遮蔽された刺激および検出のシステムならびに方法
各アレイが組織の部位内にある、電極の空間アレイが提供される。アレイの電極は、電極の内のいくつかがパルス刺激または電気的活動の検出、あるいは両方のために使用される1組の電極に対してシールド電極として機能するように接続される。シールド電極はともに接続され、電気ノードを画定し、そのノードが電源レベルとの、または検出回路の基準電圧との所定の関係で安定した電位を定める。いくつかの電極位置のそれぞれで検出された活動が、電極位置の外部の電子装置に通信できるように、多重化技法が利用され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
動物の組織の非常に密に画定された領域内で電気的活動をサンプリングすることは容易ではなく、動物の組織の非常に密に画定された領域を刺激することは容易ではない。かかるサンプリングおよび刺激のためにリード線を挿入する際に組織に対する外傷を最小限に抑えたいという希望、およびリード線を挿入可能とするのは一度限りであるが、そのリード線の後の使用では大きな柔軟性を保つ必要性等の追加の抑制が課されるとき、容易ではなかったその作業はなおさらに困難になる。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術の刺激および検出のタイプは、図１Ａおよび図１Ｂに示されている。図１Ａは、リード線１３で単一の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示している。「カン」１２は、電極位置１４の外部にある駆動電子装置または検出電子装置を含む。（その電極位置１４とともに）カン１２およびリード線１３は、動物の組織１７の内部、真皮表面等の表面１１の下に埋め込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
組織１７のインピーダンス・モデルは、電極領域１４に物理的に近傍の局所化されたインピーダンス１８、およびより一般化されたインピーダンス１９を仮定し、共にカン１２への復路を画定する。
【０００４】
図１Ｂは、リード線１３で２個の導体１５、１６を使用する従来の技術のペーサー・リード線構造を示している。電極領域１４での電極は、通信で導体１５、１６と選択的に結合されてもよい。カン１２からの駆動電圧は、導体１５、１６を通り、領域１４内の特定の電極に移る。駆動電圧は、組織１７の部位２０を刺激する。
【０００５】
リード導体への電極の選択的な結合は、たとえば、開示がすべての目的のために参照することにより本明細書に組み込まれる、（たとえば、「Methods and systems for measuring cardiac parameters」と題する米国特許公開番号、第２００４０２５４４８３号、「Methodand apparatus for enhancing cardiac pacing」と題する米国特許公開番号、第２００４０２２２０６３７号、「Methodand system for remote hemodynamic monitoring」と題する米国特許公開番号第２００４０２１５０４９号、「Methodand system for monitoring and treating hemodynamic parametersと題する米国特許公開番号第２００４０１９３０２１号、および２００８年１２月９日に出願された仮出願番号第６１／１２１，１２８号に記載されるような）多重システムで説明される回路および技法によって達成され得る。
【０００６】
これらの２つの図の同じ物理的な構造が、同様に、組織１７の特定の部位での電気的活動の検出を可能にするために利用され得ることが理解される。
【０００７】
経験は、ここに描かれているような構造が、サイズがミリメートルである組織の部位の刺激または検出によく適していることを示す。ヒト被験者での心臓ペーシング等のいくつかの用途では、マルチメータスケールの部位こそ所望されるものである。
【０００８】
しかしながら、いくつかの診断用途および治療用途の場合、刺激または検出されている組織の部位が約数百ミクロンであることも必要または要求される。かかる非常に小さな部位を刺激し、検出するための方法だけを発見できたならば、おそらく個々のニューロンの発火ほど特定の、細胞レベルでの現象を検出できる可能性がある。同様に小さい部位を刺激することが可能である可能性がある。電気的な刺激は、たとえば、パーキンソン病またはジストニア等の運動障害の治療を可能にすることがある。
【０００９】
しかしながら、前述された目的のためのリード線の挿入が一度、そして最高で一度まで行われることがきわめて望ましい。挿入するたびに組織に外傷を負わせる可能性がある。リード線が挿入され、（たとえば、わずかに異なる電極の位置決めという目的で）異なるリード線を挿入できるように後に除去される必要がある場合、これはさもなければ必要とされない外傷を近傍の組織に引き起こすであろう。他方、後の使用の大きな柔軟性を可能にするリード線が設けられる場合、これは、リード線の除去および交換が要求される頻度を削減するだろう。
【００１０】
より薄いリード線は挿入するのが簡単であり、近傍の組織に引き起こす外傷がより少ないため、かかるリード線が可能な限り細いこともきわめて望ましい。
【００１１】
これまで、特に生体適合性および物理的な信頼性等の他の目標も課されるときには、前述の望ましい目的を完全に達成することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
各アレイが組織の部位内にある、電極の空間アレイが提供される。アレイの電極は、電極の内のいくつかがパルス刺激または電気的活動の検出、あるいは両方のために使用される１組の電極に対してシールド電極として機能するように接続される。これらのシールド電極はともに接続され、電気ノードを画定し、そのノードが電源レベルとの、または検出回路の基準電圧との所定の関係で安定した電位を定める。いくつかの電極位置のそれぞれで検出された活動が、電極位置の外部の電子装置に通信できるように、多重化技法が利用され得る。
【００１３】
本発明は、いくつかの図の図面に関して説明され、開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】リード線で単一の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示す図である。
【図１Ｂ】リード線で２個の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示す図である。
【図２Ａ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｂ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｃ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｄ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｅ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による集積回路チップで使用され得る例示的なクロスポイント・マトリックス（スイッチング構造）を示す図である。
【図４】１つの共通ノードおよび検出または刺激を提供する他の電極に結び付けられたシールド電極としての役割を果たす電極の例示的な選択を示す図である。
【図５】刺激パルスおよび課されたパルスの消散のためのモデルを示す図である。
【図６Ａ】動物の組織内の１２位置電極アレイのためのインピーダンスモデルを示す図である。
【図６Ｂ】上記に描かれるような電極を駆動するための「カン」内の例示的なドライバ構成を示す図である。
【図７Ａ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図７Ｂ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図７Ｃ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図８】シールド電極を使用する例示的な検出配列を示す図である。
【図９Ａ】検出された電圧を通信するための電流の使用のための例示的な駆動機構を示す図である。
【図９Ｂ】前の図に描かれるような電流を利用するための「カン」で使用できる例示的な検出機構を示す図である。
【図９Ｃ】検出された電圧を通信するための位相または周波数の変調の使用のための例示的な駆動機構を示す図である。
【図９Ｄ】検出された電圧を通信するための変調機能の使用のための例示的な駆動機構、および前の図に描かれるような変調を利用するための「カン」で使用できる例示的な復調機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
可能な場合には、類似する参照記号表示が、類似する要素を示すために図の中で使用された。
【００１６】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、および図２Ｅは、電極選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激・フィールドのためのモデルを示す。
【００１７】
図２Ａは、３ｘ４の長方形のレイアウトにおける１２個の電極の例示的なアレイ３１を示す。
【００１８】
図２Ｂは、２個の電極３２、３３だけが印加され、他の１０個の電極が（高インピーダンスで）「浮動する」ことが許されているときの状況をモデル化する。この図では、駆動されている２個の電極が「浮動中」であり、カン１２に（体の組織への）特定の「接地」基準がないことを意味していると仮定される。
【００１９】
等電位線３９、３８、３７および等電位線３６、３５、３４がかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、３６での電圧は電極３２での電圧の約３７パーセントまで低下し、３５での電圧は電極３２での電圧の約２４パーセントまで低下した。
【００２０】
以後の図のモデル化のように図２Ｂのモデル化では、パーセンテージは、言うまでもなく、組織の導電率および物理的な寸法についての仮定の関数である。多様な図に示される信号の相対レベルは、多様な電極構成と関連する影響の、少なくとも近似のインジケータであると考えられる。
【００２１】
図２Ｃは、電極６０、６１が一方向で駆動され、電極６２が反対方向で駆動されるときの状況をモデル化する。再び、他の１０個の電極は高インピーダンスである。この図では、２つの駆動レベルが「浮動中」であり、カン１２の中に（体の組織に対する）特定な「接地」基準がないことを意味すると仮定されている。
【００２２】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれた垂直軸上と、電極６２を通り抜ける水平軸の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、５２での電圧は電極６１での電圧の約６４パーセントまで低下し、５３での電圧は電極６１での電圧の約５８パーセントまで低下した。
【００２３】
図２Ｄは、電極７１、７２が反対方向で駆動されるとき、および２個のシールド電極７３、７４が、さらに詳細に以下で述べられる（図２Ｄでは明確にするために省略されている）ノードに対してシールド電位を定めているときの状況をモデル化する。
【００２４】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれた垂直軸上と、図の中で中心に置かれた水平軸上の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、７７での電圧は電極７１での電圧の約９パーセントに低下し、７３での電圧はゼロに低下した。
【００２５】
（シールド電極が説明されるようなノードに結び付けられた）図２Ｄのモデル化された結果を、図２Ａ、図２Ｂ、または図２Ｃのモデル化された結果と比較すると、このようなシールド電極を使用することにより、刺激が現れるきわめて明確に画定された小さい領域を生じさせることができることが明らかになる。かかる刺激は、深い脳の刺激、または脊椎の刺激、またはたとえば麻痺のための治療的刺激である可能性がある。
【００２６】
同様に、この説明は刺激を対象としているが、かかるシールド電極の使用は、検出が行われる、きわめて明確に画定された小さな領域を生じさせることができることが理解される。検出は、γアミノ酪酸（ＧＡＢＡ）等の化学物質およびホルモンを測定するために使用される可能性がある。光ファイバーは、血液の導電率の変化を決定し、伝導率のスペクトルをチェックし、ＧＡＢＡ等の多様な化学物質のレベルを特定するために使用される可能性がある。
【００２７】
図２Ｅは、電極９２、９３が反対方向で駆動されるとき、および１０個のシールド電極９１が、さらに詳細に以下で述べられる（図２Ｅでは明確にするために省略されている）ノードに対してシールド電位を定めているときの状況をモデル化する。
【００２８】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれる垂直線上と、図の中で中心に置かれる水平線上の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、３個または４個の電極間隔離れた点での電圧は、駆動電極での電圧の約０．０７パーセントに低下し、任意のシールド電極９１での電圧はゼロに低下した。より大きな距離で、このモデルは、駆動電圧の０．０２パーセントに低下することがあることを示唆する。
【００２９】
（シールド電極が説明されるようなノードに結び付けられた）図２Ｅのモデル化された結果を、図２Ａ、図２Ｂ、または図２Ｃのモデル化された結果と比較すると、かかるシールド電極を使用することにより、刺激が現れるきわめて明確に画定された小さい領域を生じさせることができることが同様に明らかになる。
【００３０】
典型的なチップは１．４かける３．０ミリメートルの大きさで、電極は１００ミクロンの性質の空間サイズをもって細胞レベルで検出する可能性がある。
【００３１】
図３は、本発明の実施形態による集積回路チップで使用され得る例示的なクロスポイント・マトリックス（スイッチング構造）を示す。電極１１２から１２３が、このスイッチング構造に接続される。（図１Ｂの導体１５、１６に匹敵する）リード線Ｓ１およびＳ２も表示され、この構造に接続している。例示的なスイッチ１２６は、図３で明確にするために標識が付けられないままとされた他の３５のスイッチとともに、その構造の切り替えを行う。専門用語の問題として、ある特定の電極がこの構造の列内の１つに対して「有効にされている」と言うことがあり、その電極がその列に接続されていることを意味する。
【００３２】
例示的な実施形態では、１１２等の各電極は、Ｓ１に、Ｓ２に、またはノード１１１に接続されてよい、または高インピーダンスで接続されてよい。追加の列は、以下で説明するように、電極の検出回路への選択的な接続を可能にするために、または異なる増幅器のそれぞれの入力への２個の電極の選択的な接続を可能にするために、構造１２４用に設けられてよい。ノード１１１は、それが任意の電源ラインに金属のように結び付けられていないが、なんらかの中間レベルにあるという意味で「浮動ノード」として考えられてよい。この中間レベルは、駆動（刺激）信号を消散するために、必要に応じて、上方へまたは下方へ移動できる。
【００３３】
スイッチング構造とともに、これらの電極は、便宜上、この文脈で「多重化電極」と呼ばれてよい。以下の説明の他の場所で、さまざまな集積回路チップ（異なる電極位置）の間のような多重化も実施されてよい。
【００３４】
ノード１１１は複数のシールド電極に共通した接続点を提供することができ、したがって異なったシールド電極に近傍のさまざまな電位が等しくなる傾向があるため、ノード１１１は重要である。ただし、ノード１１１は、（詳細が以下に述べられる）回路１２５を通って事前に定められたように導体Ｓ１、Ｓ２に結び付けることができるため、ノード１１１は、また重要である。
【００３５】
図４は、電極１３２から１４１の例示的な選択が、共通ノード１４６、および検出または刺激を行う他の電極１３１、１４２に結び付けられたシールド電極としての機能を果たす配列１７５を示している。この図では、特定のクロスポイント・スイッチ（図３の構造１２４）が、図４の１４３等の接続を生じさせるために閉じられると仮定される。（共通ノード１４６は図３のノード１１１に類似する。）（明確にするために、アクティブなクロスポイント接続だけが図４に示されており、明確にするために他の考えられるクロスポイント接続は省略されている。）配列１７５では、回路１２５（図３）は、導体Ｓ１、Ｓ２の間でほぼ中間で低下するようにノード１４６を画定するコンデンサ１４４、１４５から構成されている。好ましくは、コンデンサ１４４、１４５は値で一致している、またはほぼ一致している。配列１７５は、駆動電極１３１、１４２が図２Ｅの電極９２、９３に相当する図２Ｅに描かれる結果を生じさせることができる。シールド電極１３２から１４１は、図２Ｅのシールド電極９１に相当する。
【００３６】
図５は、上述したようなシールド配列での、刺激パルスおよび課されるパルスの消散のモデルを示す。パルス１６１は、１マイクロ秒の半分、持続し、このパルスはここではバイポーラであり、１個の駆動電極が２ボルトをわずかに超えるまで駆動され、他の駆動された電極はマイナス２ボルトをわずかに下回るまで引き下げられる。このパルスが終了すると、刺激は（形状１６２によってモデル化されるように）弱まる。１つの組織および幾何学形状モデルでは、刺激は５または６マイクロ秒内に弱まりほぼ何もなくなった。後で、別のパルス１６３が発生することがある。
【００３７】
図６Ａは、動物組織内の１２位置電極アレイ３１のインピーダンス・モデルを示す。このモデルでは、電極９２、９３は（図２Ｅのように）駆動され、残りの電極が（図２Ｅの電極９１のように）シールド電極としての機能を果たすと仮定される。これらのシールド電極は、（図４でのように）ノード１４６で電気的にともに結び付けられる。駆動電極９２、９３のそれぞれは、動物の隣接組織を通してなんらかのインピーダンス１７１、１７２を有するとしてモデル化される。
【００３８】
図６Ｂは、回路１７５（図４）で上記に描かれるような電極を駆動するための「カン」１２の中の例示的なドライバ構成２０５を示す。正になる駆動および負になる駆動１７７は、図示されるリード導体Ｓ１、Ｓ２に（コンデンサ１７６を通して）容量結合される。たとえ点１７８が図中の他のすべてに対して浮動していても、本発明の教示の大部分はその利点を提供するが、基準１７８は、カン１２内で画定されてよく、いくつかの用途では、カン１２の金属筐体に結び付けられ、このようにして動物に結合される可能性がある。
【００３９】
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す。図７Ａは、導体１８１（たとえば、導体Ｓ１、Ｓ２）に結合された単一のＩＣチップＯを示す。ルーメン１８５は、リード線を適所に誘導するのに役立ち、後に回収されてよい。図７Ｂは、導体１８１に背中合わせに結合され、図示されるように物理的な材料によって互いに結び付けられた２個のＩＣチップＯ、Ｐを示す。図７Ｃは、正方形の中で導体１８１に結合され、図示されるように物理的な材料によって互いに結び付けられた４個のＩＣチップＯ、Ｐ、ＬおよびＦを示す。
【００４０】
図７Ａの配列は、リード線全長に沿って各電極位置に（たとえば）１２個の電極を提供する。図７Ｂの配列は、リード線全長に沿って各電極位置に２４個の電極を提供する。図７Ｃの配列は、リード線の全長に沿って各電極位置に４８個の電極を提供する。
【００４１】
かかる配列は、リード線が埋め込まれた後でリード線の使用に大きな多用途性を可能にする。組織内のなんらかの物理的な位置で特定の固有の所望される刺激を可能にする、または組織内のある物理的な位置での電気的活動の検出を可能にするなんらかの組み合わせが見つけられるときまで、試行錯誤によっても、電極の多様な組み合わせを試行できる。このようにして、ある特定の組織領域内でリード線を除去し、挿入し直さなければならないことを回避する、または延期することが可能になることがある。
【００４２】
図８は、シールド電極１９１を使用する例示的な検出装置２０４を示す。この配列では、２個の特定の電極９２、９３（再び図２Ｅを参照）が、差動増幅器１９２の入力と接続されている。増幅器１９２は、電極位置の（たとえば、図８では明確にするために省略されているカン１２に）外部の電極に通信される出力１９３を有する。この図に見られるように、ノード１１１は再び回路１２５に結び付けられ、回路１２５はこの場合、１本の供給ラインＶｓｓから離れる１ダイオード電圧降下１９４を提供し、抵抗器１９５によって他の供給ラインＶｃｃに向かって動かされる。（ここでは、ＶｃｃおよびＶｓｓは、ラインＳ１およびＳ２と同じであってよい、あるいはラインＳ１およびＳ２から引き出されてよい）。この配列２０４の場合、スイッチング構造１２４（図３）は、図３に関して前述されるように２つ以上の列を有する。
【００４３】
本明細書に説明されるようなオンサイト信号処理は、ノイズを削減できる。
【００４４】
図９Ａは、検出された電圧を通信するための電流の使用のための例示的な駆動機構２０３を示す。電極および差動増幅器は、図８においてのようであるが、増幅された信号１９２は、代わりにラインＳ１、Ｓ２の特定レベルン電流を駆動する電圧対電流変換器１９６を駆動する。この電流は、後に、たとえば図９Ｂの例示的な検出機構２０２を使用してカン１２の中で検出される。この電流は抵抗器１９８を通過し、作成されたＩＲ低下が差動増幅器１９７に達する。
【００４５】
図９Ｂの電流検出手法が利用されることが本発明にとって重大ではないことが理解される。たとえば、標準的な電流対デジタル変換器が使用できるだろう。
【００４６】
検出された電気的活動をカン１２等の外部電子装置に通信するために、他のいくつかの手法のどれかを利用できるだろうことも理解される。図９Ｃは、検出された電圧を通信するために位相または周波数の変調を使用するための例示的な駆動機構２０１を示す。電圧から周波数への変換器１９９は、周波数変調によって検出されたデータ情報を通信するために電流駆動装置１９６を駆動できる。代わりに、位相変調が使用できるであろう。
【００４７】
図９Ｄは、検出された電圧を通信するための変調機能の使用のための例示的な駆動機構２０７、および前の図で描かれるような変調を利用するためにカン１２で使用できる例示的な復調機構２０６を示す。変調機能ｆ０は、変調器２１１で変調する。図９Ｄでは明確にするために省略されている、他の電極検出アレイは、対応する様式で他の変調機能ｆ１からｆｎを使用する。カン１２では、復調機構が、同じ機能ｆ０、ｆ１、ｆｎを備えた復調器２１３、２１４、２１５を使用し、それぞれがたとえば電極９２、９３で検出された電圧に比例する異なった電圧を引き出す。
【００４８】
本発明の一実施形態では、動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位で電気的活動を検出するために、ある方法が実施される。電極の第１のアレイは、組織の第１の部位に設けられ、そのアレイはそれぞれの表面に置かれている。第１のアレイは、それぞれの表面に置かれているそれぞれの第１の電極および第２の電極を含む。第１のアレイは、やはりそれぞれの表面の上に置かれ、それぞれの第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極（シールド電極）をさらに含む。電極の第１のアレイは、カン１２等の、電極の第１のアレイの外部に位置する電子装置に、リード線を介して、電気的に選択的に接続される。リード線は、少なく後も１個の導電体を含み、たとえば２個の導体を有してよい。検出回路または駆動回路が第１の電極および第２の電極に接続されるように、選択的な接続が行われる。これらのシールド電極は、その近傍の組織との導電結合を通して第１の電極および第２の電極のための電気シールドとしての機能を果たすように構成されている。
【００４９】
これらの電極を支える表面は、たとえばそれが集積回路の表面である場合、実質的に平面的であることがある。ただし、表面は平面的である必要はなく、たとえば凸状である可能性がある。
【００５０】
シールド電極の数は２個ほど少ないこともあれば、６個であることもあれば、本明細書で説明される実施形態では、シールド電極数は１０である場合もある。
【００５１】
シールド電極の共通ノード１１１での回路１２５は、正の電源と負の電源の間の安定した電圧でシールド電極にバイアスをかけることができる。正の電源と負の電源の間の安定した電圧は、電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように定められてよい。本回路は、さらに、集積回路の基板の電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた安定した電圧を確立してよい。
【００５２】
検出された電気的活動はデジタル信号に変換されてよく、そのデジタル信号はそれによって電子装置（たとえばカン１２）までリード線の１個または複数の導電体を用いて運ばれる。代わりに、包絡線変調（ＡＭ）が利用されてよい。
【００５３】
多くの実施形態では、それぞれがシールド電極を含む電極のアレイを有する、２つ以上の（およびおそらく多数の）電極位置がある。かかるケースでは、ある位置で、および後に別の位置で刺激を実施することを可能にするために、アドレッシング技法（addressingtechniques）が利用される。上記の多重化技法等の他の技法は、２つ以上の位置のそれぞれでの電気的活動の検出を可能にするために利用されてよい。多重化は、たとえば時間領域多重化または周波数領域多重化であってよい。
【００５４】
本発明の一実施形態は、動物の組織に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位で電気的活動を検出するための多重化電極のアレイの使用を含む。第１のアレイは、組織の第１の部位に設けられる。この多重化は、各電極を電気的に隔離し、リード線の少なくとも１個の導体に接続する、またはアレイ内の他の電極に接続されている浮動ノードに接続できるようにする。各電極は、同様に、検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できる。各電極は、同様に、電流源に電気的に接続できる。典型的な配列では、浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、リード線内の導体に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接する。同様に、浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接することが起こり得る。
【００５５】
例示的な配列では、第１の電極は、リード線の第１の導体に対して有効にすることができ、第２の電極はリード線の第２の導体に対して有効にすることができ、表面上の少なくとも２個の追加の電極が浮動ノードに対して有効にされる。
【００５６】
回路１２５（図３）に戻ると、浮動ノード１１１は、リード線の少なくとも１個の導体に容量結合されてよい。あるいは、この浮動ノードは、２つの実質的に同等なコンデンサを使用してリード線の２個の導体に容量結合されてよい。あるいはこの浮動ノードはリード線の少なくとも１個の導体に電気的に接続されてよく、その導体は駆動回路から電気的に隔離される。この浮動ノードは、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるようにバイアスをかけられてよい。
【００５７】
動物での使用では、医療用キャリアは、通常、リード線の中の前記少なくとも１個の導体に接続されている、複数のかかる電極アレイを含むことが理解されるだろう。
【００５８】
電気的活動が測定されているとき、図８、図９Ａ、図９Ｃ、および図９Ｄに関連して上述されるように、検出された現象を示す第１の値が記憶される順序立ったステップが実施されてよい。後に、後のときに検出された現象を示す第２の値が記憶される。２つの値は、通信される必要のあるすべてが２つの値の間の差異となるように差し引かれてよい。
【００５９】
典型的な順序立ったステップは、検出する、または刺激するために使用するためのアレイから第１の電極を選択すること、および浮動ノードに接続されたアレイから第２のシールド電極を選択すること、動物に関する現象を観察すること、および選択された電極と関連して観察された現象に留意することであってよい。次に、本アレイからの異なるセットの電極が、検出または刺激するために使用され、本アレイからの第４のシールド電極は浮動ノードに接続され、再び現象は、動物に関して、および選択された電極と関連して観察される現象に留意して観察される。なんらかの実験作業の後、電極のある組み合わせが選択され、その後のなんらかの間隔のために利用されてよく、その間隔の間に、検出または刺激が実施されてよい。組織は神経組織であってよい。
【００６０】
取り外し可能な末端加速度計または運動センサは、パーキンソン病またはジストニア等の運動障害の治療で役立てるために使用され得る。
【００６１】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する方法。図８を参照すると、シールド電極１９１は入力電極９２、９３にバイアスをかけ、共通モード信号を削減し、入力を近接場信号に対して感受性を高くし、遠方信号に対して感受性を低くする。シールド電極１９１は、基板１２５電位の上（または基板１２５が最も確実である場合は、基板１２５電位の下）１または２ダイオード電圧降下１９４、バイアスをかけられる。
【００６２】
このアイデアは、ＶｃｃとＶｓｓの間の安定した電圧で、理想的にはどちらか一方から少なくとも１ダイオード電圧降下でシールド電極１９１にバイアスをかけることである。シールド電圧１９１は、次に差動増幅器１９２によって増幅されるように電極９２および９３に達する共通モード信号を削減するために働く。
【００６３】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第１の方法。図９Ａを参照すると、示されているのはリードＩＣ２０３上に置かれた回路のいくつかである。１台の差動増幅器１９２は一度に選択され、次いで電極９２と９３間の電位差が、出力リード線Ｓ１およびＳ２でのその電位差に比例する電流信号に変換される。
【００６４】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第２の方法。図９Ｂを参照すると、示されているのはカンの中のなんらかの回路である。この回路は、電融制御電圧源を使用し、既存のトークバック回路に類似している。代わりに、このカンは電流をデジタルに変換する変換器を直接的に使用してよい。この実施形態では、この信号は１９７で増幅され、リードＩＣ２０２で電流に変換される。このカンでは、Ｓ２での電圧は一定に保持される間、その電流は、組織インピーダンス１９８が変化するにつれてアナログ信号を抽出するためにサンプリングされる。増幅器１９７からの出力電圧信号は、１９８全体での電圧低下に比例する。
【００６５】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第３の方法。図９Ｂを参照すると、本実施形態では、複数の増幅器が、２線バスでアナログ信号を下方に多重化するために使用される。時間多重化が一般に使用されることが想定される。
【００６６】
この方法は、上述された第２の方法に類似しているが、それぞれが時間多重化されている複数の位置（衛星）に拡張されている。各位置のＳ１リード線およびＳ２リード線の時間が測定される。たとえば、１ｋＨｚサンプリングで８つの位置を仮定する。１０ｋＨｚの信号は（それぞれＳ１およびＳ２での異相パルス化ＤＣ正弦波信号とともに）Ｓ１およびＳ２で強制される。各リードＩＣ２０２で、「開始コマンド」に続く異なるタイムスロットが各リード線ＩＣ２０２でプリセットされている。衛星０には第１のタイムスロットが割り当てられ、衛星１には第２のタイムスロットが割り当てられ、等である。各リードＩＣ２０２は、Ｓ１およびＳ２の電圧を積極的に整流する電源レギュレータを有する。アナログ増幅器１９７は、リードＩＣの２０２タイムスロットが有効になっているときにだけ、各リードＩＣ２０２で有効にされる。そうでなければ、この回路は、上述された第２の方法で説明されるように機能する。ただし、この方法論は、必ず、タイムスロット等を追跡調査するために必要とされるより複雑なカン回路設計を生じさせる。さらに、この方法は、「アナログ多重化開始」コマンドが、既存の通信プロトコルの延長として使用されることを必要とする。
【００６７】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第４の方法。図９Ｂを参照すると、この方法は、前述された第３の方法の変形である。この変形では、増幅器の１９７電流消費の「ノイズ」が排除されている。上述された第３の方法では、リード線Ｓ１およびＳ２の電流が、増幅器の１９７の電流引き込み、およびサンプリングされた電圧に比例する強制電流の合計に等しくなる。この変形では、有効にされたリードＩＣ２０２によって引きこまれる総電流が、サンプル全体での差動電圧に比例する。
【００６８】
図９Ａを参照すると、この第４の方法の第２の変形では、増幅器１９２はサンプリングし、増幅し、結果として生じる電圧１９３をコンデンサ上に保持する。増幅器１９２は、次いで停止し、Ｓ１およびＳ２上の電流は、電圧制御電流源（ＶＣＣＳ）を通る電流だけである。
【００６９】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第５の方法。図９Ｃを参照すると、この実施形態は前述された第３の方法の変形であり、周波数領域における多重化を開示している。この実施形態においては、各リードＩＣ２０１には専用の周波数１９９が与えられる。このカンは、Ｓ１およびＳ２全体で安定した電圧を提供するが、Ｓ１およびＳ２を通して引き込まれる電流をサンプリングする。したがって、各リードＩＣ２０１は増幅された電圧を周波数に変換し、次に、たとえば周波数の中心に置かれるシヌソイド状の波で、ＶＣＣＳを一定増幅正弦波電流を通して引く。（ただし、正弦波も許容できる。）基本的に、搬送波の位相が変調されている。これらの搬送波周波数はクロック周波数に関係している可能性がある。たとえば、衛星０での周波数は、クロック周波数の約１０倍であり、衛星１はクロック周波数の約１１倍であり、以下同様である。
【００７０】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第６の方法。図９Ｃおよび図９Ｄを参照すると、この実施形態は上述された第５の方法の変形である。この変形では、各リードＩＣによって「放送される」周波数は固定されている。各リードＩＣによって引き下げられる振幅は、サンプリングされる信号に伴い変化する。カンの中の周波数ごとのロックイン増幅器（２１３、２１４、２１５等）は、各送信信号を、デジタルで、または複数のロックインを介してのどちらかで回復する。上述された第５の方法でのように、これらの周波数信号はシヌソイド状の波の形を取る、または正弦波２１１としての形をとる場合がある。ｆ０はクロック搬送波周波数の約１／１０である。たとえば、その搬送波周波数が約１００ｋＨｚであると、次にｆ０は約１０ｋＨｚとなり、その信号自体は約１ｋＨｚである。
【００７１】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第７の方法。図９Ｃおよび図９Ｄを参照すると、この実施形態は、上述の第１の方法のように有効にされた各リードＩＣが信号を増幅し、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を利用し、電圧をバイナリ数に変換する、第６の方法の変形である。次に、この数は既存のトークバック回路の変形を使用してカンに送り返される。たとえば、各リードＩＣは、特定の範囲のクロックサイクルの間に割り当てられ、その間に、所与のリードＩＣがカンに収集されたばかりのデータを送り返す。
【００７２】
たとえば、あるクロックサイクルで、これらの信号は増幅され、すべてのリードＩＣでデジタル信号に変換される。次のクロックサイクルで、衛星０は、すぐ後に続くクロックサイクルでそのデータを通信し、衛星１はそのデータを通信し、以下同様である。
【００７３】
このようにして、増幅およびＡＤＣプロセスによって生じる電力消費は短時間だけ実現される。通信のバランスは、次に、既存の通信プロトコルで発生する。
【００７４】
当業者は、苦労なく本発明に対する無数の明らかな改善策および変形を工夫し、それらのすべてが後述の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【技術分野】
【０００１】
動物の組織の非常に密に画定された領域内で電気的活動をサンプリングすることは容易ではなく、動物の組織の非常に密に画定された領域を刺激することは容易ではない。かかるサンプリングおよび刺激のためにリード線を挿入する際に組織に対する外傷を最小限に抑えたいという希望、およびリード線を挿入可能とするのは一度限りであるが、そのリード線の後の使用では大きな柔軟性を保つ必要性等の追加の抑制が課されるとき、容易ではなかったその作業はなおさらに困難になる。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術の刺激および検出のタイプは、図１Ａおよび図１Ｂに示されている。図１Ａは、リード線１３で単一の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示している。「カン」１２は、電極位置１４の外部にある駆動電子装置または検出電子装置を含む。（その電極位置１４とともに）カン１２およびリード線１３は、動物の組織１７の内部、真皮表面等の表面１１の下に埋め込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
組織１７のインピーダンス・モデルは、電極領域１４に物理的に近傍の局所化されたインピーダンス１８、およびより一般化されたインピーダンス１９を仮定し、共にカン１２への復路を画定する。
【０００４】
図１Ｂは、リード線１３で２個の導体１５、１６を使用する従来の技術のペーサー・リード線構造を示している。電極領域１４での電極は、通信で導体１５、１６と選択的に結合されてもよい。カン１２からの駆動電圧は、導体１５、１６を通り、領域１４内の特定の電極に移る。駆動電圧は、組織１７の部位２０を刺激する。
【０００５】
リード導体への電極の選択的な結合は、たとえば、開示がすべての目的のために参照することにより本明細書に組み込まれる、（たとえば、「Methods and systems for measuring cardiac parameters」と題する米国特許公開番号、第２００４０２５４４８３号、「Methodand apparatus for enhancing cardiac pacing」と題する米国特許公開番号、第２００４０２２２０６３７号、「Methodand system for remote hemodynamic monitoring」と題する米国特許公開番号第２００４０２１５０４９号、「Methodand system for monitoring and treating hemodynamic parametersと題する米国特許公開番号第２００４０１９３０２１号、および２００８年１２月９日に出願された仮出願番号第６１／１２１，１２８号に記載されるような）多重システムで説明される回路および技法によって達成され得る。
【０００６】
これらの２つの図の同じ物理的な構造が、同様に、組織１７の特定の部位での電気的活動の検出を可能にするために利用され得ることが理解される。
【０００７】
経験は、ここに描かれているような構造が、サイズがミリメートルである組織の部位の刺激または検出によく適していることを示す。ヒト被験者での心臓ペーシング等のいくつかの用途では、マルチメータスケールの部位こそ所望されるものである。
【０００８】
しかしながら、いくつかの診断用途および治療用途の場合、刺激または検出されている組織の部位が約数百ミクロンであることも必要または要求される。かかる非常に小さな部位を刺激し、検出するための方法だけを発見できたならば、おそらく個々のニューロンの発火ほど特定の、細胞レベルでの現象を検出できる可能性がある。同様に小さい部位を刺激することが可能である可能性がある。電気的な刺激は、たとえば、パーキンソン病またはジストニア等の運動障害の治療を可能にすることがある。
【０００９】
しかしながら、前述された目的のためのリード線の挿入が一度、そして最高で一度まで行われることがきわめて望ましい。挿入するたびに組織に外傷を負わせる可能性がある。リード線が挿入され、（たとえば、わずかに異なる電極の位置決めという目的で）異なるリード線を挿入できるように後に除去される必要がある場合、これはさもなければ必要とされない外傷を近傍の組織に引き起こすであろう。他方、後の使用の大きな柔軟性を可能にするリード線が設けられる場合、これは、リード線の除去および交換が要求される頻度を削減するだろう。
【００１０】
より薄いリード線は挿入するのが簡単であり、近傍の組織に引き起こす外傷がより少ないため、かかるリード線が可能な限り細いこともきわめて望ましい。
【００１１】
これまで、特に生体適合性および物理的な信頼性等の他の目標も課されるときには、前述の望ましい目的を完全に達成することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
各アレイが組織の部位内にある、電極の空間アレイが提供される。アレイの電極は、電極の内のいくつかがパルス刺激または電気的活動の検出、あるいは両方のために使用される１組の電極に対してシールド電極として機能するように接続される。これらのシールド電極はともに接続され、電気ノードを画定し、そのノードが電源レベルとの、または検出回路の基準電圧との所定の関係で安定した電位を定める。いくつかの電極位置のそれぞれで検出された活動が、電極位置の外部の電子装置に通信できるように、多重化技法が利用され得る。
【００１３】
本発明は、いくつかの図の図面に関して説明され、開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】リード線で単一の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示す図である。
【図１Ｂ】リード線で２個の導体を使用する従来の技術のペーサー・リード線構成を示す図である。
【図２Ａ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｂ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｃ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｄ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図２Ｅ】電極の選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激フィールドのモデルを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による集積回路チップで使用され得る例示的なクロスポイント・マトリックス（スイッチング構造）を示す図である。
【図４】１つの共通ノードおよび検出または刺激を提供する他の電極に結び付けられたシールド電極としての役割を果たす電極の例示的な選択を示す図である。
【図５】刺激パルスおよび課されたパルスの消散のためのモデルを示す図である。
【図６Ａ】動物の組織内の１２位置電極アレイのためのインピーダンスモデルを示す図である。
【図６Ｂ】上記に描かれるような電極を駆動するための「カン」内の例示的なドライバ構成を示す図である。
【図７Ａ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図７Ｂ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図７Ｃ】リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す図である。
【図８】シールド電極を使用する例示的な検出配列を示す図である。
【図９Ａ】検出された電圧を通信するための電流の使用のための例示的な駆動機構を示す図である。
【図９Ｂ】前の図に描かれるような電流を利用するための「カン」で使用できる例示的な検出機構を示す図である。
【図９Ｃ】検出された電圧を通信するための位相または周波数の変調の使用のための例示的な駆動機構を示す図である。
【図９Ｄ】検出された電圧を通信するための変調機能の使用のための例示的な駆動機構、および前の図に描かれるような変調を利用するための「カン」で使用できる例示的な復調機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
可能な場合には、類似する参照記号表示が、類似する要素を示すために図の中で使用された。
【００１６】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄ、および図２Ｅは、電極選択および駆動装置の多様な組み合わせが利用されるときの刺激・フィールドのためのモデルを示す。
【００１７】
図２Ａは、３ｘ４の長方形のレイアウトにおける１２個の電極の例示的なアレイ３１を示す。
【００１８】
図２Ｂは、２個の電極３２、３３だけが印加され、他の１０個の電極が（高インピーダンスで）「浮動する」ことが許されているときの状況をモデル化する。この図では、駆動されている２個の電極が「浮動中」であり、カン１２に（体の組織への）特定の「接地」基準がないことを意味していると仮定される。
【００１９】
等電位線３９、３８、３７および等電位線３６、３５、３４がかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、３６での電圧は電極３２での電圧の約３７パーセントまで低下し、３５での電圧は電極３２での電圧の約２４パーセントまで低下した。
【００２０】
以後の図のモデル化のように図２Ｂのモデル化では、パーセンテージは、言うまでもなく、組織の導電率および物理的な寸法についての仮定の関数である。多様な図に示される信号の相対レベルは、多様な電極構成と関連する影響の、少なくとも近似のインジケータであると考えられる。
【００２１】
図２Ｃは、電極６０、６１が一方向で駆動され、電極６２が反対方向で駆動されるときの状況をモデル化する。再び、他の１０個の電極は高インピーダンスである。この図では、２つの駆動レベルが「浮動中」であり、カン１２の中に（体の組織に対する）特定な「接地」基準がないことを意味すると仮定されている。
【００２２】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれた垂直軸上と、電極６２を通り抜ける水平軸の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、５２での電圧は電極６１での電圧の約６４パーセントまで低下し、５３での電圧は電極６１での電圧の約５８パーセントまで低下した。
【００２３】
図２Ｄは、電極７１、７２が反対方向で駆動されるとき、および２個のシールド電極７３、７４が、さらに詳細に以下で述べられる（図２Ｄでは明確にするために省略されている）ノードに対してシールド電位を定めているときの状況をモデル化する。
【００２４】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれた垂直軸上と、図の中で中心に置かれた水平軸上の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、７７での電圧は電極７１での電圧の約９パーセントに低下し、７３での電圧はゼロに低下した。
【００２５】
（シールド電極が説明されるようなノードに結び付けられた）図２Ｄのモデル化された結果を、図２Ａ、図２Ｂ、または図２Ｃのモデル化された結果と比較すると、このようなシールド電極を使用することにより、刺激が現れるきわめて明確に画定された小さい領域を生じさせることができることが明らかになる。かかる刺激は、深い脳の刺激、または脊椎の刺激、またはたとえば麻痺のための治療的刺激である可能性がある。
【００２６】
同様に、この説明は刺激を対象としているが、かかるシールド電極の使用は、検出が行われる、きわめて明確に画定された小さな領域を生じさせることができることが理解される。検出は、γアミノ酪酸（ＧＡＢＡ）等の化学物質およびホルモンを測定するために使用される可能性がある。光ファイバーは、血液の導電率の変化を決定し、伝導率のスペクトルをチェックし、ＧＡＢＡ等の多様な化学物質のレベルを特定するために使用される可能性がある。
【００２７】
図２Ｅは、電極９２、９３が反対方向で駆動されるとき、および１０個のシールド電極９１が、さらに詳細に以下で述べられる（図２Ｅでは明確にするために省略されている）ノードに対してシールド電位を定めているときの状況をモデル化する。
【００２８】
この図の等電位線は、図の中で中心に置かれる垂直線上と、図の中で中心に置かれる水平線上の両方でかなり対称であると予想される。１つのモデルでは、３個または４個の電極間隔離れた点での電圧は、駆動電極での電圧の約０．０７パーセントに低下し、任意のシールド電極９１での電圧はゼロに低下した。より大きな距離で、このモデルは、駆動電圧の０．０２パーセントに低下することがあることを示唆する。
【００２９】
（シールド電極が説明されるようなノードに結び付けられた）図２Ｅのモデル化された結果を、図２Ａ、図２Ｂ、または図２Ｃのモデル化された結果と比較すると、かかるシールド電極を使用することにより、刺激が現れるきわめて明確に画定された小さい領域を生じさせることができることが同様に明らかになる。
【００３０】
典型的なチップは１．４かける３．０ミリメートルの大きさで、電極は１００ミクロンの性質の空間サイズをもって細胞レベルで検出する可能性がある。
【００３１】
図３は、本発明の実施形態による集積回路チップで使用され得る例示的なクロスポイント・マトリックス（スイッチング構造）を示す。電極１１２から１２３が、このスイッチング構造に接続される。（図１Ｂの導体１５、１６に匹敵する）リード線Ｓ１およびＳ２も表示され、この構造に接続している。例示的なスイッチ１２６は、図３で明確にするために標識が付けられないままとされた他の３５のスイッチとともに、その構造の切り替えを行う。専門用語の問題として、ある特定の電極がこの構造の列内の１つに対して「有効にされている」と言うことがあり、その電極がその列に接続されていることを意味する。
【００３２】
例示的な実施形態では、１１２等の各電極は、Ｓ１に、Ｓ２に、またはノード１１１に接続されてよい、または高インピーダンスで接続されてよい。追加の列は、以下で説明するように、電極の検出回路への選択的な接続を可能にするために、または異なる増幅器のそれぞれの入力への２個の電極の選択的な接続を可能にするために、構造１２４用に設けられてよい。ノード１１１は、それが任意の電源ラインに金属のように結び付けられていないが、なんらかの中間レベルにあるという意味で「浮動ノード」として考えられてよい。この中間レベルは、駆動（刺激）信号を消散するために、必要に応じて、上方へまたは下方へ移動できる。
【００３３】
スイッチング構造とともに、これらの電極は、便宜上、この文脈で「多重化電極」と呼ばれてよい。以下の説明の他の場所で、さまざまな集積回路チップ（異なる電極位置）の間のような多重化も実施されてよい。
【００３４】
ノード１１１は複数のシールド電極に共通した接続点を提供することができ、したがって異なったシールド電極に近傍のさまざまな電位が等しくなる傾向があるため、ノード１１１は重要である。ただし、ノード１１１は、（詳細が以下に述べられる）回路１２５を通って事前に定められたように導体Ｓ１、Ｓ２に結び付けることができるため、ノード１１１は、また重要である。
【００３５】
図４は、電極１３２から１４１の例示的な選択が、共通ノード１４６、および検出または刺激を行う他の電極１３１、１４２に結び付けられたシールド電極としての機能を果たす配列１７５を示している。この図では、特定のクロスポイント・スイッチ（図３の構造１２４）が、図４の１４３等の接続を生じさせるために閉じられると仮定される。（共通ノード１４６は図３のノード１１１に類似する。）（明確にするために、アクティブなクロスポイント接続だけが図４に示されており、明確にするために他の考えられるクロスポイント接続は省略されている。）配列１７５では、回路１２５（図３）は、導体Ｓ１、Ｓ２の間でほぼ中間で低下するようにノード１４６を画定するコンデンサ１４４、１４５から構成されている。好ましくは、コンデンサ１４４、１４５は値で一致している、またはほぼ一致している。配列１７５は、駆動電極１３１、１４２が図２Ｅの電極９２、９３に相当する図２Ｅに描かれる結果を生じさせることができる。シールド電極１３２から１４１は、図２Ｅのシールド電極９１に相当する。
【００３６】
図５は、上述したようなシールド配列での、刺激パルスおよび課されるパルスの消散のモデルを示す。パルス１６１は、１マイクロ秒の半分、持続し、このパルスはここではバイポーラであり、１個の駆動電極が２ボルトをわずかに超えるまで駆動され、他の駆動された電極はマイナス２ボルトをわずかに下回るまで引き下げられる。このパルスが終了すると、刺激は（形状１６２によってモデル化されるように）弱まる。１つの組織および幾何学形状モデルでは、刺激は５または６マイクロ秒内に弱まりほぼ何もなくなった。後で、別のパルス１６３が発生することがある。
【００３７】
図６Ａは、動物組織内の１２位置電極アレイ３１のインピーダンス・モデルを示す。このモデルでは、電極９２、９３は（図２Ｅのように）駆動され、残りの電極が（図２Ｅの電極９１のように）シールド電極としての機能を果たすと仮定される。これらのシールド電極は、（図４でのように）ノード１４６で電気的にともに結び付けられる。駆動電極９２、９３のそれぞれは、動物の隣接組織を通してなんらかのインピーダンス１７１、１７２を有するとしてモデル化される。
【００３８】
図６Ｂは、回路１７５（図４）で上記に描かれるような電極を駆動するための「カン」１２の中の例示的なドライバ構成２０５を示す。正になる駆動および負になる駆動１７７は、図示されるリード導体Ｓ１、Ｓ２に（コンデンサ１７６を通して）容量結合される。たとえ点１７８が図中の他のすべてに対して浮動していても、本発明の教示の大部分はその利点を提供するが、基準１７８は、カン１２内で画定されてよく、いくつかの用途では、カン１２の金属筐体に結び付けられ、このようにして動物に結合される可能性がある。
【００３９】
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、リード線の導体に対する集積回路チップの例示的な位置決めを示す。図７Ａは、導体１８１（たとえば、導体Ｓ１、Ｓ２）に結合された単一のＩＣチップＯを示す。ルーメン１８５は、リード線を適所に誘導するのに役立ち、後に回収されてよい。図７Ｂは、導体１８１に背中合わせに結合され、図示されるように物理的な材料によって互いに結び付けられた２個のＩＣチップＯ、Ｐを示す。図７Ｃは、正方形の中で導体１８１に結合され、図示されるように物理的な材料によって互いに結び付けられた４個のＩＣチップＯ、Ｐ、ＬおよびＦを示す。
【００４０】
図７Ａの配列は、リード線全長に沿って各電極位置に（たとえば）１２個の電極を提供する。図７Ｂの配列は、リード線全長に沿って各電極位置に２４個の電極を提供する。図７Ｃの配列は、リード線の全長に沿って各電極位置に４８個の電極を提供する。
【００４１】
かかる配列は、リード線が埋め込まれた後でリード線の使用に大きな多用途性を可能にする。組織内のなんらかの物理的な位置で特定の固有の所望される刺激を可能にする、または組織内のある物理的な位置での電気的活動の検出を可能にするなんらかの組み合わせが見つけられるときまで、試行錯誤によっても、電極の多様な組み合わせを試行できる。このようにして、ある特定の組織領域内でリード線を除去し、挿入し直さなければならないことを回避する、または延期することが可能になることがある。
【００４２】
図８は、シールド電極１９１を使用する例示的な検出装置２０４を示す。この配列では、２個の特定の電極９２、９３（再び図２Ｅを参照）が、差動増幅器１９２の入力と接続されている。増幅器１９２は、電極位置の（たとえば、図８では明確にするために省略されているカン１２に）外部の電極に通信される出力１９３を有する。この図に見られるように、ノード１１１は再び回路１２５に結び付けられ、回路１２５はこの場合、１本の供給ラインＶｓｓから離れる１ダイオード電圧降下１９４を提供し、抵抗器１９５によって他の供給ラインＶｃｃに向かって動かされる。（ここでは、ＶｃｃおよびＶｓｓは、ラインＳ１およびＳ２と同じであってよい、あるいはラインＳ１およびＳ２から引き出されてよい）。この配列２０４の場合、スイッチング構造１２４（図３）は、図３に関して前述されるように２つ以上の列を有する。
【００４３】
本明細書に説明されるようなオンサイト信号処理は、ノイズを削減できる。
【００４４】
図９Ａは、検出された電圧を通信するための電流の使用のための例示的な駆動機構２０３を示す。電極および差動増幅器は、図８においてのようであるが、増幅された信号１９２は、代わりにラインＳ１、Ｓ２の特定レベルン電流を駆動する電圧対電流変換器１９６を駆動する。この電流は、後に、たとえば図９Ｂの例示的な検出機構２０２を使用してカン１２の中で検出される。この電流は抵抗器１９８を通過し、作成されたＩＲ低下が差動増幅器１９７に達する。
【００４５】
図９Ｂの電流検出手法が利用されることが本発明にとって重大ではないことが理解される。たとえば、標準的な電流対デジタル変換器が使用できるだろう。
【００４６】
検出された電気的活動をカン１２等の外部電子装置に通信するために、他のいくつかの手法のどれかを利用できるだろうことも理解される。図９Ｃは、検出された電圧を通信するために位相または周波数の変調を使用するための例示的な駆動機構２０１を示す。電圧から周波数への変換器１９９は、周波数変調によって検出されたデータ情報を通信するために電流駆動装置１９６を駆動できる。代わりに、位相変調が使用できるであろう。
【００４７】
図９Ｄは、検出された電圧を通信するための変調機能の使用のための例示的な駆動機構２０７、および前の図で描かれるような変調を利用するためにカン１２で使用できる例示的な復調機構２０６を示す。変調機能ｆ０は、変調器２１１で変調する。図９Ｄでは明確にするために省略されている、他の電極検出アレイは、対応する様式で他の変調機能ｆ１からｆｎを使用する。カン１２では、復調機構が、同じ機能ｆ０、ｆ１、ｆｎを備えた復調器２１３、２１４、２１５を使用し、それぞれがたとえば電極９２、９３で検出された電圧に比例する異なった電圧を引き出す。
【００４８】
本発明の一実施形態では、動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位で電気的活動を検出するために、ある方法が実施される。電極の第１のアレイは、組織の第１の部位に設けられ、そのアレイはそれぞれの表面に置かれている。第１のアレイは、それぞれの表面に置かれているそれぞれの第１の電極および第２の電極を含む。第１のアレイは、やはりそれぞれの表面の上に置かれ、それぞれの第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極（シールド電極）をさらに含む。電極の第１のアレイは、カン１２等の、電極の第１のアレイの外部に位置する電子装置に、リード線を介して、電気的に選択的に接続される。リード線は、少なく後も１個の導電体を含み、たとえば２個の導体を有してよい。検出回路または駆動回路が第１の電極および第２の電極に接続されるように、選択的な接続が行われる。これらのシールド電極は、その近傍の組織との導電結合を通して第１の電極および第２の電極のための電気シールドとしての機能を果たすように構成されている。
【００４９】
これらの電極を支える表面は、たとえばそれが集積回路の表面である場合、実質的に平面的であることがある。ただし、表面は平面的である必要はなく、たとえば凸状である可能性がある。
【００５０】
シールド電極の数は２個ほど少ないこともあれば、６個であることもあれば、本明細書で説明される実施形態では、シールド電極数は１０である場合もある。
【００５１】
シールド電極の共通ノード１１１での回路１２５は、正の電源と負の電源の間の安定した電圧でシールド電極にバイアスをかけることができる。正の電源と負の電源の間の安定した電圧は、電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように定められてよい。本回路は、さらに、集積回路の基板の電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた安定した電圧を確立してよい。
【００５２】
検出された電気的活動はデジタル信号に変換されてよく、そのデジタル信号はそれによって電子装置（たとえばカン１２）までリード線の１個または複数の導電体を用いて運ばれる。代わりに、包絡線変調（ＡＭ）が利用されてよい。
【００５３】
多くの実施形態では、それぞれがシールド電極を含む電極のアレイを有する、２つ以上の（およびおそらく多数の）電極位置がある。かかるケースでは、ある位置で、および後に別の位置で刺激を実施することを可能にするために、アドレッシング技法（addressingtechniques）が利用される。上記の多重化技法等の他の技法は、２つ以上の位置のそれぞれでの電気的活動の検出を可能にするために利用されてよい。多重化は、たとえば時間領域多重化または周波数領域多重化であってよい。
【００５４】
本発明の一実施形態は、動物の組織に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位で電気的活動を検出するための多重化電極のアレイの使用を含む。第１のアレイは、組織の第１の部位に設けられる。この多重化は、各電極を電気的に隔離し、リード線の少なくとも１個の導体に接続する、またはアレイ内の他の電極に接続されている浮動ノードに接続できるようにする。各電極は、同様に、検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できる。各電極は、同様に、電流源に電気的に接続できる。典型的な配列では、浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、リード線内の導体に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接する。同様に、浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接することが起こり得る。
【００５５】
例示的な配列では、第１の電極は、リード線の第１の導体に対して有効にすることができ、第２の電極はリード線の第２の導体に対して有効にすることができ、表面上の少なくとも２個の追加の電極が浮動ノードに対して有効にされる。
【００５６】
回路１２５（図３）に戻ると、浮動ノード１１１は、リード線の少なくとも１個の導体に容量結合されてよい。あるいは、この浮動ノードは、２つの実質的に同等なコンデンサを使用してリード線の２個の導体に容量結合されてよい。あるいはこの浮動ノードはリード線の少なくとも１個の導体に電気的に接続されてよく、その導体は駆動回路から電気的に隔離される。この浮動ノードは、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるようにバイアスをかけられてよい。
【００５７】
動物での使用では、医療用キャリアは、通常、リード線の中の前記少なくとも１個の導体に接続されている、複数のかかる電極アレイを含むことが理解されるだろう。
【００５８】
電気的活動が測定されているとき、図８、図９Ａ、図９Ｃ、および図９Ｄに関連して上述されるように、検出された現象を示す第１の値が記憶される順序立ったステップが実施されてよい。後に、後のときに検出された現象を示す第２の値が記憶される。２つの値は、通信される必要のあるすべてが２つの値の間の差異となるように差し引かれてよい。
【００５９】
典型的な順序立ったステップは、検出する、または刺激するために使用するためのアレイから第１の電極を選択すること、および浮動ノードに接続されたアレイから第２のシールド電極を選択すること、動物に関する現象を観察すること、および選択された電極と関連して観察された現象に留意することであってよい。次に、本アレイからの異なるセットの電極が、検出または刺激するために使用され、本アレイからの第４のシールド電極は浮動ノードに接続され、再び現象は、動物に関して、および選択された電極と関連して観察される現象に留意して観察される。なんらかの実験作業の後、電極のある組み合わせが選択され、その後のなんらかの間隔のために利用されてよく、その間隔の間に、検出または刺激が実施されてよい。組織は神経組織であってよい。
【００６０】
取り外し可能な末端加速度計または運動センサは、パーキンソン病またはジストニア等の運動障害の治療で役立てるために使用され得る。
【００６１】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する方法。図８を参照すると、シールド電極１９１は入力電極９２、９３にバイアスをかけ、共通モード信号を削減し、入力を近接場信号に対して感受性を高くし、遠方信号に対して感受性を低くする。シールド電極１９１は、基板１２５電位の上（または基板１２５が最も確実である場合は、基板１２５電位の下）１または２ダイオード電圧降下１９４、バイアスをかけられる。
【００６２】
このアイデアは、ＶｃｃとＶｓｓの間の安定した電圧で、理想的にはどちらか一方から少なくとも１ダイオード電圧降下でシールド電極１９１にバイアスをかけることである。シールド電圧１９１は、次に差動増幅器１９２によって増幅されるように電極９２および９３に達する共通モード信号を削減するために働く。
【００６３】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第１の方法。図９Ａを参照すると、示されているのはリードＩＣ２０３上に置かれた回路のいくつかである。１台の差動増幅器１９２は一度に選択され、次いで電極９２と９３間の電位差が、出力リード線Ｓ１およびＳ２でのその電位差に比例する電流信号に変換される。
【００６４】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第２の方法。図９Ｂを参照すると、示されているのはカンの中のなんらかの回路である。この回路は、電融制御電圧源を使用し、既存のトークバック回路に類似している。代わりに、このカンは電流をデジタルに変換する変換器を直接的に使用してよい。この実施形態では、この信号は１９７で増幅され、リードＩＣ２０２で電流に変換される。このカンでは、Ｓ２での電圧は一定に保持される間、その電流は、組織インピーダンス１９８が変化するにつれてアナログ信号を抽出するためにサンプリングされる。増幅器１９７からの出力電圧信号は、１９８全体での電圧低下に比例する。
【００６５】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第３の方法。図９Ｂを参照すると、本実施形態では、複数の増幅器が、２線バスでアナログ信号を下方に多重化するために使用される。時間多重化が一般に使用されることが想定される。
【００６６】
この方法は、上述された第２の方法に類似しているが、それぞれが時間多重化されている複数の位置（衛星）に拡張されている。各位置のＳ１リード線およびＳ２リード線の時間が測定される。たとえば、１ｋＨｚサンプリングで８つの位置を仮定する。１０ｋＨｚの信号は（それぞれＳ１およびＳ２での異相パルス化ＤＣ正弦波信号とともに）Ｓ１およびＳ２で強制される。各リードＩＣ２０２で、「開始コマンド」に続く異なるタイムスロットが各リード線ＩＣ２０２でプリセットされている。衛星０には第１のタイムスロットが割り当てられ、衛星１には第２のタイムスロットが割り当てられ、等である。各リードＩＣ２０２は、Ｓ１およびＳ２の電圧を積極的に整流する電源レギュレータを有する。アナログ増幅器１９７は、リードＩＣの２０２タイムスロットが有効になっているときにだけ、各リードＩＣ２０２で有効にされる。そうでなければ、この回路は、上述された第２の方法で説明されるように機能する。ただし、この方法論は、必ず、タイムスロット等を追跡調査するために必要とされるより複雑なカン回路設計を生じさせる。さらに、この方法は、「アナログ多重化開始」コマンドが、既存の通信プロトコルの延長として使用されることを必要とする。
【００６７】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第４の方法。図９Ｂを参照すると、この方法は、前述された第３の方法の変形である。この変形では、増幅器の１９７電流消費の「ノイズ」が排除されている。上述された第３の方法では、リード線Ｓ１およびＳ２の電流が、増幅器の１９７の電流引き込み、およびサンプリングされた電圧に比例する強制電流の合計に等しくなる。この変形では、有効にされたリードＩＣ２０２によって引きこまれる総電流が、サンプル全体での差動電圧に比例する。
【００６８】
図９Ａを参照すると、この第４の方法の第２の変形では、増幅器１９２はサンプリングし、増幅し、結果として生じる電圧１９３をコンデンサ上に保持する。増幅器１９２は、次いで停止し、Ｓ１およびＳ２上の電流は、電圧制御電流源（ＶＣＣＳ）を通る電流だけである。
【００６９】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第５の方法。図９Ｃを参照すると、この実施形態は前述された第３の方法の変形であり、周波数領域における多重化を開示している。この実施形態においては、各リードＩＣ２０１には専用の周波数１９９が与えられる。このカンは、Ｓ１およびＳ２全体で安定した電圧を提供するが、Ｓ１およびＳ２を通して引き込まれる電流をサンプリングする。したがって、各リードＩＣ２０１は増幅された電圧を周波数に変換し、次に、たとえば周波数の中心に置かれるシヌソイド状の波で、ＶＣＣＳを一定増幅正弦波電流を通して引く。（ただし、正弦波も許容できる。）基本的に、搬送波の位相が変調されている。これらの搬送波周波数はクロック周波数に関係している可能性がある。たとえば、衛星０での周波数は、クロック周波数の約１０倍であり、衛星１はクロック周波数の約１１倍であり、以下同様である。
【００７０】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第６の方法。図９Ｃおよび図９Ｄを参照すると、この実施形態は上述された第５の方法の変形である。この変形では、各リードＩＣによって「放送される」周波数は固定されている。各リードＩＣによって引き下げられる振幅は、サンプリングされる信号に伴い変化する。カンの中の周波数ごとのロックイン増幅器（２１３、２１４、２１５等）は、各送信信号を、デジタルで、または複数のロックインを介してのどちらかで回復する。上述された第５の方法でのように、これらの周波数信号はシヌソイド状の波の形を取る、または正弦波２１１としての形をとる場合がある。ｆ０はクロック搬送波周波数の約１／１０である。たとえば、その搬送波周波数が約１００ｋＨｚであると、次にｆ０は約１０ｋＨｚとなり、その信号自体は約１ｋＨｚである。
【００７１】
サンプリングされたアナログ信号をリードＩＣからカンに伝達する第７の方法。図９Ｃおよび図９Ｄを参照すると、この実施形態は、上述の第１の方法のように有効にされた各リードＩＣが信号を増幅し、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）を利用し、電圧をバイナリ数に変換する、第６の方法の変形である。次に、この数は既存のトークバック回路の変形を使用してカンに送り返される。たとえば、各リードＩＣは、特定の範囲のクロックサイクルの間に割り当てられ、その間に、所与のリードＩＣがカンに収集されたばかりのデータを送り返す。
【００７２】
たとえば、あるクロックサイクルで、これらの信号は増幅され、すべてのリードＩＣでデジタル信号に変換される。次のクロックサイクルで、衛星０は、すぐ後に続くクロックサイクルでそのデータを通信し、衛星１はそのデータを通信し、以下同様である。
【００７３】
このようにして、増幅およびＡＤＣプロセスによって生じる電力消費は短時間だけ実現される。通信のバランスは、次に、既存の通信プロトコルで発生する。
【００７４】
当業者は、苦労なく本発明に対する無数の明らかな改善策および変形を工夫し、それらのすべてが後述の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位での電気的活動を検出するための方法であって、
各表面に置かれた電極の第１のアレイを、組織の前記第１の部位に設け、前記第１のアレイが前記各表面に置かれたそれぞれの第１の電極および第２の電極を備え、前記第１のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記各第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備えるステップと、
を含み、
電極の前記第１のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する電子装置にリード線を介して電気的に選択的に接続され、前記リード線が少なくとも１個の導電体を備え、
前記電極の前記選択的な接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極に近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える方法。
【請求項２】
前記方法が組織の前記第１の部位に電気パルスを印加し、前記電極の前記選択的接続が駆動回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、組織の前記第１の部位で電気的活動を検出し、前記電極の前記選択的接続が検出回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検出回路は、入力として前記第１の電極および第２の電極を受け入れ、前記少なくとも１個の導電体に出力を提供する差動増幅器を備え、それによって検出された電気的活動が電極の前記アレイの外部の前記電子装置に通信される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記各表面が実質的に平面的である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記各表面が凸状である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第３の電極の数が少なくとも６である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第３の電極の数が少なくとも１０である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のアレイが正の電源および負の電源を受け入れ、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記正の電源と負の電源の間の安定した電圧で前記第３の電極にバイアスをかける回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れた、前記安定した電圧を前記正の電源と負の電源の間で確立する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極を選択的に接続する前記回路が基板を画定し、前記基板が電位を有し、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記基板の前記電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた安定した電圧を確立する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
電圧として前記検出された電気的活動が電流に変換され、前記電流がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記電流を測定するために配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
電圧として前記検出された電気的活動がデジタル信号に変換され、前記デジタル信号がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記デジタル信号を検出するために配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１個の導電体を用いる前記デジタル信号の前記搬送が、包絡線変調によって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法はさらに、前記動物の組織の第２の部位に電気パルスを印加する、または前記動物の組織の第２の部位での電気的活動を検出し、
各表面に置かれた電極の第２のアレイを、組織の前記第２の領域に設け、前記第２のアレイが、前記各表面に置かれたそれぞれ第１の電極およびだ２の電極を備え、前記第２のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備えるステップと、
を含み、
電極の前記第２のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置に、前記リード線を介して電気的に選択的に接続され、前記電子装置が、やはり電極の前記第２のアレイの外部に位置する電極の前記第１のアレイの外部に位置し、
前記電極の前記選択的接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極の近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように第３の電極を配置する回路をさらに備え、
前記方法が、電極の前記第１のアレイおよび第２のアレイの外部にある前記電子装置がそれと多重通信するように、前記第１のアレイの前記選択的接続をアドレッシングし、前記第２のアレイの前記選択的接続をアドレッシングすることとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記多重化が、時間領域多重化および周波数領域多重化から成るセットから選択される手法によって行なわれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
動物の組織の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位での電気的活動を検出するための多重化電極のアレイを使用するための方法であって、
各表面に置かれ、取り囲む組織と電気的に接触している多重化電極の第１のアレイを、組織の前記第１の部位に設けるステップと、
を含み、
それによって、前記多重化が、各電極を、電気的に隔離できるようにするか、前記リード線内の少なくとも１個の導電体に接続できるようにするか、または前記アレイの他の電極に接続されている浮動ノードに接続できるようにする、方法。
【請求項１８】
前記多重化が、各電極を検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多重化は、各電極を電流源に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記浮動ノードに有効にされている少なくとも１個の電極が、前記リード線の導体に有効にされている少なくとも１個の電極に隣接する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記浮動ノードに有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に有効にされる少なくとも１個の電極に隣接する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
第１の電極が前記リード線の第１の導体に対して有効にされ、第２の電極が前記リード線の第２の導体に対して有効にされ、前記表面上の少なくとも２個の追加の導体が前記浮動ノードに対して有効にされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記浮動ノードが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に容量結合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記浮動ノードは、２つの実質的に同等なコンデンサを使用して前記リード線の２個の導体に容量結合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記浮動ノードは、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に電気的に接続され、その導体は前記駆動回路から電気的に隔離される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの組織の追加の部位に、多重化電極の少なくとも１つの追加のアレイを設けることをさらに含み、前記追加アレイが、異なる電気アドレスを除き、前記第１のアレイに実質的に類似する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記浮動ノードが、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように偏向される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
医療用キャリアが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に接続されているかかる複数のアレイを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
動物の組織の部位で電気的活動を検出するための電極のアレイを使用するための方法であって、
組織の前記第１の部位に、各表面に置かれ、取り囲んでいる組織と電気的に接触する電極の第１のアレイを設けるステップと、
検出回路に少なくとも第１の電極を接続するための手段、前記検出回路に対する第２の入力に少なくとも第２の電極を、および浮動ノードに少なくとも第３の電極を接続するための手段を提供し、前記少なくとも第３の電極が１個または複数の浮動電極を画定するステップと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記方法が、前記第１の電極と前記第２の電極の間の前記検出回路で差動電圧を最初にサンプリングするステップと、
その第１の電極を示す第１の値を記憶するステップと、
前記浮動電極が前記浮動ノードに接続できるようにし、前記浮動ノードがバイアス・ネットワークに接続され、前記バイアス・ネットワークが前記浮動ノードを、前記検出回路に供給されるどちらかの電圧からも少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように、前記浮動ノードにバイアスをかけるステップと、
第２の測定電圧を表す第２の値を記憶するステップと、
をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記検出回路が、前記第２の値から前記第１の値を差し引き、前記結果を第３の値として記憶する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記記憶された値の少なくとも一つの値が、前記リード線の導体を使用して取り付けられたコントローラに伝送される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
医療用キャリアが、前記リード線の前記導体に接続されるかかるアレイを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位での電気的活動を検出するための装置であって、
各表面に置かれた電極の第１のアレイであって、前記第１のアレイは前記各表面に置かれた各第１の電極および第２の電極を備え、前記第１のアレイが、前記各表面にも配置され、前記各第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備える前記第１のアレイと、
を備え、
電極の前記第１のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する電子装置にリード線を介して電気的に選択的に接続され、前記リード線が少なくとも1個の導電体を備え、
前記電極の前記選択的接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極に近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える、装置。
【請求項３５】
前記電極の前記選択的接続が駆動回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記電極の前記選択的接続が検出回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記検出回路が、入力として前記第１の電極および第２の電極を受け入れ、前記少なくとも１個の導電体に出力を提供する差動増幅器を備え、それによって検出された電気的活動が電極の前記アレイの外部の前記電子装置に通信される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記各表面が実質的に平面的である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
前記各表面が凸状である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４０】
第３の電極の数が少なくとも６である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４１】
第３の電極の数が少なくとも１０である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４２】
前記第１のアレイが正の電源および負の電源を受け入れ、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記正の電源と前記負の電源の間で安定した電圧で前記第３の電極にバイアスをかける回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項４３】
前記少なくとも１個の導電体に前記第３の電極を選択的に接続する前記回路が、前記電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れた前記正の電源と前記負の電源の間に前記安定した電圧を確立する、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記電極を選択的に接続する前記回路が基板を画定し、前記基板が電位を有し、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記基板の前記電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた前記安定した電圧をさらに確立する、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
電圧として前記検出された電気的活動が電流に変換され、前記電流がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ前記電子装置が前記電流を測定するために配置される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４６】
電圧として前記検出された電気的活動がデジタル信号に変換され、前記デジタル信号がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記デジタル信号を検出するために配置される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１個の導電体を用いる前記デジタル信号の前記搬送が、包絡線変調によって実行される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
各表面に配置された電極の第２のアレイをさらに備え、前記第２のアレイが前記各表面に置かれた各第１の電極および第２の電極を備え、前記第２のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備え、
電極の前記第２のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置に前記リード線を介して電気的に選択的に接続され、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置も、電極の前記第２のアレイの外部に位置し、
前記電極の前記選択的接続が、前記少なくとも１個の導体と前記第１の電極および第２の電極を接続する検出回路または駆動回路をさらに備え、前記第１の電極および第２の電極の近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える、請求項３４に記載の装置。
請求項３４に記載の装置。
【請求項４９】
前記多重化が、時間領域多重化および周波数領域多重化から成るセットから選択される手法によって行なわれる、請求項１５に記載の装置。
【請求項５０】
動物の組織の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位での電気的活動を検出するための多重化電極のアレイを使用するための装置であって、
各表面に配置され、取り囲む組織と電気的に接触する多重化電極の第１のアレイと、
を備え、
前記多重化が、各電極を、電気的に隔離できるようにするか、前記リード線に少なくとも１個の導体に接続できるようにするか、あるいは前記アレイの他の電極に接続される浮動ノードに接続できるようにすることを含む、装置。
【請求項５１】
前記多重化が、各電極を検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記多重化が、各電極を電流源に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項５０に記載の装置。
【請求項５３】
前記浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、前記リード線の導体に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接している、請求項５０に記載の装置。
【請求項５４】
前記浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接している、請求項５０に記載の装置。
【請求項５５】
第１の電極が前記リード線の第１の導体に対して有効にされ、第２の電極が前記リード線の第２の導体に対して有効にされ、少なくとも２個の追加の電極が前記浮動ノードに対して有効にされる、請求項５０に記載の装置。
【請求項５６】
前記浮動ノードが、前記リード線の少なくとも１個の導体に容量結合される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５７】
前記浮動ノードが、２個の実質的に同等なコンデンサを使用して前記リード線の２個の導体に容量結合される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５８】
前記浮動ノードが、前記リード線の少なくとも１個の導体に電気的に接続され、その導体が前記駆動回路から電気的に隔離される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５９】
組織の少なくとも１つの部位で多重化電極の少なくとも１つの追加アレイをさらに備え、前記追加アレイが、異なる電気アドレスを除き前記第１のアレイに実質的に類似する、請求項５０に記載の装置。
【請求項６０】
前記浮動ノードが、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるようにバイアスをかけられる、請求項５０に記載の装置。
【請求項６１】
医療用キャリアが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に接続される複数のかかるアレイを備える、請求項５０に記載の装置。
【請求項６２】
動物の組織の部位での電気的活動を検出するための電極のアレイを使用するための装置であって、
各表面に配置され、取り囲む組織と電気的に接触する電極の第１のアレイと、
検出回路に少なくとも第１の電極を接続するための手段、前記検出回路に対する第２の入力に少なくとも第２の電極を、および浮動ノードに、１個または複数の浮動電極を画定する少なくとも第３の電極を接続するための手段と、
を備える装置。
【請求項６３】
銭検出回路が、前記第２の値から前記第１の値を差し引き、前記結果を第３の値として記憶する、請求項６２に記載の装置。
【請求項６４】
前記記憶された値の内の少なくとも１つが、前記リード線の導体を使用して、取り付けられたコントローラに送信される、請求項６２に記載の装置。
【請求項６５】
医療用キャリアが、前記リード線の前記導体に接続されている複数のかかるアレイを備える、請求項６２に記載の装置。
【請求項６６】
多数の電極を備えるアレイを有するリード線とともに使用するための方法であって、前記リード線が動物の組織の中に埋め込まれ、
検出する、または刺激するために使用するために前記アレイから第１の電極を選択し、浮動ノードに接続されている前記アレイから第２のシールド電極を選択するステップと、
前記動物に関する現象を観察し、前記選択された電極と関連して観察される前記現象に留意するステップと、
検出する、または刺激するために使用するために前記アレイから第３の電極を選択し、浮動ノードに接続される前記アレイから第４のシールド電極を選択するステップと、
前記動物に関する現象を観察し、前記選択された電極と関連して観察される前記現象に留意するステップと、
それ以後のいくつかの間隔の間、前記第３の選択された電極および第４の電極を利用するように前記リード線を構成し、前記間隔の間、検出または刺激を実行するステップと、
を含む方法。
【請求項６７】
前記組織が神経組織である、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記動物がパーキンソン病を有する、請求項６７に記載の方法。
【請求項１】
動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位での電気的活動を検出するための方法であって、
各表面に置かれた電極の第１のアレイを、組織の前記第１の部位に設け、前記第１のアレイが前記各表面に置かれたそれぞれの第１の電極および第２の電極を備え、前記第１のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記各第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備えるステップと、
を含み、
電極の前記第１のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する電子装置にリード線を介して電気的に選択的に接続され、前記リード線が少なくとも１個の導電体を備え、
前記電極の前記選択的な接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極に近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える方法。
【請求項２】
前記方法が組織の前記第１の部位に電気パルスを印加し、前記電極の前記選択的接続が駆動回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、組織の前記第１の部位で電気的活動を検出し、前記電極の前記選択的接続が検出回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記検出回路は、入力として前記第１の電極および第２の電極を受け入れ、前記少なくとも１個の導電体に出力を提供する差動増幅器を備え、それによって検出された電気的活動が電極の前記アレイの外部の前記電子装置に通信される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記各表面が実質的に平面的である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記各表面が凸状である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第３の電極の数が少なくとも６である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第３の電極の数が少なくとも１０である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のアレイが正の電源および負の電源を受け入れ、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記正の電源と負の電源の間の安定した電圧で前記第３の電極にバイアスをかける回路を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れた、前記安定した電圧を前記正の電源と負の電源の間で確立する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電極を選択的に接続する前記回路が基板を画定し、前記基板が電位を有し、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記基板の前記電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた安定した電圧を確立する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
電圧として前記検出された電気的活動が電流に変換され、前記電流がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記電流を測定するために配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項１３】
電圧として前記検出された電気的活動がデジタル信号に変換され、前記デジタル信号がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記デジタル信号を検出するために配置される、請求項３に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１個の導電体を用いる前記デジタル信号の前記搬送が、包絡線変調によって実行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法はさらに、前記動物の組織の第２の部位に電気パルスを印加する、または前記動物の組織の第２の部位での電気的活動を検出し、
各表面に置かれた電極の第２のアレイを、組織の前記第２の領域に設け、前記第２のアレイが、前記各表面に置かれたそれぞれ第１の電極およびだ２の電極を備え、前記第２のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備えるステップと、
を含み、
電極の前記第２のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置に、前記リード線を介して電気的に選択的に接続され、前記電子装置が、やはり電極の前記第２のアレイの外部に位置する電極の前記第１のアレイの外部に位置し、
前記電極の前記選択的接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極の近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように第３の電極を配置する回路をさらに備え、
前記方法が、電極の前記第１のアレイおよび第２のアレイの外部にある前記電子装置がそれと多重通信するように、前記第１のアレイの前記選択的接続をアドレッシングし、前記第２のアレイの前記選択的接続をアドレッシングすることとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記多重化が、時間領域多重化および周波数領域多重化から成るセットから選択される手法によって行なわれる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
動物の組織の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位での電気的活動を検出するための多重化電極のアレイを使用するための方法であって、
各表面に置かれ、取り囲む組織と電気的に接触している多重化電極の第１のアレイを、組織の前記第１の部位に設けるステップと、
を含み、
それによって、前記多重化が、各電極を、電気的に隔離できるようにするか、前記リード線内の少なくとも１個の導電体に接続できるようにするか、または前記アレイの他の電極に接続されている浮動ノードに接続できるようにする、方法。
【請求項１８】
前記多重化が、各電極を検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記多重化は、各電極を電流源に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記浮動ノードに有効にされている少なくとも１個の電極が、前記リード線の導体に有効にされている少なくとも１個の電極に隣接する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記浮動ノードに有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に有効にされる少なくとも１個の電極に隣接する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
第１の電極が前記リード線の第１の導体に対して有効にされ、第２の電極が前記リード線の第２の導体に対して有効にされ、前記表面上の少なくとも２個の追加の導体が前記浮動ノードに対して有効にされる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記浮動ノードが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に容量結合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記浮動ノードは、２つの実質的に同等なコンデンサを使用して前記リード線の２個の導体に容量結合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記浮動ノードは、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に電気的に接続され、その導体は前記駆動回路から電気的に隔離される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの組織の追加の部位に、多重化電極の少なくとも１つの追加のアレイを設けることをさらに含み、前記追加アレイが、異なる電気アドレスを除き、前記第１のアレイに実質的に類似する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記浮動ノードが、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように偏向される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２８】
医療用キャリアが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に接続されているかかる複数のアレイを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２９】
動物の組織の部位で電気的活動を検出するための電極のアレイを使用するための方法であって、
組織の前記第１の部位に、各表面に置かれ、取り囲んでいる組織と電気的に接触する電極の第１のアレイを設けるステップと、
検出回路に少なくとも第１の電極を接続するための手段、前記検出回路に対する第２の入力に少なくとも第２の電極を、および浮動ノードに少なくとも第３の電極を接続するための手段を提供し、前記少なくとも第３の電極が１個または複数の浮動電極を画定するステップと、
を含む方法。
【請求項３０】
前記方法が、前記第１の電極と前記第２の電極の間の前記検出回路で差動電圧を最初にサンプリングするステップと、
その第１の電極を示す第１の値を記憶するステップと、
前記浮動電極が前記浮動ノードに接続できるようにし、前記浮動ノードがバイアス・ネットワークに接続され、前記バイアス・ネットワークが前記浮動ノードを、前記検出回路に供給されるどちらかの電圧からも少なくとも１ダイオード電圧降下離れるように、前記浮動ノードにバイアスをかけるステップと、
第２の測定電圧を表す第２の値を記憶するステップと、
をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記検出回路が、前記第２の値から前記第１の値を差し引き、前記結果を第３の値として記憶する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記記憶された値の少なくとも一つの値が、前記リード線の導体を使用して取り付けられたコントローラに伝送される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
医療用キャリアが、前記リード線の前記導体に接続されるかかるアレイを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
動物の組織の第１の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の第１の部位での電気的活動を検出するための装置であって、
各表面に置かれた電極の第１のアレイであって、前記第１のアレイは前記各表面に置かれた各第１の電極および第２の電極を備え、前記第１のアレイが、前記各表面にも配置され、前記各第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備える前記第１のアレイと、
を備え、
電極の前記第１のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する電子装置にリード線を介して電気的に選択的に接続され、前記リード線が少なくとも1個の導電体を備え、
前記電極の前記選択的接続が、前記第１の電極および第２の電極を前記少なくとも１個の導電体に接続する検出回路または駆動回路を備え、前記第１の電極および第２の電極に近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える、装置。
【請求項３５】
前記電極の前記選択的接続が駆動回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記電極の前記選択的接続が検出回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記検出回路が、入力として前記第１の電極および第２の電極を受け入れ、前記少なくとも１個の導電体に出力を提供する差動増幅器を備え、それによって検出された電気的活動が電極の前記アレイの外部の前記電子装置に通信される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記各表面が実質的に平面的である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
前記各表面が凸状である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４０】
第３の電極の数が少なくとも６である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４１】
第３の電極の数が少なくとも１０である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４２】
前記第１のアレイが正の電源および負の電源を受け入れ、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記正の電源と前記負の電源の間で安定した電圧で前記第３の電極にバイアスをかける回路を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項４３】
前記少なくとも１個の導電体に前記第３の電極を選択的に接続する前記回路が、前記電源のどちらからも少なくとも１ダイオード電圧降下離れた前記正の電源と前記負の電源の間に前記安定した電圧を確立する、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記電極を選択的に接続する前記回路が基板を画定し、前記基板が電位を有し、前記第３の電極を前記少なくとも１個の導電体に選択的に接続する前記回路が、前記基板の前記電位から少なくとも２ダイオード電圧降下離れた前記安定した電圧をさらに確立する、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
電圧として前記検出された電気的活動が電流に変換され、前記電流がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ前記電子装置が前記電流を測定するために配置される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４６】
電圧として前記検出された電気的活動がデジタル信号に変換され、前記デジタル信号がそれによって前記少なくとも１個の導電体を用いて前記電子装置に運ばれ、前記電子装置が前記デジタル信号を検出するために配置される、請求項３６に記載の装置。
【請求項４７】
前記少なくとも１個の導電体を用いる前記デジタル信号の前記搬送が、包絡線変調によって実行される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
各表面に配置された電極の第２のアレイをさらに備え、前記第２のアレイが前記各表面に置かれた各第１の電極および第２の電極を備え、前記第２のアレイが、やはり前記各表面に置かれ、前記第１の電極および第２の電極を取り囲む複数の各第３の電極をさらに備え、
電極の前記第２のアレイが、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置に前記リード線を介して電気的に選択的に接続され、電極の前記第１のアレイの外部に位置する前記電子装置も、電極の前記第２のアレイの外部に位置し、
前記電極の前記選択的接続が、前記少なくとも１個の導体と前記第１の電極および第２の電極を接続する検出回路または駆動回路をさらに備え、前記第１の電極および第２の電極の近傍の組織との導電結合を通して前記第１の電極および第２の電極のための電気シールドとして機能するように前記第３の電極を配置する回路をさらに備える、請求項３４に記載の装置。
請求項３４に記載の装置。
【請求項４９】
前記多重化が、時間領域多重化および周波数領域多重化から成るセットから選択される手法によって行なわれる、請求項１５に記載の装置。
【請求項５０】
動物の組織の部位に電気パルスを印加するため、または動物の組織の部位での電気的活動を検出するための多重化電極のアレイを使用するための装置であって、
各表面に配置され、取り囲む組織と電気的に接触する多重化電極の第１のアレイと、
を備え、
前記多重化が、各電極を、電気的に隔離できるようにするか、前記リード線に少なくとも１個の導体に接続できるようにするか、あるいは前記アレイの他の電極に接続される浮動ノードに接続できるようにすることを含む、装置。
【請求項５１】
前記多重化が、各電極を検出回路の少なくとも１つの入力に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記多重化が、各電極を電流源に電気的に接続できるようにすることをさらに含む、請求項５０に記載の装置。
【請求項５３】
前記浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、前記リード線の導体に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接している、請求項５０に記載の装置。
【請求項５４】
前記浮動ノードに対して有効にされる少なくとも１個の電極が、検出回路の入力に対して有効にされる少なくとも１個の電極に隣接している、請求項５０に記載の装置。
【請求項５５】
第１の電極が前記リード線の第１の導体に対して有効にされ、第２の電極が前記リード線の第２の導体に対して有効にされ、少なくとも２個の追加の電極が前記浮動ノードに対して有効にされる、請求項５０に記載の装置。
【請求項５６】
前記浮動ノードが、前記リード線の少なくとも１個の導体に容量結合される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５７】
前記浮動ノードが、２個の実質的に同等なコンデンサを使用して前記リード線の２個の導体に容量結合される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５８】
前記浮動ノードが、前記リード線の少なくとも１個の導体に電気的に接続され、その導体が前記駆動回路から電気的に隔離される、請求項５０に記載の装置。
【請求項５９】
組織の少なくとも１つの部位で多重化電極の少なくとも１つの追加アレイをさらに備え、前記追加アレイが、異なる電気アドレスを除き前記第１のアレイに実質的に類似する、請求項５０に記載の装置。
【請求項６０】
前記浮動ノードが、センサ供給電圧から少なくとも１ダイオード電圧降下離れるようにバイアスをかけられる、請求項５０に記載の装置。
【請求項６１】
医療用キャリアが、前記リード線の前記少なくとも１個の導体に接続される複数のかかるアレイを備える、請求項５０に記載の装置。
【請求項６２】
動物の組織の部位での電気的活動を検出するための電極のアレイを使用するための装置であって、
各表面に配置され、取り囲む組織と電気的に接触する電極の第１のアレイと、
検出回路に少なくとも第１の電極を接続するための手段、前記検出回路に対する第２の入力に少なくとも第２の電極を、および浮動ノードに、１個または複数の浮動電極を画定する少なくとも第３の電極を接続するための手段と、
を備える装置。
【請求項６３】
銭検出回路が、前記第２の値から前記第１の値を差し引き、前記結果を第３の値として記憶する、請求項６２に記載の装置。
【請求項６４】
前記記憶された値の内の少なくとも１つが、前記リード線の導体を使用して、取り付けられたコントローラに送信される、請求項６２に記載の装置。
【請求項６５】
医療用キャリアが、前記リード線の前記導体に接続されている複数のかかるアレイを備える、請求項６２に記載の装置。
【請求項６６】
多数の電極を備えるアレイを有するリード線とともに使用するための方法であって、前記リード線が動物の組織の中に埋め込まれ、
検出する、または刺激するために使用するために前記アレイから第１の電極を選択し、浮動ノードに接続されている前記アレイから第２のシールド電極を選択するステップと、
前記動物に関する現象を観察し、前記選択された電極と関連して観察される前記現象に留意するステップと、
検出する、または刺激するために使用するために前記アレイから第３の電極を選択し、浮動ノードに接続される前記アレイから第４のシールド電極を選択するステップと、
前記動物に関する現象を観察し、前記選択された電極と関連して観察される前記現象に留意するステップと、
それ以後のいくつかの間隔の間、前記第３の選択された電極および第４の電極を利用するように前記リード線を構成し、前記間隔の間、検出または刺激を実行するステップと、
を含む方法。
【請求項６７】
前記組織が神経組織である、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記動物がパーキンソン病を有する、請求項６７に記載の方法。
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【公表番号】特表２０１２−５０８６１１（Ｐ２０１２−５０８６１１Ａ）
【公表日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３６３５７（Ｐ２０１１−５３６３５７）
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５９７０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５６４３８
【国際公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５０５２２２６７９）プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド (65)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５９７０４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５６４３８
【国際公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５０５２２２６７９）プロテウス バイオメディカル インコーポレイテッド (65)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]