JP4246492B2 - 摂食習慣の規制 - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は一般に、食欲規制、特定的には食欲の制御および肥満の治療のための観血的な技術および装置に関する。

（発明の背景）
病的肥満というのは、肥満度指数（ＢＭＩ＝体重／身長²［kg／ｍ²］）が４０を上回ることで定義される治療の困難な慢性的条件である。肥満した人にとって、過剰な体重は一般に、心疾患、糖尿病、変形性関節炎、内分泌および肺異常、胆のう疾患および高血圧の危険性の増大と結びつけられる。さらにこれらの人は、背痛、関節障害および息切れに起因する移動性および肉体的能力の低下といったような生活様式の制限のため、心理的問題を経験している可能性が高い。深刻なケースでは、これは、長期欠勤および失業の一因となりうる。その上、身体像障害は、著しい心理的障害を導く可能性がある。肥満の問題を解決するための食生活抑制や運動にくり返し失敗した結果、絶望感や臨床的うつ病の発生がもたらされる可能性がある。

病的肥満に悩まされている人にはしばしば、肥満手術が勧められる。好ましくは、観血的（侵襲性）治療には、改良型の摂食習慣規制および適切な運動養生法といったような生活様式の変更が付随する。かかる生活様式の変更は、患者の自制力および協力によって左右される。

本明細書全体に亘って参考として取り入れているYamada編のTextbook of Gastroenterology, 第３版（Lippincott, Williams & Wilkins）では、その第１０章に、胃の運動性および胃を空にすることの生理学について記述されている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、ウェブサイトhttp://www.med-online.com/transneuronix/Product/abstract.htm, から２０００年１２月２４日に検索されたCigaina et alによる「病的肥満療法としての胃内筋電性ペース調整：予備的結果」という題の要約書では、体重の減少を達成するための単極または双極性胃内刺激の適用方法が記述されている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、ウェブサイトhttp://www.med-online.com/transneuronix/Product/abstract.htm, から２０００年１２月２４日に検索されたCigaita et alによる「病的肥満向け療法としての移植可能な胃内刺激装置（ＩＧＳ）：機器、外科手術上の技術および刺激パラメータ」という題の要約書では、肥満を治療するように設計された電気信号療法の技術について記述されている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Howardに対する米国特許第６，１２９，６８５号では、視床下部の電気的刺激および視床下部内部の全く異なる部位または領域に対する適量の適切な薬物の微量輸液によって食欲を規制するための装置および方法について記述されている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Clegg et alに対する米国特許第４，８２３，８０８号では、生理学的測定値を受信し、患者が聞きかつ／または見ることのできる音声および／または視覚的フィードバックを生成することを含めた、肥満の治療方法について記述されている。このフィードバックは、行動修正を教示する目的で用いられる。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Elliasに対する米国特許第５，８６８，１４１号では、患者の摂食欲求を低減させるための内視鏡による胃のインサートについて記述されている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Forsellに対する米国特許第６，０６７，９９１号、Vincentに対する米国特許第５，６０１，６０４号、Bangsに対する米国特許第５，２３４，４５４号、Berman et al.に対する米国特許第４，１３３，３１５号、Garren et al. に対する米国特許第４，４１６，２６７号およびKuzmakに対する米国特許第４，５９２，３３９号、５，４４９，３６８号、５，２２６，４２９号および５，０７４，８６８号は、肥満患者の胃内またはそのまわりに移植するための機械的計器について記述している。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Chen et alに対する米国特許第５，６９０，６９１号は、肥満およびその他の疾患を治療するための胃内ペースメーカーについて記述している。このペースメーカーには、胃腸（ＧＩ）管上のさまざまな位置に設定され、ＧＩ管を通る材料の蠕動運動のペース調整をすべく段階的電気刺激を送る多数の電極が含まれている。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Cigainaに対する米国特許第５，４２３，８７２号は、胃の運動性を低減させかくして肥満または別の疾患を治療すべく、患者の遠位胃内前庭部に対して電気パルスを印加するための装置について記述している。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Wernicke et alに対する米国特許第５，１８８，１０４号および５，２６３，４８０号は、摂食疾患を軽減させるべく患者の迷走神経を刺激するための方法について記述している。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Bourgeoisに対する米国特許第６，１０４，９５５号、６，０９１，９９２号および５，８３６，９９４号、Bardyに対する米国特許第６，０２６，３２６号、およびWingroveに対する米国特許第３，４１１，５０７号は、さまざまな生理学的疾患を治療するためのＧＩ管に対する電気的信号の適用について記述している。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Steerに対する米国特許第５，９７９，４４９号は、食欲抑制のための口内装具について記述している。

本明細書全体に亘って参考として取り入れている、Kerr et al.に対する米国特許第４，９７５，６８２号は、体外にあり、有効であるためには被験者の自発的協力が基礎となる食物摂取規制のための装置について記述している。

米国特許第５，８６１，０１４号、５，７１６，３８５号および５，９９５，８７２号は、本明細書全体に亘って参考として取り入れられており、組織特に胃腸管組織を刺激するための方法および装置について記述している。

共に本特許出願の譲受人に譲渡され、本明細書全体に亘って参考として取り入れている、「心筋のフェンシング」という題のBen-Haim et alに対するＰＣＴ特許公報第ＷＯ９８／１０８３０号およびその国内移行段階にある米国特許出願番号０９／２５４，９０３号は、例えば、そこを通した信号の送信を遮断しまたは変化させることによって筋肉組織の挙動を制御するためのさまざまな方法について記述している。

共に本特許出願の譲受人に譲渡され、本明細書全体に亘って参考として取り入れている、「平滑筋コントローラ」という題のBen-Haim et al に対するＰＣＴ特許公報第ＷＯ９９／０３５３３号および国内段階にある米国特許出願番号第０９／４８１，２５３号は、平滑筋に信号を適用してその挙動を修正するための装置および方法について記述している。特に、組織内の伝播作用ポテンシャルを生成することなしに、駆動信号に対する胃壁内の筋肉組織の反応を改変すべくコントローラが、該胃壁上の電極に電界を印加する、胃の制御用の装置が記述されている。本特許出願の内容およびクレームにおいては、細胞中に作用ポテンシャルを誘発することなしに１またはそれ以上の細胞への電気的駆動に対する応答を改変するために、このような非興奮性信号を使用することは、興奮性組織制御（ＥＴＣ）と呼ばれている。胃が空になるのを遅らせるかまたは防ぐため胃に対してＥＴＣ信号を印加することによって肥満を治療することに関するＥＴＣ信号の使用が記述されている。さらに、胃腸管の一部分の中で生じる収縮力と近くの組織の伸張とを増大させる目的で、この胃腸管の部分にＥＴＣ信号を印加して、胃腸管の運動性を増大させる方法が記述されている。

（要約）
本発明のいくつかの態様の目的は、食欲および食物の摂取規制のための装置および方法を提供することにある。

本発明のいくつかの態様のさらなる目的は、肥満を治療するための改良型の装置および方法を提供することにある。

本発明のいくつかの態様のさらにもう１つの目的は、予測可能でかつ制御された形で食物摂取習慣を変えることができるようにする装置および方法を提供することにある。

本発明のいくつかの態様のさらなる目的は、現在利用されているものほど激烈ではない肥満手術のための装置および方法を提供することにある。

本発明の好ましい実施形態においては、患者の食物摂取を規制するための装置には、（ａ）患者の飲み込み（swallow)、（ｂ）患者の胃の充てん、および／または（ｃ）摂食の結果としての胃内の収縮の開始、を検出するセンサが含まれている。好ましくは、タイミングモジュールは、飲み込み毎におよび／または食事毎にその時間を電子メモリに記憶する。付加的にまたは代替的には、測定モジュールはメモリに、食事中に食べた食物の量を記憶する。さらに付加的にまたは代替的には、測定モジュールは、食物の質、例えばそれが主に固体であるか液体であるかを判定する。利用にあたっては、大体、許可された食物摂取の特定の計画（schedule）が医師によりメモリに予めプログラミングされ、食物消費がそのプログラミングされた計画に従って行われているか否かを検出すべく、プロセッサが継続的に動作する。一部の患者については、液体を飲むことに関してその計画はさほど厳しくなく、固形食物を食べることに関してより厳しい場合がある。計画外れが検知された場合、該プロセッサは、患者がその計画を守るよう勇気づけするために、信号発生器を起動させ患者に対して摂取制御信号を送る。

標準的には、飽満感、不快感またはわずかなむかつき感を起こさせるべく、該摂取制御信号は、患者の胃の付近に設置された電極セットを介して、その胃に送られる。かくして、例えば、患者に処方された食生活抑制および／または摂食計画に対する違反が検知されたことに応答して、プロセッサは、信号発生器を駆動して、胃の自然な電気的活動を改変させ胃のリズム障害をひき起こすことで不快感（例えばむかつき）を誘発させることができる。利用にあたってある場合には、該信号は、患者の体の上または体の中の別の部位に印加される。例えば、摂取制御信号は、蝸牛神経付近に機械的または電気的に印加され、めまいを誘発することができる。代替的または付加的には、患者が食べ続ける毎に繰り返し起こる短い痛みの感覚を、患者の体の上のどこででも生じさせるように、その信号が印加される。

必ずというわけではないが、好ましくは、測定モジュールは、胃腸管内に生成された電気信号を解釈することにより、食物の質（例えば固体か液体か）を判定する。さらに好ましくは、測定モジュールは、本明細書に参考として取り入れられている先に引用したTextbook of Gastroenterology, 第II巻、第１０章の中で記述された技術を用いて判定を行う。代替的または付加的には、その判定は、化学的手段（例えばｐＨセンサ）または機械的センサを用いて行うことができる。

利用にあたってある場合には、食道または下部食道括約筋に信号が印加されて、その中の筋肉組織の収縮をひき起こし、かくして、それ以上の摂食を困難または不快なものにする。

代替的または付加的には、摂取制御信号は、必ずではないが好ましくは、共に本特許出願の譲受人に譲渡され、本明細書全体に渡り参考として取り入れられている、「肥満のための急性および慢性的電気信号療法」という名称の２０００年１２月１１日に出願された米国特許出願番号第０９／７３４，３５８または、「摂食習慣の規制」という名称の２００１年１月５日に出願された米国特許仮出願第６０／２５９，９２５号に記述されている方法または装置を用いて、飽満感を誘発するように構成される。例えば、胃内の伸長受容体付近の筋肉が収縮させられこれにより空腹感を減少させる結果となるように、本発明の実施形態と合わせて飽満感を生じさせるために、上述の出願中で記述されている方法を応用することも可能である。代替的または付加的には、胃の基底部から前庭部への消化物（chyme）の移動性を高めるような電気信号を印加することによって、飽満感は誘発され、ここに伸長受容体（stretch-receptor）信号が、基底部よりもある与えられた食物量に対し高レベルで一般に生成されている。

好ましくは、許可された食物摂取の計画は、標準的には無線通信リンクを用いて、装置の移植後に修正することができる。この要領で、患者の摂食習慣の変化および装置での経験に応えて、その計画を調整することが可能である。

従って、本発明の好ましい実施形態によると、被験者を治療するための方法において、
被験者の摂食に対して応答するセンサ信号を受信する段階と、
該センサ信号を分析する段階と、
該信号の分析に対して応答する、被験者の組織内へ電流を駆動する段階と、
を含んでなる方法が提供される。

標準的には、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者の筋肉の収縮に応答して生成された電位変化を検知する段階を含む。さらに、前記のセンサ信号の分析段階には、該筋肉の２つの部位間の電気インピーダンスの測定における変化を識別する段階を含むことができる。代替的または付加的には、前記のセンサ信号の分析段階には、前記電位の周波数成分、例えば、毎分約２〜７サイクルの範囲内にある周波数成分の変化を識別する段階を含むことができる。

利用にあたってある場合には、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者の筋肉の物理的配置の変化を測定する段階、または被験者の化学的成分の変化を測定する段階を含むことができる。

好ましい実施形態においては、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者の食道部位で行われた測定に応答して生成された信号を受信する段階を含む。代替的または付加的には、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者の胃の付近で行われた測定に応答して生成された信号を受信する段階を含む。利用にあたってある場合には、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者の飲み込みを測定する段階を含む。

好ましい実施形態においては、前記の電流の駆動段階には、被験者の耳組織内へ電流を駆動する段階を含む。

標準的には、前記の電流の駆動段階には、被験者の胃腸管の組織内、例えば被験者の胃の組織内へ電流を駆動する段階を含む。例えば、その電流の駆動段階は、胃の噴門部位、胃の基底部位、胃の本体内の一部位、胃の遠位部位、胃の幽門部位および／または胃の前庭部位へ電流を駆動する段階を含んでもよい。「胃の噴門部位」というのは、胃の食道開口部にきわめて近い部位を意味している。

利用にあたってある場合には、前記のセンサ信号の受信段階には、被験者が摂取した摂取物の量の標示を測定する段階を含み、前記のセンサ信号を分析する段階には、その量に対して応答する該センサ信号を分析する段階を含む。

代替的または付加的には、前記のセンサ信号の分析段階には、摂取時間に対して応答する該センサ信号を分析する段階を含む。例えば、摂取時間に対して応答する該センサ信号の分析段階には、摂取計画に対する被験者の順守レベルを判定する段階を含むことができる。該順守レベル判定段階には、標準的に、指定された時間中に被験者がとった食事の回数をカウントする段階、および／または被験者が食物を飲み込む回数をカウントする段階を含む。該当する場合には、前記のセンサ信号の分析段階には、さらに、摂取計画に対する修正を受信する段階、およびその修正された摂取計画に対して応答する該センサ信号を分析する段階、を含むことができる。この後者の場合、その摂取計画に対する修正の受信段階には好ましくは、被験者の体外にある供給源から無線通信によりその修正を受信する段階を含む。

前記の電流の駆動段階には、好ましくは、組織に対し興奮性組織制御（ＥＴＣ：Excitable-Tissue Control）信号を印加する段階、その組織に対しフェンシング信号を印加する段階、および／またはその組織に対し興奮性パルスを印加する段階を含む。好ましい実施形態においては、該方法は、該ＥＴＣ信号の印加部位において刺激性パルスを印加する段階を含んでいる。代替的または付加的には、該方法は、該ＥＴＣ信号を印加する部位以外の部位において、組織に対し刺激性パルスを印加する段階を含む。

利用にあたってある場合には、前記のＥＴＣ信号の印加段階には、自然な胃内電気的活動を検出する段階およびそれに対して応答するＥＴＣ信号を印加する段階を含む。例えば、その自然な胃内電気的活動の検出段階には、胃内部位における自然な胃内電気的活動を検出する段階を含んでよく、該ＥＴＣ信号の印加段階には、同じ胃内部位で該ＥＴＣ信号を印加する段階を含んでよい。代替的または付加的には、前記の自然な胃内電気的活動の検出段階には、第１の部位での検出段階を含み、該ＥＴＣ信号の印加段階には、該第１の部位と異なる第２の部位において該ＥＴＣ信号を印加する段階を含む。この後者の場合、該第２の部位でのＥＴＣ信号の印加段階には、好ましくは、これら第１の部位と第２の部位との間の距離に応じて、該第２の部位においてＥＴＣ信号を印加するタイミングをとる段階を含む。

利用にあたってある場合には、前記の電流の駆動段階には、
被験者の筋肉組織内へ該電流を駆動する段階と、
該筋肉組織に対する前記電流の印加により該筋肉組織の収縮側での増大をひき起こすように、該電流のパラメータを構成する段階と、
を含む。

この場合、前記の電流の駆動段階には標準的に、被験者の胃の筋肉組織内へ電流を駆動する段階を含み、前記のパラメータの構成段階にはその胃の筋肉組織に対し電流を印加することによって胃の第１の部分における組織収縮が、また被験者の摂食と合わせて、胃の第２の部分の中で胃の伸長受容体の伸長がひき起こされるように、前記のパラメータを構成する段階を含む。代替的または付加的には、前記の電流の駆動段階には、被験者の胃の筋肉組織の中へ電流を駆動する段階を含み、前記のパラメータの構成段階には、胃の筋肉組織に電流を印加することによって胃の基底部から前庭部への消化物の移動が増強されるように、該パラメータを構成する段階を含む。

前記のパラメータの構成段階には、標準的に、筋肉組織に電流を印加することにより被験者の飽満感、不快感、むかつき感および／またはめまい感が誘発されるように、該パラメータを構成する段階を含む。代替的または付加的には、前記の電流の駆動段階には、該電流の印加により被験者の胃のリズム障害がひき起こされるように、該電流のパラメータを構成する段階を含む。さらに代替的または付加的には、前記の電流の駆動段階には、電流を印加することによって、被験者の胃内機械的活動と胃内電気的活動との結合を切り離すように、該電流のパラメータを構成する段階を含む。

また、本発明の好ましい実施形態によると、被験者を治療するための装置が提供される。この装置は次のものからなる。

被験者の摂食に対して応答するセンサ信号を生成することができる少なくとも１つのセンサと、
該被験者の組織に結合可能な、１またはそれ以上の電極のセットと、
前記センサ信号を受信し、該信号の分析に応答して、前記電極のセットを介し前記組織内へ電流を駆動することができる制御ユニットと、
を含む。

好ましくは、該センサは、該電極のうちの少なくとも１つを含む。代替的または付加的には、該センサは、機械的センサまたは少なくとも１つの検知用電極を含む。好ましい実施形態においては、該センサは、組織のそれぞれの部位に結合可能な２つの検知用電極を含み、前記制御ユニットは、該組織の２つの部位間の電気インピーダンス測定における変化を識別し、かつ該変化の識別に応答した電流を駆動するようになっている。代替的または付加的には、該制御ユニットは、該検知用電極を流れる検知電流の周波数成分の変化を識別し、該検知電流の周波数成分の該変化の識別に応答して該電極セットを介し駆動電流を生じさせるようになっている。

好ましい実施形態においては、前記制御ユニットには、摂取計画を記憶することができるメモリを含み、該制御ユニットは、被験者が該摂取計画に従って摂食していることをセンサ信号が標示している場合に、電流駆動を抑えるようになっている。

利用にあたってある場合には、該装置は、被験者の外部に設置されて制御ユニットに制御信号を送ることができるオペレータユニットを含み、該制御ユニットは、該制御信号に応答する前記センサ信号を分析し、該センサ信号の分析に応じた前記電流を駆動するようになっている。

（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、図面と、その好ましい実施形態についての以下の詳細な説明とにより、さらに完全に理解されるであろう。

図１は、患者が食事をとったときにそれを検出し、その検出に基づいて、患者の組織の活動を修正すべく電気エネルギーを印加すべきか否かを決定する、本発明の好ましい実施形態による、食生活規制装置１８の概略的例示である。装置１８は、標準的に、機械センサ７０と、補足センサ７２と、局所検知電極７４と、オペレータ制御器７１と、１またはそれ以上の電極１００を含んでなる。

電極１００は標準的に、胃の漿膜層に結合されかつ／または胃の筋肉層内に挿入される。代替的または付加的には、該電極は、胃の上のその他の場所、胃腸管または患者の体内または体表上のその他の適切なところに結合される。電極およびセンサの数ならびにその位置は、例として図１に示されており、本発明の他の適用における電極およびセンサの設置には、患者の他の体内または体表上または胃２０の上部位が適切である。当該技術分野において既知の異なるタイプの電極は、標準的に患者の疾患の特定的条件に基づいて選択され、ステッチ、コイル、ネジ、パッチ、バスケット、針および／またはワイヤ電極、または組織内の電気的刺激または検知の技術分野において既知の実質的にあらゆるその他の電極を含み得る。

好ましくは、装置１８は、一般に胃内ペースメーカーまたは当該技術分野において既知のものである胃腸管を刺激するためのその他の装置を移植するのに用いられるものに類似した要領で、患者の体内に移植される。該当する場合、本発明の背景技術の項で引用した特許および特許公報のうちの１またはそれ以上のものの中で記述されている技術は、本発明のこれらの実施形態に適合させて使用することができる。

図２は、本発明の好ましい実施形態による、装置１８の制御ユニット９０の動作の詳細を例示する概略ブロック図である。好ましくは、制御ユニット９０は患者の体内に移植され、患者の胃腸管上または患者の体内または体表上の他の場所に標準的に移植される機械センサ７０、補足センサ７２および局所検知電極７４から信号を受信する。これらのセンサおよび電極は、好ましくは、食物の摂取および／または胃の現状についての情報を制御ユニットの「摂取活動分析」ブロック８０に提供するようになっている。

好ましくは、ブロック８０は、患者が食物を飲み込む毎に、または摂取された食物の閾値レベルに応答して患者の胃が、収縮し始める毎に、そのことを判定する。例えば局所検知電極７４は、ブロック８０が信号を処理して摂食が起こったか否かを判定することができるように、胃または食道の収縮を表わす信号を送ることができる。代替的または付加的には、ブロック８０は、摂食を標示する胃腸管の機械的活動を識別すべく、食道または胃内にある機械センサ７０の出力をフィルタしまた処理することができる。さらに代替的または付加的には、ブロック８０は、食物が摂取されたか否かの評価を可能にするため、患者の血糖値に関する補足センサ７２からのデータを処理することができる（本特許出願明細書および請求項においては、「食物」および「摂食」という語が、「液体」および「飲料」にも同等にあてはまるものと解釈すべきである）。

ブロック８０は標準的に、機械センサ７０、補足センサ７２および局所検知電極７４からの各入力についての分析結果を、制御ユニット９０の「パラメータ検索および調整」ブロック８４に送る。ブロック８４は好ましくは、患者が計画を順守しているか否かを判定すべく、制御ユニット９０のメモリブロック８８内に記憶された予めプログラミングされまたは可変の摂取計画との関係においてブロック８０により行われた分析を、評価する。患者の摂食が計画を順守していないこと（例えば、患者が１回の食事で多く食べすぎた、または一日あたりの食事回数が多すぎた）が判明した場合には、ブロック８４は好ましくは、信号発生ブロック８６を起動させて、電極１００により患者の組織に印加される電気信号を生成する。ブロック８６は好ましくは、増幅器、電気的分離ユニットおよび、電気信号生成の技術分野で既知のその他の標準的回路を含んでなる。

ブロック８６により生成された信号は好ましくは、患者の摂食習慣を制御するのに適した応答を誘発するように構成される。例えば、ブロック８６は、胃のリズム障害およびその結果としての不快感またはむかつき感を誘発する信号を胃に対して印加するように、電極１００を駆動することができる。代替的または付加的には、信号は患者の耳の部位（例えば、蝸牛神経または鼓膜の付近）に印加され、めまいまたは別の不快な平衡関連感覚を誘発するように構成されている。

利用にあたってある場合には、制御ユニット９０は、胃２０の１つのエリア内の筋肉に対し変調信号を印加して、刺激による筋肉の収縮を誘発しかつ／またはその自然発生的収縮を誘発し、例えば胃の隣接エリアの食物が胃内の伸長受容体のさらなる伸長および／または「締め付け」（局所的な高強度収縮）をひき起こしたときに、今度はこの筋肉が飽満感を誘発するように、電極１００を駆動する。この信号を、胃その他の不快感を生み出す上述のような信号に加えて、またはその代わりに印加することができる。これらの利用分野において用いられる、収縮を媒介とした伸長の形態は、この食欲減退反応を始動させるのに通常必要とされるであろう量の食物を患者が摂食することなしに、胃の伸長受容体の正常な食欲減退作用を刺激する。

好ましくは、電極１００により印加される信号には、該当する場合、胃の筋肉の収縮を誘発、変調、増強または阻害するための、興奮性組織制御（ＥＴＣ）信号および／または興奮性信号および／またはフェンシング信号が、含まれる。ＥＴＣ信号の利用の態様は、標準的に、前述のＰＣＴ公報ＷＯ９９／０３５３３号およびＷＯ９７／２５０９８号およびそれらの対応米国国内段階の出願０９／４８１，２５３号および０９／１０１，７２３号の中に記述されている技術に従って（必要な変更を加えて）実施される。多くの利用分野において、さらなる摂食を誘導しない感覚をもたらす目的で、胃に対しさまざまなタイプの信号を組合わせて印加すること、例えば、同じ部位にＥＴＣ信号とペース調整パルスとを間欠的に印加すること、または胃の異なる部位でＥＴＣ信号、興奮性信号およびフェンシング信号を印加すること、が有利である、という点に留意されたい。代替的または付加的には、検知された自然な胃内電気的活動に応答してではなく、胃の上の部位またはその近くに人工的刺激性（例えばペース調整）パルスを印加した直後に、その部位にＥＴＣ信号を印加することができる。

好ましくは、装置１８は、患者の体外の遠隔オペレータ制御器７１を含む。この遠隔ユニットは標準的に、患者またはその医師がメモリブロック８８内に記憶された摂取計画のパラメータを変更できるように構成されている。例えば、患者の体重が減った場合、医師は、３時の間食を一回許すよう摂取計画を変更することができる。代替的または付加的には、オペレータ制御器７１は、必要が生じた場合に、患者が指定の食事時間以外でも摂食可能とする無視ボタンを含むことができる。オペレータ制御器７１は好ましくは、磁気誘導または無線周波信号といったような当該技術分野において既知の標準的方法を用いて、制御ユニット９０と通信する。

図３は、本発明の好ましい実施形態による、装置１８を制御するための、サンプルとしてのアルゴリズムを示す。このアルゴリズムにおいては、患者の不快感またはむかつきをひき起こす信号をいつ印加すべきか、を決定するための基準は、患者が食物を飲み込んだことの検出に基づいて決める。しかしながら、当業者であれば、本発明の開示を基にして、患者による摂取計画の順守を判定するための類似の形態のその他の適切な技術を利用することもできる、ということがわかるだろう。例えば、飲み込みの検出は、胃内の電気的または機械的活動の変化を検出することによって置き換えまたは補足することができる。

この例示において制御ユニット９０が用いる予めプログラミングされたパラメータには、一日に許可された食事の回数、１回の食事と定める飲み込みの回数、および食事と食事の間の最低限の時間間隔が含まれる。このアルゴリズム内のステップは、（ａ）食事１回あたりの飲み込みの回数が予めプログラミングされた計画により許容されている回数を上回っているかまたは（ｂ）一日にとった食事の回数が許可された回数を上回っている場合に、上述のように、電極１００に対し一定の持続時間、信号が印加されることになるように構成されていることがわかる。上述の機能に加えて、「time-between-meals」（食事と食事の間の時間）変数を比較的低い値、例えば３０分に設定し、かくして患者が、swallow-counter（飲み込み回数）変数を増大させることなしに、３０分に一回未満の頻度で食物を飲み込むことができるようにすることが可能である、という点を指摘しておきたい。

図３に示すアルゴリズムは、患者の飲み込みを監視することを強調しているものの、これは一例に過ぎず、これに制限するものではない、ということがわかるであろう。他の利用にあたっては、飲み込みは監視されないかまたは、患者の胃の内部またはその上、または患者の体内または体表上の他の場所でセンサにより行う電気的、機械的または化学的監視に対する補助としてだけに監視される。好ましい実施形態においては、飲食の開始は、患者の胃内または胃上に移植された電極を介して電気的変化（例えば、電気インピーダンスの変化）を監視することによってのみ検出される。

ここで、図４Ａおよび図４Ｂにおける、胃の電気的活動を連続的に測定しながら、胃内圧を増大させるべくブタの胃内に導入されたバルーンカテーテルを膨らませた実験の結果を示すグラフを参照する。図４Ｂは、時間軸に沿って拡大した、図４Ａからのデータの一部分を示している。

この実験では、バルーン内のトランスデューサによって基線（baseline）の圧力データが記録され、胃の上の２つの部位に設置された検知電極によって胃内電気的活動が同時に監視された。この基線期間中、胃は、電気制御活動（ＥＣＡ：Electrical Control Activity）が存在するものの電気応答活動（ＥＲＡ：Electrical Response Activity）は全くなく、比較的静かであることがわかる。４分後に、バルーンが膨らまされ、これにより、一連の胃内収縮が誘発される。これは、図４Ａの上段のグラフ（圧力）の中で直接的に検出可能であると共にその中段および下段のグラフの中に見られる頻繁なＥＲＡによっても検出可能である。これらの結果は、胃内圧力の変化に応答した胃内電気的活動の変化が測定可能であることを示している。特に、数ｍｍＨｇの胃内圧力の変化が、結果として、測定された電気的活動における著しい形態的変化をもたらす、ということがわかる。その変化は、当該技術分野で既知の信号処理技術を用いて自動的に検出可能である。好ましくは、これらの技術を用いた胃内電気的活動の分析が適用され、患者の摂食の結果もたらされる胃内圧力変化の自動検出を可能にする。

ここで図５Ａ、５Ｂおよび６を参照する。図５Ａは、ブタの胃内の実験的基線ひずみおよび圧力測定を示すグラフである。図５Ｂは、本発明の好ましい実施形態による、興奮性組織制御（ＥＴＣ）信号の印加に応答した同じブタの胃内のひずみおよび圧力測定を示すグラフである。図６は、本発明の好ましい実施形態による数分間続く基線期間中のおよび数分間ＥＴＣ信号を印加中のウサギの胃内の実験的基線ひずみおよび圧力測定を示すグラフである。

図５Ｂおよび６に示された結果は、胃内筋肉組織中へのＥＴＣ信号の印加によって、（収縮に起因する）壁ひずみの著しい増大およびそれに対応する胃内圧力の増大をひき起こすことを示している。本発明の好ましい実施形態では、上述した摂取制御信号の一部としてのＥＴＣ信号の印加が望まれる、ということを理解すべきである。代替的または付加的には、別の信号例えば、ペース調整パルスまたはフェンシング信号を含む信号を、患者の不快感または飽満感を誘発するために印加することも可能である。

図７は、本発明の好ましい実施形態による、ＥＴＣ信号の印加に応答したブタの胃内のひずみ測定を示すグラフである。この実験においては、ＥＴＣ信号は約１６分間印加され、その時間中、ＥＴＣ信号に応答して胃の筋肉により生成されたひずみが著しく増大したことがわかる。ＥＴＣ信号を除去すると、測定値が基線レベルへ徐々に復帰していくことがわかる。ＥＴＣ信号は、検出された胃内電気活動の直後に続くパルス列として印加された。一般に、約４０〜１２０Ｈｚのパルス列周波数が特に適切であると考えられており、この実験においては、周波数は約８０Ｈｚであった。ＥＴＣパルス列（またはＤＣ信号）の持続時間は一般に、約５００〜２５００ｍｓの間にある場合に最適であり、図８に示す実験におけるＥＴＣパルス列の持続時間は標準的に約１５００ｍｓであった。図７に示すものを含めさまざまな実験において、動物に対し約＋／−６ｍＡ〜＋／−１６ｍＡ、標準的に＋／−８〜＋／−１２ｍＡのＥＴＣ信号振幅（ピーク・ツー・ピーク）が適用された。信号振幅の適切な範囲が、各動物について特有のものであることがわかっており、臨床用途では、患者毎に信号振幅を較正することが推奨（要求ではなく）されている。

２つのＥＴＣ信号プロトコルが特に有用であることが見出されたという点を指摘しておきたい。その第１のものにおいては、１つの部位における胃内電気的活動の検知の直後には基本的に、その部位に対するＥＴＣ信号の印加が続いている。第２のプロトコルでは、検知は、近位（上流側）部位において実施され、その近位部位で検知された自然な胃内電気的活動が遠位部位まで伝播してしまったであろうと推定されたときに、ＥＴＣ信号が遠位（下流側）部位に印加される。この時間遅延は、検知電極と信号印加電極との間の距離を、自然な胃内電気的活動の推定上の伝播速度で除算することによって算出される。いずれのプロトコルであっても、ある部位で胃内電気的活動が開始されてからその部位に対しＥＴＣ信号が印加されるまでの間にさらなる遅延を印加することが適当であろう。

図８は、本発明の好ましい実施形態による、フェンシング信号の印加に応答したブタの胃内のひずみ測定を示すグラフである。本発明の一部の利用分野のためのフェンシング信号の好ましい適用方法および装置は、「心筋のフェンシング」という名称のBen-Haim et alに対する上述のＰＣＴ特許公報ＷＯ９８／１０８３０内および米国特許出願番号第０９／２５４，９０３号の中で記述されている。

本発明の図８にその結果が示されている実験においては、胃に対しＤＣフェンシング信号が、その胃の上に設置された２つの電極間で印加された。約７分の信号印加期間中とその後約６分間、機械的活動の低減または改変が見られる。好ましいフェンシング信号印加のパラメータとしては、約０．５ｍＡ〜３ｍＡの振幅を有するＤＣ信号が含まれ、この実験においては、フェンシング信号は約１ｍＡであった。フェンシング信号の印加持続時間は好ましくは約３０〜９０秒の間である。フェンシング信号の印加中には、電極が放電できるように、例えば３０秒毎に１回というように短い中断を与えることが時として有利である。

ヒトにおいて類似の刺激プロトコルが適用される場合（必要な変更を加えて）、胃内活動のかかる低減または改変が、さまざまなレベルの不快感またはむかつきを生み出すことになると予想されている。当該技術分野では、患者がむかつきを経験した場合、一般的には、それに付随して胃内電気的活動の低減（特に低速波生成の速度が低減する）が存在するということがわかっているのに対して、先行技術では、むかつきを誘発するための胃の活動の意図的な低減が教示されていない、という点に留意されたい。その他の実験（図示せず）では、筋肉組織の応答に影響を及ぼすべく、印加されるフェンシング信号の極性を改変することができる、ということが見出された。

図９および１０は、本発明の好ましい実施形態による、フェンシング信号の印加前および印加中のブタの胃内のひずみおよび電圧の測定を示すグラフである。フェンシング信号を印加する前では、記録された胃の電気的および機械的活動は調和のとれた実際的なものである（図９）のに対して、フェンシング信号の間、記録された電気的および機械的活動は基本的に単なる雑音にまで低減される、ということに留意されたい。有利には、胃の機械的活動と電気的活動の間の結合を乱すために、フェンシング信号（または別の信号）を印加することができ、これにより、さらなる摂食に誘導しない感覚を被験者に誘発する。

図１１は、本発明の好ましい実施形態によって測定されたグラフで、食物摂取前および摂取中のイヌの胃の前庭部において測定された電気的活動と機械的活動との間の相関関係を示すグラフである。電圧検知は、胃の上に数ミリメートル離して設置された２つの電極の間で実施されたが、一方インピーダンス測定は、胃の上に２〜３cm離して設置された電極を用いて実施された。インピーダンス（ピーク・ツー・ピーク）は胃の膨張の増大に伴って増加し、検知された電圧（上段のグラフ）およびインピーダンス（中段のグラフ）の一部の周波数成分が、摂食開始後少なくとも１５分間減少することがわかる。

図１２は、本発明の好ましい実施形態によって測定された、図１１と同じ動物の胃内の食物摂取中および摂取後、そしてその実験（図１１にその結果が示されている）のすぐ後に行われた測定を示すグラフである。ここでは、胃の機械的活動および電気的活動が比較的低いレベルで続き、またそれが予想されるとおり、約３４００秒後の食物摂取中止の後でさえも測定できる、という点に留意されたい。

図１３は、本発明の好ましい実施形態によって記録された、覚醒したイヌの胃内のひずみ測定を示すグラフである。摂食後、イヌの胃内にまだ食物がある間にデータを得た。ここに示されたデータの最初の２００秒の間、ひずみゲージ測定値には、規則的で比較的低いレベルの胃内活動がみられる。およそＴ＝５５０秒で、ＥＴＣ信号が印加される。この信号は、（収縮の開始を標示する）検知電極のうちの１つを介して自然な電気的活動の開始が検出される毎に、検知電極を通してパルスが与えられるように構成された。このＥＴＣ信号の印加により、測定された収縮の規模が実質的に増大せしめられるということがわかる。臨床目的のためには同様のＥＴＣ信号を、胃内電気的活動を検出した後に印加することもできる。

図１４は、本発明の好ましい実施形態による、上述したイヌの胃に電極を移植して１週間後に開始した、７週間の実験期間中のイヌの体重変化を示すグラフである。実験中を通して、イヌは無制限に自由に摂食できた。毎日体重測定が行われ、テスト期間の前およびその間の結果が示されている。最初の１０日の測定期間中、４日目から１０日目までのイヌの体重は、安定して２１kgであることかがわかる。その後、ＥＴＣ信号が印加された。この信号は図７のように印加されたものと類似したものである。

この実験の結果は明らかに、本明細書で記述した通りのＥＴＣの印加が、徐々にではあるが有意な体重の減少を生み出す、ということを実証している。特に、ＥＴＣ信号を印加した３４日の間（１１日目から４４日目まで）、イヌは最大７％の体重減少（２１kgから１．５kg）を示した。このイヌは２８日目から４３日目までの２週間、全体的に低い体重を維持した。

図１５は、本発明の好ましい実施形態によって記録され分析された、食事中のイヌの前庭部から記録された電気信号からの算出周波数の変化を示すグラフである。３つの期間が示され、これらの期間は、動物が摂食中の観察に基づいている。期間Ａの間、摂食はまだ始まっておらず、検知信号の周波数は、全体として安定している（毎分５〜６サイクルの範囲内）ことがわかる。期間Ｂの間、動物には、１００グラムの食物という測定「事前負荷」が与えられ、この摂食のすぐ後に電気信号の測定周波数の急速かつ有意な降下があることがわかり、この降下はその後１５分間でゆっくりと部分的に回復した。この時点で動物は無制限に自由に摂食することが許され、観察者によると、期間Ｃと表示された４回に集中的に爆発的な摂食をした。期間Ｃの開始は、期間Ｂの開始と同様、測定信号周波数の急激な降下によって特徴づけられる。期間Ｃの２回目と３回目での爆発的な摂食の間のおよそ３分の休憩期間中、電気信号の周波数は再び増加した。

上述の方法および装置は有利には、薬物治療と組合わせてかまたは、肥満を治療しかつ／または患者による一層大規模な摂食習慣の制御を容易にするように設計されたその他の療法と組合わせて使用することができる。

当業者であれば、本発明が以上で特定的に図示され記述されたものに制限されるものではないということがわかるだろう。むしろ、本発明の範囲は、上述のさまざまな特徴の組合せおよび副次的結合の両方、ならびに以上の記述を基に当業者の念頭に浮かぶと思われる、先行技術にはないその変形形態および修正を含むものである。

本発明の好ましい実施形態による、肥満治療用装置の概略図である。 本発明の好ましい実施形態による、図１の装置の制御ユニットを示す概略ブロック図である。 本発明の好ましい実施形態による、図１の装置を制御するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。 外部からの印加による胃内圧力の変化に応答した、ブタの胃の電気的活動を示すグラフである。 図４Ａに示す電気的活動の詳細を示すグラフである。 ブタの胃内の基線ひずみおよび圧力測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、興奮性組織制御（ＥＴＣ）信号の印加に応答した、ブタの胃内のひずみおよび圧力測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、ＥＴＣ信号の印加に応答した、ウサギの胃内のひずみおよび圧力測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、ＥＴＣ信号の印加に応答した、麻酔されたブタの胃内のひずみ測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、フェンシング信号の印加に応答した、麻酔されたブタの胃内のひずみ測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、フェンシング信号の印加の前の、麻酔されたブタの胃内のひずみおよび電圧の測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、フェンシング信号の印加期間中の、麻酔されたブタの胃内のひずみおよび電圧の測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態によって測定された、食物摂取前および摂取中のイヌの胃内での測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態によって測定された、食物摂取中および摂取後のイヌの胃内での測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、ＥＴＣ信号の適用前および適用中の覚醒したイヌの胃内のひずみ測定を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、１０週間の実験期間中のイヌの体重の変化を示すグラフである。 本発明の好ましい実施形態による、イヌの前庭部からの記録された電気信号の周波数変化示すグラフである。

Claims (25)

1. 被験体を治療するための装置において、
   被験体の胃の１つの部位に設置されて被験体の摂食に対して応答するセンサ信号を生成可能な検知用電極からなる少なくとも１つのセンサと、
   被験体の胃の組織に結合可能な１またはそれ以上の電極セットと、
   前記センサ信号を受信し、前記検知用電極の付近における電位の周波数特性の変化であってかつ毎分およそ２〜７サイクルの範囲内にあるその電位の周波数特性の変化を識別することによって、該センサ信号を分析し、さらに、該電位の周波数特性の変化の識別に応答して、前記電極セットを介し、前記組織内へ電流を駆動可能な制御ユニットと、
   からなる装置。
2. 前記検知用電極は、前記の電流駆動する電極セットの電極のうちの少なくとも１つからなる請求項１に記載の装置。
3. 前記センサは、被験体により摂取された物質の量に対して応答するセンサ信号を生成可能である請求項１に記載の装置。
4. 前記制御ユニットには、摂取計画を記憶することができるメモリを含み、該制御ユニットは、被験体が該摂取計画に従って摂食していることをセンサ信号が標示している場合に前記の電流駆動を抑えることができる請求項１に記載の装置。
5. 前記電極セットは、胃の基底部位に設置される請求項１に記載の装置。
6. 前記電極セットは、胃の本体上の一部位に設置される請求項１に記載の装置。
7. 前記電極セットは、胃の遠位部位に設置される請求項１に記載の装置。
8. 前記電極セットは、胃の幽門部位に設置される請求項７に記載の装置。
9. 前記電極セットは、胃の前庭部に設置される請求項７に記載の装置。
10. 前記センサは、組織のそれぞれの部位に結合可能な２つの検知用電極を含んでなり、前記制御ユニットは、該組織の２つの部位間の電気インピーダンスの測定における変化を識別し、かつ該変化の識別に応答した電流を駆動可能である請求項１に記載の装置。
11. 前記制御ユニットは、組織に興奮性組織制御（ＥＴＣ）信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記制御ユニットは、前記ＥＴＣ信号の印加部位において刺激性パルスを印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
13. 前記制御ユニットは、前記ＥＴＣ信号の印加部位以外の部位で刺激性パルスを印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
14. 前記センサは、自然な胃内電気的活動に対して応答する前記センサ信号を生成可能であり、前記制御ユニットは、それに対して応答する前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
15. 前記センサは、１つの部位における自然な胃内電気的活動に対して応答する前記センサ信号を生成可能であり、前記制御ユニットは、同じ部位で前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１４に記載の装置。
16. 前記センサは、第１の部位における自然な胃内電気的活動に対して応答する前記センサ信号を生成可能であり、前記制御ユニットは、該第１の部位とは異なる第２の部位で前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１４に記載の装置。
17. 前記制御ユニットは、前記第１および第２の部位間の距離に応じて前記ＥＴＣ信号のタイミングをとって印加可能である請求項１６に記載の装置。
18. 前記制御ユニットは、組織の収縮を増大させるべく前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
19. 前記制御ユニットは、被験体の胃の第１の部分内の組織収縮およびその胃の第２の部分内の胃の伸長受容体の伸長をひき起こすべく前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１８に記載の装置。
20. 前記制御ユニットは、被験体の飽満感を増大させるために、被験体の胃の伸長受容体付近で組織の収縮強度を増大させるべく前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
21. 前記制御ユニットは、被験体の胃の基底部から前庭部への消化物の移動を増強すべく組織に対し前記ＥＴＣ信号を印加するように前記電極セットを駆動可能である請求項１１に記載の装置。
22. 被験体の外部に設置され前記制御ユニットに制御信号を送信可能なオペレータユニットを含み、該制御ユニットは、該制御信号に対して応答する前記センサ信号を分析しかつ該センサ信号の分析に応じた電流を駆動可能である請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
23. 前記制御ユニットは、前記制御信号に対して応答する前記電流のレベルを増大させるようにする請求項２２に記載の装置。
24. 前記制御ユニットは、４０〜１２０Ｈｚの周波数の電流駆動を行う請求項１に記載の装置。
25. 前記センサは、自然な胃内電気的活動に応答して前記センサ信号を生成し、そして、前記制御ユニットは、その自然な胃内電気的活動の検出に応答して前記電極セットを電流駆動する請求項２４に記載の装置。

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