(57)【要約】  システムの様々な実施形態は、植込型リードと、植込型ハウジングと、ハウジング中の神経刺激回路と、ハウジング中のコントローラであって神経刺激回路に接続されたコントローラとを含む。リードは基端および先端を有する。先端は腹側神経根および背側神経根に神経刺激パルスを送達するように適合されている。リードの基端は、ハウジングに接続されるように適合されている。神経刺激回路は、植込型リードを用いて腹側神経根または背側神経根を刺激するために神経刺激パルスを発生するように適合されている。コントローラは、神経刺激治療を送達するために神経刺激回路を制御するように適合されている。選択的に神経根を刺激するためのシステム。
2011518641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植込型システムであって、
基端および先端を有する植込型リードと、前記先端は腹側神経根および背側神経根に神経刺激パルスを送達するように適合されていることと、
植込型ハウジングと、リードの基端は前記ハウジングに接続されるように適合されていることと、
前記ハウジング中の神経刺激回路と、前記神経刺激回路は、植込型リードを用いて腹側神経根または背側神経根を刺激するために神経刺激パルスを発生させるように適合されていることと、
前記ハウジング中のコントローラと、前記コントローラは神経刺激回路に接続されていることと、前記コントローラは神経刺激回路を制御して神経刺激治療を送達するように適合されていることと、を含むシステム。
【請求項２】
前記システムは１つ以上のスイッチをさらに含み、
前記リードの先端は複数の電極を備え、前記リードは基端から先端まで延びている複数の導体を備え、前記複数の電極の選択可能な組み合わせを用いて神経刺激パルスを送達するために用いられるように適合されており、
前記１つ以上のスイッチは、神経刺激パルスが送達される導体を選択するように適合されており、
前記コントローラは、前記１つ以上のスイッチに信号を送り前記複数の電極の組み合わせを選択するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
神経刺激パルスの効用を表すフィードバック信号を前記コントローラに送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラは神経刺激パルスの効用を断続的に試験するように適合されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激ベクトルおよび刺激強度のうちの１つ以上を調節するように適合されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
神経刺激パルスが前記神経根のうちの１つを捕捉するか、望ましくない反応を誘発するかを表すフィードバック信号を送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
所定のイベントが発生したか否かを表すフィードバック信号を送るように適合されているイベント回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記イベントは、不整脈性イベント、虚血性イベント、または疼痛である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
別の植込型医療装置との連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
可搬の外部デバイスとの連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、プログラムされたスケジュールにしたがって神経刺激治療を送達すべく神経刺激回路を制御するように適合されている、請求項１乃至９のいずれか一項に
記載のシステム。
【請求項１１】
腹側神経根を刺激するための手段と背側神経根を刺激するための手段とを含む、神経根を刺激するための手段と、
腹側神経根の刺激および背側神経根の刺激を独立に制御するための手段と、を含むシステム。
【請求項１２】
前記神経根を刺激するための手段は、神経根において神経作用を抑制するための手段と、神経根において神経作用を増進させるための手段とを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
ヒトの背側硬膜上腔を通じて直立方向に、かつ少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リードを用いて、次のうちの１つ以上、すなわち、
腹側神経根からの遠心性交感神経活動を刺激または抑制する腹側神経根と、
腹側神経根からの求心性交感神経活動を刺激する背側神経根と、のうちの１つ以上に電気刺激パルスを送達する工程を含む方法。
【請求項１４】
電気刺激パルスを送達する工程は、腹側神経根および背側神経根の両方に電気刺激パルスを送達する工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
電気刺激パルスを送達する工程は、腹側神経根を刺激するために少なくとも第１の導体を用いて電気刺激パルス送達する工程と、背側神経根を刺激するために第１の導体とは異なる少なくとも第２の導体を用いて電気刺激パルスを送達する工程と、を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
腹側神経根に対する電気刺激の送達と背側神経根に対する電気刺激の送達とを交互に行う工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
腹側神経根に電気刺激パルスを断続的に送達する工程と、
イベントを感知する工程と、
感知したイベントに応じて、
求心性交感神経活動を刺激するように電気刺激パルスを背側神経根に送達するか、
遠心性交感神経活動を抑制するように腹側神経根に電気刺激パルスを送達する工程と、をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記感知したイベントは頻脈性不整脈である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
電気刺激パルスを送達する工程は、手動で患者が開始する入力に基づき神経刺激を送達する工程を含む、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気刺激の周波数を第１の周波数範囲に変化させて交感神経活動を抑制し、第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に変化させて交感神経の活動を刺激する工程をさらに含む、請求項１３乃至１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
神経刺激リードは、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，およびＴ５のうちの１つ以上に対応する椎骨の近傍において少なくとも部分的に脊髄を包囲する、請求項１３乃至２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
望ましい神経目標の捕捉を確認するために１つ以上のパラメータを感知する工程をさらに含む、請求項１３乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
望ましい神経目標の捕捉が確認されない場合、自動的に神経刺激場の再配置を行う工程を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
自動的に神経刺激場の再配置を行う工程は、刺激ベクトルを自動的に変化させる工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
自動的に神経刺激場の再配置を行う工程は、刺激強度を自動的に変化させる工程を含む、請求項２３または２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、一般に医療装置、特に神経根を選択的に刺激するためのシステム、装置、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
興奮時の交感神経は、心室性不整脈、心筋梗塞（ＭＩ）、心不全（ＨＦ）などの様々な心疾患に関係する。自律神経の調整に基づく治療は、前臨床研究および臨床研究の両方において様々な心疾患の効用を示している。自律神経バランスは、副交感神経目標を刺激することまたは交感神経目標を抑制することによって、より副交感神経性の緊張を有するように調整され、交感神経目標を刺激することまたは副交感神経目標を抑制することによって、より交感神経性の緊張を有するように調整される。
【０００３】
脊髄刺激は、疼痛制御など様々な治療のために提案されている。脊髄内および脊髄周囲の神経目標に電気刺激を送達するための既知の１つのシステムは、脊髄の背側硬膜上腔に一次元的に挿入したリードを用いる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】後側または背側から見たＴ１〜Ｔ５脊椎骨を含む脊柱を示す概略図。
【図１Ｂ】脊柱の側面図。
【図２】脊柱の一部の斜視図。
【図３】脊柱の断面を示す平面図。
【図４】脊髄刺激の送達に用いられるリードを植え込むための方法の一実施形態を示す概略図。
【図５】腹側神経根および背側神経根から延びている交感神経の経路を示す概略図。
【図６】神経根が３つの脊椎位置から延びている脊髄の一部を示し、さらに、様々な実施形態に係る背側神経根と腹側神経根の活動を刺激および／または抑制すべく電極を施術によって適所に設けるために、背側硬膜上腔を通じて少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リードを示す概略図。
【図７】脊髄の対側の背側神経根と腹側神経根を刺激するための複数のリードの一実施形態を示す概略図。
【図８】少なくとも部分的に脊髄を包囲するリード上の複数の電極を示す概略図。電極のうちの少なくとも幾つかは、背側神経根を刺激するために用いられるように施術によって配置され、電極のうちの幾つかは、腹側神経根を刺激するために用いられるように施術によって配置されている。
【図９】形状記憶を有する材料で作られる予め形成されたリードを含む一実施形態を示す概略図。リードを刺激部位に送達するために用いられるカテーテルからリードが出ると、リードは少なくとも部分的に脊髄を包囲するように予め形成された形状を回復する。
【図１０Ａ】腹側神経リードと背側神経リードを刺激すべく動作位置に刺激電極を置くために用いられる可動リードの一実施形態を示す概略図。
【図１０Ｂ】腹側神経リードと背側神経リードを刺激すべく動作位置に刺激電極を置くために用いられる可動リードの一実施形態を示す概略図。
【図１１Ａ】可動リードの一実施形態を示す概略図。
【図１１Ｂ】可動リードの一実施形態を示す概略図。
【図１１Ｃ】可動リードの一実施形態を示す概略図。
【図１２】腹側神経リードと背側神経リードを刺激すべく動作位置にリードの刺激電極を置くようにリードを送達するために用いられる可動カテーテルの一実施形態を示す概略図。
【図１３Ａ】可動カテーテルの一実施形態を示す概略図。
【図１３Ｂ】可動カテーテルの一実施形態を示す概略図。
【図１３Ｃ】可動カテーテルの一実施形態を示す概略図。
【図１４】複数のリング電極を備えるリードの一実施形態を示す概略図。
【図１５Ａ】周縁に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す概略図。
【図１５Ｂ】周縁に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す概略図。
【図１６Ａ】パドル状の先端に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す概略図。
【図１６Ｂ】パドル状の先端に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す概略図。
【図１７】効果的な刺激治療を確立および維持するために脊髄刺激リードを植え込む方法の一実施形態を示す概略図。
【図１８】様々な実施形態に係る、脊髄刺激を送達するために用いられるシステムを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
システムの様々な実施形態は、植込型リードと、植込型ハウジングと、ハウジング中の神経刺激回路と、ハウジング中のコントローラであって神経刺激回路に接続されているコントローラとを含む。リードは基端および先端を有する。先端は腹側神経根および背側神経根に神経刺激パルスを送達するように適合されている。リードの基端はハウジングに接続されるように適合されている。神経刺激回路は、植込型リードを用いて腹側神経根または背側神経根を刺激するために神経刺激パルスを発生させるように適合されている。コントローラは、神経刺激回路を制御して神経刺激治療を送達するように適合されている。
【０００６】
システムの様々な実施形態は、腹側神経根を刺激するための手段と背側神経根を刺激するための手段とを含む、神経根を刺激するための手段を含む。また腹側神経根の刺激および背側神経根の刺激を独立に制御するための手段をさらに含む。
【０００７】
方法の一実施形態によると、ヒトの背側硬膜上腔を通じて直立方向に、かつ少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リードを用いて、次のうちの１つ以上、すなわち、腹側神経根からの遠心性交感神経活動を刺激または抑制する腹側神経根と、腹側神経根からの求心性交感神経活動を刺激または抑制する背側神経根と、のうちの１つ以上に電気刺激パルスを送達する。
【０００８】
この発明の概要は本願の幾つかの開示内容についての概観であり、本願主題の排他的または包括的な治療であることを意図しない。本願主題についてのさらなる詳細は、詳細な説明と添付の特許請求の範囲に記載する。他の態様は、以下の詳細な説明を読み理解することによって、およびその一部をなす図面を参照することによって当業者に明らかであろう。詳細な説明と図面のそれぞれは、限定的な意味として解釈されるものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲とそれらの均等物によって定義される。
【０００９】
既知の脊髄刺激システムは、複数の電極を備える直線状のリード本体を含み、これは脊髄に沿った一次元的な動きしか可能としない。硬膜上腔内の直立方向の一次元的なアクセスは、神経経路を選択的に刺激するための機能、刺激の望ましい効用を増大させるように望ましい位置の神経目標に対して電極を配置するための機能、および硬膜上腔中のリードの移動または動きによって神経捕捉の損失を回避するための装置の機能を制限する。このリード設計の幾つかの問題にはリードの移動、および背側神経根と腹側神経根を正確に刺激できないことがある。
【００１０】
神経刺激治療を提供する様々な実施形態は、胸部脊髄上の交感神経の遠心性および／ま
たは求心性のニューロンを選択的に刺激する。このシステム、装置、および方法は、脊髄領域の神経目標を刺激するために多用途の方法を提供する。交感神経調整（交感神経活動の抑制または興奮）によって、異常な交感神経活動を伴う様々な心疾患が治療される。神経刺激は、疼痛、心不全、不整脈、狭心症などの治療に導入できる。様々な実施形態は交感神経の求心性を興奮させ（たとえば比較的低い周波数の後角刺激）、もしくは交感神経の遠心性を興奮させ（たとえば比較的低い周波数の前角刺激）、または交感神経の遠心性を抑制もしくはブロックする（比較的高い周波数の前角刺激）。幾つかの実施形態は、交感神経の応答（たとえば心拍数と血圧の変化）を試験することによって、および選択したニューロンを刺激すべく施術によって配置した電極を用いることによって、治療の送達を試験し適切に修正する。
【００１１】
脊髄刺激用電極を送達する様々な実施形態は、背側神経根中の交感神経の求心性経路、腹側神経根中の交感神経の遠心性経路、または交感神経の求心性経路と遠心性経路の両方を選択的に刺激することができる可動設計を提供する。リードは脊髄に沿って直立方向に上下に動かしてもよい。Ｔ１〜Ｔ５領域内などの目標領域に一度到達すると、リード本体は脊髄の周囲に屈曲および湾曲するように操縦できる。幾つかの実施形態は、脊柱の他の領域（たとえば頚部、胸部、または腰部の領域の様々な領域）を目標にする。幾つかの実施形態は、脊髄の少なくとも一部または脊柱の他の構造部の周囲においてリードを収縮させる。収縮は望ましくない大きな力を背骨に与えることなく、脊髄に対して適所に電極を固定するのに適している。リードの様々な実施形態は、脊柱の前角と後角の両方に沿って複数の電極を設け、交感神経の求心性を興奮させる（低周波数の後角刺激）か、もしくは交感神経の遠心性を興奮させる（低周波数の前角刺激）か、または交感神経の遠心性を電気的にブロックする（高周波数の前角刺激）ように電流を送達可能にする。幾つかの実施形態は、交感神経の応答（たとえば心拍数と血圧の変化）を試験することによって、および選択したニューロンを刺激すべく施術によって配置した電極を用いることによって、治療の送達を試験し適切に修正する。
【００１２】
［生理学］
本願主題を用いて治療可能な幾つかの疾病と神経系について、以下に簡潔に記載する。この記載は、開示の主題を読み手が理解するのを助けるものと考えられる。
【００１３】
［疾病］
本願主題は、自律神経の緊張を調整することによって、予防的または治療的に様々な疾病を治療するために使用されてもよい。このような疾病または症状の例としては、高血圧症、心臓リモデリング、および心不全がある。
【００１４】
高血圧症は、心臓病および他の関連する心臓合併症の一因である。高血圧症は、血管の狭窄時に生じる。この結果、心臓は、より高い血圧で血流を維持しようとより激しく働き、これが心不全の一因となり得る。高血圧症は、一般に高血圧（たとえば、心血管の損傷または他の悪影響を誘起し得るレベルまで、全身の動脈血圧が一過的または持続的に上昇すること）に関する。高血圧症は１４０ｍｍＨｇよりも高い収縮期血圧、または９０ｍｍＨｇよりも高い拡張期血圧として定義されている。高血圧症が制御できない結果としては、次に限定されないが、網膜血管病と卒中、左室の肥大と不全、心筋梗塞、解離性動脈瘤、および腎血管性疾患がある。人口の大部分やペースメーカまたは除細動器が植え込まれた患者の大部分は、高血圧症を患っている。血圧が低下し高血圧症が減少された場合、このような人々において長期死亡率や生活の質が改善できる。高血圧症を患う多くの患者は、治療（たとえば、ライフスタイルの変化や血圧降下剤に関係する治療）に応答しない。
【００１５】
心筋梗塞（ＭＩ）、または心拍出量の低下の他の原因にしたがって、構造的要因、生化学的要因、神経ホルモン要因、および電気生理学的要因に関係する心室の複雑なリモデリ
ング過程が生じる。心室リモデリングは、いわゆる後方不全によって心拍出量を増加させるように機能する生理学的代償機構がトリガとなる。この後方不全とは、心室の拡張期充満圧を増加させ、それによっていわゆる前負荷（すなわち、心拡張の終わりに心室中の血液量によって心室が伸ばされる程度）を増加させるものである。前負荷が増加すると収縮期の拍出量が増加し、フランク＝スターリングの法則として知られる現象が見られる。しかし一定の期間にわたる前負荷の増加によって心室が伸ばされると、心室は拡張する。心室容積の増大は、所与の収縮期圧において心室の壁圧を増加させる。これは心室によって行われる圧力−体積の仕事の増加とともに、心室心筋の肥大を招く刺激として機能する。拡張の不利な点は、正常な残りの心筋に余分な仕事の負荷がかかること、および肥大を招く刺激を表す壁張力が増加することである（ラプラスの法則）。肥大がこの増加した張力と釣り合うのに十分ではない場合、さらなる進行性の拡張を生じさせる悪循環が続く。心臓が拡張し始めると、求心性圧受容器と心肺受容器の信号が血管運動の中枢神経系制御中心に送られ、ホルモン分泌と交感神経放電とで応答される。これは、最終的に心室リモデリングに関係する細胞構造の有害な変化を生じる、血行力学と、交感神経系と、ホルモン変化（たとえば、アンジオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）活性の有無）とが組み合わさったものである。肥大を生じさせる持続したストレスは心筋細胞のアポトーシス（すなわち、プログラムされた細胞死）を誘起し、最終的に壁の菲薄化を誘起し、心臓機能をさらに悪化させる。したがって心室の拡張と肥大は初め代償的であり、心拍出量を増加させるが、この過程は最終的に収縮期と拡張期の両方において機能障害（代償不全）を来たす。心室リモデリングの程度は、ＭＩ後の患者および心不全患者の死亡率の増加と実際に相関関係にあることが示されている。
【００１６】
心不全（ＨＦ）は、心臓機能が末梢組織の代謝要求を満たすのに適切なレベルよりも低くなり得る、正常心拍出量を下回る臨床的症候群を言う。心不全は、静脈と肺の鬱血を伴う鬱血心不全（ＣＨＦ）として現れる場合がある。心不全は、虚血性心疾患など様々な病因による場合がある。心不全患者は自律神経バランスが低下しており、これはＬＶ機能障害と死亡率の増加に関連している。
【００１７】
［神経系］
自律神経系（ＡＮＳ）は「不随意」臓器を統制し、随意（骨格）筋の収縮は体性運動神経によって制御されている。不随意臓器の例としては呼吸器と消化器があり、血管と心臓も含まれる。多くの場合、ＡＮＳは、不随意反射として、たとえば腺の統制、皮膚、眼、胃、腸、および膀胱の筋肉の統制、ならびに心筋と血管周囲の筋肉の統制を行うように機能する。
【００１８】
ＡＮＳは交感神経系と副交感神経系を含む。交感神経系はストレスと緊急時への「闘争逃走反応（ｆｉｇｈｔ  ｏｒ  ｆｌｉｇｈｔ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」とに密接に関係する。他の効果のうち、「闘争逃走反応」は骨格筋の血流を増加させるべく血圧と心拍数を増加させ、かつ「闘争逃亡（ｆｉｇｈｔｉｎｇ  ｏｒ  ｆｌｅｅｉｎｇ）」のためにエネルギーを与えるべく消化を低下させる。副交感神経系は弛緩と「休息消化反応（ｒｅｓｔ  ａｎｄ  ｄｉｇｅｓｔ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」とに密接に関係し、これらは他の効果のうち、血圧と心拍数を低下させ、かつエネルギーを蓄えるべく消化を増進させる。ＡＮＳは正常な内部機能を維持し、体性神経系と共に働く。求心性神経は神経中枢にインパルスを伝え、遠心性神経は神経中枢からインパルスを伝える。
【００１９】
心拍数と力は、交感神経系が刺激されると増加し、交感神経系が抑制される（副交感神経系が刺激される）と減少する。心拍数、収縮性、および興奮性は、中枢的に介在する反射経路によって調整されることが知られている。心臓、大血管、および肺の圧受容器と化学受容器は、迷走神経線維と交感神経の求心性線維を通じて中枢神経系に心臓活動を伝達する。交感神経の求心性の興奮は、反射性交感神経の興奮、副交感神経の抑制、血管狭窄
、および頻脈のトリガとなる。対照的に副交感神経の興奮は、徐脈、血管拡張、およびバソプレッシン放出の抑制を来たす。多くの他の要因のうち、副交感神経もしくは迷走神経の緊張の低下、または交感神経の緊張の増加は、心室頻拍と心房細動を含む様々な不整脈の起源に関連する。
【００２０】
交感神経系と副交感神経系を刺激することは、心拍数と血圧以外にも影響し得る。たとえば、交感神経系を刺激すると瞳孔が散大し、唾液と粘液の生成が低下し、気管支筋が弛緩し、胃の不随意の収縮（蠕動）の連続波および胃の運動性が低下し、肝臓によるグリコーゲンのグルコースへの変換が増加し、腎臓による尿分泌が低下し、膀胱の壁が弛緩して括約筋が閉じる。副交感神経系を刺激する（交感神経系を抑制する）と瞳孔が狭窄し、唾液と粘液の生成が増加し、気管支筋が収縮し、胃と大腸の分泌および運動性が増加し、小腸の消化が増進し、尿分泌が増加し、膀胱の壁が収縮して括約筋が弛緩する。交感神経系と副交感神経系に関連する機能は多数あり、互いに複合的に統合され得る。
【００２１】
神経刺激は、神経の交通の刺激または神経の交通の抑制を行うために用いられてもよい。神経の交通を刺激するための神経刺激の一例としては、より低い周波数の信号（たとえば約２０Ｈｚ〜約５０Ｈｚの範囲内）がある。神経の交通を抑制するための神経刺激の一例としては、より高い周波数の信号（たとえば約１２０Ｈｚ〜約１５０Ｈｚの範囲内）がある。神経の交通の刺激および抑制を行うための他の方法が提案されている。
【００２２】
自律神経系の調整には、心不全患者およびＭＩ後の患者のリモデリングと死を防ぐ上で潜在的な臨床的利点がある。電気刺激は交感神経活動を抑制するために、および血管抵抗を減少させることによって血圧を低下させるために用いられてもよい。副交感神経の緊張を増加させる交感神経の抑制は、心筋梗塞に続く、不整脈の受攻性の低下に関連付けられ、これはおそらく、急性虚血心筋の側副潅流の増加と、心筋の損傷の減少とによる。
【００２３】
［脊髄］
図１Ａは、Ｔ１〜Ｔ５脊椎骨１０１を含む脊柱１００を示し、後側または背側から見た肋骨１０２をさらに示す。図１Ｂは、脊柱のＴ１〜Ｔ５脊椎骨１０１と肋骨１０２を含む脊柱の側面図である。これらの図は横軸、頭側（上）または尾側（下）の方向の縦軸、および後側または背側の方向と前側または腹側の方向も示す。
【００２４】
脊柱は頚部、胸部、および腰部の領域を含む。脊椎骨は脊柱の構成要素をなし、脊髄を保護する。Ｔ１〜Ｔ５は脊柱の胸部領域の一番上（頭側）の部分である。Ｔ１〜Ｔ５の突起は心臓を神経支配する。Ｔ１〜Ｔ５の脊柱の突起は交感神経である。遠心性交感神経活動の増加によって、心拍数と収縮性が増加する。心臓組織の求心性（たとえば痛みの信号）も脊柱分節Ｔ１〜Ｔ５に行きわたる。様々な実施形態は、心臓血管疾患の用途においてＴ１〜Ｔ５領域を目標にする。他の用途（たとえば高血圧症、糖尿病、肥満などの治療）においては、他の領域が目標にされてもよい。
【００２５】
図２は、脊柱の一部の斜視図である。示すように脊椎骨は、椎体２０３と、椎体２０３に取り付けられた椎弓２０４とを含む。積み重ねられた脊椎骨は、脊髄２０５を保護する脊柱管を与える。脊髄は脳と身体の各部との間で神経メッセージを運搬する神経組織である。神経根は分岐し、脊椎間の空間を通って両側から背骨を出る。脊髄は硬膜に囲まれており、この硬膜は脊髄を囲む脊髄分泌液を保持している。脊柱管の壁と硬膜との間の空間は、硬膜外腔２０６と言う。本願主題の幾つかの実施形態は背側硬膜上腔２０６を通じてＴ１〜Ｔ５領域にリードを誘導し、幾つかの実施形態は背側硬膜上腔を通じてＴ１〜Ｔ５領域にカテーテルを誘導する。
【００２６】
図３は、脊柱における脊椎の断面を示す平面図である。脊椎は椎体３０３と、棘突起を
含む椎弓３０４とを含む。脊椎骨は脊髄を含む脊髄管を備える。示す脊髄は、白質３０７と灰白質３０８を含む。脊髄神経３０９Ａ，３０９Ｂは、脊柱の側部から延びている。各脊髄神経３０９Ａ，３０９Ｂは、背側神経根３１０Ａ，３１０Ｂと腹側神経根３１１Ａ，３１１Ｂを有する。脊髄の前側または腹側の灰白柱は前角３１２Ａ，３１２Ｂと言い、脊髄神経の前根の運動線維のもととなるニューロンを含む脊髄の側方半分それぞれの前部における、灰白質の縦方向の一区分である。脊髄の後側の灰白柱は後角３１３Ａ，３１３Ｂと言い、脊髄神経の後根の求心性線維の末端を受ける脊髄の側方半分それぞれの後部における、灰白質の縦方向の一区分である。前根３１１Ａ，３１１Ｂは脊髄神経の遠心性運動根である。後根３１０Ａ，３１０Ｂは脊髄神経の求心性感知根である。前根は後根と合わさって混合した脊髄神経３０９Ａ，３０９Ｂをなす。後根の先端は後根の神経節を含み、この神経節は後根によって伝えられる神経繊維のニューロン細胞体を含む。
【００２７】
求心性交感神経の経路は、後根の神経節のニューロン体と、後角のニューロン体とを含む。遠心性交感神経の経路は、からＴ４／Ｔ５までの脊髄の中間外側の細胞椎における節前の運動ニューロン体と、上位、中位、下位の頚部神経節、およびＴ１からＴ４／Ｔ５までの胸部神経節の細胞Ｔ１の節後の運動ニューロン体とを含む。様々な実施形態は、胸部脊髄の選択した領域に電流を送達することによって、交感神経の遠心性および求心性の活動を調整する。幾つかの実施形態は、三次元の可動リード設計を提供する。このリードは脊柱に沿って上下に動かされてもよい。目標領域において、リード本体は脊髄の周囲に屈曲および湾曲するように操縦できる。このリード設置によって、複数の電極が脊髄の前角と後角の両方に沿って位置する。選択した電極は、求心性経路、遠心性経路、または求心性経路と遠心性経路の両方を選択的に調整するために使用される。したがって望ましい治療は、交感神経ニューロンに最も近い電極を選択することによって提供される。
【００２８】
図４は、腹側神経根と背側神経根から延びる交感神経の経路を示す。脊髄４０５の灰白質は前角４１２Ａ，４１２Ｂと後角４１３Ａ，４１３Ｂを含む。前根４１１は脊髄神経の遠心性運動根である。後根４１２は脊髄神経の求心性感知根である。前根は後根と合わさって混合した脊髄神経をなす。
【００２９】
図５は、脊髄刺激の送達に用いられるリードを植え込むための方法の一実施形態を示す。患者は椎間腔を開くように背を曲げる位置に座っても横になってもよい。植え込み位置に依存し、参照点としてテュフィエ（Ｔｕｆｆｉｅｒ）線を用いて適切な腰部の空間が識別される。無菌技術を用いて、脊柱のリード誘導針は頭蓋に向けられて正中線に挿入される。針が前方に押されると、黄色靭帯を通るために抵抗がある。抵抗の損失は、硬膜外腔が貫通されたという証拠である。リード５１４は一度硬膜外腔５０６に挿入されると、誘導針によって導入され、次いで硬膜外腔に通され、さらにＴ１〜Ｔ５領域まで、および脊髄５０５の少なくとも一部の周囲に通されてもよい。
【００３０】
図６は、神経根が３つの脊椎位置から延びている脊髄６０５の一部を示す。また、様々な実施形態に係る背側神経根と腹側神経根６１１，６１２の活動を刺激および／または抑制すべく電極を施術によって適所に設けるために、（示す脊髄６０５の背後の）背側硬膜上腔を通じて少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リード６１４をさらに示す。パルス発生器６１５は、適切な位置（たとえば、腹部領域内または殿部内もしくは殿部の真上）に植え込まれてもよい。植え込み処置時、リードの基端は刺激パルスを発生させてリード設置の効用を監視するために使用される外部装置に接続されてもよい。
【００３１】
図７は、脊髄の対側の背側神経根と腹側神経根を刺激するための複数リードの一実施形態を示す。示す図はパルス発生器７１５から出る２つのリードを示す。一方のリード７１４Ａは第１の側の周囲に向けられ、第２のリード７１４Ｂは第２の側の周囲に向けられる
。神経目標を刺激して望ましい効果を誘発するために、各リード上の電極は、神経根に対して施術によって適所に置かれる。
【００３２】
図８は、少なくとも部分的に脊髄８０５を包囲するリード８１４上の複数の電極を示す。電極８１６Ａのうちの少なくとも幾つかは、背側神経根８１２を刺激するために用いられるように施術によって配置され、電極８１６Ｂのうちの幾つかは、腹側神経根８１１を刺激するために用いられるように施術によって配置されている。各リードは、組み合わせて様々な刺激ベクトルを生成するように適合された複数の電極を備える。したがって電極の適切な組み合わせは、望ましい神経目標を効果的に刺激する刺激場を発生させるために用いられてもよく、幾つかの実施形態においては、神経刺激の考えられる望ましくない効果を回避するために用いられてもよい。
【００３３】
本願主題の幾つかの利点は、遠心性の目標、求心性の目標、および遠心性と求心性の目標の両方を含むより多くの治療選択肢を備えていることである。幾つかの実施形態は、求心性と遠心性の同時調整を提供する。たとえば慢性的で断続的な交感神経の遠心性刺激が、ＨＦの進行を変えるために使用され得る。一方、感知した急性イベントは、心室性不整脈の発生を抑制するために交感神経の求心性刺激のトリガとなり得る。幾つかの実施形態は、より堅牢な治療を提供するために求心性と遠心性の調整を変える機能を提供する。たとえばＨＦ患者において、感度低下を防ぎつつ交感神経活動を抑制するために、慢性的な交感神経の求心性刺激と慢性的な交感神経の遠心性ブロックまたは抑制が交互に与えられてもよい。幾つかの実施形態は、治療の望ましい効用を提供および／または維持する（神経目標の捕捉、および／または副作用の回避もしくは軽減を行う）ために、刺激を監視して調節する機能を提供する。リードの幾つかの実施形態は、リードの移動と動きが防止または軽減される安定したリード設置を促進する。
【００３４】
本願主題の幾つかの実施形態は、頻脈性不整脈の治療を提供する。たとえば幾つかの実施形態は、交感神経活動を反射的に抑制するために、比較的低い周波数を用いて脊髄の後角に交感神経の求心性刺激を送達し、幾つかの実施形態は、比較的高い周波数刺激を用いて脊柱の前角に直接的な交感神経遠心性の抑制を送達する。本願主題の幾つかの実施形態は、心不全の治療を提供する。たとえば幾つかの実施形態は、比較的低い周波数による、脊柱の前角における慢性的で断続的な遠心性刺激を用いて、交感神経活動を周期的に高める。幾つかの実施形態は、脊髄の前角における高周波数の電気刺激を用いて、慢性的にまたは断続的に交感神経の遠心性活動を抑制またはブロックする。
【００３５】
［リード／カテーテル］
一実施形態は、硬膜外腔の目標領域へのリード配置を助けるために、（たとえば、定位磁気案内を用いた）可動送達カテーテル、または他の案内手段を使用する。カテーテルの幾つかの実施形態は、２軸（縦軸（頭側／尾側の軸とも言う）と横軸）において誘導できる。リードの幾つかの実施形態は、リードが送達カテーテルから目標領域へ導入されると脊髄を包囲するように設計された「Ｊ」の字形の先端チップを有する。このＪの字形チップは、リードの移動を回避または軽減し、電極を適所に保持するのを助ける。さらに、Ｊの字形チップは、望ましくは腹側神経根および／または背側神経根の近くに刺激電極を保ち、脊柱との接触を維持する。次いでリードを適所としたまま、送達カテーテルはリードから剥がされ、または切り取られる。
【００３６】
一実施形態は、硬膜外腔の目標領域へのリード配置を助けるために可動刺激リードを使用する。リードの幾つかの実施形態は、２軸（縦軸（頭側／尾側の軸とも言う）と横軸）において誘導できる。リードの幾つかの実施形態は、望ましくは腹側神経根および／または背側神経根の近くに刺激電極を保ちつつ、適所への電極の保持および脊柱との接触の維持を助け、固定位置にロックまたは固定するように適合されている。たとえば幾つかの実
施形態は、リードを適所に保持するためにチャックを使用する。リードの位置を固定または安定させるために、他の設計が用いられてもよい。リードの先端の形状と位置を維持するために、リードの基端上の位置固定装置が使用されてもよい。
【００３７】
図９は、形状記憶を有する材料で作られる予め形成されたリードを含む一実施形態を示す。リード９１４は、リードを刺激部位に送達するために用いられるカテーテル９１７からリードが出ると、少なくとも部分的に脊髄９０５（または、潜在的に脊柱の他の構造部）を包囲するように予め形成された形状を回復する。予め形成されたリードの示す部分には、複数の電極９１６がある。これらの電極の様々な組み合わせは、望ましい神経目標を刺激すべく望ましい神経刺激場を発生させるように選択されてもよい。予め形成された形状に収縮して戻るとき適切な力を与えるように、リードは適切な材料特性で設計されている。幾つかの実施形態において、収縮力はリードを適所に固定するのに、またはリードの移動を妨げるのに十分である。
【００３８】
図１０Ａと図１０Ｂは、腹側神経と背側神経を刺激すべく動作位置に刺激電極を置くために用いられる可動リードの一実施形態を示す。示すリード１０１４は、複数の電極１０１６を備える。以下の一実施形態に示すように、リードは神経根を刺激すべく脊髄１００５の少なくとも一部の周囲の背側硬膜上腔からリードを誘導可能にするために、少なくとも２方向において誘導されるように設計されている。腹側神経根および／または背側神経根を刺激すべく動作位置に電極を固定して脊髄の周囲にリードを収縮させるために、可動腱（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｔｅｎｄｏｎ）または支え線が用いられてもよい。
【００３９】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、可動リードの一実施形態を示す。リード本体１１１４は先端１１１６を有する。可動腱１１１８を受け入れるように適合された内腔がリード本体１１１４にある。リード本体１１１４は、圧縮性または拡張性の側部１１１９と非圧縮性または拡張性の側部１１２０とを含む。ステアリグ腱は、圧縮性または拡張性の側部の圧縮または拡張を制御するように該側部に適切に接続される。リードは植え込まれると、腱を適切に制御することによって誘導される。
【００４０】
図１２は、腹側神経リードと背側神経リードを刺激すべくリードの刺激電極を動作位置に置くように該リードを送達するために用いられる可動カテーテルの一実施形態を示す。第１の可動腱１２２１は、予め形成された先端１２２３の先端部分に位置する第１のアンカ部材１２２２に取り付けられている。第２の可動腱１２２４は、撓み領域１２２６の末端に位置する第２のアンカ部材１２２５に取り付けられている。
【００４１】
アンカ部材１２２２，１２２５は、単に腱の先端部を軸に接合することを含め、本技術において既知の様々な材料と製造方法を用いて製造されてもよい。示す構造部において、アンカ部材４０４，４０８はステンレス鋼のリングからなり、このステンレス鋼のリングには可動腱が溶接またははんだ付けされてもよい。可動腱は、機械的干渉の接触部（たとえば圧着部材または停止部材）を用いて、アンカ部材に取り付けられてもよい。可動腱は、典型的には金属（たとえばステンレス鋼）部材（たとえば単線、編組線、またはリボン材料）で作られる。強度が高い合成部材（たとえばケブラ、炭素繊維）などの非金属性部材で腱を形成することは可能である。
【００４２】
幾つかの実施形態は、軸製造時にリード軸１２１４の壁内にアンカ部材を埋め込む。幾つかの実施形態において、アンカ部材は軸材料を接着またはホットメルトすることによってリード軸１２１４の内壁に取り付けられる。ホットメルトはアンカ部材を軸の内壁に密に接触させつつ、アンカ部材を加熱することによって行われてもよい。アンカ部材を取り付ける別の方法は、軸１０２の支持構造部（たとえば補強用のケージまたは組み紐）に対してバンドを打ち付けることに関係する。
【００４３】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、可動カテーテルの一実施形態を示す。図１３Ａは、基部ハンドルアセンブリ１３２８を含むカテーテルの外観図である。基部ハンドルアセンブリ１３２８は、典型的にはグリップ１３２９とステアリング部材１３３０を含む。このハンドルアセンブリ１３２８は、本技術において既知の原理（たとえば、全体が引用によって援用される米国特許第６，０９６，０３６号明細書、第６，２７０，４９６号明細書）によって製造されてもよい。
【００４４】
図１３Ｂは、図１３Ａの断面Ｂ−Ｂにほぼ対応するカテーテル軸の先端部分の断面である。軸の一実施形態１３３１は、ポリマー（典型的にはデュロメータ硬さが高いペバックス（Ｐｅｂａｘ）材）からなる壁１３３２を含む。この軸壁はスタイレット１３３３、典型的には弾力のある形状記憶部材（たとえば、ニチノールワイヤ、または他の超弾性の合金からなるワイヤ）を囲んでいる。ニチノールのスタイレットは、望ましい形状に制約されながら、スタイレットを加熱することによって予め形作られている。このように形成されたスタイレットは、次いで軸に挿入され、軸１３３１の先端１３３４において予め形成された形状とされる。スタイレットは使用時にカテーテル内で移動するのを防ぐために、典型的には軸の先端または先端付近に貼り付けられる。
【００４５】
示す図面において、軸壁はまた、電極に接続された導体１３３５を囲んでいる。また軸内には可動腱１３３６，１３３７を示す。可動腱は典型的には滑らかな材料（たとえばＰＴＦＥ）で形成される内腔内に配置されており、軸壁の内表面に貼り付けられてもよい。
【００４６】
図１３Ｃは、カテーテル軸１３３１の基部の断面を示す。軸のレイアウトは図１３Ｂのものと類似しており、さらに補強材１３３８と外部ケーシング１３３９を示す。補強材は、軸に妥当な量の屈曲を可能としながらも、軸方向およびねじりの剛性を軸に与える組み紐、ケージ、リボン、または他の補強材を含んでもよい。外部ケーシングは、軸壁として同様のデュロメータ硬さを有するペバックス材で作られてもよく、特異な保護特性および／または潤滑特性を有する異なる材料で作られてもよい。図１３Ｂと図１３Ｃに見られる先端部と基部の断面間の違い（たとえば基部支持部材の含有）のため、基部は先端部よりも高い剛性を有することになる。剛性の他のばらつきも、可撓軸の部分に沿って有利に誘起され得る。軸の剛性を変えるために軸壁の屈曲特性が変更されてもよく（たとえばポリマー材のデュロメータ硬さ）、またはスタイレットの特性（たとえば外径もしくは断面）が軸の長さに沿って異なってもよい。軸の長さに沿って剛性を変えることによって、誘導された区画の撓みを有益に強化してもよく、外傷の危険を最小化するために先端の剛性を調整してもよい。
【００４７】
複数の電極構成が使用されてもよい。本明細書に含まれる例示は例として提供され、可能な構成を包括的に記載したものであることを意図しない。
図１４は、複数のリング電極を備えるリードの一実施形態を示す。図は、環状の刺激電極１４１６を備えるリード１４１４の一実施形態を示す。環状の刺激電極１４１６は、様々な実施形態によると、たとえば腹側神経根または背側神経根を選択的に刺激するために用いられる電極領域をなす。望ましい神経目標に神経刺激を送達するために、環状の刺激電極のいずれか１つまたは組み合わせが用いられてもよい。
【００４８】
図１５Ａ〜図１５Ｂは、周縁に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す。示す電極１５１６はリード１５１４に外接していない。したがって、示す電極のうちの一部の組は、指向性のある刺激を与えるために選択されてもよい。たとえばリードは所定位置に供給されるとねじれても回転してもよく、リードの一方の側の神経目標を、リードの他方の側の他の神経または組織を刺激せず刺激することが所望されてもよい。たとえば１つの脊椎骨から延びている根神経は、他の脊椎骨から延びている根神経を刺激せず刺激されても
よい。電極のうちのどの一部の組が神経目標の方を向いているかを判断するために、神経刺激テストのルーチンは、神経刺激の送達に使用可能な電極を循環させて用いてもよい。図１５Ｂは、約９０度離れて、別々の４つの電極をリードの周囲に備える一例を示す。他の電極の配列と間隔が使用されてもよく、たとえば次に限定されないが例として、周縁に約４５度、約９０度、もしくは約１８０度の間隔をあけた２つの電極、または周縁に約１２０度、約６０度、もしくは約３０度の間隔をあけた３つの電極が使用されてもよい。
【００４９】
図１６Ａ〜図１６Ｂは、パドル状の先端に複数の電極を備えるリードの一実施形態を示す。パドル状の先端１６４０は、比較的平坦なプロファイルを有する。電極１６１６はパドルの一方の側に配置され、パドル状の先端の一方の側に電気刺激場が発生する。
【００５０】
図１７は、効果的な刺激治療を確立および維持すべく脊髄刺激リードを植え込むための方法の一実施形態を示す。１７４１において、リードは硬膜外腔に挿入される。図５について、および様々な可動リードと可動カテーテルの設計について例を記載した。１７４２において、リード（またはカテーテル）は、Ｔ１〜Ｔ５範囲の位置にある背側神経根および／または腹側神経根の施術において近傍のリード上に電極を配置するために、リードを側方において脊髄に隣接させ、かつ少なくとも部分的に脊髄の周囲に向けるように誘導される。１７４３において、電極位置が効果的な刺激を与えるか否かを判断するために、電極位置が試験される。たとえば幾つかの実施形態は、神経目標（たとえば、腹側神経根および／または背側神経根）の捕捉を確認するために、１つ以上の生理学的パラメータを監視する。本願主題は、腹側神経根のみを選択的に刺激すること、もしくは目標にすることができ、および／または背側神経根を選択的に刺激することができる。幾つかの実施形態は、神経刺激への潜在的な意図しない応答を軽減するために、１つ以上の生理学的パラメータを監視する。捕捉を確認することができない場合、または植え込み処理時に望ましくない副作用が見られる場合、１７４４に表すように、この処理は効果的な刺激を実現すべく物理的な配置および／または電子的な配置を調節する。物理的な再配置は、リードを物理的に動かす（たとえば脊髄の周囲において押す、引く、回転させる、収縮させる）ことに関係する。電子的な再配置は、電気刺激場の方向と位置を調節するために、電極の様々な組み合わせを選択することに関係する。電子的な再配置は、自動処理の一部として実行されてもよい。望ましい効用が実現されるまで、装置は利用可能な電極の組み合わせ（および刺激強度）を循環させて用いる。電子的な再配置は、植え込み処置時に専門家によって制御されてもよい。幾つかの実施形態は、専門家による潜在的な構成の制御と自動テストルーチンとの組み合わせを用いる。
【００５１】
効果的な刺激が検出されると、１７４５において物理的なリード設置が設定される。リードの基端は植込型パルス発生器に接続され、たとえば腰のくびれた部分に植え込まれてもよい。１７４６において、植え込まれたリードと植え込まれたパルス発生器を用いて治療が送達される。１７４７において、捕捉を確認するために、および／または刺激の副作用を軽減するために、植え込まれたパルス発生器は効果的な刺激を断続的に試験する。１７４８に示すように、効果的な刺激を送達するために、電子的な配置は適宜調節される。この電子的な再配置は自動的に実行されてもよく、プログラマを用いて専門家によって制御されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。
【００５２】
図１８は、様々な実施形態に係る脊髄刺激を送達するために用いられるシステムを示す。示す神経刺激装置の実施形態１８５０は、神経刺激回路１８５１と、フィードバック回路１８５２と、コントローラ１８５３と、メモリ１８５４とを含む。示す実施形態は、少なくとも１つのリード１８５６に接続される少なくとも１つのポート１８５５をさらに含む。少なくとも１つのリードは、Ｔ１〜Ｔ５領域に続く背側硬膜上腔に供給されるように適合されており、腹側神経根および／または背側神経根を刺激するように少なくとも部分的に脊髄の周囲に向けられている。適切に配置された神経刺激電極に適切な信号が供給さ
れるときに望ましい神経反応を誘発すべく、リード上の少なくとも１つの神経刺激電極１８５７に神経刺激信号を供給するために、神経刺激回路はポートに接続されている。フィードバック回路は、生理学的センサ１８５８から信号を受信するようにポートに接続されている。生理学的センサは、神経根を刺激するために硬膜外腔に供給されるリードとは異なるリード上にあってもよい。幾つかの実施形態は、他の植込型医療装置（たとえばペースメーカまたは不整脈治療装置）からフィードバック信号を受信する。このセンサは、少なくとも部分的に神経刺激に依存する生理学的機能を感知する。このような機能の例としては、心拍数、血圧、ＥＣＧ波形、呼吸、および加速／運動がある。したがって様々な実施形態は生理学的センサとして心拍数センサを実装し、様々な実施形態は生理学的センサとして血圧センサを実装する。このようなセンサの一例として、血流を感知するように適合された音響センサがある。感知した血流は、血圧および／または心拍数を判断するのに使用できる。しかし、他のセンサ技術が使用されてもよい。
【００５３】
示すシステムは、他の装置との連絡を行うように適合された通信モジュール１８５９を含む。たとえば幾つかの実施形態は、テレメトリを用いて連絡を行う。様々な実施形態は、植込型装置からプログラマ１８６０などの外部装置に無線で連絡を行う。様々な実施形態は、有線接続または無線接続によって、他の植込型医療装置１８６１との連絡を行う。他の植込型医療装置の例としては、心調律管理装置（たとえばペースメーカ、心臓除細動器など）があり、さらに植込型神経刺激装置がある。幾つかの実施形態によると、このような他の植込型医療装置は、神経根の刺激によって影響される生理学的パラメータを感知し、植え込み処置時または装置が慢性的に患者に植え込まれている間、感知した生理学的パラメータに関する情報を連絡する。幾つかの実施形態によると、通信モジュールは、可搬の外部装置１８６２（たとえば携帯情報端末、電話機、インテロゲータ、ラップトップコンピュータ）との連絡を行うように適合されている。幾つかの実施形態によると、可搬の外部装置１８６２とプログラマ１８６０は、通信ネットワーク１８６３によって連絡を行うように適合されている。
【００５４】
心拍数および／または血圧は、刺激が自律神経系に影響しているか否かを判断するために使用されてもよい。さらに、様々な自律神経バランスの指標（ＡＢＩ）が、神経根への神経刺激治療に関するフィードバックを与えるために使用されてもよい。様々な実施形態は、パラメータ（たとえば心拍変動性（ＨＲＶ）、心拍数の乱れ（ＨＲＴ）、心電図特性、活動、呼吸と活動）の１つまたは様々な組み合わせを用いてＡＢＩを評価する。これらのパラメータについては、以下に簡潔に記載する。様々な実施形態は、ＡＢＩを用いた治療の閉ループ制御を提供する。
【００５５】
ＨＲＶは、自律神経バランスを評価するために提案されている１つの技術である。ＨＲＶは洞房結節の統制、すなわち自律神経系の交感神経枝および副交感神経枝による心臓の自然なペースメーカに関する。ＨＲＶの評価は、心調律の拍毎の揺らぎが、交感神経活動と迷走神経活動のバランスの程度によって定義される心臓健康の間接的尺度を与えるという仮定に基づく。
【００５６】
固有の心室の心収縮間の時間間隔は、心拍数の変化と循環系によってポンピングされる血液量の変化とに対する身体の代謝要求に応じて変化する。たとえば運動期間または他の活動期間、ヒトの固有の心拍数は、一般に複数または多数の心拍動の期間にわたって増加する。しかし、運動なしで、拍毎の基準（すなわち、ある心拍動から次の心拍動まで）に基づいた場合でも、固有の心収縮間の時間間隔は一人の正常な人において異なる。固有の心拍数のこれらの拍毎のばらつきは、血圧と心拍出量の自律神経系によって適切に統制されている結果である。このようなばらつきがないことは、自律神経系によって行われる統制が欠如している可能性を示す。ＨＲＶを分析するための１つの方法は、固有の心室収縮を検出することと、異所性収縮（正常な洞調律の結果ではない心室の収縮）を除いた後、
これらの収縮間の時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔と言う）を記録することとに関係する。Ｒ−Ｒ間隔のこの信号は、典型的には、たとえば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）技術を用いることによって周波数ドメインに変換され、その結果、そのスペクトルの周波数成分を分析して低周波数帯域と高周波数帯域とに分割することができる。たとえば低周波数（ＬＦ）帯域は周波数（ｆ）範囲０．０４Ｈｚ＜ｆ＜０．１５Ｈｚに相当し、高周波数（ＨＦ）帯域は周波数範囲０．１５Ｈｚ＜ｆ＜０．４０Ｈｚに相当し得る。Ｒ−Ｒ間隔の信号のＨＦ帯域は、自律神経系の副交感神経成分／迷走神経成分によってのみ影響される。Ｒ−Ｒ間隔の信号のＬＦ帯域は、自律神経系の交感神経成分と副交感神経成分の両方によって影響される。したがってＬＦ／ＨＦ比は、自律神経系の交感神経成分と副交感神経成分／迷走神経成分との間の自律神経バランスをよく表すものと見なされる。ＬＦ／ＨＦ比の増加は交感神経成分の優位性の増加を示し、ＬＦ／ＨＦ比の低下は副交感神経成分の優位性の増加を示す。特定の心拍数について、ＬＦ／ＨＦ比は患者の健康度の指標として見なされ、より低いＬＦ／ＨＦ比は心血管の健康がより肯定的な状態であることを示す。Ｒ−Ｒ間隔の信号の周波数成分のスペクトル分析は、時間ドメインから周波数ドメインへのＦＦＴ（または自己回帰など、他のパラメータ変換）技術を用いて実行されてもよい。このような計算は、相当量のデータ保存とデータ処理の性能を要する。さらに、このような変換計算は電力消費量を増加させ、電池駆動の植込型装置が交換を必要とするまでに使用可能な時間を短縮させる。
【００５７】
ＨＲＶパラメータの一例は、ＳＤＡＮＮ（平均化したＮＮ間隔の標準偏差）であり、これは、全体の記録に含まれる連続する５分間のセグメントすべての平均値の標準偏差を表す。他のＨＲＶパラメータが使用されてもよい。
【００５８】
ＨＲＴは、短い初期の心拍数加速とそれに続く心拍数減速からなる心室性期外収縮（ＰＶＣ）に対する洞結節の生理学的応答である。ＨＲＴはＨＲＶに密接に相関する自律神経機能の指標であることが示されている。ＨＲＴは自律神経の圧反射であると考えられている。ＰＶＣは、短時間の動脈圧の乱れ（期外収縮の小さな振幅、続いて生じる正常拍の大きな振幅）を生じさせる。自律神経系が健康な場合、この素早い変化はＨＲＴの形で瞬間応答によって直ちに登録されるが、自律神経系が害される場合は弱められるかなくなる。
【００５９】
例としてであって次に限定されないが、ＴＯ（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ  Ｏｎｓｅｔ）とＴＳ（Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ  Ｓｌｏｐｅ）を用いてＨＲＴを定量化することが提案されている。ＴＯはＰＶＣの直前と直後の心拍数の違いを言い、パーセントで表されてもよい。たとえばＰＶＣの前後で２拍を評価する場合、ＴＯは次のように表されてもよい。
【００６０】
【数１】
2011518641.tif 000003
ＲＲ−２とＲＲ−１はＰＶＣに先行する初めの２つの正常間隔であり、ＲＲ＋１とＲＲ＋２はＰＶＣに続く初めの２つの正常間隔である。様々な実施形態において、ＴＯは個々のＰＶＣそれぞれについて判断され、次いで個々の測定値すべての平均値が判断される。しかしＴＯは数々の測定について平均化しなくてもよく、１つのＰＶＣイベントに基づいてもよい。正のＴＯ値は洞調律の減速を示し、負の値は洞調律の加速を示す。ＰＶＣの前後で分析されたＲ−Ｒ間隔の数は、望ましい用途にしたがって調節されてもよい。ＴＳは、たとえば５つのＲ−Ｒ間隔の各シーケンスについて、最も急勾配の直線回帰として算出されてもよい。様々な実施形態において、ＴＳの算出は平均化したタコグラムに基づき、ＲＲ間隔あたりのミリ秒で表される。しかし、ＴＳは平均化を行わずに判断されてもよい。ＴＳの算出において直線回帰を判断するのに用いられるシーケンス内のＲ−Ｒ間隔の数
は、望ましい用途にしたがって調節されてもよい。
【００６１】
規則または基準は、ＰＶＣの選択に用いられるように、およびＰＶＣの前後において有効なＲＲ間隔の選択に用いられるように設けられてもよい。ＰＶＣのイベントは、先行する間隔よりも幾らかの時間またはパーセントだけ短い間隔範囲におけるＲ−Ｒ間隔によって定義されてもよく、心房イベントが測定される場合にＰ波（心房イベント）が介在しないＲ−Ｒ間隔によって定義されてもよい。様々な実施形態は、先行する収縮から一定の範囲で収縮が生じる場合、かつ後続の収縮から一定の範囲内で収縮が生じる場合にのみ、ＰＶＣを選択する。たとえば様々な実施形態は、最小の期外収縮を２０％とし、期外収縮後の間隔を正常の間隔より少なくとも２０％長いものとするＰＶＣに、ＨＲＴの算出を限定する。さらに、ＰＶＣ前のＲ−Ｒ間隔とＰＶＣ後のＲ−Ｒ間隔は、どの拍もＰＶＣではないという条件を満たす場合に有効であると考えられる。１つのＨＲＴ処理は、たとえば第１の時間長より短いＲＲ間隔、第２の時間長より長いＲＲ間隔、先行する間隔とは第３の時間長を超える分だけ異なるＲＲ間隔、または基準範囲とは所定量の時間長またはパーセントだけ異なるＲＲ間隔を除外する。特定の値を用いるこのようなＨＲＴ処理の一実施形態において、ＲＲ間隔は、３００ミリ秒未満である場合、２０００ミリ秒を超える場合、先行する間隔とは２００ミリ秒を超える分だけ異なる場合、または最近の５つの洞の間隔の平均値とは２０％を超える分だけ異なる場合に除外される。本願主題の様々な実施形態は、ＰＶＣの選択に用いられ、かつＰＶＣの前後において有効なＲＲ間隔の選択に用いられるプログラム可能なパラメータ（たとえば、上記のパラメータのうちのいずれか）を提供する。
【００６２】
自律神経バランスを監視するためにＨＲＴを用いる利点は、ある一瞬間に自律神経バランスを測定する機能を含む。さらに、ＨＲＶの測定とは異なり、ＨＲＴの評価は、常習的な心房ペーシングを有する患者において行われてもよい。さらにＨＲＴの分析は、自律神経バランスの単純でプロセッサ負荷の高くない測定を提供する。したがって、データ処理、データ保存、およびデータ流量は比較的小さく、結果的に装置のコストはより少なく、電力消費量はより抑えられる。また、ＨＲＴ評価はＨＲＶより高速であり、必要とされるＲ−Ｒデータはかなり少ない。ＨＲＴは、典型的な神経刺激バースト長と同様の長さの短い記録期間（たとえば約数十秒）にわたる評価を可能にする。
【００６３】
様々な実施形態は、ＡＢＩを提供するために様々なＥＣＧ特性を抽出する。このような特性の例としては、ＨＲＶを形成するのに使用され得る心拍数と、ＨＲＴとがある。ＥＣＧから他の特性を抽出してもよく、ＡＢＩを提供するためにこれらの特性の１つまたは組み合わせを用いてもよい。様々な実施形態は、ＡＢＩを提供するために血圧を提供する。たとえば幾つかの実施形態は、肺動脈の血圧を感知する。
【００６４】
患者の活動を評価するために、活動センサが用いられてもよい。交感神経活動は、当然、活動的な患者においては増加し、不活発な患者においては減少する。したがって活動センサは、患者の自律神経バランスを判断するのに使用される前後関連による測定を提供し得る。様々な実施形態は、たとえば心拍数および／または呼吸速度を傾向化して活動の指標を提供するために、センサの組み合わせを提供する。
【００６５】
呼吸を検出するための２つの方法は、経胸壁インピーダンスと分時換気量を測定することに関係する。呼吸は活動の指標であってもよく、交感神経の緊張の増加を説明してもよい。たとえば、運動の原因となり得る交感神経活動の増加が検出されるため、自律神経の緊張を調整するための治療を変更または修正することは適切ではない場合がある。
【００６６】
呼吸の測定（たとえば経胸壁インピーダンス）は、呼吸性洞不整脈（ＲＳＡ）を測定するために使用されてもよい。ＲＳＡは洞房結節への交感神経および迷走神経のインパルス
の流れに対する呼吸の影響によって生じる、不整脈の自然な周期である。心調律は主に、心拍数と収縮力を抑制する迷走神経の制御下にある。息を吸うと迷走神経活動は妨げられ、心拍数は増加し始める。息を吐くと迷走神経活動は増加し、心拍数は減少し始める。心拍数の揺らぎの程度はまた、大動脈および頚動脈中の圧受容器（圧力センサ）からの規則的なインパルスによって有意に制御される。したがって、自律神経バランスの測定は、呼吸の周期に心拍数を相関させることによって提供されてもよい。
【００６７】
メモリ１８５４は、装置の機能を実行するためにコントローラによって操作可能なコンピュータ読取可能な命令を含む。したがって様々な実施形態において、コントローラは、メモリに保存されている神経刺激治療スケジュールにしたがってプログラムされた神経刺激治療１８６４を提供するための命令で動作するように適合されている。様々な「閉ループ」システムは、概して刺激強度モジュール１８６５によって示すように、望ましい影響をもたらすために予めプログラムされた治療にしたがってフィードバック回路が受信する感知した生理学的信号に基づき、神経刺激の強度を変化させる。したがって閉ループシステムは、神経刺激治療時に、測定した生理学的パラメータを上限境界および下限境界内に維持するように神経刺激強度を適宜増減させることができる。生理学的信号からのフィードバックがない様々な「開ループ」システムも、刺激強度を変化させるようにプログラムされてもよい。たとえば、強度はプログラムされたスケジュールに基づき調整されてもよい。様々な実施形態は、神経刺激信号の振幅、神経刺激信号の周波数、神経刺激信号のデューティサイクル、刺激信号の持続期間、神経刺激信号の波形、神経刺激信号の極性、またはそれらの任意の組み合わせを調整することによって、刺激強度を調整する。
【００６８】
様々な実施形態は、概してコントローラ１８５３の電極構成モジュール１８６６によって示すように、電極の構成を自動的に変更する。示す電極構成モジュールは、使用可能な電極のうちのどの電極が神経刺激を送達するために使用されるかと、電極の刺激ベクトルとを制御するために、制御スイッチ１８６７を制御するように適合されている。さらに、示す電極構成モジュールは、異なる電極の組み合わせの刺激強度と刺激ベクトルとを制御するために、刺激強度モジュールとともに働くように適合されている。したがって、たとえば電極構成モジュールは、特定の電極の組み合わせとベクトルとについて基準神経刺激レベルを発見することができ、刺激強度モジュールは、基準神経刺激レベルに基づき神経刺激をさらに調整してもよい。メモリに保存されている神経刺激テストのルーチンは、使用可能な電極構成のうち、効果的な電極構成について試験する処理を制御する。
【００６９】
様々な実施形態において、コントローラは、たとえば慢性的に植え込まれた装置において、神経刺激テストのルーチンを自動的に実施する。様々な実施形態において、（たとえば望ましい神経根を刺激すべく望ましい位置にリードを植え込むために装置において使用され得る）自律神経刺激治療の送達に用いられる神経刺激電極のうち、少なくとも１つをユーザが選択できるように、コントローラとユーザインターフェースは協同して神経刺激テストのルーチンを実施する。たとえば植え込み処置時に、ユーザインターフェースは様々な電極構成のテスト結果を表示してもよい。電極の構成を識別する情報は、刺激、刺激の振幅、刺激の周波数、刺激のデューティサイクル、刺激の持続期間、刺激の波形、および刺激の極性に用いられる電極を含んでもよい。テスト結果は、電極の構成への神経刺激に起因する検出した生理学的応答（たとえば心拍数）を含んでもよい。ユーザはテスト結果を再検討し、テスト結果を用いて電極の構成を選択してもよい。
【００７０】
示すコントローラは、たとえば不整脈イベントまたは虚血イベントを検出するために使用され得るイベント検出器１８６８を含む。イベントの検出時、装置はイベントに対して適切に治療を調節する。幾つかの実施形態によると、腹側神経根および／または背側神経根の刺激を調節するために、別のＩＭＤ１８６１がイベントを検出し、装置にイベントを連絡する。
【００７１】
［神経刺激治療］
神経刺激治療の例としては、血圧制御（たとえば、高血圧症を治療するため）、心調律管理、心筋梗塞と虚血、心不全、および疼痛の制御のための神経刺激治療がある。治療の一実施形態は、心室リモデリングを防止すること、および／または治療を行うことに関係する。自律神経系の活動は、ＭＩの結果としてまたは心不全のために生じる心室リモデリングを少なくとも部分的につかさどる。リモデリングは、たとえばＡＣＥ阻害薬とベータ遮断薬を用いた薬理学的介入によって影響され得ることが実証されている。しかし、薬理学的治療には副作用の危険があり、また、正確な方法で薬の効果を調整することは難しい。本願主題の実施形態は、自律神経活動を調整するために、電気刺激性（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｉｍｕｌａｔｏｒｙ）手段（抗リモデリング治療またはＡＲＴと言う）を使用する。自律神経活動のこのような調整は、心室の再同期ペーシング（リモデリング制御治療（ＲＣＴ）と言う）によって送達されるとき、心臓リモデリングの逆転または妨害に相乗的に作用し得る。
【００７２】
神経刺激治療の一実施形態は、高血圧症を低下させるのに十分な持続期間、副交感神経の緊張を増加させる（たとえば、交感神経活動を抑制する）ことによって高血圧症を治療することに関係する。神経刺激（たとえば、交感神経の刺激および／または副交感神経の抑制）は、物理的な条件付けの効果を模倣してもよい。概して、身体活動とフィットネスは健康を増進し、死亡率を低下させることが認められている。有酸素性トレーニングは心臓の自律神経統制を改善すること、心拍数を低下させること、および増加した心臓迷走神経の出力に関連することが研究によって示されている。より高い副交感神経活動の基線の測定は、改善されたエアロビクスフィットネスと関連している。運動トレーニングは自律神経系に断続的にストレスを与え、このストレスの間、交感神経活動を増加させる。しかし、運動セッションが終了してストレスが除かれると、身体は基線の副交感神経活動を増加させ、基線の交感神経活動を低下させる様式で戻る。条件付けは、経時的に断続的に生じる反復性の高次の運動であると考えられてもよい。断続的にストレスを与える条件付け治療は、心不全の治療として行われてもよい。
【００７３】
脊柱中の神経目標は、疼痛制御治療の一部として目標にされてもよい。疼痛制御治療は、体性痛、内臓痛、または神経障害痛に対処するのに用いられてもよい。疼痛制御治療はまた、急性または慢性の疼痛に対処するのに用いられてもよい。様々な実施形態によると、疼痛制御治療は他の治療（たとえば心不全）に統合される。幾つかの実施形態は、患者が疼痛制御治療を活性化するための手段を提供する。この手段は、外部装置から植込型パルス発生器への無線連絡を使用してもよく、またはたとえば植込型パルス発生器に配置された磁石の磁場を使用してもよい。例として、狭心症の疼痛が発現している患者は、疼痛制御治療を開始することを選択してもよい。医師は必要とされる疼痛制御治療への制限をプログラムしてもよく、一定期間において治療が必要とされ得る回数が制限される。様々な実施形態は、治療による疼痛を回避または最小化するために、別の治療と併せて疼痛制御治療を行う。たとえば除細動のショックが患者に与えられようとする場合、様々な実施形態はショックの送達を見込んで疼痛制御治療を行う。
【００７４】
［心筋刺激治療］
様々な神経刺激治療が、様々な心筋刺激治療に統合されてもよい。治療の統合は相乗効果を有し得る。治療は互いに同期して行われてもよく、感知したデータは共有されてもよい。心筋刺激治療は、心筋の電気刺激を用いる心臓治療を提供する。心筋刺激治療の幾つかの例を以下に記載する。
【００７５】
ペースメーカは最も一般的には、心室レートが遅すぎる徐脈の治療において、タイミングを合わせたペーシングパルスによって心臓をペーシングする装置である。ペースメーカ
は適切に機能する場合、最小心拍数を高めることによって代謝要求を満たすように適切な調律でペーシングできない心臓の働きを補う。血液の効率的なポンピングを促進させるために、心周期内で心臓チャンバが収縮する様式および程度に影響する植込型装置も開発されている。チャンバが協調して収縮するとき心臓はより効果的にポンピングし、通常、心房と心室の両方において特定化された経路によって、興奮（すなわち脱分極）が心筋全体へ素早く伝導可能となる。これらの経路は、洞房結節から心房心筋へ、房室結節へ、さらにそこから心室心筋へ興奮性のインパルスを伝導し、両心房と両心室が協調して収縮することになる。この両方によって各チャンバの筋繊維の収縮が同期し、各心房または各心室の収縮と対側の心房または心室とが同期する。正常に機能する特定化された伝導経路によって可能となる同期を行わない場合、心臓のポンピング効率は大幅に減少する。これらの伝導経路の病態度、および他の心室間伝導または心室内伝導の欠陥は、心不全の素因となり得る。これは臨床的症候群と言い、心臓機能の異常のために、心拍出量が末梢組織の代謝要求を満たすのに十分なレベルよりも低くなる。これらの問題を処理するために、心房および／または心室の収縮の協調を改善する目的で、１つ以上の心臓チャンバに、タイミングを合わせた電気刺激（心臓同期治療（ＣＲＴ）と呼ばれる）を与える植込型心臓装置が開発されている。再同期は直接的に筋収縮性ではないが、向上したポンピング効率と増加した心拍出量によってより協調した心室収縮をもたらし得るため、心室の再同期は心不全を治療するのに有用である。現在、ＣＲＴの一般的な形式は、同時に、または指定した両心室オフセット間隔によって分けて、かつ固有の心房収縮の検出または心房ペーシングの送達に対して指定した房室遅延間隔の後に、両心室に刺激パルスを供給する。
【００７６】
ＣＲＴは、ＭＩ後の患者および心不全患者に生じ得る有害な心室リモデリングの軽減に有益となり得る。おそらくこれはＣＲＴが行われるとき、心臓ポンピング周期内に心室がうける壁圧の分散が変化した結果として生じる。心臓の筋繊維が収縮前に伸びる程度は前負荷と呼ばれ、筋繊維が短縮する最大の張力および速度は、増加する前負荷とともに増大する。心筋領域が他の領域よりも後で収縮するとき、これら反対の領域の収縮は、後で収縮する領域を伸ばし、前負荷を増加させる。心筋繊維の収縮時の張力またはストレスの程度は後負荷と呼ばれる。大動脈と肺動脈に血液が送り込まれると心室内の圧力は拡張期から収縮期の値へ急速に上昇するため、興奮性の刺激パルスによって最初に収縮する心室の部分は、後で収縮する心室の部分よりも、より低い後負荷に対してそのように挙動する。したがって、他の領域よりも後で収縮する心筋領域は、増加した前負荷と後負荷の両方を受ける。この状況は、心不全とＭＩによる心室機能障害とに関連した心室伝導遅延によってたびたび生じる。後で興奮する心筋領域への壁圧の増加は、おそらくほぼ心室リモデリングのトリガとなる。より協調した収縮を生じさせ得る様式で梗塞領域付近の心室の１つ以上の部位をペーシングすることによって、ＣＲＴは心筋領域を予め興奮させる。他の場合、この領域は収縮期内において後で興奮して壁圧の増加をうける。他の領域よりもリモデリングした領域を予め興奮させることによって、該領域の機械的ストレスが軽減され、リモデリングの逆転または妨害を発生させることが可能となる。
【００７７】
カーディオバージョン（ＱＲＳ群に同期して心臓に送達される電気ショック）と、除細動（ＱＲＳ群に同期しないで送達される電気ショック）とは、ほとんどの頻脈性不整脈を終わらせるために使用されてもよい。電気ショックは、心筋を脱分極させ同時に不応にすることによって頻脈性不整脈を終わらせる。植込み型カーディオバータ除細動器（ＩＣＤ）として知られる種のＣＲＭ装置は、装置が頻脈性不整脈を検出すると心臓にショックパルスを送達することによってこの種の治療を提供する。頻脈の別の種類の電気治療は、抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ）である。心室のＡＴＰにおいて、頻脈を引き起こすリエントリ回路を中断させるために、心室は１つ以上のペーシングパルスによって競争的にペーシングされる。現代のＩＣＤは典型的にはＡＴＰ機能を有し、頻脈性不整脈が検出されるとＡＴＰ治療またはショックパルスを送達する。
【００７８】
本明細書に示し記載したモジュールと他の回路は、ソフトウェア、ハードウェア、およびソフトウェアとハードウェアの組み合わせを用いて実装されてもよいことを当業者には理解されたい。このようにモジュールおよび回路という用語は、ソフトウェア実装、ハードウェア実装、およびソフトウェアとハードウェアの実装を包含するように意図される。
【００７９】
本開示に示す方法は、本願主題の範囲内の他の方法を除外することを意図しない。当業者は本開示を読み理解することによって、本願主題の範囲内の他の方法を理解するであろう。上記の実施形態と示す実施形態の部分とは、必ずしも相互に排他的である必要はない。これらの実施形態またはそれらの部分は、組み合わせられてもよい。様々な実施形態において、一連の命令を表し、かつ１台以上のプロセッサによって実施されるときプロセッサにそれぞれの方法を実行させる搬送波または伝播信号において具現化されるコンピュータデータ信号を用いて、方法は実施される。様々な実施形態において、プロセッサにそれぞれの方法を実行するように指示可能な、コンピュータによるアクセス可能な媒体に含まれる１組の命令として、方法は実施される。様々な実施形態において、媒体は磁気媒体、電子媒体、または光媒体である。
【００８０】
上記の詳細な説明は例示であり限定的ではないことが意図される。他の実施形態は、上記の記載を読み理解することによって当業者に明らかであろう。したがって本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に準拠して、特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに決定されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成22年10月29日(2010.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植込型システムであって、
基端および先端を有する植込型リードと、前記先端は腹側神経根および背側神経根に神経刺激パルスを送達するように適合されていることと、
植込型ハウジングと、リードの基端は前記ハウジングに接続されるように適合されていることと、
前記ハウジング中の神経刺激回路と、前記神経刺激回路は、植込型リードを用いて腹側神経根または背側神経根を刺激するために神経刺激パルスを発生させるように適合されていることと、
前記ハウジング中のコントローラと、前記コントローラは神経刺激回路に接続されていることと、前記コントローラは神経刺激回路を制御して神経刺激治療を送達するように適合されていることと、を含むシステム。
【請求項２】
前記システムは１つ以上のスイッチをさらに含み、
前記リードの先端は複数の電極を備え、前記リードは基端から先端まで延びている複数の導体を備え、前記複数の電極の選択可能な組み合わせを用いて神経刺激パルスを送達するために用いられるように適合されており、
前記１つ以上のスイッチは、神経刺激パルスが送達される導体を選択するように適合されており、
前記コントローラは、前記１つ以上のスイッチに信号を送り前記複数の電極の組み合わせを選択するように適合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
神経刺激パルスの効用を表すフィードバック信号を前記コントローラに送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラは神経刺激パルスの効用を断続的に試験するように適合されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激ベクトルおよび刺激強度のうちの１つ以上を調節するように適合されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
神経刺激パルスが前記神経根のうちの１つを捕捉するか、望ましくない反応を誘発する
かを表すフィードバック信号を送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
所定のイベントが発生したか否かを表すフィードバック信号を送るように適合されているイベント回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記イベントは、不整脈性イベント、虚血性イベント、または疼痛である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
別の植込型医療装置との連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
可搬の外部デバイスとの連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、プログラムされたスケジュールにしたがって神経刺激治療を送達すべく神経刺激回路を制御するように適合されている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、腹側神経根の刺激および背側神経根の刺激を独立に制御するように適合されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
神経根において神経作用を抑制し、神経根において神経作用を増進させるように構成されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記リードは、ヒトの背側硬膜上腔を通じて直立方向に、かつ少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給されることに適合されており、
前記システムは、次のうちの１つ以上、すなわち、
腹側神経根からの遠心性交感神経活動を刺激または抑制する腹側神経根と、
腹側神経根からの求心性交感神経活動を刺激する背側神経根と、のうちの１つ以上に電気刺激パルスを送達するように構成されている、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記リードは、腹側神経根を刺激するための少なくとも第１の導体と、背側神経根を刺激するための、第１の導体とは異なる、少なくとも第２の導体と、を含む請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、腹側神経根に対する電気刺激の送達と背側神経根に対する電気刺激の送達とを交互に行うように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
イベントを感知するように構成されたセンサをさらに含み、
前記システムは、
腹側神経根に電気刺激パルスを断続的に送達する工程と、
イベントを感知する工程と、
感知したイベントに応じて、
求心性交感神経活動を刺激するように電気刺激パルスを背側神経根に送達するか、
遠心性交感神経活動を抑制するように腹側神経根に電気刺激パルスを送達する工程と、を実行するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記感知したイベントは頻脈性不整脈である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、手動で患者が開始する入力を受信し、該入力に基づき神経刺激の送達を制御するように構成されている、請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムは、前記電気刺激の周波数を第１の周波数範囲に変化させて交感神経活動を抑制し、第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に変化させて交感神経の活動を刺激するように構成されている、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
方法の一実施形態によると、ヒトの背側硬膜上腔を通じて直立方向に、かつ少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リードを用いて、次のうちの１つ以上、すなわち、腹側神経根からの遠心性交感神経活動を刺激または抑制する腹側神経根と、腹側神経根からの求心性交感神経活動を刺激または抑制する背側神経根と、のうちの１つ以上に電気刺激パルスを送達する。
一実施形態では、本発明は植込型システムであって、基端および先端を有する植込型リードと、前記先端は腹側神経根および背側神経根に神経刺激パルスを送達するように適合されていることと、植込型ハウジングと、リードの基端は前記ハウジングに接続されるように適合されていることと、前記ハウジング中の神経刺激回路と、前記神経刺激回路は、植込型リードを用いて腹側神経根または背側神経根を刺激するために神経刺激パルスを発生させるように適合されていることと、前記ハウジング中のコントローラと、前記コントローラは神経刺激回路に接続されていることと、前記コントローラは神経刺激回路を制御して神経刺激治療を送達するように適合されていることと、を含む。前記システムは１つ以上のスイッチをさらに含み、前記リードの先端は複数の電極を備え、前記リードは基端から先端まで延びている複数の導体を備え、前記複数の電極の選択可能な組み合わせを用いて神経刺激パルスを送達するために用いられるように適合されており、前記１つ以上のスイッチは、神経刺激パルスが送達される導体を選択するように適合されており、前記コントローラは、前記１つ以上のスイッチに信号を送り前記複数の電極の組み合わせを選択するように適合されてよい。神経刺激パルスの効用を表すフィードバック信号を前記コントローラに送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラは神経刺激パルスの効用を断続的に試験するように適合されてよい。前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激ベクトルおよび刺激強度のうちの１つ以上を調節するように適合されてよい。神経刺激パルスが前記神経根のうちの１つを捕捉するか、望ましくない反応を誘発するかを表すフィードバック信号を送るように適合されたフィードバック回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されてよい。所定のイベントが発生したか否かを表すフィードバック信号を送るように適合されているイベント回路をさらに含み、前記コントローラはフィードバック信号に基づき刺激を調節するように適合されてよい。前記イベントは、不整脈性イベント、虚血性イベント、または疼痛であってよい。別の植込型医療装置との連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含んでよい。可搬の外部デバイスとの連絡を行うように適合された通信モジュールをさらに含んでよい。前記コントローラは、プログラムされたスケジュールにしたがって神経刺激治療を送達すべく神経刺激回路を制御するように適合されてよい。
一実施形態では、本発明は、腹側神経根を刺激するための手段と背側神経根を刺激するための手段とを含む、神経根を刺激するための手段と、腹側神経根の刺激および背側神経根の刺激を独立に制御するための手段と、を含むシステムである。前記神経根を刺激するための手段は、神経根において神経作用を抑制するための手段と、神経根において神経作用を増進させるための手段とを含んでよい。
一実施形態では、本発明は、ヒトの背側硬膜上腔を通じて直立方向に、かつ少なくとも部分的に脊髄を包囲するように供給された神経刺激リードを用いて、次のうちの１つ以上、すなわち、腹側神経根からの遠心性交感神経活動を刺激または抑制する腹側神経根と、腹側神経根からの求心性交感神経活動を刺激する背側神経根と、のうちの１つ以上に電気刺激パルスを送達する工程を含む方法である。電気刺激パルスを送達する工程は、腹側神経根および背側神経根の両方に電気刺激パルスを送達する工程を含んでよい。電気刺激パルスを送達する工程は、腹側神経根を刺激するために少なくとも第１の導体を用いて電気刺激パルス送達する工程と、背側神経根を刺激するために第１の導体とは異なる少なくとも第２の導体を用いて電気刺激パルスを送達する工程と、を含んでよい。腹側神経根に対する電気刺激の送達と背側神経根に対する電気刺激の送達とを交互に行う工程をさらに含んでよい。腹側神経根に電気刺激パルスを断続的に送達する工程と、イベントを感知する工程と、感知したイベントに応じて、求心性交感神経活動を刺激するように電気刺激パルスを背側神経根に送達するか、遠心性交感神経活動を抑制するように腹側神経根に電気刺激パルスを送達する工程と、をさらに含んでよい。前記感知したイベントは頻脈性不整脈であってよい。電気刺激パルスを送達する工程は、手動で患者が開始する入力に基づき神経刺激を送達する工程を含んでよい。前記電気刺激の周波数を第１の周波数範囲に変化させて交感神経活動を抑制し、第１の周波数範囲とは異なる第２の周波数範囲に変化させて交感神経の活動を刺激する工程をさらに含んでよい。神経刺激リードは、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，およびＴ５のうちの１つ以上に対応する椎骨の近傍において少なくとも部分的に脊髄を包囲してよい。望ましい神経目標の捕捉を確認するために１つ以上のパラメータを感知する工程をさらに含んでよい。望ましい神経目標の捕捉が確認されない場合、自動的に神経刺激場の再配置を行う工程を含んでよい。自動的に神経刺激場の再配置を行う工程は、刺激ベクトルを自動的に変化させる工程を含んでよい。自動的に神経刺激場の再配置を行う工程は、刺激強度を自動的に変化させる工程を含んでよい。
【国際調査報告】
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2011518641.tif 000031
2011518641.tif 000032
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