(57)【要約】  血管安定化末梢神経カフアセンブリが提供される。本開示の一形態は、神経刺激治療の実施に使用される電極アセンブリに関係する。電極アセンブリは、血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体を含む。電極アセンブリは、本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの電極を含む。少なくとも１つの電極は、神経刺激器に電気接続されるように構成される。実施形態によれば、電極アセンブリは、本体内にスペーサを含み、スペーサは、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される。他の形態及び実施形態が、本明細書に提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、
神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極と、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサと
を含む電極アセンブリ。
【請求項２】
本体の内面は、血管と神経に適合するように形作られた内向き壁を含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
スペーサは、弧状の形状を有する部材を含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項４】
本体は、外周に沿った開口部を有する、中空の円筒形状を有し、開口部は、本体が、血管と神経とを少なくとも部分的に包むことを可能にするように構成される請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項５】
移植後の血管と神経の分離を防ぐために開口部を閉鎖するように構成されるファスナを更に含む請求項４に記載の電極アセンブリ。
【請求項６】
ファスナは、スペーサの第２端部を本体の内面に固定するように更に構成される請求項５に記載の電極アセンブリ。
【請求項７】
血管は、頸動脈を含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項８】
血管は、内頸静脈を含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項９】
神経は、迷走神経を含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１０】
本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つのセンサを更に含む請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１１】
アセンブリは、機能的電気刺激（ＦＥＳ）を与えるように構成される請求項１０に記載の電極アセンブリ。
【請求項１２】
少なくとも１つの電極は、無線接続を介して少なくとも部分的に神経刺激器に電気接続されるように構成される請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項１３】
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、
本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つのセンサと、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成される本体内のスペーサと
を含むアセンブリ。
【請求項１４】
少なくとも１つのセンサは、神経内の軸索又は軸索群の神経活動を選択的に感知するように構成される請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
アセンブリは、選択的に感知された神経活動を記録するように構成される請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
少なくとも１つのセンサは、血管内の血圧を感知するように構成される請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの電極を更に含み、少なくとも１つの電極は、神経刺激器に電気接続されるように構成される請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
少なくとも１つの神経刺激リードと、
少なくとも１つのリードに接続された電極アセンブリとを含むシステムであって、電極アセンブリが、
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、
神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極と、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサと、
少なくとも１つのリードに連結される埋込可能型医療装置と
を含み、埋込可能型装置が、
神経刺激器と、
神経刺激器と通信するコントローラとを含み、コントローラが、神経の少なくとも一部に神経刺激を与えるために、神経刺激器を制御するように構成される
システム。
【請求項１９】
電極アセンブリは、
移植後の血管と神経の分離を防ぐために開口部を閉鎖するように構成されるファスナを更に含む請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
ファスナは、スペーサの第２端部を本体の内面に固定するように更に構成される請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
電極アセンブリは、血管内の血圧を感知するように構成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
電極アセンブリは、薬剤回避ポリマーを含むように構成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
スタビライザバーに沿って電極アセンブリに電気接続される第２電極アセンブリを更に含み、第２電極アセンブリは、
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、
神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極と、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサとを含む請求項１８に記載のシステム。
【請求項２４】
スタビライザバーに沿って第２電極アセンブリに電気接続される第３電極アセンブリを更に含み、第３電極アセンブリは、
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、
神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極と、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサとを含む請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
電極アセンブリは、神経に選択的神経刺激を与えるように構成される請求項１８に記載のシステム。
【請求項２６】
血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体を形成することと、
神経刺激器に電気接続されるように構成される少なくとも１つの電極を本体の少なくとも一部に沿って埋設することと、
第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通って本体の内面に固定されるように構成されるスペーサを本体内に形成することと
を含む電極アセンブリの形成方法。
【請求項２７】
移植後の血管と神経の分離を防ぐように構成されるファスナを形成することを更に含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
本体を形成することは、血管と神経に適合するために、本体の内面を形成することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
本体を形成することは、中空の、円筒形状を有する本体を形成することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
スペーサを形成することは、弧状の形状を有するスペーサを形成することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１つの電極を埋設することは、本体に沿って互いに平行な複数の刺激接点を埋設することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも１つの電極を埋設することは、本体に沿って互いに片寄った複数の刺激接点を埋設することを含む請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
本明細書により、２００５年６月１３日に出願された米国特許出願第１１／１５１１０３号に対して優先権の利益が請求され、その出願は本明細書に参考として組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般的に埋込可能型医療装置に関し、かつ特には神経刺激治療を行うシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
神経刺激は、多くの研究の対象であり、かつ幾つもの治療に提案された。自律系は身体の生理活動を制御し、かつ自律緊張失調は、多くの疾患や状態に関係する。心不全中の自律平衡低下（交感神経性心臓緊張の増加、及び副交感神経性心臓緊張の減少）は、左心室機能不全や死亡率増加と関連することが証明されている。交感神経抑制と副交感神経活性化は、心筋梗塞後の不整脈脆弱性の低下と関連している。迷走神経刺激は、呼吸障害、胃腸運動、摂食障害、肥満、食欲不振、胃腸管障害、高血圧、昏睡、癲癇を処置するために提案された。副交感神経の直接電気刺激は、圧反射を活性化でき、交感神経活動の低下を誘発し、かつ血管抵抗を減少させることによって血圧を低下させる。迷走神経の副交感神経線維の直接刺激は、交感神経系を介して心拍数を低下させることが証明されている。その上、幾つかの調査により、迷走神経の長期刺激が、心虚血性傷害後の心筋の保護に役立つことが示された。
【０００４】
共通の神経幹内で単一の軸索又は軸索の小群（神経束）を、神経の他の部分を刺激せずに、活性化又は刺激する能力は、選択的活性化と呼ばれている。単一又は軸索の小群から活動を選択的に感知し、かつ記録する能力は、選択的活性化に関係する。選択的活性化と記録は、刺激のための電流操縦、又は刺激若しくは記録のための維管束間電極の使用のような複雑な手法によって行うことができる。もう１つの、それほど複雑でない、選択的活性化と記録を行う方法は、選択的形状の使用を含む。末梢神経の選択的活性化のために現在、使用される神経刺激電極は、神経間ワイヤとシリコンアレイ電極、神経上電極、多接点神経カフ電極を含む。これらの電極は、移植と長期使用の両方において、刺激される神経組織の脆弱性のために、機械的刺激又は傷害を引き起こすことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題、及び本明細書で明確に論じられないその他の課題は、本要旨によって取り組まれ、かつ本明細書を読み、かつ検討することによって理解されるであろう。
【０００６】
血管安定化電極アセンブリが、とりわけ本明細書に記載されている。電極アセンブリの実施態様には、血管や血管に近接する神経とを少なくとも部分的に包むように構成される本体を含む。電極アセンブリは、本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの電極を含む。少なくとも１つの電極は、神経刺激器に電気接続されるように構成される。実施態様によれば、電極アセンブリは、本体内にスペーサを含み、スペーサは、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される。
【０００７】
血管安定化センサアセンブリも本明細書に記載されている。実施態様によれば、アセンブリは、血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体を含む。アセンブリはまた、本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つのセンサを含む。種々の実施態様によれば、アセンブリは、本体内にスペーサを含み、スペーサは、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される。
【０００８】
本開示の一形態は、神経刺激治療を実施するシステムに関係する。一実施態様によれば、システムは、少なくとも１つの神経刺激リードを含む。システムは、少なくとも１つのリードに接続された電極アセンブリも含む。電極アセンブリは、血管及び血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極と、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサとを含む。システムは、少なくとも１つのリードに連結される埋込可能型医療装置も含む。埋込可能型装置は、神経刺激器を含むとともに、神経刺激と通信するコントローラを含み、コントローラは、神経の少なくとも一部に神経刺激を与えるために、神経刺激器を制御するように構成される。
【０００９】
本開示のもう１つの態様は、電極アセンブリの形成方法に関係する。方法の実施態様は、血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体を形成することを含む。方法は、少なくとも１つの電極を本体の少なくとも一部に沿って埋設することも含み、少なくとも１つの電極は、神経刺激器に電気接続されるように構成される。方法は、スペーサを本体内に形成することを更に含み、スペーサは、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される。
【００１０】
この要約は、本出願の教示内容の幾つかの概観であり、かつ本要旨の限定的又は網羅的な取り扱いであることは意図しない。更なる詳細は、詳細な説明及び添付の請求項に見出される。他の形態は、各々が、限定された意味で取られるべきでない、以下の詳細な説明を読みかつ理解し、かつその一部をなす図面を見れば、当業者にとって明らかになるであろう。本発明の範囲は、添付の請求項及びその法的同等物によって定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明は、添付図面を参照して説明する。添付図面は、本発明が実施され得る具体的な形態及び実施形態を例として示す。種々の実施形態は、一方の実施形態の形態が、他方の実施形態の形態と組み合わされ得るので、必ずしも相互に排他的でない。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にするために、十分に詳細に記載される。他の実施形態も利用でき、かつ構造的、論理的、電気的変更が、本発明の範囲から逸脱することなく、加えられる。
【００１２】
読者が本開示を理解することを補助するために、神経学に関係する生理学の簡潔な論考を提供する。自律神経系（ＡＮＳ）は、「不随意」器官を調節する。ＡＮＳは、交感神経系及び副交感神経系を含む。交感神経系は、ストレス及び緊急事態への「闘争又は逃走応答」に関連がある。副交感神経系は、緩和及び「休息及び消化応答」に関連がある。ＡＮＳは、正常な内部機能を維持し、かつ体性神経系と連携する。自律平衡は、副交感神経及び交感神経活動の間の関係を反映する。自律平衡の変化は、心拍数、心律動、収縮性、リモデリング、炎症及び血圧の変化に反映される。自律平衡の変化は、例えば腹痛、食欲、スタミナ、情緒、人格、筋緊張、睡眠及びアレルギーの変化のような、他の生理的変化においても見られる。
【００１３】
神経刺激の例は圧反射刺激である。感覚神経終末から通じる迷走、大動脈、頸動脈神経のような求心神経幹は、圧反射経路の一部である。圧反射経路を刺激することは、交感神経活動を抑制し、副交感神経系を刺激し、かつ末梢血管抵抗と心臓収縮性を減少させることによって、全身血圧を低下させる。他の神経標的の神経刺激は、副交感神経と交感神経の遠心性経路と求心性経路の刺激を含み、本開示の範囲内である。
【００１４】
迷走神経幹の刺激は、多数の処置で使用される。ある例では、迷走神経の刺激は同時に、副交感神経緊張を増加させ、かつ交感神経性心筋緊張を減少させる。ある例では、迷走神経幹は、心虚血性傷害後に刺激される。虚血後の交感神経活動増加は、多くの場合エピネフリン及びノルエピネフリンへの心筋の露出増加をもたらす。これらのカテコールアミンは、筋細胞内で細胞内経路を活性化し、そのことは心筋死と線維症に至る。この効果は、迷走神経のような副交感神経の刺激によって抑制される。ある例では、ＳＶＣからの迷走神経刺激は、心拍数、全体的血圧、左心室圧を低下させる。心筋梗塞後の、又は心不全患者における迷走神経性心臓神経の刺激は、更なるリモデリングと不整脈惹起の予防において有益である。
【００１５】
他の例において、神経刺激は、副交感神経性心臓緊張の増加や交感神経性心臓緊張の低下が望ましい、肥大性心筋症（ＨＣＭ）又は神経性高血圧のような他の状態を処置するために使用される。もう１つの例において、徐脈状態は、交感神経幹を刺激することによって処置される。もう１つの例において、心臓の向イオン性状態は、交感神経幹を刺激することによって増加する。
【００１６】
神経幹内の神経束の選択的活性化（又は選択的刺激）は、終末器官群の１つを制御することを可能にする、相乗効果を回避すること、必要な刺激振幅を減少させること、協調運動又は健常者を模倣する行為を可能にすること、を含む幾つかの利点を有する。開示された血管安定化末梢神経カフの利点の１つは、選択的活性化のための神経束へのアクセスを改善することである。
【００１７】
開示されたアセンブリのもう１つの利点は、機能的電気刺激（ＦＥＳ）の提供におけるその有用性である。ＦＥＳ適用は、筋機能を監視し制御するための、感知された神経活動の選択的記録と、神経部分の選択的活性化とを含む。筋機能には手把握、上腕運動、起立と着座のプロテーゼ、下垂足んどを含む。
【００１８】
末梢神経の活性化に現在使用され、手把握から癲癇に及ぶ用途に使用される神経刺激電極は、神経間ワイヤとシリコン電極、神経上電極、多接点神経カフ電極を含む。これらの電極は、移植及び長期使用の両方において、刺激される神経組織の脆弱性のために、機械的刺激又は傷害を引き起こすことがある。これらの電極によって引き起こされる神経性傷害のタイプは、設計によって異なるが、場合により神経に重大な損傷をもたらすことがある。場合により、神経への傷害の量は一過性であり、傷害が急性期（２〜４週）において劇的であり、かつ時間とともに回復する（１〜２ヵ月）ことを意味する。よく起こるタイプの神経性傷害は、神経を分離し、かつ電極を神経に設置する外科的手技からの神経への機械的刺激である。また、移植後の長期刺激はよく起こる。より多大な安定性及び手術中のより少ない神経操作を提供する電極アセンブリが、必要である。
【００１９】
血管安定化末梢神経カフ
本明細書に開示されたアセンブリは、アセンブリの安定性を提供し、かつ移植中及び移植後の神経操作を減少させるために、アセンブリが、刺激又は感知される神経と、神経に平行に延びる隣接する大血管との両方を取り囲むので、血管安定化末梢神経カフと呼ばれることもある。このアセンブリはまた、より信頼性が高く、かつ効果的な長期の選択的活性化及び／又は選択的感知を行う。図に示し、かつ以下で論じるように、開示されたアセンブリは、神経に隣接して位置する大血管を使用して、神経とアセンブリとの間の界面を安定させるために身体の一定の位置に見出される局部解剖を使用する。このアセンブリはまた、神経を解放するために必要な外科的隔離の量を低下させる。血管と神経の組合せは解放され、かつ血管の機械的特性は、大部分の操作を持続させる。
【００２０】
図１は、一実施形態による、血管安定化アセンブリの側断面図である。アセンブリ１００は、外周に沿って開口部１０４を有する本体１０２を含み、開口部１０４は、移植中、及び神経刺激の実施又は感知中に安定性を与えるために、本体１０２が、選択された血管１０６と、それに隣接する神経１０８とを少なくとも部分的に包むことを可能にするように構成される。実施形態において、アセンブリ１００は、本体１０２の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの電極１１０を含み、少なくとも１つの電極１１０は、神経刺激器に電気接続されるように構成される。実施形態によれば、アセンブリは、本体１０２の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの神経センサを含み、少なくとも１つのセンサは、神経内の軸索又は軸索群の神経活動を選択的に感知するように構成される。アセンブリは、一実施形態において、神経活動を選択的に記録するか、選択的に感知された神経活動を記録するように構成される。実施形態によれば、アセンブリは、移植後の血管と神経の分離を防ぐために開口部を閉鎖するように構成されるファスナも含む。
【００２１】
図２Ａ〜２Ｈは、種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。図２Ａは、アセンブリ２００の断面図である。アセンブリ２００は、血管２０６と、血管に近接する神経２０８を少なくとも部分的に包むように構成される本体２０２を含む。実施形態において、アセンブリ２００はまた、本体の少なくとも一部に沿って少なくとも１つの電極２１０を含む。少なくとも１つの電極２１０は、神経刺激器に電気接続されるように構成される。アセンブリはまた、本体内にスペーサ２１２を含み、スペーサは、第１端部と第２端部を有し、第１端部２１４が、本体の内面に固定され、かつ第２端部２１６が、血管２０６と神経２０８の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される。
【００２２】
一実施形態によれば、本体の内面は、血管と神経に適合するように形作られた内向き壁を含む。本体の内面は、実施形態において血管と神経をしっかりと包むような大きさに作られる。本体の内面は、実施形態において血管と神経をきつく包むような大きさに作られる。本体の内面は、実施形態において血管と神経を所定位置で保持するような大きさに作られる。スペーサは、種々の形状を有し得る。一実施形態において、スペーサは、弧状の形状を有する部材を含む。一実施形態において、スペーサは、血管と神経の間をより容易に通過するために、先細である。
【００２３】
実施形態によれば、本体は、中空の、円筒形状を有する。一実施形態によれば、本体は、開口部を含み、開口部は、本体が、血管と神経とを少なくとも部分的に包むことを可能にするように構成される。開口部は、外周に沿っていても良い。一実施形態において、アセンブリは、移植後の血管と神経の分離を防ぐために開口部を閉鎖するように構成されるファスナを含んでも良い。ファスナは、一実施形態において、スペーサの第２端部を本体の内面に固定するように更に構成されても良い。一実施形態において、ファスナは螺旋状ワイヤを含む。一実施形態において、ファスナは縫合を含む。種々の実施形態において、ファスナはクラスプ又は自動閉鎖機構を含む。
【００２４】
選択された血管は、一実施形態において、頸動脈を含む。選択された血管は、実施形態において内頸静脈を含む。他の血管も、本開示の範囲内である。隣接する神経は、実施形態において迷走神経を含む。他の神経も、本開示の範囲内である。
【００２５】
本体２０２は、種々の実施形態において、絶縁生体適合材料から構成される。絶縁生体適合材料の例は、シリコーンである。生体適合性シリコンエラストマは、神経と血管との界面に可撓性の、信頼性の高い材料である。一実施形態において、本体は、神経と血管の周りに１回だけ巻き付き、かつ他の実施形態において、本体は、神経と血管の周りに複数回巻き付く。実施形態において、少なくとも１つの電極２１０は、神経刺激リードを介して神経刺激器に電気接続される。もう１つの実施形態において、少なくとも１つの電極２１０は、無線接続を介して少なくとも部分的に神経刺激器に電気接続される。一実施形態において、アセンブリは、コントローラの役を果たす神経刺激器に無線接続された、エネルギー源を有する取り付けられたパルス出力回路を含む。電極は、種々の実施形態によれば、電極又は電解質移送のための神経／本体界面へのウインドウを含む。
【００２６】
スペーサ２１２、又はインサートは、神経２０８と血管２０６との間に存在し、かつ神経２０８に選択的活性化を提供するための追加の電気接点を可能とする。当業者は、興味の対象である神経線維が、電極の近くに運ばれるので、特異な神経束（又は束）が、この形状で選択的活性化又は選択的感知のためにより容易に標的にできることを認識するであろう。選択的活性化又は感知は、単純な単相性低電流振幅刺激を使用して、又は電界操縦技術を使用して達成できる。その上、選択的活性化又は感知は、この設定で長期的に達成でき、かつ電気接点設置のための面積が増加される。一実施形態において、アセンブリ２００は、血管内の血圧と血圧パラメータを感知し、さらに心臓又は全身コンプライアンスと関連する他のパラメータを感知するように構成される。アセンブリは、実施形態において、この機能をサポートするために圧力センサを含む。一実施形態において、アセンブリ２００は、薬剤回避ポリマー(drug eluding polymer)を含むように構成される。身体からの炎症性反応を低下させるための抗炎症剤と、神経内の損傷を受けた軸索の修復を援助するための神経成長因子とを含む種々のタイプの医薬品が、薬剤回避ポリマーアセンブリを使用して投与できる。図２Ｂは、図２Ａに示すアセンブリ２００の斜視図である。
【００２７】
図２Ｃは、図２Ａのアセンブリ２００の実施形態を示す。この実施形態において、アセンブリ２２０は、神経と位置合わせした一連の電気接点２２２を含む。これらの電気接点又は電極は、擬似単極刺激や選択的双極刺激を加えるために、電流操縦技術を適用するために、さらに装置の耐用寿命と神経の安全を増進するための他の刺激波形を適用するために、神経と血管の周りの多くの位置に設置できる。このアセンブリはまた、アセンブリ２２０の本体内の開口部を閉鎖するために螺旋状ワイヤファスナ２２４を含む。図２Ｅは、図２Ｃに示すアセンブリ２２０の更なる図を示す。
【００２８】
図２Ｄは、図２Ａのアセンブリ２００の実施形態を示す。この実施形態において、アセンブリ２３０は、神経に対して互いに片寄った一連の電気接点２３２を含む。言及したように、これらの電気接点又は電極は、擬似単極刺激や選択的双極刺激を加えるために、電流操縦技術を適用するために、さらに装置の耐用寿命と神経の安全を増進するための他の刺激波形を適用するために、神経と血管の周りの多くの位置に設置できる。このアセンブリ２３０は、選択的活性化を可能にするために神経の形状を利用する。このアセンブリはまた、アセンブリ２３０の本体内の開口部を閉鎖するために螺旋状ワイヤファスナ２３４を含む。図２Ｆは、図２Ｄに示すアセンブリ２３０の更なる図を示す。
【００２９】
図２Ｇは、図２Ａの複数アセンブリ２００を含む実施形態を示す。第１アセンブリ２４２と、スタビライザバー２４６に沿って第１アセンブリに電気接続される第２アセンブリ２４４とを含むシステム２４０が表されている。第１アセンブリ２４２と第２アセンブリ２４４は、血管及び血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体と、神経刺激器に電気接続されるように構成される、本体の少なくとも一部に沿った少なくとも１つの電極又はセンサと、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成される、本体内のスペーサとを含む。第１アセンブリと第２アセンブリと共に更に接続される第３、第４、第Ｎアセンブリを含むシステムの他の実施形態は、本開示の範囲内である。種々の実施形態によれば、他の接続手段が、支持部材及びリード部分を含み、アセンブリを接続するために使用される。図２Ｈは、図２Ｇに示すシステム２４０の更なる図を示す。
【００３０】
言及したように、開示されたアセンブリは、より信頼性が高く、かつ効果的な長期の選択的活性化及び／又は選択的感知を行う。従って開示されたアセンブリは、機能的電気刺激（ＦＥＳ）の提供に有用である。ＦＥＳ適用は、手把握、上腕運動、起立と着座のプロテーゼ、下垂足のような筋機能を監視し制御するための、感知された神経活動の選択的記録と、神経部分の選択的活性化とを含む。
【００３１】
神経刺激を与えるシステム
図３は、一実施形態による、リードと、埋込可能型医療装置（ＩＭＤ）とを示す。リード３００は、近位端３１５から遠位端３２０に延びている、可撓性リード体３１０を含む。上記図１〜２Ｈに対して記載されたアセンブリのような電極アセンブリ３３０は、リード体３１０の遠位端３２０に近接する。種々の実施形態において、電極アセンブリは、リードの他の部分に沿って接続される。
【００３２】
リード３００は、埋込可能型医療装置（ＩＭＤ）３４０、又はパルス発生器に連結される。リード３００は、電極アセンブリ３３０にパルス発生器３４０を電気的に連結するコイル導体のような導体を含む。従って、埋込可能型医療装置３４０は、遠位端を介して刺激信号を送ることができる。リードは、導体を絶縁するために外部絶縁体を更に含む。システムは、電極の役を果たすケースを有する単極システムか、２つの遠位に位置する電極の間にパルスを有する双極システムを含むことができる。
【００３３】
一実施形態において、埋込可能型医療装置３４０は、神経刺激機能を果たすために、ハードウェアと、回路と、ソフトウェアとを含み、かつコントローラ回路３４２を含む。コントローラ回路３４２は、ハードウェアと、ソフトウェアと、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとを使用して実装されることが可能である。例えば、種々の実施形態によれば、コントローラ回路３４２は、選択的活性化を含む、神経刺激に関連した機能を果たすメモリ内に埋め込まれた命令を行うプロセッサを含む。
【００３４】
図４は、一実施形態による神経刺激を与える埋込可能型システムの略図である。システムは、埋込可能型装置４０１と、埋込可能型装置４０１に連結された電気リード４２０と、電極アセンブリ４２５とを含む。埋込可能型装置は、コントローラ回路４０５と、メモリ回路４１０と、遠隔測定回路４１５と、神経刺激回路４３５とを含む。コントローラ回路４０５は、電気神経刺激処置を実施するために、メモリ回路内に記憶された命令で操作可能である。処置は、リード４２０と電極アセンブリ４２５を通して神経刺激回路４３５によって実施される。遠隔測定回路４１５は、外部プログラマ４３０との通信を可能にする。例示したシステムはまた、リード４４５に連結される任意のセンサ回路４４０を含む。コントローラ回路４０５は、センサ回路からのセンサデータを処理し、かつセンサデータに応答して処置する。
【００３５】
図５は、一実施形態による、埋込可能型医療装置（ＩＭＤ）５２１と、プログラマ５２２とを含むシステム５２０を示す。ＩＭＤ５２１の種々の実施形態は、神経刺激器機能のみを含み、かつ種々の実施形態は、神経刺激と心律動管理機能の組み合わせを含む。プログラマ５２２とＩＭＤ５２１は、データや命令を無線通信することが可能である。種々の実施形態において、例えば、プログラマ５２２とＩＭＤ５２１は、データや命令を無線通信するために、遠隔測定コイルを使用する。それ故に、プログラマは、ＩＭＤ５２１によって提供される、プログラムされた処置を調整するために使用でき、かつＩＭＤは、例えば無線遠隔測定を使用して、（電池やリード抵抗のような）装置データと（感知及び刺激データのような）処置データをプログラマに報告できる。種々の実施形態によれば、ＩＭＤ５２１は、上記図２Ａ〜２Ｈに開示された電極アセンブリを使用して神経束を選択的に刺激する。種々の実施形態によれば、ＩＭＤ５２１は、ＡＮＳ活動を感知するセンサを含む。かかるセンサは、閉ループ制御システム内でフィードバックを行うために使用できる。例えば、種々の実施形態は、ＡＮＳ活動を示す呼吸や血圧のような、代理パラメータを感知する。種々の実施形態によれば、ＩＭＤは、神経束を刺激する、及び／又はＡＮＳ活動を感知する能力に加えて、ペーシングや除細動能力のような心臓刺激能力を更に含む。
【００３６】
図６は、一実施形態による、図５のシステムにおいて示されるプログラマ５２２のような、プログラマ６２２、又は埋込可能型医療装置と通信するための他の外部装置を示す。別の外部装置の一例には、個人情報端末（ＰＤＡ）、又は高度患者管理（ＡＰＭ）システムにおけるパーソナルラップトップ又はデスクトップコンピュータを含む。示した装置６２２は、コントローラ回路６４５と、メモリ６４６とを含む。コントローラ回路６４５は、ハードウェア、ソフトウェアだけでなくハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを使用して実装できる。例えば、種々の実施形態によれば、コントローラ回路６４５は、埋込可能型装置への通信データ及び／又はプログラミング命令を含む多数の機能を実行するための、メモリ６４６に埋め込まれた命令を実行するために、プロセッサを含む。示した装置６２２は、トランシーバ６４７と、埋込可能型装置と通信するための使用に関連した回路とを更に含む。種々の実施形態は、無線通信能力を有する。例えば、トランシーバ６４７や関連した回路の種々の実施形態には、埋込可能型装置と無線通信するために使用する遠隔測定コイルを含む。示した装置６２２は、ディスプレイ６４８と、キーボード又はマウス／ポインタのような入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置６４９と、通信網を介するような他の装置との通信に使用する通信インタフェース６５０とを更に含む。
【００３７】
電極アセンブリを形成する方法
図７は、一実施形態による、電極アセンブリを形成する方法の系統線図を示す。方法７００は、７０２で、血管とその血管に近接する神経を少なくとも部分的に包むように構成される本体を形成することを含む。方法はまた、７０４で、神経刺激器に電気接続されるように構成される少なくとも１つの電極を本体の少なくとも一部に沿って埋設することを含む。方法は、７０６で、第１端部と第２端部を有し、第１端部が、本体の内面に固定され、かつ第２端部が、血管と神経の間を通り、かつ本体の内面に固定されるように構成されるスペーサを本体内に形成することを更に含む。実施形態によれば、方法はまた、移植後の血管と神経の分離を防ぐように構成されるファスナを形成することを含む。
【００３８】
種々の実施形態によれば、本体の内面は、血管と神経に適合するように形成される。実施形態において、本体は、種々の形状を有していても良く、かつ中空の、円筒形状によって形成される。スペーサは、種々の形状を有しても良く、かつ実施形態において弧状の形状で形成される。
【００３９】
実施形態によれば、複数の刺激接点が、本体に沿って互いに平行に埋設される。実施形態によれば、複数の刺激接点が、本体に沿って互いに片寄って埋設される。
【００４０】
種々の実施形態によれば、中空の、円筒形本体を形成することは、生体適合材料によって本体を形成することを含む。実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、白金から構成される刺激接点を含む。実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、ステンレス鋼から構成される刺激接点を含む。実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、ＩＲＯＸ（商標）（酸化イリジウム被覆チタン）から構成される刺激接点を含む。実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、白金やイリジウムから構成される刺激接点を含む。実施形態によれば、少なくとも１つの電極は、本体に沿って互いに平行な、異なる長さの複数の刺激接点を含む。開示された方法は、種々の実施形態によれば、線維の小さい副集団を選択的に活性化させるために単純な刺激手順が使用できる、神経組織を位置決めするための電極アセンブリを形成するために頸部解剖学を利用する。
【００４１】
電極設置標的
図８Ａと８Ｂは、種々の実施形態による、本システムによって使用される血管と神経幹の説明図である。図８Ａは、鎖骨下動脈８５１に隣接して延びている左迷走神経８５０を示す。種々の神経は、大動脈弓８５５の周りに延びている。迷走神経８５０はまた、動脈管索８５６を通って延びている。前肺神経叢８５７は、左肺動脈８５８を横断する。右迷走神経８５９は、鎖骨下動脈８６０と胸膜８６１のクプラを通って延びている。心臓神経８６２は、気管８６４の付近に腕頭動脈８６３を通って延びている。心臓神経８６２はまた、奇静脈弓８６５を通って、右肺動脈８７３に延びている。図８Ａの下部に、右肺８８１、左肺８８２、食道８８３、左迷走神経８５０の下部８８４、大動脈の下部８８５が表示される。図８Ｂは、胸膜８４１のクプラ、内胸動脈８４２、左肺動脈８５８を通って延びている左横隔神経８４０を示す。迷走神経８５０、反回神経８５２、心臓神経８５３、前肺神経叢８５７は、左肺動脈８５８と動脈管索の付近に延びている。
【００４２】
図８Ｃ及び８Ｄは、種々の実施形態による、本システムによって標的とされる神経経路を示す。図８Ｃは、一般的に血管運動中枢への求心性神経を示す。求心性神経は、神経中枢に向かってインパルスを搬送する。血管運動神経中枢は、血管の大きさを制御するために血管を膨脹させ、かつ収縮させる神経に関係する。図８Ｄは、一般的に血管運動神経中枢からの遠心性神経を示す。遠心性神経は、神経中枢からインパルスを搬送する。求心性及び遠心性神経は、開示された電極アセンブリによって刺激できる。
【００４３】
図８Ｅは、種々の実施形態による、本装置の長期移植用の迷走神経８８６の付近の内頸静脈８８７の説明図である。総頸動脈８９４と鎖骨下動脈８９８も、図８Ｅに示す。他の例において、肺又は腎臓のような他の器官に神経を分布させる神経幹が刺激される。
【００４４】
迷走神経は、左右の迷走神経を含む。右迷走神経は、鎖骨下動脈の前方を通り、右肺根の後方で肺神経叢に分かれ、食道神経叢や心臓神経叢になりかつ分かれる。左迷走神経は、大動脈弓の左側で左肺根の後方を通り、肺神経叢、食道神経叢、心臓神経叢となる。記載された電極アセンブリは、選択的迷走神経活性化を含む迷走神経刺激を提供するために、安定化手段を提供する。迷走神経刺激（ＶＮＳ）は、次の制御測定単位(control measures)：Ｒ−Ｒ間隔、Ｐ−Ｒ間隔、Ｑ−Ｔ間隔、収縮期圧、拡張期圧、ＭＡＰ、一回拍出量、呼吸数、一回換気量、体温、活動レベル、ＥＥＧ、ＥＭＧ、覚醒／睡眠状態、無呼吸／呼吸低下指数、ＥＮＧ、ＥＯＧによって使用できる。当業者は、開示されたシステムを使用して、他の制御測定単位が、ＶＮＳと関連付けられることを認識するであろう。
【００４５】
上記記載は、迷走神経に対する本システムの利用を論じているが、システムは、主要な血管が神経に隣接して延びる、人体中のいかなる場所でも使用できる。例には、大腿神経や尺骨又は正中神経、又は血管が神経のごく近傍に位置する他の位置を含むが、それに限定されない。その上、システムは、血管特性を感知し、かつ測定するために使用できる。
【００４６】
当業者は、本明細書に示され、かつ記載されたモジュールや他の回路が、ソフトウェア、ハードウェアだけでなくソフトウェアとハードウェアの組み合わせを使用して実現できることを理解するであろう。このようにして、示したモジュールと回路は、ソフトウェアの実装、ハードウェアの実装、ソフトウェアとハードウェアの実装を包含することが意図される。
【００４７】
本開示に示した方法は、本要旨の範囲内の他の方法を除くことが意図されない。当業者は、本開示を読み、かつ理解すれば、本要旨の範囲内の他の方法を理解するであろう。上記実施形態、及び示した実施形態の部分は、必ずしも相互に排他的でない。これらの実施形態、又はその部分は、組み合わせることができる。種々の実施形態において、以上で提供された方法は、プロセッサによって行われる時に、プロセッサにそれぞれの方法を実行させる、命令シーケンスを表す搬送波又は伝搬信号において具体化されるコンピュータデータ信号として実現される。種々の実施形態において、以上に提供された方法は、プロセッサがそれぞれの方法を実行することを命令できるコンピュータアクセス可能な媒体に含まれる１組の命令として実施される。種々の実施形態において、媒体は、磁気媒体、電子媒体又は光学媒体である。
【００４８】
具体的な実施形態が、本明細書に示され、かつ記載されたが、同じ目的を達成するために計算されるいかなる配列も、示した具体的な実施形態の代わりに用いられることが、当業者によって認められるであろう。本出願は、本要旨の適応例及び変形例をカバーすることが意図される。上記の記述は、例示的であり、かつ限定的でないことが意図されることを理解すべきである。上記実施形態の組み合わせや、他の実施形態における上記実施形態の一部の組み合わせは、上記記述を検討すれば、当業者にとって明らかであろう。本要旨の範囲は、添付の請求項を、かかる請求項が権利を与えられる均等物の全範囲と共に参照して、決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施形態による、血管安定化アセンブリの側断面図である。
【図２Ａ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｂ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｃ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｄ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｅ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｆ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｇ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図２Ｈ】種々の実施形態による、血管安定化アセンブリを示す。
【図３】一実施形態による、リード及び埋込可能型医療装置（ＩＭＤ）を示す。
【図４】一実施形態による、神経刺激を与える埋込可能型システムの略図である。
【図５】一実施形態による、埋込可能型医療装置（ＩＭＤ）及びプログラマを含むシステムを示す。
【図６】一実施形態による、図５のシステムに示したようなプログラマ、又は埋込可能型医療装置と通信する他の外部装置を示す。
【図７】一実施形態による、電極アセンブリを形成する方法の系統線図を示す。
【図８Ａ】種々の実施形態による、本システムによって使用される血管と神経の説明図である。
【図８Ｂ】種々の実施形態による、本システムによって使用される血管と神経の説明図である。
【図８Ｃ】種々の実施形態による、本システムによって標的とされる神経経路を示す。
【図８Ｄ】種々の実施形態による、本システムによって標的とされる神経経路を示す。
【図８Ｅ】種々の実施形態による、本装置の長期移植用の迷走神経の付近の内頸静脈の説明図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【国際調査報告】
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