JPH02239876A - 生体の生理現象を刺激する医用器具並びにその適合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業」二の利用分野」 この発明は、生体の中に植え込み可能で生体の生理現象
を刺激する医用器具に関する。更にこの発明は、生体の
生理現象を刺激する医用器具の調節可能な刺激強度を生
体活動に適合させる方法に関する。

［従来の技術］ 調節可能な刺激強度により生体の生理現象を刺激する手
段と、この刺激強度を生体活動に適合させるための自動
的な調節手段とを有し、この調節手段が刺激強度を二つ
の温度センサの信号により調節し、これらの信号のうち
一方の信号が生体中心領域の温度に相応し、また他方の
信号が生体周縁領域の温度に相応するようになっている
、生体の中に植え込み可能な前記の種類の医用器具が知
られている。また刺激強度が生体中心領域の温度と生体
周縁望域の温度とにより調節されるようにした前記の種
類の方法が知られている。この場合「刺激強度」とはこ
こでは広義に理解されるべきである。すなわち刺激手段
が働く継続時間ばかりでなく頻度、反復周波数、振幅な
どが個々に及び／又は組み合わせて刺激強度に対する尺
度として理解されるべきである。

前記の種類の医用器具と適合方法とは欧州特許出願公開
第０２２２１３８１号公報から知られている。この公報
は、生理現象を刺激する手段が生体の心臓の働きを刺激
し、刺激強度を調節する調節手段は、心臓の働きを刺激
する手段が生体の心臓を必要な場合に刺激するときの刺
激周波数を生体活動に適合させるようになっている、心
臓ペースメーカに関する。その際体活動が始まる際の刺
激周波数の適合が、生体中心領域の温度と生体周縁領域
の温度との間の差により行われる。体活動が長く停止し
ている場合には、刺激周波数の適合は他の方法で例えば
生体中心領域に生じている温度により行われる。

体中心領域の温度と体周縁領域の温度との間の差が或る
例外を除いて実際上常に存在し、この差の変化も必ずし
も生体活動の変化に関係しているわけではないので、こ
の公知の心臓ペースメーカの場合には、体活動の相応の
変化が生じていないのに刺激周波数が変更されるという
危険が存在する。このことは確かに必ずしも心臓ペース
メーカを保持している生体に対する危険ではないが、こ
の生体に少なくとも不快感を与える。またこの公知の心
臓ペースメーカの場合に刺激周波数を長時間の体活動に
適合させるために利用される体中心領域の温度（血液温
度）変化は、必ずしも生体の変化した体活動に基づいて
いるわけではないので、ここでも刺激周波数の誤適合の
危険が存在する。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、体温の変化が体活動の変化に基づいている
か又は他の原因があるかを確実に区別できるように、前
記の種類の医用器具と適合方法とを改良することにある
。

［課題を解決するための手段］ この課題の器具に関する部分はこの発明に基づき第１の
解決原理により、両温度の時間的経過の変化に現れる時
間的＋１１１１序を考慮しながら、調節手段が刺激強度
を調節することにより解決される。

［作用効果］ 定常状態が存在すると、体中心領域の温度は通常体周縁
領域の温度を超える。定常状態を出発点として生体活動
が増加すると、体中心領域の温度ばかりでなく体周縁領
域の温度も高まる。しかしながら体組織は大きい比熱と
小さい熱伝導率とを有するので、通常生体の増加する体
活動に基づき筋肉の中に生じる損失熱により体中心領域
に生じる温度上昇は、体周縁領域の温度の相応の上昇よ
り速く現れる。生体が例えば冷たい部屋から暖かい部屋
へ入り、ます体周縁領域の温度の上昇が現れ、体中心領
域の温度の相応の上昇が時間的に遅れて生じる場合に対
しては、この逆となる。従って体中心領域で又は体周縁
領域で測定される温度の時間的経過が変化するときの時
間的順序が、熱の流れ方向を識別させ、それにより体温
の変化が生体内部（体活動）又は外部（例えば高い室温
）に存在する熱源に帰因することに対する指標となる。

従ってこの発明に基づく器具は体温の変化が生体活動の
変化に起因するか又は他の原因があるかを確定すること
ができるので、調節手段は実際上根拠があるときにだけ
刺激強度の調節のために刺激手段に作用する。

調節手段のもう一度微分された応答は、更にこれらの温
度のうちの少なくとも一方の温度の時間的経過の勾配の
符号を少なくとも考慮しながら、調節手段が刺激強度を
調節するときに可能となる。

この課題の器具に関する部分はこの発明の第２の解決原
理に基づき、少なくとも勾配の符号についてこれらの温
度のうちの少なくとも一方の温度の時間的経過を考慮し
ながら、また少なくとも両温度の差の正常値を上回るか
下回るかについてこの差の時間的経過を考慮しながら、
調節手段が刺激強度を調節することにより解決される。

この場合にも器具は、体温の変化が体活動の変化に基づ
いているか又は他の原因があるかを区別することができ
る。なぜならば温度のうちの少なくとも一方の温度望ま
しくは体中心領域の温度の時間的経過の勾配の符号は、
両温度の差の正常値を上回るか下回るかに関連して、熱
伝達が生体の内部から外部に向かって行われたか又はそ
の逆に行われたかについての判断を１丁能にするからで
ある。

両解決原理の場合に温度の定常状７Ｓが現れる際に、そ
れぞれ観察されたパラメータの最後に現れる変化が考虜
される。両解決原理では生体活動の強さに対する尺度と
しで、両温度のうちの望ましくは一方の温度特に体中心
領域に生じている温度が考慮される。両解決原理の重要
な長所は、体温が変化する場合にそれぞれ熱伝達の方向
が算出され、それにより生体温度の変化特に上昇が体活
動の変化特に増加に基づいているか又は他の原因に基づ
いているかを器具が確定できるということにある。

体温の変化の原因を更に微分して評価することは両解決
原理の場合に、更にこれらの温度のうちの少なくとも一
方の温度の時間的経過の勾配の値を考慮しながら、調節
手段が刺激強度を調節するときに可能である。更に少な
くとも両温度の時間的経過の勾配の符号を考慮しながら
、調節手段が刺激強度を調節することが合「１的である
。

この発明の−・変形例によれば、器具が心１藏ペースメ
ーカとして構成され、生理現象を刺激する手段が生体の
心臓の働きを刺激し、刺激強度を適合させる調節手段は
、刺激手段が生体の心臓を必要な場合に刺激するときの
刺激周波数を生体活動に適合させる。

この課題の方法に関する部分はこの発明の第１の解決原
理に基づき、両温度の時間的経過の変化に現れる時間的
順序を考虜しなから刺徴強度が調節されることにより解
決され、その際この発明の特に有利な実施態様によれば
、更に温度のうちの少なくとも一方の温度の時間的経過
の勾配の符号を少なくとも考慮しながら刺激強度が調節
される。

この発明の第２の解決原理によれば、少なくとも勾配の
′４コ号について温度のうちの少なくとも一方の温度の
時間的経過を考慮しながら、また少なくとも両温度の差
の正常４１ｔｉを４−―回るかｒ回るかに関して両温度
の差の時間的経過を考慮しながｌ　２ ら、刺激強度が調節されることにより解決される。

［実施例］ 次にこの発明に基づく医用器具の二つの実施例を示す図
面により、この発明を詳細に説明する。

第１図には、この発明が全体に符号１を付けられた心臓
ベースメーカにより示されている。心臓ペースメーカ１
の構成部品は図示の気密容器２の中に収容されている。

ＶＶＩ形（心室刺激、心室検出、抑制機能付き）モード
で作動するこの心臓ペースメーカ１から電極３が生体の
心臓４に通じ、そこで右心室に植え込まれている。

心臓ペースメーカ１は特にマイクロプロセッサ５を備え
、マイクロプロセッサにはＲＯＭ６とＲＡＭ７とが付設
され、ＲＯＭとＲＡＭとはデータ線８、９及びアドレス
線１０、１１を経てマイクロプロセッサ５に結合されて
いる。更にマイクロプロセッサ５からＲＡＭ７へは、Ｒ
ＡＭ７を書き込み動作から読み出し動作へ又はその逆に
切り変えるために用いられる線１３が通じている。

ＲＯＭ６にはプログラムが記憶され、このプログラムに
より心臓ペースメーカ１の全機能がａノｊ御される。従
って以下の説明においてマイクロプロセッサ５が所定の
機能を実行することを問題にするときは、この機能とは
、マイクロプロセンサ５がＲＯＭ６に記憶されたプログ
ラムを実行しながら、ＲＡＭ７に記憶されたデータとＲ
ＡＭ７に他の方法で例えば入力回路を経て供給されたデ
ータとを利用して、それぞれの機能を実行するために働
くということと解釈することができる。

マイクロプロセッサ５には水晶１４が結合され、この水
晶はマイクロプロセッサ５の運転のために必要なクロッ
ク信号を発生させるために用いられ、更に心臓ペースメ
ーカ１の運転のための時間基準である。

心臓ペースメーカ１のマイクロプロセッサ５は、全体に
符号１５を付けられ複数のチャネル１６、１７、１８を
備えた入力／出力回路を有する。

チャネル１６は、心臓４へ必要な場合に刺激パルスを供
給するために用いられる。従ってチャネル１６は刺激パ
ルス発生器２０を有し、その出力線２ｌは電極３に結合
されている。刺激パルス発生器２０はマイクロプロセッ
サ５の相応の出力端に結合された線２２を経て、刺激パ
ルスを出力するように働かせることができる。刺激パル
スのエネルギー量例えばその振幅及び／又は継続時間に
かかわるディジタルデータは、マイクロプロセッサ５か
ら線２３を経てＤ−Ａインタフェース２４へ達し、Ｄ−
Ａインタフェースは刺激パルス発生器２０に制御線２５
を経てディジタルデータに相応するアナログ制御信号を
供給し、刺激パルス発生器２０が必要な場合に所望のエ
ネルギー量の刺激パルスを発生させるように、この信号
が刺激パルス発生器２０を調節する。

チャネル１７は、入力線２６を経て同様に電極３に結合
された信号処理回路２７を有し、この回路は電極３によ
り心臓４から取り出され心臓の活動に相応する電気信号
をろ過しかつ増幅するために用いられる。従って信号処
理回路２７はフィルタ２７ａと増幅器２７ｂとを備える
。信号処理回路２７の出力端から処理された信号が線ｌ
２を経てＡ−Ｄ変換器２８に達する。このＡ−Ｄ変換器
から線２９を経てディジタルデータがマイクロプロセッ
サ５の相応の入力端に達し、このデータは信号処理回路
２７の出力端における電気信号の波形に相応し、この信
号自体は心臓４の電気的活動を再現する。マイクロプロ
セッサ５は線３ｏを経てＤ−Ａインタフェース３１に結
合され、このインタフェースはマイクロプロセッサ５か
ら供給されるディジタルデータを相応のアナログ信号と
して制御線３２を経て信号処理回路２７へ伝送する。こ
のディジタルデータ又は相応のアナログ信号は、例えば
増幅器２７ｂの増幅率を調節するか又は増幅器２７ｂを
完全に阻止するために用いられる。

心臓４の活動に相応する電気信号の中に本来の心拍の出
現に相応する現象が含まれているかどうかの点について
、線２９を経てマイクロブロセッｌ　６ サ５に供給されたディジタルデータをマイクロプロセッ
サが解析する。マイクロプロセッサ５が本来の心拍を検
出するか、又はマイクロプロセッサが刺激パルスを出力
するために刺激パルス発生器２０をｆ＠かせると、マイ
クロプロセッサ５はカウンタとして働き始め、水晶の振
動から導出されるクロックパルスの数を数え始め、この
数は上限と下限との間で調節可能な時間間隔に相応する
。それぞれ調節された時間間隔は、本来の心拍の停止の
際に心臓４が刺激されるときの刺激周波数を決定する。

所望の心拍周波数に相応する時間間隔中に、チャネルｌ
７を経てデータを本来の心拍として検出するマイクロプ
ロセッサ５ヘデータが到達しないと、マイクロプロセッ
サ５は時間間隔の経過の際に刺激パルス発生器２０を働
かせる。刺激パルスの出力に続いてマイクロプロセッサ
５は改めてクロックパルスの数を数え始め、この数はそ
のつど調節され刺激周波数を決定する時間間隔に相応す
る。これに反してマイクロプロセッサ５がそれぞれ調節
され刺激周波数を決定する時間間隔の経過中に本来の心
拍を検出すると、別の時間間隔すなわち不応期が完了し
ているならば前記計数過程を中断し、改めて前記計数過
程を開始する。

例えば４００〜２０００ｍｓの間に調節可能に刺激周波
数を決定する時間間隔より著しく短い不応期は、約２５
０ないし４５０ｍｓの間続く（調節可能）。不応期は通
常１２５ｍｓの固定期間を有する絶対不応期と、それぞ
れ調節された全不応期の残部が割り当てられる相対不応
期とに分割される。不応期はそれぞれ刺激周波数を決定
する時間間隔と同時に走り始め、刺激周波数を決定する
時間間隔の算出のためにも用いられる同じ計数過程でマ
イクロプロセッサ５により算出される。絶対不応期中は
チャネル１７の中で信号処理回路２７の増幅器２７ｂが
完全に阻止されており、このことはマイクロプロセッサ
５が増幅器２７ｂに線３０、Ｄ−Ａインタフェース３１
及び制御線３２を経て相応の制御信号を送ることにより
達成される。増幅器２７ｂの完全な阻止により、マイク
ロプロセッザ５によっては絶対不応期間中は検出が全く
不可能である。絶対不応期の経過後にマイクロプロセッ
サ５は増幅器２７ｂを再び働かせるので、マイクロプロ
セッサは本来の心拍を検出することができる。マイクロ
プロセッサ５が相対不応期中に本来の心拍を検出すると
、不応期経過後の検出とは対照的に、マイクロプロセッ
サは刺激周波数を決定する時間間隔の算出のための計数
過程を中断せずこれを続行し、刺激パルス発生器２０の
作動により計数過程を完了する。特にマイクロプロセッ
サ５は本来の心拍の検出後に再び全不応期を始動させる
。これにより、誤検出を招く高周波障害の場合に本来の
心拍の出現に無関係に、刺激パルスがそれぞれ調節され
た時間間隔・により決定された刺激周波数で発生すると
いうことが達成される。本来の心拍が常に相対不応期中
に発生するほど、自発的な心拍周波数が高いときにも、
刺激パルスがそれぞれ調節された時間間隔により決定さ
れた刺激周波数で出力され、しかも自発的な心拍周波数
が、それぞれ調節された不応期に周期が相応する周波数
以下に再び下がるまでそうされる。この機能により再発
性頻脈を終結することができる。

チャネル１８は、心臓ペースメーカ１を保持する生体の
体活動に相応するデータをマイクロプロセッサ５に供給
するために用いられ，このデータにより刺激周波数を決
定する時間間隔を生体活動に適合して調節することがマ
イクロプロセッサ５にとって可能となる。この１−１的
のために、電極３の心臓４の右心室の中に植え込まれた
端部範囲は温度センサ３３を備え、このセンザは右心室
の内部に設けられ従って静脈血の温度を測定する。この
温度は、生体の筋肉中に生じる損失エネルギーがかなり
の量を静脈血により運び去られるという状況のゆえに、
生体活動に対する有用な指標である。温度センサ３３の
信号は、電極３に並列に延び心臓ペースメーカ１の容器
２の中へ導かれる線３４を経て、この信号を増幅する演
算増幅器３５へ達する。演算増幅器３５の出力端からこ
の信号が線３６を経てマルチプレクサ３７の入力端の一
つに達するが、マルチプレクサについては後に詳述する
。マルチプレクサ３７の出力端からこの信号は線３８を
経てＡ−Ｄ変換器３９に達し、Ａ−Ｄ変換器はこの信号
を相応のディジタルデー夕に変換し、このデータが線４
０を経てマイクロプロセッサ５に達する。

このディジタルデータによりマイクロプロセッサ５は、
温度センサ３３から生じる信号の時間的経過従って右心
室中の静脈血の温度の時間的経過を算出する。そのよう
にして得られたデータによりマイクロプロセッサ５は、
それぞれ設定可能な上限と下限との間の刺激周波数を決
定する時間間隔を調節し、それにより心臓４の刺激が必
要な場合に生体活動に適合した周波数で行われるように
される。相応のアルゴリズムは例えばアメリカ合衆国特
許第４５４３９５４号明細書に記載されている。

周知のように体温の変化と静脈血の温度の変化とは、必
ずしも生体活動の相応の変化により引き起こされるとは
限らない。従って生体活動を考慮すれば不必要であるに
もかかわらず、温度センサ３３により測定された温度変
化に関連して、刺激周波数を決定する時間間隅がマイク
ロプロセンサ５により変更されるという危険が存在する
。

この危険を防止するために、この発明に基づく心臓ペー
スメーカ１の場合には第２の温度センサ４１が設けられ
、この温度センサは第１図に示すように心臓ペースメー
カ１の容器２の内部に配置されている。従って静脈怖の
温度測定のために用いられる温度センサ３３は生体中心
領域に生じている温度に相応する信号を供給し、温度セ
ンサ４１の信号は、皮下紹織と筋肉組織との間に心臓ペ
ースメーカが植え込まれているという状態を考慮して、
生体周縁領域の温度に相応する。

温度センサ４１の信号は線４２を経て演算増幅器４３へ
達する。その出力端から信号は線４４を経てマルチブレ
クサ３７へ達する。演算増幅器３５及び４３の出力信号
は作動増幅器４５の反転入力端又は非反転入力端に達し
、作動増幅器は温度センサ３３及び４１により測定され
た温度の差？相応する信号を形成し、この信号は線４６
を経てマルチプレクサ３７の別の入力端へ達する。マル
チプレクサ３７はクロック線４７を経てマイクロプロセ
ッサ５により制御され、マルチプレクサが次々と演算増
幅器３５、作動増幅器４５及び演算増幅器４３の出力信
号なＡ−Ｄ変換器３９に供給し、Ａ−Ｄ変換器が相応の
ディジタルデー゛夕を線４０を経てマΔクロプロセッサ
５に与える。そしてマイクロプロセッサは温度センサ３
３により測定された温度の時間的経過のほかに、温度セ
ンサ４１により測定された温度の時間的経過並びに両温
度の差をも解析する。その際マイクロプロセッサは両絶
対温度の時間的経過のほかに、値及び符号による相応の
勾配の時間的経過をも算出する。両温度の差■に関して
は、マイクロプロセッサ５は相応の演算動作によっても
演算増幅器３５、４３の出力信号から温度差を算出する
ことができるので、この差を必ずしも演算増幅器４５に
より測定する必要はなく、マイクロプロセッサ５は時間
の関数としてこの差が差の正常値を上回るか下回るかを
解析する。更にマイクロプロセッサ５は両温度の差の値
を時間の関数として算出し、更に値及び符号による差の
波形の勾配を算出する。

生体中心領域に生じ温度センサ３３により測定された温
度の変化特に上昇が生体活動の変化特に増加に基づいて
おり、その結果刺激周波数又はこの周波数を決定する時
間間隔の相応の適合が必要であるかどうかは、既に両温
度のうちの一つの温度例えば体中心領域に生じている温
度の時間的経過の勾配の符号、及び両温度の差が温度に
関して定常状態で生じる正常値を上回るか又は下回るか
により、マイクロプロセッサ５が識別することができる
。このことを第２図ないし第４図により説明する。これ
らの図において、温度センサ３３及び４１により測定さ
れた温度の波形が１５〜６０分程度の時間にわたって示
されている。符号Ｔ１により示された温度波形は温度セ
ンサ３３により測定された体中心領域の温度に相応し、
一方符号Ｔ２で示された温度波形は温度センサ４１によ
り測定された体周縁領域の温度に相応する。

温度ＴＩ　．Ｔ２の図示の変動はＩＫ程度の大きさであ
る。第２図ないし第４図には更に温度差（Ｔ＋　−７２
　）の時間的経過が示されている。差（ＴＩ　−７２　
）の最大値は１０分の数Ｋの大きさである。

第２図には、定常状態を出発点とし生体活動の増加が生
じるときに現れるような状態が示されている。この場合
には生体内部に熱が発生する。この効果は、暖められた
血が作業する筋肉から生体の胸腔の中心の生体の心臓へ
送られることにより強められる。従ってまず体中心領域
に生じている温度Ｔ１の上昇が生じ、一方生体周縁領域
の温度Ｔ２は変化しない。或る時間経過後に初めて、更
に持続する体活動に基づき新しい平衡が生じるまで温度
Ｔ２も上昇する。体活動の増加の前ばかりでなく新しい
平衡に到達後も、温度差（Ｔ＋　−７２　）は比較的小
さい正常値Ｎを有する。しかしながら温度ＴＩ及びＴ２
の時間的にずれた上昇中には、温度差（Ｔ＋　−Ｔ２　
）は著しく増加しその際正常値Ｎを上回る。

従って体活動の増加の際に両温度ＴＩ　，Ｔ２の時間的
経過の勾配の符号は正であり、体活動の増加中に温度差
（Ｔ＋　−Ｔ２　）はその正常値Ｎを上回る。

第３図には、生体を囲む媒体の温度が上昇するときに現
れる状態が示されている。これは例えば生体が冷たい部
屋から暖かい部屋へ入るか又は熱い浴に入るか又は暖か
い衣服を着る場合である。

この場合には外から熱を供給されるためにます体周縁領
域の温度Ｔ２の上昇が現れ、体中心領域の温度Ｔ１の上
昇も前記上昇の後を追う。従って体活動の増加の場合の
ように、生体を囲む媒体の温度の上昇の場合にも温度Ｔ
．．Ｔ２の上昇が現れ、このことは温度Ｔ．，Ｔ２の時
間的経過の勾配がそれぞれ同様に正の符号を有するとい
うことを意味する。しかしながら体活動の増加とは対照
的に生体を囲む媒体の温度の上昇の場合には、温度差（
ＴＩ　−Ｔ２　）が正常値Ｎを下興り負の値さえもとる
ことがある。

若干の時間後に生じる新しい温度平衡はそのつどの状態
に関係する。比較的長い時間の後にも温度差（Ｔ＋　　
−Ｔ２　）が正常値Ｎ７なお下回るか又は負の値を有す
ることは熱い浴の場合に起こり得るが、冷却機構として
生体にとってここでは主として呼吸系だけを利用できる
。

第４図に示された状ｆ魚は、例えば冷浴の場合に生じる
ような生体の急速な冷却に関する。この場合には、体中
心領域の温度Ｔ１の低下が生じる前にます体周縁領域の
温度Ｔ２が低下する。その際生じる温度差（Ｔ＋　−Ｔ
２　）は生体活動の増加の場合のように正常値Ｎを上回
る。しかしながら体活動の増加又は生体を囲む媒体の温
度」一昇とは対照的に、温度ＴＩ，Ｔ？，の時間的経過
の勾配は負の符号を有する。

従ってマイクロプロセッサ５は、既に勾配の符号につい
て温度のうちの−つの温度、Ｔ１又はＴ２の時間的経過
と、正常値Ｎを」一回るか下回るかについて温度差（Ｔ
＋　−Ｔ２　）の時間的経過とを考虜しながら、温度Ｔ
１の変化を考慮して温度Ｔ１の変化が実際−１一生体活
動の変化により引き起こされているときにだけ、刺激周
波数を決定する時間間隔を調節することができる。それ
により刺激周波数の適合特に増加は生体活動の相応の変
化が実際に存在するときにだけ行われるということが保
証される。

マイクロプロセッサ５が刺徴周波数を決定する時間間隔
の調節に際して更に生体中心領域に生している温度ＴＩ
　の勾配値を考虜するときには、温度Ｔ１のそれぞれの
変化が生体活動の変化に起因するという場合に、温度Ｔ
１の時間的経過の勾配値が突然の又は非常に緩慢な生体
活動の変化を示唆しているかどうかに応じて、種々の方
式の反応を実行することができる。同様な理由からマイ
クロプロセッサ５は、両温度ＴＩ．Ｔ？，の時間的経過
の勾配の符５′３と生体周縁領域に生じている温度Ｔ２
の時間的経過の勾配値とを考慮する。マイク１＝Ｉフロ
セッザ５により実施される温度ＴＩ及びＴ２の時間的経
過の比較が、生体活動の変化に関連して温度ＴＩ及びＴ
２の時間的経過の勾配の省号が同じ場合に、勾配値につ
いて著しい差異を与えるか又は勾配の全く異なる符号を
与えると、このことは、例えば生体が冷水中を泳ぎ始め
る場合のように、生体活動の変化と同時に生体を囲む奴
体の温度の著しい変化が存在するということの印である
。この種の情報をもマイクロプロセッサ５は刺激周波数
を決定する時間間隔の調節の際に考慮する。生体を囲む
媒体の起こり得る温度変化に関する別の情報を、マイク
ロプロセッサ５は温度差（Ｔ１一Ｔ２）の値の時間的経
過の解析により入手する。例えば差（Ｔ＋　−Ｔ２　）
の負の値は基本的に、生体を囲む媒体の温度が生体の体
温を超えているということを意味する。この事情をもマ
イクロプロセッサ５は刺徴周波数を決定する時間間隔の
調節の際に考慮する。

第１図に示すように、マイクロプロセッサ５は線４８を
経て遠隔測定回路４９に結合され、この遠隔１＋１１定
回路には送信兼受信コイル５０が接続されている。遠隔
測定回路４９により外部の器具すなわちプログラマとの
両方向のデータ交換が可能である。こうしてＲＡＭ７に
記憶された検査のための変数を呼び出すか又は変更する
ことが可能である。

第５図に示された心臓ペースメーカ１はほぼ第１図の心
臓ペースメーカに相応し、それゆえに同じ部品は同じ符
号を有する。

第１図の心臓ペースメーカとの主な差異は、第５図に示
す心臓ペースメーカ１の場合に二つの温度センサ５１、
５２が容器２の内部に配置されているということである
。第５図に示すように温度センサ５１、５２はそれぞれ
伝熱的に容器２の内壁の異なる部分に結合されている。

このことは第５図に示す心臓ペースメーカ１のうちから
容器２と温度センサ５１、５２とだけを示した第６図か
ら更に明らかとなる。なぜならば第６図に示すように温
度センサ５１、５２は容器２の相互に向かい合う壁部分
５３、５４に取り伺けられているからである。第６図に
更に明らかに示すように心臓ペースメーカ１は、温度セ
ンサ５１を留１えた壁部分５３が筋肉組織５６従って生
体中心部に向かうように、生体５７の皮下組織５５と筋
肉組織５６との間に存在するポケッ１・５８の中に植え
込まれている。温度センサ５２を備えた壁部分５４は生
体の皮下組織従って生体周縁に向かっている。従って温
度センサ５１により測定された温度Ｔ１が生体中心領域
の温度に相応し、温度センサ５２により測定された温度
Ｔ２が生体周縁領域の温度に相応することが明らかであ
る。心臓ペースメーカ１の容器２が小さい熱伝導率を有
する材料例えばチタンから形成されているならば、温度
センサ５１と５２との熱的結合は十分に小さく、妨げと
なる影響を避けることができる。

第１図の心臓ペースメーカに対する第５図の心臓ペース
メーカの別の差異は、チャネルｌ８の中に差動増幅器４
５が無いということである。前記のように確かに基本的
にはマイクロプロセッサ５が温度差（Ｔ＋　−Ｔ２　）
を計算により算出することが可能であるが、しかしなが
ら温度差は第５図に示す心臓ペースメーカｌの場合には
刺激周波数に相応する時間間隔を調節する際にはまずは
考慮３ｌ されない。その代わりにどんな時間的順序で両温度ＴＩ
　，Ｔ２の時間的経過の変化が現れるかという観点から
、マイクロプロセッサ５は温度ＴＴ２の時間的経過を解
析する。

第２図ないし第４図の説明に関連して明らかにしたよう
に、心臓ペースメーカｌを保持する生体の体活動の変化
特に」二昇の場合にはまず生体中心領域に生じる温度Ｔ
Ｉの変化が現れ、体周縁領域に生じる温度Ｔ２の相応の
変化が前記変化の後を追う。これに反して外部要因例え
ば熱い又は冷たい浴に起因する生体の体温の変化が現れ
ると、ます体周縁領域の温度Ｔ２の変化が現れ、体中心
領域の温度Ｔ１の相応の変化が前記変化の後を追フｂ 従ってマイクロプロセッサ５は、温度ＴＴ２の変化が現
れる時間的順序により、この変化が生体活動の変化によ
り起こっているかどうかを識別することができる。もし
そうであるならばマイクロプロセッサ５は、温度センサ
５１により測定された体中心領域の絶対温度を生体活動
の強さに対する尺度として参照しながら、刺激周波数を
決定する時間間隔を調節する。その際温度Ｔ＋　．Ｔ２
の時間的経過から導出され温度差（Ｔ＋　−Ｔ２　）を
含む別のパラメータを、第１図に示す実施例に関連して
説明した方法で考慮することができる。

温度センサ３３、４１又は５１、５２は例えばサーミス
タ又は感温性の半導体ダイオードとすることができる。

マイクロプロセッサ５、ＲＯＭ６及びＲＡＭ７を両実施
例の場合にワンチップコンピュータに集積することがで
きる。

前記実施例に基づく心臓ペースメーカの主な機能は、適
当にプログラミングされたマイクロプロセッサ５により
制御される。しかしながら相応の機能は従来の構成の制
御ロジ・ンクによっても容易に実現できる。

この発明を専ら心臓ペースメーカにより説明したが、器
具を保持する生体の活動に関係して刺激強度の調節を行
おうとする他の医用器具の場合にも、この発明を適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく心臓ペースメーカの一実施例
のブロック線図、第２図ないし第４図はそれぞれ異なる
条件における体中心領域の温度と体周縁領域の温度と両
温度の差との時間的経過をグラフで示した図、第５図は
心臓ペースメーカの別の実施例のブロック線図、第６図
は第５図に示す心臓ペースメーカの植え込み状態を示す
生体の部分断面図である。 １・・・心臓ペースメ一力 ２・・・容器 ３・・・電極 ４・・・心臓 ５・・・マイクロプロセッサ ２０・・・刺激パルス発生器 ２４・・・Ｄ−Ａインタフェース ３３、４１、５１、５２・・・温度センサ５３、５４・
・・壁部分 ５７・・・生体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）調節可能な刺激強度により生体の生理現象を刺激す
   る手段（３、５、２０）と、この刺激強度を生体活動に
   適合させるための自動的な調節手段（５、２４）とを有
   し、この調節手段が刺激強度を二つの温度センサ（５１
   、５２）の信号により調節し、これらの信号 のうち一方の信号が生体中心領域の温度 （Ｔ＿１）に相応し、また他方の信号が生体周縁領域の
   温度（Ｔ＿２）に相応するようになっている生体（５７
   ）の中に植え込み可能な医用器具において、両温度（Ｔ
   ＿１、Ｔ＿２）の時間的経過の変化に現れる時間的順序
   を考慮しながら、調節手段（５、２４）が刺激強度を調
   節することを特徴とする医用器具。 ２）前記両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）のうちの少なくとも
   一方の温度の時間的経過の勾配の符号を少なくとも考慮
   しながら、調節手段（５、 ２４）が刺激強度を調節することを特徴とする請求項１
   記載の器具。 ３）調節可能な刺激強度により生体の生理現象を刺激す
   る手段（３、５、２０）と、この刺激強度を生体活動に
   適合させるための自動的な調節手段（５、２４）とを有
   し、この調節手段が刺激強度を二つの温度センサ（３３
   、４１）の信号により調節し、これらの信号 のうち一方の信号が生体中心領域の温度 （Ｔ＿１）に相応し、また他方の信号が生体周縁領域の
   温度（Ｔ＿２）に相応するようになっている生体（５７
   ）の中に植え込み可能な医用器具において、少なくとも
   勾配の符号についてこれらの温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）の
   うちの少なくとも一方の温度の時間的経過を考慮しなが
   ら、また少なくとも両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）の差の正
   常値（Ｎ）を上回るか下回るかについてこの差の時間的
   経過を考慮しながら、調節手段（５、２４）が刺激強度
   を調節することを特徴とする医用器具。 ４）前記両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）のうちの少なくとも
   一方の温度の時間的経過の勾配の値を考慮しながら、調
   節手段（５、２４）が刺激強度を調節することを特徴と
   する請求項１ないし３の一つに記載の器具。 ５）少なくとも両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）の時間的経過
   の勾配の符号を考慮しながら、調節手段（５、２４）が
   刺激強度を調節することを特徴とする請求項１ないし４
   の一つに記載の器具。 ６）器具が心臓ペースメーカ（１）として構成され、生
   理現象を刺激する手段（３、５、 ２０）が生体の心臓の働きを刺激し、刺激強度を適合さ
   せる調節手段（５、２４）は、刺激手段（３、５、２０
   ）が生体の心臓（４）を必要な場合に刺激するときの刺
   激周波数を生体活動に適合させることを特徴とする請求
   項１ないし５の一つに記載の器具。 ７）相互に向かい合う壁部分（５３、５４）を備えた容
   器（２）を有し、両壁部分（５３、５４）のそれぞれに
   温度センサ（５１、 ５２）が付設され、それぞれ容器（２）の内部で伝熱的
   に相応の壁部分（５３、５４）に取り付けられているこ
   とを特徴とする請求項１ないし６の一つに記載の器具。 ８）容器（２）により囲まれ、一方の端部を心臓（４）
   の右心室に植え込まれた電極（３）を有し、この電極が
   電極（３）の一端の範 囲に設けられ右心室の中に生じている血液 温度（Ｔ＿１）を測定する一つの温度センサ（３３）を
   備え、容器（２）の内部に他方の温度センサ（４１）が
   設けられていることを特徴とする請求項６記載の器具。 ９）刺激強度が生体中心領域の温度（Ｔ＿１）と生体周
   縁領域の温度（Ｔ＿２）とにより調節されるようにした
   、生体の生理現象を刺激する医用器具の調節可能な刺激
   強度を生体活動に適合させる方法において、両温度（Ｔ
   ＿１、Ｔ＿２）の時間的経過の変化に現れる時間的順序
   を考慮しながら刺激強度が調節されることを特徴とする
   適合方法。 １０）両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）のうちの少なくとも一
   方の温度の時間的経過の勾配の符号を少なくとも考慮し
   ながら刺激強度が調節されることを特徴とする請求項９
   記載の方法。 １１）刺激強度が生体中心領域の温度（Ｔ＿１）と生体
   周縁領域の温度（Ｔ＿２）とにより調節されるようにし
   た、生体の生理現象を刺激する医用器具の調節可能な刺
   激強度を生体活動に適合させる方法において、少なくと
   も勾配の符号について両温度（Ｔ＿１、Ｔ＿２）のうち
   の少なくとも一方の温度の時間的経過を考慮しながら、
   また少なくとも両温度の差の正常値（Ｎ）を上回るか下
   回るかに関して両温度 （Ｔ＿１、Ｔ＿２）の差の時間的経過を考慮しながら、
   刺激強度が調節されることを特徴とする適合方法。