(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器であって、
電源と、
Ｅクラスドライバであって、
充電コイルであって、前記充電コイルは、埋め込み可能なデバイスと磁気的に結合して、前記埋め込み可能なデバイスを再充電するように構成され、前記埋め込み可能なデバイスは、患者に埋め込むために構成されている、充電コイルと、
スイッチであって、前記スイッチは、前記スイッチへの第１の電圧の印加によってオンおよびオフに切替えられ、前記スイッチは、前記電源に結合されかつ前記充電コイルに結合された第１のノードと、接地に結合された第２のノードと、第３のノードとを備え、前記スイッチは、切替周波数で前記充電コイルに電流を選択的に提供するように構成されている、スイッチと、
前記充電コイルを通過する電流を感知するように位置付けられる電流センサと
を備え、前記Ｅクラスドライバは、共振周波数を有する共振回路を形成する、Ｅクラスドライバと、
前記Ｅクラスドライバに電気的に接続されかつ前記スイッチの前記第３のノードに電気的に接続されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記充電コイルを通過する前記電流を示すデータを前記電流センサから受信し、前記プロセッサは、識別された電流ゼロ交差移行に基づいて、前記切替周波数での前記スイッチの前記第３のノードへの前記第１の電圧の印加を介して前記スイッチを制御するように構成され、前記プロセッサは、前記スイッチの前記第１のノードから電圧データを受信するように構成され、前記電圧データは、前記スイッチを通した第１の感知電圧を示し、前記プロセッサは、前記受信された電圧データに応答して前記スイッチの前記切替周波数を修正するように構成され、前記切替周波数を修正することは、前記切替周波数を増加させることと、前記切替周波数を減少させることとのうちの１つを含む、プロセッサと、
を備える、充電器。
【請求項２】
前記スイッチがトランジスタを備える、請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記トランジスタがＭＯＳＦＥＴを備える、請求項２に記載の充電器。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、前記スイッチの前記第１のノードから電圧データを受信し、前記電圧データは、前記スイッチの前記切替周波数を修正した後の前記スイッチの第２の感知電圧を示し、前記プロセッサは、前記第２の感知電圧を示す前記受信された電圧データに応答して前記スイッチの前記切替周波数を修正するように構成され、前記切替周波数を修正することは、前記切替周波数を増加させることと、前記切替周波数を減少させることとのうちの１つを含む、請求項３に記載の充電器。
【請求項５】
前記プロセッサが、前記Ｅクラスドライバに電気的に接続され、
前記プロセッサが、
前記スイッチの第２の感知電圧を示す電圧データを受信し、かつ
前記スイッチの前記第２の感知電圧を示す前記受信された電圧データに応答して前記スイッチを制御する
ように更に構成される、請求項３に記載の充電器。
【請求項６】
前記第２の感知電圧が、前記スイッチのドレインで測定され、前記第１の電圧が、前記スイッチのゲートに印加される、請求項５に記載の充電器。
【請求項７】
前記プロセッサが、第１の抵抗器及び第２の抵抗器を備える電圧分割器を介して前記スイッチの前記第１のノードにおいて前記Ｅクラスドライバに電気的に接続される、請求項６に記載の充電器。
【請求項８】
前記スイッチの前記第１の感知電圧および前記第２の感知電圧を示す電圧データは、電力切替トランジスタの第１の感知電圧および第２の感知電圧を含み、
前記プロセッサが、
前記第１の電圧が前記スイッチに印加される前記切替周波数を調節するかどうかを判定するように構成される、請求項４〜７のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記感知された電力切替トランジスタ電圧に基づいて、前記切替周波数のための標的周波数を識別する記憶された値を前記プロセッサ内の表から受信するように構成される、請求項８に記載の充電器。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記標的周波数を識別する前記受信された記憶された値を周波数限界と比較するように構成される、請求項９に記載の充電器。
【請求項１１】
前記標的周波数が、前記周波数限界を超えない場合、前記切替周波数が、前記標的周波数に設定される、請求項１０に記載の充電器。
【請求項１２】
前記標的周波数が、前記周波数限界を超えるとき、前記切替周波数が、前記周波数限界に等しい周波数に設定される、請求項１０に記載の充電器。
【請求項１３】
識別された電流ゼロ交差移行に基づいて、前記スイッチへの第１の電圧の印加を介して前記スイッチを制御することが、
前記スイッチに前記第１の電圧を印加するために前記切替周波数の初期周波数を設定することと、
電流ゼロ交差移行の瞬間を識別することと、
前記電流ゼロ交差移行の瞬間におけるスイッチでの感知電圧を感知することと、
前記電流ゼロ交差移行の瞬間における前記スイッチでの前記感知電圧に基づいて、前記切替周波数のための標的周波数を識別する値を前記プロセッサ内の表から受信することと、
前記切替周波数を変更することと、を含む、請求項１に記載の充電器。
【請求項１４】
前記切替周波数を変更することが、前記プロセッサが、前記切替周波数を、前記初期周波数から前記標的周波数に変更することを含む、請求項１３に記載の充電器。
【請求項１５】
識別された電流ゼロ交差移行に基づいて、前記スイッチへの第１の電圧の印加を介して前記スイッチを制御することが、
前記標的周波数を少なくとも１つの周波数限界と比較することであって、前記少なくとも１つの周波数限界が、許容可能な切替周波数の範囲に対する上限および下限からなる、こと
を含み、前記切替周波数を変更することは、前記標的周波数が前記上限および下限のうちの１つを超える場合、前記切替周波数を、前記初期周波数から前記上限および下限のうちの前記１つに変更することを含む、請求項１４に記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年７月２９日出願の米国仮出願第６１／８５９，４７１号、発明の名称「ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ  ＣＬＡＳＳ  Ｅ  ＤＲＩＶＥＲ」の利益を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
病気の治療における、医療用デバイスの使用は、時間とともにますます一般的になっている。多くの場合において、かつこれらの医療用デバイスがより小さく作製されるに伴い、これらの医療用デバイスは、頻繁に患者体内に埋め込まれる。デバイスのサイズが小さくなるにつれて埋め込み可能なデバイスの望ましさは増加する一方で、埋め込みプロセスは依然として、患者に著しいリスクを負わせ、長期間の回復時間を要する可能性のある複雑な手術を頻繁に必要とする。このことを受けて、医療用デバイスの埋め込み易さ、及び埋め込まれた医療用デバイスの使い易さを増加させるために、更なる方法、システム、及びデバイスが所望される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の一態様は、充電器に関する。本充電器は、埋め込み可能なデバイスと磁気的に結合されて、埋め込み可能なデバイスを再充電するように構成される充電コイルと、充電コイルに電気的に接続されるＥクラスドライバであって、第１の電圧の切替回路への印加によって切替えられる切替回路、及び充電コイルを通過する電流を感知するように位置付けられる電流センサを含むＥクラスドライバと、を含む。本充電器は、Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、充電コイルを通過する電流を示すデータを受信し、かつＥクラスドライバに電気的に接続されて、第１の電圧の切替回路への印加を介して切替回路を制御するプロセッサを含み得る。いくつかの実施形態において、プロセッサは、充電コイルを通過する電流を示すデータを受信することができ、かつ受信されたデータに応答して切替回路を制御することができる。
【０００４】
いくつかの実施形態において、切替回路はトランジスタであり得る。いくつかの実施形態において、トランジスタはＭＯＳＦＥＴであり得る。いくつかの実施形態において、プロセッサは、Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、切替回路の第２の電圧を示すデータを受信する。いくつかの実施形態において、プロセッサは、切替回路の第２の電圧を示すデータを受信することができ、かつ切替回路の第２の電圧を示す受信されたデータに応答して切替回路を制御することができる。
【０００５】
いくつかの実施形態において、第２の電圧は、切替回路のドレインで測定され、第１の電圧は、切替回路のゲートに印加される。いくつかの実施形態において、プロセッサは、第１の抵抗器及び第２の抵抗器を含む電圧分割器を介してＥクラスドライバに電気的に接続される。いくつかの実施形態において、プロセッサは、電力切替トランジスタ電圧を感知することができ、かつ第１の電圧が切替回路に印加される第１の周波数を調節するかどうかを判定することができ、第１の周波数のその調節が、１つ又は複数の伝播遅延を減軽する。
【０００６】
いくつかの実施形態において、プロセッサは、第１の電圧が、感知された電力切替トランジスタ電圧に基づいて印加される第２の周波数を識別する記憶された値を取り出すことができる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、第１の電圧が、１つ又は複数の周波数限界に印加される第２の周波数を識別する取り出された記憶された値を比較することができる。いくつかの実施形態において、第１の周波数は、第２の周波数が、１つ又は複数の周波数限界を超えない場合、第２の周波数に設定される。いくつかの実施形態において、第２の周波数が、１つ又は複数の周波数限界のうちの１つを超えるとき、第１の周波数が、１つ又は複数の周波数限界のうちの超えたものに設定される。
【０００７】
本開示の一態様は、充電器に関する。本充電器は、周波数を有する磁界を発生させることができ、かつ埋め込み可能なデバイスと磁気的に結合されて、埋め込み可能なデバイスを再充電することができる充電コイルと、充電コイルに電気的に接続されるＥクラスドライバと、少なくとも３つの周波数の間で磁界の周波数を変調することができるＦＳＫモジュールと、を含む。
【０００８】
いくつかの実施形態において、少なくとも３つの周波数は、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を含む。いくつかの実施形態において、第３の周波数は最も高い周波数であり、第２の周波数は最も低い周波数である。いくつかの実施形態において、充電器は、ＦＳＫモジュールに電気的に接続され、ＦＳＫモジュールを制御することができるプロセッサを含む。いくつかの実施形態において、プロセッサは、データ非伝送状態又はデータ伝送状態のいずれかにおいて、充電器を選択的に動作させることができる。
【０００９】
いくつかの実施形態において、充電器がデータ非伝送状態において動作するとき、搬送波信号は第１の周波数を有する。いくつかの実施形態において、充電器がデータ伝送状態において動作するとき、プロセッサは、ＦＳＫモジュールを制御して、第２の周波数と第３の周波数との間で搬送波信号を変調する。
【００１０】
いくつかの実施形態においてＦＳＫモジュールは、２つのコンデンサ及び２つのトランジスタを含む。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュールの２つのコンデンサ及び２つのトランジスタは、２つのコンデンサがＦＳＫモジュールによって回路内に選択的に含まれ得るように電気的に接続される。いくつかの実施形態において、プロセッサは、ＦＳＫモジュールの２つのトランジスタを制御して、ＦＳＫモジュールによって回路内に２つのコンデンサを選択的に含む。いくつかの実施形態において、ＦＳＫの回路内に２つのコンデンサを選択的に含むことは、第１、第２、及び第３の周波数の間で磁界の周波数を変調する。
【００１１】
本開示の一態様は、埋め込み可能なデバイスの充電の間、埋め込み可能なデバイスと通信する方法に関する。本方法は、充電コイルで充電信号を発生させることであって、その充電信号が初期の第１の周波数を有する、発生させることと、第１の周波数より低い第２の周波数と第１の周波数より高い第３の周波数との間で充電信号の周波数を変調することによって、データを伝送することと、を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態において、本方法は、伝送されるデータであり得る伝送データを生成することを含み得る。いくつかの実施形態において、伝送データはバイナリフォーマットであり得る。いくつかの実施形態において、第２の周波数と第３の周波数との間で充電信号の周波数を変調することが、伝送データをバイナリフォーマットで伝送する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、充電信号の周波数が、ＦＳＫモジュールによって変調される。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュールは、２つのコンデンサ及び２つのトランジスタを含み得る。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュールの２つのコンデンサ及び２つのトランジスタが、２つのコンデンサがＦＳＫモジュールによって回路内に選択的に含まれ得るように電気的に接続され、それによって、充電信号の周波数を変調する。
【００１４】
本開示の一態様は、充電器を制御する方法に関する。本方法は、充電器と埋め込み可能なデバイスとの間の磁気的結合を作り出すことであって、その磁気的結合が、埋め込み可能なデバイスを充電する、作り出すことと、駆動信号の初期周波数を設定することであって、駆動信号のその周波数が、プロセッサによって設定され、その駆動信号が、スイッチの開放及び閉鎖を制御する、設定することと、第１の時間におけるスイッチでの電圧を感知することと、第１の時間におけるスイッチでの電圧に基づいて、第２の周波数を識別する値を取り出すことと、駆動信号の周波数を変更することと、を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態において、駆動信号の周波数を変更することが、駆動信号の周波数を、第１の周波数から第２の周波数に変更することを含み得る。いくつかの実施形態において、本方法は、１つ又は複数の周波数限界を取り出すことを含み得、その周波数限界が、駆動信号の許容可能な周波数の範囲に対する上限及び下限を提供する。いくつかの実施形態において、本方法は、第２の周波数を１つ又は複数の周波数限界と比較することを含み得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、第２の周波数が１つ又は複数の周波数限界のうちの１つを超える場合、駆動信号の周波数を変更することが、駆動信号の周波数を、第１の周波数から１つ又は複数の周波数限界のうちの１つに変更することを含み得る。いくつかの実施形態において、第２の周波数が１つ又は複数の周波数限界を超えない場合、駆動信号の周波数を変更することが、駆動信号の周波数を、第１の周波数から第２の周波数に変更することを含み得る。いくつかの実施形態において、駆動信号の周波数を変更することが、伝播遅延の影響を減軽し得る。いくつかの実施形態において、駆動信号の周波数が、複数回調節されて、伝播遅延の影響を減軽し得る。
【００１７】
本開示の更なる適用領域は、以下に提供される発明を実施するための形態により明らかになるであろう。発明を実施するための形態及び特定の実施例は、様々な実施形態を示しているが、単に例示目的であることが意図され、本開示の範囲を必ずしも制限することを意図されないことが理解されるべきである。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
充電器であって、
充電コイルであって、埋め込み可能なデバイスと磁気的に結合して、前記埋め込み可能なデバイスを再充電するように構成される、充電コイルと、
充電コイルに電気的に接続されたＥクラスドライバであって、
切替回路であって、前記切替回路への第１の電圧の印加によって切替えられる、切替回路、及び
前記充電コイルを通過する電流を感知するように位置付けられる電流センサと、を備える、Ｅクラスドライバと、
前記Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、前記充電コイルを通過する前記電流を示すデータを受信し、かつ前記Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、前記切替回路への第１の電圧の印加を介して前記切替回路を制御するプロセッサであって、前記充電コイルを通過する前記電流を示すデータを受信し、かつ前記受信されたデータに応答して前記切替回路を制御するように構成される、プロセッサと、を備える、充電器。
（項目２）
前記切替回路がトランジスタを備える、項目１に記載の充電器。
（項目３）
前記トランジスタがＭＯＳＦＥＴを備える、項目２に記載の充電器。
（項目４）
前記プロセッサが、前記Ｅクラスドライバに電気的に接続されて、前記切替回路の第２の電圧を示すデータを受信する、項目３に記載の充電器。
（項目５）
前記プロセッサが、
前記切替回路の前記第２の電圧を示すデータを受信し、かつ
前記切替回路の前記第２の電圧を示す前記受信されたデータに応答して前記切替回路を制御するように更に構成される、項目４に記載の充電器。
（項目６）
前記第２の電圧が、前記切替回路のドレインで測定され、前記第１の電圧が、前記切替回路のゲートに印加される、項目４に記載の充電器。
（項目７）
前記プロセッサが、第１の抵抗器及び第２の抵抗器を備える電圧分割器を介して前記Ｅクラスドライバに電気的に接続される、項目６に記載の充電器。
（項目８）
前記プロセッサが、
電力切替トランジスタ電圧を感知し、かつ
前記第１の電圧が前記切替回路に印加される第１の周波数を調節するかどうかを判定するように構成され、前記第１の周波数の前記調節が、１つ又は複数の伝播遅延を減軽する、項目１に記載の充電器。
（項目９）
前記プロセッサが、前記第１の電圧が、前記感知された電力切替トランジスタ電圧に基づいて印加される第２の周波数を識別する記憶された値を取り出すように構成される、項目８に記載の充電器。
（項目１０）
前記プロセッサが、第１の電圧が、１つ又は複数の周波数限界に印加される前記第２の周波数を識別する前記取り出された記憶された値を比較するように構成される、項目９に記載の充電器。
（項目１１）
前記第１の周波数が、前記第２の周波数が、前記１つ又は複数の周波数限界を超えない場合、前記第２の周波数に設定される、項目１０に記載の充電器。
（項目１２）
前記第２の周波数が、前記１つ又は複数の周波数限界のうちの１つを超えるとき、前記第１の周波数が、前記１つ又は複数の周波数限界のうちの前記超えたものに設定される、項目１０に記載の充電器。
（項目１３）
充電器であって、
充電コイルであって、周波数を有する磁界を発生させ、かつ埋め込み可能なデバイスと磁気的に結合されて、前記埋め込み可能なデバイスを再充電するように構成される、充電コイルと、
前記充電コイルに電気的に接続される、Ｅクラスドライバと、
少なくとも３つの周波数の間で前記磁界の前記周波数を変調するように構成される、ＦＳＫモジュールと、を備える、充電器。
（項目１４）
前記少なくとも３つの周波数が、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数を含み、前記第３の周波数が最も高い周波数であり、前記第２の周波数が最も低い周波数である、項目１３に記載の充電器。
（項目１５）
前記ＦＳＫモジュールに電気的に接続され、かつ前記ＦＳＫモジュールを制御するように構成される、プロセッサを更に備える、項目１４に記載の充電器。
（項目１６）
前記プロセッサが、データ非伝送状態又はデータ伝送状態のいずれかにおいて、前記充電器を選択的に動作させるように構成される、項目１５に記載の充電器。
（項目１７）
前記充電器が前記
データ非伝送状態において動作するとき、搬送波信号が前記第１の周波数を有する、項目１６に記載の充電器。
（項目１８）
前記充電器が前記データ伝送状態において動作するとき、前記プロセッサが、前記ＦＳＫモジュールを制御して、前記第２の周波数と前記第３の周波数との間で前記搬送波信号を変調する、項目１６に記載の充電器。
（項目１９）
前記ＦＳＫモジュールが、２つのコンデンサ及び２つのトランジスタを備える、項目１３に記載の充電器。
（項目２０）
前記ＦＳＫモジュールの前記２つのコンデンサ及び前記２つのトランジスタが、前記２つのコンデンサが前記ＦＳＫモジュールによって前記回路内に選択的に含まれ得るように電気的に接続される、項目１９に記載の充電器。
（項目２１）
前記プロセッサが、前記ＦＳＫモジュールの前記２つのトランジスタを制御して、前記ＦＳＫモジュールによって前記回路内に前記２つのコンデンサを選択的に含むように構成される、項目２０に記載の充電器。
（項目２２）
前記ＦＳＫの前記回路内に前記２つのコンデンサを選択的に含むことが、前記第１、第２、及び第３の周波数の間で前記磁界の周波数を変調する、項目２１に記載の充電器。
（項目２３）
埋め込み可能なデバイスの充電の間、前記埋め込み可能なデバイスと通信する方法であって、
充電コイルで充電信号を発生させることであって、前記充電信号が初期の第１の周波数を有する、発生させることと、
前記第１の周波数より低い第２の周波数と前記第１の周波数より高い第３の周波数との間で前記充電信号の前記周波数を変調することによって、データを伝送することと、を含む、方法。
（項目２４）
前記埋め込み可能なデバイスの前記充電の間に、バイナリ伝送データを生成することを更に含み、前記伝送データが前記伝送されたデータである、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記第２の周波数と前記第３の周波数との間で充電信号の前記周波数を変調することが、前記バイナリ伝送データを伝送する、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記充電信号の前記周波数が、ＦＳＫモジュールによって変調される、項目２３に記載の方法。
（項目２７）
前記ＦＳＫモジュールが、２つのコンデンサ及び２つのトランジスタを備える、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記ＦＳＫモジュールの前記２つのコンデンサ及び前記２つのトランジスタが、前記２つのコンデンサが前記ＦＳＫモジュールによって前記回路内に選択的に含まれ得るように電気的に接続され、それによって、前記充電信号の前記周波数を変調する、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
充電器を制御する方法であって、
充電器と埋め込み可能なデバイスとの間の磁気的結合を作り出すことであって、前記磁気的結合が、前記埋め込み可能なデバイスを充電する、作り出すことと、
駆動信号の初期周波数を設定することであって、前記駆動信号の前記周波数が、プロセッサによって設定され、前記駆動信号が、スイッチの開放及び閉鎖を制御する、設定することと、
第１の時間における前記スイッチでの電圧を感知することと、
前記第１の時間における前記スイッチでの前記電圧に基づいて、第２の周波数を識別する値を取り出すことと、
前記駆動信号の前記周波数を変更することと、を含む、方法。
（項目３０）
前記駆動信号の前記周波数を変更することが、前記駆動信号の前記周波数を、前記第１の周波数から前記第２の周波数に変更することを含む、項目２９に記載の方法。
（項目３１）
１つ又は複数の周波数限界を取り出すことを含み、前記周波数限界が、前記駆動信号の許容可能な周波数の範囲に対する上限及び下限を提供する、項目２９に記載の方法。
（項目３２）
前記第２の周波数を前記１つ又は複数の周波数限界と比較することを含む、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
前記第２の周波数が前記１つ又は複数の周波数限界のうちの前記１つを超える場合、前記駆動信号の前記周波数を変更することが、前記駆動信号の前記周波数を、前記第１の周波数から前記１つ又は複数の周波数限界のうちの前記１つに変更することを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
前記第２の周波数が前記１つ又は複数の周波数限界を超えない場合、前記駆動信号の前記周波数を変更することが、前記駆動信号の前記周波数を、前記第１の周波数から前記第２の周波数に変更することを含む、項目３２に記載の方法。
（項目３５）
前記駆動信号の前記周波数を変更することが、伝播遅延の影響を減軽する、項目２９に記載の方法。
（項目３６）
前記駆動信号の前記周波数が、複数回調節されて、前記伝播遅延の前記影響を減軽し得る、項目３５に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】埋め込み可能な神経刺激システムの一実施形態の概略図である。
【図２】埋め込み可能な神経刺激システムの相互接続の一実施形態の概略図である。
【図３】外部パルス発生器、及び／又は埋め込み可能な神経刺激システムの一部である埋め込み可能なパルス発生器のアーキテクチャの一実施形態の概略図である。
【図４】埋め込み可能な神経刺激システムの一部である充電器の一実施形態の概略図である。
【図５】充電回路の一実施形態の機能ブロック図である。
【図６】充電回路の一実施形態の概略図である。
【図７】充電モードから同時充電／データ伝送モードへの移行の一実施形態のグラフ図である。
【図８】充電回路からの測定値の一実施形態を例示するチャートである。
【図９】切替時間が適切に調整されるときの充電回路からの測定値の一実施形態を例示するチャートである。
【図１０】切替時間が遅過ぎるときの充電回路からの測定値の一実施形態を例示するチャートである。
【図１１】切替時間が早過ぎるときの充電回路からの測定値の一実施形態を例示するチャートである。
【図１２】充電回路の切替時間を制御するためのプロセスの一実施形態を例示するフローチャートである。
【００１９】
添付図面において、類似する構成要素及び／又は機構は、同じ参照ラベルを有し得る。参照ラベルを明細書中で使用する場合、その説明を同じ参照ラベルを有する類似の構成要素のいずれか１つに適用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
欧米（ＥＵ及び米国）の人口のかなりの割合が、神経障害性疼痛（神経損傷による慢性難治性疼痛）に冒されている。多くの人において、この疼痛は重度である。神経に関わる慢性難治性疼痛を有する患者は、数千人存在する。神経障害性疼痛は、治療が非常に困難であり、部分的に軽減されるのは、患者の半数のみであり得る。このように、個々の患者に対する最適な治療を決定することが課題として残されている。従来の治療としては、特定の抗うつ剤、抗てんかん剤、及びオピオイドが挙げられる。しかしながら、これらの薬剤からの副作用は、有害である可能性がある。これらの事例のいくつかにおいて、電気刺激は、薬剤関連の副作用を伴わずに、この疼痛の効果的な治療を提供することができる。
【００２１】
脊髄刺激装置は、脊髄にパルス状電気信号を送達して、慢性疼痛を制御するために使用されるデバイスである。電気刺激は、純粋な電気治療であり、薬剤が原因となるような副作用をもたらさないため、疼痛の治療として薬剤よりも電気刺激の使用を好む医師及び患者が増えている。脊髄刺激（ＳＣＳ）による疼痛軽減の正確なメカニズムは、不明である。早期のＳＣＳ治験は、疼痛が２種類の求心性神経線維によって伝達されると仮定するゲートコントロール理論に基づいていた。１つは、より大きい有髄Ａδ線維であり、素早く強い疼痛メッセージを運ぶ。もう１つは、小さい無髄「Ｃ」線維であり、慢性の拍動疼痛メッセージを伝達する。３つ目の種類のＡβと呼ばれる神経線維は、「非侵害性」であり、疼痛刺激を伝達しないことを意味する。ゲートコントロール理論では、Ａδ及びＣ痛覚線維によって伝達される信号は、非侵害性Ａβ線維の活性化／刺激によって妨害されるため、個人の痛覚を阻害することができると断言している。このように、神経刺激は、疼痛メッセージが脳に到達する前に、疼痛メッセージをブロックすることによって、疼痛を軽減する。
【００２２】
ＳＣＳはしばしば、腰椎術後疼痛症候群、阻血による難治性疼痛を有する慢性疼痛症候群の治療に使用される。ＳＣＳの複雑な事態は、全てのＳＣＳ患者の多く、おそらく、３０％〜４０％で報告されている。このため、患者の疼痛管理の全体的なコストが増加し、ＳＣＳの有効性が減少する。一般的な複雑な事態としては、感染症、大量出血、神経組織の損傷、誤った区画へのデバイスの配置、ハードウェアの誤動作、リード線の移動、リード線の破損、リード線の切断、リード線の浸食、移植組織部位の疼痛、発生器の過熱、及び充電器の過熱が挙げられる。リード線拡張接続問題、リード線破損、リード線の移動、及び感染などを含む、一般的な複雑な事態の発生率は驚くほど高い。
【００２３】
電気刺激で治療可能な別の容態である末梢神経障害は、先天的又は後天的であり得る。後天的末梢神経障害の原因としては、神経への物理的障害（外傷）、ウィルス、腫瘍、毒素、自己免疫反応、栄養失調、アルコール依存症、糖尿病、並びに血管及び代謝疾患が挙げられる。後天的末梢神経障害は、全身性疾患によるもの、外傷によるもの、及び神経組織に影響する感染症又は自己免疫疾患によるものという３つの広いカテゴリに分類される。後天的末梢神経障害の１つの例は、三叉神経痛であり、三叉神経（頭部及び顔面の大きい神経）への損傷が顔面の片側に耐え難い電撃様疼痛の一時的な発作を生じさせる。
【００２４】
末梢神経障害性疼痛を抱える患者には、高い割合で、様々な理由からＳＣＳの効果がない。しかしながら、これらの患者の多くは、対応する末梢神経に対する直接的な電気刺激によって、許容可能なレベルの疼痛を軽減することができる。この療法は、末梢神経刺激（ＰＮＳ）と呼ばれる。ＦＤＡ認可のＰＮＳデバイスは、米国市場で市販されていないので、この容態を治療するために、標準的な脊髄刺激（ＳＣＳ）デバイスが疼痛医師によってしばしば未認可で使用される。市販のＳＣＳデバイスのかなりの部分は、ＰＮＳの適応外使用であった可能性がある。
【００２５】
現在の市販のＳＣＳシステムは、脊髄を刺激するために設計されており、末梢神経刺激用ではないため、ＳＣＳに関してよりも、ＰＮＳに関するＳＣＳシステムの使用に関連した、デバイスの複雑な事態がより多く存在する。現在のＳＣＳデバイス（発生器）は、大きく、嵩高である。ＳＣＳがＰＮＳに使用される場合、ＳＣＳ発生器は、典型的には、腹部又は臀部の上の腰部に埋め込まれ、長いリード線が、腕、脚、又は顔面にある標的末梢神経に到達するように、複数の関節をまたいでトンネリングされる。過度にトンネリングすること及び関節をまたぐことは、術後の疼痛の増加及びデバイスの故障率の上昇につながる。加えて、剛性のリード線は、皮膚のびらん及び穿通につながる可能性があり、リード線の故障率は、埋め込みの最初の数年以内で非常に高くなる。多くの又はほとんどの複雑な事態は、結果として置換手術、場合によっては複数の置換手術を行うことになる。
【００２６】
埋め込み可能な神経刺激システム１００の一実施形態が図１に示されており、埋め込み可能な神経刺激システム１００は、例えば、末梢埋め込み可能な神経刺激システム１００とすることができる。いくつかの実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００は、例えば、末梢神経に起因する慢性かつ重度の難治性神経障害性疼痛を抱える患者の治療に使用することができる。いくつかの実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００を使用して、標的末梢神経又は脊髄の後方硬膜外腔のいずれかに刺激を与えることができる。
【００２７】
埋め込み可能な神経刺激システム１００は、１つ又は複数のパルス発生器を含むことができる。パルス発生器は様々な形状及びサイズを含むことができ、様々な材料から作製可能である。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のパルス発生器は、疼痛を制御するために神経に送達される１つ又は複数の非切除式電気パルスを発生させることができる。いくつかの実施形態において、これらのパルスは０〜１，０００ｍＡ、０〜１００ｍＡ、０〜５０ｍＡ、０〜２５ｍＡ、及び／又は任意の他の若しくは中間の振幅範囲のパルス振幅を有することができる。パルス発生器のうちの１つ又は２つ以上は、プロセッサ及び／又はメモリを含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素に命令を与えることができ、かつそれらから情報を受信することができる。プロセッサは、記憶された命令に従って機能することができ、その記憶された命令は、プロセッサと関連付けられたメモリの中に、及び／又は埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素の中に位置付けることができる。プロセッサは、記憶された命令に従って、決定を行うことができる。プロセッサは、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）又はＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．（登録商標）からのマイクロプロセッサなど、マイクロプロセッサを備えてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態において、プロセッサの動作を指示する記憶された命令は、ハードウェア、ソフトウェア、スクリプト言語、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語及び／又はその任意の組み合わせによって実行してもよい。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、スクリプト言語及び／又はマイクロコードで実装する場合には、必要なタスクを実行するためのプログラムコード又はコードセグメントは、記憶媒体などの機械可読媒体に記憶されてもよい。コードセグメント又は機械実行可能命令は、手続き、関数、サブプログラム、プログラム、ルーティン、サブルーティン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、スクリプト、クラス、又は命令、データ構造、及び／若しくはプログラム文の任意の組み合わせを表し得る。コードセグメントは、情報、データ、引数、パラメータ及び／若しくはメモリコンテンツの受け渡し及び／若しくは受信によって、別のコードセグメント又はハードウェア回路に結合されてもよい。情報、引数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージの受け渡し、トークンの受け渡し、ネットワーク伝送など、任意の好適な手段によって受け渡し、転送又は送信が行われてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態において、パルス発生器の一方又は双方のメモリは、記憶された命令を含む記憶媒体であってもよい。メモリは、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光学的記憶媒体、フラッシュメモリデバイス及び／又は情報を記憶するための他の機械可読媒体など、データを記憶するための１つ又は２つ以上のメモリを指してもよい。いくつかの実施形態において、メモリは、プロセッサ内又はプロセッサ外に実装されてもよい。いくつかの実施形態において、メモリは、任意のタイプの長期記憶媒体、短期記憶媒体、揮発性記憶媒体、非揮発性記憶媒体、又は他の記憶媒体であってもよく、メモリの特定のタイプ又はメモリの数又はメモリが記憶される媒体のタイプなどに制限するものではない。いくつかの実施形態において、メモリは、例えば、揮発性メモリ又は非揮発性メモリの一方又は双方を備えてもよい。１つの特定の実施形態において、メモリは、ＲＡＭメモリなどの揮発性部分及びフラッシュメモリなどの非揮発性部分を備えてもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態において、パルス発生器の一方は、外部パルス発生器１０２又は埋め込み可能なパルス発生器１０４であってもよい。外部パルス発生器１０２を使用して、埋め込み可能な神経刺激システム１００を使用した治療、及び／又は埋め込み可能なパルス発生器１０４の埋め込みに対する患者の適合性を評価することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、パルス発生器の一方は、埋め込み可能なパルス発生器１０４であってもよく、埋め込み可能なパルス発生器１０４の体内への埋め込みを可能にするようにサイズ決定及び形状化され得、かつ埋め込み可能なパルス発生器１０４の体内への埋め込みを可能にするような材料で作製することができる。いくつかの実施形態において、埋め込み可能なパルス発生器１０４は、体内の任意の所望の場所に埋め込み可能なパルス発生器１０４を定置することができるようにサイズ決定及び形状化することができ、いくつかの実施形態において、（後述する）リード線が関節をまたいでトンネリングされないように、及び／又は延長ケーブルが不要であるように、末梢神経に隣接して定置される。
【００３２】
埋め込み可能なパルス発生器１０４は、１つ又は複数のエネルギー貯蔵機構を含むことができる。いくつかの実施形態において、これらの機構は、埋め込み可能なパルス発生器１０４の動作において使用することができる、例えば、電気エネルギーなどの、エネルギーを貯蔵するように構成することができる。これらのエネルギー貯蔵機構は、例えば、再充電可能バッテリ、１つ又は複数のコンデンサ、１つ又は複数の燃料電池などを含む、１つ又は複数のバッテリを含むことができる。
【００３３】
いくつかの実施形態において、パルス発生器によって発生させた電気パルスは、１つ若しくは複数のリード線を介して、１つ若しくは複数の神経１１０に、及び／又は１つ若しくは複数の神経１１０に近接する組織に送達することができる。リード線は、電極又は電極の接触部分などの導電部分、及び非導電部分を含むことができる。リード線は、様々な形状を有し得、様々なサイズであり得、また、様々な材料から作製され得、そのサイズ、形状、及び材料は、適用例又は他の要因によって決定付けられ得る。
【００３４】
いくつかの実施形態において、リード線は、陽極リード線１０６及び／又は陰極リード線１０８を含むことができる。いくつかの実施形態において、陽極リード線１０６及び陰極リード線１０８は同一のリード線であり得るが、パルス発生器から異なる極性のパルスを受信することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、リード線はパルス発生器に直接接続することができ、いくつかの実施形態において、リード線はコネクタ１１２及びコネクタケーブル１１４を介してパルス発生器に接続することができる。コネクタ１１２は、リード線をコネクタケーブル１１４に電気的に接続することができる任意のデバイスを含むことができる。同様に、コネクタケーブルは、別個の電気パルスを陽極リード線１０６及び陰極リード線１０８に伝送することができる任意のデバイスであり得る。
【００３６】
いくつかの実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００は、埋め込み可能なパルス発生器１０４が体内に埋め込まれるときに埋め込み可能なパルス発生器１０４を再充電するように構成することができる充電器１１６を含むことができる。充電器１１６は、様々な形状、サイズ、及び機構を含むことができ、様々な材料から作製可能である。パルス発生器１０２、１０４と同様に、充電器１１６は上述と類似の特徴を有するプロセッサ及び／又はメモリを含むことができる。いくつかの実施形態において、充電器１１６は、誘導結合を介して埋め込み可能なパルス発生器１０４を再充電することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態において、電気パルスの１つ又は複数の特性を、コントローラを介して制御することができる。いくつかの実施形態において、これらの特性は、例えば、周波数、強度、パターン、持続時間、又は電気パルスのタイミング及び規模の他の観点を含むことができる。一実施形態において、これらの特性は、例えば、電圧、電流などを含み得る。一実施形態において、第１の電気パルスは第１の特性を有し得、第２の電気パルスは第２の特性を有し得る。この電気パルスの制御は、１つ又は複数の電気パルスプログラム、計画、又はパターンの生成を含むことができ、いくつかの実施形態において、これは、１つ又は複数の既存の電気パルスプログラム、計画、又はパターンの選択を含むことができる。図１に示される実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００は、臨床医用プログラマー１１８であるコントローラを含む。臨床医用プログラマー１１８を使用して、１つ若しくは複数のパルスプログラム、計画、若しくはパターンを生成する、及び／又は１つ若しくは複数の生成されたパルスプログラム、計画、若しくはパターンを選択することができる。いくつかの実施形態において、臨床医用プログラマー１１８を使用して、例えば、外部パルス発生器１０２及び埋め込み可能なパルス発生器１０４のうちの一方又は両方を含むパルス発生器の動作をプログラミングすることができる。臨床医用プログラマー１１８は、有線及び／又は無線でパルス発生器と通信できるコンピューティングデバイスを含むことができる。いくつかの実施形態において、臨床医用プログラマー１１８は、パルス発生器及びリード線の動作並びに／又は有効性を示す、パルス発生器からの情報を受信するように、更に構成することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００のコントローラは、患者リモート１２０を含むことができる。患者リモート１２０は、有線又は無線接続を介してパルス発生器と通信することができる、コンピューティングデバイスを含むことができる。患者リモート１２０を使用してパルス発生器をプログラミングすることができ、いくつかの実施形態において、患者リモート１２０は、臨床医用プログラマー１１８によって生成される１つ又は複数のパルス発生プログラム、計画、又はパターンを含むことができる。いくつかの実施形態において、患者リモート１２０を使用して、既存の１つ又は複数のパルス発生プログラム、計画、又はパターンを選択すること、及び、例えば、１つ又は複数のパルス発生プログラム、計画、又はパターンの中から選択されたものの期間を選択することができる。
【００３９】
有利に、埋め込み可能な神経刺激システム１００の上記の構成要素を使用して、患者の疼痛を緩和する電気パルスの発生を制御し、提供することができる。
【００４０】
ここで図２を参照すると、埋め込み可能な神経刺激システム１００の相互接続の一実施形態の概略図が示される。図２に示されるように、埋め込み可能な神経刺激システム１００の構成要素のいくつかが、ネットワーク１１０を介して相互接続されている。いくつかの実施形態において、ネットワーク１１０は、埋め込み可能な神経刺激システム１００の構成要素間の通信を可能にする。ネットワーク１１０は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、有線ネットワーク、カスタムネットワーク、ワイヤレスネットワーク、例えば、携帯電話回線などの電話回線、インターネット、ワールドワイドウェブ、若しくは任意の他の所望のネットワーク、又は異なるネットワークの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態において、ネットワーク１１０は、任意の所望の通信及び／又はネットワークプロトコルを使用し得る。ネットワーク１１０は、埋め込み可能な神経刺激システム１００の２つ以上の構成要素間の、任意の通信相互接続を含み得る。一実施形態において、埋め込み可能な神経刺激システム１００のデバイス間の通信は、例えば、近距離通信（ＮＦＣ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などによりカバーされるものを含む、任意の通信プロトコルに従い得る。いくつかの実施形態において、システムの異なる構成要素は、異なる通信ネットワーク、及び／又はプロトコルを利用することができる。
【００４１】
以下に更なる詳細が記載されるが、いくつかの実施形態において、充電器１１６は、ネットワーク１１０に頼ることなく、埋め込み可能なパルス発生器１０４と直接通信することができる。この通信は、線１４０によって図２に示される。いくつかの実施形態において、この通信は、１つ若しくは両方の充電器１１６及び埋め込み可能なパルス発生器１０４、又は埋め込み可能なデバイスの構成要素若しくはシステムのうちの１つ若しくは複数内にデータ伝送機能を統合することによって達成され得る。特定の一実施形態において、これは、例えば、周波数偏移キーイング（「ＦＳＫ」）性能を、充電器１１６及び埋め込み可能なパルス発生器１０４のうちの１つ又は両方の充電システム内に組み込むことによって、達成され得る。かかる実施形態において、充電器１１６は、通常再充電中に搬送波周波数を発生させる。通信若しくは他のデータ伝送が所望される場合、搬送波周波数は、２つ若しくは３つ以上の周波数の間で変調されて、通信を実行し得るか、又はデータを伝送し得る。
【００４２】
ここで図３を参照すると、外部パルス発生器１０２、及び／又は埋め込み可能なパルス発生器１０４のアーキテクチャの一実施形態の概略図が示されている。いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２、１０４の一方のアーキテクチャの構成要素のそれぞれが、パルス発生器１０２、１０４の一方のプロセッサ、メモリ、及び／又は他のハードウェア構成要素を使用して、実装することができる。いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２、１０４の一方のアーキテクチャの構成要素は、所望の結果を達成するための、パルス発生器１０２、１０４の一方のハードウェアと相互作用する、ソフトウェアを含み得る。
【００４３】
いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２／１０４は、例えば、ネットワークインターフェース３００又は代替的に通信モジュールを含むことができる。ネットワークインターフェース３００又は代替的に通信モジュールは、ネットワーク１１０にアクセスして、パルス発生器１０２、１０４と、埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素との間の通信を可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェース３００又は代替的に通信モジュールは、１つ又は複数のアンテナと、１つ又は複数のアンテナを制御して、埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素のうちの１つ又は複数に情報を送信し、そこから情報を受信するように構成されるソフトウェアと、を含み得る。
【００４４】
パルス発生器１０２、１０４は、データモジュール３０２を更に含み得る。データモジュール３０２は、パルス発生器１０２、１０４の同一性、及び特性に関するデータを管理するように構成され得る。いくつかの実施形態において、データモジュールは、例えば、パルス発生器の識別、パルス発生器１０２、１０４の１つ又は複数の特性などの、パルス発生器１０２、１０４に関する情報を含むことができる、１つ又は複数のデータベースを含むことができる。一実施形態において、パルス発生器１０２、１０４を識別するデータは、例えば、パルス発生器１０２、１０４のシリアル番号、及び／又はパルス発生器１０２、１０４の独自の識別子を含む、パルス発生器１０２、１０４の他の識別子を含み得る。いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２、１０４の特性に関連する情報としては、例えば、パルス発生器１０２、１０４の機能を識別するデータ、パルス発生器１０２、１０４の電力消費を識別するデータ、パルス発生器１０２、１０４の充電量、及び／又はパルス発生器１０２、１０４の電力貯蔵量を識別するデータ、パルス発生器１０２、１０４の潜在的及び／若しくは最大充電速度を識別するデータ、などが挙げられる。
【００４５】
パルス発生器１０２、１０４はパルス制御器３０４を含み得る。いくつかの実施形態において、パルス制御器３０４は、パルス発生器１０２、１０４による１つ又は複数のパルスの発生を制御するように構成され得る。いくつかの実施形態において、例えば、この情報は、１つ又は複数のパルスパターン、プログラムなどを識別し得る。この情報は、例えば、パルス発生器１０２、１０４により発生されるパルスの周波数、パルス発生器１０２、１０４により発生されるパルスの持続時間、パルス発生器１０２、１０４により発生されるパルスの強度及び／又は大きさ、又はパルス発生器１０２、１０４による１つ又は複数のパルスの生成に関連する他のいずれかの詳細を更に指定することができる。いくつかの実施形態において、この情報は、例えば、パルスパターン及び／又はパルスプログラムの持続時間など、パルスパターン及び／又はパルスプログラムの態様を指定することができる。いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２、１０４のパルス発生に関する、及び／又はそれらを制御するための情報は、メモリの中に記憶することができる。
【００４６】
パルス発生器１０２、１０４は充電モジュール３０６を含み得る。いくつかの実施形態において、充電モジュール３０６は、パルス発生器１０２、１０４の充電／再充電を制御及び／又はモニタリングするように構成され得る。いくつかの実施形態において、例えば、充電モジュール３０６は、誘導結合を形成することによりパルス発生器１０２、１０４を再充電するために、充電器１１６の１つ又は複数の誘導コイル／機構と相互作用し得る、１つ又は複数の誘導コイル／機構など、パルス発生器１０２、１０４を再充電するためにエネルギーを受信するように構成された１つ又は複数の機構を含み得る。
【００４７】
いくつかの実施形態において、充電モジュール３０６は、パルス発生器１０２、１０４の充電をモニタリングするように構成された、ハードウェア及び／又はソフトウェアを含み得る。いくつかの実施形態において、ハードウェアは、例えば、充電器１１６の充電コイルと磁気的に結合されるように構成される受信コイルであり得る、例えば、充電コイルを含むことができる。いくつかの実施形態において、パルス発生器１０２、１０４は、パルス発生器１０２、１０４の充電中にＦＳＫを介してデータを受信及び／又は送信するように構成され得る。
【００４８】
パルス発生器１０２、１０４はエネルギー貯蔵デバイス３０８を含み得る。エネルギー貯蔵機構を含むことができるエネルギー貯蔵デバイス３０８は、エネルギーを貯蔵するように構成される任意のデバイスであり得、また、例えば、１つ又は複数のバッテリ、コンデンサ、燃料電池などを含み得る。いくつかの実施形態において、エネルギー貯蔵デバイス３０８は、充電モジュール３０６から充電エネルギーを受信するように構成され得る。
【００４９】
ここで図４を参照すると、充電器１１６の一実施形態の概略図が示される。いくつかの実施形態において、充電器１１６のアーキテクチャの構成要素それぞれが、充電器１１６のプロセッサ、メモリ、及び／又は他のハードウェア構成要素を使用して、実装することができる。いくつかの実施形態において、充電器１１６のアーキテクチャの構成要素は、所望の結果を達成するための、充電器１１６のハードウェアと相互作用する、ソフトウェアを含み得る。
【００５０】
いくつかの実施形態において、充電器１１６は、例えば、ネットワークインターフェース３５０又は代替的に通信モジュールを含むことができる。ネットワークインターフェース３５０又は代替的に通信モジュールは、ネットワーク１１０にアクセスして、充電器１１６と、埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素との間の通信を可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態において、ネットワークインターフェース３５０又は代替的に通信モジュールは、１つ又は複数のアンテナと、１つ又は複数のアンテナを制御して、埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素のうちの１つ又は複数に情報を送信し、そこから情報を受信するように構成されるソフトウェアと、を含み得る。
【００５１】
充電器１１６は、充電モジュール３５２を含み得る。充電モジュール３５２は、パルス発生器１０２、１０４のうちの１つ又は複数の充電を制御及び／又はモニタリングするように構成され得る。いくつかの実施形態において、充電モジュール３５２は、充電中にエネルギーを伝送するように構成される１つ又は複数の機構を含み得る。一実施形態において、これらは、例えば、パルス発生器１０２、１０４の充電コイルと磁気的に結合することができ、それによって、パルス発生器１０２、１０４を再充電する１つ又は複数の伝送コイルであり得る１つ又は複数の充電コイルを含み得る。いくつかの実施形態において、充電コイルは、例えば、インダクタンス及び／又は品質係数（Ｑ）を含む複数のパラメータによって記載され得る。同様に、いくつかの実施形態において、伝送コイルと受信コイルとの間の磁気的結合は、例えば、結合係数を含む１つ又は２つ以上のパラメータによって記載され得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、充電器１１６の充電モジュール３５２は、パルス発生器１０２、１０４の充電中にＦＳＫを介してデータを送信及び／又は受信するように構成され得る。充電モジュール３５２のこれらの構成要素の詳細は、以下にさらに詳しく考察される。
【００５３】
充電器１１６は、データモジュール３５４を含み得る。データモジュール３５４は、パルス発生器１０２、１０４に伝送するためのデータ及び／又はパルス発生器１０２、１０４から受信されたデータを管理するように構成され得る。この情報は、例えば、パルス発生器１０２、１０４上のソフトウェアへの更新、パルスパターン、パルス発生器１０２、１０４などの使用者に関する更新を含み得る。いくつかの実施形態において、データモジュール３５４は、伝送データを生成するように構成され得、次いで、それは、埋め込み可能なパルス発生器１０４に通信され得る。いくつかの実施形態において、伝送データは、データを、充電モジュール３５２の通信性能に対応する符号化形態へと変換することによって生成される。充電モジュール３５２が２つの周波数の間で変調して、データを通信し得る一実施形態において、データは、バイナリフォーマットに変換され得る。
【００５４】
ここで図５を参照すると、充電器１１６の充電モジュール３５２の充電回路５００の一実施形態の機能ブロック図が示される。見られる通り、充電回路は、充電器１１６について上で考察されたプロセッサに対応し得るプロセッサ５０２を含む。いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、充電モジュール３５２の他の構成要素に電気的に接続され得、それによって、充電モジュール３５２のこれらの他の構成要素から信号を受信し、それによって、充電モジュール３５２のこれらの他の構成要素を制御する。
【００５５】
いくつかの実施形態において、かつ異なる状況において、充電モジュール３５２は、１つ又は複数の異なる周波数で動作し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、充電回路の動作の周波数をモニタリングすることを可能にする。かかる実施形態において、プロセッサ５０２を使用して、充電モジュール３５２の動作の周波数を制御し得、かつ充電モジュールの動作の周波数が所望の範囲（複数可）内であることを確実にし得る。動作周波数の範囲が、例えば、政府又は政府機関によって指定される実施形態において、これは特に重要であり得る。かかる実施形態において、プロセッサ５０２は、規制限度内の動作を確実にすることができ、周波数許容偏差を超えて動作する場合、充電モジュール３５２を停止する能力を提供することができる。
【００５６】
プロセッサ５０２は、例えば、Ｅクラスタイプ電力変換器であり得るＥクラスドライバ５０４に接続され得る。Ｅクラスドライバ５０４は、ＡＣをＤＣに変換するために使用され得る。いくつかの実施形態において、Ｅクラスドライバ５０４は、効率的な回路であり得、その効率は、Ｅクラスドライバ５０４の能動素子（典型的には、ＭＯＳＦＥＴを含むＦＥＴ）を完全にオン又はオフに切替えることによって得られることができ、それによって、動作の線形領域を回避する。いくつかの実施形態において、この切替は、能動素子を通る電圧及び電流の両方がゼロであるか、又はゼロに近いときに起こり得る。いくつかの実施形態において、スイッチタイミング又はマッチングネットワークの調整における小さなエラーが回路の効率を大幅に低下させないように、能動素子をオンに切替えることが、能動素子を横切るｄｖ／ｄｔがゼロであるときに起こり得る。Ｅクラスドライバ５０４の詳細が以下に更に詳しく考察される。
【００５７】
図５に見られる通り、いくつかの実施形態において、Ｅクラスドライバ５０４は、伝送コイルであり得る充電コイル５０６を含み得るか、又はそれに接続され得る。いくつかの実施形態において、Ｅクラスドライバ５０４は、誘導結合を介して埋め込み可能なデバイスに電力供給するのに使用され得る。かかる実施形態において、Ｅクラスドライバ５０４の誘導コイルは、Ｅクラスドライバ５０４の負荷ネットワークにおいても機能しながら、充電コイル５０６として機能する２つの目的を果たし得る。
【００５８】
加えて、いくつかの実施形態において、Ｅクラスドライバは、ＦＳＫモジュール５０８を含み得るか、又はそれと接続され得る。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュールは、プロセッサ５０８によって制御されて、充電コイル５０６により発生される磁界の周波数を変調及び／又は変更し得る１つ又は複数の機構を含み得る。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュール５０８は、制御されて、少なくとも２つの周波数、少なくとも３つの周波数、少なくとも４つの周波数、少なくとも５つの周波数、及び／又は任意のその他、又は中間数の周波数を発生させ得る。一実施形態において、ＦＳＫモジュール５０８は、制御されて、第１の周波数、第２の周波数、及び第３の周波数の間を切替え得る。一実施形態において、第１の周波数は、中間周波数であり得、第２の周波数は比較的低い周波数であり、第３の周波数は比較的高い周波数である。ＦＳＫモジュール５０８の詳細が以下に更に詳しく考察される。
【００５９】
ここで図６を参照すると、充電器１１６の充電モジュール３５２の充電回路５００の一実施形態の概略図が示される。図６に見られる通り、充電回路５００は、プロセッサ５０２、Ｅクラスドライバ５０４、充電コイル５０６、及びＦＳＫモジュール５０８を含む。
【００６０】
Ｅクラスドライバ５０４は、例えば、ＦＥＴトランジスタであり得る電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を備える。電力切替トランジスタ（ＳＷ１）は、Ｅクラスドライバ５０４にＤＣ電力を供給するために電流源として働く誘導子（Ｌ１）に接続されるドレイン（Ｄ１）、接地６０２に接続されるソース（Ｓ１）、及びプロセッサ５０２に接続されるゲート（Ｇ１）を有し得る。いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、電圧がゲート（Ｇ１）に印加されている程度、又は電圧がゲート（Ｇ１）に印加されているかどうかを変化させることによって、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を制御することができる。ゲート（Ｇ１）に印加される電圧は、図６で駆動信号（ＶＧ１）として識別される。
【００６１】
Ｅクラスドライバ５０４は、コンデンサ（Ｃｓ）及び（Ｃｐ）、並びに充電コイル（Ｌ２）を含み得る負荷マッチングネットワーク６０４を含み得る。いくつかの実施形態において、負荷マッチングネットワーク６０４の特性、並びにコンデンサ（Ｃｓ）及び（Ｃｐ）並びに充電コイル（Ｌ２）の特性は、Ｅクラスドライバ５０４と組み合わせて、充電回路５００に、インパルス応答周波数であり得る固有周波数を提供することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態において、かつ上述の通り、充電コイル（Ｌ２）は、負荷マッチングネットワーク６０４の構成要素であり得、かつ埋め込み可能なパルス発生器１０４の受信コイルと磁気的に結合する伝送コイルでもあり得る。かかる実施形態において、コイル電流（ＩＬ２）は、充電コイル（Ｌ２）を通過し、埋め込み可能なパルス発生器１０４の受信コイルと結合することができる磁界を作り出す。
【００６３】
Ｅクラスドライバ５０４は、いくつかの実施形態において、かつ図６に描写される通り、電流センサ（Ｔ１）を含み得、電流センサ（Ｔ１）は、充電コイル（Ｌ２）と直列であり得、充電コイル（Ｌ２）を通過する電流の量を測定するのに使用され得る。図６に描写される通り、電流センサ（Ｔ１）は、プロセッサ５０２に接続され得、それによって、電流センサ（Ｔ１）によって生成される電流データがプロセッサ５０２によって受信されることを可能にする。いくつかの実施形態において、かつ上述の通り、この電流データは、プロセッサ５０２による制御信号の生成において少なくとも部分的に使用され得る。
【００６４】
いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、スイッチ電圧回路６０６を介してＥクラスドライバ５０４に接続され得る。いくつかの実施形態において、スイッチ電圧回路６０６は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のドレイン側とプロセッサ５０２との間の電気的接続を含み得る。いくつかの実施形態において、スイッチ電圧回路６０６は、プロセッサ５０２で受信された電圧が、プロセッサ５０２と互換性があるように、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のドレイン側で測定された電圧を調節するために機構を備え得る。いくつかの実施形態において、これは、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のドレイン側での電圧が低過ぎる場合に、増幅器の使用を含み得、いくつかの実施形態において、これは、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のドレイン側での電圧が高過ぎる場合に、１つ又は複数の電圧低下機構の使用を含み得る。図６に描写される実施形態において、抵抗器Ｒ４及びＲ５を備える分割器ネットワーク６０８は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のドレイン側とプロセッサ５０２との間に位置付けられる。いくつかの実施形態において、分割器ネットワーク６０８は、プロセッサ５０２による受信のための電圧を更に調整することができるバッファによって、更に補足され得る。
【００６５】
いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２及び、充電コイル５０６を含むＥクラスドライバ５０４は、以下の通り動作し得る。電力は、電流源として働く誘導子（Ｌ１）を介してＥクラスドライバ５０４に供給される。コイル電流（ＩＬ２）は、充電コイル（Ｌ２）に提供され、その電流は、埋め込み可能なパルス発生器を再充電するために埋め込み可能なパルス発生器１０４の受信コイルと磁気的に結合することができる磁界を生成する。負荷電流（ＩＬ２）は、電流センサ（Ｔ１）によって感知され、いくつかの実施形態において、緩衝され、整えられ、プロセッサ５０２に提供される。プロセッサ５０２は、負荷電流（ＩＬ２）のゼロ交差電流移行をモニタリングし、駆動信号（ＶＧ１）を切替電力トランジスタ（ＳＷ１）のゲート（Ｇ１）に調節する。プロセッサ５０２の使用は、ＳＷ１のオン及びオフ移行両方が効率のために最適化されることを可能にし、回路のより綿密な制御を維持するために動作周波数を変更するときにこれらのポイントを変更することを可能にする。
【００６６】
いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が磁気的結合及び伝送コイルへの外部の影響の全ての条件で、効率を最大化するオン及びオフ時間のうちの１つ又は両方を調節することができる。例えば、プロセッサ５０２でゼロ交差信号が受信される前に電力切替トランジスタ（ＳＷ１）をオンに切替えることを所望する場合、タイミングは、電流センサ（Ｔ１）からのフィードバック信号の最後のサイクル又は最後の数サイクルに基づいて、次のサイクルのために調節され得る。回路動作上の追加のフィードバックはまた、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した電圧をモニタリングするスイッチ電圧回路６０６から取得され得る。いくつかの実施形態において、スイッチ電圧回路６０６からのデータは、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を制御するために使用され得、ターンオンポイントはＦＥＴを通した最低電圧に基づく。いくつかの実施形態において、スイッチ電圧回路６０６は、Ｅクラスドライバ５０４が正常に動作し、かつ安全で信頼できる動作を確実にするのを補助することの確認として、電力切替トランジスタの（ＳＷ１）ドレイン電圧のピーク振幅のフィードバックを提供するように構成され得る。
【００６７】
いくつかの実施形態において、かつ図６に描写される通り、充電回路５００は、ＦＳＫモジュール５０８を含み得る。ＦＳＫモジュール５０８は、Ｅクラスドライバ５０４の固有周波数の変調を可能にするように構成される１つ又は複数の構成要素を含み得る。いくつかの実施形態において、これらの１つ又は複数の構成要素は、Ｅクラスドライバ５０４の回路内に選択的に含まれ得るか、又はそこから排除され得、それによって、Ｅクラスドライバ５０４の固有周波数を選択的に変調する。
【００６８】
図６に描写される実施形態において、ＦＳＫモジュール５０８は、第２のコンデンサ（Ｃ２）及び第３のコンデンサ（Ｃ３）並びに第２の切替トランジスタ（ＳＷ２）及び第３の切替トランジスタ（ＳＷ３）を備え得る。いくつかの実施形態において、コンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）は、任意の所望の特性を有し得、任意の所望のコンデンサであり得る。同様に、トランジスタ（ＳＷ２、ＳＷ３）は、任意の所望の特性を有し得、任意の種類のトランジスタであり得る。いくつかの実施形態において、トランジスタ（ＳＷ２、ＳＷ３）は、ＦＥＴトランジスタを備え得る。
【００６９】
いくつかの実施形態において、かつ図６に描写される通り、ＦＳＫモジュール５０８は、コンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）が充電回路５００内に選択的に電気的に含まれ得るように、構成され得る。特に、いくつかの実施形態において、プロセッサ５０２は、スイッチトランジスタ（ＳＷ２、ＳＷ３）のゲート（Ｇ２、Ｇ３）に電気的に接続されて、スイッチトランジスタ（ＳＷ２、ＳＷ３）の制御された切替を可能にし得る。図６に描写される通り、例えば、第３のトランジスタ（ＳＷ３）がオンに切替えられるとき、Ｅクラスドライバ５０４は接地６１０に接続され、コンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）のいずれも充電回路５００内に含まれない。代替的には、第２のトランジスタ（ＳＷ２）は、オンに切替えられ、かつ第３のトランジスタ（ＳＷ３）はオフに切替えられ、Ｅクラスドライバ５０３は接地６１２に接続され、第３のコンデンサ（Ｃ３）は充電回路５００内に含まれる。最終的に、両方のトランジスタ（ＳＷ２、ＳＷ３）はオフに切替えられ、次いで、Ｅクラスドライバ５０４は接地６１４に接続され、第２及び第３のコンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）両方は充電回路５００内に含まれる。この充電回路５００内に第２及び第３のコンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）を選択的に含むことは、充電回路の３つの固有周波数の間の選択的変調を可能にし、その選択的変調を使用して、充電器１１６から埋め込み可能なパルス発生器１０４にデータを伝送し得る。
【００７０】
ここで図７を参照すると、充電モードから同時充電／データ伝送モードへの移行の一実施形態のグラフ図が示される。充電回路５００がＦＳＫモジュール５０８を含むいくつかの実施形態において、充電回路５００の固有周波数は変調されて、埋め込み可能なパルス発生器１０４を再充電することに加えて、埋め込み可能なパルス発生器１０４と通信し、かつ／又はそこにデータを伝送し得る。いくつかの実施形態において、かつ図７に描写される通り、充電器１１６のＦＳＫモジュール５０８は、第１の周波数、第１の周波数より低い第２の周波数、及び第１の周波数より高い第３の周波数の間を行ったり来たりするように構成され得る。いくつかの実施形態において、ＦＳＫモジュール５０８は、充電器１１６を構成して、第１の中間周波数で埋め込み可能なパルス発生器１０４を再充電するための磁界を発生させ得る。
【００７１】
図７に描写される通り、充電モードの間の第１の周波数での充電回路５００の動作は、時間、ｔ１まで継続し得、その時点で、プロセッサ５０２は、ＦＳＫモジュール５０８を制御して、充電回路５００の固有周波数を変調して、データの伝送を開始し、かつ充電回路５００の動作の充電／データ伝送モードに入る。図７に描写される通り、このモードの変更は、充電回路５００の固有周波数を第３の周波数に変調することによって開始し得るが、このモードの変更は、同様に、充電回路５００の固有周波数を第２の周波数に変調することによっても開始し得る。時間、ｔ２では、プロセッサ５０２は、ＦＳＫモジュール５０８を制御して、充電回路５００の固有周波数を第３の周波数から第２の周波数へと変調し、最終的に、時間、ｔ３で、プロセッサ５０２は、ＦＳＫモジュール５０８を制御して、充電回路５００の固有周波数を第２の周波数から第１の周波数へと変調する。描写される通り、時間、ｔ３では、充電回路５００は、動作の充電／データ伝送モードから出て、動作の充電モードへと再び入る。いくつかの実施形態において、充電は、搬送波周波数であり得る中間周波数で実行され得、データ伝送は、それぞれが中間周波数より高いか、又は低いかのいずれかである周波数の間で変調することによって実行され得る。
【００７２】
ここで図８を参照すると、充電回路５００からの測定値の一実施形態を描写するチャート８００が示される。チャート８００は、４つのトレースを描写し、第１のトレース８０２は、時間に対して充電コイル（Ｌ２）を通過する実際のコイル電流（ＩＬ２）に対応する。チャート８００に描写される通り、いくつかの実施形態において、コイル電流（ＩＬ２）は、時間に対して正弦曲線状に変化し得る。チャート８００は、充電コイル（Ｌ２）を通過するコイル電流（ＩＬ２）の複数のゼロ交差電流移行のうちの１つが起こる時間８０３を更に識別する。
【００７３】
チャート８００は、駆動信号（ＶＧ１）に対応する第２のトレース８０４を描写する。チャート８００に見られる通り、駆動信号（ＶＧ１）は、繰り返される箱形関数を含み得る。いくつかの実施形態において、第２のトレースは、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が開放される位置での第１の位置８０６、及び電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖される位置での第２の位置８０８を含み得る。いくつかの実施形態において、駆動信号（ＶＧ１）は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）閉鎖時間に対応するその後の第２の位置８０８が起こる周波数、及び駆動信号（ＶＧ１）が第２の位置８０８に留まる時間の長さを特徴とし得る。
【００７４】
チャート８００は、電圧固定を適用された、電流センサＴ１によって感知された電流に対応する第３のトレース８１０を描写する。見られる通り、この電流出力及び電圧固定の組み合わせは、周期的な切り捨てられた関数をもたらす。チャート８００は、電流センサＴ１が時間８０３のゼロ交差電流移行を感知する時間８１２を識別する。見られる通り、時間８０３及び時間８１２は伝播遅延（ＤＹ１）によって分離される。
【００７５】
チャート８００は、Ｔ１に対するバッファからの出力及びプロセッサ５０２への入力に対応する第４のトレース８１４を描写する。この第４のトレース８１４は、第３のトレース８１０に基づくバッファに影響された出力に更に対応する。第４のトレース８１４は、第１のレベル８１６及び第２のレベル８１８を有する繰り返される箱形関数であり得る。チャート８００に見られる通り、時間８２０は、時間８０３でのコイル電流（ＩＬ２）のゼロ交差電流移行後の第１のレベル８１６から第２のレベル８１８への第１の移行の瞬間を識別する。時間８２０と時間８１２との間の一時的な分離は伝播遅延（ＤＹ２）である。
【００７６】
遅延（ＤＹ１、ＤＹ２）に加えて、２つの追加の伝播遅延が、充電回路５００の動作で起こる。一実施形態において、これらの遅延は、（１）プロセッサ５０２による処理時間及び（２）電力切替トランジスタ（ＳＷ１）のターンオン時間を含み得る。いくつかの実施形態において、不適切なタイミングの即時の修正が現在用いられる制御方法を使用して行われないので、これらの伝播遅延は、充電回路５００の動作に悪影響を及ぼし得る。先行技術では、タイミング変更が必要であると識別される頃には、その変更が行われるべき適切な時間が既に過ぎていた。一実施形態において、これらの伝播遅延に対抗するために、プロセッサ５０２は、駆動信号（ＶＧ１）の異なる周波数及び／又は駆動信号（ＶＧ１）が第２の位置８０８に留まることができる異なる時間の長さを識別する表を含み得る。いくつかの実施形態において、この表の値は、例えば、埋め込み可能なパルス発生器との異なる磁気的結合を複製することができる異なる負荷条件下での充電回路５００の評価の間に生成され得る。駆動信号（ＶＧ１）の周波数の変更及び／又は駆動信号（ＶＧ１）が、第２の位置８０８である異なる時間の長さをもたらす、プロセッサ制御を使用して、駆動信号タイミングの変更を実施することによって、駆動信号は、以下の図９に示されるようなコイル駆動回路の次の（又は後の）サイクルにおいて第２の位置８０８に入る。これにより、上で識別されるものなどの任意の伝播遅延は、次の（又は後の）サイクルにおいて本質的に補正され、トランスミッタ動作効率を損なわない。
【００７７】
図９〜１１は、充電回路５００の動作における異なる駆動信号周波数の影響を示すチャート９００、１０００、１１００を描写する。特に、チャート９００は、電圧固定を適用された、電流センサＴ１によって感知された電流に対応する第１のトレース９０２を描写する。見られる通り、この電流出力及び電圧固定の組み合わせは、周期的な切り捨てられた関数をもたらす。チャート９００は、電流センサＴ１がゼロ交差電流移行を感知する時間９０４を識別する。
【００７８】
チャート９００は、駆動信号（ＶＧ１）に対応する第２のトレース９０６を描写する。チャート９００に見られる通り、駆動信号（ＶＧ１）は、繰り返される箱形関数を含み得る。いくつかの実施形態において、第２のトレース９０６は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が開放される位置での第１の位置９０８、及び電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖される位置での第２の位置９１０を含み得る。いくつかの実施形態において、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の閉鎖は、ソース（Ｓ１）を介してドレイン（Ｄ１）を接地６０２に接続することができる。この接続は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した電圧をゼロにし得る。
【００７９】
チャート９００は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した感知された電圧に対応する第３のトレース９１２を更に描写する。第３のトレース９１２は、第１の正弦曲線部分９１４及び第２の平面部分９１６を有する。いくつかの実施形態において、第３のトレース９１２の第１の正弦曲線部分９１４は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した変化する電圧を示し、第２の平面部分９１６は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖された後の電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した電圧を識別し得、その電圧は、図６の実施形態において、ゼロである。駆動信号（ＶＧ１）の周波数が、充電回路５００の条件に対して適切に調整されるいくつかの実施形態において、第３のトレース９１２の第２の平面部分９１６は平面であり、又は言い換えると、段がない。
【００８０】
図１０のチャート１０００は、チャート９００の同一の特性のトレースの一実施形態を描写するが、そこでは、駆動信号（ＶＧ１）の周波数は低過ぎ、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の切替が遅過ぎる。特に、チャート１０００は、電圧固定が適用され、かつ電流センサＴ１がゼロ交差電流移行を感知する時間１００４を識別する、電流センサＴ１によって感知された電流に対応する第１のトレース１００２を描写する。チャート１０００は、駆動信号（ＶＧ１）に対応する第２のトレース１００６を更に識別する。この第２のトレース１００６は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が開放される位置での第１の位置１００８、及び電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖される位置での第２の位置１０１０を含む。
【００８１】
チャート１０００は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した感知された電圧に対応する第３のトレース１０１２を更に描写する。第３のトレース１０１２は、第１の正弦曲線部分１０１４及び第２の平面部分１０１８を有する。チャート１０００に見られる通り、駆動信号（ＶＧ１）の周波数が低過ぎると、第３のトレース１０１２によって示される電圧は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖する前にゼロ未満に低下し、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖する場合に段１０１８を介してゼロ電圧に上昇する。
【００８２】
図１１のチャート１１００は、チャート９００の同一の特性のトレースの一実施形態を描写するが、そこでは、駆動信号（ＶＧ１）の周波数は高過ぎ、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の切替が早過ぎる。特に、チャート１１００は、電圧固定が適用され、かつ電流センサＴ１がゼロ交差電流移行を感知する時間１１０４を識別する、電流センサＴ１によって感知された電流に対応する第１のトレース１１０２を描写する。チャート１１００は、駆動信号（ＶＧ１）に対応する第２のトレース１１０６を更に識別する。この第２のトレース１１０６は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が開放される位置での第１の位置１１０８、及び電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖される位置での第２の位置１１１０を含む。
【００８３】
チャート１１００は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）を通した感知された電圧に対応する第３のトレース１１１２を更に描写する。第３のトレース１１１２は、第１の正弦曲線部分１１１４及び第２の平面部分１１１８を有する。チャート１１００に見られる通り、駆動信号（ＶＧ１）の周波数が高過ぎると、第３のトレース１０１２によって示される電圧は、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖する前にゼロに到達せず、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）が閉鎖する場合に段１１１８を介してゼロ電圧に上昇する。図１０及び１１の実施形態において、充電回路の効率は、低過ぎるか、又は高過ぎるかのいずれかである駆動信号（ＶＧ１）の周波数によって悪影響が及ぼされる。
【００８４】
ここで図１２を参照すると、充電回路５００の周波数を制御するためのプロセス１２００の一実施形態を例示するフローチャートが示される。プロセスは、駆動信号（ＶＧ１）の初期周波数が設定されるブロック１２０２で始まる。いくつかの実施形態において、この初期周波数は、例えば、充電器１１６及び／又は埋め込み可能な神経刺激システム１００の他の構成要素のメモリに記憶され得る初期設定の周波数であり得る。
【００８５】
駆動信号（ＶＧ１）の初期周波数が設定された後、プロセス１２００は、電流ゼロ交差移行が起こったかどうかを判定する判定状態１２０４に進む。いくつかの実施形態において、この判定は、電流センサ（Ｔ１）から受信されたデータに基づいてなされ得る。電流ゼロ交差移行が全く起こらなかったと判定される場合、プロセス１２００は、例えば、既定されている可能性がある、ある時間待機し、次いで、判定状態１２０４に戻る。
【００８６】
電流ゼロ交差移行が起こったと判定される場合、プロセス１２００は、電力切替トランジスタ電圧が感知されるか、又は読み取られるブロック１２０６に進む。いくつかの実施形態において、この電圧は、スイッチ電圧回路６０６から読み取られ得る。いくつかの実施形態において、電力切替トランジスタ電圧を読み取ることは、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の閉鎖の前及び／又はその瞬間の電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の電圧が、電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の閉鎖後の電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の電圧を超えるか、それ未満か、又はそれと同等であるかどうかを判定することを含み得る。いくつかの実施形態において、電力切替トランジスタの電圧は、電圧ゼロ交差に対応する第１の時間において読み取られ得る。
【００８７】
電力切替トランジスタ電圧が読み取られた後、プロセス１２００は、読み取られた電力切替トランジスタ電圧に対応する切替時間が読み取られるブロック１２０８に進む。いくつかの実施形態において、この切替時間は、駆動信号（ＶＧ１）の周波数であり得る。切替時間は、切替時間の表の入力から読み取られ得、切替時間のその表は、様々な状況及び負荷条件下で充電回路５００を分析することによって生成され得る。いくつかの実施形態において、この工程は、充電回路５００の特性及び／又は負荷条件をより厳密に一致させるために駆動信号（ＶＧ１）の周波数を調節するための値を取り出すことをもたらし得る。
【００８８】
電力切替トランジスタ（ＳＷ１）の読み取られた電圧に対応するスイッチ時間が取り出された後、プロセス１２００は、周波数限界が取り出されるブロック１２１０に進む。いくつかの実施形態において、周波数限界は、例えば、１つ又は複数の法的限界、規制限界などのような充電回路５００の動作の周波数の１つ又は複数の限界に対応し得る。一実施形態において、例えば、周波数限界は、上限（高限界）及び下限（低限界）のうちの１つ又は両方に対応し得る。
【００８９】
周波数限界が取り出された後、プロセス１２００は、周波数限界が、取り出された対応する切替時間と比較されるブロック１２１２に進む。いくつかの実施形態において、この比較は、充電器１１６のプロセッサによって実施され得る。周波数限界が切替時間と比較された後、プロセス１２００は、取り出された対応する切替時間が周波数限界内であるかどうかを判定する判定状態１２１４に進む。この比較は、充電器１１６のプロセッサによって実施され得る。
【００９０】
取り出された対応する切替時間が、周波数限界内でないと判定される場合、プロセス１２００は、切替時間が上及び下周波数限界のうちの１つに設定されるブロック１２１６に進む。いくつかの実施形態において、上及び下周波数限界のうちの１つが、判定状態１２１４に関わる上周波数限界及び下周波数限界のいずれかであり得る。切替時間が、上及び下周波数限界のうちの１つに設定された後、又は判定状態１２１４に戻って、切替時間が周波数限界内であると判定される場合、プロセス１２００は、駆動信号（ＶＧ１）の周波数が、取り出された対応する切替時間に節制されるという点において、切替時間が適用されるブロック１２１８に進む。切替時間が適用された後、プロセス１２００は、判定状態１２０４に戻り、上で概説されるように進む。いくつかの実施形態において、かつ伝播遅延を伴う場合であるように、伝播遅延を減軽し、かつ充電回路５００の機能に対応する切替時間が識別されるまで、サイクルは、複数回繰り返され得る。いくつかの実施形態において、かつ伝播遅延及び／又は伝播遅延の影響を十分減軽する切替時間が識別された後、充電回路５００は、その切替時間で安定した状態で作動され得る。
【００９１】
上記の明細書において、本発明は、具体的な実施形態を参照して説明されるが、当業者は、本発明がそれらに限定されないことを認識するであろう。上記の発明の様々な特徴及び態様は、個別に、又は組み合わせて使用することができる。更に、本発明は、本明細書のより広範な趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書において記載されるものを超える、任意の数の環境及び用途において使用することができる。したがって、本明細書及び図面は、制限的ではなく、例示的であるものとみなされる。用語「含む（comprising）」、「含む（including）」、及び「有する（having）」は、本明細書において使用するとき、オープンエンドの技術用語として解釈されると特に意図されている。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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