(57)【要約】本発明は、胃腸管の神経筋組織を刺激する装置、及びこの装置を神経筋組織に取り付けする方法に関する。パルス発生器（７０）は、切替えマトリクス（７２）を備え、組織を刺激する間、電極（２６、２８、３０、３２）の対を選択し、それらの極性を変化させることにより、時間変化的に組織を刺激することができる。さらに、リアルタイムクロックがオンモードとオフモードのトリガを可能にするので、時間クロックは、パラメータの変更をトリガすることもできる。変更することができるパラメータとしては、パルス幅、振幅、デューティサイクル（パルスの時間、パルス間又は連続パルス間の時間の量）、周波数、極性、単極又は双極の選択、及び電極のオン・オフなどがある。電気刺激では、患者の胃腸管内の少なくとも１つの器官に蠕動流路に沿って接続された複数の電極を利用し、これらの電極はそれぞれ、蠕動流路に沿って異なる位置で接続されている。電気パルスは、これら複数の電極のうち第１の電極セットから器官に与えられ、第２の電気パルスは、第２の電極セットから器官に与えられる。与えられる電気パルスは、互いに独立した整相されない関係にあり、人体が本来有する適応傾向を無効にしながら、胃腸管内の少なくとも１つの器官の蠕動流の治療的調整を維持する。
2005531389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内臓内の神経筋組織に電気的刺激を与える電気的刺激方法であって、
複数の電極対が前記神経筋組織上の実質的に異なる位置に位置決めされるように、前記複数の電極対を前記神経筋組織に取り付ける電極取付アセンブリを提供するステップと、
前記電極取付アセンブリを、患者の外科的アクセス開口を通して腹腔鏡的に挿入するステップと、
前記複数の電極対が離間するように前記電極取付アセンブリを前記神経筋組織に取り付けるステップであって、前記複数の電極対のそれぞれと前記神経筋組織との間に電気的インタフェースを形成するステップと、
パルス発生器を有し、前記複数の電極対のうち選択可能な個々の電極対を用いて、時間変化的に前記神経筋組織を電気的に刺激するステップと
を有することを特徴とする電気的刺激方法。
【請求項２】
前記電極取付アセンブリを提供するステップが、前記神経筋組織に貫入するように構成された、第１の電極対を支持する第１の電極取付部材と、前記神経筋組織に貫入するように構成された、第１の距離だけ離間させて第２の電極対を支持する第２の電極取付部材と、前記第１及び第２の電極取付部材に取り付けられ、該第１及び第２の電極取付部材を胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織上の異なる位置に相対的に位置決めすることができるように構成された可撓性ブリッジ部とを提供するステップからなることを特徴とする請求項１に記載の電気的刺激方法。
【請求項３】
前記電極取付アセンブリを提供するステップが、遠位表面上でほぼ等間隔に離間させて前記複数の電極対を支持する電極取付部材を提供するステップからなり、
前記電極取付部材を前記神経筋組織に取り付けるステップが、前記電極取付部材の前記遠位表面を内臓の表面に取り付けることによって、第１、第２、第３及び第４の電極のそれぞれと前記神経筋組織との間の電気的インタフェースを形成するステップからなることを特徴とする請求項１に記載の電気的刺激方法。
【請求項４】
前記複数の電極対が、第１及び第２の対角配置電極対とからなり、
前記神経筋組織を電気的に刺激するステップが、
第１の期間の間、前記第１の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を与えるステップと
これとは別に、第２の期間の間、前記第２の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を与えるステップと
からなることを特徴とする請求項２に記載の電気的刺激方法。
【請求項５】
前記第１の対角配置電極対を構成する各電極の極性が、第１の期間の間のそれぞれの電極の極性とは逆になるようにして、第３の期間の間に、前記第１の対角配置電極対の両端間に電気刺激を与えるステップと、
これとは別に、前記第２の対角配置電極対を構成する各電極の極性が第２の期間の間のそれぞれの電極の極性とは逆になるようにして、第４の期間の間に、前記第２の対角配置電極対の両端間に電気刺激を与えるステップと
からなることを特徴とする請求項４に記載の電気的刺激方法。
【請求項６】
前記複数の電極対が、第１、第２、第３及び第４の隣接電極対を備え、前記神経筋組織を電気的に刺激するステップが、
第１の期間の間に、前記第１の隣接電極対の両端間に電気刺激を与えるステップと、
第２の期間の間に、前記第２の隣接電極対の両端間に電気刺激を与えるステップと、
第３の期間の間に、前記第３の隣接電極対の両端間に電気刺激を与えるステップと、
第４の期間の間に、前記第４の隣接電極対の両端間に電気刺激を与えるステップとからなり、前記第１、第２、第３及び第４の期間が、互いに独立した整相されない関係でトリガされることを特徴とする請求項２に記載の電気的刺激方法。
【請求項７】
胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織を、パルス発生器が供給する電気パルスを前記神経筋組織に与えることによって電気的に刺激する電気的刺激装置であって、
前記パルス発生器に電気的に接続された第１及び第２の電極と、
前記神経筋組織を穿刺するように構成され、前記第１及び第２の電極を第１の距離だけ離間させて支持する本体部分を有する第１の電極対取付部材と、
前記パルス発生器に電気的に接続された第３及び第４の電極と、
前記神経筋組織を穿刺するように構成され、前記第３及び第４の電極を第２の距離だけ離間させて支持する本体部分を有する第２の電極対取付部材と、
前記第１及び第２の電極対取付部材に取り付けられ、かつ前記第１、第２、第３及び第４の電極をほぼ等間隔に離間させることができるように前記第１及び第２の電極対取付部材を前記神経筋組織中で相対的に位置決めすることができるように構成されたブリッジ部と、
前記電極のうち選択可能な電極対を用いて、互いに独立した整相されない関係で時間変化的に、前記第１、第２、第３及び第４の電極に電気パルスを供給するように構成されたパルス発生器と
を備えていることを特徴とする電気的刺激装置。
【請求項８】
前記パルス発生器が、制御装置に応答して所定の極性の刺激パルスを選択可能な電極対に印加する切替えマトリクスを備えていることを特徴とする請求項７に記載の電気的刺激装置。
【請求項９】
前記パルス発生器が、第１の極性を有する第１の対角配置電極対と、第２の極性を有する第２の対角配置電極対との間に、同時に電気的刺激を印加するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電気的刺激装置。
【請求項１０】
前記第１、第２、第３及び第４の電極が、第１及び第２の対角配置電極対を構成し、前記パルス発生器が、第１の期間の間には前記第１の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を印加し、第２の期間の間には前記第２の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を印加するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電気的刺激装置。
【請求項１１】
前記パルス発生器が、第３の期間の間には、前記第１の対角配置電極対を構成する各電極の極性が第１の期間の間のそれぞれの電極の極性とは逆になるようにして、前記第１の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を印加し、第４の期間の間には、前記第２の対角配置電極対を構成する各電極の極性が第２の期間の間のそれぞれの電極の極性とは逆になるようにして、前記第２の対角配置電極対の両端間に電気的刺激を印加するように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の電気的刺激装置。
【請求項１２】
前記第１、第２、第３及び第４の電極が、第１、第２、第３及び第４の隣接電極対を構成し、前記パルス発生器が、第１の期間の間には前記第１の隣接電極対の両端間に電気的刺激を印加し、第２の期間の間には前記第２の隣接電極対の両端間に電気的刺激を印加し、第３の期間の間には前記第３の隣接電極対の両端間に電気的刺激を印加し、第４の期間の間には前記第４の隣接電極対の両端間に電気的刺激を印加するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の電気的刺激装置。
【請求項１３】
胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織を電気的に刺激する電気的刺激方法であって、
前記胃腸管内の少なくとも１つの器官に、複数の電極を蠕動流路に沿って接続するステップであって、前記複数の電極をそれぞれ前記蠕動流路に沿って異なる位置で接続するステップと、
前記複数の電極のうちの第１の電極セットから前記器官に電気パルスを供給するステップと、
前記複数の電極のうちの第２の電極セットから前記器官に第２の電気パルスを供給するステップとを有し、前記複数の電極によって供給される前記電気パルスが、独立した整相されない関係にあり、人体が本来有する適応傾向を無効にしながら、前記胃腸管内の前記少なくとも１つの器官の蠕動流の治療的調整を維持することを特徴とする電気的刺激方法。
【請求項１４】
リアルタイムクロック機能によって前記第１の電気パルス及び前記第２の電気パルスを供給するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の電気的刺激方法。
【請求項１５】
前記電気パルスのパルス振幅、パルスタイミング及びパルス持続時間を、前記複数の電極のそれぞれについて別個に調整するステップを有することを特徴とする請求項１３に記載の電気的刺激方法。
【請求項１６】
胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織を電気的に刺激することによって消化器官の蠕動ペースを制御する胃ペースメーカであって、
少なくとも１つの消化器官に蠕動流路に沿って順次位置決め可能な複数の刺激電極と、
前記複数の刺激電極のうち第１の電極セットについての電気パルスパラメータを制御する制御装置であって、前記複数の刺激電極のうち第２の電極セットについての電気パルスパラメータを、所望の蠕動流に従って、独立した整相されない関係で制御する制御装置と、
リアルタイムクロック機能によって前記複数の刺激電極のうち前記第１の電極セット及び前記第２の電極セットのそれぞれに電気パルスを供給する回路と
を備えていることを特徴とする胃ペースメーカ。
【請求項１７】
前記消化器官に接続することができる、電気パルス刺激に対する前記器官の応答を感知するセンサ電極を備えていることを特徴とする請求項１６に記載の胃ペースメーカ。
【請求項１８】
前記複数の刺激電極のうち少なくとも１つが、電気パルスに対する前記器官の応答を感知する感知電極としても機能することを特徴とする請求項１６に記載の胃ペースメーカ。
【請求項１９】
胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織を電気的に刺激する電気的刺激方法であって、
前記胃腸管内の少なくとも１つの器官に、複数の電極を蠕動流路に沿って接続するステップであって、前記複数の電極をそれぞれ前記蠕動流路に沿って異なる位置で接続するステップと、
前記複数の電極のうちの第１の電極セットから前記器官に電気パルスを供給するステップと、
前記複数の電極のうちの第２の電極セットから前記器官に第２の電気パルスを供給して、人体が本来有する適応傾向を無効にしながら、前記胃腸管内の前記少なくとも１つの器官の蠕動流の治療的調整を維持するステップと
を有することを特徴とする電気的刺激方法。
【請求項２０】
リアルタイムクロック機能によって前記第１及び第２の電気パルスを供給するステップを有することを特徴とする請求項１９に記載の電気的刺激方法。
【請求項２１】
前記リアルタイムクロック機能からプログラマブルカレンダに時刻及び日付の情報を提供するステップを有することを特徴とする請求項２０に記載の電気的刺激方法。
【請求項２２】
前記複数の電極によって供給される前記電気パルスが、独立した整相されない関係にあることを特徴とする請求項２０に記載の電気的刺激方法。
【請求項２３】
前記リアルタイムクロック機能によって前記電気パルスを変化させて、前記リアルタイムクロック機能の設定に基づいて複数の期間にわたって前記電気パルスの刺激波形を変化させることができるようにすることを特徴とする請求項２１に記載の電気的刺激方法。
【請求項２４】
前記リアルタイムクロック機能が、刺激パラメータを定期的に変化させるトリガとして働くことを特徴とする請求項２１に記載の電気的刺激方法。
【請求項２５】
前記リアルタイムクロック機能が、刺激パラメータを定期的に変化させるトリガとして働くことを特徴とする請求項２４に記載の電気的刺激方法。
【請求項２６】
前記刺激パラメータが、前記電気パルスのパルス幅からなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【請求項２７】
前記刺激パラメータが、前記電気パルスの振幅からなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【請求項２８】
前記刺激パラメータが、前記電気パルスのデュ−ティサイクルからなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【請求項２９】
前記刺激パラメータが、前記電気パルスの周波数からなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【請求項３０】
前記刺激パラメータが、前記電気パルスの極性からなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【請求項３１】
前記刺激パラメータが、所定の長さの時間についての前記電気パルスの発生の活性化／不活性化からなることを特徴とする請求項２５に記載の電気的刺激方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体器官を刺激する際に使用する電気的刺激方法及び電気的刺激装置に関し、より詳細には、胃腸管（ｇａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ  ｔｒａｃｔ）などの器官構造の内臓（ｖｉｓｃｅｒａ）の神経筋組織（ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒ  ｔｉｓｓｕｅ）を刺激するための埋込み型装置、及びこの埋込み型装置を患者の体内に取り付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気的組織刺激の分野は拡大し、組織に埋め込んだ電極を用いて胃（ｓｔｏｍａｃｈ）又は腸管（ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ  ｔｒａｃｔ）を電気的に刺激するデバイスを備えている。いくつかの研究では、このような胃刺激装置が肥満をうまく抑制することが分かってきている。この処置がどのように機能して肥満を解消しているのかということに関する医学的理解は、現在のところ十分ではない。しかしながら、処置をうまく施された患者たちは、正常な空腹と満腹のサイクルが得られていると報告している。
【０００３】
この療法を実施する装置及び処置方法は、ここにその全体が参照によって組み込まれている特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている装置は、約２秒間、胃の幽門洞（ａｎｔｒｕｍ  ｐｙｌｏｒｉｃｕｍ）を刺激パルス列で刺激し、その後に約３秒間の「オフ」時間を設けるものである。
【０００４】
特許文献２に記載される腹腔鏡（ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ）デバイスは、刺激する組織を貫通する針と、一端がこの針に接続され、他端が埋込み型パルス発生器（ＩＰＧ；Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｐｕｌｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）のリードに接続された糸とを有している。この腹腔鏡デバイスは、比較的長く細いので、腹腔鏡タイプの管又はトロカール（ｔｒｏｃａｒ）を通してデバイス全体を人体内に挿入することができる。針を糸でデバイスに接続することにより、トロカールを通して挿入される多くのデバイスが知られている。
【０００５】
特許文献３及び特許文献４には、ここにそれらの全体が参照により組み込まれているが、リードの端部に針が組み込まれた、新しい装置が記載されている。一度内臓に挿入された電極は、部分的に対向する尖叉（ｔｉｎｅ）で適所に固定される。上述した装置及びその装置の取り付け方法では、一般に、組織を刺激するための一対の電極を採用している。
【０００６】
図１は、従来の刺激電極対及びそれに関連する電場勾配パターンを示す概略図である。図１に示すように、第１の電極１及び第２の電極２は、患者の組織３に埋め込まれる。この組織３に電気的刺激が与えられると、指向性双極子（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｄｉｐｏｌｅ）でよく見られるように、パルス電場４が電極１及び２から外向きに、一般に電極軸の方向６に対して直交する方向５に伝播する。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５４２３８７２号明細書
【特許文献２】米国特許第５８３６９９４号明細書
【特許文献３】国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ９８／１０４２号、１９９８年５月２１日出願
【特許文献４】米国特許出願第０９／１２２８３２号、１９９８年７月２７日出願
【特許文献５】米国特許出願第０９／４６６３８７、１９９９年１２月１７日出願
【特許文献６】米国特許出願第０９／４６６５３２号、１９９９年１２月１７日出願
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ある特定の状況では、所望の組織応答及びエントレインメント（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）を得るために、より広い領域の組織に電気パルスを与えることが必要となることがある。例えば、患者によっては、より広い領域の組織を刺激した方が有利であることもある。したがって、より広い領域にわたって、より均一に、又はより全方向的に組織を刺激する電極装置を提供することが必要とされている。さらに、刺激箇所、刺激方向、刺激時間及び刺激強度を時間変化させると有利であることもある。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、刺激パターンを時間変化させることができる電気的刺激方法及び電気的刺激装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、腹腔鏡を用いるなど、電極をほぼ等間隔に離間させることを可能にしながら侵襲性（ｉｎｖａｓｉｖｅ）を最低限に抑えた形で電極を埋め込むことができる電気的刺激方法及び電気的刺激装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のこのような目的は、電気的刺激装置と、この電気的刺激装置を内臓し、特に胃腸管の神経筋組織に取り付ける方法とを提供することによって達成される。この電気的刺激装置は、神経筋組織に電気的刺激パルスを供給するパルス発生器に電気的に接続された、少なくとも４つの狭間隔で配置した刺激電極を備えている。好ましい実施形態によれば、電極アセンブリは、第１の電極対を支持する第１の電極対取付部材と、第２の電極対を支持する第２の電極対取付部材とを備えている。各電極対取付部材は、電極取付部材と電極を組織中に固定する第１及び第２のアンカ部材を備えている。このようなアンカ部材は、組織に当接して組織に対する相対的な移動を防止する１組の弾性尖叉（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  ｔｉｎｅ）にすることができる。
【００１２】
最も好ましい実施形態では、電極アセンブリは、貫入機構（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｖｅ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）と、この貫入機構を電極取付部材に着脱可能に取り付ける切断可能な接続部材とをそれぞれ有する、平行に配列された一対の電極対取付部材を有している。第１の電極対取付部材は、第１の貫入機構で組織を穿刺して第１の位置に固定される。第２の電極対取付部材は、第２の貫入機構で組織を穿刺して第２の位置に、第１の電極対取付部材とほぼ平行な姿勢で固定される。
【００１３】
他の好ましい実施形態では、電極アセンブリは、直列に配列された２つの電極対取付部材を有している。１つの貫入機構が設けられ、第１及び第２の電極対取付部材のうちの一方に接続される。ブリッジ部が、第１の電極対取付部材と第２の電極対取付部材とを接続する。貫入機構により、第１の電極対取付部材は、第１の位置で組織に進入して組織を貫通し、第２の位置で組織から出ることができ、その後、第２の電極対取付部材が貫入機構によって案内されて組織に進入し、少なくとも一部が組織内にある状態で第１の位置で固定される。その後、第１の電極対取付部材が第３の位置で組織に進入し、第２の電極対取付部材とほぼ平行な姿勢で組織内に固定される。このように第１及び第２の電極対取付部材を平行に取り付けることにより、４つの電極を互いにほぼ等間隔にすることができる。
【００１４】
さらに他の好ましい実施形態では、電極取付部材を設けて、神経筋組織の表面に４つの電極を設ける。この電極取付部材は、その遠位表面で４つの電極を支持し、神経筋組織の表面に取り付けられて電極と神経筋組織との間の電気的インタフェースを形成するように構成されている。また、この電極取付部材は、可撓性材料で構成されたほぼ平坦な遠位表面を有することが好ましい。このように可撓性であることにより、遠位表面は、神経筋表面のどのような湾曲にもほぼ適応することができる。また、可撓性であることにより、電極取付部材を、丸めたり折りたたんだりすることによって小さくし、縮小形態にすることができる。また、電極取付部材は、縮小形態にしてある間に、侵襲性を最小限に抑えた腹腔鏡（ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ）開口又はそれに類する外科的アクセス開口（ｓｕｒｇｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｏｐｅｎｉｎｇ）を通して患者の体内に挿入することができる。円筒形スリーブ部材又は環状バンドを電極取付部材の周囲に設けて、この電極取付部材の縮小形態を維持する助けとすることもできる。
【００１５】
本発明による好ましい取り付け方法は、４つの電極を支持する電極アセンブリを提供するステップを有している。次のステップでは、外科的アクセス開口を患者に形成し、電極アセンブリを腹腔鏡的に患者の体内に導入する。次のステップでは、電極アセンブリを神経筋組織に取り付けて、電極と組織の間の電気的インタフェースを構成する。
【００１６】
一度、電極アセンブリが設けられ、それにより４つの電極が組織に対して配向されると、新しい電気的刺激方法での組織の刺激を開始することができる。好ましい実施形態では、通常の発生器を設けて刺激パルスを発生させ、ファームウェアの制御下で切替えマトリクスを設けて連続的なペア方式の刺激シーケンスを制御する。
【００１７】
ペア方式の刺激シーケンスでは、複数のシーケンスの間での選択が可能である。第１の刺激技術は、対角に位置する電極対が同じ極性のパルスを印加し、隣接する電極は反対極性のパルスを印加する、４極子シーケンス（ｑｕａｄｒａｐｏｌｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）とすることができる。第２の刺激技術は、刺激対が組織を順次刺激することができる対向する角にある電極からなる逐次２次双極子（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｂｉｐｏｌｅ）とすることができる。第３の刺激技術は、刺激対が組織を順次刺激することができる隣接する電極対からなる逐次２次双極子とすることができる。
【００１８】
好ましい実施形態では、パルスパラメータは、上述したシーケンスの１つに従って印加されるパルスのタイミング及び持続時間を有している。処置期間中にこれらのパラメータを変更するために、神経筋刺激装置は、処置期間にわたって刺激波形のパラメータを調整するためのリアルタイムクロック及びプログラマブルカレンダを有している。リアルタイムクロックは、処置期間中の時刻に対応するデータを供給するものである。プログラマブルカレンダは、刺激波形の形状に関するパラメータを記憶するものである。各パラメータは、直接又は間接的に時刻と関連付けることができる。制御回路などの回路は、処置期間中の適当な時刻にパラメータによって決められる刺激パルスを印加する。
【００１９】
リアルタイムクロック及びプログラマブルカレンダにより、より長い期間にわたって刺激波形を変化させることができる。例えば、リアルタイムクロックは、当該期間中のある１週間に対応するデータを供給することができる。したがって、処置期間中の各週ごとに異なる波形を印加するように波形をプログラムすることができる。また、リアルタイムクロックは、処置期間中の曜日に対応するデータを供給することもできる。あるいは、リアルタイムクロックは、処置期間中の月に対応するデータを供給し、処置の進行とともに月ごとに波形を変化させるようにすることもできる。さらに、リアルタイムクロックは、１カ月のうちの日付及び／又は１年のうちの日付に対応するデータを供給することもできる。
【００２０】
一対の細長い本体又はパッチ（ｐａｔｃｈ）の形態で電極アセンブリを例示したが、本発明の特定の実施態様は、その他の形状を有する電極アセンブリ及びその他の取り付け方法、ならびに代替の４極刺激シーケンスにも等しく適用することができる。簡単に要約すれば、本発明は、患者の胃腸管内の少なくとも１つの器官に蠕動流路（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ  ｆｌｏｗ  ｐａｔｈ）に沿って異なる位置で複数の電極を接続することによって、胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織を電気的に刺激する電気的刺激装置及びその方法に関する。電気パルスは、複数の電極のうちの第１の電極セットから器官に与えられ、第２の電極パルスは、第２の電極セットから器官に与えられる。複数の電極によって与えられる電気パルスは、独立した整相されない関係にあり、人体が本来有する適応傾向を無効（ｄｅｆｅａｔ）にしながら、胃腸管内の少なくとも１つの器官の蠕動流の治療的調整を維持する。
【００２１】
本発明のさらなる特徴、その本質及び様々な利点は、添付の図面及び以下の好ましい実施形態の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図２は、本発明の神経筋刺激装置を示す概略図である。神経筋刺激装置（ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌａｒ  ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ）１０は、埋込み型パルス発生器１２と、リード系１４と、電極アセンブリ、すなわち、インプラントデバイス１６とを備えている。埋込み型パルス発生器１２は、一連の電気パルスを与え、かつ／又は内臓の組織の電気的監視を行う。ここで言う内臓（ｖｉｓｃｅｒａ）とは、人間の胴のどの器官であってもよく、主なものとして腹部領域の器官が挙げられる。本発明は、例えば、肝臓や膵臓、胃腸管などの人体器官（図示せず）に適用することができる。適当なパルス発生器が、特許文献１及び特許文献５に記載され、その両方がここに参照によりその全体が組み込まれている。埋込み型パルス発生器１２は、腹壁皮下に外科手術によって埋め込むことができる。電気刺激リード１４は、埋込み型パルス発生器１２に接続する近位コネクタ端部１８と、医用リード本体部分２０と、電極アセンブリ１６と電気的に接続する遠位端部２２とを備えている。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、電極アセンブリ、すなわち、インプラントデバイス１６は二又構造を有し、ほぼ同一の電極対取付部材２４ａ及び２４ｂなど、一対の細長い本体部分を備えている。電極取付部材２４ａは、一対の電極Ａ２６及びＢ２６を支持し、電極取付部材２４ｂは、一対の電極Ｃ３０及びＤ３２を支持している。
【００２４】
電極Ａ２６及びＢ２８は、約０．５ｃｍから約２ｃｍの距離３４だけ離間している。同様に、電極Ｃ３０及びＤ３２も、約０．５ｃｍから約２ｃｍの距離３６だけ離間している。好ましい実施形態では、距離３４と距離３６は等しい。電極アセンブリ１６は二又構造を有することができ、この二又構造は、埋め込み後に対向する電極対取付部材２４ａ及び２４ｂのそれぞれの電極の間に生じる間隔５５及び５７が間隔３４及び３６とほぼ等しくなり、それにより４つの電極が矩形対称になるように寸法を取ってある（図５参照）。この二又構造は、パルス発生器１２及びリード１４に電気的に接続された第１の端部２３と、電極対取付部材２４ａ及び２４ｂにそれぞれ接続することができる一対の第２の端部２７ａ及び２７ｂとを有するブリッジ部２５によって得られることが好ましい。図２は、必ずしも一定の比率で描いてあるわけではなく、第２の端部２７ａ及び２７ｂは、医師が一人で電極対取付部材２４ａ及び２４ｂを組織内に取り付けできるだけの十分な長さに寸法を取ってあることが好ましい。
【００２５】
電極対取付部材２４ａ及び２４ｂはそれぞれ、電極Ａ２６、Ｂ２８、Ｃ３０及びＤ３２を埋め込もうとする組織に貫入する貫入機構３８ａ及び３８ｂを備えている。この貫入機構３８ａ及び３８ｂは、非切削湾曲部分４０ａ、４０ｂと、非切削直線部分４１ａ、４１ｂと、遠位切削端部４２ａ、４２ｂとをそれぞれ有している。また、貫入機構３８ａ及び３８ｂは、それぞれ、接続又は「クイックリリース（ｑｕｉｃｋ−ｒｅｌｅａｓｅ）」機構４４ａ及び４４ｂによって電極対取付部材２４ａ及び２４ｂに接続されている。接続要素４４ａ及び４４ｂと、細長い本体部分２４ａ及び２４ｂとは、シリコーン材料、例えば、外科用シリコーンやそれと同様の応力特性を有するその他の生体親和性材料などで構成されることが好ましい。接続要素４４ａ及び４４ｂは、貫入機構３８ａ及び３８ｂが細長い本体部分２４ａ及び２４ｂに対して相対的に動くことができるように、可撓性を有するように製造されている。接続要素４４ａ及び４４ｂの長さは、細長い本体部分２４ａ及び２４ｂ内に配置された導電性構成要素を破損させることなく曲げたり撓めたりすることができるように調整されている。この接続要素４４ａ及び４４ｂは、放射線不透過性であることが好ましく、埋込み処理中に医師が切断して、貫入機構３８ａ及び３８ｂを電極対取付部材２４ａ及び２４ｂから分離することができる。以下にさらに詳細に説明するように、接続部材４４ａ及び４４ｂを切断する好ましい手段として、内視鏡的に導入したメス又は鋏を使用することができる。
【００２６】
電極Ａ２６及びＢ２８ならびに電極Ｃ３０及びＤ３２は、固定部材４６などの固定機構によって患者の組織に対して固定することができる。固定部材４６は、例えば、シリコーンなどの生体親和性材料で作製することが好ましく、第１の尖叉４８ａ／４８ｂ及び第２の尖叉５０ａ／５０ｂからなっている。一般に、第１の尖叉４８ａ／４８ｂと第２の尖叉５０ａ／５０ｂとで少なくとも２つの尖叉からなる１組の尖叉を構成するが、尖叉の各組は３個から５個の尖叉で構成されることが好ましい。好ましい実施形態では、第１の尖叉４８ａ／４８ｂを先行尖叉とすることができる。すなわち、第１の尖叉４８ａ／４８ｂが可撓性であり、進行方向５２に対して鈍角αをなすことが好ましい。この構成は、電極対取付部材２４ａ及び２４ｂを、逆方向に移動しないようにして方向５２に通すのに役立っている。好ましくは、第１の尖叉４８ａ／４８ｂは、約１ｍｍの直径及び約３ｍｍの長さを有し、組織に入り（例えば、「入口」位置で）、刺激対象組織の全厚を貫通し、反対側から（例えば、組織の「出口」位置で）出ることができる。組織を貫通すると、第１の尖叉４８ａ／４８ｂは、組織の出口位置と接触し、電極対取付部材２４ａ及び２４ｂが方向５２の逆方向に移動することを防止することができる。
【００２７】
第２の尖叉５０ａ／５０ｂは、方向５２に対して鋭角βをなすことができる。動作に際しては、第２の尖叉５０ａ／５０ｂは、刺激対象組織の全厚は貫通せず、組織の入口位置と接触し、それにより電極位置決め部材が方向５２に移動することを防止する。この構成は、以下でさらに詳細に説明するように、第１の尖叉４８ａ／４８ｂと第２の尖叉５０ａ／５０ｂの間に組織を固定又は保持することによって取り付け後の移動を防止するために、電極対取付部材２４ａ及び２４ｂを埋込み組織内に固定するのに有効である。第１の尖叉４８ａ／４８ｂと第２の尖叉５０ａ／５０ｂの間の距離は、医師が必要と考える距離に変化させることができ、所望の電極間距離３４及び３６及び刺激対象組織の全厚によって決まることもある。好ましくは、貫入機構３８ａ及び３８ｂの直線部分４１ａ及び４１ｂは、少なくとも第１の尖叉４８ａ／４８ｂと第２の尖叉５０ａ／５０ｂの間の距離と等しい長さを有することができる。
【００２８】
電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０及びＤ３２の基礎材料は、例えば、ステンレス鋼や白金、白金／イリジウム合金、酸化イリジウム、チタンなど、電極に通常用いられるどのような材料でもよい。電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２は、被覆のない状態でもよいし、酸化イリジウムや窒化チタンなどの材料で被覆してもよい。あるいは、これらの電極は、白金めっき又は炭化することもできる。また、電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２は、異なる導体５２／５４／５６／５８にそれぞれ電気的に接続され、これらの導体は、その近位端でパルス発生器１２に電気的に接続される。必要なら、これらの非共通導体５２／５４／５６／５８を電気絶縁材料で包囲して、互いに絶縁する、又は生理学的環境から絶縁することもできる。リード本体２０は、シリコーンエラストマなどの電気絶縁材料内で絶縁された複数の導電性コイル（図示せず）を備えている。リード本体２０では、同軸導体設計を利用することも、並列導体設計を利用することもできる。リード本体２０の導電性コイルは、リード本体２０の複数の近位末端を、それぞれ対応する１つ又は複数の遠位電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２に電気的に接続することができる。
【００２９】
＜好ましい実施形態の取り付け＞
上述した電極及び電極アセンブリの構成は、本発明による、簡単で侵襲性を最小限に抑えた取り付け手順に対応している。本発明の初期の段階で、胃腸組織のおおよその位置を医師が突き止める。次に、患者の手術部位の上の皮膚の表面を切開する。好ましい実施形態によれば、この切開（ｉｎｃｉｓｉｏｎ）を行い、トロカール（ｔｒｏｃａｒ）を設けるために栓子（ｏｂｔｕｒａｔｏｒ）デバイスを使用することができる。吹送（ｉｎｓｕｆｆｌａｔｉｏｎ）プロセスを使用することもできる。吹送プロセスでは、圧力をかけて二酸化炭素などの不活性ガスを導入して、体腔を拡張し、体腔内を見易くかつ処置しやすくする。吹送圧力を維持しながら手術機器の使用を可能にする一連のトロカールを、患者の皮膚を通して取り付けすることができる。トロカールの１つを通して腹腔鏡又はそれと同様の遠隔視装置を挿入し、この例における胃組織などの組織に電極アセンブリを取り付けるプロセスを視認できるようにすることができる。
【００３０】
電極アセンブリ１６は、縮小した状態でトロカールに通すことが好ましい。ブリッジ部２５は可撓性であることが好ましく、可撓性であれば、縮小した状態の電極アセンブリ１６を配置するプロセスが容易になる。例えば、電極取付部材２４ａ及び２４ｂは、互いに近接して配置することができる。電極アセンブリ１６は、トロカールに通されるスリーブ内に収容することができる。電極アセンブリ１６をトロカール又はその他のアクセス開口に通す場合には、このスリーブを省略することもできる。
【００３１】
トロカールに通した後で、機械的手段によって電極アセンブリ１６をスリーブから抜くことができる。例えば、把持器具などの機械的把持装置を使用して把持ジョーで電極アセンブリ１６を保持し、この電極アセンブリ１６をスリーブの端部から取り除くことができる。他の実施形態では、鈍器やプランジャ、鈍切開装置（ｂｌｕｎｔ  ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）、バルーンカテーテル（ｂａｌｌｏｏｎ  ｃａｔｈｅｔｅｒ）装置などの装置を前進させることによって電極アセンブリ１６をスリーブから押し出すことができる。
【００３２】
その後、電極アセンブリ１６を組織に取り付ける。この取り付けは、いくつかの方法で行うことができる。
【００３３】
図３は、本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける第１段階を示す図で、図２に示した神経筋刺激装置の一部分の断面図である。
【００３４】
まず、貫入機構３８ａを組織Ｓに通す。具体的には、胃刺激装置の場合には、遠位切削端部４２ａを外側胃壁の入口位置Ｖで組織Ｓに穿刺し、矢印で示すように前進させる。上述のように、第１の尖叉４８ａは、図３に示すように組織に通しやすくなるような角度になっている。穿刺４８ａは弾性であることが好ましく、挿入中に撓んで電極取付部材２４ａと平行になることができる。医師が内視鏡鉗子などの鉗子を使用して、電極取付部材２４ａを組織中に前進させることができることが好ましい。図３に示すように、切削端部４２ａは、表面Ｎから出しやすくなるような角度で入口位置Ｖにおいて組織Ｓに進入することが好ましい。これについては以下でさらに詳細に説明する。
【００３５】
図４ａは、本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける後続の段階を示す図で、図２に示した神経筋刺激装置及び付加的な装置の正面図で、図４ｂは、本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける後続の段階を示す図で、図４ａに示した神経筋刺激装置の断面図である。
【００３６】
図４ａ及び図４ｂに示すように、接続部材４４ａ第１の尖叉４８ａが組織Ｓを貫通し、その後、組織Ｓの出口位置Ｕにおいて外側表面Ｎから突出するように、電極取付部材２４ａを前進させる。
【００３７】
電極取付部材２４ａを位置Ｖで組織Ｓに進入させ、その後、同じ表面Ｎの位置Ｕで組織Ｓから出すために、この電極取付部材２４ａを十分に可撓性にすることができる。第１の尖叉４８ａは、図２に示すように撓んでいない位置に向かって弾性的に移動し、電極取付部材２４ａの組織Ｓから出ようとする動きを妨げることができる。第２の尖叉５０ａは、組織Ｓの入口位置Ｖに当接し、電極取付部材２４ａがそれ以上組織Ｓの中に進入するのを妨げるように、第１の尖叉４８ａから軸方向に離間させることができる。この位置で、組織Ｓは２組の尖叉４８ａと第２の尖叉５０ａの間に位置する。さらに、電極取付部材２４ａは、第１の尖叉４８ａ及び第２の尖叉５０ａによって効果的に適所に固定される。このようにして、電極Ａ２６及びＢ２８は組織Ｓ内に位置決めされる。
【００３８】
貫入機構３８ａは、接続部材４４ａを切断することにより、電極取付部材２４ａから切り離すことができる。内視鏡鋏５４などの切断器具を使用して、接続部材４４ａを切断することができることが好ましい。この接続部材４４ａを切断する間、及び接続部材４４ａを手術部位から除去する間、内視鏡把持器具５６などの把持機構を使用して貫入機構３８を保持することができる。
【００３９】
図５は、本発明による患者に取り付けした図２に示した神経筋刺激装置を示す簡略正面図である。図５を参照すると、電極取付部材２４ｂは、組織Ｓ内に設けた状態で示してある。ブリッジ部２５の第２の端部２７ａ及び２７ｂは、医師が電極取付部材２４ｂを操作して、貫入機構３８ｂを用いて組織Ｓ内に取り付けできるようにするだけの十分な長さを有する。電極取付部材２４ｂは、電極取付部材２４ａに関連して、図３及び図４に示したように、取り付けされている。第１の尖叉４８ｂは、組織Ｓの出口位置Ｙに近接するように位置決めされ、第２の尖叉５０ｂは、入口位置Ｚに近接するように位置決めされる。取り付け後は、電極取付部材２４ｂは、電極取付部材２４ａとほぼ平行であり、電極Ａ２６、Ｂ２８は、ほぼ等しい距離５５、５７（０．５ｃｍから２．０ｃｍなど）だけ電極Ｃ３０、Ｄ３２から離間している。これらの距離は、図２に示す距離３４及び３６とほぼ等しい。
【００４０】
図６は、本発明による神経筋刺激装置の構成要素を示す簡略概略図で、電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２に刺激パルスを印加するパルス発生器１２内の回路の好ましい実施形態を示す図である。この実施形態によれば、電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２は、それぞれリード５２／５４／５６／５８に接続されている。発生器７０など、当技術分野で周知の通常の発生器を設けて、これらの電極の電気パルス刺激を生成する。これらの刺激パルスは、以下でさらに詳細に説明するように、ファームウェアの制御下で所定のシーケンスで生成される。切替えマトリクス７２は、発生器７０から命令を受信し、適当な電極の組に適当な極性で刺激パルスを印加して組織を刺激する。
【００４１】
マトリクス７２の個々のスイッチは常時開スイッチであり、タイミングシーケンスプロセッサの制御によって、刺激パルスが印加されている間に、発生器７０の正又は負の出力端子に接続する、又は開状態を維持することができる。
【００４２】
図７ａは、本発明の他の実施形態による図２に示した神経筋刺激装置の構成要素を示す概略図で、パルス発生器１２内の回路の他の実施形態を示す図である。図６に関連して上述したように、電極Ａ２６、Ｂ２８、Ｃ３０及びＤ３２は、それぞれリード５２／５４／５６／５８に接続される。４つの３極出力（開状態、正極性及び負極性に対応する）７４／７６／７８／８０は、線８３上でタイミングシーケンスプロセッサ８２のファームウェアの制御下で動作する。電圧源８４は、電流制御又は電圧制御される。
【００４３】
図７ｂは、本発明の他の実施形態による図７ａと同様の概略図で、パルス発生器１２内の回路の他の実施形態を示す図である。電極Ａ２６及びＤ３２はともに、第１の導電経路上でリード５３に接続される。同様に、電極Ｂ２８及びＣ３０は、第２の導電経路上でリード５７に接続される。したがって、独立した４つのスイッチから、タンデムに動作して４極子を実現する一対の２極スイッチ７５ａ／７５ｂへと、スイッチの数を減少させることができる。
【００４４】
＜刺激技術及びプログラミング＞
発生器７０（図６）とタイミングシーケンスプロセッサ８２（図７）とをプログラムして、組織に刺激パルスを与えることができる。パルスを変動させることにより、４つの電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２によって個別に、また任意に組み合わせて、組織を刺激することが可能になる。胃の組織などの組織に印加する刺激を変化させることができることは、組織をエントレイン（ｅｎｔｒａｉｎ）するために重要である。心臓組織と区別されるこの組織の特徴は、胃の組織の場合、休まず刺激を与え続けると疲労する可能性があることである。したがって、刺激の方向及び強度を変化させることができるようにすることで、こうした疲労を防止又は軽減することができる。以下の刺激技術及び刺激シーケンスの説明では、別個に制御して組織を刺激することができる４つの電極があるものと想定する。４つの電極は、互いにほぼ等間隔に離間してほぼ正方形を構成し、各電極は４つの角のうちのいずれか１つに位置している（例えば、図５の電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２参照）。以下の説明を簡単にするために、「隣接電極対」という用語は、この構成の隣り合う角に位置する電極どうしを示すものとする。例えば、電極Ａ２６とＢ２８は隣接対であり、Ａ２６とＣ３０もやはり隣接対である。「対角電極対」又は「対向電極対」という用語は、この構成の対向する角に位置し、隣接対の場合より長い距離だけ離間した電極どうしを示すものとする。例えば、電極Ａ２６とＤ３２は対角電極対であり、電極Ｂ２８とＣ３０もやはり対角電極対である。
【００４５】
あるいは、電極のプログラミングを４極刺激構成にすることもできる。この場合には、電極Ａ２６及びＤ３２が構成する第１の対角電極対が正電圧を有する一方で、それと同時に電極Ｂ２８及びＣ３０が構成する第２の対角電極対が負電圧を有することができる。同様に、電極Ａ２６及びＤ３２が構成する第１の対角電極対が負電圧を有する一方で、それと同時に電極Ｂ２８及びＣ３０が構成する第２の対角電極対が正電圧を有することもできる。
【００４６】
あるいは、逐次２次双極子構成（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｂｉｐｏｌｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）にすることもできる。この方法では、２組のパルスセットを含むシーケンスを構成する。第１の対角電極対は、互いに対角に対向して位置する電極で構成され、例えば、電極Ａ２６及び電極Ｄ３２が第１の対角電極対を構成し、電極Ｂ２８及び電極Ｃ３０が第２の対角電極対を構成する。このシーケンスの第１のパルスセットの間に、第１の対角電極対の間で電気刺激を印加する、すなわち、電極Ａ２６が正パルスを印加し、それと同時に電極Ｄ３２が負パルスを印加する。このシーケンスの第２のパルスセットの間に、第２の対角電極対の間で電気刺激を印加する、すなわち、電極Ｂ２８が正パルスを印加し、それと同時に電極Ｃ３０が負パルスを印加する。通常は、処置期間中に、２組のパルスセットからなるこのシーケンスを数回繰り返すことができる。この逐次２次双極子シーケンスの変形形態として、シーケンス中に４組のパルスセットを備えることもできる。このシーケンス中の第１及び第２のパルスセットは上述したものと同じである。すなわち、第１のパルスセットを第１の対角電極対の間で印加する間、電極Ａ２６を正、電極Ｄ３２を負とし、第２のパルスセットを第２の対角電極対の間で印加する間、電極Ｂ２８を正、電極Ｃ３０を負とする。このシーケンスの第３のパルスセットの間は、電極Ｄ３２が今度は正となり、それと同時に電極Ａ２６が負となるように、第１の対角電極対の間で電気刺激を印加する。このシーケンスの第４のパルスセットの間は、電極Ｃ３０が正となり、電極Ｂ２８が負となるように、第２の対角電極対の間で電気刺激を印加する。処置期間中に、この４組のパルスセットからなるシーケンスは数回繰り返される。
【００４７】
パルス印加のさらに他の代替方法としては、逐次準２次双極子（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｓｅｍｉ−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｂｉｐｏｌｅ）がある。この方法は、４ステップのパルス印加で１つのシーケンスを構成するものである。第１のステップで、電極Ａ２６が正となり、それと同時に電極Ｂ２８が負となるように第１の隣接電極対の間で電気刺激を印加する。第２のステップで、電極Ｂ２８が正に切り替わり、それと同時に電極Ｄ３２が負となるように、第２の隣接電極対の間で電気刺激を印加する。第３のステップの間に、電極Ｄ３２が正に切り替わり、それと同時に電極Ｃ３０が負となるように、第３の隣接電極対の間で電気刺激を印加する。第４のステップの間に、電極Ｃ３０が正に切り替わり、電極Ａ２６が負となるように、第４の隣接電極対の間で電気刺激を印加する。処置の間、この一連の４つのステップを繰り返すことができる。代替の逐次準２次双極子シーケンスも、４つのステップを有している。第１のステップで、電極Ａ２６が正となり、それと同時に電極Ｂ２８が負となるように、第１の隣接電極対の間で電気刺激を印加する。第２のステップでは、電極Ｂ２８を負のまま保持し、それと同時に電極Ｄ３２を正とする。第３のステップでは、電極Ｄ３２を正のまま保持し、それと同時に電極Ｃ３０を負とする。第４のステップでは、電極Ｃ３０を負のまま保持し、電極Ａ２６を正とする。このシーケンスは、処置の間に繰り返される。
【００４８】
上述のシーケンス、すなわち、４極シーケンス、逐次２次双極子シーケンス、及び逐次準２次双極子シーケンスでは全て、組織中に４つの電極を配置すること、ならびにパルスの配置及び極性を変化させることができることを利用している。さらに、変化させることができるもう１つのパラメータはパルスタイミング方式であり、これは、組織にシーケンスを印加する持続時間に関するものである。ある１つのタイミング方式によれば、４０Ｈｚ（２５ミリ秒）の間隔を有するパルスを約２秒続くバーストとして印加する。第２のタイミング方式によれば、上述の４０Ｈｚ間隔のパルス列よりパルスどうしが接近したパルス列を印加する。
【００４９】
第３のタイミング方式によれば、シーケンス中の各ステップを適用して指定持続時間だけ持続し、その間は刺激パルスを印加しない指定持続時間だけ間隔をあける。通常のタイミングシーケンスでは、２秒間のパルスを印加する期間と、３秒間のパルスを印加しない期間とを有することができる。例えば、逐次２次双極子シーケンスの場合には、２秒間のパルス期間の間、電極Ａ２６は正となり、電極Ｄ３２は負となる。３秒間パルスの印加がなく、その後、次の２秒間のパルス期間の間、電極Ｂ２８が正となり、電極Ｃ３０が負となる。その後に再び３秒間のパルスが印加されない期間が続き、このシーケンスは繰り返される。
【００５０】
第４のタイミング方式では、かなりのフレキシビリティを見込んでおり、処置期間を通じてシーケンスタイプ及び特定のステップの持続時間を両方とも変化させることができる。タイミングの特徴とパルスパラメータを記憶するデータ構造とは、特許文献５に記載されている。
【００５１】
図８は、本発明による図２に示した神経筋刺激装置の構成要素を示す概略図で、発生器１２のタイミングの特徴を示している。水晶９２を使用して発振器９４（プロセッサ９６の内部構成要素であっても、別個の構成要素であってもよい）を制御することにより、リアルタイムクロックカウンタ９８によって確度が得られる。通常は、３２又は１００キロヘルツの水晶時計を使用して、タイミングを取ることができる。刺激パルス幅は、通常は１００から５００マイクロ秒（１００キロヘルツの時計では振動回数は１０回から５０回）であり、パルス間隔は２５ミリ秒、又はクロック振動２５００回にすることができる。「オン時間」、すなわち、パルスが印加されている期間は、この波形の場合には２秒（振動回数２０００００回）にすることができ、「オフ時間」、すなわち、パルスが印加されない期間は、３秒にすることができる。プロセッサ９６内で時間を同期させると有用である。プログラマブルカレンダ１００などのプログラマブル記憶装置は、上述したパルス列を規定するパラメータを記憶するようにプログラムすることができる。これらのパラメータは線９７上に出力され、発生器７０（図６）又はタイミングシーケンスプロセッサ８２（図７ａ）又は制御回路が刺激パルスの波形を決定する際に使用される。これらのパラメータは、処置中の特定の時間に対応する。医学的に観察すると、食物摂取、消化及びその他の胃腸機能は日周期である、つまり、２４時間の１日周期で機能していることが分かる。１日の間に、胃の機能の活動状態がその他の時間より低下する期間がある。したがって、プログラマブルカレンダ１００は、１日のうち特定の時間には刺激を増大させ、その他の時間には刺激を減少させることができる。特に、このプログラミングのエネルギー節約によりデバイスの寿命を延ばすことができるので有利である。したがって、電極アセンブリ１６は、１時間の内で患者が目覚めているわずかな時間の間に、刺激パルスを送ることができる。後述するカレンダ１００がプログラマブルであることにより、より長期に及ぶ日周期変動を適用することが可能になり、これもまた患者にとって有利であり、バッテリ寿命も延ばすことができる。
【００５２】
複数のパルス列パラメータを、プログラマブルカレンダ１００と連動したメモリに記憶することができる。
【００５３】
図９は、本発明による刺激パルスの波形のパラメータを記憶するデータ構造を示す図で、ある処置期間についてのサンプルデータ１１０を示している。このサンプルデータ１１０は、「ｄａｙ  ｏｎｅ」（第１日）１１２など、カレンダ情報１１４を含むことができる２４時間に関するものとすることができる。パルス列は、サイクル１１６として記憶することができる。例えば、パルス列パラメータとしては、ｓｔａｒｔ  ｔｉｍｅ（開始時間）１１８、ｓｔｏｐ  ｔｉｍｅ（停止時間）１２０、ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ（パルス幅）１２２、ｐｕｌｓｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ（パルス間隔）１２４、印加パルス持続時間（「ｏｎ」（オン）時間）１２６、又はパルスが印加されない時間（「ｏｆｆ」（オフ）時間））１２８、及びｐｕｌｓｅ  ｈｅｉｇｈｔ（パルス電圧又はパルス高）１３０を含むことができる。各電極Ａ２６、Ｂ２８、Ｃ３０、Ｄ３２の極性は、この間隔の間に、一定の極性として、又は極性の連続として指定することができる。図９に示すように、このサイクルの間は、電極Ａ２６を正極性１３２に、電極Ｄ３２を負極性１３８に指定し、電極Ｂ２８及びＣ３０を非活動状態（データ点１３４及び１３６）にすることができる。プログラマブルカレンダ１００は、クロック９８から、時刻及び日付に関するデータを受信する。したがって、プログラマブルカレンダ１００は、データ１１０から関連するパラメータを得て、これらをプロセッサ９６に供給することができる。処置に関連する「日付」は、その処置の予想所要時間に応じて変わることがある。例えば、データフォーマット１４０（図１０）では、データは曜日に対応することができる（例えば、「ｄａｙ  ｏｎｅ」（第１日）１４２から「ｄａｙ  ｓｅｖｅｎ」（第７日）１４４まで）。第１日１４２から第７日１４４までの各データ構造は、データ１１０と同様である。プログラマブルカレンダ１００は７日周期で動作することができ、連続ループ１４６で第７日の後に第１日にアクセスする。したがって、各曜日ごとに、特定の刺激パルス列パラメータシーケンスを与えることもできる。その結果として、パルス列は、毎週同じ曜日に同じように胃の組織を刺激するようにプログラムされる。
【００５４】
図１１に示すように、データフォーマット１５０は、１年のうちの１日１日に番号をつける（すなわち、「ｄａｙ  ｏｎｅ」（第１日）１５２から「ｄａｙ  ３６５」（第３６５日）１５４まで）、又は１カ月のうちの１日１日に番号をつける（例えば、図示はしないが「ｄａｙ  ｏｎｅ」（第１日）から「ｄａｙ  ３１」（第３１日）まで）など、周期的な日付の連続における単純に番号をつけた１日を指すこともできる。この場合、カレンダ１００は、矢印１５６で示すように最初のデータ点に戻ることになる。図１２に示すように、データフォーマット１６０は階層的にすることができ、これにより、ｗｅｅｋ（週）１６２及び／又は月（図示せず）など、処置期間内の中間期間を認識することができる。例えば、経過日数だけでなく、処置が「ｗｅｅｋ  ｔｗｏ」（第２週）１６４又は「ｗｅｅｋ  ｔｈｒｅｅ」（第３週）１６６に行われることも認識することができる。カレンダ１００は、パルス発生器１０が数週間にわたってオフになるようにプログラムすることもできる。この場合には、発生器は、１週間の間に１日オンにすることもできる。次の週には、発生器を１週間に２日間オンにすることもできる。所与の「ｏｎ」日の各サイクルシーケンス（図９参照）を、その前の「ｏｎ」日と違うものにすることもできる。
【００５５】
図１３は、本発明による神経筋刺激装置が実現する刺激波形伝播を示す概略図で、電極Ａ２６、Ｂ２８及び電極Ｃ３０、Ｄ３２を組織中に配置することによって与えられる刺激波の伝播を示す図である。組織刺激１８０は、各電極から概ね径方向外向きに、例えば、方向１８２、１８４、１８６及び１８８に伝播する。従来技術の実質的に１次元の伝播（図１参照）とは対照的に、本発明による電極は、より広い面積の組織に及ぶ刺激パルスを生成する。したがって、それにより刺激された筋肉組織のエントレインメントをより良好にすることができる。さらに、電極Ａ３１５、Ｂ３１７及び電極Ｃ３１９、Ｄ３２１の連続刺激、例えば、上述の４極シーケンス、逐次２次双極子シーケンス又は逐次準２次双極子シーケンスを使用して、刺激の方向を変化させることもできる。例えば、方向１８２及び１８４に伝播させた後に、方向１８６及び１８８に伝播させることもできる。これは、刺激に対して好ましい方向に応答する組織を刺激するのに有用であることがある。
【００５６】
＜他の実施形態＞
図１４は、本発明の他の実施形態による神経筋刺激装置を示す概略図で、神経筋刺激電極システムの他の実施形態を示している。神経筋刺激装置２００は、図２に示した神経筋刺激装置１０とほぼ同様であるが、その相違点を以下に説明する。神経筋刺激装置２００は、埋込み型パルス発生器２１２、リード系２１４、及び電極アセンブリ２１６を備えている。電気刺激リード２１４は、埋込み型パルス発生器２１２に接続する近位コネクタ端部２１８と、医用リード本体部分２２０と電極アセンブリ２１６と電気的に接続するための遠位端部２２２とを備えている。
【００５７】
この他の実施形態によれば、電極アセンブリ２１６は、電極対取付部材２４ａ及び２４ｂを並列に有する電極アセンブリ１６の二又構成（図２）を持たない。それとは異なり、電極アセンブリ２１６は、直列構成に配列された一対のほぼ同一の電極対取付部材２２４ａ及び２２４ｂを備えている。ブリッジ部２２５で、電極取付部材２２４ａを電極取付部材２２４ｂに接続することができる。ブリッジ部２２５は、必ずしも正しい比率で描いてあるわけではなく、ブリッジ部２２５は、以下でさらに詳細に説明するように、医師が電極対取付部材２２４ａ及び２２４ｂを操作して取り付けすることができるだけの十分な長さを有する。さらに、電極アセンブリ２１６は、電極Ａ２２６、Ｂ２２８及び電極Ｃ２３０、Ｄ２３２を埋め込もうとする組織に貫入する貫入機構２３８を１つ備えている。この貫入機構２３８は、湾曲部分２４０と遠位切削端部２４２とを備えている。貫入機構２３８は、接続部材４４（図２）とほぼ同一の接続部材２４４によって電極取付部材２２４ａに接続されている。
【００５８】
電極Ａ２２６及びＢ２２８と電極Ｃ２３０及びＤ２３２とは、固定部材２４６によって患者の組織に対して固定することができる。固定部材２４６は、図２に示した固定部材４６とほぼ同様であり、第１の尖叉２４８ａ／２４８ｂ及び第２の尖叉２５０ｂからなることができる。好ましい実施形態では、第１の尖叉２４８ａ／２４８ｂを先行尖叉とすることができる。すなわち、尖叉２４８ａ／２４８ｂが、それぞれ進行方向２５２及び２５３に対して鈍角をなす。この構成は、逆方向への移動を防止しながら、電極取付部材２２４ａを方向２５２に通し、電極取付部材２２４ｂを方向２５３に通すのに役立つ。
【００５９】
第２の尖叉２５０ｂは、方向２５３に対して鋭角をなすことができる。動作に際しては、第２の尖叉２５０ｂは、刺激対象組織の全厚は貫通せず、組織の入口位置と接触し、それにより電極位置決め部材が方向２５３に移動することを防止する。好ましい実施形態では、電極取付部材２２４ａの第２の尖叉は省略することができる。以下でさらに詳細に説明するように、電極取付部材２２４ａは、組織に２回貫入する。したがって、一般に上述のように組織の入口位置に残る第２の尖叉があると、電極取付部材２２４ａを組織に貫通させる妨げとなる、あるいは裂傷その他の傷を組織につけてしまうこともある。したがって、電極取付部材２２４ａの第２の尖叉は省略することができる。組織への固定をさらに行うことが望ましい場合には、アンカスリーブ２５１を設けることもできる。このアンカスリーブ２５１は、その小さい方の端部が電極取付部材２２４ａに取り付けられた円錐台形部であることが好ましい。また、アンカスリーブ２５１は、電極取付部材２２４ａから径方向外向きに延び、通常は進行方向２５２に対して鋭角をなす方向に向けることができる。このように向けておくと、アンカスリーブ２５１は、電極取付部材２２４ａが方向２５２に移動するのを妨げる。アンカスリーブ２５１は、弾性的であることが好ましい。アンカスリーブ２５１は、電極取付部材が組織Ｓと接触する力が所定の力になると、これに応答して裏返って電極取付部材２２４ａと平行になり、この電極取付部材２２４ａが組織Ｓ内を方向２５２に相対的に移動できるようにし、その後、図１４に示す位置に弾性的に戻ることができる。
【００６０】
導体５２、５４、５６及び５８に関連して上述したように、電極Ａ２２６、Ｂ２２８及び電極Ｃ２３０、Ｄ２３２は、別個の導体２５２、２５４、２５６及び２５８にそれぞれ電気的に接続され、これらの導体はそれぞれ、その近位端でパルス発生器２１２に電気的に接続される。あるいは、これらの電極を２つの導体を介して発生器２１２に接続し、永久４極子を構成することもできる。
【００６１】
＜他の実施形態の取り付け＞
神経筋刺激装置２００は、ほぼ図３乃至図５に関連して上述したように、簡単で侵襲性を最小限に抑えた取り付け手順で設けられる。本発明の初期の段階で、胃腸組織のおおよその位置を医師が突き止める。次に、患者の手術部位の上の皮膚の表面を切開する。吹送圧力を維持しながら手術機器の使用を可能にする一連のトロカールを、患者の皮膚を通して取り付けすることができる。電極アセンブリ２１６は、トロカール内に通すスリーブ内に収容することができる。電極アセンブリ２１６をトロカール又はその他のアクセス開口に通すときには、このスリーブを省略できることも考えられる。トロカールに通した後で、機械的手段によってスリーブから電極アセンブリ２１６を抜くことができる。続いて、電極アセンブリ２１６を組織Ｓに取り付ける段階を行う。この取り付けは、いくつかの方法で行うことができる。
【００６２】
図１５は、本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける１段階を示す図で、図１４の神経筋刺激装置の一部分の断面図である。図１５に示すように、貫入機構２３８は組織Ｓを貫通する。具体的には、遠位切削端部２４２が、外表面Ｎの入口位置Ｖにおいて組織Ｓを穿刺し、矢印で示すように前進する。上述のように、第１の尖叉２４８ａは、図示のように組織Ｓに通しやすくなるような角度になっている。尖叉２４８ａは弾性的であることが好ましく、挿入中に撓んで電極取付部材２２４ａと平行になることができる。内視鏡鉗子などの鉗子を医師が使用して、電極取付部材２２４ａを組織Ｓ中に前進させることができることが好ましい。
【００６３】
電極取付部材２２４ａが組織Ｓ内をさらに前進すると、アンカスリーブ２５１が入口位置Ｖで組織Ｓに当接する。（アンカスリーブ２５１の最初の形状は破線で示してある）。医師がさらに大きな接触力を印加してアンカスリーブ２５１を組織Ｓ中にさらに前進させると、一対の湾曲矢印で示すように、アンカスリーブ２５１は弾性的に裏返って後方に向いた形状となり、電極取付部材２２４ａと平行になる（この後方に向いた形状を図１５に実線で示す）。
【００６４】
この後ろ向き形状になっている間に、電極取付部材２２４ａを組織Ｓ中で前進させ、電極取付部材２２４ａを出口位置Ｕで組織Ｓの表面Ｎから出すことができる。さらに前進させると、ブリッジ部２２５を出口位置Ｕで組織Ｓから出すことができる。
【００６５】
図１６ａは、本発明による、患者に取り付けされた図１４に示した神経筋刺激装置を示す正面図で、図１６ｂは、図１６ａに示した神経筋刺激装置の簡略断面図である。
【００６６】
第１の尖叉２４８ｂは、図１６ａ及び図１６ｂに示すように、電極Ｃ２３０及びＤ２３２が組織Ｓ内に位置決めされるまで組織Ｓに通す。貫入機構２３８を、切削端部２４２が表面Ｎの入口位置Ｙで組織Ｓを穿刺することができるように位置決めする。電極取付部材２２４ａを前進させることにより、電極Ａ２２６及びＢ２２８が組織Ｓ内に位置決めされ、貫入機構２３８及び第１の尖叉２４８ａが出口位置Ｚで組織Ｓを貫通するまで、第１の尖叉２４８ａを組織Ｓに通すことができる。アンカスリーブ２５１が前方に向いた形状に戻り、第１の尖叉２４８ａとアンカスリーブ２５１の間の電極取付部材２２４ａを固定する。図４に関連して上述したように、接続部材２４４を切断することにより、貫入機構２３８を電極アセンブリ２１６から取り除くこともできる。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
図１７は、本発明による好ましい第２の実施形態を示す斜視図で、神経筋刺激装置の他の実施形態を示す図である。神経筋刺激装置３００及びその取り付け方法は、特許文献６に記載されている。この神経筋刺激装置３００は、埋込み型パルス発生器３１２と、リード系３１４と、電極アセンブリ３１６とを備えている。埋込み型パルス発生器３１２は、内臓の神経筋組織に一連の電気パルスを与える。電気刺激リード３１４は、埋込み型パルス発生器３１２に接続する近位コネクタ端部３１８と、医用リード本体部分３２０と、電極アセンブリ３１６に電気的に接続するための遠位端部３２２とを備えている。
【００６８】
４つの電極、すなわち、「電極Ａ」３１５、「電極Ｂ」３１７、「電極Ｃ」３１９及び「電極Ｄ」３２１が、胃の組織又はその他の内臓の表面と接触した状態で取り付けされる。好ましい実施形態では、電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１は、縫合糸又はステープルで胃に取り付けることができる電極取付部材３２４によって支持される。以下でさらに詳細に説明するように、電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９及びＤ３２１、ならびに電極取付部材又はパッチ３２４は、トロカール又はその他の侵襲性を最小限に抑えた外科的アクセス開口を通して、トロカールの直径を上限としてこれを通り抜けるように腹腔鏡的に体腔に挿入することができ、パッチ３２４は、トロカールを通る間、折り曲げておくことができるように、可撓性材料で構成することが好ましい。
【００６９】
図１８は、図１７の方向１８から見た、本発明による神経筋刺激装置の構成要素の正面図で、図１９は、図１７の線１９−１９に沿った、本発明による神経筋刺激装置の構成要素を示す断面図である。
【００７０】
図１８及び図１９に示すように、刺激電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９及びＤ３２１、ならびにパッチ３２４などの電極取付部材は、リード３１４の遠位端部３２２に近接している。刺激電極は、金属その他の導電性材料で構成することができ、パッチ３２４に取り付ける、又はパッチ３２４内に一部埋め込むことができる。これらの電極は、刺激している組織の表面に取り付けることができるパッチ３２４の遠位表面３２６で露出している。
【００７１】
パッチ３２４は、ほぼ平坦な遠位表面３２６を備えるが、これは一般に、全体的に見てパッチ３２４の厚さ３２８又は奥行きより幅の方が大きい表面形状を指す。好ましい実施形態では、パッチ３２４は、直径が、例えば、約１ｃｍから３ｃｍ、例えば、厚さが約３ｍｍから５ｍｍの厚さである。遠位表面３２６は、例えば、ほぼ平面であっても、湾曲していてもよい（例えば、凸状、凹状又は別の適当な湾曲など）。あるいは、遠位表面３２６は、それを取り付けようとする組織の表面に沿うように可撓性にすることなどもできる。電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１は、パッチ３２４によって支持され、電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１と刺激している組織の表面との間の電気的インタフェースが得られるように、遠位表面３２６に近接して位置決めされる。この電極と刺激している組織との間のインタフェース、例えば、そのインタフェースの表面積は、低インピーダンス刺激の利用を見込むのに十分である。各電極は、この表面積を得るのに適した形状にすることができる。
【００７２】
パッチ３２４は、例えば、シリコーンエラストマ又はそれに類する材料など、可撓性材料で構成することができる。電極の基礎材料としては、例えば、白金、白金／イリジウム合金、チタンなどが挙げられる。電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９及びＤ３２１は、被覆のない状態でもよいし、酸化イリジウムや窒化チタンなどの材料で被覆してもよい。あるいは、これらの電極は、白金めっき又は炭化することもできる。好ましい実施形態では、パッチはほぼ円形の形状を有する。パッチ３２４は、例えば、楕円形、正方形、長方形など任意の適当な形状で作製することができる。電極３１５／３１７／３１９／３２１は、遠位表面３２６のまわりで、この遠位表面３２６の中心からほぼ等間隔に分布させることができる。例えば、複数の刺激ベクトルを得るために電極配列を使用している場合には、刺激パルスを整相し、それにより収縮を整相するために、電極を中心から外して配置することが好ましいことがある。電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１を支持するパッチ３２４を配置することにより、医師にとっては、電極の互いに対するどうしの配向、すなわち、等距離の配向が取り付け前に固定されるという利点が得られる。したがって、医師は、個々の電極を取り付けする作業を行わずに済み、これにより電極の取り付けに要する時間が短縮される。
【００７３】
次に、図１９を参照すると、埋込み型電気刺激リード３１４は、複数の別個の導体３３０を備え、これらの導体３３０はそれぞれその遠位端部で、対応する１つ又は複数の電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１に電気的に接続される、他の方法として、２つの導体をリード中に設けることもできる。この構成は、例えば、図７ｂに示すように、４つの電極を接続して永久４極子を構成する際に用いることができる。必要に応じて、これらの導体を電気絶縁材料３３２で包囲して、非共通導体を互いに絶縁し、導体３３０を生理学的環境から絶縁することができる。好ましい実施形態では、部分３２２は、屈曲部分３２３を備えることができ、リードを最初は電極取付部材３２４の遠位表面３２６に対して垂直に配向し、その後表面３２６とほぼ平行に配向することができる。この構成により、上述のように、腹腔鏡的取り付けが容易になる。リード本体３２０は、シリコーンエラストマなどの電気絶縁材領内で絶縁された複数の導電性コイル（図示せず）を含むことができる。リード本体３２０では、同軸導体設計を利用することも、並列導体設計を利用することもできる。リード本体３２０の導電性コイルは、リードの近位末端を、それぞれ対応する１つ又は複数の遠位電極３１６に電気的に接続するものとする。
【００７４】
次に、図１８を参照すると、パッチ３２４は、刺激している組織の表面に取り付けることができるように構成されている。好ましい実施形態では、パッチ３２４の材料は、組織への取り付けを可能にするために縫合糸又はステープルをその中に直接通すことができるように選択される。あるいは、縫合糸又はステープルをその中に通すことができるように、パッチ３２４が事前に成形された開口又は孔（図示せず）を複数備えることも考えられる。
【００７５】
この好ましい実施形態によれば、パッチ３２４は可撓性である。このパッチ３２４が可撓性であることにより、パッチ３２４を巻く、又は折りたたむことによって縮小した形状にすることができる。縮小した形状にすれば、パッチ３２４を導入スリーブなどのパッチ保持器に挿入することができる。
【００７６】
＜第２の実施形態の取り付け＞
上述した電極及び電極取付部材の構成は、本発明による単純で侵襲性を最小限に抑えた取り付け手順に対応している。本発明の初期の段階で、胃腸組織のおおよその位置を医師が突き止める。患者の手術部位の上の皮膚の表面を切開する。好ましい実施形態によれば、この切開を行い、トロカールを取り付けするために栓子デバイスを使用することができる。吹送プロセスを使用することもでき、吹送プロセスでは、圧力をかけて二酸化炭素などの不活性ガスを導入して、体腔を拡張し、体腔内を見易くかつ処置しやすくする。吹送圧力を維持しながら手術機器の使用を可能にする一連のトロカールを、患者の皮膚を通して取り付けすることができる。トロカールの１つを通して腹腔鏡又はそれと同様の遠隔視装置を挿入し、この例における胃組織などの組織Ｓの表面に電極取付部材を取り付けるプロセスを視認できるようにすることができる。
【００７７】
電極取付部材、例えば、パッチ３２４は、縮小した形状で導入スリーブ内に設けることができる。電極が細長い電極取付部材２２４上に位置決めされる場合には、パッチ３２４を幅１ｃｍ以下に抑えることもできる。スリーブ内の遠位パッチ３２４をトロカールに通す。このパッチ３２４をトロカール又はその他のアクセス開口に通す場合には、スリーブを省略することも考えられる。
【００７８】
トロカールに通した後で、機械的手段によってパッチ３２４をスリーブから抜くことができる。例えば、把持器具などの機械的把持装置を使用して把持ジョーでパッチ３２４を保持し、このパッチ３２４をスリーブの端部から取り除くことができる。
【００７９】
図２０は、本発明による図１７に示した神経筋刺激装置を取り付けするプロセスの１段階を示す概略図である。パッチ３２４は、図２０に示すように、縮小されていない、開いた形状に戻る。把持器具６７０を使用して、パッチ３２４を、胃の内臓Ｓの表面に近接して位置決めすることができる。具体的には、電極Ａ３１５、Ｂ３１７、Ｃ３１９、Ｄ３２１の露出部分が内蔵Ｓの表面付近に位置して、電極と胃腸組織の表面との間の電気的インタフェースが得られるように、パッチ３２４の遠位表面３２６を組織Ｓに近接して配置する。このインタフェースは、低インピーダンス刺激を見込むのに十分である。通常のインピーダンスは、約３００オームから８００オームの範囲であり、刺激電圧は２．５ボルトから５．０ボルト、刺激電流は約４ミリアンペアから６ミリアンペアの範囲である。電圧及び電流は、刺激パルスの幅及び周波数によって決まる。
【００８０】
内臓Ｓへのパッチ３２４の取り付けは、いくつかの方法で行うことができる。図２０に示すように、内視鏡的ステープラ／縫合糸適用装置（ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ  ｓｔａｐｌｅｒ／ｓｕｔｕｒｅ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）６８０などのステープリング装置を使用することができる。このステープラ６８０は、当技術分野で既知であるが、トロカール又はその他の侵襲性を最小限に抑えた外科的アクセス開口に挿入できるようなサイズ及び形状にし、かつ医師が遠隔作動できるようにすることができる。ステープラ６８０は、少なくとも１つ又は複数のステープル又は縫合糸６８２を適用して、パッチ３２４を内臓Ｓに取り付ける。
【００８１】
図２１は、本発明による取り付けされた神経筋刺激装置を示す断面図で、取り付けされたパッチ３２４を示している。遠位表面３２６はほぼ平坦な形状として示してある。しかし、パッチ３２４は可撓性にすることができるので、遠位表面３２６が内臓Ｓの表面に合わせて湾曲することもある。
【００８２】
図２２は、本発明による神経筋刺激装置の他の実施形態を示す図で、図２１と同様の図である。電極アセンブリ４１６は、図１７乃至図２０に関連して上述した電極取付部材３１６とほぼ同じであるので、以下に、その相違点について説明する。特に、電極アセンブリ４１６は、らせん状取付部材４５０を備えている。らせん状取付部材４５０は、電極アセンブリ４１６を組織に対して回転させることによって、容易に組織に取り付けることができる。この実施形態によれば、神経筋刺激装置３００で屈曲部分３２３と呼んだ屈曲部分をリード４１４から省略して、電極アセンブリ４１６の回転取り付けを容易にすることができる。あるいは、らせん状取付部材４５０を使用して回転によって直接組織Ｓを穿刺し、らせん状取付部材４５０の同心リングが、電極アセンブリ４１６が組織Ｓから外れないようにするだけの十分な固定をもたらすようにすることもできる。
【００８３】
＜適応を無効にする他の実施形態＞
図２３は、本発明による、適応を無効にする他の実施形態による神経筋刺激装置を示す図である。図２３を参照すると、神経筋刺激装置の他の実施形態では、上述のリアルタイムクロック／カレンダ機能を利用して、人体が本来有する適応傾向を無効（ｄｅｆｅａｔ）にするのに役立てている。電気的刺激を与えると、最初は非常に良好な結果を生じることができるが、時間経過とともに人体が「適応」し、治療効果が得られなくなる。電気刺激パラメータを定期的に変更すると、人体への刺激入力が常に変化し、その結果、人体は適応することができなくなる。したがって、埋込み型刺激装置が自動的にこの変更を行うことができ、その結果患者が医師のもとを訪れる必要がなくなれば望ましい。定期的にパラメータ変更を行う患者用プログラマを患者に持たせることもできるが、患者の入力の記録が残らない可能性がある、指示がきちんと守られない（患者が変更をプログラムしない）可能性がある、あるいは患者が治療効果のないパラメータを入力する可能性があるなどの理由で、これはあまり望ましくない。したがって、上述のカレンダ機能及び時間クロック機能により、定期的に刺激パラメータの自動変更を行うシステム及び方法を可能にする。適応を無効にする自動選択可能アルゴリズムの更なる改善として、デバイス及び方法は、２組以上の電極セットを、胃腸管など器官構造の内臓の神経筋組織の異なる位置に取り付けることができる場合も考慮に入れるものとする。
【００８４】
例えば、１カ月の間、複数の電極セットのうち１つをオンにして、１つをオフにし、その後、次の１カ月の間はこれを切り替えて行い、その次の１カ月の間は両方同時にオンにすることもできる。電極間又は電極セット間でのオンオフの切替えは、時間クロックによってトリガすることができる。さらに、リアルタイムクロックによってオンモード及びオフモードのトリガが可能であるので、時間クロックは、パラメータ変更のトリガを行うこともできる。変更することができるパラメータは、パルス幅、振幅、デューティサイクル（ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ）（パルスの時間及びパルス間又は連続パルス間の時間の量）、周波数、極性、単極又は双極の選択、及び電極のオン・オフである。
【００８５】
図２３に示したＩＧＳ刺激装置４００は、図２に示した神経筋刺激装置１０とほぼ同じであるが、その相違点について以下に説明する。このＩＧＳ刺激装置４００は、埋込み型パルス発生器４１２と、リード系４１４と、電極アセンブリ４１６とを備えている。電気刺激リード４１４は、埋込み型パルス発生器４１２に接続する近位コネクタ端４１８と、医用リード本体部分４２０と、電極アセンブリ４１６と電気的に接続される遠位端部４２２とを備えている。
【００８６】
この他の実施形態によれば、電極アセンブリ４１６は、胃腸管などの器官構造の内臓の神経筋組織に沿った様々な異なる位置に位置決めされた、直列に配列された、複数又は多数のほぼ同一の電極取付部材４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ及び４２４ｄの対を含んでいる。ブリッジ部４２５は、電極取付部材４２４ａを電極取付部材４２４ｂに接続することができる。電極アセンブリ４１６は、電極Ａ４２６、Ｂ４２７、Ｃ４２８、Ｄ４２９、Ｅ４３０、Ｆ４３１、Ｇ４３２、Ｈ４３３を埋め込もうとする組織に貫入するための単一の貫入機構４３８を備えている。この貫入機構４３８は、接続部材４４４によって電極取付部材４２４ａに接続されている。
【００８７】
貫入機構４３８は、湾曲部分４４０と遠位切削端部４４２とを備えている。電極Ａ４２６及びＢ４２７、Ｃ４２８及びＤ４２９、Ｅ４３０及びＦ４３１、ならびにＧ４３２及びＨ４３３は、固定部材４４６によって患者の組織に対して固定することができる。固定部材４４６は、この固定部材４６とほぼ同様であり、第１の尖叉４４８ａ／４４８ｂ／４４８ｃ／４４８ｄ、及び第２の尖叉４５０ａ／４５０ｂからなることができる。第１の尖叉４４８ａ／４４８ｂ／４４８ｃ／４４８ｄは先行尖叉とすることができる。すなわち、第１の尖叉４４８ａ／４４８ｂ／４４８ｃ／４４８ｄは、それぞれの進行方向４５２及び４５３に対して鈍角をなす。この構成は、逆方向への移動を防止しながら、電極取付部材４２４ａ／４２４ｂ／４２４ｃ／４２４ｄを方向４５２及び４５３に通すのに役立つ。第２の尖叉４５０ｂは、方向４５３に対して鋭角をなすことができる。動作に際しては、第２の尖叉４５０ｂは、刺激対象組織の全厚は貫通せず、組織の入口位置と接触することができ、それにより電極取付部材が方向４５３に移動することを防止することができる。組織に対してさらに固定することが望ましい場合には、アンカスリーブ４５１を設けることもできる。
【００８８】
電極４２６〜４３３は、異なる位置で接続し、人間の胃の湾曲に沿って位置することができるように、十分な長さにわたって分離される。したがって、電極４２６〜４３３は、胃や結腸（ｃｏｌｏｎ）、腸の全部（ｉｎｔｅｓｔｉｎｅｓ）、腸の一部（ｂｏｗｅｌｓ）など、蠕動による物質の流れを必要とする様々な器官に埋め込むことができ、そこからペースメーカで様々な器官に埋め込まれた様々な電極を制御することができる。この企図した構成では、複数又は多数の電極を同一器官又は異なる器官の多数の位置に位置決めして使用することにより、本明細書で述べる性能の向上を促す。様々な電気刺激に対する様々な患者の応答を調整することができる。また、胃腸管内のある器官の、それとは別の器官の様々な領域における様々な電気刺激に対する応答を監視して、適当なプログラムアルゴリズムをソフトウェアで実施してペースメーカとともに使用し、独立非整相動作モードで刺激を与えて、人体が本来持つ適応傾向を無効にしながら治療的調整を維持することもできる。
【００８９】
水晶制御発振器（情報プロセッサ（ＣＰＵ４４）の内部構成要素であっても別個の構成要素であってもよい）を使用することにより、リアルタイムクロックカウンタ４６によって確度が得られる。通常は、３２から１００キロヘルツの水晶時計を使用して、タイミングを取ることができる。刺激パルス幅は、通常は１００から５００マイクロ秒（１００キロヘルツクロックの場合は１０から５０回の振動）であり、パルス間隔は、例えば２５ミリ秒、すなわち、２５００回のクロック振動にすることができる。プロセッサ内で同期を行うと有用である。パルス発生アルゴリズムを変化させることにより、８個の電極、例えば、電極Ａ４２６、Ｂ４２７、Ｃ４２８、Ｄ４２９、Ｅ４３０、Ｆ４３１、Ｇ４３２、Ｈ４３３で個別に組織を刺激することも、これらを任意に組み合わせて組織を刺激することもできる。胃などの組織に印加する刺激を変化させることができることは、組織をエントレインするために重要である。本明細書で述べる胃の組織の特徴は、人体が本来持つ適応傾向により、変化のない一定の刺激に対して、この神経筋組織が適応できることである。したがって、刺激の位置、方向及び強度を変化させることができるようにすることで、適応を防止することができる。したがって、波形をプログラムして、処置期間中の各週に印加する刺激の波形及び／又は位置を変えることができる。また、リアルタイムクロックは、処置期間中の曜日に対応するデータを供給することもできる。あるいは、リアルタイムクロックは、処置の進行とともに波形を月ごとに変化させることができるように、処置期間中の月に対応するデータを供給することもできる。さらに、リアルタイムクロックは、１カ月の中での日付及び／又は１年の中での日付に対応するデータを供給することもできる。
【００９０】
電極切替え回路及びソフトウェアアルゴリズムにより、各電極の機能及びその電極の極性を設定する。切替え回路は、マイクロプロセッサＣＰＵ４４によって制御され、プログラマブルである。好ましい実施形態では、電極切替え回路により、一対の電極を感知に使用し、一対又は複数対の電極を刺激に使用することが可能となる。刺激と感知は同じ電極を使用してもよい。刺激期間中には、電極切替え回路は、刺激電極の極性を変化させて、パルス間又はパルス連続間で極性が交互に切り替わる多相パルスを発生させ、また様々な刺激ベクトルを発生させることができる。同様に、切替え回路は、様々な感知電極対で、胃の電気的活動を、様々な感知位置で、又は様々なベクトルに沿ってサンプリングできるようにすることができる。複雑な感知パターンを発生させて、低速の波の伝播の方向及び間隔を区別することができる。複雑な切替え方式及び様々なパルス発生アルゴリズムをメモリに記憶して、プログラムとして起動することができる。切替えソフトウェアは、各構成が少なくとも１つの双極対を確実に有して電気回路を完成させるように設計される。
【００９１】
メモリは、ＩＧＳ刺激装置４００の情報及びプログラムを記憶するために使用される。メモリは、固有の胃の活動（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｇａｓｔｒｉｃ  ａｃｔｉｖｉｔｙ）に関する感知情報をマイクロプロセッサから受信し、この情報を分析して、選択した１つ又は複数のアルゴリズムに従ってこの活動が通常のものであるかどうかを判定し、その分析出力をマイクロプロセッサに提供して、選択した特定のプログラムに従って治療を開始させる。複数のプログラムをメモリに記憶して、ＩＧＳ刺激装置４００の活動化、応答及び性能の具体的な特徴を確立することができる。メモリは、デバイスの性能、胃の活動、及び施す治療を示す様々なパラメータを記憶するために使用することもできる。
【００９２】
上述した内容は、単に本発明の実施形態を説明したものであって、当業者ならば、本発明の技術的範囲及び要旨を逸脱することなく様々な修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】従来の刺激電極対及びそれに関連する電場勾配パターンを示す概略図である。
【図２】本発明の神経筋刺激装置を示す図である。
【図３】本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける第１段階を示す図で、図２に示した神経筋刺激装置の一部分の断面図である。
【図４ａ】本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける後続の段階を示す図で、図２に示した神経筋刺激装置及び付加的な装置の正面図である。
【図４ｂ】本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける後続の段階を示す図で、図４ａに示した神経筋刺激装置の断面図である。
【図５】本発明による患者に取り付けした図２に示した神経筋刺激装置を示す正面図である。
【図６】本発明による神経筋刺激装置の構成要素を示す概略図である。
【図７ａ】本発明の他の実施形態による図２に示した神経筋刺激装置の構成要素を示す概略図である。
【図７ｂ】本発明の他の実施形態による図７ａと同様の概略図である。
【図８】本発明による図２に示した神経筋刺激装置の構成要素を示す概略図である。
【図９】本発明による刺激パルスの波形のパラメータを記憶するデータ構造を示す図である。
【図１０】本発明による他のデータ構造を示す図である。
【図１１】本発明によるさらに他のデータ構造を示す図である。
【図１２】本発明によるさらに他のデータ構造を示す図である。
【図１３】本発明による神経筋刺激装置が実現する刺激波形伝播を示す概略図である。
【図１４】本発明の他の実施形態による神経筋刺激装置を示す概略図である。
【図１５】本発明による神経筋刺激装置の取り付けにおける１段階を示す図で、図１４の神経筋刺激装置の一部分の断面図である。
【図１６ａ】本発明による、患者に取り付けされた図１４に示した神経筋刺激装置を示す正面図である。
【図１６ｂ】図１６ａに示した神経筋刺激装置の断面図である。
【図１７】本発明による好ましい第２の実施形態を示す斜視図で、神経筋刺激装置の他の実施形態を示す図である。
【図１８】図１７の方向１８から見た、本発明による神経筋刺激装置の構成要素の正面図である。
【図１９】図１７の線１９−１９に沿った、本発明による神経筋刺激装置の構成要素を示す断面図である。
【図２０】本発明による図１７に示した神経筋刺激装置を取り付けするプロセスの１段階を示す概略図である。
【図２１】本発明による取り付けされた神経筋刺激装置を示す断面図である。
【図２２】本発明による神経筋刺激装置の他の実施形態を示す図である。
【図２３】本発明による、適応を無効にする他の実施形態による神経筋刺激装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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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１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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