JP2006288838A - Fibrillation preventing apparatus - Google Patents

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JP2006288838A JP2005115153A JP2005115153A JP2006288838A JP 2006288838 A JP2006288838 A JP 2006288838A JP 2005115153 A JP2005115153 A JP 2005115153A JP 2005115153 A JP2005115153 A JP 2005115153A JP 2006288838 A JP2006288838 A JP 2006288838A
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Itsuo Kodama
逸雄 児玉
Koichiro Kamiya
香一郎 神谷
Haruaki Honjo
晴朗 本荘
Masatoshi Yamazaki
正俊 山崎
Ichiro Sakuma
一郎 佐久間
Takashi Ashihara
貴司 芦原
Kazuo Nakazawa
一雄 中沢
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Nagoya University NUC
Japan Health Sciences Foundation
Kyoto University NUC
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Nagoya University NUC
Japan Health Sciences Foundation
Kyoto University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fibrillation preventing apparatus by which the occurrence of ventricular fibrillation is prevented. <P>SOLUTION: A rectangular substrate 10 is sewn on the surface of epicardium of a left ventricle 38. The substrate 10 is provided with four Peltier elements 12 for cooling in its center and is provided with thermistors 18 for detecting the temperature in a part of their periphery. Several potential sensors/energizing electrodes 14 in circular and flat form for detecting the surface potential of the heart are arranged in the form of grid and are approximately equally spaced on the surface of the substrate 10. The potential sensors/energizing electrodes 14 also serve as energizing electrodes for applying pulse voltage/current to the heart. When ventricular tachycardia is detected, the Peltier elements 12 are energized. When the ventricular tachycardia is not stopped after cooling the heart, pulse voltage/current is applied through the several potential sensors/energizing electrodes 14 for clearing away the ventricular tachycardia by a low voltage and occurrence of fibrillation is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般的に医療用電子装置に関し、より具体的には、心室細動の発生を防止する細動防止装置に関する。   The present invention relates generally to medical electronic devices, and more specifically to an anti-fibrillation device that prevents the occurrence of ventricular fibrillation.

従来、下記特許文献1〜6に開示されているように、心臓の心室頻拍や心室細動が検出された場合には、コンデンサに電荷を充電して、これを放電することにより、心臓に電気的ショックを与えることで、頻拍や細動を停止させる除細動装置が知られている。これらの装置は、人体に植え込まれる植込型の除細動装置として知られている。   Conventionally, as disclosed in Patent Documents 1 to 6 below, when ventricular tachycardia or ventricular fibrillation of the heart is detected, the capacitor is charged with electric charge and discharged to the heart. Defibrillators that stop tachycardia and fibrillation by applying an electric shock are known. These devices are known as implantable defibrillators that are implanted in the human body.

特表平8−509385Special table flat 8-509385 特表2002−524218Special table 2002-524218 特表平8−506263Special table flat 8-506263 特表平9−502629Special table hei 9-502629 特許2601762Patent 2601762 特許3124765Patent 312765

ところが、これらの除細動装置は、心室細動が検出されてから数秒後に強いパルス電流を心臓全体に加えることで、心室細動を停止させて、正常な心筋興奮を取り戻すようにした装置である。このため、以下の欠点があった。第1に、心室細動に伴う失神を防ぐことができず、このような心臓疾患のある人は自動車の運転が不可能であった。第2に、植込型除細動装置が作動する時のパルス電圧・電流の通電時の不快感や不安感が大きく患者の生活の質(QOL)が損なわれていた。第3に、強い電流の通電により、心筋傷害が発生し、心臓のポンプ機能が低下したり、新たな不整脈が誘発されるなどの問題があった。   However, these defibrillators are devices that stop ventricular fibrillation and restore normal myocardial excitement by applying a strong pulse current to the entire heart several seconds after ventricular fibrillation is detected. is there. For this reason, there existed the following faults. First, fainting associated with ventricular fibrillation could not be prevented, and people with such heart disease were unable to drive a car. Secondly, the patient's quality of life (QOL) has been impaired due to great discomfort and anxiety when applying the pulse voltage / current when the implantable defibrillator is activated. Thirdly, there is a problem that myocardial injury occurs due to energization of a strong current, the heart's pumping function is lowered, and a new arrhythmia is induced.

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、心室細動の発生を防止することである。また、他の目的は、心室頻拍の原因となる渦巻き型の旋回興奮(スパイラル・リエントリー)(以下、心臓の電位分布であるこの波を「スパイラルリエントリー波」という、請求項において同じ)を、比較的弱い電流を与えて消去する構成を採用することで、できるだけ心臓に損傷を与えることを防止し、人間に強い不安感や不快感を与えないようにすることである。望ましくは、人間に装置の通電動作を感知させないようにすることである。さらに、他の目的は、仮に、心室細動が発生したときに、本装置を作動させる場合においても、通電電力を抑制できる構成とすることにより、できるだけ心臓に損傷を与えることを防止し、人間に強い不安感や不快感を与えないようにすることである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to prevent the occurrence of ventricular fibrillation. In addition, another object is a spiral-type rotational excitement (spiral reentry) that causes ventricular tachycardia (hereinafter, this wave, which is a potential distribution of the heart, is referred to as a “spiral reentry wave” in the claims) By adopting a configuration in which the current is erased by applying a relatively weak current, the heart is prevented from being damaged as much as possible, and a strong anxiety or discomfort is not given to humans. Desirably, a human is not allowed to sense the energization operation of the apparatus. In addition, another object is to prevent damage to the heart as much as possible by adopting a configuration that can suppress the energized power even when the apparatus is operated when ventricular fibrillation occurs. Is not to give a strong anxiety or discomfort.

本発明のこれらの目的の各々は、いずれかの発明が達成するものであって、各発明が、全ての複数の目的を同時に達成すべきものと解するべきでなく、一つの目的のみを達成するものでも良い。   Each of these objects of the present invention is achieved by any invention, and each invention should not be construed as achieving all of the plurality of objects simultaneously, but only one object. Things can be used.

後述するように、我々は、次の事実を発見した。
(1)心臓の一部を局所的に冷却することにより心室頻拍を停止させて、正規の心筋収縮を回復させることができること。
(2)心臓の一部を局所的に冷却することで、心臓の電位分布であるスパイラルリエントリー波の旋回中心(コア領域)を高率に心臓の冷却箇所に拘束させることができること。
(3)心臓の一部を冷却することにより、スパイラルリエントリー波が自然消滅することがあること。
(4)心臓の冷却箇所にスパイラルリエントリー波を拘束して、パルス電圧・電流をこの拘束箇所に印加すると、スパイラルリエントリー波を消滅させることができること。
(5)冷却箇所にスパイラルリエントリー波を拘束して、その波を消滅させることができるパルス電圧・電流は、従来の心臓を冷却せずに、発生した心室細動を停止させるパルス電圧・電流よりもかなり低くできること。
(6)仮想心臓を用いたコンピュータシミュレーションにおいて、冷却箇所にスパイラルリエントリー波を拘束して、その波を消滅させることができる印加のタイミングは、同じパルス電圧・電流を用いても、従来の心臓を冷却
せずに、発生した心室細動を停止させる印加のタイミングよりもかなり広くできること。
As we will see later, we have discovered the following facts:
(1) The ventricular tachycardia can be stopped by locally cooling a part of the heart to restore normal myocardial contraction.
(2) By locally cooling a part of the heart, the center of rotation (core region) of the spiral reentry wave, which is the potential distribution of the heart, can be constrained to the heart cooling location at a high rate.
(3) The spiral reentry wave may disappear spontaneously by cooling a part of the heart.
(4) A spiral reentry wave can be extinguished by constraining a spiral reentry wave at a cooling part of the heart and applying a pulse voltage / current to the constrained part.
(5) The pulse voltage / current that can constrain the spiral reentry wave at the cooling point and extinguish the wave is the pulse voltage / current that stops the ventricular fibrillation that has occurred without cooling the conventional heart. Can be much lower.
(6) In a computer simulation using a virtual heart, the application timing at which a spiral reentry wave can be constrained at a cooling location and the wave can be extinguished is the same as the conventional pulse voltage / current. It can be considerably wider than the application timing to stop ventricular fibrillation that has occurred without cooling.

本発明は、以上の発見に基づいて完成されたものであり、極めて独創性を有するものである。
上記の課題を解決するための第1の発明は、心臓の細動の発生を防止する細動防止装置であって、心臓の電位から成る心電信号を検出する心電信号検出装置と、心臓を冷却する冷却装置と、心電信号検出装置により検出された心電信号に基づいて、心室細動に至る可能性がある前駆現象が検出された時には、冷却装置を駆動して心臓を冷却する制御装置とを備える細動防止装置である。
The present invention has been completed based on the above findings, and has very originality.
A first invention for solving the above-described problems is an anti-fibrillation device for preventing the occurrence of fibrillation of the heart, an electrocardiogram signal detecting device for detecting an electrocardiogram signal composed of the potential of the heart, and the heart When a precursor phenomenon that may lead to ventricular fibrillation is detected based on the cooling device that cools the heart and the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram signal detection device, the cooling device is driven to cool the heart An anti-fibrillation device comprising a control device.

本発明の装置は、心室細動に至る可能性のある前駆現象が検出された時には、まずは、心臓を冷却するように動作する装置である。冷却すれば、前駆現象、例えば、心室頻拍が消滅することもあり、心室細動に至ることが防止される。冷却温度は、限定されないが、心臓の組織を死滅させることがない可逆的冷却を可能とする温度範囲である。例えば、体温に対して3〜10℃低い温度で効果がある。   The apparatus of the present invention is an apparatus that first operates to cool the heart when a precursor phenomenon that can lead to ventricular fibrillation is detected. If cooled, precursor phenomena such as ventricular tachycardia may disappear, preventing ventricular fibrillation. The cooling temperature is not limited, but is a temperature range that allows reversible cooling without killing heart tissue. For example, it is effective at a temperature 3 to 10 ° C. lower than the body temperature.

第2の発明は、前駆現象は、心室頻拍であることを特徴とする請求項1に記載の細動防止装置である。
心臓の冷却を開始するタイミングとしては、心室頻拍が検出されたときとするのが一般的である。心室頻拍は心室細動に至る可能性が最も高い。心臓の冷却により、心室頻拍が消滅する場合もあり、心室細動に至ることが防止される。心室頻拍が消滅すれば、心臓に損傷を与える恐れのあるパルス電圧・電流を印加する必要がなくなる。
The second invention is the anti-fibrillation device according to claim 1, wherein the precursor phenomenon is ventricular tachycardia.
The timing for starting cooling of the heart is generally when a ventricular tachycardia is detected. Ventricular tachycardia is most likely to lead to ventricular fibrillation. Ventricular tachycardia may disappear due to cooling of the heart, and ventricular fibrillation is prevented. If the ventricular tachycardia disappears, it is not necessary to apply a pulse voltage / current that may damage the heart.

第3の発明は、前駆現象は、スパイラルリエントリー波の発生に基づく現象を含むことを特徴とする請求項1に記載の細動防止装置である。
心室頻拍や心室細動とスパイラルリエントリー波との間には因果関係がある。スパイラルリエントリー波が発生すると、通常、心室頻拍が発生する。スパイラルリエントリー波がさまよい運動(meandering)を起こしたり、分裂することで不規則性が増加すると、心室細動に発展する。したがって、本発明は、スパイラルリエントリー波の初期的な発生を検出した時に、心臓を冷却する冷却装置を駆動するようにしたことが特徴である。
According to a third aspect of the present invention, in the anti-fibrillation device according to claim 1, the precursor phenomenon includes a phenomenon based on generation of a spiral reentry wave.
There is a causal relationship between ventricular tachycardia or ventricular fibrillation and spiral reentry waves. When a spiral reentry wave is generated, ventricular tachycardia usually occurs. Spiral reentry waves cause ventricular fibrillation when the irregularity is increased by causing meandering or splitting. Therefore, the present invention is characterized in that the cooling device for cooling the heart is driven when the initial generation of the spiral reentry wave is detected.

心臓を局所的に冷却することにより、スパイラルリエントリー波を心臓の冷却箇所に拘束することができる。冷却箇所に拘束することで、スパイラルリエントリー波の不規則化を抑制することができ、場合によっては、スパイラルリエントリー波を消滅させることも可能である。これにより心室細動に至ることを防止することができる。   By locally cooling the heart, the spiral reentry wave can be constrained to the heart cooling location. By constraining to the cooling portion, irregularity of the spiral reentry wave can be suppressed, and in some cases, the spiral reentry wave can be eliminated. This can prevent ventricular fibrillation.

第4の発明は、心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、制御装置は冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置である。
冷却装置を駆動した後に、心臓が冷却されて所定時間が経過した後には、冷却箇所にスパイラルリエントリー波が拘束されることが多い。所定時間は、実験的に求められるスパイラルリエントリー波が拘束されるのに要する時間に設定すれば良い。通電箇所はスパイラルリエントリー波の拘束箇所が望ましい。本装置発明は、心臓の冷却を開始した後、所定時間が経過した時には、スパイラルリエントリー波が冷却箇所に拘束されているとすると、印加するパルス電圧・電流が小さくても、容易に、スパイラルリエントリー波を消滅させることができるという我々の発見に基づくものである。通電箇所はスパイラルリエントリー波の拘束箇所、すなわち、冷却箇所を含む領域であることが望ましい。この時に、低電圧・低電流でもスパイラルリエントリー波を消滅させることができる。通電装置の駆動により、心室細動に至ることを確実に防止することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device drives the energization device after a predetermined time has elapsed after driving the cooling device. It is a defibrillation prevention apparatus of any one of Claim 3.
After the cooling device is driven and the heart is cooled and a predetermined time has elapsed, the spiral reentry wave is often restrained at the cooling location. The predetermined time may be set to a time required for restraining the spiral reentry wave obtained experimentally. The energized location is preferably a location where the spiral reentry wave is restricted. If the spiral reentry wave is constrained to the cooling part when a predetermined time has elapsed after the start of cooling of the heart, the present invention can easily spiral even if the applied pulse voltage / current is small. It is based on our discovery that the reentry wave can be extinguished. It is desirable that the energized part is a constrained part of the spiral reentry wave, that is, an area including a cooling part. At this time, the spiral reentry wave can be extinguished even at a low voltage and a low current. By driving the energization device, it is possible to reliably prevent ventricular fibrillation.

第5の発明は、心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、制御装置は冷却装置を駆動した後に、スパイラルリエントリー波が心臓の冷却箇所に拘束されたことを検出し、その検出に基づき、通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置である。
本発明の特徴は、冷却装置と、通電装置を設けて、冷却装置を駆動して、スパイラルリエントリー波が心臓の冷却箇所に拘束されたことが検出されたタイミングで、通電装置を駆動して心臓にパルス電圧・電流を印加するようにしたことである。
すなわち、本装置発明は、スパイラルリエントリー波を冷却箇所に拘束した状態では、印加するパルス電圧・電流が低くても、容易に、スパイラルリエントリー波を消滅させることができるという我々の発見に基づくものである。通電箇所はスパイラルリエントリー波の拘束箇所、すなわち、冷却箇所を含む領域であることが望ましい。この時に、低電圧・低電流の印加でもスパイラルリエントリー波を消滅させることができる。通電装置の駆動により、心室細動に至ることを確実に防止することができる。
5th invention has the energization apparatus which gives a pulse voltage and an electric current to a heart, a control apparatus detects that the spiral reentry wave was restrained by the cooling location of the heart after driving a cooling device, and the detection The fibrillation prevention device according to any one of claims 1 to 3, wherein the energization device is driven on the basis of the above.
A feature of the present invention is that a cooling device and an energization device are provided, the driving device is driven, and the energization device is driven at a timing when it is detected that the spiral reentry wave is constrained by the cooling part of the heart. This means that a pulse voltage / current is applied to the heart.
That is, the present invention is based on our discovery that the spiral reentry wave can be easily extinguished even when the applied pulse voltage / current is low when the spiral reentry wave is constrained to the cooling location. Is. It is desirable that the energized part is a constrained part of the spiral reentry wave, that is, an area including a cooling part. At this time, the spiral reentry wave can be extinguished even by applying a low voltage and a low current. By driving the energization device, it is possible to reliably prevent ventricular fibrillation.

第6の発明は、心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、制御装置は冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、前駆現象が消失していない場合に、通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置である。
本発明は、冷却装置を駆動した後に、心室細動に至る可能性のある前駆現象が消滅した場合には、心臓にパルス電圧・電流を印加する必要がないので、通電装置を駆動しないようにしたことが特徴である。
A sixth invention has an energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device drives the energization device when the precursor phenomenon has not disappeared after a lapse of a predetermined time after driving the cooling device. The anti-fibrillation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the anti-fibrillation device is provided.
In the present invention, when a precursor phenomenon that may lead to ventricular fibrillation disappears after driving the cooling device, it is not necessary to apply a pulse voltage / current to the heart, so that the energizing device is not driven. It is a feature.

第7の発明は、心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、制御装置は冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、心室頻拍が消失していない場合に、通電装置を駆動することを特徴とする請求項2に記載の細動防止装置である。
パルス電圧・電流を印加するタイミングで、心室頻拍が消失しているのであれば、心臓にパルス電圧・電流を与える必要がないので、心室頻拍が検出される時に、パルス電圧・電流を印加するようにしている。これにより、心臓を無用に損傷したり、人間にショックを無用に与えることがない。
A seventh invention has an energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device activates the energization device when ventricular tachycardia has not disappeared after a lapse of a predetermined time after driving the cooling device. The anti-fibrillation device according to claim 2, wherein the anti-fibrillation device is driven.
If the ventricular tachycardia disappears at the timing of applying the pulse voltage / current, it is not necessary to apply the pulse voltage / current to the heart, so the pulse voltage / current is applied when the ventricular tachycardia is detected. Like to do. As a result, the heart is not damaged unnecessarily, and no shock is given to humans.

第8の発明は、パルス電圧・電流は、冷却装置によって冷却されている箇所に印加されることを特徴とする請求項4乃至請求項7の何れか1項に記載の細動防止装置である。
心臓が局所的に冷却されると、冷却箇所には、スパイラルリエントリー波が拘束されることが多い。この箇所に、通電電極を設けてパルス電圧・電流を印加すると、低電圧・低電流でも、効果的に心室頻拍を停止させることができる。
The eighth invention is the anti-fibrillation device according to any one of claims 4 to 7, wherein the pulse voltage / current is applied to a portion cooled by the cooling device. .
When the heart is locally cooled, a spiral reentry wave is often restrained at the cooling point. If an energization electrode is provided at this location and a pulse voltage / current is applied, ventricular tachycardia can be effectively stopped even at a low voltage / low current.

第9の発明は、パルス電圧・電流は、心室、心房に対して印加されることを特徴とする請求項4乃至請求項8の何れか1項に記載の細動防止装置である。
本請求項の発明では、パルス電圧・電流は、従来のICDが有する心室や心房に対するリード間、又は、それらのリードと皮下に植込まれたICD本体間に印加される。また、これに加えて、冷却箇所において、パルス電圧・電流を印加するようにしても良い。
According to a ninth aspect of the invention, in the anti-fibrillation device according to any one of the fourth to eighth aspects, the pulse voltage / current is applied to the ventricle and the atrium.
In the present invention, the pulse voltage / current is applied between the leads to the ventricle and the atrium of the conventional ICD or between the leads and the ICD body implanted subcutaneously. In addition to this, a pulse voltage / current may be applied at the cooling point.

第10の発明は、冷却装置は制御装置により通電されるペルチェ素子であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の細動防止装置である。
冷却装置はペルチェ素子に限定されないが、通電により熱変換を行うペルチェ素子を用いるのが簡便である。特に、本装置を植込型とする場合には、コンパクトにでき利点が多い。
A tenth aspect of the invention is the anti-fibrillation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the cooling device is a Peltier element energized by the control device.
The cooling device is not limited to a Peltier element, but it is simple to use a Peltier element that performs heat conversion by energization. In particular, when this device is an implantable type, it can be made compact and has many advantages.

第1、2、3の発明は、心臓を冷却する冷却装置を設けたことが特徴であり、この冷却装置の駆動により、心室細動に至る前駆現象を消滅させることができる。例えば、心室頻拍やスパイラルリエントリー波を消滅させることができる。したがって、心室細動に至ることが防止される。また、心臓を冷却するだけであるので、患者に対する負担は小さい。本装置の作動は、患者に感知できない程に構成できるので、本装置を植込型にして患者のQOLを向上させることができる。   The first, second and third inventions are characterized in that a cooling device for cooling the heart is provided, and the precursor phenomenon leading to ventricular fibrillation can be extinguished by driving the cooling device. For example, ventricular tachycardia and spiral reentry waves can be eliminated. Thus, ventricular fibrillation is prevented. Moreover, since only the heart is cooled, the burden on the patient is small. Since the operation of the device can be configured to be insensitive to the patient, the device can be implanted to improve the patient's QOL.

第4、5、6、7、8、9の発明は、心臓の一部を冷却した状態で通電しているので、低電圧で確実に、心室細動に至る前駆現象、例えば、心室頻拍、スパイラルリエントリー波を消滅させることができ、心室細動に至ることを防止することができる。   In the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth inventions, energization is performed in a state where a part of the heart is cooled. Spiral reentry waves can be eliminated and ventricular fibrillation can be prevented.

心臓を冷却した状態とすると、スパイラルリエントリー波の持続を妨げたり、旋回中心を固定したりすることができる。この状態で、スパイラルリエントリー波の消滅や、心室頻拍の停止に要するエネルギーやパルス電圧・電流は低くても良い。したがって、低いパルス電圧・電流を心臓に印加するので、心臓に与える損傷がないか、小さく、また、患者に対する負担は小さい。   When the heart is cooled, it is possible to prevent the spiral reentry wave from continuing or to fix the center of rotation. In this state, the energy, pulse voltage, and current required for the disappearance of the spiral reentry wave and the termination of ventricular tachycardia may be low. Therefore, since a low pulse voltage / current is applied to the heart, there is little or no damage to the heart, and the burden on the patient is small.

また、本装置は、心室細動を起こす前に、その前駆現象を効果的に、且つ、低電圧で消滅させることができるので、患者は、装置の駆動をほとんど感知しないので、QOLを向上させることができる。
また、仮に、心室細動を起こしていた場合であっても、心臓を冷却しているので、低いパルス電圧・電流で、心室細動を停止させることが可能である。よって、心臓に対する損傷をなくするか最小限にとどめることができる。
In addition, the device can effectively eliminate its precursor phenomenon at a low voltage before ventricular fibrillation occurs, so that the patient hardly senses the drive of the device, thus improving the QOL. be able to.
Even if ventricular fibrillation has occurred, the heart is cooled, so it is possible to stop ventricular fibrillation with a low pulse voltage / current. Thus, damage to the heart can be eliminated or minimized.

通電のタイミングは、冷却の後、所定時間(例えば、数秒)が経過し、スパイラルリエントリー波が拘束された時などである。   The energization timing is when a predetermined time (for example, several seconds) elapses after cooling and the spiral reentry wave is restrained.

第6、7の発明は、通電装置の駆動タイミングで、心室細動に至る可能性のある前駆現象が消滅している場合(例えば、心室頻拍が停止した場合(請求項7)、すなわち、冷却装置の駆動だけで、前駆現象(例えば、心室頻拍(請求項7)やスパイラルリエントリー波)が消滅した場合には、通電装置を駆動させないようにしている。よって、患者に対する負担がなく、QOLを向上させることができる。   In the sixth and seventh inventions, when a precursor phenomenon that may lead to ventricular fibrillation has disappeared at the drive timing of the energization device (for example, when ventricular tachycardia stops (claim 7), that is, When the precursor phenomenon (for example, ventricular tachycardia (Claim 7) or spiral reentry wave) disappears only by driving the cooling device, the energization device is not driven, so there is no burden on the patient. , QOL can be improved.

本細動防止装置は人体に植込まれることによって、最も効果を発揮するものである。人間の活動を阻害することがなく、QOLを向上させることができる。   This anti-fibrillation device is most effective when implanted in the human body. QOL can be improved without obstructing human activities.

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, A various deformation | transformation is possible.

心臓突然死の主要な原因は心室細動であり、その大部分は心室頻拍を契機として発生する。近年、心臓の複雑な興奮を蛍光シグナル画像として観察する光学マッピング実験の技術が進み、心室頻拍や心室細動の成立にスパイラルリエリントリー波が重要な役割を果たすことが明らかにされた。   The major cause of sudden cardiac death is ventricular fibrillation, most of which occurs with ventricular tachycardia. In recent years, the technology of optical mapping experiments for observing the complex excitement of the heart as a fluorescence signal image has advanced, and it has been clarified that the spiral relintory wave plays an important role in the establishment of ventricular tachycardia and ventricular fibrillation.

我々は、心室の一部に軽度の冷却(3〜10℃)を加えることで、その部位にスパイラルリエントリー波の中心部分(コア領域)を定在化させ、興奮旋回経路中で最も心筋を興奮させやすいコア領域近傍に弱い電気刺激を効率的に与えることでスパイラルリエントリー波を消滅させることを着想した。   We apply mild cooling (3-10 ° C) to a part of the ventricle to localize the central part (core region) of the spiral reentry wave at that site, and the most myocardium in the excitatory swirl path The idea was to eliminate the spiral reentry wave by efficiently applying weak electrical stimulation in the vicinity of the core region, which is easy to excite.

心臓の一部を冷却することにより、心室細動を停止させるために加える従来のパルス電圧・電流よりも遥かに低電圧・低電流のパルス電圧・電流の印加によって、スパイラルリエントリー波を消滅できることを、我々は、動物実験により確認した。 なお、動物実験結果については、仮想心臓を用いたコンピュータシミュレーション実験によっても理論的に心臓局所冷却と電気的除細動の低電圧・低電流化の因果関係を証明できた。   By cooling a part of the heart, the spiral reentry wave can be extinguished by applying a pulse voltage / current that is far lower than the conventional pulse voltage / current applied to stop ventricular fibrillation. We confirmed this by animal experiments. In addition, as for animal experiment results, the causal relationship between the local cooling of the heart and the low voltage / low current of cardioversion was theoretically proved by computer simulation experiments using a virtual heart.

以下のようにして、動物実験を行った。
ウサギ心臓を摘出し、動脈灌流を行った。左心室心内膜側の心筋組織を凍結凝固して、心外膜下の心筋層(厚さ約1mm)だけを残存させた心室筋二次元灌流標本を作製した。このような標本では、スパイラルリエントリー波が常に心表面に存在するため、その動態の詳細を解析することが可能である。
Animal experiments were conducted as follows.
The rabbit heart was removed and arterial perfusion was performed. A myocardial tissue on the left ventricular endocardium side was frozen and coagulated to prepare a two-dimensional pericardial muscle two-dimensional perfusion specimen in which only the submyocardial layer (thickness: about 1 mm) remained. In such specimens, spiral reentry waves are always present on the surface of the heart, so the details of their dynamics can be analyzed.

一部の実験では、ウサギ冠動脈内にマイクロビーズを注入して心内膜下心筋梗塞を作製し、その手術から2週間経過したウサギを用いた。この心筋梗塞モデルを用いた実験では心室筋の凍結凝固は行わなかった。心臓を膜電位感受性色素(Di-4-ANEPPS)で染色し、左心室前面の心筋膜電位蛍光シグナル画像を、高速度ビデオカメラを用いて撮影した。ステンレス製の冷却プローブ(直径8-10 mm)あるいは透明アクリル板に組み込んだ冷水灌流装置(直径10 mm)を用いて、左心室前面の一部の心筋温度を3-5℃低下させた。   In some experiments, microbeads were injected into rabbit coronary arteries to produce subendocardial myocardial infarction, and rabbits that had passed 2 weeks after the operation were used. In experiments using this myocardial infarction model, the ventricular muscle was not frozen and coagulated. The heart was stained with a membrane potential sensitive dye (Di-4-ANEPPS), and a myocardial potential fluorescent signal image in front of the left ventricle was taken using a high-speed video camera. Using a stainless steel cooling probe (diameter 8-10 mm) or a cold water perfusion device (diameter 10 mm) incorporated in a transparent acrylic plate, the myocardial temperature of the front part of the left ventricle was lowered by 3-5 ° C.

心臓の心尖部から2.5 Hz(400ms間隔)の電気刺激(基本刺激)を加えて、心室筋の活動電位持続時間(APD)と興奮伝導速度を計測した。基本刺激活動電位の受攻期に、左右両心室を挟むように設置した電極から、心臓に電気刺激を与えて、スパイラルリエントリー波による心室頻拍を誘発した。さらに、心臓の冷却部位近傍に設置した単極あるいは双極電極から二相性の直流通電を加え、スパイラルリエントリー波の停止を試みた。   By applying electrical stimulation (basic stimulation) at 2.5 Hz (400 ms interval) from the apex of the heart, the action potential duration (APD) and excitation conduction velocity of the ventricular muscle were measured. During the period of the basic stimulation action potential, the heart was electrically stimulated from the electrodes placed so as to sandwich the left and right ventricles, and ventricular tachycardia was induced by spiral reentry waves. Furthermore, we tried to stop the spiral reentry wave by applying a biphasic direct current from a monopolar or bipolar electrode placed near the cooling part of the heart.

図12に示す直径10mmのステンレス製の冷却プローブ80をウサギの心臓81に当てた予備実験(正常なウサギの左心室心内膜側を凍結凝固させた二次元灌流心臓を使用)を行った。その実験では、左心室前面に円形の局所的冷却領域(温度を3-5℃低下)をつくると、図13に示すように、冷却領域の活動電位持続時間(APD)が30-40%延長し、その変化は可逆的であった。興奮伝導速度には有意な変化は認めなかった。   A preliminary experiment (using a two-dimensional perfused heart in which the left ventricular endocardium side of a normal rabbit was frozen and solidified) was applied to a rabbit heart 81 with a 10 mm diameter stainless steel cooling probe 80 shown in FIG. In the experiment, when a circular local cooling region (temperature decreased by 3-5 ° C) was created in front of the left ventricle, the action potential duration (APD) of the cooling region was extended by 30-40%, as shown in FIG. However, the change was reversible. There was no significant change in the excitatory conduction velocity.

正常ウサギの二次元灌流心臓に電気刺激を加えて心室頻拍を誘発すると、21例中8例で、左心室前面の観察領域にスパイラルリエントリー波が観察された(残りの13例では一方向に伝播する興奮波が観察され、スパイラルリエントリー波の中心が、観察領域の外に存在すると考えられた)。スパイラルリエントリー波は旋回中心が線状のさまよい運動を起こすものが多くその位置は不定であった。このようなスパイラルリエントリー波が単一で存在する場合は、心室頻拍が生じ、複数に分裂したり、大きなさまよい運動(meandering)を起こすと、心室細動へ移行し易くなる(前駆現象)。   When electrical stimulation was applied to a two-dimensional perfused heart of a normal rabbit to induce ventricular tachycardia, a spiral reentry wave was observed in the observation area in front of the left ventricle in 8 of 21 cases (unidirectional in the remaining 13 cases). The excitement wave propagating to the surface was observed, and the center of the spiral reentry wave was thought to exist outside the observation area). Many spiral reentry waves cause a wandering movement with a linear center of rotation. When such a single spiral reentry wave exists, ventricular tachycardia occurs, and if it splits into multiple or causes a large meandering, it becomes easier to transition to ventricular fibrillation (precursor phenomenon) .

一方、ステンレス製の冷却プローブ80を用いて左心室前面に局所的冷却を加えた後に誘発したスパイラルリエントリー波は、図14に示すように、旋回中心が常に冷却領域の辺縁部82に定在化するようになり、20例中17例で、図15に示すように、スパイラルリエントリー波が停止した。これは、心臓の一部に局所冷却を加えることでスパイラルリエントリー波を冷却箇所に拘束させることが可能であり、その消滅を促す効果もあることを意味している。   On the other hand, as shown in FIG. 14, the spiral reentry wave induced after applying local cooling to the front surface of the left ventricle using the stainless-steel cooling probe 80 is always fixed at the edge 82 of the cooling region. In 17 out of 20 cases, spiral reentry waves stopped as shown in FIG. This means that by applying local cooling to a part of the heart, it is possible to constrain the spiral reentry wave at the cooling location, and also has an effect of promoting its disappearance.

さらに、スパイラルリエントリー波を誘発した後に局所冷却を加えることによって、11例中4例が停止し、停止しなかった7例においても、図16に示すように、冷却部位85の近傍のa、b点に比較的低電圧の直流通電を加えることにより、7例中の4例のスパイラルリエントリー波を停止させることができた。これは、局所冷却が通電によるスパイラルリエントリー波の停止を促すことを意味しており、我々が世界で初めて発見した。   Furthermore, by applying local cooling after inducing the spiral reentry wave, 4 out of 11 cases stopped, and even in 7 cases that did not stop, as shown in FIG. By applying a relatively low voltage direct current to point b, 4 out of 7 spiral reentry waves could be stopped. This means that local cooling encourages the suspension of spiral reentry waves by energization, which we discovered for the first time in the world.

心内膜下梗塞を作製したウサギ心臓を用いた実験では、電気刺激(DC shock)を加えると、心室細動が誘発された。心室細動中の膜電位蛍光シグナル二次元位相図では、図18の冷却前の測定図に示すように、位相特異点(スパイラルリエントリー波の旋回中心に相当する)が常に複数個存在し、その数や位置は絶えず変化していた。これは、心室細動が発生している時にはスパイラルリエントリー波が分裂を繰り返し不安定な状態にあることを意味している。   In an experiment using a rabbit heart with a subendocardial infarction, ventricular fibrillation was induced by applying electrical stimulation (DC shock). In the two-dimensional phase diagram of the membrane potential fluorescence signal during ventricular fibrillation, as shown in the measurement diagram before cooling in FIG. 18, there are always a plurality of phase singularities (corresponding to the center of spiral reentry wave rotation), Their numbers and locations were constantly changing. This means that when ventricular fibrillation occurs, the spiral reentry wave repeats splitting and is in an unstable state.

冷水灌流装置で左心室の一部に局所的冷却(直径10mm)を加えると、8例中8例で、位相特異点が冷却領域84の辺縁部に定在化するようになり、心室細動の停止を2例で認めた。さらに、冷却領域近傍に比較的低電圧の直流通電を加えると、6例中3例で、図18の局所冷却に示すように、心室細動が停止した。細動停止をもたらす直流通電の電圧(除細動閾値)は、局所冷却後に約50%に低下した。これは、局所冷却を加えることで、心室細動を停止させる電気刺激(パルス)の強さ(電圧×電流)を低下させることができることを意味している。   When local cooling (10 mm in diameter) is applied to a part of the left ventricle with a cold water perfusion device, the phase singularity becomes localized at the edge of the cooling region 84 in 8 of 8 cases, Stoppage of movement was observed in 2 cases. Furthermore, when a relatively low voltage direct current was applied in the vicinity of the cooling region, ventricular fibrillation stopped in 3 of 6 cases as shown in the local cooling of FIG. The DC energization voltage (defibrillation threshold) that caused defibrillation dropped to about 50% after local cooling. This means that the strength (voltage × current) of electrical stimulation (pulse) that stops ventricular fibrillation can be reduced by applying local cooling.

以上の動物実験により、心臓を冷却することで、スパイラルリエントリー波は冷却箇所に旋回中心が拘束され、この状態で電圧・電流を印加すると低い電圧・電流でスパイラルリエントリー波が消滅し、心室頻拍や心室細動が停止し、正規の心臓の興奮運動が回復することを確認した。心臓の局所冷却だけで、スパイラルリエントリー波が消滅し、心室頻拍、心室細動が停止する場合があることも確認した。
本発明は、この実証に基づいて、案出された新規且つ独創的な細動防止装置である。
By cooling the heart through the above animal experiments, the spiral reentry wave is constrained at the center of rotation at the cooling point. When voltage / current is applied in this state, the spiral reentry wave disappears at a low voltage / current, and the ventricle It was confirmed that tachycardia and ventricular fibrillation stopped and normal heart excitement recovered. It was also confirmed that spiral reentry waves disappear and ventricular tachycardia and ventricular fibrillation may cease only by local cooling of the heart.
The present invention is a novel and original anti-fibrillation device devised based on this demonstration.

図1に、本実施例に係る細動防止装置が心臓30に取り付けられた様子を示す。
上大静脈33の中を通って右心房31に至る心房リード32が設けられている。その心房リード32の先端には電極321が設けられており、右心房31の心電位が検出される。また、同じく、上大静脈33の中を通って右心室37に至る心室リード34が設けられている。その心室リード34の先端には電極341が設けられており、右心室37の心電位が検出される。心臓におけるこれらのリード電極の配置位置は任意である。心臓の電位の検出位置は、得るべき心臓の状態情報の種類や、制御方法に応じて、適正に選択すれば良い。たとえば、左心房や左心室などに、電極が配置されるようにリードが設けられていても良い。
FIG. 1 shows a state in which the anti-fibrillation device according to the present embodiment is attached to the heart 30.
An atrial lead 32 is provided through the superior vena cava 33 to the right atrium 31. An electrode 321 is provided at the tip of the atrial lead 32, and the cardiac potential of the right atrium 31 is detected. Similarly, a ventricular lead 34 that extends through the superior vena cava 33 to the right ventricle 37 is provided. An electrode 341 is provided at the tip of the ventricular lead 34, and the cardiac potential of the right ventricle 37 is detected. Arrangement positions of these lead electrodes in the heart are arbitrary. The heart potential detection position may be appropriately selected according to the type of heart state information to be obtained and the control method. For example, a lead may be provided in the left atrium or the left ventricle so that the electrode is disposed.

また、左心室38の心外膜面に、本件発明の特徴部にかかる柔軟性のある矩形の基材10が縫着されている。図2に示すように、基材10の中央部には、冷却用の4つのペルチェ素子12(冷却装置)が設けられている。また、それぞれのペルチェ素子12の周辺の一部には、温度を検出するサーミスタ18(温度検出器)が、それぞれ、設けられている。基材10の面上には、心臓の表面電位を検出するための円形平板状の複数の電位センサ/通電用電極14が、ほぼ等間隔で格子状に配列されている。この電位センサ/通電用電極14は、心臓にパルス電圧・電流を印加するための通電用電極でもある。これらのペルチェ素子12、サーミスタ18、複数の電位センサ/通電用電極14は、心臓の左心室の心外膜面に密着するように固定される。   A flexible rectangular base material 10 according to the feature of the present invention is sewn on the epicardial surface of the left ventricle 38. As shown in FIG. 2, four Peltier elements 12 (cooling devices) for cooling are provided at the center of the base material 10. Further, a thermistor 18 (temperature detector) for detecting temperature is provided in a part of the periphery of each Peltier element 12. On the surface of the substrate 10, a plurality of circular plate-shaped potential sensors / energization electrodes 14 for detecting the surface potential of the heart are arranged in a lattice at substantially equal intervals. The potential sensor / energization electrode 14 is also an energization electrode for applying a pulse voltage / current to the heart. The Peltier element 12, the thermistor 18, and the plurality of potential sensors / energization electrodes 14 are fixed so as to be in close contact with the epicardial surface of the left ventricle of the heart.

また、基材10上に設置された複数の電位センサ/通電用電極14からの信号と、心房リード32や心室リード34からの心電信号を入力し、それらの電極及びリードを介してパルス電圧・電流を出力する制御を行うための制御装置を含む本体20が、人体の胸部の皮下に植込まれている。   Further, signals from a plurality of potential sensors / energization electrodes 14 installed on the substrate 10 and electrocardiographic signals from the atrial lead 32 and the ventricular lead 34 are inputted, and a pulse voltage is passed through these electrodes and leads. A main body 20 including a control device for performing control for outputting current is implanted under the skin of a human body.

本実施例の細動防止装置の電気的な構成が図3に示されている。制御装置は、主として、心電信号を検出し、その検出信号を処理し、通電を制御するMPU(マイクロプロセッサユニット)50と、A/D変換器52、54とから成る。複数の電位センサ/通電用電極14からの心電信号は、スイッチ56を介して、A/D変換器54に入力し、ディジタル信号に変換されて、MPU50によって読み取られて処理される。   The electrical configuration of the anti-fibrillation device of this embodiment is shown in FIG. The control device mainly includes an MPU (microprocessor unit) 50 that detects an electrocardiogram signal, processes the detection signal, and controls energization, and A / D converters 52 and 54. Electrocardiographic signals from the plurality of potential sensors / energization electrodes 14 are input to the A / D converter 54 via the switch 56, converted into digital signals, read by the MPU 50, and processed.

通電装置60は、主として、バッテリー62と、そのバッテリー62の電圧をMPU50からの指令により昇圧する昇圧回路64と、昇圧回路64により昇圧された電圧により電荷を蓄電する蓄電器66と、入出力端子の導通を制御したり、入出力端子を切り替えるスイッチ68と、MPU50からの指令によりペルチェ素子12への通電電流を制御する電流制御装置70とから成る。図1に示す本体20には、上記の制御装置と通電装置とが組み込まれている。   The energizing device 60 mainly includes a battery 62, a booster circuit 64 that boosts the voltage of the battery 62 in accordance with a command from the MPU 50, a capacitor 66 that stores electric charges by the voltage boosted by the booster circuit 64, and an input / output terminal The switch 68 includes a switch 68 for controlling conduction and switching input / output terminals, and a current control device 70 for controlling a current supplied to the Peltier element 12 according to a command from the MPU 50. The main body 20 shown in FIG. 1 incorporates the control device and the energization device.

スイッチ68は、次の回路の伝達系統を切り替える制御をする。スイッチ68は、MPU50の指令を受信して、心房リード32の先端の電極321からの心電信号と、心室リード34の先端の電極341からの心電信号とを、A/D変換器52に出力するように切り替えられる。また、スイッチ68は、MPU50からの指令により、蓄電器66からの電圧をそれらの電極321、341に出力するように切り替えられる。   The switch 68 controls to switch the transmission system of the next circuit. The switch 68 receives a command from the MPU 50, and sends an electrocardiogram signal from the electrode 321 at the tip of the atrial lead 32 and an electrocardiogram signal from the electrode 341 at the tip of the ventricular lead 34 to the A / D converter 52. It can be switched to output. Further, the switch 68 is switched so as to output the voltage from the capacitor 66 to the electrodes 321 and 341 in accordance with a command from the MPU 50.

また、スイッチ56は、MPU50からの指令により、蓄電器66からの電圧を基材10に設けられた複数の電位センサ/通電用電極14へ出力するように切り替えられる。   Further, the switch 56 is switched so as to output the voltage from the capacitor 66 to the plurality of potential sensors / energization electrodes 14 provided on the substrate 10 in accordance with a command from the MPU 50.

サーミスタ18の出力信号は、A/D変換器52を介してMPU50により読み取られる。MPU50の制御により動作する電流制御装置70により、ペルチェ素子12に通電されてペルチェ素子12の冷却能力が変化し、サーミスタ18による検出温度が目標温度に等しくなるように、心臓の温度が制御されている。   The output signal of the thermistor 18 is read by the MPU 50 via the A / D converter 52. The current control device 70 operated by the control of the MPU 50 controls the heart temperature so that the Peltier element 12 is energized to change the cooling capacity of the Peltier element 12 and the temperature detected by the thermistor 18 becomes equal to the target temperature. Yes.

本実施例では、心電信号検出装置は、主として、心房リード32とこのリード先端の電極321、心室リード34とこのリード先端の電極341、複数の電位センサ/通電用電極14で構成されている。また、制御装置は、主として、MPU50、A/D変換器52、54、サーミスタ18で構成されている。冷却装置は、ペルチェ素子12で構成されている。通電装置は、主として、バッテリー62、昇圧回路64、蓄電器66、スイッチ68、56、電位センサ/通電用電極14、電流制御装置70で構成されている。   In the present embodiment, the electrocardiogram signal detection apparatus mainly includes an atrial lead 32 and an electrode 321 at the tip of the lead, a ventricular lead 34 and an electrode 341 at the lead tip, and a plurality of potential sensors / energization electrodes 14. . The control device mainly includes an MPU 50, A / D converters 52 and 54, and the thermistor 18. The cooling device includes a Peltier element 12. The energization device mainly includes a battery 62, a booster circuit 64, a capacitor 66, switches 68 and 56, a potential sensor / energization electrode 14, and a current control device 70.

次に、本実施例の細動防止装置の作用をMPU50の処理手順として示した図4を参照して説明する。
まず、ステップ100において、スイッチ68が心房リード32、心室リード34からの信号を入力する側に切り替えられる。これにより、右心房31と右心室37の心筋の電位が検出される。また、スイッチ56が電位信号を複数の電位センサ/通電用電極14から入力する側に切り替えられ、それらの電位信号が入力されて左心室の外膜面の電位分布が検出される。これらの信号は心筋興奮を示す心電信号である。次に、ステップ102において、これらの心電信号が解析されて、心室頻拍又は心室細動が発生しているか否かが判定される。心室頻拍か否かは、基本的には、興奮周期(レート)とその持続時間(拍数)により決定される。この場合に、洞性頻脈や心房細動などの上室性不整脈を心室頻拍と誤認しないことが重要となる。
Next, the operation of the anti-fibrillation device of the present embodiment will be described with reference to FIG. 4 showing the processing procedure of the MPU 50.
First, in step 100, the switch 68 is switched to the side for inputting signals from the atrial lead 32 and the ventricular lead 34. Thereby, the potential of the myocardium of the right atrium 31 and the right ventricle 37 is detected. Further, the switch 56 is switched to the side where the potential signal is input from the plurality of potential sensors / energization electrodes 14, and these potential signals are input to detect the potential distribution of the epicardial surface of the left ventricle. These signals are electrocardiographic signals indicating myocardial excitation. Next, in step 102, these electrocardiographic signals are analyzed to determine whether ventricular tachycardia or ventricular fibrillation has occurred. Whether or not it is a ventricular tachycardia is basically determined by the excitation cycle (rate) and its duration (beat rate). In this case, it is important not to misidentify supraventricular arrhythmia such as sinus tachycardia or atrial fibrillation as ventricular tachycardia.

心室頻拍は心室細動に至る可能性が高い前駆現象として検出される。ここでは、右心室リード34の先端電極341と複数の電位センサ/通電用電極14とから得られる心電信号の周期とその持続時間とから、心室頻拍の有無が判定される。電位センサ/通電用電極14から得られる心電信号の時間・空間分布からスパイラルリエントリー波を検出することが可能である。また、右心房リード32の先端電極321から得られる心電信号から、洞性頻脈、心房細動、粗動などの上室性不整脈の有無が判断される。このような上室性不整脈の場合は、本装置を駆動しない。なお、心室細動が検出されている場合にも、本装置は駆動される。心室頻拍や心室細動の検出には、公知のICDで採用されている不整脈検出のアルゴリズムを用いることができる。     Ventricular tachycardia is detected as a precursor that is likely to lead to ventricular fibrillation. Here, the presence or absence of ventricular tachycardia is determined from the period and duration of the electrocardiographic signal obtained from the tip electrode 341 of the right ventricular lead 34 and the plurality of potential sensors / energization electrodes 14. It is possible to detect a spiral reentry wave from the time / space distribution of an electrocardiogram signal obtained from the potential sensor / energization electrode 14. The presence or absence of supraventricular arrhythmia such as sinus tachycardia, atrial fibrillation, or coarse movement is determined from the electrocardiographic signal obtained from the tip electrode 321 of the right atrial lead 32. In the case of such supraventricular arrhythmia, this apparatus is not driven. The device is also driven when ventricular fibrillation is detected. For detecting ventricular tachycardia and ventricular fibrillation, an arrhythmia detection algorithm employed in a known ICD can be used.

心室頻拍や心室細動が検出されない場合には、本装置を駆動しないので、ステップ104へ移行して、所定時間だけ待機した後、ステップ100へ戻り、ステップ100−102−104のループにより、心臓の心電信号の監視が継続される。   When ventricular tachycardia or ventricular fibrillation is not detected, the apparatus is not driven. Therefore, the process proceeds to step 104, waits for a predetermined time, returns to step 100, and loops of steps 100-102-104 Monitoring of the heart's electrocardiogram signals continues.

ステップ102で心室頻拍や心室細動が検出された場合には、昇圧回路64に制御信号が出力されて、蓄電池66は、所定値の電圧に充電される。すなわち、パルス電圧・電流を心臓に印加するための準備が予め行われる。この電圧・電流は従来のICDに比べて、低電圧・低電流である。   If ventricular tachycardia or ventricular fibrillation is detected in step 102, a control signal is output to the booster circuit 64, and the storage battery 66 is charged to a predetermined voltage. That is, preparation for applying the pulse voltage / current to the heart is performed in advance. This voltage / current is lower than the conventional ICD.

次に、ステップ108に移行して、冷却装置であるペルチェ素子12に通電して、左心室38の心外膜面の局所部分の温度を体温に対して−5℃程冷却するための制御信号が電流制御装置70に出力される。この場合、サーミスタ18からの温度検出信号が入力されて、その検出温度が目標温度になるように、電流制御装置70による供給電流がフィードバック制御される。これにより、左心室38の心外膜面の局所部分の温度は指令された目標温度になる。   Next, the process proceeds to step 108, in which the Peltier element 12 as a cooling device is energized, and the control signal for cooling the temperature of the local portion of the epicardial surface of the left ventricle 38 to about −5 ° C. with respect to the body temperature. Is output to the current controller 70. In this case, the temperature detection signal from the thermistor 18 is input, and the supply current by the current control device 70 is feedback-controlled so that the detected temperature becomes the target temperature. As a result, the temperature of the local portion of the epicardial surface of the left ventricle 38 becomes the commanded target temperature.

次に、ステップ110において、心外膜面の温度が目標の設定温度に達するまでの間、待機され、電圧上昇変数nが1に初期設定された後、ステップ112に移行して、ステップ100と全く同様に、それぞれのセンサから心電位が検出される。次に、ステップ114に移行して、心室頻拍、心室細動が消失しているか否かが判定され、消失している場合には、ステップ116に移行して、冷却装置であるペルチェ素子12への通電を遮断する。このようにして、MPU50の処理は、ステップ100に戻り、上記した心臓の監視ループ100−102−104が実行される。   Next, in step 110, the process waits until the epicardial surface temperature reaches the target set temperature. After the voltage increase variable n is initially set to 1, the process proceeds to step 112, where In exactly the same manner, the electrocardiogram is detected from each sensor. Next, the process proceeds to step 114, where it is determined whether or not ventricular tachycardia and ventricular fibrillation have disappeared. If they have disappeared, the process proceeds to step 116 and the Peltier element 12 serving as a cooling device. Shut off the power to the. In this way, the processing of the MPU 50 returns to step 100, and the above-described cardiac monitoring loop 100-102-104 is executed.

次に、ステップ114において、心室頻拍、又は、心室細動が消失していないと判断されると、ステップ118に移行して、電位センサ/通電用電極14を通電装置60に接続して、パルス電圧・電流を印加できるように、スイッチ56が切り替えられる。そして、通電装置60を作動させて、電位センサ/通電用電極14にパルス電圧・電流が印加される。パルス電圧・電流の電圧は、図5に示すような二相性の電圧波形を用いる。この場合に、電圧V1とパルス幅T1とを、電圧上昇変数nに比例して変化させている。電圧・電流は、冷却箇所を挟むように2群に分けられた複数の電位センサ/通電用電極14の間において、印加される。   Next, when it is determined in step 114 that ventricular tachycardia or ventricular fibrillation has not disappeared, the process proceeds to step 118, and the potential sensor / energization electrode 14 is connected to the energization device 60. The switch 56 is switched so that a pulse voltage / current can be applied. Then, the energization device 60 is operated to apply a pulse voltage / current to the potential sensor / energization electrode 14. The voltage of the pulse voltage / current uses a biphasic voltage waveform as shown in FIG. In this case, the voltage V1 and the pulse width T1 are changed in proportion to the voltage increase variable n. The voltage / current is applied between the plurality of potential sensors / energization electrodes 14 divided into two groups so as to sandwich the cooling portion.

このようにして、ステップ118において、複数の電位センサ/通電用電極14間にパルス電圧・電流が印加されて、左心室の冷却されている冷却箇所にパルス電流が流れる。次に、ステップ120において、制御の繰り返し変数nが最大値a以下である場合には、ステップ121において、繰り返し変数nが1だけ加算されて、ステップ112に戻り、心電位が検出されて、心室頻拍、心室細動が消失したか否かが判定されるループが繰り返される。   In this manner, in step 118, a pulse voltage / current is applied between the plurality of potential sensors / energization electrodes 14, and the pulse current flows to the cooled cooling portion of the left ventricle. Next, when the control repetition variable n is less than or equal to the maximum value a in step 120, the repetition variable n is incremented by 1 in step 121, and the process returns to step 112 to detect the electrocardiogram, and the ventricle The loop in which it is determined whether tachycardia and ventricular fibrillation have disappeared is repeated.

心室頻拍や心室細動が消滅しない場合には、ステップ118で、パルス電圧・電流の電圧値が所定量だけ上昇し、パルス幅が広くされて、通電電力が向上されて、通電が実行される。これを、心室頻拍や心室細動が消滅するまで実行されるか、繰り返し回数nが最大繰り返し回数aを越えるまで実行される。最大繰り返し回数aを越えても、心室頻拍や心室細動が消滅しない場合には、ステップ122において、冷却装置であるペルチェ素子12への通電が遮断される。そして、ステップ124において、再度、各センサ14、心房リード32、心室リード34により心電位が検出される。   If ventricular tachycardia or ventricular fibrillation does not disappear, in step 118, the voltage value of the pulse voltage / current is increased by a predetermined amount, the pulse width is increased, the energization power is improved, and energization is executed. The This is performed until ventricular tachycardia or ventricular fibrillation disappears, or until the number of repetitions n exceeds the maximum number of repetitions a. If ventricular tachycardia or ventricular fibrillation does not disappear even after the maximum number of repetitions a is exceeded, power supply to the Peltier element 12 serving as a cooling device is cut off in step 122. In step 124, the electrocardiogram is detected again by each sensor 14, the atrial lead 32, and the ventricular lead 34.

ステップ126において、心室頻拍が検出された場合には、ステップ128に移行して、従来のICDで行われている心室頻拍の除去のためのパルス電圧・電流が印加される。ここでは、心室リード34と心房リード31とを介して、電極341と電極321に、パルス電圧・電流が印加される。すなわち、冷却箇所にパルス電圧・電流を印加する方法では、心室頻拍が消滅できない場合には、従来のICDで行われている心室及び心房と、ICD本体との間に電圧・電流が印加される。その後は、ステップ134において、従来のICDによる処理が実行されて、従来のICDの制御終了条件が成立した時に、本装置の制御が終了する。そして、再度、ステップ100から、処理が実行される。     If a ventricular tachycardia is detected in step 126, the process proceeds to step 128, and a pulse voltage / current for removing the ventricular tachycardia performed in the conventional ICD is applied. Here, a pulse voltage / current is applied to the electrode 341 and the electrode 321 via the ventricular lead 34 and the atrial lead 31. That is, in the method of applying a pulse voltage / current to the cooling point, when the ventricular tachycardia cannot be eliminated, the voltage / current is applied between the ventricle and the atrium performed in the conventional ICD and the ICD main body. The Thereafter, in step 134, when the conventional ICD process is executed and the conventional ICD control end condition is satisfied, the control of the apparatus is ended. Then, the process is executed again from step 100.

また、ステップ130において、心室細動が消滅できないと判断された場合には、ステップ132へ移行して、従来のICDで行われているように、心室リード34と心房リード31とを介して、電極341と電極321により、心室及び心房と、ICD本体との間に電圧・電流が印加される。この場合には、高電圧・高電流で実施される。その後は、ステップ136において、従来のICDによる処理が実行されて、従来のICDの制御終了条件が成立した時に、本装置の制御が終了する。そして、再度、ステップ100から、処理が実行される。   Also, if it is determined in step 130 that ventricular fibrillation cannot be eliminated, the process proceeds to step 132 and, as is done in the conventional ICD, via the ventricular lead 34 and the atrial lead 31, The electrode 341 and the electrode 321 apply a voltage / current between the ventricle and the atrium and the ICD body. In this case, it is carried out at a high voltage and high current. After that, in step 136, processing by the conventional ICD is executed, and when the conventional ICD control end condition is satisfied, the control of this apparatus is ended. Then, the process is executed again from step 100.

上記の実施例では、ステップ118では、2分された電位センサ/通電用電極14間において、パルス電圧・電流を印加していたが、心室リード34の先端の電極341と、多数の電位センサ/通電用電極14間において、パルス電圧・電流を印加するようにしても良い。または、これらの組合せ、すなわち、2分された電位センサ/通電用電極14間及びそれらの一方の群の電位センサ/通電用電極14と心室リード34間に、パルス電圧・電流を印加しても良い。さらに、複数の電位センサ/通電用電極14と本体20間にパルス電圧・電流を印加するようにしても良い。   In the above embodiment, in step 118, a pulse voltage / current is applied between the divided potential sensor / energizing electrode 14, but the electrode 341 at the tip of the ventricular lead 34 and a number of potential sensors / currents are applied. A pulse voltage / current may be applied between the energization electrodes 14. Alternatively, a pulse voltage / current may be applied between these combinations, that is, between the divided potential sensor / energization electrode 14 and between one group of the potential sensor / energization electrode 14 and the ventricular lead 34. good. Further, a pulse voltage / current may be applied between the plurality of potential sensors / energization electrodes 14 and the main body 20.

また、上記実施例では、心室細動に至る可能性の高い前駆現象を心室頻拍とし、心臓の冷却開始条件を心室頻拍が検出された場合としているが、心室細動に至る前駆現象が他にあれば、その現象が検出された時を、冷却開始時としても良い。また、仮に、心臓全体の電位分布を測定して、スパイラルリエントリー波を検出するプログラムが可能であれば、スパイラルリエントリー波が検出された時に、心臓を冷却するようにしても良い。また、心臓にパルス電圧・電流を印加する時期を、心臓の冷却後、所定時間経過した時としているが、スパイラルリエントリー波が冷却箇所に拘束されることを、複数の電位センサ/通電用電極14により検出して、スパイラルリエントリー波が拘束された時に、パルス電圧・電流を印加するようにしても良い。   Further, in the above embodiment, the precursor phenomenon that is likely to lead to ventricular fibrillation is assumed to be ventricular tachycardia, and the ventilator tachycardia is detected as the heart cooling start condition. If there are others, the time when the phenomenon is detected may be set as the cooling start time. Further, if a program for measuring the potential distribution of the entire heart and detecting the spiral reentry wave is possible, the heart may be cooled when the spiral reentry wave is detected. In addition, the pulse voltage / current is applied to the heart when a predetermined time has elapsed after the heart is cooled. The pulse voltage / current may be applied when the spiral reentry wave is constrained by the detection at 14.

パルス電圧・電流の電圧値やパルス幅を、繰り返し変数である電圧上昇変数nに応じて変化させているが、パルス電圧・電流の印加は、1回で終了するようにしても良い。また、心室頻拍が検出された場合には、電圧上昇変数nに応じてパルス電圧・電流の電圧値とパルス幅を徐々に増大するようにし、心室細動が検出された場合には、所定の高電圧値のパルス電圧・電流を1回だけ印加するようにしても良い。上記実施例では、本体20を人体の胸部の皮下に植込む植込み式の細動防止装置としているが、植込まずに人体の外部から制御する装置としても良い。   Although the voltage value and pulse width of the pulse voltage / current are changed according to the voltage increase variable n which is a repetitive variable, the application of the pulse voltage / current may be completed once. When ventricular tachycardia is detected, the voltage value and pulse width of the pulse voltage and current are gradually increased according to the voltage increase variable n. When ventricular fibrillation is detected, the predetermined value is used. The pulse voltage / current having a high voltage value of may be applied only once. In the above embodiment, the main body 20 is an implantable anti-fibrillation device that is implanted subcutaneously in the chest of the human body. However, the device may be controlled from outside the human body without being implanted.

また、図6に示すように、電位センサ14と通電用電極16とを分離しても良い。この場合には、装置の回路構成は、図7のようになる。通電用電極16は、スイッチ68で制御され、電位センサ14は直接、A/D変換器54に入力する。パルス電圧・電流の印加は、2つの通電用電極16間に印加する。
この場合も、心室リード34の先端の電極341と2つの通電用電極16間において、パルス電圧・電流を印加するようにしても良いし、2つの通電用電極16間及び一方の通電用電極16と心室リード34の先端の電極341間に、パルス電圧・電流を印加するようにしても良いし、2つの通電用電極16と本体20との間に、パルス電圧・電流を印加するようにしても良い。
Further, as shown in FIG. 6, the potential sensor 14 and the energizing electrode 16 may be separated. In this case, the circuit configuration of the apparatus is as shown in FIG. The energization electrode 16 is controlled by a switch 68, and the potential sensor 14 directly inputs to the A / D converter 54. The pulse voltage / current is applied between the two energization electrodes 16.
Also in this case, a pulse voltage / current may be applied between the electrode 341 at the tip of the ventricular lead 34 and the two energizing electrodes 16, or between the two energizing electrodes 16 and one energizing electrode 16. A pulse voltage / current may be applied between the electrode 341 at the tip of the ventricular lead 34 and a pulse voltage / current may be applied between the two energization electrodes 16 and the main body 20. Also good.

また、図8に示すように、心電信号の検出は、心房リード32と心室リード34で行い、基材10上の電位センサ14をなくして、通電用電極16だけ設けるようにしても良い。この場合には、パルス電圧・電流の印加方法は、図6に示す実施例で説明した方法が適用可能である。   Further, as shown in FIG. 8, the detection of the electrocardiographic signal may be performed by the atrial lead 32 and the ventricular lead 34, and the potential sensor 14 on the base material 10 may be eliminated, and only the energizing electrode 16 may be provided. In this case, the method described in the embodiment shown in FIG. 6 can be applied to the pulse voltage / current application method.

さらに、図9に示すように、従来のICDに心臓を局所的に冷却する装置だけを付けるようにしても良い。基材10には、図9に示すように、ペルチェ素子12とサーミスタ18とだけが配設される。この場合には、心房リード32、心室リード34により心電信号が検出されると共に、それを介して心臓に、心室頻拍や心室細動を停止するためのパルス電圧・電流が印加される。   Furthermore, as shown in FIG. 9, only a device for locally cooling the heart may be attached to a conventional ICD. As shown in FIG. 9, only the Peltier element 12 and the thermistor 18 are disposed on the base material 10. In this case, an electrocardiogram signal is detected by the atrial lead 32 and the ventricular lead 34, and a pulse voltage / current for stopping ventricular tachycardia and ventricular fibrillation is applied to the heart via the signal.

上記のように、本実施例では、心室細動や心室頻拍が検出されると、冷却装置が駆動されて、心室が冷却され、冷却箇所に、パルス電圧・電流が印加されて、効率良くスパイラルリエントリー波を消滅させて、心室頻拍を停止させることができる。これにより、心室細動を引き起こすことが防止される。この装置では、心臓を冷却して、パルス電圧・電流を印加するために、印加電圧が低くて良いので、その通電に伴う装着者の不安感や不快感が少ない。したがって、患者のQOLを向上させることができる。また、心臓が冷却された後に、冷却箇所にパルス電圧・電流が印加される場合には、この電圧・電流は低くても良いので、心臓に対する傷害を最小限とすることができる。   As described above, in this embodiment, when ventricular fibrillation or ventricular tachycardia is detected, the cooling device is driven, the ventricle is cooled, and a pulse voltage / current is applied to the cooling location, thereby efficiently. Ventricular tachycardia can be stopped by eliminating the spiral reentry wave. This prevents ventricular fibrillation. In this device, since the heart is cooled and the pulse voltage / current is applied, the applied voltage may be low, so that the wearer is less anxious and uncomfortable with the energization. Therefore, a patient's QOL can be improved. Further, when a pulse voltage / current is applied to the cooling location after the heart is cooled, the voltage / current may be low, so that damage to the heart can be minimized.

装置構成は、図6、図7に示す構成を用いた。MPU50の処理手順は、図10に示す手順とした。本装置は、心室細動に至る前駆現象である心室頻拍が検出された時に、心室細動を防止することを目的とする植込型の心室細動防止装置である。実施例1が心室頻拍の他、心室細動が検出された場合にも、細動停止機能が動作するのに対して、本実施例では、心室頻拍の検出により心室頻拍を停止させるようにしている。ステップ200〜226は、図4のステップ100〜126に対応する。このように、心室頻拍が検出されると、まず、冷却装置が駆動されて、心室が冷却され、所定時間後に冷却箇所に、パルス電圧・電流が印加されて、効率良くスパイラルリエントリー波を消滅させて、心室頻拍を停止させることができる。これにより、心室細動を引き起こすことが、防止される。従来のICD装置を装着した患者は、強いパルス電圧・電流による除細動時の不安感が大きく、患者のQOLは著しく損なわれる。それに対して本装置の場合は、強いパルス電圧・電流が加わらないので、かかる不安感は少なく、患者のQOLを向上させることができる。     The apparatus configuration shown in FIGS. 6 and 7 was used. The processing procedure of the MPU 50 is the procedure shown in FIG. This device is an implantable ventricular fibrillation prevention device for the purpose of preventing ventricular fibrillation when a ventricular tachycardia, which is a precursor phenomenon leading to ventricular fibrillation, is detected. The first embodiment stops the ventricular tachycardia by detecting the ventricular tachycardia, while the fibrillation stop function operates even when ventricular fibrillation is detected in addition to the ventricular tachycardia. I am doing so. Steps 200 to 226 correspond to steps 100 to 126 in FIG. Thus, when a ventricular tachycardia is detected, first, the cooling device is driven to cool the ventricle, and after a predetermined time, a pulse voltage / current is applied to the cooling location to efficiently generate a spiral reentry wave. Can be extinguished to stop ventricular tachycardia. This prevents ventricular fibrillation. A patient wearing a conventional ICD device is greatly uneasy at the time of defibrillation due to a strong pulse voltage / current, and the patient's QOL is significantly impaired. In contrast, in the case of this apparatus, since a strong pulse voltage / current is not applied, such anxiety is small and the QOL of the patient can be improved.

本装置において、心室細動が検出された場合には、図11に示すような処理手順としても良い。すなわち、心室頻拍が検出された場合には、実施例2の図10に示す処理手順とし、心室細動が検出された場合には、図11に示す処理手順としても良い。ステップ300〜326は、ステップ200〜226に対応する。ただし、心室細動が検出された場合には、心室頻拍の場合の処理と異なり、心臓を冷却した後に、パルス電圧・電流の電圧値を徐々に増大させることはなく、冷却箇所に、所定の電圧とパルス幅のパルス電圧・電流を1回印加する構成を採用する。細動の場合には、一刻も速く細動を停止させる必要があるからである。そして、それでも、心室細動が停止しない場合には、ステップ328、334において、従来のICDと同じく、高電圧のパルス電圧・電流を心房リード32、心室リード34を介して、心臓に印加することになる。この時、基材10に設けられている通電用電極16を用いてパルス電圧・電流を印加するようにしても良い。     In the present apparatus, when ventricular fibrillation is detected, a processing procedure as shown in FIG. 11 may be used. That is, when a ventricular tachycardia is detected, the processing procedure shown in FIG. 10 of Example 2 may be used, and when ventricular fibrillation is detected, the processing procedure shown in FIG. 11 may be used. Steps 300 to 326 correspond to steps 200 to 226. However, when ventricular fibrillation is detected, unlike the processing in the case of ventricular tachycardia, after the heart is cooled, the voltage value of the pulse voltage / current is not gradually increased, and a predetermined value is applied to the cooling point. A configuration is adopted in which a pulse voltage / current having a pulse width and a pulse width of 1 is applied once. This is because in the case of fibrillation, it is necessary to stop fibrillation as quickly as possible. If ventricular fibrillation still does not stop, in steps 328 and 334, a high-voltage pulse voltage / current is applied to the heart via the atrial lead 32 and the ventricular lead 34 as in the conventional ICD. become. At this time, a pulse voltage / current may be applied using the energization electrode 16 provided on the substrate 10.

本発明は、心室細動の前駆現象(心室頻拍、スパイラルリエントリー波)が検出された場合に、心臓を冷却し、又は、冷却を開始して所定時間経過後或いはスパイラルリエントリー波が冷却箇所に拘束されていることを確認した後に、パルス電圧・電流を印加して、細動の発生を防ぐ治療方法としても有効である。     In the present invention, when a precursor phenomenon of ventricular fibrillation (ventricular tachycardia, spiral reentry wave) is detected, the heart is cooled, or cooling is started and a predetermined time elapses or the spiral reentry wave is cooled. It is also effective as a treatment method for preventing the occurrence of fibrillation by applying a pulse voltage / current after confirming that the region is restrained.

さらに、心室細動が発生した場合に、心臓を冷却して、あるいは、冷却後に比較的低いパルス電圧・電流を印加して細動を停止させる治療方法としても有効である。   Furthermore, when ventricular fibrillation occurs, it is also effective as a treatment method for stopping the fibrillation by cooling the heart or applying a relatively low pulse voltage / current after cooling.

本発明は、心臓疾患のあり、心室細動を起こし得る可能性のある患者に対して、心室細動の発生を防止できるので、医療機器として、極めて有効である。また、心室細動を発生した場合にも、その細動を効果的に停止できる装置となるので、医療機器として用いるのに極めて有効である。   The present invention is extremely effective as a medical device because it can prevent the occurrence of ventricular fibrillation for a patient who has heart disease and is likely to have ventricular fibrillation. In addition, even when ventricular fibrillation occurs, the device can be effectively stopped, so that it is extremely effective for use as a medical device.

本発明の具体的な一実施例に係る細動防止装置を人体の心臓に装備させた状態を示した説明図。Explanatory drawing which showed the state equipped with the fibrillation prevention apparatus which concerns on one specific Example of this invention in the heart of a human body. 同実施例装置に係る細動防止装置の基材の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the base material of the fibrillation prevention apparatus which concerns on the Example apparatus. 同実施例装置に係る細動防止装置の電気的構成を示したブロック図。The block diagram which showed the electrical structure of the fibrillation prevention apparatus which concerns on the Example apparatus. 同実施例に係る細動防止装置のMPUの処理手順を示したフローチャート。The flowchart which showed the process sequence of MPU of the fibrillation prevention apparatus which concerns on the Example. 同実施例に係る細動防止装置のパルス電圧・電流の電圧波形を示した波形図。The wave form diagram which showed the voltage waveform of the pulse voltage and electric current of the defibrillation apparatus based on the Example. 同実施例の変形例に係る細動防止装置の基材の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the base material of the fibrillation prevention apparatus which concerns on the modification of the Example. 同変形例に係る細動防止装置の電気的構成を示したブロック図。The block diagram which showed the electrical structure of the fibrillation prevention apparatus which concerns on the modification. 他の変形例に係る細動防止装置の基材の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the base material of the fibrillation prevention apparatus which concerns on another modification. 他の変形例に係る細動防止装置の基材の構成を示した平面図。The top view which showed the structure of the base material of the fibrillation prevention apparatus which concerns on another modification. 実施例2に係る細動防止装置のMPUの処理手順を示したフローチャート。9 is a flowchart showing a processing procedure of an MPU of an anti-fibrillation device according to Embodiment 2. 実施例3に係る細動防止装置のMPUの処理手順を示したフローチャート。9 is a flowchart illustrating a processing procedure of an MPU of an anti-fibrillation device according to a third embodiment. 動物実験の構成を示した写真。A photograph showing the structure of an animal experiment. 動物実験による冷却前後の心臓の電位分布と活動電位持続時間の変化を示した図。The figure which showed the change of the heart potential distribution and action potential duration before and behind cooling by animal experiment. 冷却後のスパイラルリエントリー波が冷却箇所に拘束される様子を示した測定図。The measurement figure which showed a mode that the spiral reentry wave after cooling was restrained by the cooling location. 心室細動が冷却により停止することを示した心電信号の波形図。The waveform figure of the electrocardiogram signal which showed that ventricular fibrillation stopped by cooling. 心臓を冷却した時のスパイラルリエントリー波を示した測定図。The measurement figure which showed the spiral reentry wave when the heart was cooled. 冷却なしにパルス電圧・電流を印加した場合と、冷却してパルス電圧・電流を印加した場合の心電信号の変化の様子を示した測定図。The measurement figure which showed the mode of the change of the electrocardiogram signal when a pulse voltage and an electric current were applied without cooling, and when a pulse voltage and an electric current were applied after cooling. 冷却なしにパルス電圧・電流を印加した場合と、冷却してパルス電圧・電流を印加した場合のスパイラルリエントリー波を示した測定図。The measurement figure which showed the spiral reentry wave when a pulse voltage and an electric current are applied without cooling, and when a pulse voltage and an electric current are applied after cooling.

符号の説明Explanation of symbols

10…基材
12…ペルチェ素子
14…電位センサ/通電用電極
16a,16b…通電用電極
32…心房リード
34…心室リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base material 12 ... Peltier element 14 ... Electrode for potential sensor / energization 16a, 16b ... Electrode for conduction 32 ... Atrial lead 34 ... Ventricular lead

Claims (10)

心臓の細動の発生を防止するための植込型の細動防止装置であって、
心臓の電位から成る心電信号を検出する心電信号検出装置と、
心臓を冷却する冷却装置と、
前記心電信号検出装置により検出された前記心電信号に基づいて、心室細動に至る可能性がある前駆現象が検出された時には、前記冷却装置を駆動して心臓を冷却する制御装置と
を備える細動防止装置。
An implantable anti-fibrillation device for preventing the occurrence of fibrillation of the heart,
An electrocardiogram signal detection device for detecting an electrocardiogram signal comprising a cardiac potential;
A cooling device for cooling the heart;
A control device that drives the cooling device to cool the heart when a precursor phenomenon that may lead to ventricular fibrillation is detected based on the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram signal detection device; Anti-fibrillation device provided.
前記前駆現象は、心室頻拍であることを特徴とする請求項1に記載の細動防止装置。 The anti-fibrillation device according to claim 1, wherein the precursor phenomenon is ventricular tachycardia. 前駆現象は、スパイラルリエントリー波の発生に基づく現象を含むことを特徴とする請求項1に記載の細動防止装置。 The anti-fibrillation device according to claim 1, wherein the precursor phenomenon includes a phenomenon based on generation of a spiral reentry wave. 前記心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、前記制御装置は前記冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、前記通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置。 The power supply device for applying a pulse voltage / current to the heart, wherein the control device drives the power supply device after a predetermined time has elapsed after driving the cooling device. 4. The anti-fibrillation device according to any one of 3 above. 前記心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、前記制御装置は前記冷却装置を駆動した後に、スパイラルリエントリー波が心臓の冷却箇所に拘束されたことを検出し、その検出に基づき、前記通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置。 An energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device detects that the spiral reentry wave is constrained to the cooling location of the heart after driving the cooling device, and based on the detection, The defibrillation prevention device according to any one of claims 1 to 3, wherein the energization device is driven. 前記心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、前記制御装置は前記冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、前記前駆現象が消失していない場合に、前記通電装置を駆動することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の細動防止装置。 An energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device drives the energization device when the precursor phenomenon has not disappeared after a lapse of a predetermined time after driving the cooling device. The anti-fibrillation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the anti-fibrillation device is provided. 前記心臓にパルス電圧・電流を与える通電装置を有し、前記制御装置は前記冷却装置を駆動した後の所定時間の経過後に、前記心室頻拍が消失していない場合に、前記通電装置を駆動することを特徴とする請求項2に記載の細動防止装置。 An energization device that applies a pulse voltage / current to the heart, and the control device drives the energization device when the ventricular tachycardia has not disappeared after a lapse of a predetermined time after driving the cooling device. The anti-fibrillation device according to claim 2, wherein 前記パルス電圧・電流は、前記冷却装置によって冷却されている箇所に印加されることを特徴とする請求項4乃至請求項7の何れか1項に記載の細動防止装置。 The anti-fibrillation device according to any one of claims 4 to 7, wherein the pulse voltage / current is applied to a portion cooled by the cooling device. 前記パルス電圧・電流は、心室、心房に対して印加されることを特徴とする請求項4乃至請求項8の何れか1項に記載の細動防止装置。 The anti-fibrillation device according to any one of claims 4 to 8, wherein the pulse voltage / current is applied to a ventricle and an atrium. 前記冷却装置は前記制御装置により通電されるペルチェ素子であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の細動防止装置。 The anti-fibrillation device according to any one of claims 1 to 9, wherein the cooling device is a Peltier element energized by the control device.
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