(57)【要約】少なくとも２つの異なる様相のもとに複数のリードをプログラムする方法およびシステムを提供する。リードは、複数のサテライト内で群化されてもよく、複数のサテライトが単一のリード内に構成されてもよい。各リードは、命令、情報、およびパルスをサテライトに付与する通信バスと電源とを含む。リードは、少なくとも２つの異なる命令供給源およびパルス源、任意選択で心臓ペースメーカおよび／または心臓パルス分析器システムに接続されてよい。命令は、関連づけられた命令およびデータに適用可能な様相の識別を容易にするウェイクアップパルスを含んでよく、またはウェイクアップパルスに先行されてもよい。命令は、さらに任意選択で１つの参照パルスまたは一連の参照パルスを含んでもよく、それによりサテライトは、関連づけられた参照パルスの１つまたは複数の態様に関してデータパルスを参照する。データパルスは２ビットの情報を伝達することができる。
2012510340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源および通信バスと、
非物質的な移植ができ、かつ前記電源および通信バスに結合されるサテライトであって、
前記電源および通信バスに結合される、信号検出回路と、
前記信号検出回路に結合され、命令および情報信号の、少なくとも２つの様相を識別および解釈するようにプログラムされる、命令論理回路と、
前記命令論理に結合される少なくとも１つのプログラム可能な電極であって、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極は、前記電源および通信バスを介して送信される、少なくとも１つの命令に応じてパルスを伝達するように構成される、電極と、を備える、サテライトと、
を備える、パルス伝達システム。
【請求項２】
前記サテライトは、体内領域の近傍に配置され、前記少なくとも１つの命令は、電極プログラミング情報を含み、前記少なくとも１つの命令は、前記電源および通信バスを介して、かつ体内領域の不応窓内の前記少なくとも１つのプログラム可能な電極に送信される、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの命令は、前記電源および通信バスを介して、かつ前記少なくとも１つのプログラム可能な電極に、１１０ミリ秒以内に送信される、請求項２に記載のパルス伝達システム。
【請求項４】
デフォルトモードをさらに備え、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極は、前記デフォルトモードに応じて、かつ前記電源および通信バスを介して送信される命令を実行することなく、パルスを伝達する、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項５】
前記電源および通信バスに結合され、第１の様相に応じて命令および情報を生成するように構成される、命令回路をさらに備える、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの命令は、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極からのステータス情報を要求する、請求項５に記載のパルス伝達システム。
【請求項７】
前記命令回路は、前記電源および通信バスに取り外し可能に結合される、請求項５に記載のパルス伝達システム。
【請求項８】
前記命令回路は、心臓ペースメーカ内に備えられる、請求項５に記載のパルス伝達システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプログラム可能な電極は、前記電源および通信バスに結合され、前記心臓ペースメーカから前記電源および通信バスを介して、かつ体内領域に送信されるペーシングパルスを転送するように位置づけられる、請求項８に記載のパルス伝達システム。
【請求項１０】
前記電源および通信バスに取り外し可能に結合し、かつ第２の様相に応じて命令および情報を生成するように構成される、パルス生成器をさらに備える、請求項７に記載のパルス伝達システム。
【請求項１１】
前記パルス生成器は、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極に取り外し可能に結合され、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極は、前記電源および通信バスに結合され、前記少なくとも１つのプログラム可能な電極は、前記パルス生成器から前記電源および通信バスを介して、かつ体内領域に送信されるペーシングパルスを転送するように位置づけられる、請求項１０に記載のパルス伝達システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの命令は、ウェイクアップパルスを含み、前記ウェイクアップパルスの１つまたは複数の態様は、前記第１の様相または前記第２の様相のいずれかに応じて前記命令を解釈するように前記命令論理回路を導く、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項１３】
前記ウェイクアップパルスは、複数のパルスを含む、請求項１２に記載のパルス伝達システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの命令は、参照パルスを含み、前記参照パルスの少なくとも１つの態様は、前記解釈中の前記命令論理回路に前記命令の少なくとも１つの態様の情報を提供する、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項１５】
前記参照パルスの前記少なくとも１つの態様は、前記参照パルスの持続時間である、請求項１４に記載のパルス伝達システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの命令は、少なくとも１つのデータパルスを含み、前記データパルスの持続時間は、前記サテライトのためのプログラミング選択を示す、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの命令は、少なくとも１つのデータパルスを含み、前記少なくとも１つのデータパルスの持続時間および電圧レベルは、２ビットの情報を前記サテライトに提供する、請求項１６に記載のパルス伝達システム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの命令は、第２のデータパルスをさらに備え、前記少なくとも１つのデータパルスの持続時間および電圧レベルは、カソードとして作用するように前記少なくとも１つのプログラム可能なリードを導く、請求項１６に記載のパルス伝達システム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの命令は、第２のデータパルスをさらに備え、前記少なくとも１つのデータパルスの持続時間および電圧レベルは、アノードとして作用するように前記少なくとも１つのプログラム可能なリードを導く、請求項１６に記載のパルス伝達システム。
【請求項２０】
複数のプログラム可能な電極をさらに備え、各プログラム可能な電極は、前記電源および通信バスを介して送信される命令および情報に応じてパルスを伝達するように構成される、請求項１に記載のパルス伝達システム。
【請求項２１】
前記サテライトは、体内領域の近傍に配置され、前記少なくとも１つの命令は、電極プログラミング情報を備え、前記命令は、前記電源および通信バスを介して、かつ体内領域の無反応性の窓内の前記命令論理に送信される、請求項２０に記載のパルス伝達システム。
【請求項２２】
非物質的な移植ができる複数の電極を有するサテライトをプログラムするための方法であって、
前記サテライトを前記電源および通信バスに結合することであって、前記サテライトは、少なくとも２つの個別の様相に応じて、前記電源および通信バスを介して送信される命令および情報を解釈するように構成される、結合することと、
第１の様相に応じて命令を解釈するように、前記電源および通信バスを介して前記サテライトに信号を送ること、および
前記電源および通信バスを介して、前記第１の様相に応じてフォーマットされる命令を前記サテライトに送信し、それによって、前記サテライトが、前記第１の様相に応じて前記命令を解釈することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００８年１２月２日に出願した米国仮特許出願第６１／１１９，３４８号に基づく優先権を主張するものであり、その開示全体が、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、生体組織の局部に電磁信号を投与することに関する。具体的には、本発明は、生体組織に電磁信号を投与するために使用することのできる、複数のエフェクタ、たとえば、複数の電極を制御するためのシステムおよび技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓などの生体組織内の、ある特定の場所での電気信号を観察するために電気信号を適用するための電極は、多くの治療または医療診断において使用される、重要なツールである。ある種の従来型のペースメーカは、個別の電極が制御回路に結合され、ここで制御回路はペーシングパルスを、複数の２線の結線のそれぞれを介して、独立する電極に導く。各２線式の電源接続は、単一の電極専用となり得る。関連する市販の機器、たとえば心臓ペーシングパルス生成器が存在する。心臓ペーシングパルス生成器は、たとえば、複数の個別の電極に対して磁界を発生させるために使用されてよく、ここで個別の電極のそれぞれは、専用の２線の結線を介して別個に結合される。心臓ペーシングパルス生成器は、変動振幅および可変電圧のペーシングパルスを個別の電極に付与して、インピーダンス測定を行うように設計される。
【０００４】
２導体バスシステムがそうであるように、様々なリード構成もまた、ペースメーカに生理センサを接続するために利用可能である。２導体バスは、センサに電源を供給し、センサの出力信号は２線上で変調される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プログラム可能な多電極リードシステムの適用は、プログラミング制御回路の選定、または、たとえば少なくとも１つの電極を有するサテライトなどの受信側のプログラム可能なリード電極システムによって解釈され得る、ある様相における命令を、命令として伝達する器機使用を必要とする。したがって、プログラム可能な電極の動作を管理するための使用に従来型のペーシングパルス生成器を適用するという可能性は、従来型のペーシングパルス生成器がプログラミング情報として提供するために使用できる電気信号の範囲によって、制限され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくともいくつかの前述の問題に対処することができ、本発明は、少なくとも２つの命令の様相に対して多電極リードシステムをプログラムするための方法およびシステムを提供する。ある特定の態様において、中央制御装置は多電極リードシステムを第１の様相にプログラムしてよく、別個のパルス生成器は、同一の多電極リードシステムを第２の様相にプログラムしてよい。
【０００７】
本開示における、用語「パルス」および「波形」は、同義の用語として使用されると理解する。
【０００８】
本方法およびシステムは、心臓再同期療法、運動療法、有機組織の監視または活性化、神経学的検査および神経学的治療、ならびに胃腸の検査および治療を含む、様々な異なる応用に使用される。
【０００９】
前述および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に示す本発明の態様の以下の説明により、明らかになるであろう。
【００１０】
文献の引用
本明細書にて言及されるすべての刊行物は、引用される刊行物に関連して本方法および／または要素を開示して記載するために、参照により本明細書に組み込む。本明細書にて言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、参照によりその全内容が本明細書に組み込まれ、本明細書において、各個別の刊行物、特許、または特許出願が、参照により組み込まれるために、詳細に、かつ独立して示される場合と、同様の範囲である。
【００１１】
この援用は、２００５年８月１２日に出願された米国仮特許出願第６０／７０７，９９５号、２００５年５月９日に出願された米国仮特許出願第６０／６７９，６２５号、２００４年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第６０／６３８，９２８号、２００４年９月２日に出願された米国仮特許出願第６０／６０７，２８０号、２００４年１月２３日に出願された米国特許出願第１０／７６４，１２７号、２００４年１月２３日に出願された米国特許出願第１０／７６４，４２９号、２００４年１月２３日に出願された米国特許出願１０／７６４，１２５号、および２００３年１２月１１日に出願された米国特許出願１０／７３４，４９０号が含まれる。
【００１２】
本明細書にて説明または言及される刊行物は、単にそれらの開示が本出願の出願日に先行するために提示される。本明細書のいずれも、先願発明の理由により本発明がこうした刊行物に先行する権利を有さないことの承認として解釈されるべきではないは。さらに、本明細書にて提示される公開日は、実際の公開日と異なる可能性があり、独立的に確認が必要であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
これら、および本発明の様々な態様のさらなる特徴は、本発明の様々な態様を示す、添付の明細書および図面を参照することによって、より理解できるであろう。
【図１】複数の電極を有する複数のサテライト装置を備える、心臓ペーシングおよび信号検出システムの高レベル概略図である。
【図２】４台のサテライトを含む、図１の右心室リード例の詳細概略図である。
【図３】図１および２の右心室リードに結合される従来型の心臓ペーシングパルス分析器の詳細概略図である。
【図４】図１から３の右心室リードの第１のサテライトの詳細概略図である。
【図５】図１から４の右心室リードの各サテライトの電極構成をプログラムするために使用する符号の表である。
【図６】図１から４の右心室リードの各サテライトの電極構成に使用される符号および符号が表す命令の表である。
【図７】図１から４の右心室リードの各サテライトの電極構成をプログラムするために使用する符号の表である。
【図８】図２の心臓ペーシングパルス分析器によってフォーマットされた命令サンプルのタイミング図である。
【図９】第１の様相に従ってフォーマットされた高周波のウェイクアップ命令が、図１〜３の中央制御装置によって生成される様子を示す図である。
【図１０】図１の中央制御装置に関する第１の様相の電気信号フォーマットと、図３の従来型の心臓ペーシングパルス分析器に関する第２の様相の電気信号フォーマットとの間でのフォーマットが異なり得る命令の構造の図である。
【図１１】図１から４のサテライトをプログラム、制御、または管理することを目的とした命令内のパルスの順序に従って命令を符号化した表である。
【図１２】図１から４のサテライトをプログラムするために適用可能な命令の使用事例を示す表である。
【図１３】図１および２の中央制御装置および図３の従来型の心臓ペーシングパルス分析器から送信される電気信号からの情報の抽出に有用な、図１から４の第１のサテライトの追加の態様の図である。
【図１４】図１および２の中央制御装置および図３の従来型の心臓ペーシングパルス分析器から送信される電気信号からの情報の抽出に有用な、図１から４の第１のサテライトの追加の態様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、記載される本発明の特定の態様に限定されず、当然変化し得ることを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲のみによって限定されるため、本明細書において使用される用語は、特定の態様を説明する目的のみを有し、限定を意図するものではないことも理解されたい。
【００１５】
本明細書にて列挙される方法は、事象が列挙される順序と同様に、論理的に可能な任意の順序で、列挙される事象を実施することもできる。
【００１６】
本明細書に値が提示される場合、文章に明確な記述がない限り、下限の単位の１／１０まで、その範囲の上限と下限との間に介在するそれぞれの値および定められた範囲にある他のいかなる定められた値または介在する値は、本発明に含有されることを理解されたい。定められた範囲に具体的に除外される境界値がある場合は、より小さい範囲の上限および下限は独立して、より小さい範囲に含まれてよく、これもまた本発明に含有される。定められた範囲が、１つまたは両方の境界範囲を含む場合において、その含まれている境界値の一方または両方を除外することもまた、本発明に含まれる。
【００１７】
異なる定義がなされない限り、本明細書にて使用される技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者が通常理解するものと同じ意味を有する。本発明の実施または試験において、本明細書で説明するものと類似または同等の任意の方法および要素を用いることができるが、ここで本方法および要素について記載する。
【００１８】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文章に明確な記述がない限り、複数対象も含むことを留意されたい。さらに、請求項はいかなる随意的な要素も排除して書かれていることにも留意されたい。したがって、この記述は、「単に」、「唯一の」などの排他的な用語およびその類義語を、列挙される請求項と関連づけて使用すること、または「否定的な」制限を使用することについて、前もって述べることを意図する。
【００１９】
本発明の態様は、生物の臓器組織または生体組織の動き、状態、または位置を評価する際の使用に適応可能な技法およびシステムを提供する。生物とは、動物、またはより具体的には「哺乳類」または「哺乳動物」であってよく、これらの用語は哺乳綱に属する生命体を表すために広範囲に使用され、哺乳綱には、イヌおよびネコなどの食肉目、ハツカネズミ、モルモット、およびラットなどのげっ歯目、ウサギなどのウサギ目、ならびにヒト、チンパンジー、およびサルなどの霊長目が含まれる。多くの適用例において、その被験者または患者はヒトとなる。
【００２０】
第１の方法は、心臓、肺、腎臓、脚、真皮の一部、手、足、腸、消化組織、骨、軟骨、および／または筋肉などの、生物の生体組織および／または臓器に適用できる。第１の方法によると、電磁パルスは、心臓、または心臓の壁の近傍、もしくは横隔膜の要素などの心臓の場所の生体組織に伝達されてよい。
【００２１】
本方法において、電極は生物の組織場所に固定して結合されてよく、結合された電極によって、組織場所にエネルギーパルスまたはエネルギー場が与えられてよい。
【００２２】
「評価する」という語は、あらゆるタイプの検出、診断、または分析を指すために本明細書で使用され、質的または量的であってよい。様々な態様に応じて評価される組織場所は、概して、身体の定められた場所または部分、すなわち、被験者であり、多くの事象において、それは臓器などの身体構造の定められた場所または部分、すなわち領域または部位であり、ここで代表的に適用される身体構造は、たとえば心臓、腎臓、胃、肺、腸、およびその他の、内臓器官などの身体の内部構造である。第１の方法は、様々な異なる動物において使用してよく、ここで動物は、「哺乳類」または「哺乳動物」であってよく、これらの用語は哺乳に属する生命体を表すために広範囲に使用され、哺乳綱には、イヌおよびネコなどの食肉目、ハツカネズミ、モルモット、およびラットなどのげっ歯目、ウサギなどのウサギ目、ならびにヒト、チンパンジー、およびサルなどの霊長目が含まれる。多くの適用例において、その被験者または患者はヒトとなる。
【００２３】
第１の方法の、多くの代表的な代替の適用例において、組織場所は心臓の場所である。さらなる説明を簡略化するために、第１の方法における様々な態様を、心臓の場所における動きの評価に関してここで再考する。心臓の場所は、所望に沿って、心内膜、心外膜、または両方の組み合わせでよく、また心房の場所、心室の場所、または両方の組み合わせでもよい。組織場所は心臓の場所であり、第１の方法の、代表的な適用例において、心臓の場所は、心臓の壁の場所、たとえば心室壁、隔壁、その他の房室壁である。次に、本発明は心臓の動きの評価の適用例に関してさらに説明されるが、本発明はそれに限定されず、本発明は多種多様な機械装置、設備管理システム、およびロボット工学の動きの評価をするために、また様々な組織場所の動きの評価をするためにも、容易に適合可能である。
【００２４】
本発明の第１の方法の適用例の実施において、１本または複数の多電極リードが、ヒトまたは哺乳動物の身体、すなわち「被験体」に配置される。１本または複数の多電極リードは、リードが電磁エネルギーパルスを身体の内側で伝達するように、または１本おきに身体の外側の場所から伝達するように、移植可能であってよい。
【００２５】
第１の方法の１つの態様では、システムは、複数のプログラム可能なサテライトを有する少なくとも１本のリードを含むシステムを採用してよい。各サテライトは、対象の心臓の場所、たとえば、心室壁、隔壁、その他の心臓の壁に固定して結合される、少なくとも２つの電極を備える。それにより、検知素子によるエネルギーパルスおよび波形の検出は、対象の心臓の場所における動きに関連づけられる。
【００２６】
図１は、心臓ペーシングシステムおよび信号検出システムの高レベル概略図であり、ここで複数のサテライトユニット（または、サテライト）は、１本または複数のペーシングリードに配置されて、典型的には中央制御装置と呼ばれる、ペーシングおよび検出制御装置１０と通信する。中央制御装置１０は、心臓外通信および図１のすべてのシステムのための制御素子を提供し、典型的には被験者の心臓から離れた皮下に移植されるペースメーカのペーシング缶を含んでもよい。図に示される特定の構成には、右心室のリード１２および左心室のリード１５を含む、３本のペーシングリードがある。
【００２７】
右心室のリード１２は、中央制御装置から出現して、中央制御装置のある皮下の場所から被験者の身体の中に入り（たとえば、好ましくは、鎖骨下静脈から）、上大静脈を通って右心房の中へと移動する。右心房から、右心室のリード１２は、三尖弁を通されて、右心室の壁に沿った場所まで移動する。右心室のリード１２の末端部分は、好ましくは、心室中隔内に沿って配置され、右心尖部に固定して終端とする。右心室のリード１２は、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄを有しているものとして示されている。１つの任意選択の構成では、サテライト２０ａは、右心室内に圧力センサを含む。
【００２８】
同様に、左心室のリード１５は、中央制御装置から出現して、右心室のリード１２と実質的に同じルートをたどる（たとえば、鎖骨下静脈から、上大静脈を通って右心房の中へ）。右心房では、左心室のリード１５は、冠状静脈洞へ入り込む心静脈の中を通って、心臓の後壁の周りの冠状静脈洞を通される。左心室のリード１５は、左心室の壁に沿って横方向に設けられ、この位置は、両室ペーシングのために有利となることが期待できる位置である。左心室のリード１５は、サテライト２５ａ、２５ｂ、および２５ｃを有しているものとして示されている。
【００２９】
複数のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２５ａ、２５ｂ、および２５ｃが示されているが、一例である。あるバージョンでは、より多くてもよく、他のバージョンでは、より少なくてもよい。以下に説明される特定の実施形態は、多くの、個別にアドレス可能なサテライトおよび／または個別にアドレス可能な電極を可能にする。典型的なリード例は、１台のサテライトに対して４つの電極、および１本のリードに対して８台のサテライトを提供してよい。本発明の、ある特定の態様による、信号を多重化する構成は、リードに、ペーシングおよび信号の受取りを目的として、アクティブな装置を含ませることが容易になる。たとえば、右心室のリード１２がそうである。前述の、および以下に詳細に説明されるように、サテライトに制御される電極は、ペーシングのために使用してもよく、また、ローカル接続されるアナログの心臓脱分極信号などのアナログ信号を検出するために使用されてもよい。
【００３０】
中央制御装置１０は、分散システムとして、拡大詳細図に示されており、ここで多重化能力および切替え能力は、切替えおよび多重化回路３０によって提供され、切替えおよび多重化回路３０は、ペースメーカ３５を増強し（一般には、ペースメーカ「缶」と呼ばれる）、ペーシングパルス３５は、任意の従来型のペースメーカであってよい。切替え回路は、ペースメーカと、Ｌ１〜Ｌｎで表されている複数のリードとの間のインターフェースとして作用する。右心室のリード１２および左心室のリード１５は、Ｌ１〜Ｌｎで表されている複数のリードの例であり、これらの複数のリードは、当業者にはよく知られている配置構成および手法によって、心臓内に配置されるように構成される。リード１２およびリード１５に関して上記で説明された配置構成は、代表的な配置構成である。
【００３１】
切替えおよび多重化回路３０は、ペースメーカ３５のペースメーカ缶と同様の缶の中に収容されてよく、そのハウジングは、被験者の体内に、ペースメーカ３５に隣接して移植されるように構成される。切替えおよび多重化回路３０は、１組の信号線Ｓ１およびＳ２を介してペースメーカ３５に電気的に結合される。これらの信号線Ｓ１およびＳ２は、本明細書内でＳＩおよびＳ２と記載され、ここでＳＩは、接地を表し、Ｓ２は電圧供給を表す。これらの線は、ペースメーカの端部で、標準的なペースメーカのリードプラグレセプタクルに接続できるコネクタの形状に形成されてよい。
【００３２】
中央制御装置１０は、以下にその概要が説明される複数の機能を実行する。切替えおよび多重化回路３０とペースメーカ３５との間の正確な役割の分担は、設計上の選択となり得る。本発明の態様を実施することを所望するという範囲で、ペースメーカは、動力供給装置と、所望の電圧および持続時間のペーシングパルスを生成する能力とを設けることを考慮され得る。この説明のために、切替えおよび多重化回路３０は、追加の機能性を提供するものとして説明される。これは決定的なことではなく、実際にペースメーカおよび切替え回路は単一のハウジングに実装することもできる。
【００３３】
要するに、切替えおよび多重化回路３０は、いくつかのペースメーカ信号は複数のリードに流れる場合もあるが、様々なリードの間のペースメーカ信号を多重化する。切替え回路はまた、バス上のサテライトに信号を送信し、かつバス上のサテライトから信号を受信する。様々な場合において、切替え回路は、中央制御装置からのアドレス情報をサテライトに転送する、選択されたサテライトに関連する１つまたは複数の電極を構成するために、中央制御装置からの構成情報をサテライトに転送する、サテライトチップ内のデジタル論理回路を駆動するために、電力を供給する、ペースメーカからの起動パルスをサテライトに転送する、サテライトからのアナログ信号を受信する、ならびに、サテライトからの、構成を承認したという信号などのデジタル信号を受信するために使用されてよい。
【００３４】
さらに、切替えおよび多重化回路３０は、プログラミング装置４０などの外部装置に通信リンクを提供し、プログラミング装置４０は、遠隔で運転パラメータまたは機能パラメータを使用して切替え回路を制御およびプログラムすることができ、次いで、運転パラメータまたは機能パラメータのうちの特定のパラメータは、切替え回路によってペースメーカ３５に通信されるようにできる。切替えおよび多重化回路３０と、プログラミング装置４０との間でデータを転送するために、遠隔測定法の任意の方式が使用されてもよいが、移植可能な装置に使用するための１つの適切な機構は電磁コイルであり、ここで、１つのコイルは切替えおよび多重化回路３０の中に設けられ、別のコイルはプログラミング装置４０の中に設けられる。プログラミング装置を切替え缶が移植されている周辺の被験者の胸部に極めて近接して設置することにより、遠隔測定通信が達成される。
【００３５】
切替えおよび多重化回路３０とプログラミング装置４０との間で送信される情報は、交流信号の形式であり、交流電流は、通信されることになるデジタル情報を表すビットストリームを抽出するために復調される。プログラミング装置４０によって送信され、切替えおよび多重化回路３０によって受信される信号（複数可）は、システム運転パラメータを構成するための一連の命令を提供する。そのような運転パラメータまたは機能パラメータは、
電極の状態、パルス幅、振幅、極性、ペーシング信号の負荷サイクルおよび持続時間、心臓の拍動の１サイクル毎のパルスの数、および様々な活性電極によって伝達されるパルスのタイミングの割り当てを含んでよいが、これらに限定されない。
【００３６】
プログラミング装置から切替え回路に送られる交流信号はまた、システム運転電流も提供し、システム運転電流は、回路部品の電源を入れるために使用できる。この目的を達成するために、切替え回路に、ブリッジ整流器およびコンデンサが設けられ得る。典型的な状況では、切替え回路は、ペースメーカ３５から切替え回路の電力を得るが、所望に応じて個別のバッテリを付与されてもよい。
【００３７】
プログラミング装置から情報をダウンロードすることに加えて、切替え回路はまた、収集されて切替え回路の記憶素子内に格納される検知データなどの情報をアップロードするように構成されてもよい。そのような検知データは、血圧、血液量、血流速度、血液中の酸素濃度、血液中の二酸化炭素濃度、壁応力、壁厚、力、電荷、電流、および導電率を含んでよいが、これらに限定されない。
【００３８】
切替え回路はまた、心機能パラメータなどのデータの格納および送信が可能であってよく、心機能パラメータは、検出されたデータから切替え回路またはペースメーカによって算出される。そのような心機能パラメータは、駆出率、心拍出量、心係数、一回拍出量、一回拍出量係数、圧力予備力、量予備、心臓予備量、心臓予備量係数、拍動予備能係数（ｓｔｒｏｋｅ  ｒｅｓｅｒｖｅ  ｉｎｄｅｘ）、心筋仕事量、心筋仕事量係数、心筋予備量、心筋予備量係数、一回仕事量、一回仕事量係数、一回仕事量の予備能、一回仕事量の予備能係数、収縮期の期間、拍動力、拍動力予備能、拍動力予備能係数、心筋力、心筋力係数、心筋力予備能、心筋予備能係数、心筋力要求、駆出収縮、心臓効率、心臓拡大（ｃａｒｄｉａｃ  ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、弁圧較差、弁圧較差予備能、弁口面積、弁口面積予備能、弁閉鎖不全、弁閉鎖不全予備能、心臓による電気的放出のパターン、および血液中の二酸化炭素対酸素の比を含んでよいが、これらに限定されない。
【００３９】
切替えおよび多重化回路３０はまた、サテライトの電源管理システムの一部として機能してもよい。以下により詳細に説明されるように、各サテライトは、サテライトの回路の特定の部分に、電力を供給するための十分な電力を蓄えるコンデンサを有する。たとえば、バス上に電力が供給されていないときは、ラッチがサテライトの構成情報を格納する。漏れ電流は極めて低くてよく、正常な信号および正常なペーシングは、コンデンサを充電された状態に保つために十分な電力を供給するが、切替え回路は、すべてのサテライトのコンデンサを再充電するために、数マイクロ秒、およそ１０マイクロ秒から２０マイクロ秒の間十分に高い電圧パルスを定期的に供給するように構成されてもよい。さらに、切替えおよび多重化回路３０は、たとえば、記憶を格納された、その時点で最新のサテライト構成を１日１回リフレッシュするなど、定期的にプログラムされ得る。電極の状態を破壊する電源グリッチの事象において、切替えおよび多重化回路３０は、電極コンデンサを記憶装置に格納された最後の構成に復帰できる。
【００４０】
切替えおよび多重化回路３０によって実行され得る別の機能は、サテライトからペースメーカ３５にアナログ信号を送信する機能である。たとえば、ペースメーカが、心臓の電位のマップを生成するために心臓内の複数の場所で電圧をサンプリングしようとする場合において、切替えおよび多重化回路３０は、電圧サンプリングのために選択された電極間に高速切替えを付与することによって、これを可能にする。
【００４１】
より具体的には、ミリ秒のようなごく短い時間内に、選択された電極にある電位はサンプリングされ、アナログ電圧に関する情報はペースメーカ３５に送られ、この手順は別の選択された電極に対しても繰り返される。切替えが早ければ早いほど、心臓周辺の様々な場所での電位の「スナップショット」は、より正確となり、したがって、電位のマップはより正確なものとなる。
【００４２】
いくつかの適用例では、アナログ電圧に関する情報はそれ自体がアナログ信号である。つまり、測定された電位は、アナログ信号として付与され、このアナログ信号は、切替えおよび多重化回路３０を経由してサテライトの電極からペースメーカ３５に運ばれる。このとき、１つの電極からの信号は線Ｓ１上に付与され、別の電極からの信号は線Ｓ２上に付与される。次いで、ペースメーカ３５内の増幅回路または電圧比較器回路が２つのアナログ電圧信号を比較してもよい。この比較に基づいて、ペースメーカ３５は必要に応じてペーシングパラメータを再構成する。別法として、各サテライトチップは、アナログ電圧信号を、切替えおよび多重化回路３０に送る前にデジタル化するアナログデジタル変換器を含んでもよい。この追加の機能性をサテライトに提供することは、より大きなサテライトチップを必要とし、より多くの電力を消費して、サテライトが安定するようにサテライト内のコンデンサを充電するためにかかる時間が長くなるため、より遅くなり、さらに均衡が取れるようになるまでには、はるかに長い時間がかかると考えられる。
【００４３】
さらに、切替えおよび多重化回路３０は、アナログデジタル変換システムおよびデジタルアナログ変換システムとして機能してよい。切替えおよび多重化回路３０内でプログラムされる、さもなければプログラミング装置４０による外部プログラムによって送信される、デジタル信号の形式の検知プロトコルは、切替えおよび多重化回路３０によって交流信号に変換される。これらのアナログ信号は、被験者の身体内で、生理学的信号、化学信号、および機械的信号、たとえばコンダクタンス信号を測定できるようにするために、検知電極または他のタイプの検知器、たとえば、トランスデューサを駆動する電流信号を含む。同様にアナログ形式の、測定された信号は次いで、切替えおよび多重化回路３０によってデジタル信号に変換されて記憶に格納され、切替え回路によって他のパラメータを計算するために使用される、またはさらなる処理のためにペースメーカ３５および／またはプログラミング装置４０に送信される。
【００４４】
複数の電極リードは、複数の電極の少なくとも１つが心臓を刺激するために最適に配置されるため、リードの配置に対する、より大きな柔軟性を可能にする。たとえば、特定の心臓組織などの、被験者の組織部位もしくは組織領域に正確な信号を提供する、または被験者の組織部位もしくは組織領域から正確な信号を得るために、どのリードの電極が最もよい位置にあるかを判定するには、実験的に、制御された心臓のペーシングおよび各電極のもたらされた閾値電圧を測定することによって判定されてよく、ここで、最も低い閾値電圧の電極は、そのサテライトユニットに対して最も適した位置に位置する電極である。加えて、対象ではない組織部位または組織領域、たとえば、横隔神経に近接する電極（複数可）は、選択的に識別されてもよく、不活性化したままでもよく、選択的に不活性化されてもよい、などである。
【００４５】
各サテライトユニット上の、最も低い閾値、または対象ではない組織部位／領域に対して最も敏感ではない電極（複数可）が、一旦確定されると、次いで様々なサテライトユニットは、一度に１台ずつまたは組み合わせで、どのサテライトユニット（複数可）の構成および／または個別の電極の構成が最良の血流動態反応を生じさせるかを決定するために選択されてよい。この後者の最適化は、超音波装置などの外部装置からのフィードバックで実行されてよく、または、上記の公開された出願内に参照される他のフィードバックシステムのうちの１つで実行されてもよい。
【００４６】
次に、図面を全般的に参照し、特に図２を参照すると、図２は、右心室のリード１２の例の詳細概略図であり、右心室のリード例１２は、それぞれが双方向性に通信可能に電源および通信バス３６に結合される４台のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄを含む。電源および通信バス３６は、接地Ｓ１および電圧供給線Ｓ２を備え、かつ表す。電源および通信バス３６は、中央制御装置１０に取り外し可能に接続され、中央制御装置１０と４台のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄとの間での双方向性で通信可能な結合を提供し、さらに、中央制御装置から右心室のリード１２に心臓ペーシングパルスが伝達されるときのための通路を提供する。
【００４７】
次に、図面を全般的に参照し、特に図３を参照すると、図３は、内部中央処理ユニット３８ａ（以下「ＣＰＡ  ＣＰＵ」３８）、パルス生成器３８ｂ、および記憶媒体読取り装置３８ｃを備える従来型の心臓ペーシングパルス分析器３８の詳細概略図である。心臓ペーシングパルス分析器電源および通信バス３８ｄ（以下「ＣＰＡ  ＢＵＳ」３８ｄ）は、右心室のリード１２の電源および通信バス３６に取り外し可能に結合され、右心室のリード１２の４台のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄをＣＰＡ  ＣＰＵ３８ａおよび記憶媒体読取り装置３８ｃに、双方向性で通信可能に結合し、さらに、パルス生成器３８ｂから右心室のリード１２の４台のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄまでの心臓パルスのための通路を提供する。
【００４８】
記憶媒体読取り装置３８ｃおよびコンピュータ可読媒体３８ｅは、記憶媒体読取り装置３８ｃが、符号化されたソフトウェア、すなわち本発明の方法におけるさらなるステップまたは態様を例示化したものである、コンピュータ可読媒体３８ｄ上の記憶機構からの実行可能な機械命令を読み取るために選択される。
【００４９】
次に、図面を全般的に参照し、特に図４を参照すると、図４は、右心室のリード１２の第１のサテライト２０ａの詳細概略図である。データおよびクロック回復回路４１は、中央制御装置１０または心臓ペーシングパルス分析器３８のいずれかから送信される信号および電力を受容するために、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２に結合される。信号検知回路４２は、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２から受信した電気的なパルスの振幅および電圧レベルを分析する。データおよびクロック回復回路４１の処理の結果は、信号検知回路４２の処理の結果を含めて、初期化発生回路４４に送信される。初期化発生回路４４は、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２を活性化する。
【００５０】
命令解釈回路４６は、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２から受信したパルスの解釈に応じて、複数の電極レジスタ４８と電極ドライバおよび切替器の回路５０とを導く。電極ドライバおよび切替器の回路５０の設定は、もしあれば、電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄのどの電極が、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２から受信した心臓ペーシングパルスを図１の心臓のような生体組織に転送するべきかを決定する。心臓ペーシングパルスまたはパルスは、中央制御装置１０または心臓ペーシングパルス分析器３８のいずれかからの接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２から受信されてよい。電力回収回路５４は、接地線Ｓ１および電圧供給線Ｓ２から受信した電力を蓄えて、第１のサテライト２０ａの構成要素４０〜５６に、蓄えた電力を供給する。
【００５１】
第１の心室のリード１２は、第１の心室のリード１２が心臓ペーシングパルス分析器３８に接続されているときに、微分の４つの状態技術（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ４−ｓｔａｔｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を適用して、電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄを１６の状態のうちの１つに迅速に設定してよく、中央制御装置１０に接続されるときに、より完全なレベルの機能性を提供する。
【００５２】
第１の心室のリード１２は、初めてアンパッケージされて心臓のペーシングパルス分析器３８に接続されるとき、デフォルト状態であってよい。２Ｖのペーシングパルスが接地ワイヤＳ１および電圧ワイヤＳ２のいずれか、または代替として単一のワイヤおよびＲＶコイル（図示せず）を通って送信されると、第１の心室のリード１２の最も離れたサテライト２０ｃおよびサテライト２０ｄは、それぞれカソードおよびアノードとなり、近傍のサテライト２０ａおよびサテライト２０ｂは、ターンオフされる。
【００５３】
ウェイクアップ命令は、心臓ペーシングパルス分析器３８または中央制御装置１０のいずれかから送信されてよい。第１のサテライト２０ａによるウェイクアップ命令の受信で、電極ドライバおよび切替器の回路５０の切替器はターンオフされ、ターンオフは、電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄ上の電荷不均衡を最小限にして、電極インピーダンスまたは電極分極の変化よって引き起こされる変動を低減する。第１のサテライト２０ａの電流源および比較器は使用可能となる。
【００５４】
第１のサテライト２０ａによって受信されるパルスが、これはおそらく大抵の心臓ペーシングパルスにとって標準的となり得るが、６０マイクロ秒より長い場合、第１のサテライト２０ａの通信コンデンサはゼロにリセットされ、電極ドライバおよび切替器の回路５０の切替器は、記憶された構成に応じて接続され、符号計数器５６は、００に設定され、そして第１のサテライト２０ａは、スリープに入り、ここで電流源および比較器は使用不可能となる。
【００５５】
デフォルト状態にあるサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄの通信プロトコルは、パルス幅変調および振幅変調の組み合わせであり、自己参照するように構成される。２ビットを構成するために、２つのパルスを必要とする。各パルスは２０マイクロ秒または４０マイクロ秒のいずれかの持続時間であってよく、３ボルトまたは５ボルトのいずれかの振幅であってよい。パルスのあとのわずかな時間は、第１のパルスの補数となり得る。したがって、表Ａに示されるように、２つのパルスで４つの符号が作成されてよい。
【表Ａ】
2012510340.tif 000003
【００５６】
この符号システムは、４台のコンデンサＣ００、Ｃ０１、Ｃ１０、およびＣ１１を使用して４つの電圧を蓄えることによって実現すると考えられる。そして、４つの電圧は、２台の比較器を使用して比較され、次いで命令解釈回路４６は、送信された符号を解釈する。コンデンサのうちの２台のコンデンサは、各パルスの間に電流源を積分する。電流源の出力は、供給電圧に対してそれほど変化はない。
【００５７】
第１のパルスで、符号計数器５６は０００となり、Ｃ００タイミングコンデンサは、電流源からの電流を、パルスの持続時間の間積分する。パルスが終了すると、電流源は休止に入り、Ｃ００タイミングコンデンサは、電流源から切断される。パルスが高い間、振幅コンデンサＣ１０は、抵抗器を介して電圧線Ｓ２に接続され、これにより、約１０マイクロ秒以内に満充電にすることが可能になる。そして、符号計数器５６は、１状態増やされてよい。
【００５８】
２番目の立ち上がりエッジで、第１のサテライト２０ａの電流源および比較器はターンオンされ、Ｃ０１タイミングコンデンサは電流源を積分する。振幅コンデンサＣ１１は、電圧線Ｓ２からの電圧を蓄え、第１のパルスと同様の方法で、電圧はクリップされる。
【００５９】
第２のパルスが積分している間、第１の比較器は、タイミングコンデンサＣ００に蓄えられた電圧を、タイミングコンデンサＣ０１に蓄えられた電圧と比較し、第２の比較器は、振幅コンデンサＣ１０に蓄えられた電圧を、振幅コンデンサＣ１１に蓄えられた電圧と比較する。結果は第２のパルスの立ち下がりエッジで、タイミングフリップフロップＦＦ０上および振幅フリップフロップＦＦ１上にラッチされてよい。符号Ａが、Ｗ、Ｘ、Ｙ、またはＺのいずれかで表されるように、これら２つのフリップフロップの２つの状態を復号するために、論理が使用される。
【００６０】
第２のパルスの立ち下がりエッジのあと、４台のコンデンサＣ００、Ｃ０１、Ｃ１０、およびＣ１１のすべては、リップルの論理を使用してゼロまで放電してよい。そして、符号計数器５６は、１状態進められてよい。
【００６１】
同様の手順の繰り返しが第３のパルスおよび第４のパルスで起こるが、符号Ｂを表すために、第２のフリップフロップ回路ＦＦ２および第３のＦＦ３フリップフロップ回路が設定される。これらの４つのパルスの間中、切替器はターンオフである。さらに、これらのパルスのうちのいずれかが所定の標準持続時間を超えた場合、たとえば、パルス持続時間の比較のための標準は６０マイクロ秒の持続時間であると主張する場合、コンデンサＣ００、Ｃ０１、Ｃ１０、およびＣ１１は放電されてよく、符号計数器は０００にリセットされてよい。
【００６２】
第５のパルスで、符号計数器５６は、４つのパルスすべてが６０マイクロ秒未満であることを示す１００を読み込んでよい。第１の符号は、サテライト２０ａが使用可能であることを表し、ここで３台の残りのサテライト２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄは、使用不可能である。第２の符号は、使用可能なサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄ上の、カソードとして接続されることになる電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄを表し、選択されたサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄ上の、残りの電極である、電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄは、アノードとして接続されることになる。符号の数が１００を数えると、切替器の構成は図５に応じた構成に設定されることになる。
【００６３】
第５のパルスは、いかなる事象においても持続時間が少なくとも６０マイクロ秒であるペーシングパルスであってよい。６０マイクロ秒の閾値が達せられると、適切な切替器を使用可能にするために、新たな構成が使用されることになり、４台のコンデンサＣ００、Ｃ０１、Ｃ１０、およびＣ１１は放電され、符号計数器５６は０００にリセットされてよい。
【００６４】
第２のパルスの間および第４のパルスの間は、符号計数器５６の値がそれぞれ００１および０１１であり、電流源は最初の４つのパルスの間は使用可能である必要がある、すなわち、符号計数器５６の値が０００、００１、０１０、および０１１であるため、比較器は、第２のパルスの間および第４のパルスの間使用可能である必要があることを留意されたい。また、心臓ペーシングパルス分析器３８を使用してプログラムされる場合、期待される４つのパルスの間隔は約２０ミリ秒であることも留意されたい。中央制御装置１０によってこのプロトコルが起動されると、パルスの間隔は５マイクロ秒のように短くてよい。
【００６５】
中央制御装置１０が生物に移植される場合、通信プロトコルに多少の変更がなされることが望ましい。通常の運転中に各ペーシングパルスの間で命令解釈回路４６がウェイクアップするのを防ぐために、高周波のウェイクアップ信号は、第１の様相によってサポートされる。たとえば、それぞれが５マイクロ秒の６つのパルスを通信することによって、右心室のリード１２は、第１の様相に応じて、電源および通信バス３６から受信された命令およびデータを解釈するために警告されてよい。
【００６６】
命令解釈回路４６の、ある特定の任意選択の態様では、命令解釈回路４６は、３つ以上の通信様相を付与するようにプログラムまたは構成されてよく、これにより、第１のサテライト２０ａから送受信されるパルスは、複数の通信様相から選択された１つの様相に応じて右心室のリード１２によってフォーマットおよび解釈され得ることを理解されたい。
【００６７】
本発明の他の態様によると、同様の符号生成方式は、以下の表Ｂに記載される通りであってよい。通信のための時間は、パルス幅を低減することによって、たとえば、２０マイクロ秒から４０マイクロ秒の範囲から、２マイクロ秒から４マイクロ秒の範囲までのように、短縮されることが望ましくてよい。パルスの間隔もまた大幅に、より短くてよく、ノイズを考慮することによって決定され得る。
【００６８】
第１の様相に応じて追加の命令をサポートすることが望ましくてよい。高周波のウェイクアップパルスを受けて、第１の符号および第２の符号は、第１の電極２０ａに対して図６に表される意味を有することになる。
【００６９】
クリア命令は、電極ドライバおよび切替器５０の切替器をオフの状態、すなわち高インピーダンス状態に設定してよい。この命令の強固な通信を確実にするために、ＨＦ（高周波）ウェイクアップ信号に先行される２つの「Ｗ」の符号は、クリア命令を可能にする。クリア命令は、２番目の「Ｗ」に続いて、第１のパルス上で実行されることになる。
【００７０】
試験の目的および埋め込まれたバックアップ通信のためにも、低周波のウェイクアップ信号は、高周波のウェイクアップ信号を送信し、続いて２つの「Ｚ」の符号を送信することによって使用可能となってよい。この命令の生成に続いて、通信プロトコルは、第２の様相に入ることになる。電極の構成は、この命令を送信することによって変更されることはない。高周波のウェイクアップ命令は、命令に従って使用可能な状態を保つ。
【００７１】
高周波のウェイクアップ信号に、「Ｘ」の符号が続く場合は、上記のように、次の符号は切り替えられているサテライトを表し、Ｗ＝サテ０  ２０Ａ、Ｘ＝サテ１  ２０ｂ、Ｙ＝サテ２  ２０ｃ、Ｚ＝サテ３  ２０ｄである。命令の第２の符号および第３の符号は、以下の図７に表されるように、選択されたサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄ上の電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄのうち、どれがアノードであり、どれがカソードであるかを決定する。
【００７２】
したがって、ＸＹＷＷに先行する高周波のウェイクアップ信号は、サテ２  ２０ｂで、Ｅ０  ５２ａはカソードとなるように、Ｅ１〜Ｅ３  ５２ｂ、５２ｃおよび５２ｄはアノードとなるように構成することになる。この切替え命令は、高周波のウェイクアップ信号がＸＡＢＣに先行することによって要約することができる。ただし、Ａは、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄを決定し、ＢＣは、電極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄの構成を決定する。
【００７３】
中央制御装置１０によって発行されるトークバック命令は、特定のサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄに対して現在の構成設定を問い合わせる。トークバック命令を送信するためには、２つの符号を必要とし、ここでＹは命令であり、次の符号は、問い合わせを受けるサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄを表す。したがって、「ＹＷ」は、サテ０  ２０ａに問い合わせ、「ＹＸ」は、サテ１  ２０ｂに問い合わせ、「ＹＹ」は、サテ２  ２０ｃに問い合わせ、および「ＹＺ」は、サテ３  ２０ｄに問い合わせる。
【００７４】
トークバック応答を要求する信号の送信は、２つの隣接するパルスの間で差動電流であってよく、または差動電流を備えてもよく、ここで右心室のリード１２の回路は、余分な電流を、２つのパルスのうちの最初のパルスの間、または２つのパルスのうちの２番目のパルスの間のどちらかの間に引き落としてよい。
【００７５】
本発明による、特定の適用例において、第２の様相に応じて、心臓ペーシングパルス分析器３８によって生成されるペーシングパルスは、０．５ボルトから１０．０ボルトの間の任意の振幅であってよく、心臓ペーシングパルス分析器３８は、第１の心室のリード１２に命令を発行するためにペーシングパルスをスキップしてよく、ここで、６つのパルスの間の心臓の不応窓（ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ  ｗｉｎｄｏｗ）の間、および約１１０ミリ秒の期間内に、心臓ペーシングパルス分析器３８と第１の心室のリード１２との間の通信が発生することになる。
【００７６】
心臓ペーシングパルス分析器３８によって発行される命令は、パルスを備えてもよく、このパルスは、本発明による方法の、１つの例示的な任意選択の態様において、通常２０マイクロ秒から１６０マイクロ秒であり、第１の様相に応じて、２マイクロ秒の間隔を有する場合もあり、ここでパルスは、第２の様相に応じて、２０ミリ秒の間隔を有してもよい。提案パルス幅は、ＰＶＴ／ノイズに対して３３％のマージン検出を有し、２０〜８０〜３２０〜１２８０ｕ秒の範囲のパルスを有する命令は、マージン検出を１００％に増加させてよい。
【００７７】
中央制御装置１０および心臓ペーシングパルス分析器３８によって発行され、第２の様相に応じて、リード１２およびリード１５に送信される、命令は、ウェイクアップ−＞スタートビット−＞命令＋データペイロード−＞ドライブイン−＞休止を含め、様々な構成要素によって構築されてよい。これらの構成要素および構成要素の機能は以下に説明される。
【００７８】
次に、図８を参照すると、第２の様相分析器モードのデータパケットに応じて、心臓ペーシングパルス分析器３８によってフォーマットされる命令サンプルのタイミング図が示されている。
【００７９】
次に、図９を参照すると、第１の様相に応じて、中央制御装置１０によって生成される高周波のウェイクアップ命令は、４つのユニットインターバル（以下「ＵＩ」）の期間を含んでよく、このユニットインターバルは、ＶＨＩで０．７マイクロ秒の持続時間であり、これに、２つのユニットインターバルの期間で０ＶからＶＨＩの８つの周期が続き、これに、任意選択の荷電並行パルスが続く。
【００８０】
命令のスタートビットは、命令の開始を示してよく、同期ビットとして役立ってよい。本発明による方法の、さらなる態様によると、２０マイクロ秒のパルスは、スタートビットを備えてよく、同時に、分析器モードにおいて低周波のウェイクアップ信号として役立ってもよい。代替として、ＶＨＩの電圧で１２０マイクロ秒の参照パルスがスタートビットとして採用されてもよい。
【００８１】
命令の１つまたは複数のデータパルスは、ＶＨＩの電圧で２０マイクロ秒、４０マイクロ秒、８０マイクロ秒、または１６０マイクロ秒の４つの持続時間の候補うちの１つによって確定されてよい。各データパルスの値は、各データパルスを個別に、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄによって受信される参照パルスの持続時間と比較して、２および／または４で割ることによって決定されてよい。第１の様相に応じて、データパルスデューティサイクルは、５０パーセントより大きくてよい。
【００８２】
ドライブイン信号は、命令の最後のパルス、すなわち６番目のパルスの立ち下がりエッジによって通信されてよく、ここで、ドライブイン信号は、命令が受信側サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄによって、いつ実行されることになるかを決定する。
【００８３】
表Ｂに示されるように、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄによって実行可能な命令は、第１の様相、すなわち「デバイスモード」および第２の様相（すなわち「分析器モード」）によってサポートされ、両方によってサポートされる命令は、以下の表Ｃに標識Ｘで示されている。デバイスモードのみによってサポートされる命令は、値１によって示され、分析器モードのみによってサポートされる命令は、値０によって示されている。
【表Ｂ】
2012510340.tif 000004
【００８４】
パルスおよびビットの定義は以下の表Ｃに提供される。
【表Ｃ】
2012510340.tif 000005
【００８５】
上記の表Ｃに、パルス０から５として表される６つのパルスは、ほとんどの命令をサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄに確定する。表Ｃに示されるように、第１の様相、すなわちデバイスモードでは、切替え命令およびトークバック命令は、それぞれ最高１０個のパルスまたは最高２２個のパルスを使用できる。
【００８６】
いくつかの命令またはすべての命令は、１つのパルスにつき２ビットとして復号されてよい。第１のサテライト２０ａから中央制御装置１０までの送信には、トークバックデータビットが２つのパルスごとに１ビットとして符号化される。
【００８７】
次に、図１０を参照すると、図１０は、第１の様相と第２の様相との間で、命令の構造は異なり得ることを示しているが、中央制御装置から発行されて、第１の様相、すなわち、デバイスモードに応じてフォーマットされるメッセージは、高周波のウェイクアップ信号、スタート信号、参照信号、命令、およびスリープ信号を含んでよい。代替として、心臓ペーシングパルス分析器３８から発行されるメッセージは、第２の様相に応じてフォーマットされ、ウェイクアップ信号、参照信号、および命令を含んでよい。
【００８８】
次に、図１１を参照すると、図１１は、符号化命令を示しているが、ここでは、以下のとおりである。
○  Ｓ０−２−サテライトアドレス、３ビットで合計８つのアドレスを提供する
○  Ｃ０−１−カソードの場所、２ビットで合計４つのクワドラントカソードの場所の候補を、与えられたイントラバンド構成のアドレス内に提供する
○  Ｃ０−２−カソードアドレス、３ビットで合計８つカソードアドレスを、イントラバンド構成に提供する。
○  Ａ０−２−アノードアドレス、３ビットで合計８つのカソードのアドレスを、イントラバンド構成に提供する。
○  Ｅ０−３−電極使用可能
・  １＝電極を有効にする
・  ０＝電極を無効にし、高インピーダンスにする
○  Ｐ０−３−電極極性
・  １＝アノード／Ｓ２に接続
・  ０＝カソード／Ｓ１に接続
トークバック命令および応答は、第１の様相で、中央制御装置がリード１２およびリード１５に結合されている場合にのみサポートされる。トークバック命令は、サテライトの構成を中央制御装置１０に送信するための、２０マイクロ秒のわずかな持続時間の、追加の「トークバックデータ」パルスを必要とする。トークバック命令の間のパルス６からパルス２１は、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄから主たる制御装置１０に情報を運ぶ戻りデータパルスとして作用してよい。
【００８９】
２つのパルスは１ビットの情報を、トークバック命令で、第１の様相に応じて送信してよい。たとえば、第１のトークバックビットは、パルス６およびパルス７によって送信されてよく、第２のトークバックビットは、パルス８およびパルス９によって送信されてよい、などである。
【００９０】
トークバック命令によってサテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄが指定した値０を送信するために、高インピーダンス抵抗に対して、奇数の番号付けをされたパルスで引き落としてよく、一方、サテライト２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、および２０ｄが指定した値１を送信するためには、偶数の番号付けをされたパルスで引き落としてよい。受信データは、偶数パルスと奇数パルスとの間の電流を比較することによって復号される。受信データは、以下のとおりに確定される。
【００９１】
○  ビット０−偶数パルスの電流＜奇数パルスの電流（たとえば、Ｉ（６）＜Ｉ（７））
○  ビット１−偶数パルスの電流＞奇数パルスの電流（たとえば、Ｉ（６）＞Ｉ（７））
トークバック命令のためのわずかな持続時間は、デューティサイクルが５０パーセントよりも大きいと仮定して、７５０マイクロ秒である。
【００９２】
第１の様相に応じて、リード１２およびリード１５のそれぞれは、スリープ命令が電源および通信バス３６を介して受信されたあとにスリープしてよく、ウェイクアップ命令の受信、またはスリープシーケンスの完了によってリフレッシュされてよい。
【００９３】
第２の様相では、リード１２およびリード１５は、命令を完了したあとにスリープしてよく、心臓ペーシングパルスまたはリフレッシュ命令を受信したあとに、リフレッシュしてよい。
【００９４】
次に、図１２を参照すると、完全に放電された状態から新たなリード１２およびリード１５をプログラムするためには、新たなリード１２およびリード１５に通信が送信される前に電源を入れることが必要とされる。新たなリード１２およびリード１５に電源を入れることは、第２の様相に応じて、（ａ）１つの、３．５ボルトの、３００マイクロ秒のペーシングパルス、（ｂ）３つの、２ボルトより高く、３００マイクロ秒より長いペースパルス、を提供する、または（ｃ）第２の様相に応じて、通信パルスを送信する前にリフレッシュ命令を提供することによって達成される。
【００９５】
次に、図面を全般的に参照し、特に図１３を参照すると、第１のサテライト２０ａのさらなる他の態様によると、第１のサテライト２０ａは、複数の参照コンデンサＣＲ０、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３と、第１のサテライト２０ａが、命令のデータパルスの持続時間を同一の命令の参照パルスの持続時間と比較するように適合される、複数の電圧比較器ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３とを含んでよい。主参照コンデンサＣＦ０の参照充電は、命令の参照パルスを参照コンデンサＣＦ０に付与することによって確立される。サテライト２０ａによって測定されるのと同時に、命令の参照パルスを使用することは、第１のサテライト２０ａによって実行される測定の減衰または摂動、ならびに第１のサテライト２０ａの製造、作製および／または組み立てプロセスにおいてかかる、電気的または構造的な特性、質および公差の外部影響量による変動の負担を軽減する。
【００９６】
参照パルスによって主参照コンデンサＣＲ０が充電されると、参照パルスを備える同一の命令のデータパルスは次いで、第１の参照コンデンサＣＲ１、第２の参照コンデンサＣＲ２、および第３の参照コンデンサＣＲ３を充電するように付与される。データパルスを付与することによってなされた第１の参照コンデンサＣＲ１の充電は、第１の比較器ＶＣ１によって、主参照コンデンサＣＲ０の充電の４分の１と比較され、第１の比較器ＶＣ１の第１の比較器出力値Ｏ１は、第１の参照コンデンサＣＲ１の充電が主参照コンデンサＣＲ０の充電の４分の１を超えると、フリップされる。
【００９７】
データパルスを付与することによってなされた第２の参照コンデンサＣＲ２の充電もまた、第２の比較器ＶＣ２によって、主参照コンデンサＣＲ０の充電の２分の１と比較され、第２の比較器ＶＣ２の第２の比較器出力値Ｏ２は、第２参照コンデンサＣＲ２の充電が主参照コンデンサＣＲ０の充電の２分の１を超えると、フリップされる。
【００９８】
さらに、データパルスを付与することによってなされた参照コンデンサＣＲ３の充電もまた、第３の比較器ＶＣ３によって、主参照コンデンサＣＲ０の充電と比較され、第３の比較器ＶＣ３の第３の比較器出力値Ｏ３は、第３の参照コンデンサＣＲ３の充電が主参照コンデンサＣＲ０の充電を超えると、フリップされる。したがって、３台の電圧比較器ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３からの、３つの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、第１のサテライト２０ａによって測定される、参照パルスの持続時間に対しての詳細な比率で表されるわずかな持続時間を示す。
【００９９】
参照コンデンサＣＲ０、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３と、電圧比較器ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３は、第１のサテライト２０ａの集積回路６０内に備えられてよい。主参照コンデンサＣＲ０を充電するために、１００ナノアンペアの電流が、５ボルトレベルで１２０マイクロ秒間付与されると、参照コンデンサＣＲ０、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３のそれぞれは、７ピコファラッド程度の容量で効果的に機能してよい。４台の参照コンデンサＣ０、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３と、３台の電圧比較器ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３が存在するための、専用の集積回路６０の領域は、集積回路６０の断面積の、約３．１パーセントであってよい。
【０１００】
次に、図面を全般的に参照し、特に図１３および図１４を参照すると、第１のサテライト２０ａのさらなる他の態様によると、電圧比較器ＶＣ１、ＶＣ２、およびＶＣ３のそれぞれの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、論理回路５８に付与され、図１３の方法に従って処理されると、単一の原始データパルスから２ビットの情報を抽出する。データパルスが、参照パルスの４分の１未満の持続時間であると測定される場合、３つの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、それぞれ値０であり、論理回路５８は、データパルスによって生成された情報容量の出力を表す００を提示する。
【０１０１】
データパルスが、参照パルスの４分の１を上回るが、２分の１未満の持続時間であると測定される場合は、３つの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、それぞれ１、０、および０であり、論理回路５８は、データパルスによって生成された情報容量の出力を表す０１を提示する。データパルスが、参照パルスの２分の１を上回るが、参照パルス以下の持続時間であると測定される場合は、３つの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、それぞれ１、１、および０であり、論理回路５８は、データパルスによって生成された情報容量の出力を表す１０を提示する。データパルスが、参照パルスを上回る持続時間であると測定される場合は、３つの出力Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３は、それぞれ１、１、および１であり、論理回路５８は、データパルスによって生成された情報容量の出力を表す１１を提示する。
【０１０２】
本発明の１つ以上の態様は、本方法を実施するための、そこに格納されるプログラミングを有するコンピュータ可読媒体３８ｄの形式であってよい。コンピュータ可読媒体３８ｄは、たとえば、コンピュータディスクまたはＣＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気「ハードカード」、サーバ、または任意の他の、電気的に、磁気的に、光学的に、または他の手段によって、データを収容する、または同様のことが可能なコンピュータ可読媒体３８ｄの形式であってよい。したがって、本方法を実行するための、格納されたプログラミングの実施手段は、たとえばコンピュータネットワーク接続、サーバ接続、または、インターネット、もしくは他の中継手段などの、他のインターフェース接続を使用することによって、プロセッサに転送または通信されてよい。
【０１０３】
より具体的には、コンピュータ可読媒体３８ｄは、本方法を実行するための、格納されたプログラミングの実施アルゴリズムを含んでよい。したがって、そのような格納されたアルゴリズムは、本方法を実施するように構成される、または、他のやり方によって、本方法を実施する能力を有する。本アルゴリズムおよび関連するプロセッサはまた、適切な調節（複数可）を実施する能力も有してよい。
【０１０４】
本明細書内で使用される用語「コンピュータ可読媒体」は、ネットワークに実行するための指示を与えることに関与する当業者に知られている、任意の適切な媒体を称する。そのような媒体は、限定はされないが、不揮発性の媒体および揮発性の媒体を含む、多様な形式をとってよい。不揮発性の媒体は、たとえば、光学または磁気のディスク、テープ、および親指ドライブを含む。揮発性の媒体は、ダイナミックメモリを含む。
【０１０５】
本発明の方法、システム、およびプログラミングは、様々な異なる種類の植え込み型システムに組み込むことができる。対象の植え込み型システムは、米国特許出願第１１／６６４，３４０号、第１１／７３１，７８６号、第１１／５６２，６９０号、第１２／０３７，８５１号、第１１／２１９，３０５号、第１１／７９３，９０４号、第１２／１７１，９７８号、第１１／９０９，７８６号に含まれるが、これに限定されない。これらの開示は参照により本明細書に援用される。
【０１０６】
本発明は、本発明に関する詳細な適用例に関して説明されてきたが、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変形がなされてもよく、均等物によって代用されてもよいことが、当業者には理解されるべきである。さらに、特定の状況、材料、組成物、プロセス、プロセスの１つもしくは複数のステップを、本発明の目的、精神、および範囲に適合させるために、多くの改変形態がとられてよい。それらの改変形態のすべては、本明細書に添付の特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【０１０７】
前述の開示および記述は、本発明の一例に過ぎず、本発明の範囲を限定または制限を意図するものではない。上記の説明は、例示を意図するものであって、制限されることを意図するものではない。記載される実施例は、多くの特異性を含むが、それらは、本発明の特定の可能な適用例のみの例示を目的とするものである。記載される実施例は、本発明のいくつかの適用例の一例としてのみ理解されるべきであり、本発明の範囲全体は、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画定されるべきである。まさしく説明された通りの適用例の様々な適合形態および改変形態が、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく構成され得ることを当業者は理解するであろう。したがって、本発明は、本明細書に詳細に記載される以外での実施も可能であることを理解されたい。したがって、開示および特許請求される本発明の範囲は、当業者の知識に準拠し、かつ上記に提示された開示を考慮して画定されるべきである。
【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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【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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【国際調査報告】
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