(57)【要約】  「グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）」及び第１のバッテリを有する外部コントローラ／充電器デバイスと、外部コントローラ／充電器デバイスに結合可能であり、かつ第２のバッテリを含むか又はそれに関連付けられた外部充電コイルアセンブリとを含む埋込可能な医療デバイスのための統合型外部コントローラ／充電器システムを開示する。第２のバッテリは、外部充電コイルアセンブリ内の充電コイルを励磁するのに用いられ、一方、第１のバッテリは、システムの他の態様（データテレメトリ回路、制御回路、ＧＵＩ等）を給電するのに用いられる。第２のバッテリは、比較的高電力の充電機能を給電するので、外部コントローラ／充電器デバイス内の第１のバッテリは小型にすることができる。これに加えて、第２のバッテリは、適切な外部コントローラデバイス（例えば、携帯電話等のモバイルデバイス）がたとえその第１のバッテリが他の点で不適切な場合でも充電機能を提供することを可能にする。【選択図】図７Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジングから延び、かつ外部コントローラの第１のポートに結合されるように構成された第１のコネクタと、
前記医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された前記ハウジング内の充電コイルであって、該磁気充電場の生成が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラによって制御される前記充電コイルと、
前記ハウジング内のバッテリであって、前記充電コイルを励磁して前記磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成された前記バッテリと、
を含む、充電コイルアセンブリ。
【請求項２】
医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含み、
前記保持デバイスは、前記患者によって着用された時に前記ハウジングを該患者の前記医療デバイスに近接して保持するように構成されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
ユーザから入力を受け入れるように構成されたユーザインタフェースを収容しない、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の回路は、前記外部コントローラ内にあり、
前記第１のコネクタは、前記バッテリから供給又は発生された第１の電圧を前記第１の回路に送るための第１の信号と、前記充電コイルの端部に結合された第２の信号とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の回路は前記ハウジング内にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の回路は増幅器を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記バッテリから供給又は発生される第１の電圧を更に含み、
前記増幅器は、前記第１の電圧及びその反転電圧を前記充電コイルにわたって交互に与えるように構成される、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記バッテリへのユーザアクセスを許すように構成された前記ハウジング内のバッテリカバーを更に含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記ハウジングは、第２のポート及びバッテリ再充電回路を含み、
前記第２のポートは、前記バッテリを再充電するために第２のコネクタを受け入れるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記ハウジング内の少なくとも１つの温度センサを更に含み、
前記少なくとも１つの温度センサによって決定された温度が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラに報告される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記バッテリは前記第１の回路を給電するだけである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記バッテリは前記外部コントローラ内の回路には給電しない、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のコネクタに結合された前記ハウジング内の通信インタフェース回路を更に含み、
前記通信インタフェース回路は、前記外部コントローラの前記第１のポートとの通信を制御し、かつ該外部コントローラの該第１のポートから少なくとも１つの指示を受信して、前記磁気充電場を生成するために前記充電コイルを励磁するように前記第１の回路を給電させるように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリであって、
外部コントローラの第１のポートに結合するように構成された第１のコネクタと、
前記医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された充電コイルを含む第１のハウジングであって、該磁気充電場の生成が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラによって制御される前記第１のハウジングと、
前記第１のハウジングに電気的に結合され、かつバッテリを含む第２のハウジングであって、該バッテリが、前記充電コイルを励磁して前記磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成されている前記第２のハウジングと、
を含む、充電コイルアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１のコネクタは前記第２のハウジングから延びる、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含み、
前記保持デバイスは、前記患者によって着用された時に前記第１のハウジングを該患者の前記医療デバイスに近接して保持するように構成されている、請求項１５又は１６に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記第１及び第２のハウジングは、前記保持デバイス上の異なる場所に位置付けられ、
前記第１及び第２のハウジングは、前記保持デバイス内でケーブルによって電気的に結合される、請求項１６に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋込可能な医療デバイスシステムへの特定の適用性を有するデータテレメトリ及び電力伝達システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心不整脈を治療するためのペースメーカー、心細動を治療するための細動除去器、難聴を治療するための蝸牛刺激器、盲目を治療するための網膜刺激器、協働四肢運動を発生させるための筋肉刺激器、慢性疼痛を治療するための脊髄刺激器、運動障害及び精神疾患を治療するための脳皮質及び脳深部刺激器（ＤＢＳ）、及び尿失禁、睡眠時無呼吸、肩関節亜脱臼などを治療するための他の神経刺激器のような埋込可能な刺激デバイスは、様々な生体疾患の治療のために神経及び組織に電気刺激を送出する。以下の説明は、一般的に、米国特許第６，５１６，２２７号明細書に開示するような脊髄刺激（ＳＣＳ）システム内での本発明の使用に着目することになる。しかし、本発明は、あらゆる埋込可能な医療デバイス（ＩＭＤ）との又はあらゆるＩＭＤシステムにおいて適用性を見出すことができる。
【０００３】
図１に示すように、ＳＣＳシステムは、例えば、チタンで形成された生体適合性デバイスケース１２を含む埋込可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１０（以下ではより一般的にＩＭＤ１０）を含む。ケース１２は、典型的には、ＩＭＤ１０が機能するのに必要な回路及びバッテリ１４（図３）を含む。ＩＭＤ１０は、１又は２以上の電極リード１８（そのうちの２つを図示）を通じて電極１６に結合される。リード１８の近位端は、例えば、エポキシを含むことができるヘッダ２２に固定された１又は２以上のリードコネクタ２０でＩＭＤ１０に結合される。図示の例には、１６個の電極（Ｅ１−Ｅ１６）が存在するが、リード及び電極の数は、用途に固有であり、従って、変えることができる。ＳＣＳ用途では、典型的には、患者の脊髄内の硬膜の右側及び左側に２本の電極リード１８が埋め込まれる。次に、リード１８の近位端は、患者の組織３５（図３）内を通って臀部のような離れた場所まで貫通され、ここにＩＭＤケース１２が埋め込まれて、この位置でリードコネクタ２０に結合される。
【０００４】
ＩＭＤ１０は、典型的には、１又は２以上の外部デバイスによってサポートされてこれらと通信し、図２Ａ及び図２Ｂは、このようなデバイスの例を与えている。図２Ａは、ＩＭＤ１０のための外部コントローラ４０を示している。外部コントローラ４０は、図３に関連して更に説明するように、ＩＭＤ１０との双方向無線データリンク４５を確立するのに使用される。外部コントローラ４０は、典型的には、ＩＭＤ１０が患者に提供することになる治療設定を送信し又は調節するのに用いられる。ＩＭＤ１０が、図１に示すようなＩＰＧ１０である場合に、このような治療設定は、治療電流パルスを放出するためにどの電極１６がアクティブであるか、このような電極が電流のシンク又はソースか否か（すなわち、電極極性）、パルスの持続時間、周波数、及び振幅、その他を含むことができ、これらの設定は、ＩＭＤ１０のための刺激プログラムを共に構成する。外部コントローラ４０はまた、ＩＭＤのステータス及びＩＭＤのバッテリ１４のレベルについて報告する様々なデータのようなＩＭＤ１０からのデータの受信機としても作用することができる。
【０００５】
図２Ａに示すように、外部コントローラ４０は、典型的には、手持ち式の携帯型ハウジング４２内に構成され、かつ１次バッテリ又は再充電可能である内部バッテリ（図３の５２）によって給電される。外部コントローラ４０は、ボタン４４及び画面４６を含む携帯電話に使用されるものに類似のグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を含み、かつ同じくスピーカ等の他のインタフェース態様を有することができる。外部コントローラ４０は、典型的には、ＩＭＤ１０の製造業者による特注製作のデバイスであり、その機能はＩＭＤ通信専用であるが、外部コントローラ４０はまた、スマート携帯電話のような適切な無線通信機能を有する自由にプログラマブルな汎用モバイルデバイスも含むことができる。この場合に、モバイルデバイス上で医療デバイスアプリケーション（ＭＤＡ）を実行し、ＩＭＤ外部コントローラとして使用するようにこのデバイスを構成してＩＭＤ１０の制御及びモニタを可能にすることができる。
【０００６】
図２Ｂは、ＡＣ磁気充電場６５（図３）を生成することによってＩＭＤ１０の再充電可能バッテリ１４を再充電するのに用いられるＩＭＤ１０のための外部充電器を示している。外部充電器のユーザインタフェースは、外部コントローラ４０と比較して単純である場合がある。例えば、外部充電器６０には、画面がない場合がある。代わりに、外部充電器６０は、単に磁気充電場６５発生のためのオン／オフボタン６２、及びステータス発光ダイオード（ＬＥＤ）６４を含むことができる。図示していないが、公知のように、外部充電器６０はまた、外部充電器とＩＭＤ１０の間の位置合わせを示すのに有用なスピーカも含むことができる。例えば、米国特許出願公開第２０１３／００９６６５１号明細書を参照されたい。外部充電器６０も、典型的には、手持ち式の携帯型であり、ハウジング６２内に統合される。
【０００７】
外部コントローラ４０、外部充電器６０、及びＩＭＤ１０の内部構造を図３に断面に示しており、外部コントローラ４０とＩＭＤ１０の間の双方向データリンク４５、及び外部コントローラ６０によって生成される磁気充電場６５も示している。
【０００８】
図３に示すようなＩＭＤ１０は、上述のバッテリ１４を含む。ＩＭＤ１０は、１次（再充電不能）バッテリを含むことができるが、本例のバッテリ１４は、再充電可能である。バッテリ１４の再充電は、充電コイル２４によって補助される。外部充電器６０からの磁気充電場６５は、この充電コイル２４内で電流を誘導し、次に、電流がＤＣレベルに整流されてバッテリ１４の充電に使用される。
【０００９】
磁気充電場６５は、外部充電器６０内の充電コイルによって生成される。磁気充電場６５の生成のための電力は、１次又は再充電可能とすることができる外部充電器６０内のバッテリ６８によって供給される。コイル６６は、典型的には、他の回路７４（マイクロコントローラ等の制御回路、コイルドライバ回路、その他）と同様に、外部充電器６０内の１又は２以上の回路基板７０、７２に電気的に結合される。図３に示す構成では、回路７４が垂直回路基板７２に固定され、磁気充電場６５によって生じる回路７４内での渦電流の生成を低減する。このような渦電流は、不要な熱を発生させ、安全性リスクを患者にもたらし、磁気充電場６５内のエネルギの一部のシンクになることにより、全体的に電力伝達の効率を損なうことになる。バッテリ６８も、この典型的に金属製のケースが発熱して、磁気充電場６５のエネルギのシンクになることがあるので、同じ理由で充電コイル６６の外側へ移動される。磁気充電場６５は、例えば、８０ｋＨｚの場を含む場合があり、かつデータと共に変調することはできない。しかし、公知のように、磁気充電場６５の生成中に「負荷シフトキーイング（ＬＳＫ）」を用いてデータを外部充電器６０に送信し戻すことができる。例えば、‘６５１公報を参照されたい。
【００１０】
ＩＭＤ１０内のバッテリ１４の充電には、いくらか時間を消費することがあるので、磁気充電場６５が生成される充電セッション中にＩＭＤ１０に近接してかつこれに位置合わせして外部充電器６０を保持することが望ましい。典型的にかつ米国特許出願公開第２０１４／００２５１４０号明細書に開示するように、これは図４に示すようなベルト８２等の外部充電器保持デバイス８０を用いて行う。ベルト８２は、患者の腰の周囲に締結され、バックル、留め具、スナップ、ベルクロ（登録商標）のような締結デバイス８４によって固定することができる。ベルト８２は、様々な腰サイズの患者に合うように調節可能にすることができる。ベルト８２は、ポーチ８６を含み、ポーチは、一般的に、臀部に近い患者の背中のようなＩＭＤ１０が患者に埋め込まれる場所でベルト８２上に位置付けられる。外部充電器６０がポーチ８６と同じくＩＭＤ１０とほぼ位置合わせするように、ベルト８２内のスロット８８又は他の開口部が、外部充電器６０をポーチ８６内に挿入することを可能にする。ポーチ８６内に置かれた状態で、患者は、外部充電器６０上のオン／オフスイッチ６４（図３）を押下して充電セッションを開始し、すなわち、磁気充電場６５を生成することができ、又はユーザは、ポーチ８６内に挿入する前に充電器をオンに切り換えることができる。ベルト８２を用いて患者に外部充電器６０を固定することは、患者が、外部充電器６０の使用時に移動又は歩行することを可能にし、従って、「出先で」彼のインプラントを充電することができる。外部充電器のための別のベルトについて説明する米国出願公開第２０１２／００１２６３０号明細書も参照されたい。
【００１１】
ＩＭＤ１０と外部コントローラ４０（図２Ａ）の間のリンク４５に沿ったデータ通信は、図３に示すように、ＩＭＤ１０内のテレメトリアンテナ２８によって補助される。テレメトリアンテナ２８は、リンク４５の物理特性に応じて異なる形態を取ることができる。ＡＣ磁場を含む磁気誘導がリンク４５に用いられる場合に、アンテナは、コイルアンテナ２８ａを含むことができる。この場合に、外部コントローラ４０内に設けられるアンテナ５０もまた、コイルアンテナ５０ａを含むことができる。短距離であるが遠距離場の電磁ＲＦテレメトリがリンク４５に関して使用される場合に、ＩＭＤ１０内のアンテナは、点線に示したようなワイヤ、スロット、又はパッチアンテナ等のＲＦアンテナ２８ｂを含むことができる。この場合に、外部コントローラ４０内に設けられるテレメトリアンテナ５０もまた、ＲＦアンテナ５０ｂを含むことができる。
【００１２】
ＩＭＤ１０内のテレメトリアンテナ２８及び外部コントローラ４０内のテレメトリアンテナ５０は、好ましくはデータの送信及び受信の両方を行うように作用する。従って、アンテナ２８及び５０は、それぞれ回路２６及び５６に結合され、リンク４５上で利用されるデータスキームに従って送信するデータを変調し、受信したデータを復調する。例えば、ＩＭＤ１０及び外部コントローラ４０内でコイルアンテナ２８ａ及び５０ａがそれぞれ利用される場合に、「周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）」を用いてリンク４５上の送信データを変調することができる。当業者によって認められるように、このスキームは、データビットのシリアルストリングを送信し、個々のビットは、公称中心周波数に対する周波数シフトによって定義される。リンク４５上のデータの中心周波数が、例えば、１２５ｋＨｚを含む場合に、「０」ビットは、１２１ｋＨｚでの伝達として表すことができ、「１」は、１２９ｋＨｚでの伝達として表すことができる。図示していないが、読者が精通していると思われる米国特許出願公開第２００９／００６９８６９号明細書に説明されているように、リンク４５に沿ってＩＭＤ１０との通信結合を改善するために、異相で駆動又は受信される１又は２以上の直交コイルアンテナ５０ａを同じく外部コントローラ４０に使用することができる。ＲＦアンテナ２８ｂ及び５０ｂが、ＩＭＤ１０及び外部コントローラ４０でそれぞれ使用される場合に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、又は「医療インプラント通信サービス（ＭＩＣＳ）」のような短距離ＲＦスキームをリンク４５上に使用することができる。これらは、リンク４５上に使用可能なテレメトリスキームの例にすぎず、他の通信手段も同じく使用可能である。
【００１３】
当業者は、回路２６及び５６は、ＩＭＤ１０及び外部コントローラ４０の機能に対して必要な他の回路をこれに加えて含むことができ、かつマイクロコントローラ等の制御回路を含むことができる点を理解するであろう。ＩＭＤ１０内の回路２６は、（ＩＭＤ１０がＩＰＧを含む時に）電極１６で刺激プログラムによって定義された治療電流パルスを形成するための刺激回路をこれに加えて含むことができる。ＩＭＤ１０及び外部コントローラ４０内の電気構成要素は、図示のように、回路基板３０及び５４にそれぞれ結合される。
【００１４】
データ（リンク４５）又は電力（リンク６５）の伝達は、経皮的に、すなわち、患者の組織３５を通して行われるが、これは、埋込可能な医療デバイスシステムでは特に有用である。
【００１５】
ここまでは、外部コントローラ４０及び外部充電器６０を別々に表したが、当業者は、これらのデバイスの両方の機能を単一デバイス又はシステム内に統合可能であることを既に認識している。米国特許第８，３３５，５６９号明細書に開示された一例は、単一ハウジングを有する結合された統合型外部コントローラ／充電器を示しており、ハウジングは、ＩＭＤデータテレメトリ及びＩＭＤバッテリ充電機能の両方に必要なアンテナ（コイル）を含む。
【００１６】
米国特許第８，４９８，７１６号明細書に開示するような統合型外部コントローラ／充電器システム９０の別の例を図５Ａ及び図５Ｂに示している。図５Ａに示すように、システム９０は、構成及び機能において外部コントローラ４０（図２Ａ）に類似とすることができる統合型外部コントローラ／充電器１００を含む。従って、統合型外部コントローラ／充電器１００は、ここでも手持ち式の携帯型ハウジング４２、並びにボタン４４及び画面４６を含むＧＵＩを含む。ハウジング４２は、ここでもリンク４５を通じてＩＭＤ１０と通信するための１又は２以上のアンテナ５０ａ又は５０ｂを含み（図３）、例えば、治療設定を送信し又はＩＭＤステータス情報を受信することができる。
【００１７】
しかし、図２Ａの外部コントローラ４０とは異なり、統合型外部コントローラ／充電器１００は、ケーブル１１２及びコネクタ１１４を通じてハウジング４２上のポート４８（例えば、ＵＳＢポート）に取り付け可能である外部充電コイルアセンブリ１１０を駆動するための回路をこれに加えて含む。外部充電コイルアセンブリ１１０は、外部充電器６０（図２Ｂ、図３）に使用されるコイル６６に機能的に類似する充電コイル１１６を含む。充電コイル１１６は、アセンブリ１１０内の基板１１８に装着することができ、基板は、回路基板を含むことができ、充電コイル１１６の端部のため及びケーブル１１２内の信号の終端部１２０のための接点を含むことができる。基板１１８は、例えば、ポリイミド又はカプトン製のような可撓性、又は従来通りのプリント回路基板のような剛性とすることができる。外部充電コイルアセンブリ１００は、コイル１１６及び基板１１８のためのハウジング１２２を含むことができ、これは、例えば、シリコーン又は硬質プラスチック等のオーバーモールド材料を含むことができる。図示のように、アセンブリ１１０のハウジング１２２には、充電コイル１１６の中心に孔１２４が存在することがある。図示していないが、外部充電コイルアセンブリ１１０は、これに加えて、アセンブリ１１０の温度を測定してこのような温度を外部コントローラ／充電器１００に報告し、これに応じて（安全な温度設定値を超過しないように）磁気充電場６５の生成を制御することを可能にするためにサーミスタ又は熱電対等の１又は２以上の温度感知デバイスを収容することができる。
【００１８】
外部コントローラ／充電器１００は、これに加えて、ユーザがデバイス１００のＧＵＩを用いて外部充電コイルアセンブリ１１０を通じてＩＭＤバッテリ１４を充電することができるようにプログラムされ、図５Ｂに示すように、ＧＵＩでの適切なユーザ選択が磁気充電場６５を生成させる。
【００１９】
統合型外部コントローラ／充電器システム９０の実施は、それが充電機能及びデータテレメトリの適切な統合を達成するので、‘７１６特許では有益であるとうたわれている。外部充電コイルアセンブリ１１０は、それ自体のディスプレイ、バッテリ、マイクロコントローラ等の実質的な電子機器を収容しないので、それは嵩張らず、外部コントローラ／充電器１００と共に持ち歩くのが容易である。更に、外部充電コイルアセンブリ１１０は、それ自体のユーザインタフェースを持たず、代わりに外部コントローラ／充電器１００のＧＵＩを用いてＩＭＤ充電機能を制御してモニタする。患者は、２つの完全に独立したデバイス、すなわち、外部コントローラ４０（図２Ａ）及び外部充電器６０（図２Ｂ）の使用法又は操作法を学ぶ必要がないので、これは、システム９０を使いやすくする。‘７１６特許は、外部コントローラ／充電器１００が、そのハウジング４２（図３）内部のバッテリ５２を通じてそれ自体及び外部充電コイルアセンブリ１１０の両方を給電するので、システム９０内に取り換える及び／又は再充電するための１つのバッテリだけがあることに更に言及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国特許第６，５１６，２２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／００９６６５１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／００２５１４０号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／００１２６３０号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／００６９８６９号明細書
【特許文献６】米国特許第８，３３５，５６９号明細書
【特許文献７】米国特許第８，４９８，７１６号明細書
【特許文献８】米国特許出願第１４／７１０，２８３号明細書
【特許文献９】米国特許第８，６８２，４４４号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２０１２／０１２３５０２号明細書
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】テキサスインストルメンツ、品番ＭＳＰ４３０、データシート、ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｌｓｄｓ／ｔｉ／ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ／１６−ｂｉｔ_ｍｓｐ４３０／ｏｖｅｒｖｉｅｗ．ｐａｇｅ？ ＤＣＭＰ＝ＭＣＵ_ｏｔｈｅｒ＆ＨＱＳ＝ｍｓｐ４３０にあるｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｌｓｄｓ／ｔｉ／ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ／１６−ｂｉｔ_ｍｓｐ４３０／ｏｖｅｒｖｉｅｗ．ｐａｇｅ？ ＤＣＭＰ＝ＭＣＵ_ｏｔｈｅｒ＆ＨＱＳ＝ｍｓｐ４３０
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２２】
ＩＭＤ１０のような医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリを開示する。一例におけるアセンブリは、外部コントローラの第１のポートに結合するように構成された第１のコネクタと、第１のコネクタを通じて外部コントローラの制御の下で医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された充電コイルと、充電コイルを励磁して磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成されたバッテリとを含む。外部コントローラは、医療デバイスをモニタして制御するためのかつ医療デバイスの充電を制御するためのユーザインタフェースを含むが、充電コイルアセンブリは、ユーザインタフェースを含まないことがあり、又は少なくともユーザから入力を受け入れるように構成されたユーザインタフェースは含まない。
【００２３】
充電コイルアセンブリは、ハウジングを含むことができ、この中に充電コイル及びバッテリが置かれる。バッテリは、充電コイルによって定められる区域内とすることができ、又はその区域外とすることができる。開示するアセンブリは、ハウジングを患者の医療デバイスの近くに保持するために、医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを含むことができる。
【００２４】
充電コイルアセンブリはまた、充電コイルを収容する第１のハウジングと、バッテリを収容する第２のハウジングとを含むことができ、これらのハウジングは、電気的に結合される。この例では、着用可能な保持デバイスは、保持デバイス上の異なる場所に第１及び第２のハウジングを位置付けることができる。
【００２５】
増幅器のような充電コイルを励磁するための第１の回路は、外部コントローラ内にあることができ、この場合に、第１のコネクタは、バッテリから供給又は発生された第１の電圧を第１の回路に送るための第１の信号と、充電コイルの端部に結合された第２の信号とを含む。第１の電圧は、外部コントローラ内のバッテリ再充電回路と接触する第１のポートの第１のピンに対応する第１のコネクタ上のピンに結合することができる。増幅器は、第１の電圧及びその反転電圧を充電コイルにわたって交互に与えることができ、及び／又は増幅器は、実質的に充電コイルの共振周波数で又はその近くで充電コイルにわたって第１の電圧を与えることができる。
【００２６】
充電コイルアセンブリは、バッテリへのユーザアクセスを許すためにハウジング内にバッテリカバーを含むことができ、並びに第２のポート及びバッテリ再充電回路を含むことができ、第２のポートは、バッテリを再充電するために第２のコネクタを受け入れる。アセンブリはまた、少なくとも１つの温度センサを含むことができ、少なくとも１つの温度センサによって決定された温度は、第１のコネクタを通じて外部コントローラに報告される。アセンブリの第１のコネクタは、好ましくは、外部コントローラの第１のポートへ取り付け可能及びそこから取り外し可能である。充電コイルアセンブリのバッテリは、コイルを励磁するのに用いられる第１の回路を給電するだけであり、かつ外部コントローラ内の他の回路を給電することはできない。
【００２７】
充電コイルアセンブリは、第１のコネクタに結合された通信インタフェース回路を含むことができ、この回路は、外部コントローラの第１のポートとの通信をマスターとして制御する。通信インタフェース回路は、外部コントローラの第１のポートから少なくとも１つの指示を受信し、充電コイルを励磁して磁気充電場を生成するために第１の回路を給電させることができる。
【００２８】
携帯電話等のモバイルデバイス又は光学頭部装着型ディスプレイを含むことができる外部コントローラと上述したような充電コイルアセンブリとを含む医療デバイスと共に使用するためのシステムも開示する。外部コントローラは、医療デバイスとデータを通信するための少なくとも１つのアンテナと、充電コイルアセンブリのバッテリとは異なる第１のバッテリとを含むことができる。少なくとも１つのアンテナは、磁気誘導結合を通じてデータを通信するための少なくとも１つのコイルアンテナを含み、又は短距離電磁ＲＦテレメトリを通じてデータを通信することができる。このようなデータ通信を用いて、医療デバイスをモニタ及び／又は制御することができる。
【００２９】
医療デバイスと共に使用するための別のシステムは、非一時的機械可読媒体を含むことができ、この上にモバイルデバイスによって実行可能な医療デバイスアプリケーションのための命令が格納される。モバイルデバイス上で医療デバイスアプリケーションが実行されると、医療デバイスアプリケーションは、ユーザがモバイルデバイスと医療デバイスの間でデータを通信して医療デバイスの充電を管理することを可能にするための「グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）」をモバイルデバイス上で提供することになる。このような充電制御は、上述の充電コイルアセンブリを用いて達成することができ、ここでも、アセンブリは、医療デバイスアプリケーションを実行するモバイルデバイスの第１のポートに結合するための第１のコネクタを含むことができる。
【００３０】
別の例では、医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリは、ハウジングと、ハウジングから延びて外部コントローラの第１のポートに結合するように構成された第１のコネクタと、医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成されたハウジング内の充電コイルであって、磁気充電場の生成が、第１のコネクタを通じて外部コントローラによって制御される上記充電コイルと、ハウジング内にバッテリであって、充電コイルを励磁して磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成される上記バッテリとを含む。アセンブリは、医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含むことができ、保持デバイスは、患者によって着用された時にハウジングを患者の医療デバイスの近くに保持するように構成される。
【００３１】
アセンブリは、ユーザからの入力を受け入れるように構成されたユーザインタフェースを収容する必要はない。第１の回路が外部コントローラ内にあることができ、この場合に、第１のコネクタが、バッテリから供給又は発生される第１の電圧を第１の回路に送るための第１の信号と、充電コイルの端部に結合された第２の信号とを含む。第１の回路はまた、ハウジング内にあることができ、かつ増幅器を含む場合がある。バッテリは、第１の電圧を供給又は発生することができ、増幅器は、第１の電圧及びその反転電圧を充電コイルにわたって交互に与えるように構成することができる。
【００３２】
バッテリカバーが、ハウジング内に含められ、かつバッテリへのユーザアクセスを許すことができる。ハウジングはまた、第２のポート及びバッテリ再充電回路も含むことができ、第２のポートは、バッテリを再充電するために第２のコネクタを受け入れる。ハウジングはまた、ハウジング内に少なくとも１つの温度センサを含むことができ、少なくとも１つの温度センサによって決定された温度は、第１のコネクタを通じて外部コントローラに報告される。バッテリは、第１の回路を給電するだけであり、及び／又はバッテリは、外部コントローラ内の他の回路には給電することができない。
【００３３】
アセンブリは、第１のコネクタに結合されたハウジング内の通信インタフェース回路を更に含むことができ、通信インタフェース回路は、外部コントローラの第１のポートとの通信を制御し、かつ充電コイルを励磁して磁気充電場を生成するように第１の回路を給電させる少なくとも１つの指示を外部コントローラの第１のポートから受信するように構成される。
【００３４】
別の例では、医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリは、外部コントローラの第１のポートに結合するように構成された第１のコネクタと、医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された充電コイルを含む第１のハウジングであって、磁気充電場の生成が、第１のコネクタを通じて外部コントローラによって制御される上記第１のハウジングと、第１のハウジングに電気的に結合され、かつ充電コイルを励磁して磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成されたバッテリを含む第２のハウジングとを含む。第１のコネクタは、第２のハウジングから延びることができる。アセンブリは、医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含むことができ、保持デバイスは、患者によって着用された時にハウジングを患者の医療デバイスの近くに保持するように構成される。第１及び第２のハウジングは、保持デバイス上の異なる場所に位置付けることができ、第１及び第２のハウジングは、保持デバイス内のケーブルによって電気的に結合される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来技術により埋込可能なパルス発生器（ＩＰＧ）タイプの埋込可能な医療デバイス（ＩＭＤ）、並びに電極アレイをＩＰＧに結合する方法を示す図である。
【図２Ａ】従来技術によりＩＭＤのための外部デバイス、具体的には外部コントローラを示す図である。
【図２Ｂ】従来技術によりＩＭＤのための外部デバイス、具体的には外部充電器を示す図である。
【図３】従来技術により外部コントローラとＩＭＤの間のデータの無線通信、及び外部充電器からＩＭＤへの電力の無線伝達を示すＩＭＤ、外部コントローラ、及び外部充電器の断面を示す図である。
【図４】従来技術により充電セッション中にＩＭＤに近接して及びこれに位置合わせして外部充電器を保持するためのベルト等の保持デバイスの使用を示す図である。
【図５Ａ】従来技術により取外し可能外部充電コイルアセンブリと共に外部コントローラ／充電器デバイスを含む統合型外部コントローラ／充電器システムを示す図である。
【図５Ｂ】従来技術によりＩＭＤと通信するアセンブリを示す図である。
【図６】図５Ａの外部コントローラ／充電器システムデバイス及び外部充電コイルアセンブリに存在する回路の例を示す図である。
【図７Ａ】本発明の例によるより小容量のバッテリを有する改善された外部コントローラ／充電器デバイス、及びより大容量のバッテリを有する改善された取外し可能外部充電コイルアセンブリを含む改善された統合型外部コントローラ／充電器システムを示す図である。
【図７Ｂ】本発明の例によるＩＭＤと通信する改善されたアセンブリを示す図である。
【図７Ｃ】本発明の例による改善されたアセンブリの斜視図である。
【図８Ａ】本発明の例による改善された外部コントローラ／充電器デバイス及び改善された外部充電コイルアセンブリに存在する回路を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の例による改善された外部コントローラ／充電器デバイス及び改善された外部充電コイルアセンブリに存在する回路を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の例による改善された外部コントローラ／充電器デバイス及び改善された外部充電コイルアセンブリに存在する回路を示す図である。
【図９Ａ】本発明の例による外部バッテリを内蔵した改善された外部充電コイルアセンブリの代替構成を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の例による外部バッテリを内蔵した改善された外部充電コイルアセンブリの代替構成を示す図である。
【図１０Ａ】本発明の例による改善された外部充電コイルアセンブリと共に使用可能なベルト等の保持デバイスを示す図である。
【図１０Ｂ】本発明の例による改善された外部充電コイルアセンブリと共に使用可能なベルト等の保持デバイスを示す図である。
【図１１Ａ】本発明の例による外部コントローラ／充電器として作動可能であり、かつ開示する外部充電コイルアセンブリと共に使用可能である他のモバイルデバイスを示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の例による外部コントローラ／充電器として作動可能であり、かつ開示する外部充電コイルアセンブリと共に使用可能である他のモバイルデバイスを示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａ及び図１１Ｂのモバイルデバイス及び外部充電コイルアセンブリ内で作動可能な回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明者は、米国特許第８，４９８，７１６号明細書に開示され、本明細書の図５Ａ及び５Ｂに示すような統合型外部コントローラ／充電器システム９０を評価する。しかし、本発明者はまた、このスキームに関して、特にシステムの電力に関して欠点も見出している。‘７１６特許は、統合型外部コントローラ／充電器１００の内部回路について開示していないが、本発明者は、本明細書の図６に示すような回路を構成するだろう。図６において、外部コントローラ／充電器１００は、‘７１６特許で教示するようにＩＭＤ１０によるテレメトリのための磁気誘導コイルアンテナ５０ａを有すると示されているが、本発明者は、ＩＭＤ１０に使用されるアンテナ２８及び無線データリンク４５の詳細に応じて、ＲＦアンテナ５０ｂ（図３）も使用可能であることを認識している。
【００３７】
図示のように、外部コントローラ／充電器１００は、マイクロコントローラ１３０等の制御回路を含む。マイクロコントローラ１３０は、デバイスハウジング４２の内部にあるコイルアンテナ５０ａでのＩＭＤ１０からのデータの受信（ＲＸ）（例えば、ステータス情報）、コイルアンテナ５０ａからＩＭＤ１０へのデータの送信（ＴＸ）（例えば、治療設定又は調節）、及び外部充電コイルアセンブリ１１０のハウジング１２２内にある充電コイル１１６からの磁気充電場６５（ＣＨ）の生成を制御することができる。これらの機能の各々は、有効化信号ＴＸ_ＥＮ、ＲＸ_ＥＮ、及びＣＨ_ＥＮのそれぞれを通じて有効にすることができる。データ受信（ＲＸ_ＥＮ）及び送信（ＴＸ_ＥＮ）は、好ましくは同時には有効にされないが、充電（ＣＨ_ＥＮ）は、いずれとも同時に有効にすることができる。患者が外部コントローラ／充電器１００のＧＵＩ上で充電オプションを選択すると、ＣＨ_ＥＮは、マイクロコントローラ１３０によってアサートすることができる。
【００３８】
送信されるデジタルデータビット（ＴＸ_Ｄａｔａ）のストリングが変調器１３２に供給され、これが、リンク４５に沿って用いられるテレメトリスキーム（例えば、ＦＳＫ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等）に従ってデータを符号化することになる。変調器１３２はまた、好ましくは、ＡＣ信号（ＣＬＫ）を受信してデータをそのように符号化し、この周波数は、好ましくは、リンク４５上で送信されるデータの公称周波数に適合する。例えば、ＣＬＫは、ＦＳＫ通信スキームでは１２５ｋＨｚを含み、変調器１３２はＴＸ_ｄａｔａ内の特定のデータビットのデジタルデータ状態（「０」又は「１」のいずれか）に従ってこの周波数をシフトする（ｆ０＝１２１ｋＨｚ、又はｆ１＝１２９ｋＨｚのいずれか）。ＡＣ信号ＣＬＫは、水晶発振器又は他のタイプの発振器回路（例えば、リング発振器、位相ロックループ等）から供給又は導出することができる。
【００３９】
次に、送信される変調データは、データ送信増幅器ＴＸ１３４に送信され、適切に強力な信号をコイルアンテナ５０ａに供給する。変調データによって制御されるような送信増幅器ＴＸ１３４により、コイルアンテナ５０ａにわたってＡＣ電圧（Ｖｔｅｌｅｍ）が生成されることになり、このインピーダンスに従ってコイルアンテナ５０ａにＡＣ電流（Ｉｔｅｌｅｍ）が流れることになる。当業者は、コイルアンテナ５０ａが、好ましくは、共振ＬＣタンク回路を含み、インダクタンスＬがコイルアンテナ５０ａによって供給され、Ｃがコイルアンテナ５０ａと直列又は並列のいずれかにあるコンデンサ（図示せず）によって供給されることを理解するであろう。このタンク回路は、変調データの周波数、例えば、１２５ｋＨｚの中心周波数に近い自然共振周波数を有するはずである。
【００４０】
ここでは関連性は低いが、ＩＭＤ１０からのデータ受信は、同じコイルアンテナ５０ａを用いて行われる。ＩＭＤ１０から送信されたデータを搬送するリンク４５の磁場によって誘導されるような電圧差（Ｖｔｅｌｅｍ）がデータ受信増幅器に供給され、この差を増幅する。増幅された変調データは、次に、復調器１３８に供給されて、マイクロコントローラ１３０によって解釈するために、変調データをデジタルデータビットストリング（ＲＸ_Ｄａｔａ）に復号する。当業者は、復調器１３８は、変調器１３２によって受信されるのと同じこともあれば異なることもあるＡＣ信号の受信により、その復号タスクが補助されることを理解するであろう。
【００４１】
外部充電コイルアセンブリ１１０内の充電コイル１１６からＩＭＤ１０への電力の伝達は、充電有効化信号ＣＨ_ＥＮのアサートで開始される。図示のように、この信号は、コイルドライバ回路１４０によって受信され、生成される磁気充電場６５の周波数（例えば、８０ｋＨｚ）に適合し、かつ充電コイル１１６を含む共振ＬＣタンク回路の共振周波数か又はこれに実質的に近い（例えば、±１０％）ＡＣ信号（ｆＣＨ）を生成する。ここでも、このタンク回路のコンデンサは図示していないが、場合によっては外部コントローラ充電器１００のハウジング４２内に又は外部充電コイルアセンブリ１１０のハウジング１２２内に含めることができる。
【００４２】
上記で示唆したように、ｆＣＨはデータと共に変調することができないので、ｆＣＨは一定の振幅及び周波数の信号を含むことができる。ｆＣＨは、充電送信増幅器ＴＸ１４２に供給され、これが、充電コイル１１６にわたってＡＣ電圧（Ｖｃｈ）を生成させ、このインピーダンスに従ってコイルアンテナ５０ａにＡＣ電流（Ｉｃｈ）が流れることになる。図６の下部に示す非限定的例では、充電送信増幅器ＴＸ１４２は、トランジスタ１４３ａ−ｄを含み、これらは、ｆＣＨ及びその補完物によって制御されると、バッテリ５２の電圧（Ｖｂａｔ；１４３ａ及びｄが開、１４３ｂ及びｃが閉）及びこの反転電圧（−Ｖｂａｔ；１４３ａ及びｄが閉、１４３ｂ及びｃが開）を充電コイル１１６にわたって交互に与える。しかし、これは、厳密には充電送信増幅器の一例であり、コイル１１６にわたって単一極性Ｖｂａｔのみを与えるもの、及び単一（非補完）入力のみで制御されるものを含む、他の増幅器回路を使用することができる。例えば、公知のＥ級増幅器を同じく使用することができる。充電送信増幅器１４２は、デバイスハウジング４２上のポート４８を通じて、及び外部充電コイルアセンブリ１１０のコネクタ１１４及びケーブル１１２を通じて充電コイル１１６に結合される。
【００４３】
‘７１６特許は、図６の全ての回路のための電力を外部コントローラ／充電器のバッテリ５２（Ｖｂａｔ）によって供給することを強調していることに注意されたい。本発明者は、マイクロコントローラ１３０、変調器１３２、受信機１３６、復調器１３８、コイルドライバ１４０、及びシステム９０内の他の回路が比較的少量のバッテリ５２電力を使用することを認識している。
【００４４】
対照的に、データ送信増幅器１３４及び充電送信増幅器１４２のそれぞれは、ＩＭＤ１０で、すなわち、ＩＭＤコイルアンテナ２８ａ及びＩＭＤ充電コイル２４のそれぞれで実質的に受信される十分な強度の磁場（データリンク４５及び磁気充電場６５）を生成するためにデータコイルアンテナ５０ａ及び充電コイル１１６を励磁することを担うので、上述の回路よりも非常に多くの電力を使用することを本発明者は認識している。一般的に、これらの増幅器１４３及び１４２は、その出力電力に少なくとも等しい電力を引き出すことになる。言い換えれば、データ送信増幅器１３４は、外部コントローラ／充電器１００内のバッテリ５２から少なくともＶｔｅｌｅｍ*Ｉｔｅｌｅｍを引き出すことになり、充電送信増幅器１４２は、少なくともＶｃｈ*Ｉｃｈを引き出すことになる。
【００４５】
これら２つの送信増幅器１３４及び１４２のうちで、本発明者は、後者（１４２）が前者（１３４）よりも多くの電力を必要とすることに気付いた。これにはいくつかの理由がある。第１に、リンク４５上のデータ送信は、ＩＭＤ１０の受信機回路（図示せず）が信頼性高く分解することができる比較的小さい信号（約数十ボルト及び数ミリアンペア）をＩＭＤ１０のテレメトリコイルアンテナ２８ａで生成するのに十分な電力があればよい。対照的に、磁気充電場６５は、ＩＭＤのバッテリ１４のための大きい充電電流を生成するためにＩＭＤの充電コイル２４でかなり大きい信号（約数ボルト及び数十ミリアンペア）を生成するのに十分な電力でなければならない。その結果、磁気充電場６５は、一般的に、リンク４５上でデータを送信するために生成される磁場よりも非常に高い電力である。すなわち、データコイルアンテナ５０ａのＩｔｅｌｅｍ*Ｖｔｅｌｅｍは、外部充電コイルアセンブリ１１０内の充電コイル１１６のＶｃｈ*Ｉｃｈよりも少なくとも一桁だけ遙かに小さくなる。
【００４６】
統合型外部コントローラ／充電器システム９０内のデータ送信及び電力送信の電力条件の差を更に悪化させるのは、両方に必要な時間の差である。ハウジング４２内のコイルアンテナ５０ａは、ＩＭＤ治療設定の更新又は新しい刺激プログラムなどの少量のデータをＩＭＤ１０に送信するだけでよく、比較的長いデータ送信セッションでも典型的に数秒にわたって発生することになる。対照的に、充電セッション中の充電コイル１１６からの磁気充電場６５の生成は、ＩＭＤバッテリ１４が完全に再充電されるまでに長い時間を消費し、約数分又は最高で１時間かかることさえある。テレメトリのためのＲＦ手段がリンク４５上に使用される場合に、すなわち、外部コントローラ／充電器１００及びＩＭＤ１０でＲＦアンテナ５０ｂ及び２８ｂが使用される場合に、通信のこのようなＲＦ手段は、一般的に、コイルアンテナ５０ａと２８ａの間の通信の磁気誘導手段よりも低い電力で発生することがあるので、データ送信と電力送信の電力条件間の差は、更に悪化する。
【００４７】
要約すれば、本発明者は、統合型外部コントローラ／充電器システム９０内の電力条件には、この充電機能、すなわち、外部充電コイルアセンブリ１１０内のコイル１１６における磁気充電場６５の生成が多くを占めていることに気付いた。これは、すなわち、外部／コントローラハウジング４２内部のバッテリ５２が、充電中に必要な電力を供給するために十分に大きい容量を有するべきであることを意味し、これは、一般的に、バッテリ５２が比較的大きいサイズでなければならないことを意味する。これは、外部コントローラ／充電器１００（すなわち、このハウジング４２）のサイズも大きくなければならないことを意味するので残念である。患者は、自身のＩＭＤバッテリ１４の充電を数日毎かその程度必要とするだけなので、それらの時だけ外部充電コイルアセンブリ１１０を使用すればよいが、患者が自身のＩＭＤ１０とデータを通信するためには、外部コントローラ／充電器１００のコントローラ機能に常にアクセスする必要があることになる。これは、患者が典型的に１日にわたって自身のＩＭＤ治療設定を異なるレベルに調節するので、かつ患者が、緊急の場合に、例えば、ＩＭＤ１０が誤作動しているように見え、オフに切り換えるべき場合に、そのＩＭＤ１０を制御する必要があるので真である。要するに、患者は、即時のＩＭＤ１０制御に備えて、自身の外部コントローラ／充電器１００を常に携行するように勧められる。対照的に及び特に患者のＩＭＤ１０のバッテリ１４が十分に充電されている場合に、患者は、自身の外部充電コイルアセンブリ１１０を常に携行する必要はない場合がある。
【００４８】
患者が、自身の外部コントローラ／充電器１００に加えて外部充電コイルアセンブリ１１０を常に携行したい場合でも、外部コントローラ／充電器１００は、外部充電コイルアセンブリ１１０が必要とする場合がある充電機能を提供する機能が常にあるわけではない。上述のように、プログラマブルＧＵＩ及び無線通信機能を有するスマート携帯電話等の他の汎用モバイルデバイスは、ＩＭＤ１０のための外部コントローラとして、すなわち、ＩＭＤ１０と双方向でデータを通信するために使用することができる。しかし、このようなモバイルデバイスは、モバイルデバイスが提供するように期待される機能、例えば、セル通信、短距離通信（例えば、ＷｉＦｉのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ＧＵＩ出力（画面を含む）等を給電するためにモバイルデバイス製造業者によってサイズ及び容量が最適化されたバッテリを典型的に含んでいる。
【００４９】
このようなモバイルデバイスに固有のバッテリを磁気充電場６５の生成に使用することは、モバイルデバイス製造業者によって仮定されておらず、従って、このような固有バッテリは、要求される電力（Ｖｃｈ*Ｉｃｈ）のために十分な容量を持たない場合がある。事態を益々悪化させることには、このようなモバイルデバイスに固有のバッテリは、典型的には、このような無線充電に対して必要な電力を受け入れるように修正可能ではなく、すなわち、モバイルデバイス製造業者は、バッテリにユーザがアクセスしないようにしており、又は良くても、ユーザが不具合のあるバッテリを同様のサイズ及び容量を有する他のバッテリに交換することを可能にするだけである。言い換えれば、磁気充電場６５の生成を通じたＩＭＤ１０バッテリ１４の無線充電という高電力タスクのために十分なバッテリを汎用モバイルデバイス内に設けることは困難である。簡単に言うと、これは、無線充電機能が、汎用モバイルデバイスの通常の設計目的ではないからであり、このようなモバイルデバイスに固有のこのようなバッテリは、このような機能を可能にするのに十分な容量を有することができないからである。
【００５０】
従って、本発明者は、改善された統合型外部コントローラ／充電器システム１５０を開示し、この構成を図７Ａ−図７Ｃに一例に示し、その回路を図８Ａ−図８Ｃに様々な例に示している。システム１５０内の構成要素の多くは、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６のシステム９０から変更がないままとすることができ、従って、同じ要素番号を持ち続けており、これらについては再度説明しない。システム１５０に新規なことは、（図５Ａのバッテリ５２と比較して）非常に小容量のバッテリ１６２を有する外部コントローラ／充電器１６０、及び追加の大容量のバッテリ１７２を有する外部充電コイルアセンブリ１７０である。図８Ａ−８Ｃを参照して更に説明するように、バッテリ１７２は、好ましくは、外部充電コイルアセンブリ１７０内の充電コイル１１６を励磁するのに用いられる充電送信増幅器１４２を少なくとも充電するのに使用されるが、バッテリ１６２は、システム１５０の他の態様、例えば、データテレメトリ回路及び他の電子機器を給電する。ただ１つの非限定的な例では、図５Ａの外部コントローラ／充電器１００内のバッテリ５２は、例えば、１２００ｍＡｈｒ（ミリアンペア時間）の容量を有することができるが、外部コントローラ／充電器１６０内のバッテリ１６２は、８００ｍＡｈｒの容量を有することができ、外部充電コイルアセンブリ１７０内のバッテリ１７２は、１８００ｍＡｈｒの容量を有することができる。
【００５１】
システム１５０内の追加のバッテリ１７２は、多くの様々な方法で外部充電コイルアセンブリ１７０内に含めるか又はこれに関連付けることができる。例えば、アセンブリ１７０は、充電コイル１１６の中心にあるアセンブリハウジング１７４に孔がなく（図５Ａの１２４と比較して）、代わりにバッテリ１７２を収容するためにこの空間が使用されている。従って、図７Ｂに最も良く示しているように、外部充電コイルアセンブリ１７０のハウジング１７４内の基板１７６は、ハウジング全体を通して連続することができ、充電コイル１１６に加えてバッテリ１７４を支持するために使用することができる。更に、基板１７６は、好ましくは回路基板を含み、従って、バッテリ１７２の端子１７８をアセンブリ回路１８０と共に基板に電気的に結合（例えば、半田付け）することができるが、これについては、図８Ａを参照して更に説明する。ケーブル１１２内のワイヤも、充電コイル１１６の端部と同じく回路基板１７６で終端することができ１８２、アセンブリ１７０内の電子機器の適切な経路指定及び接続を可能にすることができる。図示していないが、バッテリ１７２、アセンブリ回路１８０、及び充電コイル１１６は、基板１７６の異なる側に現れることができる。これも図示していないが、外部充電コイルアセンブリ１７０は、上述のように、１又は２以上の温度センサを含むことができる。
【００５２】
外部充電コイルアセンブリ１７０のハウジング１７４は、オーバーモールド材料を含むことができる。それによってバッテリ１７２へのアクセス、従って、アセンブリ１７０内のバッテリ１７２が１次の場合にこれを交換することを防止することができる。これに代えて、バッテリ１７２は、再充電可能にすることができ、バッテリ１７２を再充電するための電気的アクセスは、アセンブリハウジング１７４内のポート１８４（例えば、ＵＳＢポート）によって提供される。バッテリ再充電ポート１８４は、図ではハウジング１７４の片側に示しているが、厳密にはこうである必要はない。アセンブリハウジング１７４はまた、その電子機器のための内部空洞も含み、バッテリ１７２を充電することを可能にするためにバッテリ１７２へのアクセスを許すバッテリカバー１８８を含むことができる。バッテリ１７２は、単体構造として示しているが、バッテリ１７２は、外部充電コイルアセンブリ１７０内の電子機器が示すように直列又は並列で接続した複数のバッテリを含むことができる点は理解しなければならない。例えば、バッテリ１７２は、９ボルトバッテリ、ＡＡ又はＡＡＡバッテリ等の１又は２以上の市販の１次バッテリを含むことができる。
【００５３】
上記に説明した外部充電コイルアセンブリ１１０（図５Ａ）と同じく、外部充電コイルアセンブリ１７０は、好ましくは、それ自体のインタフェースを持たず、代わりに外部コントローラ／充電器１６０のＧＵＩを用いてＩＭＤ充電機能を制御してモニタし、並びにアンテナ５０ａ／ｂを通じてＩＭＤ作動を制御してモニタする。これに代えて、外部充電コイルアセンブリ１７０は、最小限のユーザインタフェースを有することができる。例えば、１又は２以上のＬＥＤ等の表示器をハウジング１７４上（又は図９Ｂのハウジング２１２及び２１４のいずれかの上）に設けて、バッテリ１７２のステータス（バッテリが低い、充電中である等）を示すことができる。このような表示は、好ましくは、使用される保持デバイスを通じて見えることになる（図１０Ａ及び図１０Ｂの２３０及び２４０を参照されたい）。いずれの場合にも、外部充電コイルアセンブリ１７０のために使用されるいずれのユーザインタフェースも、表示のために使用されるに過ぎないので、ユーザから入力を受け入れることはできないことが依然として好ましい。
【００５４】
図８Ａの回路図及び上述のように、外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２は、（より小容量の）バッテリ１６２（電源電圧Ｖｂａｔ１を供給）を含むのに対して、外部充電コイルアセンブリ１７０のハウジング１７４は、（より大容量の）バッテリ１７２（電源電圧Ｖｂａｔ２を供給）を含む。バッテリ１７２に加えて、アセンブリ１７０は、アセンブリ回路１８０も収容し、ここに示す例では、これは、コイルドライバ１４０及び充電送信増幅器１４２等の外部コントローラ／充電器１００（図６）から移動されたある一定の回路を含む。アセンブリ回路１８０も、ポート１８４で外部電源とバッテリ１７２との間をインタフェースで接続するための再充電回路１９０のような追加の回路を含むことができる（バッテリが再充電可能な場合）。これは、外部充電コイルアセンブリ１７０のケーブル１１２内にあるワイヤの信号伝達を変更する。アセンブリ１１０（図６）のケーブル１１２内のワイヤが、充電コイル１１６の端部を含んでいたのに対して、アセンブリ１７０のケーブル１１２は、充電有効化信号（ＣＨ_ＥＮ）を含み、これは、上述のように、アセンブリ１内のコイルドライバ１４０に対して出される。同じくケーブル９２内に好ましくは存在するのは、バッテリ１６２及び１７２を含む外部コントローラ／充電器１６０及び外部充電コイルアセンブリ１７０内の全ての回路を結合してシステム１５０内の共通基準を保証することができる接地信号（ＧＮＤ）である。
【００５５】
好ましい例では、外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２内の全ての回路（マイクロコントローラ１３０、変調器１３２、データ送信増幅器１３４、復調器１３８、データ受信増幅器１３６等）は、最終的にはバッテリ１６２（Ｖｂａｔ１）によって給電される。このような回路は、予想可能で安定したより小さい電源電圧値（Ｖｂａｔ１’）を生成するための調整器１９２を通じて間接的にバッテリ１６２から電力を受け入れることができる。ここに示す例では、より高電力のデータ送信増幅器１３４は、Ｖｂａｔ１によって直接に給電されるのに対して、より低電力又はデジタルの回路（マイクロコントローラ１３０、変調器１３２、復調器１３８、データ受信増幅器１３６）は、調整済み電源Ｖｂａｔ１’によって給電される（依然として、最終的には、Ｖｂａｔ１／バッテリ１６２によって給電されるが）。
【００５６】
同じく、外部充電コイルアセンブリ１７０のハウジング１７４内のアセンブリ回路１８０（コイルドライバ１４０、充電送信増幅器１４２、バッテリ１７２のための再充電回路１９０）は、好ましくは、バッテリ１７２（Ｖｂａｔ２）によって最終的には給電される。図示していないが、Ｖｂａｔ２も、調整器によって調節することができ（Ｖｂａｔ２’に）、ここでも、より低電力又はデジタルの回路（コイルドライバ１４０、再充電回路１９０）は、このような調整済み電源電圧によって給電され、充電送信増幅器１１２は、Ｖｂａｔ２によって直接に給電される。
【００５７】
ケーブル１１２には他の信号を供給することができる。例えば、点線に示すように、ケーブル１１２は、１つのバッテリ１６２及び／又は１７２（Ｖｂａｔ１及び／又はＶｂａｔ２）から他方のハウジング１７４及び／又は４２内の回路に電力を経路指定するための少なくとも１つのワイヤを含むことができる。例えば、外部充電コイルアセンブリ１７０内のコイルドライバ１４０及び再充電回路１９０には、外部コントローラ／充電器１６０内のバッテリ１６２から供給されるＶｂａｔ１（又はＶｂａｔ１’）を通じて給電することができる。このような回路１４０及び１９０は、比較的小容量のバッテリ１５２が供給することができる比較的少量の電力を引き出すに過ぎないので、これは賢明とすることができる。同じく、仮に外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２内に比較的高電力の引き出し回路が存在する場合（場合によってはデータ送信増幅器１３４）、外部充電コイルアセンブリ１７０内のバッテリ１７２からＶｂａｔ２（又はＶｂａｔ２’）によって給電することができる。
【００５８】
図示していないが、ケーブル１１２は、外部充電コイルアセンブリ１７０に存在する温度センサから温度データを報告するための追加のワイヤを必要に応じて含むことができる。このような温度データは、アナログ温度センサによって供給することができ、このセンサは、温度データをアナログ形式で外部コントローラ／充電器１６０に報告し、そこでデータがデジタル化され、解釈するためにマイクロコントローラ１３０に供給される。これに代えて、このようなアナログ温度データは、外部充電コイルアセンブリ１７０でデジタル化することができ、又はアセンブリ１７０内のデジタルサーミスタから直接に供給され、デジタル形式で外部コントローラ／充電器１６０に例えばシリアルバスインタフェースの一部分としてケーブル１１２内のワイヤを通じて供給することができる。
【００５９】
（より小容量の）バッテリ１６２を有する外部コントローラ／充電器１６０と（より大容量の）バッテリ１７２を有する外部充電コイルアセンブリ１７０とを有する改善された統合型外部コントローラ／充電器システム１５０の回路実施の他の例を図８Ｂ及び図８Ｃに示している。これらの例では、コイルドライバ１４０及び充電送信増幅器１４２は、図６に示すように、外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２内に保持される。従って、図８Ｂ及び図８Ｃでは、バッテリ１７２のための再充電回路１９０が保持されるが、外部充電コイルアセンブリ１７０はアセンブリ回路１８０を全く持たない。
【００６０】
図８Ｂにおいて、充電送信増幅器１４２のための電源は、外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２のポート４８上のピンに結合され、外部充電コイルアセンブリ１７０のコネクタ１１４内の対応するピンは、バッテリ１７２によって供給されるＶｂａｔ２に結合される。このようにして、アセンブリ１７０が外部コントローラ／充電器１６０に結合される場合に、充電送信増幅器１４２は、アセンブリのより高容量のバッテリ１７２によって給電され、外部コントローラ／充電器１６０内のバッテリ１６２を小容量のままにすることができ、これは、充電コイル１１６から磁気充電場１６２を生成するのにこのバッテリ１６２が利用されないからである。
【００６１】
図８Ｃは、図８Ｂに類似する別の回路変形を示しているが、代わりに、充電コイル１１６から磁気充電場６５を生成するのに必要な電力を供給するために外部コントローラ／充電器１６０のバッテリ再充電回路１９４を利用する。この例において、外部コントローラ／充電器１６０内のバッテリ１６２は、ポート４８上のピンにＤＣ電力を印加することによって再充電可能であり、このような再充電は、再充電回路１９４によって調整される。典型的には、このようなＤＣ電力は、公知のように、壁のコンセントに差し込まれたＡＣ−ＤＣコンバータによって供給されることになる（図示せず）。代わりに外部充電コイルアセンブリ１７０がポートに結合される場合に、アセンブリのバッテリ１７２からのＶｂａｔ２が、コネクタ１１４内のピンを通じてポート４８内の適切なピンに供給される。これに代えて、Ｖｂａｔ２がバッテリ再充電回路１９４を給電するために十分に高い値ではない場合に、公知のコンデンサベースの電荷ポンプ又は誘導子ベースのブーストコンバータ回路のような外部充電コイルアセンブリ１７０内のＤＣ−ＤＣコンバータ１９１により、より高い値Ｖｂａｔ２＋にブーストすることができる。いずれの場合にも、外部コントローラ／充電器１６０内のバッテリ１６２（Ｖｂａｔ１）を再充電するために、実際にはバッテリ１７２が用いられることになる。より重要なことに、この例では、充電送信増幅器１４２がＶｂａｔ１に結合されるので、この増幅器１４２は、アセンブリ１７０が接続されている時は、再充電回路１９４を通じてＶｂａｔ２によって間接的を給電されることになる。従って、ここでも、磁気充電場６５を生成するための電力は、最終的には、外部充電コイルアセンブリ１７０内のバッテリ１７２によって供給される。
【００６２】
統合型外部コントローラ／充電器システム１５０の実施は、実施可能な様々な方法にかかわらず有益である。外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２内のバッテリ１６２は、充電コイル１１６を励磁する充電送信増幅器１４２を給電するためには用いられないので、外部コントローラ／充電器１６０のハウジング４２と同じくより小型にすることができる。これは、ＩＭＤを直ちに制御するために典型的に自身の外部コントローラ／充電器１６０を携行する必要がある患者に対して都合がよい。バッテリ１７２を外部充電コイルアセンブリ１７０と共に含めると、従来技術（図５Ａ及び５Ｂのアセンブリ１１０）と比べて、アセンブリ１７０のサイズ又は厚みを増すことがある。ただし、アセンブリ１７０は、時々必要になるだけで常に携行する必要はないので、この不便さは軽減される。これは、患者が一般的に自身のＩＭＤ１０のバッテリを定期的に、例えば、自宅で又は毎日又は週に一度充電するように心がけている場合があるからである。最後に、バッテリ１７２を外部充電コイルアセンブリ１７０と共に含めることは、磁気充電場６５の生成に必要な比較的高い電力を供給するのには十分でない場合がある内部バッテリを有する携帯電話のような医療デバイスコントローラとして他に作動可能な消費者モバイルデバイスと共にアセンブリ１７０を使用することが促進される。これについては、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して以下で更に説明する。
【００６３】
図９Ａ及び図９Ｂは、外部充電コイルアセンブリ２００及び２１０の異なる構成を示しており、これらも、（少なくとも）その充電コイル１１６に電力を供給するための外部バッテリ１７２を提供する。これらの構成の両方は、有利なことに、バッテリ１７２（及び現時点ではアセンブリ回路１８０）を充電コイル１１６の区域外に移動する。これは、充電コイル１１６によって生成される磁気充電場６５とこれらの構成要素との相互作用を低減するのに有益である。上述のように、このような相互作用は、不要な渦電流を生じさせることがあり、これが熱を発生させ、電力伝達の効率を低下させることがある。外部充電コイルアセンブリ２００及び２１０は、上述の図８Ａ−図８Ｃの回路手法のいずれかを実施することができる。
【００６４】
図９Ａに示す外部充電コイルアセンブリ２００は、充電コイル１１６と同じハウジング２０２内にバッテリ１７２を内蔵する。この点において、バッテリ１７２、アセンブリ回路１８０、及び充電コイル１１６、及びケーブル終端部１８２を支持して電気的に結合するために、より大きい基板２０４が設けられる。バッテリ１７２が充電コイル１１６の外に移動されると、ハウジング２０２は、充電コイル１１６の中心に孔１２４を含むことができる（図５Ａと比較）。図示していないが、ハウジング２０２は、ここでも、バッテリ１７２へのアクセスを許すためにバッテリカバー（図７Ｃの１８８のような）を含むことができる。アセンブリ２００内のバッテリ１７２の再充電を可能にするために、ポート１８４をここでも設けることができる。
【００６５】
図９Ｂに示す外部充電コイルアセンブリ２１０は、充電コイル１１６のためのハウジング２１４とは異なるバッテリハウジング２１２内にバッテリ１７２を内蔵する。バッテリハウジング２１２は、バッテリ１７２、ケーブル終端部１８２、及びアセンブリ回路１８０を支持して結合するための基板２１６を含む。バッテリハウジング２１２はまた、充電コイルハウジング２１４上のコネクタ２２０を受け入れるためのポート２１８も含む。このような結合、並びに必要な信号を充電コイル１１６とやり取りすること（アセンブリ回路１８０内の充電送信増幅器１４２からなど）は、バッテリハウジング２１２及び充電コイルハウジング２１４を機械的堅牢性のために一緒にクリックすることを可能にし、その結果、このようなハウジングが接触して統合型バッテリ／コイル構造を形成することになる。しかし、これは厳密に必要というわけではない。代わりに、ケーブル２４６（図１０Ｂ）が、バッテリハウジング２１２及び充電コイルハウジング２１４内の構成要素を電気的に結合することができ、それによってハウジング２１２及び２１４を互いに離すことができる。２１８は、これに代えて、コネクタ２２０及びポートを含むことができることに注意されたい。バッテリハウジング２１２内の基板２１６上にアセンブリ回路１８０を示すが、代わりに、このような回路の一部又は全ては、充電コイルハウジング２１４内の基板２２２上に常駐することができる。図示していないが、ここでも、バッテリハウジング２１２は、バッテリ１７２へのアクセスを許すためのバッテリカバーを含むことができる。バッテリ１７０を再充電するためにポート２１８を使用することができる。
【００６６】
様々な外部充電コイルアセンブリ及びこれらの関連する外部バッテリ１７２の一部分は、上述のような保持デバイス（図４の８０）に内蔵することができる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、異なる例を示している。図１０Ａの保持デバイス２３０は、図９Ａの外部充電コイルアセンブリ２００がその中に置かれたポーチ２３２付きのベルト８２を含む。スロット２３４又は他の開口部により、外部充電コイルアセンブリ２００をポーチ２３２内に挿入して、アセンブリの関連ケーブル１１２をそこから出すことができるので、これを外部コントローラ／充電器１６０（図７Ａ）に接続することができる。外部充電コイルアセンブリ２００を取り外せるようにして、保持デバイス２３０を洗うことができるように、スロット２３４は、（例えば、ベルクロで）再密封可能にすることができる。これに代えて、外部充電コイルアセンブリ２００は、製造中にポーチ２３２内に永久的に封入することができ、この場合に、開口部（図示せず）がポーチ２３２内に設けられて、例えば、ケーブル１１２の出口を可能にし、ハウジング２０２上のバッテリカバーへのアクセスを可能にし、及び／又はバッテリ１７２を再充電するのに必要に応じてポート１８４へのアクセスを許すことができる。上述のように、ポーチ２３２は、一般的に、充電コイル１１６を患者のＩＭＤ１０に位置合わせされ、そのように位置合わせされた状態で、次に、患者は、コネクタ１１４を自身の外部コントローラ／充電器１６０（図７Ａ）に結合し、そのＧＵＩを用いて充電セッションを開始し、すなわち、磁気充電場６５を生成してそのＩＭＤ１０内のバッテリ１４を充電することができる。図示していないが、図９Ｂの外部充電コイルアセンブリ２１０も、ポーチ２３２内に位置決めすることができる。
【００６７】
図１０Ｂの保持デバイス２４０は、ポーチ２４２及び２４４付きのベルト８２を含み、これらのポーチ内に図９Ｂの外部充電コイルアセンブリ２１０の充電コイルハウジング２１４及びバッテリハウジング２１２がそれぞれ置かれる。この例では、充電コイルハウジング２１４及びバッテリハウジング２１２は、図９Ｂに示すようにコネクタ２２０及びポート２１８において機械的に直接に結合されてはいない。代わりに、ケーブル２４６が２２０及び２１８に結合し、ハウジング２１４及び２１２内の構成要素を電気的に結合する。ケーブル２４６は、好ましくは、ベルト８２の内部にあり、開口部２４８によって補助されてポーチ２４２と２４４の間で延びている。この構成により、充電コイルハウジング２１４及びバッテリハウジング２１２をベルト上の異なる位置に配置することができる。このような配置は、利益がある。充電コイルハウジング２１４は、（ＳＣＳ用途では）患者のＩＭＤ埋込場所に近いベルト８２の背部にあるが、対照的にバッテリハウジング２１２はベルト８２の前面にあり、ここでケーブル１１２がポーチ２４４から出る。ケーブル１１２／コネクタ１１４は、患者の前面にあって届きやすいので、この構成は、バッテリハウジング２１２（及び充電コイルハウジング２１４）の外部コントローラ／充電器１６０への結合を容易にする。ベルト８２の電気構成要素は取外し可能にすることができるが、このような構成要素はまた、保持デバイス２４０内に永久的に統合することができる。ケーブル２４６は、充電コイルハウジング２１４及びバッテリハウジング２１２に配線接続されて取外し不能にすることができることにも注意されたい。
【００６８】
上述のように、消費者モバイルデバイスは、当業技術においてＩＭＤのためのデータ通信外部コントローラとして使用するのに適切であるとして開示されている。上述のように、一般的なモバイルデバイス内にあるバッテリは、モバイルデバイスがＩＭＤのための外部充電デバイスとして更に作用することを可能にするには十分でない容量を有することがある。しかし、開示する外部充電コイルアセンブリ及びこれらの関連する外部バッテリ１７２は、このような充電機能を可能にし、図１１Ａ及び図１１Ｂは、開示するアセンブリと共に外部コントローラ／充電器として使用可能な様々なタイプのモバイルデバイスを示している。これらの例では、外部充電コイルアセンブリ１７０をこの内部バッテリ１７２（図７Ａ−図７Ｃ）と共に示すが、開示する他のアセンブリ（図９Ａの２００、図９Ｂの２１０）も同じく使用可能である。ここに示すモバイルデバイスと共に使用可能な開示する外部充電コイルアセンブリはまた、図１０Ａ及び図１０Ｂに関して上記に示した保持デバイスによって保持され、又はこれと統合することができるが、これについては、図１１Ａ及び図１１Ｂには示していない。
【００６９】
図１１Ａは、外部コントローラ／充電器としての携帯電話モバイルデバイス２５０の使用を示しており、それは、そのようなデバイス上に典型的に存在するポート２５２（例えば、ＵＳＢポート）で外部充電コイルアセンブリ１７０に結合されている。携帯電話２５０は、携帯電話、タブレット、携帯情報端末、ラップトップ又はノートブックコンピュータ、又は同様のデバイス等の市販の多目的消費者デバイスであり、基本的に、ＩＭＤのための無線外部コントローラとして作用する機能があるあらゆる手持ち式モバイルデバイスとすることができる。例は、例えば、ＡｐｐｌｅのｉＰｈｏｎｅ（登録商標）又はｉＰａｄ（登録商標）、ＭｉｃｒｏｓｏｆｔのＳｕｒｆａｃｅ、ＮｏｋｉａのＬｕｍｉａデバイス、ＳａｍｓｕｎｇのＧａｌａｘｙデバイス、及びＧｏｏｇｌｅのＡｎｄｒｏｉｄデバイスを含む。図１１Ａは、特に、スマート携帯電話としての携帯電話２５０を示している。携帯電話２５０上のポート２５２は、ＵＳＢポート以外の様々なタイプのポートを含むことができる。
【００７０】
携帯電話２５０は、画面２５４を含むＧＵＩを含み、画面がタッチスクリーンの場合は入力も受け入れることができる。携帯電話２５０はまた、患者から入力を受け入れるためのボタン２５６（例えば、キーボード）、スピーカ２５８、及びマイクロフォン２６０も含むことができる。図示していないが、携帯電話２５０は、更に、ハウジング２６２内にバッテリ（１次又は再充電可能）、アンテナ、及びマイクロコントローラ３０５（図１１Ｃ）を含む。上述のように、携帯電話２５０のマイクロコントローラ３０５は、「医療デバイスアプリケーション（ＭＤＡ）」２６５を実行してＩＭＤ１０とのデータ通信を可能にし、すなわち、ＩＭＤ作動を制御してＩＭＤの機能をモニタすることができる。このような通信は、本明細書に引用した参考文献に説明するように、携帯電話２５０のアンテナを用いて行うことができる。
【００７１】
ＭＤＡ２６５は、携帯電話２５０内の選択可能な他のアプリケーションと同じく、インターネットサーバ又は「アプリストア」などから従来の技術を用いて携帯電話２５０にダウンロードされたものとすることができる。厳密には必要ではないが、ＭＤＡ２６５は、必然的にＩＭＤ１０の製造業者によって開発されて提供されるが、異なるモバイルデバイスのオペレーティングシステム（例えば、ｉＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ、Ｗｉｎｄｏｗｓ等）と共に機能するように異なるバージョンで利用可能にすることができる。当業者は、ＭＤＡ２６５は、携帯電話２５０内に又はインターネットサーバ上に、例えば、磁気、光学、又は固体ディスク、集積回路、メモリスティック、テープ等の非一時的機械可読媒体上に格納可能な命令を含むことを理解するであろう。
【００７２】
ＭＤＡ２６５は、ＩＭＤの充電機能にかかわるＧＵＩ要素を提供するように修正され、図１１Ａは、画面２５４上の充電のためのＧＵＩの例を示している。充電のためのＧＵＩには、患者により、ＭＤＡ２６５内で適切な選択を行うことによってナビゲートされたものとすることができる。これに代えて、充電のためのＧＵＩは、外部充電コイルアセンブリ１７０のコネクタ１１４をポート２５２に差し込む時に、自動的に表示することができる。図示のように、充電のためのＧＵＩは、充電をオン又はオフに切り換えるために患者が選択可能なスクリーン上ボタンを含む。従来から、充電のためのＧＵＩは、ＩＭＤ１０のバッテリ１４の電流電圧、（残り）充電時間の推定値、及び温度等の現在又は今後の充電セッションに関する情報を含むことができる。このような情報は、ＩＭＤ１０から携帯電話２５０へのテレメトリを通じて定期的に更新され、及び充電セッションの進行中に磁気充電場６５が生成されている時には、上述のように、場合によってはＬＳＫテレメトリによって更新することができる。温度情報は、ＩＭＤ１０で（ＩＭＤ温度センサにより）行われてテレメトリされる測定によってもたらされ、又は外部充電コイルアセンブリ１７５内にある温度センサによって行われる温度測定によってもたらされる場合がある。
【００７３】
図１１Ｂは、ウェアラブルモバイルデバイス、具体的には「光学頭部装着型ディスプレイ（ＯＨＭＤ）」２７０を外部コントローラ／充電器２５０としてポート２７２（例えば、ＵＳＢポート）で外部充電コイルアセンブリ１７０に結合して使用する場合を示している。より具体的には、ＯＨＭＤ２７０は、一例では、カリフォルニア州マウンテンビュー所在のＧｏｏｇｌｅインコーポレーテッドによって開発されたＧｏｏｇｌｅ  Ｇｌａｓｓ（登録商標）ＯＨＭＤを含むことができる。ＯＨＭＤ２７０は、標準的な１対のメガネとほぼ同じく着用可能であるように構成され、着用者の耳によって支持されたテンプルとしても機能するフレーム２７４と、鼻パッド２７６とを含む。レンズ（例えば、矯正又はサングラスレンズ）をフレーム２７４に固定することができるが、図１１Ｂには示していない。ＯＨＭＤ２７０はまた、着用者の通常のメガネと共に着用することができる。
【００７４】
フレーム２７４に固定されたプラスチックが、一般的に、ＯＨＭＤの右テンプル上の後方ハウジング２７８及び前方ハウジング２８０を定める。プラスチックはまた、通過部分２８２も形成し、通過部分は、着用者の右耳のためのスペースを定めると共に２つのハウジング２７８と２８０の間のワイヤの通過を提供する。後方ハウジング２７８は、再充電可能なバッテリ（図示せず）を保持する。後方ハウジング２７８内の骨伝導オーディオ変換器２８４が、プラスチックを通って突出し、右耳の上で押圧され、ＯＨＭＤのＧＵＩによって供給されるサウンドを着用者が聞けるようにし、これについては以下に説明する。ＯＨＭＤ２７０はまた、より従来型のオーディオスピーカも同じく含むことができる。
【００７５】
前方ハウジング２８０は、ＯＨＭＤ２７０の主要電子機器、例えば、ＯＨＭＤのマイクロコントローラ３０５、及び電子機器内の運動検出器モジュールに入力を供給する三軸加速度計及び三軸ジャイロスコープを含む運動センサなどを支持するプリント回路基板（図示せず）を含む。前方ハウジング２８０に含まれるのはまた、タッチセンサ（図示せず）であり、これは、前方ハウジングの外面がタッチパッド２８６として作動することを可能にする。タッチパッド２８６は、前方ハウジング２８０の外面の２次元の領域（Ｘ及びＹ）にわたって着用者の接触に反応し、更に、ボタンと同じく押下（「タップ」）することができる。前方ハウジング２８０の裏面は、更に、タッチパッド２８６によって受信可能な入力に加えて音声入力を受信するためのマイクロフォン２８８を含む。ＯＨＭＤ２７０の電子機器は、公知のように、音声入力を解釈するための音声検出モジュールを含むことになる。
【００７６】
前方ハウジング２８０はまた、ＯＨＭＤ２７０のディスプレイ部分２９０も含み、これはＯＨＭＤのマイクロプロセッサ３０５によって給電されるＬＥＤアレイ２９２を含む。ＬＥＤアレイ２９２によって生成される画像２９４は、偏光ビームスプリッタを含むプリズム２９６に向けられ、これが、画像２９４を着用者の右眼に向ける。このようにして、ユーザは、ＯＨＭＤ２７０によって生成されてディスプレイ部分２９０によって出力された画像２９４を知覚することができ、画像２９４は、着用者の視界の中心よりも僅かに右に与えられるので、着用者は、現実世界とディスプレイ部分２９０上の画像とを同時に見ることができる。
【００７７】
この例におけるＯＨＭＤ２７０は、更に、双方向の短距離ＲＦ通信手段を含み、これは、上述の携帯電話２５０（図１１Ａ）と同じく、好ましくは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ及びＷｉ−Ｆｉ通信規格に準拠する１又は２以上のアンテナ（図示せず）を含む。アンテナは、前方ハウジング２８０内に位置付けることができるが、後方ハウジング２７８等の他の場所にも存在することができる。
【００７８】
米国特許出願第１４／７１０，２８３号明細書に説明するように、ＯＨＭＤ２７０は、ＩＭＤ１０を制御してモニタするために使用可能なディスプレイ部分２９０を用いてＧＵＩ３００を生成することができる。ＧＵＩ３００の入力インタフェースは、タッチパッド２８６、音声検出モジュール（マイクロフォン２８８に結合された）、及び加速度計及びジャイロスコープに結合された運動検出モジュールのうちの１又は２以上を含む。この入力インタフェースにより、患者は、ＧＵＩ３００をナビゲートして、タッチ、音声、又は頭部の動きによって自身のＩＭＤ１０を制御してモニタすることができる。オーディオ態様（例えば、変換器２８４又は他のスピーカ）も、ＯＨＭＤ  ＧＵＩ３００の一部を含むことができる。
【００７９】
‘２８３出願は、ＯＨＭＤ  ＧＵＩ３００について、特にＩＭＤとのデータ通信に関するものとして詳細に説明している。しかし、充電に関するようなＯＨＭＤ３００の簡単な例だけを図１１Ｂに示している。ここでもまた、ＧＵＩ３００の充電態様は、患者により、ＯＨＭＤ２７０の入力インタフェースを用いてナビゲートされたものか、又は外部充電コイルアセンブリ１７０のコネクタ１１４をポート２７２に差し込む時に自動的に表示されたものとすることができる。ディスプレイ部分２９０を通じて患者によって見えるように、ＩＭＤバッテリの充電に関する情報のカード３０２が表示され、これは、図１１Ａに説明した携帯電話２５０の充電のためのＧＵＩに類似するので、ここでは繰り返さない。カーソル３０４が、選択オプションをハイライト表示し、それは、カード３０２では、充電の切換、すなわち、外部充電コイルアセンブリ１７０を通じた磁気充電場６５の生成のオン又はオフに関連付けられている。現在又は今後の充電セッションにかかわる他の情報も、上述のように表示することができる。ここに示す例では、充電は現時点でオフであるが、タッチパッド２８６上で前方にスワイプすることによってオンに切り換えられ、その後、表示されたカード上でオン／オフ情報を更新する。しかし、入力インタフェースへの他のユーザ入力、すなわち、音声指令又は頭部の動きも、ＯＨＭ  ＧＵＩ３００のナビゲート及びユーザ選択のために使用することができる。
【００８０】
改善された外部コントローラ／充電器システム１００の様々な例では、様々な外部充電コイルアセンブリ及びこれらの関連外部バッテリが使用可能であることに注意されたい。例えば、米国特許第８，６８２，４４４号明細書に開示するように、外部充電器デバイスは、異なる形状及びサイズの外部充電コイルに結合することができ、外部充電器は、外部充電コイルのうちの特定の１つを自動的に検出し、これに応じて磁気充電場６５の生成（例えば、この電力）を調節するようにプログラムされる。開示する外部コントローラ／充電器１６０、携帯電話２５０、又はＯＨＭＤ２７０の同様のプログラミングにより、この技術の使用は可能になり、従って、このようなデバイスは、使用される特定の外部充電コイルアセンブリに基づいて磁場の生成を変更することができるようになる。
【００８１】
開示する様々な外部充電コイルアセンブリのためのコントローラとしてモバイルデバイス２５０、２７０を使用することに関する更なる詳細を図１１Ｃの回路に示している。このような回路は、実際の実施で考慮するのに現実的であり、その理由は、モバイルデバイス２５０、２７０は、ポート４８におけるＵＳＢ通信に関してスレーブとして作動するようにＵＳＢインタフェース回路３１０を通じてプログラムすることができるからである。モバイルデバイス２５０、２７０でスレーブＵＳＢインタフェース回路３１０を使用することにより、ポート４８でのＵＳＢ通信を制御するためのマスターとして作動するパーソナルコンピュータ等の別のコンピュータデバイスによってモバイルデバイスを制御することができる。
【００８２】
ＵＳＢスレーブとしてのモバイルデバイス２５０、２７０の考えられる性質を認識すれば、外部充電コイルアセンブリ（例えば、１７０）は、好ましくは、マスターとして作動するプログラマブルＵＳＢインタフェース回路３１２を含む。外部充電コイルアセンブリ１７０内のマスターＵＳＢインタフェース回路３１２は、コネクタ１１４がモバイルデバイス２５０、２７０上のポート４８に接続された時に、ケーブル１１２上の通信を制御し、更に、このような通信に応じて充電コイル１１６からの磁気充電場６５の生成を制御する。
【００８３】
このような作動は、マスターＵＳＢインタフェース回路３１２内にプログラムされた充電アルゴリズム３２０を通じて行うことができ、この作動については、図１１Ｃの上部にある流れ図に示している。アルゴリズム３２０は、好ましくは、０．５秒又はその程度の遅延期間で連続的に作動する。遅延期間が経過した状態で、アルゴリズム３２０は、外部充電コイルアセンブリ１７０のコネクタ１１４がモバイルデバイス２５０、２７０上のポート４８のようなＵＳＢポートに接続されているか否かを決定する。これは、外部充電コイルアセンブリ１７０内の公知の接続検出回路３１４を用いて行うことができる。
【００８４】
接続されている場合に、マスターＵＳＢインタフェース回路３１２は、コイルドライバ１４０を制御して、充電コイル１１６から磁気充電場６５を生成すべきか否かを決定する。これは、マスターＵＳＢインタフェース回路３１２が、ケーブル１１２でデータ信号Ｄａｔａ＋及びＤａｔａ−と共に問合せをモバイルデバイス２５０、２７０に送信することによって行うことができる。このようなデータ信号は、公知のように、回路３１０及び３１２によってサポートされるＵＳＢプロトコルに従って差動的である。例えば、マスターＵＳＢインタフェース回路３１２は、モバイルデバイス２５０、２７０内で作動しているＭＤＡ２６５のステータスについて問合せることができる。ＭＤＡ２６５が、磁気充電場６５を生成しなければならないことを示す場合、例えば、患者がモバイルデバイス１５０、２７０のＧＵＩ上で「オン」充電ボタンを選択していた場合に、スレーブＵＳＢインタフェース回路３１０は、これをマスターＵＳＢインタフェース回路３１２に通知することができる。次に、マスターＵＳＢインタフェース回路３１２は、送信充電増幅器１４２を励磁し、従って、磁気充電場６５を生成するようにコイルドライバ１４０を制御することができる。磁気充電場６５の生成を継続すべきか否かは、定期的に、例えば、連続する遅延期間後に、ＭＤＡ２６５が場を停止しなければならないとその後に示すか否かを問合せることによって決定することができる。すなわち、ＵＳＢインタフェース回路３１２と共に作動する充電アルゴリズム３２０は、ＭＤＡ２６５のステータスに応じて充電を開始又は停止する必要性に関する情報を受信するために、モバイルデバイス２５０、２７０上のポート４８との通信を制御する。
【００８５】
図１１Ｃでは、制御回路とは別に示したが、ＵＳＢインタフェース回路３１０及び３１２は、デバイス内で別の方法で作動可能な制御回路（例えば、３０５）内にプログラムすることができることは理解しなければならない。ＵＳＢ通信という状況で説明したが、モバイルデバイス２５０、２７０／外部充電コイルアセンブリ１７０通信には、他の通信プロトコルを使用することができる。
【００８６】
埋込可能な医療デバイスとの使用に関して開示したが、外部コントローラ／充電器及び外部充電コイルアセンブリ及びこれらの関連するバッテリの様々な例は、同じく他の埋込不能な医療デバイスと共に使用可能であることは理解しなければならない。例えば、開示した外部システムは、例えば米国特許出願公開第２０１２／０１２３５０２号明細書に開示するように、埋込前にＩＭＤ１０の作動を模倣するのに用いられる「外部試行刺激器（ＥＴＳ）」と共に使用することができる。
【００８７】
ＩＭＤ１０内で作動可能なマイクロコントローラの制御回路、外部コントローラ充電器／コントローラ１６０、モバイルデバイス２５０又は２７０は、例えば、テキサスインストルメンツ製の品番ＭＳＰ４３０を含むことができ、これについては、ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ／ｌｓｄｓ／ｔｉ／ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ／１６−ｂｉｔ_ｍｓｐ４３０／ｏｖｅｒｖｉｅｗ．ｐａｇｅ？ ＤＣＭＰ＝ＭＣＵ_ｏｔｈｅｒ＆ＨＱＳ＝ｍｓｐ４３０にあるデータシートに説明されている。しかし、マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、又はその組合せ等の他のタイプの制御回路も、マイクロコントローラの代わりに同じく使用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
５０ａ  コイルアンテナ
１１６  充電コイル
１５０  改善された統合型外部コントローラ／充電器システム
１６０  外部コントローラ／充電器
１７０  外部充電コイルアセンブリ
【図１】
2017538466.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2017538466.tif 000022
【図１１Ｃ】
2017538466.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月1日(2017.5.1)
【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】
医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリであって、
ハウジングと、
前記ハウジングから延び、かつ外部コントローラの第１のポートに結合されるように構成された第１のコネクタと、
前記医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された前記ハウジング内の充電コイルであって、該磁気充電場の生成が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラによって制御される前記充電コイルと、
前記ハウジング内のバッテリであって、前記充電コイルを励磁して前記磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成された前記バッテリと、
を含み、ユーザから入力を受け入れるように構成されたユーザインタフェースを収容しない、充電コイルアセンブリ。
【請求項２】
医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含み、
前記保持デバイスは、前記患者によって着用された時に前記ハウジングを該患者の前記医療デバイスに近接して保持するように構成されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記第１の回路は、前記外部コントローラ内にあり、
前記第１のコネクタは、前記バッテリから供給又は発生された第１の電圧を前記第１の回路に送るための第１の信号と、前記充電コイルの端部に結合された第２の信号とを含む、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の回路は前記ハウジング内にある、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記第１の回路は増幅器を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記バッテリから供給又は発生される第１の電圧を更に含み、
前記増幅器は、前記第１の電圧及びその反転電圧を前記充電コイルにわたって交互に与えるように構成される、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記バッテリへのユーザアクセスを許すように構成された前記ハウジング内のバッテリカバーを更に含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記ハウジングは、第２のポート及びバッテリ再充電回路を含み、
前記第２のポートは、前記バッテリを再充電するために第２のコネクタを受け入れるように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記ハウジング内の少なくとも１つの温度センサを更に含み、
前記少なくとも１つの温度センサによって決定された温度が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラに報告される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記バッテリは前記第１の回路を給電するだけである、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記バッテリは前記外部コントローラ内の回路には給電しない、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１のコネクタに結合された前記ハウジング内の通信インタフェース回路を更に含み、
前記通信インタフェース回路は、前記外部コントローラの前記第１のポートとの通信を制御し、かつ該外部コントローラの該第１のポートから少なくとも１つの指示を受信して、前記磁気充電場を生成するために前記充電コイルを励磁するように前記第１の回路を給電させるように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
医療デバイスと共に使用するための充電コイルアセンブリであって、
外部コントローラの第１のポートに結合するように構成された第１のコネクタと、
前記医療デバイスのための磁気充電場を生成するように構成された充電コイルを含む第１のハウジングであって、該磁気充電場の生成が、前記第１のコネクタを通じて前記外部コントローラによって制御される前記第１のハウジングと、
前記第１のハウジングに電気的に結合され、かつバッテリを含む第２のハウジングであって、該バッテリが、前記充電コイルを励磁して前記磁気充電場を生成するために第１の回路を給電するように構成されている前記第２のハウジングと、
を含む、充電コイルアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１のコネクタは前記第２のハウジングから延びる、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
医療デバイス患者によって着用可能であるように構成された保持デバイスを更に含み、
前記保持デバイスは、前記患者によって着用された時に前記第１のハウジングを該患者の前記医療デバイスに近接して保持するように構成されている、請求項１３又は１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記第１及び第２のハウジングは、前記保持デバイス上の異なる場所に位置付けられ、
前記第１及び第２のハウジングは、前記保持デバイス内でケーブルによって電気的に結合される、請求項１５に記載のアセンブリ。
【国際調査報告】
2017538466.tif 000024
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