JP2017536192A - 積み重ねられた回路構成部品を備える埋め込み可能な医療装置 - Google Patents

積み重ねられた回路構成部品を備える埋め込み可能な医療装置 Download PDF

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Abstract

医療装置を小型化するための装置および回路を開示する。一例において、埋め込み可能な医療装置（ＩＭＤ）は、ハウジングと、ハウジングの外側の複数の電極と、ハウジング内のエネルギー蓄積装置と、ハウジング内に位置するとともにエネルギー蓄積装置と２つ以上の電極とに接続された回路とを含む。場合により、回路は２つ以上の島セクションを含み、各島セクションがリボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに接続されている。各島セクションは、２つの対向主面を有する。第１の島セクションおよび第２の島セクションは、第１の島セクションの２つの主面の一方が第２の島セクションの２つの対向主面の一方に面するように、ハウジング内に積み重ねられる。

Description

本開示は、概して患者に電気刺激療法を施すための装置および電気回路に関し、より詳細には、埋め込み可能な医療装置により患者に電気刺激療法を施すための装置および電気回路に関する。
埋め込み可能な医療装置は、今日では一般的に、患者を監視しかつ／または患者に治療を施すために使用される。例えば、心拍、心音、ＥＣＧ、呼吸などの、患者の１つまたは複数の生理学的パラメータを監視するために埋め込み可能なセンサがしばしば用いられる。別の例では、患者に神経刺激療法を提供するために、埋め込み可能な神経刺激装置を使用することができる。更に別の例では、身体に十分な量の血液を供給する心臓の能力を低下させ得る種々の心臓病を患う患者を治療するために、ペーシング装置を使用することができる。そのような心臓病は、急速で、不規則な、および／または非効率的な心臓収縮をもたらし得る。これらの状態のいくつかを軽減するのを補助するために、種々の装置（例えば、ペースメーカ、除細動器など）を患者の体内に埋め込むことができる。このような装置は、心臓がより正常に、効率的にかつ／または安全に機能するのを補助するために、心臓を監視し、心臓に電気刺激を与える。いくつかの用途では、埋め込み可能な医療装置が小さなフォームファクタを有することや、バッテリなどのエネルギー蓄積装置のために利用できる容積を増やすために（電気回路用などの）特定の構成部品用に使用される装置の容積を低減することが有益である。
本発明の目的は、上記した埋め込み可能な医療装置をより向上させた埋め込み可能な医療装置を提供することにある。
本開示は、概して患者に治療を施すための装置および電気回路に関し、より詳細には、埋め込み可能な医療装置により患者に治療を施すための装置および電気回路に関する。一例において、埋め込み可能な医療装置（ＩＭＤ：ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ ｍｅｄｉｃａｌ ｄｅｖｉｃｅ）は、患者の体内に埋め込まれるように構成されており、密封されたハウジングと、ハウジングの外側に電気的に露出している２つ以上の電極と、ハウジング内に配置されているエネルギー蓄積装置と、ハウジング内に配置されるとともに、エネルギー蓄積装置および２つ以上の電極に対して電気的に接続されている回路とを有する。いくつかの例では、リードレス心臓ペースメーカ（ＬＣＰ：ｌｅａｄｌｅｓｓ ｃａｒｄｉａｃ ｐａｃｅｍａｋｅｒ）が、小さなフォームファクタを有すること、および／またはバッテリなどのエネルギー蓄積装置に利用できる容積を増やすために（電気回路用などの）特定の構成部品用に使用される装置の容積を低減することが有益である。１つの例示のＬＣＰにおいて、回路は２つ以上の島セクションを含み、各島セクションがリボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに電気的に接続されており、各島セクションは２つの対向主面を有する。２つ以上の島セクションの第１の島セクションおよび２つ以上の島セクションの第２の島セクションは、第１の島セクションの２つの主面の一方が第２の島セクションの２つの対向主面の一方に面するように、ハウジング内に積み重ねられる。このように回路を積み重ねることは、電気回路用に使用される装置の容積を低減する助けになり、エネルギー蓄積装置用により多くの余地を残す。ここでは一例としてＬＣＰが使用されているが、任意の好適な埋め込み可能な医療装置に本明細書で説明する概念を適用することができる。
代替的または追加的に、上記の例において、２つ以上の島セクションおよびリボンセクションは、共通の基板を有する。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、回路は、フレキシブル回路を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、２つ以上の島セクションは、プリント回路基板を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、リボンセクションは、フレキシブル回路を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、内部ハウジング容積を規定し、かつ、エネルギー蓄積装置は、内部ハウジング容積の少なくとも７０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、エネルギー蓄積装置は、ハウジングの容積の少なくとも８０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、長さ寸法を有する長尺状のハウジングであり、かつ、長さ寸法を横断する断面積を規定し、さらに回路は、断面積の少なくとも８０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、第１の島セクションの２つの主面は、ハウジングの長さ方向を横断して延び、かつ、第１の島セクションの２つの主面の各々の面積は、断面積の少なくとも８０％である。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、長さ寸法を有する長尺状のハウジングであり、かつ、長さ寸法を横断する断面積を規定し、さらに回路は、断面積の少なくとも９０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ＩＭＤは、リードレス心臓ペースメーカであり、回路は、２つ以上の電極を介して、内因的に発生した電気信号を検出して患者に電気刺激パルスを供給するように構成される。
別の例において、患者内に埋め込まれるように構成された埋め込み可能な医療装置（ＩＭＤ）は、密封されたハウジングと、ハウジングの外側に電気的に露出している２つ以上の電極と、ハウジング内に配置されているエネルギー蓄積装置と、ハウジング内に配置されるとともに、エネルギー蓄積装置および２つ以上の電極に対して電気的に接続された回路とを含む。回路は２つ以上の島セクションを含み、各島セクションがリボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに電気的に接続されている。各島セクションは、２つの対向主面を有し、かつ、２つ以上の島セクションの第１の島セクションおよび２つ以上の島セクションの第２の島セクションは、第１の島セクションの２つの主面の一方が第２の島セクションの２つの対向主面の一方に面するように、ハウジング内に積み重ねられる。
代替的または追加的に、上記の例において、２つ以上の島セクションおよびリボンセクションは、共通の基板を有する。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、回路は、フレキシブル回路を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、２つ以上の島セクションは、プリント回路基板を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、リボンセクションの各々は、フレキシブル回路を含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、内部ハウジング容積を規定し、かつ、エネルギー蓄積装置は、内部ハウジング容積の少なくとも７０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、エネルギー蓄積装置は、ハウジングの容積の少なくとも８０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、長さ寸法を有する長尺状のハウジングであり、かつ、長さ寸法を横断する断面積を規定し、さらに回路は、断面積の少なくとも８０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、第１の島セクションの２つの主面は、ハウジングの長さ方向を横断して延び、かつ、第１の島セクションの２つの主面の各々の面積は、断面積の少なくとも８０％である。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ハウジングは、長さ寸法を有する長尺状のハウジングであり、かつ、長さ寸法を横断する断面積を規定し、さらに回路は、断面積の少なくとも９０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、各リボンセクションは、島セクションよりも可撓性が高い。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、回路は３つの島セクションを含み、第１の島セクションが第１のリボンセクションで第２の島セクションに接続され、第２の島セクションが第２のリボンセクションで第３の島セクションに接続されており、第１の島セクション、第２の島セクションおよび第３の島セクションは、第１の島セクションが第２の島セクションと第３の島セクションとの間に配置された状態でハウジング内に積み重ねられる。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、回路は３つの島セクションを含み、第１の島セクションが第１のリボンセクションで第２の島セクションに接続され、第２の島セクションが第２のリボンセクションで第３の島セクションに接続されており、第１の島セクション、第２の島セクションおよび第３の島セクションは、第２の島セクションが第１の島セクションと第３の島セクションとの間に配置された状態で、ハウジング内に積み重ねられる。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、１つまたは複数の回路構成部品は、２つ以上の島セクションの少なくとも２つに接続される。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、各リボンセクションは、２つのポリマー部分間に接合された金属部分を含み、かつ、島セクションの各々は、２つのポリマー部分間に接合された第１の金属部分と、２つのポリマー部分に接合された第２の金属部分とを含む。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、ＩＭＤは、リードレス心臓ペースメーカであり、さらに回路は、２つ以上の電極を介して、内因的に発生した電気信号を検出して患者に電気刺激パルスを供給するように構成される。
別の例において、患者内に埋め込まれるように構成された埋め込み可能な医療装置（ＩＭＤ）は、大きな寸法および小さな寸法を有する長尺状のハウジングと、ハウジングの外側に電気的に露出している２つ以上の電極と、ハウジング内に配置されているエネルギー蓄積装置と、ハウジング内に配置されるとともに、エネルギー蓄積モジュールと２つ以上の電極とに電気的に接続されたフレキシブル回路とを含む。フレキシブル回路は、２つ以上の島セクションと、１つまたは複数のリボンセクションとを有するフレキシブル基板を含み、各島セクションは、１つまたは複数のリボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに電気的に接続される。各島セクションは、２つの対向主面を有する。一例において、２つ以上の島セクションの第１の島セクションおよび２つ以上の島セクションの第２の島セクションは、２つ以上の島セクションの第１の島セクションの２つの対向主面および２つ以上の島セクションの第２の島セクションの２つの対向主面が長尺状のハウジングの大きな寸法を横断して延びるように、ハウジング内に積み重ねられる。場合により、２つ以上の島セクションの第１の島セクションおよび２つ以上の島セクションの第２の島セクションは、エネルギー蓄積装置の側方に隣接する長尺状のハウジング内に位置決めされる。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、各リボンセクションは、島セクションよりも可撓性が高い。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、フレキシブル回路は３つの島セクションを含み、第１の島セクションは、第１のリボンセクションで第２の島セクションに接続され、第２の島セクションは、第２のリボンセクションで第３の島セクションに接続される。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、第１の島セクション、第２の島セクションおよび第３の島セクションは、第１の島セクションが第２の島セクションと第３の島セクションとの間に配置された状態で、ハウジング内に積み重ねられる。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、第１の島セクション、第２の島セクションおよび第３の島セクションは、第２の島セクションが第１の島セクションと第３の島セクションとの間に配置された状態で、ハウジング内に積み重ねられる。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、長尺状のハウジングは、内部ハウジング容積を規定し、かつ、エネルギー蓄積装置は、内部ハウジング容積の少なくとも８０％を占める。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、１つまたは複数の回路構成部品は、２つ以上の島セクションの少なくとも２つに接続される。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、各リボンセクションは、２つのポリマー部分間に接合された金属部分を含み、島セクションの各々は、２つのポリマー部分間に接合された第１の金属部分と、２つのポリマー部分に接合された第２の金属部分とを含む。
別の例において、患者の組織への電気刺激パルスの供給を制御するためのフレキシブル回路は、フレキシブル構造を含み、フレキシブル基板は２つ以上の島セクションを有しており、各島セクションがリボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに接続されている。２つ以上の島セクションおよびリボンセクションは、共通の基板を有している。いくつかの例において、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、島セクションの１つに装着されており、患者の組織への電気刺激の供給を制御するように構成される。場合により、各リボンセクションは、２つ以上の島セクションが略平行な積み重ね関係で配置されることを可能にするように折り曲げられるように構成される。
代替的または追加的に、上記の例のいずれかにおいて、フレキシブル回路は、ＡＳＩＣを有さない島セクションの別の１つに装着された１つまたは複数の電気的構成部品を更に含む。
上記の概要は、本開示の各実施形態または全ての実施態様を説明することを意図するものではない。利点および成果は、本開示のより完全な理解と共に、添付の図面と併せて解釈される以下の説明および請求項を参照することにより、明らかになり認識されるであろう。
本開示は、添付の図面に関連する種々の例示的実施形態の以下の説明を考慮することで、より完全に理解され得る。
本開示の一例による例示的リードレス心臓ペースメーカ（ＬＣＰ）の概略ブロック図である。 本開示の態様に係る、埋め込み可能な医療装置の種々の機能を実現し得る例示の電気回路の概略図である。 本開示の態様に係る、埋め込み可能な医療装置の例示の回路の部分輪郭図である。 本開示の態様に係る、埋め込み可能な医療装置の種々の機能を実現し得る例示の電気回路の別の概略図である。 本開示の態様に係る、例示の電気回路の向きの例示図である。 本開示の態様に係る、例示の電気回路の向きの例示図である。 本開示の態様に係る、別の例示の電気回路の向きの例示図である。 本開示の態様に係る、別の例示の電気回路の向きの例示図である。 本開示の態様に係る、別の例示の電気回路の向きの例示図である。 本開示の態様に係る、埋め込み可能な医療装置の内部構成部品の例示の向きの概略図である。 本開示の態様に係る、埋め込み可能な医療装置の種々のセクションの例示図である。 本開示の態様に係る、例示の埋め込み可能な医療装置の側面図である。 本開示の態様に係る、例示の医療装置の断面斜視図である。
本開示は、種々の修正および代替形態を受け入れる余地があるが、実施形態の詳細は、図面中に例として示されており、詳しく説明されている。しかしながら、本発明が、説明される特定の例示的実施形態に本開示の態様を限定するものではないことが理解されるべきである。逆に、本発明は、本開示の趣旨および範囲内に含まれる全ての修正、同等物、ならびに代替例を網羅するものである。
以下の説明は図面を参照して読まれるべきものであり、図面では、異なる図面中の同様の要素には同じ参照符号が付されている。明細書および図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、例示的実施形態を描いており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
図１は、患者に埋め込まれるとともに、生理学的信号およびパラメータを検出して患者の組織に１つまたは複数の種類の電気刺激療法を施すように動作する例示的なリードレス心臓ペースメーカ（ＬＣＰ）の概念図である。例示の電気刺激療法としては、抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ：ａｎｔｉ−ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ ｐａｃｉｎｇ）療法、心臓再同期療法（ＣＲＴ：ｃａｒｄｉａｃ ｒｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ）、徐脈療法、心拍応答型ペーシング療法を含む種々の種類のペーシング療法、および／または同様のものが挙げられる。図１で確認できるように、ＬＣＰ１００は、全ての構成部品がＬＣＰ１００内に収納されるか、またはハウジング１２０上に直接位置する状態の小型の装置である。ＬＣＰ１００は、通信モジュール１０２と、パルス発生器モジュール１０４と、電気的検出モジュール１０６と、機械的検出モジュール１０８と、処理モジュール１１０と、エネルギー蓄積モジュール１１２と、電極１１４とを含む。
図１に示されているように、ＬＣＰ１００は、ハウジング１２０に対して固定できるがＬＣＰ１００を取り囲む組織および／または血液に露出させることができる、電極１１４を含む。電極１１４は通常、ＬＣＰ１００とその周囲の組織および／または血液に、かつ、ＬＣＰ１００とその周囲の組織および／または血液から電気信号を伝導する。このような電気信号は、通信パルス、電気刺激パルス、および内因性心臓電気信号を含む。内因性心臓電気信号は、心臓により発生した電気信号からなり、心電図（ＥＣＧ）により表される。電極１１４は、人体内に埋め込まれても安全であると知られている種々の金属または合金などの１つまたは複数の生体適合性導電性材料で構成することができる。いくつかの例において、電極１１４は通常、ＬＣＰ１００のいずれかの端部に配置され、モジュール１０２、１０４、１０６、１０８、１１０の１つまたは複数と電気通信する。電極１１４がハウジング１２０に直接固定される例において、電極１１４は、隣接する電極、ハウジング１２０および／またはＬＣＰ１００の他の部分から電極１１４を電気的に隔離する絶縁部分を有する。いくつかまたは全ての電極１１４は、ハウジング１２０から間隔を置いて配置されるとともに、接続線を介してハウジング１２０および／またはＬＣＰ１００の他の構成部品に接続される。このような実施形態において、電極１１４は、ハウジング１２０から延びる尾部に配置される。図１に示すように、いくつかの例において、ＬＣＰ１００は、電極１１４’を追加的に含んでもよい。電極１１４’がＬＣＰ１００の側部に配置されて電極の数を増やし、これにより、ＬＣＰ１００が、通信パルスおよび電気刺激パルスを供給し、ならびに／または内因性心臓電気信号、通信パルス、および／もしくは電気刺激パルスを検出し得ることを除いて、電極１１４’は、電極１１４と同様である。
電極１１４および／または電極１１４’は、様々な大きさおよび／または形状の任意のものを有してもよく、様々な距離の任意の距離だけ間隔を置いて配置されてもよい。例えば、電極１１４は、２〜２０ミリメートル（ｍｍ）の直径を有する。しかしながら、他の例において、電極１１４および／または電極１１４’は、２、３、５、７ミリメートル（ｍｍ）の直径、または他の任意の好適な直径、寸法および形状を有する。電極１１４および／または電極１１４’の例示の長さは、０、１、３、５、１０ミリメートル（ｍｍ）の長さ、または他の任意の好適な長さを含む。本明細書で使用する場合、長さは、ハウジング１２０から外方に延びる電極１１４および／または電極１１４’の寸法である。追加的に、電極１１４および／または電極１１４’の少なくともいくつかは、２０、３０、４０、５０ミリメートル（ｍｍ）の距離、または他の任意の好適な距離だけ互いに間隔を置いて配置されてもよい。単一の装置の電極１１４および／または電極１１４’は、互いに対して異なる大きさを有してもよく、装置上の電極の間隔は均等でなくてもよい。
通信モジュール１０２は、電極１１４および／または電極１１４’に対して電気的に結合されるとともに、センサ、プログラム、他の医療装置等の他の装置と通信するために患者の組織に通信パルスを供給するように構成されてもよい。通信パルスは、本明細書で使用する場合、単独でまたは１つもしくは複数の他の変調信号と共に別の装置に情報を伝える任意の変調信号であってもよい。いくつかの例において、通信パルスは、情報を伝える閾値下の信号のみを含むものに限定されない。通信モジュール１０２が通信するように構成される他の装置は、患者の身体の外部または内部のいずれかに位置し得る。通信モジュール１０２は、追加的に、ＬＣＰ１００の外部に位置する、他の装置により供給される通信パルスを検出するように構成されてもよい。位置に関係なく、ＬＣＰおよび他の装置は、１つまたは複数の所望の機能を達成するために通信モジュール１０２を介して互いに通信してもよい。いくつかの例示の機能は、通信データを記憶すること、不整脈の発生を判定するために通信データを使用すること、電気刺激療法を施すのを調整すること、および／または他の機能を含む。
ＬＣＰ１００および他の装置は、生情報、処理された情報、メッセージ、および／または他のデータを通信するために供給される通信パルスを使用してもよい。生情報は、検出された電気信号（例えば、検出されたＥＣＧ）、結合されたセンサから収集された信号、および同様のものなどの情報を含んでもよい。いくつかの例において、生情報は、１つまたは複数の信号処理技術を使用してフィルタリングされた信号を含む。処理された情報は、ＬＣＰ１００により決定された任意の情報を含んでもよい。例えば、処理された情報は、決定された心拍数、決定された心拍のタイミング、他の決定された事象のタイミング、閾値交差の決定、監視期間の終了、ならびに活動パラメータ、血液酸素パラメータ、血圧パラメータ、心音パラメータ、および同様のものなどの決定されたパラメータを含む。メッセージは、別の装置に作動し始めるように指示する命令と、送信装置の作動が間近であることの通知と、受信装置からの読み出しまたは受信装置へのデータの書き込みの要求とを含んでもよい。
少なくともいくつかの例において、通信モジュール１０２（またはＬＣＰ１００）は、通信モジュール１０２が通信パルスを供給するのにどの電極１１４および／または電極１１４’を介するかを選択するために、通信モジュール１０２に電極１１４および／または電極１１４’の１つまたは複数を選択的に接続するためのスイッチング回路を更に含む。追加的に、通信モジュール１０２は、他の装置と通信するための１つまたは複数の方法を使用するように構成されてもよい。例えば、通信モジュール１０２は、伝導信号、高周波（ＲＦ）信号、光信号、音響信号、誘導結合、および／または通信に好適な他の任意の信号もしくは方法により通信してもよい。
ＬＣＰ１００のパルス発生器モジュール１０４はまた、電極１１４および／または電極１１４’の１つまたは複数に電気的に接続されてもよい。パルス発生器モジュール１０４は、１つまたは複数の電気刺激療法を実施するために電気刺激パルスを発生させて電極１１４および／または電極１１４’を介して患者の組織に電気刺激パルスを供給するように構成される。電気刺激パルスは、本明細書で使用する場合、任意の種類の疾患または異常を治療する目的で患者の組織に供給される任意の電気信号を包含する。心臓の疾患または異常を治療するために使用される場合には、電気刺激パルスは通常、患者の心臓を捕捉する（すなわち、供給される電気刺激パルスに応じて心臓を収縮させる）ように構成される。少なくともパルス発生器１０４が除細動／電気的除細動パルスと呼ばれる特定の種類の電気刺激パルスを発生させるように構成される例において、パルス発生器モジュール１０４は、１つまたは複数のコンデンサ要素を含んでもよい。
パルス発生器モジュール１０４は、供給される電気刺激パルスが常に心臓を捕捉することを確実にするために、電気刺激パルスのパルス幅またはパルス振幅を調節することなどにより、電気刺激パルスを修正する能力を含む。パルス発生器モジュール１０４は、電気刺激パルスを発生させるために、エネルギー蓄積モジュール１１２に蓄積されたエネルギーを使用してもよい。少なくともいくつかの例において、パルス発生器モジュール１０４（またはＬＣＰ１００）は、パルス発生器１０４が電気刺激パルスを供給するのにどの電極１１４および／または電極１１４’を介するかを選択するために、パルス発生器モジュール１０４に電極１１４および／または電極１１４’の１つまたは複数を選択的に接続するためのスイッチング回路を更に含む。
いくつかの例において、ＬＣＰ１００は、電気的検出モジュール１０６と、機械的検出モジュール１０８とを含む。電気的検出モジュール１０６は、電極１１４および／または電極１１４’から電気的検出モジュール１０６に伝導された内因性心臓電気信号を検出するように構成される。例えば、電気的検出モジュール１０６は、１つまたは複数の電極１１４および／または電極１１４’に電気的に接続されてもよく、電気的検出モジュール１０６は、電極１１４および／または電極１１４’を通じて伝導された心臓電気信号を受信するように構成されてもよい。いくつかの例において、心臓電気信号は、ＬＣＰ１００が内部に埋め込まれる室からの局部情報を表す。例えば、ＬＣＰ１００が心臓の心室内に埋め込まれる場合、電極１１４および／または電極１１４’を通じてＬＣＰ１００により検出された心臓電気信号は、心室心臓電気信号を表す。機械的検出モジュール１０８は、加速度計、血圧センサ、心音センサ、血液酸素センサ、ならびに／あるいは心臓および／または患者の１つもしくは複数の生理学的パラメータを測定する他のセンサなどの、種々のセンサを含むかまたは種々のセンサに電気的に接続されてもよい。機械的検出モジュール１０８は、種々の生理学的パラメータを示す信号をセンサから収集することができる。電気的検出モジュール１０６と機械的検出モジュール１０８の両方は、処理モジュール１１０に更に接続されてもよく、検出された心臓電気信号および／または生理学的信号を表す信号を処理モジュール１１０に提供することができる。図１に関して別個の検出モジュールとして説明されているが、いくつかの例では、電気的検出モジュール１０６および機械的検出モジュール１０８は、組み合わされて単一のモジュールにされてもよい。
処理モジュール１１０は、ＬＣＰ１００の動作を制御するように構成されてもよい。例えば、処理モジュール１１０は、電気的検出モジュール１０６からの心臓電気信号および／または機械的検出モジュール１０８からの生理学的信号を受信するように構成される。受信信号に基づいて、処理モジュール１１０は、不整脈の発生および種類を判定できる。処理モジュール１１０は更に、通信モジュール１０２から情報を受信できる。いくつかの例において、処理モジュール１１０は、不整脈の発生および種類を判定するために、そのような受信した情報を追加的に使用する。しかしながら、他の例において、ＬＣＰ１００は、受信した情報が電気的検出モジュール１０６および／または機械的検出モジュール１０８から受信した信号よりも正確である場合、あるいは電気的検出モジュール１０６および／または機械的検出モジュール１０８が無効にされているかまたはＬＣＰ１００から省かれている場合に、電気的検出モジュール１０６および／または機械的検出モジュール１０８から受信した信号ではなく受信した情報を使用してもよい。
判定された不整脈に基づいて、処理モジュール１１０は、その不整脈を治療するために１つまたは複数の電気刺激療法に従って電気刺激パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。例えば、処理モジュール１１０は、１つまたは複数の電気刺激療法を実施するために、様々なパラメータを有するペーシングパルスを異なるシーケンスで発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。徐脈ペーシング療法を施すようにパルス発生器モジュール１０４を制御する際に、処理モジュール１１０は、患者の心臓が所定の閾値を下回るのを防止するために、一定間隔で患者の心臓を捕捉するように設計されたペーシングパルスを供給するようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ：ａｎｔｉ−ｔａｃｈｙｃａｒｄｉａ ｐａｃｉｎｇ）療法のために、処理モジュール１１０は、内因性心臓電気信号に応じてではなく供給されるペーシングパルスに応じて心臓を鼓動させる目的で、内因性心拍数よりも速い速度でペーシングパルスを供給するようにパルス発生器モジュール１０４を制御してもよい。それから、処理モジュール１１０は、供給されるペーシングパルスの速度を安全なレベルまで低下させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。ＣＲＴにおいて、処理モジュール１１０は、より効率的に心臓を収縮させるために別の装置と協働してペーシングパルスを供給するようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。追加的に、パルス発生器モジュール１０４が除細動／電気的除細動治療のための除細動パルスおよび／または電気的除細動パルスを発生させることが可能である場合に、処理モジュール１１０は、そのような除細動パルスおよび／または電気的除細動パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。他の例において、処理モジュール１１０は、検知された１つまたは複数の心臓不整脈を治療するために本明細書で説明したものとは異なる電気刺激療法を提供するために、電気刺激パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御してもよい。
異なる種類の電気刺激パルスを異なるシーケンスで発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御することに加えて、いくつかの例では、処理モジュール１１０はまた、様々なパラメータを有する種々の電気刺激パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御してもよい。例えば、各電気刺激パルスは、パルス幅とパルス振幅とを有する。処理モジュール１１０は、特定のパルス幅およびパルス振幅を有する種々の電気刺激パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御できる。例えば、処理モジュール１１０は、電気刺激パルスが心臓を効果的に捕捉していない場合には、パルス発生器モジュール１０４に電気刺激パルスのパルス幅および／またはパルス振幅を調節させてもよい。種々の電気刺激パルスの特定のパラメータのそのような制御は、ＬＣＰ１００が電気刺激療法を効果的に施すことができることを確実にする。
いくつかの例において、処理モジュール１１０は更に、他の装置に情報を送信するように通信モジュール１０２を制御できる。例えば、処理モジュール１１０は、装置のシステムの他の装置と通信するための１つまたは複数の通信パルスを発生させるように通信モジュール１０２を制御する。例えば、処理モジュール１１０は、特定のシーケンスが他の装置に異なるデータを伝える、特定のシーケンスで通信パルスを発生させるように通信モジュール１０２を制御する。通信モジュール１０２はまた、処理モジュール１１０による可能な動作のために受信した任意の通信信号を処理モジュール１１０に伝導する。
更なる例において、処理モジュール１１０は、通信モジュール１０２およびパルス発生器モジュール１０４が患者の組織に通信パルスおよび電気刺激パルスを供給するスイッチング回路を追加的に制御してもよい。上述したように、通信モジュール１０２とパルス発生器モジュール１０４の両方は、これらのモジュールが患者の組織に通信パルスおよび電気刺激パルスを供給するように、１つまたは複数の電極１１４および電極１１４’を通信モジュール１０２とパルス発生器モジュール１０４とに接続するための回路を含む。通信モジュール１０２およびパルス発生器モジュール１０４が通信パルスおよび電気刺激パルスを供給する１つまたは複数の電極の特定の組み合わせは、通信パルスの受信および／または電気刺激パルスの有効性に影響を及ぼす。通信モジュール１０２およびパルス発生器モジュール１０４の各々がスイッチング回路を含むことを説明したが、いくつかの例において、ＬＣＰ１００は、通信モジュール１０２とパルス発生器モジュール１０４と電極１１４および／または電極１１４’との全てに接続された単一のスイッチングモジュールを有してもよい。このような例において、処理モジュール１１０は、モジュール１０２／モジュール１０４と電極１１４／電極１１４’とを接続するように単一のスイッチングモジュールを制御してもよい。
更に追加の例において、処理モジュール１１０は、外部装置と通信するための通信パルスを発生させるようにパルス発生器モジュール１０４を制御する。このような例において、通信モジュール１０２は、通信パルスを発生させる能力を含まなくてもよい。いくつかの更に追加の例において、電気的検出モジュール１０６は、通信パルスを検出する能力を更に含む。このような例において、電気的検出モジュール１０６は、受信した任意の通信パルスを処理モジュール１１０に通信してもよい。このような例において、パルス発生モジュール１０４および電気的検出モジュール１０６に通信モジュール１０２の機能が組み込まれるため、ＬＣＰ１００は、通信モジュール１０２を含まなくてもよい。しかしながら、このような例では、ＬＣＰ１００は、通信パルスと電気刺激パルスの両方を同時に発生させることができない場合がある。
いくつかの例において、処理モジュール１１０は、超大規模集積（ＶＬＳＩ）チップまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの、事前にプログラムされたチップを含む。このような実施形態において、チップは、ＬＣＰ１００の動作を制御するために制御論理を用いて事前にプログラムされる。事前にプログラムされたチップを使用することにより、処理モジュール１１０は、基本的な機能を維持しつつ他のプログラマブル回路よりも使用する電力を少なくでき、それにより、ＬＣＰ１００のバッテリ寿命を延ばす。他の例において、処理モジュール１１０は、プログラマブルマイクロプロセッサまたは同様のものを含む。そのようなプログラマブルマイクロプロセッサは、製造後に利用者がＬＣＰ１００の制御論理を調節することを可能にし、それにより、事前にプログラムされたチップを使用したときよりもＬＣＰ１００のより高い融通性を実現する。
処理モジュール１１０は、追加の例において、メモリ回路を更に含んでもよく、処理モジュール１１０は、メモリ回路に情報を記憶し、メモリ回路から情報を読み出す。他の例において、ＬＣＰ１００は、処理モジュール１１０と通信する別個のメモリ回路（図示せず）を含んでもよく、その結果、処理モジュール１１０は、別個のメモリ回路に情報を記憶し、メモリ回路から情報を読み出すことができる。メモリ回路は、処理モジュール１１０の一部であれ処理モジュール１１０とは別個であれ、例えば８ビットのアドレス長を有してもよい。しかしながら、他の例において、メモリ回路は、１６ビット、３２ビット、もしくは６４ビットのアドレス長、または好適である他の任意のビット長を有してもよい。追加的に、メモリ回路は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または揮発性メモリと不揮発性メモリの両方の組み合わせであってもよい。
エネルギー蓄積モジュール１１２は、ＬＣＰ１００の動作のためにＬＣＰ１００に電源を提供してもよい。いくつかの例において、エネルギー蓄積モジュール１１２は、非充電式リチウム系バッテリであってもよい。他の例において、非充電式バッテリは、当技術分野で知られている他の好適な材料で作られてもよい。ＬＣＰ１００は埋め込み可能な装置であるため、ＬＣＰ１００へのアクセスが制限される可能性がある。このような状況では、日、週、月、または年などの長い治療期間にわたって治療を施すのに十分なエネルギー容量を有することが必要である。いくつかの例において、エネルギー蓄積モジュール１１２は、ＬＣＰ１００の使用寿命の向上を容易にするために、充電式バッテリであってもよい。更に他の例において、エネルギー蓄積モジュール１１２は、コンデンサなどの他の種類のエネルギー蓄積装置であってもよい。
患者の体内にＬＣＰ１００を埋め込むために、術者（例えば、医師、臨床医など）は、患者の心臓の心臓組織にＬＣＰ１００を固定する。固定を容易にするために、ＬＣＰ１００は、１つまたは複数のアンカー１１６を含んでもよい。アンカー１１６は、任意の数の固定機構または係止機構を含んでもよい。例えば、アンカー１１６は、１つまたは複数のピン、ステープル、ねじ山、ねじ、螺旋、歯、および／または同様のものを含んでもよい。いくつかの例において、図示されていないが、アンカー１１６は、アンカー１１６の少なくとも一部の長さにわたって延在し得るねじ山をアンカー１１６の外面に含んでもよい。ねじ山は、心臓組織内にアンカー１１６を固定するのを補助するために、心臓組織とアンカーとの間に摩擦を生じさせる。他の例においては、アンカー１１６は、周囲の心臓組織との係合を容易にするために、逆棘、スパイク、または同様のものなどの他の構造を含んでもよい。
図２は、本開示の態様に係る、通信モジュール１０２、パルス発生器モジュール１０４、電気的検出モジュール１０６、機械的検出モジュール１０８、および／または処理モジュール１１０に関して説明される機能を実現する例としての電気回路を示す。具体的には、図２は、例として電気回路２００を示す。電気回路２００は、リボンセクション２０６により接続された島セクション２０２、２０４を含む。島セクション２０２、２０４の各々は、第１の主対向面２１２Ａ、２１４Ａおよび第２の主対向面２１２Ｂ、２１４Ｂをそれぞれ有する。図２は、島セクション２０４に固定された処理モジュール２１０と、島セクション２０２に固定された回路要素２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃとを更に示す。一例において、処理モジュール２１０および回路要素２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃは、通信モジュール１０２、パルス発生器モジュール１０４、電気的検出モジュール１０６、機械的検出モジュール１０８、および／または処理モジュール１１０の機能を実現する回路要素を表す。処理モジュール２１０は、事前にプログラムされた論理チップまたはプログラマブルマイクロプロセッサなどの、処理モジュール１１０に関して説明される回路要素または構成部品のいずれかを含んでもよい。回路要素２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃは、コンデンサ、抵抗器、ダイオード、または他の回路要素を表す。追加的に、回路要素２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃおよび処理モジュールが全て島セクション２０２、２０４の第１の主対向面２１２Ａ、２１４Ａ上に示されているが、他の例において、構成部品のいくつかまたは全ては、第２の主対向面２１２Ｂ、２１４Ｂに取り付けられてもよい。更に他の例において、島セクション２０２および／または島セクション２０４は、主対向面の両方に取り付けられた１つまたは複数の構成部品を有してもよい。
図示の例において、島セクション２０２、２０４は、フィードスルー２１６、２１７、２１８、２１９を追加的に含む。ＬＣＰ１００などの、埋め込み可能な医療装置内に挿入されたときに、フィードスルー２１６、２１７、２１８、２１９の各々は、電極１１４／電極１１４’、共通の電気的基準器、および／またはエネルギー蓄積装置に電気的に接続される。追加的に、リボンセクション２０６は、配線２２２を含んでもよい。配線（複数可）２２２は導電性であってもよく、それにより、島セクション２０２と島セクション２０４との間に１つまたは複数の電気配線（すなわち、接続部）を提供する。
いくつかの例において、各島セクション２０２、２０４は、図２に示すように、円形状であるが、これは必須ではない。各島セクション２０２、２０４は、島セクション２０２、２０４が積み重ねられたときに装置内に収まるように、埋め込み可能な医療装置ハウジング（例えば、ＬＣＰ１００）の断面の内径よりも僅かに小さい直径を有する。いくつかの例示の直径は、３．８０ミリメートル〜１２．７ミリメートルを含む。しかしながら、他の例において、島セクション２０２、２０４は、三角形、正方形、卵形、または他の任意の好適な形状であってもよい。少なくともいくつかの例において、島セクション２０２、２０４の特定の形状は、埋め込み可能な医療装置の断面形状とほぼ一致する。リボンセクション２０６の長さのいくつかの例示の範囲は、３．８０ミリメートル〜１２．７ミリメートルを含む。
島セクション２０２、２０４は、リジッドプリント回路基板（ＰＣＢ）を含んでもよい。このような場合、島セクション２０２、２０４は、島セクション２０２、２０４の各々上の構成部品の各々とリボンセクション２０６の配線（複数可）２２２とを電気的に接続する金属または他の配線を含んでもよい。他方では、リボンセクション２０６は、フレキシブル基板、例えば、ポリアミドを含むポリマーまたは他の任意の好適なフレキシブル基板を含んでもよい。配線（複数可）２２２は、リボンセクション２０６のポリマー内に埋設されてもよく、電気回路２００の外部の環境から電気的に絶縁されてもよい。通常、リボンセクション２０６は、島セクション２０２、２０４よりも比較的可撓性が高い。したがって、ＬＣＰなどの、埋め込み可能な医療装置内に配置するときに、島セクション２０２、２０４をかなりの程度（例えば、各接線が島セクションの対応する縁部において島セクションの上面に接する、２つの接線間の１５度未満の撓み）まで屈曲させることなく島セクション２０２、２０４が互いに対して積み重ねられるようにリボンセクション２０６を折り曲げるかまたは屈曲させてもよい。
他の例では、島セクション２０２、２０４がリジッドＰＣＢを含みかつリボンセクション２０６がフレキシブル基板を含むのではなく、島セクション２０２、２０４およびリボンセクション２０６が共通の基板を有してもよい。図３は、例としての回路の部分的な輪郭を示しており、その回路の種々の部分が全て共通の基板を有する。具体的には、図３は、島セクション３０１およびリボンセクション３０３の部分的な輪郭を示している。島セクション３０１は、多層基板を含んでもよい。具体的には、多層基板は、交互に配置された導電性基板および非導電性基板を含んでもよい。少なくともいくつかの例において、導電性基板は、金属かまたは他の好適な導電性材料であってもよく、非導電性基板は、ポリアミドまたは他の好適な非導電性材料などの、ポリマーの一種であってもよい。
図３に示されるように、島セクション３０１は、導電性基板３０２と導電性基板３０６との間に挟まれた非導電性基板３０４と、導電性基板３０６と３１０との間に挟まれた非導電性基板３０８とを含んでもよい。いくつかの追加の例において、導電性基板３０６は、パターン形成された配線間の空間を非導電性基板が埋めた状態の特別にパターン形成された配線を含んでもよい。このような例において、図２の回路構成部品２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃおよび／または処理モジュール２１０などの、回路構成部品は、島セクション３０１に取り付けられるときに、導電性基板３０６に電気的に接続される。このように、導電性基板３０６は、１つまたは複数の回路構成部品間に特定の導電経路（例えば、配線）を作り出す。またいくつかの例において、導電性基板３０２および／または導電性基板３１０は、取り付けられた任意の回路構成部品から電気的に絶縁される。このような例において、導電性基板３０２および／または導電性基板３１０は、電磁干渉を減衰または阻止する、電磁遮蔽としての機能を果たすことができる。
図３で確認されるように、非導電性基板３０４、３０８および導電性基板３０６は、島セクション３０１とリボンセクション３０３の両方を貫通するように延在する。島セクション３０１に導電性基板３０２および導電性基板３１０を追加することで、島セクション３０１をより剛性の高いものにすることにより、島セクション３０１とリボンセクション３０３の相対的な可撓性の差を増加させてもよい。追加的に、いくつかの例において、部分３１２などの、非導電性基板３０４の一部分は、島セクション３０１に対するリボンセクション３０３から除去されてもよい。また、部分３１２を除去することで、リボンセクション３０３をより可撓性の高いものにすることにより、島セクション３０１とリボンセクション３０３の相対的な可撓性の差を増加させてもよい。当然ながら、他の例において、リボンセクション３０３内の非導電性基板３０８の一部分、または非導電性基板３０４と非導電性基板３０８の両方の一部分は、島セクション３０１とリボンセクション３０３との相対的な可撓性の差を増加させるために除去されてもよい。回路構成部品２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃおよび／または処理モジュール２１０などの、回路構成部品を島セクション３０１に取り付けることで、島セクション３０１の剛性を高めることにより、島セクション３０１とリボンセクション３０３との相対的な可撓性の差を更に増加させてもよい。
いくつかの例において、導電性基板３０２、３０６および非導電性基板３０４は、一体の複合基板として製造されてもよい。このような例において、非導電性基板３０８および導電性基板３１０は、導電性基板３０２、３０６および非導電性基板３０４の一体の複合基板に接着されてもよい。追加的に、このような例において、導電性基板３０１は、リボンセクション３０３に沿って除去されてもよい。通例、基板の各セクションは比較的薄くてもよく、それにより、回路３００も比較的薄いものであることを可能にする。導電性基板３０２および／または導電性基板３１０の例示の厚さは、１５〜３０マイクロメートルの範囲であり、いくつかの例では、厚さが２２マイクロメートルである。非導電性基板３０４、３０８の例示の厚さは、２０〜３５マイクロメートルの範囲であり、いくつかの例では、厚さが２５マイクロメートルである。導電性基板３０６の例示の厚さは、１０〜２５マイクロメートルの範囲であり、いくつかの例では、厚さが１８マイクロメートルである。非導電性基板３０８および導電性基板３１０が導電性基板３０２、３０６および非導電性基板３０４の一体の複合基板に接着される例において、接着剤の厚さは、１５〜３５マイクロメートルの範囲であってもよく、いくつかの例では、厚さが２５マイクロメートルであってもよい。よって、島セクション３０１の全体の厚さは、９５マイクロメートル〜１９０マイクロメートルの範囲であってもよく、いくつかの例では、厚さが１３７マイクロメートルであってもよい。
図４は、本開示の態様に係る別の例示の回路を示している。図４の例において、例示の回路４００は、第１の島セクション４０１と第２の島セクション４０３と第３の島セクション４０５とを含む３つの別個の島セクションを有する。島セクション４０１、４０３、４０５は、第１のリボンセクション４０６と第２のリボンセクション４０７とにより隔てられた状態で示されている。図２の島セクション２０２、２０４と同様に、島セクション４０１、４０３、４０５の各々は、第１の主対向面４１２Ａ、４１４Ａ、４１６Ａと、第２の主対向面４１２Ｂ、４１４Ｂ、４１６Ｂとを含んでもよい。第２の島セクション４０３および第３の島セクション４０５はまた、フィードスルー４１７、４１８、４１９、４２０を含んでもよい。回路４００が、ＬＣＰ１００などの、埋め込み可能な医療装置内に配置されたときに、フィードスルー４１７、４１８、４１９、４２０は、電極１１４／電極１１４’、共通の電気的基準器、および／またはエネルギー蓄積装置に電気的に接続されてもよい。
処理モジュール４１０および回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈは、通信モジュール１０２、パルス発生器モジュール１０４、電気的検出モジュール１０６、機械的検出モジュール１０８、および／または処理モジュール１１０の機能を実現する回路要素の例である。処理モジュール４１０は、事前にプログラムされた論理チップまたはプログラマブルマイクロプロセッサなどの、処理モジュール１１０に関して説明される回路要素または構成部品のいずれかを含んでもよい。回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈは、コンデンサ、抵抗器、ダイオード、または他の任意の好適な回路要素を表す。
いくつかの例において、少なくとも１つの島セクションは、その島セクションの主対向面の両方に取り付けられた１つまたは複数の構成部品を有してもよい。図４の具体例において、島セクション４０１は、第１の主対向面４１２Ａに取り付けられた処理モジュール４１０と、第２の主対向面４１２Ｂ上の回路要素４０８Ａ、４０８Ｂ（点線で示されている）とを含む。通常、島セクション４０１、４０３、４０５は、島セクション２０２、２０４と同様である。例えば、島セクション４０１、４０３、４０５は、図２の島セクション２０２、２０４に関して説明されたものと同様の形状および大きさを有する。追加的に、島セクション４０１、４０３、４０５がＰＣＢを含む例において、ＰＣＢは、所望の回路機能をもたらすために処理モジュール４１０と回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈとを電気的に接続する導電性配線を含む。代替的に、回路４００が１つの共通の基板を含む例において、島セクションに接続された任意の処理モジュール４１０および／または回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈは、１つまたは複数の内部導電性配線層に接続されてもよく、それにより、所望の回路機能をもたらすために処理モジュール４１０および／または種々の回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈを電気的に接続する。
リボンセクション２０６と同様に、リボンセクション４０６、４０７は、第１のリボンセクション４０６内の配線４２２および第２のリボンセクション４０７内の配線４２３などの、配線を含んでもよい。配線４２２、４２３は、導電性であり、それにより、島セクション４０１、４０３、４０５上のある構成部品を電気的に接続する。また、リボンセクション２０６と同様に、第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７は、島セクション４０１、４０３、４０５よりも比較的可撓性が高くてもよい。例えば、第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７は、島セクション４０１、４０３、４０５がより剛性のＰＣＢを含む一方で、配線４２２、４２３がフレキシブル基板内に埋設された、ポリマーなどの、フレキシブル基板で作られてもよい。代替的に、島セクション４０１、４０３、４０５ならびに第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７が共通の基板を共有する場合には、第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７は、島セクション４０１、４０３、４０５よりも相対的に薄くてもよい。例えば、島セクション４０１、４０３、４０５、ならびに第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７は通常、図３に示されているものと同様の内部構造を含んでもよい。
追加的に、少なくともいくつかの例において、第１のリボンセクション４０６および第２のリボンセクション４０７は、異なる長さを有してもよい。図４に示されているように、第１のリボンセクション４０６は第２のリボンセクション４０７よりも短い長さを有するが、他の例では、そのような長さの関係を逆転させてもよく、当然ながら、そのような長さが同じであってもよい。第１のリボンセクション４０６と第２のリボンセクション４０７の特定の相対的な長さにより、図６Ａ〜図６Ｃに関して以下に説明する構成などの、異なる積み重ね構成が可能である。
いくつかの例では、図２〜図４に関して説明した島セクションとリボンセクションとの相対的な可撓性の差により、島セクションが埋め込み可能な医療装置内に配置されるときに互いに積み重ねられることが可能である。図５Ａ〜図５Ｂは、ＬＣＰ１００などの、埋め込み可能な医療装置内に配置されたときに回路２００が取り得る２〜３つの例示の構成を示している。図５Ａにおいて、島セクション２０２、２０４は、第１の主対向面２１２Ａ、２１４Ａが互いに面する状態で積み重ねられる。図２に示されているような構成にある処理モジュール２１０および回路要素２０８Ａ〜２０８Ｃに関して、このことは、構成部品間に空間２３０が介在する状態で、処理モジュール２１０および回路要素２０８Ａ〜２０８Ｃ（図５Ａでは回路要素２０８Ａが回路要素２０８Ｃを覆い隠しているため回路要素２０８Ｃは示されていない）が互いに対向することを意味する。いくつかの例において、充填材料が、構成部品間の隔離を維持するために空間２３０内に配置されてもよい。少なくともいくつかの例において、充填材料は、充填材料が空間２３０内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が構成部品の周囲に折り重なるように形成されてもよい。いくつかの例において、充填材料がもたらす隔離は、電気的隔離であってもよい。例えば、充填材料は、島セクション２０２、２０４の構成部品が互いに接触して短絡するのを防止してもよい。他の例において、充填材料は、その代わりにまたは追加的に、島セクション２０２、２０４の構成部品間に機械的隔離をもたらしてもよい。例えば、装置ハウジングの島セクション２０２、２０４が運動を受けることがあり、充填材料は、島セクション２０２、２０４の構成部品が互いに衝突して損傷を与えるのを防止する。少なくともいくつかの例において、充填材料は乾燥剤であってもよい。いくつかの例示の充填材料は、シリコーンまたは他の不活性化合物を含む。
図５Ｂは、島セクション２０２、２０４の別の例示の構成を示す。図５Ｂの例において、第２の主対向面２１２Ｂ、２１４Ｂは、互いに面している。図２に示されているような構成にある処理モジュール２１０および回路要素２０８Ａ〜２０８Ｃに関して、このことは、積み重ねられた回路の外側に処理モジュール２１０および回路要素２０８Ａ〜２０８Ｃが配置されることを意味する。このような例では、充填材料が空間２３０内に全く配置されなくてもよい。しかしながら、処理モジュール２１０および／または回路要素２０８Ａ〜２０８Ｃを埋め込み可能な医療装置の他の部分から隔離された状態に保つことが有益または必要である限りにおいて、充填材料は更に空間２３１、２３２内に配置されてもよい。この場合もまた、これらの例のいくつかにおいて、充填材料は、充填材料が空間２３１、２３２内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が構成部品の周囲に折り重なるように形成されてもよい。
図６Ａ〜図６Ｃは、ＬＣＰ１００などの、埋め込み可能な医療装置内に配置されたときに回路４００が取り得る更なる例示の構成を示している。図６Ａにおいて、島セクション４０１、４０３、４０５は、島セクション４０１、４０３の第１の主対向面４１２Ａ、４１４Ａが互いに面しかつ島セクション４０１の第２の主対向面および第１の主対向面４１６Ａが互いに面する状態で積み重ねられる。この構成は、第１のリボンセクション４０６が第２のリボンセクション４０７よりも短い図４の例に示された構成と同様であってもよい。図６Ａの積み重ねられた構成は、島セクション４０５、４０１間および島セクション４０１、４０３間にそれぞれ空間４３１および空間４３２を作り出す。
いくつかの例において、充填材料は、異なる島セクション上に配置された処理モジュール４１０と回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈとを隔離するように空間４３１、４３２内に配置されてもよい。少なくともいくつかの例において、充填材料は、充填材料が空間４３１および／または４３２内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が処理モジュール４１０および／または回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈの周囲に折り重なるように形成されてもよい。いくつかの例において、充填材料がもたらす隔離は、電気的隔離であってもよい。例えば、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５上の構成部品が互いに接触して短絡するのを防止できる。他の例において、充填材料は、その代わりにまたは追加的に、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品間に機械的隔離をもたらしてもよい。例えば、装置ハウジングの島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５が運動を受けることがあり、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品が互いに衝突して損傷を与えるのを防止する。少なくともいくつかの例において、充填材料は乾燥剤であってもよい。いくつかの例示の充填材料は、シリコーンまたは他の不活性化合物を含む。
図６Ｂにおいて、島セクション４０１、４０３、４０５は、島セクション４０１の第１の主対向面４１２Ａおよび島セクション４０５の第２の主対向面４１６Ｂがそれぞれ互いに面しかつ島セクション４０３、４０５の第１の主対向面４１６Ａ、４１４Ａが互いに面する状態で積み重ねられる。この構成において、第１のリボンセクション４０６は、第２のリボンセクション４０７よりも長くてもよい。図６Ｂの積み重ねられた構成は、島セクション４０５、４０１間および島セクション４０３、４０５間にそれぞれ空間４３１および空間４３２を作り出す。いくつかの例において、充填材料は、異なる島セクション上に配置された処理モジュール４１０と回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈとを隔離するように、空間４３１、４３２内に配置されてもよい。少なくともいくつかの例において、充填材料は、充填材料が空間４３１および／または空間４３２内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が処理モジュール４１０および／または回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈの周囲に折り重なるように形成されてもよい。いくつかの例において、充填材料がもたらす隔離は、電気的隔離であってもよい。例えば、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５上の構成部品が互いに接触して短絡するのを防止する。他の例において、充填材料は、その代わりにまたは追加的に、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品間に機械的隔離をもたらしてもよい。例えば、装置ハウジングの島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５が運動を受けることがあり、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品が互いに衝突して損傷を与えるのを防止できる。少なくともいくつかの例において、充填材料は乾燥剤であってもよい。いくつかの例示の充填材料は、シリコーンまたは他の不活性化合物を含む。
図６Ｂに示されているように、いくつかの構成部品は、積み重ねられた島の上部よりも上方に延びてもよい。このような例において、上部よりも上方に延びる構成部品を埋め込み可能な医療装置の他の部分から隔離された状態に保つことが有益または必要である限りにおいて、充填材料はまた空間４３０内に配置されてもよい。この場合もまた、このような例のいくつかにおいて、充填材料は、充填材料が空間４３０内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が構成部品の周囲に折り重なるように形成されてもよい。
図６Ｃにおいて、島セクション４０１、４０３、４０５は、島セクション４０５、４０３の第１の主対向面４１６Ａ、４１４Ａがそれぞれ互いに面しかつ島セクション４０３、４０１の第２の主対向面４１４Ｂ、４１２Ｂが互いに面する状態で積み重ねられる。この構成において、第１のリボンセクション４０６は通常、第２のリボンセクション４０７とほぼ同じ長さであってもよい。図６Ｃの積み重ねられた構成は、島セクション４０５、４０３間および島セクション４０３、４０１間にそれぞれ空間４３１および空間４３２を作り出す。いくつかの例において、充填材料は、異なる島セクション上に配置された処理モジュール４１０と回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈとを隔離するように空間４３１、４３２内に配置されてもよい。少なくともいくつかの例において、充填材料は、充填材料が空間４３１および／または４３２内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が処理モジュール４１０および／または回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈの周囲に折り重なるように形成されてもよい。いくつかの例において、充填材料がもたらす隔離は、電気的隔離であってもよい。例えば、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５上の構成部品が互いに接触して短絡するのを防止できる。他の例において、充填材料は、その代わりにまたは追加的に、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品間に機械的隔離をもたらしてもよい。例えば、装置ハウジングの島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５が運動を受けることがあり、充填材料は、島セクション４０１、島セクション４０３、および／または島セクション４０５の構成部品が互いに衝突して損傷を与えるのを防止できる。少なくともいくつかの例において、充填材料は乾燥剤であってもよい。図６Ｃに示されているように、いくつかの構成部品（例えば、処理モジュール４１０）は、積み重ねられた島の上部よりも上方に延びてもよい。このような例において、処理モジュール４１０を埋め込み可能な医療装置の他の部分から隔離された状態に保つことが有益または必要である限りにおいて、充填材料はまた空間４３３内に配置されてもよい。この場合もまた、これらの例のいくつかにおいて、充填材料は、充填材料が空間４３３内に配置されたときに同じ島セクション上の構成部品さえも隔離するように充填材料が構成部品の周囲に折り重なるように形成されてもよい。いくつかの例示の充填材料は、シリコーンまたは他の不活性化合物を含む。
当然ながら、これらは、島セクション４０１、４０３、４０５が取り得る積み重ねられた構成のほんの数例に過ぎない。他の例において、島セクション４０３は、島セクション４０１が上部にありかつ島セクション４０５が底部にある状態で積み重なりの中央に位置してもよい。なお更なる例において、処理モジュール４１０および回路要素４０８Ａ〜４０８Ｈの位置は異なってもよく、または島セクションは、追加のもしくは異なる構成部品、例えば、加速度計、姿勢センサ、心音センサ、もしくは同様のものなどの、種々の機械的／生理学的／生物学的センサを含んでもよい。したがって、これらの異なる例の積み重ねられた構成が、図６Ａ〜図６Ｃに示されているものとは異なって見えてもよく、または種々の異なる構成部品を収容するために、積み重ねられた構成の寸法が異なってもよい。
図７は、図６Ａの構成にある例示の回路４００が埋め込み可能な医療装置内に配置された状態の例示的な埋め込み可能な医療装置の例示的断面図である。埋め込み可能な医療装置５００は、エネルギー蓄積装置５０２と共に回路４００を含んでもよい。回路４００とエネルギー蓄積装置５０２の両方は、ハウジング５０１内に密封されてもよい。いくつかの例において、回路４００は通常、図７に示すように、エネルギー蓄積装置５０２の上部に積み重ねられてもよい。埋め込み可能な医療装置５００はまた、相互接続線５０６Ａ、５０６Ｂおよび相互接続線５０８Ａ、５０８Ｂを含んでもよい。相互接続線５０６Ａ、５０６Ｂは通常、フィードスルー４１８、４１９内にまたはフィードスルー４１８、４１９を貫通して延びてもよい。相互接続線５０６Ａ、５０６Ｂは、ハウジング５０１の外部の電極（複数可）に接続され、かつ／またはハウジング５０１に直接接続されてもよく、それにより、電極（複数可）および／またはハウジング５０１を回路４００に電気的に接続する。相互接続線５０８Ａ、５０８Ｂは、電極、ハウジング５０１、および／またはエネルギー蓄積装置５０２に接続されてもよく、それにより、電極、ハウジング５０１、および／またはエネルギー蓄積装置５０２を回路４００に電気的に接続する。いくつかの例において、埋め込み可能な医療装置５００は、ハウジング５０４からエネルギー蓄積装置５０２および、いくつかの例では、埋め込み可能な医療装置５００の他の内部構成部品を電気的に隔離するためにハウジング５０２をライニングする絶縁材５０４を更に含んでもよい。
埋め込み可能な医療装置５００は通常、図７に示すような高さ５１４を有してもよい。この高さ寸法に沿って測定するときに、エネルギー蓄積装置５０２が長さ５１０にわたって延びていてもよく、回路４００が長さ５１２にわたって延びていてもよい。高さ５１０のいくつかの例示の値は、８ミリメートル〜２５ミリメートルの範囲であってもよく、いくつかの例では、高さ５１０が１４ミリメートルであってもよい。高さ５１２のいくつかの例示の値は、１ミリメートル〜５ミリメートルの範囲であってもよく、いくつかの例では、高さ５１２が２ミリメートルであってもよい。パーセンテージは、回路４００およびエネルギー蓄積装置５０２が占有する埋め込み可能な医療装置５００の関連部分を説明する別の手段であり得る。例えば、エネルギー蓄積装置５０２が埋め込み可能な医療装置５００内に延びる高さは、埋め込み可能な医療装置５００の全高または高さ５１４の５０パーセント〜９５パーセントの間であってもよい。いくつかの例において、エネルギー蓄積装置５０２は、埋め込み可能な医療装置５００内に高さ５１２の８０パーセントにわたって延びてもよい。追加的に、回路４００が埋め込み可能な医療装置５００内に延び得る高さは、高さ５１４の５パーセント〜５０パーセントの間であってもよい。いくつかの追加の例において、回路４００は、埋め込み可能な医療装置５００内に高さ５１４の２０パーセントにわたって延びてもよい。図７は、回路４００が埋め込み可能な医療装置５００内に配置された状態で示されているが、他の例では、埋め込み可能な医療装置５００は、ハウジング５０１内に配置されかつエネルギー蓄積装置５０２の上部に積み重ねられた回路２００を含んでもよい。
図８は、例示の埋め込み可能な医療装置５００を示した別の図である。図８は埋め込み可能な医療装置５００の内部構成部品を示していないが、埋め込み可能な医療装置５００は、２つのセクション、セクション５２０とセクション５２２とに分割されている。セクション５２０、５２２間の境界は、埋め込み可能な医療装置５００の上部に積み重ねられた回路（例えば、回路２００または回路４００などの回路）とエネルギー蓄積装置５０２との間の、埋め込み可能な医療装置５００内の境界を表す。各セクション５２０、５２２は、一定容積の埋め込み可能な医療装置５００を取り囲むものと考えられてもよい。つまり、平面がセクション５２０、５２２間の境界に沿って高さ寸法に垂直に埋め込み可能な医療装置５００を二等分する場合には、埋め込み可能な医療装置５００の結果として得られる部分は、規定された容積を有する。いくつかの例において、セクション５２０の容積は、埋め込み可能な医療装置５００の総容積の５０パーセント〜９０パーセントの範囲であってもよい。追加的に、いくつかの例では、セクション５２２の容積は、埋め込み可能な医療装置５００の総容積の１０パーセント〜５０パーセントの範囲であってもよい。エネルギー蓄積装置５０２の周囲に位置する任意の絶縁材または他の構成部品を考慮に入れて、エネルギー蓄積装置は、セクション５２０の容積の８５パーセント〜９５パーセントを占有してもよく、これは、埋め込み可能な医療装置５００の総容積の４２．５パーセント〜８５．５パーセントと言い換えられる。埋め込み可能な医療装置５００内に配置された回路の島の間の空隙を考慮に入れて、回路は、セクション５２２の容積の５０〜８０パーセントを占有してもよい。回路が充填材料を含む場合に、回路および充填材料が占有する総容積は、セクション５２２の容積の９５パーセントにも及ぶことがある。このことは、回路が埋め込み可能な医療装置５００の総容積の５パーセント〜４７．５パーセントを占有すると言い換えられる。
図９Ａは、埋め込み可能な医療装置５００の側面図を示している。図９Ｂは、図９Ａの線５８０に平行な平面で見たときの埋め込み可能な医療装置５００の断面を示している。図９Ｂでは、ハウジング５０１が埋め込み可能な医療装置５００の内部構成部品を取り囲んでいるのを確認することができる。具体的には、図９Ｂにおいて視認可能な主要な内部構成部品は、回路４００の島４０６、より具体的には、回路４００の第２の主対向面４１６Ｂを含む。これは、図６Ａに示されている構成で回路４００が埋め込み可能な医療装置５００内に配置される場合である。図９Ｂの視点から見たときに、ハウジング５０１は、断面積６０２を規定してもよい。島４０６の第２の主対向面４１６Ｂはまた、断面積６０４、例えば、第２の主対向面４１６Ａの面積を規定してもよい。いくつかの例において、断面積６０４は、断面積６０２の７０〜９５パーセントの範囲であってもよい。いくつかの具体例において、断面積は、断面積６０２の８０パーセントまたは９０パーセントであってもよい。
いくつかの例において、回路２００および／または回路４００は、多段階作製工程を使用して作製される。まず、導電性配線は、ＰＣＢまたは他の許容される基板などの、最終的な回路よりも大きな基板上に敷設される。次に、種々の構成部品、例えば処理モジュールおよび複数の回路要素は、種々の構成部品を所望の構成で電気的に接続するために導電性配線に対して特定のパターンで基板に接合される。いくつかの例では、配線が敷設されるときに、試験の目的で余分な配線が敷設される。余分な配線は、外部装置に容易に接続され得る整列した配線またはパッドのアレイなどの、試験パッドで終端してもよい。その後、回路構成部品、例えば、処理モジュールおよび回路要素は、試験パットに接続された外部装置によって処理モジュールおよび回路要素が適切に機能することを確かめるために検査される。回路が検査に合格した場合には、回路が、基板ならびに余分な配線および試験パッドから切り離されてもよく、それにより、最終的な回路、例えば、図２および図４に示されているような回路２００または回路４００が得られる。
ＬＣＰに関して上述したが、他の例は、開示の装置および技術を利用するＬＣＰ以外の装置を含んでもよい。例えば、任意の埋め込み可能な医療装置が開示の回路から利益を得る可能性がある。いくつかの他の例示の装置は、ループレコーダ、圧力センサ、および診断装置（皮下に埋め込まれる診断装置を含む）などの、刺激能力を含まない専用の検出装置を含む。追加的に、他の種類の刺激装置が開示の装置および技術から利益を得る可能性がある。例えば、心臓用途では、迷走神経または舌下神経などの神経を刺激するように設計された装置を含む、神経刺激装置、以外のマイクロ刺激装置、および種々の圧受容器を刺激するように設計され得る他の装置は全て、開示の回路および技術と共に使用され得る装置の例である。
当業者であれば、本明細書において説明されかつ考慮された具体例以外の様々な形で本開示が明示され得ることを認識するであろう。例えば、本明細書で説明するように、種々の例は、種々の機能を実行するものとして説明される１つまたは複数のモジュールを含む。しかしながら、他の例は、説明した機能を本明細書で説明したものよりも多くのモジュールに分割する追加のモジュールを含んでもよい。追加的に、他の例は、説明した機能をより少数のモジュールに統合してもよい。よって、添付の特許請求の範囲で説明される本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、形態および詳細における変更がなされ得る。

Claims (15)

  1. 患者の体内に埋め込まれるように構成された埋め込み可能な医療装置（ＩＭＤ）であって、
    密封されたハウジングと、
    前記ハウジングの外側に電気的に露出している２つ以上の電極と、
    前記ハウジング内に配置されているエネルギー蓄積装置と、
    前記ハウジング内に配置されるとともに、前記エネルギー蓄積装置および前記２つ以上の電極に対して電気的に接続されている回路と、
    を含み、
    前記回路は２つ以上の島セクションを含み、各島セクションが、リボンセクションにより少なくとも１つの他の島セクションに電気的に接続されており、各島セクションが２つの対向主面を有し、
    前記２つ以上の島セクションの第１の島セクションおよび前記２つ以上の島セクションの第２の島セクションが、前記第１の島セクションの２つの主面の一方が前記第２の島セクションの２つの対向主面の一方に面するように、前記ハウジング内に積み重ねられる、
    埋め込み可能な医療装置。
  2. 前記２つ以上の島セクションおよび前記リボンセクションが共通の基板を有する、請求項１に記載の医療装置。
  3. 前記回路がフレキシブル回路を含む、請求項１または２に記載の医療装置。
  4. 前記２つ以上の島セクションがプリント回路基板を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の医療装置。
  5. 前記リボンセクションの各々がフレキシブル回路を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の医療装置。
  6. 前記ハウジングが内部ハウジング容積を規定し、かつ、前記エネルギー蓄積装置が、前記内部ハウジング容積の少なくとも７０％を占める、請求項１〜５のいずれか一項に記載の医療装置。
  7. 前記エネルギー蓄積装置が、前記ハウジングの容積の少なくとも８０％を占める、請求項６に記載の医療装置。
  8. 前記ハウジングが、長さ寸法を有するとともに前記長さ寸法を横断する断面積を規定する長尺状のハウジングであり、前記回路が前記断面積の少なくとも８０％を占める、請求項１〜７のいずれか一項に記載の医療装置。
  9. 前記第１の島セクションの２つの主面が、前記ハウジングの長さ方向を横断して延び、かつ、前記第１の島セクションの２つの主面の各々の面積が、前記断面積の少なくとも８０％である、請求項８に記載の医療装置。
  10. 前記ハウジングが、長さ寸法を有するとともに前記長さ寸法を横断する断面積を規定する長尺状のハウジングであり、前記回路が前記断面積の少なくとも９０％を占める、請求項１〜９のいずれか一項に記載の医療装置。
  11. 各リボンセクションが前記島セクションよりも可撓性が高い、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の医療装置。
  12. 前記回路が３つの島セクションを含み、第１の島セクションが第１のリボンセクションで第２の島セクションに接続され、前記第２の島セクションが第２のリボンセクションで第３の島セクションに接続されており、
    前記第１の島セクション、前記第２の島セクションおよび前記第３の島セクションが、前記第１の島セクションが前記第２の島セクションと前記第３の島セクションとの間に配置された状態で前記ハウジング内に積み重ねられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医療装置。
  13. 前記回路が３つの島セクションを含み、第１の島セクションが第１のリボンセクションで第２の島セクションに接続され、前記第２の島セクションが第２のリボンセクションで第３の島セクションに接続されており、
    前記第１の島セクション、前記第２の島セクションおよび前記第３の島セクションが、前記第２の島セクションが前記第１の島セクションと前記第３の島セクションとの間に配置された状態で、前記ハウジング内に積み重ねられる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医療装置。
  14. 各リボンセクションが、２つのポリマー部分間に接合された金属部分を含み、前記島セクションの各々が、２つのポリマー部分間に接合された第１の金属部分と、前記２つのポリマー部分に接合された第２の金属部分とを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の医療装置。
  15. 前記医療装置がリードレス心臓ペースメーカであり、前記回路が、前記２つ以上の電極を介して、内因的に発生した電気信号を検出して患者に電気刺激パルスを供給するように構成されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の医療装置。
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