JP5608812B2 - 電気刺激と神経調節の両方のための出力回路 - Google Patents
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Description
神経信号での活動に応答して切迫心不整脈の状態を検出する装置は、米国特許第5658318号明細書「Method and Apparatus for Detecting a State of Imminent Cardiac Arrhythmia in Response to a Nerve Signal from the Autonomic Nerve System to the Heart and for Administrating Anti−Arrhythmia Therapy in Response Thereto」に記載されている。患者の炎症過程を調節するために、患者の神経を刺激しながら、患者の心臓を刺激する技術は、米国特許出願公開第2004/172075号明細書「Method and System for Vagal Nerve Stimulation with Multi−Site Cardiac Pacing」に記載されている。
例15では、例1〜14のいずれか1つの定電流神経刺激回路は、任意選択で、プログラム可能な電圧基準回路を含み、定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する。
例17では、例16の容量性ディバイダ回路は、任意選択で、容量性デジタル・アナログ変換器(DAC)回路を含み、電圧基準は、容量性DACによってプログラム可能である。
例20では、例18または19の方法は、任意選択で、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出によって生じる後電位を消散させるために、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出後で、かつ、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出と反対の方向にペーシング刺激および神経刺激を送出することを含む。
典型的なCFMデバイスは、CFMペーシング治療と神経刺激治療の両方を提供することができない。図6は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷603に提供するデバイス回路600の実施例の所定部分の図である。負荷603の実施例は、とりわけ、患者または被検者の心筋の特定のエリアおよび神経系の特定のエリアを含む。
図9は、心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷903に提供するデバイス回路900のさらに別の実施例の所定部分の図である。図6〜8の実施例の場合と同様に、エネルギー供給部905は、電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ901に事前充電する。回路経路は、キャパシタ910から負荷903を通してペーシング刺激および神経刺激用のエネルギーを提供する。回路経路は、第1および第2の埋め込み型電極に接続可能な第1のポート960および第2のポート962を含み、キャパシタ910は、第1のポート960に通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である。制御回路925は、ペーシング/神経スイッチ940の状態を変えることなどによって、ペーシング刺激または定電流神経刺激の送出を選択的にイネーブルする。キャパシタ910は、ペーシング/神経スイッチ940を閉鎖することによって回路経路に切換え可能でありうる。
いくつかの実施例では、方法1100は、回路経路上でペーシング刺激および定電流神経刺激の極性を反転させることを含む。ある実施例では、極性は、回路経路を変更するスイッチネットワークを使用して反転される。いくつかの実施例では、方法1100は、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出後で、かつ、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出と反対の方向に、回路経路を使用してペーシング刺激および神経刺激を送出することを含む。治療の反対極性を有するこのエネルギーは、ペーシング刺激および定電流神経刺激の送出から生じる後電位を消散する。
上述した説明は、詳細な説明の一部を形成する添付図面に対する参照を含む。図面は、例証として、本発明が実施されうる特定の実施形態を示す。これらの実施形態はまた、本明細書で「実施例」とも呼ばれる。こうした実施例は、示し述べた要素以外の要素を含みうる。しかし、本発明は、示し述べる要素だけがそこで提供される実施例も想定する。
付記
[付記1]
心臓ペーシング治療と神経刺激治療の両方を負荷に送出するための装置であって、
電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタと、
前記キャパシタから前記負荷を通してペーシング刺激を提供する回路経路と、
前記負荷を通して神経刺激を提供するために回路経路に入るように切換え可能であり、かつ前記負荷を通して前記ペーシング刺激を提供するために回路経路から外れるように切換え可能である定電流神経刺激回路と、
前記ペーシング刺激または前記定電流神経刺激の送出を選択的にイネーブルするように構成された制御回路と
を備える装置。
[付記2]
前記負荷に接触する埋め込み型電極に通信可能に結合するように構成された第1のポートと、
前記第1のポートに通信可能に結合された第1のスイッチ回路と
を備え、
前記定電流神経刺激回路は、定電流源を含み、
前記回路経路は、前記第1のスイッチ回路を介して前記第1のポートに接続可能な回路ノードを含み、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび前記定電流源は、前記回路ノードに切換え可能である、付記1に記載の装置。
[付記3]
前記制御回路に通信可能に結合された第2のスイッチ回路を備え、
定電流源は、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび回路ノードに直列に配列され、
前記第2のスイッチは、前記ペーシング刺激の送出が、前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流源をバイパスするように構成される、付記1および2のいずれか1項に記載の装置。
[付記4]
前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取る再充電キャパシタと、
前記再充電キャパシタに通信可能に結合されたスイッチネットワークと
を備え、
前記スイッチネットワークは、前記再充電キャパシタから前記負荷を通して電荷回復刺激を提供するように前記回路経路を変更するように構成され、前記電荷回復刺激は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する、付記1〜3のいずれか1項に記載の装置。
[付記5]
第2の埋め込み型電極に結合されるように構成された第2のポートを備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第1のポートに通信可能に結合された第3のスイッチと、
前記再充電キャパシタおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第4のスイッチと
を含み、
前記制御回路は、前記第1および第2のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第3および第4のスイッチが、前記第1のポートから前記第2のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能するように構成されている、付記4に記載の装置。
[付記6]
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第4のスイッチが、前記第2のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記5に記載の装置。
[付記7]
前記スイッチネットワークは、前記制御回路に通信可能に結合され、前記制御回路は、前記ペーシング刺激、前記神経刺激、および前記電荷回復刺激のうちの1つまたは複数の極性を選択的に反転させるように構成されている、付記4に記載の装置。
[付記8]
第2の埋め込み型電極に結合されるように構成された第2のポートを備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第5のスイッチと、
前記第1のポートおよび前記再充電キャパシタおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第6のスイッチと
を含み、
前記制御回路は、前記第1および第2のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第5および第6のスイッチが、前記第2のポートから前記第1のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能にするように構成されている、付記7に記載の装置。
[付記9]
前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第6のスイッチが、前記第1のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記8に記載の装置。
[付記10]
前記定電流源は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含み、前記プログラム可能な電流ミラーは、前記回路ノードに切換え可能である、付記2〜9のいずれか1項に記載の装置。
[付記11]
前記負荷に接触する第1の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第1のポートと、
前記負荷に接触する第2の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第2のポートと
を備え、
前記回路経路は、前記第1のポートおよび前記第2のポートを含み、
前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタは、前記第1のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能であり、
前記定電流神経刺激回路は定電流シンクを含み、
前記定電流シンクは、前記第2のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である、付記1に記載の装置。
[付記12]
前記制御回路に通信可能に結合されたスイッチ回路を備え、
前記定電流シンクは、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ、前記第1のポート、および前記第2のポートに直列に配列され、
前記スイッチ回路は、前記ペーシング刺激が前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流シンクをバイパスするように構成されている、付記11に記載の装置。
[付記13]
前記スイッチ回路に通信可能に結合し、前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取るように構成された再充電キャパシタを備え、
前記制御回路は、前記スイッチ回路が、前記再充電キャパシタから前記第2のポートへ、および前記負荷を通して、電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、付記12に記載の装置。
[付記14]
前記定電流神経刺激回路は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む、付記1〜9および11〜13のいずれか1項に記載の装置。
[付記15]
前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準回路を含み、前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する、付記1〜9および11〜14のいずれか1項に記載の装置。
[付記16]
前記プログラム可能な電圧基準を生成するように構成された容量性ディバイダ回路を含む、付記15に記載の装置。
[付記17]
前記容量性ディバイダ回路は、容量性デジタル・アナログ変換器(DAC)回路を含み、前記電圧基準は、前記容量性DACによってプログラム可能である、付記16に記載の装置。
[付記18]
機械可読媒体であって、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、
埋め込み型医療デバイス(IMD)のエレクトロニクスユニットの回路経路を使用してペーシング刺激を送出することであって、前記回路経路は負荷を通して前記ペーシング刺激を提供する、前記送出すること、
回路経路に入るように定電流神経刺激を切換えて、前記負荷を通して神経刺激を送出すること、
回路経路から外れるように前記定電流神経刺激を切換えて、前記ペーシング刺激を送出すること
を含むオペレーションを実施させる命令を記憶する機械可読媒体。
[付記19]
前記命令は、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、前記回路経路上で前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の極性を反転させるさらなるオペレーションを実施させる、付記18に記載の機械可読媒体。
[付記20]
前記命令は、埋め込み型医療デバイスによって実施されると、前記埋め込み型医療デバイスに、
前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出後で、かつ、前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出と反対の方向に前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送出して、前記ペーシング刺激および前記定電流神経刺激の送出によって生じる後電位を消散させるさらなるオペレーションを実施させる、付記18または19に記載の機械可読媒体。
Claims (14)
- 心臓ペーシング刺激治療と神経刺激治療の両方を負荷に送出するための装置であって、
電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ(610)と、
前記キャパシタ(610)から前記負荷(603)を通して心臓ペーシング刺激エネルギーを提供する回路経路と、
前記キャパシタから前記負荷を通して定電流神経刺激エネルギーを提供するために回路経路に入るように切換え可能であり、かつ前記負荷を通して前記心臓ペーシング刺激エネルギーを提供するために回路経路から外れるように切換え可能である定電流神経刺激回路(635)と、
前記心臓ペーシング刺激または前記定電流神経刺激のうちの一つの送出を選択的にイネーブルするように構成された制御回路(625)と
前記回路経路を介して前記ペーシング刺激および前記神経刺激からのエネルギーを受取る再充電キャパシタ(845)と、
前記再充電キャパシタに通信可能に結合されたスイッチネットワーク(885)と
を備え、
前記スイッチネットワークは、前記再充電キャパシタから前記負荷を通して電荷回復刺激を提供するように前記回路経路を変更するように構成され、前記電荷回復刺激は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の一方または両方の極性と反対の極性を有する、装置。 - 前記負荷に接触する埋め込み型電極に通信可能に結合するように構成された第1のポート(660)と、
前記第1のポートに通信可能に結合された第1のスイッチ回路(630A)と
を備え、
前記定電流神経刺激回路は、定電流源を含み、
前記回路経路は、前記第1のスイッチ回路を介して前記第1のポートに接続可能な回路ノード(665)を含み、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび前記定電流源は、前記回路ノードに切換え可能である、請求項1に記載の装置。 - 前記制御回路に通信可能に結合された第2のスイッチ回路(640)を備え、
定電流源は、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタおよび回路ノードに直列に配列され、
前記第2のスイッチは、前記ペーシング刺激の送出が、前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流源をバイパスするように構成される、請求項1および2のいずれか1項に記載の装置。 - 第2の埋め込み型電極に結合されるように構成された第2のポート(862)を備え、
前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第1のポートに通信可能に結合された第3のスイッチ(887)と、
前記再充電キャパシタおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第4のスイッチ(889)と
を含み、
前記制御回路は、前記第1および第2のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第3および第4のスイッチが、前記第1のポートから前記第2のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能するように構成されている、請求項2に記載の装置。 - 前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第4のスイッチが、前記第2のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項4に記載の装置。
- 前記スイッチネットワークは、
前記回路ノードおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第5のスイッチ(892)と、
前記第1のポートおよび前記再充電キャパシタおよび前記第2のポートに通信可能に結合された第6のスイッチ(894)と
を含み、
前記制御回路は、前記第1および第2のポートが前記負荷に通信可能に結合すると、前記第5および第6のスイッチが、前記第2のポートから前記第1のポートへ前記ペーシング刺激および前記神経刺激を送ることを可能にし、前記ペーシング刺激および前記神経刺激を使用して、前記再充電キャパシタの充電を可能にするように構成されている、請求項4に記載の装置。 - 前記制御回路は、前記ペーシング刺激および前記神経刺激の送出後に、前記第6のスイッチが、前記第1のポートに前記電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項6に記載の装置。
- 前記定電流源は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラー(880)を含み、前記プログラム可能な電流ミラーは、前記回路ノードに切換え可能である、請求項2〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記スイッチネットワークは、前記制御回路に通信可能に結合され、前記制御回路は、前記ペーシング刺激、前記神経刺激、および前記電荷回復刺激のうちの1つまたは複数の極性を選択的に反転させるように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記負荷(903)に接触する第1の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第1のポート(960)と、
前記負荷に接触する第2の埋め込み型電極に通信可能に結合されるように構成された第2のポート(962)と
を備え、
前記回路経路は、前記第1のポートおよび前記第2のポートを含み、
前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタは、前記第1のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能であり、
前記定電流神経刺激回路は定電流シンク(935)を含み、
前記定電流シンクは、前記第2のポートに通信可能に結合するために回路経路に入るように切換え可能である、請求項1に記載の装置。 - 前記制御回路に通信可能に結合されたスイッチ回路(950)を備え、
前記定電流シンクは、前記電気刺激エネルギー貯蔵キャパシタ、前記第1のポート、および前記第2のポートに直列に配列され、
前記スイッチ回路は、前記ペーシング刺激が前記制御回路によってイネーブルされると、前記定電流シンクをバイパスするように構成されている、請求項10に記載の装置。 - 前記制御回路は、前記スイッチ回路が、前記再充電キャパシタから前記第2のポートへ、および前記負荷を通して、電荷回復刺激を提供することを可能にするように構成されている、請求項11に記載の装置。
- 前記定電流神経刺激回路は、異なる振幅の定電流を提供するようにプログラム可能である電流ミラーを含む、請求項1〜7および9〜12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準回路を含み、前記定電流神経刺激回路は、プログラム可能な電圧基準に従って電流を調節する、請求項1〜7および9〜13のいずれか1項に記載の装置。
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