(57)【要約】【課題】センサ等の余分なデバイスを用いることなく、心室間の同期を精度よく判定して心室収縮の再同期化をより確実に行う。【解決手段】心室にペーシング電圧を供給するペーシング出力部と、心室に配置された第１の電極４と、該第１の電極４に対して肺Ｂを挟んで配置された第２の電極７との間に電流を注入し、肺インピーダンスを測定する肺インピーダンス測定部と、該肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスの変化に基づいて、ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部とを備える心臓治療装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心室にペーシング電圧を供給するペーシング出力部と、
心室に配置された第１の電極と、該第１の電極に対して肺を挟んで配置された第２の電極との間に電流を注入し、肺インピーダンスを測定する肺インピーダンス測定部と、
該肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスの変化に基づいて、前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部とを備える心臓治療装置。
【請求項２】
心電信号を測定する心電信号測定部を備え、
前記タイミング調節部が、前記心電信号と前記肺インピーダンスとの相対的な位相関係に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節する請求項１に記載の心臓治療装置。
【請求項３】
前記第１の電極と、前記心室を挟んで配置された第３の電極との間に電流を注入し、心室インピーダンスを測定する心室インピーダンス測定部を備え、
前記タイミング調節部が、前記肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスおよび前記心室インピーダンス測定部により測定された心室インピーダンスの変化に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部とを備える請求項１に記載の心臓治療装置。
【請求項４】
心電信号を測定する心電信号測定部を備え、
前記タイミング調節部が、前記心電信号と前記肺インピーダンスとの相対的な位相関係、または、前記心電信号と前記心室インピーダンスとの相対的な位相関係に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節する請求項３に記載の心臓治療装置。
【請求項５】
前記肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスの平均的な時間変化に基づいて心不全の進行を判定する心不全判定部を備え、
該心不全判定部により心不全が進行していると判定されたときに、前記タイミング調節部によるペーシング電圧の供給タイミング調節を行う請求項１から請求項４のいずれかに記載の心臓治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓治療装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、右心室と左心室のインピーダンスを測定し、心室間の同期のパラメータを判定して、このパラメータが改善される方向にペーシング刺激のタイミングを変化させることで心室収縮を再同期化する治療装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、心拍出量の変動に比例する信号を取得し、心拍出量が最大となるようにペーシング刺激のタイミングを調節する方法（例えば、特許文献２参照。）や、左心室側壁加速度に基づいて心臓治療を最適化する方法（例えば、特許文献３参照。）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１９８２２８号公報
【特許文献２】特表２００６−５２３１２０号公報
【特許文献３】特表２００６−５１９０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の治療装置は、心室間の同期のパラメータを右心室と左心室のインピーダンスによって求めているので、心不全の進行に従って判定精度が低下するという不都合がある。すなわち、心室間の同期が失われ心拍出量が低下し、その結果、心筋が肥大した場合に、その肥大した心筋を経由して測定される心室インピーダンスは測定精度が低下し、同期の程度を正確に判定することが困難になる。
【０００５】
また、特許文献２および特許文献３の方法では、心拍出量や左心室側壁加速度を測定するためのセンサのような余分なデバイスが必要となり、装置を小型化することができないという不都合がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、センサ等の余分なデバイスを用いることなく、心室間の同期を精度よく判定して心室収縮の再同期化をより確実に行うことができる心臓治療装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、心室にペーシング電圧を供給するペーシング出力部と、心室に配置された第１の電極と、該第１の電極に対して肺を挟んで配置された第２の電極との間に電流を注入し、肺インピーダンスを測定する肺インピーダンス測定部と、該肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスの変化に基づいて、前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部とを備える心臓治療装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、肺インピーダンス測定部において、心室に配置した第１の電極と、肺を挟んで配置した第２の電極との間に電流を注入して肺インピーダンスが測定され、タイミング調節部が、肺インピーダンスの変化に基づいてペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節する。心室間の同期が失われ心拍出量が低下し、心筋が肥大した場合においても、肺インピーダンスであれば、その肥大した心筋を経由して測定せずに済むので高い精度で測定を行い、より確実に心室収縮の再同期化を図ることができる。
【０００９】
上記発明においては、心電信号を測定する心電信号測定部を備え、前記タイミング調節部が、前記心電信号と前記肺インピーダンスとの相対的な位相関係に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節してもよい。
心不全が進行して心室間の同期が失われてくると、心電信号と肺インピーダンスとの相対的な位相関係が変化してくる。このようにすることで、心電信号測定部により測定された心電信号と、肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスとの相対的な位相関係の変化に応じてペーシング電圧の供給タイミングが調節されるので、より確実に心室収縮の再同期化を図ることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記第１の電極と、前記心室を挟んで配置された第３の電極との間に電流を注入し、心室インピーダンスを測定する心室インピーダンス測定部を備え、前記タイミング調節部が、前記肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスおよび前記心室インピーダンス測定部により測定された心室インピーダンスの変化に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部とを備えていてもよい。
【００１１】
このようにすることで、心室間の同期が失われて心不全が進行したことを肺インピーダンスの変化のみならず心室インピーダンスの変化をも基準として判定することができ、心不全の進行の判定をより確実に行うことができる。
【００１２】
また、上記発明においては、心電信号を測定する心電信号測定部を備え、前記タイミング調節部が、前記心電信号と前記肺インピーダンスとの相対的な位相関係、または、前記心電信号と前記心室インピーダンスとの相対的な位相関係に基づいて前記ペーシング出力部によるペーシング電圧の供給タイミングを調節してもよい。
【００１３】
心不全が進行して心室間の同期が失われてくると、心電信号と肺インピーダンスおよび心室インピーダンスとの相対的な位相関係が変化してくる。
このようにすることで、心電信号、肺インピーダンスまたは心室インピーダンスの相対的な位相関係を用いて、より確実に心室収縮の再同期化を図ることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記肺インピーダンス測定部により測定された肺インピーダンスの平均的な時間変化に基づいて心不全の進行を判定する心不全判定部を備え、該心不全判定部により心不全が進行していると判定されたときに、前記タイミング調節部によるペーシング電圧の供給タイミング調節を行うこととしてもよい。
【００１５】
心不全が進行して心室間の同期が失われてくると、肺インピーダンスの平均的な時間変化が変動する。このようにすることで、心不全の進行を判定して、必要な場合にのみペーシング電圧の供給タイミング調節が行われるので、定期的に不必要な調節が行われずに済む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサ等の余分なデバイスを用いることなく、心室間の同期を精度よく判定して心室収縮の再同期化をより確実に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る心臓治療装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の心臓治療装置の装置本体内部を示すブロック図である。
【図３】図１の心臓治療装置の制御部を示すブロック図である。
【図４】図１の心臓治療装置においてペーシング電圧の供給タイミング調節に用いる同期度を説明する図である。
【図５】図１の心臓治療装置における制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図１の心臓治療装置における制御部の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る心臓治療装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る心臓治療装置１は、図１に示されるように、心臓Ａの右心室に配置される２つの電極２，３と、左心室に配置される共通電極（第１の電極）４と、肺Ｂを挟んで心臓Ａとは逆側に配置される装置本体５と、該装置本体５と電極２，３および共通電極４を接続するリード線６とを備えている。
右心室の２つの電極２，３は相互に近接した位置に電気的に絶縁された状態で配置されている。
【００１９】
装置本体５には、電極を構成するケース７と、該ケース７に対して電気的に絶縁された電極部８とが設けられている。これによりケース７と電極部８とは相互に近接した位置に配置されている。
【００２０】
また、装置本体５は、図２に示されるように、心室の電極２と共通電極４との間および／または心室の共通電極４とケース７との間に励起電流を供給するとともに、心室の電極２と共通電極４との間にペーシング電圧を出力する出力回路９と、心室の電極３と共通電極４との間および／または心室の共通電極４と装置本体５の電極部８との間の電圧信号を検出する検出回路１０と、これら出力回路９および検出回路１０を制御するとともに、検出回路１０により検出された電圧値に基づいてペーシング電圧の供給タイミングを調節する制御部１１とを備えている。
【００２１】
制御部１１は、図３に示されるように、いずれかの電極２，４，７間に電流を注入するように指令する電流注入指令部１２と、ペーシング電圧を出力するように指令するペーシング出力指令部１３と、心室インピーダンスを測定する心室インピーダンス測定部１４と、肺インピーダンスを測定する肺インピーダンス測定部１５と、心電信号を測定する心電信号測定部１６と、電極３，４，８間から検出される電圧信号の種別に応じて、心室インピーダンス、肺インピーダンスまたは心電信号を測定するように切り替える切替部１７と、測定された心室インピーダンス、肺インピーダンスおよび心電信号を用いて同期度を算出する同期度算出部１８と、算出された同期度に基づいてペーシング電圧の供給タイミングを調節するタイミング調節部１９と、同期度の正常値を記憶する記憶部２０とを備えている。
【００２２】
さらに具体的には、制御部１１は、電流注入指令部１２から心室の電極２と共通電極４との間に、所定の電流値の電流を注入するように出力回路９に指令し、そのときに検出回路１０によって検出された心室の電極３と共通電極４との間の電圧値を心室インピーダンス測定部に送るように切替部１７を作動させるようになっている。心室インピーダンス測定部１４においては、電極２，４間に注入した電流値と測定された電圧値との比を演算することにより、心室インピーダンスを求めるようになっている。
【００２３】
また、制御部１１は、電流注入指令部１２から心室の共通電極４と装置本体のケース７との間に、所定の電流値の電流を注入するように出力回路９に指令し、そのときに検出回路１０によって検出された心室の共通電極４と装置本体５の電極部８との間の電圧値を肺インピーダンス測定部１５に送るように切替部１７を作動させるようになっている。肺インピーダンス測定部１５においては、電極４，７間に注入した電流値と測定された電圧値との比を演算することにより、肺インピーダンスを求めるようになっている。
【００２４】
また、制御部１１は、出力回路９から電流を注入しないときに、検出回路１０によって検出された心室の電極３と共通電極４との間の電圧値を心電信号測定部１６に送り、心電信号を測定するようになっている。
また、制御部１１は、測定された心室インピーダンス、肺インピーダンスおよび心電信号に基づいて、同期度算出部１８において同期度を算出するようになっている。
同期度としては、図４に示されるように、以下のものを採用することができる。
【００２５】
（１）心電信号のＲ波検出時点と、肺インピーダンス最大値との時間差
（２）心電信号のＲ波検出時点と、心室インピーダンス最大値との時間差
（３）肺インピーダンス最大値と、心室インピーダンス最大値との時間差
（４）心電信号のＲ波検出時点と、肺インピーダンス最小値との時間差
（５）心電信号のＲ波検出時点と、心室インピーダンス最小値との時間差
（６）肺インピーダンス最小値と、心室インピーダンス最小値との時間差
【００２６】
そして、制御部１１は、これらの同期度について、心臓Ａが正常に動作しているときの値を記憶部２０に記憶しておく。
次に、制御部１１における動作を説明する。
【００２７】
制御部１１は、まず、図５に示されるように、タイミング調節部１９においてペーシング電圧の供給タイミングをいずれかの方向に調節するようになっている。ここでは、予め定められた時間（例えば、５ｍｓ）だけ供給タイミングを早める方向に調節する（ステップＳ１）。そして、同期度算出部１８において同期度を算出し（ステップＳ２）、算出された同期度が、記憶されている正常値に近づく（改善された）か否かを判定し（ステップＳ３）、近づいている場合には、さらに同一方向に供給タイミングを調節し（ステップＳ１）、同期度が正常値から遠ざかる方向に推移した場合には、逆方向に供給タイミングを調節する（ステップＳ４）ようになっている。
【００２８】
そして、同期度算出部１８において同期度を算出し（ステップＳ５）、算出された同期度が正常値に近づく（改善された）か否かを判定し（ステップＳ６）、逆方向に供給タイミングを調節してもなお、正常値から遠ざかる場合には、供給タイミングを早める方向に調節し（ステップＳ７）、その時点における供給タイミングに固定してペーシング電圧を出力する（ステップＳ８）ようになっている。
【００２９】
このように、本実施形態に係る心臓治療装置１によれば、まず、心不全が進行して心室間の同期が失われ心拍出量が低下し、心筋が肥大した場合においても、その肥大した心筋を経由して測定せずに済む肺インピーダンスを、同期度を算出するための１つの基準として採用しているので、高い精度で測定を行い、より確実に心室収縮の再同期化を図ることができるという利点がある。
【００３０】
また、心筋インピーダンスを単一の基準とするのではなく、心電信号および肺インピーダンスをも同期度を算出するための基準としているので、心不全の判定精度を向上して、さらに確実に心室収縮の再同期化を図ることができる。
そして、肺インピーダンスは、圧力センサや加速度センサのような特別なセンサを設けることなく測定することができるので、余分なデバイスが不要となり、極めて簡易に構成することができるという利点がある。
【００３１】
なお、本実施形態においては、ペーシング電圧の供給タイミングを常時調節する場合について説明したが、心不全が進行している可能性のある場合にのみ供給タイミングを調節することにしてもよい。
この場合、図６に示されるように、心不全判定部２１を設けて、心不全の進行を判定するために肺インピーダンスの変化を監視することにしてもよい。
【００３２】
すなわち、心不全が進行している場合には、肺インピーダンスの平均値が経時的に変化していくので、肺インピーダンスを常時観察していて、その平均値が変動してきた場合に、心不全判定部２１によって心不全が進行していると判定して、上述したペーシング電圧の供給タイミングを調節することにしてもよい。このようにすることで、不必要な調節が行われることを回避することができるという利点がある。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  心臓
Ｂ  肺
１  心臓治療装置
４  共通電極（第１の電極）
７  ケース（第２の電極）
９  出力回路（ペーシング出力部）
１５  肺インピーダンス測定部
１６  心電信号測定部
１９  タイミング調節部
２１  心不全判定部
【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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