(57)【要約】  患者に埋め込まれた医用装置は、ＲＦ信号により作動され電力の供給を受けることができる。医用装置が送信アンテナに対して適切に向けられていない場合には、その装置に電力を供給する十分な信号エネルギーが受けられない場合がある。しかしながら、向きを最適にすることは、埋め込み位置に制約があるため保証できない。本発明の送信アンテナは、平面状で無指向性であり、そのため埋め込まれた医用装置を適当な方向に向ける必要が無い。
2007505653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物に埋め込まれた装置を作動させる無線周波信号を送信するための装置において、
無線周波信号が印加され、略平面構造を有するアンテナアセンブリが、
互いに積み重ねられた第一のアンテナ、第二のアンテナ、及び第三のアンテナを有し、
前記第一のアンテナが第一の方向に第一の電磁界を生成し、前記第二のアンテナが、前記第一の方向に略直交する第二の方向に第二の電磁界を生成し、前記第三のアンテナが、前記第一の方向及び前記第二の方向に略直交する第三の方向に第三の電磁界を生成することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第一のアンテナが、第一の軸の一方の側に第一の平面コイル部を有し、該第一の軸の他方の側に第二の平面コイル部を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第二のアンテナが、第二の軸の一方の側に第三の平面コイル部を有し、該第二の軸の他方の側に第四の平面コイル部を有し、該第二の軸が前記第一の軸に略直交することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第一の平面のコイル部、第二の平面のコイル部、第三の平面コイル部及び第四の平面コイル部のそれぞれが、２コイルターンを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第一のアンテナが、前記第一の平面コイル部と前記第二の平面コイル部とがその間に接続された第一のノード及び第二のノードと、送信線を前記第一のアンテナに接続するため、該第一のノード及び該第二のノードに接続された第一のインピーダンス整合回路とを更に備え、
前記第二のアンテナが、前記第三の平面コイル部と前記第四の平面コイル部とがその間に接続された第三のノード及び第四のノードと、もう一つの送信線を前記第二のアンテナに接続するため、該第三のノード及び該第四のノードに接続された第二のインピーダンス整合回路とを更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記第三のアンテナが、２個の端部を有する単一の平面コイルを有することを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
送信線を前記第三のアンテナに接続するための、前記２個の端部に接続されたインピーダンス整合回路を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第一のアンテナ、第二のアンテナ及び第三のアンテナが、それらの各コイル部が重ならないように異なる大きさであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
一つの導電性ローブが第一の軸の一方の側に延び、もう一つの導電性ローブが前記第一の軸の他方の側に延びている導電性ローブの第一の対を前記第一のアンテナが少なくとも有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
一つの導電性ローブが第二の軸の一方の側に延び、もう一つの導電性ローブが前記第二の軸の他方の側に延びている導電性ローブの第二の対を前記第二のアンテナが少なくとも有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第二の軸が前記第一の軸に略直交することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第三のアンテナが、間隙を有する少なくとも一つの導電性ループを備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
動物に埋め込まれた装置に無線周波信号を送信するための装置において、
アンテナアセンブリが、
医療装置を作動させるために無線周波信号が印加され、第一の対称軸の一方の側に第一のコイル部を有し、該第一の対称軸の他方の側に第二のコイル部を有する第一のアンテナと、
前記医療装置を作動させるために無線周波信号が印加され、第二の対称軸の一方の側に第三のコイル部を有し、該第二の対称軸の他方の側に第四のコイル部を有し、前記第二の対称軸が前記第一の対称軸に直交する第二のアンテナと、
前記医療装置を作動させるために無線周波信号が印加され、間隙を有する導電性ループを有する第三のアンテナと
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項１４】
前記第一、第二、第三及び第四のアンテナのそれぞれが、二つの端部を有する少なくとも一つの曲がったローブと、一方の端部に接続され、他方の端部に近接する点まで延びた直線状の導体とを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第一のアンテナの前記第一のコイル部と、前記第二のコイル部のそれぞれが複数のターンを有することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第二のアンテナの前記第三のコイル部と、前記第四のコイル部のそれぞれが複数のターンを有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第一のアンテナ、前記第二のアンテナ及び前記第三のアンテナが、互いに積み重ねられて平面アセンブリを形成することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一、第二及び第三のアンテナのそれぞれが中心点を有し、これらの全ての中心点が略一直線上にあることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナの各コイル部が、前記平面アセンブリ中で重なり合わない曲がったローブを有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナが第一の基板の対向する表面上の導電性パターンにより形成され、前記第三のアンテナが、前記第一の基板に平行な第二の基板上の導電性パターンにより形成されることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記アンテナアセンブリが略平面であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記第三のアンテナが、それぞれが間隙を有する一対の同心の導電性ループを備えることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
前記第一、第二及び第三のアンテナに接続され、それぞれ異なる一つのアンテナに印加される三つの部分にパルス信号を分割する信号分配器を更に備えたことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記信号分配器が、前記第一、第二及び第三のアンテナのそれぞれに、バラン及びインピーダンス整合回路を介して接続されていることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第一のアンテナに印加される前記パルス信号の部分が、前記第二のアンテナに印加される前記パルス信号の部分と位相が９０度ずれる機構により、前記信号分配器が前記第一のアンテナに接続されることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
動物に埋め込まれた装置に無線周波信号を送信するための装置において、
アンテナ装置が、
第一のアンテナと、第二のアンテナと、第三のアンテナとであって、それぞれが平面構造を有し、該第一、該第二及び該第三のアンテナの一つがその他の二つのアンテナの間に配置された該第一、該第二及び該第三のアンテナと、
該第一のアンテナと該第二のアンテナのそれぞれが、軸の一方の側に延びて離間して設けた第一及び第二の端部を有する第一のローブと、離間して設けた第三及び第四の端部を有し、該第三の端部が前記第一の端部に近接して、前記第一のローブの内側で延びる第二のローブと、前記軸の他方の側に延びて、離間して設けた第五及び第六の端部を有する第三のローブと、離間して設けた第七及び第八の端部を有し、該第七の端部が前記第五の端部に近接して、前記第三のローブの内側で前記軸の他方の側に延びる第四のローブと、を有し、前記第一のローブの前記第一の端部が、前記第二のローブの前記第四の端部に接続され、前記第二の端部が、前記第一のローブの前記第一の端部と前記第三のローブの前記第五の端部の間のノードに接続され、かつそこから引き離され、前記第六の端部が前記ノードに接続され、前記第二のローブの前記第三の端部が前記第四のローブの前記第七の端部に接続された前記第一のアンテナ及び前記第二のアンテナと、
前記第一のアンテナの前記軸が、前記第二のアンテナの前記軸に直交し、
第九及び第十の端部、ならびにそれらの間にある間隙を有する第一の環状導体と、該第一の環状導体の内側にあって、第十一及び第十二の端部並びにそれらの間にあるもう一つの間隙とを有し、前記第十の端部が前記第十一の端部に接続されている第二の環状導体とを有する第三のアンテナと、
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２７】
前記第一及び前記第二のローブが、略半円形状であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第一及び前記第二のアンテナのそれぞれが、送信線を各アンテナに接続するために前記ノード、前記第三の端部及び前記第七の端部に接続されたインピーダンス整合回路を更に備えたことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記第三のアンテナが、送信線を該第三のアンテナに接続するために前記第九の端部及び前記第十二の端部に接続されたインピーダンス整合回路を更に備えたことを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物に埋め込まれた医療装置に無線周波信号を送信するための装置に係り、特に、無線信号が、埋め込まれた装置に、刺激収縮のためのエネルギーを心臓組織に供給させる心臓ペーシング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自然の心臓搏動が遅くなりあるいは中断した人々に対する救済手段は、心臓ペーシング装置を埋め込むことである。心臓ペーシング装置は、心臓を刺激して規則的な間隔で鼓動させる小さな電子装置である。その装置は、患者の胸に埋め込まれて心臓を連続的に刺激する電気パルスを発成するパルス発生器から成る。特定の心筋に隣接して置かれた数本の電極にパルス発生器から電線が延びている。これらの心筋は、電気的に刺激されると、隣接する心臓の房を収縮させる。
【０００３】
刺激を必要とする心臓の房の筋肉中に電極を置けるように、心臓に入る動脈又は静脈中に電線を伸ばすことは、極めて一般的である。電線は、動脈又は静脈を通って多少の距離伸びるのが一般的で、１個又は２個の心臓弁を通り抜けることもある。他の患者では、パッチ電極が外側の心臓表面に置かれて、電線が組織を通ってペーシング装置まで延びている。どちらの型の電線配置についても、電極を心臓の適当な位置に取り付けて、筋肉を刺激して収縮を生じることが重要である。したがって、血液循環等の他の生理機能に対する有害な影響を最小にして、心臓への刺激を最大にするように電極を適当に配置することが望ましい。
【０００４】
米国特許第６，４４５，９５３号に記載されたもののような、より新しい無線ペーシング装置が提案されている。このタイプの装置においては、心臓の刺激が発生する場所に配置された刺激装置に従来のペーシング回路から無線周波（ＲＦ）信号が送信される。例えば、この刺激装置は、心臓の血管に埋め込まれたステント上に装着することができる。電気刺激パルスを心臓組織に印加するステントを無線周波信号が作動させる。心臓を刺激するための電力は無線周波信号のエネルギーから得られる。
【０００５】
この無線システムの難点の一つは、最大のＲＦエネルギーが刺激装置により受信されることを確保することにある。ステントの場合、アンテナは、円柱形の表面に配置されたコイルであり、コイルの巻きを貫く方向に向いた電磁界から最も大きなエネルギーを受ける。しかし、ステントは患者の体の異なる方向に埋め込むことができ、送信機のアンテナの向きも同様に変化するので、ＲＦ信号からの電磁界がステントアンテナに対して適当に向いていることを保証することは困難である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
動物に埋め込まれた装置を作動させる無線周波信号を送信するためのアンテナアセンブリを提供する。このアンテナアセンブリは、略平面構造をしており、互いに重なり合った第一、第二、第三のアンテナを有する。第一のアンテナは第一軸に沿って伝播する第一の電磁波を放射し、第二のアンテナは、第一軸に略直交する第二軸に沿って伝播する第二の電磁波を放射する。第三のアンテナは、第一軸及び第二軸に略直交する第三軸に沿って伝播する第三の電磁波を放射する。
【０００７】
したがって、電磁波は、このアンテナアセンブリから全方向に放射され、受信する医療装置は、送信装置に対する医療装置の方向に無関係に電磁波からエネルギーを得ることができる。
このアンテナアセンブリの望ましい実施の形態においては、第一のアンテナは、第一の対称軸の一方側の第一のコイル部と、この第一の対称軸の他方側にある第二のコイル部とを有する。第二のアンテナは、第二の対称軸の一方側の第三のコイル部と、この第二の対称軸の他方側にある第四のコイル部とを有する。ここで、第二の対称軸は、第一の対称軸に直交する。送信された信号は、第二のアンテナに印加される信号の位相と９０度ずれて第一のアンテナに印加されることが望ましい。これにより、第一及び第二のアンテナから円偏光したＲＦ信号が放射される。第三のアンテナは、円偏光ＲＦ信号に直交して伝播する第三の電磁波を放射する導電性の単一コイル部を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
最初に図１を参照して、心臓１１を鼓動させる電気刺激を印加する装置１０は、ペーシング装置１２と、心筋中又は心筋外に血液が流れる動脈又は静脈１４中に配置された１以上の血管電極ステント２０及び２１とを有する。より詳細に後述するように、ペーシング装置１２は、埋め込まれた血管電極ステント中に電流を生じて心筋を刺激する無線周波信号１６を放射する。
【０００９】
図２を参照すると、電極ステント２０は、心臓１１の動脈又は静脈１４中に置かれている。電極ステント２０の本体２３は、狭くなった血管を拡大するのに用いられる周知の拡張可能血管ステントと同様なデザインを有している。このような血管ステントは、一般に、最初は比較的小さな径に縮んでいて患者の動脈又は静脈を自由に通過できるような管状のデザインを有している。
【００１０】
電極ステント２０を埋め込む手順は、従来の血管ステントに対して用いられる手順と同様である。例えば、標準的なカテーテルの端部にあるバルーンが、縮んで、径の小さい形状の電極ステント２０中に挿入される。そして、このアセンブリは、切り口を通って患者の皮膚に近い静脈又は動脈中に挿入され、血管系を通って、心臓１１に隣接する適当な位置に達する。具体的には、電極ステント２０は、刺激を与えなければならない心筋部分に隣接する心臓動脈又は静脈１４中に最終的に置かれる。そして、カテーテルのバルーンが膨らんで、血管電極ステント２０を膨張させ、この膨張により、図２に示すように、動脈又は静脈１４がわずかに拡張し、電極ステント２０が血管壁に埋め込まれる。動脈又は静脈１４がわずかに拡大し、電極ステントが管状にデザインされていることにより、この装置を通って血液が比較的妨害されずに流れることができる。バルーンがしぼまされ、カテーテルが患者から取り除かれ、切り口が閉じられる。電極ステント２０は、電極をペーシング装置１２に接続する電線が何も無い状態で動脈又は静脈中に残される。
【００１１】
図２及び図３を参照すると、血管電極ステント２０は本体２３を有し、その上に信号受信回路２２が装着されている。信号受信回路２２は、アンテナ２８、無線周波信号検出器２６及び刺激器を有する。刺激器は、例えば、第一及び第二の電極２４及び２５により形成されている。アンテナ２８は、複数回巻かれ、無線周波信号検出器２６の入力端に接続されたコイルを有している。無線周波信号検出器２６は、ペーシング装置１２から放射されるＲＦ信号１６の周波数（例えば２７ＭＨｚ）に同調させることができるが、必ずしも同調された回路である必要は無い。無線周波信号１６を検出すると、検出器２６は、その信号のエネルギーを異なる電圧のパルスに変換し、このパルスが第一及び第二の電極２４及び２５に印加される。この電極は患者の心臓の組織と共に電気回路の経路を形成し、その組織を刺激することができる。したがって、ペーシング装置１２が無線周波信号１６を放射する度に、電極ステント２０の近傍に電界パルスが生じ、それにより電極に隣接する心筋が刺激される。
【００１２】
本発明が特に関心を持つのは、図４に詳細を示すペーシング装置１２である。このペーシング装置の内部回路と動作の大半は、従来の心臓ペースメーカのものと同様である。しかし、電線を介して刺激電極に印加されるペーシング信号の代わりに、無線周波信号が発生される。ペーシング装置１２は、（図示しない）電池により電力の供給を受ける。
【００１３】
ペーシング装置１２は、心臓ペーシング装置１０により用いられる所定周波数（例えば２７ＭＨｚ）の無線周波信号を生成する局部発信器４０を有する。この無線周波信号は、増幅器４２の入力端に印加され、増幅器４２は、従来のペーシング信号発生器４１からのトリガ信号によりゲート制御される。ペーシング信号発生器４１の回路は、心臓刺激パルスがいつ必要かを決定するための従来の医用装置中に用いられているものと同じものである。この決定に基づく出力信号により、増幅器４２が局部発信器４０からの無線周波信号のバーストを通過させることができる。
【００１４】
増幅器４２の出力端は信号分配器４３の入力端に接続され、信号分配器４３は、無線周波信号を、等しい電力の３つの信号部分に分割する。各信号部分は、中心導体とシールド導体とを有する別個の同軸ケーブル等の個別の送信線４５、４６及び４７を介してアンテナアセンブリ４４に送信される。第一の送信線４５は、第二の送信線４６より長く、各信号はそれらのアンテナの端部で９０度位相がずれている。
【００１５】
シールド導体は、信号分配器４３に隣接した端部のみで接地されているので、このアンテナ端部は、該シールド導体のインダクタンスにより、接地電位ではない。このことにより、そうでなければアンテナアセンブリ４４に送信されるはずのエネルギーを散逸させる送信線４５‐４７中に定在波が形成される可能性がある。その結果、各送信線４５から４７は、アンテナアセンブリ４４中に別個のバラン４８、４９又は５０を備えている。バラン４８から５０は送信線のグランドを分離し、したがってシールドのアンテナの端部を高インピーダンスにして、定在波を減少させる。例えば、このバランは、５ターンの同軸送信線のつる巻き線により形成され、第一ターンと最終ターンとでシールド導体の両端に接続されるコンデンサを備えているが、他のタイプのバランも用いることができる。このバランは、ＲＦ信号の周波数に同調したＬＣ並列共振器である。バラン４８から５０を通り抜けた後で、各送信線４５、４６又は４７は、整合回路５１，５２又は５３により３個のアンテナ５６，５７又は５８の一つにそれぞれ接続され、増幅器の出力インピーダンスと送信線インピーダンスとを各アンテナの入力インピーダンスに整合させる。
【００１６】
図５を参照すると、アンテナアセンブリ４４の３個の平面アンテナ５６，５７又は５８は、一方を他方の上に重ねた多層、積層構造であり、例えば１５から１７ｃｍの直径を有する円形をしている。第一及び第二のアンテナ５６及び５７は、第一の基板５４の対向する表面上に導電性のストライプにより構成され、一方、第三のアンテナ５８は、第二のアンテナ５７に当接する第二の基板５５と反対側表面上に導電性ストライプにより形成される。なお、第二の基板５５は、第一の基板５４の反対側に設けることができ、この場合は第一のアンテナ５６に当接することとなる。各基板は、硬質又は可撓性のプリント回路基板に以前より用いられてきたタイプの電気的に非導電性の材料であり、導電性のストライプは、基板の一つ以上の表面に接着された材料である。可撓性基板を用いることにより、外部から付けるアンテナアセンブリ４４をわずかに曲げて、患者の胸の外表面に適合させることができる。
【００１７】
第一のアンテナ５６の導電性パターンを図６に示し、第一のアンテナ５６は、第一の対称軸６５を跨いで対称に配置された第一及び第二のコイル部５９及び６０を有するコイルを備えている。例えば、各コイル部５９及び６０は、２ターン有しており、各ターンは、一般に半円のローブと、第一の対称軸６５に平行な直線状の導体とにより形成される。もっと多数のターン、あるいはただ一回のターンを有するコイル部は、アンテナアセンブリの所定の用途に使用しても良い。具体的には、第一のコイル部５９は第一の導電性ローブ６１を有し、第一の導電性ローブ６１は、第一の対称軸６５の一方の側で外側に延伸し、第一の対称軸６５に近接してはいるが離間されている第一の端部６６と第二の端部６７とを有している。第一のコイル部５９の第二のローブ６２は、第一のローブ６１の内側でそれから離れて延伸し、第一の端部６６に近接した第三の端部６８と、第一のローブの第二の端部６７に近接した第四の端部６９とを有する。第一の直線状の導体７６が、第一のローブ６１の第一の端部６６を第二のローブ６２の第四の端部６９に接続し、第二の直線状の導体７８が、第一のローブ６１の第二の端部６７を第一のノード７４に接続する。第一のノード７４は、第一のローブ６１の第一の端部６６に近接した第一の対称軸６５上にある。
【００１８】
第二のコイル部６０は第三のローブ６３により形成され、第三のローブ６３は、第一のコイル部５９から第一の対称軸６５の反対側で外側に延伸し、第一のローブ６１の第一の端部６６に近接してはいるが離れている第五の端部７０を有している。第三のローブ６３は第六の端部７１を有している。第二のコイル部６０の第四のローブ６４は、第三のローブ６３の内側にあり、第三のローブの第五の端部７０に近接した第七の端部７２を有し、第六の端部７１に近接した第八の端部７３を有する。第三の直線状の導体８０が、第三のローブ６３の第六の端部７１を第一のノード７４に接続する。第四の直線状の導体８２が、第四のローブ６４の第八の端部７３を第三のローブ６３の第五の端部７０に接続する。
【００１９】
第一のノード７４は、第一のローブ６１の第一の端部６６と第三のローブ６３の第五の端部７０との間の間隙を部分的に満たす短い導電性の要素である。第二のノード８４は、もう一つの短い導電性の要素により形成され、第二及び第四のローブ６２及び６３のそれぞれ第三及び第七の端部６８及び７２間で第一のノード７４に近接する第一の対称軸６５上に配置されている。第二のローブ６２の第三の端部６８と第四のローブ６４の第七の端部７２とは、絶縁されたジャンパ線８５及び８６により第二のノード８４に電気的に接続されている。第一及び第二のノード７４及び８４は、第一の送信線４５を第一のアンテナ５６の第一及び第二のコイル部５９及び６０に接続するための端子を提供する。
【００２０】
第一のアンテナ５６は第一の整合回路５１により第一の送信線４５に接続されている。具体的には、第一の整合回路５１は、その送信線の中央導体をアンテナの第二のノード８４に接続する第一の、即ちインピーダンス整合コンデンサ９２を有する。第一の送信線４５は、第一のノード７４に直接的に接続されるシールド導体も有し、第二の、即ち、同調コンデンサ９４は、第一及び第二のノード７４及び８４の間に接続されている。第一の送信線の第一及び第二のノード７４及び８４への接続により、信号分配器４３からの無線周波信号が第一のアンテナ５６に印加される。このことにより、第一のアンテナ５６が、アンテナの中央に矢印で示した方向に電磁界Ｂを放射する。
【００２１】
第二のアンテナ５７の導電パターンが図７に示され、該導電パターンは、第一の基板５４上で９０度回転していることを除いて、第一のアンテナ５６の導電パターンと同一である。第二のアンテナ５７は、第二の対称軸１０５を間にして向き合う第三及び第四のコイル部９８及び９９を有する。例えば、これらのコイル部９８及び９９のそれぞれは、２ターン有しており、各ターンは、一般に半円のローブと、第二の対称軸１０５に平行な直線状の導体とにより形成される。具体的には、第三のコイル部９８は第五の導電性ローブ１０１を有し、該第五の導電性ローブ１０１は、第二の対称軸１０５の一方の側で外側に延伸し、第二の対称軸１０５に近接してはいるが離れている第九の端部１０６と第十の端部１０７とを有している。第三のコイル部９８の第六のローブ１０２は、第五のローブ１０１の内側でそれから離間して延伸し、第九の端部１０６に近い第十一の端部１０８と、第五のローブの第十の端部１０７に近接した第十二の端部１０９とを有する。第五の直線状の導体１１６が、第五のローブ１０１の第九の端部１０６を第六のローブ１０２の第十二の端部１０９に接続し、第六の直線状の導体１１８が、第五のローブの第十の端部１０７を第三のノード１１４に接続する。第三のノード１１４は、第五のローブ１０１の第九の端部１０６に近接した第二の対称軸１０５上にある。
【００２２】
第四のコイル部９９は第七のローブ１０３により形成され、該第七のローブ１０３は、第三のコイルから第二の対称軸１０５の反対側で外側に延伸し、第五のローブ１０１の第九の端部１０６に近接してはいるが離れている第十三の端部１１０を有している。第七のローブ１０３は第十四の端部１１１を有している。第四のコイル部９９の第八のローブ１０４は、第七のローブ１０３の内側にあり、第七のローブの第十三の端部１１０に近接した第十五の端部１１２を有し、第十四の端部１１１に近接した第十六の端部１１３を有する。第七の直線状の導体１２０が、第七のローブ１０３の第十四の端部１１１を第三のノード１１４に接続する。第八の直線状の導体１２２が、第八のローブ１０４の第十六の端部１１３を第七のローブ１０３の第十三の端部１１０に接続する。
【００２３】
第三のノード１１４は、第五のローブ１０１及び第七のローブ１０３それぞれの第九の端部１０６及び第十三の端部１１０の間の短い導電性の要素である。第四のノード１２４は、第六のローブ１０２及び第八のローブ１０４のそれぞれ第十一の端部１０８及び第十五の端部１１２の間で第三のノード１１４に近接する第二の対称軸１０５上に配置された短い導電性の要素である。第六のローブ１０２の第十一の端部１０８と第八のローブ１０４の第十五の端部１１２とは、絶縁されたジャンパ線１２５及び１２６により第四のノード１２４に電気的に接続されている。第三のノード１１４及び第四のノード１２４は、第二の送信線４６を第二のアンテナ５７の第三のコイル部９８及び第四のコイル部９９に接続するための端子を提供する。
【００２４】
第二のアンテナ５７は第二の整合回路５２により第二の送信線４６に接続されている。具体的には、第二の整合回路５２は、その送信線の中央導体を第二のアンテナの第四のノード１２４に接続する一つのコンデンサ１２８を有する。第二の送信線４６は、第三のノード１１４に直接的に接続されるシールド導体も有し、もう一つのコンデンサ１２９は、第三のノード１１４及び第四のノード１２４の間に接続されている。第二の送信線４６の第三のノード１１４及び第四のノード１２４への接続により、信号分配器４３からの無線周波信号が第二のアンテナ５７に送信される。このことにより、第二のアンテナ５７が、アンテナの中央に矢印で示した方向に電磁界Ｂを放射する。この電磁界Ｂは、第一のアンテナ５６により生成された電磁界の方向に直交している。
【００２５】
図８を参照すると、第三のアンテナ５８は、２ターンの単一コイル１３０を備えている。単一コイル１３０は、望ましくは円形である、一対の同心、環状導体１３１及び１３２により形成されている。当然のことであるが、第三のアンテナ５８は、アンテナアセンブリ４４の特定の用途に応じてターン数を少なくあるいは多くしてもよい。第一の環状導体１３１は間隙を有し、それにより第十七の端部１３４及び第十八の端部１３５を形成している。第二の環状導体１３２は、第一の環状導体１３１の内側にあり、同様に間隙を有し、それにより第十九の端部１３６及び第二十の端部１３７を形成している。架橋導体１３８が、第十八の端部１３５を第十九の端部１３６に接続する。
【００２６】
第三のアンテナ５８は、第三の整合回路５３により第三の送信線４７に接続されている。第三の送信線４７の中央導体は、コンデンサ１４１を介して、第一の環状導体１３２の第十七の端部１３４に接続されている。第三の送信線４７のシールド導体は直接第二十の端部１３７に接続されている。もう一つのコンデンサ１４２が、第十七の端部１３４及び第十二の端部１３７の間に接続されている。第三のアンテナ５８は、図の平面に垂直な方向に電磁界Ｂを放射する。
【００２７】
第二のアンテナ５７の各ローブ１０１〜１０４の半径は、第一のアンテナ５６のローブ６１〜６３の半径と異なっており、その結果、図５から明らかなように、各導体が、積層したアンテナアセンブリ４４中で互いに重なりあうことがない。同様に、第三のアンテナ５８の第一及び第二の環状導体１３１及び１３２の半径は、他の二つのアンテナ５６及び５７中のローブの半径と異なるように示されており、その結果、その導体パターンは、アンテナローブのいずれの導体とも重ならない。このように三個の平面のアンテナ５６〜５８のそれぞれの導体要素をずらすことにより、隣り合うアンテナ間での容量結合が減少する。あるいは、中間回路基板層が実質的な誘電体となり、有害な容量結合を妨げるので、第一及び第三のアンテナが互いに重なった導体パターンでも良い場合がある。
【００２８】
再び図４を参照すると、ペーシング信号発生器４１が刺激パルスが必要であると決定すると、増幅器４２がトリガされ、局部発信器４０からの無線周波信号のバーストを通過させる。そして、信号分配器４３が、３個のアンテナ５６〜５８用に信号を３つの部分に分割する。これらの信号部分は、バラン４４〜４６及び整合回路５０〜５２の一つの組み合わせを介して、アセンブリ４４内の各アンテナ５６〜５８に印加される。第一にアンテナ５６に給電する第一の送信線４５は、第二のアンテナ５７用の第二の送信線４６より長いため、第一のアンテナ５６への信号部分は、第二のアンテナ５７に送信される信号部分に対して位相が９０度ずれている。その結果、アンテナアセンブリ４４の平面に平行な円偏光ＲＦ場が、第一及び第二のアンテナ５６及び５７により生成される。この平面におけるこの円偏光場は、ＲＦ場の全方向配電を達成するために重要である。第一及び第二のアンテナ５６及び５７が、同位相の信号を受信すると、各アンテナの方向に対して４５度の方向に線形場が生成される。これは、その方向に向けられた単一のアンテナにより達成される場と同一である。
【００２９】
第三のバラン４６と第三の整合回路５２とを介して給電される第三の信号部分は、第三のアンテナ５８に送信される。このアンテナは円形にデザインされているので、他の二つのアンテナ５６及び５７により生成された円偏光場に直交する方向に伝播する無線周波数波が放射される。放射されたＲＦ場のそれぞれの方向の結果、アンテナアセンブリ４４は全方向場を形成し、この全方向場は、送信機のアンテナアセンブリ４４に対するステントの方向とは無関係に、埋め込まれたステント上の回路に電圧を誘起する。
【００３０】
上記記載は、主として本発明の好ましい実施の形態について記載した。本発明の範囲内で、様々な代替発明が考えられるとしても、本発明の実施形態の開示から、現時点のおいて明らかである追加的な代替発明は当業者であれば容易に想到し得ることは明らかである。例えば、本発明は心臓ペーシング装置に関して説明したが、この新規なアンテナは、急な発作の制御のための脳への刺激などの身体の他の組織への電気的な刺激のための装置に使用しても良い。本アンテナは、動物に埋め込まれた検出装置との通信に使用しても良い。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の記載から判断すべきであり、上記開示によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】患者に埋め込まれた心臓ペーシング装置を示す。
【図２】心臓ペーシング装置の血管電極ステントを有する血管の等角・破断図である。
【図３】血管電極ステント上の電気回路の概略ブロック図である。
【図４】本発明を組み込んだ図１のペーシング装置の概略ブロック図である。
【図５】ペーシング装置のアンテナアセンブリの横断面図である。
【図６】アンテナアセンブリ中の第一のアンテナを示す。
【図７】アンテナアセンブリ中の第二のアンテナを示す。
【図８】アンテナアセンブリ中の第三のアンテナを示す。
【符号の説明】
【００３２】
１１    心臓
１２    ペーシング装置
２０    ステント
２６    検出器
２８    アンテナ
４０    局部発信器
４１    ペーシング信号発生器
４２    増幅器
４３    信号分配器
４４    アンテナアセンブリ
４５，４６，４７    送信線
４８，４９，５０    バラン
５１，５２，５３    整合回路
５４    第一の基板
５５    第二の基板
５６    第一のアンテナ
５７    第二のアンテナ
５８    第三のアンテナ
５９    第一のコイル部
６０    第二のコイル部
６１，６２，６３，６４    ローブ
１０１，１０２，１０３，１０４    ローブ
１１４，１２４    ノード
１２８，１２９    コンデンサ
１３０    単一コイル
１３１，１３２    環状導体
１３６，１３７    端部
１３８    架橋導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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