(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の神経に電気刺激を行う神経刺激装置であって、
脈管内に留置される刺激電極と、
前記刺激電極に印加する神経刺激信号を発生する刺激信号発生部と、
前記生体の心拍数を取得し、取得した前記心拍数に基づいて前記刺激信号発生部を制御する制御部と、
を備え、
前記神経刺激信号は、前記生体に前記電気刺激を与える刺激オン期間と前記電気刺激を与えない刺激オフ期間とを交互に繰り返すことで構成され、
前記刺激信号発生部は、前記刺激オフ期間の長さに対する前記刺激オン期間の長さの値を一定の値に保ち、
前記制御部は、前記生体に前記神経刺激信号を与える前の前記心拍数である刺激前心拍数よりも前記神経刺激信号を与えているときに取得される前記心拍数が少ないときには、前記刺激信号発生部が発生する前記神経刺激信号の前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くしつつ、取得される前記心拍数を前記刺激前心拍数よりも少なくすることを特徴とする神経刺激装置。
【請求項２】
前記生体に前記神経刺激信号を与えているときの前記心拍数が少なくなるのにしたがって、前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くすることを特徴とする請求項１に記載の神経刺激装置。
【請求項３】
前記生体に前記神経刺激信号を与えているときの、前記刺激前心拍数に対する取得した前記心拍数の低下率が多くなるのにしたがって、前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くすることを特徴とする請求項１に記載の神経刺激装置。
【請求項４】
前記神経刺激信号の強度は、前記生体の迷走神経に前記神経刺激信号を作用させることで、前記心拍数が減る強度とし、
前記刺激オン期間には、１又は複数の刺激パルスが印加され、
前記神経刺激信号の強度を、前記刺激パルスの長さ、前記刺激オン期間の長さと前記刺激オフ期間の長さとの和、前記刺激パルスを発生させるために前記刺激電極に流す電流値、及び、前記刺激パルスを発生させるために前記刺激電極に印加する電位の少なくとも１つにより調整することを特徴とする請求項１に記載の神経刺激装置。
【請求項５】
前記生体の心拍数を測定する心拍数測定部を備え、
前記制御部は、前記心拍数測定部が測定した前記生体の心拍数を取得し、
前記心拍数測定部は、１つの前記刺激オン期間中に２つの心拍が測定されないときには、前記刺激オン期間の直前又は前記刺激オン期間の直後に測定した前記心拍を用いて前記心拍数を測定することを特徴とする請求項１に記載の神経刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経刺激装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、神経組織に電気刺激を与えることで治療する神経刺激装置の研究が行われてきた。例えば、特許文献１に開示された神経刺激装置は、循環器疾患の治療に適応されるべく、ヒトの迷走神経に植込電極を用いて迷走神経刺激療法を送達するものである。
【０００３】
この神経刺激装置は、プログラム強度で迷走神経刺激療法を提供すべく、迷走神経に植込電極を通じて電気信号を送達するように構成されるパルス生成器と、循環器疾患の治療に有益な刺激を提供すべく選択されるプログラム強度で迷走神経刺激療法を提供するプログラムパラメータと、を備えている。電気信号は、迷走神経刺激療法中の患者の固有心拍数を、迷走神経刺激療法前の患者の固有心拍数と比較して減らすことがない。
迷走神経刺激療法は、循環器疾患の治療に有効であるとともに、固有心拍数を下げない削減迷走神経刺激療法強度で送達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５２７５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、急性心筋梗塞後の患者においては、心拍数を減らす（下げる）こと自体が、心臓に与える負荷を軽減する効果がある。このため、心拍数を減らさない刺激は心筋梗塞治療に対して十分に効果的ではないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、患者の心拍数に応じて、適切な刺激のオン／オフ期間を選択することで、患者の負担を最小限にしながら心拍数を下げ、高い治療効果を与える神経刺激装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の神経刺激装置は、生体の神経に電気刺激を行う神経刺激装置であって、脈管内に留置される刺激電極と、前記刺激電極に印加する神経刺激信号を発生する刺激信号発生部と、前記生体の心拍数を取得し、取得した前記心拍数に基づいて前記刺激信号発生部を制御する制御部と、を備え、前記神経刺激信号は、前記生体に前記電気刺激を与える刺激オン期間と前記電気刺激を与えない刺激オフ期間とを交互に繰り返すことで構成され、前記刺激信号発生部は、前記刺激オフ期間の長さに対する前記刺激オン期間の長さの値を一定の値に保ち、前記制御部は、前記生体に前記神経刺激信号を与える前の前記心拍数である刺激前心拍数よりも前記神経刺激信号を与えているときに取得される前記心拍数が少ないときには、前記刺激信号発生部が発生する前記神経刺激信号の前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くしつつ、取得される前記心拍数を前記刺激前心拍数よりも少なくすることを特徴としている。
【０００８】
また、上記の神経刺激装置において、前記生体に前記神経刺激信号を与えているときの前記心拍数が少なくなるのにしたがって、前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くしてもよい。
また、上記の神経刺激装置において、前記生体に前記神経刺激信号を与えているときの、前記刺激前心拍数に対する取得した前記心拍数の低下率が多くなるのにしたがって、前記刺激オン期間の長さ、及び前記刺激オフ期間の長さをそれぞれ短くしてもよい。
【０００９】
また、上記の神経刺激装置において、前記神経刺激信号の強度は、前記生体の迷走神経に前記神経刺激信号を作用させることで、前記心拍数が減る強度とし、前記刺激オン期間には、１又は複数の刺激パルスが印加され、前記神経刺激信号の強度を、前記刺激パルスの長さ、前記刺激オン期間の長さと前記刺激オフ期間の長さとの和、前記刺激パルスを発生させるために前記刺激電極に流す電流値、及び、前記刺激パルスを発生させるために前記刺激電極に印加する電位の少なくとも１つにより調整してもよい。
また、上記の神経刺激装置において、前記生体の心拍数を測定する心拍数測定部を備え、前記制御部は、前記心拍数測定部が測定した前記生体の心拍数を取得し、前記心拍数測定部は、１つの前記刺激オン期間中に２つの心拍が測定されないときには、前記刺激オン期間の直前又は前記刺激オン期間の直後に測定した前記心拍を用いて前記心拍数を測定してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の神経刺激装置によれば、患者の心拍数に応じて、適切な刺激のオン／オフ期間を選択することで、患者の負担を最小限にしながら心拍数を下げ、高い治療効果を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態の神経刺激装置において患者の体外側の構成を示す模式図である。
【図２】同神経刺激装置において患者の体内側の構成を示す模式図である。
【図３】図２中の要部拡大図である。
【図４】同神経刺激装置の線状弾性部材の側面図である。
【図５】図４中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図６】同神経刺激装置の制御ユニットの外観を示す模式図である。
【図７】同神経刺激装置の機能ブロック図である。
【図８】同神経刺激装置の刺激信号発生部が発生する神経刺激信号の態様の一例を示す図である。
【図９】同神経刺激信号の一例の態様に併せて心電図を示した図である。
【図１０】同神経刺激信号の他の例の態様に併せて心電図を示した図である。
【図１１】同神経刺激信号の他の例の態様に併せて心電図を示した図である。
【図１２】本実施形態における神経刺激装置の処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態の神経刺激装置の変形例における心拍数に対する刺激オン／オフ期間の変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る神経刺激装置の第１実施形態を、図１から図１３を参照しながら説明する。
図１及び２に示すように、本神経刺激装置１は患者（生体）Ｐの迷走神経（神経）Ｐ１に電気刺激を行い、頻脈や心筋梗塞、慢性心不全等の治療を行うものである。本実施形態の神経刺激装置１は、血管である上大静脈（脈管）Ｐ２内に留置される一対の刺激電極１１と、患者（生体）Ｐの心拍数を測定する心拍計（心拍数測定部）３５と、心拍計３５の測定結果に基づいて一対の刺激電極１１に印加する神経刺激信号を発生する制御ユニット４０とを備えている。
図３に示すように、一対の刺激電極１１は、神経刺激電極１０の電極部１２に設けられている。神経刺激電極１０は、この電極部１２と、電極部１２と制御ユニット４０と接続するリード部１３とを有している。
以下では、制御ユニット４０に対する電極部１２側を先端側、電極部１２に対する制御ユニット４０側を基端側とそれぞれ称する。
【００１３】
電極部１２の構成は、電極部１２が一対の刺激電極１１を有していれば特に限定されない。本実施形態では電極部１２は、軸線Ｃ周りに３つの線状弾性部材１６、１７、１８が等角度ごとに配置された籠状に形成されている。
線状弾性部材１６は、１本の線状の弾性部材を折り曲げることにより、立体的なループ形状が形成された部材である。
【００１４】
線状弾性部材１６は、図４及び５に示すように、金属ワイヤからなるワイヤ本体２０と、ワイヤ本体２０の外周面を覆って絶縁する内部被覆２１と、内部被覆２１の外周面を覆って絶縁する外部被覆２２とを有している。
ワイヤ本体２０は、電極部１２の外径を変化させる外力によっても塑性変形せず、外力が解除されると自然状態に戻る良好な弾性を有する適宜の金属ワイヤを採用することができる。ワイヤ本体２０に好適な金属ワイヤとしては、例えば、形状記憶合金や超弾性ワイヤなどを挙げることができる。
【００１５】
内部被覆２１は、ワイヤ本体２０とともに変形可能であって電気絶縁性を有する適宜の合成樹脂材料、例えば、ポリウレタン樹脂などを採用することができる。
外部被覆２２は、刺激電極１１の露出部位を除いては、線状弾性部材１６の最外周面を形成する被覆部材である。したがって、外部被覆２２は、血管内に導入されると、外部被覆２２の外周面が血液、血管の内壁等の生体組織と接触する。このため、外部被覆２２は、ワイヤ本体２０及び内部被覆２１とともに変形可能な絶縁性材料であって、生体適合性に優れる材料で形成される。外部被覆２２に好適な材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などを採用することができる。
【００１６】
内部被覆２１は、白金イリジウム合金等の生体適合性を有する材料で形成された金属管１１ａに挿通されている。金属管１１ａの一部であって、外部被覆２２の開口２２ａを通して、線状弾性部材１６の外部に露出した部分が、刺激電極１１となっている。刺激電極１１を金属管１１ａの軸線に直交する方向から見た形状は矩形状である。
ただし、刺激電極１１の形状はこれには限定されず、例えば、金属管１１ａの軸線方向に長い長円形状や楕円形状などの形状も可能である。刺激電極１１を円筒状に形成してもよい。
【００１７】
金属管１１ａの内部には、ワイヤ本体２０との短絡を防止するための管状の絶縁部材２４が挿通されており、この絶縁部材２４内に内部被覆２１及びワイヤ本体２０が挿通されている。
また、外部被覆２２に埋没された金属管１１ａの内周面には、配線２５が電気的に接続されている。配線２５としては、例えば、耐屈曲性を有するニッケルコバルト合金（３５ＮＬＴ２５％Ａｇ材）からなる撚り線を、電気的絶縁材（例えば、厚さ２０μｍ（マイクロメートル）のＥＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等）で被覆したものを好適に用いることができる。
配線２５は、外部被覆２２内に配置されてワイヤ本体２０に沿って基端側に向かって延びている。
一対の刺激電極１１は、図３に示すように電極部１２の外側に、電極部１２の周方向の位置が揃うように配置されている。一対の刺激電極１１は、軸線Ｃに沿って一方が先端側、他方が基端側となるように、互いに離間した状態に配置されている。
【００１８】
線状弾性部材１７、１８は、線状弾性部材１６の構成に対して、金属管１１ａ、絶縁部材２４、及び配線２５を備えず、外部被覆２２に開口２２ａが形成されていないことが異なる。すなわち、線状弾性部材１７、１８には、刺激電極１１は形成されていない。
軸線Ｃ周りに配置された線状弾性部材１６、１７、１８は、軸線Ｃ方向における中間部で弾性部材固定部２６により互いに固定されるとともに、基端部で集束部２７により互いに固定されている。弾性部材固定部２６は、外部被覆２２と同一の材料で形成することができる。集束部２７は、ステンレス鋼やチタン等の金属で筒状に形成されている。
刺激電極１１は、電極部１２の径方向外側に向かって露出するように配置されている。電極部１２は、後述するように患者Ｐの上大静脈Ｐ２内に留置される。
【００１９】
リード部１３は、図示はしないが、コイルと、絶縁性を有してコイルの外周を覆う被覆材と、コイルの基端部に設けられたコネクタとを備えた公知の構成を有している。リード部１３のコイルは、先端側が電極部１２の配線２５に、基端側がコネクタにそれぞれ接続されている。
【００２０】
次に、制御ユニット４０について説明する。
制御ユニット４０は、図６に示すように、外面に各種情報を表示する表示部４１と、制御ユニット４０の各種操作を行うインターフェース部４２とを備えている。
表示部４１としては、液晶画面やＬＥＤ等を用いたもの等、公知の構成を適宜選択して用いることができる。表示部４１には、後述するように測定した患者Ｐの心拍数等が表示されることが好ましい。
インターフェース部４２は、各種操作を行うためのボタン群４３と、電気刺激を開始するための出力ボタン４４と、電気刺激を停止するための停止ボタン４５とを備えている。
リード部１３のコネクタは、制御ユニット４０に着脱可能である。
【００２１】
図７は、神経刺激装置１の機能ブロック図である。制御ユニット４０は、神経刺激電極１０の一対の刺激電極１１に印加する神経刺激信号を発生する刺激信号発生部４７と、刺激信号発生部４７等の神経刺激装置１全体の制御を行う制御部４８とを備えている。
図８に示すように、神経刺激信号は、患者Ｐに電気刺激を与える刺激オン期間Ｔ１と電気刺激を与えない刺激オフ期間Ｔ２とを交互に繰り返すことで構成されている。図８の横軸は時間を表し、縦軸は神経刺激信号の強度を表す。ここで言う神経刺激信号の強度とは、刺激オン期間Ｔ１における単位時間当たりの電気刺激の強さのことを意味する。
互いに連続する１つの刺激オン期間Ｔ１と１つの刺激オフ期間Ｔ２とで構成される刺激サイクルＴ０が、基本単位となる。
刺激オン期間Ｔ１の長さは、１つの刺激サイクルＴ０において刺激オン期間Ｔ１が続く長さを意味する。刺激オフ期間Ｔ２の長さについても同様である。
【００２２】
刺激オン期間Ｔ１には、１又は複数の刺激パルスＱが印加される。一対の刺激電極１１間に電流を流したり、一対の刺激電極１１間の電位を調整したりすることで、一対の刺激電極１１間に刺激パルスＱが発生する。
本実施形態では、神経刺激信号の第１態様では、刺激オン期間Ｔ１の長さが１０秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５０秒である。神経刺激信号の第２態様では、刺激オン期間Ｔ１の長さが１秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５秒である。第２態様では、第１態様に比べて神経刺激信号の刺激オン期間Ｔ１の長さ、及び刺激オフ期間Ｔ２の長さがそれぞれ短い。神経刺激信号の第１態様と第２態様とでは、神経刺激信号の強度は等しい。
本実施形態では、刺激信号発生部４７は、刺激オフ期間Ｔ２の長さに対する刺激オン期間Ｔ１の長さの値を０．２の一定の値に保つ。すなわち、例えば１分間等の単位時間における刺激オン期間Ｔ１の長さは、第１態様と第２態様とで一定である。
【００２３】
神経刺激信号の強度は、患者Ｐの迷走神経Ｐ１に神経刺激信号を作用させることで、患者Ｐの心拍数が減る強度である。
刺激信号発生部４７は、神経刺激信号の強度を、１つの刺激パルスＱの長さ、刺激オン期間Ｔ１の長さと刺激オフ期間Ｔ２の長さとの和（刺激サイクルＴ０の長さ）、一対の刺激電極１１間に流す電流値、及び、刺激パルスＱを発生させるために一対の刺激電極１１間に印加する電位の少なくとも１つにより調整する。神経刺激信号の強度が調整されると、後述するように心拍数の調整が容易となる。
刺激信号発生部４７は、制御部４８による指示に基づいて神経刺激信号を発生し、リード部１３経由で一対の刺激電極１１に送る。
このとき、例えば先端側の刺激電極１１がマイナス（−）極として機能し、基端側の刺激電極１１がプラス（＋）極として機能する。
【００２４】
制御部４８は、図示はしないが演算回路及びメモリ等を有している。メモリには、制御プログラムや取得した心拍数が記録される。
制御部４８は、図７に示すように表示部４１、インターフェース部４２の各ボタン、及び刺激信号発生部４７と接続されている。制御部４８は、ケーブル３６を介して心拍計３５に接続可能である。
制御部４８の演算回路は、心拍計３５が測定した患者Ｐの心拍数を取得し、この心拍数をメモリに記憶する。そして、取得した心拍数に基づいて刺激信号発生部４７を制御する。具体的には、取得した心拍数に基づいて神経刺激信号の態様を決める。そして、決めた態様を表す信号を刺激信号発生部４７に送信することで、刺激信号発生部４７に指示する。
【００２５】
心拍計３５は、図示はしないが演算回路及びメモリ等を有している。心拍計３５の演算回路は、以下に説明するように刺激オン期間Ｔ１に対応して心拍数を計測する。
図９は、図８で示した時間に対する神経刺激信号の強度の変化に併せて、時間に対応する心電図Ｌ１を示したものである。この例では、刺激オン期間Ｔ１が後述する例よりも比較的長いこと等により、１つの刺激オン期間Ｔ１中に連続する２つ以上の心拍Ｌ２が測定されている。なお、図９、１０、及び１１の心電図Ｌ１では、心拍のうちＲ波のみを示している。例えば、心拍Ｌ２の間隔Ｔ４は、連続する心拍Ｌ２のＲ波の間隔から求めることができる。心拍Ｌ２の間隔Ｔ４は、心拍計３５のメモリに記憶される。
以下では、心拍Ｌ２の間隔を心拍間隔と略称する。演算回路は、続いて発生する３つの心拍間隔Ｔ４の和を、足した心拍間隔Ｔ４の数（すなわち、３）で割ることで、心拍間隔の平均値を演算する。そして、６０秒をこの心拍間隔の平均値で割ることで、心拍数を演算する。
【００２６】
次に、１つの刺激オン期間Ｔ１に連続する２つの心拍Ｌ２が測定されないときの心拍数の演算方法について説明する。
図１０に示す心電図Ｌ１では、図９に示した心電図Ｌ１に比べて刺激オン期間Ｔ１が短くなり、１つの刺激オン期間Ｔ１中に１つの心拍Ｌ２しか測定されていない。この場合には、刺激オン期間Ｔ１中の心拍Ｌ２と、この刺激オン期間Ｔ１の直前に測定された心拍Ｌ２との間隔を心拍間隔Ｔ５とする。刺激オン期間Ｔ１中の心拍Ｌ２と、この刺激オン期間Ｔ１の直後に測定された心拍Ｌ２との間隔を心拍間隔Ｔ６とする。そして、心拍間隔Ｔ５と心拍間隔Ｔ６との平均値を改めて心拍間隔Ｔ７とする。続いて発生する３つの心拍間隔Ｔ７の和を、足した心拍間隔Ｔ７の数（すなわち、３）で割ることで、心拍間隔の平均値を演算する。
この心拍間隔の平均値を用いて、前述のように心拍数を演算する。
【００２７】
図１１に示す心電図Ｌ１では、図１０に示した心電図Ｌ１に比べて刺激オン期間Ｔ１がさらに短くなり、１つの刺激オン期間Ｔ１中に心拍Ｌ２が全く測定されていない。
この場合には、刺激オン期間Ｔ１の直前に測定された心拍Ｌ２と刺激オン期間Ｔ１の直後に測定された心拍Ｌ２との間隔を心拍間隔Ｔ８とする。続いて発生する３つの心拍間隔Ｔ８の和を、足した心拍間隔Ｔ８の個数（すなわち、３）で割ることで、心拍間隔の平均値を演算する。
１つの刺激オン期間Ｔ１に測定される心拍Ｌ２の数が刺激サイクルＴ０ごとに異なる場合には、各場合における心拍間隔を求める。そして、連続する３つの心拍間隔の和を、足した心拍間隔の数（すなわち、３）で割ることで、心拍間隔の平均値を演算する。
【００２８】
上記図９から１１を用いた説明では、続いて発生する３つの心拍間隔の和としたが、３つ以上の任意の数の心拍間隔の和としてもよい。１つの刺激オン期間Ｔ１に測定されるすべての心拍間隔の和を、足した心拍間隔の数で割ることで、心拍間隔の平均値を演算し、この心拍間隔の平均値を用いて、前述のように心拍数を演算してもよい。
【００２９】
図１０及び１１に示す心電図Ｌ１の場合（刺激オン期間Ｔ１中に測定される心拍Ｌ２が２つ未満の場合）、ある刺激オン期間Ｔ１の心拍間隔は３つの心拍間隔の平均を行った後の値として求められる。しかし、この値には誤差が含まれやすいので、さらに連続する複数の刺激オン期間Ｔ１の心拍間隔を含めて心拍間隔の平均値を求めることが望ましい。なお、図９に示す心電図Ｌ１の場合（刺激オン期間Ｔ１中に測定される心拍Ｌ２が２つ以上の場合）も、同様にさらに連続する複数の刺激オン期間Ｔ１の心拍間隔を含めて心拍間隔の平均値を求めてもよい。
連続する複数の刺激オン期間Ｔ１の数は、例えば、刺激オン期間Ｔ１の長さが５秒であれば２回分、刺激オン期間Ｔ１の長さが１秒であれば１０回分とする。すなわち、１分間に含まれる刺激オン期間Ｔ１の回数とすることが望ましい。
【００３０】
図１に示すように、心拍計３５にはケーブル３６が接続されている。ケーブル３６は、端部に設けられた図示しないコネクタにより制御ユニット４０に着脱可能である。
心拍計３５の演算回路は、心拍Ｌ２の測定結果を信号に変換し、ケーブル３６を通して制御ユニット４０に送信する。
【００３１】
次に、以上のように構成された神経刺激装置１を用いて、神経刺激電極１０を上大静脈Ｐ２に留置する手技について説明する。図１２は、本実施形態における神経刺激装置１の処理を示すフローチャートである。
まず、術者は、図１に示すように患者Ｐに心拍計３５を固定し、ケーブル３６のコネクタを制御ユニット４０に取付ける。制御ユニット４０のボタン群４３を操作して、神経刺激装置１を起動させる。なお、この時点では、刺激信号発生部４７は神経刺激信号を発生していない。制御部４８は、神経刺激信号の態様として、刺激オン期間Ｔ１の長さが１０秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５０秒である第１態様を設定する（図１２におけるステップＳ１）。
【００３２】
制御部４８は、心拍計３５により、患者Ｐに神経刺激信号を与える前の心拍数を測定する（ステップＳ３）。このときの心拍数が例えば、６０ｂｐｍ（ｂｅａｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅｓ）であったとする。神経刺激装置１が心拍計３５を備えることで、１つの刺激オン期間Ｔ１中の心拍Ｌ２の数によらず、心拍数をより正確に測定される。
測定した心拍数は、制御ユニット４０の制御部４８に送信される。制御部４８の演算回路は、刺激信号発生部４７に神経刺激信号を発生させる指示を出していないことを確認すると、制御部４８のメモリに送信された心拍数を刺激前心拍数として記憶する。
【００３３】
次に、術者は、図１に示すように患者Ｐの頸部Ｐ４の近傍を小切開して開口Ｐ５を形成する。
開口Ｐ５を通して血管内に神経刺激電極１０を先端側から挿入し、図２に示すように、右外頚静脈Ｐ６を通して、上大静脈Ｐ２内に神経刺激電極１０の電極部１２を配置する。上大静脈Ｐ２には、迷走神経Ｐ１が並走している。上大静脈Ｐ２の下流側には、心臓Ｐ７がある。
なお、本実施形態では右外頚静脈Ｐ６に神経刺激電極１０を通すとしたが、これに代えて右内頚静脈、左外頚静脈、左内頚静脈等に神経刺激電極１０を通すとしてもよい。
【００３４】
制御ユニット４０を体表面、皮下、あるいは衣服等に固定する。
術者が出力ボタン４４を押すと、制御部４８は刺激信号発生部４７に第１態様の神経刺激信号を発生させる指示を出す。刺激信号発生部４７はこの指示に基づいて、第１態様の神経刺激信号を発生する（ステップＳ５）。発生した神経刺激信号は、リード部１３を通して一対の刺激電極１１間に印加される。迷走神経Ｐ１には、上大静脈Ｐ２の血管壁を介して神経刺激信号による電気刺激が与えられる。
なお、心拍計３５は、１０秒から数十秒程度の予め定められた所定の間隔ごとに、測定した心拍数を制御部４８に送信する。心拍計３５が心拍Ｌ２を検出するたびに、心拍計３５が心拍数を制御部４８に送信するように構成してもよい。
【００３５】
制御部４８は、心拍計３５から送信された心拍数を取得する（ステップＳ７）。この心拍数は、患者Ｐに神経刺激信号を与えているときに取得される心拍数である。このときの心拍数が例えば、６０ｂｐｍであったとする。
制御部４８は、取得した心拍数が刺激前心拍数よりも少ないか否かを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９でＮｏと判断した場合には、ステップＳ７に移行する。一方で、ステップＳ９でＹｅｓと判断した場合には、ステップＳ１１に移行する。
この例では、取得した心拍数が６０ｂｐｍであり刺激前心拍数に等しいため、ステップＳ９でＮｏと判断してステップＳ７に移行する。すなわち、神経刺激信号の態様は変えない。
【００３６】
再びステップＳ７を行い、このとき取得した心拍数が例えば、５５ｂｐｍであったとする。
制御部４８は、ステップＳ９でＹｅｓと判断し、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、制御部４８は刺激信号発生部４７に第２態様の神経刺激信号を発生させる指示を出す。刺激信号発生部４７はこの指示に基づいて、第２態様の神経刺激信号を発生する。第２態様では、１つの刺激サイクルＴ０における刺激オン期間Ｔ１の長さが第１態様の刺激オン期間Ｔ１の長さよりも短い１秒になる。このため、第２態様の神経刺激信号を発生させときには心拍数の低下量が少なくなり、患者Ｐの心拍数が６０ｂｐｍである刺激前心拍数よりも少なく５５ｂｐｍよりも多い例えば５７ｂｐｍになる。
このように、刺激前心拍数からの心拍数の低下量を２ｂｐｍ以上にすることが好ましい。心拍数の低下量が１ｂｐｍであると、本来は患者Ｐの心拍数は低下していないが、心拍計３５による測定誤差のために心拍数が低下したように測定されていることもあり得るからである。
【００３７】
所定の期間、第２態様の神経刺激信号を発生させたら、術者は停止ボタン４５を操作して神経刺激信号の発生を停止させる。
以上で、本実施形態における神経刺激装置１の処理が終了する。
【００３８】
迷走神経Ｐ１に電気刺激を与えると、患者Ｐの心拍数が減る。一般的に、心拍数が少ない時には著しく心拍数を減らさせない方が良い。このため、従来の神経刺激装置では、心拍数が少ない時には電気刺激を止めたり、電気刺激の強度を下げたり、刺激オン期間を短くしたりすることで、心拍数が減らないようにしてきた。
しかしながら、迷走神経Ｐ１に電気刺激を与えることにより心拍数を減らすこと、及び迷走神経Ｐ１に電気刺激を印加している時間を十分に確保することは、患者Ｐの予後改善につながる。ここで言う患者Ｐの予後改善とは、患者Ｐの心筋が再生すること等を意味する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の神経刺激装置１によれば、測定した心拍数が刺激前心拍数よりも少ないときに、制御部４８は神経刺激信号の刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さがそれぞれ第１態様よりも短い第２態様にする。これにより、患者Ｐの心拍数を増やす。したがって、刺激前心拍数よりも心拍数を減らしつつも患者Ｐへの負担を最小限に抑えて、治療効果を高めることができる。
刺激オン期間Ｔ１の長さが短くなることで、患者Ｐへの負担が抑制される。
なお、患者Ｐに神経刺激信号を与えた後であって刺激オフ期間Ｔ２に取得した心拍数を、神経刺激信号を与えているときに取得される心拍数と比較して、制御部４８が処理をするように構成してもよい。患者Ｐの日内変動や病態の変化にともない、心拍数が変化するからである。
【００４０】
刺激オフ期間Ｔ２の長さに対する前記刺激オン期間Ｔ１の長さの値が一定の値であることで、単位時間における刺激オン期間Ｔ１の長さが一定に保たれ、患者Ｐに神経刺激信号を与えている時間を確保することができる。これにより、患者Ｐの予後が改善される。
神経刺激装置１が心拍計３５を備えることで、１つの刺激オン期間Ｔ１中の心拍Ｌ２の数によらず、心拍数をより正確に測定することができる。
心拍Ｌ２は変動するものであるため、電気刺激により心拍数が減ったのか、心拍Ｌ２の変動により心拍数が減ったように見えるのかを切り分けるためには、ある程度の回数の心拍Ｌ２の検出が必要である。しかしながら、刺激オン期間Ｔ１が短くなると、刺激オン期間Ｔ１内で検出される心拍Ｌ２も少なくなるという問題がある。このため、連続するほかの刺激オン期間Ｔ１に検出された心拍Ｌ２や、刺激オン期間Ｔ１の直前又は直後に検出された心拍Ｌ２も用いて心拍数を算出する。これにより、刺激オン期間Ｔ１が短くても、電気刺激により心拍数が減ったのか、心拍Ｌ２の変動により心拍数が減ったように見えるのかが切り分けられるようになる。
【００４１】
なお、本実施形態の神経刺激装置１では、前述の制御部４８に代えて、以下に説明する様々な制御を行う制御部を備えることができる。
例えば、前述のステップＳ７で取得した患者Ｐの心拍数に応じて神経刺激信号の態様を元の態様から２つ以上に段階的に変化する態様に変えてもよい。
一例を説明すると、刺激前心拍数が８０ｂｐｍ以上の患者Ｐに対して、取得した心拍数が８０ｂｐｍ以上のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１０秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５０秒である第１態様の神経刺激信号を与える。この心拍数に対する刺激オン期間Ｔ１及び刺激オフ期間Ｔ２の関係を、図１３に実線Ｌ４で示す。
この変形例においても、この第１態様、及び後述する第２態様から第４態様において、刺激オフ期間Ｔ２の長さに対する刺激オン期間Ｔ１の長さの値は、０．２である一定の値に保たれている。このため、図１３における心拍数に対する刺激オン期間Ｔ１の関係、及び刺激オフ期間Ｔ２の関係が、１本の実線Ｌ４として重なっている。
【００４２】
同様に、取得した心拍数が７０ｂｐｍ以上８０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが５秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが２５秒である第２態様の神経刺激信号を与える。取得した心拍数が６０ｂｐｍ以上７０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５秒である第３態様の神経刺激信号を与える。そして、取得した心拍数が６０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが０．５秒、刺激オフ期間Ｔ２の長さが２．５秒である第４態様の神経刺激信号を与える。
本変形例のように制御することで、患者Ｐの負担をより効率的に抑えることができる。
【００４３】
また、前述のステップＳ７で取得した患者Ｐの心拍数に応じて神経刺激信号の態様を元の態様から連続的に変化させる態様にしてもよい。
例えば、図１３に点線Ｌ５で示した心拍数に対する刺激オン期間Ｔ１及び刺激オフ期間Ｔ２の関係は、刺激オフ期間Ｔ２の長さに対する刺激オン期間Ｔ１の長さの値を一定の値に保っている。さらに、心拍数に対する刺激オン期間Ｔ１及び刺激オフ期間Ｔ２の関係を連続的（リニア）に変化させている。
本変形例のように制御することで、患者Ｐの負担をさらに効率的に抑えることができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７及び表１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図７に示すように、本実施形態の神経刺激装置２は、第１実施形態の制御部４８に代えて制御部５５を備えている。
本実施形態の制御部５５は、制御部４８の各機能に加えて、メモリに記憶された刺激前心拍数、及び神経刺激信号を発生さえながら直前に取得した刺激オフ期間Ｔ２中の心拍数から、神経刺激信号の態様や、神経刺激信号による電気刺激の強度を変えるか判断する。直前に取得した心拍数は、患者Ｐに神経刺激信号を与えているときの心拍数である。
制御部５５は、前述の刺激前心拍数及び直前に取得した心拍数から、刺激前心拍数Ｎ０に対する直前に取得した心拍数Ｎの低下率（以下、心拍低下率と称する）を演算する。心拍低下率は、患者Ｐに神経刺激信号を与えているときの心拍数の低下率である。心拍低下率は、（１）式のように表される。
（Ｎ０−Ｎ）／Ｎ０    ・・（１）
そして、直前に取得した心拍数及び心拍低下率に基づいて、表１及び以下に説明するように制御する。
【００４５】
【表１】
0006472724.tif 000002
【００４６】
表１の各列は心拍低下率を示し、各行は直前に取得した心拍数を示す。表の各欄には、刺激オン期間Ｔ１の長さ、及び刺激オフ期間Ｔ２の長さを示した。刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さが同一の欄は、同一のハッチングで示した。
なお、表１中に「加えて強度増加」と記載されている欄については、各期間の長さを設定するだけでなく、神経刺激信号の強度が増加するように調整することを意味する。「加えて強度低下」と記載されている欄については、各期間の長さを設定するだけでなく、神経刺激信号の強度が低下するように調整することを意味する。
【００４７】
表１の各行を見ると分かるように、制御部５５は、直前に取得した心拍数が少なくなるのにしたがって、刺激オン期間Ｔ１の長さ、及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ段階的に短くする。具体的に、心拍低下率が５％未満の場合で説明する。
直前に取得した心拍数が７０ｂｐｍ以上のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１０秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５０秒である。
【００４８】
同様に、直前に取得した心拍数が６０ｂｐｍ以上７０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが５秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが２５秒である。直前に取得した心拍数が５０ｂｐｍ以上６０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５秒である。直前に取得した心拍数が４５ｂｐｍ以上５０ｂｐｍ未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが０．５秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが２．５秒である。そして、直前に取得した心拍数が４５ｂｐｍ未満のときには、神経刺激信号を出力しない。
心拍低下率が５％以上１０％未満の場合、１０％以上１５％未満の場合、１５％以上２０％未満の場合、そして２０％以上の場合も同様である。
【００４９】
一方で、制御部５５は、心拍低下率が多くなる（大きくなる）のにしたがって、刺激オン期間Ｔ１の長さ、及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ段階的に短くする。具体的に、直前に取得した心拍数が８０ｂｐｍ以上の場合で説明する。
心拍低下率が１５％未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１０秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５０秒である。心拍低下率が１５％以上２０％未満のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが５秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが２５秒である。そして、心拍低下率が２０％以上のときには、刺激オン期間Ｔ１の長さが１秒であり、刺激オフ期間Ｔ２の長さが５秒である。
【００５０】
直前に取得した心拍数が７０ｂｐｍ以上８０ｂｐｍ未満の場合、６０ｂｐｍ以上７０ｂ
ｐｍ未満の場合、５０ｂｐｍ以上６０ｂｐｍ未満の場合、４５ｂｐｍ以上５０ｂｐｍ未満の場合、そして４５ｂｐｍ未満の場合の場合も同様である。
これら、刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ短くする場合であっても、制御部５５は取得される心拍数を刺激前心拍数よりも少なくする。
制御部５５が直前に取得した心拍数及び心拍低下率を更新するタイミングは、例えば、患者Ｐが起きているときであって神経刺激信号を作用させた直後には、数分程度の比較的短い間隔ごとにする。心拍数が減りにくくなったら、例えば１時間ごとに更新する。患者Ｐが寝ているときには、患者Ｐが起きているときよりも更新間隔を長くしてもよい。
【００５１】
なお、刺激前心拍数によるが、心拍低下率が５％以上１５％未満の範囲にないときは、まず、刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さを変更する。それでも心拍低下率に変化が見られないときには、一対の刺激電極１１間に流す電流値等のその他パラメータにより神経刺激信号の強度を変更する（低下させる）。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の神経刺激装置２によれば、患者Ｐの負担を最小限にしながら心拍数を下げ、高い治療効果を与えることができる。
さらに直前に取得した心拍数が少なくなったり心拍低下率が多くなったりするのにしたがって、刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ段階的に短くする。このため、患者Ｐの負担をさらに効率的に抑えることができる。
本実施形態では、直前に取得した心拍数及び心拍低下率が変化するのにしたがって刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ段階的に変化させたが、刺激オン期間Ｔ１の長さ及び刺激オフ期間Ｔ２の長さをそれぞれ連続的に変化させてもよい。
【００５３】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記第１実施形態及び第２実施形態では、刺激オフ期間Ｔ２の長さに対する前記刺激オン期間Ｔ１の長さの値が０．２という一定の値であるとした。しかし、この値は、例えば０．２に対して９０％の値から１１０％の値まで変化させてもよい。
刺激オン期間Ｔ１の長さが比較的短くなった場合には、神経刺激信号の強度を高くしてもよい。
【００５４】
神経刺激装置１は一対の刺激電極１１を備えるとしたが、神経刺激装置１が備える刺激電極１１の数に制限はなく、１つでもよいし３つ以上でもよい。神経刺激装置１が１つの刺激電極１１を備える場合には、神経刺激装置１にグラウンドとなる対極板を接続することが好ましい。
神経刺激装置１が心拍計３５を備えず、公知の心拍計を神経刺激装置１に接続して用いてもよい。
脈管は上大静脈Ｐ２であるとしたが、脈管はリンパ管等であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１、２  神経刺激装置
１１  刺激電極
３５  心拍計（心拍数測定部）
４７  刺激信号発生部
４８、５５  制御部
Ｌ２  心拍
Ｔ１  刺激オン期間
Ｔ２  刺激オフ期間
Ｐ    患者（生体）
Ｐ１  迷走神経（神経）
Ｐ２  上大静脈（脈管）
【図１】
0006472724.tif 000003
【図２】
0006472724.tif 000004
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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