JPH11262536A - 多数の部位に配置可能な能動植込み型医療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】多数の部位に配列可能な心臓用ペースメーカ、
細動除去装置および／または電気除細動装置の提供。 【解決手段】電極は３つの異なる心筋刺激部位１２，１
４，２０，２２に配置され、一つが心室の刺激／検出１
４，２２部位であり、これらの電極は、複数の異なる刺
激段２４，２６，２８，３０により作成される刺激パル
スの付加を可能とするよう多数部位装置の独立した出力
ＤＡ，ＤＶ，Ｄａ１，Ｄｖ２に接続される。刺激出力段
の数は、刺激部位の数に略等しい。この装置は、さら
に、刺激段または刺激段のうち選択された一つを種々の
刺激部位または刺激部位のうちの選択された一つに可能
的な配置の一つに従って選択的に接続するためのスイッ
チＳＡ，ＳＶ，Ｓ１，Ｓ２を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、１９９０年６月２０日付の
ＥＣ評議会第９０／３８５／ＥＥＣ号に定義された“能
動植込み型医療装置”係り、特にいわゆる“心臓リズム
障害”すなわち心臓不整脈を治療するために心臓に低エ
ネルギー電気刺激を伝達することが可能な心臓ペースメ
ーカや細動除去装置および／または電気除細動装置等の
装置に関する。

【０００２】この発明は、より具体的には、異なる複数
の各点に電極が配置される、いわゆる“多数部位”人工
器官に関し、そのうち少なくとも２つは室の部位であ
る。これらの人工器官は、“単房室”（二心室刺激）、
三房室（右心房刺激および二心室刺激）、または四房室
（二心房刺激および二心室刺激）型とし得る。電極は、
刺激パルスの付加同様に消極電位の検出を可能にするよ
うな方式でペースメーカの独立出力に接続される。

【０００３】

【発明の背景】多数部位の心臓ペースメーカは、既知で
ある。欧州特許公開第００３０８９７号公報には、多数
部位のペースメーカが記載されており、これは２つ出力
を備え、該当する刺激電極が同一の心臓洞室、特に心室
に属する予め設定された２つの位置へ植込まれる。スイ
ッチング装置が、様々なモード（双極、二重単極、二重
単極または二焦点心室）の中からペースメーカの機能モ
ードを選択することを可能とするが、これにもかかわら
ず電極の植え込みならびに刺激点の選択の修正は行わな
い。

【０００４】

【発明の目的と要約】この発明の目的は、ペースメーカ
の回路の煩雑性を著しく増加させることなく、最適な刺
激配置を検索（すなわち、評価および／または発見）す
ることにより設置部位の中からの選択を修正することを
可能にする多数部位型の心臓用ペースメーカ（または細
動除去装置または電気除細動装置の刺激回路）を提案す
ることである。実際に、一定時間後に刺激部位の配置を
修正する際、心筋の筋肉緊張の最良の回復を検出（観
察）し、従って筋肉によって提供することを必要とする
作用力の減少を検出する。

【０００５】拡張心筋症の治療のために、幾つかの刺激
極を有することが目標である。配置の修正を可能にする
能力は、本発明により提供される明確な実用上の利点で
ある。

【０００６】部位数の増加は、通常、刺激回路数および
検出回路数の相関的な増加を伴うものであり、それは部
品数の増大によりペースメーカの容器（容量）内部の利
用可能空間により課される制約に急速に達する。加えて
特に、部品数の増加はペースメーカの消費電流の著しい
増加を引き起こし、ペースメーカの公称寿命を要求され
る制限未満に低下させ易いものとなる（またはより強力
そしておそらく大型の電池を必要とする）。

【０００７】本発明は、多数の部位に配置可能な能動植
込み型医療装置を提案することにより前記の困難な問題
を解決することを目的とし、好適には、これは複数の配
置に従って刺激および検出を行うことを可能にするとと
もに自由に修正可能である刺激／検出能力を有するペー
スメーカであり、一方で必要な部品の量を最小化する。
従って、この発明は、一方で臨床要求と、他方で植え込
み容器内部の容積の制限、ならびに回路構造およびエネ
ルギー消費の制限との間の両立を達成することに努め
る。

【０００８】このため、本発明は、少なくとも３つの異
なる心筋部位に刺激のために電極を配置し、そのうち少
なくとも１つの部位は心室刺激部位および心室検出部位
である能動植え込み型医療装置である。これら電極は、
複数の異なる刺激の段（すなわち低エネルギーパルス発
生回路）により生成される刺激パルスの付加を可能にす
る方式により装置の独立出力に接続され、ここで回路は
刺激部位の数量と略等しい数量である。この発明は、さ
らに整流手段すなわちネットワークスイッチを備え、こ
れにより種々の可能的な刺激配置の一つに従って刺激段
または刺激段のうちの選択された一つを刺激部位または
刺激部位のうちの選択された一つに選択的に接続し、さ
らに整流手段を制御する手段を備え、これにより刺激配
置を修正して最適と考えられる配置を検索する。

【０００９】この装置はまた、心臓洞室内の自発的な電
気活動を検出するための少なくとも２つの異なる検出段
（心臓事象検出回路）を備えることが可能であり、ここ
で整流手段は、加えて、検出段または検出段のうちの選
択された一つを種々の刺激部位または刺激部位のうちの
選択された一つに種々の可能的な検出配置のうちの一つ
に従って選択的に接続するための手段を備え、ここで検
出段への接続は刺激段への接続と併発するものとするこ
と、ならびに併発しないものとすることができる。言い
換えると、検出段は刺激段と同じ部位に接続することが
できるが、刺激段に接続される全ての部位が検出段に接
続されるわけではない。

【００１０】好適なことに、整流手段の制御手段は、刺
激および／または検出のための配置を修正するよう装置
が機能する間動的に実行可能であり、装置は、加えて、
前述した最適な配置の検索を実行するために選択された
各配置によって得られる結果を評定する手段を備える。

【００１１】

【図面の簡略説明】この発明の他の特徴、構成、ならび
に利点は、添付の図面を参照しながら以下に記述する好
適な実施例の詳細な説明により、当業者においては明ら
かにされよう。

【００１２】

【発明の詳細説明】図を参照すると、参照符号１０は概
略的かつ包括的に心筋を示しており、その上の複数の部
位１２，１４，１６，１８，２０，２２内に種々の導線
が植込まれている。導線は、心筋へ効果的に接触するこ
とが好適であり、その結果各電極１２，１４，２０，２
２は心筋の各４つの洞室に接触する。加えて、１６およ
び１８のような浮遊電極が存在することも好適であり、
これは、刺激が双極状態で操作されている際に、信号ま
たは刺激を検出するための参照電位として作用するもの
として使用することができる。これらの浮遊電極は、例
えば、双極導線の近位電極として構成され、その遠位端
部は心室に接触する。

【００１３】従って、図に示される電極の配置におい
て、電極１２および１６は右心房に植込まれた双極導線
電極であり、電極１４および１８は右心室に植込まれた
双極導線の電極であり、電極２０は左心房に植込まれた
単極導線の電極であり、電極２２は左心室に植込まれた
単極導線の電極である。

【００１４】しかしながら、この配置は、少なくとも３
つの刺激／検出部位を有しそのうち少なくとも一つが心
室内のものである限り、決して、この配置ならびに電極
数に関して限定することを意図するものではない。さら
に、導線（心筋に接触する電極または浮遊電極）は必ず
しも心臓洞室内に配置する必要はなく、間接的な方法で
洞室の刺激を可能にする部位に場所を配置し得る。例え
ば、冠状動脈洞内、またはこれに代えて心筋外部（心臓
外導線）に植込まれた導線を使用し得る。

【００１５】従って、本発明の有利な特徴の一つは、電
極がもはや特定の洞室内に占有されることなく、どの洞
室内に導線が配置されるかは重要でないよう配置される
ことである。従って、全電極を同一の心室、例えば左心
室に配置することさえ可能であり、一つの電極を隔壁内
に配置しこれにより左心室を刺激することが可能とな
り、および／または一つの電極により洞室の分離壁を刺
激すること等が可能である。

【００１６】図示された例において、ペースメーカに関
し、４つの独立した極を備え（ここにおいても非制限的
に）、各極が心臓の４点に電気刺激を伝達可能であり、
その振幅および幅がプログラム可能であり、また、特に
近位電極である２つの極は、刺激および検出の参照電位
として作用する。一般的に、各極を任意の心臓洞室に接
続することができるため、この構成はシステムの種々の
可能性を限定するものではないが、図示されるように装
置の６個の極は特定の機能に従って説明されている。

【００１７】以下のように極を示す： ・ＤＡおよびＤＶ（遠位心房および遠位心室）、極は電
極１２および１４に接続され、 ・ＰＡおよびＰＶ（近位心房および近位心室）、極は電
極１６および１８に接続され、 ・Ｄａ１（遠位心房）、極は電極２０に接続され、これ
は両房室型装置と比較して第一の追加極（Ｎｏ．１）で
あり、 ・Ｄｖ２（遠位心室）、極は電極２２に接続され、これ
は両房室型装置と比較して第二の追加極（Ｎｏ．２）で
ある。

【００１８】ペースメーカは、４つの刺激の段２４，２
６，２８，３０、ならびに、それぞれ増幅装置３２およ
び３４を有する２つの検出回路を備える。

【００１９】種々の電子スイッチＳＡ、ＳＶ，Ｓ１，Ｓ
２、Ｍ１−Ｍ４、およびＴ１−Ｔ８は、図示されるよう
な方式により、一方で、刺激段２４，２６、２８、３０
と検出段３２および３４との間に、他方で６個の極Ｄ
Ａ，ＰＡ、Ｄａ１、ＤＶ、ＰＶ、Ｄｖ２との間に接続さ
れる。それらはさらに６個の極を各段２４ないし３４に
接続することを可能にし、その結果様々な刺激の配置お
よび様々な心臓信号検出配置を実現する。

【００２０】さらにスイッチＢ０を設け、これは、心臓
内の極と容器の接地との間において刺激または検出の実
現を必要とする際に、装置の金属製容器３６をシステム
の電子系の接地に接続することを可能にする。

【００２１】以下に、これらの異なるスイッチにより実
現し得る様々な刺激および検出配置を示す。様々な検出
および刺激モードは以下に示され： ・“単極検出”（“Ｄｅｔ．ｕｎｉｐ．”）は、心臓内
極と容器との間の検出であり、 ・“双極検出”（“Ｄｅｔ．ｂｉｐ．”）は、２つの心
臓内極間の差位検出であり（容器は共通モードのための
基準を形成する）、 ・“三極検出”（“Ｄｅｔ．ｔｒｉｐ．”）は、２つの
心臓内極間における検出であり、その間に接続された第
３の心臓内極を基準にし（容器は共通モードのための基
準を形成する）、 ・“単極刺激”（“Ｓｔｉｍ．ｕｎｉｐ．”）は、心臓
内極と容器との間の刺激であり、 ・“双極刺激”（“Ｓｔｉｍ．ｂｉｐ．”）は、２つの
心臓内極間の刺激であり、うち一つが接地されている
（容器は接続されていない）。

【００２２】典型的なＤＤＤペースメーカ（両房室）の
ケースにおいて、“双極”（“ｂｉｐ．”）という用語
は同じ房室内に配置された２つの心臓内極を示すもので
あり、しかしながら多数部位ペースメーカ（ＭＳ）にお
いては、このことは成立しない。一般的に、２つの異な
る洞室内に２つの心臓内電極を備える配置を“準双極”
（“ｑｕａｓｉ−ｂｉｐ．”）と呼称し、また同様に
“準３極”（“ｑｕａｓｉ−ｔｒｉｐ．”）と呼称す
る。異なる配置可能性は、次の表によって示されてお
り：これには、（１）考えられる配置、（２）装備され
た極（電極）、（３）典型的な両房室（ＤＤＤ）ペース
メーカ等の既知の配置に関する事実、または本発明の多
数部位（ＭＳ）装置の特徴である新しい配置、（４）閉
じられたスイッチ、（５）開かれたスイッチについて示
されている。

【００２３】

【表１】

【００２４】前記の表から、非限定的であるが、刺激に
ついて８個の異なる配置が示されそのうち４つが新規で
あり、検出について１２個の可能的な配置が示されその
うち８個が新規である。

【００２５】実用において、４つの心臓洞室の様々な部
分における電極の位置の選択は、医療専門家の選択に委
ねられる。

【００２６】刺激と検出の配置は、医療専門家の指示
（選択）に従うか、または優先配置の検索による自動的
な方法によって実現される。従って、スイッチは、ペー
スメーカの動作中に配置を動的に修正するようプログラ
ムすることが可能であり（例えば適宜なソフトウェアプ
ログラムを使用して）、これにより最良の配置となるよ
うペースメーカを動的に適合させる。この点に関して、
配置が“最良”と考えられる条件は、流量比率のような
心臓パラメータの改善（他の可能的な配置により得られ
る能力に対して）が得られるかどうかである。自動検索
は、遠隔プログラム装置を使用する医療専門家からの指
示により、周期的な基準に基づいて開始することが可能
である。この点については、欧州特許出願第０８６２９
２７号およびその対応米国特許出願第０９／０３６３３
０号を参照にしており、これらはそれぞれ出願係属中で
あり、本発明と共に通常通り譲渡されている。

【００２７】選択された４つの極のそれぞれの刺激は、
いくつかのパラメータ、特に遅延により制御され、以下
のようになる： ・段間、すなわち心房段Ａと心室段Ｖとの間の遅延であ
り、ＤＤＤペースメーカで既知の心房−心室間遅延であ
る、 ・同じ段の洞室間、すなわちＤＡおよびＤａ１間または
ＤＶおよびＤｖ２間における遅延であり、遅延ＤＡ−Ｄ
ａ１およびＤＶ−Ｄｖ２はペースメーカの適宜なプログ
ラムに従って反転させることも可能であり、すなわち遅
延Ｄａ１−ＤＡまたはＤｖ２−ＤＶとなる、 ・心臓内における導線の配置に続いて、医療専門家が装
置の植込みに際して特定数の新規の刺激モードを指示す
る必要があり、これは時間的に結合するプログラム可能
なパラメータを伴なって提供される。

【００２８】段間の遅延、および同様に心室間の遅延
は、例えば０から３００ｍｓのプログラム可能な値であ
り、好適には８ｍｓ（マイクロプロセッサのクロック周
期に関係する）刻みである。電気刺激を伝達可能な各極
について、刺激振幅のパラメータは既知の独立した方法
で得ることができる。当業者においては、既知の電子回
路構造および技術を使用して、種々のスイッチをソフト
ウエアの制御下においてプログラムし得ることが理解さ
れよう。また、本発明は、プログラミング指令を実行す
るマイクロプロセッサからなるハードウェア構造を使用
して実施することが好適であり、これにより既知の刺激
および検出を本発明によって誘導される各改良点に従っ
て制御することが理解され、これらの改良点は当業者に
おいて自明である。

【００２９】最適または最良の配置の検索は、手動また
は自動とすることができ、従って、最適または最良のも
のが判定され複数のスイッチを適宜に設定することによ
り選択されるまで、可能的な配置の範囲にわたって装置
をシーケンス動作させることが可能である。最適化され
るパラメータは、植込み型医療装置により、または遠隔
プログラム装置あるいは患者に接続されている遠隔モニ
タ装置との組合せにより測定し得る。

【００３０】本発明の別の利点は、従来の多数部位装置
に比べてペースメーカ容器上の出力の数を減少させる多
数部位配置を提供することである。各導線に対して双極
配置を有する４房室装置においては、８個の出力が必要
である。しかしながら、本発明は、必要とする出力の数
を６個に削減する。結果として、コネクタヘッド部分内
の接続フィードスルーの数、ならびにペースメーカのコ
ネクタヘッド部分の寸法が削減される。同様に、心房段
を備える両心室ＭＳＯペーシングシステムのケースにお
いては、５個の出力（ＤＡ，ＰＡが心房；ＰＶ，ＤＶ，
ＶＤ２は心室）だけが必要である。

【００３１】当業者においては、本発明は前述した実施
例以外によっても実行し得るものであり、それらが説明
の目的のために示されたものであって、それらに限定さ
れるものではないことが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の提案に従って実現されるペースメーカ
の回路図であり、種々の心筋部位内に複数の導線が植込
まれている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンヌ ブオール フランス国、92410 ヴィル ダブレイ、 リュー ド ヴェルサイユ 27 (72)発明者 アラン リパール フランス国、91190 ジフ シュール イ ヴェット、リュー ド ラ グリュリ 17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心臓用ペースメーカ、細動除去装置およ
   び／または電気除細動装置等の能動植込み型医療装置で
   あり、少なくとも３つの心筋刺激部位（１２，１４，２
   ０，２２）に電極を配置し、そのうちの少なくとも１つ
   の部位が心室刺激および心室検出部位（１４，２２）で
   あり、複数の異なった刺激段（２４，２６，２８，３
   ０）によって生成された刺激パルスを付加することが可
   能となるよう電極を装置の該当する独立出力（ＤＡ，Ｄ
   Ｖ，Ｄａ１，Ｄｖ２）に接続し、複数の刺激段は前記少
   なくとも３つの刺激部位にほぼ同等な複数の段からな
   り、刺激のための刺激段または刺激段のうちの選択され
   た一つを種々の刺激部位または刺激部位のうちの選択さ
   れた一つに選択的かつ複数の可能的な配置に従って接続
   するための整流手段（ＳＡ，ＳＶ，Ｓ１，Ｓ２）と、最
   適な配置を検索し得るよう刺激配置を修正するために整
   流手段を制御する手段とを備えることを特徴とする装
   置。
2. 【請求項２】 整流手段の制御手段は刺激および／また
   は検出の配置を修正するよう装置が動作する間動的に作
   用し、装置が前記最適な配置の検索を評価する手段を追
   加的に備える請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 心臓洞室内の自発的な電気活動を検出す
   るための少なくとも２つの異なる段（３２、３４）をさ
   らに備え、整流手段は選択的かつ種々の可能的な検出配
   置に従って少なくとも一つの検出段を少なくとも一つの
   刺激部位に刺激段への接続を排除してまたはこれと同時
   に接続するための追加的手段（Ｍ１−Ｍ４，Ｔ１−Ｔ
   ８）を備える請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 整流手段の制御手段は刺激および／また
   は検出配置を修正するよう装置が機能する間動的に作用
   し、装置が前記最適な配置の検索を評価する手段を追加
   的に備える請求項３記載の装置。