JP2017523849A - 経血管的な神経変調療法のための電極および電極の位置決めシステム - Google Patents

Abstract

ターゲットとする神経を経血管的に刺激するための電極システムは、電極アレイ、周りの血管壁と電極表面の間の血流を促進するエレメント、角のあるエッジを有する電極よりもより平坦な電流密度を促進するために賦形された電極、電極システムを血管に保持させるための機能物、および電極を使用するための機能物である、血管壁をターゲットとする神経構造に向けて非対称に広げるための搬送エレメントを含む。【選択図】図１Ａ

Description

本出願は、以下の米国仮出願： ２０１４年８月６日に出願した仮出願番号US 62/034,144、２０１４年８月６日に出願した仮出願番号US 62/034,146、２０１４年８月６日に出願した仮出願番号US 62/034,149、２０１４年８月６日に出願した仮出願番号US 62/034,152、２０１４年８月６日に出願した仮出願番号US 62/034,142、及び２０１４年８月１２日に出願した仮出願番号US 62/036,526に基づく優先権の利益を享受するものであり、これらの先行する出願は、本明細書において引用することにより、本明細書に取り込まれるものである。

本出願は、一般的に、電極の配置および血管系内に配置された電極を使用した神経変調療法を実行するための方法に関連する。

「緊急の神経変調療法のためのシステム及び方法」と題した２０１２年７月１１日出願の同時係属中の米国出願番号13/547,031（代理人整理番号： IAC -1260 以下、「’031出願」と呼ぶ）（これは本明細書の所有者と一緒に研究活動に従事していた組織によって出願されたものである）は、アペンディックスに添付されており、ここで参照することにより本明細書に取り込まれるものである。
’031出願は、救急病院の医療環境における血液動態の制御に使用できるシステムについて述べており、このシステムは、上大静脈（ＳＶＣ）内に配置された電極を使い、副交感神経及び／又は交感神経系心臓神経に経血管的に治療上の刺激を与えることについて記載している。

ここで記載された実施例においては、副交感神経及び／又は交感神経の治療を施すことにより、患者の心拍数が増加（副交感神経に対する治療を施すことを通じて）させ、心不全の処置を行っている患者の血圧を上昇させるか維持する（交感神経系心臓神経に治療を施すことを通じて）。

同時係属中の、２０１５年３月９日に出願した米国特許出願番号US 14/642,699（以下、’699出願と呼ぶ）及び２０１５年７月１６日に出願した米国特許出願番号US 14/801,560（以下、’560出願と呼ぶ）（これらはここで引用することにより、本明細書に取り込まれるものである）には、上大静脈（ＳＶＣ）、左腕頭静脈及び／又は右腕頭静脈、及び／又はその他の場所に配置された電極を使用した副交感神経及び／又は交感神経系心臓神経に経血管的に治療上の刺激を与えることについて記載されている。
’031出願に開示されたシステムと同様に、これらの出願に開示された方法では、患者の心拍数が増加（副交感神経に対する治療を施すことを通じて）させ、心不全の処置を行っている患者の血圧を上昇させるか維持する（交感神経系心臓神経に治療を施すことを通じて）ことができる。

’699出願および’560出願には、経血管的な神経変調療法を実行するために使用することができるカテーテル装置の一形態が説明されている。 特に、これらの出願では、カテーテル部材１４の先端部分に、図１Ａに示すタイプのサポート又は電極搬送部材１０が説明されている。 この電極搬送部材１０には、複数のストラット１２が含まれている。 １又は複数のストラットには、１又は複数の電極が担持されている。 電極搬送部材１０は、それらの電極１７が血管壁に接触するようにバイアスをかけられるように設計されている。 電極１７は、様々な方法でストラット１２によって担持されるようにしても良い。 例えば、電極は、それ自身１つのストラットまたは複数のストラットに取り付けられた基材に取り付けるか、基材上に形成してもよく、あるいはストラットが電極を含むフレックス回路であったり、電極がストラット上に直接形成されているか、付着されているものであっても良い。

ストラット１２を形成する材料は、ストラット１２の表面（および電極）を血管壁に対して対向させ、円周上外側にバイアスをかけるのに有効な、形状固定又は形状記憶の特性を有するものであっても良い。 ストラット１２または基材１５として、電極の活性な表面を露出させることができるが、刺激エネルギーが血液だまりの中へ失われることのないように各電極の表面の残りの部分を絶縁する材料やコーティングを使用しても良い。 ある実施例では、ストラット１２または基材は、ポリマー（シリコーン、ポリウレタン、ポリイミド、およびコポリマーを含む）またはプラスチックのような絶縁基材を形成したものであっても良い。

電極は、除去的な製造プロセス（機械加工又はレーザー加工により機械的な切除のようなプロセス）、付加的なプロセス（レーザー焼結、蒸着プロセス、導体による外側被覆[オーバー・モールド]のようなプロセス）、および組み合わせプロセス（追加的なメッキプロセスを利用したプリント回路技術のようなプロセス）を含む種々の製造技術を使ってストラット上又は基材上に構築することができる。 ある実施例では、ストラットと電極は、フレックス回路又はプリント回路の要素であってもよい。

’699出願および’560出願で議論され、図１Ｂにも示されているように、一つのストラットが複数の電極を担持しても良く、そしてこれらの電極は、異なった電極密度と異なったパターンを持った種々の形態で配置するようにしても良い。

’031出願において説明された経血管的な神経変調療法を含め、経血管的な神経変調療法においては、ターゲットとしない神経線維に対する副次的な刺激を回避しながらターゲットとする神経線維を捕捉するために、電極をターゲットとする神経と相対的に適切に位置決めすることが重要である。 血管内へ電極を配置する時にマッピングプロシージャーが典型的に実行され、そして、最適な電極の位置を識別するため、及び／又は最適な電極の位置を微調整するために、マッピングプロシージャーを治療中に繰り返すようにしても良い。 マッピングは、臨床医によってマニュアル操作でコントロールすることもできるし、あるいは神経変調療法システムによって自動的にコントロールすることも可能である。 マッピング中、ターゲットの刺激に対する応答をモニターしながら、異なった電極、異なった電極の組み合わせ、異なった電極アレイに独立して通電することができる。

心臓機能又は血行動態機能に関連する刺激のためには、心拍数、血圧、心室の変力作用、及び／又は心臓出力のようなパラメータがモニターされる。 あるケースでは、追加的な電極サイトが抽出されるように、マッピングには電極搬送部材を再度位置決めする追加的なステップが含まれる。 マッピングプロセスは、望ましい治療アレイのための最適な電極または最適な電極組み合わせが識別されるまで実行される。

本明細書では、経血管的な神経変調療法のための電極サポート又はストラット上で使用することができる、種々の電極配置又は電極アレイについて説明している。 また、本明細書では、電極サポート全体を位置決めし直すことなく、長手方向及び／又は周方向の電極位置を血管内において調整することができる電極サポートの形態についても説明している。

更に、本明細書では、経血管的な神経変調療法のために使用することができる種々の電極設計についても説明している。 この電極は、図１Ａ−１Ｃに示すタイプの電極サポート又はストラット上、あるいはカテーテル又はその他のタイプのサポート上に使用することができる。 ある実施例である電極設計では、絶縁物として作用し、その結果エネルギーの放出を減じることになる電極表面上の有機物質の蓄積又は形成を最小化するために、導電性の電極表面とその周りの血管壁の間の血液を洗浄することを可能にしたり、あるいは推奨したりしている。 別の電極設計では、電極は、均一な電流密度を促進するための形状を有している。 また、本明細書では、治療の間、安定した位置に電極を維持するように、周りの血管壁に係合することができる保持力特性を有する電極サポートについても説明している。

’031出願において説明された経血管的な神経変調療法を含め、経血管的な神経変調療法においては、血管内の電極は、ターゲットとする神経線維を捕捉するように、血管の外側にあるターゲットとする神経に十分接近して適切に配置されていることが重要である。 また、本明細書では、血管内の電極を血管の外側のターゲットとする神経構造に近接するように、血管壁を広げる電極サポートの形態についても説明している。

ここで開示された電極システム、サポートの形態、電極等は、経血管的な神経刺激のために、長期間埋め込み可能な、あるいは緊急の神経変調療法システムにおいて使用することができるものである。

図１Ａ〜１Ｃは、’699明細書および’560明細書において開示されたタイプの電極搬送部材を示すものであり、これらの明細書において担持された電極と一緒に示されている。 図２Ａおよび２Ｂは、電極をアレイとして配置した２つの例を示したものである。 図３Ａ〜３Ｃは、血管の外側に配置された一対の神経が置かれた方向性に関する３つの例を図式的に示したものである。 図４Ａおよび４Ｂは、それぞれ図２Ａおよび２Ｂに示した電極配置を利用して、図３Ａに示したように配置された神経を捕捉する方法を例示したものである。 図５Ａおよび５Ｂは、それぞれ図２Ａおよび２Ｂに示した電極配置を利用して、図３Ｂに示したように配置された神経を捕捉する方法を例示したものである。 図６Ａおよび６Ｂは、それぞれ図２Ａおよび２Ｂに示した電極配置を利用して、図３Ｃに示したように配置された神経を捕捉する方法を例示したものである。 図７Ａ〜７Ｃは、血管中の血液の流れの方向に対する神経の方向性の３つの例を、これらの神経を刺激するのに適した対応する電極ペアの方向性と一緒に示したものである。 図８Ａ〜８Ｃは、種々の方向性を持って配置された電極を有する電極アレイを示したものである。 図９Ａは、接近して配置された電極ペアによって誘起された電界を示したものである。 図９Ｂは、図９Ａに示す電極ペアより、より多く離れて配置された電極ペアによって誘起された電界を示したものである。 図１０Ａは、ストラット上の電極の円周方向位置を調整するために回転可能な電極搬送ストラットを備えたカテーテルシステムの先端部分の斜視図である。 図１０Ｂは、図１０Ａに示す電極搬送部材の端面であって、回転可能なストラットの回転を示したものである。 図１０Ｃは、図１０Ａに示すサポート部材の別の形態を示す斜視図である。 図１１Ａは、長手方向にスライド可能な電極アレイを備えたカテーテルシステムの先端部分の斜視図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示すシステムの基材およびストラットを貫通した断面図を示したものである。 図１１Ｃは、図１１Ａに示すカテーテルシステムの側方立面図を示したものである。 図１２Ａは、長手方向にスライド可能な電極アレイを備えた第２の実施例であるカテーテルシステムの先端部分の斜視図である。 図１２Ｂは、図１２Ａに示すストラットとチューブ組立の詳細図を示したものである。 図１３は、長手方向にスライド可能なアレイを有する電極搬送部材のテレスコピック配置を備えたカテーテルシステムを示したものである。 図１４Ａは、電極表面に亘って血液を洗い流すために形作られた第１の電極設計の断面図を示したものである。 図１４Ｂは、図１４Ａに示す電極の上面図を示したものである。 図１５は、第２の電極設計の上面図を示したものである。 図１６は、第３の電極設計の断面図を示したものである。 図１７Ａは、電極と孤立化機構を備えた基材の斜視図を示したものである。 図１７Ｂは、図１７Ａに示す基材の断面図を示したものである。 図１８は、電極と孤立化機構を備えた基材の第２の実施例の斜視図を示したものである。 図１９Ａ〜１９Ｃは、平坦な電流密度を得るために形作られた電極の上面図を示したものである。 図２０Ａおよび２０Ｂは、平坦な電流密度を得るために形作られた電極の断面図を示したものである。 図２１は、血管のまわりの壁に係合する保持機構を含む血管内電極搬送部材を示したものである。 図２２Ａ〜２２Ｄは、電極搬送部材上において使用することができる種々のタイプの保持機構の側方立面図を示したものである。 図２３は、電極搬送部材に使用する別の保持機構を示したものである。 図２４は、血管を取り巻く組織および脂肪と共に、血管の外側にあるターゲットとする神経の神経変調療法のために配置されたカテーテルシステムと血管の断面図を図式的に示したものである。 図２５は、図２４と類似しているが、血管壁をターゲットとする神経に向かって押し広げているカテーテルシステムを示したものである。 図２６は、図２５に示すタイプのカテーテルシステムの電極搬送部材の端面から見た図を示すものである。 図２７は、血管壁をターゲットとする神経に向かって押し広げることができるカテーテルシステムの第２の実施例を示したものである。

本明細書には、電極システムの１又は複数の電極ペアに通電することにより、血管の外側に位置する神経を経血管壁的に刺激するために使用されるタイプの電極システムに使用される種々の特徴点が示され、記述されている。

本明細書の図２Ａ〜９Ｂには、共通するストラット上、あるいはストラットによって搬送される共通する基材上に配置することができる電極の種々の配置が示され、記載されている。 ここで使用される「アレイ」という用語は、共通するストラットまたは基材上で搬送される複数の電極を意味するものである。
従って、図１Ａおよび１Ｂに示すタイプの電極サポート１０では、ストラット１２ａ上に配置された複数の電極はアレイであると考えられ、ストラット１２ｂ上に配置された複数の電極は別のアレイであると考えられる。 たとえ図１Ｃに示すように基材が１以上のストラットに跨っていたとしても、共通の基材上にある複数の電極も同様にアレイである。

図２Ａは、１例としてのアレイを示すものであって、そこでは、電極のペアが始動したときに作り出される電界が血管と血管の長手方向軸を通り、血流の方向に対してほぼ平行に伸びるように、複数の電極が長手方向に配向されて配置されている。 それらの電極が、図示された長方形の電極のように、長軸と短軸を有するようなものの場合、図示するように血管の長手方向軸に電極の長軸が平行になるように電極の長軸が配向されるようにしても良いし、あるいは、血管の長手方向軸に対して直角方向に伸びるように電極の長軸を配向しても良い（図２Ｂに示す電極の方向を参照のこと）。 アレイには、１つの電極の長手方向列が含まれるが、２又はそれ以上の電極の長手方向列を含むようにしても良い。

図２Ｂは、複数の電極が複数の列と複数の行を持つようにして配置されたアレイを示しており、同じ行にある２つの電極が通電され、その結果、血流の方向および血管の長手方向軸に対して直角方向に伸びる電界が誘起されたとしても、（もし共通する列の電極が始動したときに）図２Ａに関連して説明したような長手方向に方向づけられた電界が生じる。 通電された電極ペアが、一つの電極の対角状の方向に位置する電極（例えば、図２Ｂに示す実施例では、第１の列の１番目の電極と第２の列の２番目の電極）であっても良く、この場合、電界は血流の方向に対して１８０度でも９０度でもないある角度に方向づけられる。

このような配置は、図２Ａの実施例に示す配置に比較して、更に、電極の表面積を増大させ、電極の端部と端部が接近した配置となり、したがって、副次的な刺激を最小化させながら小さい径の細い神経を捕捉することができる。 この図では、電極の２つの列を示しているが、１つの列や３つ又はそれ以上の列の電極とすることもできる。 更に、ここでは長方形の電極が示されているが、図２Ａおよび図２Ｂの実施例における電極は、（限定されるものではないが）楕円形、円形、正方形、多角形等を含むその他の種々の形状であっても良い。

神経のタイプや位置、およびアレイに対する神経の方向性によっては電流密度やパターンが異なったものであることが有益である。

副次的（巻き添え的）な刺激を低減し、神経選択の特異性を増大させるためには、隙間なく配置した電極（例えば、適用できる場合には、電極の長手方向および横方向における電極の端部と端部の間が１mmである）を使った刺激が有益である。 隙間なく配置した電極は、遠く離れて配置された電極によって作り出された広くてより密度の低い電界（図９Ｂ参照）に較べ、範囲の狭い集中した電界（図９Ａ参照）を放射する。 このことは、（マッピングを通じて）選択するための、および他の神経線維にごく近接して配置されたターゲットとする神経にエネルギーを集中するための神経変調療法システムの能力を向上させることになる。 また、このことにより、電極を遠く離して配置したときに生じる「ブロードキャスティング効果」を回避し、その結果、副次的な（ターゲットではない）神経や筋肉が捕捉される機会を最小化する。

’031出願や’699出願において説明したように、心不全の治療のための神経変調療法には、ＳＶＣ（上大静脈）や左腕頭静脈のような共通する血管の中から副交感神経および心臓交感神経を捕捉することが含まれる。 かかる神経を捕捉する１つの方法に従い、図２Ａと図２Ｂに示すタイプの単一のアレイを、両方のターゲットとする神経を捕捉するために使用しても良い。

図３Ａ〜３Ｃは、アレイを配置することができる血管Ｖの外側にある、ターゲットとする副交感神経ＰＡＲＡおよびターゲットとする心臓交感神経ＳＹＭＰの可能性のある方向を示したものである。 神経ＳＹＭＰは、血流の方向であって血管の長手方向軸に対して平行であったり（図３Ａ）、直角方向であったり（図３Ｂ）、あるいは傾斜角を有するようになっている（図３Ｃ）のに対して、神経ＰＡＲＡは図示するように、血流の方向であって血管の長手方向軸に対してほぼ平行に走っている。

図４Ａ〜６Ｂは、血管の中に配置された図２Ａと図２Ｂに示すタイプの電極アレイを図式的に示したものである。 図４Ａと図４Ｂに示す血管では、図３Ａに示す方向性を持った隣接する神経を有しており、図５Ａと図５Ｂに示す血管では、図３Ｂに示す方向性を持った隣接する神経を有しており、図６Ａと図６Ｂに示す血管では、図３Ｃに示す方向性を持った隣接する神経を有している。 これらの図では、神経の種々の相対的な方向性と、それらの神経を刺激するために使用することができるアクティブな電極ペアが示されている。

図２Ａに示すタイプの電極の形態を使用して、図３Ａに示すように配置された神経を捕捉するために、第１のペア１４ａ，１４ｂは平行な神経の１つを捕捉するために始動され、第２の電極ペア１４ｃ，１４ｄは別の平行な神経を捕捉するために始動される（図４Ａ参照）。 図２Ｂに示すアレイを使用して、図３Ａに示す配置の神経を捕捉するために、アレイの中の電極の１つの列の中にある第１の電極ペア１６ｂ，１６ｃは平行な神経の１つを捕捉するために始動することができ、同一又は別の列にある第２の電極ペア１８ｅ，１８ｆは別の平行な神経を捕捉するために始動される（図４Ｂ参照）。

図２Ａに示すタイプの電極の形態を使用して、図３Ｂに示すように配置された神経を捕捉するために、神経に沿った第１のペア１４ａ，１４ｂは平行な神経を捕捉するために始動され、第２の電極ペア１４ｃ，１４ｄは直角に配向された神経を捕捉するために始動される（図５Ａ参照）。 図２Ｂに示すアレイを使用して、図３Ｂに示す配置の神経を捕捉するために、アレイの中の電極の１つの列の中にある第１の電極ペア１６ａ，１６ｂは平行な神経を捕捉するために始動することができ、同一又は別の列にある第２の電極ペア１８ｄ，１８ｅは直角に配向された神経を捕捉するために始動される（図５Ｂ参照）。

図２Ａに示すタイプの電極の形態を使用して、図３Ｃに示すように配置された神経を捕捉するために、第１のペア１４ｃ，１４ｄは平行な神経を捕捉するために始動され、第２の電極ペア１４ａ，１４ｂは傾斜角をもって配向された神経を捕捉するために始動される（図６Ａ参照）。 図２Ｂに示すアレイを使用して、図３Ｃに示す配置の神経を捕捉するために、アレイの中の電極の１つの列の中にある第１の電極ペア１６ｄ，１６ｅは平行な神経を捕捉するために始動することができ、同一又は別の列にある第２の電極ペア１８ｂ，１８ｃは直角に配向された神経を捕捉するために始動される（図６Ｂ参照）。

長方形の電極（あるいは、長軸と短軸を有する楕円形状のようなその他の形状の電極）を使用した電極アレイの場合、与えられたターゲットとする神経を最も最適に捕捉するアレイ中の電極ペアは、ターゲットとする神経の方向性に依存する。 例えば、最適な捕捉は、各電極の長軸が神経線維の方向に対してほぼ平行になる電極ペアを使用する際に起こり得る。 従って、例えば、電極１７の長軸は血管Ｖの長手方向軸に平行に伸びている図７Ａに示す形態は、血管に関する長手方向に伸びている神経線維Ｎを捕捉するのに有効である。 電極１７の長軸が直交方向（すなわち、血管の長手方向に直角な方向）であることは、図７Ｂに示すように、血管の長手方向軸に対して直交して伸びる神経Ｎを捕捉するのに有効であり、そして、電極１７の長軸が、血管の長手方向軸に対して直交ではなく、傾斜角を有する方向性をもっていることは、図７Ｃに示すように、直交ではなく傾斜角を有する方向性をもって伸びる神経Ｎを捕捉するのに有効である。

前述したように、マッピング手順は、ターゲットとする神経を捕捉するための最適な電極ペアを特定するために、典型的には、治療中に行なわれる。 ターゲットとする神経が長手方向を向いているか、直交する方向を向いているか、あるいは傾斜角を有しているかということにかかわりなくターゲットとする神経を捕捉するために、最も有効な方向性を有する電極を備えたアレイとなるように、単一のアレイの中で図７Ａ〜７Ｃにおいて描かれている電極の方向を組み合わせるようにしても良い。 かかるアレイにおける電極については、図８Ａに示すように、行毎に同じ方向性を有する電極を配置しても良いし（図８Ａ）、あるいは、図８Ｂに示すように、よりランダムな方向性を持つようにした電極の配置としても良いし、更に、別の配置としても良い。 ３番目の代替例として、ターゲットとする神経を捕捉するために始動することができる可能な電極ペアの多くの組み合わせ作り出すように、一対の電極アレイを、一方のアレイを再配置可能（例えば、電極サポートおよび別のアレイに対して長手方向にスライド可能にして）なようにして互いに近接させて配置しても良い。

調整可能な電極の位置決め
図１０Ａ〜図１３に示す応用図と付随する説明文は、血管内に神経変調療法の電極を配置し、支持するために使用される血管内カテーテルシステムを図示し、記述するものである。 図示したカテーテルシステムには、カテーテル部材の先端側端部で運ばれた電極搬送部材が含まれる。 カテーテル部材と電極搬送部材は、理想的には、経皮的に導入された展開シースの中に配置されている。 そのシステムの先端側端部は、内側から治療を施すべき血管まで、血管系を通って進められる。 その後、電極搬送部材は、展開シースからターゲットとする血管の中へ展開する。 電極搬送部材は、神経変調療法システムからのエネルギーが電極に通電されたときに、血管の外側にある神経線維を捕捉するように、周りの血管壁に接触するように電極にバイアスをかけるようになっている。

ここで開示された実施例は、血管系の中にあるアレイの意図された位置からターゲットとする線維に電気治療を施すのに適した位置に電極を配置するために設計されている。 更に、一旦、電極搬送部材が血管内の好ましい位置に位置決めすると、これらの実施例では、（マッピング中や治療中に）電極の位置を最適化するために、血管内において電極搬送部材の全体を再設置することなく、血管内において電極を円周方向又は長手方向にユーザが再位置決めできるようになっている。

円周方向における電極の再位置決め
図１０を参照すると、電極搬送部材１１０は’699出願に関して前述したものと類似のもので良く、血管の中に電極搬送部材を固定するために、そして血管壁に接触させるように電極にバイアスをかけるために、複数のストラットが使用されている。 少なくとも１つのストラット１１２ｂは電極搬送部材の１１０の長手方向軸に対して回転可能に構成されている一方、ストラット１１２ａは電極搬送部材の１１０の長手方向軸に対して固定された回転位置を有している。 回転ストラット１１２ｂは、１又は複数の電極を搬送し、１又は複数の非回転ストラット１１２ａもまた電極を搬送することができる。
血管壁に対して固定するためにストラット１１２ａが広がるように、電極搬送部材を血管内で展開したとき、ストラット１１２ａに対するストラット１１２ｂの回転により血管壁に沿った対応する電極の円周方向位置を調整する。

図１０Ａに示す実施例では、非回転ストラット１１２ａの先端側端部は電極搬送部材１１０の先端側ハブ１１４に固定されており、非回転ストラット１１２ａの基端側端部は管状のカテーテル本体１１６に固定されている。 回転ストラット１１２ｂはサポート部材１１８によって支持された第１および第２の端部を有している。 サポート部材１１８の先端側端部は、管状のカテーテル本体１１６の中を通り基端側に配置されたハンドル（図示せず）へ伸びたシャフト１２０に結合されている。 ユーザがハンドルを回すとシャフト１２０とサポート部材１１８は軸廻りに廻り、したがって、ストラット１１２ｂの回転位置が変化する。

図１０Ｃに示す少し修正した実施例では、サポート部材１１８はストラット１１２ｂの先端側端部が結合された先端側セグメント１１８ａと、ストラット１１２ｂの基端側端部が結合された基端側セグメント１１８ｂとを備えている。 ハンドルの回転時に同時に回転するが、ストラット１１２ｂを伸ばし半径方向に倒れさせるために、少なくとも一方のセグメントが他方のセグメントに向かって／離れるように動くことができるようにして基端側セグメントと先端側セグメントは一緒に結合されている。 このことにより、血管の中へ挿入し血管の中を案内するために導入シースの中に収納できるようにストラット１１２ｂが圧縮される。

使用中、電極搬送部材１１０は、導入シースの中で圧縮されており、ストラット１１２ｂを倒れさせ伸ばすためにセグメント１１８ａ、１１８ｂを引き離すことが含まれる。 内部にカテーテルを伴った導入シースは、ターゲットとする血管の中に在るターゲットとするサイトまで進む。 導入シースが電極搬送部材から引き離されたとき、電極搬送部材のストラット１１２ａ、１１２ｂは、血管の中で広がる。 ストラット１１２ｂが血管壁に接触するように広がるために、セグメント間の長手方向の距離間隔は、小さくなる。 残りのストラット１１２ａの血管内におけるオリジナルな位置を維持したまま、血管壁上にある電極の円周方向位置を調整するために、ハンドルを回転することによって、ユーザはストラット１１２ｂを回転することができる。

長手方向における電極の再位置決め
図１１Ａは、電極搬送部材は血管の中に固定されている一方、電極又は電極アレイのストラットに対する長手方向の位置を調整することができる、神経変調療法のカテーテルシステムの実施例を示すものである。 この実施例においては、前述したような基材又はフレックス回路である部材１２２上に電極１２０が配置され、又は形成されている。 部材１２２は、１又は複数のチューブ１２４に取り付けられており、これらの各々は、チューブ１２４が動く際にストラットがレールとしての役割を果たすように、ストラット１１２上にスライド可能に配置されている（したがって、部材１２２はチューブ１２４の上に支持されている）。 ストラット１１２とチューブ１２４の管腔は、チューブがストラットの上を回転することを防止するために、非円形断面を有していることが望ましい。

カテーテルには基端側ハンドル１２６が含まれる。 引き／押しエレメント１２８は、部材１２２からカテーテル本体を通り、ユーザによって操作されるハンドル上にあるスライダー又はその他の機構まで、基端側へ伸びている。 その機構を操作することにより、部材１２２を引き／押すために引き／押しエレメント１２８は基端側方向／先端側方向へ動き、その結果、電極１２０は対応するストラット１１２に沿って基端側／先端側へ動くことになる。 もし、血管内において、電極の回転（周方向）の再位置決めが必要な場合には、ユーザはカテーテル本体１１６と電極搬送部材１０の対応する回転を生じさせるようにハンドルにトルクをかければ良い。

図１２Ａと１２Ｂに示す別の実施例では、部材１２２とチューブ１２４は表面に電極１２０を担持したチューブ１２２、１２４の形態をとっている。 引き／押しエレメント１２８は、チューブ１２４に連結されたワイヤ又はマンドレルの形態をとるようにしても良いし、図１２Ｂに示すように、湾曲したストリップを形成するために長手方向において切断されたチューブ１２８の基端側部分とするようにしても良い。

図１３は、第２の実施例の２つのカテーテルがテレスコピック状の配置で設置され得ることを示したものであり、その結果、１の血管内又は対となった血管内において２以上の長手方向および回転方向に再位置決め可能なアレイを設置できる。

電極設計
図１４Ａ〜図２０Ｂおよびこれらに付随する説明文は、経血管的な神経変調療法において用いられ、電極サポート、ストラット、カテーテル、又はその他のサポート上に使用できる種々の電極設計について示し、説明するものである。 インシュレータとして作用し、その結果エネルギー放出の障害となり得る、電極表面上での有機物質の蓄積や形成を最小化するために、ある実施例にかかる電極設計では、血管壁に面した電極表面と電極に隣接した血管壁の間に在る血液を洗い流すことができる、或いは洗い流すことを促進することができるようになっている。 別の電極設計では、電極は平坦な電流密度を促進するための形状を有するように設計されている。 本明細書では、治療の間、適切な位置に電極を維持することができるように、周りの血管壁と係合可能な保持特性を有する電極サポートについて説明している。

電極の血液洗浄
図１４Ａ〜図１８において示す電極の実施例では、電極をストラット１２上に取り付けるなどして、電極は図１Ａ〜１Ｃに関連して説明したタイプの電極搬送部材１０上に位置決め可能である。 しかし、血管壁の外側にあるターゲットとする神経構造に対して治療を施す目的のために、これらの電極の実施例は、血管壁に面した活性な電極面を有する電極をサポートするために設計されたその他のタイプのカテーテル又は電極搬送部材において使用してもよい。

図１４Ａ〜図１６に示す実施例では、図示された電極２０の各々は、電極を中に配置する血管の壁Ｗの内側表面に接触して配置可能な第１の部分２２を含んでいる。 第１の部分２２が壁Ｗに接触したときに、第２の部分２４は壁Ｗと第２の部分２４との間に１又は複数の流路２６を画成するように、電極の第２の部分２４は第１の部分２２から窪んでいる。 図１４Ａと図１４Ｂに示す実施例では、電極が壁Ｗに接触したときに、第１の部分２２は、血管内の血流の方向にほぼ平行に伸びる立ち上がったエッジ領域を画成する。

図１５の実施例では、第１の部分２２は、正方形又は長方形の電極の立ち上がったコーナー部分を画成しており、血液が第２の部分と壁Ｗの間の多数の流路２６に沿って出入り可能になっている。 図１６の実施例では、電極の表面は凹面状の絶縁性裏打ちの上に形成されるか、絶縁性裏打ちの上に取り付けられている。 例示的な実施例の各々では、図１４Ａ〜図１５に示すように必要な形状を有するように電極材料自身を成形しても良いし、あるいは図１６に示すように、電極上に第１および第２の部分２２、２４の形状を付与する絶縁性の基材や裏打ち２８形状としても良い。 尖ったコーナー領域に血栓材料が蓄積するのを防止するように、第１と第２の部分２２、２４の間にはスムースな移行領域を設けるようにしても良い。

別の実施例では、電極と血管壁との間の流路を、図１Ｂに示すタイプの基材上、あるいはスプライン１２上（図１Ａ）、あるいは電極を搬送するカテーテル上のような、電極を搬送するサポート上にスタンドオフ機能物３０を設けることにより形成することができる。 図１７Ａ／図１７Ｂに示す実施例では、スタンドオフ機能物３０は、基材１５上に取り付けられた１又は２、又はそれ以上の細長いレールを備え、血管壁Ｗに接触して配置可能になっている。 このレールは血流の方向に平行になった流路を画成している。 電極３２は、レールの間に配置されて示されているが、これとは異なり、あるいはこれに加えて、レールの反対側に電極を配置するようにしても良い。

図１８に示す実施例では、スタンドオフ機能物３０は複数の立ち上がったエレメントによって構成されており、それらのいくつかは、隣接する電極の間に配置することができる。 別の実施例（図示せず）では、基材１５が血管壁接触して配置された時に、電極が血管壁からオフセットした状態で留まり、流路が血管壁と溝の内部との間に画成され、電極表面全体を洗い流すために血液が流れるように、電極は基材表面上の溝の中に配置されている。

平坦な電流密度の促進
図１９Ａ〜図１９Ｃは経血管的な神経変調療法システムにおいて治療を施すために使用することができる電極形状を示した平面図である。 一般に、その形状は、ほぼ尖った角の無いものである。 従って、円形（図１９Ａ）、楕円形（図１９Ｂ）、あるいは丸めた角を有する長方形またはその他の多面体形状（１９Ｃ）が使用できる。

図２０Ａに示すドーム形状や、ほぼ平坦な、又は穏やかにカーブした薄い接触面を有し、電極搬送部材、サポート（例えば、ストラット）、あるいは基材に移行していく傾斜したエッジ部を有する図２０Ｂに示すような形状のように、角のない断面を有する電極を形成することにより、平坦な電流密度の促進を強化することができる。

傾向／保持特性
経血管的な刺激の間、血管内の電極搬送部材は心臓の動き、呼吸器の動き、或いは血流に起因する動きに敏感である。 神経を捕捉するために位置決めされた電極の小さい動きは、その神経を捕捉する際のロスになるため、電極が動くことによる敏感性を最小化することが望ましい。 経血管的な刺激のために電極を搬送する電極搬送部材、ストラット等は、電極搬送部材がターゲットとする刺激を実行するサイトで展開された時に、血管壁の内側に係合することができる係合機能物を備えるようにしても良い。

図２１に示すように、電極搬送部材１０は、フック（図２２Ａ）、バー（図２２Ｂ）、小さいバー、ワイヤ又はフィラメント（図２２Ｃ）、あるいは粗面領域（図２２Ｄ）のような係合エレメントを備えるようにしても良い。 エレメントの内のいくつかが、電極搬送部材を血管壁に係合する機会を増やすために、異なった種々のエレメントを備えるようにしたり、あるいは異なった材料から作られた同種のエレメントを備えるようにしても良い。 電極搬送部材を挿入する間、係合エレメントと血管壁の間の接触を防止するために、電極搬送部材の外側に配置されたシースを使用することができ、バーのような、ある種のタイプの係合エレメントでは、シースは係合エレメントを圧縮した状態に保持すると共に、シースが取り外された時に血管壁と係合するバネ力を付与することができるようになっている。

更に、或いはこれとは別に、係合機能物である、電極搬送部材をサポートするカテーテル部材４が、血管壁に接触するまで膨張できる膨張可能なアンカー３４（図２３）を備えることができ、したがって、追加的な固定構造を提供することもできる（電極搬送部材のストラットによって提供される追加的な固定方法）。

電極位置決めシステムおよび方法
図２４〜図２７およびこれらに付随する説明文は、神経変調療法の電極を血管内に配置し支持するために、そしてターゲットとする神経の近くに電極を接近させるように血管の部分を広げるために、使用される血管内の電極搬送部材について説明している。

図２４〜図２７に示すカテーテルシステムには、カテーテル部材の先端側において搬送される電極搬送部材が含まれる。 カテーテル部材と電極搬送部材は、理想的には、経皮的に導入された展開シースの中に配置されている。 カテーテルシステムの先端側端部は、血管系を通り、その中において治療を施すことになる血管まで前進していく。 その後、電極搬送部材は、展開シースの中からターゲットとする血管の中へ展開される。 神経変調療法システムからのエネルギーが電極に印加された時に、血管の外側にあるターゲットとする神経線維を捕捉するように、電極搬送部材は、電極が周りの血管壁に接触するようにバイアスをかける。

図２４は、血管の横断面図を示したものであり、半径方向の広がりを持ったストラット１２を備えた電極搬送部材を示したものである。 図示するように、この例では、アレイ上の電極によって生成される電界からのエネルギーが神経に届かない程度に、ターゲットとする神経Ｎは血管Ｖの外壁から十分離れて配置されている。

図２５を参照すると、修正された電極搬送部材１０ａは、電極とターゲットとする神経との間の距離を減少させるために、電極がターゲットとする神経Ｎに向って配置されている血管壁Ｖの部分を広げる機能を備えている。 従って、このことにより、神経を刺激するために電界が届かなければならない距離を減少させることができる。 電極は、活性な電極とターゲットとする神経の間の距離を最小化するために血管壁を広げるストラット上にあることが望ましい。

電極搬送部材は、残りのストラット１２ｂよりも半径方向に更に伸び出た電極を担持するストラット１２ａを持った、非対称である形態を有していても良い。 これとは別に、あるいは追加的に、電極搬送部材が電極搬送部材よりも小さい直径の血管内に配置された時に、血管によってストラット１２ｂが血管の直径を越えて広がらないようにされたとしても、ストラット１２ａが隣接する血管壁を外側へ押し広げるための十分な強度を持たせるようにするために、ストラット１２ａはストラット１２ｂよりも半径方向により大きな強度を有するようにしても良い。 ストラット１２ａの反対側にあるストラット１２ｂは、ストラット１２ａに作用する力の反力を提供するように構成される。 図２６を参照のこと。

図２７に示す別の実施例では、電極搬送部材１０には、血管壁を広げるように半径方向の外側へ能動的に動くことができるストラットが備えられている。 例えば、電極搬送ストラット１２ａは、電極搬送ストラット１２ａに連結された制御用のワイヤ／ロッド４０を備えていても良い。 このワイヤ／ロッド４０は、カテーテルの基端側端部（例えば、制御用のスライダー、ノブ等を有するハンドル）まで伸びている。 ストラット１２ａを血管壁の方向へ広げさせるために、ユーザはワイヤ／ロッドを末端で押すことができ、その結果、血管壁が広げられ、ストラット１２ａによって搬送された電極は、図２７に描かれているようにターゲットとする神経に近づくように移動する。

追加的な実施例
ここで説明した種々の特徴点は、いろいろな形で組み合わせることができることを理解し評価しておく必要がある。 例えば、明細書において記述された種々の電極、電極配置、スタンドオフ機能物、保持機能物、膨張機能物等のうちのいずれかは、明細書のどこかに記載されたいずれかの電極サポート上に種々の組み合わせで使用することができるものである。 かかる特徴点の組み合わせは、本明細書で開示された範囲に包含される実施例であると理解すべきである。 ここで参照された全ての特許および特許出願は、優先権主張の目的を含め、ここで参照することにより全ての目的で本明細書に取り込まれるものである。

Claims (22)

1. 電極アレイを使用し、神経変調療法の治療を施す方法であって、
   電極の第１の列と第２の列を備えた電極アレイを準備するステップと、
   血管の内側壁に電極の第１の列と第２の列を接触させて、血管の中に電極アレイを位置決めするステップと、
   電極ペアに通電するステップであって、当該電極ペアは、
   第１の列にある１対の電極と、
   第１の列にある１つの電極と第２の列にある１つの電極を有する１対の電極と、
   から成る電極ペアの中から選ばれた電極ペアであることを特徴とする神経変調療法の治療を施す方法。
2. 請求項１に記載された方法であって、第１の列の電極は第２の列の電極と一緒になって複数の行を形成し、前記通電するステップにおいて、共通する行にある１対の電極に通電することを特徴とする神経変調療法の治療を施す方法。
3. 請求項２に記載された方法であって、前記通電するステップが、血管を通る血液の流れの方向に直交する電界を生成するものであることを特徴とする神経変調療法の治療を施す方法。
4. 請求項１に記載された方法であって、前記通電するステップが、第１の列にある一対の電極に通電するものであって、血管を通る血液の流れの方向に平行な電界を生成するものであることを特徴とする神経変調療法の治療を施す方法。
5. 請求項１に記載された方法であって、第１の列の電極は第２の列の電極と一緒になって複数の行を形成し、前記通電するステップにおいて、異なる行と異なる列にある１対の電極に通電し、血管を通る血液の流れの方向に対して傾斜角を持って伸びている電界を生成するものであることを特徴とする神経変調療法の治療を施す方法。
6. 血管内の電極システムであって、
   ターゲットとする血管の中に位置決めするために構成された細長い基材と、
   当該基材上の複数の細長い電極とを備え、
   当該複数の電極の中の少なくとも１つが、血管を通る血液の流れの方向に対して傾斜角を持って伸びている長手方向軸を有していることを特徴とする電極システム。
7. 請求項６に記載された電極システムであって、当該複数の電極の中の少なくとも２番目の１つが、血液の流れの方向に対して平行又は直交する方向に伸びている長手方向軸を有していることを特徴とする電極システム。
8. 請求項６に記載された電極システムであって、上に第２の複数の電極を載置した第２の基材を更に備え、第１の記載と第２の基材は互いに相対的に長手方向にスライド可能であることを特徴とする電極システム。
9. 血管内の電極システムであって、
   長手方向軸を有するカテーテル部材と、
   カテーテル上にあって、複数の長手方向に伸びる第１のストラットと、
   上に少なくとも１つの電極を載置した回転可能なストラットとを備え、
   当該複数の第１のストラットに対する当該回転可能なストラットの円周方向の位置を変えるために、当該回転可能なストラットは当該長手方向軸廻りに回転可能であることを特徴とする電極システム。
10. 血管内の電極システムであって、
    カテーテル部材と、
    当該カテーテル部材の先端部分にあるサポートを備え、当該サポートは少なくとも１つの電極を当該サポート中に有し、当該サポートは当該カテーテル部材に対し、第１の位置と第２の位置の間で長手方向にスライド可能であることを特徴とする電極システム。
11. 血管内の電極システムであって、
    血管内に配置するために構成された電極サポートと、
    当該電極サポートが血管内に在るときに、電極の接触面部分が血管の内壁に向き、当該接触面部分が壁に接触するようにバイアスをかけるために構成されたものであって、当該電極サポート上に配置された少なくとも１つの電極とを備え、
    当該接触面部分は、壁に接触するために賦形された第１の部分と、第１の部分が壁に接触したときに、壁から離れて配置されるように賦形された第２の部分を有しており、第２の部分と壁の間を血液が流れることができるようにしたことを特徴とする電極システム。
12. 請求項１１に記載された電極システムであって、前記第２の部分は、前記接触面部分にある少なくとも１つの溝から成ることを特徴とする電極システム。
13. 請求項１１に記載された電極システムであって、前記第１の部分は、前記接触面部分の立ち上がったコーナー部分から成ることを特徴とする電極システム。
14. 血管内の電極システムであって、
    ターゲットとする血管の中に配置するために構成された細長い基材と、
    当該基材の面上に配置された複数の電極と、
    当該基材の面から伸びた少なくとも１つのスタンドオフとを備え、血管壁を通してターゲットとする血管外部の神経に向けて電流を流すために電極が配置された時に、当該スタンドオフが血管の壁に接触し、血管壁と当該基材の面の間を血液が流れることができるように当該スタンドオフと電極が配置されていることを特徴とする電極システム。
15. 血管内の電極システムであって、
    ターゲットとする血管の中に配置するために構成された細長いサポート又は基材と、
    サポート又は基材の面上に配置された複数の電極を備え、各電極はカーブしたエッジのみを持った形状を画成する外周を備えていることを特徴とする電極システム。
16. 請求項１５に記載された電極システムであって、
    前記形状は、丸められたエッジを使って形成された円形、楕円形、および多面体から成る形状のグループから選択された形状であることを特徴とする電極システム。
17. 血管内の電極システムであって、
    ターゲットとする血管の中に配置するために構成された細長いサポート又は基材と、
    サポート又は基材の面上に配置された複数の電極とを備え、
    各電極は当該面から外側にカーブした断面形状を有していることを特徴とする電極システム。
18. 請求項１７に記載された電極システムであって、前記断面形状は、弓形形状および傾斜したエッジを有する形状からなる形状のグループから選択されたものであることを特徴とする電極システム。
19. ターゲットとする神経を経血管的に刺激するための電極システムであって、
    複数の長手方向に伸びたストラットを含む電極サポートであって、血管の内壁に接触させて当該ストラットを位置決めするために、血管内において膨張可能な電極サポートと、
    少なくとも１つのストラット上で搬送される電極とを備え、
    当該電極サポートは、血管内において展開した位置を有し、前記少なくとも１つのストラットに接触する血管壁の部分がターゲットとする神経の方へ膨張するように血管壁を非対称に変形させるために、少なくとも１つのストラットは、複数のストラットの中のその他のストラットよりも、電極サポートの長手方向軸から半径方向に更に伸びていることを特徴とする電極システム。
20. 請求項１９に記載された電極システムであって、
    血管の外側に膨張した位置において、前記少なくとも１つのストラットは、複数のストラットの中のその他のストラットよりも、電極サポートの長手方向軸から半径方向に更に伸びていることを特徴とする電極システム。
21. 請求項１９に記載された電極システムであって、
    前記少なくとも１つのストラットは、複数のストラットの中のその他のストラットよりも、電極サポートの長手方向軸に関する半径方向により大きな強度を有していることを特徴とする電極システム。
22. 請求項１９に記載された電極システムであって、
    血管壁の前記部分をターゲットとする神経の方へ向けて広げるように、前記少なくとも１つのストラットは、その他のストラットとは独立して半径方向外側に能動的に可動であることを特徴とする電極システム。