JP5166235B2 - 心臓脂肪組織のための神経刺激システム - Google Patents
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Description
その出願が、参照により本明細書に組み込まれる、2005年3月11日に出願された米国特許出願第11/077,583に対して、優先権の利益が主張される。
本主題の一部の実施形態は、心拍数の増加または心臓の変力性状態の増加が望まれる状態など、心筋に対する交感神経トラフィックの量の増加が必要とされる状況について治療を行う。こうした状況の例には、徐脈や急性心不全を含む。自律神経心外膜節の選択的刺激は、副交感神経系を選択的に活性化するのに使用することができる。本主題の実施形態は、神経節後の副交感神経系活動によって左心室収縮性を減少させる。本主題の一部の実施形態は、心臓をペーシングして、心筋を刺激するのではなく、自律神経を刺激することによって不整脈を処置する。本主題の実施形態は、自律神経系を使用して心臓をペーシングして、選択的な心臓神経刺激によって、変時性と変力性制御を提供する。選択的な神経刺激は、ペーシング用の自然な刺激を与える。
埋め込み可能刺激電極は、内在性の心臓自律神経や心臓自律神経節の近くに設置される。一部の実施形態は、目標神経刺激部位の心外膜刺激のために心外膜リード線を使用し、一部の実施形態は、目標神経刺激部位の経血管的神経刺激のために血管内リード線を使用し、一部の実施形態は、目標神経刺激部位の経皮的刺激のために血管を穿刺するようになっている血管内リード線を使用する。プログラム可能なパルス発生機構を有する埋め込み可能パルス発生器が電極に取り付けられる。電極(複数可)の電気的活性化は、下にある心筋を使用しない状態で、隣接神経(複数可)の脱分極を誘発させるのに十分な強度と周波数で、解剖学的に電極(複数可)の近傍に位置する、目標となる交感神経または副交感神経を刺激する。
自律神経系(ANS)は、「不随意」器官を調節し、一方、随意(骨格)筋は、体性運動神経によって制御される。不随意器官の例は、呼吸と消化器官を含み、血管や心臓も含む。しばしば、ANSは、たとえば、腺を調節するため、皮膚、目、胃、腸、膀胱の筋肉を調節するため、また、心臓筋肉や血管の周りの筋肉を調節するために、不随意で反射的に機能する。
図1A〜1Cは、心臓を示し、本主題の実施形態による、選択的な変時性および/または変力性結果などの、特定の結果を選択的に達成するための、心臓脂肪組織の電気刺激に関連する生理学的状態を示すのに有用である。図示する心臓100は、右心房102、右心室104、左心房106、左心室108を含む。図示する心臓100は、洞房(SA)結節110と房室(AV)結節112も含む。図1Aは、心拍数を制御する心臓伝導系を示す。この系は、電気インパルスを生成し、電気インパルスを心臓の筋肉全体を伝導させて、収縮させ、血液を圧送するように心臓を刺激する。心臓伝導系は、SA結節110とAV結節112を含む。自律神経系は、心周期の開始をトリガーするために、SA結節の発火を制御する。SA結節は、電気インパルスを生成する、右心房内の細胞の集合体を含む。SA結節(心房と心室との間の心臓の中心にある細胞の集合体)によって生成される電気信号は、AV結節112に達するまで心臓を通って下方に細胞から細胞へ移動する。AV結節は、心房からの電気信号がAV結節を通過して心室に達するように、心房と心室との間の電気中継ステーションとして機能する。信号が下方にずっと心室まで流れることができる前に、AV結節が電流を遅くし、心室が刺激される前に心房が完全に収縮することができる。AV結節を通過した後、電流は、心臓の下方部分の壁に埋め込まれた特別の線維114に沿って心室まで進む。
心拍出量=心拍数×1回拍出量
1回拍出量は、前負荷、左心室伸張の伸張量に関連する左心室拡張末期容積に依存する。また、1回拍出量は後負荷、全末梢抵抗に依存する。収縮性は、心臓筋肉が短縮する能力に関連し、心筋が前負荷と後負荷に反応する能力に関連する。収縮性の増加は、正の変力性を有し、1回拍出量と駆出率の増加に関連する。収縮性の減少は、1回拍出量と駆出率の減少に関連する。収縮性は、心室への交感神経放電や、エピネフリンの循環、速い心拍数によって増加する。心臓性能は、ある程度相互に関連する傾向がある、いくつかの異なるパラメータによって定義されてもよい。性能パラメータは、1回拍出量、拍動毎の仕事量、筋肉線維についての短縮率、心拍出量、駆出率を含むが、それに限定されない。そのため、収縮性の直接的または間接的インジケータを提供するために、いくつかのセンサを使用することができる。駆出率は、心拍動の結果として、充満した心室から圧送される血液の部分に関連する。心臓は、通常、拍動ごとに、血液の約3分の2を外に圧送する、または、駆出する。駆出率は、心臓の健康度のインジケータである。心臓が、心臓発作または別の心臓状況にさらされている場合、駆出率は、たとえば、3分の1に減少する場合がある。
心臓の選択された心腔に電気刺激を与える埋め込み可能心臓装置は、いくつかの心臓障害を処置するために開発された。たとえば、ペースメーカは、最も一般的には、心室レートが遅すぎるような徐脈の処置について、タイミングをとったペーシング・パルスを用いて心臓をペーシングする装置である。AV伝導欠陥(すなわち、AVブロック)や洞機能不全症候群は、永続的なペーシングが、それについて指示される徐脈の最も一般的な原因である。適切に機能する場合、ペースメーカは、最低限の心拍数を強制することによって、心臓が、代謝要求を満たすために適切なリズムで自分自身をペーシングすることができないのを補償する。また、埋め込み可能装置は、抗頻脈ペーシングまたは細動を終了させるための電気ショックの送出によって、速過ぎる心臓リズムを処置するのに使用されてもよい。
Claims (27)
- 少なくとも1つのリード線に接続する少なくとも1つのポートを含むヘッダであって、
心臓の第1神経刺激部位に神経刺激を与えるのに使用するための第1リード線電極に接続する第1チャネルと、
前記心臓の第2神経刺激部位に神経刺激を与えるのに使用するための第2リード線電極に接続する第2チャネルとを含む、ヘッダと、
前記心臓の前記第1神経刺激部位に神経刺激を選択的に印加するために前記第1チャネルに接続され、前記心臓の前記第2神経刺激部位に神経刺激を選択的に印加するための前記第2チャネルに接続された神経刺激器と、
少なくとも1つの検知される生理的パラメータを指示する少なくとも1つの信号を受け取るために前記ヘッダに接続された検出器であって、前記少なくとも1つの検知される信号に基づいて少なくとも1つのフィードバック信号を生成する、検出器と、
前記検出器と前記フィードバック信号に基づいて神経刺激治療を選択的に送る前記神経刺激器に接続されたコントローラとを備え、
前記神経刺激治療は、心拍数を増加させることなく又は不整脈を誘発することなく、前記心臓について心室収縮性を選択的に変化させるために前記心臓の前記第1神経刺激部位に前記第1チャネルを通して第1治療信号を、また、AV伝導時間を長くすることなく前記心臓の洞レートを選択的に変化させるか洞レートを落とすことなく前記心臓のAV伝導時間を選択的に変化させるために前記心臓の前記第2神経刺激部位に前記第2チャネルを通して第2治療信号を送るものであり、
前記コントローラは、局所的に自律神経緊張を調節して収縮性を変化させるため、前記第1チャネルを通して前記第1神経刺激部位に前記第1神経刺激治療信号を送ると共に、局所的に自律神経緊張を調節して洞レート又はAV伝導の一方を変更するため、前記第2チャネルを通して前記第2神経刺激部位に前記第2神経刺激治療信号を送る前記神経刺激治療を実行し、
前記心臓の前記第1神経刺激部位は、上大静脈と大動脈との間の接合部の近位に位置するSVC−AO心臓脂肪組織を含み、前記SVC−AO心臓脂肪組織の刺激は収縮性を変化させ、
前記心臓の前記第2神経刺激部位は、
洞房(SA)結節に関連し、右心房と右肺静脈との間の接合部の近位に位置するPV心臓脂肪組織と、
房室(AV)結節に関連し、下大静脈と左心房との間の接合部の近位に位置するIVC−LA心臓脂肪組織からなる脂肪組織の群から選択される心臓脂肪組織とを含み、
前記PV心臓脂肪組織の刺激は心拍数を変化させ、IVC−LA心臓脂肪組織の刺激はAV伝導時間を変化させる埋め込み可能医療装置。 - 前記少なくとも1つのリード線は、心臓脂肪組織に心外膜神経刺激を与える少なくとも1つの心外膜リード線を含み、前記神経刺激器は、前記少なくとも1つの心外膜リード線を使用して前記心臓脂肪組織を心外膜的に刺激するようになっている請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのリード線は、前記心臓脂肪組織に神経刺激を経血管的に提供するために、前記心臓脂肪組織の近位の血管内に配置されるようになっている少なくとも1つの血管内に送り込まれるリード線を含み、前記神経刺激器は、前記血管内に送り込まれるリード線を使用して前記心臓脂肪組織を経血管的に刺激するようになっている請求項1に記載の装置。
- 前記ヘッダは、前記心臓の第3神経刺激部位に神経刺激を与えるのに使用するための第3リード線電極に接続する第3チャネルを含み、前記神経刺激器は、前記心臓の前記第3神経刺激部位に神経刺激を選択的に印加するために前記第3チャネルに接続され、前記神経刺激治療は、前記心臓の前記第3神経刺激部位に前記第3チャネルを通して第3治療信号を送出し、前記第2治療信号と前記第3治療信号の一方の信号は、前記心臓について前記洞レートと前記AV伝導の一方を選択的に制御するようになっており、前記第2治療信号と前記第3治療信号の他の信号は、前記心臓について前記洞レートと前記AV伝導の他方を選択的に制御するようになっている請求項1に記載の装置。
- 前記心臓の前記第1神経刺激部位は、上大静脈と大動脈との間の接合部の近位に位置するSVC−AO心臓脂肪組織を含み、
前記心臓の前記第2神経刺激部位は、洞房(SA)結節に関連し、右心房と右肺静脈との間の接合部の近位に位置するPV心臓脂肪組織を含み、
前記心臓の前記第3神経刺激部位は、房室(AV)結節に関連し、下大静脈と左心房との間の接合部の近位に位置するIVC−LA心臓脂肪組織を含む請求項4に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのリード線は、
SVC−AO心臓脂肪組織を心外膜的に刺激するために配置された前記第1リード線電極を有する第1心外膜リード線と、
PV心臓脂肪組織を心外膜的に刺激するために配置された前記第2リード線電極を有する第2心外膜リード線と、
IVC−LA心臓脂肪組織を心外膜的に刺激するために配置された前記第3リード線電極を有する第3心外膜リード線とを含む請求項5に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのリード線は、
SVC−AO心臓脂肪組織を経血管的に刺激するために配置されるようになっている前記第1リード線電極を有する第1の血管内に送り込まれるリード線と、
PV心臓脂肪組織を経血管的に刺激するために配置されるようになっている前記第2リード線電極を有する第2の血管内に送り込まれるリード線と、
IVC−LA心臓脂肪組織を経血管的に刺激するために配置されるようになっている前記第3リード線電極を有する第3の血管内に送り込まれるリード線と含む請求項5に記載の装置。 - 前記第1の血管内に送り込まれるリード線は、右肺動脈内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第1の血管内に送り込まれるリード線は、上大静脈内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第2の血管内に送り込まれるリード線は、右肺動脈内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第2の血管内に送り込まれるリード線は、右肺静脈内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第3の血管内に送り込まれるリード線は、下大静脈内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第3の血管内に送り込まれるリード線は、冠状静脈洞内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記第3の血管内に送り込まれるリード線は、左心房内に送り込まれるようになっている請求項7に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのリード線は、
SVC−AO心臓脂肪組織の近位に配置させるために、第1血管内へ、かつ前記第1血管の壁を通して送り込まれるようになっている前記第1リード線電極を有する第1の血管内に送り込まれるリード線と、
PV心臓脂肪組織の近位に配置させるために、第2血管内へ、かつ前記第2血管の壁を通して送り込まれるようになっている前記第2リード線電極を有する第2の血管内に送り込まれるリード線と、
IVC−LA心臓脂肪組織の近位に配置させるために、第3血管内へ、かつ前記第3血管の壁を通して送り込まれるようになっている前記第3リード線電極を有する第3の血管内に送り込まれるリード線とを含む請求項5に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの検知される信号は心拍数を指示する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの検知される信号は心臓リズムを指示する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの検知される信号は心臓収縮性を指示する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの検知される信号は血圧を指示する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの検知される信号は、交感神経トラフィックと副交感神経トラフィックの少なくとも一方を表す検知される神経トラフィックを指示する請求項1に記載の装置。
- 埋め込み可能医療装置であって、
少なくとも1つの生理的信号を指示するフィードバック信号を提供する手段と、
前記フィードバック信号に応答して神経刺激治療を行う手段であって、
心拍数を増加させることなく又は不整脈を誘発することなく、心臓の収縮性を変化させるように局所的に自律神経緊張を調節するために、前記心臓の第1神経刺激部位を刺激する手段と、
AV伝導時間を長くすることなく前記心臓の洞レートを変化させるか、洞レートを落とすことなく前記心臓のAV伝導を変化させるように、局所的に自律神経緊張を調節するために、前記心臓の第2神経刺激部位を刺激する手段とを含み、
前記心臓の前記第1神経刺激部位は、上大静脈と大動脈との間の接合部の近位に位置するSVC−AO心臓脂肪組織を含み、前記SVC−AO心臓脂肪組織の刺激は収縮性を変化させ、
前記心臓の前記第2神経刺激部位は、
洞房(SA)結節に関連し、右心房と右肺静脈との間の接合部の近位に位置するPV心臓脂肪組織と、
房室(AV)結節に関連し、下大静脈と左心房との間の接合部の近位に位置するIVC−LA心臓脂肪組織からなる脂肪組織の群から選択される心臓脂肪組織とを含み、
前記PV心臓脂肪組織の刺激は心拍数を変化させ、IVC−LA心臓脂肪組織の刺激はAV伝導時間を変化させる、神経刺激治療を行う手段とを備える装置。 - 前記心臓の前記第2神経刺激部位を刺激する手段は、前記洞レートを変化させるために前記第2神経刺激部位を選択的に刺激する手段を含み、
前記神経刺激治療を行う手段は、前記AV伝導を変化させるために心臓の第3神経刺激部位を刺激する手段を含む請求項21に記載の装置。 - 前記第2神経刺激部位は、前記洞房(SA)結節に関連した前記PV心臓脂肪組織を含み、
前記第3神経刺激部位は、前記房室(AV)結節に関連した前記IVC−LA心臓脂肪組織を含む請求項22に記載の装置。 - 前記フィードバック信号に応答して前記神経刺激治療を行う前記手段は、前記洞レートを制御するために前記第2神経刺激部位を選択的に刺激する手段を使用して、また、前記AV伝導を制御するために前記心臓の前記第3神経刺激部位を刺激する手段を使用して前記心臓をペーシングする手段を含む請求項22に記載の装置。
- 前記フィードバック信号を提供する前記手段は、洞レートを指示するフィードバック信号を提供する手段を含む請求項21に記載の装置。
- 前記フィードバック信号を提供する前記手段は、AV伝導を指示するフィードバック信号を提供する手段を含む請求項21に記載の装置。
- 前記フィードバック信号を提供する前記手段は、心臓収縮性を指示するフィードバック信号を提供する手段を含む請求項21に記載の装置。
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