(57)【要約】  埋込医療装置と外部システムの間でデータ送信する遠隔測定システムは、複数のチャネルを備える。それぞれチャネルは、所定の周波数範囲の周波数帯域を示す。データ送信は、一時に少なくとも一つのアクティブチャネルを用いて行われる。通信途切が検出されるとチャネルホッピングが行われ、複数のチャネルから選択した多数チャネルの走査が行われる。データフレームの送信に成功しない場合、送信に成功するまで、現在のアクティブチャネルおよび／または次のアクティブチャネルを用いて繰返し再送信される。
2010521223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋込医療装置と外部システムを備える埋込医療システムであって、
前記埋込医療装置は、治療モジュールと埋込遠隔測定モジュールを備え、
前記外部システムは、プログラミングモジュールと外部遠隔測定モジュールを備え、
前記埋込遠隔測定モジュールと前記外部遠隔測定モジュールは、それぞれ遠隔測定回路を備え、
前記遠隔測定回路は、アンテナと、前記アンテナに接続される送受信機と、前記送受信機に接続される遠隔測定コントローラとを有し、
前記送受信機は、複数のチャネルで送信可能となるように構成され、それぞれ前記チャネルは、前記埋込医療装置と前記外部システムの間のデータ送信に用いられる周波数帯域を示し、
前記遠隔測定コントローラは、チャネルホッピングプロセスを制御するように構成され、チャネルホッピングプロセスは、第１周波数で通信途切を検出する工程と；前記埋込医療装置からの応答に使用される複数の通信周波数の一組を走査する工程と；応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で前記埋込医療装置との通信を再開する工程とを含むことを特徴とする、埋込医療システム。
【請求項２】
前記遠隔測定コントローラは更に、
複数の前記チャネルからアクティブチャネルを選択し、
前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとが同期する同期走査モード時に前記アクティブチャネルを用いてデータ送信を制御し、
前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとが非同期になると非同期走査モードを開始し、
前記非同期走査モード時に前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとの同期を回復させるように構成される、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項３】
前記治療モジュールは、心調律管理モジュールを含む、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項４】
前記治療モジュールは、一つまたは複数の生理学的信号を検出するように構成された検出回路を備える、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項５】
前記心調律管理モジュールは、心臓電気刺激パルスを供給するように構成された治療回路を備える、請求項３記載の埋込医療システム。
【請求項６】
前記治療モジュールは、神経性刺激モジュールを含む、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項７】
前記埋込医療システムは更に、前記遠隔測定コントローラに電気的接続されたメモリを有し、
前記メモリは、周波数の同期走査と非同期走査に使用可能な通信周波数とタイマを格納するように構成される、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項８】
前記メモリは、主要チャネルタイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項９】
前記メモリは、同期走査タイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１０】
前記メモリは、非同期走査タイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１１】
前記メモリは、同期走査ホップ数格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１２】
前記メモリは、ポーリング間隔格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１３】
第１周波数での通信途切の問題を検出するまで、第１周波数を用いて埋込医療装置に無線通信する通信手段と、
前記埋込医療装置からの応答に使用可能な複数の通信周波数の一組を走査する走査手段と、
応答受信後、応答受信に用いた周波数で前記埋込医療装置との通信を再開する再開手段と
を備える、埋込医療システム。
【請求項１４】
前記通信手段は、少なくとも一つのアンテナを備える、請求項１３記載の埋込医療システム。
【請求項１５】
前記通信手段は、コントローラとメモリを備える、請求項１３記載の埋込医療システム。
【請求項１６】
第１周波数での通信途切の問題が検出されるまで、第１周波数を用いて埋込医療装置に無線通信する通信工程と、
前記埋込医療装置からの応答に使用可能な複数の通信周波数の一組を走査する走査工程と、
応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で前記埋込医療装置との通信を再開する再開工程と
を含む、制御方法。
【請求項１７】
前記制御方法は更に、プログラミング可能な期間後、使用可能な複数の周波数の一組をインクリメントするインクリメント工程を含む、請求項１６記載の制御方法。
【請求項１８】
前記インクリメント工程は、
前記一組の開始から最初に使用可能な周波数を落とす工程と；
前記一組の末尾に次に使用可能な周波数を追加する工程と
を含む、請求項１７記載の制御方法。
【請求項１９】
前記インクリメント工程は、前記埋込医療装置によって走査される周波数が前記一組に亘って維持されることを保証する、請求項１８記載の制御方法。
【請求項２０】
前記制御方法は更に、前記埋込医療装置との同期を維持するために、前記埋込医療装置内のホッピングクロックタイマをリセットする工程を含む、請求項１６記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に埋込医療装置に関する。より詳細には本発明は、埋込医療装置との通信を行う埋込医療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
埋込医療装置（ＩＭＤ）は、医療治療を行うために人体に埋込まれる装置（移植される装置）を含む。このような埋込医療装置として、たとえば心調律管理（ＣＲＭ）装置、神経刺激装置、神経筋刺激装置、薬物送達装置、および生物学的療法装置がある。埋込医療装置のプログラミングは、プログラミング装置（プログラマ）と呼ばれる人体外部の装置を用いて行われる。
【０００３】
複数のプログラマと埋込医療装置は、無線の電気的接続を用いて無線周波数（ＲＦ）遠隔測定によって通信する。プログラマと埋込医療装置の間で行われる無線通信の質、すなわち手術室、集中治療施設、患者の臨床経過観察、または家庭での監視状態は、他の無線周波数源の光干渉や長距離送信などの要因によって制限される。このため、埋込医療装置との通信用に改善された遠隔測定が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の問題および本明細書に特に記載していない他の問題は、本願主題によって解決され、本明細書を読み検討することによって理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
埋込医療装置と外部システムの間でデータ送信する遠隔測定システムは、複数のチャネルを備え、それぞれチャネルは、所定の周波数範囲内の周波数帯域を示す。データの送信は、一時に少なくとも一つのアクティブチャネルを用いて行われる。通信途切が検出されるとチャネルホッピングが行われ、複数のチャネルから選択した多数チャネルの走査が行われる。データフレームがうまく送信されない場合、送信に成功するまで、現在のアクティブチャネルおよび／またはチャネル選択順序で次のアクティブチャネルを用いて繰返し再送信される。
【０００６】
一実施形態において埋込医療システムは、遠隔測定によって互いに通信する埋込医療装置と外部システムを含む。埋込医療装置は、治療モジュールと埋込遠隔測定モジュールを備える。外部システムは、プログラミングモジュールと外部遠隔測定モジュールを備える。埋込遠隔測定モジュールと外部遠隔測定モジュールはそれぞれ、遠隔測定回路を備える。それぞれ遠隔測定回路は、アンテナと、送受信機と、遠隔測定コントローラとを有する。送受信機は、複数のチャネルを備える。それぞれチャネルは、埋込医療装置と外部システムのデータ送信に用いられる周波数帯域を示す。遠隔測定コントローラは、同期走査モード時と非同期走査モード時に、データ送信とチャネルホッピングを制御する。チャネルホッピングは、第１周波数で通信途切を検出する工程と；埋込医療装置からの応答に使用可能な複数の通信周波数の一組を走査する工程と；応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で埋込医療装置との通信を再開する工程とを含む。
【０００７】
一実施形態において、埋込医療装置と外部システムの間でデータ送信する方法が提供される。この実施形態は、第１周波数での通信途切の問題が検出されるまで、第１周波数を用いて埋込医療装置に無線通信する工程を含む。この実施形態は、埋込医療装置からの応
答に使用可能な複数の通信周波数の一組を走査する工程も含む。この実施形態は更に、応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で埋込医療装置との通信を再開する工程も含む。
【０００８】
上記の発明の概要は、本願の開示を幾つかまとめたものであり、本願主題を排他的または網羅的に扱うことを意図していない。また、本願主題の詳細については、詳細な説明および添付の特許請求の範囲に記載する。他の態様については、以下の詳細な説明を読み理解すること、また一部をなす図面を検討することによって当業者に明らかとなるであろう。これらの態様のいずれも狭義に解釈されるものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】埋込医療装置（ＩＭＤ）有する埋込医療システムの一実施形態と、本システムが使用される環境の一部を示す図。
【図２】埋込医療システムの回路の一実施形態を示すブロック図。
【図３】埋込医療システムにおける埋込医療装置と外部システムとのデータ送信に用いられる遠隔測定チャネル（周波数帯域）の一実施形態を示す図。
【図４】埋込医療システムの遠隔測定回路の一実施形態を示すブロック図。
【図５】遠隔測定回路の一実施形態を示すブロック図。
【図６】一実施形態によるホップエラー周波数ホッピングの一例を示すグラフ。
【図７】埋込医療装置に通信する外部システムにおける周波数ホッピングの一実施形態を示す状態図。
【図８】外部システムに通信する埋込医療装置における周波数ホッピングの一実施形態を示す状態図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の本願主題の詳細な説明とは、本願主題が実施され得る態様および実施形態を一例として示す添付図面の主題を説明するものである。これらの実施形態は、本願主題が当業者によって実施可能となるよう十分詳細に記載されている。本開示において「一」実施形態、「一つの」実施形態、または「各種」実施形態という場合、同じ実施形態である必要はなく、複数の実施形態を意図する。以下の詳細な説明は例示であり、狭義に解釈されないものとする。本願主題の範囲は、特許請求の範囲によって権利が与えられる法的均等物の全範囲に沿って、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００１１】
本願主題の各種実施形態は、外部プログラマレコーダ（プログラマまたはプログラミングモジュール）と埋込医療装置（ＩＭＤ）（たとえばパルス生成装置（ＰＧ））との間で通信する通信システムに関係する。開示の通信システムは、Ｍアレイの無線周波数（ＲＦ）をホップするホップエラー（エラー時ホップ：ｈｏｐ−ｏｎ−ｅｒｒｏｒ）周波数を用いる。現在の周波数での通信問題を検出すると、プログラミングモジュール（ＰＲＭ）と埋込医療装置は、複数の周波数（またはチャネル）を変更する。このシステムは、プログラミングモジュールが複数の周波数を走査し、複数のホッピング周波数の一組から埋込医療装置の応答を探すことによって、長期間に亘る通信途切から回復させるように設計される。プログラミングモジュールと埋込医療装置の間の周波数変更の同期を維持するために、プログラミングモジュールは、埋込医療装置内のホッピングクロックをセットまたはリセットするように設計される。
【００１２】
心調律管理（ＣＲＭ）システムにおける用途を例として特に説明したが、本願主題は、埋込医療装置と外部システムの間で行われる無線周波数遠隔測定に適用できる。埋込医療装置は、無線周波数遠隔測定によって外部システムまたは外部装置との通信が行える埋込医療装置であってもよい。
【００１３】
図１は埋込医療システム１００の一実施形態と、埋込医療システム１００が使用される環境の一部を示す。埋込医療システム１００は、埋込医療装置１１０と外部システム１１２とを含む。図に示す実施形態において、埋込医療装置１１０は、患者の人体１０２に埋込まれると、リードシステム１０８を介して患者の心臓１０１に接続される。各種実施形態において埋込医療装置１１０は、一つまたは複数のペースメーカ、心臓除細動器または除細動器、心臓再同期療法（ＣＲＴ）装置、心臓リモデリング制御治療（ＲＣＴ）装置、神経刺激装置と、薬物送達システム、生物学的療法装置、および患者モニタ装置を含む。外部システム１１２は、医師または他の介護者による遠隔測定リンク１１４を介した埋込医療装置１１０とのやりとりを可能にする。これにより、埋込医療装置１１０と外部システム１１２の間で双方向のデータ通信が提供される。
【００１４】
遠隔測定リンク１１４は、埋込医療装置１１０から外部システム１１２へのデータ送信を提供する。このデータ送信は、たとえば埋込医療装置１１０が取得した実時間生理学的データの送信、埋込医療装置１１０が取得し格納している生理学的データの抽出、埋込医療装置１１０に格納している治療履歴データの抽出、および埋込医療装置１１０の動作状態（たとえばバッテリ状態やリードインピーダンス）を示すデータの抽出である。遠隔測定リンク１１４は、外部システム１１２から埋込医療装置１１０へのデータ送信も提供する。このデータ送信は、たとえば生理学的データ取得のために行う埋込医療装置１１０のプログラミング、少なくとも一つの自己診断テスト（たとえば装置の動作状態のテスト）を行うための埋込医療装置１１０のプログラミング、および少なくとも一つの治療を送達するための埋込医療装置１１０のプログラミングである。
【００１５】
一実施形態において遠隔測定リンク１１４は、遠距離場無線周波数遠隔測定リンクである。遠距離場は、フラウンホーファー（Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ）領域とも呼ばれる。この遠距離場は、観察点と放射源との距離をｒとした場合、電磁放射源を送信することによって電磁場の成分が１／ｒに略比例的に減衰する区域をいう。したがって遠距離場とは、送信された電磁エネルギーの波長をλとした場合、ｒ＝λ／２Πの境界外の区域をいう。一実施形態において、遠隔測定リンク１１４の通信範囲（データの無線通信が可能な距離）は、少なくとも３０４．８ｃｍ（１０フィート）であるが、使用される通信技術によって可能となる長さであってもよい。電磁遠隔測定リンクは、患者に貼り付けられてケーブルで外部システム１１２に電気的接続される埋込医療装置１１０付近に配置したコイルを用いる。このような電磁遠隔測定リンクとは異なり、遠隔測定リンク１１４を使用した場合、患者は、コイルやケーブルによる身体的拘束から自由になる。また、埋込医療装置１１０の移植（埋込）などの手術時に、滅菌野から離れた位置に外部システム１１２を配置できる。
【００１６】
遠隔測定リンク１１４は、埋込医療装置１１０の埋込遠隔測定モジュール１１６と、外部システム１１２の外部遠隔測定モジュール１１８とによって担持される。埋込遠隔測定モジュール１１６と外部遠隔測定モジュール１１８は、データ送信用の複数のチャネルを含む周波数機動性遠隔測定システムを成す。それぞれチャネルは、所定周波数範囲内の周波数帯域を示す。遠隔測定システムは、通信途切の問題を検出するとチャネルホッピングを行う。埋込遠隔測定モジュール１１６と外部遠隔測定モジュール１１８が同じ周波数帯域を用いて相互にデータ送信するように、チャネルホッピングは、同時に行われる。一実施形態において、埋込遠隔測定モジュール１１６は、スレーブ装置として機能し、外部遠隔測定モジュール１１８は、マスタ装置として機能する。マスタ装置は、同期チャネルホッピングを維持する。チャネルホッピングが非同期になると、マスタ装置は、同期チャネルホッピングを回復させるために再同期プロセスを制御する。
【００１７】
埋込医療装置１１０と外部システム１１２の間で行われる双方向のデータ通信は、ヘッダと、ペイロードと、トレーラとを有するデータを論理単位としたデータフレームの送信
を含む。一実施形態において、ヘッダは「コンマ」を含み、このコンマは、フレームの受信開始を信号で伝えるユニークな一式のビットからなる。コンマ欠如またはコンマ受信の失敗は、フレーム受信の失敗を示す。ペイロードは、送信されたデータブロックを含む。トレーラは、送信機が生成した値である周期的冗長検査（ＣＲＣ）値を含む。受信機は、周期的冗長検査値を受信し、受信したデータブロックに基づき周期的冗長検査値の再計算も行い、再計算した周期的冗長検査値をトレーラ内の受信した周期的冗長検査値と比較する。再計算した周期的冗長検査値が受信した周期的冗長検査値に一致する場合、データは、正しく送信されたと見なされる。周期的冗長検査エラーとは、再計算した周期的冗長検査値と受信した周期的冗長検査値との不一致をいう。特定の通信形式によっては、ヘッダとトレーラは、それぞれ、フラッギング、データ復旧の制御、および／または埋込遠隔測定モジュール１１６と外部遠隔測定モジュール１１８との同期に用いられる付加情報を含む。各種実施形態において、データフレーム交換のエラー（たとえばコンマエラーや周期的冗長検査エラー）は、現在のアクティブチャネルおよび／または次のアクティブチャネルを用いて同じデータフレームを再送信する必要があることを示す。
【００１８】
一実施形態において外部システム１１２は、プログラマを備える。他の実施形態において外部システム１１２は、外部装置と、電気通信網と、一つまたは複数の遠隔装置とを備える患者管理システムを含む。外部装置は、埋込医療装置１１０の付近に配置される。また外部装置は、遠隔測定リンク１１４を介して埋込医療装置１１０に通信する外部遠隔測定モジュール１１８を備える。一つまたは複数の遠隔装置は、一つまたは複数の遠隔位置にあり、電気通信網を介して外部装置に通信する。これにより、医師もしくは他の介護者は、遠隔位置から患者を監視および治療でき、および／または一つもしくは複数の遠隔位置から各種治療ソースへアクセスできる。
【００１９】
図２は、埋込医療システム１００の一実施形態である埋込医療システム２００の回路の実施形態を示すブロック図である。埋込医療システム２００は、埋込医療装置２１０と、外部システム２１２と、遠隔測定リンク１１４とを含む。遠隔測定リンク１１４は、埋込医療装置２１０と外部システム２１２とを通信可能にする。
【００２０】
埋込医療装置２１０は、埋込医療装置１１０の一実施形態である。埋込医療装置２１０は、埋込遠隔測定モジュール２１６と心調律管理モジュール２２４を備える。本開示の範囲内において、他の種類の治療モジュールを使用してもよい。心調律管理モジュール２２４は、一つまたは複数の生理学的信号を検出する検出回路２２６と、一つまたは複数の心臓治療を供給する治療回路２２８とを備える。各種実施形態において治療回路２２８は、一つまたは複数のペーシング回路と、電気的除細動回路または除細動回路と、心臓再同期療法回路と、心臓リモデリング制御治療回路と、心臓治療を供給する他の回路とを含む。一実施形態において治療回路２２８は、心臓電気刺激パルス（たとえばペーシング、電気的除細動パルスまたは除細動パルス）を供給する。各種実施形態において心調律管理モジュール２２４は更に、一つまたは複数の薬物送達装置と、生物学的療法装置とを含む。
【００２１】
外部システム２１２は、外部システム１１２の一実施形態である。外部システム２１２は、外部遠隔測定モジュール２１８と、プログラミングモジュール２３０と、ユーザインターフェース２３２とを備える。プログラミングモジュール２３０は、遠隔測定リンク１１４を介して埋込医療装置２１０から送信されたデータをプロセス可能にし、また、遠隔測定リンク１１４を介して指示を送信することによって埋込医療装置２１０をプログラミング可能にする。ユーザインターフェース２３２は、埋込医療装置２１０から送信された生理学的信号および装置動作データの医師または他の介護者による観察および分析を可能にし、埋込医療装置２１０の動作調整を可能にする。
【００２２】
埋込遠隔測定モジュール２１６は、埋込遠隔測定回路２２０を含む。外部遠隔測定モジ
ュール２１８は、外部遠隔測定回路２２２を含む。埋込遠隔測定回路２２０と外部遠隔測定回路２２２については、図４と図５を参照して以下に詳細に説明する。
【００２３】
各種実施形態において、本明細書に記載の各種モジュールおよび回路を含むシステム要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせによって実装される。各種実施形態において、本明細書に記載の回路または回路の一部は、一つまたは複数の特定の機能を行うように構成された特定用途向け回路、またはそのような（一つまたは複数の）機能を行うようにプログラミングされた汎用回路、またはそれらを組み合わせたものである。
【００２４】
図３は、遠隔測定リンク１１４を介したデータ送信に用いられる複数のチャネルの一実施形態を示す。チャネルは、所定の周波数範囲に分配される。図３に示すとおり、一例として所定の周波数範囲は、約９０２．２５ＭＨｚ〜約９２７．７５ＭＨｚである。それぞれチャネルは、約５００ｋＨｚの中心周波数（搬送波周波数）および帯域幅を有する。複数のチャネルは、５１本のチャネルを含み、それぞれチャネルは、米国のＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド内である周波数範囲９０２．２５ＭＨｚ〜９２７．７５ＭＨｚ内の帯域幅５００ｋＨｚを有する。それぞれチャネルの中心周波数は、そのチャネルが示す周波数帯域のほぼ中間点である。図に示す実施形態において、チャネル０の周波数帯域は、９０２．２５ＭＨｚ〜９０２．７５ＭＨｚ、中心周波数は、９０２．５０ＭＨｚである。チャネル１の周波数帯域は、９０２．７５ＭＨｚ〜９０３．２５ＭＨｚ、中心周波数は、９０３．００ＭＨｚである。所定周波数範囲の他の例としては、欧州連合のＳＲＤ（Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）バンド内の約８６３．０ＭＨｚ〜約８７０．０ＭＨｚ、世界的なＭＩＣＳ（Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍｐｌａｎｔ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）バンド内の約４０２．０ＭＨｚ〜約４０５．０ＭＨｚ、日本での使用可能な帯域内である約４２０．０ＭＨｚ〜約４３０．０ＭＨｚおよび約４４０．０ＭＨｚ〜約４５０．０ＭＨｚがある。  図４は、遠隔測定回路４４０の一実施形態を示すブロック図である。遠隔測定回路４４０は、埋込遠隔測定回路２２０および／または外部遠隔測定回路２２２の一実施形態である。各種実施形態において、埋込遠隔測定回路２２０と外部遠隔測定回路２２２はそれぞれ、遠隔測定回路４４０として図示され且つ本明細書に記載される遠隔測定回路を含む。
【００２５】
遠隔測定回路４４０は、アンテナ４４２と、送受信機４４４と、遠隔測定コントローラ４４６とを備える。送受信機４４４は、遠隔測定セッション時に少なくとも一つのアクティブチャネルを使用し、アンテナ４４２を介してデータを送受信する。アクティブチャネルは、遠隔測定リンク１１４を介したデータ送信に用いられる所定周波数帯域をそれぞれ示す複数のチャネルから選択される。一実施形態において遠隔測定コントローラ４４６は、チャネルホッピングを制御する。この実施形態は、第１周波数で通信途切の問題が検出されるまで、第１周波数を用いて埋込医療装置に無線通信することを含む。この実施形態は、埋込医療装置からの応答に使用可能な複数の通信周波数の一組を走査することも含む。この実施形態は更に、応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で、埋込医療装置との通信を再開することを含む。  チャネルホッピングは、複数のチャネルからアクティブチャネルを選択することを含む。アクティブチャネルの選択後、遠隔測定コントローラ４４６は、同期走査モード時にアクティブチャネルを用いてデータ送信を制御する。同期走査モードとは、外部システムでのチャネルホッピングと埋込医療装置でのチャネルホッピングとが同期するモードである。外部システムでのチャネルホッピングと埋込医療装置でのチャネルホッピングとが非同期になる場合、遠隔測定コントローラ４４６は、非同期走査モードを開始する。非同期走査モード時、遠隔測定コントローラ４４６は、外部システムでのチャネルホッピングと埋込医療装置でのチャネルホッピングとの同期を回復させる。
【００２６】
図５は、遠隔測定回路４４０の一実施形態である遠隔測定回路５４０の実施形態を示す
ブロック図である。遠隔測定回路５４０は、アンテナ４４２と、送信機４４４と、遠隔測定コントローラ５４６とを備える。遠隔測定コントローラ５４６は、ホップコントローラ５５０と、選択コントローラ５５２と、メモリ回路５５４と、走査タイマ５６２と、同期走査ホップカウンタ５６８と、同期コントローラ５７０とを備える。
【００２７】
選択コントローラ５５２は、チャネル選択コマンドを生成する。それぞれチャネル選択コマンドは、走査タイマのエスケープ間隔が失効すると、走査チャネルリストのチャネルを特定する。ホップコントローラ５５０は、それぞれチャネル選択コマンドに応じてチャネルホッピングを制御する。チャネルホッピングは、それぞれチャネル選択コマンドで特定されたチャネルを、遠隔測定リンク１１４を介したデータ送信用のアクティブチャネルにする。同期走査モード時、同期走査タイマのエスケープ間隔が失効すると、選択コントローラ５５２は、チャネル選択コマンドを生成する。これらのチャネル選択コマンドは、同期ホッピングシーケンスのチャネルを特定する。非同期走査モード時は、非同期走査タイマのエスケープ間隔が失効すると、選択コントローラ５５２は、チャネル選択コマンドを生成する。これらのチャネル選択コマンドは、非同期ホッピングシーケンスのチャネルを特定する。
【００２８】
メモリ回路５５４は、走査チャネルリスト５５６を格納する。走査チャネルリスト５５６は、チャネル選択コマンドで特定されたチャネルを含む走査チャネルリストである。走査チャネルリスト５５６は、同期走査チャネルリスト５５８と、非同期走査チャネルリスト５６０とを含む。同期走査チャネルリスト５５８は、同期ホッピングシーケンスにリストされた第１配列チャネルを含む。非同期走査チャネルリスト５６０は、非同期ホッピングシーケンスにリストされた第２配列チャネルを含む。選択コントローラ５５２は、同期走査モード時、同期走査チャネルリスト５５８のチャネルを特定するチャネル選択コマンドを生成する。また非同期走査モード時には、非同期走査チャネルリスト５６０のチャネルを特定するチャネル選択コマンドを生成する。一実施形態において第１配列チャネルは、複数のチャネルのうちすべてのチャネルを含む。他の実施形態において第１配列チャネルは、複数のチャネルのうち選択した好ましいチャネルを含む。一実施形態において第２配列チャネルは、第１配列チャネルの一組である。
【００２９】
走査タイマ５６２は、走査タイマのエスケープ間隔を計測する。走査タイマ５６２は、同期走査タイマ５６４と非同期走査タイマ５６６を含む。同期走査タイマ５６４は、同期走査モード時に同期走査タイマのエスケープ間隔を計測する。一実施形態において、同期走査タイマのエスケープ間隔は、約１０ｍｓ〜約２５０ｍｓである。非同期走査タイマ５６６は、非同期走査モード時に非同期走査タイマのエスケープ間隔を計測する。一実施形態において、外部遠隔測定モジュール２１８の非同期走査タイマのエスケープ間隔は、埋込遠隔測定モジュール２１６のそれぞれ非同期走査タイマのエスケープ間隔において、外部遠隔測定モジュール２１８が非同期走査チャネルリスト５６０の全チャネルをホップできる長さである。このため、外部遠隔測定モジュール２１８と埋込遠隔測定モジュール２１６とでチャネルが一致するまで、外部遠隔測定モジュール２１８は、埋込遠隔測定モジュール２１６の非同期走査チャネルリスト５６０のチャネルそれぞれを対象としながら、非同期走査チャネルリスト５６０の全チャネルを走査できる。
【００３０】
同期走査ホップカウンタ５６８は、同期走査モード時に同期走査ホップ数をカウントする。同期走査ホップ数が所定の最大ホップ数に達すると、同期走査ホップカウンタ５６８は、非同期走査モードを開始する。同期走査ホップ数は、同期走査タイマのエスケープ間隔が失効する度にインクリメントされ、データ送信の成功を示す信号によってリセットされる。つまり、同じデータフレームを送信しようとしたが失敗したチャネルの数が所定の最大ホップ数に達すると、同期走査ホップカウンタ５６８は、非同期走査モードを開始する。
【００３１】
同期走査モード時、同期コントローラ５７０は、外部遠隔測定モジュール２１８と埋込遠隔測定モジュール２１６とのチャネルホッピングの同期を維持する。非同期走査モード時は、再び同期走査モードになるように、同期コントローラ５７０は、外部遠隔測定モジュール２１８と埋込遠隔測定モジュール２１６との同期を回復させる。
【００３２】
図６は、一実施形態によるホップエラー周波数ホッピングの一例を示すグラフである。斜線領域６０２は、静的干渉を示す。図に示すように静的干渉下での周波数ホッピングの場合、幾つかのチャネルは、良好な動作を示すが、そうでないものもある。図に示す実施形態において、成功しなかった交換を６０４に、成功しなかったホップを６０６に、成功したホップを６０８に示す。
【００３３】
「物理チャネル」という語は、中心周波数、帯域幅、および他の物理特性の観点で言うチャネルである。埋込医療装置ハードウェアには、通信セッション時に変更され得るそれぞれチャネルに関係付けされたプログラミング情報が与えられる。それぞれ物理チャネルのプログラミング情報は、物理チャネルリストとして周知の配列に格納される。物理チャネルの特性は、インデックスを用いて参照として物理チャネルリストに入れてもよい。このインデックスは、「論理チャネル」と呼ばれる。
【００３４】
走査チャネルリストは、多数の論理チャネルを保持するのに用いられる。走査チャネルリストにおいて、論理チャネルは、どのような順序で並んでもよい。走査チャネルリスト上の論理チャネルの順序によって、周波数ホッピングの順序が設定される。走査チャネルリストから、二つのサブリスト、すなわち同期走査リストと非同期走査リストが、特定のチャネルを有効または無効にするビットマスクを用いて生成される。各種実施形態によると、走査チャネルリストは、６４項目分の長さである。本開示の範囲内であれば、リストの長さは、６４項目以上であっても以下であってもよい。リストが６４項目である場合、同期チャネルマスクと非同期チャネルマスクの大きさは、いずれも６４ビットであり、ＬＳＢ（最下位ビット）であるＤ０は、走査チャネルリストのインデックス０にマップされ、ＭＳＢ（最上位ビット）であるＤ６３は、走査チャネルリストのインデックス６３にマップされる。リスト上のチャネルの実際の数は、一つのチャネルに必要な帯域幅で分割した場合に使用可能な帯域幅によって設定される。
【００３５】
各種実施形態によると、周波数ホッピングシステムの実施に用いられるハードウェアリソースは、（埋込医療装置とプログラミングモジュールとの通信に用いる）現在のチャネルを選択し、かつ同期走査タイマのエスケープ間隔を設定するコマンドを含む。一実施形態によると、このコマンドは、ＳｅｔＰｒｉｍａｒｙＣｈａｎｎｅｌコマンドという。各種実施形態によると、ハードウェアリソースは、同期走査タイマも含む。同期走査タイマは、同期走査モード時にプログラミングモジュールと埋込医療装置が一つのチャネルにどのくらいとどまるかを計測するのに用いられる。同期走査タイマタイマの失効時、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、同期走査チャネルリスト上で次のチャネルに変更し、同期走査ホップカウンタをインクリメントする。同期走査タイマの間隔は、プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方で同時にチャネルをホップするように、プログラミングモジュールと埋込医療装置とで同じである。各種実施形態によると、ハードウェアリソースは更に、同期走査モードから非同期走査モードに入るのに用いられる同期走査ホップカウンタを含む。同期走査ホップカウンタは、同期走査モードに入ると開始する。ＡＣＫ（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）フレームの送信または受信に成功すると、同期走査ホップカウンタが０にリセットされる。同期走査タイマが失効すると、この同期走査ホップカウンタは、インクリメントされる。この同期走査ホップカウンタが閾値最大同期走査ホップ数に達すると（プログラミング可能なパラメータ）、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、非同期走査モードに入る。異なる実施形態によると、ハードウェアリソース
は、非同期走査タイマも含む。非同期走査タイマは、非同期走査モード時にプログラミングモジュールと埋込医療装置の間に新しい周波数チャネルを構築しようとするとき、プログラミングモジュールと埋込医療装置が一つのチャネルにどのくらいとどまるかを計測するのに用いられる。この非同期走査タイマは、同期走査ホップカウンタが最大同期走査ホップ数に達して非同期走査モードになるまではアイドル状態にある。非同期走査タイマが失効すると、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、非同期走査チャネルリスト上で次のチャネルに変更する。埋込医療装置が一つの周波数をホップする時間間隔でプログラミングモジュールが非同期走査チャネルリスト上の全チャネルをホップするように、非同期走査タイマは、プログラミングモジュールと埋込医療装置とで互いに異なる間隔に設定される。
【００３６】
各種実施形態によると、ホップエラーモード時にチャネルを変更してフレーム交換を同期する方法が提供される。プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＳＣＡＮフレームを送信し、埋込医療装置は、受信するとＳＣＡＮフレームで応答する。一実施形態によると、主要チャネルタイマをリセットするために、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、トリガとしてＡＣＫフレームの送信または有効な受信を用いる。通信が良好である限り、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、いずれもポーリング速度１００ミリ秒（ｍｓ）、または一層多くのデータを転送できる場合は、１００ｍｓ未満で主要チャネルタイマをリセットし続ける。通信が破綻すると、ＡＣＫフレームの送信または受信は行われず、主要チャネルタイマは失効し、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、同期走査モードになる。埋込医療装置においては同期走査モードになると、埋込医療装置がリセットされて同期走査タイマが有効になり、同期走査ホップ数がクリアされる。その後埋込医療装置は、同期走査チャネルリスト上で次のチャネルにホップする。主要チャネルタイマの失効前に埋込医療装置が同期走査リストのチャネル０（Ｃ０）にあると仮定した場合、一実施形態において、埋込医療装置は、チャネル１（Ｃ１）にホップする。ＡＣＫフレームの送信または受信に成功するまで、埋込医療装置は、継続して同期走査タイマの失効時にチャネルをホップする。一実施形態によると、プログラミングモジュールは、同期走査モードになると、同期走査リストから次の９本のチャネルを含んだ９チャネルのリストをポーリングする。リスト上に既存のチャネルはない。これは既存のチャネルでは数十ミリ秒間失敗し、しばらくは有効な交換ができそうにないためである。本実施形態においては、プログラミングモジュールは、９本のチャネルそれぞれでＳＣＡＮフレームを送信し、埋込医療装置からのＳＣＡＮフレームの応答をリッスンする。
【００３７】
埋込医療装置からＳＣＡＮフレームを受信すると、プログラミングモジュールは、以下のステップを行う。一実施形態によると、プログラミングモジュールは、埋込医療装置が使用中の周波数を識別し、この周波数またはチャネルがリストの第１番目になるように走査リストを修正し、リストの残りの部分を続く８チャネルで埋める。その後プログラミングモジュールは、埋込医療装置との通常のデータ交換、すなわちインバウンド順方向またはアウトバウンド（逆方向）のデータ交換を試みる。このような通常のデータ交換が完了すると、ＡＣＫフレームが送信または受信されたことになる。主要チャネルタイマはリセットされて有効になり、同期走査タイマは無効になり、プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方が通常の動作モードに戻る。通常のデータ交換に失敗した場合、同期走査モードが現在のチャネルから再開する。
【００３８】
各種実施形態によると、プログラミングモジュールが有効なＳＣＡＮフレームの応答を受信しない場合、ＳＣＡＮフレームは、他のダイバーシティアンテナで同じ周波数を用いて再施行される。プログラミングモジュールは、２回の試行後、リスト上で次の周波数に進み、双方のアンテナでＳＣＡＮフレームを再試行する。ＳＣＡＮフレームは制御フレームであるため、送信および受信を組として約１．３６ｍｓを要する（２５０ｋｂｐｓで１５バイトの場合は、送信に４８０μｓを要し、約２００μｓで２フレームを反転した場合
は、１．３６ｍｓを要する）。このため、それぞれ周波数で２回試行することにより、一つの同期走査タイマの期間に９本のチャネルを試行できる。この同期走査タイマの期間とは、公称２５ｍｓにプログラミングされ、埋込医療装置が一つの周波数でリッスンする期間である（同期走査タイマの間隔２５ｍｓ／１走査当り１．３６ｍｓ＝１８．３８走査、１チャネル当り２走査で９チャネル）。埋込医療装置に合わせるために、プログラミングモジュールは、チャネルのリストを修正する。以下の多数のシナリオは、プログラミングモジュールが走査リストの修正をいつ開始するかを詳細に説明する。一度開始すると、リスト上の第１番目チャネルを落とし、同期走査リスト上で次のチャネルを走査の末尾に追加することによって、プログラミングモジュールは、走査リスト同期タイマの失効を修正する（たとえば最初の修正は、Ｃ１を落としてＣ１０を追加することである。これにより、新しい走査リストは、Ｃ２〜Ｃ１０となる）。本実施形態において、２５ｍｓ後、プログラミングモジュールは、Ｃ２を落としてＣ１１を追加し、Ｃ３〜Ｃ１１のリストとする。このように続けることによって、プログラミングモジュールは、埋込医療装置のチャネルである可能性が高い付近の走査済みチャネルのウィンドウを維持する。このようなパターンを新しいチャネルが見つかるまで、または同期走査最大ホップ数に達するまで継続して行う。一実施形態によると、同期走査最大ホップ数に達すると、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、非同期走査リストに切り替える。各種実施形態によると、９チャネルの非同期走査リストが用いられ、埋込医療装置は、公称２５ｍｓの非同期走査タイマ期間で複数のチャネルをホップし続ける。プログラミングモジュールは、同様に走査し続けるが、プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方で走査リストは、一層短く同じであるため、プログラミングモジュールが埋込医療装置と同じ周波数を走査していない可能性は、排除される。
【００３９】
図７は、一実施形態によるプログラミングモジュールまたは外部システムから見たホップエラー周波数ホッピングの状態図である。図８は、一実施形態による埋込医療装置またはパルス生成装置から見たホップエラー周波数ホッピングの状態図である。以下に図７と図８に参照符号で示す状態と動作をリストして説明する。
【００４０】
図７（外部システム）：
ステップＳ７０２：ホップエラー周波数ホッピングモードの開始
ステップＳ７０４：固定周波数モードからの目覚めまたはモード変更
ステップＳ７０６：同期走査タイマの停止；
非同期走査タイマの停止；
走査タイマの条件付き設定；
主要走査タイマの開始
ステップＳ７０８：ＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅフレーム）送信完了；
主要走査タイマのクリア
ステップＳ７１０：ＡＣＫの送信
ステップＳ７１２：ＤＳフレーム（データ送信フレーム）の受信
ＡＣＫの送信
ステップＳ７１４：最初のＤＳ待ち（最初のデータ送信待ち）
ステップＳ７１６：ＣＴＳ（フレーム送信のクリア）の送信
データ送信中断の設定
ステップＳ７１８：データ送信の中断
ステップＳ７２０：交換要求を反転
ステップＳ７２２：主要チャネルモード
交換要求の転送
ステップＳ７２６：ＡＣＫの受信
主要走査タイマのクリア
ステップＳ７２８：ＡＣＫの中断
ステップＳ７３０：データ送信フレームの送信；
ＡＣＫ中断の設定
ＡＣＫ待ち
ステップＳ７３４：主要タイマの失効
主要タイマの停止
データ送信／ＡＣＫ中断の解除
短い同期走査リストの作成
次の同期チャネルに切替
同期走査タイマの開始
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７３６：同期走査タイマの失効；
短い同期走査リストの修正；
最初の同期チャネルに切替
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７３８：応答中断
代替アンテナの使用；
（全アンテナの使用後）同期走査チャネルリスト上の次のチャネルにホップ；
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７４０：同期走査モード
ステップＳ７４２：ＳＣＡＮ応答フレームの受信；
ＮＯＤＡＴＡ（ＮＯＤＡＴＡの送信を指示するフレーム）またはＳＰＣ（主要（アクティブ）チャネルフレーム設定）の送信；
応答中断の設定
ステップＳ７４４：同期走査モードで応答待ち
ステップＳ７４６：最大同期走査数に達する；
同期走査タイマの停止；
チャネルリストを非同期リストへ設定；
次の非同期チャネルに切替；
走査応答タイマの設定；
走査応答タイマの開始；
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７４８：応答中断；
代替アンテナの使用；
（全アンテナの使用後）非同期走査チャネルリスト上の次のチャネルにホップ
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７５０：非同期走査モード
ステップＳ７５２：走査応答タイマの失効；
次の非同期チャネルに切替；
ＳＣＡＮフレームの送信
ステップＳ７５４：ＳＣＡＮ応答フレームの受信；
ＮＯＤＡＴＡまたはＳＰＣの送信；
応答中断の設定
ステップＳ７５６：非同期走査モードで応答待ち
ステップＳ７５８：応答受信。
【００４１】
図８（埋込医療装置）：
ステップＳ８０２：ホップエラー周波数ホッピングモードの開始
ステップＳ８０４：固定周波数モードからの目覚めまたはモード変更
ステップＳ８０６：ＳＰＣ送信の完了
ステップＳ８０８：主要タイマの設定；
主要チャネルの設定
主要タイマの開始
ステップＳ８１０：主要チャネルモード
ステップＳ８１２：ＲＲＴＳ（送信要求の要求）の受信；
ＲＴＳ（送信要求）／ＮＯＤＡＴＡの送信
ステップＳ８１４：ＲＴＳの受信；
送信クリアの送信
ステップＳ８１６：送信クリアの受信；
データ送信／ＮＯＤＡＴＡの送信
ステップＳ８１８：ＡＣＫの受信；
主要タイマのクリア
ステップＳ８２０：ＡＣＫ送信の完了；
主要タイマのクリア
ステップＳ８２２：ＡＣＫの送信
ステップＳ８２４：ＳＰＣ応答の送信
データ送信、データ送信ＭＤ（一層多くのデータフレームでデータ送信）またはＮＯＤＡＴＡの受信；
ＡＣＫまたはＮＡＣＫ（メッセージは受信したが、この時点ではプロセス不可能を示す、Ｎｏ  ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔフレーム）の送信；
ステップＳ８２８：ＳＰＣの受信；
ＳＰＣ応答の送信
ステップＳ８３０：主要タイマの失効；
主要タイマの停止；
ホップ数のクリア；
次の同期チャネルに変更；
同期走査タイマの開始；
ステップＳ８３２：ＮＯＤＡＴＡフレームの受信；
ＡＣＫの送信
ステップＳ８３４：同期走査タイマの失効；
同期走査ホップ数のインクリメント；
同期走査チャネルリスト上の次のチャネルにホップ；
同期走査タイマの開始
ステップＳ８３６：ＳＣＡＮの受信；
ＳＣＡＮの送信
ステップＳ８３８：同期走査モード
ステップＳ８４０：ＮＯＤＡＴＡフレームの受信；
同期走査タイマの停止；
主要タイマのクリア；
主要タイマの開始
ステップＳ８４２：ＳＰＣの受信；
同期走査タイマの停止；
走査チャネルリストを同期走査チャネルリストへ設定
ステップＳ８４４：最大同期ホップ数に達する；
同期走査タイマの停止；
走査チャネルリストを非同期走査チャネルリストへ設定；
非同期走査チャネルリスト上の次のチャネルにホップ
非同期走査タイマのクリア；
非同期走査タイマの開始；
ステップＳ８４６：非同期走査タイマのエスケープ間隔の失効；
非同期走査チャネルリスト上の次のチャネルにホップ
ステップＳ８４８：非同期走査モード
ステップＳ８５０：ＳＣＡＮの受信；
ＳＣＡＮの送信
ステップＳ８５２：ＮＯＤＡＴＡフレームの受信；
非同期走査タイマの停止；
走査チャネルリストを同期走査チャネルリストへ設定；
主要タイマのクリア；
主要タイマの開始
ステップＳ８５４：ＳＰＣの受信；
非同期走査タイマの停止；
走査チャネルリストを同期走査チャネルリストに設定
一実施形態において図７と図８の状態図は、埋込医療システム１００、および特定の実施形態の埋込医療システム２００によって実施される。図７の状態図は、外部遠隔測定回路２２２の遠隔測定コントローラ４４６を用いて実施される。図８の状態図は、埋込遠隔測定回路２２０の遠隔測定コントローラ４４６を用いて実施される。これらの状態については、以下の各種シナリオを用いて説明する。
【００４２】
埋込医療装置へのデータ送信および埋込医療装置からのデータ受信のシナリオ
埋込医療装置へのデータ送信（順方向チャネル）、および埋込医療装置からのデータ取得（逆方向チャネル）には、幾つかの異なるシナリオがある。それぞれシナリオにおいて、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、通信リンクを再構築するよう動作する。これらのシナリオについての以下の説明では、タイマ期間およびホップ数としてプログラミング可能な値を、以下の公称値に設定した：主要チャネルタイマ＝１５０ｍｓ；同期走査タイマ＝２５ｍｓ；非同期走査タイマ＝２５ｍｓ；同期走査ホップ数＝８０カウント；プログラミングモジュールのポーリング間隔＝１００ｍｓ。これらの値は単に例であり、必ずしも唯一の値または最適値を示すものではない。
【００４３】
通常動作のシナリオ
埋込医療装置へデータをインバウンドする通常動作（順方向）
本シナリオでは、フレーム交換が通常どおりエラーなく行われる。プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＤＳ（データ送信）フレームを送信する。埋込医療装置は、データ送信フレームの受信に成功し、ＡＣＫで応答する。ＡＣＫの送信が完了すると、埋込医療装置は、主要チャネルタイマをリセットする。本シナリオの場合、二つの主要走査タイマが互いに数百マイクロ秒内であることが期待される。
【００４４】
埋込医療装置からデータをアウトバウンする通常動作（逆方向）
本シナリオでは、フレーム交換が通常どおりエラーなく行われる。プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＣＴＳ（送信をクリア）フレームを送信する。埋込医療装置は、送信クリアフレーム（ＣＴＳフレーム）の受信に成功し、データ送信で応答する。プログラミングモジュールは、ＡＣＫで応答し、ＡＣＫの送信が完了すると主要チャネルタイマをリセットする。本シナリオの場合、各種実施形態によると、二つの主要走査タイマが互いに数百マイクロ秒内であることが期待される。
【００４５】
失敗のシナリオ：埋込医療装置からのデータ転送
インバウンド交換時に埋込医療装置が送信クリア受信に失敗する場合
前回の交換時、プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方がＡＣＫの受信時に主要タイマをリセットしたため、双方のタイマは、時間的に非常に接近している。ポーリング間隔において、プログラミングモジュールは、送信クリアを送信するが、埋込医療装置は、この送信クリアフレームを受信しない。他の実施形態によると、データ送信フレームの開始部を受信していないプログラミングモジュールは、デュアルアンテナシステムのア
ンテナを変更して、前回の送信クリア送信から１ｍｓ後に送信クリアを送信することによって交換を再試行する。主要チャネルタイマが失効するまで、プログラミングモジュールは、アンテナを変更して送信クリアフレームの送信を継続する。プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方が、前回成功したＡＣＫフレームの送信または受信に基づき主要チャネルタイマをリセットしているため（上記シナリオ１，２を参照）、埋込医療装置の主要チャネルタイマの失効もほぼ同時になる。上記で提示した値を使用すると、タイマの失効は、前回のＡＣＫ受信から１５０ｍｓ後になり、前回の交換でデータ送信フレームの大きさが最大（交換１０ｍｓ）であったと仮定すると、ポーリング間隔の開始から６０ｍｓ後になる（主要チャネルタイマ１５０ｍｓ＋交換１０ｍｓ−ポーリング間隔１００ｍｓ＝６０ｍｓ）。一実施形態によると、このとき埋込医療装置は、同期走査リスト上で次のチャネルに移動し、プログラミングモジュールは、次の９チャネルであるＣ１〜Ｃ９の走査を開始する。プログラミングモジュールは、同じ９チャネル、Ｃ１〜Ｃ９を１００ｍｓ間走査し続ける。それぞれ９チャネルの走査は、２５ｍｓを要するため、１００ｍｓ後、それぞれチャネルの走査は、アンテナごとで４回、チャネル当り合計８回試行される。一実施形態によると、どのチャネルでもＡＣＫフレームを送信または受信していない埋込医療装置は、１００ｍｓ内に４チャネルホップしてチャネルＣ５になる。リスト上の第１番目のチャネルを落とし、同期走査リスト上で次のチャネルを走査の末尾に追加することによって、プログラミングモジュールは、同期走査タイマが失効する度に走査リストの修正を開始する。その結果、埋込医療装置が最も試行しそうな走査済みチャネル（この例ではＣ２とＣ１０の間であるＣ５）付近のウィンドウを、プログラミングモジュールは維持する。プログラミングモジュールが最初のチャネルホップ（Ｃ１）で埋込医療装置を発見した場合、既存のポーリング期間の開始から７０ｍｓ内または６０ｍｓ内と、さらにデータ交換の１０ｍｓでデータ交換が完了する。ポーリング間隔を１００ｍｓと仮定すると、前回の有効な交換から１７０ｍｓ後に完了する。
【００４６】
埋込医療装置からのデータ送信応答の開始部受信にプログラミングモジュールが失敗する場合
前回の交換時、プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方がＡＣＫの受信時に主要タイマをリセットしたため、双方のタイマは、時間的に非常に接近している。プログラミングモジュールは、埋込医療装置に送信クリアフレームを送信し、埋込医療装置は、データ送信フレームで応答する。しかし、プログラミングモジュールは、データ送信フレームの開始部を識別していない。その後、最初の送信クリアフレームの受信から１ｍｓ後に、プログラミングモジュールは、送信クリアフレームを再び送信する。プログラミングモジュールと埋込医療装置の双方が、同時に送信を行っている。埋込医療装置によるデータ送信フレーム送信は、８．２ｍｓ（最大データ送信フレーム）を要し得るため、プログラミングモジュールが試行する送信クリアの送信は、最初の９回無駄になることもある。埋込医療装置がリッスンしている時、１０回目が試行される。すなわち、中断が１５０ｍｓである場合、プログラミングモジュールによる送信クリア送信は、６０回再試行できる（中断１５０ｍｓ−ポーリング間隔１００ｍｓ＋これまでで最長の交換１０ｍｓ＝６０ｍｓ）。すなわち埋込医療装置がリッスンしている時、少なくとも６回の試行が保証される。ＡＣＫフレームの送信または受信が行われないため、双方の主要チャネルタイマの失効は、互いにほぼ同時となる。プログラミングモジュールと埋込医療装置は、同期走査タイマモードになり、上記のシナリオと同じパターンで走査が行われる。
【００４７】
プログラミングモジュールは、データ送信フレームの開始部を受信するが、周期的冗長検査（ＣＲＣ）に失敗する場合
プログラミングモジュールは、データ送信フレームの開始部を受信するため、埋込医療装置と同時には送信を行わない。この点を除いて、本シナリオは、上記のシナリオ（４）と類似している。ＡＣＫフレームの送信または受信が行われないため、二つの主要チャネルタイマの失効は、互いにほぼ同時になる。本実施形態によると、最大のデータ交換速度
で依然６回（アンテナごとで２回）の試行時間がある。
【００４８】
埋込医療装置がＡＣＫ受信に失敗する場合
本シナリオでは、プログラミングモジュールおよび埋込医療装置の主要チャネルタイマには、相当量のズレがある。プログラミングモジュールは、送信クリアを送信し、埋込医療装置は、データ送信で応答する。プログラミングモジュールは、ＡＣＫで応答するが、埋込医療装置は、ＡＣＫフレームを受信しない。ＡＣＫを送信したプログラミングモジュールは、主要チャネルタイマをリセットして１５０ｍｓに戻す。ＡＣＫを受信していない埋込医療装置は、主要チャネルタイマをリセットしない。プログラミングモジュールは、交換に成功したとしてスリープ状態になり、失敗したポーリングの開始から１００ｍｓ後に目覚めて埋込医療装置にポーリングする。パルス生成装置の主要チャネルタイマは、ポーリング期間の開始から６０ｍｓ後に失効して同期走査モードになる。埋込医療装置は、ポーリング間隔に４０ｍｓを残して、プログラミングモジュールの目覚め前に２チャネル（Ｃ２）ホップすることになる。プログラミングモジュールが目覚め、主要チャネルタイマがプログラミングモジュールへの送信を失効して同期走査モードになるまで、プログラミングモジュールは、チャネルＣ０で６０ｍｓ間ポーリングする。この６０ｍｓ間で埋込医療装置は、更に２チャネルをホップすることになり、プログラミングモジュールの走査開始時には、チャネルＣ４にある。プログラミングモジュールは、最初の２５ｍｓでＣ１〜Ｃ９を走査し、埋込医療装置が走査済みチャネルのちょうど中間（Ｃ４）になるようにする。この失敗モードでは、プログラミングモジュールは、リストの９チャネルを走査した後、チャネルリストの修正を開始する。
【００４９】
失敗のシナリオ：埋込医療装置へのデータ転送
パルス生成装置がデータ送信フレーム受信に失敗する場合
本シナリオでは、プログラミングモジュールは、埋込医療装置にデータ送信フレームを送信する。埋込医療装置は、データ送信を受信しないため、プログラミングモジュールにＡＣＫを返信しない。埋込医療装置がＡＣＫを返信しないため、プログラミングモジュールと埋込医療装置のいずれも主要チャネルタイマをリセットしない。主要チャネルタイマが失効するまで、プログラミングモジュールは、データ送信フレームの送信を試行する。主要チャネルタイマが失効すると、ポーリング期間の最初の６０ｍｓ間、プログラミングモジュールは、再試行する。ＡＣＫの送信または受信が行われないため、主要チャネルタイマの失効は、互いにほぼ同時になる。プログラミングモジュールから見た場合、本シナリオは、以下のシナリオと区別がつかない。プログラミングモジュールは、同期走査リストの修正前に２１０ｍｓ待機する。双方が走査を開始すると、プログラミングモジュールは、Ｃ１〜Ｃ９の走査リストを得、埋込医療装置は、（プログラミングモジュールの走査リスト上の）Ｃ１になる。最悪の場合、待機から２１０ｍｓ後、埋込医療装置は、更に８チャネルホップしたことになり、チャネルＣ９にある。一方プログラミングモジュールは、Ｃ９が依然プログラミングモジュールの走査リストに含まれるように、走査リストをＣ２〜Ｃ１０に修正する。
【００５０】
埋込医療装置は、ＡＣＫを送信するが、プログラミングモジュールが受信に失敗する場合
有効なデータ送信フレームを受信した埋込医療装置は、ＡＣＫフレームを送信し、主要チャネルタイマをリセットする。ＡＣＫの受信に失敗したプログラミングモジュールは、主要チャネルタイマをリセットしない。主要チャネルタイマが失効するまで、プログラミングモジュールは、データ送信フレームを試行し続ける。これにより、ポーリング間隔の開始から６０ｍｓ後にプログラミングモジュールが新しいチャネルの走査を始める前、最低６回の再試行が可能となる。しかし、埋込医療装置は、ＡＣＫフレームを送信する度に主要チャネルタイマをリセットし、これは、全６回のデータ送信試行に対して行える。埋込医療装置は、（ポーリング間隔の開始から１０ｍｓ後）最初のデータ送信−ＡＣＫ交換
後、および（ポーリング間隔の開始から６０ｍｓ後）６回のデータ送信−ＡＣＫ交換後の１６０ｍｓ〜２１０ｍｓは、走査を行わない。埋込医療装置がＣ１へホップする前に、プログラミングモジュールは、少なくとも１６０ｍｓ〜２１０ｍｓ走査を行える。この場合２１０ｍｓ間、プログラミングモジュールは、走査リストの修正を開始しない。このため、埋込医療装置は、Ｃ１でホッピングを開始でき、Ｃ３までの３チャネルをホップする場合もある。プログラミングモジュールがホッピングを開始するとき、走査するチャネルのリストは、Ｃ１〜Ｃ９である。すなわち、Ｃ１またはＣ３にある埋込医療装置がプログラミングモジュール走査リストに含まれる。
【００５１】
走査モード動作のシナリオ
同期走査モードおよび非同期走査モードの動作については、いくつかのシナリオがある。それぞれシナリオにおいて、プログラミングモジュールと埋込医療装置は、走査モードで動作し、主要チャネルモードに戻る。これらのシナリオについての以下の説明では、タイマ期間およびホップ数のプログラミング可能な値を、上記の公称値に設定したものとする。
【００５２】
ＳＣＡＮ交換に成功し、ＮＯＤＡＴＡ−ＡＣＫ交換が行われる場合
本実施形態は、同期走査モードおよび非同期走査モードから遷移して主要チャネルモードに戻る通常の場合である。プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＳＣＡＮを送信し、埋込医療装置は、ＳＣＡＮフレームで応答する。プログラミングモジュールは、ＳＣＡＮの応答をエラーなく受信する。この場合、プログラミングモジュールは、埋込医療装置が現在リッスンしている周波数（Ｃｓ）を把握している。このため、引き続き走査を行うチャネルのリスト上で第１番目のチャネルにＳＣＡＮ交換に用いたチャネルを設定するよう、プログラミングモジュールは、走査リストを修正する。このときプログラミングモジュールの走査リストは、Ｃｓ〜Ｃｓ＋８である。同期は、走査リストの中間でとられる。その後、プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＮＯＤＡＴＡフレームを送信し、埋込医療装置は、ＮＯＤＡＴＡフレームをエラーなく受信する。ＮＯＤＡＴＡフレームに向けて、埋込医療装置は、ＡＣＫフレームで応答する。このとき埋込医療装置は、主要チャネルモードに戻る。埋込医療装置は、ＡＣＫを送信したので、ＡＣＫの送信終了時に主要チャネルタイマをリセットする。プログラミングモジュールは、ＡＣＫフレームの受信に成功し、主要チャネルタイマをリセットし、主要チャネルモードになる。
【００５３】
ＳＣＡＮ交換に成功し、埋込医療装置は、ＡＣＫフレームで応答するが、プログラミングモジュールがＡＣＫフレーム受信に失敗する場合
プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＳＣＡＮを送信し、埋込医療装置は、ＳＣＡＮフレームで応答する。プログラミングモジュールは、ＳＣＡＮの応答をエラーなく受信する。このとき、プログラミングモジュールは、埋込医療装置が現在リッスンしている周波数を把握している。このため、引き続き走査を行うチャネルのリスト上で第１番目のチャネルにＳＣＡＮの交換に用いたチャネルを設定するよう、プログラミングモジュールは、走査リストを修正する。またプログラミングモジュールは、一層多くのＳＣＡＮの交換が必要な場合にこのチャネルを用いる。このときプログラミングモジュールの走査リストは、Ｃｓ〜Ｃｓ＋８である。同期は、走査リストの中間でとられる。その後、プログラミングモジュールは、埋込医療装置にＮＯＤＡＴＡフレームを送信し、埋込医療装置は、ＮＯＤＡＴＡフレームをエラーなく受信する。埋込医療装置は、ＮＯＤＡＴＡフレームに対してＡＣＫフレームで応答する。このとき、埋込医療装置は、主要チャネルモードに戻る。埋込医療装置は、ＡＣＫを送信したので、ＡＣＫの送信終了時に主要チャネルタイマをリセットする。主要チャネルが１６０ｍｓ中断する間、埋込医療装置は、この時点で周波数をホップしない。整合を取るために、ＳＣＡＮ交換に成功してから少なくとも２１０ｍｓ間、プログラミングモジュールは、チャネルの変更を禁止する。プログラミングモジュールは、ＡＣＫフレームの受信に失敗すると、ＳＣＡＮ中断の失効後に次のＳＣＡＮ
フレームを送信する。プログラミングモジュールは、走査リストを修正したため、ＳＣＡＮの送信に用いた最初のチャネルが、前回ＳＣＡＮ交換に用いたチャネルと同じチャネルになる。埋込医療装置もこの同じチャネルになる。埋込医療装置は、ＳＣＡＮフレームで応答し、結果としてプログラミングモジュールから送信されるＮＯＤＡＴＡは、埋込医療装置から送信されるＡＣＫになる。双方が主要チャネルモードになり、主要チャネルタイマ同士がほぼ同期される。プログラミングモジュールがＳＣＡＮの応答または、ＡＣＫの応答で失敗し続ける場合、主要チャネルタイマの失効後、埋込医療装置はＣｓ＋２、プログラミングモジュールはＣｓで、双方ともに周波数のホッピングを開始する。
【００５４】
ＳＣＡＮ交換に成功し、埋込医療装置がＮＯＤＡＴＡ受信に失敗する場合
本シナリオでは、プログラミングモジュールおよび埋込医療装置のいずれもＡＣＫの送信または受信を行わないため、主要チャネルモードになる。本実施形態において、プログラミングモジュールは、Ｃｓで開始するように走査リストを同期し、２１０ｍｓ間は、チャネルをホップしない。最悪の場合、埋込医療装置は、２１０ｍｓ間に８チャネル〜Ｃｓ＋８チャネルをホップでき、埋込医療装置チャネルは、依然Ｃｓ〜Ｃｓ＋８のプログラミングモジュール走査リストに含まれる。ＳＣＡＮ交換に成功すると、走査リストは、再び同期される。
【００５５】
プログラミングモジュールが埋込医療装置からのＳＣＡＮ応答受信に失敗する場合
プログラミングモジュールは、ＳＣＡＮフレームを送信し、埋込医療装置は、ＳＣＡＮフレームで応答するが、プログラミングモジュールは、このＳＣＡＮフレームを受信しない。プログラミングモジュールおよび埋込医療装置のいずれもＮＯＤＡＴＡフレームまたはＡＣＫフレームを受信しないため、同期走査タイマまたは非同期走査タイマの失効後、双方は、リスト上で次のチャネルにホップする。
【００５６】
埋込医療装置がＳＣＡＮフレームへの応答に失敗する場合
プログラミングモジュールおよび埋込医療装置のいずれもＮＯＤＡＴＡフレームまたはＡＣＫフレームを送信しなかったため、同期走査タイマまたは非同期走査タイマの失効後、双方は、リスト上で次のチャネルにホップする。
【００５７】
本明細書においては特定の実施形態を図示および説明しているが、同様の目的を達成するために想定された構成が上記の実施形態に置き換えられることを当業者には理解されたい。本願は、本願主題を改変または変更したものを包含することを意図している。上記の説明は例示であり、制限的ではないことを理解されたい。上記の説明を検討することにより、当業者には上記の実施形態を組み合わせたもの、および他の実施形態が明らかとなるであろう。本願主題の範囲は、特許請求の範囲によって権利が主張される均等物の全範囲に沿って、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるものである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【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】
埋込医療装置と外部システムを備える埋込医療システムであって、
前記埋込医療装置は、治療モジュールと埋込遠隔測定モジュールを備え、
前記外部システムは、プログラミングモジュールと外部遠隔測定モジュールを備え、
前記埋込遠隔測定モジュールと前記外部遠隔測定モジュールは、それぞれ遠隔測定回路を備え、
前記遠隔測定回路は、アンテナと、前記アンテナに接続される送受信機と、前記送受信機に接続される遠隔測定コントローラとを有し、
前記送受信機は、複数のチャネルで送信可能となるように構成され、それぞれ前記チャネルは、前記埋込医療装置と前記外部システムの間のデータ送信に用いられる周波数帯域を示し、
前記遠隔測定コントローラは、チャネルホッピングプロセスを制御するように構成され、チャネルホッピングプロセスは、第１周波数で通信途切を検出する工程と；前記埋込医療装置からの応答に使用される複数の通信周波数の一組を走査する工程と；応答受信後、応答受信に用いた第２周波数で前記埋込医療装置との通信を再開する工程とを含むことを特徴とする、埋込医療システム。
【請求項２】
前記遠隔測定コントローラは更に、
複数の前記チャネルからアクティブチャネルを選択し、
前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとが同期する同期走査モード時に前記アクティブチャネルを用いてデータ送信を制御し、
前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとが非同期になると非同期走査モードを開始し、
前記非同期走査モード時に前記外部システムでのチャネルホッピングと前記埋込医療装置でのチャネルホッピングとの同期を回復させるように構成される、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項３】
前記治療モジュールは、心調律管理モジュールを含む、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項４】
前記治療モジュールは、一つまたは複数の生理学的信号を検出するように構成された検出回路を備える、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項５】
前記心調律管理モジュールは、心臓電気刺激パルスを供給するように構成された治療回路を備える、請求項３記載の埋込医療システム。
【請求項６】
前記治療モジュールは、神経性刺激モジュールを含む、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項７】
前記埋込医療システムは更に、前記遠隔測定コントローラに電気的接続されたメモリを有し、
前記メモリは、周波数の同期走査と非同期走査に使用可能な通信周波数とタイマを格納するように構成される、請求項１記載の埋込医療システム。
【請求項８】
前記メモリは、主要チャネルタイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項９】
前記メモリは、同期走査タイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１０】
前記メモリは、非同期走査タイマ格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１１】
前記メモリは、同期走査ホップ数格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【請求項１２】
前記メモリは、ポーリング間隔格納部を備える、請求項７記載の埋込医療システム。
【国際調査報告】
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