療に関する情報、および／または他の情報などがある。後方散乱信号１１２は、外部ソース１０２のアンテナおよび／もしくは遠距離場センサ装置１３０によって受信することができ、または別の装置によって受信することができる。１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０のセンサによって生体信号を検知でき、このセンサとしては、グルコースセンサ、電極電位（例えば、筋電図センサ、心電計（Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈ：ＥＣＧ）センサ、抵抗、または他の電気センサ）、光センサ、温度、圧力センサ、酸素センサ、運動センサなどがある。検出された生体信号を表す信号は、後方散乱１１２に変調することができる。他のセンサは、図１３６などに関連して本明細書の他の場所で述べられる。このような実施形態では、センサ１０７は、例えば後方散乱信号に変調されたデータを受信し、復調し、解釈し、および／または格納するための、グルコース、温度、ＥＣＧ、ＥＭＧ、酸素、または他の監視など、対応する監視装置を備えることができる。
１つまたは複数の実施形態では、外部ソース１０２および／または埋込み可能装置１１０は、外部ソース１０２と埋込み可能装置１１０との間の通信を容易にするように構成された光トランシーバを備えることができる。外部ソース１０２は、光レーザーダイオードもしくはＬＥＤなどの光源を備えることができ、または光検出器を備えることができ、あるいは光源と光検出器との両方を備えることができる。埋込み可能装置１１０は、光レーザーダイオードもしくはＬＥＤなどの光源を備えることができ、または光検出器を備えることができ、あるいは光源と光検出器との両方を備えることができる。一実施形態では、外部ソース１０２および／または埋込み可能装置１１０は、その光源または光検出器に隣接して、例えば石英、ガラス、または他の透光性材料から構成された窓を備えることができる。
一実施形態では、光通信は、外部ソース１０２と埋込み可能装置１１０との間の電磁結合に対して別個であるか、または補助的であり得る。光通信は、例えばパルス位置変調（Ｐｕｌｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＰＭ）を使用するなど、様々なプロトコルに従って変調された光パルスを使用して提供することができる。一実施形態では、埋込み可能装置１１０に搭載された光源および／または光検出器は、外部ソース１０２との中距離場結合を介して受信される電力信号によって少なくとも部分的に電力供給することができる。
一実施形態では、外部ソース１０２の光源は、皮膚を通して皮下組織内へ、さらに埋込み可能装置１１０の光学窓（例えば、石英窓）を介して通信信号を送信することができる。通信信号は、埋込み可能装置１１０に搭載された光検出器で受信することができる。埋込み可能装置からの、または埋込み可能装置に関する様々な測定情報、治療情報、または他の情報は、埋込み可能装置１１０に設けられた光源を使用して、埋込み可能装置１１０から符号化し、送信することができる。埋込み可能装置１１０から放出された光信号は、同じ光学窓、皮下組織、および皮膚組織を通過して移動することができ、外部ソース１０２に搭載された光検出器で受信することができる。一例では、光源および／または光検出器は、可視領域または赤外領域の電磁波をそれぞれ放出および／または受信するように構成することができ、その波長範囲は例えば約６７０～９１０ｎｍ（例えば、６７０ｎｍ～８００ｎｍ、７００ｎｍ～７６０ｎｍ、６７０ｎｍ～８７０ｎｍ、７４０ｎｍ～８５０ｎｍ、８００ｎｍ～９１０ｎｍ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。
図２Ａは、例として、外部ソース１０２などの中距離場ソース装置のブロック図および実施形態を示す。外部ソース１０２は、互いにデータ通信する様々な構成要素、回路、または機能素子を備えることができる。図２Ａの例では、外部ソース１０２は、プロセッサ回路２１０、１つまたは複数の検知電極２２０（例えば、電極１２１および１２２を含む）、復調回路２３０、位相整合または振幅整合ネットワーク４００、中距離場アンテナ３００、および／または１つまたは複数のフィードバック装置などの構成要素を備え、例えばオーディオスピーカ２５１、表示インタフェース２５２、および／または触覚フィードバック装置２５３を含むことができるか、または使用することができる。中距離場アンテナ３００については、図３の実施形態において以下でさらに説明され、ネットワーク４００については、図４の実施形態において以下でさらに説明される。プロセッサ回路２１０は、外部ソース１０２の構成要素、回路、および／または機能素子の様々な機能および活動を連携させるように構成することができる。
中距離場アンテナ３００は、例えば外部組織表面に実質的に平行である無視できないＨフィールド成分を有するＲＦ信号を含み得る、中距離場励起信号を供給するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、ＲＦ信号は、組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作するように適合または選択することができ、それによって例えば電力信号および／またはデータ信号を、組織に埋め込まれた異なる各標的装置（例えば、埋込み可能装置１１０）に送信することができる。中距離場アンテナ３００は、さらに、復調回路２３０によって復調可能な後方散乱信号または他の無線信号の情報を受信するように構成することができる。復調された信号は、プロセッサ回路２１０によって解釈することができる。中距離場アンテナ３００は、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、コイルアンテナ、スロットアンテナもしくはストリップアンテナ、または他のアンテナを備えることができる。アンテナ３００は、約４００ＭＨｚ～約４ＧＨｚの間の範囲（例えば、４００ＭＨｚ～１ＧＨｚの間、４００ＭＨｚ～３ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～２ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～１．５ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～２ＧＨｚの間、２ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の信号を受信するような形状およびサイズとすることができる。ダイポールアンテナを組み込んだ実施形態では、中距離場アンテナ３００は、２つの実質的に真っ直ぐな導体、折返しダイポール、短いダイポール、ケージダイポール、ボウタイ型ダイポール、またはコウモリ型ダイポールを有する直線ダイポールを備えてもよい。
復調回路２３０は、検知電極２２０に結合することができる。１つまたは複数の実施形態では、検知電極２２０は、例えば治療標的１９０に送達可能な、例えば埋込み可能装置１１０によって提供される治療に基づいて、遠距離場信号１３３を受信するように構成することができる。この治療には、復調回路２３０によって遠距離場信号１３３から抽出可能な、組み込まれたデータ信号成分または断続的なデータ信号成分を有することができる。例えばこのデータ信号成分には、背景雑音または他の信号から識別され、復調回路２３０によって処理されて、プロセッサ回路２１０によって解釈され得る情報信号を生成する、振幅変調または位相変調された信号成分を有することができる。この情報信号の内容に基づいて、プロセッサ回路２１０は、フィードバック装置の１つに、患者、介護者、または他のシステムもしくは個人に警告するよう指示することができる。例えば、特定の治療の送達の成功を示す情報信号に応答して、プロセッサ回路２１０は、可聴フィードバックを患者に提供するようにオーディオスピーカ２５１に指示することができ、視覚情報またはグラフィカル情報を患者に提供するように表示インタフェース２５２に指示することができ、および／または触覚刺激を患者に提供するように触覚フィードバック装置２５３に指示することができる。１つまたは複数の実施形態では、触覚フィードバック装置２５３は、振動または別の機械的信号を供給するように構成されたトランスデューサを備える。
図２Ｂは、全般に、遠距離場信号を受信するように構成されたシステムの一部のブロック図を示す。このシステムは、例えばソース１０２の電極１２１および１２２、または遠距離場センサ装置１３０の電極１２３および１２４を含み得る、検知電極２２０を備えることができる。図２Ｂの例では、少なくとも４つの検知電極が集合的に検知電極２２０として表され、個々にＳＥ０、ＳＥ１、ＳＥ２、およびＳＥ３として示されているが、他の数の検知電極２２０を使用することもできる。検知電極は、多重回路２６１に通信可能に接続することができる。この多重回路２６１は、遠距離場信号情報の検知に使用する電極対または電極群を選択することができる。１つまたは複数の実施形態では、多重回路２６１によって、受信信号の検出された最高信号対雑音比に基づいて、または振幅、周波数内容、および／または他の信号特性など、信号品質の他の相対的指標に基づいて電極対または電極群を選択する。
多重回路２６１からの検知された電気信号は、様々な処理を受けて信号から情報を抽出することができる。例えば多重回路２６１からのアナログ信号は、帯域通過フィルタ２６２によってフィルタリングすることができる。この帯域通過フィルタ２６２は、関心対象の検知信号の既知または予想される変調周波数を中心とすることができる。帯域通過フィルタリングされた信号は、低雑音増幅器２６３によって増幅することができる。増幅された信号は、アナログ／デジタル変換器回路（Ａｎａｌｏｇ－Ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ：ＡＤＣ）２６４によってデジタル信号に変換することができる。このデジタル信号は、本明細書でさらに説明するように、様々なデジタル信号処理装置２６５によってさらに処理することができ、それによって、例えば埋込み可能装置１１０によって通信される情報信号を検索または抽出することができる。
図３は、例として、複数のサブ波長構造体３０１、３０２、３０３、および３０４を有する中距離場アンテナ３００の一実施形態の概略図を示す。中距離場アンテナ３００は、平面を有する中距離場プレート構造を備えることができる。１つまたは複数のサブ波長構造体３０１～３０４は、プレート構造内に形成することができる。図３の例では、アンテナ３００は、第１のサブ波長構造体３０１と、第２のサブ波長構造体３０２と、第３のサブ波長構造体３０３と、第４のサブ波長構造体３０４とを備える。より少ない数または追加のサブ波長構造体を使用することもできる。サブ波長構造体は、それぞれに結合された１つまたは複数のＲＦポート（例えば、第１～第４のＲＦポート３１１、３１２、３１３、および３１４）によって個々または選択的に励起することができる。「サブ波長構造体」には、外部ソース１０２によってレンダリングする、および／または受け取るフィールドの波長に対して定義された寸法を有するハードウェア構造が含まれ得る。例えば、空気中の信号波長に対応する所与のλ０に対してλ０未満の１つまたは複数の寸法を含むソース構造は、サブ波長構造体であると見なすことができる。サブ波長構造体には、様々な設計または構成を使用することができる。サブ波長構造体のいくつかの例として、平面構造のスロット、または実質的に平面である材料の導電性シートのストリップもしくはパッチを挙げることができる。サブ波長構造体の例は、少なくとも本明細書の「ＣＯＭＰＡＣＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＯＮＴＲＯＬ ＨＡＲＤＷＡＲＥ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ ＥＬＥＭＥＮＴ（電磁伝達素子を備えた電子制御ハードウェアの小型集積化）」と題するサブセクションにおいて提供される。
図４は、全般に、位相整合または振幅整合ネットワーク４００を示す。一実施形態では、ネットワーク４００はアンテナ３００を備えることができ、アンテナ３００は、例えば図３に示す第１～第４のＲＦポート３１１、３１２、３１３、および３１４を介して、複数のスイッチ４０４Ａ、４０４Ｂ、４０４Ｃ、および４０４Ｄに電気的に結合することができる。スイッチ４０４Ａ～４０４Ｄはそれぞれ、各位相および／または振幅検出器４０６Ａ、４０６Ｂ、４０６Ｃ、および４０６Ｄ、ならびに各可変利得増幅器４０８Ａ、４０８Ｂ、４０８Ｃ、および４０８Ｄに電気的に結合される。各増幅器４０８Ａ～４０８Ｄは、各移相器４１０Ａ、４１０Ｂ、４１０Ｃ、および４１０Ｄに電気的に結合され、各移相器４１０Ａ～４１０Ｄは、外部ソース１０２を使用して送信されるＲＦ入力信号４１４を受信する共通の電力分配器４１２に電気的に結合される。
１つまたは複数の実施形態では、スイッチ４０４Ａ～４０４Ｄは、受信線（「Ｒ」）または送信線（「Ｔ」）のいずれかを選択するように構成することができる。ネットワーク４００のスイッチ４０４Ａ～４０４Ｄの数は、中距離場ソース４０２のポートの数と等しくすることができる。ネットワーク４００の例では、中距離場ソース４０２は４つのポート（例えば、図３の例のアンテナ３００内の４つのサブ波長構造体に対応するもの）を備えることができるが、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、またはそれ以上など、任意の数のポート（およびスイッチ）を使用することができる。
位相および／または振幅検出器４０６Ａ～４０６Ｄは、中距離場ソース４０２の各ポートで受信した信号の位相（Φ１、Φ２、Φ３、Φ４）および／または電力（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を検出するように構成されている。１つまたは複数の実施形態では、位相および／または振幅検出器４０６Ａ～４０６Ｄは、１つまたは複数のモジュール（信号の位相または振幅を決定するなどの動作を実行するように配置された電気部品または電子部品を備えることができるハードウェアモジュール）に実装することができ、例えば、位相検出器モジュールおよび／または振幅検出器モジュールを含む。検出器４０６Ａ～４０６Ｄは、外部ソース１０２で受信した信号の位相および／または振幅を表す１つまたは複数の信号を生成するように配置されたアナログ部品および／またはデジタル部品を備えることができる。
増幅器４０８Ａ～４０８Ｄは、移相器４１０Ａ～４１０Ｄ（例えば、Φｋ、Φ１＋Φｋ、Φ２＋Φｋ、Φ３＋Φｋ、またはΦ４＋Φｋによって位相シフトされたＰｋ）からの各入力を受信することができる。増幅器の出力Ｏは、一般に、ＲＦ信号４１４が４＊Ｍの振幅（図４の実施形態）を有し、増幅器の利得Ｐｉ＊Ｐｋを乗算したときの電力分配器Ｍの出力である。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、および／またはＰ４の値の変化に伴い、Ｐｋを動的に設定することができる。Φｋは定数とすることができる。１つまたは複数の実施形態では、移相器４１０Ａ～４１０Ｄは、検出器４０６Ａ～４０６Ｄから受信した位相情報に基づいて、ポートの相対位相を動的または応答可能に構成することができる。
１つまたは複数の実施形態では、中距離場ソース４０２からの送信電力要件はＰｔｔである。電力分配器４１２に供給されるＲＦ信号は、４＊Ｍの電力を有する。増幅器４０８Ａの出力は約Ｍ＊Ｐ１＊Ｐｋである。したがって、中距離場カプラから送信される電力はＭ＊（Ｐ１＊Ｐｋ＋Ｐ２＊Ｐｋ＋Ｐ３＊Ｐｋ＋Ｐ４＊Ｐｋ）＝Ｐｔｔである。Ｐｋを解くと、Ｐｋ＝Ｐｔｔ／（Ｍ＊（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４））が得られる。
各ＲＦポートにおける信号の振幅は、各ＲＦポートに結合された中距離場カプラの各ポートで受信した信号と同じ相対（スケーリングされた）振幅で送信することができる。増幅器４０８Ａ～４０８Ｄの利得は、中距離場カプラからの信号の送信と受信との間の損失を考慮して、さらに改良することができる。埋め込まれた受信機で受け取る電力をＰｉｒとして、受信効率η＝Ｐｉｒ／Ｐｔｔを考慮する。特定の位相および振幅の同調が与えられた場合の効率（例えば、最大効率）は、埋込み可能ソースからの外部中距離場ソースで受信した振幅から推定することができる。この推定は、η≒（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）／Ｐｉｔとすることができ、ここでＰｉｔは、埋め込まれたソースからの信号の本来の電力である。埋込み可能装置１１０から送信された電力の大きさに関する情報は、データ信号として外部ソース１０２に通信することができる。１つまたは複数の実施形態では、増幅器４０８Ａ～４０８Ｄで受信される信号の振幅は、埋込み可能装置が１つまたは複数のプログラムされた動作を実行するための電力を確実に受け取るように、決定された効率に従ってスケーリングすることができる。推定されたリンク効率ηと、埋込み物電力（例えば、振幅）要件Ｐｉｒ’が与えられると、Ｐｋ＝Ｐｉｒ’／［η（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４）］としてＰｋをスケーリングすることができ、例えば、埋込み物がプログラムされた機能を実行するのに十分な電力を確実に受け取るのに役立つ。
位相入力および利得入力など、移相器４１０Ａ～４１０Ｄおよび増幅器４０８Ａ～４０８Ｄに対する制御信号は、図４には示されていない処理回路によってそれぞれ供給することができる。図４に示された図が複雑になりすぎないように、または曖昧にしないために、回路を省略している。同じまたは異なる処理回路を使用して、受信構成と送信構成との間で１つまたは複数のスイッチ４０４Ａ～４０４Ｄの状態を更新することができる。処理回路の一例については、図２Ａのプロセッサ回路２１０および関連する説明を参照されたい。
図５は、例として、埋込み可能装置１１０、すなわち標的装置の回路５００の一実施形態の図を示す。回路５００は、例えばアンテナ１０８に電気的に接続可能な、１つまたは複数のパッド５３６を備える。回路５００は、回路網５００の入力インピーダンスに基づいてアンテナ１０８のインピーダンスを設定する、同調整合ネットワーク５３８を備えることができる。アンテナ１０８のインピーダンスは、例えば、環境の変化により変化する可能性がある。同調整合ネットワーク５３８は、アンテナ１０８の変化するインピーダンスに基づいて回路５００の入力インピーダンスを調整することができる。１つまたは複数の実施形態では、同調整合ネットワーク５３８のインピーダンスは、アンテナ１０８のインピーダンスに整合させることができる。１つまたは複数の実施形態では、同調整合ネットワーク５３８のインピーダンスは、アンテナ１０８に入射する信号の一部をアンテナ１０８から反射して戻すように設定することができ、それによって後方散乱信号を生成する。
送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ５４１を使用して、回路５００を受信モード（例えば、電力信号および／またはデータ信号を受信可能）から、送信モード（例えば、埋め込まれた、または外部の別の装置に信号を送信可能）に切り替えることができる。アクティブ送信機は、埋込み物からデータを転送するために、２．４５ＧＨｚまたは９１５ＭＨｚの工業、科学、医療の（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ：ＩＳＭ）帯域、または４０２ＭＨｚの医療インプラント通信サービス（Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍｐｌａｎｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＭＩＣＳ）帯域で動作することができる。あるいは、入射する高周波（ＲＦ）エネルギーを外部装置に後方散乱させる弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）デバイスを使用してデータを送信することができる。ＳＡＷベースの後方散乱手法に関するさらなる議論については、少なくとも「ＳＵＲＦＡＣＥ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＷＡＶＥ ＢＡＳＥＤ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＤＥＶＩＣＥ（弾性表面波ベースの通信装置）」と題する本明細書のサブセクションを参照されたい。
回路５００は、埋め込まれた装置における受信電力の量を検出する電力計５４２を備えることができる。デジタルコントローラ５４８によって電力計５４２からの電力を示す信号を使用して、受け取った電力が、回路が何らかの特定の機能を実行するために適切である（例えば、特定の閾値を超える）かどうかを判定することができる。電力計５４２によって生成された信号の相対値を使用して、使用者または機械装置に、回路５００に電力を供給するために使用される外部装置（例えば、ソース１０２）が、電力および／またはデータを標的装置に伝達するための適切な位置にあるかどうかを示すことができる。
１つまたは複数の実施形態では、回路５００は、受信したデータ信号を復調するための復調器５４４を備えることができる。復調には、変調されたキャリア信号から元の情報を含む信号を抽出することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、回路５００は、受信したＡＣ電力信号を整流するための整流器５４６を備えることができる。
回路（例えば、状態論理、ブール論理など）は、デジタルコントローラ５４８に統合することができる。デジタルコントローラ５４８は、例えば電力計５４２、復調器５４４、および／またはクロック５５０の１つまたは複数からの入力に基づいて、受信機装置の様々な機能を制御するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態において、デジタルコントローラ５４８は、どの電極（例えば、Ｅ０～Ｅ３）を電流シンク（アノード）として構成し、どの電極を電流源（カソード）として構成するかを制御することができる。１つまたは複数の実施形態において、デジタルコントローラ５４８は、電極を介して生成される刺激パルスの大きさを制御することができる。
チャージポンプ５５２を使用して、整流された電圧を、例えば神経系の刺激に適し得るような、より高い電圧レベルに上昇させることができる。チャージポンプ５５２は、１つまたは複数の個別部品を使用して、整流された電圧を増加させるための電荷を蓄えることができる。１つまたは複数の実施形態では、個別部品は、例えばパッド５５４に結合可能な、１つまたは複数のコンデンサを含む。１つまたは複数の実施形態において、これらのコンデンサを使用して、例えば組織の損傷を回避するのに役立つように、刺激の間の電荷バランスをとることができる。
刺激駆動回路５５６は、様々な出力５３４を介して、プログラム可能な刺激を電極アレイなどに提供することができる。刺激駆動回路５５６は、例えばアレイの電極の正確な位置決めをテストするために使用可能な、インピーダンス測定回路を備えることができる。刺激駆動回路５５６は、電極が電流源、電流シンク、または短絡した信号経路となるようにデジタルコントローラによってプログラムすることができる。刺激駆動回路５５６は、電圧ドライバまたは電流ドライバとすることができる。刺激駆動回路５５６は、例えば、外部ソース１０２から受信した中距離場電力信号の少なくとも一部を使用して、１つまたは複数の電極に電気刺激信号パルスを供給するように構成された治療送達回路を備えるか、または使用することができる。１つまたは複数の実施形態では、刺激駆動回路５５６は、約１００ｋＨｚまでの周波数のパルスを供給することができる。約１００ｋＨｚの周波数のパルスは、神経遮断に有用であり得る。
回路５００は、例えば不揮発性メモリ回路を含み得る、メモリ回路５５８をさらに備えることができる。このメモリ回路５５８は、他の埋込み関連データの中でも、装置識別、神経記録、および／またはプログラミングパラメータの記憶を含むことができる。
回路５００は、増幅器５５５およびアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５５７を備えることができ、電極から信号を受信することができる。電極は身体内の神経信号から電気を検知することができる。神経信号は、増幅器５５５によって増幅することができる。これらの増幅された信号は、ＡＤＣ５５７によってデジタル信号に変換することができる。これらのデジタル信号は、外部装置に通信することができる。増幅器５５５は、１つまたは複数の実施形態では、トランスインピーダンス増幅器とすることができる。
デジタルコントローラ５４８は、変調器／電力増幅器５６２にデータを提供することができる。変調器／電力増幅器５６２は、データを搬送波に変調する。電力増幅器５６２は、送信される変調された波形の大きさを増加させる。
変調器／電力増幅器５６２は、発振器／位相ロックループ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：ＰＬＬ）５６０によって駆動することができる。ＰＬＬは、より正確な状態であるように発振器を統制する。発振器は、任意で、クロック５５０からの異なるクロックを使用することができる。発振器は、外部装置にデータを送信するために使用されるＲＦ信号を生成するように構成することができる。発振器の典型的な周波数範囲は、約１０ｋＨｚ～約２６００ＭＨｚ（例えば、１０ｋＨｚ～１０００ＭＨｚ、５００ｋＨｚ～１５００ｋＨｚ、１０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ、５０ｋＨｚ～２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ～１０００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ～２ＭＨｚ、１ＭＨｚ～２ＭＨｚ、１ＭＨｚ～１０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ～１０００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ～２５００ＭＨｚ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。例えばアプリケーションに依存し得る、他の周波数を使用することができる。クロック５５０は、デジタルコントローラ５４８のタイミングに使用される。クロック５５０の典型的な周波数は、約１キロヘルツ～約１メガヘルツの間（例えば、１ｋＨｚ～１００ｋＨｚの間、１０ｋＨｚ～１５０ｋＨｚの間、１００ｋＨｚ～５００ｋＨｚの間、４００ｋＨｚ～８００ｋＨｚの間、５００ｋＨｚ～１ＭＨｚの間、７５０ｋＨｚ～１ＭＨｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）である。用途に応じて他の周波数を使用することができる。より速いクロックは一般に、より遅いクロックより多くの電力を使用する。
神経から検知された信号のリターン経路は任意である。そのような経路は、増幅器５５５、ＡＤＣ５５７、発振器／ＰＬＬ５６０、および変調器／電力増幅器５６２を備えることができる。これらの各アイテムおよびそれらへの各接続は、任意で削除することができる。
１つまたは複数の実施形態では、回路５００の他の構成要素の中でも、デジタルコントローラ５４８、増幅器５５５、および／または刺激駆動回路５５６は、ステートマシン装置の部分を構成することができる。ステートマシン装置は、パッド５３６を介して電力信号およびデータ信号を無線で受信し、それに応答して、１つまたは複数の出力５３４を介して電気刺激信号を放出または供給するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、そのようなステートマシン装置は、利用可能な電気刺激設定またはベクトルに関する情報を保持する必要はなく、代わりに、ステートマシン装置は電気刺激事象を、ソース１０２からの命令の受信の後、および／またはそれに応答して実行または提供することができる。
例えば、ステートマシン装置は、例えば特定の時間に、または特定の信号特性（例えば、振幅、継続時間など）を有する神経性電気刺激治療信号を送達するための命令を受信するように構成することができ、ステートマシン装置は、特定の時間に、および／または特定の信号特性で治療信号を開始または送達することによって応答することができる。その後の時間に装置は、治療を終了させる、信号特性を変更する、または他の何らかのタスクを実行するための後続の命令を受信することができる。このように装置は、任意で、実質的に受動的であるように構成することができ、または受信した命令（例えば、同時期に受け取った命令）に応答するように構成することができる。
Ｉ．埋込み可能装置の構成
上記のようなセクション見出し（「埋込み可能装置の構成」）は、一般に、見出しに示される主題に対応する題材に読者を導くために提供される。しかしながら、特定の見出しの下での論述は、単一の種類の構成にのみ適用されると解釈されるべきではなく、代わりに、本明細書の様々なセクションまたはサブセクションで述べられている様々な特徴は、様々な方法および順列で組み合わせることができる。例えば、外部装置の特徴および利点に関するいくつかの論述は、本セクション「埋込み可能装置の構成」の本文および対応する図に見出すことができる。
Ａ．埋込み可能刺激装置ならびにそのための操舵機構および貼付機構
このセクションでは、治療装置、埋込み可能装置（例えば、治療装置）を組織内に位置させるためのガイド機構、および／または埋込み可能装置が組織内に位置させたときに明らかに移動しないように補助するための貼付機構の実施形態および／または特徴について説明する。１つまたは複数の実施形態は、失禁（例えば、尿失禁、便失禁）、過活動膀胱、痛み、または例えば本明細書の他の場所に記載されている他の状態もしくは症状の治療のための治療装置に関する。
このセクション（および他のセクション）で述べられる埋込み可能装置の利点は、以下の１つまたは複数を含み得る。（ｉ）身体内の部位を電気刺激の標的とするのを助けるために、形状および／または電極構成を変更できるように構成可能な埋込み可能装置、（ｉｉ）標的位置（例えば、Ｓ３孔）に埋め込むことができ、次いで貼り付けることができる埋込み可能装置、（ｉｉｉ）信号受信効率が改善された埋込み可能装置（例えば、（１）アンテナを囲む誘電材料であって、人体組織の誘電率と空気の誘電率との間の誘電率を有する誘電材料、または（２）例えば二次アンテナに誘導結合された一次アンテナを含む、埋込み可能装置内の複数のアンテナを使用するもの）、（ｉｖ）例えば皮膚と骨との間など、より薄い組織の領域に埋め込むことができる、より薄いディスクリート埋込み可能装置、（ｖ）長尺管状の埋込み可能装置では（電極の位置および埋込み可能装置の形状のために）提供できない電気刺激パターンを提供可能な埋込み可能装置、ならびに（ｖｉ）局所的なまたは広域の刺激を個々にまたは組み合わせて提供することができる埋込み可能装置のネットワークなど。
いくつかの実施形態によれば、システムは、遠位部分および近位部分を有する長尺部材を備える埋込み可能装置を備える。この装置は、複数の電極と、回路ハウジングと、複数の電極に電気エネルギーを供給するように適合された、回路ハウジング内の回路と、アンテナハウジングと、アンテナハウジング内のアンテナ（例えば、ヘリカルアンテナ）とを備える。複数の電極は、長尺部材の遠位部分に沿って位置するか、また置かれる。回路ハウジングは、長尺部材の近位部分に取り付けられる。回路は、回路ハウジング内に気密に封止または収容されている。アンテナハウジングは、長尺部材に取り付けられた回路ハウジングの端部に対向する回路ハウジングの近位端において、回路ハウジングに取り付けられる。
システムは、任意で、埋込み可能装置に電力信号もしくは電気信号またはエネルギーを供給するように適合された外部の中距離場電力ソースを備えてもよい。埋込み可能装置は、アンテナを介して外部ソースのアンテナに情報（例えば、データ信号）を通信するように適合されてもよい。電極のうちの１つ、２つ以上、または全ては、任意で、遠位部分の代わりに長尺部材の近位部分または中央部分に配置してもよい。回路ハウジングは、任意で、長尺部材の遠位部分または中央部分に取り付けることができる。アンテナハウジングは、回路ハウジングに取り付けられていなくてもよいし、または回路ハウジングの近位端に取り付けられていなくてもよい。アンテナハウジングは、任意で、例えばセラミック材料など、人体組織の誘電率と空気の誘電率との間の誘電率を有する誘電材料を含んでもよい。セラミック材料は、任意でアンテナを覆ってもよい。長尺部材は、任意で、可撓性および／または円筒形であってもよい。電極は、任意で、円筒形であってよく、長尺部材の周囲に配置してもよい。
長尺部材は、任意で、長尺部材を通って部材の近位端から長尺部材の遠位部分まで延在するチャネルと、チャネルに位置する記憶金属ワイヤとを備えてよく、記憶金属ワイヤは長尺部材を湾曲させる向きであらかじめ成形されている。記憶金属は、任意で、Ｓ３孔の形状に適合し、仙骨神経の曲線と概ね一致するように成形されてもよい。アンテナは一次アンテナであってよく、装置はさらに、アンテナハウジングに取り付けられたハウジング内の二次アンテナであって、一次アンテナとの近接場結合を提供するように成形され配置される二次アンテナを備えてもよい。装置は、任意で、（１）アンテナハウジングの近位部分、（２）回路ハウジングの近位部分、および（３）アンテナハウジングの近位端に取り付けられた取付構造、のうちの１つまたは複数に取り付けられた１つまたは複数の縫合糸を備えてもよい。アンテナは、任意で、回路ハウジングの近位部分に位置する回路の導電性ループに結合されてもよい。アンテナと導電性ループとの間には、セラミック材料が存在してもよい。
図６、例として、埋込み可能装置６００の一実施形態の斜視図を示す。埋込み可能装置１１０は、このセクションで説明する埋込み可能装置の１つまたは複数の特徴を含むことができる。埋込み可能装置６００は、図示のように、長尺の遠位本体部分６０２を有する。本体部分６０２は、少なくとも部分的にその中に組み込まれ、かつ／またはそこに貼り付けられた複数の電極６０４を備える。本体部分６０２は、遠位端６０６および近位端６０８を有する。近位端６０８は、回路ハウジング６１０に貼り付けられている。回路ハウジング６１０は、アンテナハウジング６１２に貼り付けられている。図示のように、アンテナハウジング６１２は、そこに貼り付けられた複数のタイン６１４を備える。
本体部分６０２、電極６０４、回路ハウジング６１０、およびアンテナハウジング６１２は、概ね円筒形であるものとして示されている。埋込み可能装置６００は、（例えば、埋込み可能装置６００に入射し、埋込み可能装置６００が埋め込まれた身体の外部にある電磁波を介して）無線で電力供給されるように構成される。埋込み可能装置６００は、刺激（例えば、神経性刺激、筋肉刺激、他の電気刺激）、または患者内（例えば、人間もしくは他の動物の患者）の治療部位へのその他の形態の変調（例えば、除神経）を提供するように構成される。埋込み可能装置６００は、カテーテル（図２６Ａ～図３５Ｂに関連して、および本明細書の他の箇所で説明するもの）を使用して患者内に位置することができる。
本体部分６０２は、可撓性材料を含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、可撓性材料は、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、および／または他の任意の可撓性材料を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、本体部分６０２は形状記憶ポリマーを含むことができる。可撓性材料によって、例えば本体部分６０２が患者の内部にある間など、本体部分６０２を成形する能力を提供することができる。
図示の電極６０４は、本体部分６０２に沿った４つの刺激電極６０４の電極アレイを有する。電極６０４は、１つまたは複数の実施形態において、白金、イリジウム、ステンレス鋼、チタン、窒化チタン、または他の導電性材料を含む１つまたは複数の実施形態では、電極は、白金とイリジウムの合金、例えば９０％の白金と１０％のイリジウムとの組合わせを含む。他の組合わせも可能である（例えば、８５％の白金と１５％のイリジウム、９５％の白金と５％のイリジウム、８０％の白金と２０％のイリジウム）。１つまたは複数の実施形態において、電極は、例えば身体などの特定の媒体における電気的性能を向上させることができる材料などによるコーティングを含むことができる。１つまたは複数の実施形態では、電極６０４は、例えば１つまたは複数の電気スイッチなどによって互いに電気的に分離される。１つまたは複数の実施形態では、電極６０４の幅（本体部分６０２の長尺寸法に沿ったもの）は、約１～１０ミリメートル（例えば、１～３、２～５、２～８、３～６、４～９、５～７、６～１０、２～４、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば３ミリメートル）である。１つまたは複数の実施形態では、電極６０４は、約１～１０ミリメートル（例えば、１～３、２～５、２～８、３～６、４～９、５～７、６～１０、２～４、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば３ｍｍ）の間隔で離間している。１つまたは複数の実施形態において、電極の直径は、約１～５ミリメートル（例えば、１～２、１～３、２～４、３～５、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６ｍｍ、１．７ｍｍ、１．８ｍｍ、１．９ｍｍ、２．０ｍｍ）である。電極６０４は、それぞれ回路７１６（図７参照）に電気的に接続され、回路ハウジング６１０内に気密に封止されている。
回路ハウジング６１０は、回路７１６のための密閉筐体を提供することができる。回路ハウジング６１０は、チタン（例えば、市販の純６Ａｌ／４Ｖもしくは他の合金）、白金、ステンレス鋼、またはセラミック材料（例えば、ジルコニアもしくはアルミナなど）、あるいは他の気密の生体適合性材料を含むことができる。回路ハウジング６１０は、回路７１６のために気密性の空間を提供する。回路ハウジング６１０に金属材料が使用される場合、回路ハウジング６１０は、例えば刺激または他の変調のために選択できる電極６０４の数を効果的に増加可能な、電極アレイの一部として使用することができる。
アンテナハウジング６１２は、回路ハウジング６１０の近位端６１１に配置することができる。アンテナハウジング６１２内のアンテナ７１８（例えば、図１２Ａ～図１２Ｃを参照）は、例えば患者または対象の外部の装置からの、電力供給および埋込み可能装置６００への通信および／または埋込み可能装置６００からの通信に使用することができる。
回路ハウジング６１０は、密閉する代わりに、内部への湿気の侵入を防止するために埋め戻すことができる。埋戻し材料は、エポキシ、パリレン、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）材料、そのコピー、または別の材料など、非導電性の防水材料を含むことができる。
１つまたは複数の実施形態では、アンテナハウジング６１２の近位部分には、タイン６１４を取り付けることができる（アンテナハウジング６１２の近位部分の図については、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃ、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、図１６Ａ、および図１６Ｂなどを参照）。このタイン６１４は、埋込み可能装置６００を患者内の特定の位置に貼り付ける（例えば、取り付けるまたは結合する）能力を提供することができる。タイン６１４は、埋込み可能装置６００を特定の解剖学的構造に貼り付けるように構成することができる。タイン６１４は、例えばシリコーン、ポリウレタン、エポキシなどの材料が含まれ得る、ポリマーまたは他の可撓性もしくは半可撓性材料から作製することができる。タイン６１４は、他の図の中でも図６に示されるように、所与のタイン６１４の遠位部分が、所与のタイン６１４のより近位の部分よりも中心軸に近くなるように、アンテナハウジング６１２の中心軸から開くことができる。
図７は、例として、内部回路７１６およびアンテナ７１８を示す、埋込み可能装置７００の別の実施形態の透視図を示す。回路ハウジング６１０およびアンテナハウジング６１２は、内部の部品の図を不明瞭にしないよう、透明であるように示されている。
回路７１６は、電極アレイ内の各電極６０４に対してプログラム可能な制御を提供するように構成される。アレイに沿った任意の電極は電流源または電流シンクとして、回路７１６で受信したソース１０２からの信号を使用して、またはそれに基づいてプログラムすることができる。各電極６０４は、電流または電圧の振幅に関して、概ね同じ方法で独立して対応することができる。例えば、患者内でのさらに深い到達のために、「０」とラベル付けされた電極を電流源としてプログラムすることができる。この例では、他の電極のうちのいずれか１つまたは複数は、電流シンクとしてプログラムすることができる。
回路７１６は、回路ハウジング６１０内に収容されて示されている。回路７１６は、例えば回路ハウジング６１０の遠位部分の電極アレイに、各電気的接続７２０によって電気的に接続される。回路７１６は、例えば誘導結合または有線接続を介してアンテナ７１８に電気的に結合される。アンテナ７１８および／または電極６０４は、例えば図８Ａおよび図８Ｂに関連して説明されるような１つまたは複数の貫通接続を使用して非気密材料内に封入し、回路７１６に接続することができる。
図８Ａは、例として、回路ハウジング６１０Ａの一実施形態の透視図を示す。図示の回路ハウジング６１０Ａは、壁８２０（例えば、ケーシング）と、近位貫通部８２２と、遠位貫通部８２４とを有する。一実施形態では、壁厚８２１は、約２５マイクロメートル～約４００マイクロメートルの間（例えば、４００マイクロメートル未満、３５０マイクロメートル未満、３００マイクロメートル未満、２５０マイクロメートル未満、２００マイクロメートル未満、１５０マイクロメートル未満、１３０マイクロメートル未満、１２５マイクロメートル未満、１２０マイクロメートル未満、１１５マイクロメートル未満、１１０マイクロメートル未満、１００マイクロメートル未満、５０マイクロメートル未満、２５マイクロメートル～１００マイクロメートルの間、４０マイクロメートル～６０マイクロメートルの間、５０マイクロメートル～１００マイクロメートルの間、１００マイクロメートル～２００マイクロメートルの間、１５０マイクロメートル～４００マイクロメートルの間、２００マイクロメートル～３５０マイクロメートルの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば５０マイクロメートル）であってよく、回路ハウジング６１０Ａの作成に使用される材料に依存し得る。一実施形態では、回路ハウジング６１０Ａの外径８２３は、約１ｍｍ～３ｍｍ（例えば、１ｍｍ～２ｍｍ、１．５ｍｍ～２．５ｍｍ、１．５０ｍｍ～１．７５ｍｍ、２ｍｍ～３ｍｍ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば、１．６６ｍｍ、１．７０ｍｍ、１．６０ｍｍ、１．５５ｍｍ、１．７２ｍｍ）とすることができる。回路ハウジング６１０Ａは、機械加工プロセスを使用して作成することができ、または引出し、鋳造、成形、または他の方法で提供することができる。回路ハウジング６１０Ａは、例えば白金とイリジウムとの組合わせを含み得る、金属、金属合金、セラミック、または類似の材料で作製することができる。回路ハウジング６１０Ａは、その内面を覆う、例えばポリイミドなどの誘電膜を有することができ、例えば回路ハウジング６１０Ａ内に収容された回路の電気的絶縁性を高めることができる。
近位貫通部８２２および遠位貫通部８２４によって、ワイヤ（導電性ワイヤまたは非導電性ワイヤ）を回路ハウジング６１０Ａの内部から回路ハウジング６１０Ａの外部に通すことが可能な空間が生じる。貫通部８２２は、回路ハウジング６１０Ａの近位部分８２５を貫通し、例えばアンテナハウジング６１２内のアンテナ７１８、または患者の身体外などの他の近位の目的地にワイヤの供給などを行う。貫通部８２４は、回路ハウジング６１０Ａの遠位部分８２７を貫通し、例えば、各電極６０４または遠位端６０６などの本体部分６０２の遠位部分にワイヤの供給などを行う。
図８Ａは、両極性の近位貫通部８２２（例えば、近位部分８２５を通る２つの貫通部）および四極性の遠位貫通部８２４（例えば、遠位部分８２７を通る４つの貫通部）を含むものとして回路ハウジング６１０Ａを示す。回路ハウジング６１０Ａは、アンテナ７１８と回路７１６との間の有線接続を含む実施形態で使用することができる。
図８Ｂは、例として、回路ハウジング６１０Ｂの別の実施形態の透視図を示す。回路ハウジング６１０Ｂは、遠位貫通部８２４を有するが、近位貫通部８２２を有さない。なお、遠位貫通部８２４の数は４つと示されているが、遠位貫通部８２４の数は、種々の実施形態において任意の２つ以上とすることができる。遠位貫通部８２４および近位貫通部８２２の数は、回路ハウジング６１０Ｂの外径８２３および貫通部８２４／８２２の直径によって制限することができる。
回路ハウジング６１０Ｂは、回路７１６とアンテナ７１８との間が誘導（例えば、近接場）結合される一実施形態で使用することができる。貫通部８２４は、電極６０４との電気的接続、または遠位端６０６などの本体部分６０２の遠位部分との機械的接続に使用することができる。
図９は、例として、内部に回路７１６を示す回路ハウジング６１０Ａの実施形態の透視図を示す。図示されるように、回路７１６は、特定用途向け集積回路機構（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ：ＡＳＩＣ）９２８、基板９３０、および個別部品（例えば、１つまたは複数のインダクタ、コンデンサ、抵抗器、ダイオード、トランジスタ、スイッチ、発振器など）を備える。ＡＳＩＣ９２８は、システム・オン・チップ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－Ｃｈｉｐ：ＳｏＣ）パッケージとして設計することができる。１つまたは複数の実施形態では、ＳｏＣ用の基材を６２５マイクロメートル以下（例えば、約５０マイクロメートル～２５０マイクロメートルの間、約１００マイクロメートル、約７５マイクロメートル～約１２５マイクロメートルの間、約１００マイクロメートル～３００マイクロメートルの間、約５０マイクロメートル～６２５マイクロメートルの間、または提供された範囲内の他の厚さ）に薄くすることができる。ＡＳＩＣ９２８は、例えばフリップ・チップ・アタッチメントを使用して、基板９３０（例えば、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ））に取り付けることができる。基板９３０の材料は、ガラス強化エポキシ積層体とすることができ、耐燃性のエポキシ樹脂バインダ（例えば、ＦＲ４材料）、窒化アルミニウム、ポリイミドを使用したガラス繊維織布から構成される複合材料を含む。１つまたは複数の実施形態では、基板９３０の厚さは、１２５ミクロン未満（例えば、５０～１００ミクロンの間、７５ミクロンを超え１２５ミクロン未満、１００ミクロンを超え１２５ミクロン未満、７５～１００ミクロンの間、１００～１２０ミクロンの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）とすることができる。個別部品９３２は、表面実装部品または他の部品とすることができる。
パッド９３４は、貫通部８２４を介して供給されるワイヤとの電気的接続に使用することができる。パッド９３６は、貫通部８２２を介して供給されるワイヤとの電気的接続に使用することができる。パッド９３４／９３６への接続は、ワイヤボンディング、マグネットワイヤ、貫通ワイヤの延長、平角リボンワイヤを含んでよく、および／またはフレキシブル基板基材へのはんだ接続などを含んでもよい。
図５は、例として、回路ハウジング６１０に収容され得る回路５００の一実施形態の図を示し、例えばＡＳＩＣ９２８、基板９３０、または図９の他の構成要素を備えることができる。ＡＳＩＣ９２８は、無線ＲＦ電力回収、ＲＦ通信、デジタル制御、および治療送達のためのＳｏＣ統合機能とすることができる。ＡＳＩＣ９２８は、例えば０．１８ミクロンを使用できる相補型金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）技術または他のプロセスを使用して製造することができる。
図１０は、例として、例えば回路１０００によって作成され、例えば回路７１６の１つまたは複数の構成要素を含み得る、埋込み可能装置６００からの刺激パルスに対する信号電力対時間の例１１００を示すグラフを示す。刺激波形は、刺激駆動回路５５６を使用して制御することができる。刺激は、離散レベルで振幅を変動させるように（例えば、電圧制御の場合は０～１０Ｖ、または電流制御の場合は０～１０ｍＡ）、外部電力供給ユニットから無線でプログラムすることができる。刺激波形の制御には、刺激駆動回路５５６のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）の使用を含むことができる。
刺激は、パルス周波数を変動させるように（例えば、約０．１Ｈｚ～１００，０００Ｈｚの間、１Ｈｚ～１ｋＨｚの間、０．１Ｈｚ～１００Ｈｚの間、１００Ｈｚ～１ｋＨｚの間、５００Ｈｚ～２ｋＨｚの間、１Ｈｚ～１０ｋＨｚの間、５ｋＨｚ～１５ｋＨｚの間、１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚの間、１ｋＨｚ～１０ｋＨｚの間、１ｋＨｚ～１５ｋＨｚの間、５０ｋＨｚ～１００ｋＨｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）、およびパルス幅（例えば、約１０～１０００マイクロ秒の間、１０～５００マイクロ秒の間、１０～１００マイクロ秒の間、５０～２００マイクロ秒の間、１００～５００マイクロ秒の間、２５０～７５０マイクロ秒の間、４００～１０００マイクロ秒の間、５００～１０００マイクロ秒の間、７５０～１０００マイクロ秒の間、４００～８００マイクロ秒の間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）、デジタルでプログラムすることができる。刺激は、単相性または二相性とすることができる。単相性とは、刺激電流が一方向のみに流れることを意味する。二相性信号は、両方向（例えば、重なり合わないように、部分的に重なり合って、または実質的に同時に提供され得る正および負のパルス）で流れる。一実施形態では、二相性信号は実質的に正味の電荷移動がゼロになるように（すなわち、正の信号の量が負の信号の量とほぼ同じとなるように）「電荷平衡化」することができる。刺激形状は概ね、矩形、指数関数形状、または他の形状とすることができる。刺激波形は、パルスのバーストを放出するようにプログラムすることができる（例えば、１～１０００パルスの間、１～１００パルスの間、５０～２００パルスの間、１０～５００パルスの間、１００～４００パルスの間、２５０～７５０パルスの間、５００～１０００パルスの間、３００～８００パルスの間、７５０～１０００パルスの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）。パルスのバースト後には、図１０に示すように、パルスのない期間、別の一連のパルスなどを続けることができる。いくつかの実施形態では、パルス間の時間間隔は、１ｍｓ～１０００ｍｓの間（例えば、１ｍｓ～１００ｍｓの間、１０ｍｓ～１５０ｍｓの間、５０ｍｓ～５００ｍｓの間、１００ｍｓ～８００ｍｓの間、１５０ｍｓ～４５０ｍｓの間、２００ｍｓ～６００ｍｓの間、２５０ｍｓ～１０００ｍｓの間、４００ｍｓ～８００ｍｓの間、５００ｍｓ～１０００ｍｓの間、７５０ｍｓ～１０００ｍｓの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の範囲である。当然、これらの範囲外の値も使用可能である。いくつかの実施形態では、パルスの各バーストは、０．１ｍｓ～１００ｍｓの間（例えば、０．１ｍｓ～１ｍｓの間、０．２～２０ｍｓの間、０．１ｍｓ～１０ｍｓの間、１ｍｓ～１０ｍｓの間、５ｍｓ～５０ｍｓの間、１０ｍｓ～１００ｍｓの間、１０ｍｓ～５０ｍｓの間、２０ｍｓ～８０ｍｓの間、３０ｍｓ～６０ｍｓの間、６０ｍｓ～１００ｍｓの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の継続時間を有してよい。当然、これらの範囲外の値も使用可能である。いくつかの実施形態では、各パルスは、２０マイクロ秒～２０００マイクロ秒の間（例えば、２０マイクロ秒～５０マイクロ秒の間、２０マイクロ秒～２００マイクロ秒の間、５０マイクロ秒～５００マイクロ秒の間、１００マイクロ秒～１０００マイクロ秒の間、５００マイクロ秒～２０００マイクロ秒の間、１０００マイクロ秒～２０００マイクロ秒の間、１００マイクロ秒～５００マイクロ秒の間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の継続時間を有する。当然、これらの範囲外の値も使用可能である。刺激駆動回路５５６は、例えばプログラムされた振幅への活性化に応答して、刺激パルスを上方に傾斜させる（例えば、振幅が増加するパルス）ようにプログラムすることができる。刺激が非活性化すると、刺激駆動回路５５６の振幅は、刺激パルスを下方に（例えば、振幅が減少するパルスを使用して）０に傾斜させるようにプログラムすることができる。刺激パルスは、他の解剖学的位置にある他の無線埋込み物からの様々な刺激波形の特徴など、様々なパラメータと時間的に同期させることができる。
刺激駆動回路５５６は、例えばプログラムされた振幅への活性化に応答して、刺激パルスを上方に傾斜させる（例えば、振幅が増加するパルス）ようにプログラムすることができる。刺激が非活性化すると、刺激駆動回路５５６の振幅は、刺激パルスを下方に（例えば、振幅が減少するパルスを使用して）０に傾斜させるようにプログラムすることができる。刺激パルスは、他の解剖学的位置にある他の無線埋込み物からの様々な刺激波形の特徴など、様々なパラメータと時間的に同期させることができる。
図１１Ａは、例として、埋込み可能装置１２００Ａの一実施形態の近位部分の透視図を示す。装置１２００Ａは、アンテナハウジング６１２内に収容されたアンテナ７１８Ａで受信した信号を介して電力供給することができる。アンテナハウジング６１２は、装置１２００Ａの近位部分にあってよい。アンテナ７１８Ａは、１つまたは複数の貫通部８２２を介して回路７１６に接続することができる。１つまたは複数の実施形態では、アンテナ７１８Ａは、誘電体ロッドアンテナ、螺旋形状、コイル状、または他の形状とすることができる。装置１２００Ａは回路ハウジング６１０Ａを備える。１つまたは複数の実施形態では、アンテナ７１８Ａは、例えばダイポールの一部として機能する回路ハウジング６１０Ａなどを備えた、非対称ダイポールアンテナであってよい。１つまたは複数の実施形態では、アンテナを誘電体ロッドアンテナとすることができる。
図１１Ｂは、例として、埋込み可能装置１２００Ｂの別の実施形態の近位部分の透視図を示す。装置１２００Ｂは螺旋形状のアンテナ７１８Ｂおよび回路ハウジング６１０Ｂを備え、装置１２００Ｂは、装置１２００Ａと類似している。アンテナ７１８Ｂの法線ベクトルは、アンテナ７１８Ｂによって誘導される磁場に概ね平行とすることができる。アンテナ７１８Ｂは、法線ベクトルが入射波のポインティングベクトルと概ね平行な螺旋進行波アンテナを含むことができる。アンテナは、ダイポールの一部として機能する気密パッケージを備えた非対称ダイポールアンテナとすることもできる。前述したように、アンテナは誘電体ロッドアンテナとすることができる。
１つまたは複数の実施形態では、アンテナハウジング６１２は、回路ハウジング６１０Ａおよび６１０Ｂに金ろう付けすることができる。１つまたは複数の実施形態では、アンテナハウジング６１２は、エポキシ、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）、または他のＲＦ透過性および保護性の材料を含むことができる。アンテナ７１８Ｂは、近接場で回路ハウジング６１０Ｂに結合することができ、例えばアンテナ７１８Ｃによって捕捉される電磁エネルギーの量を増加させるのに役立つ。
１つまたは複数の実施形態では、アンテナハウジング６１２は、ジルコニアまたはアルミナなどのセラミック材料を含むことができる。ジルコニアの誘電率は筋肉の誘電率に近いため、ジルコニアまたは他のセラミック材料を含む実施形態によって、アンテナ７１８が異なる組織の種類に囲まれている場合にアンテナ７１８のインピーダンスを安定化させ、インピーダンスの変化を減少させるのを助けることができる。セラミックハウジングを使用する場合、アンテナ７１８が低誘電率組織によって囲まれている間の電力伝達効率が増加する。この場合、アンテナ７１８は貫通部を有する単一のセラミック構造として構成することができる。
貫通部を使用してアンテナ７１８を接続する代わりに、回路ハウジング６１０の外部のアンテナから回路ハウジング６１０内の構造（例えば、別のアンテナ）に電力を伝達することができる。このエネルギーの伝達は、セラミック製キャップ１２６４を介して誘導的に起こり得るか、または行われ得る。セラミック製キャップ１２６４を使用して、回路ハウジング６１０Ｂの一端を封止することができる。１つまたは複数の実施形態では、回路ハウジング６１０Ｂの外部のアンテナハウジング６１２にループ構造または螺旋構造を封入することができる。身体外からの電磁エネルギーは、アンテナ７１８Ｂに伝達され、続いてアンテナ７１８Ｂは、回路ハウジング６１０Ｂ内のアンテナ７１８Ｃにそのエネルギーを伝達する。事実上、アンテナ７１８Ｂは、回路ハウジング６１０Ｂ内のアンテナ７１８Ｃへのリレーとして働く。パッケージ内のアンテナ７１８Ｃは、（例えば、パッド９３６を介して）回路７１６に接続することができる。
図１１Ｃは、例として、埋込み可能装置１２００Ｃのさらに別の実施形態の近位部分の透視図を示す。代替のアンテナ構造は、導体とは物理的に接続されていない複数のアンテナの使用を含む。例えば、ループ７１８Ｅは、一次アンテナとして機能することができる。ループ７１８Ｅは、（貫通部８３２を介して）回路７１６に接続することができる。１つまたは複数の周囲ループ７１８Ｄは、エネルギーを捕捉し、そのエネルギーを、近接場結合を通して一次アンテナ（ループ７１８Ｅ）に伝達することができる。より小さな複数のループと同じ付加的な断面積を有する、より大きな単一のループとは対照的に、より小さなループはそれぞれ、組織内にある間にそれらの自己共振周波数未満で動作させることができる。
図１２Ａは、例として、外部ハウジングを不可視として埋込み可能装置の内部回路を示す、埋込み可能装置１３００Ａの一実施形態の透視図を示す。図１２Ｂは、例として、図１２Ａにおいて「１２Ｂ」と表示された破線のボックス内の埋込み可能装置１３００Ａの一部分の分解図を示す。１つまたは複数の実施形態では、アンテナ７１８Ｆを回路ハウジング６１０Ｃ内に配置することができる。そのような実施形態では、回路ハウジング６１０Ｃの材料は、金属ではなく、ジルコニア、アルミナ、もしくはガラス、または他のセラミック材料などのＲＦ透過性材料で作製される。アンテナ７１８Ｆは、回路７１６の周りに巻かれたヘリカルアンテナとすることができる。このような構成によって、他の実施形態と比較してパッケージを小型化することができる。
図１２Ａおよび図１２Ｂに示す実施形態では、四極性の貫通部が回路ハウジング６１０Ｃの両側に位置している。このような構成によって、既に説明された他の実施形態と比較して、電極の数を（この場合８であるが、他の数の電極（例えば、１、２、３、４、５、６、７、９、１０、１１、１２、１３以上に）増やすことを可能にできる。
図１３Ａは、例として、埋込み可能装置の近位部分および取付け可能なタインのシステム１４００Ａの一実施形態の透視図を示す。図１３Ｂは、例として、図１３Ａの埋込み可能装置の近位部分および着脱可能なタインのシステム１４００Ｂの一実施形態の透視図を示す。図１３Ｃは、例として、タインが取り付けられた埋込み可能装置１４００Ｃの一実施形態の透視図を示す。タイン６１４は、例えば組織を捕捉することによる、埋込み可能装置の固定に使用することができる。線維組織への補助を増加させることで、さらに長期間固定することが可能となり、例えば埋込み物の移動防止に役立てることができる。しかしながら、例えば試行期間に使用される一時的な埋込みなど、タイン６１４による固定は有用ではない場合もある。試行期間とは、患者が適切な治療応答を有するかどうかを判定することであり得る。１つまたは複数の実施形態では、例えば患者から装置をより容易に取り外すことができるように、タイン６１４を試行期間中における埋込み物の貼付けをできないようにする。治療に対する適切な治療応答を示す試行期間が完了した後、図１３Ａ～図１３Ｃに示すように、タイン６１４を装置に追加することができる。
システム１４００Ａおよび１４００Ｂは、アンテナハウジング６１２に貼り付けられた、またはアンテナハウジング６１２と一体的に形成された取付構造１４６８を備えることができる。取付構造１４６８は、アンテナハウジング６１２の近位端に位置することができる。タイン６１４は、取付構造１４６８および／またはアンテナハウジング６１２を覆って嵌合するキャップ１４７０を備える構造の一部とすることができる。キャップ１４７０は、構造１４６８を覆って嵌合することができ、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示すように、タイン構造は、埋込み可能装置上でスライドすることができる。
タイン構造の近位端の非円形構造１４６６によって、埋込み可能装置の適所にタイン６１４をロックするのを補助することができる。構造１４６８によって、例えば対象となる生体構造に装置が配置されている間に、埋込み可能装置にタインを取り付けることが可能となる。構造１４６８とキャップ１４７０とを嵌合することによって、タイン６１４の回転（例えば、埋込み可能装置６００の長手軸の周り）をより困難にすることを補助することができる。いくつかの実施形態によれば、このように動きを限定することで、タイン６１４を定位置に保持することを有利に補助する。
図１４Ａは、例として、埋込み可能装置にタイン６１４を取り付けるためのシステム１５００Ａの一実施形態の透視図を示す。図１４Ｂは、例として、図１４Ａのシステムの透視図を示し、タイン６１４が回路ハウジング６１０に接近して押し込まれている。図１４Ｃは、例として、図１４Ｂのシステムの透視図を示し、タイン６１４が回路ハウジング６１０に取り付けられている。
タイン６１４は、例えば少なくとも解剖学的構造の表面まで延在する縫合糸１４７６（例えば、患者の身体の外部に延在することができるようなものなど）を使用して、埋込み可能装置６００の近位部分に誘導することができる。キャップ１４７０は、タイン６１４を縫合糸１４７６の周りに嵌めることができる開口部を、内部に有することができる。縫合糸１４７６を内部に通す中空プッシュロッド１４７２を使用して、図１４Ａ～図１４Ｃに示すように、組織を通してタイン６１４を適所に押し込み、埋込み物に取り付けることができる。縫合糸１４７６は緊張状態に保持することができる。タイン６１４およびプッシュロッド１４７２は、縫合糸１４７６が緊張状態に保持されている間に挿入することができる。縫合糸１４７６は、埋込み可能装置６００への誘導を行うと同時に、張力も提供し、その張力に逆らってタイン６１４を取り付けることができる。
図１５Ａは、例として、埋込み可能装置にタイン６１４を固定するシステム１６００Ｂの一実施形態の斜視図を示す。図１５Ｂは、例として、図１５Ａの「１５Ｂ」と表示された破線のボックスに対応する領域の一実施形態の分解図を示す。取付構造１４６６は、非円形の対称形状（立方体もしくは六角形、または他の多角形）あるいは非対称形状を含むことができる。取付構造１４６６は、埋込み可能装置６００の近位端において成型することができる。プッシュロッド１４７８（例えば、嵌合ソケット装置を備えることができるもの）を使用して、タイン６１４を含む構造体を回転させることができる。構造体１４６６に取り付けられている間にプッシュロッド１４７８を回転させることにより、タイン６１４を適所にロックすることができ、例えば埋込み可能装置６００の埋込み後の移動防止に役立てることができる。プッシュロッド１４７８は、内部を貫通する孔１４８４を有することができる。縫合糸１４７６（例えば、埋め込まれた装置に取り付けられた縫合糸）を孔１４８４に通すことで、プッシュロッド１４７８を取付構造１４６６に誘導することができる。そのような実施形態では、配置中の埋込み物の電極アレイの深さ、角度、回転、および／または湾曲方向の制御を補助することができる。
図１５Ｃは、例として、埋込み可能装置６００を操舵するシステム１６００Ｃの一実施形態の斜視図を示す。埋込み可能装置６００は、それに取り付けられた縫合糸１４７６を備える。縫合糸１４７６は、孔１４８４に通すことができる。縫合糸１４７６は、埋込み可能装置６００にプッシュロッド１４７８を誘導することができ、それによって例えば多角形の取付機構を取付構造１４６６によってプッシュロッドの端部に配置することができる。
図１５Ｄは、例として、システム１６００Ｃの一部であるシステム１６００Ｄの一部の一実施形態の分解図を示す。取付構造１４８５は、取付構造１４６６と嵌合するように構成される。図１５Ｅは、例として、縫合糸１４７６上のプッシュロッド１４７８を備えるシステム１６００Ｅの分解図を示す。
プッシュロッド１４７８によって所望の方向にモーメントを加えることで、埋込み物（例えば、埋込み可能装置６００）を操舵する能力を得ることができる。これによって、例えば埋込み物またはカテーテルが正しい位置にない場合に、作業者が埋込み物をカテーテルから体外に（例えば、カテーテルまたは患者の外に）引き出すことができる。埋込み物が正しい位置にあるとき、例えば、ソケットドライバのような、ベアリングに結合されたボタンであって、押圧されるとベアリングを解放し、プッシュロッド１４７８を埋込み物から解放することを可能にするボタンを有し得る機構を使用して、埋込み物を解放することができる。１つまたは複数の実施形態では、例えば埋込み物を活性化することによって埋込み物の位置決めを試験するために使用可能な、埋込み物にエネルギーを伝達するためのマイクロ波導波管として、プッシュロッド１４７８を使用することができる。
埋込み可能装置は、カテーテル内に位置することができる。プッシュロッド１４７８は、取付構造１４６６に取り付けることができる。このプッシュロッド１４７８は、その遠位部分を横方向に貫通する穿孔１４８２を備えることができる。次に、プッシュロッド１４７８をカテーテル内に（患者の身体内に）押し込むことができ、埋込み可能装置が所望の深さまで移動したとき、横方向に延在する穿孔１４８２を通して挿入ハンドル１４８０を配置でき、埋込み可能装置を所望の方向に向けるようにプッシュロッド１４７８を回転させることができる。
図１５Ｆは、例として、埋込み可能装置６００からプッシュロッド１４７８を取り外すためのシステム１６００Ｆの一実施形態の斜視図を示す。第２のプッシュロッド１４６７は、孔１４８４に（例えば、縫合糸１４７６に沿って）挿入することができる。第２のプッシュロッド１４６７は、例えば取付構造１４６６において、埋込み可能装置６００と接触することができる。１つまたは複数の実施形態では、第２のプッシュロッド１４６７は適所に保持され、一方で第１のプッシュロッド１４７８は、埋込み可能装置６００からプッシュロッド１４７８を分離するように引き込まれる。１つまたは複数の実施形態では、第２のプッシュロッド１４６７は、記憶金属材料（例えば、ニチノール）または他の金属もしくは金属合金などの金属で作製することができる。
図１６Ａは、例として、縫合糸固定システム１０００Ａの一実施形態の図を示す。図示のシステム１０００Ａは、中空ロッド部１４７９、ハンドル１４８１、戻り止め１４８３、および雌型嵌合構造１４８５を備えるプッシュロッドと、雄型嵌合構造１４８７と、縫合糸１４７６とを備える。プッシュロッドは、プッシュロッド１４７８に関して説明したように使用することができる。１つまたは複数の実施形態では、雄型嵌合構造１４８７は雄ルアーキャップとすることができる。１つまたは複数の実施形態において、雌型嵌合構造１４８５は雌ルアーねじ山を有することができる。構造１４８７が構造１４８５と結合される（例えば、構造１４８５にねじ込まれる）と、構造１４８７のテーパ開口部１４９３が、嵌合するテーパ構造１４９５に圧力をかけ、例えばテーパ構造１４９５を圧迫し、機械的圧力を縫合糸に加えることで、縫合糸１４７６をプッシュロッドに機械的に固定して、例えばプッシュロッドを特定の位置に固定する。
図１６Ｂは、例として、雌型嵌合構造１４８５（雌型嵌合構造１４８５は図１６Ｂにおいてほとんど閉鎖されている）に取り付けられた雄型嵌合構造１４８７を備えるシステム１０００Ｂの一実施形態の図を示す。縫合糸１４７６は、図１６Ｂのプッシュロッドに固定されている。
図１７Ａ、図１７Ｂ、および図１７Ｃは、例として、埋込み可能装置のタイン６１４を展開するシステム１７００Ａ、１７００Ｂ、および１７００Ｃの一実施形態の斜視図を示す。試行期間中、キャップ１４８６は、タイン６１４を非展開位置に保つためにタイン６１４を囲むことができる。キャップ１４８６は、埋込み物への電力供給または埋込み可能装置のアンテナへの他の信号による妨害の防止を助けるために、ＲＦ透過性材料を含むことができる。キャップ１４８６は、縫合糸１４７６に接続することで、例えば縫合糸１４７６を引っ張ることによるタイン６１４の容易な展開を可能にできる。キャップ１４８６は、例えば縫合糸１４７６をガイドとして使用して、組織を通して回収することができる。あるいは、キャップ１４８６は、キャップ１４８６を身体内に残すことができ、さらにキャップ１４８６が時間と共に劣化し、最終的にタイン６１４を露出させるように、生体吸収性材料から構成することができる。
図１８は、例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられたタイン展開システム１８００の一実施形態の斜視図を示す。埋込み可能装置は、複数の縫合糸１４８８および１４９０に接続することができる。１つの縫合糸１４９０を使用して埋込み可能装置を抜去することができ、１つの縫合糸１４８８を使用してタイン６１４を展開することができる。縫合糸１４８８および１４９０は、同心円であってよく、または並んでいてもよい。１つまたは複数の実施形態では、１つの縫合糸１４８８または１４９０のみが使用される。一実施形態では、患者が装置の取り外しを必要としないことが分かっている場合、縫合糸１４８８のみを備えることができる。一実施形態では、タインを展開する必要がない場合、または既に展開している場合に、縫合糸１４９０のみを備えることができる。縫合糸１４９０は、埋込み可能装置６００を身体から除去するために引っ張ることができる。
図１９は、例として、縫合糸１４８８上に放射線不透過性マーカ１４９２を有する、図１８の縫合糸およびタイン展開システム１８００の一実施形態の斜視図を示す。縫合糸１４８８はまた、放射線不透過性マーカ１４９２を有することもできる。これによって、縫合糸１４８８がＸ線透視下で見えるようになり、その結果、縫合糸１４８８は、埋込み後に皮膚表面下での位置を特定することができる。例えば画像ガイダンスを用いて行えるように、皮下の縫合糸１４８８上に引っかけるためのツールを使用することができる。縫合糸１４８８が破損した場合、放射線不透過性マーカ１４９２は、医師が抜去器具を誘導し、埋込み物の近位端を把持するのに役立ち、および／または破損した縫合糸の位置、ならびに縫合糸１４８８が破損していることを医師に示すのに役立つ。
図２０は、例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられた縫合糸を備えるシステム２０００の一実施形態の斜視図を示す。縫合糸１４９０は、埋込み可能装置６００の近位端、回路ハウジング６１０、アンテナハウジング６１２、または埋込み可能装置６００の別の位置を含み得る１つまたは複数の位置で、埋込み物に取り付けることができる。複数の接続ポイントによって、接続を強化するのを助けることができる。複数の接続ポイントによって、抜去中に埋込み物の近位部分を操舵することを助けることができる。
図２１は、例として、埋込み可能装置の近位部分に取り付けられた複数の縫合糸１４９０の一実施形態の斜視図を示す。複数の縫合糸１４９０を、例えば、埋込み可能装置の近位端の周囲に取り付けることができる。そのような複数の縫合糸を用いて、埋込み可能装置の抜去中の操舵を補助することができる。
図２２Ａは、例として、縫合糸２２９２と埋込み可能装置の近位部分とを有するシステム２２００Ａの一実施形態の斜視図を示す。図２２Ｂは、例として、図２２Ａの埋込み可能装置に取り付けられた縫合糸２２９２の一実施形態の斜視図を示す。図２２Ｃは、例として、縫合糸２２９２と埋込み可能装置の近位部分とを有するシステム２２００Ｃの一実施形態の斜視図を示し、縫合糸が埋込み可能装置に取り付けられている。図２２Ｄは、例として、タイン６１４が展開された状態の、縫合糸２２９２およびタイン展開機構の一実施形態の斜視図を示す。縫合糸２２９２は、複数の位置で埋込み可能装置に取り付けることができ、例えば連結を強化し、抜去中の埋込み可能装置における近位端の操舵を補助することができる。抜去のために、縫合糸２２９２は、皮膚表面またはその近傍などにおいてロッドに接続することができ、ロッドはダイレータの遠位端を通って引き出すことができる。ダイレータを押しながらロッドを引っ張ることによって、埋込み可能装置にチャネルを形成することができる。このチャネルは、埋込み可能装置の抜去に使用することができる。
図２３Ａは、例として、把持機構に取り付けられたロッド２３９６を備えるシステム２３００Ａの一実施形態の透視図を示す。図２３Ｂは、例として、開位置にある把持機構２３９４の一実施形態の斜視図を示す。図２３Ｃは、例として、閉位置にある把持機構２３９４の一実施形態の斜視図を示す。
縫合糸１４８８の近位端が皮下である場合、把持機構２３９４を使用して縫合糸１４８８の近位端を把持し、縫合糸１４８８を効果的に延長させて皮膚を通過させることができる。次いで、この延長部分を、ダイレータを介して供給することで、例えば埋込み可能装置に対してダイレータを位置決めすることができる。縫合糸を引っ張って埋込み可能装置を取り外すことが不適切な場合には、または縫合糸がもはや存在し得ない長期的な埋込みの場合には、埋込み可能装置の回収のために機械的器具を使用することができる。機械式ロッド２３９６型の把持器具（図２３Ａ参照）をカテーテル内に挿入することができる。器具の遠位先端部では、把持機構２３９４がロッド２３９６から延出し、埋込み可能装置の近位端または縫合糸１４８８を固定することができる。把持機構２３９４は、例えばてこの力が強い、ばね荷重式のものとすることができ、それによって、医師が埋込み可能装置を取り外すのに十分な引っ張り力を加えることができるように把持機構２３９４の爪部２３９８と埋込み可能装置または縫合糸との間に適切な摩擦をもたらすことができる。あるいは、把持機構２３９４は、シャープペンシルと同様のラチェットベースの保持機構を備えることができる。
図２４Ａは、例として、埋込み可能装置２４０２を成形するための成形システム２４００Ａの一実施形態の透視図を示す。図２４Ｂは、例として、動作中のシステム２４００Ａを備えるシステム２４００Ｂの一実施形態の透視図を示す。埋込み可能装置６００について考察する。電極６０４は、互いに対して湾曲し、標的神経または他の解剖学的構造に沿って延在することができる。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置６００のこの湾曲は、埋込み可能装置６００の本体内のリードを通って貫通する湾曲スタイレットを使用して行うことができる。この湾曲スタイレットによって、医師が電極アレイの先端を正しい位置および／または方向に向けることを可能にできる。
無線のリードレス埋込み可能装置２４０２の場合の、別の技術をここに示す。図２４Ｂに示すように、あらかじめ形成された湾曲記憶ワイヤ２４０４（例えば、ニチノールまたは他の記憶金属）と埋込み可能装置２４０２とを一体化させることができる。ワイヤ２４０４の湾曲は、特定の解剖学的標的に理想的となるようにあらかじめ決定することができる。埋込み可能装置２４０２は湾曲しているが、容易にまっすぐにして埋込み用の直線状のカテーテルに適合させることができる。埋込み可能装置が標的解剖学的部位においてカテーテルまたは他の送達デバイスから出るとき、記憶ワイヤ２４０４によって提供される埋込み可能装置２４０２の固有のバイアスによって、埋込み可能装置を湾曲させる。埋込み可能装置に一時的に接続されたプッシュロッド（例えば、プッシュロッド１４７８）は、医師が正しい湾曲の向きで埋込み可能装置２４０２を正しい位置に導くことを可能にするのに役立つ。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置の屈曲または湾曲は、埋込み可能装置を特定の形状に成形（例えば、リフロー）することによって形成することができる。
図２５Ａは、例として、埋込み可能装置、すなわち埋込み物２５００Ａの内部導管内のスタイレット２５０６の一実施形態の透視図を示す。例えば図２４Ａおよび図２４Ｂに関連して説明したように、埋込み可能装置内部のチャネル内の記憶ワイヤ２４０４を使用して対象となる生体構造を適切に湾曲させる代わりに、スタイレット２５０６を、埋込み可能装置を通って遠位端６０６まで進む連続的なチャネルに挿入することができる。あるいは、図２５Ｂに示すように、スタイレット２５０６は、回路ハウジング６１０の周りで湾曲させることができ、または埋込み可能装置６００がチャネルを有することができ、それによってスタイレット２５０６が回路ハウジング６１０内の回路７１６の周りで湾曲することができる。あるいは、回路７１６内を通過する、または回路７１６の周りのチャネルをスタイレット２５０６が通過することができるように、チャネルを気密パッケージに含めることができる。次いで、医師は、リード型電極アレイと同様に電極アレイを制御することができる。スタイレット２５０６は、プッシュロッドおよびカテーテルを使用するか、または埋込み前に埋込み可能装置にスタイレット２５０６を位置させることによって、適切な位置に位置させることができる。記憶ワイヤ２４０４を使用する代わりに、例えば型を使用して埋込み可能装置６００を成形（例えば、リフロー）することによって、埋込み可能装置６００を成形することができる。
図２６Ａは、例として、埋込み可能装置を誘導するシステム２６００Ａの一実施形態の透視図を示す。図２６Ｂは、例として、図２６Ａのシステム２６００Ａを備えるシステム２６００Ｂの一実施形態の透視図を示し、埋込み可能装置内にスタイレットを示すために透過部分を有する。図２６Ｃは、例として、図２６Ａおよび図２６Ｂのシステムの操舵機構２６００Ｃの一実施形態の分解図を示す。図２６Ａは、電極６０４の対向する側に２つのスタイレット２５０８および２５１０を備える無線の埋込み可能装置上の、操舵可能な電極６０４を示す。スタイレット２５０８および２５１０は、少なくとも部分的に、各チャネル２５１４に挿入することができる。チャネル２５１４は、スタイレット２５１０および２５０８を部分的または完全に囲むことができ、それによって電極６０４の構造内にスタイレット２５１０および２５０８を少なくとも部分的に囲むことができる。チャネル２５１４は、埋込み可能装置の先端（遠位端６０６）周辺まで延在することができる。スタイレット２５０８および２５１０のうちの１つに力を加え、他のスタイレット２５０８および２５１０にかかる力を少なくすることによって、埋込み可能装置の遠位端６０６が操舵される。例えば、遠位端の方向で左スタイレット２５０８に力を加えると、関連するチャネル２５１４内のスタイレット２５０８の長さが増加するため、電極アレイ先端が右に曲がる。
スタイレット２５０８および２５１０は、遠位先端部２５１２に一時的に取り付けることができる。スタイレット２５０８／２５１０に十分な力を加えることによって、スタイレット２５０８／２５１０を一時的な取付けから取り外し、身体から取り出すことができる。別の場合には、操舵機構２６００Ｃは、試験電極または試験電極のアレイとして使用することができる。電極アレイが患者に残される場合、トリマーを使用して、電極６０４に接触しない二重スタイレットの長さを切断することができる。１つまたは複数の実施形態では、操舵機構２６００Ｃが患者の中にある間に患者の身体が操舵機構を分解するように、操舵機構２６００Ｃを生分解性材料で作製することができる。１つまたは複数の実施形態において、電極６０４ならびに二重スタイレット２５０８および２５１０は、カテーテルを介して患者に挿入される。この場合のカテーテルは、２つの同心円状の材料で作製することができる。内側の同心円状の材料は、別の工具を挿入する必要なく二重スタイレットの延長部分を切断するような方法でねじられるか、または操作することができる。
図２７Ａは、例として、システム２７００Ａの遠位部分の一実施形態の分解図を示し、埋込み可能装置６００と、埋込み可能装置６００を湾曲させるためのガイド機構２７１６とを備える。図２７Ｂは、例として、システム２７００Ｂの遠位部分の一実施形態の分解図を示し、図２７Ａのガイド機構２７１６がカテーテル２７１８内に位置した状態のカテーテル２７１８を含む。方向変換ウェッジを備えるガイド機構２７１６を使用して、埋込み可能装置６００の方向を誘導することができる。ガイド機構２７１６は、埋込み可能装置６００の輪郭に一致する湾曲を有することができる。プッシュロッドを使用して、ガイド機構２７１６に沿って埋込み可能装置を前進させることができる。埋込み可能装置６００がガイド機構の端部に押し込まれると、ガイド機構２７１６の曲線（例えば、ウェッジ）によって、湾曲した向きに埋込み可能装置６００を向け直す。埋込み可能装置６００が曲線を横切って押し込まれるときに、結果として得られる埋込み可能装置の曲線が、対象となる生体構造の曲線と一致するように、ガイド機構２７１６の曲線を構成することができる。
埋込み可能装置６００が湾曲した先端に沿って前進すると、ガイド機構２７１６の先端の曲線は、埋込み可能装置６００をガイド機構２７１６の湾曲と同じ湾曲で曲げさせる。ガイド機構２７１６は、対象となる生体構造の近くのカテーテル２７１８を使用して配置することができ、これによって例えば、対象となる生体構造へのより良好な刺激または改善された電極インピーダンスを提供する際の湾曲から利益を得ることができる。ガイド機構２７１６は、埋込み可能装置６００と共にカテーテル２７１８内に嵌合するように構成することができる。ガイド機構２７１６は、ガイド機構２７１６の湾曲した先端の位置を示すマーキング（例えば、放射線不透過性のマーキングまたは他のマーキング）を有することができる。このマーキングを使用して、湾曲した先端がカテーテル２７１８の先端を越えて展開されているかどうか、および／またはガイド機構２７１６がカテーテル２７１８もしくは対象となる生体構造内に適切に配置されているかどうかを判定することができる。
図２８は、例として、対象となる生体構造内に埋込み可能装置１１０を配置するシステム２８００の一実施形態の斜視図を示す。図２８に示される対象となる生体構造は、Ｓ３孔２８２０である。埋込み可能装置６００は、カテーテル２７１８を使用して対象となる生体構造２８２０に注入することができる。埋込み可能装置６００は、カテーテル２７１８を通って送達されるような大きさとすることができる。１つまたは複数の実施形態において、カテーテル２７１８は、４Ｆから１０Ｆの範囲（例えば、４Ｆ～７Ｆ、５Ｆ～９Ｆ、６Ｆ～１０Ｆ、４Ｆ～６Ｆ、８Ｆ～１０Ｆ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）とすることができる。図２８の例では、埋込み可能装置６００は、仙骨神経に近い位置に第３仙骨孔（すなわち、Ｓ３孔）を介して注入することができ、例えばそれによって失禁、尿意切迫、便失禁、便秘、および／または骨盤痛の治療に役立てることができる。あるいは、埋込み可能装置６００は、例えば、脊髄を取り囲む軟組織を介して後根神経節もしくは末梢神経に注入して痛みを治療することができ、または脳深部刺激のために頭蓋骨の穴を介して注入することができる。
図２９は、例として、埋込み可能装置６００を身体内に配置するためのカテーテル２７１８およびダイレータ２９２２を備えるシステム２９００の一実施形態の透視図を示す。１つまたは複数の実施形態では、標的神経へのアクセスは、最初に中空針（図示せず）を使用して、例えば画像ガイダンス（例えば、Ｘ線透視、超音波など）の下で実行することができる。針は、位置決めを補助するために、その上に放射線不透過性マーカを有することができる。医師は、針を通して電流を送って適切な生理学的応答をテストし、針が確実に適切な位置にあることを補助してもよい。針の十分な配置が確立された後、針を通して、ガイドワイヤを針の遠位先端まで挿入することができる。次いで、ガイドワイヤを適所に保持した状態で針を引き込むことができる。次に、中空ダイレータ２９２２をカテーテル２７１８の内部に配置する。次いで、カテーテル２７１８とダイレータ２９２２との組合わせをガイドワイヤ上に配置し、対象となる生体構造への拡張チャネルを生成するために使用することができる。その後、ダイレータ２９２２およびガイドワイヤを除去することができる。残りのカテーテル２７１８は、対象となる生体構造にアクセスするためのトンネルを形成し、このトンネルを通って、埋込み可能装置６００を適切な位置に位置付け、配向、またはその他配置することができる。
図３０は、埋込み可能装置６００を体内に配置するための別のシステム３０００の一実施形態の斜視図を一例として示す。プッシュロッド３０２４は、カテーテル２７１８を介して埋込み可能装置６００を対象となる生体構造に押し込むために使用され得る。プッシュロッド３０２４は、埋込み可能装置に接続された縫合糸がプッシュロッド３０２４を通過できるように、中空であり得る。縫合糸の近位端は、患者の皮膚表面の上に留まり得る。埋込み可能装置６００は、カテーテル２７１８内に配置され、プッシュロッド３０２４に接続された近位端を有し得る。プッシュロッド３０２４は、１つまたは複数の実施形態では、前述したようなソケット駆動機構を含む。プッシュロッド３０２４の近位端に力が加えられ、埋込み可能装置６００を解剖学的位置に案内する。プッシュロッド３０２４は、医師がカテーテル２７１８をたぐり寄せて除去している間に、埋込み可能装置６００を設定された位置で保持するために使用され得る。この動作は、１つまたは複数の実施形態では、露出されたときに膨張するタイン６１４を展開する。プッシュロッド３０２４は、埋込み可能装置６００を適所に残した状態で、取り外され得る。タイン６１４によって得られる移動に対する抵抗が、埋込み可能装置をプッシュロッドから分離するのに適切であり得るか、または、ボタンおよびベアリングもしくはボタンおよびコネクタ装置のような解放機構が、プッシュロッド３０２４を埋込み可能装置６００から解除するのに使用され得る。いくつかの実施形態では、例えば、プッシュロッド３０２４から埋込み可能装置６００を分離するために、第２のプッシュロッドがプッシュロッド３０２４に挿入され得る。（例えば、図１５Ｆを参照）。
この処理の部分を図３１Ａ、図３１Ｂ、図３１Ｃ、および図３１Ｄに示す。図３１Ａのシステム３１００Ａは、埋込み可能装置６００の近位端に取り付けられたプッシュロッド１４７８および縫合糸１４８８を示す。図３１Ｂのシステム３１００Ｂは、縫合糸１４８８上のプッシュロッド１４７８を示し、埋込み可能装置６００の近位端の取付構造１４６６およびカテーテル２７１８に取り付けられる。図３１Ｃのシステム３１００Ｃは、カテーテル２７１８内の埋込み可能装置を示す。図３１Ｄのシステム３１００Ｄは、埋込み可能装置６００がカテーテル２７１８の遠位端から出ていることを示している。カテーテル２７１８の遠位端は、タインを埋込み可能装置６００の中心に向かって押圧し、カテーテル２７１８から出た後に完全に伸長する位置まで解放され得る。縫合糸１４８８は、その上に放射線不透過性マーカ１４９２を含み得る。埋込み可能装置６００は、例えば、記憶ワイヤを使用することを含み得る、予め湾曲した位置にあるものとして示されている。
図３２Ａは、例として、対象となる生体構造（例えば、この例では、Ｓ３孔２８２０）に位置決めされたシステム３１００Ａを含むシステム３２００Ａの一実施形態の斜視図を示す。システム３２００Ａは、一部がカテーテル２７１８の外側にあり、一部がＳ３孔２８２０を通る埋込み可能装置６００を含む。プッシュロッド１４７８は、少なくとも一部がカテーテル２７１８内にあり、縫合糸１４８８は患者の体外に延びる。システム３２００Ａは、一部がカテーテル２７１８の外側にあり、一部がＳ３孔２８２０を通る埋込み可能装置６００を含む。プッシュロッド１４７８は、少なくとも一部がカテーテル２７１８内にあり、縫合糸１４８８は患者の体外に延びる。図３２Ｂは、例として、対象となる生体構造に位置決めされたシステム３２００Ａを含むシステム３２００Ｂの一実施形態の斜視図を示しており、カテーテル２７１８およびプッシュロッド１４７８が除去された状態を示している。縫合糸１４８８は、患者の皮膚３２２６の表面を越えて延びた状態で示されている。
図３２Ｃは、例として、図３２Ｂの「３２Ｃ」と付された破線のボックス内のアイテムの近位部分の分解図を示す。近位部分３２００Ｃは、縫合糸１４８８上のループを通る保持装置３２２８を含む。保持装置３２２８は、確実に縫合糸１４８８の少なくとも一部が患者の体外に留まるようにすることができる。このような構成は、埋込み可能装置６００が患者から取り外される場合に、確実に縫合糸１４８８に容易にアクセスできるようにするのを助ける。
本明細書で述べる埋込み可能装置は、ソース１０２に関して、および本明細書の他の場所で述べるような中距離場電力供給技術を使用して電力供給され得る。本明細書で述べる中距離場電力供給技術は、内臓深部にあり得るような埋込み可能装置への効率的な電力伝送を提供し得る。中距離場電力供給技術は、電力信号を操舵または集束させる能力を提供し得る。
図３３Ａは、例として、埋込み可能装置抜去システム３３００Ａの一実施形態の斜視図を示す。図示されているシステム３３００Ａは、延長縫合糸３３３０が通った針３３３２を含む。針３３３２の遠位端において、延長縫合糸３３３０は突き出ることができ、埋込み可能装置６００に取り付けられた縫合糸１４８８に接続され得る。
延長縫合糸３３３０は、埋込み可能装置６００に取り付けられた縫合糸１４８８に結ばれるか、それ以外の方法で接続され得る。このようなシステムは、保持装置３２２８がない場合、または縫合糸１４８８が完全に患者の体内にある場合に、患者の身体から埋込み可能装置６００を抜去することができるようにする。図３３Ｂは、例として、埋込み可能装置抜去を支援するための交絡縫合糸の一実施形態の分解図を示す。この図は、結び合わされるか、または他の方法で接続された縫合糸３３３０、１４８８を示している。図３３Ｃは、例として、図３３Ｂのシステムの一実施形態の分解図を示しており、針３３３２が交絡縫合糸上に位置する状態を示している。針３３３２は、縫合糸１４８８によって埋込み可能装置６００へと案内され得る。
図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃ、および図３４Ｄはそれぞれ、例として、埋込み可能装置抜去システム３４００Ａ、３４００Ｂ、３４００Ｃ、３４００Ｄの一実施形態の斜視図を示す。システム３４００Ａは、埋込み可能装置６００に皮膚を通して挿入された針３３３２を有するシステム３３００Ｃと同様である。縫合糸１４８８の近位端は、延長縫合糸３３３０に取り付けられる。図３３Ａ～図３３Ｃの実施形態では、延長縫合糸３３３０は、針３３３２に予め通される。しかしながら、針３３３２は、延長縫合糸３３３０が縫合糸１４８８に連結された後に、延長縫合糸３３３０まで延ばされ得る。
縫合糸３３３０および縫合糸１４８８がしっかりと接続された後、医師（または他の手術要員）は、接続された縫合糸が緊張状態なるまで、これらの縫合糸を引っ張ることができる。針３３３２は、その後、縫合糸１４８８を緊張状態で維持しながら挿入され得る。縫合糸１４８８は、埋込み可能装置６００へのガイドとして使用される。図３４Ａは、この手順が完了した後の一実施形態を示す。
針３３３２は、図３４Ｂに示されるように、取り外されて、ダイレータ３３３４と置き換えられ得る。ダイレータ３３３４は、針３３３２上に配置され得、次に、針３３３２が取り外されて、ダイレータ３３３４は、例えば、縫合糸１４８８を緊張させたまま（例えば、図１６Ａ～図１６Ｂに関して述べた１つまたは複数の構造、手動圧力等を使用して）皮膚を通して配置され得る。針３３３２は、ダイレータ３３３４の内径よりも小さい外径を含む。
埋込み可能装置６００の最大直径より大きな内径を有するカテーテル２７１８が患者に挿入され得るまで、より大きなダイレータを使用して組織が拡張され得る。タイン６１４を含むいくつかの実施形態では、タイン６１４は、埋込み可能装置６００の最大直径を有する部分である。このような実施形態では、カテーテル２７１８および／またはダイレータ３３３４の内径は、タイン６１４の有効径よりも大きくしなければならない。図３４Ｃは、埋込み可能装置６００および縫合糸１４８８の一部におけるカテーテル２７１８および／またはダイレータ３３３４を示す。
カテーテル２７１８は、例えば、カテーテル２７１８が後退しないようにするのを助けるために、所定位置で保持され得る。埋込み装置６００をカテーテル２７１８を通して身体から抜去することができるように、縫合糸３３３０および／または縫合糸１４８８に引張力が加えられ得る。図３４Ｄは、身体から抜去されているときのカテーテル２７１８内の埋込み可能装置６００を示す。その後、カテーテル２７１８は身体から取り外され得る。
図３５Ａおよび図３５Ｂは、例として、別の埋込み装置抜去システム３５００Ａ，３５００Ｂの一実施形態の分解図をそれぞれ示す。再び、保持装置３２２８が取り外され、および／または紐が体内に引き込まれた場合、縫合糸１４８８を見つけるために、（縫合糸１４８８上の放射線不透過性マーカを使用して）透視が使用され得る。これらの放射線不透過性マーキングは、手術要員が縫合糸１４８８を体内に配置する手助けとなり得る。図３５Ａに示されているように、針３３３２は、縫合糸１４８８への開口部を開けるために（例えば、透視下で）使用され得る。開口部は、図３５Ｂの破線３５３８によって示されている。機械的把持具３５３６は、針３３３２によって形成された孔に投入され得る。把持具３５３６は、縫合糸１４８８を機械的に把持することができ、縫合糸１４８８を身体から引き抜くために使用され得る。図３３Ａ～図３３Ｃおよび図３４Ａ～図３４Ｄに関連して述べたのと同様のプロセスを用いて、（延長縫合糸３３３０の有無に関係なく）埋込み可能装置６００を抜去することができる。
Ｂ．中空管を含む埋込み可能刺激装置
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能刺激装置は、スタイレットまたは他の案内装置が挿入され得る管（例えば、そこを通るチャネルを含むような中空の管状要素）を含む。１つまたは複数の実施形態では、管は、特定のまたは所望の位置に装置を配置するのに役立てるために、および／または装置の一部を組み立てるのを支援するために使用され得る。
１つまたは複数の実施形態は、埋込み可能装置の近位端から埋込み可能装置の遠位端または遠位端の近傍まで延びるように、埋込み可能装置の実質的に全長を横切る中空管を含み得る。中空管は、埋込み可能装置の製造を支援し得る。追加的に、または代替的に、中空管は、埋込み可能装置を組織近くの特定の位置に、または患者の体内に位置決めする手助けとなり得る。中空管は、内部にスタイレットを配置するのに十分な大きさの開口部を含み得る。
埋込み可能装置は、適切に配置することが困難であり得る。体内の所望の位置に埋込み可能装置を操舵することは困難であり得る。
装置のほぼ全体または全体を通って、例えば、遠位端の外側ケーシングの内側面まで延びる中心管の追加は、装置を適所に押し込むことに対する懸念を軽減するのに役立ち、また、リードを含まない装置を配置することも可能である。
このような埋込み可能装置の構成により、スタイレットを装置の遠位先端に挿入することが可能になり、リードを含まない埋込み可能装置を正確に配置することが可能になる。このような中空管を使用すると、装置および／またはプッシュロッドを案内するのに役立てるために使用されるシースは不要であり得る。
また、中空管は、装置の製造を支援するのに役立ち得る。遠位貫通導体は、中空管を使用して、中空管が既に所定位置でろう付けされた状態で回路アセンブリに取り付けられ得る。回路ハウジングおよび／またはアンテナハウジングは、中空管を使用して、中空管の遠位貫通フランジおよび／または近位フランジの上の所定位置に配置され得る。近位貫通導体は、過剰な導体長さによって装置の回路に取り付けられ得る。過剰な導体長さは、装置アセンブリにおけるサービスループとしての機能を果たし得る。中空管は、回路ハウジングおよび／またはアンテナハウジングをろう付けおよび／または溶接のための最終位置に位置決めする手助けとなり得る固定具としての機能を果たし得る。
図３６は、例として、少なくとも部分的に埋込み可能な生体適合性装置３６００の一実施形態を示す。図示されている装置３６００は、外側ケーシング３６０２と、電極３６０４Ａ、３６０４Ｂ、３６０４Ｃ、３６０４Ｄと、管部分３６０６Ａ、３６０６Ｂ（いくつかの実施形態では管孔３８３２Ａ（図３８参照）を備える中空管と、回路３６０８と、回路ハウジング３６１６と、遠位貫通部３６１２Ａ、３６１２Ｂと、近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂと、アンテナハウジング３６１８と、アンテナ３６１０と、貫通板３６２０、３６２４と、端板３６２２とを含む。
遠位貫通部３６１２Ａ、３６１２Ｂは、貫通部８２４と同様であり得る。近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂは、貫通部８２２と同様であり得る。回路３６０８は、例えば、図５に示されているもののうちの１つまたは複数の構成要素を含み得る。回路３６０８は、図９に示されているように、回路ハウジング６１０Ａ内の構成要素と同様であり得る。アンテナ３６１０は、アンテナ７１８Ａ～７１８Ｅ、またはアンテナ１０８のような埋込み可能装置１１０に関して述べた他のアンテナと同様であり得る。外側ケーシング３６０２は、本体部分６０２と同様であり得る。電極３６０４Ａ～３６０４Ｄは、電極Ｅ０～Ｅ３と同様であり得る。回路ハウジング３６１６は、回路ハウジング６１０Ａ、６１０Ｂと同様であり得る。アンテナハウジング３６３０は、アンテナハウジング６１２と同様であり得る。
複数の電極３６０４Ａ、３６０４Ｂ、３６０４Ｃ、および３６０４Ｄ（例えば、リング電極）は、外側ケーシング３６０２上に露出される。電極３６０４Ａ～３６０４Ｄを回路３６０８に接続する導体およびいくつかの遠位貫通部は、図３６には、図を不明瞭にしないように図示されていない。外側ケーシング３６０２は、シリコンまたは熱可塑性エラストマーを含み得るような誘電材料を含み得る。
中空管部分３６０６Ｂは、装置３６００の近位端３６２６から貫通板３６２４の近位側に延びている。中空管部分３６０６Ａは、貫通板３６２４の遠位側から装置３６００の遠位端３６２８まで延びている。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ａ、３６０６Ｂは、結合して、装置３６００の近位端から装置３６００の遠位端３６２８まで延びる中空管を形成する。
１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、装置の電極アセンブリ（例えば、外側ケーシング３６０２、その上の電極３６０４Ａ～３６０４Ｄ、および電極に取り付けられた導体）に貼り付けられ得る。１つまたは複数の他の実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、外側ケーシング３６０２内に配置されてよく、外側ケーシング３６０２に貼り付けられなくてもよい。このような実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、貫通板３６２４に貼り付けられ得る。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、ＭＰ３５Ｎ、ニチノール、または他の記憶金属のような可撓性材料で作られ得る。１つまたは複数の他の実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ（登録商標）材料のような熱可塑性材料で作られ得る。中空管部分３６０６Ａに可撓性材料を使用することにより、外側ケーシング３６０２が可撓性材料で作られている実施形態では、外側ケーシング３６０２は可撓性を維持することができる。このような可撓性は、埋込み可能装置３６００の位置決めおよび成形において可動性を付与することができるようにする。
中空管部分３６０６Ｂは、貫通板３６２０および／または貫通板３６２４および／または端板３６２２のうちの１つまたは複数に貼り付けられ得る。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ｂは、金属化セラミック、ガラス、石英、サファイア、白金、白金－イリジウム、記憶金属、またはこれらの組合わせなどの密封材料で作られ得る。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ｂは、剛性（非可撓性）材料で作られる。
図示されている回路３６０８は、フレックス回路を含むが、回路３６０８は、図９に示されているものと同様であり得るような硬質回路を含み得る。回路３６０８は、例えば、電極３６０４Ａ～３６０４Ｄを介して組織に刺激を与えるために、電力回収機能、電力管理機能、および／または刺激信号機能を提供する。回路３６０８は、例えば、近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂの導体を介して、アンテナ３６１０に電気的に接続される。アンテナ３６１０は、ダイポールアンテナ、ループアンテナ、コイルアンテナ、スロットもしくはストリップアンテナ、または他のアンテナを含み得る。アンテナ３６１０は、約４００ＭＨｚ～約３ＧＨｚの間（例えば、４００ＭＨｚ～１ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～２ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～１．５ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～２ＧＨｚの間、２ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の範囲内の信号を受信するような形状およびサイズであり得る。
回路３６０８は、遠位貫通部３６１２Ａ、２６１２Ｂの導体を介して電極３６０４Ａ～３６０４Ｄに電気的に接続される。回路３６０８は、回路ハウジング３６１６内に収容されている。回路ハウジング３６１６は、１つまたは複数の実施形態では、外側ケーシング３６０２から分離されている。このような実施形態では、回路ハウジング３６１６および外側ケーシング３６０２はそれぞれ、貫通板３６２４に貼り付けられ得る。１つまたは複数の実施形態では、回路ハウジング３６１６は、例えば、貫通板３６２４に固定されずに、外部ケーシング３６０２に直接固定され得る。このような実施形態では、遠位貫通部３６１２Ａ、３６１２Ｂは、例えば、外側ケーシング３６０２または回路ハウジング３６１６が貫通板３６２４を一体部品として含む実施形態においては、外側ケーシング３６０２および／または回路ハウジング３６１６の一部であり得る。回路ハウジング３６１６は、チタン、セラミック、または他の生体適合性材料および／または密封材料で作られ得る。
アンテナ３６１０は、アンテナハウジング３６１８内に収容されている。アンテナハウジング３６１８は、１つまたは複数の実施形態では、回路ハウジング３６１６および外側ケーシング３６０２から分離されている。このような実施形態では、アンテナハウジング３６１８は、例えば、アンテナハウジング３６１８および／または回路ハウジング３６１６を貫通板３６２０に溶接および／またはろう付けにより、アンテナハウジング３６１８および回路ハウジング３６１６を貫通板３６２０に固定することによって、回路ハウジング３６１６に貼り付けられ得る。図示されているアンテナハウジング３６１８は、例えば、アンテナ３６１０を回路３６０８よりも近位に配置するために、回路ハウジング３６１６よりも近位に配置される。端板３６２２は、アンテナハウジング３６１８を外部環境から密封することができる。
図３７は、例として、埋込み可能装置３７００の別の実施形態の斜視図を示す。埋込み可能装置３７００は、装置３６００と同様の装置であるが、装置３７００は、アンテナ３６１０を封入する封入材３７３０を含み、アンテナハウジング３６１８を含まず、さらに端板３６２２も含まない。図３７に示されている中空管部分３６０６Ｂは、装置３７００の近位端３６２６を超えて延びる。図３６に示されているように、中空管部分３６０６Ｂは、装置３６００の近位端３６２６まで延びる。１つまたは複数の他の実施形態では、中空管部分３６０６Ｂは、（外側ケーシング３６０２の内部の）遠位端３６２８またはその近傍から近位端３６２６の近傍まで延びるが、近位端３６２６には到達しない。このような実施形態では、端板３６２２または封止材３７３０は、中空管にアクセスできるようにする開口部を含み得る。
図３８は、例として、貫通板３６２０の一実施形態の斜視図を示す。図示されている貫通板３６２０は、複数の遠位貫通部３６１２Ａ～３６１２Ｄを含む。貫通部３６１２Ａ～３６１２Ｄは、例えば、密封状態を維持しながら、または他の方法で内部の導体を保護しながら、導体が貫通板３６２０を通過する経路を提供する。遠位貫通部３６１２Ａ～３６１２Ｄ内の導体はそれぞれ、電極３６０４Ａ～３６０４Ｄおよび回路３６０８に、例えば、パッド９３４のパッドに結合される。貫通板３６２０には４つの遠位貫通部３６１２Ａ～３６１２Ｄが示されているが、埋込み可能装置の電極各々に対して１つの遠位貫通部を含み得るように、任意の数の遠位貫通部が存在し得る。図示されている貫通板３６２０は、中空管部分３６０６Ａが配置され得る、または貼り付けられ得る管孔３８３２Ａを含む。したがって、管孔３８３２Ａの周囲は、中空管部分３６０６Ａの周囲とほぼ同じである。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ａは、貫通板３６２０に溶接またはろう付けされ得る。貫通板３６２０の裏側（例えば、近位側）は、図示されている側（例えば、遠位側）と同じように見える。中空管部分３６０６Ｂは、貫通板３６２０の裏側の管孔３８３２Ａに接続され得る。
図３９は、例として、貫通板３６２４の一実施形態の斜視図を示す。図示されている貫通板３６２４は、複数の近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂを含む。貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂは、密封状態を維持しながら、導体が貫通板３６２４を通過する経路を提供する。近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂの導体はそれぞれ、アンテナ３６１０および回路３６０８に、例えば、パッド９３６のパッドに結合される。図示されている貫通板３６２４は、内部に中空管部分３６０６Ｂが配置され得る管孔３８３２Ｂを含む。したがって、管孔３８３２Ｂの外周は、中空管部分３６０６Ｂの外周よりも大きい。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ｂは、例えば、中空管部分３６０６Ｂに貫通板３６２４を固定するために、管孔３８３２Ａの周囲の貫通板３６２４に溶接またはろう付けされ得る。
図４０は、例として、端板３６２２の一実施形態の斜視図を示す。図示されている端板３６２２は、内部に中空管３６０６が配置され得る管孔３８３２Ｃを含む。したがって、管孔３８３２Ｃの外周は、中空管部分３６０６Ｂの外周よりも大きくなり得る。１つまたは複数の実施形態では、中空管部分３６０６Ｂは、例えば、中空管３６０６に貫通板３６２４を固定するために、管孔３８３２Ａの周囲の貫通板３６２４に溶接またはろう付けされ得る。
図４１Ａおよび図４１Ｂは、例として、装置３６００または装置３７００のような中空管を含む埋込み可能装置を組み立てるための技術４１００（例えば、方法）の図を示す。図示されているように、技術４１００は、作業４１０２において、貫通板３６２０を中空管部分３６０６Ａ上に（および１つまたは複数の実施形態では、外側ケーシング３６０２の近位端に）配置するステップと、作業４１０８において、（貫通板３６２０の近位側の）導体を回路３６０８に電気的に接続するステップと、作業４１１０において、回路ハウジング３６１６内に回路３６０８を位置決めするステップと、作業４１１２において、（外側ケーシング３６０２または貫通板３６２０上に）回路ハウジング３６１６を位置決めするステップと、作業４１１４において、回路ハウジング３６１６の遠位側を貫通板３６２０または外側ケーシング３６０２に固定するステップと、作業４１１６において、近位貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂから回路３６０８に導体を電気的に接続するステップと、作業４１１８において、（回路ハウジング３６１６上および／または中空管部分３６０６Ｂの上に）貫通板３６２４を位置決めするステップと、作業４１２０において、貫通板３６２４を回路ハウジング３６１６に固定するステップと、作業４１２２において、（中空管部分３６０６Ｂの上および／または貫通板３６２４上に）アンテナハウジング３６１８を位置決めするステップと、作業４１２４において、アンテナハウジング３６１８を貫通板３６２４および／または回路ハウジング３６１６に固定するステップと、作業４１２６において、（中空管部分３６０６Ａの上および／またはアンテナハウジング３６１８上に）端板３６２２を位置決めするステップと、作業４１２８において、端板３６２２をアンテナハウジング３６１８に固定するステップと、作業４１３０において、例えば、溶接（金属の場合）、ろう付け（セラミックの場合）、またはガラス溶融（ガラスの場合）によって、中空管部分３６０６Ｂの周囲の領域（例えば、管孔３８３２Ｃとの間の領域）を密封するステップと、作業４１３２において、電極（導体を介する）をそれぞれ貫通板３６２０内の遠位貫通部３６１２Ａ～３６１２Ｄに接続するステップと、作業４１３４において、中空管部分３６０６Ａ、３６０６Ｂおよび／または外側ケーシング３６０２を貫通板３６２０に固定するステップとを含む。
いくつかの実施形態では、アンテナハウジング３６１８および端板３６２２が使用されないので、作業４１２２、４１２４、４１２６、４１２８は随意選択である。このような実施形態では、技術４１００は、代替的に、例えば、封止材３７３０を配置する（いくつかの実施形態では、その後、封止剤を硬化させる）ことによって、封止材３７３０（例えば、誘電材料）内にアンテナ３６１０を封入するステップを含み得る。封止材３７３０は、例えば、貫通板３６２０の近位側の貫通部３６１４Ａ、３６１４Ｂを覆うように、貫通板３６２０上に配置され得る。封止材３７３０は、例えば、アンテナ３６１０を完全に封入するように、中空管部分３６０６Ｂおよびアンテナ３６１０の周囲に配置され得る。作業４１１８が実行されると、貫通板３６２０の遠位側の導体は、一般的に、それぞれのサービスループを形成する。
Ｃ．剛性の埋込み可能装置
図４２は、例として、神経刺激に使用され得るような埋込み可能装置５６００の一実施形態の斜視図を示す。いくつかの実施形態では、埋込み可能装置は、剛性構成を備える。このような埋込み可能装置は、１つまたは複数の実施形態では、長楕円形を含み得る。図示されている埋込み可能装置５６００は、円盤状本体部分５６０２と、複数の電極５６０４と、回路ハウジング５６０６とを含む。
本体部分５６０２は、特に、白金、イリジウム、チタン、セラミック、ジルコニア、アルミナ、ガラス、および／またはこれらの組合わせを含み得るような剛性の生体適合性材料で作られ得る。本体部分５６０２は、幅（矢印５６１０によって示される幅）より長い（矢印５６０８によって示される長さ）長さを有し得る。厚さ（矢印５６１４によって示される）は、幅よりも小さくすることができる。本体部分５６０２の長さの範囲例として、約６ｍｍ～約４ｃｍ（例えば、６ｍｍ～１ｃｍ、８ｍｍ～２ｃｍ、１ｃｍ～４ｃｍ、２ｃｍ～４ｃｍ、１ｃｍ～３ｃｍ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）が挙げられる。本体部分５６０２の範囲例として、約６ｍｍ～約４ｃｍ（例えば、６ｍｍ～１ｃｍ、８ｍｍ～２ｃｍ、１ｃｍ～４ｃｍ、２ｃｍ～４ｃｍ、１ｃｍ～３ｃｍ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）が挙げられる。本体部分５６０２の厚さの範囲例として、約０．５ｍｍ～約５ｍｍ（例えば、０．５ｍｍ～１ｍｍ、１ｍｍ～２ｍｍ、１ｍｍ～４ｍｍ、２ｍｍ～４ｍｍ、３ｍｍ～５ｍｍ、０．５ｍｍ～２．５ｍｍ、１ｃｍ～３ｃｍ、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）が挙げられる。
本体部分５６０２は、その周囲に沿って配置された電極５６０４を含む。電極５６０４は、図示されているように、周囲に配置される。電極５６０４は、周囲にほぼ均等に分布するように示されており、直接隣接する（周囲を時計回りまたは反時計回りにしたときに直接隣接する）電極間の距離は、概して均一である（例えば、１０％の範囲内で均一である）。電極５６０４は、図示されているように、長さまたは幅の二等分線と周囲とのそれぞれの交点に配置される。長さの二等分線は、点線５６１８で示されており、幅の二等分線は、点線５６１６で示されている。本体部分が楕円形の実装面積を有する一実施形態では、長さの二等分線（点線５６１８）が短軸であり、幅の二等分線（点線５６１６）が実装面積の長軸である。装置５６００は４つの電極５６０４を含むものとして示されているが、装置５６００は１つまたは複数の電極を含み得る。例えば、装置は、装置５６００の周囲に配置される２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、またはそれ以上の電極を含み得る。
本体部分５６０２は、その少なくとも一部に回路ハウジング５６０６を含む。１つまた複数の実施形態では、回路ハウジング５６０６は、本体部分５６０２の表面５６２０と面一であり得る。回路ハウジング５６０６は、内部に収容された電気部品または電子部品および相互接続部のために密封することができ、あるいは密閉されずに、そこに収容された回路を保護することができる。電気部品または電子部品は、１つまたは複数のトランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、ダイオード、中央処理装置（ＣＰＵ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、ブール論理ゲート、マルチプレクサ、スイッチ、調整器、増幅器、電源、チャージポンプ、発振器、位相ロックループ（ＰＬＬ）、変調器、復調器、無線（受信および／または送信無線）、バッファ、サーキュレータ、増幅器、および／またはアンテナ（例えば、特に、螺旋形状のアンテナまたはパッチアンテナ）、または本明細書の他の場所で述べる埋込み可能装置の他の回路のような他の構成要素を含み得る。回路ハウジング５６０６内の構成要素は、刺激治療信号を電極５６０４に供給するための刺激治療生成回路、受信機（中距離場装置から電力および／またはデータ信号を受信するため）、送信機（データ信号を中距離場装置に供給するため）、および／または電極選択回路（どの電極がアノードでありかつどの電極がカソードであるかを選択するため）を形成するように配置され得る。電極５６０４は、例えば、単極の貫通部および絶縁導体５６２２を使用することによって、回路ハウジング５６０６内の回路にそれぞれ電気的に接続され得る。
１つまたは複数の実施形態では、装置５６００の側面５６２４は、縁部を形成するように平坦であり得る。１つまたは複数の実施形態では、側面５６２４は曲線的であり得る。装置５６００の表面５６２０および対向表面（図４２では、対向表面は閉塞された状態で見えている）は、実質的に平坦であり得る（例えば、約０．９以上の扁平率を有する）か、または少なくともその一部が曲線的であり得る。電極５６０４および回路ハウジング５６０６のそれぞれは、表面５６２０と面一であり得る（および対向表面上は同じであるか、または異なる、図４２の図と概ね同じであり得る）。
図４３は、例として、別の埋込み可能刺激装置５７００の一実施形態の斜視図を示す。埋込み可能刺激装置５７００は、刺激装置５６００と同様の装置であり、埋込み可能刺激装置５７００は、埋込み／外植構造５７３０を含む。埋込み／外植構造５７３０は、装置５７００の近位部分５７２６上に配置される。装置５７００は、近位部分５７２６に対向する遠位部分５７２８を含む。遠位部分および近位部分は、装置５７００が埋込まれる方向に対して定義され、必ずしも埋込み後の向きを意味するものではない。装置５７００は、遠位部分５７２８が最初に埋込まれ、その後に近位部分５７２６が埋込まれるように配置されても、埋込み後に、遠位部分５７２８が近位部分５７２６よりも皮膚の表面に近くなり得る。
図示されている埋込み／外植構造５７３０は、３本のバー５７３２Ａ、５７３２Ｂ、および５７３４を含む。図示されているバー５７３２Ａおよび５７３２Ｂは、長軸（点線５６１６）にほぼ平行である。バー５７３４は、バー５７３２Ａおよび５７３２Ｂに対してほぼ垂直である。縫合糸（図４３には図示せず）は、埋込み／外植構造５７３０に取り付けられ得る。１つまたは複数の実施形態では、縫合糸は、バー５７３４に取り付けられ得る。バー５７３４は、例えば、装置５７００の埋込みのために、プッシュロッドが取り付けられ得る雄型もしくは雌型コネクタ（例えば、クリップ、ねじ孔、孔、または他の接続またはインタフェース機構）を含み得る。埋込み／外植構造５７３０のバーは直線状のバーとして示されているが、湾曲形状、または他の形状であり得ることに留意されたい。
図４４は、例として、図４３の矢印「４４」から見た装置５７００の斜視図を示す。図示されている装置５７００は、プッシュロッドおよび／または縫合糸が取り付けられ得るコネクタ５８３６を含む。コネクタ５８３６は、プッシュロッドおよび／または縫合糸を装置５７００に取り付けるためのネジ孔、孔、クリップ、戻り止め、または他の雄型もしくは雌型のインタフェースもしくは結合手段であり得る。
図４５は、例として、埋込み／外植システムシステム５９００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているように、埋込み／外植システム５９００は、縫合糸５９３８およびプッシュロッド５９４０を含む。図示されているプッシュロッド５９４０は、ねじ山５９４２を含む。コネクタがねじ孔を含む実施形態では、ねじ山５９４２はコネクタ５８３６にねじ込まれ得る。コネクタ５８３６およびプッシュロッド５９４０上の相手コネクタ（例えば、図４５の実施例のねじ山５９４２）は、着脱可能であり得る。したがって、プッシュロッド５９４０は、装置５７００を埋め込むために使用され得、プッシュロッド５９４０は、装置５７００を埋め込んだまま取り外され得る。
図４６は、例として、埋込み／外植システム６０００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているシステム６０００は、埋込み／外植構造５７３０に取り付けられるプッシュロッド５９４０を含む。装置５７００は、使用者の皮膚６０４４を穿刺するカテーテル６０４６内にある。カテーテル６０４６は、例えば、装置５７００を適切な向きに案内するのを助け、および／またはカテーテルが皮膚６０４４を穿刺するのを助けるために、傾斜した側壁を有し得る。プッシュロッド５９４０は、装置５７００を皮膚６０４４の下に押し込み、身体の適切な位置に押し込むために使用され得る。
１つまたは複数の実施形態では、装置５６００／５７００は、カテーテルを使用せずに体内に埋込まれ得る。このような実施形態では、所望の位置へのトンネルを形成するために皮膚および皮膚の下の組織を通して切開が行われ得る。次に、装置５６００／５７００は、例えば、プッシュロッドまたはより平坦でより柔軟な閉塞棒もしくは閉塞具（プッシュロッドよりも平坦で柔軟である）を使用して、トンネルを通って組織内に挿入され得る。
図４７は、例として、埋込みシステム６１００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているように、埋込みシステム６１００は、複数の埋込み可能装置５７００Ａ、５７００Ｂ、および５７００Ｃと、中距離場電力供給装置６１４８とを含む。刺激装置５７００Ａ～５７００Ｃは、装置５７００の特定の実施形態である。中距離場装置６１４８は、方向付けされ、集束される電磁場を生成する。中距離場装置６１４８は、中距離場装置５０２８またはソース１０２と同様または同一であり得る。中距離場電力供給装置６１４８は、例えば、刺激装置５７００Ａ～５７００Ｃに電力を供給して刺激治療を施すために、回路ハウジング５６０６内の回路によって、使用され得る刺激装置５７００Ａ～５７００Ｃのそれぞれに電磁信号を供給する。
中距離場電力供給装置６１４８によって生成される電磁場の集束および方向は、中距離場電力供給装置６１４８の１つまたは複数のアンテナによって生成される信号の位相を調整することによって変更され得る。
外部送信機と埋め込まれた受信機との間で時間領域多重化通信システムを使用する場合、位相および振幅は、例えば、フィードバックのために刺激装置において電力検出器を使用することによって、埋め込まれた受信機にエネルギーを集束させる（例えば、より効率的にエネルギーを集束させる）のを助けるために、動的に調整され得る。中距離場装置６１４８は、例えば、ある時点で埋込み可能装置５７００Ａ～５７００Ｃのうちの１つに信号を提供し、別の時点で埋込み可能装置５７００Ａ～５７００Ｃのうちの別の装置に信号を提供するために、時間領域多重化方式で埋込み可能装置５７００Ａ～５７００Ｃに電力および／またはデータ信号を供給し得る。
本明細書で述べる埋込み可能装置の１つまたは複数の特徴は、以下を含み得る。（１）略平坦な（例えば、平面状の）剛性（非可撓性かつ非伸縮性）の本体、（２）例えば、空間刺激パターンを可能にするために、半径方向に離間して配置された電極（例えば、４つの電極の例では、隣接する電極間は約９０度の間隔で離間される）、（３）本体は、両方の軸が同じ長さである場合よりも小さな切開および拡張入口経路を刺激装置が通過できるように、１つの軸（本明細書で述べる幅）に沿って短くされ得る、（４）例えば、埋込み／外植構造を使用して、ねじ式の埋込み・外植用具を収容することができる、（５）刺激装置は、多くの内蔵型刺激装置に必要とされるような内蔵型埋込み可能パルス発生装置のためのリードトンネリングまたはポケットを必要としない、および／または（６）刺激装置は、外部刺激装置が存在しなくても、美容的に目立たないようなサイズにされ、埋込まれ得る。
本明細書で述べる刺激装置の１つまたは複数の実施形態は、略平坦であり、剛性の構成を含む。これらの装置は、後頭神経構造または眼窩上神経構造のような１つまたは複数の末梢神経を刺激するために使用され得る。このような埋込み装置は、運動皮質に刺激を与えることができる。本明細書で述べる装置は、例えば、埋込み装置を所定位置に固定するのを助けるために、筋組織内に埋込まれ得る。このような埋込み装置により、例えば、ツィドラー症候群に関する懸念を軽減することができる。
刺激装置は、例えば、後頭神経または三叉神経を刺激することにより、偏頭痛、他の頭痛、または線維筋痛に関連する症状を緩和するのに役立てるために使用され得る。刺激装置は、後頭部刺激埋込み装置の機能性を提供し得る。標的神経の近傍に複数の刺激装置を埋め込むことにより、より多くのまたは多様な空間刺激パターンが可能になる。
刺激装置は、脊椎内で硬膜外刺激を与えるために使用され得る。刺激装置は、例えば、脳卒中に伴う動きおよび／または他の神経障害を緩和するのを助けるために、例えば、脳卒中患者に対して皮質刺激を与えるために使用され得る。
Ｄ．弾性表面波に基づく通信装置および通信方法
いくつかの実施形態によれば、埋込み可能刺激装置は、例えば、１つまたは複数の後方散乱信号を供給するために、弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスを備える。１つまたは複数の実施形態では、ＳＡＷデバイスは、電力供給および／または通信装置（例えば、ソース１０２のように、本明細書に記載されている外部装置またはソースのいずれか）に返送される信号の一部の時間遅延（例えば、バッファ）を提供する。
中距離場電力供給技術は、患者の皮膚の表面上またはその近傍に配置される外部ソースから、深く埋め込まれた刺激装置に電力を供給することができるようにする。装置を作動させるために電力送達が重要である一方で、双方向通信により、外部世界は、埋込み装置が実際に電力供給されていることを認識することができ、および／または、例えば、埋め込まれた装置上に電力信号をより良好に集束させるために、場（例えば、１つまたは複数のエバネッセント場）を操作するためのフィードバック信号を供給することができるようになる。さらに、双方向通信により、埋め込まれた装置と（その上またはその近傍で）一体化された埋込みセンサからデータを送信することができるようになる。
いくつかの通信方式は、マイクロワット範囲の厳しい電力制限を有する装置のような埋込み装置（例えば、深く埋め込まれた装置）と通信するために使用される場合、１つまたは複数の不利点を有し得る。埋め込まれた装置にオンチップ発振器を統合した能動的伝送方式は、統合位相ロックループ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および／または水晶発振器を使用せずに、発振器の精度を制限する。位相ロックループを使用することで、起動時間と消費電力が増加し、デューティサイクルで駆動されても小さなオフチップコンデンサの電力バッファ機能を超える場合がある。発振器の精度が制限されているため、ノイズ帯域幅と中心周波数のトラッキングが増加することにより、信号の検出が困難になり得る。
負荷変調のような受動的通信方式は、電力供給信号（しばしば、通信信号よりも信号強度が５０ｄＢ以上大きい）である強い干渉源に対処する。中距離場電力供給による電力伝送の誘導結合アプローチとは異なり、信号は、埋め込まれた装置の受信アンテナよりも組織自体によってより多く負荷を受ける。いくつかの実施形態によれば、後方散乱のような方式を用いるのは、埋め込まれた装置と外部装置との間の限られた時間遅延のために困難であり得る。
このサブセクションでは、ＳＡＷデバイスを含み得る埋込み可能装置、およびその埋込み可能装置を使用するためのシステムおよび方法について説明する。外部装置と埋込み可能装置との間の１つまたは複数の通信方式について説明する。埋込み可能装置は、時間遅延（例えば、信号バッファ）要素としてＳＡＷデバイスを含み得る。ＳＡＷデバイスは、例えば、圧電基板内で、伝搬する機械波として電磁波を蓄える（例えば、一時的に蓄える）ために使用され得る。埋込み可能装置は、波エネルギーをＳＡＷデバイスに一時的に蓄えることができる。埋込み可能装置が送信モードにあるとき、ＳＡＷデバイスからの時間遅延された無線周波数（ＲＦ）エネルギーは、外部装置へのデータ返送のために（例えば、搬送波として、またはそれ自体で）使用され得る。この間、外部装置は、例えば、外部装置が受信モードにあるときに、通電信号を送信しないようにすることができる。このような実施形態では、埋込み可能装置から送信された信号に干渉を引き起こす可能性がある外部装置からの強い干渉信号は存在しない可能性がある。このような実施形態は、より少ない使用電力での埋込み可能装置から外部装置への通信を提供することができるようにする。このような実施形態は、少なくとも埋込み可能装置から外部装置への信号の一部が送信機からの干渉信号を含む可能性がないので、送信機でより容易に検出される外部装置への通信を提供することができるようにする。
埋込み可能装置が（例えば、外部装置４２０２（例えば、ソース１０２）からの刺激エネルギーおよび／または外部装置への信号を）送信している間、埋込み可能装置に電力を供給するために、直流電流（ＤＣ）エネルギーが埋込み可能装置に蓄えられ得る。このエネルギーは、埋込み装置から送信されたキャリア信号を変調するために、少なくとも部分的に使用され得る。１つまたは複数の実施形態では、ＳＡＷデバイスは、例えば、ノイズまたは他の信号干渉に対する耐性を高めるために、帯域外ソースを拒絶することができるように、埋込み装置送信ダウンリンクのための帯域通過フィルタとして、同時に使用され得る。
図４８は、例として、システム４２００の一実施形態の論理ブロック図を示す。図示されているシステム４２００は、外部装置４２０２および埋込み可能装置４２０１を含む。外部装置４２０２は、埋込み可能装置４２０１に電力および／または通信信号を供給し得る。１つまたは複数の実施形態では、外部装置４２０２は、埋込み可能装置４２０１に中距離場信号を供給する中距離場ソースを含み得る。中距離場信号とソースについては、本明細書内の他の場所で説明する。回路５００は、埋込み可能装置４２０１、回路４４００（図５０参照）、回路４５００（図５１参照）、回路４６００（図５２参照）、および／または回路４７００（図５３参照）のうちの１つまたは複数の構成要素を含み得る。
埋込み可能装置４２０１は、外部装置４２０２から信号を受信し、外部装置４２０２に信号を供給する。これらの信号は、線４２０３で表されている。埋込み可能装置４２０１は、例えば、神経、筋肉、または他の組織を調節する（例えば、刺激する）ために、体内の所定位置に調節（例えば、刺激治療、除神経、または他の治療）を施し得る。埋込み可能装置４２０１は、外部装置４２０２にデータ信号を供給し得る。
図示されている埋込み可能装置４２０１は、第１のスイッチ４２０４、ＳＡＷデバイス４２０６、第２のスイッチ４２０８、回路４２１０、同期回路４２１８、および電極４２２４を含む。スイッチ４２０４および／またはスイッチ４２０８は、外部装置４２０２（受信経路）からの電気信号および外部装置４２０２（送信経路）への電気信号のための交互の電路を提供するように配置された１つまたは複数のトランジスタまたは機械的スイッチを含み得る。送信経路は、それぞれのスイッチ４２０４およびスイッチ４２０８の「Ｔ」を含み、受信経路は、それぞれのスイッチ４２０４およびスイッチ４２０８の「Ｒ」を含む。
ＳＡＷデバイス４２０６は、そこに入射する電気信号をＳＡＷデバイス４２０６内の機械波に変換するための媒体を提供する、弾性を有する材料を含む。ＳＡＷデバイス４２０６は、その後、機械波を元の電気信号に変換する。機械波の伝搬は、通常の導体における電気信号の伝搬よりも遅く発生するので、ＳＡＷデバイス４２０６は、いくつかの実施形態によれば、電気信号の時間遅延要素として有利に働く。圧電材料は、ＳＡＷデバイスの機械波と電波との間で変換するトランスデューサとして使用され得る。
図示されている回路４２１０は、電力回収回路４２１２、電力管理回路４２１４、刺激回路４２１６、復調器受信回路４２２０、システム制御回路４２２２、およびコンデンサ４２２６を含む。
電力回収回路４２１２は、整流器と、整流された信号を格納するのを助けるための１つまたは複数のコンデンサとを含み得る。電力回収回路４２１２は、例えば、刺激信号が外部装置４２０２から受信されているときに、および、いくつかの実施形態では、刺激が外部装置４２０２から受信された後に、埋込み可能装置４２０１に電力を供給し得る。
刺激回路４２１６は、電気信号を電極４２２４に供給する。刺激回路４２１６は、どの電極がアノードであり、どの電極がカソードであるかを選択するための１つまたは複数のスイッチを含み得る。
同期回路４２１８は、埋込み可能装置４２０１が送信モードにあるとき、および埋込み可能装置４２０１が受信モードにあるときを決定する回路を含み得る。同期回路４２１８は、外部装置４２０２からの信号の包絡線の振幅を決定し得る。同期回路４２１８は、包絡線の振幅に基づいて、適切なモードを決定し得る。包絡線が十分に大きい場合（例えば、閾値を超える場合）、埋込み可能装置４２０１は、受信モードに入る、または受信モードに切り替えられ得、外部装置４２０２は、送信モードに入り得る。包絡線が十分に小さい場合（例えば、第２の（異なる場合がある）閾値未満である場合）、埋込み可能装置４２０１は、送信モードに切り替えられる、または送信モード入り得、外部装置４２０２は、受信モードに入る、または受信モードに切り替えられ得る。包絡線の振幅は、信号の連続する最大電圧と最小電圧との間の差である。
図４９は、例として、ＳＡＷデバイスを含むシステムにおける電気信号４３００の一実施形態の波形図を示す。図示されている信号４３００は、外部装置からの信号４３０２、埋込み可能装置４２０１における受信電力を表す信号４３０４、ＳＡＷデバイス４２０６によって遅延された信号４３０６、（１）外部装置４２０２への信号伝送を変調する際の搬送波として、または（２）変調せずに外部装置４２０２に返送する信号として使用される信号４３０８、通電サイクル４３１０、伝送サイクル４３１２を含む。
信号４３０２は、外部装置４２０２からの信号であり、埋込み可能装置４２０１から外部装置４２０２にデータを提供するために電力およびベース信号を供給する。信号４３０４は、埋込み可能装置４２０１のアンテナで受信された信号を表す。信号４３０２の開始と信号４３０４の開始との間の遅延は、信号４３０２から埋込み可能装置４２０１のアンテナに向かう伝搬遅延である。信号４３０６は、ＳＡＷデバイス４２０６を介して処理された後の信号４３０４の少なくとも一部である。ＳＡＷデバイス４２０６は、信号４３０２（例えば、ＳＡＷデバイス４２０６に入射する信号４３０２の一部）の伝搬に対して時間遅延４３１４を提供する。
信号４３０８は、外部装置４２０２にデータを送信するために使用され得る信号を表す。信号４３０８は、通電サイクル４３１０が完了した後および通信サイクル４３１２の間に残る信号である。通電サイクル４３１０は、外部装置４２０２が送信している間の時間フレームを示す。通電サイクル４３１０は、信号４３０４が、例えば、電力回収回路４２１２によって、電力回収するために使用され得る一般的な時間フレームを示す。通電サイクル４３１０は、信号４３０２の送信が完了した時点で終了しているように示されているが、通電サイクル４３１０は、信号４３０２の送信が完了した時点を過ぎても継続され得る。
外部装置４２０２が送信モードにあり、埋込み可能装置４２０１が受信モードにある間、通電サイクル４３１０で示されているように、埋込み可能装置４２０１は、信号４３０４から電力を回収し、および／または信号からデータを復号するように動作し得る。電力回収期間が終了した後、外部装置４２０２は受信モードに切り替えられ得、埋込み可能装置４２０１は送信モードに切り替えられ得る。埋込み可能装置の切り替えが完了した後、ＳＡＷデバイス４２０６からの残りの信号は、（１）外部装置４２０２に送信される１つまたは複数の信号を変調するために使用され得る搬送波として、または（２）外部装置４２０２にデータを提供するためにアンテナに供給される刺激信号として、使用され得る。第１のケースでは、外部装置４２０２は、搬送波上で符号化されたデータを復号し得る。第２のケースでは、外部装置４２０２は、バイナリ「１」として受信された信号と、バイナリ「０」として受信された信号（またはその逆）とを解読し得る。第２のケースは、埋込み可能装置４２０１上の回路に関しては、より単純であるが、送信ごとに単一ビットのみを提供し、第１のケースは、埋込み可能装置上に（例えば、信号を変調するために）より多くの回路を含むが、一度に２ビット以上を送信し得る。
図４９は、最小値４３０３と、その後に続く最大値４３０１とを示す。この点における包絡線の振幅は、（それぞれの電圧の符号を考慮して）最大値４３０１と最小値４３０３との間の電圧差である。同期回路４２１８は、決定された包絡線振幅を規定閾値と比較し得る。包絡線振幅が規定閾値未満である場合、同期回路４２１８は、例えば、データを外部装置４２０２に提供するために、埋込み可能装置４２０１を送信モードに切り替えることを示す信号を供給し得る。
復調器受信回路４２２０は、変調信号上に存在する情報を搬送波から分離する復調器を含み得る。システム制御回路４２２２は、本明細書の他の場所で述べるようなデジタルコントローラまたは処理回路を含み得る。コンデンサ４２２６は、１つまたは複数のバッファおよび／またはバイパスコンデンサを含み得る。
一般に、外部エネルギー供給装置（例えば、埋込み可能装置が配置され、動作する組織の外部で動作する電力供給および／または通信装置）は、埋込み可能装置４２０１にエネルギーを集束させるために使用され得る。スイッチ４２０４およびスイッチ４２０８の両方が受信モードにある状態では、外部装置４２０２からの信号は、埋込み可能装置４２０１に電力を供給する／埋込み可能装置４２０１と通信するために使用され得る。電力供給信号包絡線の下方縁部は、パワーサイクルが終了したことを示すために、例えば、同期回路４２１８によって、検出され得る。パワーサイクルが終了したことの検出または判定に応答して、Ｔ／Ｒスイッチ４２０４、４２０８は、送信モードに変更され得る。送信モードでは、埋込み可能装置４２０１は、バッファリングされたＲＦ信号を送信し得る。ＳＡＷデバイス４２０６内にバッファリングされるＲＦ信号の量は、ＳＡＷデバイス４２０６のバッファ時間とサイズとのトレードオフを用いて、ＳＡＷデバイス４２０６の信号伝搬長さ１ｍｍ当たり、２０～５００ナノ秒の間（例えば、２０～２００ナノ秒の間、５０～２５０ナノ秒の間、１００～４００ナノ秒の間、２００～５００ナノ秒の間、３００～４５０ナノ秒の間、２００～４００ナノ秒の間、これらの重複範囲、もしくは列挙された範囲内の任意の値）、または約１００～３００ナノ秒（例えば、１００～２００ナノ秒、１５０～２５０ナノ秒、２００～３００ナノ秒、１５０～３００ナノ秒、１００～２５０ナノ秒、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）であり得る。ＲＦ信号は、送信アンテナへのインピーダンスを整合させることを試みる、もしくは整合させる、またはグランドに短絡させるかのいずれかによって、負荷変調され得る。１つまたは複数の実施形態では、「エコー」ＲＦ信号の有無により、ビット「０」または「１」が決定される。このような方式では、パワーサイクルごとに１つまたは複数のビットが送信され得る。
図５０は、例として、埋込み可能装置４２０１に含まれ得る回路４４００の一実施形態の配線図を示す。図示されている回路４４００は、アンテナ４４０２、ＳＡＷデバイス４２０６、回路４２１０、およびバッファコンデンサ４４１４とを含む。
アンテナ４４０２は、電磁波を受信して、電磁波を電気信号に変換する。アンテナ４４０２は、ダイポールアンテナ、コイルアンテナ、螺旋状アンテナ、パッチアンテナ、または他のアンテナを含み得る。１つまたは複数の実施形態では、アンテナ４４０２は、約４２０メガヘルツ～約４ギガヘルツの間の周波数のサブセット（例えば、４００ＭＨｚ～１ＧＨｚの間、４００ＭＨｚ～３ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～２ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、５００ＭＨｚ～１．５ＧＨｚの間、１ＧＨｚ～２ＧＨｚの間、２ＧＨｚ～３ＧＨｚの間、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値）の信号を受信するようなサイズおよび形状であり得る。アンテナ４４０２は、本明細書で述べる他のアンテナと同様であり得る。アンテナ４４０２からの信号は、サーキュレータ４４０４に供給され得る。
サーキュレータは、受動部品である。サーキュレータ４４０４は、任意のポートに入る信号を（サーキュレータ４４０４上の矢印によって示されるように）回転して次のポートに伝送する多重ポート装置である。サーキュレータ４４０４は、信号が入射するサーキュレータ４４０４のポートに応じて、入射する電気信号のための複数の経路を提供する。アンテナ４４０２からの信号は、電力分配器４４０６Ａに供給される。
電力分配器は、受動部品である。電力分配器４４０６Ａは、入射する信号を２つの信号に分割し、これらの信号を２つのそれぞれの信号経路（例えば、電力分配器４４０６Ａの例では、経路４４０７および経路４４０９）に供給する。電力分配器４４０６Ａは、受信した信号の一部を整流器４４１０に供給し、受信した信号の別の部分をＳＡＷデバイス４２０６に供給する。
整流器は、一方向のみに電流を流すことにより、交流（ＡＣ）信号を直流（ＤＣ）信号に変換する。整流器４４１０は、電力分配器４４０６Ａから受け取ったＡＣ信号を、電力調整器４４１２に供給されるＤＣ信号に変換する。
電力調整器は、第１の電力で電気信号を受け取り、ほぼ一定の第２の電力で信号を生成する。電力調整器４４１２は、一般に、その出力部において供給される電力量の上限を有する。電力調整器４４１２は、調整された電力を刺激装置インタフェース４４３０に供給する。バッファコンデンサ４４１４は、後の使用のためにエネルギーを蓄えることができる。刺激装置インタフェース４４３０は、刺激回路４２１６、コンデンサ４２２６、および／または電極４２２４を含み得る。
ＳＡＷデバイス４２０６は、電力分配器４４０６Ａから信号の別の部分を受信する。ＳＡＷデバイス４２０６は、そこに入射する信号に時間遅延を付与する。ＳＡＷデバイス４２０６からの信号は、別の電力分配器４４０６Ｂに供給される。電力分配器４４０６Ｂは、ＳＡＷデバイス４２０６からの信号の一部を変調器４４２６に供給し、信号の別の部分を復調器４４１８に供給する。
復調器は、搬送信号に変調された情報をキャリア信号自体から分離する。復調器４４１８は、変調器４４２６のアナログ部分である。復調器４４１８からの出力（例えば、情報）は、デジタルコントローラ４４２０に供給される。
デジタルコントローラ４４２０は、発振器４４２２からの信号と、復調器４４１８およびセンサインタフェース４４２８からの情報とを受信する。デジタルコントローラ４４２０は、発振器４４２２をクロックとして使用し得る。デジタルコントローラ４４２０は、復調器４４１８および／またはセンサインタフェース４４２８からの情報に基づいて埋込み可能装置の動作を変更し得る。動作は、どの電極（単数または複数）４２２４がカソード（単数または複数）および／またはアノード（単数または複数）として動作しているか、刺激波のデューティサイクル、刺激波の振幅もしくは周波数、またはセンサインタフェース４４２８もしくは刺激装置インタフェース４４３０の他の動作を含み得る。
デジタルコントローラ４４２０は、データ信号をバッファ４４２４に供給し得る。バッファは、入力部から出力部を電気的に絶縁する。バッファ４４２４は、一般に、出力のインピーダンスが入力のインピーダンスによって影響を受けないようにする。バッファ４４２４は、デジタルコントローラ４４２０からの情報信号を変調器４４２６に供給する。
変調器は、（電気信号の形態の）情報をベースバンド信号に変調する。変調器４４２６は、デジタルコントローラ４４２０からの情報を、電力分配器４４０６Ｂによって供給されるベースバンド信号に変調する。変調器４４２６からの変調信号は、サーキュレータ４４０４に供給される。サーキュレータ４４０４からの変調信号は、アンテナ４４０２に供給される。アンテナ４４０２は、変調信号を外部装置４２０２に送信する。
図５１は、例として、埋込み可能装置４２０１に含まれ得る回路４５００の別の実施形態の配線図を示す。回路４５００は、回路４４００と同じ動作を実行することができ、回路４５００は、単一のサーキュレータ４４０４のみを含み、電力分配器はなく、スイッチ４２０４、スイッチ４２０８と同様のＴ／Ｒスイッチ４５３２を含む。
回路４５００において、信号はアンテナ４４０２で受信される。アンテナ４４０２からの信号は、スイッチ４５３２に供給される。受信モードでは、スイッチ４５３２は電路４５１３に信号を供給し、送信モードでは、スイッチ４５３２は電路４５１１に沿って信号を受信し、信号をＳＡＷデバイス４２０６に供給する。スイッチ４５３２からの信号は、受信経路に沿って、復調器４４１８および整流器４４１０に供給される。
整流器４４１０からの信号は、電力調整器４４１２に供給される。電力調整器４４１２からの信号は、電力を受け取るための回路４５００内の多くの構成要素（例えば、刺激装置インタフェース４４３０、センサインタフェース４４２８、デジタルコントローラ４４２０、または動作するために電力を必要とする他の構成要素）に供給される。
復調器４４１８からの信号は、デジタルコントローラ４４２０に供給される。デジタルコントローラ４４２０からの信号は、バッファ４４２４によってバッファリングされ、変調器４４２６への入力として供給される。
スイッチ４５３２からサーキュレータ４４０４に入射した信号は、ＳＡＷデバイス４２０６に供給される。ＳＡＷデバイス４２０６は、信号をバッファリングして、信号を変調器４４２６への入力として供給する。変調器４４２６は、（例えば、ＳＡＷデバイス４２０６からの信号を搬送波として使用することによって）バッファ４４２４からの信号をＳＡＷデバイス４２０６から受信される信号に変調する。変調信号は、サーキュレータ４４０４に供給され、サーキュレータ４４０４は、変調信号をスイッチ４５３２に供給する。スイッチ４５３２は、変調信号をアンテナ４４０２に供給する。アンテナ４４０２は、変調信号を外部装置４２０２に送信する。
図５２は、例として、埋込み可能装置４２０１に含まれ得る回路４６００の別の実施形態の配線図を示す。回路４６００は、回路４４００および回路４５００と実質的に同じ動作を実行することができ、回路４６００は、単一サーキュレータ４４０４、単一電力分配器４４０６Ａのみを含み、スイッチは含まない。
回路４６００において、信号はアンテナ４４０２で受信される。アンテナ４４０２からの信号は、サーキュレータ４４０４に供給される。サーキュレータ４４０４は、アンテナ４４０２からの信号を電力分配器４４０６Ａに供給する。電力分配器４４０６Ａは、入射する信号を電路４６１５のための１つの信号と、電路４６１７のための別の信号との２つの信号に分割する。
整流器４４１０からの信号は、電力調整器４４１２に供給される。電力調整器４４１２からの信号は、電力を受け取るための回路の構成要素（例えば、刺激装置インタフェース４４３０、センサインタフェース４４２８、デジタルコントローラ４４２０、または動作するために電力を必要とする他の構成要素（例えば、））に供給される。
復調器４４１８からの信号は、デジタルコントローラ４４２０に供給される。デジタルコントローラ４４２０からの信号は、バッファ４４２４によってバッファリングされ、変調器４４２６への入力として供給される。
電力分配器４４０６Ａからの信号で電路４６１７上の信号は、ＳＡＷデバイス４２０６に供給される。ＳＡＷデバイス４２０６は、信号をバッファリングして、信号を変調器４４２６への入力として供給する。変調器４４２６は、（例えば、ＳＡＷデバイス４２０６からの信号を搬送波として使用することによって）バッファ４４２４からの信号をＳＡＷデバイス４２０６から受信される信号に変調または調整する。変調信号は、サーキュレータ４４０４に供給される。サーキュレータ４４０４は、変調器４４２６からの信号をアンテナ４４０２に供給する。アンテナ４４０２は、変調信号を外部装置４２０２に送信する。
図５０、図５１および図５２はそれぞれ、変調器４４２６を含むことに留意されたい。変調器４４２６は、随意選択である。１つまたは複数の実施形態では、バイナリ情報の第１のビットが外部装置４２０２に供給される場合に、ＳＡＷデバイス４２０６からの信号はアンテナ４４０２に供給され得、バイナリ情報の第２のビットが外部装置４２０２に供給される場合に、ＳＡＷデバイス４２０６からの信号は接地され得る。図５３は、このような回路の配線図を示す。
図５３は、例として、埋込み可能装置４２０１に含まれ得る回路４７００の別の実施形態の配線図を示す。回路４７００は、回路４６００と同様であり、回路４７００は、変調器４４２６の代わりにスイッチ４２０８を含む。スイッチ４２０８の第１の入力部は、ＤＣ基準電圧のような基準電圧（例えば、グランド）に結合され得る。スイッチ４２０８の第２の入力部は、ＳＡＷデバイス４２０６の出力部に結合され得る。デジタルコントローラ４４２０は、スイッチ４２０８がゼロの線または１の線を出力するかどうかを決定する信号をスイッチ４２０８（接続部４７１９上で）に供給する。
同様の回路は、回路４４００および回路４５００の変調器４４２６をスイッチ４２０８と置換することによって実現され得る。このような実施形態では、バッファ４４２４は除去され得ることに留意されたい。
Ｅ．局所治療刺激と広域治療刺激の併用
いくつかの実施形態によれば、治療装置は、局所治療刺激および広域治療刺激のうちの１つまたは複数を施すように適合される。１つまたは複数の実施形態では、局所治療と広域刺激の両方が同時に施され得る。いくつかの実施形態では、局所治療および広域刺激は、別々に、または非同時に行われる。
このサブセクションで述べる１つまたは複数の実施形態の利点は、（ｉ）例えば、近位電極と遠位電極との間に電場を生成することによって、刺激領域が増大し、埋込み可能装置の位置決めの制約を低減し得ること、（ｉｉ）例えば、広域の刺激（領域が広いほど刺激が弱くなる）および／または局所の刺激（領域が狭いほど刺激が強くなる）、またはその両方を可能にすることによって、施される刺激の種類の柔軟性が向上すること、（ｉｉｉ）特に、例えば、（例えば、一方の埋込み可能装置から発生し、別の埋込み可能装置に移動することで、それらの間の組織を刺激する信号を供給するために）個々にまたは２つの間で治療を施すことができる２つの埋込み可能装置を含むことによって、施される刺激の種類の柔軟性が向上すること、のうちの１つまたは複数を含み得る。
図５４は、例として、埋込み可能刺激装置４８００の一実施形態の斜視図を示す。図示されている刺激装置４８００は、誘電材料４８０４によって分離された複数の第１の電極４８０２Ａ、４８０２Ｂを含む。図示されている刺激装置４８００は、回路ハウジング４８０６をさらに含む。回路ハウジング４８０６、第１の電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ、および誘電材料４８０４は、刺激装置４８００の遠位部分４８１２にあるものとして示されている。図示されている刺激装置４８００は、第２の電極４８０２Ｃ、および取付装置４８０８をさらに含む。第２の電極４８０２Ｃおよび取付装置４８０８は、刺激装置４８００の近位部分４８１４にあるものとして示されている。回路ハウジング４８０６は、刺激装置の近位部分４８１４の中に存在し得る。１つまたは複数の実施形態では、第１の電極の数は３個以上（例えば、３個、４個、５個、６個、７個、８個、またはそれ以上）であり得る。１つまたは複数の実施形態では、第２の電極の数は、２個以上（例えば、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、またはそれ以上）であり得る。
第１の電極の最近位の電極（図５４の例では、電極４８０２Ｂ）と少なくとも１つの第２の電極の最遠位の電極（図４８の例では、電極４８０２Ｃ）との間の距離（矢印４８１３で示す）は、１．５ｃｍより長く、１０ｃｍ未満であり得る。第１の電極の２つの直接隣接する電極（図５４の例では、電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ）間の距離（矢印４８１１で示す）は、１つまたは複数の実施形態では、１．５センチメートル未満であり得る。１つまたは複数の実施形態では、第１の電極の２つの直接隣接する電極間の距離は、１０ｍｍ未満であり得る。
回路ハウジング４８０６は、回路ハウジング６１０Ａ～６１０Ｃ、３６１６、または他の回路ハウジングのような本明細書で述べる他の回路ハウジングと同様または同一の材料からなり得、および／または同様に構成され得る。電極４８０２Ａ～４８０２Ｃは、電極６０４、Ｅ０～Ｅ４、又は他の電極のような本明細書で述べる他の電極と同様または同一の材料からなり得、および／または同様に構成され得る。
図５５Ａは、例として、図５４の埋込み可能刺激装置の「５５Ａ／５５Ｂ」の矢印の方向の断面図を示す。図示されている刺激装置４９００Ａは、２つの絶縁電気導体４９２０、４９２２の周囲のケーシング４９１６を含む。電気導体４９２０は、アンテナとして機能することができ、回路ハウジング４８０６内の回路に電気的に結合され得る。電気導体４９２２は、電極４８０２Ｃを回路ハウジング４８０６内の回路に電気的に接続し得る。誘電材料４９２４は、電気導体４９２０、４９２２を取り囲むことができる。誘電材料４９２４は、例えば、電気導体４９２０、４９２２上の信号を互いに電気的に絶縁することができるように、電気導体４９２０、４９２２間のクロストークを低減する手助けとなり得る。
図５５Ｂは、例として、図５４の埋込み可能刺激装置「５５Ａ／５５Ｂ」の矢印の方向の別の断面図を示す。埋込み可能刺激装置４９００Ｂは、刺激装置４９００Ａと同様であるが、（装置４９００Ａにあるような）２本の導体４９２０、４９２２の代わりに単一の導体４９２６のみを含む。単一の導体４９２６は、電気導体４９２２と同様に、電極４８０２Ｃを回路ハウジング４８０６内の回路に電気的に接続し得る。さらに、電気導体４９２６は、刺激装置４９００Ｂ用のアンテナとして機能することができる。電気導体４９２６は、ある時点で、電気信号を電極４８０２Ｃに供給し、別の時点で、電極４８０２Ｃに入射した電気信号を回路ハウジング内の回路に中継することができる。電気導体４９２６は、（異なる時点で）電線およびアンテナとして機能するように時間領域多重化され得る。回路ハウジング４８０６内の回路は、電気導体４９２６の電路内の１つまたは複数のスイッチを作動および／または停止することによって、電気導体４９２６の機能を切り替えることができる（例えば、スイッチおよび回路構成の回路５００、４４００、４５００、４６００、４７００のように、本明細書内の他の場所で述べる回路を参照）。
図５６は、例として、体外の外部中距離場装置５０２８と共に、身体に埋め込まれた図５４の刺激装置の一実施形態の斜視図を示す。中距離場装置５０２８は、信号を埋込み可能刺激装置４８００に伝達し、および／または埋込み可能刺激装置４８００から信号を受信し得る。中距離場装置５０２８は、本明細書で述べるソース１０２もしくは他の外部送信装置、電源供給装置、またはカプラと同様であり得る。中距離場装置５０２８は、例えば、皮膚上に直接、または、特に、使用者の皮膚５０３０と中距離場装置５０２８との間に何らかの布地、接着剤、誘電材料（例えば、シリコン）を介して、使用者の皮膚５０３０の表面に近接して配置され得る。
中距離場装置５０２８は、体外から刺激装置４８００に電力を供給する。中距離場装置５０２８からの電力の少なくとも一部は、身体の神経５０３２および／または神経５０３４に刺激治療を施すために、回路ハウジング４８０６内の治療生成回路によって使用され得る。刺激治療は、異なる時点で、または同時に、神経５０３２および神経５０３４に施され得る。例えば、電極４８０２Ａ、４８０２Ｂは、アノードおよびカソード（またはその逆）として（回路ハウジング内の回路のスイッチを入れるおよび／または切ることによって）構成され得、電極４８０２Ｃは、開放され得る（非導通状態になるように不完全な回路の一部になり得る）。このような構成は、例えば、神経５０３２に刺激治療を施すために、例えば、２つの電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ間に生成される電場によって、局所刺激治療を施すことができる。別の例では、電極４８０２Ａおよび電極４８０２Ｂのいずれか一方がアノードまたはカソードとして構成され得、電極４８０２Ｃは対応するカソードまたはアノードとして構成され得る。このような構成は、例えば、電極４８０２Ａもしくは電極４８０２Ｂと電極４８０２Ｃとの間に生成される電場によって、広域刺激治療を施すことができる。この構成では、治療は、神経５０３４、場合によっては、神経５０３２に施され得る。さらに別の例では、電極４８０２Ａ、４８０２Ｂは、それぞれアノードおよびカソード（またはその逆）として構成され得、電極４８０２Ｃは、アノードまたはカソーのいずれかとして構成され得る。このような構成は、広域刺激治療と局所刺激治療の両方を同時に施すことができる。
臨床的見地から言えば、利点は、それほど正確でなくても標的神経（単数または複数）に対する電極位置の配置が可能である広域の刺激場を含み得る。臨床医の見地から言えば、この刺激システムは、電極配置誤差の余地を与える。埋め込み後、刺激システムは、外科的に修正されるのではなく、再プログラムされ得る。
図５７は、例として、別の埋込み可能刺激装置５１００の一実施形態の斜視図を示す。図示されている刺激装置５１００は、２つの電極４８０２Ａ、４８０２Ｂのみを含む。図示されている刺激装置５１００は、２つの電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ間に誘電材料４８０４を含む。図示されている刺激装置５１００はさらに、回路ハウジング４８０６およびアンテナハウジング５１３６を含む。アンテナハウジング５１３６は、同一または同様の材料を含み得、および／または本明細書で述べるアンテナハウジング６１２，３６１８，３６３０、または他のアンテナハウジングのような本明細書で述べる他のアンテナハウジングと同様または同じように構成され得る。
図５８Ａは、例として、身体の外部の外部中距離場装置５０２８と共に、身体に埋め込まれた複数の刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂ（図５７の刺激装置５１００のそれぞれの特定の実施形態）を含むシステム５２００Ａの一実施形態の斜視図を示す。複数の埋込み刺激装置５１００は、局所刺激治療を施すことができ、または局所刺激治療および広域刺激治療の両方を同時に施すことができる。局所刺激治療は、電極４８０２Ａおよび電極４８０２Ｃをアノードまたはカソードの両方に構成し、電極４８０２Ｂおよび電極４８０２Ｄをカソードまたはアノードの両方に構成することによって施され得る。広域刺激治療および局所刺激治療は、それぞれ電極４８０２Ａ、４８０２Ｂをアノードおよびカソード（またはその逆）として構成し、電極４８０２Ｃ、４８０２Ｄをカソードおよびアノード（またはその逆）として構成することによって施され得る。
中距離場装置５０２８は、例えば、中距離場装置５０２８上の１つまたは複数のアンテナ（例えば、サブ波長構造と呼ばれる場合があるカプラ素子）によって供給される信号の位相を調整することにより、供給する信号の方向を変更するように構成され得る。１つまたは複数のアンテナによって提供される位相を調整するように構成された位相変更ネットワークの説明については、図５，図６２，図６３および／または図１０５を参照）。信号の方向は、例えば、刺激装置５１００Ａに電力を供給するために、中距離場電力供給装置５０２８からの電磁場が第１の時点で刺激装置５１００Ａ上に集束されるように構成され得る。次に、中距離場装置５０２８の１つまたは複数のアンテナによって供給される信号（単数または複数）の位相（単数または複数）は、例えば、刺激装置５１００Ｂに電力を供給するために、中距離場装置５０２８からの電場が刺激装置５１００Ｂ上に集束されるように変更され得る。
１つまたは複数の実施形態では、回路ハウジング４８０６内の回路は、中距離場電力供給装置５０２８からの電場を使用して充電され得る１つまたは複数のコンデンサを含み得る（特に、例えば、回路ハウジング４８０６内の回路に含まれ得るコンデンサ（単数または複数）の図５および図４８を参照）。例えば、中距離場電力供給装置５０２８が刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂに電力を供給していないとき、または治療生成回路が治療を施そうとするときに、コンデンサは、刺激装置に電力を供給するために放電され得る。刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂの両方は、コンデンサを使用して、例えば、２つの刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂの電極間の広域刺激治療を、例えば神経５２３８に施すために、同時に治療を施すことができる。１つまたは複数の実施形態では、一方の刺激装置５１００Ａは、中距離場電力供給装置５０２８によって直接電力供給され得、他方の刺激装置５１００Ｂは、（中距離場電力供給装置５０２８によって生成される電場を用いて充電された後に）コンデンサによって電力供給され得る。
１つまたは複数の実施形態では、例えば、広域刺激を施すために、各装置からの刺激治療が同期され得る。同期化は、中距離場装置からの通信信号によって、または治療生成および／または治療初期化のタイミングを同期させる同期回路（図４８参照）から制御され得る。
図５８Ｂは、例として、身体の外部の外部中距離場電力供給装置５０２８と共に、身体に埋め込まれた複数の刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂを含むシステム５２００Ｂの一実施形態の斜視図を示す。システム５２００Ｂは、システム５２００Ａと同様であり、システム５２００Ｂは、刺激装置５１００Ａ、５１００Ｂの両方に電気的に接続された絶縁導体５２４０を含む。このような絶縁導体５２４０は、システム５２００Ａが広域刺激治療のみを施す、局所刺激治療のみを施す、または局所刺激治療および広域刺激治療の両方を（同時にまたは非同時に）施すのを助ける。システム５２００Ｂは、電極４８０２Ａ、４８０２Ｂの１つまたは両方をアノードとして構成し、電極４８０２Ｃ、４８０２Ｄの１つまたは両方をカソードとして構成することによって（あるいはその逆）、広域刺激治療のみを施すことができる。システム５２００Ｂは、電極４８０２Ａ、４８０２Ｃをアノードとして構成し、電極４８０２Ｂ、４８０２Ｄをカソードとして構成することによって（またはその逆）、局所刺激治療のみを施すことができる。システム５２００Ｂは、電極４８０２Ａ、４８０２Ｄをアノードとして構成し、電極４８０２Ｂおよび４８０２Ｃをカソードとして構成することによって（またはその逆）、局所刺激治療および広域刺激治療の両方を同時に施すことができる。これは、局所刺激治療のみを施すことができる、または局所刺激治療および広域刺激治療を同時に施すことができるシステム５２００Ａとは対照的である。装置５１００Ａと装置５１００Ｂとの間の距離は、本明細書の別の場所で述べた矢印４８１３によって示される距離と同じ、または同様であり得る。
図５９は、例として、別の埋込み可能刺激装置５３００の一実施形態の斜視図を示す。刺激装置５３００は、刺激装置５１００と同様であり、刺激装置５３００は、例えば、広域刺激治療を施すために、さらに離間された電極４８０２Ａ、４８０２Ｂを含む。電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ間の距離（矢印５３４２で示される）は、回路ハウジング４８０６およびアンテナハウジング４８０８を電極４８０２Ａ、４８０２Ｂ間に配置する（図５９に示されるように）ことによって、または誘電材料４８０４の長さを（矢印の方向に）伸ばすことによって、（図５７に示されている距離よりも）長くされ得る。電極４８０２Ａ、４８０２Ｂの間の距離は、（広域刺激治療を施すために）１．５ｃｍよりも長くなり得、または（局所刺激治療を施すために）１．５ｃｍよりも短くなり得る。異なるタイプの刺激を達成するのに望ましい、および／または必要とされる他の距離が使用されてもよい。
図６０は、例として、体外の外部中距離場装置５０２８と共に、身体に埋め込まれた複数の刺激装置５３００Ａ、５３００Ｂ（図５９の刺激装置５３００のそれぞれの特定の実施形態）を含むシステム５４００の一実施形態の斜視図を示す。システム５４００は、システム５２００Ａと同様であり、システム５４００は、同一の刺激装置の電極を使用して広域刺激治療を施すように構成される。刺激装置５３００Ａ、５３００Ｂと間の距離（矢印５４４４で示される）は、例えば、刺激装置５３００Ａ、５３００Ｂの電極間で広域刺激治療を施すために、１．５ｃｍより長くなり得、または例えば、刺激装置５３００Ａ、５３００Ｂの電極間で局所刺激治療を施すために、１．５ｃｍより短くなり得る。装置５３００Ａ、５３００Ｂによって提供される刺激治療は、神経５４４６または神経５４４６の神経枝５４４８および／または神経枝５４５０上で行われ得る。
図６１は、例として、図５９の複数の刺激装置の一実施形態の論理回路図を、刺激装置間で生成されるそれぞれの電場の範囲内で示している。抵抗器５４５２Ａ、５４５２Ｂ、５４５２Ｃ、５４５２Ｄ、５４５２Ｅ、および５４５２Ｆは、抵抗器５４５２Ａ～５４５２Ｆの両端部の電極間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ａは、電極４８０２Ａと電極４８０２Ｄとの間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ｂは、電極４８０２Ｂと電極４８０２Ｃとの間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ｃは、電極４８０２Ｂと電極４８０２Ｄとの間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ｄは、電極４８０２Ａと電極４８０２Ｃとの間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ｅは、電極４８０２Ａと電極４８０２Ｂとの間のインピーダンスを表す。抵抗器５４５２Ｆは、電極４８０２Ｄと電極４８０２Ｃとの間のインピーダンスを表す。一般に、抵抗器５４５２Ｅおよび抵抗器５４５２Ｆのインピーダンスは、抵抗器５４５２Ａおよび抵抗器５４５２Ｂのインピーダンスよりも小さく、これらのインピーダンスは、抵抗器５４５２Ｃおよび抵抗器５４５２Ｄのインピーダンスより小さい。２つの電極間に生成される電場の強度は、一般に、電極間の抵抗器のインピーダンスの値に反比例する。広域刺激治療は、一般に、局所治療刺激よりも弱い電場を有するが、局所治療刺激よりも広い容積の治療を施す。
ＩＩ．外部装置の構成
Ａ．電子制御ハードウェアと電磁伝達素子のコンパクトな統合
このサブセクションは、全般に、電磁伝達素子（例えば、外部伝達素子のうち特に、ソース１０２、中距離場装置６１４８もしくは中距離場装置５０２８）と電子制御ハードウェアのパッケージングに関する。より具体的には、このサブセクションの１つまたは複数の実施形態は、制御ハードウェアと同じ基板に取り付けられた電磁伝達素子を含む装置、システム、および方法に関する。
制御ハードウェアは、電子部品（受動部品（例えば、ダイオード、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、インダクタなど）、ディスクリート集積回路、論理コンポーネント（例えば、論理ゲート、マルチプレクサなど）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））と、各々の部品用の信号パッドとパワーパッドを接続する金属トレースとを含み得る。設計プロセスの際に、電子制御ハードウェアと電磁伝達素子（例えば、アンテナ）との間の結合は、注意深く管理され、ほとんど必然的に、電磁伝達素子の効率の損失および／または電子部品のシグナルインテグリティの損失を生じる。この効率および／またはシグナルインテグリティの損失は、コンパクトな設計のパッケージでは、より影響力が強くなる。このサブセクションで述べる実施形態は、伝達素子の効率の損失および／または電子部品のシグナルインテグリティの損失を克服する手助けとなる。
このサブセクションの実施形態は、制御ハードウェアを電子装置パッケージ内（例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）、フレキシブル基板、または電子装置が搭載される他の媒体上）の平面電磁伝達素子に統合するための装置、システム、および方法を含む。
マイクロストリップもしくはパッチアンテナ、スロットアンテナ、またはこれらの組合わせを含む多くのタイプの平面電磁伝達素子がある。これらのアンテナは、様々な形状およびサイズで製造され、多種多様な電磁信号周波数と（効率的に）相互作用するように構成され得る。別のタイプの平面電磁伝達素子は、２０１５年１１月２６日に公開された「ＭＩＤＦＩＥＬＤ ＣＯＵＰＬＥＲ」と題されたＷＩＰＯ国際公開第２０１５／１７９２２５号パンフレットに記載されている中距離場アンテナのような中距離場アンテナを含む。この特許の内容全体を参照によって本願明細書に引用したものとする。
このような平面電磁伝達素子を含むパッケージのフォームファクタを低減することは、少なくとも一部は、電磁伝達素子の近傍の構成要素間で通信する電磁放射による効率損失および信号損失が原因で、困難である。したがって、制御ハードウェアをプリント基板（ＰＣＢ）上で平面アンテナまたは電磁素子に統合することは、電磁制御素子のシグナルインテグリティおよび性能の望ましくない損失を引き起こす可能性がある。これらの影響は、パッケージサイズを縮小しなければならず、電磁伝達素子がパッケージの実装面積の大部分を覆う場合、さらに一層懸念材料になり得る。
中距離場電力供給カプラ（電磁伝達素子）の場合、埋め込まれた装置（例えば、埋込み医療機器）への効率的なエネルギー伝達を提供する平面金属パターンは、両方の寸法（長さと幅）が数ｃｍであり得る。制御ハードウェア（例えば、電子ハードウェア部品）は、中距離場カプラのポートに無線周波数（ＲＦ）電力を供給し、埋め込まれた装置との通信のためにＲＦ信号を変調し、埋め込まれた装置から通信を受信し、および／または患者／臨床医が回路の１つまたは複数のパラメータを設定する、または埋め込まれた装置からデータを受信するための使用者インタフェースを提供するために、使用され得る。制御ハードウェアは、中距離場電力供給カプラとは別のＰＣＢ上に設計され得るが、サイズ（フォームファクタ）は犠牲にされる。
回路（電磁伝達装置および制御ハードウェア）を身体に取り付けるためには、集積回路のフォームファクタを低減するように、統合された装置（電磁伝達素子と制御ハードウェア）の寸法を、伝達素子の最大の部分であり得る電磁伝達素子と同じサイズに近づけることが有益であり得る。フォームファクタをさらに低減するために、電子部品は、中距離場電力供給カプラと同じ基材上に統合され得る。例えば、ＲＦ信号が中距離場カプラとは別の基板から供給される（例えば、制御ハードウェアが電磁伝達素子とは別の基板上にある）２つの基板集積回路では、回路は、１５ｍｍ以上の全厚を有し得る。一方、単一基板ソリューション（例えば、電磁伝達素子と同じ基板上に制御ハードウェアを含む装置）は、約３ｍｍ（例えば、１ｍｍ～５ｍｍ、２ｍｍ～４ｍｍ）の全厚を有し得る統合することによって節約された容積は、追加のバッテリ容量に使用され得、または、例えば、装置が着用されたときに、あまり目立たない、もしくは見えにくい薄いパッケージに装置を収容できるように使用され得る。
しかし、回路基板（例えば、ＰＣＢまたはフレキシブル基板）の外層の面積が限られているため、構成要素およびトレースを電磁伝達素子と統合することは困難であり得る。１つまたは複数の実施形態では、ハードウェア制御部品は、パターン形成された電磁伝達素子および電磁伝達素子の励起のためのマイクロストリップ供給線と同じ層に配置され得る。これらの層に沿ったこれらの部品およびトレースの配置は、制御ハードウェアと電磁伝達素子との間の通信を引き起こす可能性のある望ましくない結合を引き起こし、結果として、シグナルインテグリティおよび／または電力伝送効率の損失をもたらす可能性がある。
このサブセクションで述べる１つまたは複数の実施形態の利点は、特に、（ｉ）環境からのノイズが低減された状態で動作する回路、（ｉｉ）別個の基板上に制御回路および伝達素子を有する場合に比べて、フォームファクタが低減された中距離場電力供給装置、のうちの１つまたは複数を含み得る。
図６２は、例として、制御ハードウェアおよび電磁伝達素子（例えば、アンテナ６４０６）を含むシステム６４００の一実施形態の図を示す。システム６４００は、第１の基板６４０２上に制御ハードウェアを含み、第２の基板６４０４上にアンテナ６４０６を含む。このようなシステムは、例えば、図６４および図６５に示すように、単一の基板上に制御ハードウェアおよび伝達素子を含むシステムと比較して大きいフォームファクタを含む。
図６２に示されている実施形態では、制御ハードウェアは、電力管理回路６４０８、トランシーバ６４１０、コントローラ６４１２、電力分配器６４１３、複数のゲイン増幅器６４１４、複数の移相器６４１６、および複数の電力増幅器６４１８を含む。電力管理回路６４０８は、１つまたは複数の電圧調整器、電流調整器、整流器、コンデンサ、または他の電力回路を含み得る。電力管理回路６４０８は、例えば、制御ハードウェアに電力を供給するために、制御ハードウェアの他の部品に電力信号を供給し得る。
１つまたは複数の実施形態では、トランシーバ６４１０は、単なる送信機と置換され得る。トランシーバ６４１０は、例えば、ＲＦ信号に変調されるデータの有無に関係なく、ＲＦ信号を電力分配器６４１３に供給し得る。コントローラ６４１２は、本明細書で述べるプロセッサ回路２１０または他の同様の回路と同様または同一の機能性を提供し得、および／または同様または同一の構成要素を含み得る。電力分配器６４１３は、本明細書で述べる電力分配器４１２または他の電力分配器と同様または同一の機能性を提供し得、および／または同様または同一の構成要素を含み得る。ゲイン増幅器６４１４は、その入力ポートにおける信号の振幅を増加させる。移相器６４１６は、本明細書で述べる移相器４１０または他の移相器と同様または同一の機能性を提供し得、および／または同様または同一の構成要素を含み得る。電力増幅器６４１８は、本明細書で述べる電力増幅器４０８または他の電力増幅器と同様または同一の機能性を提供し得、および／または同様または同一の同様の構成要素を含み得る。アンテナ６４０６は、例えば、ソース１０２のアンテナに関して述べられ、かつ図３に示されているような複数のサブ波長構造を有するマルチポートアンテナであり得る。
図６３は、例として、制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を別個の基板上に含むシステム６５００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているシステムは、第１の基板６５０２上の中距離場カプラ、第２の基板６５０４上の制御ハードウェア、および第１の基板と第２の基板とを電気的かつ機械的に結合するＲＦコネクタ６５０６Ａ、６５０６Ｂを含む。システム６５００は、システム６４００の一実施態様である。
図６４は、例として、単一の基板（例えば、基材）上に制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を含むシステム６６００の一実施形態の図を示す。このようなシステムは、システム６４００と比較してより小さいフォームファクタを含み得る。
図６５は、例として、単一の基板６７２２上に制御ハードウェアおよび電磁伝達素子を含むシステム６７００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているシステム６７００は、基材の上層に、制御ハードウェアおよび伝達素子を含む（図６５には図示されていない。伝達素子および／または制御ハードウェアの図については、図６６～図７１を参照）。伝達素子は、例えば、制御ハードウェアを伝達素子の電磁放射から遮蔽する（その逆も同様）のために、ファラデーケージ６７２０または静電気もしくは電磁気の影響を排除する他の要素によって、制御ハードウェアから分離される。
ファラデーケージ６７２０は、放射する電磁伝達素子の一部であり得る。制御部品は、ファラデーケージ６７２０を使用して伝達素子の導電性表面内に完全に統合される。このような実施形態では、ファラデーケージ６７２０は、（制御部品のための）シールドとして、かつ伝達素子の放射素子としての機能を果たしている。ファラデーケージ６７２０に使用される材料の表皮厚さにより、放射を誘発するファラデーケージの外表面における電磁電流は、ギガヘルツ周波数で数ミクロンを超えて侵入しない。したがって、内部部品は、１つまたは複数の実施形態によれば、伝達素子の一部として放射するファラデーケージ６７２０によって誘導される電磁場から有利に遮蔽され得る。
１つまたは複数の実施形態では、基板６７２２は、第１の層６７２４、第２の層６７２６、および第３の層６７２８のような複数の層を含み得る。第３の層６７２８は、第１の層６７２４および第２の層６７２６よりも厚い層であり得る。１つまたは複数の実施形態では、基板６７２２は、ＦＲ４基材（例えば、繊維ガラス織布と耐燃性のエポキシ樹脂バインダとから成る複合材料を含むガラス強化エポキシ積層体）、シリコン基材、味の素ビルドアップフィルム（ＡＢＦ）、誘電材料、または他の材料で製造され得る。制御ハードウェアは、制御ハードウェアの部品間のルーティング（例えば、トレース）と共に、第１の層６７２４の上面に配置され得る。制御ハードウェアの部品（例えば、高出力部品）は、ファラデーケージ６７２０に熱を伝導するために熱伝導性材料が適用され得る。
グランドプレーンは、第２の層６７２６上に配置され得る。ファラデーケージ６７２０は、１つまたは複数のバイア６７３０によってグランドプレーンに短絡され得る。１つまたは複数のバイア６７３２は、第３の層６７２８上のスロット６７３４（例えば、共振素子）のポートに信号を供給し得る。ポートへの信号は、電力増幅器６４１８のうちの１つからの信号であり得る。ファラデーケージ６７２０およびグランドプレーンは、スロット６７３４と嵌合する対応スロット（スロットパターン）で構成され得る（嵌合スロットの図については、図６６～図７１を参照）。
第１の層６７２４および第２の層６７２６は、同じ厚さまたは異なる厚さを有し得る。第１の層６７２４および第２の層６７２６それぞれの厚さは、１ミル～２０ミル（例えば、１ミル～１０ミル、２ミル～８ミル、３ミル～６ミル、５ミル～１５ミル、１０ミル～２０ミル、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば５ミル）であり得る。第３の層６７２８は、５０ミル～１５０ミル（例えば、５０ミル～１００ミル、６０ミル～１２０ミル、７０ミル～１００ミル、８０ミル～９０ミル、６０ミル～８０ミル、８０ミル～１１０ミル、９０ミル～１５０ミル、７０ミル～１２０ミル、１００ミル～１５０ミル、これらの重複範囲、または列挙された範囲内の任意の値、例えば８５ミルの厚さを有し得る。記載されている寸法および記載されている基板の層の数は、非限定的な例に過ぎず、多くのバリエーションが可能である。
１つまたは複数の実施形態では、制御ハードウェア部品は、基板６７２２の表面層に配置され、ルーティングの大部分は、同じ表面層に設けられる。図６５の実施形態では、制御ハードウェアおよびルーティングの大部分は、第１の層６７２４の上面（例えば、ファラデーケージ６７２０が取り付けられている表面）上にある。
１つまたは複数の実施形態では、第２の層６７２６（例えば、第１の層６７２４の真下の層）上に、または第２の層６７２６の少なくとも一部に、スロット中距離場パターン（例えば、グランドプレーン）が印刷され得る。１つまたは複数の実施形態では、第２の層６７２６は、グランドプレーンとしても機能し得る。例えば、上層のファラデーケージ６７２０をグランドに短絡するために、第１の層６７２４を第２の層６７２６と接続する１つまたは複数のバイア６７３０が含まれ得る。１つまたは複数の実施形態では、バイア６７３０は、中距離場パターンの縁部またはその近傍に、および／または中距離場要素を形成するスロットの縁部に存在し得る。グランドプレーンと第３の層６７２８の底面に沿った励振口との間の層は、限定されたトレースに使用され得る。いくつかの実施形態では、マイクロストリップ励起スロットまたは給電線は、第３の層６７２８の底面に沿ってまたは隣接して位置決めされる。
図６６は、例として、図６５のシステム６７００の一実施形態の斜視図を示す。図６６の斜視図は、ファラデーケージ６７２０のカバー６７４０およびベース６７４２を示す。図６７Ａは、例として、ファラデーケージ６７２０の一実施形態の斜視図を示す。図６７Ｂは、例として、ファラデー・ケージ・カバー６７４０の一実施形態の斜視図を示す。図６７Ｃは、例として、ファラデー・ケージ・ベース６７４２の一実施形態の斜視図を示す。
１つまたは複数の実施形態では、ファラデー・ケージ・カバー６７４０の幾何学的形状は、電磁伝達素子のスロットパターンを収容することができ、電磁伝達素子のスロットパターンを妨げる可能性がない（例えば、電磁伝達素子のスロットパターンに対して構成されるように、相補的であり得る）（図６９および７０を参照）。ファラデー・ケージ・カバー６７４０は、打ち抜かれたまたは機械加工された金属プレートで実現され得る。可能な材料は、銅、スチール、またはアルミニウムを含む。ファラデー・ケージ・カバー６７４０は、固体材料、金網、またはこれらの組合わせで実現され得る。
ファラデーケージ６７２０は、構成要素の上の導電シールドを形成するファラデー・ケージ・カバー６７４０によって形成され得、グランドプレーン６７５０（図６９参照）は、構成要素の下のファラデーケージ６７２０のベースを形成する。ファラデーケージ６７２０のスロットの縁部およびケージベース６７４２の縁部のバイア６７３０により、ファラデーケージ６７２０の側面を形成することができる。十分に密閉されたケージは、構成要素の上のカバーと構成要素の下の層との間に、例えば、中距離場送信機パターンの形状で、効果的に形成され得る。
グランドプレーン６７５０を含むファラデー・ケージ・カバー６７４０は、ファラデーケージ６７２０および伝達素子のような厚いパターン化された導体として効果的に機能する。構成要素／トレースの上下の金属シートの厚さがいくつかの表皮厚さよりも厚い場合、電磁伝達素子の観点から効果的に、グランドプレーンを含むファラデーケージは金属プレートである。
図６５および図６６の実施形態では、ファラデーケージ６７２０は制御回路の構成要素の上にある。図示されている実施形態では、ファラデーケージ６７２０は、はんだ、導電性ペースト、導電性テープ、または他の導電性接着機構のような導電性接着剤を使用して、基板６７２２に貼り付けられる。基板６７２２は、４層プロセスを使用して製造された４層基板として示されているが、それより少ないまたはそれより多い数の層を含み得るような他の基板設計が使用されてもよい。ファラデー・ケージ・カバー６７４０は、固体材料として示されているが、他の実施形態では、メッシュであり得、または１つまたは複数の孔、穿孔、スロット、もしくはスリットを含み得る。
図６８は、例として、図６６に示されているのとは反対側から見たシステム６７００の斜視図を示す。１つまたは複数のマイクロストリップＲＦスロット６７３４は、パターンがより厚い金属層で形成された場合に使用され得るような伝達素子（例えば、グランドプレーン６７５０のスロット６７５２とファラデーケージ６７２０との組合わせ）を励起し得る。ＲＦ回路の観点から、有効な厚いスロット素子は、電磁伝達素子の広帯域の増強を可能にする。電磁エネルギーは、ファラデーケージ６７２０内部の構成要素（例えば、発振器、電力増幅器、位相補償回路など）から、ファラデーケージ６７２０を一部として含む伝達素子に伝送される。１つまたは複数のバイア６７３２は、電力増幅器の出力をファラデーケージ６７２０内からケージ外の電磁要素のスロット６７３４に接続して、ファラデーケージ６７２０内部の電磁エネルギーをバイア６７３２を介して外部環境に伝送する。スロット６７３４は、図６８に示されるような、開口した円形または開口した楕円形であり得る。
さらに、熱管理の観点から、パターン化された金属プレート（ファラデー・ケージ・カバー、パターン化されたグランドプレーン、および／またはバイア）は熱放散に使用され得る。ファラデーケージ６７２０およびファラデー・ケージ・ベース６７４２および／またはファラデー・ケージ・カバー６７４０の内部の構成要素間の熱導体として、熱グリース、熱伝導性テープ、または熱伝導性エポキシ樹脂のような熱伝導性材料が使用され得る。熱導体により、ケージ６７２０内部の構成要素から外部環境に熱を放射することができる。
図６９は、例として、第２の層６７２６の一実施形態の斜視図を示す。図示されている第２の層６７２６は、グランドプレーン６７５０と、グランドプレーン６７５０内のスロット６７５２とを含む。ファラデー・ケージ・ベース６７４２は、スロット６７５２を妨げないようにスロット６７５１を内部に含み得る。図７０は、例として、スロット６７５２とスロット６７５１との位置合わせを示すために、基板６７２２の上層６７２４が除去された状態のシステム６７００の一実施形態の斜視図を示す。図示されているように、ファラデー・ケージ・ベース６７４２内のスロット６７５１は、スロット６７５２が第２の層６７２６内に存在する位置（例えば、電磁伝達素子のスロットパターン）に対応する。したがって、ファラデー・ケージ・ベース６７４２の実装面積は、図示されている実施形態では、スロット６７５２のいずれの部分とも重ならない、または一致しない。パターン化された中距離場プレートパターンは、第２の層６７２６（第１の内部層）にあり、電磁伝達素子（例えば、中距離場カプラ）のパターンとファラデーケージ６７２０との間の１つまたは複数のバイアによって、ファラデーケージ６７２０に短絡される。
図７１は、例として、ファラデー・ケージ・カバーの下、ファラデーケージ６７２０内、および第１層６７２４上の個別部品７３６０を示すために、ファラデーケージ６７２０が除去された状態のシステム６７００の一実施形態の斜視図を示す。構成要素はチップとして示されているが、構成要素は、１つまたは複数の抵抗器、コンデンサ、インダクタ、集積回路、トランジスタ、論理ゲート、発振器、状態論理コンポーネント、マルチプレクサ、スイッチ、コネクタ、または他の電気部品もしくは電子部品、例えば、外部装置の回路（例えば、システム６４００，４００の回路、または本明細書で述べる他の外部装置回路）内の１つまたは複数の構成要素を含み得る。個別部品７３６０は、第１の層６７２４上の１つまたは複数のトレース７３６２によって電気的に接続され得る。熱ペースト、グリース、または他の物質、材料、またはコーティングは、例えば、個別部品７３６０からファラデー・ケージ・カバー６７４０またはファラデー・ケージ・ベース６７４２に熱を伝導するために、個別部品７３６０の１つまたは複数の部品の上および／または周囲に、および／または個別部品７３６０とファラデーケージ６７２０との間に配置され得る。熱ペーストもしくはグリースは、電気部品もしくは電子部品および熱ペーストもしくはグリースと接触または十分近接する他の要素からの熱をファラデーケージ６７２０、ひいては周囲環境に伝達することができる。

Ｂ．埋込み装置への個別外部装置の結合
このサブセクションは、全般に、治療部位近傍での外部装置の位置決めおよび／または保持に関する。より具体的には、このサブセクションでは、治療部位の外側の外部装置の個別の位置決めおよび／または位置決めの検証のための装置、システム、および方法について述べる。このサブセクションは、治療部位近傍での外部装置の位置決めおよび／または保持に関する。より具体的には、このセクションでは、治療部位の外側の装置の個別の位置決めおよび／または位置決めの検証のための装置、システム、および方法について述べる。
医療機器治療の分野ではかなりの進歩が見られるが、埋込み内科的治療機器と相互作用する、快適で着用可能な医療機器が依然として必要とされている。該装置は、ユーザ体験を改善するために、快適で、比較的目立たないものにすべきである。このような装置の現在のフォームファクタは非常に大きく、そのため、該治療装置を着用している人は、装置が目立つために不快感かつ／または恥ずかしさを感じる。
このサブセクションでは、埋め込まれた治療装置にエネルギーを供給し得る外部装置を快適におよび／または効率的に運ぶ方法を可能にする着用可能部品について述べる。１つまたは複数の実施形態では、システムは、患者に埋め込まれ得るような埋込み可能な仙骨神経刺激治療装置を含み、外部装置（着用可能な装置）に無線信号を送信および／または外部装置（着用可能な装置）から無線信号を受信するように構成された埋込み可能な通信要素装置を含み得る。外部装置は、例えば、アンテナ、バッテリ、および／または電子機器（例えば、ソース１０２の回路のような制御回路、アンテナ３００、または本明細書で述べる他の外部装置）を含み得る。システムは、使用者（例えば、患者）によって着用されるように構成された着用可能部品（例えば、衣類、バンド、または他の着用可能な服）と、着用可能部品に、または着用可能部品内に結合される外部装置とをさらに含み得る。外部装置は、埋込み可能装置と通信するために無線信号を送信および／または受信するように構成され得る。１つまたは複数の実施形態では、外部装置は、着用可能部品に対して複数の位置に配置され得る。
外部装置は、様々な構成を有し得る。１つまたは複数の実施形態では、外部装置は、Ｓ３孔の上に位置決めされ、埋込み可能装置（例えば、埋込み可能神経刺激装置）に電力を供給するように構成されたアンテナ（例えば、中距離場送信機のような電力および／またはデータ送信機）を含み得る。１つまたは複数の実施形態では、埋込み可能装置は内部誘導コイルを含み得、外部装置は外部誘導コイルを含み得る。コイルは、例えば、電力結合を最大にするために、実質的に同じ周波数で共振するように構成され得る。着用可能部品（例えば、外部装置）は、外部装置と埋込み可能装置との間の正確な位置合わせを示すように構成された位置決定機構を含み得る。位置決定機構は、外部装置の回路内に含まれ得る。
１つまたは複数の実施形態では、システムは、互いに結合され、Ｓ３孔の上に位置決め可能な第１の外部装置および第２の外部装置を含み得る。第２の外部装置は、第１の外部装置に電気的に結合され得る。１つまたは複数の実施形態では、第１の外部装置は、埋込み可能装置からデータを受信するように構成され得、第２の外部装置は、第１の外部装置に電力を供給するように構成され得る。
外部装置は、様々な構成を有し得る。１つまたは複数の実施形態では、外部装置は、可撓性バッテリを着用している使用者の動きに応じて曲がるように設計された可撓性バッテリを含み得る。１つまたは複数の実施形態では、着用可能部品は、複数の弾性ストラップから形成され得る。着用可能部品は、様々な患者のサイズおよび形状に対して調整可能である。さらに他の実施形態では、着用可能部品は、ベルト、ズボン、ショーツ、ベスト、サッシュ、下着、または接着パッチであり得る。いくつかの実施形態では、着用可能部品は、その中に形成された少なくとも１つのポケットを含み得る。ポケットは、着用可能部品に対して移動可能なものであり得る。１つまたは複数の実施形態では、ポケットは、その内部に配置される少なくとも１つのバッテリを含み、バッテリは、外部装置に電力を供給するように構成される。
埋込み可能／埋め込まれた装置と通信して電力を供給するための方法が提供される。外部装置は、組織を通って埋込み可能装置に信号を無線で伝送するように作動され得る。例えば、外部装置は、埋込み可能装置にエネルギーを供給し得、および／または埋込み可能装置からデータを受信し得る。外部装置は、外部誘導コイルまたは中距離場装置を含み得る。埋込み可能装置は、内部誘導コイルまたは他の電磁信号受信素子を含み得る。これらの素子のうちの１つまたは複数は、通信信号を伝送する、または埋込み可能装置において電力を生成するために使用され得る。
例えば、埋め込まれた装置上の通信素子と外部装置を位置合わせするために、無線通信を使用して、複数の位置のうちの１つの位置で患者が着用する着用可能部品上／着用可能部品内に外部装置を位置決めすることができる。外部装置は様々な位置に配置され得るが、１つまたは複数の実施形態では、外部装置は、埋め込まれた装置に近接する皮膚表面上または皮膚表面より上に理想的に位置決めされ得る。埋め込まれた装置は、外部装置に、伝送されるエネルギーの量、外部装置に対するプログラミング信号の肯定応答、および／または誤動作もしくはエラーの警告に関する情報を示す信号を含み得るような無線信号を送信し得る。外部装置は、音声トーン、画像表示、または振動を介して患者と通信するように構成され得る。この構成は、無線電力伝送にとって十分なまたは理想的な位置に外部装置を配置および／または固定するように患者を案内するのに役立てるために使用され得る。外部装置は、他の状態に加えて、外部装置のバッテリレベルを使用者に伝達することができる。このことにより、患者が外部装置のバッテリを交換または充電する時期を理解することができる。
外部装置は、着用可能部品上／着用可能部品内に、または着用可能部品から離間して位置決めされ得る。例えば、着用可能部品は、複数の可撓性ストラップを含み得、外部装置は、例えば、埋込み可能装置の近くで、可撓性ストラップに取り外し可能に嵌合され得る。追加的に、または代替的に、外部装置は、着用可能部品に貼り付けられたポケット内に配置され得る。１つまたは複数の実施形態では、着用可能部品は、可撓性バッテリであり得る。外部装置は、可撓性バッテリに結合され得、可撓性バッテリで発生したエネルギーのようなエネルギーを埋込み可能装置に送達し得る。
図７２は、例として、埋め込まれた装置８８０４と外部装置８８０２との間の１つまたは複数の信号の通信のためのシステム８８００の一実施形態を示す。埋め込まれた装置８８０４は、埋込み可能装置１１０，６００，７００、または他の埋込み可能装置のような本明細書で述べる埋込み可能装置のいずれかと同様または同一であり得る。外部装置８８０２は、ソース１０２、アンテナ３００などの本明細書で述べる外部装置のいずれかと同様または同一であり得る。外部装置８８０２は、ポケット８８０６内の所定位置に配置され、および／または貼り付けられ得る。ポケット８８０６は、下着、ズボン、シャツ、パンティーストッキング、ショーツ、ボディスーツなどの着用可能部品８８０８の内部にあり得る。埋め込まれた装置８８０４は、例えば、使用者の身体８８１０の内部に位置するように、使用者の皮膚の表面の下に埋め込まれ得る。外部装置８８０２は、埋め込まれた装置８８０４に電力および／またはデータを伝送し得る。１つまたは複数の実施形態では、埋め込まれた装置８８０４は、身体８８１０内に４０ｍｍより深く埋め込まれ得る。１つまたは複数の実施形態では、外部装置８８０２は、スリーブ内に位置決めされる（図８３，図８４Ａ、図８４Ｂおよび図８５を参照）。図７２に描かれているアイテムそれぞれに関するさらなる詳細は、残りの図面および本明細書における他の説明に関して提供される。
図７３は、例として、人体８９００の一部の背面図と、外部装置８８０２およびポケット８８０６が覆うことができる領域の候補配置位置を示す。図示されているように、外部装置８８０２は、尾骨または坐骨切痕の先端から約９～１０ｃｍ、および／または人体の正中線（破線８９０２で示されている）の左または右に約２センチメートルに位置し得るようなＳ３孔の位置またはその近傍に配置され得る。
図７４は、例として、人体９０００の斜視図を示す。図示されている人体９０００は、外部装置８８０２を収容するためのポケット８８０６を有する着用可能部品８８０８を含む。図示されているポケット８８０６は、図７３に示されているように、不変装置８８０２を配置するための少なくとも２つの候補位置に広がる。ポケット８８０６は、１つまたは複数の実施形態では、例えば、外部装置８８０２の単一の候補位置のみを覆うために、（人体の幅に対する幅に関して）より狭くなり得る。しかしながら、ポケット８８０６が２つ以上の候補位置にまたがることにより、１つのポケットが多種多様な外部装置の位置に対応できるようになる。
図７５は、例として、ポケット８８０６および外部装置８８０２を含む図７２の一部の分解図を示す。ポケット８８０６は、上ポケット層９１５０および下ポケット層９１５２を含むものとして示されている。上ポケット層９１５０は、「上層」と呼ばれることがある。下ポケット層９１５２は、「下層」と呼ばれることがある。図７５の図はスリーブの層にも対応し得ることに留意されたい。上ポケット層９１５０および下ポケット９１５２の各々は、３つの布地層を含むものとして示されているが、上ポケット層９１５０および下ポケット層９１５２のそれぞれは、それより少ないまたはそれより多い布地層を含み得る。ポケット８８０６は、６つの層を含むものとして示され、装置８８０２は、ポケットの層３と層４との間に位置するものとして示される。ポケット８８０６は、収容される用途に応じて、それより少ないまたはそれより多い層を含み得る。図示されているように、下ポケット層９１５２は、７５８１（「層１」）、７５８３（「層２」）、および７５８５（「層３」）の３つの層を含む。図示されているように、上ポケット層９１５０は、７５９１（「層４」）、７５９３（「層５」）、および７５９５（「層６」）の３つの層を含む。
ポケットの層１は、柔らかく、柔軟であり、および／または仕様に適合した材料を含み得る。この層は、使用者の肌に最も近く、快適さを提供し得る。層２および／または層３は、絶縁材料（単数または複数）（例えば、通過する熱に耐える材料）、および／または防水または耐水性であり得る。この材料の断熱特性により、外部装置８８０２によって生成された熱から使用者の皮膚を保護し、上ポケット層９１５０に向かって熱を偏向させることができる。防水／耐水性により、水分が使用者の皮膚に移動するのを防ぎ、そのような水分を上層（単数または複数）に向かって移動させることができる。１つまたは複数の実施形態では、下ポケット層９１５２の１つまたは複数は、水を使用者の皮膚から上層（単数または複数）に向かって移動させるために、水ウィッキング性であり得る。
上層の層４、層５、および／または層６のうちの１つまたは複数は、熱を使用者の身体から移動させるような熱伝導性材料であり得る。上層の層４、層５、および／または層６のうちの１つまたは複数は、例えば、着用可能部品が使用者の身体上で滑らないまたは別の形で動かないようにするため、および埋込み可能／埋め込まれた装置と通信し得る位置で位置決めされた外部装置を保つのを助けるために、圧縮性であり得る。
着用可能部品は、１つまたは複数の上層および１つまたは複数の下層を含み得る下着のポケット（単数または複数）を含み得る。前述したように、層１は、ポリエステルのような柔らかい通気性材料であり得る。この層は、皮膚と直接接触し得る。層２および／または層３は、断熱材料から作られ得る。層３は、ネオプレン、ＧＯＲＥ－ＴＥＸ、Ｏｕｔｌａｓｔ、またはネオプレンと同様の材料のような低熱伝導率を含む他の材料であり得る。層２および／または層３は、液体水の浸透および／または吸収を完全に防止し得る（防水性）。層２および層３は、同じ材料であり得る。層２および／または層３（身体に最も近いポケットの内側層）は、ＧＯＲＥ－ＴＥＸ（登録商標）、ＧＯＲＥ ＷＩＮＤＳＴＯＰＰＥＲ（登録商標）膜、ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、麻、羊毛、綿、ストロー、エーロゲル、ポリウレタンなどのような一方向性透過性材料を含み得る。
ポケットは、熱を放散させることができるように空気を通す（通気性と呼ばれることもある）ものであり得る。層４および／または層６は、上（人体から離れる側）から熱を放出することができる通気性材料を含み得る。ポケットの上部は、通気性材料を含み得る。ポケットの側面は、通気性および／または防水性材料を含み得る。
断熱材料は、例えば、ポリウレタンフォーム、ＰＹＲＯＧＥＬ（登録商標）ＸＴ、ＧＯＲＥ－ＴＥＸ（登録商標）、ＧＯＲＥ ＷＩＮＤＳＴＯＰＰＥＲ（登録商標）膜、ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、麻、羊毛、綿、藁、エーロゲル、ポリウレタン、Ｒ値の高い材料、Ｏｕｔｌａｓｔなどのうちの１つまたは複数を含み得る。
図７６は、例として、ポケット８８０６の下層９２００の一実施形態の斜視図を示す。図７７は、例として、ポケット８８０６の下層９３００の別の実施形態の斜視図を示す。下層９３００は、下層９２００と同様であるが、下層９３００は、複数の候補埋め込み位置（例えば、棘突起の各側に１つ）を覆い、下層９２００は、そのような候補位置の１つのみを覆う。図示されている下層９２００は、第１の下層９２０２および第２の下層９２０４を含む。第１の下層９２０２は、層９２００が摩耗状態であるときには、第２の下層９２０４よりも使用者の身体により近くなり得る。層９２０２および層９２０４は、例えば、糸、接着剤、または他の固着手段によって、互いに貼り付けられ得る。層９３０２および層９３０４は、層９２０２および層９２０４とそれぞれ同様であり、層９３０２および層９３０４は、前述したように層９２０２および層９２０４よりも幅広である。
図７８は、例として、図７７の層９３００と同様のような下層９４００の実施形態の斜視図を示し、外部装置８８０２は最も内側の層（図９４の下層９４００の層９３０４）に取り付けられる。図７９は、例として、図７７の下層９３００を含む層９５００の一実施形態の斜視図を示し、外部装置８８０２は、下層と上層９５０６との間に位置する。上層９５０６は、最も内側の上層であり、外部装置８８０２と接触し得る。層９５０６は、層９３０２および／または層９３０４のような下層（単数または複数）のいずれかに、例えば、糸、接着剤、または他の固定手段によって、取り付けられ得る。
図８０は、例として、上層９５０６の上の弾性バンド９６０８を有する、層９５００と同様の層９６００の一実施形態の斜視図を示す。図示されている弾性バンド９６０８は、例えば、ポケット８８０６の通気性に保つように、熱が逃げることができ、および／または空気を引き込むことができる通気エリアを提供するのを助けるために、随意選択の孔９６１０を含む。孔９６１０はそれぞれ、図８０に示されているように、幅寸法よりも大きな高さ寸法を含み得る。高さは、着用可能部品を着用している人の身長とほぼ同じ方向であり得る。幅は、高さに対してほぼ垂直である。このような構成により、弾性バンド９６０８は、例えば、バンド９６０８の完全性または寿命を損なわずに、伸長することができる。孔９６１０は、層９５０６の上の部分またはその一部のようなバンド９６０８の一部の上にだけ位置決めされ得る。代替的に、孔９６１０は、バンド９６０８の幅および高さ全体にわたって位置決めされ得る。図示されているバンド９６０８は、層９５０６，９３０４，９３０２および外部装置８８０２を覆い隠さないように、バンドの一部のみが示されている。バンド９６０８は、一般に、外部装置８８０２と人体との間に圧縮力を加えるのを助け、外部装置を定位置で保持するのを助けるために、人体の周囲に完全に巻き付けられる。
図８１は、例として、外部装置８８０２とポケット８８０６の上層９５０６の両方の嵌合取付機構９７１０Ａ、９７１０Ｂを有する層９６００を含むシステム９７００の一実施形態の斜視図を示す。層９５０６は、上層の最も内側の層に取付機構９７１０Ｂを含む。取り付け機構９７１０Ｂは、外部装置８８０２（図９７も参照）上の嵌合取付機構９７１０Ａ、または外部装置８８０２が配置され得るスリーブ（図８３，図８４Ａ、および図８４Ｂを参照）上の嵌合取付機構と嵌合され得る。取り付け機構９７１０Ａ、９７１０Ｂは、随意選択であり、ポケット８８０６は、十分に伸長可能であり得、このような取付機構を必要とせずに装置を正確な位置で保持するような寸法を含むことに留意されたい。取り付け機構９７１０Ａ、９７１０Ｂは、機械ベースの締結機構、面ファスナ（例えば、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）ファスナ）、磁石、ＳＣＯＴＣＨ（登録商標）ファスナ、または他の取付機構を含み得る。取付機構９７１０Ａ、９７１０Ｂは、接着剤を使用して、層または外部装置８８０２に貼り付けられ得る。図８２は、例として、図８１のシステムと同様のシステム９８００の一実施形態の断面図を示し、外部装置８８０２をポケット８８０６内に固定するようにポケット８８０６の取付機構９７１０Ａ、９７１０Ｂと外部装置８８０２とが嵌合された状態を示す。
図８３は、例として、スリーブ内に配置される外部装置８８０２を含むシステム９９００の一実施形態の断面図を示す。図示されているスリーブは、上層９５０６、９９１２と、下層９３０２、９３０４と、上層９９１２上の取付機構９９１４とを含む。上層９９１２は、図７５に関して説明した上層のいずれかと同様であり得る。取付機構９９１４は、取付機構９７１０Ａ、９７１０Ｂと同様である。
図８４Ａは、例として、システム９９００と同様のシステム１００００Ａの一実施形態の斜視図を示しており、システム１００００Ａは、底面９３０２にクッション材１００１６を含む。クッション材１００１６は、支持するのを助け、外部装置８８０２への衝撃による力から使用者を保護するのを助ける。図８４Ｂは、例として、システム９９００と同様のシステム１００００Ｂの一実施形態の斜視図を示しており、システム１００００Ｂは、スリーブ内に、例えば、下層９３０２に対向する下層９３０４上に、クッション材１００１６を含む。
図８５は、例として、内部に外部装置８８０２が配置されるスリーブを含むシステム１０１００の一実施形態の断面図を示す。図示されているスリーブは、例えば、ポケット８８０６内の着用可能部品８８０８の層の間に配置される。図８５の実施形態では、スリーブは、上層９９１２上の締結機構９７１０Ａと嵌合する着用可能部品８８０８上の取付機構９７１０Ａによって、着用可能部品８８０８に貼り付けられる。図示されている取付機構９７１０Ａ、９７１０Ｂは、着用可能部品８８０８内にある。さらに、別の一対の締結機構が、スリーブを外部装置８８０２に固定するのを助ける場合がある。１つの締結機構は、上層９５０６上に配置され得、嵌合固定機構は、外部装置８８０２上に配置され得る。
図８６は、一例として、嵌合締結機構１０２２０Ａおよび１０２２０Ｂを含む下着１０２００の一実施形態の斜視図を示す。締結機構１０２２０Ａ、１０２２０Ｂは、使用者が下着１０２００を着用しているときに下着１０２００の下部分を開くのを可能とする。そのような下着１０２００は、埋め込まれた装置８８０４に対して外部装置８８０２を動かすことなく、使用者がバスルームに行く方法を提供するのに役立つことができる。外部装置８８０２が貼り付けられることができるポケット８８０６または他の位置を下着１０２００が含むことができると考える。そのような下着を使用して、使用者は、締結機構１０２２０Ａ、１０２２０Ｂを連結解除し、そのビジネスを行い、締結機構１０２２０Ａ、１０２２０Ｂを再結合することができ、その間ずっと埋め込まれた装置８８０４に対して外部装置８８０２の位置を保持することができる。別の実施形態において、使用者は、下着１０２００を移動させなければならない場合があり、したがって、埋め込まれた装置８８０４に対して装置８８０２を移動させなければならない場合がある。次いで、使用者は、位置決め回路に関して述べた作業を実行するなどして、外部装置８８０２を通信可能な位置（外部装置が埋め込まれた装置８８０４と確実に通信する位置）に再配置することができる（図９８、図９９、および図１００を参照）。
図８７は、一例として、閉位置にある外部装置８８０２の一実施形態の斜視図を示す。図示されているような外部装置８８０２は、トップカバー１０３２２（ポケットまたはスリーブの上層に接触するかまたはより接近するためのカバー）およびボトムカバー１０３２４（下層に接触するかまたはより接近するためのカバー）を含む。図示されているようなトップカバー１０３２２の縁端１０３２６Ａおよび１０３２６Ｂは、ボトムカバー１０３２４の縁端１０３２８Ａおよび１０３２８Ｂよりも大きな曲率半径を含む。より大きな曲率半径を有する縁端１０３２４Ａ、１０３２４Ｂを含むことにより、外部装置８８０２は、使用時により控えめに保たれる。外部装置８８０２によって形成された膨らみは、より小さな曲率半径を含む縁端よりも控えめであってひどくはない。縁端１０３２８Ａ、１０３２８Ｂの曲率半径は、使用者の快適さのために重要であり得る。これらの縁端は、あまりにも鋭いと、使用者に不快感を与えることがある。しかしながら、曲率半径を大きくすると、外部装置８８０２の全体的な実装面積が増加する可能性がある。
トップカバー１０３２２およびボトムカバー１０３２４の各々は、熱可塑性の他の材料または材料層から形成されてもよい。「熱可塑性」とは、温度の上昇によって繰り返し（すなわち、２回以上）軟化し、温度の低下によって硬化することができるポリマー材料を指す。熱可塑性材料は、固体または発泡体の形態であってもよい。熱可塑性ポリマー発泡体は、発泡ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、およびポリカーボネートを含むことができるが、これらに限定されるものではない。架橋熱可塑性発泡体の非限定的な例には、ポリエチレン、ポリエチレンコポリマー、およびポリ塩化ビニルが含まれる。固体熱可塑性材料の非限定的な例には、ポリカーボネート、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリエチレン（高密度および低密度）、ポリイミド、ポリプロピレンなどが含まれる。１つの適切な熱可塑性材料は、高密度ポリエチレンである。
外部装置８８０２のトップカバー１０３２２は、身体から離れて面している。トップカバー１０３２２は、ＣｏｏｌＰｏｌｙ（登録商標）熱伝導性プラスチックなどの高熱伝導率を含むことができる。トップカバー１０３２２は、高い比熱を有することができ、良好なヒートシンクとすることができ、「バンプ」とすることができ、および／またはフィン１０９３８を含むことができる。
ボトムカバー１０３２４は、適切な使用時に皮膚の方に向いている。ボトムカバー１０３２４は、層２および／または層３に直接隣接している。ボトムカバー１０３２４は、ＰＹＲＯＧＥＬ（登録商標）ＸＴまたはＯＵＴＬＡＳＴ（登録商標）ＦＲ－ＬＨＳ熱可塑性ポリオレフィンエラストマーなどの絶縁材料を含むことができる。ボトムカバー１０３２４は、低い熱伝導率および／または高い比熱を有することができる。
図８８は、一例として、トップカバー１０３２２とボトムカバー１０３２４との間の内部回路１０４３０を示すように開位置にある外部装置８８０２の一実施形態の斜視図を示す。回路１０４３０は、制御回路（例えば、本明細書の他の場所で述べる外部装置の構成要素）、アンテナ（例えば、中距離場カプラ）、誘導コイル、ファラデーケージ、スピーカ、送信および／または受信無線（図９８、図９９、および図１００を参照）などを含むことができる。制御回路は、電磁エネルギーを放射するアンテナに電力を供給することができる。外部装置８８０２が埋め込まれた装置８８０４に関連して適切に配置されている場合、電磁エネルギーは、埋め込まれた装置８８０４に供給されることができる。
図８９は、一例として、閉位置にある外部装置８８０２の一実施形態の斜視図を示す。図９０は、一例として、トップカバー１０３２２とボトムカバー１０３２４との間の内部回路１０５３０およびボトムカバー１０３２４の内部を示すように開位置にある外部装置８８０２の一実施形態の斜視図を示す。ボトムカバー１０３２４の内部は、ボトムカバー１０３２４を熱から絶縁するのに役立つために、複数の凹部１０６３２を含むものとして示されている。
図９１は、一例として、外部装置８８０２のトップカバー１０３３２またはボトムカバー１０３３４として機能することができるカバー１０７００の一実施形態の斜視図を示す。図示のカバー１０７００は、２つの通気孔１０７３４Ａおよび１０７３４Ｂを含む。２つの通気孔１０７３４Ａ、１０７３４Ｂは、使用者の身体から放散する空気を保持することができる。図示の２つの通気孔１０７３４Ａ、１０７３４Ｂは、カバー１０７００の反対側面にある。図９２は、一例として、外部装置８８０２のトップカバー１０３３２またはボトムカバー１０３２４として機能することができるカバー１０８００の一実施形態の斜視図を示す。図示のカバー１０８００は、４つの通気孔１０７３４Ａ、１０７３４Ｂ、１０７３４Ｃ、および１０７３４Ｄを含む。１つの通気孔１０７３４Ａ～１０７３４Ｄは、カバー１０８００の各側面に沿って且つ対応する側面にほぼ平行に延びているものとして示されている。本明細書で述べる実施形態は、互いに排他的ではなく、可能な場合には組み合わせることができることに留意されたい。例えば、カバーは、凹部１０６３２と１つまたは複数の通気孔１０７３４Ａ～１０７３４Ｄの双方を含むことができる。そのような実施形態は、使用者の身体から熱を放散するのに役立つために、空気を凹部１０６３２から通気孔９７３４Ａ～９７３４Ｄへと移送するのに役立つことができる。通気孔は、任意であることに留意されたい。１つまたは複数の実施形態において、通気孔を形成するのに役立つ凹部は、通気孔がトップカバーにあるかまたはボトムカバーにあるかに応じて熱伝導性または断熱材料によって充填される。１つまたは複数の実施形態において、通気孔は存在しない。
図９３および図９４は、一例として、フィン１０９３８を含む外部装置８８０２のトップカバー１０３２２の一実施形態の斜視図を示す。フィン１０９３８は、使用者の身体から熱を伝導するのに役立つことができる。フィン１０９３８は、（ポケット８８０６またはスリーブの）熱伝導上層に接触するかまたはその近傍にすることができる。フィン１０９３８は、任意であることに留意されたい。フィン１０９３８は、トップカバー１０３２２の外面を超えて延在することができる。熱を放散させるなどのために、１つまたは複数の平坦または平面ヒートシンクが追加的にまたは代替的に含められることができる。
図９５は、一例として、内部回路１０４３０、トップカバー１０３２２、ボトムカバー１０３２４、および接続要素１１１３８を示すように開位置にある外部装置８８０２の別の実施形態の斜視図を示す。１つまたは複数の実施形態において、接続要素１１１３８は、磁気的とすることができ、ボトムカバー１０３２４（図１１１の斜視図には示されていない）上の嵌合接続要素と嵌合することができる。図９５に示す接続要素１１１３８は、外部装置８８０２の２つの両側面に沿って配置されている。別の実施形態において、接続要素１１１３８は、外部装置８８０２の全側面に沿って配置されることができ、（図９６に示すように）外部装置８８０２のちょうどコーナーに配置されることができ、または他の構成も可能である。図９６は、一例として、内部回路１０４３０、トップカバー１０３２２、ボトムカバー１０３２４、および接続要素１１１３８を示すように開位置にある外部装置８８０２の別の実施形態の斜視図を示す。トップカバー１０３２２は、トップカバー１０３２２およびボトムカバー１０３２４のそれぞれに嵌合要素を含め、嵌合接続要素を整列させ、次に接続要素を互いに接触させることにより、ボトムカバー１０３２４に可逆的に固定されることができる。
図９７は、一例として、外部装置８８０２のカバーに取付機構９７１０Ａが取り付けられた閉位置にある外部装置８８０２の一実施形態の斜視図を示す。取付機構９７１０Ａは、本明細書の他の場所で説明する。
図９８は、一例として、複数の個別の外部構成要素（例えば、外部装置８８０２およびバッテリ１１４４２）を含むシステム１１４００の一実施形態のブロック図を示す。バッテリ１１４４２は、外部装置８８０２の外部にあり、ポケット８８０６内（またはスリーブ内）の外部装置８８０２の近傍に配置されている。１つまたは複数の実施形態において、バッテリ１１４４２は、ポケット８８０６またはスリーブの外側に配置されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、バッテリ１１４４２は、リチウムポリマーバッテリ、ほぼ平坦な可撓性バッテリ、充電式バッテリ（例えば、有線バッテリ充電能力または誘導電力リンクなどの無線バッテリ充電能力）を含む。バッテリ１１４４２は、電気および電子構成要素（例えば、トランシーバ１１４４４および外部装置の回路、ソース１０２などの他の構成要素を含むことができる内部回路１０４３０など）に電力を供給することができる。
位置決め回路１１４４６は、外部装置８８０２を適切な位置に配置する際に使用者を支援する電気または電子構成要素（例えば、抵抗器、トランジスタ、インダクタ、コンデンサ、ダイオード、センサ、論理ゲート、発振器、マルチプレクサ、アンテナ、ラジオ、ＡＤＣ、ＤＡＣ、スピーカなど）を含む。位置決め回路１１４４６は、埋め込まれた装置８８０４からの信号の受信信号強度（ＲＳＳ）を決定するための構成要素を含むことができる。ＲＳＳは、内部回路１０４３０または位置決め回路１１４４６のスピーカなどを介して、トーンを生成するために使用することができる。生成されたトーンは、使用者にＲＳＳの相対値を示すためにＲＳＳの値に基づいて変調されることができる。そして、使用者は、比較的高いＲＳＳ（比較的高いＲＳＳを示すトーン）に対応する位置に外部装置８８０２を配置することができる。１つまたは複数の実施形態において、位置決め回路１１４４６は、使用者が配置作業および検出プロセスを開始するために押すことができるボタンを含む。位置決め回路１１４４６は、使用者に指標（例えば、振動またはパルスなどのトーンまたは機械的フィードバック）を提供することができる。位置決め回路１１４４６は、外部装置が適切に配置されていないことを使用者に示すなどのために、ＲＳＳが閾値を下回ることに応答してビープ音を鳴らすことができる。位置決め回路１１４４６は、ＲＳＳが閾値よりも大きい（または等しい）と判定したことに応答してビープ音を控えることができる。
図９９は、一例として、ポケット８８０６内に単一の外部装置（装置８８０２）を含むシステム１１５００の一実施形態のブロック図を示す。図９９に示すように、バッテリ１１４４２は、トップカバー１０３２２とボトムカバー１０３２４との間に配置されるように外部装置８８０２の内部に含めることができる。
図１００は、一例として、ポケット８８０６内に複数の個別の外部装置（装置８８０２および他の回路１１６５０）を含むシステム１１６００の一実施形態のブロック図を示す。システム１１６００は、システム１１４００に類似しており、システム１１６００は、外部装置８８０２内にアンテナ１１６５４のみを含み、残りの回路は、全て外部装置８８０２の外部にある。アンテナ１１６５４は、他の回路とともにトランシーバ１１４４４の構成要素である。制御回路１１６５２は、トランシーバまたはアンテナに信号を供給して、アンテナに埋め込まれた装置８８０４などに対して電磁エネルギーを放射させる。１つまたは複数の実施形態において、バッテリ１１４４２および／または回路１１６５０は、身体から熱を放射するのに役立つために、トップカバー１０３２２および／またはボトムカバー１０３２４と同様のトップカバーとボトムカバーとの間に収容されることができる。
アンテナ１１６５４および／または回路１１６５０は、埋め込まれた装置８８０４に対する外部装置８８０２の位置の指標を提供することができる。回路１１６５０は、外部装置８８０２が埋め込まれた装置８８０４に対して近付く／離れるときに振動を変調させることができるモータを含むことができる。回路１１６５０は、ＲＳＳを監視することによって検出されることができるように、患者の身体内の埋め込まれた装置８８０４が外部装置８８０２に対して移動する場合、患者に警告を提供することができる。アンテナ１１６５４が電磁エネルギーを放射する周波数は、プログラミング可能である。回路１１６５０は、バッテリ１１４４２から利用可能なエネルギの量を監視することができ、バッテリ１１４４２から利用可能なエネルギの量が指定された閾値を下回った場合、バッテリの警告（例えば、音または振動）を提供することができる。回路１１６５０は、処置のために埋め込まれた装置８８０４をオンにするための指標を提供することができる。回路１１６５０は、携帯電話からのまたは電子メールによる警告を提供するために、ネットワークに接続されることができる。
外部装置８８０２などの電力送信機を含む装置は、特に装置が適切に動作するように人体の近傍にある必要がある場合には、慎重に設計されていない限り、人間の皮膚を「過熱」して焼く可能性がある。少なくとも１つの研究からのデータは、約４０ｍＷ／ｃｍ２の「安全な」熱吸収レベルを示す。過熱ポイントの近傍では、追加の１０ｍＷ／ｃｍ２の吸収電力ごとに皮膚温度が約０．８０℃上昇する。通常作業中、外部装置８８０２は、意図された機能を実行する副作用として加熱する。加熱された装置を人間の皮膚に接触させることにより、熱過渡的伝達が開始され、続いて定常状態が開始される。本明細書で述べるように、身体から熱を逃がすように構成された装置とともに使用することができるものなど、装置の周りのポケットもしくはスリーブ、または外部ハウジングを含む装置を使用することにより、痛みおよび／または皮膚の火傷を回避することができる。
定常状態を考慮し、熱的安全性を検証するために、設計者は、完成した装置を周囲空気中に置き、装置を定常状態に加熱し、装置の表面温度を測定し、表面温度を４１℃などの「既知安全」温度と比較することができる。測定された温度が「既知安全」または閾値温度未満の場合、設計者は、装置が痛みまたは皮膚の火傷を引き起こさないと結論付けることができる。表面温度を「既知安全」温度と比較することによって装置の熱的安全性を確認することは都合がよいことがあるものの、以下の要因がその適用性を制限することがある：１）人間の皮膚と比較した場合、周囲空気は、試験された装置から熱移動するためのより高い熱抵抗をおそらく提供する；また、２）熱抵抗は、材料または皮膚に直接接触した場合に到達するよりも高い温度に到達するように装置に強いる。周囲空気を使用すると、熱的負荷は、保守的な試験結果を生み出す可能性が高い。しかしながら、装置の性能は、一般に、消費電力の増加にともなって向上するため、試験は不当に保守的である場合がある。皮膚温度応答および外部装置８８０２の面積あたりの熱出力を知ることにより、結果として生じる皮膚温度は、実際の装置温度を計算または測定することなく計算されることができる。
このサブセクションで述べる１つまたは複数の実施形態によって解決される問題は、所望の解剖学的構造（所望の位置）上に外部電力送信機を都合よく且つ慎重に配置するフォームファクタを有する外部装置を含むことができる。このサブセクションで述べる１つまたは複数の実施形態によって解決される別の問題は、焼けない、加熱しない、および／または患者によって一般に感じない電力送信機の外部ハウジングを含むことができる（例えば、電力送信機が回路１０４３０の一部であり得る）。
フォームファクタは、装置（例えば、埋め込まれた装置）が所望の解剖学的構造の近傍に配置されることができるポケットまたは他の機構を有し且つ外部送信装置および／またはポケット／スリーブが身体から離れて電力伝達装置によって生成される熱を放散することができる下着を含むことができる。外部フォームファクタは、着用可能部品、外部装置８８０２に電力を供給するバッテリ、内部回路１０４３０の一部であるアンテナ、内部回路１０４３０の一部である電子装置、回路のハウジング（トップカバー１０３２２、ボトムカバー１０３２４、ならびに接続要素１１１３８および１１１４０）、および／またはハウジングを配置するスリーブまたはポケットを含むことができる。
前述したように、人間の皮膚は、装置の表面を介して放散される熱に対して敏感であり得る。したがって、外部装置または人体に近い他の構成要素の皮膚または表面温度は、重要な制約となり得る。外部装置の１つまたは複数の表面の温度は、接触するには高温すぎることがあり、したがって使用者の不快感を招くことがある。例えば、ハウジング表面または裏カバー表面のいずれかに高温があると、使用者が装置の使用を完全に停止する可能性がある。さらに、高温表面は、局所的な皮膚の火傷のために安全上の問題になる可能性がある。したがって、外部装置の最大温度を下げることは、重要な考慮事項となり得る。しかしながら、その際、ハンドヘルド装置の内部温度は、内部構成要素の作業および寿命に有害な影響を及ぼさない温度レベルに保たれる必要があり得る。
１つまたは複数の実施形態の利点は、着用時に患者にとって外部装置の向上した快適性を含むことができる。本明細書で述べるシステムは、空気および水蒸気透過性、迅速な吸湿および搬送能力、湿気のないこと、急速乾燥、および／または皮膚に位置決めされる衣類の層の低い吸水性を含むことができるなど、熱および湿度調整によって能動的に換気することができる。本明細書で述べるシステムは、濡れている場合であっても寸法安定性、耐久性、清掃およびケアの容易性、軽量性、および／または接触に対する柔らかな快適性を有することができる。本システムは、人体から逃げる高い伝熱特性、通気性、軽量性、および耐久性を含むことができる。
いくつかの実施形態によれば、外部装置８８０２は、左または右のＳ３孔の上方に位置決めされることができる。Ｓ３孔は、通常、肛門の辺縁から約１１ｃｍ、または尾骨の先端の９ｃｍ頭側に配置される。Ｓ３孔は、通常、仙骨切痕のレベルで正中線に対して１．５～２ｃｍ横方に、または尾骨斜面の約９ｃｍ上方に配置される。外部装置８８０２は、外部装置８８０２が適切な位置に配置されるときを患者が判断するのに役立つ位置決め回路１１４４６を含むことができる。Ｓ３孔は、一般に、Ｓ４およびＳ２孔の上方および下方の１本の指幅にそれぞれ配置される。
バッテリ１１４４２および／または他の回路１１６５０を含むことができるなどの外部装置８８０２は、ポケット内またはポケットに関して述べた層と同様の層を含むスリーブ内に配置されることができる。防水性にするなどのために、スリーブまたはポケットの内部に線をひくためにポリマーコーティングが使用可能である。１つまたは複数の実施形態において、層５は、外部装置８８０２を所望の位置に圧縮するために、ある種類の圧縮／弾性バンドを含むことができる。圧縮バンドは、着用可能部品に一体化されることができる。圧縮バンドは、熱放散を可能とするのに十分な大きさの導管（孔）を含むことができる。圧縮バンドは、異なるサイズの複数のチャネルまたはチャネルを有することができる。圧縮バンドは、多様な弾性特性を有することができる。圧縮バンドは、約０．５ｍｍ～２ｍｍの厚さ（例えば、０．５～１ｍｍ、１ｍｍ～１．５ｍｍ、１．５ｍｍ～２ｍｍ、１ｍｍ～２ｍｍ、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、これらの重複範囲、または記載された範囲内の任意の値）とすることができる。圧縮バンドは、ｘ方向（使用者の身長に対して垂直）に比べてｙ方向（使用者の身長に対して平行）においてより大きい導管（例えば、孔）を含むことができる。そのような構成は、バンド内の換気をさらに可能としつつ、バンドの弾性を保つのに役立つことができる。１つまたは複数の実施形態において、バンドの下部分は、装置からの熱が上昇するのを可能とするのに役立つように、（図８０に示すような）導管の空隙であってもよい。
１つまたは複数の実施形態において、１つの衣類内の複数の異なる埋め込まれた装置の位置などのために、外部装置を配置する手段を提供などするために、複数のポケット８８０６があってもよい。１つまたは複数の実施形態において、装置８８０２のための単一のポケットがある。ポケットは、坐骨切痕の上方に位置決めされるように構成されることができる。ポケットは、左のＳ３孔の中心から約３０ｍｍの横方からＳ３孔の中心から始まって約３０ｍｍ右までの幅に広がることができる。１つまたは複数の実施形態において、ポケットは、合計１４０ｍｍ（正中線の右に対して約７０ｍｍ、および正中線の左に対して約７０ｍｍ）とすることができる。所望のおよび／または必要とされるように他の寸法（例えば、６０ｍｍから２００ｍｍの間、６０ｍｍから１００ｍｍの間、７０ｍｍから１５０ｍｍの間、９０ｍｍから１８０ｍｍの間、１００ｍｍから１６０ｍｍの間、１２０ｍｍから１８０ｍｍの間、１３０ｍｍから１５０ｍｍの間、１４０ｍｍから２００ｍｍの間、これらの重複範囲、または記載された範囲内の任意の値）が使用されてもよい。１つまたは複数の実施形態において、左のＳ３孔の上方の後左側に後ポケットおよびＳ３孔の真上に位置する別の後ポケットを含むことができるように、坐骨切痕の上方および反対側にそれぞれ左ポケットおよび右ポケットを設けることができる。各ポケットは、およそ幅６０ｍｍ×高さ６０ｍｍとすることができる。所望のおよび／または必要とされるように他の寸法または形状（例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ、７０ｍｍ×７０ｍｍ、６０ｍｍ×５０ｍｍ、５０ｍｍ×６０ｍｍ）が使用されてもよい。
前述したように、外部装置８８０２をポケット８８０６内の適切な位置に保持するために機構が使用されることができる。そのような機構は、外部装置８８０２または埋込み可能装置８８０４の機能性を損なうことなく、間欠的な使用者が、外部装置８８０２を取り除き、外部装置８８０２を取り替えるのに役立つことができる。取付機構９７１０Ａ～９７１０Ｂは、（例えば、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）ファスナー）、ＳＣＯＴＣＨファスナー、または対応するファスナー（例えば、ポケット内の別のＶＥＬＣＲＯ（登録商標）ファスナー）に固定するためのユニット上の磁石など、布地フックアンドループファスナーなどの機械ベースのファスナーを含むことができる。ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）または他のファスナーは、ユニットがその位置に固定されるのを可能とすることができる。外部環境からポケット８８０６を遮断するために、ジッパー、ガセット、ベローズ、オフセットスリットを有する層、またはポケット８８０６を折り重ねる余分な材料が使用されることができる。ポケットまたはスリーブの下層は、装置を適所に保持するのに役立つように、粘着性材料によって覆われることができる。層２および／または層３は、外部装置８８０２を適所に保持するのに役立つように、ゴム／シリコン／粘着性タイプのゲルまたは同様のもので少なくとも部分的に覆われることができる。着用可能部品は、外部装置８８０２を適所に保持するようにポケット全体をゴム／ゲルで覆うことによって外部装置８８０２の上方に配置されることができる。
外部装置８８０２用のスリーブは、外部装置８８０２を覆うことができるスパンデックスまたはある種のＳＰＡＮＸ（登録商標）材料を含むことができる。外部装置８８０２用のスリーブは、外部装置８８０２をカプセル化するのに役立つように、フラップを含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、システムは、患者によって着用されるように構成され、それに結合された外部装置を有し、埋め込まれた装置と通信するために無線信号を送信および／または受信するように構成された着用可能部品を含むことができる。着用可能部品は、外部装置が埋込み可能要素に近接するように、Ｓ３孔の近傍に（例えば、真上に、下方に、または側面に）外部装置を配置するように取付機構を含むことができる。外部装置８８０２は、着用可能部品上の複数の位置に配置されることができる。外部装置８８０２は、埋め込まれた装置に近接して配置可能であり且つ埋め込まれた装置からデータを受信するかまたは埋め込まれた装置８８０４に電力を送信するように構成されたアンテナを含むことができる。外部装置８８０２は、着用可能部品上の外部装置８８０２の適切な位置の可聴または触覚的指標を提供する位置決め回路を含むことができる。外部装置８８０２は、第１の外部装置とすることができ、システムは、第２の外部装置を含むことができ、第１および第２の外部装置は、互いに連結され、互いに距離をおいて着用可能部品上の複数の位置に位置決め可能である。第２の外部装置は、第１の外部装置に電力を供給するように構成されることができる。第２の外部装置は、可撓性バッテリを装着している使用者の動きに応じて曲がるように構成された可撓性バッテリを含むことができる。着用可能部品は、１つまたは複数の弾性ストラップを含むことができる。着用可能部品は、多様な患者の大きさおよび形状に対応することができる。着用可能部品は、下着、パウチ、ベルト、および接着パッチのうちの１つまたは複数を含むことができる。着用可能部品は、その中に形成された少なくとも１つのポケットを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つのポケットは、着用可能部品に対して移動可能とすることができる。外部装置８８０２は、本明細書でに記載されるように、トップカバー１０３２２およびボトムカバー１０３２４を含むことができる。
埋め込まれた神経刺激装置と通信する方法は、外部装置を埋め込まれた神経刺激装置と整列させるように、複数の位置のいずれかにおいて患者によって着用された着用可能部品上にまたは少なくとも部分的に外部装置を位置決めすることと、組織を介して埋め込まれた神経刺激装置に無線信号を伝達するために外部装置を作動させることとを含むことができる。外部装置は、埋め込まれた神経刺激装置に近接して位置決めされ且つ着用可能部品によって取り囲まれた皮膚表面上に位置決めされることができる。着用可能部品は、複数の可撓性ストラップを含むことができ、外部装置は、着用可能部品に取り外し可能に嵌合されて埋め込まれた神経刺激装置の近傍に（例えば、近接して）位置決めされることができる。外部装置は、着用可能部品のポケット内に配置されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、着用可能部品は、ＳＰＡＮＸ（登録商標）衣類、スパンデックス、ヨガの衣類などのフォームファクタ低減衣服を含むことができる。外部装置８８０２は、着用可能部品に着用されることができる。着用可能部品の弾性は、外部装置を所望の位置に圧縮するのに十分低いが、患者の快適さのために十分な弾性を有することができる。着用可能部品は、外部装置のためのポケットを含むことができる。ポケット８８０６は、ＧＯＲＥ－ＴＥＸ（登録商標）材料などの一方向透過性材料を含むことができる。ポケットは、配置の変動性のための取付機構を有する１つの大きなポケットとすることができる。ポケットは、ポケット内にポケットを含むことができるため、患者は、左右の仙骨領域のいずれにとっても着用可能部品をユニバーサルにするために、外部装置をｘ－ｙ平面内でオフセットすることができる。着用可能部品は、患者のスタイルに合うように多様な形態で提供されることができる。スタイルは、ショーツ、ブリーフ、ヒップスター、トング、ボディスーツ、パンティストッキング、タイツ、または下着とみなされるあらゆる種類の衣服を含む。スタイルのサブカテゴリは、ウエストバンドの高さと脚および臀部のカバレッジの量を含むことができる。
着用可能部品の弾性および材料は、異なる痩せて見えるレベルを可能にすることができる。曲線を滑らかにするために、着用可能部品の材料は、より薄くすることができる。身体を整形するために、弾性レベルは低下させることができ、および／または材料の厚さは増加させることができ、またはこれら２つの任意の組合わせが可能である。さらに多くの圧縮および造形のために、材料は、様々なレベルの快適性を提供するために、より厚くすることができ、および／またはより弾性を少なくすることができ、またはこれら２つの異なる組合わせが可能である。これらの材料の弾性および厚さの組合わせは、患者が多様な快適性レベルから選択し、「トゥーミー－タミング」、「マフィントップ－ダウン」、「ウエスト－ウィッティング」などの審美的に満足できる解決策とすることができる。
布地は、材料を介して身体の発汗からの水蒸気を搬送する（一方向性透過性とする）ことができるとともに、外部装置のためのポケットは、外部液体に対して不透過性のままとすることができる。着用可能部品は、能動的に換気されてもよく、熱および湿度調整を提供してもよく、および／または良好な空気および水蒸気透過性を提供してもよい。１つまたは複数の実施形態において、材料は、機械洗浄可能であり、臭気を保持しなくすることができる。
外部装置を所望の位置に保持するのに役立つことができるポケットの外層は、濡れた場合であっても寸法的に安定であり得る。着用可能部品は、寝巻または活動着として使用することができる。寝巻の場合、スパンデックス材料から作られた所望の位置の上方において腰周りを周回する周方向材料のみの場合のように、ズボンまたはショーツは緩くなり得る。活動着または寝巻のいずれかの周方向弾性部分（例えば、バンド９６０８）は、腰周りに均一または不均一な高さとすることができる。
着用可能部品の異なる形状、サイズ、およびスタイルの例は、中太腿ショーツ、高太腿ショーツ、高腰ショーツ、および／または中太腿ショーツなどのタイトまたは非タイトショーツ、高腰ブリーフおよび／またはレトロブリーフなどのブリーフ、高ヒップスターパンティ、パンティボーイショーツ、および／またはガールズショーツなどのヒップスター、高腰トングなどのトング、オープンバストボディスーツ、クローズドバスト、および／または中太腿ボディスーツなどのボディスーツ、高腰および／または見せないパンティストッキングなどのパンティストッキングを含む。
一部の患者は、埋め込まれた装置からの持続的な刺激を必要としないかまたは使用しないことがあるが、外部装置８８０２から埋め込まれた装置８８０４への間欠的な刺激を使用することができる。これは、少なくとも部分的に、電気刺激の持ち越し効果によるものとすることができる。例えば、患者は、治療の継続的な有効性のために、２４時間毎に１時間のみ刺激を必要とすることがある。以下は、間欠的な刺激に特有の設計特徴を有する外部装置を取り巻くいくつかの態様である。
寝巻は、間欠的または持続的な治療などのため、本明細書で述べるようなポケットを含むことができる。制御回路１１６５２は、タイマを含むことができる。制御回路１１６５２は、タイマの開始または終了に応答して、使用者がどのくらい長く外部装置８８０２を着用するかを知ることができるように、使用者に指標（ノイズ、振動、パルスまたは他の指標）を提供することができる。制御回路１１６５２は、患者が受け取った投与量を追跡することができる。制御回路１１６５２は、次の刺激投与が施されるべきときを患者に知らせるために投与量の減衰を計算することができる。
外部装置８８０２は、制御回路１１６５２などを介して、装置がどれくらい長く刺激されたかまたはオンにされたかを使用者に知らせることができる。制御回路１１６５２は、適切な刺激「投与量」が達成されたとの判定に応答して、アンテナへの電力の供給を自動的に停止することができる。
スリーブは、取り付けのためのファスナーを有することができ、間欠的な使用のために、使用者は、外部装置８８０２が位置決め回路１１４４６を含む実施形態のように、ファスナーを棚から外して衣類に留めることができる。制御回路１１６５２は、タイマを使用して、特定時間量電気刺激が埋込み可能装置８８０４に供給されないのを確実にするのに役立つことができる。
制御回路１１６５２は、ノイズおよび／または振動などを介して、刺激が開始および終了するときを使用者に知らせることができる。制御回路１１６５２は、使用者が外部装置８８０２を取り外すべきときおよび／または使用者が埋め込まれた装置８８０４の近傍に外部装置８８０２を配置するときを指示するように使用者に警告することができる。制御回路１１６５２は、外部装置８８０２が埋め込まれた装置８８０４に十分に近接していないと判定したことに応答して、埋め込まれた装置８８０４の近傍に外部装置８８０２を置くように使用者を困らせるまたは使用者に警告し続けることができる。１つまたは複数の実施形態において、制御回路１１６５２は、外部装置８８０２が刺激のために正しく配置されるまで、使用者に常にリマインドすることができる。リマインダは、特定時間量が経過した後に使用者にリマインドするような「スヌーズ」機能を有することができる。制御回路１１６５２は、使用者が警報設定をカスタマイズするなどのために制御回路１１６５２をプログラミングすることができる電話機とインタフェースすることができるＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、または他の短距離接続回路を含むことができる。
刺激がオンであるかオフであるかにかかわらず、装置を一日中着用する間欠的な使用者のために特定の設定があり得る。外部装置８８０２は、制御回路１１６５２などを介して、刺激が開始、終了するとき、および／または刺激の継続時間を患者に知らせることができる。外部装置８８０２は、使用者がモバイル装置（例えば、ソフトウェアアプリケーションプログラムまたはウェブブラウザを介したスマートフォン、タブレット、コンピュータ）を介してアクセスすることができる警告（例えば、電子メール、テキスト、または他の可聴的、視覚的または文書的リマインダ）を送信することができる。警告は、無線ネットワークを介してデータを送信することによって送信されてもよい。制御回路１１６５２などを介して、使用者のカレンダにリマインダを挿入するための設定があり得る。
外部装置８８０２は、異なる警報を示すために様々な音を有することができる。これらの警報は、モバイル装置（例えば、スマートフォンまたはコンピューティング装置）上のソフトウェアアプリケーション（アプリケーション）を介してプログラミングされることができる。外部装置は、上書きされる前にデータを更新するように、モバイル装置（例えば、電話機）、モバイル装置上のソフトウェアアプリケーション、またはネットワークに接続する前に、特定のデータ量をそのメモリに記憶するのが可能とされる。使用者は、ソフトウェアアプリケーションを使用することなどにより、使用者がどれくらい長く、どれくらいの日数、時間など、埋め込まれた装置を刺激したかを追跡することができる。外部ソース１０２は、使用者がソフトウェアアプリケーションを使用して選択することができるように、治療計画の選択によって事前にプログラミングされることができる。使用者定義計画もまた、独自のタイミング設定、リマインダ、音、振動、電源オン、電源オフ、設定、刺激スケジュールなどを使用者が定義するのを可能とするように、使用者によってカスタマイズされることができる。ソフトウェアアプリケーションは、機能がソフトウェアアプリケーション上で選択されたときかまたはコマンドがソフトウェアアプリケーションに提供されたときに制御回路１１６５２がピングすることができるなどにより、外部ソース１０２がどこかなど、（使用者が外部装置８８０２を誤って配置した場合に）装置をみつける能力を使用者に提供することができる。
制御回路１１６５２は、閾値温度が満たされるかまたは超過した場合に温度センサ読み取り値および外部装置８８０２への電力切断を監視することを含むことができるなど、外部装置８８０２の過熱を防止する安全機能を含むことができる。
刺激の電力、持続時間などの刺激設定を調整するために、制御回路１１６５２またはアプリケーションによってパスワードまたは他のセキュリティ機構が必要とされることができる。制御回路１１６５２は、例えば、赤色または緑色とすることができるか、または装置がオン、オフ、もしくは埋め込まれた装置を探索することを示すいずれかの色を含むことができる発光ダイオード（ＬＥＤ）または他の光源を含むことができる。
ＩＩＩ．治療および／またはデータ信号構成
Ａ．後方散乱通信技術
図１０１Ａは、一例として、中距離場アンテナ３００の様々なクロス構造漏洩経路の実施形態を示す。図１０１Ａの実施形態において、第１、第２、第３および第４のサブ波長構造体３０１～３０４のいずれか１つまたは複数は、（例えば、各ＲＦポートを介して別個のまたは離散信号を使用して）励起されることができ、中距離場信号１３１は、アンテナ３００から送信されることができる。第１のサブ波長構造体３０１が励起される結果として、例えば、アンテナ３００の様々なサブ波長構造体が共通基材を共有することができるかまたは電気的に結合されることができることから、１つまたは複数の漏洩信号が他の構造において受信される。例えば、第１のサブ波長構造体３０１からの漏洩信号は、第１のサブ波長構造体３０１から第２のサブ波長構造体３０２に送信され、第３のサブ波長構造体３０３に送信され、第４のサブ波長構造体３０４に送信されることができる。同様に、第２のサブ波長構造体３０２からの漏洩信号は、第２のサブ波長構造体３０２から第１のサブ波長構造体３０１に送信され、第３のサブ波長構造体３０３に送信されることができ、以下同様である。
図１０１の実施形態において、第１のサブ波長構造体３０１からの漏洩信号は、第２、第３、および第４のサブ波長構造体３０２～３０４に送信されるように示され、第２、第３、および第４のサブ波長構造体３０２～３０４のそれぞれからの漏洩信号は、第１のサブ波長構造体３０１に送信されるように示されている。例示を明確にするために、多くの可能性のある漏洩信号または干渉信号経路のうちのいくつかのみが図１０１Ａに示されている。例えば、第２のサブ波長構造体３０２から生じるものとして示されている漏洩信号のみが、第２のサブ波長構造体３０２から第１のサブ波長構造体３０１に送信される漏洩信号であるが、第２のサブ波長構造体３０２から生じる別の漏洩信号は、同様に他の構造にも送信される。
クロス構造漏洩は、場合によっては、アンテナ３００によって生成されて送信された中距離場信号１３１に影響を及ぼすために建設的または意図的に使用されることができる。他の例において、クロス構造漏洩は、アンテナ３００からＲＦ信号を送信または受信する際に望ましくないかまたは複雑になる可能性がある。様々な要因が、他のサブ波長構造体に対するまたはアンテナ３００から送信された中距離場信号１３１に対する１つまたは複数の漏洩信号の相対的な強度または影響に寄与することができる。例えば、サブ波長構造体の物理的レイアウトまたは幾何学的形状は、構造間の漏洩において強調または非強調されることができる大きさまたは周波数特性に影響を及ぼすことができる。一例において、非対称に配置されたサブ波長構造体を有するアンテナは、対称に配置されたサブ波長構造体を有するアンテナとは異なるクロス構造漏洩効果を呈する。
図１０１Ｂは、一例として、アンテナにおける様々なサブ波長構造体間の周波数依存性漏洩経路の実施形態を示すチャートを示す。ｘ軸は、励振周波数を示し、ｙ軸は、相対信号応答振幅をデシベル（ｄＢ）で示している。図１０１Ｂにおいて、第１のトレース３３１は、例えば、試験刺激がアンテナ３００の他のサブ波長構造体に印加されていない場合、試験刺激に対する第１のサブ波長構造体３０１の応答に対応する。第１のトレース３３１は、第１のサブ波長構造体３０１からどれだけの電力が反射されるかを表す。０ｄＢにおいて、励起電力の全ては、第１のサブ波長構造体３０１から反射され、アンテナ３００からは信号が放射されない。約１．６２ＧＨｚにおいて、第１のトレース３１１は約－１３ｄＢであり、これは、３ｄＢｍの電力または試験刺激が第１のサブ波長構造体３０１に供給される場合、－１０ｄＢｍが反射されることを暗示する。残りの電力は、アンテナによって「受け入れられる」かまたはアンテナに供給され、アンテナ３００によって信号損失として放射または吸収される。
第２のトレース３３２は、第１のサブ波長構造体３０１と第２のサブ波長構造体３０２との間の漏洩経路に対応する。すなわち、第２のトレース３３２は、第１のサブ波長構造体３０１に入力される信号の電力レベルに対する、第２のサブ波長構造体３０２において受信される信号の電力レベルを示す。例えば、第２のトレース３３２が０ｄＢである場合、第１のサブ波長構造体３０１に供給される試験刺激の電力の全てが、第２のサブ波長構造体３０２に存在する。－１０ｄＢ（例えば、約１．５５ＧＨｚ）の第２のトレース３３２の場合、第１のサブ波長構造体３０１に印加される１ワット（３０ｄＢｍ）の刺激は、第２のサブ波長構造体３０２において受信される電力の２０ｄＢｍ（または０．１ワット）に対応する。同様に、第３のトレース３３３は、第１のサブ波長構造体３０１と第３のサブ波長構造体３０３との間の漏洩経路に対応し、第４のトレース３３４は、第１および第４のサブ波長構造体３０１および３０４の間の漏洩経路に対応する。
一例において、埋込み可能装置１１０からの後方散乱信号１３４は、以下にさらに記載されるように、第１、第２、第３または第４のサブ波長構造体３０１～３０４のうちの１つを用いて受信されることができる。後方散乱信号１３４を受信して処理するとき、サブ波長構造体間の異なる漏洩経路の１つまたは複数に関する情報が考慮されることができる。
図１０２は、一例として、埋込み可能装置１１０のアンテナ１０８がどのようにして信号を受信し、変調し、送信するために使用されることができるかを示すシステムの一実施形態の図を示す。一般に、（例えば、アンテナ３００に対応する）送信アンテナ１２２０６上を流れる電流は、第１の送信信号１２２１１と、アンテナ１０８上などの受信アンテナ上に誘導される電圧とをもたらす。アンテナ１０８が負荷１２２５０に接続されている場合、アンテナ１０８に到達する第１の送信信号１２２１１に応答して、アンテナ１０８と負荷１２２５０との間の信号経路上に、電流１２２２１がアンテナ１０８において誘導されることができる。アンテナ１０８における誘導電流１２２２１は、受信アンテナ１０８からの放射または信号送信をもたらす。アンテナ１０８からの放射または後方散乱信号１２２３４は、元の送信アンテナ１２２０６に返送され、送信アンテナ１２２０６に電圧を誘導することができる。したがって、送信アンテナ１２２０６上の誘導電圧は、送信アンテナ１２２０６に結合された回路または負荷によって検出されることができる信号を供給することができる。
誘導電流１２２２１は、アンテナ１０８に結合された負荷１２２５０に基づくことができる。負荷１２２５０の変化は、誘導電流１２２２１の特性に影響を与える可能性があり、ひいては後方散乱信号１２２３４の特性に影響を与える可能性がある。図１０２において、変調装置１２２３０がアンテナ１０８に結合され、変調装置１２２３０は、誘導電流１２２２１を変調するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、変調装置１２２３０は、アンテナ１０８の負荷の一部として機能するように構成されたスイッチまたはトランジスタを含む。トランジスタのゲートが特定の閾値信号、すなわちトランジスタをオンにするのに十分な信号を受信すると、電流信号は、変調装置１２２３０を容易に通過することができる。トランジスタのゲートがオフのとき、電流信号は、変調装置１２２３０を通過しない。誘導電流１２２２１、したがって後方散乱信号１２２３４は、アンテナに与えられる負荷に依存することから、図１０２の実施形態は、変調装置１２２３０に供給される変調信号１２２３１にしたがって変調後方散乱信号１２２３４を供給することができる。１つまたは複数の実施形態において、変調信号１２２３１は、ＰＷＭ信号である。１つまたは複数の実施形態において、後方散乱信号１２２３４は、別個の時間に生じる（専用の）高周波数パルスの比較的短いバーストとして供給されることができ、または、後方散乱信号１２２３４は、パルス位置変調またはパルス幅変調信号として供給されることができる。他のデータまたは信号変調方式も同様に使用されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、変調信号１２２３１は、第１の送信信号１２２１１に対して比較的低い周波数の信号とすることができる。したがって、埋込み可能装置などの変調スイッチング制御回路は、第１の送信信号１２２１１のＲＦ搬送波周波数未満とすることができる様々なデータ通信周波数で動作することができる。変調スイッチング制御回路は、比較的低い周波数で動作することができ、これは、ＲＦ生成回路を使用する他の装置に対して、埋込み可能装置の省電力化に対応する。
図１０３は、一例として、埋め込まれた装置に関する情報に基づいて放送信号を更新することを含む方法１２３００の図を示す。動作１２３１０において、方法１２３００は、埋め込まれた装置に電力信号および／またはデータ信号を送信することを含む。例えば、動作１２３１０は、外部ソース１０２のアンテナ３００から中距離場信号１３１を送信することを含むことができる。動作１２３２０において、外部ソース１０２によって送信された信号は、埋込み可能装置１１０によって受信されることができる。動作１２３３０において、受信信号の１つまたは複数の特性は、埋込み可能装置１１０を使用して測定されることができる。例えば、埋込み可能装置１１０に搭載されたプロセッサ回路（例えば、図５のデジタルコントローラ）を使用するなど、受信した電力信号の大きさまたは電力伝送の効率が測定または計算されることができる。
動作１２３３２において、埋込み可能装置１１０の動作特性、埋込み可能装置１１０によって提供される治療、または埋込み可能装置１１０によって検知される生理学的パラメータのうちの１つまたは複数に関する情報が埋込み可能装置１１０によって監視されることができる。例えば、電気刺激パラメータに関する情報、電極インピーダンス特性、または他の情報が監視されることができる。動作１２３４０において、動作１２３３０において測定された情報および／または動作１２３３２において監視された情報がデータ信号に符号化され、変調信号１２２３１を生成するために使用されることができる。
動作１２３５０において、符号化された情報は、例えば、後方散乱信号１２２３４を介して埋め込まれた装置１１０から送信されることができる。動作１２３６０において、符号化された情報は、外部ソース１０２において受信されることができる。外部ソース１０２のプロセッサ回路２１０は、埋込み可能装置１１０から測定または監視された情報を抽出するように、受信信号を復号するために使用されることができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１２３１０において、方法１２３００は、電力信号および／またはデータ信号伝送特性を更新するために復号された情報を使用することを含むことができる。方法１２３００は、更新された伝送特性を使用などして後続の電力信号および／またはデータ信号を送信するために動作１２３１０に戻ることができる。
図１０４は、一例として、無線信号のためのアンテナ信号受信経路を変調することを含む方法１２４００の一実施形態の図を示す。方法１２４００は、埋込み可能装置１１０を使用して外部ソース１０２によって送信された信号を受信することを含む、動作１２３２０から開始することができる。動作１２４４０において、方法１２４００は、通信信号における埋め込まれた装置の情報１２４３０を符号化するために、埋め込まれた装置の受信経路を変調することを含む。受信経路の変調は、例えば、変調装置１２２３０を使用してアンテナ１０８と負荷１２２５０との間の信号経路を変調する図１０２の例にしたがって実行されることができる。動作１２４５０において、方法１２４００は、変調にしたがって、受信信号の一部（例えば、外部ソース１０２のアンテナ３００からの第１の送信信号１２２１１）を反射することによって、埋込み可能装置１１０から信号を送信することを含むことができる。
図１０５は、中距離場アンテナを励起して後方散乱信号を受信するように構成されたシステムの一実施形態の概略図を例示する。図１０５の例は、ＲＦ入力信号４１４を供給するように構成されたソースと、アンテナ３００などに対してＲＦ駆動信号の複数のインスタンスまたは部分を供給するように構成された電力分配器４１２またはスプリッタとを含む。この例は、ＲＦ駆動信号を変調する変調回路１２５０１と、第１の前置増幅器１２５０２とを含む。この例は、アンテナ３００上のＲＦポートの異なるものそれぞれについての複数の信号を供給するように、ＲＦ駆動信号を複数の異なるＲＦ信号に分割する信号スプリッタ１２５０３を含む。
複数の信号チャネルは、信号スプリッタ１２５０３からアンテナ３００まで延在することができる。第１の信号チャネルは、第１の移相器回路１２５０５Ａおよび第１の増幅回路１２５０６Ａを含むことができ、第２の信号チャネルは、異なる第２の移相器回路１２５０５Ｂおよび異なる第２の増幅回路１２５０６Ｂなどを含むことができる。したがって、信号スプリッタ１２５０３から延びる信号チャネルのそれぞれは、各ＲＦポートを介してアンテナ３００を異なるように励起するために、異なる位相および／または振幅特性を有するように個別に調整または調節されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、第４のチャネルは、信号スプリッタ１２５０３からアンテナ３００まで延在し、第４の増幅回路１２５０７およびサーキュレータ１２５１０を含む。サーキュレータ１２５１０は、ＲＦ入力信号４１４を介した励起と後方散乱信号１２２３４の受信との双方のために、第４のＲＦポート３１４などの対応するＲＦポートの使用を可能とするように構成されることができる。サーキュレータ１２５１０による処理の後、アンテナ３００から受信した信号は、図１０６Ａの例に示されている。
図１０５の例は、電力分配器４１２から加算回路１２５２０へのキャンセル信号経路をさらに含む。キャンセル信号経路は、調節可能増幅回路１２５１２および調節可能移相回路１２５１５を含む。加算回路１２５２０を使用して、キャンセル信号経路からの信号は、加算信号（図１０６Ｂを参照）を提供するように（例えば、第４のＲＦポート３１４から受信した電気信号を介して）アンテナ３００を介して受信した後方散乱信号１３４と加算されることができる。一例において、キャンセル信号経路は、加算回路１２５２０において、第４のＲＦポート３１４を介して受信される予想干渉信号部分と実質的に等しい振幅および逆位相を有する信号を提供する。
１つまたは複数の実施形態において、（例えば、移相回路１２５１５の後に）提供されるキャンセル信号は、－（Ｌｃ＊［Ｓ４１Ｐ１＋Ｓ４２Ｐ２＋Ｓ４３Ｐ３］）として少なくとも部分的に定義されることができ、ここで、Ｌｃは、サーキュレータからの漏洩であり、Ｐｘは、指定されたポートの送信電力に対応する。したがって、１つまたは複数の実施形態において、アンテナ３００の様々なポートの挙動または自己干渉の事前知識に基づいて、適切なキャンセル信号が決定されることができる。図１０７は、適切なキャンセル信号を選択または決定する一実施形態を示す。
図１０５の例は、補助信号を電力分配器４１２から混合回路１２５３０に搬送するように構成された補助信号経路をさらに含む。混合回路１２５３０において、加算回路１２５２０からの加算信号は、補助信号と混合されてデータ信号を提供することができる（図１０６Ｃを参照）。
図１０５の例は、ローパスフィルタ１２５４０、ハイパスフィルタ１２５５０、およびデコーダ回路１２５６０をさらに含む。デコーダ回路１２５６０は、データ信号がフィルタ１２５４０および１２５５０によって処理された後に、データ信号から符号化された情報を抽出するために使用されることができる。フィルタ１２５４０および１２５５０は、ノイズを除去することによってデータ抜去を容易にするためにデータ信号を「クリーンアップ」するのに役立つ（図１０６Ｄを参照）。例えば、フィルタは、受信信号をＲＦ搬送波と混合した結果として生成される様々な高調波をフィルタリングして実質的に除去するために使用されることができる。
図１０６Ａ～図１０６Ｄは、一例として、図１０５のシステムの異なる部分に対応する実施形態の信号図を示す。例えば、図１０６Ａに示す信号図は、図１０５の「１０６Ａ」の部分に対応し、図１２６Ｂに示す信号図は、図１０５の「１０６Ｂ」の部分に対応し、以下同様である。図１０６Ａ～図１０６Ｄにおいて、ｆ０は、上述したアンテナ３００の相互結合および漏洩効果に起因するような自己干渉または漏洩信号の中心周波数に対応する。漏洩信号の側波帯は、後方散乱信号１２２３４の成分を含む。これらの側波帯は、一般に、ｆ０－ｆＢＳおよびｆ０＋ｆＢＳを中心としている。１つまたは複数の実施形態において、ｆ０は、約９１５ＭＨｚであるが、他の中心周波数（例えば、８６０～９６０ＭＨｚもしくはその付近、２．４５ＧＨｚもしくはその付近、または４０２ＭＨｚから約４０５ＭＨｚもしくはその付近、または他の周波数）が使用されることもできる。後方散乱信号１２２３４は、例えば４０～３２０ｋＨｚに応じて変調されることができるが、他の変調周波数（例えば、４０から１００ｋＨｚの間、６０から２００ｋＨｚの間、１００から３００ｋＨｚの間、１５０から２５０ｋＨｚの間、２００ｋＨｚから３００ｋＨｚの間、１５０ｋＨｚから３２０ｋＨｚの間、これらの重複範囲、または記載された範囲内の任意の値）が使用されることもできる。１つまたは複数の実施形態において、ｆＢＳにおける後方散乱信号は、ｆ０における自己干渉信号よりも約８０～１００ｄＢ低くすることができる。したがって、解決すべき課題は、自己干渉信号を抑制し、後方散乱信号からデータを抜去することを含む。解決策は、図１０５の回路を使用して、キャンセル信号および補助信号を導入して、アンテナ３００自体の自己干渉に関連する後方散乱信号の一部をキャンセルすることを含む。すなわち、アンテナ３００のポート間の結合による自己干渉が顕著になることができ、自己干渉は、ＲＦソースからの逆信号（例えば、自己干渉信号と１８０度位相がずれている）を使用して予測およびキャンセルされることができる。
一実施形態において、図１０６Ａは、側波帯および搬送波周波数を含む（例えば、情報を符号化するための）特定の変調方式にしたがって変調された通信信号を表す。図１０６Ｂは、変調された通信信号と、通信信号と１８０度位相がずれたキャンセル信号との組合わせを表すことができる。キャンセル信号は、キャンセル信号経路内の調節可能増幅回路１２５１２および調節可能移相回路１２５１５の特性に基づいて選択または調整されることができる。したがって、ｆ０における漏洩信号は、ハイパスフィルタによって抽出できる側波帯を有するＤＣ信号に低減することができる。１つまたは複数の実施形態において、変調された通信信号とキャンセル信号との組合わせは、後方散乱信号の信号対雑音比を約３０ｄＢ以上（例えば、２０から４０ｄＢ、２５から３５ｄＢ、３０から４０ｄＢ、２０から３０ｄＢ、これらの重複範囲、または記載された範囲内の任意の値）に向上させることができる。
１つまたは複数の実施形態において、図１０６Ｃは、補助信号経路からの補助信号（例えば、キャリア信号）と混合された後の通信信号を表す。混合信号は、フィルタリングすることができる様々な高調波信号成分を含む。図１０６Ｄは、埋込み可能装置１１０によって符号化された情報を検索するために、プロセッサ回路２１０を使用などして、さらに分析または処理されることができるフィルタリングされた後方散乱信号を表すことができる。データ信号成分を復元するために、さらなるアナログおよび／またはデジタルフィルタリングが実行されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、アンテナ３００の結合特性または自己干渉を記述するために初期モデルが生成されることができる。その初期モデルから、位相における僅かな摂動が信号内に注入され、アルゴリズムにおいてキャンセルの層を生成することができる。例えば、図１０７は、一例として、キャンセル信号の振幅および／または位相特性を調整することを含む方法１２７００の一実施形態の図を示す。
１２７１０において、図１０７の方法は、キャンセル信号を提供するために、調節可能増幅回路１２５１２の利得特性を初期利得レベルに設定すること、および／または調節可能移相回路１２５１５の移相特性を初期移相レベルに設定することを含む。動作１２７２０において、キャンセル信号の有効性を判定するために、外部ソース１０２が後方散乱信号１２２３４を受信したときに、受信信号のＤＣ成分が測定されることができる。動作１２７２５において、測定されたＤＣ信号の振幅特性が閾値と比較されることができる。ＤＣ信号が閾値マージン内にある場合、初期利得レベルおよび／または初期移相レベルが基準として設定され、さらなる信号処理に使用されることができる。ＤＣ信号が閾値マージン外にある場合、動作１２７３０において、初期利得レベルおよび／または初期移相レベルは、同時にまたは順番になど、変更または摂動されることができる。
利得および／または移相特性が摂動された後、本方法は、ＤＣ成分を再び測定することによって動作１２７４０において継続することができる。動作１２７４５において、ＤＣ信号レベルが減少しない場合、動作１２７５０において、本方法は、以前の利得および／または移相レベルに戻り、利得および／または移相をさらに調整するために動作１２７３０に戻る。動作１２７４５において、ＤＣ信号レベルが減少した場合、本方法は、動作１２７４７に進み、ＤＣ信号レベルが指定された閾値マージン内にあるかどうかを検査する。信号が特定のマージン内にない場合、本方法は、利得および／または移相をさらに調整するために動作１２７３０に戻る。動作１２７４７において信号が指定されたマージン内にある場合、本方法は、動作１２７６０に続く。動作１２７６０において、調整された利得および／または移相レベルは、後方散乱信号１２２３４からデータを復元する際の基準として設定されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、アンテナ３００の結合または自己漏洩特性に基づく自己妨害伽セルアルゴリズムは、（１）アンテナ３００の異なるポート間の初期結合または漏洩特性を仮定することと（例えば、図３の例を参照）、（２）漏洩特性を適合またはモデル化するためのｎ次多項式を決定することと、（３）外部ソース１０２を使用して、埋込み可能装置１１０にコマンドを送信して、予想される位相摂動を外部ソース１０２によって受信されるべき後方散乱信号に導入すること（位相ジッタ変調としても知られているそのような低レベル位相変調は、規則的パターンまたは疑似ランダムパターンの形態とすることができ、または後方散乱回路は、０～１ＭＨｚの範囲における変調を含むような、受信アンテナをデチューンするためのスイッチによって後方散乱信号を変調することにより、（例えば、完全変調深度を有する）後方散乱信号のＯＯＫ変調を使用することができる）と、（４）関心のある信号を取得するために外部ソース１０２において受信した後方散乱信号から位相ジッタを減算すること（例えば、ＯＯＫ法において、受信信号は、送信器搬送波ＲＦ信号と混合され、変調信号を抽出するためにフィルタリングされることができる）と、（５）例えば、埋込み可能装置１１０に対して異なる位相ジッタ命令を送信するように外部ソースに命令することにより、劣化した受信信号に適合させるように、外部ソース１０２を更新することとを含む。単一の外部ソース１０２によって給電される複数の埋込み可能装置を含む１つまたは複数の実施形態において、各埋込み可能装置１１０は、固有の識別コードを有することができ、外部ソース１０２は、固有の位相ジッタコマンドを各埋込み可能装置１１０に送信することができる。
Ｂ．無線埋込み可能装置のための能動的電力管理技術
このサブセクションにおいて、埋込み可能装置を使用して治療を提供または供給するためのシステム、装置、および方法が一般に記載される。１つまたは複数の実施形態において、治療は、身体内の１つまたは複数の神経標的に提供される電気刺激治療を含む。１つまたは複数の実施形態において、電気刺激治療は、中距離場送信機（例えば、ソース１０２などの外部ソース）から電力信号およびデータ信号を無線で受信する埋込み装置を使用して提供される。
外部中距離場カプラから１つまたは複数の埋め込まれた神経性刺激装置および／または１つまたは複数の埋め込まれたセンサ装置に対して電力および／またはデータを通信などするために、中距離場送信機および受信機を使用して電力および／またはデータを通信することを含む現在の満たされていないニーズが存在する。
１つまたは複数の実施形態において、複数の装置は、患者の組織に埋め込まれ、治療を供給するおよび／または患者に関する生理学的情報を検知するように構成されることができる。複数の埋め込まれた装置は、１つまたは複数の外部装置と通信するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の外部装置は、同時にまたは時間多重化（例えば、「ラウンドロビン」）様式などで、複数の埋め込まれた装置に対して電力信号および／またはデータ信号を提供するように構成される。提供された電力信号および／またはデータ信号は、信号を埋込み可能装置に効率的に伝達するために、外部装置によって操舵されるかまたは導かれることができる。本開示は、電力信号またはデータ信号に具体的に言及することもあるが、そのような言及は、電力信号およびデータ信号の一方または双方を任意に含むものとして一般的に理解されるべきである。
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、それらが以下の利益のうちの１つ、複数、または全てを含むことから、特に有利である：（ｉ）組織表面においてエバネッセント場を変調するためにＲＦ信号を提供し、それによって埋め込まれた標的装置に電力信号および／またはデータ信号を送信するように組織内の伝搬場を生成するように構成された能動的な中距離場トランシーバを動的に構成可能であること；（ｉｉ）リモートＲＦ信号を受信し、それに応答して、埋め込まれた標的装置に対して電力信号および／またはデータ信号を送信するなどのために、組織表面においてエバネッセント場を変調するためにＲＦ信号を提供し、それによって組織内に伝播場を生成するように構成された実質的に受動的な中距離場トランシーバまたはレンズを動的に構成可能であること；（ｉｉｉ）１つまたは複数のＲＦ信号の受信特性または送信特性を変更するための同調デバイス；（ｉｖ）以前または現在の信号送信アクティビティに基づいて１つまたは複数の信号受信または送信特性を更新または調整するためのフィードバック回路；（ｖ）１つまたは複数の他の中距離場装置または埋め込まれた装置からの情報に基づいて電力送信レベルを変更することができる調節可能な中距離場および遠距離場ＲＦ信号ソース；（ｖｉ）同時にまたは異なる時間区間などで、共通ソース装置を使用して複数の標的装置に電力信号および／またはデータ信号を提供すること；（ｖｉｉ）組織に埋め込まれた標的装置への信号送信の質を判定するために後方散乱信号情報を検知すること；および／または（ｖｉｉｉ）複数の異なるソース装置を使用して１つの標的装置に電力信号および／またはデータ信号を提供すること。
１つまたは複数の実施形態において、回路５００の他の構成要素のうち、デジタルコントローラ５４８、増幅器５５５、および／または刺激駆動回路５５６は、ステートマシン装置の一部を備えることができる。デジタルコントローラ５４８、増幅器５５５、および／または刺激駆動回路５５６については、図５を参照されたい。ステートマシン装置は、パッド５３６を介して電力信号およびデータ信号を無線で受信し、それに応答して、出力５３４の１つまたは複数を介して電気刺激信号を放出または提供するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、そのようなステートマシン装置は、利用可能な電気刺激設定またはベクトルに関する情報を保持する必要はなく、その代わりに、無線送信機からの命令の受信の実質的に直後に応答して電気刺激事象を実行するかまたは提供する。
例えば、ステートマシン装置は、特定の時間にまたは何らかの特定の信号特性（例えば、振幅、継続時間など）を有する神経性電気刺激治療信号を送達するための命令を受信する構成されることができ、ステートマシン装置は、治療信号を開始または送達することによって応答することができる。その後の時間において、装置は、治療を終了させる、信号特性を変更する、または他の何らかのタスクを実行するための後続の命令を受信することができる。したがって、装置は、実質的に受動的であるか、または同時に受信した命令に応答するように任意に構成されることができる。
本明細書に記載された中距離場ソース装置のいくつかの実施形態において、入力ポート信号の振幅および位相によって提供される自由度を使用して、ソースの機械的再構成なしでなど、標的または集束領域が調整されることができる。そのような場の指向または集束は、ソースが（例えば、呼吸または心拍に起因する）律動的な動きで臓器と相互作用するように構成された埋込み可能装置に電力を供給するために、１つまたは複数の埋込み可能装置に電力を供給するために、または身体内で移動可能な埋込み可能装置に電力を供給するために使用されることができる用途において有益であり得る。
集束領域をシフトさせるために、異なるサブ波長構造体（例えば、同じまたは異なるソース装置の一部であるサブ波長構造体）の励起信号特性は、様々な場パターンが提供されるのを可能とするように、リアルタイムなどで、構成および再構成されることができる。
図１０８は、一例として、電力信号および／またはデータ通信信号を（それぞれ）複数の標的装置に選択的に提供するためのシステム７６００の一実施形態の図を示す。システム７６００は、ソース１０２（図１を参照）に含まれるかまたは使用されることができるようなアンテナ３００（図３を参照）を含む。アンテナ３００は、電力信号および／またはデータ信号を、第１の標的装置７６１１および第２の標的装置７６１２の一方または双方に通信するように構成されることができる。すなわち、外部中距離場装置（例えば、他の図のうちの図４に示すように、アンテナ３００またはそれに電気的に結合されることができる回路）は、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作して、第１および／または第２の標的装置７６１１および７６１２などに対して組織内の無線電力信号および／またはデータ信号を直接送信するように構成されることができる。図１０８において、第１および第２の標的装置７６１１および７６１２は、治療送達装置またはセンサ装置であり、それぞれが複数の電極Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２およびＥ３を含む。他の標的装置も同様に使用されることができ、電極の異なる数のおよび／または構成を有することができる。第１の標的装置７６１１および第２の標的装置７６１２は、埋込み可能装置１１０、６００、７００、または本明細書で述べる他の埋込み可能装置と類似または同一とすることができる。
１つまたは複数の実施形態において、外部中距離場装置は、異なる重複しない時間区間で、第１および第２の標的装置７６１１および７６１２に信号を通信する。例えば、外部中距離場装置は、第１の区間Δｔ１および第３の区間Δｔ３の間に第１の標的装置７６１１との間で信号を送信および／または受信することができ、外部中距離場装置は、第２の区間Δｔ２および第４の区間Δｔ４の間に第２の標的装置７６１２との間で信号を送信および／または受信することができる。外部中距離場装置は、異なる時間に異なる標的に異なる信号を提供するアンテナ３００により、ラウンドロビン方式で電力および／またはデータを通信することができる。必要に応じて、外部中距離場装置は、異なる通信間隔中にブランキング期間または遅延を提供する。通信間隔を示す一例が図１０９に図式的に示されている。
図１０９は、一例として、異なる時間に異なる標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信するために異なる信号特性を使用することを含む方法の一実施形態の図を示す。図１０９の方法において、外部中距離場装置は、図１のソース１０２に対応する。すなわち、外部中距離場装置は、各ＲＦ駆動信号によって別個に励起されることができる４つのサブ波長構造体を含む。１つまたは複数の実施形態において、図４の例からの増幅器４０８Ａ～４０８Ｄおよび／または移相器４１０Ａ～４１０Ｄは、サブ波長構造体のそれぞれに個別のＲＦ駆動信号を提供などするように外部中距離場装置のサブ波長構造体にそれぞれ結合されることができる。外部中距離場装置のサブ波長構造体は、電力および／またはデータ通信信号を組織内の様々な標的に導くなどのために、エバネッセントおよび伝搬波にともに影響を及ぼすことができるＲＦ信号の組を送信するために、同時に励起されることができる。
図１０９は、外部中距離場装置から第１および第２標的装置７６１１および７６１２の一方または他方に順次送信される第１、第２、第３および第４の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４をそれぞれ含む一連の信号を示す。信号Ｓ１－Ｓ４のそれぞれは、トランシーバが組織表面においてエバネッセント場に影響を及ぼし、その結果、指定された標的に向かって導かれたまたは集束された伝播信号を生成するように特定の態様で構成されているとき、外部中距離場装置によって送信されることができる。例えば、第１の送信区間Δｔ１の間および第３の送信区間Δｔ３の間に、外部中距離場装置は、それぞれ、第１および第３の信号Ｓ１およびＳ３を第１の標的装置７６１１に送信するように構成される。
図１０９において、外部装置送信信号は、一般に、ＲＦ信号またはＲＦ信号の組が指定された区間で送信されることを示している。外部装置送信信号は、矩形波として示されているが、様々な指定された区間に送信される他の時間変化信号または静的信号を表すことができる。例えば、第１の信号Ｓ１は、第１の送信区間Δｔ１の間に提供される第１のデューティサイクルを有する第１のＰＷＭ信号に対応することができ、第２の信号Ｓ２は、第２の送信区間Δｔ２の間に提供される第２のデューティサイクルを有する異なるＰＷＭ信号に対応することができる。他の信号種類も同様に使用することができる。
第１の送信区間Δｔ１および第３の送信区間Δｔ３の間、外部中距離場装置は、第１の信号Ｓ１または第３の信号Ｓ３を第１の標的装置７６１１に送信するために、基準位相角ΦＲｅｆを有することができ且つ増幅器電力飽和レベルＰｓａｔで提供されることができるような基準ＲＦ駆動信号を使用してそのサブ波長構造体の第１のもの（「構造体１」）を励起するように構成される。第１の送信区間Δｔ１および第３の送信区間Δｔ３の間、外部中距離場装置は、基準ＲＦ駆動信号の移相されたバージョンを使用して、第２、第３および第４のサブ波長構造体（「構造体２」、「構造体３」、「構造体４」）を励起するように構成される。例えば、第２のサブ波長構造体は、基準からΦ１－Ｄｅｖ１だけ移相された励起信号を受信することができ、第３のサブ波長構造体は、基準からΦ２－Ｄｅｖ１だけ移相された励起信号を受信することができ、第４のサブ波長構造体は、基準からΦ３－Ｄｅｖ１だけ移相された励起信号を受信することができる。１つまたは複数の実施形態において、Φ１－Ｄｅｖ１、Φ２－Ｄｅｖ１、およびΦ３－Ｄｅｖ１のうちの任意の２つまたはそれ以上は、同じまたは異なる移相の大きさを指すことができる。
１つまたは複数の実施形態において、サブ波長構造体のそれぞれは、異なる電力特性を有するＲＦ駆動信号を受信することができる。第１から第４のサブ波長構造体に供給される任意の１つまたは複数の信号は、各増幅器電力飽和レベルで、または他の何らかの電力レベルで提供されることができる。１つまたは複数の実施形態において、サブ波長構造体に結合される各増幅器は、増幅器の飽和電力を変更するように調整される電流源を有することができる。その結果、１つまたは複数の構造は、異なる電力レベルで駆動されることができるが、各駆動信号は、飽和状態で供給されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、第１の送信区間Δｔ１の間に送信される第１の信号Ｓ１は、第３の送信区間Δｔ３の間に第３の信号Ｓ３として送信されるのと同じ電力信号および／またはデータ信号である。１つまたは複数の実施形態において、第１の信号Ｓ１は、第３の信号Ｓ３とは異なる。すなわち、第１の信号Ｓ１および第３の信号Ｓ３は、異なるレベルの電力を含むことができ、および／または外部中距離場装置から第１の標的装置７６１１に送信される異なるデータまたは情報を含むことができる。
第２の送信区間Δｔ２および第４の送信区間Δｔ４の間、外部中距離場装置は、第２の信号Ｓ２および第４の信号Ｓ４を第２の標的装置７６１２に送信するために、増幅器飽和レベルＰｓａｔで提供されることができる基準ＲＦ駆動信号を使用してそのサブ波長構造体の第１のものを励起するように構成される。第２の標的装置７６１２は、第１の標的装置７６１１の位置以外の位置にあることができる。第２の送信区間Δｔ２および第４の送信区間Δｔ４の間、外部中距離場装置は、基準ＲＦ駆動信号の移相バージョンを使用して、第２、第３および第４のサブ波長構造体を励起するように構成される。例えば、第２のサブ波長構造体は、基準からΦ１－Ｄｅｖ２だけ移相された励起信号を受信することができ、第３のサブ波長構造体は、基準からΦ２－Ｄｅｖ２だけ移相された励起信号を受信することができ、第４のサブ波長構造体は、基準からΦ３－Ｄｅｖ２だけ移相された励起信号を受信することができる。１つまたは複数の実施形態において、Φ１－Ｄｅｖ２、Φ２－Ｄｅｖ２、およびΦ３－Ｄｅｖ２のうちの任意の２つまたはそれ以上は、同じまたは異なる移相量を指すことができる。１つまたは複数の実施形態において、外部中距離場装置から送信された場が第１および第２の信号Ｓ１およびＳ２の送信中にエバネッセント場に異なる影響を与え、第１および第２の標的装置７６１１および７６１２に向かってそれぞれ異なって伝搬波を導くように、Φ１－Ｄｅｖ２、Φ２－Ｄｅｖ２、またはΦ３－Ｄｅｖ２のうちの少なくとも１つは、対応するΦ１－Ｄｅｖ１、Φ２－Ｄｅｖ１、およびΦ３－Ｄｅｖ１とは異なる。
図１１０は、一例として、複数の標的装置から電力伝達効率情報を受信することを含む方法７８００の一実施形態の図を示す。動作７８１０において、本方法は、第１の組のＲＦ信号を生成することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、図４を参照すると、第１の組のＲＦ信号を生成することは、ＲＦ入力信号４１４を分割し、外部中距離場装置などの送信機またはトランシーバ内の１つまたは複数の出力ポートまたはサブ波長構造体に対して、基準信号の位相変調されたおよび／または振幅変調されたバージョンを含むなどの複数の別個の信号を提供することを含むことができる。動作７８２０において、本方法は、それぞれ別個のＲＦ信号を使用して外部中距離場装置内の複数の異なるサブ波長構造体を励起することによって、第１の組のＲＦ信号を送信することを含むことができる。
動作７８３０において、及び動作７８２０において第１の組のＲＦ信号を送信することに応答して、本方法７８００は、第１の標的装置７６１１などの標的装置において第１の信号を受信することを含むことができる。受信した第１の信号は、外部中距離場装置からのＲＦ信号の送信された組の少なくとも一部を含むことができる。すなわち、外部中距離場装置によって送信されたＲＦ信号の組は、伝播波信号を生成することができ、その伝播波信号の少なくとも一部は、標的装置（例えば、埋込み可能装置）において受信回路（例えば、（図５の例の復調器５４４の一部または整流器５４６の一部を備える）によって受信されることができる。
動作７８３５において、本方法は、第１の標的装置７６１１において受信した第１の信号などに基づいて、外部中距離場装置において信号伝達品質指標を受信することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、信号伝達品質指標は、第１の標的装置７６１１から外部中距離場装置に送信される（例えば、ＲＦ、近接場、光、または他の通信チャネルを使用して送信される）データ信号を含む。データ信号は、受信した電力量に関する情報、および／または動作７８３０において受信したデータの品質またはコヒーレンスに関する情報を含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、信号伝達品質指標は、動作７８２０において第１の組のＲＦ信号を送信することと実質的に同時に、外部中距離場装置において後方散乱信号を受信することを含む。動作７８３５において、受信した後方散乱信号は、第１の標的装置７６１１によって受信された、送信されたＲＦ信号の第１の組の一部に関する情報を含むことができる。すなわち、受信した後方散乱信号の特性に基づいて、外部中距離場装置は、どれくらい多くの送信された電力信号が第１の標的装置７６１１において受信されたかを判定するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、後方散乱信号の振幅は、標的装置において受信した電力量に比例することができる。１つまたは複数の実施形態において、後方散乱信号の振幅に基づいて、または受信信号伝達品質指標に基づいて、電力伝達効率特性が判定されることができる。
動作７８４０において、第２の標的装置７６１２との電力および／またはデータ通信のために外部中距離場装置を再構成するように、外部中距離場装置の１つまたは複数のパラメータが更新または調整されることができる。例えば、動作７８４０において信号発生器パラメータを更新することは、外部中距離場装置のサブ波長構造体に結合された１つまたは複数のＲＦ信号チャネルに関連する位相変調または振幅変調特性を更新することを含むことができる。動作７８５０において、方法７８００は、更新された信号発生器パラメータを使用して第２の組のＲＦ信号を生成することを含む。図１１０において、動作７８５０において生成された第２の組のＲＦ信号は、動作７８１０において生成された第１の組のＲＦ信号とは異なる。すなわち、第１の組のＲＦ信号のうちの少なくとも１つの信号は、第２の組のＲＦ信号のうちの少なくとも１つの信号とは異なる特性（例えば、振幅、周波数、位相、形態など）を含む。動作７８６０において、方法７８００は、同じ外部中距離場装置を使用などして、第２の組のＲＦ信号を送信することを含む。１つまたは複数の実施形態において、同じトランシーバが使用されるが、動作７８１０および７８６０において第１および第２の組のＲＦ信号を送信するために異なる励起ポートおよび／またはサブ波長構造体が使用される。
動作７８７０において、動作７８６０において第２の組のＲＦ信号を送信することに応答して、方法７８００は、第２の標的装置７６１２などの標的装置において第２の信号を受信することを含むことができる。受信した第２の信号は、外部中距離場装置から送信された第２の組のＲＦ信号の少なくとも一部を含むことができる。すなわち、外部中距離場装置によって送信された第２の組のＲＦ信号は、伝播波信号を生成することができ、その伝播波信号の少なくとも一部は、第２の標的装置７６１２において受信回路（例えば、図５の例の復調器５４４または整流器５４６の一部を備える）によって受信されることができる。
動作７８７５において、方法７８００は、第２の標的装置７６１２において受信した第２の信号に基づいて、外部中距離場装置において信号伝達品質指標を受信することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、信号伝達品質指標は、第２の標的装置７６１２から外部中距離場装置に送信される（例えば、ＲＦ、近接場、光、または他の通信チャネルを使用して送信される）データ信号を含む。データ信号は、受信した電力量に関する情報、および／または動作７８７０において受信したデータの品質またはコヒーレンスに関する情報を含むことができる。
図１１１は、一例として、標的装置から受信したデータ信号に基づいて、ＲＦ信号の組内の少なくとも１つの信号の特性を更新することを含む方法７９００の一実施形態の図を示す。動作７９１０において、方法７９００は、中距離場送信機を使用して第１の組のＲＦ信号を送信することを含む。例えば、送信は、それぞれ別個のＲＦ信号を使用して外部中距離場装置内の複数の異なるサブ波長構造体を励起することを含むことができる。
動作７９２０において、動作７９１０において第１の組のＲＦ信号を送信することに応答して、方法７９００は、第１の標的装置７６１１などの標的装置において第１の信号を受信することを含むことができる。受信した第１の信号は、外部中距離場装置からのＲＦ信号の送信された組の少なくとも一部を含むことができる。すなわち、動作７９１０において外部中距離場装置によって送信されたＲＦ信号の組は、伝播波信号を生成することができ、その伝播波信号の少なくとも一部は、第１の標的装置７６１１において受信回路（例えば、図５の例の復調器５４４または整流器５４６の一部を備える）によって受信されることができる。
動作７９３０において、方法７９００は、第１の標的装置７６１１を使用して神経性電気刺激治療信号を送達することと、動作７９２０において受信した第１の信号の少なくとも一部を使用することとを含むことができる。例えば、動作７９２０において受信した第１の信号は、１つまたは複数のコンデンサを使用することなどにより、第１の標的装置７６１１によって少なくとも一時的に記憶されることができる電力信号を含むことができる。電力信号は、例えば、第１の標的装置７６１１の１つまたは複数の電極（例えば、Ｅ０－Ｅ３）に結合されることができる刺激駆動回路５５６に供給されることができる。刺激駆動回路５５６は、電気刺激信号を供給して治療を提供するために電力信号を使用することができる。
動作７９４０において、方法７９００は、第１の標的装置７６１１から外部中距離場装置に対してデータ信号を供給することを含むことができる。データ信号は、動作７９３０において送達された治療信号に関する情報を含むことができ、またはデータ信号は、とりわけ、第１の標的装置７６１１の状態に関する情報を含むことができる。例えば、データ信号は、外部中距離場装置から第１の標的装置７６１１への追加の電力信号伝達を要求または供給するかどうかまたはそのときを判定するために、第１の標的装置７６１１および／または外部中距離場装置によって使用されることができるようになど、残りのまたは利用可能な電力に関する情報を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、データ信号は、動作７９２０において受信した第１の信号の品質に関する情報を含む。品質情報に基づいて、外部中距離場装置は、後続の送信の品質を向上させるために装置パラメータを更新または調整することができる。
例えば、動作７９５０において、外部中距離場装置は、動作７９４０において第１の標的装置７６１１によって提供されるデータ信号に基づいて、第１の組のＲＦ信号におけるＲＦ信号の少なくとも１つの特性を更新することができる。特性を更新することは、信号振幅、周波数、位相、形態、または第１の組のＲＦ信号における少なくとも１つの信号の他の特性のうちの１つまたは複数を変更することを含むことができる。ＲＦ信号の組における信号の少なくとも１つが変更されると、組織表面のエバネッセント場は、組織内の伝播波を異なる方向に導くなど、異なるように操作されることができる。
図１１２は、一例として、後方散乱信号に基づいてＲＦ信号の組における少なくとも１つの信号の特性を更新することを含むことができる方法８０００の一実施形態の図を示す。動作８０１０において、方法８０００は、中距離場送信機を使用して第１の組のＲＦ信号を送信することを含む。例えば、送信は、組織内に伝搬場を生成するために、それぞれ別個のＲＦ信号を使用して、外部中距離場装置内の複数の異なるサブ波長構造体を励起することを含むことができる。
動作８０２０において、方法８０００は、動作７９２０において上述したように、第１の標的装置７６１１において第１の信号を受信することを含むことができる。動作８０２０と実質的に同時に、および動作８０２５において、外部中距離場装置は、送信された第１の組のＲＦ信号に応答して、動作８０１０において、後方散乱信号を受信することができる。後方散乱信号は、送信された第１の組のＲＦ信号の拡散部分を含むことができる。第１の標的装置７６１１の状態（例えば、第１の標的装置７６１１が送信モードまたは受信モードにある）に基づいて、第１の標的装置７６１１は、送信機または外部中距離場装置に向かって反射または後方散乱された第１の組のＲＦ信号の一部に影響を与えるかまたは変調することができる。１つまたは複数の実施形態において、後方散乱信号は、第１の標的装置７６１１における受信電力に比例する。
動作８０５０において、動作８０２５において受信した後方散乱信号に基づいて、方法８０００は、送信された第１の組のＲＦ信号におけるＲＦ信号の少なくとも１つの特性を更新することを含むことができる。例えば、後方散乱信号が予想された振幅以外の振幅を有する場合、外部中距離場トランシーバは、第１の標的装置７６１１に向かって伝搬波を導くように、第１の組のＲＦ信号におけるＲＦ信号の１つまたは複数の特性を変更することができる。
図１１３は、一例として、標的装置から受信したデータ信号に基づいてＲＦ信号の組における少なくとも１つの信号の特性を更新することを含む方法８１００の実施形態の図を示す。動作８１１０において、方法８１００は、中距離場送信機（例えば、アンテナ３００、ソース１０２、または本明細書で述べる他の中距離場装置）を使用して、第１の組のＲＦ信号を送信することを含む。例えば、送信は、組織内に伝搬場を生成するために、それぞれ別個のＲＦ信号を使用して、外部中距離場装置内の複数の異なるサブ波長構造体を励起することを含むことができる。
動作８１２０において、及び動作８１１０において第１の組のＲＦ信号を送信することに応答して、本方法８１００は、第１の標的装置７６１１および第２の標的装置７６１２などの第１および第２の標的装置において第１の信号を受信することを含むことができる。第１の信号は、第１および第２の標的装置７６１１および７６１２によって実質的に同時に受信することができる。受信した第１の信号は、外部中距離場装置からのＲＦ信号の送信された組の少なくとも一部を含むことができる。すなわち、外部中距離場装置によって送信されたＲＦ信号の組は、伝搬波信号を生成することができ、その伝播波信号の少なくとも一部は、標的装置において各受信回路（例えば、図５の例の復調器５４４または整流器５４６の一部を備える）によって受信されることができる。
動作８１４０において、方法８１００は、第１の標的装置７６１１および第２の標的装置７６１２の一方または双方から外部中距離場装置に対してデータ信号を供給することを含む。１つまたは複数の実施形態において、データ信号は、標的装置の状態、または標的装置の一方または双方から供給される治療に関する情報を含む。例えば、データ信号は、外部中距離場装置から第１の標的装置７６１１への追加の電力信号を要求または供給するかどうかまたはそのときを判定するために、第１の標的装置７６１１および／または外部中距離場装置によって使用されることができるようになど、残りのまたは利用可能な電力に関する情報を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、データ信号は、動作８１２０において標的装置の一方または双方によって受信した第１の信号の品質に関する情報を含む。品質情報に基づいて、外部中距離場装置は、後続の伝播波信号を第１および第２の標的装置７６１１および７６１２のうちの一方または他方に向かって導くかまたは操舵することなどによって後続の送信の品質を向上させるために装置パラメータを更新または調整することができる。
１つまたは複数の実施形態において、動作８１５０において、外部中距離場装置は、動作８１４０において第１または第２の標的装置７６１１および７６１２によって供給されるデータ信号の一方または双方に基づいて、第１の組のＲＦ信号におけるＲＦ信号の少なくとも１つの特性を更新することができる。特性を更新することは、信号振幅、周波数、位相、形態、または第１の組のＲＦ信号における少なくとも１つの信号の他の特性のうちの１つまたは複数を変更することを含むことができる。ＲＦ信号の組における信号の少なくとも１つが変更されると、組織表面のエバネッセント場は、組織内の伝播波を異なる方向に導くなど、異なるように操作されることができる。例えば、動作８１５０において信号特性を更新した結果として、第１および第２の標的装置７６１１および７６１２の一方のみに対するまたは他方の装置に対する電力信号またはデータ信号の送信を導くように、異なる第２の組のＲＦ信号が外部中距離場装置によって供給されることができる。
図１１４は、一例として、リモートＲＦソースおよび中距離場装置を使用して複数の標的装置に対する電力および／またはデータ通信を選択的に提供するためのシステム８２００の一実施形態の図を示す。システム８２００は、リモート・フィールド・ソース８２２０、外部装置８２０５、および複数の標的装置を含む。外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０から場または電磁のリモート信号を受信し、受信信号を変調し、それに応答して、電力信号および／またはデータ信号を第１の標的装置７６１１および第２標的装置７６１２に通信するように構成されることができる。すなわち、外部装置８２０５は、第１および／または第２の標的装置７６１１および７６１２などに対して、組織内の無線電力信号および／またはデータ信号の送信を導くために、外部組織表面またはその近傍のエバネッセント場を操作するように構成されることができる。外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０からリモート信号を受信することと同時にまたは非同期に、標的装置に電力信号および／またはデータ信号を通信するように構成されることができる。
リモート・フィールド・ソース８２２０は、外部装置８２０５によって受信および／または変調されることができる電磁場またはリモートＲＦ信号（ここでは、「リモート信号」）を提供するように構成されることができる。リモート・フィールド・ソース８２２０は、制御回路８２２１からの命令に基づいて１つまたは複数のＲＦ信号を生成するように構成されたＲＦ生成回路８２２２を含むことができる。制御回路８２２１は、振幅、周波数、位相、波形形態、または他の信号パラメータ情報を含むことができるような信号パラメータ情報をＲＦ生成回路８２２２に提供することができる。リモート・フィールド・ソース８２２０は、信号パラメータ情報を記憶するようにおよび／または信号生成をトリガするように、制御回路８２２１およびＲＦ生成回路８２２２のうちの１つまたは複数とデータ通信するメモリ回路８２２４またはクロック回路８２２５をさらに含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、リモート・フィールド・ソース８２２０は、制御回路８２２１を使用して１つまたは複数の信号パラメータを変更し、それによって提供されるリモート信号の特性を変更することができるフィードバック制御回路８２２３を含む。１つまたは複数の実施形態において、リモート・フィールド・ソース８２２０は、複数のＲＦ出力を含み、複数の出力は、独立して励起されることができる。複数の出力は、同時にまたは別個に励起されることができる。１つまたは複数の実施形態において、各出力は、出力されたリモート信号の特性を変更するために使用されることができる異なる移相器８２２６Ａ～８２２６Ｄに結合される。増幅器または減衰器回路などのように、出力においてまたは出力前に他の信号変更要素が含まれることができる。
外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０からリモート信号の一部を受信し、それに応答して１つまたは複数の異なる信号を標的装置に送信するように構成された様々なハードウェア構造を含むことができる。外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０などから遠距離場エネルギーを受信することができ、エバネッセント場を操作して電力信号および／またはデータ信号を標的装置に導くために受信エネルギーの少なくとも一部を使用することができる。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０から受信したエネルギーの少なくとも一部を収集し、１つまたは複数の同調デバイス８２０６を制御する制御回路を含む。同調デバイス８２０６は、リモート・フィールド・ソース８２２０からのリモート信号の受信を容易にするなどのために、入力または受信回路の特性を変更するために使用されることができる。同調デバイス８２０６は、外部装置８２０５から第１および第２の標的装置７６１１および７６１２のうちの一方に送信される電力信号および／またはデータ信号の特性を変更するなどのために、出力または送信回路の特性を変更するために使用することができる。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、リモート・フィールド・ソース８２２０と１つまたは複数の標的装置との間のデータ通信を中継するように構成されたトランシーバ回路８２０７を含む。
リモート・フィールド・ソース８２２０は、フィールド区間Δｔ０にわたってリモート信号を提供または放送することができる。それに応答して、外部装置８２０５は、第１から第４の区間Δｔ１－Δｔ４にわたって第１および／または第２の標的装置７６１１および７６１２に電力および／またはデータを通信することができる。フィールド区間Δｔ０は、必要に応じて、第１から第４の区間Δｔ１－Δｔ４のうちの１つまたは複数と時間的に少なくとも部分的に重複することができる。他の送信区間スキームも同様に使用することができる。図８４の議論は、リモート・フィールド・ソース８２２０および外部装置８２０５を使用して複数の信号を異なる標的装置に通信する一例を含む。
１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５および／またはリモート・フィールド・ソース８２２０は、図１の例のセンサ１０７などのセンサを含むかまたは使用することができる。センサからの情報は、信号特性または治療パラメータを更新するために、外部装置８２０５および／またはリモート・フィールド・ソース８２２０によって使用されることができる。
図１１５は、一例として、複数の同調デバイス８２０６を有する外部装置８２０５（中距離場カプラ、外部ソース、または外部装置と呼ばれることもある）の一実施形態の概略図を示す。外部装置８２０５は、空気８３０４と身体組織などの屈折率がより高い物質８３０６との間の界面上に設けられる。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、電磁信号を受信し、指定されて制御された方法で受信信号を集束または指向するレンズとして概念化されることができる。
外部装置８２０５は、入力ＲＦ信号（例えば、遠距離場ＲＦ信号）を受信するように構成された１つまたは複数のサブ波長構造体を含むことができ、１つまたは複数の出力ＲＦ信号を送信して、組織表面においてエバネッセント波に影響を与えることによって１つまたは複数の標的装置に電力および／またはデータを通信するように構成された同じまたは他のサブ波長構造体を含むことができる。
同調デバイス８２０６は、電気信号特性を変更するために使用されることができる様々な受動装置または能動装置を含むことができる。同調要素のいくつかの例は、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、増幅回路、位相変調回路、または、電気信号を受信し、それに応答して、異なるまたは更新された電気信号を提供するように構成されることができる他の要素、装置、もしくは回路を含む。
１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、同調デバイス８２０６のパラメータを制御する制御回路を含む。例えば、制御回路は、ＲＦ出力信号特性を変更するために、外部装置８２０５におけるコンデンサ素子の容量を変更するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、制御回路には、リモート・フィールド・ソース８２２０から外部装置８２０５において受信したＲＦ信号の一部を使用して電力が供給される。制御回路は、プロセッサ回路２１０、デジタルコントローラ５４８、または本明細書で述べる他の制御回路と同様の、または同じ構成要素を含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、同調デバイス８２０６のパラメータ情報を記憶するために使用されることができるメモリ回路（図１１４には示されておらず、メモリ回路の１つまたは複数の実施形態については、図１３６を参照）を含む。１つまたは複数の実施形態において、メモリ回路（例えば、不揮発性、読み出し専用、および／またはフラッシュメモリ）は、外部装置８２０５の構成情報を記憶し、構成情報は、同調デバイス８２０６の基準パラメータ情報、同調デバイス８２０６の履歴パラメータ値情報、または外部装置８２０５、リモート・フィールド・ソース８２２０、または１つもしくは複数のリモート標的装置の構成または動作状態に関する他の情報を含むことができる。
図１１６は、一例として、様々な時間に異なる標的装置に対して電力信号および／またはデータ信号を通信するために異なる信号特性を使用することを含む方法の一実施形態の図を示す。外部装置８２０５は、フィールド区間Δｔ０にわたってリモートフィールド信号を受信することができる。リモートフィールド信号は、外部装置８２０５から第１および第２の標的装置７６１１および７６１２への通信を容易にするために、外部装置８２０５によって使用される電力および／またはデータを含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、図１のソース１０２について上述したものと同じまたは同様の特徴を含む。すなわち、外部装置８２０５は、各ＲＦ駆動信号によって別個に励起されることができる複数（例えば４つ）のサブ波長構造体を含むことができる。外部装置８２０５のサブ波長構造体は、電力および／またはデータ通信信号を組織内の様々な標的に導くなどのために、エバネッセントおよび伝搬波にともに影響を及ぼすことができるＲＦ信号の組を送信するように別個にまたは同時に励起されることができる。
図１１６は、外部装置８２０５から第１および第２の標的装置７６１１および７６１２の一方または他方に順次送信される第１、第２、第３および第４の信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４をそれぞれ含む一連の信号を示す。信号Ｓ１－Ｓ４のそれぞれは、組織表面においてエバネッセント場に影響を及ぼし、その結果、指定された標的に向かって導かれたまたは集束された伝播信号を生成するように特定の様式で構成されるとき、外部装置８２０５によって送信される。例えば、第１の送信区間Δｔ１および第３の送信区間Δｔ３の間、外部装置８２０５は、第１および第３の信号Ｓ１およびＳ３をそれぞれ第１の標的装置７６１１に送信するように構成される。
図１１６において、外部装置信号は、ＲＦ信号またはＲＦ信号の組が特定の区間で送信されることを一般に示している。外部装置信号は、矩形波として示されているが、様々な指定された区間中に送信される他の時間変化信号または静的信号を表すことができる。例えば、第１の信号Ｓ１は、第１の送信区間Δｔ１の間に提供される第１のデューティサイクルを有する第１のＰＷＭ信号に対応することができ、第２の信号Ｓ２は、第２の送信区間Δｔ２の間に提供される第２のデューティサイクルを有する異なるＰＷＭ信号に対応することができる。他の信号種類も同様に使用することができる。
図１１６に示すように、リモートフィールド信号は、時刻ｔｆ０で始まり且つ時刻ｔｆ１で終わるフィールド区間Δｔ０にわたって、リモート・フィールド・ソース８２２０から外部装置８２０５などに対して送信される。外部装置８２０５におけるリモートフィールド信号の受信に応答して、外部装置８２０５は、第１の信号Ｓ１を第１の標的装置７６１１に提供するために、受信信号を変調し、および／または新ったな信号を生成することができる。図１１６に示すように、第１の信号Ｓ１は、時刻ｔｆ０に続く時刻ｔ１から開始して送信される。ｔ１とｔｆ０との間の継続時間は、外部装置８２０５の電力アップまたは充電時間を表すことができ、または外部装置８２０５は、指定された時刻ｔ１まで第１の信号Ｓ１の送信を阻害するように命令されることができる。リモートフィールドは、少なくとも第１、第２、および第３の信号Ｓ１、Ｓ２、およびＳ３にわたって実質的に連続的に供給されることができる。他の送信構成も同様に使用することができ、例えば、リモートフィールドは、間欠的に供給されることができるかまたは外部装置８２０５において受信されることができ、外部装置は、標的装置に電力および／またはデータを送信するために後に使用されることができる電力信号を記憶するために使用されることができる１つまたは複数の信号記憶回路を含むことができる。例えば、リモートフィールドは、第４の信号Ｓ４の送信が完了する前などに、時刻ｔｆ１で終了することができる。すなわち、例えば、外部装置８２０５に記憶された電力信号を使用するように外部装置８２０５を構成することにより、第４の信号Ｓ４の少なくとも一部は、リモートフィールドが存在しないときに外部装置８２０５から送信されることができる。
図１１６は、異なる信号送信区間中に同調デバイス８２０６の様々なものが構成されることができる方法を示す。例えば、抵抗器などの要素１は、外部装置８２０５におけるリモートフィールド受信特性に影響を及ぼすように構成されることができる。少なくともフィールド区間Δｔ０の間、要素１は、外部装置８２０５におけるリモートフィールド信号の受信を最適化するように選択されることができるように、パラメータ値Ｒ１を有するように構成されることができる。リモートフィールドの特性が変化する場合、要素１はまた、信号受信品質を向上または維持するために変更することもできる。
要素２、３、および４は、外部装置８２０５からの信号伝送特性に対応することができる。すなわち、要素２。３、または４の値を調整または変更することにより、異なる信号が外部装置８２０５によって送信または変調されることができる。第１の送信区間Δｔ１および第３の送信区間Δｔ３の間、外部装置８２０５は、要素２（例えば、コンデンサ）がパラメータ値Ｃ１を有し、要素３（例えば、インダクタ）がパラメータ値Ｌ１を有し、且つ要素４（例えば、移相器）がパラメータ値Φ１を有するように構成されることができる。この構成の下では、外部装置８２０５は、リモートフィールド信号の受信に応答して、第１の標的装置７６１１に第１の信号Ｓ１または第３の信号Ｓ３を送信するように構成されることができる。
時刻ｔ３において、外部装置８２０５が異なる第２の信号Ｓ２または第４の信号Ｓ４を送信するように構成されることができるように、要素２、３、および４のうちの１つまたは複数の値が変更されることができる。例えば、第２の送信区間Δｔ２および第４の送信区間Δｔ４の間、外部装置８２０５は、要素２がパラメータ値Ｃ２を有し、要素３がパラメータ値Ｌ２を有し、且つ要素４がパラメータ値Φ２を有するように構成されることができる。この構成の下では、外部装置８２０５は、リモートフィールド信号の受信に応答して、第２の標的装置７６１２に第２の信号Ｓ２または第４の信号Ｓ４を送信するように構成されることができる。
要素１－４について異なるパラメータ値を選択することにより、外部装置８２０５は、異なるリモートフィールド信号を受信しおよび／またはエバネッセント場を異なって変調することによって異なる信号を１つまたは複数の標的装置に送信するように構成されることができる。例えば、第１および第２の信号Ｓ１およびＳ２の送信中に、組織表面においてエバネッセント場が異なるように変調されることができ、それによって伝搬波を第１および第２の標的装置７６１１および７６１２にそれぞれ異なる方向に導くことができる。
図１１７は、一例として、外部装置８２０５を使用して変調特性を更新することを含む方法８５００の一実施形態の図を示す。動作８５１０において、方法８５００は、リモート・フィールド・ソース８２２０などの外部装置１２０５においてＲＦエネルギーを受信することを含むことができる。ＲＦエネルギーを受信することは、フィールド区間Δｔ０の間など、図１１６の例からリモートフィールドを受信することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５は、指定されたソースからＲＦエネルギーを受信するために、同調デバイス８２０６のうちの１つまたは複数によって構成される。
動作８５２０において、方法８５００は、外部装置８２０５を使用して、動作８５１０において受信したＲＦエネルギーを変調することを含む。外部装置８２０５および１つまたは複数の同調デバイス８２０６を使用してＲＦエネルギーを変調することに応答して、方法８５００は、第１の出力信号を提供することを含むことができる。第１の出力信号は、伝搬波を標的装置に送信するために、特定の方法でエバネッセント場を変調するように選択されることができる。例えば、動作８５３０において、外部装置８２０５は、第１の出力信号を第１の標的装置７６１１に送信するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、動作８５３０は、外部装置８２０５を使用して、図１１６の例からの第１の信号Ｓ１を第１の標的装置７６１１に送信することに対応することができる。
動作８５４０において、方法８５００は、外部装置８２０５を使用して、動作８５１０において受信したＲＦエネルギーを異なって変調することを含むことができる。ＲＦエネルギーを異なって変調することは、外部装置８２０５の同調デバイス８２０６のうちの１つまたは複数を、動作８５２０の間と異なる値にするように構成することを含むことができる。異なる構成の同調デバイス８２０６に基づいて、外部装置８２０５は、第２の出力信号を提供することができる。動作８５５０において、外部装置８２０５は、第２の出力信号を第２の標的装置７６１２に送信するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、動作８５５０は、図１１６の例から第２の標的装置７６１２に第２の信号Ｓ２を送信するために外部装置８２０５を使用することに対応することができる。
動作８５６０において、１つまたは複数のデータ信号は、第１および／または第２の標的装置７６１１および７６１２から外部装置８２０５へ提供されることができる。１つまたは複数のデータ信号は、とりわけ、同調デバイス８２０６のうちの１つまたは複数を更新するかまたは調整するかどうかまたはそのときを決定するために、外部装置８２０５内の制御回路によって使用される情報を含むことができる。例えば、１つまたは複数のデータ信号は、外部装置８２０５から第１の標的装置７６１１において受信した電力信号の品質に関する情報を含むことができる。情報が受信した電力信号の品質が悪いことを示す場合、動作８５７０において、外部装置８２０５は、エバネッセント場変調特性を更新し、それにより、後続の電力信号を第１の標的装置７６１１にまたは別の特定の位置もしくは装置に異なって導くように、同調デバイス８２０６のうちの１つまたは複数についての１つまたは複数の新たなまたは異なるパラメータ値を選択することができる。
１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数のデータ信号は、第１および／または第２の標的装置７６１１および７６１２からリモート・フィールド・ソース８２２０に提供されることができる。データ信号は、リモート・フィールド・ソース８２２０に直接提供されることができるか、または外部装置８２０５のトランシーバ回路８２０７などの中間装置を使用してリモート・フィールド・ソース８２２０に送信されることができる。データ信号に応答して、リモート・フィールド・ソース８２２０は、例えば、送信電力を増加させるためにまたはリモートフィールドの周波数を変更するために、リモートフィールドのフィールド特性を更新することができる。例えば、治療事象を実行するために第１の標的装置７６１１において不十分な電力が受信された場合、外部装置８２０５および／またはリモート・フィールド・ソース８２２０は、第１の標的装置７６１１にとって利用可能な電力の大きさを増加しようとするように１つまたは複数のパラメータを変更することができる。
図１１８は、一例として、外部装置を使用して変調特性を条件付きで更新することを含む方法８６００の一実施形態の図を示す。方法８６００は、図１１７の方法８５００からの動作８５１０、８５２０、および８５３０を含むことができる。動作８６４０において、方法８６００は、外部装置８２０５において伝送品質指標を受信することを含む。伝送品質指標を受信することは、外部装置８２０５から第１の標的装置７６１１への以前または現在の信号伝送の品質に関する情報を含むデータ信号を第１の標的装置７６１１から受信することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５において伝送品質指標を受信することは、動作８５３０において出力信号を送信することに応答して後方散乱信号を受信することを含む。１つまたは複数の実施形態において、外部装置８２０５において伝送品質指標を受信することは、第１の標的装置７６１１によってタスクが実行されたかどうかまたはその方法に関する情報を受信し、次いで、タスク情報に基づいて外部装置８２０５と第１の標的装置７６１１との間の送信品質を推測することを含む。
動作８６５０において、方法８６００は、受信した伝送品質指標が許容可能であるかどうか、すなわち、指定された閾値品質レベルを満たすかまたはそれを超えるかどうかを判定することを含むことができる。閾値品質レベルは、外部装置８２０５にプログラミングされることができ、または様々な要因に基づいて外部装置８２０５によって動的に設定または調整されることができる。例えば、閾値品質レベルは、８５３０において送信される出力信号における情報の臨界に応じて異なるように設定されることができる。
送信品質レベルが動作８６５０において許容可能であると判定された場合、本方法は、パラメータ更新を実行することなく外部装置８２０５からの出力信号を送信し続けながら、動作８６５１に進むことができる。伝送品質レベルが許容可能であると判定されない場合、方法８６００は、外部装置８２０５を使用して変調特性を更新することによって動作８６５２に進むことができる。動作８６５２における変調特性の更新は、同調デバイス８２０６のうちの１つまたは複数のパラメータを変更することを含むことができ、したがって、異なるまたは更新された出力信号を提供または送信するように外部装置８２０５を構成することができる。例えば、動作８６５２において変調特性を更新した後、本方法は、動作８５３０に戻って出力信号を第１の装置７６１１に送信することによって継続することができる。
１つまたは複数の実施形態において、フィードバックループは、動作８６４０および８６５０において受信した伝送品質指標の改善を探す「貪欲型」検索アルゴリズムを含むことができる。外部装置８２０５における信号送信パラメータ値の所定の組についての伝送品質の漸進的な改善が観察される場合、動作８６５２における更新は、漸進的な改善が観察されたパラメータと同様に評価されるパラメータのその後の更新を含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、動作８５３０、８６４０、８６５０、および８６５２を含むフィードバックループは、指定された反復回数だけ、または許容可能な送信品質レベルが達成されるまで継続することができる。例えば、外部装置８２０５および／または標的装置の起動時に、システムは、図１１８の動作を実行して、電力信号および／またはデータ信号を送信または受信するための最適構成を反復的に識別することができる。１つまたは複数の実施形態において、動作８６５２は、外部装置に搭載されたメモリ回路からなど、１つまたは複数の同調デバイス８２０６の以前の既知の良好なパラメータ値を取得することを含む。
図１１７および図１１８の様々な例は、外部装置８２０５に関して説明される。これらの例に記載された手順のうちの１つまたは複数は、信号伝送品質情報を受信するように外部中距離場装置によって同様に実行されることができ、それに応答して、外部中距離場装置から標的装置へのその後の信号送信を拡張または調整するように外部中距離場装置の特性を更新することができる。
図１１９は、一例として、複数の外部中距離場トランシーバを含むシステム８７００の一実施形態の図を示す。システム８７００は、第１のアンテナ３００Ａおよび第２のアンテナ３００Ｂを含む。第１のアンテナ３００Ａおよび第２のアンテナ３００Ｂは、図１０８に関連して上述した外部中距離場装置と同じまたは同様の特徴とすることができる。
第１および第２の外部中距離場アンテナ３００Ａおよび３００Ｂの双方は、電力信号および／またはデータ信号を第１の標的装置７６１１に送信するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２のアンテナ３００Ａおよび３００Ｂの双方は、別個の電力信号を第１の標的装置７６１１に同時に、すなわち共通区間Δｔの間に送信するように構成される。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２のアンテナ３００Ａおよび３００Ｂから送信された電力信号は、建設的に干渉するように選択され、結果として得られたまたは結合されたフィールドは、第１の標的装置７６１１によって受信される。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２のアンテナ３００Ａおよび３００Ｂは、メッシュネットワークとして配置された複数の外部トランシーバのうちの２つを備え、複数の外部トランシーバのそれぞれは、第１の標的装置７６１１または他の装置への電力伝送またはデータ伝送を連携するのに役立つようにデータを交換するように構成される。
Ｃ．一連の電気刺激信号を使用する無線神経治療送達システムおよび方法
本明細書に記載されたシステム、方法および装置は、いくつかの利用可能なアノード／カソード刺激の組合わせが回転シーケンスの期間中の短い継続時間だけ活性化されるように、電極対またはベクトルの迅速な選択を提供することによって埋込み可能治療送達装置（例えば、神経性刺激装置）の配置およびプログラミングを有利に容易にする。回転シーケンスを完了するための総時間は、１秒以下に短くすることができる。アノード／カソードの組合わせがスイッチングされるときなどのオフ時間は非常に短くすることができる。
そのような電極またはベクトル選択手順は、いくつかの望ましい結果を有することができる。例えば、臨床医は、神経標的の近傍のおおよその位置に電極アレイを配置することができる。臨床医は、最適構成がプログラミングされていることを確実にするために術中試験刺激を行う必要はない。代わりに、最適構成は、治療事象の少なくとも一部に使用される。その結果、埋込みにおいて消費される時間が短くなり、プログラミングのコストが最小限に抑えられることができる。
一例において、臨床医は、使用するために多数の異なる電極の組合わせまたはベクトルをプログラミングすることができ（例えば、以下の図１３１を参照）、臨床医は、プログラミングされたベクトルのいくつかが標的とされた神経構造において次善の刺激をもたらす。少なくとも本明細書で述べる埋込み可能装置は、中距離場結合を介して無線で電力信号を受信することができることから、臨床医は、従来のバッテリを内蔵した埋め込まれた装置では早すぎる枯渇をもたらす、埋め込まれた装置の電極スイッチング時間、電極に刺激を送達するその放電回路、またはバッテリからのより大きな電力消費率によっては制約されない。選択され且つ電力がベクトルの電極に供給されるとき、刺激信号が標的に操舵されるように、１つまたは複数のベクトルが構成されることができる。異なるベクトルは、刺激を異なる位置に操舵することができる。外部装置に関して説明したのと同様の位相および／または振幅シフトネットワークは、刺激を操舵するのに役立つように埋込み可能装置１１０に実装されることができる。
外部送信機と埋め込まれた受信機との間の時間領域多重通信システムを使用する場合、位相および振幅は、電力検出器を使用してまたは使用することなく、埋め込まれた受信機装置においてエネルギーを集束する（例えば、より効率的にエネルギーを集束する）のに役立つように動的に調整されることができる。埋込み可能装置の作業および／または位置に関するフィードバックを提供するなどのために、１つまたは複数の電力検出器および位相検出器が埋込み可能装置または刺激装置において使用されることができる。
図１２０は、一例として、時間領域多重化されることができるような、通信システム３１１００の一実施形態の図を示す。システム３１１００は、ソース１０２と同様であるかまたは同一とすることができるような外部中距離場トランシーバ３１１０２と、埋込み可能装置１１０と同様または同一とすることができるような埋込み可能トランシーバ３１１０４とを含むことができる。トランシーバ３１１０２は、通信可能に結合された中距離場アンテナ３１１０６を含み、トランシーバ３１１０４は、通信可能に結合された電場または磁場ベースのアンテナ３１１０８を含む。アンテナ３１１０６および３１１０８は、実質的に同じ周波数で信号を送信および受信するように（例えば、長さ、幅、形状、材料などで）構成されることができる。トランシーバ３１１０４は、アンテナ３１１０８を介してトランシーバ３１１０２にデータ信号を送信することができ、アンテナ３１１０６を介してトランシーバ３１１０２によって送信された電力およびデータ信号を受信することができる。
外部中距離場カプラ（外部送信機）および（埋込み可能装置アンテナを含む）埋込み可能装置トランシーバは、ＲＦ信号の送信および受信の双方に使用されることができる。外部送信機の各ＲＦポートを（データまたは電力を送信する）送信モードから（データを受信する）受信モードにスイッチングするためにＴ／Ｒスイッチが使用されることができる。埋込み可能装置を送信（データ送信モード）と（電力またはデータを受信する）受信モードとの間でスイッチングするためにＴ／Ｒスイッチが使用されることができる。
Ｔ／Ｒスイッチの（外部送信機上の）受信端子の出力は、埋込み可能装置からの受信信号の位相および／または振幅を検出する１つまたは複数の構成要素に接続されることができる。この位相および振幅情報は、受信信号と実質的に同じ相対位相になるように送信信号の位相をプログラミングするために使用されることができる。これを達成するために、トランシーバ３１１０２は、位相整合または振幅整合ネットワークを含むことができる。ネットワークは、アンテナ３００などの複数のポートを含む中距離場カプラとともに使用されることができる。
図１２１は、一例として、組織に埋め込まれた多極治療送達装置１１０を含むシステムの一実施形態を示す。一例において、装置１１０は、組織／空気インタフェース１２０４の下方の組織に埋め込まれる。図１２１の例において、装置１１０は、細長本体と、細長本体の一部に沿って軸方向に離間された複数の電極Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、およびＥ４とを含む。装置１１０は、装置１１０とソース１０２との間の通信を可能にする受信機および／または送信回路を含む。一例において、ソース１０２は、それぞれ、図１および図２の実施形態において上述したソース１０２などの中距離場ソースである。
様々な電極Ｅ０－Ｅ３は、神経標的またはその近傍などにおいて患者の組織に神経性電気刺激治療を送達するように構成されることができる。一例において、少なくとも１つの電極は、アノードとして使用するために選択されることができ、少なくとも１つの他の電極は、電気刺激ベクトルを画定するようにカソードとして使用するために選択されることができる。図１の例において、電極Ｅ１は、アノードとして使用するために選択され、電極Ｅ２は、カソードとして使用するために選択される。全体で、Ｅ１－Ｅ２の組合わせは、電気刺激ベクトル「Ｖ１０」を定義する。同様に、電極Ｅ０は、アノードとして使用するために選択され、電極Ｅ３は、別の電気刺激ベクトル「Ｖ１１」を画定するようにカソードとして使用するために選択される。これらのベクトルは、同時にまたは異なる時間で、同じまたは異なる神経標的に神経性電気刺激治療を提供するように独立して構成されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、装置１１０は、一連の電気刺激パルスを神経標的に供給するように構成されることができる。例えば、装置１１０は、治療を提供するために、同じまたは異なる電気刺激ベクトルを使用などして、時間的に分離された複数の電気刺激パルスを供給することができる。すなわち、単一の治療事象は、同じ装置１１０の異なる部分を使用して供給される複数の異なる電気刺激信号成分を含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、単一の治療事象は、異なる電気刺激ベクトルを使用して、必要に応じて異なる電気刺激信号特性を使用して、同じまたは異なる神経標的に順次供給される少なくとも２つの電気刺激信号またはパルスを含む。１つまたは複数の実施形態において、各電気刺激信号間に遅延または無刺激区間が設けられることができる。遅延は、治療事象のために使用される少なくとも第１および第２のベクトルの間で出力回路をスイッチングするように、装置１１０におけるスイッチング時間に部分的に起因することができる。遅延は、固定または調整可能とすることができ、必要に応じて治療事象の一部を含む各信号成分間で異なることができる。
１つまたは複数の実施形態において、複数の各ベクトルに供給され且つ治療事象の一部を含む複数の信号のうちの特定のベクトルに供給される少なくとも１つの電気刺激信号は、患者を治療するために他のものよりも最適とすることができる。しかしながら、同じ電気刺激ベクトルを介して同じ神経標的を繰り返し刺激することは、望ましくない結果を有する可能性がある。例えば、刺激の治療上の利益は、標的が刺激を学習または適応するのにともない、経時的に減少する可能性がある。この問題に対処するために、本発明者らは、最適なベクトルを与えるか、または「休止」を標的とする、すなわち無刺激の期間を提供することが望ましい可能性があることを認識した。
１つまたは複数の実施形態において、一連の電気刺激パルスまたは電気刺激パルスのシーケンスを同じ神経標的に供給するように、複数の信号を含む治療が複数の異なるベクトルに順次供給されることができる。この例において、患者の反応を誘発するために１つのベクトルが他のベクトルよりも最適であっても、（１）標的が無刺激の期間中に休止を受信することから、および（２）最適な標的の近傍または隣接する領域を刺激することが一部の患者の利益を引き出すことができることから、治療は、全体として、既知の最適なベクトルのみを刺激するよりも効果的とすることができる。
１つまたは複数の実施形態において、シーケンス内の複数の異なるベクトルを使用して一連の電気刺激パルスを送達するように構成されたシステムは、複数の利用可能なベクトルの中から電気刺激ベクトルの手動評価および選択を必要とすることがある装置よりもプログラミングするのが容易とすることができる。例えば、システムが全ての利用可能な電気刺激電極の組合わせおよびベクトルを循環することによって治療を提供するように構成されている場合、少なくとも１つのベクトルは、他のものよりも患者にとって最適であるかまたはより有益である可能性が高く、ベクトルのうちの１つは、治療事象の少なくとも一部のための電気刺激信号を提供する。それにもかかわらず、装置１１０は、外部ソースからその電気刺激電力を無線で受信することから、過剰なまたはより少ない最適な治療または信号は、他の位置に、または、例えば、電力消費に関する問題が少ない非最適なベクトルを使用して送達されることができる。
図１２２は、一例として、図１の装置１１０などの多極治療送達装置の一実施形態の図を示す。１つまたは複数の実施形態において、装置１１０は、ソース１３００２から電力またはデータ通信信号を受信するように構成されることができる、ダイポール、螺旋形状、コイル、または他のアンテナなどのアンテナ１３０２１を含む。装置１１０は、アンテナ１３０２１に結合された受信回路１３０２２を含むことができる。受信回路１３０２２は、アンテナ１３０２１を介して受信した１つまたは複数の信号を受信または解釈することができる。１つまたは複数の実施形態において、装置１１０は、プロセッサ回路１３０２４およびメモリ回路１３０２３（例えば、揮発性、不揮発性、ランダムアクセス、読み取り専用、または他のデータ記憶装置）を含む。プロセッサ回路１３０２４は、ソース１３００２から電力信号またはデータ信号を受信し、メモリ回路１３０２３、信号生成回路１３０２５、またはコンデンサアレイ１３０２６のうちの１つまたは複数に信号を導くように、受信回路１３０２２と協調して動作するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、プロセッサ回路１３０２４は、デジタルコントローラ５４８の動作を実行することができる。装置１１０のアイテムは、回路５００の１つまたは複数のアイテムとともに使用されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、信号生成回路１３０２５は、神経性電気刺激または変調信号などの治療信号を生成するためにアンテナ１３０２１を介して受信した電力信号を使用するように構成される。治療信号は、１つまたは複数の調節可能な特性を有するＡＣ信号を含むことができる。１つまたは複数の調節可能な特性は、波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の特性を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、信号生成回路１３０２５は、コンデンサアレイ１３０２６に結合される。コンデンサアレイ１３０２６は、信号生成回路１３０２５からの電気刺激エネルギーを蓄積する。信号生成回路１３０２５およびプロセッサ回路１３０２４のうちの１つまたは複数は、例えば、装置１１０の１つまたは複数の出力を介して治療を提供するために、蓄積された電気刺激エネルギーを選択的に放電することができる。
装置１１０は、複数の可能な出力を含み、各出力は、標的に電気刺激信号を提供するように構成された出力回路または他のハードウェアを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、装置１１０は、とりわけ、治療信号増幅器の出力段または第１の出力１３０３１を治療送達電極（例えば、本明細書で述べる埋込み可能装置の電極Ｅ０－Ｅ３または他の電極のうちの１つまたは複数）に結合するためのハードウェアカプラを含む第１の出力１３０３１を含む。図１２２の実施形態における装置１１０は、第１の出力１３０３１と同様に構成されることができるような、第２、第３、および第４の出力１３０３２、１３０３３、および１３０３４を含む。
１つまたは複数の実施形態において、信号生成回路１３０２５は、第１、第２、第３、および第４の出力１３０３１～１３０３４のうちの１つまたは複数を介して電気刺激信号の送達を計時することができる。例えば、信号生成回路１３０２５は、異なる電気刺激信号を１つまたは複数の出力１３０３１～１３０３４にシリアルまたはパラレル方式で供給することができる。すなわち、１つまたは複数の実施形態において、信号生成回路１３０２５は、時間の経過に応じて第１から第４の出力１３０３１～１３０３４のうちの少なくとも２つのそれぞれから順次異なる離散的な電気刺激信号を提供するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、信号生成回路１３０２５は、時間的に少なくとも部分的に重複するなど、同時に第１から第４の出力１３０３１～１３０３４のうちの少なくとも２つのそれぞれから異なる離散的な電気刺激信号を提供するように構成されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、プロセッサ回路１３０２４および／または信号生成回路１３０２５は、（例えば、本明細書で述べる他のステートマシン装置と同様の）ステートマシン装置の部分を含む。ステートマシン装置は、アンテナ１３０２１を介して電力およびデータ信号を無線で受信し、それに応答して、第１～第４の出力１３０３１～１３０３４のうちの１つまたは複数を介して電気刺激信号を放出または提供するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、そのようなステートマシン装置は、利用可能な電気刺激設定またはベクトルに関する情報を保持する必要はなく、その代わりに、無線送信機からの命令の受信の実質的に直後に応答して電気刺激事象を実行するかまたは提供する。
例えば、ステートマシン装置は、特定の時間にまたは何らかの指定された信号特性（例えば、振幅、継続時間、周波数、指定されたパルス数など）を有する神経性電気刺激治療信号を送達するための命令を受信するように構成されることができ、ステートマシン装置は、治療信号を開始または送達することによって応答することができる。その後の時間において、装置は、治療を終了させる、信号特性を変更する、または他の何らかのタスクを実行するための後続の命令を受信することができる。したがって、装置１１０は、実質的に受動的であるか、または同時に受信した命令に応答するように任意に構成されることができる。
図１２３は、一例として、４極電気刺激システムにおける利用可能な電気刺激ベクトルの一実施形態を示す表１３１００を示す。表１３１００は、４つの個別電極の候補組合わせの部分的なリストである。図示された実施形態において、表１３１００は、所与の電極の組合わせの名称または指定を提供する「ベクトル」と名付けられた第１の列を含む。表１３１００は、図１の例における装置１１０の電極に対応するような、それぞれＥ０、Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３と名付けられた第２、第３、第４、および第５の列を含む。表１３１００のエントリは、セルがベクトルのアノードに対応することを示す「Ａ」と、セルがベクトルのカソードに対応することを示す「Ｃ」とを含む。表１３１００は、単に例を示しているに過ぎず、多くの例が可能であり、そのいくつかは、表１３１００において、「Ｃ」を「Ａ」におよび「Ａ」を「Ｃ」に単にスイッチングすることによって実現可能である。
２つ以上の利用可能な電極は、電気的に結合されてアノードまたはカソードを形成することができる。例えば、表１３１００において、第１のベクトルＶ０は、アノードとしてＥ０を含み、カソードとして共通に結合されたＥ１、Ｅ２、およびＥ３を含む。第２のベクトルＶ１は、アノードとしてＥ１を含み、カソードとして共通に結合されたＥ０、Ｅ２、およびＥ３を含む。１つまたは複数の実施形態において、利用可能な電極のうちの任意の２つまたはそれ以上が結合されてアノードまたはカソードを形成することができる。１つまたは複数の実施形態において、電極のいずれか１つまたは複数は、陰影を付したセルによって表１３１００内に設計されることができるように不使用とされることができる。
図１２４Ａは、一例として、第１の神経性電気刺激治療事象１３２００の一実施形態の図を示す。図１２４Ａの例において、第１の治療事象１３２００は、４つの離散的な電気刺激信号を含み、そのそれぞれは、異なる電気刺激ベクトルを介して、必要に応じて、異なる信号特性を使用して提供される。例えば、電気刺激信号は、図１の装置１１０に利用可能な異なる電気刺激ベクトルを介して供給されることができる。
図１２４Ａの実施形態において、４つの異なる構成を有する装置１１０が示されている。第１の構成１１０Ａにおいて、装置１１０は、電極Ｅ０をアノードとして使用し、カソードとして共通に結合された電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３（例えば、表１３１００の第１のベクトルＶ０に対応する）を使用するように構成される。第２の構成１１０Ｂにおいて、装置１１０は、電極Ｅ１をアノードとして使用し、カソードとして共通に結合された電極Ｅ０、Ｅ２、およびＥ３（例えば、表１３１００の第２のベクトルＶ１に対応する）を使用するように構成される。第３の構成１１０Ｃにおいて、装置１１０は、電極Ｅ２をアノードとして使用し、カソードとして共通に結合された電極Ｅ０、Ｅ１、およびＥ３（例えば、表１３１００の第３のベクトルＶ２に対応する）を使用するように構成される。第４の構成１１０Ｄにおいて、装置１１０は、電極Ｅ３をアノードとして使用し、カソードとして共通に結合された電極Ｅ０、Ｅ１、およびＥ２（例えば、表１３１００の第４のベクトルＶ３に対応する）を使用するように構成される。
図１２４Ａの実施形態において、第１の治療事象１３２００は、最初の時刻ｔ０から最後の時刻ｔｆに及ぶ。第１の遅延間隔Ｄ１は、時刻ｔ０で開始し、時刻ｔ１で終了する。Ｄ１の間、装置１１０は、アノードとしての電極Ｅ０およびカソードとしての共通に結合された他の電極によって装置１１０を第１の構成１１０Ａに配置するなどのために構成ルーチンを実行することができる。時刻ｔ１において、離散的な電気刺激信号の第１のものは、第１のベクトルＶ０を介して供給されることができる。離散的な電気刺激信号の第１の信号は、第１の波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の特性を含む第１の信号特性を有することができる。一般に、周波数特性は、時刻ｔ１とｔ２との間のように、少なくとも１つの完全な信号サイクルが送達されることができるように選択される。１つまたは複数の実施形態において、時刻ｔ１とｔ２との間のように、複数の信号サイクルが送達されるように周波数特性が選択される。信号の第１のものは、時刻ｔ２で終了することができ、その時点で第２の遅延間隔Ｄ２が開始されることができる。第２の遅延間隔Ｄ２は、例えば、継続時間またはアクティビティの観点で、第１の遅延間隔と同じとすることができるかまたは異なることができる。１つまたは複数の実施形態において、第２の遅延間隔Ｄ２の間に、装置１１０が第１の構成１１０Ａから第２の構成１１０Ｂに変化すると、装置１１０からの治療送達が阻害される。
時刻ｔ３において、離散的な電気刺激信号の第２のものは、第２のベクトルＶ１を介して供給されることができる。離散的な電気刺激信号の第２のものは、第２の波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の特性を含む第２の信号特性を有することができる。１つまたは複数の実施形態において、少なくとも１つまたは複数の第２の信号特性は、第１の信号特性と同じであるか、または少なくとも１つまたは複数の第２の信号特性は、第１の信号特性と異なる。例えば、離散的な電気刺激信号の第１のものは、第１の振幅特性および第１の周波数特性を有することができ、離散的な電気刺激信号の第２のものは、同じ第１の振幅特性および同じ第１の周波数特性を有することができる。別の例において、離散的な電気刺激信号の第１のものは、第１の振幅特性および第１の周波数特性を有することができ、離散的な電気刺激信号の第２のものは、異なる第２の振幅特性および異なる第２の周波数特性を有することができる。
離散的な電気刺激信号の第２のものは、時刻ｔ３で終了することができ、その時点で第３の遅延間隔Ｄ３を開始することができ、以下同様である。電気刺激信号特性のうちの任意の１つまたは複数は、装置構成１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、または１１０Ｄを使用して送達される様々な信号について同じとすることができるかまたは異なることができる。
１つまたは複数の実施形態において、遅延特性Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、およびＤ４は、同じ継続時間を有することができるか、または異なることができる。同様に、（例えば、図１２４Ａの例において、ベクトルＶ０、Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３を介して供給される）離散的な電気刺激信号のそれぞれに対応する継続時間は、同じとすることができるかまたは異なることができる。
１つまたは複数の実施形態において、治療事象は、第１の神経性電気刺激治療事象１３２００の複数の反復を含むことができる。例えば、時刻ｔｆにおいて、治療は、時刻ｔ０に戻り、示されているように複数のベクトルを使用して供給された離散的な電気刺激信号のシーケンスを繰り返すことができる。１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の信号特性、ベクトル、または他のシステム属性は、信号の各反復シーケンス毎に同じとすることができるかまたは異なることができる。
図１２４Ａの実施形態において、離散的な電気刺激信号のそれぞれは、実質的に同じ継続時間だけ供給されることができ、遅延間隔のそれぞれは、実質的に同じ継続時間を有することができる。例えば、各電気刺激信号は、約２００ｍｓだけ供給されることができ、図１２４Ａに示す４つの離散的な成分を含む治療が約１秒の継続時間であるように、各遅延間隔は、約５０ｍｓとすることができる。所望に応じておよび／または必要に応じて、他の区間および継続時間が使用されてもよい。治療は、指定された継続時間または指定された反復回数だけ繰り返されることができる。
図１２４Ｂは、一例として、刺激装置において治療送達命令を受信することを含む、第１の神経性電気刺激治療事象１３２００の一実施形態の図を示す。１つまたは複数の実施形態において、刺激装置は、少なくとも部分的にステートマシンとして構成された装置１１０を含む。ステートマシンは、命令の受信と実質的に同時になど、治療信号送達を開始または阻害することによって、受信した電力信号および／または命令に応答するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、命令は、とりわけ、使用するベクトル、治療継続時間、または、振幅、波形形態、周波数、もしくは他の特性などの信号特性に関する情報を含むことができる。
図１２４Ｂの例において、第１の命令Ｓｔｉｍ（Ｖ０）が時刻ｔ１において受信されることができる。それに応答して、装置１１０は、第１のベクトルＶ０を使用などして、第１の電気刺激信号を提供するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、第１の命令は、第１の振幅特性および第１の周波数特性などの第１の電気刺激信号についての１つまたは複数の信号特性に関する情報をさらに含む。
装置１１０は、次の命令が送信装置から受信されるまで、実質的に連続的に第１の電気刺激信号を提供することができる。例えば、装置１１０は、装置１１０が時刻ｔ２などにおいて第２の命令Ｓｔｏｐ（Ｖ０）を受信するまで、ベクトルＶ０を使用して第１の電気刺激信号を提供することができる。Ｓｔｏｐ（Ｖ０）命令は、第１の電気刺激信号が終了されるべきであるかまたは送達が阻害されるべきかの指標として、装置１１０によって解釈されることができる。
時刻ｔ３において、第３の命令Ｓｔｉｍ（Ｖ１）が受信されることができる。それに応答して、装置１１０は、第２のベクトルＶ１を使用などして、第２の電気刺激信号を提供するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、第２の命令は、第２の振幅特性および第２の周波数特性など、第２の電気刺激信号についての１つまたは複数の信号特性に関する情報をさらに含む。第２の振幅特性および／または第２の周波数特性は、Ｓｔｉｍ（Ｖ０）命令に応答して使用される第１の振幅および周波数特性と同じとすることができるかまたは異なることができる。
１つまたは複数の実施形態において、装置１１０は、次の命令が送信装置から受信されるまで、実質的に連続的に第２の電気刺激信号を提供することができる。例えば、装置１１０は、装置１１０が時刻ｔ４などにおいて第４の命令Ｓｔｏｐ（Ｖ１）を受信するまで、ベクトルＶ１を使用して第２の電気刺激信号を提供することができる。図１２４Ｂの実施形態は、その後の時刻ｔ５およびｔ７においてそれぞれ電気刺激信号を提供するための追加の命令Ｓｔｉｍ（Ｖ２）およびＳｔｉｍ（Ｖ３）、ならびに時刻ｔ６およびｔｆにおいて治療送達を阻害するための命令Ｓｔｏｐ（Ｖ２）およびＳｔｏｐ（Ｖ３）によって継続することができる。
図１２５は、一例として、神経性刺激治療を提供することを含む方法１３３００の一実施形態を示す。動作１３３１０において、本方法は、受信回路においてまたは受信回路を使用して電力信号を受信することを含むことができる。例えば、１３３１０において、方法１３３００は、中距離場送信機などから、装置１１０の受信回路１３０２２において電力信号を無線で受信することを含むことができる。動作１３３２０において、方法１３３００は、信号生成回路１３０２５を使用などして、１つまたは複数の神経性刺激治療信号を生成することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３３２０は、１３３１０において受信した電力信号の一部を使用して、治療信号の全てまたは一部を生成することを含む。
動作１３３３０において、方法１３３００は、神経性電気刺激治療送達のための第１の電気刺激ベクトルを選択することを含むことができる。例えば、第１の電気刺激ベクトルを選択することは、図１２３の実施形態における表１３１００内のエントリに対応するような、複数の利用可能なベクトルからベクトルを選択することを含むことができる。動作１３３３０において第１の電気刺激ベクトルを選択することは、第１の電気刺激ベクトルとともに使用するための１つまたは複数の電気刺激信号特性を選択することを含むことができる。例えば、信号波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の特性のうちの１つまたは複数が選択されることができる。
動作１３３４０において、方法１３３００は、第１の神経性電気刺激治療信号を（例えば、図１２４Ａの実施形態におけるｔ１とｔ２との間の継続時間に対応する）第１の電気刺激ベクトルに提供することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３３４０において第１の神経性電気刺激治療信号を提供することは、動作１３３３０において選択されたベクトルを使用して、指定された第１の継続時間の間、電気刺激治療を提供することを含む。動作１３３５０において、方法１３３００は、（例えば、図１２４Ａの例のＤ１に対応する）指定された第２の継続時間の間など、神経性電気刺激治療のその後の送達を阻害することを含むことができる。第２の継続時間の後に、１つまたは複数の追加の神経性電気刺激治療信号が提供されることができる。
動作１３３６０において、方法１３３００は、神経性電気刺激治療送達のための第２の電気刺激ベクトルを選択することを含むことができる。例えば、第２の電気刺激ベクトルの選択は、動作１３３３０において選択された第１のベクトル以外のベクトルを含む、図１２３の実施形態における表１３１００内のエントリに対応するような複数の利用可能なベクトルの中からベクトルを選択することを含むことができる。動作１３３６０において第２の電気刺激ベクトルを選択することは、第２の電気刺激ベクトルとともに使用するための１つまたは複数の電気刺激信号特性を選択することを含むことができる。例えば、信号波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の特性のうちの１つまたは複数が選択されることができる。
動作１３３７０において、方法１３３００は、第２の神経性電気刺激治療信号を（例えば、図１２４Ａの実施形態におけるｔ３とｔ４との間の継続時間に対応する）第２の電気刺激ベクトルに提供することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３３７０において第２の神経性電気刺激治療信号を提供することは、動作１３３６０において選択されたベクトルを使用して、指定された第３の継続時間の間、電気刺激治療を提供することを含む。第３の継続時間は、第１または第２の継続時間と同じとすることができるかまたは異なることができる。
動作１３３７５において、方法１３３００は、少なくとも第１および第２の信号を含む電気刺激治療を繰り返すか否かの判定を含むことができる。治療が繰り返されない場合、治療は、動作１３３７６において終了することができる。治療が繰り返される場合、治療は、必要に応じて治療特性を更新しながら、動作１３３８０において継続することができる。例えば、信号波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または治療信号の他の特性のうちの１つまたは複数は、動作１３３８０において更新または変更されることができる。
動作１３３９０において、方法１３３００は、指定された第４の継続時間の間など、神経性電気刺激治療のその後の送達を阻害することを含むことができる。第４の継続時間の後に、１つまたは複数の追加の神経性電気刺激治療信号が提供されることができる。例えば、第４の継続時間に続いて、方法１３３００は、同じまたは異なる治療信号特性を使用などして、第１の電気刺激ベクトルを使用して第１の神経性電気刺激治療信号を提供するために動作１３３４０に戻ることができる。
図１２６は、一例として、神経性刺激治療を提供する際に使用するための電気刺激ベクトルを特定または選択することを含む方法１３４００の図を示す。動作１３４１０において、方法１３４００は、電気刺激治療を送達するために利用可能な２つ以上の電極を検知することを含むことができる。例えば、図１２２の装置１１０を参照すると、プロセッサ回路１３０２４は、１つまたは複数の出力回路などを介して信号生成回路１３０２５に結合され、電気刺激治療を提供するための使用に利用可能である２つ以上の電極を特定または検知するように構成されることができる。
動作１３４２０において、方法１３４００は、動作１３４１０において検知された電極を使用して利用可能な神経性刺激ベクトルを特定することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３４１０は、埋込み可能／埋め込まれた装置（例えば、本明細書で述べる装置１１０または他の埋込み可能装置もしくは埋め込まれた装置）の４つの電極Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３を検知することを含むことができる。動作１３４２０において、利用可能なベクトルを特定することは、４つの電極の異なる組合わせを使用して利用可能なベクトルの表１３１００に追加することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３４２０において利用可能な神経性刺激ベクトルを特定することは、電気的に結合された２つ以上の電極を含むベクトルを特定または定義することを含む。
動作１３４３０において、方法１３４００は、治療送達のために動作１３４２０において特定されたベクトルのうちの少なくとも２つを選択することを含むことができる。例えば、プロセッサ回路１３０２４は、表１３１００から２つ以上のベクトルを選択するように構成されることができる。１つまたは複数の実施形態において、プロセッサ回路１３０２４は、利用可能なベクトルに関する事前に学習された情報またはプログラミングされた情報に基づいて、２つ以上のベクトルを選択する。例えば、プロセッサ回路１３０２４は、特定のベクトルを使用して送達された治療の測定されたまたは仮定された有効性に関する情報を使用して、１つまたは複数のベクトルを選択することができる。
動作１３４４０において、方法１３４００は、動作１３４３０において選択されたベクトルのうちの第１のものを使用して神経性電気刺激治療の第１の部分を提供することを含むことができる。治療の第１の部分を提供することは、第１の波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の信号特性を有する第１の電気刺激信号を提供することを含むことができる。図１２４Ａの実施形態において、動作１３４４０において神経性電気刺激治療の第１の部分を提供することは、装置１１０を使用することなどによってベクトルＶ０を介して電気刺激信号を提供することに対応することができる。動作１３４５０において、方法１３４００は、動作１３４３０において選択されたベクトルのうちの第２のものを使用して神経性電気刺激治療の第２の部分を提供することを含むことができる。治療の第２の部分を提供することは、動作１３４４０において提供される第１の電気刺激信号の対応する特性と同じとすることができるかまたは異なることができる、第２の波形形態学的形状、振幅、位相、周波数、パルス幅、タイミング、または他の信号特性を有する第２の電気刺激信号を提供することを含むことができる。
動作１３４６０において、方法１３４００は、神経性電気刺激治療の第１および第２の部分を繰り返し提供することを含むことができる。すなわち、動作１３４６０において、方法１３４００は、指定された回数の反復または指定された治療期間の間など、治療の第１の部分を提供し、続いて治療の第２の部分を提供し、続いて治療の第１の部分を提供することを含むことができる。
１つまたは複数の実施形態において、使用のために選択された電気刺激ベクトルは、神経性電気刺激治療を提供するように構成された２つ以上の電極を含む２つ以上の異なる埋込み可能装置に関連付けられることができる。図１の例におけるソース１０２などのソースは、電力および／またはデータを複数の異なる埋込み可能装置に操舵するように構成されることができ、複数の異なる埋込み可能装置および１つまたは複数のプロセッサ回路（例えば、第１の装置におけるプロセッサ回路２１０、および第２の装置における別個のプロセッサ回路）は、異なる埋込み可能装置間の治療送達を連携するように構成されることができる。例えば、ソース１２０２は、第１の時間において第１の治療を提供するように構成された第１の埋込み可能装置に電気刺激電力信号を無線で提供するように構成されることができ、別のソース（例えば、アンテナ３００Ａ～３００Ｂ）は、後続の第２の時間において異なる第２の治療を提供するように構成された異なる第２の埋込み可能装置に後続の電気刺激電力信号を無線で提供するように構成されることができる。
図１２７は、一例として、複数のベクトルを介して神経性刺激治療を送達するための順序をランダムに選択することを含む方法１３５００の一実施形態の図を示す。動作１３５１０において、方法１３５００は、神経性電気刺激治療の異なる部分の送達のために３つ以上の異なる神経性刺激ベクトルを選択することを含むことができる。ベクトルを選択することは、とりわけ、図１２３の実施形態の表１３１３０を使用などして、利用可能なベクトルの表から選択することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１３５１０において３つ以上の神経性刺激ベクトルを選択することは、１つまたは複数の利用可能なベクトルに関する情報を使用者に提示するためにプログラマまたは使用者インタフェースを使用することと、治療送達に使用するための１つまたは複数のベクトルの指標を使用者から受信することとを含む。
動作１３５２０において、方法１３５００は、選択されたベクトルのそれぞれを順次使用して神経性電気刺激治療を送達するための順序をランダムに選択することを含むことができる。例えば、プロセッサ回路１２２２は、選択された３つ以上のベクトルに関する情報を受信し、次いで選択された３つ以上のベクトルに電気刺激治療の異なる部分を提供するためにランダムに順序を選択するように構成されることができる。動作１３５３０において、方法１３５００は、動作１３５２０において選択された順序などにしたがって、選択されたベクトルのそれぞれを順次使用して神経性電気刺激治療を提供することを含むことができる。
１つまたは複数の実施形態では、動作１３５１０は、プロセッサ回路２１０を使用して、神経性電気刺激治療のそれぞれの部分を送達するために少なくともベクトルＶ０、Ｖ１、およびＶ２を選択することを含むことができる。この例において、動作１３５２０において、プロセッサ回路２１０は、治療のそれぞれの部分を送達するための順序を選択することができる。順序は、プロセッサ回路２１０を使用してランダムに選択されるように、例えば、Ｖ０－Ｖ１－Ｖ２、またはＶ１－Ｖ０－Ｖ２、またはＶ２－Ｖ０－Ｖ１などのベクトルシーケンスを含むことができる。次いで、信号生成回路１３０２５は、ランダムに選択されたベクトルシーケンスを使用して治療送達を連携することができる。
１つまたは複数の実施形態において、本明細書で述べるシステムおよび方法の他の利点は、治療送達のために他のものよりも最適な少なくとも１つのベクトルが使用のために選択されることができるのを確実にすることなどによって、埋め込まれた多極電気刺激装置のプログラミングを単純化することを含むことができる。さらに、既知の最適構成のみを使用することと同等または有効性が優れることがある、最適なおよび／または次善の刺激シーケンスなどにより、自動的に生成されたプログラミングアルゴリズムが使用されることができる。一例において、最適なシーケンスは、生理学的応答または治療的応答を誘発するものとすることができる。さらに、そのような従来の装置の様々な電力またはバッテリ消費特性は、外部電力装置が中距離場結合を介して埋込み可能装置に電力を供給するために使用されるときに無視されることができることから、従来の埋込み可能装置では実現できない可能性があるプログラミング設定（例えば、刺激信号の振幅、波形、パルス継続時間など）が実装されることができる。
Ｄ．神経治療のための二重周波数電気刺激
図１２８は、一例として、位相・振幅結合信号の一実施形態を示す。１つまたは複数の実施形態において、電極対またはベクトルは、リモートプログラマまたはリモート制御を使用して臨床医によって選択またはプログラミングされる。臨床医は、選択されたベクトルを介して電気刺激信号を提供するときに使用されることになる様々な信号特性を指定することができる。そのような信号特性は、周波数または位相角特性を含むことができるが、これに限定されるものではない。１つまたは複数の実施形態において、二重周波刺激構成は、プログラマからの命令にしたがって、選択的にイネーブルまたはディセーブルとされる、すなわち「オン」および「オフ」にスイッチングされることができる。
様々な患者の行動は、固有の神経性信号における位相・振幅結合を変調するかまたは影響を及ぼすことができる。位相・振幅結合はまた、感覚統合、メモリプロセス、および注意選択に関与することができる。そのような結合は、海馬、基底核および新皮質を含むいくつかの脳領域において観察されることができる。
図１２８の実施形態において、第１の位相・振幅結合信号１３７０１は、高周波数信号および低周波数信号の組合わせを含み、高周波数信号のエンベロープの電力または振幅は、低周波数信号の発振周期の位相とともに変化する。第２の信号１３７０２は、第１の位相・振幅結合信号１３７０１からのより高い周波数信号成分を含む。
１つまたは複数の実施形態において、交差周波数または位相・振幅結合は、例えば、より高い周波数振動の振幅に相関させることができるような、低周波数振動（例えば、感覚またはモータ入力）を変調する活動と局所的な皮質活動（例えば、局所的計算）との関係を特定することにより、定量化または測定されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、治療位相・振幅結合神経性電気刺激信号（ＰＡＣ信号）は、複数の同時に送達される信号成分を使用して提供されることができる。１つまたは複数の実施形態において、身体運動障害、パーキンソン病、アルツハイマー病、ハンチントン病、うつ病、神経痛、ジストニア、てんかん、偏頭痛または頭痛のうちの１つまたは複数に関連するような患者の症状、または本明細書で述べる任意の他の状態、病気もしくは障害は、とりわけ、ＰＡＣ信号ベースの神経性変調治療を使用して軽減または低減することができる。いくつかの患者の障害または生理学は、固有の位相・振幅結合神経性信号に関連付けされることができる。異常なまたは病的な患者の状態に関連付けされることができるような固有の位相・振幅結合神経性信号をキャンセル、緩和、正規化、克服、またはその他の方法で影響を及ぼすために、治療ＰＡＣ信号が提供されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、ＰＡＣ信号ベースの神経性変調治療の生理学的効果は、経時的に低下せず、従来の非ＰＡＣ信号ベースの治療よりも長期間有効である。同じ電気刺激ベクトルを介して同じ神経標的を繰り返し刺激することは、望ましくない結果を有する可能性がある。例えば、刺激の治療上の利益は、標的神経領域が刺激を学習または適応するにつれて、経時的に低下する可能性がある。ＰＡＣ信号によってベクトルまたは標的を刺激することは、述べられた１つまたは複数の問題を少なくとも部分的に克服するのに役立つことができる。
図１２９は、一例として、神経性電気刺激治療を同時に提供する方法１３８００の一実施形態の図を示す。動作１３８１０において、方法１３８００は、第１のベクトルを使用して第１の周波数で第１の電気刺激信号を提供することを含む。例えば、動作１３８１０は、図１の実施形態における装置１１０の第１のベクトルＶ１０を使用して、第１の振幅、位相、および周波数特性を有するような第１の電気刺激信号を提供することを含むことができる。
動作１３８２０において、１つまたは複数の信号特性が第２の電気刺激信号について選択されることができる。特性は、動作１３８１０において提供される第１の信号の振幅特性を変調するように選択されることができる。例えば、信号が類似の標的神経領域に同時に送達されるとき、第１および第２の信号の組合わせが位相・振幅結合信号であるように、第２の信号が第１の信号の位相または周波数特性と異なるように位相または周波数特性が選択されることができる。動作１３８３０において、方法１３８００は、第２のベクトルを使用して第２の周波数で第２の電気刺激信号を提供することを含むことができる。。例えば、動作１３８３０は、図１の例における装置１１０の第２のベクトルＶ１１を使用して、第２の振幅、位相、および周波数特性を有するような第２の電気刺激信号を提供することを含むことができる。
図１３０は、一例として、複数の位相・振幅結合治療信号を提供することを含む方法１３９００を示す。動作１３９１０において、方法１３９００は、第１および異なる第２の信号成分を含む第１のＰＡＣ信号を提供することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、第１の信号成分は、第１および第２の信号成分が同じ標的に実質的に同時に供給されるとき、第２の信号成分の位相特性によって変調される振幅特性を有することができる。
動作１３９２０において、方法１３９００は、異なる第３の信号成分と組合わせて第１の信号成分を含む第２のＰＡＣ信号を提供することを含むことができる。すなわち、動作１３９２０において、第１の信号成分は、第１および第３の信号成分が同じ標的に実質的に同時に供給されるとき、第３の信号成分の位相特性によって変調される振幅特性を有することができる。あるいは、動作１３９２０において、第３の信号成分は、第１および第３の信号成分が同様の標的に実質的に同時に供給されるとき、第１の信号成分の位相特性によって変調される振幅特性を有することができる。
図１３１は、一例として、ＰＡＣ信号において使用するための１つまたは複数の信号成分特性を選択することを含む方法１４０００の一実施形態の図を示す。動作１４０１０において、方法１４０００は、被験者からの固有の神経性信号を検知することを含むことができる。患者の身体上、身体内または身体近傍に配置された１つまたは複数のセンサは、固有の神経性信号を受信するように構成されることができる。動作１４０２０において、固有の神経性信号の１つまたは複数の特性が判定されることができる。例えば、動作１４０２０において、検知された固有の神経性信号の振幅またはタイミング特性が判定されることができる。１つまたは複数の実施形態において、患者の病状は、検知された固有の信号の１つまたは複数の特性に基づいて識別されることができる。
動作１４０３０において、１つまたは複数の信号成分特性が、神経性電気刺激治療における使用のために選択されることができる。神経性電気刺激治療は、異なる電気刺激ベクトルに対応する異なる電極を介して送達される少なくとも２つの異なる電気刺激信号を含むＰＡＣ信号を含むことができる。動作１４０２０において、固有の神経性信号の判定された特性に基づいて、ＰＡＣ信号における少なくとも２つの異なる電気刺激信号の特性が選択されることができる。例えば、固有の神経性信号は、弱くてもよく、または望ましくない波形形態を有してもよい。これに応答して、装置１１０のプロセッサ回路１３０２４は、異なる周波数特性を有するような、高振幅の第１の信号およびより低い振幅の第２の信号を選択するように構成されることができる。選択された信号が空間的に重複する電気刺激ベクトルを介して同時に送達されるとき、固有の信号の望ましくない波形形態は、より高い振幅の位相・振幅変調されて送達された信号の組合わせによってマスクされるかまたは克服されることができる。
Ｅ．電気刺激治療による通信信号の組み込みのためのシステムおよび方法
このサブセクションでは、埋込み可能装置を使用して患者治療を提供または送達するためのシステム、装置、および方法が一般に記載される。１つまたは複数の実施形態において、患者治療は、患者の身体内の１つまたは複数の神経標的に提供される変調（例えば、電気刺激）治療を含む。１つまたは複数の実施形態において、中距離場送信機から電力信号およびデータ信号を無線で受信する埋込み装置を使用して、変調（例えば、電気刺激）治療が提供される。本明細書で述べるシステム、装置、および方法は、内部装置と外部装置との間でデータを通信するために使用されることができる。１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能または内部装置によって提供される治療は、外部装置によって受信および解釈されることができる情報信号を含む。
図１３２は、一例として、データ信号成分を有する様々な治療信号の実施形態の図を示す。第１の電気刺激治療信号１４１０１（例えば、近接場信号）は、１つまたは複数のデータ信号パルスによってインターリーブされるか、または１つまたは複数のデータ信号パルスから時間的に離間された複数の治療信号パルスを含む。第２の電気刺激治療信号１４１０２は、組み込まれたデータ信号パルスを有する治療信号パルスを含む。データ信号パルスは、治療標的１９０においてまたはその近傍に提供されるデータ信号パルスに応答して生理的応答が実質的に誘発されないように、十分に高い周波数または十分に短い継続時間にわたって提供される。
１つまたは複数の実施形態において、最大データ信号周波数は、ニューロンまたは神経組織などの標的組織の絶対不応期によって制限されることができる。絶対不応期は、後続の刺激がどれほど強いかにかかわらず、以前に励起された神経標的に送達された後続の刺激が後続の活動電位に至らない時間を含む。１つまたは複数の実施形態における絶対不応期は、約１から２ミリ秒とすることができる。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２の治療信号１４１０１および１４１０２は、パルス信号に対する神経性応答が回避されるように、十分に高い周波数および／または十分に低い振幅および／または特定のタイミング区間で提供されるデータ信号パルスを含む。
１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０は、電極Ｅ０およびＥ２を含む電極ベクトルを使用するなど、第１の信号１４１０１を提供する。第１の信号１４１０１は、時刻ｔ０で開始し、時刻ｔｆで後に終了する。ｔ０において、第１の信号１４１０１は、第１のパルス継続時間Δｔ１を有する第１の治療パルスＴ１を含む。第１の信号１４１０１は、時間ｔ２で始まり、第２のパルス継続時間Δｔ２を有する次の第２の治療パルスＴ２を含む。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２のパルス継続時間Δｔ１およびΔｔ２は、実質的に同じであるが、他の継続時間も同様に使用されることができる。
治療パルスの振幅および周波数特性は、治療的または他の生理学的応答を誘発するように選択されることができる。例えば、治療パルスは、約５ボルト以下のピーク振幅を有することができ（１つまたは複数の実施形態において、約１、２、３、４、または５ボルトのピーク振幅が使用されることができる）、１０ｋＨｚ以下のパルス周波数を有することができる（例えば、４ｋＨｚから１０ｋＨｚ、６ｋＨｚから１０ｋＨｚ、８ｋＨｚから１０ｋＨｚ、２ｋＨｚから６ｋＨｚ、５００Ｈｚから２ｋＨｚ、２００Ｈｚから１ｋＨｚ、１０Ｈｚから１００Ｈｚ、これらの重複範囲、２ｋＨｚ以下、または記載された範囲内の任意の値）。１つまたは複数の実施形態において、パルス周波数は、１秒あたり数十サイクル程度とすることができる。１つまたは複数の実施形態において、パルス周波数は、約５０Ｈｚであり、第１の信号１４１０１は、脊髄電気刺激治療を提供するように構成される。１つまたは複数の実施形態において、パルス周波数は、約１２０Ｈｚであり、第１の信号１４１０１は、脳深部刺激治療を提供するように構成される。１つまたは複数の実施形態において、パルス周波数は、５００Ｈｚから２０００Ｈｚであり、バースト信号ベースの治療を提供するように構成される。一般に、第１の信号１４１０１の治療パルス周波数は、十分に低く、第１の信号１４１０１の治療パルス振幅は、治療効果を誘発するために十分に高い。
治療パルスＴ１、Ｔ２、およびＴ３に加えて、第１の信号１４１０１は、データ信号パルスを含むデータ通信間隔をさらに含む。通信間隔は、治療パルスとインターリーブされることができる。すなわち、通信パルスは、治療パルスまたは治療関連信号成分が埋込み可能装置１１０によって提供されない場合、治療パルス間のブランキング区間または期間中に生じる。１つまたは複数の実施形態において、第１の信号１４１０１は、第１の治療パルスＴ１と第２の治療パルスＴ２との間の第１の通信間隔Ｃ１と、第２の治療パルスＴ２と第３の治療パルスＴ３との間の第２の通信間隔Ｃ２とを含む。
通信間隔中に、第１および第２の治療パルスＴ１およびＴ２を提供するために使用されるような埋込み可能装置１１０の同じまたは異なる電極が励起されてデータ信号パルスを生成することができる。データ信号パルスは、埋込み可能装置１１０によって送達可能な信号に情報を符号化するパルス幅変調パルス、周波数変調パルス、または振幅変調パルスを含むことができる。送達された変調パルス信号の結果として生成された遠距離場信号は、外部ソース１０２によって、または別の受信機によって受信されて復号されることができる。例えば、第１の通信間隔Ｃ１は、第１のパルス幅変調（ＰＷＭ）データ信号を含むことができる。第１のＰＷＭデータ信号は、信号に対する生理学的応答が回避されることができるように、十分に高い周波数および／または十分に低い信号振幅で提供されることができる。１つまたは複数の実施形態において、第１のＰＷＭデータ信号は、第１の信号１４１０１の治療パルス成分の周波数よりも少なくとも１桁、好ましくは２または３桁高い大きさの周波数で提供される。１つまたは複数の実施形態において、第１のＰＷＭデータ信号は、既知の生理的捕捉または応答を引き起こす振幅閾値に対応する特定の閾値振幅よりも小さい振幅で提供される。第２の通信間隔Ｃ２は、第２のＰＷＭ信号を含むことができる。第２のＰＷＭ信号は、第１のＰＷＭ信号で符号化されたものとは異なる情報を符号化するなどのために、第１のＰＷＭ信号とは異なる特性を必要に応じて有することができる。１つまたは複数の実施形態において、治療パルスおよびデータ信号は、同じまたは異なる電極を使用して埋込み可能装置１１０によって提供されることができる。
１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０は、電極Ｅ０およびＥ２を含む電極ベクトルを使用するなどして、第２の信号１４１０２を提供する。第２の信号１４１０２は、時刻ｔ０で始まり、時刻ｔｆで後に終了する。ｔ０において、第２の信号１４１０２は、第１のパルス継続時間Δｔ１を有する第１の複合治療パルスＣＴ１を含む。第２の信号１４１０２は、時間ｔ２から始まり、第２のパルス継続時間Δｔ２を有する次の第２の複合治療パルスＣＴ２を含む。１つまたは複数の実施形態において、第１および第２のパルス継続時間Δｔ１およびΔｔ２は、実質的に同じであるが、他の継続時間も同様に使用されることができる。第１および第２の複合治療パルスＣＴ１およびＣＴ２の振幅および周波数特性は、治療応答を誘発するように選択される。
第１および第２の複合治療パルスＣＴ１およびＣＴ２のそれぞれは、データ信号成分を含む。すなわち、各複合治療パルスは、組み込まれたデータ信号を含むパルス信号部分を含む。組み込まれたデータ信号成分は、外部ソース１０２によってまたは遠距離場センサ装置１３０などの別の受信機によって受信されて復号されることができる信号に情報を符号化するパルス幅変調パルス、周波数変調パルス、または振幅変調パルスを含むことができる。例えば、第１の複合治療パルスＣＴ１は、第１のパルス幅変調（ＰＷＭ）パルス部分を含むことができる。第１のＰＷＭパルス部分は、治療応答が誘発されるかまたは引き起こされるように、十分に高い周波数および／または十分に高い信号振幅で提供されることができる。すなわち、第１のＰＷＭパルス部分は、信号の周波数が神経標的の不応期を超えるように十分に高い周波数とすることができ、したがって、第１のＰＷＭパルス部分の効果は、本質的に、同じ継続時間にわたって提供される一定の電気刺激信号またはパルスである。
図１３２の実施形態に示すように、複合治療パルスＣＴ１、ＣＴ２、およびＣＴ３は、全体のパルス継続時間に関して異なる時間区間または位置において治療パルスによって組み込まれたデータ信号成分を含むことができる。例えば、第１の複合治療パルスＣＴ１は、時刻ｔ０の後に短い継続時間で開始するデータ信号成分を含み、データ信号成分は、ｔ１の前に短い継続時間で終了する。１つまたは複数の実施形態において、ＣＴ１のデータ信号成分および他の複合治療パルスは、パルスの立ち上がり縁部の後に指定されたまたは固定された継続時間を開始することができる。第２の複合治療パルスＣＴ２は、ｔ２において第２の複合治療パルスＣＴ２の開始と一致するデータ信号成分を含み、第３の複合治療パルスＣＴ３は、ｔ４の後に開始し且つｔ５において第３の複合治療パルスＣＴ３の終了部分と一致するデータ信号成分を含む。したがって、データ信号成分は、生理学的応答を誘発するように構成された他のパルス部分を含むパルスの本質的に任意の部分によって組み込まれることができる。１つまたは複数の実施形態において、データ信号成分は、特定の区間で、ランダムに、または実質的に連続的に治療信号によって組み込まれることができる。
図１３２は、第１および第２の治療信号１４１０１および１４１０２のいずれか一方の効果を表す第３の電気刺激治療信号１４１０３を含む。例えば、第２の治療信号１４１０２における組み込まれたデータ信号成分は、十分に高い周波数および／または振幅で提供されることから、第２の治療信号１４１０２の生理学的効果は、本質的にまたは実際的に第３の治療信号１４１０３の生理学的効果と同じである。同様に、第１の治療信号１４１０１におけるインターリーブされたデータ信号は、十分に高い周波数および／または低い振幅（例えば、サブ捕捉閾値）で提供されることから、第１の治療信号１４１０１の生理学的効果は、本質的にまたは実際的に、第３の治療信号１４１０３の生理学的効果と同じである。
図１３３は、一例として、治療ベースの信号から情報信号を取得することを含む方法１４２００の一実施形態の図を示す。方法１４２００は、外部ソース１０２および埋込み可能装置１１０を含む閉ループシステムを使用することを含む。埋込み可能装置１１０は、外部ソース１０２から変換された電力レベル、埋込み可能装置１１０によって使用される実際の治療または電気刺激パラメータ、埋込み可能装置１１０のリードまたは電極インピーダンス特性、または他の情報のうちの１つまたは複数に関する情報を測定または検知するように構成される。測定または検知された情報は、埋込み可能装置１１０において治療信号に符号化され、その後、治療信号は、埋込み可能装置１１０によって提供され、外部ソース１０２によって検知される。したがって、外部ソース１０２と埋込み可能装置１１０との間にフィードバックまたは通信ループが確立されることができる。
動作１４２１０において、方法１４２００は、外部ソース１０２から中距離場電力信号を送信することを含む。中距離場電力信号を送信することは、アンテナ３００に無視できないＨフィールド成分を有するＲＦ信号を放射させるために、アンテナ３００上の１つまたは複数のサブ波長構造体を励起することに応答して含むことができる。動作１４２２０において、方法１４２００は、埋込み可能装置１１０において中距離場電力信号を受信することを含む。
動作１４２３０において、方法１４２００は、埋込み可能装置１１０を使用して近接場電気刺激治療を提供することを含む。動作１４２３０は、図１３２の実施形態からの第１または第２の治療信号１４１０１または１４１０２を提供すること、またはデータ信号成分を含むことができるような他の信号を提供することを含むことができる。データ信号成分は、埋込み可能装置１１０に関するまたは埋込み可能装置１１０によって提供されるもしくは提供されることになる治療に関する符号化された情報を含むことができる。動作１４２３０において近接場電気刺激治療を提供することは、埋込み可能装置１１０からリモートで検出されることができる遠距離場信号を提供することを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、近接場電気刺激治療を提供することは、埋込み可能装置１１０の同じ電極から治療およびデータ信号パルスを提供することを含む。
動作１４２４０において、方法１４２００は、外部ソース１０２において、近接場電気刺激治療に対応する遠距離場信号を受信することを含む。遠距離場信号を受信することは、外部ソース１０２に結合された電極１２１および１２２を使用することを含むことができる。電極１２１および１２２は、埋込み可能装置１１０の近傍の組織表面に結合されることができ、動作１４２３０において提供される近接場電気刺激治療から生じる電気的活動を検知することができる。
動作１４２５０において、方法１４２００は、外部ソース１０２を使用などして、受信した遠距離場信号から情報信号を取得することを含む。１つまたは複数の実施形態において、情報信号を取得することは、図２Ａの実施形態からのプロセッサ回路２１０および／または復調回路２３０を使用して、電極１２１および１２２から電気信号を受信し、電気信号を処理して電気信号から情報またはデータ成分を抜去することを含む。
動作１４２６０において、方法１４２００は、外部ソース１０２を使用して、情報信号を使用者および／またはリモート装置に報告することを含む。情報信号は、（例えば、オーディオスピーカ２５１を使用して）聴覚的に、（例えば、表示インタフェース２５２を使用して）視覚的にもしくはグラフィック的に含む、または振動もしくは他の機械的信号を使用する（例えば、触覚フィードバック装置２５３を使用する）様々な方法で報告されることができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１４２６０における報告は、とりわけ、埋込み可能装置１１０が適切にもしくは不適切に動作していること、埋込み可能装置１１０が許容可能なもしくは許容不可能な効率レベルで動作１４２２０において中距離場電力信号を受信したこと、外部ソース１０２および／または埋込み可能装置１１０の位置決めまたは外部ソース１０２および埋込み可能装置１１０のうちの１つもしくは複数におけるエラー状態に対する調整が必要とされることを示すことができる。
動作１４２７０において、方法１４２００は、動作１４２５０からの取得された情報に基づいて、中距離場電力信号特性を更新することを含む。例えば、動作１４２２０において埋込み可能装置１１０において不十分または予期しない量の電力が受信されたことを情報信号が示す場合、任意のその後の送信の効率性または有効性を向上させようとするために１つまたは複数の中距離場送信信号特性が更新または調整されることができる。
図１３４は、一例として、治療信号内の情報を符号化することを含む方法１４３００の一実施形態の図を示す。方法１４３００は、上述したように、図１３３の方法１４２００からの動作１４２２０および１４２３０を含む。動作１４２２０の後および動作１４２３０の前に、方法１４３００は、動作１４２２２および動作１４２２４の少なくとも１つを含む。
動作１４２２２において、方法１４３００は、外部ソース１０２から埋込み可能装置１１０によって受信した信号の１つまたは複数の定量的または定性的特性を判定することを含む。１つまたは複数の実施形態において、動作１４２２２は、埋込み可能装置１１０自体に電力を供給するかまたは埋込み可能装置１１０によって送達される電気刺激治療のためのエネルギーを提供するなどのために、受信電力の量を判定することまたは受信電力信号から埋込み可能装置１１０によって使用可能もしくは消費可能な電力信号への変換の効率を判定することを含む。１つまたは複数の実施形態において、動作１４２２２は、受信信号を分析して信号が埋込み可能装置１１０による使用のためのデータまたは命令を含むかどうかを判定することを含む。
動作１４２２４において、方法１４３００は、動作１４２２２において判定された定量的または定性的特性に関する、埋込み可能装置１１０自体に関する、または埋込み可能装置１１０によって検知された生理学的情報に関する治療信号における情報を符号化することを含む。例えば、埋込み可能装置１１０自体に関する情報は、電力もしくはバッテリ状態に関する情報、治療スケジュール、埋め込み日、治療を提供するためにどの複数の電極が使用されたかに関する情報を含むような治療履歴、装置診断、装置状態、もしくは装置動作情報、または利用可能な電極、利用可能な電気刺激ベクトル、もしくは埋込み可能装置１１０と一体にまたは通信可能に結合されたセンサに関する情報を含むような装置構成情報を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０は、その電極または他のセンサ（例えば、センサインタフェース４４２８の一部）を使用して生理学的情報を検知するように構成され、動作１４２２４は、治療信号における送信のためにそのような生理学的情報を符号化することを含む。
動作１４２３０において、方法１４３００は、埋込み可能装置１１０を使用して、符号化された情報を提供することを含むような近接場電気刺激治療を提供することを含む。１つまたは複数の実施形態において、動作１４２３０は、インターリーブされたデータ信号（例えば、治療パルスＴ１、Ｔ２、およびＴ３を含む第１の治療信号１４１０１、および通信間隔Ｃ１およびＣ２のインターリーブされたデータ信号を参照）を有する治療信号を提供することを含む。インターリーブされたデータ信号は、埋込み可能装置１１０の近傍の組織からの生理学的応答が引き起こされないように、十分に高い周波数で、十分に低い振幅で、および／または十分に短い継続時間にわたって提供されることができる。１つまたは複数の実施形態において、動作１４２３０は、治療パルスによって組み込まれたデータ信号を有する治療信号を提供することを含む（例えば、複合治療パルスＣＴ１、ＣＴ２、およびＣＴ３を含む第２の治療信号１４１０２を参照）。組み込まれたデータ信号は、信号の生理学的効果が同じ全継続時間にわたって提供される従来の治療パルスの振幅または周波数特性とほぼ同じであるように、十分な振幅および周波数で提供されることができる。
図１３５は、一例として、治療が適切に提供されたかどうかを判定することを含む方法１４４００の一実施形態の図を示す。動作１４４１０において、方法１４４００は、外部ソース１０２を使用して、外部ソース１０２から埋込み可能装置１１０に通信されることになる電力信号に命令を符号化することを含む。符号化された命令は、埋込み可能装置１１０によって使用され、命令によって指定された１つまたは複数の治療信号特性を有する治療信号を生成して提供する。治療信号特性は、とりわけ、特定のパルスパターン、周波数、バースト特性、振幅、位相、波形形態、または他の特性を含むことができる。動作１４４２０において、方法１４４００は、動作１４４１０において符号化された命令を含む中距離場電力信号を送信するために外部ソース１０２を使用することを含む。中距離場電力信号を送信することは、アンテナ３００に無視できないＨフィールド成分を有するＲＦ信号を放射させるために、アンテナ３００上の１つまたは複数のサブ波長構造体を励起することに応答して含むことができる。
動作１４４３０において、方法１４４００は、埋込み可能装置１１０において中距離場電力信号を受信することと、埋込み可能装置１１０を使用して命令を復号することとを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０のアンテナ１０８は、中距離場電力信号を受信し、復調器５４４、デジタルコントローラ５４８、または復号および処理のための別のプロセッサ回路のうちの１つまたは複数に対応する電気信号を供給する。例えば、１つまたは複数の指定された治療信号特性を含む命令は、電気信号から復号されることができる。
動作１４４４０において、方法１４４００は、動作１４４３０において復号された命令にしたがって近接場電気刺激治療を提供することを含む。例えば、刺激駆動回路５５６は、１つまたは複数の指定された治療信号特性を含む命令を実施して、埋込み可能装置１１０の電極アレイに対する１つまたは複数の出力５３４に電気刺激信号を供給するように構成されることができる。近接場電気刺激治療が動作１４４４０において提供されるとき、対応する電位差（例えば、電気双極子モーメントの結果として）は、外部ソース１０２または遠距離場センサ装置１３０を使用などして、リモートで検出されることができる。外部ソース１０２および／または遠距離場センサ装置１３０は、送達された治療信号から生じる電位差情報を受信するために埋込み可能装置１１０の近傍の皮膚表面に電気的に結合されることができる。電気刺激電極から遠位のおよび必要に応じて治療標的１９０から遠位の組織または他の空間において、電場は、電気刺激治療から生じる近接場信号に対応する遠距離場信号と考えることができる。動作１４４４０において提供される近接場電気刺激治療は、必要に応じて、データ信号成分（例えば、図１３２の実施形態における第１および第２の治療信号１４１０１および１４１０２を参照）を含むことができる。
動作１４４５０において、方法１４４００は、外部ソース１０２の検知電極２２０を介して、動作１４４４０において提供された近接場電気刺激治療に対応する遠距離場信号を受信することを含む。遠距離場信号を受信することは、外部ソース１０２に結合された電極１２１および１２２を使用することを含むことができる。電極１２１および１２２は、埋込み可能装置１１０の近傍の組織表面に結合されることができ、動作１４４４０において提供される近接場電気刺激治療から生じる電気的活動を検知することができる。１つまたは複数の実施形態において、外部ソース１０２は、プロセッサ回路２１０を使用などして、遠距離場信号に対応する第２の電気信号を提供することができる。
動作１４４６０において、方法１４４００は、受信した遠距離場信号に基づいて、動作１４４４０において電気刺激治療が適切に提供されたかどうかを判定することを含む。動作１４４６０における判定は、外部ソース１０２を使用して、または外部ソース１０２とデータ通信する外部装置を使用して実行されることができる。動作１４４６０における判定は、遠距離場信号に対応する第２の電気信号を分析して、近接場信号および／または遠距離場信号の特性が動作１４４１０において指定された１つまたは複数の治療信号特性に対応するかまたは一致するかどうかを判定することを含む。すなわち、近接場電気刺激治療が動作１４４１０において外部ソース１０２によって発行された命令にしたがって動作１４４４０において適切に提供されたかどうかを判定するために、遠距離場電気信号から得られる第２の電気信号が使用されることができる。外部ソース１０２または埋込み可能装置１１０は、治療が不適切に提供されたと判定された場合、是正措置を講じることができる。例えば、外部ソース１０２は、治療信号特性の１つまたは複数を更新または変更するなどのために、埋込み可能装置１１０に新たなまたは追加の命令を送信することができ、または、埋込み可能装置１１０は、治療を提供するために異なる電気刺激ベクトルを選択または使用することができる。

ＩＶ．コンピュータハードウェアおよび／またはアーキテクチャの実施形態
図１３６は、一例として、本明細書で述べる１つまたは複数の方法が実行されることができる、または本明細書で述べる１つまたは複数のシステムまたは装置が使用されることができる機械装置１５０００の一実施形態のブロック図を示す。図１５０は、上記実施形態および図のいくつかに関連して述べられて記載される構造的構成要素への言及を含む。１つまたは複数の実施形態において、埋込み可能装置１１０、ソース１０２、センサ１０７、プロセッサ回路２１０、デジタルコントローラ５４８、回路ハウジング６１０、４８０６、５６０６、および／または３６１６内の回路、システム制御回路４２２２、電力管理回路４２１４および／または６４０８、コントローラ６４１２、刺激回路４２１６、エネルギー収集回路４２１２、同期回路４２１８、外部装置４２０２、５０２８、ＡＮＤ／ＯＲ８８０２、制御回路８２２１、フィードバック制御回路８２２３、埋め込まれた装置８８０４、位置決め回路１１４４６、制御回路１１６５２、埋込み可能装置の他の回路、および／または回路１０４３０などの外部ソースの一部であるかもしくは接続された回路は、機械装置１５０００の１つまたは複数のアイテムを含むことができる。いくつかの例示的な実施形態にかかる機械装置１５０００は、機械装置可読媒体（例えば、機械装置可読記憶媒体）から命令を読み取り、図４１Ａ～図４１Ｂ、図１０３、図１０４、図１０７、図１１０、図１１１、図１１２、図１１３、図１１７、図１１８、図１２５、図１２６、図１２７、図１２９～図１３１、図１３３、図１３４、および／または図１３５に関して記載された方法など、本明細書で述べる任意の１つもしくは複数の方法論、方法論の１つもしくは複数の動作、または１つもしくは複数の回路機能を実行することができる。例えば、図１３６は、コンピュータシステムの例示的な形態の機械装置１５０００の概略図を示しており、その中で、本明細書で述べる方法論のうちの任意の１つまたは複数を機械装置１５０００に実行させる命令１５０１６（例えば、ソフトウェア、プログラム、アプリケーション、アプレット、アプリケーション、または他の実行可能コード）が実行されることができる。これらの命令は、一般的なプログラミングされていない機械装置を、記載されたように記載されて図示された機能を実行するようにプログラミングされた特定の機械装置に変換する。代替の実施形態において、機械装置１５０００は、スタンドアロン装置として動作するか、または他の機械装置に結合（例えば、ネットワーク接続）されることができる。ネットワーク化された配備において、機械装置１５０００は、サーバ・クライアントネットワーク環境におけるサーバ機械装置またはクライアント機械装置の能力において、またはピアツーピア（または分散型）ネットワーク環境におけるピア機械装置として動作することができる。機械装置１５０００の様々な部分は、外部ソース１０２および埋込み可能装置１１０のうちの１つまたは複数に含まれることができるか、またはそれらとともに使用されることができる。１つまたは複数の実施形態において、機械装置１５０００の異なるインスタンス化または異なる物理的ハードウェア部分は、外部ソース１０２および埋込み可能装置１１０に別個に埋め込まれる。
１つまたは複数の実施形態において、機械装置１５０００は、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯電話、スマートフォン、モバイル装置、着用可能装置（例えば、スマートウォッチ）、スマートホーム装置（例えば、スマートアプライアンス）、他のスマート装置、ウェブアプライアンス、ネットワークルータ、ネットワークスイッチ、ネットワークブリッジ、または機械装置１５０００によってとられることになる動作を指定する命令１５０１６を順次または他の方法で実行することができる任意の機械装置を備えるが、これらに限定されるものではない。さらに、単一の機械装置１５０００のみが図示されているが、用語「機械装置」はまた、本明細書で述べる方法論のうちの任意の１つまたは複数を実行するために命令１５０１６を個々にまたは共同して実行する機械装置１５０００の集合を含むと解釈される。
機械装置１５０００は、バス１５００２などを介して互いに通信するように構成されることができるプロセッサ１５０１０、メモリ１５０３０、またはＩ／Ｏコンポーネント１５０５０を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、プロセッサ１５０１０（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、縮小命令セット演算（ＲＩＳＣ）プロセッサ、複合命令セット演算（ＣＩＳＣ）プロセッサ、グラフィックス・プロセッシング・ユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路機構（ＡＳＩＣ）、無線周波数集積回路機構（ＲＦＩＣ）、別のプロセッサ、またはそれらの任意の適切な組合わせ）は、例えば、命令１５０１６を実行することができるプロセッサ１５０１２およびプロセッサ１５０１４を含むことができる。用語「プロセッサ」は、同時に命令を実行することができる２つ以上の独立したプロセッサ（「コア」と呼ばれることもある）を含むことができるマルチコアプロセッサを含むことを意図している。図１３６は、複数のプロセッサを示しているが、機械装置１５０００は、単一のコアを有する単一のプロセッサ、複数のコアを有する単一のプロセッサ（例えばマルチコアプロセス）、単一のコアを有する複数のプロセッサ、複数のコアを有する複数のプロセッサ、またはそれらの任意の組合わせを含むことができる。
メモリ／記憶装置１５０３０は、双方ともバス１５００２などを介してプロセッサ１５０１０にアクセス可能なメインメモリまたは他のメモリ記憶装置などのメモリ１５０３２と、記憶部１５０３６とを含むことができる。記憶部１５０３６およびメモリ１５０３２は、本明細書に記載される方法論または機能のうちの任意の１つまたは複数を具体化する命令１５０１６を記憶する。命令１５０１６はまた、機械装置１５０００によるその実行中に、メモリ１５０３２の内部、記憶部１５０３６の内部、プロセッサ１５０１０の少なくとも１つの内部（例えば、プロセッサのキャッシュメモリの内部）、またはそれらの任意の適切な組合わせの内部に完全にまたは部分的に存在することができる。したがって、メモリ１５０３２、記憶部１５０３６、およびプロセッサ１５０１０のメモリは、機械装置可読媒体の例である。
本明細書で使用される場合、「機械装置可読媒体」は、命令およびデータを一時的または永続的に記憶することができる装置を意味し、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、バッファメモリ、フラッシュメモリ、光媒体、磁気媒体、キャッシュメモリ、他の種類の記憶装置（例えば、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ））、および／またはそれらの任意の適切な組合わせを含むことができるが、これらに限定されるものではない。用語「機械装置可読媒体」は、命令１５０１６を記憶することができる単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型もしくは分散型データベース、または関連するキャッシュおよびサーバ）を含むと解釈すべきである。用語「機械装置可読媒体」はまた、命令が機械装置１５０００の１つまたは複数のプロセッサ（例えば、プロセッサ１５０１０）によって実行されると、機械装置１５０００に本明細書に記載された方法論のうちの１つまたは複数を実行させるように、機械装置（例えば、機械装置１５０００）による実行のための命令（例えば、命令１５０１６）を記憶することができる任意の媒体または複数の媒体の組合わせを含むと解釈される。したがって、「機械装置可読媒体」は、単一の記憶装置または装置、ならびに複数の記憶装置または装置を含む「クラウドベース」の記憶システムまたは記憶ネットワークを指す。用語「機械装置可読媒体」は、信号そのものを除外する。
Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、入力を受信し、出力を提供し、出力を生成し、情報を送信し、情報を交換し、測定を捕捉するための多種多様な構成要素を含むことができる。特定の機械装置に含まれる特定のＩ／Ｏコンポーネント１５０５０は、機械装置の種類に依存する。例えば、携帯電話などのポータブル機械装置は、タッチ入力装置または他のそのような入力機構を含む可能性が高いが、ヘッドレスサーバ機械装置は、そのようなタッチ入力装置を含まない可能性が高い。Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、図１５０には示されていない多くの他の構成要素を含むことができることが理解される。Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、単に以下の説明を簡単にするために機能性にしたがってグループ分けされ、グループ分けは、限定的なものではない。様々な例示的な実施形態において、Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、出力コンポーネント１５０５２および入力コンポーネント１５０５４を含むことができる。出力コンポーネント１５０５２は、視覚コンポーネント（例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プロジェクタ、または陰極線管（ＣＲＴ））、音響コンポーネント（例えば、スピーカ）、触覚コンポーネント（例えば、振動モータ、抵抗機構）、他の信号生成器などを含むことができる。入力コンポーネント１５０５４は、英数字入力コンポーネント（例えば、キーボード、英数字入力を受信するように構成されたタッチスクリーン、写真・光学キーボード、または他の英数字入力コンポーネント）、ポイントベースの入力コンポーネント（例えば、マウス、タッチパッド、トラックボール、ジョイスティック、モーションセンサ、または他のポインティング機器）、触覚入力コンポーネント（例えば、物理的ボタン、タッチまたはタッチジェスチャの位置および／または力を提供するタッチスクリーン、または他の触覚入力コンポーネント）、オーディオ入力コンポーネント（例えば、マイクロホン）などを含むことができる。
さらなる例示的な実施形態において、Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、他のコンポーネントの幅広いアレイのうち、生体コンポーネント１５０５６、運動コンポーネント１５０５８、環境コンポーネント１５０６０、または位置コンポーネント１５０６２を含むことができる。例えば、生体コンポーネント１５０５６は、表現（例えば、手の表情、顔の表情、声の表情、身体のジェスチャ、または目の追跡）を検出するためのコンポーネントを含むことができ、生理学的信号（例えば、血圧、心拍数、体温、発汗、または脳波、神経性活動、または筋肉活動）を測定することができ、人（例えば、音声識別、網膜識別、顔識別、指紋識別、または脳波記録ベースの識別）などを識別することができる。
運動コンポーネント１５０５８は、加速度センサコンポーネント（例えば、加速度計）、重力センサコンポーネント、回転センサコンポーネント（例えば、ジャイロスコープ）などを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、１つまたは複数の運動コンポーネント１５０５８は、外部ソース１０２または埋込み可能装置１１０に組み込まれることができ、患者の運動または身体活動レベルを検出するように構成されることができる。患者の運動に関する情報は、例えば、外部ソース１０２と埋込み可能装置１１０との間の物理的関係が変化またはシフトするとき、信号伝達特性（例えば、振幅、周波数など）を調整するために、様々な方法で使用されることができる。
環境コンポーネント１５０６０は、例えば、照明センサコンポーネント（例えば、光度計）、温度センサコンポーネント（例えば、周囲温度を検出する１つまたは複数の温度計）、湿度センサコンポーネント、圧力センサコンポーネント（例えば、気圧計）、音響センサコンポーネント（例えば、背景雑音を検出する１つまたは複数のマイクロホン）、近接センサコンポーネント（例えば、近くの物体を検出する赤外線センサ）、ガスセンサ（例えば、安全のために有害ガスの濃度を検出するまたは雰囲気における汚染物質を測定するためのガス検出センサ）、または周囲の物理的環境に対応する指標、測定値、もしくは信号を提供することができる他のコンポーネントを含むことができる。位置コンポーネント１５０６２は、位置センサコンポーネント（例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機コンポーネント）、高度センサコンポーネント（例えば、高度が導出されることができる空気圧を検出する高度計または気圧計）、方向センサコンポーネント（例えば、磁力計）などを含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、埋込み可能装置１１０および／または外部ソース１０２の一部とすることができる。
通信は、多種多様な技術を使用して実施されることができる。Ｉ／Ｏコンポーネント１５０５０は、機械装置１５０００をネットワーク１５０８０にまたは結合１５０８２および結合１５０７２をそれぞれ介して装置１５０７０に接続するように動作可能な通信コンポーネント１５０６４を含むことができる。例えば、通信コンポーネント１５０６４は、ネットワークインタフェースコンポーネントまたはネットワーク１５０８０とインタフェースするための他の適切な装置を含むことができる。さらなる例において、通信コンポーネント１５０６４は、有線通信コンポーネント、無線通信コンポーネント、セルラ通信コンポーネント、近距離（近接場）通信（ＮＦＣ）コンポーネント、中距離場通信コンポーネント、遠距離場通信コンポーネント、および他のモダリティを介した通信を提供するための他の通信コンポーネントを含むことができる。装置１５０７０は、別の機械装置または多種多様な周辺装置のいずれかとすることができる。
さらに、通信コンポーネント１５０６４は、識別子を検出することができ、または識別子を検出するように動作可能なコンポーネントを含むことができる。例えば、通信コンポーネント１５０６４は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグリーダコンポーネント、ＮＦＣスマートタグ検出コンポーネント、光学リーダコンポーネント（例えば、ユニバーサル・プロダクト・コード（ＵＰＣ）バーコードなどの１次元バーコードを検出するための光学センサ、クイックレスポンス（ＱＲ）コード、アズテックコード、データマトリクス、データグリフ、ＭａｘｉＣｏｄｅ、ＰＤＦ４１７、ウルトラコード、ＵＣＣ ＲＳＳ－２Ｄバーコード、および他の光学コードなどの多次元バーコード）、または音響検出コンポーネント（例えば、タグ付きオーディオ信号を識別するためのマイクロホン）を含むことができる。さらに、インターネットプロトコル（ＩＰ）ジオロケーションを介した位置、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）信号三角測量を介した位置、特定の位置を示すことができるＮＦＣビーコン信号の検出を介した位置など、通信コンポーネント１５０６４を介して多様な情報が導出されることができる。
いくつかの実施形態において、システムは、（複数の特徴とは対照的に）単一の特徴として存在する様々な特徴を備える。例えば、一実施形態では、システムは、単一の外部ソースと、単一のアンテナを有する単一の埋込み可能装置または刺激装置とを含む。別の実施形態では、複数の特徴または構成要素が提供される。
いくつかの実施形態において、以下の１つまたは複数をシステムが備える：組織刺激手段（例えば、埋込み可能刺激装置）、電力供給手段（例えば、中距離場電力供給装置または中距離場カプラ）、受信手段（例えば、受信機）、送信手段（例えば、送信機）、制御手段（例えば、プロセッサまたは制御装置）など。
様々な一般的なおよび特定の実施形態が本明細書に記載されているが、本開示のより広い精神および範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対して様々な変更および変形を行うことができることは明らかである。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考慮されるべきである。本出願の一部をなす添付の図面は、主題を実施することができる特定の実施形態を一例として図示するものであり、限定するものではない。図示された実施形態は、当業者が本明細書に開示された教示を実施できるように十分に詳細に記載されている。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的および論理的な置換および変更を行うことができるように、別の実施形態が使用または導出されることができる。したがって、この詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、様々な実施形態の範囲は、そのような特許請求の範囲に含まれる均等物の全範囲とともに添付の特許請求の範囲によってのみ定義される。特定の実施形態または例が本明細書に図示されて記載されたが、同じ目的を達成するために計算された任意の構成は、示された特定の実施形態に置き換えられることができることが理解されるべきである。本開示は、様々な実施形態の任意のおよび全ての適合または変形を網羅することを意図している。上記実施形態の組合わせ、および本明細書に具体的に記載されていない別の実施形態は、上記説明を検討することにより当業者にとって明らかであろう。
これらの非限定的な例または実施形態のそれぞれは、それ自体で主張することができ、または１つまたは複数の別の例もしくは実施形態との様々な配列または組合わせで組合わせることができる。
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付の図面の参照を含む。図面は、本明細書で述べる方法、装置、およびシステムを実施することができる特定の実施形態を一例として示す。これらの実施形態はまた、本明細書では「例」とも呼ばれる。そのような例は、図示または記載されたものに加えて要素を含むことができる。しかしながら、本発明者らはまた、図示または記載されたそれらの要素のみが提供される例も企図する。さらに、本発明者らはまた、特定の例（またはその１つまたは複数の態様）に関して、または本明細書に示されたまたは記載された別の例（またはその１つまたは複数の態様）に関して、示されたまたは記載されたそれらの要素（またはその１つまたは複数の態様）の任意の組合わせまたは配列を使用する例を企図する。
本明細書では、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」の任意の他のインスタンスまたは用途とは無関係に、１つまたは複数のものを含むように、特許文書において一般的であるように、用語「ａ」または「ａｎ」が使用される。本明細書において、用語「または」は、特に明記しない限り、非排他性を指すように、または、「ＡまたはＢ」が「ＡはＢを含まない」、「ＢはＡを含まない」、ならびに「ＡおよびＢ」を含むように使用される。本明細書では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「その中にある（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、各用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の等価物として使用される。また、以下の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、限定がない、すなわち、特許請求の範囲においてそのような用語の後に記載された要素に加えて要素を含むシステム、装置、物品、組成、処方、または処理は、依然としてその特許請求の範囲内にあるとみなされる。さらに、以下の特許請求の範囲において、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」などは、単にラベルとして使用され、それらの対象に数値的な要件を課すことを意図するものではない。
本明細書に開示される範囲はまた、任意のおよび全ての重複、小範囲、およびそれらの組合わせを包含する。「まで（ｕｐ ｔｏ）」、「少なくとも（ａｔ ｌｅａｓｔ）」、「よりも大きい（ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ）」、「よりも小さい（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）」、「の間（ｂｅｔｗｅｅｎ）」などのような文言は、記載された数字を含む。「約（ａｂｏｕｔ）」または「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの用語の前に付された数字は、記載された数字を含む。例えば、「約１０ｋＨｚ」は、「１０ｋＨｚ」を含む。「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」または「一般的に（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ）」などの用語が先行する用語または語句は、記載された用語または語句を含む。例えば、「実質的に平行」は、「平行」を含み、「一般的に円筒形」は、円筒形を含む。
上記の説明は、例示的なものであり、限定的なものではない。例えば、上述した例（またはその１つまたは複数の態様）は、互いに組合わせて使用されてもよい。上記の説明を検討することにより、当業者によって、別の実施形態が使用されることができる。読者が技術的開示の性質を迅速に確認できるように要約が提供されている。それは、特許請求の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないことを理解して提出される。また、上記の詳細な説明では、本開示を合理化するために様々な特徴がグループ化されてもよい。これは、特許請求されていない開示された特徴が任意の請求項にとって必須であることを意図していると解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、開示された特定の実施形態の全ての特徴よりも少なくてもよい。したがって、添付の特許請求の範囲は、例または実施形態として詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態としてそれ自体主張し、そのような実施形態は、様々な組合せまたは配列で互いに組合わせることができる。本発明および実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに決定されるべきである。

Claims (19)

  1. 組織内のフィールドを伝搬する外部電力ソースと、
    前記外部電力ソースから伝搬場を受信するように構成された少なくとも部分的に埋込み可能装置と、を備えるシステムであって、
    前記埋込み可能装置は、
    第１の回路と、
    前記伝搬場の一部を受信するように構成された第１のアンテナであって、前記第１の回路に電気的に結合される、第１のアンテナと、
    前記伝搬場の別の部分を受信するように構成された第２のアンテナであって、前記第２のアンテナが、前記第１のアンテナからおよび前記埋込み可能装置の外部の全ての回路から物理的に分離され、前記埋込み可能装置の前記第１の回路から物理的に分離され、前記第２のアンテナが前記第１のアンテナに無線で結合される、第２のアンテナと、
    前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、および前記第１の回路を囲む埋込み可能装置ハウジングと、
    １つまたは複数の導体を介して前記第１の回路に直接電気的に接続された電極と、を含む、システム。
  2. 前記第１のアンテナは、ループアンテナである、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第２のアンテナは、ループアンテナである、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、近接場結合によって電気的に結合される、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナよりも前記埋込み可能装置の近位端の近くに位置する、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを含む前記埋込み可能装置の第２の部分に対向する前記埋込み可能装置の第１の部分内の、前記電極を含む複数の電極をさらに備え、
    前記第１の回路は、前記電極に電気エネルギーを供給するために、前記第１のアンテナを介して前記外部電力ソースから電気エネルギーを受信するように構成される、
    請求項１に記載のシステム。
  7. 前記第１の回路および前記第１のアンテナは、前記埋込み可能装置ハウジング内に気密に封止される、請求項１に記載のシステム。
  8. 前記第２のアンテナは、螺旋形状である、請求項１に記載のシステム。
  9. 前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、前記外部電力ソースから同じ伝搬磁界のそれぞれの部分を同時に受信するように前記埋込み可能装置内に位置する、請求項１に記載のシステム。
  10. 前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナによって受信された前記伝搬場の前記一部に受動的に影響を及ぼすように構成される、請求項１に記載のシステム。
  11. 組織に埋込まれるように構成された埋込み可能な単一の生体適合性装置であって、
    回路と、
    １つまたは複数の導体を介して前記回路に直接電気的に接続された第１のアンテナと、
    前記第１のアンテナおよび前記埋込み可能な単一の生体適合性装置内の全ての回路から物理的に分離された受動的な第２のアンテナであって、前記第１のアンテナに無線で結合された前記第２のアンテナと、を備え、
    前記第１のアンテナによって受信されるエネルギーは、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとの間の近接場結合を使用して、別個のエネルギーソース装置からのエネルギー信号に応答して、前記第２のアンテナから前記第１のアンテナに伝達されるエネルギーを含む、埋込み可能装置。
  12. 前記第１のアンテナは、ループアンテナである、請求項１１に記載の埋込み可能装置。
  13. 前記第２のアンテナは、ループアンテナである、請求項１１に記載の埋込み可能装置。
  14. 前記埋込み可能な単一の生体適合性装置は、長尺の単一装置であり、前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナよりも前記長尺の単一装置の端部の近くに位置する、請求項１１に記載の埋込み可能装置。
  15. ハウジングであって、前記回路が前記ハウジング内に気密に封止される、ハウジングと、
    前記埋込み可能装置の前記第１および第２のアンテナに対向する部分の電極と、をさらに備え、
    前記回路は、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを使用して外部電力ソースから電気エネルギーを受信し、前記電極のうちの少なくとも１つに電気エネルギーを供給するように構成される、
    請求項１１に記載の埋込み可能装置。
  16. ハウジングをさらに備え、前記回路ならびに前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナは、同じハウジング内に気密に封止される、請求項１１に記載の埋込み可能装置。
  17. 埋込み可能装置であって、
    埋込み可能装置ハウジングと、
    前記埋込み可能装置ハウジング内の回路と、
    前記装置の第１の部分にあり、前記回路から電気エネルギーを受信するように構成された電極と、
    前記回路に電気エネルギーを供給するために、第１の部分に対向する前記装置の第２の部分における前記埋込み可能装置ハウジング内の第１のアンテナであって、１つまたは複数の導体を介して前記回路に直接電気的に接続された、第１のアンテナと、
    同じ埋込み可能装置ハウジング内にあり、近接場で前記第１のアンテナに無線で結合された第２のアンテナであって、前記第２のアンテナが、前記第１のアンテナおよび全ての回路から物理的に分離され、前記第２のアンテナが、前記第１のアンテナよりも埋込み後に皮膚表面に近くなるように位置する、第２のアンテナと、を備える、埋込み可能装置。
  18. 前記埋込み可能装置ハウジングは、回路ハウジングに結合されたアンテナハウジングを備え、前記第２のアンテナは、前記アンテナハウジングの内部に配置され、前記第１のアンテナは、前記回路ハウジングの内部に配置される、請求項１７に記載の埋込み可能装置。
  19. 前記アンテナハウジングは、非導電性結合のみを使用して前記回路ハウジングに結合される、請求項１８に記載の埋込み可能装置。
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