(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検哺乳動物の体内で使用するための医療装置であって、
ケーシング及び送信機を含み、
前記ケーシングは、前記被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合されており、外面を備え、絶縁材料および導電材料を含み、前記ケーシングの外面の所定領域が導電性となるように構成されており、
前記送信機は、電気信号を生成するように適合され、前記ケーシング内に封入され、前記導電材料に接続されて、前記外面の導電領域が、前記被検哺乳動物の体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように構成されており、
前記導電領域は、ケーシングを構成する非導電材料の外面に形成された導電性のコーティングを含み、前記送信機が、前記非導電材料を通るフィードスルーによって前記導電領域に接続されており、
前記導電領域は、前記信号を送信する間、前記被検哺乳動物の体内の金属インプラントに接触するように構成されている、医療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療装置において、
前記絶縁材料は、セラミック材料及びプラスチック材料の少なくとも一方を含む、医療装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の医療装置において、
前記導電領域は、信号を送信する間、導電性体液に接触するように構成されている、医療装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の医療装置において、
前記ケーシング内に封入されたセンサをさらに含み、
前記センサは、前記医療装置の前記体内における位置に関連したパラメータを検出するように適合され、前記送信機によって生成される前記信号が前記検出されたパラメータを示すように前記送信機に接続されている、医療装置。
【請求項５】
請求項４に記載の医療装置において、
前記センサは、前記送信機によって生成される前記信号が前記医療装置の位置座標を示すように位置センサを含む、医療装置。
【請求項６】
請求項４に記載の医療装置において、
前記パラメータが生理学的パラメータを含む、医療装置。
【請求項７】
請求項６に記載の医療装置において、
前記センサが、圧力センサ、温度センサ、流量センサ、化学センサ、電気センサ、及び光学センサの少なくとも１つを含む、医療装置。
【請求項８】
医療用インプラントであって、
被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合された、金属材料を含む移植用部材と、
請求項１に記載の医療装置であって、前記ケーシングの外面の導電領域が前記移植用部材の前記金属材料に接触するように構成されている、医療装置と、
を具備する、インプラント。
【請求項９】
請求項８に記載のインプラントにおいて、
前記移植用部材は、移植用整形外科装置を含む、インプラント。
【請求項１０】
侵襲性医療器具であって、
被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合された先端部を備えた挿入部材と、
請求項４〜７のいずれかに記載の医療装置であって、前記挿入部材の前記先端部内に収められ、前記センサが、前記体内の前記挿入部材の前記先端部の位置に関連したパラメータを検出するように構成されている、医療装置と、
を具備する  を具備する侵襲性医療器具。
【請求項１１】
請求項５に従属する場合の請求項１０に記載の侵襲性医療器具において、
受信機をさらに含み、
前記受信機は、前記アンテナによって送信される前記電気信号を受信し、前記体内の前記挿入部材の座標を決定するべく前記電気信号を処理するように構成されている、侵襲性医療器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子医療装置に関し、詳細には、患者の体内の電子医療装置へ（から）の無線信号の無線送信に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体内のカプセル化された無線センサの使用は当分野で周知である。通常は、このようなセンサは、目的のパラメータを検出するための検出回路と、パラメータの読みを体外の受信機に送信するための、好適なアンテナを備えた送信機とを含む。ある適用例では、センサは、体外から送信される信号及び／または放射電力を受信できる。検出回路によって検出されるパラメータは、局所圧力、温度、または化学特性（例えば、ｐＨ）などの生理学的パラメータ、またはセンサの位置座標を示す位置パラメータとすることができる。通常は、センサの全ての部品が、セラミックやプラスチック材料などの好適な生体適合性材料からなる密閉ケーシング（パッケージまたはカンとも呼ぶ）内に封入されている。
【０００３】
この種の典型的な無線位置センサが、言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１に開示されている。この特許文献１には、患者の体内から空間的位置情報を提供するための移植用テレメトリーユニットを含むテレメトリーシステムが開示されている。このテレメトリーユニットは、（ａ）テレメトリーユニットに電力を供給するべく、体外から受信した出力信号を電力に変換するための第１のトランスデューサと、（ｂ）体外から受信した位置決定電磁界信号を受信するための第２のトランスデューサと、（ｃ）位置決定電磁界信号に応答して、体外に位置信号を送信するための第３のトランスデューサとを含む。
【０００４】
無線センサによって送信される信号の強度は、特にその信号を送信するアンテナの大きさに依存する。センサの信号受信能力も同様に、アンテナの大きさに関連する。不幸なことに、アンテナの面積は、センサケーシング内の利用可能な容積によって限定されてしまう。特に移植用装置の場合、この容積が極めて小さいため、装置の送信範囲が非常に狭くなる。この問題を解消するべく、言及することを以って本明細書の一部とする特許文献２で、互いに並列に接続された複数のアンテナが提案されている。このようなアンテナは、移植用装置のカンの内部または外部に取り付けることができる。
【０００５】
別の例として、言及することを以って本明細書の一部とする特許文献３に、ステント内を流れる流体の特性を測定するためのセンサと、流体のパラメータを体外の受信機に送信するための送信機とを含むステントが開示されている。このステントは、送信機に電力を供給するべく、体を放射する電磁界からエネルギーを受信するアンテナとしても機能するコイルを含む。一実施形態では、送信機は、負性抵抗で動作するように好適にバイアスされたトンネルダイオード発振回路に基づいている。
【特許文献１】米国特許第６，２３９，７２４号明細書
【特許文献２】米国特許第６，００９，３５０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０５３，８７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線センサによって送信される信号の強度は、特にその信号を送信するアンテナの大きさに依存する。センサの信号受信能力も同様に、アンテナの大きさに関連する。また、アンテナの面積は、センサケーシング内の利用可能な容積によって限定されてしまう。従って、特に移植用装置の場合、この容積が極めて小さいため装置の送信範囲が非常に狭くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に従って、装置のケーシングの一部をアンテナとして用いて、体内の無線装置と体外の送信機または受信機との接続を改善するための技術を提供する。ケーシングは、通常は密閉され、装置のアンテナの全てまたは一部として機能するようにケーシング内の回路に接続された導電性の外側領域を含む。このようにアンテナとしてケーシングの外面を用いることにより、装置を大きくしなくてもアンテナの活性領域を増大させることができる。
【０００８】
本発明のある実施形態では、ケーシングの導電性の外側領域が、ケーシング外部の導電構造に接触するようにデザインされている。例えば、装置が金属インプラントと共に用いられる場合、インプラントの一部または全てが装置のアンテナとして機能するように導電性領域をインプラントに接触させることができる。これに加えて或いは別法では、装置のケーシングが、血液や他の電解液などの導電性体液に接触したら、その体液のイオン電流を用いて、ケーシングの導電領域を介して送受信されるアンテナ信号を増大させることができる。
【０００９】
本発明の原理は、移植用装置に特に適しているが、カテーテルなどの侵襲性器具にも適用することができる。通常は（必ずしも必要ではない）、無線装置は、ケーシングの導電領域を介して体外の送信機と通信できるように接続されたセンサを含む。このセンサは、装置の位置座標及び／または向きの座標を示す受信機に送信される信号を生成する位置センサを含むことができる。これに加えて或いは別法では、センサは、温度、圧力、化学特性、またはこのような装置によって検出することができる実質的にあらゆる他のタイプのパラメータなどの生理学的パラメータを検出するためのトランスデューサを含むことができる。
【００１０】
従って、本発明の一実施形態に従って、被検哺乳動物の体内で使用するための医療装置を提供する。この医療装置は、ケーシング及び送信機を含む。ケーシングは、被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合されており、その外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電性材料を含む。送信機は、電気信号を生成するように適合され、ケーシング内に封入されており、外面の導電性領域が体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように導電材料に接続されている。
【００１１】
通常は、絶縁材料は、セラミック材料及びプラスチック材料の少なくとも一方を含む。
【００１２】
一実施形態では、ケーシングが内面を備え、導電性材料が、外面の導電領域と内面との間のケーシングの全厚みに充填されている。別の実施形態では、導電材料は、導電領域の絶縁材料の上層をなすように設けられている。
【００１３】
一実施形態では、導電領域は、信号を送信する間、被検哺乳動物の体内の金属インプラントと接触するように構成されている。
【００１４】
別の実施形態では、導電領域は、信号を送信する間、導電性の体液に接触するように構成されている。通常は、導電領域は、体内の消化管及び血管系の少なくとも一方の導電性の体液に接触するように構成されている。
【００１５】
ある実施形態では、装置は、ケーシング内に封入されたセンサを含み、そのセンサが、体内の装置の位置に関連したパラメータを検出するように適合され、送信機によって生成される信号が検出されたパラメータを示すように送信機にセンサが接続されている。これらの実施形態の内の一実施形態では、送信機によって生成される信号が装置の位置座標を示すように位置センサを含む。他の実施形態では、パラメータは生理学的パラメータを含み、センサが、圧力センサ、温度センサ、流量センサ、化学センサ、電気センサ、及び光学センサの少なくとも１つを含むことができる。
【００１６】
また、本発明の一実施形態に従って医療用プラントを提供する。この医療用プラントは、哺乳動物の体内に移植できるように適合された、金属材料を含む移植用部材と、信号送信装置とを含む。信号送信装置は、ケーシング及び送信機を含む。ケーシングは、移植用部材の金属材料に接触するケーシングの外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料及び導電材料を含む。送信機は、電気信号を生成するように適合され、ケーシング内に封入されており、外面の導電領域が体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように導電材料に接続されている。
【００１７】
一実施形態では、移植用部材は移植用整形外科装置を含む。
【００１８】
更に、本発明の一実施形態に従って侵襲性医療器具を提供する。この侵襲性医療器具は、被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合された先端部を備えた挿入部材と、挿入部材の先端部内に含められた信号送信装置とを含む。この信号送信装置は、ケーシング、センサ、及び送信機を含む。ケーシングは、その外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含む。センサは、ケーシング内に封入され、体内の挿入部材の先端部の位置に関連したパラメータを検出するように適合されている。送信機は、センサによって検出されるパラメータを示す電気信号を生成するように適合され、ケーシング内に封入されており、外面の導電領域が体外の送信機の信号を送信するためのアンテナとして機能するように導電材料に接続されている。
【００１９】
一実施形態では、センサは、送信機によって生成される電気信号が装置の位置座標を示すように位置センサを備え、器具が更に受信機を含み、その受信機が、アンテナによって送信される電気信号を受信し、体内の挿入部材の座標を決定するべくその信号を処理するように適合されている。挿入部材は、カテーテルを含むことができる。
【００２０】
更に、本発明の一実施形態に従って位置検出システムを提供する。この位置検出システムは、被検哺乳動物の体内に挿入できる位置検出装置を含む。位置検出装置は、ケーシング、センサ、送信機、及び受信機を有する。ケーシングは、体内に挿入できるように適合されており、そのケーシングの外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含む。センサは、ケーシング内に封入され、体内の装置の位置を示すパラメータを検出するように適合されている。送信機は、センサによって検出されるパラメータを示す電気信号を生成するように適合され、ケーシング内に封入されており、外面の導電領域が体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように導電材料に接続されている。受信機は、アンテナによって送信される電気信号を受信し、体内の装置の位置座標を決定するべくその電気信号を処理するように適合されている。
【００２１】
更に、本発明の一実施形態に従って、哺乳動物の体内から信号を送信するための方法を提供する。この方法は、外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含むケーシング内に、送信機を備えた電子装置を封入するステップと、送信機を、外面の導電領域が送信機のアンテナとして機能するように導電材料に接続するステップと、装置を含むケーシングを被検哺乳動物の体内に挿入するステップと、体内の送信機からアンテナを介して体外の受信機に信号を送信するステップとを含む。
【００２２】
一実施形態では、ケーシングを挿入するステップは、信号を送信するステップにおけるアンテナの利得を増大させるべく、被検哺乳動物の体内に配置された金属インプラントと導電領域とを接触させるステップを含む。通常は、金属インプラントは、整形外科インプラントを含み、ケーシングを挿入するステップは、その整形外科用インプラントを体内の骨に固定するステップを含む。
【００２３】
別の実施形態では、ケーシングを挿入するステップは、信号を送信するステップにおけるアンテナの利得を増大させるべく、信号を送信する間、導電性領域と導電性の体液とを接触させるステップを含む。
【００２４】
別の実施形態では、信号を送信するステップが、体内の装置の位置に関連したパラメータを検出するステップを含み、送信される信号が検出されたパラメータを示す。通常は、送信される信号は、装置の位置座標を示し、この方法が更に、位置座標を決定するために体外で信号を受信し処理するステップを含む。
【００２５】
本発明は、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態の詳細な説明を読むとより良く理解できよう。
【発明の効果】
【００２６】
装置のケーシングの一部をアンテナとして用いて、体内の無線装置と体外の送信機または受信機との接続を改善するための技術が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本発明の実施形態に従った、被検哺乳動物の体内で使用される無線装置１０が模式的に例示されている。図１Ａは、装置の断面図であり、図１Ｂは装置の外側を示す絵画図である。装置１０は、密閉されたケーシング２０内に回路を含む。ケーシングは、通常は好適な生体適合性金属から形成される導電領域２４を備えた、セラミックやプラスチック材料などの絶縁材料２２を含む。この実施形態では、領域２４のケーシングの全厚みが、当分野で周知のように、好適な金属／セラミック・シールまたは金属／プラスチック・シールによって周囲の絶縁材料２２に取り付けられシールされた金属である。
【００２８】
装置１０は、ケーシング２０内に封入された電気回路２５を含む。この回路は通常、送信機２８を含み、この送信機は、信号を導電領域２４を介して患者の体外の１または複数の受信機（不図示）に送信するために接続されている。従って領域２４は、それ自体が、或いはケーシング２０内の内部アンテナ２６と共に送信機のアンテナとして機能する。内部アンテナを使用する場合は、図１Ａに示されているように、その内部アンテナを領域２４に直列または並列に接続することができる。領域２４はまた、後述するようにアンテナの利得を増大させるために装置１０の外部の導電構造に電気的に接続することもできる。
【００２９】
一般に、回路２５は、送信機２８によって送信される信号を生成するセンサ２９を含む。本発明のある実施形態では、センサ２９は、患者の体内の装置１０の座標を示す位置信号を生成する位置センサを含む。センサは、例えば特許文献１または米国特許出願第１０／０２３，４７３号に開示されているような無線電磁位置センサを含むことができる。別法では、センサは、例えば米国特許出願第１０／０２９，５９５号に開示されているように、装置１０に向けられた超音波ビームに応答して位置信号を生成することができる。これらの特許出願は、本願の譲渡人に譲渡されたものであり、言及することを以って本明細書の一部とする。装置１０の位置センサの使用及び特徴は図３を用いて詳細に後述する。
【００３０】
これに加えて或いは別法では、センサ２９は、体内の装置１０の近傍における生理学的パラメータを検出するように構成することができる。この目的のために、センサをケーシング２０と接触させ、可能であればそのケーシングから突き出るようにする必要があろう。例えば、センサ２９は、圧電トランスデューサなどの圧力センサ、超音波トランスデューサまたはバイオインピーダンス測定要素に基づいた流量センサ、ＰＨセンサや酸素飽和センサなどの化学センサ、温度センサ、電気活性センサ、光学的センサまたはイメージングセンサ、または当分野で周知の実質的にあらゆるタイプの他の小型検出装置を含み得る。これらのタイプの一部のセンサが、上記した特許文献３に開示されている。
【００３１】
回路２５は通常、簡潔にするために図面２は示されていないが当分野で周知の他の素子を含む。例えば、回路２５は通常、外部供給源（不図示）から装置２０に向かって放射されたエネルギーを受信するためにバッテリや受信回路などの送信機２８に電力を供給するための手段を含む。動作にバッテリを使用しないこのような装置が、特許文献１及び２、並びに米国特許出願第１０／０２３，４７３号に開示されている。回路２５はまた、体外の送信機（不図示）からの呼掛け信号を受信し、送信機２８が応答を送信するのを促進するために接続された受信機を含むことができる。回路２５に含めることができる他の構成要素は当業者には明らかであろう。
【００３２】
図２Ａを参照すると、本発明の別の実施形態に従った、体内で使用される無線装置のケーシングに設けられた導電領域３０の模式的な詳細図が例示されている。この実施形態では、導電領域３０は通常、ケーシングを構成する非導電材料２２の外面に形成された導電性の非強磁性コーティングを含む。送信機２８が、材料２２を通るフィードスルー３２によって領域３０に接続されている。この領域３０の構成は、ケーシングの製造が単純であり、領域３０を様々な形状にすることができるという点で有利である。
【００３３】
図２Ｂを参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、患者の体内で使用される別の無線装置３６の模式的な絵画図が例示されている。この実施形態では、図２Ａに示されているように領域３０がケーシング２０の外面の材料２２に形成され、導電螺旋が画定されている。この螺旋（並びにここに記載する他のタイプのアンテナ）の特性は、適用例の要求によって、４３３ＭＨｚ帯または８００‐９００ＭＨｚ帯などの特定の送信周波数に対して最適化される。フィードスルーにより、螺旋の端部がケーシング内部の送信機に接続されている。別法では、領域３０は、アンテナとして有用な実質的にあらゆる形状に形成することができ、場合によっては、実質的にケーシング２０の全ての外面を覆うようにすることができる。但し、このように全面を覆うのは、ケーシングを介して信号を送受信しなければならない追加のアンテナがケーシング内に必要でない場合に限られる。本発明の適用例は、図１Ａ及び図１Ｂに示されている装置１０を用いて説明してきたが、装置３６などの他の形状及び形態の導電領域を備えた装置も同様に、これらの適用例に用いることができることを理解されたい。
【００３４】
図３を参照すると、本発明の実施形態に従った、患者の体内のカテーテル４２を案内するためのシステム４０の模式的な側面図が示されている。装置１０は通常、血管系または消化系を介して患者の体内に挿入されるカテーテル４２の先端部内に含められる。一連の基準コイル４４が、体外の既知の位置に固定され、装置１０によって生成される位置信号を受信する。位置検出システム４６が、その信号を分析して、体内の装置１０（従ってカテーテル４２）の位置座標及びオプションの向きの座標を決定する。システム４０の構成における体内の位置センサの座標を決定する方法が、当分野で周知であり、言及することを以って本明細書の一部とするベンーハイム（Ben−Haim）に付与された米国特許第５，３９１，１９９号及び同第５，４４３，４８９号に開示されている。このようなシステムに装置１０を用いることは、装置１０によって生成される位置信号をカテーテル４２の先端部と基端部との間で伝送するためのワイヤが必要でないという点で有利である。図３の例示的な実施形態にカテーテルにおける装置１０の使用を例示しているが、当業者には明らかなように、同様の要領で様々な種類の侵襲性医療器具に装置を用いることができる。
【００３５】
本発明の別の実施形態では、装置１０のセンサ２９（図１を参照）が、患者の体内の複数の電磁界送信機によって生成されるＡＣ電磁界を検出するＡＣ電磁界受信機として構成されている。例えば、コイル４４を、電磁界送信機として機能するように構成することができる。これらの送信機はまた、磁界発生器または放射器とも呼ばれ、それぞれがＡＣ電磁界を生成し、固定された基準フレームを画定する。このタイプの位置センサが、言及することを以って本明細書の一部とする国際公開第ＷＯ ９６／０５７６８号として公開されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９５／０１１０３号（１９９７年５月１４日出願の米国特許出願第０８／７９３，３７１号）に開示されている。
【００３６】
体内の装置１０の位置座標及び向きの座標を、位置センサの位置及び向きの座標を決定することで求めることができる。通常は、位置センサは、患者の体外の２つまたは３つの放射器（送信機）によって放射される１または複数のアンテナ、例えば１または複数のコイルを含む。
【００３７】
送信機は、あらゆる都合の良い位置及び向きに配置することができる。但し、送信機は基準フレームに固定され、送信機同士が重なっていてはならない。すなわち、２つ以上の送信機が同じ位置、つまり位置及び向きが全く同じであってはならない。好適な放射器ドライバ（不図示）によって作動されると、送信機が、位置センサの受信アンテナによって検出される電磁界を形成する複数の識別可能なＡＣ電磁界を生成する。これらの磁界は、それぞれの磁界における周波数、位相、または位相と周波数の両方について識別可能である。また、時分割多重化も可能である。
【００３８】
送信機の配置並びにその大きさ及び形状は、本発明の適用例によって様々にすることができる。一実施形態では、医療用途に有用な、送信機は、同一平面において、各コイルの中心が約２ｃｍ〜３０ｃｍ離れた三角形に配置され、外径が約２ｃｍ〜２０ｃｍ、厚みが約０．５ｃｍ〜２ｃｍの環状の巻きコイルを含む。このような医療用途には、バー型の送信機、更に三角形または正方形のコイルも有用であろう。腹臥の患者が本発明を含む処置を受ける場合、送信機は、患者が横たわっている表面（手術台など）またはその下側、すなわち処置が行われている患者の体の部分の下側に配置されるのが好ましい。他の適用例では、送信機を患者の皮膚に近接させることができる。送信機は、好ましくは後述する要領で放射器ドライバによって作動される。
【００３９】
装置１０の位置センサは１つのコイルから形成することができる。別法では、位置センサは、空芯または物体の芯（不図示）に巻かれた２つ以上のセンサを含むことができる。一実施形態では、コイルは互いに直交する軸を有し、装置１０のジオメトリに対して既知の整合にある。従来の位置センサ（他の適用例に用いられる）は、同軸的に配置された、または少なくとも軸が遮られた３つのコイルを含むが、センサ２９に用いられるコイルは、センサの直径、従って装置１０の大きさを縮小するために、長軸に沿って近接して配置することができる。
【００４０】
装置１０の位置センサの受信アンテナ（コイル）によって受信した信号は処理され、送信機２８によって患者の体外の位置検出システム４６の送信機に送信される。システム４６はまた、送信機を作動させるために用いられる信号の表現を受信する。システム４６は、信号を処理して、体内の装置１０の位置及び向きの表示または他の指示を、通常はモニタや他のディスプレイに表示する。
【００４１】
固定された基準フレームにおける装置１０の６つの位置及び向きの座標（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、ピッチの向き、ヨーの向き、及びロールの向き）を測定するためには、少なくとも２つの識別可能なＡＣ磁界を生成する、重なっていない少なくとも２つの体外の送信機と、その電磁界により生じる磁束を測定するためのセンサ２９における少なくとも２つの非平行コイルが必要である。ある実施形態では、位置測定の精度及び信頼性を改善するべく３つのコイルがセンサ２９に用いられる。座標の数が少なくて済む他の適用例では、唯１つのコイルが位置センサに必要である。この場合、位置検出システムが、装置１０の５つの位置及び向きの座標（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、ピッチの向き、及びヨーの向き）を決定する。単一コイルシステム（単一軸システムとも呼ぶ）の特定の特徴及び機能が、言及することを以って本明細書の一部とする米国特許第６，４８４，１１８号に開示されている。
【００４２】
本発明の一実施形態では、センサ２９に用いられるコイルは、内径が０．５ｍｍであり、直径１６μｍのワイヤを８００巻含み、全体のコイルの直径が１ｍｍ〜１．２ｍｍとなっている。コイルの有効補足面積は、通常は約４００ｍｍ２である。これらの寸法は、かなりの範囲に変更することができ、単に特定の寸法の範囲を表わすものであることを理解されたい。具体的には、コイルの大きさを０．３ｍｍ（ある程度の感度の低下がある）と小さくしたり、２ｍｍよりも大きくすることができる。最大許容サイズ及びワイヤの直径によって、コイルのワイヤサイズを１０μｍ〜３１μｍの範囲、巻数を３００〜２６００の範囲とすることができる。有効補足面積は、装置１の１０の全体の大きさの要求に一致するように可能な限り大きくするのが有利である。好適なセンサコイルの形状は円筒状であるが、他の形状にすることもできる。装置１０のジオメトリによっては、例えば、バレル型コイルや正方形または他の形状のコイルも有用である。
【００４３】
本発明の原理に従った無線位置センサ装置は、体内に一時的または永久に挿入することができる。例えば、このタイプの装置を、計画された診断処置及び治療処置の位置をマークするべく患者の体内に挿入される無線タグに用いることができる。このための無線タグの使用について、言及することを以って本明細書の一部とする２００２年６月１７日出願の米国特許出願第１０／１７３，１９７号に開示されている。
【００４４】
ここで図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本発明の別の実施形態に従った、髄内釘５０と装置１０の使用が模式的に例示されている。図４Ａは、当分野で周知のように髄内釘５０が挿入された骨折した骨５２の模式的な破断図である。図４Ｂは、釘５０の金属外面５４に対する装置の関係を詳細に示す装置１０の断面図である。装置のケーシング２０の導電領域２４が、釘５０が事実上、送信機２８のための大きなアンテナとして機能するように表面５４に電気的に接続されている。通常は、領域２４が表面５４と導電接触するように、単に装置１０が所定の位置に固定されている。別法では、誘導結合または容量結合を用いることもできる。
【００４５】
図５を参照すると、本発明の別の実施形態に従った、この文脈の装置１０の使用を示す患者６０の消化管６２の模式的な破断図である。この実施形態では、装置１０は、患者６０が飲み込むことができるピルの形態である。ピルが消化管６２を通過する時に、局所特性を検出し、導電領域２４を用いて信号を体外の受信機（図５には不図示）に送信する。例えば、装置１０は、消化液の温度、圧力、または酸性度を検出することができる。これに加えて或いは別法では、装置１０は、消化管のイメージを捕らえて送信する好適な光学素子を備えた小型電気イメージセンサを含むことができる。この種の「ビデオピル（video pill）」が、例えば、言及することを以って本明細書の一部とする米国特許第５，６０４，５３１号に開示されている。
【００４６】
装置１０の導電領域２４が、装置を浸す消化液及び／または消化管の壁部と電気的に接触する。このような液体が電解質である場合は、領域２４を介して装置１０によって送信される信号がその液体中にイオン電流を流す。このイオン電流により、信号周波数の電磁波が放射され、これにより消化管６２の一部が事実上、装置１０の延長アンテナとして機能する。従って、装置１０から体外で受信される信号が大きくなるであろう。しかしながら、生理学的延長アンテナの効果は推測不可能である。同様の要領で、領域２４が血液またはリンパ液に接触すると、血管系またはリンパ系の一部が延長アンテナとして機能する。軟組織もまた、電解質の内容物を相当含むため、これらの組織を同様に利用して、装置１０のアンテナの利得を高めることができる。領域２４と体液または組織との電気接触を改善するために、領域２４の外面を粗くしたり、チタンなどの金属粒子でコーティングすることができる。
【００４７】
本発明の態様を特定の適用例を用いて説明してきたが、当業者には本発明の原理を用いた他の適用例が明らかであろう。例えば、装置１０は、脳の刺激及び／または監視のために患者の脳に移植するべく適合することができる。従って、上記した実施形態が例示目的であり、本発明が、ここに記載した説明及び特定の図面に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本発明の範囲には、当業者であれば上記した説明を読めば容易に想到する従来技術ではない、上記した様々な特徴の組み合わせ及び部分的な組み合わせ、並びに本発明の様々な変形形態及び改良形態が含まれる。
【００４８】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）被検哺乳動物の体内で使用するための医療装置であって、
ケーシング及び送信機を含み、
前記ケーシングが、前記被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合されており、前記ケーシングの外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含み、
前記送信機が、電気信号を生成するように適合され、前記ケーシング内に封入されており、前記外面の導電領域が、前記被検哺乳動物の体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように前記導電材料に接続されていることを特徴とする医療装置。
（１）前記絶縁材料が、セラミック材料及びプラスチック材料の少なくとも一方を含むことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
（２）前記ケーシングが内面を有し、前記導電材料が、前記外面の導電領域と前記内面との間の前記ケーシングの全厚みに充填されていることを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
（３）前記導電材料が、前記導電領域の前記絶縁材料の上層をなすように設けられていることを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
（４）前記導電領域が、前記信号を送信する間、前記被検哺乳動物の体内の金属インプラントに接触するように構成されていることを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
（５）前記導電領域が、信号を送信する間、導電性体液に接触するように構成されていることを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
【００４９】
（６）前記導電領域が、前記被検哺乳動物の体内の消化管及び血管系の少なくとも一方の導電性体液に接触するように構成されていることを特徴とする実施態様（５）に記載の装置。
（７）更に、前記ケーシング内に封入されたセンサを含み、前記センサが、前記体内の前記装置の位置に関連したパラメータを検出するように適合され、前記送信機によって生成される前記信号が前記検出されたパラメータを示すように前記送信機に接続されていることを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の装置。
（８）前記センサが、前記送信機によって生成される前記信号が前記装置の位置座標を示すように位置センサを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の装置。
（９）前記パラメータが生理学的パラメータを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の装置。
（１０）前記センサが、圧力センサ、温度センサ、流量センサ、化学センサ、電気センサ、及び光学センサの少なくとも１つを含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の装置。
【００５０】
（Ｂ）医療用インプラントであって、
被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合された、金属材料を含む移植用部材と、
ケーシング及び送信機を備えた信号送信装置とを含み、
前記ケーシングが、前記移植用部材の前記金属材料に接触する前記ケーシングの外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含み、
前記送信機が、電気信号を生成するように適合され、前記ケーシング内に封入されており、前記外面の導電領域が、前記被検哺乳動物の体外の受信機に信号を送信するためのアンテナとして機能するように前記導電材料に接続されていることを特徴とする医療用インプラント。
（１１）前記移植用部材が移植用整形外科装置を含むことを特徴とする実施態様（Ｂ）に記載のインプラント。
（Ｃ）侵襲性医療器具であって、
被検哺乳動物の体内に挿入できるように適合された先端部を備えた挿入部材と、
前記挿入部材の前記先端部内に含められた信号送信装置とを含み、
前記信号送信装置が、ケーシング、センサ、及び送信機を含み、
前記ケーシングが、その外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料を含み、
前記センサが、前記ケーソング内に封入され、前記体内の前記挿入部材の前記先端部の位置に関連したパラメータを検出するように適合されており、
前記送信機が、前記センサによって検出される前記パラメータを示す電気信号を生成するように適合され、前記ケーシング内に封入されており、前記外面の導電領域が前記体外の受信機に前記信号を送信するためのアンテナとして機能するように前記導電材料に接続されていることを特徴とする侵襲性医療器具。
（１２）前記センサが、前記送信機によって生成される前記電気信号が前記装置の位置座標を示すように位置センサを備え、前記器具が更に受信機を含み、前記受信機が、前記アンテナによって送信される前記電気信号を受信し、前記体内の前記挿入部材の座標を決定するべく前記電気信号を処理するように適合されていることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の器具。
（１３）前記挿入部材がカテーテルを含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の器具。
（Ｄ）被検哺乳動物の体内に挿入するための位置検出装置を含む位置検出システムであって、
前記位置検出装置が、ケーシング、センサ、送信機、及び受信機を備え、
前記ケーシングが、前記体内に挿入できるように適合されており、前記ケーシングの外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料とを含み、
前記センサが、前記ケーシング内に封入され、前記体内の前記装置の位置を示すパラメータを検出するように適合されており、
前記送信機が、前記センサによって検出される前記パラメータを示す電気信号を生成するように適合され、前記ケーシング内に封入されており、前記外面の前記導電領域が前記体外の受信機に前記信号を送信するためのアンテナとして機能するように前記導電材料に接続されており、
前記受信機が、前記アンテナによって送信される前記電気信号を受信し、前記体内の前記装置の座標を決定するべく前記電気信号を処理するように適合されていることを特徴とする位置検出システム。
（Ｅ）被検哺乳動物の体内から信号を送信するための方法であって、
外面の所定領域が導電性となるように配置された絶縁材料と導電材料とを含むケーシング内に、送信機を備えた電子装置を封入するステップと、
前記送信機を、前記外面の導電領域が前記送信機のためのアンテナとして機能するように前記導電材料に接続するステップと、
前記装置を含む前記ケーシングを前記被検哺乳動物の体内に挿入するステップと、
前記体内の前記受信機から前記アンテナを介して前記体外の受信機に前記信号を送信するステップとを含むことを特徴とする方法。
（１４）前記ケーシングを挿入する前記ステップが、前記信号を送信するステップにおける前記アンテナの利得を増大させるべく、前記被検哺乳動物の体内に配置された金属インプラントと前記導電領域とを接触させるステップを含むことを特徴とする実施態様（Ｅ）に記載の方法。
（１５）前記金属インプラントが、整形外科用インプラントを含み、前記ケーシングを挿入する前記ステップが、前記整形外科用インプラントを前記体内の骨に固定するステップを含むことを特徴とする実施態様（１４）に記載の方法。
【００５１】
（１６）前記ケーシングを挿入する前記ステップが、前記信号を送信するステップにおける前記アンテナの利得を増大させるべく、前記信号を送信する間、前記導電領域を導電性体液に接触させるステップを含むことを特徴とする実施態様（Ｅ）に記載の方法。
（１７）前記導電領域を接触させる前記ステップが、前記体の消化管及び血管系の少なくとも一方の導電性体液に接触させるステップを含むことを特徴とする実施態様（１６）に記載の方法。
（１８）前記信号を送信する前記ステップが、前記体内の前記装置の位置に関連したパラメータを検出するステップを含み、前記送信される信号が前記検出されたパラメータを示すことを特徴とする実施態様（Ｅ）に記載の方法。
（１９）前記送信される信号が前記装置の位置座標を示し、この方法が更に、前記位置座標を決定するために前記体外で前記信号を受信し処理するステップを含むことを特徴とする実施態様（１８）に記載の方法。
（２０）前記ケーシングを挿入する前記ステップが、前記ケーシングを侵襲性医療器具に固定するステップを含み、前記信号を処理する前記ステップが、前記体内の前記器具の前記位置を決定するステップを含むことを特徴とする実施態様（１９）に記載の方法。
【００５２】
（２１）前記パラメータを検出する前記ステップが、前記体についての生理学的パラメータを検出するステップを含むことを特徴とする実施態様（１８）に記載の方法。
（２２）前記生理学的パラメータを検出する前記ステップが、圧力、温度、流量特性、化学特性、電気特性、及び光学特性の少なくとも１つを検出するステップを含むことを特徴とする実施態様（２１）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に従った、患者の体内で使用するための無線装置の模式的な断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの装置の模式的な絵画図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従った、被検者の体内で使用するための無線装置におけるセンサとアンテナとの接続を示す模式的な詳細図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従った、被検者の体内で使用するやめの無線装置のケーシングに形成されたコイルアンテナを示す模式的な絵画図である。
【図３】本発明の一実施形態に従った、カテーテルの位置座標を検出するためのシステムの模式的な側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に従った、骨の内部に移植された、無線装置が取り付けられた釘の模式的な破断図である。
【図４Ｂ】釘の一部が装置に接触した、図４Ａの装置の模式的な断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に従った、被検者の胃内部の無線装置を示す、被検者の消化管の模式的な破断図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０、３６    無線装置
２０    ケーシング
２２    絶縁材料
２４、３０    導電領域
２６    内部アンテナ
２８    送信機
２９    センサ
３２    フィードスルー
４０    システム
４２    カテーテル
４４    基準コイル
４６    位置検出システム
５０    髄内釘
５３    骨折した骨
５４    釘表面
６０    患者
６２    消化管
【図１Ａ】
0004808391.tif 000002
【図１Ｂ】
0004808391.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
0004808391.tif 000005
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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