(57)【要約】【課題】少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置、ならびにその使用方法を提供する。【解決手段】内科治療装置は、電気的刺激を用いて第１の医学的症状を治療するための刺激装置、および、第２の医学的症状を治療するために患者の内部に植え込まれるよう構成された植え込み可能なメッシュを含む。植え込み可能なメッシュは、既定の身体部分により近い位置に、刺激装置からの電気的刺激を伝導するように構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有し、この刺激は、第１の医学的症状を少なくとも部分的に治療する。【選択図】図１３ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置において、
前記患者の、神経学に基づいた第１の症状を治療するための神経刺激装置であって、前記患者の既定の神経を刺激することのできる周波数を有する第１の波形を生成するよう構成された第１の波形発生器、前記患者の組織を通過することのできる周波数を有する搬送波波形を生成するよう構成された第２の波形発生器、前記第１および第２の波形発生器に電気的に連結され、かつ、変調された波形を作り出すために前記第１の波形および前記搬送波波形を変調するよう構成された変調装置、ならびに、前記変調装置に電気的に連結され、かつ、前記患者の肌に実質的に隣接して位置付けられた電極、をさらに含み、また、前記変調された波形を前記患者の肌に適用するよう構成された、前記神経刺激装置と、
前記患者の第２の医学的症状を治療するために前記患者の内部に植え込まれるように構成された植え込み可能なメッシュと、
を具備し、
前記植え込み可能なメッシュは、植え込まれると、前記電極よりも前記既定の神経により近い位置に、適用される前記変調された波形を伝導するよう構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有する、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導要素は、複数の電気的伝導性繊維である、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、少なくとも部分的に織り込まれた前記伝導性繊維を有する、編まれたメッシュ、または、織られたメッシュである、装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、連結された前記伝導性繊維を有する、編まれたメッシュ、または、織られたメッシュである、装置。
【請求項５】
請求項２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、吸収性もしくは非吸収性の繊維、または、それらのある組み合わせで構成される、装置。
【請求項６】
請求項２に記載の装置において、
前記伝導性繊維は、伝導性金属または伝導性ポリマーで構成される、装置。
【請求項７】
請求項２に記載の装置において、
前記伝導性繊維は、伝導性金属または伝導性ポリマーで少なくとも部分的に被覆された非伝導性コア材料をさらに含む、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導性要素は、既定の別個の場所で前記メッシュに連結された個別の要素である、装置。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導性要素は、既定の別個の場所で、前記メッシュを伝導性材料で被覆することによって形成される、装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、
前記第１および第２の波形発生器、ならびに、前記電極は、肌にパッチを固定するための接着剤を有するパッチ装置の内部に位置付けられる、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、
前記既定の神経は、外陰部神経であり、
前記パッチは、実質的に哺乳動物の身体の腹部または仙骨の領域に位置付けられる、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、女性の尿失禁を治療するための尿道スリングである、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、
前記第１の波形は、実質的に１０〜４０Ｈｚの範囲内の周波数を有する、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
前記第１の波形は、方形波である、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の内科治療装置において、
前記搬送波波形は、実質的に１０〜４００ｋＨｚの範囲内の周波数を有する、装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、
前記搬送波波形は、正弦波形である、装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の装置において、
前記第１の波形発生器による前記第１の波形の生成、および、前記第２の波形発生器による前記搬送波波形の生成を制御するよう構成されたマイクロプロセッサ、
をさらに具備する、装置。
【請求項１８】
請求様１に記載の装置において、
前記メッシュは、ヘルニア修復メッシュである、装置。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２００６年１月３１日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／３４３，６２７号、および第１１／３４４，２８５号の一部継続出願であり、上記両出願は、２００５年６月７日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／１４６５２２号の一部継続出願であり、上記米国特許出願第１１／１４６５２２号は、２００５年１月２６日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／０４３８３０号の一部継続出願であり、上記米国特許出願第１１／０４３８３０号は、２００４年２月１１日に出願された米国仮特許出願第６０／５４３７２２号に基づく優先権を主張している。
【０００２】
〔発明の背景〕
１．発明の分野
本発明は、概して、患者の、異なる医学的症状を同時に治療するための装置および方法に関し、より詳細には、組み込まれた伝導性要素を有する植え込み可能なメッシュであって、選択された身体部分を電気的に刺激するための神経刺激装置または他の装置と共に使用され得るメッシュに関する。
【０００３】
２．背景の説明
植え込み可能な外科用メッシュは、ヘルニア修復、骨盤底修復、失禁治療用の尿道スリング、およびその他多くの処置など、様々な異なる外科処置のために、広く使用されている。ヘルニア修復では、メッシュは、突出部または欠損部を修復するために外科的に設置される。様々なメッシュ材料およびメッシュ構成が、当業分野で周知の異なる方法によって、腹壁を補強するため、および、腹壁欠損部を閉じるために、提案されている。骨盤底修復では、メッシュは、骨盤腔内で器官の脱出を修復するために使用される。こうした症状は、典型的には、常態では骨盤底によって支持されるが、膣の中に脱漏または突出してしまっている器官、すなわち、膀胱、腸、および子宮に関する。骨盤底脱出の最も一般的な原因は、経膣分娩である。
【０００４】
植え込み可能なメッシュはまた、失禁症を治療するためにも使用されている。「尿道スリング」として公知の比較的薄いメッシュ片が、切開手術を行うことなく、針を使用して、適する通路を介して通され、尿道の下にこのスリングを位置付けて残すことによって、（咳などの際）腹部から尿道に圧力が及ぼされている状況下で、スリングが尿道への支持を提供する。このような一方法が、参照によりその全てが本明細に組み込まれる米国特許第５，８９９，９０９号に詳細に記載されている。この方法によると、テープまたはスリングは、テープの一端に取り付けられた細長い湾曲した針を、膣壁の切開部から尿道の一方の側面へ通し、骨盤の骨の後ろの骨盤組織を通して、腹壁に作られた切開部から外に出すことによって、植え込まれる。次いで、処置を繰り返して、尿道の他方の側面にテープの他方の端部を通す。テープが適切に位置付けられた後、腹壁の外側に伸びる自由端部が、整えられる。時が経つにつれて、線維芽細胞がテープの中に成長し、周辺組織にテープを固着させる。こうして、テープは、身体内にインプラントとして残され、尿道を支持する人工の靭帯を形成する。
【０００５】
尿道下スリングはまた、異なる手段によっても設置され、この手段では、針が、最初に腹壁から通され、上記と同じ通路に沿って最終的に膣の切開部から出される。次に、テープが、なんらかの方式で、針に連結され、膣の切開部から身体を介して引き戻され、腹部切開部から出される。選ばれるアプローチ、すなわち膣アプローチまたは腹部アプローチは、外科医の好みによることが多い。尿道下スリングを植え込むためのさらに別のアプローチが、最近開発されており、このアプローチでは、スリングが、膣の切開部から延びる通路を介して、閉塞孔（obturator foramen）を通って出るように設置される。さらに別の公知の方法では、スリングは、同様に尿道の下に設置されるが、腹部切開部または閉塞孔を通って身体の外に伸びるのではなく、なんらかの仕方で（骨アンカーまたは組織アンカー）骨盤腔内に固着される。
【０００６】
上記のように、尿道スリングは、いかなる種類であれ、いかなる手段で設置されようとも、腹圧性尿失禁を治療するために使用される。腹圧性尿失禁は、典型的には、解剖学的構造の欠陥の結果であり、一方、もう１つの尿失禁の形態である切迫性尿失禁は、神経に基づくものであると思われ、一般的に、不安定排尿筋すなわち「膀胱痙攣」であることが明らかにされている。したがって、切迫性尿失禁は、通常は、手術による補正を促すことはない。場合によっては、女性は、混合型尿失禁として知られる症状である、腹圧性尿失禁および切迫性尿失禁の双方を有することがある。こうした場合の多くは、女性は、腹圧性尿失禁に関してのみ治療され、膀胱痙攣による尿失禁自体が解消されないと失望してしまう。混合型尿失禁の切迫性の要素は、単独での治療が必要であり、追加的介入を伴う。切迫性尿失禁は、尿漏れを結果としてもたらしたり、もたらさなかったりするが、両方の場合とも、それ以外は、同様の症候および同様の治療形態を有し、治療形態には、一般的に、行動の修正（駆りたてる気持ちを低減するための学習によって得た方策、計画的な排尿、カフェインなど膀胱を刺激する物質の回避、および、バイオフィードバックを伴うまたは伴わない骨盤底筋肉の運動）と薬物療法（典型的には、オキシブチニンまたはトルテロジン（tolterodine）などのような抗コリン作用薬）との組み合わせを含んでいる。これらの治療方法は、一生の治療を必要とする。残念ながら、行動の修正は、結果を維持するために絶え間のない努力を必要とし、利用可能な薬物は多くの患者に著しい副作用をもたらし、その結果、８０％の患者が一年以内に治療を中止する。代わりの治療は、症状を調節するために生活様式を修正するものであり、症状のひどさに応じた、「おもらし」を回避するための頻繁な排尿、および保護用パッドまたは肌着の着用などがある。
【０００７】
切迫性尿失禁を治療するための別のアプローチは、骨盤または下部尿管を刺激支配する（innervate）神経の刺激である。仙髄神経根（sacral spinal nerve roots）は、複数の対に分かれて、神経根の小孔を通って外側に出る。これらの神経根の主な行き先は、仙骨神経叢である。この仙骨神経叢からの神経は、下肢および骨盤器官の運動性神経支配および知覚性神経支配を提供している。より詳しくは、仙骨神経叢は、５つの仙骨神経対、すなわち、仙髄神経Ｓ１〜Ｓ５に分離している。これらの神経は、大腿、脚の下部分、足、外性器の大部分、肛門の周囲の領域に伝達経路を供給している。外陰部神経は、外陰部神経叢の最大の枝であり、第２、第３、および、第４の仙骨神経の腹側１次区分（anterior primary divisions）から導かれた、体性感覚要素、体性運動要素、および、自律運動要素（somatosensory, somatomotor and autonomic elements）から構成されている。外陰部神経は、膀胱、尿道括約筋、および、生殖器の機能に影響を及ぼす。外陰部神経の下側の枝は、結腸の蠕動運動、および、肛門括約筋の収縮力に寄与している。外陰部神経は膀胱に隣接していて、外陰部神経への刺激は膀胱を刺激支配し、したがって、膀胱の収縮を除去または軽減する。少なくとも１つの公知の、ミネソタ州ミネアポリスのMedtronic, Inc.から市販されている装置は、仙骨神経束内に延ばされた針を通して、仙骨神経を刺激する。しかしながら、この装置は、神経に一定の刺激を与えるために連続した信号を供給する。この装置のさまざまな欠点には、その装置の侵襲的な性質、および、身体の他の領域への望まれない刺激効果が含まれ、その理由は、仙骨神経全体が刺激されており、身体の複数の他の領域がそのような刺激によって刺激支配される（すなわち、脚の攣縮またはその類似状態をもたらす）からである。
【０００８】
アドバンスト・バイオニクス（Advanced Bionics）という名前の会社が、仙骨神経ではなく外陰部神経を特定して標的にする植え込み可能な刺激装置を有している。この装置は、外陰部神経の近傍に植え込まれるが、侵襲的でもあり、上記のように一定の信号を供給し、したがって、同様の欠点を有する。
【０００９】
失禁に加えて、女性は、多くの場合失禁と同時に、他の疾病も患うことがある。間質性膀胱炎は、炎症を起こしたすなわち刺激された膀胱壁を伴う、慢性的な膀胱の症状である。この症状を伴う患者は、膀胱および周囲の骨盤領域に軽い不快感、圧迫、圧痛、または、激痛を経験することもある。他の症候には、強い排尿の要求（尿意促迫）、頻繁な排尿の要求（頻尿）、または、それらの症候の組み合わせなどが含まれることがある。炎症が、膀胱の瘢痕化および硬直、より少ない膀胱の容量（膀胱がより少ない量の尿しか保持できない）、および、膀胱の内層（bladder lining）の非常に小さい出血を導く場合がある。極まれな場合には、潰瘍が膀胱の内層に形成される。７０万人を超えるアメリカ人が、間質性膀胱炎を患っていると推定され、そのうちの約９０％が女性である。
【００１０】
間質性膀胱炎の治療には、アスピリン、イブプロフェン、他の鎮痛剤、抗欝薬、および、抗ヒスタミン薬のような内用薬が含まれる。別の治療は、膀胱点滴注入法（膀胱の洗浄または沐浴）があり、この方法では、膀胱が溶液で満たされ、その溶液は空にされるまでのさまざまな時間に亘って保持される。これらの治療は、一生に亘る治療を必要とする。仙骨神経刺激インプラントは、間質性膀胱炎の治療にも用いられるが、上述したように、そのインプラントの侵襲的な性質、および、身体のその他の領域への望ましくない刺激の効果が、この治療法を望ましくないものにしている。手術は、最後のやむをえず訴える手段としての治療と考えられるが、必ずしも症候を改善しない。
【００１１】
尿失禁と同時に起こる場合がある他の疾病には、大便失禁および肛門失禁が含まれる。大便失禁は、腸を制御できないことであり、いくつかの原因があり、そのうち便秘症が最も一般的な原因である。大便失禁は、肛門の内括約筋および／または外括約筋と呼ばれる直腸の端部にあるリング状の筋肉のいずれかまたは両方への外傷によっても引き起こされる場合がある。女性では、損傷は出産時に起こることが多い。痔の手術も、括約筋に損傷を与える場合がある。大便失禁は、肛門の括約筋を制御する神経、または、直腸内の大便を感知する神経の損傷によっても引き起こされる場合がある。神経の損傷は、出産、排便しようと力む長年の習慣、脳卒中、糖尿病および多発性硬化症のような、神経に影響を及ぼす疾病によっても引き起こされる場合がある。さらに、直腸手術、放射線療法、および、炎症性腸疾患が、直腸の壁を硬くし、より弾力的でなくする瘢痕化を引き起こす場合がある。骨盤底の異常は、典型的には出産によって引き起こされ、この骨盤底の異常も大便失禁を導く場合がある。いくつかの異常の例には、直腸の知覚の低下、肛門管の圧力の低下、肛門管の圧搾圧力の低下、肛門の感覚の障害、直腸の垂れ下がり（直腸脱）、膣からの直腸の突出（直腸瘤）、ならびに／または、汎発性の骨盤底の脱力およびたるみがある。治療は、大便失禁の原因および重症度に応じて選択され、食事の変更、薬剤、腸のトレーニング、または、手術を含む場合がある。やむをえず頼る最後の手段は、人工肛門形成術であり、この手術は、大腸と腹壁との間に開口を外科的に形成する手術である。失禁が複数の事象の複雑な連鎖であることから、複数の治療法が、成功裡に制御するために必要な場合がある。
【００１２】
１つの種類の治療法は、典型的には、上述された異なる症状を治療するために用いることはできず、そして、上述したように、公知の治療法の多くは、侵襲的であるか、他の負の副作用を有する。したがって、必要とされているのは、異なる疾病または症状を同時に治療するための、改善された装置および方法である。
【００１３】
〔発明の概要〕
本発明は、患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置（medial treatment device）を提供する。この装置は、患者の、神経学に基づいた第１の症状を治療するための神経刺激装置を含み、神経刺激装置は、患者の既定の神経を刺激することのできる周波数を有する第１の波形を生成するよう構成された第１の波形発生器、患者の組織を通過することのできる周波数を有する搬送波波形（carrier waveform）を生成するよう構成された第２の波形発生器、第１および第２の波形発生器に電気的に連結され、かつ、変調された波形を作り出すために第１の波形および搬送波波形を変調するよう構成された変調装置、ならびに、変調装置に電気的に連結され、かつ、患者の肌に実質的に隣接して位置付けられた電極、をさらに含み、また、変調された波形を患者の肌に適用するよう構成されている。装置はまた、患者の第２の医学的症状を治療するために患者へ植え込まれるように構成された植え込み可能なメッシュを含み、植え込み可能なメッシュは、植え込まれると電極よりも、既定の神経により近い位置に、適用される変調された波形を伝導するよう構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有する。
【００１４】
また、患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための方法も提供され、この方法は、患者の、神経学に基づいた第１の症状を治療するために、患者の既定の神経を刺激することのできる周波数を有する第１の波形を生成することと、患者の組織を通過することのできる周波数を有する搬送波波形を生成することと、変調された信号を生み出すために第１の波形を搬送波波形で変調することと、患者の肌に、変調された信号を適用することと、適用される変調された信号を、電極よりも既定の神経により近い場所に伝導するために、複数の組み込まれた伝導性要素を有する植え込み用メッシュを使用することと、を含む。
【００１５】
また、女性の患者の尿失禁を治療するためのインプラントも提供され、このインプラントは、女性患者の尿道の下の支持ループとして、患者の身体内に植え込まれるよう構成された実質的に平坦な可撓性のあるメッシュまたはネットを含み、メッシュまたはネットは、織り込まれた繊維であって、少なくとも１つが電気的に伝導性である繊維からさらに構成される。
【００１６】
最後に、本発明はまた、患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置も提供し、この装置は、電気的刺激を用いて、患者の第１の医学的症状を治療するための刺激装置と、患者の第２の医学的症状を治療するために患者の内部に植え込まれるように構成された植え込み可能なメッシュと、を含み、植え込み可能なメッシュは、既定の身体部分により近い位置に、刺激装置からの電気的刺激を伝導するよう構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有し、この刺激は、第１の医学的症状を少なくとも部分的に治療する。
【００１７】
〔発明の詳細な説明〕
本発明を詳細に説明する前に、本発明はその適用すなわち使用を、添付の図面および記載に例示された構造および部品の配列の詳細に限定されないことが注意されなければならない。本発明の例示的な実施形態は、その他の実施形態、変形、および、改変によって実施されるか、または、それらに組み込まれてもよく、さまざまな方法で実現または実行されてもよい。例えば、本発明は女性のための尿道下スリングに関連して詳細に記載されているが、本発明が他の種類の植え込み可能なメッシュと共に使用されるよう、また、男性ならびに子供および成人の様々な症状を治療するために使用されるよう、容易に構成され得ることが理解されなければならない。
【００１８】
以下にさらに十分に記載されるように、本発明は、身体深くに電気エネルギーを伝導することのできる伝導性メッシュを提供する。本発明はまた、第２の異なる症状を治療するための外科用メッシュインプラントなどと共に、電気的刺激で治療可能な、選択された神経に基づく生理学的症状または他の身体的症状を治療するための神経刺激装置を提供する。メッシュインプラント自体は、神経刺激の効果を高めるよう、独自に設計される。
【００１９】
刺激装置の好ましい実施形態は、以下に詳細に記載されるが、他の刺激装置もまた、使用され得ることが理解されるべきである。まず、神経刺激装置の好ましい実施形態を参照すると、この装置の独自の態様は、神経または身体の他の部分が、神経の極近傍で身体内に挿入された針またはその他の侵襲的な要素を用いるのではなく、経皮的に、刺激される方式である。この経皮的な刺激は、患者にとって快適さの点で明らかな利点を有し、別の神経または脈管を誤って損傷する手術上のリスクをも除去する。本発明のシステムは、直接的な、しかし、好ましくは選択的な刺激を、神経またはその類似部分に提供し、その刺激は、望まれる場合には、膀胱収縮のような、身体内で感知された生理学的状態に対応するバイオフィードバックデータに部分的に基づいて制御されてもよい。
【００２０】
神経を刺激するための本発明の適用に関して、その適用の作動の基礎をなす原理は、身体内の神経が、隣接する神経単位に影響を及ぼさずに、選択的に刺激の標的とされることができる、という事実である。当業者はよく知っているように、生体電気性電位は、神経系組織内に見出される興奮性細胞の電気化学的活性の結果として生み出される。これらの興奮性細胞は、２つの電気的な状態、すなわち、静止電位、または、活動電位のいずれかにある。細胞は、適当な刺激が提供されて、細胞が活動すなわち閾値電位に到達するまで、静止電位状態に留まり、活動電位に到達すると、神経は「神経刺激を伝え（fires）」、活動電位は、細胞の細胞膜に沿って減衰されない一定の伝導速度で伝わる。このような活動電位の「全か無か（all-or-nothing）」の反応は、細胞膜の電位が、特徴的な繰り返し可能なサイクルを経験するようにし、その繰り返し可能なサイクルでは、電位は、最初に負の静止電位から正の活動電位へ移動し、次に再び負の静止電位へ戻り、これらの移動のすべてがほぼ１ミリ秒内に起こる。反応は、刺激が閾値電位を超える限り、刺激の大きさにかかわらず同じままである。
【００２１】
これもまたよく知られているように、興奮性細胞の細胞膜が（適当な刺激に対して）活動電位の反応を有する場合、第２の刺激に反応する細胞膜の能力は、大きく異なる。最初に、活動電位の一部分を脱分極する間、細胞の細胞膜は、刺激の強さにかかわらず追加の刺激に反応できない。この期間は、絶対不応期間（absolute refractory period）と呼ばれる。絶対不応期間の直後が相対不応期間であり、この期間では、細胞膜は、強い刺激にのみ反応できる。絶対および相対不応期間の存在は、上限周波数を結果としてもたらし、この上限周波数で、細胞は、繰り返し放電されることができる。したがって、神経単位は、周波数依存装置であるとみなすことができる。神経単位の周波数依存成分は、神経単位の全静電容量に応じて変わり、全静電容量は神経単位ごとに異なり、神経単位の長さ、直径、被膜（髄鞘形成）、および、その誘電性媒体の誘電率、の関数であるはずである。言い換えれば、任意の与えられた誘電性媒体に対して、神経単位の長さまたは直径、もしくは、髄鞘形成を変えることで、神経単位の全静電容量が変わる。
【００２２】
人体の神経単位は、直径、長さ、および、髄鞘形成が大きく異なるので、これらの神経単位の静電容量および伝導速度（作動周波数）も、大きく異なる。隣接する神経単位の物理的特徴のこれらの相違を用いることで、選択された神経が、隣接する神経単位に影響を及ぼさずに刺激の標的にされることができる。したがって、選択的な神経の刺激は、隣接する神経単位の周波数反応（静電容量）を特徴づけ、かつ、刺激周波数を重なり合わない領域に調整することによって、達成されることができる。例えば、隣接する２つの神経単位について考えると、神経単位Ａが０Ｈｚ〜２０Ｈｚの作動周波数帯域を有し、神経単位Ｂが２０Ｈｚ〜３０Ｈｚの作動周波数帯域を有する。したがって、２０Ｈｚ〜３０Ｈｚの周波数帯域内では、神経単位Ｂが、神経単位Ａに影響を及ぼさずに、選択的に刺激されることができる。さらに、刺激が神経単位Ｂの絶対不応期間の間に適用される（その間では上述したようにいずれの量の刺激も神経単位Ｂに神経刺激を伝えさせない）場合、または、刺激が相対不応期間の間に刺激を引き起こすのに必要な大きさより小さい場合、神経単位Ａは、重なり合う周波数範囲内でさえも、選択的に刺激されることができる。以下にさらに記載されるように、これらの原理は、身体内の２つ以上の神経の選択的な刺激を達成するために適用されることができる。
【００２３】
上述したように、表面電極は、身体内の神経および筋肉の両方を刺激するために用いられ得ることが知られている。しかし、遭遇するひとつの問題は、適用された電気信号が広範囲に拡散する傾向があり、標的とされた筋肉および神経だけでなく、標的にされていない筋肉および神経にも影響を及ぼすことであり、このことは、望ましくない場合が多い。さらに、このような信号の四散（dissipation）のせいで、適用される電流レベルは、標的とされた部位での適当な電流密度を確実にするよう十分に高められなければならない。電気信号を経皮的に適用することに関連する別の難題は、いくつかの神経が低周波数信号によって刺激され、例えば、外陰部神経は１０Ｈｚ〜４０Ｈｚ程度の低周波信号で刺激される、という事実である。そのような低周波信号は、それ自体では、身体組織を通過できず、したがって、直接的な経皮的適用を導くことはない。これらの多くの難題は、以下に詳しく説明される本発明の装置によって解決される。
【００２４】
図１は、本発明に基づく例示的な経皮的信号伝送装置１００を模式的に示している。その信号伝送装置は、好ましくは、経皮的パッチ１０１またはその類似物の中に収容されていて、その経皮的パッチは、皮膚の表面、好ましくは、患者の下腹部または仙骨下部の皮膚の表面に取り外し可能に固定されていてよい。パッチは、以下により詳しく説明される図１１に示された例示的な実施形態のように、任意の適する粘着絆創膏またはその類似物であってよい。
【００２５】
信号伝送装置１００は、アメリカ合衆国ミネソタ州エルクリバー（Elk River, Minnesota）のシムベット・コーポレーション（CYMBET（商標） Corp.）による、モデル番号ＣＰＦ１４１４９０Ｌのリチウムイオンフィルムバッテリーのような、適する電源１０２と、少なくとも第１の波形発生器１０４、第２の波形発生器１０６、および、第３の波形発生器１０７とを含み、第１の波形発生器１０４、第２の波形発生器１０６、および、第３の波形発生器１０７は、バッテリーに電気的に連結され、バッテリーによって電力を供給されている。これらの波形発生器は、アメリカ合衆国テキサス州ダラス（Dallas, Texas）のテキサス・インスツルメンツ（Texas Instruments）からモデル番号ＮＥ５５５として販売されている波形発生器のような、任意の適する種類の波形発生器であってよい。第１の波形発生器１０４は、ほぼ１０Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲内の周波数で刺激されることが知られている外陰部神経のような選択された第１の身体部分を刺激することが知られている周波数を有する第１の波形２０２（図２ａを参照）すなわち信号を生成する。上述したように、皮膚に適用されるそのような低周波信号は、本質的にかつひとりでに、外陰部神経を刺激するのに十分な電流密度で身体組織を通過して外陰部神経に到達することはできない。したがって、第２の波形発生器１０６が、より高い周波数の搬送波波形２０４を生成するために設けられていて、その搬送波波形２０４が第１の波形と共に、テキサス・インスツルメンツによるオン・セミＭＣ１４９６（On-Semi MC1496）変調器のような振幅変調器１０８に適用される。第１の波形は、好ましくは、ほぼ１０Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲内の周波数を有する方形波であり、第２の波形は、好ましくは、１０ｋＨｚ〜４００ｋＨｚの範囲内の周波数を有する正弦波状の信号である。当業者が容易に分かるように、この第１の波形２０２を第２の波形（搬送波波形）２０４で変調することによって、図２ａに示された形状を概して有する変調された波形すなわち信号２０６が結果として得られる。図２ａおよび図２ｂに示された信号は、専ら例示を目的としており、本明細書に記載される例示的な信号の正確な表現として意図されたものではない。
【００２６】
参照によってその全体が本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第１１／１４６，５２２号に詳しく記載されているように、この変調された信号２０６は、アメリカ合衆国テネシー州ヒクソン（Hixson, TN）のチャタノーガ・グループ・インコーポレイテッド（Chattanooga Group, Inc.）から入手可能なデュラステック自動粘着電極（DURA-STICK Self Adhesive Electrodes）のような、適切な表面電極１１０に提供されることができ、表面電極１１０は、変調された波形を皮膚に直接適用する。当業者が容易に理解するように、変調された信号を用いることによって、搬送波波形の高周波特性に起因して、波形が組織を通って伝送されることが可能になり、さらに、変調された信号の低周波数の包絡線（low frequency envelope）に起因して、波形が外陰部神経によって検出される（また、反応される）ことが可能になる。
【００２７】
単一の変調された信号２０６が１つの神経に選択的に影響を及ぼすために適用され得るが、変調された信号２０６は、周期的な非活動期間２０９を有し、その非活動期間２０９が、２つ以上の神経または異なる身体部分を経皮的かつ選択的に刺激することのできる信号パッケージを生成するために、さらに利用され得る。こうした生成を遂行するために、第３の波形発生器１０７が、第２の神経または身体部分を刺激するために特に選択される第１の波形と異なる周波数を有する第３の波形を生成する。例示的な第３の波形２１０は図２ａに示されている。この第３の波形は、変調された信号２０６への干渉を防ぐために、第１の波形２０２とは位相が異なっていなければならない。さらに、第１および第２の神経を刺激する周波数範囲が重なり合う場合、第３の波形は、第１の神経が後に続くこの刺激に反応できないことを確実にするために、第１の神経の不応期間の間に生成されるかまたは適用されてもよい。第１の波形２０２、第２の波形２０４、および、第３の波形２１０はすべて振幅変調器１０８に適用され、振幅変調器１０８は、３つの波形を、変調された信号パッケージ２１２に変調する。用語「信号パッケージ」は、本明細書では、３つ以上の個々の信号が任意の方法で一体に変調されたものからなる１つの出力信号を記述するのに使用されている。
【００２８】
上述したように、第１および第３の波形発生器は、互いに位相の異なるそれぞれの波形２０２，２１０を生成し、それらの波形は搬送波波形２０４と組み合わされた場合、信号パッケージ２１２の別個の離散した部分に沿って現れ、第１および第３の波形の各々は、異なる神経または身体部分を特定して標的にするように選択された周波数を有する。例えば、第１の波形２０２は、２０Ｈｚの周波数を有していてもよく、２０Ｈｚの周波数は、過活動膀胱に影響を及ぼすことが知られている、外陰部神経の自律運動要素の分枝への作用を有することが知られており、第３の波形は、１０Ｈｚの周波数を有していてもよく、１０Ｈｚの周波数は、間質性膀胱炎の治療に有用である、外陰部神経の体性運動の分枝（somatomotor branch）への作用を有することが知られている。周波数範囲が重なり合う程度まで、第３の波形は、上述したように、第１の神経の不応期間の間に適用されることができる。
【００２９】
上述したシステムおよび方法によって、変調された信号パッケージの個々の成分は、異なる神経、異なる神経の分枝、または、選択された別の身体部分を選択的に標的にするために用いられることができる。したがって、１つのパッチが、過活動膀胱、大便失禁、間質性膀胱炎、および、任意のその他の骨盤底の障害に関連する症候のような複数の異なる症候を軽減するよう設計された刺激信号を提供することができる。
【００３０】
ある特定の実施形態がここまで説明されてきたが、当業者は、適切な信号が、適する変調された信号および／または信号パッケージを獲得するために多くの異なる方法で操作されてもよいことに、気付くであろう。例えば、第４の波形発生器１０９がさらに含まれている場合があり、その第４の波形発生器１０９は、第２の搬送波波形とは異なる周波数を有する第４の搬送波波形２１４を生成する。第４の波形発生器１０９をさらに含むことは、第１および第２の神経または身体部分への刺激が、（１つまたは複数の）信号が異なる種類または量の組織を通過することを必要とする場合に、望ましいことがある。図示されているように、１つの振幅変調器１０８を用いて、第４の搬送波波形２１４は、変調された信号２０６となる信号に影響を及ぼすことを防ぐために、第１の波形の非活動期間の間にのみ適用されなければならない。別の実施形態では、図１ａに示されているように、第１の波形２０２および第２の搬送波波形２０４は、第１の振幅変調器１０８ａに提供されてもよく、その結果、図２ｂに波形２０６として示された第１の変調された波形が生じる。同様に、第３の波形２１０および第４の搬送波波形２１４が第２の振幅変調器１０８ｂに提供されてもよく、その結果、図２ｂに示された第２の変調された波形２１６が生じる。これらの第１および第２の変調された波形は、さらに、第３の変調器１０８ｃによって変調されてもよく、信号パッケージ（すなわち、２１０）が作り出されて、その信号パッケージは、電極１１０によって経皮的に適用されることができる。当然ながら、第１および第２の変調された信号は、第１および第２の電極を通して別個に適用されることもできる。
【００３１】
信号パッケージ２１２から分かるように、波形の期間には活動的でない期間が依然として存在する。追加的な信号が、これらの期間中に挿入され、周波数の影響を受けない他の外陰部神経または他の身体部分を標的にすることができる。
【００３２】
ここで図１１を再び参照すると、本明細書に記載されている経皮刺激装置は、経皮的パッチ１０１に組み込まれてもよい。このパッチは、下側面に任意の適する接着剤を有する第１の層１１１０を含んでいてもよく、活性電極１１１２および戻り電極１１１４が、第１の層の上側面１１１１に固定されている。接着層は、電極の形状に一致して電極を患者の皮膚の表面に直接接触させるための開口（図示されていない）を接着層の中にさらに含んでいてもよい。電極は、第１の層に直接固定されてよく、または、プラスチックのような任意の適する材料で構成された第２の層１１１６によって既定の位置に保持されていてもよい。第３の層１１１８は、可撓性の電子ボードまたは柔軟なボードからなり、そのボードは、上述したすべての電子要素を含み、電極と電気的に連結されている。第４の層１１２０は、任意の適する寸法および形状の薄膜バッテリーであり、第５の層１１２２は、絆創膏で広く用いられているプラスチック被覆のような、任意の適する被覆である。
【００３３】
経皮的にのみ適用されることが可能であるが、表面電極から標的神経への刺激エネルギーの伝導性は、伝導性通路または「管」を配置することによって増加することができ、その伝導性通路または「管」は、図１２ａ〜図１２ｃに示されているように、表面電極から標的神経まで、完全にまたは部分的に延びていてもよい。伝導性管は、デンマーク国のコントゥラ（Contura）から入手可能なアクアミド（Aquamid）（登録商標）注入可能ゲルのような架橋結合ポリアクリルアミドゲルであってよい。この注入される、または別様に挿入される生体不活性ゲルは、伝導率が高く、水溶液であっても、水溶液でなくてもよい。植え込まれたゲルは、ワイヤまたは鋼製電極のような硬質のインプラントを上回る利益を提供する。これらの利点のうちのあるものには、送達の容易さ、低侵襲性の特性、高められた患者の快適さが含まれ、その理由は、ゲルが硬質ではなく、患者の身体に順応することができるからである。上述したように、注入されたゲル管は、表面電極から標的神経への高伝導性通路であり、さらに、エネルギーの分散を減らし、表面電極と標的神経との間のエネルギー伝達の効率を高める。伝導性ゲル通路は、身体外（すなわち、皮膚の表面）に位置付けられた電極からの、または、皮膚の表面の下に位置付けられた電極からの、伝導性通路を提供してよく、それらの通路の両方が、皮膚の「近傍」にあるとみなされる。
【００３４】
図１２ａは、伝導性ゲル管１２０１が、患者の皮膚１２００の表面に位置付けられた経皮刺激装置から、標的神経１２０２または神経束に近い位置まで延びている例を示している。しかし、このようなゲル材料を使用することの別の利点は、硬質の伝導体（ワイヤ）と異なり、ゲルは、小孔およびその他の凹状領域に押し込められることができるということである。ワイヤまたは針電極は、標的神経の一平面の近傍にのみ到達することができるのに対して、変形可能で流動可能なゲル材料は、図１２ｂに示されているように、標的神経を包むことができる。したがって、ゲル管は、標的神経の３６０度全周囲に亘って電気的および物理的に接触することができ、それによって、従来の電極配列の問題を解消する。経皮刺激装置から標的神経に近い位置まで実質的に延びているとして上述されたが、伝導性ゲル管はまた、標的神経に実質的に接触した位置から経皮刺激装置に近い（しかし、実質的に接触していない）位置まで延びている場合もある。この種類の構成が、図１２ｃに示されている。任意の構成の複数のゲルポケットまたはゲル管が用いられてもよい。
【００３５】
１つの適する伝導性ゲルが上述されたが、さまざまな他の材料も適している。多くの熱硬化性ヒドロゲルおよび熱可塑性ヒドロゲルもまた用いられてよい。熱硬化性ヒドロゲルの例には、ポリＨＥＭＡおよびコポリマーの架橋結合した変種、Ｎ置換アクリルアミド、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリ（グリセリルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル−Ｎ'−アクリルアミド）（poly(N, N-dimethylaminopropyl-N'-acrylamide)）、ならびに、それらと、親水性および疎水性コモノマー、架橋剤、および、その他の改質剤（modifiers）との組み合わせが含まれる。熱可塑性ヒドロゲルの例には、ＨＹＰＡＮのようなアクリル系誘導体（acrylic derivatives）、ビニルアルコール誘導体、親水性ポリウレタン（ＨＰＵ）、および、スチレン／ＰＶＰブロックコポリマーが含まれる。
【００３６】
本発明によると、表面電極から標的神経への刺激エネルギーの伝導性はまた、図１３ａ〜図１３ｇに示されるような、一体化された伝導性の要素または繊維もしくはワイヤを備えたメッシュを配置することにより増加され得る。このことは、特に、このようなメッシュが一患者の個別の症状を同時に治療するために使用され得る場合、伝導性を高めるための非常に有益な方策となり得る。例えば、上記で簡単に論じられたように、多くの場合、女性患者は、尿道下スリングを用いて治療され得る腹圧性尿失禁と、神経学に基づいた切迫性尿失禁症状との両方を有する。本発明にしたがって構造付けられたメッシュは、腹圧性尿失禁を治療すると共に、切迫性尿失禁を治療するために使用され得る、本明細書に記載された神経刺激装置の効果を高めるだろう。メッシュの伝導性繊維は、電気を組織深くの標的神経の近くに伝導し、よって、より効率的な刺激を提供する。さらに、本明細書に記載されるよう構造付けられたメッシュは、ヘルニア修復および骨盤底修復など、その他様々な外科処置で使用されてもよい。電気的刺激によって利益を得る、神経学に基づいた個別の症状またはその他の個別の症状がない場合でも、本明細書に記載されたメッシュは、ある例においては治癒プロセスを早めるよう周辺組織を刺激するために使用され得るという点で、有益である。
【００３７】
上記のように、尿失禁の場合、以下にさらに記載されるような、組み込まれた伝導性要素を有するメッシュまたはテープは、骨盤組織を通って、尿道と膣壁との間に位置付けられ、支持用スリングを作り出す。メッシュは、組織が内部成長する構造を提供し、よって、尿道を支持するための新しく作り出された身体組織を提供する。咳やくしゃみの際などに、下腹部内の神経に圧力が加わると、メッシュが尿道に支持を提供し、尿道は閉じた状態を保ち、不要な尿排泄を防ぐことができる。
【００３８】
ここで図１３ａ〜図１３ｆを参照すると、メッシュ１３００は、組織が内部成長するのに十分な孔寸法を有する任意の適する生体適合性物（biocompatible natural）および／または合成材料を具備する。好ましい実施形態では、メッシュは、ニュージャージー州サマービルのエシコン・インコーポレイテッド（Ethicon, Inc.）が製造するPROLENE（登録商標）およびPROLENE（登録商標）Softなどの、非吸収性の編まれたポリプロピレンメッシュである。代替の実施形態では、メッシュは、エシコン・インコーポレイテッドが製造するVypro（商標）などの、部分的に吸収性のポリプロピレンとポリグラクチンのメッシュである。
【００３９】
メッシュは、意図される目的に適した、便利ないかなる形状をしていてもよい。メッシュは、一重または二重層の、概して平坦な構造のものであってよく、あるいは、適切な場合、追加的な支持強度、および、組織繊維が触れることのできるより多くの表面領域を提供する管状のものであってもよい。さらには、メッシュは、生体吸収性の材料および非生体吸収性の材料など、異なる種類の材料からなってよい。メッシュはまた、以下に論じられるように、感染を防ぐかまたは最小限にするために抗菌性の添加剤で被覆されてよく、また、メッシュの組織通過を促進するために潤滑被覆、例えば生体吸収性ヒドロゲル、で被覆されてもよい。メッシュはまた、放射線不透過性とされてもよく、かつ／または、身体組織と対照的な色で作られ、将来の診断において視覚化されるようにされてもよい。
【００４０】
図１３ａに示される一実施形態によると、１つまたは複数の伝導性の繊維、糸、ワイヤ、またはその類似物１３０２（以下総じて「繊維」という）が、メッシュ構造物（つまり、メッシュ繊維１３０１）として組み込まれる。「組み込まれる」とは、織り込まれる、部分的に織り込まれる（一旦メッシュが植え込まれても、繊維が最適に配置するために動くことができるように端部を接着させずに織られることを含む）、または熱接合、超音波溶接、接着剤、もしくは機械的連結などの任意の適する手段によって連結されることを意味する。これらの伝導性繊維は、好ましくは、糸のような構造を有し、メッシュを通して電気エネルギーまたは熱エネルギーを伝導させ伝えることができる。繊維は、丸状、平板、矩形、または任意のその他の適する形状もしくは構成であってよい。繊維の長さは、メッシュの一部であっても、または、メッシュ全体の長さであってもよい。代替的に、繊維糸ではなく、任意の適する形状または形態（つまり、球状、らせん状、矩形など）の伝導性要素１３０３が、図１３ｂに示される用に、メッシュの長さおよび／または幅に沿って、特定の場所において、メッシュ構造物に取り付けられてよい。
【００４１】
伝導性繊維１３０１は、ニチノール、または、他の任意の生体適合性伝導性金属などの金属で作られてよい。繊維はまた、伝導性の金属またはポリマーで被覆されたポリプロピレンなどの非伝導性金属であってもよい。繊維の伝導性部分１３０５は、図１３ｃに示されるように繊維の全長さに亘って延びても、または、図１３ｄに示されるように繊維の一部のみであってもよい。被覆の既定の分散パターンは、独自の電子抵抗特性を作り出し得る。図１３ｄに示されるように破壊された、または、破裂した伝導性材料でメッシュを被覆することは、全体構造のインピーダンスに影響を及ぼす。さらに、被覆された、または被覆されない複数のワイヤが、メッシュに沿って特定の点で電磁場を作り出すために用いられ得る。例えば、図１３ｅに示されるように、１つのワイヤ１３０６が、プラス極となり、隣接するワイヤ１３０７がマイナス極となり得る。両極は一緒になって、組織に広がる電磁場を導く。結果的として生じる電磁場は、植え込まれると、特定の神経、筋肉群、または任意の生理学的機能を刺激し得る。図１３ｃおよび図１３ｄには、個々の被覆された繊維が示されるが、伝導性被覆はまた、メッシュが同様の結果を達成するよう完全に構造付けられた後で、メッシュの既定の場所に適用されてもよい。
【００４２】
ここで図１３ｆを参照すると、異なる長さの複数の伝導性ワイヤが、メッシュに亘る刺激から特定の応答を引き起こすために使用され得る。例えば、尿失禁の場合、メッシュは、伝導性要素１３０６、１３０７を、外陰部神経１３１６の近傍にリード線端部１３０６ａ、１３０７ａが位置付けられるように、尿道１３１５の下または周囲に設置され得る。次に、これら要素の端部は、メッシュ構造体内で、オフセットされ、電気通路を作り出し、エネルギーがその通路を流れ、可変性を作り出すようにされる。次に、正および負の刺激の組み合わせが適用され、外陰部神経によって支配される組織および神経の周辺の組織および神経を刺激する。このようにして、神経の長さ上における選択された領域が、次に、標的とされる。また、メッシュの長さに沿ったワイヤの端点の異なる配置を利用することによって、外陰部神経刺激の最適な組み合わせが達成され得る。
【００４３】
上述されたように、本明細書で記載されるように構造付けられたメッシュは、表面電極から標的神経に刺激エネルギーを伝導することができ、表面電極と標的神経との間におけるエネルギーの分散を減らし、エネルギー伝達の効率を高める。
【００４４】
メッシュは、身体にメッシュを設置するための、許容されるいかなる外科的方法によって植え込まれてもよい。一旦、メッシュが適切に位置付けられると、次に、伝導性の繊維が、移動可能な繊維である場合、意図される機能を実施するために、最適に位置付けられる。また、神経刺激に使用される場合は、次に、経皮的パッチが肌の適切な領域（つまり、外陰部神経を刺激するのに使用される場合は、仙骨領域）に設置され、エネルギーがパッチから皮膚およびメッシュの伝導性繊維を通して所望の神経に伝送される。
【００４５】
上記の装置はまた、電気的刺激の適用を制御するために使用されるバイオフィードバック機構と共に、使用されてもよい。例えば、バイオフィードバックは、切迫性尿失禁を治療するための閉ループシステムを作り出すために使用され、この閉ループシステムでは、外陰部神経の刺激は、外陰部神経を刺激する際の既知の試みにおいては継続的であったのとは逆に、選択的であり、必要なときにのみ適用される。このようなシステムは、好ましくは身体内に植え込まれる１つまたは複数のセンサー装置１１５を、さらに含んでいる。センサー装置は、好ましくは、選択された生理学的特性を感知する少なくとも１つのセンサー１２０（図３）と、以下により十分に記載されるように、センサーによって収集されたデータまたは情報をさらに処理するために身体の外側に送り返す、データ伝送装置１２２とを含む。
【００４６】
ここで図３を参照すると、信号伝送器１００は、より大きな信号制御装置３００の一部であり、信号制御装置３００は、アメリカ合衆国カリフォルニア州サニーベイルのマキシム・セミコンダクターズ（Maxim Semiconductors）から入手可能なＭＡＸ１４７２のような受信装置３１０をさらに含んでおり、受信装置３１０は、バッテリー１０２に電気的に連結され、バッテリー１０２から電力を供給されている。受信装置は、１つまたは複数のセンサー１１５からデータを受信し、受信したデータをマイクロコントローラ３１２またはその類似物に供給する。マイクロコントローラは、データを受信し分析するようにプログラムされ、このデータに基づいて第１および第２の波形発生器１０４，１０６に入力データを供給し、それによって、信号伝送器１００による信号伝送を制御する。例えば、バイオフィードバックセンサー１１５は、以下に詳しく記載されるように、膀胱内に植え込まれた圧力センサーであってよい。ある時間に亘って膀胱内で測定された圧力は、膀胱収縮の存在および大きさを示しているので、このような測定値が（膀胱内のゆっくりとした一様な圧力の増加を結果としてもたらす正常な膀胱収縮と比較して）痙攣性の膀胱筋肉の活動を示すと、フィードバック信号が、受信装置に伝送され、次に、マイクロコントローラへ伝送されうる。この信号の受信に基づいて、マイクロコントローラは、波形発生器を制御することによって、電極が変調された信号を伝送するようにする。外陰部神経がその変調された信号を受信すると、膀胱筋肉を神経支配して、痙攣性の筋肉収縮を実質的に除去する。
【００４７】
ここで図４、図５ａ、および、図５ｂ、を参照すると、例示的なバイオフィードバック装置１１５が、ここではより詳しく記載される。ある好ましい実施形態では、植え込み可能なバイオフィードバック装置１１５は、電源４０２、１つまたは複数のセンサーコンポーネント４０４、および、電子的インターフェース４０６を含む複数の電子コンポーネントから成り、電子コンポーネントの各々は、当業者によく知られた方式で、互いに電気的に連結され、プリント回路基板４０７上に機械的に取り付けられている。１つまたは複数のセンサーコンポーネント４０４は、身体内の既定の生理学的特性を感知し、その特性を表現する信号またはデータを電子的インターフェース４０６に伝送する。そのシステムは、感知された生理学的特性と相関を有するデータを記憶するためのデータ記憶要素をさらに含んでいてもよいが、患者の身体の外側にデータを伝送して、上述したような変調された信号の生成を制御するのにデータが用いられるようにするための伝送器４０９をも含んでいてもよい。図５ａおよび図５ｂの両方に示されているように、ある実施形態では、バイオフィードバック装置１１５は、潰れることができるハウジング５１０すなわちケージによって実質的に囲まれている。
【００４８】
好ましくは、バイオフィードバックシステム（ハウジングを除いて）は、全体の寸法で、直径ｄが約０．６５ｍｍ〜約１０ｍｍ、長さＬが約０．６５ｍｍ〜約１０ｍｍである。ある好ましい実施形態では、センサーコンポーネントは、患者の膀胱内の圧力を測定するための超小型圧電抵抗圧力トランスデューサ（micro-miniature piezo-resistive pressure transducer）である。適するトランスデューサは、アメリカ合衆国イリノイ州ショームバーグ（Schaumburg, Ill）のモトローラ（Motorola）からのＭＰＸシリーズ圧力センサーである。その他の適するコンポーネントには、アメリカ合衆国テキサス州ダラスのテキサス・インスツルメンツ・インコーポレイテッド（Texas Instruments, Inc.）からのＭＳＰ４３０Ｆ１４９マイクロコントローラが含まれていてよく、このコンポーネントは、圧力センサーからのデータを取得し、フィルタリングし、記憶するのに使用されることができ、その他の適するコンポーネントには、任意の適する生体適合性のリチウム電池のような電源も含まれていてよい。特に適する電子的コンポーネントが上述されたが、その他にも多くの適するコンポーネントが存在し、本発明に組み込まれてもよい。上述したように、電子的コンポーネントは、好ましくは、プリント回路基板上に取り付けられる。それに続いて、コンポーネントおよび回路基板は、コンポーネントおよび回路基板を膀胱内の流体環境のような環境から保護するために、シリコーンもしくはその他の適するカバーによって覆われるか、またはカプセル封入されていてよい。
【００４９】
ここで図５ａおよび図５ｂにより詳しく例示されているようなハウジング５１０を再び参照すると、ある好ましい実施形態では、ハウジングは、ニチノール、ステンレス鋼、もしくは、チタン合金のような、適する金属、または、ポリプロピレン、もしくは、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terapthalate）のような、適する生体適合性のポリマーで作られた、潰れることが可能なケージである。潰れることが可能なケージは、ケージが患者の尿道を通して挿入できるように十分小さい、図５ａに示された潰れた状態で存在できるという点で、有益である。しかし、以下により詳しく記載されるように、一旦、膀胱内に挿入されると、ケージは、図５ｂに示された拡張した状態を呈することができ、その拡張した状態は、ケージが尿道に戻ることができず、したがって、身体から取り出すことが所望されるまで、膀胱内に留まるように、十分に大きい寸法を有する。ハウジングすなわちケージは、外力によって圧縮されていなければその拡張した状態（図５ｂ）に戻る。電子的コンポーネントおよびプリント回路基板は、生体適合性の接着剤を使用するなど、任意の適する方式で、ケージに機械的に固着されていてよい。ハウジングは、ハウジングから外向きに延びる尾部要素５１２をさらに含んでいてよい。この尾部要素５１２は、図４に示された伝送器構成の代わりに、装置のための伝送器として作動してよい。以下にさらに記載されるように、この尾部要素５１２はまた、所望される場合、追加のセンサー要素を組み込んでいてもよい。
【００５０】
別の実施形態では、拡張可能なケージは、アメリカ合衆国ニュージャージー州サマービルのエシコン・インコーポレイテッド（Ethicon, Inc.）からのエチソーブ（Ｅｔｈｉｓｏｒｂ）（登録商標）（ポリグラクチン（polyglactin）およびポリジオキサノン（polydioxanon）から作られた吸収性合成複合材料）のような吸収性材料、または、吸収性材料と非吸収性材料との組み合わせで作られていてよい。吸収性材料は、植え込み可能な装置が、一時的なデータの取得のために使用され、続いて、十分なデータが収集された後に、非侵襲的な方式で、身体から放出され得るように、好ましくは、少なくとも２日〜３日のような既定の期間の後に、分解する。
【００５１】
上記の潰れることが可能なケージの代わりとして、ハウジングは、潰れることが可能な構造ではなく安定した構造を有していてもよく、その安定した構造は、それ自体が尿道の直径より小さい外径Ｄを有しており、尿道を通して膀胱の中に挿入できるようにされている（図６を参照）。ハウジングは、ハウジングから外向きに延びる、ねじ山、とげ（barbs）、または、それらの類似物などの１つまたは複数の突出部６０２をさらに含んでいてよく、この突出部は膀胱の側壁に向けて押されるか、または、押し込まれることによって、膀胱の側壁に取り付けられうる。さらに別の実施形態では、植え込み可能な装置は、膀胱壁に縫合されてよく、または、生体適合性の適する接着剤を使用して、膀胱壁に接着されてよい。
【００５２】
装置１１５を植え込むために、ハウジング５１０は、圧縮され、図７ａに示されているように単一または複数の内腔を備えたカテーテル７００の中に装填され、カテーテル７００は、先端または遠位端部７０３が膀胱７０４の中に位置付けられるまで、尿道７０２を通して挿入される。カテーテルは、フォーリーカテーテル（Foley catheter）のような、尿道内での適用に適した任意のカテーテルであってよい。Ｘ線透視検査、超音波検査、または、当業者に知られたその他の同種の技術が、植え込み可能なシステムを膀胱の中に送達し設置するのを援助するために使用されてよい。複数の内腔を備えたカテーテルが使用される場合、植え込み可能なシステムを設置する間に、他の内腔は、膀胱を満たすかまたは水分を排出させるために、薬剤を送達するために、可視化のためのアクセスを提供するために、または、圧力を監視するために、使用されてよい。プッシュロッドまたはその類似物などの放出要素７０６が、装置およびハウジングの後から第１の内腔の中に挿入され、一旦、カテーテルの遠位端部が膀胱の中に適切に位置付けられると、放出要素７０６が図７ｂおよび図７ｃに示されている矢印の向きにカテーテルの遠位端部に向けて動かされ、それによって、装置およびハウジングをカテーテルの遠位端部から膀胱の中に放出する。植え込み可能なシステムがカテーテルから出ると、潰れることが可能なケージ５１０は、もはやその潰れた状態に保持されず、その完全に拡張した状態へと拡張し始める。カテーテルの使用が記載されているが、その他の適する植え込み方法が使用されてもよく、膀胱鏡またはそれに類似の手術器具の作業チャネルを通した設置、または、腹腔鏡または切開手術による設置などが使用されてもよい。一旦、膀胱の中に設置されると、拡張可能なケージは、装置が膀胱頸部に引っかかるか、または、装置が尿道に入るのを防止するように寸法付けられるが、尿が自由にケージを流れるようにもする。図８は、膀胱７０４内で完全に配備された装置を示している。
【００５３】
上述されたように、拡張可能なケージを用いない別の実施形態も、図６に示されたもののように、適している。そのような装置の植え込み方法は、上述したものと同様であり、カテーテル内の放出要素が突出要素６０２を膀胱壁に向けて駆動するために用いられ、それによって装置を膀胱に固着させる。
【００５４】
本発明の目的のために、装置１１５は、好ましくは、長期間に亘って膀胱内に留まって、電極の作動を制御するために使用される一定のフィードバックを提供する。一定のフィードバックが用いられない場合（すなわち、図１では）であっても、本明細書に記載された植え込み可能なセンサーが、正確な診断および／または適切な治療を与えるのに有用なデータを得るために使用されてよい。例えば、装置は、１日〜２日に亘って膀胱内に留まり、１／２秒毎に膀胱圧の測定値が測定されることもできる。膀胱圧の変化のタイプおよび頻度が、その後に分析されて、泌尿機能を評価するためにフィードバックが提供され得る。例えば、ある期間に亘って測定された小胞圧（vesicle pressure）が、排尿時刻および頻度を明らかにすることができ、過活動膀胱の表示、または、膀胱への尿のたまりすぎの表示を提供できる。ある実施形態では、センサー要素が、長期間に亘るスリープモードで作動し、圧力またはその類似値を測定するために一定の時間間隔で「起動（waking up）」するように、設計されている。一旦、十分なデータが収集されると、装置はその後、植え込み可能な装置を回収するために膀胱内にカテーテルを挿入することによって、または、装置を回収するために膀胱鏡またはその他の適する器具の操作チャネルを用いることによって、膀胱から取り出される。カテーテルまたは膀胱鏡が膀胱に挿入され、装置が把持されてカテーテルまたは膀胱鏡のチャネル内に引き戻され、その後、身体から取り出される。
【００５５】
これらの環境の下で、バイオフィードバック装置は、データを伝送するのではなくデータを記憶するために、伝送器に加えて、または伝送器の代わりに、データ記憶装置４０８（図４）をさらに組み込んでいてもよい。データは、その後、好ましくは、例えば、無線周波数取得による、ＥＮＤＥＣ  ＨＳＤＬ−７００１のような赤外線データ収集ユニットおよびマイクロプロセッサとインターフェースを介して接続されたＩｒＤＡトランシーバＨＳＤＬ−３２０２による無線方式、または、ＲＳ２３２インターフェースなどを介する有線配線の接続による方式など、任意の適切な方式で、データをＰＣベースのソフトウェアアプリケーションにアップロードすることによって、検索され操作されてよい。
【００５６】
図３を再び参照すると、この場合には、フィードバックデータが用いられており、受信機３１０は、１つより多くのフィードバック装置１１５からフィードバックデータを受信してよい。図９に示されたある実施形態では、図４に関して図示され記載されたセンサー装置と同様の第２の植え込み可能なセンサー装置９０２が、患者の膣管内に挿入するように設計されており、したがって、好ましくは、図示されているように、「タンポンに類似の」装置またはケース内にカプセル封入されている。このケース９１２は、好ましくは、タンポンと同様に、簡単に巻かれたまたは束ねられた綿である。腹圧を感知する第２の植え込み可能な装置、および、膀胱内圧を感知する第１の植え込み可能な装置によって、排尿筋圧（膀胱組織の壁を裏打ちしている筋肉の圧力）が、膀胱圧を腹圧から減算することによって求められる。排尿筋圧の上昇は、患者が緊張する、せきをする、くしゃみをする、笑うなどしたときに起こり、これらの圧力の検出は、膀胱および下部尿管のさまざまな疾患状態の診断において臨床的に重要である。例えば、排尿筋圧の上昇の頻度は、切迫性尿失禁を評価するための有意義なデータを提供する。
【００５７】
別の実施形態では、２つの植え込み可能な装置のうちの１つが、データをもう１つの植え込み可能な装置に伝送し、次に、そのもう１つの植え込み可能な装置が、両方の集合データを受信機３１０に無線で伝送する。
【００５８】
さらに別の実施形態では、膀胱内の第１の植え込み可能な装置は、図１０および図１０ａに示すように、一つまた複数の尾部要素に組み込まれた一つまたは複数の追加のセンサー９５０をさらに含んでいる。ある具体的な実施例では、センサーは、図８に示すように、膀胱内の装置から、括約筋を通って尿道管７０２の中へと延びるように設計された尾部要素の中に組み込まれた漏れ検出センサーである。このセンサーは、流体の存在を検出し、したがって、腹圧性尿失禁の患者で起こるような尿の漏れを検出し、それと同時に、膀胱内の圧力センサーが膀胱圧を測定する。したがって、腹圧性尿失禁の発現は、尿道を通る流体の漏れの検出と同時に膀胱圧の上昇が起こった時を関連付けることによって記録できる。
【００５９】
さらに、複数の尾部要素９５０ａ，９５０ｂ，９５０ｃは、膀胱内の異なる点での圧力を記録し、より正確な読み取り値を提供するために、図１０ａに示されているように複数のセンサー要素９５２ａ，９５２ｂ，９５２ｃを組み込んでいてよい。
【００６０】
これまでの記載から、本発明の具体的な形態が例示され記載されたが、さまざまな変形が本発明の真髄および範囲を逸脱せずに行われることが、明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によって限定される以外に、限定されることは意図されていない。
【００６１】
〔実施の形態〕
（１）患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置（medial treatment device）において、
前記患者の、神経学に基づいた第１の症状を治療するための神経刺激装置であって、前記患者の既定の神経を刺激することのできる周波数を有する第１の波形を生成するよう構成された第１の波形発生器、前記患者の組織を通過することのできる周波数を有する搬送波波形を生成するよう構成された第２の波形発生器、前記第１および第２の波形発生器に電気的に連結され、かつ、変調された波形を作り出すために前記第１の波形および前記搬送波波形を変調するよう構成された変調装置、ならびに、前記変調装置に電気的に連結され、かつ、前記患者の肌に実質的に隣接して位置付けられた電極、をさらに含み、また、前記変調された波形を前記患者の肌に適用するよう構成された、前記神経刺激装置と、
前記患者の第２の医学的症状を治療するために前記患者の内部に植え込まれるように構成された植え込み可能なメッシュと、
を具備し、
前記植え込み可能なメッシュは、植え込まれると、前記電極よりも前記既定の神経により近い位置に、適用される前記変調された波形を伝導するよう構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有する、装置。
（２）実施態様１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導要素は、複数の電気的伝導性繊維である、装置。
（３）実施態様２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、少なくとも部分的に織り込まれた前記伝導性繊維を有する、編まれたメッシュ、または、織られたメッシュである、装置。
（４）実施態様２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、連結された前記伝導性繊維を有する、編まれたメッシュ、または、織られたメッシュである、装置。
（５）実施態様２に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、吸収性もしくは非吸収性の繊維、または、それらのある組み合わせで構成される、装置。
【００６２】
（６）実施態様２に記載の装置において、
前記伝導性繊維は、伝導性金属または伝導性ポリマーで構成される、装置。
（７）実施態様２に記載の装置において、
前記伝導性繊維は、伝導性金属または伝導性ポリマーで少なくとも部分的に被覆された非伝導性コア材料をさらに含む、装置。
（８）実施態様１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導性要素は、既定の別個の場所で前記メッシュに連結された個別の要素である、装置。
（９）実施態様１に記載の装置において、
前記複数の電気的伝導性要素は、既定の別個の場所で、前記メッシュを伝導性材料で被覆することによって形成される、装置。
（１０）実施態様１に記載の装置において、
前記第１および第２の波形発生器、ならびに、前記電極は、肌にパッチを固定するための接着剤を有するパッチ装置の内部に位置付けられる、装置。
【００６３】
（１１）実施態様１に記載の装置において、
前記既定の神経は、外陰部神経であり、
前記パッチは、実質的に哺乳動物の身体の腹部または仙骨の領域に位置付けられる、装置。
（１２）実施態様１１に記載の装置において、
前記植え込み可能なメッシュは、女性の尿失禁を治療するための尿道スリングである、装置。
（１３）実施態様１２に記載の装置において、
前記第１の波形は、実質的に１０〜４０Ｈｚの範囲内の周波数を有する、装置。
（１４）実施態様１３に記載の装置において、
前記第１の波形は、方形波である、装置。
（１５）実施態様１４に記載の内科治療装置において、
前記搬送波波形は、実質的に１０〜４００ｋＨｚの範囲内の周波数を有する、装置。
【００６４】
（１６）実施態様１５に記載の装置において、
前記搬送波波形は、正弦波形である、装置。
（１７）実施態様１に記載の装置において、
前記第１の波形発生器による前記第１の波形の生成、および、前記第２の波形発生器による前記搬送波波形の生成を制御するよう構成されたマイクロプロセッサ、
をさらに具備する、装置。
（１８）実施態様１に記載の装置において、
前記メッシュは、ヘルニア修復メッシュである、装置。
（１９）患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための方法において、
前記患者の、神経学に基づいた第１の症状を治療するために、前記患者の既定の神経を刺激することのできる周波数を有する第１の波形を生成することと、
前記患者の組織を通過することのできる周波数を有する搬送波波形を生成することと、
変調された信号を生み出すために、前記第１の波形を前記搬送波波形で変調することと、
前記患者の肌に、前記変調された信号を適用することと、
適用される前記変調された信号を、前記電極よりも前記既定の神経により近い場所に伝導するために、複数の組み込まれた伝導性要素を有する植え込み用メッシュを使用することと、
を具備する、方法。
（２０）実施態様１９に記載の方法において、
前記複数の伝導性要素は、複数の伝導性繊維である、方法。
【００６５】
（２１）実施態様２０に記載の方法において、
前記複数の伝導性繊維は、実質的に前記メッシュの長さに沿って延びる、方法。
（２２）実施態様２０に記載の方法において、
前記複数の伝導性繊維は、少なくとも部分的に前記メッシュに織り込まれる、方法。
（２３）実施態様２０に記載の方法において、
前記複数の伝導性繊維は、前記メッシュに連結される、方法。
（２４）実施態様１９に記載の方法において、
前記複数の伝導性要素は、既定の別個の場所で前記メッシュに固定された個別の要素である、方法。
（２５）実施態様１９に記載の方法において、
前記複数の伝導性要素は、複数の既定の別個の場所で、前記メッシュを伝導性材料で被覆することによって形成される、方法。
【００６６】
（２６）実施態様１９に記載の方法において、
前記変調された信号は、哺乳動物の身体の腹部または仙骨の領域において、前記哺乳動物の肌に適用される、方法。
（２７）実施態様１９に記載の方法において、
前記第１の波形は、実質的に１０〜４０Ｈｚの範囲内の周波数を有し、
前記搬送波波形は、実質的に１０〜４００ｋＨｚの範囲内の周波数を有する、方法。
（２８）実施態様１９に記載の方法において、
前記既定の神経は、外陰部神経である、方法。
（２９）実施態様１９に記載の方法において、
前記植え込み用メッシュは、女性の尿失禁を治療するための尿道下スリングである、方法。
（３０）実施態様１９に記載の方法において、
前記植え込み用メッシュは、ヘルニア修復メッシュである、方法。
【００６７】
（３１）患者における女性の尿失禁を治療するためのインプラントにおいて、
女性患者の尿道の下の支持ループとして、前記患者の身体内に植え込まれるよう構成された実質的に平坦な可撓性のメッシュまたはネット、
を具備し、
前記メッシュまたはネットは、織り込まれた繊維であって、前記繊維のうち少なくとも１つが電気的に伝導性である、繊維からさらに構成される、インプラント。
（３２）実施態様３１に記載のインプラントにおいて、
前記少なくとも１つの電気的伝導性繊維は、実質的に前記インプラントの長さに沿って延びる、インプラント。
（３３）実施態様３１に記載のインプラントにおいて、
前記少なくとも１つの電気的伝導性繊維は、伝導性金属または伝導性ポリマーから構成される、インプラント。
（３４）実施態様３１に記載のインプラントにおいて、
前記少なくとも１つの電気的伝導性繊維は、伝導性材料で少なくとも部分的に被覆された非伝導性コアから構成される、インプラント。
（３５）実施態様３１に記載のインプラントにおいて、
前記メッシュまたはネットは、編まれたポリプロピレンで主に構成される、インプラント。
【００６８】
（３６）実施態様３５に記載のインプラントにおいて、
前記メッシュまたはネットは、約０．７ｍｍの厚さ、および、約１０ｍｍの幅を有する、インプラント。
（３７）患者の少なくとも第１および第２の医学的症状を治療するための内科治療装置において、
電気的刺激を用いて、前記患者の第１の医学的症状を治療するための刺激装置と、
前記患者の第２の医学的症状を治療するために前記患者の内部に植え込まれるように構成された植え込み可能なメッシュと、
を具備し、
前記植え込み可能なメッシュは、既定の身体部分により近い位置に、前記刺激装置からの電気的刺激を伝導するように構成された、複数の組み込まれた電気的伝導性要素を有し、前記刺激は、前記第１の医学的症状を少なくとも部分的に治療する、装置。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の選択された実施形態に基づく経皮伝送装置の模式図である。
【図１ａ】本発明の選択された実施形態に基づく経皮伝送装置の模式図である。
【図２ａ】図１の装置によって生成された例示的な波形を示す。
【図２ｂ】図１ａの装置によって生成された例示的な波形を示す。
【図３】バイオフィードバック機構をさらに組み込んだ図１の装置を示す模式図である。
【図４】図３の装置と共に使用することができる例示的な植え込み可能なセンサー装置を示す。
【図５ａ】非拡張状態にある拡張可能なケージ内での、図４のセンサー装置を示す。
【図５ｂ】拡張状態にある拡張可能なケージ内での、図４のセンサー装置を示す。
【図６】植え込み可能なセンサー装置の別の実施形態を示す。
【図７ａ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、あるステップを示す。
【図７ｂ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、別のステップを示す。
【図７ｃ】図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を配備する、さらに別のステップを示す。
【図８】膀胱内に配備され、かつ尿道内に延びる尾部を有する、図５ａおよび図５ｂの植え込み可能なセンサー装置を示す。
【図９】図３のシステムと共に使用することができる第１および第２の植え込み可能なセンサー装置を示す。
【図１０】植え込み可能なセンサー装置の別の実施形態を示す。
【図１０ａ】植え込み可能なセンサー装置のさらに別の実施形態を示す。
【図１１】内部に本発明の装置が組み込まれてよい、パッチのある実施形態を示す。
【図１２ａ】伝導性ゲル管と関連付いた経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１２ｂ】伝導性ゲル管と関連付いた経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１２ｃ】伝導性ゲル管と関連付いた経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ａ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ｂ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ｃ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ｄ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ｅ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１３ｆ】伝導性の植え込み可能なメッシュと関連付いた、本明細書に記載される経皮伝送装置の使用法を示す。
【図１】
2009545396.tif 000003
【図１ａ】
2009545396.tif 000004
【図２ａ】
2009545396.tif 000005
【図２ｂ】
2009545396.tif 000006
【図３】
2009545396.tif 000007
【図４】
2009545396.tif 000008
【図５ａ】
2009545396.tif 000009
【図５ｂ】
2009545396.tif 000010
【図６】
2009545396.tif 000011
【図７ａ】
2009545396.tif 000012
【図７ｂ】
2009545396.tif 000013
【図７ｃ】
2009545396.tif 000014
【図８】
2009545396.tif 000015
【図９】
2009545396.tif 000016
【図１０ａ】
2009545396.tif 000017
【図１０ｂ】
2009545396.tif 000018
【図１１】
2009545396.tif 000019
【図１２ａ】
2009545396.tif 000020
【図１２ｂ】
2009545396.tif 000021
【図１２ｃ】
2009545396.tif 000022
【図１３ａ】
2009545396.tif 000023
【図１３ｂ】
2009545396.tif 000024
【図１３ｃ】
2009545396.tif 000025
【図１３ｄ】
2009545396.tif 000026
【図１３ｅ】
2009545396.tif 000027
【図１３ｆ】
2009545396.tif 000028
【国際調査報告】
2009545396.tif 000029
2009545396.tif 000030
2009545396.tif 000031
2009545396.tif 000032