JP6632191B2 - 神経刺激電極 - Google Patents
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Description
この種の神経刺激電極としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。神経刺激電極は、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(留置部)を備えている。
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。
本発明の神経刺激電極は、血管に当接する当接面を有し、前記血管内に留置される留置部と、前記留置部に設けられた一対の電極部と、電気的刺激を発生する刺激発生装置と前記留置部とを接続するリード部とを備え、前記留置部は、弾性を有する材料で線状に形成され、前記リード部の軸線に交差する方向に向かって凸となるように湾曲した付勢部を有し、前記付勢部には、前記リード部の軸線から離間するにしたがって先端側に向かうように突出した凸部が設けられていることを特徴としている。
この神経刺激電極においては、ワイヤの外面を被覆する被覆部材をさらに備え、凸部が被覆部材の外面に形成されてもよい。
図1及び2に示すように、本実施形態の神経刺激電極1は、血管に当接する当接面15aを有し、血管内に留置される留置部10と、留置部10に設けられた一対の電極部20と、電気的刺激を発生するパルスジェネレータ(刺激発生装置)50と留置部10とを接続するリード部30と、留置部10の当接面15aに設けられた凹凸部40とを備えている。
なお、神経刺激電極1及びパルスジェネレータ50で、神経刺激システム2を構成する。以下では、リード部30に対する留置部10側を先端側、留置部10に対するリード部30側を基端側とそれぞれ称する。
付勢部13は、ワイヤ14と、ワイヤ14の外面を全周にわたり被覆する被膜(被覆部材)15とを有している。
ワイヤ14の外面には、ワイヤ14の軸線周りにワイヤ溝(溝部)14aがリング状に複数形成されている。複数のワイヤ溝14aは、ワイヤ14の軸線に沿って互いに離間するように形成されている。ワイヤ14のワイヤ溝14aは、例えば直線状のワイヤを切削することで設けることができるし、成形により設けることもできる。
ワイヤ溝14aは、ワイヤ14の軸線方向に広い範囲にわたり数多く形成されていることが好ましい。
ワイヤ14に一定の厚さの被膜15を付けることで、被膜15の外面(付勢部13の外面)である当接面15aに、被膜15の軸線周りにリング状の溝部15bが複数形成されている。被膜15の当接面15a及び複数の溝部15bで、前述の凹凸部40が構成される。
1本の被膜15には少なくとも1つの溝部15bが形成されるが、溝部15bは、被膜15の軸線方向に広い範囲にわたり数多く形成されていることが好ましい。
付勢部13の軸線方向の位置により溝部15bの幅を変えると、付勢部13の柔軟性に変化を持たせることができる。
各付勢部13を軸線C1周りに等角度ごとに配置すると、留置部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13を軸線C1周りに等角度ごとに配置しなくてもよい。
図3に示すように、電極部20は、円筒状に形成された金属片21の一部を被膜15から露出させることで形成されている。電極部20の露出面積は、例えば1〜3mm2程度である。一対の電極部20を、付勢部13における軸線C1とは反対側(血管壁側)に設ける等、電極部20を設ける向きに方向性を持たせてもよい。
金属片21は、例えば白金や白金イリジウム合金で形成されている。金属片21内には樹脂等の絶縁部材22を介してワイヤ14が挿通されている。ワイヤ14と絶縁部材22との間に空気層を含まないように、絶縁部材22は熱融着によりワイヤ14に溶融結合される。このように構成されることで、金属片21とワイヤ14とが短絡するのが防止される。
この例では、電極部20の外面20aと、被膜15の外面である当接面15aとは面一である。
電気配線23としては、図示はしないが耐屈曲性を有するニッケルコバルトクロム合金(35NLT20%Ag材、又は35NLT41%Ag材)からなる撚り線を、電気的絶縁材(例えば厚さ20μmのETFEやPTFEなど)で被覆したものを好適に用いることができる。電気配線23は、リード部30の内腔を通り、後述するコネクタ31まで到達する。
一対の電極部20は、例えば付勢部13に沿って3〜20mm程度の間隔を空けて配置される。
なお、一対の電極部20は互いに異なる付勢部13に設けられていてもよい。
外力が作用しない自然状態での留置部10の外径は、上大静脈の内径を上回る20〜40mm程度である。このため、留置部10が血管内に挿入されると、留置部10は血管壁により圧縮され、血管壁に対して反力である押圧力を発生させる。
コネクタ31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等を用いてもよい。リード部30の内腔には、前述の電気配線23が挿通されている。リード部30の引っ張り強度を高めるために、金属ワイヤ等のテンションメンバをリード部30の内腔に挿通してもよい。リード部30の寸法は、例えば外径は1〜2mm程度であり、長さは500〜800mm程度である。また、リード部30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よい。
具体的な波形としては、例えば周波数10〜20Hz、パルス幅50〜400msで、プラスの最大電流0.25〜10mAからマイナスの最大電流−0.25〜−10mAの間で電流が変化するものを挙げることができる。パルスジェネレータ50はこのようなバイフェージック波形を1分間あたり任意の秒数の間印加する。任意の秒数としては、例えば3〜10秒、集中的に印加したい場合には60秒等である。
パルスジェネレータ50がリード部30と接続されると、パルスジェネレータ50は前述の電気配線23を介して、留置部10に設けられた一対の電極部20に電気的に接続され、一対の電極部20に電気的刺激を伝導する。その際に、対となる電極部20の一方がプラス電極として作用し、他方がマイナス電極として作用する。
まず、術者は、図5に示す患者Pの図示しない頸部近傍を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)P1にイントロデューサの先端部を挿入する。
設置したイントロデューサを介して、内頚静脈P1内に留置部10を挿入する。このとき、留置部10をイントロデューサに挿入可能な外径まで弾性的に変形(縮径)させてから挿入する。挿入時には、X線透視下で神経刺激電極1の電極部20、及び留置部10のワイヤ14の位置を確認する。
このとき、図2中の一部拡大図に示すように、付勢部13の溝部15b内に上大静脈P2の血管壁P3が入り込む。
一対の電極部20は、付勢部13における軸線C1とは反対側に設けられているため、各電極部20が上大静脈P2の血管壁P3側に向くように配置され、各電極部20を血管壁P3に確実に接触させることができる。
この上大静脈P2に隣接して、図5に示す迷走神経P5が併走している。
留置部10を移動させながら、患者Pに取付けた心電計などにより心拍数を計測する。一対の電極部20が迷走神経P5に近づいて、対向するように配置され、一対の電極部20から迷走神経P5に印加される電気的刺激が最も大きくなったときに、患者Pの心拍数が最も低下する。術者は、心拍数が最も低下するように、すなわち、一対の電極部20が迷走神経P5側を向くように、留置部10を移動させる。
以上の手順により、上大静脈P2に対する留置部10の位置および向きを決める。
留置部10の上大静脈P2内への留置が完了したら、イントロデューサを除去する。
前述の一定期間が経過したら、パルスジェネレータ50を操作して電気的刺激の発生を停止させる。留置部10は容易に外径が変化するため、リード部30を引き戻すことで、頸部近傍の小さな開口からでも神経刺激電極1を抜去することができる。本神経刺激電極1の抜去のために、外科的な再手術は必要としない。
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。
凹凸部40が、被膜15の軸線周りにリング状に形成された溝部15bを有している。このため、上大静脈P2の長手方向周りよりも上大静脈P2の長手方向の位置ずれの方をより確実に抑えることができる。
上大静脈P2に対する一対の電極部20の位置が体動等により移動することで、電気的刺激の刺激効果が減少するのを防ぐことができる。
図6に示す留置部60のように、付勢部61が被膜を備えずにワイヤ14のみで構成されてもよい。ワイヤ14の軸線C1に沿う中間部は、軸線C1に交差する方向に向かって凸となるように湾曲している。この変形例では、ワイヤ14の外面が当接面14bとなり、ワイヤ14の当接面14b及び複数のワイヤ溝14aで、凹凸部62が構成される。
ワイヤ67は、ワイヤ67の軸線方向の位置によらず外径が一定である。被膜68の外面である当接面68aには、被膜68の軸線周りにリング状の溝部68bが複数形成されている。被膜68の当接面68a及び複数の溝部68bで、凹凸部69が構成される。
この変形例の付勢部66は、例えば、被膜68の当接面68a及び溝部68bの形状に対応した図示しない型の内部にワイヤ67を配置する。そして、型の内部に被膜68の材料を溶融させたものを注入することで付勢部66を形成することができる。
被膜81は、例えば、直線状の被膜をワイヤ67に螺旋状に巻き付けて形成することができる。
このように構成された留置部80では、凹凸部83の溝部84に上大静脈P2の血管壁P3が入り込んだときには、上大静脈P2に対して留置部80は、上大静脈P2の長手方向周り、及び上大静脈P2の長手方向のいずれの位置ずれも効果的に抑えることができる。
軸線周りに螺旋状の溝部が形成されているワイヤに一定の厚さの被膜を付けることで、ワイヤ及び被膜により構成される付勢部の外面に螺旋状の溝部を形成する。
付勢部をワイヤのみで構成し、このワイヤに軸線周りに螺旋状の溝部を形成する。
付勢部を、外径が一定のワイヤと、このワイヤの外面を被覆する被膜とで構成する。被膜の外面に被膜の軸線周りに螺旋状の溝部を形成する。
また、付勢部が被膜を備えずワイヤを備える場合には、ワイヤに凸部を設けてもよい。
この変形例では、図11に示す留置部90Aのように、凸部93Aにおける突出方向の先端部を丸めてもよい。
また、凸部93は付勢部91において軸線Cから離間するにしたがって基端側に向かうように突出するとした。しかし、凸部93が付勢部91の軸線周りの様々な方向に突出するとしてもよい。この場合、上大静脈P2の長手方向に対して留置部90の軸線C1が傾いても、上大静脈P2に留置部90の位置ずれを抑えて固定することができる。
この変形例では、被膜97の外面が当接面97aとなる。被膜97には、付勢部96の軸線方向に延びる溝部97bが形成されている。被膜97の当接面97a及び溝部97bで凹凸部98を構成する。被膜97の溝部97bは、押し出し成形等により形成することができる。
このように構成された留置部95では、凹凸部98の溝部97bに上大静脈P2の血管壁P3が入り込んだときには、上大静脈P2に対して留置部95が上大静脈P2の長手方向周りに位置ずれするのが効果的に抑えられる。
これまで説明してきた付勢部13、61、66、76、82、91は、1つの留置部に組み合わせて用いられてもよい。具体的には、1つの留置部に図12に示す付勢部96と図6に示す付勢部61とを備えることで、上大静脈P2の長手方向周り、及び上大静脈P2の長手方向のいずれの位置ずれも効果的に抑えることができる。
すなわち、凹凸部、すなわち当接面は、電極部以外の部分に設けられることが好ましい。
例えば、前記実施形態では、留置部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15に示す留置部110は、リード部30から先端側に延びる棒状の支持部材111と、支持部材111から軸線C1に対する一方側(片側)に向かって凸となるように湾曲した付勢部13が設けられている。この変形例では、一対の電極部20は支持部材111に設けられている。支持部材111は、絶縁性を有する樹脂などで形成する。
図17に示す留置部130では、支持ワイヤ131、132は自然状態では同一平面上に形成されている。支持ワイヤ131、132は、超弾性ワイヤを折り曲げることで形成することができる。支持ワイヤ131、132を畳んで縮径させた状態で血管内に導入し、上大静脈P2内で支持ワイヤ131、132を広げて血管壁P3を付勢することで、上大静脈P2に留置部130を位置決めする。
本実施形態の神経刺激電極1は、上大静脈P2に留置して迷走神経P5に電気的刺激を印加するだけでなく、心臓ペーシングリード等にも用いることができる。
10、60、65、75、80、90、90A、95、110、120、130 留置部
13、61、66、76、82、91、96 付勢部
14、67 ワイヤ
14a ワイヤ溝(溝部)
14b、15a、68a、81a、92a、97a 当接面
15、68、81、92、97 被膜(被覆部材)
15b、68b、97b 溝部
20 電極部
30 リード部
40、62、69、77、83、94、98 凹凸部
50 パルスジェネレータ(刺激発生装置)
93、93A 凸部
C1 軸線
P1 内頚静脈(血管)
P2 上大静脈(血管)
Claims (1)
- 血管に当接する当接面を有し、前記血管内に留置される留置部と、
先端側に前記留置部が接続され、基端側に電気的刺激を発生する刺激発生装置が接続されたリード部と、
を備え、
前記留置部は、前記リード部の軸線周りに複数配置され、前記リード部の軸線に交差する方向に向かって凸となるように湾曲した弾性を有するワイヤ材料で形成された、血管内壁と当接する付勢部を有し、
前記付勢部は、ワイヤ外面を被覆する被覆部材と、前記リード部の軸線と反対側に形成される一対の電極部と、を有し、
前記被覆部材には、前記軸線から離間するにしたがって前記付勢部の先端側に向かって突出した凸部が設けられていることを特徴とする神経刺激電極。
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