JP2010099415A

JP2010099415A - 心臓治療装置

Info

Publication number: JP2010099415A
Application number: JP2008275954A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Nemoto; 和人根本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】迷走神経を損傷することなく、供給する電圧を抑制しながら、迷走神経に効果的に刺激を与えて頻脈を治療する。
【解決手段】迷走神経Ａに取り付けられる１以上の電極２と、該電極２に、いずれかの電極位置における電位が、迷走神経Ａの軸索方向Ｘに沿う他の位置の電位より低くなるようなパルス状の電圧を供給する装置本体３とを備え、電極２の迷走神経Ａに対向する表面に電気的な絶縁膜４が設けられている心臓治療装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、心臓治療装置に関するものである。

従来、迷走神経に電気的な刺激を与えて副交感神経系の生理的代表にパルス電流を送出し、頻脈または除脈を抑制する心臓治療装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この心臓治療装置は、２つの刺激用の導電体電極を迷走神経の表面に密着させて、電極間にパルス状の電圧を加えることで迷走神経を脱分極させて刺激を与えるものである。

特開平８−３８６２５号公報

しかしながら、特許文献１の心臓治療装置は、電極を直に迷走神経の表面に密着させているために、電極間に電圧を供給すると迷走神経内に電流が流れる。そして、この電流が過大である場合には、迷走神経が損傷してしまうという不都合がある。迷走神経を損傷させないように電圧を低減すると迷走神経の脱分極が行われず、迷走神経に有効な刺激を与えることができないという不都合がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、迷走神経を損傷することなく、供給する電圧を抑制しながら、迷走神経に効果的に刺激を与えて頻脈を治療することができる心臓治療装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、迷走神経に取り付けられる１以上の電極と、該電極に、いずれかの電極位置における電位が、前記迷走神経の軸索方向に沿う他の位置の電位より低くなるようなパルス状の電圧を供給する装置本体とを備え、前記電極の前記迷走神経に対向する表面に電気的な絶縁膜が設けられている心臓治療装置を提供する。

本発明によれば、一以上の電極を迷走神経に取り付けると、電極に設けられた絶縁膜によって電極の迷走神経との直接的な接触が回避され、装置本体から電極に対して電圧を供給しても、迷走神経に過大な電流が流れることが防止される。この場合に、装置本体から供給する電圧は、いずれかの電極位置における電位が軸索方向に沿う他の位置の電位より低くなるようなパルス状の電圧なので、電極位置の近傍における迷走神経の軸索方向に沿う電位の２次微分値（ＡＦ：Activating Function）が、電極位置において正のピーク値をとるようにすることができる。その結果、迷走神経に過大な電流を流すことなく、電極位置において脱分極を発生させて、迷走神経に損傷を与えることなく、確実に刺激を与えることができる。

上記発明においては、前記電極が、前記迷走神経の軸索方向に間隔をあけて複数配置され、前記装置本体が、隣接する電極の極性を異ならせて電圧を供給することとしてもよい。

このようにすることで、隣接する一方の電極位置におけるＡＦが正のピーク値をとるように容易にすることができる。その結果、迷走神経に過大な電流を流すことなく、電極位置において脱分極を発生させて、迷走神経に損傷を与えることなく、確実に刺激を与えることができる。また、軸索方向に沿う電位分布を確実に変化させることができ、より低いエネルギのパルス状の電圧を供給するだけで確実な刺激を行うことができる。

本発明によれば、迷走神経を損傷することなく、供給する電圧を抑制しながら、迷走神経に効果的に刺激を与えて頻脈を治療することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る心臓治療装置１について、図１〜図４を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る心臓治療装置１は、図１および図２に示されるように、迷走神経Ａに取り付けられる導電性の材料からなる第１の電極２と、身体に取り付けられる第２の電極（図示略）と、これらの電極２間にパルス状の電圧を供給する装置本体３とを備えている。

第１の電極２は、迷走神経Ａに対向させられる側の表面を電気的な絶縁材料からなる絶縁膜４によって覆われ、他の表面全体を同様に電気的な絶縁材料からなる絶縁被膜５によって覆われている。
絶縁膜４は、プラスチック材料により構成され、その抵抗率は約１００ＧΩ・ｃｍであり、膜厚を１０μｍ程度に設定することにより、単位面積あたりの電気抵抗値が約１０ＭΩ／ｃｍ^２となっている。この値は、皮膚の電気抵抗値（約数１０ｋΩ〜百数１０ｋΩ／ｃｍ^２）と比較して十分に大きく設定されている。
絶縁膜４の抵抗率を１００ＧΩ・ｃｍ以上にし、抵抗率に合わせて膜厚を設定することで、絶縁膜４の単位面積あたりの電気抵抗値を皮膚の電気抵抗値より十分に大きく設定することもできる。

装置本体３は、第１の電極２に対して、図３に示されるように、その第１の電極２位置における電位が、当該第１の電極２位置近傍において、迷走神経Ａの軸索方向Ｘに沿う他の位置の電位より低くなるようなパルス状の電圧を供給するようになっている。

このように構成された本実施形態に係る心臓用治療装置１を用いて迷走神経Ａに刺激を与える場合について、以下に説明する。
図１に示されるように、迷走神経Ａの刺激を与えたい箇所に第１の電極２を配置し、他の電極を身体のいずれかの位置に接地して、装置本体３からパルス状の電圧を供給する。第１の電極２は絶縁膜４によって覆われているので、迷走神経Ａに取り付けられても、迷走神経Ａに直接的に接触しないように維持される。また、第１の電極２は絶縁被膜５によって覆われているので、迷走神経Ａの周囲に配置されている他の臓器等にも直接接触しないように維持される。

そして、装置本体３の作動により、第１の電極２と第２の電極との間にパルス状の電圧を供給すると、第１の電極２と迷走神経Ａとが、間に配されている絶縁膜４によって電気的に絶縁されているので、迷走神経Ａに過大な電流が流れることが防止される一方、第１の電極２の位置近傍において、軸索方向Ｘに図３に示されるような電位分布が発生する。

その結果、軸索方向Ｘに沿う電位の２次微分値であるＡＦは、図４に示されるように、第１の電極２の位置において正のピーク値をとるように分布させることができる。したがって、本実施形態に係る心臓治療装置１によれば、迷走神経Ａに過大な電流を流すことなく、第１の電極２の位置の迷走神経Ａにおいて脱分極を生じさせ、迷走神経Ａを効果的に刺激することができる。
特に、迷走神経Ａに過大な電流を流さずに済むので、迷走神経Ａがダメージを受けることが防止され、迷走神経Ａを健全な状態に維持しつつ、迷走神経Ａに刺激を与えて、頻脈または除脈を抑制することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、迷走神経Ａに第１の電極２を取り付け、第２の電極を身体に取り付ける場合について説明したが、これに代えて、図５に示されるように、迷走神経Ａに２つの電極２，６を軸索方向Ｘに間隔をあけて取り付け、２つの電極２，６間にパルス状の電圧を加えることにしてもよい。
このようにすることで、図６に示されるように、一方の電極６近傍の電位に対し、他方の電極２近傍の電位を確実に低く設定することができ、図７に示されるように、軸索方向Ｘに沿うＡＦが容易に負のピーク値をとるようにすることができる。この場合に、加える電圧は単一の電極２の場合よりも小さくて済み、省エネルギを図り、特に、バッテリ駆動の場合に、バッテリの消耗を抑制して長時間にわたる使用を可能にすることができる。

さらに、迷走神経Ａに取り付ける電極は、図８に示されるように３つ以上でもよい。そして、隣接する電極２，６に異なる極性の電位を加えることにより、図９および図１０に示されるように、さらに容易に軸索方向Ｘに沿うＡＦが負のピーク値をとるようにすることができる。
また、本実施形態においては、絶縁膜４が迷走神経Ａの全周を取り巻くように設けることとしたが、これに代えて、電極２，６の迷走神経Ａに対向する表面を覆うように部分的に設けることにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る心臓治療装置を説明する模式図である。図１の心臓治療装置における電極を示す模式的な横断面図である。図１の心臓治療装置の電極にパルス電圧を加えたときの迷走神経の軸索方向に沿う電位分布の一例を示す図である。図３の電位分布を発生させたときの迷走神経の軸索方向に沿うＡＦの分布の一例を示す図である。図１の心臓治療装置の変形例を示す模式図である。図５の心臓治療装置の電極にパルス電圧を加えたときの迷走神経の軸索方向に沿う電位分布の一例を示す図である。図６の電位分布を発生させたときの迷走神経の軸索方向に沿うＡＦの分布の一例を示す図である。図１の心臓治療装置の他の変形例を示す模式図である。図８の心臓治療装置の電極にパルス電圧を加えたときの迷走神経の軸索方向に沿う電位分布の一例を示す図である。図９の電位分布を発生させたときの迷走神経の軸索方向に沿うＡＦの分布の一例を示す図である。

符号の説明

Ａ迷走神経
１心臓治療装置
２，６電極
３装置本体
４絶縁膜

Claims

迷走神経に取り付けられる１以上の電極と、該電極に、いずれかの電極位置における電位が、前記迷走神経の軸索方向に沿う他の位置の電位より低くなるようなパルス状の電圧を供給する装置本体とを備え、
前記電極の前記迷走神経に対向する表面に、電気的な絶縁膜が設けられている心臓治療装置。
前記電極が、前記迷走神経の軸索方向に間隔をあけて複数配置され、
前記装置本体が、隣接する電極の極性を異ならせて電圧を供給する請求項１に記載の心臓治療装置。