JPH05504489A

JPH05504489A - 細動除去装置

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Publication number: JPH05504489A
Application number: JP2508876A
Authority: JP
Inventors: アンナ　ミロースキー; ロジャー　ダブリュ．ダール; スタンリー　エム．バック，ジュニア; ロナルド　ダブリュ．ヘイル，ジュニア
Original assignee: ミロースキー　アンナ
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: WO1990014860A1; AU631088B2; DE69030767D1; JP2625032B2; DE69030767T2; EP0476017A4; HK1007972A1; ES2103742T3; EP0476017B1; CA2064751A1; CA2064751C; US4969463A; EP0476017A1; AU5823990A

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】４、　選択された前記導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。

５、　前記パルス発生手段は、単一パルスの中に一連の不連続パルス切片を発生する発生手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。

れて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、電気パルス群を発生するパルス発生手段と、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。

７、　前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。

８、　前記不連続導電部は、導電メツシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。

９、　選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。

１０、心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去器であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、前記導電部を互いに絶縁するために前記導電部の間に配設される絶縁手段と、電気パルス群を発生するパルスジェネレータと、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、前記不連続パルス切片を選択された出力端子に伝達する伝達手段とを備えた細動除去ユニットと、　前記電極の前記放電領域で選択された前記導電部を前記細動除去ユニットに電気的に接続して、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に印加する複数の導電体からなるリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。

１１、前記電気パルスを伝達する前記伝達手段は、スイッチ回路からなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。

１２、前記不連続導電部は、導電メツシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。

１３、前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。

１４、心臓の近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、対向する心臓を刺激する複数の不連続導電部からなる放電面領域を有し、この放電面領域は前記導電部をの間に配設されてこれらの導電部を互いに絶縁する絶縁手段と、選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段とを有する少なくとも１つの植込み可能な細動除去電極と、電気パルス群を発生するパルスジェネレータと、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、前記不連続パルス切片を選択された出力端子に伝達する伝達手段とを含む細動除去ユニットと、前記電極の前記放電領域で選択された前記導電部を前記細動除去ユニットに電気的に接続し、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に印加する複数の導電体からなるリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。

１５、前記電気パルスを伝達する前記伝達手段は、スイッチ回路からなることを特徴とする請求項１４記載の細動除去装置。

１６、前記不連続導電部は、カテーテルの長さ方向に巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１４記載の細動除去装置。

１７　少なくとも１つの植込み可能な電極とともに心臓に電気エネルギーを供給するために前記心臓に取り付けられ、一連の不連続パルス切片を発生するパルス発生手段に接続された植込み可能な細動除去電極であって、対向する心臓を刺激し、複数の不連続導電部と前記電極の裏面側に配設される絶縁要素とからなる放電面領域と、前記電極を前記パルス発生手段に電気的に接続し、選択された前記不連続パルス切片を前記放電領域で選択された前記不連続導電部に印加するリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去電極。

１８、前記導電部の間に配設されて前記導電部を互いに電気的に絶縁する絶縁手段を含むことを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。

１９、前記不連続導電部は、導電メツシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。

２０、前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。

２１、選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。

２２、前記リード手段は複数の導電体からなり、前記パルス発生手段は選択された前記不連続パルス切片を印加するだめの複数の出力端子を備え、前記複数の導電体は、選択された前記不連続導電部を選択された前記出力端子に接続することを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。

２３、心臓の近傍、ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給する二とで不整脈を起こす前記心臓を刺激し、前記電極の少なくとも１つは複数の不連続導電部を有する放電面領域を備えるとともにパルスジェネレータに電気的に接続され、このパルスジェネレータは全体で必要とされる電気エネルギー量となる一連の不連続電気パルス切片を発生する刺激方法であって、ａ）不連続電気パルス切片を前記電極の第１の不連続導電部に印加する行程と、ｂ）不連続電気パルス切片を前記電極の第２の不連続導電部に印加する行程と、Ｃ）心臓に供給され全体で必要とされる電気エネルギー量に達するまであらかじめ決められた回数で行程（ａ）および行程（ｂ）を繰り返す行程とを有することを特徴とする刺激方法。

２４、心臓の近傍、ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第一の電極は前記心臓を刺激するための複数の不連続導本部を有する放電面領域と、選択された前記導電部を第１および第２の別々のグループに接続する導電要素とを備えるとともにパルスジェネレータに電気的に接続され、このパルスジェネレータは全体で必要な電気エネルギー量となる一連の不連続電気パルス切片を発生し、ａ）不連続電気パルス切片を前記第１の電極の第１グループの不連続導電部に印加する行程と、ｂ）不連続電気パルス切片を前記第１の電極の第２グループの不連続導電部に印加する行程と、Ｃ）心臓に供給され全体で必要とされる電気エネルギー量に達するまてあらかしめ決められた回数で行程（ａ）および行程（ｂ）を繰り返す行程とを有することを特徴とする刺激方法。

２５、心臓の内部ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することて不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第１の電極は心臓を刺激するための複数の不連続導電部を有する放電面領域がらなり、一連の不連続パルス切片を発生する行程と、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達行程とを有することを特徴とする刺激方法。

２６、心臓の内部ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第１の電極は心臓を刺激するための複数の不連続導電部を有する放電面領域からなり、パルス群を発生する発生行程と、前記パルス群を一連の不連続パルス切片に分割する分割行程と、前記パルス群か消滅するまで選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達行程とを有することを特徴とする刺激方法。

２７、少なくとも植込み可能な電極と共に心臓に電気エネルギーを供給するために前記心臓に取り付けられ、一連の不連続パルス切片を発生するパルスジェネレータに接続されるとともに、前記パルス切片が前記パルスジェネレータの選択された複数の出力端子に導入される植込み可能な電極であって、互い違いに積層された複数の導電メツシュスクリーンからなる放電面領域と、連続的に前記放電面領域に広がるとともにこの放電面領域の前記導電メツシュスクリーンを露出させる開口を有する不導電マスク要素と、前記放電面領域と反対側の面に配設された絶縁要素と、前記パルスジェネレータの選択された前記出力端子を選択された前記導電メノンユスクリーンに接続する複数の導電体を有するリードとを備えたことを特徴とする細動除去電極。

２８、心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、電気エネルギーを蓄電するとともに放電するキャパシタ手段と、あらかしめ決められた電圧までに前記キャパシタ手段に充電する充電手段と、前記電極の選択された前記不連続導電部に接続された複数の出力端子と、それぞれが前記キャパシタ手段の第１の端子に電気的に接続されるとともに選択された前記出力端子に電気的に接続可能となる複数のスイッチ手段と、不連続パルス切片を伝達するために前記キャパシタ手段か放電する時に、トリガーシーケンス信号を発生して選択された前記複数のスイッチ手段をトリガーし、あらかじめ決められた時間間隔で選択された不連続導電部を前記キャパシタ手段に接続する前記複数のスイッチ手段に接続されたタイミング発生手段とからなることを特徴とする細動除去装置。

２９、前記キャパシタ手段の第２の端子および前記タイミング発生手段に接続するとともに、前記各スイッチ手段と前記出力端子との間に接続する複数の極性スイッチ手段を備え、前記極性スイッチング手段は、前記不連続導電部に伝達された前記不連続パルス切片の極性を反転するために、前記タイミング発生手段により生しる極性シーケンス信号によって前記トリガーシーケンス信号とともに同時に制御されることを特徴とする請求項２８記載の細動除去装置。

３０、心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、心臓の上、近傍、ないし内部に植込まれる複数の細動除去電極と、一連の不連続パルス切片からなるパルス群を発生するパルス発生手段と、選択された不連続パルス切片を交互に選択される前記細動除去電極に前記パルス群が消滅するまで伝達する伝達手段とからなることを特徴とする細動除去装置。

３１、心臓の上、近傍、ないし内部に配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極で心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放重要面部を有する植込み可能な細動除去電極と、細動除去波形をした電気エネルギーを発生させる発生手段と、前記電気エネルギーを選択された前記不連続導電部に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。

３２、少なくとも電極とともに心臓に電気エネルギーを供給するために心臓に取り付けられ、細動除去波形をした電気エネルギーを発生するパルス発生手段に接続する植込み可能な細動除去電極であって、対向する心臓を刺激し、複数の不連続導電部と前記電極の裏面側に配設された絶縁要素とからなる放電面領域と、前記電極を前記パルス発生手段に電気的に接続して、選択された前記不連続導電部に前記電気エネルギーを供給するリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去電極。

明細書細動除去装置発明の背景本発明は、医療の応用で組織を刺激するための細動除去装置に係り、特に電子回路に接続を植え込み可能な心臓用の細動除去電極と、心臓の細動除去を行う刺激方法とに関する。

電気刺激のために体内に植え込まれる電極は周知である。

特に、心臓の近傍ないし心臓に接触して植え込まれた電極は、心臓を正常な洞リズムに戻すために電極を介して心臓に電気エネルギーを供給することによって、生命を脅かす心臓の不整脈を抑制する（すなわち、細動除去したり、電気除細動する）ために用いられてきた。細動除去（あるいは電気除細動）する間に心臓に供給されるエネルギー量は心臓の近傍ないし心臓に接触した電極の配置や、心臓全体に一様にエネルギーを供給する電極の能力に依存している。

電極から心臓の組織への細動除去波形を効率良く伝える装置は、例えばＵ、Ｓ、特許第４，７６８，５１２号に記載されるように、周知である。この装置では、不完全な指数関数的細動除去パルスが複数の連続パルスに分けられて対をなす電極を介して心臓に伝えられている。このような高周波波形は、心臓組織の至る所で種々様々の周波数依存性のインピーダンスを補償し、さらに効率良くエネルギーを伝えている。

本発明は、細動除去行程で細動する心臓に伝えられた高エネルギーによって、電極でイオン電流か増大するという認識に基づいてなされたものである。電流からイオン流への転換によって電極と組織との界面でガスか生し、このガスは、細動除去エネルギーが供給されるべき組織と電極との間で絶縁体として作用する。この結果、電極から組織へ実際に供給される電気エネルギー量は減少し、電極間で生成した細動除去電場のうち、効率良く心臓に作用しないものもある。従って、細動する心臓にエネルギーを供給するために、細動除去電極の能力を増大させる必要がある。

電極から心臓へのエネルギーの移動効率を高くすることによって、電極の入力側で必要とされるエネルギー量を減らすことかできる。その結果、細動除去・電気除細動回路を含むユニットの寸法を小さくてきる。または、ユニットの寿命を相応して延ばすことができる。

発明の目的本発明の第１の目的は、上記問題点を解決するために、電極と組織との界面で電気分解によって生じるガスの濃度を低減する細動除去電極、放電回路、およびパルス放電を提供し、植込まれた電極と細動除去パルスが印加される心臓組織との間でのエネルギーの移動効率を向上させることにある。

本発明の第２の目的は、細動除去電極から心臓へ移動するエネルギー量を増やして、電極へ人力するエネルギーを低減することにある。

本発明の第３の目的は、電極へ入力されるエネルギーを低減させる細動除去電極およびその方法を提供し、細動除去電子回路を含む植え込みユニットの寸法を縮小し、このユニットの寿命を延ばすことにある。

本発明の第４の目的は、細動除去挿入時に心臓近傍のショックベクトルを変えて心臓の新たな筋魂を包み込む細動除去電極およびその方法を提供することにある。

本発明の細動除去装置は、互いに分離した不連続の導電面を有し、各導電面はあてがわれたパルス、ないし細動除去波形のタイムサンプルを受け取る電極を備えている。パルスは、波形が減衰するまで連続して印加されて、「ガトリング」放電を引き起こす。連続するパルスの合間で適宜の長さの時間間隔が用意されて、電極と組織との界面で電気分解によって生じたガスの自然崩壊を促す。それゆえに、電極と組織との界面に存在するガスの量を最少限にする。

そして、界面インピーダンスは低下するので、電極から組織へ伝えられるエネルギー量は増加する。

図面の簡単な説明図１ａは細動除去パルスの電圧と時間との関係を示すグラフである。

図１ｂは、図１ａに示す細動除去パルスに起因するイオン電流によって生したガスの濃度と時間との関係を示すグラフである。

図２は本発明の第１の実施例を示し、互いに絶縁された複数の導電面部を有する細動除去電極の外観図である。

図３は図２における３−３部分の断面図である。

図４は本発明に基づいてガトリング放電を行う電子回路のブロック図である。

図５ａは、本発明により不連続パルス切片に分割された単一細動除去パルスを示すグラフである。

図５ｂは、図５８に示す細動除去パルスによる電気分解によって発生したガスの濃度を示すグラフである。

図６は本発明の第２の実施例を示し、放電面部を２つに分けるために接続された導電面部の配列を有する細動除去電極の外観図である。

図７は図６に示す電極に印加される不連続パルス切片の電圧と時間との関係を示すグラフである。

図８は本発明の第３の実施例を示し、積層された導電メツシュスクリーンを有する細動除去電極を分解した状態での断面図である。

図９は本発明の第４の実施例を示し、図５ａに示す細動除去パルスを使用し、カテーテルに巻回された個々の導電ワイヤーからなる細動除去電極の構成図である。

図１０は本発明の第５の実施例を示し、複数のリード配列で用いられるガトリング放電の構成図である。

図面の簡単な説明図１ａに、振巾Ａ、パルス幅Ｔの細動除去パルス１０を示す（パルス１０は、一定の振巾をもつパルスとして描かれているが、これに限らず、他に指数関数的に減衰する波形や二相の波形などでも良い）。細動除去パルス１０の有する高エネルギーによって、イオン電流が電極と組織との界面で発生し、このイオン電流により細動除去電極と近隣の組織との間でガスが発生する。図１ｂに細動除去パルス１０の放電により生成されるガスのグラフを示す。図１ｂに示すように、高エネルギー細動除去パルスが放電する間、ガスの濃度は指数関数的に増加する。パルスの終端部、時間Ｔでは、ガスの濃度はゼロに向けて指数関数的に減少する。

電極と近隣の組織との間のガスの濃度は、細動除去電極からエネルギーを心臓に供給する効率を低下させる絶縁体として作用することは知られている。

本発明の第１の実施例としての細動除去電極１８を図２および図３に基づいて説明する。電極１８には活性放電面領域１５が設けられ、この放電面領域には同心円上に配置された不連続の導電部２０，２２，２４．２６が設けられている。各導電部は絶縁部２８によって互いに電気的に絶縁されている。さらに、絶縁部２８は導電部の背面はもちろん、この導電部の側面部も絶縁している。

導電部２０，２２，２４．２６は、例えばプラチナ・イリジウムスクリーンにて作製されている。絶縁部２８はダクコン（商品名）の編込みで補強されたシリコンゴムシートからなる。このような形状のンートは、導電部を電気的に絶縁するとともに支持するために、導電部近傍で薄く形成されている。

導電部２０，２２，２４．２６は、絶縁されたシリコンゴム製のリード線２７によって植え込まれた細動除去・電気細動ユニット２５に電気的に接続している。

（電極１８の−ったけが図示されているが、周知のように、少くとも２つの電極が心臓の近傍ないし心臓に接触して配置される。

）リード線２７は、導電線１７，１９，２１．２３を内包し、各導電線はそれぞれ相対する導電部２０，２２，２４゜２６をユニット２５に接続している。導電線１７．１９゜２１．２３は例えば銀およびステンレス鋼の堅いより糸（ＤＢＳ）からなる。これらの導電線は電気的に絶縁され、それぞれ相対する導電部を細動除去・電気除細動ユニット２５に接続している。

図４に細動除去器２５の放電回路２９を図示する。この放電回路２９は、タイミング・シーケンスジェネレータ３１からなり、電子スイッチ３５ａ−ｂおよび電子極性スイッチ３７ａ−ｄ介してコンデンサ３３の放電を制御するものである。

コンデンサ３３は充電回路３９によって充電される。Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄとラベルが付けられた出力端子は、導電線１７，１９．２１．２３を介して電極１８の不連続電極部に接続している。

回路２つは、コンデンサ３３に充電された細動除去電圧ショックを一連のパルス切片としてのパルスに分割して、各パルスをあらかしめ選択された電極部の一つないし複数に向けて伝達したり、あるいは、差し止めたりしている。

タイミング・シーケンスジェネレータは、あらかじめ決められた電圧ショックを相対する電極部に伝達するために、スイッチ３５ａ−ｄをトリガーする。さらに、伝達された電圧ショックの極性を適宜の極性スイッチ３７ａ−ｄのトリガーにより変えることができる。なお、図示しないが、不整脈探知器はパルスジェネレータ２５に設けられている。

操作する際、電極１８は、同じ構造または異る構造で相対する少くとも一つの電極とともに心臓の近傍ないし心臓に接触して植えこまれる。パルスジェネレータ２５へは、例えば、導電部２０にパルスＡが印加されるように、導電部２２にパルスＢが印加されるように、導電部２４にパルスＣが印加されるように、それぞれ接続される。このガトリング放電は包絡線全部ないし放電パルスのパルス群３０が電極に到達するまで継続する。しかしながら、効率サイクルないしパルス継続時間は、タイミング・シーケンスジェネレータ３１を制御するためのデータを蓄積するために、特定の波形のプログラム能力を考慮するシーケンスを介して変化することがある。また、虚像Ｃ′に示すように、どのパルスも極性を反転できる。

さらに、効率サイクルの導入によりエネルギー消費量は減少する。図５ａに示すように、パルスの合間では、エネルギーは消費されない。このように、先行するパルスの終端部の高さは、これに続くパルスの立ち上りの端部の高さに等しい。

したがって、パルス化されたショックの効率サイクルを下げることによって、立ち上り電圧はコンデンサ３３に残されたエネルギー量と同様に増大する。このため、コンデンサ容量の減少や電圧の終端部を下げることが可能になる。さらに効率を低下させることなくエネルギー消費を減らせる。

４つの導電面部が図示されている。しかしながら、本発明での導電面部の個数はこれに限らず、適宜の個数でよい。

そして、リード線２７の数や細動除去・電気除細動器の端子数は導電面部の個数に応じて変えれば良い。

各導電部がそれぞれ導電線に接続することによって、導電部の全体ないし一部を電極として動作させることができる。さらに、導電部の一部のみが一度に動作すると、細動除去エネルギーの空間分布は最も効果的に活用される。

このガトリング放電の結果、図５ｂの極線４０に示すように、電極・組織界面でのガスの発生は減少する。ガスの発生は、電極に印加された高エネルギーのパルスによって供給された電荷により生したものであるから、高エネルギーパルスが存在する時間が短縮されると、発生する゛ガスの減少、および既に発生したガスの分解ないし吸収が生しる。

図２１図５ａおよび図５ｂに示すように、例えばエネルギーを最初に受けとる導電面部は（パルス３２か印加される）導電部２０とすると、パルスＡか印加されている間、ガスは曲線１４′で示すように電極１８全面の電極・組織界面で発生しはしめる。しかし、パルスＡが消えると、ガスの濃度は、図５ｂに曲１！１６ ’で図示するように、図１ｂと同様に指数関数的に減少しはじめる。パルスＡにより、ガスの発生は最初に導電部２０の周縁部に生しる。

さらに、任意の特定の導電部をとりまくガスの濃度を曲線１４′に示す。この特定の導電部をとりまくガスの濃度はピークに達してから次の電圧ショックが印加されるまで減少する。電極全体で各電極面から発生して蓄積されたガスは、単一導電面で単一放電パルスによって発生したガスのレベルにまで達することはない。

上述のように、細動除去電極１８に図５ａに示すパルスを印加したことによって、電極・組織界面で発生したガスの蓄積量を減らすことができる。４つの導電部のそれぞれに、ユニットから供給されるパルスの４つおきに１つの放電パルスが印加されるということに関して、図５ｂは平均のガス濃度であることに注意しなければならない。従って、絶縁ガスの存在量が減ることによって、エネルギーを電極１８から心臓に供給する効率は全体的に増加する。発生するガスの全体量は電極に供給される電荷量の関数になっている。ガスの蓄積が減ることにより、電極面の被覆量が減少して界面インピーダンスは低下する。

上述のガトリング放電は、心臓に作用するショックベクトルを変えて効率良く心臓の細動除去を行う。ショックベクトルの方向を変えることによって、新しい筋魂が巻きこまれる。しかし、同じ筋魂の電圧勾配は、ショックベクトルの変化による影響を受けない。

本発明の第２の実施例を図６および図７に基づいて説明する。細動除去電極４には活性放電面領域４３が設けられ、この放電面領域は、略同寸法および略同形状の導電メツシュスクリーンで形成された導電部４４．４６からなるものである。

導電部４４．４６は絶縁部２８により互いに絶縁されて、２つのグループに分けられて電気的に接続している。特に、電極４２は図３に示す電極１８と同様の断面を存し、絶縁部２８が電極の背面および側面部全体を覆っている。導電線４７．４９はそれぞれ相対する導電部４４゜４６に接続している。導電線５１．５３は、図２と同様に２グループに分けられた導電部をそれぞれ細動除去ユニット２５に接続している。

操作する際、図７に示すように、図５ａに示すパルス群３０と同様なパルス群５０が細動除去ユニット２５によって電極４２に印加される。２つのグループに分けられた導電体は、それぞれ導電面部４４．４６に相対して「１」。

「２」とラベルが付けられ、電極４２の隅々に配設されて、それぞれパルス５２．５４が印加される。その結果、前述の図５ｂに示すように、電極・組織界面で発生するガスの量か減少する。なお、各グループ内の導電部の個数は、電極４２の導電面部のグループの個数と同様に、有効な特定の放電形状および分布に応じて増やすことができる。

本発明の第３の実施例を図８に基づいて説明する。細動除去電極５６は図１および図２に示す電極１８と略同じで、若干構造が異るものである。特に、細動除去電極５６は、導電メツシュスクリーン５８．６０が積層されて形成されている。

絶縁体６２は電極５６の不活性面に不導電性の裏打ちとしている。マスク６４には、電極５６の活性放電面領域６３に導電スクリーン５８．６０が露出する開口６５が設けられている。スクリーン５８．６０の間に、ダクロン（商品名）メツシュないし他の穴あき絶縁体６９が設けられている。

導電面６６．６７によりスクリーン５８．６０は細動除去ユニット２５に接続されている。マスク６４と絶縁部６２とはスクリーン５８．６０を内側に配置して薄板状に形成されている。

使用する際、電極５６には、図７と同様のパルス群が印加される。スクリーン５８．６０は交互に励起されて、前述の如く、心臓表面近傍に発生するガスを減らし、細動除去ないし電気除細動に必要なエネルギーを低減する。なお、２枚の導電スクリーンのみが図示されているが、さらに多くのスクリーンを用い、各自にあてがわれた不連続パルス切片を印加することもできる。

本発明の第４の実施例を図９に基づいて説明する。電極７２は、互いに分離された４つの導電性放電ワイヤーないしコイル７６．７８，８０．８２を有する心臓カテーテルからなり、各ワイヤーは、カテーテルの末梢部７０に巻回されて長さ方向に延びている。導電線７５．７７．７９゜８１は導電ワイヤー７６．７８，８０．８２をそれぞれ細動除去ユニット２５に接続している。この他に、放電ワイヤーがカテーテルの長さ方向に延びて導電線７５．７７゜７９．８１を介することなく細動除去ユニットに接続しても良い。各導電ワイヤーは、カテーテル７４の長さ方向に隣り合うワイヤーの間に空間が残るように巻回されている。

絶縁部８３は、導電性放電ワイヤーを互いに絶縁するために末梢部７０の外面に沿って設けられている。

使用する際、電極７２は心臓の大静脈に植えこまれ、図５ａに示すようなパルス群３０によって励起されて、ガトリング放電による上述の効果を得るものである。

本発明はパルスの形状を限定するものではない。また、上述のガトリング放電による効果が生じる限り、適宜の波形ないしパルス群を用いることができる。特に、任意の形状のパルス群は、電極の不連続導電部に印加するための不連続パルスを引き出すタイムサンプルとすることができる。

さらに、図１０に示す第４の実施例のように、本発明のガトリング放電はさまざまなリード装置に適用できる。特に、分離された電極は、心臓近傍に植えこまれて、心臓に作用するショックベルトを変える不連続パルスを印加することができる。第４の実施例は、右心室に植えこまれ末梢電極９２を備えたカテーテル９０からなるものである。さらに、胸骨の上に一方の皮下電極９４が植えこまれ、左腕の下に他方の皮下電極９６が植えこまれている。

この例では、細動除去パルスは３つの不連続部に分けられて、電極９２，９４．９６に伝達され、電極間でガトリング放電をもたらす。特に、このような多重電極装置では、パルスの極性は同じに保たれて任意の筋魂の電圧勾配に影響することを防止している。このパルスの極性に関しては、本実施例にのみあてはまることであり、本発明を限定するものではない。

ＦＩＧ、ｔ。

ＦＩＧ、５時間ＦＩＧ、６ＦＩＧ　、９３ｏ−ｄＦＩＧ、ｌ○ 国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、一連の不連続パルス切片を発生するパルス発生手段と、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。
２．前記不連続導電部は、導電メッシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。
３．前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。
４．選択された前記導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。
５．前記パルス発生手段は、単一パルスの中に一連の不連続パルス切片を発生する発生手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の細動除去装置。
６．心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、電気パルス群を発生するパルス発生手段と、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。
７．前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。
８．前記不連続導電部は、導電メッシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。
９．選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の細動除去装置。
１０．心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去器であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、前記導電部を互いに絶縁するために前記導電部の間に配設される絶縁手段と、電気パルス群を発生するパルスジェネレータと、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、前記不連続パルス切片を選択された出力端子に伝達する伝達手段とを備えた細動除去ユニットと、前記電極の前記放電領域で選択された前記導電部を前記細動除去ユニットに電気的に接続して、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に印加する複数の導電体からなるリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。
１１．前記電気パルスを伝達する前記伝達手段は、スイッチ回路からなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。
１２．前記不連続導電部は、導電メッシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。
１３．前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１０記載の細動除去装置。
１４．心臓の近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、対向する心臓を刺激する複数の不連続導電部からなる放電面領域を有し、この放電面領域は前記導電部をの間に配設されてこれらの導電部を互いに絶縁する絶縁手段と、選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段とを有する少なくとも１つの植込み可能な細動除去電極と、電気パルス群を発生するパルスジェネレータと、前記電気パルス群を不連続パルス切片に分割する分割手段と、前記不連続パルス切片を選択された出力端子に伝達する伝達手段とを含む細動除去ユニットと、前記電極の前記放電領域で選択された前記導電部を前記細動除去ユニットに電気的に接続し、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に印加する複数の導電体からなるリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。
１５．前記電気パルスを伝達する前記伝達手段は、スイッチ回路からなることを特徴とする請求項１４記載の細動除去装置。
１６．前記不連続導電部は、カテーテルの長さ方向に巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１４記載の細動除去装置。
１７．少なくとも１つの植込み可能な電極とともに心臓に電気エネルギーを供給するために前記心臓に取り付けられ、一連の不連続パルス切片を発生するパルス発生手段に接続された植込み可能な細動除去電極であって、対向する心臓を刺激し、複数の不連続導電部と前記電極の裏面側に配設される絶縁要素とからなる放電面領域と、前記電極を前記パルス発生手段に電気的に接続し、選択された前記不連続パルス切片を前記放電領域で選択された前記不連続導電部に印加するリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去電極。
１８．前記導電部の間に配設されて前記導電部を互いに電気的に絶縁する絶縁手段を含むことを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。
１９．前記不連続導電部は、導電メッシュスクリーンの積層体からなることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。
２０．前記不連続導電部は、心臓用カテーテルに巻回された導電ワイヤーからなることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。
２１．選択された前記不連続導電部をまとめて電気的に接続する導電手段を備えることを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。
２２．前記リード手段は複数の導電体からなり、前記パルス発生手段は選択された前記不連続パルス切片を印加するための複数の出力端子を備え、前記複数の導電体は、選択された前記不連続導電部を選択された前記出力端子に接続することを特徴とする請求項１７記載の細動除去電極。
２３．心臓の近傍、ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激し、前記電極の少なくとも１つは複数の不連続導電部を有する放電面領域を備えるとともにパルスジェネレータに電気的に接続され、このパルスジェネレータは全体で必要とされる電気エネルギー量となる一連の不連続電気パルス切片を発生する刺激方法であって、ａ）不連続電気パルス切片を前記電極の第１の不連続導電部に印加する行程と、ｂ）不連続電気パルス切片を前記電極の第２の不連続導電部に印加する行程と、ｃ）心臓に供給され全体で必要とされる電気エネルギー量に達するまであらかじめ決められた回数で行程（ａ）および行程（ｂ）を繰り返す行程とを有することを特徴とする刺激方法。
２４．心臓の近傍、ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第一の電極は前記心臓を刺激するための複数の不連続導電部を有する放電面領域と、選択された前記導電部を第１および第２の別々のグループに接続する導電要素とを備えるとともにパルスジェネレータに電気的に接続され、このパルスジェネレータは全体で必要な電気エネルギー量となる一連の不連続電気パルス切片を発生し、ａ）不連続電気パルス切片を前記第１の電極の第１グループの不連続導電部に印加する行程と、ｂ）不連続電気パルス切片を前記第１の電極の第２グループの不連続導電部に印加する行程と、ｃ）心臓に供給され全体で必要とされる電気エネルギー量に達するまであらかじめ決められた回数で行程（ａ）および行程（ｂ）を繰り返す行程とを有することを特徴とする刺激方法。
２５．心臓の内部ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第１の電極は心臓を刺激するための複数の不連続導電部を有する放電面領域からなり、一連の不連続パルス切片を発生する行程と、選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達行程とを有することを特徴とする刺激方法。
２６．心臓の内部ないし心臓に接触して植込まれた少なくとも２つの電極を介して前記心臓に電気エネルギーを供給することで不整脈を起こす前記心臓を刺激する刺激方法であって、第１の電極は心臓を刺激するための複数の不連続導電部を有する放電面領域からなり、パルス群を発生する発生行程と、前記パルス群を一連の不連続パルス切片に分割する分割行程と、前記パルス群が消滅するまで選択された前記不連続パルス切片を選択された前記不連続導電部に伝達する伝達行程とを有することを特徴とする刺激方法。
２７．少なくとも植込み可能な電極と共に心臓に電気エネルギーを供給するために前記心臓に取り付けられ、一連の不連続パルス切片を発生するパルスジェネレータに接続されるとともに、前記パルス切片が前記パルスジェネレータの選択された複数の出力端子に導入される植込み可能な電極であって、互い違いに積層された複数の導電メッシュスクリーンからなる放電面領域と、連続的に前記放電面領域に広がるとともにこの放電面領域の前記導電メッシュスクリーンを露出させる開口を有する不導電マスク要素と、前記放電面領域と反対側の面に配設された絶縁要素と、前記パルスジェネレータの選択された前記出力端子を選択された前記導電メッシュスクリーンに接続する複数の導電体を有するリードとを備えたことを特徴とする細動除去電極。
２８．心臓の内部、近傍、ないし心臓に接触して配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの電極により心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電面領域を有する植込み可能な細動除去電極と、電気エネルギーを蓄電するとともに放電するキャパシタ手段と、あらかじめ決められた電圧までに前記キャパシタ手段に充電する充電手段と、前記電極の選択された前記不連続導電部に接続された複数の出力端子と、それぞれが前記キャパシタ手段の第１の端子に電気的に接続されるとともに選択された前記出力端子に電気的に接続可能となる複数のスイッチ手段と、不連続パルス切片を伝達するために前記キャパシタ手段が放電する時に、トリガーシーケンス信号を発生して選択された前記複数のスイッチ手段をトリガーし、あらかじめ決められた時間間隔で選択された不連続導電部を前記キャパシタ手段に接続する前記複数のスイッチ手段に接続されたタイミング発生手段とからなることを特徴とする細動除去装置。
２９．前記キャパシタ手段の第２の端子および前記タイミング発生手段に接続するとともに、前記各スイッチ手段と前記出力端子との間に接続する複数の極性スイッチ手段を備え、前記極性スイッチング手段は、前記不連続導電部に伝達された前記不連続パルス切片の極性を反転するために、前記タイミング発生手段により生じる極性シーケンス信号によって前記トリガーシーケンス信号とともに同時に制御されることを特徴とする請求項２８記載の細動除去装置。
３０．心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、心臓の上、近傍、ないし内部に植込まれる複数の細動除去電極と、一連の不連続パルス切片からなるパルス群を発生するパルス発生手段と、選択された不連続パルス切片を交互に選択される前記細動除去電極に前記パルス群が消滅するまで伝達する伝達手段とからなることを特徴とする細動除去装置。
３１．心臓の上、近傍、ないし内部に配設されて心臓に電場を発生する植込み可能な少なくとも２つの細動除去電極で心臓の不整脈を治療する細動除去装置であって、複数の不連続導電部からなり対向する心臓を刺激する放電表面部を有する植込み可能な細動除去電極と、細動除去波形をした電気エネルギーを発生させる発生手段と、前記電気エネルギーを選択された前記不連続導電部に伝達する伝達手段とを備えたことを特徴とする細動除去装置。
３２．少なくとも電極とともに心臓に電気エネルギーを供給するために心臓に取り付けられ、細動除去波形をした電気エネルギーを発生するパルス発生手段に接続する植込み可能な細動除去電極であって、対向する心臓を刺激し、複数の不連続導電部と前記電極の裏面側に配設された絶縁要素とからなる放電面領域と、前記電極を前記パルス発生手段に電気的に接続して、選択された前記不連続導電部に前記電気エネルギーを供給するリード手段とを備えたことを特徴とする細動除去電極。