(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴に心臓除細動ショックを供給するために前記胴と電気的に外部接触するよう構成された除細動電極パッドと、
前記除細動電極パッドと接続され又は接続されるように構成された電気ワイヤ又は端子と、
蓄電素子と、ドライバサブ回路と、前記ドライバサブ回路によって駆動される圧電トランスであって心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に前記蓄電素子を充電する圧電トランスとを有し、前記ドライバサブ回路が、インダクタを含み、前記インダクタは、空芯インダクタのみである電気回路であって、前記除細動電極パッドを通じて心臓除細動ショックを供給するために前記除細動電極パッド間で前記蓄電素子を放電させる電気回路と、
を有する体外式心臓除細動器。
【請求項２】
前記蓄電素子が蓄電キャパシタを有する、請求項１に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項３】
（ｉ）前記電気ワイヤ又は端子において受信された心電図信号に基づいて心臓状態を判定し、（ｉｉ）前記判定された心臓状態が心停止を示す場合、前記電気ワイヤ又は端子に心臓除細動ショックを供給するように前記電気回路を動作させる、自動制御回路を更に有し、前記体外式心臓除細動器が自動体外除細動器である、請求項１又は２に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項４】
前記体外式心臓除細動器が操作上の命令をユーザに伝えるためのユーザインタフェースを更に有する、請求項３に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項５】
前記体外式心臓除細動器は磁性体を含まない、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項６】
前記体外心臓除細動器は強磁性体を含まない、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項７】
前記電気回路は、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に前記蓄電素子を充電する複数の圧電トランスを有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項８】
前記電気回路は、
前記ドライバサブ回路を制御することによって共振周波数に前記圧電トランスを保持するように構成されたフェーズロックドループを有する周波数制御サブ回路と、
を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項９】
前記電気回路は、前記圧電トランスを共振周波数に保持するように構成されたフェーズロックドループを有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項１０】
前記電気回路は、前記圧電トランスの出力と前記蓄電素子との間に電気的に配される整流器を有する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項１１】
胴に心臓除細動ショックを供給するために前記胴と電気的に外部接触するよう構成された除細動電極パッドと、
前記除細動電極パッドと接続され又は接続されるように構成された電気ワイヤ又は端子と、
蓄電素子と、圧電トランスとを有し、前記圧電トランスが、磁性体を含まず、かつ心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に前記蓄電素子を充電する電気回路であって、前記除細動電極パッドを通じて心臓除細動ショックを供給するために前記除細動電極パッド間で前記蓄電素子を放電させる電気回路と、
を有する体外式心臓除細動器であって、磁性体を含まない体外式心臓除細動器。
【請求項１２】
前記蓄電素子が蓄電キャパシタを有する、請求項１１に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項１３】
（ｉ）前記電気ワイヤ又は端子において受信された心電図信号に基づいて心臓状態を判定し、（ｉｉ）前記判定された心臓状態が心停止を示す場合、前記電気ワイヤ又は端子に心臓除細動ショックを供給するように前記電気回路を動作させる自動制御回路を更に有し、前記体外式心臓除細動器が自動体外除細動器を規定する、請求項１１又は１２に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項１４】
前記電気回路が、前記圧電トランスの出力と前記蓄電素子との間に電気的に配される整流器を有する、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器。
【請求項１５】
磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナを収容する遮蔽された部屋と、
前記遮蔽された部屋に配された、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の体外式心臓除細動器と、
を有する磁気共鳴設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用技術、磁気共鳴技術及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴（ＭＲ）は、ＭＲイメージング及びＭＲスペクトロスコピーのような医学的診断を実施するのに有用な技法である。これらの技法は、概して、０．１―７．０テスラのレンジの静磁界を生成する主磁石を有するＭＲスキャナを用いるが、より高い又はより低い磁界も使用可能である。主磁石は、概して、抵抗性又は超電導の巻線を用いる電磁石であり、例えばソレノイド構造、オープンボア垂直構造等のさまざまな構造を有することができる。他の電磁石は、磁界勾配を静（Ｂ０）磁界に選択的に重ねるために、磁界勾配コイルとして動作するように構成される。任意のシムコイルは、シム磁界を静（Ｂ０）磁界に課す。ラジオ周波数サブシステムは、（ｉ）被検体に磁気共鳴を励起するために、磁気共鳴周波数のラジオ周波数電磁界を生成し、（ｉｉ）励起に応じて被検体から磁気共鳴信号を受信する、ように構成される。さまざまなパルスシーケンスが、磁気共鳴を生成し、生成される磁気共鳴を空間的に制限し、符号化し、操作し又は無くし、磁気共鳴を検出し、他のＭＲイメージング又はスペクトロスコピー関連の操作を実施するために、磁界勾配コイル及びラジオ周波数サブシステムによって実現されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＭＲスキャナは、実質的な浮遊磁界及びラジオ周波数妨害（ＲＦＩ）を生成し、一般に、ＭＲスキャナを近傍の電子システムから隔てるために遮蔽された専用のＭＲ室に収容される。磁性体は、ＭＲスキャナ磁石の方へ引き寄せられる可能性があり、時々破局的な結果を伴うので、安全プロトコルが、このような磁性体がＭＲ室に持ち込まれる可能性を制限するために使用されている。このようなプロトコルの下で、ＭＲは、多様な医用アプリケーションのために安全に且つ有用に使用されることができる。
【０００４】
しかしながら、一部の患者は、ＭＲイメージング又はスペクトロスコピーがストレスの多いプロシージャであると思う。残念な結果は、ＭＲプロシージャを受けている患者が心停止を経験することがあることである。原則として、誰でも、いつでも心停止を経験しうる；実際、心停止は、実質的に、病気の人、高齢者、入院患者等に一層生じやすく、人が、例えば深刻な健康問題を表し又は明らかにしうるＭＲプロシージャのためにＭＲスキャナの閉じた又は制限されたボアに挿入されるときのように、ストレスの多い経験を受けているときに一層生じやすい。要するに、ＭＲプロシージャを受けている患者は、一般集団の構成員と比較して、心停止を経験する可能性が実質的に高くなる。
【０００５】
心停止を経験している患者は、自動体外除細動器（ＡＥＤ）のような心臓除細動器を使用して蘇生されることができる。除細動器の早急な適用を含む即座の緊急時応答は、成功裏の患者蘇生のために極めて重要であることが知られている。除細動ショックを心停止被害者に供給する際の遅延は毎分１０ずつ生存可能性を低下させるとみられている。http://aed.com/faqs/#q03（最終アクセス２００９年７月２４日）を参照されたい。この緊急性の観点で、心停止の場合に除細動器が直ちに適用されることができるように、例えば仕事場、学校、教会等の「非医療」ロケーションでも操作可能な除細動器を保持することが奨励されている。
【０００６】
しかしながら、除細動器は、これが安全プロトコルに違反するので、ＭＲ室に持ち込まれることができない。その代わり、ＭＲプロシージャの間に心停止を経験する患者は、ＭＲスキャナボアから引き出され、寝台又は他のＭＲ患者支持器具から搬送用車輪付き担架に移され、ＭＲ室から、除細動が患者に安全に適用されることができるロケーションへ運び出される。貴重な数秒又は数分が、この一連の動作の間に失われることがあり、こうして、成功裏の患者蘇生の可能性を大幅に低下させる。心肺蘇生（ＣＰＲ）は、患者搬送の間、有利に適用されることができるが、ＭＲスキャナボア内から除細動が適用されうるロケーションまで患者を搬送する間に絶え間なくＣＰＲを適用することは困難である。更に、ＣＰＲは、一般に、心停止を経験している患者を蘇生させるのではなく、単に若干の血流量を脳及び他の重要な臓器へ供給するだけであり、これは、組織損傷の発生を遅延させることが知られている。更に、病弱の又は高齢者の患者に対しＣＰＲを適用することは、打撲傷、肋骨骨折又は他の物理的外傷を引き起こすことがありうる。本発明は、上述した問題その他を克服する新しい改善された装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示される１つの見地によれば、心臓除細動器は、除細動電極パッドと接続され又は接続されるように構成された電気ワイヤ又は端子と、蓄電素子及び心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に蓄電素子を充電するように構成された圧電トランスを有する電気回路であって、電気ワイヤ又は端子に心臓除細動ショックを供給するために電気ワイヤ又は端子を通して蓄電素子を放電させるように構成された電気回路と、を有する。
【０００８】
開示される別の見地によれば、上の段落の心臓除細動器は、（ｉ）電気ワイヤ又は端子において受信される心電図（ＥＣＧ）信号に基づいて心臓状態を判定し、（ｉｉ）判定された心臓状態が心臓停止を示す場合、電気ワイヤ又は端子に心臓除細動ショックを供給するように電気回路を動作させる、ように構成された自動制御回路を更に有し、心臓除細動器は、自動体外除細動器（ＡＥＤ）を規定する。
【０００９】
開示される別の見地によれば、心臓除細動器は、除細動電極パッドと接続され又は接続されるように構成された電気ワイヤ又は端子と、蓄電素子及び磁性体を含まず、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に蓄電素子を充電するように構成されたトランスを有する電気回路であって、電気ワイヤ又は端子に心臓除細動ショックを供給するために電気ワイヤ又は端子を通して蓄電素子を放電させるように構成された電気回路と、を有する。
【００１０】
開示される別の見地によれば、磁気共鳴設備は、磁気共鳴スキャナと、磁気共鳴スキャナを収容する遮蔽された部屋と、遮蔽された部屋に配置された、上述の３つの段落のうち任意の１つに記載の心臓除細動器と、を有する。
【００１１】
開示される別の見地によれば、装置は、心臓と電気的に通信するように構成された電気ワイヤ又は端子と、蓄電素子及び蓄電素子を充電するように構成された圧電トランスと、を有する電気回路であって、心臓に電気刺激を供給するために電気ワイヤ又は端子を通して蓄電素子を放電させるように構成された電気回路と、を有する。
【００１２】
１つの利点は、ＭＲ共存性をもつ除細動器を提供することにある。
【００１３】
別の利点は、ＭＲプロシージャを受けている患者の心停止の発生と、救命の可能性をもつ心臓除細動の開始との間の遅延を低減することにある。
【００１４】
別の利点は、磁界に対する感受性を実質的にもたない心臓電気刺激用の電気装置を提供することにある。
【００１５】
他の利点は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】遮蔽された部屋に配置されたＭＲスキャナを有し、更に心臓除細動器を含むＭＲ設備を概略的に示す図。
【図２】図１の除細動器を概略的に示す図。
【図３】図２の電気回路の適切な実施形態を概略的に示す図。
【図４】図２の電気回路の適切な実施形態を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、磁気共鳴設備は、遮蔽された部屋１２（図１に点線のボックスとして概略的に図示する）に配置された磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ１０を有する。図示される磁気共鳴スキャナ１０は、Koninklijke Philips Electronics N.V.（アイントホーヘン、オランダ）から入手可能なAchieva ＭＲスキャナである。しかしながら、本質的に、いかなるＭＲスキャナが使用されてもよい。当分野において知られているように、ＭＲスキャナ１０は、ＭＲスキャナ１０のボアＢ内に強磁界を生成する。ボア内の磁界は、ＭＲスキャナ１０の設計に依存するが、一般に、約０．１テスラ乃至７．０テスラ又はそれ以上のレンジにある。更に、浮遊磁界が、ボアＢの外側の大きな距離に延在することが予期される。ＭＲスキャナ１０は、ラジオ周波数妨害（ＲＦＩ）に対しても感受性があり、他の近傍の電子システムを妨害することが可能なＲＦＩを生成しうる。遮蔽された部屋１２は、ＲＦＩに対する電磁シールドを提供するとともに、任意には、浮遊磁界が遮蔽された部屋１２の境界を超えて通り抜けることを防ぐための磁気シールドをも含む。ドア又は他の入口１４は、遮蔽された部屋１２へのアクセスを提供する。ただ１つの入口１４が図示されているが、複数の入口が更に企図される。イメージングされる被検体は、入口１４を通ってＭＲスキャナ１０へ運ばれ、ＭＲスキャナ１０の寝台又は他の被検体支持体１６上に配置される。被検体支持体１６は、一般に、平行移動可能なパレット（詳細に図示せず）を有し、パレットは、被検体支持体１６に配置された被検体が、ＭＲイメージング、ＭＲスペクトロスコピー又は別のＭＲプロシージャのためにボアＢへ平行移動され、その中に正確に位置付けられることを可能にする。
【００１８】
好適には、安全プロトコルは、遮蔽された部屋１２の中でどのようなアイテムが許容されるかを指示する。安全プロトコルは、磁性体がＭＲスキャナ１０と不利益に相互作用しうる可能性のため、磁性体を含むアイテムを除去する。安全プロトコルは、医療上の患者、医学的スクリーニング被検体、獣医学上の被検体、考古学的なミイラのような無生物の被検体、又はＭＲスキャナ１０を使用するＭＲプロシージャを受けるために選択されうる他の被検体にも及ぶ。医療設備のための一般的な安全プロトコルは、（１）可能性のある外科的インプラント（ペースメーカ、整形外科インプラント等）に関して被検体に質問すること、（２）遮蔽された部屋１２に入る前に、患者からすべての金属の除去を必要とすること、（３）プロシージャ（１）及び（２）によって不注意に見のがされうる金属を検出するために入口１４で金属検出器（図示せず）を用いること、を含みうる。上述の安全プロトコルは、磁性体だけでなく、より一般的には、如何なる金属又は他の導電性材料をも除去することが意図される。この理由は、ボアＢ内に配置される導電性材料は、時間変化する磁界によって生成される渦電流を支持することがあり、これは、加熱を引き起こし、おそらく被検体を負傷させることになりうるからである。
【００１９】
図示されるＭＲ設備は、心臓除細動器２０を更に有する。心臓除細動器は、心停止を経験している患者に心臓除細動ショックを供給するように構成される機器である。このために、心臓除細動器２０は、電気ワイヤ又は端子２４を介して心臓除細動器２０と接続され又は接続されるように構成された一対の電極パッド２２を有する。電極パッド２２は、胴と電気的に外部接触するように構成され、任意には胴へのしっかりした取り付けのために接着機能又は他の固定機能（図示せず）を有する。胴は、一般に、人が心停止を経験している場合、人間の胴であるが、獣医学上の被検体が心停止を経験している場合、イヌ科の、ネコ科の又は他の胴が更に企図される。電極パッド２２の数（及びゆえに対応する電気ワイヤ又は端子２４の数）は、被検体の胴を横切って除細動を供給することを可能にするために、一般に２であるが、例えば電気ショックの所望のパターンを供給するために、３又はそれより多くの電極パッド（及び対応する電気ワイヤ又は端子）の使用が更に企図される。電気ワイヤ又は端子２４は、（モジュール式の又は交換可能な電気パッドの場合のように）電極パッド２２のケーブルが着脱可能に接続される電気コネクタ（例えばソケット等）を有することができ、又は（「ハードワイヤード」電極パッドの場合のように）電極パッド２２と電気的に接触して永久的に固定される導電性ワイヤでありうる。
【００２０】
図示される心臓除細動器２０は、自動体外除細動器（ＡＥＤ）である。ＡＥＤは、（ｉ）電極パッド２２を介して電気端子２４において受信される電気信号に基づいて心臓状態を判定し、（ｉｉ）判定された心臓状態が心停止を示す場合、電気端子２４を通して心臓除細動ショックを供給する、ように構成される電気回路を有する心臓除細動器である。図示されるＡＥＤは、操作上の命令をユーザに伝えるために、ディスプレイ２６の形のユーザインタフェースを更に有する。ユーザインタフェースは、例えば、除細動が適当かどうかをユーザに知らせることができ、そうである場合、除細動ショックを如何にして適用するかに関してユーザに命じることができる（例えば、除細動ショックが送り出される際に誰も被検体に触れるべきでないことをユーザに伝える）。図示されるディスプレイ２６の代わりに又はそれに加えて、ユーザインタフェースは、オーディオスピーカ又は他の出力装置を有することができ、及び任意には、１又は複数のボタン、キー又は他のユーザ入力装置を有することができる。例えば、図示されるディスプレイ２６と組み合わせて、ＡＥＤ２０は、ユーザが除細動ショックを適用するために押すべきボタン２８を有することができる。ユーザインタフェースは更に、操作上の命令を自動的に言葉でユーザに伝えるために、音声シンセサイザを用いることができる。
【００２１】
図１を引き続き参照し、図２を更に参照して、心臓除細動器２０は、説明的な例において電源、すなわちバッテリ３０を有し、電源は、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧を生じさせ、電気ワイヤ又は端子を通して心臓除細動ショックを供給するために電気ワイヤ又は端子２４を通じて電圧を放電させる電気回路３２を駆動する。ここに開示されるように、電気回路３２を非磁性であるように（すなわち非磁性体及び特に非強磁性体を使用するように）構成することによって、心臓除細動器２０は、ＭＲ共存性をもつようにされ、ＭＲスキャナ１０を収容する遮蔽された部屋１２に保管されることができる。図１の図示において、心臓除細動器２０は、邪魔にならないようにするため、また更に、患者が心停止を経験する場合に直ちにアクセスできるようにするために、遮蔽された部屋１２の内部の壁に取り付けられる。心臓除細動器をテーブル上に配置する等のように他の取り付け構造が更に企図される。
【００２２】
例示のＡＥＤ２０の自動化された見地を実現するために、自動制御回路３４は、適切なパワー変換器３６を介してバッテリ３０によって電力供給されるとともに、（ｉ）電気ワイヤ又は端子２４において受信される電気信号に基づいて心臓状態を判定し、（ｉｉ）判定された心臓状態が心停止を示す場合、電気ワイヤ又は端子２４を通して心臓除細動ショックを供給するように電気回路３２を動作させる、ように構成される。例示の自動制御回路３４は、１又は複数のメモリチップ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）又はプロセッサによって実行されるファームウェア命令を記憶するもの；ＥＣＧ信号を読み込むためのアナログ‐デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、その他のような関連する回路を有するマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラとして具体化される。
【００２３】
電気ワイヤ又は端子２４が心臓状態を判定するためのセンサリード及び除細動ショックを供給するための電気導体の両者として動作することを可能にするために、スイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、電気ワイヤ又は端子２４を、（除細動ショックを供給するための）電気回路３２又は自動制御回路３４の心電計（ＥＣＧ）入力部４２のいずれかと選択的に接続する。
【００２４】
動作中、自動制御回路３４は、ＥＣＧ入力部４２を電気ワイヤ又は端子２４と接続するようにスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄをセットし、被検体が心停止の状態にあるかどうか判定するためにＥＣＧを解析する。この解析が心停止を示す場合、自動制御回路３４は、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧を生じさせるように電気回路３２を動作させ、除細動が適用されるべきであることをディスプレイ２６を介してユーザに知らせ、任意には他の命令を提供し、例えば除細動の最中は被検体に触れないようにユーザに命じる。電気回路３２が充電されると、自動制御回路３４は、電気回路３２をワイヤ又は端子２４に接続するようにスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄをセットし、ディスプレイ２６が、除細動ショックを適用するためにボタン２８を押すようにユーザに教示するようにする。ユーザがボタン２８を押すと、電気回路３２は、電気ワイヤ又は端子２４及び心停止を経験している被検体の胴を通じて、心臓に除細動ショックを供給するために、ワイヤ又は端子２４を通して放電する。除細動ショックが送り出された後、自動制御回路３４は、ＥＣＧ入力部４２と電気ワイヤ又は端子２４を再接続するようにスイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄをリセットし、再び、被検体が今もなお心停止の状態にあるかどうか判定するためにＥＣＧを解析する。被検体が今もなお心停止の状態にある場合、自動制御回路３４は、再び、電気回路３２に、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧を生じさせ、別の除細動ショックを供給するようにユーザに命じることを続ける。
【００２５】
図１及び図２に示される心臓除細動器２０はＡＥＤである。しかしながら、心臓除細動器２０が、ＥＣＧモニタリング及び解析又はユーザ命令を提供しない、より従来の（又は代替としてより自動化されていない）装置であることが更に企図される。例えば、心臓除細動器は、ＥＣＧ、ユーザインタフェースコンポーネント２６、２８、スイッチ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄを省くことができ、電気回路３２に、心臓除細動ショックを供給するのに有効な充電を生じさせ、除細動ショックを供給するためにワイヤ又は端子２４を通して放電させるために十分な簡略化された制御回路を有することができる。
【００２６】
除細動器内の磁性体の包含は、一般に、除細動器がＭＲスキャナ１０を収容する遮蔽された部屋１２へ入ることを不適とする。これは、磁性体がＭＲスキャナ１０の磁界と不利益に相互作用することが可能であるという懸念による。例えば、磁性体は、ボアＢに強制的に引き寄せられ、ボア壁に大きな力で衝突することがあり、従って、ＭＲスキャナ１０及び／又は除細動器に損傷をもたらし、及び／又はボアＢにたまたま配置されている任意の被検体を負傷させることがある。更に、除細動器は、浮遊磁界が存在する場合に適切に動作することに失敗する可能性があることが分かっている。実際、約０．１Ｔの低さの磁界は、トランスの鉄芯の飽和を引き起こし、ゆえに除細動器の故障に至ることがある。比較的低い磁界は、異常なトランス動作を生じさせ、除細動器の動作を損なうことがある。心停止事象の間に使用される除細動器の誤動作又は故障は望ましくない。
【００２７】
従って、心臓除細動器２０は、ほとんど磁性体を含まず、好適には磁性体を含まない。具体的には、電気回路３２は、強磁性コアを含む従来のトランスを用いない。更に、空芯トランスは、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧を速やかに生じさせるために効果的でないので、電気回路３２は、空芯トランスを用いない。
【００２８】
図３及び図４を参照して、適切な電気回路３２ａ、３２ｂの２つの実施形態が図示され、これらのいずれも、図１及び図２の心臓除細動器２０の電気回路３２として使用されることができる。両方の例示の電気回路３２ａ、３２ｂにおいて、圧電トランス５０は、蓄電素子５２、すなわち図３の実施形態の蓄電キャパシタを、心臓除細動ショックを供給するのに有効な電圧に充電するように構成される。圧電トランス５０は、有利には、磁性体又は強磁性体を含まず、周囲磁界によって飽和されうる磁芯を有しない。一般に、圧電トランスは、強磁界に引き寄せられず又は強磁界の影響を受けない。圧電トランスは、強い圧電効果を呈する、セラミック材料若しくは他の材料又は材料のアセンブリ（例えば多層構造）を含む。強い圧電効果を呈するこの材料又は材料のアセンブリは、本明細書において圧電コア５４と称される。入力交流電圧は、圧電トランス入力端子５６を通じて圧電コア５４に印加される。圧電コア５４の強い圧電効果は、入力交流電圧を機械的振動に変換する。これらの振動は、圧電コア５４と更に結合される出力端子５８において、より高い電圧の電気出力に変換され、これは、段階的な圧電トランス出力である。圧電トランス５０として使用される適切な圧電トランスは、Noliac North America（アトランタ、ジョージア州、米国）から入手可能な多層Rosen圧電トランス、Panasonic Corporation of North America（セコーカス、ニュージャージー州、米国）から入手可能なＬＣＤバックライティング用に設計された圧電トランス、及びSteiner & Martins, Inc.（マイアミ、フロリダ州、米国）から入手可能なセラミック多層圧電トランスを含む。他の圧電トランスが使用されることもできる。
【００２９】
圧電トランス５０のより高い電圧出力は交流電圧である。整流器６０が、圧電トランス５０のＡＣ出力を整流して、蓄電素子５２を充電させるための直流電圧（可能性として大きいリップル成分を有する）を供給するために、圧電トランス５０と蓄電素子５２との間に配置される。例示の整流器６０は、２つの高電圧ダイオードから構成されるが、半波整流器及び全波整流器トポロジの両方を含む他の整流器トポロジが更に企図される。圧電トランス５０及び整流器６０を有する電圧充電ユニット６２は、より大きな充電容量を提供するために任意には並列に二重化され、又は回路３２ａ、３２ｂ全体が、この目的のために二重化されることができる。
【００３０】
圧電トランス入力端子５６に供給される入力交流電圧は、ドライバサブ回路によって生成される。図３の実施形態において、ドライバサブ回路６６ａは、２つのプルダウンＭＯＳＦＥＴトランジスタ及び２つの空芯（及びゆえに非磁性）エネルギ蓄積インダクタを利用するプッシュプルトポロジを使用する。例示の電気回路３２ｂに用いられる「クラスＡ」増幅器トポロジドライバサブ回路６６ｂのような、他のドライバトポロジが使用されることもでき、この回路は、ハイサイド／ローサイドＭＯＳＦＥＴドライバを有する。他の例として言及されるが図示されない他のドライバトポロジは、ドライバ内の磁性体の包含を回避するために再び空芯インダクタのみを好適に用いるシングルＭＯＳＦＥＴドライバトポロジである。
【００３１】
圧電トランス入力端子５６に供給される入力交流電圧は、好適には、電圧変換効率を最大にするために、圧電コア５４の共振周波数をもつ。このために、周波数制御サブ回路７０は、フェーズロックドループ（ＰＬＬ）７２、センス抵抗７４、及び増幅及びフィルタリング素子７６を有し、これらは、ドライバ６６ａ、６６ｂに供給される周波数を制御することによって、圧電トランス５０が共振周波数の近くに保たれることを確実にするように動作する。適切な周波数制御アプローチは、バンドパスフィルタによって一次ドライブ波形をフィルタし増幅し、センス抵抗７４から、フィルタリングされ増幅された信号を生成する。２つの入力信号の位相が比較され、ドライバ回路６６ａ、６６ｂへの信号の周波数が調整される。電圧及び電流が同位相である場合、圧電素子５０はその共振周波数で駆動されるので、この制御アプローチは有効に作用する。
【００３２】
完全性のために、図３及び図４の各々は、充電制御サブ回路８６及び電圧スケーリングサブ回路８８を有する自動制御回路３４の一部８４を概略的に示している。充電制御サブ回路８６は、圧電トランス５０の共振周波数に周波数制御サブ回路７０をロックさせることによって、蓄電素子５２の充電を活性化するように動作する。充電をオン又はオフする他のアプローチが更に企図される。電圧スケーリングサブ回路８８は、蓄電素子５２が充電される電圧の大きさを制御するために、蓄電素子５２の両端に並列に配置される。除細動のために、この電圧は、心臓除細動ショックを供給するのに有効であるべきであり、ある実施形態において、この電圧は、１５００−５０００ボルトの直流のレンジにあるが、より高い又はより低い電圧が更に企図される。
【００３３】
図１を再び参照して、心臓除細動器２０が、例示のＭＲ設備に関して記述される。しかしながら、心臓除細動器２０は、心臓除細動器２０が実質的な磁界に遭遇する如何なる装置においても有用であることが分かるであろう。更に、体外式の心臓除細動器が図示されているが、心臓除細動器は埋め込まれた除細動器であってもよいことが理解されるべきである。更に、開示された装置は、このような装置が、充電され、心臓に電気刺激を供給するために電気ワイヤ又は端子を通して放電されるように構成される蓄電素子を有する電気回路を有用に用いることができる限り、他の外部電子装置又は心臓ペースメーカのような心臓を電気的に刺激する埋め込み可能な電子装置において使用されることが企図される。
【００３４】
例えば、埋め込み可能な心臓ペースメーカ（図示せず）の場合、電気ワイヤ又は端子は、（胴を介して心臓に心臓除細動ショックを供給するように胴と電気的に外部接触する電極パッド２２を通じて接触するのではなく、）適切に心臓と密接に接触し、電圧スケーリングサブ回路は、除細動ではなく、心臓ペースメーカ効果を提供するように心臓に低電圧の電気刺激を供給するために、蓄電素子が充電される電圧の大きさを制御するように適切に構成される。このような埋め込み可能な心臓ペースメーカは、磁界に対し実質的に感受性がなく、従ってＭＲ共存性をもち、更に、装置が埋め込まれている人が、アーク溶接、高電圧パワー生成又は伝送設備の近傍での作業等の磁気相互作用を必要としうる他のアクティビティに従事することを可能にする。
【００３５】
本願は、１又は複数の好適な実施形態を記述している。変形及び変更が、先行する詳細な説明を読み理解することにより当業者に思い付くことができる。本発明は、このような変形及び変更が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、すべてのこのような変形及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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