(57)【要約】  患者の心不全を治療する方法が、少なくとも１つの圧反射活性化装置を用いて患者の圧反射系を活性化し、心臓再同期装置を用いて患者の心臓を再同期することを含む。種々の実施形態において、圧反射系の活性化及び心臓の再同期は、同時に又は逐次的に行うことができる。幾つかの実施形態において、１つ又はそれ以上の患者の状態が感知され、こうした状態を、圧反射活性化及び／又は心臓再同期の設定及び／又は修正のために用いることができる。心不全を治療するための装置が、心臓再同期部材と連結された圧反射活性化部材を含む。幾つかの実施形態は、１つ又はそれ以上のセンサ及びプロセッサをさらに含む。幾つかの実施形態において、装置を完全にインプラントすることができる。
2008523846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の心不全を治療する方法であって、
少なくとも１つの圧反射活性化装置を用いて、患者の圧反射系を活性化し、
心臓再同期装置を用いて、患者の心臓を再同期する、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、組み合わされた圧反射活性化／再同期装置を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧反射活性化／再同期装置を患者にインプラントするステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、逐次的に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記圧反射系を活性化するステップは、圧受容器、圧受容器と連結された１又はそれ以上の神経、及び頸動脈洞枝のうちの少なくとも１つを活性化するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの圧受容器が活性化されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記圧受容器は、頸動脈洞、大動脈弓、心臓、総頸動脈、鎖骨下動脈、肺動脈、大腿動脈、及び腕頭動脈のうち少なくとも１つの中に配置されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記圧受容器は、下大静脈、上大静脈、門脈、頸静脈、鎖骨下静脈、腸骨静脈、奇静脈、肺静脈、及び大腿静脈のうちの少なくとも１つの中に配置されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記活性化するステップは、電気的活性化、機械的活性化、熱的活性化、及び化学的活性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記活性化するステップは、連続的活性化、パルス状活性化、及び周期的活性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記心臓を再同期するステップは、少なくとも１つの刺激を心臓に伝えて心臓の少なくとも一部を収縮するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
心臓を再同期するステップの前に、心臓内の心臓事象を感知するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
心臓を再同期するステップの間、心臓内の１つ又はそれ以上の付加的な心臓事象を感知するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記心臓事象は、収縮を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記心臓事象は、心臓ペースメーカーからの電気信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記心臓事象は、心臓によって生成された電気信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記心臓事象を感知するステップは、前記圧反射活性化装置からの活性化信号の感知を防止又は識別するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記心臓を再同期するステップは、少なくとも１つの刺激を心臓に伝えるステップを含み、前記心臓事象が、心臓の第１の部分において感知され、前記刺激は、心臓の前記第１の部分及び／又は第２の部分に伝えられることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の部分は、異なる心臓の側を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２の部分は、異なる心臓の室を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１及び第２の部分は、異なる心室を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１及び第２の部分は、異なる心房を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の部分は１つ又はそれ以上の心房を含み、前記第２の部分は１つ又はそれ以上の心室を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の部分は１つ又はそれ以上の心室を含み、前記第２の部分は１つ又はそれ以上の心房を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの患者の状態を感知し、
前記感知された患者の状態に基づいて、前記活性化するステップ及び再同期するステップのうちの少なくとも一方を修正する、
ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記感知された患者の状態を処理し、前記圧反射活性化装置及び前記再同期装置のうちの少なくとも一方にデータを提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記感知するステップは、心臓外心電図、心臓内心電図、インピーダンス・センサ、容積センサ、インプラント可能な圧力センサ、加速度計、及び浮腫センサから成る群から選択された少なくとも１つの装置を用いて行われることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記感知された患者の状態は、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室内の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、及び浮腫から成る群から選択されることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記感知された患者の状態は、心房収縮及び心室収縮の相対的なタイミングの変化を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記感知された患者の状態は、心電図のＴ波の変化を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記感知された患者の状態は、心電図のＳ−Ｔ部分の形状の変化を含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記感知された患者の状態は、圧力及び容積のうちの少なくとも１つを含み、前記方法は、前記圧力データ及び／又は容積データを心臓の性能データに変換するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
心臓の不整脈を治療するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
前記不整脈は、心臓ペースメーカー装置を用いて治療されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記不整脈は、組み合わされた心臓ペースメーカー／除細動器装置を用いて治療されることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
患者の心不全を治療する方法であって、
少なくとも１つの患者の状態を感知し、
少なくとも１つの圧反射活性化装置を用いて患者の圧反射系を活性化させ、
心臓再同期装置を用いて患者の心臓を再同期させる、
ステップを含み、
前記活性化するステップ及び再同期するステップのうちの少なくとも一方は、少なくとも部分的に前記感知された患者の状態に基づいて行われることを特徴とする方法。
【請求項３８】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、組み合わされた圧反射活性化／再同期装置を用いて行われることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、同時に行われることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記活性化するステップ及び再同期するステップは、逐次的に行われることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記圧反射系を活性化するステップは、圧受容器、圧受容器と連結された１つ又はそれ以上の神経、及び頸動脈洞枝のうちの少なくとも１つを活性化するステップを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
少なくとも１つの圧受容器が活性化されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記圧受容器は、頸動脈洞、大動脈弓、心臓、総頸動脈、鎖骨下動脈、肺動脈、大腿動脈、及び腕頭動脈のうち少なくとも１つの中に配置されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記圧受容器は、下大静脈、上大静脈、門脈、頸静脈、鎖骨下静脈、腸骨静脈、奇静脈、肺静脈、及び大腿静脈のうちの少なくとも１つの中に配置されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記活性化するステップは、電気的活性化、機械的活性化、熱的活性化、及び化学的活性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４６】
前記活性化するステップは、連続的活性化、パルス状活性化、及び周期的活性化のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４７】
心臓を再同期するステップの前に、心臓内の心臓事象を感知するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４８】
心臓を再同期するステップの間、心臓内の１つ又はそれ以上の付加的な心臓事象を感知するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記心臓事象は、収縮を含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
前記心臓事象は、心臓ペースメーカーからの電気信号を含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５１】
前記心臓事象は、心臓によって生成された電気信号を含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５２】
前記心臓事象を感知するステップは、圧反射活性化装置からの活性化信号の感知を防止又は識別することを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５３】
前記心臓を再同期するステップは、少なくとも１の刺激を心臓に伝えるステップを含み、前記心臓事象が、心臓の第１の部分において感知され、前記刺激は、心臓の前記第１の部分及び／又は第２の部分に伝えられることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１及び第２の部分は、異なる心臓の側を含むことを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記第１及び第２の部分は、異なる心臓の室を含むことを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記第１及び第２の部分は、異なる心室を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記第１及び第２の部分は、異なる心房を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記第１の部分は１つ又はそれ以上の心房を含み、前記第２の部分は１つ又はそれ以上の心室を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５９】
前記第１の部分は１つ又はそれ以上の心室を含み、前記第２の部分は１つ又はそれ以上の心房を含むことを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記感知された患者の状態を処理し、前記圧反射活性化装置及び前記再同期装置のうちの少なくとも一方にデータを提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項６１】
前記感知するステップは、心臓外心電図、心臓内心電図、インピーダンス・センサ、容積センサ、インプラント可能な圧力センサ、加速度計、及び浮腫センサから成る群から選択された少なくとも１つの装置を用いて行われることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項６２】
前記感知された患者の状態は、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室内の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、及び浮腫から成る群から選択されることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項６３】
前記感知された患者の状態は、心房収縮及び心室収縮の相対的なタイミングの変化を含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記感知された患者の状態は、心電図のＴ波の変化を含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記感知された患者の状態は、心電図のＳ−Ｔ部分の形状の変化を含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記感知された患者の状態は、圧力及び容積のうちの少なくとも１つを含み、前記方法は、前記圧力データ及び／又は容積データを心臓の性能データに変換するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
心臓の不整脈を治療するステップをさらに含むことを特徴とする請求項に記載の３７に記載の方法。
【請求項６８】
前記不整脈は、心臓ペースメーカー装置を用いて治療されることを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記不整脈は、組み合わされた心臓ペースメーカー／除細動器装置を用いて治療されることを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
患者の心不全を治療するための装置であって、
少なくとも１つの圧反射活性化部材と、
前記圧反射活性化部材と連結された少なくとも１つの心臓再同期部材と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項７１】
前記装置は、患者内にインプラント可能であることを特徴とする請求項７０に記載の装置。
【請求項７２】
１又はそれ以上の患者の状態を感知するための、前記装置と連結された少なくとも１つのセンサをさらに備えることを特徴とする請求項７０に記載の装置。
【請求項７３】
前記感知された患者の状態を処理してデータにし、前記圧反射活性化部材及び前記心臓再同期部材のうちの少なくとも一方に前記データを提供するための、前記センサと連結されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項７２に記載の装置。
【請求項７４】
前記プロセッサは、前記感知された患者の状態を、前記圧反射活性化部材から伝送された１つ又はそれ以上の信号から識別するように適合されていることを特徴とする請求項７３に記載の装置。
【請求項７５】
前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの生理学的センサを含むことを特徴とする請求項７２に記載の装置。
【請求項７６】
前記少なくとも１つのセンサは、心電図、圧力感知装置、容積感知装置、加速度計、及び浮腫センサから成る群から選択されることを特徴とする請求項７５に記載の装置。
【請求項７７】
前記センサは、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室内の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、及び浮腫のうちの少なくとも１つを感知するように適合されていることを特徴とする請求項７５に記載の装置。
【請求項７８】
前記再同期部材は、心臓ペースメーカーを含むことを特徴とする請求項７０に記載の装置。
【請求項７９】
前記ペースメーカーは、両心室ペースメーカーを含むことを特徴とする請求項７８に記載の装置。
【請求項８０】
前記再同期部材は、組み合わされた心臓ペースメーカー／除細動器を含むことを特徴とする請求項７０に記載の装置。
【請求項８１】
患者の心不全を治療するためのシステムであって、
少なくとも１つの圧反射活性化装置と、
前記圧反射活性化装置と連結された少なくとも１つの心臓再同期装置と、
１又はそれ以上の患者の状態を感知するための、前記心臓再同期装置と連結された少なくとも１つのセンサと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項８２】
前記システムは、患者内にインプラント可能であることを特徴とする請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記感知された患者の状態を処理してデータにし、前記圧反射活性化装置及び前記心臓再同期装置のうちの少なくとも一方に前記データを提供するための、前記センサと連結されたプロセッサをさらに備えることを特徴とする請求項８１に記載のシステム。
【請求項８４】
前記プロセッサは、前記圧反射活性化装置から伝送された１つ又はそれ以上の信号から前記感知された患者の状態を識別するように適合されていることを特徴とする請求項８３に記載のシステム。
【請求項８５】
前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの生理学的センサを含むことを特徴とする請求項８１に記載のシステム。
【請求項８６】
前記少なくとも１つのセンサは、心電図、圧力感知装置、容積感知装置、加速度計、及び浮腫センサから成る群から選択されることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記センサは、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室内の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、及び浮腫のうちの少なくとも１つを感知するように適合されていることを特徴とする請求項８５に記載のシステム。
【請求項８８】
前記再同期装置は、心臓ペースメーカーを含むことを特徴とする請求項８１に記載のシステム。
【請求項８９】
前記ペースメーカーは、両心室ペースメーカーを含むことを特徴とする請求項８８に記載のシステム。
【請求項９０】
前記再同期部材は、組み合わされた心臓ペースメーカー／除細動器を含むことを特徴とする請求項８１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、心不全の治療のための医療装置及び方法に関する。より詳細には、本発明は、心不全の治療のための圧反射活性化及び心臓再同期を含む。
（関連出願の相互参照）
本出願は、それらの両方が引用によりここに完全に組み入れられる、２０００年９月２７日に出願された米国特許第６，５２２，９２６号及び２０００年１０月３０日に出願された米国特許第６，６１６，６２４号に関連するが、これらに基づく優先権は主張しない。本出願はまた、それらの全てが引用によりここに完全に組み入れられる、２００１年９月２７日に出願されたＰＣＴ特許出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ０１／３０２４９（代理人整理番号第２１４３３−０００１４０ＰＣ）、並びに以下の米国特許出願、すなわち２００１年９月２６日に出願された第０９／９６４，０７９号（代理人整理番号第２１４３３−０００１１０ＵＳ）、２００１年９月２６日に出願された第０９／９６３，７７７号（代理人整理番号第２１４３３−０００１２０ＵＳ）、２００１年９月２６日に出願された第０９／９６３，９９１号（代理人整理番号第２１４３３−０００１３０ＵＳ）、２００２年１０月２９日に出願された第１０／２８４，０６３号（代理人整理番号第２１４３３−０００１５０ＵＳ）、２００３年６月２日に出願された第１０／４５３，６７８号（代理人整理番号第２１４３３−０００２１０ＵＳ）、２００３年３月２７日に出願された第１０／４０２，９１１号（代理人整理番号第２１４３３−０００４１０ＵＳ）、２００３年３月２７日に出願された第１０／４０２，３９３号（代理人整理番号第２１４３３−０００４２０ＵＳ）、２００４年４月５日に出願された第１０／８１８，７３８号（代理人整理番号第２１４３３−０００１６０ＵＳ）、及び２００４年６月３０日に出願された第６０／５８４，７３０号（代理人整理番号第２１４３３−００１２００ＵＳ）にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
うっ血性心不全（ｃｏｎｇｅｓｔｉｖｅ  ｈｅａｒｔ  ｆａｉｌｕｒｅ、ＣＨＦ）は、心臓が血液の循環を適切に維持できなくなるポンプ機能の不均衡である。ＣＨＦの最も深刻な症状発現である肺水腫は、肺毛細血管から肺内部への漏出のために、この不均衡が肺流体の増加を引き起こすときに発生する。三百万を越える人々がＣＨＦを有しており、年に４００，０００を越える新規症例が出現している。ＣＨＦの有病率は、一般人口の１−２％である。毎年、ＣＨＦを有する患者の約３０−４０％が入院している。ＣＨＦは、６５歳より高年齢の入院患者の中で主要な診断群別分類（ｄｉａｇｎｏｓｉｓ−ｒｅｌａｔｅｄ  ｇｒｏｕｐ、ＤＲＧ）である。ＣＨＦの診断後の５年死亡率は、男性が約６０％、女性が約４５％である。
【０００３】
心不全の最も一般的な原因は冠動脈疾患であり、これは、左心室筋の欠損、進行中の虚血、又は拡張期の心室コンプライアンスの低下に次ぐものである。ＣＨＦの他の原因としては、高血圧、心臓弁膜症、先天性心疾患、他の心筋症、心筋炎、及び感染性心内膜炎が挙げられる。ＣＨＦは、心臓の虚血又は不整脈、心臓又は心臓外の感染、肺動脈塞栓、肉体的ストレス又は環境ストレス、内科的治療の変更又はこれに従わないこと、食事の不摂生、或いは医原性の容量過負荷によって突然引き起こされることが多い。
【０００４】
心不全を治療するために、薬物療法、心臓の機械的制限、拡張した心臓のサイズを低減させるための外科的処置等のような、多くの異なる治療法を試みることができる。１つの好適な心不全治療法は、心臓再同期療法（ｃａｒｄｉａｃ  ｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｔｈｅｒａｐｙ、ＣＲＴ）である。ＣＲＴは、多数のペーシング・リード線を有するペースメーカーを使用し、心臓の４つの室を協働させて順序良く一緒に動作するようにし、血液をより効率的にポンプで送るようにする。ＣＲＴは、通常、中隔などの先に収縮する部分の自然収縮と同時に、電気的刺激を、後で収縮する室又は後で収縮する室の部分（例えば、左心室の自由壁）に伝えることによって、心臓のポンプ効率を向上させる。心室の隣接する室及び／又は両方の壁がＣＲＴとほぼ同時に収縮するので、心臓のポンプ効率を著しく改善することができる。ＣＲＴは、ＣＨＦを有効に治療することもあるが、場合によっては、ＣＲＴ単独では、一時的な治療又は不完全な治療として作用するだけである。ＣＲＴを用いること自体によって、ＣＲＴが、心不整脈のような１又はそれ以上の副作用をもたらすこともある。
【０００５】
提案された別のＣＨＦ治療法は、圧反射系に影響を与えて、心臓がより効率的に働くのを助けることである。圧反射の活性化により、通常、神経ホルモンの活性化が低減され、よって心臓の後負荷、心拍数、心臓への交感神経の駆動等を低減することができる。圧反射活性化は、心臓に課される要求量を低減することによって、ＣＨＦの防止又は治療を助けることができる。
根底にある心不整脈を治療することが、ＣＨＦの防止又は治療のための別の可能な戦略である。例えば、ペースメーカー装置を用いて不整脈を治療することができる。代替的に又は付加的に、圧反射活性化を用いて、心不整脈を治療することができる。不整脈の治療用の、このような圧反射活性化のための方法及び装置が、例えば、先に引用により組み入れた米国特許出願番号第６０／５８４，７３０号に記載されている。
【０００６】
もちろん、心不全のための「完全な」治療法は、いまだ開発されていない。上述の療法の一部は、場合によっては非常に有効であり得るが、幾つかは、望ましくない副作用を有することがあり、又は一部の患者にはほとんど利益がない。ＣＨＦは、非常に罹患率、死亡率、及び社会に対するコストが高い広範囲な健康上の問題であるので、改善された治療法が、常に求められている。
従って、心不全を治療するための改善された方法及び装置を提供することが望ましい。理想的には、このような方法及び装置は、侵襲が少なく、あるとしても深刻な副作用が極めて少ない。理想的には、場合によっては、心不全を引き起こす１つ又はそれ以上の発症機序を治療することができる。これらの目的の少なくとも一部は、本発明によって満たすことが可能である。
【０００７】
Ｒａｕ他（２００１年）による「Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ  ５７：１７９−２０１」は、圧受容器の刺激を伴う動物及びヒトの実験を記載する。各々が本出願と共通の発明者を有する米国特許第６，０７３，０４８号及び第６，１７８，３４９号は、心臓、脈管構造、及び他の身体システムを調節するための神経の刺激を記載する。本出願の譲受人に譲渡された米国特許第６，５２２，９２６号は、多数のモダリティによる圧受容器の活性化を記載する。他の目的のための神経の刺激は、例えば、米国特許第６，２９２，６９５  Ｂ１号及び第５，７００，２８２号に記載されている。静脈の脈管構造及び心房内の圧受容体及び／又は関連した受容体の存在を記載する刊行物には、Ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ他（１９９９年）による「Ｊ．  Ｎｅｕｒｏ．  Ｍｅｔｈ．９１：１０９−１１４」、Ｋｏｓｔｒｅｖａ及びＰｏｎｔｕｓ（１９９３年）による「Ａｍ．Ｊ．Ｐｈｙｓｉｏｌ．２６５：Ｇ１５−Ｇ２０」、Ｃｏｌｅｒｉｄｇｅ他（１９７３年）による「Ｃｉｒｃ．Ｒｅｓ．２３：８７−９７」、Ｍｉｆｆｌｉｎ及びＫｕｎｚｅ（１９８２年）による「Ｃｉｒｃ．  Ｒｅｓ．  ５１：２４１−２４９」、及びＳｃｈａｕｒｔｅ他（２０００年）によるＪ．Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌ．１１：６４−６９」が含まれる。米国特許第５，２０３，３２６号は、抗不整脈ペースメーカーを記載する。ＰＣＴ特許出願公開番号ＷＯ９９／５１２８６号は、心疾患を治療するために、脈管構造の一部への血流を調整するためのシステムを記載する。上に列挙された全ての参照文献の全文及び開示は、引用によりここに完全に組み入れられる。
【０００８】
心臓再同期療法（ＣＲＴ）装置は、周知のものである。ＣＲＴ装置及び方法の例は、米国特許第６，７６８，９２３号、第６，７６６，１８９号、第６，７４８，２７２号、第６，７０４，５９８号、第６，７０１，１８６号、及び第６，６６６，８２６号に記載されており、これらの開示全体は、引用によりここに組み入れられる。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の１つの態様において、患者の心不全を治療する方法は、少なくとも１つの圧反射活性化装置を用いて患者の圧反射系を活性化し、心臓再同期装置を用いて患者の心臓を再同期することを含む。後負荷、心拍数、心臓への交感神経の駆動等を低減させることによって、患者の圧反射系を活性化することで、心臓の効率を高めることができる。心臓再同期療法（ＣＲＴ）はさらに、心臓の室の収縮を同期することによって心臓の効率を高める。幾つかの実施形態においては、１つの組み合わされたインプラント可能な装置によって、圧反射活性化及び再同期の両方が行われる。
【００１０】
幾つかの実施形態において、活性化するステップ及び再同期するステップは、同時に行われる。代替的に、活性化するステップ及び再同期するステップは、逐次的に行うことができる。通常、圧反射を活性化するために、多くの適切な解剖学的構造のいずれを活性化することもできる。例えば、種々の実施形態において、圧反射系を活性化することは、１つ又はそれ以上の圧受容器、圧受容器と連結した１つ又はそれ以上の神経、頸動脈洞枝、又はこれらの何らかの組み合わせを活性化することを含むことができる。１つ又はそれ以上の圧受容器が活性化される実施形態において、圧受容器は、これらに限られるものではないが、頸動脈洞、大動脈弓、心臓、総頸動脈、鎖骨下動脈、肺動脈、大腿動脈及び／又は腕頭動脈のような動脈の脈管構造の中に配置できる場合がある。代替的に、先に引用により組み入れられた米国特許出願番号第１０／２８４０６３号に記載のように、圧反射活性化装置は、下大静脈、上大静脈、門脈、頸静脈、鎖骨下静脈、腸骨静脈、奇静脈、肺静脈及び／又は大腿静脈のような位置において、心臓又は脈管構造の低圧側に配置することもできる。多くの実施形態において、圧反射活性化装置は、患者にインプラントすることができる。種々の実施形態において、圧反射活性化は、電気的活性化、機械的活性化、熱的活性化、及び／又は化学的活性化によって達成することができる。さらに、種々の実施形態において、圧反射活性化は、連続的、パルス状、周期的、又はこれらの何らかの組み合わせとすることができる。
【００１１】
随意的に、この方法は、患者の状態を感知し、感知された患者の状態に基づいて圧反射活性化及び／又は再同期を修正することをさらに含む。例えば、患者の状態を感知することは、１つ又はそれ以上のセンサを用いて生理学的活動を感知することを含むことができる。センサは、心臓外心電図（ＥＣＧ）、心臓内ＥＣＧ、インピーダンス・センサ、容積センサ、インプラント可能な圧力センサ、加速度計、浮腫センサ、これらのセンサの任意の組み合わせ、若しくは任意の他の適切なセンサ又はセンサの組み合わせを含むことができる。種々の実施形態において、感知された患者の状態は、これらに限られるものではないが、心拍数の変化、心房収縮及び／又は心室収縮の相対的タイミングの変化、ＥＣＧにおけるＴ波及び／又はＳ−Ｔ部分の変化、浮腫の存在、及び／又は同様なものといった、種々の実施形態における多数の適切な生理学的状態のいずれをも含むことができる。通常、１つ又はそれ以上のセンサによって、任意の適切なデータを取得することができる。１つの実施形態において、例えば、感知することは、患者の心臓から圧力データを取得することを含む。次に、このような圧力データを心臓の性能データに変換することができる。従って、幾つかの実施形態は、１つ又はそれ以上の感知された状態を処理してデータにし、随意的に、そのデータを、圧反射活性化装置及び／又は再同期装置に提供することを含む。
【００１２】
幾つかの実施形態において、再同期するステップは、心臓に刺激を伝え、心臓の少なくとも一部を収縮させることを含む。随意的に、この方法は、再同期する前及び／又は再同期する間に、心臓の少なくとも一部における心臓事象（ｃａｒｄｉａｃ  ｅｖｅｎｔ）を感知することをさらに含むことができる。例えば、心臓事象は、収縮、心臓から発生する電気的収縮信号、電気的ペースメーカー信号等を含むことができる。幾つかの実施形態において、再同期するステップは、圧反射活性化装置からの活性化信号の感知を防止又は識別することをさらに含む。換言すれば、圧反射活性化装置が発する信号を無視（又は、フィルターにより除去）しながら、１つ又はそれ以上の心臓事象又はパラメータを感知するように、センサ（又は、センサと連結されたプロセッサ）を適合することができる。種々の実施形態において、心臓事象は、多数の心臓の異なる部分の１つの中において感知され、刺激は、その部分及び／又は別の部分に伝えられる。例えば、１つの実施形態において、心臓事象は、心臓の片側で感知され、刺激は、その側及び／又は反対側に伝えられる。幾つかの実施形態において、心臓事象は、１つ又はそれ以上の心臓の室において感知され、刺激は、１つ又はそれ以上の室に伝えられる。幾つかの実施形態において、例えば、事象は、心臓の１つ又はそれ以上の心房において感知され、刺激は、１つ又はそれ以上の心室に伝えられる。他の実施形態において、感知及び刺激の伝達は、心室のみ又は心房のみにおいて行われる。感知領域及び刺激伝達領域の任意の適切な組み合わせが、考えられる。
【００１３】
再同期療法に加えて、幾つかの実施形態において、この方法は、心臓の不整脈の防止及び／又は治療に向けられた療法を適用することをさらに含む。このような療法は、例えば、心臓ペースメーカー又は組み合わされたペースメーカー／除細動器を介して適用することができる。幾つかの実施形態において、この装置のペースメーカー部品は、両心室ペースメーカーとすることができる。
本発明の別の態様において、患者の心不全を治療する方法は、少なくとも１つの患者の状態を感知し、少なくとも１つの圧反射活性化装置を用いて患者の圧反射系を活性化し、心臓再同期装置を用いて患者の心臓を再同期することを含む。この方法において、活性化するステップ及び再同期するステップのうちの少なくとも一方は、少なくとも部分的に感知された患者の状態に基づいて行われる。上述の方法のいずれの特徴も適用することができる。
【００１４】
本発明の別の態様にいて、患者の心不全を治療するための装置が、少なくとも１つの圧反射活性化部材と、該圧反射活性化部材と連結された少なくとも１つの心臓再同期部材とを含む。幾つかの実施形態において、この装置は、患者にインプラント可能である。随意的に、この装置は、１又はそれ以上の患者の状態を感知するための、該装置と連結された少なくとも１つのセンサを含むこともできる。このような装置は、感知された患者の状態を処理してデータにし、このデータを、圧反射活性化部材及び／又は心臓再同期部材に提供するための、センサと連結されたプロセッサをさらに含むことができる。幾つかの実施形態において、プロセッサは、感知された患者の状態を、圧反射活性化部材から伝送された１つ又はそれ以上の信号から識別するように適合されている。
【００１５】
１つの実施形態において、装置は、少なくとも１つの生理学的センサを含む。例えば、センサは、これらに限られるものではないが、心電図、圧力感知装置、容積感知装置、加速度計、又は浮腫センサを含むことができる。種々の実施形態において、センサは、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、浮腫などを感知するように適合することができる。
幾つかの実施形態において、再同期部材は、心臓ペースメーカーを含む。例えば、多くの実施形態において、ペースメーカーは、両心室ペースメーカーを含む。このような再同期部材は、心臓の不整脈防止及び／又は治療のために用いることもできる。このために、１つの実施形態において、再同期部材は、組み合わされたペースメーカー／除細動器を含むことができる。
【００１６】
本発明の別の態様において、患者の心不全を治療するためのシステムは、少なくとも１つの圧反射活性化装置と、圧反射活性化装置と連結された少なくとも１つの心臓再同期装置と、１つ又はそれ以上の患者の状態を感知するための、心臓再同期装置と連結された少なくとも１つのセンサとを含む。幾つかの実施形態において、システム全体を患者にインプラントすることができるが、他の実施形態においては、システムの一部のみがインプラント可能であり、システムの残りの部分は、患者の体外に存在する。随意的に、システムは、感知された患者の状態を処理してデータにし、このデータを１つ又はそれ以上の反射活性化装置及び１つ又はそれ以上の心臓再同期装置に提供するための、センサと連結されたプロセッサをさらに含むことができる。種々の実施形態においては、上述の圧反射活性化部材及び再同期部材のいずれの特徴も、このシステムの圧反射活性化装置及び再同期装置に適用することができる。
本発明のこれらの及び他の態様及び実施形態が、添付の図面を参照して、以下にさらに詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ここで図１、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、大動脈弓１２、総頸動脈１４／１５（右頸動脈洞２０及び左頸動脈洞の近く）、鎖骨下動脈１３／１６、及び腕頭動脈２２の動脈壁の内部に、圧受容器３０がある。例えば、図２Ａで最もよく分かるように、圧受容器３０は、頸動脈洞２０の脈管壁内に存在する。圧受容器３０は、血圧を感知するための、身体によって用いられる１つのタイプの伸張受容器である。血圧の上昇は、動脈壁の伸張を引き起こし、血圧の低下は、動脈壁を元のサイズに戻す。このようなサイクルが、各々の心拍について繰り返される。右頸動脈洞２０、左頸動脈洞、及び大動脈弓１２の中に位置する圧受容器３０は、圧反射系５０に影響を与える血圧の感知の際に最も重要な役割を果たし、これは、図２Ｂを参照してより詳細に説明される。
【００１８】
ここで図２Ｂを参照すると、概略図は、一般的な脈管壁４０の中に位置する圧受容体３０と、圧反射系５０の概略的な流れ図とを示す。圧受容体３０は、先に述べた主要な動脈の動脈壁４０内に豊富に分布され、通常、樹３２を形成する。圧受容器樹３２は、複数の圧受容器３０を含み、これらの各々は、神経３８を介して圧受容体信号を脳５２に伝える。圧受容体３０は、脈管壁４０内で非常に豊富に分布され、分岐されているので、個々の圧受容体樹３２は、容易に識別することができない。このため、説明のために、図２Ｂに示す圧受容体３０は、主として概略的なものである。
【００１９】
圧受容体に加えて、他の神経系組織が圧反射活性化を誘導することが可能である。例えば、種々の実施形態において、１つ又はそれ以上の圧受容器、１つ又はそれ以上の圧受容器と連結された１つ又はそれ以上の神経、頸動脈洞枝、又はこれらの何らかの組み合わせを活性化することによって、圧反射活性化を達成することができる。従って、「圧反射活性化」という句は、通常、何らかの手段によって圧反射系を活性化することを指し、圧受容器を直接的に活性化することに限定されるものではない。以下の説明は、圧反射活性化／刺激、及び圧反射信号の誘導に焦点を合わせているが、本発明の種々の実施形態は、代替的に、他の何らかの適切な組織又は構造を活性化することによって、圧反射活性化を達成することもできる。従って、本出願において、「圧反射活性化装置」及び「圧反射活性化装置」という用語は、交換可能に用いられる。
【００２０】
圧反射信号は、まとめて圧反射系５０と呼ぶことができる、多くの身体システムを活性化するために用いられる。圧受容器３０は、神経系５１を介して脳５２に接続され、次に、神経ホルモンの活動によって、心臓１１、腎臓５３、管５４、及び他の器官／組織を含む多くの身体系を活性化する。このような圧反射系５０の活性化は、本発明の発明者による他の特許出願の主題であったが、本発明の焦点は、心臓の不整脈を防止するため、及び／又は不整脈が生じた後の回復を促進するための、脳５２に対する圧反射活性化の効果である。
【００２１】
図３を参照すると、１つの実施形態において、心不全治療システム１１０が、圧反射活性化装置１１２、心臓再同調療法（ＣＲＴ)装置１１４、及び１つ又はそれ以上のセンサ１１６を含む。１つの実施形態においては、圧反射活性化装置１１２は、ケーブル１１５を介してＣＲＴ装置１１４と連結されているが、代替的な実施形態においては、任意の他の適切な接続手段を用いることができる。ＣＲＴ装置１１４は、同様に、ケーブル１１７又は任意の他の適切な手段を介して、センサ１１６と連結することができる。種々の代替的な実施形態において、センサ１１６（又は、多数のセンサ）は、圧反射活性化装置１１２と、又は活性化装置１１２及びＣＲＴ装置１１４の両方と、直接的に連結することができる。代替的な実施形態において、圧反射活性化装置１１２及びＣＲＴ装置１１４を組み合わせて単一の装置にすることができ、この単一の装置は、１つ又はそれ以上のセンサと連結される。さらに別の実施形態において、単一の装置は、１つ又はそれ以上の内蔵センサ１１６と組み合わせることもできる。
【００２２】
ＣＲＴ装置１１４は、当技術分野において周知のものであり、本発明の種々の実施形態において、現在知られている又は今後開発される任意の適切なＣＲＴ装置１１４を用いることができる。例えば、ＣＲＴ装置１１４は、先に引用により組み入れられた米国特許第６，７６８，９２３号、第６，７６６，１８９号、第６，７４８，２７２号、第６，７０４，５９８号、第６，７０１，１８６号、及び第６，６６６，８２６号に記載されているものと同じもの又は類似のものにすることができる。代替的に、任意の他の適切なＣＲＴ装置１１４を心不全治療システム１１０に組み込むことができる。幾つかの実施形態において、ＣＲＴ装置１１４は、組み合わされたペースメーカー／除細動器と、場合によっては両心室ペースメーカー／除細動器とを含むことができる。
【００２３】
種々の実施形態において、いずれかの適切な圧反射活性化装置１１２（又は、多数の装置）を用いることもできる。適切な圧反射活性化装置１１２の例には、先に引用により組み入れられた米国特許第６，５２２，９２６号及び第６，６１６，６２４号、並びに米国特許出願番号第０９／９６４，０７９号、第０９／９６３，７７７号、第０９／９６３，９９１号、第１０／２８４，０６３号、第１０／４５３，６７８号、第１０／４０２，９１１号、第１０／４０２，３９３号、第１０／８１８，７３８号、及び第６０／５８４，７３０号に詳細に記載されているものが含まれるが、これらに限定されるものではない。種々の実施形態に従って、任意の数及びタイプの適切な圧反射活性化装置１１２を用いることができ、活性化装置１１２を任意の適切な解剖学的位置に配置することもできる。特定の例示的な圧反射活性化装置１１２に関する更なる詳細については、直前に列挙した特許又は特許出願のいずれかを参照することができる。
【００２４】
センサ１１６（又は、幾つかの実施形態においては多数のセンサ）は、任意の適切なセンサ装置、又は装置の組み合わせを含むことができる。多くの場合、センサ１１６は、心臓１１の中又は心臓１１上に配置するように適合されるが、種々の代替的な実施形態においては、センサ１１６は、１つ又はそれ以上の血管の中に、皮下に、患者の他の任意の適切な位置の中に、或いは外部心電図装置のような患者の体外にさえも配置することができる。センサ１１６の例には、心電図装置、圧力センサ、容積センサ、加速度計、浮腫センサ、及び／又は同様のものが含まれるが、これらに限定されるものではない。センサ１１６は、これらに限られるものではないが、心拍数、心臓の波形、心房収縮及び／又は心室収縮のタイミング、静脈圧又は動脈圧、静脈容積又は動脈容積、心拍出量、１つ又はそれ以上の心臓の室内の圧力及び／又は容積、心臓の効率、心臓のインピーダンス、及び／又は浮腫などの任意の適切な患者の特徴（又は状態）を感知することができる。同じく、種々の実施形態においては、任意の適切なセンサ装置１１６を用いることもでき、任意の適切な状態を感知することができる。
【００２５】
一般に、センサ１１６は、感知された患者の状態に関する情報を、ＣＲＴ装置１１４、圧反射活性化装置１１２のいずれか又は両方に提供することができる。幾つかの実施形態において、次に、ＣＲＴ装置１１４及び／又は圧反射活性化装置１１２によってこうした情報を使用し、治療を開始するか又は修正することができる。典型的には、必須というわけではないが、システム１１０は、感知された情報を変換し、ＣＲＴ装置１１４及び／又は圧反射活性化装置１１２によって使用可能なデータにするためのプロセッサを含む。このようなプロセッサが、以下にさらに詳細に説明される。
【００２６】
ここで図４を参照すると、心不全治療システム１２０の別の実施形態が、流れ図の形態で示される。この実施形態において、システム１２０は、プロセッサ６３、組み合わされた圧反射活性化／ＣＲＴ装置７０、及びセンサ８０を含む。明確にするために、センサ８０は、センサ８０が体外心電図（ＥＣＧ）装置を含む場合のような、患者の体外に配置された１つのユニットとして示されている。しかしながら、代替的な実施形態においては、センサ８０（又は多数のセンサ）は、心臓１１の上又は心臓１１の中、或いは患者の体内の任意の他の適切な位置に配置することもできる。随意的に、プロセッサ６３は、制御ブロック６１（プロセッサ６３及びメモリ６２を収容する）、ディスプレイ６５、及び／又は入力装置６４を含むことができる制御システム６０の一部とすることができる。プロセッサ６３は、電気センサ・ケーブル又リード線８２によってセンサ８０と連結され、かつ、電気制御ケーブル７２によって圧反射／ＣＲＴ装置７０と連結される。（代替的な実施形態において、リード線８２は、任意の適切なひも状のものとすることができ、又は遠隔信号装置のような遠隔接続手段とすることもできる。）このように、プロセッサ６３は、センサ・リード線８２を経由して、センサ８０からセンサ信号を受信し、制御ケーブル７２を経由して、制御信号を圧反射／ＣＲＴ装置７０に伝送する。代替的な実施形態において、プロセッサ６３を圧反射／ＣＲＴ装置７０と組み合わせて、単一の装置にすることができる。
【００２７】
上述のように、圧反射／ＣＲＴ装置７０のＣＲＴ部品は、任意の適切なＣＲＴ装置とすることができる。一般に、組み合わされた装置７０は、該装置７０を心臓１１と連結するための１つ又はそれ以上のペーシング・リード線１２２を含む。１つの実施形態において、例えば、装置７０は、両心室ペーシングを提供するために２つのペーシング・リード線１２２を含む。一般に、ＥＣＧ装置を用いる場合など、１つ又はそれ以上のリード線１２４を介して、心臓１１をセンサ８０と連結することができる。他の実施形態においては、センサ８０を、心臓１１の壁に又は他の任意の適切な解剖学的構造に直接的に取り付けることができる。
【００２８】
上述のように、センサ８０は、一般に、これらに限られるものではないが、心拍数の変化、心臓の圧力の変化、心房及び心室の一方又は両方の収縮タイミングの変化、心電図の形状（Ｔ波形状のような）の変化、血圧の変化、及び／又は同様のものといった、１つ又はそれ以上のパラメータを感知及び／又は監視する。次に、センサ８０によって感知されたパラメータがプロセッサ６３に伝送され、プロセッサ６３は、受信したセンサ信号の関数として制御信号を生成することができる。典型的には、例えば、センサ信号が心不全又は潜在的に続いて起こる心不全を示すと判断されるとき、制御信号が生成される。例えば、心臓の効率の低下が心不全の兆候の先行指標（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）であると判断された場合には、感知され処理されて、効率の低下を示すと判断されたデータにより、プロセッサ６３が制御信号を生成する。制御信号は、圧反射／ＣＲＴ装置７０を活性化し、非活性化し、その強さ又はタイミングを修正し、或いは他の方法で調整する。幾つかの実施形態において、例えば、圧反射／ＣＲＴ装置７０は、該圧反射／ＣＲＴ装置７０が制御信号を受信するまで、進行中の圧反射を一定の速度で活性化することができ、種々の実施形態においては、この制御信号により、装置７０が、その圧反射活性化の強さを増減させるか、及び／又はその再同期タイミングを変えることが可能になる。別の実施形態においては、プロセッサ６３からの制御信号によって作動されるまで、圧反射／ＣＲＴ装置７０をターンオフ・モード（ｔｕｒｎｅｄ−ｏｆｆ  ｍｏｄｅ）のままにすることができる。別の実施形態において、センサ８０が、正常な身体機能を示すパラメータ（例えば、安定した心拍数及び／又は安定した心内圧）を検出したとき、プロセッサ６３は、圧反射／ＣＲＴ装置７０を調整する（例えば、不活性化する）ように、制御信号を生成する。種々の実施形態において、任意の適切な組み合わせが考えられる。
【００２９】
さらに、センサ８０は、圧反射活性化及び／又は心臓再同期を修正する必要性を示すパラメータを測定する又は監視する何らかの適切な装置を含むことができる。例えば、センサ８０は、ＥＣＧのような、心臓の活動を測定する生理的変換器又はゲージを含むことができる。代替的に、センサ８０は、心内圧等の変化を測定するなど、任意の他の技術によって、心臓の活動を測定することができる。センサ８０のための適切な変換器又はゲージの例は、ＥＣＧ電極等を含む。１つのセンサ８０だけが示されているが、同じ位置又は異なる位置に同じタイプ又は異なるタイプの多数のセンサ８０を使用することができる。センサ８０は、患者の心臓の上又は近く、胸大動脈のような主要な脈管構造の上又は近く、或いは心拍数の増大又は圧力の変化などの心臓の活動を測定するための別の適切な位置に配置されることが好ましい。種々の実施形態において、センサ８０は、使用される変換器又はゲージのタイプによって、体内又は体外のいずれかに配置される。センサ８０は、図４に概略的に示されるように、圧反射／ＣＲＴ装置７０と分離していてもよく、又は代替的にそれらと組み合わされて１つの装置としてもよい。
【００３０】
圧反射／ＣＲＴ装置７０の圧反射活性化部品は、圧受容器３０及び／又は他の組織を活性化するために、機械的手段、電気的手段、熱的手段、化学的手段、生物学的手段、又は他の手段を用いる広範囲な装置を含むことができる。圧反射／ＣＲＴ装置７０の特定の実施形態が、例えば、先に引用により組み入れられた米国特許出願番号第０９／９６４，０７９号、第０９／９６３，７７７号、第０９／９６３，９９１号、第１０／２８４，０６３号、第１０／４５３，６７８号、第１０／４０２，９１１号、第１０／４０２，３９３号、第１０／８１８，７３８号、及び第６０／５８４，７３０号に記載されている。多くの実施形態、特に機械的活性化の実施形態において、圧受容器３０を囲む脈管壁４０を伸張させるか又は他の方法で変形させることによって、圧反射／ＣＲＴ装置７０が、１つ又はそれ以上の圧受容器３０を間接的に活性化する。幾つかの他の例、特に非機械的活性化の実施形態においては、圧受容器３０全体にわたる電気的、熱的、又は化学的環境若しくはポテンシャルを変えることによって、圧反射／ＣＲＴ装置７０が、１つ又はそれ以上の圧受容器３０を直接的に活性化することができる。圧受容器３０を囲む組織全体にわたる電気的、熱的、又は化学的ポテンシャルを変えることにより、周囲の組織が伸張するか又は別の方法で変形し、よって圧受容器３０が機械的に活性化されることも可能である。他の例、特に生物学的活性化の実施形態において、圧受容器３０の生物学的活動を変え、それらの細胞内構造及び機能を変えることによって、圧受容器３０の機能又は感受性の変化を引き起こすこともできる。
【００３１】
圧反射／ＣＲＴ装置７０の多くの実施形態は、インプラントに適しており、装置７０が脈管内、脈管外、又は脈管壁４０内に配置されるかどうかによって、侵襲の少ない経皮経管的手法及び／又は侵襲の少ない外科的手法を用いて植え込まれることが好ましい。圧反射／ＣＲＴ装置７０は、例えば、心臓１１の中、大動脈弓１２の中、頸動脈洞２０近傍の総頸動脈１８／１９の中、鎖骨下動脈１３／１６の中、又は腕頭動脈２２の中など、圧反射系５０に影響を与える圧受容器３０のどこにでも配置してもよく、また、数多くある。装置７０が圧受容器３０のすぐ近くに配置されるように、圧反射／ＣＲＴ装置７０をインプラントすることができる。代替的に、先に引用により組み入れられた米国特許出願番号第１０／２８４，０６３号に記載されるように、装置７０は、圧受容器の近くの、心臓又は脈管構造の低圧側に配置することができる。実際には、圧反射／ＣＲＴ装置７０は、該装置７０が圧受容器３０から少しの距離だけ離れているが、近くに配置されるように、体外に配置することさえできる。１つの実施形態において、圧反射／ＣＲＴ装置７０は、右頸動脈洞２０及び／又は左頸動脈洞の近く（総頸動脈の分岐の近く）、及び／又は大動脈弓に植え込まれ、そこで、圧受容器３０は、圧反射系５０に対して顕著な影響を与える。説明のためだけに、本発明は、頸動脈洞２０の近くに配置された圧反射／ＣＲＴ装置７０を参照して説明される。
【００３２】
メモリ６２は、センサ信号、制御信号、及び／又は入力装置６４によって与えられた値及びコマンドに関連したデータを含むことができる。メモリ６２はまた、制御信号とセンサ信号との間の１つ又はそれ以上の関数又は関係を定義する１つ又はそれ以上のアルゴリズムを含むソフトウェアを含むこともできる。アルゴリズムは、センサ信号又はその数学的導関数によって、制御信号の活性化又は不活性化を命令することができる。アルゴリズムは、センサ信号が所定の低いしきい値を下回るとき、所定の高いしきい値を上回るとき、或いはセンサ信号が特定の生理学的事象を示したとき、制御信号の活性化又は不活性化を命令することができる。
【００３３】
先に述べたように、圧反射／ＣＲＴ装置７０は、圧受容器３０を、機械的に、電気的に、熱的に、化学的に、生物学的に、又は別の方法で活性化することができる。幾つかの例において、制御システム６０は、圧反射／ＣＲＴ装置７０のための所望の動力モードを提供するための駆動部６６を含む。例えば、圧反射／ＣＲＴ装置７０が空気式作動又は油圧式作動を利用する場合には、駆動部６６は、圧力／真空源を含むことができ、ケーブル７２は、流体ラインを含むことができる。圧反射／ＣＲＴ装置７０が電気式作動又は熱作動を利用する場合には、駆動部６６は、電力増幅器等を含むことができ、ケーブル７２は、電気リード線を含むことができる。圧反射／ＣＲＴ装置７０が化学式作動又は生物学式作動を利用する場合には、駆動部６６は、流体リザーバ及び圧力／真空源を含むことができ、ケーブル７２は、流体ラインを含むことができる。他の例においては、特にプロセッサ６３が、圧反射／ＣＲＴ装置７０の低レベルの電気式作動又は熱作動に対して十分に強い電気信号を生成する場合には、駆動部６６は必須ではない。
【００３４】
制御システム６０は、センサ８０からのフィードバックを利用する閉ループとして動作することができ、或いは入力装置６４が受信するコマンドを利用する開ループとして動作することもできる。制御システム６０の開ループ動作は、センサ８０からの何らかのフィードバックを利用することが好ましいが、フィードバックなしで動作することもできる。入力装置６４が受信したコマンドは、制御信号に直接影響を与えてもよく、或いはメモリ６２内に含まれるソフトウェア及び関連したアルゴリズムを変更してもよい。患者及び／又は治療する医師は、入力装置６４にコマンドを提供することができる。ディスプレイ６５を用いて、センサ信号、制御信号、及び／又はメモリ６２内に含まれるソフトウェア／データを見ることができる。
【００３５】
メモリ６２内に含まれるアルゴリズムが命令するような、制御システム６０によって生成された制御信号は、連続的なもの、周期的なもの、エピソード的なもの、又はそれらの組み合わせとすることができる。メモリ６２内に含まれるアルゴリズムは、時間の関数として制御信号の特徴を命令する刺激方式（ｓｔｉｍｕｌｕｓ  ｒｅｇｉｍｅｎ）を規定し、よって、時間の関数として圧反射活性化を命令する。連続的な制御信号は、パルス、一連のパルス、トリガ・パルス、及び一連のトリガ・パルスを含み、これらの全てが連続的に生成される。周期的な制御信号の例は、指定された開始時間（例えば、毎分、毎時、又は毎日の開始）及び指定された持続時間（例えば、１秒間、１分間、１時間）を有する、上記の連続的な制御信号の各々を含む。エピソード的な制御信号の例は、エピソード（例えば、患者／医師による活性化、特定のしきい値を上回る血圧上昇等）によってトリガされる、上述された連続的な制御信号の各々を含む。
【００３６】
制御システム６０によって管理される刺激方式は、長期的効果を促進するように選択することができる。圧受容器３０の活性化が中断されないか、又は他の方法で変化しないと、時間と共に圧受容器及び／又は圧反射系の応答性が低下し、これによりこの治療法の長期的効果が減少されることが理論付けられている。従って、治療の効力が長期間維持されるような方法で、圧反射／ＣＲＴ装置７０を活性化し、不活性化し、又は他の方法で調整するように、刺激方式を選択することができる。
【００３７】
長期にわたって治療効果を維持することに加えて、制御システム６０の所要動力／消費動力を低減するように、本発明の刺激方式を選択することができる。より詳細に記載されるように、刺激方式は、圧反射／ＣＲＴ装置７０を、最初に比較的高いエネルギー及び／又は動力レベルで活性化し、次に比較的低いエネルギー及び／又は動力レベルで活性化するように命令することができる。第１のレベルは、所望の初期治療効果を達成し、第２の（低い）レベルは、所望の治療効果を長期間維持する。最初に所望の治療効果が達成された後、エネルギー及び／又は動力レベルを低減することによって、装置７０により必要とされる又は消費される動力も長期間低減される。このことは、より長い寿命及び／又は減少したサイズ（動力源及び関連した部品のサイズの低減のため）を有するシステムに相関し得る。
【００３８】
本発明の刺激方式の別の利点は、望ましくない付随的な組織の刺激の低減である。上述のように、刺激方式は、圧反射／ＣＲＴ装置７０を、最初に比較的高エネルギー及び／又は動力レベルで活性化して所望の効果を達成し、次に比較的低いエネルギー及び／又は動力レベルで活性化して所望の効果を維持するように命令することができる。出力エネルギー及び／又は動力レベルを低減することにより、刺激が標的部位から離れたところまで伝わることができず、これにより、頸部及び頭部の筋肉のような隣接する組織を不注意に刺激する可能性が低下する。
【００３９】
このような刺激方式は、本明細書に記載される全ての圧反射活性化及び心臓再同期の実施形態に適用することができる。圧反射／ＣＲＴ装置７０に加えて、このような刺激方式は、頸動脈洞枝又は他の神経の刺激にも適用することができる。特に、その開示全体が引用によりここに組み入れられる、Ｋｉｅｖａｌ他の米国特許第６，０７３，０４８号に開示される圧ペーシング（ｂａｒｏｐａｃｉｎｇ）システムにおけるように、本明細書に記載される刺激方式を圧ペーシング（すなわち、頸動脈洞枝の電気的刺激）に適用することができる。
【００４０】
制御信号及び／又は圧反射／ＣＲＴ装置７０からの出力信号に関して、刺激方式を説明することができる。一般的に言って、制御信号の変化は、対応する圧反射／ＣＲＴ装置７０の出力の変化をもたらし、これが対応する圧受容器３０の変化に影響を与える。制御信号の変化と圧反射／ＣＲＴ装置７０の変化との間の相関関係は、比例又は不均衡、直接的又は間接的（反比例）、或いは任意の他の周知の又は予測可能な数学的関係とすることができる。説明だけのために、刺激方式は、圧反射／ＣＲＴ装置７０の出力が制御信号に正比例すると仮定して本明細書中に説明することができる。例示的な刺激方式の更なる詳細は、例えば、先に引用により組み入れられた米国特許出願第６０／５８４，７３０号に見出すことができる。
【００４１】
制御システム６０は、全体又は一部をインプラントすることができる。例えば、センサ・リード線８２及び制御リード線７２との経皮的な接続を用いて、患者により、制御システム６０全体を体外に携行することができる。代替的に、それらの間の経皮的接続を用いて、入力装置６４及びディスプレイ６５が患者によって体外に携行される状態で、制御ブロック６１及び駆動部６６をインプラントすることができる。更に別の代替として、経皮的接続を協働する送信器／受信器と置き換えて、制御システム６０及び／又はセンサ８０の部品と圧反射／ＣＲＴ装置７０との間で遠隔通信することができる。
【００４２】
ここで図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、１つの実施形態において、本発明に用いるのに適した圧反射活性化装置１００が、脈管内の可膨張式バルーンを含む。可膨張式バルーン装置１００は、流体ライン１０４に接続された螺旋状のバルーン１０２を含む。類似した螺旋状バルーンの例は、Ｓｈｔｕｒｍａｎへの米国特許第５，１８１，９１１号に開示され、その開示全体が引用により本明細書に組み入れられる。バルーン１０２は、螺旋形状、又はそこを通る血液の灌流を可能にする任意の他の形状を有することが好ましい。流体ライン１０４は、制御システム６０の駆動部６６に接続される。この実施形態においては、駆動部６６は、螺旋状バルーン１０２を選択的に膨張及び収縮させる圧力／真空源（すなわち、膨張装置）を含む。膨張時、螺旋状バルーン１０２は拡張し、好ましくは外径だけが増大し、圧受容器３０及び／又は脈管壁４０を伸張させるか又は他の方法で変形させることによって、圧受容器３０を機械的に活性化する。収縮時、螺旋状バルーン１０２は、その弛緩した形状に戻るので、脈管壁４０はその公称状態に戻る。このように、螺旋状バルーン１０２を選択的に膨張させることによって、これに隣接した圧受容器３０を選択的に活性化することができる。
【００４３】
バルーンを用いる空気式膨張又は油圧式膨張の別法として、機械的拡張装置（図示せず）を用いて、脈管壁４０を拡張又は拡大し、これにより圧受容器３０を機械的に活性化させることができる。例えば、その全体が引用によりここに組み入れられる、Ｗｉｌｌａｒｄ他への米国特許第５，２２２，９７１号に開示されるように、機械的拡張装置は、長手方向に圧縮されるときに直径が拡大する管状ワイヤ編組構造を含むことができる。管状の編組は、脈管内に配置することができ、ワイヤの網目を通して血液を灌流させることを可能にする。この実施形態において、駆動部６６は、作動ケーブルによって編組の両側に接続された線状アクチュエータを含むことができる。ケーブルの作動によって管状編組の両側が互いに近づけられると、編組の直径が増大し、身脈管壁４０を拡張し、圧受容器３０を活性化させる。
【００４４】
例示的な圧反射活性化装置の更なる詳細については、先に引用により組み入れられた、米国特許第６，５２２，９２６号及び第６，６１６，６２４号、並びに米国特許出願番号第０９／９６４，０７９号、第０９／９６３，７７７号、第０９／９６３，９９１号、第１０／２８４，０６３号、第１０／４５３，６７８号、第１０／４０２，９１１号、第１０／４０２，３９３号、第１０／８１８，７３８号、及び第６０／５８４，７３０号を参照することができる。
上記の説明は、本発明の完全且つ正確な表現を提供するが、本発明は、本明細書に記載され、検討された特定の実施形態以外の種々の形状で明示することができる。従って、添付の特許請求の範囲に説明されるような本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形状及び詳細における逸脱を成すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】主要な動脈及び静脈、並びに関連した解剖学的組織を示す、人体の胴体上部の概略図である。
【図２Ａ】頸動脈洞及び脈管壁内の圧受容器の断面概略図である。
【図２Ｂ】脈管壁内の圧受容器及び圧反射系の概略図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による、心不全を治療するための圧反射活性化・心臓再同期療法システムのブロック図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による、心不全を治療するための圧反射活性化・心臓再同期療法システムの流れ図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による、圧反射信号を機械的に生じさせる、体内の可膨張式の螺旋状バルーン、ステント又はコイルの形態の圧反射活性化装置の概略図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による、圧反射信号を機械的に生じさせる、体内の可膨張式の螺旋状バルーン、ステント又はコイルの形態の圧反射活性化装置の概略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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