特許 7327925 医療用通信及び充電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-07

(45)【発行日】2023-08-16

(54)【発明の名称】医療用通信及び充電システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/378 20060101AFI20230808BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20230808BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230808BHJP

【ＦＩ】

A61N1/378

H02J50/12

H02J7/00 301D

【請求項の数】 17

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018214267

(22)【出願日】2018-11-15

(65)【公開番号】P2019088788

(43)【公開日】2019-06-13

【審査請求日】2021-09-27

(31)【優先権主張番号】17201800.4

(32)【優先日】2017-11-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】518406644

【氏名又は名称】オンワード メディカル エヌ．ブイ．

【氏名又は名称原語表記】ＯＮＷＡＲＤ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100145791

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 志麻子

(74)【代理人】

【識別番号】100187964

【弁理士】

【氏名又は名称】新井 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100104282

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 康仁

(72)【発明者】

【氏名】コーエン，ウェイジャンド

(72)【発明者】

【氏名】ハンス ダブリュー，プフラグ

【審査官】神ノ田 奈央

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１９７９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００８７６８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１４－５３４８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１５２０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ １／３７８

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信及び給電システム、特に医療用通信及び給電システムであって、
通信送信機を有する少なくとも１つの通信モジュールであって、通信信号を送信及び送出するように構成及び配置された前記通信モジュールと、
エネルギー充電及び／又は給電送信機を有する少なくとも１つの充電及び／又は給電モジュールであって、充電及び／又は給電エネルギーを供給及び／又は送信するように構成及び配置された前記充電及び／又は給電モジュールと、
通信信号及びエネルギー用の受信機である１つの受信機であって、前記通信モジュールによって供給される通信信号を受信するための第１の状態を有し及び／又は第１の状態に切換可能であり、前記充電及び／又は給電モジュールから供給されるエネルギーを受信するための第２の状態を有し及び／又は第２の状態に切換可能である、前記１つの受信機と
を備え、
通信送信と給電送信は、前記１つの受信機により受信される独立した送信であり、前記１つの受信機は、１つのアンテナと通信及び充電ダイプレクサとを備え、前記１つのアンテナ及び前記通信及び充電ダイプレクサはタンク回路を形成し、前記タンク回路は、前記１つのアンテナとスイッチとの間に位置するコンデンサを含み、
前記通信送信は、前記１つの受信機が前記第１の状態であるときに受信され、前記給電送信は、前記１つの受信機が前記第２の状態であるときに受信される、
システム。

【請求項2】

前記第１の状態及び前記第２の状態が同時に有効化されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１の状態及び前記第２の状態が交番され及び／又は同時に有効化されないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記通信送信機は第１の周波数範囲（ｆ１）内で通信信号を送信及び送出するように構成及び配置され、前記エネルギー充電及び／又は給電送信機は第２の周波数範囲（ｆ２）内で充電エネルギーを送信及び送出するように構成及び配置され、前記第１及び第２の周波数範囲（ｆ１、ｆ２）は相互に異なることを特徴とする請求項１～３のうちの一項に記載のシステム。

【請求項5】

前記受信機は被験者に移植可能であり又は移植されており、前記通信モジュール並びに／又は前記充電及び／若しくは給電モジュールは被験者に移植されないことを特徴とする請求項１～４のうちの一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記通信送信機並びに前記エネルギー充電及び／又は給電送信機のうちの少なくとも１つがアンテナ又はアンテナコイルとして具現化されていることを特徴とする請求項１～５のうちの一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記アンテナがアンテナコイルを備えることを特徴とする請求項１～６のうちの一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記アンテナがインダクタであり、前記通信及び充電ダイプレクサは、直列に配置されて前記アンテナに接続されたグランドに対するスイッチ、第１のコンデンサ、及び第２のコンデンサを備え、前記アンテナ及び前記第２のコンデンサが前記タンク回路を構成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記第１のコンデンサと前記第２のコンデンサの間の接続部に分岐配線が接続され、該分岐配線が接続点に接続され、該接続点が充電配線及び通信配線への接続部であり、該通信配線において、第３のコンデンサとグランドに対するスイッチへの接続配線とが配置されていることを特徴とする請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記第３のコンデンサが前記接続点とグランドに対する前記スイッチへの前記接続配線との間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記第２のコンデンサ及び前記アンテナを接続する接続配線においてグランドへの接続部が設けられていることを特徴とする請求項８～１０のうちの一項に記載のシステム。

【請求項12】

前記アンテナから分岐配線が接続され、該分岐配線が接続点に接続され、該接続点が充電配線及び通信配線への接続部であり、該通信配線においてコンデンサ及びグランドに対するスイッチへの接続部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記コンデンサが前記接続点とグランドに対する前記スイッチへの前記接続部との間に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記アンテナはコンデンサ及びグランドへの接続部を有する回路に接続され、前記コンデンサ及びグランドへの前記接続部が直列に配置されていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記受信機が、独立した移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）に接続されていることを特徴とする請求項１～１４のうちの一項に記載のシステム。

【請求項16】

前記移植可能医療デバイスが移植可能パルス生成器（ＩＰＧ）であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）が、前記充電及び／又は給電モジュールによって前記受信機を介して再充電可能であり及び／又は電力の供給を受けることができ、前記受信機を介して通信信号が前記移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）と通信モジュールの間で交換可能であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信及び給電システムに関し、特に、医療用通信及び給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

医療分野における通信及び充電システムは、従来技術から公知であり、特にエネルギー及び通信信号を経皮的に投入するのに使用される。

【0003】

例えば、米国特許出願公開第２０１５／００１２０６１号は、誘導充電及び遠隔測定信号の双方を受信するコールコンフィギュレータを含む刺激セラピーを提供する医療デバイスに関する。誘導充電信号は、第１の周波数帯にある。遠隔測定信号は、第１の周波数帯よりも高い第２の周波数帯にある。医療デバイスは、誘導充電信号を介して医療デバイスに電力を供給するように構成された誘導充電回路を含む。医療デバイスは、遠隔測定信号を介して外部デバイスと電気通信を行うように構成された遠隔測定回路を含む。医療デバイスは、コイルと誘導充電回路の間に電気的に結合された第１の部品を含む。第１の部品は、誘導充電信号を通過可能とするように構成される。医療デバイスは、コイルと遠隔測定回路の間に電気的に結合された第２の部品を含む。第２の部品は、遠隔測定信号を通過可能としつつ誘導充電信号を実質的に排除するように構成される。

【0004】

代替の解決手段が、例えば、欧州特許出願公開第１６８０１８２号、欧州特許出願公開第１６７５６４８号及び欧州特許出願公開第１５７５６６５号に開示される。

【発明の概要】

【0005】

本発明の課題は、特に医療デバイスのための１つの電子回路内において通信及び無線充電を組み合わせることであり、特に、電子回路が簡素化され、取扱いがより容易となることにある。

【0006】

この課題は、請求項１の構成を有するシステムとともに本発明によって解決される。したがって、通信及び給電システム、すなわち、電力転送／充電システム、特に医療用通信及び電力転送／充電システムが提供され、それは、
－通信送信機を有する少なくとも１つの通信モジュールであって、通信信号を送信及び送出するように構成及び配置された通信モジュールと、
－エネルギー充電及び／又は給電送信機を有する少なくとも１つの充電及び／又は給電モジュールであって、充電及び／又は給電エネルギーを供給及び／又は送信するように構成及び配置された充電及び／又は給電モジュールと、
－通信信号及び充電電力用の受信機である少なくとも１つの受信機であって、通信モジュールによって供給される通信信号を受信するための第１の状態を有し及び／又は第１の状態に切換可能であり、充電モジュールから供給される充電エネルギーを受信するための第２の状態を有し及び／又は第２の状態に切換可能である、受信機と
を備える。

【0007】

発明は、同じ受信機と通信する１つの通信送信機並びに１つのエネルギー充電及び／又は給電送信機があるという基本的前提に基づく。通信送信機によって、任意の種類の通信信号が送信され得る。エネルギー充電及び／又は給電送信機によって、バッテリ又は多少のエネルギーをオンラインで供給するだけのさらに簡素なものなどの電源及び／又はエネルギー源に対してエネルギーが送信機から受信機を介して転送され得る。これにより、通信及び充電システムの全体について少ない要素しか必要とならず、１つの共通の受信機によって通信信号及び充電エネルギーを受信する機能によって、受信側の電子部品の設計をより容易かつ簡素なものとすることができる。特に、医療の場合において、少なくとも受信機が移植される。受信機が少ない要素のみしか備えなければ、回路の構成はより低い消費電力でかつ高い信頼性のものとなる。

【0008】

電力を「オンライン」で供給することによっても移植デバイスへの電力は通信を可能とするように供給され得るので、それはその問題及びおそらくは回復処理を開始することさえ報告することができる。したがって、充電及び／又は給電モジュールがあれば電力が供給可能であり、通信モジュール及び受信機があれば信号が交換可能であり、又はその逆も可能である。そして、受信機は、信号を受信するだけでなく、通信モジュールに送出及び送信して戻すこともできるので、送受信機として作用し得る。

【0009】

第１の状態及び第２の状態が同時に有効化され得る。そのような動作の態様において、同時通信信号及び充電エネルギー送信が提供され得る。

【0010】

代替的に、第１の状態及び第２の状態が交番され（alternating）及び／又は同時に有効化されないことも可能である。これにより、充電エネルギーの送信が続く通信信号の明確に定義された送信を行うことが可能となり、その逆も可能である。

【0011】

さらに、通信送信機は第１の周波数範囲内で通信信号を送信及び送出するように構成及び配置され、エネルギー充電送信機は第２の周波数範囲内で充電エネルギーを供給及び／又は送信するように構成及び配置されてもよく、第１及び第２の周波数範囲は相互に異なる。通信信号用と充電エネルギー用に異なる周波数範囲を用いることによって、受信側に１つの受信機しか有さないことが可能となる。これは、受信側における回路設計及び電子的設計を簡素化することに役立つ。

【0012】

通信送信機はまた、送受信機、すなわち、送信能力及び受信能力を有する合成モジュールとして具現化され得る。このように、通信送信機は、送信機及び受信機となる。

【0013】

またさらに、受信機は被験者に移植可能であり又は移植されており、通信モジュール並びに／又は充電及び／若しくは給電モジュールは被験者に移植されない。一般に、通信モジュール及び特に通信送信機も同様に移植され得る。一般的に、少なくとも部分的に体外から体内への及びその逆の通信信号の経皮的な送信が行われることが意図されている。そして少なくとも体外から体内へ経皮的に充電エネルギーの送信も行われる。言い換えると、システムは、人体の外部及び外側に配置された部分、及び人体内に配置され、すなわち移植されたシステムの部分を有する。

【0014】

さらに、通信送信機並びにエネルギー充電及び／又は給電送信機の少なくとも１つは、アンテナ又はアンテナコイルとして具現化され得る。これにより、例えば、磁気誘導が、アンテナ又はアンテナコイルによって使用及び送信され得る。特に、通信モジュール用の１つのアンテナ又はアンテナコイル、及び他の第２の充電モジュール用のアンテナ又はアンテナコイルがあってもよい。

【0015】

またさらに、受信機は、アンテナ、特にアンテナコイル並びに通信及び充電ダイプレクサ（以下、ダイプレクサ又はＣ／Ｃダイプレクサともいう）を備え得る。アンテナにより、通信信号及びエネルギーが受信され得る。ダイプレクサによって、周波数ドメイン多重化が可能となる。これらの併合周波数帯は、ダイプレクサの２つの部分によって占有され得る。したがって、異なる周波数の信号が、相互に干渉することなく共存することができる。これにより、受信機について単一のアンテナしか必要とならないので、受信機の設計は非常に簡素となり得る。更なるアンテナは不要である。一般的に、更なるアンテナが、冗長性の理由のために使用され得る。一方、単一のアンテナで充分であるので、更なる単数のアンテナ又は更なる複数のアンテナは不要となる。

【0016】

アンテナはインダクタであってもよく、ダイプレクサはグランド又は基準に対するスイッチ、少なくとも１つのコンデンサ、特にアンテナに接続された第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを備えていてもよく、アンテナ及び第２のコンデンサは共振タンクを形成する。そのようなタンク回路は、ＬＣ回路又は共振回路ともいわれ、相互に接続されたコンダクタ及びコンデンサからなる電気回路となり得る。その回路は、電気共振器、音叉の電気的類似物として作用し、回路共振周波数において発振するエネルギーを蓄積する。ＬＣ回路は、特定の周波数において信号を生成し、又はより複雑な信号から特定の周波数における信号を取り出すために用いられる。この機能は、バンドパスフィルタといわれることもある。そのようなタンク回路によって、充電エネルギー及び通信信号を非常に簡単にかつ高い信頼性で受信することが可能となる。さらに、全ての部品が、受動電子部品で構成されてもよい。受信機にバッテリは不要である。このコンセプトの基本的概念を以下に説明する。

【0017】

前提として、おそらくは、例えば少なくとも３個のコンデンサ、少なくとも１個のインダクタ／アンテナ及び少なくとも１つのスイッチがある：
－通信チップ内に収容され得る、通信ポートに並列接続された１つのコンデンサ、
－通信ポートとインダクタの間に直列接続された２個のコンデンサ、及び
－通信（コム（ｃｏｍ））ポートにかかるスイッチ。

【0018】

この実施形態においてスイッチが開成されると、インダクタはコムポートの並列容量と共振し、この容量は直列コンデンサにほとんど影響を与えずに共振周波数を支配的に決定する。

【0019】

この実施形態においてスイッチが閉成されると、共振は２個の直列接続されたコンデンサの純容量とインダクタンスによって決定される。直列コンデンサは、ここでは並列共振コンデンサである。

【0020】

この例では、スイッチの目的は２つあり：その一方では、それは、コムポート入力部を過大な電圧から保護するとともに２個の直列コンデンサを用いてより低い共振周波数経路を形成する。他方では、２個の直列コンデンサは、スイッチが閉成されると分圧器を形成し、それらの比は後段の整流器に整合する必要なインピーダンスに適合可能である。

【0021】

具体的には、第１のコンデンサと第２のコンデンサの間の接続部において分岐配線が接続され、その分岐配線は接続点に接続され、その接続点は充電配線及び通信配線への接続部であり、その通信配線において第３のコンデンサ及びグランド又は基準に対するスイッチへの接続部が配置される。この具体的配置によって、共振タンク／ＬＣ回路を形成する電子部品の非常に容易な受動配置が可能となる。また、非常に少ない電子部品しか必要とならない。

【0022】

さらに、第３のコンデンサは、上記接続点とグランドに対するスイッチへの接続部との間に配置されてもよい。

【0023】

追加的に、第２のコンデンサとアンテナを接続する接続配線において、グランド又は基準への接続部が設けられてもよい。この代替例によって、追加の実施形態が実現され得る。

【0024】

アンテナから分岐配線が接続されてもよく、分岐配線は接続点に接続され、接続点は充電配線及び通信配線に接続されており、通信配線において、コンデンサ及びグランドに対するスイッチへの接続部が配置される。ここでも、受信側において単一のアンテナしか必要とならない。

【0025】

追加的に、コンデンサが、上記接続点とグランドに対するスイッチへの接続部との間に配置されてもよい。

【0026】

また、アンテナは、コンデンサ及びグランドへの接続部を有する回路に接続されてもよく、コンデンサ及びグランドへの接続部は直列に配置される。この実施形態では、ディープホールアンテナのように、それでも１つのアンテナしか受信側で必要とならない。個々の要素は、同じ周波数上で同様のアンテナとしては作用しない。

【0027】

さらに、受信機は、独立した移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）に接続され得る。

【0028】

特に、移植可能医療デバイスは、移植可能パルス生成器（ＩＰＧ）であり得る。

【0029】

移植可能な医療を通信のシステム及び充電システムから分離させることによって、特有の効果が達成され得る。

【0030】

特に、通信並びに充電及び／又は給電システムは、明確に定義され、非常に少ない受動部品のみで構成され得る。また、既に移植された既存の移植可能医療デバイスの完全な改修は不要である。したがって、充電及び通信システムは、既存の移植医療デバイスに付加され得る。ＩＭＤをシステムを用いて分離することによって、移植可能医療デバイスに直接に及び必ずしもリンクされない通信及び充電システムとは独立したプラットフォームを設計することもできる。これにより、使用範囲が拡がる。

【0031】

移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）は、充電モジュールによって受信機を介して（オンラインで）再充電可能であってもよいし又は給電されてもよく、受信機を介して通信信号が移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）と通信モジュールの間で交換されてもよい。この再充電及び例えば遠隔測定用の通信信号の交換によって、ＩＭＤの監視又は再プログラミングが交換及び送信され得る。

【0032】

本発明の更なる詳細及び効果を図面との関連においてここに開示する。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明による第１の実施形態における通信及び給電システムの概略図である。

【図2】図１の実施形態によるＣ／Ｃダイプレクサ回路の詳細である。

【図3】図１のシステムの動作のフローチャートである。

【図4】本発明による通信及び給電システムの代替実施形態である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

図１に、本発明による第１の例示の実施形態における通信及び給電システム１０を示す。

【0035】

通信及び給電システム１０は、体外部１２及び移植体内部１４を備える。

【0036】

体外部１２は、人体付近／人体上にあり、例えばウェアラブルなものとして具現化される。

【0037】

体外部１２は、通信電子回路１８及びアンテナコイル２０を備える少なくとも１つの通信モジュール１６を備える。

【0038】

通信モジュール１６は、通信送信機、ここではアンテナコイル２０を有する通信モジュール１６であり、ある範囲内で通信信号を送信及び送出するように構成される。

【0039】

通信モジュール１６は、送信機としてだけでなく受信機としても作用することにより送受信機を構成し得る。

【0040】

またさらに、体外部１２は、充電器２４及びエネルギー充電及び／又は給電送信機２６を備える充電及び／又は給電モジュール２２も備える。

【0041】

エネルギー充電及び／又は給電送信機２６も、アンテナコイル２６として具現化される。

【0042】

患者の表皮も図１に示され、符号Ｓで示される。

【0043】

図１において図示する実施形態では、通信及び給電システム１０は、通信信号及び移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）のエネルギー源を充電するためのエネルギー／電力を経皮的に送信するための医療用通信及び給電システム１０である。

【0044】

また、このように、電力は（通信がない場合、すなわち、通信信号が交換されない場合に）オンラインで供給され得る。

【0045】

体内部１４は、受信機２８を備える。

【0046】

受信機２８は、通信信号及び（充電）電力用の受信機２８である。

【0047】

受信機２８は、アンテナ／コイル３０、Ｃ／Ｃダイプレクサ３２（すなわち、通信及び充電ダイプレクサ３２）、通信配線ＣＯＭＭ３４及び充電配線ＣＨＡＲＧＥ３６を備える。

【0048】

通信配線ＣＯＭＭ３４及び充電配線ＣＨＡＲＧＥ３６が移植可能医療デバイス（ＩＭＤ）３８、ここでは移植可能パルス生成器（ＩＰＧ）３８に接続される。

【0049】

図２に、Ｃ／Ｃダイプレクサ３２の更なる詳細を示す。

【0050】

Ｃ／Ｃダイプレクサ３２は、インダクタＬとして作用するアンテナコイル３０を備えるＣ／Ｃダイプレクサ回路を有する。

【0051】

インダクタＬは、一端でグランドＧに、他端で第１のコンデンサＣ１に接続される。この経路をたどると、コンデンサＣ１から通信配線ＣＯＭＭ３４への更なる配線があり、符号４０で示される。

【0052】

この配線４０内に、コンデンサＣ２及びコンデンサＣ３がある。

【0053】

コンデンサＣ２は、分岐配線４２において配置され、接続点４４において配線４０に接続される。

【0054】

コンデンサＣ３は、接続点４４の配線４０とコンデンサＣ１の間にある。

【0055】

コンデンサＣ１とコンデンサＣ３の間には、他の接続点４６があり、そこから分岐配線が充電配線ＣＨＡＲＧＥ３６に接続される。この分岐配線は、Ｃ／Ｃダイプレクサ回路３２内に配置される限り、符号４８で示される。

【0056】

コンデンサＣ２の後段には、グランドＧへの配線があり、符号５０で示される。

【0057】

配線４０においてかつ通信配線３４と接続点４４の間に、他の分岐配線５２がある。

【0058】

この分岐配線５２には、スイッチ５４が配置され、スイッチ５４が閉成されるとグランドＧにも繋がる。

【0059】

図２のＣ／Ｃダイプレクサ回路３２及びシステム１０の機能を以下に説明する：
図２では、Ｌは受信機２８のインダクタを表す。

【0060】

このインダクタＬは、コンデンサＣ２とともに、共振タンク又はいわゆるＬＣ回路を構成する。

【0061】

コンデンサＣ２は共振周波数を決定する支配的コンデンサである一方、コンデンサＣ１及びＣ３は結合コンデンサとして作用し、共振周波数の決定には大きくは寄与しない。

【0062】

通信のためにスイッチ（Ｓ）５４は開成される。

【0063】

コンデンサＣ３は、ＩＰＧ３８におけるシステムの通信部（ＣＯＭＭ）、すなわち、通信配線３４への接続部を構成する。

【0064】

Ｌ／Ｃ２は、周波数範囲ｆ１又はこの第１の周波数範囲から選択された特定の周波数で共振する。図１も参照。

【0065】

通信中は信号レベルが低いため、充電出力部に接続された整流回路はその機能状態に達しない。したがって、回路は、高い入力インピーダンスを有する。

【0066】

充電／給電中にはスイッチ（Ｓ）５４は閉成され、コンデンサＣ３をグランドＧに接続させる。これにより、通信（ＣＯＭＭ）ポート３４に信号は発生しない。ここではコンデンサＣ３はコンデンサＣ１に直列に配置されるので、Ｌ／Ｃ１／Ｃ３共振タンクのより低い共振周波数範囲ｆ２（図１を参照）又はこの第２の周波数範囲から選択された特定の周波数がもたらされる。

【0067】

第１の周波数範囲ｆ１及び第２の周波数範囲ｆ２は相互に異なる。

【0068】

出力信号が、整流回路に接続されたＣＨＡＲＧＥ出力部３６に印加され、再充電可能バッテリを充電するのに用いられる。コンデンサＣ１及びＣ３は、整流回路のための低インピーダンス源を生成することが意図された容量分圧器を構成する。

【0069】

したがって、Ｃ３はＣ２に比べて大きな値を有し、直列要素として用いられる際に共振にほとんど影響しない。

【0070】

システムの特有の効果は、システムのその部分の設計及び構成を用いるインダクタＬとして作用する単一のアンテナ／コイル３０の使用である。図１及び図２のシステムは、非対称、不均等な形態で記載される。現実の実施は、対称、均等な形態で行われて等しい機能を奏することもできる。

【0071】

一般に、システムの第１の状態及び第２の状態が同時に有効化可能である（図１及び２に図示する実施形態ではそうされていない）。

【0072】

ここで、受信機２８は通信信号及び（充電）電力のための受信機２８であり、受信機２８は通信モジュール１６によって供給される通信信号を受信するための第１の状態を有し及び／又は第１の状態に切換可能であり、受信機２８は充電モジュール２２によって供給される充電エネルギーを受信するための第２の状態を有し及び／又は第２の状態に切換可能であり、第１の状態及び第２の状態は交番され及び／又は同時に有効化されない。

【0073】

通信送信機２０は第１の周波数範囲ｆ１内で通信信号を送信及び送出するように構成及び配置され、エネルギー充電送信機３０は第２の周波数範囲ｆ２内で充電エネルギーを送信及び送出するように構成及び配置され、第１及び第２の周波数範囲ｆ１及びｆ２は相互に異なるものである。

【0074】

ここで図３に、図１及び図２によるシステム１０の実施形態で行われる通信及び充電／給電処理のフローチャートを示す。

【0075】

第１のステップＳ１において、スイッチ（Ｓ）５４は閉成され、通信モジュール１６を介して周波数ｆ１において通信信号が体内部１４のアンテナコイル３０に経皮的に送信される。インダクタＬ並びに配線４０及び３４を介して、通信信号が通信配線ＣＯＭＭ３４に転送され、ＩＰＧ３８をプログラミング又は再プログラミングするのに使用され得る。

【0076】

通信交換は、この体外部１２から体内部１４への状態において逆となり得る。

【0077】

例えば、クロック信号を用いることによって、信号を人体に送信するための及び人体からの信号を受信するための特定の期間が規定され得る。

【0078】

そして、第２のステップＳ２において、スイッチ（Ｓ）５４が閉成され、コンデンサＣ３がグランドＧに接続され得る。

【0079】

そして、第３のステップＳ３において、エネルギーは、充電及び／又は給電モジュール２２並びにアンテナコイル２６を介して周波数Ｆ２においてアンテナコイル３０に送信され、ＩＰＧ３８のバッテリを充電するために配線４８を介して充電配線３６に送信され得る。

【0080】

ステップＳ１からＳ３は、反復され、連続的に相互に続き、又は周期的に、要求に応じてなどの態様で配置され得る。

【0081】

図４に、本発明による第２の例示の実施形態における通信及び給電システム１０’の代替実施形態を示す。

【0082】

システム１０’は、上記及び図１～３に示したシステム１０と同じ構造的及び機能的構成を備える。ただし、幾つかの相違点があり、それを以下に記載及び説明する：
システム１０’は、受信機２８’及びＣ／Ｃダイプレクサ３２’も備える。

【0083】

ここで、インダクタコイル３０’も存在する。

【0084】

インダクタコイル３０’は、第１のコンデンサＣ１’に接続される。

【0085】

またさらに、分岐配線４０’があり、これはＣＨＡＲＧＥポート及び充電配線３６’に接続される。

【0086】

分岐配線４０’は、アンテナコイル３０’の巻線に直接接続される。

【0087】

さらに、コンデンサＣ１’への接続配線において、グランドＧ’への配線が配置される。

【0088】

分岐配線４０’は接続点３４ａ’に接続され、接続点３４ａ’は充電配線３６’及び通信配線３４’に接続されており、通信配線３４’において、コンデンサＣ３’及びスイッチ（Ｓ）５４’によるグランドＧ’に対するスイッチへの接続部が配置される。

【0089】

アンテナ３０’はコンデンサ及びグランドＧ’への接続部を有する回路に接続され、コンデンサ及びグランドＧ’への接続部は直列に配置される。

【0090】

図４に示す実施形態の機能は、図１、図２及び図３に示すものと同等である。

【0091】

この回路は、容量伝送の代わりに誘導インピーダンス伝送を用いることによって図２に図示及び記載した同じ目的を果たす。

【0092】

なお、ここに含まれる例示の制御及び機能ルーチンは、特に医療分野における種々の通信及び電力充電システム構成で使用され得る。ここに開示される制御方法及びルーチンは、実行可能な命令として非一時的メモリに記憶され、医療デバイス、特に移植医療デバイス及び／又は種々のセンサ、アクチュエータ並びに他のシステムハードウェアとの組合せにおいて制御部によって実行され得る。ここに記載される具体的ルーチンは、イベント駆動型、割込み駆動型、マルチタスク型、マルチスレッド型などの任意数の処理戦略の１以上を代表し得る。このように、説明した種々の作用、動作及び／又は機能は、説明したシーケンスで実行されてもよいし、並列に実行されてもよいし、場合によっては省略されてもよい。同様に、処理の順序は、必ずしもここに記載される例示の実施形態の構成及び効果を達成するために必要とならないが、説明及び記載の便宜のために与えられる。説明した作用、動作及び／又は機能の１以上は、使用されている特定の戦略に応じて反復して実行され得る。また、記載された作用、動作及び／又は機能は、制御部においてコンピュータ可読記憶媒体の非一時的メモリにプログラムされるコードをグラフィカルに表し得るものであり、ここで、記載される作用は電子制御部との組合せにおいて種々のハードウェア構成要素を含むシステムにおいて命令を実行することによって実現される。

【符号の説明】

【0093】

１０ システム
１２ 体外部
１４ 移植体内部
１６ 通信モジュール
１８ 通信電子回路
２０ アンテナコイル
２２ 充電及び／又は給電モジュール
２４ 充電器
２６ エネルギー充電及び／又は給電送信機／アンテナコイル
２８ 受信機
３０ アンテナ／コイル
３２ Ｃ／Ｃダイプレクサ
３４ 通信配線
３６ 充電配線
３８ 移植可能パルス生成器（ＩＰＧ）
４０ 配線
４２ 配線
４４ 接続点
４６ 接続点
４８ 分岐配線
５０ 配線
５２ 分岐配線
５４ スイッチ
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
Ｃ３ コンデンサ
ｆ１ 周波数範囲
ｆ２ 周波数範囲
Ｇ グランド
Ｌ インダクタ
Ｓ 表皮
１０’ システム
２８’ 受信機
３０’ インダクタコイル
３２’ Ｃ／Ｃダイプレクサ
３４’ 通信配線
３４ａ’ 接続点
３６’ 充電ポート及び充電配線
４０’ 分岐配線
５４’ スイッチ
Ｃ１’ コンデンサ
Ｃ３’ コンデンサ
Ｇ’ グランド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】