(57)【要約】  ＲＦ回路をデューティ・サイクルすることによって埋込み型装置の電力要件を低減する方式で、埋込み型医療装置と外部装置との間の無線周波数通信を可能にするテレメトリ・システムが呈示される。外部装置が、埋込み型装置との通信セッションを確立するために、特別ウエイクアップ文字の繰返しシーケンスを含むデータ・セグメントを送信する、埋込み型装置のウエイクアップ・スキームが提供される。ウエイクアップ・スキームは、衝突回避のためのハンドシェーク・プロトコルの文脈において作用するように設計することが可能である。
2007532196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込み型医療装置と外部装置との間の無線周波数（ＲＦ）通信を行うためのテレメトリ・システムであって、
前記埋込み型装置と外部装置のそれぞれに組み込まれているアンテナ、ＲＦ送信器、ＲＦ受信器、コントローラと、
前記埋込み型装置に組み込まれているウエイクアップ・タイマとを備え、
前記ＲＦ送信器と受信器をパワー・アップまたはダウンさせるために、前記ＲＦ送信器と受信器が、前記埋込み型装置の前記コントローラにインタフェースされ、
前記外部装置が、前記埋込み型装置との通信セッションを確立するために、特別ウエイクアップ文字の繰返しシーケンスを含むデータ・セグメントを送信するようにプログラムされ、
前記埋込み型装置が、前記ウエイクアップ・タイマによって確定された周期間隔である時間ウィンドウ中、その送信器と受信器をパワー・アップし、前記外部装置によって送信された前記特別ウエイクアップ文字の１つの受信を待機するようにプログラムされ、
前記埋込み型装置が、特別文字の受信時にその送信器と受信器をパワー・アップ状態において維持し、連続する特別ウエイクアップ文字が受信され続ける限り、特別ウエイクアップ文字以外の少なくとも１つの文字の受信時に肯定応答信号を前記外部装置に送信し、次いで特定された時間の間、前記外部装置からの応答を待機するようにプログラムされ、
前記外部装置と前記埋込み型装置が、前記肯定応答信号に対する応答が前記埋込み型装置によって受信されるとき、通信セッションを確立するようにプログラムされる、システム。
【請求項２】
前記埋込み型装置の前記ＲＦ送信器と受信器が、前記通信セッションの持続時間中、前記パワー・アップ状態において維持される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記埋込み型装置と前記外部装置が、ＤＣ平衡データ・ストリームを提供する送信コードによって通信する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記送信コードが８ｂ／１０ｂである請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ウエイクアップ特別文字がビット平衡され、前記送信コードによって変化しない請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記外部装置に組み込まれているウエイクアップ・タイマをさらに備え、前記外部装置が、そのウエイクアップ・タイマによって決められた周期間隔において、通信セッションを確立する試行の際に複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信するようにプログラムされる請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記外部装置が、正常な通信セッションが確立され、データが収集された後、複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信する前記周期間隔を調節するようにプログラムされる請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記外部装置が、通信セッションを確立し、前記埋込み型装置からデータを毎日収集するようにプログラムされる請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記外部装置が、過去の正常な通信セッションが確立された時刻に従って、複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信する前記周期間隔を調節するようにプログラムされる請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記外部装置が、使用者コマンドがユーザ・インタフェースを介して受信されるとき、通信セッションを確立する試行において、複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信するようにさらにプログラムされる請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記外部装置が、前記データ・セグメントの前にＲＴＳフレームとＣＴＳフレームを送信し、かつ前記埋込み型装置が、応答してＡＣＫフレームを送信する衝突回避のためのハンドシェーク・プロトコルの文脈において、前記外部装置が、特別ウエイクアップ文字の前記繰返しシーケンスを含む前記データ・セグメントを送信する請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
外部装置が埋込み型医療装置と通信する方法であって、
前記埋込み型装置との通信セッションを確立するために、前記外部装置から特別ウエイクアップ文字の繰返しシーケンスを含むデータ・セグメントを送信し、前記埋込み型装置が、周期間隔において指定された時間ウィンドウ中、その送信器と受信器をパワー・アップし、前記外部装置によって送信された前記特別ウエイクアップ文字の１つの受信を待機するステップと、
前記埋込み型装置が、特別文字を受信する際にその送信器と受信器をパワー・アップ状態において維持し、連続する特別ウエイクアップ文字が受信され続ける限り、特別ウエイクアップ文字以外の少なくとも１つの文字を受信する際に肯定応答信号を前記外部装置に送信し、次いで特定された時間の間、前記外部装置からの応答を待機するステップと、
前記肯定応答信号に対する応答が前記埋込み型装置によって受信されるとき、通信セッションを確立するステップとを備える、方法。
【請求項１３】
前記埋込み型装置と前記外部装置が、ＤＣ平衡データ・ストリームを提供する送信コードによって通信する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記送信コードが８ｂ／１０ｂである請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウエイクアップ特別文字がビット平衡され、前記送信コードによって変化しない請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
周期間隔において通信セッションを確立する試行の際に、複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信するステップをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
正常な通信セッションが確立され、データが収集された後、前記外部装置が複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信する前記周期間隔を調節するステップをさらに備える請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
通信セッションを確立し、前記埋込み型装置からデータを毎日収集するステップをさらに備える請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
過去の正常な通信セッションが確立された時刻に従って、前記外部装置が複数の特別ウエイクアップ文字を前記埋込み型装置に送信する前記周期間隔を調節するステップをさらに備える請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記外部装置が、前記データ・セグメントの前にＲＴＳフレームとＣＴＳフレームを送信し、前記埋込み型装置が、応答してＡＣＫフレームを送信する衝突回避のためのハンドシェーク・プロトコルの文脈において、特別ウエイクアップ文字の前記繰返しシーケンスを含む前記データ・セグメントを送信するステップをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
本出願は、参照によって本明細書に組み込まれている２００４年４月７日出願の米国仮出願６０／５６０１７１の利益を３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）の下において主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、心臓ペースメーカや埋込み型電気的除細動器／除細動器などの埋込み型医療装置に関する。具体的には、本発明は、そのような装置においてテレメトリを実施するシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ペースメーカや埋込み型電気的除細動器／除細動器などの心臓リズム管理装置を含めて、埋込み型医療装置は、通常、無線周波数テレメトリ・リンクを介して外部プログラマと呼ばれる装置とデータを通信する能力を有する。そのような外部プログラマの１つの使用法は、埋込み医療装置の動作パラメータをプログラムすることである。たとえば、ペースメーカのペーシング・モードや他の動作特徴は、通常、このような方式で埋め込まれた後に修正される。現在の埋込み型装置は、埋込み装置からプログラマに情報を送信することができるように、双方向通信能力をも含む。埋込み型装置から通常はテレメトリすることが可能であるデータの中には、様々な動作パラメータや生理学的データがあり、後者は、実時間で収集され、または以前の監視動作から記憶される。
【０００４】
埋込み型医療装置のテレメトリ・システムは、埋込み型装置と外部プログラマとの間の双方向通信を可能にするために、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを使用する。外部プログラマと医療ペースメーカの例示的なテレメトリ・システムが、Ｂｒｏｃｋｗａｙらに発行され、Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．に譲渡されている米国特許第４５６２８４１号に記載されており、この開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。信号におけるパルスの存在または欠如が２進記号すなわちビットを構成する振幅シフト・キーイングによって、無線周波数搬送波がデジタル情報で変調される。外部プログラマは、埋込み装置の近傍に配置することができるワンドに組み込まれているアンテナで、無線信号を送信し、受信する。埋込み型装置は、また、通常は装置ケースの内側の周囲に巻かれたワイヤ・コイルによって形成されるアンテナによって無線信号を生成し、受信する。心臓ペースメーカなどの埋込み型医療装置に使用されるほとんどの従来の無線周波数テレメトリ・システムは、ＲＦ信号を送信し、受信するために、埋込み型装置のアンテナと外部プログラマとの間において誘導結合を使用する。送信アンテナによって生成される誘導場は距離と共に迅速に減衰するので、そのようなシステムは、適切に作用するために、埋込み型装置と外部プログラマのワンド・アンテナとの間がごく近接していることを必要とし、通常は数インチの大きさである。この要件は臨床医にとって不便であり、テレメトリを行うことができる状況を限定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より大きな距離にわたるワイヤレス無線周波数通信は、遠距離場テレメトリの使用を必要とする。遠距離場放射を使用する通信は、はるかにより大きな距離にわたって行うことができ、それにより、外部プログラマの使用がより便利になる。また、通信範囲の増大により、患者の遠隔監視や、ネットワーク・アクセス・ポイントなどの他のタイプの外部装置との通信など、テレメトリ・システムの他の適用が可能になる。アンテナに伝達されたエネルギーの大部分が遠距離場放射として放出されるように、駆動信号の波長は、アンテナの長さより非常に長くあるべきではない。したがって、埋込み型装置において使用するのに適切なサイズのアンテナでの遠距離場無線周波数通信は、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数範囲の搬送波を必要とする。この周波数範囲について活動する送信器と受信器は、著しい量の電力（通常は数１０ミリワット）を消費する特別なＲＦ構成要素（通常はＳｉＧｅまたはＧａＡｓの半導体装置を含む）を必要とする。しかし、埋込み型医療装置は、機能しなくなる前に限定量の連続電力を供給することしかできない装置のハウジング内に包含された電池によって給電される。電池が埋込み型医療装置において機能しなくなるとき、電池は交換されなければならず、再埋込みの手続きを必要とする。したがって、電力節約は、埋込み型医療装置の無線テレメトリ・システムでは重要な設計目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、埋込み型装置の電力要件を低減する方式で、埋込み型医療装置と外部装置との間の無線周波数（ＲＦ）通信を可能にするテレメトリ・システムに関する。本発明によれば、外部装置は、埋込み型装置との通信セッションを確立するために、特別ウエイクアップ文字の繰返しシーケンスを含むデータ・セグメントを送信するようにプログラムされる。埋込み型装置は、ウエイクアップ・タイマによって決められた周期間隔である時間ウィンドウの間、送信器と受信器をパワー・アップし、外部装置によって送信された特別ウエイクアップ文字の１つの受信を待機するようにプログラムされる。埋込み型装置は、特別文字を受信する際にその送信器と受信器をパワー・アップ状態において維持し、連続する特別ウエイクアップ文字が受信され続ける限り、特別ウエイクアップ文字以外の少なくとも１つの文字を受信する際に肯定応答信号を外部装置に送信し、次いで決められた期間、外部装置からの応答を待機するようにプログラムされる。次いで、外部装置と埋込み型装置は、肯定応答信号に対する応答が埋込み型装置によって受信されるとき、通信セッションを確立することを試行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、埋込み型装置による電力消費が、ＲＦ送信・と受信構成要素のデューティ・サイクルを管理することによって低減される、埋込み型医療装置と外部装置との間の遠距離場ＲＦテレメトリを提供するシステムと方法である。長距離ＲＦテレメトリ回路（すなわち、送信器と受信器）は、通常、動作するために数１０ミリワットの大きさの電力を必要とする。一方、今日使用されている埋込み型心臓装置は、通常、マイクロワットの範囲の平均電力で動作するように設計される。これは、ＲＦテレメトリ回路が、そのような装置の電力バジェットを満たすために、デューティ・サイクルを低下しなければならないことを意味する。埋込み型装置のデューティ・サイクルの以前の例が、現在はＣａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５３４２４０８号と米国特許出願１０／０２５２２３、名称「Ａ  ＴＥＬＥＭＥＴＲＹ  ＤＵＴＹ  ＣＹＣＬＥ  ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＡＮ  ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ  ＭＥＤＩＡＣＬ  ＤＥＶＩＣＥ」に記載されている。
【０００８】
埋込み型装置のＲＦテレメトリ回路は、パワー・アップまたはパワー・ダウンすることができ、それぞれ、覚醒状態とスリープ状態と呼ばれる。埋込み型装置のＲＦテレメトリ回路のデューティ・サイクルは、埋込み型装置がそのＲＦ回路をパワー・アップして、ウエイクアップ・ウィンドウと呼ばれる特定された時間の間、外部装置からの送信をリスンする周期的ウエイクアップ間隔を確定するウエイクアップ・タイマによって決められる。外部装置からの送信に肯定応答する際、ハンドシェーク・プロトコルによって通信セッションを確立することができ、次いで、装置間においてデータを転送することができる。電力消費を最小限に抑えるために、埋込み型装置のＲＦ回路は、各ウエイクアップ間隔において可能な限り短い時間だけパワー・アップされ、一方、外部装置からのセッション要求を依然として確実に認識することができることが望ましい。埋込み型装置がそのウエイクアップ・ウィンドウ中に外部装置からのセッション要求を認識する場合、外部装置との通信セッションを確立するように十分長く覚醒しているが、そうでない場合、埋込み型装置は、次のウエイクアップ間隔が生じるまで、スリープ状態に戻る。
【０００９】
本発明によれば、外部装置は、埋込み型装置との通信セッションを確立することが望ましいとき、特別ウエイクアップ文字の繰返しシーケンスを含むデータ・フレームを送信するようにプログラムされる。埋込み型装置は、そのウエイクアップ・タイマによって確定された周期の間隔において、特定のウェイクアップ・ウィンドウ中、その送信器と受信器をパワー・アップし、外部装置によって送信された特別ウエイクアップ文字の１つの受信を待機するようにプログラムされる。埋込み型装置は、特別文字を受信する際にその送信器と受信器をパワー・アップ状態において維持し、連続する特別ウエイクアップ文字が受信され続ける限り、特別ウエイクアップ文字以外の少なくとも１つの文字を受信する際、肯定応答信号を外部装置に送信する。肯定応答信号を送信した後、埋込み型装置は、次いで特定された時間の間、外部装置からの応答を待機する。肯定応答信号に対する応答が埋込み型装置によって受信されるとき、外部装置と埋込み型装置は、ハンドシェーク・プロトコルによって通信セッションを確立するようにプログラムされる。したがって、通信セッション中、埋込み型装置のＲＦ送信器と受信器は、通信セッションの持続時間中パワー・アップ状態において維持され、または、確定されたプロトコルに従って規定間隔においてパワー・ダウンされることが可能である。
【００１０】
以下において詳細に記述されるように、ウエイクアップ・スキームは、ネットワークの参加者がワイヤレス媒体へのアクセスを競合する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルの文脈において作用するように設計することが可能である。また、一実施形態では、埋込み型装置と外部装置は、８ｂ／１０ｂなどのＤＣ平衡データ・ストリームを提供する送信コードによって通信する。そのようなビット平衡データ・ストリームがＲＦ通信において有利である。特別ウエイクアップ文字が不変であるように、特別ウエイクアップ文字は、送信コードによって変化しないビット平衡シーケンスとして選択することが可能である。
【００１１】
他の特定の実施形態では、外部装置は、埋込み型装置からデータを周期的に収集するように動作する遠隔モニタ（ＲＭ）である。したがって、遠隔モニタは、ウエイクアップ・タイマを含み、そのウエイクアップ・タイマによって確定された周期間隔で通信セッションを確立する試行の際に複数の特別ウエイクアップ文字を埋込み型装置に送信するようにプログラムすることが可能である。埋込み型装置が特別ウエイクアップ文字によって覚醒された後、埋込み型装置が、それが有するどのようなデータであってもＲＭに送信する通信セッションが確立される。しかし、埋込み型装置が送信するデータを有さない場合、通信セッションは確立後にほとんど瞬時に終了する。しかし、そのような空の通信セッションは、埋込み型装置がウエイク・アップし、ＲＭとの通信セッションを確立し、ダウンロードするものがないことを示し、次いでセッションを終了するのにかかる時間のために、埋込み型装置に対して依然としてエネルギー・コストを課す。したがって、埋込み型装置のＲＦ回路の全デューティ・サイクルは、それ自体のウエイクアップ間隔と、ＲＭが埋込み型装置をウエイク・アップしようとする間隔の両方の関数である。したがって、埋込み型装置による電力消費を低減させるために、ＲＭが埋込み型装置をウエイク・アップしようとする間隔は、空の通信セッションの数が最小限に抑えられるようにすることが望ましい。したがって、遠隔モニタは、データが収集されたような以前の正常な通信セッションが確立されたときに従って、複数の特別ウエイクアップ文字を埋込み型装置に送信する周期間隔を調節するようにさらにプログラムすることが可能である。１つの特定の実施形態では、遠隔モニタは、通信セッションを確立し、埋込み型装置からデータを毎日収集するようにプログラムされ、さらに、過去の成功通信セッションが確立された時刻に従って、埋込み型装置をウエイク・アップしようとする周期間隔を調節するようにプログラムされる。発症に応答することができるように、遠隔モニタは、使用者コマンドがユーザ・インタフェースを介して受信されるとき、通信セッションを確立するように、複数の特別ウエイクアップ文字を埋込み型装置に送信するようにプログラムすることも可能である。
【００１２】
１．例示的なハードウエア構成要素
図１は、外部装置２００と埋込み型医療装置１００の主なテレメトリ構成要素を示す。この機能ブロック図では、構成要素は、各装置において同一として示されている。この例示的な実施形態では、外部装置と埋込み型装置は、マイクロプロセッサに基づく装置であり、それぞれ、マイクロプロセッサと、装置動作全体やテレメトリを監督するデータとプログラムを記憶するためのメモリとを含むコントローラ１０２ａまたは１０２ｂを有する。コントローラによって実行されるコードは、以下で記述されるデューティ・サイクル管理スキームをも実施する。埋込み型装置１００は、ペースメーカまたは埋込み型電気的除細動器／除細動器などの心臓リズム管理装置とすることが可能であり、一方、外部装置２００は、外部プログラマ、または遠隔モニタなどのデータ収集装置とすることが可能である。ユーザ・インタフェース３００（たとえば、キーボードおよびモニタ）により、臨床医などの使用者が外部装置の動作を指示する。
【００１３】
長距離ＲＦ受信器１２０ａまたは１２０ｂと、長距離ＲＦ送信器１１０ａまたは１１０ｂが、それぞれ、埋込み型装置と外部装置のマイクロプロセッサ１０２ａまたは１０２ｂにインタフェースされる。また、各装置において、送信器と受信器は、送信／受信スイッチ１３０ａまたは１３０ｂを経てアンテナ１０１ａまたは１０１ｂに結合される。送信／受信スイッチ１３０ａと１３０ｂは、マイクロプロセッサによって制御され、送信器からアンテナまたはアンテナから受信器に無線周波数信号を渡す。装置間の通信を実施するために、デジタル・データで変調された無線周波数搬送波信号が、１つのアンテナから他のアンテナにワイヤレスで送信される。搬送波信号からデジタル・データを抽出するための復調器が各受信器に組み込まれ、搬送波信号をデジタル・データで変調するための変調器が各送信器に組み込まれている。各装置のＲＦ送信器と受信器のコントローラへのインタフェースにより、データの転送が可能になる。埋込み型装置は、以下で記述される方式でデューティ・サイクルを管理するために、コントローラがＲＦ受信器および／または送信器をパワー・アップまたはパワー・ダウンすることができる手段をも組み込む。ＲＦデューティ・サイクルを確定するためのウエイクアップ・タイマ１８０も、埋込み型装置について示されており、このタイマは、コントローラによって実行されるコードにおいて実施することができ、または離散構成要素とすることができる。図１は、埋込み型装置と外部装置の誘導結合された送信器／受信器１４０ａまたは１４０ｂおよびアンテナ１５０ａまたは１５０ｂをも示し、これによって、２つの装置が互いに物理的に近接しているとき、電力消費を懸念することなく、通信を行うことが可能である。
【００１４】
２．特定の実施形態の記述
埋込み型医療装置のワイヤレス遠隔システムは、一般に、いくつかのネットワーク参加者がワイヤレス媒体の利用可能帯域幅を共有する複数アクセス・ネットワークである。各ネットワーク参加者が、意図した受信者にデータを送信する前に、媒体へ排他的にアクセスすることができる媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを確定する。２つ以上の参加者が同時に送信することを試行するとき、衝突が生じたと言われる。あるネットワークでは、他のネットワーク活動が存在するか否かを判定するために、送信が開始されるとき、送信者が媒体をリスンすることによって衝突を検出することが可能である。衝突が検出される場合、送信者は送信を停止し、再び試行する前に、無作為な期間または確定された期間待機する。しかし、ほとんどのワイヤレス・トランシーバは、半２重モードで動作し、進行中のネットワーク活動を同時に送信し、リスンすることはできない。したがって、ワイヤレス・ネットワークのＭＡＣプロトコルは、通常、衝突が生じる確率を最小限に抑えるために、帯域外シグナリングまたはハンドシェーク・プロトコルを使用する。後者のタイプのプロトコルの例では、図２によって示される４経路ＲＴＳ−ＣＴＳ−ＤＳ−ＡＣＫ交換が、衝突を回避するために使用される。メッセージを特定の参加者に送信することを望むネットワーク参加者は、まず、送信要求（ＲＴＳ）フレームを送信し、意図した受信者からの送信可（ＣＴＳ）フレームのための決められた時間の間待機する。ＲＴＳフレームまたはＣＴＳフレームのどちらかをヒアリングしたすべてのネットワーク参加者は送信を延期する。ＣＴＳ応答を受信する際、送信者は、媒体が排他的に獲得されたと想定することができ、次いで、受信者へのデータ・セグメント（ＤＳ）の送信を開始することができる。エラーなしにデータが受信される場合、受信者は肯定応答（ＡＣＫ）フレームで応答する。肯定応答は他の参加者によるアクセスのために媒体を自由にする。本発明は、様々な実施形態において、上記で議論された媒体アクセス制御プロトコルのいずれかの文脈において動作することが可能である。
【００１５】
ａ．例示的なウエイクアップ・スキーム
ここで、外部プログラマまたは遠隔モニタ（ＰＲＭ／ＲＭ）および埋込み型装置（パルス・ジェネレータまたはＰＧと呼ばれる）を参照して、本発明の特定の実施形態について記述する。この実施形態では、ウエイクアップ・プロセスは、上述されたハンドシェーク衝突回避スキームのフレームワーク内において動作する。そのようなスキームでは、ネットワーク参加者が、ＲＴＳ−ＣＴＳ−ＤＳ−ＡＣＫシーケンスを送信することによって、いわゆるフニバーサル・ブロードキャストをネットワークのすべての他の参加者に送信することが可能である。ＰＲＭ／ＲＭは、他の参加者に送信を延期させるＲＴＳフレームとＣＴＳフレームを送信し、データ・セグメントＤＳを送信し、次いで、媒体を解放するＡＣＫフレームを送信する。ウエイクアップ・プロセスは、図３によって示され、ユニバーサル・ブロードキャストと同様であるが、ＰＧが、ＰＲＭ／ＲＭの代わりにＡＣＫフレームを提供する点が異なる。ＰＲＭ／ＲＭは、ユニバーサル・アクセス・コードを使用して、メッセージＲＴＳ、ＣＴＳ、ＤＳを送信する。ＤＳメッセージの長さは、大きな数に設定され（たとえば、２５６バイト）、メッセージ領域のデータ部分全体は、ウエイクアップ・インジケータとして使用されるためにのみ確保された特別な１０ビット文字の繰返しシーケンスに設定される（以下で記述されるように、ウエイクアップ・インジケータは、特別な８ｂ１０ｂ文字とすることが可能である）。ＰＧは、周期的にウエイク・アップし（たとえば、２０〜３０秒ごと）、ウエイクアップ特別文字を受信するために、非常に短い間隔中リスンする。この短いウエイクアップ間隔は、少なくとも１つの１０ビット特別文字の全体を受信することができるように、ＰＧのＲＦ受信器が安定した後、２０ビットよりわずかに長い大きさであることが必要である。ＰＧ受信器が定常動作状態になるように設計される任意の通常のプリアンブルが、ウエイクアップ中に存在しないことに留意することが重要である。したがって、３０ビットの全体について標準的な２０ビットよりさらに１０ビット大きい大きさである追加の時間が必要である。これは、この実施形態の最小限のウエイクアップ時間が５０＋ビット（１０＋２０＋２０）であることを意味し、これは、１１３．７Ｋｂｐｓの変調速度において４４０マイクロ秒である。以下の予測は、６ビットのマージンを見込むこの５００ｕｓより大きいマージンに基づく。１つのウエイクアップ特別文字が受信される場合、ＰＧは、いくつかのウエイクアップ特別文字をさらに受信するように十分長く覚醒に留まる。いくつかのウエイクアップ特別文字が受信される場合、ＰＧは、もはや特別文字を受信しなくなるまで覚醒に留まる。２つの連続する非特別文字（たとえば、これらは、ＤＳフレームのＣＲＣ値とすることができる）の後、ＰＧは、ＡＣＫフレームで応答し、ここで延長時間の間覚醒に留まる。このＡＣＫメッセージを正常に受信したＰＲＭは、次いで、ＰＧとの通信セッションを確立するために、プロトコル・フレームワーク内においてメッセージ・トラフィックを競合する発見プロセスを実施する。
【００１６】
直前で記述されたウエイクアップ・スキームでは、ウエイクアップ・シーケンスが送信されるとき、２つのＰＧがＰＲＭ／ＲＭの範囲にある場合、問題が生じる可能性がある。両方のＰＧがウエイク・アップして、ＡＣＫフレームでウエイクアップ・シーケンスに応答する場合、衝突が生じる。したがって、このスキームの他の修正では、ＰＲＭ／ＲＭは、予期されるＡＣＫ応答時間中、ウエイクアップ・シーケンスの送信後にＲＦ信号強度を監視し、あるＲＦ活動が認識される場合、発見プロセスを続行するようにプログラムすることが可能である。
【００１７】
上述されたウエイクアップ・スキームの利点は、ＰＲＭ／ＲＭが、ＰＧとの通信セッションを必要時に迅速に確立することができることである。ＰＧは、ＰＧが２０秒ごとにウエイク・アップし、特別文字が送信されているときにウエイク・アップする場合、２０秒以内にウエイク・アップされる（ＰＧがこの時間内に覚醒される確率は、ＰＲＭ／ＲＭによって送信される繰返し特別文字シーケンスの長さと共に増大する）。同時に、ＰＧは、遠距離場ＲＦテレメトリ・システムを動作させる電力要件を許容可能なレベルまで低減させる非常に低いデューティ・サイクルの影響を受ける。たとえば、例示的な埋込み型心臓リズム管理装置が、２２マイクロアンペアの大きさの平均電流で動作することが可能であり、電池の交換が必要となる前に６年間継続するように設計される。これは、装置は、３０５ナノアンペアの電流が流れるのに１か月かかることを意味する。ＲＦ回路がパワー・アップされるとき、その電流は４ミリアンペアの大きさである。装置が２０秒ごとにウエイク・アップして、５００マイクロ秒の間パワー・アップされているとすると、デューティ・サイクルは１／４０，０００である。したがって、ウエイク・アップによる平均電流は（しかし当然、テレメトリを実際に実施するように必要な電流は含まない）、（４ｍＡ）（１／４０，０００）＝１００ナノアンペアであり、装置に対する耐用寿命の１週間強分となる。
【００１８】
ｂ．特別ウエイクアップ文字の選択
８ｂ／１０ｂなどのＤＣ平衡符号化スキームが使用される一実施形態では、ウエイクアップ特別文字は、８ｂ／１０ｂ符号化のランニング・ディスパリティ（ＲＤ）とは関係なく、１つの値を有するように常に進行することを演繹的に認識することが望ましい。この目的を達成する第１ステップは、ビット平衡されている有効特別文字のセットからウエイクアップ・プリアンブルを選択することである。正確に５つの１および５つのゼロを有する７つのそのようなコードが存在する。ビット平衡されているコードは、送信後にランニング・ディスパリティを変化させず、それにより、連続する送信は同一の値であり、非ビット平衡コードについて生じる逆転を回避する。第２ステップは、ＤＳメッセージのデータ部分が送信されるとき、初期のランニング・ディスパリティがどのようなものであるかを判定することである。このメッセージは事前に決定されているので、ランニング・ディスパリティを判定するのは簡単な事項である。ＲＤは、初期負値（ＲＤ−）を有し、アクセス・コードの第１バイトで開始される。次いで、ＲＤは、８ｂ／１０ｂ変換のそれぞれの後に計算される。したがって、データ部分の開始時におけるＲＤは、２つのユニバーサル・アクセス・コード・バイト、コマンド・バイト、長さバイトの後のＲＤである。ウエイクアップ特別文字とユニバーサル・アクセス・コードに対する提案は、７つのビット平衡された有効特別文字の２つを選択することである。値は、以下のように選択される。
コード 特別コード名 ＲＤ− ＲＤ＋
ユニバーサル・アクセス                                                          ・コード１：            Ｋ２８．０  ００１１１１０１００  １１００００１０１１
ユニバーサル・アクセス                                                          ・コード２：            Ｋ２８．４  ００１１１１００１０  １１００００１１０１
ウエイクアップ                                                                  特別コード            ：Ｋ２９．７  １０１１１０１０００  １０１１１００１１１
ＲＤ−Ｋ２８．０とＫ２８．４コードの選択は、ユニバーサル・アクセス・コードとして使用される。送信後、ＲＤは依然として負である。コマンド・バイトと長さバイトが、次に送信される。コマンド・バイトと長さバイトは、ＤＳコマンド・コード（３）の値と長さに依存する。２５６バイト（０×１００）の長さを使用することにより、０×３１のコマンド・バイトと０×００の長さバイトが与えられる（コマンドの最下位の２つのビットは、長さの最上位ビットである）。次いで、０×３１のコマンド・バイトは、ＲＤが依然として負であるようにやはりビット平衡されているＤ１７．１の８ｂ／１０ｂコードとなる。０×００の長さバイトは、１００１１１０１００に変換されるＤ０．０の８ｂ１０ｂコードであり、再び、このコードは、ＲＤが依然として負であるようにビット平衡されている。ここで、１０１１１０  １０００のＲＤ−コードを含むウエイクアップ特別コードＫ２９．７を繰り返して送信することができるが、その理由は、ＲＤが変化しないからである。ＣＲＣは、通常の値を取ることができ、ここでは考慮する必要はないが、その理由は、データ部分のＲＤに影響を与えないからである。整列パターンは、コンマ文字であるので、８ｂ１０ｂコードＫ２８．５（００１１１１  １０１０）であることに留意されたい。
【００１９】
本発明は、以上の特定の実施形態に関して記述されたが、多くの代替、変更、修正が、当業者には明らかになるであろう。そのような代替、変更、および修正は、添付の特許請求の範囲内にあることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】埋込み型装置と外部装置のテレメトリ・システムのブロック図である。
【図２】衝突回避のためのハンドシェーク・プロトコルを示す図である。
【図３】本発明によるウエイクアップ・スキームを示す図である。
【図１】
2007532196.tif 000003
【図２】
2007532196.tif 000004
【図３】
2007532196.tif 000005
【国際調査報告】
2007532196.tif 000006
2007532196.tif 000007
2007532196.tif 000008