(57)【要約】  本発明は、運動障害の標的治療のための装置、システム、および方法を提供するものである。通常、このシステムおよび装置を用いて、１つまたはそれ以上の後根神経節を刺激しつつ、周辺組織、隣接組織、前根、または治療の標的とならない身体の一部に関連する組織の一部の他の組織に不必要な刺激を極力抑えるか、または排除する。運動における特別の役割に依存した後根神経節を用いる。これらの領域において、感覚線維と運動線維とが分離している。感覚線維は、運動制御に関するさまざまな反射弓に含まれ、こうした反射弓を用いて、さまざまな運動障害を治療することができる。すなわち、こうした領域における感覚線維を刺激することにより、基本的な反射神経が影響され、運動障害の症状を緩和することができる。
2014506501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動障害をもつ患者を治療するための刺激システムであって、
少なくとも１つの電極を有するリードであって、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が移植されるように構成されて、運動障害の症状に影響を与え得るように利用可能な反射弓に関連する後根神経節に隣接して配置されるように移植されたリードと、
リードに電気的に接続されたパルス発生器とを備え、
パルス発生器は、少なくとも１つの電極のうち、後根神経節の少なくとも一部に刺激を与える少なくとも１つの電極に信号を出力し、運動障害の症状を緩和するように反射弓を活性化することを特徴とする刺激システム。
【請求項２】
反射弓を活性化することには、α運動ニューロンの少なくとも１つの体細胞を活性化するように、少なくとも１つの感覚ニューロンを刺激することを含むことを特徴とする請求項１に記載の刺激システム。
【請求項３】
少なくとも１つの感覚ニューロンがＩａ感覚線維を含むことを特徴とする請求項２に記載の刺激システム。
【請求項４】
少なくとも１つの感覚ニューロンがＩｂ感覚線維を含むことを特徴とする請求項２に記載の刺激システム。
【請求項５】
少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する寸法を有することを特徴とする請求項２、３、または４に記載の刺激システム。
【請求項６】
少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する形状を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項７】
信号は、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するようにプログラム可能な少なくとも１つのパラメータを有することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項８】
少なくとも１つのパラメータは、周波数であることを特徴とする請求項７に記載の刺激システム。
【請求項９】
周波数は、約１００Ｈｚ以下の値でプログラム可能であることを特徴とする請求項８に記載の刺激システム。
【請求項１０】
周波数は、約５０Ｈｚ以下の値でプログラム可能であることを特徴とする請求項８に記載の刺激システム。
【請求項１１】
運動障害の兆候を検知するように構成された少なくとも１つのセンサを有することを特徴とする請求項８に記載の刺激システム。
【請求項１２】
少なくとも１つのセンサは、加速度計、歪ゲージ、または筋肉もしくは神経の電気的活動を測定する電気デバイスを含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項１３】
兆候は、運動障害の症状の発症を示し、刺激信号は、症状の発症を抑制または解消するように出力されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の刺激システム。
【請求項１４】
兆候は、運動障害の症状の状態を示し、
刺激信号は、リアルタイムで症状を治療するように出力されることを特徴とする請求項１１、１２または１３に記載の刺激システム。
【請求項１５】
兆候は、患者の身体の少なくとも一部の位置を示すことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項１６】
患者の活動または活動レベルを検知するように構成された、少なくとも１つのセンサをさらに有することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項１７】
運動障害をもつ患者を治療するための刺激システムであって、
少なくとも１つの電極を有するリードであって、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が運動障害に関連する標的後根の少なくとも一部を刺激可能に配置されるように構成されたリードと、
運動障害の症状を検知するように構成された少なくとも１つのセンサと、
リードに電気的に接続可能な移植可能パルス発生器とを備え、
パルス発生器は、少なくとも１つのセンサから情報を受信し、検知された運動障害の症状に応じた刺激信号を出力するように構成された電気回路部を有し、
刺激信号は、リードが上記のように配置されるとき、標的後根に付随する前根を直接的に刺激するエネルギ閾値より小さいエネルギを有することを特徴とする刺激システム。
【請求項１８】
少なくとも１つのセンサは、運動障害の症状の発症を検知し、
刺激信号は、症状の発症を抑制または解消するように出力されることを特徴とする請求項１７に記載の刺激システム。
【請求項１９】
少なくとも１つのセンサは、運動障害の症状の状態を検知し、
刺激信号は、リアルタイムで症状を治療するように出力されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の刺激システム。
【請求項２０】
少なくとも１つのセンサは、患者の活動または活動レベルを検知することを特徴とする請求項１７、１８、または１９に記載の刺激システム。
【請求項２１】
少なくとも１つのセンサは、患者の位置を検知することを特徴とする請求項１７に記載の刺激システム。
【請求項２２】
少なくとも１つのセンサは、加速度計、歪ゲージ、または筋肉もしくは神経の電気的活動を測定する電気デバイスを含むことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１に記載の刺激システム。
【請求項２３】
運動障害をもつ患者を治療する方法であって、
運動障害をもつ患者を提供するステップと、
少なくとも１つの電極を、運動障害の症状に影響を与え得るように利用可能な反射弓に関連する後根神経節に隣接して患者の体内に配置するステップと、
前根に対して直接的にまったく刺激エネルギを与えることなく、または感知できない程度の刺激エネルギを与えつつ、運動障害の症状を緩和するように反射弓を活性化するために、標的となる後根神経節の少なくとも一部に選択的に刺激を与えるように少なくとも１つの電極に信号を出力するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２４】
運動障害は、パーキンソン病、多発性硬化症、脱髄運動障害、脳性麻痺、舞踏病、ジストニア、けいれん、チック障害、または振戦を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
反射弓を活性化するステップは、α運動ニューロンの少なくとも１つの体細胞を活性化するように、少なくとも１つの感覚ニューロンを刺激することを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの感覚ニューロンがＩａ感覚線維を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの感覚ニューロンがＩｂ感覚線維を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、刺激エネルギの刺激信号の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激することを特徴とする請求項２５，２６、または２７に記載の方法。
【請求項２９】
少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、刺激エネルギの周波数の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激することを特徴とする請求項２５〜２８のいずれか１に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、少なくとも１つの電極の寸法、少なくとも１つの電極の形状、および／または少なくとも１つの電極の配置位置の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激することを特徴とする請求項２５〜２９のいずれか１に記載の方法。
【請求項３１】
刺激エネルギを与えるステップは、運動障害の兆候を検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与えることを特徴とする請求項２３〜３０のいずれか１に記載の方法。
【請求項３２】
運動障害の兆候は、運動障害の症状の発症を含み、
刺激信号は、運動障害の症状の発症を抑制し、解消するために出力されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
運動障害の兆候は、運動障害の症状の状態を含み、
刺激信号は、運動障害の症状をリアルタイムで治療するために出力されることを特徴とする請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
刺激エネルギを与えるステップは、患者の活動または活動レベルを検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与えることを特徴とする請求項２３〜３３のいずれか１に記載の方法。
【請求項３５】
刺激エネルギを与えるステップは、患者の身体の少なくとも一部の位置を検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与えることを特徴とする請求項２３〜３４のいずれか１に記載の方法。
【請求項３６】
患者の運動障害を治療するための方法であって、
湾曲した遠位端を有するシースを患者の硬膜上腔に沿って案内するステップと、
運動障害に関連する脊髄神経に向けてリードを導入するように湾曲した遠位端を配置するステップと、
少なくとも１つの電極が脊髄神経に隣接して配置されるように、シースを貫通する少なくとも１つの電極を有するリードを送達するステップと、
運動障害の症状を緩和するために、脊髄神経の少なくとも一部に刺激を与えるように、少なくとも１つの電極に刺激エネルギを与えるステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項３７】
運動障害は、パーキンソン病、多発性硬化症、脱髄運動障害、脳性麻痺、舞踏病、ジストニア、けいれん、チック障害、または振戦を含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
脊髄神経の少なくとも一部は、運動障害に関連する後根神経節の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項３６または３７に記載の方法。
【請求項３９】
刺激エネルギを与えるステップは、運動障害の症状を緩和するように少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップを含むことを特徴とする請求項３６、３７、または３８に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、刺激エネルギの周波数を調整するステップを含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、約１００Ｈｚ以下の周波数を選択するステップを含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、約５０Ｈｚ以下の周波数を選択するステップを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項の規定により、２０１１年２月２日付けで出願された米国仮特許出願第６１／４３８８９５号に基づく優先権を主張し、その内容にここに参考に一体のものとして統合される。
【０００２】
（連邦政府支援の研究開発でなされた発明に対する権利に関する陳述）
適用なし。
【０００３】
（コンパクトディスクで提出する「配列表」、表、またはコンピュータプログラムリストの付録）
適用なし。
【背景技術】
【０００４】
運動障害とは、身体運動を形成し、制御する機能に影響を与える神経学的疾患である。特に、こうした運動障害は、身体運動の俊敏性、流暢性、品位、および快適性に関連するものである。そして認識機能および自律神経機能が影響を受ける場合がある。現在では、こうした種類の運動障害を患っている患者は４０００万人以上と推定されている。運動障害は幼児から老人までのすべてのグループで発生している。
【０００５】
運動障害に対する治療は、根本にある原因に依存する。ほとんどの場合、治療の最終目的は症状を緩和することにある。こうした治療には、薬理療法、ボツリヌス毒素注射療法、および外科手術が含まれる。通常用いられる薬剤としては、抗てんかん薬、抗けいれん薬、ベータ遮断薬、ドパミン作動薬、および精神安定剤がある。しかしながら、これらの薬剤には、さまざまな副作用がある。抗てんかん薬の副作用には、目まい、眠気、むかつき、および吐き気がある。抗けいれん薬は、協調および調和の欠如（運動失調）、目まい、むかつき、および疲労を引き起こすことがある。ベータ遮断薬による副作用には、遅い心拍（除脈）、抑うつ、意識朦朧、およびむかつきがある。ドパミン作動薬は、むかつき、頭痛、目まい、および疲労を引き起こすことがある。ベンゾジアゼピン等の精神安定剤は、血液凝固（血栓症）、眠気、および疲労を引き起こすことがある。
【０００６】
ボツリヌス毒素注射療法は、いくつかのタイプの運動障害（たとえば、痙性斜頸、眼瞼けいれん、間代性筋けいれん（ミオクローヌス）、震え）を治療するために用いられる。この治療法では、（細菌ボツリヌス菌により生成される）神経毒が筋肉注射され、筋肉収縮を引き起こす神経伝達物質の放出が阻害される。いくつかの場合には、この治療を３カ月または４カ月ごとに反復して行う。しかし、患者が毒素に対する抗体を生成し、治療効果が上がらない場合がある。副作用として、治療すべき一群の筋肉を一時的に脆弱にし、治療すべき筋肉以外の本来意図しない筋肉の麻痺が生じ、稀に風邪のような症状がでる。
【０００７】
薬理療法の効果がない場合、重篤な運動障害には外科手術が必要となる。こうした症例では、外科手術により移植した神経刺激装置を用いて、運動を制御する脳の領域に対して電気刺激を与える脳深部刺激療法を実施することができる。電気的に荷電することにより、異常運動を誘発する神経信号を抑制する。脳深部刺激療法において、リードを、頭蓋骨に設けた小さな切開口を介して挿入し、脳の標的領域に移植する。胸部または上部腹部に外科手術により移植された絶縁ワイヤを頭部、頸部、および肩部の皮の下方に挿通して、神経刺激装置へリードを接続する。しかしながら脳深部刺激療法にも、移植部位での多量出血、抑うつ、異常な筋緊張、感染症、平衡感覚障害、軽度の麻痺（感覚異常）、ろれつが回らないこと（構音障害）、および頭または手の痺れ（知覚障害）の副作用が生じ得る。
【０００８】
運動障害に対する別の外科手術として切除手術がある。切除手術は、異常な運動を引き起こす化学的または電気的な刺激を生成する頭部の限定的な一部に配置し、標的にし、これを死滅させる（切除する）ものである。この手術において、加熱したプローブまたは電極を標的領域に挿入する。問題が解消したか否かを判断するため、手術中、患者は覚醒した状態にある。局所麻酔を用いて、頭部および頭蓋骨の外側部分を鈍麻させる。頭部は痛みを感じないので、患者が実際の手術を感じることはない。しかしながら、多くの場合、どの程度の組織を死滅させ、どの程度の熱を加えるべきかを見積もることが困難となる。このタイプの外科手術は、淡蒼球と呼ばれる脳の一部を切除するか（淡蒼球切除術）、または視床内の脳組織を切除する（視床切除術）ものである。淡蒼球切除術は、制御不能な運動障害（体が突然ピクピク動くような無意識の動き）を解消するために用いられ、視床切除術は、震えを解消するために用いられる。関連する手術である凍結視床切除術（cryothalamotomy）は、震えを起こす領域を凍らせて死滅させるため、プローブを超低温に冷却して、視床内部に挿入するものである。
【０００９】
上述の治療法は、リスクおよび副作用を有するにも拘わらず、運動障害の治療に必ずしも有効でない。したがって、治療有効性がより高く、副作用がより少ない改善された治療方法が期待されている。以下説明する発明は、これらの目的のうち少なくとも１つを解決するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第2010-179562A1号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2010-137938A1号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2012-310140A1号明細書
【発明の概要】
【００１１】
本発明の第１の態様において、運動障害をもつ患者を治療するための刺激システムが提供される。いくつかの実施形態では、刺激システムは、少なくとも１つの電極を有するリードを有し、リードは、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が運動障害の症状に影響を与え得るように利用可能な反射弓に関連する後根神経節に隣接して配置されるように移植されるように構成される。また刺激システムは、リードに電気的に接続されたパルス発生器を有し、パルス発生器は、少なくとも１つの電極のうち、後根神経節の少なくとも一部に刺激を与える少なくとも１つの電極に信号を出力し、運動障害の症状を緩和するように反射弓を活性化する。
【００１２】
いくつかの実施形態において、反射弓を活性化することには、α運動ニューロンの少なくとも１つの体細胞を活性化するように、少なくとも１つの感覚ニューロンを刺激することを含む。いくつかの具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンはＩａ感覚線維を含む。別の具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンがＩｂ感覚線維を含む。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する寸法を有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する形状を有する。
【００１３】
いくつかの実施形態において、信号は、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するようにプログラム可能な少なくとも１つのパラメータを有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのパラメータは、周波数である。いくつかの具体例では、周波数は、約１００Ｈｚ以下の値でプログラム可能である。別の具体例では、周波数は、約５０Ｈｚ以下の値でプログラム可能である。
【００１４】
いくつかの実施形態において、刺激システムは、運動障害の兆候を検知するように構成された少なくとも１つのセンサを有する。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのセンサは、加速度計、歪ゲージ、または筋肉もしくは神経の電気的活動を測定する電気デバイスを含む。いくつかの実施形態においては、兆候は、運動障害の症状の発症を示し、刺激信号は、症状の発症を抑制または解消するように出力される。いくつかの実施形態においては、兆候は、運動障害の症状の状態を示し、刺激信号は、リアルタイムで症状を治療するように出力される。いくつかの実施形態においては、兆候は、患者の身体の少なくとも一部の位置を示す。
【００１５】
いくつかの実施形態において、刺激システムは、患者の活動または活動レベルを検知するように構成された、少なくとも１つのセンサをさらに有する。
【００１６】
本発明の第１の態様において、運動障害をもつ患者を治療するための刺激システムが提供される。このシステムは、少なくとも１つの電極を有するリードを有し、このリードは、少なくとも１つの電極のうちの少なくとも１つの電極が運動障害に関連する標的後根の少なくとも一部を刺激可能に配置されるように構成される。また、このシステムは、運動障害の症状を検知するように構成された少なくとも１つのセンサと、リードに電気的に接続可能な移植可能パルス発生器とを有する。パルス発生器は、少なくとも１つのセンサから情報を受信し、検知された運動障害の症状に応じた刺激信号を出力するように構成された電気回路部を有する。刺激信号は、リードが上記のように配置されるとき、標的後根に付随する前根を直接的に刺激するエネルギ閾値より小さいエネルギを有する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサは、運動障害の症状の発症を検知し、刺激信号は、症状の発症を抑制または解消するように出力される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサは、運動障害の症状の状態を検知し、刺激信号は、リアルタイムで症状を治療するように出力される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサは、患者の活動または活動レベルを検知する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサは、患者の位置を検知する。いくつかの具体例では、少なくとも１つのセンサは、加速度計、歪ゲージ、または筋肉もしくは神経の電気的活動を測定する電気デバイスを含む。
【００１８】
本発明の第３の態様において、運動障害をもつ患者を治療する方法が提供される。いくつかの実施形態では、この方法は、運動障害をもつ患者を提供するステップと、少なくとも１つの電極を、運動障害の症状に影響を与え得るように利用可能な反射弓に関連する後根神経節に隣接して患者の体内に配置するステップと、前根に対して直接的にまったく刺激エネルギを与えることなく、または感知できない程度の刺激エネルギを与えつつ、運動障害の症状を緩和するように反射弓を活性化するために、標的となる後根神経節の少なくとも一部に選択的に刺激を与えるように少なくとも１つの電極に信号を出力するステップとを有する。いくつかの実施形態では、運動障害は、パーキンソン病、多発性硬化症、脱髄運動障害、脳性麻痺、舞踏病、ジストニア、けいれん、チック障害、または振戦を含む。その他の運動障害についても、本発明に係る方法、デバイス、およびシステムを用いて治療できることが理解されよう。
【００１９】
いくつかの実施形態では、反射弓を活性化するステップは、α運動ニューロンの少なくとも１つの体細胞を活性化するように、少なくとも１つの感覚ニューロンを刺激する。いくつかの具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンがＩａ感覚線維を含む。別のいくつかの具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンがＩｂ感覚線維を含む。
【００２０】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、刺激エネルギの刺激信号の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する。いくつかの具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、刺激エネルギの周波数の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する。いくつかの具体例では、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激するステップは、少なくとも１つの電極の寸法、少なくとも１つの電極の形状、および／または少なくとも１つの電極の配置位置の選択により、少なくとも１つの感覚ニューロンを選択的に刺激する。
【００２１】
いくつかの実施形態では、刺激エネルギを与えるステップは、運動障害の兆候を検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与える。いくつかの実施形態では、運動障害の兆候は、運動障害の症状の発症を含み、刺激信号は、運動障害の症状の発症を抑制し、解消するために出力される。いくつかの実施形態では、運動障害の兆候は、運動障害の症状の状態を含み、刺激信号は、運動障害の症状をリアルタイムで治療するために出力される。
【００２２】
いくつかの実施形態では、刺激エネルギを与えるステップは、患者の活動または活動レベルを検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与える
【００２３】
いくつかの実施形態では、刺激エネルギを与えるステップは、患者の身体の少なくとも一部の位置を検知するように構成された少なくとも１つのセンサに呼応して刺激エネルギを与える。
【００２４】
本発明の第４の態様において、患者の運動障害を治療するための方法が提供され、この方法は、湾曲した遠位端を有するシースを患者の硬膜上腔に沿って案内するステップと、運動障害に関連する脊髄神経に向けてリードを導入するように湾曲した遠位端を配置するステップと、少なくとも１つの電極が脊髄神経に隣接して配置されるように、シースを貫通する少なくとも１つの電極を有するリードを送達するステップと、運動障害の症状を緩和するために、脊髄神経の少なくとも一部に刺激を与えるように、少なくとも１つの電極に刺激エネルギを与えるステップとを有する。いくつかの実施形態では、運動障害は、パーキンソン病、多発性硬化症、脱髄運動障害、脳性麻痺、舞踏病、ジストニア、けいれん、チック障害、または振戦を含む。その他の運動障害についても、本発明に係る方法、デバイス、およびシステムを用いて治療できることが理解されよう。
【００２５】
いくつかの実施形態では、脊髄神経の少なくとも一部は、運動障害に関連する後根神経節の少なくとも一部を含む。いくつかの実施形態では、刺激エネルギを与えるステップは、運動障害の症状を緩和するように少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、刺激エネルギの周波数を調整するステップを含む。いくつかの具体例では、少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、約１００Ｈｚ以下の周波数を選択するステップを含む。また、いくつかの具体例では、少なくとも１つの信号パラメータを調整するステップは、約５０Ｈｚ以下の周波数を選択するステップを含む。
【００２６】
発明の詳細な説明および添付図面を参照すれば、本発明に係るその他の目的および利点は明白なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る移植可能な刺激システムを示す。
【図２】患者の体内組織にある図１の実施形態に係るリードの配置位置を示す。
【図３】標的となる後根神経節の上に、これに近接して、またはこれの周囲に配置されたリードを示す個々の脊椎レベルの例示的な断面を示す。
【図４】運動障害の治療の際の例示的な反射弓の活性化を示す。
【図５】運動障害の治療の際の例示的な反射弓の活性化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、運動障害の標的治療のための装置、システム、および方法を提供するものである。こうした運動障害には、以下のものが含まれる。
１）静座不能症（Akathisia）
２）運動不能症（運動の欠如、Akinesia）、
３）協調運動（鏡像運動（Mirror Movements）または同側性随伴運動（Homolateral Synkinesis））
４）アテトーシス（ねじれるような動作または屈曲）
５）運動失調（Ataxia）
６）バリスム（激しく、急速で、不規則な不随意運動）およびヘミバリスム（体の一方側のみに生じるバリスム）
７）動作緩慢（ゆっくりとした動き）
８）脳性麻痺
９）シデナム舞踏病、リウマチ性舞踏病、およびハンチントン舞踏病を含む舞踏病（急速な不随意運動）
１０）変形性ジストニア、眼瞼痙攣、書痙、痙性斜頸（頭部および頸部の捻れ）、ドパミン反応性ジストニア（遺伝性進行性ジストニア）、瀬川病を含むジストニア（硬直した捻れ）
１１）ジェニオスパスム（Geniospasm、顎および下唇の一時的な不随意の上下運動）
１２）間代性筋けいれん（Myoclonus、主として、不随意の筋または筋肉群のけいれん）
１３）代謝性全般不調運動症候群（Metabolic General Unwellness Movement Syndrome ：MGUMS）
１４）多発性硬化症
１５）パーキンソン病
１６）むずむず脚症候群（ウィットマーク−エクボム症候群）
１７）けいれん（収縮）
１８）常同性運動障害
１９）常同症（反復）
２０）錐体外路性終末欠陥症候群
２１）チック障害（無意識、強迫的、反復的、常動的なもの）、トゥレット症候群を含む
２２）震え（振動）
２３）安静時振戦
２４）姿勢振戦
２５）運動性振戦
２６）本態性振戦（約６〜８Ｈｚの変動振幅）
２７）小脳性振戦（約６〜８Ｈｚの変動振幅）
２８）パーキンソン振戦（約４〜８Ｈｚの変動振幅）
２９）生理的振戦（約１０〜１２Ｈｚの変動振幅）
３０）ウィルソン病
【００２９】
本発明は、こうした症状に照準を絞った治療手法を提供するものであって、この治療手法によれば、好ましくない運動機能、または症状の出ない体の一部領域に不要な刺激を与えるといった身体に有害な副作用を極力抑えるものである。これは、他の組織に対する不要な神経調整（neuromodulating）を最小限に抑え、または排除しつつ、標的組織に対して直接的に神経調整を行うことにより実現される。数多くの実施形態において、神経調整は、刺激を与えることを含むが、標的領域に対して直接的に電気的および／または薬理的な作用因子を与えることによる、さまざまな態様の神経活動の変調または調節を含むものであってもよい。分かりやすく説明するために、本願明細書では「刺激」および「刺激パラメータ」の用語を用いるが、これらの用語に限定されるものではなく、任意の態様の神経調整および神経調整パラメータが含まれるものとする。
【００３０】
通常、システムおよびデバイスを用いて、中枢神経系の神経組織の一部を刺激するが、中枢神経系は、脊髄と、脊髄神経として知られた脊髄に沿った複数対の神経とを有する。脊髄神経は、後根および前根からなり、これらが結合して末梢神経系を構成するものである。これらの結合点の前の各後根に沿って少なくとも１つの後根神経節（ＤＲＧ）がある。つまり中枢神経系の神経組織は、複数の後根神経節を含み、後根神経節より末梢側にある末梢神経系の混合神経等の神経系を含まないものと考えられている。通常、本発明に係るシステムおよびデバイスを用いて、治療の標的とされない体の領域に関する周辺／隣接組織、後根、一部の組織等の他の組織を不必要に刺激することなく、１つまたはそれ以上の後根神経節、後根、後根侵入帯、またはこれらの一部を刺激するものである。ただし、他の組織に対して刺激を与えることも理解される。
【００３１】
本発明は、運動に際しての特別な機能に応じて、刺激を与える標的領域、特に後根神経節を利用するものである。この領域において、知覚線維は、運動神経線維とは分離している。知覚線維は、運動制御に関係するさまざまな反射神経の中に含まれ、さまざまな運動障害に対して、これらの反射神経を利用することができる。すなわち、これらの領域における知覚線維に刺激を与えることにより、基本的な反射神経に影響を与えて、運動障害の症状を緩和することができる。さらに、このような標的刺激（targeted stimulation）は、ずきずきする痛み、または前根内等の運動神経を直接刺激することによる不要な体動といった、好ましくない副作用を低減することができる。
【００３２】
さまざまな運動反射神経が運動制御に関係している。反射神経または反射弓は、反射運動を調整する神経経路である。運動反射の動きは、脳に信号に伝達して遅延することなく、脊髄内の運動神経を活性化することにより、比較的に迅速に行われる。通常、脳（上方にある運動神経）の神経細胞からの伝令（メッセージ）が、脳幹および脊髄（下方にある運動神経）の神経細胞を伝わり、そこから特定の筋肉に伝わる。上方運動神経は、歩行や咀嚼といった運動を行うように、下方運動神経に指令を出す。下方運動神経は、腕、脚、胸、顔、喉、および舌の運動を制御する。しかし下方運動神経は、上方運動神経の関与を迂回するように、反射弓を介してアクセスすることができる。これは、俊敏性が特に要求される場合、高温の表面等の有害な刺激に対応する際に有用である。これは、運動障害を引き起こす上方神経に影響を与える損傷または障害があるとき有益である。
【００３３】
本発明は、反射弓を用いて、１つまたはそれ以上の運動障害症状を示す患者を治療することができる。図１は、本発明の実施形態に係る、患者を治療するための移植可能な刺激システム１００を示す。システム１００は、移植可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１０２と、これに接続可能な少なくとも１本のリード１０４とを有する。好適な実施形態では、システム１００は、図示のように、４本のリード１０４を有するが、１本、２本、３本、４本、５本、６本、７本、８本から５８本までの任意の本数のリード１０４を用いるものであってもよい。各リード１０４は、少なくとも１個の電極１０６を有する。好適な実施形態では、各リード１０４は、図示のように、４つの電極１０６を有するが、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個、１３個、１４個、１５個、１６個、またはそれ以上の電極を有していてもよい。各電極は、オフ電極、アノード電極、またはカソード電極であってもよい。いくつかの実施形態では、各リードおよび各電極は、独立して構成することができ、ソフトウェアにより、所与のタイミングで、ただ１本のリードを用いて刺激を与えることができる。別の実施形態では、１本以上のリードを用いて、任意のタイミングで刺激を与え、または複数のリードを用いて交互にまたは重複して刺激を与えることができる。
【００３４】
再び図１を参照すると、パルス発生器１０２は、電気回路部１０７と、充電可能または充電不可の電池等の電源１１０とを有し、一旦、プログラムされ、起動されると、ＩＰＧ１０２は外部ハードウェアとは独立して作動できる。いくつかの実施形態では、電気回路部１０７は、プロセッサ１０９およびメモリ１０８に格納されたプログラム可能な刺激情報を有する。
【００３５】
移植可能な刺激システム１００を用いて、患者の体内のさまざまな解剖学的な位置を刺激することができる。好適な実施形態では、システム１００を用いて、１つまたはそれ以上の後根、特に１つのまたはそれ以上の後根神経節を刺激することができる。図２は、患者の生体組織内にある図１の実施形態に係るリード１０４の配置状態を示すものである。この実施例において、各リード１０４は、独立して脊柱Ｓ内において順方向（antegrade direction）に挿通させることができる。各リード１０４は、標的ＤＲＧに向かって案内し、その電極１０６が標的ＤＲＧに近接するように配置することができる遠位端を有する。特に、各リード１０４は、その位置、電極の形態、電場の形状、刺激信号のパラメータ、またはそれらの組み合わせに基づいて、各リードの複数の電極１０６により標的ＤＲＧを選択的に刺激することができるように配置することができる。図２は、４つの標的ＤＲＧを刺激することを示し、各標的ＤＲＧは１本のリードにより刺激される。これら４つの標的ＤＲＧは３つの階層（垂直方向レベル）上にあり、そのうちの２つの標的ＤＲＧは同一の階層（垂直方向レベル）上にある。本発明に係る刺激システム１００を用いて、任意の数の標的ＤＲＧ、または任意に組み合わせた標的ＤＲＧを刺激することができる。個別の標的ＤＲＧを刺激するように１本以上のリード１０４を配置し、１つ以上の標的ＤＲＧを刺激するように１本のリード１０４を配置することができる。
【００３６】
図３は、個々の脊髄レベルにおいて、標的ＤＲＧに隣接して、またはその周囲に配置された刺激システム１００の１本のリード１０４を示す例示的な脊髄の断面図を示す。リード１０４は、脊髄Ｓに沿って適当な脊髄レベルまで挿通された後、標的ＤＲＧに向かって水平方向に案内される。いくつかの実施例では、リード１０４は、部分的または全体的に椎孔を介して挿通される。少なくとも１個または全部の電極がリード上であって、標的ＤＲＧの周囲または近傍に設けられている。好適な実施形態においては、リード１０４は、図３に示すように、電極１０６が前根ＶＲに対向する標的ＤＲＧの表面に沿って配置されるように位置合わせされる。前根ＶＲとは反対側にある標的ＤＲＧの表面は、前根ＶＲの一部と正反対に対向しているが、これに限定されるものではない。こうした表面は、前根ＶＲとは所定の距離を隔てた標的ＤＲＧの異なる領域に沿って配置されるものであってもよい。
【００３７】
いくつかの実施例において、こうした電極１０６は、破線１１０で示す刺激領域を形成し、標的ＤＲＧは、刺激領域内において刺激エネルギを受けるが、前根ＶＲは刺激領域の外側にあるので刺激エネルギを受けない。このようにリード１０４を配置することにより、所定の距離に起因して、前根ＶＲに対して刺激を与える可能性を低減しやすくすることができる。しかし電極１０６は、標的ＤＲＧとの関係でさまざまな位置に配置し、距離に加えて、刺激プロファイル形状（刺激輪郭形状）および刺激信号パラメータ等々、距離以外の要因（ファクタ）に応じて、標的ＤＲＧを選択的に刺激することができる。逆方向硬膜外アプローチ（retrograde epidural approach）等の別の手法により、標的ＤＲＧに近づけることも理解される。同様に、脊柱の外側から標的ＤＲＧに近づけ、リード１０４を周囲方向から脊柱に向かって案内し、任意的には、椎孔の全体または一部を通り、少なくともいくつかの電極１０６を、標的ＤＲＧ上、標的ＤＲＧに隣接して、または標的ＤＲＧの近傍に配置する。
【００３８】
リード１０４を標的ＤＲＧに近接させて配置するためには、リード１０４は、組織内を通して操作できる程度の大きさおよび構成を有する。いくつかの実施形態において、こうした操作は、脊髄Ｓに沿って、標的ＤＲＧに急角度で湾曲し、任意的には椎孔を通した無侵襲性の硬膜外挿入を含み、リード１０４の遠位端は、ＤＲＧ等の小さい標的に近接して配置されるように構成される。結果的には、リード１０４は、従来式の脊髄刺激リードより実質的に小さく、より容易に操作することができる。例示的なリード、およびＤＲＧ等の標的にリードを送達するための送達システムが、「刺激リード、送達システム、およびこれを用いる方法」と題する米国特許出願第12/687,737号（米国特許出願公開第2010-179562A1号）に開示され、その内容は参考として一体のものとしてここに統合される。
【００３９】
図４は、ＤＲＧに隣接して配置され、運動障害の治療に際し具体的な反射弓を活性化するためのリード１０４を示す。この具体例において、反射弓は感覚ニューロンＳＮを有し、感覚ニューロンＳＮは、後根神経節ＤＲＧ内にある体細胞ＳＡと、後根ＤＲを貫通して脊髄Ｓの脊髄後角まで延びる軸索ＡＸとを有する。感覚ニューロンＳＮは、さまざまな運動ニューロンＭＮと、脊髄Ｓ内にある相互結合ニューロンＩＮとを有する。この具体例では、感覚ニューロンＳＮは、２つの運動ニューロンＭＮ１，ＭＮ２に結合するとともに、運動ニューロンＭＮ３に結合する相互結合ニューロンＩＮに結合する。運動ニューロンＭＮ１（α運動ニューロン）は、脊髄Ｓの脊髄後角内にある体細胞ＳＡ１と、後根ＶＲを通り、屈筋等の骨格筋Ｍ１の神経を刺激する軸索ＡＸ１とを有する。運動ニューロンＭＮ２（第２のα運動ニューロン）は、脊髄Ｓの脊髄後角内にある体細胞ＳＡ２と、後根ＶＲを通り、骨格筋Ｍ１と相乗作用を有する骨格筋Ｍ２の神経を刺激する軸索ＡＸ２とを有する。運動ニューロンＭＮ３（第３のα運動ニューロン）は、脊髄Ｓの脊髄後角内にある体細胞ＳＡ３と、後根ＶＲを通り、骨格筋Ｍ１，Ｍ２と拮抗する骨格筋Ｍ３の神経を刺激する軸索ＡＸ３とを有する。
【００４０】
数多くの運動障害において、上方運動ニューロンに対する損傷または別の原因により、不適切な活動電位が形成される。いくつかの具体例では、こうした不適切な活動電位により、筋肉Ｍ１等の筋肉および筋肉Ｍ２等の協力筋が不要に収縮し、筋肉Ｍ３等の拮抗筋が不要に弛緩する。いくつかの実施形態では、図４に示すように適正に配置されたリード１０４を活用して、筋肉Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に付随する後根および／または後根神経節に対して選択的に刺激を与えることにより、こうした症状の治療を行うことができる。上述のように、少なくとも１個、複数個、またはすべての電極１０６を、後根神経節ＤＲＧの上、後根神経節に隣接して、または後根神経節に近接させて配置する。いくつかの実施形態において、関連する感覚ニューロンＳＮ、とりわけ標的ＤＲＧ内の体細胞ＳＡを選択的に刺激することにより、筋肉Ｍ１，Ｍ２を収縮させ、筋肉Ｍ３を弛緩させる不適切な活動電位を抑制する。これは特に、関連する感覚ニューロンＳＮがＩａ感覚線維である場合に該当する。こうした刺激は、運動障害の治療に際し症状を緩和するものである。
【００４１】
いくつかの実施形態において、関連する感覚ニューロンＳＮを選択的に刺激するためには、電極の大きさ、電極の形状、電極の位置、刺激信号、およびこれらのパターンもしくはアルゴリズムまたはこれらの任意の組み合わせを選択することにより実現することができる。こうした選択的刺激は、その周辺にある組織または隣接する組織等の標的としない組織を排除しつつ、標的とする神経組織を刺激するものである。いくつかの実施形態では、標的とする神経組織に刺激エネルギを与え、その刺激エネルギは、標的とする神経組織を超えると消失するか、または標的としない組織を調節あるいは影響を与えるのには十分でないレベルまで減衰する。リードが上述のように配置されたとき、特に、後根神経節ＤＲＧまたはその一部等の組織を選択的に刺激するとき、前根に対する刺激が排除され、刺激信号は、標的とする後根に対応する前根を刺激するためのエネルギ閾値以下のエネルギを有する。後根および／または後根神経節ＤＲＧを選択的に刺激するための方法およびデバイスが「選択的な刺激システムおよび病状に応じた信号パラメータ」と題する米国特許出願第12/607,009号（米国特許出願公開第2010-0137938A1号）に開示され、その内容は参考として一体のものとしてここに統合される。前根を直接的に刺激する刺激エネルギを与える電極等から、前根に対して無差別に刺激を与えると、ヒリヒリとした痛み、疼き、または不要な動きあるいは動作といった不快感を患者に与える。したがって、前根を介して直接的にではなく、脊髄内のシナプスを介して運動ニューロンＭ１，Ｍ２，および／またはＭ３を刺激することが好ましい。
【００４２】
脊髄内のシナプスを介して運動ニューロンを刺激するとしても、こうした刺激は、運動ニューロンに直接作用するように脊髄に対する刺激とは全く異なるものである。脊髄は、相当に刺激を受ける組織部分である。すなわち身体のほとんどの受容器（レセプタ）からの感覚情報は、神経インパルスを脊髄上方に伝達する上行性線維束を介して脳に送られ、脳が神経インパルスの形態として運度動作の指令を出し、その指令が下行性線維束を介して脊髄に沿って伝えられる。脊髄の灰白質は、上行性線維束と下行性線維束から構成される。これらは、神経索と呼ばれる６つの灰白柱に配置される。上行性線維束は、皮膚受容器、自己受容体（筋肉感覚および関節感覚）ならびに内臓受容体からの感覚情報を伝達する。下行性線維束は運動情報を伝達し、脳から主として２つの下行性線維束のグループ、すなわち皮質脊髄路すなわち錐体路と、錐体外路とを構成する。
【００４３】
皮質脊髄線維の８０％〜９０％が延髄錐体（ここでは、「神経束錐体」ともいう。）内で交叉し、皮質脊髄路内を下方に延び、脊髄内で交叉する。皮質脊髄線維が交叉するため、右大脳半球が身体の左側の筋肉組織を制御し、左大脳半球が身体の右側の筋肉組織を制御する。皮質脊髄路は、精緻な動き（器用さ）を必要とする繊細な動きに主として関連する。
【００４４】
脊髄内の神経線維束の数が多く、相当な程度に交叉するとき、脊髄に対して直接的に刺激すると、通常、かなり異なった結果および／または非固有的な結果が生じる。脊髄上の刺激電極の位置がわずかに変化しても、別の神経線維束に刺激を与えることになり、好ましくない副作用が生じる。たとえば感覚情報および運動情報が脊髄内に伝達する場合に、運動神経束を刺激しようとすると、意図せず感覚神経束が刺激される場合が多い。同様に、脊髄内のさまざまなレベルにわたって経路が内部連結されるため、脊髄に刺激を与えるとき、特定の脊髄レベルまたは特定の対（ペア）の対向筋肉群に標的とする（的を絞る）ことはきわめて困難である。さらに周波数がより高い信号およびより高いパワーレベルを用いて脊髄を直接的に刺激する場合、通常、特定のタイプの神経に刺激を与えるよう努めることが必要となる。
【００４５】
後根神経節を介して脊髄内の運動ニューロンを刺激することにより、脊髄を直接刺激することによる弊害を回避することができる。とりわけ、後根神経節は、脊髄や末梢神経内の混合神経等とは異なり、一次感覚ニューロンを含むものであるので、無関係または不必要な組織に対して意図せず刺激を与えることを未然に防止することができる。さらに、単一の後根神経節を刺激すると、当該後根神経節に含まれるシナプスを有する運動神経につながる筋肉のみが刺激されることになる。したがって、単一の筋肉、単一の筋肉群、対向する対の筋肉、または対向する対の筋肉群を、対応する後根神経節を刺激することにより、正確に標的として治療することができる。こうした特異性および標的選択性は、他の症状の中でも、局部的な痙性または他の運動障害を治療する上で有用である。さらに後根神経節を刺激するために必要なパワーは、脊髄を刺激するためのパワーより比較的に小さくて済む。また後根神経節を刺激するための周波数は、脊髄を刺激するための周波数より低くて済む。いくつかの実施形態においては、好ましくは約１００Ｈｚ以下の周波数、より好ましくは約８０Ｈｚ以下の周波数、さらにより好ましくは約４Ｈｚ〜８０Ｈｚの周波数の低周波の信号が用いられる。いくつかの実施形態では、刺激信号の周波数は７０Ｈｚ、６０Ｈｚ、５０Ｈｚ、４０Ｈｚ、３０Ｈｚ、２０Ｈｚ、１０Ｈｚ、または５Ｈｚである。運動障害の治療に用いられる所望の周波数は、通常、患者ごとに異なる。たとえば１００Ｈｚの書の周波数を有する刺激信号を用いて特定の後根神経節を刺激することにより、ある患者の運動障害の症状を緩和することができる。また同一または同様の運動障害をもつ別の患者に対しては、たとえば５０Ｈｚの異なる周波数を有する刺激信号を用いて対応する特定の後根神経節を刺激する。こうした違いは、患者ごとの生体組織の相違や、病的状況の差異等、その他の理由によるものである。しかし周波数は、低周波数の範囲内にあるものと理解される。
【００４６】
他の実施形態において、運動障害に起因する不適切な活動電位により、（筋肉Ｍ１等の）筋肉および（筋肉Ｍ２等の）協力筋を不適当に弛緩させ、（筋肉Ｍ３等の）筋肉を不適当に収縮させる。いくつかの実施形態では、図５に示すように、適当な位置に配置したリード１０４を用いて、筋肉Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に関連する後根および／または後根神経節ＤＲＧを選択的に刺激することにより、こうした症状の治療を行う。この具体例でも同様に、反射弓は、感覚ニューロンＳＮを有し、標的ＤＲＧ内の体細胞ＳＡと、後根ＤＲから脊髄Ｓの後角まで延びる軸索ＡＸとを含む。感覚ニューロンＳＮは、脊髄Ｓ内にあるさまざまな相互結合ニューロンＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３に結合する。相互結合ニューロンＩＮ１は、運動ニューロンＭＮ１（α運動ニューロン）に結合し、運動ニューロンＭＮ１は、屈筋等の骨格筋肉Ｍ１に刺激を与える。相互結合ニューロンＩＮ２は、運動ニューロンＭＮ２（第２のα運動ニューロン）に結合し、運動ニューロンＭＮ２は、骨格筋肉Ｍ１と協調する。相互結合ニューロンＩＮ３は、骨格筋Ｍ１，Ｍ２と拮抗する骨格筋Ｍ３の神経を刺激する運動ニューロンＭＮ３（第３のα運動ニューロン）に結合し、骨格筋Ｍ１，Ｍ２と拮抗する骨格筋Ｍ３の神経を刺激する。上述のように、少なくとも１個、複数個、またはすべての電極１０６を、標的とする後根神経節ＤＲＧの上、後根神経節に隣接して、または後根神経節に近接させて配置する。いくつかの実施形態において、関連する感覚ニューロンＳＮ、とりわけ標的ＤＲＧ内の体細胞ＳＡを選択的に刺激することにより、筋肉Ｍ１，Ｍ２を弛緩させ、筋肉Ｍ３を収縮させる不適切な活動電位を抑制する。これは特に、関連する感覚ニューロンＳＮがＩｂ感覚線維である場合に該当する。こうした刺激は、運動障害の治療に際し症状を緩和するものである。
【００４７】
いくつかの実施形態において、移植可能なパルス発生器（ＩＰＧ）１０２は、１つまたはそれ以上のセンサに応答して電気信号を起動し、調整する電気回路部１０７を有する。例示的なセンサには、中でも、加速度計、歪ゲージ、筋肉および／または神経の電気的活動を測定する電気デバイス、または治療すべき運動障害の症状を示す生理的なパラメータを測定することができる他のデバイスが含まれる。いくつかの実施形態では、１つまたはそれ以上のセンサは、運動障害の症状の開始を検知し、パルス発生器１０２の電気回路部１０７に上記情報を伝達するものであり、その結果、運動障害の症状の開始に対抗し、これを緩和し、および／または解消するように電気刺激が患者に与えられる。たとえば振戦症状を有する患者において、振戦は突然に始まり、収束する。ストレスとともに症状がひどくなり、患者が注意散漫の状態にあるとき症状が治まることがある。これは、とりわけ心因性の振戦である。こうした患者の場合、振戦動作は、影響を受ける四肢に着けるブレスレットまたはアンクレット等に取り付けたセンサを用いて検出することができる。センサは、四肢の加速度変化、四肢の振動周波数、四肢の位置、またはこれらの組み合わせ等々を検知するものであってもよい。こうしたセンサは、頭、頸、肩、胴等の身体が影響を受ける他の部分に着けて用いてもよいことが理解される。振戦動作の始まりや増大等、振戦動作が強くなったと検知したとき、電気信号を変化させて、振戦動作の増大を抑制または緩和させることができる。これは、振幅、周波数、パルス幅、またはこれらの組み合わせ等の１つまたはそれ以上の信号パラメータを増減させることにより実現することができる。同様に、振戦動作の鎮静または低減として振戦動作が減少したと検知したとき、その振戦動作に対する刺激に適合するように、より適正に電気信号を変更してもよいことが理解される。別の実施形態では、振戦動作の鎮静または低減の際、電力を節約し、電池の寿命の引き伸ばし、または不必要で好ましくない刺激に付随する任意の副作用または症状を抑制するように刺激を変更してもよい。振戦を単なる一例して引用したが、その他の運動障害または運動障害に関する症状を同様に検知できることが理解される。たとえば、運動障害を持つ患者は、身体の一部に引き付けまたは痙攣に苛まれる。これらの引き付け動作は、痛み、特定の光、または大きな音が引き金となることがある。これらの症状の発症は、上述のように検知し、対抗することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、１つまたはそれ以上のセンサは、収縮または四肢動作の程度といった運動障害の症状の状態を検知するものである。こうした状態情報を用いて、運動障害の症状に対抗し、または治療するのに適したレベルに電気信号をリアルタイムで変化させることができる。たとえば痙性を患う患者は、筋緊張亢進に関連する筋緊張において、骨格筋機能が修正される。通常でない筋肉の緊張、筋肉のこわばり、および／または筋肉の引き付けと呼ばれることが多い。痙性は、脳および／または脊髄が損傷を受け、または正常に機能しなくなった場合にみられる症状であり、これらの損傷として、脳性小児まひ、多発性硬化症、脊髄損傷、および打撲を含む脳損傷がある。いくつかの実施形態では、痙性等の症状レベルは時間および刺激に起因して増減することがある。いくつかの実施形態では、変化が生じたか否かを判断することにより、痙性等の症状の状態を検知する。症状が変化したと検知された場合、症状の変化を抑制または低減するように電気刺激を変更する。これは、振幅、周波数、パルス幅、またはこれらの組み合わせ等の１つまたはそれ以上の信号パラメータを増減させることにより実現することができる。同様に、振戦を単なる一例して引用したが、その他の運動障害または運動障害に関する症状を同様に検知できることが理解される。
【００４９】
別の実施形態では、１つまたはそれ以上のセンサが患者の特定動作または動作レベルを検知する。いくつかの運動障害は、歩行等の特定の動作に相関する。たとえば基本的な運動障害は、協調的な動作または歩行動作において問題が生じる。これらの問題は、歩行中に一方の脚を引きずり、またはバランスを散ることが困難となる。動作センサまたは銅さレベルセンサを用いて、動作の種別（歩行動作等）および／または動作の量や度合い（遅い歩行または早い歩行等）を検知することができる。検知された情報は、適当な刺激レベルを決定するために刺激プログラムを動的に変更するための入力信号であってもよい。択一的または追加的には、特定の患者の動作パターンに基づいて、それぞれの患者に合わせて、異なる事前プログラムされた刺激信号を設計してもよい。事前プログラムされた刺激信号は適当な記録媒体に記録され、上記説明した刺激システムに用いることができる。従来式の経皮的プログラム技術を用いて、刺激アルゴリズムを更新し、変更し、または取り除去することができる。
【００５０】
他の実施形態においては、患者の位置を検知するために用いることができる１つまたはそれ以上のセンサが位置センサを有する。患者の位置は、刺激プログラムを動的に変更して、適当な刺激レベルを決定するように刺激制御システムの入力値とすることができる。こうしたセンサの１つの具体例は多軸加速度計である。従来式の３軸または４軸の加速度計を患者の体内に移植するか、患者の体表に固定して、患者の位置、動作、動作レベル、動作期間、または患者状況の他の症状を提供するものであってもよい。そして検出された患者状況の症状を用いて、刺激レベルおよび刺激パターンを決定してもよい。位置センサを設定し、設定後には校正し、または患者の内外に移植してもよい。校正することにより、患者の位置および動作レベルを正確に認識しやすくなる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、センサは、患者が横たわった状態か、眠っている状態にあることを検知するものである。ほとんどの運動障害は、眠っている状態にあるときには起こらないので、睡眠中は刺激を小さくするか、停止させて、消費電力を小さくし、電池の寿命を長く持たせるようにしてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、センサは、患者が起き上がって、起立した状態にあることを検知するものであり、起立状態に関係する運動障害の症状に対抗（症状を緩和）するために刺激が与えられる。たとえば起立性振戦は、起立直後に、脚および胴において生じる小刻みで（１２Ｈｚより大きい）律動的な筋肉収縮として特徴付けられる。腿および脚が痙攣し、患者は、１点に起立することを要求されたとき、制御不能に震動する。その他の臨床的な兆候または症状はなく、患者が着席するか、または地面に腰を下ろすと、震えは止まる。高い周波数で振戦が生じると、起立している間、脚の筋肉が脈動しているように見える。こうした患者の場合、起立していることを検知して刺激が与えられ、患者は、こうした症状の緩和を感じる。患者が異なる状態（たとえば着席状態）に移行すると、刺激は止まるか、または所望のレベルまで低減される。
【００５３】
いくつかの実施形態において、センサが特定の動作パターンを検知すると、その特定の動作パターンに関連する特定の運動障害の症状に対抗するような刺激が加えられる。たとえば小脳性振戦は、意図した動作の終わりに、たとえばボタンを押そうとしたとき、または他人の鼻の先を指で触ろうとしたとき、先端部に生じる遅くて広範囲の振戦である。こうした動作バターンを検知したとき、運動障害の症状に対抗するような刺激が与えられる。小脳性振戦は、脳卒中、振戦、または複数の動脈硬化症あるいは遺伝性変性疾患等の障害に起因して、小脳内の病変または小脳に対する損傷によって発症するものである。また小脳性振戦は、慢性アルコール依存症または複数の薬剤の過剰摂取によっても発症するものである。典型的な小脳性振戦では、一方の脳にある障害により身体の同じ側の振戦が生じ、特定の方向の動きに支障が生じる。小脳の障害により、ホームズ振戦と呼ばれる「羽ばたき（wing-beating）」型の振戦、すなわち安静時、行動時、および起立時の振戦の組み合わせが生じることがある。振戦は、患者が活動的であるか、特定の姿勢を維持するときに最も目立つ場合がある多い。したがって、特定の患者に対して、いつ、どのような刺激を与え、変更すべきかについての判断決定プロセスに関するさまざまなセンサを用いた複雑なアレイとして用いることができる。
【００５４】
任意的には、位置センサは、移植可能パルス発生器１０２と同一の物質的なハウジング内に配置される。必要ならば、位置センサは、任意の身体の移植部位に配置するか、患者の外部に装着してもよい。位置センサおよび／または活動センサからの位置情報は、直接的な接続または経皮的に通信による適当な手段を用いて、移植可能パルス発生器１０２に供給される。数多くの実施形態が適当であるが、好適な態様おいて、本発明を限定するものとは解釈されない具体例を用いて、少なくとも患者が起立しているか、横たわっているかについて検知するための１つまたはそれ以上の加速度計を用いて、患者の状態を判断する。追加的に、位置センサは、たとえば歩行中かランニング中の違い等、活動の有無、または活動のレベルを検知するように構成してもよい。別の実施形態においては、位置センサは、たとえば運動障害として取り扱われる身体の特定の一部または四肢の活動等の特定の動きを検知できるように配置してもよい。この位置センサの実施形態を用いて、患者が運動障害に関連する動きをし始めると、センサは、こうした活動を検知し、適当な刺激を与える。別の択一例において、位置センサおよび／または活動センサは、１つまたはそれ以上の多軸加速度計を有する。
【００５５】
いくつかの実施形態において、移植可能パルス発生器（ＩＰＧ）１０２は、タイマまたはクロックに応答して電気刺激を起動し、調整する回路部を有する。すなわち、患者が睡眠中である時間、または患者が運動障害の治療を低減するか中止したいものと判断される時間に、刺激を小さくするか、刺激を与えないようにしてもよい。このように刺激を小さくして利用する期間を設けることにより、電源１１０の寿命を引き延ばすことができる。
【００５６】
上述のように、神経調整法（neuromodulation）には、電気的刺激および／または薬剤を標的領域に直接的に与えることにより、神経活動を変更ました調節するさまざまな態様が含まれることが理解される。説明のために、刺戟および刺激パラメータの観点から本願明細書を記述したが、本願明細書は、これに限定されるものではなく、特に刺激や薬剤を後根神経節の送達を含む、任意の態様の神経調整および神経調整パラメータの態様を含むものと理解される。こうした送達のためのデバイスおよび薬剤は、「神経組織に薬剤の標的への送達」と題する米国特許出願第13/309,429号（米国特許出願公開第2012-310140A1号）に開示され、その内容は参考として一体のものとしてここに統合される。
【００５７】
上述の発明について、理解を明確にするために、例示および具体例として詳細に説明したが、さまざまな変形例、変更例、および均等物を用いることができ、上記説明は、添付クレームにより定義される発明の範疇を限定するものと解釈すべきではないことが明らかである。
【符号の説明】
【００５８】
１００…刺激システム、１０２…移植可能パルス発生器（ＩＰＧ）、１０４…リード、１０６…電極、１０７…電気回路部、１０８…メモリ、１０９…プロセッサ、１１０…電源。
【図１】
2014506501.tif 000003
【図２】
2014506501.tif 000004
【図３】
2014506501.tif 000005
【図４】
2014506501.tif 000006
【図５】
2014506501.tif 000007
【国際調査報告】
2014506501.tif 000008
2014506501.tif 000009
2014506501.tif 000010
2014506501.tif 000011
2014506501.tif 000012