JP5080262B2 - 神経刺激をフィルタリングするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
2004年11月4日に提出された米国特許出願整理番号第10/982,001号に対する優先権が、本明細書によって請求される。この出願は参照によって本明細書に組み込まれる。
以下の同一出願人による米国特許出願、すなわち2003年12月24日に提出された「Sensing With Compensation for Neural Stimulator」、米国特許出願第10/746,847号が、その全体において本明細書に関連付けられ、参照によって組み込まれる。
高血圧、および圧受容体に関連する生理学についての簡単な議論が、読者が本開示を理解することを補助するために提供される。この簡単な議論は、高血圧、自律神経系、圧反射を紹介する。
本主題の様々な実施形態は、神経刺激とCRM治療に関する。神経刺激器の例は、高血圧を治療するために使用される、抗高血圧(AHT)機器またはAHT構成要素を含む。本主題の様々な実施形態は、独立型の埋込み可能な圧受容体刺激システムを備え、一体化されたNSと心臓律動管理(CRM)構成要素を有する埋込み可能な機器を備え、および無線でまたは埋込み可能な機器を接続する導線を通じて互いに通信することが可能な、少なくとも1つの埋込み可能なNS機器と埋込み可能なCRM機器を備えるシステムを備える。埋込み可能なシステムが例示され、議論されているが、本主題の様々な態様と実施形態は、外部機器に実装されてもよい。NSとCRM機能を一体化することは、同一のまたは別個の機器内で行われるかどうかにかかわらず、これらの治療が、互いに理知的に動作することを可能にすることによってNS治療とCRM治療の態様を改善する。
Claims (57)
- 神経ターゲットを電気的に刺激する装置によって与えられた治療のための電気神経刺激信号を減衰するために、感知信号をフィルタリングするフィルタ・モジュールであって、 前記治療のための信号が、患者に神経刺激治療を提供するために治療のための信号特性を有しており、前記治療のための信号特性が、治療のための周波数を含み、
前記フィルタ・モジュールが、
入力、出力、前記入力から前記出力への信号経路と、
神経刺激信号の周波数を減衰させるための伝達応答を有するフィルタと、
スイッチと、
前記神経刺激信号が加えられたときに前記フィルタを前記信号経路内に配置し、および前記神経刺激信号が加えられないときに前記フィルタを前記信号経路から除去するように前記スイッチを制御するように構成されたコントローラと
を備えるフィルタ・モジュール。 - 前記神経刺激信号の周波数が、感知増幅器通過帯域の上側範囲の近くにあり、かつ前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数とほぼ等しい、およびそれよりも高い周波数を減衰させるためのローパス・フィルタを備える請求項1に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記フィルタが、前記神経刺激信号の前記周波数に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタを備える請求項1に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記フィルタが、前記神経刺激信号の前記周波数に対する第2の高調波周波数に対応する中心周波数を有する第2のノッチ・フィルタをさらに備える請求項3に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記フィルタが、それぞれが、前記神経刺激信号の前記周波数に対する複数の高調波周波数の唯一のものに対応する中心周波数を有する、複数のノッチ・フィルタをさらに備える請求項3に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記ノッチ・フィルタが、調節可能な中心周波数を有する調節可能なノッチ・フィルタを備える請求項3に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記調節可能なノッチ・フィルタが、スイッチ・キャパシタ・フィルタを備え、前記スイッチ・キャパシタ・フィルタが、所望の中心周波数を提供するために前記神経刺激信号の周波数に対応するクロック周波数を有するクロック信号を受信する請求項6に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記神経刺激信号からクロック信号を抽出するための神経刺激周波数検知器をさらに備える請求項7に記載のフィルタ・モジュール。
- 前記神経刺激に関する通信信号を受信するための通信回路であって、前記通信信号が、前記神経刺激信号に対応する周波数を有する通信回路と、
前記通信信号の周波数からクロック信号を抽出するための通信信号周波数検知器とを
さらに備える請求項7に記載のフィルタ・モジュール。 - 前記神経刺激に関する通信信号を受信するための通信回路であって、前記通信信号が、前記神経刺激信号の周波数を示す周波数データを含む、通信回路と、
所望の中心周波数を提供するために前記調節可能なノッチ・フィルタに前記周波数データに対応する制御信号を供給するための信号処理回路とを
さらに備える請求項6に記載のフィルタ・モジュール。 - 医療機器であって、
神経ターゲットを電気的に刺激する装置によって与えられた治療のための電気神経刺激信号を減衰するために、感知信号をフィルタリングするフィルタ・モジュールを備え、
前記治療のための信号が、患者に神経刺激治療を提供するために治療のための信号特性を有しており、前記治療のための信号特性が、治療のための周波数を含み、
前記フィルタ・モジュールが、信号経路上で感知された電気的活動を示す電気信号を通過させ、前記フィルタ・モジュールが、前記信号経路上に選択的に接続されたフィルタを備え、前記フィルタが、前記神経刺激信号の前記周波数を減衰させるための伝達応答を有し、
前記医療機器が、さらに、
神経刺激状態信号を受信するためのコントローラであって、前記コントローラが、前記神経刺激周波数を前記電気信号からフィルタリングするために、前記状態信号に基づいて前記フィルタを通って前記信号経路を選択的にルート付けするために前記感知モジュールと通信する、コントローラ
を備える医療機器。 - 前記神経刺激信号の周波数が、感知増幅器通過帯域の上側範囲の近くにあり、かつ前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数とほぼ等しいかそれよりも高い周波数を減衰させるためのローパス・フィルタを備える請求項11に記載の機器。
- 前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタを備える請求項11に記載の機器。
- 前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数に対する第2の高調波周波数に対応する中心周波数を有する第2のノッチ・フィルタをさらに備える請求項13に記載の機器。
- 前記フィルタが、それぞれが、前記神経刺激信号の周波数に対する複数の高調波周波数の唯一のものに対応する中心周波数を有する、複数のノッチ・フィルタを備える請求項13に記載の機器。
- 前記ノッチ・フィルタが、調節可能な中心周波数を有する調節可能なノッチ・フィルタを備える請求項13に記載の機器。
- 前記調節可能なノッチ・フィルタが、スイッチ・キャパシタ・フィルタを備え、前記スイッチ・キャパシタ・フィルタが、所望の中心周波数を提供するために前記神経刺激信号の周波数に対応するクロック周波数を有するクロック信号を受信する請求項16に記載の機器。
- 前記神経刺激信号から前記クロック信号を抽出するための神経刺激周波数検知器をさらに備える請求項17に記載の機器。
- 前記神経刺激に関する通信信号を受信するための通信回路であって、前記通信信号が、前記神経刺激信号に対応する周波数を有する、通信回路と、
前記通信信号の前記周波数からクロック信号を抽出するための通信信号周波数検知器とを
さらに備える請求項17に記載の機器。 - 前記神経刺激に関する通信信号を受信するための通信回路であって、前記通信信号が、前記神経刺激信号の前記周波数を示す周波数データを含む、通信回路と、
所望の中心周波数を提供するために前記調節可能なノッチ・フィルタに前記周波数データに対応する制御信号を供給するための信号処理回路とを
さらに備える請求項16に記載の機器。 - 前記フィルタ・モジュール内の前記信号経路と電気的に接続された導線をさらに備え、前記導線が、電気的活動を感知することでの使用のための少なくとも1つの電極を備える請求項11に記載の機器。
- 刺激パルスを発生させるためのパルス発生器をさらに備え、前記コントローラが、所望の刺激治療での使用のための刺激器パルスを供給するために前記パルス発生器を制御する請求項11に記載の機器。
- 前記コントローラが、感知された電気的活動に対応する電気的活動を解析するためのアナライザを備える請求項11に記載の機器。
- 前記機器が埋込み可能な心臓律動管理(CRM)機器であり、前記機器が導線を通しての送信のための刺激パルスを発生させるためのパルス発生器をさらに備え、前記コントローラが、所望の心臓刺激治療での使用のために刺激パルスを供給するように前記パルス発生器を制御するように構成され、かつ前記コントローラが、感知された心臓の電気的活動に対応する電気的活動を解析するための感知プロトコルを実施するように構成されている請求項11に記載の機器。
- 前記フィルタは、ノッチ・フィルタを含み、前記CRM機器の前記コントローラが、デフォルトのCRM感知プロトコルを実施するように、および神経刺激状態信号から神経刺激警告を受信した際に、神経刺激周波数をフィルタリングするために、前記ノッチ・フィルタを接続するために経路内でノッチ・フィルタ・プロトコルを実施するように構成されている請求項24に記載の機器。
- パルス発生器と、
前記パルス発生器と通信し、かつ治療のための神経刺激周波数で治療のための神経刺激を与えるために刺激プロトコルを実施するためのコントローラと、
前記コントローラと通信し、かつ神経刺激状態信号を送信するための通信インターフェースと、
を備える神経刺激(NS)機器と、
コントローラと、
心臓活動を感知するために導線を電極と接続するためのポートと、
前記ポートと接続された入力と、前記コントローラと接続された出力と、前記入力と前記出力の間の信号経路とを備えるフィルタ・モジュールであって、前記フィルタ・モジュールが、神経刺激信号の周波数を減衰させるための伝達応答を有するフィルタを備える、フィルタ・モジュールと、
前記フィルタを前記信号経路内に選択的に配置するためのスイッチとを備える
心臓律動管理(CRM)機器
を備え、
前記CRM機器のコントローラが、神経刺激状態信号を受信するように、および前記状態信号が、前記神経刺激機器が神経刺激を加えていることを標示したとき信号経路内にフィルタを接続するように、および前記神経刺激機器が神経刺激を加えていないことを標示したとき信号経路からフィルタを除去するようにスイッチを選択的に作動するように構成されているシステム。 - 前記神経刺激信号の周波数が感知増幅器通過帯域の上側範囲に近く、かつ前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数とほぼ等しいおよびそれよりも高い周波数を減衰させるためのローパス・フィルタを備える請求項26に記載のシステム。
- 前記フィルタ・モジュールが、前記神経刺激周波数に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタを備える請求項26に記載のシステム。
- 前記フィルタが、前記神経刺激信号の周波数に対する第2の高調波周波数に対応する中心周波数を有する第2のノッチ・フィルタをさらに備える請求項28に記載のシステム。
- 前記フィルタが、それぞれが前記神経刺激信号の周波数に対する複数の高調波周波数の唯一の1つに対応する中心周波数を有する、複数のノッチ・フィルタをさらに備える請求項28に記載のシステム。
- 前記ノッチ・フィルタが、スイッチ・キャパシタ・フィルタを備え、前記スイッチ・キャパシタ・フィルタが、前記神経刺激の周波数に対応するクロック周波数を有するクロック信号を受信する請求項28に記載のシステム。
- 前記CRM機器が、前記神経刺激から前記クロック信号を抽出するための神経刺激周波数検知器をさらに備える請求項31に記載のシステム。
- 前記神経刺激機器のための前記通信インターフェースが、前記神経刺激周波数に対応する周波数で前記神経刺激状態信号を送信するように構成され、
前記CRM機器が、前記神経刺激状態信号の前記周波数から前記クロック信号を抽出するための通信信号周波数検知器をさらに備える請求項31に記載のシステム。 - 前記フィルタが、調節可能な中心周波数を有する調節可能なノッチ・フィルタを備え、
前記神経刺激機器のための前記通信インターフェースが、前記神経刺激信号周波数を示すデータとともに前記神経刺激状態信号を送信するように構成され、
前記CRM機器が、前記神経刺激状態信号を受信するための信号処理モジュールをさらに備え、かつ前記データに基づいて所望の中心周波数を供給するために前記調節可能なノッチ・フィルタに制御信号を供給する
請求項26に記載のシステム。 - 単一の埋込み可能なハウジングをさらに備え、前記ハウジングが、NS機器とCRM機器の両方を備える請求項26に記載のシステム。
- 第1の埋込み可能なハウジングと第2の埋込み可能なハウジングをさらに備え、前記第1の埋込み可能なハウジングがNS機器を備え、かつ前記第2の埋込み可能なハウジングがCRM機器を備える請求項26に記載のシステム。
- 前記NS機器から前記CRM機器へ前記神経刺激状態信号を送信するのに使用するため前記NS機器を前記CRM機器と接続する導線をさらに備える請求項36に記載のシステム。
- 前記NS機器が、前記神経刺激状態信号を無線信号として送信するように構成され、前記CRM機器が前記神経刺激状態信号を無線信号として受信するように構成されている請求項36に記載のシステム。
- 心臓活動を電気信号として感知するための手段と、
神経刺激に対する警告を受信するための手段と、
請求項1に記載の前記フィルタ・モジュールを含み、前記電気信号から前記神経刺激をフィルタリングするために前記警告に応答するフィルタ手段とを
備えるシステム。 - 前記神経刺激がある周波数を有し、かつ前記フィルタ手段が、前記神経刺激と前記神経刺激の周波数よりも高い周波数を減衰させるためのローパス・フィルタを備える請求項39に記載のシステム。
- 前記神経刺激がある周波数を有し、かつ前記フィルタ手段が、前記神経刺激周波数に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタを備える請求項39に記載のシステム。
- 前記神経刺激がある周波数を有し、かつ前記フィルタ手段が、前記神経刺激信号の周波数に対する第2の高調波周波数に対応する中心周波数を有する第2のノッチ・フィルタをさらに備える請求項41に記載のシステム。
- 前記神経刺激がある周波数を有し、かつ前記フィルタ手段が、それぞれが前記神経刺激信号の周波数に対する複数の高調波周波数の唯一の1つに対応する中心周波数を有する、複数のノッチ・フィルタを備える請求項41に記載のシステム。
- 前記フィルタ手段が、前記神経刺激の周波数から導出されたクロック信号によって制御される中心周波数を有するノッチ・フィルタを提供するためのスイッチ・キャパシタ・フィルタを備える請求項39に記載のシステム。
- 前記神経を感知し、前記神経刺激に対応する周波数を有するクロック信号を供給するための神経刺激周波数検知器をさらに備える請求項44に記載のシステム。
- 前記フィルタ手段が、
前記神経刺激に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタと、
前記警告が受信されたとき電気信号に対する信号経路内に前記ノッチ・フィルタを選択的に配置するスイッチと
を備える請求項39に記載のシステム。 - 感知された電気的活動を示す電気信号を受信するステップと、
神経刺激信号に関連する神経刺激警告を受信するステップと、を含み、
前記神経刺激信号は、患者に神経刺激治療を提供するために治療のための信号特性を有しており、前記治療のための信号特性が、治療のための周波数を含み、
前記神経刺激警告に応答して前記電気信号をフィルタリングするステップであって、前記神経刺激信号の前記周波数を減衰させるための伝達応答を有するフィルタを適用することによって前記警告に応答することを含む、ステップ、を更に含む方法。 - 神経刺激信号の周波数を減衰させるための伝達応答を有するフィルタを適用するステップが、前記神経刺激信号の周波数とほぼ等しいか、それよりも高い周波数を減衰させるためのローパス・フィルタを適用するステップを含む請求項47に記載の方法。
- 神経刺激信号の周波数を減衰させるための伝達応答を有するフィルタを適用するステップが、前記神経刺激周波数に対応する中心周波数を有するノッチ・フィルタを適用するステップを含む請求項47に記載の方法。
- 前記神経刺激信号の周波数に対する第2の高調波周波数に対応する中心周波数を有する第2のノッチ・フィルタを適用するステップをさらに含む請求項49に記載の方法。
- 複数のノッチ・フィルタを適用するステップをさらに含み、それぞれが、前記神経刺激信号の周波数に対する複数の高調波周波数の唯一のものに対応する中心周波数を有する請求項49に記載の方法。
- 前記ノッチ・フィルタの中心周波数を前記神経刺激周波数に対応するように調節するステップをさらに含む請求項49に記載の方法。
- ノッチ・フィルタを適用するステップが、前記神経刺激周波数から導出されたクロック信号によって制御される中心周波数を有するスイッチ・キャパシタ・フィルタを適用するステップを含む請求項49に記載の方法。
- 前記神経刺激周波数を検知するステップ、および前記神経刺激周波数に対応するクロック周波数を有するクロック信号を供給するステップをさらに含む請求項53に記載の方法。
- 前記神経刺激警告から前記神経刺激周波数に関連する情報を受信するステップをさらに含む請求項53に記載の方法。
- 前記神経刺激周波数に対応する周波数を有する信号として神経刺激警告を送信するステップをさらに備え、前記神経刺激警告から情報を受信するステップが、前記神経刺激警告の周波数の検知するステップと、前記神経刺激警告の周波数に対応するクロック周波数を有する前記クロック信号を供給するステップとを含む請求項55に記載の方法。
- 前記神経刺激周波数に関連する情報を含むデータ信号として前記神経刺激警告を送信するステップをさらに含み、前記神経刺激警告から情報を受信するステップが、前記神経刺激周波数を決定するためにデータ信号を解読するステップと、前記神経刺激周波数に対応する周波数を有するクロック信号を供給するステップを含む請求項55に記載の方法。
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