(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓の活動を検出し、１つ又はそれ以上の心筋又は神経部位に電気刺激を加えるための検出及び刺激チャネルと、
１つ又はそれ以上の特定の治療モードに従って、１つ又はそれ以上のペーシング・チャネルを介して電気刺激を加えるように構成されたコントローラと、
リンパアンギオン又はリンパ節の物理的特性を検出するための炎症センサと、
を備え、
前記コントローラは、前記炎症センサにより生成される信号から炎症の存在を検出するように構成され、
前記コントローラは、炎症が検出されたときに前記電気刺激の加え方を修正するようにプログラムされる、
前記特定の治療モードは、頻脈の検出に応答した電気的除細動／除細動ショックの供給及び抗頻脈ペーシングの供給を含む群から選択された抗頻脈療法の施し方であり、前記コントローラは、増加した炎症の検出時に、頻脈を検出するための頻脈閾値を下げるようにプログラムされる、
ことを特徴とする埋込型デバイス。
【請求項２】
前記炎症センサは、リンパアンギオン又はリンパ節の寸法を検出するように構成され、前記コントローラは、前記寸法が指定の閾値を上回った場合に炎症を検出するようにプログラムされることを特徴とする、請求項１に記載の埋込型デバイス。
【請求項３】
前記炎症センサは、リンパアンギオンの収縮を検出するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の埋込型デバイス。
【請求項４】
前記コントローラは、前記リンパアンギオンの収縮率が指定の閾値を上回った場合に炎症を検出するようにプログラムされることを特徴とする、請求項３に記載の埋込型デバイス。
【請求項５】
前記コントローラは、前記リンパアンギオンの収縮力が指定の閾値を上回った場合に炎症を検出するようにプログラムされることを特徴とする、請求項３に記載の埋込型デバイス。
【請求項６】
前記炎症センサは、前記リンパアンギオンの直径の増加などのサイズの変化、機械的歪みの変化、間質圧の増大などに起因する圧力の変化、光学的に測定されるリンパアンギオン壁厚の変化、映像記録を介して検出される下向きのたわみの変化、リンパアンギオンのインピーダンスの変化、又は検出されたリンパアンギオンの活動電位を測定することにより、前記リンパアンギオンの前記収縮を検出するように構成されることを特徴とする、請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項７】
前記炎症センサは、筋電位を検出するための１つ又はそれ以上の電極、電気インピーダンス・センサ、音響トランスデューサ、及び光センサを含む群から選択されるタイプのものであることを特徴とする、請求項１に記載の埋込型デバイス。
【請求項８】
外部デバイスからの入力を受信するためのテレメトリ・ユニットをさらに備え、前記コントローラは、前記炎症センサからの信号と前記外部デバイスから受信された入力とに基づいて、前記炎症の存在を検出するようにさらにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項９】
前記１つ又はそれ以上の特定の治療モードは、徐脈ペーシング、心臓再同期ペーシング、断続ペーシング療法、収縮性増強ペーシング、及び神経刺激を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項１０】
前記コントローラは、炎症の検出時に刺激パルスの振幅又は持続時間を増大させるようにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項１１】
前記特定の治療モードの１つは、高拍出量ペーシング、アノード・ペーシング、及び不応期刺激を含む群から選択された収縮性強化刺激であり、前記コントローラは、炎症の検出時に収縮性強化刺激を開始させるか又はさもなければその程度を増大させるようにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれ１項かに記載の埋込型デバイス。
【請求項１２】
前記特定の治療モードの１つは、断続的応力増強ペーシングであり、前記コントローラは、炎症の検出時に断続的応力増強ペーシングを中止するか又はさもなければその程度を減少させるようにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項１３】
前記特定の治療モードの１つは、心臓再同期ペーシングであり、前記コントローラは、炎症の検出時に、心房−心室遅延間隔及び二心室オフセット間隔を含む群から選択されたペーシングのパラメータを再最適化するようにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【請求項１４】
前記コントローラは、減少した炎症の検出時に、頻脈を検出するための頻脈閾値を上げるようにプログラムされることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の埋込型デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疾患、特に心臓疾患の治療及び検出のための装置及び方法に関連し、さらに心臓ペースメーカーのような、心臓に電気刺激を加えるデバイスに関連する。
（優先権の主張）
引用により本明細書に組み入れられる、２００９年４月７日付で出願された米国仮特許出願第６１／１６７，２８０号に基づく優先権の利益がここに主張される。
（関連出願の相互参照）
本出願は、引用により本明細書に組み入れられる、２００８年９月２３日付で出願された米国仮特許出願第６１／０９９，２５１号に関連する。
【背景技術】
【０００２】
心不全（ＨＦ）は衰弱性疾患であり、心機能の異常により、末梢組織の代謝要求を満たすのに適切なレベルを下回り得るような正常に達しない心拍出量が引き起こされる臨床的症候群を指す。心不全は様々な原因によって起こり得るが、最も一般的なものは虚血性心疾患である。心不全は通常、心機能を増強し及び／又は鬱血症状を緩和するように設計された投薬計画によって治療される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第１１／８６０，９５７号
【特許文献２】米国特許出願第６１／０９０，４８５号
【特許文献３】米国特許出願第１１／６８９，０３２号
【特許文献４】米国特許出願第１１／６８７，９５７号
【発明の概要】
【０００４】
心不全の治療には、心室の電気刺激もまた有用となり得る。幾人かの心不全患者は心室内及び／又は心室間の伝導障害（例えば脚ブロック）に悩まされ、従って、電気刺激を用いて心室収縮の同期を改善することにより、その心拍出量を増大させることができることが示されている。これらの障害を治療するために、心房及び／又は心室の収縮の協働を改善する試みとして、心臓再同期療法（ＣＲＴ）と呼ばれる、１つ又はそれ以上の心腔に適切にタイミング調整した電気刺激を加える埋込型心臓デバイスが開発されている。心室再同期は心不全の治療に有用であり、その理由は、直接的な変力性はないが、再同期はより協働的な心室収縮をもたらしてポンプ効率を改善し、心拍出量を増大させるからである。現在、ＣＲＴの最も一般的な形態では、内因性心房収縮の検出又は心房ペーシングの供給に対する特定の心房−心室遅延間隔の後に、刺激パルスを両心室に同時に、又は特定の二心室オフセット間隔を隔てて加える。ＨＦ患者の心機能の改善のために、心筋の収縮性を強化することによる他のタイプの電気刺激も有用となり得る。
【０００５】
心不全はまた、部分的に免疫活性化及び炎症により特徴付けられる疾患である。従って、ＨＦの患者は、血行内及び不全の心臓自体内部の両方で、高レベルの数の炎症性サイトカインを有する。ＨＦ患者にしばしば見られる冠動脈疾患（アテローム斑）もまた、炎症と関連付けられる。このような炎症は、埋込型デバイスによって施される種々の心臓治療がどのように機能するかに対して影響を有し、その治療の施し方を修正する必要性を示す可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】例示的なペーシング・デバイスの物理的構成を示す。
【図２】例示的なデバイスの構成部品を示す。
【図３】例示的なデバイスの電子回路のブロック図である。
【図４】炎症の検出を組み入れた例示的な治療アルゴリズムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書で説明するのは、心臓治療を施すための方法及びデバイスであり、その心臓治療を施すための埋込型デバイスは、付加的に炎症の存在を検出するように構成される。炎症の検出に基づいて、デバイスがその治療の施し方を種々の方法で修正し、及び／又は他の種類の治療介入のための情報を外部エージェントに伝えるように構成することができる。（埋込型デバイスはまた、炎症の検出によって調整される他のタイプの臓器特異的治療を施すように構成することができる）。以下で説明するのは、心臓デバイスによって施すことができる種々異なるタイプの心臓治療、デバイスが炎症を検出できるようにする技術、炎症の検出に応答して種々異なるタイプの心臓治療を修正することができる方法、及び、例示的なハードウェア・プラットフォームである。
【０００８】
炎症の検出
特定の臓器内の炎症は、典型的には、罹患組織内の血管外流体の増加をもたらし、この流体はリンパ系によって排出される。リンパ循環は透過性の高い毛細リンパ管から始まり、毛細リンパ管は、リンパ液を弁及び平滑筋壁を有するより大きな収縮性リンパ管に排出する。リンパ管の機能的単位はリンパアンギオンとして知られる、２つの弁の間のセグメントである。リンパアンギオンは、半径及び壁厚に対する長さの比率に依存する収縮性を有する。リンパアンギオンの収縮率の増大は、リンパ液の流れの増加を示し、従って炎症の存在を示す。リンパ管の排出先であるリンパ節のサイズの増加もまた、炎症を検出するのに用いることができる。
【０００９】
本明細書で説明する埋込型デバイスは、リンパアンギオンの収縮、又は、リンパアンギオン若しくはリンパ節の寸法に関する情報を検出する炎症センサを内蔵する。１つの実施形態において、炎症センサを備える心臓デバイスは、炎症の検出に基づいて治療の施し方を調節する。以下で説明するように、このような治療の調節は、治療を施すのに使用されるパラメータ値、及び特異的治療の選択の変更を必要とする場合がある。別の実施形態においては、炎症センサは心調律管理システム内に、リンパアンギオンの収縮情報の傾向を調べるように設計されたプロセッサと共に組み込まれる。センサ情報を使用するアルゴリズムは代償不全事象を検出し、患者管理システムを介して警告を与えることができ、ここでその情報はテレメトリ及びネットワーク通信を介して患者管理サーバ又は他の場所に伝えられる。センサ情報を使用するアルゴリズムはまた、心臓再同期療法などの種々の種類の心臓治療に対する炎症の反応を追跡し、治療最適化プログラミングの変更を提案することができる。炎症を起こし得る状況がある場合には、さらに悪化させる二次疾患を防ぐために、特定の予防的な心臓治療（例えば以下で説明する断続的ペーシングなど）を一時中断する場合もある。前述の炎症の監視はまた、脆弱なプラーク又はポケット感染に対する警告を与え、全体的な炎症を監視するのに用いることができ、また、クローン病及び無症状の肝炎の監視に用いることができる。
【００１０】
本明細書で説明する炎症センサは、検出したリンパアンギオンの収縮、又はリンパアンギオン若しくはリンパ節の寸法を、上流の炎症（即ち、特定のリンパアンギオンによって排出される特定の臓器内の炎症）の尺度として用いる。リンパアンギオンの収縮率及び／又は大きさ（即ち収縮力）の増大は、炎症の表示となり得る。リンパアンギオンの収縮は、例えば、１）リンパアンギオン又はリンパ節のサイズの変化（直径の増大、歪みの増加）、２）圧力の変化（間質圧の増大）、３）リンパアンギオン壁厚の変化（光学的）、４）下向きに進むたわみの映像記録、５）リンパアンギオンのインピーダンスの変化、及び６）リンパアンギオンの筋電位、などにより検出することができる。上に挙げた変数の１つ又はそれ以上を検出するためのリンパ・センサは、１つ又はそれ以上の電極、光センサ、圧力センサ、又は音響センサとすることができる。センサは埋込み可能なリード線を介して、埋込型デバイスの筐体及び電子回路に接続することができ、又は、埋込型デバイスと無線通信する付随デバイスとすることができる。炎症を検出するために、リンパ・センサ信号を指定の閾値と比較することができる。存在する炎症の量もまた、リンパ・センサの信号から、指定の尺度に従って定量化することができる。
【００１１】
炎症検出に対する種々異なるタイプの心臓治療による応答
埋込型心臓デバイスにより施される最も一般的なタイプの電気刺激治療は、心調律の不調を治療するための選択された心腔に施されるペーシング療法である。例えばペースメーカーは、タイミングを調整したペーシング・パルスにより心臓をペーシングする心調律管理デバイスである。ペースメーカーが用いられる最も一般的な状態は、心室レートが低くなりすぎる徐脈の治療においてである。永続的又は断続的な心房−心室伝導障害（即ちＡＶブロック）、及び洞不全症候群は、徐脈の最も一般的な原因を代表するものであり、これに対しては永続的なペーシングが必要となり得る。適正に機能すれば、ペースメーカーは、それ自体でペース調整することができない心臓の能力を、代謝要求を満たすための適切なリズムで最小限の心拍を強制すること及び／又はＡＶ伝導を人工的に回復することによって補う。前述のように、ペーシング療法はまた、心臓伝導障害の治療に用いて心収縮の協働を改善することができ、これは心臓再同期療法と呼ばれる。他の心調律管理デバイスは、心房及び／又は心室の頻脈性不整脈を検出し、電気刺激を加えて電気的除細動／除細動ショック又は抗頻脈ペーシングの形態で頻脈性不整脈を消失させるように設計されている。特定の組み合わせデバイスは、上記の機能の全てを組み入れることができる。ペーシング機能を有するあらゆるデバイスを、それが実施することができる他の機能に関わりなく、本明細書では単にペースメーカーと呼ぶ。
【００１２】
埋込型デバイスにより施すことができる電気刺激治療の別の形態は、迷走神経又は交感神経のような心臓を支配する神経に対する神経刺激である。例えば迷走神経は副交感神経刺激を心臓に与え、これは心臓への血液供給が損なわれるときに有益となる様式で、交感神経活動の増加による効果を弱める。節前又は節後部位における迷走神経の刺激は冠動脈の膨張をもたらし、また心筋収縮性に与える効果によって心臓にかかる作業負荷の低減をもたらす。
【００１３】
また、電気刺激パルスは、心筋収縮性を増強できるような様式で心臓に加えることができることが実証されており、これは心筋収縮調節（ＣＣＭ）と呼ばれる場合がある。収縮性増強刺激を心室に加えることは、従って、心不全の治療の補助となり得る。収縮性増強刺激は内因性収縮後の不応期中に加えることができるので、非興奮性刺激となる。このような刺激は、細胞内カルシウム濃度を増大させ、及び／又は神経伝達物質の放出を誘発することによって、心筋収縮を増大させるものと推定される。しかしながら、収縮性増強刺激はまた、興奮性様式で加えることもでき、本明細書ではこれを高拍出量ペーシング（ＨＯＰ）と呼ぶ。ＨＯＰの１つの形態においては、より高い刺激エネルギーを有する刺激パルスを用いる徐脈ペーシング・モードを用いて、従来のペーシングと同じ方法で刺激が加えられる。例えば、高拍出量ペーシングのための刺激パルスは、＋又は−の５−８ボルトの頂点間電圧振幅、及び２０−７０ミリ秒のパルス持続時間を有する二相性（又は多相性）波形とすることができる。ＨＯＰの別の形態においては、同様の刺激パルスが、従来の心室ペーシング・パルスに続いて不応期に加えられる。ＨＯＰ治療を施し、本出願の対象物を組み込むことができるデバイスの更なる説明は、引用により本明細書に組み入れられる、本出願人に譲渡された２００７年９月２５日出願の特許文献１、及び２００８年８月２０日出願の特許文献２の中に見出される。
【００１４】
電気刺激治療の別の形態は、例えば虚血性心疾患の患者、ＭＩ後患者、及びＨＦ患者などの治療において、治療目的で、心収縮期中に心筋応力を有利に再分散させる方法で施されるペーシングである。心収縮期中の早期に収縮する心筋領域は、後期に収縮する領域よりも低い壁応力を受ける。ペーシング・パルスは、心収縮期中に特定の心筋領域に加えてその領域を他の領域に対して事前に興奮させ、他の領域は内因性活性化又はその後のペーシング・パルスにより興奮させるようにすることができる。（本明細書で用いられるペーシング・パルスという用語は、特定のペースを強制するのに用いられるか否かに関わりなく、心筋を興奮させるいずれかのタイプの電気刺激である）。内因性収縮に比べると、事前に興奮させられる領域は機械的に負荷除去又は応力解放され、一方、後で興奮させられる領域は増加した応力を受ける。このような事前興奮ペーシングは、心筋梗塞の周辺域又は肥大領域のような、有害なリモデリングを被ると予想され得る特定の心筋領域を意図的に応力解放するために加えることができる。事前興奮ペーシングはまた、運動の有益な効果に似たコンディショニング効果を与えるために、事前興奮ペーシング部位から離れた領域に意図的に応力を付加するように加えることができる。心筋領域への意図的な応力付加又は応力解放のいずれについても、このような心臓保護のための事前興奮ペーシングは、確定スケジュールに従い、又は指定の開始又は終了条件の検出に基づいて、断続的に加えることができ、本明細書ではこれを断続的ペーシング治療又はＩＰＴと呼ぶ。ＩＰＴを施し、本出願の対象物を組み込むことができるデバイスの更なる説明は、引用により本明細書に組み入れられる、本出願人に譲渡された２００７年３月２１日出願の特許文献３及び２００７年３月１９日出願の特許文献４の中に見出される。
【００１５】
上記のように、炎症の検出は、心臓デバイスにより施される治療を修正する必要性を指示するものとなり得る。炎症が心筋組織の捕捉閾値に影響を与える可能性があるので、ペーシング刺激（即ち、心筋収縮を引き起こす電気刺激）を加えるデバイスは、炎症の検出に基づいてパルス・エネルギーを増加させる（例えば、ペーシング・パルスの振幅又は持続時間を増加させることによって）ように構成することができる。また、炎症はＣＲＴ治療に対する患者の反応の仕方に影響を及ぼし得ることも示されている。従って、ＣＲＴデバイスは、炎症の検出に基づいてＣＲＴパラメータ（例えば心房−心室遅延又は二心室オフセット間隔）を変更すること、又は特定の治療モードを開始又は停止することによって、治療を修正するようにプログラムすることができる。炎症はまた、虚血事象を示すことができ、これに対して神経刺激又は特定のタイプの心臓刺激を有益に開始することができる。また、炎症は、特定の患者には突然心臓死の可能性を増大させ得ることも見出されている。従って、電気的除細動／除細動ショック又は抗頻脈ペーシングなどの抗頻脈療法を施すように構成されたデバイスは、炎症の検出に基づいて頻脈閾値を下げることにより、頻脈検出のための感度を上げ且つ特異性を下げるようにプログラムすることができる。
【００１６】
上述したのは、炎症の検出に基づいて治療を修正するデバイスである。可変量の治療を施すように構成されたデバイスはまた、その量を、リンパ液センサ信号から導かれる炎症の存在量の量子化計測に基づいて、修正するように構成することができる。例えば、タイミング調整した負荷サイクルに従う特定の治療モード（例えば、断続ペーシング治療、ＣＲＴ、神経刺激、ＨＯＰ）を与えるデバイスは、検出された炎症の量に従って負荷サイクルを増加又は減少させるようにプログラムすることができる。デバイスはまた、検出された炎症の量を、治療パラメータを調整するためのフィードバック変数として用いるようにプログラムすることができる。例えば、デバイスは、炎症レベルが一定のままであるか又は低下する限りは、指定の治療パラメータ（即ち、パルス・エネルギー、パルス・タイミング、及び／又は治療の負荷サイクルに関するパラメータ）の組によってＣＲＴ、ＩＰＴ、ＨＯＰ、及び／又は神経刺激を加えるが、炎症が増加する場合はパラメータを調整するようにすることができる。
【００１７】
例示的な心臓デバイス
図１は、上述のいずれかのタイプのペーシング治療を施すための埋込型心臓ペーシング・デバイス１００を示す。埋込型ペーシング・デバイスは、典型的には患者の胸部の皮下又は筋肉下に配置され、リード線が静脈内を通されて心臓内部に至り、デバイスを心腔内に配置された電極に接続し、この電極が検出及び／又はペーシングに用いられる。電極はまた、種々の手段により心外膜上に配置することができる。プログラム可能な電子コントローラが、時間間隔の経過及び／又は検出された電気活動（即ち、ペーシング・パルスの結果ではない内因性心拍）に応答して、ペーシング・パルスを出力させる。デバイスは心臓の内因性電気活動を、各々が１つ又はそれ以上の電極を組み込んだ１つ又はそれ以上の検出チャネルを通じて検出する。内因性拍動が存在しないときに心筋組織を活性化するために、特定の閾値を上回るエネルギーを有するペーシング・パルスが、１つ又はそれ以上のペーシング部位に、各々が１つ又はそれ以上の電極を組み込んだ１つ又はそれ以上のペーシング・チャネルを通じて加えられる。図１は、各々が、それぞれ電極２０１−２０３及び３０１−３０３を有する多極（即ち多電極）リード線である２つのリード線２００及び３００を有する例示的なデバイスを示す。電極２０１−２０３は、右心室又は中隔領域を刺激又は検出するように右心室内に配置され、一方電極３０１−３０３は、左心室の領域を刺激又は検出するように冠状静脈洞内に配置される。他の実施形態には、種々の心筋部位を検出又は刺激するように、単極及び／又は多極リード線の形態の任意の数の電極を用いることができる。デバイス及びリード線が埋め込まれると、デバイスの刺激及び／又は検出チャネルは、多電極の中の選択された電極により、１つ又はそれ以上の特定の心筋部位を選択的に刺激又は検出するように構成することができる。刺激チャネルは、従来の徐脈ペーシング、ＣＲＴ、ＨＯＰ治療、断続的応力増強ペーシング治療、及び／又は神経刺激を加えるために用いることができる。
【００１８】
図２は、埋込型デバイス１００の構成部品をより詳細に示す。埋込型デバイス１００は、患者の胸部の皮下又は筋肉下に配置される密閉シール筐体１３０を含む。筐体１３０は、チタンなどの導電性金属から形成することができ、電気刺激を加えるため又は単極構成において検出するための電極として機能することができる。筐体１３０には、絶縁材料で形成することができるヘッダ１４０が取り付けられ、これがリード線２００及び３００を受け入れ、次いでこのリード線をパルス発生回路及び／又はセンサ回路に電気的に接続することができる。筐体１３０内には、本明細書で説明するようにデバイスに機能性をもたらすための電子回路１３２が収容され、この電子回路には、電源、検出回路、パルス発生回路、デバイスの動作を制御するためのプログラム可能電子コントローラ、及び、外部プログラマ又は遠隔監視デバイスと通信することができるテレメトリ・トランシーバを含めることができる。
【００１９】
図３は、電子回路１３２のシステム図を示す。バッテリ２２は、回路に電力を供給する。コントローラ１０は、プログラムされた命令及び／又は回路構成に従って、刺激チャネルを通じた刺激パルスの時間及び様式についての判断を含むデバイスの全体的な動作を制御する。コントローラは、マイクロプロセッサ並びにデータ及びプログラム格納用のメモリを含むマイクロプロセッサ・ベースのコントローラとして実施することができ、ＡＳＩＣ（例えば有限状態マシン）のような専用ハードウェア部品を用いて実施することができ、又は、それらの組み合わせとして実施することができる。コントローラはまた、時間間隔の経過を測定し、イベントをスケジューリングするために用いられるタイマーを実施するための外部クロックのようなタイミング回路を含む。本明細書で用いられる、コントローラのプログラミングという用語は、マイクロプロセッサにより実行されるコード、又は特定の機能を実施するためのハードウェア部品の具体的な構成を指す。コントローラにインターフェース接続されるのは検出回路３０及びパルス発生回路２０であり、これらによりコントローラは検出信号を解釈し、ペーシング・モードに従って、ペーシング及び／又は他の刺激パルスの供給を制御する。コントローラは、検出されたイベント及び時間間隔の終了に応答してどのようにパルスを出力するかを定める多数のプログラミングされたペーシング・モードでデバイスを操作することができる。コントローラはまた、時間の追跡を続け、そして特定のタイプの治療モードのスケジューリングされた開始などのリアルタイムの操作を実施するための、外部クロック信号に由来するタイマーを実装する。
【００２０】
検出回路３０は、検出電極から心房及び／又は心室の心電図信号を受信するものであり、検出増幅器と、検出増幅器からの検出信号入力をデジタル化するためのアナログ・デジタル変換器と、検出増幅器の利得及び閾値の調整のための書き込み可能なレジスタとを含む。ペースメーカーの検出回路は、特定のチャネルにより生成される心電図信号（即ち、電極により検出される心臓の電気的活動を表す電圧）が指定の検出閾値を超えるときに、心腔センス、即ち心房センス又は心室センスを検出する。特定のペーシング・モードに使用されるペーシング・アルゴリズムは、そのようなセンスを用いてペーシングを始動又は抑制し、そして、内因性心房及び／又は心室レートは、それぞれ、心房センスと心室センスの間の時間間隔を測定することにより検出することができる。パルス発生回路２０は従来のペーシング、ＨＯＰ、又は他の刺激パルスを、心臓内部又は他の場所に配置された電極に加えるものであり、容量放電又は電流源パルス発生器と、パルス発生器を制御するためのレジスタと、パルス・エネルギーなどのパラメータ（例えばパルスの振幅及び幅）を調整するためのレジスタとを含む。パルス発生回路はまた、頻脈の検出に基づいて、ショック電極を介して電気的除細動／除細動ショックを加えるための、ショック・パルス発生器を含むことができる。
【００２１】
コントローラにはテレメトリ・トランシーバ８０がインターフェース接続され、これが、コントローラが外部プログラマ及び／又は遠隔監視ユニットのような外部デバイスと通信することを可能にする。外部プログラマは、付随するディスプレイと、ペースメーカーに問い合わせして格納されたデータを受信することができ且つペースメーカーの動作パラメータを直接調整することができる入力手段とを有するコンピュータ制御の装置である。外部デバイスはまた、遠隔監視ユニットとすることができ、これを患者管理ネットワークにインターフェース接続して、埋込型デバイスがネットワーク上で臨床スタッフにデータ及び警告メッセージを送信できるようにすると共に、埋込型デバイスの遠隔プログラミングを可能にすることができる。外部デバイスと患者管理ネットワークとの間のネットワーク接続は、例えばインターネット接続によって、電話回線上で、又は携帯電話無線リンクを介して、実施することができる。この実施形態ではまた、スイッチ２４をコントローラにインターフェース接続して、患者が特定の条件又はイベントの信号を埋込型デバイスに送ることができるように図示されている。異なる実施形態においては、スイッチ２４は、磁気的に、触覚により、又は手持ち通報器などによりテレメトリを介して作動させることができる。コントローラは、特定の治療モードを開始するための開始及び／又は終了条件としてスイッチ２４の作動を用いるようにプログラムすることができる。
【００２２】
刺激チャネルは、電極に接続されたパルス発生器で構成され、一方、検出チャネルは、電極に接続されたセンス増幅器で構成される。図示したのは電極４０1から４０Nまでであり、ここでＮはある整数である。電極は、同じ又は異なるリード線上に存在することができ、ＭＯＳスイッチ・マトリクス７０に電気的に接続される。スイッチ・マトリクス７０はコントローラにより制御され、センス増幅器の入力に対して、又はパルス発生器の出力に対して、選択された電極を切り換えて、それぞれ検出チャネル又はペーシング・チャネルを構成するように用いられる。デバイスには、任意の数のパルス発生器、増幅器、及び電極を装備することができ、これらを任意に組み合せて検出チャネル又はペーシング・チャネルを形成することができる。従ってデバイスは、単一サイト又は複数サイトに心室ペーシング及び／又は他のタイプの刺激を加えることができる。スイッチ・マトリクス７０はまた、利用可能な埋込電極のうちの選択された電極を、検出及び／又はペーシング・チャネルに、単極又は双極構成で組み込むことを可能にする。双極検出又はペーシング構成とは、間隔が接近した２つの電極の間の電位の検出又はペーシング・パルスの出力を指し、ここでこの２つの電極は通常、同一のリード線上にある（例えば、双極リード線のリング及び先端電極、又は多極リード線の２つの選択された電極）。単極検出又はペーシング構成とは、電極により検出される電位又は出力されるペーシング・パルスが、導電性のデバイス筐体又は別の遠隔の電極に対して参照される場合のことである。
【００２３】
デバイスはまた、例えばペーシング・レート、刺激パラメータの最適化、及び／又は特定の治療モードの開始／停止の制御に用いるための、１つ又はそれ以上の生理学的検出モダリティ２５を含むことができる。１つのそのような検出モダリティは、コントローラが患者の物理的活動の変化を検出し、患者の姿勢を検出し（即ち、多軸加速度計を用いて）、及び／又は心音を検出することを可能にする加速度計である。種々のタイプのものとすることができる専用の音響センサもまた、心音を検出するのに用いることができる。インピーダンス・センサは、心拍感応ペーシングに用いる分時換気を測定するための、及び／又は、心臓の１回拍出量若しくは心拍出量を測定するための電極を有するように構成することができる。デバイスはまた、例えば肺動脈又は他の場所の圧力を測定するのに用いることができる圧力センサを含むことができる。
【００２４】
デバイスはまた、心臓などの特定の臓器内の炎症を検出するための、炎症の存在を検出するための炎症センサ２６を含む。センサ２６は埋込型リード線を介してコントローラ１０に接続することができ、又は、コントローラ１０と無線通信する埋込型付随デバイス内に組み込むことができる。炎症センサ２６は、筋電位を検出するか又はインピーダンスを測定するための１つ又はそれ以上の電極、リンパアンギオン又はリンパ節のサイズ又はサイズの変化を検出するための光学又は音響センサ、又は、リンパアンギオン又はリンパ節内の液圧を検出するための圧力センサを含むことができる。
【００２５】
例示的な実施形態
例示的な一実施形態において、埋込型デバイスはリンパアンギオン又はリンパ節の物理的特性を検出するための炎症センサを含み、この炎症センサは、炎症センサにより生成される信号から炎症の存在を検出するように構成されたコントローラにインターフェース接続される。デバイスはまた、心臓の活動を検出し、１つ又はそれ以上の心筋又は神経部位に電気刺激を加えるための検出及び刺激チャネルを含み、ここでコントローラは、１つ又はそれ以上の特定の治療モードに従って、１つ又はそれ以上の刺激チャネルを介して電気刺激を加えるように構成される。コントローラは、炎症が検出されたときに電気刺激の加え方を修正するように付加的にプログラムされる。
【００２６】
組み合わせることができる種々の特定の実施形態において、炎症センサはリンパアンギオン又はリンパ節の寸法を検出するように構成することができ、この場合コントローラは、寸法が指定の閾値を上回る場合に炎症を検出するようにプログラムされ、又は、炎症センサはリンパアンギオンの収縮を検出するように構成することができ、この場合コントローラは、リンパアンギオンの収縮率及び／又は収縮力が指定の閾値を上回った場合に炎症を検出するようにプログラムされる。リンパアンギオンの収縮は、例えば，直径の増大、機械的歪みの変化、間質圧の増大などに起因する圧力の変化、光学的に測定されるリンパアンギオン壁厚の変化、映像記録を介して検出される下向きのたわみの変化、リンパアンギオンのインピーダンスの変化、又はリンパアンギオンの筋電位の検出などの、リンパアンギオンのサイズの変化を測定することによって検出することができる。炎症センサは、例えば、筋電位を検出するための１つ又はそれ以上の電極、電気インピーダンス・センサ、音響トランスデューサ、又は光センサとすることができる。
【００２７】
埋込型デバイスは、外部デバイスからの入力を受信するためのテレメトリ・ユニットをさらに備えることができ、その場合コントローラは、炎症センサからの信号と外部デバイスから受信された入力とに基づいて炎症の存在を検出するようにさらにプログラムされる。テレメトリ・ユニットはまた、炎症の検出に基づいて外部患者管理システムなどの外部デバイスに警告を発行するために用いることができる。
【００２８】
デバイスにより施される治療は、徐脈ペーシング、心臓再同期ペーシング、断続ペーシング療法、収縮性増強ペーシング、及び神経刺激とすることができる。コントローラは、増加した炎症の検出に基づいて、これらの治療モードのいずれかに用いられる刺激パルスの振幅又は持続時間を増加させるように、プログラムすることができる。特定の治療モードが収縮性強化刺激（例えば高拍出量ペーシング、アノード・ペーシング、又は不応期刺激）である場合には、コントローラは、増加した炎症の検出に基づいて、その収縮性強化刺激を開始するか又はさもなければその程度を増大させるように、プログラムすることができる。特定の治療モードが断続的応力増強ペーシングである場合には、コントローラは、増加した炎症の検出に基づいて、その断続的応力増強ペーシングを中止するか又はさもなければその程度を減少させるように、プログラムすることができる。特定の治療モードが心臓再同期ペーシングである場合には、コントローラは、炎症の検出に基づいて、心房−心室遅延間隔及び二心室オフセット間隔を含む群から選択されたペーシングのパラメータを再最適化するようにプログラムすることができる。特定の治療モードが頻脈の検出に応答した電気的除細動／除細動ショックの供給及び抗頻脈ペーシングの供給を含む群から選択された抗頻脈療法の施し方である場合には、コントローラは、増加した炎症の検出に基づいて、頻脈を検出するための頻脈閾値を下げるように、及び／又は、減少した炎症の検出に基づいて、頻脈閾値を上げるようにプログラムすることができる。上述の特定の治療モードのいずれにおいても、コントローラはまた、増加した炎症に応答して為された治療モードの調整を一時的なものとするようにプログラムすることができ、及び／又は、低下したレベルの炎症が検出された場合に、ペーシング又は負荷サイクルなどの他の治療パラメータを逆向きに調整するようにプログラムすることができる。
【００２９】
図４は、炎症の検出を組み入れた例示的な治療アルゴリズムを示す。ステップＡ４において、デバイスは、特定の治療モードで治療を施すと同時に、ステップＡ２では炎症の存在を監視するように動作する。炎症が検出された場合には、ステップＡ３において、デバイスはテレメトリを介して患者管理システムに警告を発行する。特定の治療はまた、ステップＡ４において、上述のいずれかの方法で修正され、その後ステップＡ１に戻る。
【００３０】
本発明は、上記の具体的な実施形態と共に説明した。これらの実施形態はまた、有利であると考えられるあらゆる方法で組み合わせることができることも認識されたい。また、当業者には多数の代替物、変形物、及び修正物が明らかとなるであろう。そのような他の代替物、変形物、及び修正物は、添付の特許請求の範囲内に入ることが意図されている。
【符号の説明】
【００３１】
１０：コントローラ
２０：パルス発生回路
２２：バッテリ
２４：スイッチ
２５：生理学的センサ
２６：炎症センサ
３０：検出回路
４０、２０１−２０３、３０１−３０３：電極
７０：スイッチ・マトリクス
８０：テレメトリ・トランシーバ
１００：埋込型心臓ペーシング・デバイス
１３０：筐体
１３２：電子回路
１４０：ヘッダ
２００、３００：リード線
【図１】
0005427291.tif 000002
【図２】
0005427291.tif 000003
【図３】
0005427291.tif 000004
【図４】
0005427291.tif 000005