(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心拍を検出する心拍検出部と、
心臓を支配する神経に接続される神経電極と、
該神経電極に電気パルスを出力する神経刺激部と、
心臓の機能状態を示す生体情報として心拍数を検出する機能状態検出部と、
該機能状態検出部によって検出された心拍数に基づいて、前記心拍検出部によって検出された心拍に同期して前記電気パルスを出力させる同期モードと、一定の時間間隔で前記電気パルスを出力させる非同期モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激タイミング制御部とを備え、
該刺激タイミング制御部が、前記心拍数が所定の閾値以上であるときに前記同期モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拍数が前記所定の閾値未満であるときに前記非同期モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激装置。
【請求項２】
前記心臓の器質状態を示す生体情報として左心室インピーダンスを検出する器質状態検出部と、
該器質状態検出部によって検出された左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力させる高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力させる低頻度モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激頻度制御部とを備え、
該刺激頻度制御部が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御する請求項１に記載の神経刺激装置。
【請求項３】
前記刺激タイミング制御部が、前記同期モードと前記非同期モードとを切り替える際に、前記同期モードおよび前記非同期モードの両方により前記神経刺激部を制御するモード移行期間を有する請求項１または請求項２に記載の神経刺激装置。
【請求項４】
前記神経刺激部が、前記同期モードにおいて、前記機能状態検出部によって検出された心拍数に比例して、前記刺激パルスのエネルギー量を増大させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の神経刺激装置。
【請求項５】
体内に埋め込まれ、請求項１に記載の神経刺激装置と、
体外に配置され、前記心臓の心拡大レベルまたは該心拡大レベルを示す左心室インピーダンスを検出する体外装置とを備え、
前記神経刺激装置が、
前記体外装置によって検出された前記心拡大レベルまたは前記左心室インピーダンスを取得する生体情報取得部と、
該生体情報取得部によって取得された前記心拡大レベルまたは前記左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力させる高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力させる低頻度モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激頻度制御部とを備え、
該刺激頻度制御部が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激システム。
【請求項６】
前記体外装置が、超音波観察装置、Ｘ線観察装置または核磁気共鳴画像装置である請求項５に記載の神経刺激システム。
【請求項７】
神経刺激装置に備えられる制御手段がパルス発生手段から電極に出力される電気パルスの仕様を制御する方法であって、
前記制御手段が、機能状態検出手段において検出された心臓の機能状態を示す心拍数に基づいて、心拍に同期して前記電気パルスを出力する同期モードと、一定の時間間隔で前記電気パルスを出力する非同期モードとを切り替えて前記パルス発生手段を制御し、
前記制御手段が、前記心拍数が所定の閾値以上であるときに前記同期モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拍数が前記所定の閾値未満であるときに前記非同期モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激装置の制御方法。
【請求項８】
前記制御手段が、器質状態検出手段において検出された前記心臓の左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力する高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力する低頻度モードとを切り替えて前記パルス発生手段を制御し、
前記制御手段が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御する請求項７に記載の神経刺激装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御手段が、前記同期モードと前記非同期モードとを切り替える際に、これら２つのモードの間のモード移行期間において、前記同期モードにおける心拍に同期した電気パルスと前記非同期モードにおける一定の時間間隔の電気パルスとを重ね合わせて前記電気パルスを出力するように前記パルス発生手段を制御する請求項７または請求項８に記載の神経刺激装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経刺激装置、神経刺激システムおよび神経刺激装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、迷走神経の刺激は心拍数を低下させる作用があることが知られている。この作用を利用し、心拍に同期して迷走神経を刺激することにより心不全を治療する装置が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
一方、心筋梗塞後に迷走神経を刺激することにより、心臓のポンプ機能の障害およびリモデリングを防止することができることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３１１５６号公報
【特許文献２】特表２００８−５３４２１８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Meihua  Li、外５名、“Vagal  Nerve  Stimulation  Markedly  Improves  Long-Term  Survival  After  Chronic  Heart  Failure  in  Rats”、Circulation、American  Heart  Association、２００４年１月６日、第109巻、第１号、p.120-124
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
心筋梗塞後の心臓リモデリングを防止する治療においては、迷走神経に与えられる電気刺激の頻度が重要となる。一方、頻脈や細動の治療においては、迷走神経に電気刺激を与えるタイミングが重要となる。すなわち、特許文献１および２の神経刺激装置でリモデリング防止治療をしようすると、心拍数が低く安定しているときには迷走神経刺激の頻度が低下するため、効果的にリモデリングを防止することができないという問題がある。
【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、心不全を構成する複数の各病態に対して十分な治療効果を発揮することができる神経刺激装置、神経刺激システムおよび神経刺激装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、心拍を検出する心拍検出部と、心臓を支配する神経に接続される神経電極と、該神経電極に電気パルスを出力する神経刺激部と、心臓の機能状態を示す生体情報として心拍数を検出する機能状態検出部と、該機能状態検出部によって検出された心拍数に基づいて、前記心拍検出部によって検出された心拍に同期して前記電気パルスを出力させる同期モードと、一定の時間間隔で前記電気パルスを出力させる非同期モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激タイミング制御部とを備え、該刺激タイミング制御部が、前記心拍数が所定の閾値以上であるときに前記同期モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拍数が前記所定の閾値未満であるときに前記非同期モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、神経刺激部が神経電極を介して迷走神経に電気パルスを供給することにより、迷走神経を刺激して心不全を治療することができる。
この場合に、刺激タイミング制御部は、機能状態検出部が検出した生体情報に応じて、心拍検出部によって検出された心拍に同期させて、または、心拍のタイミングに依らずに一定のタイミングで電気パルスを供給させる。
【０００９】
すなわち、心臓の機能状態が異常の場合（頻脈）には、心拍に同期して電気パルスが供給され、心臓の機能状態が良好の場合には、一定のタイミングで電気パルスの供給が続けられる。これにより、心不全を構成する頻脈および心臓リモデリングの両方に対して十分な治療効果を発揮することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記心臓の器質状態を示す生体情報として左心室インピーダンスを検出する器質状態検出部と、該器質状態検出部によって検出された左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力させる高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力させる低頻度モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激頻度制御部とを備え、該刺激頻度制御部が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御してもよい。
このようにすることで、心臓の器質状態に応じて刺激パルスの頻度も変更されるので、心臓リモデリングに対する治療効果をさらに向上することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記刺激タイミング制御部が、前記同期モードと前記非同期モードとを切り替える際に、前記同期モードおよび前記非同期モードの両方により前記神経刺激部を制御するモード移行期間を有することとしてもよい。
このようにすることで、迷走神経および心臓が、モード移行期間において、切り替えられるモードに慣れることができ、モードの切り替えによる迷走神経および心臓の負担を軽減することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記神経刺激部が、前記同期モードにおいて、前記機能状態検出部によって検出された心拍数に比例して、前記刺激パルスのエネルギー量を増大させることとしてもよい。
このようにすることで、心臓の機能状態が低下したときには、刺激パルスのエネルギー量を増大して刺激を強めることにより、治療効果を向上することができる。
【００１３】
上記発明の参考例においては、前記機能状態検出部が、血圧、血流または左心室インピーダンスを検出することとしてもよい。
このようにすることで、心臓の機能状態として、血圧、血流、もしくは、心拍出量または一回拍出量を検出することができる。
【００１４】
また、上記発明の参考例においては、前記器質状態検出部が、肺インピーダンス、心臓収縮応力、心電信号のＳＴ上昇量、心電信号のＱＲＳ幅または両心室の同期ずれ量を検出することとしてもよい。
このようにすることで、心臓の器質状態として、心肥大、肺うっ血、心臓収縮不全、心筋梗塞または心室同期不全を検出することができる。
【００１５】
また、本発明は、体内に埋め込まれ、請求項１に記載の神経刺激装置と、体外に配置され、前記心臓の心拡大レベルまたは該心拡大レベルを示す左心室インピーダンスを検出する体外装置とを備え、前記神経刺激装置が、前記体外装置によって検出された前記心拡大レベルまたは前記左心室インピーダンスを取得する生体情報取得部と、該生体情報取得部によって取得された前記心拡大レベルまたは前記左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力させる高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力させる低頻度モードとを切り替えて前記神経刺激部を制御する刺激頻度制御部とを備え、該刺激頻度制御部が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激システムを提供する。
【００１６】
上記発明においては、前記体外装置が、超音波観察装置、Ｘ線観察装置または核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置であることとしてもよい。
このようにすることで、心臓の器質状態として、超音波観察装置、Ｘ線観察装置またはＭＲＩ装置により心拡大を検出することができる。
上記発明の参考例においては、前記体外装置が、超音波観察装置、Ｘ線観察装置、核磁気共鳴画像（ＭＲＩ）装置、胸郭インピーダンス測定装置、血液分析装置または内視鏡であり、心臓の器質状態として、超音波観察装置、Ｘ線観察装置またはＭＲＩ装置により心肥大または拡張型心筋症を、胸郭インピーダンス測定装置により肺うっ血を、血液分析装置または内視鏡により心筋梗塞を検出してもよい。
【００１７】
また、本発明は、神経刺激装置に備えられる制御手段がパルス発生手段から電極に出力される電気パルスの仕様を制御する方法であって、前記制御手段が、機能状態検出手段において検出された心臓の機能状態を示す心拍数に基づいて、心拍に同期して前記電気パルスを出力する同期モードと、一定の時間間隔で前記電気パルスを出力する非同期モードとを切り替えて前記パルス発生手段を制御し、前記制御手段が、前記心拍数が所定の閾値以上であるときに前記同期モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拍数が前記所定の閾値未満であるときに前記非同期モードで前記神経刺激部を制御する神経刺激装置の制御方法を提供する。
【００１８】
上記発明においては、前記制御手段が、器質状態検出手段において検出された前記心臓の左心室インピーダンスから算出される心拡大レベルに基づいて、複数の前記電気パルスを出力する高頻度モードと、該高頻度モードよりも低い頻度で前記電気パルスを出力する低頻度モードとを切り替えて前記パルス発生手段を制御し、前記制御手段が、前記心拡大レベルが所定の閾値以上であるときに前記高頻度モードで前記神経刺激部を制御し、前記心拡大レベルが前記所定の閾値未満であるときに前記低頻度モードで前記神経刺激部を制御することとしてもよい。
【００１９】
また、上記発明においては、前記制御手段が、前記同期モードと前記非同期モードとを切り替える際に、これら２つのモードの間のモード移行期間において、前記同期モードにおける心拍に同期した電気パルスと前記非同期モードにおける一定の時間間隔の電気パルスとを重ね合わせて前記電気パルスを出力するように前記パルス発生手段を制御することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、心不全を構成する複数の各病態に対して十分な治療効果を発揮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る神経刺激装置の全体構成図である。
【図２】図１の神経刺激装置が備える本体内部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の心拍検出部によって検出される心電信号と、インピーダンス測定部によって測定される左心室インピーダンスとの時間関係を示す図である。
【図４】図２のパルス仕様決定部における心拍数、心拡大レベルおよび刺激モードの対応関係を示す図表である。
【図５】図１の神経刺激装置が、（ａ）第１の刺激モード、（ｂ）第２の刺激モード、（ｃ）第３の刺激モードおよび（ｄ）第４の刺激モードにおいて出力する刺激パルスの仕様を説明する図である。
【図６】図１の神経刺激装置の動作のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートの神経刺激ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図７の神経刺激ルーチンの続きを示すフローチャートである。
【図９】モード移行期間における刺激パルスの仕様の一例を説明する図である。
【図１０】モード移行期間における刺激パルスの仕様のもう１つの例を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る神経刺激システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、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、体内に埋め込まれる本体２と、該本体２から延びる４本のリード３１〜３４とを備えている。
【００２３】
４本のリード３１〜３４の先端にはそれぞれ、神経電極３１ａ、ＲＡ（右心房）電極３２ａ、ＲＶ（右心室）電極３３ａまたはＬＶ（左心室）電極３４ａが設けられている。神経電極３１ａは、心臓Ａを支配する副交感神経であり心臓Ａ近傍に存在する迷走神経（神経）Ｂに接続されている。ＲＡ電極３２ａは右心房に、ＲＶ電極３３ａは右心室に、ＬＶ電極３４ａは左心室にそれぞれ接続されている。これらの電極３１ａ〜３４ａはそれぞれリング電極とチップ電極から構成されている。
【００２４】
本体２は、図２に示されるように、心拍を検出する心拍検出部（機能状態検出部）４と、左心室インピーダンス（生体情報）を測定するインピーダンス測定部（器質状態検出部）５と、迷走神経Ｂに刺激パルス（電気パルス）を供給する神経刺激部６と、心拍検出部４およびインピーダンス測定部５からの信号を処理して神経刺激部６に作動を指令する信号を出力するＣＰＵ（中央演算処理装置）７と、記憶部８と、通信部９とを備えている。
【００２５】
心拍検出部４は、心臓Ａに接続された３つの電極３２ａ，３３ａ，３４ａのうちいずれかの電極（図示する例ではＲＡ電極３２ａ）によって心電信号を検出し、検出した心電信号の波形変化に基づいて、例えば、心電信号の電位が所定の閾値を越えたときに心電信号にＲ波が出現したとして心拍を検出する。心拍検出部４は、心拍を検出したときに、心拍検出信号をＣＰＵ７内のパルス仕様決定部７２（後述）に出力する。
【００２６】
インピーダンス測定部５は、ＲＶ電極３３ａとＬＶ電極３４ａとの間に電圧を印加し、印加された電圧の降下量を測定することにより、２つの電極３３ａ，３４ａ間に挟まれた左心室領域の左心室インピーダンスΦを測定する。左心室インピーダンスΦは、図３に示されるように、心拍と同期して変化する生体情報であり、後述するように、心臓の器質状態の異常である心拡大の指標となる。インピーダンス測定部５は、心拍よりも十分に短い時間間隔で左心室インピーダンスΦを繰り返し測定して逐次記憶部８に記憶する。
【００２７】
神経刺激部６は、刺激パルスを生成し、生成した刺激パルスを神経電極３１ａに出力する。刺激パルスは、神経電極３１ａを介して迷走神経Ｂに供給される
【００２８】
ＣＰＵ７は、インピーダンス測定部５によって測定された左心室インピーダンスΦに基づいて心拡大レベルＬを算出する心拡大レベル算出部７１と、心拍検出部４および心拡大レベル算出部７１からの情報に基づいて４つの刺激モードのうち１つに決定するパルス仕様決定部７２と、該パルス仕様決定部７２によって決定された刺激モードで神経刺激部６から刺激パルスを出力させる制御部（刺激タイミング制御部、刺激頻度制御部）７３とを備えている。
【００２９】
心拡大レベル算出部７１は、１心拍毎に、左心室インピーダンスΦの平均値Φｍｅａｎおよび変化幅ΔΦを算出し、さらに、これらの値Φｍｅａｎ，ΔΦから心臓Ａの器質の状態を表す心拡大レベルＬを算出する。具体的には、心拡大レベル算出部７１は、心拍検出部４から心拍検出信号が入力されたときに、記憶部８に記憶されているそれまでの左心室インピーダンスΦを読み出し、読み出した左心室インピーダンスΦの平均値Φｍｅａｎを算出し、また、直前の１拍分の左心室インピーダンスΦから左心室インピーダンスΦの最大値と最小値との差分である変化幅ΔΦを算出する。そして、心拡大レベル算出部７１は、例えば、Ｌ＝Ａ＊Φｍｅａｎ／ΔΦから心拡大レベルＬを算出する。ここで、Ａは定数である。
【００３０】
平均値Φｍｅａｎは心内腔の大きさの指標であり、変化幅ΔΦは心臓Ａの収縮力の指標である。すなわち、心拡大が重度の場合は、平均値Φｍｅａｎは大きくなり、変化幅ΔΦは小さくなるため、心拡大レベルＬが大きくなる。一方、心拡大が軽度の場合は、平均値Φｍｅａｎは小さくなり、変化幅ΔΦは大きくなるため、心拡大レベルＬが小さくなる。
【００３１】
パルス仕様決定部７２は、心拍検出部４から心拍検出信号が入力されたときに、該心拍検出信号の入力の時刻間隔すなわち心拍の時間間隔から、心拍数（生体情報）Ｒを算出する。そして、該心拍数Ｒと、心拡大レベル算出部７１において算出されたよって心拡大レベルＬとの組み合わせが、第１〜第４の刺激モードのうちいずれに該当するかを判定する。
【００３２】
具体的には、パルス仕様決定部７２は、図４に示されるように、
Ｒ≧Ｒ１かつＬ≧Ｌ１のとき、第１の刺激モード（同期モード、高頻度モード）、
Ｒ≧Ｒ１かつＬ＜Ｌ１のとき、第２の刺激モード（同期モード、低頻度モード）、
Ｒ＜Ｒ１かつＬ≧Ｌ１のとき、第３の刺激モード（非同期モード、高頻度モード）、
Ｒ＜Ｒ１かつＬ＜Ｌ１のとき、第４の刺激モード（非同期モード、低頻度モード）
であると判定し、判定した刺激モードに決定する。
ここで、Ｒ１，Ｌ１は、神経刺激装置１が埋め込まれる患者に応じて決定される閾値である。具体的には、患者の心臓の状態を事前に評価することにより、Ｒ１として正常な心拍数レベルの上限値、Ｌ１として軽度な心拡大レベルの上限値が決定される。これらの値Ｒ１，Ｌ１は記憶部８に記憶される。
【００３３】
制御部７３は、パルス仕様決定部７２によって決定された刺激モードに対応する仕様の刺激パルスを生成して出力するように、神経刺激部６に指令する。
【００３４】
ここで、第１の刺激モードは、図５（ａ）に示されるように、心拍検出部４によって心拍が検出されたときから持続時間Ｚにわたって複数の刺激パルスを出力するモードである。第２の刺激モードは、図５（ｂ）に示されるように、心拍検出部４によって心拍が検出されたときに、持続時間Ｚにわたって、第１の刺激モードにおける刺激パルスのパルス周期Ｔ１よりも長いパルス周期Ｔ２を有する刺激パルスを出力する、すなわち、第１の刺激モードに比べて低頻度で刺激パルスを出力するモードである。ここで、持続時間Ｚは、心拍の時間間隔に比べて十分に短い時間である。
【００３５】
第３の刺激モードは、図５（ｃ）に示されるように、心拍に依らずに、一定のパルス周期Ｔ３で刺激パルスを出力し続けるモードである。第４の刺激モードは、図５（ｄ）に示されるように、心拍に依らずに、第３の刺激モードにおける刺激パルスのパルス周期Ｔ３よりも長いパルス周期Ｔ４を有する刺激パルスを出力し続けるモードである。
【００３６】
記憶部８は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）やＲＯＭ（読み出し専用メモリ）などからなる。
通信部９は、無線通信によって体外に配置されたコンピュータとデータの送受信を行う。例えば、操作者は、コンピュータから、通信部９を介してＣＰＵ７に刺激パルスの仕様を変更する信号などを送信することにより、神経刺激装置１の作動設定を変更することができる。
【００３７】
次に、このように構成された神経刺激装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る神経刺激装置１は、図６に示されるように、心拍の検出を開始する（ステップＳ１）とともに、左心室インピーダンスΦの測定および記憶を開始した後（ステップＳ２）、心拍毎に心拍数Ｒおよび心拡大レベルＬを算出する（ステップＳ３，Ｓ４）。そして、算出されたこれらの値Ｒ，Ｌに基づいて選択された刺激モードによって刺激パルスを迷走神経Ｂに供給する（ステップＳ５）。
【００３８】
具体的には、神経刺激装置１は、図７および図８に示されるように、心拍数Ｒの高低および心拡大レベルＬの大小に応じて（ステップＳ５０１〜５０３）、刺激パルスの仕様を第１〜第４の刺激モードのいずれかに決定する（ステップＳ５０４〜Ｓ５０７）。Ｒ１は頻脈と判定される閾値とする。ここで、心拍数ＲがＲ１より高いとき（ステップＳ５０１のＹＥＳ）は頻脈であるので、第１または第２の刺激モードで刺激を行なう（ステップＳ５０４，Ｓ５０５）。心拍数ＲがＲ１より低いとき（ステップＳ５０１のＮＯ）は正常範囲であるので、第３または第４の刺激モードで刺激を行なう（ステップＳ５０６，Ｓ５０７）。一方、心拡大レベルＬは、比較的長い期間をかけて心臓Ａが肥大することにより徐々に変化する。すなわち、神経刺激装置１は、心拡大が軽度である時期は第２または第４の刺激モードで刺激を行い、心拡大が重度化した場合に第１または第３の刺激モードに切り替えて刺激を行う。
【００３９】
次に、神経刺激装置１は、刺激パルスの供給が初回のときは（ステップＳ５０８）、決定した刺激モードで刺激パルスを出力する（ステップＳ５１１）。一方、神経刺激装置１は、刺激パルスの供給が２回目以降のときは（ステップＳ５０８）、前回出力した刺激パルスの刺激モードと、新たに決定した刺激モードとが同一であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。判定の結果、同一の場合は前回と同一の刺激モードで刺激パルスの出力を続け（ステップＳ５１１）、異なる場合は新たに決定した刺激モードに変更して（Ｓ５１０）刺激パルスを出力する（ステップＳ５１１）。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、心拍数Ｒおよび心拡大レベルＬに応じて刺激パルスの心拍に対する同期・非同期および頻度が変更される。ここで、心不全は、心拍数の上昇のような心臓Ａの機能異常と、心拡大のような器質異常とが組み合わさった状態である。すなわち、本実施形態によれば、心不全を構成する複数の各病態に適切に応じた仕様の刺激パルスが迷走神経Ｂに供給されるので、各病態に対して十分な治療効果を発揮することができる。
【００４１】
具体的には、心臓Ａの機能異常である心拍数Ｒの上昇に対しては、迷走神経Ｂの刺激のタイミングを心拍に同期させることにより、心拍数の抑制効果を効果的に発揮することができる。一方、心臓Ａの器質異常である心拡大の進行に対しては、心拍のタイミングに関わらずに迷走神経Ｂの刺激の頻度を高めることにより、心臓Ａのリモデリングの抑制効果を効果的に発揮することができる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、心臓Ａの機能状態の指標となる生体情報として心拍数を検出することとしたが、これに代えて、血圧、血流または左心室インピーダンスを検出することとしてもよい。これらの生体情報は、心臓Ａの機能状態である血圧、血流、もしくは、心拍出量または１回拍出量の指標となる。すなわち、このようにすることで、血圧、血流、心拍出量または１回拍出量を治療することができる。
なお、血圧は血圧センサ（図示略）によって検出することができる。血流は血流センサ（図示略）によって検出することができる。
【００４３】
また、心臓Ａの機能状態として心拍出量を検出する場合には、心拍検出部４によって例示される機能状態検出部に代えて、体外に配置されるスワンガンツカテーテルを備えることとしてもよい。この場合、スワンガンツカテーテルによって検出された心拍出量の情報は、通信部９を介してパルス仕様決定部７２に送信される。
【００４４】
また、本実施形態においては、心臓Ａの器質状態の指標となる生体情報として左心室インピーダンスを検出し、これから算出される心拡大レベルを用いることとしたが、これに代えて、肺インピーダンス、心臓収縮応力、心電信号のＳＴ上昇量、心電信号のＱＲＳ幅または両心室の同期ずれ量を検出することとしてもよい。
【００４５】
ここで、肺インピーダンスは肺うっ血、心臓収縮応力は心臓収縮不全、心電信号のＳＴ上昇量は心筋梗塞、心電信号のＱＲＳ幅および両心室の同期ずれ量は心室同期不全の指標となる。すなわち、このようにすることで、器質異常である肺うっ血、心臓収縮不全、心筋梗塞または心室同期不全を治療することができる。
【００４６】
なお、肺インピーダンスはＲＶ電極３３ａおよびＬＶ電極３４ａによって測定することができる。心臓収縮応力は心臓Ａに配置した応力センサ（図示略）によって測定することができる。心電信号のＳＴ上昇量およびＱＲＳ幅または収縮タイミングずれ時間は、心拍検出部４によって検出された心電信号を用いて検出することができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、制御部７３が、第１または第２の刺激モードから第３または第４の刺激モードに切り替える際に、切り替える直前と直後の刺激モードを同時に実行させるモード移行期間を有することとしてもよい。例えば、第２の刺激モードから第４の刺激モードに切り替える場合、図９に示されるように、モード移行期間において、同期した刺激パルスと非同期の刺激パルスを組み合わせて刺激を与える。また、第３の刺激モードから第４の刺激モードに切り替える場合、図１０に示されるように、モード移行期間において、高頻度の刺激パルスと低頻度の刺激パルスの中間の頻度となる刺激パルスを与える。
このようにすることで、モード移行期間において、切り替えられる刺激モードに心臓Ａおよび迷走神経Ｂが慣れることができ、刺激モードの切り替えによる心臓Ａおよび迷走神経Ｂへの負荷を軽減することができる。
【００４８】
また、本実施形態においては、制御部７３が、心拍検出部４によって検出された心拍または／および心拡大レベル算出部７１によって算出された心拡大レベルＬに応じて、各刺激モードにおける刺激パルスの電圧、パルス幅、パルス周期、持続時間を制御してもよい。例えば、第１および第２の刺激モード（同期モード）においては、心拍数Ｒに比例して、刺激パルスの電圧、パルス幅、持続時間を増大させてもよい。また、第１および第３の刺激モード（高頻度モード）においては、心拡大レベルＬに反比例して刺激パルスのパルス周期を減少させる、または、心拡大レベルＬに比例して刺激パルスの電圧、パルス幅を増大させてもよい。
このように、刺激パルスの電圧やパルス幅を増大させる、または、パルス周期を減少させることにより、刺激パルスのエネルギー量が増加する。これにより、心拍数Ｒの上昇や心拡大の進行に対する治療効果をさらに向上することができる。
【００４９】
また、本実施形態においては、インピーダンス測定部５によって例示される器質状態検出部が、本体２に備えられていることとした。これに代えて、体外において器質状態または該器質状態を示す生体情報を測定する体外装置（器質状態検出手段）を備え、該体外装置から通信部（生体情報取得部）９を介して神経刺激装置１の本体２が器質状態または生体情報のデータを取得する構成としてもよい。
【００５０】
図１１は、体外装置２０を備える神経刺激システム１００の構成の一例を示すブロック図である。図１１には、機能状態検出部として、本体２の外部に配置された心拍センサ１０を用いた例が示されている。このような構成によれば、心臓Ａへのリード３２〜３４の挿入が不要であり、神経刺激装置１が埋め込まれる患者の負担を軽減することができる。
【００５１】
体外装置２０として超音波観察装置、Ｘ線観察装置またはＭＲＩ観察装置を用いる場合には、心肥大、心拡大または拡張型心筋症の指標として、心臓Ａの画像から測定心臓Ａの直径または心筋の厚さを測定することができる。体外装置２０として血液分析装置を用いる場合には、心筋梗塞の指標として、血中の炎症マーカの量を測定することができる。体外装置２０として内視鏡を用いる場合には、内視鏡画像から心筋梗塞の有無や程度を画像診断することができる。体外装置２０として胸郭インピーダンス測定装置を用いる場合には、肺うっ血の指標として肺インピーダンスを測定することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  神経刺激装置
２  本体
３１〜３４  リード
３１ａ  神経電極（電極）
３２ａ  ＲＡ電極
３３ａ  ＲＶ電極
３４ａ  ＬＶ電極
４  心拍検出部（機能状態検出部）
５  インピーダンス測定部（器質状態検出部、器質状態検出手段）
６  神経刺激部（パルス発生手段）
７  ＣＰＵ
７１  心拡大レベル算出部（状態検出部）
７２  パルス仕様決定部
７３  制御部（刺激タイミング制御部、刺激頻度制御部、制御手段）
８  記憶部
９  通信部（生体情報取得部）
１０  心拍センサ（心拍検出部）
２０  体外装置
１００  神経刺激システム
Ａ  心臓
Ｂ  迷走神経（神経）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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