(57)【要約】１つ以上の電極のうちのいずれかを、リード線に沿って導体と選択的に接続することを許容する制御手段として、電荷ポンプは、同一の集積回路チップ内に設けられる。電荷ポンプは、１ボルトの供給から約２ボルトを導出し、数十マイクロ秒以内に安定する。電荷ポンプは、３つのダブラから成ってもよく、第１のダブラは、第２および第３のダブラに対して、タイミング信号を生成し、第２および第３のダブラは、互いに位相ずれで作動する。
2012525206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１の電荷ポンプを備えること
を特徴とするリード線。
【請求項２】
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段をさらに備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項３】
前記第１の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力は、１．１ボルト以下であること
を特徴とする請求項２に記載のリード線。
【請求項４】
前記第１の電荷ポンプの出力は、前記少なくとも１つの導体による、前記第１の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項２に記載のリード線。
【請求項５】
それぞれの第１の電荷ポンプは、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力が、少なくとも３ボルトである場合に、無効化される、またはバイパスされること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項６】
各集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれのタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項７】
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段をさらに備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項６に記載のリード線。
【請求項８】
それぞれの第１の電荷ポンプ、およびそれぞれの第２の電荷ポンプは、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプおよび前記第２の電荷ポンプに提供される動力が、少なくとも３ボルトである場合に、無効化される、またはバイパスされること
を特徴とする請求項６に記載のリード線。
【請求項９】
導体の数は１つであること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項１０】
導体の数は２つであること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項１１】
それぞれの電極の数は少なくとも４つであること
を特徴とする請求項２に記載のリード線。
【請求項１２】
それぞれの電極の数は少なくとも４つであること
を特徴とする請求項７に記載のリード線。
【請求項１３】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、前記リード線は、その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在し、各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、各集積回路は、それぞれの第１の電荷ポンプを備えており、
前記少なくとも１つの導体から、前記それぞれの第１の電荷ポンプに、動力供給するステップを含むこと
を特徴とする方法。
【請求項１４】
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段をさらに備えており、
前記それぞれの第１の電荷ポンプから、前記制御手段に、動力供給するステップをさらに含むこと
を特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記それぞれの第１の電荷ポンプから、前記制御手段に、動力供給する前記ステップは、前記制御手段に、少なくとも１．８ボルトを提供することを含んでおり、
前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに供給される前記動力は、１．１ボルト以下であること
を特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記それぞれの第１の電荷ポンプから、前記制御手段に、動力供給する前記ステップは、前記少なくとも１つの導体による、前記第１の電荷ポンプへの前記動力の提供の５０マイクロ秒以内に、前記第１の電荷ポンプの出力を安定に提供することを含むこと
を特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、前記リード線は、その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在し、各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、各集積回路は、それぞれの第１の電荷ポンプを備えており、
前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される前記動力が、少なくとも３ボルトである場合に、各それぞれの第１の電荷ポンプを無効化する、またはバイパスするステップを含むこと
を特徴とする方法。
【請求項１８】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在、およびそれらに電気的に接続し、さらに、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部まで延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１のタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第１のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれの第２のタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とするリード線。
【請求項１９】
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第２の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第３の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第３の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項１８に記載のリード線。
【請求項２０】
移植可能なデバイスとともに使用するための少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用する衛星であって、
外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１のタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第１のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれの第２のタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする衛星。
【請求項２１】
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第２の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第３の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第３の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項２０に記載のリード線。
【請求項２２】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続し、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、それぞれのタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプから動力供給され、
前記第１の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記第１の電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記第１の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とするリード線。
【請求項２３】
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第１の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給され、
前記第２の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第２の電荷ポンプに提供される動力は、１．１ボルト以下であり、第２の電荷ポンプの出力は、前記少なくとも１つの導体による、前記第２の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項２２に記載のリード線。
【請求項２４】
移植可能なデバイスとともに使用するための少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用する衛星であって、
外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
前記集積回路は、それぞれのタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの電荷ポンプから動力供給され、
前記電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする衛星。
【請求項２５】
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第１の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給され、
前記第２の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第２の電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、第２の電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記第２の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項２４に記載のリード線。
【請求項２６】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、前記リード線は、その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在し、各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備えており、
各集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの動力に依存して、第１のタイミング信号を生成するステップと、
各集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれの第１のタイミング信号によって切り替えられ、第１の倍加された電圧をもたらす、ステップと、
各集積回路内で、前記第１の倍加された電圧からの動力に依存して、第２のタイミング信号を生成するステップと、
各集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれの第２のタイミング信号によって切り替えられ、第２の倍加された電圧をもたらす、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用するための衛星とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、移植可能なデバイスとともにしようするためのものであり、前記衛星は、そこの外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、前記衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備えており、
前記集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの動力に依存して、第１のタイミング信号を生成するステップと、
前記集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれの第１のタイミング信号によって切り替えられ、第１の倍加された電圧をもたらす、ステップと、
前記集積回路内で、前記第１の倍加された電圧からの動力に依存して、第２のタイミング信号を生成するステップと、
前記集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれの第２のタイミング信号によって切り替えられ、第２の倍加された電圧をもたらす、ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、前記リード線は、その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在し、各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備えており、
各集積回路内で、タイミング信号を生成するステップと、
各集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれのタイミング信号によって切り替えられ、倍加された電圧をもたらす、ステップとを含んでおり、
前記倍加された電圧が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記倍加された電圧が、前記少なくとも１つの導体による動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする方法。
【請求項２９】
少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用するための衛星とともに使用するための方法であって、
前記リード線は、移植可能なデバイスとともにしようするためのものであり、前記衛星は、そこの外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、前記衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備えており、
前記集積回路内で、タイミング信号を生成するステップと、
前記集積回路内で、前記少なくとも１つの導体からの電圧を倍加するステップであって、前記倍加は、前記それぞれの第２のタイミング信号によって切り替えられ、倍加された電圧をもたらす、ステップとを含んでおり、
前記倍加された電圧が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記倍加された電圧が、前記少なくとも１つの導体による動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
古い移植可能なデバイスと接続した際、うまく作動し、なおかつ現代の移植可能なデバイスとともに使用した際の適合性等の、高度化された機能も提供し、まだ考案されていない移植可能なデバイスとともに作動するための柔軟性をさらに提供する、移植可能なデバイスのためのリード線を作製することは容易ではない。
【０００２】
移植可能なデバイスの典型的な例は、心臓ペースメーカである。他の移植可能なデバイスとしては、除細動器、薬物送達システム、神経刺激器、および骨成長刺激器が挙げられる。
【０００３】
リード線の設計者に直面する多くの課題のうちの１つは、設計者が、ペースメーカ等の外部機器によって、リード線に提供される動力について、非常に多くの想定を立てることが許容されていないという問題である。動力は、ことによると、１ボルト等の小さい、非常に制限された電圧である可能性がある。しかし、リード線の各衛星内のチップの主回路は、その処理を実施するために、約２ボルトを要する可能性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５８５８８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
電圧ダブラまたは電荷ポンプは、１つ以上の電極のうちのいずれかを、リード線に沿って、導体に選択的に接続することを許容する制御手段として、同一の集積回路チップ内に提供される。電圧ダブラは、１ボルトの供給から約２ボルトを導出し、数十マイクロ秒以内に安定する。電圧ダブラは、３つのダブラから成ってもよく、第１のダブラは、第２および第３のダブラに対して、タイミング信号を生成し、第２および第３のダブラは、互いに位相ずれで作動する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】移植可能なデバイス１０１とヒトの心臓に移植されたリード線１０２を含むリード線とを示す。
【図２】衛星２０２を有する図１で採用されるタイプのリード線２００を示す。
【図３】図２に示される衛星２０２の機能ブロック図である。
【図４】当該技術分野で公知の標準的なフライングコンデンサ電圧ダブラを示す。
【図５】本発明に係る装置において採用される電圧ダブラの図式的詳細を示す。
【図６】より良好な動力生成を提供するように、互いに位相ずれで励起される、２つの電圧ダブラを示す。
【図７】本発明に係る、カスケード接続された電圧ダブラを示す。
【図８】図３の衛星の集積回路において使用される可能性がある切り替え回路を示す。
【図９】リード線に沿って配置される３つの異なるタイプの４つのチップを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明をいくつかの図における図面に関して説明する。
可能な場合、図面間の同様の要素は、表記の便宜上、同様の参照番号とともに指定されている。
【０００８】
本発明の実施形態に係る、移植可能なパルス生成器を、図１に示す。図１は、本発明の実施形態に従い、多電極ペーシングリード線に組み込まれたいくつかのペーシング衛星の位置を図示する。ペーシングおよび信号検出システム１０１は、心外通信を提供し、全体的システムための要素を制御する。一部の実施形態において、ペーシングおよび信号検出システム１０１は、例えば、外部または体外位置にあるペースメーカのペーシングであってもよい。
【０００９】
右心室リード線１０２は、ペーシングおよび信号検出システム１０１から出て、ペーシングおよび信号検出システム１０１からの皮下位置から、患者の体内に入り（例えば、好ましくは、鎖骨下静脈アクセス）、上大静脈を通って右心房に入る。右心房から、右心室リード線１０２は、三尖弁に通され、右心室の壁に沿った位置まで通される。右心室リード線１０２の遠位部分は、好ましくは、心室内中隔に沿って配置され、固定によって、右心室心尖部で終端する。右心室リード線１０２は、位置１０３および１０４に位置付けられる衛星を含む。
【００１０】
心室リード線１０２の衛星の数は限定されず、図１に示される衛星の数を下回っても、上回ってもよい。
【００１１】
同様に、左心室リード線１０５は、ペーシングおよび信号検出システム１０１から出て、右心室リード線１０２と実質的に同一の経路を辿る（例えば、鎖骨下静脈アクセスにより、上大静脈を通って、右心房へ）。右心房において、左心室リード線１０５は、冠状静脈洞の中に流出する心臓静脈内の心臓の後壁を回って、冠状静脈洞に通される。左心室リード線１０５は、左心室の壁に沿って側方に提供され、これは、二心室ペーシングに対して有利な位置となる可能性が高い。図１は、左心室リード線１０５に沿って、位置１０６および１０７に位置付けられる衛星を示す。右心室リード線１０２には、任意選択的に、右心室に圧力センサ１０８が提供されてもよい。信号多重化配設は、リード線が、ペーシングおよび信号収集目的（例えば、右心室リード線１０２）のために、かかる能動デバイス（例えば、圧力センサ１０８）を含むことを可能にする。ペーシングおよび信号検出システム１０１は、位置１０３、１０４、１０６および１０７で、衛星の各々と通信する。衛星によって制御される電極は、心臓脱分極信号を検出するためにも使用することができる。さらに、加速度計、歪みゲージ、角度ゲージ、温度センサ等の、他のタイプのセンサを、リード線のいずれかに含めることができる。
【００１２】
上のシステムにおいて、デバイス構成要素を、多重システム（例えば、米国特許第７，２１４，１８９号、第２００４０１９３０２１号として公開された米国特許出願第１０／７３４，４９０号、第２００８０２５５６４７号として公開された第１１／７９３，９０４号、および第２００８０３１２７２６号として公開された第１１／７９４，０１６号に記載され、これらの開示は、参照することによって、本明細書に組み込まれる）によって、電極リード線１０５の近位端に接続することができる。電極リード線１０５の近位端は、例えば、ＩＳ−１コネクタを介して、ペースメーカ１０１に接続する。
【００１３】
ある実施形態の使用中、電極リード線１０５は、導入器、ガイドカテーテル、ガイドワイヤ、および／または探り針を含む、標準的な心臓リード線配置デバイスを使用して、心臓内に配置される。簡潔に述べると、導入器は、鎖骨静脈の中へ配置される。ガイドカテーテルは、導入器を通って配置され、右心房内の冠状静脈洞を位置特定するために使用される。次いで、ガイドワイヤは、左心室心臓静脈の位置を特定するために使用される。電極リード線１０５は、ガイドワイヤ上を左心室心臓静脈の中へ摺動され、ＣＲＴに最適な位置が見つかるまで試験される。一旦移植されると、多電極リード線１０５は、依然として、最適な電極位置の継続的な再調整を可能にする。電極リード線１０２は、心臓の右心室に配置される。この図では、電極リード線１０２は、１つ、または複数の電極１０３、１０４が提供される。
【００１４】
電極リード線１０２は、心臓右心室リード線に関する典型的な配置手順に類似した手順で、心臓に配置される。電極リード線１０２は、導入器、ガイドカテーテル、ガイドワイヤ、および／または探り針を含む、標準的な心臓リード線デバイスを使用して、心臓に配置される。電極リード線１０２は、鎖骨静脈の中へ挿入され、上大静脈を通り、右心房を通って、右心室へ下る。電極リード線１０２は、蛍光透視下で、電極リード線１０２を固定するために、臨床的に最適、かつ運搬上実践的であると臨床医が判断した位置に位置付けられる。
【００１５】
上の説明の態様を要約すると、本発明の移植可能なパルス生成器を使用する上で、かかる方法は、例えば、上述した移植可能なパルス生成器を、対象に移植することを含み、移植されたパルス生成器は、例えば、対象の心臓をペーシングするため、対象において、心臓再同期療法を実施するため等のものである。本明細書において、本発明の説明は、対象または患者を参照するある例において提供される。本明細書において使用する「対象」および「患者」という用語は、動物等の生きている実体を指す。ある実施形態において、動物は、「哺乳動物」または「哺乳類」であり、これらの用語は、肉食目（例えば、イヌおよびネコ）、齧歯目（例えば、マウス、モルモット、およびラット）、ウサギ目（例えば、ウサギ）、ならびに霊長目（例えば、ヒト、チンパンジー、およびサル）を含む、哺乳綱内にある生命体を説明するために、広義で使用される。ある実施形態において、対象、例えば、患者は、ヒトである。
【００１６】
動作中、移植可能なパルス生成器の使用は、電気エネルギーを対象に送達するように、パルス生成器の電極のうちの少なくとも１つを起動することを含むことができ、本方法が、パルス生成器の電極のどれを起動するかをまず判断し、次いで、電極を起動することを含むように、起動は選択的であってもよい。例えば、ペーシングおよびＣＲＴのために、ＩＰＧを使用する方法は、米国特許第ＵＳ７２１４１８９号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ：組織の活性およびモニタリングのための方法および装置」、米国公開第ＵＳ２００８−０２５５６４７号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ：移植可能な位置決め可能な分離された電極」、ＰＣＴ公開第ＷＯ  ２００６／０６９３２３号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ  ｓｅａｌｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ：移植可能な密封された構造」、国際特許公開第ＷＯ２００７／０７５９７４号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ：移植可能な集積回路」、および米国特許公報第ＵＳ２００８−００７７１８６号、発明の名称「Ｈｉｇｈ  ｐｈｒｅｎｉｃ，  ｌｏｗ  ｃａｐｔｕｒｅ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｐａｃｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ：高横隔膜の低捕獲閾値ペーシング装置および方法」に開示されており、これらの出願の動作の種々の方法の開示は、参照することによって、本明細書に組み込まれ、本デバイスとともに使用することに適用可能である。
【００１７】
図２は、本発明の多重リード線実施形態に係る、いくつかの例示的なペーシング衛星の外観図である。一実施形態によると、ペーシングリード線２００（例えば、図１の右心室リード線１０２または左心室リード線１０５）は、衛星２０２等の、いくつか（例えば、８つ）の衛星に結合される、２つのバスワイヤＳ１およびＳ２を収容する。Ｓ２は、例示的な実施形態において、陽極導体であり、Ｓ１は、陰極導体である。図２はまた、衛星２０２を拡大図とともに示す。衛星２０２は、衛星２０２の円筒状の外壁の４つの四分円に配置され、本発明の支持構造によって支持される、電極２１２、２１４、２１６、および２１８を含む。各衛星はまた、４つの電極のうちのどれが、バスワイヤＳ１またはＳ２に結合されるかを判断する、構成信号を受信するように、ペーシングおよび信号検出システムと通信する、構造の内側に制御チップを含有する。
【００１８】
電極によって収集される、構成信号、後続のペーシングパルス信号、およびアナログ信号はすべて、いずれの方向においても、バスワイヤＳ１およびＳ２を通して通信させることができる。対称な配設で示されているが、電極２１２、２１４、２１６および２１８は、これらの電極間の容量結合を最小化するように、リード線２００に沿ってずれていてもよい。電極の四分円配設は、好ましい方向に、例えば、神経から離して、またはペーシング電流を減衰するように構成される電極に面して、配向される電極を介して、ペーシング電流を供与することを可能にする。かかる精密なペーシングは、低動力ペーシング、およびペーシング信号によって引き起こされた組織損傷の最小化を可能にする。
【００１９】
リード線は、多様な異なるエフェクタ要素をさらに含むことができ、要素は、衛星、または衛星とは別個の構造を採用してもよい。エフェクタは、これらに限定されないが、圧力データ、体積データ、寸法データ、温度データ、酸素または二酸化炭素濃度データ、ヘマトクリットデータ、電気伝導データ、電位データ、ｐＨデータ、化学データ、血流速度データ、熱伝導データ、光学特性データ、断面積データ、粘度データ、放射線データ等のデータを収集することを目的とすることができる。したがって、エフェクタは、センサ、例えば、温度センサ、加速度計、超音波送信器もしくは受信器、電圧センサ、電位センサ、電流センサ等であってもよい。代替的に、エフェクタは、電流もしくは電圧を提供すること、電位を設定すること、物質もしくは領域を加熱すること、圧力変化を誘導すること、材料もしくは物質を解放または捕捉すること、光を発出すること、音響もしくは超音波エネルギーを発出すること、放射線を発出すること等を、起動または介入を目的とすることができる。
【００２０】
関心のエフェクタは、本出願の発明者のうちの少なくとも一部による以下の出願に説明されるそれらのエフェクタを含むが、これらに限定されない。米国特許公開第ＵＳ２００４０１９３０２１号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｔｒｅａｔｉｎｇ  Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：血液力学パラメータをモニタおよび処理するための方法および装置」、米国特許公開第ＵＳ２００６００５８５８８号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ：組織の活性およびモニタリングのための方法および装置」、国際特許公開第ＷＯ２００６／０６９３２３号、米国特許公報第ＵＳ２００６−０１６１２１１号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ−Ｂａｓｅｄ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｗａｌｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：移植可能な加速度計に基づく心臓壁位置検出器」、米国特許第７，２００，４３９号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｉｎｇ：心臓ペーシングを高めるための方法および装置」、米国特許第７，２０４，７９８号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ：心臓パラメータを計測するための方法および装置」、米国特許第７，２６７，６４９号、発明の名称「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ：遠隔血液力学モニタリングのための方法およびシステム」、米国特許公報第ＵＳ２００６−０２１７７９３号、発明の名称「Ｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ：ファイバオプティック組織活動センサ」、米国特許第７，０２８，５５０号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ：移植可能な圧力センサ」、米国特許公報第ＵＳ２００６−０１１６５８１号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｙｓｔｅｍ：移植可能なドプラー断層写真システム」、および米国特許公報第ＵＳ２００８−０２５５６２９号、発明の名称「Ｃａｒｄｉａｃ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｓｔｒａｉｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ：圧力測定による心臓活動特性」。これらの出願は、その全体として、参照することにより、本明細書に組み込まれる。
【００２１】
典型的な衛星２０２（図２に図示）は、図３により詳細に示されている。導体Ｓ１、Ｓ２は、ＩＣ（集積回路）３０１と接続して示されており、これは、６端末デバイスである。他方の４つの端末は、電極２１２、２１４、２１６、および２１８（図２でも見える）への接続点である。
【００２２】
ＩＣ３０１は、動力抽出部３０２、データ／クロック回復部３０３、コマンド解釈部３０４、および切り替え部３０５を含む。
【００２３】
動力抽出部３０２は、導体Ｓ１、Ｓ２からＤＣ動力を取得し、その動力を、ＩＣ３０１の他の部分での使用に、例えば、動力線ＶHighおよび接地として、利用可能にする。
【００２４】
データ／クロック回復部３０３は、導体Ｓ１、Ｓ２からのクロック信号を検出し、クロック信号を使用して、導体Ｓ１、Ｓ２でデータを検出するように、導体Ｓ１、Ｓ２のサンプリングを計時する。コマンド解釈部３０４は、データ／クロック回復部３０３からデータを受信し、データからコマンドを選出する。
【００２５】
切り替え部３０５は、コマンド解釈部３０４からのコマンドに応答し、電極２１２、２１４、２１６、２１８を、導体Ｓ１または導体Ｓ２と選択的に接続する。
【００２６】
ＩＣ３０１が、メッセージを導体Ｓ１、Ｓ２に沿って、システム１０１（図１）に送信し戻すことを許容する回路もまた、提供されてもよい。
【００２７】
データ／クロック回復部３０３およびコマンド解釈部３０４は、参照することによって、本明細書に組み込まれる、国際特許公開第ＷＯ２００７／０７５９７４号、または前述の列記された他の特許文書に記載される、回路であってもよい。
【００２８】
デフォルトモード動作
一実施形態において、集積回路は、例えば、回路が、多電極リード線（ＭＥＬ）等の、リード線上の電極アセンブリに採用される、デフォルトモードにおいて、動作可能であるように構成される。かかる実施形態において、回路は、デフォルトモード機能ブロックを含み、これは、回路、およびそこへ結合されるアセンブリが、電極がまず動力供給され、構成されることなく、デフォルトモードで動作することを可能にする。したがって、これらの実施形態において、前記集積回路によって提供されるデバイス構成は、動力が前記集積回路に印加されることなく、機能的である。このデフォルトモード動作は、ペースメーカ等の、移植可能な医療デバイスが、電極構成のために余分な動力を消費することなく動作することを可能にする。さらに、デフォルトモード動作は、ＭＥＬが、従来のペーシングシステムと容易に相互動作することを可能にする。かかる実施形態において、集積回路は、例えば、前述したように、デフォルト動作を可能にする、機能ブロックを有してもよい。
【００２９】
ある実施形態において、回路は、前記回路が動力供給されると、１つの供給端末を、１つ以上のエフェクタに接続する、デフォルト構成を有するように構成される。したがって、これらの実施形態において、回路が動力供給されると、回路は、遠隔源からいかなる構成データも受信することなく、回路に結合される１つ以上のエフェクタに関して、デフォルト構成を採る。
【００３０】
この機能をさらに詳細に述べると、本発明の実施形態は、デフォルトモードで動作可能である、多電極リード線（ＭＥＬ）の衛星ユニット等の、移植可能なデバイスを提供する。かかるデバイスは、動力供給後に、構成データを受信するか否かに関わらず、動力が供給されると動作可能となるように構成される、集積回路を含む。例えば、本発明のペースメーカリード線は、ペースメーカ缶から電極構成信号を受信するか否かに関わらず、ペースメーカ缶に結合された後、デフォルトモードで動作することができる。デフォルトモードにおいて、ペースメーカリード線は、許容される範囲内にあるペーシング信号に応答して、ペーシング機能を提供することができる。ペースメーカリード線によって許容される信号の範囲は、多くの異なるモデルのペースメーカ缶によって生成されるペーシング信号を含むのに十分広範である。したがって、本発明のペースメーカリード線は、特定の製造者によって作製される１つのペースメーカ缶モデル、または１つの部類のペースメーカ缶のみとの使用に限定されない。
【００３１】
本発明は、必要性が生じた場合、既存の缶を、多種多様の型式およびモデルからの１つと取り替える能力を提供する。これは、既存のペースメーカリード線を使用しながら、達成することができる。これは、既存のペースメーカリード線を取り替えるための追加の外科的処置を実施する上で、望ましい。移植されたペースメーカリード線が、任意の製造者によって作製された１つのペースメーカモデル、またはある部類のペースメーカモデルによって生成されるペーシング信号に応答することができれば、望ましいであろう。
【００３２】
ペースメーカリード線は、１つ以上の集積回路チップを含むことができる。チップの各々は、一組のスイッチ（例えば、４つのスイッチ）を含むことができる。スイッチの各々は、リード線の陽極ワイヤまたは陰極ワイヤを、電極に結合または分離する。スイッチは、典型的に、任意の簡便な回路設計技術に従って、一組のトランジスタによって移植される。
【００３３】
本発明のペースメーカリード線は、ペースメーカ缶に接続される。ペースメーカリード線は、デフォルトモードで動作可能である。デフォルトモードにおいて、集積回路チップ内のスイッチは、デフォルト構成の状態のままであるか、デフォルト構成に切り替わる。スイッチがデフォルト構成にある際、電極のうちの１つ以上は、陽極ワイヤおよび／または陰極ワイヤに結合される。一手法において、１つ以上のチップ内のスイッチは、対応する電極を陽極ワイヤまたは陰極ワイヤに結合するように切り替わることができる。スイッチはまた、ペースメーカが、電流をその電極に送信することができないように、陽極ワイヤおよび陰極ワイヤの双方から、対応する電極を分離することができる。このため、スイッチの各々は、分離された状態、陽極ワイヤに結合された状態、または陰極ワイヤに結合された状態の３つの状態のうちの１つに配置することができる。
【００３４】
図９に戻ると、端部９５２でペースメーカ缶に接続するペースメーカリード線９５１が示されている。リード線９５１の遠位端部（端部９５２から最も遠い端部）に設置されているのが、チップ９５６である。次が、チップ９５５であり、次いでチップ９５４であり、最後にペースメーカ缶に最も近いチップ９５３である。（本実施例は、４つのチップひいては４つの衛星を示すが、他の数が採用されてもよい。）
【００３５】
各チップは、電極に接続される。例えば、チップ９５３は、電極９５７に接続され、チップ９５４は、電極９５８に接続され、チップ９５５は、電極９５９に接続され、チップ９５６は、電極９６０に接続される。
【００３６】
各チップ内には、特定の電極を導体Ｓ１に、もしくは導体Ｓ２に選択的に接続することができるか、または導体Ｓ１およびＳ２に関して、電極を高インピーダンスにしておくことができる、半導体スイッチ（図９においては、明確にするために省略）がある。各電極は、２つのかかるスイッチ（一方はＳ１に結合され、他方はＳ２に結合される）を有し、このため、本実施形態において、各チップは、各チップが８つのかかるスイッチを含有するように、４つの電極を有する。このため、４つのチップを有するリード線９５１の例示的な実施形態において、３２個のかかるスイッチが存在する。
【００３７】
例示的な実施形態において、９５３、９５４、９５５、９５６に設置されるチップは、それらのデフォルト機能において、同一ではない。第１のタイプのチップは、デフォルトにおいて、その電極のすべてを陰極（Ｓ１）導体に接続するチップである。第２のタイプのチップは、デフォルトにおいて、その電極のすべてを陽極（Ｓ２）導体に接続する。第３のタイプのチップは、デフォルトにおいて、その電極を導体のうちのいずれにも接続しない。
【００３８】
図９の実施形態において、チップ９５６は、即ち、陰極（Ｓ１）導体へのデフォルト接続を伴う、第１のタイプ（ここでは「ｃ０」と称する）である。チップ９５５は、即ち、陽極（Ｓ２）導体へのデフォルト接続を伴う、第２のタイプ（ここでは「ａ１」と称する）である。チップ９５４、９５３の各々は、デフォルトにおいて、その電極をいずれの導体にも接続しない、第３のタイプ（ここでは「ｓ」と称する）である。
【００３９】
単一ワイヤ方法（Ｓ１導体で発出されるパルスに対する帰線として、生体組織を使用）でパルスを送信する古いペースメーカの場合、唯一の活性電極９６０は、遠位衛星にあるものである。
【００４０】
２ワイヤ方法（導体Ｓ１およびＳ２上）でパルスを送信する古いペースメーカの場合、活性電極は、９５９にあるもの（Ｓ２導体と結合）および９６０にあるもの（Ｓ１導体と結合）である。
【００４１】
一種のタイプのペースメーカ缶は、移植可能なペースメーカリード線内にある、集積回路チップ内のスイッチの状態を制御することができる、構成信号を生成することが可能である。これらのタイプのペースメーカ缶は、任意の所望のペーシング構成におけるリード線内の電極のうちのいずれかを刺激するために、スイッチの状態を変更することが可能である。
【００４２】
しかしながら、他のタイプのペースメーカ缶は、スイッチの状態を制御するための構成信号を生成することができない。本発明によれば、電極のうちの１つ以上は、デフォルトモードにおいて、陽極および／または陰極ワイヤに結合される。したがって、スイッチの状態を変更するための構成信号を生成することが可能ではないペースメーカ缶は、依然として、デフォルトモードにおいて、電極のうちの少なくとも１つに、電流を送信することが可能である。スイッチのデフォルト構成により、許容される範囲内のペーシング信号を生成することが可能であるいずれのペースメーカ缶も、心臓組織を刺激し、少なくとも基本的なペーシング機能を提供することが可能になる。
【００４３】
本発明の一種の実施形態によれば、移植可能なペースメーカリード線は、リード線がペースメーカ缶に結合される前に、すでに機能的デフォルトモードである。本発明の他の実施形態によれば、移植可能なペースメーカリード線は、リード線がペースメーカ缶に結合され、動力供給電圧が所定の閾値電圧に達するか、またはそれを超過した後に、機能的デフォルトモードに入る。図９に関連して前述したように、ペースメーカリード線上の集積回路チップは、陽極デフォルト、陰極デフォルト、およびオフデフォルトの３つのタイプのデフォルトモードチップに分類することができる。陽極デフォルトチップは、デフォルトモードで、１つ以上の電極を陽極ワイヤに結合するスイッチを含有する。陽極デフォルトチップに対するＤＣリード線インピーダンスは、例えば、約１２０Ω等の、約１１２から約２２５Ω等の約２０から約２２５Ωの範囲内とすることができる。
【００４４】
陰極デフォルトチップは、デフォルトモードで、１つ以上の電極を陰極ワイヤに結合するスイッチを含有する。陰極デフォルトチップに対するＤＣリード線インピーダンスは、例えば、約４０Ωを含む、約２０から約８０Ω等の、約１５から約８０Ωの範囲内とすることができる。ペーシング信号のパルス振幅が増加される場合、リード線インピーダンスは、低減される。
【００４５】
デフォルトによってオフ状態であるチップは、それらの電極のすべてを、陽極および陰極ワイヤから切断するスイッチを含有する。デフォルトによってオフ状態であるチップは、例えば、ペースメーカ缶を使用して動力投入されるまで、約１メガオームのインピーダンスの範囲内とすることができる。
【００４６】
本発明のペースメーカリード線は、対応する数の電極に結合される、任意の数のスイッチを有する集積回路チップを有することができる。例えば、一例において、電極構成は、患者に効果的な治療処置を提供するように設定することができる。別の例において、電極構成は、同一の患者に、より効果的な治療処置を提供するように再設定することができる。
【００４７】
動力生成
図３に戻ると、動力抽出または動力生成回路３０２が示されている。導体Ｓ１およびＳ２は、チップ３０１の外側から動力を受信する。動力抽出回路３０２には、チップ３０１内で使用するための適切な動力供給を展開する処理があり、ここでは、導体３０８および３０６は、任意に、それぞれＶｈｉｇｈおよびＶｌｏｗとして示される。
【００４８】
Ｓ２導体への電極切り替え
図３に戻ると、切り替え回路３０５が示されている。導体Ｓ１およびＳ２は、チップ３０１の外側から信号を受信する。切り替え回路３０５は、各電極２１２、２１４、２１６、２１８に対するトライステートドライバを提供する。「トライステートドライバ」とは、特定の電極が、導体Ｓ１もしくは導体Ｓ２に接続される可能性があるか、または導体Ｓ１およびＳ２の双方に対して、高インピーダンスである（「フローティング」）可能性があるということを意味する。ドライバは、コマンド解釈回路３０４からの制御線３０７（図３）によって制御される。
【００４９】
図８は、本発明に係るシステムにおける、切り替え回路３０５の一部分を詳述する。電極２１２は、線Ｏによって、ともにトライステートドライバを備える、スイッチＯ２およびＯ１と接続される。電極２１４は、線Ｐによって、ともにトライステートドライバを備える、スイッチＰ２およびＰ１と接続される。電極２１６は、線Ｌによって、ともにトライステートドライバを備える、スイッチＬ２およびＬ１と接続される。最後に、電極２１８は、線Ｆによって、ともにトライステートドライバを備える、スイッチＦ２およびＦ１と接続される。
【００５０】
図８において、各トライステートドライバは、制御線３０７によって制御され、この詳細は、図８においては、明確にするために省略される。任意のトライステートドライバと同様に、多くてもスイッチのうちの１つが、特定の時間に「オン」になることが重要である。異なる言い方をすれば、双方のスイッチが、同時にオンとなることは、起きてはならない。これは、例えば、スイッチＯ２およびＯ１は、同時に「オン」になってはならない。
【００５１】
厳しく制限された電圧への対応。リード線の設計者に直面する多くの課題のうちの１つは、前述したように、設計者が、ペースメーカ等の、外部機器によって、リード線に提供される動力について、非常に多くの想定を立てることが許容されていないという問題である。動力は、ことによると、１ボルトと小さい、非常に制限された電圧である可能性がある。しかし、リード線の各衛星内のチップの主回路は、その作業を実施するために、約２ボルトを要する可能性が高い。
【００５２】
図４に戻ると、当該技術分野で公知である、標準的なフライングコンデンサ電圧ダブラ４２１が見られる。電圧入力４２２は、ダブラ４２１に提供される。出力４２３が示されている。コンデンサ４２４は、多少詳細に論述される、二極双投スイッチ４２６によって接続される。ＤＰＤＴスイッチ４２６は、タイミング信号または信号４２５によって制御される。
【００５３】
第１の段階において、スイッチ４２６は、コンデンサの上部が入力４２２に接続され、コンデンサの底部が接地に接続された状態で、コンデンサ４２４を、入力４２２と接地との間に接続する。これにより、コンデンサ４２４を充電する。
【００５４】
第２の段階において、スイッチ４２６は、コンデンサの上部を出力４２３に接続し、コンデンサの底部を入力４２２に接続する。
【００５５】
このようにして、電圧は「加算される」。入力における電圧（約１ボルト）は、コンデンサに格納される電圧（同様に１ボルトであり、第１の段階中に充電されている）に加算される。合計２ボルトが、出力４２３に送達される。
【００５６】
図５は、本発明に係る装置において採用される電圧ダブラ５２１を、図式的に詳細に示す。入力５２２、ならびに出力５２３を見ることができる。コンデンサ５２４が示されている。トランジスタスイッチ５３４、５３２、５３０、および５２８が示されており、それらは、スイッチ４２６によって図４で説明される機能を提供する。トランジスタスイッチは、タイミング信号５３３、５３１、５２９、および５２７によって、動力投入および動力遮断される。
【００５７】
典型的な実施形態において、タイミング信号は、１メガヘルツほどで循環する。かかる周波数は、コンデンサ４２４（図４）および５２４（図５）の大きさを最小化することを可能にする。はるかに低い周波数が使用された場合、コンデンサを大きくする必要があり、これは、本明細書で論述されるような制限された大きさの集積回路で行うことは容易ではない。
【００５８】
図６は、より良好な動力生成を提供するように、互いに位相ずれで励起される電圧ダブラ６２２、６２３から成る、複合電圧ダブラ６２１を示す。入力６２５および出力６２４が、示されている。タイミング信号６２６、６２７は、それぞれダブラ６２２および６２３に提供される。タイミング信号は、本実施形態において、互いに１８０度位相ずれである。このように、２つのダブラ６２２および６２３は、互いの間隙を埋め、単独で用いられた、単一のダブラ６２２または６２３の倍の帯域幅を提供する。
【００５９】
前述された、さらに別の課題は、リード線の設計者が、リード線での動力の初期到着のほんの数十マイクロ秒以内に、完全に機能するチップを提供することが必要であるということである。単一の電圧ダブラ（およびその関連付けられるタイミング回路）は、必要とされる電圧レベルの生成に、確実には、十分に素早く「整定する」ことができないことが分かる。
【００６０】
図７は、本発明に係る、カスケード接続された電圧ダブラを示す。電圧入力７２２は、第１のタイミング回路７２４に、第１のダブラ７２５に、および第２のダブラ７３０に供与されることが示されている。第１のタイミング回路７２４は、タイミング信号７２８を、第１のダブラ７２５に提供する。
【００６１】
第１のダブラ７２５は、倍加された電圧を、第２のタイミング回路７２６に供与する。第２のタイミング回路７２６は、タイミング信号７２９を、第２のダブラ７３０に提供する。第２のダブラ７３０は、出力７２３を有する。
【００６２】
第１のダブラ７２５は、第１のタイミング回路７２４とともに、非常に素早く「整定する」ように設計され、これは、多くの動力を生成する必要が無いために行うことが可能である。安定した動作を第２のタイミング回路７２９に与えるように、十分な動力を生成することのみが必要である（また、チップの主な機能に動力供給するように、十分な動力を生成する必要は無い）。
【００６３】
第２のダブラ７３０は、第２のタイミング回路７２９とともに、チップの主な機能に動力供給するために、十分な動力を生成することが可能であるように設計される。
【００６４】
典型的な実施形態において、動力入力７２２は、１ボルトと小さい可能性がある。第１のタイミング回路７２４は、回路に動力供給するのがほんの１ボルトであるにもかかわらず、その作業を行うことが可能であるように設計される。
【００６５】
第１のダブラ７２５の出力は、公称的には２ボルトであり、これは、第２のタイミング回路７２６の信頼性のある、かつ安定した動作を可能にする。
【００６６】
このように、複合ダブラ７２１は、１ボルトと少ない初期供給の、全体でほんの数十マイクロ秒以内に、出力７２３で、質の高い倍加された電圧を供与することが可能である。
【００６７】
例示的な実施形態において、第１のダブラ７２４は、約２から３ピコファラッド、例えば、約２．７ピコファラッドのフライングコンデンサを有してもよい。例示的な実施形態において、第２のダブラ７２４は、約１３から１６ピコファラッドのフライングコンデンサを有してもよい。非常に多くの電流を生成する必要が無い他のダブラは、約２５０フェムトファラッドから約３００または５００フェムトファラッドのフライングコンデンサをそれぞれ有してもよい。
【００６８】
前述したように、本発明に係るリード線の設計者に直面する課題のうちの１つは、多くの場合、多様な古いもしくはより現代的な移植可能なデバイスのいずれかを収容することが必要であるということである。このため、ある移植可能なデバイスは、約１または１．１ボルトを供与する可能性がある一方で、異なる移植可能なデバイスは、３ボルト等のより高い電圧を供与する可能性があり、より高い電圧では、電圧ダブラを利用する必要が全く無い。
【００６９】
ダブラは、入力電圧が低い場合に必要とされるのみであると、説明される場合がある。入力電圧が十分に高い場合、過度に高い出力電圧が、集積回路の他方の内部部品を損傷することを防止するように、ダブラ（複数を含む）をバイパスする、もしくは無効化することが有利である可能性がある。ダブラ（複数を含む）をバイパスするための閾値は、リード線導体（複数を含む）で提供される、約３ボルトのＤＣであってもよい。
【００７０】
本発明の例示的な一実施形態において、移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線が説明され、リード線に沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、リード線は、その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも２つの導体を有し、導体は、少なくとも２つの衛星の各々まで延在、およびそれらに電気的に接続され、さらに、移植可能なデバイスへの電気的接続のために、リード線の端部まで延在する。各衛星は、リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備える。各衛星は、少なくとも２つの導体と電気的に接続され、それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路をさらに備える。各集積回路は、少なくとも２つの導体から動力供給される、それぞれの第１のタイミング回路を備える。各集積回路は、少なくとも２つの導体から動力供給され、それぞれの第１のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電圧ダブラをさらに備える。各集積回路は、第１の電圧ダブラから動力供給される、それぞれの第２のタイミング回路を備える。各集積回路は、少なくとも２つの導体から動力供給され、それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電圧ダブラをさらに備える。各集積回路は、少なくとも１つのそれぞれの電極と、少なくとも２つの導体との間の接続を制御する制御手段をさらに備え、制御手段は、それぞれの第２の電圧ダブラから動力供給される。
【００７１】
少なくとも２つの導体から動力供給され、第２の電圧ダブラの切り替えに関して、位相ずれで、それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第３の電圧ダブラが存在してもよく、制御手段は、それぞれの第２の電圧ダブラに加えて、それぞれの第３の電圧ダブラから動力供給される。
【００７２】
電圧ダブラによって制御手段に提供される動力は、約２ボルトとすることができ、少なくとも１．８ボルトであることを特徴とする。少なくとも２つの導体によって電圧ダブラに提供される動力は、約１ボルトとすることができ、１．１ボルト以下であることを特徴とする。電圧ダブラの出力は、約１０または１５または２０マイクロ秒以内に安定することができ、少なくとも２つの導体による電圧ダブラへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定することを特徴とする。
【００７３】
事象の例示的な順序は、各集積回路内で、
・第１のタイミング信号が、少なくとも２つの導体からの動力に依存して、生成され、
・電圧が、少なくとも２つの導体から倍加され、この倍加は、それぞれの第１のタイミング信号によって切り替えられ、第１の倍加された電圧をもたらし、
・第２のタイミング信号が、第１の倍加された電圧からの動力に依存して、生成され、
・電圧が、少なくとも２つの導体から倍加され、この倍加は、それぞれの第２のタイミング信号によって切り替えられ、第２の倍加された電圧をもたらす。
【００７４】
上記の論述は、リード線が２つの導体を含有する、典型的な事例を扱う。しかしながら、本発明の教示は、リード線が１つの導体のみを有し、伝道経路の残りが、生体組織を通って、移植可能なデバイスの接続点へ通じる事例において、等しく利用可能であることを理解されよう。
【００７５】
上記の論述では、論述される領域の設計者が直面する課題の一部に対処するために採用される手法を説明するのに簡便な方法として、「電圧ダブラ」という用語を使用する。「電荷ポンプ」というより一般的な用語が、おそらく、課題の一部に対処するための記載される手法を説明するためのより明確な用語である。
【００７６】
当業者には、必要以上の実験を行うことなく、本装置および方法の無数の明らかな改善および改変を考案する困難は全く無く、これらの改善および改変のすべては、以下の特許請求の範囲内に包含されることが意図される。
【図１】
2012525206.tif 000003
【図２】
2012525206.tif 000004
【図３】
2012525206.tif 000005
【図４】
2012525206.tif 000006
【図５】
2012525206.tif 000007
【図６】
2012525206.tif 000008
【図７】
2012525206.tif 000009
【図８】
2012525206.tif 000010
【図９】
2012525206.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月4日(2012.1.4)
【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】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続され、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１の電荷ポンプを備えること
を特徴とするリード線。
【請求項２】
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段をさらに備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項３】
前記第１の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力は、１．１ボルト以下であること
を特徴とする請求項２に記載のリード線。
【請求項４】
前記第１の電荷ポンプの出力は、前記少なくとも１つの導体による、前記第１の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項２に記載のリード線。
【請求項５】
それぞれの第１の電荷ポンプは、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力が、少なくとも３ボルトである場合に、無効化される、またはバイパスされること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のリード線。
【請求項６】
各集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれのタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えること
を特徴とする請求項１に記載のリード線。
【請求項７】
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段をさらに備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項６に記載のリード線。
【請求項８】
それぞれの第１の電荷ポンプ、およびそれぞれの第２の電荷ポンプは、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプおよび前記第２の電荷ポンプに提供される動力が、少なくとも３ボルトである場合に、無効化される、またはバイパスされること
を特徴とする請求項６または７に記載のリード線。
【請求項９】
導体の数は１つであること
を特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のリード線。
【請求項１０】
導体の数は２つであること
を特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のリード線。
【請求項１１】
それぞれの電極の数は少なくとも４つであること
を特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載のリード線。
【請求項１２】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在、およびそれらに電気的に接続し、さらに、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部まで延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１のタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第１のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれの第２のタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とするリード線。
【請求項１３】
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第２の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第３の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第３の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項１２に記載のリード線。
【請求項１４】
移植可能なデバイスとともに使用するためのリード線であって、
その長さに沿った、それぞれの別個の位置で、少なくとも２つの衛星を有し、
その長さの少なくとも一部に沿って延在する、少なくとも１つの導体を有し、
前記導体は、前記少なくとも２つの衛星の各々まで延在し、それらに電気的に接続し、前記移植可能なデバイスへの電気的接続のために、前記リード線の端部までさらに延在しており、
各衛星は、前記リード線の外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
各衛星は、前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
各集積回路は、それぞれのタイミング回路を備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
各集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプから動力供給され、
前記第１の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第１の電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記第１の電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記第１の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とするリード線。
【請求項１５】
各集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第１の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給され、
前記第２の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第２の電荷ポンプに提供される動力は、１．１ボルト以下であり、第２の電荷ポンプの出力は、前記少なくとも１つの導体による、前記第２の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項１４に記載のリード線。
【請求項１６】
移植可能なデバイスとともに使用するための少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用する衛星であって、
外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給される、それぞれの第１のタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第１のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第１の電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記第１の電荷ポンプから動力供給される、それぞれの第２のタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする衛星。
【請求項１７】
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第２の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれの第２のタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第３の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第２の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第３の電荷ポンプから動力供給されること
を特徴とする請求項１６に記載の衛星。
【請求項１８】
移植可能なデバイスとともに使用するための少なくとも１つの導体を有するリード線とともに使用する衛星であって、
外部に接触するために位置付けられる、少なくとも１つのそれぞれの電極を備え、
前記少なくとも１つの導体と電気的に接続され、前記それぞれの電極と電気的に接続される、それぞれの集積回路を備え、
前記集積回路は、それぞれのタイミング回路を備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの電荷ポンプを備え、
前記集積回路は、前記少なくとも１つのそれぞれの電極と、前記少なくとも１つの導体との間の接続を制御する、制御手段を備えており、
該制御手段は、前記それぞれの電荷ポンプから動力供給され、
前記電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、前記電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする衛星。
【請求項１９】
前記集積回路は、前記少なくとも１つの導体から動力供給され、前記第１の電荷ポンプの前記切り替えに関して、位相ずれで、前記それぞれのタイミング回路によって切り替えられる、それぞれの第２の電荷ポンプを備えており、
前記制御手段は、前記それぞれの第１の電荷ポンプに加え、前記それぞれの第２の電荷ポンプから動力供給され、
前記第２の電荷ポンプによって、前記制御手段に提供される動力が、少なくとも１．８ボルトであり、前記少なくとも１つの導体によって、前記第２の電荷ポンプに提供される動力が、１．１ボルト以下であり、第２の電荷ポンプの出力が、前記少なくとも１つの導体による、前記第２の電荷ポンプへの動力の提供の５０マイクロ秒以内に安定すること
を特徴とする請求項１８に記載の衛星。
【国際調査報告】
2012525206.tif 000012
2012525206.tif 000013
2012525206.tif 000014