(57)【要約】  埋め込み可能なデバイスであり、この埋め込み可能なデバイスは計算デバイスと、この計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサと、計算デバイスに接続された通信システムとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み可能なデバイスであって、
計算デバイスと、
この計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサと、
前記計算デバイスに接続された通信システムと、を含む埋め込み可能なデバイス。
【請求項２】
前記計算デバイスは、前記埋め込み可能なデバイスに接続された刺激装置の両端に電圧を印加するように構成されている、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳｐＨセンサは、
第１電極と、
前記第１電極上に形成された第２電極と、
前記第１電極上に形成された第１誘電層と、
前記第１誘電層上に形成された第３電極と、
前記第３電極上に形成された第２誘電層と、
前記第３電極上に形成された電解質層と、
前記第２誘電層上に接続された液体接合部と、を備える請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項４】
前記ＭＥＭＳｐＨセンサは、前記第２誘電層上に形成されたパッシベーション層を更に含む、請求項３に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳｐＨセンサは、マイクロ流体スイッチを含む、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳｐＨセンサは、
基板と、
前記基板上に形成された第１電極と、
前記基板上に形成された第２電極と、
前記基板上に形成された複数の第３電極と、
前記基板に結合されたカバーであって、前記基板と前記カバーの表面との間に閉ループの流体チャンネルを構成する前記カバーと、
前記カバーに結合された液体接合部と、を備える請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項７】
前記通信システムは、
送信機と、
受信機と、
トランシーバのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項８】
前記通信システムはアンテナを備え、このアンテナは、
第１ポールおよび第２ポールを備え、
前記第１ポールは、
第１導電層と、
前記第１導電層に結合された第１絶縁層とを含み、
前記第２ポールは、
第２導電層と、
前記第２導電層に結合された第２絶縁層とを含む、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項９】
前記計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）圧力センサを更に含む、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳ圧力センサは、ピエゾ抵抗検出部材を含む、請求項９に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１１】
臓器の虚血状態の存在を判断するように構成された分析モジュールを更に含み、前記判断は、前記ＭＥＭＳｐＨセンサによって測定される１つ又はそれ以上のｐＨ値に基づくものである、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１２】
前記判断は、ＭＥＭＳ圧力センサによって測定される１つ又はそれ以上の左心室の壁張力値に更に基づくものである、請求項１１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１３】
前記計算デバイスに接続された電源を更に含む、請求項１に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１４】
前記電源はバッテリーである、請求項１３に記載の埋め込み可能なデバイス。
【請求項１５】
埋め込み可能なデバイスと前記埋め込み可能なデバイスに接続された通信デバイスとを備えたシステムであって、
前記埋め込み可能デバイスは、
計算デバイスと、
前記計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサと、
前記計算デバイスに接続された通信システムと、を含むシステム。
【請求項１６】
前記埋め込み可能なデバイスは、前記計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）圧力センサを更に含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記通信デバイスは、前記埋め込み可能なデバイスに無線接続されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記通信デバイスは、前記埋め込み可能なデバイス以外の少なくとも１つのデバイスと通信するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記埋め込み可能なデバイスに作動的に接続された電源を更に含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記電源は、ピエゾ電気エネルギー収集デバイスである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記電源は、バイオ燃料電池である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記電源は、体積伝導エネルギー配給デバイスである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記埋め込み可能なデバイスに接続された刺激装置を更に含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
埋め込みデバイスにより臓器のｐＨ値を測定するステップと、
前記測定されたｐＨ値のうちの少なくとも１つに基づき、臓器の虚血状態が存在するかどうかを判断するステップと、を含む、計算デバイスにより少なくとも部分的に実施する方法。
【請求項２５】
前記臓器の虚血状態が存在するかどうかを判断するステップは、前記測定されたｐＨ値のうちの少なくとも１つがあるスレッショルド値未満であるかどうかを判断することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
臓器の虚血状態が存在すると判断されたときに、警告信号を送るステップを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記埋め込みデバイスにより、左心室の壁の張力値を測定するステップを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
組織の虚血状態が存在するかどうかを判断するステップは、前記測定された左心室の壁の張力値のうちの少なくとも１つに基づいて判断することを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記臓器の虚血状態が存在するかどうかを判断するステップは、前記測定された左心室の壁の張力値のうちの少なくとも１つが、あるスレッショルド値未満であるかどうかを判断することを更に含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
臓器の虚血状態が存在すると判断されたときに、少なくとも１つの心臓迷走神経枝を刺激するステップを更に含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの心臓迷走神経枝を刺激するステップは、前記埋め込み可能なデバイスが、この埋め込み可能なデバイスおよび前記少なくとも１つの心臓迷走神経枝に接続されている刺激装置の両端に電圧を印加することを含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００７年８月３１日に出願された米国仮特許出願第60/969,415号の前出願日の利益を請求するものである。
【０００２】
本願は、一般的に種々の実施形態において、埋め込み可能なデバイス、この埋め込み可能なデバイスを含むシステム、および埋め込み可能なデバイスを利用する方法に一般的に関連する発明を開示するものである。
【背景技術】
【０００３】
種々の状況のもとで、人の臓器（例えば心臓、脳、肝臓、腎臓、肺など）は、虚血のリスクにさらされ得る。例えば急性冠状動脈症候群は、急性心筋虚血に関連するある範囲の状況を含む。これら状況は、世界中の罹患および死亡の主要原因となっている。このような急性環状動脈症候群に関連するサインおよび兆候は、警告なしに起こることが多い。心臓のある領域が酸素を十分に含んだ血液を受け入れできないときに、かかる兆候、例えば狭心症が起こる。狭心症患者は、一般にその兆候を胃酸の逆流、消化不良、間接痛などと誤認する。冠状動脈症候群に関連するサインおよび兆候は、人に認識されないことさえある。すなわちサインおよび兆候が無症状となることもある。
【０００４】
不幸なことに、誤診または明らかな兆候がないことによって、迅速な治療のために病院の救急部門への紹介が遅れることが多い。タイムリーで、かつ積極的な医薬的かつデバイスに基づく治療がない場合、急性冠状動脈症候群は、心筋の血栓を生じさせることが多く、最終的に心筋細胞死、心室不整脈、心不全および死亡を含む深刻な合併症を引き起こすことが多い。同様に、他のタイプの臓器の虚血も深刻な合併症を引き起こすことが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心筋虚血状態の発生後の最初の１時間で治療を受ける患者は、死を免れる絶対的かつ相対的率が最大となることが一般に認められている。従って、切迫した急性冠状動脈症候群を検出し、かつ兆候が発生する前に適当な治療を行うことが有益である。同様に、他のタイプの切迫する臓器の虚血状態を検出し、できるだけ早期に適当な治療を行うことが有益である。
【０００６】
急性冠状動脈症候群を発症して病院に搬送され、生き延びた患者に対し、循環系内（例えば腹部大動脈瘤内）の血圧をモニタするためのデバイスを手術で埋め込むことができる。かかるモニタは、ある程度の気休めとはなるが、このデバイスは最適ではない。その理由は、その後の急性冠状動脈症候群の発生を予測することができないし、かかる急性冠状動脈症候群の治療を行うこともできないからである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般的な様相では、本願は埋め込み可能なデバイスを開示する。種々の実施形態によれば、この埋め込み可能なデバイスは、計算デバイスと、この計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサと、計算デバイスに接続された通信システムとを含む。
【０００８】
別の一般的な様相では、本願はシステムを開示する。種々の実施形態によれば、このシステムは、埋め込み可能なデバイスと、この埋め込み可能なデバイスに接続された通信デバイスとを備えている。この埋め込み可能デバイスは、計算デバイスと、この計算デバイスに接続された微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサと、計算デバイスに接続された通信システムと、を含む。
【０００９】
更に別の一般的な様相では、本願は計算デバイスによって少なくとも一部が実施される方法を開示する。種々の実施形態によれば、この方法は、埋め込み可能なデバイスにより臓器のｐＨ値を測定するステップと、測定されたｐＨ値のうちの少なくとも１つに基づき、臓器の虚血状態が存在するかどうかを判断するステップと、を含む。
【００１０】
本発明の様相は、計算デバイスおよび／またはコンピュータで読み取り可能なメディアに記憶されたコンピュータプログラムによって実現できる。このコンピュータで読み取り可能なメディアは、ディスク、デバイスおよび／または伝搬信号を含むことができる。
【００１１】
本明細書では、次の図面と関連して例として本発明の種々の実施形態について説明し、図中、同様な参照番号は同一または類似する要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】埋め込み可能なデバイスの種々の実施形態を示す。
【図２】図１の埋め込み可能なデバイスの計算デバイスの種々の実施形態を示す。
【図３】図１の埋め込み可能なデバイスのＭＥＭＳｐＨセンサの種々の実施形態を示す。
【図４】図１の埋め込み可能なデバイスのＭＥＭＳｐＨセンサの種々の実施形態を示す。
【図５】図１の埋め込み可能なデバイスのＭＥＭＳ圧力センサの種々の実施形態を示す。
【図６】図１の埋め込み可能なデバイスの通信システムの種々の実施形態を示す。
【図７】図５の通信システムの体積伝導アンテナの種々の実施形態を示す。
【図８】図１の埋め込み可能なデバイスの通信システムの種々の実施形態を示す。
【図９】図１の埋め込み可能なデバイスを含むシステムの種々の実施形態を示す。
【図１０】図９のシステムの通信デバイスの種々の実施形態を示す。
【図１１】図９のシステムの電源の種々の実施形態を示す。
【図１２】図９のシステムの電源の種々の実施形態を示す。
【図１３】図９のシステムの電源の種々の実施形態を示す。
【図１４】図９のシステムの電源の種々の実施形態を示す。
【図１５】図１の埋め込み可能なデバイスを利用する方法の種々の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を明瞭に理解するのに適当な要素を示すと共に、簡潔にするために、本発明の一部を含むことができると当業者が理解するような他の要素を省略するように、本発明の図面および説明の少なくとも一部は簡略化されていると理解すべきである。しかしながら、かかる要素は、当技術分野で周知であり、かつ本発明の良好な理解を容易にしないので、本明細書ではかかる要素については記載しない。
【００１４】
図１は、埋め込み可能なデバイス１０の種々の実施形態を示す。この埋め込み可能なデバイス１０は、臓器（例えば心臓、脳、肝臓、腎臓、肺など）に埋め込むのに適当なサイズおよび構成となっており、低侵襲技術を使って埋め込むことができる。この埋め込み可能なデバイス１０は、臓器の虚血状態の検出および治療に利用できる。この埋め込み可能なデバイス１０は、計算デバイス１２と、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ｐＨセンサ１４と、通信システム１６とを備える。図１に示されるように、種々の実施形態によれば、この埋め込み可能なデバイス１０は、ＭＥＭＳ圧力センサ１８と、分析モジュール２０と、電源２２も含むことができる。
【００１５】
計算デバイス１２は、任意の適当なタイプの計算デバイスとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、計算デバイス１２は、図２に示されるように構成される。かかる実施形態のためには、計算デバイス１２は、プロセッサ２４を含む。プロセッサ２４は、任意の適当なタイプのプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサなど）とすることができる。図２に示されるように、種々の実施形態によれば、計算デバイス１２は、記憶デバイス２６も含む。この記憶デバイス２６は、任意の適当なタイプの記憶デバイスとすることができる。種々の実施形態によれば、計算デバイス１２は、ダイレクトメモリアクセス用に構成される。
【００１６】
ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、計算デバイス１２に接続されており、ｐＨのレベル（例えば臓器のｐＨレベル）を連続的に測定するように構成される。ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、任意の適当なタイプのＭＥＭＳｐＨセンサとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、図３に示されるように構成される。かかる実施形態のためには、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、基板２８と、第１電極３０と、第２電極３２と、第１誘電層３４と、第３電極３６と、第２誘電層３８と、電解質層４０と、パッシベーション層４２と、液体接合部４４とを備える。液体接合部４４は、電解質層４０と、ｐＨを測定するようになっている臓器の組織の体液（例えば心筋組織体液、脳組織体液、肝臓組織体液、腎臓組織体液、肺組織体液など）との間の電気的な接続部を構成している。
【００１７】
第１電極３０は、内部基準電極として機能し、任意の適当なタイプの導電体（例えば金）を含むことができる。第２電極３２は、インジケータ電極として機能し、任意の適当なタイプの導電体（例えば酸化イリジウム）を含むことができる。第３電極３６は、基準電極として機能し、任意の適当なタイプの導電体（例えば銀、塩化銀）を含むことができる。
【００１８】
別の実施形態によれば、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、図４に示されるように構成される。かかる実施形態に対してＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、基板４６と、第１電極４８と、第２電極５０と、複数の第３電極５２と、カバー５４と、流体チャンネル５６と、液体接合部５８とを含む。複数の第３電極５２と流体チャンネル５６とは、マイクロ流体スイッチを形成するように協働する。
【００１９】
第１電極４８は、表示電極として機能し、任意の適当なタイプの導電体（例えば白金、クローム、チタン、酸化イリジウム）を含むことができる。第２電極５０は、基準電極として機能し、任意の適当なタイプの導電体（例えば白金、クローム、チタン、銀、塩化銀）を含むことができる。複数の第３電極５２は、集団でマイクロ流体スイッチとして機能し、このマイクロ流体スイッチは任意の適当なタイプの導電体（例えば白金、クローム、チタンなど）と、任意の適当なタイプの絶縁層（例えば酸化シリコン、パリレンなど）と、任意の適当なタイプの疎水性層（例えば疎水性フルオロカーボン層）を含むことができる。流体チャンネル５６は、第１バブル６０と、第２バブル６２とを含む。第１バブル６０および第２バブル６２の各々は、移動自在であり、互いに流体力学的に接続されている。
【００２０】
ＭＥＭＳ圧力センサ１８は、計算デバイス１２に接続されており、張力レベル（例えば左心室の壁の張力レベル）を連続的に測定するように構成されている。このＭＥＭＳ圧力センサ１８は、任意の適当なタイプのＭＥＭＳ圧力センサとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、ＭＥＭＳ圧力センサ１８は、図５に示されるように構成されている。かかる実施形態に対して、ＭＥＭＳ圧力センサ１８は、ベース６４と、基板６６と、圧力検出膜６８とを含む。図５の分解部分に示されるように、種々の実施形態によれば、膜６８は、ベース層７０と、ピエゾ抵抗検出部材７２と、ワイヤリード７４と、金属層７６とを備える。図１に概念的に示されるように、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４と、ＭＥＭＳ圧力センサ１８とは、単一のＭＥＭＳデバイス内に一体化することができる。
【００２１】
通信システム１６は、計算デバイス１２に接続されており、埋め込み可能なデバイス１０からの情報を送るように構成されている。この通信システム１６は、任意の適当なタイプの通信システムとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、通信システム１６は、図６に示されるように構成されている。かかる実施形態に対し、通信システム１６は、計算デバイス１２に接続された送信機７８を含む。
【００２２】
この送信機７８は、任意のタイプの送信機とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、送信機７８は、無線周波数送信機である。別の実施形態によれば、送信機７８は、体積伝導送信機（volume conduction transmitter）である。送信機７８が体積伝導送信機となっている実施形態の場合、送信機７８は体積伝導アンテナ（volume conduction antenna）８０を含む（図７参照）。この体積伝導アンテナ８０は任意のタイプの体積伝導アンテナとすることができ、任意の適当な形状とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、体積伝導アンテナ８０は、図７に示されるように構成される。かかる実施形態に対し、体積伝導アンテナ８０は、第１ポール（極）８２と、第２ポール（極）８４とを含むダイポールアンテナとされる。第１ポール８２と第２ポール８４の各々は、導電層８６と、この導電層８６に接続された絶縁層８８とを含む。これら２つのポール８２と８４との間の短絡路がそれぞれの絶縁層８８によってブロックされているとき、より長いパスに沿って電流が強制的に流され、体積伝導アンテナ８０からの情報の送信に寄与する非近磁場を大幅に高める。
【００２３】
種々の実施形態によれば、通信システム１６は、埋め込み可能なデバイス１０によって送られる情報を受信するようにも構成される。かかる実施形態の場合、通信システム１６は、送信機７８に加えて受信機（図示せず）を含むか、または図８に示されるように送信機７８の代わりに送受信機９０を含む。
【００２４】
分析モジュール２０は、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４が測定する臓器（例えば心臓、脳、肝臓、腎臓、肺など）のｐＨ値のうちの１つ又はそれ以上に少なくとも部分的に基づき、臓器の虚血状態の存在を判断するように構成されている。種々の実施形態によれば、分析モジュール２０は、測定された臓器のｐＨ値のうちの１つ又はそれ以上、およびＭＥＭＳ圧力センサ１８が測定する左心室の壁の張力の値の１つ又はそれ以上に少なくとも部分的に基づき、組織の虚血状態の存在を判断するようにも構成されている。この分析モジュール２０は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアおよびそれらの組み合わせで実現できる。ソフトウェアを利用する実施形態に対し、ソフトウェアは任意の適当なコンピュータ言語（例えばＣ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）Ｓｃｒｉｐｔ、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、ＶＢＳｃｒｉｐｔ、Ｄｅｌｐｈｉ）を利用でき、任意のタイプのマシン、コンポーネント、物理的または仮想的機器、記憶媒体またはデバイスへ命令を送ることができる伝搬信号で、永続的または一時的に具現化できる。分析モジュール２０（例えばソフトウェアアプリケーション、コンピュータプログラム）は、コンピュータがメディアを読み出したときにメディアの内部に記述されている機能が実行されるように、コンピュータで読み取り可能なメディア（例えばディスク、デバイスおよび／または伝搬信号）に記憶できる。
【００２５】
種々の実施形態によれば、分析モジュール２０は、計算デバイス１２、埋め込み可能なデバイス１０の別のコンポーネント、またはそれらの組み合わせに常駐できる。埋め込み可能なデバイス１０が２つ以上の計算デバイス１２を含む実施形態では、２つ又はそれ以上の計算デバイス１２にわたって分析モジュール２０を分散してもよい。
【００２６】
電源２２は、埋め込み可能なデバイス１０のコンポーネントに給電するように構成されており、計算デバイス１２に接続されている。この電源２２は、任意の適当なタイプの電源とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、電源２２は、再充電可能なバッテリー、再充電できないバッテリーなどとすることができる。
【００２７】
図９は、システム１００の種々の実施形態を示す。このシステム１００は、臓器の虚血状態を検出するために利用できる。例えばこのシステム１００は、心臓、脳、肝臓、腎臓、肺などの虚血状態を検出するのに利用できる。種々の実施形態によれば、このシステム１００は、臓器の虚血状態の治療（例えば心筋虚血状態の治療）にも利用できる。このシステム１００は、図１の埋め込み可能なデバイス１０を含み、更に埋め込み可能なデバイス１０に通信可能に接続された通信デバイス１０２も含む。この通信デバイス１０２は体の外部に位置し、任意の態様で埋め込み可能なデバイス１０に通信可能に接続できる。例えばこの通信デバイス１０は、体積伝導、無線周波数誘導結合などにより、埋め込み可能なデバイス１０に無線で接続できる。図９に示されるように、種々の実施形態によれば、このシステム１００は埋め込み可能なデバイス１０に接続された電源１０４および埋め込み可能なデバイス１０または通信デバイス１０２のいずれかに接続された刺激装置１０６も含むことができる。
【００２８】
図９に示されるように、通信デバイス１０２は、有線または無線データ通路を有するネットワーク１０８に通信可能に接続することもでき、更にネットワーク１０８を介し、複数のリモートデバイス１１０（例えば緊急医療従事者に関連するデバイス）に通信可能に接続することもできる。このネットワーク１０８は、ローカルエリアネットワーク（例えばイーサネット（登録商標））、ワイドエリアネットワーク（例えばインターネットおよび／またはワールドワイドウェブ）、電話ネットワーク（例えばアナログ、デジタル、有線、無線、ＰＳＴＮ、ＩＳＤＮ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳおよび／またはｘＤＳＬ）、パケット交換ネットワーク、無線ネットワーク、テレビネットワーク、ケーブルネットワーク、衛星ネットワークおよび／またはデータを搬送するようになっている他の有線または無線通信ネットワークを含むが、これらに限定されない、任意のタイプの配信システムを含むことができる。ネットワーク１０８は、例えば中間ノード、プロキシサーバー、ルーター、交換器、およびデータの向きを定め、および／またはデータを送るようになっているアダプタ等の要素を含むことができる。一般に、通信デバイス１０２は、種々の通信プロトコル（例えばＨＴＴＰ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ、ＷＡＰ、ＷｉＦｉ、ブルートゥース）を使用し、ネットワーク１０８を介してリモートデバイス１１０と通信し、および／または１つ又はそれ以上の他の通信システム内で作動し、またはこれら通信システムと協働して作動するようになっている。
【００２９】
通信デバイス１０２は、埋め込み可能なデバイス１０から送られた情報を受けるように構成されている。種々の実施形態によれば、通信デバイス１０２は、埋め込み可能なデバイス１０へ情報を送るようにも構成されている。この通信デバイス１０２は、任意の適当なタイプの通信デバイスとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、通信デバイス１０２は、図１０に示されるように構成される。かかる実施形態に対し、通信デバイス１０２は、通信システム１１２と、計算デバイス１１４と、電源１１６とを含む。図１０に示されるように、種々の実施形態によれば、通信デバイス１０２は、分析モジュール２０（またはその一部）も含むことができる。
【００３０】
通信システム１１２は、任意の適当なタイプの通信システムとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、この通信システム１１２は、通信システム１６と同じように構成される。計算デバイス１１４は任意の適当なタイプの計算デバイスとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、計算デバイス１１４は、計算デバイス１２と同じように構成される。電源１１６は、任意の適当なタイプの電源とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、電源１１６は、電源２２と同じように構成される。
【００３１】
システム１００の電源１０４は、埋め込み可能なデバイス１０のコンポーネントに給電するように構成されている。電源１０４は、任意の適当なタイプの電源とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、電源１０４は、身体の１つ又はそれ以上の力を電気に変換するように構成されたピエゾ電気エネルギー収集デバイスとなっている。このピエゾ電気エネルギー収集デバイスは、任意の適当なタイプのピエゾ電気エネルギー収集デバイスとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、このピエゾ電気エネルギー収集デバイス１０４は、図１１に示されるように構成されるか、または図１２に示されるように構成される。
【００３２】
図１１のピエゾ電気エネルギー収集デバイス１０４は、ベース１１８と、支持層１２０と、ピエゾ電気材料（圧電材料）１２２と、第１電極１２４と、第２電極１２６とを含む。図１１の平面図部分に示されるように、第１電極１２４と第２電極１２６とは、互い違いになっている。図１２のピエゾ電気エネルギー収集デバイス１０４は、ベース１２８と、支持層１３０と、第１電極１３２と、ピエゾ電気材料（圧電材料）１３４と、第２電極１３６とを含む。
【００３３】
別の実施形態によれば、電源１０４はバイオ燃料電池である。このバイオ燃料電池は、任意の適当なタイプのバイオ燃料電池とすることができる。例えば種々の実施形態によれば、バイオ燃料電池１０４は図１３に示されるように構成できる。かかる実施形態に対し、バイオ燃料電池１０４は、バイオ燃料（例えばグルコース）の酸化（oxidation）を分子状酸素から水への還元（reduction）に結合し、電気を出力するようになっている。
【００３４】
別の実施形態によれば、電源１０４は体積伝導エネルギー配給デバイス（volume conduction energy delivery device）となっている。この体積伝導エネルギー配給デバイスは、任意の適当なタイプの体積伝導エネルギー配給デバイスとすることができる。例えば種々の実施形態によれば、体積伝導エネルギー配給デバイス１０４は、図１４に示されるように構成できる。かかる実施形態に対し、体積伝導エネルギー配給デバイス１０４は複数の電極１５０と、使い捨てパッド１５２と、電源１５４（例えばバッテリー）と、プリント回路基板１５６と、コネクタ１５８とを含む。
【００３５】
刺激装置１０６は、埋め込み可能なデバイス１０および体の一部（例えば心臓迷走神経枝）に接続された埋め込み可能な刺激装置となっている。この刺激装置１０６は、埋め込み可能なデバイス１０が刺激装置１０６の両端に電圧を印加したときに体の一部に電流を送るように構成されている。刺激装置１０６は、任意のタイプの刺激装置とすることができる。
【００３６】
図１５は、方法１６０の種々の実施形態を示す。この方法１６０は少なくとも一部が計算デバイスによって実施され、図９のシステム１００により実施できる。この方法１６０は、臓器の虚血状態を検出するのに利用できる。例えばこの方法１６０は、心臓、脳、肝臓、腎臓、肺などの虚血状態を検出するのに利用できる。種々の実施形態によれば、この方法１６０は、臓器の虚血状態の治療（例えば心筋虚血状態の治療）にも利用できる。説明を容易にするために、心筋虚血状態の検出および治療のための図９のシステム１００による実施に関連して、この方法１６０について記述する。しかしながら、この方法１６０は別のシステムでも実施でき、他のタイプの臓器の虚血状態の検出および治療にも利用できることが理解できよう。
【００３７】
プロセスをスタートする前に、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４が心筋ｐＨを測定できるようにする態様で、埋め込み可能なデバイス１０が体内に埋め込まれる。種々の実施形態によれば、埋め込み可能なデバイス１０を埋め込むことによって、ＭＥＭＳ圧力センサ１８が心臓の左心室の壁の張力を測定することも可能となる。埋め込み可能なデバイス１０および１つ又はそれ以上の心臓迷走神経枝への接続を可能にする態様で、刺激装置１０６が体内に埋め込まれる。
【００３８】
このプロセスはブロック１６２でスタートし、このブロック１６２においてＭＥＭＳｐＨセンサ１４は、心筋ｐＨレベルを測定し、ＭＥＭＳ圧力センサ１８が心臓の左心室の壁の張力を測定する。ブロック１６２のプロセスは、継続的に何回も繰り返され、その結果、ＭＥＭＳｐＨセンサ１４は一連の心筋ｐＨレベルを測定し、ＭＥＭＳ圧力センサ１８は、一連の左心室の壁の張力を測定する。
【００３９】
プロセスは、ブロック１６２からブロック１６４へ進み、このブロックにおいてそれぞれの測定された値が計算デバイス１２へ送られる。ＭＥＭＳｐＨセンサ１４と計算デバイス１２とが電気接続されていることにより、測定された心筋ｐＨ値はリアルタイムで計算デバイス１２へ送られる。同様に、ＭＥＭＳ圧力センサ１８と計算デバイス１２との間の電気接続により、測定された左心室の壁の張力の値はリアルタイムで計算デバイス１２へ送られる。
【００４０】
プロセスは、ブロック１６４からブロック１６６へ進み、ブロック１６６では計算デバイス１２は、測定された心筋ｐＨ値と、測定された左心室の壁の張力の値を受信する。次にプロセスは、ブロック１６６からブロック１６８へ進み、このブロック１６８で分析モジュール２０は１つ又はそれ以上の受信された心筋ｐＨ値に基づいて心筋虚血状態が存在するかどうかを判断する。これまで説明したように、分析モジュール２０は、１つ又はそれ以上の測定された心筋ｐＨ値と、１つ又はそれ以上の受信した左心室の壁の張力の値との組み合わせに基づいて判断することもできる。分析モジュール２０は、継続的に何回もその判断をしてもよい。
【００４１】
分析モジュール２０は、任意の適当な態様でこの判断を行うことができる。例えば種々の実施形態によれば、分析モジュール２０は、測定された心筋ｐＨレベルが所定のスレッショルド値（例えば７.３）より低くなったとき、または測定された心筋ｐＨレベルが所定のスレッショルドレートなどを超えるレートで減少したときに、心筋虚血状態が存在すると判断できる。その他の実施形態によれば、分析モジュール２０は、測定された心筋ｐＨレベルが所定のスレッショルド値よりも低下し、測定された左心室の壁の張力が所定のスレッショルド値よりも低下したときや、測定された心筋ｐＨ値および測定された左心室の壁の張力値のある組み合わせが所定のレンジ内で低下したときや、測定された心筋ｐＨレベルが所定のスレッショルドレートを超えるレートで減少しており、測定された左心室の壁の張力値が所定のスレッショルドレートを超えるレートで増加しているとき等に、心筋虚血状態の存在を決定できる。
【００４２】
種々の実施形態によれば、分析モジュール２０による判断の前に、測定された心筋ｐＨ値および、使用できる場合には、左心室の壁の張力値を記憶デバイス２６に記憶する。かかる実施形態に対し、分析モジュール２０は、直接またはプロセッサ２４を介して、記憶されている値にアクセスし、組織の虚血状態の存在を表示しているか否かを判断する。別の実施形態によれば、分析モジュール２０は、測定された値が計算ユニットによって受信されたときに判断を行う。
【００４３】
プロセスは、ブロック１６８からブロック１６２にリターンするか、またはブロック１７０へ進む。測定された心筋ｐＨ値および／または測定された左心室の壁の張力の値が心筋虚血状態を表示していないとブロック１６８で判断された場合、プロセスは、ブロック１６２にリターンし、プロセスは上記のように進む。ブロック１６２〜１６８に対して説明したこのプロセスは、任意の回数繰り返すことができる。
【００４４】
測定された心筋ｐＨ値および／または測定された左心室の壁の張力値が心筋虚血状態を示しているとブロック１６８で判断された場合、プロセスは、ブロック１６８からブロック１７０へ進む。ブロック１７０において、埋め込み可能なデバイス１０は、通信デバイス１０２へ信号（例えば警告信号）を送り、次に通信デバイスは、１つ又はそれ以上のリモートデバイス１１０へ信号（例えば警告信号）を送り、臓器の虚血状態を適当な人物に警告できる。プロセスはブロック１７０からブロック１７２へ進み、ここでは、刺激装置１０６の両端に電圧が印加される。この電圧は任意の時間印加してもよいし、所定の周波数で一連のパルスとして印加してもよい。この電圧の印加は、心臓迷走神経枝を刺激し、次にこれは副交換神経の緊張を高める。この緊張の高まりは、心筋酸素消費量を減少させ、次にこの減少によって心筋生化学的ホメオスタシスの再設定を可能にする。埋め込み可能なデバイス１０に刺激装置１０６が接続されている実施形態では、埋め込み可能なデバイス１０によって刺激装置１０６の両端に電圧が印加される。通信デバイス１０２に刺激装置１０６が接続されている実施形態では、通信デバイス１０２により刺激装置１０６の両端に電圧が印加される。
【００４５】
次にプロセスは、ブロック１７２からブロック１７４に進み、このブロック１７４で、分析モジュール２０は、刺激装置１０６の両端への電圧の印加のスタートの後に測定された心筋ｐＨ値および／または左心室の壁の張力値が心筋虚血状態を示しているかどうかを判断する。プロセスは、ブロック１７４からブロック１７２へ戻るか、ブロック１７６へ進む。ブロック１７４で、刺激装置１０６の両端への電圧の印加のスタート後に測定された心筋ｐＨ値および／または左心室の壁の張力値が心筋虚血状態を示していると判断された場合、プロセスはブロック１７２へリターンし、ここでは上記のようにプロセスが進む。ブロック１７２〜１７４で説明したプロセスは、任意の回数繰り返すことができる。一般に、測定された心筋ｐＨ値および／または測定された左心室の壁の張力値が、心筋虚血状態を示している間、電圧の印加が継続する。
【００４６】
ブロック１７４で、刺激装置１０６の両端への電圧の印加のスタート後に測定された心筋ｐＨ値および／または左心室の壁の張力値が、心筋虚血状態を示していないと判断された場合、プロセスはブロック１７４からブロック１７６へ進む。ブロック１７６において、刺激装置１０６の両端に印加されている電圧が切られる。プロセスはブロック１７６からブロック１６２にリターンし、ここでプロセスは上記のように進む。
【００４７】
これまでの説明は、本発明を要素の特定の材料、幾何学的形状または配向に限定するものではない。本発明の範囲内では、多くの部品／配向の置換が可能であり、これらは当業者には明らかとなろう。これまで説明した実施形態は単なる例として示したものであり、発明の範囲を制限するのに使用すべきではない。
【００４８】
本願では特定の実施形態に関連して本発明について説明したが、当業者が本発明に記載の教示内容を検討すれば、請求項に記載の発明の要旨またはその範囲から逸脱することなく、別の実施形態および変形例を想到できよう。例えば方法９０のステップの多くを同時に実行してもよい。従って、添付図面および本明細書の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲を制限するものと見なすべきではない。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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