(57)【要約】【課題】  迷走神経刺激強度を最適に制御する。【解決手段】  本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、所定のレートで心房を刺激する心房刺激部３と、心房刺激部３に応答して迷走神経１３を刺激する神経刺激信号を発生する神経刺激部１４と、房室伝導時間を計測する房室伝導時間（ＡＶＤ）計測タイマ２８と、神経刺激部１４と房室伝導時間（ＡＶＤ）計測タイマ２８に接続する神経刺激信号パラメータ制御部２０とを備え、神経刺激信号パラメータ制御部２０が、房室伝導時間（ＡＶＤ）計測タイマ２８の出力に応答して神経刺激信号のパラメータを調節するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓の房室伝導時間を計測する房室伝導時間計測手段と、
迷走神経を刺激する神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、
前記神経刺激手段と前記房室伝導時間計測手段に接続する制御手段とを備え、
前記制御手段が、前記房室伝導時間計測手段の出力に応答して前記神経刺激信号のパラメータを調節することを特徴とする神経刺激強度設定装置。
【請求項２】
所定のレートで心房を刺激する心房刺激手段と、心室の収縮を検出する心室収縮検出手段とを更に備え、前記房室伝導時間計測手段が、前記心房刺激手段による心房刺激から前記心室収縮検出手段による心室収縮検出までの時間を計測するものであることを特徴とする請求項１に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項３】
心拍数を計測する心拍数計測手段を更に備え、
前記制御手段は、さらに前記心房刺激手段と前記心拍数計測手段に接続され、前記心拍数計測手段の出力に基づいて前記心房刺激手段の前記レートを設定することを特徴とする請求項２に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項４】
前記神経刺激信号の発生が、前記心房の刺激と同時であることを特徴とする請求項２又は３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項５】
前記神経刺激信号の発生が、前記心房の刺激から所定の遅延時間を経過した後に行われることを特徴とする請求項２又は３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項６】
前記所定の遅延時間は、前記心室収縮の検出前までの時間であることを特徴とする請求項５に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項７】
前記所定の遅延時間は、房室伝導時間内の時間であることを特徴とする請求項５に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項８】
前記制御手段が、前記心拍数計測手段の出力に所定値を加算した値を前記心房刺激手段の前記レートとして設定することを特徴とする請求項３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項９】
前記所定値が、固定された心拍数値であることを特徴とする請求項８に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１０】
前記所定値が、前記計測した心拍数の所定の割合であることを特徴とする請求項８に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１１】
更に、前記心房刺激パルスの発生から第１の所定時間を経過しても前記心室収縮の検出が得られなかった場合に心室を刺激するための心室刺激パルスを発生する心室刺激手段を備えることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１２】
前記迷走神経刺激後の心臓サイクルにおいて前記第１の所定時間を延長することを特徴とする請求項１１に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１３】
更に前記制御手段が前記房室伝導時間計測手段と接続する比較手段を備え、該比較手段の出力に応答して前記神経刺激信号のパラメータを調節することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１４】
前記比較手段が、前記房室伝導時間計測手段出力と第２の所定時間を比較することを特徴とする請求項１３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１５】
前記第２の所定時間が、前記心房刺激手段の刺激レートの関数であることを特徴とする請求項１４に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１６】
前記房室伝導時間計測手段出力が前記第２の所定時間よりも小さいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが増加するように前記パラメータを調節することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１７】
前記房室伝導時間計測手段出力が前記第２の所定時間よりも大きいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが減少するように前記パラメータを調節することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１８】
前記第２の所定時間と比較を行う房室伝導時間が、前記神経刺激信号を印可した心臓サイクルよりも後の心臓サイクルにおける房室伝導時間であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項１９】
前記比較手段が、第１の心臓サイクルで計測した房室伝導時間と第２の心臓サイクルで計測した房室伝導時間を比較することを特徴とする請求項１３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２０】
前記第１の心臓サイクルが前記神経刺激信号を印加する前あるいは印加したときの心臓サイクルであり、前記第２の心臓サイクルが前記神経刺激信号を印加した後の心臓サイクルであることを特徴とする請求項１９に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２１】
前記第２の心臓サイクルが前記神経刺激信号を印加した後の心臓サイクルであり、前記第１の心臓サイクルが前記第２の心臓サイクルよりも後の心臓サイクルであることを特徴とする請求項１９に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２２】
前記比較手段が、第１の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤｌ）と第２の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤ２）の較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）と第３の所定時間を比較することを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２３】
前記第３の所定時間が、前記心房刺激手段の刺激レートの関数であることを特徴とする請求項２２に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２４】
前記較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）が前記第３の所定時間よりも小さいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが増加するように前記パラメータを調節することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２５】
前記較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）が前記第３の所定時間よりも大きいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが減少するように前記バラメータを調節することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２６】
前記比較手段が、第１の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤｌ）と第２の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤ２）の比（ＡＶＤ２／ＡＶＤｌ）と第２の所定値を比較することを特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２７】
前記第２の所定値が、前記心房刺激手段の刺激レートの関数であることを特徴とする請求項２６に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２８】
前記比（ＡＶＤ２／ＡＶＤｌ）が前記第２の所定値よりも小さいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが増加するように前記パラメータを調節することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項２９】
前記比（ＡＶＤ２／ＡＶＤｌ）が前記第２の所定値よりも大きいときに、前記神経刺激信号の刺激エネルギが減少するように前記バラメータを調節することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項３０】
前記神経刺激信号が単発パルスの信号であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項３１】
前記神経刺激信号が複数のパルスからなるバースト信号であることを特徴とする請求項１〜２９に記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項３２】
前記神経刺激信号のパラメータの調節が、パルス振幅とパルス幅の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置。
【請求項３３】
請求項１〜３２のいずれかに記載の神経刺激強度設定装置を有し、生体へ植え込み可能な筐体を有することを特徴とする心臓治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、迷走神経刺激に基づいた心臓治療に用いられる装置において、特に、迷走神経への刺激強度を最適に設定する神経刺激強度設定装置および該装置を組み込んだ心臓治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
突然死の中で特に心臓病に起因するものを心臓突然死といい、その数は国内で年間約５万人にのぼる。心臓突然死の直接的な原因は、致死的不整脈と呼ばれる、血行動態の破綻をきたす心室頻拍や、心室細動の発生である。心室頻拍は、心室が発作的に異常に速く拍動した状態であり、心室細動は、心室を構成する個々の筋繊維がばらばらに興奮を始めて、心室全体としては小刻みに震えているだけの状態である。このような心室頻拍や心室細動が発生すると、心臓のポンプ機能が低下あるいは消失して、必要な血液量を全身に送り出すことができなくなる。その結果、脳血流量の減少に伴う意識消失をきたし、直ちに適切な処置を施さなければ死に至ることもある。
【０００３】
ところで、心臓活動は、自律神経系の支配を受けるが、自律神経系には交感神経系と副交感神経系があり、心臓の副交感神経系は迷走神経である。交感神経の活動が高まる（緊張する）と心活動（心拍数及び心拍出量）が増加し、迷走神経の活動が高まると心活動（心拍数）は低下する。この交感神経と迷走神経の活動は通常拮抗しているが、疾病などによってそのバランスが崩れると、心筋の刺激伝導系における自動能の亢進や不応期の短縮によって不整脈が起こりやすくなる。特に、心筋梗塞や心筋症などの器質的心疾患患者では、迷走神経の活動が著しく低下するとともに、交感神経の活動が亢進しており、心臓の器質的病変と、この迷走神経活動の低下及び交感神経活動の亢進があいまって致死的不整脈発生の可能性が非常に高くなる。
【０００４】
このような致死的不整脈に対して、迷走神経の電気的刺激がその発生に対して予防的に作用することが知られている。迷走神経の電気的刺激は、低下した迷走神経活動を補うとともに、求心性に作用して交感神経の緊張を抑制する。また、迷走神経の電気的刺激に伴う心拍数の低下（心拍間隔の増大）は、心筋の酸素消費量を減少させ、心筋障害部位での酸欠状態を予防あるいは改善して、心筋虚血や心筋梗塞、及びこれに伴う致死的不整脈の発生を防止することが知られている。また、迷走神経の電気的刺激の制御による心拍数の安定化は、心臓の不応期分布を均一として致死的不整脈を起こりにくくすると考えられている。
このような作用を利用して、最近、迷走神経の電気刺激を行うことにより心室性不整脈を治療することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案は、頻脈性不整脈を検知した際に、神経刺激用の電流発生器からの賦活電流を迷走神経に送り、心臓の細動を除く（除細動を行う）ものである。
【０００５】
また、自律神経系から心臓への情報を伝達する神経信号の活動に応答して不整脈を検出する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この不整脈検出装置は、神経活動を検知するためのセンサと、不整脈の存在に対する条件を形成する閾値を備えたコンパレータを有し、このコンパレータは、不整脈の発生を示す出力信号を神経活動が条件に一致するか否かに依存して出力する。すなわち、自律神経系の活動の変化などから慢性細動又はその他の危険な頻脈性不整脈を検知すると直ちに、迷走神経を５秒間軽く賦活する。そして通常状態への戻りを検知すると治療は終了するが、心臓に対する異常状態を継続して検知する場合は、治療は継続し、追加的に交感神経のブロックが有利であれば星状神経節で数秒間行われる。電流が迷走神経及び交感神経に供給されたことで心活動が所定レートを下回る場合は、ペースメーカブロックが自動的に心臓への刺激を開始し、これによって正常の心拍を維持又は修復しようとするものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の発明は、いずれも賦活電流を迷走神経及び／又は交感神経に供給することによって頻脈性不整脈を予防するものであるが、迷走神経に対する刺激強度を最適に制御する機構を備えておらず、所望の効果を維持できなかったり、副作用が発生したりする問題があった。
【特許文献１】特開平８−３８６２５号公報
【特許文献２】特開平８−５２１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
迷走神経の過度な刺激は、迷走神経と刺激電極の界面での神経細胞膜の興奮性を低下させ、神経終末においては神経伝達物質のアセチルコリンを枯渇させて、所望の効果を継続的に維持することを困難とした。また、生理的には、心臓抑制に起因した違和感や不快感、息切れ、易疲労感が、心臓以外の臓器への影響としては、消化不良や悪心、咳増加、咽頭炎、喉頭癌攣、知覚麻痺、呼吸困難、噛息発作を誘発するといった問題があった。
【０００８】
このような問題を解決するためには、所望の効果を得ると同時に迷走神経に対する刺激エネルギがより小さくなるように、迷走神経の刺激強度を最適に制御する必要があった。一般的に迷走神経の刺激は心拍数を低下させるため、迷走神経刺激に伴う心拍数低下の程度によって刺激強度設定の妥当性を確認することが可能である。
【０００９】
しかしながら、心拍数は交感神経と迷走神経の相互作用によって調整されており、交感神経の活動状態によってその応答が異なるために定量的な評価が困難であった。特に交感神経の活動が低く心拍数が低下している状態では、迷走神経を刺激しても心拍数の低下をほとんど観察することができない。したがって刺激強度の設定や確認が必要な治療装置の植え込み時や検診時においては、交感神経活動を亢進させる薬剤の投与等が必要で患者への負担も非常に大きい。
【００１０】
また、迷走神経の刺激は、直接的な作用として房室伝導時間を延長させるが、迷走神経刺激に伴う心拍数の低下は、房室伝導に対しては促進的に作用する。この房室伝導時間の変化における交感神経と迷走神経の相互作用は線形加算で、他方の自律神経の活動状態とは無関係である。このような関係を利用して、所定のレートで心房を刺激した状態で迷走神経刺激に対する房室伝導時間を計測することにより、迷走神経と房室伝導時間の関係を定量的に調べることができる。このときに用いられている迷走神経刺激の刺激強度は極大刺激であり、このような関係を利用した神経刺激強度を最適に設定する装置については知られていない。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、迷走神経の刺激強度を最適に設定することができる神経刺激強度設定装置および心臓治療装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、心臓の房室伝導時間を計測する房室伝導時間計測手段と、迷走神経を刺激する神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、神経刺激手段と房室伝導時間計測手段に接続する制御手段とを備え、制御手段が、房室伝導時間計測手段の出力に応答して神経刺激信号のパラメータを調節することを特徴としている。
【００１３】
これにより、迷走神経刺激に対する房室伝導時間の応答を計測することによって、その後の迷走神経刺激強度を最適に制御することができる。
【００１４】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、上述した手段の他に、所定のレートで心房を刺激する心房刺激手段と、心室の収縮を検出する心室収縮検出手段とを更に備え、前記房室伝導時間計測手段が、前記心房刺激手段による心房刺激から前記心室収縮検出手段による心室収縮検出までの時間を計測するものである。
これにより、一定のレートで心房を刺激した状態で、迷走神経刺激に対する房室伝導時間の応答を複数回に渡って計測し、各計測結果を比較することによって、迷走神経刺激強度を最適に制御することができる。
【００１５】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、上述した手段の他に、心拍数を計測する心拍数計測手段を更に備え、前記制御手段は、さらに前記心房刺激手段と前記心拍数計測手段に接続され、前記心拍数計測手段の出力に基づいて前記心房刺激手段の前記レートを設定するものである。
【００１６】
これにより、自発レートよりも高いレートで心房を刺激した状態で、迷走神経刺激に対する房室伝導時間の応答を心房刺激レートに関連づけられた閾値と比較することによって、迷走神経刺激強度の制御を行うようにすることにより、迷走神経刺激強度を最適に制御することができる。
【００１７】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、神経刺激信号の発生が、心房の刺激と同時であることを特徴としている。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、神経刺激信号の発生が、心房の刺激から所定の遅延時間を経過した後に行われるものである。
【００１８】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、心房の刺激から神経刺激信号発生までの所定の遅延時間は、心室収縮の検出前までの時間であることを特徴としている。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、心房の刺激から神経刺激信号発生までの所定の遅延時間が、房室伝導時間内の時間であることを特徴としている。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、制御手段が、心拍数計測手段の出力に所定値を加算した値を心房刺激手段のレートとして設定するものである。
【００１９】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、所定値が、固定された心拍数値であることを特徴としている。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、所定値が、計測した心拍数の所定の割合であることを特徴とするものである。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、更に、心房刺激パルスの発生から第１の所定時間を経過しても心室収縮の検出が得られなかった場合に心室を刺激するための心室刺激パルスを発生する心室刺激手段を備えるものである。
【００２０】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、迷走神経刺激後の心臓サイクルにおいて第１の所定時間を延長することを特徴とする。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、更に制御手段が房室伝導時間計測手段と接続する比較手段を備え、比較手段の出力に応答して神経刺激信号のパラメータを調節するものである。
【００２１】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、比較手段が、房室伝導時間計測手段出力と第２の所定時間を比較するものであり、この第２の所定時間は、心房刺激手段の刺激レートの関数であることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、房室伝導時間計測手段出力が第２の所定時間よりも小さいときに、神経刺激信号の刺激エネルギが増加するようにパラメータを調節し、房室伝導時間計測手段出力が第２の所定時間よりも大きいときに、神経刺激信号の刺激エネルギが減少するようにパラメータを調節することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、第２の所定時間と比較を行う房室伝導時間が、神経刺激信号を印加した心臓サイクルよりも後の心臓サイクルにおける房室伝導時間であるものである。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、比較手段が、第１の心臓サイクルで計測した房室伝導時間と第２の心臓サイクルで計測した房室伝導時間を比較するものである。
【００２４】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、第１の心臓サイクルが神経刺激信号を印加する前あるいは印加したときの心臓サイクルであり、第２の心臓サイクルが神経刺激信号を印加した後の心臓サイクルであることを特徴としている。
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、第２の心臓サイクルが神軽刺激信号を印加した後の心臓サイクルであり、第１の心臓サイクルが第２の心臓サイクルよりも後の心臓サイクルであることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、比較手段が、第１の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤｌ）と第２の心臓サイクルで計測した房室伝導時間（ＡＶＤ２）の較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）と第３の所定時間を比較するものであり、この第３の所定時間が、心房刺激手段の刺激レートの関数であることを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）が前記第３の所定時間よりも小さいときに、神経刺激信号の刺激エネルギが増加するように前記パラメータを調節するものであり、較差（ＡＶＤ２−ＡＶＤｌ）が第３の所定時間よりも大きいときに、神経刺激信号の刺激エネルギが減少するように前記バラメータを調節するものである。
【００２７】
また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、神経刺激信号が単発パルスの信号、あるいは複数のパルスからなるバースト信号であることを特徴としている。また、本発明の神経刺激強度設定装置および心臓治療装置は、神経刺激信号のパラメータの調節が、パルス振幅とパルス幅の少なくとも１つを含むものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、所定のレートで心房を刺激した状態で、迷走神経刺激に対する房室伝導時間の応答を比較することによって、迷走神経の刺激強度を設定するようにしたので、心拍数が低下した状態でも迷走神経の刺激強度を最適に設定することができ、患者に特別な違和感や不快感を与えることなく迷走神経刺激を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明による神経刺激強度設定装置および心臓治療装置の実施の形態の例について、図面を参照にして詳細に説明する。
図１は、本発明による実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の例を示すブロック図である。
【００３０】
本例の心臓治療装置１は、その基本的な構成要素として、心房の収縮を検出する心房収縮検出部２と、心房に心房刺激パルスを供給する心房刺激部３と、心室の収縮を検出する心室収縮検出部６と、心室に心室刺激パルスを供給する心室刺激部７を備える。心房収縮検出部２と心房刺激部３は共通の心房電極リード４を介して、心臓１０の右心房１１に配置される心房刺激／検出電極５に接続されている。また、心室収縮検出部６と心室刺激部７は、共通の心室電極リード８を介して、心臓１０の右心室１２内に配置された心室刺激／検出電極９に接続されている。心臓治療装置１自体は生体適合性の高いチタンケースの筐体に覆われ、胸部皮下あるいは腹部皮下に植え込まれる。
【００３１】
また、本例においては、迷走神経１３を刺激するための神経刺激パルスを発生する神経刺激部１４が設けられており、この神経刺激部１４は神経電極リード１５を介して迷走神経１３に巻きつけられた神経刺激電極１６に接続されている。
【００３２】
一般に、心房電極リード４と心室電極リード８は、いずれも最初は大静脈を通って心臓１０の右心房１１に導かれる。そして、大静脈から右心房１１に挿入された心房電極リード４は、Ｊ字状に曲げられた先端部を右心房１１の壁から出っ張った袋状の右心耳内に引っ掛けるように挿入し、心房刺激／検出電極５が右心耳内壁に接触するように配置される。
【００３３】
また、大静脈から右心房１１に挿入された心室電極リード８は、更に、右心房１１と右心室１２の間に位置する弁である三尖弁を通って右心室１２に挿入され、その先端部にある心室刺激／検出電極９は右心室１２の下部に配置される。
【００３４】
神経刺激電極１６は上述したように通常は迷走神経１３に巻きつけるようにして配置される。神経刺激電極１６を巻きつける領域としては、頚部領域、詳しくは右外頚動脈中央に伴走する迷走神経部位が好適である。また、神経刺激電極１６は、血管内から血管壁に隣接した迷走神経１３を刺激するように配置することも可能である。配置領域としては、鎖骨下静脈内が好適である。
【００３５】
本例の心臓治療装置１は、上記基本的な構成のほかに、心房刺激部３、心室刺激部７及び神経刺激部１４を制御するための一連の制御手段を備えている。
この制御手段は、第１に、通常の心臓治療制御としての、心臓刺激と迷走神経刺激の制御のための動作を司る通常制御部１７と、第２に、最適な迷走神経刺激強度の制御のための動作を司る神経刺激信号パラメータ制御部２０との二つを備えている。
【００３６】
切替制御部２１は、通常制御部１７と神経刺激信号パラメータ制御部２０の一方の動作をオンにしたとき、他方の動作をオフにするように切替制御を行う。通常は、通常制御部１７の動作がオンとされ、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作がオフに制御されるが、心臓治療装置１の外部からの操作入力部２２による入力操作時、又はタイマ２３によって計時される所定時刻毎に切替制御部２１に切替命令が入力されると、通常制御部１７の動作をオフにし、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオンにする。ここで、タイマ２３によって計時される所定時刻は、本実施形態の心臓治療装置１が植え込まれた患者に対し、できるだけ生活に影響の少ない時刻が周期的に選定される。具体的には、患者が就寝している深夜の数分〜１時間程度に、毎日または週に1度程度動作するようにセットされる。
【００３７】
まず、通常制御部１７の構成について説明する。
通常制御部１７は、神経刺激制御部１８と心臓刺激制御部１９とから構成されており、神経刺激制御部１８は、神経刺激部１４に接続され、この神経刺激制御部１８は神経刺激部１４の動作を制御する。
また、神経刺激制御部１８と接続される心臓刺激制御部１９は、心房収縮検出部２、心房刺激部３、心室収縮検出部６、心室刺激部７にそれぞれ接続されている。
【００３８】
この心臓刺激制御部１９は、従来の心臓ペースメーカの機能を有するとともに、神経刺激制御部１８からの制御信号に基づいて、神経刺激治療に関連した心臓刺激を心房刺激部３及び心室刺激部７を介して行う。また、神経刺激制御部１８は、心臓刺激制御部１９から、心房収縮検出部２による心房収縮の検出、心房刺激部３による心房刺激、心室収縮検出部６による心室収縮の検出、及び心室刺激部７による心室刺激の情報を受け取り、この情報をもとにして内蔵する治療制御アルゴリズムを作動させて、心臓刺激制御部１９に対して心臓刺激の指示を、神経刺激部１４に対して迷走神経刺激の指示を行う。
【００３９】
次に、神経刺激信号パラメータ制御部２０の構成について説明する。
神経刺激信号パラメータ制御部２０において、心房収縮検出部２の出力は、ＯＲ回路２４の一方の比較入力端子に接続されている。ＯＲ回路２４の比較出力端子は心房刺激のインターバルを計測する心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に接続されている。
【００４０】
そして、心房刺激インターバルタイマ２５と心房刺激インターバル設定部２６が心房刺激インターバル比較部２７に接続され、心房刺激インターバル比較部２７の出力が心房刺激部３に供給されるとともに、ＯＲ回路２４の他方の比較入力端子を介して心房刺激インターバルタイマ２５にフィードバックされている。
【００４１】
心室収縮検出部６は、心房から心室への伝導時間を示す房室伝導時間（ＡＶＤ）を計測するＡＶＤ計測タイマ２８のストップ端子に接続され、ＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子にはＯＲ回路２４の比較出力端子が接続されている。そして、ＡＶＤ計測タイマ２８とＡＶＤ限界値記憶部２９は、ＡＶＤ比較部３０に接続されており、このＡＶＤ比較部３０の出力が心室刺激部７に供給されるように接続されている。
【００４２】
また、ＡＶＤ計測タイマ２８は、計測ＡＶＤ比較部３１に接続され、計測ＡＶＤ比較部３１において、予め記憶された最適なＡＶＤ基準値とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値とが比較される。
計測ＡＶＤ比較部３１は、神経刺激タイミング部３２に接続され、神経刺激タイミング部３２は神経刺激部１４に接続されている。
そして、計測ＡＶＤ比較部３１には心房刺激インターバル比較部２７の出力が接続されており、計測ＡＶＤ比較部３１は、この心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで、１回だけ神経刺激タイミング部３２に、神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可すると共に、その他のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止するようにしている。
【００４３】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は神経刺激信号パラメータ設定部３３に接続され、神経刺激信号パラメータ設定部３３は神経刺激部１４に接続されている。神経刺激信号パラメータ設定部３３は、計測ＡＶＤ比較部３１における最適なＡＶＤ基準値とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値との比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。
【００４４】
図１４は、「ＡＶＤ計測値と第２の所定時間との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
図１４において、計測ＡＶＤ比較部３１は、最適なＡＶＤ基準値が予め記憶された所定値記憶部５２と、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ計測値と所定値記憶部５２から読み出される最適なＡＶＤ基準値とを比較する比較部５１とから構成されている。そして、比較部５１は、この比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給するようにしている。
【００４５】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は、他の実施形態の例として、図１５に示されるような例が考えられている。
図１５は、「ＡＶＤ２計測値／ＡＶＤ１計測値と第２の所定値との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
【００４６】
図１５に示すように、計測ＡＶＤ比較部３１は、最適なＡＶＤ基準割合が予め記憶された所定割合記憶部５６と、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ１計測値を格納するＡＶＤ１記録部５３と、同じくＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ２計測値を格納するＡＶＤ２記録部５４と、ＡＶＤ２記録部５４から読み出したＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１記録部５３から読み出したＡＶＤ１計測値との相対的割合を演算するＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部５５と、ＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部５５で演算されたＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合と、所定割合記憶部５６から読み出される最適なＡＶＤ基準割合とを比較して、比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する比較部５１とを有している。
【００４７】
次に、以上のように構成された本例の心臓治療装置１の動作について説明する。
まず、心房収縮検出部２の心房収縮の検出により、心房刺激インターバルタイマ２５がスタートする。心房刺激インターバル設定部２６には、自脈心拍数よりも高い心拍数に相当する心房収縮間隔、例えば６００ｍｓ（１００回／分）が記憶されており、心房刺激インターバルタイマ２５のタイマ値が心房刺激インターバル設定部２６に記憶されている設定値に達する前に心房収縮を検出すると、この心房収縮の検出信号がＯＲ回路２４を介して心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５は再びリセットしてスタートする。一方、心房刺激インターバルタイマ２５のタイマ値が、心房刺激インターバル設定部２６に記憶されている設定値に達しても心房収縮が検出されない場合には、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３、心房電極リード４、及び心房刺激電極５を介して右心房１１が刺激される。同時に、心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５はそのタイマ値をリセットして再びスタートする。
【００４８】
切替制御部２１は、通常、通常制御部１７の動作をオンにし、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオフにしているが、心臓治療装置１の外部の操作入力部２２による入力操作時、又はタイマ２３によって計時される所定時刻毎に切替制御部２１に切替命令が入力されると、通常制御部１７の動作をオフにし、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオンにする。心臓治療装置１外部の操作入力部２２からの切替制御部２１へ対する切替命令は、従来の、心臓ペースメーカや植え込み型除細動器とプログラマ間で行われているテレメトリ通信によって行うこともできるし、操作入力部２２としてマグネットを用い、切替制御部２１に内蔵されたリードスイッチをオンすることによっても実現することができる。
【００４９】
心房収縮の検出（心房収縮検出部２出力）や心房刺激（心房刺激インターバル比較部２７出力）はＯＲ回路２４によって、ＡＶＤ計測タイマ２８をスタートさせる。また、心室収縮の検出（心室収縮検出部６出力）は、ＡＶＤ計測タイマ２８をストップさせる。このとき、計測ＡＶＤ比較部３１は、ＡＶＤ計測タイマ２８出力からＡＶＤ計測値を取得する。自発的あるいは刺激によって心房が収縮すると、その興奮は心房と心室を連絡する房室伝導路を通って心室に伝わり、心室の収縮が起こる。心房の収縮から心室が収縮するまでの時間（房室伝導時間）は、通常、１２０ｍｓ程度であるが、迷走神経１３が刺激されると一般にこの房室伝導時間は延長する。ＡＶＤ限界値記憶部２９には、迷走神経１３の刺激によって延長される房室伝導時間よりも若干大きい値、例えば３００ｍｓが第１の所定時間として記憶されており、ＡＶＤ計測タイマ２８の出力がＡＶＤ限界値記憶部２９に記憶された設定値を超えても心室収縮が検出されない場合、例えば、迷走神経１３に対する刺激強度が強く、房室伝導がブロックされた場合には、安全のため、ＡＶＤ比較部３０から出力が発せられ、心室刺激部７、心室電極リード８、及び心室刺激電極９を介して右心室１２が刺激されて、心室収縮が確保される。
【００５０】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は、予め記憶された最適なＡＶＤ基準値（第２の所定時間）とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値とを比較する。
図１４に示したように、計測ＡＶＤ比較部３１では、所定値記憶部５２には最適なＡＶＤ基準値が予め記憶されており、比較部５１において、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ計測値と上記所定値記憶部５２から読み出される最適なＡＶＤ基準値とが比較されて、この比較結果が神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給される。
【００５１】
また、計測ＡＶＤ比較部３１には心房刺激インターバル比較部２７の出力が接続されており、計測ＡＶＤ比較部３１は、この心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで、１回だけ神経刺激タイミング部３２に、神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可すると共に、その他のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止するようにしている。
【００５２】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は、最適なＡＶＤ基準値とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値との比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する。神経刺激信号パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。例えば、ＡＶＤ計測値が最適なＡＶＤ基準値よりも小さいときは、ＡＶＤ計測値が最適なＡＶＤ基準値を超えるまで、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、迷走神経１３の刺激の強度を増加させるようにパラメータを可変調節して設定する。
これにより、ＡＶＤ計測値と第２の所定時間との比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御することができる。
【００５３】
また、図１５のように構成された「ＡＶＤ２計測値／ＡＶＤ１計測値と第２の所定値との比較」を行う計測ＡＶＤ比較部３１は、以下のような動作をする。
すなわち、図１５に示す計測ＡＶＤ比較部３１においては、所定割合記憶部５６に最適なＡＶＤ基準割合が予め記憶されている。ＡＶＤ１記録部５３には、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ１計測値が格納され、ＡＶＤ２記録部５４には、同じくＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ２計測値が格納される。そして、ＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部５５において、ＡＶＤ２記録部５４から読み出したＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１記録部５３から読み出したＡＶＤ１計測値との相対的割合が演算される。比較部５１は、ＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部５５で演算されたＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合と所定割合記憶部５６から読み出される最適なＡＶＤ基準割合とを比較して、比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する。
これにより、ＡＶＤ計測値の相対的割合と第２の所定値の比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御することができる。
【００５４】
以上、本発明の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の実施形態例の構成と動作を説明したが、以下では本例の動作を図２〜図４に示すフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。
なお、図１に示す心臓治療装置１における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成としては、図１４に示す計測ＡＶＤ比較部３１を用いた場合の動作として説明する。
まず、操作入力部２２による入力操作、もしくはタイマ２３による所定時刻の計時が、切替制御部２１に対する切替命令として入力されることによってスタートする。
【００５５】
次に、通常制御部１７において、心臓刺激制御部１９から心房刺激部３への心房刺激の指示、あるいは、心房収縮検出部２から心臓刺激制御部１９への心房収縮の検出を待って（ステップＳ１）、ステップＳ２に進む。
【００５６】
次に、このステップＳ１における心臓刺激制御部１９での心房刺激の指示あるいは心房収縮の検出のタイミングに合わせて、切替制御部２１は、通常制御部１７の動作をオフにし、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオンにする（ステップＳ２）。これにより、通常制御部１７と神経刺激信号パラメータ制御部２０の切替の前後で、心房刺激のタイミングの整合が取られる。
【００５７】
続いて、神経刺激信号パラメータ制御部２０において、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、初期化信号を神経刺激部１４に供給する。神経刺激部１４では、この初期化信号に基づいて現在設定されている神経刺激信号パラメータが下限値に設定される（ステップＳ３）。次に、計測ＡＶＤ比較部３１は、後述する心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎに“０”を入れる（ステップＳ４）。
上述した切替制御部２１に対する切替命令からステップＳ４の心房刺激回数Ｎを“０”にする処理までが、初期設定の工程となる。
【００５８】
そして、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットしタイマをスタートさせた後（ステップＳ５）、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトするのを待つ（ステップＳ６）。この判断ステップＳ６で心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトした判断された場合、すなわち、心房刺激インターバルタイマ２５の計時時間が心房刺激インターバル設定部２６に記憶された予め決められた設定値を超えると、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ７）。
【００５９】
次に、計測ＡＶＤ比較部３１は、ステップＳ７の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力に応答して、心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎに“Ｎ＋１”を入れてカウンタ値Ｎをインクリメントする（ステップＳ８）。続いて、計測ＡＶＤ比較部３１において、ステップＳ８のカウンタ値Ｎのインクリメントによって心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎが予め定められた所定値（Ｎ＝３〜５）に等しいか否かが判断される（ステップＳ９）。このステップＳ５〜ステップＳ９の工程は、心房刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎが予め定められた所定値（Ｎ＝３〜５）になるまで繰り返される。そして、判断ステップＳ９でこの心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎが予め定められた所定値（Ｎ＝３〜５）になったとき、次の工程に進む。
上述したステップＳ５の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理からステップＳ９の心房刺激回数Ｎの判断までが、心房刺激によって心拍数を一定に保つための工程となる。
【００６０】
次に、ステップＳ７の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットしタイマをスタートさせる（ステップＳ１０）。心房刺激インターバル比較部２７の出力は、計測ＡＶＤ比較部３１にも供給されており、計測ＡＶＤ比較部３１は、この心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで１回だけ神経刺激タイミング部３２に神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可する（ステップＳ１１）と共に、これ以降のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止する。なお、神経刺激タイミング部３２では、心房刺激と同時に神経刺激部１４を介して迷走神経１３を刺激することもできるし、心房刺激から予め設定した遅延時間を待った後、神経刺激部１４を介して迷走神経１３を刺激することも可能である。
【００６１】
そして、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトするのを待ち（ステップＳ１２）、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトすると、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ１３）。
【００６２】
そして、ステップＳ１３の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子とＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に供給されて、心房刺激インターバルタイマ２５がリセットされて再びタイマの計時が開始される（ステップＳ１４）とともに、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時が開始され（ステップＳ１５）、図３に示す次工程（Ａ）に進む。
上述したステップＳ１０の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理からステップＳ１５のＡＶＤ計測タイマ２８の計時開始の処理までが、ＡＶＤ計測前処理の工程となる。
【００６３】
次に、図３のフローチャートに基づいて図２に続く本例の動作を説明する。まず、心室収縮検出部６において心室の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ１６）。  そして、判断ステップＳ１６で心室収縮検出部６から心室の収縮が検出されたと判断されると、ＡＶＤ計測タイマ２８はＡＶＤ計測を停止し、計測ＡＶＤ比較部３１はこのときのＡＶＤ計測値を取得する（ステップＳ１７）。
【００６４】
判断ステップＳ１６において心室収縮検出部６から心室の収縮が検出されないと判断されたときは、続いてＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたかどうかを判断する（ステップＳ１８）。そして判断ステップＳ１８でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたと判断された場合、すなわち、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時時間がＡＶＤ限界値記憶部２９に記憶された設定値（第１の所定時間）を超えた場合には、ＡＶＤ比較部３０からの出力信号が心室刺激部７に送られて心室刺激が行われる（ステップＳ１９）。一方、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時時間がＡＶＤ限界値記憶部２９に記憶された設定値（第１の所定時間）を超えず、ＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていない場合には、判断ステップＳ１６に戻り、次の心室収縮を待つ。
上述したステップＳ１６の心室収縮の検出の判断からステップＳ１９の心室刺激の処理までが、ＡＶＤ計測値取得の工程となる。
【００６５】
次に、計測ＡＶＤ比較部３１において、所定値記憶部５２に予め記憶された最適なＡＶＤ基準値（第２の所定時間）と、ステップＳ１７で取得したＡＶＤ計測値とが比較され（ステップＳ２０）、その比較結果が比較部５１から神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給される。神経刺激信号パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。判断ステップＳ２０において、ＡＶＤ計測値が最適なＡＶＤ基準値（第２の所定時間）よりも小さい場合には、迷走神経刺激による効果が小さいと判断して、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、神経刺激信号のエネルギ、すなわち、振幅やパルス幅等のパラメータを現在設定されている値よりも所定量だけ増加させて神経刺激部１４に設定する（ステップＳ２１）。
【００６６】
また、判断ステップＳ２０において、ＡＶＤ計測値が最適なＡＶＤ基準値（第２の所定時間）を超えた場合には、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、現在の刺激強度の設定により所望の迷走神経刺激の効果があると判断し、生体状況の変動があっても確実な迷走神経刺激の効果が保証されるように、神経刺激信号のパラメータ値を現在設定されている値よりも所定のマージン分だけ高い値で更新し、神経刺激部１４に設定する（ステップＳ２２）。その後、切替制御部２１は、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオフに、通常制御部１７の動作をオンにして通常の制御動作に戻る（ステップＳ２３）。
【００６７】
これにより、ＡＶＤ計測値と第２の所定時間の比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御することができる。
上述したステップＳ２０のＡＶＤ計測値の比較の判断処理からステップＳ２３の通常制御への切替処理までが、ＡＶＤ計測値に基づく神経刺激信号パラメータ変更の行程となる。
【００６８】
続いて、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトするのを待ち（ステップＳ２４）、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトすると、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ２５）。
【００６９】
ここで、計測ＡＶＤ比較部３１は、ステップＳ１１の迷走神経１３の刺激の影響がなくなるまでＭ拍待つため、後述する心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｍに“０”を入れる（ステップＳ２６）。
【００７０】
そして、ステップＳ２５の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子とＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に供給されて、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットし計時を開始させる（ステップＳ２７）とともに、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時が開始され（ステップＳ２８）、図４に示す次工程（Ｂ）に進む。
【００７１】
次に、図４に基づいて図３の工程に続く本例の工程を説明する。図３のステップＳ２８でＡＶＤ計測タイマ２８が計時を開始すると、心室収縮検出部６において、心室の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ２９）。この判断ステップＳ２９で心室収縮検出部６から心室の収縮が検出されたと判断されると、ＡＶＤ計測タイマ２８はＡＶＤ計測を停止する（ステップＳ３０）。判断ステップＳ２９で、心室の収縮が検出されないと判断された場合は、続いてＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたかどうか（第１の所定時間を超過したかどうか）が判断される（ステップＳ３１）。そしてこの判断ステップＳ３１でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたと判断されたときは、ＡＶＤ比較部３０から心室刺激部７に信号が発せられ、右心室１２の刺激が行われる（ステップＳ３２）が、ＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていないと判断されると、判断ステップＳ２９に戻り、次の心室収縮を待つ。
【００７２】
次に、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトするのを待ち（ステップＳ３３）、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトすると、心房刺激インターバル比較部２７から心房刺激部３に出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ３４）。
【００７３】
続いて、計測ＡＶＤ比較部３１は、ステップＳ３４の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力に応答して、心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｍに“Ｍ＋１”を入れてカウンタ値Ｍをインクリメントする（ステップＳ３５）。
【００７４】
そして、計測ＡＶＤ比較部３１において、ステップＳ３５のカウンタ値Ｍのインクリメントによって心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｍが予め定められた所定値（Ｍ＝５〜１０）に等しいか否かが判断される（ステップＳ３６）。判断ステップＳ３６で、カウンタ値Ｍが予め定められた所定値（Ｍ＝５〜１０）に達していないと判断された場合（Ｃ）は、図３のステップＳ２７に戻り、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理が行われる。判断ステップＳ３６でカウンタ値Ｍが予め定められた所定値（Ｍ＝５〜１０）に達したと判断された場合（Ｄ）は、図２に示すＡＶＤ計測前処理の工程のステップＳ１０の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理に戻って、上述した工程から本工程までを繰り返す。
上述したステップＳ２４の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断からステップＳ３６のカウンタ値Ｍの判断までが、ステップＳ１１における迷走神経刺激の影響がなくなるまでのＭ拍待つ工程となる。
【００７５】
次に、ステップＳ１１の迷走神経１３の刺激の処理と、ステップＳ１７のＡＶＤ計測値取得の処理のタイミングを異ならせる例の動作を図５〜図７に示すフローチャートに基づいて説明する。計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成としては、図１５に示す計測ＡＶＤ比較部３１を用いた場合の動作を説明する。
ここでは、上述した図２〜図４に示したフローチャートと異なる部分について説明し、同一の処理については、同一のステップ名、工程名を示してその説明を省略する。
【００７６】
スタートからステップＳ１０４までの処理は、図２に示した切替制御部２１に対する切替命令からステップＳ４の心房刺激回数Ｎを“０”にする処理までの初期設定の工程と同一となる。
ステップＳ１０５からステップＳ１０９までの処理は、図２のステップＳ５の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理からステップＳ９の心房刺激回数Ｎの判断までの、心房刺激によって心拍数を一定に保つための工程と同一となる。
【００７７】
ここでは、ステップＳ１１０以降の工程について説明する。
ステップＳ１０７の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子とＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットしタイマをスタートさせる（ステップＳ１１０）とともに、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時を開始させる（ステップＳ１１１）。この心房刺激インターバル比較部２７の出力は、計測ＡＶＤ比較部３１にも供給されており、計測ＡＶＤ比較部３１は、心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで１回だけ神経刺激タイミング部３２に神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可する（ステップＳ１１２）と共に、これ以降のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止するように作動する。なお、神経刺激タイミング部３２では、心房刺激と同時に神経刺激部１４を介して迷走神経１３を刺激することもできるし、心房刺激から予め設定した遅延時間を待った後、神経刺激部１４を介して迷走神経１３を刺激することも可能である。
【００７８】
次に、心室収縮検出部６において、心室の収縮が検出されるのを待ち（ステップＳ１１３）、心室収縮検出部６において心室の収縮が検出されると、ＡＶＤ計測タイマ２８がＡＶＤ計測を停止して、計測ＡＶＤ比較部３１はこのときのＡＶＤ計測値をＡＶＤ１計測値として取得する（ステップＳ１１４）。このＡＶＤ１計測値は図１５に示されるＡＶＤ１記録部５３に格納される。
上述したステップＳ１１０の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理からステップＳ１１４のＡＶＤ１計測値の取得／格納の処理までが、迷走神経１３の刺激を行った心臓サイクルにおけるＡＶＤ１計測値取得／格納の工程となる。
【００７９】
次に、図６のフローチャートに基づいて図５の工程に続く工程（Ａ以降の工程）について説明する。まず、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトするのを待ち（ステップＳ１１５）、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトすると、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ１１６）。
【００８０】
そして、ステップＳ１１６の心房刺激において心房刺激部３に供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力が、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子とＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットしタイマをスタートさせる（ステップＳ１１７）とともに、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時を開始させる（ステップＳ１１８）。
【００８１】
次に、心室収縮検出部６において心室の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ１１９）。この判断ステップＳ１１９で心室の収縮が検出されたと判断されると、ＡＶＤ計測タイマ２８はＡＶＤ計測を停止し、計測ＡＶＤ比較部３１はこのときのＡＶＤ計測値をＡＶＤ２計測値として取得する（ステップＳ１２０）。このＡＶＤ２計測値は、図１５に示すＡＶＤ２記録部５４に格納される。
【００８２】
また、判断ステップＳ１１９において、心室の収縮が検出されないと判断されたときは、ＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたかどうか（第１の所定時間を超過したかどうか）を判断する（ステップＳ１２１）。この判断ステップＳ１２１でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたと判断されたときは、ＡＶＤ比較部３０から心室刺激部７に信号が発せられ、右心室１２の刺激が行われる（ステップＳ１２２）が、ＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていないと判断されると、判断ステップＳ１１９に戻り、次の心室収縮を待つ。
【００８３】
上述したステップＳ１１５の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断からステップＳ１２２の心室刺激の処理までが、迷走神経１３の刺激を行った次の心臓サイクルにおけるＡＶＤ２計測値取得／格納の工程となる。
【００８４】
次に、計測ＡＶＤ比較部３１において、所定割合記憶部５６に予め記憶された最適なＡＶＤ基準割合（第２の所定値）と、ＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部５５において演算されたステップＳ１２０で取得したＡＶＤ２計測値に対するステップＳ１１４で取得したＡＶＤ１計測値の相対的割合とが比較部５１で比較され（ステップＳ１２３）、その比較結果が比較部５１から神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給される。神経刺激パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。判断ステップＳ１２３において、ＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合が最適なＡＶＤ基準割合（第２の所定値）よりも小さい場合は、迷走神経刺激による効果が小さいと判断して、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、神経刺激信号のエネルギ、すなわち、振幅やパルス幅等のパラメータを現在設定されている値よりも所定量だけ増加させて神経刺激部１４に設定する（ステップＳ１２４）。
【００８５】
また、判断ステップＳ１２３において、ＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合が最適なＡＶＤ基準割合（第２の所定値）をよりも大きい場合には、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、現在の刺激強度の設定により所望の迷走神経刺激の効果があると判断し、生体状況の変動があっても確実な迷走神経刺激の効果が保証されるように、神経刺激信号のパラメータ値を現在設定されている値よりも所定のマージン分だけ高い値で更新し、神経刺激部１４に設定する（ステップＳ１２５）。その後、切替制御部２１は、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオフにし、通常制御部１７の動作をオンにして通常の制御動作に戻る（ステップＳ１２６）。
【００８６】
これにより、ＡＶＤ計測値の相対的割合と第２の所定値との比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御することができる。
上述したステップＳ１２３のＡＶＤ計測値の相対的割合の比較の判断からステップＳ１２６の通常制御への切替処理までが、ＡＶＤ計測値の相対的割合に基づく神経刺激信号パラメータ変更の行程となる。
【００８７】
そして、次のステップＳ１２７からステップＳ１３９までの処理及び判断は、図２に示したステップＳ２４の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断からステップＳ３６のカウンタ値Ｍの判断までの処理及び判断までの工程と同様、ステップＳ１１２における迷走神経刺激の影響がなくなるまでＭ拍待つ工程と同一となる。
【００８８】
図８は、迷走神経刺激とＡＶＤ計測値の取得のタイミングを示す図である。
図８では、心房刺激インターバル設定部２６に記憶された設定値の時間間隔で心房刺激（ＡＰ）が繰り返し行われ、第３番目の心房刺激（ＡＰ）から所定の遅延時間後に迷走神経刺激（ＶＮＳ）が行われている。
図２〜図４に示したフローチャートの動作では、迷走神経刺激（ＶＮＳ）が行われた心臓サイクルの次の心臓サイクルにおける、心房刺激（ＡＰ）から心室収縮（ＶＳ）までの房室伝導時間であるＡＶＤ（１）と第２の所定時間を比較することによって迷走神経１３の刺激の強度を制御しようとするものである。ＡＶＤ（１）に代えて、ＡＶＤ（２）やＡＶＤ（３）と第２の所定時間を比較することも可能であるが、迷走神経刺激による房室伝導時間に対する効果は、迷走神経刺激を行った心臓サイクルの次の心臓サイクルで最も大きく、それ以降の心臓サイクルでは段々と効果が減弱していくため、比較を行う房室伝導時間としてはＡＶＤ（１）が好適である。
【００８９】
また、図５〜図７に示したフローチャートの動作では、迷走神経刺激（ＶＮＳ）が行われた心臓サイクルでの心房刺激（ＡＰ）から心室収縮（ＶＳ）までの房室伝導時間であるＡＶＤ（０）をＡＶＤ１計測値、迷走神経刺激（ＶＮＳ）が行われた心臓サイクルの次の心臓サイクルでの心房刺激（ＡＰ）から心室収縮（ＶＳ）までの房室伝導時間であるＡＶＤ（１）をＡＶＤ２計測値として、ＡＶＤ２計測値／ＡＶＤ１計測値と第２の所定値を比較することにより迷走神経１３の刺激の強度を制御しようとするものである。ここで、ＡＶＤ（０）は迷走神経刺激（ＶＮＳ）の影響を受けない房室伝導時間を、ＡＶＤ（１）は迷走神経刺激（ＶＮＳ）の影響を受けた房室伝導時間をあらわす。したがって、ＡＶＤ（０）に代えて、迷走神経刺激（ＶＮＳ）の影響を受けない房室伝導時間であるＡＶＤ（−２）やＡＶＤ（−１）をＡＶＤ１計測値として用いることも可能である。
【００９０】
また、図示しない変形例として、迷走神経刺激（ＶＮＳ）が行われた心臓サイクルの次の心臓サイクル以降で計測した房室伝導時間の差分や比（例えば、ＡＶＤ（１）−ＡＶＤ（３）やＡＶＤ（１）／ＡＶＤ（３）等）と第３の所定時間あるいは第２の所定値を比較することにより迷走神経１３の刺激の強度を制御することも可能である。
このように、迷走神経刺激とＡＶＤ計測値の取得のタイミングにおいては、上述した組み合わせの他、その他の図示しない変形例により各種の組み合わせが可能となる。
【００９１】
上述した実施の形態では、ＡＶＤ計測値と第２の所定時間、第３の所定時間、あるいは第２の所定値の比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御する例を示したが、これに限らず、ＡＶＤ計測値と刺激レートに対応した第２の所定時間、第３の所定時間、あるいは第２の所定値の比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御するようにしてもよい。
以下、ＡＶＤ計測値と刺激レートに対応した第２の所定値、あるいは第３の所定時間の比較に基づく制御の例について説明する。
【００９２】
図９は、本発明による他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の例を示すブロック図である。
図９において、図１に対応する部分には同一符号を付してその説明を省略する。図９では、神経刺激信号パラメータ制御部４０のみが図１と異なるので、以下に、神経刺激信号パラメータ制御部４０の構成について説明する。
【００９３】
神経刺激信号パラメータ制御部４０において、心房収縮検出部２の出力は、ＯＲ回路２４の一方の比較入力端子に接続されている。ＯＲ回路２４の比較出力端子は自脈心拍数を計測する心拍数計測部４１に接続されるとともに、ＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に接続されている。
【００９４】
心拍数計測部４１は、計測した自脈心拍数の所定割合を演算する心拍数増分値演算部４２及び加算部４５の一方の入力に接続されている。心拍数増分値演算部４２及び心拍数固定増分値記憶部４３は共に選択部４４に接続され、選択部４４は加算部４５の他方の入力に接続される。加算部４５の出力は心拍数を時間間隔に変換するＨＲ（ハートレート）／Ｐ−Ｐ（心房収縮Ｐ波の時間間隔）変換部４６に接続されている。
【００９５】
また、心房収縮検出部２の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に接続されている。そして、心房刺激インターバルタイマ２５とＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６が心房刺激インターバル比較部２７に接続され、心房刺激インターバル比較部２７の出力が心房刺激部３に供給されるとともに、ＯＲ回路２４を介して心房刺激インターバルタイマ２５にフィードバックされている。また、心房刺激インターバル比較部２７の出力は、計測ＡＶＤ比較部３１に接続されている。
【００９６】
心室収縮検出部６は、ＡＶＤ計測タイマ２８のストップ端子に接続され、神経刺激タイミング部３２の出力はＡＶＤ設定部４９に接続されている。そして、ＡＶＤ計測タイマ２８とＡＶＤ設定部４９は、ＡＶＤ比較部３０に接続されており、このＡＶＤ比較部３０の出力が心室刺激部７に供給されるように接続されている。
【００９７】
また、正常房室伝導における心室収縮を確保するためのＡＶＤ値（例えば、１５０ｍｓ）を記憶する第１ＡＶＤ記憶部４７と迷走神経刺激時房室伝導における心室収縮を確保するためのＡＶＤ値（例えば、３００ｍｓ）を記憶する第２ＡＶＤ記憶部４８とがＡＶＤ設定部４９に接続されている。
【００９８】
また、心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）を記憶した比較値テーブル記憶部５０が計測ＡＶＤ比較部３１に接続されている。加算部４５の出力は比較値テーブル記憶部５０に接続されている。
【００９９】
計測ＡＶＤ比較部３１は、比較テーブル記憶部５０に記憶した心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値とを比較する。計測ＡＶＤ比較部３１は、神経刺激タイミング部３２に接続され、神経刺激タイミング部３２は神経刺激部１４に接続されている。
【０１００】
計測ＡＶＤ比較部３１は、心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで、１回だけ神経刺激タイミング部３２に、神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可すると共に、その他のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止する。
【０１０１】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は、神経刺激信号パラメータ設定部３３に接続されている。神経刺激信号パラメータ設定部３３は神経刺激部１４に接続されている。
計測ＡＶＤ比較部３１は、比較テーブル記憶部５０に記憶される心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値との比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給し、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。
【０１０２】
また、この実施の形態の例では、計測ＡＶＤ比較部３１は、「刺激レートに対応した第２の所定値、あるいは第３の所定時間との比較」を行うが、このための構成を説明する。
図１６は、「刺激レートに対応した第２の所定値、あるいは第３の所定時間との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
【０１０３】
図１６において、計測ＡＶＤ比較部３１は、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ１計測値を格納するＡＶＤ１記録部５３と、ＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ２計測値を格納するＡＶＤ２記録部５４と、ＡＶＤ２記録部５４から読み出したＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１記録部５３から読み出したＡＶＤ１計測値とを用いてＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分を演算する比較値演算部５７と、比較値演算部５７で演算されたＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分と比較テーブル記憶部５０から読み出される心房刺激レートに対応した最適なＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とを比較して、比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する比較部５１とを有している。
【０１０４】
次に、以上のように構成された本例の心臓治療装置１の動作について説明する。
心拍数計測部４１は、心房収縮検出部２の心房収縮の検出信号から自脈心拍数を計測して心拍数増分値演算部４２に供給し、心拍数増分値演算部４２は、この供給された自脈心拍数から、自脈心拍数の所定割合を演算する。心拍数増分値演算部４２において演算された自脈心拍数の所定割合は、選択部４４を介して加算部４５に供給され、加算部４５においては、計測された自脈心拍数とその所定割合が加算されて、自脈心拍数よりも少し高い心拍数が出力される。なお、加算部４５において加算される値として、心拍数増分値演算部４２からの自脈心拍数の所定割合とする代わりに、選択部４４を切り替えて、心拍数固定増分値記憶部４３に予め記憶された設定値を用いることも可能である。この選択部４４に接続された心拍数増分値演算部４２と心拍数固定増分値記憶部４３のどちらを選択するかは、予め初期設定されている一方を選ぶことも、操作入力部２２を介して他方を選ぶことも可能である。加算部４５から出力される自脈心拍数よりも少し高い心拍数は、ＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６において時間間隔に変換された後、心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値として心房刺激インターバル比較部２７に供給される。
【０１０５】
また、心房収縮検出部２の心房収縮の検出により、心房刺激インターバルタイマ２５がスタートする。心房刺激インターバル比較部２７には、ＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６出力の自脈心拍数よりも少し高い心拍数に相当する時間間隔が心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値として供給されており、心房刺激インターバルタイマ２５のタイマ値が自脈心拍数よりも少し高い心拍数に相当する時間間隔に達する前に心房収縮を検出すると、この心房収縮の検出信号がＯＲ回路２４を介して心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５は再びリセットしてスタートする。一方、心房刺激インターバルタイマ２５のタイマ値が、自脈心拍数よりも少し高い心拍数に相当する時間間隔に達しても心房収縮が検出されない場合には、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３、心房電極リード４、及び心房刺激電極５を介して右心房１１が刺激される。したがって、自脈心拍数よりも少し高い心房刺激レートで心房が刺激されることになる。同時に、心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５はそのタイマ値をリセットして再びスタートする。
【０１０６】
また、心房収縮の検出（心房収縮検出部２出力）や心房刺激（心房刺激インターバル比較部２７出力）はＯＲ回路２４によって、ＡＶＤ計測タイマ２８をスタートさせる。また、心室収縮の検出（心室収縮検出部６出力）は、ＡＶＤ計測タイマ２８をストップさせる。このとき、計測ＡＶＤ比較部３１は、ＡＶＤ計測タイマ２８出力からＡＶＤ計測値を取得する。ＡＶＤ設定部４９は、神経刺激タイミング部３２から神経刺激部１４に対する神経刺激のトリガのタイミングで、正常房室伝導における心室収縮を確保するための第１ＡＶＤ記憶部４７の選択から、迷走神経刺激時房室伝導における心室収縮を確保するための第２ＡＶＤ記憶部４８の選択に切り替える。ＡＶＤ計測タイマ２８の出力がＡＶＤ設定部４９で選択されたＡＶＤ計測タイマ２８のタイムアウト時間の閾値を超えても心室収縮が検出されない場合には、安全のため、ＡＶＤ比較部３０から出力が発せられ、心室刺激部７、心室電極リード８、及び心室刺激電極９を介して右心室１２が刺激されて、心室収縮が確保される。
【０１０７】
また、比較値テーブル記憶部５０は、心拍数とＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）の関係を保持し、入力した心拍数に対して対応するＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）を出力する。加算部４５は、自脈より少し高い心拍数、すなわち心房刺激レートを比較値テーブル記憶部５０に入力して、心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）が比較値テーブル記憶部５０から計測ＡＶＤ比較部３１に供給される。
計測ＡＶＤ比較部３１は、比較テーブル記憶部５０に記憶した心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値とを比較する。
【０１０８】
図１６に示すように、計測ＡＶＤ比較部３１において、ＡＶＤ１記録部５３はＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ１計測値を格納し、ＡＶＤ２記録部５４はＡＶＤ計測タイマ２８から供給されるＡＶＤ２計測値を格納する。比較値演算部５７は、ＡＶＤ２記録部５４から読み出したＡＶＤ２計測値と、ＡＶＤ１記録部５３から読み出したＡＶＤ１計測値を用いて、ＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分を演算する。比較部５１は、比較値演算部５７で演算されたＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分と比較テーブル記憶部５０から読み出される心房刺激レートに対応した最適なＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とを比較して、比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する。
【０１０９】
計測ＡＶＤ比較部３１は、心房刺激インターバル比較部２７の出力のタイミング、すなわち、心房刺激のタイミングで、１回だけ神経刺激タイミング部３２に、神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可すると共に、その他のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止するようにしている。
【０１１０】
また、計測ＡＶＤ比較部３１は、心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とＡＶＤ計測タイマ２８のＡＶＤ計測値との比較結果を神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する。神経刺激信号パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号のパラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。
【０１１１】
次に、上述した例の動作を図１０〜図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。
ここでは、上述した図２〜図４に示したフローチャートと異なる部分について説明し、同一の処理については、同一のステップ名、工程名を示してその説明を省略する。
スタートからステップＳ２０１、ステップＳ２０２、及びステップＳ２０３の処理は図２で説明したステップＳ１、ステップＳ２、及びステップＳ３の処理と同じであり、ステップＳ２０８の処理は同じく図２で説明したステップＳ４の心房刺激回数Ｎを“０”にする処理と同じである。
【０１１２】
ステップＳ２０３で、神経刺激信号パラメータ設定部３３からの初期化信号によって、神経刺激部１４に現在設定されている神経刺激信号パラメータが下限値で初期化された後、心拍数計測部４１がＯＲ回路２４を介して心房収縮検出部２の心房収縮の検出信号から自脈心拍数を計測する（ステップＳ２０４）。次に、心拍数計測部４１によって計測された自脈心拍数は心拍数増分値演算部４２に供給され、心拍数増分値演算部４２では、この心拍数計測部４１によって計測された自脈心拍数の所定割合の心拍数値が演算される。この演算された自脈心拍数の所定割合の心拍数値は、選択部４４を介して加算部４５に供給され、加算部４５では、自脈心拍数と自脈心拍数の所定割合が加算されて、自脈心拍数より少し高い心拍数としての心房刺激レートが算出される（ステップＳ２０５）。なお、加算部４５において加算される値として、心拍数増分値演算部４２からの自脈心拍数の所定割合とする代わりに、選択部４４を切り替えて、心拍数固定増分値記憶部４３に予め記憶された設定値を用いることも可能である。
【０１１３】
続いて、加算部４５において、ステップＳ２０５で算出された心房刺激レートが予め定められた上限レート以下であるか否かが判断される（ステップＳ２０６）。この判断ステップＳ２０６において心房刺激レートが上限レート以下であると判断されたときは、ステップＳ２０５で算出された心房刺激レートがＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６で時間間隔に変換される。そして、ＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６は、変換された時間間隔を心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値として心房刺激インターバル比較部２７に供給する（ステップＳ２０７）。判断ステップＳ２０６において心房刺激レートが予め定められた上限レートを超えたと判断されたとき（Ｄ）は、高レートで心臓が刺激されるのを防ぐため、安全のために、図１３のステップＳ２４８に進み、通常制御に切り替えられる。
【０１１４】
以上説明した、ステップＳ２０４の自脈心拍数計測の処理〜ステップＳ２０７の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値設定を行う処理までが自脈心拍数計測と心房刺激レート設定の工程となる。
【０１１５】
次に、ステップＳ２０９以下の工程を説明する。
まず、心房刺激インターバルタイマ２５をリセットしタイマをスタートさせる（ステップＳ２０９）。続いて、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしたか否かが判断される（ステップＳ２１０）。判断ステップＳ２１０で心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしたと判断された場合、すなわち、心房刺激インターバルタイマ２５の計時時間がＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６から供給される心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値を超えると、心房刺激インターバル比較部２７から出力が発せられ、心房刺激部３により右心房１１が刺激される（ステップＳ２１２）。
【０１１６】
また、判断ステップＳ２１０において、心房刺激インターバルタイマ２５の計時時間がＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部４６から供給される心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウト時間の閾値を超えずに心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしていない場合は、心房収縮検出部２で心房の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ２１１）。そしてこの判断ステップＳ２１１において心房の収縮が検出されたと判断された場合は、ステップＳ２０４の自脈心拍数の計測処理に戻る。判断ステップＳ２１１において心房の収縮が検出されないと判断されたときは、ステップＳ２１０の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断の処理に戻る。
【０１１７】
次に、ステップＳ２１２の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５がリセットされ、計時をスタートする（ステップＳ２１３）。そして、ＡＶＤ設定部４９は、ＡＶＤ計測タイマ２８のタイムアウト時間の閾値として、第１ＡＶＤ記憶部４７に記憶される正常房室伝導における心室収縮を確保するためのＡＶＤ値（例えば、１５０ｍｓ）を設定する（ステップＳ２１４）。続いて、ステップＳ２１２の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介してＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子にも供給されており、ＡＶＤ計測タイマ２８の計時が開始し（ステップＳ２１５）、図１１の工程に進む。
【０１１８】
次に、図１１に基づいて工程（Ａ）について説明する。
図１１に示すように、まず、計測ＡＶＤ比較部３１において、ステップＳ２１２の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力に応答して、後述する心房刺激部３による右心房１１の刺激回数をカウントするカウンタ値Ｎに“Ｎ＋１”を入れてカウンタ値Ｎをインクリメントする（ステップＳ２１６）。そして、このカウンタ値が所定回数に到達したか否か、すなわち、予め定めた心房刺激部３による右心房１１の刺激回数の所定値（Ｎ＝３〜５）に等しいか否かが判断される（ステップＳ２１７）。
【０１１９】
判断ステップＳ２１７において、Ｎが予め定められた所定値（Ｎ＝３〜５）に等しいと判断されたときは、計測ＡＶＤ比較部３１が、ステップＳ２１２の心房刺激のタイミングで１回だけ神経刺激タイミング部３２に神経刺激部１４を介した迷走神経１３の刺激を許可する（ステップＳ２１８）と共に、これ以降のタイミングでは迷走神経１３の刺激を禁止する。なお、神経刺激タイミング部３２では、心房刺激と同時に神経刺激部１４を介して迷走神経１３を刺激することもできるし、心房刺激から予め設定した遅延時間を待った後、神経刺激部１４を介して迷走神経を刺激することも可能である。
【０１２０】
次に、心室収縮検出部６において心室の収縮が検出されたか否かが判断され（ステップＳ２１９）、この判断ステップＳ２１９で心室の収縮が検出されたと判断された場合は、ＡＶＤ計測タイマ２８がＡＶＤ計測を停止し、計測ＡＶＤ比較部３１はこのときのＡＶＤ計測値を取得する（ステップＳ２２０）。そして、図１２に示される工程（Ｂ）の処理に移行する。
【０１２１】
判断ステップＳ２１７において、Ｎが予め定められた所定値（Ｎ＝３〜５）に等しくないと判断されたときは、続いて心室収縮検出部６から心室の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ２２１）。そして判断ステップＳ２２１において心室の収縮が検出されたと判断されたときは、ＡＶＤ計測タイマ２８がＡＶＤ計測を停止し、計測ＡＶＤ比較部３１はこのときのＡＶＤ計測値を取得する（ステップＳ２２２）。そして、図１２に示す次の工程（Ｂ）に移る。
【０１２２】
また、判断ステップＳ２２１において、心室収縮検出部６から心室の収縮が検出されないと判断されたときは、続いてＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたか否かが判断される（ステップＳ２２３）。そしてこの判断ステップＳ２２３でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたと判断された場合は、ＡＶＤ比較部３０から心室刺激部７に出力信号が発せられ、右心室１２が刺激される（ステップＳ２２４）。そして、ＡＶＤ計測タイマ２８をストップし（ステップＳ２２５）、図１２に示される工程（Ｂ）に進む。判断ステップＳ２２３でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていないと判断された場合は、ステップＳ２２１に戻り、次の心室の収縮検出を待つ。
【０１２３】
次に、判断ステップＳ２１９において、心室収縮検出部６で心室の収縮が検出されないと判断されたときは、ＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたか否かが判断される（ステップＳ２２６）。この判断ステップＳ２２６でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていると判断されたときは、ＡＶＤ比較部３０から心室刺激部７に信号が送られ、右心室１２の刺激がなされる（ステップＳ２２７）。そして、ＡＶＤ計測タイマ２８をストップさせ（ステップＳ２２８）、図１２に示される工程（Ｂ）に進む。判断ステップＳ２２６でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていないと判断されたときは、ステップＳ２１９に戻り、次の心室収縮の検出を待つ。
【０１２４】
次に、図１２に基づいて、ステップＳ２２０及びステップＳ２２２のＡＶＤ計測値の取得、並びに、ステップＳ２２５及びステップＳ２２８のＡＶＤ計測タイマ２８のストップに続く工程（Ｂ）について説明する。
まず、計測ＡＶＤ比較部３１において、ＡＶＤ計測値を取得できたか否かが判断される（ステップＳ２２９）。この判断ステップＳ２２９において、ＡＶＤ計測値を取得できたと判断されたとき、すなわちステップＳ２００あるいはステップＳ２２２においてＡＶＤ計測値を取得できた場合は、計測ＡＶＤ比較部３１は、取得したＡＶＤ計測値の平均値をＡＶＤ１計測値として、図１６に示すＡＶＤ１記録部５３に格納する（ステップＳ２３０）。一方、判断ステップＳ２２９において、ＡＶＤ計測値を取得できなかったと判断されたとき、すなわちステップＳ２１９で心室収縮が検出されずにステップＳ２２６、ステップＳ２２７、ステップＳ２２８経由でこの判断ステップＳ２２９に進んだ場合、あるいはステップＳ２２１で心室収縮が検出されずにステップＳ２２３、ステップＳ２２４、ステップＳ２２５経由でこの判断ステップＳ２２９に進んだ場合には、ＡＶＤ計測値に基づく迷走神経１３の刺激の強度の制御ができないため、図１３の（Ｄ）に進み、通常制御に切り替わる。
【０１２５】
以上説明した、ステップＳ２０９の心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタートの処理〜ステップＳ２３０の取得したＡＶＤ計測値の平均値をＡＶＤ１計測値とする処理までがＡＶＤ１計測値の取得工程となる。
【０１２６】
次に、心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしたか否かが判断される（ステップＳ２３１）。この判断ステップＳ２３１で心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしたと判断された場合は、心房刺激インターバル比較部３０から心房刺激部３に信号が送られ、右心房１１の刺激が行われる（ステップＳ２３３）。一方、判断ステップＳ２３１で心房刺激インターバルタイマ２５がタイムアウトしていないと判断された場合は、続いて心房収縮検出部２において心房の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ２３２）。この判断ステップＳ２３２で心房収縮検出部２から心房の収縮が検出されたと判断されたとき（Ｄ）は、心房刺激によって心拍数を一定に保つことができず、迷走神経刺激によるＡＶＤ計測値への影響を正確に捉えることが困難なため、図１３の（Ｄ）に進み、通常制御に切り替わる。判断ステップＳ２３２で心房収縮検出部２から心房の収縮が検出されない場合には、ステップＳ２３１の判断に戻る。
【０１２７】
次に、ステップＳ２３３で心房刺激が行われた後は、この心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力が、ＯＲ回路２４を介して、心房刺激インターバルタイマ２５のリセット／スタート端子に供給され、心房刺激インターバルタイマ２５がリセットされ、計時が開始される（ステップＳ２３４）。そして、ＡＶＤ設定部４９において、ＡＶＤ計測タイマ２８のタイムアウト時間の閾値として、第２ＡＶＤ記憶部４８に記憶される迷走神経刺激後房室伝導における心室収縮を確保するためのＡＶＤ値（例えば、３００ｍｓ）が設定される（ステップＳ２３５）。
【０１２８】
続いて、ステップＳ２３３の心房刺激において心房刺激部３に対して供給された心房刺激インターバル比較部２７の出力は、ＯＲ回路２４を介してＡＶＤ計測タイマ２８のスタート端子に供給され、ＡＶＤ計測タイマ２８は計時を開始する（ステップＳ２３６）。次に、心室収縮検出部６において心室の収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ２３７）。この判断ステップＳ２３７において、心室の収縮が検出されたと判断されたときは、ＡＶＤ計測タイマ２８がＡＶＤ計測を停止して、ＡＶＤ計測値を取得する（ステップＳ２３８）。そして、計測ＡＶＤ比較部３１は取得したＡＶＤ計測値をＡＶＤ２計測値とし（ステップＳ２３９）、図１６に示すＡＶＤ２記録部５４に格納する。続いて、計測ＡＶＤ比較部３１が心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）を比較値テーブル記憶部５０から取得し（ステップＳ２４０）、その後の図１３の工程（Ｃ）に進む。
【０１２９】
また、判断ステップＳ２３７において、心室の収縮が検出されないと判断された場合は、続いてＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたか否かが判断される（ステップＳ２４１）。そして、この判断ステップＳ２４１でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしたと判断された場合は、ＡＶＤ比較部３０から心室刺激部３に信号が送られ、右心室１２の刺激が行われた（ステップＳ２４２）後、ＡＶＤ計測タイマ２８を停止する（ステップＳ２４３）。そして、ＡＶＤ２計測値を取得できず、ＡＶＤ計測値に基づく迷走神経１３の刺激の強度の制御ができないため、図１３に示す工程（Ｄ）に進んで通常の制御に切り替わる。判断ステップＳ２４１でＡＶＤ計測タイマ２８がタイムアウトしていない場合には、ステップＳ２３７に戻り、次の心室収縮の検出を待つ。
【０１３０】
ステップＳ２３１の心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断〜ステップＳ２４０の心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値の取得の処理までがＡＶＤ２計測値とＡＶＤ基準比較値の取得工程となる。
【０１３１】
次に、図１３に基づいて、図１２のステップＳ２４０でＡＶＤ基準比較値を取得した後の処理（Ｃ）について説明する。
まず、計測ＡＶＤ比較部３１において、ＡＶＤ１記録部５３に格納されたＡＶＤ１計測値とＡＶＤ２記録部５４に格納されたＡＶＤ２計測値が比較値演算部５７に供給される。そして、比較値演算部５７からは、ＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合（ＡＶＤ２／ＡＶＤ１）又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分（ＡＶＤ２−ＡＶＤ１）が出力され、この比較値演算部５７の出力とステップＳ２４０で取得したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）が比較部５１において比較される（ステップＳ２４４）。
【０１３２】
そして、この比較の結果、つまり比較値テーブル記憶部５０から取得した心房刺激レートに対応したＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）とＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分との比較結果を、神経刺激信号パラメータ設定部３３に供給する。神経刺激信号パラメータ設定部３３は、この比較結果に基づいて迷走神経１３に対する神経刺激信号パラメータを決定し、神経刺激部１４にそのパラメータ値を設定する。
【０１３３】
例えば、心房刺激レートに対応したＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分が最適なＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）よりも小さいときは、迷走神経刺激による効果が小さいと判断して、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、神経刺激信号のエネルギ、すなわち、振幅やパルス幅等のパラメータを現在設定されている値よりも所定量だけ増加させて神経刺激部１４に設定する（ステップＳ２４５）。そして、心房刺激回数Ｎを“０”にした（ステップＳ２４６）後、図１０に示す心房刺激インターバルタイマ２５のタイムアウトの判断に戻って、ＡＶＤ１計測値の取得工程、ＡＶＤ２計測値とＡＶＤ比較値の取得工程、及び本工程を繰り返す。
【０１３４】
また、判断ステップＳ２４４において、ＡＶＤ２計測値に対するＡＶＤ１計測値との相対的割合又はＡＶＤ２計測値とＡＶＤ１計測値との差分が、最適なＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）よりも大きいときは、神経刺激信号パラメータ設定部３３は、現在の刺激強度の設定により所望の迷走神経刺激の効果があると判断し、生体状況の変動があっても確実な迷走神経刺激の効果が保証されるように、神経刺激信号のパラメータ値を現在設定されている値よりも所定のマージンだけ高い値で更新し、神経刺激部１４に設定する（ステップＳ２４７）。その後、切替制御部２１は、神経刺激信号パラメータ制御部２０の動作をオフにし、通常制御部１７の動作をオンにして通常の制御動作に戻る（ステップＳ２４８）。
【０１３５】
これにより、ＡＶＤ計測値と刺激レートに対応した第２の所定値、あるいは第３の所定時間との比較に基づいて、迷走神経１３の刺激の強度を最適に制御することができる。
上述したステップＳ２４４のＡＶＤ計測値の相対的割合あるいは差分とＡＶＤ基準比較値（第２の所定値、あるいは第３の所定時間）の比較判断以降が、ＡＶＤ計測値の相対的割合あるいは差分に基づく神経刺激信号パラメータ変更の工程となる。
【０１３６】
以上、本発明の神経刺激強度設定装置の実施形態について、体内植込み型の迷走神経刺激に基づく心臓治療装置における神経刺激強度の制御を例としてあげたが、本発明の形態はこれに限られるものではなく、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置を体内に植え込む手術の際に神経刺激閾値や神経刺激応答特性の確認を行うための体外式の計測装置にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図３】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図４】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図５】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図６】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図７】本発明の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図８】迷走神経刺激とＡＶＤ計測値の取得のタイミングを示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の構成例を示したブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態の神経刺激強度設定装置を搭載した、迷走神経刺激に基づく心臓治療装置の動作を説明するための部分フロー図である。
【図１４】「ＡＶＤ計測値と第２の所定時間との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
【図１５】「ＡＶＤ２計測値／ＡＶＤ１計測値と第２の所定値との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
【図１６】「ＡＶＤ計測値と刺激レートに対応した第２の所定値、あるいは第３の所定時間との比較」における計測ＡＶＤ比較部３１の詳細構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１３８】
１…心臓治療装置、２…心房収縮検出部、３…心房刺激部、６…心室収縮検出部、７…心室刺激部、１３…迷走神経、１４…神経刺激部、２０…神経刺激信号パラメータ制御部、２５…心房刺激インターバルタイマ、２７…心房刺激インターバル比較部、２８…ＡＶＤ計測タイマ、３０…ＡＶＤ比較部、３１…計測ＡＶＤ比較部、３２…神経刺激タイミング部、３３…神経刺激信号パラメータ設定部、４１…心拍数計測部、４２…心拍数増分値演算部、４３…心拍数固定増分値記憶部、４４…選択部、４５…加算部、４６…ＨＲ／Ｐ−Ｐ変換部、４７…第１ＡＶＤ記憶部、４８…第２ＡＶＤ記憶部、４９…ＡＶＤ設定部、５０…比較値テーブル記憶部、５１…比較部、５２…所定値記憶部、５３…ＡＶＤ１記録部、５４…ＡＶＤ２記録部、５５…ＡＶＤ２／ＡＶＤ１演算部、５６…所定割合記憶部、５７…比較値演算部
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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