(57)【要約】【課題】低電圧でも迷走神経刺激の効果を精度よく確認できて、適正な迷走神経刺激を行う。【解決手段】迷走神経Ａに対して刺激パルスを出力するパルス出力部３と、心臓Ｂの心拍を検出する心拍検出部５と、該心拍検出部５により検出された心拍の変動量を算出する変動量算出部６と、パルス出力部３から迷走神経Ａに刺激パルスが出力されているときと出力されていないときに、変動量算出部６により算出された心拍の変動量に基づいて、刺激効果を判定する判定部７と、該判定部７による判定結果に基づいてパルス発生部３を制御する制御部８とを備える神経刺激装置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】
迷走神経に対して刺激パルスを出力するパルス出力部と、
心臓の心拍を検出する心拍検出部と、
該心拍検出部により検出された心拍の変動量を算出する変動量算出部と、
前記パルス出力部から迷走神経に刺激パルスが出力されているときと出力されていないときに、前記変動量算出部により算出された心拍の変動量に基づいて、刺激効果を判定する判定部と、
該判定部による判定結果に基づいて前記パルス発生部を制御する制御部とを備える神経刺激装置。
【請求項２】
迷走神経に対して刺激パルスを出力するパルス出力部と、
心臓の心拍を検出する心拍検出部と、
該心拍検出部により検出された心拍の変動量を算出する変動量算出部と、
前記パルス出力部から迷走神経に刺激パルスが出力されているときと出力されていないときに、前記変動量算出部により算出された心拍の変動量に基づいて、刺激効果を判定する判定部と、
該判定部による判定結果を記録する刺激効果記録部とを備える神経刺激装置。
【請求項３】
前記判定部が、刺激パルスを出力していないときの心拍の変動量に対する、刺激パルスを出力している時の心拍の変動量の減少量を算出し、算出された減少量が所定の閾値より大きいときに神経刺激効果が高く、前記閾値以下のときに神経刺激効果が低いと判定する請求項１または請求項２に記載の神経刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経刺激装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、心拍数に応じて迷走神経刺激量を制御し、心拍数が多いときには迷走神経を強く刺激することにより心拍数を低減する神経刺激装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
一般に、迷走神経刺激を強く行って心拍数を下げすぎると、眩暈等の副作用が生じるため、比較的低電圧で迷走神経刺激を行わざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７３７９０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、高電圧で強い迷走神経刺激を行えば、心拍数を大きく低下させることができるが、低電圧で迷走神経刺激を行う場合には、心拍数の低減効果が呼吸や胎動等の心拍変動に埋もれて判然としない。効果が分からない場合には適正な迷走神経刺激を行うことができないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、低電圧でも迷走神経刺激の効果を精度よく確認できて、適正な迷走神経刺激を行うことができる神経刺激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】
【０００６】
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。
本発明の一態様は、迷走神経に対して刺激パルスを出力するパルス出力部と、心臓の心拍を検出する心拍検出部と、該心拍検出部により検出された心拍の変動量を算出する変動量算出部と、前記パルス出力部から迷走神経に刺激パルスが出力されているときと出力されていないときに、前記変動量算出部により算出された心拍の変動量に基づいて、刺激効果を判定する判定部と、該判定部による判定結果に基づいて前記パルス発生部を制御する制御部とを備える神経刺激装置を提供する。
【０００７】
本態様によれば、迷走神経に対するパルス出力部からの刺激パルスの出力前に、心拍検出部によって心臓の心拍が検出され、変動量算出部によって、検出された心拍の変動量が算出される。次に、迷走神経に対してパルス出力部からの刺激パルスを出力している状態で、心拍検出部によって心臓の心拍が検出され、変動量算出部によって、検出された心拍の変動量が算出される。
【０００８】
そして、刺激パルスが出力されているときと出力されていないときの心拍の変動量に基づいて、判定部により刺激効果が判定される。迷走神経を刺激することによる心拍数の低減効果は刺激信号が高いほど大きいので、刺激信号を低くすると心拍数の低減効果は相対的に小さくなるが、心拍の変動量は比較的分かりやすく変化する。そこで、判定部が心拍の変動量に基づいて刺激効果を判定し、判定結果に基づいて制御部がパルス発生部を制御することにより、低い刺激信号によって迷走神経の刺激を行う場合においても神経刺激の効果を適正に判定して適切な神経刺激を持続することができる。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、迷走神経に対して刺激パルスを出力するパルス出力部と、
心臓の心拍を検出する心拍検出部と、該心拍検出部により検出された心拍の変動量を算出する変動量算出部と、前記パルス出力部から迷走神経に刺激パルスが出力されているときと出力されていないときに、前記変動量算出部により算出された心拍の変動量に基づいて、刺激効果を判定する判定部と、該判定部による判定結果を記録する刺激効果記録部とを備える神経刺激装置を提供する。
【００１０】
本態様によれば、迷走神経に対するパルス出力部からの刺激パルスの出力前に、心拍検出部によって心臓の心拍が検出され、変動量算出部によって、検出された心拍の変動量が算出される。次に、迷走神経に対してパルス出力部からの刺激パルスを出力している状態で、心拍検出部によって心臓の心拍が検出され、変動量算出部によって、検出された心拍の変動量が算出される。
【００１１】
そして、刺激パルスが出力されているときと出力されていないときの心拍の変動量に基づいて、判定部により刺激効果が判定される。迷走神経を刺激することによる心拍数の低減効果は刺激信号が高いほど大きいので、刺激信号を低くすると心拍数の低減効果は相対的に小さくなるが、心拍の変動量は比較的分かりやすく変化する。そこで、判定部が心拍の変動量に基づいて刺激効果を判定し、判定結果を刺激効果記録部に記録することにより、記録された結果に基づいて、迷走神経の刺激が適切に行われるように刺激パルスの出力を調節することが可能となる。
【００１２】
上記態様においては、前記判定部が、刺激パルスを出力していないときの心拍の変動量に対する、刺激パルスを出力している時の心拍の変動量の減少量を算出し、算出された減少量が所定の閾値より大きいときに神経刺激効果が高く、前記閾値以下のときに神経刺激効果が低いと判定してもよい。
このようにすることで、刺激の有無によって心拍の変動量が大きい場合には、心拍数の顕著な低下がなくても神経刺激の効果が高いと判定することができ、弱い刺激を行う場合でも、迷走神経刺激の効果を判別でき、適切な迷走神経刺激を持続することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、低電圧でも迷走神経刺激の効果を精度よく確認できて、適正な迷走神経刺激を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】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る神経刺激装置を示すブロック図である。
【図２】図１の神経刺激装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】（ａ）神経刺激停止時、（ｂ）神経刺激時の心拍数の変動を示すグラフである。
【図４】図１の神経刺激装置の第１の変形例を示すブロック図である。
【図５】図１の神経刺激装置の第２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】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る神経刺激装置１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る神経刺激装置１は、図１に示されるように、迷走神経Ａに取り付けられる刺激用電極２と、該刺激用電極２を介して迷走神経Ａに付与する刺激パルスを出力する神経刺激部３と、心臓Ｂの右心室に取り付けられ心電信号を検出する検出用電極４と、該検出用電極４により検出された心電信号に基づいて心拍数を算出する心拍数算出部５と、該心拍数算出部５により算出された心拍数に基づいて心拍の変動量を算出する変動量算出部６と、該変動量算出部５により算出された心拍の変動量に基づいて刺激効果を判定する判定部７と、判定結果に基づいて神経刺激部３を制御する制御部８とを備えている。
【００１６】
心拍数算出部５は、検出用電極４により検出された心電信号のＲ波とＲ波との間隔から心拍数を算出するようになっている。変動量算出部６は、一定時間内における心拍数ｘの最大値と最小値との差を変動量として算出するようになっている。変動量算出部６には、該変動量算出部６において算出された心拍の変動量を記憶する記憶部９が接続されている。
【００１７】
判定部７は、刺激パルスが出力されているときに変動量算出部６により算出された心拍の変動量と、刺激パルスが出力されていないときに変動量算出部６により算出された心拍の変動量との差分を算出し、該差分が所定の閾値より大きければ刺激効果があると判定し、差分が閾値以下であれば刺激効果がないと判定するようになっている。
【００１８】
制御部８は、判定部７において刺激効果が高過ぎると判定された場合には、刺激パルスの強度を低下させ、刺激効果が適正であると判定された場合には、刺激パルスの強度を維持し、刺激効果が低いと判定された場合には刺激パルスの強度を増大させるように神経刺激部３を制御するようになっている。
神経刺激部３は、制御部８により設定された刺激パラメータで刺激パルスを刺激用電極２に出力するようになっている。
【００１９】
このように構成された本実施形態に係る神経刺激装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る神経刺激装置１において、制御部８は、図２に示されるように、初期の刺激パラメータを設定する（ステップＳ１）。初期の刺激パラメータは、例えば、パルス電圧３Ｖ、パルス幅１ミリ秒、パルス周期１９秒で１０秒間にわたり刺激パルスを出力した後、５０秒間刺激を停止することを繰り返すというものである。
【００２０】
刺激パルスを出力しない状態で、検出用電極４を介して検出された心電信号に基づいて心拍数算出部５により心拍数が算出される（ステップＳ２）ので、制御部８は、算出された心拍数（あるいは、変動量算出部５により算出された心拍の変動量）が第１の閾値Ｈ１を超えているか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２１】
心拍数算出部５により算出された心拍数が所定の閾値Ｈ１を超えている場合に、迷走神経Ａの刺激が必要であると判定して、予め設定された最初の刺激パラメータに従って、迷走神経Ａに対して刺激パルスを出力する（ステップＳ４）。
【００２２】
刺激パルスの出力期間中に、検出用電極４を介して検出された心電信号に基づいて、心拍数が心拍数算出部５により算出され（ステップＳ５）、記憶部９に逐次記憶される（ステップＳ６）。そして、刺激パルスの出力期間が終了したか否かが判定され（ステップＳ７）、終了していない場合には、ステップＳ４からの工程が繰り返される。
刺激パルスの出力期間が終了した場合には、判定部７において出力期間中における心拍数の最大置と最小値との差分が変動量として算出され（ステップＳ８）、記憶される（ステップＳ９）。
【００２３】
次いで、刺激パルスの停止期間中に、検出用電極４を介して検出された心電信号に基づいて、心拍数が心拍数算出部５により算出され（ステップＳ１０）、記憶部９に逐次記憶される（ステップＳ１１）。そして、刺激パルスの停止期間が終了したか否かが判定され（ステップＳ１２）、終了していない場合には、ステップＳ１０からの工程が繰り返される。
刺激パルスの停止期間が終了した場合には、判定部７において出力期間中における心拍数の最大置と最小値との差分が変動量として算出され（ステップＳ１３）、記憶される（ステップＳ１４）。
【００２４】
そして、判定部７において、ステップＳ９において記憶された刺激パルスを出力しているときの心拍の変動量から、ステップＳ１４において記憶された刺激パルスを停止しているときの心拍の変動量が減算され（ステップＳ１５）、減算された結果（減少量）が第２の閾値Ｈ２と比較される（ステップＳ１６）。
【００２５】
減少量が第２の閾値Ｈ２より大きいときは、刺激が強すぎるため、刺激パルスの強度を低下させる（ステップＳ１７）。減少量が第２の閾値Ｈ２以下のときには、減少量が第３の閾値Ｈ３と比較される（ステップＳ１８）。減少量が第３の閾値Ｈ３より大きいときには、刺激が適正であるため、刺激パルスの強度が維持される（ステップＳ１９）。また、減少量が第３の閾値Ｈ３以下のときには、刺激が弱すぎるため、刺激パルスの強度を増大させる（ステップＳ２０）。
【００２６】
表１に本実施形態に係る神経刺激装置１の具体的な動作形態を示す。
【表１】
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【００２７】
例えば、ケース１の場合、心拍の変動量が９％減少した場合であり、第２の閾値Ｈ２＝８％より大きく、刺激効果が強すぎると判定され、刺激パルスの強度が低下させられる。
ケース２の場合、心拍の変動量が６％減少した場合であり、第２の閾値Ｈ２＝８％以下であり、第３の閾値Ｈ３＝３％より大きいので、刺激効果は適正であると判定され、刺激パルスの強度が維持される。
【００２８】
ケース３の場合、心拍の変動量が１％減少した場合であり、第３の閾値Ｈ３％以下であるため、刺激効果が弱すぎると判定され、刺激パルスの強度が増大させられる。
ケース４の場合、心拍の変動量が−２％減少、すなわち２％増加した場合であり、ケース３の場合と同様に刺激パルスの強度が増大させられる。
【００２９】
このように、本実施形態に係る神経刺激装置１によれば、判定部７が、心拍の変動量の減少量によって刺激効果の有無を判定するので、図３に示されるように、刺激パルスの強度が弱く、迷走神経Ａへの刺激パルスの供給によっても平均心拍数が大きく低下しない場合であっても、刺激効果を適正に判定して適切な刺激を迷走神経Ａに供給することができるという利点がある。
【００３０】
なお、本実施形態においては、判定部７による判定の結果、刺激効果が高過ぎると判定された場合には、制御部８が、刺激パルスの強度を低下させ、刺激効果が適切であると判定された場合には、制御部８が、刺激パルスの強度を維持させ、刺激効果が低すぎると判定された場合には、制御部８が、刺激パルスの強度を増大させることとした。
これに代えて、図４に示されるように、判定部７による判定結果を一定期間にわたって記憶する判定結果記録部１０を備えていてもよい。符号１１は外部装置、符号１２は外部装置１１からの指令信号を受信する受信部である。
【００３１】
このようにすることで、判定結果記録部１０の記録を確認することにより、刺激効果を確認でき、その後の刺激パラメータを外部装置１１から受信部１２を介して神経刺激部３に適切に設定することが可能となる。
また、図５に示すように、判定結果記録部１０に記録された一定期間の判定結果を外部装置１１に送信する送信部１３を備えていてもよい。
【００３２】
このようにすることで、送信部１３から送られてくる一定期間の判定結果を外部装置１１において確認することができ、その後の刺激パラメータを、外部装置１１から受信部１２に送信して神経刺激部３に適切に設定することが可能となる。
また、判定結果記録部１０に記録することに代えて、判定結果を逐次外部に送信し、あるいは、スピーカ、ディスプレイ、あるいはランプ等の報知手段（図示略）によって、判定結果を識別可能に外部に報知することにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ  迷走神経
Ｂ  心臓
１  神経刺激装置
３  神経刺激部（パルス出力部）
４  検出用電極（心拍検出部）
５  心拍数算出部（心拍検出部）
６  変動量算出部
７  判定部
８  制御部
１０  判定結果記録部（刺激効果記録部）
【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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