KR20230019885A - 페이스 신호의 임펄스를 전달하고 페이스메이커 리드의 단일 도체를 통해 심장 반응을 감지하도록 동작하는 페이스메이커 - Google Patents

Abstract

페이스메이커 시스템은 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로(DSC)를 포함한다. DSC는 기준 신호에 기초하여 전기 자극을 포함하는 페이스 신호를 생성한'다. DSC는 피험자의 심혈관계의 심장 동작을 용이하게 하기 위해 피험자의 심전도 시스템의 전기적으로 반응하는 부분에 페이스메이커 리드를 통해 페이스 신호를 제공한다. DSC는, 페이스메이커 리드를 통해, 페이스 신호에 응답하여 생성되고 페이스메이커 리드에 전기적으로 결합되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 감지하고, 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성한다. DSC는 메모리를 포함 및/또는 메모리에 결합되고 DSC에 기준 신호를 제공하는 하나 이상의 처리 모듈들에 디지털 정보를 제공한다.

Description

페이스 신호의 임펄스를 전달하고 페이스메이커 리드의 단일 도체를 통해 심장 반응을 감지하도록 동작하는 페이스메이커

연방 지원 연구 또는 개발에 관한 성명서

해당 없음

컴팩트 디스크에 제출된 자료의 참조에 의한 통합

해당 없음

기술분야

본 발명은 일반적으로 데이터 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 의료 및/또는 치료 관련 어플리케이션 내에 포함되는 감지된 데이터 수집 및/또는 통신에 관한 것이다.

센서들은 가정 내 자동화에서 산업 시스템, 헬스 케어, 운송 등에 이르기까지 다양한 애플리케이션들에서 사용된다. 예를 들어, 센서들은 다양한 애플리케이션들을 위해 인체, 자동차, 항공기, 보트, 선박, 트럭, 오토바이, 휴대폰, 텔레비전, 터치 스크린, 산업 공장, 기기, 모터, 계산대 등에 배치된다.

일반적으로, 센서는 물리량을 전기 또는 광 신호로 변환한다. 예를 들어, 센서는 생물학적 조건, 화학적 조건, 전기적 조건, 전자기적 조건, 온도, 자기적 조건, 기계적 움직임(위치, 속도, 가속도, 힘, 압력), 광학적 조건 및/또는 방사능 조건 등과 같은 물리적 현상을 전기적 신호로 변환한다.

센서는 하나의 형태의 에너지(예를 들어, 힘)를 다른 형태의 에너지(예를 들어, 전기 신호)로 변환하는 기능을 하는 트랜스듀서(transducer)를 포함한다. 센서들의 다양한 애플리케이션들을 지원하기 위한 다양한 트랜스듀서들이 있다. 예를 들어, 트랜스듀서는 커패시터, 압전(piezoelectric) 트랜스듀서, 압전 저항(piezoresistive) 트랜스듀서, 열 트랜스듀서, 열전대(thermal-couple), 포토레지스터, 포토다이오드, 및/또는 포토트랜지스터와 같은 광전도(photoconductive) 트랜스듀서이다.

센서 회로는 센서에 전력을 제공하고 센서로부터 물리적 현상을 나타내는 신호를 수신하기 위해 센서에 결합된다. 센서 회로는 센서에 대한 적어도 3개의 전기 연결부들, 즉 하나는 전원 공급 장치용이고; 다른 하나는 공통 전압 기준(예를 들어, 접지)용이고; 세 번째는 물리적 현상을 나타내는 신호 수신용인 전기 연결부들을 포함한다. 물리적 현상을 나타내는 신호는 물리적 현상이 (물리적 현상을 감지하는 범위에 대해) 한 극단에서 다른 극단으로 변함에 따라 전원 공급 전압에서 접지로 변할 것이다.

센서 회로들은 수신된 센서 신호들을 처리를 위해 하나 이상의 컴퓨팅 장치들에 제공한다. 컴퓨팅 장치는 데이터를 통신하고, 데이터를 처리하고, 및/또는 데이터를 저장하는 것으로 알려져 있다. 컴퓨팅 장치는 매시간 수백만 건의 웹 검색, 주식 거래 또는 온라인 구매를 지원하는 휴대폰, 랩탑, 태블릿, 개인용 컴퓨터(PC), 워크스테이션, 비디오 게임 장치, 서버 및/또는 데이터 센터일 수 있다.

컴퓨팅 장치는 다양한 애플리케이션들에 대한 센서 신호들을 처리한다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 센서 신호들을 처리하여 수송 동안 냉장 트럭(refrigerated truck) 내의 다양한 항목들의 온도들을 결정한다. 다른 예로서, 컴퓨팅 장치는 센서 신호들을 처리하여 터치스크린 상의 터치를 결정한다. 또 다른 예로서, 컴퓨팅 장치는 센서 신호들을 처리하여 제품의 생산 라인에서 다양한 데이터 포인트들을 결정한다.

도 1은 본 발명에 따른 통신 시스템의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 2는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 3은 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 4는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 5a는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치의 개략적인 플롯 다이어그램(plot diagram)이다;
도 5b는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 5c는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 5d는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 5e는 본 발명에 따른 컴퓨팅 서브시스템의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 6은 본 발명에 따른 구동 센터 회로(drive center circuit)의 개략적인 블록도이다;
도 6a는 본 발명에 따른 구동 감지 회로(drive sense circuit)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 7은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 일 예이다;
도 8은 본 발명에 따른 센서 그래프의 일 예이다;
도 9는 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 10은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 11은 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 11a는 본 발명에 따른 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 12는 본 발명에 따른 전력 신호 변화 검출 회로의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 13은 본 발명에 따른 구동 감지 회로의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 14는 본 발명에 따른 전극과 상호작용하는 DSC의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 15는 본 발명에 따른 전극과 상호작용하는 DSC의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다;
도 16a는 본 발명에 따라 전극에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 16b는 본 발명에 따라 전극에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 17은 본 발명에 따른 하나 이상의 페이스메이커 및/또는 피험자와 관련된 감지 리드(sensing leads)에 따라 동작하고, 또한 피험자의 심장의 일부의 그림 표현을 포함하는 회로부의 일 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 18은 본 발명에 따른 일반/정상 심전도(ECG)(또한 EKG라고도 함)의 일 예를 도시하는 개략적인 블록도이다;
도 19는 본 발명에 따라 전극에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 20은 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성된 다수의 DSC들의 일 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 21a, 21b, 및 21c는 본 발명에 따라 하나 이상의 DSC들에 의해 서비스되도록 동작할 수 있는 다양한 유형의 페이스메이커들의 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 21d는 본 발명에 따른 하나 이상의 장치들에 의해 실행되는 방법의 일 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 22는 페이싱 신호의 전형적인 위치를 보여주는 전형/정상 심전도(ECG)(또는 EKG라고도 함)의 일 예를 보여주는 개략적인 블록도이고, 또한 펄스 신호 임펄스 진폭과 캡처를 용이하게 하고 본 발명에 따른 개략적인 차단에 실패하는 펄스 폭 지속시간 사이의 관계의 그림 표현을 포함한다;
도 23a 및 23b는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 페이싱 신호들의 예들의 개략적인 블록도들이다;
도 24a 및 24b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성된 DSC들의 다른 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 25a 및 25b는 빈맥을 유발할 수 있는 피험자의 심장 내 추가 경로들의 실시예들 및 각각 전극들에 대한 구동 신호들, 본 발명에 따라 피험자 내에서 빈맥을 감소시키거나 제거하는 능력을 제공할 능력을 동시에 구동하고 감지하도록 구성된 하나 이상의 DSC들의 개략적인 블록도들이다;
도 26a 및 26b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성되고, 전류 싱크 신호들을 제공하기 위한 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 27a 및 27b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성되고, 전류원 또는 전류 싱크 신호들을 제공하기 위한 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 28a, 28b 및 28c는 본 발명에 따라, 각각 구동 신호들을 전극들로 구동 및 감지하도록 동시에 구성되고, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들 걸쳐 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 29a 및 29b는 본 발명에 따라, 각각 구동 신호들을 전극들로 구동 및 감지하도록 동시에 동작하고, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들 걸쳐 싱글-엔디드(single-ended) 또는 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 DSC들에 의해 서비스되는 외피의 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 29c는 본 발명에 따른 외피의 감지 및/또는 자극 지점들에 대한 전극들의 연결성을 보여주는 외피의 일 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 29d는 본 발명에 따른 피험자의 하나 이상의 신체 부위에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 외피의 실시예들의 개략적인 블록도를 포함한다;
도 29e는 본 발명에 따른 양측 대칭 비교 분석에 기초한 c추세 추적을 수행하기 위해 피험자의 하나 이상의 신체 부위에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 외피의 실시예들의 개략적인 블록도를 포함한다;
도 29f는 발명에 따른 적응을 포함하는 신체 활동 동안 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 하나 이상의 외피의 일 실시예의 개략적인 블록도를 포함한다;
도 29g는 본 발명에 따라 제어 콘솔과 통신하는 외피의 실시예의 개략적인 블록도를 포함한다;
도 30은 본 발명에 따라 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 걸쳐 싱들-엔디드 또는 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 하나 이상의 DSC들에 의해 서비스되는 하나 이상의 전극들의 실시예의 개략적인 블록도이다;
도 31a 및 31b는 본 발명에 따라 피험자의 건강 상태의 진단을 돕기 위해 하나 이상의 전극들의 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링의 실시예들의 개략적인 블록도들이다;
도 32는 본 발명에 따른 전극들을 통해 ECG 스티커에 결합된 DSC들에 의해 서비스되는 새로운 심전도(ECG)(또는 EKG라고도 함) 기계의 일 실시예의 개략적인 블록도이다; 그리고
도 33은 본 발명에 따른 하나 이상의 장치들에 의해 실행되는 또 다른 방법의 일 실시예의 개략적인 블록도이다.

도 1은 복수의 컴퓨팅 장치들(12 내지 10), 하나 이상의 서버들(22), 하나 이상의 데이터베이스들(24), 하나 이상의 네트워크들(26), 복수의 구동 감지 회로들(28), 복수의 센서들(30) 및 복수의 액추에이터들(32)를 포함하는 통신 시스템(10)의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 컴퓨팅 장치들(18)은 센서들 및 구동 센서 회로들을 갖는 터치스크린(16)을 포함하고 컴퓨팅 장치들(18)은 센서들, 액추에이터들, 및 구동 감지 회로들을 포함하는 터치 및 촉각 스크린(20)을 포함한다.

센서(30)는 물리적 입력을 전기적 출력 및/또는 광학적 출력으로 변환하는 기능을 한다. 센서의 물리적 입력은 다양한 물리적 입력 조건들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 물리적 조건은, 이에 제한되는 것은 아니나, 음파(예를 들어, 진폭, 위상, 편광, 스펙트럼 및/또는 파동 속도); 생물학적 및/또는 화학적 조건(예를 들어, 유체 농도, 레벨, 조성물 등); 전기적 조건(예를 들어, 전하, 전압, 전류, 전도도, 유전율, 진폭, 위상 및/또는 분극을 포함하는 전기장); 자기적 조건(예를 들어, 플럭스, 투자율, 진폭, 위상 및/또는 분극인 자기장); 광학 조건(예를 들어, 굴절률, 반사율, 흡수 등); 열 조건(예를 들어, 온도, 플럭스, 비열, 열전도율 등); 및 기계적 조건(예를 들어, 위치, 속도, 가속도, 힘, 변형률, 응력, 압력, 토크 등) 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 압전 센서는 힘이나 압력을 전기 신호로 변환한다. 다른 예로서, 마이크는 가청 음파를 전기 신호로 변환한다.

다양한 유형의 물리적 조건들을 감지하는 다양한 유형의 센서들이 있다. 센서 유형들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 커패시터 센서, 유도 센서, 가속도계, 압전 센서, 광 센서, 자기장 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 적외선(IR) 센서, 터치 센서, 근접 센서, 압력 센서, 레벨 센서, 스모크 센서 및 가스 센서를 포함한다. 여러 가지 면에서, 센서들은 실제 세계 조건을, 이에 제한되는 것은 아니나, 의료 애플리케이션, 생산 자동화 애플리케이션, 가정 환경 제어, 공공 안전 등을 포함하는 광범위한 애플리케이션을 위한 컴퓨팅 장치들에 의해 처리되는 디지털 신호로 변환함으로써 물리적 세계와 디지털 세계 사이의 인터페이스로 기능한다.

다양한 유형의 센서들은 센서들에 전원을 공급하고, 센서들로부터 신호들을 수신하고, 및/또는 센서들로부터 신호들을 해석하는 요소들인 다양한 센서 특성들을 갖는다. 센서 특성들은 저항, 리액턴스, 전력 요구 사항, 감도, 범위, 안정성, 반복성, 선형성, 오류, 응답 시간 및/또는 주파수 응답을 포함한다. 예를 들어, 저항, 리액턴스 및/또는 전력 요구사항들은 구동 회로 요구사항들을 결정하는 요소들이다. 다른 예로서, 감도, 안정성 및/또는 선형은 수신된 전기 및/또는 광학 신호(예를 들어, 온도, 압력 측정 등)를 기반으로 물리적 조건의 측정을 해석하기 위한 요소이다.

액추에이터(32)는 전기적 입력을 물리적 출력으로 변환한다. 액추에이터의 물리적 출력은 다양한 물리적 출력 조건들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 물리적 출력 조건은, 이에 제한되는 것은 아니나, 음파(예를 들어, 진폭, 위상, 편광, 스펙트럼 및/또는 파동 속도); 자기 조건(예를 들어, 플럭스, 투자율, 진폭, 위상 및/또는 분극인 자기장); 열 조건(예를 들어, 온도, 플럭스, 비열, 열 전도율 등); 및 기계적 조건(예를 들어, 위치, 속도, 가속도, 힘, 변형률, 응력, 압력, 토크 등) 중 하나 이상을 포함한다. 일 예로서, 압전 액추에이터는 전압을 힘 또는 압력으로 변환한다. 다른 예로서, 스피커는 전기 신호를 가청 음파로 변환한다.

액추에이터(32)는 다양한 액추에이터들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(32)는 콤(comb) 드라이브, 디지털 마이크로 미러 장치, 전기 모터, 전기 활성 폴리머, 유압 실린더, 압전 액추에이터, 공압 액추에이터, 스크류 잭, 서보 메커니즘, 솔레노이드, 스테퍼 모터, 형상 기억 허용, 열 바이모프(bimorph) 및 유압 액츄에이터 중 하나이다.

다양한 유형의 액츄에이터들은 액츄에이터에 전원을 공급하고 원하는 성능을 위해 액츄에이터에 신호들을 보내는 요인들인 다양한 액츄에이터 특성들을 가지고 있다. 액추에이터 특성들은 저항, 리액턴스, 전력 요구 사항, 감도, 범위, 안정성, 반복성, 선형성, 오류, 응답 시간 및/또는 주파수 응답을 포함한다. 예를 들어, 저항, 리액턴스 및 전력 요구사항들은 구동 회로 요구사항들을 결정하는 요소들이다. 다른 예로서, 감도, 안정성 및/또는 선형은 원하는 물리적 출력 조건을 얻기 위해 액추에이터에 보낼 신호를 생성하기 위한 요소들이다.

컴퓨팅 장치들(12, 14 및 18)은 각각 휴대용 컴퓨팅 장치 및/또는 고정 컴퓨팅 장치일 수 있다. 휴대용 컴퓨팅 장치는 소셜 네트워킹 장치, 게임 장치, 휴대 전화, 스마트 폰, 디지털 어시스턴트, 디지털 음악 플레이어, 디지털 비디오 플레이어, 랩톱 컴퓨터, 헨드헬드 컴퓨터, 태블릿, 비디오 게임 컨트롤러, 및/또는 컴퓨팅 코어를 포함하는 임의의 다른 휴대용 장치일 수 있다. 고정 컴퓨팅 장치는 컴퓨터(PC), 컴퓨터 서버, 케이블 셋톱 박스, 위성 수신기, 텔레비전 세트, 프린터, 팩스, 홈 엔터테인먼트 장비, 비디오 게임 콘솔 및/또는 모든 유형의 가정 또는 사무실 컴퓨팅 장비일 수 있다. 컴퓨팅 장치들(12, 14 및 18)은 도 2 내지 4 중 하나 이상을 참조하여 더 상세히 논의될 것이다.

서버(22)는 대량의 데이터 요청을 병렬로 처리하기 위해 최적화되는 특정 유형의 컴퓨팅 장치이다. 서버(22)는 더 강력한 처리 모듈, 더 많은 메인 메모리, 및/또는 더 많은 하드 드라이브 메모리(예를 들어, 솔리드 스테이트, 하드 드라이브 등)를 갖는 컴퓨팅 장치들(12, 14 및/또는 18)의 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함한다. 또한, 서버(22)는 일반적으로 원격으로 액세스된다; 따라서 일반적으로 사용자 입력 장치들 및/또는 사용자 출력 장치들을 포함하지 않는다. 추가로, 서버는 독립형 개별 컴퓨팅 장치일 수 있고/있거나 클라우드 컴퓨팅 장치일 수 있다.

데이터베이스(24)는 대규모 데이터 저장 및 검색에 최적화된 특수한 유형의 컴퓨팅 장치이다. 데이터베이스(24)는 더 많은 하드 드라이브 메모리(예를 들어, 솔리드 스테이트, 하드 드라이브 등) 및 잠재적으로 더 많은 처리 모듈들 및/또는 메인 메모리를 갖는 컴퓨팅 장치들(12, 14 및/또는 18)의 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함한다. 또한, 데이터베이스(24)는 일반적으로 원격으로 액세스된다; 따라서 일반적으로 사용자 입력 장치들 및/또는 사용자 출력 장치들을 포함하지 않는다. 추가로, 데이터베이스(24)는 독립형 개별 컴퓨팅 장치일 수 있고/있거나 클라우드 컴퓨팅 장치일 수 있다.

네트워크(26)는 하나 이상의 근거리 통신망(local area network; LAN) 및/또는 하나 이상의 광역 통신망(wide area network; WAN)를 포함하며, 이는 공용 네트워크 및/또는 사설 네트워크일 수 있다. LAN은 무선 LAN(예를 들어, Wi-Fi 액세스 포인트, 블루투스(Bluetooth), 지그비(ZigBee) 등) 및/또는 유선 네트워크(예를 들어, 펌웨어, 이더넷 등)일 수 있다. WAN은 유선 및/또는 무선 WAN일 수 있다. 예를 들어, LAN은 개인 가정이나 기업의 무선 네트워크일 수 있고 WAN은 인터넷, 휴대폰 인프라 및/또는 위성 통신 인프라이다.

동작의 일 예에서, 컴퓨팅 장치(12-1)는 복수의 구동 감지 회로들(28)과 통신하며, 이는 차례로 복수의 센서들(30)과 통신한다. 센서들(30) 및/또는 구동 감지 회로들(28)은 컴퓨팅 장치(12-1) 내에 및/또는 컴퓨팅 장치 외부에 있다. 예를 들어, 센서들(30)은 컴퓨팅 장치(12-1)의 외부에 있을 수 있고, 구동 감지 회로들은 컴퓨팅 장치(12-1) 내에 있다. 다른 예로서, 센서들(30) 및/또는 구동 감지 회로들(28) 모두는 컴퓨팅 장치(12-1) 외부에 있다. 구동 감지 회로들(28)이 컴퓨팅 장치의 외부에 있을 경우, 이들은 도 5a 내지 5c 중 하나 이상을 참조하여 더 상세히 논의되는 바와 같이 유선 및/또는 무선 통신 링크들을 통해 컴퓨팅 장치(12-1)에 결합된다.

컴퓨팅 장치(12-1)는 구동 감지 회로들(28)과 통신하여, (a) 이들을 턴 온하고, (b) 센서들로부터 (개별적으로 및/또는 집합적으로) 데이터를 획득하고, (c) 감지된 데이터를 컴퓨팅 장치(12-1)로 통신하는 방법에 대해 구동 감지 회로에 지시하고, (d) 센서들과 함께 사용하기 위한 시그널링 속성들(예를 들어, DC 레벨, AC 레벨, 주파수, 전력 레벨, 조정된 전류 신호, 조정된 전압 신호, 임피던스의 조정, 다양한 센서들에 대한 주파수 패턴들, 상이한 감지 애플리케이션들에 대한 상이한 주파수들 등)을 제공하고, 및/또는 (e) 다른 명령들 및/또는 지시들을 제공한다.

특정 예로서, 센서들(30)은 파이프라인의 섹션 내의 유량 및/또는 압력을 측정하기 위해 파이프라인을 따라 분포된다. 구동 감지 회로들(28)은 그들 자신의 전원(예를 들어, 배터리, 전원 공급 장치 등)을 가지며 그들 각각의 센서들(30)에 근접하여 위치된다. 원하는 시간 간격들(밀리초, 초, 분, 시간 등)에서, 구동 감지 회로들(28)은 조정된 소스 신호 또는 전력 신호를 센서들(30)에 제공한다. 센서(30)의 전기적 특성은 조정된 소스 신호 또는 전력 신호에 영향을 미치며, 이는 센서가 감지하고 있는 조건(예를 들어, 유량 및/또는 압력)을 반영한다.

구동 감지 회로들(28)은 센서들의 전기적 특성들의 결과로서 조정된 소스 신호 또는 전력 신호들에 대한 영향들을 검출한다. 그런 다음 구동 감지 회로들(28)은 전력 신호들에 대한 검출된 영향들에 기초하여 조정된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호들을 생성한다. 조정된 소스 신호들 또는 전력 신호들에 대한 변화들은 센서들(30)에 의해 감지되는 조건들을 나타낸다.

구동 감지 회로들(28)은 조건들의 대표 신호들을 컴퓨팅 장치(12-1)에 제공한다. 대표 신호는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 어느 경우든, 컴퓨팅 장치(12-1)는 파이프라인을 따라 각각의 센서 위치에서 압력 및/또는 유량을 결정하기 위해 대표 신호들을 해석한다. 그런 다음 컴퓨팅 장치는 이 정보를 서버(22), 데이터베이스(24), 및/또는 저장 및/또는 추가 처리를 위한 다른 컴퓨팅 장치에 제공할 수 있다.

동작의 다른 예로서, 컴퓨팅 장치(12-2)는 차례로 센서(30)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합된다. 센서(30) 및/또는 구동 감지 회로(28)는 컴퓨팅 장치(12-2)의 내부 및/또는 외부에 있을 수 있다. 이 예에서, 센서(30)는 컴퓨팅 장치(12-2)에 특정한 조건을 감지하고 있다. 예를 들어, 센서(30)는 온도 센서, 주변 광 센서, 주변 노이즈 센서 등일 수 있다. 전술한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(12-2)에 의해 지시(연속적인 감지를 위한 디폴트 설정일 수 있거나 규칙적인 간격일 수 있음)될 때, 구동 감지 회로(28)는 조정된 소스 신호 또는 전력 신호를 센서(30)에 제공하고, 센서의 전기적 특성에 기초하여 조정된 소스 신호 또는 전력 신호에 대한 영향을 검출한다. 구동 감지 회로는 영향의 대표적인 신호를 생성하고 이를 컴퓨팅 장치(12-2)로 전송한다.

동작의 다른 예에서, 컴퓨팅 장치(12-3)는 복수의 센서들(30)에 결합되는 복수의 구동 감지 회로들(28)에 결합되고, 복수의 액추에이터들(32)에 결합되는 복수의 구동 감지 회로들(28)에 결합된다. 상기 설명에 따라 센서들(30)에 결합된 구동 감지 회로들(28)의 일반적 기능.

액추에이터(32)는 본질적으로 액추에이터가 전기 신호를 물리적 조건으로 변환하지만, 센서가 물리적 조건을 전기 신호로 변환한다는 점에서 센서의 역이므로, 구동 감지 회로들(28)은 액추에이터들(32)에 전력을 공급하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 이 예에서, 컴퓨팅 장치(12-3)는 액추에이터들(32)에 대한 구동 감지 회로들(28)에 작동 신호들을 제공한다. 구동 감지 회로들은 액추에이터들(32)에 제공되는 전력 신호들 또는 조정된 제어 신호들에 대해 작동 신호들을 변조한다. 액추에이터들(32)은 전력 신호들 또는 조정된 제어 신호들로부터 전력을 공급받고, 변조된 작동 신호들로부터 원하는 물리적 조건을 생성한다.

동작의 다른 예로서, 컴퓨팅 장치(12-x)는 센서(30)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합되고, 액추에이터(32)에 결합되는 구동 감지 회로(28)에 결합된다. 이 예에서, 센서(30) 및 액추에이터(32)는 컴퓨팅 장치(12-x)에 의해 사용하기 위한 것이다. 예를 들어, 센서(30)는 압전 마이크로폰일 수 있고, 액추에이터(32)는 압전 스피커일 수 있다.

도 2는 컴퓨팅 장치(12)(예를 들어, 12-1 내지 12-x 중 어느 하나)의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 컴퓨팅 장치(12)는 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 처리 모듈들(42), 하나 이상의 메인 메모리들(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 처리 모듈(48), 디스플레이(50), 입력-출력(I/O) 주변기기 제어 모듈(50), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈들(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈들(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈들(60), 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈들(62)을 포함한다. 처리 모듈(42)은 본 발명 섹션의 상세한 설명의 끝에서 더 자세히 설명되며, 대안적인 실시예에서, 메인 메모리(들)(44)에 대한 방향 연결(direction connection)을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 코어 제어 모듈(40) 및 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)은 칩셋, 퀵 패스 인터커넥트(Quick Path Interconnect; QPI) 및/또는 울트라 패스 인터커넥트(Ultra-Path Interconnect; UPI)와 같은 하나의 모듈이다.

메인 메모리들(44) 각각은 하나 이상의 랜덤 액세스 메모리(RAM) 집적 회로들 또는 칩들을 포함한다. 예를 들어, 메인 메모리(44)는 각각이 2,400 MHz의 속도로 실행되는 4개의 DDR4(4세대 이중 데이터 속도) RAM 칩들을 포함한다. 일반적으로, 메인 메모리(44)는 처리 모듈(42)과 가장 관련된 데이터 및 동작 명령어들을 저장한다. 예를 들어, 코어 제어 모듈(40)은 메인 메모리(44) 및 메모리(64 내지 66)로부터의 데이터 및/또는 동작 명령어들의 전송을 조정한다. 메모리(64 내지 66)로부터 검색된 데이터 및/또는 동작 명령어들은 처리 모듈이 요청한 데이터 및/또는 동작 명령어들이거나 처리 모듈에서 가장 필요할 가능성이 높다. 처리 모듈이 메인 메모리의 데이터 및/또는 동작 명령어들로 완료되면, 코어 제어 모듈(40)은 업데이트된 데이터를 저장을 위해 메모리(64 내지 66)로 보내는 것을 조정한다.

메모리(64 내지 66)는 하나 이상의 하드 드라이브들, 하나 이상의 솔리드 스테이트 메모리 칩들 및/또는 캐시 메모리와 메인 메모리 장치들과 비교하여 저장된 데이터 양당 비용 상대적으로 저렴한 하나 이상의 다른 대용량 저장 장치를 포함한다. 메모리(64 내지 66)는 I/O를 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)를 통해 그리고 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈들(62)을 통해 코어 제어 모듈(40)에 결합된다. 일 실시예에서, I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)은 주변기기 컴포넌트들이 코어 제어 모듈(40)에 연결되는 하나 이상의 주변기기 컴포넌트 인터페이스(Peripheral Component Interface; PCI) 버스들을 포함한다. 메모리 인터페이스 모듈(62)은 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)에 메모리 장치를 결합하기 위한 소프트웨어 드라이버 및 하드웨어 커넥터를 포함한다. 예를 들어, 메모리 인터페이스(62)는 직렬 고급 기술 결합(Serial Advanced Technology Attachment; SATA) 포트에 따른다.

코어 제어 모듈(40)은 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52), 네트워크 인터페이스 모듈(들)(60) 및 네트워크 카드(68 또는 70)를 통해 처리 모듈(들)(42)과 네트워크(들)(26) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 네트워크 카드(68 또는 70)는 무선 통신 유닛 또는 유선 통신 유닛을 포함한다. 무선 통신 유닛은 근거리 무선 통신망(wireless local area network; WLAN) 통신 장치, 셀룰러 통신 장치, 블루투스 장치 및/또는 지그비 통신 장치를 포함한다. 유선 통신 유닛은 기가비트 LAN 연결, 방화벽 연결 및/또는 독점 컴퓨터 유선 연결을 포함한다. 메모리 인터페이스 모듈(60)은 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)에 네트워크 카드를 결합하기 위한 소프트웨어 드라이버 및 하드웨어 커넥터를 포함한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스 모듈(60)은 IEEE 802.11, 셀룰러 전화 프로토콜, 10/100/1000 기가비트 LAN 프로토콜 등의 하나 이상의 버전들에 따른다.

코어 제어 모듈(40)은 입력 인터페이스 모듈(들)(56)과 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)을 통해 처리 모듈(들)(42)과 입력 장치(들)(72) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 입력 장치(72)는 키패드, 키보드, 제어 스위치들, 터치 패드, 마이크, 카메라 등을 포함한다. 입력 인터페이스 모듈(56)은 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)에 메모리 장치를 결합하기 위한 소프트웨어 드라이버 및 하드웨어 커넥터를 포함한다. 일 실시예에서, 입력 인터페이스 모듈(56)은 하나 이상의 범용 직렬 버스(USB) 프로토콜들에 따른다.

코어 제어 모듈(40)은 출력 인터페이스 모듈(들)(58)과 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)을 통해 처리 모듈(들)(42)과 입력 장치(들)(72) 사이의 데이터 통신을 조정한다. 출력 장치(74)는 스피커 등을 포함한다. 출력 인터페이스 모듈(58)은 I/O 및/또는 주변기기 제어 모듈(52)에 출력 장치를 결합하기 위한 소프트웨어 드라이버 및 하드웨어 커넥터를 포함한다. 일 실시예에서, 출력 인터페이스 모듈(56)은 하나 이상의 오디오 코덱 프로토콜들에 따른다.

처리 모듈(42)은 비디오 그래픽 처리 모듈(48)과 직접 통신하여 디스플레이(50)에 데이터를 디스플레이한다. 디스플레이(50)는 LED(발광 다이오드) 디스플레이, LCD(액정 디스플레이), 및/또는 다른 유형의 디스플레이 기술을 포함한다. 디스플레이에는 분해능, 가로세로비 및 디스플레이 품질에 영향을 미치는 기타 특징들이 있다. 비디오 그래픽 처리 모듈(48)은 처리 모듈(42)로부터 데이터를 수신하고, 데이터를 처리하여 디스플레이의 특성들에 따라 렌더링된 데이터를 생성하고, 렌더링된 데이터를 디스플레이(50)에 제공한다.

도 2는 입력 인터페이스 모듈(56)(예를 들어, USB 포트)에 결합된 구동 감지 회로들(28)에 결합된 센서들(30) 및 액추에이터들(32)을 추가로 예시한다. 대안적으로, 구동 감지 회로들(28) 중 하나 이상은 무선 네트워크 카드(예를 들어, WLAN) 또는 유선 네트워크 카드(예를 들어, 기가비트 LAN)를 통해 컴퓨팅 장치에 결합된다. 도시되지는 않았지만, 컴퓨팅 장치(12)는 코어 제어 모듈(40)에 결합된 BIOS(Basic Input Output System) 메모리를 더 포함한다.

도 3은 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 처리 모듈들(42), 하나 이상의 메인 메모리들(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 처리 모듈(48), 터치스크린(16), 입력-출력(I/O) 주변기기 제어 모듈(52), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈들(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈들(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈들(60), 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈들(62)을 포함하는 컴퓨팅 장치(14)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 터치스크린(16)은 터치스크린 디스플레이(80), 복수의 센서들(30), 복수의 구동 감지 회로들(DSC), 및 터치스크린 처리 모듈(82)을 포함한다.

컴퓨팅 장치(14)는 입력 장치로서 터치스크린이 추가된 도 2의 컴퓨팅 장치(12)와 유사하게 동작한다. 터치스크린은 스크린의 근위 터치를 검출하기 위한 복수의 센서들(예를 들어, 전극들, 커패시터 감지 셀들, 커패시터 센서들, 유도 센서들 등)을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 손가락들이 스크린을 터치할 때, 터치(들)에 근접한 센서들의 정전용량이 영향을 받는다(예를 들어, 임피던스가 변화됨). 영향을 받는 센서들에 결합된 구동 감지 회로들(DSC)은 변경을 검출하고 터치스크린 처리 모듈(36)에 변경 표시를 제공하며, 이는 별도의 처리 모듈일 수 있거나 처리 모듈(42)에 통합될 수 있다.

터치스크린 처리 모듈(82)은 구동 감지 회로들(DSC)로부터의 대표적인 신호들을 처리하여 터치(들)의 위치를 결정한다. 이 정보는 입력으로서 처리하기 위해 처리 모듈(42)에 입력된다. 예를 들어, 터치는 스크린 상의 버튼 선택, 스크롤 기능, 줌 인-아웃(zoom in-out) 기능 등을 나타낸다.

도 4는 코어 제어 모듈(40), 하나 이상의 처리 모듈들(42), 하나 이상의 메인 메모리들(44), 캐시 메모리(46), 비디오 그래픽 처리 모듈(48), 터치 및 촉각 스크린(20), 입력-출력(I/O) 주변기기 제어 모듈(52), 하나 이상의 입력 인터페이스 모듈들(56), 하나 이상의 출력 인터페이스 모듈들(58), 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈들(60), 및 하나 이상의 메모리 인터페이스 모듈들(62)을 포함하는 컴퓨팅 장치(18)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 터치 및 촉각 스크린(20)은 터치 및 촉각 스크린 디스플레이(90), 복수의 센서들(30), 복수의 액추에이터들(32), 복수의 구동 감지 회로들(DSC), 터치스크린 처리 모듈(82), 및 촉각 스크린 처리 모듈(92)을 포함한다.

컴퓨팅 장치(18)는 출력 장치로서 스크린(20)에 촉각적 측면이 추가된 도 3의 컴퓨팅 장치(14)와 유사하게 동작한다. 스크린(20)의 촉각 부분은 스크린(20)에 촉각 느낌을 제공하기 위해 복수의 액추에이터들(예를 들어, 진동을 생성하기 위한 압전 트랜스듀서, 움직임을 생성하기 위한 솔레노이드 등)을 포함한다. 이를 위해, 처리 모듈은 촉각 데이터를 생성하고, 이는 독립형 처리 모듈이거나 처리 모듈(42)에 통합될 수 있는 촉각 스크린 처리 모듈(92)을 통해 적절한 구동 감지 회로들(DSC)에 제공된다. 구동 감지 회로들(DSC)은 촉각 데이터를 구동 작동 신호들로 변환하고 이들을 적절한 액추에이터들에 제공하여 스크린(20)에 원하는 촉각 느낌을 생성한다.

도 5a는 감지된 데이터 처리 모듈(65), 복수의 통신 모듈들(61A-x), 복수의 처리 모듈들(42A-x), 복수의 구동 감지 회로들(28), 및 도 1의 센서들(30)일 수 있는 복수의 센서들(1-x)을 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 개략적인 플롯 다이어그램이다. 감지된 데이터 처리 모듈(65)은 하나 이상의 서버들(22) 내의 하나 이상의 처리 모듈들 및/또는 처리 모듈들(42A-x)이 상주하는 컴퓨팅 장치들과는 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 장치들 내의 하나 이상의 처리 모듈들이다.

구동 감지 회로(28)(또는 다수의 구동 감지 회로들), 처리 모듈(예를 들어, 41A), 및 통신 모듈(예를 들어, 61A)은 공통 컴퓨팅 장치 내에 있다. 구동 감지 회로(들), 처리 모듈, 및 통신 모듈의 각각의 그룹화는 별개의 컴퓨팅 장치 내에 있다. 통신 모듈(61-x)은 개방 시스템 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 모델, 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol; TCP/IP) 모델 및 기타 통신 프로토콜 모듈 중 하나 이상에 따른 하나 이상의 유선 통신 프로토콜 및/또는 하나 이상의 무선 통신 프로토콜들에 따라 구성된다.

동작의 일 예에서, 처리 모듈(예를 들어, 42A)은 제어 신호를 그의 대응하는 구동 감지 회로(28)에 제공한다. 처리 모듈(42A)은 제어 신호를 생성하거나, 감지된 데이터 처리 모듈(65)로부터 이를 수신하거나, 감지된 데이터 처리 모듈(65)로부터 제어 신호를 생성하라는 표시를 수신할 수 있다. 제어 신호는 구동 감지 회로(28)가 구동 신호를 그의 대응하는 센서에 제공하게 한다. 제어 신호는 구동 신호의 생성 및/또는 센서로부터 수신된 감지된 신호를 해석하는 것을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 주파수 성분들을 갖는 기준 신호를 더 포함할 수 있다.

제어 신호에 기초하여, 구동 감지 회로(28)는 구동 신호를 구동 및 감지 라인 상의 대응하는 센서(예를 들어, 1)에 제공한다. 구동 신호(예를 들어, 전력 신호, 조정된 소스 신호 등)를 수신하는 동안, 센서는 물리적 조건(1-x)(예를 들어, 음파, 생물학적 조건, 화학적 조건, 전기적 조건, 자기 조건, 광학적 조건, 열적 조건, 및/또는 기계적 조건)을 감지한다. 물리적 조건의 결과로서, 전기적 특성(예를 들어, 임피던스, 전압, 전류, 정전용량, 인덕턴스, 저항, 리액턴스 등)이 변화하고, 이는 구동 신호에 영향을 미친다. 센서가 광학 센서인 경우, 감지된 광학적 조건을 전기적 특성으로 변환한다는 점에 유의한다.

구동 감지 회로(28)는 구동 및 감지 라인을 통해 구동 신호에 대한 영향을 검출하고, 상기 영향을 처리하여 아날로그 또는 디지털 신호일 수 있는 전력 변화를 나타내는 신호를 생성한다. 처리 모듈(42A)은 전력 변화를 나타내는 신호를 수신하고, 이를 해석하며, 감지된 물리적 조건을 나타내는 값을 생성한다. 예를 들어, 센서가 압력을 감지하는 경우, 감지된 물리적 조건을 나타내는 값은 압력의 측정치(예를 들어, x PSI(평방 인치당 파운드))이다.

감지된 데이터 처리 기능(예를 들어, 알고리즘, 애플리케이션 등)에 따라, 감지된 데이터 처리 모듈(65)은 처리 모듈들로부터 감지된 물리적 조건들을 나타내는 값들을 수집한다. 센서들(1-x)은 동일한 유형의 센서(예를 들어, 압력 센서)일 수도 있거나, 각각 상이한 센서들일 수도 있거나, 이들의 조합일 수도 있다; 감지된 물리적 조건들은 동일하거나, 각각 상이하거나, 또는 이들의 조합일 수 있다. 감지된 데이터 처리 모듈(65)은 수집된 값들을 처리하여 하나 이상의 원하는 결과들을 생성한다. 예를 들어, 컴퓨팅 서브시스템(25)이 파이프라인을 따라 압력을 모니터링하고 있는 경우, 수집된 값들의 처리는 압력들이 모두 정상 한계들(normal limits) 내에 있거나 감지된 압력들 중 하나 이상이 정상 한계들 내에 있지 않음을 나타낸다.

다른 예로서, 컴퓨팅 서브시스템(25)이 제조 설비에서 사용되는 경우, 센서들은 음파(예를 들어, 방음, 음향 발생, 초음파 모니터링 등), 생물학적 조건(예를 들어, 박테리아 오염 등), 화학적 조건(예를 들어, 조성물, 가스 농도 등), 전기적 조건(예를 들어, 전류 레벨, 전압 레벨, 전자기 간섭 등), 자기적 조건(예를 들어, 유도 전류, 자기장 세기, 자기장 배향 등), 광학적 조건(예를 들어, 주변광, 적외선 등), 열 조건(예를 들어, 온도 등), 및/또는 기계적 조건(예를 들어, 물리적 위치, 힘, 압력, 가속도 등)과 같은 다양한 물리적 조건들을 감지하고 있다.

컴퓨팅 서브시스템(25)은 센서들 중 하나 이상 대신에 및/또는 센서들 외에 하나 이상의 액추에이터들을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 서브시스템(25)이 액추에이터를 포함할 경우, 대응하는 처리 모듈은 작동 제어 신호를 대응하는 구동 감지 회로(28)에 제공한다. 작동 제어 신호는 구동 감지 회로(28)가 구동 및 작동 라인(예를 들어, 액추에이터를 외하고는, 구동 및 감지 라인과 유사함)을 통해 액추에이터에 구동 신호를 제공할 수 있게 한다. 구동 신호는 액추에이터의 원하는 작동을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 주파수 성분들 및/또는 진폭 성분들을 포함한다.

추가로, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 협력하여 작동하는 액추에이터 및 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 액추에이터의 물리적 조건을 감지하고 있다. 이 예에서, 구동 감지 회로는 구동 신호를 액추에이터에 제공하고, 다른 구동 감지 신호는 동일한 구동 신호, 또는 그것의 스케일링된 버전을 센서에 제공한다. 이는 센서가 액추에이터의 물리적 조건의 거의 즉각적이고 연속적인 감지를 제공할 수 있도록 한다. 이는 또한 센서가 제1 주파수에서 동작하고 액추에이터가 제2 주파수에서 동작하도록 한다.

일 실시예에서, 컴퓨팅 서브시스템은 매우 다양한 애플리케이션들(예를 들어, 제조, 파이프라인, 테스트, 모니터링, 보안 등)을 위한 독립형 시스템이다. 다른 실시예에서, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 더 큰 시스템을 형성하는 복수의 서브시스템들 중 하나의 서브시스템이다. 예를 들어, 상이한 서브시스템들은 지리학적 위치에 기초하여 사용된다. 특정 예로서, 컴퓨팅 서브시스템(25)은 팩토리(factory)의 한 섹션에 배치되고, 다른 컴퓨팅 서브시스템은 팩토리의 다른 부분에 배치된다. 다른 예로서, 상이한 서브시스템들은 서브시스템의 기능에 기초하여 사용된다. 특정 예로서, 하나의 서브시스템은 도시의 신호등 동작을 모니터링하고, 다른 서브시스템은 도시의 하수 처리 시설을 모니터링한다.

컴퓨팅 시스템의 사용 및/또는 배치, 컴퓨팅 시스템이 감지하고 있는 물리적 조건들, 및/또는 컴퓨팅 시스템이 작동하고 있는 물리적 조건들에 관계없이, 각각의 센서 및 각각의 액추에이터(포함되는 경우)는 별개의 구동 및 감지 라인들과는 대조적으로 단일 라인에 의해 구동 및 감지된다. 이는, 이에 제한되는 것은 아니나, 더 낮은 전력 요구사항들, 높은 임피던스 센서들을 구동하는 더 양호한 능력, 더 낮은 라인 대 라인 간섭, 및/또는 동시 감지 기능들을 포함하는 많은 이점들을 제공한다.

도 5b는 감지된 데이터 처리 모듈(65), 통신 모듈(61), 복수의 처리 모듈들(42A-x), 복수의 구동 감지 회로들(28), 및 도 1의 센서들(30)일 수 있는 복수의 센서들(1-x)을 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 감지된 데이터 처리 모듈(65)은 하나 이상의 서버들(22) 내의 하나 이상의 처리 모듈들 및/또는 처리 모듈들(42A-x)이 상주하는 컴퓨팅 장치들, 장치들과는 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 장치들 내의 하나 이상의 처리 모듈들이다.

일 실시예에서, 구동 감지 회로들(28), 처리 모듈들, 및 통신 모듈은 공통 컴퓨팅 장치 내에 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치는 복수의 처리 모듈들을 포함하는 중앙 처리 장치를 포함한다. 감지된 데이터 처리 모듈(65), 통신 모듈(61), 처리 모듈들(42A-x), 구동 감지 회로들(28), 및 센서들(1-x)의 기능 및 동작은 도 5a를 참조하여 논의된 바와 같다.

도 5c는 감지된 데이터 처리 모듈(65), 통신 모듈(61), 처리 모듈(42), 복수의 구동 감지 회로들(28), 및 도 1의 센서들(30)일 수 있는 복수의 센서들(1-x)을 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 감지된 데이터 처리 모듈(65)은 하나 이상의 서버들(22) 내의 하나 이상의 처리 모듈들 및/또는 처리 모듈(42)이 상주하는 컴퓨팅 장치와는 상이한 하나 이상의 컴퓨팅 장치들 내의 하나 이상의 처리 모듈들이다.

일 실시예에서, 구동 감지 회로들(28), 처리 모듈, 및 통신 모듈은 공통 컴퓨팅 장치 내에 있다. 감지된 데이터 처리 모듈(65), 통신 모듈(61), 처리 모듈(42), 구동 감지 회로들(28), 및 센서들(1-x)의 기능 및 동작은 도 5a를 참조하여 논의된 바와 같다.

도 5d는 처리 모듈(42), 기준 신호 회로(100), 복수의 구동 감지 회로들(28) 및 복수의 센서들(30)을 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 처리 모듈(42)은 구동 감지 처리 블록(104), 구동 감지 제어 블록(102), 및 기준 제어 블록(106)을 포함한다. 처리 모듈(42)의 각 블록(102 내지 106)은 처리 모듈의 개별 모듈들을 통해 구현될 수 있고, 처리 모듈 내의 소프트웨어 및 하드웨어의 조합일 수 있고, 및/또는 처리 모듈(42) 내의 필드 프로그래머블 모듈들일 수 있다.

동작의 일 예에서, 구동 감지 제어 블록(104)은 하나 이상의 제어 신호들을 생성하여 구동 감지 회로들(28) 중 하나 이상을 활성화시킨다. 예를 들어, 구동 감지 제어 블록(102)은 주어진 시간 기간(예를 들어, 1초, 1분 등) 동안 구동 감지 회로들(28)을 인에이블하는 제어 신호를 생성한다. 또 다른 예로서, 구동 감지 제어 블록(102)은 제어 신호들을 생성하여 구동 감지 회로들(28)을 순차적으로 인에이블시킨다. 또 다른 예로서, 구동 감지 제어 블록(102)은 일련의 제어 신호들을 생성하여 구동 감지 회로들(28)을 주기적으로 인에이블시킨다(예를 들어, 매 초마다 한 번, 매 분, 매 시간 등으로 인에이블됨).

동작의 예를 계속하면, 기준 제어 블록(106)은 기준 신호 회로(100)에 제공되는 기준 제어 신호를 생성한다. 기준 신호 회로(100)는 제어 신호에 따라, 구동 감지 회로들(28)에 대한 하나 이상의 기준 신호들을 생성한다. 예를 들어, 제어 신호는 인에이블 신호이고, 이는 응답하여 기준 신호 회로(100)가 구동 감지 회로들(28)에 제공하는 사전 프로그래밍된 기준 신호를 생성한다. 다른 예에서, 기준 신호 회로(100)는 구동 감지 회로들(28) 각각에 대한 고유 기준 신호를 생성한다. 또 다른 일예에서, 기준 신호 회로(100)는 제1 그룹 내의 구동 감지 회로들(28) 각각에 대한 제1 고유 기준 신호를 생성하고, 제2 그룹 내의 구동 감지 회로들(28) 각각에 대한 제2 고유 기준 신호를 생성한다.

기준 신호 회로(100)는 다양한 방법들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기준 신호 회로(100)는 DC(직류) 전압 발생기, AC 전압 발생기 및 전압 결합 회로를 포함한다. DC 전압 발생기는 제1 레벨의 DC 전압을 발생시키고, AC 전압 발생기는 제1 레벨 이하인 제2 레벨의 AC 전압을 발생시킨다. 전압 결합 회로는 DC 전압과 AC 전압을 결합하여 기준 신호를 생성한다. 예들로서, 기준 신호 회로(100)는 후속적으로 논의되는 도 7에 도시된 신호들과 유사한 기준 신호를 생성한다.

다른 예로서, 기준 신호 회로(100)는 DC 전류 발생기, AC 전류 발생기 및 전류 결합 회로를 포함한다. DC 전류 발생기는 제1 전류 레벨의 DC 전류를 발생시키고, AC 전류 발생기는 제1 전류 레벨 이하인 제2 전류 레벨의 AC 전류를 발생시킨다. 전류 결합 회로는 DC 전류와 AC 전류를 결합하여 기준 신호를 생성한다.

동작의 예로 돌아가서, 기준 신호 회로(100)는 기준 신호 또는 신호들을 구동 감지 회로들(28)에 제공한다. 구동 감지 회로(28)가 구동 감지 제어 블록(102)으로부터의 제어 신호를 통해 인에이블 시, 구동 신호를 대응하는 센서(30)에 제공한다. 물리적 조건의 결과로서, 센서의 전기적 특성이 변경되며, 이는 구동 신호에 영향을 미친다. 구동 신호 및 기준 신호에 대한 검출된 영향에 기초하여, 구동 감지 회로(28)는 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 신호를 생성한다.

구동 감지 회로는 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 신호를 구동 감지 처리 블록(104)에 제공한다. 구동 감지 처리 블록(104)은 대표 신호를 처리하여 물리적 조건의 감지된 값(97)(예를 들어, 특정 온도, 특정 압력 레벨 등을 나타내는 디지털 값)을 생성한다. 처리 모듈(42)은 감지된 값(97)을 컴퓨팅 장치에서 실행되는 다른 애플리케이션, 다른 컴퓨팅 장치 및/또는 서버(22)에 제공한다.

도 5e는 처리 모듈(42), 복수의 구동 감지 회로들(28) 및 복수의 센서들(30)을 포함하는 컴퓨팅 서브시스템(25)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 이 실시예는 구동 감지 처리 블록(104), 구동 감지 제어 블록(102) 및 기준 제어 블록(106)의 기능이 보다 상세히 도시되어 있는 도 5d의 실시예와 유사하다. 예를 들어, 구동 감지 제어 블록(102)은 별도의 인에이블/디스에이블 블록들(102-1 내지 102-y)을 포함한다. 인에이블/디스에이블 블록은 도 5d를 참조하여 위에서 논의된 바와 같은 방식으로 대응하는 구동 감지 회로를 인에이블 또는 디스에이블하는 기능을 한다.

구동 감지 처리 블록(104)은 변화량 결정 모듈(variance determining module)들(104-1a 내지 y) 및 변화량 해석 모듈(variance interpreting module)들(104-2a 내지 y)을 포함한다. 예를 들어, 변화량 결정 모듈(104-1a)은, 대응하는 구동 감지 회로(28)로부터, 센서에 의해 감지된 물리적 조건을 나타내는 신호를 수신한다. 변화량 결정 모듈(104-1a)은 감지된 물리적 조건을 나타내는 신호와 알려진 또는 기준 물리적 조건을 나타내는 신호와의 차이를 결정하는 기능을 한다. 변화량 해석 모듈(104-1b)은 차이를 해석하여 감지된 물리적 조건에 대한 특정 값을 결정한다.

특정 예로서, 변화량 결정 모듈(104-1a)은 대응하는 구동 감지 회로(28)로부터 센서에 의해 감지된 감지된 물리적 조건(예를 들어, 온도)을 나타내는 1001 0110(십진수로 150)의 디지털 신호를 수신한다. 8-비트의 경우, 감지된 물리적 조건을 나타내는 28(256)개의 가능한 신호들이 있다. 온도의 단위는 섭씨이고 디지털 값 0100 0000(십진수로 64)은 섭씨 25도의 알려진 값을 나타낸다고 가정한다. 변화량 결정 모듈(104-b1)은 감지된 값(예를 들어, 1001 0110, 십진수로 150)을 나타내는 디지털 신호와 0011 0000(십진수로 86)인 알려진 신호 값(예를 들어, 0100 000, 십진수로 64) 사이의 차이를 결정한다. 변화량 결정 모듈(104-b1)은 그런 다음 차이 및 알려진 값에 기초하여 감지된 값을 결정한다. 이 예에서, 감지된 값은 섭씨 25 + 86*(100/256) = 25 + 33.6 = 58.6도와 같다.

도 6은 센서(30)에 결합된 구동 센터 회로(28-a)의 개략적인 블록도이다. 구동 감지-감지 회로(drive sense-sense circuit)(28)는 전원 회로(110) 및 전력 신호 변화 검출 회로(112)를 포함한다. 센서(30)는 변화하는 물리적 조건들(114)(예를 들어, 압력, 온도, 생물학적, 화학적 등)에 기초하여 변화하는 전기적 특성들(예를 들어, 정전용량, 인덕턴스, 임피던스, 전류, 전압 등)을 갖는 하나 이상의 트랜스듀서들, 또는 그 반대의 경우(예를 들어, 액추에이터)를 포함한다.

전원 회로(110)는 센서(30)에 동작 가능하게 결합되고, 인에이블(예를 들어, 처리 모듈(42)로부터의 제어 신호로부터, 전력이 인가되고, 스위치가 폐쇄되고, 기준 신호가 수신되는 등)될 경우, 전력 신호(116)를 센서(30)에 제공한다. 전원 회로(110)는 전압 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예를 들어, 배터리, 선형 레귤레이터, 비조정된 DC-DC 변환기 등), 전류 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예를 들어, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등), 또는 센서에 원하는 전력 레벨을 제공하고 센서의 임피던스와 실질적으로 매칭하는 회로일 수 있다. 전원 회로(110)는 DC(직류) 성분 및/또는 발진 성분을 포함하도록 전력 신호(116)를 생성한다.

전력 신호(116)를 수신할 경우 그리고 조건(114)에 노출될 경우, 센서의 전기적 특성은 전력 신호에 영향(118)을 미친다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)가 인에이블 시, 센서의 전기적 특성의 결과로서 전력 신호에 대한 영향(118)을 검출한다. 예를 들어, 전력 신호는 1.5 전압 신호이고, 제1 조건 하에서, 센서는 1.5 K옴의 임피던스에 대응하는 1 밀리암페어의 전류를 인출한다. 제2 조건 하에서, 전력 신호는 1.5 볼트로 유지되고 전류는 1.5 밀리암페어로 증가한다. 이와 같이, 조건 1에서 조건 2로, 센서의 임피던스가 1.5K옴에서 1K옴으로 변화하였다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 이러한 변화를 결정하고 전력 신호에 대한 변화의 대표 신호(120)를 생성한다.

다른 예로서, 전력 신호는 1.5 전압 신호이고, 제1 조건 하에서, 센서는 1.5 K옴의 임피던스에 대응하는 1 밀리암페어의 전류를 인출한다. 제2 조건 하에서, 전력 신호는 1.3 볼트로 강하되고 전류는 1.3 밀리암페어로 증가한다. 이와 같이, 조건 1에서 조건 2로, 센서의 임피던스가 1.5K옴에서 1K옴으로 변화하였다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 이러한 변화를 결정하고 전력 신호에 대한 변화의 대표 신호(120)를 생성한다.

전력 신호(116)는 도 7에 도시된 바와 같이 DC 성분(122) 및/또는 발진 성분(124)을 포함한다. 발진 성분(124)은 정현파 신호, 구형파 신호, 삼각파 신호, 다중 레벨 신호(예를 들어, DC 성분에 대해 시간에 따라 크기가 변함), 및/또는 다각형 신호(예를 들어, DC 성분에 대한 대칭 또는 비대칭 다각형 형상을 가짐)를 포함한다. 전력 신호는 조건 또는 조건 변경의 결과로서 센서로부터의 영향 없이 표시된다는 점에 유의한다.

일 실시예에서, 전력 생성 회로(110)는 센서의 임피던스에 동조될 수 있고/있거나 시스템 내의 다른 전력 신호들로부터 주파수가 오프셋될 수 있도록 전력 신호(116)의 발진 성분(124)의 주파수를 변화시킨다. 예를 들어, 정전용량 센서의 임피던스는 주파수에 따라 감소한다. 이와 같이, 발진 성분의 주파수가 정전용량에 대해 너무 높으면, 커패시터는 단락된 것으로 보이고 정전용량들의 변화를 놓치게 될 것이다. 유사하게, 발진 성분의 주파수가 정전용량에 대해 너무 낮으면, 커패시터는 열린 것처럼 보이고, 정전용량들의 변화를 놓치게 될 것이다.

일 실시예에서, 전력 생성 회로(110)는 DC 성분(122) 및/또는 발진 성분(124)의 크기를 변화시켜 감지의 분해능을 개선하고/하거나 감지의 전력 소비를 조절한다. 추가로, 전력 생성 회로(110)는 발진 성분(124)의 크기가 DC 성분(122)의 크기보다 작도록 구동 신호(110)를 생성한다.

도 6a는 센서(30)에 결합된 구동 센터 회로(28-a1)의 개략적인 블록도이다. 구동 감지-감지 회로(28-a1)는 신호원 회로(111), 신호 변화 검출 회로(113), 및 전원(115)을 포함한다. 전원(115)(예를 들어, 배터리, 전력 공급 장치, 전류원 등)은 신호원 회로(111)에 의해 생성되는 신호(117)와 결합되는 전압 및/또는 전류를 생성한다. 결합된 신호는 센서(30)에 공급된다.

신호원 회로(111)는 전압 기반 신호(117)를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예를 들어, 배터리, 선형 레귤레이터, 비조정된 DC-DC 변환기 등), 전류 기반 신호(117)를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예를 들어, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등), 또는 센서에 원하는 전력 레벨을 제공하고 센서의 임피던스와 실질적으로 매칭하는 회로일 수 있다. 신호원 회로(111)는 DC(직류) 성분 및/또는 발진 성분을 포함하도록 신호(117)를 생성한다.

결합된 신호(예를 들어, 신호(117) 및 전원으로부터의 전력)를 수신할 경우 그리고 조건(114)에 노출될 경우, 센서의 전기적 특성이 신호에 영향을 미친다(119). 신호 변화 검출 회로(113)가 인에이블 시, 센서의 전기적 특성의 결과로서 신호에 대한 영향(119)을 검출한다.

도 8은 전기적 특성 대 조건을 나타내는 센서 그래프의 일 예이다. 센서는 조건의 증분 변화(incremental change)가 전기적 특성의 대응하는 증분 변화를 생성하는 실질적으로 선형 영역을 갖는다. 그래프는 두 가지 유형의 전기적 특성들, 즉 하나는 조건이 증가함에 따라 증가하고 다른 하나는 조건이 증가함에 따라 감소한다는 전기적 특성을 보여준다. 제1 유형의 일 예로서, 온도 센서의 임피던스가 증가하고 온도가 증가한다. 제2 유형의 일 예로서, 정전용량 터치 센서는 터치가 감지됨에 따라 정전용량이 감소된다.

도 9는 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 주고 있는 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성 또는 변화의 영향은 DC 성분을 감소시켰지만, 발진 성분에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았다. 예를 들어, 전기적 특성은 저항이다. 이 예에서, 센서의 저항 또는 저항의 변화는 전력 신호를 감소시켜, 비교적 일정한 전류에 대한 저항의 증가를 추론한다.

도 10은 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 주고 있는 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화의 영향은 발진 성분의 크기를 감소시켰지만, DC 성분에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않았다. 예를 들어, 전기적 특성은 커패시터 및/또는 인덕터의 임피던스이다. 이 예에서, 센서의 임피던스 또는 임피던스의 변화는 발진 신호 성분의 크기를 감소시켜, 비교적 일정한 전류에 대한 임피던스의 증가를 추론한다.

도 11은 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 주고 있는 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화의 영향은 발진 성분의 주파수를 이동시켰지만, DC 성분에 거의 영향을 미치지 않았다. 예를 들어, 전기적 특성은 커패시터 및/또는 인덕터의 리액턴스이다. 이 예에서, 센서의 리액턴스 또는 리액턴스의 변화는 발진 신호 성분의 주파수를 이동시켜, 리액턴스의 증가를 추론한다(예를 들어, 센서는 적분기 또는 위상 시프트 회로로서 기능함).

도 11a는 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화가 전력 신호에 영향을 주고 있는 전력 신호 그래프의 다른 예에 대한 개략적인 블록도이다. 이 예에서, 센서의 전기적 특성 또는 전기적 특성의 변화의 영향은 발진 성분의 주파수를 변화시키지만, DC 성분에 거의 영향을 미치지 않았다. 예를 들어, 센서는 상이한 주파수들에서 발진하는 두 개의 트랜스듀서들을 포함한다. 제1 트랜스듀서는 f₁의 주파수로 전력 신호를 수신하고 이를 제1 물리적 조건으로 변환한다. 제2 트랜스듀서는 제1 물리적 조건에 의해 자극되어 상이한 주파수(f₂)에서 전기 신호를 생성한다. 이 예에서, 센서의 제1 및 제2 트랜스듀서들은 발진 신호 성분의 주파수를 변경하며, 이는 더 세분화된 감지 및/또는 더 넓은 범위의 감지를 허용한다.

도 12는 그로부터 전력 신호 변화를 나타내는 신호(120)를 생성하기 위해 생성된 바와 같은 영향을 받은 전력 신호(118) 및 전력 신호(116)를 수신하는 전력 신호 변화 검출 회로(112)의 일 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 전력 신호에 대한 영향(118)은 센서의 전기적 특성 및/또는 전기적 특성의 변화의 결과이며; 영향의 몇 가지 예들이 도 8 내지 11a에 도시된다.

일 실시예에서, 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 전력 신호(116)의 DC 성분(122) 및/또는 발진 성분(124)의 변화를 검출한다. 그런 다음, 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 전력 신호에 대한 변화에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성한다. 예를 들어, 전력 신호에 대한 변화는 센서의 임피던스 및/또는 센서의 임피던스의 변화로부터 기인한다. 대표 신호(120)는 전력 신호의 변화 및/또는 센서의 임피던스의 변화를 반영한다.

일 실시예에서, 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 위상 시프트, 주파수 변화, 및/또는 발진 성분의 크기의 변화일 수 있는, 주파수에서 발진 성분에 대한 변화를 검출하도록 동작 가능하다. 또한 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 주파수에서 발진 성분에 대한 변화에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 전력 신호 변화 검출 회로(112)는 발진 성분에 대한 피드백을 전원 회로(110)에 제공하도록 더 동작 가능하다. 피드백은 전원 회로(110)가 발진 성분을 원하는 주파수, 위상 및/또는 크기로 조정할 수 있게 한다.

도 13은 변화 검출 회로(150), 조정 회로(152), 및 전원 회로(154)를 포함하는 구동 감지 회로(28-b)의 다른 실시예에 대한 개략적인 블록도이다. 구동 감지 회로(28-b)는 센서(30)에 결합되는데, 이는 변화하는 물리적 조건들(114)(예를 들어, 압력, 온도, 생물학적, 화학적 등)에 기초하여 변화하는 전기적 특성들(예를 들어, 정전용량, 인덕턴스, 임피던스, 전류, 전압 등)을 갖는 트랜스듀서를 포함한다.

전원 회로(154)는 센서(30)에 동작 가능하게 결합되고, 인에이블(예를 들어, 처리 모듈(42)로부터의 제어 신호로부터, 전력이 인가되고, 스위치가 폐쇄되고, 기준 신호가 수신되는 등)될 경우, 전력 신호(158)를 센서(30)에 제공한다. 전원 회로(154)는 전압 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전압 공급 회로(예를 들어, 배터리, 선형 레귤레이터, 비조정된 DC-DC 변환기 등) 또는 전류 기반 전력 신호를 생성하기 위한 전류 공급 회로(예를 들어, 전류원 회로, 전류 미러 회로 등)일 수 있다. 전원 회로(154)는 DC(직류) 성분 및/또는 발진 성분을 포함하도록 전력 신호(158)를 생성한다.

전력 신호(158)를 수신할 경우 그리고 조건(114)에 노출될 경우, 센서의 전기적 특성은 전력 신호에 영향을 미친다(160). 변화 검출 회로(150)가 인에이블 시, 센서(30)의 전기적 특성의 결과로서 전력 신호에 대한 영향(160)을 검출한다. 변화 검출 회로(150)는 전력 신호에 대한 검출된 영향에 기초하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성하도록 더 동작 가능하다.

조정 회로(152)는, 인에이블 시, 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)에 기초하여 DC 성분을 원하는 DC 레벨로 조정하고/하거나 발진 성분을 원하는 발진 레벨(예를 들어, 크기, 위상 및/또는 주파수)로 조정하기 위한 조정 신호(156)를 생성한다. 전원 회로(154)는 조정 신호(156)를 이용하여 센서의 전기적 특성에 관계없이 전력 신호를 원하는 설정(158)으로 유지한다. 이러한 방식으로, 조정의 양은 전기적 특징이 전력 신호에 미치는 영향을 나타낸다.

일 예에서, 전원 회로(158)는 DC 성분 및 AC 성분을 갖는 조정된 전력 신호를 제공하도록 동작 가능한 DC-DC 컨버터이다. 변화 검출 회로(150)는 비교기이고, 조정 회로(152)는 조정 신호(156)를 생성하기 위한 펄스 폭 변조기이다. 비교기는 센서에 의해 영향을 받는 전력 신호(158)를 DC 성분 및 AC 성분을 포함하는 기준 신호와 비교한다. 전기적 특성이 제1 레벨(예를 들어, 제1 임피던스)에 있을 경우, 전력 신호는 전력 신호가 기준 신호와 실질적으로 유사하도록 전압 및 전류를 제공하도록 조정된다.

전기적 특성들이 제2 레벨(예를 들어, 제2 임피던스)로 변화할 경우, 변화 검출 회로(150)는 전력 신호(158)의 DC 및/또는 AC 성분의 변화를 검출하고, 변화들을 나타내는 대표 신호(120)를 생성한다. 조정 회로(152)는 대표 신호(120)의 변화를 검출하고, 전력 신호에 대한 영향을 실질적으로 제거하기 위해 조정 신호를 생성한다. 전력 신호(158)의 조정은 DC 성분 및/또는 AC 성분의 크기를 조정함으로써, AC 성분의 주파수를 조절함으로써, 및/또는 AC 성분의 위상을 조절함으로써 수행될 수 있다.

본원에 설명된 바와 같은 다양한 구동 감지 회로들 및/또는 이들의 등가물들의 동작과 관련하여, 이러한 구동 감지 회로의 동작은 단일 라인을 통해 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 동작 가능하다는 점에 유의한다. 개별의 그리고 별개의 시간들에서 상이한 각각의 신호들의 구동 및 감지(예를 들어, 제1 시간에서의 구동, 제2 시간에서의 감지 등) 사이에 스위칭하는 스위칭된, 시분할된(time-divided), 시다중화된(time-multiplexed) 등의 동작과 비교하여, 구동 감지 회로는 신호의 구동 및 감지 둘 모두를 동시에 수행하도록 동작 가능하다. 일부 예들에서, 이러한 동시 구동 및 감지는 구동 감지 회로를 사용하여 단일 라인을 통해 수행된다.

추가로, 다양한 구동 감지 회로들(DSC들)의 다른 대안적인 구현들은 계류중인 2018년 8월 27일자로 출원된, "DRIVE SENSE CIRCUIT WITH DRIVE-SENSE LINE"(대리인 사건 번호 제SGS00009호)이라는 명칭의 미국 실용신안 특허 출원 번호 제16/113,379호에 기술되어 있다. 본원에 설명된 바와 같은 구동 감지 회로의 임의의 인스턴스화(instantiation)는 또한 미국 실용시안 특허 출원 번호 제16/113,379호에 설명된 다양한 구동 감지 회로들(DSC들)의 다양한 구현들 중 어느 하나를 사용하여 구현될 수 있다.

추가로, 구동 감지 회로(DSC)로부터 제공되는 하나 이상의 신호들은 다양한 유형들 중 어느 하나일 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 이러한 신호는 변조 데이터(또는 일반적으로, 데이터)를 생성하는데 사용되는 하나 이상의 코딩된 비트들을 생성하기 위해 하나 이상의 비트들의 인코딩에 기초할 수 있다. 예를 들어, 장치는 하나 이상의 비트들의 순방향 에러 정정(forward error correction; FEC) 및/또는 에러 검사 및 정정(error checking and correction; ECC) 코드를 수행하여 하나 이상의 코딩된 비트들을 생성하도록 구성된다. FEC 및/또는 ECC의 예들은 터보(turbo) 코드, 컨벌루션(convolutional) 코드, 트렐리스(trellis) 코딩된 변조(trellis coded modulation; TCM), 터보 트렐리스 코딩된 변조(turbo trellis coded modulation; TTCM), 저밀도 패리티 체크(low density parity check; LDPC) 코드, 리드-솔로몬(Reed-Solomon; RS) 코드, 보스 및 레이-초우드리, 및 호크켄힘(Bose and Ray-Chaudhuri, and Hocquenghem; BCH) 코드, 이진 컨벌루션 코드(binary convolutional code; BCC), 순환 중복 체크(Cyclic Redundancy Check; CRC), 및/또는 임의의 다른 유형의 ECC 및/또는 FEC 코드 및/또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 유형의 ECC 및/또는 FEC 코드는 연결(concatenation)(예를 들어, 내부 코드/외부 코드 아키텍처를 기반으로 하는 것과 같은 제1 ECC 및/또는 FEC 코드에 이어 제2 ECC 및/또는 FEC 코드 등), 병렬 아키텍처(예를 들어, 제1 ECC 및/또는 FEC 코드가 제1 비트에서 동작하는 반면 제2 ECC 및/또는 FEC 코드가 제2 비트에서 동작하는 등), 및/또는 이들의 조합을 포함하는 다양한 구현들 중 어느 하나에서 사용될 수 있다.

또한, 하나 이상의 코딩된 비트들은 그런 다음 변조 심볼들을 생성하기 위해 변조 또는 심볼 맵핑을 겪을 수 있다(예를 들어, 변조 심볼들은 하나 이상의 수신 장치들, 컴포넌트들, 요소들 등에 대해 의도된 데이터를 포함할 수 있음). 이러한 변조 심볼들은 다양한 유형의 변조 코딩 기술들 중 어느 하나를 사용하여 생성될 수 있다는 점에 유의한다. 이러한 변조 코딩 기법들의 예들은 이진 위상 시프트 키잉(binary phase shift keying; BPSK), 직교 위상 시프트 키잉(quadrature phase shift keying; QPSK), 8-위상 시프트 키잉(phase shift keying; PSK), 16 직교 진폭 변조(quadrature amplitude modulation; QAM), 32 진폭 및 위상 시프트 키잉(amplitude and phase shift keying; APSK) 등, 코딩되지 않은 변조, 및/또는 훨씬 더 많은 수의 콘스텔레이션(constellation) 포인트들 (예를 들어, 1024 QAM 등)을 포함할 수 있는 고차 변조(higher ordered modulation)들을 포함하는 임의의 다른 원하는 유형들의 변조를 포함할 수 있다.

추가로, DSC로부터 제공되는 신호는 다른 DSC들로부터 제공되는 신호들과는 상이한 고유 주파수일 수 있다. 또한, DSC로부터 제공되는 신호는 독립적으로 또는 동시에 다수의 주파수들을 포함할 수 있다. 신호의 주파수는 미리 배열된 패턴 상에서 홉핑될(hopped) 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 DSC들과 하나 이상의 처리 모듈들(예를 들어, 하나 이상의 컨트롤러들) 사이에 핸드쉐이크(handshake)가 확립되어, 하나 이상의 DSC가 하나 이상의 각각의 시간들에서 및/또는 하나 이상의 특정 상황들에서 어느 주파수 또는 주파수들에 관하여 및/또는 하나 이상의 신호들 중 어느 다른 하나 이상의 특성들에 관하여 하나 이상의 처리 모듈들에 의해 지시되도록 한다.

DSC에 의해 구동되고 동시에 검출되는 임의의 신호와 관련하여, 그 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 배터리, 부하, 전기 결합 또는 연결 등으로 결합되는 임의의 추가 신호가 또한 검출 가능하다는 점에 유의한다. 예를 들어, 이러한 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 부하, 전기 결합 또는 연결, 페이스메이커 리드, 감지 리드, 페이스메이커 및 감지 기능 둘 모드를 용이하게 하도록 동작 가능한 리드 등과 연관된 DSC는 해당 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연결, 페이스메이커 리드, 감지 리드, 페이스메이커 및 감지 기능 모두를 수행하도록 동작 가능한 리드 등에 결합되는 하나 이상의 다른 라인들, 전극들, 터치 센서들, 버스들, 통신 링크들, 부하들, 전기 결합들 또는 연결들 등으로부터 임의의 신호를 검출하도록 구성된다.

하나 이상의 DSC들에 의해 구동되고 동시에 감지되는 상이한 각각의 신호들은 서로 구별될 수 있다는 점에 유의한다. 적절한 필터링 및 처리는 그들의 구별(differentiation), 서로에 대한 직교성(orthogonality), 주파수의 차이 등을 고려하여 주어진 다양한 신호들을 식별할 수 있다. 본원에 기술된 다른 예들 및 그 등가물들은 주파수 이외의 또는 주파수에 추가하여 다수의 상이한 특성들 중 어느 하나를 사용하여 동작한다.

게다가, 둘 이상의 DSC를 포함하는 임의의 실시예, 도면, 예 등과 관련하여, DSC는 다양한 방식들로 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 모든 DSC들은 동일한 유형, 구현, 구성 등일 수 있다. 다른 예에서, 제1 DSC는 제1 유형, 구현, 구성 등일 수 있고, 제 2 DSC는 제1 DSC와 상이한 제2 유형, 구현, 구성 등일 수 있다. 특정 예를 고려하면, 제1 DSC는 그 제1 DSC와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연결 등과 연관된 임피던스의 변화를 검출하도록 구현될 수 있는 반면, 제2 DSC는 그 제2 DSC 와 연관된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연속 등과 연관된 전압의 변화를 검출하도록 구현될 수 있다. 추가로, 제3 DSC는 그 DSC와 관련된 라인, 전극, 터치 센서, 버스, 통신 링크, 전기 결합 또는 연결 등과 관련된 전류의 변화를 검출하도록 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 일반적으로, 공통 기준은 주어진 실시예, 도면, 예 등 내에서 DSC 또는 DSC의 다수의 인스턴스화들을 보여주기 위해 사용될 수 있지만, 임의의 특정 DSC는 미국 실용신안 특허 출원 번호 제16/113,379호 등에 기술된 바와 같이 본원에 기술된 바와 같은 임의의 방식 및/또는 이들의 등가물들에 따라 구현될 수 있다는 점에 유의한다.

본원의 도면들 중 특정 도면은 하나 이상의 처리 모듈들을 포함하거나 이에 결합될 수 있는 컴퓨팅 장치(예를 들어, 대안적으로 장치라고 함; 컴퓨팅 장치 및 장치라는 용어들은 상호 교환적으로 사용될 수 있음)를 도시한다는 점에 유의한다. 여기원의 피험자에 대한 언급은 사용자, 사람, 환자 등과 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 일반적으로 말하면, 본 발명(및/또는 그 등가물)의 다양한 양태들, 실시예들 및/또는 예들은 감지 및 /또는 자극이 하나 이상의 DSC들 및 전극들 중 하나 이상을 사용하여 수행될 수 있으며, 이는 피험자의 하나 이상의 추악한 부분들의 이러한 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 페이스메이커 리드, 감지 리드, 페이스메이커 및 감지 기능 모두를 용이하게 하도록 동작할 수 있는 감지 리드 중 하나 이상을 포함하는 다양한 상이한 방식으로 구현될 수 있다.

하나 이상의 처리 모듈들 중 임의의 이러한 구현은 통합 메모리를 포함하고/하거나 다른 메모리에 결합될 수 있음에 유의한다. 메모리의 적어도 일부는 하나 이상의 처리 모듈들에 의해 실행될 동작 명령어들을 저장한다. 추가로, 하나 이상의 처리 모듈들은 하나 이상의 통신 링크들, 네트워크들, 통신 경로들, 채널들 등을 통해(예를 들어, 하나 이상의 처리 모듈들 내에 통합될 수 있거나 별개의 컴포넌트, 회로부 등으로서 구현될 수 있는 바와 같은, 장치의 하나 이상의 통신 인터페이스들을 통해) 하나 이상의 장치들, 컴포넌트들, 요소들 등과 인터페이싱할 수 있다는 점에 유의한다.

추가로, DSC가 다른 요소와 통신하고 이와 상호작용하도록 구현될 경우, DSC는 요소와 하나 이상의 신호들을 동시에 송신 및 수신하도록 구성된다. 예를 들어, DSC는 동시에 하나 이상의 신호들(의 변화를 감지하는 것을 포함)을 감지하고 이를 하나의 요소로 구동하도록 구성된다. DSC로부터의 신호의 전송 동안, 동일한 DSC는 DSC로부터 전송되는 신호에 결합될 수 있는 임의의 다른 신호를 포함하는 이의 임의의 변화를 포함하는 DSC로부터 전송되는 신호를 동시에 감지하도록 구성된다.

추가로, 본원의 많은 예들, 실시예들, 도면들 등은 (예를 들어, 하나 이상의 처리 모듈들 및 하나 이상의 전극들에 결합된) 하나 이상의 DSC들을 포함하지만, DSC의 임의의 인스턴스화는 대안 실시예들 내에서 채널 구동 회로부, 아날로그-디지털 및/또는 디지털-아날로그 변환 능력 등을 포함하는 아날로그 프론트 엔드(Analog Front End; AFE) 를 사용하여 대안적으로 구현될 수 있다는 것에 유의한다.

도 14는 본 발명에 따른 전극과 상호작용하는 DSC의 일 실시예(1400)에 대한 개략적인 블록도이다. 본원의 다른 도면들, 예들, 실시예들 등과 유사하게, 이 도면의 DSC(28-a2)는 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 통신한다. DSC(28-a2)는 단일 라인을 통해 전극(1410)에 신호(예를 들어, 전력 신호, 전극 신호, 송신 신호, 모니터링 신호 등)를 제공하고, 동시에 단일 라인을 통해 그 신호를 감지하도록 구성된다. 일부 예들에서, 신호를 감지하는 것은 그 신호에 대한 전극(1410)의 응답에 기초하는 전극의 전기적 특성의 검출을 포함한다. 이러한 전기적 특성의 예들은 전극(1410)의 정전용량의 변화와 같은 전극(1410)의 임피던스의 검출, 하나 이상의 다른 전극들로부터와 같이 전극(1410)에 결합된 하나 이상의 신호들의 검출, 및/또는 다른 전기적 특성들을 포함할 수 있다.

DSC(28-a2)의 이 실시예는 전류원(110-1) 및 전력 신호 변화 검출 회로(112-a1)를 포함한다. 전력 신호 변화 검출 회로(112-a1)는 전원 기준 회로(130) 및 비교기(132)를 포함한다. 일부 예들에서, 비교기(132)는 대안으로는 연산 증폭기로서 구현될 수 있다. 전류원(110-1)은 독립적인 전류원, 종속 전류원, 전류 미러 회로 등일 수 있다.

동작의 일 예에서, 전원 기준 회로(130)는 DC 및 발진 성분을 갖는 전류 기준(134)을 전류원(110-1)에 제공한다. 전류원은 전류 기준(134)에 기초하여 전력 신호(116)로서 전류를 생성한다. 전극(1410)의 전기적 특성은 전류 전력 신호(116)에 영향을 미친다. 예를 들어, 전극(1410)의 임피던스가 감소하고 전류 전력 신호(116)가 실질적으로 변하지 않고 유지되는 경우, 전극(1410) 양단의 전압은 감소된다.

비교기(132)는 전류 기준(134)을 영향받은 전력 신호(118)와 비교하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성한다. 예를 들어, 전류 기준 신호(134)는 주어진 전류(I)에 주어진 임피던스(Z)를 곱한 것에 대응한다. 전류 기준은 주어진 전류(I)를 생성하기 위해 전력 신호를 생성한다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)와 실질적으로 매칭하는 경우, 비교기의 출력은 실질적으로 매칭하는 임피던스를 반영한다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)보다 큰 경우, 비교기의 출력은 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)의 임피던스보다 얼마나 큰지를 나타낸다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z) 미만인 경우, 비교기의 출력은 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)의 임피던스보다 얼마나 작은지를 나타낸다.

도 15는 본 발명에 따른 전극과 상호작용하는 DSC의 다른 실시예(1500)에 대한 개략적인 블록도이다. 본원의 다른 도면들, 예들, 실시예들 등과 유사하게, 이 도면의 DSC(28-a3)는 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 통신한다. 이전의 도면과 유사하게, DSC의 상이한 실시예를 제공하지만, DSC(28-a3)는 단일 라인을 통해 전극(1410)에 신호를 제공하고, 동시에 단일 라인을 통해 그 신호를 감지하도록 구성된다. 일부 예들에서, 신호를 감지하는 것은 그 신호에 대한 전극(1410)의 응답에 기초하는 전극(1410)의 전기적 특성의 검출을 포함한다. 이러한 전기적 특성의 예들은 전극(1410)의 정전용량의 변화와 같은 전극(1410)의 임피던스의 검출, 하나 이상의 다른 전극들로부터와 같이 전극(1410)에 결합된 하나 이상의 신호들의 검출, 및/또는 다른 전기적 특성들을 포함할 수 있다.

DSC(28-a3)의 이 실시예는 전압원(110-2) 및 전력 신호 변화 검출 회로(112-a2)를 포함한다. 전력 신호 변화 검출 회로(112-a2)는 전원 기준 회로(130-2) 및 비교기(132-2)를 포함한다. 전압원(110-2)은 배터리, 선형 레귤레이터, DC-DC 변환기 등일 수 있다.

동작의 일 예에서, 전원 기준 회로(130-2)는 DC 및 발진 성분을 갖는 전압 기준(136)을 전압원(110-2)에 제공한다. 전압원은 전압 기준(136)에 기초하여 전력 신호(116)로서 전압을 생성한다. 전극(1410)의 전기적 특성은 전압 전력 신호(116)에 영향을 미친다. 예를 들어, 전극(1410)의 임피던스가 감소하고 전압 전력 신호(116)가 실질적으로 변하지 않고 유지되는 경우, 전극(1410)을 통한 전류는 증가된다.

비교기(132)는 전압 기준(136)을 영향받은 전력 신호(118)와 비교하여 전력 신호에 대한 변화를 나타내는 신호(120)를 생성한다. 예를 들어, 전압 기준 신호(134)는 주어진 전압(V)을 주어진 임피던스(Z)로 나눈 것에 대응한다. 전압 기준은 주어진 전압(V)을 생성하기 위해 전력 신호를 생성한다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)와 실질적으로 매칭하는 경우, 비교기의 출력은 실질적으로 매칭하는 임피던스를 반영한다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)보다 큰 경우, 비교기의 출력은 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)의 임피던스보다 얼마나 큰지를 나타낸다. 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z) 미만인 경우, 비교기의 출력은 전극(1410)의 임피던스가 주어진 임피던스(Z)의 임피던스보다 얼마나 작은지를 나타낸다.

다음의 도면들 중 많은 것과 관련하여, 메모리를 포함하고/하거나 메모리에 결합된 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 하나 이상의 전극들에 결합된 하나 이상의 DSC들(28)과 통신하고 상호작용하도록 구성된다. 전극은 페이싱 시그널링(예를 들어, 심장 기능을 제어하는 피험자를 돕기 위해 심장에 구현된 페이스메이커와 관련하여) 또는 예컨대 심장 활동, 임피던스 감지 등과 같은 전기적 활동 검출과 관련하여 자극 및/또는 감지를 포함하는 하나 이상의 신호들의 전달을 위해 구현될 수 있음에 유의한다. 다른 예들에서, 전극은 예컨대 (디스플레이 기능이 있거나 없는) 터치 센서 장치(TSD) 내에서 구현될 수 있는 패널 또는 터치스크린 디스플레이에 결합된다. 도면들 중 특정 도면에서, DSC들(28)은 (예를 들어, 행 전극들에 결합되는 인터페이스(86) 및 열 전극들에 결합되는 다른 인터페이스(86)를 통해) 패널 또는 터치스크린 디스플레이의 전극들과 인터페이싱하는 것으로 도시된다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)을 각각의 하나 이상의 DSC들(28)에, 그리고 하나 이상의 DSC들(28)로부터 각각의 인터페이스들(86)에 결합된 라인들의 수는 (예를 들어, 1 이상의 양의 정수인, n 및 m에 의해 기술될 수 있는 것과 같이) 변화될 수 있음에 유의한다. 각각의 값들은 본원의 상이한 각각의 실시예들 및/또는 예들 내에서 동일하거나 상이할 수 있다는 점에 유의한다. 또한, 다른 도면들에서, DSC(28)는 피험자의 신체 부위 내에 이식되거나 전극이 피험자의 신체 부위의 표면에 근접하거나 접촉하도록 비침습적 방식으로 구현되는 전극과 인터페이싱하는 것으로 도시되어 있다. 심지어 다른 도면들에서, DSC(28)는 피험자의 신체 부분에 대한 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 외피 내의 하나 이상의 감지 및/또는 자극 지점에 결합된 전극과 인터페이싱하는 것으로 도시되어 있다. DSC(28)로부터 제공된 이러한 감지 및/또는 자극 신호는 임의의 원하는 전기적 특성들(예를 들어, 진폭, 위상, 주파수, 파형 등)을 갖도록 조정될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전기 자극 구현을 고려하면, DSC(28)로부터 제공된 전기 시그널링은 피험자의 신체 부분과 상호작용할 때 최적의 효과 및 성능을 제공하도록 조정될 수 있다.

동일한 및/또는 상이한 각각의 신호들이 본원의 다양한 실시예들 및/또는 예들 중 어느 하나 내의 전극들(1410)에 결합되는 각각의 하나 이상의 DSC들(28)에 의해 구동되고 동시에 감지될 수 있다는 것에 유의한다. 일부 예들에서, 공통 신호(예를 들어, 공통의 하나 이상의 특성들을 가짐)는 자기 시그널링에 따라 구현되고, 상이한 각각의 신호들(예를 들어, 하나 이상의 상이한 특성들을 갖는 상이한 각각의 신호들)은 후술되는 바와 같이 상호 시그널링에 따라 구현된다. 다시, 위에서 언급된 바와 같이, 전극들(1410)을 통해 구동되고 동시에 감지되는 상이한 각각의 신호들은 서로 구별될 수 있다는 점에 유의한다.

도 16a는 본 발명에 따라 전극(1410)에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예(1601)의 개략적인 블록도이다. 이 도면에서, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 구동 감지 회로(DSC)(28-16a)와 통신하고 상호 작용하도록 구성된다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 DSC(28-16a)에 결합되고 DSC(28-16a)에 제어를 제공하고 이와의 통신을 지원하도록 동작 가능하다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 통합 메모리를 포함하고/하거나 다른 메모리에 결합될 수 있음에 유의한다. 메모리의 적어도 일부는 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 의해 실행될 동작 명령어들을 저장한다. 추가로, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 하나 이상의 통신 링크, 네트워크, 통신 경로, 채널 등을 통해 하나 이상의 다른 장치, 컴포넌트, 요소 등과 인터페이싱할 수 있음에 유의한다.

이 도면에서, 하나 이상의 처리 모듈(42)은 비교기(1615)의 입력 중 하나에 기준 신호를 제공하도록 구성된다. 전극(1410)에 제공된 구동 신호는 비교기(1615)의 입력들 중 하나에 제공된 기준 신호를 추적, 팔로우, 매치 등을 위해 구현된다는 점에 유의한다. 전극(1410)에 제공되는 구동 신호는 그의 임의의 변화를 포함하는 전극(1410)의 하나 이상의 전기적 특성들에 기초하여 영향을 받을 수 있으므로, DSC(28-16a)는 참조 신호를 추적, 팔로우, 매치 등을 위해 구동 신호를 적응시키도록 구성된다. 비교기(1615)는 대안으로 특정 실시예들에서 연산 증폭기로서 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 비교기(1615)의 다른 입력은 DSC(28-16a)로부터 전극(1410)으로 직접 구동 신호를 제공하도록 결합된다. DSC(28-16a)는 구동 신호를 전극(1410)에 제공하고 또한 동시에 구동 신호를 감지하고 전극(1410)의 하나 이상의 전기적 특성들에 기초한 구동 신호의 임의의 변화를 포함하는 구동 신호에 대한 임의의 영향을 검출하도록 구성된다.

비교기(1615)의 출력은 전극(1410)에 제공되는 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(ADC)(1660)에 제공된다. 추가로, ADC(1660)로부터 출력되는 디지털 신호는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(1662)를 통해 피드백되어 구동 신호를 생성하여 전극(1410)에 제공된다. 추가로, 구동 신호에 대한 영향을 나타내는 디지털 신호는 하나 이상의 처리 모듈들(42)에도 제공된다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 드라이브 신호를 통해 전극(1410)의 동작을 지시 및 제어하기 위해 원하는 대로 내부의 비교기(1615)에 제공되는 구동 신호를 적응시키는 것을 포함하여 DSC(28-16a)에 제어를 제공하고 이와 통신하도록 구성된다.

도 16b는 본 발명에 따라 전극(1410)에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예(1602)의 개략적인 블록도이다. 이 도면에서, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 구동 감지 회로(DSC)(28-16b)와 통신하고 상호 작용하도록 구성된다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 DSC(28-16b)에 결합되고 DSC(28-16b)에 제어를 제공하고 이와의 통신을 지원하도록 동작 가능하다. 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 통합 메모리를 포함하고/하거나 다른 메모리에 결합될 수 있음에 유의한다. 메모리의 적어도 일부는 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 의해 실행될 동작 명령어들을 저장한다. 추가로, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 하나 이상의 통신 링크, 네트워크, 통신 경로, 채널 등을 통해 하나 이상의 다른 장치, 컴포넌트, 요소 등과 인터페이싱할 수 있음에 유의한다.

이 다이어그램은 이 다이어그램이 이전 다이어그램의 DAC(1662)를 제외한다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 제외하면 이전 다이어그램과 일부 유사성을 갖는다. 이 도면에서, DSC(28-16b) 내에서 비교기(1615)로부터의 아날로그 출력 신호는 전극(1410)에도 결합된 비교기(1615)의 입력으로 직접 피드백되어 전극(1410)에 제공되는 구동 신호를 제공(동시에 구동 신호를 감지)한다.

도 17은 본 발명에 따른 하나 이상의 페이스메이커 및/또는 피험자(1701)와 관련된 감지 리드(sensing leads)에 따라 동작하고, 또한 피험자의 심장의 일부의 그림 표현(1702)을 포함하는 회로부의 일 실시예의 개략적인 블록도이다. 도면의 왼쪽에서, 피험자(1701)는 회로부(1710) 및 하나 이상의 페이스메이커 및/또는 감지 리드와 연관된 것으로 도시된다. 특정 예들에서, 회로부(1710)는 하나 이상의 페이스메이커 및/또는 감지 리드를 서비스하는 하나 이상의 DSC들(28)과 통신하는 하나 이상의 처리 모듈들(42)을 포함한다. 다른 구현들에서, 회로부(1710)는 피험자의 신체 내부에 이식된다. 다른 구현들에서, 회로부(1710)는 회로부(1710) 베이비가 유지 관리, 조정, 구성 등을 위해 쉽게 액세스할 수 있도록 비침습적 방식으로 피험자에 장착되어 포함된다. 회로부(1710)가 피험자의 신체 내부에 이식되는 구현 내에서도, 무선 주파수(RF), 근거리 통신(NFC) 등을 포함하는 무선 통신 수단은 피험자의 신체 외부에 위치되는 하나 이상의 다른 장치들로부터 회로부(1710)와의 통신을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다.

다이어그램의 오른쪽에는, 피험자의 심장의 일부의 그림 표현(1702)이 도시된다. 심장 내의 혈류와 관련하여, 산소가 부족한 혈액은 상대정맥을 통해 신체로부터 받은 다음 우심실로 이동한 후 폐동맥을 통해 산소가 부족한 혈액이 산소로 농축되어 풍부한 혈액을 생성하는 폐로 이동한다. 이 산소가 풍부한 혈액은 이후 폐로부터 좌심방을 통해 받아 좌심실로 들어간 후 대동맥을 통해 신체로 돌아온다. 추가로, 심장의 한 부분에서 다른 부분으로 전기 임펄스를 포함한 전기 신호를 전달할 수 있는 전도성 세포를 포함하는 심장의 다양한 부분이 있다.

추가로, 심장 내의 이러한 전도성 세포와 관련하여, 심장 박동 촉진에 따라 탈분극과 재분극을 모두 겪을 것이다. 일반적으로 말해서, 심장에 전하를 공급하는 1차 화학물질, 즉 나트륨(Na+)과 칼륨(K+). 전도성 세포를 고려하면, 그 세포가 쉬고 있을 때, 대부분의 칼륨은 전도성 세포 내부에 있고 대부분의 나트륨은 세포 외부에 있다. 이로 인해 그 분포를 취하기 때문에, 전도성 세포는 음전하를 띠거나 휴지 상태에서 음극 또는 분극된 전도성 세포로 볼 수 있다. 그러나, 전도성 세포가 탈분극되면, 전도성 세포의 내부가 순(net) 양전하를 얻음으로써 전도성 세포가 수축하게 된다. 탈분극은 칼륨이 전도성 세포의 중심 밖으로 이동하고 나트륨이 세포막을 가로질러 이동하여 세포 내의 칼륨을 대체하여 순 양전하를 얻음으로써 전도성 세포가 수축하게 하는 분극의 반대 동작이다.

탈분극 과정 동안, 전기파는 전도성 세포들의 심근을 통해 이동하며, 이 전기파에 대한 심장 내 전도성 세포의 반응으로 인해 전도성 세포가 순 양전하를 얻게 하여 전도성 세포가 수축하게 한다. 후속 탈분극 과정을 준비하기 위해, 이러한 전도성 세포는 재분극을 거쳐 원래 상태의 전하로 돌아간다. 전도성 세포들이 순 양전하를 얻어 전도성 세포들이 수축하게 하는 탈분극 과정을 수행하기 위해서, 이러한 전도성 세포는 다음 심장 박동을 위해 프로세스가 수행될 수 있도록 재분극을 겪어야 한다. 일반적으로 말해서, 탈분극에 따라 전도성 세포의 양전하 과정은 심장의 적절한 부분을 적절한 시기에 수축하게 하고, 이어서 재분극에 따라 전도성 세포들을 원래 상태로 되돌리는 것은 탈분그-재분극 과정으로 볼 수 있다.

심장 내에서, 이러한 전도성 세포는 심전도 시스템(예를 들어, 심장의 전도 시스템)이라고 하는 전기 경로 시스템으로 배열된다. 이 심전도 시스템 내에서 심장의 서로 다른 각각의 부분 사이의 전기 임펄스의 적절한 생성, 타이밍 및 전달은 심장 박동을 촉진한다. 피험자의 심장 부분의 그림 표현(1702) 내에서 볼 수 있는 바와 같이, 심전도 시스템은 동방(sinoatrial; SA) 결절(또한 동결절(sinus node)이라고도 함), 방실(atrioventricular; AV) 결절, 방실 다발(또한 방실 다발 또는 공통 다발이라고도 함), 좌우 다발 갈래 및 푸르킨예 섬유(Purkinje fibers)을 포함한다. AV 결절과 방실 다발은 종종 AV 접합부라고 한다는 점에 유의한다. 추가로, 푸르킨예 섬유는 좌심실과 우심실의 근육량으로 침투하는데, 대략 좌심실과 우심실의 근육량으로 들어가는 길의 1/4 내지 1/3 정도이다.

피험자(1701)의 심장 박동 동작의 일 예에서, 산소가 부족한 혈액은 심장에 의해신체로부터 받아 산소가 부족한 혈액을 풍부하게 하는 특정 과정을 거쳐 산소가 풍부한 혈액을 생성한 다음 신체로 전달된다. 이 동작을 수행할 때, 심장은 전기 및 기계 컴포넌트들이 협력하여 동작하는 전기 및 기계 시스템으로 볼 수 있다. 즉, 이 과정에는 수축, 산소 농축, 산소가 풍부한 혈액의 심장에서 다시 몸으로의 펌핑을 촉진하는 두 가지 별개의 컴포넌트들이 있다. 심장은 신체로부터 받은 산소가 부족한 혈액의 산소 농축을 수행하여 신체로 다시 제공되는 산소가 풍부한 혈액을 생성하는 폐와 협력하여 동작한다. 이 동작에 따라, 심장의 특정 부분에 전기 임펄스가 제공되고, 심장의 특정 부분은 해당 전기 임펄스에 반응하여 전기 임펄스에 기초한 기계적 응답을 제공한다. 심장 근육은 이러한 전기 임펄스에 의해 제공되는 이러한 전기 자극에 반응하여 박동하거나 수축함으로써 기계적으로 반응한다. 이러한 기계적 박동 또는 수축이 심장 내에서 발생할 때, 피험자(1701)의 심장은 이러한 반응을 기반으로 심박수와 혈압을 모두 생성할 것이다.

심장 내의 각각의 적절한 경로를 통해 제공되는 이러한 전기 임펄스는 종종 자동성으로 설명되는 과정을 통해 심장을 뛰게 한다. 신체 내에서, 이러한 자동성을 기반으로 동작할 때, 전도성 기능을 가진 이러한 특수화된 세포는 심장의 서로 다른 각각의 부분 사이에서 전류의 생성 및 방전과 같은 전기 임펄스를 전송 및/또는 수신한다. 건강한 피험자(1701)에서, 이러한 전기 임펄스는 신체에 의해 생성되고 심장의 박동을 용이하게 하기 위해 심장의 다른 부분을 통해 송수신된다.

구체적으로, 건강한 피험자(1701) 내에서, 심장의 전도성 세포를 통해 제공되는 각각의 다른 전기 임펄스의 적절한 타이밍에 따라, 심장은 상대정맥을 통해 신체로부터 산소가 부족한 혈액을 받는 동작을 용이하게 한다. 이 산소가 부족한 혈액은 심장의 오른쪽 위 방인 우심방으로 들어간다. SA 결절은 이를 통해 신체로부터 산소가 부족한 혈액을 받는 상대정맥 근처의 우심방 후벽에 위치된 심장의 특수 전도성 세포 그룹이다. SA 결절은 심장 시스템의 자연적인 페이스메이커로 동작하며 심방 탈분극 및 수축을 유발하는 전기 임펄스를 생성 및 전송한다. SA 결절이 이 전기 임펄스를 생성 및 전송할 때, 전도성 세포의 파동이 탈분극되기 시작한다. 이 전기적 탈분극은 심장의 특정 부분의 기계적 수축을 초래한다. 예를 들어, SA 결절로부터의 이 전기 임펄스는 심장의 우심방과 좌심방 모두에 제공된다. 임펄스는 결절 간 전기 경로를 통해 심방을 통해 AV 결절로 이동한다. 전형적인 건강한 피험자(1701)에서, SA 결절은 일반적으로 이러한 전기 임펄스를 생성하고 분당 60 내지 100 비트(bpm)의 속도로 이들을 전송한다.

SA 결절로부터 생성 및 전송되는 이러한 전기 임펄스는 AV 결절과 AV 접합부에서 수신된다. AV 결절은 삼첨판(tricuspid)인 우심방과 우심실 사이의 판막 기저부 위의 우심방 하부에 위치된 심장의 특수 전도성 세포의 또 다른 그룹이다. AV 결절은 SA 결절 내의 전도성 세포와 같은 페이스메이커 기능을 가지고 있지 않다. AV 결절은 SA 결절로부터 전기 임펄스를 받아 심장의 심방이 수축되도록 하여 심실에 혈액이 공급되지 않도록 이를 지연시키도록 동작한다. 추가로, SAm 결절로부터 제공되는 전기 임펄스에 반응하여, AV 결절은 전기 임펄스를 수신하여 AV 접합부와 방실 다발을 통해 심장의 우심실 및 좌심실로 전달하도록 동작한다.

전기 임펄스가 AV 결절로부터 방실 다발로 수신됨에 따라, 심실내중격의 상부에 위치된 방실 다발로 유입된다. 추가로, 방실 다발은 AV 결절을 심전도 시스템 내의 좌우 다발 갈래에 연결한다. 방실 다발은 전기 임펄스를 좌우 다발 갈래 모두 아래로 향하도록 동작하고, 좌우 다발 갈래는 전기 임펄스를 심장의 좌우 심실의 푸르킨예 섬유로 더 나눈다. 전형적인 건강한 피험자(1701)에서, AV 결절은 일반적으로 이러한 전기 임펄스를 생성하고 40 내지 60 bpm의 속도로 이들을 전송한다.

심장 내의 다양한 전도성 세포의 전도성과 관련된 문제 또는 결함은 심장의 비정상적 동작, 건강 문제, 잠재적인 심장 마비 및 잠재적인 생명 손실을 초래할 것임에 유의한다. 예를 들어, 좌우 다발 갈래의 방실 다발 사이의 비효율적인 전기 전도성은 심장의 정상 리듬의 이상으로 인한 울혈성 심부전과 종종 연관되는 부정맥을 초래할 수 있다. 추가로, SA 결절의 문제나 비효율적인 동작으로 인해 비강 부정맥이 발생할 수 있다.

도 18은 본 발명에 따른 일반/정상 심전도(ECG)(또한 EKG라고도 함)의 일 예(1800)를 도시하는 개략적인 블록도이다. 종종 의료 전문가를 방문하는 피험자는 스트레스 테스트 동안 테스트를 거쳐 의료 전문가가 스트레스 테스트 동안 피험자의 ECG를 모니터링하도록 하여(예를 들어, 피험자가 러닝머신, 경사진 러닝머신, 계단 마스터 등 및/또는 일부 기타 운동 장비 위를 걷는 등) 피험자가 어떻게 반응하고 피험자의 심혈관계가 어떻게 작동하는지 확인한다. 상기에 설명된 바와 같이, 심장은 전기 및 기계 컴포넌트들이 협력하여 동작하는 전기 및 기계 시스템으로 볼 수 있다. 심장의 전기 및 기계 컴포넌트들 중 하나 또는 둘 모두에 문제가 있는 경우, 이 전기 및 기계 시스템이 제대로 동작하지 않을 수 있다. 이 다이어그램은 관련 ECG를 기반으로 하는 정상적인 심장 동작의 일 예를 도시한다. 예를 들어, 비정상, 불량한 전기 전도도 또는 전도도 없음, 심전도 시스템의 하나 이상의 컴포넌트들의 중단 등이 있을 때, 그 결과 심박수가 너무 느리거나 너무 빨라서 문제가 될 수 있거나, 심장 기능을 완전히 방해하여 건강 및/또는 생명 손실에 심각한 위험을 초래할 수 있다. 건강한 피험자라도 때때로 전기 신호가 심장의 일부를 통해 전파되기 어려운 심전도 시스템과 관련하여 문제가 발생할 수 있음에 유의한다. 추가로, 심장의 비전기적 관련 문제는 심전도 시스템 내에서 문제를 일으킬 수 있으므로 심장의 서로 다른 부분을 통한 전기 임펄스의 전달을 억제할 수 있다.

이 다이어그램의 왼쪽에서, ECG는 심장의 전기적 반응을 보여주며, 이는 피험자의 가슴 및/또는 등에 전극들을 배치함으로써 기록될 수 있다. 선행 ECG 기술을 사용하여 ECG가 기록될 수 있지만, 본원에 설명된 바와 같이 DSC를 사용하는 당사 서비스가 선행 기술 ECG 기술에 비해 크게 향상된 심장의 전기적 반응의 분해능과 정확도를 제공할 수 있는 ECG 스티커가 피험자에게 부착되었음에 유의한다. 심장의 전기적 반응은 심장의 다양한 부분들을 통해 전파되어 심장 근육의 기계적 반응과 심혈관계 내에서 심장과 폐를 통한 혈액의 움직임을 생성하는 이러한 전기 신호들에 반응하여 시간의 함수로서 다양한 전압을 갖는 전기적 신호로 도시된다.

건강한 피험자의 ECG에서, 심장의 전기적 반응의 각각의 부분은 종종 ECG의 서로 다른 파동/영역/부분을 식별하기 위해 PQRSTU 반응과 관련하여 설명된다. SA 결절로부터 전기 신호가 공급됨에 따라, ECG 내에서 P파가 생성된다. P파 동안, SA 결절로부터 바흐만(Bachman) 다발을 통해 좌심방과 우심방으로 전기 임펄스가 공급되어 심방이 수축되도록 하여 리드를 좌심실과 우심실로 밀어낸다. 또한, 이 과정에서, 심방은 이 수축에 따라 탈분극된다.

다음은 QRS 콤플렉스이다. 이는 전기 임펄스가 AV 결절 내에서 지연된 다음, 방실 다발을 통해 그리고 좌우 다발 갈래를 통해 좌심실과 우심실의 푸르킨예 섬유로 퍼지는 과정을 나타낸다. 또한, 이 과정에서, 심실은 수축에 따라 탈분극한다.

다음은 T파와 U파이며, 종종 U파는 T파의 일부로 간주된다는 점에 유의한다. T파 동안, 좌심실과 우심실은 재분극되어 다음 심박동에 따라 SA 결절에서 AV 결절로 전달될 다음 임펄스에 대비하여 좌심실과 우심실의 근육이 이완되도록 한다. 추가로, U파 동안, 심장의 좌심실과 우심실의 푸르킨예 섬유는 다음 심박동에 따라 SA 결절에서 AV 결절로 전달될 다음 임펄스에 대비하여 재분극을 겪는다.

심박동 주기를 통과하는 심장에 따라 심장의 서로 다른 각각의 부분을 통해 전파되는 이러한 서로 다른 전기 임펄스들과 관련하여, 페이스메이커 리드 또는 감지 리드를 서비스하는 본원에 설명된 DSC는 SA 결정에서 심방으로 제공되는 전기 임펄스들, SA 결절에서 방실(AV) 결절로 제공되는 전기 임펄스들, 이후에 AV 결절에서 방실 다발과 좌우 다발 갈래를 통해 우심실과 좌심실의 푸르킨예 섬유로 확산되는 전기 임펄스들을 포함하는, 이러한 전기 임펄스들을 검출하도록 동작한다. 추가로, 본원에 설명된 서비스 단일 페이스메이커 리드와 같은 DSC는 페이스메이커 리드의 단일 도체를 통해 페이스 신호의 임펄스들을 전달하고 심장 반응을 감지하기 위해 동작한다는 점에 유의한다. 이와 같이, 페이스메이커 리드는, 본원에 설명된 바와 같은 DSC에 의해 서비스될 때, 단 하나의 도체를 포함할 수 있으며, 페이스메이커 신호의 전달과 심장 박동 주기 동안 심장을 통해 전파되는 다양한 전기 임펄스들 중 어느 하나를 포함하는 심장 반응의 감지를 모두 실행할 수 있다. 구성된 특정 페이스메이커 리드에는 유도 부하의 특성들이 있다는 점에 유의한다. 이와 같이, 이러한 유도 부하 유형 특성들을 갖는 페이스메이커 리드는, 본원에 설명된 바와 같은 DSC에 의해 서비스될 때, 페이스메이커 리드와 관련된 유도 반응물 특성들을 검출할 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 바와 같은 DSC를 사용하는 것은 종래 기술에서 현재 사용되는 것과는 매우 다르게 설계된 페이스메이커 리드를 허용한다. 예를 들어, 이러한 유도성 부하 유형 특성들을 가지지 않으면서 전기 임펄스들을 포함하는 페이스 신호를 제공하기 위해 DSC와 협력하여 여전히 서비스되고 동작하는 새로운 페이스메이커 리드가 대안적으로 설계될 수 있다.

동작 및 구현의 일 예에서, 본원에 설명된 바와 같은 DSC는 페이스 신호의 임펄스들의 동시 전달을 수행하고 또한 피험자의 심전도 시스템의 심장 전기 활동을 감지하도록 구성된다. 이 동작은 이러한 DSC에 의해 서비스되는 단일 페이스메이커 리드를 통해 수행될 것이라는 점에 유의한다. 피험자의 심장 전기 활동은 종종 심근 신호를 기반으로 하는 것으로 설명된다. 종래 기술의 페이스메이커 회로가 신호 생성 및 전달 시스템과 분리되고 독립적인 센서 기술을 포함하는 반면, DSC에 의해 서비스되는 페이스메이커 리드는 페이스 신호의 임펄스 전달을 수행하고 또한 단일 페이스메이커 리드를 통한 피험자의 심전도 시스템의 심장 전기 활동을 감지하는 기능을 포함한다. 본원에 설명된 바와 같은 DSC에 의해 서비스되는 페이스메이커 리드의 이러한 구현은 페이스 신호의 임펄스들을 전달하고 또한 선행 기술의 페이스메이커 기술에 비해 상당한 개선을 제공하는 동일한 페이스메이커 리드를 통해 심장 전기 활동을 감지하는 기능을 모두 포함한다는 점에 유의한다. 예를 들어, 선행 기술의 페이스메이커 기술은 심전도(ECG)(또한 EKG라고도 함) 감지 기능을 사용하여 이러한 시스템의 완전히 별개의 컴포넌트로서 심장 전기 활동을 모니터링한다. 즉, 심장 전기 활동의 감지를 수행할 때, 선행 기술의 페이스메이커 기술은 다양한 컴포넌트들, 요소들 또는 다수의 도체들 또는 요소들을 포함하는 페이스메이커 리드를 사용하여 동작하므로 도체들 또는 요소들 중 하나가 페이스 신호의 전달을 수행하도록 구현되고, 도체들 또는 요소들 중 다른 하나는 심장 전기 활동의 감지를 용이하게 하도록 구현된다. 페이스메이커 기능 및 또한 심장 전기 활동 감지 기능이 DSC에 의해 서비스되는 페이스메이커 리드를 통해 피험자에게 제공될 수 있도록 본원에 설명된 바와 같은 페이스메이커 시스템은 선행 기술 기술보다 피험자에게 훨씬 덜 방해가 된다. 예를 들어, 다수의 도체들 또는 요소들을 포함하는 페이스메이커 리드의 폼 팩터 또는 크기는 페이스메이커 기능 및 또한 심장 전기 활동 감지 기능을 모두 제공하도록 동작하는 본원에 설명된 바와 같은 DSC에 의해 서비스되는 단일 페이스메이커 리드보다 훨씬 크다.

추가로, 이 다이어그램에 표시된 신호 레벨들은 일반적인 범위 내에 있지만, 이러한 신호 레벨들은 피험자마다 다를 수 있다는 점에 유의한다. 또한, 전기적 캡처를 위한 페이싱 임펄스 신호들의 공통 범위의 예들은 예를 들어 도 22를 참조하여 설명되어 있지만, 서로 다른 피험자들의 서로 다른 심장들은 적절한 심장 기능에 따라 심장의 탈분극 및 수축을 유도하기 위해 다른 양의 에너지를 필요로 할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 이러한 페이싱 임펄스 신호들 내에서 일반적으로 제공되는 전류 레벨들은 밀리암페어(mA) 범위 내에 있으며, 서로 다른 피험자들의 서로 다른 부분들은 적절한 심장 기능을 촉진하기 위해 서로 다른 양의 에너지를 필요로 할 수 있음에 다시 한 번 유의한다. 필요한 에너지의 양에 영향을 줄 수 있는 파라미터들의 예들에는 페이스메이커 리드의 위치, 심장의 생존 가능한 심근 조직/전도성 세포와 얼마나 잘 접촉하고 있는지, 피험자의 기저 또는 기존 상태, 현재 피험자에게 투여되고 있는 모든 약물 등 중 임의 개수가 포함될 수 있다.

동작 및 구현의 다른 예에서, 본원에 설명된 바와 같은 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC는 페이스 신호의 임펄스들의 전달을 제공하고 또한 페이스 신호의 임펄스들의 전달 동안 심장 전기 활동을 감지하도록 구성된다. 종래 기술의 페이스메이커 기술에 기초하여 구현되는 종래의 심장 전기 활동 감지 기능이 페이스 신호의 임펄스들의 전달 동안 전기적 포화를 겪고 페이스의 임펄스들의 전달 동안 심장 전기 활동의 감지를 수행할 수 없는 반면, 본원에 설명된 바와 같은 페이스메이커 리드를 서비스하고 페이스 신호의 임펄스들을 전달하는 동안 페이스 신호의 임펄스들의 전달 동안 심장 전기 활동을 감지하도록 구성된 DSC. 이는 페이스 신호 임펄스의 특정 전달 시간 동안 심장 전기 활동의 검출을 수행할 수 없는 종래 기술의 페이스메이커 기술에 비해 상당한 개선을 제공한다. 이 심장 전기 활동 감지 기능은, 본원에 설명된 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC를 사용하여 인에이블되는 페이스 신호의 전기 임펄스의 전달 동안, 종래 기술의 페이스메이커 기술에 기초하여 구현되는 종래 기술의 심장 전기 활동 감지 기능을 사용하여 사용할 수 없는 추가 정보를 의료 전문가에게 제공하여 피험자의 심장 동작을 이해하고 진단한다.

동작 및 구현의 또 다른 예에서, 본원에 설명된 바와 같은 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC의 동작 적응은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 전달 동안을 포함하여 피험자의 심장 전기 활동의 지속적인 모니터링을 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 본원에 설명된 바와 같은 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC와 함께 표시되는 하나 이상의 처리 모듈들은 본원에 설명된 바와 같이 이러한 구현(예를 들어, 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC)에 의해 인에이블되는 정보에 기초하여 페이스메이커 리드를 통해 페이스 신호의 전기 임펄스들을 제공하는 DSC의 임의의 하나 이상의 동작 파라미터들을 조정하도록 동작한다. 예를 들어, 하나 이상의 처리 모듈들은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 전압 및/또는 전류 크기, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 펄스 혹, 페이스 신호의 전기 임펄스들을 통해 전달된 에너지 및/또는 전류의 총량, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 등 중 임의의 하나 이상을 포함하는, 페이스메이커 리드를 통해 DSC로부터 전달되는 페이스 신호의 다양한 전기적 틀성들 중 임의의 하나 이상의 조정을 용이하게 하도록 구성된다.

도 19는 본 발명에 따라 전극에 대한 구동 신호를 구동 및 감지하도록 동시에 구성된 DSC의 다른 실시예(1900)의 개략적인 블록도이다. 본원의 많은 다이어그램에서와 같이, 이 다이어그램은 구동 감지 회로(DSC)(28)와 상호 작용하도록 구성된 하나 이상의 처리 모듈들(42)을 도시한다. 이 다이어그램 및 다른 다이어그램에서, 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 DSC(28) 사이의 결합 또는 연결은 임의 개수의 통신 채널, 경로 등(예를 들어, 일반적으로 n개, 여기서 n은 1 이상의 양의 정수임)을 사용하여 이루어질 수 있음에 유의한다.

DSC들(28)과 하나 이상의 처리 모듈들(42) 내지 DSC 사이에 제공될 수 있는 하나 이상의 신호들의 예들은 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 DSC들(28) 중 하나 이상으로 제공되는 기준 신호(예를 들어, 특정 다이어그램들에서는 Vref라고 함), 전원 입력, 통신 시그널링, 인터페이싱, 제어 시그널링, DSC(28)로부터 하나 이상의 처리 모듈들(42)로 제공되는 디지털 정보, 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 DSC(28)로 제공되는 디지털 정보 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, DSC(28) 자체는 생성될 기준 신호의 하나 이상의 파라미터들을 설정하고 구동 신호를 생성하기 위한 기초로서 사용되는 것과 같이 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 의해 그 동작이 제어되는 신호 생성기를 포함한다. 추가로, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 유선 통신 매체, 무선 통신 매체, 광통신 매체 및/또는 임의의 다른 유형의 통신 매체를 포함하는 다수의 방식 중 어느 하나로 구현될 수 있는 하나 이상의 통신 링크, 네트워크, 통신 경로, 채널 등을 통해 하나 이상의 다른 장치, 컴포넌트, 요소 등과 인터페이싱할 수 있음에 유의한다.

DSC(28)는 피험자의 신체 부분에 대한 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 전극(1410)을 통해 단일 라인을 통해 제공되는 기준 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하도록 구현된다. 일 예에서, 전극(1410)은 (예를 들어, 피험자의 심장의 심방 및/또는 심실 페이싱에 따라) 심장 내의 특정 위치와 같은, 피험자의 신체 부분에 페이싱 신호의 전달을 용이하게 하는 페이스메이커 리드로서 구현된다. 다른 예에서, 전극(1410)은 피험자의 전도성 세포들을 통해 전송되는 하나 이상의 전기 신호들(예를 들어, 피험자의 심작 박동 주기에 따라 심장의 각각의 부분들을 통해 전송되는 전기 신호들)을 검출하도록 동작하는 감지 리드로 구현된다. 또 다른 예에서, 전극(1410)은 피험자의 신체 부분의 임피던스(예를 들어, 피험자의 심장, 가슴 또는 흉부와 같은 피험자들의 특정 부분 및/또는 피험자의 기타 신체 부분 등의 임피던스)를 검출하도록 동작 가능한 감지 리드로서 구현된다. 또 다른 예에서, 전극(1410)은 DSC와 피험자의 신체 부위와 접촉하거나 그 주위를 감쌀 수 있는 임의의 외피가 있는 지점 사이의 연결로 구현된다. 일부 구현들에서, 외피는 특정 배열 및 해당 지점의 위치에 기초하여 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 피험자의 일부와 접촉하거나 주변을 감싸는 다수의 지점들을 포함한다.

전극(1410)은 피험자에 대해 다양한 방식들로 구현될 수 있음에 유의한다. 한 구현에서, 전극은 피험자 내에 이식된다. 예를 들어, 페이스메이커 리드로 동작하는 전극(1410)에 따라, 페이스메이커 리드는 피험자의 신체 내에 이식되고 특히 원하는 위치, 일반적으로 심장의 특정 부분 내에 배치되어 페이싱 신호의 적절한 전달에 기초하여 피험자의 심장의 적절한 기능을 용이하게 한다. 일 예에서, 심방 페이싱을 용이하게 하기 위해 구현되는 이식형 전극(1410)이 피험자의 심장의 동방(SA) 결절에 또는 그 근처에 이식된다. 또 다른 예에서, 심실 페이싱을 용이하게 하기 위해 구현되는 이식형 전극(1410)이 피험자의 심장의 방실(AV) 결절에 또는 그 근처에 이식된다. 임의의 다른 예들 및 페이싱을 용이하게 하기 위해 구현되는 이식형 전극(1410)이 피험자의 심장의 심방(예를 들어, 우심방) 또는 심실(예를 들어, 좌심실 또는 우심실)에 또는 그 근처에 이식된다.

다른 구현에서, 전극은 비침습적 방식으로 피험자와 연관된다. 예를 들어, 비침습적 페이스메이커 리드로 동작하는 전극(1410)에 따라, 페이스메이커 리드는 예컨대 페이싱 신호의 적절한 전달에 기초하여 피험자의 심장의 적절한 기능을 용이하게 하기 위해 심장의 적절한 부위로의 피험자의 피부의 표면을 통해 페이싱 신호의 전달을 용이하게 할 피험자의 피부 표면 상에 있는, 피험자의 신체 외부에 있지만 신체 부위와 관련된 위치에서 피험자와 접촉하거나 연관되어 있거나, 신체 부위와 관련된 위치에서 피험자와 충분히 근접한 위치 내에 있다. 다른 예에서, 피험자의 심전도(ECG)(또한 EKG라고 함)의 감지를 용이하게 하도록 동작하는 전극(1410)에 따라, 전극(1410)은 전극(1410)을 통해 DSC(28)를 신체 부위(예를 들어, 가슴, 흉부 피험자의 심장 근처 등)와 관련된 위치에서 피험자의 피부 표면과 접촉하는 ECG 스티커에 결합된다.

추가로, 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 조정된 전극(1410)의 서로 다른 구현들과 관련하여, 전극(1410)은 전극(1410)이 피험자의 신체 부위의 표면과 관련되거나 접촉하도록 피험자 내에 이식되거나 피험자에 대해 비침습적일 수 있음을 유의한다.

신호를 구동하고 그 신호의 임의의 효과, 변경, 수정 등을 포함하는 신호를 동시에 감지하도록 구성된 DSC(28)의 이러한 구현은 서로 다른 구현들에서 서로 다른 기능을 수행하도록 구현될 수 있음에 유의한다. 전극(28)을 통해 DSC(28)로부터 제공될 수 있는 상이한 유형의 신호들의 예들에는 감지 신호, 페이스 신호, 전류원 신호, 전류 싱크 신호, 조합 전류원/싱크 신호, 자극 신호 등이 포함되며, 서비스를 제공하는 DSC(28) 및 전극(1410)과 통신하는 하나 이상의 처리 모듈들(42)의 이러한 구성은 서로 다른 애플리케이션들에서 요구될 수 있는 바와 같이 서로 다른 목적을 위해 상이하게 동작하도록 구성될 수 있다는 점에 유의한다.

서비스를 제공하는 DSC(28) 및 피험자의 신체 부분에 근접하거나 접촉하는 전극(1410)을 포함하는 이러한 실시예는 페이스 신호, 신경 자극기, 근육 자극, 임피던스 센서 등의 전달을 포함하는 임의의 다양한 목적들을 위해 사용될 수 있음에 유의한다. 또한, 감지만, 자극만 또는 감지와 자극 모두가 DSC(28)에 의해 서비스되는 단일 전극(1410)을 통해 수행될 수 있다. 이러한 구현은 매우 작은 폼 팩터, 크기 등을 갖는 단일 전극(1410)을 통해 감지 및 자극 모두의 이중 기능을 수행하는 능력을 제공한다. 추가로, DSC(28)에 의해 사용되는 기준 신호는 임의의 원하는 유형 및 형태(예를 들어, 신호 등의 유형 및 파형의 일부 예들로서, DC 신호, 구형파 신호, 삼각파 신호, 톱니파 신호 등)일 수 있다. 일반적으로 말해서, 본 발명(및/또는 그 등가물)의 다양한 양태들, 실시예들 및/또는 예들 중 어느 하나(예를 들어, 전극, 페이스메이커 리드, 외피와 같은 전도성 지점 등과 같은, 하나 이상의 요소들에 서비스를 제공하는 하나 이상의 DSC들을 포함)은 페이스 신호의 전달, 신경 자극, 근육 자극, 전압, 전류 및/또는 임피던스 등을 포함하는 다양한 전기적 특성들의 감지를 포함하는 임의의 하나 이상의 다양한 동작들을 수행하도록 구현될 수 있다.

도 20은 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성된 다수의 DSC들의 일 실시예(2000)의 개략적인 블록도이다. 이 도면은 이전 도면과 유사하지만 서로 다른 각각의 신체 부위들과 연관될 수 있는 각각의 전극들(1410)에 서비스를 제공하는 다수의 DSC들(28)을 포함한다. 예를 들어, 제1 DSC(28)는 전극(1410)을 통해 제1 신체 부위에 결합되고, 하나 이상의 추가 DSC들은 전극(1410)을 통해 n번째 신체 부위에 결합되는 DSC(28)에 의해 도시된 바와 같이, 각각의 전극들(1410)을 통해 다른 신체 부위들에 결합된다. 일반적으로 말해서, 임의의 원하는 개수의 각각의 DSC들은 상이한 각각의 신체 부위들과 관련된 임의의 원하는 개수의 전극들(1410)에 서비스를 제공하도록 구현될 수 있다.

이러한 다수의 DSC(28) 및 전극(1410) 구현은 상이한 목적을 위해 임의 개수의 상이한 유형의 전극들(1410)을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 이러한 서로 다른 각각의 목적의 예들은 피험자에게 페이스 메이킹 제공, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 대한 자극, 피험자의 전도성 세포, 임피던스 등을 통한 전기 신호들과 같은 하나 이상의 전기적 특성들의 감지와 관련될 수 있다. 상이한 각각의 DSC들(28)에 의해 전달될 수 있는 상이한 유형의 신호들의 예들은 감지 신호, 페이스 신호, 전류원 신호, 전류 싱크 신호, 자극 신호 및/또는 임의의 다른 유형의 신호의 임의의 하나 이상의 전달을 포함한다. 또한 다수의 DSC(28) 및 전극(1410) 구현은 하나 이상의 이식형 전극들(1410) 및/또는 비침습적 전극들(1410)의 임의의 조합을 포함할 수 있다는 점에 유의한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 페이스 신호의 전달을 용이하게 하기 위해 제1 전극(1410)이 피험자 내에 이식된다. 제2 전극(1410)은 전류 및/또는 전압 신호의 전달로 피험자의 신체 부위의 자극을 용이하게 하기 위해 피험자의 피부 표면의 접촉 내에 또는 충분한 근접 내에 배치된다. 제3 전극(1410)은 심장, 가슴 또는 흉부 등과 같은 피험자의 특정 신체 부위의 임피던스 측정을 용이하게 하기 위해 피험자 내에 이식된다. 제4 전극(1410)은 피험자의 사랑스러운 부위의 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 피험자의 신체 부위와 접촉하거나 그 주위를 감싸는 외피 내에 구현된다. 일반적으로 말해서, 상이한 DSC들(28) 및 이러한 상이한 DSC들과 연관된 각각의 전극들(1410)의 임의의 원하는 구현은, 예컨대 각 DSC(28)가 각각의 전극(1410)을 서비스하도록 일대일 방식에 기초하여, 상이한 각각의 목적들을 수행하도록 이루어질 수 있다.

도 21a, 21b, 및 21c는 본 발명에 따라 하나 이상의 DSC들에 의해 서비스되도록 동작할 수 있는 다양한 유형의 페이스메이커들의 실시예들(2101, 2102 및 2103)의 개략적인 블록도들이다. 페이스 메이킹 기능이 피험자에게 제공될 수 있는 다양한 상이한 방식들이 있다. 일부 예들에서, 회로부(1710)는 피험자 내에 이식되고, 회로부(1710)는 하나 이상의 처리 모듈들(42), 하나 이상의 DSC들(28), 배터리 또는 다른 저장 장치와 같은 하나 이상의 에너지 또는 전원들 및/또는 페이싱, 감지, 및/또는 피험자에게 제공될 수 있는 임의의 다른 동작들을 용이하게 하기 위한 펄스 생성을 포함하는 페이스 신호의 전달을 포함하는 다양한 기능들을 용이하게 하기 위해 원하거나 필요로 하는 임의의 다른 컴포넌트들 또는 요소들 중 하나 이상을 포함할 수 있는 다양한 컴포넌트들을 포함한다. 피험자의 심장의 특정 부위들을 보여주는 이러한 다이어그램은 심장에 대한 자세한 설명을 제공하는 도 17을 참조하여 이해될 수도 있다.

도 21a의 실시예(2101)를 참조하면, 이 다이어그램은 피험자의 심장의 챔버(예를 들어, 상부 또는 하부 챔버)에 제공되는 단일 페이스메이커 리드를 포함하는 단일 챔버 페이스메이커를 도시한다. 이 다이어그램은 피험자의 심장의 동방(SA) 결절에 또는 그 근처에 이식되는 회로부(1710)로부터 결합된 심방성 페이스메이커를 도시한다. 이 다이어그램은 단일 페이스메이커 리드를 포함하는 단일 챔버 페이스메이커를 도시한다. 단일 챔버 페이스메이커의 특정 구현은 일반적으로 피험자의 심장의 우심실에 전기 임펄스들을 전달한다. 그러나, 동방(SA) 결절에 전기 임펄스들을 전달하기 위해 단일 챔버 페이스메이커가 대안적으로 구현될 수 있다. 이 다이어그램은 전기 임펄스들을 SA 결절로 전달하는 단일 챔버 페이스메이커를 도시한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 회로부(1710)는 피험자의 신체 내에 이식되고, 심방 페이스메이커 리드(예를 들어, 이는 전극(1410)으로서 구현될 수 있음)는 피험자의 심장의 상대정맥을 통과하고 피험자의 심장의 동방(SA) 결절에 또는 그 근처에 이식된다. 심방 페이스메이커 리드는 바흐만 다발을 통해 좌심방과 유심방으로 전기 펄스가 제공되어 심방이 수축되도록 하여 리드를 좌심실 및 우심실로 밀어내고 또한 심방의 탈분극을 초래하는 SA 결절을 시작하기 위해 페이스 신호(예를 들어, 시기 적절하게 전달된 전기 임펄스들로 구성됨)를 전달하며, 이는 피험자의 심전도(ECG)(또한 EKG라고도 함)를 볼 때 볼 수 있는 해당 P파를 생성한다.

다시, 대안적인 구현들에서, 페이스메이커 리드는 피험자의 심장의 방실(AV) 결절을 시작하기 위해 피험자의 심장의 우심실에 페이스 신호(예를 들어, 시기 적절하게 전달된 전기 임펄스들로 구성됨)를 전달하고, 전기 신호들과 관련된 해당 QRS 컴플렉스는 심장의 방실 다발(또는 공통 다발이라고도 함)을 통해 그리고 좌우 다발 갈래들을 통해 심실의 결과 및 탈분극되는 심장의 좌우 심실의 푸르킨예 섬유로 전파된다.

도 21b의 실시예(2102)를 참조하면, 이 다이어그램은 피험자의 심장의 상부 및 하부 챔버에 각각 제공되는 두 개의 페이스메이커 리드들을 포함하는 듀얼 챔버 페이스메이커를 도시한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 피험자의 심장의 동방(SA) 결절에 또는 그 근처에 이식된 회로부(1710)로부터 결합된 심방 페이스메이커 리드 및 또한 피험자의 심장의 우심실에 또는 그 근처에 이식된 회로부(1710)로부터 결합된 우심실 리드를 도시한다. 이러한 유형의 페이스메이커는 전기 임펄스들을 피험자의 심장의 우심실 및 우심방으로 전달하고 심장 박동 동안 피험자의 심장의 다양한 챔버들의 각각의 수축 사이의 상대적 타이밍을 제어하는 능력을 제공한다. 예를 들어, 이중 챔버 페이스메이커를 포함하는 이 구현은 SA 결정의 시작과 또한 AV 결정의 시작을 고정밀로 제어하는 기능을 제공한다. 예를 들어, 특정 환자들 내에서, SA 결절이 효과적으로 시작될 수 있더라도, 심장의 전도성 세포를 통한 전기적 시그널링은 AV 결절 및 방실 다발, 좌우 다발 갈래를 포함하는 심장의 전도성 세포를 통한 푸르킨예 섬유 등으로의 후속 전기적 시그널링을 시작하기에 불충분할 수 있다.

도 21c의 실시예(2103)를 참조하면, 이 다이어그램은 피험자의 심장의 양쪽 하부 챔버의 상부 챔버에 각각 제공되는 세 개의 페이스메이커 리드들을 포함하는 양심실(biventricular) 페이스메이커를 도시한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 피험자의 심장의 동방(SA) 결절에 또는 그 근처에 이식된 회로부(1710)로부터 결합된 심방 페이스메이커 리드, 피험자의 심장의 우심실에 또는 그 근처에 이식된 회로부(1710)로부터 결합된 우심실 리드, 및 피험자의 심장의 좌심실에 또는 그 근처에 이식된 회로부(1710)로부터 결합딘 좌심실 리드. 양심실 페이싱은 때때로 심장 재동기화 요법이라고도 한다. 종종, 이러한 유형의 페이스 메이킹은 심부전 및/또는 심장 내의 다양한 전도성 세포의 비정상적인 전기 시스템 동작을 포함하는 매우 심각한 심장 문제가 있는 피험자에게 제공된다. 이러한 유형의 페이스 메이킹은 SA 결절의 시작(심방 페이스메이커 리드를 통해 제공되는 전기 임펄스들을 통해), AV 결절의 시작(우심실 리드를 통해 전달되는 전기 임펄스들을 통해), 및 또한 다음 전기 임펄스가 SA 결절에 의해(좌심실 리드를 통해 전달된 전기 임펄스들을 통해) 수신되기 전에 좌심실과 우심실의 근육 이완을 포함하여 좌심실과 우심실의 재분극의 시작을 고정밀도로 제어하는 능력을 제공한다. 추가로, 좌심실 리드를 통해 전달된 전기 임펄스들은 다음 전기 임펄스가 SA 노드에 수신되기 전에 심장의 좌심실과 우심실의 푸르킨예 섬유의 재분극을 개선하도록 동작한다.

심혈관 건강의 서로 다른 정도에 있는 서로 다른 각각의 피험자들은 페이스 메이킹의 서로 다른 구현들을 사용하여 다르게 치료될 수 있음에 유의한다. 본 개시는 기존 페이스메이커 기술에 비해 신호 레벨, 타이밍, 정밀도, 감지 등의 상당히 개선된 제어를 제공하기 위해 하나 이상의 처리 모듈들(42) 및 하나 이상의 DSC들(28)을 사용하여 페이스 메이킹이 구현될 수 있는 많은 상이한 구현들을 설명한다. 예를 들어, 기준 신호의 완전한 제어가 피험자의 심장의 하나 이상의 부분들에 제공될 페이싱 신호를 생성하도록 구성된 DSC(28) 내에서 사용되는 경우, 임의의 원하는 신호 레벨, 펄스 지속 시간, 에너지 콘텐트, 전류 레벨, 전압 레벨 등을 갖는 페이싱 신호는 기존 페이스메이커 기술보다 매우 높은 정밀도와 정확도로 전달될 수 있다.

도 21d는 본 발명에 따른 하나 이상의 장치들에 의해 실행되는 방법(2104)의 일 실시예의 개략적인 블록도이다. 특정 관점에서, 방법(2104)은 페이스메이커 시스템에 의한 실행을 위한 방법으로 볼 수 있다. 방법(2104)은 단계(2110)에서 기준 신호를 수신하고 기준 신호에 기초한 전기 임펄스들을 포함하는 페이스 신호를 생성하기 위해, 하나의 단일 도체로 구현된 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로(DSC)를 동작시킴으로써 동작한다. 방법(2104)의 특정 변형에서, 블록(2112)에 도시된 바와 같이, 페이스메이커 리드는 동방(SA) 결절 또는 피험자의 심혈관계의 심실에 또는 그 근처에 이식된다. 방법(2104)의 특정 다른 변형에서, 블록(2114)에 도시된 바와 같이, 페이스메이커 리드는 피험자의 심혈관계의 심실에 또는 그 근처에 이식된다.

방법(2104)은 단계(2120)에서 DSC를 동작시켜 DSC로부터 페이스메이커 리드를 통해 피험자의 심전도 시스템의 전기적 반응 부분으로 페이스 신호를 제공하여 피험자의 심혈관계의 심장 동작을 용이하게 함으로써 동작한다. 피험자의 심장 근육은 피험자의 심혈관계를 통해 혈액을 이동시키기 위해 페이스 신호의 전기 임펄스들에 대한 기계적인 반응을 생성한다는 점에 유의한다.

방법(2104)은 단계(2130)에서 DSC를 동작시켜 페이스메이커 리드를 통해, 페이스 신호에 응답하여 생성되고 페이스메이커 리드에 전기적으로 결합되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 감지하도록 동작한다. 방법(2104)은 단계(2140)에서 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성함으로써 동작한다. 추가로, 방법(2104)은 단계(2150)에서 DSC에 의해 생성된 디지털 신호를 처리하여 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 결정함으로써 동작한다.

방법(2104)의 특정 다른 변형은 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하기 위해 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정함으로써 동작한다. 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 크기, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 펄스 폭, 페이스 신호의 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양 및/또는 페이스 신호의 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 야기한다는 점에 유의한다.

방법(2104)의 특정 다른 변형은 DSC에 의해 생성된 디지털 신호를 처리하여 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의해 캡처되는지 여부를 결정하는 것을 포함하여, 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 결정하도록 동작한다. 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처가 없다는 결정에 기초하여, 방법(2104)의 변형은 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하기 위해 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정한다.

기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 크기, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 펄스 폭, 페이스 신호의 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양 및/또는 페이스 신호의 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 야기한다는 점에 유의한다.

DSC들은 다양한 예, 실시예 등에서 본원에 설명된 바와 같은 것을 포함하는 임의의 다양한 방식들로 구현될 수 있음에 유의한다. 일 예에서, DSC는 기준 신호와 페이스 신호의 비교에 기초하여 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하도록 구현된다. 기준 신호는 비교기의 제1 입력에서 수신되고, 페이스 신호는 비교기의 제2 입력에서 수신된다. DSC는 또한 오류 신호를 기반으로 페이스 신호를 생성하고 페이스메이커 리드와 비교기의 제2 입력에 결합되는 페이스 신호를 단일 라인을 통해 제공하도록 구성된 종속 전류 공급 장치를 포함한다. DSC는 또한 오류 신호를 처리하여 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 방법(2104)의 일부 변형은 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능한 이득을 조정함으로써 동작한다. 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 스케일링하는 것은 오류 신호의 스케일링을 제공한다.

다른 예에서, DSC는 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 전원 회로를 포함하도록 구현된다. 인에이블 시, 전원 회로는 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 결합되는 아날로그 신호를 제공하도록 구성된다. 아날로그 신호는 DC(직류) 성분 또는 발진 성분 중 적어도 하나를 포함한다. DSC는 또한 전원 회로에 동작 가능하게 결합된 전원 변화 검출 회로를 포함한다. 인에이블 시, 전원 변화 검출 회로는 페이스메이커 리드의 전기적 특성 또는 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동 중 적어도 하나에 기초한 아날로그 신호에 대한 영향을 검출하고, 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

일부 특정 예들에서, 전원 회로는 단일 라인을 통해 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 페이스메이커 리드에 소싱(source)하는 전원을 포함하도록 구성된다. 전원 변화 검출 회로는 전압 기준 또는 전류 기준 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 전원 기준 회로, 및 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 제공된 전압 및 전류 중 적어도 하나를 전압 기준 및 전류 기준 중 적어도 하나와 비교하여 아날로그 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하도록 구현된다.

도 22는 페이싱 신호의 전형적인 위치를 보여주는 전형/정상 심전도(ECG)(또는 EKG라고도 함)의 일 예(2201)를 보여주는 개략적인 블록도이고, 또한 펄스 신호 임펄스 진폭과 캡처를 용이하게 하고 본 발명에 따른 개략적인 차단에 실패하는 펄스 폭 지속시간 사이의 관계의 그림 표현(2202)을 포함한다.

예(2201)를 참조하면, 이 다이어그램은 새로운 비전형/정상 ECG와 관련된 페이싱 신호들의 위치들을 도시한다. 예를 들어, 심방 페이스메이커 리드/전극을 통해 동방(SA) 결절에 제공되는 것과 같이, 심방 페이싱만 수행할 때, 전기 임펄스가 페이스메이커 리드/전극을 통해 전달되어 P파의 심장 반응이 발생된다. 우심실에 제공되는 것과 같이 심실 페이싱만 수행할 때, 페이서 스파이크(pacer spike) 다음에 일반적으로 QRS 컴플렉스가 나타난다.

페이스 메이킹에 따라 사용되는 신호들의 전기적 특성들과 관련하여, 다이어그램의 오른쪽 상단은 심장의 적절한 동작에 따라 심장의 요소들에 의한 전기적 캡처를 위한 페이싱 임펄스 신호의 일부 공통 범위를 도시한다. 캡처는 심장의 적절한 동작을 초래하는 심전도 시스템을 통해 심장의 동작 및 전기 임펄스들의 움직임을 시작하는 데 필요한 최소 전기 자극으로 볼 수 있다. 예를 들어, 전압, 펄스 폭, 전류 등과 같이 불충분한 페이스 신호를 제공할 때, 심장은 신호를 캡처하지 못하고 심장 박동 주기를 실행하지 않을 것이다. 다이어그램의 오른쪽 상단 부분을 다시 참조하면, 일반적으로 전기적 캡처를 초래하여 심장의 적절한 동작을 유발하는 페이싱 임펄스 신호들의 일부 공통 특성들은 0.5 내지 2V(볼트)의 전압 임계값 범위 내의 전압, 0.5 내지 0.8 ms(밀리-초) 범위 내의 펄스 폭, 50 내지 90mA(밀리-암페어) 범위 내의 전류 레벨 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가로, 이러한 페이싱 임펄스 신호들은 일반적으로 60 내지 100bpm의 심박수를 촉진하기 위해 분당 60 내지 100회의 속도로 전달된다.

다이어그램의 오른쪽에 있는 그림 표현(2202)을 참조하여, 수직축에 따른 페이스 신호 임펄스 임계값(볼트 단위) 및 수평축에 따른 펄스 폭 지속 시간(밀리초 단위)을 고려하면, 전기적 캡처를 용이하게 하는 페이스 신호의 크기와 펄스 폭 지속 시간의 조합과 전기적 캡처를 초래하지 않는 다른 조합이 있다. 예를 들어, 페이스 신호의 크기가 어두운 라인의 오른쪽에 있고 펄스 폭 지속 시간이 어두운 라인 위에 있을 때, 페이스 신호의 크기와 펄스 폭 지속 시간의 조합은 전기적 캡처를 초래하여 심장의 적절한 동작을 야기할 것이다. 페이스 신호의 크기가 어두운 라인의 왼쪽에 있고 펄스 폭 지속 시간이 어두운 라인 아래에 있을 때, 페이스 신호 임펄스 크기와 펄스 폭 지속 시간의 특정 조합은 전기적 캡처를 초래하지 않는다. 전기적 캡처와 전기적 캡처 없음 사이의 경계를 나타내는 특정 라인은 피험자마다 다를 수 있지만, 일반적으로 말해서, 페이스 신호 임펄스 크기와 펄스 폭 지속 시간의 조합을 보여주는 이러한 추세는 심장의 전기적 캡처를 용이하게 하는 데 필요한 최소 전기 자극을 제공하기에 충분한 값이어야 한다는 점에 유의한다.

이와 같이, 피험자의 심장의 적절한 동작을 촉진하기 위해 페이스메이커를 동작시킬 때, 특정 환자에 대해 전기적 캡처가 달성된다는 점을 보장하도록 페이스메이커가 페이싱 신호를 전달하는 다양한 파라미터들의 조정 및 튜닝이 이루어진다. 하나 이상의 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하는 DSC를 포함하는 회로부를 사용하여 본원에 설명된 바와 같이 구현된 페이스메이커는 크기, 펄스 폭, 에너지 레벨, 전류 레벨, 전압 레벨, 신호 형태, 파형 형태, 및/또는 종래 기술의 페이스메이커 기술에 비해 훨씬 개선된 방식으로 임의의 다른 원하는 파라미터 중 임의의 하나 이상을 포함하는, 페이싱 신호의 임의의 이러한 파라미터들을 조정하는 능력 및 훨씬 개선된 분해능을 제공한다. 예를 들어, 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하기 위해 본원에 설명된 바와 같이 DSC를 사용함으로써, 페이스메이커 리드를 통해 전달될 수 있는 전류 레벨은 매우 미세한 분해능과 정확도로 0A에서 최대 수 암페어 또는 수십 암페어(페이스메이커 응용 프로그램에는 필요하지 않을 가능성이 높지만 훨씬 더 높은 레벨) 사이에서 변경될 수 있다. 다시, 상기에 설명된 바와 같이, 50 내지 90mA 범위 내의 전류 레벨은 많은 페이스메이커 응용 분야에 일반적이며, 본원에 설명된 바와 같이 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하는 DSC는 피험자의 적절한 심장 기능을 보조하고 촉진하기 위해 페이스메이커 응용 프로그램 내에서 필요에 따라 임의의 원하는 범위 내에서 전류 레벨을 제공하도록 구성 및 구현될 수 있다.

일 구현에서, DSC는 임의의 이러한 원하는 전류 레벨을 매우 높은 분해능과 정확도(예를 들어, 0A에서 수 마이크로암페어 내지 1암페어 이상까지)로 제공하도록 구성된다. 이러한 DSC는 또한 매우 높은 분해능 및 정확도(예를 들어, 0A에서 수 나노암페어 내지 수 마이크로암페어 내지 수 암페어 또는 수십 암페어까지)로 피험자의 심장 전기 활동과 관련된 전기 신호들과 같은 전기 신호들을 검출 및 감지하도록 구성된다. 피험자의 심장 전기 활동과 연관된 전기 신호들은 일반적으로 수 암페어 또는 수십 암페어보다 낮은 범위에 있으며, 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하고 또한 본원에 설명된 바와 같은 심장 전기 활동 감지 기능을 제공하는 DSC는 임의의 원하는 범위(예를 들어, 0A에서 수 나노암페어 내지 수 마이크로암페어 내지 수 밀리암페어 이상까지 등) 내에서 피험자의 심장 전기 활동을 검출하고 감지하도록 구성 및 구현될 수 있음에 유의한다.

추가로, 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하기 위해 그리고 본원에 설명된 DSC를 사용함으로써, 페이스메이커 리드를 통해 전달될 수 있는 전압 레벨은 매우 미세한 분해능과 정확도로 최대 수 볼트 내지 수십 볼트(또는 페이스메이커 응용 프로그램에는 필요하지 않을 가능성이 높지만 훨씬 더 높은 레벨)까지 제로 홀드 사이에서 변경될 수 있다. 다른 구현에서, DSC는 매우 높은 분해능과 정확도(예를 들어, 0V에서 수 마이크로볼트 또는 수 밀리볼트 내지 5V 또는 10V까지)로 임의의 원하는 전압 레벨을 제공하도록 구성된다. 또한, 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하기 위해 그리고 본원에 설명된 DSC를 사용함으로써, 페이스메이커 리드를 통해 전달될 수 있는 페이싱 신호의 펄스 폭은 매우 미세한 분해능과 정확도로 0초에서 최대 수 마이크로초 또는 수십 마이크로초 내지 수 미리초 또는 수십 밀리초(또는 페이스메이커 응용 프로그램에는 필요하지 않을 가능성이 높지만 훨씬 더 긴 펄스 폭)까지의 사이에서 변경된 임의의 원하는 값으로 조정될 수 있다.

(예를 들어, 신호 생성기를 사용하거나 하나 이상의 처리 모듈 내에서) 페이스메이커 리드에 서비스를 제공할 때 본원에 설명된 바와 같이 DSC 내에서 기준 신호가 생성되고 사용될 수 있는 전체 유연성이 주어지면, 페이싱 신호의 임의의 파라미터들은 종래 기술의 페이스메이커 기술보다 훨씬 개선된 방식으로 극도로 미세한 분해능과 정확도로 원하는 값으로 조정될 수 있다.

도 23a 및 23b는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 페이싱 신호들의 예들의 개략적인 블록도들이다.

다이어그램의 상단의 도 23a의 예(2201)을 참조하면, 이는 1Hz의 주파수를 갖는 페이싱 신호에 대응하는, 초당 1 주기가 있도록, 분당 60 비트로 심장의 박동을 촉진하도록 하기 위해 각각의 전기 임펄스들이 매초 약 1회 전달되도록 하는 페이싱 신호의 한 가능한 예를 도시한다. 전기 임펄스의 전압 크기 및 펄스 폭은 상이한 피험자들에 대해 요구되는 바와 같이 상이한 애플리케이션에서 변할 수 있지만, 한 예는 약 1.75V의 전압 크기 및 약 0.6ms의 펄스 폭을 갖는 전기 임펄스들을 포함할 것이다. 다이어그램 하단에 있는 도 23a의 예(2302)는 대략 1.75V의 전압 크기 및 대략 0.6ms의 펄스 폭을 갖는 이러한 전기 임펄스들의 일 예를 확대도로 도시한다.

다이어그램의 상단의 도 23b의 예(2203)을 참조하면, 이는 1Hz의 주파수를 갖는 페이싱 신호에 대응하는, 초당 1 주기가 있도록, 분당 60 비트로 심장의 박동을 촉진하도록 하기 위해 각각의 전기 임펄스들이 매초 약 1회 전달되도록 하는 페이싱 신호의 다른 가능한 예를 도시한다. 전기 임펄스의 전류 크기 및 펄스 폭은 상이한 피험자들에 대해 요구되는 바와 같이 상이한 애플리케이션에서 변할 수 있지만, 한 예는 약 75 mA의 전류 크기 및 약 0.6 ms의 펄스 폭을 갖는 전기 임펄스들을 포함할 것이다. 다이어그램 하단에 있는 도 23b의 예(2304)는 대략 75 mA의 전류 크기 및 대략 0.6 ms의 펄스 폭을 갖는 이러한 전기 임펄스들의 일 예를 확대도로 도시한다.

추가로, 이전 다이어그램의 특정 부분에 설명된 전기 임펄스들은 구형파 전기 임펄스들을 도시하지만, 대체 파형 모양들이 원하는 대로 사용될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전기 임펄스의 최대 크기에 도달한 다음, 값이 감소하거나 펄스 폭 동안 0으로 돌아가기 전에 감쇠하는 상승 에지를 갖는 전기 임펄스가 대안적으로 사용될 수 있다. 하나의 가능한 예에서, 이전 다이어그램의 특정 부분에 도시된 전기 임펄스의 상단이 평평하지 않지만, 펄스 폭 동안 1.7 V 내지 1.6V로 값이 감소하거나 펄스 폭 동안 75 mA 내지 65 mA의 값이 감소하는, 펄스 폭의 지속시간 동안 상이한 형상을 갖는 것으로 간주한다. 일반적으로 말해서, 전기 임펄스들의 특정 형상은 본원에 설명된 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하기 위해 구현되는 DSC를 사용하여 임의의 원하는 형상에 따라 만들어질 수 있다.

다시, (예를 들어, 신호 생성기를 사용하거나 하나 이상의 처리 모듈 내에서) 페이스메이커 리드에 서비스를 제공할 때 본원에 설명된 바와 같이 DSC 내에서 기준 신호가 생성되고 사용될 수 있는 전체 유연성이 주어지면, 전압 레벨, 전류 레벨, 펄스 폭, 주파수, 형상 등을 포함하는 페이싱 신호의 임의의 파라미터들은 종래 기술의 페이스메이커 기술보다 훨씬 개선된 방식으로 극도로 미세한 분해능과 정확도로 임의의 원하는 값으로 조정될 수 있다.

도 24a 및 24b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성된 DSC들의 다른 실시예들(2401 및 2402)의 개략적인 블록도들이다.

도 24a의 실시예(2401)를 참조하면, 이 다이어그램은 DSC(28-24A)에 의해 도시된 바와 같이, DSC(28)가 구현될 수 있는 대체 구현을 제공한다. 본원의 다른 실시예, 예 등에서와 같이, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 이 다이어그램에서 DSC(28-24A)와 상호 작용하고 통신하도록 구현된다. 본원의 임의의 다른 다이어그램에 있는 이 다이어그램의 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 또한 다른 센서들을 포함하는 하나 이상의 다른 장치들과 통신할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 이 다이어그램의 DSC(28-24A)와 같은 DSC와 통신하는 것 외에 온도 센서, 가속도계, 온도계, 습도 센서, 기압계 및/또는 임의의 다른 센서 중 하나 이상과 통신한다. 이 다이어그램의 하나 이상의 처리 모듈들(42) 및/또는 DSC(28-24A)와 같은 DSC는 하나 이상의 유선 통신 링크, 예컨대 무선 주파수(RF) 통신, 근거리 통신(NFC), 유도 통신 링크 등을 사용하는 하나 이상의 무선 통신 링크를 통해 하나 이상의 다른 장치들과 통신할 수 있음에 유의한다. 이 다이어그램의 하나 이상의 처리 모듈들(42) 및/또는 DSC(28-24A)와 같은 DSC를 포함하는 장치가 피험자 내에 이식되는 일 구현을 고려하고, 이러한 장치들이 재충전 가능 배터리에 의해 전원을 공급받는다고 고려하면, 해당 배터리의 충전은 2020년 5월 31일자로 출원되어 계류중인 "Wireless Power Transfer and Communications"라는 명칭의 미국 실용신안 특허 출원 번호 제16/428,063호(변호사 문서 번호 제SGS00120호), 및 2020년 5월 31일에 출원된 "Wireless Power Transfer with In-line Sensing and Control"이라는 명칭의 미국 실용신안 특허 출원 번호 제16/428,063호(변호사 문서 번호 제SGS00132호)에 설명된 것과 같은 무선 충전을 사용하여 수행될 수 있음에 유의한다.

DSC(28-24A)는 기준 신호의 하나 이상의 파라미터들을 지정하는 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 제어 신호를 수신하도록 구성된 신호 생성기(2410)를 포함한다. 기준 신호의 하나 이상의 파라미터들의 예들은 진폭/크기, 펄스 폭, 주파수, 유형, 파형, 위상 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 기준 신호는 특정 구현들에서 하나 이상의 주파수를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 둘 이상의 신호들이 DSC(28-24A)로부터 제공되는 구동 신호 내에 포함될 수 있어 다른 가능성 중에서 페이스 신호 전달 및 감지와 같은 둘 이상의 각각의 기능들의 역할을 할 수 있다. 추가로, 기준 신호는 임의의 원하는 유형일 수 있고 임의의 원하는 파형을 가질 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 일부 예들에서, 기준 신호는 감지에 따라 사용될 수 있는 사인파 신호이다. 기준 신호는 신호의 유형 및 파형의 일부 예들로서 DC 신호, 구형파 신호, 삼각파 신호, 톱니파 신호 등을 포함하는 임의의 다른 유형의 신호일 수 있음에 유의한다. 피험자에게 페이싱 신호의 전달에 따라, 기준 신호는 특정 크기, 펄스 폭, 에너지 레벨, 전류 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전기 임펄스들이 특정 원하는 주파수로(예를 들어, 1분에 60-100회 피험자 내에서 규칙적이고 지속적인 심장 박동 촉진에 따라) 전달되도록 하는 임의의 다른 원하는 파라미터의 전기 임펄스들을 포함하는 구형파 유형 신호일 수 있다.

추가로, 이 다이어그램뿐만 아니라 신호 생성기(2410)를 그림으로 보여주는 다른 다이어그램에서, 임의의 대안적인 예들은 예컨대 DSC의 구현 내에서 이러한 신호 생성기(2410)를 제외할 수 있고, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 기준 신호를 DSC에 직접 제공하도록 구성될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 내부에 이러한 신호 생성기(2410)의 기능 및 임의의 이러한 원하는 파라미터들을 갖는 기준 신호를 생성하는 기능을 포함할 수 있다.

기준 신호는 대안적으로 연산 증폭기로서 구현될 수 있는 비교기(2415)의 입력에 제공된다. 비교기(2415)의 다른 입력은 단일 라인을 통해 피험자의 신체 부위에 대한 전극(1410)에 또한 제공되는 구동 신호를 수신한다. 구동 신호는 전원 공급 장치에 의해 전력(예를 들어, Vdd)이 공급되고 비교기(1415)가 구동 신호를 기준 신호와 비교할 때 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 제어되는 종속 전류 공급 장치에 의해 생성된다. 비교기(2415)의 출력에서의 오류 신호(Ve)는 전극(1410)을 통해 피험자의 신체 부위로 전송되거나 그로부터 수신되는 전류에 비례하는 신호임에 유의한다. 이 다이어그램에서, 에러 신호(Ve)는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(2460)를 통과하여 전극(1410)의 하나 이상의 전기적 특성들, 피험자로부터 전극(1410)에 결합된 하나 이상의 전기 신호들, 및/또는 구동 신호에 대한 임의의 다른 변화에 기초한 구동 신호의 임의의 변화를 포함하는 구동 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 나타내는 디지털 신호를 생성한다.

디지털 신호는 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 제공되고 또한 DAC(2462)에 제공되어 종속 전류 공급 장치로부터 싱글 라인을 통해 전극(1410)으로 출력되는 전류의 양을 제어하는 아날로그 제어 신호를 생성한다. 오류 신호(Ve)에 기초하여 종속 전류 공급 장치로부터 출력되는 전류의 양(i)은 i = k × Ve와 같은 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 스케일 팩터(k)의 함수임에 유의한다. 특정 예들에서, 또한 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 조정하도록 구성된다는 점에 유의한다. 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 스케일링하는 것은 오류 신호(Ve)의 스케일링을 제공한다는 점에 유의한다. 종속 전류 공급 장치로부터 출력되는 전류(i)의 제어는 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득뿐만 아니라 기준 신호의 적절한 제어에 의해 달성될 수 있다.

전극(1410)이 페이스메이커 리드를 포함하도록, 페이스메이커 리드를 서비스하는 DSC(28-24A)의 구현을 고려한다. 종래 기술의 페이스메이커 기술과 비교하여 임의의 하나 이상의 크기, 펄스 폭, 에너지 레벨, 전류 레벨, 전압 레벨, 및/또는 임의의 다른 원하는 파라미터 측면에서 매우 높은 정밀도의 전류 신호를 제공하는 능력은 페이스메이커 리드/전극(1410)이 상이하고 개선된 방식으로 구현되도록 한다는 것에 유의한다. 예를 들어, 특정 종래 기술의 페이스메이커 리드는 종래 기술의 페이스메이커 리드의 길이를 따라 매우 낮은 임피던스(예를 들어, 수십 옴 또는 더 낮은 임피던스)를 갖도록 구현되고, 매우 높은 임피던스 종단(예를 들어, 400 내지 1200옴)으로 종단되어 배터리 전원을 보존하기 위해 선행 기술의 페이스메이커를 통해 전달되는 전류의 양을 제한한다.

예를 들어, 많은 종래의 페이스메이커 시스템들은 신호 발생기와 배터리를 포함하고 일정한 전압을 갖는 신호를 생성하는 회로부를 포함하며, 종래의 페이스메이커 리드의 임피던스가 높을수록, 회로부로부터의 전류 드레인은 낮아질 것이다. 예를 들어, 특정 종래 기술의 페이스메이커 리드의 리드 팁 전극들은 종래 기술의 페이스메이커 리드를 통해 회로부로부터 제공되는 전류 흐름을 최소화하고 또한 배터리의 긴 수명을 제어를 유지하기 위해 400 내지 1200옴과 같은 상대적으로 높은 저항을 갖도록 구현된다. 추가로, 감지를 용이하게 하도록 설계된 많은 선행 기술의 페이스메이커 리드는 선행 기술의 페이스메이커 리드와 함께 다수의 각각의 전극들을 필수적으로 필요로 한다. 예를 들어, 내부에 구현된 제1 전극이 페이스 신호의 전기 임펄스들의 전달을 용이하게 하기 위한 것이고, 구현된 제2 전극이 피험자의 하나 이상의 전기 신호들의 감지를 용이하게 하도록, 내부에 다수의 각각의 전극들을 포함하는 종래 기술의 페이스메이커 리드를 고려한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 단 하나의 단일 전극을 포함하는 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하는 본원에 설명된 바와 같은 DSC(28)(예를 들어, DSC 28-24A 포함)는 페이스 신호의 전기 임펄스들의 전달을 용이하게 하고 또한 그 하나의 단일 전극에 있는 피험자의 하나 이상의 신호들의 감지를 용이하게 하도록 구성된다. 종래의 페이스메이커 리드는 이러한 기능을 제공할 수 없으며, 서로 다른 각각의 기능들을 수행하기 위해 이러한 종래의 페이스메이커 리드 내에 서로 다른 각각의 전극들을 필요로 한다. 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하는 본원에 설명된 바와 같은 DSC(28)(예를 들어, DSC(28-24A)를 포함)는 본원에 설명된 바와 같은 DSC(28)에 의해 서비스되는 페이스메이커 리드의 크기가 훨씬 작아지고 피험자에게 이식될 때 덜 거슬리게 구현될 수 있도록 종래 기술의 페이스메이커 리드에 비해 상당한 개선을 제공한다. 예를 들어, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 전달 및 또한 피험자의 하나 이상의 전기 신호들의 감지가 모두 하나의 단일 전극을 통해 이루어질 수 있다는 점을 감안할 때, 페이스메이커 리드의 전체 크기는 종래 기술의 페이스메이커 기술과 비교하여 본원에 설명된 바와 같이 구현될 때 상당히 감소될 수 있다.

본원에 설명된 바와 같이 DSC(28)(예를 들어, 이 다이어그램의 DSC(28-24A))에 의해 제공되는 정밀도 및 제어는 종래 기술의 페이스메이커 리드에서 매우 높은 임피던스 종단을 가질 필요성을 제거한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 본원에 설명된 바와 같은 DSC(28) 및 서비스는 임의의 원하는 값의 전류 레벨을 전달하도록 구성된 페이스메이커 리드이므로 종래 기술의 페이스메이커 리드에 종종 포함되는 바와 같이 매우 높은 임피던스 종단을 요구하지 않고 배터리를 보존한다. 페이스메이커 리드를 서비스하도록 구성된 설명된 바와 같은 DSC(28)는 각각의 전기 임펄스 내에서 페이스메이커 리드를 통해 전달되는 전류의 양을 고도의 정밀도와 정확도로 제어하도록 동작하여 이러한 페이스메이커 응용 프로그램 내에서 구현되는 배터리와 같은 에너지원의 수명을 연장 및 확장한다.

추가로, 본원에 설명된 바와 같은 DSC(28)에 의해 서비스되는 이러한 페이스메이커 리드(예를 들어, 이 다이어그램의 DSC(28-24A)를 포함)는 피험자의 심장의 원하는 부분으로 페이스 신호의 전달을 수행하고 또한 피험자의 심장 전기 활동을 검출하도록 동작한다. 이와 같이, 그리고 하나 이상의 처리 모듈들(42)을 포함하는 구현에서, 페이스메이커 리드에 서비스를 제공하는 DSC(28)는 피험자의 심장 전기 활동의 검출이 이루어지고 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 의해 그 정보가 사용되어 DSC(28)로부터 페이스메이커 리드를 통해 전달되는 페이스 신호의 동작을 조정하도록 폐루프 형태로 동작하도록 구현될 수 있다. 이는 페이스메이커 리드를 통해 DSC(28)로부터 제공되는 페이스 신호의 적응이 페이스 신호를 전달할 때 동시에 그리고 함께 이루어지는 피험자의 심장 전기적 활동의 검출에 기초하여 적응되는 폐루프 구현으로 볼 수 있다.

도 24b의 실시예(2402)를 참조하면, 이 다이어그램은 DSC(28-24B)가 단일 라인을 통해 종속 전류 공급 장치로부터 출력되는 전류량을 제어하기 위해 비교기(2415)에서 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접 제공되는 아날로그 제어 신호를 사용한다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 제외하면 이전 다이어그램과 유사하다. 특정 예들에서, 종속 전류 공급 장치는 Vdd와 같은 양의 전원 공급 전압에 연결된다. 이 다이어그램에는 이전 다이어그램에 도시된 바와 같이 DAC(2462)가 포함되거나 필요하지 않다는 점에 유의한다. 도 24a의 실시예(2401)가 도 24b의 실시예(2402)보다 선호되는 구현이 있을 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 필터링, 스케일링 등과 같은 디지털 처리가 ADC(2460)에 의해 생성된 오류 신호(Ve)의 디지털 표현에 대해 수행되기를 원하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에, 오류 신호(Ve)의 디지털 표현은 종속 전류 공급 장치로부터 단일 라인을 통해 전극(1410)으로 출력되는 전류량을 제어하는 아날로그 제어 신호를 출력하기 전에 DAC(2462) 내에서(또는 ADC(2460)와 DAC(2462) 사이에 구현되는 다른 컴포넌트에서) 이러한 추가 처리를 거칠 수 있다.

추가로, 이 다이어그램 및 피험자의 신체 부위에 근접하거나 접촉하는 전극(1410)을 포함하는 본원에 설명된 다른 다이어그램과 관련하여, 추가 전극(1410)이 DSC(28)의 접지(예를 들어, DSC(28-24A) 내의 신호 생성기(2410)의 접지 연결부)로의 리턴 전기 신호 경로를 제공하도록 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 심지어 다른 구현들에서, 전용 전극(1410)을 사용하는 대신 피험자의 신체가 리턴 경로의 역할을 한다. 리턴 경로로서 추가 전극(1410)을 포함하는 이러한 대안적 변형은 또한 후속 다이어그램에 도시되어 있으며 본원에 설명된 많은 다양한 목적 중 어느 하나로 피험자의 신체 부위에 근접하거나 접촉하여 구현된 전극을 포함하는 임의의 다른 구현에 포함될 수 있다.

동작 및 구현의 일 예에서, 페이스메이커 시스템은 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로(DSC)를 포함한다. DSC는 기준 신호를 수신하고 기준 신호에 기초하여전기 임펄스들을 포함하는 페이스 신호를 생성하도록 동작 가능하게 결합 및 구성된다. 인에이블 시, DSC는 피험자의 심혈관계의 심장 동작을 용이하게 하기 위해 피험자의 심전도 시스템의 전기적으로 반응하는 부분에 페이스메이커 리드를 통해 페이스 신호를 제공하도록 구성된다. 피험자의 심장 근육은 피험자의 심혈관계를 통해 혈액을 이동시키기 위해 페이스 신호의 전기 임펄스들에 대한 기계적인 반응을 생성한다. DSC는 또한 페이스메이커 리드를 통해, 페이스 신호에 응답하여 생성되고 페이스메이커 리드에 전기적으로 결합되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 감지하도록 구성된다. DSC는 또한 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

페이스메이커 시스템은 또한 메모리를 포함 및/또는 메모리에 결합되는 하나 이상의 처리 모듈들을 포함한다. 동작 명령어들을 저장하는 메모리. 인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 기준 신호를 생성하고 DSC에 의해 생성된 디지털 신호를 처리하여 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 결정하도록 구성된다.

특정 예들에서, 페이스메이커 리드는 피험자의 심혈관계의 동방(SA) 결절 근처에 또는 내부에 이식된다. 특정 예들에서, 페이스메이커 리드는 피험자의 심혈관계의 심실 근처에 또는 내부에 이식된다. 또한 페이스메이커 리드는 하나의 단일 도체로 구현된다는 점에 유의한다. 자극(예를 들어, 페이스 신호의 임펄스 제공)과 감지모두는 동일한 단일 도체를 통해 DSC에 의해 수행된다는 점에 유의한다.

특정 다른 예들에서, 인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하기 위해 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하도록 더 구성된다. 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 크기, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 펄스 폭, 페이스 신호의 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양 및/또는 페이스 신호의 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 야기한다는 점에 유의한다.

인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 DSC에 의해 생성된 디지털 신호를 처리하여 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의해 캡처되는지 여부를 결정하는 것을 포함하여, 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 결정하도록 더 구성된다. 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처가 없다는 결정에 기초하여, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 페이스 신호에 응답하여 피험자의 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하기 위해 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하도록 더 구성된다. 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은 페이스 신호의 전기 임펄스들의 크기, 페이스 신호의 전기 임펄스들의 펄스 폭, 페이스 신호의 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양 및/또는 페이스 신호의 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 야기한다는 점에 유의한다.

DSC들은 다양한 예, 실시예 등에서 본원에 설명된 바와 같은 것을 포함하는 임의의 다양한 방식들로 구현될 수 있음에 유의한다. 특정 예들에서, DSC는 기준 신호와 페이스 신호의 비교에 기초하여 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함한다. 기준 신호는 비교기의 제1 입력에서 수신되고, 페이스 신호는 비교기의 제2 입력에서 수신된다. DSC는 또한 오류 신호를 기반으로 페이스 신호를 생성하고 페이스메이커 리드와 비교기의 제2 입력에 결합되는 페이스 신호를 단일 라인을 통해 제공하도록 구성된 종속 전류 공급 장치를 포함한다. DSC는 또한 오류 신호를 처리하여 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다. 인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 조정하도록 더 구성되며, 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 스케일링하는 것은 에러 신호의 스케일링을 제공한다.

특정 다른 예들에서, DSC는 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 전원 회로를 포함한다. 인에이블 시, 전원 회로는 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 결합되는 아날로그 신호를 제공하도록 구성되고, 아날로그 신호는 DC(직류) 성분 또는 발진 성분 중 적어도 하나를 포함한다. DSC는 또한 전원 회로에 동작 가능하게 결합된 전원 변화 검출 회로를 포함한다. 인에이블 시, 전원 변화 검출 회로는 페이스메이커 리드의 전기적 특성 또는 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동 중 적어도 하나에 기초한 아날로그 신호에 대한 영향을 검출하고, 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 피험자의 심혈관계의 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

일부 특정 예들에서, 전원 회로는 단일 라인을 통해 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 페이스메이커 리드에 소싱(source)하는 전원을 포함하도록 구성된다. 전원 변화 검출 회로는 전압 기준 또는 전류 기준 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 전원 기준 회로를 포함하도록 구현된다. 전원 변화 검출 회로는 또한 단일 라인을 통해 페이스메이커 리드에 제공된 전압 및 전류 중 적어도 하나를 전압 기준 및 전류 기준 중 적어도 하나와 비교하여 아날로그 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하도록 구현된다.

도 25a 및 25b는 빈맥을 유발할 수 있는 피험자의 심장 내 추가 경로들의 예들 또는 실시예들(2501 내지 2506) 및 각각 전극들에 대한 구동 신호들, 본 발명에 따라 피험자 내에서 빈맥을 감소시키거나 제거하는 능력을 제공할 능력을 동시에 구동하고 감지하도록 구성된 하나 이상의 DSC들의 개략적인 블록도들이다.

대담하게 주기를 분리하여 전파되는 다양한 전기 임펄스들과 관련하여, 때때로 심전도 시스템의 전기 경로 또는 전기 임펄스들을 생성하는 심장의 컴포넌트들에 문제가 있다. 일부 경우에, 심전도 시스템의 전기 경로들에 문제가 있을 경우, 그 결과 빈맥이라고 하는 비정상적으로 빠른 심장 박동 또는 서맥이라고 하는 느린 심장 박동이 발생할 수 있다. 서맥과 관련하여, 신체의 자연적 또는 정상적인 페이스메이커인, 동방(SA) 결절이 적절하게 또는 규칙적으로 동작하지 않는다. 이는 동기능 부전이라고 할 수 있으므로 너무 느린 심장 박동을 유발할 수 있다. 느린 심장 박동 및 서맥은 본원에 설명된 바와 같은 DSC 서비스 페이스메이커 리드를 사용하는 것과 같이, 적절하게 구현된 페이스메이커에 의해 치료될 수 있다.

빈맥 또는 빠른 심장 박동과 관련하여, 이는 방실(AV) 결절과 방실 다발 사이의 정상 경로 외에 추가 전기 경로가 있을 때 종종 발생한다. 예를 들어, AV 결절에서 수신되고 지연되고 방실 다발을 통해 확산되는 전기 임펄스는 또한 AV 결절로 다시 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 결합된다. 특정 예에서, 전기 임펄스가 AV 결절로부터 전송되고 방실 다발을 통해 그리고 이어서 좌우 다발 갈래로 확산되기 때문에, 해당 전기 임펄스의 일부는 또한 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 다시 AV 결절로 이르게 한다. AV 결절로 돌아가는 이러한 추가 또는 보조 전기 경로는 때때로 WPW(Wolf-Parkison-White) 증후군이라고 한다. 이러한 추가 또는 보조 전기 경로가 AV 결절 내에 포함될 때, AV 결절로 다시 전기 임펄스들을 결합하는 것을 때때로 AV 결절 재진입 또는 이중 AV 결절 경로라고 한다. 일반적으로 말해서, 심전도 시스템 내에 추가 또는 보조 전기 경로가 있는 경우, 전기 임펄스가 정상적인 심장 동작을 용이하게 함에 따라 심전도 시스템 내의 정상 경로를 통해 결합되기 때문에, 임펄스는 또한 불행하게도 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 결합될 수 있다. 이는 심장의 부적절한 동작을 초래할 것이다. 전기 임펄스가 AV 결절로 다시 들어가는 경우, 이는 이후 비정상적으로 빠른 심장 박동을 초래할 수 있다. 불행하게도 피험자의 임신 동안 심장 형성의 선천적 결함, 신체적 또는 전기적 외상 등을 포함하는 다양한 이유 중 어느 하나로 인한 심장 손상을 포함하여, 다양한 이유들로 심장의 다양한 부분들에서 이러한 추가 또는 보조 전기 경로가 발생할 수 있다는 점에 유의한다. 심방과 심실 사이에 추가 또는 보조 전기 경로가 있는 특정 예를 고려하면, 이는 불행하게도 전기 임펄스가 심장 내에서 연속 루프를 만들어 원하지 않는 빠른 심장 박동(빈맥)을 생성할 수 있다.

다이어그램의 왼쪽의 도 25a의 예(2501)를 참조하면, 이 다이어그램은 AV 결절과 분리되거나 이와 별도로 심방과 심실 사이에 추가 경로가 있는 AV 결절 재진입 또는 이중 AV 결절 경로들을 도시하며, AV 결절에서 수신 및 지연되고 방실 다발을 통해 확산되고 있는 SA 결절의 전기 임펄스들은 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 AV 결절로 다시 결합되어 불행하게도 연속 루프에 갇히게 되고 AV 결절로 재진입됨으로써 AV 결절에 의해 수신되는 비정상적인 전기 임펄스들을 생성하고 비정상적으로 빠른 심장 박동을 유발할 수 있다. 임펄스가 이 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 AV 결절로 돌아가는 것을 포함하여 회로를 완료할 때마다, 심장이 뛴다. 극단적인 상황에서 이는 피험자에게 매우 위험한 매우 빠른 심장 박동을 초래할 수 있다.

다른 특정 예에서, 심전도 시스템 내의 추가 또는 보조 전기 경로를 포함하는 심장 대신, 심장 내에 비정상적인 "초점"(예를 들어, 전도성 세포 그룹)이 있을 수 있으며, 이는 불행하게도 적절한 기본 SA 결절 외에 제2 SA 결절 또는 자연적인 페이스메이커 역할을 한다. 심장 내의 이 비정상적인 "초점"이 불행하게도 적절한 1차 SA 결절에 의해 생성된 전기 임펄스들 외에 자체적으로 전기 임펄스들을 생성할 경우, 이는 또한 비정상적으로 빠른 심장 박동을 생성할 수 있다. 이러한 비정상적인 "초점"은 상부(심방) 또는 하부 챔버(심실)와 같이, 심장의 다른 부분에 위치될 수 있다.

다이어그램의 오른쪽에 있는 도 25a의 예(2502)를 참조하면, 이는 AV 결절 내의 이중 경로를 도시한다. 예를 들어, AV 결절을 통해 심방과 방실 다발 사이의 일반적인 전기 경로에는 불행하게도 이중 전기 경로가 있다. 많은 경우에, 이들 중 하나는 다른 것보다 빠르다(예를 들어, 하나는 다른 것보다 더 나은 전기 전도성을 가질 수 있고 다른 것보다 전기 임펄스들을 더 빨리 결합할 수 있음).

도 25b의 예(2503)를 참조하면, 이 다이어그램은 도 25a의 예(2502)와 유사하게 형성되고 또한 시간의 함수로서 전기 임펄스를 도시하며, t1이 제1 시간이고, t2는 t1 이후의 제1 시간인 식으로 t4까지 계속됨을 고려한다. 알 수 있는 바와 같이, 전기 임펄스들은 제1 시간(t1)에 심방에서 제공되고 제2 시간(t2) 동안 AV 결절 내의 이중 경로 중 하나를 통해 전파된다. 불행하게도, 제3 시간(t3) 동안, 전기 임펄스는 방실 다발을 향해 결합될 뿐만 아니라 AV 결절 내의 이 연속 루프를 통해 AV 결절 내의 이중 전기 경로를 통해 결합된다. 그런 다음, 제4 시간(t4) 동안 전기 임펄스는 방실 다발로부터 좌우 다발 갈래로 결합되고 또한 다시 심방으로 결합된다.

도 25b의 예(2503)를 참조하면, 볼 수 있듯이, 불행하게도 AV 결절로 돌아가는 추가 또는 보조 전기 경로를 포함하는 심장 내의 이중 AV 결절 경로를 통한 AV 결절 재진입으로 인해 전기 신호 레벨이 증가한다. 알 수 있듯이, 시간(t3 및 t4) 동안, 심전도 시스템을 통해 전파되는 정상적인 전기 임펄스들뿐만 아니라, 불행하게도 AV 결절에 다시 결합되는 추가 전기 임펄스들도 있다.

DSC 서비스 페이스메이커 리드 또는 감지 리드는 이러한 추가 또는 보조 전기 경로(예를 들어, 이 특정 경우에 AV 결절로 돌아감)로 인해 증가된 전기 신호 레벨을 검출하도록 동작한다. 추가로, 이러한 DSC 서비스 페이스메이커 리드 또는 감지 리드는 추가 또는 보조 전기 경로로 인해 발생할 수 있는 이러한 증가된 신호 레벨의 특정 타이밍을 검출하도록 동작한다.

도 25b의 실시예(2503)를 참조하면, 이는 하나 이상의 처리 모듈들(42)이 전극(1410)에 서비스를 제공하는 DSC(28)와 통신하는 하나의 가능한 구현을 도시한다. 이 구현에서, 전극(1410)은 DSC(28)에 의한 심장 활동의 감지를 용이하게 할 뿐만 아니라 DSC(28)로부터 제공되는 전류 싱크 신호를 제공하여 불행하게도 추가 또는 보조 전기 통로를 통해 이동하는 추가 전기 임펄스를 줄이거나 제거하도록 구현된다. 이러한 구현은 빈맥의 치료를 제공하기 위해 추가적인 전기 활동의 감지를 수행하고 또한 추가의 전기 임펄스를 감소시키거나 제거하기 위해 전류 싱크 신호를 제공하도록 동작하는 단일 전극(1410)을 포함한다. 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 이동하는 추가 전기 임펄스에 반대되는 신호와 같은 전류 싱크 신호를 제공함으로써, 피험자 내의 빈맥이 감소되거나 제거될 수 있다.

도 25b의 실시예(2503)를 참조하면, 이는 하나 이상의 처리 모듈들(42)이 제1 전극(1410)에 서비스를 제공하는 제1 DSC(28) 및 또한 제2 전극(1410)에 서비스를 제공하는 제2 DSC(28)와 통신하는 다른 가능한 구현을 도시한다. 제1 전극(1410)은 제1 DSC(28)에 의한 심장 활동의 감지를 용이하게 하도록 구현된다. 제2 전극(1410)은 제2 DSC(28)에 의한 전류 싱크 신호의 전달을 용이하게 하여 빈맥의 치료를 제공하기 위해 여분의 전기 임펄스를 감소시키거나 제거하도록 구현된다. 유사한 위치에서, 두 개의 상이한 전극들(1410)은 두 개의 상이한 목적들(예를 들어, 감지를 용이하게 하기 위한 제1 전극 및 전류 싱크 신호의 전달을 용이하게 하기 위한 제2 전극)을 수행하도록 구현된다.

본원에 설명된 바와 같은 DSC(28)는 이러한 높은 레벨의 감도, 분해능, 입도 등으로 감지를 수행할 수 있는 능력을 갖기 때문에, 추가 또는 보조 전기 경로를 통해 이동하는 전기 임펄스에 대응하기 위해 적절하게 제공된 전류 싱크 신호가 감소 또는 제거되어 빈맥과 연관된 비정상적으로 빠른 심장 박동을 줄이거나 제거한다.

도 26a 및 26b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성되고, 전류 싱크 신호들을 제공하기 위한 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들(2601 및 2602)의 개략적인 블록도들이다.

도 26a의 실시예(2601)를 참조하면, 이 다이어그램은 종속 전류 공급 장치가 전류 싱크 신호를 제공하기 위해 대신 구현된다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 갖는 것을 제외하면 도 24a의 실시예(2401)와 유사하다. 동작 및 구현의 일 예에서, DSC(28-26A)를 추가 또는 보조 전기 경로(예를 들어, -Vdd와 같은 음의 전원 공급 전압에 연결된 종속 전류 공급 장치)를 통해 이동하는 전기 임펄스에 대응하기 위해 전류 싱크 신호의 전달을 용이하게 하도록 구현되는 도 25b의 실시예(2503)의 제2 DSC(28)로 간주한다. 서로 다른 각각의 DSC들은 특정 애플리케이션 내에서 서로 다른 목적들로 구현될 수 있음에 유의한다.

도 26b의 실시예(2602)를 참조하면, 이 다이어그램은 DSC(28-26B)가 단일 라인을 통해 종속 전류 공급 장치로부터 출력되는 전류량을 제어하기 위해 비교기(2415)에서 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접 제공되는 아날로그 제어 신호를 사용한다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 제외하면 이전 다이어그램과 유사하다. 이 다이어그램에는 이전 다이어그램에 도시된 바와 같이 DAC(2462)가 포함되거나 필요하지 않다는 점에 유의한다.

도 27a 및 27b는 본 발명에 따라, 각각, 전극에 대한 구동 신호를 동시에 구동 및 감지하도록 구성되고, 전류원 또는 전류 싱크 신호들을 제공하기 위한 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들(2701 및 2702)의 개략적인 블록도들이다.

도 27a의 실시예(2701)를 참조하면, 이 다이어그램은 도 24a의 실시예(2401) 및 도 26a의 실시예(2601)와 유사점을 갖는다. 이 다이어그램은 두 개의 DAC들(2462)에 의해 생성되는 아날로그 제어 신호에 의해 제어되는 두 개의 종속 전류원들을 포함한다. 두 개의 DAC들(2462)은 비교기(2415)로부터 생성되는 오류 신호(Ve)의 디지털 신호 표현을 생성하도록 구성되는 ADC(2460)로부터 제공된 디지털 신호를 수신한다. 이 다이어그램의 DSC(28-27A)는 전류 싱크 신호(예를 들어, -Vdd와 같은 음의 전원 공급 전압에 연결된 종속 전류 공급 장치를 통해) 또는 전류원 신호(예를 들어, Vdd와 같은 양의 전원 공급 전압에 연결된 종속 전류 공급 장치를 통해)로 동작하는 전류 신호를 제공하는 능력을 포함한다. 일반적으로 말해서, 종속 전류 공급 장치와 관련하여, 오류 신호(Ve)에 기초하여 이러한 종속 전류 공급 장치로부터 출력되는 전류의 양(i)은 i = k × Ve와 같은 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 스케일 팩터(k)의 함수이다.

이 다이어그램에서, 전류 싱크 신호를 제공하기 위해 구현된 종속 전류원으로부터 제공되는 전류 싱크 신호를 i1 = k1 * Ve로 간주하고, 전류원 신호를 제공하기 위해 구현되는 종속 전류원으로부터 제공되는 전류원 신호를 i2 = k2 * Ve로 간주하면(예를 들어, 여기서 k1 및 k2는 두 개의 각각의 종속 전류원의 프로그래밍 가능 스케일 팩터이며, 이는 프로그래밍 가능 스케일 팩터가 동일하거나 다를 수 있음), 이 다이어그램의 DSC(28-27A)에 의해 전달되는 총 전류(i3)는 i1과 i2의 조합(예를 들어, i3 = i1 =i2)이다.

도 27b의 실시예(2702)를 참조하면, 이 다이어그램은 DSC(28-27B)가 단일 라인을 통해 종속 전류 공급 장치로부터 출력되고 단일 라인을 통해 전극(1410)에 결합되어 제공되도록 조합되는 전류량을 제어하기 위해 비교기(2415)에서 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접 제공되는 아날로그 제어 신호를 사용한다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 제외하면 이전 다이어그램과 유사하다.. 이 다이어그램에는 이전 다이어그램에 도시된 바와 같이 두 개의 DAC들(2462)이 포함되거나 필요하지 않다는 점에 유의한다. 특정의 대안적인 실시예들에서, 아날로그 제어 신호가 구동 신호를 적응시키는 데 필요한 두 개의 종속 전류 공급 장치 중 하나에만 제공되도록 스위치가 구현됨에 따라, 구동 신호가 비교기(2415)의 입력 중 하나에 제공된 기준 신호를 적절하게 추적하고, 따르고, 매치시키는 등을 보장하기 위해 전류 싱크 신호 또는 전류원 신호를 제공할지 여부.

추가로, 특정 구현들에서, DSC(28)는 빈맥의 치료에 따라 전류 싱크 신호의 전달뿐만 아니라 심장 전기 활동의 감지를 포함하는 하나 이상의 동작을 수행하도록 동작하는 전극(1410)에 서비스를 제공한다. 특정 다른 구현들에서, DSC(28)는 심장 전기 활동의 감지, 빈맥의 치료에 따라 전류 싱크 신호의 전달, 및 또한 페이싱 신호의 전달을 포함하는 다수의 동작들을 수행하도록 동작하는 전극(1410)에 서비스를 제공한다. 기준 신호가 본원에서 설명된 바와 같이 DSC 내에서 생성 및 사용될 수 있는 전체 유연성에 기초하여 단일 전극(1410)에 서비스를 제공하는 DSC(28)를 통해 실행되는 다수의 각각의 기능 및 동작이 발효된다는 점에 유의한다. 예를 들어, 적절하게 설계된 기준 신호는 단일 DSC(28)에 의해 서비스되는 단일 전극(1410)을 통해 하나 이상의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 구동 신호의 파라미터들 중 어느 하나가 임의의 원하는 방식(예를 들어, 전압 레벨, 전류 레벨, 펄스 폭, 주파수, 형상 등)으로 조정될 수 있다는 점을 고려하면, 다양한 목적을 수행하도록 설계된 기준 신호는 DSC(28)에 의해 사용되어 구동 신호를 생성하여 이러한 상이한 동작들(예를 들어, 감지, 전류 싱크 신호, 페이싱 신호 전달 등)을 수행할 수 있다.

도 28a, 28b 및 28c는 본 발명에 따라, 각각 구동 신호들을 전극들로 구동 및 감지하도록 동시에 구성되고, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들 걸쳐 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 DSC들의 다른 실시예들(2801, 2802 및 2803)의 개략적인 블록도들이다.

도 28a의 실시예(2801)를 참조하면, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 두 개의 DSC들(28)(예를 들어, 제1 DSC(28) 및 제2 DSC(28))와 통신한다. 또한 본의 다른 실시예들, 예들, 다이어그램들 등과 관련하여 설명된 바와 같이, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 기준 신호들, 전력 입력, 통신 신호들, 인터페이싱 신호들, 제어 시그널링 등 중 하나 이상을 포함하는 다양한 신호들을 DSC들(28)에 제공하고, 또한 전극(1410)을 통해 DSC들(28)로부터 제공된 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들에 대응하는 DSC들(28)로부터의 정보, 전극(1410) 자체의 하나 이상의 전기적 특성들, 전극들(1410)에 결합된 하나 이상의 전기 신호들 및/또는 이러한 전기적 특성들 중 어느 하나 이상의 변화 등을 수신하도록 구성된다.

DSC들은 전압 신호, 전류 신호, 전류 싱크 또는 소스 신호 등을 제공하여 동작하는 것과 같이 본원에 설명된 임의의 변형을 포함하는 임의의 원하는 구성으로 구현될 수 있음에 유의한다. 두 개의 DSC들(28)은 특정 신체 부위에 걸쳐 차동 감지 및/또는 자극을 협력적으로 수행하도록 동작한다. DSC들(28) 각각은 각각의 전극(1410)에 서비스를 제공한다. 각각의 DSC들(28) 각각은 상이한 각각의 기준 신호(예를 들어, 제1 기준 신호 및 제2 기준 신호)에 기초하여 동작한다. 동작 및 구현의 일 예에서, DSC들(28) 중 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호는 위상이 180° 다르거나 DSC들(28) 중 다른 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호의 반전된 버전이다. 두 개의 전극들(1410)은 이들이 DSC들(28)에 의해 서비스될 때 전극들(1410)의 단부 사이의 신호들의 결합을 용이하게 하기 위해 서로 원하는 근접 거리 내에 위치된다. 전극들(1410)의 단부 사이에 전기적 신호들이 결합됨에 따라, 두 개의 DSC들(28)은 두 개의 각각의 전극들(1410)을 통해 신호들을 제공하기 위해 협력적으로 동작하고, 전기 신호들은 두 개의 신체 부위(예를 들어, 신체 부위 상의 제1 위치 및 신체 부위 상의 제2 위치) 사이의 경로를 통해 전극들(1410)의 단부 사이에 결합된다.

예를 들어, 제1 위치와 제2 위치의 다른 부분 사이의 차동 감지 및/또는 자극을 발생시키기 위해, 전기적 시그널링은 이들 두 개의 전극들(1410)의 단부 사이의 피험자를 통과하는 경로를 통해 전극들(1410)의 두 개의 단부 사이에 결합된다. 특정 예에서, 피험자의 심장의 특정 부분 또는 섹션이 자극되도록 하는 구현을 고려하면, 전극들(1410)의 단부들이 피험자의 심장의 특정 부분 또는 섹션에 걸쳐 배치(예를 들어, 이식)되어 전극들의 단부 사이에 결합된 전기 시그널링이 심장의 해당 특정 부분 또는 섹션에 걸쳐 이동되도록 한다. 다시, DSC들(28)은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 해당 특정 신체 부위의 하나 이상의 전기적 특성들의 감지가 전기 신호를 구동하여 해당 신체 부위에 전기 자극을 제공함으로써 차등 자극을 전달할 때 동시에 그리고 함께 이루어질 수 있도록 특정 신체 부위에 걸쳐 차동 감지 및/또는 자극을 모두 수행하도록 동작한다는 점에 유의한다. 차동 감지만 또는 차동 자극만 원하는 응용 프로그램이 있을 수 있지만, DSC들(28)은 또한 대안적인 응용 프로그램들에서 차동 감지 및 차동 자극 모두를 수행하도록 동작한다는 점에 유의한다.

도 28b의 실시예(2802)를 참조하면, 이 다이어그램은 이전 다이어그램과 어느 정도 유사하며 DSC들이 구현될 수 있는 하나의 특정 방식에 대한 추가 세부 정보를 제공한다. 이 다이어그램에서, DSC들(28-28B)은 도 24a 및 24b의 DSC(28-24A) 또는 DSC(28-24B)와 각각 유사하게 구현된다. DSC들(28-28B)은 아날로그 제어 신호가 종속 전류 공급 장치로부터 출력되고 단일 라인을 통해 전극(1410)에 결합되어 제공되는 전류량을 제어하기 위해 비교기(2415)로부터 생성되는 오류 신호(Ve)에 기초하여 직접 제공되도록 특정 구현들에서 DAC(2462) 없이 구현될 수 있음에 유의한다.

동작 및 구현의 일 예에서, DSC들(28-28B) 중 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호는 위상이 180° 다르거나 DSC들(28-28B) 중 다른 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호의 반전된 버전이다. 이전 다이어그램과 관련하여, 두 개의 전극들(1410)은 이들이 DSC들(28-28B)에 의해 서비스될 때 전극들(1410)의 단부 사이의 신호들의 결합을 용이하게 하기 위해 서로 원하는 근접 거리 내에 위치된다.. 전극들(1410)의 단부 사이에 전기적 신호들이 결합됨에 따라, 두 개의 DSC들(28-28B)은 두 개의 각각의 전극들(1410)을 통해 신호들을 제공하기 위해 협력적으로 동작하고, 전기 신호들은 두 개의 신체 부위(예를 들어, 신체 부위 상의 제1 위치 및 신체 부위 상의 제2 위치) 사이의 경로를 통해 전극들(1410)의 단부 사이에 결합된다. 각각의 전극들(1410) 사이의 이러한 협력 동작과 이들 각각의 DSC들(28-28B)에 의해 이들을 통해 구동되는 신호들은 다양한 응용 프로그램에서 요구될 수 있는 차동 감지 및/또는 차동 자극을 용이하게 하도록 동작한다는 점에 유의한다.

도 28c의 실시예(2803)를 참조하면, 이 다이어그램은 전극들(1410)을 통해 DSC들(28)로부터 제공된 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들, 전극들(1410) 자체의 하나 이상의 전기적 특성들, 전극들(1410)에 결합된 하나 이상의 전기 신호들, 및/또는 이러한 전기적 특성들 중 어느 하나 이상의 변화에 대응되는 디지털 정보가 이들 각각의 통신 경로들을 통해 제공되도록 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 DSC들(28-28C) 사이의 통신이 임의 개수(예를 들어, 일반적으로 n, 여기서 n은 1 이상의 양의 정수임)의 통신 채널, 통로 등을 포함하는 각각의 통신 경로를 통해 이루진다는 점에서 특정 차이점이 있다는 점을 제외하면 이전의 종래 다이어그램과 유사하다. 또한, DSC들(28-28C)의 비교기들(2415)에 제공되는 기준 신호들은 이러한 각각의 통신 경로들을 통해서도 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 제공된다. 예를 들어, 전극들(1410)을 통해 DSC들(28)로부터 제공되는 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들, 전극들(1410) 자체의 하나 이상의 전기적 특성들, 전극들(1410)에 결합된 하나 이상의 전기 신호들, 및/또는 이러한 전기적 특성들의 어느 하나 이상의 변화 등에 대응되는 정보는 DSC들(28-28C)의 ADC들(2460)로부터 직접 연결을 통해 제공되는 것이 아니라, 이들은 이러한 각각의 통신 경로들을 통해 제공된다. 차동 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 구현되는 이전 다이어그램 및 다른 다이어그램과 유사하게, DSC들(28-28C) 중 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호는 위상이 180° 다르거나 DSC들(28-28C) 중 다른 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호의 반전된 버전이다. 또한, 이전 다이어그램과 관련하여, 두 개의 전극들(1410)은 이들이 DSC들(28-28C)에 의해 서비스될 때 전극들(1410)의 단부 사이의 신호들의 결합을 용이하게 하기 위해 서로 원하는 근접 거리 내에 위치된다.

도 29a 및 29b는 본 발명에 따라, 각각 구동 신호들을 전극들로 구동 및 감지하도록 동시에 동작하고, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들 걸쳐 싱글-엔디드(single-ended) 또는 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 DSC들에 의해 서비스되는 외피의 실시예들(2901및 2902)의 개략적인 블록도들이다.

도 29a의 실시예(2901)를 참조하면, 외피(2911)는 다수의 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함한다. 전도성 지점들은 임의의 원하는 전도성 재료(예를 들어, 구리, 알루미늄, 백금, 금, 은, 철, 강철, 황동, 흑연, 흑연 및/또는 전기 전도성 특성을 갖는 임의의 다른 재료와 같은 임의 유형의 금속)을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 외피(2911)의 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들 각각은 각각의 전극(1410)을 통해 해당 DSC(28)에 결합된다. 본원의 다른 다이어그램들과 관련하여, DSC들(28)은 하나 이상의 통신 채널, 경로 등(예를 들어, 일반적으로 n개, 여기서 n은 1 이상의 양의 정수임)을 통해 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 통신한다. DSC들(28)과 하나 이상의 처리 모듈들(42) 내지 DSC 사이에 제공될 수 있는 하나 이상의 신호들의 예들은 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 DSC들(28) 중 하나 이상으로 제공되는 기준 신호(예를 들어, 특정 다이어그램들에서는 Vref라고 함), 전원 입력, 통신 시그널링, 인터페이싱, 제어 시그널링, DSC(28)로부터 하나 이상의 처리 모듈들(42)로 제공되는 디지털 정보, 하나 이상의 처리 모듈들(42)로부터 DSC(28)로 제공되는 디지털 정보 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.

외피(2911)는 외피(2911)가 접촉하거나 둘러싸는 피험자의 특정 신체 부위를 기반으로 피험자의 신체 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 통합된 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함한다. 외피(2911)는 다양한 방법들로 구현될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 외피(2911)는 평면 또는 곡선 또는 임의의 원하는 형상과 같은 특정 형상을 갖는 강성 재료로 구성될 수 있으므로, 강성 외피가 피험자의 신체 부분과 접촉하여 배치하여 강성 외피의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 통해 감지 및/또는 자극을 용이하게 한다. 다른 예에서, 외피(2911)는 가요성 재료 및/또는 피험자의 복부, 다리, 팔, 망각 등의 일부 부위와 같은 피험자의 신체 부위 주변을 감쌀 수 있는 수 있는 래핑 가능(wrap-able) 재료로 구성될 수 있다. 특정 구현들에서, 이러한 가요성 및/또는 래핑 가능 외피는 외피(2911)를 고정하고 피험자에 대해 원하는 위치에 제자리에 고정하는 하나 이상의 수단을 포함할 수 있다. 이러한 고정 수단의 예들은 벨크로, 스트랩, 버튼 등 및/또는 피험자의 신체 부위에 대해 원하는 위치에 외피(2911)를 유지하기 위한 임의의 원하는 수단을 포함할 수 있다.

또한 외피(2911)는 임의의 원하는 패턴으로 배열된 임의의 원하는 개수의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함할 수 있음에 유의한다. 패턴의 한 예는 다이어그램에 도시된 대로 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 직사각형 모양의 매트릭스를 포함하지만; 임의의 다른 원하는 패턴이 대안으로 사용될 수 있다. 다른 패턴들은 정사각형 패턴, 삼각형 패턴, 원형 패턴 등 및/또는 임의의 다른 원하는 패턴으로 배열된 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함할 수 있다. 또한, 외피(2911)는 그 자체가 임의의 원하는 크기 및 형상일 수 있다는 점에 유의한다. 다이어그램에 도시된 외피(2911)는 모서리가 둥근 실질적으로 직사각형 모양의 외피(2911)이지만; 임의의 원하는 대체 형상이 외피(2911)에 대안적으로 사용될 수 있다.

동작 및 구현의 일 예에서, DSC들(28)은 전극들(1410)을 통해 외피(2911)의 상이한 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 각각 결합된다. 예를 들어, 제1 DSC(28)는 제1 전극(1410)을 통해 외피(2911)의 제1 감지 및/또는 자극 지점에 결합된다. 제2 DSC는 제2 전극(1410)을 통해 외피(2911)의 제2 감지 및/또는 자극 지점에 결합되고, DSC들(28)이 전극들(1410)을 통해 외피(2911)의 상이한 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 일대일 기준으로 각각 결합되어 각각의 DSC(20)가 외피(2911)의 각각의 감지 및/또는 자극 지점에 서비스를 제공하도록 한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 각각의 전극들(1410)을 통해 외피(2911)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 결합된 DSC들(28)로부터 제공된 전기 신호들은 외피(2911)와 접촉하거나 근접해 있는 피험자의 신체 부위로 외피(2911)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들로부터 결합된다. 피험자의 부상당한 근육(예를 들어, 운동선수의 찢어진 햄스트링 등)의 재활과 같은 자극의 적용을 고려하여, 피험자의 손상된 근육의 재활 및 회복을 돕기 위해 피험자의 손상된 근육의 전부 또는 원하는 부분에 전기 자극이 외피(2911)의 자극 전도성 지점들으로부터 제공된다. 외피(2911)의 자극 전도성 지점들을 통해 제공되는 전기 신호들은 각각의 DSC들(28)로부터 제공될 수 있는 시그널링의 유연성 및 제어에 기초하여 임의의 원하는 방식으로 제어될 수 있음에 유의한다.

일 예에서, 전기 자극은 모든 전기 신호들이 동일한 유형(예를 들어, 시간 동기화, 서로 위상 동조, 동일한 크기, DC 신호가 아닌 경우 동일한 주파수 등 중 하나 이상을 포함하는 동일한 전기적 특성들을 가짐)이 되도록 외피(2911)의 모든 자극 전도성 지점들에 걸쳐 균일한 방식으로 외피(2911)의 자극 전도성 지점들로부터의 전기 신호들을 통해 제공된다. 다른 예에서, 전기 자극은 외피(2911)의 자극 전도성 지점들에 걸쳐 불균일한 전기 신호들(예를 들어, 하나 이상의 비동기 신호, 서로 다른 위상, 상이한 크기, DC 신호가 아닌 경우 상이한 주파수 등을 포함하는 상이한 전기적 특성들을 가짐)을 통해 시변 방식으로 제공된다.

또 다른 예에서, 전기 자극은 전기 자극의 파동이 외피(2911)에 근접하거나 접촉하는 피험자의 신체 부위에 걸쳐 제공되도록 시변 방식으로 제공된다. 예를 들어, 외피(2911)의 자극 전도성 지점들의 가장 왼쪽 열에서 시작하여 전기 자극이 먼저 가장 왼쪽 열에 제공된 다음 오른쪽 열에 제공되도록 주기적으로 오른쪽 열마다 전파되어 외피(2911)의 가장 오른쪽 열이 전기 자극을 제공할 때까지 계속되는 전기 자극을 고려하면, 프로세스는 외피(2911)의 자극 전도성 지점들의 최좌측에서 다시 시작한다. 대안으로, 이러한 자극은 외피(2911)의 오른쪽에서 시작하여 외피(2911)의 왼쪽을 향해 전파될 수 있다. 마찬가지로, 이러한 전기 자극은 예컨대 상단에서 시작하여 하단 구를 향하여 또는 그 반대로, 외피(2911)의 자극 전도성 지점들의 각각의 행을 통해 제공될 수도 있다. 또 다른 예에서, 전기 자극은 시간의 함수로서, 외피(2911)에 의해 제공되는 전기 자극이 외피(2911)의 중심 자극 전도성 지점들을 향해 점점 더 집중되도록 외피(2911)의 최외측 자극 전전도성 지점들을 사용하여, 그런 다음 외피(2911)의 최외측 자극 전도성 지점들에 의해 형성된 제1 둘레 내에 위치된 외피(2911)의 자극 전도성 지점들을 사용하여, 그런 다음 외피(2911)의 자극 전도성 지점들의 제2 둘레 내에 위치된 외피의 자극 전도성 지점들을 사용하여 시작되는 임의의 전기 자극 패턴 방식으로 제공된다.. 일반적으로 말해서, DSC들(28)로부터 전극들(1410)을 통해 외피(2911)의 자극 전도성 지점들로 제공되는 각각의 신호들이 임의의 원하는 방식으로 생성될 수 있는 경우 임의의 원하는 방식의 전기 자극은 외피(2911)의 자극 전도성 지점들을 사용하여 수행될 수 있다. 기준 신호가 본원에 설명된 바와 같이 DSC(28) 내에서(예를 들어, 신호 생성기를 사용하거나 하나 이상의 처리 모듈들(42) 내에서 사용하는 것과 같이) 생성되고 사용될 수 있는 전체 유연성이 주어지면, 전압 레벨, 전류 레벨, 펄스 폭, 주파수, 형상 등 중 임의의 하나 이상을 포함하는 자극 감지 및/또는 자극 신호들의 파라미터들 중 어느 하나는 매우 미세한 분해능 및 정확도로 임의의 원하는 값으로 조정될 수 있다.

도 29b의 실시예(2902)를 참조하면, 외피(2912)는 전극들(1410)을 통해 이들에 결합되는 DSC들(28)을 통해 서비스되는 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들을 포함한다. 본원의 다른 다이어그램들과 관련하여, DSC들(28)은 하나 이상의 통신 채널, 경로 등(예를 들어, 일반적으로 n개, 여기서 n은 1 이상의 양의 정수임)을 통해 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 통신한다. 이 다이어그램에서, 각 쌍의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들은 피험자의 신체 부위에 근접하거나 접촉하도록 동작하는 외피(2912)를 통해 차동 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 협력하여 동작한다.

예를 들어, 제1 DSC(28)는 제1 전극(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 제1 지점에 서비스를 제공하고, 제2 DSC(28)는 제2 전극(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및 목적지 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 제2 지점에 서비스를 제공한다. 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 이러한 제1 및 제2 전도성 지점들은 전극(1410) 및 제1 DSC(28) 및 제2 DSC(28)를 통해 이들에게 제공된 전기 시그널링에 기초하여 협력적으로 동작한다. 본원의 다른 곳에 설명된 차동 감지 및/또는 자극과 유사하게, 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 사용은 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 개의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들 사이에서 피험자의 특정 원하는 신체 부위에 걸쳐 매우 국소화되고 제어된 감지 및/또는 자극을 용이하게 한다. 마찬가지로, 제3 DSC(28)는 제3 전극(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제2 차동 쌍의 제1 지점에 서비스를 제공하고, 제4 DSC(28)는 제4 전극(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및 목적지 전도성 지점들의 제2 차동 쌍의 제2 지점에 서비스를 제공한다. 추가로, 다른 DSC들(28)은 각각 다른 전극들(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 다른 차동 쌍 내의 다른 각각의 전도성 지점들에 서비스를 제공한다.

이전 다이어그램의 외피(2912)와 유사하게, 외피(2912)는 외피(2912)가 접촉하거나 둘러싸는 피험자의 특정 신체 부위를 기반으로 피험자의 신체 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하고 협력적으로 동작하는 다른 쌍들에서 통합된 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함한다. 또한, 외피(2912)는 외피(2911)와 유사한 다양한 방식으로 구현(예를 들어, 외피(2912)를 고정하고 피험자에 대해 원하는 위치에 고정하는 하나 이상의 수단을 포함할 수 있는, 강성 외피의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 통한 감지 및/또는 자극을 용이하게 하기 위해 강성 외피가 피험자의 신체 부위와 접촉하여 배치되도록 평면 또는 곡선 또는 임의의 원하는 형상과 같은 특정 형상을 갖는 강성 재료로 구성되거나, 피험자의 신체 부위를 감쌀 수 있는 가요성 재료 및/또는 래핑 가능 재료로 구성)될 수 있다는 점에 유의한다.

또한 외피(2912)는 임의의 원하는 패턴 또는 배열(예를 들어, 삼각형, 정사각형, 원형, 타원형 등)으로 배열된 임의의 원하는 개수의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들을 포함할 수 있음에 유의한다. 패턴 또는 배열의 한 예는 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들이 수평으로 정렬되도록 다이어그램에 도시된 바와 같은 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 직사각형 모양의 매트릭스를 포함한다. 일반적으로 말해서, 임의의 다른 원하는 패턴 또는 배열이 대안으로 사용될 수 있다. 또한, 이전 다이어그램의 외피(2911)와 관련하여 유사하게, 외피(2912)는 임의의 원하는 크기 및 형상 자체일 수 있다. 다이어그램에 도시된 외피(2912)는 모서리가 둥근 실질적으로 직사각형 모양의 외피(2912)이지만; 임의의 원하는 대체 형상이 외피(2912)에 대안적으로 사용될 수 있다.

동작 및 구현의 일 예에서, DSC들(28)은 전극들(1410)을 통해 외피(2912)의 상이한 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들의 상이한 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 각각 결합된다. 예를 들어, 제1 DSC(28)는 제1 전극(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍들에 결합된다. 제2 DSC는 제2 전극(1410)을 통해 제2 감지 및/또는 자극 지점, 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍에 결합되고, DSC들(28)이 전극들(1410)을 통해 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들 각각의 상이한 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 일대일 기준으로 각각 결합되어 각각의 DSC(20)가 외피(2912)의 각각의 감지 및/또는 자극 지점에 서비스를 제공하도록 한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 제1 지점에 서비스를 제공하는 DSC들(28) 중 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호는 위상이 180° 다르거나, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 제2 지점에 서비스를 제공하는 DSC들(28) 중 다른 하나에 의해 사용되는 제1 기준 신호의 반전 버전이다. 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 지점의 두 개의 전도성 지점들은 서로에 대해 원하는 근접성만큼 이격되어 있어 이들(28)에 서비스를 제공하는 DSC들(28)에 의해 이들에 제공되는 시그널링에 기초하여 이들 사이의 신호들을 결합을 용이하게 한다. 전기 신호들이 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 지점의 두 전도성 지점들 사이에서 결합됨에 따라, 두 개의 DSC들(28)은 두 개의 각각의 전극들(1410)을 통해 신호들을 제공하기 위해 협력적으로 동작하고, 전기 신호들은 두 개의 신체 부위(예를 들어, 신체 부위 상의 제1 위치와 신체 부위 상의 제2 위치) 사이의 경로를 통해 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍의 지점의 두 개의 전도성 지점들 사이에 결합된다.

외피(2911)와 유사하게, 또한 외피(2912)는 임의의 원하는 개수의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들을 포함할 수 있고, 외피(2912)는 임의의 원하는 크기 및 형상을 가질 수 있음에 유의한다. 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차등 쌍의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들 사이의 각각의 간격은 시트(2912) 전반에 걸쳐 균일할 수 있거나 상이할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제1 차동 쌍은 제1 거리만큼 분리될 수 있고, 외피(2912)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 제2 차동 쌍은 제1 거리와 다른 제2 거리만큼 분리될 수 있음에 유의한다. 일반적으로 말해서, 외피(2912)의 감지 및/또는 서브미션 전도성 지점들의 상이한 각각의 차동 쌍들은 임의의 원하는 패턴 또는 배열, 간격 등에 따라 구현될 수 있다. 특정 예들에서, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍들의 전도성 지점들 사이의 간격은 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 전도성 지점들 사이의 전기 신호들의 결합을 용이하게 하기 위해 이들에 제공될 시그널링에 기초하여 선택된다. 예를 들어, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 전도성 지점들 사이의 결합을 용이하게 하는데 불충분한 낮의 레벨의 시그널링(예를 들어, 낮은 크기의 전압 및/또는 전류)과 반대로 높은 레벨의 시그널링(예를 들어, 높은 크기의 전압 및/또는 전류) 시, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 개의 전도성 지점들 사이에 더 큰 거리가 만들어질 수 있다. 추가로, 외피(2912)를 통해 제공되는 전기 자극은 이전 다이어그램의 외피(2911)에 대해 위에서 설명된 바와 유사하게 균일하게, 불균하지 않게, 시변적으로, 패턴화되거나 파동 구동 등으로 수행될 수 있다는 점에 유의한다.

도 29c는 본 발명에 따른 외피의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 대한 전극들의 연결성을 보여주는 외피의 일 실시예(2903)의 개략적인 블록도이다. 이 다이어그램은 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함하는 외피(2913)의 측면도를 도시한다. 외피(2913)는 외피(2913)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 전극들(예를 들어, 본원의 다른 다이어그램들과 관련하여 설명된 바와 같은 상이한 DSC들(28)에 의해 각각 서비스되는 전극들(1410)과 같은)을 결합하는 인터페이스를 포함한다. 추가로, 외피(2913) 내에서, 외피(2913)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들이 구현되고 각각 그들 사이의 전기 절연으로 둘러싸여 인터페이스로부터 외피(2913)의 각각의 감지 및/또는 서브미션 전도성 지점들로 결합되는 와이어들 또는 전극들 사이의 전기 신호들의 임의의 결합을 방해하거나 중지한다. 전기 절연 재료는 임의의 원하는 유형일 수 있다. 전기 절연 재료의 예들에는 유리, 종이, 테플론, 고무형 중합체, 플라스틱, 유리 섬유, 도자기 및/또는 전기 절연 특성을 갖는 임의의 다른 재료 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 외피(2913)의 인터페이스로부터 그리고 외피(2913)의 전기 절연을 통해 외피(2913)의 상이한 감지 및/또는 자극 전도성 지점들로의 와이어들, 전극들 또는 다른 수단들을 통해 외피(2913) 내에서 전기 연결이 이루어진다. 외피(2913)의 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 서로 공간적으로 분리하고 또한 이들을 전기적으로 절연시키는 것은 외피(2913)의 각각의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 통해 수행될 감지 및/또는 자극의 매우 국부적인 제어를 보장하는 능력을 제공한다.

추가로, 다른 실시예들과 관련하여, 외피의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들 사이의 전기 절연을 용이하게 하기 위해 다른 설계 고려 사항이 사용될 수 있음에 유의한다. 예들 들어, 특정 실시예들에서 이들 사이에 전기적 결합이 바람직하지 않은 경우, 이들 사이에 전기적 결합이 거의 또는 전혀 없도록 공간적으로 분리될 수 있다. 특정 실시예들에서, 하나 이상의 DSC들을 동작시켜 AC 시그널링을 제공 시, 각각의 감지 및/또는 자극 지점들 사이의 교차 결합은 특히 더 높은 주파수 AC 시그널링을 사용할 때 용량성 결합을 기반으로 한다.

도 29d는 본 발명에 따른 피험자의 하나 이상의 신체 부위에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 외피의 실시예들(2904 및 2905)의 개략적인 블록도를 포함한다. 각각의 외피(2914-1, 2914-2, 2914-3, 2914-4 및 2914-5)는 도 29a와 관련하여 각각의 DSC들에 의해 개별적으로 서비스되는 감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함하는 임의 개수의 상이한 방식으로 구현될 수 있고, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들은 각각의 도 29b 등과 같은 차동 쌍들로 구현된다는 점에 유의한다. 또한, 각각의 외피(2914-1, 2914-2, 2914-3, 2914-4, 2914-5)는 강성 재료, 가요성 재료 등을 포함하는 임의의 유형의 재료로 구성될 수 있고, 이들은 임의의 원하는 형상을 가질 수 있음에 유의한다.

실시예(2904)를 참조하면, 외피(2914-1)는 피험자의 이두근과 접촉하거나 그 주위를 감싸고 있는 것으로 도시되어 있다. 외피(2914-2)는 피험자의 사두근을 감싸 접촉하고 있는 것으로 도시된다.

실시예(2905)를 참조하면, 외피(2914-3)는 머리 주위와 같이, 피험자의 머리 부위와 접촉하거나 그 주위를 감싸고 있는 것으로 도시되어 있다. 외피(2914-4)는 피험자의 가슴 또는 흉부와 접촉하거나 그 주위를 감싸고 있는 것으로 도시되어 있다. 외피(29 1405)는 피험자의 복부를 감싸 접촉하고 있는 것으로 도시된다.

추가로, 상이한 감지 및/또는 자극을 수행하는 특정 실시예들에서, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 특정 차동 쌍의 두 전도성 지점들의 페어링은 차동 감지 및/또는 자극이 피험자의 특정 신체 부위를 통해 이루어지도록 구현된다는 점에 유의한다. 예를 들어, 외피가 피험자의 신체 부위(예를 들어, 이두근 또는 사두근 주위)를 감싸 접촉할 때, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 특정 차동 쌍의 두 전도성 지점들은 차동 시그널링이 피험자의 특정 신체 부위를 통해(예를 들어, 이두근 또는 사두근을 통해) 이동하도록 피험자의 해당 신체 부위에 대해 반대 위치에 위치될 수 있다.

차동 감지 및또는 자극을 수행하는 다른 구현들에서, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 특정 차동 쌍의 두 전도성 지점들의 페어링은 (예를 들어, 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 전도성 지점들 사이에 결합되는 그리고 또한 피험자의 신체 부위 내로 결합되는 전기 신호들에 기초하여) 차동 감지 및/또는 자극이 감지 및/또는 자극 전도성 지점들의 차동 쌍의 두 전도성 지점들 사이의 피부 표면에 걸쳐 및/또는 피부 표면 바로 아래의 신체 부위 내에서 이루어지도록 구현된다.

추가로, 피험자의 신체 부위의 반대편에 위치된 두 개의 다른 외피가 서로 협력하여 동작하도록 구현될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전기 시그널링이 제1 외피로부터 전송되고 제2 외피를 통해 수신되도록 서로 협력적으로 동작하는 피험자의 가슴 또는 흉부 앞에 위치된 제1 외피와 피험자의 뒤에 위치된 제2 외피를 고려한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 전기 자극 시스템은 외피(예를 들어, 도 29a, 29b, 29c 또는 29d 중 어느 하나와 같은)를 포함한다. 외피는 사용자의 신체 부위에 대한 전기 자극을 용이하게 하도록 동작하는 전도성 지점들을 포함한다. 추가로, 전기 자극 시스템은 전극들(1410)을 통해 외피의 전도성 지점들에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로들(DSC들)(28)를 포함한다. DSC들은 기준 신호들을 기반으로 전기 자극 신호들을 생성하도록 구성된다는 점에 유의한다. 전기 자극 신호들은 외피의 전도성 지점들을 통해 사용자의 신체 부위에 결합된다. 인에이블 시, 제1 DSC는 제1 전극을 통해 외피의 제1 전도성 지점에 제1 전기 자극 신호를 제공하도록 구성된다. 제1 전기 자극 신호는 외피의 제1 전도성 지점에 근접하거나 접촉하는 사용자의 신체 부위의 제1 위치에 결합된다. 또한, 제1 DSC는 외피의 제1 전도성 지점을 통해 그리고 제1 전극을 통해, 제1 전기 자극 신호를 사용자의 신체 부위의 제1 위치에 결합하는 것에 기초하여 제1 전기 자극 신호의 제1 변화를 감지하도록 구성된다. 제1 DSC는 또한 제1 전기 자극 신호의 제1 변화를 나타내는 제1 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

마찬가지로, 인에이블 시, 제2 DSC는 제2 전극을 통해 외피의 제2 전도성 지점에 제2 전기 자극 신호를 제공하도록 구성된다. 제2 전기 자극 신호는 외피의 제2 전도성 지점에 근접하거나 접촉하는 사용자의 신체 부위의 제2 위치에 결합된다. 또한 제2 DSC는 외피의 제2 전도성 지점을 통해 그리고 제2 전극을 통해, 제2 전기 자극 신호를 사용자의 신체 부위의 제2 위치에 결합하는 것에 기초하여 제2 전기 자극 신호의 제2 변화를 감지하도록 구성된다. 또한, 제2 DSC는 제2 전기 자극 신호의 제2 변화를 나타내는 제2 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

전기 자극 시스템은 또한 동작 명령어들을 저장하는 메모리를 포함 및/또는 메모리에 결합되는 하나 이상의 처리 모듈들을 포함한다. 하나 이상의 처리 모듈들은 DSC에 동작 가능하게 결합된다. 인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 복수의 기준 신호들을 생성하고 제1 DSC에 의해 생성된 제1 디지털 신호 및 제1 DSC에 의해 생성된 제2 디지털 신호를 포함하는 DSC들에 의해 생성된 디지털 신호들을 처리하여 사용자의 신체 부위의 하나 이상의 전기적 특성들의 응답 프로파일을 결정하도록 구성된다. 사용자의 신체 부위의 하나 이상의 전기적 특성들의 응답 프로파일은 다양한 유형에 대응할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 사용자 신체 부위의 하나 이상의 전기적 특성들의 응답 프로파일은 사용자 신체 부위의 임피던스(Z) 프로파일, 사용자의 신체 부위의 전압, 사용자의 신체 부위의 전류 프로파일, 사용자의 신체 부위의 심장 전기 활동, 사용자의 신체 부위로 또는 그로부터 결합되는 전기 신호 등 중 임의의 하나 이상에 대응할 수 있다.

특정 예들에서, 외피는 사용자의 신체 부위와 인터페이스하도록 형성된 강성 재료로 구현된다. 다른 예들에서, 외피는 사용자의 신체 부위에 대해 배치되도록 동작하는 가요성 및 래핑 가능 재료로 구현된다. 원하는 경우, 외피는 또한 사용자의 신체 부위에 대해 외피를 제 위치에 유지하기 위한 하나 이상의 파스너를 포함한다.

심지어 다른 예들에서, 제1 전기 자극 신호는 제2 전기 자극 신호와 180도 위상이 다르며, 외피의 제1 전도성 지점과 외피의 제2 전도성 지점은 사용자의 신체 부위의 제1 위치와 사용자의 신체 부위의 제2 위치 사이에 차동 전기 자극을 제공하도록 협력하여 동작한다. 또한, 전극들은 도 29c를 참조하여 설명된 것과 같은 전기 절연 재료에 의해 외피 내에서 서로 전기적으로 절연될 수 있음에 유의한다. 또한 사용자의 신체 부위는 임의의 신체 부위일 수 있음을 유의한다. 일부 가능한 신체 부위에는 사용자의 다리, 팔, 복부, 가슴 또는 흉부 또는 머리가 포함된다.

또한 외피의 전도성 지점들은 임의의 원하는 패턴이나 배열로 배열될 수 있음에 유의한다. 하나의 특정 패턴 또는 배열은 전도성 지점들의 행들과 전도성 지점들의 열들을 포함하는 매트릭스 패턴을 포함한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 인에이블 시, DSC들은 전도성 지점들의 제1 행 또는 제1 열이 제1 시간에 또는 그 동안 전기 자극을 제공하고, 전도성 지점들의 제2 행 또는 제2 열이 제1 시간에 뒤따르는 제2 시간에 또는 그 동안 전기 자극을 제공하도록 전도성 지점들의 행들 또는 전도성 지점의 열들을 통해 전기 자극이 순차적으로 그리고 연속적으로 제공되도록, 제1 전극을 통한 외피의 제1 전도성 지점으로의 제1 전기 자극 신호 및 제2 전극을 통한 외피의 제2 전도성 지점으로의 제2 전기 자극 신호를 포함하여, 복수의 전극들을 통해 복수의 전도성 지점들에 복수의 전기 자극 신호들을 제공하도록 구성된다.

DSC들은 다양한 예, 실시예 등에서 본원에 설명된 바와 같은 것을 포함하는 임의의 다양한 방식들로 구현될 수 있음에 유의한다. 일 예에서, 제1 DSC는 단일 라인을 통해 제1 전도성 지점에 결합되는 제1 전극에 동작 가능하게 결합된 전원 회로를 포함한다. 인에이블 시, 전원 회로는 제1 전도성 지점에 결합되는 제1 전극에 결합되는 아날로그 신호를 단일 라인을 통해 제공하도록 구성된다. 아날로그 신호는 DC(직류) 성분 또는 발진 성분 중 적어도 하나를 포함한다. 제1 DSC는 또한 전원 회로에 동작 가능하게 결합된 전원 변화 검출 회로를 포함한다. 인에이블 시, 전원 변화 검출 회로는 사용자의 신체 부위의 제1 위치로의 제1 전기 자극 신호의 결합에 기초한 아날로그 신호에 대한 영향을 검출하고 제1 전기 자극 신호의 제1 변화를 나타내는 제1 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

추가로, 일부 특정 예들에서, 전원 회로는 단일 라인을 통해 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 제1 전도성 지점에 결합되는 제1 전극에 소싱(source)하는 전원을 포함하도록 구현된다.. 전원 변화 검출 회로는 또한 전압 기준 또는 전류 기준 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 전원 기준 회로를 포함한다. 전원 변화 검출 회로는 또한 단일 라인을 통해 제1 전도성 지점에 결합되는 제1 전극에 제공된 전압 및 전류 중 적어도 하나를 전압 기준 및 전류 기준 중 적어도 하나와 비교하여 아날로그 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함한다.

동작 및 구현의 다른 예에서, 전기 자극 시스템은 사용자의 신체 부위에 대한 전기 자극을 용이하게 하도록 동작하는 전도성 지점들을 포함한다. 전기 자극 시스템은 전극들을 통해 외피의 전도성 지점들에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로들(DSC들)을 포함한다. DSC들은 기준 신호들을 기반으로 전기 자극 신호들을 생성하도록 구성된다. 전기 자극 신호들은 외피의 전도성 지점들을 통해 사용자의 신체 부위에 결합된다. 인에이블 시, DSC는 전극을 통해 외피의 전도성 지점에 전기 자극 신호를 제공하도록 구성되며, 전기 자극 신호는 외피의 전도성 지점에 근접하거나 접촉하는 사용자의 신체 부위의 위치에 결합된다. 또한 DSC는 외피의 전도성 지점을 통해 그리고 전극을 통해, 전기 자극 신호를 사용자의 신체 부위의 위치에 결합하는 것에 기초하여 전기 자극 신호의 변화를 감지하도록 구성된다. DSC는 또한 전기 자극 신호의 변화를 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된다.

추가로, 인에이블 시, 복수의 DSC들은 전극들을 통해 전기 자극 신호들을 전도성 지점들에 전도성 지점들의 각각의 서브셋들을 통해 순차적으로 그리고 연속적으로 제공하도록 구성되는데, 각각의 서브셋은 전도성 지점들의 제1 서브셋이 제1 시간에 또는 그 동안에 전기 자극을 제공하고 전도성 지점들의 제2 서브셋이 제1 시간 이후의 제2 시간에 또는 그 동안에 전기 자극을 제공하도록 모든 전도성 지점들보다 적은 수의 전도성 지점을 포함한다.

전기 자극 시스템은 또한 동작 명령어들을 저장하는 메모리를 포함 및/또는 메모리에 결합되는 하나 이상의 처리 모듈들을 포함한다. 하나 이상의 처리 모듈들은 DSC에 동작 가능하게 결합된다. 인에이블 시, 하나 이상의 처리 모듈들은 동작 명령어들을 실행하여 기준 신호들을 생성하고 DSC에 의해 생성된 디지털 신호를 포함하는 복수의 DSC들에 의해 생성된 디지털 신호들을 처리하여 사용자의 신체 부위의 하나 이상의 전기적 특성들의 응답 프로파일을 결정하도록 구성된다.

특정 예들에서, 외피의 전도성 지점들은 전도성 지점들의 행들과 전도성 지점들의 열들을 포함하는 매트릭스 패턴으로 배열된다. 전도성 지점들의 제1 서브셋은 전도성 지점들의 제1 행을 포함하고, 전도성 지점들의 제2 서브셋은 전도성 지점들의 제2 행을 포함한다.

도 29e는 본 발명에 따른 양측 대칭 비교 분석에 기초한 c추세 추적을 수행하기 위해 피험자의 하나 이상의 신체 부위에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 외피의 실시예들의 개략적인 블록도를 포함한다.

실시예(2906)를 참조하면, 이 다이어그램은 피험자의 사두근과 접촉하거나 그 주위를 감싸고 있는 두 개의 외피(2914-2)를 도시한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 피험자의 사두근 중 하나는 건강하고 다른 하나는 부상, 과로 및/또는 사두근 중 하나에 약간의 고통을 야기한 기타 사건(들) 이후와 같이 재활을 받고 있는 경우를 고려한다. 하나 이상의 처리 모듈 등과 통신하여 각각 DSC들에 의해 서비스되는 별도의 외피를 사용함으로써, 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지가 예컨대 사두근 중 다른 하나에 대한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지에 기초하여, 재활을 받고 있는 사두근과 같은, 사두근 중 하나에 대해 수행될 수 있다. 건강한 사두근에 대한 이러한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지는 다른 사두근의 재활에 관한 상태를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 건강한 사두근을 베이스라인으로서 비교하는 것은 재활 중인 사두근이 만족스럽게 진행되고 있는지 또는 완전히 재활되었는지 여부를 결정하는 데 사용된다.

실시예(2907)를 참조하면, 이 다이어그램은 이전의 다이어그램과 유사하지만 피험자의 이두근과 접촉하거나 그 주위를 감싸고 있는 두 개의 외피(2914-2)를 도시한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 피험자의 이두근 중 하나는 건강하고 다른 하나는 부상, 과로 및/또는 이두근 중 하나에 약간의 고통을 야기한 기타 사건(들) 이후와 같이 재활을 받고 있는 경우를 고려한다. 하나 이상의 처리 모듈 등과 통신하여 각각 DSC들에 의해 서비스되는 별도의 외피를 사용함으로써, 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지가 예컨대 이두근 중 다른 하나에 대한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지에 기초하여, 재활을 받고 있는 이두근과 같은, 이두근 중 하나에 대해 수행될 수 있다. 건강한 이두근에 대한 이러한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지는 다른 이두근의 재활에 관한 상태를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 건강한 이두근을 베이스라인으로서 비교하는 것은 재활 중인 이두근이 만족스럽게 진행되고 있는지 또는 완전히 재활되었는지 여부를 결정하는 데 사용된다.

사두근 및 이두근의 예들은 피험자의 한 신체 부위에 대해 수행될 수 있고 피험자의 양측 대칭에 기초하여 피험자의 다른 신체 부위과 비교하여 사용될 수 있는 이러한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지를 모두 포함하지는 않는다. 예를 들어, 유사한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지가 피험자의 종아리, 무릎, 팔꿈치, 팔뚝, 손목, 어깨 등에 대해 수행될 수도 있다. 특정 예들에서, 피험자는, 피험자의 양측 대칭으로 인해 신체의 다른 쪽에 있는 해당되는 다른 신체 섹션이 있는 신체의 한쪽에 있는 피험자의 신체 부위와 관련하여, 운동 경기 또는 연습 시 부상을 입은 운동 선수라고 간주한다. 베이스라인 역할을 하는 것과 같은 신체 부위 중 하나에 기초한 이러한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지는 피험자의 양측 대칭에 기초한 다른 신체 부위의 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지의 효능을 결정하는 데 사용될 수 있다.

도 29f는 발명에 따른 적응을 포함하는 신체 활동 동안 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 걸쳐 감지 및/또는 자극을 용이하게 하도록 동작하는 하나 이상의 외피의 일 실시예(2908)의 개략적인 블록도를 포함한다. 피험자의 이두근과 접촉하거나 감싸는 이러한 외피(2914-1) 또는 피험자의 사두근을 감싸 접촉하는 외피(2914-2)에 유의한다. 외피의 다른 예들은 피험자의 하나 이상의 다른 신체 부위들에 대해 구현될 수 있음에 유의한다.

동작 및 구현의 일 예에서, 피험자는 운동 장비와 상호작용한다. 이러한 운동의 예들은 러닝 머신, 타원형 트레이너, 러닝 머신, 고정식 자전거 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 많은 운동 장비에는 제어 콘솔이 포함된다. 특정 예들에서, 제어 콘솔은 컴퓨팅 장치의 기능을 포함하도록 구현된다. 이러한 기능은 본원에 설명된 바와 같이, 그 중에서도, 도 2의 컴퓨팅 장치(12), 도 3의 컴퓨팅 장치(14), 도 4의 컴퓨팅 장치(18)와 같은, 본원에 설명된 컴퓨팅 장치들의 다양한 실시예들의 기능을 포함할 수 있다.

동작 및 구현의 일 예에서, 하나 이상의 외피는 피험자가 운동 기관과 상호작용할 때 피험자의 하나 이상의 신체 부위들의 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지를 수행하기 위해 피험자의 하나 이상의 신체 부위들을 감싸는 피험자와 접촉한다. 예를 들어, 운동 장비로 운동 프로그램이 수행되는 동안, 하나 이상의 DSC들은 피험자가 운동 기관과 상호 작용할 때 피험자의 하나 이상의 신체 부위의 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지를 용이하게 하기 위해 하나 이상의 외피의 하나 이상의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 서비스를 제공한다. 하나 이상의 DSC들은 하나 이상의 처리 모듈들과도 통신한다. 이러한 모든 전기 컴포넌트들은 제어 콘솔 내의 DSC들을 하나 이상의 외피의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 연결하는 전극들과 함께, 운동 장비의 제어 콘솔 내에서 구현될 수 있다는 점에 유의한다.

특정 예들에서, 피험자에게 제공되는 자극은 피험자의 심박수, 호흡수, 임피던스 변화 등과 같은 신체 조건, 상태 등에 기초하여 수정 및 적응될 수 있음에 유의한다. 추가로 그리고 특정 다른 예들에서, 피험자에게 제공되는 자극은 피험자의 소비를 위해 운동 장비(예를 들어, 제어 콘솔에 의해 제어됨)에 의해 제공되는 운동 프로그램의 특정 지점에 기초하여 수정되고 적응될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 계단 마스터의 운동 장비를 고려하고, 운동 프로그램이 운동 프로그램 과정(예를 들어, 시간이 지남에 따라 더 가파르거나 덜 가파른 경사를 오르는 효과 제공, 평평한 표면을 따라 걷는 효과 제공, 특정 가파른 언덕을 걷는 효과 제공 등)에 따라 달라지도록 피험자에 의해 소비될 수 있는 운동 프로그램이 제공될 수 있다. 원하는 대로, 피험자가 운동 기관와 상호 작용할 때 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 대한 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지는 피험자의 신체 상태나 반응, 운동 장비의 운동 프로그램 내 상태나 지점 등을 포함하는 고려 사항의 수에 기초하여 실시간으로 운동 장비와 피험자가 상호 작용하는 동안 수정될 수 있다.

도 29g는 본 발명에 따라 제어 콘솔과 통신하는 외피의 실시예(2909)의 개략적인 블록도를 포함한다. 이 다이어그램은 배터리와 같은 전원(2990) 또는 하나 이상의 처리 모듈들(42)에 전력을 제공하기 위해 높은 수준의 전하를 저장할 수 있는 커패시터와 같은 일부 다른 에너지 저장 장치를 포함하는 외피(2914-10)의 일 예를 도시한다. 특정 예들에서, 전원(2990)은 또한 외피(2914-10)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 서비스를 제공하는 하나 이상의 DSC들(28)에 전력을 제공한다. 그러나, 하나 이상의 처리 모듈들(42)은 다른 예들에서 외피(2914-10)의 감지 및/또는 자극 전도성 지점들에 서비스를 제공하는 하나 이상의 DSC들(28)에 전력을 제공하도록 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 외피(2914-10)는 하나 이상의 처리 모듈들(42)을 통해, 제어 콘솔에 대한 하나 이상의 통신 링크들을 통해 통신을 지원하는 기능을 포함한다.

특정 실시예들에서, 제어 콘솔은 이전 다이어그램과 관련하여 설명된 것과 같은 운동 장비의 콘솔이라는 점에 유의한다. 특정 예들에서, 제어 콘솔은 컴퓨팅 장치의 기능을 포함하도록 구현된다. 이러한 기능은 본원에 설명된 바와 같이, 그 중에서도, 도 2의 컴퓨팅 장치(12), 도 3의 컴퓨팅 장치(14), 도 4의 컴퓨팅 장치(18)와 같은, 본원에 설명된 컴퓨팅 장치들의 다양한 실시예들의 기능을 포함할 수 있다. 이 다이어그램에서, 제어 콘솔은 또한 하나 이상의 처리 모듈들(42)과 통신하는 통신 인터페이스(2971)를 포함한다. 통신 인터페이스(2971)는 송신기 TX(2972) 및 수신기 TX(2973)의 기능을 포함한다는 점에 유의한다.

특정 예들에서, 제어 콘솔(예를 들어, 컴퓨팅 장치(12-29))과 외피(2914-10) 사이의 원활한 통신은 무선 통신 수단을 사용하여 수행된다. 예를 들어, 이러한 통신은 블루투스, WiFi, 셀룰러, 및/또는 임의의 독점 무선 통신 수단을 포함하는 임의의 다른 무선 통신 수단 등을 통해 용이해질 수 있다. 이러한 구현은 외피(2914-10)와 제어 콘솔 사이를 연결하는 와이어 없이도 동작할 수 있는 기능을 제공한다. 예를 들어, 무선 통신 수단을 통해 외피(2914-10)의 각각의 하나 이상의 처리 모듈들과 제어 콘솔 사이에 정보가 제공되어 운동 장비와 상호 작용하는 사용자를 자유롭게 할 수 있다. 추가로, 이러한 외피(2914-10)는 운동 장비와 구체적으로 상호 작용하지 않을 때에도 피험자의 하나 이상의 신체 부위들의 감지, 자극 및/또는 임피던스 감지를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다는 점에 유의한다. 동작 및 구현의 일 예에서, 피험자가 미용체조를 하고, 제자리에서 뛰고, 윗몸 일으키기를 하고, 컴퓨팅 장치와 외피(2914-10) 사이에서 무선 통신이 지원될 수 있도록 근접한 충분한 범위 내에 있는 트랙 주위를 뛰어다니기 때문에 컴퓨팅 장치는 외피(2914-10)와의 무선 통신을 지원하고 있다.

도 30은 본 발명에 따라 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 걸쳐 싱들-엔디드 또는 차동 감지 및/또는 자극을 제공하는 능력을 포함하는 하나 이상의 DSC들에 의해 서비스되는 하나 이상의 전극들의 실시예(3000)의 개략적인 블록도이다. 이 다이어그램은 피험자의 피부 표면에 근접하거나 접촉하고/하거나 피험자의 하나 이상의 신체 섹션들에 이식되는 다수의 전극들(1410)을 도시한다. 전극들(1410)은 제1 DSC(28)가 제1 접촉점과 연관된(예를 들어, 피험자의 피부 표면의 제1 접촉점 및/또는 피험자의 신체 섹션의 제1 이식된 접촉점에 근접하거나 접촉하는) 제1 전극(1410)에 서비스를 제공하고, 제2 DSC(28)가 제2 접촉점과 연관된(예를 들어, 피험자의 피부 표면의 제2 접촉점 및/또는 피험자의 신체 섹션의 제2 이식된 접촉점에 근접하거나 접촉하는) 제2 전극(1410)에 서비스를 제공하는 식으로 DSC들(28)에 의해 각각 서비스된다.

감지 및/또는 자극 전도성 지점들을 포함하는 외피와 비교하여 각각의 개별 전극들(1410)을 갖는 것은 피험자의 하나 이상의 신체 섹션들에 감지 및/또는 자극을 제공하기 위한 상이한 구현 방식을 제공한다. 특정 애플리케이션들은 외피를 사용하여 감지 및/또는 자극에 더 적합할 수 있고, 다른 애플리케이션들은 각각의 개별 전극들(1410)을 사용하여 감지 및/또는 자극에 더 적합할 수 있다. 이 다이어그램은 피험자의 가슴 또는 흉부 신체 섹션의 피부 표면과 한 접촉에 근접한 및/또는 가슴 또는 흉부의 일반적인 위치에 있는 피험자의 신체에 이식된(예를 들어, 심장에 페이스 신호를 제공하고, 심장 전기 활동을 검출하고, 심장 또는 가슴이나 흉부의 하나 이상의 다른 신체 섹션들의 임피던스를 측정하는 등과 같은 여러 목적 중 어느 하나를 위해 가슴에 이식되는 것과 같은) 전극들을 도시한다.

다시, DSC(28)는 피험자에 전기적 시그널링을 제공하는 것(예를 들어, 피험자의 하나 이상의 신체 섹션들에 전기 자극을 제공하고, 심장 동작을 돕기 위한 페이스 신호를 제공하는 등)과 관련하여 여러 기능들을 수행하도록 구현될 수 있고, 또한 피험자의 하나 이상의 전기적 특성들을 측정(예를 들어, 심장 전기 활동을 검출하고, 피험자의 하나 이상의 신체 섹션들의 임피던스를 측정하는 등)할 수 있음에 유의한다.

피험자의 심장 및/또는 흉관 내 임피던스 감지를 수행하는 것과 관련하여, 이러한 임피던스 감지는 예컨대 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 일반적인 영역에서 피험자의 피부 표면과 근접하거나 접촉해 있는 전극들을 사용하는 것과 같이 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부 내의 이식 가능한 전극들을 사용하는 것을 포함하는 다양한 방식들로 또는 비침습적 방식으로 구현될 수 있음에 유의한다. DSC들(28)이 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 일반적인 영역에서 피험자의 신체에 결합되는 전기 시그널링을 제공하기 때문에, DSC들(28)은 이러한 피험자의 신체 섹션들의 임피던스 및/또는 임피던스 변화를 검출하도록 구성된다.

피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스와 사망 위험 사이에는 상관관계가 있다. 일반적으로, 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스가 높은 환자들은 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스가 낮거나 중간인 환자들보다 사망 위험이 낮다. 추가로, 시간 경과에 따른 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스 추세를 모니터링 및 추적하면 의료 전문가에게 피험자의 사망 위험 방향에 관한 귀중한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 특정 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스에 대한 베이스라인 측정은 해당 피험자의 해당 건강 진단서를 기반으로 이루어진다. 그런 다음, 시간이 지남에 따라, 의료 전문가에게 피험자의 후속 사무실 방문을 기반으로, 특정 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스에 대한 후속 측정이 이루어지므로 특정 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스의 추세 추적이 시간 경과에 따라 수행되어 개선 또는 저하 여부에 관계없이 해당 피험자의 사망 위험이 진행되는 방향에 대해 정보를 의료 전문가에게 제공할 수 있다.

또한, 피험자의 흉부의 임피던스 측정은 또한 피험자가 울혈성 심부전을 앓고 있는지 여부를 포함하는 심장 건강의 지표를 제공할 수 있다. 특정 전기 저항 또는 체적 비저항이라고도 하는 전기 비저항은 물질이 얼마나 강하게 전류를 전도하거나 물질에 적용된 전류를 방해하는지에 대한 측정을 제공한다. 전기 비저항이 상대적으로 낮은 물질은 전류가 비교적 쉽게 통과하는 반면, 전기 비저항이 상대적으로 높은 물질은 전류가 쉽게 통과하지 못한다. 전기 비저항은 종종 그리스 문자 ρ(로)로 표시되며 옴-미터(Ω-m)로 제공된다. 예를 들어, 흉부 조직의 전기 비저항은 ρ = 200-5000 Ohm-cm 범위일 수 있고, 혈액 및 체액의 전기 비저항은 ρ = 65-150 Ohm-cm 범위일 수 있다. 이와 같이, 체액 함량이 더 높은 피험자의 특정 신체 섹션들은 그에 따라 더 낮은 임피던스를 가질 것이다.

피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스 측정을 제공하면 의료 전문가에게 피험자의 건강을 평가하는 데 유용한 정보를 제공할 수 있다. 피험자의 신체 섹션의 임피던스 측정은 대안적으로 피험자의 해당 신체 섹션의 생체 임피던스 또는 생체 전기 임피던스로 지칭될 수 있다. 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스를 측정함으로써, 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부 내의 체액량의 결정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 혈액 및 체액(예를 들어, 흉부 조직보다 전기 비저항이 상대적으로 낮은 혈액 및 체액)과 비교하여 흉부 조직의 전기 비저항의 알려진 범위에 기초한 이러한 측정과 비교하여 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스 측정(예를 들어, 혈류역학 측정)은 울혈성 심부전을 앓고 있거나 이러한 경향을 보이는 피험자와 관련하여 울혈 상황에서 체액 축적량의 일부 표시를 의료 전문가에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 시간 함수로 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링을 수행하는 것은 의료 전문가가 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 체액량을 식별하는 데 유용한 툴이다.

추가로, 피험자의 특정 위치에 있거나 피험자의 특정 신체 섹션과 관련된 임피던스는 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링을 시간의 함수로 수행하도록 만들 수 있음에 유의하고, 또한 피험자의 다수의 위치에 대응하는 또는 피험자의 특정 신체 섹션과 관련된 임피던스 프로파일은 시간의 함수로서 임피던스 프로파일 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링을 수행하는 것에 따라 대안적으로 만들어질 수 있음에 유의한다. 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링이 수행되는 특정 구현에 관계없이, 하나의 특정 전극 또는 다수의 전극들과 관련하여 임피던스 프로파일을 생성하는지 여부에 관계없이, 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링은 피험자의 건강 상태에 대한 유용한 정보를 의료 전문가들에게 제공할 수 있다. 추가로, 본원에 설명된 바와 같이 하나 이상의 DSC들(28)을 사용하는 것은 종래 기술의 임피던스 측정 기술을 사용하여 달성될 수 있는 것보다 훨씬 더 높은 정밀도와 정확도를 제공함으로써 종래 기술의 임피던스 측정 기술에 비해 상당한 개선을 제공한다.

도 31a 및 31b는 본 발명에 따라 피험자의 건강 상태의 진단을 돕기 위해 하나 이상의 전극들의 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링의 실시예들(3101 및 3102)의 개략적인 블록도들이다. 도 31a의 실시예(3101)를 참조하면, 이 다이어그램은 도 30과 관련하여 개별적으로 제공되거나, 피험자의 하나 이상의 신체 섹션들의 감지 및/또는 자극을 촉진하도록 동작하는 도 29a, 29b, 29c 또는 29d와 관련하여 외피 내에 포함된 다수의 전극들(예를 들어, 전극 1, 2, 3 및 4)을 도시한다. 이 다이어그램에 사용된 것과 같이 4개 미만의 전극들을 포함하여, 임의의 상이한 개수의 전극들이 대안적으로 사용될 수 있음에 유의한다. 이 다이어그램은 서로 다른 각각의 시간에서 다수의 전극들(예를 들어, 이 다이어그램에서 임피던스(Z) 프로파일을 제공하는 4개의 전극들로 도시됨)의 임피던스를 모니터링하고 상이한 시간에서 이들 각각의 전극들의 임피던스 프로파일을 비교하는 것을 도시한다. 피험자에 대해 동일한 위치들에 배치될 때 전극들의 이러한 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링은 의료 전문가에게 귀중한 정보를 제공할 수 있다. 피험자의 사망 위험이 개선 또는 저하되고 있는지 여부, 피험자가 울혈성 심부전으로 가는 경향이 있는지 또는 그로부터 멀어지는지 여부 등과 같은 문제가 있는지 여부를 결정하고, 시기 및 식별하기 위해.

피험자에게 문제가 있는지 여부, 피험자가 더 높은 사망 위험으로 향하거나 멀어지는 경향이 있는지 여부, 피험자가 울혈성 심부전으로 향하거나 멀어지는 경향이 있는지 여부 등을 결정하는 데 사용되는 이러한 고려 사항의 예들은 Z 프로파일이 변경되는 궤적, Z 프로파일이 변화되는 속도(예를 들어, 시간의 함수로서의 Z 프로파일의 변화), Z 프로파일이 해당 피험자에 대한 정상 범위와 유리하게 비교되는지 여부, Z 프로파일 내에 포함된 각각의 전극들의 임피던스들 중 하나 이상이 해당 피험자에 대한 정상 범위와 유리하게 비교되는지 여부 등 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.

다이어그램의 왼쪽에서, 시간 1에 또는 그 동안에, Z 프로파일 1은 시간 1에 또는 그 동안에 모니터링되는 전극들의 각각의 임피던스들에 해당한다. 예를 들어, 각각의 전극들의 임피던스들은 동일하거나 거의 또는 실질적으로 동일(예를 들어, 동일한 값, 또는 1%, 2%, 5% 또는 일부 다른 값과 같이 서로 동일한 특정 백분율 내)할 수 있다. 일부 예들에서, 피험자에 대한 베이스라인 Z 프로파일은 해당 피험자가 의료 전문가에게 처음 방문하는 동안 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 초기 임피던스들을 기반으로 결정된다. 이러한 초기 Z 프로파일은 건강 상태가 양호한 피험자(예를 들어, 건강 진단서가 있는 피험자)에 해당할 수 있다.

그런 다음, 피험자의 Z 프로파일과 관련된 하나 이상의 특성들에 대한 모니터링이 수행된다. 서로 다른 각각의 시간 1, 2 등은 실질적으로 주기적으로(예를 들어, A일마다, B주마다, C개월마다 등, A, B 및 C가 양의 정수들임) 의료 전문가에 대한 서로 다른 각각의 사무실 방문에 대응하는 것과 같이 균일하게 이격될 수 있음에 유의한다. 그러나, 각각의 서로 다른 시간 1, 2 등 n까지 균일한 간격으로 이격되어 있지 않을 수 있지만(예를 들어, 시간 1과 시간 2는 1개월 간격, 시간 1과 시간 2는 8주 간격 등.), 의료 전문가의 사무실 방문에 해당할 수 있음에 유의한다. 데이터 수집 방식과 상관없이, 하나 이상의 전극들을 사용하여 수행되는 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링은 피험자의 건강의 안정성 또는 부족, 궤적, 추세 등을 포함하여 피험자의 건강에 관한 귀중한 정보를 의료 전문가에게 제공한다.

Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 각각의 임피던스들 중 하나 이상 또는 모두에 대한 해당 피험자에 대한 정상 범위가 정의될 수 있으며, Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 전부 또는 일부 허용 가능한 수는 피험자(예를 들어, 건강 진단서가 있는 피험자)에 대한 이 정상 범위 내의 임피던스 값을 가질 때, 어떤 문제도 피험자에 대해 존재하는 것으로 식별될 수 없음에 유의한다. 예를 들어, Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스 작은 특정 백분율에서 베이스라인/초기 임피던스보다 큰 특정 백분율에 이르기까지 피험자에 대한 정상 범위를 고려한다. 일 예에서, Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 X% 큰 해당 피험자에 대한 정상 범위의 상한 및 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 Y% 작은 해당 피험자에 대한 정상 범위의 하한을 고려한다. Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 5% 큰 해당 피험자에 대한 정상 범위의 상한 및 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 8% 작은 해당 피험자에 대한 정상 범위의 하한을 고려하는 일 예를 고려하면, 해당 피험자에 대한 정상 범위는 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들의 0.92 내지 1.05로 확장된다. Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 10% 큰 해당 피험자에 대한 정상 범위의 상한 및 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들보다 10% 작은 해당 피험자에 대한 정상 범위의 하한을 고려하는 일 예를 고려하면, 해당 피험자에 대한 정상 범위는 Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 베이스라인/초기 임피던스들의 0.9 내지 1.1로 확장된다. 임의 개수의 고려 사항들에 기초한 다른 예들 및 구현들에서 해당 피험자에 대한 정상 범위의 상한 및 하한에 대해 다른 값들이 대안적으로 식별될 수 있다. 이러한 고려 사항의 예들은 피험자(예를 들어, 건강 진단서가 있는 피험자)의 정상 범위와 관련된 이력 또는 과거의 상한 및 하한 값일 수 있다.

다이어그램의 오른쪽으로 이동하여, Z 프로파일이 수정된 시간 2에서 또는 그 동안에 일 예를 고려하(예를 들어, 시간 1에서 또는 그 동안 Z 프로파일 1과 비교하여 시간 2에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 2를 고려)면, Z 프로파일 변화 a(델타 a)는 시간 1에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 1과 비교하여 시간 2에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 2 사이의 차이로 볼 수 있다. 예를 들어, 예를 들어 피험자의 혈액 또는 체액 함량의 증가 및 임의의 심장 및/또는 가슴이나 흉부와 관련될 수 있는, 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 임피던스가 감소하는 상황을 고려한다. 시간 2에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 2를 고려하면, Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 각각의 임피던스들은 시간 2에서 또는 그 동안에 해당 피험자에 대한 정상 범위 내에 포함되지만, 계속되는 경우, 해당 피험자에 대한 정상 범위의 하한에 접근하고 해당 피험자에 대한 정상 범위 밖으로 확장될 수 있는 방향으로 이동하고 있음에 유의한다. 이는 피험자의 혈액 또는 체액 함량의 증가 및 임의의 심장 및/또는 가슴이나 흉부와 같은 가능한 문제를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 시간 2의 Z 프로파일은, 여전히 해당 피험자의 정상 범위 내에 있지만, 건강 저하 및/또는 사망 위험 증가를 나타낼 수 있는 임피던스 감소 경향이 있다. 이 정보에 기초하여, 의료 전문가들은 피험자에 대한 치료 요법을 시작할 수 있다.

이 모니터링 프로세스는 예를 들어 서로 다른 각각의 시간 동안 계속될 수 있다. 다이어그램의 오른쪽에서, Z 프로파일이 수정된 일부 다른 시간, 시간 n에서 또는 그 동안에 일 예를 고려(예를 들어, 시간 1에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 1과 비교하여 또는 시간 2에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 2와 비교하여 시간 n에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 n을 고려)하면, Z 프로파일 변화 b(델타 b)는 시간 2에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 2 또는 시간 1에서 또는 그 동안에 Z 프로파일 1 사이의 차이로 볼 수 있다. 이 다이어그램의 예와 관련하여, Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 각자의 임피던스들 각각은 시간 n에서 또는 그 동안에 해당 피험자에 대한 정상 범위를 벗어난다는 것을 알고 있다. 이는 피험자의 혈액 또는 체액 함량의 증가 및 임의의 심장 및/또는 가슴이나 흉부와 같은 실제 문제를 나타낼 수 있다. Z 프로파일 내에 포함된 전극들의 각자의 임피던스들이 시간 n에서 또는 그 동안에 해당 피험자에 대한 정상 범위를 벗어남에 따른 문제의 존재에 대한 결정에 기초하여, 의료 전문가들은 피험자에게 의료 치료를 제공하는 것에 따라 임의의 하나 이상의 적절한 조치가 취해질 수 있다. 예를 들어, 해당 피험자의 정상 범위를 벗어나는 시간 n에서의 Z 프로파일은 매우 열악한 건강 및/또는 높은 사망 위험을 나타낼 수 있다. 이 정보를 기반으로, 의료 전문가들은 기존 치료를 강화하거나 필요할 수 있는 응급 치료를 제공하는 등 피험자에 대해 보다 적극적인 치료 요법을 시작할 수 있다.

일반적으로 말해서, 이러한 Z 프로파일 모니터링(예를 들어, Z 프로파일 내에 포함된 각자의 전극들의 임피던스(Z)(예를 들어, 커패시턴스)에 기초하여)은 시간의 함수로서 임의의 변화를 결정하기 위해 모니터링될 수 있다. 임의의 하나 이상의 결정들은 Z 프로파일의 변화율, 변화 궤적, 변화 방향 등 및/또는 Z 프로파일 내의 전극들의 하나 이상의 개별 임피던스들을 기반으로 하여 피험자의 상태, 건강 등의 결정을 용이하게 할 수 있다. 이러한 결정들은 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부의 예상/이력 Z 프로파일로부터의 변동과 비교하여 Z 프로파일과 연관된 하나 이상의 특성들의 비교에 기초하여 이루어질 수도 있음을 유의한다.

도 31b의 실시예(3102)를 참조하면, 이 다이어그램은 피험자에 근접하거나 접촉할 수 있는 단일 전극의 임피던스(Z) 모니터링을 도시하며, 이는 개별적으로 또는 본원에 설명된 바와 같이 외피 내에서 구현될 수 있다. 이 다이어그램은 이 다이어그램이 이전 단일 전극의 임피던스를 모니터링하는 것에 대응한다는 점에서 적어도 하나의 차이점을 제외하면 이전 다이어그램과 일부 유사성을 갖는다. 예를 들어, 이 다이어그램은 전극 1의 임피던스를 추적하고 모니터링하는 일 예를 도시한다.

시간 1에서 또는 그 동안에, 전극 1의 임피던스는 해당 피험자가 정상 범위 내에서 중심에 있는 것으로 도시된다. 이 임피던스는 전극 1의 베이스라인 임피던스(예를 들어, 건강 진단서를 가지고 있는 피험자와 같은, 피험자에 대한 양호한 건강에 대응하는 것과 같은 초기 임피던스)일 수 있다.

시간 1에서 또는 그 동안에, 전극 1의 임피던스는 여전히 해당 피험자가 정상 범위 내에서 중심에 있지만, 약간 증가된 임피던스를 갖지만 여전히 피험자가 정상 범위 내에 있는 것으로 도시된다. 실제로, 이 시간 2에서의 임피던스 증가는 피험자의 건강 향상에 해당한다.

시간 3에서 또는 그 동안에, 전극 1의 임피던스는 여전히 해당 피험자가 정상 범위 내에 있는 시간 2에서보다 여전히 낮은 것으로 도시된다. 시간 4에서 또는 그 동안에, 전극 1의 임피던스는 또한 해당 피험자가 정상 범위 내에 중심이 있는 것으로 도시된다(예를 들어, 시간 1에서 측정된 거의 동일한 임피던스를 가짐).

시간 5 및 6에서 또는 그 동안에, 전극(1)의 임피던스는 상대적으로 가파른 궤적 또는 빠른 변화율 및 특히 시간이 지남에 따라 감소하는, 해당 피험자가 정상 범위 내에 있거나 해당 피험자가 정상 범위의 하단에 있는 것으로 도시된다. 해당 피험자가 정상 범위의 한계에 도달하는 것은, 해당 피험자가 정상 범위에 남아 있더라도, 피험자의 심장 및/또는 가슴이나 흉부 내 체액의 증가 및 사망 위험 증가 등과 같은 악화 및 건강을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 시간 5 및 6에서의 전극 1의 임피던스는, 여전히 해당 피험자의 정상 범위 내에 있지만, 건강 저하 및/또는 사망 위험 증가를 나타낼 수 있는 임피던스 감소 경향이 있다. 이 정보에 기초하여, 의료 전문가들은 피험자에 대한 치료 요법을 시작할 수 있다.

시간 n에서 또는 그 동안에, 전극 1의 임피던스는 해당 피험자가 정상 범위 밖에 있는 것으로 도시된다. 예를 들어, 해당 피험자의 정상 범위를 벗어나는, 전극 1의 임피던스는 매우 열악한 건강 및/또는 높은 사망 위험을 나타낼 수 있다. 이 정보를 기반으로, 의료 전문가들은 기존 치료를 강화하거나 필요할 수 있는 응급 치료를 제공하는 등 피험자에 대해 보다 적극적인 치료 요법을 시작할 수 있다.

일단 문제 또는 잠재적인 문제(예를 들어, 팽윤, 팽창, 가스 축적 등과 관련된)에 관한 결정이 내려지면, 하나 이상의 처리 모듈들은 충전 중 배터리에 문제가 있는 결정에 기초하여, 배터리 충전을 중단하고; 대안으로 비충전 중 배터리에 문제가 있다는 결정에 기초하여, 오류 신호를 제공하여 사용자가 문제를 해결하거나 완화하기 위한 조치를 취할 수 있도록 하고; 배터리가 구현된 장치의 하나 이상의 프로세스들 또는 동작들을 종료하는 등과 같은 상기에 설명된 것들 중 어느 하나를 포함하는 하나 이상의 조치를 취하도록 구성된다.

도 32는 본 발명에 따른 전극들을 통해 ECG 스티커에 결합된 DSC들에 의해 서비스되는 새로운 심전도(ECG)(또는 EKG라고도 함) 기계의 일 실시예(3200)의 개략적인 블록도이다. 이 다이어그램은 선행 기술의 ECG 기계에 사용된 전통적인 기술 대신에 본원에 설명된 DSC들(28)을 사용하여 동작하는 ECG 기계(3210)를 도시한다. 예를 들어, 하나 이상의 처리 모델들(42)은 가슴 또는 흉부 영역에서 피험자의 피부 표면과 접촉하는 ECG 리드/스티커(3220)에 결합된 전극들(1410)에 각각 서비스를 제공하는 DSC들(28)과 신디케이션(syndication)한다. 동작 및 구현의 일 예에서, ECG 리드/스티커(3220)는 피험자의 피부 표면과 접촉하고 제자리에 이들을 유지하는 메커니즘(예를 들어, 접착제)을 포함하는 일반적인 ECG 리드/스티커이다. DSC들(28)은 ECG 리드/스티커(3220)를 통해 전기 활동을 검출하도록 구성된다. ECG 리드/스티커(3220)의 개수는 임의의 원하는 개수로 선택될 수 있고, 특정 애플리케이션들은 12개의 ECG 리드/스티커(3220)를 사용하여 동작한다는 점에 유의한다. 일반적으로 말해서, 임의의 원하는 개수의 ECG 리드/스티커(3220)가 주어진 구현에서 사용될 수 있다. 한 특정 예에서, 하나(1)의 단일 ECG 리드/스티커(3220)가 사용되어 피험자의 심장에 가장 가까운 피험자의 피부 표면에 배치된다.

예를 들어, 심장의 박동을 용이하게 하기 위해 심장의 상이한 각각의 부분들로 이동하는 전기 임펄스들에 따른 심전도 시스템 내의 심장 전기 활동에 기초하여, 이러한 전기 임펄스들은 ECG 리드/스티커(3220)에 결합된 다음 DSC들(28)을 ECG 리드/스티커(3220)에 결합하는 전극들(1410)을 통해 DSC들(28)에 의해 검출된다. 이 다이어그램은 적절하게 구현된 DSC들(28)이 전기 활동, 즉 심전도 시스템 내의 심장 전기 활동을 검출하는 데 사용될 수 있는 또 다른 애플리케이션을 도시한다. 특정 관점에서, 이 다이어그램은 전극들(1410)을 통해 ECG 리드/스티커(3220)에 각각 서비스를 제공하는 DSC들(28)을 사용하는 기존 선행 기술의 ECG 기계들의 교체를 도시한다.

본원에 설명된 바와 같은 DSC들(28)은 기존 선행 기술의 ECG 기계와 비교하여 개선된 심장의 전기 반응의 분해능 및 정확도로 피험자의 심전도 시스템 내의 심장 전기 활동을 포함하는 전기 신호들을 검출하도록 구성된다는 점에 유의한다. 또한, 이 다이어그램에 설명된 바와 같이 전극들(1410)을 통해 ECG 리드/스티커(3220)에 각각 서비스를 제공하는 DSC들(28)을 사용하는 기존 종래 기술의 ECG 기계들의 이러한 교체는 기존 종래 기술의 ECG 기계들보다 훨씬 더 비용 효율적으로 실현될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 기존 선행 기술의 ECG 기계들은 $1,000 달러(예를 들어, $1,000 내지 $4,000 또는 그 이상)의 범위에서 비용이 들 수 있다. 전극들(1410)을 통해 ECG 리드/스티커(3220)에 각각 서비스를 제공하는 DSC들(28)을 포함하는 심장 전기 활동을 검출하기 위해 이 다이어그램에 설명된 구현은 기존 선행 기술의 ECG 기계의 비용의 일부로 실현될 수 있다.

도 33은 본 발명에 따른 하나 이상의 장치들에 의해 실행되는 또 다른 방법(3300)의 일 실시예의 개략적인 블록도이다. 방법(3300)은 단계(3310)에서 감지 및/또는 자극(3310)을 수행하는 하나 이상의 전극들을 통해 하나 이상의 신호들을 제공하기 위해 하나 이상의 DSC들을 동작시킴으로써 동작한다. 이러한 감지 및/또는 자극은 본원에 설명된 것들을 포함하는 다수의 동작들 중 어느 하나에 따라 수행될 수 있음에 유의한다. 이러한 감지 및/또는 자극의 일부 예들은 피험자의 적절한 심장 기능을 돕기 위해 페이스메이커 구현을 통한 전기 임펄스들의 제공에 따른 페이스 신호 전달(3313), 피험자의 심전도 시스템 내의 심장 전기 활동을 검출하는 것에 따른 ECG 리드/스티커의 서비싱(3312), 피험자의 하나 이상의 신체 부위들에 전기 자극을 제공하는 것에 따른 전류원 신호(3313)를 제공하기 위한 하나 이상의 DSC들의 동작, 전류 싱크 신호(3314)를 제공하기 위한 하나 이상의 DSC의 동작 또는 빈맥을 앓고 있는 피험자의 비정상적으로 빠른 심장의 치료, 구체적으로 ECG 리드/스티커를 사용하지 않는 방식으로 피험자의 심전도 시스템 내에서 심장 전기 활동(3315)을 검출하기 위한 하나 이상의 DSC들의 동작, 피험자의 하나 이상의 신체 부위들의 임피던스를 감지하거나 피험자의 건강 상태에 관한 정보를 제공하기 위해 피험자의 하나 이상의 신체 부위들의 추세 추적 및 임피던스(Z) 모니터링(3316)을 수행하기 위한 하나 이상의 DSC들의 동작 및/또는 본원에 설명된 것들을 포함하는 임의의 기타 원하는 기능(3317) 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다.

방법(3300)은 또한 단계(3320)에서 하나 이상의 DSC들을 통해, 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 전극들을 통해 제공된 하나 이상의 신호들에 대응하는 정보를 수신함으로써 동작한다. 일부 예들에서, 이 정보는 하나 이상의 DSC들에 의해 생성되고 하나 이상의 처리 모듈들에 제공되는 디지털 데이터로 제공된다. 방법(3300)은 또한 단계(3330)에서 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 전극들을 통해 제공된 하나 이상의 신호들에 대응하는 정보를 처리함으로써 동작한다. 일부 구현들에서, 단계(3330)에서의 이러한 처리는 하나 이상의 처리 모듈들 내에서 수행된다.

방법(3300)은 또한 단계(3340)에서 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 전극들을 통해 제공된 하나 이상의 신호들에 대한 적응을 수행할지 여부를 결정함으로써 동작한다. 이러한 결정은 하나 이상의 조건들에 대한 유리한 또는 불리한 비교를 포함하는 다양한 고려 사항 중 어느 하나에 기초하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 피험자 내에서 개선된 심장 동작을 촉진하기 위해 전극들을 통해 하나 이상의 페이스 신호들을 제공하기 위해 하나 이상의 DSC들을 사용하는 페이스메이커 구현을 고려한다. 캡처를 용이하게 하지 않아 피험자의 심장 박동을 시작하지 않는 페이스 신호 특성들에 기초하여, 페이스 신호는 신호 크기, 전압 또는 전류 여부, 펄스 폭 등과 같은 특성들 중 하나 이상의 측면에서 적응될 수 있으며, 이에 따라 피험자의 심장의 적절한 부분에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 페이스 신호를 튜닝한다.

다른 예의 경우, 피험자의 재활을 돕도록 피험자의 손상된 신체 부위에 하나 이상의 전기 신호들을 제공하기 위해 하나 이상의 DSC들을 사용하는 전기 자극 구현을 고려한다. 호의적인 결과들에 실패한 치료 프로그램에 기초하여, 하나 이상의 전기 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들이 적응(예를 들어, 하나 이상의 전기 신호들의 신호 레벨을 증가시키거나, 하나 이상의 전기 신호들의 하나 이상의 발진 성분들의 주파수를 수정하는 등)될 수 있다.

다른 예의 경우, 피험자의 신체 부위에 대한 하나 이상의 전기적 특성들이 변경된 것으로 간주한다. 피험자의 신체 부위의 이러한 하나 이상의 전기적 특성들의 변화 검출에 기초하여, 하나 이상의 전기 신호들은 이러한 변화에 기초하여 적응될 수 있다. 예를 들어, 피험자의 신체 부위의 증가된 임피던스에 기초하여, 피험자의 신체 부위에 감지 및/또는 자극 신호를 제공하는 신호 레벨은 증가된 임피던스에 응답하여 증가될 수 있다. 일반적으로 말해서, 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 전극들을 통해 제공된 하나 이상의 신호들에 대한 적응을 수행하기 위한 결정은 임의의 원하는 기준에 기초하여 이루어질 수 있다.

단계(3350)에서 임의의 적응도 수행하지 않는다는 결정에 기초하여, 방법(3300)은 분기하고 종료한다. 방법(3300)의 대안적인 변형에서, 단계(3350)에서 임의의 적응을 수행하지 않는다는 결정에 기초하여, 방법(3300)은 단계(3310)로 다시 분기하고 루프된다. 방법(3300)의 이러한 대안적인 변형은 하나 이상의 신호들에 대한 임의의 수정 또는 적응을 수행하지 않고 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 전극들을 통해 하나 이상의 신호들을 제공하기 위해 하나 이상의 DSC들을 계속 동작시키는 것으로 볼 수 있다. .

단계(3350)에서 적응을 수행하기로 결정한 것에 기초하여, 방법(3300)은 단계(3360)로 분기하고 방법(3300)은 적응될 하나 이상의 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들을 식별함으로써 동작한다.

방법(3300)은 단계(3370)에서 감지 및/또는 자극을 수행하기 위해 하나 이상의 DSC들로부터의 하나 이상의 전극들을 통해 제공되는 하나 이상의 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들을 적응시킴으로써 동작한다. 하나 이상의 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들의 이러한 수정의 예들은 임의의 하나 이상의 DC 레벨, 발진 성분 크기 및/또는 주파수, 전류 레벨, 및/또는 하나 이상의 신호들의 임의의 다른 전기적 특성들의 수정을 포함할 수 있다. 특정 예들에서, 하나 이상의 DSC들에 의해 사용되는 기준 신호들 중 하나 이상의 조정은 하나 이상의 신호들의 하나 이상의 전기적 특성들의 적응을 달성하도록 수행된다.

비트 스트림, 스트림, 신호 시퀀스 등(또는 그 등가물)과 같은 본원에서 사용될 수 있는 용어들은 콘텐트가 원하는 여러 유형(예를 들어, 일반적으로 '데이터'라고 할 수 있는 데이터, 비디오, 음성, 텍스트, 그래픽, 오디오 등) 중 어느 하나에 대응되는 디지털 정보와 상호 교환 가능하게 사용되었다는 점에 유의한다.

본원에 사용될 수 있는 바와 같이, "실질적으로" 및 "대략"이라는 용어들은 해당 용어 및/또는 항목 간의 상대성에 대해 업계에서 허용되는 공차를 제공한다. 일부 산업의 경우, 업계에서 허용하는 허용 오차가 1% 미만이고, 다른 업계의 경우, 산업에서 허용되는 허용 오차가 10% 이상이다. 업계에서 허용되는 허용 오차 범위에 대한 다른 예들은 1% 미만에서 50%이다. 업계에서 허용되는 허용 오차들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 컴포넌트 값, 집적 회로 프로세스 변동, 온도 변동, 상승 및 하강 시간, 열 노이즈, 치수, 시그널링 오류, 패킷 드롭, 온도, 압력, 재료 구성 및/또는 성능 메트릭에 대응된다. 산업 내에서, 허용되는 공차의 공차 변화량을 백분율 레벨보다 크거나 작을(예를 들어, +/- 1% 미만의 치수 공차) 수 있다. 항목 간의 일부 상대성은 퍼센트 레벨 미만의 차이에서 몇 퍼센트까지 다양할 수 있다. 항목 간의 다른 상대성은 몇 퍼센트의 차이에서 차이의 크기에 이르기까지 다양할 수 있다.

본원에 또한 사용될 수 있는 바와 같이, "~에 구성되는", "~에 동작 가능하게 결합된", "~에 결합된" 및/또는 "결합되는"이라는 용어(들)은 항목 간의 직접 결합 및/또는 중간 항목을 통한 항목(예를 들어, 항목은, 이에 제한되는 것은 아니나, 컴포넌트, 요소, 회로 및/또는 모듈을 포함함) 간의 간접 결합을 포함하며, 여기서 간접 결합의 일 예로서, 중간 항목은 신호의 정보를 수정하지 않지만 전류 레벨, 전압 레벨 및/또는 전력 레벨을 조정할 수 있다. 본원에 추가로 사용될 수 있는 바와 같이, 추론된 결합(즉, 하나의 요소가 추론에 의해 다른 요소에 결합되는 경우)은 "~에 결합된"과 동일한 방식으로 두 항목 간의 직접 및 간접 결합을 포함한다.

본원에 더 사용될 수 있는 바와 같이, "~하도록 구성된", "~에 동작 가능한", "~에 결합된" 또는 "~에 동작 가능하게 결합된"이라는 용어는 활성화될 때, 하나 이상의 해당 기능들을 수행하도록 항목이 전원 연결, 입력(들), 출력(들) 등 중 하나 이상을 포함하고 하나 이상의 다른 항목들에 대한 추론된 결합을 더 포함할 수 있다는 것을 나타낸다. 본원에 더 사용될 수 있는 바와 같이, "~와 연관된"이라는 용어는 별도의 항목 및/또는 하나의 항목이 다른 항목 내에 임베디드되는 직접 및/또는 간접 결합을 포함한다.

본원에 사용될 수 있는 바와 같이, "유리하게 비교한다"라는 용어는 둘 이상의 항목, 신호 등 사이의 비교가 원하는 관계를 제공한다는 것을 나타낸다. 예를 들어, 원하는 관계가 신호 1이 신호 2보다 큰 크기를 갖는다는 것이라면, 신호 1의 크기가 신호 2의 크기보다 클 때 또는 신호 2의 크기가 신호 1의 크기보다 작을 때 유리한 비교가 실시될 수 있다. 본원에 사용될 수 있는 바와 같이, "유리하게 비교한다"라는 용어는 둘 이상의 항목, 신호 등 사이의 비교가 원하는 관계를 제공하지 못한다는 것을 나타낸다.

본원에 사용될 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 청구항들은, 이러한 일반 형태의 특정 형태에서, "a", "b" 및 "c"보다 많거나 적은 요소를 갖는, "a, b, 및 c 중 적어도 하나" 또는 이 일반 형태의 "a, b 또는 c 중 적어도 하나"라는 문구를 포함할 수 있다. 어느 구절이든, 구문들은 동일하게 해석되어야 한다. 특히, "a, b 및 c 중 적어도 하나"는 a, b 또는 c 중 적어도 하나"와 동일하며, a, b 및/또는 c를 의미한다. 일 예로서, 이는 "a"만, "b"만, "c"만, "a"와 "b", "a"와 "c", "b"와 "c" 및/또는 "a", "b" 및 "c"를 의미한다.

본원에 또한 사용될 수 있는 바와 같이, "처리 모듈", "처리 회로", "프로세서", "처리 회로부", 및/또는 "처리 유닛"이라는 용어들은 단일 처리 장치 또는 복수의 처리 장치들일 수 있다. 이러한 처리 장치는 마이크로프로세서, 마이크로 컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컴퓨터, 중앙 처리 장치, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이, 프로그램 가능 논리 장치, 상태 머신, 논리 회로부, 아날로그 회로부, 디지털 회로부 및/또는 회로부 및/또는 동작 명령어들의 하드 코딩을 기반으로 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 임의의 장치일 수 있다. 처리 모듈, 모듈, 처리 회로, 처리 회로부, 및/또는 처리 유닛은 단일 메모리 장치, 복수의 메모리 장치들, 및/또는 다른 처리모듈, 모듈, 처리 회로, 처리 회로부, 및/또는 처리 유닛의 임베디드 회로부일 수 있는 메모리 및/또는 통합 메모리 요소일수 있거나 이를 더 포함할 수 있다. 이러한 메모리 장치는 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치일 수 있다. 처리 모듈, 모듈, 처리 회로, 처리 회로부 및/또는 처리 유닛이 하나 이상의 처리 장치를 포함하는 경우, 처리 장치들은 중앙에 위치(예를 들어, 유선 및/또는 무선 버스 구조를 통해 함께 직접 결합)될 수 있거나 분산 위치(예를 들어, 근거리 통신망 및/또는 광역 통신망을 통한 간접 결합을 통한 클라우드 컴퓨팅)될 수 있다. 또한 처리 모듈, 모듈, 처리 회로, 처리 회로부 및/또는 처리 유닛이 상태 머신, 아날로그 회로부, 디지털 회로부 및/또는 논리 회로부를 통해 그 기능들 중 하나 이상을 구현하는 경우, 메모리 및/또는 대응되는 동작 명령어들을 저장하는 메모리 요소는 상태 머신, 아날로그 회로부, 디지털 회로부, 및/또는 논리 회로부를 포함하는 회로부 내부 또는 외부에 임베디드될 수 있다. 또한, 메모리 요소는 도면들 중 하나 이상에 예시된 단계들 및/또는 기능들 중 적어도 일부에 대응되는 하드 코딩된 및/또는 동작 명령어들을 저장할 수 있고, 처리 모듈, 모듈, 처리 회로, 처리 회로부 및/또는 처리 유닛이 이들을 실행한다는 점에 유의한다. 이러한 메모리 장치 또는 메모리 요소는 제조 물품에 포함될 수 있다.

하나 이상의 실시예들은 특정 기능들의 수행 및 이들의 관계를 예시하는 방법 단계들의 도움으로 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 빌딩 블록들 및 방법 단계들의 경계 및 순서는 설명의 편의를 위해 본원에 임의로 정의되었다. 지정된 기능들과 관계들이 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계 및 시퀀스가 정의될 수 있다. 따라서 이러한 대안적인 경계 또는 시퀀스는 청구항들의 범위 및 사상 내에 있다. 또한, 이러한 기능적 빌딩 블록들의 경계는 설명의 편의를 위해 임의로 정의되었다. 특정 중요한 기능들이 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계가 정의될 수 있다. 마찬가지로, 흐름도 블록들은 특정 중요한 기능을 설명하기 위해 본원에 임의로 정의될 수도 있다.

사용된 범위까지, 흐름도 블록 경계 및 순서는 다르게 정의될 수 있으며 여전히 특정 중요한 기능을 수행할 수 있다. 따라서 기능적 빌딩 블록과 흐름도 블록 및 시퀀스 모두에 대한 이러한 대안적인 정의는 청구항들의 범위 및 사상 내에 있다. 당업자는 또한 기능적 빌딩 블록, 및 본원의 다른 예시적인 블록, 모듈 및 컴포넌트가 예시된 바와 같이 또는 개별 컴포넌트, 애플리케이션별 집적 회로, 적절한 소프트웨어를 실행하는 프로세서 등 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있음을 인식할 것이다.

추가로, 흐름도는 "시작" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "시작" 및 "계속" 표시는 제시된 단계들이 선택적으로 하나 이상의 다른 루틴들에 통합되거나 아니면 이와 함께 사용될 수 있음을 반영한다. 추가로, 흐름도는 "종료" 및/또는 "계속" 표시를 포함할 수 있다. "종료" 및/또는 "계속" 표시는 제시된 단계들이 설명된 바와 같이 종료되고 도시되거나 선택적으로 하나 이상의 다른 루틴들에 통합되거나 아니면 이와 함께 사용될 수 있음을 반영한다. 이 맥락에서, "시작"은 제시된 제1 단계의 시작을 나타내며 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동들이 선행될 수 있다. 또한, "계속" 표시는 제시된 단계들이 여러 번 수행될 수 있고/있거나 구체적으로 도시되지 않은 다른 활동들에 의해 계승될 수 있음을 반영한다. 또한, 흐름도는 단계들의 특정 순서를 나타내지만, 인과성의 원칙이 유지된다면 다른 순서도 마찬가지로 가능하다.

하나 이상의 실시예들은 하나 이상의 양태들, 하나 이상의 특징들, 하나 이상의 개념들, 및/또는 하나 이상의 예들을 예시하기 위해 본원에 사용된다. 장치, 제조 물품, 기계, 및/또는 프로세스의 물리적 실시예는 본원에 논의된 실시예들 중 하나 이상을 참조하여 설명된 양태들, 특징들, 개념들, 예들 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 도면에서 도면에 이르기까지, 실시예들은 동일하거나 상이한 참조 번호들을 사용할 수 있는 동일하거나 유사하게 명명된 기능들, 단계들, 모듈들 등을 통합할 수 있으며, 이와 같이, 기능들, 단계들, 모듈들 등은 동일하거나 유사한 기능들, 단계들, 모듈들 등 또는 다른 것들일 수 있다.

달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 제시된 도면들 중 임의의 도면의 요소들에 대한, 이로부터의 및/또는 이들 사이의 신호들은 아날로그 또는 디지털, 연속 시간 또는 이산 시간, 단일 종단 또는 차동일 수 있다. 예를 들어, 신호 경로가 단일 종단 경로로 도시되면, 차동 신호 경로도 나타낸다. 마찬가지로, 신호 경로가 차동 경로로 도시되면, 단일 종단된 신호 경로도 나타낸다. 하나 이상의 특정 아키텍처들이 본원에 설명되어 있지만, 명시적으로 나타내지 않은 하나 이상의 데이터 버스, 요소 간의 직접 연결, 및/또는 당업자가 인식하는 다른 요소 간의 간접 결합을 사용하는 다른 아키텍처들도 마찬가지로 구현될 수 있다.

"모듈"이라는 용어는 실시예들 중 하나 이상의의 설명에서 사용된다. 모듈은 동작 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하거나 이와 관련하여 동작할 수 있는 프로세서 또는 다른 처리 장치 또는 기타 하드웨어와 같은 장치를 통해 하나 이상의 기능들을 구현한다. 모듈은 독립적으로 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 함께 동작할 수 있다. 본원에서 또한 사용된 바와 같이, 모듈은 하나 이상의 서브 모듈들을 포함할 수 있으며, 각각은 하나 이상의 모듈들일 수 있다.

본원에서 더 사용될 수 있는 바와 같이, 컴퓨터 판독 가능 메모리는 하나 이상의 메모리 요소들을 포함한다. 메모리 요소는 개별 메모리 장치, 다수의 메모리 장치들, 또는 메모리 장치 내의 메모리 위치 세트일 수 있다. 이러한 메모리 장치는 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 캐시 메모리, 양자 레지스터(quantum register) 또는 기타 양자 메모리 및/또는 비일시적 방식의 데이터를 저장하는 임의의 기타 장치일 수 있다.　　　 도한, 메모리 장치는 솔리드 스테이트 메모리, 하드 드라이브 메모리 또는 기타 디스크 스토리지, 클라우드 메모리, 썸(thumb) 드라이브, 서버 메모리, 컴퓨팅 장치 메모리, 및/또는 데이터를 저장하기 위한 기타 비일시적 매체의 형태일 수 있다. 데이터의 저장에는 임시 저장(즉, 메모리 요소에서 전원이 제거되면 데이터가 손실됨) 및/또는 영구 저장(즉, 메모리 요소에서 전원이 제거되면 데이터가 유지됨)이 포함된다. 본원에 사용된 바와 같이, 일시적 매체는, (a) 임시 저장 또는 영구 저장을 위해 한 컴퓨팅 장치에서 다른 컴퓨팅 장치로 신호로서 데이터를 전송하기 위한 유선 또는 무선 매체; (b) 임시 저장 또는 영구 저장을 위해 컴퓨팅 장치의 한 요소에서 컴퓨팅 장치의 다른 요소로 컴퓨팅 장치 내에서 신호로 데이터를 전송하기 위한 유선 또는 무선 매체; (c) 다른 컴퓨팅 장치에 의해 데이터를 처리하기 위해 한 컴퓨팅 장치에서 다른 컴퓨팅 장치로 신호로서 데이터를 전송하기 위한 유선 또는 무선 매체; 및 (d) 컴퓨팅 장치의 다른 요소에 의해 데이터를 처리하기 위해 컴퓨팅 장치의 한 요소에서 컴퓨팅 장치의 다른 요소로 컴퓨팅 장치 내에서 신호로 데이터를 전송하기 위한 유선 또는 무선 매체 중 하나 이상을 의미한다. 본원에서 사용될 수 있는 바와 같이, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리는 컴퓨터 판독 가능 메모리와 실질적으로 동일하다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체라고도 한다.

하나 이상의 실시예들의 다양한 기능들 및 특징들의 특정 조합들이 본원에서 명시적으로 설명되어 있지만, 이러한 특징들 및 기능들의 다른 조합들도 마찬가지로 가능하다. 본 개시는 본원에 개시된 특정 예들에 의해 제한되지 않으며, 이러한 다른 조합들을 명시적으로 포함한다.

Claims (20)

1. 페이스메이커 시스템에 있어서,
   페이스메이커 리드(pacemaker lead)에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로(drive-sense circuit; DSC)로서, 상기 DSC는 기준 신호를 수신하고 상기 기준 신호에 기초한 전기 임펄스들을 포함하는 페이스(pace) 신호를 생성하도록 구성되고 동작 가능하게 결합되며, 인에이블 시, 상기 DSC는,
   상기 페이스메이커 리드를 통해 피험자의 심전도 시스템의 전기 반응 부분에 상기 페이스 신호를 제공하여 상기 피험자의 심혈관계의 심장 동작을 용이하게 하되, 상기 피험자의 심장 근육은 상기 피험자의 상기 심혈관계를 통해 혈액을 이동시키도록 상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들에 대한 기계적 반응을 생성하고, 상기 페이스메이커 리드는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 동방(sinoatrial; SA) 결절에 또는 그 근처에 이식되고, 상기 페이스메이커 리드는 하나의 단일 도체로 구현되고;
   상기 페이스메이커 리드를 통해, 상기 페이스 신호에 응답하여 생성되고 상기 페이스메이커 리드에 전기적으로 결합되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 심장 전기 활동을 감지하고;
   상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하도록 구성된, 상기 DSC;
   동작 명령어들을 저장하는 메모리; 및
   상기 DSC 및 상기 메모리에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 처리 모듈들로서, 인에이블 시, 상기 하나 이상의 처리 모듈들은 상기 동작 명령어들을 실행하여,
   상기 기준 신호를 생성하고;
   상기 DSC에 의해 생성된 상기 디지털 신호를 처리하여 상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 결정하고;
   상기 DSC에 의해 생성된 상기 디지털 신호를 처리하여 상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의해 캡처되는지 여부를 결정하는 것을 포함하여, 상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 결정하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 처리 모듈들을 포함하는, 페이스메이커 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   다른 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 다른 DSC로서, 상기 다른 DSC는 다른 기준 신호를 수신하고 상기 다른 기준 신호에 기초한 다른 전기 임펄스들을 포함하는 다른 페이스 신호를 생성하도록 구성되고 동작 가능하게 결합되며, 인에이블 시, 상기 다른 DSC는,
   상기 다른 페이스메이커 리드를 통해 상기 피험자의 상기 심전도 시스템의 다른 전기 반응 부분에 상기 다른 페이스 신호를 제공하여 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 동작을 용이하게 하되, 상기 피험자의 상기 심장 근육은 상기 피험자의 상기 심혈관계를 통해 상기 혈액을 이동시키도록 상기 다른 페이스 신호의 상기 다른 전기 임펄스들에 대한 다른 기계적 반응을 생성하고, 상기 다른 페이스메이커 리드는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 심실에 또는 그 근처에 이식되도록 구성되는, 상기 다른 DSC를 더 포함하는, 페이스메이커 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   제1 다른 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 제1 다른 DSC로서, 상기 제1 다른 DSC는 제1 다른 기준 신호를 수신하고 상기 제1 다른기준 신호에 기초한 제1 다른 전기 임펄스들을 포함하는 제1 다른 페이스 신호를 생성하도록 구성되고 동작 가능하게 결합되며, 인에이블 시, 상기 제1 다른 DSC는,
   상기 제1 다른 페이스메이커 리드를 통해 상기 피험자의 상기 심전도 시스템의 제1 다른 전기 반응 부분에 상기 제1 다른 페이스 신호를 제공하여 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 동작을 더 용이하게 하되, 상기 피험자의 상기 심장 근육은 상기 피험자의 상기 심혈관계를 통해 상기 혈액을 이동시키도록 상기 제1 다른 페이스 신호의 상기 제1 다른 전기 임펄스들에 대한 제1 다른 기계적 반응을 생성하고, 상기 제1 다른 페이스메이커 리드는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 제1 심실에 또는 그 근처에 이식되고, 상기 제1 다른 페이스메이커 리드는 하나의 단일 도체로 구현되도록 구성되는, 상기 제1 다른 DSC; 및
   제2 다른 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 제2 다른 DSC로서, 상기 제2 다른 DSC는 제2 다른 기준 신호를 수신하고 상기 제2 다른기준 신호에 기초한 제2 다른 전기 임펄스들을 포함하는 제2 다른 페이스 신호를 생성하도록 구성되고 동작 가능하게 결합되며, 인에이블 시, 상기 제2 다른 DSC는,
   상기 제2 다른 페이스메이커 리드를 통해 상기 피험자의 상기 심전도 시스템의 제2 다른 전기 반응 부분에 상기 제2 다른 페이스 신호를 제공하여 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 동작을 더 용이하게 하되, 상기 피험자의 상기 심장 근육은 상기 피험자의 상기 심혈관계를 통해 상기 혈액을 이동시키도록 상기 제2 다른 페이스 신호의 상기 제2 다른 전기 임펄스들에 대한 제2 다른 기계적 반응을 생성하고, 상기 제2 다른 페이스메이커 리드는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 제2 심실에 또는 그 근처에 이식되도록 구성되는, 상기 제2 다른 DSC를 더 포함하는, 페이스메이커 시스템.
4. 제1항에 있어서, 인에이블 시, 상기 하나 이상의 처리 모듈들은 상기 동작 명령어들을 실행하여,
   상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 상기 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하도록 상기 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하도록 더 구성되는, 페이스메이커 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 기준 신호의 상기 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은,
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 크기;
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 펄스 폭;
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양; 또는
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 유발하는, 페이스메이커 시스템.
6. 제1항에 있어서, 인에이블 시, 상기 하나 이상의 처리 모듈들은 상기 동작 명령어들을 실행하여,
   상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처가 없다는 결정에 기초하여, 상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 상기 DSC에 의한 상기 페이스 신호의 생성을 용이하게 하도록 상기 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하도록 더 구성되는, 페이스메이커 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 기준 신호의 상기 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은,
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 크기;
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 펄스 폭;
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양; 또는
   상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 유발하는, 페이스메이커 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 DSC는,
   상기 기준 신호와 상기 페이스 신호의 비교에 기초하여 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기로서, 상기 기준 신호는 상기 비교기의 제1 입력에서 수신되고, 상기 페이스 신호는 상기 비교기의 제2 입력에서 수신되는, 상기 비교기;
   상기 오류 신호를 기반으로 상기 페이스 신호를 생성하고 상기 페이스메이커 리드와 상기 비교기의 상기 제2 입력에 결합되는 상기 페이스 신호를 단일 라인을 통해 제공하도록 구성된 종속 전류 공급 장치; 및
   상기 오류 신호를 처리하여 상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter; ADC)를 더 포함하는, 페이스메이커 시스템.
9. 제8항에 있어서, 인에이블 시, 상기 하나 이상의 처리 모듈들은 상기 동작 명령어들을 실행하여,
   상기 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 조정하도록 더 구성되며, 상기 종속 전류 공급 장치의 상기 프로그래밍 가능 이득을 스케일링하는 것은 상기 오류 신호의 스케일링을 제공하는, 상기 페이스메이커 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 DSC는,
    단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 전원 회로로서, 인에이블 시, 상기 전원 회로는 상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 결합되는 아날로그 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 아날로그 신호는 DC(직류) 성분 또는 발진 성분 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 전원 회로; 및
    상기 전원 회로에 동작 가능하게 결합된 전원 변화 검출 회로로서, 인에이블 시, 상기 전원 변화 검출 회로는,
    상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동 또는 상기 페이스메이커 리드의 전기적 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 상기 아날로그 신호에 대한 영향을 검출하고;
    상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하도록 구성된, 상기 전원 변화 검출 회로를 더 포함하는, 페이스메이커 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 소싱하는 전원을 포함하는 상기 전원 회로; 및
    상기 전원 변화 검출 회로로서,
    전압 기준 또는 전류 기준 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 전원 기준 회로; 및
    상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 제공된 상기 전압 및 상기 전류 중 상기 적어도 하나를 상기 전압 기준 및 상기 전류 기준 중 상기 적어도 하나와 비교하여 상기 아날로그 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하는, 상기 전원 변화 검출 회로를 더 포함하는, 페이스메이커 시스템.
12. 페이스메이커 시스템에 의한 실행을 위한 방법으로서, 상기 방법은,
    기준 신호를 수신하고 상기 기준 신호에 기초한 전기 임펄스들을 포함하는 페이스 신호를 생성하기 위해, 하나의 단일 도체로 구현된 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 구동 감지 회로(DSC)를 동작시키는 단계로서, 상기 페이스메이커 리드는 피험자의 심혈관계의 동방(SA) 결절 또는 심실에 또는 그 근처에 이식되는, 상기 동작시키는 단계;
    상기 페이스메이커 리드를 통해 상기 피험자의 심전도 시스템의 전기 반응 부분에 상기 DSC로부터의 상기 페이스 신호를 제공하여 상기 피험자의 상기 심혈관계의 심장 동작을 용이하게 하도록 상기 DSC를 동작시키는 단계로서, 상기 피험자의 심장 근육은 상기 피험자의 상기 심혈관계를 통해 혈액을 이동시키도록 상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들에 대한 기계적 반응을 생성하는, 상기 동작시키는 단계;
    상기 페이스메이커 리드를 통해, 상기 페이스 신호에 응답하여 생성되고 상기 페이스메이커 리드에 전기적으로 결합되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 심장 전기 활동을 감지하도록 상기 DSC를 동작시키는 단계;
    상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 디지털 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 DSC에 의해 생성된 상기 디지털 신호를 처리하여 상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의해 캡처되는지 여부를 결정하는 것을 포함하여, 상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 결정하는 단계로서, 상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처가 있는, 상기 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 상기 DSC에 의한 페이스 신호의 생성을 용이하게 하도록 상기 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 기준 신호의 상기 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은,
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 크기;
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 펄스 폭;
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양; 또는
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 유발하는, 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처가 없다는 결정에 기초하여, 상기 페이스 신호에 응답하여 상기 피험자의 상기 심전도 시스템에 의한 캡처를 용이하게 하기 위해 상기 DSC에 의한 상기 페이스 신호의 생성을 용이하게 하도록 상기 기준 신호의 하나 이상의 전기적 특성들을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 기준 신호의 상기 하나 이상의 전기적 특성들의 조정은,
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 크기;
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 펄스 폭;
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들을 통해 전달된 전류 레벨의 양; 또는
    상기 페이스 신호의 상기 전기 임펄스들의 주파수 또는 속도 중 적어도 하나를 포함하는 상기 페이스 신호의 적어도 하나의 전기적 특성의 조정을 유발하는, 방법.
17. 제12항에 있어서, 상기 DSC는,
    상기 기준 신호와 상기 페이스 신호의 비교에 기초하여 오류 신호를 생성하도록 구성된 비교기로서, 상기 기준 신호는 상기 비교기의 제1 입력에서 수신되고, 상기 페이스 신호는 상기 비교기의 제2 입력에서 수신되는, 상기 비교기;
    상기 오류 신호를 기반으로 상기 페이스 신호를 생성하고 상기 페이스메이커 리드와 상기 비교기의 상기 제2 입력에 결합되는 상기 페이스 신호를 단일 라인을 통해 제공하도록 구성된 종속 전류 공급 장치; 및
    상기 오류 신호를 처리하여 상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter; ADC)를 더 포함하는, 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 종속 전류 공급 장치의 프로그래밍 가능 이득을 조정하는 단계를 더 포함하며, 상기 종속 전류 공급 장치의 상기 프로그래밍 가능 이득을 스케일링하는 것은 상기 오류 신호의 스케일링을 제공하는, 방법.
19. 제12항에 있어서, 상기 DSC는,
    단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 동작 가능하게 결합된 전원 회로로서, 인에이블 시, 상기 전원 회로는 상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 결합되는 아날로그 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 아날로그 신호는 DC(직류) 성분 또는 발진 성분 중 적어도 하나를 포함하는, 상기 전원 회로; 및
    상기 전원 회로에 동작 가능하게 결합된 전원 변화 검출 회로로서, 인에이블 시, 상기 전원 변화 검출 회로는,
    상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동 또는 상기 페이스메이커 리드의 전기적 특성들 중 적어도 하나에 기초하여 상기 아날로그 신호에 대한 영향을 검출하고;
    상기 페이스메이커 리드를 통해 감지되는 상기 피험자의 상기 심혈관계의 상기 심장 전기 활동을 나타내는 상기 디지털 신호를 생성하도록 구성된, 상기 전원 변화 검출 회로를 더 포함하는, 방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 전압 또는 전류 중 적어도 하나를 소싱하는 전원을 포함하는 상기 전원 회로; 및
    상기 전원 변화 검출 회로로서,
    전압 기준 또는 전류 기준 중 적어도 하나를 제공하도록 구성된 전원 기준 회로; 및
    상기 단일 라인을 통해 상기 페이스메이커 리드에 제공된 상기 전압 및 상기 전류 중 상기 적어도 하나를 상기 전압 기준 및 상기 전류 기준 중 상기 적어도 하나와 비교하여 상기 아날로그 신호를 생성하도록 구성된 비교기를 포함하는, 상기 전원 변화 검출 회로를 더 포함하는, 방법.

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