(57)【要約】  本発明は、移植可能供給ユニット（２）及び移植可能医療ユニット（３）を含む移植可能医療装置（１）に関する。移植可能供給ユニット（２）は、密閉された供給ユニット筐体（２１）、電池（２３）、非ガルバニック結合によって電池（２３）から移植可能医療ユニット（３）に電力を供給するための供給ユニット電力カプラ（２６）、医療ユニット（３）との非ガルバニックデータ通信用の供給ユニットデータカプラ（２７）、移植されていない遠隔装置（５）との非ガルバニック通信用の供給ユニット通信インタフェース（２４）、医療ユニット（３）を供給ユニット（２）に解放可能に機械的に結合するための供給ユニット結合構成（２１２、２１３）を含む。電池（２３）、供給ユニット電力カプラ（２６）、供給ユニットデータカプラ及び供給ユニット通信インタフェース（２４）は、供給ユニット筐体（２１）によって囲まれている。医療ユニット（３）は、密閉された医療ユニット筐体（３１）、連続グルコースメータモジュールを含む機能性医療モジュール（３２、３２ａ）、非ガルバニック結合によって供給ユニット電力カプラ（２６）から電力を受け取る医療ユニット電力カプラ（３６）、医療ユニットデータカプラ（３７）、供給ユニット（２）との非ガルバニックデータ通信用の医療ユニットデータカプラ（３７）、供給ユニット結合構成（２１２、２１３）の相手側要素として構成された医療ユニット結合構成を含む。
2021535783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植可能医療装置（１）であって、前記移植可能医療装置（１）が移植可能供給ユニット（２）及び移植可能医療ユニット（３）を含み、
前記移植可能供給ユニット（２）が、
ａ．密閉された供給ユニット筐体（２１）と、
ｂ．電池（２３）と、
ｃ．供給ユニット電力カプラ（２６）であって、前記供給ユニット電力カプラ（２６）が、非ガルバニック結合によって前記電池（２３）から前記移植可能医療ユニット（３）に電力を供給するように構成されている、供給ユニット電力カプラ（２６）と、
ｄ．供給ユニットデータカプラ（２７）であって、前記供給ユニットデータカプラ（２７）が、前記医療ユニット（３）との非ガルバニックデータ通信用に構成されている、供給ユニットデータカプラ（２７）と、
ｅ．供給ユニット通信インタフェース（２４）であって、前記供給ユニット通信インタフェースが、移植されていない遠隔装置（５）との非ガルバニック通信用に構成されている、供給ユニット通信インタフェース（２４）と、
ｆ．供給ユニット結合構成（２１２、２１３）であって、前記供給ユニット結合構成（２１２、２１３）は、前記医療ユニット（３）を前記供給ユニット（２）に解放可能に機械的に結合するように構成されている、供給ユニット結合構成（２１２、２１３）と
を含み、
前記電池（２３）、前記供給ユニット電力カプラ（２６）、前記供給ユニットデータカプラ及び前記供給ユニット通信インタフェース（２４）が、前記供給ユニット筐体（２１）によって囲まれており、
前記医療ユニット（３）が、
ａ．密閉された医療ユニット筐体（３１）と、
ｂ．機能性医療モジュール（３２、３２ａ）であって、前記機能性医療モジュール（３２、３２ａ）が、連続グルコースメータモジュールであるか、又はそれを含む、機能性医療モジュール（３２、３２ａ）と、
ｃ．医療ユニット電力カプラ（３６）であって、前記医療ユニット電力カプラ（３６）が、非ガルバニック結合によって前記供給ユニット電力カプラ（２６）から電力を受け取り、それによって前記医療ユニット（３）に電力を供給するように構成された、医療ユニット電力カプラ（３６）と、
ｄ．医療ユニットデータカプラ（３７）であって、前記医療ユニットデータカプラ（３７）が、前記供給ユニット（２）との非ガルバニックデータ通信用に構成されている、医療ユニットデータカプラ（３７）と、
ｅ．医療ユニット結合構成であって、前記医療ユニット結合構成が、前記供給ユニット結合構成（２１２、２１３）の対抗要素として構成されている、医療ユニット結合構成と
を含む、移植可能医療装置（１）。
【請求項２】
前記供給ユニット電力カプラ（２６）が供給ユニット電力カプラコイル（２６ａ）を含み、前記医療ユニット電力カプラ（３６）が対応する医療ユニット電力カプラコイル（３６ａ）を含む、請求項１に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項３】
前記医療ユニット（３）が強磁性結合部材（３８）を含み、前記医療ユニット電力カプラコイル（３６ａ）が前記強磁性結合部材（３８）の周囲に円周方向に配置されている、請求項２に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項４】
前記医療ユニット筐体（３１）が細長い医療ユニット筐体部材（３１ａ）を含み、前記強磁性結合部材（３８）が前記細長い医療ユニット筐体部材（３１）によって囲まれており、前記供給ユニット筐体（２１）が、受容凹部（２１３）を含み、前記受容凹部（２１３）が、前記細長い医療ユニット筐体部材（３１ａ）の少なくとも一部を受容するように構成され、前記供給ユニット電力カプラコイル（２６ａ）が、前記受容凹部（２１３）の周りに円周方向に配置されている、請求項３に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項５】
前記供給ユニット電力カプラ（２６）が前記供給ユニットデータカプラ（２７）と一体的に形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項６】
前記電池（２３）が充電式電池（２３）であり、前記移植可能供給ユニット（２）が、前記移植可能供給ユニット（２）の移植状態で前記電池（２３）を非ガルバニック充電するための充電カプラ（２５）を含む、請求項１から５のいずれかに記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項７】
前記充電カプラ（２５）が、前記供給ユニット通信インタフェース（２４）と一体的に形成される、請求項６に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項８】
前記供給ユニット電力カプラ（２６）が供給ユニット電力カプラコイル（２６ａ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項９】
前記供給ユニット結合構成（２１２、２１３）が、前記医療ユニット（３）の少なくとも一部を受容するために、前記供給ユニット筐体（２１）内に受容凹部（２１３）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項１０】
前記供給ユニット電力カプラコイル（２６ａ）が、前記受容凹部（２１３）の周りに円周方向に配置されている、請求項８又は９に記載の移植可能医療装置（１）。
【請求項１１】
移植可能医療ユニット（３）に電力を供給する方法であって、前記方法が、請求項１から１０のいずれか一項に記載の移植可能医療装置（１）を提供することと、
ａ．前記移植可能医療装置（１）の前記移植可能医療ユニット（３）と、前記移植可能医療装置（１）の前記移植可能供給ユニット（２）とを解放可能に機械的に結合することと、
ｂ．前記医療ユニット（３）の医療ユニット電力カプラ（３６）を、前記供給ユニット（２）の供給ユニット電力カプラ（２６）と非ガルバニック結合し、それにより、前記供給ユニット（２）の電池（２３）から前記医療ユニット（３）に電力を供給することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記非ガルバニック結合が誘導結合である、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移植可能医療ユニット及び移植可能供給ユニットを備えた移植可能医療装置に関する。本発明は更に、移植可能医療ユニットの電力供給用の移植可能供給ユニット、並びに移植可能医療ユニットに電力を供給する方法に関する。用途の１つの分野は、移植可能連続グルコースメータである。
【背景技術】
【０００２】
移植可能医療装置は、例えば、心臓ペースメーカ、脳ペースメーカ、移植可能輸液ポンプ、人工内耳、又はグルコースなどの身体パラメータの移植可能測定装置として広く知られている。
【０００３】
糖尿病治療の分野では、連続グルコースメータは、テストストリップに基づくいわゆるスポット測定装置に比べて多くの利点を提供するため、ますます多く使用されている。連続グルコースメータは、通常、例えば、組織に配置された３つの測定電極、及び関連する回路のセットの電気化学的測定原理に依存している。スポット測定装置とは対照的に、それらは連続的又は準連続的、例えば、数分ごと、及び／又はオンデマンドでグルコース情報を提供する。
【０００４】
いくつかの利用可能なグルコースメータは、一般に、体外の皮膚に配置され、電極を運ぶ皮下又は経皮的要素を含む。そのような設計のために、電池の形態の電源は、典型的には皮膚接着パッチとして、体外の部分に回路とともに配置される。連続グルコースメータは、一般に、糖尿病患者（ＰｗＤ、ユーザとも呼ばれる）によって実質的に昼夜を問わず連続的に携帯されるため、ユーザの皮膚は、経皮的要素によって常に突き刺される。これは、かゆみ、湿疹、場合によっては重度の炎症などの副作用を引き起こすことが知られている。
【０００５】
このような欠点を回避するために、完全に移植可能な連続グルコースメータが開発された。
【発明の概要】
【０００６】
そのような移植可能連続グルコースメータ、及び他のタイプの移植可能医療装置、例えば、脳ペースメーカ又は人工内耳の場合、電気エネルギー供給を介して装置に電力を供給することは重要な問題である。電池を内蔵した移植可能装置の場合、電池容量は装置全体の寿命を制限する要因となることが多く、したがって他の構成要素が無傷で機能している場合でも、装置の除去及び交換が必要になるまでの時間を決定する。一方、電池の寿命が他の構成要素に比べて長い場合、電池容量を十分に活用することはできない。これは、例えば、典型的な移植可能連続グルコースメータ用のように電池のコストが装置の総コストと比較して比較的高い装置では特に重要である。
【０００７】
電源の状況を改善するために、電池の形態の自律電源を持たないが、皮膚上に配置された体外供給ユニットを介した誘導結合によって経皮的に連続的に電力を供給される移植可能医療装置が開発された。しかしながら、移植された装置の位置は移植部位によって決定され、それに応じて固定されるので、供給ユニットはまた、典型的には接着パッチとして、対応する固定位置で皮膚上に配置される必要がある。供給ユニットのこの連続的な取り付けはまた、かゆみ、湿疹、場合によっては炎症などの影響も引き起こす。
【０００８】
欧州特許第３０１０４１５号明細書は、センサ及び送信機が完全に移植可能であり、ケーブルを介して接続されている測定システムを開示している。センサ及び送信機は、体のさまざまな領域に配置される。これには、システムの移植及び除去には、患者の体の少なくとも２つの位置での手術が必要であるという欠点がある。また、ケーブルは患者に不便をかける可能性があり、ケーブルが故障する危険性がある。
【０００９】
欧州特許第２２３４６６６号明細書は、ケーブルを備えた送信機モジュールと、ケーブルを介して送信機モジュールと取り外し可能に接続された電池モジュールとを含む完全に移植可能医療装置を開示している。これにより、電池モジュールを送信機モジュールから簡単に取り外すことができるため、簡単に交換できる。ただし、ケーブルが故障する恐れがある。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１８／００２８８２５号明細書は、電池及び送受信機を含む主移植モジュールが埋め込まれている移植可能聴覚システムを開示している。主移植モジュールは、ケーブルを介して受信器コイル及び刺激アセンブリに接続されている。そのため、ケーブルが故障する恐れがある。また、データ及びエネルギーの転送は比較的効率が低い。
【００１１】
国際公開第２０１５／０２３２９１号Ａ１は、人工内耳への電力供給に関するものである。一実施形態では、人工内耳モジュール及び別個の電池モジュールが提供される。中継コネクタは、誘導電力伝達を介して非ガルバニックで解放可能な結合を提供する。更なる実施形態では、移植可能オーバーモールドは、移植可能サウンドプロセッサ及び電池を含み、コネクタ接合部及びケーブルを介して移植可能人工内耳モジュールと結合される。
【００１２】
米国特許出願公開第２０１７／１７３３４５号Ａ１は、長期移植可能医療装置への電力供給に関するものである。開示された構成は、移植可能機能ユニット、移植可能二次電力ユニット、及び体外一次電力ユニットを含む。一次電力ユニットから、電力は、二次電力ユニットに供給され、二次電力ユニットから機能ユニットに誘導結合を介して供給される。
【００１３】
国際公開第２０１６／１６１７８８１７号Ａ１は、電池パッケージ及び電子装置を備えた移植可能システムを開示しており、これらは両方とも、身体に埋め込まれ、磁気整列構造を介して結合され得る。電子装置は、誘導結合を備えた無線電力送受信機を介して電池パッケージから電力を供給される。
【００１４】
本発明の全体的な目的は、移植可能装置の電源に関する状況を改善することである。有利には、最先端技術の前述の欠点が軽減又は回避される。全体的な目的は、一般的に、独立クレームの主題によって達成される。
【００１５】
本開示による移植可能医療ユニットと組み合わせて使用するための移植可能供給ユニットは、
ａ）密閉された供給ユニット筐体と、
ｂ）電池と、
ｃ）供給ユニット電力カプラであって、供給ユニット電力カプラが、非ガルバニック結合によって電池から医療ユニットに電力を供給するように構成されている、供給ユニット電力カプラと、
ｄ）供給ユニットデータカプラであって、供給ユニットデータカプラが、医療ユニットとの非ガルバニックデータ通信用に構成されている、供給ユニットデータカプラと、
ｅ）供給ユニット通信インタフェースであって、供給ユニット通信インタフェースが、移植されていない遠隔装置との非ガルバニックデータ通信用に構成されている、供給ユニット通信インタフェースと、
ｆ）供給ユニット結合構成であって、供給ユニット結合構成は、医療ユニットを供給ユニットに解放可能に機械的に結合するように構成されている、供給ユニット結合構成と
を含むことがある。
【００１６】
電池、供給ユニット電力カプラ、供給ユニットデータカプラ及び供給ユニット通信インタフェースが、供給ユニット筐体によって囲まれている。
【００１７】
装置又はユニットの文脈における「移植可能」という表現は、組織によって完全に囲まれ、装置又はユニットのいかなる部分も体の外側に配置されることなく、特に皮膚に穴を開けることがない方法で、人体又は動物の体内に完全に配置されるように設計及び適合されている装置又はユニットを指す。したがって、「移植可能」及び「完全に移植可能」という表現は、明示的に異なって述べられていない同義語として理解されるべきである。
【００１８】
「非ガルバニック」という用語は、配線又は電気接触によるガルバニックのそれぞれの導電性結合に依存しない電力及び／又はデータ伝送を指す。したがって、「無線」と同等であると理解されるべきである。
【００１９】
供給ユニット電力カプラは、通常、直接又は別の回路を介してそれぞれ配線するガルバニック結合によって、電池と動作可能に結合される。使用状況では、医療ユニット電力カプラは、非ガルバニック結合によって供給ユニット電力カプラから電力を受け取り、受け取った電力で医療ユニットに電力を供給する。
【００２０】
供給ユニットは、通常、制御回路を更に含む。制御回路は、供給ユニットと、動作可能な状態で供給ユニットに結合された医療ユニットとの全体的な動作を制御するように設計されている。制御回路は、通常、対応するファームウェアコードを実行するマイクロコンピュータ及び／又はマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び／又は当技術分野で一般に知られている更なる電子部品などの１つ又は複数のプログラム可能な部品を含む。
【００２１】
使用状況において、供給ユニットデータカプラは、相手側要素として医療ユニットの医療ユニットデータカプラと動作可能に結合する。データ通信は、単方向又は双方向であり得る。連続グルコースメータモジュールを含む医療ユニットの場合、医療ユニットがグルコース値などの１つ又は複数の身体パラメータを取得するための診断モジュールを含む実施形態では、１つ又は複数の身体パラメータを反映するデータは医療ユニットから供給ユニットに送信され得る。医療ユニットが、蝸牛刺激移植モジュール、脳ペースメーカモジュール、又は網膜移植モジュールなどの治療モジュール又は刺激モジュールを含む実施形態では、必要な刺激に対応するデータは、供給ユニットから医療ユニットに送信され得る。供給ユニットと医療ユニットとの間のデータ通信は、連続的又は非連続的にそれぞれ散発的であり得る。例として、グルコース値に対応するデータは、連続グルコースメータであるか又はそれを含む医療ユニットの所定の時間間隔内に、及び／又は供給ユニットによる対応する要求に応じて送信され得る。
【００２２】
供給ユニット通信インタフェースは、使用状況において、移植されていない遠隔装置との無線データ通信の目的で機能する。遠隔装置の遠隔装置通信インタフェースは、供給ユニット通信インタフェースの相手側要素として機能する。供給ユニット通信インタフェースと遠隔装置通信インタフェースとの間のデータ通信は、近距離無線通信（ＮＦＣ）、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ及び／又は独自の無線周波数（ＲＦ）結合などの皮膚及び組織を通じたデータ通信に適した任意の無線技術に基づくことがある。遠隔装置は、適切な遠隔装置通信インタフェースを含み、対応するアプリケーションをホストするスマートフォンなどの汎用装置であることもあれば、専用の特別装置であることもある。
【００２３】
使用状況では、遠隔装置はユーザインタフェースとして機能し、移植された医療装置の動作を制御し、及び／又は医療装置からデータを受信する。例として、遠隔装置は、連続グルコースメータモジュールを含む医療ユニットの場合、測定されたグルコースレベルを反映するデータを受信することがある。移植可能医療装置とその供給ユニットと遠隔装置との間の通信は、一方向又は双方向であり得る。更に、通信は、例えば、ユーザコマンドによって開始される、連続的又は非連続的又は散発的であり得る。
【００２４】
使用状況において、供給ユニット結合構成は、供給ユニット及び医療ユニットが、身体に移植及び身体から取り外すことができる共通の小型のアセンブリを形成するように、相手側要素として医療ユニットの対応する機械ユニット結合構成と機械的に結合する。結合状態では、供給ユニットと医療ユニットとは、有利にしっかりと接続されており、少なくとも互いに相対的な位置に保持されており、移動の可能性は限られている。「解放可能な機械的結合」という表現は、医療供給ユニット及び医療ユニットの少なくとも１つが無傷のままであり（すなわち、破壊又は損傷されない）、それに応じてその後再利用され得るように、追加のツールの使用の有無にかかわらず分離され得る結合を指す。いくつかの実施形態では、供給ユニットと医療ユニットとの両方が無傷のままである。供給ユニット結合構成及び対応する医療ユニット結合構成は、例として、バヨネット、ねじ式結合、スナップフィット、又はフォースフィットによって実現され得るか、又はそれらを含み得る。必要に応じて、供給ユニット結合構成及び／又は医療ユニット結合構成の両方は、変形可能なリブ、指、バー、スリーブなどのような弾性的又は塑性的に変形可能な要素を含み得る。
【００２５】
上記のタイプの供給ユニットは、対応する医療ユニットと組み合わせて、移植可能医療装置のための特定の好ましいアーキテクチャを提供する。治療及び／又は診断機能モジュール又はユニットが他のユニット又は要素、特に電池と比較してより長い寿命を有する全体的な設計の文脈において、同一の医療ユニットを、順序通りに複数の供給ユニットと組み合わせて使用し得る。逆に、供給ユニットの寿命が医療ユニットに比べて長い場合は、同一の供給ユニットを順序通りに複数の医療ユニットと組み合わせて使用し得る。この後者のシナリオは、例えば、医療ユニットが、時間とともに劣化する、及び／又は機能が低下するか又は失われる方法で組織によって包まれる感知及び／又は刺激電極を含む場合に典型的である。特定の実施形態の更なる利点は、文脈において以下で論じられる。
【００２６】
移植可能供給ユニットの特定の実施形態では、供給ユニット電力カプラは、供給ユニットデータカプラと一体的に形成される。そのような実施形態では、共通の結合装置は、例えば、コイルの形で、医療ユニットへの無線電力伝送と、医療ユニットとの無線データ通信の両方のための、供給ユニット電力カプラ及び供給ユニットデータカプラの両方として機能する。典型的には、動作結合は、そのような実施形態では誘導結合として実現される。
【００２７】
しかしながら、あるいは、供給ユニット電力カプラと供給ユニットデータカプラとは別個のものである。そのような実施形態では、供給ユニット電力カプラは、電力伝送目的の相手側要素として医療ユニット電力カプラと結合するように設計されている。供給ユニットデータカプラは、データ送信の目的で医療ユニットデータカプラと個別に結合するように設計されている。したがって、そのような実施形態では、電力及びデータ送信は別個に実現される。電力伝送及びデータ伝送は、例えば、誘導性容量性又は光学を介して実現され得る。結合のタイプは、電力伝送とデータ伝送とで同じでも異なっていてもよい。
【００２８】
移植可能供給ユニットの特定の実施形態では、電池は充電式電池であり、移植可能供給ユニットは、供給ユニットの移植状態で電池を非ガルバニック充電するための充電カプラを含む。
【００２９】
このタイプの実施形態は、対応する体外充電装置をそれぞれ体に近接して恒久的に取り付ける必要なしに、長期間にわたって、例えば、数年、医療装置の使用を可能にするので、特に好ましい。移植状態の移植可能装置に経皮的に電力を供給するための充電装置は、通常、接着剤によって皮膚に取り付けられる。さまざまな一般的に皮膚に優しい接着剤が利用可能であるが、同じ位置でのそのような接着剤の長期使用は懸念され、前に説明したように、皮膚の中等度又は重度の皮膚刺激、かゆみ、湿疹などを引き起こす可能性がある。これに関連して、移植装置の経皮的電源は、充電装置が実質的に同じ位置で皮膚上に配置されることを必要とすることに留意されたい。
【００３０】
上記のタイプの実施形態の場合、充電装置は、電池を充電するために、一時的かつ時折、限られた時間だけ身体に取り付ける必要がある。例として、電池は、充電がめったに必要とされないような寸法にされ得る。１週間から１か月の間隔が最も実用的であるが、毎日でも可能である。典型的な技術的実施において、充電カプラは、経皮的誘導結合によって電池を充電するための充電装置の供給コイルと結合する充電コイルとによって実現される。
【００３１】
移植可能供給ユニットの特定の実施形態では、充電カプラは、供給ユニット通信インタフェースと一体的に形成される。そのような実施形態では、供給ユニット通信インタフェースは、典型的には誘導結合によって、充電カプラとして更に機能する。更なる実施形態では、供給ユニット通信インタフェース及び充電カプラは、互いに別個である。
【００３２】
移植可能供給ユニットの特定の実施形態では、供給ユニット電力カプラは、供給ユニット電力カプラコイルを含む。そのような実施形態では、医療ユニットは、相手側要素として医療ユニット電力カプラコイルを含み、医療ユニットの無線電源は、誘導結合によって実現される。他の実施形態では、医療ユニットの無線電源は、容量結合によって実現される。そのような実施形態では、供給ユニット電力カプラは、対応する供給ユニット電力カプラ電極を含み、医療ユニットは、対応する医療ユニット電力カプラ電極を相手側要素として含む。更に別の実施形態では、医療ユニットの無線電源は、光結合によって、例えば、ＩＲ放射を使用して実現される。そのような実施形態では、供給ユニット内の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、供給ユニット電力カプラとして機能することがあり、医療ユニット内のフォトダイオードは、医療ユニット電力カプラとして機能し得る。本開示によれば、医療ユニットは、それ自体の電源を含まないが、供給装置から電力を供給されるように設計されているという点で、いかなる場合でも受動的である。
【００３３】
移植可能供給ユニットの特定の実施形態では、供給ユニット結合構成は、医療ユニットの少なくとも一部を受容するために、供給ユニット筐体内に受容凹部を含む。このタイプの配置は、特に小型で堅牢な全体設計を可能にし、効率的で信頼性の高い結合が達成されるように、供給ユニットデータカプラ及び供給ユニット電力カプラ、並びに医療ユニット内の対応する相手側要素の好ましい配置のオプションを提供する。
【００３４】
前に説明したように、供給ユニット電力カプラコイル及び受信凹部を有する特定の実施形態では、供給ユニット電力カプラコイルは、受容凹部の周りに円周方向に配置される。このタイプの配置は、使用状況において、それぞれ供給ユニットと医療ユニットとの結合状態において、供給ユニット電力カプラコイル及び医療ユニット電力カプラコイルが、円筒コイルであり、供給ユニット電力カプラコイルが軸方向オフセットの有無にかかわらず、同軸方式で医療ユニット電力カプラコイルの周りに配置されている設計を可能にする。
【００３５】
本開示による移植可能医療装置は、移植可能供給ユニット及び移植可能医療ユニットを含み得る。移植可能医療装置の供給ユニットは、一般に、上記及び／又は更に下で論じられるような任意の実施形態に従って設計され得る。移植可能供給ユニットは、
ａ．密閉された供給ユニット筐体と、
ｂ．電池と、
ｃ．供給ユニット電力カプラであって、供給ユニット電力カプラが、非ガルバニック結合によって電池から移植可能医療ユニットに電力を供給するように構成されている、供給ユニット電力カプラと、
ｄ．供給ユニットデータカプラであって、供給ユニットデータカプラが、医療ユニットとの非ガルバニックデータ通信用に構成されている、供給ユニットデータカプラと、
ｅ．供給ユニット通信インタフェースであって、供給ユニット通信インタフェースが、移植されていない遠隔装置との非ガルバニック通信用に構成されている、供給ユニット通信インタフェースと、
ｆ．供給ユニット結合構成であって、供給ユニット結合構成は、医療ユニットを供給ユニットに解放可能に機械的に結合するように構成されている、供給ユニット結合構成と
を含むことがある。
【００３６】
電池、供給ユニット電力カプラ、供給ユニットデータカプラ及び供給ユニット通信インタフェースが、供給ユニット筐体によって囲まれている。
【００３７】
移植可能医療装置の医療ユニットは、
ａ．密閉された医療ユニット筐体と、
ｂ．機能性医療モジュールと、
ｃ．医療ユニット電力カプラであって、医療ユニット電力カプラが、非ガルバニック結合によって供給ユニット電力カプラから電力を受け取り、それによって医療ユニットに電力を供給するように構成された、医療ユニット電力カプラと、
ｄ．医療ユニットデータカプラであって、医療ユニットデータカプラが、供給ユニットとの非ガルバニックデータ通信用に構成されている、医療ユニットデータカプラと、
ｅ．医療ユニット結合構成であって、医療ユニット結合構成が、供給ユニット結合構成の相手側要素として構成されている、医療ユニット結合構成とを含む。
【００３８】
供給ユニット及び医療ユニットの両方は、一般的な説明並びに例示的な実施形態において上記及び／又は更に以下で論じられるような任意の設計であり得る。
【００３９】
密閉された医療ユニット筐体は、一般に、医療ユニットの構成要素、特に医療ユニット電力カプラ及び医療ユニットデータカプラ、並びに任意の更なる医療ユニット回路を囲む。機能性医療モジュールは、典型的には、これもまた医療ユニット筐体によって囲まれる回路を含む。ただし、機能性医療モジュールは、通常、例えば、感知及び／又は刺激電極の形で、外部へのインタフェースを有する。
【００４０】
移植可能医療装置の特定の実施形態では、供給ユニット電力カプラは、供給ユニット電力カプラコイルを含み、医療ユニット電力カプラは、対応する医療ユニット電力カプラコイルを含む。典型的な実現では、供給ユニット電力カプラコイル及び医療ユニット電力カプラコイルはＮＦＣコイルである。
【００４１】
供給ユニット電力カプラコイル及び対応する医療ユニットカプラコイルを有する特定の実施形態では、医療ユニットは強磁性結合部材を含み、医療ユニット電力カプラコイルは、強磁性結合部材の周囲に円周方向に配置されている。強磁性結合部材は、通常、ロッド又はバー形状であり、フェライトなどの高透磁率の材料で作製されている。使用状況における供給ユニットと医療ユニットとのそれぞれの結合状態では、供給ユニット電力カプラコイルは、医療ユニット電力カプラコイルの周囲に有利に配置されている。これは、中心に強磁性結合部材を有する同軸配置をもたらし、供給ユニット電力カプラコイルが周辺を形成し、医療ユニット電力カプラコイルが強磁性結合部材と供給ユニット電力カプラコイルとの間に放射状に配置されている。
【００４２】
供給ユニット電力カプラは供給ユニット筐体によって囲まれ、医療ユニット電力カプラは医療ユニット筐体によって囲まれるため、供給ユニット筐体及び医療ユニット筐体の対応する壁要素は、使用状況において、供給ユニット電力カプラと医療ユニット電力カプラと間に配置される。したがって、無線結合及び電力伝送は、それぞれ、供給ユニット筐体及び医療ユニット筐体の壁要素を介して行われる。
【００４３】
強磁性結合部材を備えた移植可能医療装置の特定の実施形態では、医療ユニット筐体が細長い医療ユニット筐体部材を含み、強磁性結合部材が細長い医療ユニット筐体部材によって囲まれており、供給ユニット筐体が、受容凹部を含み、受容凹部が、細長い医療ユニット筐体部材の少なくとも一部を受容するように構成され、供給ユニット電力カプラコイルが、受容凹部の周りに円周方向に配置されている。
【００４４】
代替の実施形態では、細長い筐体部材及び対応する受容凹部の配置は逆にすることがある。すなわち、供給ユニット筐体は、細長い供給ユニット筐体部材を含むことがあり、一方、医療ユニットは、対応する受容凹部を含み得る。更に、そのような実施形態では、強磁性結合部材は、細長い供給ユニット筐体部材によって囲まれ得る。
【００４５】
本発明によれば、機能性医療モジュールは、連続グルコースメータモジュールであるか、又はそれを含む。本発明の代替の実施形態で、又は追加で、機能性医療モジュールは、人工内耳モジュール、脳ペースメーカモジュール、又は網膜移植モジュールであるか、又はそれらを含む。しかしながら、本開示は、これらの特定のタイプの機能モジュールに限定されない。
【００４６】
本開示による移植可能医療ユニットに電力を供給する方法は、
ａ）移植可能医療ユニットと移植可能供給ユニットとを解放可能に機械的に結合することと、
ｂ）医療ユニットの医療ユニット電力カプラを、供給ユニットの供給ユニット電力カプラと非ガルバニック結合し、それにより、供給ユニットの電池から医療ユニットに電力を供給することとを含むことがある。
【００４７】
移植可能医療ユニット及び移植可能供給ユニットは、上記及び／又は更に以下で論じられるように、対応するそれぞれ一致する実施形態の組み合わせに従って設計され得る。
【００４８】
この方法の特定の実施形態では、非ガルバニック結合は誘導結合である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
本明細書に記載の発明は、以下に記載する詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解され、添付の図面は、添付の特許請求の範囲に記載される発明に限定されると見なされるべきではない。図面は、以下のとおりである。
【００５０】
【図１】概略的な機能図で移植可能医療装置を示す。
【図２】斜視図で移植可能医療装置を示す。
【図３】図２の医療装置の更なる斜視図を示す。
【図４】図１の医療装置の断面図を示す。
【図５】図１の医療装置の更なる断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下では、非限定的な例示的な実施形態が、図を更に参照しながらより詳細に説明される。
【００５２】
図１は使用状況での概略機能図及び移植状態における移植可能医療装置１の実施形態をそれぞれ示している。図１では、個々のユニット又はモジュールがボックスとして示されている。ガルバニック結合による動作可能な結合は実線で示され、非ガルバニック結合すなわち無線結合による動作可能な結合は鎖線で示されている。示されている機能ユニット又はモジュールは、必ずしも互いに構造的に別個である必要はなく、完全に又は部分的に統合された方法で実現され得ることに留意されたい。
【００５３】
密閉された供給ユニット筐体２１は、制御回路２２、電池２３、供給ユニット通信インタフェース２４、供給ユニット電力カプラ２６、及び供給ユニットデータカプラ２７を取り囲む。電池２３が再充電可能である実施形態では、供給ユニット２は、所望により、移植状態で電池２３を充電するための充電カプラ２５を更に含む。一般的な説明で前に説明したように、供給ユニット電力カプラ２６及び供給ユニットデータカプラ２７は、いくつかの実施形態では、互いに一体になって実現され得る。同様に、供給ユニット通信インタフェース２４及び任意の充電カプラ２５は、いくつかの実施形態では、互いに一体に形成され得る。
【００５４】
密閉された医療ユニット筐体３１は、機能性医療モジュール３２、医療ユニット電力カプラ３６、及び医療ユニットデータカプラ３７を囲んでいる。機能性医療モジュール３２は、例として、連続グルコースメータモジュールであるが、追加的又は代替的に、一般的な記述で説明されるように他の医療機能を実施し得る。機能性医療モジュール３２は、明確にするために図１に電極３２ａとして別々に示されている感知及び／又は刺激電極を更に含む。電極３２ａは、移植状態で周囲の組織に接触する。あるいは、感知装置は、組織に光を送り、散乱又は誘導された蛍光を受け取ることによって、光学的性質のものであり得る。
【００５５】
移植可能医療装置１の動作を制御するため、及び／又は移植可能医療装置１によって取得又は測定されるデータを表示及び更に処理するためのユーザインタフェースとして、遠隔装置５が提供される。遠隔装置５は、移植可能医療装置の一部ではない。遠隔装置５及び供給ユニット通信インタフェース２４は、皮膚が「Ｓ」として概略的に示されている状態で、経皮的にデータを動作可能に結合及び交換し得る。遠隔装置５は、連続して存在する及び／又は連続して供給ユニット通信インタフェース２４に結合する必要はないが、データを交換する必要がある状況においてのみ必要であることに留意されたい。特に、機能性医療モジュールが、連続グルコース測定モジュールなどの身体パラメータの測定モジュールであるか、又はそれを含む実施形態では、供給ユニット２及び／又は医療ユニット３は、測定データ、例えば、測定されたグルコースデータを記憶し、例えば、ユーザコマンドでそれらを時々遠隔装置５に送信するように設計され得る。
【００５６】
前に説明したような充電カプラ２５を備えた実施形態では、電力を、例えば、誘導結合によって、経皮的に充電カプラ２５に伝達するように設計された外部充電装置４が設けられ得る。充電装置４は、供給ユニット２に、特に、例えば、夜間、電池２３を充電するために時々、充電カプラ２５に近接して皮膚上に配置される。
【００５７】
図２は斜視図での移植可能医療装置１の実施形態を示している。移植可能装置は、例えば、図１の実施形態に対応し得る。図２では、供給ユニット２及び医療ユニット３は、使用状況に対応する相対的な向きで示されている。しかしながら、医療ユニット３は、供給ユニット２に対して切り離されたものとして示されている。
【００５８】
この例では、供給ユニット２及び医療ユニット３は両方とも、共通の縦軸Ａに沿って延びる。縦軸Ａに沿った対向する方向は、近位（「Ｐ」として示される供給ユニット２に向かって）、それぞれ遠位（「Ｄ」として示される医療ユニット３に向かって）と呼ばれる。
【００５９】
供給ユニット２の密閉された供給ユニット筐体２１は、例示的に長手方向軸Ａに沿って延びる例示的な実質的に円筒形の受容凹部２１３を備える。受容凹部２１３の遠位端部は、円周方向の弾性スリーブ２１２によって形成されている。この例では、密閉された医療ユニット筐体３１もまた実質的に円筒形である。医療ユニット筐体３１は、近位部分として細長い医療ユニット筐体部材３１ａを含む。細長い医療ユニット筐体部材３１の少なくとも一部は、結合状態で受容凹部２１３によって受容される。細長い医療ユニット筐体部材３１ａの外径は、医療ユニット３を長手方向軸Ａに沿って近位方向に表示することにより、ほとんど又は実質的に遊びなしで受容凹部２１３に挿入可能であるように、受容凹部２１３の内径に対応する。その弾力性のために、スリーブ２１２は、力ロックによって医療ユニット３を固定する。したがって、受容凹部２１３及びスリーブ２１２は、供給ユニット結合構成として機能し、一方、対応する細長い医療ユニット筐体部材３１ａは、医療ユニット結合構成として機能する。
【００６０】
この実施形態では、スリーブ２１２は、体液の侵入に対して受容凹部２１３を密閉する必要はない。医療ユニット３と比較して供給ユニット２がより長い寿命を有する典型的な適用シナリオでは、供給ユニット２が移植されたままで、医療ユニットが交換の目的で除去されるとき、体液が受容凹部２１３に侵入することがある。スリーブ２１２は、受容凹部２１３と外部との流体連絡を可能にする開口部を備えることがあり、そのような体液は、新しい医療ユニット３が接続されたときに受容凹部２１３から排出される。示される実施形態では、開口部は、結合状態で細長い医療ユニット筐体部材３１ａと接触する円周方向の内側接触面２１２ａ内の長手方向チャネル（個別に参照されていない）によって例示的に実現される。
【００６１】
更に、この例では、供給ユニット筐体２１は、供給ユニット筐体２１の両側に眼２１１を固定することによって実現される任意の固定要素を備える。固定眼２１１は、供給ユニット２を固形組織構造に縫い付けて皮下脂肪組織内を漂流するのを防ぐことにより、供給ユニット２を組織内に固定するのに役立つ。このようにして、供給ユニットは、医療ユニット３の強固な基盤を提供する。更に、固定は、その適用時間中に体内を移動することができないので、その寿命の終わりに供給ユニット２の簡単な位置特定を可能にする。
【００６２】
更に、この例では、医療ユニット筐体３１は、埋め込まれた抗炎症剤を備えたシリコーンゴムから作製された任意のリング状の円周方向抗炎症要素３１１を含む。抗炎症要素３１１は、受容凹部２１３に挿入されていない医療ユニット筐体の遠位部に配置されている。代替的、又は追加で、スリーブ２１２は、埋め込まれた抗炎症剤を含むことがあり、それにより、抗炎症要素として機能する。抗炎症要素は、長期間にわたって体組織による望ましくないカプセル化を防ぐ。
【００６３】
電極３２ａは、受容凹部２１３に挿入されていない領域において、医療ユニット筐体３１の周囲に配置されている。
【００６４】
図３は図２の移植可能医療装置１を別の視点で示している。図３では、医療ユニット３及び供給ユニット２は、機械的に結合された状態で示され、医療ユニット筐体３１の近位部分は、前に説明したように、受容凹部３１３の内側に位置する。更に図３では、供給ユニット筐体２１が取り外されている。
【００６５】
この例では再充電可能である電池２３は、例示的に、供給ユニット２の近位部に配置されている。経皮的電池充電の場合、充電カプラ２５は平面コイルの形で提供される。コイル２５は、移植状態で皮膚に面し、皮膚に実質的に平行である供給ユニット２の側に有利に配置され、それにより、前述のように外部充電装置４との良好な誘導結合を可能にする。
【００６６】
更に、医療ユニットＮＦＣコイル２６ａは、受容凹部２１３の一部の周りに円周方向に配置されている。医療ユニットＮＦＣコイル２６ａは、供給ユニット電力カプラ２６の供給ユニット電力カプラコイルと、供給ユニットデータカプラ２７の供給ユニットデータカプラコイルとの両方として一体的に機能する。
【００６７】
電子部品を備えたプリント回路基板は、制御回路２２として機能し、とりわけ、供給ユニット通信インタフェース２４、並びに、電池２３を充電し、医療ユニット３に電力を供給し、医療ユニット３と通信するための更なる回路を有する。
【００６８】
図４は断面図及び対応する構成での移植可能医療装置１を示しており、供給ユニット２及び医療ユニット３は（図２のように）結合されていない。図５は図４と同様であり、使用状況に応じて、供給ユニット２と医療ユニット３とが互いに結合された構成の医療装置１を示している。医療ユニット３は、医療ユニット筐体３１の内側に長手方向軸Ａに沿って配置された棒状フェライトコア３８を備える。フェライトコア３８は、その長さの少なくとも一部が、供給ユニット２と医療ユニット３との結合状態で、受容凹部２１３の内側に位置するように配置されている。この実施形態では、医療ユニット電力カプラ３６及び医療ユニットデータカプラ３７は、フェライトコア３８の周りに円周方向に配置され、医療ユニット電力カプラコイル及び医療ユニットデータカプラコイルの両方として機能する医療ユニットＮＦＣコイル３６ａを備えた共通のＮＦＣ配置によって実現される。フェライトコア３８及びＮＦＣコイル３６ａは、組み合わせて、小型のＮＦＣモジュールを形成することがある。供給ユニット２と医療ユニット３との結合状態では、フェライトコア３８は、供給ユニットＮＦＣコイル２６ａと医療ユニットＮＦＣコイル３６ａとの間の良好な誘導結合をそれぞれ保証し、それにより、供給ユニット２から医療ユニット３への安全かつ効率的な電力伝送及びユニット間のデータ通信を保証する。
【符号の説明】
【００６９】
１  移植可能医療装置
２  移植可能供給ユニット
２１  供給ユニット筐体
２２  制御回路
２３  電池
２４  供給ユニット通信インタフェース
２５  充電カプラ
２６  供給ユニット電力カプラ
２６ａ  供給ユニットＮＦＣコイル
２７  供給ユニットデータカプラ
２１１  固定眼
２１２  スリーブ
２１２ａ  円周方向の内側接触面
２１３  受容凹部
３  移植可能医療ユニット
３１  医療ユニット筐体
３１ａ  細長い医療ユニット筐体部材
３２  機能性医療モジュール／連続グルコースメータモジュール
３２ａ  電極
３６  医療ユニット電力カプラ
３６ａ  医療ユニットＮＦＣコイル
３７  医療ユニットデータカプラ
３８  フェライトコア
３１１  抗炎症要素
４  充電装置
５  遠隔装置
Ａ  縦軸
Ｓ  皮膚
Ｄ  遠位方向
Ｐ  近位方向
【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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【国際調査報告】
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