JP5537213B2 - 電気刺激電極組立体 - Google Patents

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Description

本発明は、神経組織に電気的刺激を与える電気刺激電極組立体に関する。
従来、生体組織に電気的刺激を与えて治療を行う刺激発生装置が知られている。このような刺激発生装置の例としては、例えば、心臓ペースメーカー、埋込型除細動装置、神経刺激装置、疼痛緩和装置、てんかん治療装置、および筋肉刺激装置等を挙げることができる。
これらの刺激発生装置は、電気的刺激を伝達する電極リードを生体内の刺激対象と密着させるため、電極リードを生体に埋め込んで使用される場合がある。
一般に、電極リードは、例えば、心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に電気的刺激を与え、もしくは生体組織に生じる電気的興奮を検出するための少なくとも1つの電極と、刺激発生装置と電気的に接続するための電気コネクタと、電極と刺激発生装置との間に設けられ電気的刺激を伝達するためのリードボディとを有している。
このような電極リード(電気刺激電極組立体)として、例えば、特許文献1には、電極が形成された少なくとも1つの腕部を有する電極支持体を備え、この腕部を、例えば頸部迷走神経などの生体組織に巻き付けて装着するようにした生体植え込み用電極リードが記載されている。
特開2008−67978号公報
しかしながら、従来の電気刺激電極組立体には以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、生体組織に電極を構成する腕部を巻き付けるため、腕部の構成部材が生体組織に直接的に接触する。このため、植込み後に腕部との接触部において異物反応が生じたり、接触部に線維性被膜が形成されたりして、生体インピーダンス上昇することも懸念される。生体インピーダンスが上昇すると、電気刺激時に電気刺激エネルギーを増大させなければならなくなる。このため生体組織の損傷につながるような過大な電気エネルギーを生体組織に与えてしまうおそれがある。
また、生体組織との接触部における物理的応力に起因した虚血による生体組織の損傷などが発生するおそれもある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、神経組織に直接的接触することなく間接的に電気的刺激を行うことができる電気刺激電極組立体を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の電気刺激電極組立体は、血管内に挿入され、該血管の内壁を通して電気刺激を与える電極と、該電極の一部を電極露出面として表面に露出させた状態で支持する電気絶縁性の支持体と、該支持体内で前記電極に電気的に接続され、前記支持体の外部に延出された導線部材と、前記血管内に挿通可能な線状とされ、一端部が前記支持体に接続され、該支持体から延出された前記導線部材を絶縁状態を保って内部に挿通させ、他端部に導く被覆部材と、該被覆部材の前記他端部に導かれた前記導線部材と電気的に接続され、電気刺激を発生させる刺激発生装置と接続可能に設けられた端子部と、前記支持体に接続され、該支持体から露出された前記電極を前記血管の内壁に付勢する電極付勢部材と、を備え、前記支持体は、前記被覆部材の前記一端部から前記被覆部材の軸線方向に沿って延ばして設けられ、前記電極付勢部材は、前記支持体の延在方向において前記電極露出面を間に挟む位置で前記支持体と接続されているとともに、前記支持体の前記延在方向から見て前記電極露出面を間に挟む位置で前記支持体の側面に固定され、かつ前記支持体の前記延在方向から見て前記電極露出面が形成された方向が凸となる弧状をなして前記支持体の両側方に延ばされ、前記血管の内壁の周方向に沿って湾曲可能な湾曲部を有する弾性体を備え、該弾性体は、前記湾曲部が前記支持体の延在方向に離間して配置された複数の線状湾曲体から構成され、前記複数の線状湾曲体の各先端を前記支持体の延在方向に連結する線状の先端連結部を備える構成とする。
また、本発明の電気刺激電極組立体では、前記先端連結部は、前記複数の湾曲部が整列する湾曲面から湾曲の径方向外側に突出するように屈曲されたことが好ましい。
また、本発明の電気刺激電極組立体では、前記湾曲部は、中間部にU字状の屈曲形状を有することが好ましい。
また、本発明の電気刺激電極組立体では、前記支持体は、前記電極露出面の裏面側から見たときに、前記電極の全体を覆い隠す形状に設けられたことが好ましい。
また、本発明の前記電極の全体を覆い隠す形状に設けられた支持体を有する電気刺激電極組立体では、前記支持体は、前記電極露出面の外縁部に対して電気絶縁性を有する壁部となる突起部を備えることが好ましい。
また、本発明の電気刺激電極組立体では、前記血管の内壁を通して電気刺激を与える第2の電極と、該第2の電極の一部を電極露出面として表面に露出させた状態で支持する電気絶縁性の第2の支持体と、該第2の支持体内で前記第2の電極に電気的に接続され、前記第2の支持体の外部に延出された第2の導線部材と、を備え、前記第2の電極、前記第2の支持体、および前記第2の導線部材が、前記電極付勢部材に設けられたことが好ましい。
また、本発明の前記第2の電極、前記第2の支持体、および前記第2の導線部材が、前記電極付勢部材に設けられた電気刺激電極組立体では、前記弾性体は、導電性を有する材料からなり、前記第2の導線部材を兼ねることが好ましい。
本発明の電気刺激電極組立体によれば、電極を血管内に挿入し、この電極を電極付勢部材によって血管の内壁に付勢して血管内取り付けることができるため、血管を介して、神経組織に直接的接触することなく間接的に電気的刺激を行うことができるという効果を奏する。
本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体の模式的な斜視図、および血管内への装着時に様子を示す模式的な斜視図である。 図1におけるA−A断面図、そのB−B断面図、およびb視図である。 本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体の主要部の模式的な分解斜視図、およびそのC−C断面図である。 本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体を上大静脈内に装着した様子を示す模式的な断面図、およびそのD−D断面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第1変形例および第2変形例を示す模式的な断面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第3変形例を示す模式的な断面図、およびそのE視図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第4変形例を示す模式的な断面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第5変形例を示す模式的な平面図およびF視図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第6変形例を示す模式的な平面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第7変形例を示す模式的な斜視図、およびそのG視の平面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第8変形例を示す模式的な斜視図、そのH視の側面図、およびJ視の側面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第9変形例を示す模式的な斜視図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第10変形例を示す模式的な斜視図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第10変形例の作用を説明する模式的な断面図である。 本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第11変形例を示す模式的な斜視図である。 本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体の主要部の模式的な斜視図、およびその部分拡大図である。 図16におけるK−K断面図、L−L断面図、M−M断面図、N−N断面図、およびP−P断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体に用いる弾性体の模式的な斜視図である。 本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体における導線部材の接続構造を示す模式的な断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体を上大静脈に装着した様子を示す模式的な断面図である。 先端側固定部の変形例の一例を示す模式的な斜視図である。 先端側固定部、基端側固定部の変形例の他例を示す模式的な斜視図である。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体について説明する。
図1(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体の模式的な斜視図、および血管内への装着時に様子を示す模式的な斜視図である。図2(a)は、図1(a)におけるA−A断面図である。図2(b)は、図2(a)におけるB−B断面図である。図2(c)は、図2(a)におけるb視図である。図3(a)は、本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体の主要部の模式的な分解斜視図である。図3(b)は、図3(a)におけるC−C断面図である。図4(a)は、本発明の第1の実施形態に係る電気刺激電極組立体を上大静脈内に装着した様子を示す模式的な断面図である。図4(b)は、図4(a)におけるD−D断面図である。
なお、各図面は、模式図のため形状や寸法は誇張されている(以下の図面も同じ)。
本実施形態の電極刺激リード1(電気刺激電極組立体)の概略構成は、図1(a)、図2(a)、(b)に示すように、電極部5と、電極部5の一部を電極露出面5aとして露出させた状態で支持する支持体3と、電極部5と電気的接続をとるための導線2a、2b(導線部材、図2(a)参照)と、導線2a、2bを内部に挿通させる被覆部材2と、被覆部材2の内部を挿通された導線2a、2bと電気的に接続されたコネクタ9(端子部)と、支持体3の側面に固定された電極付勢部材6と、を備える。
電極刺激リード1は、例えば神経組織などの生体組織に血管の内壁を通して間接的に電気刺激を与えるもので、基端側に設けられたコネクタ9を介して、不図示の刺激発生装置に接続して用いる。刺激発生装置は、体内に埋め込まれるものであっても、体外に設置されるものであってもよく、心臓ペースメーカー、埋込型除細動装置、神経刺激装置、疼痛緩和装置、てんかん治療装置、および筋肉刺激装置等の例を挙げることができる。
近年、心不全の治療法の分野において、慢性心不全の増悪時に、その予後が悪化することが明らかになりつつあり、自律神経に対して直接的に電子的介入を加える神経刺激装置を用いることにより、循環調節異常を是正できることが知られるようになった。
本実施形態の電極刺激リード1は、このような心臓近傍の神経組織、例えば、迷走神経などを電気刺激する治療に、特に好適に用いることができるものである。
このため、電極刺激リード1は、図1(b)に示すように、支持体3、電極付勢部材6、および支持体3に接続された被覆部材2の先端側部分を、例えば上大静脈Vなどの血管内に挿入して、あるいは埋め込んで用いられる。
なお、一般には血管内壁Vの断面形状は幾何学的な真円とは異なるが、例えば上大静脈Vを含む多くの血管では血圧によって円形で近似できる形状に保たれているため、便宜的に円形として説明する。すなわち、以下では血管内壁Vが円であると言う場合、近似円を指し、また内径とは近似円の径を指すものとする。
また、以下では、血管に挿入する部材の軸方向に沿う位置関係を表す場合に、誤解のおそれがなければ、挿入方向における先端側を、単に先端側、先端側と反対側を基端側と称する場合がある。また先端、先端部等の語句も同様の位置関係の意味に用いる場合がある。
電極部5は、血管の内壁を通して電気刺激を与える金属部材であり、図2(a)、(b)に示すように、支持体3の内部で導線2aと電気的に接続された負電極5A(電極)と、支持体3の内部で導線2bと電気的に接続された正電極5B(電極)とからなる電極対で構成されている。
負電極5A、正電極5Bの材質としては、生体内で埋め込んで用いることができる生体適合性のある金属であれば特に限定されない。好ましい材質としては、例えば、白金イリジウム合金等の生体適合性を有する貴金属材料を挙げることができる。
負電極5Aの形状は、支持体3から露出される電極露出面5aが、血管内壁Vに滑らかに密着できる形状であり、電極露出面5aを通して血管内壁Vに刺激対象である神経組織等に十分な電気刺激エネルギーを伝達できる形状であれば、特に限定されない。
本実施形態における負電極5Aは、一例として、円柱部材を中心線に沿って半分に割った形状を有するブロック部材からなり、半円筒状の電極露出面5aの表面に露出するように、支持体3に埋設されている。電極露出面5aの裏面側の固定部5bは、支持体3と密着して固定されている。また、電極露出面5aの径は、円柱状に設けられた支持体3の外径と同径とされている。
また、正電極5Bの形状も、支持体3から露出される電極露出面5aが、血管内壁Vに滑らかに密着できる形状であり、電極露出面5aを通して血管内壁Vに刺激対象である神経組織等に十分な電気刺激エネルギーを伝達できる形状であれば、特に限定されない。
本実施形態における正電極5Bは、負電極5Aと同形状を有するブロック部材からなる。
また、正電極5Bは、支持体3上において、負電極5Aから基端側に離間した位置に電極露出面5aを負電極5Aと同方向に向けて埋設され、負電極5Aと同様に、電極露出面5aの裏面側の固定部5bが支持体3に密着して固定されている。
このため、図2(c)に示すように、平面視(図2(a)のb視)の各電極露出面5aは、支持体3の中心軸Oに沿う方向に整列され、各電極露出面5aの中心線は、中心軸Oに平行な中心線Oに整列されている。
負電極5A、正電極5Bの寸法は、血管内壁Vから近傍の神経組織に適切な電気刺激を与えることができれば、適宜の寸法を採用することができる。具体的な寸法の一例としては、支持体3の外径がφ2.0mmとしたときに、各電極露出面5aの軸方向の長さが2mm、径がφ2.0mm、負電極5A、正電極5Bの軸方向の隙間(離間間隔)が5mm、といった例を挙げることができる。
支持体3は、血管内に挿入して配置されたとき、表面に露出された各電極露出面5aとともに、血管内壁Vに密着して押圧される部材であり、電気絶縁性を有する材料で構成される。また、支持体3は、長期間にわたる生体への埋め込みが可能な生体適合性の高い材料からなることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、およびフッ素樹脂を挙げることができる。フッ素樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を挙げることができる。
また、支持体3の表面には、血栓防止コーティングが処理されていることがより好ましい。
支持体3の形状は、本実施形態では、電極部5の各電極露出面5aの外径と同径の円柱状の外形を有している。また、軸方向の中間部の側面には、負電極5A、正電極5Bを埋設するための穴形状を有している。また、支持体3の内部には、負電極5A、正電極5Bに接続された導線2a、2bをそれぞれ基端側まで絶縁状態で挿通させる2本の貫通孔が軸方向に沿って設けられている。
このため、本実施形態の支持体3の断面形状は、図2(b)に示すように、負電極5A等と面対称に配置された半円形になっている。この結果、支持体3は、電極露出面5aの裏面側から見たときに、負電極5A、正電極5Bの全体を覆い隠す形状に設けられている。
また、図3(a)、(b)に示すように、支持体3の先端部および基端部の外周部には、それぞれ、電極付勢部材6を固定するため、先端側固定部4Aおよび基端側固定部4Bが固定されている。
先端側固定部4A、基端側固定部4Bは、支持体3の外周面に固定するための貫通孔である支持体連結部4aを中心部に備える薄肉の円筒状部材であり、それぞれ先端側の側面には、後述する電極付勢部材6を挿入して固定するための穴部であるフック固定部4bが設けられている。なお、図3(a)は、模式図のため、寸法は誇張されており、先端側固定部4A、基端側固定部4Bと、支持体3の外周面との段差は十分小さく、血管内壁Vに対して滑らかに密着できるようにする。例えば、支持体3の外径がφ2.0mmである場合では、先端側固定部4A、基端側固定部4Bの外径はφ2.0mm程度であることが好ましい。
先端側固定部4A、基端側固定部4Bの材質は、生体適合性を有する適宜の樹脂材料や金属材料を採用することができる。
先端側固定部4A、基端側固定部4Bと支持体3との間の固定方法は、それぞれの材質に応じて、接着、溶着、圧着、カシメなどの適宜の固定方法を採用することができる。
導線2aは、コネクタ9の負電極用端子と負電極5Aとを電気的に接続する線状またはコイル状の導電体である。導線2aの形状や材質は、電極刺激リード1が挿入される血管に沿う屈曲に耐えることができれば、特に限定されない。本実施形態では、一例として、ニッケルコバルト合金からなる撚り線を採用している。
また、導線2bは、コネクタ9の正電極用端子と正電極5Bとを電気的に接続する線状またはコイル状の電気導電体である。導線2bは、導線2aと同様の形状、材質を採用することができる。本実施形態では、一例として、ニッケルコバルト合金からなる撚り線を採用している。
導線2a、2bは、支持体3によって互いに絶縁状態に支持体3の基端側に導かれて、支持体3の外部に延出され、支持体3の基端部に一端部が接続された被覆部材2の内部に挿通されている。
被覆部材2は、血管内に挿通可能な線状とされ、一端部(被覆部材2の先端部)が支持体3に接続され、支持体3から延出された導線2a、2bを絶縁状態を保って内部に挿通させ、他端部に導く部材である。
被覆部材2の断面形状における外形は。血管内に挿通できれば、特に限定されず、円形、楕円形、長円形などの形状やこれらに近似する形状を採用することができる。また、カテーテル状の線状部材を内部に挿通させるルーメンを備えていてもよい。
本実施形態では、被覆部材2の断面形状は円形であり、その外径は、血管の挿入時に血流を阻害しないように、血管の内径よりも十分小さい径に設定される。本実施形態では、支持体3と同径のφ2.0mmとしている。
被覆部材2の材質は、電気絶縁性、可撓性、および血管内における生体適合性を有する材質で構成される。例えば、上述した支持体3と同様の材質を採用することができる。また、被覆部材2の外表面には血栓防止コーティングが施されていてもよい。
また、被覆部材2と支持体3とは、それぞれを別部材として、それぞれの先端側と基端側とで接続した構成としてもよいが、本実施形態では、被覆部材2は、支持体3と一体に成形された構成を採用している。
被覆部材2の他端部には、図1(a)に示すように、コネクタ9が設けられている。特に図示しないが、被覆部材2の内部に挿通された導線2a、2bの端部は、それぞれコネクタ9の負電極用端子と正電極端子とに電気的に接続されている(参照)。
コネクタ9のコネクタタイプとしては、不図示の刺激発生装置の接続端子の形状に合った適宜のコネクタタイプを採用することができる。
例えば、刺激発生装置が体内設置の場合には、IS1コネクタを採用することができる。IS1コネクタは、負電極用端子および正電極用端子と、接続の水密を保つためのゴムリングを備えている。
また、刺激発生装置が体外設置の場合は、負電極用端子および正電極用端子を備える防水コネクタを採用することができる。
電極付勢部材6は、図1(a)、(b)に示すように、支持体3から露出された電極部5を血管内壁Vに付勢するものであり、本実施形態では、固定フック6Rおよび固定フック6Lから構成される。
固定フック6R、6Lは、本実施形態では、いずれも、線状の弾性部材が全体としてコ字状(角張ったU字状)に折り曲げられて形成され、弧状アーム部6a、6c(湾曲部、線状湾曲体)、およびフック先端部6b(先端連結部)を有する。
また固定フック6R、6Lは、支持体3の軸方向に整列された負電極5A、正電極5Bの各電極露出面5aに共通する中心線Oおよび支持体3の中心軸Oを含む面に対して、面対称となるように形成、配置されている。固定フック6Rは、電極部5の電極露出面5aを上方向に配置して支持体3の基端側から先端側を見たときに右側に、固定フック6Lは同じく左側に位置する。
本実施形態の固定フック6R、6Lは、図3(b)に示すように、弾性復元力によって血管内壁Vを押圧できる適宜の弾性材料からなる線状弾性体7の外周面に被覆層8が形成された線状部材からなる。本実施形態では、線状弾性体7の断面は円形であり、被覆層8も同心円状に形成されている。
線状弾性体7は、血管に挿入する際に小さく折り畳むことができる可撓性があり、血管内で血管の内壁を付勢できる形状が復元できる弾性材料で形成することが好ましい。このような材質の例としては、外力によって容易に弾性変形し外力が除かれると変形前の状態に復帰する形状可逆性を有する超弾性合金、例えば、ニッケルチタン系合金を挙げることができる。本実施形態では、一例として、このようなニッケルチタン系合金からなる直径φ0.3mmの超弾性ワイヤーを略コ字状に成形した部材を採用している。
被覆層8としては、ポリウレタンチューブ被覆、またはフッ素樹脂系チューブ被覆を採用することができる。このため、線状弾性体7は、血管内の血液や血管内壁Vに直接は接触しないようになっている。また、ポリウレタン樹脂やフッ素樹脂は血管内壁Vに対する摩擦抵抗が小さいため、血管内壁Vに沿って円滑に摺動させることができる。
また、被覆部材2と同様に、被覆層8を構成するこれらのチューブにも血栓防止コーティングが処理されていることがより好ましい。
なお、被覆層8は、チューブ被覆には限定されず、線状弾性体7の表面に潤滑性コーティングを施して形成してもよい。
以下では、固定フック6R、6Lに共通する形状について、特に断らない限りは、外力が作用しない自然状態の形状に基づいて説明する。
弧状アーム部6aは、支持体3の側面において負電極5Aよりも先端側から突出され、径方向外側に向けて斜めに迫り出されるとともに、電極部5の各電極露出面5aが形成された方向と反対側に向かって湾曲された弧を形成する湾曲部である。
また、図1(a)に示すように、電極部5の各電極露出面5aを上側に向けた図示では、弧状アーム部6aは、負電極5Aの電極面よりも下側の側面から迫り出されている。
弧状アーム部6aの迫り出し方向の基端側には、図3(a)に示すように、支持体3の軸方向に沿って基端側に屈曲された固定端部6dが設けられ、支持体3に固定された先端側固定部4Aのフック固定部4bに差し込んで固定できるようになっている。
また、弧状アーム部6aの平均的な曲率半径は、挿入する血管の内壁部、例えば、上大静脈Vの血管内壁Vの半径よりも大きい設定とされる。
弧状アーム部6aの長さは、支持体3の設置位置における血管内壁Vの周長の1/4以上としている。すなわち、固定フック6Rの弧状アーム部6aと、固定フック6Lの弧状アーム部6aとが、それぞれ血管内壁Vの周長の1/4以上であるため、固定フック6R、6Lの各弧状アーム部6aの合計の長さは、血管内壁Vの周長の1/2以上となっている。このため、血管内壁Vに沿うように湾曲されると、血管内壁Vにおける優弧の形状になる。
なお、弧状アーム部6aの湾曲形状は円弧状に限定されるものではなく、血管内壁Vに沿って湾曲可能な形状であれば、例えば、楕円、放物線、双曲線などの一部をなす弧状であってもよい。
弧状アーム部6cは、支持体3の側面において正電極5Bよりも基端側から突出され、径方向外側に向けて弧状アーム部6aと同方向に斜めに迫り出されるとともに、電極部5の各電極露出面5aが形成された方向と反対側に向かって湾曲され弧を形成する湾曲部である。
また、弧状アーム部6cの支持体3の側面の周方向における突出位置および湾曲形状は、支持体3の軸方向から見て、弧状アーム部6aと重なる位置および形状に設けられている。
弧状アーム部6cの迫り出し方向の基端側には、図3(a)に示すように、支持体3の軸方向に沿って基端側に屈曲された固定端部6eが設けられ、支持体3に固定された基端側固定部4Bのフック固定部4bに差し込んで固定できるようになっている。
フック先端部6bは、弧状アーム部6a、6cの迫り出し方向における先端を連結して支持体3の軸方向に沿って延ばされた直線状部分である。また、フック先端部6bの両端部と、弧状アーム部6a、6cの迫り出し方向における先端とはR形状をなす角部が形成されている。これにより、固定フック6R、6Lは、血管内壁Vに滑らかに当接、摺動することができるようになっている。
このような固定フック6R、6Lは、それぞれの固定端部6d、6eを先端側固定部4A、基端側固定部4Bに固定して組み立てた状態では、それぞれ支持体3の側面から側方に延びる血管内壁Vよりも大径の湾曲面上に整列されている。すなわち、1対の弧状アーム部6aおよび1対の弧状アーム部6cは、それぞれ支持体3の軸方向から見て電極露出面5aが気伊勢逸された方向が凸となる弧状をなして支持体3の両側方に延ばされている。
また、平面視では、それぞれ開口部が支持体3の側面に接続されたコ字状の形状を有する。
したがって、支持体3が、例えば上大静脈V内に挿入されると、固定フック6R、6Lは、図1(b)、図4(a)に示すように、湾曲部の曲率半径が小さくなる方向に変形して、血管内壁Vに沿って弾性変形し、変形量に応じて血管内壁Vを径方向外側に付勢できるようになっている。
次に、電極刺激リード1の作用について、上大静脈Vから迷走神経VNの電気刺激を行う動作を例にとって説明する。
迷走神経VNは、図4(a)、(b)に示すように、上大静脈Vの近傍を通っているため、血管内壁Vを挟んで、電極部5の各電極露出面5aが迷走神経VNに対向する位置に設置すれば、上大静脈Vの血管を介して、迷走神経VNに対して間接的に電気刺激を与えることができる。
まず、術者は、図1(b)に示すように、頸部の皮膚を切開して、上大静脈Vに切開部CLを形成する。
次に、術者は、切開部CLに、イントロデューサーやガイドシース等カテーテル状の部材を血管内に挿入するための管状部材(不図示)を挿入し、管状部材の先端を迷走神経VNが並行する血管内壁Vの近傍に位置させる。
次に、この管状部材内に、電極刺激リード1を先端側から挿入する。
このとき、固定フック6R、6Lは、可撓性に優れているため、支持体3が管状部材に挿入されると、管状部材との間の隙間の範囲で、屈曲変形を起こして、折り畳まれる。また、固定フック6R、6Lは、角部にR形状を有するように屈曲された線状部材からなり、管状部材の内周面に引っ掛かる形状を有しないため、折り畳まれた状態で軸方向に円滑に摺動移動させることができる。
術者は、電極刺激リード1をさらに挿入して、管状部材の先端開口から上大静脈Vの内部に突出させる。先端の支持体3が管状部材から出ると、折り畳まれていた固定フック6R、6Lには管状部材からの外力が作用しなくなるため、固定フック6R、6Lが自然状態の形状に戻ろうとする。
固定フック6R、6Lの自然状態の形状は、上大静脈Vの血管内壁Vの内径より大きい。このため、図1(b)、図4(a)に示すように、固定フック6R、6Lは、血管内壁Vに沿って当接され、血管内壁Vを径方向外側に向かって付勢する。
また、固定フック6R、6Lの各弧状アーム部6a、6cは、血管内壁Vの中心軸Oに直交する断面では、それぞれ合計で血管内壁Vの周長の1/2以上の長さを有するため、支持体3における電極部5を確実に径方向外側に付勢する。このため、電極部5が支持体3とともに血管内壁Vに付勢され、各電極露出面5aが血管内壁Vに密着される。
このとき、電極露出面5aの曲率半径は、血管内壁Vの曲率半径に比べて小さいため、電極露出面5aは柔軟な血管内壁Vに食い込む状態に密着する。
このようにして、固定フック6R、電極部5を含む支持体3、固定フック6Lは、血管内壁Vに沿って設置される。このため、上大静脈V内の血液の流れが阻害されにくくなっている。この結果、電極刺激リード1を血管内に留置しても、電極部5の近傍での血栓の発生を抑制することができる。
また、固定フック6R、6Lの付勢力によって、電極部5の血管内の位置が一定に保たれる。
また、支持体3は、電極露出面5aの裏面側から電極部5の全体を覆うように設けられているため、電極露出面5aは、血管内壁Vと対向されており、径方向外側を向いて露出されている。
このようにして、電極部5が迷走神経VNの近傍で、血管内壁Vに密着した状態に固定される。挿入に用いた管状部材は、例えば引き裂くなどして、血管外あるいは体外に抜去する。
次に、コネクタ9を刺激発生装置に接続して、刺激発生装置から予め設定された電気刺激バルスを印加する。これにより、電極部5から放出された電気刺激エネルギーが血管内壁Vに向かって放出され、血管を介して近傍の迷走神経VNに伝達される。この結果、迷走神経VNが間接的に電気刺激される。
このとき、電極露出面5aと血管内壁Vとの間の血液は、電極付勢部材6による付勢力により排除され易くなる。このため、電極露出面5aからの電気刺激エネルギーを確実に血管内壁Vに伝達し、血管外の迷走神経VNに作用させることができる。
さらに、電極露出面5aは、血管内壁Vに対向し、径方向外側にのみ露出しているため、血液中への電気刺激エネルギーの漏れを低減することができる。このため、低電圧であっても安定した電気刺激を行うことができる。
また、本実施形態では、神経組織には物理的な応力は全く作用しておらず、虚血に伴う組織損傷を発生させることは無い。
また、神経組織は他の生体組織に比べて非常に柔らかく損傷しやすいが、本実施形態の電極刺激リード1によれば、このような損傷を確実に防止することができる。
また、神経組織に電極部5が直接接触していないため、電極部5を押圧することによって、神経組織付近の異物反応が生じたり、線維性被膜形成が起こったりすることもない。このため、電極部5を設置後の生体インピーダンスが安定する。
したがって、過大な電気刺激エネルギーを与えることなく電気刺激を行うことができるので、電気刺激エネルギーによって神経組織への損傷を与える可能性が格段に低減される。
また、電極部5は、電極付勢部材6によって血管内に安定して支持されるため、電極部5の刺激位置がずれることもない。
このように、本実施形態の電極刺激リード1によれば、例えば、胸腔内からトロッカーや開胸手術により、神経組織に電極を設置する場合と比較して、経静脈的なアプローチにより上大静脈部に電極を設置できるため、電極設置は非常に短時間で実施でき、局所麻酔下での電極設置も可能となり、患者負担も軽減できる。
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第1、第2変形例について説明する。
これらの変形例は、いずれも上記第1の実施形態の電極刺激リード1に用いる電極部5の形状と、これに対応して支持体3の形状のみを変えた変形例である。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図5(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第1変形例および第2変形例を示す模式的な断面図である。
[第1変形例]
第1変形例の電極50は、上記第1の実施形態の電極部5の負電極5A、正電極5Bのそれぞれに代えて用いることができるもので、図5(a)に示すように、直方体の1面が円筒ドーム状に張り出した形状を有し、この張り出されて円筒面が電極露出面50aを構成するように、他の直方体状部分である固定部50bが支持体3に埋設されている。
電極露出面50aの径は、支持体3の外径と同一に設定されている。
このため、電極露出面50aは、円周角が180°より小さい劣弧状の弧が一方向に延ばされた円周面を構成している。
本変形例の電極露出面50aは、上記第1の実施形態の電極露出面5aと同様に、電極露出面50aの裏面側から見たときに、支持体3によって電極50の全体が覆い隠されるようになっている。
また、電極露出面50aの周方向の露出長さは、電極露出面5aに比べて短く、このため、第1の実施形態に比べて弱い付勢力であっても、電極露出面50aを血管内壁Vに確実に当接させることができる。
また、電極露出面50aの外周を囲む支持体3の外周面をより確実に血管内壁Vに接触させることができるため、電気刺激時の血液中への電流のリークをより低減することができる。
なお、このような電極露出面50aを形成するには、固定部50bの形状は直方体の一部をなすコ字状には限定されない。例えば、V字状断面を有していてもよいし、また、支持体3に対して径方向外側への引き抜き抵抗が大きくなるように、図示下側に突出する逆T字状、矢印状や、外周部に雄ネジ形状や多重の環状形状を設けてもよい。
[第2変形例]
第2変形例の電極51は、図5(b)に示すように、上記第1変形例の電極50の電極露出面50aに代えて、支持体3の外径よりも小さい曲率を有する円筒ドーム状の電極露出面51aを備えるものである。以下、上記第1変形例と異なる点を中心に説明する。
電極露出面51aの図示奥行き方向の端部には、特に図示しないが、支持体3の外周面と円滑に接続する傾斜部またはR形状を設けることが好ましい。
この傾斜部またはR形状は、電極露出面51aの端部を傾斜させたり湾曲させたりして設けてもよいし、支持体3の外周面の一部を電極露出面51aに向かって隆起させて設けてもよい。
本変形例によれば、電極露出面5aが、支持体3よりも曲率が小さい凸面として形成されるため、血管内壁Vとの密着性をより向上することができる。
また、上記第1変形例の電極露出面50aと周方向の電極幅が同じであっても、電極面積を増大させることができる。
[第3変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第3変形例について説明する。
図6(a)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第3変形例を示す模式的な断面図である。図6(b)、(c)、(d)は、図6(a)におけるE視図である。
本変形例は、図6(a)、(b)に示すように、上記第1変形例の電極露出面50aの外周部に支持体3の表面から径方向外側に楕円ドーム状または球形状に突出する電気絶縁性の突起部3aを設けたものである。以下、上記第1変形例と異なる点を中心に説明する。
突起部3aは、支持体3と一体成形によって形成することが好ましい。
図6(b)には、一例として、突起部3aが、電極露出面50aの周方向の外形線に沿って、軸方向に2個ずつ、合計4個設けられている場合を図示した。ただし、突起部3aの個数や配置位置は特に限定されない。例えば、電極露出面50aの軸方向の端面の近傍に設けてもよい。
本変形例によれば、突起部3aが血管内壁Vに当接することにより、血管内壁Vに対する電極50の位置をより安定させることができる。
また、突起部3aは、電極露出面50aの外縁部の近傍で電極露出面50aよりも径方向外側に突出しているため、電極露出面50aの外縁部に対して電気絶縁性を有する壁部となっている。このため、電気刺激時に電流のリークを低減する作用も有する。
本変形例において、電流のリークを防止する効果をさらに高めるには、図6(b)、(c)に示す線状突起3b、周回突起3cのように、電極露出面50aの外縁部に沿って延びる線状の突起部を設けるようにすればよい。
線状突起3bは、電極露出面50aの周方向両側の外縁部に平行に延ばされた線状の突起部である。この場合、電極露出面50aの周方向の位置ずれがより防止しやすくなり、周方向への電流リークをより低減することができる。
周回突起3cは、電極露出面50aの外縁部の全周に沿って電極露出面50aを囲繞するように設けた線状の突起部である。この場合、電極露出面50aの周方向および軸方向の位置ずれがより防止しやすくなり、電極露出面50aの全周に向かう電流リークをより低減することができる。
[第4変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第4変形例について説明する。
図7は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第4変形例を示す模式的な断面図である。
本変形例の電極52は、上記第1の実施形態の電極部5の負電極5A、正電極5Bのそれぞれに代えて用いることができるもので、図7に示すように中心部に貫通孔52cを有する略円筒状部材である。電極52の外周面には、電極露出面5aと同様の半円筒面状の電極露出面52aと、電極露出面52aよりも小径の半円筒面からなる外周固定部52bとを備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
外周固定部52bは支持体3によって覆われている。このため、電極52は外観上は、上記第1の実施形態の負電極5Aおよび正電極5Bと同様である。
本変形例では、電極52は、支持体3に一体成形されているため、貫通孔52cの内部には支持体3の材質が貫入され、これにより、電極52が支持体3に強固に固定されている。
ただし、外周固定部52bによって電極52を支持体3に固定し、貫通孔52cは中空のままとしてもよい。また、導線2a等にコイル状導線を採用した場合に、コイル状導線を内嵌させて接続する導線接続部として用いてもよい。
[第5変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第5変形例について説明する。
図8(a)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第5変形例を示す模式的な平面図である。図8(b)は、図8(a)におけるF視図である。
本変形例の電極刺激リード11(電気刺激電極組立体)は、図8(a)、(b)に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、電極付勢部材60を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
電極付勢部材60は、上記第1の実施形態の固定フック6R、6Lと同様の軸線に沿って屈曲された線状部材である固定フック60R、60Lからなり、固定フック60R、60Lの軸線方向に沿う線径を変化させているものである。
すなわち、固定フック60R(60L)は、弧状アーム部6aに代えて、先端側固定部4Aに固定された迫り出し方向の基端部から迫り出し方向の先端側に線径が漸次縮径された弧状アーム部60aを備える。また、弧状アーム部6cに代えて、基端側固定部4Bに固定された迫り出し方向の基端部から迫り出し方向の先端側に線径が漸次縮径された弧状アーム部60cを備える。
また、弧状アーム部60a、60cの迫り出し方向の先端部は、フック先端部6bに代えて、支持体3の軸方向に沿って延ばされた直線状のフック先端部60bによって連結されている。
このような固定フック60R、60Lは、例えば超弾性ワイヤーの成形品や支持体3と同様の樹脂材料の成形品によって製造することができる。
本変形例によれば、固定フック60R、60Lの線径を適宜変化させることによって血管内壁Vに対する付勢力を調整することができる。例えば、血管内壁Vの周方向における押圧力の偏りを低減したり、圧力分布の均一化を図ったりすることができる。また、付勢力に寄与しない部分を小径化して、より血流を阻害しにくい形状とすることができる。
[第6変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第6変形例について説明する。
図9は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第6変形例を示す模式的な平面図である。
本変形例の電極刺激リード12(電気刺激電極組立体)は、図9に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、非対称電極付勢部材61(電極付勢部材)を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
非対称電極付勢部材61は、上記第1の実施形態の固定フック6Rに代えて、U字状固定フック61Rを備える。
U字状固定フック61Rは、固定フック6Rの弧状アーム部6a、フック先端部6b、弧状アーム部6cに代えて、平面視の形状が先端側固定部4Aから基端側固定部4B側に向かってU字状に張り出し、支持体3の軸方向の形状は、固定フック6Rと同様な弧状に湾曲された湾曲部61aを有する。
このような構成により、非対称電極付勢部材61は、支持体3の軸方向から見たときの形状は左右対称な弧状であるが、平面視の形状が、支持体3を挟んで左右非対称になっている。
本変形例によれば、非対称電極付勢部材61を有するため、例えば、X線カメラなどによって、血管内に挿入された電極刺激リード12を観察する際、非対称電極付勢部材61の非対称性によって、X線カメラの2次元映像によって、支持体3や電極部5の配置や、移動方向などが把握しやすくなる。
[第7変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第7変形例について説明する。
図10(a)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第7変形例を示す模式的な斜視図である。図10(b)は、図10(a)におけるG視の平面図である。
本変形例の電極刺激リード13(電気刺激電極組立体)は、図10(a)、(b)に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、電極付勢部材62を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
電極付勢部材62は、上記第1の実施形態の固定フック6R、6Lに代えて、互いに面対称な形状を有する固定フック62R、62Lを備える。
固定フック62R(62L)は、固定フック6R(6L)の弧状アーム部6a、6cに代えて、湾曲アーム部62A、62Cを備える。
湾曲アーム部62Aは、弧状アーム部6aの迫り出し方向の中間部に、支持体3の基端側に向かってコ字状またはU字状に屈曲された屈曲部62bを設けた形状を有する線状部材である。これにより弧状アーム部6aは、先端側固定部4Aと屈曲部62bの一方の端部に接続する弧状部62a(湾曲部)と、屈曲部62bの他方の端部に接続する弧状部62c(湾曲部)とに分割されている。
また、湾曲アーム部62Cは、弧状アーム部6cの迫り出し方向の中間部に、支持体3の先端側に向かってU字状に屈曲された屈曲部62fを設けた形状を有する線状部材である。これにより、弧状アーム部6cは、基端側固定部4Bと屈曲部62fの一方の端部に接続する弧状部62g(湾曲部)と、屈曲部62bの他方の端部に接続する弧状部62e(湾曲部)とに分割されている。
本変形例では、屈曲部62b、62fは、互いに支持体3の軸方向に沿って対向する位置に設けられている。また、屈曲部62b、62fは、支持体3の軸方向から見ると、弧状アーム部6a、6cの弧状形状に重なるように湾曲されている。このため、屈曲部62b、62fは、血管内で湾曲したときに、血管内壁Vに沿って全体的に当接される。
本変形例によれば、湾曲アーム部62Aの弧状部62a、62cは自然状態では同一の弧状の軸線に整列されているが、屈曲部62bを介して連結されているため、フック先端部6bに外力が加わってたわみ変形が起きると、屈曲部62bのねじれ変形によって容易に変形される。このため、フック先端部6bに同じ外力が作用した場合に、弧状に延ばされた梁状の弧状アーム部6aに比べて変形量が大きくなる。
湾曲アーム部62Aは、弧状アーム部6aに比べて弾性復元力が小さく、血管内壁Vに対する付勢力が低減されている。
また、湾曲アーム部62Cも同様である。
このように、本変形例によれば、電極付勢部材の血管内壁Vへの付勢力を、線状の弾性体の線径を変えることなく、また、迫り出された弧状部の周長を変えることなく変化させることができる。
また、固定フック62R、62Lの屈曲部62b、62fは、血管内壁Vに沿って全体的に当接されるため、固定フック62R、62Lの付勢力が血管内壁V上で2次元的に分散される。固定フック62R、62Lと血管内壁Vとの密着性が向上するとともに、血管内壁Vに対する付勢力が分散される。このため、血管内壁Vに対する過大な付勢力がより発生しにくくなる。
また、本変形例では、湾曲アーム部62A、62Bの中間部に屈曲部62b、62fを有するため、血管への挿入時に管状部材内で固定フック62R、62Lが折り畳まれる際、湾曲アーム部62A、62Bが屈曲部62b、62fで屈曲変形しやすくなる。このため、管状部材への収容が容易となる。
[第8変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第8変形例について説明する。
図11(a)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第8変形例を示す模式的な斜視図である。図11(b)、(c)は、図11(a)におけるH視の側面図、およびJ視の側面図である。
本変形例の電極刺激リード14(電気刺激電極組立体)は、図11(a)、(b)、(c)に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、電極付勢部材63を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
電極付勢部材63は、上記第1の実施形態の固定フック6R、6Lに代えて、互いに面対称な形状を有する固定フック63R、63Lを備える。
固定フック63R(63L)は、固定フック6R(6L)のフック先端部6bに代えて、先端連結部63aを備える。
先端連結部63aは、図11(b)に示すように、湾曲部である弧状アーム部6a、6cが整列する円筒面状の湾曲面から、湾曲の径方向外側に突出するように屈曲された形状を有する。
本変形例では、先端連結部63aは、一例として、図11(b)に示すように、弧状アーム部6a、6cとの接続部との間で、支持体3に近づく方向に山形に湾曲され、この山形の頂点に屈曲部63bが形成されている。そして、支持体3の軸方向から見ると屈曲部63bが、弧状アーム部6a、6cが整列する湾曲面から湾曲方向の径方向外側に突出されている。
このような固定フック63R(63L)は、平面視では、略M字状に屈曲された線状部材からなる。
本変形例によれば、固定フック63R(63L)が血管内壁Vに当接すると、図11(b)に示すように、弧状アーム部6a、6cの迫り出し方向の先端部すなわち屈曲部63bとの接続部では、血管内壁Vから矢印Qに示すような方向に外力が作用して変形し、血管内壁Vの反力Rを作用させる。
一方、血管内壁Vは、弧状アーム部6a、6cの中間部に当接する前に、先端連結部63aの屈曲部63bに当接して、血管内壁Vから矢印Qに示すような方向に外力が作用して変形し、血管内壁Vに反力Rを作用させる。
このため、上記第1の実施形態のフック先端部6bでは、弧状アーム部6a、6cのたわみによる反力を伝達しているに過ぎないが、本変形例の先端連結部63aは、先端連結部63aの変形による反力Rが、血管内壁Vに作用する付勢力に加わっている。
このため、上記第1の実施形態に比べて、付勢力を向上することができる。
また、固定フック63R(63L)は、血管内壁Vに対してM字状に接触するため、血管内壁Vとの密着性を向上することができる。
また、本変形例では、先端連結部63aの中間部に屈曲部63bを有するため、血管への挿入時に管状部材内で固定フック63R、63Lが折り畳まれる際、先端連結部63aが屈曲部63bで屈曲変形しやすくなる。このため、管状部材への収容が容易となる。
[第9変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第9変形例について説明する。
図12は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第9変形例を示す模式的な斜視図である。
本変形例の電極刺激リード15(電気刺激電極組立体)は、図12に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、電極付勢部材64を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
電極付勢部材64は、上記第1の実施形態の固定フック6R、6Lに代えて、互いに面対称な形状を有する固定フック64R、64Lを備える。
固定フック64R(64L)は、略円筒状に湾曲された板状湾曲フック64aを備える。板状湾曲フック64aの端面の形状は、固定フック6R(6L)の弧状アーム部6a、フック先端部6b、弧状アーム部6cの各軸線が描く形状に一致されている。すなわち、各板状湾曲フック64aは、負電極5A、正電極5Bを間に挟んで、支持体3の側面から側方に延出された湾曲板であり、支持体3の軸方向から見た形状は、負電極5A、正電極5Bの各電極露出面5aから各電極露出面5aの裏面側に向かって湾曲する弧状である。
このような板状湾曲フック64aは、例えば超弾性合金の成形品や支持体3と同様の樹脂材料の成形品によって製造することができる。樹脂材料によって形成する場合には、支持体3と一体成形することができる。
本変形例では、板状湾曲フック64aをそれぞれ丸めて支持体3の側面に沿って配置することにより、管状部材を通して血管内に挿入することができる。挿入後、管状部材から突出させると、各板状湾曲フック64aが丸められる前の形状に復元され、血管内壁Vを径方向外側に押し開くため、血管内壁Vが付勢され、電極部5の位置が固定される。
本変形例によれば、固定フック64R、64Lが血管内壁Vに面接触することによって、電極部5の位置が固定されるので、血管内壁Vとの密着性が向上するとともに、血管内壁Vに対する付勢力が分散される。このため、血管内壁Vに対する過大な付勢力がより発生しにくくなる。
[第10変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第10変形例について説明する。
図13は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第10変形例を示す模式的な斜視図である。図14(a)、(b)は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第10変形例の作用を説明する模式的な断面図である。
本変形例の電極刺激リード16(電気刺激電極組立体)は、図13に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、先端側電極付勢部材65Aおよび基端側電極付勢部材65Bをそれぞれ電極付勢部材として備えるものである。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
先端側電極付勢部材65Aは、固定フック6R、6Lがそれぞれ先端側固定部4A、基端側固定部4Bによって、電極部5の先端側となる支持体3に固定されたものである。
また、基端側電極付勢部材65Bは、固定フック6R、6Lがそれぞれ先端側固定部4A、基端側固定部4Bによって、電極部5の先端側となる支持体3に固定されたものである。
先端側電極付勢部材65A、基端側電極付勢部材65Bは、支持体3の軸方向から見て重なる位置に設けられ、1つの湾曲面に整列されている。
本変形例によれば、支持体3の軸方向において電極部5の先端側および基端側が異なる電極付勢部材である先端側電極付勢部材65A、基端側電極付勢部材65Bによって、付勢されるため、支持体3が両端側の2箇所で固定されるため、電極部5の各電極露出面5aが血管内壁Vからより離間しにくくなる。
例えば、図14(a)に示すように、被覆部材2が血管V内の中心側に離間すると、被覆部材2に引っ張られて支持体3の基端側も血管内壁Vから離れようとする。このとき、支持体3の基端側のみで血管内壁Vを付勢する基端側電極付勢部材65Bを有するため、支持体3の基端側が離間するのを防止することができる。このとき、先端側電極付勢部材65Aには、被覆部材2の離間による影響が伝わりにくいため、仮に基端側電極付勢部材65Bの固定が緩くなっても先端側電極付勢部材65Aによって、位置ずれなどが起こらないように支持することができる。
一方、図14(b)に示すように、第1の実施形態の場合、被覆部材2が離間しようとすると、その外力は、電極付勢部材6の弧状アーム部6c、フック先端部6b、弧状アーム部6aを通して支持体3の先端側に伝達され、支持体3の先端側の固定状態にも影響するため、本変形例に比べると被覆部材2の離間などの外力の影響を受けやすい。
このように、電極付勢部材は、支持体3の軸方向に沿って複数設けてもよい。また、本変形例では、電極付勢部材が2組設けられた場合の例で説明したが、2組以上設けてもよい。例えば、負電極5Aと正電極5Bとの間にも同様の電極付勢部材を配置した3組の構成としてもよい。
[第11変形例]
次に、本実施形態の電気刺激電極組立体の第11変形例について説明する。
図15は、本発明の第1の実施形態の電気刺激電極組立体の第11変形例を示す模式的な斜視図である。
本変形例の電極刺激リード17(電気刺激電極組立体)は、図15に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の電極付勢部材6に代えて、先端側電極付勢部材66Aおよび基端側電極付勢部材66Bをそれぞれ電極付勢部材として備えるものである。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
先端側電極付勢部材66Aは、固定フック6R、6Lのフック先端部6b、弧状アーム部6cを削除し、弧状アーム部6aの迫り出し方向の先端に球状接触部66bを設けたアーム状固定フック66R、66Lを備える。
また、基端側電極付勢部材66Bは、アーム状固定フック66R、66Lを基端側固定部4Bに先端側固定部4Aと同様にして固定したものである。
先端側電極付勢部材66A、基端側電極付勢部材66Bは、支持体3の軸方向から見て重なる位置に設けられ、1つの湾曲面に整列されている。
本変形例によれば、アーム状に延ばされた簡素な構成の部材によって、複数の電極付勢部材を構成することができる。このため、製造が容易である。また、管状部材に挿入する際に変形させ易いため、管状部材への収容が容易となる。
また、取り付け幅が少なくて済むので、支持体3の長さが同じ場合に、例えば、上記第10変形例に比べて、軸方向の設置個数を増やしやすい。
また、球状接触部66bを有するため、アーム状固定フック66R、66Lの先端が血管内壁Vと滑らかに接触し、血管内壁Vへの負荷を低減することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体について説明する。
図16(a)は、本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体の主要部の模式的な斜視図である。図16(b)は、図16(a)の部分拡大図である。図17(a)、(b)、(c)、(d)、(e)は、それぞれ図16(b)におけるK−K断面図、L−L断面図、M−M断面図、N−N断面図、およびP−P断面図である。図18は、本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体に用いる弾性体の模式的な斜視図である。図19は、本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体における導線部材の接続構造を示す模式的な断面図である。図20は、本発明の第2の実施形態に係る電気刺激電極組立体を上大静脈に装着した様子を示す模式的な断面図である。
本実施形態の電極刺激リード21(電気刺激電極組立体)は、図16(a)、(b)に示すように、上記第1の実施形態の電極刺激リード1の支持体3、被覆部材2に代えて被覆部材22を備え、被覆部材22の先端部において上記第1の実施形態と同様に先端側固定部4A、基端側固定部4Bが固定されている。また、固定フック6R、6Lに代えて、負電極54A(電極)および正電極54B(電極)を有する電極部54と負電極55A(電極)および正電極55B(電極)を有する電極部55とが設置された電極支持体部67を備える。以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
被覆部材22は、上記第1の実施形態の被覆部材2と同材質で形成された線状部材であり、内部に電極部54、55と不図示のコネクタ9との間の導通をとるための複数の導線24a、24b、25a、25b(導線部材、図19参照)が軸方向に沿って挿通されている。
ただし、本実施形態のコネクタ9は、電極部54、55の数に応じた複数の電極用端子が設けられている。
電極支持体部67は、固定フック6R、6Lと同様な形状に屈曲された線状部材である電極付き固定フック67R、67Lを備える。
電極付き固定フック67R、67Lは、それぞれ弧状アーム部6a、フック先端部6b、弧状アーム部6cに対応して、それぞれ弧状支持体67a、フック先端部67b、弧状支持体67cを備える。また、弧状支持体67aには、負電極54A、55Aが設けられ、弧状支持体67cには、正電極54B、55Bが設けられている。
電極付き固定フック67R(67L)の内部構造は、図17(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に示すように、芯部材となる線状弾性体70、71の外周部に、被覆チューブ80、コイル導線73、被覆チューブ81が積層された同心円状の層状に形成されている。
また、電極付き固定フック67R、67Lは、被覆部材22の先端部の中心軸を含む一断面に対して面対称となる位置関係において、先端側固定部4A、基端側固定部4Bと固定されている。このため、固定フック6R、6Lと同様に、被覆部材22の軸方向から見ると弧状に湾曲されており、全体として1つの湾曲面に整列されている。
線状弾性体70の形状は、図18に示すように、固定フック6R(6L)における固定端部6d、弧状アーム部6aと同様にして屈曲された固定端部70c、弧状アーム部70aとを備え、弧状アーム部70aの迫り出し方向の先端部に、フック先端部6bの半分の長さを有する直線部70bがフック先端部6bと同様に接続された形状を有している。
また、線状弾性体71の形状は、固定フック6R(6L)における固定端部6e、弧状アーム部6cと同様にして屈曲された固定端部71c、弧状アーム部71aとを備え、弧状アーム部71aの迫り出し方向の先端部にフック先端部6bの半分の長さを有する直線部71bが、フック先端部6bと同様に接続されている。
直線部70b、71bの各延設方向の先端部は、互いに軸方向に対向され、電気絶縁性を有する軸状の絶縁連結部材72によって、同軸に連結されている。
これにより、線状弾性体70、71は全体として、固定フック6R(6L)と同様に屈曲された芯部材を構成している。
また、線状弾性体70、71は、上記第1の実施形態の線状弾性体7と同様の導電性を有する弾性材料で構成される。
被覆チューブ80は、図16(b)、図17(a)に示すように、線状弾性体70(71)の外周部を被覆するもので、上記第1の実施形態の被覆層8と同様な電気絶縁性材料からなる。
また、弧状アーム部70a(71a)の迫り出し方向の先端側には、負電極54A(正電極54B)が設けられている。
負電極54A(正電極54B)の形状は、上記第1の実施形態の第4変形例の電極52と同様の略円筒状部材からなる。すなわち、図17(b)に示すように、中心部に貫通孔54cを有し、負電極54A(正電極54B)の外周面には、被覆チューブ80の外径と同径の半円筒面状の電極露出面54aと、電極露出面54aよりも小径の半円筒面からなる外周固定部54bとを備える。
電極露出面54aは、電極付き固定フック67R(67L)の湾曲の凸方向の側面に向けて露出されている。
そして、貫通孔54cの内部には、線状弾性体70(71)が挿通されている。貫通孔54cは、線状弾性体70(71)の外周面に、例えば溶接やカシメ等によって接続されている。これにより、電極露出面54aは、線状弾性体70(71)と電気的にも接続されている。
このような構成により負電極54A(正電極54B)は、電気絶縁性を有する被覆チューブ80によって一部を電極露出面54aとして表面に露出させた状態で支持されている。このため、被覆チューブ80は負電極54A(正電極54B)の支持体を構成している。
また、弧状アーム部70a(71a)の迫り出し方向の基端側には、負電極54A(正電極54B)から離間した位置に負電極55A(正電極55B)が設けられている。
負電極55A(正電極55B)の形状は、上記第1の実施形態の第4変形例の電極52と同様の略円筒状部材からなる。すなわち、図17(d)に示すように、中心部に被覆チューブ80より大径の貫通孔55cを有し、負電極55A(正電極55B)の外周面には、半円筒面状の電極露出面55aと、電極露出面55aよりも小径の半円筒面からなる外周固定部55bとを備える。
電極露出面55aは、電極付き固定フック67R(67L)の湾曲の凸方向の側面に向けて露出されている。
そして、貫通孔55cの内部には、被覆チューブ80を内部に挿通させるコイル導線73が挿通されている。貫通孔55cは、コイル導線73の外周面に、例えば溶接やカシメ等によって接続されている。これにより、電極露出面55aは、コイル導線73と電気的にも接続されている。
コイル導線73は、被覆チューブ80の外周面に密着された状態で線状弾性体70の迫り出し方向の基端側および固定端部70c(71c)まで延ばされている。
コイル導線73の材質は、弧状アーム部70a(71a)の血管内での屈曲に耐える材質であれば、導電性を有する適宜の弾性材料を採用することができる。
被覆チューブ81は、図16(a)、図17(c)、(d)に示すように、弧状アーム部70a(71a)において、負電極54A(正電極54B)と負電極55A(正電極55B)との間、および負電極55A(正電極55B)の固定端部70c(71c)よりの端部から固定端部70c(71c)までの範囲で、被覆チューブ80または被覆チューブ80上に挿通されたコイル導線73の外周部を被覆するものである。
被覆チューブ81の材質は、上記第1の実施形態の線状弾性体7と同様の電気絶縁性材料からなる。
また、被覆チューブ81は、負電極55A(正電極55B)の位置では、図17(d)に示すように、負電極55A(正電極55B)の外周固定部55bを覆うように設けられている。
このような構成により負電極55A(正電極55B)は、電気絶縁性を有する被覆チューブ81によって一部を電極露出面55aとして表面に露出させた状態で支持されている。このため、被覆チューブ81は負電極55A(正電極55B)の支持体を構成している。
固定端部70c(71c)の端部は、図19に示すように、固定端部70c(71c)の外周面およびコイル導線73の外周面が径方向に露出された状態で、フック固定部4bに埋設固定されている。
そして、被覆部材22内を挿通された複数の導線と電気的に接続されている。
例えば、負電極54A(55A)に導通する固定端部70c(71c)は、コネクタ9の負電極用端子に導通された導線24a(24b)と接続されている。また、正電極54B(55B)に導通するコイル導線73は、コネクタ9の正電極用端子に導通された導線25a(25b)と接続されている。
このため、線状弾性体70(71)、各コイル導線73は、支持体内で電極に電気的に接続され、支持体の外部に延出された導線部材を構成している。
このような構成の電極刺激リード21は、上記第1の実施形態と同様にして、適宜の管状部材を用いて、例えば上大静脈Vなどの血管の内部に挿入することができる。上大静脈Vに挿入された電極刺激リード21の先端部は、図20に示すように、電極付き固定フック67R(67L)が血管内壁Vに向かって開くため、血管内壁Vを押し開くようにして血管内壁Vを径方向外側に付勢する。
このときの付勢力は、線状弾性体70(71)の弾性変形、および各コイル導線73の弾性変形による弾性復元力によって定まる。
このため、線状弾性体70(71)の弾性変形、および各コイル導線73は、支持体に接続され、支持体から露出された電極を血管の内壁に付勢する電極付勢部材を構成している。
このような付勢時において、各電極の電極露出面54a、55aは、電極付き固定フック67R(67L)の湾曲の凸方向の側面に向けて露出されているため、電極露出面54a、55aは、血管内壁Vに対向され、血管内壁Vに密着して押圧されている。また、電極露出面54a、55aの裏面側は、支持体である被覆チューブ80、81によって電極の全体を覆い隠すように覆われている。
このため、上記第1の実施形態と同様に、電極を血管内に挿入し、この電極を電極付勢部材によって血管の内壁に付勢して血管内取り付けることができるため、血管を介して、神経組織に直接的接触することなく間接的に電気的刺激を行うことができる。
また、本実施形態では、電極付き固定フック67R(67L)が血管内壁Vの周方向に沿って血管内壁Vに密着し、かつ互いに独立に電気刺激を印加できる複数の電極を有しているため、電気刺激を与える電極を選択することによって、電極付き固定フック67R(67L)の位置を周方向に回転させることなく、血管内の周方向における電気刺激位置を変えることができる。
このため、電極支持体部67が所定の位置からずれても所定位置に近い電極を選択して電気刺激を与えることができる。また、位置ずれの修正が必要になる場合でも、電極支持体部67を周方向にずらす量が少なくなるため、電極支持体部67の設置を迅速に行うことができる。
例えば、図20に示すように、上大静脈V内に電極支持体部67が設置された場合、電極付き固定フック67Rの電極部55が迷走神経VNに略対向された位置に配置され、電極付き固定フック67Lの電極部55が迷走神経VNの近傍にある横隔神経PNに略対向された位置に配置される。
このような場合、電極付き固定フック67Rの電極部55によって、横隔神経PNを刺激することなく迷走神経VNを刺激することができる。また、電極付き固定フック67Lの電極部55によって、迷走神経VNを刺激することなく横隔神経PNを刺激することができる。
さらには、1本の電極刺激リード21を配置するだけで、迷走神経VNと横隔神経PNとにそれぞれ異なる電気刺激を同時に与えることも可能になる。このため挿入の手間を省くことができるとともに、血管内を占めるリードの数を低減できるため、血流が阻害されにくく、血栓の発生などを抑制することができる。
なお、上記の説明では、電気刺激電極組立体は、迷走神経VNや横隔神経PNを刺激する場合の例で説明したが、電極刺激電極組立体は、血管の近傍に位置する神経組織であれば、どの神経組織に対しても電気刺激を与えることができ、迷走神経VNや横隔神経PNの電気刺激治療用途に限定されるものではない。
また、上記の説明では、先端側固定部4A、基端側固定部4Bを用いて電極付勢部材を固定する場合の例で説明したが、これらは電極付勢部材の固定方法の一例であり、固定方法を限定するものではない。
例えば、電極付勢部材の端部を支持体の側面に密着させ、この端部を支持体の外周側挟んでカシメたり接着したりしてもよい。また、電極付勢部材の端部を支持体と一体成形して固定してもよい。また、電極付勢部材の端部に管状の取付部を設け、この取付部によって支持体を外嵌して固定してもよい。
また、上記の説明では、支持体の断面が円形を有する場合の例で説明したが、支持体は、電極とともに血管内壁Vに密着できる形状であれば、円形断面を有する形状には限定されない。例えば、楕円断面、長円断面、矩形状断面、円弧状断面等を有する形状であってもよい。また、支持体は柱状には限定されず板状やブロック状などの形状を有していてもよい。
また、上記の説明では、電極部が負電極と正電極との電極対からなる場合の例で説明したが、電気刺激を行うための対向電極を電気刺激電極組立体と別に設けて、電気刺激を行うようにしてもよい。この場合、電気刺激電極組立体には、1つの電極のみを有する降雨正としてもよい。
また、上記の説明では、電極付勢部材が、支持体の延在方向において電極露出面を間に挟む位置で支持体と接続されている場合の例で説明したが、電極付勢部材は、電極露出面を血管の内壁に付勢できれば、支持体の延在方向の位置は特に限定されない。
例えば、電極付勢部材は、支持体の延在方向において電極露出面と同じ位置で、支持体と接続されていてもよい。具体的には、上記第11変形例におけるアーム状固定フックを、電極露出面の側方における支持体から延出させた構成としてもよい。
また、電極付勢部材は、電極露出面を支持体の延在方向において2つの電極露出面の間に挟まれた位置に設けてもよい。
また、上記の説明では、先端側固定部4Aの支持体連結部4aは貫通孔で構成されている場合の例で説明したが、貫通していない態様であってもよい。
例えば、図21に示す先端側固定部40Aのような態様でもよい。すなわち、先端側固定部40Aの先端側には、1対のフック固定部4bのみが設けられており、先端側固定部40Aの基端側の中心部に先端側固定部40Aの軸方向の中間部まで穿設された穴部40aが設けられている。この場合、支持体3の先端部には、穴部40aに嵌合する突起部100を設けておき、この突起部100を穴部40aに嵌合させることによって、支持体3と先端側固定部40Aとを機械的に締結することができる。
このような構成の場合、先端側固定部40Aの外径をより支持体3の外径に近づけたり、支持体3の外径以下に設定したりすることが可能となる。例えば、支持体3の外径がφ1.9mm、先端側固定部40Aの外径がφ2.0mm、といった寸法関係とすることができる。このように、支持体3の外径と先端側固定部40Aの外径を略等しくすることによって、支持体3の外径に合わされた負電極5A、正電極5Bと先端側固定部40Aとの外径の差に起因する負電極5A、正電極5Bと血管内壁との隙間を縮小でき、確実な電気刺激を伝達することができる。
また、上記の説明では、先端側固定部4A、基端側固定部4Bの外形が円形の場合の例で説明したが、先端側固定部4A、基端側固定部4Bの外形は円形には限定されない。
例えば、図22に示す先端側固定部41A、基端側固定部41Bのように、電極露出面5aが向く方向が短径となる外形が楕円の筒形状を採用してもよい。先端側固定部41A及び基端側固定部41Bの長径方向には、上記の説明と同様なフック固定部4bをそれぞれ設けることができる。
この場合、先端側固定部41A及び基端側固定部41Bの短径を支持体3の外径と近い大きさとすることにより、支持体3との段差を低減できるため、支持体3の外径に合わされた負電極5A、正電極5Bと先端側固定部41A及び基端側固定部41Bとの段差に起因する負電極5A、正電極5Bと血管内壁との隙間を縮小でき、確実な電気刺激を伝達することができる。
また、上記の各実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で、組み合わせを変えたり、削除したりして実施することができる。
1、11、12、13、14、15、16、17、21 電極刺激リード(電気刺激電極組立体)
2、22 被覆部材
2a、2b、24a、24b、25a、25b 導線(導線部材)
3 支持体
3a 突起部
3b 線状突起
3c 周回突起
4A、40A、41A 先端側固定部
4B、41B 基端側固定部
5、54、55 電極部
5A、54A、55A 負電極(電極)
5B、54B、55B 正電極(電極)
5a、50a,51a、52a、54a、55a 電極露出面
6、60、62、63、64 電極付勢部材
6L、6R、61L、61R、62L、62R、63L、63R、64L、64R 固定フック
6a、6c、60a、60c 弧状アーム部(湾曲部、線状湾曲体)
6b、67b フック先端部(先端連結部)
6d、6e 固定端部
7、70、71 線状弾性体
8 被覆層
9 コネクタ(端子部)
V 血管
50、51、52 電極
52c、54c、55c 貫通孔
61 非対称電極付勢部材(電極付勢部材)
61R、61L U字状固定フック
61a 湾曲部
62A、62C 湾曲アーム部
62a、62c、62e、62g 弧状部(湾曲部)
62b、62f 屈曲部(U字状の屈曲形状)
63b 屈曲部
63a 先端連結部
64a 板状湾曲フック
65A、66A 先端側電極付勢部材(電極付勢部材)
65B、66B 基端側電極付勢部材(電極付勢部材)
66R、66L アーム状固定フック
66b 球状接触部
67 電極支持体部
67L、67R 電極付き固定フック
67a、67c 弧状支持体
73 コイル導線(電極付勢部材、導線部材)
80、81 被覆チューブ(支持体)
CL 切開部
PN 横隔神経
V 血管
上大静脈(血管)
VN 迷走神経
血管内壁

Claims (7)

  1. 血管内に挿入され、該血管の内壁を通して電気刺激を与える電極と、
    該電極の一部を電極露出面として表面に露出させた状態で支持する電気絶縁性の支持体と、
    該支持体内で前記電極に電気的に接続され、前記支持体の外部に延出された導線部材と、
    前記血管内に挿通可能な線状とされ、一端部が前記支持体に接続され、該支持体から延出された前記導線部材を絶縁状態を保って内部に挿通させ、他端部に導く被覆部材と、
    該被覆部材の前記他端部に導かれた前記導線部材と電気的に接続され、電気刺激を発生させる刺激発生装置と接続可能に設けられた端子部と、
    前記支持体に接続され、該支持体から露出された前記電極を前記血管の内壁に付勢する電極付勢部材と、
    を備え
    前記支持体は、
    前記被覆部材の前記一端部から前記被覆部材の軸線方向に沿って延ばして設けられ、
    前記電極付勢部材は、
    前記支持体の延在方向において前記電極露出面を間に挟む位置で前記支持体と接続されているとともに、
    前記支持体の前記延在方向から見て前記電極露出面を間に挟む位置で前記支持体の側面に固定され、かつ前記支持体の前記延在方向から見て前記電極露出面が形成された方向が凸となる弧状をなして前記支持体の両側方に延ばされ、前記血管の内壁の周方向に沿って湾曲可能な湾曲部を有する弾性体を備え、
    該弾性体は、
    前記湾曲部が前記支持体の延在方向に離間して配置された複数の線状湾曲体から構成され、前記複数の線状湾曲体の各先端を前記支持体の延在方向に連結する線状の先端連結部を備え
    電気刺激電極組立体。
  2. 前記先端連結部は、
    前記複数の湾曲部が整列する湾曲面から湾曲の径方向外側に突出するように屈曲されたことを特徴とする請求項に記載の電気刺激電極組立体。
  3. 前記湾曲部は、
    中間部にU字状の屈曲形状を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電気刺激電極組立体。
  4. 前記支持体は、
    前記電極露出面の裏面側から見たときに、前記電極の全体を覆い隠す形状に設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気刺激電極組立体。
  5. 前記支持体は、
    前記電極露出面の外縁部に対して電気絶縁性を有する壁部となる突起部を備えることを特徴とする請求項に記載の電気刺激電極組立体。
  6. 前記血管の内壁を通して電気刺激を与える第2の電極と、
    該第2の電極の一部を電極露出面として表面に露出させた状態で支持する電気絶縁性の第2の支持体と、
    該第2の支持体内で前記第2の電極に電気的に接続され、前記第2の支持体の外部に延出された第2の導線部材と、
    を備え、
    前記第2の電極、前記第2の支持体、および前記第2の導線部材が、前記電極付勢部材に設けられたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気刺激電極組立体。
  7. 前記弾性体は、
    導電性を有する材料からなり、前記第2の導線部材を兼ねることを特徴とする請求項に記載の電気刺激電極組立体。
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