JP2011505967A - 除細動ショック出力回路 - Google Patents

Abstract

本文書は、特に植込心調律管理装置を用いて、高電圧除細動ショックを発生および送達する技術を論じる。出力エネルギー送達ブリッジは、所望のショック・ベクトルまたは極性を提供すべくプログラムされることが可能である。ブートストラップ完全固体型スイッチ制御電圧発生回路が記載される。例えば、心臓の正常調律への変換の失敗に対応して、自動的に極性またはベクトルを再構成する実施形態が記載される。

Description

本発明は、概して植込心調律管理装置、より詳細には、限定ではないが、プログラム可能出力エネルギー送達ブリッジに関する。

植込医療装置には、特に、例えばペースメーカ、電気除細動器、除細動器、心臓再同期治療（ＣＲＴ）装置、および患者にこれらの治療法のうちの一つ以上を提供する組み合わせ装置などの心調律管理（ＣＲＭ）装置が含まれる。例えば、植込除細動器／ペースメーカは、一般的にバックアップ・ペーシング機能を備えた植込除細動器として構成される。そのようなデバイスは、心室性または心房性の頻脈性不整脈発作の既往歴を有する患者に提供されることを目的とする。心室性不整脈には、心室頻拍（ＶＴ）および危険な致死性の心室細動（ＶＦ）が含まれ、これらは、本明細書において心室頻拍／心室細動と総称される。心室頻拍／心室細動は、一般的に抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ）治療または除細動カウンターショックで治療される。

特開２００５−０９２４３７号公報

植込心調律管理装置を用いて高電圧除細動ショックを発生および送達する技術の実施例を本明細書において開示する。

出力エネルギー送達ブリッジは、幾つかの実施例において所望のショック・ベクトルまたは極性を提供すべくプログラムされることが可能である。ブートストラップ完全固体型スイッチ制御電圧発生回路が記載される。例えば、心臓の正常調律への変換の失敗に対応して、自動的に極性またはベクトルを再構成する実施形態が、幾つかの実施例に従って記載される。

実施例１は、電源、第１スイッチ回路、およびブリッジ回路を備える、患者の心臓に電気治療を送達する植込医療装置を含む。第１スイッチ回路は、第１ノードと第２ノードを備える。第１ノードは、電源の第１端子に連結される。ブリッジ回路は、第２ノードと、電源の第２端子とに連結される。ブリッジ回路は、第１電極と第２電極に接続されるように構成される。第１電極と第２電極は、心臓内と心臓付近のうちの１つに植込まれるように構成される。ブリッジ回路はまた、第１モードで第１電極と第２電極を用いることによって、第１極性エネルギーを心臓に送達し、更に第２モードで第１電極と第２電極を用いることによって、逆極性エネルギーを心臓に送達するように構成される。

実施例２において、実施例１の第１スイッチ回路は任意に、第１極性エネルギーと逆極性エネルギーを送達するタイミングを制御するように構成される。
実施例３において、実施例１〜２の何れかの植込医療装置は任意に、第１電極を含む。第１電極は、缶電極を備える。

実施例４において、実施例１〜２の何れかの植込医療装置は任意に、第１電極を含む。第１電極は、心房コイル電極を備える。
実施例５において、実施例１〜４の何れかの植込医療装置は任意に、第２電極を含む。第２電極は、心室コイル電極を備える。

実施例６において、実施例１〜５の何れかのブリッジ回路は任意に、第２スイッチ回路、第３スイッチ回路、第４スイッチ回路、および第５スイッチ回路を含む。第２スイッチ回路は、第２ノードに連結されると共に、第１電極に接続されるように構成される。第３スイッチ回路は、第２ノードに連結されると共に、第２電極に接続されるように構成される。第４スイッチ回路は、第２端子に連結されると共に、第１電極に接続されるように構成される。第５スイッチ回路は、第２端子に連結されると共に、第２電極に接続されるように構成される。ブリッジ回路は、第３スイッチ回路と第４スイッチ回路が閉じられると、第１極性エネルギーを送達するように構成され、更に第２スイッチ回路と第５スイッチ回路が閉じられると、逆極性エネルギーを送達するように構成される。

実施例７において、実施例６の第２スイッチ回路、第３スイッチ回路、第４スイッチ回路、および第５スイッチ回路は任意に、サイリスタを備える。
実施例８において、実施例６〜７の何れかの第２スイッチ回路と第４スイッチ回路は任意に、実質的に互いに隣接して積層される。

実施例９において、実施例６〜８の何れかの植込医療装置は任意に、第６スイッチ回路と第７スイッチ回路を備える。第６スイッチ回路は、第２ノードに連結されると共に、第３電極に接続されるように構成される。第３電極は、心臓内と心臓付近のうちの１つに植込まれるように構成される。第７スイッチ回路は、第２端子に連結されると共に、第３電極に接続されるように構成される。ブリッジ回路は、第４スイッチ回路と第６スイッチ回路が閉じられると、心臓に第３エネルギーを送達するように構成され、更に第２スイッチ回路と第７スイッチ回路が閉じられると、心臓に第４エネルギーを送達するように構成される。

実施例１０において、実施例９のブリッジ回路は任意に、第１極性エネルギーを第３エネルギーと同時に送達するように構成される。
実施例１１において、実施例９〜１０の何れかのシステムは任意に、逆極性エネルギーを第４エネルギーと同時に送達するように構成される。

実施例１２において、実施例１〜１１の何れかのスイッチ回路は任意に、バイポーラ接合型トランジスタ（ＢＪＴ）を備える。
実施例１３において、実施例１２のスイッチ回路は任意に、第１制御端子、駆動電圧コンデンサ、抵抗素子、第２ダイオード、および点孤回路を備える。第１制御端子は、第１ダイオードに連結され、第１ダイオードは、第３ノードに連結される。駆動電圧コンデンサは、第３ノードと第２ノードに連結される。抵抗素子は、第３ノードと第４ノードに連結される。第２ダイオードは、第２ノードと第４ノードに連結される。点孤回路は、第４ノードに連結される。バイポーラ接合型トランジスタの基部は、第４ノードに連結され、バイポーラ接合型トランジスタのコレクタは、第１ノードに連結され、バイポーラ接合型トランジスタのエミッタは、第２ノードに連結される。第１制御端子は、第１段階で駆動電圧コンデンサを充電すべく第１制御電圧を提供するように構成される。

実施例１４において、実施例１３の点孤回路は任意に、第２コンデンサと、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートとに連結される第２制御端子を含む。第２コンデンサは、電界効果トランジスタのドレインと第４ノードに連結される。電界効果トランジスタのソースは、接地電圧に連結される。第２制御端子は、第２段階でバイポーラ接合型トランジスタを活性化すべく第２制御電圧を提供するように構成される。

実施例１５は、電源を提供することと、ブリッジ回路を制御することと、スイッチ回路を閉じることとを含む、植込医療装置を用いて患者の心臓に除細動エネルギーを送達する方法を含む。ブリッジ回路は、ブリッジ回路が第１モードであるように、電源の第１端子に連結される。スイッチ回路は、第１極性エネルギーがブリッジ回路を通じて心臓に提供されるように、電源の第２端子とブリッジ回路に連結される。

実施例１６において、実施例１５でスイッチ回路を閉じることは任意に、トランジスタのゲートとエミッタに連結された駆動電圧コンデンサを充電することを含む。トランジスタは、電源の第２端子に連結されたコレクタと、ブリッジ回路に連結されたエミッタとを備える。スイッチ回路を閉じることはまた、駆動電圧コンデンサにトランジスタをオンにする電圧を提供させることを含む。

実施例１７において、実施例１５の方法は任意に、第１スイッチ回路であるスイッチ回路を含む。ブリッジ回路が実施例１５において第１モードであるように、ブリッジ回路を制御することは任意に、第１端末と、心臓内と心臓付近のうちの１つに植込まれた第１電極とに連結された第２スイッチ回路を閉じることと、心臓内と心臓付近のうちの１つに植込まれると共に第１スイッチ回路に連結された第２電極に連結される第３スイッチ回路を閉じることとを含む。

実施例１８において、ブリッジ回路が実施例１７において第１モードであるように、ブリッジ回路を制御することは任意に、心臓内と心臓付近のうちの１つに植込まれると共に、第１スイッチ回路に連結された第３電極に連結される第４スイッチ回路を閉じることを含む。

実施例１９において、実施例１５〜１８の何れかの方法は任意に、スイッチ回路を開くことと、ブリッジ回路が第２モードであるようにブリッジ回路を制御することと、逆極性エネルギーがブリッジ回路を通じて心臓に提供されるように、スイッチ回路を閉じることとを含む。

実施例２０において、実施例１９の方法は任意に、第１極性エネルギーを送達する前に、不整脈が心臓に存在するか否か判定することと、逆極性エネルギーを送達する前に、不整脈が依然として存在するか否か判定することとを含む。

実施例２１は、植込医療装置を含む。植込医療装置は、電源、電源に連結されたブリッジ回路を制御する手段、および第１極性エネルギーがブリッジ回路を通じて提供されるように、電源とブリッジ回路に連結された第１スイッチ回路を閉じる手段を含む。

必ずしも縮尺通りに描かれていない図面において、類似の数字は、異なった図面における同様の構成要素を記載し得る。異なる文字の接尾辞を有する類似の数字は、同様の構成要素の異なる事例を示し得る。図面は概して、限定ではなく例として、本文書において検討された種々の実施形態を例示する。

植込心機能管理装置において除細動用高電圧を発生させる高電圧充電回路の実施例。 除細動治療を受ける患者内に植込まれる所望除細動電極に、高電圧コンデンサからエネルギーを送達するＨ型ブリッジ出力ブリッジ取付方法の実施例の図面。 除細動治療を受ける患者内に植込まれる所望除細動電極に、高電圧コンデンサからエネルギーを送達する別の取付方法の実施例を全体として例示する略図。 右心室（ＲＶ）コイルから右心房（ＲＡ）コイルショックのタイミングの実施例。 例えば図３のスイッチ３０５Ｇを実現するためのスイッチ回路の実施例を、全体として例示する略図。

図１は、植込心機能管理装置において除細動用高電圧（例えば４０Ｖ〜７８０Ｖ）を発生させる高電圧充電回路１００の実施例である。この実施例において、除細動用高電圧は、少なくとも１つの高電圧コンデンサ１１０（ＨＶ Ｃａｐ）に蓄えられ、個別の除細動用電圧は、所望のショックエネルギー（例えば０．１Ｊ〜４１Ｊ）によって決まる。図１は、フライバック・コンバータを用いることによって達成できる、バッテリ１０５（例えば約３Ｖで）のエネルギーを高電圧コンデンサに移す方法の実施例を示す。

図１において、スイッチ１２５（例えばｎチャネルＭＯＳＦＥＴ）が閉じられると、フライバック変圧器の一次巻線を通る電流は、最大値（例えば約９Ａ）まで上昇する。この電流が徐々に上昇する間、ダイオード１１５は、逆バイアスされるので、電流は、変圧器１２０の二次巻線内を流れない。電流が、所望のピーク値に達すると、スイッチ１２５は、開かれる。スイッチ１２５が開かれると、変圧器１２０の出力は逆転し、ダイオード１１５は、順バイアスになる。変圧器１２０に蓄えられたエネルギーは、次に高電圧コンデンサ１１０に移される。これは、コンデンサ１１０が所望の電圧に充電されるまで、繰り返されることが可能である（例えば１０マイクロ秒周期で）。

特定の実施例において、スイッチ１２５が閉じられた場合に、ピーク電流の調達を助けるべく、１以上のバイパス・コンデンサをバッテリ１０５と並列に設置することが可能である。特定の実施例において、高電圧コンデンサは、直列の２つのコンデンサとして実現されることが可能であり、各々の前記直列コンデンサは、それ自身の二次変圧器巻線に与えられることが可能である。特定の実施例において、例えば一次巻線路におけるスイッチの開閉に関連する電流要求量を満たすべく用いられる電流を供給するために、更に別の巻線を使用することが可能である。

図２は、所望除細動電極に、高電圧コンデンサからエネルギーを送達するＨ型ブリッジ出力ブリッジ取付方法の実施例の図面である。前記除細動電極は、除細動治療を受ける患者内に植込まれる。そのような除細動電極の実施例は、図２において「心房コイル」２２０および「心室コイル」２２５として示される。心房コイル２２０が、２相（２相性）除細動波形の第１相の間、正であることが望まれる場合、第１心房スイッチ２０５Ａおよび第２心室スイッチ２１０Ａは、第１相で閉じられ得る。第１相の後、第１心房スイッチ２０５Ａおよび第２心室スイッチ２１０Ａは、開けられ得る。次に、第１心室スイッチ２０５Ｂおよび第２心房スイッチ２１０Ｂは、第２相で閉じられ得るが、第２相後に開けられることが可能である。「ホット缶」構成において、植込除細動器ハウジング（“缶”と称されることもある）は、心房コイル電極２２０に電気的に接続される（例えば、「短絡される」）「缶」電極を提供する。これは、特定の実施例において、植込除細動器のヘッダ・フィード・スルー部分における硬い電気接続（例えば製造時に提供される）を介して達成されることが可能であり、心房コイル電極２２０と心室コイル電極２２５は、植込除細動器のヘッダに電気的に接続される静脈内リード線上に配置される。「コールド缶」構成において、植込除細動器ハウジングは、心房コイル電極２２０または心室コイル電極２２５に電気的に接続されない。

図２のＨ型ブリッジ構成に関する１つの潜在的な問題は、第１相または第２相の特定の１相に対して、上側（“高部側”）スイッチは、サイリスタとして実現され、底側スイッチは、電界効果トランジスタとして実現されるときに発生する。そのような実施例において、トランジスタ・スイッチは、基本的に電極選択に用いられ、高部側サイリスタ・スイ
ッチング特性は、スイッチングの立ち上がり時間と立ち下がり時間を判定する。しかし、サイリスタは、不意に開閉するため、スイッチング立ち上がり時間と立ち下がり時間は、高部側サイリスタによっては必ずしも十分に制御されないので、例えば、そのような不意なスイッチング中の寄生リアクタンス作用を回避または処理するために、複雑な二次回路設計または配置を考慮することになる。

図３は、除細動治療を受ける患者内に植込まれた所望除細動電極に、高電圧コンデンサからエネルギーを送達する別の取付方法の実施例を全体として例示する略図である。前記除細動電極の実施例は、図３において「心房コイル２２０」、「心室コイル２２５」、および「缶３３０」として示される。図２に上記された「ホット缶」実施例とは異なり、図３の実施例において、「缶」電極３３０は、製造時に「配線による」（または配線によらない）というよりはむしろ選択的に（第６スイッチ回路としての第１缶スイッチ３０５Ｃと第７スイッチ回路としての第２缶スイッチ３０５Ｆを介して）用いられることが可能である。

特定の実施例において、図３のショック送達回路３００は、少なくとも３つの互いに異なる除細動ショック・ベクトル、即ち（１）右心室コイル２２５から右心房コイル２２０；（２）右心室コイル２２５から右心房コイル２２０と缶３３０；または（３）右心室コイル２２５から缶３３０を提供するために用いられることが可能である。そのようなショック・ベクトルと対応スイッチング構成の実施例を表１に記載する。

特定の実施例において、除細動ショックが送達される場合、スイッチ３０５Ａ〜Ｆは、スイッチ３０５Ｇを閉じる前に短期間（例えば２５０マイクロ秒）で要望通りに構成される。図４は、「右心室コイル２２５から右心房コイル２２０」ショックに対するこのタイミングの実施例を示す。

図３において、特定の実施例ではスイッチ３０５Ａ〜Ｆは、（例えば遠隔ゲート・サイリスタ（ＲＧＴ）かシリコン制御整流器（ＳＣＲ）を用いることによって）サイリスタとして実現されることが可能であり、スイッチ３０５Ｇは、トランジスタ（例えば絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ（ＩＧＢＪＴ））として実現される。特定の実施例において、図３に示される接続形態は、第１心房スイッチ３０５Ａと第２心房スイッチ３０５Ｄを積層可能（例えば遠隔ゲート・サイリスタを含み得る第１心房スイッチ３０５Ａは、シリコン制御整流器を含み得る第２心房スイッチ３０５Ｄに積層される）にし、また第１心室スイッチ３０５Ｂと第２心室スイッチ３０５Ｅを積層可能（例えば遠隔ゲート・サイリスタを含み得る第１心室スイッチ３０５Ｂは、シリコン制御整流器を含み得る第２心室スイッチ３０５Ｅに積層される）にし、更にまた第１缶スイッチ３０５Ｃと第２缶スイッチ３０５Ｆを積層可能（例えば遠隔ゲート・サイリスタを含み得る第１缶スイッチ３０５Ｃは、シリコン制御整流器を含み得る第２缶スイッチ３０５Ｆに積層される）にするので、スペースを節約すると共に、植込心機能管理装置のサイズを減らす。

図５は、例えば図３のスイッチ３０５Ｇを実現するためのスイッチ回路５００の実施例を全体として例示する略図である。この実施例において、第１ノード５０２は、図３のスイッチ３０５Ｇから、図３に示されるようなＨＶコンデンサの端子に向かう接続を示す。第２ノード５０４は、図３のスイッチ３０５Ｇと、図３の第１心房スイッチ３０５Ａ，第１心室スイッチ３０５Ｂ、および第１缶スイッチ３０５Ｃの共通ノードとの間の接続を示す。

図３のスイッチ３０５Ｇの制御は、図５において、３つの個別の制御信号入力、即ち（１）第３ノード５０５でのＨＶＳ＿ＥＮＢＬＥ、（２）第４ノード５０６でのＨＶＳ＿ＦＩＲＥ＿Ｎ、および（３）第５ノード５０７でのＨＶ＿ＧＭＥＡＳによって実行されることが可能である。「アイドル」状態において、ＨＶＳ＿ＥＮＢＬＥは、０Ｖの「低」に保持され、ＨＶＳ＿ＦＩＲＥ＿Ｎは、１２Ｖの「高」に保持され、更にＨＶＳ＿ＧＭＥＡＳは、０Ｖの「低」に保持される。

図３のスイッチ３０５Ｇを「オン」にすることは、図５において対応ｎチャネル絶縁ゲートｎｐｎバイポーラ接合型トランジスタ（ＩＧＢＪＴ）５０８を「オン」にすることに対応する。絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８をオンにする準備のため、ゲート−エミッタ駆動電圧は、第１コンデンサ５２０に蓄えられることが可能である（例えば１．５μＦ）。これは、第３ノード５０５のＨＶＳ＿ＥＮＢＬＥを１２Ｖの「高」電圧に移行させることによって、達成されることが可能である。これは、第１ダイオード５１０を順バイアスにすると共に、第１ダイオード５１０をオンにし、それによって電流が第１コンデンサ５２０を流れ、更に充電できるようにする。この同じ電流はまた、第２ダイオード５１２を通って流れ、第２ダイオード５１２は、「オン」に順バイアスされる。この同じ電流はまた、ｎチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）５４０のドレイン−ソース伝導経路を流れ、電界効果トランジスタ５４０は「オン」になる。次にこの同じ電流は、ＨＶ＿ＧＭＥＡＳで０Ｖの「低」接地電圧を提供する回路によって、第５ノード５０７で低下する。この期間中、電界効果トランジスタ５４０は、「オン」であるため、第２コンデンサ５２２に蓄えられた約１２Ｖの電圧が存在する（例えば１０ｐＦ、１０００Ｖに対して評価したとき）。これは、電界効果トランジスタ５４０のゲート端子とドレイン端子間に位置する（電界効果トランジスタ５４０のドレイン端子は、０Ｖで、電界効果トランジスタ５４０のゲート端子は、１２Ｖであるため）。

次に、図３のスイッチ３０５Ｇを「オン」にすることは、図５において絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８を「オン」にすることに対応する。最初は、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲート−エミッタ電圧は、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８が「オフ」であるように０Ｖに近い。絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８をオンにするため、第４ノード５０６の制御信号ＨＶＳ＿ＦＩＲＥ＿Ｎは、１２Ｖの論理「高」から０Ｖの論理「低」に移行される。上記の準備相中に第２コンデンサ５２２に予め蓄えられた電圧のため、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲート端子の電圧は、第１コンデンサ５２０と第１ダイオード５１０の間のノードでの約１１．５Ｖよりもマイナスの電圧である（例えば１２ＶのＨＶＳ＿ＥＮＢＬＥ電圧は、約０．５Ｖのダイオードドロップ分低い）。これは、電流を第１抵抗５３０（例えば１８ＫΩ）に流れ込ませることによって第２コンデンサ５２２を充電すると共に、第２ダイオード５１２を「オフ」に逆バイアスする。予め第１コンデンサ５２０に蓄えられた駆動電圧はこのとき、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲート端子とエミッタ端子の両端に事実上出現する。これによって、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８が「オン」になる。絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８が、オンになると、第２ノード５０４の電圧は、第１ノード５０２の高電圧コンデンサによって送達された高電圧へと上昇し始める。第２ノード５０４の電圧が上
昇し始めると、第１コンデンサ５２０と第１ダイオード５１０間のノードの電圧が後に続き、それによって第１ダイオード５１０を逆バイアスする。このようにして「ブートストラップ」電圧を第１コンデンサ５２０と第１ダイオード５１０間のノードに提供することによって、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲートに十分な駆動電圧を提供すると同時に、そのエミッタ電圧が、第１ノード５０２のＨＶコンデンサ１１０によって提供される高電圧へと上昇する。

しかも上記の実施例において、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のスイッチングの十分に制御された立ち上がり時間または立ち下がり時間が確立されることが可能である。絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲート電圧が上記の絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８の電圧フォロワのような配置によって高く駆動されるので、第２コンデンサ５２２を充電すべくＨＶＳ＿ＦＩＲＥ＿Ｎで制御電流を送達することによって、絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のスイッチングの立ち上がり時間または立ち下がり時間を確立することが可能である。しかも第２コンデンサ５２２は、電界効果トランジスタ５４０の固定ゲート電圧と広範囲に変動するドレイン電圧間の「ミラー」コンデンサとして構成されるので、これは、必要に応じて絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のスイッチング立ち上がり時間または立ち下がり時間を制御するより大きな実効キャパシタンスを提供すべく有利に用いられることが可能である。絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のスイッチング時間はまた、第１抵抗５３０と絶縁ゲート・バイポーラ接合型トランジスタ５０８のゲートキャパシタンスによって形成されるＲＣ時間定数の影響を受けることになる。

図３と図５に関して上記された構成はまた、他の特定の取付方法によって要求され得るような、何れの光結合器、トリガ変圧器、フローティング電源、または変圧器結合電源も必要とせずに、スイッチングを実現する完全固体型制御を提供する。これによって、経費、回路容積、およびそのような他の取付方法から生じ得る厄介な問題を減らすことが可能である。

図３と図５に関する上記の構成はまた、上記の配線による「ホット缶」または「コールド缶」構成を超える利点を有する。何故なら、除細動波形に柔軟性をもたせるからである。例えば、表１は、第１相中に第２スイッチ回路としての第１心房スイッチ３０５Ａ、第４スイッチ回路としての第２心室スイッチ３０５Ｅ、および第１スイッチ回路としてのスイッチ３０５Ｇを閉じ、その後、第２相中に第３スイッチ回路としての第１心室スイッチ３０５Ｂ、第４スイッチ回路としての第２心房スイッチ３０５Ｄ、およびスイッチ３０５Ｇを閉じることによる右心室コイルから右心房コイルのショック・ベクトルを例示する。別の実施例において、このショック・ベクトルの極性は、第１相中に第１心室スイッチ３０５Ｂ、第２心房スイッチ３０５Ｄ、およびスイッチ３０５Ｇを閉じ、次に第２相中に第１心房スイッチ３０５Ａ、第２心室スイッチ３０５Ｅ、およびスイッチ３０５Ｇを閉じることによって反転され得る。同じように、他の波形極性は、第１相で閉じられるスイッチを第２相で閉じられるスイッチと交換することによって反転することも可能である。

更に別の実施例において、自動的極性反転が実行される。例えば、各々のショック送達後、検出回路を用いることによって、調律が、頻脈性不整脈または細動の波形から正常波形に首尾よく変換されているか否か判定する。指定回数（例えば、３ショック）試みた後でも、心臓が、正常調律に変換されていなかった場合、逆波形極性の同じショック・ベクトルを用いて、少なくとも１回（例えば、第４ショック）引き続いて試みられる。他の実施例において、例えば、特定の発作に対する最初の除細動ショックの試みで正常心調律を得ることに失敗した場合、異なるショック・ベクトルまたは極性が、自動的に用いられる。

〔補注〕
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付図面の参照資料を含む。図面は、例証として本発明を実現し得る具体的な実施形態を示す。これらの実施形態はまた、本明細書において「実施例」と称される。そのような実施例は、図示および記載されたのに加えて要素を盛り込むことが可能である。しかし、本発明者はまた、図示および記載されたそれらの要素のみが提供される実施例を検討する。

全ての公表文献、特許、および本文書において紹介される特許文書は、個々に参照文献に盛り込まれるように、本明細書において参照文献によってその全体が盛り込まれている。本文書と、そのように参照文献によって盛り込まれたそれらの文書間で使用に一貫性がない場合、盛り込まれた参照文献における使用は、本文書の使用を補足するものと考えるべきである。即ち、矛盾する不一致に対しては、本文書における使用が支配する。

本文書において、用語「ａ」または「ａｎ」は、任意の他の例または「少なくとも１つ」か「１か複数」の使用と関係なく、１つ以上を含むべく、特許文書で一般的であるように用いられる。本文書において、用語「または」は、非独占的に言及するためか、または別に示されなければ、「ＡまたはＢ」が「ＢではなくＡ」、「ＡではなくＢ」、および「ＡとＢ」を含むように用いられる。添付の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「それにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、夫々の用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の同等の用語として用いられる。また、以下の特許請求の範囲において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、制約がない。即ち、請求項でそのような用語の後に列挙されたのに加えて要素を含むシステム、デバイス、品物、またはプロセスは、依然としてその請求項の範囲内に含まれるものとみなされる。しかも、以下の特許請求の範囲において、用語「第１」、「第２」、および「第３」などは、単に標記として用いられており、それらの対象に数的要件を課すことを意図しない。

本明細書において記載される方法の実施例は、少なくとも部分的に機械またはコンピュータで実行されることが可能である。実施例によっては、上方の実施例において記載されたような方法を実行すべく、電子機器を構成するように作動する命令でコード化されたコンピュータ可読媒体または機械可読媒体を含むことが可能である。そのような方法の実行は、例えばマイクロコード、アセンブリ言語コード、上級言語コード、または同種のものなどのコードを含むことが可能である。そのようなコードは、種々の方法を実行するコンピュータ可読命令を含むことが可能である。コードは、コンピュータ・プログラム製品の部分を形成し得る。更に、コードは、実行中か他の場合に１か複数の揮発性または不揮発性コンピュータ可読媒体に実体的に保存され得る。これらのコンピュータ可読媒体には、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例えばコンパクト・ディスクとデジタル・ビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、および同類のものが含まれ得るが、これらに限定されない。

上記の説明は、限定ではなく、例示を意図する。例えば、上記の実施例（またはその１か複数の特徴）は、互いに組み合わせて用いられ得る。他の実施形態は、例えば上記の説明の再検討に際して当業者によって用いられることが可能である。要約書は、読み手が技術の開示の性質を素早く確認できるようにすべく、米国特許施行規則（Ｃ．Ｆ．Ｒ．）第１条、第７２（ｂ）項に適合するように提供される。要約は、本請求項の範囲または趣旨を解釈または限定するのに用いられることがないという前提で提出される。また、上記の詳細な説明において、種々の特徴は、本開示物を簡素化すべくグループ化され得る。これは、請求されない開示特徴が、何れかの請求項に不可欠であることを意図するものと解釈されるべきではない。むしろ発明対象は、特定の開示実施形態の特徴の全数より少ない数
の特徴にあり得る。従って、以下の請求項は、本明細書によって、詳細な説明に盛り込まれており、各々の請求項は、個別の実施形態として独立している。

本発明の範囲は、そのような請求項が与えられる同等物の全ての範囲と共に、添付の特許請求の範囲を参照して判定されるべきである。

Claims (21)

1. 患者の心臓に電気治療を送達する植込医療装置であって、前記植込医療装置は、
   第１端子と第２端子を備える電源と；
   前記第１端子に連結されている第１ノードと、第２ノードとを備える第１スイッチ回路と；
   前記第２ノードと前記第２端子に連結されているブリッジ回路であって、前記ブリッジ回路は、前記心臓内と前記心臓付近のうちのいずれか１つに植込まれている第１電極と第２電極に接続されるように構成されることと
   を備え、
   前記ブリッジ回路は、第１モードで前記第１電極と前記第２電極を用いることによって、前記心臓に第１極性エネルギーを送達するように構成され、更に前記ブリッジ回路は、第２モードで前記第１電極と前記第２電極を用いることによって、前記心臓に逆極性エネルギーを送達するように構成されることを特徴とする、植込医療装置。
2. 前記第１スイッチ回路は、前記第１極性エネルギーと前記逆極性エネルギーを送達するタイミングを制御するように構成される、請求項１記載の植込医療装置。
3. 前記植込医療装置は更に、缶電極を含む前記第１電極を備える、請求項１または２記載の植込医療装置。
4. 前記植込医療装置は更に、心房コイル電極を含む前記第１電極を備える、請求項１または２記載の植込医療装置。
5. 前記植込医療装置は更に、心室コイル電極を含む前記第２電極を備える、請求項１〜４何れか一項記載の植込医療装置。
6. 前記ブリッジ回路は、
   前記第２ノードに連結されると共に、前記第１電極に接続されるように構成される第２スイッチ回路と；
   前記第２ノードに連結されると共に、前記第２電極に接続されるように構成される第３スイッチ回路と；
   前記第２端子に連結されると共に、前記第１電極に接続されるように構成される第４スイッチ回路と；
   前記第２端子に連結されると共に、前記第２電極に接続されるように構成される第５スイッチ回路と
   を備え、
   前記ブリッジ回路は、前記第３スイッチ回路と前記第４スイッチ回路が閉じられると、前記第１極性エネルギーを送達するように構成され、
   前記ブリッジ回路は、前記第２スイッチ回路と前記第５スイッチ回路が閉じられると、前記逆極性エネルギーを送達するように構成される、請求項１〜５何れか一項記載の植込医療装置。
7. 前記第２スイッチ回路、前記第３スイッチ回路、前記第４スイッチ回路、および前記第５スイッチ回路は、サイリスタを備える、請求項６記載の植込医療装置。
8. 前記第２スイッチ回路と前記第４スイッチ回路は、互いに隣接して積層される、請求項７記載の植込医療装置。
9. 前記植込医療装置は更に、
   前記心臓内と前記心臓付近のうちのいずれか１つに植込まれるように構成された第３電極と；
   前記第２ノードに連結されると共に、前記第３電極に接続されるように構成される第６スイッチ回路と；
   前記第２端子に連結されると共に、前記第３電極に接続されるように構成される第７スイッチ回路と
   を備え、
   前記ブリッジ回路は、前記第４スイッチ回路と前記第６スイッチ回路が閉じられると、前記心臓に第３エネルギーを送達するように構成され、
   前記ブリッジ回路は、前記第２スイッチ回路と前記第７スイッチ回路が閉じられると、前記心臓に第４エネルギーを送達するように構成される、請求項６〜８何れか一項記載の植込医療装置。
10. 前記ブリッジ回路は、前記第１極性エネルギーを前記第３エネルギーと同時に送達するように構成される、請求項９記載の植込医療装置。
11. 前記ブリッジ回路は、前記逆極性エネルギーを前記第４エネルギーと同時に送達するように構成される、請求項９または請求項１０記載の植込医療装置。
12. 前記第１スイッチ回路は、バイポーラ接合型トランジスタを備える、請求項１〜１１の何れか一項記載の植込医療装置。
13. 前記第１スイッチ回路は更に、
    第３ノードと；
    前記第３ノードに連結されている第１ダイオードと；
    前記第１ダイオードに連結されている第１制御端子と；
    前記第３ノードと前記第２ノードに連結されている駆動電圧コンデンサと；
    第４ノードと；
    前記第３ノードと前記第４ノードに連結されている抵抗素子と；
    前記第２ノードと前記第４ノードに連結されている第２ダイオードと；
    前記第４ノードに連結されている点孤回路と
    を備え、
    前記バイポーラ接合型トランジスタのベースは、前記第４ノードに連結され、
    前記バイポーラ接合型トランジスタのコレクタは、前記第１ノードに連結され、
    前記バイポーラ接合型トランジスタのエミッタは、前記第２ノードに連結され、
    前記第１制御端子は、第１段階で前記駆動電圧コンデンサを充電すべく、第１制御電圧を提供するように構成される、請求項１２記載の植込医療装置。
14. 前記点孤回路は、
    第２コンデンサと；
    電界効果トランジスタと；
    前記第２コンデンサと前記電界効果トランジスタのゲートに連結されている第２制御端子と
    を備え、
    前記第２コンデンサは、前記電界効果トランジスタのドレインと前記第４ノードに連結され、前記電界効果トランジスタのソースは、接地電圧に連結され、
    前記第２制御端子は、第２段階で前記バイポーラ接合型トランジスタを活性化すべく、第２制御電圧を提供するように構成される、請求項１３記載の植込医療装置。
15. 植込医療装置を用いて患者の心臓に除細動エネルギーを送達するエネルギー送達方法で
    あって、前記エネルギー送達方法は、
    第１端子と第２端子を備える電源を提供する電源提供ステップと；
    ブリッジ回路が第１モードであるように、前記第１端子に連結されている前記ブリッジ回路を制御するステップと；
    第１極性エネルギーが前記ブリッジ回路を通じて前記心臓に提供されるように、前記第２端子と前記ブリッジ回路に連結されているスイッチ回路を閉じる閉回路ステップと
    を含む、エネルギー送達方法。
16. 前記スイッチ回路は、トランジスタを備え、
    前記トランジスタのゲートは、駆動電圧コンデンサに連結され、
    前記トランジスタのエミッタは、前記駆動電圧コンデンサと前記ブリッジ回路に連結され、
    前記トランジスタのコレクタは前記第２端子に連結され、
    前記閉回路ステップは、
    前記駆動電圧コンデンサを充電することと；
    前記駆動電圧コンデンサに前記トランジスタをオンにする電圧を提供させることと
    を含む、請求項１５記載のエネルギー送達方法。
17. 前記ブリッジ回路は、
    前記心臓内と前記心臓付近のうちのいずれか１つに植込まれた第１電極と；
    前記心臓内と前記心臓付近のうちのいずれか１つに植込まれた第２電極と
    を備え、
    前記スイッチ回路は、第１スイッチ回路と、第２スイッチ回路と、第３スイッチ回路とを備え、
    前記第２スイッチ回路は、前記第１端子と前記第１電極に連結され、
    前記第３スイッチ回路は、前記第２電極と前記第１スイッチ回路に連結され、
    前記制御ステップは、
    前記第２スイッチ回路を閉じることと；
    前記第３スイッチ回路を閉じることと
    を含む、請求項１５記載のエネルギー送達方法。
18. 前記ブリッジ回路は更に、前記心臓内と前記心臓付近のうちのいずれか１つに植込まれた第３電極を備え、
    前記スイッチ回路は更に、前記第３電極と前記第１スイッチ回路に連結されている第４スイッチ回路を備え、
    前記制御ステップは、前記第４スイッチ回路を閉じることを含む、請求項１７記載のエネルギー送達方法。
19. 前記エネルギー送達方法は更に、
    前記スイッチ回路を開くステップと；
    前記ブリッジ回路が第２モードであるように、前記ブリッジ回路を制御するステップと；
    逆極性エネルギーが前記ブリッジ回路を通じて前記心臓に提供されるように、前記スイッチ回路を閉じるステップと
    を含む、請求項１５〜１８何れか一項記載のエネルギー送達方法。
20. 前記エネルギー送達方法は更に、
    前記第１極性エネルギーを送達する前に、不整脈が前記心臓に存在するか否か判定するステップと；
    前記逆極性エネルギーを送達する前に、前記不整脈が依然として存在するか否か判定す
    るステップと；
    を含む、請求項１９記載のエネルギー送達方法。
21. 電源と、
    前記電源に連結されているブリッジ回路を制御する手段と；
    第１極性エネルギーが前記ブリッジ回路を通じて提供されるように、前記電源と前記ブリッジ回路に連結されている第１スイッチ回路を閉じる手段と
    を備える、植込医療装置。

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