(57)【要約】  優雅な停止回路を収容する改良された埋め込み型パルス発生器（ＩＰＧ）を開示する。マグネットセンサは、緊急停止磁石の存在を検知する。マグネットセンサの出力は、信号調整回路によって調節される。信号調整回路の出力は、ＩＰＧ回路への電力を遮断する電力遮断スイッチに給送される前に遅延要素によって遅延される。割り込み信号は、差し迫った停止の指標として遅延要素の前からＩＰＧプロセッサに経路指定される。プロセッサは、遅延要素によってもたらされた遅延が経過した時に電力遮断スイッチが起動する前に、緊急停止イベントのロギング、開いているファイルの保存及び閉鎖、揮発性メモリから不揮発性メモリへのデータの保存などのような停止作動を実施する停止ルーチンを開始する。マグネットセンサ、信号調整回路、及び遅延要素は、ＩＰＧの回路の残りとは別に給電される。【選択図】      図４
2013523256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み型医療装置のための停止回路であって、
埋め込み型医療装置の外部にあるソースからの停止信号を無線で検知した時にセンサ出力を生成するためのセンサと、
前記センサ出力を受信するためのかつ該センサ出力を受信した後の遅延時間後に遅延センサ出力を生成するための遅延回路と、
前記センサ出力の受信時に停止ルーチンを開始するプロセッサと、
前記遅延センサ出力の受信時に前記プロセッサから電源を切断するスイッチと、
を含むことを特徴とする回路。
【請求項２】
前記センサは、磁場センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記センサは、遠隔測定アンテナを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置の治療作動を停止することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記停止ルーチンは、前記プロセッサ内で実行しているアクティブリソースを停止することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項６】
不揮発性メモリを更に含み、
前記停止ルーチンは、データを前記不揮発性メモリに書き込む段階を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記データは、前記埋め込み型医療装置のステータスに関するデータを含むことを特徴とする請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記データは、少なくとも１つのタイムスタンプを含むことを特徴とする請求項６に記載の回路。
【請求項９】
前記センサは、前記センサ出力を調整するための調整回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
前記停止ルーチンは、第１の時間をかけて完了し、
前記遅延時間は、前記第１の時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項１１】
埋め込み型医療装置を停止する方法であって、
前記埋め込み型医療装置の外部にあるソースからの停止信号を前記埋め込み型医療装置において無線で受信する段階と、
前記受信した停止信号から、遅延時間だけ遅れている遅延停止信号を生成する段階と、
前記受信センサ出力の受信時に前記埋め込み型医療装置において停止ルーチンを開始する段階と、
前記遅延停止信号の受信時に前記埋め込み型医療装置を電源から切断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記停止信号は、静磁場を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記停止信号は、遠隔測定指令を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置の治療作動を停止することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置内で実行しているアクティブリソースを停止することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記停止ルーチンは、データを不揮発性メモリに書き込む段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記データは、前記埋め込み型医療装置のステータスに関するデータを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記データは、少なくとも１つのタイムスタンプを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記遅延停止信号を生成する段階の前に前記受信した停止信号を調整する段階を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記停止ルーチンは、第１の時間をかけて完了し、
前記遅延時間は、前記第１の時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、本明細書においてその全内容が引用により組み込まれている２０１０年３月２６日出願の米国特許仮出願番号第６１／３１８，１９８号の恩典を請求するものである。
【０００２】
本発明は、埋め込み型医療装置のための改良された緊急停止回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
埋め込み型刺激装置は、心不整脈を治療するペースメーカー、心細動を治療する除細動器、難聴を治療する蝸牛刺激器、視覚消失症を治療する網膜刺激器、協働四肢移動を生成する筋刺激器、慢性疼痛を治療する脊髄刺激器、移動及び精神的疾患を治療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、その他を治療する他の神経刺激器のような様々な生物学的疾患の治療のために体神経及び組織に対して電気刺激を発生させて送出する装置である。以下に示す説明は、一般的に、米国特許第６，５１６，２２７号明細書に開示するような「脊髄刺激（ＳＣＳ）」システムにおける本発明の使用に重点が置かれることになる。しかし、本発明は、あらゆる埋め込み型医療装置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、例えば、チタンのような導電材料で形成された生体適合性装置ケース３０を含む「埋め込み型パルス発生器（ＩＰＧ）」１００を含む。ケース３０は、典型的には、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、ＩＰＧはまた、外部ＲＦエネルギによりかつバッテリなしに給電することができる。ＩＰＧ１００は、電極１０６が電極アレイ１１０を形成するような１つ又はそれよりも多くの電極リード（２つのこのようなリード１０２及び１０４が示されている）を通じて電極１０６に結合される。電極１０６は、各電極に結合した個々の信号線１１２及び１１４も収容する可撓性本体１０８上に担持される。図示の実施形態では、Ｅ1−Ｅ8のラベル付きの８つの電極がリード１０２上にあり、Ｅ9−Ｅ16のラベル付きの８つの電極がリード１０４上にあるが、リード及び電極の数は、特定用途向けであり、従って、異なる可能性がある。リード１０２、１０４は、例えば、エポキシを含むことができる非導電性ヘッダ材料３６において固定されたリードコネクタ３８ａ及び３８ｂを使用してＩＰＧ１００に結合する。
【０００５】
図２に示すように、ＩＰＧ１００は、典型的には、ＰＣＢ１６に装着されたマイクロプロセッサ、集積回路、及びコンデンサのような様々な電子構成要素２０と共に、プリント基板（ＰＣＢ）１６を含む電子基板アセンブリ１４を含む。外部コントローラ１２の間でデータを送信／受信するのに使用する遠隔測定コイル１３と、外部充電器５０を使用して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とである２つのコイル（より一般的にはアンテナ）が、一般的にＩＰＧ１００に存在する。遠隔測定コイル１３は、典型的には、図示のようにＩＰＧ１００のヘッダ３６内に装着され、フェライトコア１３’に巻き付けることができる。
【０００６】
上述のように、手持ち式プログラマー又は臨床医のプログラマーのような外部コントローラ１２は、無線でＩＰＧ１００にデータを送信し、これからデータを受信するのに使用される。例えば、外部コントローラ１２は、プログラミングデータをＩＰＧ１００に送信し、ＩＰＧ１００が患者に提供することになる治療を判断することができる。同様に、外部コントローラ１２は、ＩＰＧのステータスに関して報告される様々なデータのようなＩＰＧ１００からのデータの受信機として作用することができる。ＩＰＧ１００のような外部コントローラ１２はまた、ＰＣＢ７０を収容し、その上に電子構成要素７２が、外部コントローラ１２の作動を制御するように置かれる。コンピュータ、携帯電話、又は他の手持ち式電子装置のために使用するものに類似し、かつ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むユーザインタフェース７４は、医師又は臨床医が外部コントローラ１２を作動させることを可能にする。外部コントローラ１２の間のデータの通信は、コイル（アンテナ）１７によって可能である。
【０００７】
同じく典型的には手持ち式装置である外部充電器５０は、ＩＰＧ１００に電力を無線で伝達するのに使用され、この電力をＩＰＧのバッテリ２６を再充電するのに使用することができる。外部充電器５０からの電力の伝達は、コイル（アンテナ）１７’によって可能である。ここで基本的説明目的のために、外部充電器５０は、外部コントローラ１２に類似する構成を有するとして描かれているが、実際には、それらは、当業者が認めるようにそれらの機能性に従って異なることになる。
【０００８】
外部装置１２及び５０とＩＰＧ１００との間の無線データ遠隔測定及び電力伝達は、誘導結合及び具体的には磁気誘導結合により起こる。このような機能性を実施するために、ＩＰＧ１００と外部装置１２及び５０の両方は、対として互いに作用するコイルを有する。外部コントローラ１２の場合には、コイルの関連の対は、コントローラからのコイル１７及びＩＰＧ１００からのコイル１３を含む。外部充電器５０の場合には、コイルの関連対は、充電器からのコイル１７’及びＩＰＧ１００からのコイル１８を含む。
【０００９】
データが、例えば、外部コントローラ１２からＩＰＧ１００に送られることになる時に、コイル１７は、交流電流（ＡＣ）で励起される。データを伝達するコイル１７のこのような励起は、米国特許公開第２００９／００２４１７９号明細書に開示するような例えば「周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）」プロトコルを使用して行うことができる。コイル１７を励起することで、次に、ＩＰＧのコイル１３の電圧を誘導する磁場を生成し、これは、閉鎖ループ経路を備えた時に対応する電流信号を生成する。この電圧及び／又は電流信号は、次に、元のデータを修復するように復調することができる。データをＩＰＧ１００から外部コントローラ１２に送信することは、基本的に同じ方法で行われる。
【００１０】
電力が外部充電器５０からＩＰＧ１００に送信される時に、コイル１７’は、この場合も同様に交流電流で励起される。このような励起は、一般的に一定の周波数のものであり、データの伝達中に使用するものよりも大きい規模のものとすることができるが、それ以外は、関係する基礎物理特性は類似している。
【００１１】
ＩＰＧ１００はまた、充電コイル１８のインピーダンスを変調することによってデータを通信して外部充電器５０に戻すことができる。このインピーダンスの変化は、送信データを修復するように反映を復調する外部充電器５０のコイル１７’に反映される。データをＩＰＧ１００から外部充電器５０に送信するこの手段は、「荷重移動キーイング（ＬＳＫ）」として公知であり、バッテリの容量、充電が完了して外部充電器が止まることができるか否か、及び他の関連充電変数のようなＩＰＧ１００のバッテリ２６の充電中の関連データを通信するのに有用である。ＩＰＧ１００から外部充電器へのＬＳＫ通信は、米国特許公開第２０１０／０１７９６１８号明細書に更に説明されている。
【００１２】
公知のように、データ又は電力の誘導送信は、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、特に医療埋め込み型装置システムにおいてそれを有用にする。データ又は電力の送信中に、コイル１７及び１３又は１７’及び１８は、好ましくは、同一直線軸に沿って及び互いにできるだけ近くコイルと平行である平面にある。コイル１７及び１３の間のこのような向きは、一般的に、それらの間の結合を改善することになるが、理想的な向きからの逸脱でも、適切に信頼できるデータ又は電力伝達をもたらすことができる。
【００１３】
ＩＰＧ１００は、ユーザ又は臨床医が緊急の場合にＩＰＧ１００を停止することを可能にする回路を含むことができる。このような緊急時は、ＩＰＧ１００が、正常に機能せず、望ましくないほど患者を過度に刺激し、刺激を全く与えない、その他の時に現れる可能性がある。図３は、緊急停止のためにＩＰＧ１００において従来使用されている回路３０２を示している。ユーザ又は臨床医は、患者の身体上のＩＰＧ１００が位置するその位置の近くに磁石３００を持ってくる。リードスイッチのようなマグネットセンサ３０６は、その磁場を検知することによって磁石３００の存在を検出し、電気信号（電圧又は電流）を信号調整回路３０８に送信する。信号調整回路３０８は、マグネットセンサ３０６から受信したあらゆる浮遊及び過渡信号（例えば、リードバウンス）を抑制する。磁石３００の存在を示す十分な信号が検出された状態で、信号調整回路３０８は、スイッチ３１０を開く信号を出力する。スイッチ３１０が開いた状態で「装置の残り（ＲＯＤ）」３１２は、バッテリ２６から切断されることになる。ＲＯＤ３１２は、典型的には、ＩＰＧ１００の機能に介入する全ての回路を含むことになる。例えば、ＲＯＤ３１２は、マイクロプロセッサ、充電回路、遠隔測定回路、刺激回路、揮発性及び不揮発性メモリ、その他を含むことができる。バッテリから切断される時に、それらの回路は、機能を止めることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６，５１６，２２７号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００９／００２４１７９号明細書
【特許文献３】米国特許公開第２０１０／０１７９６１８号明細書
【特許文献４】米国特許公開第２０１０／０１２５３１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
緊急停止の目的は、ＩＰＧ１００によって受け入れられているあらゆる刺激を直ちに休止することであるとすることができるが、図３に示すような突然の停止は、ある一定の欠点を有する可能性がある。例えば、揮発性メモリ（例えば、ＲＡＭ）に記憶されたあらゆるデータは、失われることになり、そのデータは、電流刺激プログラムパラメータを含むことができる。電流刺激パラメータが不揮発性メモリに（例えば、刺激パラメータファイルの中に）記憶／保存されるように意図された場合、突然の電力損失は、マイクロプロセッサが保存作動を完了するのを阻止する場合がある。他の場合には、マイクロプロセッサは、電力損失が起こる時に揮発性メモリから不揮発性メモリにデータを移動する過程にあるということも可能である。これは、部分データ記憶だけをもたらす場合があり、場合によっては、不揮発性メモリに記憶されたデータを破損する。
【００１６】
他の場合には、解析の点から見て、緊急停止自体に関連付けられたデータを記録することが有用である可能性がある。しかし、突然の停止は、マイクロプロセッサがこの情報を不揮発性メモリにログインすることを可能にすることはできない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この問題の解決法は、ＩＰＧ１００又は他の埋め込み型医療装置のための改良された緊急停止回路の形態で本発明の開示に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】電極アレイを従来技術に従ってＩＰＧに結合する方式を示す図である
【図１Ｂ】埋め込み型医療装置を示す図である。
【図２】埋め込み型医療装置、外部コントローラ、及び外部充電器の間の関係を示す図である。
【図３】ＩＰＧの従来の緊急ＩＰＧ停止回路を示す図である。
【図４】適切な停止をもたらす図３のＩＰＧのために改良された緊急停止回路の第１の実施形態を示す図である。
【図５】図４の緊急停止回路の詳細な例示的な回路図である。
【図６】図６Ａ〜６Ｄは、図４及び図５に示す回路の様々な信号のタイミング図である。
【図７】ＩＰＧによって実施される停止作動を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に示す説明は、脊柱刺激（ＳＣＳ）システムにおける本発明の使用に関する。しかし、本発明は、そのように限定されるものではなく、あらゆるタイプの埋め込み型医療装置システムに使用することができることを理解すべきである。
【００２０】
本発明は、図４に示すように、埋め込まれた緊急停止回路４０２の信号調整器３０８とスイッチ３１０の間に遅延要素４１２を含むことによってＩＰＧ１００の緊急停止中のデータ損失の問題に対処する。信号調整回路３０８の出力が電力遮断スイッチ３１０に直接給送される図３の緊急停止回路３０２と対照的に、代わりに図４の緊急停止回路４０２は、出力が電力遮断スイッチ３１０に給送される前に信号調整回路３０８の出力を遅延させる。更に、信号調整器３０８の出力は、ＲＯＤ３１２への割り込み信号４１４として提供される。その結果、信号調整回路３０８が、磁石３００が検出されていることを示す信号を出力するとすぐに、ＲＯＤ３１２は、差し迫った緊急時停止の割り込み信号４１４の形態で通知を受信する。割り込み信号４１４は、それが、緊急停止イベントのロギング、開いているファイルの保存及び閉鎖などのような停止作動を実施することを可能にする停止ルーチンを直ちに開始することができる（下で更に説明する）プロセッサ４１８の割り込みピンに給送される。遅延要素４１２によって生成されるタイミング遅延（Ｔd）は、時間がアプリケーションの間で異なる可能性がある開始停止ルーチンを完了するのに十分な時間をプロセッサ４１８に提供するように選択される。
【００２１】
猶予期間遅延Ｔdの経過後に、遅延要素４１２は、信号４１６を出力する。信号４１６は、停止スイッチ３１０の入力及びプロセッサ４１８のリセットピンＲＳＴに給送される。信号４１６を受信すると、スイッチ３１０（これは通常は閉じている）は開かれ、結果としてバッテリ２６からＲＯＤ３１２を切断する。マグネットセンサ３０６、信号調整回路３０８、及び遅延要素４１２を含む緊急停止回路４０２は、ＲＯＤ３１２とは別に給電される。更に、緊急停止回路４０２は、ＲＯＤ３１２を実施しているものとは別の基板上に実施することができる。これは、緊急停止回路４０２に影響を及ぼすことからＲＯＤ３１２において起こる場合があるシステム故障を低減する。
【００２２】
図５は、緊急停止回路４０２の詳細な例示的な回路図である。磁場が、マグネットセンサ３０６によって検知されない時のデフォルト状態では、マグネットセンサの出力は、プルダウン抵抗器Ｒpull down５２１によって引き落とされる。従って、信号調整回路３０８の出力４１４は低い。信号調整回路３０８の出力４１４は、プロセッサ（図４の４１８）の割り込み入力に結合される点に注意すべきである。プロセッサ４１８は、プロセッサの割り込み入力が論理高値にある時にのみ、割り込みルーチンを起動すると仮定する。従って、デフォルト状態では、プロセッサは、割り込まれない。更に、インバータ５３１及び５３４により、遅延要素４１２の出力４１６も論理低であり、コンデンサ５３３は、完全に充電される。従って、停止スイッチ３１０は、閉じたままであり、ＲＯＤ３１２をバッテリ２６に接続された状態にしておく。言い換えると、磁石３００による緊急停止の検出がなければ、ＲＯＤ３１２は、電力を受信し続ける。
【００２３】
上述のように、緊急停止が必要である時に、磁石３００をＩＰＧ１００に近づける。マグネットセンサ３０６は、磁石３００の接近を検知する。磁石３００は、典型的には、地球の磁場（〜０．５ガウス）よりもかなり大きい磁場を生成する永久磁石である。マグネットセンサ３０６は、好ましくは、それが、地球の磁場だけに置かれた時に出力を生じないが、磁石３００によって生成する磁場に置かれた時に出力を生じるように設計される。いくつかのタイプの磁場センサ３０６、例えば、リードスイッチ、ＩｎＳｂ磁気抵抗器、ホール装置、ＧＭＲセンサ、その他を使用することができる。
【００２４】
例として、図５は、マグネットセンサ３０６として使用されているリードスイッチ５１２を示している。リードスイッチ５１２の一端は、供給電圧Ｖbatに接続され、一方、他端は、プルダウン抵抗器Ｒpull down５２１に接続される。プルダウン抵抗器Ｒpull down５２１は、ほぼＧＮＤに等しい電圧にマグネットセンサ３０６の出力での電圧を維持する。リードスイッチ５１２は、磁石３００の磁場の存在によって磁化した１対の可撓性強磁性接点を含む。この磁化は、接触を互いに引き付けて回路を閉じさせる。それによって結果としてマグネットセンサ３０６の出力が引き上げられる。
【００２５】
マグネットセンサ３０６の出力が高値と低値の間で切り換わり又は変動することは珍しいことではない。これは、リードスイッチ５１２内のリードバウンスにより又は磁石３００の不規則な動きによって引き起こされる可能性がある。変動はまた、患者が、通常、家又は職場の周囲に近い状態で遭遇するＤＣモータ及び他の電気装置の磁石のような磁石３００以外の磁石によって引き起こされる可能性がある。このような変動が、実際の緊急停止条件として解釈されることは望ましくない。従って、信号調整回路３０８内に抵抗器Ｒf５２２及びコンデンサＣf５２３によって形成されたローパスフィルタは、マグネットセンサ３０６の出力に接続され、ローパスフィルタは、マグネットセンサ３０６の出力をそれがインバータ５２５に給送される前に濾過する。ローパスフィルタの周波数応答は、Ｒf及びＣfの値によって調整することができる。抵抗器Ｒf５２２及びコンデンサＣf５２３によって形成されたローパスフィルタは、図５に示されているが、当業者は、トランジスタ、演算増幅器などのような構成要素を使用して設計した能動フィルタも使用することができることを理解するであろう。
【００２６】
インバータ５２５、シュミットトリガ５２６、及びバッファ５２７は、マグネットセンサ３０６のフィルタ出力をデジタル化する。マグネットセンサ３０６のフィルタ出力が十分に高値に到達した状態で、インバータ５２５の出力は低くなる。インバータ５２５への入力、すなわち、マグネットセンサ３０６の出力は、受動フィルタにより比較的ゆっくりと高いところから低いところへ移行することができる。これは、典型的には（必須ではないが）、ＣＭＯＳ技術を使用して埋め込まれたインバータ５２５を通して過度の電流引き込みを引き起こす可能性がある。特に、ＣＭＯＳ論理状態遷移中に受信する「クローバ電流」は、フィルタによって悪化する可能性がある。このクローバ電流を制限するために、電流源５２４は、インバータ５２５の供給電圧（Ｖbat）と直列に置かれる。
【００２７】
インバータ５２５の出力は、反転シュミットトリガ５２６に給送され、これは、たとえインバータ５２５の出力が比較的ゆっくりと高いところから低いところへ変化しても、急速に低いところから高いところに移行することになる。シュミットトリガ５２６の出力は、バッファ５２７の入力に給送され、これは、トリガ５２６への入力に続く。信号条件回路３０８の作動は、マグネットセンサ３０６の濾過されていない出力と信号条件回路３０８のデジタル化出力とをそれぞれ示す図６Ａ及び図６Ｂに見ることができる。時間ＴSCは、磁石３００が、信号調整回路３０８の出力が高くなる瞬間までマグネットセンサ３０６によって最初に検知される瞬間から要する時間を示し、基本的には信号を適正に調整するのに要する時間を表している。ＴSCは、通常猶予期間遅延Ｔdよりも有意に小さくなると考えられ、猶予期間遅延の一部として含まれる場合がある。
【００２８】
信号調整回路３０８の出力は、２つの位置、すなわち、割り込み信号４１４としてプロセッサ４１８に及び遅延要素４１２に給送される。プロセッサ４１８への割り込み４１４は、ＩＰＧ１００の制御式停止を実施するプロセッサ４１８内で割り込み処理ルーチンを開始する。遅延要素４１２は、必要な停止作動を実施するのに十分な時間をプロセッサ４１８に与えるように設計された量Ｔdだけ信号調整回路３０８からの出力をスイッチ３１０の開放から遅延させる。プロセッサ４１８の停止作動は、図７に対して以下でより詳細に説明される。
【００２９】
遅延要素４１２は、インバータ５３１、遅延コンデンサ５３３、及びインバータ５３４を含む。信号調整回路３０８の出力に接続されたインバータ５３１の入力が低いところから高いところに変化する時に、インバータ５３１の出力は、高いところから低いところに変化する。デフォルト状態（緊急停止がない）では、遅延コンデンサ５３３は、高い状態まで完全に充電される点に注意すべきである。従って、遅延コンデンサに蓄積された電荷は、インバータ５３１及び電流源５３２のｎ−ＭＯＳトランジスタ（図示せず）を通じてグランドＧＮＤに排出される。インバータ５３１の出力が高いところから低いところに進むのにかかる時間量は、遅延コンデンサ５３３を放電するのにかかる時間量に依存し、その時間は、遅延コンデンサ５３３のサイズ、インバータ５３１のｎ−ＭＯＳトランジスタのサイズ、及び電流源５３２の値に依存する。小さいサイズのｎ−ＭＯＳトランジスタ及び小さい値の電流源５３２を有することで、コンデンサを放電するのにかかる時間を延長させることができる。放電時間はまた、遅延コンデンサ５３３のサイズを増大させることによって延びる可能性がある。インバータ５３１の出力が高いところから低いところに変化し始める時に、インバータ５３４の出力は、低いところから高いところに変化し始める。インバータ５３４の場合には、インバータ５３４の出力におけるキャパシタンスは、インバータ５３４及び電流源５３５のｐ−ＭＯＳトランジスタ（図示せず）を通じて充電される。インバータ５３４の出力におけるキャパシタンスは、主に相互接続キャパシタンスになる。この相互接続キャパシタンスを充電するのに必要な時間量は、電流源５３５の値及びインバータ５３４のｐ−ＭＯＳトランジスタのサイズに依存する。電流源５３５の値を低減することにより、放電時間が延びる可能性がある。同様に、ｐ−ＭＯＳトランジスタのサイズを縮小することにより、放電時間が延びることになる。いずれの場合でも、それらの様々な値は、遅延要素４１２が提供する合計遅延Ｔdを設定する。遅延Ｔd後に、遅延要素４１２の出力は、図６Ｃに示すように高くなる。この時間において、停止スイッチ３１０が開かれ、バッテリ２６からＲＯＤ３１２を切断する。
【００３０】
上述のように、信号調整回路３０８の出力は、プロセッサ４１８に割り込み信号４１４として給送される。プロセッサ４１８は、１つ又はそれよりも多くの割り込みピンを有することができる。好ましくは、割り込み信号４１４は、割り込み信号４１４が決して無視されないように、プロセッサ４１８のマスク不可能割り込み（ＮＭＩ）ピンに接続される。割り込みを受信すると、プロセッサ４１８は、その割り込みピンに関連付けられた停止ルーチンのような割り込み処理ルーチン（ＩＳＲ）を開始し、そのＩＳＲは図７に示されている。このＩＳＲは、時間Ｔdが経過する前、すなわち、ＲＯＤ３１２がその電源から切断される前に、緊急停止イベントのロギング、開いているファイルの保存及び閉鎖などのような停止作動を実施する。
【００３１】
段階７０２では、プロセッサ４１８は、ウォッチドッグタイマ４２２（図４）をリフレッシュする。ウォッチドッグタイマ４２２は、所定の時間間隔が完了するとプロセッサ４１８をリセットし、かつカウンタとして埋め込むことができる。例えば、ＦＦＦＦの初期カウントを有するダウンカウンタは、それが００００に達する時にプロセッサ４１８をリセットすることになる。プロセッサ４１８は、それが００００に達する前にカウンタをリセットすることによってウォッチドッグタイマを定期的にリフレッシュする。それが００００に達する前のウォッチドッグタイマの非サービス提供は、故障条件又は状態の表示として機能を果たすことができる。従って、ウォッチドッグタイマ４２２によるプロセッサ４１８のリセットは、プロセッサを通常作動に戻すことができる。段階７０２では、プロセッサ４１８が、停止作動を実施するのに最大利用可能時間に専念することができるように、停止ルーチンの最初にウォッチドッグタイマ４２２を正しい状態にリセットする。図４のウォッチドッグタイマ４２２は、プロセッサ４１８から個別の存在として示されているが、プロセッサ４１８がウォッチドッグタイマ４２２を含むのは珍しくない点に注意すべきである。
【００３２】
段階７０４では、プロセッサ４１８は、患者に与えるあらゆる刺激を停止し、すなわち、埋め込み型医療装置によって実施されているあらゆる治療作動を止める。代替的に、埋め込み型医療装置の作動は、完全に止めなくてもよく、患者に対してより安全な異なるモードに入ることができる。例えば、神経刺激器では、停止ルーチンの開始は、最も感受性が高い患者に対してさえも従来的に安全であることが公知であるレベルまで刺激設定のマグニチュードを単に低減することができる。
【００３３】
段階７０６では、プロセッサ４１８は、不揮発性メモリ４２０（図４）に記憶されたログファイルに緊急停止イベントをログする。これは、更に解析するために遠隔測定して外部コントローラ１２に戻ることができる様々なステータスのデータを含む。このようなステータスのデータは、電流バッテリ電圧Ｖbat、刺激状態のデータ、緊急停止イベントが起こった時の時間を含むタイムスタンプなどのような作動パラメータを含むことができる。タイムスタンプは、内部ＩＰＧクロック（図示せず）から導出することができる。場合によっては、内部ＩＰＧクロックは、不正確な場合があるが、米国特許公開第２０１０／０１２５３１６号明細書に開示された技術は、この点に関して役立つ可能性がある。
【００３４】
段階７０８では、プロセッサ４１８は、ファイルシステムのようなあらゆる開いている又はアクティブなリソースを停止して閉じる。これは、ログファイル、刺激データを収容する刺激ファイル、又はプロセッサ４１８の作動に対して必要なシステムファイルの閉鎖を伴う可能性がある。開いている又はアクティブなファイルを同時に閉じることにより、突然の停止に関連付けられたデータの破損又は損失を低減又は回避することができる。ファイルを閉じる段階はまた、開いているファイルに関連付けられたデータを不揮発性メモリ４２０の中に保存する段階を含むことができる。
【００３５】
段階７１０では、プロセッサ４１８は、あらゆる残りの情報ではあるが必要な情報を揮発性メモリ（図４に示されていない）から不揮発性メモリ４２０に記憶する。プロセッサ４１８は、次に、それが全く追加指令を受け入れない（段階７１２）状態に入る。これは、外部コントローラ１２又は外部充電器５０が、ＩＰＧ１００が緊急停止を受け入れていることを気付かない場合があり、指令及び／又は命令を送信し続けることができることに起因する。ＩＰＧ１００が停止の準備をしているので、あらゆるこのような指令又は命令は無視される。プロセッサ４１８は、遅延時間Ｔdが経過するまで段階７１２に留まり、プロセッサ４１８は、遅延要素４１２からリセットＲＳＴ信号４１６を受信し（段階７１４）、その信号はまた、スイッチ３１０を開き、電源（例えば、バッテリ２６）からＲＯＤ３１２を切断する。図６Ｄに示すように、この時点で、ＲＯＤにおける電源電圧は、指数関数的に減衰し始めることになり、完了するまで時間Ｔfを取り、その時間は、急である場合がある。しかし、ＩＳＲは、Ｔd中に完了するように設計されるので、ＩＰＧ１００は、電源電圧のこの減退により影響を受けない。
【００３６】
プロセッサ４１８が非作動にされていた場合、プロセッサ４１８は、上述の停止ルーチンを実行することはできないことになる。このような場合には、ＲＯＤ３１２は、依然として電源から切断され、リセットＲＳＴ信号４１６は、依然として遅延Ｔd後にプロセッサ４１８に与えられる。
【００３７】
磁石３００は、ＩＰＧ１００の近くから取り外され、ＩＰＧ１００が通常作動に戻ることを可能にすることができる。例えば、磁石３００が、ＩＰＧ１００から離れるように移動する時に、リードスイッチ５１２は開き、Ｖbatからマグネットセンサの出力を切断することになる。その結果、マグネットセンサ３０６の出力及び最終的に割り込み信号４１４は、両方とも緊急停止状態がもはや存在しないことを示すように引き下げられる。この時点で、ＲＯＤ３１２は、依然として電源から切断されている点に注意すべきである。割り込み信号４１４が、低いところへ移行し始めると、プロセッサ４１８へのリセット信号４１６も低くなり、スイッチ３１０は、遅延要素による何らかの遅延後に閉じられる。（高いところから低いところへの移行は、遅延要素４１２内の回路の平衡が取られていない場合、Ｔｄの低いところから高いところへの移行遅延とは異なって遅延する場合がある点に注意すべきである。）プロセッサ４１８及びＲＯＤ３１２は、次に、初期化に入り、ＩＰＧ１００の通常作動を復元することができる。
【００３８】
改良された緊急停止回路は、簡単な磁石から磁場を受ける時に起動されると開示したが、技術の適用は、そのように限定されていない。代わりに、センサは、一般的に、埋め込み型医療装置の外部のあらゆるソースから無線で通信されるあらゆる停止信号を検知することができる。例えば、停止信号は、外部コントローラ１２又は外部充電器５０からセンサ３０６に遠隔測定された停止指令を含むことができ、この場合のセンサ３０６は、コイル又は他のアンテナを含む。たとえこのような比較的高性能の手段がＩＰＧに信号を送って停止するのに使用されても、改良された回路４０２は、依然として制御された適切な方式でＩＰＧを停止するように作動することができる。
【００３９】
本発明の特定的な実施形態を図示して説明したが、上記説明は、本発明をそれらの実施形態に限定するように考えられるものではないことは理解すべきである。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く行うことができることは当業者には明らかであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲によって定めるような本発明の精神及び範囲に属することができる代替形態、修正、均等物を網羅するように意図している。
【符号の説明】
【００４０】
２６  バッテリ
１００  埋め込み型パルス発生器
３００  磁石
３０６  マグネットセンサ
４０２  緊急停止回路
４１８  プロセッサ
【図１Ａ】
2013523256.tif 000003
【図１Ｂ】
2013523256.tif 000004
【図２】
2013523256.tif 000005
【図３】
2013523256.tif 000006
【図４】
2013523256.tif 000007
【図５】
2013523256.tif 000008
【図６】
2013523256.tif 000009
【図７】
2013523256.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月29日(2013.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み型医療装置のための停止回路であって、
埋め込み型医療装置の外部にあるソースからの停止信号を無線で検知した時にセンサ出力を生成するためのセンサと、
前記センサ出力を受信するためのかつ該センサ出力を受信した後の遅延時間後に遅延センサ出力を生成するための遅延回路と、
前記センサ出力の受信時に停止ルーチンを開始するプロセッサと、
前記遅延センサ出力の受信時に前記プロセッサから電源を切断するスイッチと、
を含むことを特徴とする回路。
【請求項２】
前記センサは、磁場センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記センサは、遠隔測定アンテナを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置の治療作動を停止することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記停止ルーチンは、前記プロセッサ内で実行しているアクティブリソースを停止することを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項６】
不揮発性メモリを更に含み、
前記停止ルーチンは、データを前記不揮発性メモリに書き込む段階を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記データは、前記埋め込み型医療装置のステータスに関するデータを含むことを特徴とする請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記データは、少なくとも１つのタイムスタンプを含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記センサは、前記センサ出力を調整するための調整回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
前記データの書き込む段階は、第１の時間をかけて完了し、
前記遅延時間は、前記第１の時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項６に記載の回路。
【請求項１１】
埋め込み型医療装置を停止する方法であって、
前記埋め込み型医療装置の外部にあるソースからの停止信号を前記埋め込み型医療装置において無線で受信する段階と、
前記受信した停止信号から、遅延時間だけ遅れている遅延停止信号を生成する段階と、  前記受信した停止信号の受信時に前記埋め込み型医療装置において停止ルーチンを開始する段階と、
前記遅延停止信号の受信時に前記埋め込み型医療装置を電源から切断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記停止信号は、静磁場を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記停止信号は、遠隔測定指令を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置の治療作動を停止することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記停止ルーチンは、前記埋め込み型医療装置内で実行しているアクティブリソースを停止することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記停止ルーチンは、データを不揮発性メモリに書き込む段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記データは、前記埋め込み型医療装置のステータスに関するデータを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記データは、少なくとも１つのタイムスタンプを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記遅延停止信号を生成する段階の前に前記受信した停止信号を調整する段階を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記停止ルーチンは、第１の時間をかけて完了し、
前記遅延時間は、前記第１の時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2013523256.tif 000011
2013523256.tif 000012
2013523256.tif 000013