特表2023-519323無症候性横隔膜刺激を送達するための埋め込み型医療システム、デバイス及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-10
(54)【発明の名称】無症候性横隔膜刺激を送達するための埋め込み型医療システム、デバイス及び方法
(51)【国際特許分類】
A61N 1/05 20060101AFI20230428BHJP
A61N 1/362 20060101ALI20230428BHJP
A61N 1/365 20060101ALI20230428BHJP
A61N 1/368 20060101ALI20230428BHJP
A61N 1/375 20060101ALI20230428BHJP
【ＦＩ】
A61N1/05
A61N1/362
A61N1/365
A61N1/368
A61N1/375
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022558203
(86)(22)【出願日】2021-03-19
(85)【翻訳文提出日】2022-11-15
(86)【国際出願番号】 US2021023147
(87)【国際公開番号】W WO2021194874
(87)【国際公開日】2021-09-30
(31)【優先権主張番号】63/000,961
(32)【優先日】2020-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516238935
【氏名又は名称】ヴィスカルディア インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】バウアー， ピーター ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ハリス， グレグ
【テーマコード（参考）】
4C053
【Ｆターム（参考）】
4C053CC02
4C053JJ23
4C053KK02
4C053KK04
4C053KK07
(57)【要約】
経心臓横隔膜刺激は、横隔膜に近接する心臓の領域中又は上に配置された心臓イベントセンサを介して感知されたシグナルに基づいて心臓イベントを検出すること、及び心臓の収縮を誘導することなく横隔膜の収縮を誘導するために、心臓の領域に近接して配置されたＡＤＳ治療機構を介してＡＤＳ治療を送達することを含む。心臓イベントセンサは、ａ）横隔膜に当接する心臓壁の内面、又は２）心臓壁と横隔膜との間の心臓の外面に配置することができる。ＡＤＳ治療機構は、ａ）横隔膜に当接する心臓壁の内面、２）心臓壁に当接する横隔膜の上面、又は３）心臓に当接する横隔膜の領域における横隔膜の下面に配置されてもよい。
【選択図】図９Ａ
【選択図】図９Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
経心臓横隔膜刺激の方法であって、横隔膜に近接する心臓の領域の中又は上に配置された心臓イベントセンサを介して感知されたシグナルに基づいて心臓イベントを検出すること；及び
心臓の収縮を誘導することなく横隔膜の収縮を誘導するために、心臓の領域に近接して配置された無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構を介してＡＤＳ治療を送達すること；
を含む方法。
【請求項2】
心臓の領域が、心臓の心室と横隔膜との間、又は
心膜によって隔てられた心臓の心房と横隔膜との間
のいずれか１つの接触面である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
横隔膜の収縮を確認することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
横隔膜の収縮が、無症候性収縮、一過性の収縮、及び部分収縮のうちの１又は複数である、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
ＡＤＳ治療の送達が、心臓イベントに関連する心臓の不応期中に、横隔膜刺激パルスをＡＤＳ治療機構に出力することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
横隔膜刺激パルスが、心臓イベントの発生からタイミングを合わせて遅延期間の終わりに出力される、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
横隔膜刺激パルスが、横隔膜の筋肉を捕捉すること、又は横隔神経を捕捉することの少なくとも一方を行うように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
心臓イベントが、内因性心室イベント、心室ペーシングスパイク、誘発性心室イベント、内因性心房イベント、心房ペーシングスパイク、誘発性心房イベント、及び機械的イベントのうちの１つに対応する、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構がそれぞれ、心臓の内腔と関連付けられたリードに含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
リードが右心室及び冠静脈洞のうちの１つに埋め込まれ、心臓イベントが心室イベントに対応する、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
心調律管理（ＣＲＭ）治療を、ＣＲＭ治療機構を介して心臓の不応期外に送達して、心臓に影響を誘導することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
ＣＲＭ治療を送達することが、ＣＲＭ治療に対応し、右心室又は左心室を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、心室ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
リードが右心房及び冠静脈洞のうちの１つに埋め込まれ、心臓イベントが心房イベントに対応する、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
心調律管理（ＣＲＭ）治療を、ＣＲＭ治療機構を介して心臓の不応期外に送達して、心臓に影響を誘導することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
ＣＲＭ治療を送達することが、ＣＲＭ治療に対応し、右心房又は左心房を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、心房ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構がそれぞれ、右心房又は右心室の一方に埋め込まれたリードに含まれ、心臓壁を通り、横隔膜を通って腹腔内に延びる部分を有する遠位端構造を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
ＡＤＳ治療機構が、心臓壁を通り、横隔膜を通って腹腔内に延び、心臓に近接する横隔膜の領域の中又は上に位置する部分と関連付けられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
心調律管理（ＣＲＭ）治療を、ＣＲＭ治療機構を介して心臓の不応期外に送達して、心臓に影響を誘導することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
ＣＲＭ治療を送達することが、ＣＲＭ治療に対応し、右心室又は右心房を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構がそれぞれ、１）心房壁と横隔膜との間、及び２）心室壁と横隔膜との間、のうちの１つに埋め込まれたリードレスデバイスに含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項21】
心調律管理（ＣＲＭ）治療を、ＣＲＭ治療機構を介して心臓の不応期外に送達して、心臓に影響を誘導することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
ＣＲＭ治療を送達することが、ＣＲＭ治療に対応し、右心室又は右心房を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
埋め込み型医療デバイスであって、横隔膜に近接する心臓の領域中又は上に配置されるように構成された心臓イベントセンサと、
心臓の領域に近接して配置されるように構成された無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構と、
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構に結合され、
心臓イベントセンサを介して感知されたシグナルに基づいて心臓イベントを検出し、
ＡＤＳ治療機構を介して横隔膜にＡＤＳ治療を送達する
ように構成されたＡＤＳコントローラと、
を含み、
ＡＤＳ治療が、横隔膜の収縮を誘導するように構成され、心臓の収縮の誘導を回避するために、心臓イベントに関連する心臓の不応期中に送達されるデバイス。
【請求項24】
ＡＤＳコントローラが、心臓イベントの発生からタイミングを合わせて遅延期間の終わりに、横隔膜の横隔膜筋又は横隔神経を捕捉するのに十分である横隔膜刺激パルスをＡＤＳ治療機構に出力するように構成された、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項25】
心臓イベントセンサが、第１の電極対又は運動センサのいずれかを含み、ＡＤＳ治療機構が、第２の電極対又は機械的トランスデューサのいずれかを含み、
ＡＤＳ治療が、電気刺激又は機械的刺激のいずれかを含む、
請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項26】
第１の電極対及び第２の電極対が同じ電極対である、請求項２５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項27】
第１の電極対及び第２の電極対が異なる電極対である、請求項２５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項28】
機械的トランスデューサが、横隔膜の運動に対応するシグナルを提供するように構成される、請求項２５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項29】
ＡＤＳ治療機構が、横隔膜の運動に対応するシグナルを提供するように構成された運動センサをさらに含む、請求項２５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項30】
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構を含み、心臓の内腔と関連付けられるように構成されるリードをさらに含む、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項31】
リードが、右心室、右心房、及び冠静脈洞のうちの１つに埋め込まれるように構成された心内膜リードを含む、請求項３０に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項32】
リードが、心膜腔及び右心室、右心房、左心室のうちの１つ以上に埋め込まれるように構成された心外膜リードを含む、請求項３０に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項33】
リードが、右心室及び少なくとも部分的に心臓壁を通って横隔膜に埋め込まれるように構成された経心臓リードを含む、請求項３０に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項34】
経心臓リードが、遠位端と近位端とを有するリード体と、
遠位端と関連付けられ、心臓壁を通って横隔膜に延び、遠位部分が第１の断面直径を有する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展開状態に移行するように構成された遠位部分を有する遠位端構造と、
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と、
を含む、請求項３３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項35】
心臓イベントセンサ、ＡＤＳ治療機構、及びＡＤＳコントローラを含むリードレスデバイスをさらに含み、リードレスデバイスが、心房壁と横隔膜との間、及び
心室壁と横隔膜との間のうちの１つに埋め込まれるように構成される、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項36】
リードレスデバイスが、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有するハウジングを含み、心臓イベントセンサが第１の側面と関連付けられており、
ＡＤＳ治療機構が、第２の側面と関連付けられている、
請求項３５に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項37】
ＡＤＳ治療機構が、電気刺激を送達するように構成された少なくとも１つの電極、及び機械的刺激を送達するように構成された機械的トランスデューサのうちの１又は複数を含む、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項38】
ＡＤＳ治療機構が、横隔膜の運動を表すシグナルを提供するように構成された運動センサをさらに含み、ＡＤＳコントローラが、運動センサからのシグナルに基づいて横隔膜の運動を監視して、横隔膜の収縮を確認するようにさらに構成される、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項39】
心臓の領域中又は上に配置されるように構成された心調律管理（ＣＲＭ）治療機構と、ＣＲＭ治療機構に結合されており、ＣＲＭ治療に対応し心臓を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力するように構成されたＣＲＭコントローラと、
をさらに含む、請求項２３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項40】
ＣＲＭ治療機構が、心臓イベントセンサ又はＡＤＳ治療機構のうちの１つに対応する、請求項３９に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項41】
ＣＲＭ治療機構が、心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構とは独立した一対の電極を含む、請求項３９に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項42】
遠位端と近位端とを有するリード体と、遠位端と関連付けられ、心臓壁を通って横隔膜に延び、遠位部分が第１の断面直径を有
する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展
開状態に移行するように構成された遠位部分を有する遠位端構造と、
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と、
近位端と関連付けられ、リード体を介して延びるリードワイヤによって電気的に結合さ
れた少なくとも１つの電極を有するコネクタ
を含むリード。
【請求項43】
遠位部分が、拡張するように構成されたワイヤメッシュ構造を含む、請求項４２に記載のリード。
【請求項44】
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極が、ワイヤメッシュ構造の全体、ワイヤメッシュ構造の一部、又はワイヤメッシュ構造に固定された導電性構造に対応する、請求項４３に記載のリード。
【請求項45】
遠位端構造が、遠位部分が第１の断面直径を有する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展開状態に移行するように構成された近位部分をさらに含む、請求項４２に記載のリード。
【請求項46】
近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極をさらに備える、請求項４５に記載のリード。
【請求項47】
近位部分が、拡張するように構成されたワイヤメッシュ構造を含む、請求項４６に記載のリード。
【請求項48】
近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極が、ワイヤメッシュ構造の全体、ワイヤメッシュ構造の一部、又はワイヤメッシュ構造に固定された導電性構造に対応する、請求項４７に記載のリード。
【請求項49】
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極とが、それぞれのワイヤメッシュ構造の拡張時に、電極が互いに対向するように配置される、請求項４７に記載のリード。
【請求項50】
遠位端構造が、遠位部分と近位部分との間に位置するシール構造をさらに含む、請求項４５に記載のリード。
【請求項51】
シール構造が拡張して、リードの埋め込み及び遠位端構造の展開時に、身体の第１の解剖学的空洞と第２の解剖学的空洞との間に気密シールを形成するように構成されている、請求項５０に記載のリード。
【請求項52】
第１の解剖学的空洞が腹腔に対応し、第２の解剖学的空洞が胸腔に対応する、請求項５１に記載のリード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」についての、２０２０年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６３／０００，９６１号の利益及び優先権を主張するものである。
本出願は、その全開示が参照により本明細書に組み込まれる「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」についての、２０２０年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６３／０００，９６１号の利益及び優先権を主張するものである。
【0002】
本開示は、全般に、心機能に影響を及ぼすための系、デバイス、及び方法に関し、より詳細には、無症候性横隔膜刺激を送達し、それによって心血管機能に影響を及ぼす埋め込み型医療システム、デバイス、及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
横隔膜は、胸腔と腹腔とを分離するドーム形状の骨格筋構造である。これは、吸気中の収縮時に下方に偏向することによって機械的呼吸運動を担う主要な筋肉器官である。横隔神経は横隔膜を神経支配し、収縮をシグナル伝達する神経興奮の主要な方法として作用する。外肋間筋及び内肋間筋はまた、肋骨を上昇させ、胸腔の前後径を増加させる。吸気中、横隔膜及び肋間筋が胸郭の大きさを増大させるため、横隔膜の動きは、胸腔内の拡張及び陰圧をもたらす。胸郭が拡張すると、胸腔内圧が大気圧より低下し、空気が肺に移動する。呼気中、吸気筋は弛緩し、肺組織の弾性反跳は、胸腔内圧の上昇と相まって、空気を肺から移動させる。
【0004】
横隔膜収縮及び胸郭拡張からの胸腔内圧の変化は、胸腔内構造、すなわち心臓、心膜、大動脈及び大静脈に伝達され得る。自発吸気は、心房充満（前負荷）及び心室排出に対する抵抗（後負荷）を含む心血管機能に影響を及ぼす負の胸膜腔内圧を生じる。この影響は、横隔膜収縮が吸気を引き起こすのに十分な持続時間、強度、及び拡張性であり、患者が閉鎖した声門に対して横隔膜筋を使用して強制的に吸気又は呼気し、胸腔圧の急速な変化を引き起こすＶａｓａｌｖａ及びＭｕｅｌｌｅｒ技法中の臨床診療で使用される場合、正常機能中の心血管血行動態パラメータで観察することができる。これらの技法は、胸腔内圧の顕著な急速急激な変化をもたらし、その変化は、次に心内腔及び血管に関連する圧力勾配を変化させて、心充満及び心拍出量を含む心機能に影響を及ぼす。
【0005】
心臓の全身性能に対する胸腔内圧の影響は複雑である。胸腔内圧の急速な低下を引き起こす急速な部分的横隔膜収縮に起因するしゃっくりは、心臓及び全身性の性能の効果の特徴を明らかにするために以前から使用されてきた。動物対象及びヒト対象の両方の研究により、全体的な心室拡張期圧及び収縮期圧、心拍出量を含む血行動態パラメータの変化、並びに大動脈拡張及び血管抵抗を含む全身性の測定値の変化が実証された。これらの研究はまた、急速な胸腔内圧効果の変化が心周期に対するタイミングに非常に敏感であり、心室拡張期、収縮期、又は拡張期－収縮期移行中にしゃっくりが発生した場合に異なる効果が観察されることを実証した。
【0006】
無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療は、胸腔内圧を調節するための横隔膜筋組織の心周期のゲート刺激に基づく。ＡＤＳ治療の現在の実施態様は、横隔膜上又はそれに隣接して配置されたＡＤＳ治療機構、例えば電極を有する心外リード又はデバイスを介した横隔膜刺激の送達を中心としている。リード又はデバイスの配置は、内視鏡（腹腔鏡検査法、胸腔鏡検査法）手術又は腹部／胸部（開腹術／開胸術）手術のいずれかによって容易になる。これらの現在の実施態様は、例えば、「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ Ｈｅａｒｔ－Ｐｕｍｐｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔ，」と題された米国特許第７，９９４，６５５号、及び「Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」と題された米国特許第１０，３１５，０３５号、及び「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」と題された米国特許第１０，３３５，５９２号、及び「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ Ａｆｆｅｃｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｔｒａｔｈｏｒａｃｉｃ Ｃａｖｉｔｙ．」と題された米国特許第１０，４９３，２７１号に記載されている。
【発明の概要】
【0007】
本明細書では、横隔神経の遠距離場刺激、横隔膜筋の遠距離場刺激、及び／又は横隔膜筋の直接刺激のうちの１又は複数によって無症候性の横隔膜の動きを開始する無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療の送達のための異なるプラットフォーム又は経路を提供する方法及びデバイスが開示される。
【0008】
一構成では、ＡＤＳ治療のための経路は、右心房、右心室などの心内位置、及び／又は左心室又は左心房の領域内で冠静脈洞に埋め込まれるように構成された経静脈心内膜リードによって担持されたＡＤＳ治療機構、例えば電極を介する。ＡＤＳ治療のエネルギーは、心臓壁を通過又は横断して、横隔神経及び／又は横隔膜筋を刺激して、横隔膜の無症候性の一過性の動きを引き起こすのに十分な強度である。心内膜リードはまた、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシング、電気除細動ショック又は除細動ショックなどの１又は複数の心臓治療の送達を可能にする心調律管理（ＣＲＭ）治療機構、例えば電極を含み得る。
【0009】
別の構成では、ＡＤＳ治療のための経路は、心外の位置、例えば心膜腔の心臓の外面に埋め込まれるように構成された心外膜リードによって担持されたＡＤＳ治療機構、例えば電極を介する。ＡＤＳ治療のエネルギーは、心臓周囲の組織及び膜を通過又は横断して、横隔神経及び／又は横隔膜筋を刺激するのに十分な強度である。心外膜リードはまた、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシング、電気除細動ショック又は除細動ショックなどの１又は複数の心臓治療の送達を可能にする心調律管理（ＣＲＭ）治療機構、例えば電極を含み得る。
【0010】
別の構成では、ＡＤＳ治療のための経路は、例えば、右心室又は右心房などの心内位置に埋め込まれるように構成された経静脈心内膜リードによって担持されたＡＤＳ治療機構、例えば電極を介し、部分的にはＡＤＳ治療機構が横隔膜に直接接触するように配置されて心臓壁を介する。この特別に構成された心内膜リードは、本明細書では「経心臓リード」と呼ばれる。ＡＤＳ治療のエネルギーは、横隔膜筋を直接刺激するのに十分な強度である。経心臓リードはまた、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシング、電気除細動ショック又は除細動ショックなどの１又は複数の心臓治療の送達を可能にする、心内位置に配置されたリード上に位置する心調律管理（ＣＲＭ）治療機構、例えば電極を含み得る。
【0011】
別の構成では、ＡＤＳ治療のための経路は、ＡＤＳ治療機構が横隔膜と直接又は近接して接触するように配置された、心臓の壁と横隔膜との間の心外位置に埋め込まれるように構成されたリードレスデバイスによって担持されたＡＤＳ治療機構、例えば電極を介する。ＡＤＳ治療のエネルギーは、横隔膜筋を直接刺激するのに十分なエネルギーである。このデバイスはまた、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシング、電気除細動ショック又は除細動ショックなどの１又は複数の心臓治療の送達を可能にするために、心臓と直接又は近接して接触するように配置されたデバイス上に位置する心調律管理（ＣＲＭ）治療機構、例えば電極を含み得る。
【0012】
様々なプラットフォーム又は経路を介してＡＤＳ治療を送達するためのデバイス及び方法の様々な態様を、添付の図面を参照して、限定ではなく例として詳細な説明に提示する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1A】図１Ａは、心臓の心内位置又は心臓の表面上の心外位置のいずれか、及び横隔膜又は横隔神経との接触面における、無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構及び心臓イベントセンサを含む埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）の様々な配置を示す概略図である。
【図4】図４は、ＡＤＳ治療機構を横隔膜と接触させ、心調律管理（ＣＲＭ）治療機構を心臓と接触させるように配置された、心臓の壁を通って腹腔に埋め込まれた遠位領域を有する、図３Ａの経静脈リードの１つの図である。
【図7A】図７Ａは、ＡＤＳ治療機構を介して横隔膜刺激を送達するように構成されたＡＤＳコントローラと、ＣＲＭ治療機構を介して心臓治療を送達するように構成された任意選択のＣＲＭコントローラとを有する埋め込み型医療デバイスの全体ブロック図である。
【図8】図８は、右心室壁と横隔膜との接触面にＡＤＳ治療機構を配置するように右心室に埋め込まれた経静脈リードの概略図、並びに感知された心臓イベントと横隔膜刺激の送達との間のタイミング関係を示す図である。
【図9A】図９Ａは、右心室壁と横隔膜との接触面にＡＤＳ治療機構を配置し、右心室壁に隣接してＣＲＭ治療機構を配置するように右心室に埋め込まれた経静脈リードの概略図、並びに感知された心臓イベント、ペーシングされた心臓イベントと横隔膜刺激の送達との間のタイミング関係を示す図である。
【図9B】図９Ｂは、右心房壁と横隔膜との接触面にＡＤＳ治療機構を配置し、右心房壁に隣接してＣＲＭ治療機構を配置するように右心房に埋め込まれた経静脈リードの概略図、並びに感知された心臓イベント、ペーシングされた心臓イベントと横隔膜刺激の送達との間のタイミング関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
横隔膜への電気刺激は、一過性の部分的な無症候性横隔膜収縮を誘導し、それが次に胸腔内圧の変化を誘導する。適切なタイミングで構成された横隔膜刺激は、心血管機能及び心機能を改善し、それによって心不全を管理することができる。例えば、心室収縮期などの周期的な心臓イベントの発生と同期した、又はその発生にタイミングを合わせた横隔膜刺激は、左心室充満中の負の胸腔内圧（吸引）を加速して充満量を増加させ、次いで正の胸腔内圧（圧迫）を加速して左心室によって生成される収縮期収縮力を増強することができる。
【0015】
心不全の管理は複雑であり、医師は心臓と血管との間の多数の様々な相互依存的な生理学的効果を最適化する必要があるため、本明細書に開示される治療の目的は、誘発性横隔膜収縮を利用して、患者の全体的な状態を改善するために心臓及び血管の動作中の胸腔内圧状態を最適化することである。これらには、胸腔内の心血管系の１又は複数の内腔への血液量、拍出量の変化を引き起こす（スターリング）、心内血流（拡張期冠動脈灌流）及び動作機構（効率）を媒介する、又は心充満に関与する血管（大静脈及び右心房）のコンプライアンスを低下させるための、又は心臓の動作能力によく適合するように心臓血管のコンプライアンスを変更する（インピーダンスマッチング又は最適化）ための拡張末期圧（前負荷）が含まれる。これらの間接的な生理学的機構は、心臓の機械力を機械的に増強し、心拍出量に対する血管抵抗を低下させる直接的な生理学的機構を増強する。
【0016】
無症候性横隔膜刺激
図１Ａは、心臓１０４の心内位置又は心臓の表面上の心外位置のいずれかにおける、無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）の様々な配置を示す概略図である。一実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、右心室（ＲＶ）と横隔膜１０６との接触面領域１０２で心臓１０４の右心室中又は上に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、右心房（ＲＡ）と横隔膜１０６との接触面領域１３０で心臓１０４の右心房中又は上に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の左心房（ＬＡ）と横隔神経１２４との接触面領域１２６に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の左心室（ＬＶ）と横隔神経１２４との接触面領域１２８に埋め込まれる。
図１Ａは、心臓１０４の心内位置又は心臓の表面上の心外位置のいずれかにおける、無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む埋め込み型医療デバイス（ＩＭＤ）の様々な配置を示す概略図である。一実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、右心室（ＲＶ）と横隔膜１０６との接触面領域１０２で心臓１０４の右心室中又は上に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、右心房（ＲＡ）と横隔膜１０６との接触面領域１３０で心臓１０４の右心房中又は上に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の左心房（ＬＡ）と横隔神経１２４との接触面領域１２６に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の左心室（ＬＶ）と横隔神経１２４との接触面領域１２８に埋め込まれる。
【0017】
図１Ｂは、心臓１０４と横隔膜１０６との間の心外位置における、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含むＩＭＤの様々な配置を示す概略図である。右心房（ＲＡ）及び右心室（ＲＶ）は、横隔膜１０６に密接に接触することに留意されたい。左心室（ＬＶ）は、横隔膜とも接触し、その一部は右心室の背後に位置する。一実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の右心室（ＲＶ）と横隔膜１０６との間に埋め込まれる。別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３は、心臓１０４の右心房と横隔膜１０６との間に埋め込まれる。
【0018】
各実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜１０６の「一過性の」収縮を誘導する刺激パルスを送達するように構成される。刺激パルスは、横隔膜刺激プログラムに従って、横隔膜１０６の筋肉、横隔神経１２４、又は横隔膜の筋肉及び横隔神経に送達することができる。横隔膜の「一過性の」収縮を誘導するための横隔膜の筋肉の刺激及び横隔膜の「一過性の」収縮を誘導するための横隔神経の刺激は、本明細書では両方とも「横隔膜刺激」と呼ばれる。ＡＤＳ治療機構１００は、心臓１０４の中若しくは上、又は横隔膜１０６の上若しくは近くに配置されるように構成された１又は複数の電極であってもよい。本明細書で使用される場合、横隔膜の「一過性の」収縮は、６０～１８０ミリ秒の範囲で続く、典型的には約１００ミリ秒の、横隔膜の短い単収縮の、尾側、それに続く頭蓋運動である。横隔膜の「部分」収縮は、「一過性の」収縮を示す横隔膜の一部（横隔膜全体よりも小さい）である。
【0019】
各実施形態では、心臓イベントセンサ１０３は、心臓イベントを検出するためにＩＭＤによって使用される心臓活動を感知するように構成される。感知された心臓活動は、心臓の脱分極に対応する電気的活動、又は心臓の収縮に対応する機械的活動であり得る。
【0020】
本明細書に開示されるように、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３の各々は、１）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、心臓壁を通して、又は心臓周囲の組織若しくは膜を通して、又は横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓の中又は上に部分的に配置されたマルチピースＩＭＤの一部、又は２）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓と横隔膜との間に配置されたシングルピースＩＭＤであり得る。
【0021】
図１Ａを続けると、胸腔内及び縦隔とも呼ばれる胸腔は、様々な接続構造によって形成された密封された腔である。これらの構造は、横隔膜１０６、胸郭側壁１０８ａ、１０８ｂ、及び気管１１４及び心臓１０４の近くの上部層状壁１１０、１１２を含む。
【0022】
横隔膜１０６は、胸腔と腹腔１１８とを隔てる、肺１１６ａ、１１６ｂの下方に位置するドーム形状の骨格筋構造である。横隔膜１０６は、胸腔の下端を画定し、機械的呼吸運動を担う主要な筋肉器官である。胸郭側壁１０８ａ、１０８ｂは、肋骨１２０と、肋骨間の空間を埋める膜１２２とで形成され、胸腔の側壁を画定する。上部層状壁１１０、１１２は、胸腔の上部にシールを形成するために互いに重なり合う様々な膜及び血管から形成される。
【0023】
機械的呼吸運動は、吸気又は吸入段階及び呼気又は呼息段階を含む。前述のように、横隔膜１０６は、機械的呼吸運動を担う主要な筋肉器官である。横隔神経１２４は、横隔膜１０６を神経支配し、シグナルを横隔膜に送信して吸気及び呼気を制御する。これらのシグナルは、神経興奮を介して横隔膜の収縮を開始するための主要な機構として作用する。痛覚に関与する神経終末は横隔膜内に存在しないため、治療出力の制限は、他の近くの神経支配された胸腔筋肉組織内に含まれる痛覚神経の電場刺激の可能性を最小限に抑えながら、同時に心血管系に所望の血行動態効果を提供するものである。
【0024】
図２Ａは、呼気終了時（実線）及び吸気終了時（破線）のそれぞれにおける、心臓１０４、横隔膜１０６、及び心臓１０４の右心室と横隔膜との接触面領域１０２に埋め込まれたＡＤＳ治療機構１００の相対位置を示す図１Ａの胸腔の拡大部分である。吸気中、横隔膜１０６は収縮し、例えば平らになり、肺１１６ａ、１１６ｂから離れる方向に下方に撓む一方で、肋骨１２０は上昇する。横隔膜及び肋間筋が胸郭の大きさを増大させるため、横隔膜１０６及び肋骨１２０の動きは、胸腔内の拡張及び陰圧をもたらす。胸郭が拡張すると、胸腔の開放空間内の圧力、すなわち、胸腔内圧が大気圧より低下する。圧力が低下すると、外気が肺１１６ａ、１１６ｂの中に移動する。
【0025】
呼気中、横隔膜１０６は拡張し、肺１１６ａ、１１６ｂの方向に上方に撓む。横隔膜１０６は、肺１１６ａ、１１６ｂの周囲の外肋間筋及び内肋間筋と共に弛緩する。横隔膜１０６は拡張し、例えばドーム形状を再開し、肋骨１２０は下降し、それによって胸腔の前後径が低減し、胸腔内圧力が大気圧よりも上昇する。肺組織の弾性反跳と組み合わせた胸腔内圧の上昇は、空気を肺から外に移動させる。
【0026】
横隔膜収縮及び胸腔拡張、並びに横隔膜拡張及び胸腔収縮による胸腔の開放空間内の圧力、すなわち胸腔内圧の変化は、心臓１０４、心膜、大動脈及び大静脈などの胸腔内構造に関連する圧力を含む、胸腔内の他の圧力の変化をもたらす。例えば、右心房（ＲＡ）圧、右心室（ＲＶ）圧、左心室（ＬＶ）圧、及び大動脈（ＡＯ）圧などの心血管圧の変化は、胸腔内圧の変化から生じる。
【0027】
心機能を改善するために胸腔内の他の圧力に望ましい変化をもたらすために、ＡＤＳ治療機構１００を介した横隔膜刺激の制御された送達を通して胸腔内圧を操作することができる。適切にタイミングを合わせた刺激治療を横隔膜１０６に送達することにより、横隔膜の一過性の無症候性部分収縮が、心周期の特定の部分である１又は複数の心臓イベントと同期して、又はほぼ同期して誘導され、ＡＤＳ治療が送達される。心臓イベントに対するこれらの一過性の無症候性部分収縮の発生のタイミングは、胸腔内圧の変化をもたらし、これは次に、心臓１０４、心膜、大動脈及び大静脈に関連する圧力を上昇及び／又は低下させ、それによって心臓の血行動態機能が改善される。
【0028】
上述のように、横隔膜の「一過性の」収縮は、６０～１８０ミリ秒の範囲で続く、典型的には約１００ミリ秒の、横隔膜の短い単収縮の、尾側、それに続く頭蓋運動である。横隔膜の「部分」収縮は、「一過性の」収縮を示す横隔膜の一部（横隔膜全体よりも小さい）である。例えば、図２Ｂを参照すると、心臓と横隔膜の左半球２０２との間の接触面で、横隔膜の上側に配置されたＡＤＳ治療機構１００を介して送達される横隔膜刺激パルスは、左半球の全体よりも小さい左半球の一部２０４の収縮をもたらす。
【0029】
胸腔内圧自体を含む胸腔内の圧力、及び心血管圧力などの他の圧力を示すシグナルを監視して、ＡＤＳ治療を調整するためのフィードバック機構として使用することができる。この目的のために、ＡＤＳ治療を規定する１又は複数のパラメータを変更して、心臓、心膜、大動脈及び大静脈に関連する圧力の所望の上昇及び／又は低下を得ることができる。例えば、電気刺激治療の場合、電気刺激パルスが送達されるタイミング、パルス波形タイプ、パルス振幅、パルス持続時間、及びパルス極性の１又は複数を調整又は変更することができる。例えば、「Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」と題された米国特許第１０，３１５，０３５号、及び「Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｈｅｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ａｓｙｍｐｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ，」と題された米国特許第１０，３３５，５９２号、及び「Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｄｉａｐｈｒａｇｍａｔｉｃ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ Ａｆｆｅｃｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｉｎｔｒａｔｈｏｒａｃｉｃ Ｃａｖｉｔｙ，」と題された米国特許第１０，４９３，２７１号を参照されたく、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0030】
心音などの胸腔内の圧力を示す他のシグナルも監視して、横隔膜刺激治療を調整するためのフィードバック機構として使用することができる。例えば、心音シグナルを使用して、心臓イベントの発生間のタイミングを決定することができる。横隔膜刺激治療を規定する１又は複数のパラメータを変更して、これらのタイミングの所望の延長及び／又は短縮を得ることができる。
【0031】
ＡＤＳ治療のためのデバイス及び系
前記のように、ＡＤＳ治療機構１００は、１）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、心臓壁を通して、又は心臓周囲の組織若しくは膜を通して、又は横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓の中又は上に部分的に配置されたマルチピースＩＭＤの一部、又は２）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓と横隔膜との間に配置されたシングルピースＩＭＤであり得る。
前記のように、ＡＤＳ治療機構１００は、１）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、心臓壁を通して、又は心臓周囲の組織若しくは膜を通して、又は横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓の中又は上に部分的に配置されたマルチピースＩＭＤの一部、又は２）単独で、又は心臓への心臓治療の送達と組み合わせて、横隔膜との直接接触を通して横隔膜刺激を送達する、心臓と横隔膜との間に配置されたシングルピースＩＭＤであり得る。
【0032】
マルチピースＩＭＤ
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、マルチピースＩＭＤ ３００は、電子機器を収容する缶又はハウジング３０２と、その遠位端にＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む少なくとも１つのサブ構造体３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８、例えばリードとを含む。リード３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８はまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含むことができる。リード３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８の各々は、鎖骨下静脈を通って心臓に埋め込まれるように構成される。ハウジング３０２は、標準的なペースメーカー埋め込み手順に従って、鎖骨下胸部領域に外科的に形成されたポケットにおいて皮下に埋め込むことができる。ハウジング３０２内の電子機器は、単独で、又は心臓治療と組み合わせてＡＤＳ治療を送達するように構成されてもよい。
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、マルチピースＩＭＤ ３００は、電子機器を収容する缶又はハウジング３０２と、その遠位端にＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む少なくとも１つのサブ構造体３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８、例えばリードとを含む。リード３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８はまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含むことができる。リード３０４ａ、３０４ｂ、３０６、３０８の各々は、鎖骨下静脈を通って心臓に埋め込まれるように構成される。ハウジング３０２は、標準的なペースメーカー埋め込み手順に従って、鎖骨下胸部領域に外科的に形成されたポケットにおいて皮下に埋め込むことができる。ハウジング３０２内の電子機器は、単独で、又は心臓治療と組み合わせてＡＤＳ治療を送達するように構成されてもよい。
【0033】
一実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含むリード３０４ａは、心臓の右心室に埋め込まれるように構成された心内膜リードである。この実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜の筋肉へ横隔膜刺激パルスを送達可能にする１又は複数の電極３１０、３１２を含む。いくつかの構成では、これらの同じ電極３１０、３１２はまた、心臓の電気的活動の感知を可能にし、それによって心臓イベントセンサ１０３として機能する。他の構成では、心臓イベントセンサ１０３は、ＡＤＳ治療機構１００の電極とは異なる電極を含んでもよい。
【0034】
ＡＤＳ治療機構１００はまた、横隔膜の筋肉へ横隔膜機械的パルスを送達可能にする機械的トランスデューサ３１４を含んでもよい。機械的トランスデューサ３１４はまた、リードの動き／加速度を監視し、それによってＡＤＳ治療の効率を確認するために使用できるシグナルを提供するために、機械的な運動／加速度を感知するように機能することができる。換言すれば、リードの動き／加速度を示すシグナルを使用して、送達されたＡＤＳ治療が横隔膜を捕捉したこと、すなわち、横隔膜の部分的な一過性の収縮をもたらしたことを確認することができる。あるいは、ＡＤＳ治療機構は、リードの動き／加速度を監視するために、機械的な運動／加速度を感知する別個の機械的トランスデューサ、例えば運動センサ（図示せず）を含んでもよい。これらの構成要素、例えば、電極、機械的トランスデューサ、運動センサは、リード体３１８ａを通って延びるワイヤを介してリードの近位端３１６でコネクタ（図示せず）に電気的に結合される。
【0035】
マルチピースＩＭＤ ３００が心臓に心臓治療を送達するように構成されている場合、リード３０４ａはまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、１又は複数の電極を含んでいてもよい。いくつかの構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の電極３１０、３１２であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、心臓イベントセンサ１０３の電極であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の電極及び心臓イベントセンサ１０３の電極とは異なる電極であってもよい。いずれの場合も、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシングなどの心臓治療を送達するように構成される。これらの電極は、電気除細動ショック又は除細動ショックを送達するように構成されたＲＶコイル電極３２０などの追加の電極を含んでもよい。
【0036】
図４をさらに参照すると、別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む経心臓リード３０４ｂは、右心室などの心臓の内腔に、少なくとも部分的に心臓１０４の心壁を通り、横隔膜１０６を通って、腹腔に埋め込まれるように構成された経心臓リードである。この実施形態では、経心臓リード３０４ｂは、シール構造３２８によって分離された遠位部分３２４及び近位部分３２６を有する遠位端構造３２２を含む。遠位部分３２４及び近位部分３２６は、リード体の軸線４０２に沿って近位方向に引っ張る力Ｆが印加されると拡張するように構成された拡張可能な金属メッシュ構造体で構成されている。
【0037】
拡張状態では、遠位部分３２４及び近位部分３２６は、断面寸法によって特徴を明らかにされる幾何学的形状をとる。例えば、遠位部分３２４及び近位部分３２６は、直径を有する円形のディスク形状をとることができる。図４に示すようないくつかの実施形態では、遠位部分３２４の断面寸法は、近位部分３２６の断面寸法よりも大きい。遠位部分３２４のより大きな断面は、展開後、拍動する心臓１０４によってリードに印加される上向きの力Ｆに対する抵抗を増加させることによって遠位端構造３２２を所定の位置に保持するのに役立ち、そうでなければ遠位端構造３２２は移動し、例えば遠位部分３２４が心臓の内腔に引き込まれ得る。
【0038】
その拡張状態では、遠位部分３２４は、遠位側の腹腔に面する側面４１４と、近位側の横隔膜に面する側面４１６とによって特徴を明らかにされる。同様に、その拡張状態では、近位部分３２６は、遠位側の心臓壁に面する側面４１８と、近位側の内腔に面する側面４２０とによって特徴を明らかにされる。
【0039】
シール構造３２８は、ａ）展開後に心臓組織４０４と横隔膜筋４０６との間の電気的絶縁を確実にし、ｂ）リードの展開中及び展開後に心腔４０８、胸腔４１０、及び腹腔１１８が互いに密封されることを確実にするように構成される。シール構造３２８はシリコン製であってもよく、リード体３１８ｂの軸線４０２に沿って近位方向に引っ張る力Ｆが印加されると、シール構造はリード体の軸線に沿って圧縮され、それによってリード体の軸線から半径方向外側に平坦になって拡張し、リード体の軸線に対してほぼ垂直に広がる。
【0040】
この実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜の筋肉４０６へ横隔膜刺激パルスを送達可能にする、遠位部分３２４と関連付けられた１又は複数の遠位電極を含む。いくつかの実施形態では、遠位部分３２４を形成する金属構造は導電性であってもよく、１又は複数の遠位電極は、遠位部分を形成する金属構造の全体に対応してもよい。いくつかの実施形態では、１又は複数の遠位電極は、遠位部分３２４を形成する金属構造の一部に対応してもよい。例えば、遠位部分３２４の近位側の、横隔膜に面する側面４１６を形成する金属構造は導電性であってもよく、１又は複数の電極は、近位側の、横隔膜に面する側面に対応してもよい。いくつかの実施形態では、１又は複数の遠位電極は、遠位部分３２４の近位側の、横隔膜に面する側面４１６に固定された別個の電極４２２に対応してもよい。
【0041】
遠位部分３２４はまた、横隔膜の無症候性の部分的な一過性の収縮を誘導する横隔膜機械的パルスを、横隔膜１０６の筋肉４０６へ送達可能にする機械的トランスデューサ３２５を含むことができる。機械的トランスデューサ３２５は、遠位部分３２４の横隔膜に面する側面４１６に配置されてもよい。同じ機械的トランスデューサ３２５はまた、経心臓リード３０４ｂの動き／加速度を監視し、それによってＡＤＳ治療の間の横隔膜１０６の捕捉を確認するために使用可能なシグナルを提供するために、機械的な運動／加速度を感知するように機能することができる。あるいは、ＡＤＳ治療機構１００は、ＡＤＳ治療の間の横隔膜１０６の捕捉を確認するために、機械的な運動／加速度を感知する機械的トランスデューサ３２５とは別個に動作する第２の機械的トランスデューサ、例えば運動センサ（図示せず）を含むことができる。
【0042】
この実施形態では、心臓イベントセンサ１０３は、心臓組織４０４を介した心臓の電気的活動の感知を可能にする近位部分３２６と関連付けられた１又は複数の近位電極を含む。いくつかの実施形態では、近位部分３２６を形成する金属構造は導電性であってもよく、１又は複数の近位電極は、近位部分を形成する金属構造の全体に対応してもよい。いくつかの実施形態では、１又は複数の近位電極は、近位部分３２６を形成する金属構造の一部に対応してもよい。例えば、近位部分３２６の遠位側の、心臓壁に面する側面４１８を形成する金属構造は導電性であってもよく、１又は複数の電極は、遠位側の、心臓壁に面する側面に対応してもよい。１又は複数の近位電極は、近位部分３２６の遠位側の、心臓壁に面する側面４１８に固定された別個の電極４２４に対応してもよい。
【0043】
これらの構成要素、例えば、電極４２２、４２４、機械的トランスデューサ３２５、運動センサ（図示せず）は、リード体３１８ｂを通って延びるワイヤを介してリードの近位端３１６でコネクタ（図示せず）に電気的に結合される。シール構造３２８によって提供される心臓組織４０４と横隔膜筋４０６との間の電気的絶縁は、ａ）近位部分３２６の電極によって心筋から感知される電気シグナル及び遠位部分３２４の電極によって横隔膜から感知される電気シグナルの独立した位置合わせ、並びにｂ）近位部分３２６の電極によるペーシング刺激パルスの心筋への独立した送達及び遠位部分３２４の電極による横隔膜刺激パルスの横隔膜への送達を可能にする。
【0044】
マルチピースＩＭＤ３００が心臓に心臓治療を送達するように構成されている場合、経心臓リード３０４ｂはまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、１又は複数の電極を含んでいてもよい。いくつかの構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、心臓イベントセンサ１０３の電極であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、心臓イベントセンサ１０３の電極とは異なる電極であってもよい。いずれの場合も、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシングなどの心臓治療を送達するように構成される。これらの電極は、心臓活動を感知し、遠位端構造３２２の近位部分３２６と関連付けられた１又は複数の近位電極と併せて心臓治療を送達するように構成された近位電極３３０などの追加の電極を含むことができる。近位部分３２６と関連付けられた１又は複数の近位電極は、電気除細動ショック又は除細動ショックを送達するように構成されてもよい。例えば、遠位端構造３２２の近位部分３２６を形成する金属構造の全体に対応する近位電極を使用して、電気除細動ショック又は除細動ショックを送達することができる。
【0045】
経心臓リード３０４ｂは、右心室などの心臓内の標的位置へのリードの案内を可能にするオーバーザワイヤリードとして構成されてもよい。図５を参照すると、リード３０４ｂの遠位端構造３２２を配置するための位置は、横隔膜１０６と、心臓１０４の右心室の下壁５０４との間の接触面である。好ましい位置は、右心室の心尖５０６である。
【0046】
経心臓リード３０４ｂは、右心室への埋め込みを参照して示され、説明されているが、リードは、横隔膜１０６に隣接する任意の心内腔に埋め込むことができる。例えば、図１Ｂを参照すると、経心臓リード３０４ｂは、右心房又は左心室に埋め込まれてもよく、それぞれが横隔膜１０６と密接に接触している。図３Ｂ及び図４を参照すると、経心臓リード３０４ｂは、心臓組織４０４の壁及び横隔膜１０６を貫通することを容易にする機構４２６をリードの遠位端に含むことができる。機構４２６は、ねじ又はパンチ機構であってもよい。経心臓リード３０４ｂは、図３Ａに示す収縮状態から図４に示す拡張状態に遠位端構造３２２を移行させ、拡張状態で遠位端構造をロックするように構成された、例えばプルワイヤなどの機構４２８をさらに含む。
【0047】
図３Ａに戻ると、別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含むリード３０６は、心臓の右心房に埋め込まれるように構成された心内膜リードである。この実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜の筋肉へ横隔膜刺激パルスを送達可能にする１又は複数の電極３３２、３３４を含む。いくつかの構成では、これらの同じ電極３３２、３３４はまた、心臓の電気的活動の感知を可能にし、それによって心臓イベントセンサ１０３として機能する。他の構成では、心臓イベントセンサ１０３は、ＡＤＳ治療機構１００の電極とは異なる電極を含んでもよい。
【0048】
ＡＤＳ治療機構１００はまた、横隔膜へ横隔膜機械的パルスを送達可能にする機械的トランスデューサ３３６を含んでもよい。機械的トランスデューサ３３６はまた、リードの動き／加速度を監視し、それによってＡＤＳ治療の横隔膜を捕捉する効率を確認するために使用できるシグナルを提供するために、機械的な運動／加速度を感知するように機能することができる。あるいは、ＡＤＳ治療機構１００は、リードの動き／加速度を監視するために、機械的な運動／加速度を感知する別個の機械的トランスデューサ、例えば運動センサ（図示せず）を含んでもよい。これらの構成要素、例えば、電極、機械的トランスデューサ、運動センサは、リード体３４０を通って延びるワイヤを介してリードの近位端３３８でコネクタ（図示せず）に電気的に接続される。
【0049】
マルチピースＩＭＤ ３００が心臓に心臓治療を送達するように構成されている場合、心内膜リード３０６はまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、１又は複数の電極を含んでいてもよい。いくつかの構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の電極３３２、３３４であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、心臓イベントセンサ１０３の電極であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の電極及び心臓イベントセンサ１０３の電極とは異なる電極であってもよい。いずれの場合も、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシングなどの心臓治療を送達するように構成される。
【0050】
図３Ａを続けると、別の実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含むリード３０８は、心臓の冠静脈洞に埋め込まれるように構成された心内膜リードである。この実施形態では、ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜の筋肉へ横隔膜刺激パルスを送達可能にする、又は横隔膜の動きを誘導する横隔神経へ遠距離場刺激を送達可能にする１又は複数の電極３４２、３４４、３４６を含む。いくつかの構成では、これらの同じ電極３４２、３４４はまた、心臓の電気的活動の感知を可能にし、それによって心臓イベントセンサ１０３として機能する。他の構成では、心臓イベントセンサ１０３は、ＡＤＳ治療機構１００の電極とは異なる電極を含んでもよい。
【0051】
ＡＤＳ治療機構１００はまた、横隔膜へ横隔膜機械的パルスを送達可能にする機械的トランスデューサ３４８を含んでもよい。機械的トランスデューサ３４８はまた、リードの動き／加速度を監視し、それによってＡＤＳ治療の横隔膜を捕捉する効率を確認するために使用できるシグナルを提供するために、機械的な運動／加速度を感知するように機能することができる。あるいは、ＡＤＳ治療機構は、リードの動き／加速度を監視するために、機械的な運動／加速度を感知する別個の機械的トランスデューサ、例えば運動センサ（図示せず）を含んでもよい。これらの構成要素、例えば、電極、機械的トランスデューサ、運動センサは、リード体３５２を通って延びるワイヤを介して心内膜リード３０８の近位端３５０でコネクタ（図示せず）に電気的に結合される。
【0052】
マルチピースＩＭＤ ３００が心臓に心臓治療を送達するように構成されている場合、心内膜リード３０８はまた、ＣＲＭ治療機構１０１を含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、１又は複数の電極を含んでいてもよい。いくつかの構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の同じ電極３４２、３４４、３４６であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、心臓イベントセンサ１０３の電極であってもよい。他の構成では、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、ＡＤＳ治療機構１００の電極及び心臓イベントセンサ１０３の電極とは異なる電極であってもよい。いずれの場合も、ＣＲＭ治療機構１０１の電極は、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシングなどの心臓治療を送達するように構成される。
【0053】
図３Ｂを参照すると、図３Ａのリード３０４ａ、３０６、３０８は、心臓活動を感知し、電気除細動、除細動及びペーシング刺激を含む多内腔心臓治療を送達するのに適したＩＭＤ ３００の一部として心臓に埋め込まれて示されている。ＩＭＤ ３００は、心臓ペースメーカー、ＩＣＤ、除細動器、ペースメーカーと組み合わせたＩＣＤ、心臓再同期治療（ＣＲＴ）ペースメーカー、心臓再同期治療除細動器（ＣＲＴ－Ｄ）などであり得る。
【0054】
ＩＭＤ ３００は、右心房（ＲＡ）心内膜リード３０６及び右心室（ＲＶ）心内膜リード３０４ａによって患者の心臓１０４の右側と電気的に連通して配置されるように構成される。ＲＡ心内膜リード３０６は、右心房に配置されるように設計され、この例示的な実施態様では、典型的には患者の右心耳に埋め込まれる心房先端電極３３２と、心房リング電極３３４とを含む。したがって、ＲＡリード３０６は、電気心臓シグナルを感知し、心臓の右側、特に右心房にペーシング治療の形態で刺激を送達することができる。
【0055】
ＲＶリード３０４ａは、この例示的な実施態様では、ＲＶ先端電極３１２、ＲＶリング電極３１０、ＲＶコイル電極３２０、及び上大静脈（ＳＶＣ）コイル電極３５４を含む。典型的には、ＲＶリード３０４ａは、心臓１０４内に経静脈的に挿入されて、ＲＶ先端電極３１２を右心室の心尖部に配置し、ＲＶコイル電極３２０を右心室に配置し、ＳＶＣコイル電極３５４を上大静脈に配置するように設計される。したがって、ＲＶリード３０４ａは、電気心臓シグナルを感知し、心臓の右側、特に右心室にペーシング及びショック治療の形態で刺激を送達することができる。
【0056】
ＩＭＤ ３００は、冠静脈洞（ＣＳ）領域に配置するように設計された冠静脈洞リード３０８を介して患者の心臓１０４の左側と電気的に連通している。本明細書で使用される場合、冠静脈洞領域とは、冠静脈洞の任意の部分、大心臓静脈、左辺縁静脈、左後心室静脈、中心臓静脈、及び／又は小心臓静脈、又は冠静脈洞によってアクセス可能な任意の他の心臓静脈を含む左心室の静脈脈管構造を指す。
【0057】
ＣＳ心内膜リード３０８は、この例示的な実施態様では、左心室（ＬＶ）先端電極３４２、左心房（ＬＡ）リング電極３４４、及びＬＡコイル電極３４６を含む。典型的には、ＣＳリード３０８は、左心室に隣接してＬＶ先端電極３４２、左心房に隣接してＬＡリング電極３４４及びＬＡコイル電極３４６を配置するように、心臓１０４に経静脈的に挿入して冠静脈洞領域にアクセスするように設計される。したがって、ＣＳ心内膜リード３０８は、電気心臓シグナルを感知し、心臓の左側にペーシング及びショック治療の形態で刺激を送達することができる。
【0058】
図３Ｂには３つのリードが示されているが、ペーシング刺激、電気除細動及び／又は除細動を効率的かつ効果的に提供するために、（１又は複数のペーシング、感知、及び／又はショック電極を有する）より少ない又はより多いリードが使用されてもよい。さらに、個々のリードは、追加の電極を含んでもよい。例えば、ＣＳ心内膜リード３０８は、ＬＶ先端電極３４２とＬＡコイル電極３４６との間に離間した追加のリング電極を含むことができる。
【0059】
シングルピース埋め込み型医療デバイス
図６Ａ及び図６Ｂは、シングルピースＩＭＤ ６００を例示する。図１Ａを参照すると、ＩＭＤ ６００は、心臓１０４の右心室と横隔膜１０６との接触面領域１０２に埋め込まれるように構成することができる。ＩＭＤ ６００は、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む。ＩＭＤ ６００は、ハウジングの第１の表面６０６と関連付けられた第１の複数の離間電極６０４ａ～６０４ｄと、ハウジングの第２の表面６１０と関連付けられた第２の複数の離間電極６０８ａ～６０８ｄとを有するハウジング６０２を含む。
図６Ａ及び図６Ｂは、シングルピースＩＭＤ ６００を例示する。図１Ａを参照すると、ＩＭＤ ６００は、心臓１０４の右心室と横隔膜１０６との接触面領域１０２に埋め込まれるように構成することができる。ＩＭＤ ６００は、ＡＤＳ治療機構１００及び心臓イベントセンサ１０３を含む。ＩＭＤ ６００は、ハウジングの第１の表面６０６と関連付けられた第１の複数の離間電極６０４ａ～６０４ｄと、ハウジングの第２の表面６１０と関連付けられた第２の複数の離間電極６０８ａ～６０８ｄとを有するハウジング６０２を含む。
【0060】
シングルピースＩＭＤ ６００は、一方の複数の電極６０４ａ～６０４ｄが心臓１０４に隣接して配置され、他方の複数の電極６０８ａ～６０８ｄが横隔膜１０６に隣接して配置され得るように構成される。心臓１０４に隣接する電極６０４ａ～６０４ｄは、一対の電極間の心臓の電気的活動の双極感知を可能にする心臓イベントセンサ１０３を形成する。横隔膜１０６に隣接する電極６０８ａ～６０８ｄは、一対の電極を介して横隔膜１０６に直接横隔膜刺激を送達可能にするＡＤＳ治療機構１００を形成する。心臓感知及び横隔膜ペーシングのための様々な電極構成は、シングルピースＩＭＤ ６００の埋め込みの際に試験され、必要に応じてデバイスプログラミングを介して後で変更することができる。
【0061】
シングルピースＩＭＤ ６００が心臓へ心臓治療を送達するように構成される場合、ＩＭＤはＣＲＭ治療機構１０１もさらに含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシングなどの心臓治療を送達するように構成された１又は複数のペーシング電極を含むことができる。これらのペーシング電極は、心臓１０４に隣接して配置された複数の電極６０４ａ～６０４ｄのうちの１又は複数であってもよい。これらのペーシング電極は、追加の電極を含んでもよい。
【0062】
図６Ａ及び図６Ｂに示すＩＭＤ ６００は細長いディスクの形状に形成されているが、ＩＭＤは、例えばチューブを含む他のフォームファクタを有してもよい。リードレスＩＭＤ ６００は、長さ約１．２５インチ、幅約０．５インチ、及び厚さ約０．１２５インチを有することができる。
【0063】
ＩＭＤ ６００は、ハウジング６０２を心臓及び横隔膜に対して定位置に固定するように構成された固定機構を含むことができる。この目的のために、第１の複数の離間機械要素６１２はハウジングの第１の表面６０６と関連付けられ、第２の複数の離間機械要素６１４はハウジングの第２の表面６１０と関連付けられる。機械要素６１２、６１４は、心臓に隣接する表面及び横隔膜に隣接する表面の一方又は両方へのＩＭＤ ６００の迅速な展開及び縫合糸なしの固定を容易にするように構成される。例えば、ハウジング６０２の第１の表面６０６上の機械要素６１２は、心臓の心膜内に延在するように構成されたバネ式又は他の機械的に作動されるワイヤ／ピン／フックを含んでもよい。同様に、ハウジング６０２の第２の表面６１０上の機械要素６１４は、横隔膜の上面内に延在するように構成されたバネ式又は他の機械的に作動されるワイヤ／ピン／フックを含んでもよい。
【0064】
イントロデューサツールは、心臓１０４の右心室と横隔膜１０６との間の位置にＩＭＤ ６００を挿入して容易に展開することを可能にし、好ましい埋め込み位置は心臓の下部の右心室の下中隔／心尖部にある。ツールは、準剣状突起下又は他の適切なアクセスに合わせて調整されたトロカール又はシリンジ状構造と、安全な突出、デバイスの挿入及び固定を容易にする内蔵カメラ／照明系とを含むことができる。
【0065】
ＡＤＳ治療を含む埋め込み型医療デバイス
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、単独で、又は心臓治療と組み合わせて、ＡＤＳ治療の送達を通して胸腔内の圧力に影響を及ぼすように構成されたＩＭＤ ７００のブロック図である。ＩＭＤ ７００は、コントローラ７０２、心臓イベントセンサ１０３、圧力測定センサ７０８、ＡＤＳ治療機構１００、及び任意選択のＣＲＭ治療機構１０１を含み、それらの各々は、有線接続又は無線接続のいずれかを介してコントローラと相互作用するために結合され得る。コントローラ７０２は、ＡＤＳコントローラ７０３を含み、ＣＲＭコントローラ７０５を含んでもよい。
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、単独で、又は心臓治療と組み合わせて、ＡＤＳ治療の送達を通して胸腔内の圧力に影響を及ぼすように構成されたＩＭＤ ７００のブロック図である。ＩＭＤ ７００は、コントローラ７０２、心臓イベントセンサ１０３、圧力測定センサ７０８、ＡＤＳ治療機構１００、及び任意選択のＣＲＭ治療機構１０１を含み、それらの各々は、有線接続又は無線接続のいずれかを介してコントローラと相互作用するために結合され得る。コントローラ７０２は、ＡＤＳコントローラ７０３を含み、ＣＲＭコントローラ７０５を含んでもよい。
【0066】
図７Ｂを参照すると、ＡＤＳコントローラ７０３は、心臓シグナルモジュール７２８、圧力シグナルモジュール７３０、治療モジュール７４０、及び様々な他のモジュールを含む。心臓イベントセンサ１０３は、心臓イベントを表すシグナルをコントローラ７０２に提供するように構成される。例えば、心臓イベントセンサ１０３は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、心臓イベントを表す電気シグナルを感知して該シグナルをＡＤＳコントローラ７０３に提供するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられた１又は複数の電極７１２、７１４であってもよい。あるいは、心臓イベントセンサ１０３は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の上又はそれに隣接して配置されて、心臓イベントを表す電気シグナルを感知して該シグナルをＡＤＳコントローラ７０３に提供するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたシングルピースデバイスと関連付けられた１又は複数の電極７１２、７１４であってもよい。
【0067】
心臓イベントセンサ１０３はまた、運動センサが心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、心臓の運動を感知する、又は心音を感知する、及びそのような運動を表す電気シグナルを出力するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられた運動センサ７１６であってもよい。あるいは、運動センサ７１６は、運動センサが心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の上又はそれに隣接して配置されて、心臓の運動を感知する、又は心音を感知する、及びそのような運動を表す電気シグナルを出力するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたシングルピースデバイスと関連付けられてもよい。運動センサ７１６は、例えば、心臓の動きに関連するシグナルを提供する加速度計（例えば、多軸の、例えば三次元の加速度計）、又は心音に関連するシグナルを提供する音響トランスデューサであってもよい。
【0068】
圧力測定センサ７０８は、胸腔内の１又は複数の圧力を表すシグナルをコントローラ７０２に提供するように構成される。「胸腔内の圧力」は、胸腔内の開放空間に、並びに任意の胸腔内構造、例えば心臓、心膜、腔内の大動脈及び大静脈の外側に配置された圧力センサを介して直接得られる胸腔内圧を含み得る。「胸腔内の圧力」はまた、例えば、胸腔内圧を示す、又はそれと相関する測定値を提供する胸腔内の外側に配置された加速度計を介して間接的に得られる胸腔内圧の測定値を含み得る。「胸腔内の圧力」はまた、心臓、心膜、大動脈及び大静脈などの胸腔内構造に関連する圧力を含み得る。例えば、これらの「胸腔内の圧力」は、右心房圧、右心室圧、左心室圧、及び大動脈圧を含み得る。
【0069】
圧力測定センサ７０８は、胸腔内の開放空間内、又は胸腔内構造、例えば心臓、心膜、腔内の大動脈及び大静脈の中、上、若しくはそれに隣接して配置されるように構成され、圧力を表す電気シグナルを出力するように構成された、１又は複数の圧力センサ７１８であってもよい。これらの目的のために、１又は複数の圧力センサ７１８は、運動センサが心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、１又は複数の圧力センサによって感知されたシグナルをＡＤＳコントローラ７０３に提供するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられてもよい。例えば、圧力センサ７１８は、１）右心房の圧力シグナルを取得するために右心房に、２）右心室の圧力を取得するために右心室に、３）肺動脈の圧力の代用値を取得するために右心室に、又は４）肺動脈自体の中に埋め込まれるように構成されたデバイスに含まれてもよい。あるいは、圧力測定センサ７０８は、圧力測定センサが心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の上又はそれに隣接して配置されて、１又は複数の圧力センサによって感知されたシグナルをＡＤＳコントローラ７０３に提供するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたシングルピースデバイスと関連付けられてもよい。
【0070】
圧力測定センサ７０８はまた、胸腔内圧を示す、又はそれに相関するシグナルを提供するように構成された運動センサ７２０であってもよい。例えば、運動センサ７２０は、横隔膜の運動を感知し、そのような運動を表す電気シグナルをコントローラ７０２に出力するために、横隔膜の上又は近くに配置されるように構成された加速度計であってもよい。運動センサ７２０はまた、心機能に関連する音を感知してそのような音を表す電気シグナルを出力するために患者内に配置されるように構成された加速度計又は音響トランスデューサであってもよい。これらの電気シグナルの変動は、呼吸サイクルに関連する胸腔内圧の変化と相関する。あるいは、運動センサ７２０は、横隔膜中又は上に配置され、横隔膜組織のインピーダンス又はコンダクタンスを表す電気シグナルを出力するように構成された一対の電極の形態のインピーダンス／コンダクタンスセンサであってもよい。インピーダンス又はコンダクタンスの変動は、横隔膜の拡張及び収縮の変化に相関し、これは次に呼吸サイクルに関連する胸腔内圧の変化に相関する。
【0071】
ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜に直接又は横隔神経の遠距離場刺激を介してのいずれかの横隔膜刺激を適用して、横隔膜の無症候性の一過性の部分収縮を引き起こすように構成される。前述のように、横隔膜の「一過性の」収縮は、６０～１８０ミリ秒の範囲で続く、典型的には約１００ミリ秒の、横隔膜の短い単収縮の、尾側、それに続く頭蓋運動である。横隔膜の「部分」収縮は、「一過性の」収縮を示す横隔膜の一部（横隔膜全体よりも小さい）である。刺激は、呼吸に影響を及ぼさない横隔膜の部分収縮を誘導する刺激パラメータのセットによって特徴を明らかにされる。より具体的には、刺激は、横隔膜が吸気を誘導するレベルまで収縮しないように構成される。
【0072】
ＡＤＳ治療機構１００は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、横隔膜刺激を電気刺激パルスの形態で送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられた１又は複数の電極７２２、７２４であってもよい。例えば、図３Ｂを参照すると、１又は複数の電極７２２、７２４は、心内膜リード３０４ａ、３０６、３０８と関連付けられてもよい。あるいは、１又は複数の電極７２２、７２４は、電極が横隔膜の中又は上に配置されて横隔膜刺激を送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられてもよい。例えば、図４を参照すると、１又は複数の電極７２２、７２４は、経心臓リード３０４ｂと関連付けられてもよい。あるいは、１又は複数の電極７２２、７２４は、電極が横隔膜の上又はそれに隣接して配置されて横隔膜刺激を送達するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたデバイスと関連付けられてもよい。例えば、図６を参照すると、１又は複数の電極７２２、７２４は、シングルピースＩＭＤ ６００と関連付けられてもよい。
【0073】
ＡＤＳ治療機構１００は、横隔膜機械的パルスを横隔膜の筋肉へ送達可能にする機械的トランスデューサ７２６を含んでもよい。機械的トランスデューサ７２６は、例えば、横隔膜の上又はその近くに配置されるように構成された音響トランスデューサであってもよい。機械的トランスデューサ７２６は、横隔膜の一過性の動きを引き起こす機械的エネルギーを横隔膜に出力するように構成されてもよい。機械的トランスデューサ７２６はまた、横隔膜の運動を感知して、そのような運動を表す電気シグナルをＡＤＳコントローラ７０３に出力するように構成されてもよい。このシグナルは、ＡＤＳ治療が横隔膜を効果的に捕捉したことを確認するためのフィードバックシグナルとして使用することができる。あるいは、ＡＤＳ治療機構は、横隔膜の感知運動を感知し、横隔膜捕捉確認を提供する別個の運動センサ７５８、例えば加速度計を含んでもよい。
【0074】
機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、横隔膜刺激を電気刺激パルスの形態で送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられてもよい。例えば、図３Ｂを参照すると、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、心内膜リード３０４ａ、３０６、３０８と関連付けられてもよい。あるいは、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、電極が横隔膜の中又は上に配置されて横隔膜刺激を送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられてもよい。例えば、図４を参照すると、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、経心臓リード３０４ｂと関連付けられてもよい。あるいは、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、電極が横隔膜の上又はそれに隣接して配置されて横隔膜刺激を送達するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたデバイスと関連付けられてもよい。例えば、図６を参照すると、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、シングルピースＩＭＤ ６００と関連付けられてもよい。
【0075】
ＩＭＤ ７００の物理的構造に関して、ＩＭＤの前述の機能的説明は、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００とそれぞれ関連付けられた別個の電極対７１２、７１４及び７２２、７２４を記載しているが、ＩＭＤの構成は、二重機能を実行するように構成された単一の電極対を含むことができる。すなわち、ＩＭＤ ７００は、心臓の電気的活動の感知、及び電気的横隔膜刺激の送達の両方を行うように構成された単一の電極対を含むことができる。この構成では、コントローラ７０２は、必要に応じて心臓イベントセンサ１０３とＡＤＳ治療機構１００との間の電極の接続を切り替えるように構成された電極インターフェースを含むことができる。電極インターフェースはまた、限定するものではないが、電極と横隔膜組織との間の適切な接触面に必要な増幅、分離、及び電荷平衡機能を含む他の特徴、能力、又は態様を提供することができる。
【0076】
同様に、心臓イベントセンサ１０３、圧力測定センサ７０８、及びＡＤＳ治療機構１００に関して参照される別個の運動センサ７１６、７２０、７５８及び機械的トランスデューサ７２６のそれぞれの機能は、共通の運動センサによって提供されてもよい。この構成では、ＡＤＳコントローラ７０３は、必要に応じて心臓イベントセンサ１０３、圧力測定センサ７０８及びＡＤＳ治療機構１００の間の共通のセンサの接続を切り替えるように構成されたセンサインターフェースを含むことができる。センサインターフェースはまた、限定するものではないが、センサと横隔膜組織との間の適切な接触面に必要な増幅、分離を含む他の特徴、能力、又は態様を提供することができる。
【0077】
ＡＤＳコントローラ７０３をより詳細に考慮すると、コントローラの心臓シグナルモジュール７２８は、心臓イベントセンサ１０３からシグナルを受信し、シグナルを処理して対象の心臓イベントを検出するように構成される。例えば、心臓シグナルモジュール７２８は、内因性心室脱分極、心室ペーシングスパイク、誘発性心室脱分極、内因性心房脱分極、心房ペーシングスパイク、誘発性心房脱分極などの電気的心臓イベント、及び２）Ｓ１音によって表される心室収縮などの機械的心臓イベントのうちの１又は複数を検出するように構成され得る。検出された心臓イベントに対応する情報は治療モジュール７４０に提供され、治療モジュールは次いで、心臓イベントの情報を処理して、刺激治療の１又は複数のパラメータを決定又は調整し、横隔膜刺激の送達を誘発する。
【0078】
電気的心臓イベントに関して、心臓シグナルモジュール７２８は、心臓イベントセンサ１０３の電極７１２、７１４から電気シグナルを受信し、電気シグナルを処理して対象の心臓イベントを検出するように適合された電位図（ＥＧＭ）分析モジュール７３２を含むことができる。ＥＧＭ分析モジュール７３２は、心臓電気活動シグナル、例えばＥＧＭシグナルを処理して、Ｐ波などの心房イベント、又はＲ波、ＱＲＳ群、若しくはＴ波などの心室イベントに対応する心臓イベントを検出するように構成され得る。
【0079】
機械的心臓イベントに関して、心臓シグナルモジュール７２８は、心臓の機械的運動を分析するための心臓運動／心音分析モジュール７３４を含むことができる。心臓運動／心音分析モジュール７３４は、心臓イベントセンサ１０３の運動センサ７１６からシグナルを受信し、対象の心臓イベントを検出するように適合される。前述のように、運動センサ７１６は、例えば、横隔膜の運動及び心音などの様々な機械的及び音の活動を感知するように構成された加速度計又は音響トランスデューサであってもよい。加速度計を介して得られた心音シグナルは、心臓運動／心音分析モジュール７３４によって処理され、心臓イベントを検出することができる。
【0080】
ＡＤＳコントローラ７０３の圧力シグナルモジュール７３０は、圧力測定センサ７０８からシグナルを受信し、対象の圧力イベントを検出する、又は対象の圧力測定値を導出する目的でシグナルを処理するように構成される。例えば、対象の測定値に関して、圧力シグナルモジュール７３０は、圧力センサ７１８からのシグナルを処理して、異なる治療条件下で、例えば、横隔膜刺激がオンである、及び横隔膜刺激がオフである、又は異なる刺激設定の下で圧力測定値を決定することができる。圧力シグナルモジュール７３０はまた、圧力センサ７１８からのシグナルを処理して、異なる時間、例えば刺激パルスの送達時又は送達付近、及び特定の心臓イベントの発生時又は発生付近で圧力測定値を決定することができる。対象のイベントに関して、圧力シグナルモジュール７３０は、運動センサ７２０からのシグナルを処理して呼気サイクルを検出し、吸気終了などのサイクル内の対象の１又は複数のイベントを識別することができる。検出された対象のイベント及び対象の測定値に対応する情報は、まとめて圧力情報と呼ばれ、治療モジュール７４０に提供される。次いで、治療モジュール７４０は、圧力情報を処理して、刺激治療の１又は複数のパラメータに対する調整が必要かどうかを判定する。
【0081】
圧力センサ７１８からのシグナルの処理に関して、圧力シグナルモジュール７３０は、胸腔内の圧力を分析するための圧力測定モジュール７３６を含むことができる。圧力測定モジュール７３６は、圧力測定センサ７０８の圧力センサ７１８からシグナルを受信するように適合されている。前記のように、圧力センサ７１８は、胸腔内の開放空間に、並びに任意の胸腔内構造、例えば心臓、心膜、腔内の大動脈及び大静脈の外側に配置され、それによって、胸腔内圧を表すシグナルを提供するように構成されてもよい。あるいは、圧力センサ７１８は、胸腔内構造、例えば心臓、心膜、腔内の大動脈及び大静脈の中、上、又はそれに隣接して配置されるように構成されてもよい。例えば、圧力センサ７１８は、右心房、右心室、左心室、大動脈、及び肺動脈のうちの１つの中、上又はそれに隣接して配置され、それによって右心房圧、右心室圧、左心室圧、大動脈圧、又は肺動脈圧を提示する対応するシグナルを提供するように構成されてもよい。
【0082】
圧力測定モジュール７３６は、圧力センサ７１８から得られたシグナルを処理して、対象の圧力測定値を導出するようにさらに適合される。圧力測定値は治療モジュール７４０に提供され、そこでさらに処理されて、より望ましい結果を提供するために刺激治療が改善されているかどうかが判定される。例えば、刺激パラメータ値の異なるセットによってそれぞれ規定される、異なる刺激治療に対する異なる胸腔内圧の測定値を取得して、どの刺激パラメータのセットが胸部内圧の最良の測定値を提供するかを決定することができる。別の例では、胸腔内圧の測定値を所定の閾値と比較して、刺激パラメータの１又は複数を、閾値を得るように調整すべきか、又は少なくとも閾値により近づけるように調整すべきかどうかを判定することができる。
【0083】
運動センサ７２０からのシグナルの処理に関して、圧力シグナルモジュール７３０は、横隔膜運動及び心臓に関連する音のうちの１又は複数を分析するための、横隔膜運動及び心音分析モジュール７３８を含むことができる。横隔膜運動及び心音分析モジュール７３８は、圧力測定センサ７０８の運動センサ７２０からシグナルを受信し、対象の圧力イベントを検出するように適合される。前記のように、運動センサ７２０は、横隔膜の運動を感知するために横隔膜の上又はその近くに配置されるように構成された加速度計であってもよい。運動センサ７２０はまた、患者内に配置されて、心機能に関連する音を感知してそのような音を表す電気シグナルを出力するように構成された加速度計又は音響トランスデューサであってもよい。あるいは、運動センサ７２０は、横隔膜の中又は上に配置されるように構成された一対の電極の形態のインピーダンス／コンダクタンスセンサであってもよい。
【0084】
治療モジュール７４０に関して、それは、心臓イベント分析モジュール７４２、圧力分析モジュール７４４、パルス発生器７４６、及び横隔膜運動分析モジュール７５６を含む。パルス発生器７４６は、刺激治療をＡＤＳ治療機構１００に出力するように構成される。刺激治療は電気刺激の形態であってもよく、その場合、治療は電極７２２、７２４を介して送達されてもよい。刺激治療は機械的刺激の形態であってもよく、その場合、治療は機械的トランスデューサ７２６を介して送達されてもよい。
【0085】
パルス発生器７４６によって出力される刺激治療は、１又は複数の刺激パラメータによって規定される。電気刺激の場合、パラメータは、１）横隔膜の一過性の部分収縮を誘導する刺激パルスを規定するように選択された値又は設定を有する１又は複数のパルスパラメータ、及び２）１又は複数の刺激パルスの送達のタイミングを制御するタイミングパラメータを含むことができる。パルスパラメータは、例えば、パルス波形タイプ、パルス振幅、パルス持続時間、及びパルス極性を含むことができる。タイミングパラメータは、検出された心臓イベントと電気刺激パルスの送達との間の時間を規定する１又は複数のオフセット期間又は遅延期間を含むことができる。機械的刺激の場合、パラメータは、例えば、機械的パルス波形タイプ、機械的パルス振幅、機械的パルス持続時間を含むことができる。タイミングパラメータは、検出された心臓イベントと機械的パルスの送達との間の時間を規定する１又は複数のオフセット期間又は遅延期間を含むことができる。
【0086】
パルスパラメータに関して、横隔膜の一過性の部分収縮は、典型的には、横隔膜の非常に短い（わずか数十ミリ秒の）パルス状の二相性の（単一尾側に続く単一頭側の）無症候性の運動を伴う。特に治療モジュール７４０を含むＩＭＤ ７００は、横隔膜の非常に短い二相性の無症候性運動をもたらす刺激パルスを生成するように構成される。この目的のために、治療モジュール７４０は、パルス波形タイプに関して矩形波、正弦波、三角波、又はのこぎり波の設定を選択して、パルス極性に対して正又は負の設定を選択するように構成することができる。治療モジュール７４０は、０．１ボルト～１０．０ボルトの間のパルス振幅の値を選択し、０．１ミリ秒～５ミリ秒であるパルス持続時間の値を選択するようにさらに構成することができる。
【0087】
横隔膜の一過性の収縮を引き起こすために横隔神経の遠距離場刺激が使用される場合、横隔神経を捕捉するのに十分なエネルギーの刺激パルスを生成するために、パルスパラメータはそれぞれの範囲の上端に向かって設定されてもよい。例えば、パルス振幅は、５．０ボルト～１０．０ボルトの間など、０．１ボルト～１０．０ボルトの範囲の上端の値に設定されてもよく、パルス持続時間は、２．５ミリ秒～５ミリ秒の間など、０．１ミリ秒～５ミリ秒の範囲の上端の値に設定されてもよい。
【0088】
横隔膜の一過性の収縮を引き起こすために横隔膜の筋肉の遠距離場刺激が使用される場合、横隔神経の刺激を避けながら横隔膜を捕捉するのに十分なエネルギーの刺激パルスを生成するために、パルスパラメータはそれぞれの範囲の中央に向かって設定されてもよい。例えば、パルス振幅は、３ボルト～６ボルトの間など、０．１ボルト～１０．０ボルトの範囲の中央の値に設定されてもよく、パルス持続時間は、１．５ミリ秒～３．０ミリ秒の間など、０．１ミリ秒～５ミリ秒の範囲の中央の値に設定されてもよい。
【0089】
横隔膜の一過性の収縮を引き起こすために横隔膜の筋肉の直接刺激が使用される場合、横隔膜を捕捉するのに十分なエネルギーの刺激パルスを生成するために、パルスパラメータはそれぞれの範囲の下端に向かって設定されてもよい。例えば、パルス振幅は、０．１ボルト～２．５ボルトの間など、０．１ボルト～１０．０ボルトの範囲の下端の値に設定されてもよく、パルス持続時間は、０．１ミリ秒～２．０ミリ秒の間など、０．１ミリ秒～５ミリ秒の範囲の下端の値に設定されてもよい。
【0090】
タイミングパラメータに関して、治療モジュール７４０は、１又は複数のオフセット期間又は遅延期間を決定するように構成されてもよい。遅延期間は、連続して検出された心臓イベントの間の時間に基づいてもよい。例えば、心臓シグナルモジュール７２８のＥＧＭ分析モジュール７３２は、心室イベント、例えばＲ波を検出し、そのような検出を治療モジュール７４０に出力するように構成することができる。心臓イベント分析モジュール７４２は、検出された心室イベントを処理して、連続する心室イベントのいくつかの対の間の時間の統計的尺度を決定することができる。次いで、心臓イベント分析モジュール７４２は、統計的尺度に基づく遅延期間及び統計的尺度に対するオフセットを決定し、決定されたオフセット期間又は遅延期間に基づいてＡＤＳパルスを出力するようにパルス発生器７４６を制御することができる。
【0091】
治療モジュール７４０によるパルスパラメータの設定及び値並びにタイミングパラメータの初期選択は、外部デバイス、例えばプログラム装置を介して医師によって実行されてもよい。この場合、外部デバイスは、無線通信リンクを介して治療モジュール７４０に選択コマンドを提供し、治療モジュールは、コマンドに従ってパルスパラメータ及びタイミングパラメータを選択する。あるいは、治療モジュール７４０によるパルスパラメータの設定及び値並びにタイミングパラメータの選択を自動化することができる。
【0092】
タイミングパラメータ及びパルスパラメータを含む刺激パラメータのうちの１又は複数は、治療モジュール７４０によって調整することができる。タイミングパラメータに関して、電気刺激の速度は、患者の心拍数の変化に応じて調整することができる。したがって、電気刺激パルスの送達速度は、例えば、毎分３０パルス（ｐｐｍ）～１８０ｐｐｍの範囲、典型的には約６０ ｐｐｍの速度であり得る。同様に、検出された心臓イベントと電気刺激パルスの送達との間の遅延期間は、検出された心臓イベントの間の時間間隔の移動平均に基づいて調整することができる。パルスパラメータに関して、パルス振幅は０．１ボルト～１０．０ボルトの値に設定されてもよく、パルス幅は０．１ミリ秒～５ミリ秒の値に設定されてもよい。振幅は、例えば、０．１ボルト～０．５ボルトの増分で調整することができ、パルス幅は、０．１ミリ秒～１．５ミリ秒の増分で調整することができる。極性は、正極性と負極性との間で変更することができ、波形タイプは、単相から二相に、又は矩形波から三角波、正弦波又はのこぎり波の波形に変更することができる。
【0093】
心臓イベント分析モジュール７４２は、心臓シグナルモジュール７２８から心臓イベント情報を受信し、この情報を処理してタイミングパラメータを決定するように構成される。この目的のために、一構成では、心臓イベント分析モジュール７４２は、検出された心臓イベントに対して、刺激パルスを横隔膜に送達する時間を決定する。遅延期間と呼ばれる決定された時間は、刺激パルスが心臓イベントの次の予想される発生の直前に送達されるように選択されてもよい。
【0094】
オフセット期間又は遅延期間は、連続して検出された心臓イベントの間の時間に基づいてもよい。例えば、心臓シグナルモジュール７２８のＥＧＭ分析モジュール７３２は、心室イベント、例えばＲ波を検出し、そのような検出を治療モジュール７４０に出力するように構成することができる。心臓イベント分析モジュール７４２は、検出された心室イベントを処理して、連続する心室イベントのいくつかの対の間の時間の統計的尺度を決定することができる。次いで、心臓イベント分析モジュール７４２は、統計的尺度に基づいて１又は複数のオフセット期間又は遅延期間を決定し、決定されたオフセット期間又は遅延期間に基づいて刺激パルスを出力するようにパルス発生器７４６を制御することができる。
【0095】
治療モジュール７４０の圧力分析モジュール７４４は、圧力シグナルモジュール７３０から、対象の尺度、例えば圧力測定値、又は対象のイベント、例えば呼吸サイクルの吸気終了のうちの１又は複数を含む圧力情報を受信するように構成される。圧力分析モジュール７４４は、受信した圧力情報を処理して、刺激パラメータの調整が必要かどうかを判定するようにさらに構成される。
【0096】
一構成では、圧力分析モジュール７４４は、対象の測定値に対応する圧力情報を受信することができ、対象のベースライン測定値に対して対象の測定値を評価することができる。例えば、受信された対象の測定値は、基準点での胸腔内圧、ＲＡ圧力、ＲＶ圧力、Ａｏ圧力、又はＬＶ圧力の測定値であり得る。圧力分析モジュール７４４は、受信した対象の測定値をベースラインと比較して、比較結果が許容可能であるかどうかを判定することができる。比較結果が許容可能でない場合、治療モジュール７４０は、将来の刺激治療のための１又は複数の刺激パラメータを調整して、最終的に許容可能な結果をもたらす刺激治療に到達することができる。
【0097】
別の構成では、圧力分析モジュール７４４は、対象の圧力イベントの発生に対応する圧力情報を受信することができる。対象の圧力イベントは、例えば、患者の呼吸サイクルに関連してもよく、呼吸サイクル内の吸気終了点であってもよい。そのような圧力情報の受信に応答して、圧力分析モジュール７４４は、刺激治療を保留するか、又は１若しくは複数の刺激パラメータを変更することを決定することができる。
【0098】
治療モジュール７４０の横隔膜運動分析モジュール７５６は、横隔膜の運動を検出するように構成される。横隔膜運動分析モジュール７５６は、機械的トランスデューサ７２６又は運動センサ７５８からシグナルを受信し、このシグナルに基づいて横隔膜の一過性の動きを検出するように適合されている。横隔膜の一過性の動きの検出は、有効なＡＤＳ治療送達の確認として役立つ。前記のように、機械的トランスデューサ７２６及び運動センサ７５８は、横隔膜の運動を感知するために横隔膜の上又はその近くに配置されるように構成された加速度計又は音響トランスデューサであってもよい。
【0099】
図７Ｃを参照すると、ＩＭＤ ７００のＣＲＭコントローラ ７０５は、ＩＭＤが、電気除細動、除細動、及びペーシング刺激を含む刺激治療を用いて、速い不整脈及び遅い不整脈の両方を感知及び治療することを可能にする心臓シグナルモジュール７６０及び治療モジュール７６２を含む。これらの目的のために、１又は複数の心臓イベントセンサ１０３は、心臓の電気的活動に対応するシグナルをＣＲＭコントローラ７０５に提供するように構成することができる。例えば、心臓イベントセンサ１０３は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、心臓イベントを表す電気シグナルを感知して該シグナルをＣＲＭコントローラ７０５に提供するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられた１又は複数の電極７１２、７１４であってもよい。あるいは、１又は複数の電極７１２、７１４は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の上に、又はそれらに隣接して配置されて、心臓イベントを表す電気シグナルを感知して該シグナルをＣＲＭコントローラ７０５に提供するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたデバイスと関連付けられてもよい。
【0100】
図３Ａをさらに参照すると、マルチピースＩＭＤ ３００は、右心房に埋め込まれるように構成されたＲＡ心内膜リード３０６と関連付けられた心臓イベントセンサ１０３、例えば電極３３２、３３４を介して右心房感知を支援することができる。左心房及び左心室の感知を支援するために、心臓イベントセンサ１０３、例えば電極３４２、３４４、３４６は、冠静脈洞に埋め込まれるように構成されたＣＳ心内膜リード３０８と関連付けられてもよい。右心室の感知を支援するために、心臓イベントセンサ１０３、例えば電極３１０、３１２、３２０は、右心室に埋め込まれるように構成された右心室心内膜リード３０４ａと関連付けられてもよい。図６Ａを参照すると、シングルピースＩＭＤ ６００は、右心室の領域内で心臓に隣接して配置されるように構成されたハウジング表面と関連付けられた心臓イベントセンサ１０３、例えば電極６０８ａ～６０８ｄを介して右心室感知を支援することができる。
【0101】
心臓シグナルモジュール７６０は、１又は複数の心臓イベントセンサ１０３に結合された感知回路を含む。この感知回路は、心房感知回路７６４及び心室感知回路７６６を含むことができ、それぞれが心臓イベントセンサ１０３を介して電気的心臓活動を感知するように構成される。したがって、心房感知回路７６４及び心室感知回路７６６は、専用の感知増幅器、多重化増幅器、又は共有増幅器を含むことができる。各感知回路７６４、７６６は、好ましくは、対象の心臓シグナルを選択的に感知するために、当該技術分野で公知の、プログラマブルゲイン及び／又は自動ゲイン制御を有する１又は複数の低出力精密増幅器、バンドパスフィルタリング、及び閾値検出回路を用いる。心房及び心室感知回路７６４、７６６の出力は、治療モジュール７６２に接続され、治療モジュールは、心臓の適切な心腔における心臓活動の有無に応じて、治療モジュール７６２による心臓治療の送達を必要に応じて誘発又は阻害することができる。
【0102】
心臓シグナルモジュール７６０は、感知された心臓活動を処理して不整脈を検出する１又は複数のアルゴリズムを使用する不整脈検出器モジュール７６８を含むことができる。検出された不整脈に応じて、不整脈検出器モジュール７６８は、１又は複数の刺激治療の投与を要求することができる。不整脈検出のために、ＣＲＭコントローラ７０５は、心房及び心室感知回路７６４、７６６を利用して心臓シグナルを感知し、律動が生理学的であるか病的であるかを判定することができる。不整脈に関して、本明細書で使用される場合、「感知」は、電気シグナルに注目するか又はデータ（情報）を取得するために留保され、「検出」は、これらの感知されたシグナルの処理（分析）であり、不整脈、又は不整脈の差し迫った発症のリスク又は可能性を示し得る前駆体又は他の要因の存在に注目する。
【0103】
不整脈検出器モジュール７６８は、感知されたイベント（例えば、Ｐ波、Ｒ波、及び「Ｆ波」又は「Ｆｉｂ波」と呼ばれることもある細動に関連する脱分極シグナル）の間のタイミング間隔を使用して、所定のレートゾーン制限（すなわち、徐脈、正常、低レートＶＴ、高レートＶＴ、及び細動レートゾーン）及び／又は様々な他の特性（例えば、突然の発症、安定性、生理学的センサ、及び形態など）との１又は複数の比較を実行し、所望又は必要とされる治療のタイプ（例えば、まとめて「段階的治療」と呼ばれる徐脈ペーシング、抗頻脈ペーシング、電気除細動ショック又は除細動ショック）を判定する。心房チャネルに同様の規則を適用して、適切な分類及び介入で心房頻脈性不整脈又は心房細動があるかどうかを判定することができる。心臓シグナルモジュール７６０は、感知回路７６４、７６６から出力された情報を分析して、組織の捕捉が発生したかどうか、及びどの程度発生したかを判定又は検出し、そのような判定に応答して（１又は複数の）パルスをプログラムすることができる捕捉検出器７７０をさらに含む。
【0104】
治療モジュール７６２は、ＣＲＭ治療機構１０１による送達のためのペーシング刺激パルスを生成するように構成された心房パルス発生器７７２及び心室パルス発生器７７４を含む。ＣＲＭ治療機構１０１は、電極が心臓構造、例えば心臓、心膜、大動脈及び大静脈の中又は上に配置されて、横隔膜刺激を電気刺激パルスの形態で送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられた１又は複数の電極７２２、７２４であってもよい。あるいは、１又は複数の電極７２２、７２４は、電極が心筋の中又は上に配置されて心臓治療刺激を送達するように、心臓の中又は上に埋め込まれるように構成されたリードと関連付けられてもよい。あるいは、１又は複数の電極７１２、７１４は、電極が心臓の上又はそれに隣接して配置されて心臓治療刺激を送達するように、心臓と横隔膜との間の位置に埋め込まれるように構成されたデバイスと関連付けられてもよい。
【0105】
図３Ａをさらに参照すると、マルチピースＩＭＤ ３００は、右心房に埋め込まれるように構成された右心房（ＲＡ）心内膜リード３０６と関連付けられたＣＲＭ治療機構１０１、例えば電極３３２、３３４を介して右心房ペーシングを支援することができる。左心房及び左心室のペーシングを支援するために、ＣＲＭ治療機構１０１、例えば電極３４２、３４４、３４６は、冠静脈洞に埋め込まれるように構成されたＣＳ心内膜リード３０８と関連付けられてもよい。右心室のペーシングを支援するために、ＣＲＭ治療機構１０１、例えば電極３１０、３１２、３２０は、右心室に埋め込まれるように構成された右心室心内膜リード３０４ａと関連付けられてもよい。図６Ａを参照すると、シングルピースＩＭＤ ６００は、右心室の領域内で心臓に隣接して配置されるように構成されたハウジング表面と関連付けられたＣＲＭ治療機構１０１、例えば電極６０４ａ～６０４ｄを介して右心室のペーシングを支援することができる。
【0106】
治療モジュール７６２はまた、刺激パルス（例えば、ペーシング速度、房室（ＡＶ）遅延、心房間伝導（Ａ－Ａ）遅延、又は心室間伝導（Ｖ－Ｖ）遅延など）のタイミングを制御し、並びに不応期、ブランキング間隔、ノイズ検出ウィンドウ、誘発性応答ウィンドウ、警告間隔、マーカチャネルタイミングなどのタイミングを追跡しつづけるように動作するタイミング制御回路７７６を含み、これらはすべて当該技術分野で周知である。
【0107】
ＩＭＤ ７００が埋め込み型電気除細動器／除細動器（ＩＣＤ）デバイスとして動作することを意図している場合、それは不整脈の発生を検出し、検出された不整脈を終了させることを目的として心臓に適切な治療を自動的に適用する。電気除細動レベルのショックは、一般に、（患者が感じる痛みを最小限に抑えるために）低～中程度のエネルギーレベルであり、及び／又はＲ波と同期しており、及び／又は頻拍の治療に関係していると考えられる。除細動ショックは、一般に、中～高エネルギーレベル（例えば、約５Ｊ～４０Ｊの範囲の閾値に対応する）であり、非同期的に送達され（Ｒ波が乱されすぎる可能性があるため）、もっぱら細動の治療に関係する。
【0108】
この目的のために、治療モジュール７６２は、低エネルギー（例えば、最大０．５Ｊ）、中エネルギー（例えば、０．５Ｊ～１０Ｊ）、又は高エネルギー（例えば、１１Ｊ～４０Ｊ）のショックパルスを生成するように構成されたショック回路７７８をさらに含む。図３Ｂを参照すると、このようなショックパルスは、ＬＡコイル電極３４６、ＲＶコイル電極３２０、及び／又はＳＶＣコイル電極３５４から選択される少なくとも２つのショック電極を介して患者の心臓１０４に適用することができる。ハウジング３０２は、ＲＶコイル電極３２０と組み合わせて活性電極として、又はＳＶＣコイル電極３５４若しくはＬＡコイル電極３４６を使用した分割電気ベクトルの一部として（すなわち、ＲＶ電極を共通電極として使用して）作用することができる。
【0109】
図７Ａに戻って、コントローラ７０２は、メモリサブシステム７４８を含む。メモリサブシステム７４８は、ＡＤＳコントローラ７０３及びＣＲＭコントローラ７０５に結合され、感知されたＥＧＭ、感知された胸腔内圧力、心音、及び感知された心血管圧力、例えば、右心室圧、左心室圧、右心房圧、及び大動脈圧を表すデータを受信及び格納することができる。メモリサブシステム７４８はまた、それらの関連する刺激パラメータのセット及び送達時間を含む、送達された刺激治療を表すデータを受信及び格納することができる。
【0110】
コントローラ７０２はまた、コントローラと他のデバイスとの間の通信を可能にする通信サブシステム７５０を含む。通信サブシステム７５０は、誘導結合を介して外部装置との、又はそれからのシグナルの送受信を可能にするテレメトリコイルを含むことができる。通信サブシステム７５０の代替実施形態は、刺激ＩＭＤの感知電極によって検出される、ＲＦリンク用のアンテナ、又は筋肉又は神経の活性化を不正に引き起こさないセンサによって放射される一連の低振幅高周波電気パルスを使用することができる。コントローラ７０２はまた、コントローラの各モジュールに必要な電圧及び電流を供給する電源７５２と、モジュールに任意のクロック及びタイミングシグナルを供給するクロック供給部７５４とを含む。電源は充電式であってもよい。
【0111】
ＡＤＳ治療送達
図８は、スタンドアロンＡＤＳ治療デバイス、例えば、ＡＤＳ治療のみを送達するデバイスに対応するＩＭＤと関連付けられた経静脈心内膜リード８０２の概略図である。リードは、横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する目的で右心室壁８０６と横隔膜８０８との接触面にＡＤＳ治療機構８００と心臓イベントセンサ８０３とを配置して、右心室８０４に埋め込まれるように構成されたＲＶ心内膜リード８０２である。経静脈リード８０２は、心臓の電気的活動の感知を可能にするために、心臓組織内、心臓組織上、又は心臓組織に隣接して配置されるように構成された心臓イベントセンサ８０３をさらに含む。
図８は、スタンドアロンＡＤＳ治療デバイス、例えば、ＡＤＳ治療のみを送達するデバイスに対応するＩＭＤと関連付けられた経静脈心内膜リード８０２の概略図である。リードは、横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する目的で右心室壁８０６と横隔膜８０８との接触面にＡＤＳ治療機構８００と心臓イベントセンサ８０３とを配置して、右心室８０４に埋め込まれるように構成されたＲＶ心内膜リード８０２である。経静脈リード８０２は、心臓の電気的活動の感知を可能にするために、心臓組織内、心臓組織上、又は心臓組織に隣接して配置されるように構成された心臓イベントセンサ８０３をさらに含む。
【0112】
図８の様々な時間整合グラフは、感知された心臓イベント８１２と、ＡＤＳ治療デバイスによって可能となる横隔膜刺激パルス８１４の送達との間の関係を示す。この実施形態では、ＩＭＤは、心臓イベントセンサ８０３を介して有効なＲＶイベント８１２を感知し、各イベントは、内因性の自然伝導性心室脱分極から生じる心電図のＲ波８１６又はＱ波などの内因性の心室イベントに対応する。あるいは、ＩＭＤは、リードの機械的センサを介して有効な心室イベントを感知することができる。例えば、加速度計又は音響センサを使用して、心臓の収縮を表す心音シグナルを検出することができる。
【0113】
ＲＶイベント８１２を感知すると、ＩＭＤは、遅延期間８１８の終わりに、ＡＤＳ治療機構８００を介して横隔膜刺激パルス８１４を送達する。横隔膜刺激パルス８１４は、横隔膜の筋肉を捕捉し、横隔膜の一過性の動きを引き起こすのに十分なエネルギーを有する。遅延期間８１８は、心室の不応期８２０（及び心房の不応期）中に横隔膜刺激パルス８１４の送達を行うように計算される。したがって、横隔膜刺激パルス８１４は、心臓での誘発性応答、例えば脱分極を誘導せず、横隔膜の一過性の収縮のみを誘導する。
【0114】
スタンドアロンＡＤＳ治療デバイスを介したＡＤＳ治療の方法は、心内膜又は経心臓ペーシング／感知リード（複数可）を右心房、右心室又は左心室（冠静脈洞）のいずれかに配置することと、横隔膜及び／又は横隔神経に近接することを可能にするリードと関連付けられたＡＤＳ治療機構の配置位置を決定することとを含む。一実施形態では、位置は、横隔膜の近位及び横隔神経の遠位の右心室内である。本方法は、リードを、それらのリード位置から心臓活動を感知することができるコントローラ７０２に結合することをさらに含む。
【0115】
本方法は、心臓の収縮を（電気センサ又は機械センサのいずれかを介して）検出することによって一過性の横隔膜筋収縮を開始するのに十分なエネルギーを送達すること；プログラムされた及び／又は計算された時間遅延を利用して、心臓の心房及び心室が不応であることを確実にすること；並びに有効なＡＤＳ治療を支援して、横隔膜筋を捕捉するのに十分な計算された／プログラムされた遅延の終わりにエネルギーパルスを送達すること、をさらに含む。
【0116】
図９Ａは、ＶＶＩモードで作動し、ＡＤＳ治療能力を有するシングルチャンバーペースメーカーに対応するＩＭＤと関連付けられた経静脈心内膜リード９０２の概略図である。ＶＶＩモードは、心室がペーシング及び感知される心室需要ペーシングに対応し、デバイスのパルス発生器は、感知された心室イベントに応答してペーシング出力を抑制する。リードは、横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する目的で右心室壁９０６と横隔膜９０８との接触面にＡＤＳ治療機構９００を配置し、及び心室イベントを感知して、必要に応じて心室ペーシングパルスを送達する目的で右心室壁に隣接してＣＲＭ治療機構９０１を配置して、右心室９０４に埋め込まれるように構成されたＲＶ心内膜リード９０２である。ＲＶ心内膜リード９０２は、心臓の電気的活動の感知を可能にするために、心臓組織内、心臓組織上、又は心臓組織に隣接して配置されるように構成された心臓イベントセンサ９０３をさらに含む。
【0117】
図９Ａの様々な時間整合グラフは、感知された心臓イベント９１２、９１３と、ペースメーカーによって可能となる横隔膜刺激パルス９１４の送達との間の関係を示す。この実施形態では、ＩＭＤは、心臓イベントセンサ９０３を介して有効なＲＶイベント９１２、９１３を感知する。感知された右心室イベント９１２は、内因性自然伝導性心室脱分極から生じる心電図の内因性心室イベント、例えばＲ波９１６又はＱ波に対応し得る。感知された右心室イベント９１３は、ＣＲＭ治療機構９０１を介した心室ペーシング刺激の送達により生じる心電図の心室ペーシングスパイク９１７、又は心室ペーシングパルスの送達により生じ、それに続く心電図の誘発性心室脱分極９１９に対応し得る。
【0118】
右心室９１２、９１３を感知すると、ＩＭＤは、遅延期間９１８の終わりに、ＡＤＳ治療機構９００を介して横隔膜刺激パルス９１４を送達する。遅延期間９１８は、心室の不応期９２０中に横隔膜刺激パルス９１４の送達を行うように計算される。したがって、横隔膜刺激パルス９１４は、心臓での誘発性応答、例えば脱分極を誘導せず、横隔膜の一過性の収縮のみを誘導する。
【0119】
図９Ｂは、ＡＡＩモードで作動し、ＡＤＳ治療能力を有するシングルチャンバーペースメーカーに対応するＩＭＤと関連付けられた経静脈心内膜リード９３２の概略図である。ＡＡＩモードは、心房がペーシング及び感知される心房需要ペーシングに対応し、デバイスのパルス発生器は、感知された心房イベントに応答してペーシング出力を抑制する。リードは、横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する目的で右心房壁９３６と横隔膜９０８との接触面にＡＤＳ治療機構９００を配置し、及び心房イベントを感知して、必要に応じて心房ペーシングパルスを送達する目的で右心房壁に隣接してＣＲＭ治療機構９０１を配置して、右心房９３４に埋め込まれたＲＡ心内膜リード９３２である。右心房リード９３２は、心臓の電気的活動の感知を可能にするために、心臓組織内、心臓組織上、又は心臓組織に隣接して配置されるように構成された心臓イベントセンサ９０３をさらに含む。
【0120】
図９Ｂの様々な時間整合グラフは、感知された心臓イベント９４２、９４３と、ペースメーカーによって可能となる横隔膜刺激パルス９４４の送達との間の関係を示す。この実施形態では、ＩＭＤは、心臓イベントセンサ９０３を介して有効なＲＡイベント９４２、９４３を感知する。感知されたＲＡイベント９４２は、内因性自然伝導性心房脱分極から生じる心電図の内因性心房イベント、例えばＰ波９３７に対応し得る。感知された右心房イベント９４３は、ＣＲＭ治療機構９０１を介した心房ペーシング刺激の送達により生じる心電図の心房ペーシングスパイク９４７、又は心房ペーシングパルスの送達により生じ、それに続く心電図の誘発性心房脱分極９４９に対応し得る。
【0121】
ＲＡイベント９４２、９４３を感知すると、ＩＭＤは、遅延期間９４８の終わりに、ＡＤＳ治療機構９００を介して横隔膜刺激パルス９４４を送達する。遅延期間９４８は、心室の不応期９４０中に横隔膜刺激パルス９４４の送達を行うように計算される。したがって、横隔膜刺激パルス９４４は、心臓での誘発性応答、例えば脱分極を誘導せず、横隔膜の一過性の収縮のみを誘導する。
【0122】
図９Ｃは、ＤＤＤモードで作動し、ＡＤＳ治療能力を有するデュアルチャンバーペースメーカーに対応するＩＭＤと関連付けられた一対の経静脈心内膜リード９５２、９６２の概略図である。ＤＤＤモードは、心室と心房の両方がペーシング及び感知され得るデュアルチャンバーペーシングに対応し、デバイスのパルス発生器は、感知された心室イベントに応答した心室ペーシング出力及び感知された心房イベントに応答した心房ペーシング出力を抑制する。リードのうちの１つは、横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する目的で右心室壁９０６と横隔膜９０８との接触面にＡＤＳ治療機構９００を配置し、及び心室イベントを感知して、必要に応じて心室ペーシングパルスを送達する目的で右心室壁に隣接してＣＲＭ治療機構９０１を配置して、右心室９０４に埋め込まれたＲＶ心内膜リード９５２である。
【0123】
他のリードは、心房イベントを感知し、必要に応じて心房ペーシングパルスを送達する目的で右心房壁に隣接してＣＲＭ治療機構９０１を配置して、右心房９３４に埋め込まれたＲＡ心内膜リード９６２である。ＲＡ心内膜リード９６２はまた、ＲＶ心内膜リード９５２のＡＤＳ治療機構１００によって横隔膜の筋肉を介して横隔膜刺激を送達する代わりに、横隔神経の刺激を介して横隔膜刺激を送達する目的で、右心房壁９３６と横隔神経（図示せず）との接触面にＡＤＳ治療機構９００を配置することができる。これらのリード９５２、９６２は、心臓の電気的活動の感知を可能にするために、心臓組織内、心臓組織上、又は心臓組織に隣接して配置されるように構成された心臓イベントセンサ９０３をさらに含む。
【0124】
図９Ｃの様々な時間整合グラフは、感知された心臓イベント９７２、９７３と、ペースメーカーによって可能となる横隔膜刺激パルス９７４の送達との間の関係を示す。この実施形態では、ＩＭＤは、ＲＶ心内膜リード９５２の心臓イベントセンサ９０３を介して有効なＲＶイベント９７２、９７３を感知する。感知されたＲＶイベント９７２は、内因性自然伝導性心室脱分極から生じる心電図の内因性心室イベント、例えばＲ波９１６又はＱ波に対応し得る。感知された右心室イベント９７３は、ＣＲＭ治療機構９０１を介した心室ペーシング刺激の送達により生じる心電図の心室ペーシングスパイク９７７、又は心室ペーシングパルスの送達により生じ、それに続く心電図の誘発性心室脱分極９７９に対応し得る。ＩＭＤはまた、ＲＡ心内膜リード９６２の心臓イベントセンサ９０３を介してＲＡイベント９８２、９８３を感知する。感知されたＲＡイベント（ＲＡ ｖｅｎｔ）９８２は、内因性自然伝導性心房脱分極から生じる心電図の内因性心房イベント、例えばＰ波９８６に対応し得る。感知されたＲＡイベント９８３は、ＣＲＭ治療機構９０１を介した心房ペーシング刺激の送達により生じる心電図の心房ペーシングスパイク９８７、又は心房ペーシングパルスの送達により生じ、それに続く心電図の誘発性心房脱分極９８９に対応し得る。
【0125】
ＲＶイベント９７２、９７３を感知すると、ＩＭＤは、遅延期間９７８の終わりに、ＡＤＳ治療機構９００を介して横隔膜刺激パルス９７４を送達する。遅延期間９７８は、心室の不応期９９０中に横隔膜刺激パルス９７４の送達を行うように計算される。したがって、横隔膜刺激パルス９７４は、心臓での誘発性応答、例えば脱分極を誘導せず、横隔膜の一過性の収縮のみを誘導する。
【0126】
図１０を参照すると、経心臓横隔膜刺激の方法は、本明細書に開示されるＩＭＤの実施形態のいずれかによって実行することができる。
【0127】
ブロック１００２において、心臓イベントは、横隔膜１０６に近接する心臓１０４の領域中又は上に配置された心臓イベントセンサ１０３を介して感知されたシグナルに基づいてＩＭＤ ３００、６００によって検出される。本方法を実行するＩＭＤ ３００、６００の実施形態に応じて、心臓イベントセンサ１０３が位置する心臓の領域は、心臓１０４の心室と横隔膜１０６との間の接触面であってもよく、又は心膜によって隔てられた、心臓１０４の心房と横隔膜との間の接触面であってもよい。さらに、心臓イベントセンサ１０３によって感知される心臓イベントは、ＩＭＤ ３００、６００の実施形態に応じて変化し得る。いずれの場合でも、心臓イベントは、内因性心室イベント、心室ペーシングスパイク、誘発性心室イベント、内因性心房イベント、心房ペーシングスパイク、誘発性心房イベント、及び機械的イベントのうちの１つに対応し得る。
【0128】
ブロック１００４において、ＡＤＳ治療は、心臓１０４の領域に近接して配置されたＡＤＳ治療機構１００を介してＩＭＤ ３００、６００によって送達される。ＡＤＳ治療は、横隔膜の筋肉を捕捉することによって、又は横隔神経１２４を捕捉することによって、横隔膜１０６の収縮を誘導するように構成される。いくつかの実施形態では、ＡＤＳ治療によって誘導される横隔膜１０６の収縮は、無症候性、一過性、及び部分的のうちの１又は複数である。ＡＤＳ治療は、ＡＤＳ治療が心臓１０４の収縮を誘導しないように送達のタイミングを合わせる。この目的のために、ＡＤＳ治療の送達は、心臓イベントに関連する心臓１０４の不応期中に、横隔膜刺激パルスをＡＤＳ治療機構１００に出力することを含む。例えば、図８及び図９Ａ～図９Ｃを参照して上述したように、横隔膜刺激パルス８１４、９１４、９４４、９７４は、ＡＤＳ治療のタイミングを不応期８２０、９２０、９４０、９９０内に置く心臓イベントの発生からタイミングを合わせた遅延期間の終わりに出力することができる。
【0129】
【0130】
いくつかの実施形態では、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００を有する心内膜リード３０４ａは、右心室イベントに対応する心臓イベントの感知、及びそのようなイベントにタイミングを合わせたＡＤＳ治療の送達を可能にするために右心室に埋め込まれてもよい。あるいは、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００を有する心内膜リード３０８は、左心室イベントに対応する心臓イベントの感知、及びそのようなイベントにタイミングを合わせたＡＤＳ治療の送達を可能にするために冠静脈洞に埋め込まれてもよい。
【0131】
ＡＤＳ治療を送達することに加えて、心内膜リード３０４ａ、３０８を有する埋め込まれたＩＭＤ ３００はまた、ＣＲＭ治療を送達するためのＣＲＭ治療機構１０１を有することができる。したがって、図１０を参照すると、ブロック１００６において、ＣＲＭ治療を送達して、心臓に影響、例えば心室脱分極を誘導することができる。この目的のために、右心室又は左心室を捕捉するのに十分な心臓ペーシングパルスの形態のＣＲＭ治療は、心室ペーシング治療に従って、ＩＭＤのＣＲＭコントローラ７０５によってＣＲＭ治療機構１０１に出力される。ＣＲＭ治療機構１０１は、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００が配置されている心臓の領域に近接して配置されてもよい。ＣＲＭ治療は、心臓の捕捉を確実にするために心臓の不応期外に送達される。
【0132】
いくつかの実施形態では、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００を有する心内膜リード３０６は、心房イベントに対応する心臓イベントの感知、及びそのようなイベントにタイミングを合わせたＡＤＳ治療の送達を可能にするために右心房に埋め込まれてもよい。
【0133】
ＡＤＳ治療を送達することに加えて、心内膜リード３０６を有する埋め込まれたＩＭＤ ３００はまた、ＣＲＭ治療を送達するためのＣＲＭ治療機構１０１を有することができる。したがって、図１０を参照すると、ブロック１００６において、ＣＲＭ治療を送達して、心臓に影響、例えば心房脱分極を誘導することができる。この目的のために、右心房又は左心房を捕捉するのに十分な心臓ペーシングパルスの形態のＣＲＭ治療は、心房ペーシング治療に従って、ＩＭＤのＣＲＭコントローラ７０５によってＣＲＭ治療機構１０１に出力される。ＣＲＭ治療機構１０１は、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００が配置されている心臓の領域に近接して配置されてもよい。ＣＲＭ治療は、心臓の捕捉を確実にするために心臓の不応期外に送達される。
【0134】
【0135】
いくつかの実施形態では、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００を有する経心臓リード３０４ｂは、右心房及び右心室の一方に、部分的に心臓壁を通り横隔膜を通って腹腔に埋め込まれてもよい。経心臓リード３０４ｂは、心臓内に心臓イベントセンサ１０３を配置し、横隔膜の表面に隣接する腹腔内にＡＤＳ治療機構１００を配置するように埋め込まれ、それによって心房イベント又は心室イベントに対応する心臓イベントの感知、及びそのようなイベントにタイミングを合わせたＡＤＳ治療の送達を可能にする。
【0136】
ＡＤＳ治療を送達することに加えて、経心臓リード３０４ｂを有する埋め込まれたＩＭＤ ３００はまた、ＣＲＭ治療を送達するためのＣＲＭ治療機構１０１を有することができる。したがって、図１０を参照すると、ブロック１００６において、ＣＲＭ治療を送達して、心臓に影響、例えば心房脱分極又は心室脱分極を誘導することができる。この目的のために、右心房又は右心房を捕捉するのに十分な心臓ペーシングパルスの形態のＣＲＭ治療は、心房又は心室ペーシング治療に従って、ＩＭＤのＣＲＭコントローラ７０５によってＣＲＭ治療機構１０１に出力される。ＣＲＭ治療機構１０１は、心臓イベントセンサ１０３及びＡＤＳ治療機構１００が配置されている心臓の領域に近接して配置されてもよい。ＣＲＭ治療は、心臓の捕捉を確実にするために心臓の不応期外に送達される。
【0137】
【0138】
リードレスＩＭＤ ６００は、１）心房壁と横隔膜との間、及び２）心室壁と横隔膜との間のうちの１つに埋め込むことができる。リードレスＩＭＤ ６００は、心臓１０４の心臓壁に隣接して心臓イベントセンサ１０３を配置し、横隔膜１０６に隣接してＡＤＳ治療機構１００を配置するように埋め込まれ、それによって心房イベント又は心室イベントに対応する心臓イベントの感知、及びそのようなイベントにタイミングを合わせたＡＤＳ治療の送達を可能にする。
【0139】
ＡＤＳ治療を送達することに加えて、リードレスＩＭＤ ６００はまた、ＣＲＭ治療を送達するためのＣＲＭ治療機構１０１を有することができる。したがって、図１０を参照すると、ブロック１００６において、ＣＲＭ治療を送達して、心臓に影響、例えば心房脱分極又は心室脱分極を誘導することができる。この目的のために、右心房又は右心房を捕捉するのに十分な心臓ペーシングパルスの形態のＣＲＭ治療は、心房又は心室ペーシング治療に従って、ＩＭＤのＣＲＭコントローラ７０５によってＣＲＭ治療機構１０１に出力される。ＣＲＭ治療は、心臓の捕捉を確実にするために心臓の不応期外に送達される。
【0140】
したがって、本明細書において、横隔膜に近接する心臓の領域中又は上に配置された心臓イベントセンサを介して感知されたシグナルに基づいて心臓イベントを検出すること、及び心臓の収縮を誘導することなく横隔膜の収縮を誘導するために、心臓の領域に近接して配置されたＡＤＳ治療機構を介してＡＤＳ治療を送達することを含む経心臓横隔膜刺激が開示される。心臓イベントセンサは、ａ）横隔膜に当接する心臓壁の内面、又は２）心臓壁と横隔膜との間の心臓の外面に配置することができる。ＡＤＳ治療機構は、ａ）横隔膜に当接する心臓壁の内面、２）心臓壁に当接する横隔膜の上面、又は３）心臓に当接する横隔膜の領域における横隔膜の下面に配置されてもよい。
【0141】
また、本明細書において、心内膜／心外膜感知リードから心臓活動を感知し、示されたペーシング治療、例えば、抗徐脈／心臓再同期治療を支援して、心臓刺激パルスを送達することができる、ＣＲＭデバイスを介したＡＤＳ治療の方法も開示される。この目的のために、心内膜及び／又は経心臓ペーシング／感知リード（複数可）が、示されたペーシング治療を支援して右心房及び／又は右心室及び／又は左心室（冠静脈洞リード、心外膜リード）のいずれかに配置される。ＡＤＳ治療機構は、横隔膜及び／又は横隔神経に近接することを可能にするように配置される。いくつかの実施形態では、ＣＲＭデバイスのペーシングリードはＡＤＳ治療機構と呼ばれ、ＡＤＳ治療を送達する。ペーシングリードは、示されたペーシング治療を送達するためにＣＲＭデバイスによって使用される心内膜／心外膜リード、又はペーシング治療及びＡＤＳ治療の両方の送達を支援するように調整された設計を有する経心臓リードのいずれかであり得る。指定されたリードは、右心室リード、右心房リード、左心腔（冠静脈洞）リード、又は経心臓リードのうちの１つであり得る。
【0142】
この方法はまた、指定されたリードと関連付けられた心腔の電気的（又は機械的）活動を感知することと、その心腔が収縮しており、その細胞が脱分極してさらなる電気刺激に不応な時を記録することとを含む。そのような記録は、感知された電気シグナルのエビデンス、例えば心内／心外電位図を記録してＰ波又はＲ波を検出することを介して、又は示されたペーシング治療の一部として心腔に送達されるペーシングパルスの開始を介してかのいずれかであり得る。本方法は、心腔収縮に対応する心臓イベントが検出されると、遅延タイマー（タイムアウトしたときに心臓の心房及び心室が不応であり、ＡＤＳパルス送達が有効であることを保証するようにプログラムされた又は計算された値）を始動させることと、計算された／プログラムされた遅延の最後に、横隔膜筋を捕捉し、ＡＤＳ治療を支援して横隔膜の一過性の部分収縮を引き起こすのに十分なエネルギーパルスを送達することとをさらに含む。
【0143】
本開示の様々な態様は、当業者が本発明を実施可能にするために提供される。本開示を通して提示される例示的な実施形態に対する様々な変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に開示される概念は、他の磁気記憶デバイスに拡張されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本開示の様々な態様に限定されることを意図するものではなく、特許請求の範囲の文言と一致する全範囲が与えられるべきである。当業者に公知である、又は後に当業者に公知となる、本開示を通して説明される例示的な実施形態の様々な構成要素に対するすべての構造的及び機能的同等物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、特許請求の範囲に包含されることが意図される。さらに、本明細書に開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公衆に専用であることを意図していない。請求項のいかなる要素も、要素が「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という語句を使用して明示的に列挙されていないか、又は方法請求項の場合、要素が「のためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という語句を使用して列挙されていない限り、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２の第６パラグラフの条項の下で解釈されるべきではない。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2023-01-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
埋め込み型医療デバイスであって、横隔膜に近接する心臓の領域中又は上に配置されるように構成された心臓イベントセンサと、
心臓の領域に近接して配置されるように構成された無症候性横隔膜刺激（ＡＤＳ）治療機構と、
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構に結合され、
心臓イベントセンサを介して感知されたシグナルに基づいて心臓イベントを検出し、
ＡＤＳ治療機構を介して横隔膜にＡＤＳ治療を送達する
ように構成されたＡＤＳコントローラと、
を含み、
ＡＤＳ治療が、横隔膜の収縮を誘導するように構成され、心臓の収縮の誘導を回避するために、心臓イベントに関連する心臓の不応期中に送達される、埋め込み型医療デバイス。
【請求項2】
ＡＤＳコントローラが、心臓イベントの発生から計測した遅延期間の終わりに、横隔膜の横隔膜筋又は横隔神経を捕捉するのに十分である横隔膜刺激パルスをＡＤＳ治療機構に出力するように構成された、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項3】
心臓イベントセンサが、第１の電極対又は運動センサのいずれかを含み、ＡＤＳ治療機構が、第２の電極対又は機械的トランスデューサのいずれかを含み、
ＡＤＳ治療が、電気刺激又は機械的刺激のいずれかを含む、
請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項4】
第１の電極対及び第２の電極対が同じ電極対である、請求項３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項5】
第１の電極対及び第２の電極対が異なる電極対である、請求項３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項6】
機械的トランスデューサが、横隔膜の運動に対応するシグナルを提供するように構成される、請求項３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項7】
ＡＤＳ治療機構が、横隔膜の運動に対応するシグナルを提供するように構成された運動センサをさらに含む、請求項３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項8】
心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構を含み、心臓の内腔と関連付けられるように構成されるリードをさらに含む、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項9】
リードが、右心室、右心房、及び冠静脈洞のうちの１つに埋め込まれるように構成された心内膜リードを含む、請求項８に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項10】
リードが、心膜腔及び右心室、右心房、左心室のうちの１つ以上に埋め込まれるように構成された心外膜リードを含む、請求項８に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項11】
リードが、右心室及び少なくとも部分的に心臓壁を通って横隔膜に埋め込まれるように構成された経心臓リードを含む、請求項８に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項12】
経心臓リードが、遠位端と近位端とを有するリード体と、
遠位端と関連付けられた遠位端構造であって、心臓壁を通って横隔膜に延びるように、且つ、遠位部分が第１の断面直径を有する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展開状態に移行するように構成された遠位部分を有する遠位端構造と、
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と、
を含む、請求項１１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項13】
心臓イベントセンサ、ＡＤＳ治療機構、及びＡＤＳコントローラを含むリードレスデバイスをさらに含み、リードレスデバイスが、心房壁と横隔膜との間、及び
心室壁と横隔膜との間のうちの１つに埋め込まれるように構成される、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項14】
リードレスデバイスが、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有するハウジングを含み、心臓イベントセンサが第１の側面と関連付けられており、
ＡＤＳ治療機構が、第２の側面と関連付けられている、
請求項１３に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項15】
ＡＤＳ治療機構が、電気刺激を送達するように構成された少なくとも１つの電極、及び機械的刺激を送達するように構成された機械的トランスデューサのうちの１又は複数を含む、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項16】
ＡＤＳ治療機構が、横隔膜の運動を表すシグナルを提供するように構成された運動センサをさらに含み、ＡＤＳコントローラが、運動センサからのシグナルに基づいて横隔膜の運動を監視して、横隔膜の収縮を確認するようにさらに構成される、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項17】
心臓の領域中又は上に配置されるように構成された心調律管理（ＣＲＭ）治療機構と、ＣＲＭ治療機構に結合されており、ＣＲＭ治療に対応し心臓を捕捉するのに十分である心臓ペーシングパルスを、ペーシング治療に従ってＣＲＭ治療機構に出力するように構成されたＣＲＭコントローラと、
をさらに含む、請求項１に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項18】
ＣＲＭ治療機構が、心臓イベントセンサ又はＡＤＳ治療機構のうちの１つに対応する、請求項１７に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項19】
ＣＲＭ治療機構が、心臓イベントセンサ及びＡＤＳ治療機構とは独立した一対の電極を含む、請求項１７に記載の埋め込み型医療デバイス。
【請求項20】
遠位端と近位端とを有するリード体と、遠位端と関連付けられた遠位端構造であって、心臓壁を通って横隔膜に延びるように、且つ遠位部分が第１の断面直径を有する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展開状態に移行するように構成された遠位部分を有する遠位端構造と、
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と、
近位端と関連付けられ、リード体を介して延びるリードワイヤによって電気的に結合された少なくとも１つの電極を有するコネクタ
を含むリード。
【請求項21】
遠位部分が、拡張するように構成されたワイヤメッシュ構造を含む、請求項２０に記載のリード。
【請求項22】
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極が、ワイヤメッシュ構造の全体、ワイヤメッシュ構造の一部、又はワイヤメッシュ構造に固定された導電性構造に対応する、請求項２１に記載のリード。
【請求項23】
遠位端構造が、遠位部分が第１の断面直径を有する非展開状態から、遠位部分が第１の断面直径よりも大きい第２の断面直径を有する展開状態に移行するように構成された近位部分をさらに含む、請求項２０に記載のリード。
【請求項24】
近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極をさらに備える、請求項２３に記載のリード。
【請求項25】
近位部分が、拡張するように構成されたワイヤメッシュ構造を含む、請求項２４に記載のリード。
【請求項26】
近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極が、ワイヤメッシュ構造の全体、ワイヤメッシュ構造の一部、又はワイヤメッシュ構造に固定された導電性構造に対応する、請求項２５に記載のリード。
【請求項27】
遠位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極と近位部分と関連付けられた少なくとも１つの電極とが、それぞれのワイヤメッシュ構造の拡張時に、互いに対向するように配置される、請求項２５に記載のリード。
【請求項28】
遠位端構造が、遠位部分と近位部分との間に位置するシール構造をさらに含む、請求項２３に記載のリード。
【請求項29】
シール構造が拡張して、リードの埋め込み及び遠位端構造の展開時に、身体の第１の解剖学的空洞と第２の解剖学的空洞との間に気密シールを形成するように構成されている、請求項２８に記載のリード。
【請求項30】
第１の解剖学的空洞が腹腔に対応し、第２の解剖学的空洞が胸腔に対応する、請求項２９に記載のリード。
【国際調査報告】