(57)【要約】【課題】医療装置により生成されるエネルギー場によって埋め込み可能医療デバイスのリード線内に誘導される電流の組織内への散逸を防止する医療用電気リード線を提供する。【解決手段】医療用電気リード線は、近位端部および遠位端部（２０４）を有する細長い本体（２０５）と、該細長い本体の前記遠位端部に隣接して配設され、かつ結合される第１の電極（２０２）と、前記細長い本体の前記近位端部と前記遠位端部との間に延び、前記第１の電極に電気的に接続される第１の導体（２０６）と、前記第１の電極に隣接して配設され、前記細長い本体に結合される第２の電極（２０８）と、前記第１の導体と前記第２の電極とに電気的に接続される容量性デバイス（３０６）と、を備える。これにより、リード線の先端電極に隣接する組織内における抵抗加熱の発生が回避される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近位端部および遠位端部を有する細長い本体と、
該細長い本体の前記遠位端部に隣接して配設され、かつ結合される第１の電極と、
前記細長い本体の前記近位端部と前記遠位端部との間に延び、前記第１の電極に電気的に接続される第１の導体と、
前記第１の電極に隣接して配設され、前記細長い本体に結合される第２の電極と、
前記第１の導体と前記第２の電極とに電気的に接続される容量性デバイスと、
を備える電気リード線。
【請求項２】
前記細長い本体の前記近位端部と前記第２の電極との間に延び、前記第２の電極に電気的に接続される第２の導体をさらに備える請求項１に記載の電気リード線。
【請求項３】
前記第２の電極に隣接して配設され、前記細長い本体に結合される第３の電極と、
前記細長い本体の前記近位端部と前記第３の電極との間に延び、前記第３の電極に電気的に接続される第２の導体と、
をさらに含む請求項１に記載の電気リード線。
【請求項４】
前記容量性デバイスはさらに中央コンタクトおよび周辺コンタクトを有する円盤型のコンデンサを含むこと、
前記第１の導体は前記中央コンタクトに電気的に接続されること、
前記第２の電極は前記周辺コンタクトに電気的に接続されること、
からなる請求項１に記載の電気リード線。
【請求項５】
前記第１の電極および前記第２の電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記第１の導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、生物学的信号を検知するか、あるいは前記体組織に電気刺激を送出するために用いられる周波数よりも高い信号周波数において、前記体組織の電気インピーダンスよりも著しく小さい電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項１に記載の電気リード線。
【請求項６】
前記第１の電極および前記第２の電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記第１の導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、生物学的信号を検知するか、あるいは前記体組織に電気刺激を送出するために用いられる信号周波数において、前記体組織の電気インピーダンスよりも著しく大きい電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項１に記載の電気リード線。
【請求項７】
前記第２の電極の面積は前記第１の電極の面積の少なくとも３倍である請求項１に記載の電気リード線。
【請求項８】
前記容量性デバイスは、磁界によって前記第１の導体内に誘導される電流の少なくとも一部が前記第２の電極に流されるようにすることができる請求項１に記載の電気リード線。
【請求項９】
電極と、
導体と、
前記電極および前記導体に電気的に接続される容量性デバイスと、
を備えるシャントアセンブリ。
【請求項１０】
前記容量性デバイスはさらに中央コンタクトおよび周辺コンタクトを有する円盤型のコンデンサを含むこと、
前記導体は前記中央コンタクトに電気的に接続されること、
前記電極は前記周辺コンタクトに電気的に接続されること、
からなる請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１１】
前記容量性デバイスはさらに、中央コンタクトおよび周辺コンタクトを有する第１の円盤型コンデンサと、中央コンタクトおよび周辺コンタクトを有する第２の円盤型コンデンサとを備えること、
前記導体はさらに、中央導体によって電気的に接続される第１のピンおよび第２のピンを備えること、
前記第１のピンは前記第１の円盤型コンデンサの前記中央コンタクトに電気的に接続されること、
前記第２のピンは前記第２の円盤型コンデンサの前記中央コンタクトに電気的に接続されること、
前記電極は、前記第１の円盤型コンデンサの前記周辺コンタクトおよび前記第２の円盤型コンデンサの前記周辺コンタクトに電気的に接続されること、
からなる請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１２】
前記電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、前記電流がＭＲＩあるいはジアテルミー治療中に誘導されるときに、前記体組織の電気インピーダンスよりも小さい電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１３】
前記電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、５００Ｈｚ以下の周波数の電流を有する信号を送るときに、前記体組織の電気インピーダンスよりも大きな電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１４】
前記電極はさらに、第１の端部および第２の端部を有するチューブを備え、前記シャントアセンブリはさらに、
前記チューブの前記第１の端部に結合される第１のエンドキャップと、
前記チューブの前記第２の端部に結合される第２のエンドキャップと、
を備える請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１５】
気密封止される請求項９に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１６】
前記容量性デバイスは、磁界によって前記第１の導体内に誘導される電流の少なくとも一部が前記第２の電極に流されるようにすることができる請求項１５に記載のシャントアセンブリ。
【請求項１７】
制御ユニットと、
該制御ユニットに結合される近位端部と、遠位端部とを有する細長い本体と、
該細長い本体の前記遠位端部に隣接して配設され、かつ結合される第１の電極と、
前記細長い本体の前記近位端部と前記遠位端部との間に延び、前記第１の電極および前記制御ユニットに電気的に接続される第１の導体と、
前記第１の電極に隣接して配設され、前記細長い本体に結合される第２の電極と、
前記第１の導体および前記第２の電極に電気的に接続される容量性デバイスと、
を備える医療デバイス。
【請求項１８】
前記細長い本体の前記近位端部と前記第２の電極との間に延び、前記第２の電極および前記制御ユニットに電気的に接続される第２の導体をさらに備える請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項１９】
前記第２の電極に隣接して配設され、前記細長い本体に結合される第３の電極と、
前記細長い本体の前記近位端部と前記第３の電極との間に延び、前記第３の電極および前記制御ユニットに電気的に接続される第２の導体とをさらに備える請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２０】
前記容量性デバイスはさらに、中央コンタクトおよび周辺コンタクトを有する円盤型コンデンサを備えること、
前記第１の導体は前記中央コンタクトに電気的に接続されること、
前記第２の電極は前記周辺コンタクトに電気的に接続されること、
からなる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２１】
前記第１の電極および前記第２の電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記第１の導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、約１ＭＨｚよりも大きな周波数の電流において、前記体組織の電気インピーダンスの約２０パーセント以下の電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２２】
前記第１の電極および前記第２の電極は体組織に電気的に接続することができること、
前記第１の導体は電流を流すことができること、
前記容量性デバイスは、５００Ｈｚ未満の周波数の電流において、前記体組織の電気インピーダンスの約１０倍の電気インピーダンスを有すること、
からなる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２３】
前記第２の電極の面積は前記第１の電極の面積の少なくとも３倍である請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２４】
前記容量性デバイスは、磁界によって前記第１の導体内に誘導される電流の少なくとも一部が前記第２の電極に流されるようにすることができる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２５】
前記容量性デバイスは、前記制御ユニットから前記第１の導体上で伝送される信号の少なくとも大部分が前記第２の電極に送られるのを防ぐことができる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２６】
前記容量性デバイスは、前記制御ユニットへ前記第１の導体上で送られる信号の少なくとも大部分が前記第２の電極に送られるのを防ぐことができる請求項１７に記載の医療デバイス。
【請求項２７】
体組織に電気的に接続される導体の中を流れる電流を、その電流の特性に基づいて、一次経路および二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で該体組織に選択的に流すことを含む方法。
【請求項２８】
前記導体の中に流れる電流を選択的に流すことはさらに、前記導体の中に流れる前記電流を、前記電流の周波数に基づいて、前記一次経路および前記二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で前記体組織に選択的に流すことを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記導体の中に流れる前記電流を選択的に流すことはさらに、
前記電流が磁界によって前記導体の中に誘導される場合には、前記一次経路および前記二次経路上で前記体組織に前記電流を流すこと、
前記電流が前記磁界によって前記導体の中に誘導されない場合には、前記一次経路上でのみ前記体組織に前記電流を流すこと、
を含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
体組織に電気的に接続される導体の中を流れる電流を、その電流の特性に基づいて、一次経路および二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で該体組織に、選択的に流す手段を含む装置。
【請求項３１】
前記導体の中に流れる電流を選択的に流す手段はさらに、前記導体の中に流れる前記電流を、前記電流の周波数に基づいて、前記一次経路および前記二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で前記体組織に選択的に流す手段を含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記導体の中に流れる前記電流を選択的に流す手段はさらに、
前記電流が磁界によって前記導体の中に誘導される場合には、前記一次経路および前記二次経路上で前記体組織に前記電流を流す手段と、
前記電流が前記磁界によって前記導体の中に誘導されない場合には、前記一次経路上でのみ前記体組織に前記電流を流す手段と、
を含む請求項３０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織に電気刺激を与えるか、あるいは組織内の１つあるいは複数の状態に対応する電気刺激を受け取るための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９６０年代に最初の埋め込み可能なペースメーカが導入されて以来、電子工学および医療の両方の分野は著しい進歩を遂げており、現在では、広範な種類の体に埋め込み可能な電子医療デバイスが市販されている。現在、埋め込み可能医療デバイスの種類には、特に、ペースメーカ、カーディオバータ、ディフィブリレータ、神経刺激器および薬物投与装置などの治療および診断デバイスが含まれる。今日の最新の埋め込み可能医療デバイスはその初期の対応するデバイスよりもかなり精巧で、複雑であり、かなり複雑な作業を実行することができる。そのようなデバイスの治療上の利点は十分に証明されている。
【０００３】
心臓用の最新の電気治療および診断デバイスは、そのデバイスと心臓のある領域との間に信頼性の高い電気接続を必要とする。通常、所望の電気接続のために、一般的には「リード線」と呼ばれる電気接触が用いられる。一般的に用いられる埋め込み式のリード線の１つのタイプは経静脈リード線である。経静脈リード線は一般的に、静脈系を通して位置決めされ、先端電極を介して、それらの遠位端において心臓に取り付けられ、かつ／または電気的に接続される。その近位端では、それらのリード線は、通常は、埋め込むことができる電気治療および／または診断デバイスに接続される。そのようなリード線は、標準的には、長くて、柔軟性がある絶縁導体の形をとる。経静脈リード線の数ある利点の中には、それらのリード線によって、心臓そのものを物理的に露出させることなく心臓と電気的に接触できるようになること、すなわち大がかりな胸部手術が必要とされないことがある。
【０００４】
医療技術における他の進歩は、イメージング技術、たとえば核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の改良をもたらした。ＭＲＩは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を用いることにより体の断層像を生成する。ＭＲＩ処理は、撮像されることになる人体を強く一様な磁界の中に位置決めすることで始まり、その磁界によって、体内の水素分子の中にある陽子のスピンを２つの取り得る向きのうちの１つに強制的に向けることにより、その陽子の核磁気モーメントが分極される。その後、共鳴周波数の適当な極性を有する無線周波磁界を加えることよって、これらの向きの間でスピンを強制的に遷移させる。スピン遷移は信号、すなわちＮＭＲ現象を生成し、それを受信コイルによって検知することができる。
【０００５】
さらに、短波ジアテルミー、マイクロ波ジアテルミー、超音波ジアテルミーなどは、患者に対して、痛み、部位の硬直および筋肉の痙攣を和らげること、関節の拘縮を和らげること、手術後の腫脹および苦痛を和らげること、創傷治癒を促すことなどの治療上の利点を提供することがわかっている。一般的には、エネルギー（短波エネルギー、マイクロ波エネルギー、超音波エネルギーなど）は、患者の体の局所領域に誘導される。
【０００６】
しかしながら、ＭＲＩあるいはジアテルミー装置によって生み出される環境が一般的にそのような埋め込み可能医療デバイスに対して好ましくないと見なされるので、これまで、これらの技術の利用は、そのような埋め込み式の医療デバイスを有する患者では控えられてきた。ＭＲＩあるいはジアテルミー過程中に生成されるエネルギー場は、埋め込み可能医療デバイスのリード線内に電流を誘導することがある。従来のリード線では、その電流は、通常は、リード線の先端電極を介して、リード線の遠位端に隣接する組織内に散逸される。この電流の散逸によって、その電極に隣接する組織内に抵抗加熱が引き起こされ、その結果として、場合によっては組織への損傷に繋がる恐れがある。
【０００７】
本発明は、先に述べられた問題のうちの１つあるいは複数の問題の影響を解消するか、あるいは少なくとも低減することを対象とする。
［発明の概要］
本発明の一態様では、電気リード線が提供される。医療用電気リード線は、近位端部および遠位端部を有する細長い本体と、細長い本体の遠位端部に隣接して配設され、かつ結合される第１の電極と、細長い本体の近位端部と遠位端部との間に延び、かつ第１の電極に電気的に接続される第１の導体とを備える。その医療用電気リード線はさらに、第１の電極に隣接して配設され、細長い本体に結合される第２の電極と、第１の導体および第２の電極に電気的に接続される容量性デバイスとを備える。
【０００８】
本発明の別の態様では、シャントアセンブリが提供される。シャントアセンブリは、電極と、導体と、電極および導体に電気的に接続される容量性デバイスとを備える。
本発明のさらに別の実施形態では、デバイスが提供される。その医療デバイスは、制御ユニットと、制御ユニットに接続される近位端部と遠位端部とを有する細長い本体と、細長い本体の遠位端部に隣接して配設され、かつ結合される第１の電極とを備える。その医療デバイスはさらに、細長い本体の近位端部と遠位端部との間に延び、かつ第１の電極および制御ユニットに電気的に接続される第１の導体と、第１の電極に隣接して配設され、かつ細長い本体に結合される第２の電極と、第１の導体および第２の電極に電気的に接続される容量性デバイスとを備える。
【０００９】
本発明の別の態様では、体組織に電気的に接続される導体の中を流れる電流を、その電流の特性に基づいて、一次経路および二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で体組織に選択的に流すことを含む方法が提供される。
【００１０】
本発明は、添付の図面とともに取り上げられる以下に記載される説明を参照することにより理解することができ、図面においては、参照符号の最も左側にある有効数字が個々の参照符号が現れた最初の図面を示す。
【００１１】
本発明は種々の変更および代替形態をとることができるが、図面にはその一例として特定の実施形態が示されており、本明細書において詳細に説明される。しかしながら、本明細書における特定の実施形態の説明は本発明を開示される特定の形態に限定することを意図するのではなく、逆に、本発明は、添付の請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲に入る全ての変更形態、等価形態および代替形態を網羅することを意図していることは理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の例示的な実施形態が以下に説明される。明瞭にするために、本明細書において、実際の実施態様の全ての特徴が説明されるとは限らない。当然、任意のそのような実際の実施形態を開発する時に、実施態様によって変化することになる、システム関連およびビジネス関連の制約に対応することなどの開発者の特定の目標を達成するために、実施態様に特有の数多くの判断がなされ得ることは理解されよう。さらに、そのような開発にかかる努力は複雑で、時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を享受した当業者であれば、型にはまった仕事になることは理解されよう。
【００１３】
本発明の実施形態は、体の組織を刺激し、かつ／またはその組織内の１つあるいは複数の状態を検知するために用いることができる１つあるいは複数のリード線を有する、体に埋め込み可能な医療デバイスに関する。そのような埋め込み可能医療デバイスの例には、埋め込み可能心臓ペーシングデバイス、パルス発生器、ディフィブリレータ（除細動器）、神経刺激器、電位図デバイスなどがある。一般的に、これらのデバイスは、動作して、組織内の１つあるいは複数の状態を監視する、かつ／または１つあるいは複数のリード線を介して組織に電気刺激が送出される。たとえば、こうしたデバイスを用いて、心臓の活動が検知され、心臓の１つまたは複数の部分に電気的なペーシング刺激が送出される、心臓の１つまたは複数の部分に電気的な除細動刺激が送出される、神経に電気刺激が送出される、神経束の１つまたは複数の部分に電気刺激が送出される、あるいは脳の１つまたは複数の部分に電気刺激が送出されることができる。本明細書において与えられる説明は、冠状動脈の環境で埋め込み可能医療デバイスを対象にするが、本発明は、任意の部位の環境で用いられる、先に記載されたデバイスのような任意の埋め込み可能医療デバイスを網羅する。
【００１４】
図１は、患者１０４に埋め込まれている本発明による埋め込み可能医療デバイス１０２の一実施形態を示す。埋め込み可能医療デバイス１０２は、気密封止され、生物学的に無害のキャニスタ１０８内に収容される埋め込み可能電子デバイス１０６（たとえば、制御ユニットなど）を含む。キャニスタ１０８そのものは導電性であり、埋め込み可能医療デバイス１０２の回路の電極としての役割を果たすことができる。１つあるいは複数のリード線１１０、１１２が埋め込み可能医療デバイス１０６に電気的に接続されており、患者１０４の静脈１１４を介して、組織、たとえば心室１１６の一部、心房１１８の一部、神経（図示せず）、神経束（図示せず）などまで延びる。埋め込み可能医療デバイス１０２はプログラミングユニット１２０を用いることによりプログラムされることができ、プログラミングユニット１２０は、無線周波信号によって、埋め込み可能医療デバイス１０２に対して命令を送出し、かつ埋め込み可能医療デバイス１０２から情報を受け取ることができる。
【００１５】
図２に示されるように、先端電極２０２などの１つあるいは複数の露出された導電性電極が、リード線１１０の本体２０５の遠位端部２０４、およびもしあればリード線１１２（図示せず）の遠位端部の概ね近くに配設される。上記のように、先端電極２０２を用いて、心室１１６、心房１１８、神経（図示せず）、神経束（図示せず）などの組織内の電気信号を検知することができる。さらに、先端電極２０２を用いて、組織に電気刺激を送出することができ、たとえば心臓の１つあるいは複数の部分に、神経に、あるいは神経束の１つあるいは複数の部分に電気刺激を送出することができる。リード線１１０はさらに、埋め込み可能電子デバイス１０６あるいは埋め込み可能電子デバイス１０６から延びる電気的延長部（図示せず）と、リード線１１０の１つあるいは複数の電極（たとえば、先端電極２０２など）とを電気的に接続する１組の導体２０６を備えることができる。したがって、１組の導体２０６は、本体２０５の近位端部（すなわち、埋め込み可能電子デバイス１０６などと結合可能な部分）から遠位端部２０４まで延びる。
【００１６】
第１の実施形態では、埋め込み可能医療デバイス１０２は単極デバイスであり、先端電極２０２が、埋め込み可能医療デバイス１０２のペーシング、刺激あるいは検知回路（図示せず）のための陰極としての役割を果たすことができ、キャニスタ１０８が陽極として役割を果たすことができる。この実施形態では、図２および図３に示されるように、シャントアセンブリ２０８がリング電極３０２を備えており、そのリング電極３０２は図２において見ることができるシャントアセンブリ２０８の一部である。１組の導体２０６は、シャントアセンブリ２０８を通って先端電極２０２まで延びる先端導体３０４を備える。先端導体３０４は１本の導体であってもよく、または電気的に互いに接続される複数の導体であってもよい。先端導体３０４とリング電極３０２との間にコンデンサ３０６が電気的に接続される。コンデンサ３０６は、１つの容量性デバイス、電気的に互いに接続される複数の容量性デバイス、あるいは他の電子デバイスと電気的に互いに接続される１つあるいは複数の容量性デバイスの形をとることができる。
【００１７】
第２の実施形態では、図２および図４に示されるように、埋め込み可能医療デバイス１０２は二極デバイスであり、先端電極２０２が、埋め込み可能医療デバイス１０２のペーシング、刺激あるいは検知回路部（図示せず）のための陰極としての役割を果たすことができる。この実施形態では、シャントアセンブリ２０８がリング電極４０２を備えており、そのリング電極４０２は図２において見ることができるシャントアセンブリ２０８の一部である。さらに、リング電極４０２は、埋め込み可能医療デバイス１０２のペーシング、刺激あるいは検知回路部のための陽極としての役割を果たすことができる。１組の導体２０６は、シャントアセンブリ２０８を通って先端電極２０２まで延びる先端導体４０４を備える。先端導体４０４は１本の導体であることができるか、あるいは電気的に互いに接続される複数の導体であることができる。１組の導体２０６はさらに、シャントアセンブリ２０８の中に入り、リング電極４０２まで延びるリング導体４０６を備える。先端導体４０４の場合のように、リング導体４０６は１本の導体であることができるか、あるいは電気的に互いに接続される複数の導体であることができる。先端導体４０４とリング電極３０２との間にコンデンサ４０８が電気的に接続される。コンデンサ４０８は、１つの容量性デバイス、電気的に互いに接続される複数の容量性デバイス、あるいは他の電子デバイスと電気的に互いに接続される１つあるいは複数の容量性デバイスの形をとることができる。
【００１８】
第３の実施形態では、図５および図６に示されるように、埋め込み可能医療デバイス１０２は二極デバイスであり、先端電極５０２が、埋め込み可能医療デバイス１０２のペーシング、刺激あるいは検知回路部（図示せず）のための陰極としての役割を果たすことができ、第１のリング電極５０３が陽極として役割を果たすことができる。この実施形態において、シャントアセンブリ５０４が第２のリング電極６０４を備えており、そのリング電極６０４は図５において見ることができるシャントアセンブリ５０４の一部である。１組の導体５０６が、第１のリング電極５０３および第２のリング電極６０４を通って先端電極５０２まで延びる先端導体６０６を備える。先端導体６０６には１本の導体であることができるか、あるいは電気的に互いに接続される複数の導体であることができる。１組の導体５０６はさらに、第１のリング電極５０３まで延びるリング導体６０８を備える。先端導体６０６の場合のように、リング導体６０８は１本の導体であることができるか、あるいは電気的に互いに接続される複数の導体であることができる。先端導体６０６と第２のリング電極６０４との間にコンデンサ６１０が電気的に接続される。コンデンサ６１０は、１つの容量性デバイス、電気的に互いに接続される複数の容量性デバイス、あるいは他の電子デバイスと電気的に互いに接続される１つあるいは複数の容量性デバイスの形をとることができる。
【００１９】
ある特定の異常に苦しんでいる患者は、ＭＲＩ法を用いて検査される、あるいはジアテルミー法を用いて治療上の処置を施されることが多くの場合に都合がよい。しかしながら、体内に埋め込み可能医療デバイスを有する患者は、通常は、上記のように、そのような方法を受けるのが控えられてきた。本発明は、図２〜図６に示されるように、先端導体３０４、４０４、６０６の中に誘導される電流を、リング電極３０２、４０２、６０４に隣接する組織の中に、および先端電極２０２、５０２に隣接する組織の中に散逸することにより、この悪影響を和らげることを試みる。このようにして、散逸する電流によって生成される熱は組織のより広い部分にわたって分散され、それによりその組織に損傷を与える可能性を低減する。
【００２０】
しかしながら、ペーシング信号、刺激信号あるいは被検知信号（たとえば、電位図などの信号）が、先端電極２０２、５０２から、あるいは先端電極２０２、５０２に先端導体３０４、４０４、６０６上で送られるのは望ましいが、リング電極３０２、４０２、６０４を通して送られるのは望ましくない。むしろ、そのような信号の概ね全てが埋め込み可能電子デバイス１０６と先端電極２０２、５０２との間で送られることが望ましい。したがって、コンデンサ３０６、４０８、６１０がフィルタリング機能を実行する。ＭＲＩあるいはジアテルミー手法においてリード線導体内に誘導されるような高周波電流は、それぞれのリング電極３０２、４０２、６０４と、先端電極２０２、５０２との両方の経路に流される。しかしながら、先端導体３０４、４０４、６０６上で送られる低周波のペーシング、刺激および／または被検知信号は概ね全てが先端電極２０２、５０２のみに流される。本開示の目的において、ページング、刺激あるいは被検知信号の「概ね全て」という言い回しは、埋め込み可能医療デバイス１０２が適切に動作することができる信号のレベルと定義される。
【００２１】
シャントアセンブリ２０８、５０４は、コンデンサ３０６、４０８、６１０の可変のインピーダンス特性を用いることにより動作する。一般的に、ＭＲＩおよびジアテルミー装置によって放出されるエネルギー場によって導体（たとえば、先端導体３０４、４０４、６０６）内に誘導される電流は、約１メガヘルツ（ＭＨｚ）よりも大きい。さらに、ペーシング信号、刺激信号、被検知信号などの信号は一般的に約５００ヘルツ（Ｈｚ）よりも小さい周波数を有する。本発明の実施形態によれば、約５００オーム（Ω）の組織の固有電気インピーダンスを考慮することにより、ＭＲＩまたはジアテルミー装置によって先端導体３０４、４０４、６０４内に誘導される電流の一部がコンデンサ３０６、４０８、６１０を通ってリング電極３０２、４０２、６０４に流され、その一方でペーシング信号、刺激信号、検知信号などの信号がコンデンサ３０６、４０８、６１０を通って流れるのではなく、先端導体３０４、４０４、６０４上で先端電極２０２、５０２に直に送られるように、コンデンサ３０６、４０８、６１０の静電容量を決定することができる。言い換えると、コンデンサ３０６、４０８、６１０はフィルタとして機能し、ある特定の範囲内の周波数を有する電流のみがリング電極３０２、４０２、６０４に流されるようにする。一実施形態では、コンデンサ３０６、４０８、６１０は、先端電極２０２および組織のインピーダンスとともに、１ＭＨｚよりも大きい周波数のような、ある特定の周波数のハイパスフィルタを形成できるようにする。
【００２２】
たとえば、ＭＲＩによって誘導される電流が２ＭＨｚの周波数を有し、被検知信号（たとえば、電位図信号など）が１００Ｈｚの周波数を有するものとすると、１ナノファラッド（ｎＦ）のコンデンサ（たとえば、コンデンサ３０６、４０８、６１０など）は、以下の式によって明らかなように、約２ＭＨｚの周波数において約８０Ωの電気インピーダンスを有し、約１００Ｈｚの周波数において約１．６メガオーム（ＭΩ）の電気インピーダンスを有する。
Ｘｃ＝１／２πｆｃ
ただし、Ｘｃはコンデンサのインピーダンス（Ω）であり、ｆは周波数（Ｈｚ）であり、ｃはコンデンサの静電容量（Ｆ）である。
【００２３】
したがって、この例では、コンデンサ３０６、４０８、６１０の電気インピーダンスが約１６０Ωであり、それは先端電極２０２、５０２およびリング電極３０２、４０２、６０４に隣接する組織の電気インピーダンス（５００Ω）よりも小さいので、誘導される電流は、先端電極２０２、５０２を通って流れ、かつコンデンサ３０６、４０８、６１０を通ってリング電極３０２、４０２、６０４まで流れるであろう。この事例では、誘導される電流は、先端電極２０２、５０２に対して約１４％（８０Ω／５８０Ω）と、リング電極３０２、４０２、６０４に対して約８６％（５００Ω／５８０Ω）とに分割されるであろう。コンデンサ３０６、４０８、６１０の電気インピーダンスは１００Ｈｚで約１．６Ωであり、それによりハイパスフィルタリング効果を与えるので、被検知信号は概ね影響を及ぼされないであろう。
【００２４】
一実施形態では、誘導される電流の通常の周波数におけるコンデンサ３０６、４０８、６１０の電気インピーダンスは、先端電極２０２、５０２に隣接する組織およびリング電極３０２、４０２、６０４に隣接する組織のインピーダンスの約５分の１（約２０％）（たとえば、この例では１００Ω）未満である。別の実施形態では、ペーシング、刺激あるいは被検知信号の通常の周波数におけるコンデンサ３０６、４０８、６１０の電気インピーダンスは、先端電極２０２、５０２に隣接する組織およびリング電極３０２、４０２、６０４に隣接する組織のインピーダンスの約１０倍（たとえば、この例では５０００Ω）である。さらに、リング電極３０２、４０２、６０４の表面積が先端電極２０２、５０２の表面積の少なくとも約３倍になるようにすることにより、電流密度は少なくとも約４分の１まで減る可能性があり、それにより先端電極２０２、５０２およびリング電極３０２、４０２、６０４に隣接する組織内の温度上昇もそれに応じて低減されるようになる。一実施形態では、本明細書で説明されるような、先端電極２０２、５０２の表面積は、先端電極２０２、５０２の電気的な接触面積を増加させるために従来から用いられる場合がある微小構造の穴、隙間、窪みなどに起因する任意の表面積を除外した、先端電極２０２、５０２の表面積を指す。一実施形態では、そのような微小構造の穴、隙間、窪みなどは約２００マイクロメートル未満の直径を有することができる。
【００２５】
本発明の一実施形態によるシャントアセンブリ７０２が図７に示される。一実施形態では気密封止され得るシャントアセンブリ７０２は、エンドキャップ７０８、７１０に結合される（たとえば、溶接７０６などによって）チューブ７０４を備える。コンデンサ７１２、７１４が、それぞれエンドキャップ７０８、７１０に電気的に接続され、かつ結合される（たとえば、溶接７１６などによる）。一実施形態では、コンデンサ７１２、７１４には、それぞれ中央コンタクト７１１、７１３と、それぞれ周辺コンタクト７１５、７１７とを有する円盤型のコンデンサなどである。シャントアセンブリ７０２はさらに、接合部７２４により中央導体７２２によって相互に接続されるピン７１８、７２０を備える。ピン７１８、７２０は、それぞれ中央コンタクト７１１、７１３と電気的に接続される。さらに、ピン７１８は、リード線１１０の近位端導体７２６（破線で示される）と電気的に接続され、それは埋め込み可能電子デバイス１０６と電気的に接続される。ピン７２０は、リード線１１０の遠位端導体７２８（破線で示される）と電気的に接続され、それは先端電極２０２、５０２（図２および図５）と電気的に接続される。したがって、近位端導体７２６、ピン７１８、中央導体７２２、ピン７２０および遠位端導体７２８が先端導体３０４、４０４、６０６（図３、図４および図６）を構成する。
【００２６】
コンデンサ７１２、７１４は、上記のように、１つあるいは複数の特定の範囲の周波数を有する信号（すなわち誘導される電流）が先端導体３０４、４０４、６０６を通って先端電極２０２、５０２まで流れ、かつリング電極３０２、４０２、６０４として機能するチューブ７０４の中に流れることができるように選択される。コンデンサ７１２、７１４が、１つあるいは複数の別の範囲の周波数を有する信号（すなわち、ペーシング、刺激、被検知信号など）がその中に流れないようにするだけの十分なインピーダンスを有するとき、その信号は概ね、先端導体３０４、４０４、６０６を通って先端電極２０２、５０２にのみ流れることができる。図７には２つのコンデンサ７１２、７１４が示されるが、本発明は、コンデンサ７１２、７１４のような１つあるいは複数のコンデンサを有するシャントアセンブリ７０２を含む。したがって、シャントアセンブリ７０２は、図２〜図６に示されるシャントアセンブリ２０８、５０４の１つの実施形態である。
【００２７】
本発明の一実施形態による方法が図８に示される。一実施形態では、その方法は、体組織（たとえば、患者１０４などの組織）に電気的に接続される導体（たとえば、先端導体３０４、４０４、６０６など）の中を流れる電流を、その電流の特性に基づいて、一次経路および二次経路のうちの少なくとも１つの経路上で体組織に選択的に流すことを含む（ブロック８０２）。一実施形態では、一次経路は、先端導体３０４、４０４、６０６および先端電極２０２、５０２を通ることができる。さらに、二次経路は、コンデンサ３０６、４０８、６１０およびリング電極３０２、４０２、６０４を通ることができる。一実施形態では、電流の特性は、電流の周波数を含む。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、上記のように電流を選択的に流すことはさらに、磁界によって導体内に電流が誘導される場合には、一次経路および二次経路上で体組織に対して電流を流すことを含む（ブロック８０４）。さらに別の実施形態では、上記のように電流を選択的に流すことはさらに、磁界によって導体内に電流が誘導されない場合には、一次経路上でのみ体組織に対して電流を流すことを含む（ブロック８０６）。
【００２９】
本発明の動作がＭＲＩおよびジアテルミー装置によって放出されるエネルギー場に関連して開示されてきたが、本発明はそのように限定されない。むしろ、本発明の動作は、ＭＲＩおよびジアテルミー装置以外の装置によって放出されるエネルギー場にも同じく当てはまる。
【００３０】
これまでに開示された特定の実施形態は単なる例示にすぎず、本発明は変更可能であり、本明細書において教示を受けた当業者には明らかな、異なるが同等の態様で実施することができる。さらに、添付の特許請求の範囲に記載されるものを除いて、本明細書に示される構成あるいは設計の細部に限定することは意図されていない。それゆえ、先に開示された特定の実施形態は変更あるいは改変可能であり、全てのそのような変形が本発明の範囲および精神に含まれることは明らかである。したがって、本明細書において求められる保護は添付の特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】体に埋め込まれている、本発明の一実施形態による埋め込み可能医療デバイスの一実施形態の模式図である。
【図２】本発明の第１あるいは第２の実施形態によるシャントアセンブリを組み込む埋め込み可能医療デバイスリード線の模式化された斜視図である。
【図３】本発明によるシャントアセンブリの第１の実施形態の概略図である。
【図４】本発明によるシャントアセンブリの第２の実施形態の概略図である。
【図５】本発明の第３の実施形態によるシャントアセンブリを組み込む埋め込み可能医療デバイスリード線の模式化された斜視図である。
【図６】本発明によるシャントアセンブリの第３の実施形態の概略図である。
【図７】本発明によるシャントアセンブリの一実施形態の部分断面図である。
【図８】本発明による方法のブロック図である。
【図１】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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