(57)【要約】【課題】  移植した医療装置に対する低周波数の経皮遠隔測定手段を提供する。【解決手段】  移植可能な医療装置が外部制御モジュールによる遠隔測定の通信において低周波数（例えば、１００ｋＨｚまたはそれ以下）を有利に利用して、移植片の金属ケースの中および／または人間の組織の中の渦電流による電力の消失を回避しており、これにより、チタン等のような金属ケースを使用している比較的に小形の移植片を可能にし、さらに／または、さらに深い移植に対する比較的に大きな強度の遠隔測定信号を可能にしている。【選択図】        図１
2006006949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔制御システムにおいて、
一次制御装置、
前記一次制御装置により活性化されており、１００ｋＨｚまでのピーク共振周波数を有する共振タンク回路を形成するためにキャパシタンスに電気的に連絡している一次コイルを含む、一次遠隔測定送信機、
二次制御装置、および
前記一次遠隔測定送信機から送られた受信した電磁エネルギーを前記二次制御装置に伝達し、１００ｋＨｚまでのピーク共振周波数を有する共振タンク回路を形成するためにキャパシタンスに電気的に連絡している二次コイルを含む、二次遠隔測定受信機を、備えている遠隔制御システム。
【請求項２】
前記一次遠隔測定送信機および二次遠隔測定受信機のそれぞれの共振タンク回路のピーク共振周波数が２５乃至１００ｋＨｚである請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項３】
さらに、前記二次制御装置および前記二次遠隔測定受信機を収容する医療移植片のハウジングを備えている請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項４】
前記コイルが、さらに、長手方向に整合しているフェライト・コアを含む請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項５】
前記一次コイルが多数巻の絶縁されているリッツ・ワイヤを含む請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項６】
前記二次コイルが多数巻の絶縁されているリッツ・ワイヤを含む請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項７】
前記一次制御装置および一次遠隔測定送信機が前記二次制御装置および二次遠隔測定受信機から分離して物理的な境界の外部に存在している請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項８】
二方向の遠隔測定および制御のために、前記一次遠隔測定送信機が一次トランシーバーを含み、前記二次遠隔測定受信機が二次トランシーバーを含む請求項６に記載の遠隔制御システム。
【請求項９】
さらに、前記二次遠隔測定受信機と二次制御装置との間に帯域フィルターを備えている請求項１に記載の遠隔制御システム。
【請求項１０】
移植可能な医療装置システムにおいて、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する一次遠隔測定コイル、および
前記一次遠隔測定コイルに電気的に連絡している一次制御装置を含む外部制御モジュールと、
閉鎖容器、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する二次遠隔測定コイル、および
前記二次遠隔測定コイルに電気的に連絡している二次制御装置を含む、移植可能な医療装置と、を具備する移植可能な医療装置システム。
【請求項１１】
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する遠隔測定信号を誘導により結合させる外部一次遠隔測定コイルに応答する移植可能な医療装置において、
閉鎖容器、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する二次遠隔測定コイル、および
前記二次ＴＥＴ遠隔測定コイルに電気的に連絡している二次制御装置を備えている移植可能な医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対するクロス・リファレンス
本特許出願は以下の当該出願と同日に出願されている４件の同時係属で共有の特許出願に関連しており、これらのそれぞれの開示はその全体において本明細書において参考文献として含まれており、それぞれ以下の発明の名称を有している。
「トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー・プライマリー・コイル・ウィズ・ア・ハイ・アスペクト・フェライト・コア（TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER PRIMARY COIL WITH A HIGH ASPECT FERRITE CORE）」を発明の名称とするジェイムズ．ジョルダノ（J. Giordano），ダニエル・Ｆ．ドラゴス，ジュニア（ Daniel F. Dlugos, Jr.），ウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.）に発行されている米国特許第        号、
「メディカル・インプラント・ハビング・クローズド・ループ・トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー（ＴＥＴ）・パワー・トランスファー・レギュレーション・サーキットリー（MEDICAL IMPLANT HAVING CLOSED LOOP TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER (TET) POWER TRANSFER REGULATION CIRCUITRY）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.），エド・ブルーム（Ed Bloom）に発行されている米国特許第        号、
「スペーシャリー・デカップルド・ツイン・セカンダリー・コイルズ・フォー・オプティマイジング・トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー（ＴＥＴ）・パワー・トランスファー・キャラクタリスティクス（SPATIALLY DECOUPLED TWIN SECONDARY COILS FOR OPTIMIZING TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER (TET) POWER TRANSFER CHARACTERISTICS）」を発明の名称とするレシャ・Ｈ.  デサイ（Resha H. Desai），ウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.）に発行されている米国特許第        号、および
「ロー・フレクエンシー・トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー・トゥ・インプランテド・メディカル・デバイス（LOW FREQUENCY TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER TO IMPLANTED MEDICAL DEVICE）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.），ダニエル・Ｆ．ドラゴス，ジュニア（ Daniel F. Dlugos, Jr.）に発行されている米国特許第        号。
【背景技術】
【０００２】
本発明は遠隔測定システムに関連しており、特に、外部制御モジュールと医療移植片との間にデータを送信するための低周波数経皮エネルギー伝達（ＴＥＴ）システムと共に使用できる定周波数遠隔測定システムに関連している。
【０００３】
多数の有益な結果を達成するために患者の体内に医療装置を外科的に移植することが知られている。さらに、その患者の体内において適当に動作するために、上記の医療移植片と外部制御モジュールとの間の信頼性の高い一貫している通信リンクがその移植片の性能または特定の患者のパラメータをモニターして、その移植片による特定の動作を命令するために必要になる場合が多い。このような通信リンクはこれまでに１００ｋＨｚから３０ＭＨｚまでの種々の周波数において動作する遠隔測定システムにより達成されている。このような比較的に高い周波数は必要とされるコイルの寸法を最小にすることによりそのコイルを移植片のケースの中に適合させることを可能にするために用いられている。また、比較的に大きなコイルを使用するために移植片のケースの外側に遠隔測定用のコイルを配置することも知られている。しかしながら、このことを行なうことは、そのコイルに対して電気的なリード線を移植片のケースから外に延在させる必要があるために、その移植片の複雑さおよび費用を増大して、ケースに対する気密なシールを維持することと外部コイルに対する損傷を避けると言う課題を与えている。
【０００４】
高周波数の遠隔測定信号は必要とされるコイル寸法を減少するが、このような信号はまたシステム内の各トランシーバーの間の有効な通信距離を減少する。多くの場合において、移植したトランシーバーは外部トランシーバーに対して有効に通信するために患者の皮膚の表面のすぐ下に配置する必要がある。また、比較的に短い波長（すなわち、比較的に高い周波数）において、その信号は組織の中を通過する場合に比較的に短い距離で消失する。
【０００５】
１００ｋＨｚよりも高い高周波数の遠隔測定信号は別の通信装置に対する電磁的な影響における比較的に大きな傾向または相容性の問題を有しており、それゆえ、アメリカ合衆国の法規の下にさらに別の制約が生じている。従って、移植片の開発ならびに送信電力の制限における適合性が関連する時間および複雑さを増大している。
【０００６】
遠隔測定の使用により恩恵を受けることのできる移植可能な装置の例として、人工括約筋、特に、食道胃移行部のすぐ下の患者の胃の周囲に固定された端部の位置を有する中空の弾性バルーンを含む調節可能な胃帯がある。これらのバルーンは当該バルーンの中に塩類溶液を導入することにより拡張および収縮できる。一般に知られている調節可能な胃帯において、その塩類溶液は皮膚表面下に配置されているポートに到達するために注射針によりその皮下のポートの中に注入する必要がある。さらに、このポートはカテーテルを介して上記の胃帯に液圧により連絡している。この方法は有効であるが、感染の増大した危険性が生じて、患者に対する不都合および不快感が増加するために、注射針により流体の量を調節する必要性を回避することが望ましい。
【０００７】
既に述べた種々の医療移植片とは異なり、人工括約筋のための注入装置は一般的に比較的に厚い皮膚の層および脂肪組織の下に移植される。このことは特に病的な肥満症の治療方法として調節可能な胃帯を一般的に施されている患者において言えることである。さらに、深く移植するほど患者の使用感も良くなると考えられる。しかしながら、上記のような組織の厚さは有効な通信において困難さを与えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、一次および二次のトランシーバーの間に比較的に大きな有効通信範囲を与えるために、さらに、ＦＣＣに対する適合性における組織の最小化のために、一般的に用いられているよりも低い周波数において深く移植した医療装置に対する遠隔測定の改善に対して相当な要望が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は１００ｋＨｚよりも低い周波数において動作して、渦電流の損失を好都合に最小化し、比較的に小さな寸法を達成するために金属製のケースの使用を可能にする移植可能な装置のための遠隔測定システムを提供することにより従来技術の上記およびその他の欠陥を解消している。この遠隔測定が相当な電力を搬送する場合に、上記のような低い周波数は人間の組織を加熱することを回避する。さらに、このような低周波数の遠隔測定システムは気密にシールされた移植可能な装置の中に収容されている遠隔測定コイルを含み、その装置の構造的な完全性を確実にしている。
【００１０】
本発明の一例の態様において、遠隔測定回路が２５ｋＨｚ乃至１００ｋＨｚの範囲内において共振するために選択されているインダクタンスおよびキャパシタンスの組み合わせを有する一次および二次の共振タンク回路の間において物理的な境界をまたいで通信を行なう。これにより、移植可能な医療装置は一体の二次遠隔測定コイルと共に深く移植しても信頼性の高い遠隔測定が達成できるようになる。
【００１１】
本発明の上記およびその他の利点が添付の各図面およびその説明により明らかになる。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明によれば、一次および二次のトランシーバーの間に比較的に大きな有効通信範囲を与えるために、さらに、ＦＣＣに対する適合性における組織の最小化のために、一般的に用いられているよりも低い周波数において深く移植した医療装置に対する遠隔測定の改善を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本明細書に含まれていてその一部を構成している以下の添付図面は本発明の幾つかの実施例を示しており、上記本発明の概略的な説明、および以下のそれぞれの実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するために役立っている。
【００１４】
次に図面を詳細に参照するが、この場合に、同一の参照番号すなわち符号はそれぞれの図面を通して同一の構成要素を示しており、図１において、遠隔制御型の移植可能な医療装置システム１０はＴＥＴ電力システム１４による経皮エネルギー伝達（ＴＥＴ）および遠隔測定システム１６による遠隔測定の両方を都合よく行なう遠隔制御システム１２を含む。この場合に、ＴＥＴ電力システム１４および遠隔測定システム１６の内部の各部分１８，２０はそれぞれ移植可能な医療装置（「移植片」）２２の中に存在しており、これら両方のシステムの外部の各部分２４，２６はそれぞれ外部制御モジュール２８の中に存在している。さらに、これらの移植片２２および外部制御モジュール２８は物理的な境界３０を介して分離しており、この境界３０は、図示の態様において、脂肪組織の厚い層を一般的に含む皮膚の層により構成されている。
【００１５】
改善されたＴＥＴ電力供給および遠隔測定から恩恵を受けると考えられる移植可能な二方向注入装置が以下の４件の２００４年５月２８日に出願されている同時係属で共有の特許出願において開示されており、これらの開示はそれぞれの全体において本明細書において参考文献として含まれる。すなわち、（１）「ピエゾ・エレクトリカリー・ドリブン・ベローズ・インフューザー・フォー・ハイドローリカリー・コントローリング・アン・アジャスタブル・ガストリック・バンド（PIEZO ELECTRICALLY DRIVEN BELLOWS INFUSER FOR HYDRAULICALLY CONTROLLING AN ADJUSTABLE GASTRIC BAND）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.）に発行されている米国特許出願第１０／８５７，７６２号、（２）「メタル・ベローズ・ポジション・フィード・バック・フォー・ハイドローリック・コントロール・オブ・アン・アジャスタブル・ガストリック・バンド（METAL BELLOWS POSITION FEED BACK FOR HYDRAULIC CONTROL OF AN ADJUSTABLE GASTRIC BAND）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.），ダニエル・Ｆ．ドラゴス，ジュニア（ Daniel F. Dlugos, Jr.），ロッコ・クリベリ（ Rocco Crivelli）に発行されている米国特許出願第１０／８５６，９７１号、（３）「サーモダイナミカリー・ドリブン・リバーシブル・インフューザー・ポンプ・フォー・ユース・アズ・ア・リモートリー・コントロールド・ガストリック・バンド（THERMODYNAMICALLY DRIVEN REVERSIBLE INFUSER PUMP FOR USE AS A REMOTELY CONTROLLED GASTRIC BAND）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.），ダニエル・Ｆ．ドラゴス，ジュニア（ Daniel F. Dlugos, Jr.）に発行されている米国特許出願第１０／８５７，３１５号、および（４）「バイ−ディレクショナル・インフューザー・ポンプ・ウィズ・ボリューム・ブレーキング・フォー・ハイドローリカリー・コントローリング・アン・アジャスタブル・ガストリック・バンド（BI-DIRECTIONAL INFUSER PUMP WITH VOLUME BRAKING FOR HYDRAULICALLY CONTROLLING AN ADJUSTABLE GASTRIC BAND）」を発明の名称とするウイリアム・Ｌ．ハスラー，ジュニア（William L. Hassler, Jr.），ダニエル・Ｆ．ドラゴス，ジュニア（ Daniel F. Dlugos, Jr.）に発行されている米国特許出願第１０／８５７，７６３号である。
【００１６】
上記遠隔測定システム１６の外部部分２６は移植片２２に対して質問命令を送り当該移植片２２から応答データを受け取るための一次トランシーバー３２を含む。この一次トランシーバー３２は使用者または自動化したプログラマーに対する命令データ信号を入力および受信するための一次制御装置３４に対して電気的に接続している。特に、この一次制御装置３４は一次遠隔測定アービットレータ３６に連絡しており、このアービットレータ３６は一次トランシーバー３２に対する一次遠隔測定出力インターフェイス・ロジック３８を介するダウンリンク遠隔測定通信および一次遠隔測定インターフェイス差動増幅器型入力ロジック４０を介する一次トランシーバー３２からのアップリンク遠隔測定通信のデコンフリクティングおよびバッファーリングを実行する。この一次トランシーバー３２は選択された高周波（ＲＦ）通信周波数において共振して移植片２２に命令データを送るダウンリンク交流磁場４２を発生する。
【００１７】
上記遠隔測定システム１６の内部部分１８はまた一次トランシーバー３２から離間している関係で二次トランシーバー４４も含み、移植片２２のケーシング（図示せず）の中の境界３０の反対側に配置されている。本発明において、二次トランシーバー４４は二次制御装置４６に電気的に接続している。特に、二次制御装置４６は二次遠隔測定アービットレータ４８に連絡しており、このアービットレータ４８は二次トランシーバー４４に対する二次遠隔測定出力インターフェイス・ロジック５０を介するアップリンク遠隔測定通信および二次遠隔測定インターフェイス差動増幅器型入力ロジック５２を介する二次トランシーバー４４からのダウンリンク遠隔測定通信のデコンフリクティングおよびバッファーリングを実行する。これにより、二次トランシーバー４４は一次トランシーバー３２に対してダウンリンク通信の場合に交流磁場３６を介して、また、アップリンク通信の場合に交流磁場５４を介して磁気的に結合する。この場合に、一次トランシーバー３２からの磁束は二次トランシーバー４４内に電気的な命令信号を発生する。その後、この命令信号は移植片２２を動作させるために当該移植片２２の中の二次制御装置４６に供給される。同様に、二次トランシーバー４４は移植片２２からの命令応答データを遠隔測定システム１６の外部部分２６に送るために制御装置４６に電気的に接続している。この場合に、データ送信が要求されると、トランシーバー４４は所定のＲＦ周波数において共振してアップリンク交流磁場５４を発生する。このアップリンク磁場５４は一次トランシーバー３２に結合しており、この一次トランシーバー３２は一次制御装置３４に入力される電気信号を発生する。
【００１８】
さらに、図１において、上記ＴＥＴ電力システム１４の外部部分２４はまた一次電力回路５６も含み、この回路５６は電力増幅器６０を介して電力供給源５８に電気的に結合していて所定の電力信号ＲＦ周波数において共振する。この結果、電力供給源５８により供給される電気信号に応じて交流磁場６２が一次回路５６により発生する。一方、ＴＥＴ電力システム１４の内部部分１８は一次電力回路５６から離間している関係における二次電力回路６４を含む。この二次電力回路６４は移植片２２内の一次電力回路５６に対して境界３０の反対側に配置されている。さらに、この二次電力回路６４は交流磁場６２を介して一次電力回路５６に電気的に結合している。また、この二次電力回路６４は磁場６２により電気的な電力信号６６を発生する。その後、この電力信号６６は電力調整回路６８により整流および調整されて、移植片駆動装置７０に供給されて移植片２２の能動的な各部品に電力供給する。
【００１９】
図２において、遠隔制御システム１２におけるＴＥＴ電力システム１４および遠隔測定システム１６の各共振回路が示されている。特に、一次トランシーバー３２は誘導コイル７６に並列に接続している１個以上のコンデンサ７４により作成されているキャパシタンスを有する並列同調タンク回路７２を含む。上記キャパシタンス７４およびコイル７６は電圧が制御装置３４により供給される時に特定の周波数において共振するように同調されている。同様に、二次トランシーバー４４は一次遠隔測定タンク回路７２と同一の周波数において共振するように同調されているキャパシタンス８０および誘導コイル６２を有する並列同調タンク回路７８を含む。さらに、図２において示されているように、一次電力回路５６は低い電力周波数に同調されているキャパシタンス８６およびコイル６６を伴う並列同調タンク回路を有している。一方、二次電力回路６４は同様に低周波数のレベルに同調されているキャパシタンス９２およびコイル９４を伴う直列同調タンク回路を含む。このＴＥＴシステムの例示的な態様において、高いＱ値の低インピーダンスの一次同調タンク回路８４を低いＱ値の低インピーダンスの二次同調タンク回路９０ににマッチングさせることにより、一次電力回路５６は１０ｋＨｚ以下の、特に５ｋＨｚよりも低い共振周波数において約１ワットの電力を送信する。
【００２０】
なお、上記ＴＥＴ電力システム１４は本特許出願と同日に出願されていて本明細書において参考文献として含まれる「ロー・フレクエンシー・トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー・トゥ・インプランテド・メディカル・デバイス（LOW FREQUENCY TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER TO IMPLANTED MEDICAL DEVICE）」を発明の名称とする上記の共有で同時係属の米国特許出願第        号において詳細に記載されている。本発明において、上記一次電力回路５６は移植片のケーシングならびに身体組織の複数の層を通して二次電力回路６４に効果的に連絡するために低い周波数のレベルで動作する。この説明の目的のために、用語の「低（い）周波数」および「低（い）周波数（の）レベル」は１００キロヘルツ（kHz）よりも低い周波数を意味する。上述のように、各電力コイル８８，９４もまた二次電力コイル９４を密封した移植片の閉鎖容器の中に収容することを可能にするために低い周波数で共振する。
【００２１】
上記の電力および遠隔測定用の各磁場６２，４２，５４をそれぞれ低い周波数レベルで送信するために、信号フィルター９６が二次トランシーバー４４において受信した、特にそのタンク回路７８からのそれぞれの電気信号をフィルター処理する。このフィルター９６は比較的に低いエネルギー遠隔測定用の磁場４２を比較的に高いエネルギー供給用の場６４から減結合する。また、このフィルター９６は遠隔測定用の共振周波数以外の周波数を遮断するように選択される任意の種類のフィルターの様式にすることができる。
【００２２】
図３は本発明において使用するために適しているフィルター９６の一例の態様を示している。この態様において、一次または二次の遠隔測定コイル８２からの命令信号は一連の単極の低域および高域のフィルター・ステージに供給されて、これらのステージがＴＥＴ電力信号から遠隔測定用の信号を分離する。図３において示されている単極型の実施形態において、ＡＣの各磁場６２，４２，５４は遠隔測定用の信号４２，５４から電力用の場６２の高いＱ値を減結合するためにそれぞれ別の間隔で送信される。また、別の実施形態において、フィルター７４は、例えば、ケビイシェブ（Chebyshev）フィルター等のような１個以上の２極フィルターを含む。これらの２極フィルターは高いＱ値の電力信号のさらに効果的なフィルター処理を行ない、それぞれのＡＣ磁場６２，４２，５４を同時に送信することを可能にする。このような比較的に低いエネルギーの遠隔測定用の信号を比較的に高いエネルギーの電力信号から効果的にフィルター処理するために、これら２個の信号の共振周波数が少なくとも１０個の周波数により分離される。
【００２３】
図４Ａおよび図４Ｂは一次電力コイル８８および一次トランシーバー・コイル７６から皮下の二次のＴＥＴコイル９４および遠隔測定コイル８２にそれぞれ放射されている磁場６２および４２・５４を示している。図４Ａにおいて示されている態様において、各磁場６２および４２・５４はそれぞれの二次のＴＥＴ電力および遠隔測定用のコイル９４，８２に対して物理的な境界３０をまたいで浅い様式で浸透しているだけの二重の円形のトロイド形状をそれぞれ有しているので、各コイル間のエネルギー伝達を減少していて移植装置２２の対応する浅い配置を必要としている。一方、図４Ｂは、「トランスキュテニアス・エナジー・トランスファー・プライマリー・コイル・ウィズ・ア・ハイ・アスペクト・フェライト・コア（TRANSCUTANEOUS ENERGY TRANSFER PRIMARY COIL WITH A HIGH ASPECT FERRITE CORE）」を発明の名称とする前述の特許出願においてさらに詳細に記載されている、本発明に対応する代替的な実施形態を示しており、この場合に、一次電力およびトランシーバー用の各コイル５６，６６は磁気伝導性のフェライト・コア９８の周囲に配置されている。図４Ｂにおいて示されているように、フェライト・コア９８の付加により各一次コイル８８，７６からの磁束６２および４２・５４がそのコア９８に向かって引き込まれている。従って、これらの磁場６２および４２・５４はコア９８の中に半径方向に変形して、円形の形状から楕円形の形状に変化している。このような場６２および４２・５４の楕円形の形状は一次および二次の遠隔測定用のコイル７６，８２および一次および二次の電力コイル８８，９４のそれぞれの間の結合効率を高める。さらに、このフェライト・コア９８により増大した結合効率は増大した物理的な距離または比較的に低い電力レベルにおいて各トランシーバー３２，４４の間の改善された遠隔測定を提供する。
【００２４】
本発明の実験的な例示形態において、上記の一次および二次のトランシーバー・コイル７６，８２はそれぞれ２２０の巻数を有する３６ゲージの磁気ワイヤにより形成されている。また、これらのコイル７６，８２はそれぞれ約２５ｋＨｚのタンク回路に対応する共振周波数を生じるキャパシタンスに対して並列に配置されている。さらに、一次電力コイル８８は１００本の個々に絶縁されている３０ゲージの磁気ワイヤにより作成されている巻数１０２のリッツ・ワイヤにより形成されている。さらに、これらの磁気ワイヤは９．２マイクロファラッドのキャパシタンスに並列に接続しており、この構成は高いＱ値および１０ｋＨｚよりも低い、特に５ｋＨｚよりも低い共振周波数を有する並列同調タンク回路を形成している。上記の一次電力コイル８８および一次遠隔測定コイル７６は共に３インチ（７．６ｃｍ）の長さおよび０．７５インチ（１．９ｃｍ）の直径を有するフェライト・コア９８の周りに配置されている。これらのパラメータおよび共振振動数により、一次コイル８８は約１ワットの電力を送信し、一次遠隔測定コイル７６はミリワットの範囲の電力を送信している。また、これらの電力および遠隔測定用のコイル８８，７６は交互の送信間隔を有しており、遠隔測定システム１６は１ｋＨｚのボー率でデータを送信している。また、この実験的な実施形態において、一次コイルと二次コイルは３インチ（７．６ｃｍ）だけ分離している。
【００２５】
深く移植した医療装置のための低周波数の遠隔測定システムの設計において、それぞれの並列同調タンク回路内の２個の磁気により結合している遠隔測定コイルの各Ｑ値を１０乃至２０の範囲内にすることが望ましい。もしも、これら２個のタンク回路のＱ値が上記の範囲よりも低い場合には、著しく深い浸透の遠隔測定範囲を達成することは困難になる。一方、これらのＱ値が上記の範囲よりも高い場合には、各対の並列同調タンク回路をそれぞれ別個に同調することなく高い品質で上記システムを製造することが困難になる。
【００２６】
また、比較的に高いＱ値（１００よりも高い）の一次の（または外部の）遠隔測定タンク回路を有すると共に、移植片において比較的に低いＱ値（１０程度）を有することも可能である。移植片内に高いＱ値の回路を有することと反対にこのようにすることの利点は、比較的に高いＱ値は通常において比較的に大きいまたは重いコイルおよびインダクタンスを必要とすることである。さらに、このような構成はそれぞれの回路の同調または適合の必要を伴わずに低いＱ値の有効な周波数の範囲内に高いＱ値の回路の自然な周波数が入ることを可能にすると考えられる。
【００２７】
上記の深部移植遠隔測定システム内のコイルはその遠隔測定の媒体となるＡＣ磁場に対して比較的に良好に結合してこれを良好に発生するために最大化されたコイルの巻数をそれぞれ有することができる。このことは上記の並列同調タンク回路内の共振において著しく高いインピーダンスを形成することなく行なう必要がある。また、各タンク回路間の磁気結合を改善するために各コイルの周縁部内の開口した断面積を最大にする必要がある。使用しているコイルは３６ゲージの磁気ワイヤの２２０の巻数を有しており、これらは５６００ｐＦのキャパシタンスと並列に置かれる場合に、１９の計算されたＱ値および共振周波数において約２０キロオームの計算されたインピーダンスと共に、２５ｋＨｚの共振周波数を形成している。ただし、実際のＱ値は通常において種々の寄生の損失およびその他の非線形の作用により上記の計算値よりも１０％乃至３０％ほど低い。
【００２８】
以上において、本発明が幾つかの実施形態の説明により例証されていて、それぞれの例示的な実施形態が相当に詳細に説明されているが、添付の特許請求の各項の範囲をこれらの詳細に制限または限定することは本特許出願の意図するところではない。すなわち、さらに別の利点および変更例が当業者には容易に明らかになると考えられる。
【００２９】
例えば、上記の遠隔測定システム１６は移植可能な医療装置システム１０において特定の利点を有しているが、本発明において一貫している態様は無生物の種々の物理的な境界を含む別の科学的および工学的なモデルに対して適用性を有している。例えば、処理装置において、種々のワイヤまたは導管が貫通している容器の構造の完全性を損なうことなくその容器の中に収容されているアクチュエータをモニターおよび／または制御することが望ましい場合が有り得る。
【００３０】
さらに、上記遠隔測定システム１６はＴＥＴ電力システム１４の非存在下に使用することも可能である。さらに別の代替例として、遠隔測定システム１６は二方向チャネルではなく一方向通信チャネルを備えることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は遠隔制御システムに適用可能であり、１００ｋＨｚよりも低い周波数において動作して、渦電流の損失を好都合に最小化し、比較的に小さな寸法を達成するために金属製のケースの使用を可能にする移植可能な装置のための遠隔測定システムを提供することにより従来技術の上記およびその他の欠陥を解消している。
【００３２】
本発明の具体的な実施態様は以下のとおりである。
（１）遠隔制御システムにおいて、
一次制御装置、
前記一次制御装置により活性化されており、１００ｋＨｚまでのピーク共振周波数を有する共振タンク回路を形成するためにキャパシタンスに電気的に連絡している一次コイルを含む、一次遠隔測定送信機、
二次制御装置、および
前記一次遠隔測定送信機から送られた受信した電磁エネルギーを前記二次制御装置に伝達し、１００ｋＨｚまでのピーク共振周波数を有する共振タンク回路を形成するためにキャパシタンスに電気的に連絡している二次コイルを含む、二次遠隔測定受信機を、備えている遠隔制御システム。
（２）前記一次遠隔測定送信機および二次遠隔測定受信機のそれぞれの共振タンク回路のピーク共振周波数が２５乃至１００ｋＨｚである実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（３）さらに、前記二次制御装置および前記二次遠隔測定受信機を収容する医療移植片のハウジングを備えている実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（４）前記コイルが、さらに、長手方向に整合しているフェライト・コアを含む実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（５）前記一次コイルが多数巻の絶縁されているリッツ・ワイヤを含む実施態様１に記載の遠隔制御システム。
【００３３】
（６）前記二次コイルが多数巻の絶縁されているリッツ・ワイヤを含む実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（７）前記一次制御装置および一次遠隔測定送信機が前記二次制御装置および二次遠隔測定受信機から分離して物理的な境界の外部に存在している実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（８）二方向の遠隔測定および制御のために、前記一次遠隔測定送信機が一次トランシーバーを含み、前記二次遠隔測定受信機が二次トランシーバーを含む実施態様６に記載の遠隔制御システム。
（９）さらに、前記二次遠隔測定受信機と二次制御装置との間に帯域フィルターを備えている実施態様１に記載の遠隔制御システム。
（１０）移植可能な医療装置システムにおいて、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する一次遠隔測定コイル、および
前記一次遠隔測定コイルに電気的に連絡している一次制御装置を含む外部制御モジュールと、
閉鎖容器、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する二次遠隔測定コイル、および
前記二次遠隔測定コイルに電気的に連絡している二次制御装置を含む、移植可能な医療装置と、を具備する移植可能な医療装置システム。
【００３４】
（１１）前記一次および二次の遠隔測定コイルのそれぞれの共振周波数が２５乃至１００ｋＨｚである実施態様９に記載の移植可能な医療装置システム。
（１２）前記外部制御モジュールが１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する一次ＴＥＴ電力コイルをさらに含み、前記移植可能な医療装置が前記一次ＴＥＴ電力コイルに連絡している二次ＴＥＴ電力コイルをさらに含む実施態様９に記載の移植可能な医療装置システム。
（１３）前記一次ＴＥＴ電力コイルの共振周波数が２５乃至１００ｋＨｚである実施態様１１に記載の移植可能な医療装置システム。
（１４）前記移植可能な医療装置が、前記遠隔測定用の二次制御装置により前記一次ＴＥＴ電力コイルからのＴＥＴ電力送信の受信を減少するように操作可能に構成されているフィルター回路をさらに備えている実施態様１１に記載の移植可能な医療装置システム。
（１５）前記フィルター回路が、遠隔測定の共振周波数における前記一次遠隔測定コイルからの遠隔測定の送信を通過させ、かつ、電力共振周波数における前記一次電力コイルからの電力送信を減衰するように操作可能に構成されている多段帯域フィルターを含む実施態様１３に記載の移植可能な医療装置システム。
【００３５】
（１６）前記外部制御モジュールが、前記一次電力コイルからのＴＥＴ電力信号および前記一次遠隔測定コイルからの遠隔測定信号の連続的な送信を制御するように操作可能に構成されている時分割多重回路をさらに含む実施態様１３に記載の移植可能な医療装置システム。
（１７）１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する遠隔測定信号を誘導により結合させる外部一次遠隔測定コイルに応答する移植可能な医療装置において、
閉鎖容器、
１００ｋＨｚまでの共振周波数を有する二次遠隔測定コイル、および
前記二次ＴＥＴ遠隔測定コイルに電気的に連絡している二次制御装置を備えている移植可能な医療装置。
（１８）前記二次遠隔測定コイルの共振周波数が２５乃至１００ｋＨｚである実施態様１６に記載の移植可能な医療装置。
（１９）さらに、
流体貯蔵器、
前記流体貯蔵器から前記閉鎖容器の出口まで流体を伝達する導管、および
前記二次制御装置に応答して前記出口と前記流体貯蔵器との間に流体を伝達する二方向ポンプを備えている実施態様１６に記載の移植可能な医療装置。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による移植可能な医療装置システムにおける低周波数の電力および遠隔測定用のシステムを含む遠隔制御システムを示しているブロック図である。
【図２】本発明の低周波数ＴＥＴ電力システムおよび遠隔測定システムを示している概略図である。
【図３】信号フィルター回路を含む遠隔測定トランシーバーの例示的な態様のさらに詳細な概略図である。
【図４ａ】図１の遠隔制御システムにおける一次および二次の電力および遠隔測定用のコイルの間の磁場を示している図である。
【図４ｂ】代替的な実施形態における図１の電力および遠隔測定用のシステムにおける一次および二次のコイルの間の磁場を示している図であり、この場合に、一次の電力および遠隔測定用のコイルはフェライト・コアの周囲に配置されている。
【符号の説明】
【００３７】
１０  遠隔制御型の移植可能な医療装置システム
１２  遠隔制御システム
１４  ＴＥＴ電力システム
１６  ＴＥＴ遠隔測定システム
１８  ＴＥＴ電力システムの内部の各部分
２０  遠隔測定システムの内部の各部分
２２  移植可能な医療装置
２４  ＴＥＴ電力システムの外部の部分
２６  遠隔測定システムの外部の部分
２８  外部制御モジュール
３０  物理的な境界
３２  一次トランシーバー
３４  一次制御装置
３６  一次遠隔測定アービットレータ
３８  一次遠隔測定出力インターフェイス・ロジック
４０  一次遠隔測定インターフェイス差動増幅器型入力ロジック
４２  ダウンリンク交流磁場
４４  二次トランシーバー
４６  二次コントローラー
４８  二次遠隔測定アービットレータ
５０  二次遠隔測定出力インターフェイス・ロジック
５２  二次遠隔測定インターフェイス差動増幅器型入力ロジック
５４  アップリンク磁場
５６  一次電力回路
５８  電力供給源
６０  電力増幅器
６２  交流磁場
６４  二次電力回路
６６  電力信号
６８  電力調整回路
７０  移植片駆動装置
７２  一次遠隔測定用並列同調タンク回路
７４  コンデンサ
７６  誘導コイル
７８  並列同調タンク回路
８０  キャパシタンス
８２  遠隔測定コイル
８４  一次ＴＥＴ用並列同調タンク回路
８６  キャパシタンス
８８  誘導コイル
９０  直列同調タンク回路
９２  キャパシタンス
９４  電力コイル
９６  信号フィルター
９８  フェライト・コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
2006006949.tif 000006
【図４ｂ】
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【外国語明細書】
2006006949000001.pdf