JP5011392B2 - 心臓血管機能を調節する経皮性神経刺激装置 - Google Patents

心臓血管機能を調節する経皮性神経刺激装置 Download PDF

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Description

（優先権の主張）
２００６年１０月１１日に出願された米国特許出願第１１／５４８，３５９号に対する優先権の利益が本明細書により主張され、この特許出願は本明細書において参照によって援用される。
（関連出願の引用）
本願は、２００６年１０月１１日に出願された、同時継続出願であり、同一人に譲渡された米国特許出願第１１／５４８，３４８号（名称「ＰＥＲＣＵＴＡＮＥＯＵＳ ＮＥＵＲＯＳＴＩＭＵＬＡＴＯＲ ＦＯＲ ＭＯＤＵＬＡＴＩＮＧ ＣＡＲＤＩＯＶＡＳＣＵＬＡＲ ＦＵＮＣＴＩＯＮ」）に関連し、この特許出願は本明細書において参照によって援用される。
（技術分野）
本書は、概して、神経刺激に関し、具体的には、外部神経刺激装置と表面および／または経皮性電極とを使用して、心臓血管機能を調節するための神経刺激システムに関する。
（背景）
神経刺激は、種々の生理機能を調節し、種々の疾患を治療するように適用または提案されている。一例は、心臓に神経を分布する交感神経および副交感神経を刺激することによる、心臓血管機能の調節である。人工的に印加した電気刺激を含む、迷走神経における活性は、心拍数および心収縮性（心筋収縮性の強さ）を調節する。迷走神経に印加される電気刺激は、心拍数および心収縮性を減少させ、心周期の拡張期を延長することが知られている。この迷走神経刺激の能力は、例えば、心筋リモデリングを制御するために利用されてもよい。経穴で印加される電気刺激もまた、心臓血管機能において治療効果があることが知られている。
神経刺激は、急性ＭＩ等の心疾患事象の発症直後に印加されると、治療的有効性を提供することが知られている。例えば、急性ＭＩ後、有害な心室リモデリングが開始し、心臓は、さらに不整脈の影響を受けやすい。神経刺激を印加して、ＭＩ後心室リモデリングを制御し、不整脈が発生するのを予防してもよい。したがって、急性ＭＩ等の心疾患後に迅速に展開することができる、神経刺激システムの必要性がある。ＭＩ後神経刺激は、長期的および／または連続的に必要とされなくてもよいため、神経刺激システムが一時的および／または断続的使用に適する必要性もある。
（概要）
神経刺激デバイスは、患者の身体の一部をブレーシングするブレーシング要素を使用して患者によって装着される、外部神経刺激装置を含む。外部神経刺激装置は、神経刺激を送達して患者の心臓血管機能を調節する。
一実施形態において、経皮的神経刺激のためのシステムは、身体上で装着されるように構成される経皮的神経刺激デバイスを含む。経皮的神経刺激デバイスは、身体の表面に配置されるように構成される表面刺激電極と、外部神経刺激装置と、ブレーシング要素とを含む。外部神経刺激装置は、表面刺激電極を通して刺激標的に神経刺激を経皮的に送達する。ブレーシング要素は、身体の一部をブレーシングして、身体の表面位置で外部神経刺激装置を保持する。
一実施形態において、経皮的神経刺激によって身体内の心臓血管機能を調節するための方法が提供される。外部神経刺激装置は、身体の一部をブレーシングするように構成されるブレーシング要素を使用して、身体上で保持される。表面刺激電極が身体に配置され、表面刺激電極の少なくとも１つは、身体内の刺激標的のほぼ上方で配置される。神経刺激は、表面刺激電極を通して外部神経刺激装置から刺激標的に経皮的に送達される。神経刺激の送達は、心臓血管機能を調節するように適合される刺激アルゴリズムを実行することによって制御される。
この概要は、本出願の教示の一部の概説であり、本主題の排他的または包括的扱いとなることを目的としない。本主題についてのさらなる詳細は、発明を実施するための形態および添付の特許請求の範囲にある。次の発明を実施するための形態を熟読し、理解し、その一部を形成する図面を参照することによって、本発明の他の側面が当業者にとって明白となるであろう。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって定義される。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
身体内の心臓血管機能を調節する経皮的神経刺激のためのシステムであって、
該身体上で装着されるように構成される経皮的神経刺激デバイスであって、
該身体の表面に配置されるように構成される刺激電極と、
該表面刺激電極を通して、神経刺激を、該身体内の刺激標的に経皮的に送達するように適合される、外部神経刺激装置と、
該外部神経刺激装置に連結されるブレーシング要素であって、該身体の一部を部レーシングして該身体の表面位置で該外部神経刺激装置を保持するように構成される、ブレーシング要素と
を含む、経皮的神経刺激デバイスを備える、システム。
（項目２）
上記外部神経刺激装置は、
上記表面刺激電極に電気的に連結される刺激出力回路であって、上記神経刺激を送達するように適合される、刺激出力回路と、
該刺激出力回路に連結される刺激制御器であって、上記心臓血管機能を調節するように適合される刺激アルゴリズムを実行することによって、該神経刺激の送達を制御するように適合される、刺激制御器と、
刺激パラメータを含む該刺激アルゴリズムを保存するように構成されるメモリ回路と
を備える、項目１に記載のシステム。
（項目３）
上記メモリ回路は、上記外部神経刺激装置による上記神経刺激の送達の履歴を保存するように構成される、項目２に記載のシステム。
（項目４）
上記刺激制御器は、フィードバック制御信号を使用して上記神経刺激の送達を制御するように適合されるフィードバック制御器を備え、該フィードバック制御器に電気的に連結されて該フィードバック制御信号を感知する、外部センサをさらに備える、項目２および項目３のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目５）
上記刺激制御器は、フィードバック制御信号を使用して上記神経刺激の送達を制御するように適合される、フィードバック制御器を備え、上記外部神経刺激装置は、テレメトリを介して該フィードバック制御信号を受信するように適合される、刺激装置テレメトリ回路を備え、
生理学的信号を感知するように適合されるセンサと、
該感知した生理学的信号を使用して該フィードバック制御信号を生成するように適合されるセンサ処理回路と、
該外部神経刺激装置に該フィードバック制御信号を伝送するように適合される埋込型テレメトリ回路と
を含む、埋込型医療機器をさらに備える、項目２および項目３のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目６）
上記刺激制御器に連結されるユーザインターフェースであって、ユーザ入力デバイスと、提示デバイスとを含む、ユーザインターフェースをさらに備える、項目２〜項目５のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目７）
上記外部神経刺激装置は、上記ユーザインターフェースを備える、項目６に記載のシステム。
（項目８）
テレメトリを介して上記外部神経刺激装置に伝達的に連結される通信装置であって、上記ユーザインターフェースを含む、通信装置を含む、携帯型ユーザ通信デバイスをさらに
備える、項目６に記載のシステム。
（項目９）
上記ユーザ入力デバイスは、外部神経刺激装置をオン／オフにする電源スイッチを備える、項目６〜項目８のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１０）
上記提示デバイスは、上記外部神経刺激装置のオン／オフ状態、時間、およびバッテリ状態のうちの１つ以上を提示するように構成されるディスプレイを備える、項目６〜項目９のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
上記経皮的神経刺激デバイスは、上記外部神経刺激装置に連結される外部センサであって、心拍数および血圧のうちの１つ以上を感知するように適合される外部センサを備え、上記ディスプレイは、該心拍数および該血圧のうちの１つ以上を提示するようにさらに構成される、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
上記外部神経刺激装置は、充電式バッテリを備える、項目１〜項目１１のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１３）
上記刺激電極のうちの少なくとも１つは、上記外部神経刺激装置に組み込まれる、項目１〜項目１２のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１４）
上記ブレーシング要素は、上記身体内の刺激標的のほぼ上方の該身体の上記表面上で上記刺激電極のうちの上記少なくとも１つを保持するように構成される、項目１〜項目１３のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１５）
上記ブレーシング要素は、上記身体の胆経のＧＢ−３４経穴のほぼ上で上記刺激電極のうちの上記少なくとも１つを保持するように構成される、項目１〜項目１４のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１６）
上記ブレーシング要素は、調整可能な長さを有するベルトおよび調整可能な長さを有するスリーブのうちの１つ以上を備える、項目１〜項目１５のうちのいずれかに記載のシステム。
（項目１７）
上記ブレーシング要素は、リストバンドまたはスリーブの形である、項目１６に記載のシステム。
（項目１８）
上記ブレーシング要素は、膝バンドまたはスリーブの形である、項目１６に記載のシステム。
（項目１９）
経皮的神経刺激によって身体内の心臓血管機能を調節するための方法であって、
該身体の一部をブレーシングするように構成されるブレーシング要素を使用して、該身体上で外部神経刺激装置を保持することと、
該身体に表面刺激電極を配置することであって、該表面刺激電極のうちの少なくとも１つは、該身体内の刺激標的のほぼ上方で配置される、ことと、
該表面刺激電極を通して該外部神経刺激装置から該刺激標的に神経刺激を経皮的に送達することと、
該心臓血管機能を調節するように適合される刺激アルゴリズムを実行することによって該神経刺激の該送達を制御することと
を含む、方法。
（項目２０）
上記神経刺激を送達することは、約１Ｈｚ〜約５Ｈｚの間の刺激周波数で電気神経刺激パルスを送達することを含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
上記神経刺激を送達することは、毎日約０．５時間〜約２４時間にわたって上記電気神経刺激パルスを送達することを含む、項目１９および項目２０のうちのいずれかに記載の方法。
（項目２２）
フィードバック制御信号を感知することをさらに含み、上記神経刺激の送達を制御することは、該フィードバック制御信号を使用して該神経刺激の送達を制御することを含む、項目１９〜項目２１のうちのいずれかに記載の方法。
（項目２３）
上記フィードバック制御信号を感知するステップは、埋込型医療機器を使用して該フィードバック制御信号を感知するステップを含む、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
上記表面刺激電極を配置することは、経穴に上記表面刺激電極のうちの少なくとも１つを配置することを含む、項目１９〜項目２３のうちのいずれかに記載の方法。
（項目２５）
上記経穴に上記表面刺激電極のうちの上記少なくとも１つを配置することは、上記胆経上の経穴ＧＢ−３４に該表面刺激電極のうちの該少なくとも１つを配置することを含む、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
上記経穴に上記表面刺激電極のうちの上記少なくとも１つを配置することは、
心包経上のＰＣ−２からＰＣ−９と、
心経上のＨＴ−７と、
膀胱経上のＢＬ−１４およびＢＬ−１６と、
任脈上のＧＶ−１１と、
を含む、経穴のうちの１つ以上に該表面刺激電極のうちの１つ以上を配置することを含む、項目２４に記載の方法。
（項目２７）
上記表面刺激電極を配置することは、上記心臓血管機能を調節する自律神経系の神経の上方で、上記身体に該表面刺激電極のうちの少なくとも１つを配置することを含む、項目１９〜項目２３のうちのいずれかに記載の方法。
図面は、概して、一例として、本書で論じられる種々の実施形態を図示する。図面は、例示的目的にすぎず、一定の縮尺ではない場合がある。
図１は、神経刺激システムの実施形態、および神経刺激システムが使用される環境の各部の図解である。 図２は、神経刺激システムの回路の各部の実施形態を図示するブロック図である。 図３は、神経刺激システムの回路の各部の別の実施形態を図示するブロック図である。 図４は、神経刺激システムの外部神経刺激装置の実施形態の図解である。 図５は、外部神経刺激装置に連結される表面刺激電極の実施形態の図解である。 図６は、外部神経刺激装置に連結される表面刺激電極の別の実施形態の図解である。 図７は、外部神経刺激装置に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。 図８は、外部神経刺激装置に連結される経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。 図９は、外部神経刺激装置に連結される経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。 図１０は、皮膚搭載コネクタを通して外部神経刺激装置に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。 図１１は、磁石付きリードを通して外部神経刺激装置に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。 図１２は、ブレーシング要素に連結される外部神経刺激装置の実施形態の図解である。 図１３は、ブレーシング要素に連結される外部神経刺激装置の別の実施形態の図解である。 図１４は、神経刺激デバイスと、埋込型医療機器と、外部システムとを含む、神経刺激システムの実施形態の図解である。 図１５は、図１４の神経刺激システムの回路の各部の実施形態を図示するブロック図である。 図１６は、神経刺激デバイスと、ユーザ通信デバイスとを含む、神経刺激システムの実施形態の図解である。 図１７は、図１６の神経刺激システムの回路の各部の実施形態を図示するブロック図である。 図１８は、外部神経刺激装置に連結される表面刺激電極の別の実施形態の図解である。 図１９は、外部神経刺激装置に連結される表面および経皮性刺激電極の実施形態の図解である。 図２０は、外部神経刺激装置に連結される表面および経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。 図２１は、外部神経刺激装置に連結される表面および経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。 図２２は、経皮的または経皮性神経刺激を使用して心臓血管機能を調節するための方法を図示するフロー図である。
（詳細な説明）
次の発明を実施するための形態では、これに関して一部を形成する添付図面を参照し、図中、例証として、本発明を実践することができる具体的実施形態を示す。当業者が本発明を実践することが可能となるように、これらの実施形態は十分に詳細に説明され、実施形態を組み合わせてもよく、または他の実施形態を利用してもよく、かつ本発明の精神および範囲を逸脱しない限り、構造的、理論的、および電気的な変更を行ってもよいことを理解されたい。本開示における「ある」、「一」または「種々の」実施形態への言及は、必ずしも同じ実施形態を指さず、そのような言及は、２つ以上の実施形態を検討する。次の発明を実施するための形態は、実施例を提供し、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって定義される。
本書は、経皮的および／または経皮性電極を通して神経刺激を送達することによって、心臓血管機能を調節する外部神経刺激装置を含む、神経刺激システムについて論議する。埋込型神経刺激システムは、抗リモデリングおよび抗不整脈効果を有する、ＭＩ後神経刺激を提供する。近年のデータは、ＭＩ後１週間以内に神経刺激が送達された時の、急性ＭＩに罹患した患者への最大有効性を示唆している。神経刺激システムの埋込は、特別に訓練された医療関係者のみによって行うことができる、実質的侵襲性手術を必要とする場合がある。神経刺激の長期的および／または連続送達は、必要ではないか、または有益ではない場合がある。このような理由および他の理由により、埋込型神経刺激システムを使用する治療は、最も必要な時に利用可能でも、費用効果的でもなくなる場合がある。埋込型神経刺激システムが利用不可である、費用効果的ではない、あるいは適していない時に神経刺激を提供するために、本神経刺激システムは、経皮的および／または経皮性電極に連結される外部神経刺激装置を使用する。そのようなシステムは、急性ＭＩ等の心臓血管疾患への潜在的に速い治療応答と、一時的および／または断続的に神経刺激を送達するための潜在的に費用効果的な手段とを提供する。
図１は、神経刺激システム１００の実施形態、およびシステム１００が使用される環境の各部の図解である。システム１００は、患者の身体１０２上で装着されるように構成される神経刺激デバイス１０４を含む。神経刺激デバイス１０４は、患者の心臓血管機能を調節するための神経刺激を送達する外部神経刺激装置１１０と、指定された表面位置において身体１０２上で外部神経刺激装置１１０を保持するブレーシング要素１１２と、それを通して神経刺激が外部神経刺激装置１１０から身体１０２に送達される電極とを含む。一実施形態において、神経刺激デバイス１０４は、急性ＭＩ等の患者の心臓１０１で発生する心疾患事象への緊急応答の一部として、使用される。別の実施形態では、神経刺激デバイス１０４は、神経刺激システムの埋込が正当ではない時等に、神経刺激の一時的または断続的送達に使用される。
図示した実施形態では、神経刺激デバイス１０４は、足の胆経（Ｇａｌｌ Ｂｌａｄｄｅｒ Ｍｅｒｉｄｉａｎ）上のＧＢ−３４として知られる経穴で腓骨神経を刺激するために、膝領域を覆って着用される。経穴ＧＢ−３４は、陽陵泉（Ｙａｎｇ Ｌｉｎｇ Ｑｕａｎ（Ｙａｎｇ Ｍｏｕｎｄ Ｓｐｒｉｎｇ））とも呼ばれ、膝の約１インチ下で脛の外面のくぼみの中にあり、総腓骨神経が浅腓骨神経および深腓骨神経へと分岐する点に対応する。経穴ＧＢ−３４での電気刺激には、抗リモデリング、降圧、および抗不整脈等の心臓血管治療効果があることが知られている。ＧＢ−３４に印加される電気刺激の潜在的結果は、心拍数の低減、血圧の低減、および不整脈脆弱性の低減を含む。種々の実施形態では、神経刺激デバイス１０４は、虚血性心疾患、心不全、および高血圧等の心臓血管疾患の患者を治療するために使用される。
電気刺激に応じて心臓血管へ影響を及ぼすことが知られている他の経穴は、ＰＣ−２からＰＣ−９（心包経上で、腋窩の折り曲げ部の下から腕に沿い、手首の横しわに沿って中指の先端まで通る）、ＨＴ−７（心経上で、手首の掌側の横しわ上にある）、ＢＬ−１４（膀胱経上で、第４胸椎の棘突起の下縁の約１．５インチ外側にある）、ＢＬ−１６（膀胱経上で、第６胸椎の棘突起の下縁の約１．５インチ外側にある）およびＧＶ−１１（任脈上で、第１５胸椎の棘突起の下にある）を含む。
一実施形態において、神経刺激デバイス１０４は、自律神経系の１つ以上の神経を刺激して、心拍数および血圧を調節するため等に使用される。急性ＭＩ後の迷走神経の刺激は、収縮期および拡張期容積の減少を呈する、冠状動脈結紮後の心室拡張を有意に低減することが知られている。
種々の実施形態では、ブレーシング要素１１２は、膝、手首、腕、脚、大腿、胴体、頸部、および頭部等の身体１０２の一部をブレーシングするように構成される、スリーブ、ストラップ、またはベルトを含む。ブレーシング要素１１２は、サイズが調整可能であり、および／または、実質的に異なるサイズで患者に適応するように複数のサイズで利用可能である。
一実施形態において、神経刺激デバイス１０４は、経皮的神経刺激デバイスである。外部神経刺激装置１１０は、刺激標的のほぼ上方で身体１０２の表面上の刺激部部位に配置される表面刺激電極を使用して、身体１０２内の刺激標的に神経刺激を送達する。一実施形態において、そのような経皮的神経刺激デバイスは、単純な指示に従うことによって、患者または別の個人によって着用するためにできている。経皮的神経刺激を送達するために使用される表面刺激電極の例は、図５〜図６を参照して下記で論じる。
別の実施形態では、神経刺激デバイス１０４は、経皮性神経刺激デバイスである。外部神経刺激装置１１０は、身体１０２に挿入されて身体１０２内の刺激標的の上または周囲にとどまる、少なくとも１つの経皮性刺激電極を使用して、身体１０２内の刺激標的に神経刺激を送達する。一実施形態において、そのような経皮性神経刺激デバイスは、急性ＭＩ直後に神経刺激を提供するために、緊急応答医療関係者による使用に利用可能とされる。別の実施形態では、経皮性神経刺激デバイスは、患者が評価されている、または埋込型デバイス療法等のより恒久的治療法を待機している間に、一時的使用のために提供される。別の実施形態では、経皮性神経刺激デバイスは、刺激標的が経皮的神経刺激によって到達が困難である時に使用されることにより、潜在的刺激標的の範囲を拡張する。経皮性神経刺激を送達するために使用される経皮性刺激電極の例は、図７〜図１１を参照して下記で論じる。
図２は、刺激電極２１４および外部刺激装置２１０を含む、システム１００の回路の各部分の実施形態を図示するブロック図である。一実施形態において、刺激電極２１４は、表面刺激電極を含む。別の実施形態では、刺激電極２１４は、経皮性刺激電極を含む。別の実施形態では、刺激電極２１４は、経皮的および経皮性刺激電極を含む。
外部神経刺激装置２１０は、外部神経刺激装置１１０の具体的実施形態であり、刺激出力回路２１６、刺激制御器２１８、およびメモリ回路２２０を含む。刺激出力回路２１６は、刺激電極２１４に電気的に連結され、刺激電極２１４を通して身体１０２内の刺激標的に神経刺激を送達する。刺激制御器２１８は、心臓血管機能を調節するための刺激アルゴリズムを実行することによって、神経刺激の送達を制御する。メモリ回路２２０は、刺激パラメータを含む刺激アルゴリズムを保存する。
図３は、刺激電極２１４、外部神経刺激装置３１０、および外部センサ３２２を含む、システム１００の回路の各部の別の実施形態を図示するブロック図である。外部神経刺激装置３１０は、外部神経刺激装置２１０の具体的実施形態であり、刺激出力回路２１６、刺激制御器３１８、刺激装置テレメトリ回路３２４、バッテリ３２６、およびユーザインターフェース３２８を含む。
刺激出力回路２１６は、刺激電極２１４を通して神経刺激を送達する。一実施形態において、神経刺激は、電気パルスの形である。他の実施形態では、神経刺激は、磁場、光、および超音波等の、標的神経において活動電位を誘出することが可能である、任意の形態のエネルギーを含む。
刺激制御器３１８は、刺激制御器２１８の具体的実施形態であり、心臓血管機能を調節するための刺激アルゴリズムを実行することによって、神経刺激の送達を制御する。刺激アルゴリズムは、心臓血管機能を調節するように選択される刺激パラメータを含む。電気神経刺激パルスの送達を制御するための刺激パラメータの例は、パルス振幅、パルス幅、刺激周波数（またはパルス間隔）、周期的用量、および負荷サイクルを含む。
パルス振幅およびパルス幅は、各パルスが標的神経において活動電位を誘出することを確実にするように選択される。一実施形態において、刺激周波数は、約０．１〜２００Ｈｚの間であり、心臓血管機能を調節するための具体的な例としては１〜３０Ｈｚの間である。表面電極を使用して電気神経刺激パルスが経皮的に送達される一実施形態において、刺激周波数は、約１〜５Ｈｚの間である。少なくとも１つの経皮性電極を使用して電気神経刺激パルスが経皮性に送達される一実施形態において、刺激周波数は、約１〜５０Ｈｚの間である。周期的用量は、患者が各所定期間にわたって神経刺激で治療される、時間間隔である。一実施形態において、所定期間は１日であり、周期的用量は、１日量である。負荷サイクルは、期間用量中の時間間隔中の神経刺激の負荷サイクルである。例えば、患者が神経刺激療法を毎日２時間受ける場合、周期的用量は、２時間／日である（または、１日量は２時間である）。この２時間の間の神経刺激がオンおよびオフ期間で断続的に送達される場合、負荷サイクルは、オン期間およびオフ期間の合計に対するオン期間の比である。一実施形態において、１日量は、約０．５〜２４時間の間である。一実施形態において、負荷サイクルは、約１０〜５０％の間である。オン期間は、約１０〜１２０秒の間であり、オフ期間は、約５０〜１２０秒の間である。
図示した実施形態では、刺激制御器３１８は、フィードバック制御器３３０、コマンド受信機３３２、クロック３３４、および警報信号発生器３３６を含む。種々の実施形態では、刺激制御器３１８は、フィードバック制御器３３０、コマンド受信機３３２、クロック３３４、および警報信号発生器３３６のうちの１つ以上を含む。フィードバック制御器３３０は、神経刺激を開始、停止、または調整する必要性を示すフィードバック制御信号を使用して、神経刺激の送達を制御する。一実施形態において、フィードバック制御信号は、神経刺激への神経反応の自動検証を提供する。一実施形態において、外部センサ３２２は、フィードバック制御信号を感知する。具体的実施形態では、外部センサ３３２は、外部神経刺激装置３１０に含まれるセンサである。別の具体的実施形態では、外部センサ３３２は、外部神経刺激装置３１０に電気的に接続される。別の具体的実施形態では、外部センサ３３２は、テレメトリを介して外部神経刺激装置３１０に伝達的に連結される。外部センサ３２２の例は、心拍数を感知する心拍数センサ、血圧を測定する圧力センサ、および容積脈波信号を感知するプレチスモグラフセンサを含む。別の実施形態では、フィードバック制御器３３０は、刺激装置テレメトリ回路３２４からフィードバック制御信号を受信する。身体１０２内の埋込型デバイスまたは外部デバイス等の別のデバイスは、フィードバック制御信号を感知し、外部神経刺激装置３１０にフィードバック制御信号を遠隔測定する。
コマンド受信機３３２は、神経刺激の送達を開始、一時停止、または停止するための刺激コマンドを受信する。一実施形態において、刺激コマンドは、別のデバイスから受信される。別の実施形態では、刺激コマンドは、ユーザインターフェース３２８から受信される。クロック３３４は、時間を追跡する。一実施形態において、クロック３３４は、プログラムしたスケジュールに従って神経刺激療法の送達の時期を選ぶ。例えば、患者が、プログラムしたスケジュールに従って周期的用量を受ける場合、クロック３３４は、刺激コマンドを発行し、コマンド受信機３３２に刺激コマンドを伝送して、神経刺激の送達を開始する。警報信号発生器３３６は、警報信号を生成して、患者が神経刺激の周期的用量を受ける期限であることを、患者または別の個人に思い出させる。一実施形態において、警報信号発生器３３６は、低バッテリレベル等の、外部神経刺激装置３１０に関連する問題または潜在的問題を示す警報信号を生成する。別の実施形態では、警報信号発生器３３６は、外部神経刺激装置３１０から送達される神経刺激が、フィードバック制御信号によって示されるような、望ましい結果を生じていることを確認する聴覚フィードバック信号として、音声を生成する。
メモリ回路２２０は、刺激パラメータを含む刺激アルゴリズムを保存する。一実施形態において、メモリ回路２２０はまた、神経刺激の送達の履歴も保存する。一例において、患者は、経皮的神経刺激デバイスを与えられ、治療スケジュールに従って神経刺激を印加するように指示される。患者が治療を受ける予定であるが、経皮的神経刺激デバイスが装着されていない、またはオンになっていない場合、警報信号発生器３３６が患者への注意として警報信号を生成する。
ユーザインターフェース３２８は、提示デバイス３３８およびユーザ入力デバイス３４０を含む。提示デバイス３３８は、ディスプレイ３４２および音声発生器３４４を含む。一実施形態において、ディスプレイ３４２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面である。ディスプレイ３４２は、外部神経刺激装置の電源オン／オフ状態、外部センサ３２２によって感知される信号を使用して発行されるパラメータ（心拍数および血圧等）、時間、およびバッテリ状態を含むがそれらに限定されない、情報を表示する。ユーザ入力デバイス３４０は、電源スイッチ３４６および刺激強度調整装置３４８を含む。電源スイッチ３２８は、患者または別の個人が外部神経刺激装置３１０をオンおよびオフにすることを可能にする。刺激強度調整装置３４８は、患者または別の個人が刺激パラメータを調整して神経刺激の強度を変更することを可能にする。一実施形態において、ディスプレイ３４２は、神経刺激が期待応答を誘出するかどうかを示し、患者は、電流強度が不快感を引き起こす場合に、神経刺激の強度を変更するために刺激強度調整装置３４８を使用することができる。別の実施形態では、フィードバック制御器３３０は、刺激強度調整装置３４８が不要であるように、フィードバック制御信号を使用して神経刺激の強度を自動的に調整する。
バッテリ３２６は、外部神経刺激装置３１０の回路の動作のために電力を供給する。一実施形態において、バッテリ３２６は、充電式バッテリである。一実施形態において、システム１００を使用する患者には、標準ＡＣ電力を使用するバッテリ充電器が提供される。必要な時に、バッテリ充電器は、異なる国での使用のための１つ以上のアダプタを装備する。
図４は、外部神経刺激装置１１０の具体的実施形態である、外部神経刺激装置４１０の実施形態の図解である。図４は、外枠４５４を含んで外部神経刺激装置２１０または３１０の回路等の回路を収容する、外部神経刺激装置４１０の正面図を示す。ディスプレイ４４２およびユーザ入力デバイス４４０を含むユーザインターフェースは、外枠４５４上に組み込まれる。ディスプレイ４４２は、ディスプレイ３４２の実施形態を表す。ユーザ入力デバイス４４０は、ユーザ入力デバイス３４０の実施形態を表し、患者または別の個人によって操作されるボタン、ノブ、および／または他のスイッチを含む。
図５は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面刺激電極の実施形態の図解である。図５は、外部神経刺激装置４１０の後面図を示す。表面刺激電極５５６Ａ〜５５６Ｂは、使用中に身体１０２の表面と接触している外枠４５４の側面上に組み込まれる。外部神経刺激装置４１０は、表面刺激電極５５６Ａ〜５５６Ｂが、身体１０２内の刺激標的のほぼ上方で位置付けられるように、身体１０２の表面位置に配置される。一実施形態において、表面刺激電極５５６Ａ〜５５６Ｂはそれぞれ、約５〜１００ｍｍ２の間の表面積を有する。
図示した実施形態では、表面刺激電極５５６Ａ〜５５６Ｂは、例示的目的のみでディスク電極として示される。表面刺激電極５５６Ａ〜５５６Ｂの構成の他の例は、帯状電極、リング電極、および同心電極を含む。
図６は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面刺激電極の別の実施形態の図解である。表面刺激電極６５６Ａ〜６５６Ｂは、リードを使用して外部神経刺激装置４１０にそれぞれ接続される。図示した実施形態では、表面刺激電極６５６Ａは、リード６５８Ａを使用して外部神経刺激装置４１０に接続され、皮膚パッチ６５９Ａ上に組み込まれる。表面刺激電極６５６Ｂは、リード６５８Ｂを使用して外部神経刺激装置４１０に接続され、皮膚パッチ６５９Ｂ上に組み込まれる。皮膚パッチ６５９Ａ〜６５９Ｂは、接着剤を使用して身体１０２の表面に付着される。別の実施形態では、表面刺激電極６５６Ａ〜６５６Ｂは、単一皮膚パッチ上に組み込まれ、多導体リードを使用して外部神経刺激装置４１０に接続される。
図７は、外部神経刺激装置４１０に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。経皮性刺激電極７５６Ａ〜７５６Ｂはそれぞれ、身体１０２の皮膚を貫通し、身体１０２内の指定の刺激部位にとどまるように構成される。具体的な刺激部位は、標的神経の上または周囲である。
経皮性刺激電極７５６Ａ〜７５６Ｂはそれぞれ、外部神経刺激装置４１０に連結される近位端、および身体１０２内の指定の刺激部位にとどまるように構成される遠位端を有する、ワイヤを含むワイヤ電極である。一実施形態において、ワイヤは、電極７５６Ａ〜７５６Ｂのそれぞれが身体１０２から抜出する時に、ワイヤが皮膚から抜出すると、らせん状となるように、らせん状部分を含む。より優れた機械的安定性および封入がらせん状ワイヤにより達成されるため、経皮性ワイヤの感染の見込みを低減するために、らせん状部分が採用される。図示した実施形態では、ワイヤ電極は、ワイヤが略剛性である、針電極である。遠位端は、組織を貫通するのに適した鋭い先端であり、鉤（７６０Ａまたは７６０Ｂ）を含んで安定した電極配置を提供する。図示した実施形態では、経皮性刺激電極７５６Ａ〜７５６Ｂは、外部神経刺激装置４１０上に搭載され、そこから突出している。別の実施形態では、経皮性刺激電極７５６Ａ〜７５６Ｂはそれぞれ、リードを使用して外部神経刺激装置４１０に接続される。
図８は、外部神経刺激装置４１０に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。経皮性刺激電極８５６Ａ〜８５６Ｂはそれぞれ、外部神経刺激装置４１０に連結される近位端、および身体１０２内の指定の刺激部位にとどまるように構成される遠位端を有する、ワイヤを含むワイヤ電極である。一実施形態において、ワイヤは、電極８５６Ａ〜８５６Ｂのそれぞれが身体１０２から抜出する時に、ワイヤが皮膚から抜出すると、らせん状となるように、らせん状部分を含む。図示した実施形態では、ワイヤ電極は、ワイヤが略可撓性である、可撓性電極である。経皮性刺激電極８５６Ａ〜８５６Ｂはそれぞれ、Ｊ型フック（８６０Ａまたは８６０Ｂ）である遠位端を含む。一実施形態において、経皮性刺激電極８５６Ａ〜８５６Ｂは、それぞれ中空針により組織に導入される。
図９は、外部神経刺激装置４１０に連結される経皮性刺激電極の実施形態の図解である。埋込型カプセル９６２は、その対向する端の一方の上に経皮性刺激電極９５６Ａ〜９５６Ｂをそれぞれ含む。神経刺激を送達するために、カプセル９６２は、皮下に埋め込まれ、多導体リード９５８は、経皮性刺激電極９５６Ａ〜９５６Ｂのそれぞれと外部神経刺激装置４１０との間の経皮性接続を提供する。一実施形態において、カプセル９６２は、対向する端の間に連結される円筒形の細長い本体を有する。対向する端の間のカプセルの長さは、約５ｍｍ〜２５ｍｍの間である。円筒形の細長い本体は、約１ｍｍ〜１０ｍｍの直径を有する。一実施形態において、カプセル９６２は、身体１０２内の刺激標的に到達するように構成される端を有する、中空注入デバイスを通した注入によって、埋め込まれる。中空注入デバイスの例は、中空針および中空カテーテルを含む。
図１０は、皮膚搭載コネクタ１０６４を通して外部神経刺激装置４１０に連結される、経皮性刺激電極１０５６の実施形態の図解である。コネクタ１０６４は、身体１０２の表面位置に搭載されるボタンを含み、経皮性刺激電極１０５６に電気的に接続される。コネクタ１０６６は、コネクタ１０６４と、リード１０５８を通して外部神経刺激装置４１０とに接続される。一実施形態において、コネクタ１０６４および１０６６は、スナップ式接続を可能にするボタンコネクタである。別の実施形態では、コネクタ１０６４および１０６６は、互いを磁気的に保持する磁石を含む、平たい円盤である。別の実施形態では、コネクタ１０６４および１０６６は、掛け金および押しボタン解放を伴う、１対のスロットおよび溝スライド式コネクタである。コネクタ１０６４および１０６６の使用は、例えば、患者が神経刺激による治療を受けない時に、外部神経刺激装置４１０が経皮性刺激電極１０５６から離脱されることを可能にする。これらのコネクタの使用はまた、機械的ひずみの緩和も提供する。種々の実施形態では、経皮性刺激電極１０５６は、身体１０２への埋込に適した任意の電極を含んで神経刺激を送達し、電極７５６Ａ／Ｂが具体的な例である。
図１１は、磁石１１６８を伴うリード１１５８を通して外部神経刺激装置４１０に連結される、経皮性刺激電極の実施形態の図解である。経皮性刺激電極９５６Ａ〜９５６Ｂを含むカプセル９６２は、リード１１５８を通して外部神経刺激装置４１０に電気的に接続されるものである。磁石１１６８は、リード１１５８に連結され、埋め込まれたカプセル９６２の上方で身体１０２の表面位置に配置されて、カプセル９６２が組織中で漂流するのを予防するものである。
図５〜図１１は、表面および経皮性刺激電極の具体的な例として、様々な刺激電極構成を図示する。経皮的神経刺激デバイスは、少なくとも１対の表面刺激電極を含む。経皮性神経刺激デバイスは、少なくとも１つの経皮性刺激電極を含む。一実施形態において、神経刺激は、１対の経皮性刺激電極を使用して送達される。別の実施形態では、神経刺激は、刺激標的の上または周囲に配置される経皮性刺激電極、および戻り電極として働く表面刺激電極を使用して送達される。電極構成のさらに付加的な例は、図１８〜図２１を参照して下記で論じる。種々の実施形態では、神経刺激は、図５〜図１１に図示されるもののいずれかより選択される１対の刺激電極、ならびに他のどれよりも適切な表面および経皮性電極を使用して、経皮的または経皮性に送達される。
図１２は、ブレーシング要素に連結される外部神経刺激装置４１０の実施形態の図解である。神経刺激デバイス１２１４は、ブレーシング要素１２１２に取り付けられる外部神経刺激装置４１０を含む。ブレーシング要素１２１２は、身体１０２の一部をブレーシングして身体１０２の表面上で外部神経刺激装置４１０を保持するように構成される。神経刺激デバイス１２１４が経皮的神経刺激デバイスである一実施形態において、ブレーシング要素１２１２は、外部神経刺激装置４１０上の表面刺激電極（電極５５６Ａ〜５５６Ｂ等）が、身体１０２内の刺激標的のほぼ上方で身体１０２の表面位置にしっかりと配置されることを可能にする。神経刺激デバイス１２１４が経皮性神経刺激デバイスである別の実施形態では、ブレーシング要素１２１２は、その上または周囲で少なくとも１つの経皮性刺激電極がとどまる、身体１０２内の刺激標的の上方または付近の身体１０２の表面位置上で、外部神経刺激装置４１０が装着されることを可能にする。図示した実施形態では、ブレーシング要素１２１２は、ベルトを含む。一実施形態において、ベルト１２１２は、外部神経刺激装置４１０に着脱可能に連結される。一実施形態において、ベルト１２１２は、調整可能な長さを有する。一実施形態において、ベルト１２１２は、リストバンドを含み、神経刺激デバイス１２１４は、腕時計と同様の構成を有する。他の実施形態では、ベルト１２１２は、膝、腕、脚、大腿、胴体、頸部、または頭部等の、身体１０２の別の部分をブレーシングするのに適した長さを有する。
図１３は、ブレーシング要素に連結される外部神経刺激装置４１０の別の実施形態の図解である。神経刺激デバイス１３１４は、スリーブであることを除いて、ブレーシング要素１２１２と略同一の機能を有するブレーシング要素１３１２に取り付けられる、外部神経刺激装置４１０を含む。ベルト１２１２を使用するかスリーブ１３１２を使用するかの選択は、身体１０２上の位置および患者の選好等の因子に依存する場合がある。一実施形態において、スリーブ１３１２は、外部神経刺激装置４１０に着脱可能に連結される。一実施形態において、スリーブ１３１２は、弾性材料でできており、調整可能な長さを提供する。一実施形態において、スリーブ１３１２は、膝スリーブを含み、神経刺激デバイス１３１４は、膝ガードとして装着される。他の実施形態では、スリーブ１３１２は、手首、腕、脚、大腿、胴体、頸部、または頭部等の、身体１０２の別の部分をブレーシングするのに適した長さを有する。
外部神経刺激装置４１０を、制限としてではなく具体的な例として、図４〜図９、図１２、および図１３に図示する。種々の実施形態では、本神経刺激システムの外部神経刺激装置は、神経刺激デバイス１０４等の、患者によって装着される神経刺激デバイスに組み込まれるのに適した任意の構成を有して、本書で論じられるように経皮的および／または経皮性神経刺激を送達してもよい。
図１４は、神経刺激システム１４００の実施形態の図解である。システム１４００は、神経刺激デバイス１４０４、埋込型医療機器１４７０、および外部システム１４７４を含む。神経刺激デバイス１４０４は、神経刺激デバイス１０４の具体的実施形態であり、ブレーシング要素１１２に連結される外部神経刺激装置１４１０を含む。一実施形態において、外部神経刺激装置１４１０は、上記のような外部神経刺激装置３１０の回路を含む。テレメトリリンク１４１１は、外部神経刺激装置１４１０と埋込型医療機器１４７０との間の通信を提供する。テレメトリリンク１４１３は、埋込型医療機器１４７０と外部システム１４７４との間の通信を提供する。テレメトリリンク１４７５は、外部神経刺激装置１４１０と外部システム１４７４との間の通信を提供する。
一実施形態において、埋込型医療機器１４７０は、埋込型心調律管理（ＣＲＭ）デバイスを含む。埋込型医療機器１４７０は、ペースメーカ、心臓除細動器／除細動器、心臓再同期療法デバイス、心臓リモデリング制御療法デバイス、神経刺激デバイス、薬物送達デバイス、生物療法デバイス、および患者監視デバイスのうちの１つ以上を含むが、それらに限定されない。リードシステム１４７２は、心臓１０１と埋込型医療機器１１０との間の電気的および／または他の接続を提供する、１つ以上のリードを含む。
外部システム１４７４は、埋込型医療機器１４７０および／または外部神経刺激装置１４１０のプログラミングを可能にし、埋込型医療機器１４７０および／または外部神経刺激装置１４１０によって取得される信号を受信する。一実施形態において、外部システム１４７４は、プログラマを含む。別の実施形態では、外部システム１４７４は、（その中に埋込型医療機器１４７０が埋込まれ、その上で神経刺激デバイス１４０４が装着される）身体１０２の付近にある外部デバイス、比較的遠い場所にある遠隔デバイス、および外部デバイスと遠隔デバイスとをつなぐ電気通信ネットワークを含む、患者管理システムである。患者管理システムは、患者の状態を監視するため等に、遠隔場所からの埋込型医療機器１４７０および／または外部神経刺激装置１４１０へのアクセスを可能にして、治療法を調整し、遠隔場所に保存された患者の医療記録を入手する。
テレメトリリンク１４１３は、埋込型医療機器１４７０と外部システム１４７４との間のデータ伝送を提供する、無線通信リンクである。テレメトリリンク１４１３は、埋込型医療機器１４７０から外部システム１４７４へのデータ伝送を提供する。これは、例えば、埋込型医療機器１４７０によって取得されるリアルタイム生理学的データを伝送するステップ、埋込型医療機器１４７０によって取得され、それに保存される生理学的データを抽出するステップ、埋込型医療機器１４７０に保存された治療履歴データを抽出するステップ、および埋込型医療機器１４７０の動作状態（例えば、バッテリ状態およびリードインピーダンス）を示すデータを抽出するステップを含んでもよい。テレメトリリンク１４１３はまた、外部システム１４７４から埋込型医療機器１４７０へのデータ伝送も提供する。これは、例えば、生理学的データを取得するように埋込型医療機器１４７０をプログラムするステップ、少なくとも１つの自己診断試験（デバイスの動作状態について等）を行うように埋込型医療機器１４７０をプログラムするステップ、利用可能な監視または治療機能を可能にするように埋込型医療機器１４７０をプログラムするステップ、および、ペーシングおよび／または電気的除細動／除細動パラメータ等の治療パラメータを調整するように埋込型医療機器１４７０をプログラムするステップを含んでもよい。
テレメトリリンク１４７５は、外部神経刺激装置１４１０と外部システム１４７４との間のデータ伝送を提供する、無線通信リンクである。テレメトリリンク１４７５は、外部神経刺激装置１４１０から外部システム１４７４へのデータ伝送を提供する。これは、例えば、外部神経刺激装置１４１０によって取得されるリアルタイム生理学的データを伝送するステップ、外部神経刺激装置１４１０によって取得され、それに保存される生理学的データを抽出するステップ、外部神経刺激装置１４１０に保存された治療履歴データを抽出するステップ、および外部神経刺激装置１４１０の動作状態（例えば、バッテリ状態）を示すデータを抽出するステップを含んでもよい。テレメトリリンク１４７５はまた、外部システム１４７４から外部神経刺激装置１４１０へのデータ伝送も提供する。これは、例えば、刺激パラメータを調整するように外部神経刺激装置１４１０をプログラムするステップ、および神経刺激の送達を開始するように外部神経刺激装置１４１０にユーザコマンドを伝送するステップを含んでもよい。
テレメトリリンク１４１１は、外部神経刺激装置１４１０と埋込型医療機器１４７０との間のデータ伝送を提供する、無線通信リンクである。テレメトリリンク１４７５は、埋込型医療機器１４７０から外部神経刺激装置１４１０へのデータ伝送を提供する。これは、例えば、神経刺激を制御するフィードバック制御信号として使用するために、外部神経刺激装置１４１０に埋込型医療機器１４７０によって感知される信号を伝達するステップ、所定の種類の心臓事象が埋込型医療機器１４７０によって検出された時等に、神経刺激の送達を開始するように外部神経刺激装置１４１０に神経刺激コマンドを送達するステップを含んでもよい。一実施形態において、テレメトリリンク１４７５はまた、外部神経刺激装置１４１０から埋込型医療機器１４７０へのデータ伝送も提供する。
システム１４００は、神経刺激が、外部神経刺激装置１４１０、埋込型医療機器１４７０、および外部システム１４７４のうちのいずれか１つによって開始されることを可能にする。一実施形態において、外部神経刺激装置１４１０および／または埋込型医療機器１４７０は、所定の信号または状態を検出すると、神経刺激療法を開始する。外部システム１４７４は、ユーザコマンドを受信すると、神経刺激療法を開始する。
図１５は、システム１４００の回路の各部の実施形態を図示するブロック図である。回路は、リードシステム１４７２に連結される埋込型医療機器１５７０、外部システム１５７４、刺激電極２１４に連結される外部神経刺激装置３１０を含む。
埋込型医療機器１５７０は、埋込型医療機器１４７０の具体的実施形態であり、ＣＲＭ回路１５８０、センサ１５７６、センサ処理回路１５７８、コマンド発生器１５８２、および埋込テレメトリ回路１５８４を含む。ＣＲＭ回路１５８０は、１つ以上のＣＲＭ療法を送達する。一実施形態において、ＣＲＭ回路１５８０は、ペースメーカおよび心臓除細動器／除細動器のうちの１つ以上を含み、リードシステム１４７２を通して心臓１０１に心臓電気刺激を送達する。センサ１５７６は、生理学的信号を感知する。センサ処理回路１５７８は、感知した生理学的信号を使用して、外部神経刺激装置３１０のフィードバック制御器３３０によって使用されるフィードバック制御信号を発行する。一実施形態において、生理学的信号は、心臓信号であり、フィードバック制御信号は、神経刺激によって調節される心臓の状態を示す。コマンド発生器１５８２は、心臓信号からの指定の種類の心臓事象（虚血またはＭＩ等）を検出した時等に、神経刺激療法を開始する、神経刺激コマンドを発行する。埋込テレメトリ回路１５８４は、外部神経刺激装置３１０にフィードバック制御信号および／または神経刺激コマンドを伝送する。
外部システム１５７４は、ユーザインターフェース１５８６、プログラミングモジュール１５８８、および外部テレメトリ回路１５９０を含む。ユーザインターフェース１５８６は、医師または他の介護人等のユーザが、埋込型医療機器１５７０および／または外部神経刺激装置３１０をプログラムし、埋込型医療機器１４７０および／または外部神経刺激装置３１０によって取得される信号を観察することを可能にする。プログラミングモジュール１５８８は、ユーザインターフェース１５８６によって受信されるユーザ入力を、外部テレメトリ回路１５９０によって埋込型医療機器１４７０および／または外部神経刺激装置３１０に送達されるプログラミングコードに変換する。図示した実施形態では、ユーザインターフェース１５８６は、ユーザが、神経刺激療法を開始するためのユーザコマンドを入力することを可能にし、プログラミングモジュール１５８８は、神経刺激療法を開始するために、ユーザコマンドを受信すると神経刺激コマンドを発行する、コマンド発生器１５９２を含む。外部テレメトリ回路１５９０は、外部神経刺激装置３１０に神経刺激コマンドを伝送する。
図１６は、神経刺激システム１６００の実施形態の図解である。システム１６００は、神経刺激デバイス１６０４およびユーザ通信デバイス１６０５を含む。神経刺激デバイス１６０４は、神経刺激デバイス１０４の具体的実施形態であり、ブレーシング要素１１２に連結される外部神経刺激装置１６１０を含む。ユーザ通信デバイス１６０５は、通信装置１６１１およびブレーシング要素１６１３を含む。一実施形態において、外部神経刺激装置１６１０は、通信装置１６１１に含まれるユーザインターフェース３２８を除いて、外部神経刺激装置３１０の回路を実質的に含む。テレメトリリンク１６１５は、外部神経刺激装置１６１０と通信装置１６１１との間の通信を提供する。システム１６００は、膝または頸部等の、少なくとも外部刺激装置を装着している患者によって到達し、かつ視認するのに便利ではない身体の場所で、外部刺激装置が保持されている時に、ユーザインターフェースへの容易なアクセス、およびその観察を提供する。ユーザ通信デバイス１６０５は、患者による便利なアクセスを可能にする方法で、患者によって持ち運びまたは装着される、携帯型デバイスである。ユーザ通信デバイス１６０５が患者によって装着されると、ブレーシング要素１６１３は、前腕または手首等の身体１０２の一部をブレーシングすることによって、身体１０２上で通信装置１６１１を保持する。図示した実施形態では、神経刺激デバイス１６０４は、経穴ＧＢ−３４で腓骨神経を刺激するため等、膝領域上で装着されるように構成され、ユーザ通信デバイス１６０５は、腕時計の形で、手首上で装着されるように構成される。具体的実施形態では、ユーザ通信デバイス１６０５は、図１２に図示されるような神経刺激デバイス１２１４の外見を有する。
図１７は、システム１６００の回路の各部の実施形態を図示するブロック図である。回路は、通信装置１７１１と、刺激電極２１４およびセンサ３２２に連結される外部神経刺激装置１７１０とを含む。通信装置１７１１は、ユーザインターフェース３２８および通信装置テレメトリ回路１７９４を含む。外部神経刺激装置１７１０は、刺激出力回路２１６、刺激制御器３１８、メモリ回路２２０、刺激装置テレメトリ回路３２４、およびバッテリ３２６を含む。通信装置テレメトリ回路１７９４および刺激装置テレメトリ回路３２４は、テレメトリリンク１６１５を介して、ユーザインターフェース３２８と刺激制御器３１８との間で双方向通信を行う。回路は、ユーザインターフェース３２８がテレメトリリンク１６１５を介して刺激制御器３１８に伝達的に連結されることを除いて、図３の回路と略同様である。
図１８〜図２１は、本書で論じられるその種々の実施形態を含む、外部神経刺激装置４１０に連結される刺激電極の付加的な例を図示する。種々の実施形態では、神経刺激は、図５〜図１１および図１８〜図２１に図示されるもの等の、１対以上の刺激電極、ならびに任意の他の適切な複数対の表面および／または経皮性電極を使用して、経皮的および／または経皮性に送達される。
図１８は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面刺激電極の別の実施形態の図解である。表面刺激電極６５６Ａは、図６を参照して上記のように、リード６５８Ａを使用して外部神経刺激装置４１０に接続され、皮膚パッチ６５９Ａ上に組み込まれる。表面刺激電極１８５６Ｂは、使用中に身体１０２の表面と接触している外部神経刺激装置４１０の外枠の側面上に組み込まれる。表面刺激電極１８５６Ｂの一例は、上記のような表面刺激電極５５６Ａ／Ｂである。表面電極のうちの１つが、身体１０２の表面位置に配置された外部神経刺激装置４１０を伴う刺激標的の範囲から延在するリードを使用して、外部神経刺激装置４１０に接続されるという点で、図１８に図示される電極構成は、図６に図示される電極構成とは異なる。これは、例えば、身体１０２内の刺激標的のほぼ上方で外部神経刺激装置４１０を配置するのが困難である時に、経皮的神経刺激を提供する。
図１９は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面および経皮性刺激電極の実施形態の図解である。経皮性刺激電極７５６Ａは、図７を参照して上記のように、外部神経刺激装置４１０に連結される近位端、および身体１０２内の指定の刺激部位にとどまるように構成される遠位端を有する、ワイヤを含むワイヤ電極である。表面刺激電極１９５６Ｂは、使用中に身体１０２の表面と接触している外部神経刺激装置４１０の外枠の側面上に組み込まれる。表面刺激電極１９５６Ｂの一例は、上記のような表面刺激電極５５６Ａ／Ｂである。経皮性電極のうちの１つが表面電極に置き換えられるという点で、図１９に図示される電極構成は、図７に図示される電極構成とは異なる。これは、神経刺激療法の侵襲性の程度を低減する。
図２０は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面および経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。経皮性刺激電極８５６Ａは、図８を参照して上記のように、外部神経刺激装置４１０に連結される近位端、および身体１０２内の指定の刺激部位にとどまるように構成される遠位端を有する、ワイヤを含むワイヤ電極である。表面刺激電極２０５６Ｂは、使用中に身体１０２の表面と接触している外部神経刺激装置４１０の外枠の側面上に組み込まれる。表面刺激電極２０５６Ｂの一例は、上記のような表面刺激電極５５６Ａ／Ｂである。経皮性電極のうちの１つが表面電極に置き換えられるという点で、図２０に図示される電極構成は、図８に図示される電極構成とは異なる。これは、神経刺激療法の侵襲性の程度を低減する。
図２１は、外部神経刺激装置４１０に連結される表面および経皮性刺激電極の別の実施形態の図解である。埋込型カプセル２１６２は、その対向する端の一方の上に経皮性刺激電極２１５６Ａを含む。神経刺激を送達するために、カプセル２１６２は、皮下に埋め込まれ、リード２１５８は、経皮性刺激電極２１５６Ａと外部神経刺激装置４１０との間の経皮性接続を提供する。１つの刺激電極しかカプセル上に組み込まれる必要がないということを除いて、埋込型カプセル２１６２は、埋込型カプセル９６２と略同様である。表面刺激電極２１５６Ｂは、使用中に身体１０２の表面と接触している外部神経刺激装置４１０の外枠の側面上に組み込まれる。表面刺激電極２１５６Ｂの一例は、上記のような表面刺激電極５５６Ａ／Ｂである。刺激電極のうちの１つが表面電極に置き換えられるという点で、図２１に図示される電極構成は、図９に図示される電極構成とは異なる。これは、必要な時に、１対の刺激電極の間の距離を増加させる。
図２２は、経皮的または経皮性神経刺激を使用して心臓血管機能を調節するための方法２２００を図示するフロー図である。一実施形態において、方法は、システム１００、１４００、または１６００によって行われる。
患者に対して経皮的または経皮性神経刺激療法が有効となり得ると決定されると、２２１０において、外部神経刺激装置が患者に着用される。一実施形態において、患者は、急性ＭＩに罹患している。外部神経刺激装置は、身体の一部をブレーシングする、ベルト、ストラップ、またはスリーブ等のブレーシング要素を使用して、患者の身体の表面位置に保持される。一実施形態において、患者が埋込型神経刺激装置を受容することを待機している時、埋込型神経刺激装置の使用が正当ではない時、または、医療、管理、および／または経済的理由により、神経刺激装置の使用と比較すると外部神経刺激装置の使用が患者にとってより有効である時に、経皮的または経皮性神経刺激療法が印加される。
２２１２において、表面および／または経皮性電極が配置される。表面電極は、経皮的神経刺激療法を送達するために使用される。経皮性および／または表面電極は、経皮性神経刺激療法を送達するために使用される。表面および／または経皮性電極の例は、図５〜図１１および図１８〜図２１に図示されるものを含む一方で、経皮的または経皮性神経刺激療法を送達するのに適した、あらゆる電極を使用してもよい。経皮的神経刺激療法か経皮性神経刺激療法かの選択を決定する因子は、例えば、患者または訓練された医療関係者が治療送達を投与するかどうか、意図された刺激標的の場所、デバイスの可用性、および神経刺激デバイスの使用の持続時間および／または頻度を含む。
神経刺激の送達は、２２１４において心臓血管機能を調節するための刺激アルゴリズムを実行することによって制御される。一実施形態において、刺激アルゴリズムの実行は、ユーザまたは別のデバイスから受信される神経刺激コマンドによって開始される。一実施形態において、刺激アルゴリズムは、所定の刺激パラメータを使用して、開ループ神経刺激を提供する。別の実施形態では、刺激アルゴリズムは、神経刺激の送達の開始および停止を含む、刺激パラメータを調整するフィードバック制御信号を使用して、閉ループ神経刺激を提供する。一実施形態において、フィードバック制御信号は、神経刺激が標的神経から意図された応答を誘出するかどうかを示す。フィードバック制御信号の例は、心臓信号、血圧信号、プレチスモグラフの信号、および患者の心臓機能および／または血行動態性能を示す任意の他の信号を含む。
神経刺激は、２２１６において表面および／または経皮性電極を通して送達される。一実施形態において、神経刺激は、独立型療法である。別の実施形態では、神経刺激は、心臓リモデリング制御療法等の心臓刺激療法、および／または薬物療法および生物療法等の他の治療法を補足する。
上記の発明を実施するための形態は、限定的ではなく、例示的と成ることを目的としていることを理解されたい。上記の説明を読んで理解すると、他の実施形態が当業者にとって明白となるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が享受できる均等物の全範囲とともに、決定されるべきである。

Claims (15)

  1. 身体内の心臓血管機能を調節する経皮神経刺激のためのシステムであって、
    該身体上で装着されるように構成される経皮神経刺激デバイスを備え、該経皮神経刺激デバイスは、
    該身体の表面上に配置されるように構成された刺激電極と、
    該表面の刺激電極を介して、該身体内の刺激標的に神経刺激を経皮的に送達するように構成された外部神経刺激装置と、
    該外部神経刺激装置に連結されたブレーシング要素と
    を含み、該外部神経刺激装置は、
    該表面の刺激電極に電気的に連結され、該神経刺激を送達するように構成されている、刺激出力回路と、
    該心臓血管機能を調節するように選択されたパラメータを含む刺激アルゴリズムを保存するメモリ回路と、
    該刺激出力回路に連結され、該刺激アルゴリズムを実行することによって該神経刺激の送達を制御するように構成されている刺激制御器であって、該刺激制御器は、プログラミングされたスケジュールに従って、該神経刺激の送達の時間を選ぶように構成されているクロックを含む、刺激制御器と
    少なくとも該出力回路、該メモリ回路、および該刺激制御器を収容する外枠であって、該表面の刺激電極のうちの少なくとも第１の電極は該外枠上に組み込まれる、外枠と
    を含み、
    該ブレーシング要素は、該第１の電極が経穴の近くに存在するように、該身体の一部をブレーシングして、該身体の表面位置に該外部神経刺激装置を保持するように構成され、経穴においては、電気刺激が心臓血管効果を有することが知られている、システム。
  2. 前記メモリ回路は、前記外部神経刺激装置による前記神経刺激の送達の履歴を保存するように構成される、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記刺激制御器は、フィードバック制御信号を使用して前記神経刺激の送達を制御するように適合されるフィードバック制御器を備え、該フィードバック制御器に電気的に連結されて該フィードバック制御信号を感知する、外部センサをさらに備える、請求項１および請求項２のうちのいずれかに記載のシステム。
  4. 前記刺激制御器は、フィードバック制御信号を使用して前記神経刺激の送達を制御するように適合される、フィードバック制御器を備え、前記外部神経刺激装置は、テレメトリを介して該フィードバック制御信号を受信するように適合される、刺激装置テレメトリ回路を備え、
    生理学的信号を感知するように適合されるセンサと、
    該感知した生理学的信号を使用して該フィードバック制御信号を生成するように適合されるセンサ処理回路と、
    該外部神経刺激装置に該フィードバック制御信号を伝送するように適合される埋込型テレメトリ回路と
    を含む、埋込型医療機器をさらに備える、請求項１および請求項２のうちのいずれかに記載のシステム。
  5. 前記刺激制御器に連結されるユーザインターフェースであって、ユーザ入力デバイスと、提示デバイスとを含む、ユーザインターフェースをさらに備える、請求項１〜請求項４のうちのいずれかに記載のシステム。
  6. 前記外部神経刺激装置は、前記ユーザインターフェースを備える、請求項５に記載のシステム。
  7. テレメトリを介して前記外部神経刺激装置に伝達的に連結される通信装置であって、前記ユーザインターフェースを含む、通信装置を含む、携帯型ユーザ通信デバイスをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
  8. 前記ユーザ入力デバイスは、外部神経刺激装置をオン／オフにする電源スイッチを備える、請求項５〜請求項７のうちのいずれかに記載のシステム。
  9. 前記提示デバイスは、前記外部神経刺激装置のオン／オフ状態、時間、およびバッテリ状態のうちの１つ以上を提示するように構成されるディスプレイを備える、請求項５〜請求項８のうちのいずれかに記載のシステム。
  10. 前記経皮的神経刺激デバイスは、前記外部神経刺激装置に連結される外部センサであって、心拍数および血圧のうちの１つ以上を感知するように適合される外部センサを備え、前記ディスプレイは、該心拍数および該血圧のうちの１つ以上を提示するようにさらに構成される、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記外部神経刺激装置は、充電式バッテリを備える、請求項１〜請求項１０のうちのいずれかに記載のシステム。
  12. 前記ブレーシング要素は、前記身体の胆経のＧＢ−３４経穴のほぼ上で前記刺激電極のうちの前記少なくとも１つを保持するように構成される、請求項１〜請求項１１のうちのいずれかに記載のシステム。
  13. 前記ブレーシング要素は、調整可能な長さを有するベルトおよび調整可能な長さを有するスリーブのうちの１つ以上を備える、請求項１〜請求項１２のうちのいずれかに記載のシステム。
  14. 前記ブレーシング要素は、リストバンドまたはスリーブの形である、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記ブレーシング要素は、膝バンドまたはスリーブの形である、請求項１３に記載のシステム。
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