(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓組織（３）中の回転電気活動（２）を終了または解消させる装置（１）であって：
前記心臓組織に関する少なくとも１つの電気パラメータを検出するように構成された電気状態センサ;
前記電気状態センサ（８）に接続されかつ前記電気状態センサ（８）により検出された前記少なくとも１つの電気パラメータを分析して前記心臓組織（３）中の回転電気活動（２）を求めるように構成された電気状態分析器（９）；
前記電気状態分析器（９）に接続されかつ前記心臓組織（３）中に回転電気活動（２）が存在することを分析する前記電気状態分析器に応答して、回転電気活動終了または解消パルス（２８）を含む、電気パルスを発生するように構成されたパルス発生器（１９）；及び
前記パルス発生器（１９）に接続されかつ前記電気パルスを、前記心臓組織（３）を横断して延在する電界パルスとして印加するように構成されたパルス印加器（２０）;
を備え、
前記電気パルスは、前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）に先行する複数の回転電気活動同期パルス（２７）を含み、
前記回転電気活動同期パルス（２７）は第１の間隔（Ｔｓｙｎｃ）に配置され、かつ前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）は前記複数の回転電気活動同期パルス（２７）のうちの最後の１つの後に前記第１の間隔（Ｔｓｙｎｃ）のうちの１つの０．７〜１．２倍の範囲にある第２の間隔（Δｔ）に配置され、かつ
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により生起される第１の最大電界強度（ＦＳｓｙｎｃ）及び、
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により前記心臓組織（３）に送達される第１の電気パルスエネルギー（ＰＥｓｙｎｃ）
のうちの少なくとも一方は、それぞれ、前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）により生起される第２の最大電界強度（ＦＳｔｏｕ）の８２％以下であるかまたは前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）により前記心臓組織（３）に送達される第２の電気パルスエネルギー（ＰＥｔｏｕ）の６７％以下である、
ことを特徴とする、
装置（１）。
【請求項２】
前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）に先行する前記回転電気活動同期パルス（２７）の数は少なくとも５つであることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）に先行する前記回転電気活動同期パルス（２７）の数は１０〜３０の範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により生起される前記第１の最大電界強度（ＦＳｓｙｎｃ）は、前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）により生起される第２の最大電界強度（ＦＳｔｏｕ）の７１％以下または５０％以下であることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により生起される前記第１の最大電界強度（ＦＳｓｙｎｃ）は、２０〜２００Ｖ／ｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により生起される前記第１の最大電界強度（ＦＳｓｙｎｃ）は、一定であることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により前記心臓組織（３）に送達される前記第１の電気パルスエネルギー（ＰＥｓｙｎｃ）は、前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）により前記心臓組織（３）に送達される前記第２の電気パルスエネルギー（ＰＥｔｏｕ）の５０％以下または２５％以下であることを特徴とする、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項８】
先ず前記回転電気活動同期パルス（２７）の各々により前記心臓組織（３）に送達される前記電気パルスエネルギー（ＰＥｓｙｎｃ）は、一定であることを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記電気状態分析器（９）は、前記電気状態センサ（８）により検出された前記少なくとも１つの電気パラメータを分析して前記心臓組織（３）中の回転電気活動（２）の特性周波数（ｆｃｈａｒｅａ）を求めるように構成されること、及び前記パルス発生器（１９）はＴ＜１／（ｆｃｈａｒｅａ）の間隔で前記回転電気活動同期パルス（２７）を発生するように構成されることを特徴とする、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記電気状態分析器（９）は前記電気状態センサ（８）により検出された前記少なくとも１つの電気パラメータを分析して前記心臓組織（３）中の回転電気活動（２）の前記特性周波数（ｆｃｈａｒｅａ）として主要周波数を求めるように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記パルス発生器（１９）は、０.６×１／（ｆｃｈａｒｅａ）＜Ｔ＜０.９×１／（ｆｃｈａｒｅａ）の間隔で前記回転電気活動同期パルス（２７）を発生するように構成されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記電気パルスは、前記回転電気活動終了または解消パルス（２８）に後続するＴ＜１／（ｆｃｈａｒｅａ）の間隔の複数の坑頻拍ペーシングパルス（２９）を含むことを特徴とする、請求項９〜１１のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記パルス印加器（２０）は、前記パルス発生器（１９）に接続された個別双極電極（３０）を備えかつ前記坑頻拍ペーシングパルス（２９）を前記心臓組織に印加するように構成されることを特徴とする、請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記パルス発生器（１９）は、前記電気パルスの印加後に回転電気活動（２）が前記心臓組織（３）中に依然存在していることを分析する前記電気状態分析器（９）に応答して更なる電気パルスを発生するように構成されることを特徴とする、請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記パルス印加器（２０）は、全ての回転電気活動同期（２７）及び回転電気活動終了または解消（２８）パルスを同一電極及び同一対向電極の間に延在する電界パルスとして印加するように構成されることを特徴とする、請求項１〜１４のうちいずれか一項に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は心臓組織中で回転電気活動を終了または解消させる装置に関する。この回転電気活動は例えば、細動と呼ばれる心臓組織の電気状態に関する。電気作用には所謂スクロール波が含まれ得る。回転電気活動は心臓組織の異質部分を中心とした回転であり得る。心臓組織は特に生存心臓であり得る。
【０００２】
特に、本発明は心臓組織中で回転電気活動を終了または解消させる装置であって、心臓組織に関する少なくとも１つの電気パラメータを検出するように構成された電気状態センサ；電気状態センサに接続されかつ電気状態センサにより検出された少なくとも１つの電気パラメータを分析して心臓組織中の回転電気活動を求めるように構成された電気状態分析器；パルス発生器に接続されかつ心臓組織中に回転電気活動が存在することを分析する電気状態分析器に応答する電気パルスであって、回転電気活動終了または解消パルスを含む、電気パルスを発生するように構成された電気状態分析器；及びパルス発生器に接続されかつ心臓組織を横断して延在する電界パルスとして電気パルスを印加するように構成されたパルス印加器、を備える装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１は生体組織の高周波不整脈状電気状態を終了させるための装置を開示している。この公知の装置は、生体組織の現在の電気状態を表す電気信号から少なくとも１つの主要周波数を決定する終了ユニットを備える。終了ユニットは、少なくとも１つの主要周波数から現在の生体組織の電気状態が高周波不整脈状電気状態であるかどうかを決定する。更に判定ユニットは、当該電気信号からこの少なくとも１つの主要周波数が高周波不整脈状電気状態に如何に優位にあるかを示す優位性レベルを決定する。優位性レベルが所定の閾値を超える時点で、判定ユニットは電気パルス発生器を起動して当該少なくとも１つの主要周波数に応じた間隔で少なくとも１連続の電気パルスを発生させる。これらの電気パルスは、パルス発生器に接続された少なくとも１つの電極を介して生体組織に印加される。優位性レベルを決定するために、判定ユニットは主要周波数の電気信号強度を少なくとも１つの隣接周波数の電気信号強度と比較する。電気パルス発生器は、電撃を加える単一パルスを用いて除細動に使用される標準除細動エネルギーと比較して比較的低い電気エネルギーの電気パルスを発生する。電気パルス発生器は、電気パルスが少なくとも１つの主要周波数により規定される位相を位相間隔でラスタ走査するような時間間隔で、少なくとも１連続電気パルスに関する個々の電気パルスを発生する。このために、電気パルス発生器は、当該少なくとも１つの主要周波数の逆数値の１/３２〜１/５だけ当該少なくとも１つの主要周波数の逆数値から偏向した時間間隔で少なくとも１連続電気パルスに関する電気パルスを発生する。電気パルス間隔は主要周波数の逆数値を超過するのが好ましい。判定ユニットが、第１の連続電気パルスが印加された後も、生体組織が依然として不整脈状の電気状態にあることを電気信号から決定すると、電気パルス発生器は第１の連続電気パルスよりも高い電圧で更なる連続電気パルスを発生する。終了ユニットが、所定数の連続電気パルス後にも生体組織が依然として不整脈状の電気状態にあることを決定した場合にのみ、電気パルス発生器は標準心臓除細動エネルギーの単一電気パルスを発生する。
【０００４】
特許文献２は三段階式心房除細動療法を開示している。三段階式心房除細動療法の第１段階は、１０ミリ秒未満のパルス持続期間及び２０〜５０ｍｓのパルス連結間隔の、１０Ｖよりも大きいが１００Ｖ未満の二相性心房心臓除細動パルスを少なくとも２つかつ１０未満有する。この第１段階は、２サイクル長未満の検出心房不整脈の総持続期間を有すると共に、心室不応期内に０.１J未満の各二相性心房心臓除細動パルスのエネルギーを送達して、心房不整脈に関連した１つまたは複数の特異点を解消している。三段階式心房除細動療法の第２段階は、５ｍｓより長くかつ２０ｍｓ未満のパルス持続期間及び心房不整脈のサイクル長の７０〜９０％のパルス連結間隔の、心室遠場励起閾値未満の遠場パルスを少なくとも５つかつ１０未満有している。この第２段階では、第１段階により解消された心房不整脈に関する１つまたは複数の特異点の再拘束が防止される。三段階式心臓除細動療法の第３段階は、０.２ｍｓより長くかつ５ｍｓ未満のパルス持続期間及び心房不整脈のサイクル長の７０〜９０％のパルス連結間隔の、１０Ｖ未満の近接場パルスを少なくとも５つかつ１０未満有している。この第３段階では、第１段階により解消されかつ第２段階により再拘束を防止された心房不整脈に関連した１つまたは複数の特異点を消滅させている。
【０００５】
特許文献３は、約１００Ｗ未満の尖頭出力で１０Ｈｚよりも高い率で電気パルスを心臓に印加することにより、衝撃パルスを印加せずに人の心臓に生じる細動を終了させる方法を開示している。パルス印加には、約５０ｍＡ未満の振幅のパルスの印加及びこれらの電気パルスの終了を含む。これにより、電気パルスを印加及び終了させるステップは心臓の除細動に効を奏する。この公知方法では、心臓動作を検出し、パルス印加にはこの検出動作に応じて心臓に印加するパルスのうちの少なくとも一部の特性を修正すること及び約１０Ｈｚよりも大きい率で電気パルスを印加しながら心臓を約１Ｈｚに整調することを含んでいる。
【０００６】
特許文献４は、多段階式心房除細動療法を実施することにより心房不整脈を治療する方法を開示している。多段階式心房除細動療法の各段階は、１０ｍｓ未満のパルス持続期間の間に、１０ボルトより大きく５００Ｖ未満の心房除細動パルスを少なくとも２つかつ１０未満含む。各パルスは、増大、減少振幅または一定振幅の１０ｍｓ未満の副パルス持続期間を有する多数の副パルスを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１２/１７２０２７号
【特許文献２】国際公開第２０１１/１３９５９６号
【特許文献３】米国特許第８０１４８５８号明細書
【特許文献４】米国特許第８４７３０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
公知の装置よりも低い全体的電気エネルギーで電気パルスを心臓組織に印加するにも拘わらずその回転電気活動を効果的に終了または解消させる、心臓組織中で回転電気活動を終了または解消させる装置の必要性が依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、独立請求項１の特徴を備えた、心臓組織中で回転電気活動を終了または解消させる装置を提供する。従属項は当該装置の好ましい実施形態を規定する。
【００１０】
本発明による装置は、心臓組織に関する少なくとも１つの電気パラメータを検出するように構成された電気状態センサ；電気状態センサに接続されかつ電気状態センサにより検出された少なくとも１つの電気パラメータを分析して心臓組織中の回転電気活動を求めるように構成された電気状態分析器；電気状態分析器に接続されかつ心臓組織中に回転電気活動が存在することを分析する電気状態分析器に応答して電気パルスを発生するように構成されたパルス発生器；及びパルス発生器に接続されかつ電気パルスを、心臓組織を横断して延在する電界パルスとして印加するように構成されたパルス印加器、を備える。電気パルスには、回転電気活動終了または解消パルス及び回転電気活動終了または解消パルスに先行する複数の回転電気活動同期パルスが含まれる。回転電気活動同期パルスは第１の間隔に配置され、電気活動終了または解消パルスは複数の回転電気活動同期パルスのうちの最後の後の第１の間隔の各々の０.７〜１.２の範囲にある第２の間隔に配置される。回転電気活動同期パルスの各々により生起される第１の最大電界強度及び回転電気活動同期パルスの各々により心臓組織に送達される第１の電気パルスエネルギーのうちの少なくとも一方は、それぞれ、回転電気活動終了または解消パルスにより生起される第２の最大電界強度の８２％以下、または回転電気活動終了または解消パルスにより心臓組織に送達される第２の電気パルスエネルギーの６７％以下である。
【００１１】
本発明による装置は、単一の回転電気活動解消または同期パルスを特許文献１に従って異なる位相の回転電気活動を解消または終了させる間隔で送達される複数の回転電気活動終了または解消パルスに分裂させるものではない。むしろ、心臓組織中の回転電気活動を先ず複数の回転電気活動同期パルスと同期させてその後単一の回転電気活動終了または解消パルスまたは２つの回転電気活動終了または解消パルスにより終了または解消させる。第２の回転電気活動終了または解消パルスは既に、回転電気活動を終了または解消させるために、心臓組織に印加する全エネルギーをかなり増大させる。この理由から、３つ以上の別個の回転電気活動終了または解消パルスの群は、本発明に従ったものではない。回転電気活動同期パルスは、それらの低い最大電界強度及び／または低い電気パルスエネルギーのために、十分に好適である回転電気活動終了または解消パルスとして適任ではない。しかし、このことは、回転電気活動同期パルスが既に如何なる弱い回転電気活動をも終了または解消させることを除外するものではない。しかし、より強力な回転電気活動では、回転電気活動同期パルスはそれらの作用を終了または解消させる上で十分には強力ではない。これらのより強力な回転電気活動に関して、回転電気活動同期パルスはしかしながら、それらの同期パルスが後続の回転電気活動終了または解消パルスにより容易な終了または解消を受けやすいように、ある種の同期を生起させ得ることになる。換言すれば、回転電気活動同期パルスの印加によって、複数の回転電気活動終了または解消パルスを用いた位相走査の必要がなくなる。むしろ、後続する単一の回転電気活動終了または解消パルスで十分である。
【００１２】
回転電気活動を終了または解消させるために心臓組織に印加される全エネルギーは、回転電気活動同期パルスがかなり低減された最大電界強度及び／または電気パルスエネルギーであることから、特許文献１に従った均等な電界強度及び電気パルスエネルギーの複数の回転電気活動終了または解消パルスと比較してこのように大幅に低減可能である。
【００１３】
特に、回転電気活動同期パルスの各々により心臓組織に送達される第１の電気パルスエネルギーが回転電気活動終了または解消パルスにより心臓組織に送達される第２の電気パルスエネルギーの６７％以下であることは、第１の電気パルスエネルギー及び第２の電気パルスエネルギーの比率が約２：３以下であることを意味する。この電気エネルギーが電界強度の二乗に依存することにより、回転電気活動同期パルスの各々により生起される第１の最大電界強度が回転電気活動終了または解消パルスにより生起される第２の最大電界強度の８２％以下であるという事実により、同一形状の回転電気活動同期及び終了または解消パルスと第１及び第２の電気パルスエネルギーに関する規準とは、ほぼ同一となることを意味する（８２％×８２％＝６７％）。
【００１４】
本発明による装置により送達される最終回転電気活動終了または解消パルスは、特許文献１に従った複数の同一回転電気活動終了または解消パルスのうちの各パルスとして公知である、第２の最大電界強度及び／または第２の電気パルスエネルギーと同一であり得る。
【００１５】
本発明による装置では、同一対の電極は両方とも、電気状態分析器及びパルス印加器の一部分であり得る。
【００１６】
典型的には、回転電気活動終了または解消パルスに先行する回転電気活動同期パルスの数は、少なくとも５つである。多くの場合、このパルス数は１０〜３０の範囲である。場合によっては、このパルス数は約１５〜２５である。
【００１７】
多くの場合、回転電気活動同期パルスの各々により生起される第１の最大電界強度が回転電気活動終了または解消パルスにより生起される第２の最大電界強度の７１％以下または５０％以下であれば十分であろう。絶対的表現では、すべての回転電気活動同期パルスにより生起される第１の最大電界強度は２０〜３００Ｖ／ｍの範囲にあり、典型的には２００Ｖ／ｍ以下にある。回転電気活動同期パルスの各々により生成される第１の電界強度は更に、回転電気活動同期パルスのすべてに関して一定、即ち同一、であり得る。
【００１８】
回転電気活動同期パルスの各々により心臓組織に送達される第１の電気パルスエネルギーは好ましくは、回転電気活動終了または解消パルスにより心臓組織に送達される第２の電気パルスエネルギーの５０％以下または場合によっては２５％以下である。絶対的表現では、回転電気活動同期パルスの各々により心臓組織に送達される第１の電気パルスエネルギーは０.００５〜２０Jの範囲にあり得る。このむしろ広いともいえる範囲はパルス印加用電極を配置する幾何形を強く変え得ることによる。更に、回転電気活動同期パルスの各々により心臓組織に送達される第１の電気パルスエネルギーは、回転電気活動同期パルスのすべてに関して一定、即ち同一、であり得る。
【００１９】
本発明による装置では、電気状態分析器は、電気状態センサにより検出された少なくとも１つの電気パラメータを分析して心臓組織中の回転電気活動の特性周波数を求めるように構成し得る。本装置のパルス発生器はこのため、この特性周波数の逆数値よりも小さい間隔の回転電気活動同期パルスを発生するように構成し得る。更に、電気状態分析器は、電気状態センサにより検出された少なくとも１つの電気パラメータを分析してその主要周波数を心臓組織中の回転電気活動の特性周波数として求めるように構成し得る。
【００２０】
好ましくは、パルス発生器を、特性周波数の逆数値の０.６倍から特性周波数の逆数値の０.９倍の範囲中の間隔で回転電気活動同期パルスを発生するように構成する。
【００２１】
本発明による装置のパルス印加器は、回転電気活動同期パルスを同一極性の単極電気パルスとして発生しかつ回転電気活動終了または解消パルスを双極電気パルスとして発生するように構成し得る。双極電気パルスである回転電気活動終了または解消パルスは、心臓組織に対する当該程度への電気充電の回避に好都合である。それにも拘わらず、回転電気活動終了または解消パルスの第１の部分の間中に印加される電気エネルギーには、回転電気活動終了または解消パルス全体により印加される電気エネルギーの６０または７０％以上が含み得る。この回転電気活動同期パルスはまた双極性でもあり得る。しかし、このことによって通常は、何らの追加的利点も提供されることはないであろう。回転電気活動終了または解消パルスの第１の部分は、回転電気活動同期パルスと比較して同一または反対の極性を有し得る。しかし、回転電気活動終了または解消パルスの相対極性は、最後の回転電気活動同期パルス後に回転電気活動終了または解消パルスを印加する最適な第２の間隔に影響を与えることになる。
【００２２】
本発明による装置のパルス発生器により発生される電気パルスには、特性周波数の逆数値より小さい間隔でありかつ回転電気活動終了または解消パルスに後続する複数の坑頻拍ペーシング（ＡＴＰ）パルスが追加的に含まれ得る。そのような坑頻拍ペーシングパルスは標準ＡＴＰ構成の公知の双極電極により局所的に印加され得るため、これらの坑頻拍ペーシングパルスは典型的なＡＴＰ電気パルスエネルギー、即ち回転電気活動終了または解消パルスの第２の電気パルスエネルギー及び回転電気活動同期パルスの第１の電気パルスエネルギーのいずれよりも大幅に小さい電気パルスエネルギー、となる。
【００２３】
本発明による装置のパルス発生器は更に、電気パルスの印加後にも心臓組織中に回転電気活動が依然存在することを分析する電気状態分析器に応答して更なる電気パルスを発生するように構成し得る。即ち、本装置は、複数の電気活動同期パルス及び後続の電気回転活動終了または解消パルスにより回転電気活動を終了または解消させることを一度ならず試み得る。
【００２４】
本発明による装置のパルス印加器は、全ての回転電気活動同期パルス及び回転電気活動終了または解消パルスを同一電極及び同一対向電極の間に延在する電界パルスとして印加するように構成し得る。このことは全ての電気パルスが同一方向の生起電界を有し得ることを意味する。
【００２５】
本発明の好都合な展開は、特許請求の範囲、本明細書及び図面から得られる。本詳細な説明冒頭に言及した特徴及び複数の特徴の組合せの利点は、実施例として専ら役を果たすものであり、これらの利点を得るに相違ない本発明による実施形態を必要とせずに代替的または累積的に利用し得る。同封の特許請求の範囲により規定した保護範囲の変更が無い限り、以下の説明は原出願及びその特許の開示に対して適用される：更なる特徴は図面、特に、それらの相対配置及びそれらの動作接続のみならず図示の設計及び複数の構成要素の相互の寸法、から導出し得る。本発明の異なる実施形態の特徴または請求項のうちの選択した参照事項とは無関係な異なる請求項の特徴の組合せもまた可能であり、それにより動機付けもされる。このことは、別個の図面中に図示した特徴またはそれらの説明時に言及した特徴に関連する。これらの特徴はまた異なる請求項の特徴と組合せ得る。更に、本発明の更なる実施形態が特許請求の範囲に言及した特徴を有さないこともまた可能である。
【００２６】
特許請求の範囲及び本明細書中で言及した数の特徴は、副詞「少なくとも」の明示的使用を必要とすることなくこの厳密な数及び言及した数よりも大きい数を包含することを理解されるべきである。例えば、パルスに言及した場合、このことは厳密に１つのパルスが存在するかまたは２つ以上のパルスが存在するように理解されるべきである。追加の特徴は特許請求の範囲中に列挙した特徴に追加し得るか、またはこれらの特徴はそれぞれの装置の特徴であるのみで有り得る。
【００２７】
請求項中に含めた参照符号は当該請求項による保護事項の範囲を限定するものではない。それらの唯一の機能は請求項の理解をより容易にすることにある。
【００２８】
以下、本発明について図面に示す好ましい例示的実施形態に関して更に説明及び記述を行うこととする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明による装置の概略図である。
【図２】図２は本発明の装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明による装置により提供される電気パルスの印加による電気エネルギー及び第１の実施形態によるそれら電気パルスの時系列を概略的に示す。
【図４】図４は本発明による装置により提供される電気パルスの印加による電気エネルギー及び第２の実施形態によるそれら電気パルスの時系列を概略的に示す。
【図５】図５は豚の心臓中の心室細動の成功裏の終了を示す時系列心電図（ＥＣＧ）を示す。
【図６】図６は豚の心臓による実験のデータを示し、回転電気活動同期パルスの後に印加する回転電気活動終了または解消パルスの電圧を、特許文献１に従って印加される複数の回転電気活動終了または解消パルスの各々の電圧と比較している。
【図７】図７は図６に従った実験に別途対応する兎の心臓による実験のデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に示す本発明による装置１は、心臓組織３中の回転電気活動２を終了または解消させるように構成される。回転電気活動２は、心臓組織３の異質部分５を中心として回転する円形矢印４によりここでは概略的に示している。一対の電極６、７は、心臓組織に関する少なくとも１つの電気パラメータ、例えば電極６及び７間の電圧等、を検出する電気状態センサ８を提供する。心臓組織３が生存心臓である場合、電極の一方、例えば電極６等、は典型的には心臓内に配置されるのに対して、他方の電極、例えば電極７等、は心臓の外部に、場合によっては心臓を包囲する胸腔の外部にも、配置され得る。電極６及び７を含む電気状態センサ８により検出された電気パラメータは電気状態分析器９により分析される。電気状態分析器９は筐体１０内に設置される。電極６及び７は、外部配線１１及び１２、筐体１０に設けられたコネクタ１３ならびに１４及び内部配線１５ならびに１６を介して、分析器に接続される。電気状態分析器９は、電気状態センサ８により検出された少なくとも１つの電気パラメータを分析して心臓組織３中の回転電気活動２を求める。電気状態分析器９が心臓組織３中に回転電気活動２が存在することを分析すると、この分析器は回転電気活動２の特性周波数を決定し、心臓組織３中に回転電気活動２が存在することを示す制御信号１７並びに１８及びその特性周波数を、それぞれパルス発生器１９に送信する。パルス発生器１９はその後電気パルスを発生し、この電気パルスが、心臓組織３を横断して延在する電界パルスとして電気パルスを印加するパルス印加器２０として目下作用中の電極６及び７を介して、心臓組織３に印加される。これらの電気パルスは、より高い最大電界強度及び電気パルスエネルギーの回転電気活動終了または解消パルスが後続する、複数の回転電気活動同期パルスを含む。電極６及び７は単極電極であって、種々の幾何形状に配置され得ると共に回転電気活動同期パルス及び回転電気活動終了または解消パルスを電界パルスとして印加するための追加の単極電極により補完され得る。更に、パルス印加器２０は、発生器２０及び心臓組織３に同様に接続されるＡＴＰ用の双極電極３０を含み得る。
【００３１】
図２に従ったフローチャートは図１に従った装置１の動作を示す。このフローチャートは心臓組織３に関する少なくとも１つの電気パラメータを検出するステップ２１から開始する。次のステップ２２では、この電気パラメータを分析して回転電気活動２の存在を求める。回転電気活動が存在しない場合には、装置１の動作はステップ２１に戻る。回転電気活動２が存在する場合、回転電気活動の特性周波数ｆｃｈａｒｅａをステップ２３で決定する。この特性周波数ｆｃｈａｒｅａは回転電気活動２の主要周波数であり得る。
【００３２】
次に、ステップ２４で、パルス発生器１９により発生する電気パルスに関する種々のパラメータを設定する。これらのパラメータには、主要周波数ｆｃｈａｒｅａの逆数値よりも小さく設定される間隔Ｔｓｙｎｃ、回転電気活動同期パルスにより生成される最大電界強度ＦＳｓｙｎｃ、及びそれら回転電気活動同期パルスのパルスエネルギーＰＥｓｙｎｃが含まれる。更に、最後の回転電気活動同期パルス及び回転電気活動終了または解消パルスの間隔Δｔ、最大電界強度ＦＳｔｏｕ、及び回転電気活動終了または解消パルスの電気パルスエネルギーＰＥｔｏｕを設定する。ステップ２５では、ステップ２４で設定したパラメータに従って、回転活動同期パルス及び回転活動終了または解消パルスを発生させる。ステップ２６では、これらの電気パルスを心臓組織３に印加する。その後、心臓組織３に関する少なくとも１つの電気パラメータを再び検出及び分析して回転電気活動２の存在、即ち同様にステップ２１及び２２から開始する装置１の動作、を求める。
【００３３】
図３は、単一の回転電気活動終了または解消パルス２８が後続する７つの電気活動同期パルス２７の最大電界強度ＦＳｓｙｎｃ及びＦＳｔｏｕによって決まる電気パルスエネルギーＰＥｓｙｎｃ及びＰＥｔｏｕを示す。図３は、電気パルスエネルギーＰＥｓｙｎｃが全ての電気活動同期パルス２７に対して同一であること及び回転電気活動同期パルス２７が時間tについて全て同一間隔Ｔｓｙｎｃに配置されることを示している。後続する回転電気活動終了または解消パルスは、間隔Ｔｓｙｎｃよりも典型的には小さい間隔Δｔに配置される。一般的には、この間隔ΔｔはＴｓｙｎｃの０.７〜１.２倍の範囲である。加えて、回転電気活動終了または解消パルス２８の電気パルスエネルギーＰＥｔｏｕは、電気パルスエネルギーＰＥｓｙｎｃよりも明らかに高い。このことは、それぞれの最大電界強度ＦＳｓｙｎｃ及びＦＳｔｏｕに対しても該当する。最大電界強度ＦＳｔｏｕ及び回転電気活動終了または解消パルス２８のパルスエネルギーの両方とも、特許文献１に従った回転電気活動終了または解消パルスに典型的な範囲にある。しかし、本発明によれば、単一の回転活動終了または解消パルス２８であっても回転電気活動終了または解消パルス２８に先行する回転電気活動同期パルス２７による回転電気活動の同期により十分である。
【００３４】
図４は、図３に加えてまた、回転活動終了または解消パルス２８に後続する複数の坑頻拍ペーシング（ＡＴＰ）パルス２９を示す。坑頻拍ペーシングパルス２９は図１の双極電極３０により印加される。坑頻拍ペーシングパルス２９は、回転電気活動同期パルス２７として時間について同一の間隔の配置であるが回転電気活動同期パルス２７の電気パルスエネルギーＰＥｓｙｎｃより大幅に小さい電気パルスエネルギーＰＥＡＴＰとして示されている。更に、坑頻拍ペーシングパルス２９は、これに替えて回転電気活動同期パルス２７に対して異なる時間間隔にも配置させ得る。特に、坑頻拍ペーシングパルス２９に関するパラメータを設定し得、坑頻拍整ペーシングパルス２９を坑頻拍ペーシングの技術分野の当業者の一般的知識に従って印加させ得る。
【００３５】
図５は、t＝６.１ｓでランゲンドルフ灌流装置において豚の心臓中の心室細動の成功裏の終了を示す時系列心電図（ＥＣＧ）を示す。この終了は、ｔ＝２ｓで始まる２５の回転電気活動同期パルス２７及び１つの回転電気活動終了または解消パルス２８を印加することにより達成したものである。回転電気活動終了または解消パルス２８は、特許文献１に従って心室細動を終了させるのにこの灌流装置に要されるのと同等の大きさの電界強度を有していた。回転電気活動同期パルスの電界強度は、回転電気活動終了または解消パルス２８の電界強度の１１％未満であった。
【００３６】
図６は、豚の心臓による心臓全体のランゲンドルフ灌流実験のデータを示し、本発明の装置により印加した回転電気活動終了または解消パルス２８の電圧を、特許文献１に従った回転電気活動終了または解消パルスの電圧と比較しているが、いずれの電圧も心室細動の終了に０.５の確率を要するものである。線で結んだ２箇所の点は１回の実験に対応する。所要電圧は実験間では異なるが１回の実験内では同程度である。回転電気活動同期パルスは大幅に低い電圧であるため、心室細動の終了のために本発明に従った装置により印加される全エネルギーは、特許文献１に従った装置により印加される全エネルギーよりも際だって低い。
【００３７】
図７は、兎の心臓による心臓全体のランゲンドルフ灌流実験のデータを示し、本発明に従った装置により印加した回転電気活動終了または解消パルスの電圧を、特許文献１に従って印加した回転電気活動終了または解消パルスの電圧と比較しているが、いずれの電圧も心室細動の終了に０.５の確率を要するものである。線で結んだ２箇所の点は１回の実験に対応する。所要電圧は実験間では異なるが１回の実験内では同程度である。回転電気活動同期パルスは大幅に低い電圧であるため、本発明に従った装置により印加する全エネルギーは特許文献１に従った装置により印加される全エネルギーよりも際だって低い。
【符号の説明】
【００３８】
１  装置
２  回転電気活動
３  心臓組織
４  円形矢印
５  異質部分
６  電極
７  電極
８  電気状態センサ
９  電気状態分析器
１０  筐体
１１  外部配線
１２  外部配線
１３  コネクタ
１４  コネクタ
１５  内部配線
１６  内部配線
１７  電気信号 
１８  電気信号
１９  発生器
２０  パルス印加器
２１  検出ステップ
２２  分析ステップ
２３  決定ステップ
２４  設定ステップ
２５  発生ステップ
２６  印加ステップ
２７  回転電気活動同期パルス
２８  回転電気活動終了または解消パルス
２９  坑頻拍ペーシングパルス
３０  双極電極
Ｔｓｙｎｃ  回転電気活動同期パルス２７の間隔
ＦＳｓｙｎｃ  回転電気活動同期パルス２７により生成される最大電界強度 
ＰＥｓｙｎｃ  回転電気活動同期パルス２７のパルスエネルギー
Δｔ  最後の回転電気活動同期パルス２７後に回転電気活動終了または解消パルス２８を配置する時間間隔
ＦＳｔｏｕ  回転電気活動終了または解消パルス２８の最大電界強度
ＰＥｔｏｕ  回転電気活動終了または解消パルス２８のパルスエネルギー
ｔ  時間
ＦＳ  電界強度
ＰＥ  パルスエネルギー
ＰＥＡＴＰ  坑頻拍ペーシングパルス２９のパルスエネルギー
ｆｃｈａｒｅａ  回転電気活動２の特性周波数
【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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