(57)【要約】【課題】皮下組織を刺激することによって、心筋を強く保護し、挟心痛を軽減するために、選ばれた神経を電気的に刺激する方法および装置を提供する。【解決手段】心臓組織を発作から保護する方法および装置において、心臓発作などの発作の発生を確認すること、およびこの発生を確認することに応答して患者の体内の１つまたは複数の所定の神経に電気刺激を送出することを含む。刺激は、末梢神経、固有心臓神経、交感神経節、脳神経に供給されることができ、一般に、脊柱に、または患者の胸壁内に向けることができる。【選択図】図２
2004512105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓組織の発作の発生を確認すること、および
１つまたは複数の皮下電極を用いて、患者の体内の１つまたは複数の所定の神経に電気刺激を送出すること、
を含む心臓組織を発作から保護する方法。
【請求項２】
前記発作の発生を確認することは、心臓発作の１つまたは複数の兆候を確認することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発作の深刻さを確認することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電気刺激を送出することは、前記発作の確認された深刻さに基づく強度を有する電気刺激を送出することをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電気刺激を送出することは、
前記電気刺激を記述するデータを格納すること、
前記電気刺激の有効性を解析すること、および
後続の電気刺激送出における電気刺激の送出を調整すること、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記電気刺激を送出することは、前記発作の停止を超えて延びる期間の間、電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記電気刺激を送出することは、事前選択された持続期間の間、電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数の電極は、患者のＴ１〜Ｔ１２の椎骨のうちの１つまたは複数にほぼ隣接して皮下に配置される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電気刺激を送出することは、事前選択された皮膚領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記電気刺激を送出することは、筋肉組織領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記電気刺激を送出することは、患者の脊柱管に隣接する領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電気刺激を送出することは、患者の胸壁領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気刺激を送出することは、Ｃ１〜Ｃ８の椎骨のうちの１つまたは複数の隣接する患者の体の領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記発作の発生を確認することは、除細動ショックが施されたことを判断することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記発作の発生を確認することは、心筋虚血を検出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記発作の発生を確認することは、不整脈事象を検出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記発作の発生を確認することは、非持続性の心室頻脈を検出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記発作の発生を確認することは、心室不整脈に対する前駆物質を検出することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
生理学的パラメータを読み取ること、および
前記読み取った生理学的パラメータに基づいて電気刺激の送出を調整することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
複数の生理学的パラメータが読み取られ、電気刺激の送出が、前記複数の生理学的パラメータに基づいて調整される請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の生理学的パラメータの重み付けに基づいて表示を得ること、および
前記表示に基づいて電気刺激の送出を調整することをさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記心臓発作を示す通告を患者に与えることをさらに含む請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
心臓組織の発作の発生を予測すること、および
１つまたは複数の皮下電極を用いて、患者の体内の１つまたは複数の所定の神経に電気刺激を送出すること、
を含む心臓組織を発作から保護する方法。
【請求項２５】
神経組織に近接して配置された少なくとも１つの皮下電極と、
前記少なくとも１つの電極に電気刺激を送出するようになっている制御器と、
を備える心臓組織を発作から保護する装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの電極は、患者の体の皮膚領域、筋肉組織および脊髄神経細胞のうちの少なくとも１つに刺激を供給する表面を含む請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記電気刺激を記述するデータを格納するようになっているメモリをさらに備えており、前記制御器は、格納されたデータを解析し、解析に応じて電気刺激を調整するようになっている請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
患者の心臓の動作特性を表す生理学的状態を検出するように構成されたセンサをさらに備えており、前記制御器は、前記生理学的状態の前兆に基づいて前記少なくとも１つの電極に電気刺激を送出するようになっている請求項２５に記載の装置。
【請求項２９】
前記制御器は、事前選択された持続期間の間、前記電極への電気刺激の送出を制御する回路を含む請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
皮下に配置可能な、体の神経系の少なくとも一部を刺激することができる少なくとも１つの電極と、
トリガー手段と、
前記トリガー手段の起動に応答して、前記少なくとも１つの電極に電気刺激を送出する手段と、
を備える心臓組織を発作から保護する装置。
【請求項３１】
前記トリガー手段は、人によって起動される手段を含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
生理学的信号を測定するセンサをさらに備えており、前記トリガー手段は、前記生理学的信号によって指示される所定の状態に基づいて起動される手段を含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記電気刺激を送出する手段は、所定の期間の間、前記電気刺激を送出する手段を含む請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記トリガー手段は、前記発作を予想して起動される手段を含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３５】
心臓組織の発作の発生を確認すること、および
１つまたは複数の電極を用いて、患者の体内の、所定の末梢神経、固有心臓神経、交感神経節、および／または脳神経のうちの１つまたは複数に電気刺激を送出すること、
を含む心臓組織を発作から保護する方法。
【請求項３６】
前記発作の発生を確認することは、心臓発作の１つまたは複数の兆候を確認することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記発作の深刻さを確認することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記電気刺激を送出することは、前記発作の確認された深刻さに基づく強度を有する電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記電気刺激を送出することは、
前記電気刺激を記述するデータを格納すること、
前記電気刺激の有効性を解析すること、および
後続の電気刺激送出における電気刺激の送出を調整すること、
をさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記電気刺激を送出することは、前記発作の停止を超えて延びる期間の間、電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
前記電気刺激を送出することは、事前選択された持続期間の間、電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４２】
前記１つまたは複数の電極は、患者のＴ１〜Ｔ１２の椎骨のうちの１つまたは複数にほぼ隣接して配置される請求項３５に記載の方法。
【請求項４３】
前記電気刺激を送出することは、事前選択された皮膚領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４４】
前記電気刺激を送出することは、筋肉組織領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４５】
前記電気刺激を送出することは、患者の脊柱管に隣接する領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４６】
前記電気刺激を送出することは、患者の胸壁領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４７】
前記電気刺激を送出することは、Ｃ１〜Ｃ８の椎骨のうちの１つまたは複数に隣接する患者の体の領域に電気刺激を送出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４８】
前記発作の発生を確認することは、除細動ショックが施されたことを判断することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項４９】
前記発作の発生を確認することは、心筋虚血を検出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５０】
前記発作の発生を確認することは、不整脈事象を検出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５１】
前記発作の発生を確認することは、非持続性の心室頻脈を検出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５２】
前記発作の発生を確認することは、心室不整脈に対する前駆物質を検出することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５３】
生理学的パラメータを読み取ることと、
前記読み取った生理学的パラメータに基づいて電気刺激の送出を調整することとをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項５４】
複数の生理学的パラメータが読み取られ、電気刺激の送出が、前記複数の生理学的パラメータに基づいて調整される請求項３５に記載の方法。
【請求項５５】
末梢神経、固有心臓神経、交感神経節、および脳神経からなるグループのうちの１つまたは複数に近接して配置される少なくとも１つの電極と、
前記少なくとも１つの電極に電気刺激を送出するようになっている制御器と、
を備える心臓組織を発作から保護する装置。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの電極は、患者の体の皮膚領域、筋肉組織および脊髄神経細胞のうちの少なくとも１つに刺激を供給する表面を含む請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記電気刺激を記述するデータを格納するようになっているメモリをさらに含んでおり、前記制御器は、格納されたデータを解析し、解析に応じて電気刺激を調整するようになっている請求項５５に記載の装置。
【請求項５８】
患者の心臓の動作特性を表す生理学的状態を検出するように構成されたセンサをさらに備えており、前記制御器は、前記生理学的状態の前兆に基づいて前記少なくとも１つの電極に電気刺激を送出するようになっている請求項５５に記載の装置。
【請求項５９】
前記制御器は、事前選択された持続期間の間、前記電極に対する電気刺激の送出を制御する回路を含む請求項５８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、概して、心臓内の状態を変えるために、選ばれた神経を電気的に刺激する方法および装置に関し、より詳細には、皮下組織を刺激することによって、心筋を強く保護し、挟心痛を軽減する神経刺激に関する。
【０００２】
［関連技術の説明］
上室性不整脈、狭心症および心室機能不全すなわち心不全などの種々の心臓状態は、脊髄、迷走神経および他の神経の電気刺激によって処置されてきた。通常、電極は脊髄エリア（ａｒｅａ）に隣接して患者内に植え込まれ、電気的に励起されて、心臓の機能に望ましい効果を生ずる。たとえば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｏｒａｃｉｃ ａｎｄ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｕｒｇｅｒｙ， Ｖｏｌ． ５６， Ｎｏ． １， Ｊｕｌｙ １９６８， ｐｐ．７１−８２で発表されたＢｉｌｇｕｔａｙ等による「Ｖａｇａｌ Ｔｕｎｉｎｇ」と題する論文は、米国特許第３，４２１，５１１号に記載されているような、シラスティックをコーティングした双極電極を用いて迷走神経に電気刺激を送出するシステムを論述している。電極は、無傷の神経（単数または複数）のまわりに外科的に埋め込まれ、統制された電流がその神経に送出される。電極は電流を神経（複数可）に送り、患者の洞律動を維持しながら心拍数を低下させる。誘発性頻脈および異所性拍動を統制するのに小振幅刺激もまた使用されてきた。
【０００３】
狭心症および発作性房室接合部頻脈すなわち上室性頻脈はまた、埋め込み電極を介して頚動脈洞神経を刺激することによって処置されてきた。たとえば、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ， １１２：４１−５０， Ｍａｒｃｈ １９７０で発表された「Ｃａｒｏｔｉｄ Ｓｉｎｕｓ Ｎｅｒｖｅ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｎｇｉｎａ Ｐｅｃｔｏｒｉｓ ａｎｄ Ｓｕｐｒａｖｅｎｔｒｉｃｕｌａｒ Ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ」と題する論文は、患者が、アンギナおよび／または上室性頻脈を感じた時に、頚動脈洞神経を電気的に刺激するシステムを記載している。
【０００４】
埋め込み電極を用いて神経系に電気刺激を送出することは、しばしば心筋虚血を伴う狭心症などの胸痛の軽減に特に有効であることがわかってきた。たとえば、Ｂｏｕｒｇｅｏｉｓに付与された米国特許第５，０５８，５８４号（その全体が参照によって本明細書に援用される）は、脊髄の硬膜外腔内の電気刺激を用いて、こうした胸痛を処置するシステムおよび方法を開示している。加速度計または他のアクティビティ（活動）センサによって読み取られて、アクティビティの症候性レベルに達した後でのみこの処置が行なわれる。同様に、Ｋｉｎｇに付与された米国特許第６，０５８，３３１号（その全体もまた参照によって本明細書に援用される）は、読み取られた患者の状態に基づいて、脊髄、末梢神経または神経組織神経節への電気刺激を自動的に調整することによって虚血を処置するシステムおよび方法を論じている。Ｏｂｅｌ他に付与された米国特許第５，１９９，４２８号（その全体が参照によって本明細書に援用される）は、心筋虚血の検出時に、埋め込みパルス発生器（ＩＰＧ）を用いて連続したかつ／または段階的な電気パルスで硬膜外腔を刺激して、心臓負荷を軽減し、それによって、虚血事象に関連する細胞死を減らすシステムを開示している。Ｒｉｓｅに付与された米国特許第５，８２４，０２１号（その全体が参照によって本明細書に援用される）は、アンギナを軽減するために脊髄刺激を供給し、さらに、虚血事象が起こっているという通告を患者に与えるシステムおよび方法を論じている。この脊髄刺激は、虚血がすでに検出された後でのみ行なわれる。
【０００５】
上述したシステムに加えて、所定の状態の開始（ｏｎｓｅｔ）に続いて神経刺激を供給する他のシステムが開示されている。Ｈａｒｔｌａｕｂに付与された米国特許第６，１３４，４７０号は、不整頻拍を終わらせるために脊髄刺激を利用するシステムを記載している。刺激は、不整頻拍またはその前駆物質が検出された後でのみ行なわれる。米国特許第３，６５０，２７７号は、高血圧を軽減するために、平均動脈血圧の上昇の検出に応答して左右頚動脈洞神経を刺激するシステムを開示している。
【０００６】
上述した神経刺激システムのそれぞれは、少なくとも１つの大きな欠点を有している。たとえば、これらの神経刺激システムは、脊柱に隣接して、たとえば、脊柱管内部に外科的に埋め込まれた電極に依存する。脊柱のまわりの領域へ電極をうまく設置するには、かなりの外科的な専門技術を必要とする。しかし、救急要員は、普通こうした専門技術を所有しておらず、また、その仕事に適した機器または環境を有していないことも多い。したがって、救急要員は、召集されて、苦しんでいる患者を病院へ移送するよう命じられ、したがって、患者に対して手当てを施す最初の医療要員となるであろうが、救急要員は、一般に電極を埋め込むことはできない。埋め込み電極がないため、これまでは治療的刺激がすぐには利用できなかった。むしろ、患者が適当な医療施設に到着するまで、療法の適用が遅延した。さらに、長期刺激用のシステムは、精巧な埋め込み技法を必要とするという欠点を有するか、または、ＴＥＮＳについては、皮膚破損および他の問題および不都合を生ずる電極を使用する。
【０００７】
本発明は、上述した問題の１つまたは複数の影響を克服すること、または、少なくとも軽減することを対象とする。
［発明の概要］
本発明は、体の神経系の少なくとも一部に刺激を供給する神経調節システムを包含する。刺激は１つまたは複数の皮下電極（単数または複数）を用いて供給され、末梢神経、固有心臓神経細胞、自律神経節およひ脳神経を刺激する。刺激は心臓発作（ｉｎｓｕｌｔ）を予想してまたは検出される時に供給される。ここで、本文脈における「心臓発作」は、心不全、心室頻脈、上室性頻脈、虚血、自律緊張（ｔｏｎｅ）の不均衡またはそれと同様なものなどの状態による、限定はしないが、アンギナ、および心臓組織の機械的、化学的または電気的傷害または損傷を含むことが意図される。
【０００８】
一実施形態において、本発明は、脊髄に隣接し、かつ胸壁上の複数のロケーションに刺激を供給するシステムおよび方法を提供する。こうした刺激は、心臓機能を改善し、虚血発作を制限し、心臓組織の交感神経系アクティビティを軽減し、心室不整脈の可能性および／または深刻さを減じることが示されてきた。したがって、電気刺激は、処方ベータ遮断薬によって引き起こされるのと同様な効果を生ずる。このタイプの刺激は、心臓負荷を軽減し、心機能を改善し、末梢細動脈を拡張させ、四肢への血流を増加させることが示されてきた。
【０００９】
本発明によれば、１つまたは複数の電極は、Ｔ１〜Ｔ４のロケーションが好まれる場合には、１つまたは複数の脊椎椎骨に隣接して皮下に設置され、または、Ｃ１〜Ｃ３のロケーションが好まれる場合には、頚神経近くの皮下に設置することができる。別法として、電極は、胸壁に隣接してか、あるいはＴ１〜Ｔ５の脊髄神経の領域内のどこにでもか、あるいは、正中神経または尺骨神経などの末梢神経、または心臓脂肪ポッド（ｆａｔ ｐｏｄ）、または交感神経節、または脳神経に隣接して設置することができる。電極位置は、たとえば、左胸の胸部内において、胸筋の筋および運動点（ｍｕｓｃｌｅ ａｎｄ ｍｏｔｏｒ ｐｏｉｎｔ）上の筋膜の下に位置してよく、筋皮神経および胸神経を刺激する。別の例において、電極は、左腕の下の補助領域内に配置してよく、刺激は、筋皮神経、上腕皮膚神経および胸背神経に供給される。さらに別の実施形態において、１つまたは複数の皮下電極は、埋め込みデバイスの外部ハウジングに近接して、デバイスに近接する神経を刺激する。皮下電極を利用するため、外科医は電極を患者の体内に配置する必要はない。むしろ、本発明の一実施形態において、医療補助者は、１つまたは複数の電極を皮下に配置して、たとえば、緊急処置を始めることができる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、患者または保健医療プロバイダなどの他の人によってシステムが起動されると、本発明は電気刺激を送出する。たとえば、医療補助者などの医療介護プロバイダが、刺激を始動して、心臓発作を有する患者を処置することができる。患者自身は、心臓発作の始まりを感じる場合に、こうした治療を始めることができる。患者は、別法として、運動を行なうことを予想して刺激を始動することができる。外科医は、ステントの挿入などの外科的処置法または心臓組織を引き裂く可能性のある任意の他の処置法を行なうことを予想して刺激を始動することができる。神経刺激は、高電圧ショックが患者に送出された後、医療補助者によって手動で始動されることができる。こうした刺激は、心臓を安定させ、細動または不整脈の再発を防ぐ。こうした刺激は、発作の間じゅう続き、任意選択で、発作に続く所定期間の間続いてもよい。
【００１１】
別の実施形態によれば、本発明のシステムは、閉ループモードで動作することができる。このモードでは、１つまたは複数の生理学的パラメータを、生理学的センサを用いて読み取ることができる。読み取られた生理学的信号を使用して、発作の始まりを予測または検出することができる。これらの信号を使用して、パルス幅、パルス振幅、パルス周波数およびそれと同様なものなどの刺激パラメータを調整することもできる。
【００１２】
さらに別の実施形態によれば、本発明のシステムは、過去の電気刺激を示すデータ信号を格納して、将来の刺激を最適化することができる。格納されたこのデータはまた、処置および診断のために、保険医療専門家が使用することができる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、心臓組織を発作から保護する方法が提供されている。方法は、将来のまたは現在の心臓発作を確認すること、および、発作の発生を確認することに応答して、患者の体内の１つまたは複数の所定の神経に皮下電気刺激を送出することを含む。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、心臓組織を発作から保護する装置が提供されている。装置は、皮下でかつ神経組織または筋肉組織に近接して配置可能な少なくとも１つの電極と、発作の始まりに関してある期間の間、電極に電気刺激を送出するようになっている制御器とからなる。
【００１５】
本発明は種々の変更形態および代替形態を受けるが、その特定の実施形態は、図面において例として示され、本明細書において詳細に述べられる。しかし、特定の実施形態の本明細書での記載は、開示されている特定の形態に本発明を限定することを意図しないが、逆に、併記の請求項によって規定される本発明の精神および範囲内に入る全ての変更物、等価物および代替物を包含することを意図されることが理解されるべきである。
［特定の実施形態の詳細な説明］
本発明の例示的な実施形態が以下に説明される。明確にするために、実際の実施態様の全ての特徴が本明細書において述べられるわけではない。もちろん、こうした実際のいずれの実施形態の開発においても、システム関連の制約およびビジネス関連の制約に従うことなど、開発者の特定の目的を達成するのに、多数の実施態様固有の決定がなされねばならず、その決定は実施態様ごとに変わることが理解されるであろう。さらに、こうした開発努力は複雑で時間がかるが、それでも、本開示の利益を得る当業者にとっては決まりきった仕事であることが理解されるであろう。
【００１６】
本発明によって、改善された心臓機能を提供する方法および装置の例示的な実施形態が図に示されている。本応用を全て読めば当業者には直ぐに明らかになるように、本方法および装置は、本明細書に説明されている実施形態以外の種々のシステムに応用可能である。
【００１７】
説明される実施形態において、皮下電気刺激を行なって、心血管系に対する自律神経作用を前進的に調節する方法および装置が提供される。刺激の使用は、予測され、かつその結果起こる虚血事象の発生による不整脈、心不全および心臓筋細胞に対する損傷を最小にする。こうした刺激が神経系の１つまたは複数の部分に供給されて、心臓の電気的安定性を促進し、細動を含む後続のエピソードが起こる可能性をなくす、すなわち軽減することができる。さらに詳細に以下で述べるように、本方法および装置は、閉ループ制御機構を使用して、この刺激を始動させ、調節することができる。
【００１８】
概して、本発明は、心臓の活動効率を改善する方法および装置を対象とし、差し迫った心臓発作の可能性を軽減するのに使用することができる。本発明に関連する治療の利益は、非常に多様な心臓の状態に対して本発明を応用することから得ることができる。したがって、本応用で使用されるように、用語「心臓発作」は、心不全、心室頻脈、上室性頻脈、虚血、自律緊張の不均衡またはそれと同様なものなどの状態による、限定はしないが、アンギナ、および心臓組織の機械的、化学的または電気的傷害または損傷を含むことが意図される。示される実施形態において、本発明を利用して、心室機能不全すなわち心不全を処置することもできる。
【００１９】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、外部システム１００は、導線１０６ａおよび１０６ｂをそれぞれ用いて、脊椎領域に隣接するロケーションおよび胸壁上のロケーションで患者１０２に刺激を供給する。さらに以下で述べるように、導線はそれぞれ、１つまたは複数の皮下電極に結合される。こうした刺激は、収縮性を改善し、さらに、心臓内での圧力−容積の関係を改善し、心臓組織の交感神経系アクティビティを軽減して、心室不整脈の可能性を軽減することが示されてきた。したがって、電気刺激は、処方ベータ遮断薬によって引き起こされるのと同様な効果を生ずる。刺激はさらに、血管拡張神経薬として知られ、高い流れの領域から低い流れの領域へ血流の向きを変えるのに役立つ可能性のある、ＣＧＲＰ、ＮＯおよびＶＩＰなどのニューロペプチドを生成することができる。このことはさらに心臓の効率を改善する。虚血性拡張型心筋症患者において、この治療は心内膜下虚血を抑圧すなわち軽減し、したがって、心臓を保護することができる。電気刺激はさらに、血液供給の低下がある場合でも心臓組織の活動効率および機能の改善をもたらすことができる。
【００２０】
皮下設置電極を利用する時、電極は、Ｔ１〜Ｔ１２の椎骨のいずれか、またはＣ１〜Ｃ８のロケーションのいずれか、そして、最も好ましくはＴ１〜Ｔ４の椎骨のいずれかに隣接して設置することができる（図１Ａ参照）。別法として、電極は、胸壁（図１Ｂ参照）、または脊髄神経に隣接してか、あるいは、正中神経または尺骨神経などの末梢神経、または心臓脂肪ポッド、または交感神経節、または脳神経に隣接して設置することができる。さらに以下で説明するように、電極１０８は皮下電極の種々の形態のうちのいずれの形態をとることもできる。従来の皮下電極は、患者の体内に外科的に挿入することができる。実際、皮下刺激は、心臓をペーシングするのに通常使用されるタイプの導線を用いて供給することができる。埋め込み可能な電極は、皮下に設置されて、下にある筋肉、上にある皮膚神経、そこを通る体性神経またはそれらの組み合わせを刺激することができる。たとえば、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている『Ｐｉｓｃｅｓ（登録商標）』、『Ｐｉｓｃｅｓ Ｑｕａｄ Ｐｌｕｓ（登録商標）』および『Ｏｃｔａｄ（登録商標）』モデル導線などの、種々の市販されている導線は、この目的のために使用することができる導線の例である。この皮下設置は、心臓発作に続く医療看護施設までの経路などの緊急の場合では望ましい。
【００２１】
上述したように、皮下電極は、導線上に保持され、ニードルなどのデリバリデバイスを用いて神経組織の近くに挿入することができる。他の例では、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，２９２，３３６号（その全体が参照によって本明細書に援用される）に開示されているような、埋め込み医療デバイスの表面上に皮下電極を保持することができる。別法として、こうした電極は、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，３３１，９６６号（その全体が参照によって本明細書に援用される）に開示されているように、缶（ｃａｎ）から電気的に絶縁することができる。
【００２２】
一実施形態において、１平方インチと５平方インチ以上の間の表面積を有するパドルタイプ（平坦な）の導線を使用して、皮下刺激を行なうことができる。こうした導線は、絶縁性材料から作ることができ、皮膚刺激、筋肉刺激またはその両方のいずれかの刺激のために、導線の１つまたは複数の平坦側にプログラム可能な電極を有する。この実施形態によれば、パドルタイプ導線は、４ｍｍ幅と１０ｍｍ幅の間であって、開く前に１２ゲージニードルなどのニードルを容易に通過することができる。一実施形態において、特殊なデリバリニードルは、導線が通過できるようにするために適当なサイズの卵形断面または矩形断面を含む。電極はパドル導線の一方の側または両側に設けることができる。
【００２３】
別の実施形態において、皮下電極は導線の両側に設けることができ、一定時間刺激に使用される電極は、ユーザによって選択的にイネーブル（付勢）される。別法として、システムは、刺激される組織のタイプを選択するようにプログラム可能である。このことが望ましい理由は、ある椎骨例では、脊柱に入る主要な神経のみに刺激を供給するのが有益であるが、他の例では、皮膚、筋肉または神経組織の任意の組み合わせを刺激することも望ましいからである。種々の電極の組み合わせが提供されて、こうして刺激を選択的にイネーブルするようになっている。
【００２４】
１つまたは複数の皮下電極が制御器１０４に結合されて、制御器１０４が供給する電気信号が、患者の皮膚、筋肉または脊柱管の神経組織に電気刺激を供給する。制御器１０４は、図１Ａおよび図１Ｂに示す外部デバイスの形態をとることができる。こうした形態は、虚血を生ずる可能性のある、身体運動または任意の他のタイプの事象を予想している患者に治療信号を供給する時に役立つ。
【００２５】
患者が心臓事象の病歴を有する場合、図１Ｃに示すように、一般に、人体内部に埋め込めるように設計されたハウジング１０５内に制御器１０４を構成することが有用である。この実施形態において、埋め込まれた導線１０６ｃを使用して、「トンネル」手法を用いて皮膚の下に配置することができる皮下電極を用いて刺激を送出する。このハウジングは、任意選択で、当技術分野では知られているように、１つまたは複数の導線１０９を用いて心臓１０７への心臓刺激信号を生成するための、ペーシングおよび／またはカーディオバータ／ディフィブリレータ刺激回路を含む。導線１０９は、以下で述べるように、生理学的信号を読み取る１つまたは複数の生理学的センサ１１１を保持してよい。付加的にまたは別法として、ハウジングはまた、薬剤デリバリカテーテルに連結した薬剤ポンプなどの薬剤デリバリデバイスを含んでよく、薬剤デリバリデバイスは、予想される生理学的な発作を防ぐために神経刺激と共に使用することができる。
【００２６】
一実施形態において、制御器１０４は、自動または手動操作のいずれにもプログラムすることができる。手動による刺激の始動は種々の状況で行なうことができる。たとえば、医療補助者などの医療介護プロバイダは、Ｔ１〜Ｔ４領域などの神経組織に近接するエリア、すなわち関連痛のエリアに１つまたは複数の皮下電極を送り、次に、刺激を始動して、心臓発作を有する患者を治療することができる。同様に、外科医は、ステントの挿入または心臓活動を乱す可能性のある任意の他の処置法などの外科的処置法を行なう前に、このタイプの治療を始動することができる。皮下神経刺激は、高電圧ショックが患者に送出された後に医療補助者が手動で始動することができる。こうした刺激は、心臓を安定させ、細動または不整脈の再発を防ぐ。任意の他の予想される、または起こっている発作は、保健医療プロバイダまたは患者が、制御器１０４をトリガーして、１つまたは複数の皮下設置電極を介して刺激を始動させるようにする。こうした刺激は、発作の間じゅう続き、任意選択で、発作に続く所定期間の間続いてもよい。予想した心臓刺激の送出が、後続の虚血事象による心臓筋細胞の損傷を最小にすることが出願人によって確認された。これらの実施形態は、アンギナを軽減する電気刺激を含む、数年にわたって行なわれた研究を通して得られたデータに基づいている。
【００２７】
別の例において、皮下刺激は、除細動ショックの送出中に感覚異常用のしきい値未満の（ｓｕｂ−ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）レベルで供給されて、不整脈およびショックに関連する知覚される痛みを軽減し、心臓を安定させ、不整脈の再発を防ぐのに役立つであろう。
【００２８】
一実施形態において、患者が体内に埋め込み可能な医療デバイスを埋め込まれていると仮定すると、皮下電気刺激は、運動を行なう前に始動されることができる。こうした刺激は、心臓の交感神経活動の短期抑制を生ずるらしく、この短期抑制は、次に、虚血状態からの損傷を防ぐように神経の化学的性質の変化をもたらす。刺激は所定の期間の間供給され、その期間は、一実施形態においては、心臓処置法を行なうか、または運動にとりかかる直前の約３０分である。刺激の量はまた、予想される運動のレベルに基づいて選択することができる。
【００２９】
別の実施形態において、皮下電気刺激は、Ｔ１〜Ｔ４の代わりに上頚部レベルＣ１〜Ｃ３で行なってもよい。このエリアの刺激は、通常、あご痛および首痛、すなわち後頭神経膠を軽減するために行なわれるが、こうした刺激が、アンギナも軽減し、心臓発作の前に行なわれると重要な心臓保護を提供できることがわかった。別の実施形態において、刺激は、代わりにＣ２およびＣ３で行なうことができる。
【００３０】
別の実施形態において、制御器１０４によって生理学的測定が得られるために、刺激を自動的に始動することができる。すなわち、制御器１０４は、センサ１１０および１１１などの１つまたは複数の従来のセンサを利用して、心室機能不全、虚血、心不全または任意の他のタイプの心臓発作などの生理学的状態のそれらしい始まりを予言する信号を読み取ることができる。これらのセンサは、圧力、酸素、アクティビティ、温度および血流センサを含む、生理学的信号を読み取る、当技術分野では既知のタイプの任意のものであってよい。例示的なセンサは、Ｍｏｏｒｅ他に発行された米国特許第４，９３，７０１号、Ｆｌａｌｐｅｒｉｎ他に発行された米国特許第５，５６４，４３４号、Ａｎｄｅｒｓｏｎ他に発行された米国特許第４，４２８，３７８号、Ａｌｔに発行された米国特許第５，４６４，４３４号、またはＣｏｈｅｎに発行された米国特許第５，３３０，５０５号に開示されている（その全体が参照によって本明細書に援用される）。心臓事象を予測または検出して、制御器１０４は、選択された神経組織（複数可）を皮下で電気的に刺激することによって、患者の治療的処置を自動的に始めることができる。
【００３１】
制御器１０４が外部デバイスである場合、本発明の範囲内で、当技術分野で既知の任意のタイプの外部生理学的センサシステムを利用することができる。このシステムは、たとえば、当技術分野で知られている方法でＥＣＧ信号を測定するための外部設置電極を含んでもよい。他の例は、圧力センサおよび温度センサ、および／または血液の化学的性質を外部で測定できるセンサを含む。
【００３２】
処置が始まった後、治療は発作の間じゅう続く可能性がある。こうした刺激は、心臓血管インターベンション処置法が始まるまで続くか、または発作発生後数週間続くことさえあるであろう。
【００３３】
図２は、制御器１０４の一実施形態のブロック図を示す。通常、制御器１０４は、１つまたは複数のドライバ回路２００および受信回路２０２からなる。ドライバ回路２００は、通常、ライン１０６上で、刺激信号を電極１０８に供給する働きをする。すなわち、ソフトウェアまたはハードウェア制御下で動作するプロセッサ２０４は、ドライバ回路２００に指示して、周波数、デューティサイクル、持続期間、波形、振幅、電圧および大きさなどの事前に選択された所望のパラメータのセットを有する刺激信号を生成することができる。上述したように、ドライバ回路２００は、任意選択で、導線１０９上で、ペーシング刺激および／または、高電圧刺激を心臓に対して生成する回路２０１を含むことができる。
【００３４】
受信回路２０２は、通常、センサ１１０および１１１からの信号を受信し、これらの信号をデジタル形式などの形態に処理する。これらの信号は、プロセッサ２０４によって解析される、かつ／またはダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）などのメモリ２０６に格納することができる。メモリ２０６はまた、プロセッサ２０４の動作を制御するのに使用されるソウトウェアを格納することができる。
【００３５】
制御器１０４が埋め込まれたデバイス内に含まれる一実施形態において、メモリ２０６に格納された信号は、遠隔測定回路（ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ）などの通信回路２０７を介して、プログラマなどの外部デバイス２０９に転送することができる。これらの信号は、外部デバイスに格納されるか、またはネットワーク２１１を介して、リポジトリかまたはある他の遠隔データベースであってよい遠隔システム２１３に転送することができる。ネットワーク２１１は、イントラネット、ワールドワイドウェッブ（ｗｏｒｌｄ−ｗｉｄｅ ｗｅｂ）などのインターネットシステム、または任意の他のタイプの通信リンクであってよい。
【００３６】
制御器１０４はさらに、リードスイッチ２１７を含むことができる。このタイプのスイッチ機構は、制御器が患者の体内に埋め込まれる実施形態においては、磁石を用いて閉じることができる。別法として、加速度計２１９などの別のタイプの患者起動式機構は、本発明の埋め込み可能な実施形態を起動するためのタッピングシーケンスを検出するのに利用することができる。このタイプのタッピング機構は当技術分野では既知である。
【００３７】
上述したように、制御器１０４はさらに、カテーテル２１５に結合したポンプを備える薬剤デリバリシステム２１６を含んでよい。皮下刺激の送出とともに生物学的に反応性のある薬品を送出するようになっている、例示的な埋め込み可能薬剤デリバリシステムは、Ａｒｚｂａｅｃｈｅｒに発行された米国特許第５，６０７，４１８号、Ｃａｍｍｉｌｌｉに発行された米国特許第５，２２０，９１７号、Ｅｌｌｉｎｗｏｏｄに発行された米国特許第４，１４６，０２９号、Ｃｏｈｅｎに発行された米国特許第５，３３０，５０５号に開示されている（その全体が参照によって本明細書に援用される）。
【００３８】
上述したように、一実施形態において、皮下刺激の送出は、閉ループ制御システムで使用される測定可能な種々の生理学的パラメータに基づいて変更することができる。図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、代表するセンサ１１０または１１１は、患者１０２の体に隣接して、またはその中に配置されて、種々の生理学的状態を読み取ることができ、その状態は制御器１０４に伝達される。測定された生理学的状態は、制御器１０４によって施されている治療に対する患者の反応の表示として使用することができる。すなわち、ポジティブな生理学的反応は、治療が所望の成果をあげているという表示として使用することができる。読み取られた生理学的状態を使用して、刺激のパラメータを調整することができる。たとえば、制御器１０４は、心臓の脈圧を測定して記録できる。ある期間の間の心臓脈圧の変化を閉ループシステム内で使用して、刺激の送出を調整することができる。たとえば、制御器１０４が、心臓脈圧がある期間の間に下がったことを検出する場合、刺激のパラメータは心臓脈圧を上げるように調整することができる。一方、制御器１０４が一定で、適切な心臓脈圧を観測する場合、所望の成果が刺激によって得られているため、刺激が続けられる。一方、制御器１０４が持続して高い、またはさらには上昇し続ける心臓脈圧を観測する場合、刺激のパラメータは心臓脈圧をある期間の間、下げるように調整することができる。
【００３９】
制御器１０４の全体的な通常動作は、図３および図４に示す制御図およびフロ−チャートを参照することによって理解することができる。本明細書に示す制御図およびフロ−チャートを使用して、プロセッサ２０４が実行するソフトウェアまたはフローチャートに記載する機能を果たすように動作するよう構成されたハードウェアのいずれかを表すことができることを、当業者は理解するであろう。したがって、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、ハードウェアまたはソフトウェアのいずれも使用することができる。
【００４０】
図３は、閉ループ動作の一般化したモードを示す。１つのセンサまたは複数のセンサの組み合わせによって、システムは生理学的状態を評価する。この評価は、虚血、ＶＴ／ＶＦの増加したリスク、心臓血管代償不全、および／または以下で述べられる他のタイプの心臓発作を予測することを含む（後で、これらの継続を検出することを含む）。以下に挙げる読み取りシステムの任意のものを使用して、生理学的パラメータを監視して、この機能を果たすことができる。
【００４１】
特定の生理学的状態の検出に応答して、システムは、刺激パラメータを調整して、検出されるかまたは予測される異常を処置する。システムはまた、読み取られたデータの傾向および以前の刺激介入の効果、すなわち影響を記録することができる。一実施形態において、システムは、人口知能システムを含むことができ、人口知能システムは、デバイスが以前の治療の有効性から学ぶことを可能にする。したがって、システムは、個々の患者に対して最適に調整された治療を送出するようにカスタマイズされる。
【００４２】
予測されるか、または検出された発作に応答して刺激が始動された後、刺激パラメータを調整することができる。こうしたパラメータは、刺激パルスの幅、振幅、周波数、デューティサイクルおよび波形を含む。これらのパラメータは、反応が監視されている間、連続して変更されて、最適な処置を送出することができる。虚血エピソードなどの発作がおさまった後、適当な遅延後に刺激を中止することができる。あるヒステリシスを持たせるために、ランプ降下プロセスを与えることができる。読み取られたデータおよびデバイスパラメータは、遠隔測定回路などの通信システムを用いて、プログラマなどの外部デバイスに転送することができる。医師は、その後データを評価し、送出された治療が変更を必要とするかどうか、また、以下で述べる方法で、デバイスが患者始動式治療を提供できることが望ましいかどうかを判断する。さらに、データは、より効果的な手動治療を送出するのに使用される貴重な情報を提供する可能性がある。
【００４３】
図３において、センサ３０２ａ〜３０２ｃとして示す１つまたは複数のセンサを使用して、生理学的状態を測定する。測定された信号は、１つまたは複数の比較器３０４ａ〜３０４ｃによってしきい値と比較される。比較の結果は、合算され、またはその他の方法で処理され、処理されたデータセットはライン３０９上に供給される。この結果が、ブロック３１０で判断されて、電気刺激が必要とされることを示している場合、治療が始動する。ブロック３１２で示すように、処理回路によって治療が始動し、制御される。この処理回路３１２は、送出される治療のレベルを調整するのに使用される閉ループフィードバック制御を提供する。治療が止められると、ブロック３２２に示すランプ降下回路を使用して、刺激を徐々に止めることができる。
【００４４】
一実施形態において、ブロック３１０のロジックによって人口知能能力（ＡＩ）を提供することができる。この人工知能は、以前に送出した治療の有効性を解析して、現在の治療送出技法を調整する。したがって、治療は個々の患者のニーズに合わせられる。
【００４５】
治療を始動する別の方法によれば、センサ３０２ａ〜３０２ｃによって供給される信号は、組み合わされて、患者の全体的な生理学的状態を示す累積信号を生成する。これは、たとえば合算回路３１４を用いて行うことができる。累積信号は、ライン３０９上の信号と共に、またはライン３０９上の信号に代わって供給されて、治療が始動されるべきか、調節されるべきかを判断する時に使用されるようにすることができる。閉ループ動作に加えて、図３はまた、ブロック３２０に示す患者始動式治療を含む治療を始動する開ループ方法を含む。
【００４６】
図４は、本発明による閉ループシステムを動作させる一実施形態のフローチャートを示す。図４のブロック４３０において、虚血が予想されるかどうかの判断が行われる。この判断は、監視される生理学的パラメータに基づいており、生理学的パラメータは、肉体的アクティビティの検出、ＳＴ部分（ｓｅｇｍｅｎｔ）の変化、脊柱近辺の筋肉緊張（ｔｏｎｅ）の変化、および／または心拍数の変化を含むことができる。他のパラメータは、以下でさらに説明する方法で監視することができる。
【００４７】
本発明の一態様によれば、電気刺激は、脊柱近辺の筋肉の緊張が高まる時に供給される。その理由は、この高まりが、予想される内臓の合併症を示しているからである。この筋肉の高まりの検出は、たとえば、外部に配置したストレインゲージを用いて行われるであろう。したがって、電気刺激は、実際の虚血の始まりの前に印加されるため、心臓組織は、予想した方法で保護することができる。電気刺激はまた、筋肉の緊張が所定の硬直度のままである間続く可能性がある。一実施形態において、加速度計または他の適当なセンサなどのレート応答型センサを使用して、アクティビティのレベルを読み取り、アクティビティレベルに応じて刺激レベルを調整することができる。
【００４８】
虚血が予想され、ブロック４３４によって検出されるように、刺激が既に始動されている場合、刺激レベルは、監視されるパラメータに基づいて、ブロック４３６で調整することができる。この調整は、電極１０８に印加される電気刺激パルスのレート、振幅、持続期間、または波形を調整することを含む。刺激がいまだ始動されていない場合、ブロック４３８で始動することができる。人工知能が備わっている場合、刺激のレベルおよび／またはタイプが、刺激の生理学的な結果と関係付けられて、その先の治療を調整することができる。刺激はブロック４３６で調節され、患者の状態の監視がブロック４３０で続く。刺激は、虚血が実際に検出された後も続く可能性がある。
【００４９】
ブロック４３０で、虚血が予想されない、かつ／または検出されないで、ブロック４４０で示すように、刺激が起動されている場合、ブロック４４２で示すように、刺激を止めることができる。一実施形態において、これは、タイマーおよびランプ降下機構を用いて行われて、刺激治療を徐々にディスエーブル（終了）することができる。
【００５０】
上述したように、閉ループシステムを利用して、皮下電気刺激の始動および送出を制御することができる。閉ループシステムは、当技術分野で既知の１つまたは複数の生理学的センサを利用して、治療を制御するのに利用されるであろう１つまたは複数の生理学的状態を読み取ることができる。こうしたセンサは、アクティビティセンサ、心臓の電気的または機械的アクティビティを検出するセンサ、自律神経系アクティビティまたは血流力学パラメータを検出する機構、血液の化学的性質を測定するセンサ、および時刻を追跡する機構を含むことができる。心臓発作を予想する閉ループシステムで利用することができる、選ばれたタイプの読み取り機構の例示的な部分的なリストは表１に要約されている。以下の表は、対応する生理学的状態を予測し、かつ／または検出するのに使用することができるセンサのタイプを要約している。生理学的パラメータを読み取るための１つまたは複数の読み取りデバイスおよび／または現在またはこの先知られる他の読み取り機構は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく使用することができる。
【００５１】
表１において、列１は、センサの一般的な分類を列挙し、列２は、監視することができる特定の生理学的パラメータに対応し、列３は、パラメータを監視するのに使用される対応するセンサを概説し、列４は、測定を用いて予想することができる生理学的状態または発生のタイプに関する。
【００５２】
読み取られるか、監視される生理学的パラメータ
【００５３】
【表１】
2004512105.tif 000003
2004512105.tif 000004
2004512105.tif 000005
一実施形態において、皮膚緊張のある（ｄｅｒｍａｔｏｎｅｓ）末梢神経、Ｔ１〜Ｔ１２、Ｃ１〜Ｃ８または脊髄の他のエリアに電気刺激が供給される。任意の組み合わせのこれらの部位を刺激することができる。こうした刺激は、脊柱管の外側の所望のロケーションに埋め込まれた電極を含んでよい。別の実施形態において、迷走神経および／または末梢神経を種々のロケーションで刺激することができる。所望の場合、前胸部に、または痛みの部位、または神経線維がそこからレベルＴ１〜Ｔ５で脊髄に突き出る任意のエリアにわたって存在するように、刺激を皮下で供給することができる。
【００５４】
刺激部位は以下を含み、その任意の組み合わせが利用される。
ａ．脊柱管に近い神経（Ｔ１〜Ｔ１２、好ましくはＴ１〜Ｔ４；Ｃ１〜Ｃ８）
ｂ．迷走神経
ｃ．胸壁（正中神経に近い、筋肉に向かう前胸部）
ｄ．末梢神経（正中、前胸部、尺骨、Ｃ２およびＣ３、レンズ核ワナ（ｌｅｎｔｉｃｕｌａｒｉｓ）、後根神経節）
ｅ．頚動脈洞および他の脳神経
ｆ．交感神経節
ｇ．固有心臓神経細胞
電気刺激は、予想される心臓発作、または虚血を引き起こすであろう事象の前に送出されると大きな利益を提供する。利益は、急性梗塞を最小にすること、すなわち防ぐこと、および再灌流不整脈を軽減することを含む。一実施形態において、治療は、虚血などの発作の始まりが予想される前に３０分以上送出される。できるだけ、上述の治療は発作の前に実施されるべきである。本発明の範囲内に含まれる例示的な多くの実施形態のいくつかは、図５Ａ〜図５Ｅに示されている。
【００５５】
図５Ａは、バイパス、アンギオプラスティまたはステントのような予定された心臓インターベンションの前の皮下刺激の送出を説明するフローチャートである（ブロック５００）。刺激は、インターベンションの前に、３０〜１２０分などの所定時間の間加えられるであろう（ブロック５０２）。悪影響を最小にするため、すなわち血管の開放性を高める、または最大にするために、処置法後、数時間または数日間刺激を続ける可能性がある（ブロック５０４）。
【００５６】
図５Ｂは、特定時刻の刺激の送出を説明するフローチャートである（ブロック５１０）。たとえば、刺激は、患者が朝起きた時に供給することができる。タイマーを利用して、しきい値以下の刺激を始動するか、または別法として、感覚異常を提供するために、しきい値以上の刺激を始動することができる。３０分などの所定時間（ブロック５１２）後、または適当な心臓血管保護レベルが生じたことを読み取った生理学的パラメータが示す時（ブロック５１４）、患者は注意を促される（ブロック５１６）。このことは、たとえば、より強い感覚異常を生成する刺激を使用することによって行われるであろう。
【００５７】
図５Ｃは、患者が肉体的アクティビティを予定し、治療を手動でトリガーするために始動される刺激の送出を説明するフローチャートである（ブロック５２０）。このトリガーは、リードスイッチを閉じるために使用することができる、外部に配置された磁石を用いて行うことができる。別法として、当技術分野で知られているようにタッピングシーケンスを始動することができる。この実施形態において、患者は、指を用いて行うことができる、埋め込みデバイス上でのタッピング動作を行う。このタッピング動作は、デバイス内の加速度計または同様のセンサによって検出されて、治療が始動することができる。
【００５８】
一実施形態において、アクティビティの期待強度または他のオプションのパラメータもまた指定することができる（ブロック５２２）。刺激が特定の時間の間、送出された後（ブロック５２４）、かつ／または適当なレベルの心臓保護が生じたと判断された後（ブロック５２６）、デバイスは、アクティビティが始動されてよいという表示を供給する（ブロック５２８）。所望であれば、刺激はアクティビティの間じゅう続く可能性がある。
【００５９】
図５Ｄは、予想した方法でアクティビティの第１の合図で（ブロック５４０）、または虚血、悪性心室不整脈のエピソード、および／または上述した他の発作の任意のものが予想されるという第１の表示で（ブロック５４４）始動される刺激を説明するフローチャートである。このタイプの表示は上述した１つまたは複数の読み取り機構によって検出することができる。
【００６０】
図５Ｅは、虚血負荷および全虚血負荷のリアルタイム記録に基づいて始動される刺激を説明するフローチャートである（ブロック５５０および５５２）。これらの測定が虚血の全体的な増加、または虚血の始まりの可能性の増加を示す場合、所望であれば、予防のための刺激量が増やされるであろう（ブロック５５６）。
【００６１】
図５Ｆは、心臓発作が疑われている間の、保護のための治療の送出を説明する。最適な回復を容易にするために、心臓発作がはっきりと疑われる場合、刺激が、適切な形態でできるだけ早急に保険医療専門家によって加えられることができる（ブロック５６０および５６２）。これは、上述した経皮的に挿入された皮下電極システムを用いて行われる。この刺激は、さらに心臓組織を保護するために、症状がおさまった後にも続く可能性がある（ブロック５６４）。
【００６２】
表２は、本発明によって供給される皮下電気刺激に関連する利益のいくつかを説明する。表２はさらに、所望の効果を得るために刺激を送出する時に監視することができる１つまたは複数の生理学的パラメータを列挙する。
【００６３】
刺激の利点
【００６４】
【表２】
2004512105.tif 000006
上述した閉ループシステムは、皮下電気刺激を従来の薬剤治療と組み合わせることができる。薬剤治療は、たとえば上述したデバイスのような埋め込みデリバリデバイスによって供給することができる。閉ループシステムを利用して、閉ループ電気刺激と共に上述したのと同じ方法で、薬剤送出および刺激を滴定（ｔｉｔｒａｔｅ）する。
【００６５】
上で詳細に述べたように、独創的なシステムおよび方法の一態様は、皮下電気刺激を始動させ、送出するために、閉ループ制御を使用するシステムおよび方法を提供する。しかし、上述したように、本発明はまた、刺激が患者または別の人によってトリガーされる開ループモードで利用することもできる。図３で示すように、システムはまた、激しい活動または苦痛などの肉体的状態の始まりに基づいて刺激を起動する能力を患者に提供することができる。患者始動式治療は、医師によって指定されるプログラム可能機能によって制限すなわち制御することができる。また、タイマーを備えて、一日のうちの１回または複数回、治療を始動し、制御するようにすることもできる。
【００６６】
当技術分野で知られている任意のタイプの皮下電極システムを本発明の範囲に関して利用することができる。図６Ａおよび図６Ｂに示す一実施形態において、電極４００、４０１は、導線４０４の第１側面および第２側面４０２Ａ、４０２Ｂ上に備わり、所与の時刻における刺激のために使用される電極４００、４０１は、ユーザによって選択的にイネーブルされる。たとえば、導線４０４は、皮下に配置することができ、第１側面４０２Ａは皮膚に面するように配置され、第２側面４０２Ｂは下の筋肉に面するように配置される。その後、電極４００、４０１は、選択的に給電されて、皮膚、筋肉またはその両方の神経組織を刺激することができる。別法として、システムは、刺激される組織のタイプを選択するようプログラム可能であってよい。このことが望ましい理由は、ある場合には、脊髄神経細胞のみに刺激を供給することが有益であり、一方、他の場合には、皮膚、筋肉、または神経組織の任意の組み合わせを刺激することが望ましいためである。このように刺激を選択的にイネーブルすることを可能にするために、種々の電極の組み合わせが提供されるであろう。
【００６７】
別の実施形態において、パドルタイプ導線は、４ｍｍと１０ｍｍ幅の間であって、開く前に１２ゲージニードルを容易に通過できるようになっている。すなわち、適当なサイズの卵形断面または矩形断面を有する特別なニードルを設けて、このタイプの導線の送出を可能にするようになっている。電極は、パドル導線の一方の側または両側に設けることができる。
【００６８】
図７に示す、埋め込み可能デバイスの場合、ハウジング５００は、その上に形成された、またはその上に取り付けられた複数の電極５０２を有してよい。ハウジング５００は、埋め込み中に配置されて、皮膚、筋肉または両方を励起することができる。図示された実施形態において、埋め込み可能デバイスはまた、オプションのアクセサリ導線５０４を含み、その上に複数の電極５０６が配置されている。電極５０６は、皮下空間に挿入されて、埋め込み可能デバイスから遠隔に位置する神経組織の付加的なまたは単独の励起を提供することができる。
【００６９】
図６に示すタイプの皮下電極はいくつかの形態をとることができる。たとえば、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，２９２，３３８号（参照により本明細書に援用される）は、除細動器（ディフィブリレータ）ハウジングの表面内に含まれる電極を含むことができるシステムを記載している。別のデザインは、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，３３１，９６６号（参照により援用される）に記載されている。別のデザインは、ハウジングから絶縁された電極を利用する。これらの電極は、上述した方法で、皮下組織に刺激を供給するようになっている。
【００７０】
一実施形態において、患者の状態が虚血の危険が増加したことを示すように変わったことを患者および／または医師に知らせる通知機能が設けられる。本発明はさらに、閉ループフィードバック技法が好ましくない状況に導く時に、治療を止めるかまたは制限する手段を含むことができる。
【００７１】
上に開示した特定の実施形態は、例示のためだけであり、本発明は、本明細書の教示の利益を得る当業者には明らかな、異なっているが等価な方法で修正および実施することができる。さらに、冒頭の請求項に述べられている以外、本明細書に示される構成またはデザインの詳細に対して何の制限も意図されない。したがって、上に開示した特定の実施形態は変更または修正することができ、こうした変形形態のすべては、本発明の範囲および精神内であると考えることができる。したがって、本明細書で求められる保護は、冒頭の特許請求項に記載される。る。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１Ａは、電極をその上に配置された患者の後方視の様式化された図であり、
図１Ｂは、電極をその上に配置された患者の前方視の様式化された図であり、
図１Ｃは、患者内に埋め込まれた埋め込み可能刺激デバイスを説明する図である。
【図２】
図２は、図１の制御器の様式化されたブロック図である。
【図３】
図３は、図１および図２の制御器によって実行することができる制御ルーチンの様式化された制御図である。
【図４】
図４は、図１および図２の制御器によって実行することができる制御ルーチンの様式化されたフローチャートである。
【図５】
図５Ａは、バイパス、アンギオプラスティまたはステント処置法のような予定される心臓インターベンション前の刺激の送出を説明するフローチャートであり、
図５Ｂは、特定の時刻の刺激の送出を説明するフローチャートであり、
図５Ｃは、患者が肉体的アクティビティを予想し、手動で治療をトリガーするために始動される刺激の送出を説明するフローチャートであり、
図５Ｄは、予想した方法でアクティビティの第１の合図で、または、発作が予想されるかもしれないという第１表示で始動される刺激を説明するフローチャートであり、
図５Ｅは、虚血負荷および全虚血負荷のリアルタイム記録に基づいて始動される刺激を説明するフローチャートであり、
図５Ｆは、心臓発作が疑われている間の、保護のための治療の送出を説明する図である。
【図６】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明の一実施形態による皮下電極の側面図である。
【図７】
図７は、本発明の別の実施形態による、複数電極を保持するハウジングを有する埋め込み可能医療デバイスの側面図である。
【図１】
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2004512105.tif 000009
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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