(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて、第１の遠隔測定回路を有する第１のデバイスと第２の遠隔測定回路を有する第２のデバイスとの間の無線通信を最適化する方法であって、
（ａ）コンピュータシステムにおいて、第１のデバイスから第２のデバイスへの無線通信の第１の最大距離と、第２のデバイスから第１のデバイスへの無線通信の第２の最大距離をシミュレーションする段階を有し、前記シミュレーションは、第１の遠隔測定回路の第１のパラメータ及び第２の遠隔測定回路の第２のパラメータについて行われ、
（ｂ）さらに、第１のパラメータ及び第２のパラメータのための異なる値で、上記（ａ）を繰り返す段階と、
（ｃ）上記（ｂ）の結果を、コンピュータシステムのマトリックスに編集する段階と、を有し、マトリックスの各要素は、特定の第１のパラメータについての第１の最大距離と、特定の第２のパラメータについての第２の最大距離を含み、
（ｄ）さらに、第１の最大距離及び第２の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの前記要素を決定することによって、最適な第１のパラメータ及び最適な第２のパラメータを決定する段階を有する、方法。
【請求項２】
最適な第１のパラメータ及び最適な第２のパラメータを決定する前記段階は、第１の最大距離及び第２の最大距離が最も近く且つ最大になる少なくとも１つの前記要素を決定する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の遠隔測定回路は、第１のコイルを有し、
第２の遠隔測定回路は、第２のコイルを有し、
第１のパラメータ及び第２のパラメータはそれぞれ、第１のコイルの巻き数及び第２のコイルの巻き数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１のコイル及び第２のコイルの最適巻き数は、さらに、第１のコイルの最小巻き数及び第２のコイルの最小巻き数を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
上記（ｄ）は、コンピュータシステムにおいて少なくとも部分的に自動化される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１の遠隔測定回路は、第１の閾値を有する第１の受信機を含み、第２の遠隔測定回路は、第２の閾値を有する第２の受信機を含み、
第１の最大距離は、第２の閾値に等しい第２の受信機への入力を決定することによって決定され、
第２の最大距離は、第１の閾値に等しい第１の受信機への入力を決定することによって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスを含み、第２のデバイスは、前記埋込み可能な医療デバイスのための外部コントローラを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１のパラメータ及び第２のパラメータは、遠隔測定コイルの巻き数、遠隔測定コイルの面積、送信用遠隔測定コイルの出力電圧、及び遠隔測定受信機の入力閾値からなるグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて、前記第１のデバイスと、第３の遠隔測定回路を有する第３のデバイスとの間の無線通信を最適化する段階を含み、この段階は、
（ｅ）第１のデバイスから第３のデバイスへの無線通信の第３の最大距離、及び、第３のデバイスから第１のデバイスへの無線通信の第４の最大距離をコンピュータシステムにおいてシミュレーションする段階を有し、このシミュレーションは、第１の遠隔測定回路の最適な第１のパラメータ及び第３の遠隔測定回路の第３のパラメータについて行われ、
（ｆ）さらに、前記第３のパラメータについて異なる値で上記段階（ｅ）を繰り返す段階と、
（ｇ）コンピュータシステムにおいて、上記段階（ｆ）の結果をマトリックスに編集する段階と、を有し、このマトリックスにおける各要素は、最適な第１のパラメータについての第３の最大距離と、特定の第３のパラメータについての第４の最大距離を含み、
（ｈ）さらに、第３の最大距離及び第４の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの要素を決定することによって、最適な第３のパラメータを決定する段階と、を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
最適な第３のパラメータを決定する上記段階は、第３の最大距離及び第４の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの要素を決定する段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスのための外部コントローラを含み、
第２のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスを含み、
第３のデバイスは、外部の試験的な刺激器を含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年１０月１８日出願の米国特許出願第６１／３９３，９８０号の国際（ＰＣＴ）出願であり、かかる米国特許出願の優先権を主張し、その全内容を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明の開示は、埋込み可能な医療デバイスシステムの遠隔測定の最適化に関する。
【背景技術】
【０００３】
埋込み可能な刺激デバイスは、心不整脈を処置するペースメーカー、心細動を処置する除細動器、難聴を処置する蝸牛刺激器、視覚消失症を処置する網膜刺激器、協働四肢移動を生成する筋肉刺激器、慢性疼痛を処置する脊髄刺激器、移動及び精神的疾患を処置する大脳皮質及び脳深部刺激器、並びに尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼、その他を処置する他の神経刺激器のような様々な生物学的障害の治療のために電気刺激を発生させてそれらを体神経及び組織に送出するデバイスである。以下の説明は、一般的に、特許文献１（米国特許第６，５１６，２２７号明細書）に開示されているような「脊髄刺激（ＳＣＳ）」システム内での本発明の用途に重点を置く。しかしながら、本発明は、任意の埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて適用性を見出すことができる。
【０００４】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＳＣＳシステムは、典型的には、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００を含み、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００は、例えば、チタン等の導電材料で形成された生体適合性デバイスケース３０を有する。デバイスケース３０は、典型的には、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）が機能するのに必要な回路及びバッテリ２６を保持するが、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）は、バッテリなしに、外部ＲＦエネルギを介して給電されてもよい。埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００は、１つ又は２つ以上の電極アレイ（２つのアレイ１０２、１０４を示す）を含み、各電極アレイは、いくつかの電極１０６を含んでいる。電極１０６は、可撓性本体１０８上に支持され、可撓性本体１０８はまた、各電極に結合された個々の電極リード１１２及び１１４を収容する。図示の実施形態では、アレイ１０２上にＥ1−Ｅ8と表記した８つの電極とアレイ１０４上にＥ9−Ｅ16と表記した８つの電極があるが、アレイ及び電極の数は、適用例によって特定され、従って、異なっていてもよい。アレイ１０２、１０４は、リードコネクタ３８ａ及び３８ｂを使用して埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に結合され、リードコネクタ３８ａ及び３８ｂは、例えば、エポキシを含む。
【０００５】
図２に断面を示すように、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００は、典型的には、電子基板アセンブリを含み、電子基板アセンブリは、様々な電子構成要素２０と共にプリント基板（ＰＣＢ）１６を含み、かかる電子構成要素２０は、例えば、マイクロプロセッサ、集積回路、プリント基板（ＰＣＢ）１６に装着されたコンデンサである。一般的には、２つのコイル（より一般的にはアンテナ）が、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００内に設けられ、２つのコイルは、外部コントローラ１２との間でデータを送信／受信するのに使用される遠隔測定コイル１３と、外部充電器（図示せず）を使用して埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のバッテリ２６を充電又は再充電するための充電コイル１８である。遠隔測定コイル１３は、図示のようにケース３０の内部あってもよいし、変形例として、ヘッダ３６内に配置されてもよい。
【０００６】
上で注目したように、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、データを無線で埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に送信してデータを埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００から受信するのに使用される。例えば、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、プログラムデータを、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に送信し、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００が患者に提供する治療を指令する。また、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００からのデータの受信機として作用し、かかるデータは、例えば、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のステータスを報告する様々なデータである。外部コントローラ（ＥＣ）１２はまた、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００と同様、外部コントローラ（ＥＣ）１２の作動を制御する電子構成要素７２が配置されたプリント基板（ＰＣＢ）７０を収容する。ユーザインタフェース７４は、コンピュータ、携帯電話、又は他の可搬型電子デバイスに使用するユーザインタフェースと類似し、例えば、触れることができるボタン及びディスプレイを含み、それにより、患者又は臨床医が外部コントローラ（ＥＣ）１２を作動させることを可能にする。外部コントローラ（ＥＣ）１２との間のデータの通信は、コイル（アンテナ）１７によって可能になる。
【０００７】
外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００との間の無線データ遠隔測定は、誘導結合を介して、特に磁気誘導結合を介して行われる。かかる機能性を実施するために、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００及び外部コントローラ（ＥＣ）１２は両方とも、それぞれのコイル１３、１７を有し、コイル１３、１７は、対を成して互いに作動する。例えば、データを外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に送信するとき、コイル１７に交流電流（ＡＣ）を励起させる。データを送信するコイル１７のこのような励起は、例えば、既知の「周波数シフトキー（ＦＳＫ）」プロトコルを使用して行われるのがよい。例えば、米国特許出願公開第２００９／００２４１７９号明細書を参照することができる。データの誘導送信は、経皮的に、すなわち、患者の組織２５を通して行うことができ、特に、医療のための埋込み可能なデバイスシステムにおいて有用である。データの送信中、コイル１７、１３は、好ましくは、図２Ａに概略的に示すように、互いに平行な平面内にあり、共通の直線の軸線に沿い、できるだけ近くにある。コイル１７、１３の間のかかる配向は、一般的には、それらの間の結合を向上させるが、理想的な配向から逸脱しても、依然として適当に信頼できるデータ転送をもたらすことができる。
【０００８】
図３は、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の遠隔測定回路の更なる詳細を示す。それらのデバイスの遠隔測定回路は、実際の用途では有意な差を有することがあるが、図３の目的では、かかる遠隔測定回路を簡単に示し、本質的に両デバイスは同じようにみえる。
【０００９】
図示のように、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、一連の流れのデジタルデータ（ＤＡＴＡ＿ＴＸ１）を埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に送信するための送信機ＴＸ１を収容する。送信機ＴＸ１は、既知の変調回路を収容し、使用すべき周波数シフトキー（ＦＳＫ）プロトコルに従って、データを適切な周波数に変調する。変調データは、外部コントローラ（ＥＣ）１２の共鳴回路（又は「タンク回路」）に供給され、共鳴回路は、コンデンサと遠隔測定コイル１７インダクタンスによって構成されたＬ−Ｃ回路からなる。共鳴回路は、コンデンサとインダクタンスの間に並列接続を有していてもよいし、直列接続を有していてもよい。一例では、直列Ｌ−Ｃ接続は、デバイスがデータを送信するときに使用され、並列Ｌ−Ｃ接続は、デバイスがデータを受信するときに使用される。このようなデュアルモードの遠隔測定回路、及び回路が送信又は受信しているか否かによって直列接続と並列接続との間の切り換えの理論的根拠は、本明細書において援用する特許文献２（米国特許公開第２００９／０２８１５９７号明細書）に見出すことができる。特許文献２は、本明細書を読む者に既知であると考えられ、従って、その詳細を図３の回路に反映していないが、コンデンサをコイルのインダクタンスに対して直列と並列の両方で点線によって示し、それにより、環境に応じていずれかの配向であることを示している。
【００１０】
変調データを、出力電圧Ｖｏ１として共鳴回路に示しているが、出力電圧Ｖｏ１は、実際には、望ましいＦＳＫ周波数において共鳴するように急速に交互する＋Ｖｏ１及び−Ｖｏ１を含む。このように共鳴回路を刺激することで、変調ＡＣ磁場を生成し、この磁場は、次に、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の遠隔測定コイル１３によって検知される。具体的には、磁場は、コイル１３の電流を誘導し、電流は、最終的には、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の共鳴Ｌ−Ｃ回路の前後に電圧Ｖｉ２を形成する。この場合も、Ｖｉ２の極性は、送信の周波数に応じて変わる。この入力電圧Ｖｉ２は、受信機ＲＸ２に供給され、受信機ＲＸ２で復調され、デジタルデータストリーム（ＤＡＴＡ＿ＲＸ２）を再生する。
【００１１】
埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００から外部コントローラ１２へのデータ送信は、大体同じ方式で行われる。デジタルデータ（ＤＡＴＡ＿ＴＸ２）は、データを特定の周波数シフトキー（ＦＳＫ）周波数に変調する埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の送信機ＴＸ２において変調される。得られた出力電圧Ｖｏ２を、コンデンサ及び遠隔測定コイル１３のインダクタンスによって構成された共鳴回路の前後に示す。得られた磁場を、外部コントローラの遠隔測定コイル１７で検知し、共鳴回路の前後に得られた入力電圧Ｖｉ１を復調して、デジタルデータストリーム（ＤＡＴＡ＿ＲＸ１）を再生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，５１６，２２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／００２４１７９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０２８１５９７号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０２２８３２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
遠隔測定コイル１７、１３は両方とも、図２Ａ及び図２Ｂで分かるように、ほぼ円形であり、遠隔測定コイル１７、１３は各々、一般的に、いくつかの巻き数のワイヤによって構成される。従って、各遠隔測定コイル１７、１３は、面積（コイルによって包囲された面積Ａ）及び巻き数（コイルを形成するのに使用する銅ワイヤの巻き数Ｎ）によって特徴付けられる。各デバイスの遠隔測定回路は、さらに、その送信機出力電圧Ｖｏ及び受信機最小入力電圧Ｖｉによって特徴付けられる。この開示は、かかるパラメータの最適化に対処し、外部コントローラと埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）の間、又は後で加えられる埋込み可能な医療デバイスシステムの他の複数のデバイス間の通信距離及び信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】埋込み可能な医療デバイス、及び、従来技術にしたがって電極アレイを埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）に結合させる仕方を示す図である。
【図１Ｂ】埋込み可能な医療デバイス、及び、従来技術にしたがって電極アレイを埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）に結合させる仕方を示す図である。
【図２Ａ】従来技術による埋込み可能な医療デバイスと外部コントローラとの間の関係を示す図である。
【図２Ｂ】従来技術による埋込み可能な医療デバイスと外部コントローラとの間の関係を示す図である。
【図３】従来技術による外部コントローラの遠隔測定回路及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）の側面を示す図である。
【図４Ａ】従来技術の遠隔測定回路がどのように外部コントローラと埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）との間で必ずしも双方向に等しい通信距離を提供しないかを示す図である。
【図４Ｂ】従来技術の遠隔測定回路がどのように外部コントローラと埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）との間で必ずしも双方向に等しい通信距離を提供しないかを示す図である。
【図５】双方向通信において等しい最大距離を達成するために、外部コントローラ及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）の通信コイルの最適な巻き数の選択において使用可能であり、且つ、距離値で構成される要素を有するマトリックスを含むシミュレーション出力を示す図である。
【図６】外部コントローラ及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のコイルのための特定の巻き数の選択をもたらす実際のコンピュータシミュレーションによるシミュレーション出力を示す図である。
【図７】外部コントローラ、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）、及び外部の試験的な刺激器、並びに臨床医のプログラム装置を含むより広範囲の埋込み可能な医療デバイス通信システムを示す図である。
【図８Ａ】外部コントローラ及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のコイル巻き数が図６で選択された状態であるときに、外部の試験的な刺激器及び臨床医のプログラム装置のコイルのための巻き数を選択するのに使用可能なシミュレーション出力を示す図である。
【図８Ｂ】外部コントローラ及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のコイル巻き数が図６で選択された状態であるときに、外部の試験的な刺激器及び臨床医のプログラム装置のコイルのための巻き数を選択するのに使用可能なシミュレーション出力を示す図である。
【図９Ａ】埋込み可能な医療デバイスシステムの３つのデバイスにおける双方向通信を同時に最適化するために多数のコイルを選択するのに使用可能なシミュレーション出力を示す図である。
【図９Ｂ】埋込み可能な医療デバイスシステムの３つのデバイスにおける双方向通信を同時に最適化するために多数のコイルを選択するのに使用可能なシミュレーション出力を示す図である。
【図１０】双方向通信の最適化のための異なるパラメータ、すなわちコイル面積、を選択するのに使用可能なシミュレーション出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明は、脊髄刺激（ＳＣＳ）システムにおける本発明の使用に関する。しかしながら、本発明は、そのように限定されるものでなく、任意の種類の埋込み可能な医療デバイスシステムと共に使用してもよいことを理解すべきである。
【００１６】
上述し、且つ、図２Ａ、図２Ｂ、図３に示したように、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の遠隔測定回路は、様々なパラメータによって特徴付けられる。一般的には、従来技術において、これらのパラメータは、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）システムにおけるいくつかの特定の問題を最適化するのに選択される。しかしながら、本願の発明者は、かかるパラメータの最適化は、双方向の最適化、すなわち、外部コントローラから埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）に送信するときとその逆方向に送信するときの最適化を想定していないと考えている。
【００１７】
双方向通信を最適化することができないことを図４Ａ及び図４Ｂに示す。図４Ａは、外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００への送信を示し、関連している回路を図３から借りている。（共鳴回路のコンデンサは、明確のために省略されている。）特に、前に説明した送信機回路のためのいくつかのパラメータが、外部コントローラ（ＥＣ）１２内に示され、かかるパラメータは、送信機の出力電圧Ｖｏｌ及び面積Ａ１、並びにコイル１７の巻き数Ｎ１を含む。これらのパラメータが一定であると仮定すると、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、特定の強度の磁場を放出する。磁場は、最大距離ｄ１を有するということができ、最大距離ｄ１は、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００内の受信機回路が確実に磁場を検知することができる最大距離として定義される。この点に関し、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の受信機ＲＸ２は、一般的に、最小電圧入力又は閾値Ｖｉ２を有するとして特徴付けることができることに注目すべきであり、最小電圧入力又は閾値Ｖｉ２において、受信機ＲＸ２は、入力データを確実に解読して復調させることができる。かくして、受信機ＲＸ２への入力電圧Ｖｉ２がＶｔ２に等しいとき、最大距離ｄ１が定義される。埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００を外部コントローラ（ＥＣ）１２からｄ１よりも遠くに位置決めすれば、Ｖｉ２は、Ｖｔ２よりも小さくなり、通信は、信頼できず又は解読不可能である。Ａ２及びＮ２等の受信回路のパラメータはＶｉ２に影響を与え、Ｖｉ２は、最大距離ｄ１に影響を与える。図示の例では、最大距離ｄ１は、例えば、図２Ａに示すように、コイル１７、１３が共通の軸線を有し、互いに平行な平面に位置することを仮定して示されている。このような仮定は、コイル１７、１３の間の結合を最大にし、従って、最大距離ｄ１を最大にする。
【００１８】
図４Ｂは、図４Ａに類似しているが、遠隔測定が埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００から外部コントローラ（ＥＣ）１２に反対方向である。同じコイルのパラメータＮ１、Ｎ２、Ａ１、及びＡ２を仮定し、最大距離ｄ２を評価する。この評価は、前に説明した評価と同様であり、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００からの特定の送信機出力電圧Ｖｏ２と、遠隔測定コイル１３の特定の面積（Ａ２）及び巻き数（Ｎ２）を仮定し、磁場を生成す。この磁場は、入力電圧Ｖｉ１を外部コントローラ（ＥＣ）１２の受信機ＲＸ１において生成し、Ａ１及びＮ１は入力電圧Ｖｉ１に影響を及ぼし、入力電圧Ｖｉ１は、それが受信機の閾値Ｖｔ１と等しいときに最大距離ｄ２を定める。しかしながら、図４Ｂの最大距離ｄ２は、図４Ａの最大距離ｄ１よりも小さいことに注目すべきである。これは、多くの理由により生じる。例えば、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の送信機ＴＸ２からの出力電圧Ｖｏ２は、外部コントローラ（ＥＣ）１２の送信機ＴＸ１からの出力電圧Ｖｏ１と異なる場合がある。そうでなければ、受信機ＲＸ１、ＲＸ２は、異なる構成を有しているかもしれないし、異なる閾値電圧Ｖｔ１、Ｖｔ２を有しているかもしれない。
【００１９】
最大距離ｄ１、ｄ２が異なることがある別の理由は、遠隔測定回路の形態の相違に関連する。例えば、特許文献３（米国特許出願公開第２００９／０２８１５９７号明細書）に開示するように、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００が、送信及び受信について異なるように構成されたデュアルモード遠隔測定回路を使用することを考えてみる。受信するとき、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の遠隔測定コイル１３のインダクタンスは、コンデンサと並列に結合される。物理学を多く論じることなしに、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の受信機ＲＸ２への入力電圧Ｖｉ２は、巻き数（Ｎ２）に対して略正比例で変化する。従って、Ｖｉ２を最大にして最大距離ｄ１を増大させるために、コイル１３の巻き数Ｎ２を増大させる。これとは対照的に、送信するとき、遠隔測定コイル１３のインダクタンスは、コンデンサと直列に結合される。再び物理学を多く論じることなしに、送信機ＴＸ２によって生成される磁場の大きさは、出力電圧Ｖｏ２で表されるように、コイル１３の巻き数（Ｎ２）に対して略反比例で変化する。従って、Ｖｏ２を最大にして、最大距離ｄ２を増大させるために、コイル１３の巻き数Ｎ２を減少させ、これは、ｄ１を増大させるときに指示したことと反対である。
【００２０】
最大距離ｄ１、ｄ２の相違の原因に関係なしに、かかる相違は、それが外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の間の双方向通信に影響を与えるので残念である。もしそれらのデバイスがｄ１とｄ２の間の距離のところに位置すれば、通信は、一方向に行われるに過ぎず、これは、２つのデバイスの間の情報の滑らかな流れを阻止する。信頼できる双方向通信を確保するために、デバイスは、２つの距離のうちの小さい方であるｄ２よりも遠くない距離のところに配置されなければならない。しかしながら、この距離ｄ２は、最適化されておらず、且つ、小さすぎる。
【００２１】
この開示は、コンピュータシミュレーションを使用して、埋込み可能な医療デバイスシステムにおける双方向通信を最適化する方法を提供する。特に、説明するシミュレーションのほとんどは、外部コントローラ（ＥＣ）１２、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００、及び広範囲の埋込み可能な医療デバイスシステムのその他のデバイスの巻き数（ｎ）を最適化することに向けられている。以下のシミュレーションで分るように、それらのデバイスのコイルの巻き数を最適にすることは、双方向通信の両方向の距離を最大にする。
【００２２】
コイル巻き数の最適化は、一般的に、システムの他のパラメータ（例えば、コイル面積、Ｖｏ、Ｖｔ）の最適化よりも好ましく、その理由は、他のパラメータが、所定の他のシステム制約条件を変えることが困難だからである。Ｖｏは、送信デバイスで利用可能な電力によって制約され、Ｖｉは、受信機ＲＸを再設計を行うことなしに調節することは困難である。それとは対照的に、コイル１３、１７の巻き数は、比較的容易に変更することができ、更に、デュアルモード遠隔測定回路を外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の両方又はそのいずれかに使用するとき、最適化を必要とするパラメータとして本願の発明者によって注目されてきた。前に注目したように、かかる回路の物理学によれば、コイル巻き数は、受信のためには増加すべきであるが、送信のためには減少すべきであることを示唆し、この変数の最適化は特に適切であることを示唆している。
【００２３】
図５は、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の巻き数Ｎ１、Ｎ２を最適化するように設計されたコンピュータシミュレーションの出力２００の基本構造を示している。分かるように、図示のシミュレーション出力２００は、Ｎ１、Ｎ２が変化する２次元マトリックスを含んでいる。マトリックス２００の各要素２０５は、２つの値ｄｉｊ、ｄｊｉを含み、これらの値はそれぞれ、外部コントローラ（ＥＣ）１２の所定の巻き数（Ｎｉ）及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の所定の巻き数（Ｎｊ）についての値である。ｄｉｊは、外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に遠隔測定するときのシミュレーション最大距離を含み、ｄｊｉは、反対方向である埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００から外部コントローラ（ＥＣ）１２に遠隔測定するときのシミュレーション最大距離を含む。
【００２４】
シミュレーション距離ｄｉｊ、ｄｊｉは、当業者が理解するような多くの異なる方法で得ることができる。アンシス・インコーポレイテッドが生成する「ＨＦＳＳ  ３Ｄ」全波電磁場プログラム、又はアジレント・テクノロジーが生成する「ＥＭＰｒｏ  ３Ｄ  ＥＭ」シミュレーションソフトウエアプログラムのような高性能のシミュレータプログラムを使用するのがよい。このようなプログラムの使用は、外部コントローラ／埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）環境の全構造をモデル化することを可能にし、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００のハウジング及び他の導電性構造のような磁場の生成及び受信において非理想性を引き起こすファクタを含む。そうでなければ、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）又はＥｘｃｅｌ（登録商標）等のあまり高性能ではない計算ソフトウエアを使用してもよいが、このようなプログラムの使用は、設計者が外部コントローラ／埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）環境に関する付加的な仮定を作り、又はその環境を簡略化する必要がある場合がある。それらの又は他のソフトウエアプログラムの組合せも、ｄｉｊ、ｄｊｉを得るのに使用してもよい。いずれの場合でも、このようなシミュレーションの目的は、上述したように、受信コイル（Ｖｉ）に誘導された電圧がその受信機（Ｖｔ）の既知の閾値電圧と等しい最大距離を決定することである。このようなシミュレーションは、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００のコイル１７、１３が共通の直線の軸線を有し、且つ、互いに平行な平面に含まれることを論理的に仮定し、この仮定は、前に注目したように、結合を最大にする。シミュレーションは、コンピュータシステムで行うのがよく、コンピュータシステムは、単一ワークステーションを含んでいてもよいし、計算デバイスの任意その他の組合せ及び接続を含んでいてもよい。
【００２５】
図６は、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の両方がデュアルモード遠隔測定回路を有するシステムに対して行った実際のシミュレーション出力２１０を示す。しかしながら、これは、厳密に言えば必要なく、外部コントローラ（ＥＣ）１２は、常に送信及び受信モードの両方に順に接続される共鳴回路を含む。シミュレーション出力２１０は、好ましくは、シミュレーションを行う同じコンピュータシステムに記憶される。コンピュータシステムにおけるシミュレーション出力２１０の記憶は、有利であり、その理由は、これから説明する基準によって出力を少なくとも部分的に自動的に解析することを可能にするからである。
【００２６】
シミュレーション出力２１０を基礎とするシミュレーションは、外部コントローラのコイル１７の面積Ａ１が２４ｃｍ2であり、且つ、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）のコイル１３の面積Ａ２が２．５ｃｍ2であると仮定した。外部コントローラの受信機ＲＸ１の閾値電圧Ｖｔ１が１０μＶであり、且つ、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）の受信機ＲＸ２の閾値電圧Ｖｔ２が６００μＶであると仮定した。外部コントローラの送信機ＴＸ１の出力電圧Ｖｏ１が、３．４Ｖであり、且つ、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）の送信機ＴＸ２の出力電圧Ｖｏ２が、２．９Ｖであると仮定した。簡略のために、シミュレーションは、外部コントローラ（ＥＣ）１２又は埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００のハウジング又は他の構造を考えることなしに、自由空間内のコイルを仮定した。シミュレーションを、標準ワークステーションにおいてＭａｔｌａｂを使用して行い、Ｍａｔｌａｂは、既知の式を使用して、送信コイルによって発生した磁場強度を距離の関数として計算し、磁場が受信コイルに付与した電圧Ｖｉを計算する。
【００２７】
距離ｄｉｊ、ｄｊｉを、マトリックス２１０の各要素に対して、すなわち、各Ｎ１／Ｎ２の対に対して計算した。Ｎ１、Ｎ２は、特定の範囲に限定されることが分かり、特定の範囲は、Ｎ１（外部コントローラの巻き数）について５〜１１の巻き数であり、Ｎ２（ＩＰＧの巻き数）について８０〜１３５の巻き数である。巻き数についてのかかる範囲は、問題としているデバイスに機械的に及び電気的に実用的な範囲に、たぶん何らかの予備知識を用いて制限され、かかる予備知識は、最適な巻き数が実験又は試験から推定されるように予想される。
【００２８】
シミュレーション出力２１０は、上述した通信距離の不整合を示している。例えば、巻き数Ｎ１＝５、及び、巻き数Ｎ２＝１２０に対応するマトリックス要素２０６をみる。これらの値に対する外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に送信するときの最大距離は、７６インチ（１９３センチメートル）であり、他の方向に送信するときは僅かに４８インチ（１２２センチメートル）である。この距離の差は、上述した理由で望ましくないので、シミュレーション出力２１０は、巻き数５のコイルを有する外部コントローラ（ＥＣ）１２、及び、巻き数１２０のコイルを有する埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００が理想的であるとする設計を反映しない。
【００２９】
それとは対照的に、シミュレーション出力２１０は、各要素について距離の値が最も近い範囲２０７、すなわち、値が一致し又は略一致する範囲を呈示し、かかる要素を、見やすいように太字にした。これらの要素の各々において、両方向の最大距離は、略６０〜６１インチ（１５２．４〜１５４．９にセンチメートル）に等しい。それらの要素に対応する巻き数は、外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００との間で双方向通信をサポートすることが理想的であると考えられ、最も理想的な要素は、同等距離が最も高いということであると考えられる。しかしながら、どの特定の最も高い等距離も範囲２０７において要素によって反映されないので、それらの要素のいずれも、理想的な巻き数を示唆すると考えられる。依然として、範囲２０７から、最も理想的な値は、他の考慮事項に基づいて選択することができる。例えば、最も少ない巻き数の選択は、製造することが最も簡単であると考えられる。これに基づいて、シミュレーション出力２１０は、最も理想的な値が、巻き数７（Ｎ１）のコイルを有する外部コントローラ（ＥＣ）１２、及び、巻き数８５（Ｎ２）のコイルを有する埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００を含むことを示唆し、これは、最も少ない巻き数を有する最も高い適合距離に対応する。
【００３０】
コイル巻き数の変更は、それらのインダクタンスに影響を与え、これは、インダクタンスを一部に含む共鳴回路の周波数に影響を与えることに注目すべきである。従って、巻き数の修正は、通信周波数に影響を与える。しかしながら、巻き数を選択した後にこの周波数を調節することが重要である場合、共鳴周波数を望ましい値に戻すように、共鳴回路の静電容量を調節することができる。
【００３１】
外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の間の通信がこのように最適化された状態で、更に別の最適化は、広範囲の埋込み可能な医療デバイスシステムにおける他のデバイスとの通信を最適化するように実施されるのがよい。図７は、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０及び臨床医のプログラム装置（ＣＰ）１６０を含むこのような他のデバイスを示している。既知のように、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０は、患者における電極アレイ１０２、１０４（図１Ａ）の埋込み後に使用される。外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０は、埋込み電極アレイに結合され、患者に埋込まれていないけれども、一般的にＩＰＧ作動を模倣する。例えば、特許文献４（米国特許出願公開第２０１０／０２２８３２４号明細書）を参照することができる。その名前が示唆するように、臨床医のプログラム装置１６０は、典型的には、オフィス又は手術室環境において臨床医によって使用され、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０又は埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００と通信する。臨床医のプログラム装置１６０は、例えば、ワンドの一般的な形状を取るのがよい。外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０又はプログラム装置（ＣＰ）１６０をより詳細に説明することは重要ではないが、図７に示すデバイスの全ては、上述したＦＳＫプロトコル等の同じ通信プロトコルを使用して互いに通信することができることを注目すれば十分である。更に、各々は、巻き数を有するコイルを含み、遠隔測定最適化から恩典を受ける。具体的には、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０のコイルは、巻き数Ｎ３を有し、プログラム装置（ＣＰ）１６０のコイルは、巻き数Ｎ４を有する。
【００３２】
図８Ａ及び図８Ｂは、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０のコイルの巻き数（Ｎ３）及びプログラム装置（ＣＰ）１６０のコイルの巻き数（Ｎ４）を最適化する目的を有する。図６のシミュレーション出力２１０の結果を使用して、最適化を継続する。前に注目したように、シミュレーション出力２１０は、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の巻き数のための特定の最適値、つまり、Ｎ１＝７及びＮ２＝８５を提供する。いったんこれらの値を設定したら、これらの値を、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０又はプログラム装置（ＣＰ）１６０のいずれかとの通信を最適化するのに使用する。例えば、図８Ａは、外部コントローラ（ＥＣ）１２と外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の間の通信を最適化するように構成されたシミュレーション出力２２０を示している。この場合、外部コントローラ（ＥＣ）１２のための巻き数は、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００による最適化のおかげで既に設定されており（Ｎ１＝７）、従って、シミュレーション出力２２０は、その変数の変化を反映していない。その代わり、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０のコイルの巻き数（Ｎ３）は変化し、再び、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０と外部コントローラ（ＥＣ）１２の間の双方向の通信のシミュレーション距離を評価し、その距離が最も一致する要素を決定する。図８Ａに示すように、これは、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の巻き数Ｎ３＝７５に一致する。
【００３３】
図８Ｂは、Ｎ１、Ｎ２、及びＮ３のいずれかに対して現在設定している値に基づいて、プログラム装置（ＣＰ）１６０の巻き数（Ｎ４）を更に最適化することによって最適化の１つのステップを行う。臨床医のプログラム装置１６０は、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００又は外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０のいずれかと通信する可能性が最も高いので、それらのデバイスのいずれか（及びＮ１及びＮ３に対するそれらの設定値）をシミュレーション中に論理的に使用して、シミュレーション出力２３０を生成し、図８Ｂは、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）及びＮ３＝７５のその設定値を使用する。この場合も、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０とプログラム装置（ＣＰ）１６０の間の双方向の通信のシミュレーション距離を評価し、その距離が最も一致するシミュレーション出力２３０の要素を決定する。図示のように、これは、臨床医のプログラム装置のＮ４＝１２の巻き数に対応する。そのように決定したＮ４により、図６、図８Ａ、及び図８Ｂのシミュレーション出力のシーケンスは、巻き数が、図７に示すＮ１＝７、Ｎ２＝８５、Ｎ３＝７５、及びＮ４＝１２の４つのデバイスの各々において最適化されるシステムを提供することに注目すべきである。（図８Ａ及び図８Ｂは、図６と異なり、実際のコンピュータシミュレーションの結果を反映しないが、その代わりに、架空の値を使用し、システムの他の構成要素に対する最適化の拡張を示すことに注意すべきである。）
【００３４】
この時点まで、各シミュレーションは、システムの２つのデバイスのみに関している。これは、シミュレーションが行われた２つのデバイスの間の双方向通信を最適化するが、システムの全てのデバイスに対して特異的双方向通信距離を確立しない。例えば、外部コントローラ（ＥＣ）１２及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００をシミュレーションした図６では、Ｎ１、Ｎ２の最適化は、それらのデバイスの間に約６０インチ（１５２．４センチメートル）の最大距離を設定した。外部コントローラ（ＥＣ）１２及び外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０をシミュレーションした図８Ａでは、Ｎ３の最適化は、それらのデバイスの間に約４９インチ（１２４．４センチメートル）の最大距離を設定した。外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０及びプログラム装置（ＣＰ）１６０をシミュレーションした図８Ｂでは、Ｎ４の最適化は、それらのデバイスの間に約４５インチ（１１４．３センチメートル）の最大距離を設定した。これらの距離の各々は、デバイスの間の双方向について等しいが、デバイスの異なる対に対して異なっている。
【００３５】
図９Ａ及び図９Ｂは、単一の双方向通信距離を確立するためにこの問題に取組み、３つのデバイスの間のシミュレーションを一度に示している。図示の例では、３つのデバイスのコイルの巻き数をシミュレーションし、シミュレーションの結果を、シミュレーション出力２４０、２５０に反映している。３つのパラメータはそれらのシミュレーションにおいて変化しているので、シミュレーション出力２４０、２５０は３次元である。要素２０５の各々は、２つよりも多くのデバイスを最適化するという事実を反映した追加の値を含み、図９Ａ及び図９Ｂでは、簡単に説明するように、異なる値を使用する。
【００３６】
図９Ａでは、その目的は、外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の間、及び、外部コントローラ（ＥＣ）１２と外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の間の単一の最適最大距離を確立することにある。従って、最大距離を、外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００に（ｄｉｊ）送信し、及び、その反対方向に（ｄｊｉ）送信するために、且つ、外部コントローラ（ＥＣ）１２から外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０に（ｄｉｋ）送信し、及び、その反対方向に（ｄｋｉ）送信するようにシミュレーションし、シミュレーション出力２４０の各要素２０５は、所定のＮ１、Ｎ２、及びＮ３に対するシミュレーションの値の各々を含む。シミュレーション出力２４０にそれらの値が投入されたとき、その目的は、その値が最も近い要素２０５を選択することであり、最小の広がりは、例えば、その４つの値の最小の広がり（例えば、標準偏差、すなわち、ＳＴＤ）であるが、最大の平均値（ＭＡＸ）：ＭＡＸ［ＡＶＧ（ｄｉｊ、ｄｊｉ、ｄｉｋ、ｄｋｉ）］  ＡＮＤ  ＭＩＮ［ＳＴＤ（ｄｉｊ、ｄｊｉ、ｄｉｋ、ｄｋｉ）］を有する。シミュレーション出力２４０を投入するコンピュータプログラムをプログラムし、この要素又は許容可能な要素の範囲を決定する。最適要素を含むことができるものに関して何らかの主観性が存在することもあるし、平均が一部の広がりがあっても最大にすることがより重要な場合もあるし、たとえ平均距離が比較的小さくても広がりをできるだけ小さくすることがより重要な場合もある。設計者の好みは、従って、好ましい要素の選択に陥ることがある。いずれの場合でも、要素２０５が、客観的及び／又は主観的基準、並びにこの選択に基づいて固定されたＮ１、Ｎ２、及びＮ３を使用して選択されるとき、結果は、本質的にシステムに対して単一作業最大距離、すなわち、外部コントローラ（ＥＣ）１２と埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の間及び外部コントローラ（ＥＣ）１２と外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の間の遠隔測定に対する１つの最大距離である。
【００３７】
図９Ａのシミュレーション出力２４０は、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００と外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の間の通信を考えないので、Ｎ２及びＮ３に対して選択された値が、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００と外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０の間に最適双方向通信を提供する保証はなく、すなわち、それらの２つのデバイスの間の一方向の通信は、他の方向における通信よりも長い距離を有する場合があることに注目すべきである。これは、特に、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００が互いに通信すると予想されないことになる場合、又は、それらがまれにしか通信しない場合には、問題ないと考えられる。
【００３８】
しかしながら、３つのデバイスの間の通信の均衡を保って、全て３つの間の単一の最大双方向距離を決定することが重要であり、開示された技術は、図９Ｂに示すように修正するのがよい。図９Ｂでは、その目的は、各々の巻き数（Ｎ１、Ｎ２、及びＮ４）を最適化することによって、外部コントローラ（ＥＣ）１２、プログラム装置（ＣＰ）１６０、及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００の間の通信を最適化することにある。これは、それらのデバイスが、全て正常にかなりの距離で互いに通信することが予想されることになるので、特に有用なシミュレーション及び最適化である、従って、３つのデバイスのうちのいずれの２つが通信しているかに関係なくそれらの間の双方向通信に対して単一の最大距離を知ることを望ましい。従って、最大距離は、外部コントローラ（ＥＣ）１２から埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００（ｄｉｊ）への送信、及び、その反対方向（ｄｊｉ）の送信、及び、外部コントローラ（ＥＣ）１２からプログラム装置（ＣＰ）１６０（ｄｉｌ）への送信、及び、その反対方向（ｄｌｉ）の送信、及び、埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００からプログラム装置（ＣＰ）１６０（ｄｊｌ）への送信、及び、その反対方向（ｄｌｊ）の送信に対してシミュレーションされる。シミュレーション出力２５０の各要素２０５は、所定のＮ１、Ｎ２、及びＮ４に対するそれらの６つのシミュレーションの値の各々を含む。シミュレーション出力２４０と同じように、シミュレーション出力２５０にそれらの値が投入されるとき、その目的は、最小の広がりであるが、最大の平均値（ＭＡＸ）：ＭＡＸ［ＡＶＧ（ｄｉｊ、ｄｊｉ、ｄｉｌ、ｄｌｉ、ｄｊｌ、ｄｌｊ）］  ＡＮＤ  ＭＩＮ［ＳＴＤ（ｄｉｊ、ｄｊｉ、ｄｉｌ、ｄｌｉ、ｄｊｌ、ｄｌｊ）］を有する要素２０５を選択してもよい。単一要素の決定、従ってＮ１、Ｎ２、及びＮ４に対する最適な値を、再び、コンピュータプログラムによって恐らくは主観的基準にとは対照的に客観的に決定する。
【００３９】
図９Ａ及び図９Ｂの技術はまた、システムの４つ（又はそれよりも多く）のデバイス、例えば、外部コントローラ（ＥＣ）１２．埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００、外部の試験的な刺激器（ＥＴＳ）１５０、及びプログラム装置（ＣＰ）１６０の全部の巻き数のシミュレーションの最適化まで及んでもよいが、これを便宜上示していない。
【００４０】
ここまで、双方向通信の最適化は、それに関係しているデバイスのコイルの巻き数の最適化に重点が置かれている。しかしながら、遠隔測定回路の他のパラメータも、双方向の通信の距離を等しくし、最大にするために最適化されてもよい。例えば、図１０では、出力シミュレーション２６０は、コイル面積Ａ１、Ａ２の最適化に向けられ、等しい且つ最大の双方向通信距離を達成する。Ｖｏ、Ｖｔ、又は本明細書では開示していない他の変数等の他のパラメータも、たとえそれらのパラメータが所定のシステムにおいて変更することが更に困難であると考えられても、最適化されてもよい。更に、選択したパラメータは、考えられる各デバイスに対して同じである必要はない。例えば、シミュレーション出力は、外部コントローラの巻き数Ｎ１及び埋込み可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１００のコイル１３の面積Ａ２を変更しながら生成してもよい。更に、最適化のために選択するパラメータは、１つのデバイスから１つのパラメータ及び他のデバイスから別のパラメータではなく、同じデバイスからのものとしてもよい。勿論、シミュレーション中の最適化のためにパラメータを選択するとき、シミュレーションがその距離の均衡に対して有用な情報を提供することが予想されるように、異なる方法で双方向通信距離に影響を与える可能性があるパラメータを選択することに注意を要する。
【００４１】
様々な実施形態は、マトリックスの要素に対する最大距離が最も近く且つ最大になるパラメータを最適化することに焦点があてられているけれども、一部の環境では、最大距離が最長であるか否かに関わらず、その広がりではなくて最大距離の最大値又は最大距離の近接性のみを最適化することが所定の設計者や又は所定のシステム取ってより重要である可能性があることを理解すべきである。従って、この技術は、近いこと及び距離の両方を最適化する必要は必ずしもなく、その代わりに、最大距離が最も近い又は最大になるマトリックスの少なくとも１つの要素を決定することによって、最適なパラメータを決定する。
【００４２】
本発明の特定の実施形態を図示して説明したが、上記説明は、本発明を特定の実施形態に限定するように考えられていないことを理解すべきである。様々な変形及び修正を、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに行うことができることは、当業者には明らかである。従って、本発明は、特許請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲に属する変形例、修正例、及び均等物を包むことを意図している。
例えば、以下のような形態であってもよい。
〔形態１〕
埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて、第１の遠隔測定回路を有する第１のデバイスと第２の遠隔測定回路を有する第２のデバイスとの間の無線通信を最適化する方法であって、
（ａ）コンピュータシステムにおいて、第１のデバイスから第２のデバイスへの無線通信の第１の最大距離と、第２のデバイスから第１のデバイスへの無線通信の第２の最大距離をシミュレーションする段階を有し、前記シミュレーションは、第１の遠隔測定回路の第１のパラメータ及び第２の遠隔測定回路の第２のパラメータについて行われ、
（ｂ）さらに、第１のパラメータ及び第２のパラメータのための異なる値で、上記（ａ）を繰り返す段階と、
（ｃ）上記（ｂ）の結果を、コンピュータシステムのマトリックスに編集する段階と、を有し、マトリックスの各要素は、特定の第１のパラメータについての第１の最大距離と、特定の第２のパラメータについての第２の最大距離を含み、
（ｄ）さらに、第１の最大距離及び第２の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの前記要素を決定することによって、最適な第１のパラメータ及び最適な第２のパラメータを決定する段階を有する、方法。
〔形態２〕
最適な第１のパラメータ及び最適な第２のパラメータを決定する前記段階は、第１の最大距離及び第２の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの前記要素を決定する段階を含む、形態１に記載の方法。
〔形態３〕
第１の遠隔測定回路は、第１のコイルを有し、
第２の遠隔測定回路は、第２のコイルを有し、
第１のパラメータ及び第２のパラメータはそれぞれ、第１のコイルの巻き数及び第２のコイルの巻き数を含む、形態１に記載の方法。
〔形態４〕
第１のコイル及び第２のコイルの最適巻き数は、さらに、第１のコイルの最小巻き数及び第２のコイルの最小巻き数を含む、形態３に記載の方法。
〔形態５〕
上記（ｄ）は、コンピュータシステムにおいて少なくとも部分的に自動化される、形態１に記載の方法。
〔形態６〕
第１の遠隔測定回路は、第１の閾値を有する第１の受信機を含み、第２の遠隔測定回路は、第２の閾値を有する第２の受信機を含み、
第１の最大距離は、第２の閾値に等しい第２の受信機への入力を決定することによって決定され、
第２の最大距離は、第１の閾値に等しい第１の受信機への入力を決定することによって決定される、形態１に記載の方法。
〔形態７〕
第１のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスを含み、第２のデバイスは、前記埋込み可能な医療デバイスのための外部コントローラを含む、形態１に記載の方法。
〔形態８〕
第１のパラメータ及び第２のパラメータは、遠隔測定コイルの巻き数、遠隔測定コイルの面積、送信用遠隔測定コイルの出力電圧、及び遠隔測定受信機の入力閾値からなるグループから選択される、形態１に記載の方法。
〔形態９〕
さらに、埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて、前記第１のデバイスと、第３の遠隔測定回路を有する第３のデバイスとの間の無線通信を最適化する段階を含み、この段階は、
（ｅ）第１のデバイスから第３のデバイスへの無線通信の第３の最大距離、及び、第３のデバイスから第１のデバイスへの無線通信の第４の最大距離をコンピュータシステムにおいてシミュレーションする段階を有し、このシミュレーションは、第１の遠隔測定回路の最適な第１のパラメータ及び第３の遠隔測定回路の第３のパラメータについて行われ、
（ｆ）さらに、前記第３のパラメータについて異なる値で上記段階（ｅ）を繰り返す段階と、
（ｇ）コンピュータシステムにおいて、上記段階（ｆ）の結果をマトリックスに編集する段階と、を有し、このマトリックスにおける各要素は、最適な第１のパラメータについての第３の最大距離と、特定の第３のパラメータについての第４の最大距離を含み、
（ｈ）さらに、第３の最大距離及び第４の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの要素を決定することによって、最適な第３のパラメータを決定する段階と、を有する形態１に記載の方法。
〔形態１０〕
最適な第３のパラメータを決定する上記段階は、第３の最大距離及び第４の最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの要素を決定する段階を含む、形態９に記載の方法。
〔形態１１〕
第１のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスのための外部コントローラを含み、
第２のデバイスは、埋込み可能な医療デバイスを含み、
第３のデバイスは、外部の試験的な刺激器を含む、形態９に記載の方法。
〔形態１２〕
第２の遠隔測定コイルを有する埋込み可能な医療デバイスと、埋込み可能な医療デバイスのための第１の遠隔測定コイルを有する外部コントローラとの間の無線通信を最適化する方法であって、
（ａ）外部コントローラから埋込み可能な医療デバイスへの無線通信の第１の最大距離、及び、埋込み可能な医療デバイスからの無線通信の第２の最大距離をコンピュータシステムにおいてシミュレーションする段階を有し、シミュレーションは、第１の遠隔測定コイルの第１の巻き数及び第２の遠隔測定コイルの第２の巻き数について行われ、
（ｂ）さらに、第１の巻き数及び第２の巻き数について異なる値で上記段階（ａ）を繰り返す段階と、
（ｃ）コンピュータシステムにおいて、上記段階（ｂ）の結果をマトリックスに編集する段階と、を有し、マトリックスの各要素は、特定の第１の巻き数及び特定の第２の巻き数についての第１の最大距離及び第２の最大距離を含み、
（ｄ）さらに、第１の最大距離及び第２の最大距離が最も近く且つ最大になる少なくとも１つの要素を決定することによって、最適な第１の巻き数及び最適な第２の巻き数を決定する段階を有する、方法。
〔形態１３〕
第１のコイルの最適な巻き数、及び、第２のコイルの最適な巻き数は、第１のコイルの最小巻き数、及び、第２のコイルの最小巻き数をさらに含む、形態１２に記載の方法。
〔形態１４〕
上記段階（ｄ）は、コンピュータシステムにおいて、少なくとも部分的に自動化される、形態１２に記載の方法。
〔形態１５〕
埋込み可能な医療デバイスシステムにおいて、複数のデバイス間の無線通信を最適化する方法であって、複数のデバイスの各々は、遠隔測定回路を有し、
（ａ）コンピュータシステムにおいて、複数のデバイスの各々の間における両方向の無線通信の最大距離をシミュレーションする段階を有し、シミュレーションは、複数のデバイスの各々における遠隔測定回路の所定のパラメータについて行われ、
（ｂ）さらに、複数のデバイスの各々におけるパラメータについて異なる値で上記段階（ａ）を繰り返す段階と、
（ｃ）コンピュータシステムにおいて、上記段階（ｂ）の結果をマトリックスに編集する段階と、を有し、マトリックスの各要素は、複数のデバイスの各々における特定のパラメータについての最大距離を含み、
（ｄ）さらに、最大距離が最も近い又は最大になる少なくとも１つの要素を決定することによって、複数のデバイスの各々についての最適なパラメータを決定する段階を含む、方法。
〔形態１６〕
最適なパラメータを決定する上記段階は、最大距離が最も近く且つ最大になる少なくとも１つの要素を決定する段階を含む、形態１５に記載の方法。
〔形態１７〕
最大距離が最大になる少なくとも１つの要素を決定する上記段階は、最大距離の最大平均値を有する少なくとも１つの要素を決定する段階を含む、形態１５に記載の方法。
〔形態１８〕
最大距離が最も近い少なくとも１つの要素を決定する上記段階は、最大距離の最小の広がりを有する少なくとも１つの要素を決定する段階を含む、形態１５に記載の方法。
〔形態１９〕
上記広がりは、標準偏差を含む、形態１８に記載の方法。
〔形態２０〕
遠隔測定回路は、各デバイスのコイルを含み、
パラメータは、各デバイスのコイルの巻き数を含む、形態１５に記載の方法。
〔形態２１〕
各デバイスにおけるコイルの最適な巻き数は、各デバイスにおけるコイルの最小巻き数をさらに含む、形態２０に記載の方法。
〔形態２２〕
上記段階（ｄ）は、コンピュータシステムにおいて、少なくとも部分的に自動化される、形態１５に記載の方法。
〔形態２３〕
複数のデバイスは、埋込み可能な医療デバイス、埋込み可能な医療デバイスのための外部コントローラ、外部の試験的な刺激器、及び臨床医のプログラム装置からなるグループから選択される、形態１５に記載の方法。
〔形態２４〕
パラメータは、遠隔測定コイルの巻き数、遠隔測定コイルの面積、送信用遠隔測定コイルの出力電圧、及び遠隔測定受信機の入力閾値からなるグループから選択された１つ又は２つ以上のパラメータである、形態１５に記載の方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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