(57)【要約】生理反応を誘発するために、動脈に刺激を提供する方法および装置が開示される。少なくとも１つの電極を有するカフが提供され、カフは、少なくとも血管構造の一部と整合して、密着した血管構造−電極接合を維持するように偏向される。装置は、血管構造に刺激を提供するための効果的位置の近位に選択的に配置され、カフは、少なくとも血管構造の一部と偏向的に整合が可能となる。カフは、動脈の実質的に正常な拍動拡張を可能にする一方、有効な動脈−電極接合を維持する弾性を含む。
2009532185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧反射を誘発するために、動脈に刺激を提供する方法であって、
その内側表面上に付与される少なくとも１つの電極を有するカフを提供することであって、該カフは、該動脈の少なくとも一部に整合して、密着した動脈−電極接合を維持するように偏向させられる、ことと、
該カフを該動脈上の第１の位置に選択的に配置することと、
該カフを該動脈の少なくとも一部に偏向的に整合させて、該第１の位置の近位において該カフを安定させることと、
該電極を作動、解除、または別様に変調して、圧反射を誘発するために該動脈に刺激を提供することであって、該カフは、有効な動脈−電極接合を維持しつつ該動脈の正常な拍動拡張を実質的に可能にする弾性を含む、ことと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の位置の近位に、前記カフを前記動脈とともに長期的に安定させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記長期的安定は、前記カフの少なくとも一部を前記動脈に縫合することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記長期的安定は、医療用接着剤を前記カフの少なくとも一部に塗布し、該医療用接着剤を前記動脈に接着させることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記内側表面は、表面特徴を含み、前記長期的安定は、前記表面特徴とともに動脈組織成長を可能にすることを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約８０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約６０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約４０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約２０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記カフの移動が前記動脈に対し生じ得るように、該カフを開放構成にすることと、
前記装置を該動脈上の第２の位置に選択的に配置することと、
該第２の位置の近位に、該カフを該動脈の少なくとも一部に整合させることと、
前記電極を作動、解除、または別様に変調して、圧反射を誘発するために該動脈に刺激を提供することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記カフを動脈とともに長期的に安定させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１と第２の位置とにおいて観察された生理反応を比較して、埋め込み位置を決定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記装置を前記埋め込み位置へ移動させ、該埋め込み位置の近位に、前記カフを前記動脈の少なくとも一部に偏向的に整合させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電極を作動、解除、または別様に変調して、生理反応を誘発するために前記埋め込み位置において動脈に刺激を提供することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記カフは、ストラップおよびバックルを含み、該カフを前記動脈の少なくとも一部に偏向的に整合させることは、該バックルが該ストラップの少なくとも一部を保定するように、該ストラップを該バックルに係合させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記動脈は、その中に１つ以上の圧受容器を含み、前記第１の位置を決定することをさらに含む方法であって、該１つ以上の圧受容器の位置を決定し、かつ、前記カフが該１つ以上の圧受容器の位置の近位になるように該カフを移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
圧反射を誘発するために、動脈に刺激を提供する、該動脈上に選択的に配置可能なカフであって、該カフは、
一定長で、概して対向している第１および第２の端部と、
概して対向している内側および外側の表面と、
動脈に刺激を提供するように動作可能である、該内側表面上に付与される電極構造と
を含んでおり、
該カフを該動脈の少なくとも一部に整合させるために屈曲構成に偏向させられて、該電極構造が作動、解除、または別様に変調されると、圧反射を誘発するために密着した動脈−電極構造接合を維持し、そして、有効な動脈−電極接合を維持しつつ該動脈の正常な半径方向拡張を可能にする弾性を含む、カフ。
【請求項１８】
長期的安定機構をさらに含む、請求項１７に記載のカフ。
【請求項１９】
前記長期的安定機構は、前記第１の端部に沿って選択的に付与される、請求項１８に記載のカフ。
【請求項２０】
前記長期的安定機構は、前記内側表面に含まれる表面特徴を含む、請求項１８に記載のカフ。
【請求項２１】
前記電極構造は、前記第１の端部の近位から前記第２の端部に向かう長さに対し横方向に延在する、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２２】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約８０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２３】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約６０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２４】
約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約４０％を上回る拍動拡張を阻止しない、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２５】
前記弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対し約２０％を上回る拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造の前記動脈との接触を維持するのに十分である、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２６】
前記電極構造は、少なくとも２つの細長い電極を含む、請求項１７に記載のカフ。
【請求項２７】
医療埋め込みおよびそのための命令を提供する方法であって、
その内側表面上に付与される少なくとも１つの電極を有するカフを提供することであって、該カフは、少なくとも血管構造の一部と整合するように偏向させられて、密着した血管構造−電極接合を維持する、ことと、
命令を提供することであって、該命令は、
該カフを該血管構造上の第１の位置に選択的に配置し、
該第１の位置の近位に、該カフを該血管構造の少なくとも一部に偏向的に整合させ、
該電極を作動、解除、または別様に変調して、生理反応を誘発するために該血管構造に刺激を提供し、前記カフは、有効な血管構造−電極接合を維持しつつ該血管構造の拍動拡張を可能にする弾性を含む、ことと
を含む、方法。
【請求項２８】
命令を提供することをさらに含み、該命令は、
該カフの移動が、該血管構造に対し生じ得るように、該カフを開放構成にし、
前記装置を該血管構造上の第２の位置に選択的に配置し、
該第２の位置の近位において、該カフを該血管構造の少なくとも一部と整合させ、そして、
該電極を作動、解除、または別様に変調して、生理反応を誘発するために該血管構造に刺激を提供する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１と第２の位置とで観察された生理反応を比較して、埋め込み位置を決定する命令をさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記装置を前記埋め込み位置へ移動させ、該埋め込み位置の近位において前記カフを前記血管構造の少なくとも一部に偏向的に整合させる、命令を提供することをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記電極を作動、解除、または別様に変調して、生理反応を誘発するために前記埋め込み位置において血管構造に刺激を提供する、命令を提供することをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記血管構造は、その中に１つ以上の圧受容器を有する頸動脈を含み、
前記１つ以上の圧受容器の位置を決定し、そして、
前記カフが該１つ以上の圧受容器の位置の近位となるように、前記カフを移動させる、
命令を提供することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の位置の近位に、前記カフを前記動脈とともに長期的に安定させる、
命令を提供することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記カフは、ストラップおよびバックルを含み、
該バックルが該ストラップの少なくとも一部を保定するように、該ストラップを該バックルに係合させる、
命令を提供することをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
圧反射を誘発するために、動脈に刺激を提供する方法であって、
その内側表面上に付与される少なくとも１つの電極を有する第１のカフと、該第１のカフに動作可能に結合された第２のカフとを提供することであって、該第２のカフは、該動脈の少なくとも一部と整合して、密着した動脈−電極接合を維持するように偏向させられる、ことと、
該第１のカフを該動脈上の第１の位置に選択的に配置することと、
該第２のカフを該第１のカフから該動脈の少なくとも一部に偏向的に整合させて、該第１の位置の近位において該第１のカフを安定させることと、
該電極を作動、解除、または別様に変調して、圧反射を誘発するために該動脈に刺激を提供することであって、該第１と第２のカフとは、有効な動脈−電極接合を維持しつつ該動脈の正常な拍動拡張を実質的に可能にする弾性を含む、ことと
を含む、方法。
【請求項３６】
前記第２のカフは、前記第１のカフの境界の周囲に配置され、前記偏向的に整合させることは、該第１のカフの境界の周囲において誘発される、請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、概して、埋め込み型医療装置に関する。より具体的には、本発明は、動脈または静脈等の生物学的血管構造の所望の表面の周囲に電極を配置するステップを促進するために、圧反射活性化装置の一部として、弾性カフを有する血管外電極アセンブリを提供するための方法および器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
循環器疾患は、患者の疾病および死亡における主要原因である。また、それは、医療支出の主要な要因でもあり、米国では、毎年３，２６０億ドルを上回る額が費やされている。高血圧症、すなわち高血圧は、米国だけで５千万人を超える人々が患っていると推定される主要循環器疾患である。高血圧症患者のうち、血圧制御を行っているのは３０％未満であると報告されている。高血圧症は、心不全および脳卒中の主な原因である。米国では、年間４２，０００人を超える患者の死亡の主要原因であり、年間２００，０００人を超える患者の死亡の主要または寄与原因としてみなされている。故に、高血圧症は、膨大な研究およびその治療の開発が必要とされる深刻な健康問題である。
【０００３】
高血圧症は、人体の小血管（細動脈）が収縮し、血圧が上昇すると生じる。血管が収縮するため、心臓は、高圧下での血流を維持するために、より活発に機能しなければならない。人体は、短期間の血圧上昇には耐えられ得るが、持続的高血圧症は、最終的に、腎臓、脳、目、および他の組織を含む、複数の人体器官に損傷をもたし、それらに付随する種々の疾患を生じさせる場合がある。また、上昇した血圧は、血管の内膜に損傷を及ぼし、アテローム性動脈硬化症のプロセスを加速させ、血塊が生じ得る可能性を高める場合がある。これによって、心臓発作および／または脳卒中につながる可能性がある。持続的高血圧は、最終的に、拡大および損傷した心臓（肥大）をもたらし、心不全につながり得る。
【０００４】
頸動脈洞壁（頸部における総頸動脈分岐部の構造）は、血圧に対し敏感な圧受容器として知られる伸張受容器を含むと、数十年間考えられてきた。これらの受容器は、頸動脈洞枝を介して脳に信号を送信し、それによって、一部交感神経系の活性化を通して、循環系を調節し、正常血圧を維持する（圧反射）。頸動脈洞枝の電気的刺激（血圧ペーシング）は、高血圧および狭心症の治療において、血圧および心仕事量を低減するために以前に提案されている。例えば、Ｋｉｅｖａｌらの特許文献１は、種々の循環および肺パラメータに基づいて、圧反射を刺激するための圧反射変調システムおよび方法を開示している。
【０００５】
体内の血管の電気療法または電気刺激のための埋め込み型電極アセンブリは、当技術分野において周知である。例えば、埋め込み型電極の種々の構成は、特許文献２に記載されており、参照することによって、全体として本明細書に援用される。そこに記載されるある種類の血管電極外部アセンブリは、概して、共通基板または基部に固定あるいは形成された一式の概して平行で細長い電極を含む、外表面型刺激電極である。患者への埋め込みに先立って、電極アセンブリ内の電極は、概して、互いに電気的に隔離される。外部血管電極アセンブリが所望の血管の周囲に植え込まれると、縫合等によって定位置に固定され、電極のうちの１つ以上は、陰極として利用され、残りの電極のうちの１つ以上は、陽極として利用される。したがって、植え込まれた陰極および陽極は、治療または刺激される組織の標的領域を介して、電気的に結合される。
【０００６】
圧受容器刺激のための外部血管電極アセンブリを植え込むプロセスは、電極が頸動脈洞の動脈壁に対し適切に配置されるように、アセンブリを配置するステップと、配置が維持されるように、血管電極アセンブリを動脈に固定するステップとを伴う。電極は、最大効果および効率を得るために、圧受容器に可能な限り多くのエネルギを誘導しなければならないため、配置は、重要なステップである。植え込まれた圧反射刺激装置のエネルギ源は、典型的には、有限容量を有する搭載バッテリである。外部血管電極の高効率な埋め込みによって、必要とされる治療効果を達成するために必要とされるエネルギが少ないため、バッテリ寿命がより長くなり、それに対応して、手術間の有効な耐用年数も長くなる。したがって、血管電極アセンブリの埋め込みの際、アセンブリの位置は、圧反射反応を最適化するために、典型的には、数回調節される。
【０００７】
このマッピングとして知られる電極アセンブリの位置の調節および再調節のプロセスは、困難かつ面倒であると、外科医によって報告されている。現在の手技は、ピンセット、止血鉗子、または類似の道具を使用して、外部血管電極アセンブリを定位置に配置および保持しながら、刺激を印加し、患者の反応を観察するステップを伴う。僅か１ｍｍずつの移動によって、圧反射刺激の効果に違いが生じ得る。
【０００８】
マッピングプロセスに関連する別の課題は、以前の望ましい位置を追跡することである。マッピングは最適化手技であるため、外科医は、すべての合理的代替位置を試すまで、より良い位置を検索する傾向にある。電極アセンブリを以前に観察された最適位置に戻すことは、特に手術条件下では、非常に困難かつ面倒である可能性がある。
【０００９】
最適位置を決定後、外科医は、電極アセンブリを定位置に固定しなければならない。例えば、特許文献２、発明の名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｘ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」に記載されるシステムでは、これは、動脈の周囲に電極アセンブリの指状の細長い部分を巻着し、材料に張力を印加し、アセンブリを定位置に縫合することによってなされてきた。電極アセンブリは、動脈壁またはそれ自体に縫合可能である（動脈の周囲に巻着後）。縫合糸を弛緩または除去し、電極アセンブリを再度配置し、縫合糸を緊締または再設置することによって、そのような血圧ペーシング装置の埋め込みに関わる時間および費用が増大し、また、長引く手術手技および疲労に関連して、合併症または外科医の過失の危険性が増加する可能性がある。
【００１０】
生物学的構造と係着するように適合されるカフを採用する医療装置は、種々の状態を治療するために使用されている。例えば、特許文献３、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｃｕｆｆ，  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ」は、堅固な螺旋またはロールに屈曲するように自己偏向される、自動屈曲性の非電導材料のシートを有するカフに関する。特許文献３、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｃｕｆｆ，  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ」は、神経系に電気的刺激を提供するために、カフを神経幹の周囲に配置可能であることを開示している。特許文献４、発明の名称「Ｍｕｌｔｉ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」は、神経に適用可能な一般的形状の空隙中空シリンダを有する、神経カフを開示している。特許文献５、発明の名称「Ｒｅｎａｌ  Ｎｅｒｖｅ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｏｆ  Ｐａｔｉｅｎｔｓ」は、腎神経を刺激するために、腎動脈を封装可能なカフを開示している。しかしながら、上述の参考文献のいずれも、頸動脈洞動脈と係着するように適合される、または圧反射活性化治療システムの一部として使用するための装置または方法を具体的に開示していない。
【特許文献１】米国特許第６，０７３，０４８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００１０３０３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，６０２，６２４号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０３８，７８１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００３／０２１６７９２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
故に、高血圧、心不全、およびそれらに付随する循環および神経系疾患を治療および／または管理するための新しい電極装置および方法に対する十分なニーズが、依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電気刺激を印加するための埋め込み型血管外システムを目的とし、本体部と、本体部に動作可能に結合され、カフが静脈または動脈等の生物学的血管構造と係着する場合、外部組織表面と接触するように適合される少なくとも１つの電極と、を有するカフを含み得る。本体部は、例えば、シリコーンゴム等の弾性材料から形成可能であって、縫合糸または他の繋着要素を使用せずに、所望の生物学的構造と係着および係脱するように適合可能であって、カフのマッピングまたは配置プロセスを簡単かつ短時間で行われるようにすることが可能である。より具体的には、カフの本体部は、選択的または別様に選択的に、生物学的構造の周囲へのカフの載置を可能にする開放姿勢と、生物学的構造に沿って所望の位置にカフを実質的に保定する閉鎖姿勢との間を変化可能である。いくつかの実施形態では、カフの本体部は、閉鎖姿勢の方へ偏向されるが、依然として、血管構造の血管壁内の圧受容器の実質的に阻止のない自然作用を可能にする。
【００１３】
いくつかの実施形態では、埋め込み型血管電極の本体部は、例えば、シリコーンゴム等の単一弾性材料から形成可能であるが、他の実施形態では、本体部は、２つ以上の弾性材料から形成される合成物を含むことが可能である。例えば、本体部は、好適なポリマーおよび／またはエラストマー材料内に封装される形状記憶金属を含むことが可能である。一実施形態では、カフは、本体部が閉鎖姿勢の方へ偏向されるように、好適な偏向力を付与するように設計可能であって、縫合糸または他の物理的締め具を使用せずに、血管を流れる血流の潜在的低減を生じさせ得る血管の公称直径における最小量の減少によって、カフを所望の生物学的構造に協働しうるように結合することを促進する。いくつかの実施形態では、動脈等の血管は、脈圧に応じて、直径の最大１０％以上まで拡張し得る。例えば、動脈の最大６％の半径方向の自然拡張は、脈圧約４０〜５０ｍｍＨｇで認められ得る。そのような条件下では、偏向力は、カフが動脈を作用上損傷することなく、その自然拡張から５０％未満に動脈の拡張を制限するのに十分であるだろう。一実施形態では、動脈の半径方向の自然拡張は、動脈周囲の位置において、本発明のカフによって最大４％まで許容可能である。
【００１４】
カフの本体部は、中空の概して円筒形の本体部を含むことが可能であって、本体部は、本体部の中空内部へのアクセスを可能にする空隙または開口部を画定する。これらの実施形態では、本体部は、縦軸に対し変化または変形可能であって、例えば、動脈または静脈等の生物学的血管構造の周囲にカフを載置するために、閉鎖姿勢から開放姿勢までの空隙を調節可能にする。他の実施形態では、カフは、生物学的構造の周囲にカフを載置するために、屈曲した閉鎖姿勢から開放姿勢に変化可能な自動屈曲性シートを含む、本体部を含むことが可能である。いくつかの実施形態では、自動屈曲性シートは、屈曲した閉鎖姿勢の方へ偏向されることが可能である。
【００１５】
一側面では、本発明は、圧受容器を活性化する方法に関し、頸動脈洞の領域内の動脈の周囲にカフを配置するステップを含む、所望の圧受容器信号を含む。これらの実施形態では、カフは、本体部と、カフが動脈と係着する場合に、動脈の外部表面と接触するように適合される、本体部の表面上の電極アセンブリとを含むことが可能であって、本体部は、弾性材料から形成され、動脈の周囲にカフを選択的に載置するために、閉鎖姿勢から開放姿勢に変化可能である。
【００１６】
別の側面では、本発明は、本体部と、本体部の表面上の電極アセンブリとを有するカフを含み、本体部は、弾性材料から形成され、頸動脈洞動脈の周囲にカフを載置するために、閉鎖姿勢から開放姿勢に選択的に変化可能であって、本体部は、カフが頸動脈洞動脈と接触したまま、正常拍動拡張が約０％〜約８０％に低減されるように、閉鎖姿勢の方へ偏向させられる、埋め込み型血管外電気刺激装置に関する。
【００１７】
約０％〜約８０％までの明示的範囲内での追加範囲が企図され、それらは、本開示の範囲内である。具体的には、カフは、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対して約８０％を超える拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造と動脈との接触を維持するために十分な弾性を含むことが可能である。ある実施形態では、弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対して約６０％を超える拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造と動脈との接触を維持するために十分である。さらなる実施形態では、弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対して約４０％を超える拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造と動脈との接触を維持するために十分である。さらに別の実施形態では、弾性は、約５０ｍｍＨｇまでの脈圧に対して約４０％を超える拍動拡張を阻止することなく、前記電極構造と動脈との接触を維持するために十分である。
【００１８】
さらなる側面では、本発明は、カフが生物学的構造と係着する場合に、血管構造の外部と接触するように適合された本体部の表面上に３つの電極を含む本体部を有するカフを含み、本体部は、概してＣ形状の断面を含み、開放姿勢から閉鎖姿勢に変化可能な空隙を画定し、本体部は、閉鎖姿勢の方へ偏向させられ、開放姿勢での空隙は、カフが装着される生物学的血管構造よりも概して長い、埋め込み型外部血管電気刺激装置に関する。
【００１９】
本発明は、種々の修正および代替形態に対応可能である一方、図面に示される特定の実施例が詳述される。しかしながら、記載される特定の実施形態に本発明を制限することを意図していないことを理解されたい。反対に、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲の修正、同等物、および代替をすべて包含することを意図する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜３を参照すると、本体部１０２と、本体部１０２の表面上に配置される複数の電極１０４を有する電極アセンブリとを有する弾性カフを含む、埋め込み型外部血管電気刺激システム１００が示される。図１〜３に示されるように、本体部１０２は、第１の概して平面の表面１０６と、第１の表面１０６に対向する第２の概して平面の表面１０８とを有する、自動屈曲性シートであることが可能である。いくつかの実施形態では、電極アセンブリは、第１の表面１０６上に配置される３つの電極１０４を含むことが可能であるが、医療装置１００が、例えば、第１の表面１０６上に配置される２および４〜６個の電極を含む実施形態が存在する。当業者は、特定のシステム内で採用される電極の数が、装置の意図される用途によって導かれることが可能であることを理解されるであろう。自動屈曲性シートは、第１の端部１１０から第２の端部１１２まで延在可能である。いくつかの実施形態では、電極１０４は、第２の端部１１２から第１の端部１１０まで、さらに第１の端部１１０の近位に配置されるシース１１４内へ、本体部１０２の第１の表面１０６の実質的に全体的に延在可能である。
【００２１】
概して、自動屈曲性シートは、開放姿勢から閉鎖姿勢に選択的に変化可能であって、閉鎖姿勢の方へ偏向され、例えば、動脈、静脈等の所望の生物学的血管構造の周囲への本体部１０２の載置を促進する。開放姿勢では、本体部１０２は、屈曲が少ない、または実質的に平坦であってもよく、所望の生物学的血管構造の近位に、本体部１０２の第１の表面１０６の載置を可能にする。閉鎖姿勢では、第２の端部１１２は、第１の表面１０６の方へ屈曲し、所望の生物学的血管構造の周囲に本体部１０２を巻着し、本体部１０２を所望の生物学的血管構造に固定する。図３は、頸動脈洞動脈の周囲に巻着する本体部１０２を示す。
【００２２】
上述のように、自動屈曲性シートは、閉鎖または屈曲姿勢の方へ偏向可能である。偏向力は、本体部１０２が生物学的血管構造から係脱しないように、所望の生物学的血管構造の周囲に本体部１０２を短期的または長期的に保持するのに概して十分である。加えて、偏向力は、好ましくは、電極１０４が生物学的血管構造の所望の外部表面と接触していることを維持するが、本体部１０２が生物学的血管構造内の血流を過度に抑制することがない程度に堅固に、生物学的構造の周囲において本体部１０２を屈曲した状態に維持する。例えば、本体部１０２は、頸動脈洞動脈の周囲に嵌着するようにサイズ化され、本体部１０２と電極１０４とを頸動脈洞動脈の所望の表面と接触して維持するために十分な偏向力を有することが可能である。いくつかの実施形態では、動脈等の血管は、脈圧約４０〜５０ｍｍＨｇによって６％拡張し得る。そのような条件下では、偏向力は、動脈と接触したまま、優先的に動脈の拡張を４％未満だけ減少させるのに十分であるだろう。
【００２３】
第１の表面１０６は、本体部１０２を生物学的構造の所望の部分にさらに長期的に固定するために、１つ以上の追加の長期固定要素ををさらに含むことが可能である。概して、追加の固定要素は、本体部１０２を生物学的構造の所望の表面と接触したまま維持する、または表面１０６と生物学的構造の表面との間の追加の摩擦または係止係着を生成するために好適な、任意の要素であることが可能である。好適な追加固定要素は、例えば、医療用接着剤、粘着細片、第１の表面１０６から延在する複数の突起、マジックテープ（登録商標）機構（例えば、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）機構と類似）、折り目加工または波状表面、およびそれらの組み合わせを含む。一実施形態では、突起は、第１の表面１０６から延在し、所望の生物学的構造の表面との摩擦係着を提供する、マッシュルーム形状の突起を含むことが可能である。
【００２４】
概して、頸動脈洞の圧受容器の近傍等、生物学的構造上に本体部１０２を短期的におよび／または長期的に固定する場合には、配慮が必要である。具体的には、論じられるように、動脈等の血管は、脈圧約４０〜５０ｍｍＨｇによって６％拡張し得る。システムの血管上への固定は、そのような拍動拡張を抑制すべきではなく、そのような抑制は、圧受容器機能に影響を及ぼし得る。具体的には、拡張の抑制は、動脈の収縮となり得る。これによって、圧反射系の活動を修正する必要性を示す、誤ったパラメータが生じる可能性があり、圧受容器活性化装置を作動させる制御信号を制御系に生成させ、見かけの超過血圧である圧受容器信号が誘発され、脳によって認識される。最悪の場合、拡張の実質的欠如によって、圧受容器が不活性となる場合がある。したがって、本体部１０２は、血管の拡張を可能にする一方、効果的な血管−電極接触を維持するのに十分な弾性を有することが可能である。
【００２５】
上述のような長期的固定機構（例えば、縫合糸または医療用接着剤）は、そのような弾性を提供するために、例えば、その第１の端部１１０に沿って、本体部１０２上に選択的に付与可能である。例えば、図４は、第１の端部１１０に沿った縫合部位１２２を示す。長期的固定機構は、電極が付着される生物学的血管への固着を提供するか、または血管枝への固着を提供することが可能である。図３は、総頸動脈、外頸動脈、および内頸動脈を示す。本図では、固定機構は、内頸動脈上の頸動脈洞が刺激の意図される標的である場合でも、外頸動脈、総頸動脈、または内頸動脈上に付与可能である。簡潔にするために、このような実施例は、１つの血管を参照する。本構成では、本体部１０２の偏向力と、第１の端部１１０に沿った長期固定機構はともに、本体部１０２を生物学的構造の所望の表面と接触して長期的に固定する。第２の端部１１２が生物学的構造に固定されていないため、拍動拡張は、過度に阻止または干渉されず、したがって、圧受容器機能に影響を及ぼさない。加えて、縫合糸または医療用接着剤等の長期固定機構の適用によって、前記カフの一部（例えば、第２の端部１１２）は潜在している場合が多いため、埋め込みが容易となり、別様に、埋め込み手技の一部を「盲目」下で行うことが可能となる。
【００２６】
本体部１０２を選択的に長期固定する別の実施例として、長期固定機構（例えば、縫合糸または医療用接着剤）は、圧受容器から離れて、本体部１０２上の選択的位置に付与可能である。本構成では、本体部１０２の偏向力と、各地点または圧受容器から遠位に配置される長期固定機構は、生物学的構造の所望の表面と接触して本体部１０２を長期的に固定するが、過度に拍動拡張を阻止、または圧受容器機能を干渉しないように機能することが可能である。
【００２７】
さらに別の実施形態では、組織内成長を助長する加工または材料等の表面特徴は、表面１０６上に含むことが可能である。そのような加工または材料は、組織−表面１０６接合が長期固定機構として作用可能なように、表面１０６内への組織成長を可能にする。しかしながら、加工または他の表面特徴が表面１０６上に含まれる場合、装置と血管壁との間の摩擦によって、血管腔の外壁に損傷を及ぼす可能性が存在し得るため、頸動脈洞の圧受容器近傍に血管外活性化装置を載置する際に配慮しなければならない。電極１０４間の離間間隔によって、多少の長期的固定のための多少の組織−表面１０６接合を可能にする。例えば、電極間の離間間隔が大きい程、血管−表面１０６接合の表面積が大きくなる。
【００２８】
図４および５を参照すると、本体部１０２は、本体部１０２から延在する、１つ以上の指部１１６をさらに含むことが可能である。指部１１６は、生物学的血管構造の周囲に巻着し、本体部１０２上に形成されるバックル１１８に嵌入または係合し、本体部１０２の生物学的構造への固定をさらに促進するように適合可能である。概して、バックル１１８は、本体部１０２の表面の細隙または開口部、タブと本体部１０２との間に指部１１６を保持可能なタブ、指部１１６内に形成される凹部または開口部と係合するように適合された突起、およびそれらの組み合わせ等、指部１１６を受容および固定するように適合される任意の構造であることが可能である。バックル１１８は、本体部１０２の第１の表面１０６および／または第２の表面１０８に提供可能である。バックル／ストラップおよび突起／凹部構成は、米国特許出願第６０／８０５，７０７号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  ａ  Ｂｅｌｔ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｓｕｔｕｒｅｌｅｓｓ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ」に詳述されており、参照することによって、全体として本明細書に援用される。
【００２９】
加えて、指部１１６は、１つ以上の縫合部位１２０を含むことが可能であって、対応する縫合部位１２２を介して、指部１１６を本体部１０２に縫合し、マッピングプロセスが完了すると、所望の生物学的血管構造の周囲に装置をさらに固定することを可能とする。いくつかの実施形態では、指部１１６は、例えば、シリコーンゴム等のエラストマーから形成され、縫合部位１２０、１２２は、例えば、Ｄａｃｒｏｎ（登録商標）等のポリエステル繊維から形成可能である。図６に関して、いくつかの実施形態では、指部１１６は、指部の表面上に配列され、隣接する縫合部位間の距離を最小にする、複数の三角形縫合部位１２４を有することが可能である。三角形状縫合部位１２４は、指部１１６の表面に沿って、縫合部位のより近接した充填を可能し、したがって、特定の指部１１６上により多くの縫合部位を提供する。その結果、三角形縫合部位によって、指部１１６に沿って、所望の位置で指部１１６を本体部１０２に縫合することが容易となる。
【００３０】
上述のように、本発明の弾性カフは、本体部１０２と、本体部１０２の表面に配置される電極アセンブリとを含む。電極アセンブリは、電気療法または電気刺激が印加される標的組織領域と接触させるために、２つ以上の細長い電極１０４を含むことが可能である。図１〜３に示されるように、本体部１０２は、３つの電極１０４を含むことが可能であるが、しかしながら、当業者は、少なくとも２つの電極を有する電極アセンブリ、および２つ以上の電極を有する電極アセンブリが企図され、それらは本開示の範囲内であることを理解されるであろう。電極は、より大きな導電体の非絶縁部分、専用非絶縁導電構造、またはそれらの組み合わせであることが可能である。一つの例示的実施形態では、細長い電極１０４は、それぞれほぼ同一の長さであって、互いに対し概して平行に配置される。
【００３１】
関連した種類の実施形態では、電極は、該して共通の方向に延びている。この種の電極アセンブリ間では、方向の共通性の程度は、埋め込み部位の形状によって可変する。例えば、一つの例示的実施形態では、電極は、±２５％以内の範囲の共通方向にある。別の実施形態では、電極は、±５％以内の範囲の共通方向にある。本発明による３つの電極１０４の一つの配列を特徴としているが、後述されるように、電極１０４の他の配列および構成を利用し、電極から標的の組織領域に送達される電場分布の一様性を向上させてもよい。埋め込み型電極の種々の構成は、米国特許公報第Ｕ．Ｓ．２００４／００１０３０３号、発明の名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｔｈｅｉｒ  Ｕｓｅ  Ｉｎ  Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｘ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」および米国特許公報第Ｕ．Ｓ．２００３／００６０８５７号、発明の名称「Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｄｅｓｉｇｎｓ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｏｆ  Ｕｓｅ  Ｆｏｒ  Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｘ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」に記載されており、両方とも、参照することによって、本明細書に援用される。
【００３２】
電極１０４は、任意の好適な埋め込み型材料から成ることが可能であって、好ましくは、可撓性および／または弾性特性を有するように適合される。電極１０４は、白金等の電導性および放射線不透過性材料から形成される円形ワイヤ、矩形リボン、または薄片を含むことが可能である。一実施形態では、本体部１０２は、標的組織への電気的接続のために露出される電極１０４部分のみ残して、導電性材料を実質的に封入する。例えば、各導電性構造は、本体部１０２内に部分的に陥凹され、標的組織への電気的接続のために、全長の全部または一部に沿って露出される一つの面を有することが可能である。露出される部分は、電極１０４を構成する。
【００３３】
別の実施形態では、電極１０４は、本体部１０２に接着結合可能であるか、あるいはストラップ、成形、または本体部１０２に協働しうるように固定する他の形態によって、物理的に接続可能である、導電性構造から成ることが可能である。標的組織への電気経路は、細長い電極１０４の陽極−陰極の対によって画定される。例えば、一実施形態では、中央電極は、陰極であり、外側電極は、両方とも陽極であり、またはその逆である。したがって、電気療法または電気刺激信号伝達の電子は、標的領域を通って、中央電極内または外へ流動する。
【００３４】
複数の電極１０４のそれぞれは、対応するリードを介して、埋め込み型パルス発生器（図示せず）等の電気療法／電気刺激源に対応する近位端で接続される。一つの例示的実施形態では、リードはそれぞれ、各対応する電極１０４に形成、溶接、または好適に相互接続された絶縁ワイヤである。当業者は、リードが任意の好適な材料または形状から成ることが可能であることを理解されるであろう。さらに、リードはそれぞれ、導体種の組み合わせを含むことが可能である。したがって、例えば、リードはそれぞれ、絶縁標準ワイヤ部、非絶縁固体ワイヤ部、および／または渦巻、螺旋、または他のそのようなコイル状形状を有する、コイル状ワイヤ部を含むことが可能である。
【００３５】
本体部１０２は、例えば、エラストマー、ポリマー、形状記憶金属、形状記憶ポリマー、生分解性ポリマー、およびそれらの組み合わせを含む、医療装置用途に好適な任意の材料から形成可能である。一実施形態では、本体部１０２は、シリコーンゴム等の単一材料から形成されるが、他の実施形態では、本体部１０２は、好適なポリマーおよび／またはエラストマー内にＮｉｔｉｎｏｌまたは他の形状記憶合金等の形状記憶金属を封装することによって、形成可能である。別の実施形態は、単一材料または他のポリマーとの組み合わせとして、ジメタクリル酸オリゴ等の形状記憶ポリマーを使用することが可能である。さらに別の実施形態は、非生分解性ポリマーとの組み合わせとして、ポリカプロラクトン等の生分解性ポリマーを使用し、生分解性ポリマーの減少に伴って、より望ましい閉鎖姿勢を達成可能である。他の実施形態では、第１の層は、第２の層に協働しうるように結合され、本体部１０２を形成することが可能である。これらの実施形態では、第１の層は、シリコーンゴムを含み、第２の層は、シリコーンゴム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜、白金メッシュ等の金属メッシュ、またはそれらの組み合わせを含むことが可能である。第２の層に積層された第１の層から形成される自動屈曲シートは、米国特許第４，６０２，６２４号、発明の名称「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｃｕｆｆ、Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｏｆ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ」に記載されており、参照することによって、本明細書に援用される。
【００３６】
本体部１０２がポリマーおよび／またはエラストマーから形成される実施形態では、ポリマーおよび／またはエラストマーは、本体部１０２から放出可能な添加剤を含み、添加剤の部位特定送達を提供することが可能である。好適な添加剤は、例えば、抗体、他の薬剤、ステロイド溶出材料、およびそれらの組み合わせを含む。概して、添加剤は、濃度約５重量パーセント未満、より好ましくは、約１重量パーセント未満で、ポリマーまたはエラストマー中に存在する。
【００３７】
図７を参照すると、本体部２０２と、本体部２０２の表面上に配置される電極アセンブリとを有する弾性カフを含む、埋め込み型外部血管電気刺激システム２００が示される。好適な電極アセンブリおよび構成は、上述される。図４に示されるように、本体部２０２は、中空の内部の中へのアクセスを可能にする空隙２０４を画定する、中空の概して円筒形の本体を含むことが可能である。一実施形態では、本体部２０２は、概してＣ形状の断面を含むことが可能である。本体部２０２は、長手方向軸に対し変化可能であって、閉鎖姿勢から開放姿勢までの空隙２０４の調節を可能にする。概して、本体部２０２は、閉鎖姿勢の方へ偏向され、空隙２０４は、システム２００が周囲に嵌着するように適合される、生物学的血管構造の直径よりも若干小さい。一実施形態では、本体部２０２は、空隙２０４が、閉鎖姿勢では、頸動脈洞動脈２０６の直径よりも若干小さくなるように、偏向可能である。これらの実施形態では、本体部２０２は、空隙２０４を拡大し、生物学的構造の周囲に本体部２０２を載置することによって、生物学的構造２０６に装着可能である。空隙を画定する中空の概して円筒形の本体を有する神経カフは、米国特許第５，０３８，７８１号、発明の名称「Ｍｕｌｔｉ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｎｅｕｒｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」に記載されており、参照することによって、本明細書に援用される。
【００３８】
上述のように、本体部２０２は、例えば、エラストマー、ポリマー、形状記憶金属、およびそれらの組み合わせを含む、医療装置用途に好適な任意の材料から形成可能である。例えば、本体部２０２は、シリコーンゴム等の単一材料から形成されるが、他の実施形態では、本体部１０２は、ポリマー、エラストマー、混合物、およびそれらの共重合体から成る群から選択されるコーティング内に、形状記憶金属を封装することによって形成可能である。
【００３９】
図８および９を参照すると、埋め込み型外部血管電気刺激システムのさらなる実施形態は、第１のカフの本体上に配置された電極構造と、第１のカフに協働しうるように結合され、第１のカフおよびその上の電極に偏向された屈曲形状を提供可能な第２の別個の弾性カフとを含む。
【００４０】
図８を参照すると、第１のカフ３０２と、第１のカフ３０２の第１の表面３０６上に配置された複数の電極３０４を有する電極アセンブリとを含む、埋め込み型外部血管電気刺激システム３００が示される。第１のカフは、第１の概して平面の内側表面３０６と、第１の表面３０６と対向する第２の概して平面の表面３０８とを有することが可能である。第２の弾性カフ３１０は、第１のカフ３０２の第２の概して平面の表面３０８に協働しうるように結合されるか、または接続され、第１のカフ３０２に自動偏向性を提供することが可能である。図８の鎖線は、第２のカフ３１０によって視界から見えない第１のカフ３０２の境界を表す。そのような偏向性によって、前記第１のカフ３０２を動脈の少なくとも一部と概して整合させられ、有効な動脈−電極接合を維持しつつ、さらに動脈の正常な拍動拡張を実質的に可能にする。
【００４１】
図９を参照すると、第１のカフ４０２と、第１のカフ４０２の表面上に配置される複数の電極４０４を有する電極アセンブリとを含む、埋め込み型外部血管電気刺激システム４００が示される。第１のカフは、第１の概して平面の内側表面４０６と、第１の表面４０６と対向する第２の概して平面の表面４０８とを有することが可能である。第２の弾性カフ４１０は、その上に電極を有する前記第１のカフの第２の概して平面の表面４０８に結合または接続可能である。図９の鎖線は、第１のカフ４０２によって視界から見えない第２のカフ４１０の境界を表す。第２のカフ４１０は、第１のカフに自動偏向性を提供し、前記第１のカフ４０２を動脈の少なくとも一部と整合させ、有効な動脈−電極接合を維持しつつ、さらに動脈の正常な拍動拡張を実質的に可能にする。本実施形態では、第２の弾性カフ４０８は、第１のカフ４０２の境界の周囲に延在するフレーム状構成を含む。本構成では、第２のカフ４１０の偏向力は、各地点に付与されるか、または電極から遠位（すなわち、第１のカフ０４２の外周の周囲）に、したがって、電極４０４がその近位に配置される生物学的特徴（例えば、圧受容器）から遠位に配置される。その結果、第２のカフ４１０は、生物学的構造の所望の表面と接触しつつ装置１００を固定するように機能することが可能であって、過度に拍動拡張を阻止または圧受容器機能を干渉しない。
【００４２】
一実施形態では、本開示のカフの使用の際、カフの本体部は、偏向された閉鎖姿勢から開放姿勢に変化可能である。次いで、開放姿勢の本体部は、例えば、頸動脈洞動脈領域内の動脈等の生物学的血管構造の所望の表面の近位に配置されることが可能である。次いで、本体部は、偏向された閉鎖姿勢に戻り、生物学的血管構造の周囲にカフの本体部を巻着し、生物学的血管構造の表面と接触して電極アセンブリを載置可能である。カフの位置は、電気的刺激を生物学的血管構造に印加し、圧反射信号等の反応を監視することによって、試験可能である。上述の手技は、カフと、付随する電極アセンブリとの最適位置が決定されるまで、繰り返すことが可能である。カフの最適位置が決定されると、任意指部を生物学的血管構造の周囲に巻着させ、本体部に固定し、カフの追加的な固定を生物学的血管構造に提供することが可能である。
【００４３】
上述の実施形態は、例示を意図し、制限されるものではない。追加実施形態も、請求項の範囲内である。本発明は、特定の実施形態を参照して記載されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を成し得ることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、自動屈曲性シートを含む本体部を有する、弾性カフの実施形態の正面斜視図である。
【図２】図２は、図１のカフの背面斜視図である。
【図３】図３は、頸動脈洞動脈の周囲に配置される、図１のカフの斜視図である。
【図４】図４は、カフを動脈または静脈等の生物学的構造に追加的に固定するために、バックル構造と係着可能な指部を有する、弾性カフの上面図である。
【図５】図５は、図４の弾性カフの上面図であって、カフは、頸動脈洞動脈の周囲に配置される。
【図６】図６は、指部の表面上に配置された三角形パターンの縫合部位を有する、指部の上面図である。
【図７】図７は、頸動脈洞動脈の周囲に配置される概して円筒形の本体部を有する、弾性カフの実施形態の斜視図であって、本体部は、本体部の中空内部にアクセス可能な空隙または開口部を画定する。
【図８】図８は、弾性カフの実施形態の正面斜視図であって、弾性カフは、電極構造を含む第１のカフから分離する。
【図９】図９は、弾性カフのさらなる実施形態の正面斜視図であって、弾性カフは、電極構造を含む第１のカフから分離する。
【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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【国際調査報告】
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