(57)【要約】  一実施例では、センサは、患者の身体に埋め込まれるように構成されている。センサは、少なくとも１つの感知素子と、少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置と、測定装置と通信している内部無線通信装置と、を有する。少なくとも１つの感知素子は抵抗器を含み、測定装置はコンデンサを含む。測定装置は、抵抗器を介したコンデンサの放電時間を測定して、センサによって観察されるひずみなどの、解剖学上の身体の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成する。内部無線通信装置は、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信する。
2020529893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも１つの感知素子と、
前記少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、前記少なくとも１つの感知素子を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの感知素子が抵抗器を含み、前記測定装置が、前記抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの前記放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記測定装置が、前記少なくとも１つの感知素子を介した前記コンデンサの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記測定装置がクロックを含み、前記時間デジタル変換器が、前記クロックのクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記センサが、前記少なくとも１つの感知素子を含むひずみゲージを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記ひずみゲージが、前記少なくとも１つの感知素子を担持する基板を含み、前記少なくとも１つの感知素子が、少なくとも第１及び第２の感知素子を含み、前記第１の感知素子と前記第２の感知素子とが互いに対して非平行である、請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記内部無線通信装置が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）トランスポンダーを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備え、前記電源デバイスが、前記センサに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されたエネルギーハーベスティングデバイスを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
基板と、第１の感知素子と第２の感知素子と第３の感知素子とが互いに対して非平行であるように前記基板上に配置された前記第１、第２、及び第３の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
前記第１〜第３の感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
【請求項１０】
前記第１〜第３の感知素子のそれぞれが抵抗器を含み、前記測定装置が、各抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記測定装置が、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、前記第１〜第３の感知素子のそれぞれの前記抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１２】
前記測定装置が、各抵抗器を介した前記放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、請求項１１に記載のセンサ。
【請求項１３】
各感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１４】
各感知素子が、第１の端部と、中心軸線に沿って前記第１の端部からオフセットされた第２の端部と、を有し、各感知素子が、前記中心軸線に沿って前記第１の端部と前記第２の端部との間に延びる線形バーである抵抗器を含む、請求項９に記載のセンサ。
【請求項１５】
患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも１つの感知素子と、
前記少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第１の方向に巻回された少なくとも１つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、前記アンテナコイルは、前記測定値を前記患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
前記アンテナの下に配置されたシールドであって、前記シールドは、前記アンテナコイルと直列に接続されかつ前記第１の方向と反対の第２の方向に巻回された少なくとも１つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。
【請求項１６】
前記シールドコイルが、前記アンテナコイルの巻き数よりも少ない巻き数を有する、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのシールドコイルが、前記少なくとも１つのアンテナコイルの磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成されている、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１８】
前記シールドが、前記アンテナと前記少なくとも１つの感知素子との間に配置されている、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１９】
前記シールドが、前記少なくとも１つの感知素子と前記測定装置との間に配置されている、請求項１８に記載のセンサ。
【請求項２０】
前記シールドが、前記アンテナと前記測定装置との間に配置されている、請求項１８に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年８月７日出願の米国仮特許出願第６２／５４１，９２４号の利益を主張するものであり、その開示は、その全体があたかも本明細書に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、患者の身体に埋め込み可能なセンサ、並びにそれを使用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ヒトにおける物理的疾患及び治癒の追跡は、患者の身体の解剖学的特性を測定することを伴うことが多い。しかしながら、内部でのみ得ることができるものなどのいくつかの測定値を得ることは困難であり得る。より最近では、患者の身体に埋め込まれて、患者の健康を経時的に追跡することができるセンサに関心が寄せられてきた。例えば、損傷した又は骨折した骨における治癒を追跡するために、１つ以上のひずみゲージを使用する試みがなされてきた。１つ以上のひずみゲージは、整形外科用インプラントに取り付けられ、次にこの整形外科用インプラントは、損傷した又は骨折した骨に取り付けられる。骨が治癒するにつれて、骨は、患者の身体によって整形外科用インプラントに付与される負荷を次第に共有する。したがって、骨が治癒するにつれて骨に付与される負荷は増加し、一方、整形外科用インプラントに加わる負荷は減少する。原理上、この負荷の変化は、１つ以上のひずみゲージによって経時的に測定されて、骨における治癒の進行を追跡することができる。次いで、測定値は、医師がアクセスすることができる、身体の外側の装置に通信され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施例において、患者の身体に埋め込まれるように構成されたセンサは、少なくとも１つの感知素子と、少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置と、測定装置と通信している内部無線通信装置と、を備える。少なくとも１つの感知素子は抵抗器を含み、測定装置は少なくとも１つのコンデンサを含む。更に、測定装置は、抵抗器を介した少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して、センサによって観察される解剖学上の身体の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている。無線通信装置は、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信するように構成されている。
【０００５】
別の実施例では、方法は、患者の身体に埋め込まれた少なくとも１つのセンサから患者の解剖学的特性の値を検出する。当該方法は、少なくとも１つのセンサの少なくとも１つのコンデンサを基準電圧に充電する工程を含む。当該方法は、少なくとも１つのセンサの少なくとも１つの抵抗感知素子を介して少なくとも１つのコンデンサを放電する工程を更に含む。当該方法は、解剖学的特性の値に比例する測定値を生成する工程を更に含む。生成工程は、少なくとも１つのコンデンサの放電時間をトリガ電圧まで測定することを含む。当該方法はまた、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信する工程を更に含む。
【０００６】
更に別の実施例では、患者の身体に埋め込まれるように構成されたセンサは、少なくとも１つの感知素子と、通信中の測定装置と、測定装置と通信している内部無線通信装置と、を有する、半導体ひずみゲージ備える。ひずみゲージは、基板と、第１の感知素子と第２の感知素子と第３の感知素子とが互いに対して非平行であるように基板上に配置された第１、第２、及び第３の感知素子と、を有する。測定装置は、センサによって観察される解剖学上の身体の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている。無線送信機は、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信するように構成されている。
【０００７】
更に別の実施例では、システムは、解剖学的インプラントと、解剖学的インプラントによって支持される第１及び第２のセンサと、を備える。第１のセンサは、第１の一意の識別子を含み、かつ、少なくとも第１の感知素子と、少なくとも第１の感知素子と通信している第１の測定装置と、第１の内部無線通信装置と、を備える。第１の測定装置は、第１センサによって観察される解剖学上の身体の解剖学的特性の値に比例する第１の測定値を生成するように構成されており、第１の内部無線通信装置は、患者の身体の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に第１の測定値及び第１の一意の識別子を無線通信するように構成されている。第２のセンサは、第１の一意の識別子とは異なる第２の一意の識別子を含み、かつ、少なくとも第２の感知素子と、少なくとも第２の感知素子と通信している第２の測定装置と、第２の内部無線通信装置と、を備える。第２測定装置は、第２センサによって観察される解剖学上の身体の解剖学的特性の値に比例する第２の測定値を生成するように構成されており、第２の内部無線通信装置は、患者の身体の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に第２の測定値及び第２の一意の識別子を無線通信するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
前述の要約、並びに本出願の実施形態の以下の詳述は、添付の図面と共に読むことによって、よりよく理解されるであろう。本願の方法及び骨ねじを説明する目的で、図面には例示的な実施形態が示されている。しかしながら、本出願が、示される厳密な方法及び装置に限定されないことを理解されたい。図面は、以下のとおりである。
【図１】患者の解剖学的状態を測定するために患者に対して位置決めされた、例示的な一実施形態による測定システムの簡略化された概略図であり、このシステムは、解剖学的インプラントによって支持されたセンサと、センサから測定値を受信する外部読取装置と、を有する。
【図２】例示的な一実施形態による、図１のシステムの簡略ブロック図である。
【図３】図２のセンサの少なくとも１つの感知素子を含むことができる、例示的な一実施形態によるひずみゲージの平面図である。
【図４】例示的な一実施形態による図２のセンサの測定装置の簡略ブロック図である。
【図５】例示的な一実施形態による図２のセンサの電源デバイスの簡略ブロック図である。
【図６】例示的な一実施形態による図２のセンサのアンテナの平面図である。
【図７】例示的な一実施形態による、解剖学上の身体に取り付けられた測定システムの斜視図であり、このシステムは、解剖学的インプラントと、インプラントによって支持される第１及び第２のセンサと、を備える。
【図８】図７の測定システムの下部の拡大斜視図である。
【図９】図７の測定システムの下部の部分分解斜視図である。
【図１０】例示的な一実施形態による、図２のセンサを動作させる方法の簡略フローチャートである。
【図１１】別の例示的な実施形態による、解剖学上の身体に取り付けられた測定システムの斜視図であり、このシステムは、解剖学的インプラントと、インプラントによって支持される第１のセンサと、インプラントによって支持されていない第２のセンサと、を備える。
【図１２】センサがアンテナとインプラントとの間に配置されたシールドを含む、例示的な一実施形態による測定システムの下部の分解斜視図である。
【図１３】例示的な一実施形態による図１２のセンサのシールドの平面図である。
【図１４】図１２のセンサのアンテナシステムを実装するために使用することができる、例示的な一実施形態によるアンテナシステムの平面図であり、このアンテナシステムは、共通基板によって支持されたアンテナコイル及びシールドコイルを含む。
【図１５】アンテナとシールドとの間に配設された電気部品を有する、例示的な一実施形態による図１２のセンサシステムの一部分の断面図である。
【図１６】シールドがアンテナと電気部品との間に配置されている、別の例示的な実施形態による図１２のセンサシステムの一部分の断面図である。
【図１７】アンテナシステムがアンテナとシールドとを含む、例示的な一実施形態による図１２のアンテナシステムの電気回路図である。
【図１８】図１２のアンテナシステムの磁場を示す。
【図１９】図１２のアンテナシステムの電界を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
患者の身体内への埋め込みに使用するのに提案される従来のセンサは、いくつかの欠点を有する。まず、従来のセンサは、アプリケーションに必要なレベルの感度及び精度を得るために、比較的高い電力需要を有する傾向がある。典型的には、これらのニーズは、比較的大型のバッテリで満たされる。しかしながら、大型バッテリは、人体に有害である材料を含有し得るので生体適合性ではないため、埋め込みには一般的に好ましくない。更に、大型バッテリの使用は、センサの小型化を妨げ得る。したがって、十分な感度及び精度を依然として提供しながら、より小さいバッテリ又はエネルギーハーベスティング技術を介して満たされ得る、比較的低い電力需要を有するセンサが必要とされている。
【００１０】
本明細書では、患者の身体に埋め込まれるように構成されたセンサ及びその構成要素が開示される。更に、本明細書では、解剖学的インプラントと、解剖学的インプラントによって支持されるように構成された少なくとも１つのセンサと、を備えるシステムが開示される。更に、本明細書では、そのようなセンサ及びシステムを動作させる方法が開示される。
【００１１】
図１を参照すると、患者の健康を経時的に追跡するように構成されたシステム１０が示されている。概して、システム１０は、患者の身体２０に埋め込まれるように構成された少なくとも１つの埋め込み型センサ１００を備える。システムはまた、少なくとも１つのセンサ１００を支持するように構成された解剖学的インプラント１１４を含み得る。解剖学的インプラント１１４は、（限定するものではないが）骨プレート、髄内釘、骨アンカー、椎弓根ねじ、脊柱ロッド、椎間インプラントなどの任意の好適な解剖学的インプラントであり得る。加えて、骨プレートは、限定するものではないが、チタンなどの金属又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマーなどの任意の好適な埋め込み可能な材料を含むことができる。あるいは、少なくとも１つのセンサ１００は、解剖学的インプラントによって支持されることなく、患者の解剖学上の身体に直接取り付けられるように構成され得る。
【００１２】
本システムは、外部無線読取装置１１６が患者の身体の外側に位置するときに、少なくとも１つのセンサ１００から患者の皮膚を通じてデータを無線で受信するように構成された外部無線読取装置１１６を更に備えることができる。次いで、データは、患者又は医療専門家によってアクセスされ得るコンピューティング装置３０に通信され得る。コンピューティング装置３０は、図示されるように外部無線読取装置１１６から物理的に分離されていてもよく、又は外部無線読取装置１１６の一部として実装されてもよい。
【００１３】
少なくともいくつかの実施形態では、外部無線読取装置１１６は、少なくとも１つのセンサ１００に電源を無線で供給するように構成され得る。本発明のシステムは、（１）少なくとも１つのセンサ１００、（２）解剖学的インプラント１１４，及び（３）外部無線読取装置１１６のうちのわずか２つ、最大で３つ全てを含み得ることが理解されるであろう。更に、（１）少なくとも１つのセンサ１００、（２）解剖学的インプラント１１４、及び（３）外部無線読取装置１１６は、別個に供給されることができるので、本発明の様々な実施形態は、これらのうちの１つのみを含むことができることが理解されるであろう。
【００１４】
ここで図２を参照すると、一実施形態による、図１のシステムの簡略ブロック図が示されている。本システムは、少なくとも１つの感知素子１０２と、少なくとも１つの感知素子１０２と通信している測定装置１０４と、を備えるセンサ１００を備える。少なくとも１つの検知要素１０２及び測定装置１０４は、一緒になって、センサ１００が患者の身体に埋め込まれたときに少なくとも１つの感知素子１０２によって観察される患者の身体の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている。解剖学的特性は、（限定するものではないが）ひずみ、負荷、たわみ、回転、温度、圧力、ｐＨレベル、酸素レベルなど、患者の健康を追跡するための任意の好適な特性であり得る。
【００１５】
測定値を生成するために、各感知素子１０２は、感知素子１０２によって観察される解剖学的特性の値の変化に応答して変化する値を有するセンサ特性を有する。したがって、各感知素子１０２は、解剖学的特性の値に比例する値を有するセンサ特性を有する。例えば、センサ特性は、抵抗、静電容量、インダクタンス、圧電気、光挙動、又はその他の好適なセンサ特性であり得る。測定装置１０４は、センサ特性の値を検出又は測定するように構成され、解剖学的特性の値は、センサ特性の値から計算することができる。いくつかの実施形態では、解剖学的特性の値は、センサ特性の測定値を定数で乗算することによって計算することができる。
【００１６】
各感知素子１０２は、患者の健康を追跡するための任意の好適なタイプの感知素子であり得、センサ特性は、任意の好適なセンサ特性であり得る。例えば、感知素子は、（限定するものではないが）解剖学的特性の変化に応答して変化する抵抗を有する抵抗感知素子、解剖学的特性の変化に応答して電荷を変化させる圧電材料を有する圧電感知素子、解剖学的特性の変化に応答して変化する静電容量を有する容量感知素子、解剖学的特性の変化に応答して変化するインダクタンスを有する誘導感知素子、光学的感知素子などのうちの少なくとも１つであり得る。一実施例では、以下に更に説明するように、各感知素子１０２は抵抗センサであってよく、各感知素子１０２のセンサ特性は、感知素子１０２の電気抵抗であり得、解剖学的特性は解剖学上の身体上のひずみであり得、その場合、各感知素子１０２の抵抗は、解剖学上の身体上のひずみの変化に応答して変化する。
【００１７】
センサ１００は、測定装置１０４と通信している内部無線通信装置１０８と、内部無線通信装置１０８と通信しているアンテナシステム１０９と、を備えることができる。アンテナシステム１０９は、アンテナ１１０を含むことができ、任意に、以下で更に詳細に説明するように、シールドなどのその他の構成要素を含むことができる。内部無線通信装置１０８は、測定装置１０４から測定値を受信し、無線送信に好適な形態でアンテナ１１０に測定値を提供するように構成されている。内部無線通信装置１０８は、測定装置１０４から測定値を受信し、無線送信のための測定値を準備する、無線送信機又はトランスポンダーを含むことができる。例えば、無線通信装置１０８は、（限定するものではないが）（ｉ）測定値を記憶するように構成されたメモリ、（ｉｉ）測定値をアナログフォーマットに変換するように構成されたデジタル−アナログ変換器、（ｉｉｉ）測定値を変調するように構成された高周波（ＲＦ）変調器、（ｉｖ）測定値を符号化するように構成されたエラー訂正エンコーダ、のうちの１つ以上のような処理、及びセンサ１００によって採用される無線技術と整合性のあるその他の処理を含むことができる。
【００１８】
一実施例において、内部無線通信装置１０８は、受動的無線周波数識別（ＲＦＩＤ）トランスポンダーとして構成され得る。あるいは、内部無線通信装置は、（限定するものではないが）バッテリ支援受動ＲＦＩＤ、能動ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、及びＷｉ−Ｆｉなどの、皮膚を通じて通信するのに好適な任意のその他の無線通信技術を使用して構成することができる。無線通信装置１０８は、センサ１００を他のセンサと区別するために使用することができる一意の識別子（ＩＤ）を更に含むことができる。一実施例において、一意のＩＤは、ＲＦＩＤタグのＩＤであり得る。アンテナ１１０は、無線通信装置１０８からの測定値に対応する電気信号を電波に変換して、患者の皮膚を通じて測定値を患者の身体の外側に位置する外部無線読取装置１１６に無線で送信するように構成されている。
【００１９】
センサ１００は、測定装置１０４及び無線通信装置１０８に電力を供給するように構成された電源デバイス１０６を備え得る。少なくともいくつかの実施例では、電源デバイス１０６は、センサ１００とは別個の好適なエネルギー源からエネルギーを捕捉するように構成されたエネルギーハーベスティングデバイスを含むことができる。例えば、エネルギー源は、外部無線読取装置１１６から伝達される電波であってよい。あるいは、電源デバイス１０６は、患者の身体自体から、又は患者の身体の外部の供給源などの別の外部源からエネルギーを捕捉することができる。例えば、エネルギー源は、（限定するものではないが）運動エネルギー、電界、磁場などを含むことができる。いくつかの実施形態では、電源デバイス１０６はバッテリを含むことができる。
【００２０】
測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８はそれぞれ、プリント回路基板（ＰＣＢ）１１２上に実装することができるが、本開示の実施形態はそのように限定されていない。更に、測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８はそれぞれ、プリント回路基板１１２上に取り付けられた集積回路（すなわち、チップ）として実装され得る。少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０は全て、解剖学的インプラント１１４（図１に示す）によって支持されることができ、この解剖学的インプラント１１４は次に、患者の解剖学上の身体に取り付けられることができる。あるいは、少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０は全て、患者の解剖学上の身体に直接取り付けられてもよい。
【００２１】
外部無線読取装置１１６は、外部無線読取装置１１６が患者の身体の外側に位置するときに、少なくとも１つのセンサ１００から患者の皮膚を通じて測定値を無線で受信するように構成されている。更に、少なくともいくつかの実施例では、外部無線読取装置１１６は、少なくとも１つのセンサ１００に電源を無線で供給するように構成され得る。少なくとも１つのそのような実施例では、外部無線読取装置１１６は、ＲＦＩＤ読取装置として実装することができる。
【００２２】
外部無線読取装置１１６は、アンテナ１１８及び無線通信装置１２０を含むことができる。無線通信装置１２０は、送信機及び受信機を含むことができる。したがって、通信装置１２０は、送受信機と見なすことができる。少なくともいくつかの実施形態では、外部無線読取装置１１６は、コンピューティング装置１２２を更に含むことができる。コンピューティング装置１２２は、測定値に基づいて解剖学的特性の値を計算するように構成され得る。一実施例において、コンピューティング装置１２２は、測定値を指定の定数で乗算することによって解剖学的特性の値を計算することができる。あるいは、コンピューティング装置１２２は、外部無線読取装置１１６とは別個に実装されてもよい。例えば、コンピューティング装置１２２は、外部無線読取器１１６から測定値を受信し、その値を医師に提示するように構成されたコンピュータであり得る。
【００２３】
図２及び図３を参照すると、一実施例において、センサ１００は、少なくとも１つの感知素子１０２を有するひずみゲージ２００を含み得る。したがって、少なくとも１つの感知素子１０２は、ひずみゲージ２００の一部とすることができる。少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、抵抗器２０４を含むことができる。ひずみゲージ２００は、少なくとも１つの感知素子１０２を担持する基板２０２を更に含むことができる。少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、Ｍｉｃｒｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによるものと同様の半導体バー型ひずみゲージであってよく、半導体バー型ひずみゲージは、基板２０２上に配置される。基板２０２は、シリコン又は任意のその他の好適な基板材料であってよい。基板２０２は、可撓性であってよい。例えば、基板２０２は、フレキシブルプリント回路基板として実装され得る。少なくともいくつかの実施形態では、少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、１００〜２００の範囲のゲージ率を有し得る。更に、少なくともいくつかのそのような実施形態では、少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、１４０〜１６０の範囲のゲージ率を有し得る。有効ゲージ率は、抵抗器（図示せず）をひずみゲージ２００と直列に加えることによって調整することができる。
【００２４】
基板２０２は、第１の幅広面２０２ａと、第１の幅広面２０２ａの反対側の第２の幅広面２０２ｂと、を有することができる。基板２０２は、第１の方向Ｄ１に対して互いに対向する第１の縁部２０２ｃ及び第２の縁部２０２ｄを更に有し得る。基板は、第１の方向Ｄ１に垂直な第２の方向Ｄ２に対して互いに対向する第３の縁部２０２ｅ及び第４の縁部２０２ｆを更に有し得る。第１及び第２の幅広面２０２ａ及び２０２ｂは、第１の縁部２０２ｃと第２の縁部２０２ｄとの間、並びに第３の縁部２０２ｅと第４の縁部２０２ｆとの間に延在し得る。第１の幅広面２０２ａは、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って平面であり得る。同様に、第２の幅広面２０２ｂは、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２に沿って平面であり得る。第１及び第２の幅広面２０２ａ及び２０２ｂは、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２の両方に垂直な第３の方向Ｄ３に対して互いに対向し得る。
【００２５】
ひずみゲージ２００は、第１の方向Ｄ１に対する第１の縁部２０２ｃから第２の縁部２０２ｄまでの高さを有し得る。ひずみゲージ２００は、第２の方向Ｄ２に対する第３の縁部２０２ｅから第４の縁部２０２ｆまでの幅を更に画定することができる。ひずみゲージ２００は、第３の方向Ｄ３に対する第１の幅広面２０２ａから第２の幅広面２０２ｂまでの厚さを更に画定することができる。高さ及び幅は、厚さより大きくてもよい。
【００２６】
少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、基板２０２（例えば基板２０２の第１の幅広面２０２ａ）によって支持され得る。少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、少なくとも１つの感知素子１０２の中心軸線ＡＳに沿って互いから離間した第１の端部２０６及び第２の端部２０８を有することができる。各感知素子１０２は、中心軸線ＡＳに垂直な方向に沿って互いから離間した第１の側面２１０及び第２の側面２１２を更に含むことができる。第１及び第２の側面２１０及び２１２は、第１の端部２０６から第２の端部２０８まで延在することができる。更に、各感知素子１０２は、第１の端部２０６から第２の端部２０８まで、また第１の側面２１０から第２の側面２１２まで中実であり得る。各感知素子１０２は、その第１の端部２０６からその第２の端部２０８まで、その第１の側面２１０からその第２の側面２１２までの感知素子１０２の幅よりも大きい長さを有することができる。したがって、各感知素子１０２は、線形の形状を有することができ、その第１の端部２０６からその第２の端部２０８まで細長くてもよい。
【００２７】
各感知素子１０２の抵抗器２０４は、感知素子１０２の第１の端部２０６と第２の端部２０８との間に配設され得る。更に、抵抗器２０４は、感知素子１０２の第１の側面２１０と第２の側面２１２との間に配設され得る。少なくともいくつかの実施形態では、各抵抗器２０４は、対応する感知素子１０２の第１の端部２０６、第２の端部２０８、第１の側面２１０、及び第２の側面２１２のうちの１つ以上、最大で全てを画定する線形バーであってよい。ひずみゲージ２００は、各感知素子１０２が伸張及び圧縮することを可能にするように屈曲するように構成され得る。各感知素子１０２は、感知素子１０２がその中心軸線ＡＳに沿って伸張する際に増加し、感知素子１０２がその中心軸線ＡＳに沿って圧縮される際に減少する抵抗を有することができる。
【００２８】
代替実施形態では、少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、感知素子がＵ字形を有するＵゲージ、又は感知素子がＭ字形を有するＭゲージなど、任意の好適なゲージであり得る。更に、少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれは、半導体ゲージの代わりに抵抗箔ゲージを使用して実装することができる。しかしながら、半導体ゲージは、抵抗箔ゲージよりも高いゲージ率を可能にすることができ、これにより低ひずみ値のより正確な読み取り値を得ることができる。
【００２９】
少なくとも１つの感知素子１０２は、少なくとも第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂを含むことができる。第１の感知素子１０２ａ及び第２の感知素子１０２ｂは、互いに平行でないように互いから角度オフセットされてよい。具体的には、第１の感知素子１０２ａの中心軸線ＡＳは、ゼロ又は１８０度以外の角度によって、第２の感知素子１０２ｂの中心軸線ＡＳから角度オフセットされてよい。更に、第１及び第２の感知素子の長手方向軸線ＡＳは互いに交差することができる。少なくともいくつかの実施形態では、第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂは、約３０度〜約１２０度の範囲の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。そのような実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂは、約３０度〜約９０度の範囲の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。更にいくつかのそのような実施形態では、第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂは、約４５度〜６０度の範囲の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。好ましい実施形態において、第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂは、４５度又は６０度の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。
【００３０】
少なくとも１つの感知素子１０２は、少なくとも第３の感知素子１０２ｃを任意に含むことができる。第３の感知素子１０２は、第１の感知素子１０２ａ及び第２の感知素子１０２ｂと非平行になるように、第１の感知素子１０２ａ及び第２の感知素子１０２ｂの両方から角度オフセットされてよい。具体的には、第３の感知素子１０２ｃの中心軸線ＡＳは、ゼロ又は１８０度以外の角度だけ、第１及び第２の感知素子１０２ａ及び１０２ｂの長手方向軸線ＡＳから角度オフセットされてよい。更に、第１、第２、及び第３の感知素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃの長手方向軸線ＡＳは互いに交差することができる。第１の感知素子１０２ａは、第２の感知素子１０２ｂと第３の感知素子１０２ｃとの間に配設され得る。少なくともいくつかの実施形態では、第１の感知素子１０２ａの中心軸線ＡＳは、第１の方向Ｄ１と整列され得る。少なくともいくつかの実施形態では、第１及び第３の感知素子１０２ａ及び１０２ｃは、約３０度〜約１２０度の範囲内の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。そのような実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、第１及び第３の感知素子１０２ａ及び１０２ｃは、約３０度〜約９０度の範囲の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。更にいくつかのそのような実施形態では、第１及び第３の感知素子１０２ａ及び１０２ｃは、約４５度〜６０度の範囲の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。好ましい実施形態では、第１及び第３の感知素子１０２ａ及び１０２ｃは、４５度又は６０度の角度だけ互いから角度オフセットされてよい。
【００３１】
更に、少なくともいくつかの実施形態では、第１の感知素子１０２ａと第２の感知素子１０２ｂとの間の角度は、第１の感知素子１０２ａと第３の感知素子１０２ｃとの間の角度と実質的に等しくてよい。いくつかの実施形態では、第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、約３０〜約１２０度の範囲の角度だけ、第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃのうちの隣接するものからオフセットされてよい。そのような実施形態のうちの少なくともいくつかにおいて、第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃのそれぞれは、約３０度〜約９０度の範囲の角度だけ、第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃのうちの隣接するものから角度オフセットされてよい。更にいくつかのそのような実施形態では、各感知素子１０２は、隣接する感知素子から、約４５度〜約６０度の範囲の角度だけオフセットされてよい。好ましい実施形態では、各感知素子１０２は、４５度又は６０度の角度だけ隣接する感知素子から角度オフセットされる。
【００３２】
図３に示すように、第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃは、ロゼット構成で基板２０２上に配置され得る。第１〜第３の感知素子１０２ａ〜１０２ｃをロゼット構成で配置することにより、ひずみゲージ２００の出力から主ひずみを決定することをより容易にすることができる。しかしながら、本開示の実施形態は、感知素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃのうちの１つだけを有し得ることが理解されるであろう。
【００３３】
ひずみゲージ２００は、複数の導線及び接触パッドを含むことができる。例えば、各感知素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃは、第１の導線２１６及び第１の接触パッド２２０と関連付けることができる。各第１の導線２１６及び各第１のコンタクトパッド２２０は、基板２０２上に配置され得る。各第１の導線２１６は、第１の端部２０６と第１の接触パッド２２０とを電気的に結合するように、その関連する感知素子１０２ａ、１０２ｂ、又は１０２ｃの第１の端部２０６から、第１の接触パッド２２０の対応する１つまで延在することができる。各第１の接触パッド２２０は、対応する感知素子１０２ａ、１０２ｂ、又は１０２ｃを測定装置１０４と電気連通させて設置するように、測定装置１０４のピン又は端子などの測定装置１０４の導体に電気的に接続するように構成され得る。
【００３４】
同様に、各感知素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃは、第２の導線２１８及び第２の接触パッド２２２と関連付けることができる。各第２の導線２１８及び各第２の接触パッド２２２は、基板２０２上に配置され得る。各第２の導線２１８は、第２の端部２０８と第２の接触パッド２２２とを電気的に結合するように、その関連する感知素子１０２ａ、１０２ｂ、又は１０２ｃの第２の端部２０８から、第２の接触パッド２２２の対応するものまで延在することができる。各第２の接触パッド２２２は、対応する感知素子を測定装置１０４と電気連通させて設置するように、測定装置１０４のピン又は端子などの測定装置１０４の導体に電気的に接続するように構成され得る。各抵抗器２０４は、その軸線ＡＳに垂直な方向に沿った幅を有することができ、幅は、導線２１６及び２１８の対応する幅よりも大きい。
【００３５】
再び図２を参照すると、いくつかの実施形態では、測定装置１０４は、少なくとも１つの感知素子１０２の各抵抗器の抵抗を直接測定することによって測定値を生成することができる。更に、少なくとも１つの感知素子１０２によって観察された解剖学的特性の値は、測定された抵抗に基づいて計算することができる。しかしながら、抵抗を直接測定する測定装置は、比較的高い電力需要を有する場合があり、その結果、比較的大型のバッテリを使用して電力を供給する必要があり得る。したがって、抵抗を測定する測定装置は、エネルギーハーベスティング技術又は受動的なＲＦＩＤなどの受動無線技術と共に使用するのにあまり適さない可能性があり、患者の身体に埋め込むための小型化に寄与しない場合がある。
【００３６】
代替実施形態では、測定装置１０４は、抵抗以外であるが抵抗を示す特性を測定することによって、抵抗を間接的に測定することができる。例えば、図４は、図２の測定装置１０４の例示的な一実施形態を示す。測定装置１０４は、少なくとも１つのコンデンサ３０２を含むことができ、測定装置１０４は、少なくとも１つの感知素子１０２の抵抗器を介した少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間を測定して測定値を生成するように構成され得る。測定装置１０４は、Ａｃａｍ  Ｍｅｓｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｇｍｂｈによって製造されたＰｉｃｏＳｔｒａｉｎ（登録商標）集積回路を含むことができる。更に、測定装置１０４は、図３のひずみゲージ２００、又はひずみ以外の解剖学的特性を測定する抵抗感知素子などの任意の他の好適な抵抗感知素子と共に使用することができる。
【００３７】
一実施例において、測定装置１０４は、感知素子１０２の全てに対して単一のコンデンサを含むことができる。したがって、測定装置１０４は、感知素子１０２の放電時間を順次測定することができる。少なくとも１つの感知素子１０２のそれぞれについて別個の測定結果を生成することができ、測定結果は、主ひずみを計算するために身体の外側に送信され得る。あるいは、測定装置１０４は、主ひずみを計算することができる。
【００３８】
少なくとも１つのコンデンサ３０２が少なくとも１つの感知素子１０２の抵抗器を介して放電するのにかかる時間量は、抵抗器の抵抗に比例する。したがって、抵抗器の抵抗が増加すると、少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間が長くなる。また、抵抗器の抵抗が低下すると、少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間が短くなる。少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間は、少なくとも１つの感知素子１０２の抵抗器の抵抗に比例し、また、少なくとも１つの感知素子１０２の抵抗器の抵抗は、少なくとも１つの感知素子１０２によって観察される解剖学的特性の値に比例するため、放電時間はまた、少なくとも１つの感知素子１０２によって観察される解剖学的特性の値に比例する。結果として、少なくとも１つの感知素子１０２によって観察される解剖学的特性の値は、少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間に基づいて計算することができる。したがって、測定装置１０４が図３にあるようなひずみゲージと共に使用される場合、放電時間は、少なくとも１つの感知素子１０２によって観察されるひずみに比例し、ひずみは、放電時間に基づいて計算することができる。
【００３９】
測定装置１０４は、少なくとも１つのコンデンサ３０２と通信している時間デジタル変換器３０４を含むことができる。時間デジタル変換器３０４は、少なくとも１つのコンデンサ３０２が基準電圧（例えば、Ｖｃｃ）からトリガ電圧レベルまで放電する際に、少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間を測定するように構成され得る。センサ１００は、クロック信号を時間デジタル変換器３０４に提供するクロック３０６を含むことができる。クロック３０６は、測定装置１０４の一部として実装されてもよく、又は測定装置１０４とは別個に実装されてもよい。動作中、電源デバイス１０６は、コンデンサ３０２を基準電圧に充電し、コンデンサ３０２は、少なくとも１つの感知素子１０２の抵抗器を通って、トリガ電圧レベルまで放電される。コンデンサ３０２が放電されると、時間デジタル変換器３０４は、クロック信号に応じてカウンタをインクリメントして、コンデンサ３０２がトリガ電圧レベルまで放電するのにかかる時間をカウントする。したがって、測定装置１０４は、放電時間の測定値を生成するように構成され得る。
【００４０】
少なくともいくつかの実施形態では、測定装置１０４によって出力される測定値は、測定装置１０４によって測定された放電時間であり得る。あるいは、測定値は、放電時間に比例する値であり得る。あるいは更に、測定装置１０４によって出力される測定値は、解剖学的特性の値であり得、測定装置１０４によって測定された放電時間に基づいて計算することができる。少なくとも１つの実施形態において、センサ１００は、測定された放出時間に基づいて解剖学的特性の値を計算するように構成された少なくとも１つのプロセッサ３０８を含むことができる。例えば、プロセッサ３０８は、測定された放電時間を特定の定数で乗算して、解剖学的特性の値を得ることができる。あるいは、少なくとも１つのプロセッサ３０８は、測定装置１０４の下流であるがアンテナ１１０の上流に、又は読取装置１１６若しくはコンピューティング装置３０（図１を参照）などの患者の身体の外側の外部装置に実装され得る。
【００４１】
少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間を測定することは、抵抗を直接測定するよりも大幅に少ない電力を使用して実施することができる。したがって、図４の測定装置１０４は、エネルギーハーベスティングデバイス及び受動的電力供給装置（passive powering device）などの低電力デバイスを用いて実装することができる。例えば、測定装置１０４及び無線送受信機１０８は、１０ｍＷの低電力で動作させることができる。より少ない電力を受信しているにもかかわらず、測定装置１０４は、依然として低ひずみ値の正確な読み取り値を得ることができる。更に、測定装置１０４は、皮膚の下０ｃｍから皮膚の下１５ｃｍまでの深さで正確な読み取り値を得ることが可能であり得る。
【００４２】
図２及び図５を参照すると、電源デバイス１０６は、測定装置１０４に電力を供給するように構成され得る。図５には、電源デバイス１０６がエネルギーハーベスティング電源デバイスである、図２の電源デバイス１０６の例示的な一実施形態が示されている。一般に、エネルギーハーベスティング電源デバイス１０６は、アンテナ１１０によって受信された電波からエネルギーを捕捉し、無線通信装置１０８及び測定装置１０４に電力を供給するように構成されている。例えば、エネルギーハーベスティングデバイス１０６は、コンデンサ３０２、時間デジタル変換器３０４、クロック３０６、及びプロセッサ３０８などの測定装置１０４の構成要素に、電力を供給することができる。
【００４３】
エネルギーハーベスティング電源デバイス１０６は、アンテナ１１０から受信した電流を一方向に通過させて整流器４０２の下流で処理することを可能にするように構成された整流器４０２を含むことができる。整流器４０２は、アンテナ１１０からの交流を、整流器４０２の下流での処理に提供される直流に変換するように構成され得る。整流器４０２は、ダイオード整流器又は任意のその他の好適な整流器であり得る。
【００４４】
エネルギーハーベスティング電源デバイス１０６は、整流器４０２によるエネルギー出力を受信し、保護回路４０４の下流で処理するために低減された電圧出力を提供するように構成された、保護回路４０４を含むことができる。エネルギーハーベスティング電源デバイス１０６は、保護回路４０４からの低減された電圧出力を受信し、調整された電力供給を測定装置１０４及び無線通信装置１０８に出力するように構成された、レギュレータ４０６を含むことができる。レギュレータ４０６は、スイッチングレギュレータ、又は（限定するものではないが）線形レギュレータなどの任意のその他の好適なレギュレータとすることができる。
【００４５】
図６は、図２のアンテナ１１０の例示的な一実施形態を示す。アンテナ１１０は、基板５０４と、基板５０４上に配置された少なくとも１つの誘導コイル５０２と、を含むことができる。基板５０４は、フィルム又はその他の好適な基板であり得る。一実施例において、アンテナ１１０は、フレキシブルプリント回路基板として実装することができる。基板５０４は、第１の幅広面５０４ａと、第１の幅広面５０４ａの反対側の第２の幅広面５０４ｂと、を有することができる。基板５０４は、第１の方向ＤＡ１に対して互いに対向する第１の縁部５０４ｃ及び第２の縁部５０４ｄを更に有し得る。基板５０４は、第１の方向ＤＡ１に垂直な第２の方向ＤＡ２に対して互いに対向する第３の縁部５０４ｅ及び第４の縁部５０４ｆを更に有し得る。第１及び第２の幅広面５０４ａ及び５０４ｂは、第１の縁部５０４ｃと第２の縁部５０４ｄとの間、及び第３の縁部５０４ｅと第４の縁部５０４ｆとの間に延在し得る。第１の幅広面５０４ａは、第１の方向ＤＡ１及び第２の方向ＤＡ２に沿って平面であり得る。同様に、第２の幅広面５０４ｂは、第１の方向ＤＡ１及び第２の方向ＤＡ２に沿って平面であり得る。第１及び第２の幅広面５０４ａ及び５０４ｂは、第１の方向ＤＡ１及び第２の方向ＤＡ２の両方に垂直な第３の方向ＤＡ３に対して互いに対向し得る。なお、方向ＤＡ１、ＤＡ２、及びＤＡ３は、方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３と整列させることができる、又は方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３から角度オフセットさせることができることに留意されたい。
【００４６】
基板５０４は、第１の方向ＤＡ１に対する第１の縁部５０４ｃから第２の縁部５０４ｄまでの高さを有することができる。基板５０４は、第２の方向ＤＡ２に対する第３の縁部５０４ｅから第４の縁部５０４ｆまでの幅を更に画定することができる。基板５０４は、第３の方向ＤＡ３に対する第１の幅広面５０４ａから第２の幅広面５０４ｂまでの厚さを更に画定することができる。全体的な高さ及び幅は、全体的な厚さよりも大きくてよい。いくつかの実施例では、基板５０４は正方形の形状を有することができる。しかしながら、代替例では、基板５０４は、任意のその他の好適な形状を有することができる。
【００４７】
少なくとも１つのアンテナコイル５０２のそれぞれは、導電性ワイヤ又はトレースとすることができる。各コイル５０２は、互いからオフセットされた第１の端部５０２ａ及び第２の端部５０２ｂを含むことができる。各コイル５０２は、第１の端部５０２ａから第２の端部５０２ｂまで螺旋状のパターンでコイル５０２の中心の周りに延在することができ、それにより、第２の端部５０２ｂは、第１の端部５０２ａよりもコイル５０２の中心に近接して配置される。したがって、各コイル５０２は、複数の巻きを有することができる。少なくともいくつかの実施例において、巻き数は、４巻きから３０巻きまでの範囲であり得る。各コイル５０２は、正方形である全体形状を有することができる。しかしながら、代替実施形態では、各コイル５０２は、別の好適な形状を有することができる。アンテナ１１０は、電源デバイス１０６及び無線通信装置１０８の一方又は両方と電気通信しているようにアンテナコイル５０２を配置するように、電源デバイス１０６及び無線通信装置１０８の一方又は両方のピン又は端子などの導体に電気的に接続するようにそれぞれが構成された、各コイル５０２のための一対の接触パッド５０６を更に含むことができる。
【００４８】
いくつかの実施例において、少なくとも１つのアンテナコイル５０２は、第１の幅広面５０４ａで支持された第１のアンテナコイル５０２（１）と、第２の幅広面５０４ｂで支持された第２のアンテナコイル５０２（２）（図１５〜図１７に関連して以下で説明し、図示する）と、を含むことができる。第２のアンテナコイル５０２（２）は、図８に関連して上述したものと実質的に同様の様式で構成され得る。いくつかの実施形態において、第２のアンテナコイル５０２（２）は、第２のアンテナコイル５０２（２）の巻きが第３の方向ＤＡ３に対する第１のアンテナコイル５０２（１）の巻きの間の間隙と実質的に整列するように、シフトさせることができる。第１のアンテナコイル５０２（１）の巻きと第２のアンテナコイル５０２（２）の巻きとをシフトさせることにより、２つのアンテナコイル間の寄生容量を制限又は低減することができる。更に、アンテナコイルの巻きをシフトさせることにより、コイルの自己共振周波数が増加し、コイルの損失が減少する。アンテナ１１０の巻き数は、第１のアンテナコイル５０２（１）と第２のアンテナコイル５０２（２）との間で分割することができる。例えば、１０巻きを有するアンテナでは、第１のアンテナコイル５０２（１）及び第２のアンテナコイル５０２（２）はそれぞれ、１０巻きのうちの５つを有することができる。
【００４９】
ここで図７〜図９を参照すると、埋め込み型センサシステムの一実施例が示されている。このシステムは、インプラント本体６０２及び少なくとも１つの埋め込み型センサ１００を有する解剖学的インプラント１０４を備える。例えば、少なくとも１つの埋め込み型センサ１００は、第１のセンサ１００ａ及び第２のセンサ１００ｂを含み得る。少なくとも１つの埋め込み型センサ１００の少なくとも１つ、最大で全ては、解剖学的インプラント本体６０２によって支持されるように構成され得る。この実施例では、解剖学的インプラント１１４は骨プレートを含み、少なくとも１つのセンサ１００は、骨６２０の治癒中にインプラント１１４上の骨６２０によって付与されるひずみを追跡するように構成されている。骨６２０は、長手方向Ｌに対して骨折部６２２によって分離された第１の部分６２０ａ及び第２の部分６２０ｂを有する。しかしながら、図１及び図２に関連して上述したように、代替実施形態では、解剖学的インプラント１１４は任意の好適な解剖学的インプラントであり得、センサ１００は、任意の好適な解剖学的特性を追跡するための任意の好適なセンサであってよい。
【００５０】
解剖学的インプラント１１４は、解剖学的身体に面する表面６０２ａと、長手方向Ｌに垂直な横断方向Ｔに沿って解剖学的身体に面する表面６０２ａと反対側の外側表面６０２ｂと、を有する本体６０２を有する。この実施例では、解剖学的身体に面する表６０２ａは、骨に面する表面である。解剖学的インプラント本体６０２は、第１の端部６０２ｃと、第１の端部６０２ｃの反対側の第２の端部６０２ｄと、を含む。第１の端部６０２ｃと第２の端部６０２ｄとは、長手方向Ｌに沿って互いにオフセットされていてよい。更に、第１の端部６０２ｃと第２の端部６０２ｄとは、解剖学的インプラント１１４の中心軸線ＡＩに沿って互いからオフセットされていてよい。したがって、一実施形態において、中心軸線ＡＩは、長手方向Ｌに実質的に沿って延在することができるが、代替実施形態では、中心軸線ＡＩは、長手方向Ｌに沿って完全に延在しないように屈曲され得る。解剖学的インプラント本体６０２は、長手方向及び横断方向の両方に対して垂直な横方向Ａに沿って互いからオフセットされた第１の側面６０２ｅ及び第２の側面６０２ｆを有する。
【００５１】
解剖学的インプラント１１４は、任意の好適な取り付けを使用して骨に取り付けられるように構成されている。例えば、インプラント１１４は、インプラント１１４を骨に取り付けるために骨ねじをその中に貫通させて受容するように構成された複数の開口を含むことができる。複数の開口６１６は、長手方向Ｌに対して互いから離間された少なくとも一対の開口を含むことができる。例えば、少なくとも一対の開口は、長手方向Ｌに対して互いから離間された第１の開口６１６ａ及び第２の開口６１６ｂを含む第１の対の開口を含むことができる。少なくとも１つのセンサ１００ａは、第１の開口６１６ａと第２の開口６１６ｂとの間に配設され得る。したがって、第１及び第２の開口６１６ａ及び６１６ｂは、長手方向Ｌに対する解剖学的インプラント１１４の位置、したがって少なくとも１つのセンサ１００ａの位置を固定するように、骨ねじをその中に貫通させて受容することができる。少なくとも１つの実施形態では、複数の開口６１６は、インプラント１１４によって支持される各センサ１００に対して、少なくとも一対の対応する開口６１６を含むことができ、各センサ１００は、その対応する対の開口６１６の開口の間に配置され得る。各センサ１００は、対応する一対の開口６１６の間に任意の他のセンサを配設することなしに、対応する一対の開口６１６の開口の間に配置され得る。
【００５２】
解剖学的インプラント１１４は、センサ１００の少なくとも１つを支持するように構成されている。例えば、解剖学的インプラント本体６０２は、インプラント本体６０２によって支持されている各センサ１００に対して少なくとも１つの凹部６１２を画定することができる。凹部６１２は、解剖学的インプラント本体６０２の外側表面６０２ｂ内に内側表面６０２ａに向かって延在することができる。凹部６１２は、対応するセンサ１００を少なくとも部分的に収容するように、センサ１００の対応するものの少なくとも一部分を受容するように構成され得る。代替実施形態では、センサ１００の１つ以上は、凹部６１２などの凹部に受容されることなく解剖学的インプラント６０２の外側表面６０２ｂに取り付けられてもよく、又は内側表面６０２ａと外側表面６０２ｂとの間の解剖学的インプラント本体６０２の内部に配置されてもよい。
【００５３】
各センサ１００は、図９に示すように、少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０を備えることができる。更に、少なくとも１つのセンサ１００のそれぞれはカバー６１０を含むことができる。センサ１００ａ及び１００ｂはそれぞれ、図９に示されるように実装され得ることが理解されるであろう。一実施例において、少なくとも１つの感知素子１０２は、図３のひずみゲージ２００に関連して上述したものと同様の方法で、第１及び第２の幅広面並びに少なくとも１つの感知素子を有する基板を有するひずみゲージの一部であり得る。ひずみゲージは、ひずみゲージ２００の第２の幅広面が解剖学的インプラント本体６０２と接触しているように解剖学的インプラント本体６０２によって支持され得る。更に、ひずみゲージ２００は、感知素子１０２ａのうちの、第１の方向Ｄ１に沿って延在する第１の感知素子１０２ａの中心軸線ＡＳが、インプラント１１４の長手方向Ｌと整列するように支持され得る。したがって、第１の感知素子１０２ａは、骨６２０の第１及び第２の部分６２０ａ及び６２０ｂによって長手方向Ｌに沿ってインプラント１１４に付与される引張力及び圧縮力を検出するように構成され得る。更に、ひずみゲージ２００は、ひずみゲージ２００の第３の方向Ｄ３が横断方向Ｔと整列するように支持され得る。
【００５４】
少なくとも１つの感知素子１０２は、骨６２０の第１及び第２の部分６２０ａ及び６２０ｂによってインプラント１１４に付与されるねじり力及び屈曲力の一方又は両方を検出するように、インプラント本体６０２によって支持される１つ以上の追加の感知素子を更に含むことができる。例えば、少なくとも１つの感知素子１０２は、ねじり力及び屈曲力を検出するために長手方向Ｌから角度オフセットされてもよい、図３の感知素子１０２ｂ及び１０２ｃのうちの１つ以上を含むことができる。
【００５５】
プリント回路基板１１２は、基板と、基板上に取り付けられた１つ以上の集積回路と、を含むことができる。更に、プリント回路基板１１２は、プリント回路基板１１２に関して上述したように構成され得る。例えば、１つ以上の集積回路は、電源デバイス１０６を備える集積回路と、測定装置１０４を備える集積回路と、無線通信装置１０８を備える集積回路と、を含むことができる。少なくとも１つの実施形態では、電源デバイス１０６を備える集積回路は、エネルギーハーベスティングチップとして実装することができ、測定装置１０４を備える集積回路は、ＰｉｃｏＳｔｒａｉｎ（登録商標）チップとして実装することができ、無線通信装置１０８を備える集積回路は、ＲＦＩＤチップとして実装することができる。
【００５６】
少なくとも１つのセンサ１００のそれぞれが組み立てられると、少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０は、インプラント１１４の横断方向Ｔに沿って整列され得る。横断方向Ｔは、アンテナ及びひずみゲージの第３の方向Ｄ３と整列され得る。例えば、プリント回路基板１１２は、少なくとも１つの感知素子１０２とアンテナ１１０との間に配置され得る。少なくとも１つの感知素子１０２の第１及び第２の幅広面のうちの１つ（例えば、図３のひずみゲージ２００の第１及び第２の幅広面２０２ａ及び２０２ｂのうちの１つ）は、アンテナ１１０の第１及び第２の幅広面のうちの１つ（例えば、図６の第１及び第２の幅広面５０４ａ及び５０４ｂのうちの１つ）に面することができる。同様に、アンテナ１１０の第１及び第２の幅広面のうちの１つ（例えば、図６の第１及び第２の幅広面５０４ａ及び５０４ｂのうちの１つ）は、少なくとも１つの感知素子１０２の第１及び第２の幅広面のうちの１つ（例えば、図３のひずみゲージ２００の第１及び第２の幅広面２０２ａ及び２０２ｂのうちの１つ）に面することができる。更に、プリント回路基板１１２は、少なくとも１つの感知素子１０２に面する第１の幅広面と、横断方向Ｔに沿って第１の幅広面と反対側にありアンテナ１１０に面する第２の幅広面と、を有することができる。
【００５７】
カバー６１０は、横断方向Ｔ方向に沿って、少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０と整列され得るしたがって、アンテナ１１０は、選択方向に対してプリント回路基板１１２とカバー６１０との間に配置することができる。カバー６１０は、選択方向に沿って、内側と、内側の反対側の外側と、を含むことができる。少なくとも１つの実施例において、内側は、内部に延在する凹部を画定することができる。したがって、カバー６１０は、少なくとも１つの感知素子１０２、プリント回路基板１１２、及びアンテナ１１０のうちの少なくとも１つを収容するように構成された凹部を有する筐体を画定することができる。あるいは、インプラント本体６０２内の凹部６１２は、センサ１００全体を受容するようにより深くてもよく、カバー６１０の内側は、凹部６１２を覆うように凹部を有さずに実質的に平面であってもよい。カバーは、任意の好適な材料から作製され得る。例えば、カバー６１０は、（限定するものではないが）ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、金属、又はセラミックなどの生体適合性ポリマーを含む生体適合性材料から作製され得る。組み立てられた構成において、各センサ１００は、選択方向に垂直な平面内で約８ｍｍ×８ｍｍ〜約２０ｍｍ×２０ｍｍ（その間で１ｍｍ刻み）の外形寸法を有することができる。一実施例において、各センサ１００は、平面内で約１２ｍｍ×１２ｍｍの外形寸法を有することができる。各センサ１００は、選択方向に約２ｍｍ〜４ｍｍの全厚を更に有することができる。
【００５８】
ここで図１、図２、図３、図４及び図１０を参照すると、患者の身体に埋め込まれた図２の少なくとも１つのセンサ１００から患者の解剖学的特性の値を検出する方法が、ここで説明される。工程７０２では、少なくとも１つのセンサ１００の少なくとも１つのコンデンサ３０２が、基準電圧に充電される。例えば、電源デバイス１０６は、少なくとも１つのコンデンサ３０２に電力を供給することができる。充電工程７０２は、エネルギーハーベスティングデバイスにおいて少なくとも１つのセンサ１００とは別個の供給源からエネルギーを捕捉することと、少なくとも１つのコンデンサ３０２を充電するために、供給源から少なくとも１つのコンデンサ３０２にエネルギーを供給することと、を含み得る。エネルギー源は、アンテナ１００のアンテナコイルを励起してアンテナコイル内に電流を生成する、読取装置１１６からの電波であり得る。例えば、ＲＦＩＤの場合、アンテナ１１０は、読取装置１１６によって送信された無線周波数信号から電力を受信することができる。代替実施形態では、エネルギー源は、（限定するものではないが）運動エネルギー、電界、磁場などを含むことができる。代替的に又は追加的に、電源デバイス１０６は、電源デバイス１０６のバッテリから少なくとも１つのコンデンサ３０２に電力を供給することができる。
【００５９】
工程７０４では、少なくとも１つのコンデンサ３０２が、少なくとも１つのセンサ１０２の少なくとも１つの抵抗感知素子を介して放電される。いくつかの実施形態において、放電工程８０４は、少なくとも１つのコンデンサ３０２を、図３の感知素子１０２ａ及び１０２ｂなどの互いに対して非平行である少なくとも２つの抵抗感知素子を介して放電することを含み得る。更に、いくつかの実施形態では、放電工程７０４は、少なくとも１つの３０２コンデンサを、図３の感知素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃなどの互いに対して非平行である３つの抵抗感知素子を介して放電することを含み得る。
【００６０】
工程７０６では、解剖学的特性の値に比例する少なくとも１つの測定値が生成される。生成工程７０６は、少なくとも１つのコンデンサ３０２の、トリガ電圧までの放電時間を測定することを含む。少なくともいくつかの実施形態では、生成工程７０６は、時間デジタル変換器３０４を使用して、少なくとも１つのコンデンサ３０２の放電時間を測定することを含み得る。更に、生成工程７０６は、放電時間に基づいて測定値を計算することを含み得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、測定値は放電時間であり得る。工程７０４及び７０６は、各感知素子に対して逐次的に実行することができる。例えば、少なくとも１つのコンデンサ３０２は、センサ素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃのうちの第１のセンサ素子を介して放電されて第１の測定値を生成し、次に、センサ素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃのうちの第２のセンサ素子を介して放電されて第２の測定値を生成し、最後に、センサ素子１０２ａ、１０２ｂ、及び１０２ｃのうちの第３のセンサ素子を介して放電されて第３の測定値を生成することができる。
【００６１】
工程７０８では、少なくとも１つの測定値が、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に無線通信される。無線通信工程７０８は、少なくとも１つの測定値を外部無線通信装置に無線通信することを含み得る。更に、無線通信工程７０８は、一意のＩＤを、少なくとも１つのセンサを識別する外部無線通信装置に通信することを含み得る。ＲＦＩＤの場合、アンテナ１１０に接続された電子機器は、少なくとも１つの測定値及び任意に一意のＩＤに基づいてアンテナ１１０によって見られる負荷を変調することができ、この変調は読取装置１１６によって感知され得る。
【００６２】
本開示の実施形態は、少なくとも２つのセンサを含むインプラント、システム、及び方法を更に含み得る。例えば、様々な実施形態によれば、本開示のセンサを使用して、米国特許出願公開第２０１３／０１９０６５４号のセンサのいずれかを実施することができ、当該特許文献の教示は、その全体が本明細書に記載されているかのように参照により本明細書に組み込まれる。米国特許出願公開第２０１３／０１９０６５４号は、少なくとも２つのセンサを含むシステムを開示している。一般に、第１のセンサは、骨が所与の負荷下にあるときに骨折部位のひずみ及び／又は負荷を測定するために、骨の骨折部位で支持される。骨が治癒するにつれて、骨は、患者の身体によってインプラント上に付与される任意の負荷を次第に共有する。したがって、第１のセンサの位置でインプラントに加わるひずみ又は負荷は、骨折部における弱化した骨部分の強度又は剛性の影響を受ける。理論的には、骨が一定負荷下にある場合、骨に付与される負荷は、骨が治癒するにつれて増加することになる一方、第１のセンサの位置でインプラントに付与される負荷は減少することになる。
【００６３】
しかしながら、インプラントに付与される負荷は一定でない場合がある。むしろ、負荷は、例えば、患者が骨に載せる負荷の量（例えば、患者が脚に載せる重量）に基づいて変化し得る。したがって、第２のセンサは、健康な（すなわち、損傷していない）骨で支持されて、骨が所与の負荷下にあるときに健康な骨が経験するであろうひずみ又は負荷の量を検出することができる。次いで、骨の損傷部分における第１のセンサからの測定されたひずみ又は負荷は、骨の健康な部分における第２のセンサからの測定されたひずみ又は負荷と比較することができる。
【００６４】
例えば、図７及び図８を参照すると、少なくとも１つのセンサ１００は、インプラント本体６０２によって支持されるように構成された第１のセンサ１００ａと、インプラント本体６０２によって支持されるように構成された第２のセンサ１００ｂと、を含むことができる。各センサ１００ａ及び１００ｂは、センサ１００ａとセンサ１００ｂとを互いに区別するための一意のＩＤを含むことができる。したがって、第１のセンサ１００ａは、第１の一意のＩＤを含むことができ、第２のセンサ１００ｂは、第１の一意のＩＤとは異なる第２の一意のＩＤを含むことができる。一意のＩＤはまた、他の患者に埋め込まれたセンサからセンサ１００ａ及び１００ｂを区別するために使用され得る。一意のＩＤは、ＲＦＩＤタグのＩＤであり得る。
【００６５】
第１のセンサ１００ａ及び第２のセンサ１００ｂは、長手方向Ｌに対して互いから離間され得る。第１のセンサ１００ａは、インプラント１１４が骨１００に取り付けられたときに第１のセンサ１００ａが骨折部６２２に隣接して又はその上に配置されるように、インプラント本体６０２によって支持されるように構成され得る。例えば、第１のセンサ１００ａは、横断方向Ｔに対して骨折部６２２と位置合わせされ得る。第１のセンサ１００ａはまた、骨ねじを貫通させて受容してインプラント１１４を骨に取り付けるように構成された第１の開口６１６ａと第２の開口６１６ｂとの間に配設されてもよい。したがって、第１のセンサ１００ａは、第１の開口６１６ａと第２の開口６１６ｂとの間で隔離され得る。
【００６６】
第２のセンサ１００ｂは、第２のセンサ１００ｂが骨６２０の健康な（例えば、中実）部分６２０ｂの上に支持されるように、インプラント本体６０２によって支持され得る。例えば、第２のセンサ１００ｂは、横断方向Ｔに対して健康な部分６２０ｂと位置合わせされ得る。第２のセンサ１００ｂはまた、骨ねじを貫通させて受容してインプラント１１４を骨に取り付けるように構成された第１の開口６１６ｃと第２の開口６１６ｄとの間に配設されてもよい。したがって、第２のセンサ１００ｂは、第１の開口６１６ｃと第２の開口６１６ｄとの間で隔離され得る。第１のセンサ１００ａに対応する第１の開口６１６ａ及び第２の開口６１６ｂはそれぞれ、長手方向Ｌに対して、第２のセンサ１００ｂに対応する第１の開口６１６ｃ及び第２の開口６１６ｄから離間されてよい。あるいは、開口６１６ｂ及び６１６ｃのうちの１つは、第１のセンサ１００ａと第２のセンサ１００ｂとの間で共有されてもよい。
【００６７】
代替として、骨の健康な部分６２０ｂに加わる負荷は、第２のセンサ１００ｂがインプラント１１４によって支持されることなく検出され得ることが理解されるであろう。例えば、図１１に示すように、健康な部分６２０ｂに加わる負荷はまた、第２のセンサ１００ｂを骨６２０上に直接取り付けることによっても検出され得る。別の実施例として、健康な部分６２０ｂの負荷は、第２のセンサ１００ｂを別のインプラントに取り付け、次いでそれを骨６２０に取り付けることによって検出され得る。他のインプラントは、例えば、別の骨プレート、ねじなどの骨アンカーなどを含むことができる。したがって、いくつかの代替実施形態によれば、本システムは、インプラント本体６０２によって支持される第１のセンサ１００ａと、インプラント１１４から離間してインプラント１１４から分離されるように骨６２０に取り付けられるように構成された第２のセンサ１００ｂと、を備えることができる。
【００６８】
図７及び図１１のシステムを動作させる方法は、第１及び第２のセンサのそれぞれについて図１０の方法を実施して、（ｉ）第１のセンサ１００ａの第１の測定値及び第２のセンサ１００ｂの第２の測定値を生成すること、及び（ｉｉ）第１の一意のＩＤを有する第１の測定値及び第２の一意のＩＤを有する第２の測定値を外部の無線通信装置に通信することを含み得る。本方法は、第１及び第２の測定値に基づいて比較値を生成する工程を更に含むことができる。一実施例において、比較値は、第１及び第２の測定値のうちの１つの、第１及び第２の測定値のうちの他方に対する比であり得る。別の実施例では、比較値は、第１の測定値と第２の測定値との間の差であり得る。更に別の実施例では、比較は、第１及び第２の測定値を検索し、第１及び第２の測定値に対応するその中の比較を見つけることによって、ルックアップテーブル内で判定することができる。
【００６９】
図１及び図９に戻って参照すると、読取装置１１６の電流は、金属製インプラント１１４内に渦電流を生じさせることができる。更に、電波がアンテナ１１０のアンテナコイルを励起してアンテナコイル内に電流を発生させると、アンテナコイルは、金属製インプラント１１４内の渦電流を更に励起することができる電磁場を生成する。渦電流は次に、アンテナ１１０のアンテナコイルによって観察される磁束を減少させることができる。更に、渦電流は、アンテナコイル内の電流の流れと反対の方向に回転し、それによってアンテナ１１０のアンテナコイル内の電流と対向し、アンテナコイルの同調周波数を変化させることができる。渦電流からのこの干渉は、読取装置１１６とセンサ１００との間の無線リンクの効率を低減させ得る。
【００７０】
渦電流の影響を制限するために、フェライト層（図示せず）をアンテナ１１０とインプラント１１４との間に実装することができる。フェライト層は、電磁場の少なくとも一部が金属製インプラント１１４に到達するのを防止することができ、したがって、金属製インプラント１１４内で励起される渦電流を制限することができる。しかしながら、フェライトは生物学的に適合性ではなく、したがって、埋め込み型センサ内に実装されている場合にはいくつかの課題を提示する。
【００７１】
フェライトの代替として、図１２及び図１３を参照すると、センサ１００は、アンテナ１１０とインプラント１１４との間に配置されたシールド１２４を備えることができる。シールド１２４は、少なくとも１つの誘導シールドコイル（inductive shield coil）８０２と、シールドコイル８０２を支持する基板８０４と、を有することができる。図２のアンテナシステム１０９は、アンテナ１１０とシールド１２４とを備えることができる。更に、シールドコイル８０２は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２と直列に接続されることができる。シールドは、磁束がシールド１２４を通過するのを制限するように、又は更には磁束がシールド１２４を通過するのを実質的に完全に防止するように構成され得る。電流がシールドコイル１２４内を流れると、電流はインプラント内の渦電流を模倣することができる。したがって、シールド１２４は、シールド１２４の下のインプラント１１４がアンテナ１１０によって生成される磁場に曝露される量を制限することができる、又はそのような曝露を完全に防止することができる。換言すれば、シールド１２４の磁場は、シールド１２４の下に延在するはずのアンテナ１１０の磁場の一部分を相殺することができる。アンテナ１１０とインプラント１１４との間の相互作用を低減することにより、アンテナと読取装置１１６との間のより長い無線通信範囲、及びより信頼性の高い同調など、アンテナ１１０のより良好な性能をもたらすことができる。
【００７２】
基板８０４は、フィルム又は他の好適な基板であり得る。一実施例において、シールド１２４は、フレキシブルプリント回路基板として実装され得る。基板８０４は、第１の幅広面８０４ａと、第１の幅広面８０４ａの反対側の第２の幅広面８０４ｂと、を有し得る。基板８０４は、第１の縁部８０４ｃと、第１の方向ＤＡ１に対して互いに対向する第２の縁部８０４ｄと、を更に有し得る。基板８０４は、第１の方向ＤＡ１に垂直な第２の方向ＤＡ２に対して互いに対向する第３の縁部８０４ｅ及び第４の縁部８０４ｆを更に有し得る。第１及び第２の幅広面８０４ａ及び８０４ｂは、第１の縁部８０４ｃと第２の縁部８０４ｄとの間、及び第３の縁部８０４ｅと第４の縁部８０４ｆとの間に延在し得る。第１の幅広面８０４ａは、第１及び第２の方向ＤＡ１及びＤＡ２に沿って平面であり得る。同様に、第２の幅広面８０４ｂは、第１及び第２の方向ＤＡ１及びＤＡ２に沿って平面であり得る。第１及び第２の幅広面８０４ａ及び８０４ｂは、第１の方向ＤＡ１及び第２の方向ＤＡ２の両方に垂直な第３の方向ＤＡ３に対して互いに対向し得る。なお、方向ＤＡ１、ＤＡ２、及びＤＡ３は、図３の少なくとも１つの感知素子１０２の方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３と整列させることができる、又は方向Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３から角度オフセットさせることができることに留意されたい。
【００７３】
基板８０４は、第１の方向ＤＡ１に対する第１の縁部８０４ｃから第２の縁部８０４ｄまでの高さを有することができる。基板８０４は、第２の方向ＤＡ２に対する第３の縁部８０４ｅから第４の縁部８０４ｆまでの幅を更に画定することができる。基板８０４は、第３の方向ＤＡ３に対する第１の幅広面８０４ａから第２の幅広面８０４ｂまでの厚さを更に画定することができる。高さ及び幅は、厚さより大きくてよい。いくつかの実施例では、基板８０４は矩形の形状を有することができる。しかしながら、代替例では、基板８０４は、任意のその他の好適な形状を有することができる。
【００７４】
シールドコイル８０２は、導電性ワイヤ又はトレースとすることができる。シールドコイル８０２は、互いからオフセットされた第１の端部８０２ａ及び第２の端部８０２ｂを含むことができる。コイル８０２は、第１の端部８０２ａから第２の端部８０２ｂまで螺旋状のパターンでコイル８０２の中心の周りに延在することができ、それにより、第２の端部８０２ｂは、第１の端部８０２ａよりもコイル８０２の中心に近接して配置される。したがって、コイル８０２は、複数の巻きを有することができる。巻き数は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の総巻き数以下であり得る。コイル８０２は、実質的に正方形である全体形状を有することができる。しかしながら、代替実施形態では、コイル８０２は、別の好適な形状を有することができる。
【００７５】
アンテナ１１０及びシールド１２４は、それぞれの平面に沿って延在することができる。センサが組み立てられると、シールド１１０は、アンテナ１１０の平面が第３の方向ＤＡ３に沿ってシールド１２４の平面から離間するように、アンテナ１２４の下に配置され得る。したがって、アンテナ１１０の平面は、第３の方向ＤＡ３に沿ってシールド１２４の平面に面することができる。いくつかの実施形態では、それぞれの平面は、互いに実質的に平行であってもよいが、それぞれの平面は、３０度未満など別の角度だけオフセットされてよい。アンテナ１１０の幅広面５０４ａ及び５０４ｂのうちの１つは、シールド１２４の幅広面８０４ａ及び８０４ｂのうちの１つに面することができる。更に、アンテナ１１０及びシールド１２４は、第３の方向ＤＡ３に対して、それらのそれぞれの平面間に空間を画定することができる。
【００７６】
いくつかの好ましい実施例では、シールドコイル８０２は、アンテナコイル５０２の電流とは反対方向に電流を搬送するように構成され得る。例えば、少なくとも１つのアンテナコイル５０２のそれぞれは、第１の方向に巻回されてよく、シールドコイル８０２は、シールドコイル８０２が少なくとも１つのアンテナコイル５０２の下に配設されたときに第１の方向とは反対になる第２の方向に巻回されてよい。より具体的には、少なくとも１つのアンテナコイル５０２は、インプラント１１４に向かう方向に見てアンテナコイル５０２の内部から始まる時計回り及び反時計回りの方向のうちの１つの方向に巻回されてよい。一方、シールドコイル８０２は、インプラント１１４に向かう方向で見てシールドコイル８０２の内部から始まる時計回り及び反時計回りの方向のうちのもう１つの方向に巻回されてよい。したがって、シールドコイル８０２は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成され得る。更に、いくつかの好ましい実施形態では、シールドコイル８０２は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の総巻き数よりも少ない巻き数を有することができる。いくつかのそのような実施例では、シールドコイル８０２は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の巻き数の約半分を有することができる。したがって、シールドコイル８０２は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の磁場と反対の、より弱い磁場を生成することができる。
【００７７】
図１４を参照すると、いくつかの実施形態では、アンテナシステム１０９は、アンテナコイル５０２、シールドコイル８０２、及び基板９０４を含むことができ、アンテナコイル５０２及びシールドコイル８０２の両方が基板９０４によって支持されている。したがって、アンテナ１１０は、アンテナコイル５０２と、基板９０４の第１の部分９０８と、を含むことができ、シールド１２４は、シールドコイル８０２と、基板９０４の第２の部分９１０と、を含むことができる。アンテナシステム１０９は、図１３に示される非積層構成と積層構成（図示せず）との間で屈曲するように構成されている。非積層構成では、アンテナコイル５０２及びシールドコイル８０２は、第２の方向ＤＡ２に沿って互いから離間している。したがって、アンテナコイル５０２及びシールドコイル８０２は並列に配置されている。積層構成では、基板９０４は、アンテナコイル５０２とシールドコイル８０２との間に第１の方向ＤＡ１に沿って延在する軸線Ａを中心に屈曲され、その結果、アンテナコイル５０２及びシールドコイル８０２は、第１及び第２の方向ＤＡ１及びＤＡ２の両方に対して垂直である第３の方向ＤＡ３に沿って互いから離間している。アンテナコイル５０２及びシールドコイル８０２は、アンテナシステム１０９が非積層構成にあるときには同じ方向（すなわち、時計回り又は反時計回り）に巻回され得、アンテナシステム１０９が積層構成に屈曲されたときには反対方向に巻回され得る。
【００７８】
基板９０４は、フィルム又はその他の好適な基板であり得る。一実施例において、アセンブリは、フレキシブルプリント回路基板として実装され得る。基板９０４は、第１の幅広面９０４ａと、第１の幅広面９０４ａの反対側の第２の幅広面９０４ｂと、を有し得る。基板９０４は、第１の縁部９０４ｃと、第１の方向ＤＡ１に対して互いに対向する第２の縁部９０４ｄと、を更に有し得る。基板９０４は、第３の縁部９０４ｅ及び第４の縁部９０４ｆを更に有し得る。第３の縁部９０４ｅ及び第４の縁部９０４ｆは、基板９０４が非積層構成にあるときに、第２の方向ＤＡ２に対して互いに対向して離間され得る。第１及び第２の幅広面９０４ａ及び９０４ｂは、第１の縁部９０４ｃと第２の縁部９０４ｄとの間、及び第３の縁部９０４ｅと第４の縁部９０４ｆとの間に延在し得る。第１の幅広面９０４ａは、基板が非積層構成にあるとき、第１及び第２の方向ＤＡ１及びＤＡ２に沿って平面状であり得る。同様に、第２の幅広面９０４ｂは、基板が非積層構成にあるとき、第１及び第２の方向ＤＡ１及びＤＡ２に沿って平面状であり得る。
【００７９】
基板９０４は、第１の方向ＤＡ１に対する第１の縁部９０４ｃから第２の縁部９０４ｄまでの高さを有することができる。基板９０４は、第２の方向ＤＡ２に対する第３の縁部９０４ｅから第４の縁部９０４ｆまでの幅を更に画定することができる。基板９０４は、第３の方向ＤＡ３に対する第１の幅広面９０４ａから第２の幅広面９０４ｂまでの厚さを更に画定することができる。高さ及び幅は、厚さよりも大きくてよい。いくつかの実施例では、基板９０４は矩形の形状を有することができる。しかしながら、代替例では、基板９０４は、任意のその他の好適な形状を有することができる。
【００８０】
アンテナ１１０及びシールド１２４は、それぞれの平面を画定することができる。非積層構成では、それぞれの平面は、互いに実質的に一直線であり得る。基板９０４は、アンテナ１１０とシールド１２４との間に可撓性屈曲領域９０６を含むことができる。基板９０４は、アンテナシステム１０９を非積層構成と積層構成との間で遷移させるように、屈曲領域９０６で屈曲するように構成され得る。積層構成では、アンテナ１１０によって画定される平面は、シールド１２４によって画定される平面から第３の方向ＤＡ３に沿って離間している。したがって、アンテナ１１０によって画定される平面は、第３の方向ＤＡ３に沿って、シールド１２４によって画定される平面に面することができる。例えば、アンテナシステム１０９は、基板９０４の第１の部分９０８における（例えば、アンテナコイル５０２における）第１の幅広面９０４ａ及び第２の幅広面９０４ｂのうちの一方が、基板９０４の第２の部分９１０における（例えば、シールドコイル８０２における）第１の幅広面９０４ａ及び第２の幅広面９０４ｂのうちの一方に面するように、アンテナシステム１０９を屈曲させることができる。
【００８１】
積層構成では、アンテナ１１０によって画定される平面は、第３の方向ＤＡ３に対して、シールド１２４によって画定される平面の上方に配置され得る。それぞれの平面は、互いに実質的に平行であってもよいが、それぞれの平面は、３０度未満など、別の角度だけオフセットされてもよい。更に、アンテナシステムは、アンテナシステム１０９が積層構成にあるときに、第３の方向ＤＡ３に対して、アンテナ１１０及びシールド１２４を画定する平面の間に空間を画定することができる。電気部品１０７の少なくとも１つ、最大で全ては、図１３に関して上述したように、アンテナ１１０とシールド１２４との間の空間内に配置され得る。
【００８２】
ここで図１５及び図１６を参照すると、センサ１００の構成要素の２つの例示的なスタックアップが示されている。これらの特定の実施例では、アンテナコイル５０２（１）及び５０２（２）の２つを有するアンテナ１１０が例示されており、コイルは、アンテナコイル５０２（２）の巻きがアンテナコイル５０２（１）の巻きの間の間隙の下方に配置されるように、互いに対してシフトされている。代替実施形態では、アンテナ１１０は、１つのアンテナコイル５０２（１）若しくは５０２（２）のみを含んでいてもよいこと、又はアンテナコイル５０２（１）及び５０２（２）の巻きが横断方向Ｔに沿って整列されるように、コイルは、シフトされるのではなく整列されていてもよいことが理解されるであろう。同じような方法で、シールド１２４には、１つを超えるシールドコイルが互いの上に配設されていてもよく、又は１つのシールドコイルのみを有していてもよい。
【００８３】
シールド１２４は、アンテナ１１０の下に配設され得る。例えば、シールド１２４は、センサ１００がインプラント１１４に取り付けられたときにアンテナ１１０とインプラント１１４との間に配設され得る。少なくともいくつかの実施形態では、シールド１２４は、アンテナ１１０と少なくとも１つの感知素子１０２との間に配設され得る。図１５に示されるようないくつかのそのような実施形態では、シールド１２４は、少なくとも１つの感知素子１０２と、電気部品１０７のうちの少なくとも１つ（例えば、測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８のうちの少なくとも１つ、最大で全てなど）と、の間に配設され得る。したがって、電気部品１０７は、シールド１２４とアンテナ１１０との間の空間内に配置され得る。なお、部品１０７は図１５及び図１６に概略的に示されており、プリント回路基板１１２上での部品１０７の特定の向きは、示される向きから変化し得る。更に、センサ１００は、センサ１００の隣接する層の間に、スペーサ１２６及び１２８などの様々なスペーサを含むことができる。図１６に示す代替実施形態では、電気部品１０７はシールド１２４の下に配設され得る。したがって、シールド１２４は、アンテナ１１０と、電気部品１０７（例えば、測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８）と、の間に配設され得る。
【００８４】
ここで図１７を参照すると、図２のアンテナシステム１０９の一実施例の電気回路図が示されている。アンテナシステム１０９は、アンテナ１１０と、互いに直列に接続されたシールド１２４と、を備える。この実施例では、アンテナ１１０は、互いに直列に接続された第１の誘導アンテナコイル５０２（１）及び第２の誘導アンテナコイル５０２（２）を備えているが、代替実施形態では、アンテナ１１０は、１つの誘導アンテナコイルのみ、又は誘導コイルの隣接する対の間にコンデンサが配置された２つを超える誘導コイルを含むことができる。更に、シールド１２４は１つの誘導コイル８０２を含むが、シールド１２４は、１つを超える誘導コイルを同様に含むことができることが理解されるであろう。アンテナシステム１０９は、少なくとも１つ（例えば、複数の）コンデンサ１００２、１００４、１００６を備えることができる。コンデンサ１００２は、第１のアンテナコイル５０２（１）と第２のアンテナコイル５０２（２）との間に接続され得る。コンデンサ１００２は、第１及び第２のアンテナコイル５０２（１）及び５０２（２）の自己共振をより高くすることができ、その結果、コイル５０２（１）及び５０２（２）における損失を減少させることができる。コンデンサ１００４は、アンテナ１１０とセンサ１００の電気部品（例えば、図２の測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８の少なくとも１つ、最大で全て）との間に直列に接続され得る。コンデンサ１００６は、シールド１２４とセンサ１００の電気部品（例えば、図２の測定装置１０４、電源デバイス１０６、及び無線通信装置１０８の少なくとも１つ、最大で全て）との間に直列に接続され得る。代替実施形態では、１つ以上の並列コンデンサを使用することができることが理解されるであろう。例えば、任意の並列コンデンサ１０１０は、破線で示されるように接続され得る。いくつかの実施形態において、コンデンサ１００４は、コンデンサ１００６の静電容量に等しい静電容量を有することができる。アンテナシステム１０９は、金属製インプラント上に埋め込まれる前に同調させることができるアンテナ１１０及びシールド１２４は、直列に接続されているため、一緒に同調させることができる。センサ１００を金属製インプラント上に取り付けた後、アンテナシステム１０９は、その同調を維持することができる。
【００８５】
図１８及び図１９を参照すると、センサ１００の磁場及び電界がそれぞれ示されており、図中、暗色の陰影は、磁場及び電界がより強い強度を有する領域を示し、より明るい陰影は、磁場及び電界がより低い強度を有する領域を示す。図１８に示すように、シールド１２４は、電流がシールドコイル８０２を通って流れると、それ自体の磁場を生成する。シールド１２４の磁場は、アンテナ１１０の磁束がシールド１２４を通過するのを制限するか、又はアンテナ１１０の磁束がシールド１２４を通過するのを完全に防止する。図１９に示すように、シールド１２４は、シールド１２４の下の電界を制限する。その結果、アンテナ１１０の電界は渦電流を励起しないか、又はシールド１２４の下のインプラント内に大きさの小さい渦電流のみを励起する。更に、図１９に示すように、アンテナ１１０とシールド１２４との間に画定された領域１０００が存在し、この領域１０００の電界は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２に隣接する電界と比較して比較的低い。領域１０００は、シールド１２４からアンテナ１１０に向かって上方に延びる領域内に画定される。領域１０００は、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の直下の第１の高さと、第１の高さよりも大きい、少なくとも１つのアンテナコイル５０２の中心の直下の第２の高さと、を有する。したがって、プリント回路基板１１２の電気部品１０７及び／又は接地面などの金属物体は、アンテナ１１０の性能を著しく妨げることなく、領域１０００内に位置付けられ得ることが理解される。
【００８６】
当業者は、広い発明概念から逸脱することなく前述の実施形態に変更を行うことができることを理解するであろう。更に、本明細書で説明する実施形態のいずれかに関する上述の構造、機構、及び方法は、特に指定されない限り、本明細書で説明する他の実施形態のいずれかに組み込まれることができることを理解されたい。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるのではなく、本開示の趣旨及び範囲内にある修正を包含するものであることが理解される。更に、この用語は、特定の方向成分が互いに対して絶対的に垂直でないことを実質的に示し、実質的に垂直であるとは、その方向が別の方向に垂直な一次方向成分を有することを意味することを理解されたい。
【００８７】
本開示の実施形態は、以下の実施例を参照することにより理解されるであろう。
実施例１：患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、センサは、
少なくとも１つの感知素子と、
少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置は、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、少なくとも１つの感知素子を介した少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、を備える、センサ。
【００８８】
実施例２：少なくとも１つの感知素子が抵抗器を含み、測定装置が、抵抗器を介した少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して測定値を生成するように構成されている、実施例１に記載のセンサ。
【００８９】
実施例３：測定装置と通信している内部無線通信装置を備え、無線通信装置が、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信するように構成されている、実施例１又は２に記載のセンサ。
【００９０】
実施例４：測定装置が、少なくとも１つの感知素子を介したコンデンサの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施例１〜３のいずれか１つに記載のセンサ。
【００９１】
実施例５：測定装置がクロックを含み、時間デジタル変換器が、クロックのクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、実施例４に記載のセンサ。
【００９２】
実施例６：センサが、少なくとも１つの感知素子を含むひずみゲージを含む、実施例１〜５のいずれか１つに記載のセンサ。
【００９３】
実施例７：ひずみゲージが、少なくとも１つの感知素子を担持する基板を含み、少なくとも１つの感知素子が、第１及び第２の感知素子を含み、第１の感知素子と第２の感知素子とが互いに対して非平行である、実施例６に記載のセンサ。
【００９４】
実施例８：少なくとも１つの感知素子が、第３の感知素子を含み、第３の感知素子が、第１及び第２の感知素子に非平行である、実施例７に記載のセンサ。
【００９５】
実施例９：第１、第２、及び第３の感知素子のそれぞれが長手方向軸線を含み、第１、第２、及び第３の感知素子の長手方向軸線が互いに交差する、実施例８に記載のセンサ。
【００９６】
実施例１０：少なくとも１つの感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、実施例１〜９のいずれか１つに記載のセンサ。
【００９７】
実施例１１：内部無線通信装置が無線送信機を含み、センサがアンテナを含む、実施例３に記載のセンサ。
【００９８】
実施例１２：無線送信機が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）を使用して通信するように構成されている、実施例１１に記載のセンサ。
【００９９】
実施例１３：測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備える、実施例１〜１２のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１００】
実施例１４：電源デバイスが、エネルギーハーベスティングデバイスを含む、実施例１３に記載のセンサ。
【０１０１】
実施例１５：エネルギーハーベスティングデバイスが、センサに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されている、実施例１４に記載のセンサ。
【０１０２】
実施例１６：システムであって、
請求項１〜１５のいずれか１つに記載されるように構成された第１のセンサと、
センサを支持するように構成された解剖学的インプラントと、を備える、システム。
【０１０３】
実施例１７：請求項１〜１６のいずれか１つに記載のように構成された第２のセンサを備える、実施例１６に記載のシステム。
【０１０４】
実施例１８：第１のセンサが、第１のセンサが骨折部と位置合わせされるように解剖学的インプラントによって支持されるように構成され、第２のセンサが、第２のセンサが健康な骨の一部分と位置合わせされるように支持されるように構成されている、実施例１７に記載のシステム。
【０１０５】
実施例１９：第１のセンサが第１の一意の識別子を含み、第２のセンサが、第１の一意の識別子と異なる第２の一意の識別子を含む、実施例１７に記載のシステム。
【０１０６】
実施例２０：患者の身体に埋め込まれた少なくとも１つのセンサから患者の解剖学的特性の値を検出する方法であって、本方法が、
少なくとも１つのセンサの少なくとも１つのコンデンサを基準電圧に充電する工程と、
少なくとも１つのセンサの少なくとも１つの感知素子を介して少なくとも１つのコンデンサを放電する工程と、
解剖学的特性の値に比例する測定値を生成する工程であって、生成工程が、少なくとも１つのコンデンサの、トリガ電圧までの放電時間を測定することを含む、工程と、を含む、方法。
【０１０７】
実施例２１：放電工程が、少なくとも１つの抵抗感知素子の少なくとも１つの抵抗器を介して少なくとも１つのコンデンサを放電することを含む、実施例２０に記載の方法。
【０１０８】
実施例２２：患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信することを更に含む、実施例２０及び２１のいずれか１つに記載の方法。
【０１０９】
実施例２３：充電工程が、電源デバイスが少なくとも１つのコンデンサに電力を供給することを含む、実施例２０〜２２のいずれか１つに記載の方法。
【０１１０】
実施例２４：充電工程が、エネルギーハーベスティングデバイスにおいて少なくとも１つのセンサとは別個の供給源からエネルギーを捕捉することと、少なくとも１つのコンデンサを充電するように、供給源から少なくとも１つのコンデンサにエネルギーを供給することと、を含む、実施例２３に記載の方法。
【０１１１】
実施例２５：供給源が電波である、実施例２４に記載の方法。
【０１１２】
実施例２６：生成工程が、時間デジタル変換器を使用して、少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定することを含む、実施例２０〜２５のいずれか１つに記載の方法。
【０１１３】
実施例２７：生成工程が、放電時間に基づいて測定値を計算することを含む、実施例２０〜２６のいずれか１つに記載の方法。
【０１１４】
実施例２８：測定値が放電時間である、実施例２０〜２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１１５】
実施例２９：放電工程が、少なくとも１つのコンデンサを、互いに対して非平行である少なくとも２つの抵抗感知素子を介して放電することを含む、実施例２０〜２８のいずれか１つに記載の方法。
【０１１６】
実施例３０：放電工程が、少なくとも１つのコンデンサを、互いに対して非平行である３つの抵抗感知素子を介して放電することを含む、実施例２０〜２９のいずれか１つに記載の方法。
【０１１７】
実施例３１：無線通信工程が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）を使用して、外部無線通信装置に測定値を通信することを含む、実施例２０〜３０のいずれか１つに記載の方法。
【０１１８】
実施例３２：無線通信工程が、少なくとも１つのセンサを識別する一意の識別子を外部無線通信装置に通信することを含む、実施例２０〜３１のいずれか１つに記載の方法。
【０１１９】
実施例３３：測定値が、少なくとも１つのセンサ上のひずみに比例する、実施例２０〜３２のいずれか１つに記載の方法。
【０１２０】
実施例３４  少なくとも１つのセンサが、骨折部と位置合わせされた第１のセンサと、健康な骨と位置合わせされた第２のセンサと、を備え、
本方法は、
第１のセンサが第１の測定値を生成し、第２のセンサが第２の測定値を生成するために、充電、放電、生成、及び無線通信工程を実施することと、
第１及び第２の測定値に基づいて比較値を生成することと、を含む、実施例２０〜３３のいずれか１つに記載の方法。
【０１２１】
実施例３５：患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、
基板と、第１の感知素子と第２の感知素子と第３の感知素子とが互いに対して非平行であるように基板上に配置された第１、第２、及び第３の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
第１〜第３の感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、を備える、センサ。
【０１２２】
実施例３６：測定装置と通信している内部無線通信装置であって、無線通信装置が、患者の皮膚を通じて患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置を備える、実施例３５に記載のセンサ。
【０１２３】
実施例３７：内部無線通信装置が無線送信機を含み、センサがアンテナを含む、実施例３５に記載のセンサ。
【０１２４】
実施例３８：センサが、基板を含むプリント回路基板を備え、測定装置及び無線送信機のそれぞれが、基板上に取り付けられた集積回路として実装される、実施例３７に記載のセンサ。
【０１２５】
実施例３９：プリント回路基板が、半導体ひずみゲージとアンテナとの間に配置されている、実施例３８に記載のセンサ。
【０１２６】
実施例４０：半導体ひずみゲージ、測定装置、及びアンテナの上に配設されるように構成されたカバーを備え、その結果、アンテナが、半導体ひずみゲージとカバーとの間に配置されている、実施例３５に記載のセンサ。
【０１２７】
実施例４１：測定装置が、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、第１〜第３の感知素子を介した少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して測定値を生成するように構成されている、実施例３５〜４０のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１２８】
実施例４２：測定装置が、放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施例４１に記載のセンサ。
【０１２９】
実施例４３：システムであって、
患者に埋め込まれるように構成された解剖学的インプラントと、
解剖学的インプラントによって支持される第１のセンサと、第２のセンサと、を備え、第１及び第２のセンサのそれぞれは、
少なくとも１つの感知素子と、
少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成された、測定装置と、
測定値及び一意の識別子を患者の皮膚を通じて患者の外側に位置する外部無線通信装置に無線通信するように構成された内部無線通信装置であって、第１のセンサの一意の識別子は第２のセンサの一意の識別子とは異なる、内部無線通信装置と、を備える、システム。
【０１３０】
実施例４４：
第１及び第２のセンサのそれぞれの少なくとも１つの感知素子が、抵抗器を含み、
第１及び第２のセンサのそれぞれの測定装置が、コンデンサを備え、かつ、抵抗器の対応するものを介したコンデンサの放電時間を測定して、測定値の対応するものを生成するように構成されている、実施例４３に記載のシステム。
【０１３１】
実施例４５：第１及び第２の測定装置のそれぞれが、対応する少なくとも１つの感知素子を介したコンデンサの対応するものの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施例４４に記載のシステム。
【０１３２】
実施例４６：各内部無線通信装置が無線周波数識別（ＲＦＩＤ）通信装置を含む、実施例４３〜４５のいずれか１つに記載のシステム。
【０１３３】
実施例４７：測定装置のそれぞれがクロックを含み、各測定装置の時間デジタル変換器が、クロックのうちの対応するもののクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、実施例４３〜４６のいずれか１つに記載のシステム。
【０１３４】
実施例４８：第１及び第２のセンサのそれぞれが、対応する少なくとも１つの感知素子を含むひずみゲージを含む、実施例４３〜４７のいずれか１つに記載のシステム。
【０１３５】
実施例４９：各ひずみゲージが、対応する少なくとも１つの感知素子を担持する基板を含み、対応する少なくとも１つの感知素子が、第１及び第２の感知素子を含み、第１の感知素子と第２の感知素子とが互いに対して非平行である、実施例４８に記載のシステム。
【０１３６】
実施例５０：少なくとも１つの感知素子が、第３の感知素子を含み、第３の感知素子が、第１及び第２の感知素子に非平行である、実施例４９に記載のシステム。
【０１３７】
実施例５１：第１、第２、及び第３の感知素子のそれぞれが長手方向軸線を含み、第１、第２、及び第３の感知素子の長手方向軸線が互いに交差する、実施例５０に記載のシステム。
【０１３８】
実施例５２：各感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、実施例４３〜５１のいずれか１つに記載のシステム。
【０１３９】
実施例５３：各内部無線通信装置が無線送信機を含み、センサがアンテナを含む、実施例４３〜５２のいずれか１つに記載のシステム。
【０１４０】
実施例５４：各無線送信機が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）を使用して通信するように構成されている、実施例５３に記載のシステム。
【０１４１】
実施例５５：各センサが、測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備える、実施例４３〜５４のいずれか１つに記載のシステム。
【０１４２】
実施例５６：各電源デバイスがエネルギーハーベスティングデバイスを含む、実施例５５に記載のシステム。
【０１４３】
実施例５７：各エネルギーハーベスティングデバイスが、エネルギーハーベスティングデバイスに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されている、実施例５６に記載のシステム。
【０１４４】
実施例５８：患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、センサが、
少なくとも１つの感知素子と、
少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、測定装置が、センサによって観察される患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第１の方向に巻回された少なくとも１つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、アンテナコイルは、測定値を患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
アンテナの下に配置されたシールドであって、シールドは、アンテナコイルと直列に接続されかつ第１の方向と反対の第２の方向に巻回された少なくとも１つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。
【０１４５】
実施例５９：シールドが、シールドを通過する磁束を制限するように構成されている、実施例５８に記載のセンサ。
【０１４６】
実施例６０：シールドコイルが、アンテナコイルの巻き数よりも少ない巻き数を有する、実施例５８及び５９いずれか１つに記載のセンサ。
【０１４７】
実施例６１：シールドコイルが、少なくとも１つの誘導アンテナコイルの巻き数と等しい巻き数を有する、実施例５８〜６０のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１４８】
実施例６２：少なくとも１つのシールドコイルが、少なくとも１つのアンテナコイルの磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成されている、実施例５８〜６１のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１４９】
実施例６３：シールドコイルが、少なくとも１つのアンテナコイルの磁場よりも弱い磁場を生成するように構成されている、実施例５８〜６２のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１５０】
実施例６４：アンテナ及びシールドの両方が共通基板によって支持されている、実施例５８〜６３のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１５１】
実施例６５：アンテナが、アンテナコイル及び基板の第１の部分を含み、シールドが、シールドコイル及び基板の第２の部分を含む、実施例６４に記載のセンサ。
【０１５２】
実施例６６：アンテナシステムが、非積層構成と積層構成との間で屈曲されるように構成されており、非積層構成では、アンテナコイル及びシールドコイルが並列に配置され、積層構成では、アンテナコイルがシールドコイルの上に配置されるように、基板がアンテナコイルとシールドコイルとの間に延在する軸線を中心に屈曲されている、実施例６４及び６５のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１５３】
実施例６７：アンテナコイル及びシールドコイルが、アンテナシステムが非積層構成にあるときには同じ方向に巻回されており、かつ、アンテナシステムが積層構成に屈曲されているときには反対方向に巻回されている、実施例６６に記載のセンサ。
【０１５４】
実施例６８：センサが、アンテナとシールドとの間の空間を画定する、実施例５８〜６７のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１５５】
実施例６９：測定装置が、アンテナとシールドとの間の空間内に配置されている、実施例６８に記載のセンサ。
【０１５６】
実施例７０：アンテナが、基板の両側に支持された２つのアンテナコイルを含む、実施例５８〜６９のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１５７】
実施例７１：２つのアンテナコイルが直列に接続されている、実施例７０に記載のセンサ。
【０１５８】
実施例７２：２つのアンテナコイルの間に接続されたコンデンサを備える、実施例７１に記載のセンサ。
【０１５９】
実施例７３：２つのアンテナコイルが、アンテナコイルの第１の巻きがアンテナコイルの第２の巻きの間の間隙の下に配置されるように、互いに対してシフトされている、実施例７０〜７２のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１６０】
実施例７４：シールドが、アンテナと少なくとも１つの感知素子との間に配置されている、実施例５８〜７３のいずれか１つに記載のセンサ。
【０１６１】
実施例７５：シールドが、少なくとも１つの感知素子と測定装置との間に配置されている、実施例７４に記載のセンサ。
【０１６２】
実施例７６：シールドが、アンテナと測定装置との間に配置されている、実施例７４に記載のセンサ。
【０１６３】
〔実施の態様〕
（１）  患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも１つの感知素子と、
前記少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、前記少なくとも１つの感知素子を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の身体の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
（２）  前記少なくとも１つの感知素子が抵抗器を含み、前記測定装置が、前記抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの前記放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、実施態様１に記載のセンサ。
（３）  前記測定装置が、前記少なくとも１つの感知素子を介した前記コンデンサの放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施態様１に記載のセンサ。
（４）  前記測定装置がクロックを含み、前記時間デジタル変換器が、前記クロックのクロック信号に応じてインクリメントするように構成されている、実施態様３に記載のセンサ。
（５）  前記センサが、前記少なくとも１つの感知素子を含むひずみゲージを含む、実施態様１に記載のセンサ。
【０１６４】
（６）  前記ひずみゲージが、前記少なくとも１つの感知素子を担持する基板を含み、前記少なくとも１つの感知素子が、少なくとも第１及び第２の感知素子を含み、前記第１の感知素子と前記第２の感知素子とが互いに対して非平行である、実施態様５に記載のセンサ。
（７）  前記内部無線通信装置が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）トランスポンダーを含む、実施態様１に記載のセンサ。
（８）  前記測定装置に電力を供給するように構成された電源デバイスを備え、前記電源デバイスが、前記センサに伝達される電波からエネルギーを捕捉するように構成されたエネルギーハーベスティングデバイスを含む、実施態様１に記載のセンサ。
（９）  患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
基板と、第１の感知素子と第２の感知素子と第３の感知素子とが互いに対して非平行であるように前記基板上に配置された前記第１、第２、及び第３の感知素子と、を有する、半導体ひずみゲージと、
前記第１〜第３の感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
前記測定装置と通信している内部無線通信装置であって、前記無線通信装置が、前記患者の皮膚を通じて前記患者の外側に位置する外部無線通信装置に前記測定値を無線通信するように構成されている、内部無線通信装置と、を備える、センサ。
（１０）  前記第１〜第３の感知素子のそれぞれが抵抗器を含み、前記測定装置が、各抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、実施態様９に記載のセンサ。
【０１６５】
（１１）  前記測定装置が、少なくとも１つのコンデンサを含み、かつ、前記第１〜第３の感知素子のそれぞれの前記抵抗器を介した前記少なくとも１つのコンデンサの放電時間を測定して前記測定値を生成するように構成されている、実施態様９に記載のセンサ。
（１２）  前記測定装置が、各抵抗器を介した前記放電時間を測定するように構成された時間デジタル変換器を備える、実施態様１１に記載のセンサ。
（１３）  各感知素子が、半導体バー型ひずみゲージを含む、実施態様９に記載のセンサ。
（１４）  各感知素子が、第１の端部と、中心軸線に沿って前記第１の端部からオフセットされた第２の端部と、を有し、各感知素子が、前記中心軸線に沿って前記第１の端部と前記第２の端部との間に延びる線形バーである抵抗器を含む、実施態様９に記載のセンサ。
（１５）  患者に埋め込まれるように構成されたセンサであって、前記センサが、
少なくとも１つの感知素子と、
前記少なくとも１つの感知素子と通信している測定装置であって、前記測定装置が、前記センサによって観察される前記患者の解剖学的特性の値に比例する測定値を生成するように構成されている、測定装置と、
第１の方向に巻回された少なくとも１つの誘導アンテナコイルを有するアンテナであって、前記アンテナコイルは、前記測定値を前記患者の外側の読取装置に無線で送信するように構成されている、アンテナと、
前記アンテナの下に配置されたシールドであって、前記シールドは、前記アンテナコイルと直列に接続されかつ前記第１の方向と反対の第２の方向に巻回された少なくとも１つの誘導シールドコイルを有する、シールドと、を備える、センサ。
【０１６６】
（１６）  前記シールドコイルが、前記アンテナコイルの巻き数よりも少ない巻き数を有する、実施態様１５に記載のセンサ。
（１７）  前記少なくとも１つのシールドコイルが、前記少なくとも１つのアンテナコイルの磁場と反対の方向に磁場を発生させるように構成されている、実施態様１５に記載のセンサ。
（１８）  前記シールドが、前記アンテナと前記少なくとも１つの感知素子との間に配置されている、実施態様１５に記載のセンサ。
（１９）  前記シールドが、前記少なくとも１つの感知素子と前記測定装置との間に配置されている、実施態様１８に記載のセンサ。
（２０）  前記シールドが、前記アンテナと前記測定装置との間に配置されている、実施態様１８に記載のセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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