JPH11244395A - 経皮的エネルギ移送装置並びにその電力結合の制御及び調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】経皮的エネルギ移送装置並びにその電力結合の
制御及び調整方法に関し、経皮的エネルギ移送装置での
コイル間の間隔の変動等によるエネルギ移送効率の変化
を考慮して、望むようなエネルギ移送レベルをより良く
維持し、又は、皮膚が高度に色素沈着されている場合で
も効率的に通信を行うことを目的とする。 【解決手段】 内部コイルからのフィードバックを用い
た自動調整回路及び電圧制御回路を設け、又、電波信号
によって通信を行うように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療装置の分野
に係り、特に、経皮的エネルギ移送装置並びにその電力
結合の制御及び調整方法に関する。

【０００２】経皮的エネルギ移送（以下「ＴＥＴ」とい
う。）装置は、皮膚に導電線を通すために皮膚を破る必
要なしに、骨成長刺激器、筋肉刺激器、補綴心臓又は胃
補助装置のような移植された機械的又は電子的医療装置
へ電気力を供給する装置である。

【０００３】

【従来の技術】米国特許５,３５０,４１３において、ジ
ョン・ミラーは高エネルギ移送効果をもつＴＥＴ装置を
開示している。この様な装置は、固定された間隔をもつ
２つのコイル間の効率的なエネルギ移送を可能にしてい
る。残念ながら、１つのコイルは人体内に置かれ、他の
コイルは人体外に置かれているので、一定の距離にコイ
ルを離しておくことは難しい。コイル間隔の変化は誘導
電圧の変化をもたらし、距離が増加すると、電力移送効
果が急速に減退する。

【０００４】「自動調整された経皮的エネルギ移送シス
テムの開発」と題された文献中で、ジョン・ミラー、
Ｇ．ベランジャー、及びＴ．ムシバンドは、この問題を
解決するための自動調整回路を示唆している。自動調整
回路は、調整要件を決定するために、人体の外部の駆動
回路内に存在する種々の電圧及び電流を比較する。この
ような調整は、コイル間隔が変化するエネルギー移送の
調整を可能にする。

【０００５】開示された自動調整機能は電力結合効率の
問題を取り扱っているが、内部電圧制御という別の問題
を取り扱っていないことがわかった。移植された医療装
置を駆動するにあたって、エネルギー結合効率及び電圧
制御は別個であるが関連して取り扱うべき問題である。
結合効率は、より低い操作コスト及び改善された電池寿
命をもたらす。電圧制御は、装置操作の改良及び安全性
の増大をもたらす。実際、装置は過度に印加された電圧
によって故障する。

【０００６】さらに、効率は医療装置負荷要件又は漏電
のような負荷関係因子や間隔のような電力結合関係因子
を含むいくつかの因子によって影響を受けることがわか
っている。残念ながら、自動調整は、医療装置によって
要求された時に追加エネルギを供給する問題を取り扱っ
ていない。

【０００７】米国特許５,３５０,４１３、ジョン・ミラ
ーはさらに、双方向通信を提供するための赤外線（以
下、「ＩＲ」という）遠隔測定法のモジュールを開示し
ている。ＩＲ遠隔測定法は、皮膚色素沈着によって影響
を受けることが知られている。ジョン・ミラーにより開
示されたトランシーバは、皮膚層の下に移植されるの
で、このような考察は重要である。高度に色着けられた
皮膚がＩＲ信号の希薄化及びジョン・ミラーにより開示
されたようなシステムが略実行不能であることが判っ
た。テレビジョンの遠隔制御では受入れられるが、個人
が必要とする医療装置に対して、操作不能のＴＥＴ装置
は受け入れることができない。

【０００８】ＩＲ遠隔測定法のリンクの限界は本質的な
ものである。ＩＲ遠隔測定法は送信器及び受信器の間に
光学的経路を必要とする光学的通信手段である。光ファ
イバ又は導波管がないので、ＩＲ遠隔測定法は、高度に
指向的であり、システムを同時に一方向に作用する単一
の送信機に制限している。ＩＲ遠隔測定法の指向性は光
学的通信に対するような調整を必要とする。

【０００９】最近まで、ＩＲ遠隔測定法は低周波数通信
に制限されていた。直列的なリンクは、真の多重チャネ
ル化の実行よりも高い周波数を要求するので、低周波数
ではチャネルを多重化するのは困難である。残念なが
ら、上述したようにＩＲ遠隔測定法は真の多重化のチャ
ネルの通信に適当ではない。高速のＩＲ回路の出現は時
分割多重送信（ＴＤＭ）のような公知の技術を用いたチ
ャネル多重化を可能にするかもしれないが、これは前述
したＩＲの欠点を解消することができない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、この従来
技術又は他の従来技術の限界を乗り越えるために、本発
明の目的の１つは、融通性を改善させ及びエネルギ移送
能力を増進させるために電圧制御と自動調整をするＴＥ
Ｔ装置を提供することである。

【００１１】このように、この従来技術又は他の従来技
術の限界を乗り越えるために、本発明の他の目的の１つ
は、色素沈着と関係なく皮膚を通して移送することがで
きる双方向の通信リンクを提供することである。本発明
の他の目的は、全方向で双方向の通信リンクを提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、内部コ
イル又は該コイルに伴う遠隔測定回路構成要素からのフ
ィードバックの種類に反応しそれによってエネルギ移送
要件を満たす能力を増進することができることである。

【００１３】本発明のさらなる特徴は、ＩＲ遠隔測定法
よりも皮膚の色素沈着に対し、より鈍感なＴＥＴ装置の
各部分間での双方向の通信リンクを提供することができ
ることである。

【００１４】主要な一般的態様では、本発明は、第１の
コイル、第１のコイル駆動部、第２のコイルを有するＴ
ＥＴ装置を提供するものであって、ＴＥＴ装置を調整す
るためのシステムは、操作及び特性指標の移送中には、
第２のコイルの特性を測定する手段と、第１のコイルの
電圧及び電流を制御する電圧制御回路と、移送された特
性指標を受信し且つ電圧制御回路へ上記指標に関係する
信号を供給する手段とを有する。

【００１５】好ましくは、該特性は誘導電圧及び負荷電
流を含む。好ましくは、供給された前記信号は第１のコ
イルに誘導された力を制御する制御信号である。好まし
くは、移送は電波（以下、「ＲＦ」という）遠隔測定法
を用いて遂行される。

【００１６】他の実施の形態では、少なくとも１つの特
性は、ＲＦ信号の強度である。他の実施の形態では、Ｔ
ＥＴ装置はさらに、第１のコイルの信号を調整するため
の調整回路を有するものである。他の実施の形態では、
少なくとも１つの特性は位相である。

【００１７】さらに一般的な態様では、本発明はＴＦＴ
装置内での電力結合を制御し且つ調整するための方法を
提供しようとするものであって、少なくとも１つの特性
の指標を操作且つ移送する間に第２のコイルの特性の少
なくとも１つを測定する過程と、少なくとも１つの特性
の移送された指標を受信し且つ受信された指標に応じて
第１のコイルに供給された信号の少なくとも１つの特性
を変化させる過程からなる。

【００１８】好ましくは、少なくとも１つの特性は誘導
電圧を含む。好ましくは、少なくとも１つの特性は負荷
電流を含む。他の実施の形態では、少なくとも１つの特
性は位相である。他の実施の形態では、第１のコイルに
供給された信号の少なくとも１つの特性を変化させる過
程は、装置換算に応じて遂行されるものである。

【００１９】さらに他の一般的な態様では、本発明は、
ＴＥＴシステムでの使用のためのＲＦ遠隔測定法の送信
器を提供しようとするものであって、該ＲＦ遠隔測定法
の送信器は、第１のコイルと結合し且つＲＦ信号を電力
信号上に重ね合わせるための第１のＲＦトランシーバ
と、第１のＲＦトランシーバによって受信されたＲＦ信
号から情報を抽出するための第１の信号濾過抽出手段
と、第２のコイルと結合した第２のＲＦトランシーバ
と、第２のＲＦトランシーバによって受信された第２の
ＲＦ信号から情報を抽出するための第２の信号濾過抽出
手段とを有するものである。前記第１の信号濾過抽出手
段は、例えば、チャネル多帯域符号器／復号器５０であ
り、前記第２の信号濾過抽出手段は、例えば、チャネル
多帯域符号器／復号器６０である。

【００２０】さらなる一般的な態様では、本発明は、Ｔ
ＥＴ装置を提供しようとするものであって、該ＴＥＴ装
置は、第１のコイル、第１のコイル駆動部、アンテナ、
アンテナと接続しＲＦ信号を送信し且つ受信するための
第１のＲＦトランシーバ、及び第１のＲＦトランシーバ
によって受信されたＲＦ信号から情報を抽出するための
第１の信号濾過抽出手段を有する第１の回路と、第２の
コイル、アンテナ、第２のコイルと結合した第２のＲＦ
トランシーバ、及び第２のＲＦトランシーバによって受
信されたＲＦ信号から情報を抽出するための第２の信号
濾過抽出手段を有する第２の回路とを有するものであ
る。

【００２１】好ましくは、ＴＥＴ装置は、さらに、操作
及び特性の指標の移送中に第２のコイルの特性を測定す
る手段と、第２のコイルの電圧及び電流を制御する電圧
制御回路と、移送されたその特性の指標を受信し且つ電
圧制御回路に上記指標に関連する信号を供給するための
手段とからなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、バックスタ製薬（登録商
標）のポンプを示す。心臓補助装置は体内に血液を注入
する働きをする。ソレノイド１が２本のレバー２を引き
離している。一方の端部には、レバー２が袋３を押圧す
るという形で押圧手段又は板４と結合している。袋３の
押圧はポンピング動作を生ずる。支点５がレバー２の動
作を明確にするために図示されている。

【００２３】このポンピング動作は、ソレノイド１が十
分な電力を受けることを必要とする。ソレノイド１は交
番様式で電力が供給される。電力は、ソレノイド１がレ
バー２に力を働かせる間に供給されるだけである。代わ
りになるべきものとして、電力が常に供給され、装置が
電力信号を交番電力に変換するものがある。その変換
は、エネルギ保持及び放出手段を用いることによってな
し遂げられる。袋３が押圧されると、ソレノイドは袋３
に流体を満たすために遮断されなければならない。さら
に、ソレノイド１は袋３を押圧する場合を除いて電力を
殆ど吸収しない。たとえ、押圧の際であっても１往復運
動の間に電力要求が変化する。その動作は従来技術に示
されている。

【００２４】ポンプ及び類似の装置の操作は、エネルギ
を無節操に吸収する。負荷が増大すると、電源電圧は駆
動電流のように影響を受ける。電源電圧を増大すること
は、負荷が取り除かれた際に、電圧スパイクを生じさせ
る。この電力スパイクは装置に損害を与え兼ねない。こ
の問題を避ける１つの方法は、電力サージ及び電力スパ
イクを防止するために各装置内に、電圧調整手段を設け
ることである。本発明によれば、負荷及び誘導電圧を監
視し、それによって負荷が落ちた際に誘導電圧が維持さ
れるように、フィードバック・ループを通して電圧が調
整される方法を開示している。

【００２５】図２に、従来例に係るＴＥＴ装置を示す。
その装置は、医療装置への電力供給に用いるためのＤＣ
電圧へ変換するために、皮下にある巻線内にＡＣ電流を
誘導するように設計された変換器を有する。代わりに、
誘導ＡＣ電流が、医療装置への電力供給に用いられるも
のもある。ＡＣ電流が、例えば、円環状コイルで、医療
装置に接続された電線をもった皮膚Ｓの表面直下に植え
つけられたリッツ線（リッチェンドラフト線）によって
巻かれた第２の巻線であるＬ２に、誘導される。同様の
第１の巻線Ｌ１は、皮膚表面上及びその外側で、第２の
巻線と調整された位置に置かれている。

【００２６】第１の巻線Ｌ１はＤＣ入力バスの陰極側と
接続されたコンデンサ１１に接続されている。図２に示
すように、巻線Ｌ１はまた、ＦＥＴ駆動部２０によって
制御されるＦＥＴ（空間効果トランジスタ）と接続され
ている。ＦＥＴ駆動部２０は、交番又は脈動波形を発生
するために、電圧制御発振器２１、ソフト開始制御部２
２及び低電圧遮断部２３からの入力を受ける。

【００２７】電力移送は２つの相、即ち、蓄電相と共鳴
相で実行されると考えられている。蓄電相の間に、ＤＣ
入力電源へ直接コイルを切り換えるためのＦＥＴを使用
してエネルギは第１のコイルに蓄積される。ＦＥＴは伝
導損失を最小にするために、「オン」状態の大変低い抵
抗のために選択されている。

【００２８】図２に示すように、コイルＬ２は皮膚Ｓの
下へ移植されている。回路の残りは皮膚の外に設けられ
ている。上記コイル及びそのための駆動回路の構成部分
を皮膚Ｓの外部に残しているので、電圧は、コイルＬ１
からコイルＬ２内へ誘導される。皮膚は、長引いた時間
のために、電場に晒されることからの損害を被りかねな
い。そのため、ＴＥＴ装置を設計する際に、必要な電力
を供給するのに十分な電圧を導入するために必要な電場
に制限することが非常に実用的である。

【００２９】図３は、ＦＰＧＡに設けられた集積化され
た電圧制御自動調整回路（制御調整回路）を示す。内部
電圧及び内部負荷の測定値は皮下回路（図４に示す）と
の遠隔測定法によるリンクを通して制御回路に供給され
る。ＩＲ送信を用いるこのような遠隔測定法のリンクは
公知である。医療装置のための妥当なエネルギ・レベル
を維持するために、供給された値を基に、制御回路は電
圧制御の必要性と結合効率を評価する。

【００３０】ＦＰＧＡは、これらの値に基づいて及びシ
ステム情報又は換算値に基づいて、ＦＥＴ駆動部２０及
び電力制御回路４３（図４に示す）という形態をとった
ＤＣ−ＡＣコンバータを制御する。ＦＥＴ駆動部２０
は、また、周波数及びオフタイムを制御するために用い
られる。ＦＰＧＡ内にある回路はＴＥＴ回路構成要素の
他の態様を組み込んでも良い。

【００３１】自動調整のある形態は先行技術として公知
である。ＴＥＴシステムは種々の状況にわたって作動し
なければならないので、正しい操作ポイントを設定する
ために、コントローラは、電流条件の情報をもつことが
好ましい。効率的に電圧を制御しＴＥＴ装置を自動調整
するために、コイルＬ２からのフィードバックが要求さ
れる。該フィードバックに基づいて電圧を修正し且つ回
路を調整するように設計された回路を伴うこのフィード
バックが、ＴＥＴ装置の操作を改善することができる。

【００３２】操作中に、プログラマブル回路は測定値に
応答する。負荷電流及び電圧という２つの値が測定され
た場合には、測定値は、低い、通常、又は高いという９
つの可能な組み合わせをもたらす。この例では、位相
は、プログラマブル回路と独立の位相修正回路構成部品
を使用して修正される。９個の可能な組み合わせの各々
に対して、プログラマブル回路が応答する。

【００３３】応答は、例えば、受け入れられる範囲に、
値を移動させるものであっても良い。測定された負荷が
増大するとき、前記例では、誘導電圧を略一定に維持す
るために誘導電流が増大する。測定された電圧が増大す
ると、誘導電圧は、誘導電圧を略一定に維持するために
低下させる。これは、効果的に、ＴＥＴ装置の操作性を
向上させ、移植された装置を破壊するようなサージを防
止することができる。

【００３４】代わりに、プログラマブル回路は多数の測
定値に応答するようにしても良い。代わりに、プログラ
マブル回路は、また、最新及び過去の測定値に応答する
フィードバック・ループを有するようにしても良い。代
わりに、プログラマブル論理が、移植された特定の装置
に作用するように換算される。その換算は、最初の使用
期間内に実行される。換算されたプログラマブル回路は
変化を見越して修正処理を準備する。システムは、例え
ば、不十分に制御された過去の一連の測定値（既知の問
題）を保持する保持手段を有する。これらのパターンが
生ずると、プログラマブル回路は、測定値をより良く取
り扱うために、以前の試み（許容されたパラメータ内
で）とは異なるように応答する。

【００３５】低い内部電圧が、弱い結合によって、又は
高い内部負荷によって生ずる。内部コイルから外部回路
への電圧及び負荷の両方の供給は、原因及び適当な制御
応答の評価を考慮してなされる。

【００３６】図４に戻り、図３のプログラマブル回路が
組み込まれた本発明の実施の形態に係るＴＥＴシステム
を示す。ＦＰＧＡという形をとるプログラマブル回路４
０はＦＥＴ駆動部２０及び電力制御回路４３を駆動す
る。ＦＥＴ駆動部２０は、第１のコイルＬ１を駆動する
ためにトランジスタ１０を交互に切り換える。電力制御
回路４３は、ＦＥＴ１０が「オン」状態に切り換えられ
た場合には、コイルＬ１に供給された電流及び電圧を制
御する。プログラマブル回路４０は、クロックという形
のタイミング、電圧入力という形の電力と、遠隔測定法
リンクを介して皮下回路から受け取った監視値からなる
入力を受信する。プログラマブル回路４０内にある制御
機能は受信信号に依存する。

【００３７】ＩＲ遠隔測定法のリンクには本質的な一定
の限界がある。ＩＲは、送信器と受信器との間に光路を
必要とする光通信手段である。光ファイバや導波管がな
いので、ＩＲ遠隔測定法は高度に指向的であり、システ
ムを一方向で同時に作用する単一の送信器に限定してし
まう。高速のＩＲ回路の出現は、時分割多元接続方式
（ＴＤＭ）として知られている技術を使用してチャネル
多重化を可能にする。これはある限定された状況では多
重チャネル操作を可能にするが、前述の他の短所を解消
できない。

【００３８】電波（ＲＦ）遠隔測定法のリンクという形
の遠隔測定法のリンクがプログラマブル回路４０ととも
に図４に示されているが、必要なすべての監視されてい
る前記情報を送信し又は受信する可能性を提供するどん
な遠隔測定法のリンクも有効である。しかしながら、本
発明による真の多重チャネル通信手段を使用するのがよ
り好ましい。

【００３９】ＲＦトランシーバ４６は、予め定めた周波
数に同調するＲＦアンテナという形をとるアンテナ手段
４８を介して信号を受信する。代わりのものとして、ア
ンテナ手段は、第１のコイルＬ１（図５に示すように）
の全体を形成しても良い。受信されたＲＦ信号（ＲＦト
ランシーバ４６）はノイズを削減し不要な信号を除去す
るために濾過される。

【００４０】代わりに、この過程は、チャネル多帯域符
号器／復号器５０内で遂行しても良い。その後に、個々
のチャネル又は個々の監視値に復号化される。情報のチ
ャネル構造は、制御情報のための１チャネルと、監視情
報のための多数のチャネルが組み込まれている。制御情
報は、外部回路から皮下の回路に移送される。皮下回路
は、帯びている状態、血液溜の形状及び装置故障という
形で診断上の指標を外部回路に送信する。

【００４１】代わりになるものとして、内部回路は診断
上の信号とともに制御信号を外部回路に送っても良い。
単一のチャネルを介して、多数の監視値を送るために
は、時分割多元接続方式（ＴＤＭ）のような方法が採用
される。ＴＤＭを用いると、各値は各フレーム毎に繰り
返す時間系列に割り当てられる。各フレーム内では、多
数の時間系列は、各々、測定され又は監視された特性を
表す値を含む。各フレームでは、多数のチャネルの順序
は同一であり、それ故に、監視された特性の各値は、特
性用のチャネルをサンプリングすることによって得られ
る。

【００４２】ＴＤＭを明らかにする１例を示す。８個の
チャネルが各フレーム内にある場合に、フレームの周波
数に基づいて、任意の値がサンプリングされる。通常、
フレームパルス又はフレーム指標信号は、送信器及び受
信器を調整するために組み入れられる。１つのフレーム
の開始から第１のチャネル値がサンプリングされる。

【００４３】フレームの開始＋Δｔ（フレームの周期の
ｎ／８）から、第ｎのチャネルがサンプリングされる。
このようにして、多数のチャネルが直列の通信を用いた
単一の物理チャネルを通して送信される。遠隔測定法の
リンクが予め定めた回路間にされていることを保証する
ために、セキュリティ用情報のために少なくともいくつ
かのチャネルを保持することが好ましい。これは浮遊信
号の効果を最小限にするためである。

【００４４】皮下回路は、第１のコイルＬ１に類似の第
２のコイルＬ２を有する。アンテナ６８は第２のコイル
Ｌ２の近傍に設置され、ＲＦトランシーバ６６と協力し
て監視信号を外部回路に送出する。代わりに、監視信号
及び制御信号が送信しても良い。代わりに、第２のコイ
ルＬ２は、また、アンテナとして機能する。受信され送
信された外部信号と同じように、皮下で受信され送信さ
れた信号に、ホワイトノイズ及び電力信号からのクロス
トーク（漏話）の形をとるノイズが存在する。

【００４５】チャネル多帯域符号器／復号器６０はノイ
ズを濾過し、望む信号を抽出する。チャネル多帯域符号
器／復号器６０は、送信効率を増進するために適当なＲ
Ｆ信号を形成するように監視値を符号化する。受信され
復号化された信号の正確さを改善するために、前方向誤
り訂正又はパリティのような手段が採用されている。

【００４６】受信信号中に誘導されたクロストークは重
要である。ＴＥＴ装置は第１及び第２のコイルを介して
エネルギを伝達する。移送されたエネルギは、しばしば
５０ワットを越える。皮下回路と外部回路との間での通
信を必要とするＲＦ遠隔測定法の信号は、数ミリワット
の電力レベルで送信される。そのため、濾過された後に
クロストークが再混入されないことを確実にするため、
回路構成部品（外部及び皮下の両方の）を遮蔽すること
が重要である。他の実施の形態では、少なくとも受信さ
れたＲＦ信号のいくつかの特性を監視すること、該特性
に依存する値を送信すること、並びに、強度及び周波数
という形でＲＦ信号パラメータを変化させることが遠隔
測定法の強度を改善するために遂行される。

【００４７】チャネル多帯域符号器／復号器６０は、監
視手段６４からの送信用に符号化するための情報を受信
する。電圧及び電流に対する監視手段は、１つ存在する
場合には、ＡＣからＤＣへのコンバータ回路の一部を形
成する。代わりに、独立の監視手段を設けても良い。も
ちろん、監視手段は、皮下回路で及び移植された医療装
置で望まれるいくつかの特性を監視するために遂行され
る。

【００４８】図５は、内部コイルＬ２及び外部コイルＬ
１からなるＲＦ遠隔測定法のシステムを示す。外部コイ
ルＬ１から内部コイルＬ２へ送信される監視信号及び制
御信号は、コイルＬ１、Ｌ２をアンテナとして使用して
通信を行うため電力結合信号上に重ね合わされる。監視
信号及び制御信号が、電力信号の周波数に比較して高い
周波数をもつ場合には、電力信号を除去するためにロー
パスフィルタが使用される。他の方法として、信号を分
離するために、公知の周波数変調（ＦＭ）技術が用いら
れる。

【００４９】図５には、ＲＦトランシーバ４６ａが、通
信信号とともにそこに電力信号を供給するコイルＬ１を
駆動するように行動する。このような回路が、コイル間
で結合されるべき電力と通信信号とを重ね合わせる。こ
れは、独立の送信アンテナがない場合には必要である。

【００５０】ＴＥＴ装置の既知の特性のために、ＲＦ遠
隔測定法の使用が可能である。電力信号は、一般に設計
段階で良く理解されている。電力信号は内部装置を駆動
するための大きなエネルギを必要とするのに対して、Ｒ
Ｆ監視及び制御チャネルは非常に低いエネルギ（ミリワ
ット）が好ましい。ＲＦ遠隔測定法の信号は、ＧＨｚの
範囲にあるような高い周波数で送信される短距離の信号
である。

【００５１】代わりのものとして、他の予め決定された
周波数が使用される。そのようなものとしては、電力信
号によって誘導されるクロストークは、情報が抽出され
るために濾過され又は識別されなければならない。ＲＦ
通信の技術分野では、ローパスフィルタを設け又は信号
から知られた周波数を抽出することは良く知られてい
る。

【００５２】ＲＦ遠隔測定法の使用は多くの利益をもた
らす。多重チャネルは、多数の特性が監視され及び交信
されることを可能にする多重信号に用いることができ
る。さらに、ＲＦシステムは、制御及び監視信号が種々
のチャネルへ分離されることを可能にする。さらに、Ｒ
Ｆ送信は、皮膚によってあまり減衰せず、そして、比較
的色素沈着に依存しない。このことは、ＲＦ信号が、送
信源から調整不良の受信器へ、及び汚物の存在中で、障
害を乗り越えて送信することを可能にする。

【００５３】好ましくは、図４に示すように、別体のア
ンテナが周波数応答及びＳＮ比を増進するために使用さ
れる。別体のアンテナは少なくとも１つの送信周波数に
同調される。同調はアンテナを駆動するための電力要件
を削減し、受信された信号の質を増進させる。小さなＲ
ＦアンテナがコイルＬ１及びＬ２の近傍に設置されてい
る。これは、あまり空間を必要とせず、安価に製造さ
れ、交信システムの効力を増進させる。代わりに、信号
を送信及び受信するために多数のアンテナ対が用いられ
る。

【００５４】ここに記載の改良された電力結合制御機構
に関連して、ＲＦ遠隔測定システムは、位相、電圧、駆
動電流、身につけている衣装、バッテリ状況のような十
分な数の特性、及び、血液又は筋肉収縮のような他の非
本質的な特性を考慮する。各上述の特性は体内で監視さ
れＲＦ遠隔測定法を介して外部の制御及び監視回路に送
信される。代わりに、電力信号の電圧や交信信号の強度
等を示すために、ＲＦ遠隔測定法を介して皮下回路に監
視値を移送するために、また、外部監視が実行される。
ＲＦ遠隔測定法の使用は、各監視された特性が、単一の
チャネル又は、代わりにＴＤＭのような公知の方法を用
いて、多数の特性を単一のチャネルに多重送信すること
を可能にする。

【００５５】尚、図４、５中、符号４２は、増幅器を表
す。ＲＦ遠隔測定法を使用するにあたり、浮遊信号の効
果を防止し、適正な送信者から発生する信号に、回路応
答を制限するために、セキュリティ用ＩＤ又は送信者の
証明のための他の形式を保持するのが好ましい。他の多
数の実施の形態が、本発明の精神及び範囲内において含
まれる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ＴＥＴ
装置に電圧制御と自動調整を可能にして、融通性及びエ
ネルギ移送能力を増進させることができる。また、色素
沈着と関係なく皮膚を通して移送することができる双方
向の通信リンクを可能にし、さらに、全方向で双方向の
通信リンクを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例に係るバックスタ製薬（登録商標）のポ
ンプを示す概略図

【図２】従来例に係るＴＥＴ装置の回路図

【図３】ＦＰＧＡ内に設けられた電圧制御及び自動調整
集積回路を示すブロック図

【図４】本発明に係るＲＦ遠隔測定システムの部分回路
図

【図５】本発明に係るＲＦ遠隔測定システムの部分回路
図

【符号の説明】

Ｌ１，Ｌ２…コイル ２０…ＦＥＴ駆動部 ４０…プログラマブル回路（ＦＰＧＡ） ４３…電力制御回路 ４６，４６ａ，６６…ＲＦトランシーバ ５０，６０…チャネル多帯域符号器／復号器 ６４…監視手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】皮下回路は、第１のコイルＬ１に類似の第
２のコイルＬ２を有する。アンテナ６８は第２のコイル
Ｌ２の近傍に設置され、ＲＦトランシーバ６６と協力し
て監視信号を外部回路に送出する。代わりに、監視信号
及び制御信号が送信されても良い。代わりに、第２のコ
イルＬ２は、また、アンテナとして機能する。受信され
送信された外部信号と同じように、皮下で受信され送信
された信号に、ホワイトノイズ及び電力信号からのクロ
ストーク（漏話）の形をとるノイズが存在する。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のコイル、第１のコイル駆動部及び
   第２のコイルを有する経皮的エネルギ移送装置におい
   て、 該経皮的エネルギ移送装置を調整するためのシステム
   は、 ａ） 操作中に第２のコイルの特性を測定し且つ特性の
   指標を移送するための手段と、 ｂ） 第１のコイルの電圧及び電流を制御するための電
   圧制御回路と、 ｃ） 移送された特性の指標を受信し上記指標に関係す
   る信号を電圧制御回路に供給するための手段と、を有す
   ることを特徴とする経皮的エネルギ移送装置。
2. 【請求項２】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ための前記システムにおいて、前記特性は、誘導電圧及
   び負荷電流を含むことを特徴とする請求項１記載の経皮
   的エネルギ移送装置。
3. 【請求項３】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ための前記システムにおいて、供給された前記信号は、
   前記第１のコイルに導入された電力を制御するための制
   御信号であることを特徴とする請求項２記載の経皮的エ
   ネルギ移送装置。
4. 【請求項４】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ための前記システムにおいて、前記移送は電波遠隔測定
   法を用いて遂行されることを特徴とする請求項１記載の
   経皮的エネルギ移送装置。
5. 【請求項５】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ための前記システムにおいて、少なくとも１つの特性は
   電波信号の強度であることを特徴とする請求項４記載の
   経皮的エネルギ移送装置。
6. 【請求項６】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ための前記システムにおいて、第１のコイルの信号を調
   整する調整回路を有することを特徴とする請求項１記載
   の経皮的エネルギ移送装置。
7. 【請求項７】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ためのシステムは、前記調整回路及び前記電圧制御回路
   が、単一の集積された制御調整回路を形成することを特
   徴とする請求項６記載の経皮的エネルギ移送装置。
8. 【請求項８】 前記経皮的エネルギ移送装置を調整する
   ためのシステムは、１つの特性は位相であることを特徴
   とする請求項６記載の経皮的エネルギ移送装置。
9. 【請求項９】 経皮的エネルギ移送装置において電力結
   合を制御し且つ調整する方法は、 操作及び少なくとも１つの特性の指標の移送をする間
   に、第２のコイルの少なくとも１つの特性を測定し、少
   なくとも１つの特性の移送された指標を受信し、且つ受
   信された指標に依存して第１のコイルに供給された信号
   の少なくとも１つの特性を変化させることを特徴とする
   経皮的エネルギ移送装置の電力結合の制御及び調整方
   法。
10. 【請求項１０】 前記経皮的エネルギ移送装置の電力結
    合の制御及び調整方法は、少なくとも１つの特性が誘導
    電圧であることを特徴とする請求項９記載の経皮的エネ
    ルギ移送装置の電力結合の制御及び調整方法。
11. 【請求項１１】 前記経皮的エネルギ移送装置の電力結
    合の制御及び調整方法は、少なくとも１つの特性が負荷
    電流であることを特徴とする請求項９記載の経皮的エネ
    ルギ移送装置の電力結合の制御及び調整方法。
12. 【請求項１２】 前記経皮的エネルギ移送装置の電力結
    合の制御及び調整方法は、少なくとも１つの特性が位相
    であることを特徴とする請求項９記載の経皮的エネルギ
    移送装置の電力結合の制御及び調整方法。
13. 【請求項１３】 前記経皮的エネルギ移送装置の電力結
    合の制御及び調整方法は、第１のコイルに供給された信
    号の少なくとも１つの特性を変化させる前記過程が、以
    前の変化に依存して実行されることを特徴とする請求項
    ９記載の経皮的エネルギ移送装置の電力結合の制御及び
    調整方法。
14. 【請求項１４】 前記経皮的エネルギ移送装置の電力結
    合の制御及び調整方法は、第１のコイルに供給された信
    号の少なくとも１つの特性を変化させる前記過程が、装
    置換算に依存して実行されることを特徴とする請求項９
    記載の経皮的エネルギ移送装置の電力結合の制御及び調
    整方法。
15. 【請求項１５】 経皮的エネルギ移送システムでの使用
    のための電波遠隔測定法の送信器は、 ａ） 第１のコイルと結合し電波信号を電力信号に重ね
    合わせるための第１の電波トランシーバと、 ｂ） 前記第１の電波トランシーバによって受信された
    電波信号から情報を抽出するための第１の信号濾過抽出
    手段と、 ｃ） 第２のコイルと結合する第２の電波トランシーバ
    と、 ｄ） 前記第２の電波トランシーバによって受信された
    電波信号から情報を抽出するための第２の信号濾過抽出
    手段と、を有することを特徴とする電波遠隔測定法の移
    送装置。
16. 【請求項１６】 経皮的エネルギ移送装置は、 第１のコイル駆動部と接続した第１のコイル、アンテ
    ナ、該アンテナと接続し電波信号を移送し及び受信する
    ための第１の電波トランシーバ、並びに第１の電波トラ
    ンシーバによって受信された電波信号から情報を抽出す
    るための第１の信号濾過抽出手段を有する第１の回路
    と、 第２のコイル、第２のアンテナ、該第２のアンテナと接
    続する第２の電波トランシーバ、及び第２の電波トラン
    シーバによって受信された電波信号から情報を抽出する
    ための第２の信号濾過抽出手段を有する第２の回路と、
    を有することを特徴とする経皮的エネルギ移送装置。
17. 【請求項１７】 前記経皮的エネルギ移送装置は、 ａ） 操作及び特性の指標の移送中に前記第２のコイル
    の特性を測定するための手段と、 ｂ） 受信された制御信号に依存して前記第１のコイル
    を流れる電流及び電圧を制御するための電圧制御回路
    と、 ｃ） 移送された特性の指標を受信し上記指標に依存す
    る制御信号を前記電圧制御回路に供給する手段とを有す
    ることを特徴とする請求項１６に記載の経皮的エネルギ
    移送装置。