JP2574075B2 - 植え込み可能な電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は身体に植え込み可能な医
用装置に関するものであり、更に詳細には、例えば心臓
ペーシング（ｐａｃｉｎｇ）を行ったり、心頻拍を制止
したり、電気除細動のために、身体組織中の電気的イン
パルスを検知したり、器官に対して電気的刺激パルスを
供給したりするための植え込み可能な電極に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】心ペーシング用リードは良く知られてお
り、身体の外部位置から心臓の電気的活動度を監視する
ためのほか、電池駆動型のペースメーカやその他のパル
ス発生手段から心臓へパルス刺激信号を運ぶために広く
用いられている。更に最近では、心頻拍やその他の不整
脈を修正する目的で、心臓を刺激するために電極が用い
られている。これらの用途のすべてにおいて、電極と身
体組織との界面における電気的インピーダンスを最小化
することは非常に望ましいことである。界面のインピー
ダンスを減らす直接的な方法は電極面積を増大させるこ
とであるが、この面積は実際には上限がある。電極内の
反応サイトの数を増大させることは、電子的電流をイオ
ン電流へ変換する電極の能力を改善することになる。こ
の用途で用いられているように、“インピーダンス”と
いう用語は、電子的電流をイオン電流へ変換することに
関連している。

【０００３】反応面の面積を増大させる１つの特に効果
的な手段は、例えば米国特許第４，０１１，８６１号
（エンガー（Ｅｎｇｅｒ））、および米国特許第４，１
５６，４２９号（アマンスン（Ａｍｕｎｄｓｏｎ））に
述べられたような、非常に多孔性の高い電極体を形成す
ることである。アマンスンの特許は、望ましくは白金を
含む、またはエルジロイ（Ｅｌｇｉｌｏｙ）、チタンま
たは白金イリジウム合金を含む繊維の束で形成された多
孔性の電極を開示している。繊維は束に圧縮されて、繊
維が焼結するのに十分な温度と時間、加熱される。繊維
すなわちファィバ、またはフィラメントは金属のスクリ
ーンまたはグリッドの中に束ねられ、望ましくは電極の
体積の約３から３０パーセントを占めるように形成さ
れ、残りの体積は空いているように作られる。この巨視
的な多孔性は電極を安定化させる組織の内殖を促進し、
また表面積対体積比を大きくすることが界面インピーダ
ンスを低下させ、検知およびペーシングの特性を改善す
る。

【０００４】電極の効率を高める別の方法は、繊維性結
合繊維の過剰増殖（ｆｉｂｒｏｓｉｓ）を減ずること、
すなわち電極を、活性組織から分離して取り囲む不活性
な組織のカプセルを形成することに関する。その結果得
られる電極と生存可能な組織との距離の増大は、同一の
膜内外電位を発生するのに必要な電圧を増大させる。米
国特許第４，２８１，６６８号（リヒタ（Ｒｉｃｈｔｅ
ｒ）等）では、硝子状炭素または熱分解炭素の電極が微
視的な有孔性のために、例えば酸化によって表面を活性
化される。電極は次に、身体適合的な、イオン導体の、
疎水性樹脂によって被覆される。この方法は血栓の形成
を本質的に防止すると言われている。

【０００５】米国特許第４，６０３，７０４号（ムンド
（Ｍｕｎｄ）等）は白金またはチタンの半球状のヘッド
を含む電極を開示している。ヘッドの表面に、蒸着また
はマグネトロンスパッタリングのいずれかの方法で多孔
性の層が被覆される。この多孔性の層は、以下の金属：
チタン、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデ
ン、ハフニウム、タングステンの少なくとも１つの炭化
物、窒化物、または窒化炭化物を含んでいる。

【０００６】米国特許第４，５４２，７５２号（デハー
ン（ＤｅＨａａｎ）等）は、白金、チタンまたは同様の
金属の芯を多孔性の焼結されたチタン合金で被覆し、そ
れを更に多孔性の炭素格子で覆った、植え込み可能なリ
ードを特徴としている。多孔性炭素表面は組織の内殖を
促進し、低い分極インピーダンスを提供すると言われて
いる。

【０００７】米国特許第４，４０７，３０２号（ハーシ
ョーン（Ｈｉｒｓｈｏｒｎ）等）では、心ペースメーカ
電極チップの外部表面に陥凹が設けられ、その外表面
は、電極チップの微視的な表面積を増大させ、チップの
検知インピーダンスを減少させる目的で、例えば硝子ビ
ーズのジェットで研磨することによって粗面化されてい
る。同時に、そうでなければ凸形である電極チップの表
面の凹形領域はペーシングインピーダンスを大幅に、ま
た有利に増大させると言われる。この方法の基になるペ
ーシングインピーダンスに関する理論は、抵抗が増大す
ると、与えられた電圧に対して電流は減少させられ、従
って、ペーシングに関するエネルギーが減少させられる
というものである。

【０００８】多孔性電極チップの例は、米国特許第４，
５７７，６４２号（ストークス（Ｓｔｏｋｅｓ））に見
いだされる。この例では、電極は、金属の球または他の
粒子を焼結させて分子篩を形成することによって形成さ
れ、それがリードの末端に収納された薬剤の溶出測度を
制御する。しかし、この方法は、比較的大きな反応面積
と構造の孔寸法とのバランスを要する。小さな球を焼結
することは表面積を大きくするが、多孔性の方は低下す
る。逆に、大きい球を焼結することは表面積の小さい、
より多孔性の構造を与えることになる。何れにしても、
理論的に予想される最大の空隙率は５０パーセント以下
であり、孔または通路は典型的には曲りくねり、入り組
んでいる。

【０００９】上に述べた方法はそれぞれ程度の異なる成
功を収めたものの、電極の効率にとっては、分極損失と
後電位とが残された重大な問題である。印加された電位
とパルス長に依存して、電極界面の活動はイオンの再形
成から電気分解にまで及ぶ。電流密度が増大すると、こ
れらの反応は界面におけるイオンの濃度を変化させ、益
々より遠い距離からのイオンの移動を必要とする。イオ
ンを再配向し、移動させるのに必要なエネルギーは電極
の分極損失の測度であり、効率の損失によって消費され
たエネルギーを表す。後電位の源はパルスの終端での残
留電荷または濃度勾配である。

【００１０】

【発明の目的】従って、本発明の１つの目的は、本質的
に分極損失が少なく、電極／組織界面の結合要領が小さ
く、従って信号の歪みが少ない、身体に植え込み可能な
電極を提供することである。本発明の別の目的は、後電
位が小さく、従って不応期が少なく、刺激パルス後の検
知遅延の小さい、電極構造を提供することである。本発
明の別の目的は、電極の内外表面上に微視的な組織構造
を備え、電極外部へ開口する、大きくて、曲りくねって
いない孔を有する電極を提供することである。本発明の
更に別の目的は、不応期しきい値の小さい、パルス検知
能力に優れた、刺激パルス後の検知回復時間の短い、脈
管内ペーシングリードを提供することである。

【００１１】

【発明の概要】これら、および他の目的を達成するため
に、身体に植え込み可能な電極が提供される。この電極
は、少なくとも５ミクロンの直径を有する細長い繊維要
素を複数個含む導電性のフィラメント構造で構成された
電極体を含んでいる。この繊維要素は互いに近接するよ
うに束ねられ、電極体を貫通して電極体の外部へ開口す
る多数個の通路を形成する。こうして、電極体の露出す
る表面は通路に沿ってそれを画定するように形成された
内部表面部分と外部表面部分とを含む。この通路の少な
くともいくつかは１０から５０ミクロンまでの範囲の直
径を有するものである。この通路が占める体積は電極体
の占める全体積の半分以上である。この電極は更に、電
極体の実質的に全露出表面上に形成された多数の表面不
規則形状を含む表面組織構造を含んでいる。この不規則
形状は、滑らかで、組織構造を持たない同程度の大きさ
の繊維構造についての対応する表面積と比較して、露出
表面の面積を実質的に増大させるに十分な大きさと密度
を持っている。

【００１２】この繊維構造は、白金線を延ばし、圧縮対
（ｃｏｍｐｒｅｓｓ）に束ねた一本の撚り線であること
が望ましく、その場合には繊維要素は線の長さ部分とな
る。線の部分を互いに焼結させて電極体を形成させるた
めに、熱が加えられる。線として、白金の替わりにチタ
ンと白金−イリジウム合金を用いることもできる。表面
不規則形状は、白金線の焼結の後に、グロー放電または
蒸着によって形成することが有利である。１つの望まし
い方法では、チタンの下層が電極体上にスパッタされて
組織構造を持つ層を供給し、多数のノジュール（ｎｏｄ
ｕｌｅ）すなわちこぶまたは接着粒子を形成する。これ
らの粒子は、いくらか細長く、不規則であるが、一般的
に１から２ミクロンの平均直径を有している。チタン層
はまた以降の白金のスパッタに対する接着層としても働
く。より低い活性化エネルギーを持つ白金層がチタン上
に取り付けられて、電極の活性化エネルギーを低下さ
せ、生体適合性を改善する。白金の替わりに、白金グル
ープ（例えば、イリジウム、ルテニウム、パラジウム）
の内またはこれらの金属の合金の内の１つを用いること
もできる。もし必要なら、更に生体適合性を改善するた
めに、白金層の上に薄い炭素層を取り付けてもよい。

【００１３】第２の好適な方法は、電気めっきと蒸着を
含んでいる。特に、以降の、この場合には白金層である
組織構造層のための接着層を提供するために、蒸着によ
って白金電極へチタンの薄い下層を設けることが行われ
る。白金黒の電気めっきを複数回繰り返すことによっ
て、組織構造層が形成される。各電気めっきの度に白金
黒被覆の接着性を向上させるために電極のベーキングが
行われる。ここでも、組織構造は直径が約２ミクロンに
等しいかそれよりも小さいノジュールの形をしている。

【００１４】更に別の方法では、白金電極体の上にチタ
ンの下層が取り付けられ、以降のアルミニウムの組織構
造層のスパッタに対する接着層としている。アルミニウ
ムの堆積の後に、アルミニウム上に白金層が取り付けら
れ、この場合にも電極の活性化エネルギーを低下させ、
生体適合性を改善している。もし必要であれば、このプ
ロセスでも、薄い炭素層を取り付けることができる。他
の方法、いくらか好適性は劣るがそれでも満足できる方
法としては、レーニー（Ｒａｎｅｙ）の白金プロセスが
あり、そこでは白金電極表面へ非常に細かいアルミニウ
ムの粒子を含浸させるために高エネルギーの堆積技術が
用いられる。この後、アルミニウム粒子は酸浴中で溶解
させられ、望ましい表面組織を与える多数の細かい凹凸
が残される。最後に、酸素を含む雰囲気中でスパッタエ
ッチングおよびスパッタ被覆を行うことによって、望み
の組織構造が得られる。

【００１５】いずれの方法でも、本発明の顕著な特長
は、電極体外部上のみならず、通路に沿った内部表面上
にも組織構造が得られ、それによって望みの組織構造が
電極体全体に深くまで浸透するということである。この
浸透する組織構造は、非組織化構造の電極における対応
する反応面積と比べて、反応面積を１桁ないし２桁の大
きさに劇的に増大させる。本発明に従えば、巨視的に多
孔性のリード本体の微視的な組織構造は、検知インピー
ダンスと共にペーシングインピーダンスを劇的に減少さ
せ、これは上でハーショーンの特許に関連して述べた理
論と矛盾する。しかし、（分極損失がなくなることによ
る）ペーシングインピーダンスの減少はペーシング電極
と中性の（ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ）信号戻り電極との
間で測った全インピーダンスに対するバルクインピーダ
ンスの比を増大させる。すなわち、電圧降下の大部分は
それが刺激を引き起こすために有用な組織間で生じ、他
方それが非生産的である電極においては電圧降下の割合
は小さい。このことにより、全電位あるいはパルス長は
減少し、いずれの場合でも必要なペーシングエネルギー
は減少する。

【００１６】不規則形状は、４ミクロン以下、あるいは
既に述べたように望ましくは１ないし２ミクロンの平均
直径を有する多数個の盛り上がり、あるいはノジュール
を含むことができる。この表面不規則形状は更に、アル
ミニウムが組織構造を与えるために用いられた場合に
は、主としてアルミニウムの堆積工程中に形成された直
径約１ミクロンの孔を含んでいる。但し、このノジュー
ルおよび孔の大きさは、電極の反応面積の飛躍的な増大
のためにノジュールと孔とが組み合わされて本質的に白
金線の露出した表面積を１桁ないし２桁増大させるとい
う事実程には厳密な値ではない。

【００１７】通路の本質的な部分は繊維の拡張的な内殖
を促進するために適した大きさの直径を有しており、そ
れは植え込まれた電極をしっかりと固定し、電極／組織
の界面を安定化させる。電極通路の比較的大きな寸法
は、更に電子的電流をイオン電流へ変換するために外部
表面のみならず内部電極表面をも使用することを促進す
る。これにより、電極の幾何学的寸法を増大することな
しに、分極損失を減らすことができる。電極外部への比
較的大きな通路と、電極の内外表面の微視的な組織構造
とが組合わさって、より効率的な刺激パルス発生と近接
した組織中に生じた電気的パルスの検知のために、電極
界面インピーダンスの本質的な減少が得られる。

【００１８】

【実施例】上に述べた、およびその他の特長および利点
をより良く理解するために以下に図面を参照して説明を
行う。図面を参照すると、図１には植え込み可能な心ペ
ーシングリード１６の末端部領域が示されている。リー
ド１６のような装置は、例えば鎖骨下静脈または頭部静
脈等の、典型的には静脈中へ挿入され、末端部が選ばれ
た心室または心房に達するまで徐々に心臓に向かって押
し込まれる。末端チップが選ばれた位置に到達すると、
まだ体の外にあるリードの近接端を操作して末端チップ
を心内膜中へ植え込む。植え込まれたリードは心臓内の
選ばれた場所とリード近接端との間で、次の２つの目的
のうち１つまたは両方のために、電気信号の交信を行
う： (a) 選ばれた場所で心臓の電気的活動を監視する。 (b) リードの近接端へつながれたパルス発生器（図示さ
れていない）から、選ばれた場所へ刺激パルスを運ぶ。

【００１９】電気信号を送信するために、ニッケル・ク
ロム合金を含む材料でできた単巻コイル１８として図１
に示された電気的導体が設けられている。このコイルは
導体にかかる応力を最小としつつ、静脈に対応して変形
することに関して最大の柔軟性をもたらす。リードの末
端に電極２０があり、白金合金のクリンプ管（ｃｒｉｍ
ｐ ｔｕｂｅ）２２によってコイル１８へ電気的および
機械的に結合されている。柔軟な誘電性シース２４がコ
イルとクリンプ管を取り巻いている。このシースはシリ
コンゴムのような生体適合性のある材料でできている。
末端部に近接してシース２４の一部として多数個の歯部
すなわち光叉２６が形成されて、リードの末端を選ばれ
た心内膜の場所へ固定するために用いられている。

【００２０】電極２０は白金または白金合金で構成さ
れ、薄い線２８に引き延ばされ、次にしわを持たせら
れ、クリンプ管２２の末端部に押しつけられる。線は少
なくとも５ミクロン、より望ましくは約１００ミクロン
の直径を有する。クリンプ管の末端に留められた白金合
金のスクリーン３０は、束になった白金合金線を所定の
位置に保持する。線およびスクリーンは十分な温度で十
分な時間、加熱されて、例えばここに参考のために引用
する米国特許第４，１４６，４２９号（アマンスン）に
述べられたように、線とスクリーンの部分を互いに焼結
させられる。このように形成された電極２０は硬度に多
孔質で、例えば約２０パーセントが白金または白金合金
で占められ、実質的に残りの８０パーセントは隙になっ
ていて、組織の内殖を促進するために電極２０を通して
体液が通ることができる。

【００２１】クリンプ管２２は細長い円筒形をしてお
り、それの末端にはシース２４のための支台となり、ス
クリーン３０のための留め具となる、外方向へ広がるフ
ランジ３２を有している。導体コイル１８の末端は、コ
アピン３４とクリンプ管壁中にあるクリンプ３６とによ
って、コアピンの半径方向に広がるヘッド部分に近接し
てクリンプ管中に保持されている。

【００２２】図２の写真は６０倍に拡大された電極２０
を示しており、１０ｋＶの走査形電子顕微鏡によって撮
影された２次電子像である。線２８はスクリーン３０に
よって取り囲まれている。スクリーンと焼結工程との結
果、線は高度に曲がりくねった巻線の形に保持されてい
る。それにも拘らず、隣接する線２８の部分間の空隙領
域の内部領域は組合わさって、電極２０を貫通する多数
の空隙通路を形成する。これらの通路の多くは比較的大
きく、例えば平均３０ミクロンまたはそれ以上の直径を
有する。直径は１５０ミクロン程度になるかもしれない
が、望ましい直径の範囲は１０ないし５０ミクロンであ
る。典型的には空隙領域は電極２０の体積の７０ないし
９５パーセントを占めている。この通路の比例する大き
な体積と寸法とは電極２０中に巨視的な多孔性を提供
し、それにより電極２０を貫通して体液を通すことがで
き、拡張的な組織の内殖を促進する。

【００２３】図３の写真は、１０ｋＶの走査形電子顕微
鏡の支援によって１，４００倍に拡大された線２８の部
分を、後方散乱電子像で示している。ノジュールは全体
的に滑らかで、球形よりむしろ長円形となり易く、しか
し全体的に平均直径は均一で、１０ミクロンの長さを示
す写真中の白い水平バーから明かなように約１ないし２
ミクロンの範囲にある。ノジュール間の孔または凹みも
同様に平均直径が約１ないし２ミクロンである。

【００２４】ノジュール、凹み、およびその他の表面不
規則形状はもちろん、幾何学的な表面積、すなわち刺激
のための電流密度を決める、滑らかな外部表面を持った
同程度の大きさの電極の外部表面積になんら影響を及ぼ
さない。しかし、それらは実表面積および反応表面積に
対して、本質的な驚くべき効果を持つ。ここで、実表面
積というのは液と金属との界面全体であり、それは外部
表面と共に、通路に沿っての内部表面をも含む。反応表
面積とは、電子的電流をイオン電流へ変換するのに有効
な実表面積の部分である。例えば、７．５平方ｍｍの縦
断面（ｐｒｏｆｉｌｅ）を持つ電極において、実表面積
は約５００平方ｍｍである。更に、電極２０を、組織構
造を持たせず、同程度に線を詰め込んだ電極と比較する
と、電荷転送が１５倍改善され、分極損失が７８パーセ
ント減少し、電極界面での後電位が７４パーセント減少
し、これらすべてが本質的な反応表面積の増大を指し示
している。全般的に、反応表面積の増大は少なくとも１
桁はあり、更に詳細には１０ないし１００倍であること
が判明した。

【００２５】本発明に従うと、電極２０は特に、線２８
とスクリーン３０の露出された外側表面全体に沿って、
組織構造を与えられ、あるいは多数の表面不規則形状を
持たせるように処理され、それにより露出された外側表
面の表面積が１桁ないし２桁増える。表面の組織構造
は、蒸着、マグネトロンスパッタリング、イオン含浸等
のプロセス、便宜上まとめてグロー放電プロセスと呼ぶ
プロセス単独によるか、または電気めっきとの組み合わ
せによって達成される。特に、約１トール以下のアルゴ
ン圧力下での高エネルギー、低温蒸着プロセスが、線２
８およびスクリーン３０を織ったように作るために必要
な層を取り付けるのに適していることが判かった。

【００２６】１つの好適なプロセスが図４に示されてお
り、それは線２８等の線を焼結させた後にグロー放電ま
たは蒸着によって表面不規則形状を形成することを含ん
でいる。更に、詳細には、線４０上に２０，０００オン
グストロームから約３５，０００オングストローム（２
〜３．５ミクロン）迄の厚さに、チタンの下層３８がス
パッタ堆積される。この下層３８の主たる目的は、多数
のノジュールまたは接着粒子の形の所望の組織構造を与
えることである。粒子は幾分細長で不規則であるが、全
体として１ないし２ミクロンの範囲の平均直径を有して
いる。下層３８はまた、白金層４２のための接着層とし
ても働く。約１５，０００〜２０，０００オングストロ
ームの厚さにスパッタ堆積された白金層４２は、活性化
エネルギーを低下させ、生体適合性を促進するために用
いられる。もし必要なら、電極の生体適合性を更に増大
させるために、望ましくは１，５００〜２，０００オン
グストロームの範囲の厚さに炭素の薄い外側層４４を、
白金層上にスパッタ堆積させる。

【００２７】図５は別の組織構造化された繊維を示して
おり、そこにおいてはスパッタ堆積によって白金線４６
が約８，０００オングストロームの厚さのチタン下層４
８で被覆される。この別の方法では、チタン層４８は単
に接着のためにだけ使用される。次に、３０，０００〜
１５０，０００オングストロームの厚さに対して、望ま
しくは８〜１５回の白金黒の複数回めっきを含むプロセ
スによってチタン層に対して白金組織構造層５０が取り
付けられる。各白金黒の電気めっきの後、接着性を増す
ために、電極を約６５０℃で約２０分間ベーキングす
る。複数回のめっきによって、平均直径２ミクロン以下
の多数個の粒子またはノジュールの形で、白金黒層に組
織構造が得られる。

【００２８】図６は更に別の方法を示しており、そこで
は、まず蒸着で白金線５２に対して取り付けられる第１
の層は、望ましくはチタンの厚さ約８，０００オングス
トロームの下層５４である。下層５４は主として以降の
層、望ましくはアルミニウムの組織構造層５６の適正な
接着性を確保するために設けられる。層５６はチタン下
層上に蒸着で約４０，０００オングストロームの厚さに
取り付けられる。アルミニウムは、取り付けられると、
多数個のノジュールまたは接着粒子を形成する。粒子は
幾分細長く、不規則であるが、全体的に１〜２ミクロン
の平均直径を有する。アルミニウム組織構造層はアルゴ
ンまたは他の不活性気体雰囲気中で堆積せられ、アルミ
ニウム層を更に組織構造化するための直径約１ミクロン
の多数個の凹みを形成される。

【００２９】アルミニウムの堆積に続いて、蒸着でアル
ミニウム層上へ白金層５８が約２０，０００オングスト
ロームの厚さに取り付けられる。白金および白金黒が望
ましいが、この層は白金、イリジウム、ルテニウム、ま
たはこれらを成分とする合金または化合物で形成しても
よく、それらの本質的な特性は触媒性と低い活性化エネ
ルギーである。最後に、本質的ではないが、外側の白金
層上に、電極の生体適合性を増進するために、約１，５
００ないし２，０００オングストロームの厚さに炭素の
被覆層６０を取り付けても良い。

【００３０】図７は誘電体シース６６内に含まれる導体
コイル６４を含む、脈管内リード６２の長さに沿った中
間部分を示す。またコイルを取り囲み、シース６６の連
続性を中断しているリング電極６８があり、それは外側
の線メッシュスクリーン７２と導電性の管７４との間の
環状の領域に詰め込まれた白金線７０を含んでいる。線
７０は電極２０の線２８と同様にしてそれの表面組織構
造を増大させる処理を施されている。あるいは、孔を開
けた、またはスロットを設けた外側容器に線７０を収め
てもよい。ここでも、表面の組織構造化は、既に述べた
ような焼結等の電極の初期の形成の後に行われる。図８
と図９は電気除細動において使用されるパッチ電極７６
を示しており、それは白金またはチタン線７８と８０を
互いに直交するように織りまぜて形成されており、電極
７６との間で電気的信号の交信を行うための導体８２を
含んでいる。図９から分かるように、パッチ電極７６は
いくつかのレベルに分かれた直交する糸を含み、２つの
層間に、より細かい、延ばされ、詰め込まれた白金線８
４を挟み、既に述べたように、外部および内部表面上に
微視的な組織構造を持たせられている。

【００３１】このように、本発明に従えば、優れた電極
安定性と界面インピーダンスの減少とのために、反応表
面積を本質的に増大させ、組織の内殖を促進させるため
の各種の身体植え込み可能な電極が、巨視的な多孔性と
微視的な組織構造化との組み合わせによって形成でき
る。分極損失が顕著に減少して信号の質が向上し、刺激
パルス後の不応期が短縮され、組織応答のより急速な検
知が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された心ペーシングリード
の側断面図。

【図２】図１のペーシングリードの電極の一部の拡大走
査電子顕微鏡像。

【図３】電極の更に拡大した、走査電子顕微鏡像。

【図４】電極のフィラメントの断面図であり、所望の組
織構造を与えるために白金線に取り付けられた層を示す
図。

【図５】図２の同様の断面図であり、別の組織構造を持
たせる方法を示す図。

【図６】図２と同様の断面図であり、別の組織構造を持
たせる方法を示す図。

【図７】本発明に従って構成されたリング電極の側面
図。

【図８】本発明に従って構成されたパッチ電極の平面
図。

【図９】図５の電極の側面図。

【符号の説明】

１６ 心ペーシングリード １８ コイル ２０ 電極 ２２ クリンプ管 ２４ 誘電体シース ２６ 歯 ２８ 線 ３０ スクリーン ３２ フランジ ３４ コアピン ３６ クリンプ ３８ 下層 ４０ 線 ４２ 白金層 ４４ 炭素層 ４６ 白金線 ４８ チタン層 ５０ 白金組織構造層 ５２ 白金線 ５４ 下層 ５６ 組織構造層 ５８ 白金層 ６０ 炭素被覆層 ６２ リード ６４ 導体コイル ６６ 誘電体シース ６８ リング電極 ７０ 線 ７２ スクリーン ７４ 導体管 ７６ パッチ電極 ７８ 線 ８０ 線 ８２ 導体 ８４ 白金線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サンジブ アロラ アメリカ合衆国ミネソタ州ニュー ブラ イトン，フィフティーンス アベニュー サウスウエスト 500 (56)参考文献 特公 昭57−45595（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患者の体内に植え込み可能な電極であっ
   て、 少なくとも５ミクロンの直径を有する細長い複数個の繊
   維要素を含む導電性フィラメント構造で構成された電極
   体であって、前記繊維要素が互いに近接して束ねられて
   電極体を貫通して電極体の外部へ開口する多数の通路を
   形成しており、それによって電極体の露出された表面が
   外部の表面部分と、前記通路を画定し、それに沿った内
   部表面部分とを含み、前記通路によって占められる体積
   が電極体によって占められる全体積の半分以上でなる電
   極体と、 電極体の露出された表面の実質的に全体を覆って形成さ
   れる多数の表面不規則形状を含む表面組織構造体であっ
   て、それによって滑らかな表面を持つ同程度の大きさの
   電極体の対応する表面積と比較して、前記露出された表
   面の表面積を実質的に増大させる表面組織構造体を含む
   電極。
2. 【請求項２】 請求項１の植え込み可能な電極であっ
   て、 前記通路の少なくともいくつかが１０〜５０ミクロンの
   直径を有し、前記露出された表面の表面積が、同じ大き
   さの滑らかな表面を持つ電極体の対応する表面積と比較
   して、少なくとも１０倍大きい電極。
3. 【請求項３】 請求項２の電極であって、前記フィラメント構造が、圧縮体に詰め込まれた金属線
   の少なくとも一本の撚り糸を含み、 前記不規則形状が前記金属線に取り付けられた金属の組
   織構造層として形成されている電極。
4. 【請求項４】 請求項３の電極であって、更に、 前記金属線と前記組織構造層との間の接着促進下層、 を含む電極。
5. 【請求項５】 請求項３の電極であって、更に、 前記金属の組織構造層の上に取り付けられた不活性な金
   属的被覆層、 を含む電極。
6. 【請求項６】 請求項５の電極であって、 前記被覆層が低い活性化エネルギーを有する触媒材料で
   できている電極。
7. 【請求項７】 請求項１の電極であって、 前記通路が、約１０ミクロンから約１５０ミクロンまで
   の範囲の平均直径を有する、 電極。
8. 【請求項８】 患者の体内に植え込み可能な脈管内心ペ
   ーシングリードであって、 少なくとも５ミクロンの直径を有する細長い複数個の繊
   維要素を含む導電性フィラメント構造で構成された電極
   体であって、前記繊維要素が互いに近接して束ねられて
   電極体を貫通して電極体の外部へ開口する多数の通路を
   形成しており、それによって電極体の露出された表面が
   外部の表面部分と、前記通路を画定し、それに沿った内
   部表面部分とを含み、通路の少なくともいくつかは１０
   から５０ミクロンの範囲の直径を有し、前記通路によっ
   て占められる体積が電極体によって占められる全体積の
   半分以上を含む電極体と、 電極体の露出された表面の実質的に全体を覆って形成さ
   れる多数の表面不規則形状を含む表面組織構造であっ
   て、それらが十分な大きさと密度を以て形成され、前記
   露出された表面の表面積を、同程度の大きさの電極の対
   応する滑らかな表面と比較すると、少なくとも５倍に拡
   大する表面組織構造と、 柔軟な電気的導体と、柔軟で生体適合性かあり、前記導
   体を実質的にそれの長さ全体に亘って取り巻く誘電体シ
   ースと、 電極を導体の末端に対して電気的、機械的に結合させる
   結合手段であって、前記電極が結合手段の末端に結合さ
   れ該末端を実質的に覆うようにしている前記結合手段と
   を含む心ペーシングリード。
9. 【請求項９】 電気除細動パッチ電極であって、 生体適合性のある、導電性の材料でできた互いに直交す
   る撚り糸で織りまぜられた第１層と、 前記第１層に接して含まれる導電性フィラメント構造で
   できた第２層であって、前記フィラメント構造が少なく
   とも５ミクロンの直径を有する複数個の細長い繊維要素
   を含み、前記繊維要素が互いに近接して束ねられて前記
   第１層へ開口する多数の通路を形成しており、フィラメ
   ント構造の露出された表面が外部の表面部分と、前記通
   路を画定し、それに沿った内部表面部分とを含み、通路
   によって占められる体積が第２の層によって占められる
   全体積の半分以上を含む第２層と、 前記フィラメント構造の露出された表面の実質的に全体
   を覆うように形成された多数の表面不規則形状を含む表
   面組織構造であって、前記不規則形状が十分な大きさと
   密度を以て形成され、それによって前記露出された表面
   の表面積を、同程度の大きさの滑らかな表面を持つフィ
   ラメント構造の対応する表面積と比較して少なくとも５
   倍に拡大する表面組織構造とを含むパッチ電極。
10. 【請求項１０】 請求項９の電気除細動パッチ電極であ
    って、更に、 生体適合性のある、導電性材料でできた互いに直交する
    撚り糸を織りまぜた第３層であって、前記第１層と対向
    するように取り付けられ、前記第２層が前記第１層と第
    ３層の間に挟まれた構成の第３層とを含むパッチ電極。
11. 【請求項１１】 身体組織の電気的活動度を検知するた
    めの植え込み可能な装置であって、 身体組織の選ばれた領域へ位置決め可能な電極であっ
    て、前記電極が少なくとも５ミクロンの直径を有する細
    長い複数個の繊維要素を含む導電性フィラメント構造で
    構成されており、前記繊維要素が互いに近接して束ねら
    れて身体を貫通して身体の外部へ開口する多数の通路を
    形成しており、それによってフィラメント構造の露出さ
    れた表面が外部の表面部分と、前記通路を画定し、それ
    に沿った内部表面部分とを含み、通路によって占められ
    る体積がフィラメント構造によって占められる全体積の
    半分以上を含む電極と、 フィラメント構造の露出された表面の実質的に全体を覆
    って形成される多数の表面不規則形状を含む表面組織構
    造であって、それらが十分な大きさと密度で以て形成さ
    れ、それによって前記露出された表面の表面積を、同程
    度の大きさの滑らかな表面を持つフィラメント構造の対
    応する表面積と比較して、少なくとも５倍に拡大する表
    面組織構造と、 前記電極に付随する電気的導体であって、身体組織の前
    記選ばれた領域から、選ばれた領域から離れた検知場所
    へ、電気的パルスを送信するための導体とを含む装置。