(57)【要約】【課題】運動やメンタルストレスに伴う生体情報をセンサによって検出し、迷走神経刺激を制御する事により、致死的不整脈の発生を予防する。【解決手段】自律神経の興奮を示す信号を発生するための各種生体情報、一例としてＱＴ時間、を検知するセンサ手段を備え、このセンサ手段で検知した生体情報に基づいて、迷走神経の刺激度合いを調整する。すなわち、交感神経の興奮状態が大きい場合は、患者のストレスが大と判断し、その分強い迷走神経の刺激を行うようにする。【選択図】      図１
2004275427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
迷走神経を刺激するための神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、
心臓を刺激するための心臓刺激パルスを発生する心臓刺激手段と、
心臓の収縮を検出する心臓収縮検出手段と、
生体情報を感知するセンサ手段と、
前記神経刺激手段と前記センサ手段に接続する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記センサ手段の出力に応答して前記神経刺激信号のパラメータを調節することを特徴とする心臓治療装置。
【請求項２】
前記神経刺激信号のパラメータが、パルス間周期、パルス幅、パルス数、パルス電流、パルス電圧、ディレイ時間、休止時間、繰返回数の少なくとも１つ、もしくはこれらの中から選ばれる複数の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の心臓治療装置。
【請求項３】
前記センサ手段が、心室の収縮性を検出するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の心臓治療装置。
【請求項４】
前記心室の収縮性が、ＱＴ時間、心電図面積、前駆出時間、一回拍出量、心室圧力のいずれかであることを特徴とする請求項３に記載の心臓治療装置。
【請求項５】
前記神経刺激手段は、前記心室の収縮性が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記神経刺激信号の発生を停止することを特徴とする請求項３または４に記載の心臓治療装置。
【請求項６】
前記センサ手段が、体動をセンシングするものであることを特徴とする請求項１または２に記載の心臓治療装置。
【請求項７】
前記センサ手段が、呼吸をセンシングするものであることを特徴とする請求項１または２に記載の心臓治療装置。
【請求項８】
前記センサ手段が、血液をセンシングするものであることを特徴とする請求項１または２に記載の心臓治療装置。
【請求項９】
前記心臓刺激手段が、予め定められたレートで心臓を刺激し、前記心臓収縮検出手段に応答して心臓刺激パルスの発生をキャンセルすることによって、心拍数の下限を維持することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の心臓治療装置。
【請求項１０】
迷走神経を刺激するための神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、
心臓を刺激するための心臓刺激パルスを発生する心臓刺激手段と、
心臓の収縮を検出する心臓収縮検出手段と、
心室の収縮性、体動、呼吸、血液のいずれかの生体情報を感知するセンサ手段と、
前記神経刺激手段と前記センサ手段に接続する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記センサ手段の出力に応答して前記神経刺激手段を制御することを特徴とする心臓治療装置。
【請求項１１】
前記神経刺激手段は、前記生体情報が予め定められた閾値よりも小さい場合に前記神経刺激信号の発生を停止することを特徴とする請求項１０に記載の心臓治療装置。
【請求項１２】
前記神経刺激手段は、前記生体情報が予め定められた閾値よりも大きい場合に前記神経刺激信号を発生することを特徴とする請求項１０に記載の心臓治療装置。
【請求項１３】
前記心室の収縮性が、ＱＴ時間、心電図面積、前駆出時間、一回拍出量、心室圧力のいずれかであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の心臓治療装置。
【請求項１４】
前記心臓刺激手段が、予め定められたレートで心臓を刺激し、前記心臓収縮検出手段に応答して心臓刺激パルスの発生をキャンセルすることによって、心拍数の下限を維持することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の心臓治療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストレスや運動に起因する致死的不整脈による心臓突然死を予防するための心臓治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７Ａ、Ｂは、心臓の構造図と心電図波形を示したものである。心臓は、二心房二心室で構成されている。心房は返ってきた血液をためる部屋、心室は血液を送り出す部屋である。血液は大静脈からの静脈血が右心房に入り、右心房から右心室を経て肺動脈に送られる。肺で酸素を取り込んだ動脈血は肺静脈を経て左心房に入り、左心房から左心室を経て大動脈へ送られる。心室は心房に比べて筋肉が厚くなっており、また、血液の逆流を防ぐために、右心房と右心室、右心室と肺動脈、左心房と左心室、左心室と大動脈の間にはそれぞれ弁が設けられている。血液を送り出す心室の働きが悪くなった状態が心不全であり、多くは左心室の状態が悪くなる左心不全である。
【０００３】
心臓の拍動は個人差があるものの一日に約１０万回を数える。そしてその拍動の度毎に微弱な電流を発するのでこの電流を検出することにより、心臓の状態を知ることができる。この心臓の状態の時間的変化を示すものが図１７Ｂに示される心電図である。この心電図は、体表面に電極を付けて測定する通常の検診時のものであるが、基本的に数ミリボルトの振幅をもった複数の波から成り立っている。図示のように、まず、最初に来る波がＰ波であり、これは心房（右心房と左心房）が収縮するときの電流を表している。次に来る大きな波がＱＲＳ波と呼ばれる波で、心室が収縮して血液を全身に押し出すときに現れ、右心室では静脈血が肺動脈に、左心室では動脈血が大動脈に送り出される。Ｔ波は収縮した心室の筋肉が電気的に回復するときの電流であり、この一連の波動推移は、心臓の筋肉が収縮してから、弛緩するまでの過程を電気的に見たものである。
心房が収縮してから心室の収縮が起こるまでの間隔をＰＱ間隔といい、心室収縮が起こってから心室が弛緩するまでの時間をＱＴ間隔あるいはＱＴ時間といっている。
【０００４】
突然死の中で特に心臓病に起因するものを心臓突然死といい、その数は国内で年間約５万人にのぼる。心臓突然死の直接的な原因は、致死的不整脈と呼ばれる、血行動態の破綻をきたす心室頻拍や心室細動の発生である。心室頻拍では心室が発作的に異常に早く拍動し、心室細動では心室を構成する個々の筋繊維が無秩序に興奮を始めて心室全体として小刻みに震えるだけの状態となる。致死的不整脈が発生すると、心臓のポンプ機能が低下あるいは消失し、必要な血液を全身に送り出すことができなくなるため、脳血流の減少に伴う意識消失をきたし、直ちに適切な処置を施さなければ死に至ることもある。
【０００５】
このような心臓突然死のリスクを有する患者に対し、埋め込み型除細動器（ＩＣＤ）を埋め込む治療が行われている。ＩＣＤは、心室頻拍や心室細動の発生を検出すると、心臓に対して電気ショックを与えることで、除細動を行うものである。しかしながら、ＩＣＤは心臓に異常が発生してから動作する、言わば対処療法の治療器であり、また、除細動のための大きな電気ショックが心臓の組織に損傷を与える虞がある。
【０００６】
ところで、心臓活動は、自律神経系の支配を受けるが、自律神経系には交感神経系と副交感神経系があり、心臓の副交感神経系は迷走神経である。交感神経の活動が高まる（緊張する）と心活動（心拍数及び心拍出量）が上昇し、迷走神経の活動が高まると心活動（心拍数）は低下する。交感神経及び迷走神経における活動は、通常拮抗しており、心臓は適切な静止時心拍、約７０拍／分を維持するように安定的に制御されている。すなわち、交感神経が緊張すると心臓に対して興奮的に作用するのに対し、迷走神経が緊張すると心臓に対して抑制的に作用する。
【０００７】
このような作用を利用して、最近、迷走神経の電気刺激を行うことにより心室性不整脈を治療することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案は、頻脈性不整脈を検知した際に、神経刺激用の電流発生器からの賦活電流を迷走神経に送り、心臓の細動を除く（除細動を行う）ものである。
【０００８】
また、自律神経系から心臓への情報を伝達する神経信号の活動に応答して不整脈を検出する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。この不整脈検出装置は、神経活動を検知するためのセンサと、不整脈の存在に対する条件を形成する閾値を備えたコンパレータを有し、このコンパレータは、不整脈の発生を示す出力信号を神経活動が条件に一致するか否かに依存して出力する。すなわち、自律神経系の活動の変化などから慢性細動又はその他の危険な頻脈性不整脈を検知すると直ちに、迷走神経を５秒間軽く賦活する。そして通常状態への戻りを検知すると治療は終了するが、心臓に対する異常状態を継続して検知する場合は、治療は継続し、追加的に交感神経のブロックが有利であれば星状神経節で数秒間行われる。電流が迷走神経及び交感神経に供給されたことで心活動が所定レートを下回る場合は、ペースメーカブロックが自動的に心臓への刺激を開始し、これによって正常の心拍を維持又は修復しようとするものである。
【０００９】
更に、致死的不整脈を防ぐために、迷走神経に電気的刺激を加える方法及び装置が提案されている（例えば特許文献３参照）。この心臓不整脈を治療する装置は、心臓組織への刺激と迷走神経の刺激を通じて、心臓不整脈の予防あるいは停止と、心臓の適切な機能を維持することを目的としている。この心臓治療装置は、予め設定される頻拍の検出間隔閾値と、患者の拍動を比較するだけでなく、急性の心筋虚血を示唆する心電図のＳＴ部分（電圧）の変化と複雑な心室の頻拍に関連する他の要因も精査し、これに基づいて迷走神経への刺激を行うことによって頻拍を抑制することを可能としている。また、迷走神経への刺激に伴う心拍数低下を克服するために迷走神経を刺激すると共に、患者の心拍数が許容範囲内となるように心臓に対して刺激を与えるものである。この心臓不整脈治療装置は、患者の心臓の心電図を連続的に測定する手段、該心電図の頻拍を示す特徴を検出する手段、一連の特性の記憶をイニシャライズする手段、１個ないしそれ以上の電気的刺激を患者の神経システムに供給する手段、該刺激行為の供給に続く心電図の一連の特性をイニシャライズする手段からなっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３８６２５号公報
【特許文献２】
特開平８−５２１２１号公報
【特許文献３】
ＷＯ９３／２１８２４（ＰＣＴ／ＵＳ９３／０００５１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
迷走神経の過度な刺激は、心臓以外の臓器への影響、例えば、胃酸、インスリン、グルカゴン等の過度な分泌による消化不良や悪心、あるいは、咳増加、咽頭炎、喉頭痙攣、知覚麻痺、呼吸困難、喘息既往の患者では喘息発作の誘発といった副作用が顕著となる問題があり、逆に、迷走神経への刺激が弱いと十分な効果が得られないという問題がある。
しかしながら、特許文献１に記載のものは、迷走神経に賦活電流を与えて頻脈性不整脈を予防するものであるが、患者の状況に関係なく一律の神経刺激を行うため、上記の問題を解決することができない。
また、特許文献２に記載のものは、心外の例えば頸部領域にある迷走神経または交感神経の少なくとも一方に不整脈を検出するためのセンサボディを配置し、このセンサボディを神経と直接的に接するか、あるいは血管を介して神経の活動を検知することによって、不整脈を検出するものであり、これによって、自律神経系の活動の変化によって慢性細動またはその他の危険な頻脈性不整脈を検知することができるというものである。しかしながら、この装置も、一律の神経刺激を行うものであるため、副作用の発生や、十分な効果が得られない可能性があった。また、神経活動信号は微弱であるため、センサを頸部領域に留置した場合には、頸部の運動に伴う周辺骨格筋の筋電図や外来ノイズを誤検出する可能性があった。特に、センサを血管内に留置した場合には、センサボディと神経の間に血管壁、更には結合組織や脂肪等が介在して両者間の距離が離れ、検出される神経活動信号は更に微弱となって、ノイズとの弁別が困難となる可能性があった。更には、血管内で、神経活動信号に対する感度が最適となるセンサボディの場所を探し、安定的にその位置に固定することは困難であった。
【００１２】
特許文献３に記載のものは、心電図情報からＳＴ値（電圧）を検出して、その値が閾値を超えたか否かで神経刺激のトリガを発し、頻拍や細動を事前に予防することを目的としている。しかし、特許文献１，２に記載のものと同様、単に一律の神経刺激を行うものであり、きめ細かな神経刺激を行うことができなかった。
また、ＳＴ値は、心筋の虚血状態や心筋の傷害の程度を示すものであり、更に、虚血の急性期には変化するが、慢性期においては正常レベルに戻るものであるため、ＳＴ値に基づく神経刺激の制御では、日常に経験される様々な状況下での予防を実現することは困難であった。
【００１３】
致死的不整脈は、心筋梗塞や心筋症などの器質的心疾患患者に多く発生する。この致死的不整脈の発現には、自律神経興奮、特に交感神経緊張の亢進が強く関与していることが知られている。この交感神経緊張の亢進は、心筋や刺激伝導系の自動能の亢進や、興奮の不応期を短縮させて、不整脈を起きやすくする。一方、器質的心疾患患者の迷走神経興奮の減弱や日内変動の消失例で心臓突然死が多いとの報告からも、交感神経緊張の亢進の関与が示唆されている。一般的に、交感神経緊張は、運動やメンタルストレスによって亢進する。特に器質的心疾患患者においては、心臓の器質的病変と交感神経緊張の亢進があいまって致死的不整脈発生の可能性を高くしている。
【００１４】
そこで、本発明は、運動、メンタルストレス等によって変化する生体情報をセンサによって検出することによって、交感神経の緊張を間接的に検出し、迷走神経の刺激を制御することによって、致死的不整脈の発生を予防する心臓治療装置を提供することを目的とし、検出した運動やメンタルストレス等から交感神経の興奮が激しいと判断された場合には強い神経刺激を、運動やメンタルストレス等から交感神経の興奮が小さいと判断された場合には弱い神経刺激を行うように制御することによって、きめ細かな神経刺激を実現するものである。
【００１５】
また、本発明は、運動、メンタルストレス等を心室収縮性、体動、呼吸、血液のいずれかのセンサによって検出し、迷走神経の刺激を制御することによって、致死的不整脈の発生を予防する心臓治療装置を提供することを目的とし、検出した運動やメンタルストレス等が所定の閾値を超えた場合に迷走神経刺激を行うように制御するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明の心臓治療装置は、迷走神経を刺激するための神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、心臓を刺激するための心臓刺激パルスを発生する心臓刺激手段と、心臓の収縮を検出する心臓収縮検出手段と、生体情報を感知するセンサ手段と、センサ手段と神経刺激手段に接続され、センサ手段の出力に応じて神経刺激信号のパラメータを調節する制御手段を備えている。
【００１７】
そして、本発明の好ましい形態としては、前記神経刺激信号のパラメータが、パルス間周期、パルス幅、パルス数、パルス電流、パルス電圧、ディレイ時間、休止時間、繰返回数の少なくとも１つ、もしくはこれらの中から選ばれる複数の組み合わせであることを特徴としている。
また、センサ手段としては、心室の収縮性を検出するものであり、特に、心電図のＱＴ時間、心電図面積、前駆出時間、一回拍出量、心室圧力等を検出するセンサ手段が用いられる。
【００１８】
更に、本発明の心臓治療装置の神経刺激手段は、心室の収縮性が予め定められた閾値よりも大きい場合に神経刺激信号を発生し、小さい場合に神経刺激信号の発生を停止することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の心臓治療装置は、迷走神経を刺激するための神経刺激信号を発生する神経刺激手段と、心臓を刺激するための心臓刺激パルスを発生する心臓刺激手段と、心臓の収縮を検出する心臓収縮検出手段と、心室の収縮性、体動、呼吸、血液のいずれかの生体情報を感知するセンサ手段と、前記神経刺激手段と前記センサ手段に接続する制御手段を備え、前記制御手段は、前記センサ手段の出力に応答して神経刺激手段を制御することを特徴とする。
そして、神経刺激手段は、センサ手段で計測した生体情報が予め定められた閾値よりも大きい場合に神経刺激信号を発生し、生体情報が予め定められた閾値よりも小さい場合に神経刺激信号の発生を停止するようにしている。
【００２０】
また、本発明の心臓治療装置においては、心臓刺激手段が、予め定められたレートで心臓を刺激し、心臓収縮検出手段に応答して心臓刺激パルスの発生をキャンセルすることによって、心拍数の下限を維持することを特徴としている。
【００２１】
以上のように、本発明の心臓治療装置によれば、患者の状況に応じて最適な神経刺激を行うことによって、神経刺激の副作用や心拍数が低下しすぎることの回避、消費電力節約、等の効果が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による心臓治療装置の第１の実施形態を図１に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書において、心臓の「イベント」とは、刺激起因、自発にかかわらず、心臓（心房及び／又は心室）で発生した収縮現象を含むものである。
心臓治療装置１は、制御手段２、心臓１３の右心室１４を刺激する右心室刺激パルスを発生する心室刺激手段３、右心室１４の自発収縮を検出する心室収縮検出手段４、心臓１３の右心房１５を刺激する右心房刺激パルスを発生する心房刺激手段５、右心房１５の自発収縮を検出する心房収縮検出手段６、迷走神経１８を刺激する神経刺激パルスを発生する神経刺激手段７及びセンサ手段８から構成される。
【００２３】
心室刺激手段３及び心室収縮検出手段４は、共通の心室電極リード９により心室刺激／検出電極１０に接続され、心房刺激手段５及び心房収縮検出手段６も同様に心房電極リード１１を介して心房刺激／検出電極１２に接続されている。心室刺激／検出電極１０と心房刺激／検出電極１２は、心臓１３の右心室１４と右心房１５に配置される。
【００２４】
一般に、心臓用の電極としては、心臓の筋肉、いわゆる心筋内に埋め込む心筋電極と、大静脈を経由して心臓まで電極を挿入するカテーテル電極がある。図２に示すものは、カテーテル電極の例であるが、心室電極リード９及び心房電極リード１１のいずれも最初は大静脈から心臓１３の右心房１５に導かれる。大静脈から右心房１５に挿入された心房電極リード１１は、Ｊ字状に曲げられた先端部を右心房壁から出っ張った袋状の右心耳内に引っ掛けるように挿入し、心房刺激／検出電極１２が右心耳内壁に接触するように配置される。また、同様に大静脈から右心房１５に挿入される心室電極リード９は、房室弁を通って右心室１４に入り、心室電極リード９の先端部に設けられる心室刺激／検出電極１０が右心室１４の最下部に接触するように配置される。
【００２５】
また、図２には図示されていないが、神経刺激手段７は神経電極リード１６を介して神経刺激電極１７に接続され、神経刺激電極１７は迷走神経１８に巻きつけられて固定される。神経刺激電極１７を巻きつける領域としては、頚部領域かあるいは外側頚動脈の右中央位置が好適である。また、神経刺激電極１７は、血管内にカテーテル電極を留置することによって、血管壁に隣接した迷走神経１８を刺激するように配置することも可能である。その場合、配置領域としては、鎖骨下静脈内が好適である。
【００２６】
図１に示す心臓治療装置１の制御手段２は、心室刺激手段３及び心室収縮検出手段４に接続される心室検出継続カウンタ１９と、心室検出継続回数設定値記憶手段２０と、心室検出継続カウンタ１９と心室検出継続回数設定値記憶手段２０の出力が供給される心室検出継続回数比較手段２１と、心房収縮検出手段６の出力及び心房刺激手段５への入力が供給されるＯＲ回路２２と、ＯＲ回路２２の出力と心室収縮検出手段４の出力が供給される房室遅延（ＡＶＤ）タイマ２３と、正常時の房室遅延時間である第１のＡＶＤ設定値を記憶する第１ＡＶＤ記憶手段２４と、正常時の房室遅延時間よりも短い第２のＡＶＤ設定値を記憶する第２ＡＶＤ記憶手段２５と、この第１ＡＶＤ記憶手段２４と第２ＡＶＤ記憶手段２５のいずれかを選択するＡＶＤ選択手段２６と、ＡＶＤタイマ２３で計数した時間がＡＶＤ選択手段２６で選択された設定値と一致したことを検出するＡＶＤ比較手段２７と、ＯＲ回路２２の出力が供給される心房刺激インターバルタイマ２８と、心房刺激インターバル設定値記憶手段２９と、心房刺激インターバルタイマ２８の計数値が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶されている設定値に一致したときに出力を発する比較手段３０と、センサ手段８の出力が供給される神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１と、ＯＲ回路２２の出力が供給され、神経刺激のタイミングを制御する神経刺激制御手段３２から構成されている。
【００２７】
図３は、センサ手段８の具体例の一つであるＱＴ時間センサを示すものである。このセンサ手段８は、図１の制御手段２のＡＶＤ比較手段２７の出力が供給されるＱＴ時間計時手段３３と、心室刺激を行ったときのみ心室検出電極１０から心室内心電図が供給され、この心室内心電図からＴ波を検出するＴ波検出手段３４とから構成される。このＴ波検出手段３４の出力はＱＴ時間計時手段３３に供給され、ＱＴ時間が測定されて、図１の制御手段２の神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に供給されるように構成されている。
【００２８】
ここで図４の心室内心電図を用いて、ＱＴ時間の計測について説明する。この心室内心電図は図１７Ｂに示す通常の体表面に電極を付けて測定した心電図とは若干異なっている。すなわち、心室内心電図には、心房の収縮を観測するＰ波はほとんど存在せず、心室の刺激から始まるＱＲＳ波と、ＱＲＳ波とは極性の異なるＴ波とから構成されている。Ｔ波は心室の収縮が弛緩するとき、つまり心室の興奮が終了するときに出る波である。
既に説明したように、ＱＴ時間は、右心室１４を刺激し心室の筋肉を収縮させた時点から心室の筋肉が弛緩して元に戻るまでの時間である。心室内心電図を用いてＱＴ時間を測定する場合は、Ｔ波の時間微分をとり、微分値（傾き）が負の最大となる点をＴ点として、ＱＴ時間を測定する。このＱＴ時間は、代表的な心室の収縮性に関係する生体情報であり、通常の状態、すなわち、正常時は４００ｍｓ程度であるが、激しい運動やストレスを感じた場合などで交感神経活動が亢進すると短くなり、正常時の半分以下になる。
【００２９】
本発明の心臓治療装置の第１の実施形態は、図１のセンサ手段８を図３のＱＴ時間センサで構成したものである。
以下、図１に示す本発明の心臓治療装置の第１実施形態の作用を説明する。最初に、心房収縮検出手段６において、右心房１５の収縮が検出されると、心房収縮検出手段６は、その出力をＯＲ回路２２を介して心房刺激インターバルタイマ２８とＡＶＤタイマ２３に送り、心房刺激インターバルタイマ２８をリセットするとともに、ＡＶＤタイマ２３の計数をスタートさせる。
【００３０】
ＡＶＤ選択手段２６は、初期状態では第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶されている正常時の房室遅延時間設定値、例えば１５０ｍｓを選択している。正常な心臓活動状態では、ＡＶＤタイマ２３がスタートしてから、第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶されている設定値をカウントする前に、自発的な心室収縮が起こるので、ＡＶＤタイマ２３はその度毎に、心室収縮検出手段４の出力によりリセットされる。このため、ＡＶＤタイマ２３は、ＡＶＤ選択手段２６に設定されている第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶された設定値までカウントしない。したがって、この場合はＡＶＤ比較手段２７からの出力は得られず、心室刺激手段３にはＡＶＤ比較手段２７の出力が供給されず強制的な心室刺激を行うことがない。
【００３１】
第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶されている正常時の房室遅延時間以内に自発的な心室収縮が起こらない場合は、心室収縮検出手段４から出力が得られないので、ＡＶＤタイマ２３は停止することなくカウントを継続する。すなわち、ＡＶＤタイマ２３は、ＡＶＤ選択手段２６で選択されている第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶されている設定値に一致するまでカウントを継続し、一致した時点でＡＶＤ比較手段２７から出力を発生する。
【００３２】
このＡＶＤ比較手段２７の出力は、心室刺激手段３に送られ、心室電極リード９を経て心室刺激電極１０により、右心室１４の刺激を行う。同時に、心室検出継続カウンタ１９に加えられ、心室検出継続カウンタ１９をリセットする。また、ＡＶＤ比較手段２７の出力は、図３に示されるセンサ手段８のＱＴ時間計時手段３３に供給され、ＱＴ時間計時手段３３をスタートさせる。
【００３３】
心室刺激（ＡＶＤ比較手段２７の出力）でリセットされる心室検出継続カウンタ１９は、心室収縮検出手段４で自発的な心室収縮を検出する度毎にインクリメントされ、心室検出継続回数設定値記憶手段２０に記憶されている回数（具体的には３〜１０回程度）だけ、心室の収縮が連続して検出されると、心室検出継続回数比較手段２１から出力が発せられる。この心室検出継続回数比較手段２１の出力はＡＶＤ選択手段２６に供給される。ＡＶＤ選択手段２６は心室検出継続回数比較手段２１からの出力により、その設定値を第１ＡＶＤ記憶手段２４の設定値から第２ＡＶＤ記憶手段２５の設定値に切り替える。
【００３４】
この第２ＡＶＤ記憶手段２５に記憶されている設定値は、正常時の房室遅延時間である約１５０ｍｓよりも小さい設定値、例えば１００ｍｓに設定されている。ここで、１００ｍｓの房室遅延時間を設定値とすると、ＡＶＤタイマ２３が１００ｍｓを計数する間、心室収縮検出手段４において心室の収縮が検出されないので、常時ＡＶＤタイマ２３は第２ＡＶＤ記憶手段２５に記憶されている設定値を数えるため、ＡＶＤ比較手段２７からその都度出力が得られる。
【００３５】
このＡＶＤ比較手段２７の出力は、心室刺激手段３、心室検出継続カウンタ１９及びセンサ手段８（図３のＱＴ時間計時手段３３）に加えられる。これにより、交感神経の興奮度をあらわす生体情報としてのＱＴ時間の計測がなされる。
ＡＶＤ選択手段２６において、第１ＡＶＤ記憶手段２４から第２ＡＶＤ記憶手段２５の房室遅延時間設定値に切り替えるのは、ＱＴ時間を測定するためには、強制的に心室刺激を行う必要があるからである。
【００３６】
図３に示されるセンサ手段８内のＴ波検出手段３４は、強制的に心室刺激手段３にパルスを与え、右心室１４の刺激を行った場合だけ、Ｔ波を検出するようにしており、Ｔ波が検出されると、ＱＴ時間計時手段３３に出力を送り、ＱＴ時間計時手段３３のカウントを停止する。そしてＱＴ時間計時手段３３から、計測したＱＴ時間が制御手段２の神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られ、ＱＴ時間に応じたパラメータが選択される。
【００３７】
このＱＴ時間に応じて選択される神経刺激パラメータとしては、神経刺激パルス列中のパルス数、心房イベントから迷走神経１８を刺激するまでの遅延時間（ディレイ時間）、神経刺激パルスの振幅、神経刺激パルスのパルス幅、神経刺激パルスのパルス間周期、神経刺激パルス列の個数（繰返回数）、神経刺激パルス列間の時間（休止時間）、神経刺激のオン／オフ（神経刺激フラグ）などが考えられるが、患者の状況に応じてこれらのパラメータを複合して迷走神経１８の刺激を行うことも可能である。図１８は、上記神経刺激パラメータを説明するための図であり、心電図における心臓イベントに対比して示すものである。
【００３８】
この神経刺激パラメータの制御例のいくつかを表１から表３に示す。いずれの制御例においても、ＱＴ時間が正常範囲内（ＱＴｎｏｒｍａｌ×０．９より大）の時は神経刺激フラグをオフにセットして迷走神経１８の刺激を行わないが、ＱＴ時間が正常範囲よりも短くなったときは神経刺激フラグをオンにセットし、短くなった度合に応じて神経刺激パラメータを制御して迷走神経１８の刺激を行う。表１は、ＱＴ時間に応じて神経刺激を行うパルスの数を制御する例であり、正常時のＱＴ時間よりもＱＴ時間が短くなるほど、神経刺激パルスのパルス数を多くし刺激回数を増やしている。表２は、ＱＴ時間に応じてパルス間の周期を制御するものである。すなわち、正常時のＱＴ時間よりもＱＴ時間が短くなるほど、神経刺激パルスのパルス間周期を小さくして刺激周波数を増やしている。表３は、ＱＴ時間に応じて心房イベントから神経刺激までの遅延時間（ディレイ時間）を変える例であり、正常時のＱＴ時間よりもＱＴ時間が短くなるほど、神経刺激を行うタイミングを心房イベントから遅らせるようにしている。
【００３９】
【表１】
2004275427.tif 000003
【００４０】
【表２】
2004275427.tif 000004
【００４１】
【表３】
2004275427.tif 000005
【００４２】
神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１は、表１〜表３に示すような神経刺激のパラメータに関するテーブルを記憶しており、図３のＱＴ時間計時手段３３によって計測されたＱＴ時間に基づいて、神経刺激を行うか否か、行う場合にはそのパラメータを選択、決定して神経刺激制御手段３２に送る。
【００４３】
神経刺激制御手段３２において神経刺激フラグがオンとなった状態で、心房収縮検出手段６が右心房１５の収縮を検出すると、心房収縮検出手段６の出力により、ＯＲ回路２２を経て心房刺激インターバルタイマ２８がリセットされる。心房刺激インターバル設定値記憶手段２９には、正常時における心臓の拍動周期に相当する時間が設定されており、その時間内に次の心房収縮が検出されない場合には、心房刺激インターバルタイマ２８の計数値が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶された設定値に達し、比較手段３０が出力を発する。この比較手段３０の出力により心房刺激が行われるとともに、この比較手段３０の出力はＯＲ回路２２を経て神経刺激制御手段３２に供給される。神経刺激制御手段３２は神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１において選定された表１から表３に示すＱＴ時間に応じた各種パラメータの制御に基づいて神経刺激手段７に信号を送り、神経電極リード１６、神経刺激電極１７を経由して迷走神経１８を刺激する。なお、表１から表３に示すパラメータは、単独で用いられるだけでなく、患者の状態に応じていくつかの組み合わせで選択することができることは当然である。
このように、ＱＴ時間によって、患者の運動やメンタルストレスの状態を検出し、運動やメンタルストレスが多い（大きい）ときは、比較的強い神経刺激を行い、少ない（小さい）ときには比較的弱い神経刺激を行う、若しくは神経刺激を行わないように制御する。
【００４４】
図５は、本発明の第１の実施形態の作用を説明するためのフロー図である。
以下、図５のフロー図を用いて、本例の作用を詳細に説明する。まず、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグをオフとする（ステップＳ１）。次に、心室検出継続カウンタ１９をリセットし（ステップＳ２）、更に心房刺激インターバルタイマ２８をリセットして（ステップＳ３）システム全体の初期化を完了させる。
【００４５】
次に、心房収縮検出手段６において心房収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ４）。判断ステップＳ４で心房収縮が検出されない場合は心房刺激インターバルタイマ２８がタイムアウトしているか否かが判断され（ステップＳ５）、タイムアウトしていると判断されると比較手段３０から心房刺激手段５に出力が発せられ、心房刺激が為される（ステップＳ６）。判断ステップＳ５でタイムアウトされていないと判断された場合は再度心房収縮の検出を待つことになる。判断ステップＳ４において心房収縮が検出されると心房刺激インターバルタイマ２８がリセットし、再び最初から計数を開始する（ステップＳ７）とともに、ＡＶＤタイマ２３の計数をスタートさせる（ステップＳ８）。
【００４６】
次に、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグがオンになっているか否かが判断され（ステップＳ９）、神経刺激フラグがオンになっている場合は神経刺激制御手段３２から神経刺激手段７に信号が発せられ、迷走神経１８の刺激がなされる（ステップＳ１０）。判断ステップＳ９で神経刺激フラグがオフであると判断されると神経刺激を行わないで次のステップに進む。
【００４７】
心室収縮検出手段４が心室の収縮を検出すると、心室検出継続カウンタ１９をインクリメントし、この値が心室検出継続回数設定値記憶手段２０に記憶されている設定値に達したか否か、すなわち、心室検出継続回数設定値記憶手段２０に記憶されている３〜１０回という回数だけ、心室の収縮が連続して検出されたかどうかが判断される（ステップＳ１１）。心室検出継続カウンタ１９の計数値が、上記設定値に達した場合には、心室検出継続回数比較手段２１からＡＶＤ選択手段２６に出力が与えられ、ＡＶＤ選択手段２６は第２ＡＶＤ記憶手段２５に記憶されている設定値を選択する（ステップＳ１２）。第２ＡＶＤ記憶手段２５に記憶されている房室遅延時間の設定値は通常の値より短く設定されているため、心室収縮検出手段４が自発的な心室の収縮を検出する以前にＡＶＤタイマ２３が上記第２ＡＶＤ記憶手段２５の設定値に達するのでＡＶＤ比較手段２７から出力が得られ、強制的な心室刺激が行われるとともに、心室検出継続カウンタ１９がリセットされる（ステップＳ１３）。
【００４８】
判断ステップＳ１１において、心室検出継続カウンタ１９が、心室検出継続回数設定値記憶手段２０に記憶されている設定値に達しないと判断された場合は、心室検出継続回数比較手段２１からＡＶＤ選択手段２６への信号出力は得られないので、ＡＶＤ選択手段２６は第１ＡＶＤ記憶手段２４に記憶されている設定値を選択したままとなる（ステップＳ１４）。
【００４９】
続いて、心室収縮検出手段４において心室収縮が検出されたが否かが判断され（ステップＳ１５）、心室収縮が検出された場合には、心室検出継続カウンタ１９がインクリメントされる（ステップＳ１６）。判断ステップＳ１５で心室収縮が検出されなかったと判断された場合は、ＡＶＤタイマ２３がタイムアウトしているかどうか、すなわちＡＶＤタイマ２３の計数値が、ＡＶＤ選択手段２６が選択している第１ＡＶＤ記憶手段２４又は第２ＡＶＤ記憶手段２５の設定値を越えたか否かが判断される（ステップＳ１７）。
【００５０】
判断ステップＳ１７でＡＶＤタイマ２３がタイムアウトしてないと判断された場合は、再度心室収縮の検出を待つが、ＡＶＤタイマ２３がタイムアウトした場合には、ＡＶＤ比較手段２７から出力が発せられて、心室刺激手段３からの心室刺激が行われるとともに（ステップＳ１８）、心室検出継続カウンタ１９がリセットされ（ステップＳ１９）、更に、ＱＴ時間計時手段３３の計数が開始される（ステップＳ２０）。
【００５１】
この状態で、センサ手段８のＴ波検出手段３４において、Ｔ波部分に相当する、予め定められた期間内で心室内心電図の時間微分を行い、その微分波形からＴ波の負の傾きが最大となる時点を検出し（ステップＳ２１）、ＱＴ時間計時手段３３の計数を停止させる（ステップＳ２２）。Ｔ波微分の負の最大値が検出され、心電図のＱＴ時間が測定されると、その測定した値が神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られ、標準値となるＱＴ時間（ＱＴｎｏｒｍａｌ）と比較される。比較の結果、ＱＴ時間が正常範囲内であるかどうかがまず判定され（ステップＳ２３）、正常範囲内であれば、神経刺激のフラグがオフのまま先へ進み、正常範囲外（以下）であれば神経刺激のフラグがオンとされ（ステップＳ２４）、ＱＴ時間測定値に応じて神経刺激の各種パラメータが選択される（ステップＳ２５）。
【００５２】
次に、本発明のセンサ手段８の他の具体例である心電図面積センサを図６に示す。このセンサ手段８は心電図の面積を測定して、ＱＴ時間にかわる患者の生体情報とするものであり、図１の心室刺激手段３への入力、つまりＡＶＤ比較手段２７の出力と心室検出電極１０からの心室内心電図情報が与えられる積分手段３５と、この積分手段の出力から負の最大値を検出する負最大値検出手段３６から構成されている。
【００５３】
積分手段３５は、ＱＴ時間測定と同様に、心室刺激手段３により心室刺激が行われると送られてくる図４Ａに示される心室内心電図の積分を開始する。この積分波形を図４Ｂに示す。図４Ｂから明らかなように、基準となる規定電位Ｑ点からＱＲＳ波（負極性）を積分すると負の面積値が単調に増加していくが、Ｔ波がＱＲＳ波と反対の極性（正）であるため、Ｔ波を積分する段階で、上記負の積分値は減少方向に転換する。心電図面積が負の最大値であるのは、ＱＲＳ波の積分が終了した点ＳからＴ波の検出が始まる時点（仮に「Ｘ」とする。）に至る直線部分の値である。負最大値検出手段３６は、上記の値を検出し、この負の積分最大値を生体情報として、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送る。そして、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１において、この負の積分最大値に応じた各種パラメータが選択される。この神経刺激パラメータとしてはＱＴ時間のときと同様に神経刺激パルス列中のパルス数、心房イベントから迷走神経１８を刺激するまでの遅延時間（ディレイ時間）、神経刺激パルスの振幅、神経刺激パルスのパルス幅、神経刺激パルスのパルス間周期、神経刺激パルス列の個数（繰返回数）、神経刺激パルス列間の時間（休止時間）、神経刺激のオン／オフ（神経刺激フラグ）などが考えられる。
【００５４】
次に、図６に示す心電図面積センサを用いたときの心臓治療装置を本発明の第２の実施形態とし、その作用を図７に基づいて説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ１９、及びステップＳ２３〜ステップＳ２５は図５と重複するので同一符号で示し、その説明は省略する。
【００５５】
ＡＶＤタイマ２３がタイムアウトして、ＡＶＤ比較手段２７から出力が発せられて、心室刺激手段３からの心室刺激が行われるステップＳ１８の段階から説明を加えることとする。心室刺激がなされると心室検出継続カウンタ１９がリセットされるとともに（ステップＳ１９）、センサ手段８の積分手段３５において心室内心電図情報の積分演算をスタートさせる（ステップＳ２６）。
このとき、心室内心電図は図４Ａに示されるように、基底電位からマイナスに触れているので積分演算結果は負の信号出力として検出される。次に負の最大値が検出されたか否かが判断され（ステップＳ２７）、負の最大値が検出されたと判断された場合には、この負の最大値が正常範囲内であるか否かがまず判定され（ステップＳ２８）、正常範囲内であれば、神経刺激のフラグがオフのまま先へ進み、正常範囲外であれば神経刺激のフラグがオンとされ（ステップＳ２４）、測定された負の最大値に応じて神経刺激の各種パラメータが選択される（ステップＳ２５）。
【００５６】
次に、本発明の心臓治療装置の第３の実施形態を図８のブロック構成図を用いて説明する。図１のブロック構成図と同じ部分は同一符号を付して、説明も簡単にするにとどめる。本発明の第３の実施形態では、制御手段２の構成及びセンサ手段８の構成が、図１と図３、及び図１と図６を結合した本発明の第１及び第２の実施形態と異なっているので、以下、この点を中心に説明する。
【００５７】
図８における本発明の心臓治療装置の第３の実施形態においては、図１に示す第１の実施形態のセンサ手段８に変えて体動センサ４３を備えているところに特徴がある。体動センサ４３には、一般的に、圧電センサや加速度センサが用いられる。センサは、胸部皮下に埋め込まれる心臓治療装置１のハウジング内部に配置され、ハウジングに直接、あるいは回路基板上に取り付けられる。圧電センサでは、物理的運動によって圧電性結晶に応力が加わり、結晶が電気的信号を発生する。加速度センサでは、一般的には片持ち梁を持つ構造となっており、加速度によって梁が運動・変位を生じて電気的信号を発生する。この電気的信号の発生する頻度あるいは強さ、ある一定の周波数内の強さから患者の体動を検出する。激しい運動を行うと体動の変化（加速度や振動）が大きくなり、交感神経も興奮状態となる。したがって、体動センサ４３で、加速度や振動を検出することにより交感神経の興奮度を測定することができる。そして、体動センサ４３からの出力は、体動検出タイマ４４で計測した適当な時間間隔で体動検出手段４５によって検出され、それぞれの計測時における運動量変化が測定される。
【００５８】
図８のブロック構成図において、制御手段２は、心房刺激手段５への入力と心房収縮検出手段６の出力が供給されるＯＲ回路２２と、ＯＲ回路２２の出力が供給され計数を開始する房室遅延タイマ４０（図１のＡＶＤタイマ２３と同じ）と、正常時の房室遅延時間を設定値として記憶する房室遅延設定値記憶手段４１と、房室遅延タイマ４０で計数した時間が房室遅延設定値記憶手段４１に記憶されている設定値と一致したことを検出する房室遅延比較手段４２と、ＯＲ回路２２の出力が供給される心房刺激インターバルタイマ２８と、心房刺激インターバル設定値記憶手段２９と、心房刺激インターバルタイマ２８の計数値が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶されている設定値に一致したときに出力を発する比較手段３０と、体動センサ４３からの出力を体動検出タイマ４４で計測した適当な時間ごとに検出する体動検出手段４５からの出力が供給される神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１と、ＯＲ回路２２の出力が供給され、神経刺激のタイミングを制御する神経刺激制御手段３２から構成されている。
【００５９】
以下、本発明の心臓治療装置の第３の実施形態の作用を説明する。
図８において、心房収縮検出手段６が右心房１５の収縮を検出すると、心房収縮検出手段６は、その出力をＯＲ回路２２を介して心房刺激インターバルタイマ２８と房室遅延タイマ４０に送り、心房刺激インターバルタイマ２８をリセットするとともに、房室遅延タイマ４０の計数をスタートさせる。
【００６０】
房室遅延設定値記憶手段４１には、心房が収縮してから心室が収縮するまでの患者にとって許容される遅延時間が設定されており、通常は、この設定値をカウントする前に、自発的な心室収縮が起こり、房室遅延タイマ４０はその度毎に、心室収縮検出手段４の出力によりリセットされる。このため、房室遅延タイマ４０は、房室遅延設定値記憶手段４１に記憶された設定値までカウントしないので、房室遅延比較手段４２からの出力は得られず、心室刺激手段３には房室遅延比較手段４２の出力が供給されない。したがって、強制的な心室刺激は行われない。
【００６１】
房室遅延設定値記憶手段４１に記憶されている房室遅延時間以内に自発的な心室収縮が起こらない場合は、心室収縮検出手段４から出力が得られないので、房室遅延タイマ４０は停止することなくカウントを継続する。すなわち、房室遅延タイマ４０は、房室遅延設定値記憶手段４１に記憶されている設定値に一致するまでカウントを継続し、一致した時点で房室遅延比較手段４２から出力を発生する。この房室遅延比較手段４２の出力は、心室刺激手段３に送られ、心室電極リード９を経て心室刺激電極１０により、右心室１４の刺激を行う。
【００６２】
一方、心房収縮検出手段６が右心房１５の収縮を検出すると、心房収縮検出手段６の出力により、ＯＲ回路２２を経て心房刺激インターバルタイマ２８がリセットされる。心房刺激インターバル設定値記憶手段２９には、正常時における心臓の拍動周期に相当する時間が設定されており、その時間内に次の心房収縮が検出されない場合には、心房刺激インターバルタイマ２８の計数値が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶された設定値に達し、比較手段３０が出力を発する。この比較手段３０の出力により心房刺激が行われるとともに、この比較手段３０の出力はＯＲ回路２２を経て神経刺激制御手段３２に供給され、神経刺激手段７により迷走神経１８の刺激が行われる。ここで、神経刺激の頻度や強度については、患者の状態に応じて、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に記憶されているパラメータを選択することにより調整される。このパラメータの選択は、加速度センサに代表される体動センサ４３の出力を体動検出手段４５で検出することにより行われる。
【００６３】
次に、本発明の心臓治療装置の第４の実施形態を図９のブロック構成図を用いて説明する。図８のブロック図と同じものは同一符号を付している。
この第４の実施形態が第３の実施形態と異なるところは、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１のパラメータを選定するセンサ部分のみである。第４の実施形態においては、心房電極あるいは心室電極のいずれかに設けられる血液センサ４６が用いられる。この血液センサ４６で検出される生体情報には、中心静脈血液温度、静脈血酸素飽和度、血液ｐＨ、血液中カテコラミン量などがあるが、これらはいずれも運動やストレスによる自律神経（特に交感神経）の興奮度と関係するものである。
【００６４】
以下、本発明の心臓治療装置の第４の実施形態の作用を説明するが、ブロック構成図全体の概要説明は図８に示した第３の実施形態と同じなので省略する。この第４の実施形態においては、右心室１４内に設けた心室刺激／検出電極１０あるいは心室電極リード９中に取り付けた血液センサ４６が用いられる。図９においては、わかりやすく図示するため、心室刺激／検出電極１０あるいは心室電極リード９とは別体のように描いているが、心臓１３内においては一体的に形成されるものである。
【００６５】
この右心室１４内に配置された血液センサ４６により、交感神経の興奮度と関係する上述した血液中のさまざまな生体情報が検出され、この検出情報が神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られて、迷走神経１８の刺激の頻度や強度を制御するパラメータの選択が行われる。
【００６６】
次に、図１０に示すブロック構成図に基づいて、本発明の第５の実施形態を説明する。図１０の実施形態においても、図８及び図９に示すものと同一部分のブロックは同一符号を付している。この第５の実施形態において、第３及び第４の実施形態と異なるところは、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１のパラメータを選択するための生体情報を検出する呼吸センサ５０を設けた点である。この呼吸センサ５０は、心房電極リード１１に接続されるインピーダンス計測手段５１と、このインピーダンス計測手段の出力が加えられる呼吸検出手段５２と、呼吸検出のタイミングを計る呼吸検出タイマ５３とから構成される。インピーダンス計測手段５１は、心房電極リード１１を介して、胸部皮下に埋め込まれる心臓治療装置１のチタン製ハウジングと心房刺激／検出電極１２との間に心臓が刺激されない強度の定電流の計測波形を重畳・印加し、その両端の電圧を測ることによってインピーダンスを計測する。これにより呼吸センサ５０は、右心房１５と胸部との間のインピーダンスの変化から胸郭の拡張や収縮状態が検出できるため、患者の呼吸状態を知ることができる。なお、呼吸センサ５０は、インピーダンス計測手段５１と心室電極リード９を接続して、右心室１４と胸部との間のインピーダンスの変化から患者の呼吸状態を知る構成とすることもできる。
【００６７】
以下、本発明の心臓治療装置の上記第５の実施形態の作用を説明する。運動やストレスにより交感神経の興奮度が高まると、呼吸（呼吸数や呼吸量）が激しくなり、それが心房電極リード１１を介して、呼吸センサ５０のインピーダンス計測手段５１でインピーダンス変化として捉えられる。呼吸検出手段５２は呼吸検出タイマ５３でカウントされる適当な時間ごとに、インピーダンス計測手段５１で計測されるインピーダンス波形を処理し、インピーダンス変化の速度からは呼吸数が、大きさからは呼吸量が検出され、この呼吸数や呼吸量に応じて、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１のパラメータを選択する。そして、この選択されたパラメータに基づいて、神経刺激制御手段３２から神経刺激手段７に信号が発せられ、神経刺激手段７により、患者の状態に応じて適切な迷走神経１８の刺激が行われる。
【００６８】
図８〜図１０に示す本発明の心臓治療装置の第３〜第５の実施形態について、図１１のフロー図に基づいてまとめてその動作を説明する。この３つの実施形態の異なる部分はセンサ手段の部分であるから、以下の説明ではこれらを全て生体情報検出センサとして説明する。この生体情報検出センサは各実施形態に応じて、それぞれ体動センサ、血液センサ、呼吸センサを表している。
まず、最初に、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグをオフにするとともに（ステップＳ３０）、生体情報センサに含まれる生体情報検出タイマをスタートさせ（ステップＳ３１）、あわせて、心房刺激インターバルタイマ２８をリセットし、計数を開始させる（ステップＳ３２）。
【００６９】
次に、生体情報検出センサの生体情報検出タイマがタイムアウトしているか否かが判断される（ステップＳ３３）。生体情報検出タイマがタイムアウトしている場合、生体情報を検出する時間になると、生体情報が検出され（ステップＳ３４）、再び生体情報検出タイマがリセットされる（ステップＳ３５）。そして、続いて、生体情報検出センサにおける生体情報の検出に基づいて、神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１のテーブルからその患者に最適な神経刺激パラメータが選択される（ステップＳ３６）。ここでの神経刺激パラメータの選択には、神経刺激を行うか否かの選択も含まれ、神経刺激を行う場合には神経刺激フラグがオンされる。判断ステップＳ３３で生体情報検出タイマがタイムアウトしていないと判断されると、生体情報の検出はなされずに、心房収縮の検出を待つ。
【００７０】
続いて、心房収縮検出手段６において、心房収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ３７）。心房収縮が検出された場合には、心房刺激インターバルタイマ２８をリセットし（ステップＳ３８）、続いて房室遅延タイマ４０をリセットして計数を開始させる（ステップＳ３９）。次に、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグがオンになっているか否かが判断され（ステップＳ４０）、神経刺激フラグがオンになっている場合は神経刺激制御手段３２から神経刺激手段７に信号が発せられ、迷走神経１８の刺激がなされる（ステップＳ４１）。判断ステップＳ４０で神経刺激フラグがオフであると、神経刺激を行わないで次のステップに進む。
【００７１】
判断ステップＳ３７で心房収縮が検出されなかったと判断された場合は、心房刺激インターバルタイマ２８がタイムアウトしているかどうか、すなわち心房刺激インターバルタイマ２８の計時時間が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶されている設定値を超えたかどうかが判断される（ステップＳ４２）。そして、タイムアウトしていると判断されると、比較手段３０から心房刺激手段５に出力が発せられ、心房刺激が行われる（ステップＳ４３）。
【００７２】
ステップＳ４１において、迷走神経１８の刺激が為された後は、再び生体情報検出タイマがタイムアウトしているか否かが判断される（ステップＳ４４）。そして、タイムアウトしていると判断された場合には、ステップＳ３４〜ステップＳ３６と同様に、生体情報検出（ステップＳ４５）、生体情報検出タイマリセット（ステップＳ４６）、神経刺激パラメータ設定（ステップＳ４７）が順次行われ、次の心室収縮の検出ステップ（ステップＳ４８）に入る。なお、ここでの神経刺激パラメータの選択には、神経刺激を行うか否かの選択も含まれ、神経刺激を行う場合には神経刺激フラグがオンされる。
判断ステップＳ４４で生体情報検出タイマがタイムアウトしていないと判断されると、つまり、未だ計測するタイミングではないと判断されると、同様に、次の心室収縮検出ステップ（ステップＳ４８）に入る。
【００７３】
次に、判断ステップＳ４８で、心室の収縮が検出されると、房室遅延タイマ４０が計数を停止し（ステップＳ４９）、再び判断ステップＳ３３に戻る。判断ステップＳ４８で、心室収縮が検出されなかったときは、房室遅延タイマ４０がタイムアウトしているかどうか、すなわち、房室遅延設定値記憶手段４１に記憶されている設定値を超えたかどうかが判断される（ステップＳ５０）。判断ステップＳ５０でタイムアウトしていると判断されると、房室遅延比較手段４２から心室刺激手段３に出力を発し、心室刺激が行われる（ステップＳ５１）。この心室刺激が行われた後は、再び判断ステップＳ３３に戻り、判断ステップＳ５０で房室遅延タイマ４０がタイムアウトしていないと判断されると、判断ステップＳ４４に戻り、再び生体情報検出タイマのタイムアウトが為されたか否かの判断を行う。
【００７４】
図１２は、本発明の心臓治療装置の第６の実施形態を示すブロック構成図である。図８〜図１０に示す第３〜第５の実施形態と異なるところは、生体情報の種類として心室内圧力の時間変化率（時間微分）ｄｐ／ｄｔを検出している部分である。同一の構成部分は同一符号を付している。
この本発明の第６の実施形態を示す図１２においては、右心室１４内に設けられる圧力センサ６０と、圧力センサ６０の出力を受け取る心室収縮性心室圧力センサ６１と、心室収縮検出手段４の出力と房室遅延比較手段４２の出力、すなわち心室刺激を命じる情報が供給され、その出力を心室収縮性心室圧力センサ６１に供給するＯＲ回路６２が新たに付加されている。そして、心室収縮性心室圧力センサ６１は、圧力センサ６０からの信号入力を時間微分する微分回路６３と、ＯＲ回路６２の出力のタイミングで微分回路６３の出力をモニタし、その最大値を保持する最大値保持回路６４から構成される。
【００７５】
以下、本発明の第６の実施形態の作用について説明する。圧力センサ６０は、心室が収縮するときの圧力を測定するものであり、通常は心室刺激／検出電極１０、あるいは心室電極リード９中に装備されている。そして、この圧力センサ６０により心室内圧力を計測し、この圧力センサ６０からの信号を微分回路６３で微分したものがｄｐ／ｄｔであり、最大値保持回路６４において保持された微分最大値がｍａｘ  ｄｐ／ｄｔ  である。この微分最大値ｍａｘ  ｄｐ／ｄｔは、ＯＲ回路６２の出力のタイミング、すなわち、心室収縮の検出もしくは心室への刺激のタイミングから所定の期間内、例えば１００ｍｓの期間内の最大値が保持されるようにしている。そして保持されたｍａｘ  ｄｐ／ｄｔは、制御手段２の神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られ、この値に応じてその患者にとって最適な刺激パラメータが選択される。
【００７６】
ここで、心室のｍａｘ  ｄｐ／ｄｔは、激しい運動やメンタルストレスによって増加するので、このｍａｘ  ｄｐ／ｄｔの値から、運動やメンタルストレスの大小を感知することができる。この性質を利用して、ｍａｘ  ｄｐ／ｄｔが大きいときは、強い神経刺激を行い、ｍａｘ  ｄｐ／ｄｔが小さいときは、弱い神経刺激にとどめるか、神経刺激を行わないようにする。
【００７７】
図１３は、本発明の心臓治療装置の第７の実施形態を示すブロック構成図である。図１２に示す第６の実施形態と異なるところは、生体情報の種類とその検出センサの部分である。第６の実施形態では、生体情報として心室内圧力の時間変化率（時間微分）ｄｐ／ｄｔの最大値を用いたのであるが、図１３に示す第７の実施形態では、心室収縮性インピーダンスセンサ７０を用いている。それ以外のブロック構成は第６の実施形態とまったく同じであるので、同一のブロック構成は同一符号を付している。
【００７８】
心室収縮性インピーダンスセンサ７０の具体例を図１４と図１５に示す。図１４は心室前駆出時間センサ７１の例であり、図１５は一回拍出量センサ７５の例である。
図１３の心室収縮性インピーダンスセンサ７０として図１４の心室前駆出時間センサ７１を用いたものを本発明の第７の実施形態として以下に説明する。
心室前駆出時間とは、電気的な心室収縮（心室の収縮検出あるいは心室刺激）の開始から実際に心室が血液の駆出を開始するまでの時間である。この心室前駆出時間から、運動やメンタルストレスの多少を感知することができる。
【００７９】
この心室前駆出時間センサ７１は、心室収縮検出あるいは心室刺激をトリガーとして時間の計測を開始する前駆出時間計時手段７２と、心室の容積変化をモニターするインピーダンス計測手段７３と、インピーダンス計測手段７３の出力を受けて心室容積に所定の減少があったときに血液の駆出が始まったと判断する心室駆出検出手段７４から構成される。
【００８０】
以下、第７の実施形態の作用を説明すると、図１３において、心室収縮検出手段４の出力と房室遅延比較手段４２の出力はＯＲ回路６２に供給される。したがって、ＯＲ回路６２には、心室の収縮を検出した場合若しくは心室刺激を行った場合に出力が得られ、この出力が心室前駆出時間センサ７１（図１４）の前駆出時間計時手段７２に供給され、前駆出時間の計測が開始される。そして、心室刺激／検出電極１０は心室電極リード９を介して図１４のインピーダンス計測手段７３に接続されており、インピーダンス計測手段７３は、心室の容積に変動があるとインピーダンスの変化として、その心室の容積変動を検出する。
【００８１】
インピーダンス計測手段７３の出力は、心室駆出検出手段７４に送られ、心室駆出検出手段７４は、インピーダンス計測手段７３からの出力、すなわちインピーダンス変化をモニターして、心室容積に所定の減少があった場合に血液の駆出を開始したと判断し、前駆出時間計時手段７２の計時を停止させる。この計測された心室前駆出時間は、図１３の神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られ、心室前駆出時間に応じて患者に最適な神経刺激のためのパラメータが選択される。この前駆出時間は運動やメンタルストレスによって短縮するので、心室前駆出時間が小さいときは迷走神経の刺激を強くするようにする。
【００８２】
図１５は、図１３の心室収縮性インピーダンスセンサ７０の一例を示す一回拍出量センサ７５の構成を示すブロック図である。
一回拍出量とは、一回の心室収縮において、拡張終期心室容積から収縮終期心室容積を減じた量であり、この一回拍出量からも運動やメンタルストレスの大小を知ることができるものである。
図１５の一回拍出量センサ７５を図１３の心室収縮性インピーダンスセンサ７０として採用した例を本発明の第８の実施形態として以下に説明する。
【００８３】
図１５に示す一回拍出量センサ７５は、心室収縮検出あるいは心室刺激をトリガーとして心室の拡張終期の容積を検出する拡張終期容積検出手段７６と、インピーダンス変化により心室の容積変化をモニターするインピーダンス計測手段７７と、拡張終期容積検出に続いてインピーダンス計測手段７７の出力から心室容積の最小値を収縮終期容積として検出する収縮終期容積検出手段７８と、拡張終期容積検出手段７６の出力から、収縮終期容積検出手段７８の出力を減算して心室の一回拍出量を演算する一回拍出量演算手段７９から構成される。
【００８４】
以下、本発明の第８の実施形態の作用を説明すると、図１３において、上述のように、ＯＲ回路６２には、心室の収縮を検出した場合若しくは心室刺激を行った場合に出力が得られ、この出力が一回拍出量センサ７５（図１５）の拡張終期容積検出手段７６に供給される。一方、心室刺激／収縮電極１０に接続されているインピーダンス計測手段７７は、計測したインピーダンスから心室の容積を割り出し、これを拡張終期容積検出手段７６と収縮終期容積検出手段７８に送る。拡張終期容積検出手段７６は、インピーダンス計測手段７７からの出力に基づいて心室収縮検出時あるいは心室刺激時の心室容積を検出してこの容積を心室拡張終期容積とする。また、収縮終期容積検出手段７８は、インピーダンス計測手段７７の出力をモニタし、心室容積の最小値を心室収縮終期容積として検出する。
【００８５】
そして、一回拍出量演算手段７９において、拡張終期容積検出手段７６と収縮終期容積検出手段７８との出力差、すなわち拡張終期心室容積と収縮終期心室容積との差が演算され、この演算結果が一回拍出量として図１３の神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られる。そして、一回拍出量に応じて患者に最適な神経刺激のためのパラメータが選択される。この一回拍出量は運動やメンタルストレスによって多くなったり少なくなったりするので、一回拍出量が多いときは、迷走神経の刺激を強くするようにする。
【００８６】
次に、図１６のフロー図を用いて、図１２〜図１５に示す本発明の第６〜第８の実施形態の作用を詳細に説明する。
まず、最初に、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグをオフとし（ステップＳ６０）、あわせて、心房刺激インターバルタイマ２８がリセットされ、計数が開始する（ステップＳ６１）。
【００８７】
この状態で初期設定が完了し、次に、心房収縮検出手段６において、心房収縮が検出されたか否かが判断される（ステップＳ６２）。心房収縮が検出された場合には、心房刺激インターバルタイマ２８をリセットし（ステップＳ６３）、続いて房室遅延タイマ４０をリセットして計数を開始させる（ステップＳ６４）。次に、神経刺激制御手段３２の神経刺激フラグがオンになっているか否かが判断され（ステップＳ６５）、神経刺激フラグがオンになっている場合は神経刺激制御手段３２から神経刺激手段７に信号が発せられ、迷走神経１８の刺激がなされる（ステップＳ６６）。判断ステップＳ６５で神経刺激フラグがオフであると、神経刺激を行わないで次のステップに進む。
【００８８】
判断ステップＳ６２で心房収縮が検出されなかったと判断された場合は、心房刺激インターバルタイマ２８がタイムアウトしているかどうか、すなわち心房刺激インターバルタイマ２８の計時時間が心房刺激インターバル設定値記憶手段２９に記憶されている設定値を超えたかどうかが判断される（ステップＳ６７）。そして、タイムアウトしていると判断されると、比較手段３０から心房刺激手段５に出力が発せられ、心房刺激が行われる（ステップＳ６８）。
【００８９】
続いて、心室の収縮がなされたか否かが判断される（ステップＳ６９）。そして、心室の収縮が検出されると、房室遅延タイマ４０の計数を停止させる（ステップＳ７０）。判断ステップＳ６９で、心室収縮が検出されなかったときは、房室遅延タイマ４０がタイムアウトしているかどうか、すなわち、房室遅延設定値記憶手段４１に記憶されている設定値を超えたかどうかが判断される（ステップＳ７１）。判断ステップＳ７１でタイムアウトしていると判断されると、房室遅延比較手段４２から心室刺激手段３に出力を発し、心室刺激が行われる（ステップＳ７２）。この心室刺激が行われたとき、及びステップＳ７０で房室遅延タイマ４０の計時を停止させた後、各実施形態のセンサ手段によって、心室圧力（第６の実施形態）、前駆出時間（第７の実施形態）及び一回拍出量（第８の実施形態）の検出が行われる（ステップＳ７３）。そして、この各実施形態のセンサ手段により検出した、運動やメンタルストレスに関連した生理量が神経刺激パラメータテーブル記憶手段３１に送られ、患者に応じた最適な神経刺激パラメータが選択される（ステップＳ７４）。ここでの神経刺激パラメータの選択には、神経刺激を行うか否かの選択も含まれ、神経刺激を行う場合には神経刺激フラグがオンされる。
【００９０】
以上、本発明の心臓治療装置について、複数の実施の形態についてブロック図、フロー図に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態にとどまらず、交感神経の興奮度を示すさまざまな生体情報を検出し、神経刺激パラメータを制御することが可能である。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、運動やストレスによる患者の交感神経の興奮度をさまざまな生体情報によって知り、その興奮度に応じて適切できめ細かに迷走神経の刺激を行うことができるため、神経刺激による副作用や心拍数が低下しすぎることの回避、消費電力節約等の甚大な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の心臓治療装置の第１及び第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の心臓治療装置に用いられる電極リード及び刺激電極の心臓への配置図である。
【図３】本発明心臓治療装置の第１の実施形態におけるＱＴ時間を検出するためのセンサ手段の構成図である。
【図４】Ａは心臓の心室内心電図とＱＴ時間を示す波形図、Ｂはこの心室内心電図を積分した波形図である。
【図５】図１のブロック図のセンサ手段としてＱＴ時間検出センサを用いた本発明の心臓治療装置の第１の実施形態の作用を示すフロー図である。
【図６】本発明の心臓治療装置の第２の実施形態に用いられる心電図面積を検出するための心電図面積センサの構成図である。
【図７】図１のブロック図のセンサ手段として心電図面積センサを用いた本発明の心臓治療装置の第２の実施形態の作用を示すフロー図である。
【図８】本発明の心臓治療装置の第３の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の心臓治療装置の第４の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の心臓治療装置の第５の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図８〜図１０に示す本発明の心臓治療装置の第３〜第５の実施形態の作用を示すフロー図である。
【図１２】本発明の心臓治療装置の第６の実施形態の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の心臓治療装置の第７〜第８の実施形態に共通の構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の心臓治療装置の第７の実施形態に用いられる心室前駆出時間センサの構成図である。
【図１５】本発明の心臓治療装置の第８の実施形態に用いられる一回拍出量センサの構成図である。
【図１６】図１２〜図１５に示す本発明の心臓治療装置の第６〜第８の実施形態の作用を説明するためのフロー図である。
【図１７】Ａは心臓の構造を示す図であり、Ｂは体表面に電極を置いて測定した心電図の例である。
【図１８】神経刺激パラメータを説明する図である。
【符号の説明】
１・・・心臓治療装置、２・・・制御手段、３・・・心室刺激手段、４・・・心室収縮検出手段、５・・・心房刺激手段、６・・・心房収縮検出手段、７・・・神経刺激手段、８・・・センサ手段、９・・・心室電極リード、１０・・・心室刺激／検出電極、１１・・・心房電極リード、１２・・・心房刺激／検出電極、１３・・・心臓、１６・・・神経電極リード、１７・・・神経刺激電極、１８・・・迷走神経、４３・・・体動センサ、４４・・・血液センサ、５０・・・呼吸センサ、６１・・・心室収縮性心室圧力センサ、７１・・・心室前駆出センサ、７５・・・一回拍出量センサ
【図１】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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