(57)【要約】【課題】  体内の物体に電力を無線送信するための改善された装置を提供すること。【解決手段】  患者の体内に挿入される医療装置の電源回路に電流を発生させるための装置であって、その電源回路に電流を誘導的に発生させることができる所定周波数を有する電磁界を体の近傍に発生させるように適合された電力送信機を含む。その電磁界の周波数で共振応答する受動エネルギー転送増幅器が、その電磁界によって電源回路に発生する電流を増大させるために医療装置に近接して配置されている。【選択図】        図１
2005052642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内に挿入された医療装置の電源回路に電流を発生させるための装置であって、
前記電源回路に電流を誘導的に発生させることができる所定周波数の電磁界を、前記患者の体の近傍で発生させることができるように適合された電力送信機と、
前記電磁界によって前記電源回路に発生する電流が増大するように前記医療装置に近接して配置することができると共に、前記電磁界の前記周波数で共振応答する受動エネルギー転送増幅器とを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
侵襲性医療処置に用いるための装置であって、
無線医療装置に動作エネルギーを供給できるように、高周波（ＲＦ）電磁界によって誘導的に作動するように適合された電源回路を備えた、患者の体に挿入できるように適合された前記無線医療装置と、
前記体の近傍に前記高周波電磁界を発生させることができるように適合された電力送信機と、
前記高周波電磁界による前記無線医療装置の前記電源回路の誘導的な作動が促進されるように前記医療装置に近接して配置することができる受動エネルギー転送増幅器とを含むことを特徴とする装置。
【請求項３】
侵襲性医療処置に用いるための装置であって、
無線医療装置に動作エネルギーを供給できるように、前記体の外側の電力送信機によって生成される高周波（ＲＦ）電磁界によって誘導的に作動するように適合された電源回路を備え、患者の体内に挿入できるように適合された前記無線医療装置と、
前記高周波電磁界による前記無線医療装置の前記電源回路の誘導的な作動が促進されるように前記医療装置に近接して配置することができる受動エネルギー転送増幅器とを含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
整形外科インプラントであって、
患者の体内に移植できるように適合された第１の関節要素及び第２の関節要素を含む関節プロテーゼと、
前記第１の関節要素と前記第２の関節要素との整合を示す位置信号を送信するように、前記第１の関節要素及び前記第２の関節要素にそれぞれ固定された第１の無線位置センサ及び第２の無線位置センサであって、それぞれが、前記センサに動作エネルギーを供給できるように、高周波（ＲＦ）電磁界によって誘導的に作動するように適合された電源回路を含む、前記第１の無線位置センサ及び前記第２の無線位置センサと、
前記体の近傍に前記高周波電磁界を発生させることができるように適合された電力送信機と、
前記高周波電磁界による前記無線位置センサの前記電源回路の誘導的な作動が促進されるように、前記第１の関節要素及び前記第２の関節要素の少なくとも１つの固定された受動エネルギー転送増幅器とを含むことを特徴とする整形外科インプラント。
【請求項５】
侵襲性医療装置であって、
カテーテル、電力送信機、及び受動エネルギー転送増幅器とを含み、
前記カテーテルが、患者の心臓に挿入できるように適合された先端部を備え、前記心臓内のカテーテルの位置を示す位置信号を送信するべく前記カテーテルの前記先端部に近接して取り付けられた無線位置センサを含み、前記位置センサが、電源回路を含み、前記電源回路が、前記位置センサに動作エネルギーを供給できるように、高周波（ＲＦ）電磁界によって誘導的に作動するように適合されており、
前記電力送信機が、前記体の近傍に前記高周波電磁界を発生させることができるように適合されており、
前記受動エネルギー転送増幅器が、前記高周波磁界による前記無線位置センサの前記電源回路の誘導的な作動が促進されるように前記心臓の近傍に配置できるように適合されていることを特徴とする侵襲性医療装置。
【請求項６】
患者の体内に挿入される医療装置の電源回路に電流を発生させるための方法であって、
前記電源回路に電流を誘導的に発生させることができる所定周波数を有する電磁界を前記体の近傍に発生させるステップと、
前記電磁界によって前記電源回路に流れる電流を増大させるべく、前記医療装置の近傍に、前記電磁界の前記周波数に共振応答する受動エネルギー転送増幅器を配置するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出システムに関し、詳細には、人体に挿入された無線位置検出システムにエネルギーを効率的に伝送する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの外科手術、診断、治療、及び予防の医療処置では、体内のセンサ、移植片、チューブ、カテーテル、及び治療装置などの物体を配置しなければならない。このような処置には、例えば、（ａ）患者の循環系や消化系に薬物、栄養物、または他の流体を送達し易いようにするためのチューブの配置、（ｂ）患者の呼吸を容易にするためのチューブの配置、（ｃ）分析及び／または治療のために胃腸管内の内容物を除去し易いようにするためのチューブの配置、（ｄ）診断または治療のためのプローブまたは外科装置の挿入、（ｅ）人工股関節や人工膝関節などの整形外科装置の配置を含む広い範囲が含まれる。
【０００３】
装置の配置は、外科手術またはカテーテル法などによって時間が制限される場合がある。また、栄養チューブや整形外科インプラントなどの場合は装置が長期に亘って使用される。患者の体内の物体を移植中または移植した後で、好ましくはＸ線を用いないで、その物体の位置及び向きを正確に測定するためにリアルタイムの情報を提供するのが好ましい。
【０００４】
移植された装置の位置及び向きの決定には、一般に患者が快適で実施が容易な非侵襲性技術が好まれる場合が多い。ホール効果装置、コイル、またはアンテナなどの電磁界センサを医療装置内に組み込んで、医療装置の位置を非侵襲的に監視することができる。
【０００５】
言及することを以って本明細書の一部とする、本願の譲渡人に譲渡された特許文献１及びこれに対応する米国特許出願第０８／７９３，３７１号に、外部から加えられた高周波が侵襲性医療器具内に配置された３つのコイルに電流を誘導して侵襲性医療器具の位置及び向きを決定する位置決定システムが開示されている。ワイヤまたは他の形態の物理的な配線を用いて、この誘導された信号がカテーテルから体外の信号プロセッサに送られる。プロセッサが、侵襲性医療器具の位置及び向きを計算するべくこの信号を分析する。
【０００６】
多くの適用例では、無線受動エミッタすなわち「タグ」が、体内に挿入される装置に取り付けられる。このようなタグは、内部電源を有していないが、通常は体の外部から加えられる外部エネルギーによって作動する。次いで、タグが電磁エネルギーを放射し、この電磁エネルギーが体の外側のアンテナや他のセンサによって検出される。通常は、検出された信号を用いて所定の領域（腹腔など）内にタグが存在することを単純に確認するために用いられる。しかしながら、タグを用いて位置座標を決定する場合もある。ある種の受動タグは、電磁波を受信した後、通常は周波数及び／または位相がずれた電磁波を再放射する。
【０００７】
例えば、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に、外科手術中に体内の内腔で用いられる医療用スポンジなどの物体に取り付けられた医学的に不活性な検出タグにより、外科部位における不所望の物体を検出する方法及び装置が開示されている。検出タグは、内部に小型フェライトロッド、コイル、及びコンデンサ素子などの単一信号エミッタを含む。別法では、タグは、１つのループワイヤやコンデンサ素子からなる可撓性スレッドを含む。検出装置が、広帯域伝送信号のパルス放射によってタグの位置を求めるために用いられる。タグは、その広帯域範囲内の自身の１つの非所定周波数で、広帯域送信に応答して放射された信号に共振する。認識できる検出信号を提供するように、戻り信号を周囲ノイズに対して検出可能な１つの周波数（非所定）で強くする。
【０００８】
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、マーカーが取り付けられた外科器具の存在に呼掛け信号ゾーン内で応答する検出器を含む、人や動物の組織内の外科器具を検出するための装置が開示されている。マーカーは、呼掛け信号ゾーンに生成された周波数帯域内であるという特徴を有する識別信号を生成するように適合されている。呼掛けゾーンの位相及び／または向きの変化、並びにマーカーと受信機の電磁的な接続の変化によりマーカーと受信機との接続が最適化される。
【０００９】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献４に、人体内の外科装置の位置及び向きを決定するための方法が開示されている。ある適用例では、カテーテルまたはプロテーゼが、透磁率が高く保磁力が低い磁性材料から形成されたタグを所定の位置に備えているという特徴を有する。タグ（従って外科装置）の位置が、呼掛け信号に対する磁気応答を遠隔的に検知して検出される。
【００１０】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献５に、体内に挿入されたチューブまたは他の物体の位置を確認するためのシステムが開示されている。このシステムは、体の外部のハンドヘルド高周波送受信機による刺激で共振する、物体に取り付けられた共振電気回路を含む。回路の共振により生成された電磁界が検出され、これにより一連のＬＥＤのスイッチが入り、使用者にターゲットに対する向きが示される。別の表示装置が、送受信機が物体の真上にある時に表示する。
【００１１】
移植される装置に取り付けられた受動センサ及びトランスポンダを用いて、体外の受信機に他の診断情報を送信することができる。例えば、言及することを以って本明細書の一部とする特許文献６に、患者の体内の流体の流れを測定するように適合されたステントが開示されている。このステントは、体外の受信機に圧力依存性の信号を送信するために送信機に動力を与えるべく体に放射される電磁界からエネルギーを受け取るコイルを含む。
【００１２】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献７に、別の例として、外部呼掛け信号回路と通信する一体型の電気受動検出回路を含む移植用装置が開示されている。この検出回路は、誘導素子を含み、呼掛け信号回路に対して周波数依存性可変インピーダンス負荷効果を有し、検出したパラメータに関連して変化する。
【００１３】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献８及び９に、体内のプローブの座標が、プローブに備え付けられたホール効果装置、コイル、または他のアンテナなどの１または複数の電磁界センサを用いて決定されるシステムが開示されている。このようなシステムは、医療用のプローブやカテーテルについての３次元位置情報を生成するために用いられる。好ましくは、センサコイルが、カテーテルに配置され、外部から加えられる電磁界に応答して信号が生成される。電磁界が、互いに離間した既知の位置にある外部基準フレームに固定された３つの放射器コイルによって生成される。各放射器コイルの電磁界に応答して生成される信号の振幅が検出され、この振幅を用いてセンサコイルの位置が算出される。各放射器コイルは、好ましくはドライバ回路によって作動され、他の放射器コイルとは異なった既知の周波数の磁界を生成し、各センサコイルによって生成された信号を、異なった放射器コイルに対応する成分に周波数によって分けることができるようにする。
【００１４】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１０に、体内のチューブの位置を確認するための装置が開示されている。物体の初めの位置を基準点として決定し、続く測定により、この物体が初めの位置から移動したか否かを決定する。測定は、位置が決定されている物体の本体に固定されたセンサへ（から）送信される１または複数の信号に基づいている。このような信号は、超音波、紫外線波、高周波（ＲＦ）、静止または回転電磁界とすることができる。
【００１５】
他の装置には、それぞれが特定の役割を果たす複数のトランスデューサが含まれる。例えば、言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１１に、体外からの出力信号を装置用の電力に変換するための第１のトランスデューサ、体外から位置の電磁界信号を受け取るための第２のトランスデューサ、及び信号を体外のある位置に信号を送信するための第３のトランスデューサを含む移植用テレメトリ装置が開示されている。
【００１６】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１２に、多周波数ＡＣ磁気信号を用いて、送信アンテナに対する受信アンテナの位置及び向きを６つの自由度で測定するための装置が開示されている。送信部品は、他の送信アンテナに対して位置及び向きが既知である２つ以上の送信アンテナからなる。各送信アンテナは、ＡＣ励起によって同時に作動し、それぞれが周波数成分における１または複数の固有の位置を占有する。受信アンテナが、送信されたＡＣ磁界に導電性金属によるひずみが加わったものを測定する。次いで、コンピュータがその歪み成分を導き出し、受信した信号からその歪み成分を除去し、正確な位置及び向きを出力する。
【００１７】
言及することを以って本明細書の一部とする特許文献１３に、複数の球状の半導体を含む移植用位置検出システムが開示されている。球状の半導体は、自身の相対位置を測定することができ、その位置情報を互いに通信し、かつ外部処理装置に送信することができる。高周波信号が、通信や、移植された球状半導体へのエネルギーの送信のために用いられる。
【００１８】
高周波から電力を得る現在の体内位置センサは、誘導電流が受信コイルの断面積によって変化するため、受信できる電力が大きさによって制限されてしまう。更なる電力が、例えば、センサで更なる計算を実行し、かつ／またはセンサが送信する信号の強度を増すために必要である。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ ９６／０５７６８号パンフレット
【特許文献２】米国特許第６，０２６，８１８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０５７，０９５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，０７６，００７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３２５，８７３号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０５３，８７３号明細書
【特許文献７】米国特許第６，２０６，８３５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３９１，１９９号明細書
【特許文献９】米国特許第５，４４３，４８９号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，１９８，９６３号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，２３９，７２４号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１７２，４９９号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，２６１，２４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明のある態様の目的は、体内の物体に電力を無線送信するための装置及び方法を提供することにある。
【００２０】
本発明のある態様の更なる目的は、体内の物体の位置及び向きをリアルタイムで決定するための改良された装置及び方法を提供することにある。
【００２１】
本発明のある態様の更に別の目的は、高周波電磁信号に基づいた改良された位置測定装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の好適な実施形態では、外部の高周波（ＲＦ）エネルギー送信機から体内無線医療装置へのエネルギー転送が、受動エネルギー転送増幅器によって改善される。この増幅器は、外部ドライバによる装置の電源コイルの誘導起電力を増大させるために無線装置に近接して配置されている。一般に、エネルギー転送増幅器は、所望の共振周波数の共振回路を形成するべく選択されたコンデンサを備えた増幅コイルを含む。外部高周波電力送信機は、エネルギー転送増幅器の増幅コイルに電流を発生させる共振周波数の高周波信号を送信する。増幅コイルは、出力コイルよりも実質的に大きい特徴的な直径を有する。従って、増幅コイルが、エネルギーの場の強さが局所的に増大した高周波信号を再び放射し、これにより、外部高周波ドライバのみによって生じる電流よりも大きな電流が無線医療装置の電源コイルに誘導される。
【００２３】
本願及び特許請求の範囲の文脈で用いられる用語「受動」は、バッテリなどの活動的な電源を含まず、そのような電源に接続されていない電気ユニットを指す。ここに記載される実施形態では、このような受動ユニットは、サイズが小さく実質的に有効寿命に制限がないという利点がある。従って、本発明のある実施形態では、受動エネルギー転送増幅器が、他の無線装置に近接して患者の体内に移植される。別の実施形態では、体内の無線装置に伝送される高周波エネルギーを増大させるために、患者の体またはその近傍に受動エネルギー転送増幅器を配置することができる。これらの実施形態により、システムオペレーター（外科医など）が、患者の体内の無線装置から比較的離れた位置に大きな高周波エネルギー送信機及びその配線を配置して、送信機が、無線装置を用いる医療処置または診断処置に干渉されにくくすることができる。
【００２４】
本発明のある好適な実施形態では、医療装置は、体内医療装置の位置及び／または向きを決定するために用いられる１または複数の無線位置センサを含む。好適な実施形態では、医療装置は、大腿骨頭及び寛骨臼を含む股関節インプラントを含む。通常は患者の外部にある信号処理装置が、位置センサからの出力信号に応じて大腿骨頭と寛骨臼との距離を決定できるように適合されている。エネルギー転送増幅器は、位置センサへのエネルギーの無線転送を向上するべく、位置センサに近接して寛骨臼に移植されるのが好ましい。エネルギー転送増幅器が移植された寛骨臼によって完全に覆われるため、装置を移植するために更なる外科手術が必要ない。更に、エネルギー転送増幅器が体の組織から隔離されているため、生体適合性の問題が最小限となる。別法では、エネルギー転送増幅器が、股関節インプラントに近接して体の組織に移植される。更なる別法では、エネルギー転送増幅器が、股関節インプラントに近接して患者の外部に固定される。移植手術中に大腿骨頭と寛骨臼の向きを適切に合わせるため、及び外科手術後に適切な向きに維持されているかを確認するために、位置センサを用いるのが好ましい。
【００２５】
別の好適な実施形態では、医療装置は人工膝関節を含む。上記したような信号処理装置は、位置センサからの出力信号に応じて人工膝関節の関節部分の相対位置を決定できるように適合されている。エネルギー転送増幅器が、位置センサに近接して、人工膝関節またはその近傍に配置されるのが好ましい。このように生成された位置情報を用いて、外科手術中に人工膝関節を適切に配置したり、手術後に膝関節を監視することができる。
【００２６】
本発明の更に別の好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を用いて、移植用生理学的モニタへのエネルギーの無線転送を改善することができる。好適な実施形態では、移植用心臓モニタを用いて、患者の心臓の機能を追跡し、コンピュータなどの外部分析装置に連続的または周期的にデータをダウンロードして医師に報告する。エネルギー転送増幅器を用いて、移植用装置へのエネルギーの無線伝送を改善し、データを分析装置に送信するためにより多くのエネルギーを利用可能にすることができる。この改善されたエネルギー転送を、データの瞬時伝送及び／またはバッテリやコンデンサなどのエネルギー蓄積装置を充電するために用いることができる。代替の生理学的モニタには、血流モニタ、血液酸素モニタ、及び血中インスリンレベルモニタが含まれる。
【００２７】
本発明の別の好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を用いて、心臓の電気活性のマッピングに用いられるカテーテルなどの侵襲性プローブに組み込まれた位置センサへのエネルギーの無線転送を改善することができる。本発明の好適な実施形態では、心臓に挿入されたカテーテルに組み込まれた１または複数の位置センサへのエネルギーの無線転送を改善するべく、エネルギー転送増幅器が心臓近傍の患者の皮膚に配置される。別法では、エネルギー転送増幅器が、例えば、カテーテルに固定する、または患者の心室内に一時的に配置するなどして患者の体内に配置される。
【００２８】
本発明の更に別の好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を用いて、移植用電気刺激装置へのエネルギーの無線伝送を改善する。本発明の好適な一実施形態では、心臓ペースメーカーの電源を充電するべくペースメーカーへのエネルギーの無線転送を改善するために、エネルギー転送増幅器がペースメーカーに近接して移植される。本発明の更なる実施形態は、エネルギー転送増幅器を用いて、脳や膵臓を刺激するための移植用装置へのエネルギーの無線転送を改善することを含む。
【００２９】
従って、本発明に従った、患者の体内に挿入された医療装置の電源回路に電流を発生させるための装置を提供する。この装置は、電力送信機及び受動エネルギー転送増幅器を含む。電力送信機は、電源回路に電流を誘導的に発生させることができる所定周波数の電磁界を体の近傍に発生させることができるように適合されている。受動エネルギー転送増幅器は、電磁界の周波数で共振応答し、電磁界によって電源回路に誘導される電流を増大させるために医療装置に近接して配置できるように適合されている。
【００３０】
一般に、受動エネルギー転送増幅器は、電磁界の周波数で共振応答する共振回路を形成するべく接続されたコイル及びコンデンサを含む。
【００３１】
また、本発明の実施形態に従って、侵襲性医療処置に用いるための装置を提供する。この装置は、無線医療装置、電力送信機、及び受動エネルギー転送増幅器を含む。無線医療装置は、患者の体内に挿入できるように適合されており、電源回路を含む。電源回路は、装置に動作エネルギーを供給できるように、高周波（ＲＦ）電磁界によって誘導的に作動するように適合されている。電力送信機は、患者の近傍に高周波電磁界を発生させることができるように適合されている。受動エネルギー転送増幅器は、高周波電磁界による無線医療装置の電源回路の誘導起電力を増大させるために、医療装置に近接して配置できるように適合されている。
【００３２】
ある実施形態では、受動エネルギー転送増幅器は、医療装置に近接して体内に挿入できるように適合されている。別の実施形態では、受動エネルギー転送増幅器は、医療装置が挿入される体の領域に近接して体の外部に固定できるように適合されている。
【００３３】
ある実施形態では、医療装置は、体内のパラメータを検出するように適合されたセンサと、そのパラメータを示す信号を体の外部の受信機に送信するべく接続された信号送信機とを含む。一実施形態では、無線医療装置の電源回路が、電磁界を受け取るためのコイルアンテナと、そのコイルアンテナを介して信号を送信するべく接続された信号送信機とを含む。通常は、センサは位置センサを含み、送信された信号は、体内の医療装置の位置座標を示す。一実施形態では、位置センサは、センサコイルを含み、装置が更に、医療装置の位置座標に応じてセンサコイルに電流を流す、その医療装置の近傍にエネルギーの場を生成させることができるように適合された１または複数のエネルギーの場発生器を含む。
【００３４】
別の実施形態では、センサによって検出されるパラメータが生理学的パラメータを含む。一般に生理学的パラメータは、電気パラメータを含み、これに加えてあるいは別法では、温度、圧力、化学パラメータ、及び流量パラメータの少なくとも１つを含む。
【００３５】
更なる実施形態では、医療装置は、動作エネルギーの少なくとも一部を体の組織に適用できるように適合されている。一般に医療装置は、組織に電気エネルギーを適用できるように適合された電極を含む。
【００３６】
更に、本発明に従って、侵襲性医療処置に用いるための装置を提供する。この装置は、無線医療装置及び受動エネルギー転送増幅器を含む。無線医療装置は、患者の体内に挿入できるように適合されており、電源回路を含む。この電源回路は、装置に動作エネルギーを供給できるように、体の外側の電力送信機によって生成される高周波磁界によって誘導的に作動するように適合されている。受動エネルギー転送増幅器は、高周波電磁界による無線医療装置の電源回路の誘導起電力を増大させるために医療装置に近接して配置できるように適合されている。
【００３７】
更に、本発明に従って、整形外科インプラントを提供する。この整形外科インプラントは、関節プロテーゼ、第１及び第２の無線位置センサ、電力送信機、及び受動エネルギー転送増幅器を含む。関節プロテーゼは、患者の体内に挿入できるように適合された第１の関節要素及び第２の関節要素を含む。第１の無線位置センサ及び第２の無線位置センサはそれぞれ、第１の関節要素と第２の関節要素の整合を示す位置信号を送信できるように第１の関節要素及び第２の関節要素に固定されており、位置センサのそれぞれが、電源回路を含む。電源回路は、位置センサに動作エネルギーを供給できるように高周波電磁界によって誘導的に作動するように適合されている。電力送信機は、体の近傍に高周波電磁界を発生させることができるように適合されている。受動エネルギー転送増幅器は、高周波電磁界による無線位置センサの電源回路の誘導起電力を増大させるために、第１の関節要素及び第２の関節要素の少なくとも１つに固定されている。
【００３８】
一実施形態では、関節プロテーゼは股関節を含み、第１の関節要素及び第２の関節要素は、大腿骨頭要素及び寛骨臼要素を含み、受動エネルギー転送増幅器は寛骨臼要素に固定されている。別の実施形態では、関節プロテーゼは膝関節を含む。
【００３９】
更に、本発明の好適な実施形態に従った侵襲性医療装置を提供する。この装置は、カテーテル、電力送信機、及び受動エネルギー転送増幅器を含む。カテーテルは、患者の心臓内に挿入できるように適合された先端部を備え、心臓内のカテーテルの位置を示す位置信号を送信するべくカテーテルの先端部に近接して固定された無線位置センサを含む。位置センサは電源回路を含む。電源回路は、位置センサに動作エネルギーを供給できるように高周波電磁界によって誘導的に作動するように適合されている。電力送信機は、体の近傍に高周波電磁界を発生させることができるように適合されている。受動エネルギー転送増幅器は、高周波電磁界による無線位置センサの電源回路の誘導起電力を増大させるために、心臓の近傍に配置できるように適合されている。
【００４０】
一般に、受動エネルギー転送増幅器は、心臓に近接して患者の胸に配置できるように適合されている。
【００４１】
開示した実施形態では、無線位置センサはセンサコイルを含み、装置は更に、心臓に近傍にエネルギーの場を発生させることができるように適合された１または複数のエネルギーの場発生器を含む。このエネルギーの場により医療装置の位置座標に応じてセンサコイルに電流が流れる。
【００４２】
これに加えてあるいは別法では、カテーテルは更に、心臓内の電気活性を検出するための１または複数の電極を含む。
【００４３】
更に、本発明の好適な実施形態に従って、患者の体内に挿入された医療装置の電源回路に電流を発生させるための方法を提供する。この方法は、電源回路に電流を誘導的に発生させることができる所定の周波数の電磁界を体の近傍に発生させるステップと、電磁界によって電源回路に誘導される電流を増大させるべく、医療装置に近接して電磁界の周波数に共振応答する受動エネルギー転送増幅器を配置するステップとを含む。
【００４４】
本発明は、図面を参照しながら後述する好適な実施形態の説明を読めばよりよく理解できるであろう。
【発明の効果】
【００４５】
体内の物体に電力を無線送信するための装置及び方法、体内の物体の位置及び向きをリアルタイムで決定するための改良された装置及び方法、更に、高周波電磁信号に基づいた改良された位置測定装置及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１を参照すると、本発明の好適な実施形態に従った、エネルギー転送増幅器４０とセンサ２０との相互作用がノンスケールで模式的に示されている。エネルギー転送増幅器４０は、直列に配置された少なくとも１つのワイヤループ３０とインラインコンデンサ３２を含むのが好ましい。コンデンサ３２は、個別のコンデンサを含む。これに加えて或いは別法では、コンデンサ３２は、増幅器４０のループ３０及び他の素子の構造によって得られる固有のコンデンサを含むことができる。エネルギー転送増幅器４０を用いて、電力コイル２２を含むセンサ２０に容易にエネルギーを伝送することができる。電力送信ユニット５２が、電力コイル２２及びエネルギー転送増幅器４０の両方に電流を発生させる高周波電磁界３４を生成する。次いでエネルギー転送増幅器４０が電力コイル２２を誘導的に起動する。ワイヤループ３０が、電力コイル２２よりも実質的に大きい特徴的な直径を有するのが好ましい。
【００４７】
ループ３０とコンデンサ３２により電磁界３４の周波数で共振する共振回路が形成されるように、インラインコンデンサ３２が選択されるのが好ましい。この共振により、エネルギー転送ユニット５２によって生成される電磁界よりも大きな電磁界がループ３０（特に、ループの軸に沿って）の近傍で生成されるため、電力コイル２２の誘導起電力が大きくなる。例えば、ループ３０に共振が誘導され、起動ループ３０が作動して１３．６ＭＨｚで放射するように、電磁界３４が１３．６ＭＨｚの周波数を有し、コンデンサ３２の容量を約５０ｐＦとすることができる。伝送増幅器４０と電磁界とで共振が起こるように選択された電磁界周波数とコンデンサ容量の他の組み合わせが、別の好適な実施形態に用いられる。発明者の行った実験では、コイル３０を大きくして、電力コイル２２における電流を少なくとも２０倍大きくすることができる。従って、センサ２０を作動させるために利用できるエネルギーが著しく増大する。
【００４８】
好適な実施形態では、センサ２０に利用できる増大した電力を用いて、電圧周波数変換器２８を含む制御装置２４などの回路に電力を供給し、電力コイル２２で誘導された電力によって、センサの検出コイル２６からの測定値の送信を助けることができる。また余剰の電力を用いて、出力されるセンサ信号の信号強度を高めることができる。ある適用例では、増幅器４０により得られた利用可能な電力の増大により、低出力電磁界３４を用いることができる。これにより、センサ２０の近傍の磁気応答性物体によって引き起こされる検出コイル２６のあらゆる干渉を減少させることができる。
【００４９】
本発明の好適な実施形態では、少なくとも１つのセンサ２０が、患者に挿入または移植される医療装置に取り付けられるか或いは組み込まれる。ある適用例では、センサ２０は、無線位置センサ２０を含む。別の適用例では、センサ２０は、検出電極、温度センサ、化学センサ、光学センサ、または音響センサなどの別のタイプのセンサや活性要素を含む。これに加えて或いは別法では、医療装置は、コイル２２によって電力が供給されるペーシング電極、アブレーション要素、または音響放射器などの活性要素を含むことができる。
【００５０】
図２を参照すると、本発明の好適な実施形態に従った、整形外科処置に用いられる位置検出システム１８の模式的な絵画図が示されている。この好適な実施形態では、人工大腿骨６０及び人工寛骨臼６２を移植する股関節置換術を受ける患者６４の外科手術中の位置検出が促進される。
【００５１】
インプラントの寿命を長くするために、外科手術中に寛骨臼６２に大腿骨６０の骨頭を適切に整合し、長期にわたってその整合を維持することが有利である。大腿骨６０と寛骨臼６２との適切な整合を容易にするには、複数の無線位置センサ２０を大腿骨６０及び寛骨臼６２に組み込むのが好ましい。無線位置センサ２０は、外科手術中に大腿骨６０と寛骨臼６２の整合及び向き合わせのため、及び／または手術後の適切な配置の容易な確認のために配置するのが好ましい。
【００５２】
必ずしも必要ではないが、２００１年１２月２１日出願のガバリ（Ｇｏｖａｒｉ）による米国特許出願第１０／０２９，４７３号（名称、無線位置センサ「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ」）に開示されている技術が、本発明のこれらの実施形態の技術と共に用いるのに適している。また、この特許出願は、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。具体的には、図１に示されているように、それぞれの位置センサ２０が、この特許出願に記載されているように電力コイル２２、検出コイル２６、及び制御装置２４を含む無線位置トランスポンダを含むことができる。図２に示されているように、少なくとも１つの外部に配置された電力送信ユニット５２が、電力コイル２２を作動させるために、好ましくはメガヘルツ範囲の周波数を有する高周波（ＲＦ）信号をトランスポンダに送り、チップに電力を供給する。加えて、体外のある位置に固定された一連の電磁界発生器５０がそれぞれ、通常はｋＨｚ範囲の異なった電磁界を生成する。これらの電磁界により、電磁界に対する検出コイルの空間的位置及び向きに依存する電流が検出コイル２６に流れる。処理チップがこれらの電流を高周波信号に変換し、これらの信号が電力コイルによって体外の信号処理ユニット５４に送信される。この処理ユニット５４が、表示及び記録のために、信号を処理して物体の位置及び向きの座標を決定する。位置センサ２０は、上記した特許文献１に開示された技術または当分野で周知の他の技術を用いて、６つの位置及び向きの座標を生成できるのが好ましい。位置センサ２０は、コイルを含むとして記載したが、ホール効果装置または他のアンテナなどのコイルではなく電磁界センサを含むこともできる。
【００５３】
無線位置センサ２０は、１３．６ＭＨｚの外部電磁界によって電力が供給されるのが好ましい。センサ２０に送信された電力は、源とセンサとの間の距離の３乗に比例して減衰するため、センサに送信される電力が距離に応じて減少する。加えて、コイルに誘導される電流がそのコイルの断面積に対して線形に変化し、位置センサ２０が比較的小さいため（通常は数ｍｍのオーダー）、位置センサの電力コイルに誘導される電流が、電力コイルが大きい場合に比べ著しく小さく、これに応じてセンサでの電力の受取り及び／またはセンサからの信号の送信が困難になる。
【００５４】
センサ２０に送信される電力を大きくするために、エネルギー転送増幅器４０を、位置センサに近接して、好ましくは寛骨臼６２に移植して、位置センサへのエネルギーの無線伝送を改善することができる。更に、この場合、エネルギー転送増幅器４０が、移植された寛骨臼６２に完全に覆われるため、装置を移植するために追加の外科的な処置が必要ない。更に、エネルギー転送増幅器が体内の組織から隔離されているため、生体適合性の問題が最小限となる。エネルギー転送増幅器４０は、センサ２０よりも実質的に大きいのが好ましい。センサ２０は、通常は数ｍｍの大きさであり、エネルギー転送増幅器４０のコイルの直径は、通常は約５ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲である。一般に、誘導される電流はコイルの断面積に比例するため、エネルギー転送増幅器で誘導される電流は、所定の電磁界に対して、センサに含まれるコイルの誘導電流よりも著しく大きい。
【００５５】
本発明の好適な実施形態では、位置センサ２０は人工膝関節に取り付けられるか或いは組み込まれる。図２を用いて説明した技術に類似した技術を用いるのが好ましい。信号処理装置が、位置センサからの出力信号に応答して人工膝関節の２つの関節動作部分の相対位置を決定するように適合されている。エネルギー転送増幅器は、位置センサに近接して人工膝関節内に移植するか或いは近傍に配置するのが好ましい。この方式で得た位置情報を用いて、外科手術中に人工膝関節を適切に配置して、手術後の人工膝関節を監視することができる。
【００５６】
本発明の別の好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を用いて、移植用生理学的モニタへの電力の無線伝送を改善することができる。好適な実施形態では、移植用心臓モニタを用いて、患者の心臓の働きを追跡して、コンピュータなどの外部分析装置へ連続的または周期的にデータをダウンロードして医師に報告することができる。エネルギー転送増幅器を用いて、移植用装置へのエネルギーの無線伝送を改善し、データを分析装置に送信するためにより多くのエネルギーを利用可能にすることができる。改善されたエネルギー転送を、データの瞬時伝送、及び／またはバッテリやコンデンサなどのエネルギー蓄積装置を充電するために用いることができる。代替の生理学的モニタには、限定するものではないが、血流モニタ、血液酸素モニタ、及び血中インスリンレベルモニタが含まれる。
【００５７】
図３及び図４を参照すると、本発明の好適な実施形態に従った、患者１２６の心臓１２４の電気活性及びシステム１２０に用いられるカテーテル１３０をマッピングするためのマッピングシステム１２０の模式的な絵画図が示されている。カテーテル１３０は、使用者１２２によって患者の静脈または動脈から心室に送られる。カテーテルの外面に、シャフト電極１４６のアレイが、最も好ましくは図４に示されているようなグリッド配列に設けられる。別法では、電極は、リング電極を含むことができ、当分野で周知の実質的にあらゆる他の好適なタイプの表面電極を含むことができる。加えて、カテーテルは、場合によっては、通常はカテーテルの先端部１４４またはその近傍に１または複数の先端電極１４８を有する。
【００５８】
ある適用例では、少なくとも１つの電極が、患者の心組織をアブレーションするためのアブレーション電極として機能する。別法では、少なくとも１つの別の電極がこの目的のために設けられている（不図示）。
【００５９】
カテーテル１３０はまた、位置センサ１４０及び１４２を含み、その一方が先端部１４４に近接し、他方が電極アレイの基端部に近接するのが好ましい。位置センサは、図１を用いて説明したセンサ２０と同様に、無線トランスポンダを含むのが好ましい。位置センサは、例えば、ポリウレタン接着剤などの任意の好適な方法でカテーテル１３０に、またはその内部に固定することができる。
【００６０】
位置センサ１４０及び１４２を使用するために、例えば、磁界を発生させるための磁界発生コイル１２８を含むパッドを患者の下に配置して、生成された電磁界に患者をさらすことができる。これらの磁界により、上記したように検出コイル２６に電流が流れる。基準電磁センサ（不図示）が、好ましくは、例えば患者の背中にテープで留めるなどして患者に固定され、位置センサ１４０及び１４２を含むカテーテル１３０が患者の心臓に送られる。位置センサは、その電力コイル２２（図１）に電流を発生させる電磁界を生成する電力送信ユニット１５２によってエネルギーが供給されるのが好ましい。位置センサ１４０及び１４２は、好ましくはコイル２２を用いて位置信号を送信し、この信号が磁界発生コイル１２８によって受信される。これらの信号は、コンソール１３４（図３）に収容されたコンピュータにそのコンピュータが理解できる形態に増幅され送信される。コンピュータが、基準センサに対するカテーテルのセンサ１４０及び１４２の正確な位置を決定して表示するためにそれらの信号を分析する。センサはまた、心筋の収縮によって引き起こされるカテーテルの変位を検出することができる。
【００６１】
少なくとも１つの受動エネルギー転送増幅器４０が、患者１２６の心臓近傍の皮膚などの患者の近傍に配置される。増幅器４０は、例えば、患者の胸の適切な位置に接着する粘着パッチに取り付けられるか或いはその中に含めることができる。センサ４０及び１４２に電力を供給するために電力送信ユニット１５２によって生成された電磁界により、エネルギー転送増幅器（図１）の増幅コイル３０に電流が流れ、これによりセンサ１４０及び１４２のコイル２０に電力が誘導される。ワイヤループ３０は、電力コイル２２よりも実質的に大きな特徴的な直径を有するのが好ましい。従って、エネルギー転送増幅器４０により、電力送信ユニット１５２からセンサへのエネルギー転送が促進される。
【００６２】
カテーテル１３０及びシステム１２０の複数の特徴は、コーディス・ウェブスター社（Ｃｏｒｄｉｓ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．）が販売するＮＯＧＡ‐ＳＴＡＲカテーテル及び同様にコーディス・ウェブスター社（Ｃｏｒｄｉｓ Ｗｅｂｓｔｅｒ，Ｉｎｃ．）が販売する上記したＢｉｏｓｅｎｓｅ‐ＮＯＧＡシステムで実現することができる。カテーテル１３０及びシステム１２０の更なるデザインの特徴が、言及することをもって本明細書の一部とする本願の譲渡人に譲渡された米国特許出願第０９／５０６，７６６号に開示されている。
【００６３】
上記したように、センサ１４０及び１４２はそれぞれ、電界発生コイル１２８（磁界発生送信機または放射器とも呼ぶ）によって生成されたＡＣ磁界を検出するＡＣ磁界受信機として作用する１または複数の検出コイル２６を含む。コイル１２８はＡＣ磁界を発生させ、固定された基準フレームを画定する。このようなコイルに基づいた位置センサ及び検出コイル２６の好適な実施例が、前記した特許文献８及び特許文献１に開示されている。カテーテル１３０の先端部分の位置及び向きの座標を、コイル１２８に対する（位置センサの位置及び向きの座標を特定して）位置センサ１４０及び１４２の位置及び向きを決定して求めることができる。センサ４０及び１４２はそれぞれ、図１に示されているような１つの検出コイル２６を含むことができ、別法では空心または物体の芯に巻かれた２つ以上のセンサコイルを含むことができる。
【００６４】
本発明の好適な実施形態（不図示）では、センサコイルは、互いに直交する軸を有し、その１つがカテーテル１３０の長軸に都合よく整合している。従来技術の位置センサ（他の適用例）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、この実施形態のセンサコイルでは、カテーテル１３０内に組み込み易いようにセンサ１４０及び１４２の直径が縮小され、カテーテル１３０の長軸に沿って近接して配置されている（カテーテル内の操作通路としての内腔を備えることも可能である）。
【００６５】
磁界発生コイル１２８の配置、大きさ、及び形状が、本発明の適用例に従って変えることができることを理解されたい。システム１２０では、コイル１２８が、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、三角形または正方形のコイルも有用であろう。更に、図３に示されているように患者１２６が仰向けの場合、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９０の部分の実質的に真下に配置されるのが好ましい。
【００６６】
磁界発生コイル１２８は、放射器ドライバ１３２によって作動される。コイル１２８の磁界に応じてセンサ１４０及び１４２によって送信される位置信号が、コイル１２８または別の受信アンテナによって受信される。これらの信号は、好ましくは後述する要領でコンソール１３４によって、送信コイル１２８を作動させるために用いられる信号の表現と共に増幅され処理される。コンソールは、モニタ１３６にカテーテル１３０の先端部の位置及び向きを表示または他の方法で示す。
【００６７】
磁界発生コイル１２８は、基準フレームに対して固定され、コイルが重ならない（すなわち、同じ位置及び向きに２つのコイル１２８が存在しない）限り、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。放射器ドライバ１３２によって作動されると、コイル１２８が、センサ１４０及び１４２の検出コイル１２６によって検出される磁界を生成する多数の識別可能なＡＣ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信号の周波数、位相、または周波数と位相の両方について区別可能である。また、時分割多重化も可能である。
【００６８】
本発明の好適な実施形態では、システム１２０のセンサ１４０及び１４２を用いて、カテーテル１３０の先端部分及び先端部の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）を決定することができる。この目的のために、通常は少なくとも２つの検出コイルが位置センサに必要である。上記したように３つの検出コイルを用いて、位置測定の精度及び信頼性を向上させるのが好ましい。別法では、それぞれのセンサに１つの検出コイル２６のみが用いられている場合、システム１３０は、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）のみを決定することができる。１つの検出コイルを備えた位置追跡システム（単一軸システムとも呼ぶ）の特定の特徴及び機能が、言及することをもって本明細書の一部とする本発明の譲渡人に譲渡された米国特許第６，４８４，１１８号に開示されている。
【００６９】
本発明の一実施形態では、それぞれの検出コイル２６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。この場合の検出コイルの有効捕捉面積は、好ましくは約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、特定の実施形態の典型的な範囲を単に表わすものであることを理解されたい。具体的には、検出コイルの大きさを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。別の実施形態では、最大許容サイズ及びワイヤの直径によって、検出コイルのワイヤの大きさを１０μｍ〜３１μｍの範囲、巻き数を３００〜２６００の範囲とすることができる。有効捕捉面積は、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。
【００７０】
好適な検出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。例えば、バレル型のコイルは、カテーテルの直径が同じ場合、円筒状コイルよりも巻き数を多くすることができる。また、カテーテル１３０のジオメトリによっては、正方形や他の形状のコイルが有効な場合もある。位置センサ１４０及び１４２を用いて、カテーテルが心臓１２４の組織に接触している時と、心臓が運動していない時の両方を決定することができる。弛緩期の間は、心臓が短時間（最大で数百ミリ秒）の間、比較的運動しない。位置センサ１４０及び１４２を用いるのに加えて、カテーテル１３０の位置を外部の検出手段またはイメージング手段を用いて決定することができる。
【００７１】
上記したように、カテーテル１３０は、使用者がカテーテルを観察し、その機能を制御することができるコンソール１３４に接続されている。コンソール１３４は、好適な信号処理回路（通常はコンピュータのハウジング内に含まれる）を備えた、好ましくはコンピュータであるプロセッサを含む。このプロセッサは、作動モニタ１３６に接続されている。信号処理回路は通常、エネルギー転送増幅器４０によって増幅される位置センサ１４０、１４２及び電極１４６によって生成される信号を含むカテーテル１３０からの信号を受信、増幅、フィルタリング、及びデジタル化する。コンソールが、デジタル化された信号を受信し、この信号を用いて、カテーテルの位置及び向きを計算し、電極からの電気信号を分析する。この分析から得た情報を用いて、心臓の電気活性の地図１３８を作成するのが好ましい。
【００７２】
一般に、システム１２０は、単純化するために図面に示されていない他の要素を含む。これらの要素の一部が、言及することをもって本明細書の一部とする、本願の譲渡人に譲渡されたレイスフェルド（Ｒｅｉｓｆｅｌｄ）による米国特許第６，２２６，５４２号に開示されている。例えば、システム１２０は、コンソール１３４に心電図同期信号を供給するように、１または複数の体の表面の電極からの信号を受信するために接続された心電図モニタを含むことができる。上記したように、システムは通常、基準位置センサを含む。この基準位置センサは、患者の体外に取り付けられる、外部から適用される基準パッチに設けるか、或いは心臓１２４に挿入され、その心臓に対して固定位置に維持される内部に配置されるカテーテルに設けることができる。カテーテル３０の位置を基準カテーテルの位置と比較することによって、カテーテル１３０の座標を、心臓の動きに関係なく心臓に対して正確に決定することができる。別法では、任意の他の好適な方法を用いて心臓の動きを補正することができる。
【００７３】
上記したように、エネルギー転送増幅器４０の動作により促進される、カテーテル１３０によって生成される情報を用いて、心室の心内膜表面に対する電気活性の地図を作成することができる。ある適用例では、言及することをもって本明細書の一部とする、本願の譲渡人に譲渡されたレイスフェルド（Ｒｅｉｓｆｅｌｄ）による米国特許第６，２２６，５４２号及び第６，３０１，４９６号に開示されている方法を用いて地図を作成することができる。これらの特許に示されているように、心臓の内面における約１０点〜２０点において初めに位置及び電気活性を測定するのが好ましい。これらのデータ点は、満足できる品質の心臓表面の予備的な復元すなわち地図を作成するには十分である。予備的な地図は、更なる点で得られたデータと組み合わせて、心臓の電気活性のより包括的な地図を作成する場合が多い。一般に、臨床現場では、心室の電気活性の詳細な包括的な地図を作成するために１００箇所以上でデータを集めることはない。次に、作成された詳細な地図に基づいて、例えば、心臓の電気活性の伝播を変えて正常な心リズムを回復させる組織アブレーションなどの治療行為を決定することができる。
【００７４】
これに加えて、或いは別法では、ベン−ハイム（Ｂｅｎ−Ｈａｉｍ）に付与された米国特許第５，３９１，１９９号、同第６，２８５，８９８号、オサドキィ（Ｏｓａｄｃｈｙ）らによる米国特許第６，３６８，２８５号及び同第６，３８５，４７６号、及び／またはガバリ（Ｇｏｖａｒｉ）による米国特許第６，４００，９８１号に開示されている方法を用いることもできる。これらの特許は全て、本願の譲渡人に譲渡されたものであり、言及することをもって本明細書の一部とする。これに加えて、或いは別法では、当業者に周知の心臓マッピングの別の方法を用いることもできる。
【００７５】
本発明の好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を用いて、移植用電気刺激装置への電力の無線伝送を改善することができる。好適な実施形態では、エネルギー転送増幅器を、心ペースメーカーに近接して移植し、ペースメーカーへのエネルギーの無線伝送を改善して、ペースメーカーの電源を充電できるようにすることができる。本発明の更なる実施形態は、エネルギー転送増幅器を用いて、脳や膵臓を刺激するための移植用装置へのエネルギーの無線伝送を改善することを含む。
【００７６】
当業者であれば、本発明が、図示及び上記した特定の説明に限定されるものではないことを理解できよう。むしろ、本発明の範囲には、当業者であれば上記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、並びにそれらの変更形態及び改良形態が含まれる。
【００７７】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記電磁界の前記周波数で共振応答する共振回路を形成するべく接続されたコイル及びコンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置
（２）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記医療装置に近接して前記体に移植できるように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（３）前記医療装置が、整形外科用インプラントと共に用いられるセンサを含み、前記受動エネルギー転送増幅器が、前記整形外科用インプラントに組み込まれていることを特徴とする実施態様（２）に記載の装置。
（４）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記医療装置に近接して前記体の外部に固定できるように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
（５）前記電力送信機が、所定周波数の前記高周波電磁界を発生させることができるように適合されており、前記受動エネルギー転送増幅器が、前記所定周波数で共振応答することを特徴とする請求項２に記載の装置。
【００７８】
（６）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記所定周波数で共振応答する共振回路を形成するべく接続されたコイル及びコンデンサを含むことを特徴とする実施態様（５）に記載の装置。
（７）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記医療装置に近接して前記体に移植できるように適合されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
（８）前記医療装置が、成形外科インプラントと共に用いられるセンサを含み、前記受動エネルギー転送増幅器が、前記整形外科インプラントに組み込まれていることを特徴とする実施態様（７）に記載の装置。
（９）前記センサが、前記インプラントの整合の確認に用いるために前記インプラントに固定される位置センサを含むことを特徴とする実施態様（８）に記載の装置。
（１０）前記インプラントが、大腿骨頭要素及び寛骨臼要素を含む股関節インプラントであり、前記受動エネルギー転送増幅器が、前記寛骨臼要素に一体化されたコイルを含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の装置。
【００７９】
（１１）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記医療装置が挿入された前記体の領域に近接して前記体の外部に固定できるように適合されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
（１２）前記医療装置が、前記患者の心臓に挿入する侵襲性プローブに固定されるセンサを含み、前記受動エネルギー転送増幅器が、前記患者の胸に固定できるように適合されていることを特徴とする実施態様（１１）に記載の装置。
（１３）前記センサが、前記心臓内の前記プローブの位置を表示できるように適合された位置センサを含むことを特徴とする実施態様（１２）に記載の装置。
（１４）前記医療装置が、前記体内のパラメータを検出するように適合されたセンサと、前記パラメータを示す信号を前記体の外側の受信機に送信するために接続された信号送信機とを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
（１５）前記無線医療装置の前記電源回路が、前記電磁界を受け取るためのコイルアンテナを含み、前記信号送信機が、前記コイルアンテナを介して前記信号を送信するように接続されていることを特徴とする実施態様（１４）に記載の装置。
【００８０】
（１６）前記センサが位置センサを含み、前記送信される信号が、前記体内の前記医療装置の位置座標を示すことを特徴とする実施態様（１４）に記載の装置。
（１７）前記位置センサがセンサコイルを含み、前記装置が更に、前記医療装置の前記位置座標に応じて前記センサコイルに電流を発生させるエネルギーの場を前記医療装置の近傍に生成させることができるように適合された１または複数のエネルギーの場発生器を含むことを特徴とする実施態様（１６）に記載の装置。
（１８）前記センサによって検出される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（１４）に記載の装置。
（１９）前記生理学的パラメータが電気パラメータを含むことを特徴とする実施態様（１８）に記載の装置。
（２０）前記生理学的パラメータが、温度、圧力、化学パラメータ、及び流量パラメータの少なくとも１つを含むことを特徴とする実施態様（１８）に記載の装置。
【００８１】
（２１）前記医療装置が、前記動作エネルギーの少なくとも一部を前記体の組織に適用できるように適合されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
（２２）前記医療装置が、前記組織に電気エネルギーを適用できるように適合された電極を含むことを特徴とする実施態様（２１）に記載の装置。
（２３）前記関節プロテーゼが股関節を含み、前記第１の関節要素及び前記第２の関節要素が大腿骨頭要素及び寛骨臼要素を含み、前記受動エネルギー転送増幅器が前記寛骨臼要素に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のインプラント。
（２４）前記関節プロテーゼが膝関節を含むことを特徴とする請求項４に記載のインプラント。
（２５）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記心臓に近接して前記患者の胸に配置できるように適合されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【００８２】
（２６）前記無線位置センサがセンサコイルを含み、前記装置が更に、前記心臓の近傍にエネルギーの場を発生させることができるように適合された１または複数のエネルギーの場発生器を含み、前記エネルギーの場により、前記医療装置の前記位置座標に応じて前記センサコイルに電流が流れることを特徴とする請求項５に記載の装置。
（２７）前記カテーテルが更に、前記心臓内の電気活性を検出するために１または複数の電極を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
（２８）前記受動エネルギー転送増幅器が、前記電磁界の前記周波数で共振応答する共振回路を形成するべく接続されたコイル及びコンデンサを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
（２９）前記受動エネルギー転送増幅器を配置する前記ステップが、前記医療装置に近接して前記体に前記受動エネルギー転送増幅器を移植するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
（３０）前記医療装置が、整形外科インプラントと共に用いられるセンサを含み、前記受動エネルギー転送増幅器を移植する前記ステップが、前記整形外科インプラントに前記受動エネルギー転送増幅器を組み込むステップを含むことを特徴とする実施態様（２９）に記載の方法。
【００８３】
（３１）前記センサが位置センサを含み、更に、前記センサから位置信号を受け取り、その位置信号に応じて前記インプラントの整合を評価するステップを含むことを特徴とする実施態様（３０）に記載の方法。
（３２）前記受動エネルギー転送増幅器を配置する前記ステップが、前記医療装置に近接して前記体の外部に前記受動エネルギー転送増幅器を固定するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
（３３）前記医療装置が、前記患者の心臓に挿入される侵襲性プローブに固定されるセンサを含み、前記受動エネルギー転送増幅器を固定する前記ステップが、前記患者の胸に前記受動エネルギー転送増幅器を固定するステップを含むことを特徴とする実施態様（３２）に記載の方法。
（３４）前記センサが位置センサを含み、更に、前記センサから位置信号を受け取り、その位置信号に応じて前記心臓内の前記プローブの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（３３）に記載の方法。
（３５）前記医療装置が、前記体内のパラメータを検出するように適合されたセンサを含み、更に、前記パラメータを示す前記センサによって送信される信号を受け取るステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【００８４】
（３６）前記センサが位置センサを含み、前記送信される信号が、前記体内の前記医療装置の位置座標を示すことを特徴とする実施態様（３５）に記載の方法。
（３７）前記信号を受け取るステップが、前記医療装置の前記位置座標に応じて前記位置センサに電流を誘導する前記医療装置の近傍にエネルギーの場を発生させるステップを含み、前記信号が、前記電流に応じて前記センサによって送信されることを特徴とする実施態様（３６）に記載の方法。
（３８）前記センサによって検出される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（３５）に記載の方法。
（３９）前記医療装置が、前記動作エネルギーの少なくとも一部を前記体の組織に適用できるように適合されていることを特徴とする実施態様（２７）に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の好適な実施形態に従った、エネルギー転送増幅器及び無線位置センサの詳細を示す模式図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に従った、図１のエネルギー転送増幅器及び無線位置センサの関節インプラントへの使用を示す模式的な絵画図である。
【図３】本発明の好適な実施形態に従った、心臓の電気活性をマッピングするためのマッピングシステムの模式的な絵画図である。
【図４】本発明の好適な実施形態に従った、図３のマッピングシステムに用いられるカテーテルの先端部分を示す模式的な絵画図である。
【符号の説明】
【００８６】
２０    センサ
２２    電力コイル
２４    制御装置
２６    検出コイル
２８    電圧周波数変換器
３０    ワイヤループ
３２    コンデンサ
３４    電磁界
４０    エネルギー転送増幅器
５０    電磁界発生器
５２    電力送信ユニット
５４    信号処理ユニット
１２０    システム
１２２    使用者
１２４    心臓
１２６    患者
１２８    磁界発生コイル
１３０    カテーテル
１３２    放射器ドライバ
１３４    コンソール
１３６    モニタ
１３８    地図
１４０、１４２    位置センサ
１４４    先端部
１４６    シャフト電極
１４８    先端電極
【図１】
2005052642.tif 000003
【図２】
2005052642.tif 000004
【図３】
2005052642.tif 000005
【図４】
2005052642.tif 000006
【外国語明細書】
2005052642000001.pdf