JPH0123443Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の背景 本考案が属する技術分野 本考案は広義には埋込可能医療装置に関するも
のであり、より具体的には医療用の電気的検出用
リードに関するものである。

先行技術の説明 多重配置電極を備えたシステムが多くの発明者
によつて教示されてきた。典型的には、これらの
電極は刺激用にも検出用にも使用されるものであ
る。しかし、これら参照例は、多重電極の配置を
教示するものの、三次元空間内の電流ベクトルの
測定を目的とする三次元直交座標軸のまわりの電
極配置を教示してはいない。O′Neillに発行され
た米国特許第4154247号は、多重配置電極の使用
を教示している。しかし、O′Neillの教示すると
ころによれば、その第４ｆ図示の実施例は、電極
612及び615を単一の導体に接続し、これらを電気
的に等価なものとしているようである。この結果
は、単にバイポーラ（複極性）リードにすぎな
い。

Babotaiに発行された欧州特許第0009734号は、
複数軸上に分散された複数電極を備えるリードを
開示している。これらの電極は、O′Neillの教示
と同様に基本的には検出よりも刺激の方を指向し
ている。それだけでなく、これら複数電極は単一
の円筒状リード体から放射状に突出していないた
め、これら電極で検出される電流の正しい位置表
示を決定するのが極めて困難である。

考案の要約 本考案の目的は、体組織内の三次元空間中の電
流を測定するための一時的埋込可能リードにあ
る。

本考案は、筋肉組織内の電流ベクトルの検出に
向けられている。ある種の不整脈に先立つてスカ
ラー値の変化を伴なわない電流ベクトルの方向変
化が生ずることから、三次元空間内の電流ベクト
ルの検出が重要である。３対の使用電極が単一の
円筒状リード体に沿つて装着される。６個の電極
すべてを同一の円筒体のまわりに装着することに
より、埋込み後における各電極の位置関係を極め
て正確に設定できる。

６個の電極は各々は、リード体の長手方向に走
る分離した６本の導体の各々に接続されている。
最先端側の電極はこのリードの先端に形成されて
いる。最手元側の電極は、このリード体の全周に
わたるリング電極となつている。最手元側の電極
と最先端側の電極の計測により、リード体の方向
に沿う電流ベクトルを計測することができる。最
手元側電極と最先端側電極の間に２対の電極が形
成されている。各電極対のそれぞれの電極は、リ
ード先端から等距離の位置に配置されている。電
極対の各電極は、相互に180゜の位置に配置されて
いる。２つの電極対は、リード体の主軸に関し相
互に90゜の位置に配置されている。

このようにして電極対間で電流ベクトルが計測
され、三次元空間内の電流の表示を与える。電極
対間の距離が極めて小さい（数ミリメートルのオ
ーダー）であるため、三次元空間内の電流ベクト
ル表示信号を作成するうえで、検出信号の高速処
理が必要である。このような処理能力は、現在の
埋込技術においては容易である。

このリードの正確な埋込位置によつて、検出さ
れた電流ベクトルと体内空間との関係が決定でき
る。この正確な位置決めは実際には極めて困難で
あろうが、幸いにも、問題の不整脈の検出にはそ
の必要がない。明らかにこの検出プロセスの主目
的は、検出された電流ベクトルの異常な方向変化
を検出することにある。

しかしながら、診断のため必要とする場合に
は、三次元的な放射線写真術あるいは断層写真術
を用いてリードの正確な位置決めを行うこともで
きる。

考案の概要 本考案は、筋肉組織の電流ベクトルの検知を容
易にする多数の空間的に転置された電極を有する
体内埋込み可能電極に関する。

リードは、３個の相互に直交した電極対を使用
する。各電極対は、３個の相互に直交する方向の
異なる１つの筋肉組織内で電流ベクトルを測定す
ることを可能にする。すべての６個の電極は、単
一の円筒リード体のまわりに取付けられる。６個
の電極の各々は、検出リードの近端におけるイン
ライン電気導体に結合される。電極は、直径が極
めて小さい好都合のサイズのリードにより比較的
密接して離間しているので、処理技術の状態によ
り心臓筋肉内の電流の流れの方向を決定する必要
がある。

好適実施例の詳細説明 単一の円筒リード体のまわりに３個の電極対と
して配置された６個の電極を有する検出用リード
の実施例によつて本考案を説明するが、当業者で
あれば、これと異なる電極構成も本考案に包含さ
れることが明らかであろう。さらに、当業者であ
れば、当該技術分野において慣用されているよう
に、同一のリード体のまわりに検出用電極と共に
刺激用電極を付加したり、あるいは又ある電極を
検出用と刺激用に共用したりすることができよ
う。

第１図は、筋肉組織内の分極電流を三次元空間
内に表示した図である。この図は、図示の電流を
計測することに関し、複数電極対を無作為に設置
した場合の結果を例示するためのものである。電
流は波頭V1（参照符号１８）；V2（同２０）；V3
（２２）；及びV4（同２４）で示されている。これ
ら波頭の各々は等電位線に対応している。この例
においては、電位V1１８は電位V2２０よりも低
く、この電位V2は電位V3２２よりも低く、この
電位V3は電位V4２４よりも高いものとする。こ
の電流がＸ軸１０とＹ軸１２によつて画成された
平面内だけに表示されていることに留意された
い。Ｚ軸１４方向への電流は存在しない。

さて、Ｘ軸１０、Ｙ軸１２及びＺ軸１４で表示
されたこの三次元空間内に電極対が挿入されるも
のとする。例えば、これら２個の電極がＺ軸１４
に沿つて配置される場合には、Ｚ＝０である場合
を除いて電流が検出されにいことになる。また、
電極対がＸ軸１０に沿つて配置される場合にも、
図示の電流分布では電位差が検出されないことに
なる。間隔のＹ軸１２方向成分がゼロでないよう
な電極対のみが図示の電流分布を検出することが
できる。通常の一時的挿入リードにおいては、ス
カラー値のみが要求される。従つて、リードが埋
込まれて検出閾値が測定される。このリードを任
意に移動させて検出閾値を再度測定する。このよ
うに検出閾値が最適になるまでリードの再配置が
続行される。この所望の最適配置はスカラー出力
を生ずることに留意されたい。

Ｘ軸１０、Ｙ軸１２及びＺ軸１４に沿つて電極
対を配置すれば、電流のスカラー値を直ちに測定
できるだけでなく、その方向をも直ちに検出する
ことができる。埋込まれた３個の電極対が相互に
直交する限り、このようなベクトル検出が可能で
ある。

このベクトル検出がある種の不整脈の早期検出
に極めて重要であることが研究により判明してい
る。この手法を用いることにより、脱分極
（depolarization）電流が同じスカラー値であつ
ても、例えば一方の焦点（focus）から他方の焦
点への推移が直ちに検出できる。

こゝで電流ベクトルについて説明する。心臓に
おいて、心臓組織の脱分極（depolarization）
は、波頭（Wave front）に沿つて進行すること
は、当業技術者がよく知つているものと考える。
これは、前述の通り第１図に図示され、説明され
ている。心臓において、心臓筋肉細胞の脱分極を
示す電気信号は、″電流″と云われる。従つて、波
頭の伝播方向（現在脱分極されているプロセスの
細胞）は、″電流ベクトル″である。これは、図示
の波頭の伝播方向を映像化し（imaging）、波頭
V₁からV₄まで移動させることにより第１図にお
いてよりよく想像することができる。前述の如
く、１対の電極が、電流ベクトルに直角におかれ
る場合（波頭の伝播方向）、２つの電極間で電位
差は検知されない。電極が波頭に沿う方向と異な
つた方向（即ち、電流伝播方向に平行）に置かれ
る場合、２つの電極間で電位差が検知されよう。
相互に直角に配列される３対の電極を与えること
により、波頭の伝播の方向性は、波頭が電極配列
を通過する時、３個の電極対の各々の電極間の電
位差の相対的振幅により決定することができる。
これは、後述の第４図に関連してすべて説明され
る。次に用語検出閾値（Sensing thresholds）に
関して説明する。この用語は、心臓収縮に応じて
リードの区切られた測定信号の振幅を述べてい
る。検出閾値は、心臓の収縮が電極により最高に
可能な信号を発生するようにリードを配置するこ
とにより最適化される。脱分極電流は、組織が脱
分極した時に、単に心臓を介して電気的波頭を移
動させることである。再度、第１図を参照する
に、脱分極電流は、組織が脱分極する時、心臓組
織を介して伝播する波頭である。たいていの電流
とは異なつて、この電気信号は、極めてゆつくり
と移動し、そこでは、純粋な電気伝導度によるの
でなくて、電気化学原理により細胞から細胞へ移
動する。それでもなお、細胞薄膜間の電圧電位が
変更される時、測定可能な電気信号を発生する。
基本的に、それは、ワイヤにおける電流と同様で
あり、電圧は細胞薄膜間の電圧であり、電流振幅
は、特定の時間に脱分極を受けている細胞の数に
関係があり、電流ベクトルは、脱分極細胞のライ
ンの伝播方向である。

第２図は、本考案による体内埋込可能リードの
平面図である。この体内埋込み用リード３０の最
先端部には電極３２が装着されている。手元側電
極４２は、先端電極３２と共に、このリード体３
０と平行に流れる電流を検出するための電極対を
代表している。電極３４と３６は図示の方向に流
れる電流を測定する電極対を構成している。電極
３８は電極対の一方の電極であり、これに対する
他方の電極４０は電極３８と180゜の位置に配置さ
れており、従つてこの図には示されていない。

これら６個の電極（すなわち電極３２，３４，
３６，３８，４０及び４２）の各々は、この体内
埋込可能リード３０の長手方向に延在される相互
に絶縁された６本の導体の異なる１つに接続され
ている。外被６２は絶縁性の材料であり、これ
は、相互に絶縁された６本の導体をこの体内埋込
可能リード３０のまわりに被つている。

この体内埋込可能リード３０の根元側端部に
は、６極インライン電気コネクタが配置さてい
る。この６極インライン・コネクタの先端側に
は、封止用リング４４，４６及び４８が配置され
ている。このコネクタ自体は、電気接触領域５
０，５２，５４，５６，５８及び６０から構成さ
れている。これらの電気接触領域は金属性であ
り、通常の設計に従つている。これらの接触領域
は、埋込可能なパルス発生器内の対応の６個の端
子ブロツクの異なる１つに接触するように配列さ
れている。

第３図は、体内埋込可能リード３０の外被６２
を除去して６本の導体を図示したものである。６
本の相互に絶縁された導体６４，６６，６８，７
０，７２及び７４が多線条（すなわち６線条）に
巻回されていることに留意されたい。導体６４は
電極４２からコネクタ表面６０に信号を導く（第
２図も参照されたい）。同様にして、導体６６，
６８はそれぞれ電極３８，４０とコネクタ表面５
６，５８間の信号を導く。導体７０，７２は電極
３４，３６からコネクタ表面５２，５４に電流を
導く。そして、導体７４は先端電極３２からコネ
クタ表面５０に信号を導く。第３図示の６線条多
極性導体は、相互に絶縁された６本の導体を必要
とするにも拘らず、このリードの断面積を小さく
できるという点で好適である。電流伝達における
所望の低抵抗性を達成するため、各導体を引抜き
真鍮線で構成することが好適である。好適実施例
においては、内部母材は銀である。各導体（すな
わち導体６４，６６，６８，７０，７２及び７
４）はウレタンや、シリコーンゴムその他の適宜
な生体適合性絶縁材料を用いて個々に絶縁されて
いる。

第４図は、体内埋込可能リード３０の先端部の
断面図である。図示のように、導体６４は点８６
において電極４２に結合されている。この電気的
結合は、はんだ付その他の公知手法によつて行な
うことができる。

本図においては電極３８，４０が図示されてい
ないが、図示のように導体６６，６８が正しい位
置で多線上コイルから分離されている。電極３
４，３６はそれぞれ導体７０，７２に接続されて
いる。これらの接続点は８２，８４に示されてお
り、これらもはんだ付けその他の適宜な手法によ
つて結合される。導体７４は点８０において先端
電極３２に結合されている。

第５図は、電極３８，４０を示すリードの断面
図である。図示のように、導体６６，６８が電極
３８，４０に電気的に結合されている点に留意さ
れたい。点８８，９０における接続もはんだ付け
その他の適宜な結合方法が適用できる。

以上詳細に説明したように、本考案は相互に直
交する３個の電極対を有する単一の、円筒形状の
体内埋込可能リードの形式に実施できる。当業者
であれば、上述した手法を電気的な筋肉活動度の
検出や刺激用の他の構成に直ちに適用できよう。

本考案によるリードの最も興味ある利点の１つ
は、心臓内で正確な構成を知る必要がないことで
ある。電極がしばらくの間、心臓内にあつた後、
それは、線維組織により適当な位置に保持される
から、それは同一位置に留るであろう。不整脈
（arrhythmia）が発生せんとしている手がかり
は、脱分極の波頭の伝播の絶対的（absolute）方
向に見出されず、その代りとして方向の急激な変
化である。従つて、リードが測定しようとしてい
るものは、伝播の絶対方向ではなく、伝播方向の
変化である。かように、リードの特定の配向は、
臨界的ではない。電極の３個の直交対を具備する
ことは、その構成にかゝわらず、脱分極波頭の伝
播方向における著しい変化を検出することが可能
であろう。例えば、一定の大きさ以上の方向変化
は、抑制頻脈パルス処理様式の伝達をトリガする
のに使用される。第１図に図示の脱分極波頭の近
傍に配置された３個の直交電極対を想像するなら
ば、電極の配向にかゝわらず、伝播方向の変化
は、種々の対間で検出される相対的電圧差を変更
し、波頭伝播方向の変化の発生を示すであろう。

以下に本考案の実施例の態様を列記する。

(1) 三次元的に配置された複数の相互に絶縁され
た電極； 複数のコネクタ表面；及び 複数の相互に絶縁された導体を備え、 該複数の相互に絶縁された導体の各々の先端
は前記複数の相互に絶縁された電極の異なる１
つに結合され、かつ該複数の相互に絶縁された
導体の各々の根元端は前記複数のコネクタ面の
異なる１つに結合されたことを特徴とする体内
埋込可能リード。

(2) 前記複数の相互に絶縁された導体を被う外被
を更に備えたことを特徴とする上記(1)記載の体
内埋込可能リード。

(3) 前記複数の相互に絶縁された導体は密に巻回
された多線条、多極性のコイルであることを特
徴とする上記(2)記載の体内埋込可能リード。

(4) 前記複数のコネクタ表面はインライン・コネ
クタとして配列されていることを特徴とする上
記(3)記載の体内埋込可能リード。

(5) 前記複数の相互に絶縁された電極は６個の電
極から成ることを特徴とする上記(1)，(2)，(3)又
は(4)記載の体内埋込可能リード。

(6) 前記６個の電極は３個の電極対として配列さ
れていることを特徴とする上記(5)記載の体内埋
込可能リード。

(7) 前記３個の電極対は相互に直角をなしている
ことを特徴とする上記(6)記載の体内埋込可能リ
ード。

【図面の簡単な説明】

第１図は筋肉組織内の電気信号を三次元空間内
に表示した図、第２図は本考案による検出用リー
ドの平面図、第３図はリード本体内で使用される
６本の導体コイルを示す図、第４図は電極配置及
びリード本体の各導体への結合を示す検出用リー
ドの先端部の断面図、第５図は電極３８及び４０
の構成を示すリード本体の断面図である。 ３０……体内埋込可能リード、３２，３４，３
６，３８，４０，４２……電極、４４，４６，４
８……封止用リング、５０，５２，５４，５６，
５８，６０……コネクタ表面、６２……外被、６
４，６６，６８，７０，７２，７４……導体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 互いに相互絶縁し、３個の電極対として配列さ
   れる第１、第２、第３、第４、第５、及び第６電
   極、 実質的に、互いに固定関係にて前記第１、第
   ２、第３、第４、第５及び第６電極を配置し、前
   記３個の相互に直交する検出ベクトルを限定する
   ように配列された細長いリード体手段、 前記第１、第２、第３、第４、第５及び第６電
   極を測定用デバイスに同時に結合させる第１、第
   ２、第３、第４、第５及び第６コネクタ手段、
   各々がそれぞれ近端を前記第１、第２、第３、第
   ４、第５及び第６コネクタ手段に結合させ、遠端
   を前記第１、第２、第３、第４、第５及び第６電
   極に結合させた前記リード体手段に沿つて延長し
   ている第１、第２、第３、第４、第５及び第６相
   互絶縁導体、 を具えた体内埋込み用リード。