JP6516249B2 - 神経刺激システム - Google Patents
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Description
この種の神経刺激システムとしては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。神経刺激システムは、リード本体(リード部)と、リード本体の先端部に設けられたリードアンカー(固定部)を備えている。
リード本体は柔軟に形成されていて、通常は円形断面を有する。リード本体は、個別のワイヤ、コイル、またはケーブルを含む複数の導体を具備している。導体は、例えば、シリコーン、ポリウレタン、エチレン−テトラフルオロエチレン、または別の生体適合性絶縁ポリマーなどの絶縁体で成形することができる。
リード本体に沿って、1つ以上の電極(電極部)が配置されている。
リードアンカーは、神経、筋肉などである刺激の標的に電極の向きを合わせるように、血管内で回転させることができる。さらに、血管壁を越えて隣接する刺激すべき神経または筋肉に対する電極による最大または適切な電気刺激しきい値が達成されるまで、リード本体をさらに回転させたり、位置合わせしたりすることができる。
一般的に、神経刺激システムでは、頸部などの血管に挿入する部分で一点、血管内で一点と、合計二点で患者に固定されると推測される。ここで問題となるのが、患者が起きている間には首や腕を動かしたり、寝ている間に寝返りをうったりすることなどによる体動である。この体動によって、血管の走行形状の変化や伸びなどが発生し、リード部も引張り力や押込み力を受けることになる。これによって、血管に対して固定部が移動してしまうことが危惧される。
これを避けるためには、リード部を軟らかくしたり、リード部を螺旋構造にしたりすることによって、体外からの外力を吸収することが有効である。しかしながら、リード部の基端部を移動させても、柔らかいリード部が基端部の移動を吸収してしまいリード部の先端部が移動しにくくなり、リード部の操作性が低下してしまう。
本発明の神経刺激システムは、弾性を有する材料で形成され、弾性的に変形された状態で血管内に留置されることで前記血管の内面を付勢する固定部と、前記固定部に設けられた少なくとも一対の電極部と、線状に形成され先端部が前記固定部に取付けられたリード部と、前記リード部が挿通され、前記リード部の前記先端部および前記固定部の少なくとも一方に設けられた係合部と前記リード部の軸線方向および前記軸線周りに係合可能な被係合部が先端部に設けられたシース部と、前記シース部に設けられ、前記シース部と前記リード部との間を水密に封止する封止部材と、を備え、前記リード部の前記先端部よりも基端側には、自身が変形しても前記血管に対して前記固定部を移動させない大きさの弾性力しか伝達しない軟性領域が設けられ、前記シース部は、前記シース部の先端部を構成し、前記被係合部が設けられたシース先端部と、前記シース先端部よりも基端側に配置されたシース本体部と、を有し、前記シース本体部は、前記シース本体部を周方向に引張り、前記軸線方向に裂いて前記シース本体部の長手方向の少なくとも一部に本体側切れ目を形成することで、前記本体側切れ目を通して前記シース本体部の外部に前記リード部を取出し可能であることを特徴としている。
以下、本発明に係る神経刺激システムの第1実施形態を、図1から図15を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率を調整している。
図1に示すように、本神経刺激システム1は、弾性を有する材料で形成された固定部10と、固定部10に設けられた一対の電極部20と、線状に形成され先端部41が固定部10に取付けられたリード部40と、リード部40が挿通されたシース部50と、シース部50とリード部40との間を水密に封止するOリング(封止部材、図7参照)60と、リード部40の基端部に取付けられた刺激供給装置であるパルスジェネレータ70とを備えている。
ワイヤの周囲に被膜12を付けることで、ワイヤの外周面の滑らかさを向上させ、ワイヤに血栓低減効果や絶縁性を付与することができる。被膜12には、例えばポリウレタン樹脂やポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。被膜12の厚さは、例えば50〜500μm(マイクロメートル)である。なお、ワイヤに被膜12を設けなくてもよい。
固定部10の重力以外の外力を加えない自然状態での外径は、上大静脈の内径よりも大きなφ20〜40mm程度である。
各付勢部11を軸線C周りに等角度ごとに配置すると、固定部10の良好な操作性が得られる。しかしながら、例えば特定の生体構造によりフィットさせるなどの理由で、各付勢部11を軸線C周りに等角度ごとに配置しなくてもよい。
電極部20とワイヤとの間には図示しない絶縁性の仕切り被膜が存在し、ワイヤと電極部20とが電気的に絶縁されている。電極部20は、例えば仕切り被膜上に環状形成され、電極部20を覆う被膜12の一部を除去して露出させることで形成される。すなわち、後述するように血管内に固定部10を留置したときに、電極部20は血管内で露出している。
この際、付勢部11における軸線Cとは反対側に電極部20が露出するように形成するなど、電極部20を設ける位置に方向性を持たせることも可能である。電極部20の露出面積は、例えば1〜5mm2程度である。一対の電極部20は、付勢部11の長手方向に沿って例えば3〜20mm程度の間隔を空けて配置される。
先端部41と軟性領域42とでは硬さが異なり、軟性領域42よりも先端部41の方が硬い。先端部41は、上大静脈P1などの血管に対して固定部10を、前述の摩擦力に抗して移動させる大きさの弾性力を伝達させる硬さである。なお、ここで言う血管に対する固定部10の移動とは、血管の長手方向に沿う移動と、血管の長手方向周りの移動(回転)の両方を意味する。一方で、軟性領域42は、自身が変形しても血管に対して固定部10を移動させない大きさの弾性力しか伝達しない硬さの領域である。
具体的には、JIS K7215に従い、タイプDデュロメータを用いて測定したショア硬さ(以下、「ショア硬さ(D)」と略して示す)は、先端部41では押込み操作(プッシュビリティ)および回転操作に対する十分な硬さを有する50以上であり、55以上70以下であることがより好ましい。軟性領域42のショア硬さ(D)は、20以上40以下であり、十分に軟らかいものである。軟性領域42のショア硬さ(D)は30以下であることがより好ましい。
先端部41と軟性領域42、軟性領域42と硬性領域43の接合は、公知の接着剤による接着や、熱溶着、超音波溶着などを適宜選択して用いることができる。
なお、軟性領域42の軸線C方向の長さが100mm程度あれば、最低限外力を吸収できることを確認している。
リード部40が全長に渡り硬い場合、留置後に体動などの患者の動きによる外力が、血管内の所望の位置に設置した固定部10に伝わり、固定部10の位置移動が生じる。位置移動が生じると、神経を刺激する効果が低減、もしくは消失する恐れがある。
先端部41には、基端側の外径が縮径されることで縮径部41aが形成されている。縮径部41aの軸線Cに直交する断面は、正方形状である。縮径部41aの先端には、軸線Cに直交する突き当て面41bが全周にわたり形成されている。
先端部41には、軸線C方向に延びる貫通孔41cが形成されている。貫通孔41cの軸線Cに直交する断面は、円形である。先端部41の貫通孔41cには、電気配線14が挿通されている。
先端部41の縮径部41aおよび突き当て面41bで、係合部41eを構成する。
なお、図4中にはリード部40の係合部41eに係合する、シース部50の後述する被係合部51dを二点鎖線で示している。
図6に示すように、硬性領域43には軸線C方向に延びる管路43aが形成されている。硬性領域43の管路43aには、電気配線14が挿通されている。
なお、リード部40の外面に任意の被膜を施すことで、抗血栓性や摺動性を付与しても良い。リード部40の引っ張り強度を高めるために、先端部41の貫通孔41c、軟性領域42の管路42a、及び硬性領域43の管路43aに、金属ワイヤ等のテンションメンバを挿通してもよい。
図1及び5に示すように、シース先端部51の先端部の軸線Cに直交する断面は正方形の縁部状に形成されている。シース先端部51の基端部の軸線Cに直交する断面は、円形の縁部状に形成されている。シース先端部51の先端部の内径は、リード部40の縮径部41aの外径よりもわずかに大きい。シース先端部51の外周面には、軸線Cに平行に延びる溝部51aがシース先端部51の全長にわたり形成されている。溝部51aは、シース先端部51の外周面からシース先端部51の内周面側に凹むように形成されている。より詳しくは、溝部51aは、シース先端部51の内周面に近づくにしたがって、幅(シース部50の周方向の長さ)が狭くなるように形成されている。溝部51aは、シース先端部51に軸線Cを挟んで一対形成されている。
図4に示すように、シース先端部51の先端面51cは、先端部41の突き当て面41bに軸線C方向の先端側に係合可能である。シース先端部51の先端部の内周面51b、及び先端面51cで、被係合部51dを構成する。
シース先端部51及び接続部材54は、例えばポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などの生体適合性を有する材料で一体に形成されている。接続部材54の溝部54aは、シース先端部51の溝部51aに連なっている。
ハブ55の段部55aには接続部材54の基端部が取付けられ、ハブ55と接続部材54とが図示しない接着剤等により接合されている。ハブ55の溝部55bは、接続部材54の溝部54aに連なっている。接続部材54の溝部54a、ハブ55の溝部55bは、シース先端部51の溝部51aと同様に形成されている。シース先端部51の溝部51a、接続部材54の溝部54a、及びハブ55の溝部55bで、シース溝部50aを構成する。この例では、シース部50にはシース溝部50aが一対形成されている。
シース部50内にステンレスやタングステンを用いた金属ブレードを封入し、シース部50の剛性を向上させたり、耐キンク性を向上させたりしてもよい。この場合、シース溝部50aを避けるように金属ブレードを配置して、後述するようにシース部50を周方向に引張り軸線C方向に裂けるようにする。シース部50は、硬性領域43と同一の硬さか硬性領域43よりも硬くすることが好ましい。
シース部50は、リード部40の外に(リード部40を囲うように)配置されていて、リード部40に対して軸線C方向に摺動可能である。
リード部40は、Oリング60との間を水密に保ったままシース部50に対して軸線C方向に移動することができる。Oリング60は血液の逆流を防ぐ。
この例では、パルスジェネレータ70からリード部40が取外せない。
まず、術者は、患者(生体)の体外において図4に示すようにリード部40の係合部41eにシース部50の被係合部51dを軸線C方向および軸線C周りに係合させる(ステップS10)。より詳しくは、係合部41eに対して被係合部51dを軸線C周りの両側にそれぞれ係合させ、係合部41eに対して被係合部51dを先端側に係合させる。Oリング60の孔内ではリード部40が摺動可能であるため、リード部40に対してシース部50を軸線C方向及び軸線C周りに移動させることができる。
図10に示すように、患者Pの図示しない頸部近傍の皮膚を小切開して開口を形成する。この開口に、公知のイントロデューサやダイレータ(不図示)を設置し、内頚静脈(血管)P5にイントロデューサの先端部を挿入する。
Oリング60によりシース部50とリード部40との間が封止されているため、血液などの体液がシース部50とリード部40との間を通して体外に流れ出ることはない。
一対の電極部20は、付勢部11における軸線Cとは反対側に露出するように形成されているため、各電極部20が上大静脈P1の血管壁P2(図2参照)側に向くように配置され、各電極部20を血管壁P2に確実に接触させることができる。
電極部20が上大静脈P1内の血液に接触するのを抑え、後述するように一対の電極部20間に印加した電気的刺激が血液側に漏洩するのを抑制することができる。
図10に示すように、この上大静脈P1に隣接して迷走神経(神経組織)P6が併走している。
以上の手順により、上大静脈P1に対する固定部10の位置および向きを決める。
リード部40に対してシース部50の基端部を基端側に移動させて(引き戻して)、リード部40の係合部41eとシース部50の被係合部51dとの係合を解除させる(ステップS16)。シース先端部51の先端面51cは、先端部41の突き当て面41bに軸線C方向の基端側には係合しない。このため、リード部40に対してシース部50を引き戻すことで、係合部41eと被係合部51dとの係合が容易に解除される。
シース部50を引き戻すときに、リード部40を押込む操作を織り交ぜると、固定部10の位置ずれを防ぎ、固定部10の位置を確実に保持することができる。
本体側切れ目52aは、シース本体部52の外周面から内周面まで形成されている。先端側切れ目51eは、シース先端部51の外周面から内周面まで形成されている。
シース部50の本体側切れ目52aおよびシース先端部51の先端側切れ目51eを通して、シース部50の外部にリード部40を取出す(ステップS18)。このようにして、シース部50をピールオフする。
リード部40のたるませ方は、不規則な形状で構わないが、螺旋形状のように規則的な形状でも構わない。リード部40のたるませ量(長さ)としては、外力を吸収するのに十分な長さが好ましく、例えば50mm程度以上たるませれば良い。
神経刺激システム1の上大静脈P1内への留置が完了したら、イントロデューサを除去する。
この後で、開口を縫合するなど適切な処置を行い、一連の手技を終了する。
上大静脈P1に対して固定部10を位置決めしたら、係合部41eと被係合部51dとの係合を解除させる。このようにすることで、患者Pの体動によりリード部40が動いた場合でも、リード部40の軟性領域42が伝達された力を低減させるため、上大静脈P1に対して一対の電極部20が動くのを抑えることができる。
これに対して本実施形態の神経刺激システム1では、シース部50を周方向に引張り軸線C方向に裂ける構成とすることで患者の快適性を損なうことなく、リード部40の柔軟な軟性領域42を露出して患者Pの体動を吸収することで、固定部10の移動を防止することができる。
このように、固定部10との係合および分離が可能なシース部50を用いることで、固定部10を容易に操作し、かつ柔軟な状態で留置が可能な神経刺激システム1を提供することができる。
ハブ71は、本実施形態のハブ55よりも外径および内径が大きく形成されている。ハブ71の外周面には、前述の溝部55bが形成されている。
接続部材54の基端面には、接続部材54の外周面から内周面まで達する切欠き54bが形成されている。接続部材54において、切欠き54bは溝部54aに連なっている。
このように構成された神経刺激システム1Aによれば、一対の取っ手72を把持してハブ71を溝部55bから裂くことで、ハブ71が裂きやすくなる。ハブ71を裂くと、裂かれたハブ71により接続部材54が切欠き54bや溝部54aから裂かれる。
シース本体部52の長手方向の全長にわたり本体側切れ目52aを形成するとしたが、本体側切れ目52aはシース本体部52の長手方向の少なくとも一部に形成されればよい。
また、シース部の先端に切欠きを設けて、シース部の先端とリード部40の先端部41とが係合し、軸線C周りのトルクを伝達する方法でも良い。
シース部50にはシース溝部50aが一対形成されているとしたが、シース部50に形成されるシース溝部50aの数は特に限定されず、1つでもよいし3つ以上でもよい。
次に、本発明の第2実施形態について図16から図18を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図16及び17に示すように、本実施形態の神経刺激システム2が備えるシース部80は、第1実施形態のシース部50のシース先端部51に代えてシース先端部81を備えている。
シース先端部81は、軸線C方向に見たときにU字形に形成された係合片82、83を互いの凹部を対向させるように配置させて構成されている。係合片82、83は、接続部材54よりも硬い金属や樹脂材料で形成されている。係合片82、83の先端面82a、83a、及び内周面82b、83bで被係合部81aを構成する。シース先端部81と接続部材54とは、接着や一体成形などにより接合される。
このように構成されたシース部80Aは、血管内からシース部80Aの全体を取出し、シース本体部52を引き裂いてシース本体部52をシース先端部86から分離する。このとき、シース先端部86を引き裂くことはできず、リード部40からシース先端部86を取外すことはできない。しかし、シース先端部86の軸線C方向の長さは短いため、シース先端部86が体外に出たとしてもリード部40の柔軟さを損ねることはない。
次に、本発明の第3実施形態について図19を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図19に示すように、本実施形態の神経刺激システム3は、第1実施形態のシース部50のハブ55に代えてリード部保持機構96を有している。なお、接続部材54およびリード部保持機構96でシース本体部91を構成し、図示しないシース先端部51およびシース本体部91でシース部90を構成する。すなわち、リード部保持機構96はシース本体部91の基端側に配置されている。
本体97における凹部97aよりも先端側、基端側には、本体97の管路に連通する側孔97b、97cがそれぞれ形成されている。側孔97cには、図示しない雌ネジ部が形成されている。本体97の内周面の側孔97cに対向する位置には、本体97の内周面から側孔97c側に突出した受け部97dが設けられている。
本体97の外周面には、軸線Cに平行に延びる溝部97fが本体97の外周面の全長にわたり形成されている。本体97の溝部97fは、接続部材54の溝部54aに連なっている。
本体97は、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)やPC(ポリカーボネート樹脂樹脂)などで形成することができる。
本体97は接続部材54に接着剤などで固定されている。
側孔97cの雌ネジ部には、ネジ部材100が螺合している。ネジ部材100が雌ネジ部に螺合する長さを長くすることで、本体97の管路に挿通されたリード部40が、ネジ部材100の先端と受け部97dと間で挟持される。これにより、リード部保持機構96は、本体97に対するリード部40の位置を軸線C方向に保持する。
ネジ部材100が雌ネジ部に螺合する長さを短くする(ネジ部材100を緩める)ことで、リード部40の保持が解除される。
次に、本発明の第2実施形態について図20を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図20に示すように、本実施形態の神経刺激システム4は、第1実施形態のシース部50のハブ55に代えて封止力調整機構116を有している。なお、接続部材54および封止力調整機構116でシース本体部111を構成し、図示しないシース先端部51およびシース本体部111でシース部110を構成する。すなわち、封止力調整機構116はシース本体部111の基端側に配置されている。
小径部117bと大径部117aとの間には段部117cが形成され、大径部117aの基端部には、図示しない雌ネジ部が形成されている。
本体117における段部117cよりも先端側には、本体117の管路に連通する側孔117dが形成されている。
本体117の外周面には、軸線Cに平行に延びる溝部117fが本体117の外周面の全長にわたり形成されている。本体117の溝部117fは、接続部材54の溝部54aに連なっている。
本体117は、本体97と同一の材料で形成することができる。
Oリング60は、段部117cに配置されている。大径部117aの雌ネジ部には、筒状に形成された押圧部材119の外周面に形成された雄ネジ部119aが螺合している。押圧部材119の基端部には、フランジ119bが設けられている。フランジ119bを把持することで、押圧部材119が操作しやすくなる。
Oリング60および押圧部材119内には、リード部40が挿通されている。
係合部41eと被係合部51dとの係合を解除するときには、押圧部材119を緩めるとリード部40に対してOリング60が軸線C方向に移動しやすくする。
Oリング60によるリード部40の締め付け力を変えることができるので、リード部40上でのシース部110の移動操作をより抵抗の少ない状態で操作することが可能となる。
例えば、前記第1実施形態から第4実施形態では、固定部10は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
図22に示す固定部140は、絶縁性および弾性を有する樹脂などで形成された、いわゆるステント状(円筒状)の付勢部材141を有している。付勢部材141の側面には、多数の孔141aが形成されている。この付勢部材141を縮径させた状態で上大静脈P1内に配置することで、上大静脈P1に固定部140を位置決めする。
図24に示す固定部160では、第1実施形態の固定部10の各構成に加えて、各付勢部11の先端側に、先端側に向かって突出する針部161を設けるとともに、各付勢部11の基端側に、基端側に向かって突出する針部162を設けている。このように構成された固定部160では、血管壁P2を針部161、162で穿刺することで、上大静脈P1に固定部160を位置決めすることができる。
リード部40の硬性領域43の基端部に、パルスジェネレータ70に着脱可能に接続するためのコネクタを備えてもよい。このコネクタには、例えば公知のIS−1コネクタやその他の防水型コネクタなどを用いてもよい。この場合、パルスジェネレータ70にコネクタが接続されると、一対の電気配線14を介して電極部20間に電気的刺激が発生する。
前記実施形態では、リード部40は、先端部41、軟性領域42および硬性領域43を有し、互いに硬さが異なる2種類の材料で形成されているとした。しかし、リード部が全て軟性領域と同一の材料で形成されていてもよいし、リード部が互いに硬さが異なる3種類以上の材料で形成されていてもよい。
一対の電極部20が、互いに異なる付勢部11に設けられていてもよい。
本実施形態の神経刺激システムは、例えば心臓ペーシングリードなどにも使用できる。
(付記項1)
弾性を有する材料で形成され、弾性的に変形された状態で血管内に留置されることで前記血管の内面を付勢する固定部と、
線状に形成され先端部が前記固定部に取付けられたリード部と、
前記リード部が挿通され、前記リード部の前記先端部および前記固定部の少なくとも一方に設けられた係合部と前記リード部の軸線方向および前記軸線周りに係合可能な被係合部が先端部に設けられたシース部とを備え、前記リード部の前記先端部よりも基端側には、自身が変形しても前記血管に対して前記固定部を移動させない大きさの弾性力しか伝達しない軟性領域が設けられた神経刺激システムを生体内に留置する神経刺激システムの留置方法であって、
前記係合部に前記シース部の前記被係合部を係合させ、
前記血管内に弾性的に変形させた前記固定部を挿入し、
前記シース部の基端部を操作することで、前記固定部を前記軸線方向に押込んだり、前記軸線周りに回転させたりし、
前記シース部を引き戻して、前記係合部と前記シース部の前記被係合部との係合を解除させ、
前記生体内から前記シース部の全体を取出す神経刺激システムの留置方法。
10、130、140、150、160 固定部
20 電極部
40 リード部
41 先端部
41e 係合部
42 軟性領域
50、50A、80、80A、90、110 シース部
51、81、86 シース先端部
51d 被係合部
51e 先端側切れ目
52、91、111 シース本体部
52a 本体側切れ目
60 Oリング(封止部材)
96 リード部保持機構
97g 保持側切れ目
116 封止力調整機構
117g 封止側切れ目
C 軸線
P1 上大静脈(血管)
P5 内頚静脈(血管)
Claims (2)
- 弾性を有する材料で形成され、弾性的に変形された状態で血管内に留置されることで前記血管の内面を付勢する固定部と、
前記固定部に設けられた少なくとも一対の電極部と、
線状に形成され先端部が前記固定部に取付けられたリード部と、
前記リード部が挿通され、前記リード部の前記先端部および前記固定部の少なくとも一方に設けられた係合部と前記リード部の軸線方向および前記軸線周りに係合可能な被係合部が先端部に設けられたシース部と、
前記シース部に設けられ、前記シース部と前記リード部との間を水密に封止する封止部材と、
を備え、
前記リード部の前記先端部よりも基端側には、自身が変形しても前記血管に対して前記固定部を移動させない大きさの弾性力しか伝達しない軟性領域が設けられ、
前記シース部は、
前記シース部の先端部を構成し、前記被係合部が設けられたシース先端部と、
前記シース先端部よりも基端側に配置されたシース本体部と、
を有し、
前記シース本体部は、前記シース本体部を周方向に引張り、前記軸線方向に裂いて前記シース本体部の長手方向の少なくとも一部に本体側切れ目を形成することで、前記本体側切れ目を通して前記シース本体部の外部に前記リード部を取出し可能であることを特徴とする神経刺激システム。 - 前記シース部は、
管状に形成されて前記シース本体部の基端側に配置され、前記リード部を前記軸線方向に保持するとともにこの保持を解除可能なリード部保持機構を有し、
前記リード部保持機構は、前記リード部保持機構を周方向に引張り、前記軸線方向に裂いて前記リード部保持機構の長手方向の全長にわたり保持側切れ目を形成することで、前記保持側切れ目を通して前記リード部保持機構の外部に前記リード部を取出し可能であることを特徴とする請求項1に記載の神経刺激システム。
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