(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓ペーシング刺激治療と神経刺激治療の両方を負荷に送出するための装置であって、
電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ（６１０）と、
前記キャパシタ（６１０）から前記負荷（６０３）を通して心臓ペーシング刺激エネルギーを提供する回路経路と、
前記キャパシタから前記負荷を通して定電流神経刺激エネルギーを提供するために回路経路に入るように切換え可能であり、かつ前記負荷を通して前記心臓ペーシング刺激エネルギーを提供するために回路経路から外れるように切換え可能である定電流神経刺激回路（６３５）と、
前記心臓ペーシング刺激または前記定電流神経刺激のうちの一つの送出を選択的にイネーブルするように構成された制御回路（６２５）と
前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取る再充電キャパシタ（８４５）と、
前記再充電キャパシタに通信可能に結合されたスイッチネットワーク（８８５）と
を備え、
前記スイッチネットワークは、前記再充電キャパシタから前記負荷を通して電荷回復刺激を提供するように前記回路経路を変更するように構成され、前記電荷回復刺激は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する、装置。
【請求項２】
前記負荷に接触する埋め込み型電極に通信可能に結合するように構成された第１のポート（６６０）と、
前記第１のポートに通信可能に結合された第１のスイッチ回路（６３０Ａ）と
を備え、
前記定電流神経刺激回路は、定電流源を含み、
前記回路経路は、前記第１のスイッチ回路を介して前記第１のポートに接続可能な回路ノード（６６５）を含み、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび前記定電流源は、前記回路ノードに切換え可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御回路に通信可能に結合された第２のスイッチ回路（６４０）を備え、
定電流源は、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび回路ノードに直列に配列され、
前記第２のスイッチは、前記ペーシング刺激の送出が、前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流源をバイパスするように構成される、請求項１および２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
第２の埋め込み型電極に結合されるように構成された第２のポート（８６２）を備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第１のポートに通信可能に結合された第３のスイッチ（８８７）と、
前記再充電キャパシタおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第４のスイッチ（８８９）と
を含み、
前記制御回路は、前記第１および第２のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第３および第４のスイッチが、前記第１のポートから前記第２のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能するように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第４のスイッチが、前記第２のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第５のスイッチ（８９２）と、
前記第１のポートおよび前記再充電キャパシタおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第６のスイッチ（８９４）と
を含み、
前記制御回路は、前記第１および第２のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第５および第６のスイッチが、前記第２のポートから前記第１のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能にするように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第６のスイッチが、前記第１のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記定電流源は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラー（８８０）を含み、前記プログラム可能な電流ミラーは、前記回路ノードに切換え可能である、請求項２〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記スイッチネットワークは、前記制御回路に通信可能に結合され、前記制御回路は、前記ペーシング刺激、前記神経刺激、および前記電荷回復刺激のうちの１つまたは複数の極性を選択的に反転させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記負荷（９０３）に接触する第１の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第１のポート（９６０）と、
前記負荷に接触する第２の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第２のポート（９６２）と
を備え、
前記回路経路は、前記第１のポートおよび前記第２のポートを含み、
前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタは、前記第１のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能であり、
前記定電流神経刺激回路は定電流シンク（９３５）を含み、
前記定電流シンクは、前記第２のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御回路に通信可能に結合されたスイッチ回路（９５０）を備え、
前記定電流シンクは、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ、前記第１のポート、および前記第２のポートに直列に配列され、
前記スイッチ回路は、前記ペーシング刺激が前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流シンクをバイパスするように構成されている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御回路は、前記スイッチ回路が、前記再充電キャパシタから前記第２のポートへ、および前記負荷を通して、電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記定電流神経刺激回路は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む、請求項１〜７および９〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準回路を含み、前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する、請求項１〜７および９〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本文書は、ペーシング治療と神経刺激治療の両方を生成し送出するための技法の例を論じる。特に、本文書は、単一回路を使用して治療を送出するデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋め込み型医療デバイス（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅ）（ＩＭＤ）は、とりわけ、埋め込み型ペースメーカ、埋め込み型カルディオバータ除細動器（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ  ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）（ＩＣＤ）、心臓再同期治療（ｃａｒｄｉａｃ  ｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）（ＣＲＴ）デバイス、およびこうした能力の組合せを含むデバイスなどの心臓機能管理（ｃａｒｄｉａｃ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）（ＣＦＭ）デバイスを含む。デバイスは、電気治療または他の治療を使用して患者または被検者を処置するか、または、医師または介護者が、患者の状況の内部監視を通して患者の診断を補助するために使用されうる。デバイスは、患者内の電気心臓活動を監視するために、１つまたは複数のセンス増幅器と通信状態にある１つまたは複数の電極を含み、しばしば、１つまたは複数の他の内部患者パラメータを監視するために１つまたは複数のセンサを含むことができる。ＩＭＤの他の例は、埋め込み型診断デバイス、埋め込み型薬物送達システム、または神経（ｎｅｕｒａｌ  ｏｒ  ｎｅｕｒｏ）刺激能力を有する埋め込み型デバイスを含む。ＣＦＭデバイスは、通常、出力電圧パルスを提供するために専用化されたペーシング出力回路を使用し、一方、神経刺激デバイスは、通常、定電流を提供するように専用化された出力回路を使用する。
神経信号での活動に応答して切迫心不整脈の状態を検出する装置は、米国特許第５６５８３１８号明細書「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ａ  Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｉｍｍｉｎｅｎｔ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ａｒｒｈｙｔｈｍｉａ  ｉｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｏ  ａ  Ｎｅｒｖｅ  Ｓｉｇｎａｌ  ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  Ａｕｔｏｎｏｍｉｃ  Ｎｅｒｖｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｈｅａｒｔ  ａｎｄ  ｆｏｒ  Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｎｇ  Ａｎｔｉ−Ａｒｒｈｙｔｈｍｉａ  Ｔｈｅｒａｐｙ  ｉｎ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｔｈｅｒｅｔｏ」に記載されている。患者の炎症過程を調節するために、患者の神経を刺激しながら、患者の心臓を刺激する技術は、米国特許出願公開第２００４／１７２０７５号明細書「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｖａｇａｌ  Ｎｅｒｖｅ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｍｕｌｔｉ−Ｓｉｔｅ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｐａｃｉｎｇ」に記載されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
例１では、装置は、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタと、キャパシタから負荷を通してペーシング刺激を提供する回路経路と、定電流神経刺激回路であって、負荷を通して神経刺激を提供するために回路経路に入るように切換え可能であり、また、負荷を通してペーシング刺激を提供するために回路経路から外れるように切換え可能である、定電流神経刺激回路と、ペーシング刺激または定電流神経刺激の送出を選択的にイネーブルするように構成された制御回路とを含む。
【０００４】
例２では、例１の装置は、任意選択で、負荷に接触する埋め込み型電極に通信可能に結合するように構成された第１のポートと、第１のポートに通信可能に結合した第１のスイッチ回路とを含む。定電流神経刺激回路は、任意選択で、定電流源を含み、回路経路は、任意選択で、第１のスイッチ回路を介して第１のポートに接続可能な回路ノードを含む。電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび定電流源は、任意選択で、回路ノードに切換え可能である。
【０００５】
例３では、例１または２のいずれか１つの装置は、任意選択で、制御回路に通信可能に結合した第２のスイッチ回路を含む。定電流源は、任意選択で、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび回路ノードに直列に配列され、第２のスイッチは、任意選択で、ペーシング刺激の送出が、制御回路によってイネーブルされると、定電流源をバイパスするように構成される。
【０００６】
例４では、例１〜３のいずれか１つの装置は、任意選択で、回路経路を介してペーシング刺激および神経刺激からのエネルギーを受取る再充電キャパシタと、再充電キャパシタに通信可能に結合したスイッチネットワークとを含む。スイッチネットワークは、任意選択で、負荷を通して再充電キャパシタから電荷回復（ｃｈａｒｇｅ−ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ）刺激を提供するように回路経路を変更するように構成され、電荷回復刺激は、ペーシング刺激および神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する。
【０００７】
例５では、例１〜４のいずれか１つの装置は、任意選択で、第２の埋め込み型電極に結合されるように構成された第２のポートを含み、例４のスイッチネットワークは、任意選択で、回路ノードおよび第１のポートに通信可能に結合した第３のスイッチ、および、再充電キャパシタおよび第２のポートに通信可能に結合した第４のスイッチを含む。制御回路は、任意選択で、第１および第２のポートが負荷に通信可能に結合すると、第３および第４のスイッチが、第１のポートから第２のポートへペーシング刺激および神経刺激を送ることを可能にし、ペーシング刺激および神経刺激を使用して、再充電キャパシタの充電を可能にするように構成される。
【０００８】
例６では、例５の制御回路は、任意選択で、ペーシング刺激および神経刺激の送出後に、第４のスイッチが、第２のポートに電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成される。
【０００９】
例７では、例４〜６のいずれか１つのスイッチネットワークは、任意選択で、制御回路に通信可能に結合し、制御回路は、任意選択で、ペーシング刺激、神経刺激、および電荷回復刺激の１つまたは複数の極性を選択的に反転させるように構成される。
【００１０】
例８では、例１〜７のいずれか１つの装置は、任意選択で、第２の埋め込み型電極に結合されるように構成された第２のポートを含む。例４〜７のいずれか１つのスイッチネットワークは、任意選択で、回路ノードおよび第２のポートに通信可能に結合した第５のスイッチ、および、第１のポートおよび再充電キャパシタおよび第２のポートに通信可能に結合した第６のスイッチを含む。制御回路は、任意選択で、第１および第２のポートが負荷に通信可能に結合すると、第５および第６のスイッチが、第２のポートから第１のポートへペーシング刺激および神経刺激を送ることを可能にし、ペーシング刺激および神経刺激を使用して、再充電キャパシタの充電を可能にするように構成される。
【００１１】
例９では、例８の制御回路は、任意選択で、ペーシング刺激および神経刺激の送出後に、第６のスイッチが、第１のポートに電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成される。
【００１２】
例１０では、例２〜９のいずれか１つの定電流源は、任意選択で、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含み、プログラム可能電流ミラーは、回路ノードに切換え可能である。
【００１３】
例１１では、例１の装置は、任意選択で、負荷に接触する第１の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第１のポートと、負荷に接触する第２の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第２のポートとを含む。回路経路は、任意選択で、第１のポートおよび第２のポートを含む。電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタは、任意選択で、第１のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である。定電流神経刺激回路は、任意選択で、定電流シンクを含み、定電流シンクは、第２のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である。
【００１４】
例１２では、例１または１１のいずれか１つの装置は、任意選択で、制御回路に通信可能に結合したスイッチ回路を含む。定電流シンクは、任意選択で、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ、第１のポート、および第２のポートに直列に配列される。スイッチ回路は、任意選択で、ペーシング刺激が制御回路によってイネーブルされると、定電流シンクをバイパスするように構成される。
【００１５】
例１３では、例１２の装置は、任意選択で、スイッチ回路に通信可能に結合し、回路経路を介してペーシング刺激および神経刺激からのエネルギーを受取るように構成された再充電キャパシタを含む。制御回路は、任意選択で、スイッチ回路が、再充電キャパシタから第２のポートへ、かつ、負荷を通して電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成される。
【００１６】
例１４では、例１〜１３のいずれか１つの定電流神経刺激回路は、任意選択で、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む。
例１５では、例１〜１４のいずれか１つの定電流神経刺激回路は、任意選択で、プログラム可能な電圧基準回路を含み、定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する。
【００１７】
例１６では、例１〜１５のいずれか１つの装置は、任意選択で、プログラム可能な電圧基準を生成するように構成された容量性ディバイダ回路を含む。
例１７では、例１６の容量性ディバイダ回路は、任意選択で、容量性デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）回路を含み、電圧基準は、容量性ＤＡＣによってプログラム可能である。
【００１８】
例１８では、方法は、ＩＭＤのエレクトロニクスユニットの回路経路を使用してペーシング刺激を送出することを含む。回路経路は負荷を通してペーシング刺激を提供する。方法は、さらに、負荷を通して神経刺激を送出するために回路経路に入るように定電流神経刺激を切換えること、および、ペーシング刺激を送出するために回路経路から外れるように定電流神経刺激を切換えることを含む。
【００１９】
例１９では、例１８の方法は、任意選択で、回路経路上でペーシング刺激および定電流神経刺激の極性を反転させることを含む。
例２０では、例１８または１９の方法は、任意選択で、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出によって生じる後電位を消散させるために、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出後で、かつ、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出と反対の方向にペーシング刺激および神経刺激を送出することを含む。
【００２０】
この節は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図される。この節は、本発明の排他的または網羅的な説明を提供することを意図されない。詳細な説明は、本特許出願に関するさらなる情報を提供するために含まれる。
【００２１】
必ずしも一定比例尺に従って描かれていない図面では、同じ数字は、異なる図において類似のコンポーネントを述べることができる。異なる添え字を有する同じ数字は、類似のコンポーネントの異なる例を示すことができる。図面は、一般に、本文書で論じられる種々の実施形態を、制限としてではなく例として示す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】埋め込み型医療デバイスを含むシステムの所定部分の実施例の図である。
【図２】上大静脈、大動脈弓、および肺動脈を含む心臓の図である。
【図３】頚動脈洞、大動脈弓、および肺動脈のエリア内の圧受容器を示す図である。
【図４】ペーシング刺激パルスの実施例を示す図である。
【図５】神経刺激パルスの実施例を示す図である。
【図６】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するデバイス回路のいくつかの実施例のうちの１つの実施例の所定部分の図である。
【図７】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するデバイス回路のいくつかの実施例のうちの１つの実施例の所定部分の図である。
【図８】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するデバイス回路のいくつかの実施例のうちの１つの実施例の所定部分の図である。
【図９】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するデバイス回路のいくつかの実施例のうちの１つの実施例の所定部分の図である。
【図１０】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するデバイス回路のいくつかの実施例のうちの１つの実施例の所定部分の図である。
【図１１】心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に提供するための方法の実施例のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本文書は、ペーシング治療と神経刺激治療の両方を生成し送出するためのデバイスおよび方法を論じる。特に、本文書は、同じ回路を介してペーシング治療と神経刺激治療の両方を提供するためのデバイスおよび方法が述べられる。
【００２４】
埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）は、本明細書で述べる、特徴、構造、方法、またはその組合せの１つまたは複数を含むことができる。たとえば、心臓刺激器は、以下で述べる有利な特徴またはプロセスの１つまたは複数を含むように実装されることができる。こうした刺激器、あるいは、他の埋め込み型のまたは部分的に埋め込み型のデバイスは、本明細書で述べる特徴の全てを含む必要はないが、独特の構造または機能を実現する選択された特徴を含むように実装されることができることが意図される。こうしたデバイスは、種々の治療機能または診断機能を提供するように実施されることができる。
【００２５】
図１は、ＩＭＤ１１０を使用するシステム１００の所定部分の図である。ＩＭＤ１１０の実施例は、制限なしで、ペーサ、除細動器、心臓再同期治療（ＣＲＴ）デバイス、またはこうしたデバイスの組合せを含む。システム１００はまた、通常、無線周波数（ＲＦ）または他のテレメトリ信号を使用することなどによって、無線信号１９０をＩＭＤ１１０に通信するＩＭＤプログラマまたは他の外部デバイス１７０を含む。
【００２６】
ＩＭＤ１１０は、１つまたは複数のリード線１０８Ａ〜１０８Ｃによって心臓１０５に結合される。心臓リード線１０８Ａ〜１０８Ｃは、ＩＭＤ１１０に結合される近位端および心臓１０５の１つまたは複数の部分に電気接点または「電極（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）」によって結合される遠位端を含む。電極は、通常、少なくとも１つの心腔１０５に、カルディオバージョン、除細動、ペーシング、または再同期治療、またはその組合せを送出する。電極は、電気心臓信号を検知するセンス増幅器に電気結合されることができる。
【００２７】
心臓１０５は、右心房１００Ａ、左心房１００Ｂ、右心室１０５Ａ、左心室１０５Ｂ、および右心房１００Ａから延在する冠状静脈洞１８２を含む。右心房（ＲＡ）リード線１０８Ａは、心房１００Ａに対して、信号を検知するか、ペーシング治療を送出するか、またはその両方を行うための、心臓１０５の心房１００Ａ内に配設された電極（リング電極１２５および先端電極１３０などの電気接点）を含む。
【００２８】
右心室（ＲＶ）リード線１０８Ｂは、信号を検知するか、ペーシング治療を送出するか、または信号を検知すると共にペーシング治療を送出するための、先端電極１３５およびリング電極１４０などの１つまたは複数の電極を含む。リード線１０８Ｂはまた、任意選択で、心臓１０５に、心房カルディオバージョン、心房除細動、心室カルディオバージョン、心室除細動、またはその組合せを送出するなどのためのさらなる電極を含む。こうした電極は、通常、除細動に関係する大きなエネルギーを扱うために、ペーシング電極より大きな表面積を有する。リード線１０８Ｂは、任意選択で、心臓１０５に再同期治療を提供する。再同期治療は、通常、心室間の脱分極のタイミングをよりよく同期させるために心室に送出される。
【００２９】
ＩＭＤ１１０は、ヘッダ１５５を介してＩＭＤ１１０に取付けられる第３の心臓リード線１０８Ｃを含むことができる。第３の心臓リード線１０８Ｃは、冠状静脈１２０を介して、左心室（ＬＶ）１０５Ｂ上に心外膜的に位置する冠状静脈内に留置された電極１６０および１６５を含む。第３の心臓リード線１０８Ｃは、冠状静脈洞（ＣＳ）１８２の近くに位置決めされたリング電極１８５を含むことができる。
【００３０】
リード線１０８Ｂは、右心室（ＲＶ）内への留置のために先端電極１３５およびリング電極１４０の近位に配置された第１の除細動コイル電極１７５、ならびに、上大静脈（ＳＶＣ）内への留置のために、第１の除細動コイル電極１７５、先端電極１３５、およびリング電極１４０の近位に配置された第２の除細動コイル電極１８０を含むことができる。いくつかの実施例では、高エネルギーショック治療は、第１またはＲＶコイル１７５から第２またはＳＶＣコイル１８０に送出される。いくつかの実施例では、ＳＶＣコイル１８０は、密封されたＩＭＤハウジングまたは缶１５０上に形成された電極に電気接続される。これは、ＲＶコイル１７５からの電流を、心室心筋にわたってより均一に送出することによって除細動を改善する。いくつかの実施例では、治療は、ＲＶコイル１７５から、ＩＭＤ缶１５０上に形成された電極にだけ送出される。いくつかの実施例では、コイル電極１７５、１８０は、信号を検知するための他の電極と組合せて使用される。
【００３１】
リード線および電極の特定の配置構成が例証として示されるが、本方法およびシステムは、種々の構成でまた種々の電極によってうまく働くことになることに留意されたい。他の形態の電極は、メッシュおよびパッチを含み、メッシュおよびパッチは、心臓１０５の所定部分に貼り付けられることができる、または、ＩＭＤ１１０によって生成される電流を「操向する（ｓｔｅｅｒ）」のに役立つために身体の他のエリアに埋め込まれることができる。
【００３２】
ＩＭＤは、経静脈電極、心内膜電極、および心外膜電極（すなわち、胸腔内電極）ならびに／または、缶、ヘッダ、および不関電極を含む皮下の非胸腔内電極および皮下アレイまたはリード線電極（すなわち、非胸腔内電極）を含む種々の電極配置構成によって構成されることができる。
【００３３】
神経刺激治療を送出するＩＭＤは、交感神経系および副交感神経系を含む神経系の特定のエリアに治療を提供するための留置のために設計されたリード線および電極を含みうる。交感神経系は、血流の増加、心拍数の増加、骨格筋の血流の増加に関連する。副交感神経系は、血圧の減少、心拍数の減少、消化を増進に関連する。
【００３４】
交感神経系および副交感神経系を刺激することは、心拍数および血圧以外の影響を及ぼしうる。たとえば、交感神経系を刺激することは、瞳孔を拡張させ、唾液および粘液産生を減少させ、気管支の筋肉を弛緩させ、胃の連続する不随意収縮（蠕動）波および胃の運動性を減少させ、肝臓によるグリコーゲンのグルコースへの変換を増大させ、腎臓による尿分泌を減少させ、膀胱の壁を弛緩させ、括約筋を閉鎖する。副交感神経系を刺激すること（交感神経系を抑制すること）は、瞳孔を収縮させ、唾液および粘液産生を増加させ、気管支の筋肉を収縮させ、胃および大腸の分泌および移動性を高め、小腸の消化を高め、尿分泌を増加させ、膀胱の壁を収縮させ、括約筋を弛緩させる。交感神経系および副交感神経系に関連する機能は、たくさんあり、互いに複雑に統合されうる。
【００３５】
圧反射は、圧受容器の刺激によってトリガーされる反射である。圧受容器は、心臓の心耳、大静脈、大動脈弓、および頚動脈洞の壁内の感覚神経終末などの、圧力変化の任意のセンサを含み、感覚神経終末は、内部からの圧力の増加によって生じる壁の伸張に敏感であり、また、その圧力を減少させる傾向がある中枢反射メカニズムの受容器として機能する。神経細胞のクラスタは、自律神経節と呼ばれうる。これらの神経細胞はまた、交感神経活動を抑制し、副交感神経活動を刺激する圧反射を誘起するように電気的に刺激されうる。したがって、自律神経節は、圧反射経路の一部を形成する。感覚神経終末からつながる、迷走神経、大動脈神経、および頚動脈神経などの求心性神経幹もまた、圧反射経路の一部を形成する。圧反射経路および／または圧受容器を刺激することは、交感神経活動を抑制し（副交換神経系を刺激し）、末梢血管抵抗および心臓収縮性を減少させることによって、全身性動脈圧を減少させる。圧受容器は、当然、内圧および血管壁（たとえば、動脈壁）の伸張によって刺激される。
【００３６】
いくつかの実施例では、神経刺激デバイスは、神経系の無差別の刺激の望ましくない作用を減少させながら、所望の応答（たとえば、高血圧の低減）を促進しようとして、求心性神経幹を刺激するのではなく、動脈壁内の特定の神経終末を局所的に刺激することができる。ある実施例では、肺動脈内の圧受容器部位が刺激される。いくつかの実施例では、神経刺激デバイスは、大動脈および心腔内の圧受容器部位、ならびに／または、迷走神経、頚動脈神経、および大動脈神経などの求心性神経幹を刺激する。いくつかの実施例では、神経刺激デバイスは、カフ電極を使用して求心性神経幹を刺激し、いくつかの実施形態は、電気刺激が血管壁を通過して、求心性神経幹を刺激するように、神経に近接した血管内に位置決めされた血管内リード線を使用して求心性神経幹を刺激する。
【００３７】
図２は心臓を示す。心臓２０１は、上大静脈２０２、大動脈弓２０３、および肺動脈２０４を含む。肺動脈２０４は圧受容器を含む。リード線は、上述した心臓ペースメーカリード線と同様に、末梢静脈を通り、三尖弁を通り、心臓の右心室（図には明示的には示さず）内に血管内に挿入され、引き続き、右心室から肺動脈弁を通り肺動脈内に入る。肺動脈および大動脈の一部分は、互いに近接する。種々の実施形態は、肺動脈内で血管内に位置決めされたリード線を使用して大動脈内の圧受容器を刺激する。そのため、本主題の種々の態様によれば、圧反射は、肺動脈内に血管内に挿入された少なくとも１つの電極によって肺動脈内でまたは肺動脈の周りで刺激される。あるいは、圧力検知能力を持つか、または、持たない無線刺激デバイスが、カテーテルによって肺動脈内に位置決めされることができる。刺激および／または刺激用のエネルギーの制御は、超音波、電磁波、またはその組合せによって別の埋め込み型のまたは外部のデバイスによって供給されることができる。本主題の態様は、肺動脈内に血管内に圧受容器刺激器を埋め込むための比較的無侵襲的な外科技法を提供する。
【００３８】
図３は、頚動脈洞３０５、大動脈弓３０３、および肺動脈３０４のエリア内の圧受容器を示す。大動脈弓３０３および肺動脈３０４は、図２の心臓に関して先に示された。図３に示すように、迷走神経３０６は、大動脈弓３０３、頚動脈洞３０５、および総頚動脈３１０内に延在し、そこで圧受容器として機能する感覚神経終末３０７を提供する。舌咽神経３０８は、頚動脈洞３０５内の圧受容器として機能する神経終末３０９を提供する。これらの神経終末３０７および３０９は、たとえば、内部からの圧力の増加によって生じる壁の伸張に敏感である。これらの神経終末の活性化は圧力を低減させる。図に示されないが、心臓の心房腔および心室腔もまた受容器を含む。カフは、圧受容器から、圧反射を刺激する血管運動性中枢につながる、迷走神経などの求心性神経幹の周りに配置されうる。カフは、神経刺激エネルギーを送出するための電極を含みうる。本主題の種々の実施形態によれば、求心性神経幹は、求心性神経に近接して血管内に位置決めされたカフまたは血管内送給式リード線を使用して刺激されうる。
【００３９】
ペーシング治療は、心臓収縮性電気刺激を含む。刺激は、心臓細胞の脱分極および心筋の収縮を引起すための出力電圧パルスとして提供される。ペーシング刺激は、準一定電圧出力のパルスとして心臓に送出されうる。
【００４０】
図４は、ペーシング刺激パルス４０５の実施例を示す。ペーシング刺激パルス４０５は、パルスの振幅についてのある程度のドループが存在しうるため、準一定であると呼ばれうる。このドループは、出力回路のＲＣ時定数の結果である。
【００４１】
いくつかの実施例では、ペーシング刺激パルスは、２つの部分を含みうる。第１の部分４１０は、心筋細胞の脱分極を始動させることである。いくつかの実施例では、第１の部分４１０の振幅はプログラム可能である。第２の部分４１５は、ペーシング刺激の第１の部分４１０の送出から生じる後電位を消散させるための電荷回復刺激を含む。これは、電極／組織界面においてＤＣ電荷が蓄積する機会を減らしうる。電荷回復刺激がない場合、電荷の蓄積は、ペーシング刺激の第１の部分の有効性を減少させうる。
【００４２】
神経刺激は、神経に定電流のエネルギーを提供することを含み、収縮性であることを意図されない。図５は、神経刺激パルス５０５の実施例を示す。いくつかの実施例では、神経刺激パルス５０５は、２つの部分を含みうる。第１の部分５１０は、定電流振幅の電流パルスである。第２の部分５１５は、電荷回復刺激である。いくつかの実施例では、第１の部分５１０の振幅はプログラム可能である。神経は、刺激に適応することができ、神経刺激の有効性は、徐々に減少する可能性がある。神経刺激は、自然に発生する刺激の作用を模擬し、人工的な刺激に対する神経の適応を防止するように調節されうる。たとえば、振幅、周波数、波形態、バースト周波数、および／または継続時間は、適応を軽減するように調整されうる。
典型的なＣＦＭデバイスは、ＣＦＭペーシング治療と神経刺激治療の両方を提供することができない。図６は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷６０３に提供するデバイス回路６００の実施例の所定部分の図である。負荷６０３の実施例は、とりわけ、患者または被検者の心筋の特定のエリアおよび神経系の特定のエリアを含む。
【００４３】
治療用のエネルギーを提供するために、エネルギー供給部６０５（たとえば、電池）が、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ６１０を事前充電するために使用されうる。いくつかの実施例では、回路６００は、供給スイッチを介してキャパシタ６１０に提供される電圧を変更するＤＣ−ＤＣ電圧変換器６１５を含む。図６に示すように、回路経路は、負荷６０３を通ってキャパシタ６１０からペーシング刺激用のエネルギーを提供する。
【００４４】
制御回路６２５は、治療のタイミングを提供する。制御回路６２５の実施例は、プロセッサ（マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または他の種類のプロセッサなど）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、および、上述した機能を実施するために一連の状態を通して制御回路を循環させる論理状態機械またはシーケンサを含む。回路経路に対する制御回路６２５の接続は、図を簡略化するために示されない。
【００４５】
制御回路６２５は、キャパシタ６１０を事前充電し、その後、電極スイッチまたはリードスイッチ６３０Ａ、６３０Ｂを使用して電極を介して負荷６０３にキャパシタ６１０を接続することによってペーシング刺激を提供する。
【００４６】
デバイス回路６００は、負荷６０３を通して神経刺激を提供するために回路経路に入るように（たとえば、ペーシングスイッチ６４０を開口することによって）切換え可能である定電流神経刺激回路６３５を含む。定電流神経刺激回路６３５は、負荷６０３を通してペーシング刺激を提供するために回路経路から外れるように（たとえば、ペーシングスイッチ６４０を閉鎖することによって）切換え可能である。制御回路６２５は、ペーシングスイッチ６４０の状態を変えることなどによって、ペーシング刺激または定電流神経刺激の送出を選択的に可能にする。定電流神経刺激回路６３５は、負荷のインピーダンスに依存する神経刺激を提供する。
【００４７】
図６の実施例では、定電流神経刺激回路６３５は、定電流源を含む。デバイス回路６００は、回路経路内に第１のポート６６０を含む。第１のポート６６０は、負荷６０３に接触する埋め込み型電極（たとえば、リード線または缶電極）に通信可能に結合されうる。通信カップリングは、第１のポート６６０と電極との間に、介在する回路または構造がたとえ存在しても、治療刺激または他の刺激などの信号が第１のポート６６０と電極との間で流れることを可能にする。回路経路は、リードスイッチ６３０Ａを介して第１のポートに接続可能な回路ノード６６５を含む。電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ６１０および定電流源６３５は、回路ノードに切換え可能である。
【００４８】
図７は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷７０３に提供するデバイス回路７００の別の実施例の所定部分の図である。実施例は、電流源のより詳細な実施例を示す。回路７００は、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ７１０を含む。電流源は、キャパシタ７１０から流れる電流を、一定振幅を有する電流に変換する。
【００４９】
定電流を提供するために、センス増幅器７７０は、センス抵抗（Ｒｓｅｎｓｅ）の両端の電圧を検知し、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７７５内のソース−ドレイン電流が、Ｒｓｅｎｓｅ電圧と電圧基準（Ｖｒｅｆ）との差に従って制御される。第１のポートがリード線に電気接続される場合、Ｒｓｅｎｓｅの値は、リード線のインピーダンスよりずっと小さくなるように選択されるべきである。ＦＥＴ  ７７５は、神経刺激電流を扱うのに十分に大きくサイズ決定されるべきである。
【００５０】
回路７００はまた、ペーススイッチ７４０および回路ノード７６５を含む。いくつかの実施例では、定電流源７３５は、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ７１０および回路ノード７６５に直列である。ペーススイッチ７４０は、ペーシング刺激の送出が制御回路によってイネーブルされると、定電流源７３５をバイパスする。述べる回路は、ペーシング治療を送出するか、神経刺激を送出するかを選択することを除いて、ファームウェアまたはソフトウェアのサポートを必要としないことに留意されたい。
【００５１】
図６に戻って、デバイス回路６００は、いくつかの実施例では、再充電キャパシタ６４５を含む。回路経路は、負荷６０３を通して準一定電圧のペーシング刺激または定電流神経刺激から再充電キャパシタ６４５にエネルギーを提供する。いくつかの実施例では、回路経路は、再充電キャパシタ６４５までの経路を完結させるリターンスイッチ６５０を含む。ペーシング刺激または神経刺激の送出後に、再充電キャパシタ６４５に貯蔵されたエネルギーは、リターンスイッチ６５０および再充電スイッチ６５５を起動することなどによって、負荷に電荷回復刺激を提供するために使用される。電荷回復刺激は、送出されるペーシング刺激または神経刺激の極性と反対の極性を有することに留意されたい。
【００５２】
図８は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷８０３に提供するデバイス回路８００のさらに別の実施例の所定部分の図である。回路８００は、供給スイッチ８２０を介して電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ８１０に電荷を提供するエネルギー供給部８０５を含む。回路経路は、キャパシタ８１０から負荷８０３を通してペーシング刺激用のエネルギーを提供する。
【００５３】
デバイス回路８００はまた、負荷８０３を通して神経刺激を提供するために回路経路に入るように切換え可能である定電流神経刺激回路８３５を含む。この実施例では、定電流神経刺激回路８３５は定電流源である。電流源は電流ミラー８８０を含む。電流ミラー内の基準電流は、Ｒｓｅｎｓｅ内の電流によって設定される。センス増幅器８７０は、センス抵抗（Ｒｓｅｎｓｅ）の両端の電圧を検知し、基準電流（トランジスタ８７５内のソース−ドレイン電流）は、Ｉ＝Ｖｒｅｆ／Ｒｓｅｎｓｅに従って制御される。式中、Ｖｒｅｆはセンス増幅器８７０の入力における電圧である。電流ミラー８８０の基準脚（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｌｅｇ）上の基準電流は、その後、電流ミラーのミラー脚（複数可）においてミラー化される。ミラー化された電流は、神経スイッチ８４２を起動し、ペーススイッチ８４０を停止することによって、回路経路の回路ノード８６５に入るように切換えられることができる。
【００５４】
いくつかの実施例では、電流源は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である。図に示すように、基準電流は、１倍〜ｎ倍までミラー化されることができる。ここで、ｎは１以上の整数である。神経刺激電流は、制御回路８２５を使用してレジスタに書込むことなどによって、電流ミラー８８０のミラー脚の１からｎを起動することによってプログラム可能である。
【００５５】
いくつかの実施例では、定電流神経刺激回路８３５は、プログラム可能な電圧基準回路を含む。図では、プログラム可能な電圧基準回路は、調整可能なキャパシタンスＣ１およびＣ２を含む容量性ディバイダ回路によって表される。電圧基準は、その後、Ｖｒｅｆ＝［Ｖｒｅｆ１］［Ｚ１／（Ｚ１＋Ｚ２）］に従って生成されうる。電圧基準は、キャパシタンスＣ１およびＣ２の値を変更することによってプログラム可能である。
【００５６】
いくつかの実施例では、容量性ディバイダ回路は、容量性デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）回路を含む。１つまたは複数のＤＡＣレジスタは、制御回路８２５によってデジタル値を書込まれうる。異なるデジタル値は、Ｖｒｅｆの値をセットする異なる容量比をもたらす。したがって、電圧基準Ｖｒｅｆは、容量性ＤＡＣに従ってプログラム可能である。Ｖｒｅｆのプログラム可能な値は、神経刺激治療で提供される定電流の値に対するさらなる制御のレベルを提供する。プログラム可能な電圧基準とプログラム可能な電流ミラーの組合せは、電極−神経組織界面において電流密度の正確な制御を可能にする広い範囲の定電流振幅を提供する。
【００５７】
いくつかの実施例では、デバイス回路８００は、再充電キャパシタ８４５および再充電キャパシタ８４５および制御回路８２５に通信可能に結合したスイッチネットワーク８８５を含む。再充電キャパシタ８４５は、回路経路を介してペーシング刺激および神経刺激からエネルギーを受取る。スイッチネットワーク８８５は、再充電キャパシタ８４５から負荷８０３を通して電荷回復刺激を提供するように、そのスイッチによって回路経路を変更する。電荷回復刺激は、ペーシング刺激および神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する。
【００５８】
回路経路は、埋め込み型電極に接続可能な第１のポート８６０を含む。第１のポート８６０は、第１のスイッチ（リードスイッチまたは電極スイッチ８３０Ａ）によって回路ノード８６５に接続可能である。
【００５９】
いくつかの実施例では、スイッチネットワーク８８５は、回路ノード８６５および第１のポート８６０（電極スイッチ８３０Ａを介して）に通信可能に結合された第３のスイッチ８８７を含み、再充電キャパシタ８４５および第２のポート８６２（電極スイッチ８３０Ａを介して）に通信可能に結合された第４のスイッチ８８９を含む。制御回路８２５は、第１および第２のポートが負荷８０３に通信可能に結合すると、第３および第４のスイッチが、負荷８０３を通して第１のポート８６０から第２のポート８６２へ（たとえば、順方向）ペーシング刺激および神経刺激を送ることを可能にし、ペーシング刺激および神経刺激を使用して、再充電キャパシタ８４５の充電を可能にする。
【００６０】
電荷回復刺激を提供するために、制御信号８２５は、第４のスイッチ８８９および順方向再充電（ｆｏｒｗａｒｄ  ｒｅｃｈａｒｇｅ）（ＲＦ）スイッチ８９０をイネーブルまたは起動する。電荷回復刺激は、負荷８０３を通して第２のポート８６２から第１のポート８６０へ送られ、ペーシング刺激および神経刺激の反対極性を有することに留意されたい。ある実施例では、第１のポートは、バイポーラ電極対の先端電極に接続可能であり、第２のポートは、バイポーラ電極対のリング電極に接続可能である。図８は、ペーシング刺激または神経刺激を適用するときに含まれるスイッチ起動についてのタイミング図８９８を含む。
【００６１】
いくつかの実施例では、制御回路８２５は、スイッチネットワーク８８５を使用して、ペーシング刺激、神経刺激、および電荷回復刺激の１つまたは複数の極性を選択的に反転されるように回路経路を変更する。スイッチネットワーク８８５は、回路ノード８６５および第２のポート８６２（電極スイッチ８３０Ｂを介して）に通信可能に結合した第５のスイッチ８９２および第１のポート８６０（電極スイッチ８３０Ａを介して）および再充電キャパシタ８４５に通信可能に結合した第６のスイッチ８９４を含むことができる。制御回路８２５は、第１および第２のポートが負荷８０３に通信可能に結合すると、第５および第６のスイッチが、負荷を通して第２のポート８６２から第１のポート８６０へペーシング刺激および神経刺激を送ることを可能にし、ペーシング刺激および神経刺激を使用して、（第６のスイッチ８９４を通して第１のポート８６０から）再充電キャパシタ８４５の充電を可能にする。
【００６２】
電荷回復刺激を提供するために、制御回路８２５は、第６のスイッチ８９４および逆方向（ｒｅｖｅｒｓｅ）再充電（ＲＲ）スイッチ８９６をイネーブルする。電荷回復刺激は、負荷８０３を通して第１のポート８６０から第２のポート８６２へ送られ、ペーシング刺激および神経刺激の反対極性を有することに留意されたい。
【００６３】
これまで、定電流神経刺激治療を提供する電流供給部として定電流源を有する実施例の回路が述べられた。いくつかの実施例では、定電流シンクが定電流を提供する。
図９は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷９０３に提供するデバイス回路９００のさらに別の実施例の所定部分の図である。図６〜８の実施例の場合と同様に、エネルギー供給部９０５は、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ９０１に事前充電する。回路経路は、キャパシタ９１０から負荷９０３を通してペーシング刺激および神経刺激用のエネルギーを提供する。回路経路は、第１および第２の埋め込み型電極に接続可能な第１のポート９６０および第２のポート９６２を含み、キャパシタ９１０は、第１のポート９６０に通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である。制御回路９２５は、ペーシング／神経スイッチ９４０の状態を変えることなどによって、ペーシング刺激または定電流神経刺激の送出を選択的にイネーブルする。キャパシタ９１０は、ペーシング／神経スイッチ９４０を閉鎖することによって回路経路に切換え可能でありうる。
【００６４】
デバイス回路９００は、定電流神経刺激回路９３５を含むが、この実施例では、定電流神経刺激回路９３５は、定電流シンクを含む。定電流シンクは、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ９１０、第１のポート９６０、および第２のポート９６２に直列に配列される。デバイス回路９００は、リターンスイッチ９５０を含む。定電流シンクは、定電流シンクを第２のポート９６２に通信可能に結合するためにリターンスイッチ９５０をディセーブルまたは停止することによって回路経路に入るように切換え可能である。定電流シンクは、ペーシング刺激が制御回路９２５によってイネーブルされると、定電流シンクをバイパスするためにリターンスイッチ９５０を起動することによって回路経路から外れるように切換え可能である。
【００６５】
いくつかの実施例では、デバイス回路９００は、リターンスイッチ９５０および再充電スイッチ９５５に通信可能に結合した再充電キャパシタ９４５を含む。再充電キャパシタ９４５は、回路経路を介してペーシング刺激および神経刺激からエネルギーを受取る。制御回路９２５は、リターンスイッチ９５０および再充電スイッチ９５５が、再充電キャパシタ９４５から第２のポート９６２へ、かつ、負荷９０３を通して電荷回復刺激を提供することを可能にする。
【００６６】
図１０は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷１００３に提供するデバイス回路１０００の別の実施例の所定部分の図である。実施例は、電流シンクのより詳細な実施例を示す。電流シンクは、キャパシタ１０１０から流れ、負荷１００３を通る電流を、一定振幅を有する電流に変換する。図７の定電流神経刺激回路の場合と同様に、センス増幅器１０７０は、センス抵抗（Ｒｓｅｎｓｅ）の両端の電圧を検知し、トランジスタ１０７５内のソース−ドレイン電流が、Ｒｓｅｎｓｅ電圧と電圧基準（Ｖｒｅｆ）との差に従って制御される。いくつかの実施例では、電流シンクは、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む。いくつかの実施例では、電圧基準はプログラム可能である。リターンスイッチ１０５０は、ペーシング刺激の送出が制御回路１０２５によってイネーブルされると、定電流シンク１０３５をバイパスする。
【００６７】
いくつかの実施例では、デバイスは、ペーシング刺激だけのためにまたは神経刺激だけのために構成されうる。いくつかの実施例では、デバイスは、ペーシング刺激および神経刺激を提供するために複数のデバイス回路を含みうる。デバイス回路のいくつかは、ペーシング刺激を送出するように構成されることができ、一方、他のデバイス回路は、神経刺激を送出するように構成されることができる。これは、デバイスが製造された後のデバイスの柔軟性を可能にする。デバイスは、Ｎ個の刺激回路経路を持つように設計されうる。ここで、Ｎは整数である。最終用途に基づいて、Ｎ個の回路経路の一部または全ては、ペーシング刺激のために構成されることができる、Ｎ個の回路経路の一部または全ては、神経刺激のために構成されることができる、または、Ｎ個の回路経路の一部または全ては、ペーシング刺激と神経刺激の組合せのために構成されることができる。
【００６８】
図１１は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を、患者または被検者の心筋エリアおよび神経系エリアなどの負荷に提供するための方法１１００の実施例のフロー図を示す。
【００６９】
ブロック１１０５にて、ペーシング刺激が、埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）のエレクトロニクスユニットの回路経路を使用して送出される。回路経路は、電気刺激貯蔵キャパシタから負荷を通してペーシング刺激を提供する。電気刺激貯蔵キャパシタは、ペーシング刺激用のエネルギーを提供するために、たとえば電池などのエネルギー供給部から充電される。いくつかの実施例では、ペーシング刺激は、準一定電圧刺激である。
【００７０】
ブロック１１１０にて、定電流神経刺激は、電気刺激貯蔵キャパシタから負荷を通して定電流神経刺激を送出するために回路経路に入るように切換えられる。いくつかの実施例では、定電流神経刺激は、定電流源を使用して生成される。いくつかの実施例では、定電流シンクは、定電流神経刺激を生成するために回路経路に入るように切換えられる。電流源または電流シンクは、キャパシタから放出される電流を一定のレベルまたは振幅に調節する。
【００７１】
ブロック１１１５にて、定電流神経刺激は、負荷を通してペーシング刺激を送出するために回路経路から外れるように切換えられる。
いくつかの実施例では、方法１１００は、回路経路上でペーシング刺激および定電流神経刺激の極性を反転させることを含む。ある実施例では、極性は、回路経路を変更するスイッチネットワークを使用して反転される。いくつかの実施例では、方法１１００は、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出後で、かつ、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出と反対の方向に、回路経路を使用してペーシング刺激および神経刺激を送出することを含む。治療の反対極性を有するこのエネルギーは、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出から生じる後電位を消散する。
【００７２】
追加事項
上述した説明は、詳細な説明の一部を形成する添付図面に対する参照を含む。図面は、例証として、本発明が実施されうる特定の実施形態を示す。これらの実施形態はまた、本明細書で「実施例」とも呼ばれる。こうした実施例は、示し述べた要素以外の要素を含みうる。しかし、本発明は、示し述べる要素だけがそこで提供される実施例も想定する。
【００７３】
本文書で参照される全ての出版物、特許、および特許文書は、参照により個々に組込まれるかのように、参照によりその全体が本明細書に組込まれる。本文書と、参照により組込まれる文書との間に矛盾する使用法がある場合、組込まれる参照（複数可）における使用法は、本文書の使用法を補助するものと考えられるべきである。すなわち、両立しない矛盾については、本文書における使用法が規制する。
【００７４】
本文書では、用語「または（ｏｒ）」は、非排他的なまたは（ｏｒ）を指すのに使用される。したがって、特に指示されない限り、「ＡまたはＢ」は「ＡであるがＢではない」、「ＢであるがＡではない」および「ＡおよびＢ」を含む。添付特許請求の範囲では、用語「含む」および「備える」は、無制限（ｏｐｅｎ−ｅｎｄｅｄ）である、すなわち、特許請求の範囲においてこうした用語の後に挙げられる要素以外の要素を含むシステム、デバイス、物品またはプロセスは、依然として特許請求の範囲内に入ると考えられる。さらに、添付特許請求の範囲では、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」などは、単にラベルとして使用され、その物体に対して数値要件を課すことを意図されない。
【００７５】
本明細書で述べる方法実施例は、少なくとも部分的に、機械実施式であるかまたはコンピュータ実施式でありうる。一部の実施例は、上記実施例で述べた方法を実施するよう電子デバイスを構成するように働く命令をエンコードされるコンピュータ可読媒体または機械可読媒体を含みうる。こうした方法の実施態様は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高レベル言語コード、または同様なものなどのコードを含みうる。こうしたコードは、種々の方法を実施するためのコンピュータ可読命令を含みうる。コードは、コンピュータプログラム製品の所定部分を形成してもよい。さらに、コードは、実行中、または、他の時点で、１つまたは複数の揮発性または不揮発性コンピュータ可読媒体上に有形に格納されることができる。これらのコンピュータ可読媒体は、ハードディスク、取外し可能磁気ディスク、取外し可能光ディスク（たとえば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ならびに同様なものを含んでもよいが、それに限定されなくてもよい。
【００７６】
先の説明は、例証的であり、制限的でないことを意図される。たとえば、上述した実施例（またはその１つまたは複数の態様）は、互いに組合せて使用されることができる。先の説明を検討することによって、他の実施形態が当業者などによって使用されうる。要約は、読者が技術的開示の特質を迅速に確認することを可能にするために提供される。要約は、特許請求項の範囲の範囲または意味を解釈するかまたは制限するために使用されることがないという理解によって提出される。同様に、上記詳細な説明では、種々の特徴は、開示を簡素化するために共にグループ化されてもよい。このことは、未請求の開示特徴が、任意の特許請求項に必須であることを意図するものとして解釈されるべきでない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示される実施形態の全ての特徴より少ない特徴に存在する可能性がある。そのため、添付特許請求の範囲は、詳細な説明に組込まれ、各請求項は、別個の実施形態として自分自身を主張する。本発明の範囲は、添付特許請求の範囲を参照して、添付特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲と共に確定されるべきである。
付記
［付記１］
心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に送出するための装置であって、
電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタと、
前記キャパシタから前記負荷を通してペーシング刺激を提供する回路経路と、
前記負荷を通して神経刺激を提供するために回路経路に入るように切換え可能であり、かつ前記負荷を通して前記ペーシング刺激を提供するために回路経路から外れるように切換え可能である定電流神経刺激回路と、
前記ペーシング刺激または前記定電流神経刺激の送出を選択的にイネーブルするように構成された制御回路と
を備える装置。
［付記２］
前記負荷に接触する埋め込み型電極に通信可能に結合するように構成された第１のポートと、
前記第１のポートに通信可能に結合された第１のスイッチ回路と
を備え、
前記定電流神経刺激回路は、定電流源を含み、
前記回路経路は、前記第１のスイッチ回路を介して前記第１のポートに接続可能な回路ノードを含み、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび前記定電流源は、前記回路ノードに切換え可能である、付記１に記載の装置。
［付記３］
前記制御回路に通信可能に結合された第２のスイッチ回路を備え、
定電流源は、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび回路ノードに直列に配列され、
前記第２のスイッチは、前記ペーシング刺激の送出が、前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流源をバイパスするように構成される、付記１および２のいずれか１項に記載の装置。
［付記４］
前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取る再充電キャパシタと、
前記再充電キャパシタに通信可能に結合されたスイッチネットワークと
を備え、
前記スイッチネットワークは、前記再充電キャパシタから前記負荷を通して電荷回復刺激を提供するように前記回路経路を変更するように構成され、前記電荷回復刺激は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する、付記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
［付記５］
第２の埋め込み型電極に結合されるように構成された第２のポートを備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第１のポートに通信可能に結合された第３のスイッチと、
前記再充電キャパシタおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第４のスイッチと
を含み、
前記制御回路は、前記第１および第２のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第３および第４のスイッチが、前記第１のポートから前記第２のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能するように構成されている、付記４に記載の装置。
［付記６］
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第４のスイッチが、前記第２のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記５に記載の装置。
［付記７］
前記スイッチネットワークは、前記制御回路に通信可能に結合され、前記制御回路は、前記ペーシング刺激、前記神経刺激、および前記電荷回復刺激のうちの１つまたは複数の極性を選択的に反転させるように構成されている、付記４に記載の装置。
［付記８］
第２の埋め込み型電極に結合されるように構成された第２のポートを備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第５のスイッチと、
前記第１のポートおよび前記再充電キャパシタおよび前記第２のポートに通信可能に結合された第６のスイッチと
を含み、
前記制御回路は、前記第１および第２のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第５および第６のスイッチが、前記第２のポートから前記第１のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能にするように構成されている、付記７に記載の装置。
［付記９］
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第６のスイッチが、前記第１のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記８に記載の装置。
［付記１０］
前記定電流源は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含み、前記プログラム可能な電流ミラーは、前記回路ノードに切換え可能である、付記２〜９のいずれか１項に記載の装置。
［付記１１］
前記負荷に接触する第１の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第１のポートと、
前記負荷に接触する第２の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第２のポートと
を備え、
前記回路経路は、前記第１のポートおよび前記第２のポートを含み、
前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタは、前記第１のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能であり、
前記定電流神経刺激回路は定電流シンクを含み、
前記定電流シンクは、前記第２のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である、付記１に記載の装置。
［付記１２］
前記制御回路に通信可能に結合されたスイッチ回路を備え、
前記定電流シンクは、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ、前記第１のポート、および前記第２のポートに直列に配列され、
前記スイッチ回路は、前記ペーシング刺激が前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流シンクをバイパスするように構成されている、付記１１に記載の装置。
［付記１３］
前記スイッチ回路に通信可能に結合し、前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取るように構成された再充電キャパシタを備え、
前記制御回路は、前記スイッチ回路が、前記再充電キャパシタから前記第２のポートへ、および前記負荷を通して、電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記１２に記載の装置。
［付記１４］
前記定電流神経刺激回路は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む、付記１〜９および１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
［付記１５］
前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準回路を含み、前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する、付記１〜９および１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
［付記１６］
前記プログラム可能な電圧基準を生成するように構成された容量性ディバイダ回路を含む、付記１５に記載の装置。
［付記１７］
前記容量性ディバイダ回路は、容量性デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）回路を含み、前記電圧基準は、前記容量性ＤＡＣによってプログラム可能である、付記１６に記載の装置。
［付記１８］
機械可読媒体であって、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、
埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）のエレクトロニクスユニットの回路経路を使用してペーシング刺激を送出することであって、前記回路経路は負荷を通して前記ペーシング刺激を提供する、前記送出すること、
回路経路に入るように定電流神経刺激を切換えて、前記負荷を通して神経刺激を送出すること、
回路経路から外れるように前記定電流神経刺激を切換えて、前記ペーシング刺激を送出すること
を含むオペレーションを実施させる命令を記憶する機械可読媒体。
［付記１９］
前記命令は、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、前記回路経路上で前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の極性を反転させるさらなるオペレーションを実施させる、付記１８に記載の機械可読媒体。
［付記２０］
前記命令は、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、
前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出後で、かつ、前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出と反対の方向に前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送出して、前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出によって生じる後電位を消散させるさらなるオペレーションを実施させる、付記１８または１９に記載の機械可読媒体。
【図２】
0005608812.tif 000002
【図３】
0005608812.tif 000003
【図４】
0005608812.tif 000004
【図５】
0005608812.tif 000005
【図１】
0005608812.tif 000006
【図６】
0005608812.tif 000007
【図７】
0005608812.tif 000008
【図８】
0005608812.tif 000009
【図９】
0005608812.tif 000010
【図１０】
0005608812.tif 000011
【図１１】
0005608812.tif 000012