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技術 心室充満の減少により血圧を低下させるための方法およびシステム

出願人 バックビートメディカル,インコーポレイテッド
発明者 ミカ,ユヴァルシャーマン,ダレンシュワルツ,ロバート,エス.ヴァンタッセル,ロバート,エイ.バークホフ,ダニエル
出願日 2013年12月19日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-549718
公開日 2016年1月21日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2016-501639
状態 特許登録済
技術分野 電気治療装置 補綴
主要キーワード 圧力変化パターン 目標閾値 伝達度 刺激設定 目標パラメータ 換気センサ 閉ループモード 閾値セット
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図面 (20)

課題

心室充満量を低減するためのシステムおよび方法を開示する。

解決手段

刺激回路を使用して患者心臓刺激し、心室充満量を、または血圧を低減する。血圧を低減するために心臓を一定の度合いで刺激すると、心臓血管系がやがて刺激に適応してより高い血圧へと戻る場合がある。心臓の適応応答が低減され、または防止されるよう、刺激パターン一貫性なく構成してもよく、刺激回路を使用して患者の心臓を刺激し、房室弁閉じられた状態で、心房収縮の少なくとも一部が引き起こされるようにしてもよい。このような心房収縮では、心房収縮全体を通じて房室弁が開いているときよりも、対応する心室へ入る血液が少なくなる。

概要

背景

本発明の実施形態は、心臓充満(cardiac filling)を制御することにより高血圧治療する分野に関する。特定の実施形態が、心臓に対する局所的な(focal)電気的な刺激の適用を含んでいる。

血圧の変動は、通常、例えば活動の増加(これは通常、血圧を上げる)または著しい失血(これは血圧の低減を引き起こす傾向がある)のために起きることが知られている。しかし、血圧は通常、例えば体の圧反射(baroreflex)ゆえに、制限された範囲内に維持され、それにより、上がったまたは下がった血圧は、フィードバックループにより、心臓の機能および心臓血管系の特徴に影響する。このようなフィードバック制御は、神経系および内分泌系(例えばナトリウム利尿ペプチド)により実現されている。高血圧の人では、圧反射は機能しているものの、血圧は上がった状態に維持されている。

高血圧(例えば140/90mmHg以上の血圧)は、多くの人に影響を与えている深刻な健康問題である。例えば、年齢が20以上で米国に住む約7450万人の人が高血圧である。高血圧は、脳卒中、心臓発作および/または鬱血性心不全などの命にかかわる症状につながる場合がある。高血圧であって最新の治療を受けている人々の約44.1%は、自分自身の高血圧を満足仕方コントロールしている。これに対応して、同じ人々の55.9%がうまくコントロールできていない。

概要

心室充満量を低減するためのシステムおよび方法を開示する。刺激回路を使用して患者の心臓を刺激し、心室充満量を、または血圧を低減する。血圧を低減するために心臓を一定の度合いで刺激すると、心臓血管系がやがて刺激に適応してより高い血圧へと戻る場合がある。心臓の適応応答が低減され、または防止されるよう、刺激パターン一貫性なく構成してもよく、刺激回路を使用して患者の心臓を刺激し、房室弁閉じられた状態で、心房収縮の少なくとも一部が引き起こされるようにしてもよい。このような心房収縮では、心房収縮全体を通じて房室弁が開いているときよりも、対応する心室へ入る血液が少なくなる。

目的

制御器は、第1の時間間隔の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止し、かつ、上記第1の時間間隔中に患者の血圧に関連する第1の入力データを受信するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を備える第1の刺激設定を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

治療前心室充満量を有する患者に対して、心室充満量を低減するためのシステムであって、少なくとも1つの心臓チャンバ刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記刺激パルスの少なくとも1つが第1の刺激設定を有しており、前記刺激パルスの少なくとも1つが、前記第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有しており、前記第1の刺激設定および前記第2の刺激設定の少なくとも一方は、心房キックを低減または防止して、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減するよう構成されている、システム。

請求項2

心房キックを低減または防止するよう構成されている前記刺激設定は、心房興奮から心室興奮までに、-50ms〜70msの間のAV遅延を有する刺激設定である、請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記第1の刺激設定および前記第2の刺激設定は、心房キックを低減または防止するよう構成されている、請求項1または請求項2に記載のシステム。

請求項4

前記第1の刺激設定は、前記第2の刺激設定の前記AV遅延と異なるAV遅延を有している、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のシステム。

請求項5

前記1つ以上の刺激パターンの少なくとも1つが、1時間の期間に少なくとも2度繰り返される、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のシステム。

請求項6

前記少なくとも1つの制御器は、10分以上継続する時間間隔の間連続して、前記1つ以上の刺激パターンを施すよう構成されており、前記第1の刺激設定は、前記時間間隔の少なくとも50%の間、少なくとも1つの心室で、心房キックを低減または防止するよう構成されている、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のシステム。

請求項7

前記第2の刺激設定は、前記第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有している、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のシステム。

請求項8

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記時間間隔の少なくとも約85%の間、前記第1の刺激設定を有している少なくとも1つの刺激パルスを備えている、請求項6または請求項7に記載のシステム。

請求項9

前記時間間隔は、少なくとも30分の長さである、請求項6ないし請求項8のいずれか1項に記載のシステム。

請求項10

前記時間間隔は、少なくとも1時間の長さである、請求項9に記載のシステム。

請求項11

前記時間間隔は、少なくとも24時間の長さである、請求項10に記載のシステム。

請求項12

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された前記第1の刺激設定および前記第2の刺激設定と異なる第3の刺激設定を有する、少なくとも1つの刺激パルスを備えている、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のシステム。

請求項13

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記第1の刺激設定および前記第2の刺激設定と異なる第3の刺激設定を有し、かつ、前記時間間隔の約50%未満の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成された、少なくとも1つの刺激パルスを備えている、請求項1ないし請求項12のいずれか1項に記載のシステム。

請求項14

前記第3の刺激設定は、前記時間間隔の約20%以下の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成されている、請求項13に記載のシステム。

請求項15

前記1つ以上の刺激パターンは、前記第1の刺激設定を有する10〜60個の刺激パルスのシーケンスを備えており、前記第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを、および、10〜60個の刺激パルス内に埋め込まれた1〜10個の動のシーケンスを、低減または防止するよう構成されており、前記1〜10個の鼓動は、前記第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有している、請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のシステム。

請求項16

前記1〜10個の鼓動のシーケンスは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有する、少なくとも1つの刺激パルスを含んでいる、請求項15に記載のシステム。

請求項17

前記1〜10個の鼓動のシーケンスは、自然なAV遅延を含んでいる、請求項15または請求項16に記載のシステム。

請求項18

前記1〜10個の鼓動のシーケンスの少なくとも1つの鼓動は、刺激なしに起きる、請求項15ないし請求項17のいずれか1項に記載のシステム。

請求項19

刺激パルスの間に起きる血圧値の増加が所定の値に制限されるよう、前記第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減するよう構成されており、前記第2の刺激設定は、前記圧反射反応または心房キックにおける前記低減に対する適応を低減するよう構成されている、請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載のシステム。

請求項20

前記第2の刺激設定は、約1つの鼓動〜約5つの鼓動の間、血圧の増加を許容するよう構成されている、請求項19に記載のシステム。

請求項21

前記刺激パターンは、前記第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいる、請求項1ないし請求項20のいずれか1項に記載のシステム。

請求項22

前記刺激パターンは、前記第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいる、請求項1ないし請求項21のいずれか1項に記載のシステム。

請求項23

前記刺激パターンの前記複数の刺激パルスの約1%〜40%の間で、前記第2の刺激設定を有している、請求項22に記載のシステム。

請求項24

前記刺激パターンは、血圧の増加および減少に対する前記反応の時定数比率に対応する前記第2の刺激設定を有する前記刺激パルスに対して、前記第1の刺激設定を有する刺激パルスの比率を含んでいる、請求項1ないし請求項23のいずれか1項に記載のシステム。

請求項25

前記第1の刺激設定は第1のAV遅延を含んでおり、前記第2の刺激設定は第2のAV遅延を含んでおり、前記第1のAV遅延は前記第2のAV遅延より短くされている、請求項1ないし請求項24のいずれか1項に記載のシステム。

請求項26

前記少なくとも1つの刺激パターンは、前記第2の刺激設定を有する約2個〜約5個の前記刺激パルスに対して、前記第1の刺激設定を有する約8個〜約13個の刺激パルスの比率を含んでいる、請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のシステム。

請求項27

前記第1の刺激設定および前記第2の刺激設定の少なくとも一方が、前記患者の体からホルモン応答を引き起こすよう構成されている、請求項1ないし請求項26のいずれか1項に記載のシステム。

請求項28

治療前の心室充満量を有する患者の心室充満量を低減するためのシステムであって、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記刺激パルスの少なくとも1つは、心房興奮の開始後、約0msから好ましくは0msを超えてから約70msまでの間に心室興奮が開始されて、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減するよう構成された設定を含んでいる、システム。

請求項29

前記刺激回路は、少なくとも1つの心房および少なくとも1つの心室の両方に刺激パルスを伝達するよう構成されている、請求項28に記載のシステム。

請求項30

心房の少なくとも1つおよび少なくとも1つの心室の興奮率を検知するためのセンサを備え、前記制御器は、前記検知に基づき前記患者の心拍数を検知し、かつ、前記検知された興奮率よりも高い率で、前記刺激パルスを伝達するよう構成されている、請求項29に記載のシステム。

請求項31

治療前の心室充満量を有する患者で、心室充満量を低減するためのシステムであって、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、10分以上継続する時間間隔の間、少なくとも1つの心臓チャンバに、刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記刺激パルスの少なくとも1つが、前記時間間隔の少なくとも5分の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有しており、前記刺激パルスの少なくとも1つが、前記第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有しており、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減する、システム。

請求項32

治療前の心室充満量を有する患者で心室充満を低減する方法であって、10分以上継続する時間間隔の間、少なくとも1つの心臓チャンバに、刺激パルスの1つ以上の刺激パターンを伝達するステップを含み、前記刺激パルスの少なくとも1つが、前記時間間隔の少なくとも5分の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有しており、前記刺激パルスの少なくとも1つが、前記第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有している、方法。

請求項33

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置であって、心房および心室の少なくとも一方に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、少なくとも1つの心房における心房興奮の開始の約0ms〜約50ms前に心室興奮が開始されるように心室を刺激して、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減し、かつ、前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減する、作動モードで作動するよう構成されたプロセッサ回路とを備える、装置。

請求項34

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮開始前に前記心室を収縮させることを含む、請求項33に記載の装置。

請求項35

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の前記開始前に前記心室を収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項34に記載の装置。

請求項36

前記作動モードは、前記心室を刺激して、それを、前記少なくとも1つの心房の収縮の前記開始前に収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項33ないし請求項35のいずれか1項に記載の装置。

請求項37

前記作動モードは、1つ以上の興奮性パルスが前記心室に伝達されてから約0ms〜50ms後に、1つ以上の興奮性のパルスを前記少なくとも1つの心房に伝達することを含む、請求項33ないし請求項36のいずれか1項に記載の装置。

請求項38

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための方法であって、刺激パルスを、刺激回路から心房および心室の少なくとも一方へと伝達するステップと、少なくとも1つの心房における心房興奮の開始の約0ms〜約50ms前に心室興奮が開始されるように心室を刺激して、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減し、かつ、前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減する、作動モードで作動するよう、前記刺激回路に結合されたプロセッサを作動するステップとを含む、方法。

請求項39

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の開始前に、前記心室を収縮させることを含む、請求項38に記載の方法。

請求項40

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の前記開始前に、前記心室を収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項39に記載の方法。

請求項41

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の前記開始前に、前記心室を収縮させて、それにより、少なくとも1つの心房の収縮の前記開始の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項40に記載の方法。

請求項42

前記作動モードは、1つ以上の興奮性のパルスが前記心室に伝達されてから約0ms〜50ms後に、1つ以上の興奮性のパルスを前記少なくとも1つの心房に伝達することを含む、請求項38ないし請求項41のいずれか1項に記載の装置。

請求項43

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置であって、患者の心臓の少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、前記心房に関連する房室弁が閉じられたときに、好ましくは前記房室弁の閉鎖の60ms以下前に前記心房収縮を開始させることにより、房室収縮の約40%と房室収縮の約100%との間で引き起こして、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減し、かつ、前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減するよう、少なくとも1つの心臓チャンバを刺激する作動モードで作動するよう構成されたプロセッサ回路とを備える、装置。

請求項44

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置であって、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、好ましくは、心室収縮の開始の約50ms〜5ms前に心房収縮を開始させることにより、心室収縮中に前記心房収縮の約50%〜約95%が引き起こされるようにし、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減し、かつ、前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減するよう、少なくとも1つの心臓チャンバおよび心室をペーシングする作動モードで作動するよう構成されたプロセッサ回路とを備える、装置。

請求項45

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置であって、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、心房興奮の開始の約0ms〜約70ms後に心室興奮が開始されて、それにより、前記心室充満量が前記治療前の心室充満量から低減され、かつ、前記患者の血圧が前記治療前の血圧から低減されるよう、前記心臓チャンバの少なくとも1つを刺激する作動モードで作動するよう構成されたプロセッサ回路とを備える、装置。

請求項46

治療前の血圧を有する患者で血圧疾患を治療するために、前記患者の心臓と関連付けられた、埋め込みの心筋刺激装置によって実行される方法であって、好ましくは、心房収縮の活性力が、心室の収縮により引き起こされた最大の受動的拡張を超えて心房拡張を増加させることになるよう、心室の圧力が最大になる時点で心房を収縮させることにより、収縮により心房が膨張され、前記膨張した心房が前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減する結果となるよう、前記心房に関連付けられた心臓弁を閉じながら、心臓を刺激してその心房を収縮させるステップを含む、方法。

請求項47

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、10分以上継続する時間間隔の間、1つ以上の連続した刺激パターンを施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記時間間隔の少なくとも50%の間、少なくとも1つの心室で、心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定と、前記時間間隔中、少なくとも1つの鼓動について、前記第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有する第2の刺激設定とを備えている、システム。

請求項48

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記時間間隔の少なくとも約85%の間、前記第1の刺激設定を備えている、請求項47に記載のシステム。

請求項49

前記時間間隔は少なくとも30分の長さである、請求項47または請求項48に記載のシステム。

請求項50

前記時間間隔は少なくとも1時間の長さである、請求項49に記載のシステム。

請求項51

前記時間間隔は少なくとも24時間の長さである、請求項50に記載のシステム。

請求項52

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記第1の刺激設定と異なっており、かつ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第3の刺激設定を備えている、請求項47ないし請求項51のいずれか1項に記載のシステム。

請求項53

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記第1の刺激設定と異なっており、かつ、前記時間間隔の少なくとも約50%未満の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成された第3の刺激設定を備えている、請求項47ないし請求項51のいずれか1項に記載のシステム。

請求項54

前記1つ以上の連続した刺激パターンは、前記第1の刺激設定と異なっており、かつ、前記時間間隔の少なくとも約20%以下の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成された第3の刺激設定を備えている、請求項47ないし請求項51のいずれか1項に記載のシステム。

請求項55

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、10〜60個の刺激パルスのシーケンスを備える1つ以上の連続した刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器であって、前記10〜60個の刺激パルスのシーケンスは、少なくとも1つの心室で心房キックを、および、10〜60個の刺激パルス内に埋め込まれた1〜10個の鼓動のシーケンスを、低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有しており、前記1〜10個の鼓動のシーケンスは、前記第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有している、システム。

請求項56

前記1〜10個の鼓動のシーケンスは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有する、少なくとも1つの刺激パルスを含んでいる、請求項55に記載のシステム。

請求項57

前記1〜10個の鼓動のシーケンスは自然なAV遅延を含んでいる、請求項55または請求項56に記載のシステム。

請求項58

前記1〜10個の鼓動のシーケンスは刺激なしに起きる、請求項55ないし請求項57のいずれか1項に記載のシステム。

請求項59

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを、少なくとも1つの刺激パルスを備える刺激パターンにより刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、前記患者の血圧に関連する入力を受信し、かつ、前記血圧に基づいて前記刺激パターンを調整するよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備える、システム。

請求項60

前記制御器は、前記少なくとも1つの刺激パルスの少なくとも1つの第1の刺激設定のパラメータを調整することを含む調整処理を行うことにより、前記刺激パターンを調整するよう構成されている、請求項59に記載のシステム。

請求項61

前記第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成されている、請求項60に記載のシステム。

請求項62

前記パラメータは、AV遅延の調整を含んでいる、請求項61または請求項62に記載のシステム。

請求項63

前記刺激パターンは、前記心臓への電気印加から約3秒以内の少なくとも所定の量だけ、血圧の低減を生じさせるよう、かつ、少なくとも1分の時間間隔の間、血圧の低減を維持するよう構成されている、請求項59ないし請求項62のいずれか1項に記載のシステム。

請求項64

前記時間間隔は少なくとも5分である、請求項63に記載のシステム。

請求項65

前記血圧低減の所定の量は8mmHg以上である、請求項63または請求項64に記載のシステム。

請求項66

前記血圧低減の所定の量は、前記患者の治療前の血圧の少なくとも4%である、請求項63ないし請求項65のいずれか1項に記載のシステム。

請求項67

血圧が、前記時間間隔中に、所定の程度を超えるだけ、所定の平均値を超えない、請求項63ないし請求項66のいずれか1項に記載のシステム。

請求項68

前記所定の程度は、約8mmHg以下の相違である、請求項67に記載のシステム。

請求項69

前記制御器は、複数の刺激パターンを施し、前記刺激中に、前記患者の血圧に関連する対応する入力データセットを、前記刺激パターンのそれぞれについて受信し、前記複数の刺激パターンのそれぞれについて、前記入データセットに関連する少なくとも1つの血圧変動パラメータを算定し、かつ、前記血圧変動パラメータに従って刺激パターンを調整するよう構成されている、請求項59ないし請求項68のいずれか1項に記載のシステム。

請求項70

前記制御器は、前記最長の血圧変動パラメータを有するものとなるように前記刺激パターンを調整するよう構成されている、請求項69に記載のシステム。

請求項71

前記最長の血圧変動パラメータは、最低の程度の圧反射または最低の程度もしくは度合いの適応を示すものである、請求項70に記載のシステム。

請求項72

前記最長の血圧変動パラメータは、所定の範囲内の圧反射または所定の範囲内の適応の程度を示すものである、請求項70または請求項71に記載のシステム。

請求項73

前記複数の刺激パターンの少なくとも2つの刺激パターンがそれぞれ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを備えており、前記少なくとも2つの刺激パターンは、前記少なくとも1つの刺激パルスが連続して供給される時間の数または時間の長さだけ、互いに異なっている、請求項69ないし請求項72のいずれか1項に記載のシステム。

請求項74

前記複数の刺激パターンは、所定のAV遅延を連続して引き出すように当該システムが構成されている時間の数または時間の長さだけ、異なっている、請求項69ないし請求項73のいずれか1項に記載のシステム。

請求項75

前記複数の刺激パターンの少なくとも2つの刺激パターンが、前記少なくとも2つの刺激パターンのそれぞれの内に含まれる1つ以上の刺激設定により、互いに異なっている、請求項69ないし請求項74のいずれか1項に記載のシステム。

請求項76

前記複数の刺激パターンは、第1の刺激設定、および、前記第1の刺激設定後に施される第2の刺激設定を含んでおり、前記第2の刺激設定は、前記第1の刺激設定の前記入力データセットに関連する血圧変動パラメータを使用するアルゴリズムに基づいて設定された、少なくとも1つの刺激設定を有している、請求項69ないし請求項75のいずれか1項に記載のシステム。

請求項77

前記患者の血圧に関連する前記入力データセットを提供するための血圧センサを備える、請求項69ないし請求項76のいずれか1項に記載のシステム。

請求項78

前記血圧センサは埋め込み可能である、請求項77に記載のシステム。

請求項79

前記血圧センサおよび前記制御器は、少なくとも部分的に閉ループとして作動するよう構成されている、請求項77ないし請求項78のいずれか1項に記載のシステム。

請求項80

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、制御器とを備え、前記制御器は、第1の時間間隔の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止し、かつ、前記第1の時間間隔中に患者の血圧に関連する第1の入力データセットを受信するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を備える第1の刺激パターンを提供するよう構成され、前記第1の入力データセットに関連する少なくとも1つの血圧変動パラメータを算定するよう構成され、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第2の刺激設定を備える第2の刺激パターンの少なくとも1つのパラメータを調整するよう構成され、前記第2の刺激設定は、前記少なくとも1つの血圧変動パラメータに基づいており、かつ、第2の時間間隔の間、前記第2の刺激パターンを供給するよう構成されている、システム。

請求項81

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を備える刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器を備え、前記刺激パターンは、最初の圧力値から、低減された圧力値へと、血圧の即時の低減を引き起こし、かつ、安静時の患者の平均の血圧を、前記最初の圧力の少なくとも8mmHg未満に維持するよう選択されている、システム。

請求項82

前記低減された血圧値は、少なくとも1分の時間間隔の間、維持される、請求項81に記載のシステム。

請求項83

血圧を低減するためのキットであって、血圧を低減するための刺激パターンを設定するための少なくとも1つの装置を備え、前記少なくとも1つの装置は、少なくとも1つの刺激電極と、調整可能な刺激パターンを設定するための制御器と、患者の血圧に関連する入力に基づいて、前記刺激パターンを調整するための命令のセットとを備える、キット。

請求項84

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを備える刺激パターンを施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記少なくとも1つの刺激設定は、最大の心房拡張が、刺激を受けていないときの前記同じ心臓の最大の心房拡張とほぼ同じ、または、それよりも低い値となるよう、構成されている、システム。

請求項85

前記少なくとも1つの刺激設定は、前記AV弁が開いているときに心房を最大の収縮とならせるよう構成されている、請求項84に記載のシステム。

請求項86

前記少なくとも1つの刺激設定は、好ましくは、少なくとも1つの心房収縮が、先行する自然な心房収縮におけるよりも少ない力で収縮するよう、前記少なくとも1つの心房収縮の力が低減されるよう構成されている、請求項84に記載のシステム。

請求項87

前記少なくとも1つの刺激設定は、心房痙攣または心房粗動を一時的に生成することにより、前記少なくとも1つの心房収縮の前記力を低減するよう構成されている、請求項86に記載のシステム。

請求項88

前記少なくとも1つの刺激設定は、好ましくは心房痙攣または心房粗動を一時的に生成することにより、少なくとも1つの心房収縮を防止するよう構成されている、請求項84または請求項85に記載のシステム。

請求項89

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、少なくとも1つの制御器とを備え、前記少なくとも1つの制御器は、患者の前記心臓に、刺激パルスの刺激パターンを施し、前記患者のAV弁の状態に関連する入力を受信し、かつ、前記患者のAV弁の状態に基づき、前記少なくとも1つの刺激パターンを調整するよう構成されている、システム。

請求項90

前記患者のAV弁の状態に関連する前記入力は、前記AV弁の閉鎖のタイミングを示唆している、請求項89に記載のシステム。

請求項91

前記患者のAV弁の状態に関連する前記入力は、心音センサに基づき供給される、請求項89または請求項90に記載のシステム。

請求項92

前記患者のAV弁の状態に関連する前記入力は、血流センサに基づき供給される、請求項89または請求項90に記載のシステム。

請求項93

前記心音センサまたは前記血流センサは埋め込みのセンサである、請求項91または請求項92に記載のシステム。

請求項94

前記血流センサは、前記AV弁を通る血流を検知するための超音波センサを含んでいる、請求項92および請求項93のいずれか1項に記載のシステム。

請求項95

前記制御器および各血流センサまたは心音センサは、少なくとも部分的に閉ループとして作動するよう構成されている、請求項91ないし請求項94のいずれか1項に記載のシステム。

請求項96

前記刺激パターンは、少なくとも1つの心室で前記心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激パルスを備えている、請求項89ないし請求項95のいずれか1項に記載のシステム。

請求項97

前記少なくとも1つの刺激パターンを調整するステップは、少なくとも1つの刺激パルスのAV遅延を調整することを含んでいる、請求項89ないし請求項96のいずれか1項に記載のシステム。

請求項98

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するための、少なくとも1つの刺激電極と、複数の刺激パルスを備える刺激パターンを施すよう構成された、少なくとも1つの制御器とを備え、前記複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、少なくとも1つの心室で心房キックを低減するよう構成された第1の刺激設定を有しており、前記複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、刺激パルスの間で起きる血圧値の増加が所定の範囲に制限されるよう、心房キックの前記低減に対する圧反射反応を低減するよう構成された、第2の刺激設定を有している、システム。

請求項99

前記第2の刺激設定は、約1つの鼓動〜5つの鼓動の間、血圧の増加を許容するよう構成されている、請求項98に記載のシステム。

請求項100

前記刺激パターンは、前記第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスと、前記第2の刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスとを含んでいる、請求項98および請求項99のいずれか1項に記載のシステム。

請求項101

前記刺激パターンは、前記第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいる、請求項100に記載のシステム。

請求項102

前記刺激パターンの前記複数の刺激パルスの約1%と前記複数の刺激パルスの40%との間で、前記第2の刺激設定を有している、請求項98ないし請求項101のいずれか1項に記載のシステム。

請求項103

前記刺激パターンは、血圧の増加および減少に対する反応の時定数の比率に応じて、前記第2の設定を有する刺激パルスに対する、前記第1の設定を有する刺激パルスの比率を含んでいる、請求項98ないし請求項102のいずれか1項に記載のシステム。

請求項104

前記刺激パターンは、前記第2の設定を有する約2個〜約5個の刺激パルスに対して、前記第1の設定を有する約8個〜約13個の刺激パルスの比率を含んでいる、請求項98ないし請求項103のいずれか1項に記載のシステム。

請求項105

前記第1の刺激設定は第1のAV遅延を含んでおり、前記第2の刺激設定は第2のAV遅延を含んでおり、前記第1のAV遅延は、前記第2のAV遅延よりも短い、請求項98ないし請求項104のいずれか1項に記載のシステム。

請求項106

前記刺激パターンは、前記第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスと、前記第2の刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスとを含んでいる、請求項98ないし請求項105のいずれか1項に記載のシステム。

請求項107

前記刺激パターンは、前記患者の体からホルモン応答を引き起こすよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいる、請求項98ないし請求項106のいずれか1項に記載のシステム。

請求項108

治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するためのシステムであって、少なくとも1つの心房に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、少なくとも1つの心房収縮の力を低減するよう心房を刺激して、それにより、前記心室充満量を前記治療前の心室充満量から低減し、かつ、前記患者の血圧を前記治療前の血圧から低減する、作動モードで作動するよう構成された、プロセッサ回路とを備える、システム。

請求項109

前記少なくとも1つの刺激設定は、心房痙攣または心房粗動を一時的に生成することにより、少なくとも1つの心房収縮の力を低減し、または、前記少なくとも1つの心房収縮を防止するよう構成されている、請求項108に記載のシステム。

請求項110

血圧を低減するためのシステムであって、心房および心室の少なくとも一方の興奮率を検知するためのセンサと、心房および心室の少なくとも一方へ刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、次の心房興奮のタイミングが、前記検知された興奮率に基づき予測され、かつ、少なくとも1つの心室が、前記予測された次の心房興奮の約50ms前〜約10ms後の間の時間に刺激される、作動モードで作動するよう構成されている、プロセッサ回路とを備える、システム。

請求項111

心房および心室の少なくとも一方の前記興奮率を検知するための前記センサは、心房興奮を検知するための電極を備えている、請求項110に記載のシステム。

請求項112

次の心房興奮の予測が、間隔および周期的な変動の変化率を含む、先行する検知された興奮の関数に基づいている、請求項110および請求項111のいずれか1項に記載のシステム。

請求項113

前記予測された次の心房興奮の前記タイミングは、心房興奮と前記心房興奮の検知との間の遅延を反映するよう調整される、請求項110ないし請求項112のいずれか1項に記載のシステム。

請求項114

心臓の活動に関連するパラメータを検知するため、かつ、前記心室がそれに従って刺激される前記時間を調節するための追加のセンサをさらに備える、請求項110ないし請求項113のいずれか1項に記載のシステム。

請求項115

前記パラメータは、血圧、血流、AV弁の状態、および、心臓またはその一部の壁運動に関連するデータからなる群の1つである、請求項114に記載のシステム。

請求項116

前記追加のセンサは、圧力センサインピーダンスセンサ、超音波センサ、および/または1つ以上の音声センサ、および/または1つ以上の血流センサからなる群から選択されている、請求項114および請求項115のいずれか1項に記載のシステム。

請求項117

前記追加のセンサは埋め込み可能である、請求項114ないし請求項116のいずれか1項に記載のシステム。

請求項118

血圧を低減するためのシステムであって、患者の心臓の心房および心室の少なくとも一方の興奮率を検知するためのセンサと、心房および心室へ刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、前記刺激回路に結合されたプロセッサ回路であって、前記検知に基づき前記患者の心拍数を検出するよう構成され、刺激パルスが心房および心室の少なくとも一方のそれぞれに供給される作動モードで作動するよう構成された、プロセッサ回路とを備え、前記刺激パルスは、前記検知された興奮率よりも高い率で伝達され、前記刺激パルスは、前記心房の刺激の約50ms前〜約70ms後の間の時間に心室を刺激するよう構成されている、システム。

請求項119

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の終了前に前記心室を収縮させることを含む、請求項33に記載の装置。

請求項120

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の前記終了前に前記心室を収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項34に記載の装置。

請求項121

前記作動モードは、前記心室に刺激パルスを伝達して、それを、前記少なくとも1つの心房への刺激パルスの前記伝達前に収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにすることを含む、請求項33ないし請求項35のいずれか1項に記載の装置。

請求項122

前記作動モードは、1つ以上の興奮性のパルスが前記心室に伝達されてから約0ms〜50ms後に、1つ以上の興奮性のパルスを前記少なくとも1つの心房に伝達することを含む、請求項33ないし請求項36のいずれか1項に記載の装置。

請求項123

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の終了前に、前記心室を収縮させることを含む、請求項38に記載の方法。

請求項124

前記作動モードは、前記心室を刺激して、前記少なくとも1つの心房の収縮の終了前に、前記心室を収縮させて、それにより、前記少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間に前記AV弁が閉じられるようにする、請求項39に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は心室充満の減少により血圧を低下させるための方法およびシステムに関するものである。

背景技術

0002

本発明の実施形態は、心臓充満(cardiac filling)を制御することにより高血圧治療する分野に関する。特定の実施形態が、心臓に対する局所的な(focal)電気的な刺激の適用を含んでいる。

0003

血圧の変動は、通常、例えば活動の増加(これは通常、血圧を上げる)または著しい失血(これは血圧の低減を引き起こす傾向がある)のために起きることが知られている。しかし、血圧は通常、例えば体の圧反射(baroreflex)ゆえに、制限された範囲内に維持され、それにより、上がったまたは下がった血圧は、フィードバックループにより、心臓の機能および心臓血管系の特徴に影響する。このようなフィードバック制御は、神経系および内分泌系(例えばナトリウム利尿ペプチド)により実現されている。高血圧の人では、圧反射は機能しているものの、血圧は上がった状態に維持されている。

0004

高血圧(例えば140/90mmHg以上の血圧)は、多くの人に影響を与えている深刻な健康問題である。例えば、年齢が20以上で米国に住む約7450万人の人が高血圧である。高血圧は、脳卒中、心臓発作および/または鬱血性心不全などの命にかかわる症状につながる場合がある。高血圧であって最新の治療を受けている人々の約44.1%は、自分自身の高血圧を満足仕方コントロールしている。これに対応して、同じ人々の55.9%がうまくコントロールできていない。

先行技術

0005

米国特許出願公開第2012/0215272号明細書
米国特許出願公開第2011/0172731号明細書
米国特許継続出願第13/688,978号明細書
米国特許出願公開第2012/0041502号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

伝統的に、高血圧の治療は、投薬および生活習慣の変化を含んできた。これらの2種類の治療は、すべての患者にとって有効なわけではない。くわえて、副作用により、特定の患者は投薬を受けられない場合がある。ゆえに、血圧を低下させるための追加の技術の必要性が残っている。

課題を解決するための手段

0007

本発明は血圧を低減するための方法および装置を開示する。いくつかの実施形態では、薬学的に高血圧を治療することに代えて、またはそれに加えて、機械的に高血圧を治療する。いくつかの実施形態では、ペースメーカー、または、パルス発生器を有する他の種類の装置などの、電気的な刺激装置を使用して患者の心臓を刺激し、血圧を低減してもよい。血圧を低減するために、一貫した仕方で心臓を刺激すると、心臓血管系がやがて刺激に適応して、より高い血圧へと戻る場合がある。ゆえに、いくつかの実施形態では、心臓血管系の適応応答(adaptation response)が低減される、または防止さえされるよう、圧反射を調節することができるように刺激パターンを構成してもよい。

0008

いくつかの実施形態では、電気的な刺激装置を使用して患者の心臓を刺激し、房室弁閉じられた状態で、心房収縮の少なくとも一部が引き起こされるようにしてもよい。このような心房収縮では、心房収縮中に房室弁が開いているときよりも、対応する心室へ入る血液が少なくなる場合がある。

0009

いくつかの実施形態では、高血圧を治療する際に、人工弁を使用してもよい。1つ以上の房室(atrioventricular; AV)弁が機能不全となっている、いくつかの医学的状態では、弁が人工人工装具の)弁の埋め込み(implantation)により置換されてもよい。これらの人工弁は通常、天然の弁と同様、心房と心室との間の圧力差に応じて、受動的開閉するよう構成されていてもよい。

0010

受動的な人工弁は通常、その機械的な構造に基づいて、ケージボール弁(caged ball valve)、傾斜式ディスク弁(tilting disc valve)および二葉弁(bi-leaflet valve)の3つの種類に分類される。代替として、いくつかの実施形態では、能動的に開閉するよう構成された能動的な人工弁を使用してもよい。

0011

本発明の一局面では、治療前の血圧を有する患者で、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓のチャンバ(chamber of a heart)の少なくとも1つを刺激パルスにより刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、心臓の少なくとも1つのチャンバに、刺激パルスの刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器を備えていてもよい。刺激パターンは、第1の刺激設定、および、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を含んでいてもよい。第1の刺激設定および第2の刺激設定の少なくとも一方が、心房キック(atrial kick)を低減または防止するよう構成されていてもよい。

0012

本発明の一局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、複数の刺激パルスを備えた刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器を含んでいてもよい。複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、少なくとも1つの心室で心房キックを低減するよう構成された第1の刺激設定を有していてもよい。複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、刺激パルスの間に起こる血圧値の増加を所定の値または値の範囲に制限するよう、心房キックの低減に対する圧反射反応を低減するよう構成された第2の刺激設定を有していてもよい。

0013

本発明の別の局面では、治療前の血圧および治療前の心室充満量(ventricle filling volume)を有する患者の血圧を低減するための装置の実施形態が提供される。この装置は、心房および心室の少なくとも一方に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えている。この装置は、刺激回路に、かつ好ましくは検知回路にも結合されたプロセッサ回路を備えていてもよい。

0014

いくつかの実施形態では、装置プロセッサ回路は、装置がAV遅延を制御する、作動モードで作動するよう構成されていてもよい。AV遅延は、本明細書での使用では、心室興奮(ventricle excitation)および/または収縮心房興奮(atrial excitation)および/または収縮との間の単一の動で起きる遅延を意味するものと理解してもよい。くわえて、本明細書では、システムまたは方法におけるAV遅延は、1つの鼓動内での、心室への少なくとも1つの興奮性の刺激(excitatory stimulus)の伝達と、心房興奮の開始の検知、心房興奮の予想される開始のタイミング、および、心房への少なくとも1つの興奮性の刺激の伝達のうちの1つとの間の時間遅延を意味するものと理解してもよい。

0015

このAV遅延は、少なくとも1つの刺激パルスを、少なくとも1つの心房および少なくとも1つの心室の両方に伝達することにより設定されてもよい。この刺激は好ましくは、心臓の自然な活動よりも高い度合いで行われる。このような度合いは例えば、心臓(例えば右心房)での自然な活動を検知するための少なくとも1つの検知電極を使用し、かつ、それに従って刺激パルス伝達度合いを調整して設定してもよい。

0016

好ましくは、1つ以上の刺激パルスの心房への伝達前に開始するよう、心室興奮が時間調節されている場合、心臓への刺激パルスの伝達は、1つ以上の興奮性のパルスが、心房興奮の、予想される次の自然な開始よりも早い時間に、心房へ伝達されるように、時間調節される。

0017

いくつかの実施形態では、少なくとも1つの刺激パルスを、心房ではなく、1つ以上の心室へと伝達することにより、AV遅延を設定してもよい。このような場合、1つ以上の心房の自然な活動が検知されてもよく、心室興奮および/または収縮タイミングが、検知された心房活動度合いに基づいて、その自然な予期されるタイミングに先行するように設定されてもよい。

0018

いくつかの実施形態では、プロセッサ回路は、少なくとも1つの心房における心房興奮の開始の約0ミリ秒(ms)〜約50ms前に、心室興奮が開始されて、それにより、心室充満量が治療前の心室充満量から低減され、かつ、患者の血圧が治療前の血圧から低減されるよう、心室を刺激する作動モードで作動するよう構成されていてもよい。このような実施形態では、心房興奮が検知されて、心房興奮の開始を判断してもよい。例えば、プロセッサ回路は、次の心房興奮が起きると予想される約0ms〜約50ms前に、1つ以上の興奮性のパルスを心室に伝達する作動モードで作動するよう構成されていてもよい。心房興奮の開始と心房興奮が検知される瞬間との間の時間間隔は公知であっても推定されていてもよく、心房興奮の開始のタイミングを算定するのに使用されてもよい。例えば、心房興奮の開始の5ms後に心房興奮が検知されることが知られており、または推定され、心房興奮の開始の20ms前に心室が刺激されることになる場合、心室は、心房興奮の予想される次の検知の25ms前に、刺激されることになる。

0019

他の実施形態では、プロセッサ回路は、心房が刺激されて、少なくとも1つの心室における心室興奮の開始の約0ms〜約50ms後に、心房興奮が開始されて、それにより、心室充満量が治療前の心室充満量から低減され、かつ、患者の血圧が治療前の血圧から低減される、作動モードで作動するよう構成されていてもよい。例えば、プロセッサ回路は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に供給されてから約0ms〜約50ms後に、1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達される、作動モードで作動するよう構成されていてもよい。このような実施形態では、ペーシングペース合わせ)は、心房興奮を検知することに依存せずに、時間調節されてもよい。好ましくは、このような実施形態では、自然な興奮が起きる前に1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達されることを確実にするために、心房興奮が検知される。好ましくは、本来の心房興奮率が本来の心室興奮率よりも低いときに、心房興奮は、心室興奮の開始の約0ms〜約50ms後に開始するよう設定される。

0020

いくつかの実施形態では、患者のためのチャンバの電気的な興奮に関する機械的な収縮のタイミングは、例えば、心房および心室の圧力の変化を検知すること、超音波を使用して壁運動(例えば心エコー検査または心エコー)を、当該技術で公知の埋め込みおよび/または外部のセンサを使用して、インピーダンスの変化または心臓弁の開閉を検知することにより、決定されてもよい。このようなセンサには例えば、圧力センサ、インピーダンス、超音波センサ、および/または1つ以上の音声センサおよび/または1つ以上の血流センサが含まれる。

0021

1つ以上の興奮性のパルスが、所望のパターンの収縮を生成することになるタイミングで心臓に伝達されるよう、患者のためのチャンバの電気的な興奮に関する機械的な収縮のタイミングが考慮され、プロセッサ回路がそれに応じて構成されていてもよい。これは、1つ以上の埋め込みのセンサを使用して閉ループモードで行われてもよく、かつ/または、例えば外部の測定装置を有するインタフェースを使用して、ときおり(例えば、装置の埋め込み時および/もしくは検査時に)行われてもよい。

0022

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房の収縮の開始前に、心室に収縮を開始させることを含んでいてもよい。

0023

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房の収縮の終わる前に、心室に収縮を開始させて、それにより、少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間にAV弁が閉じられるようにすることを含んでいてもよい。

0024

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房の収縮の開始後100ms未満内に、心室に収縮を開始させることを含んでいてもよい。

0025

好ましくは、心室収縮ピーク圧力に達する前に心房収縮が確実に開始されることになるよう注意が払われる。心房収縮は通常は心室収縮よりも速いため、心房収縮の開始前に心室収縮が開始されていることになる場合であっても、これは可能である。したがって、以下の設定の1つを選択してもよい。

0026

a.作動モードが、心室を刺激して、心房収縮中であるが心房がその最大収縮力に達する前のいずれかの時点で、心室に収縮を開始させることを含んでいてもよい。

0027

b. 作動モードが、心室を刺激して、心房収縮中であるが心房がその最大収縮力に達した後のいずれかの時点で、心室に収縮を開始させることを含んでいてもよい。

0028

c. 作動モードが、心房および心室の両方において収縮が本質的に同じ時点(例えば、互いに5msよりも多くない)で収縮が開始されるタイミングで、心室を刺激することを含んでいてもよい。

0029

d. 作動モードが、心室を刺激して、心室が最大に拡張しているときにピークの心房収縮が起こることになり、そのため心房壁の拡張の増加が引き起こされるタイミングで、心室に収縮を開始させることを含んでいてもよい。

0030

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房の収縮の開始前に、心室を少なくとも部分的に収縮させて、それにより、少なくとも1つの心房の収縮の開始中に、AV弁が閉じられるようにすることを含んでいてもよい。

0031

好ましくは、プロセッサ回路は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に伝達されてから約0ms〜約50msの間に、1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達される、作動モードで作動するよう構成されていてもよい。

0032

別の局面では、治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための方法の実施形態が提供される。この方法は、刺激回路からの刺激パルスを、心房および心室の少なくとも一方へ伝達することと、少なくとも1つの心房における心房興奮の開始の約0ms〜約50ms前に心室興奮が開始されるように心室を刺激して、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する、作動モードで作動するよう、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を作動することとを含んでいてもよい。

0033

このような実施形態では、心房興奮の開始を判断するために、心房興奮を検知してもよい。例えば、この方法は、次の心房興奮が起きると予想される約0ms〜約50ms前に、1つ以上の興奮性のパルスを心室に伝達することを含んでいてもよい。心房興奮の開始と心房興奮が検知される瞬間との間の時間間隔は公知であってもよく、心房興奮の開始のタイミングを算定するのに使用されてもよい。例えば、心房興奮の開始の5ms後に心房興奮が検知されることが公知であり、または推定され、心房興奮の開始の20ms前に心室が刺激されることになる場合、心室は、心房興奮の、予想される次の検知の25ms前に刺激されることになる。

0034

他の実施形態では、この方法は、心房を刺激して、少なくとも1つの心室における心室興奮の開始後約0ms〜約50msの間に心房興奮を開始させて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する、作動モードで作動するよう、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を作動することを含んでいてもよい。例えば、この方法は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に供給されてから約0ms〜約50msの間に、1つ以上の興奮性のパルスを心房に伝達することを含んでいてもよい。このような実施形態では、ペーシングは、心房興奮を検知することに依存せずに、時間調節されてもよい。好ましくは、このような実施形態は、自然な興奮が起きる前に1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達されることを確実にするために、心房興奮が検知されることを含んでいる。好ましくは、本来の心房興奮率が本来の心室興奮率よりも低いときに、心房興奮は、心室興奮の開始後約0ms〜約50msの間に開始するよう設定される。

0035

いくつかの実施形態では、患者のためのチャンバの電気的な興奮に関する機械的な収縮のタイミングは、例えば超音波(例えば心エコー検査もしくは心エコー)または他の公知の手段を使用して評価されてもよい。所望のパターンの収縮を生成するよう、患者のためのチャンバの電気的な興奮に関する機械的な収縮のタイミングが考慮されていてもよく、1つ以上の興奮性のパルスが心臓に伝達されるタイミングが選択されていてもよい。

0036

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房が収縮を開始する前に、心室を収縮させることを含んでいてもよい。

0037

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房が収縮を開始する前に、心室を収縮させて、それにより、少なくとも1つの心房の収縮の少なくとも一部の間にAV弁が閉じられるようにすることを含んでいてもよい。

0038

作動モードは、心室を刺激して、少なくとも1つの心房が収縮を終了する前に、心室を収縮させて、それにより、少なくとも1つの心房の収縮の開始中にAV弁が閉じられるようにすることを含んでいてもよい。

0039

好ましくは、この方法は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に伝達されてから約0ms〜約50msの間に、1つ以上の興奮性のパルスを心房に伝達することを含んでいてもよい。

0040

別の局面では、治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置の実施形態が提供される。この装置は、患者の心臓の少なくとも1つの心臓チャンバ(cardiac chamber)に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えていてもよい。この装置は、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を備えていてもよい。プロセッサ回路は、心房に関連する房室弁が閉じられたときに約40%の心房収縮と約100%の心房収縮との間で引き起こして、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減するよう、少なくとも1つの心臓チャンバを刺激する作動モードで作動するよう構成されていてもよい。これは、例えば、AV弁の閉鎖よりも約60ms以下前に心房に収縮を開始させることにより実現することができる。好ましくは、このタイミングは、外部のセンサからのデータに基づき、かつ/または、1つ以上の埋め込みのセンサを使用した閉ループとして、周期的に(例えば埋め込み時に)設定されてもよい。

0041

別の局面では、治療前の血圧および治療前の心室充満量を有する患者の血圧を低減するための装置の実施形態が提供される。この装置は、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えていてもよい。この装置は、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を備えていてもよい。プロセッサ回路は、心室収縮(ventricular systole)中に心房収縮の約50%〜約95%が引き起こされて、それにより、心室充満量が治療前の心室充満量から低減され、かつ、患者の血圧が治療前の血圧から低減されるよう、少なくとも1つの心臓チャンバをペーシングする作動モードで作動するよう構成されていてもよい。これは、例えば、心室収縮の開始よりも約50ms〜〜5ms前に心房に収縮を開始させることにより実現することができる。好ましくは、心室収縮の開始のタイミングは、AV弁の閉鎖のタイミングに従って設定されてもよい。好ましくは、このタイミングは、外部のセンサからのデータに基づき、かつ/または、1つ以上の埋め込みのセンサを使用した閉ループとして、周期的に(例えば埋め込み時に)設定されてもよい。

0042

別の局面では、治療前の血圧を有する患者で血圧疾患(blood pressure disorder)を治療するために、患者の心臓と関連付けられた、埋め込みの心筋刺激装置によって実行される方法の実施形態が提供される。この方法は、収縮により心室が膨張され、心室の膨張が患者の血圧を治療前の血圧から低減する結果となるよう、心房に関連付けられた心臓弁を閉じながら、心臓を刺激してその心房を収縮させることを含んでいてもよい。これは、例えば、心房収縮の活性力が、関連付けられた心室の収縮により生じる最大の受動的な拡張を超えて心房拡張を増加させることになるよう、心室の圧力が最大になる時点で心房を収縮させることにより、実現することができる。そのような場合、心房の最大の収縮のタイミングは、等容性期間(isovolumic period)の終了と一致していなければならず、または、心室の急速駆出期(rapid ejection period)中でなければならない。好ましくは、このタイミングは、外部のセンサからのデータに基づき、かつ/または、1つ以上の埋め込みのセンサを使用した閉ループとして、周期的に(例えば埋め込み時に)設定されてもよい。

0043

別の局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを、少なくとも1つの刺激パルスを備える刺激パターンにより刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、患者の血圧に関連する入力を受信し、かつ、上記血圧に基づいて刺激パターンを調整するよう構成された少なくとも1つの制御器を含んでいてもよい。例えば、入力は、1つ以上のセンサ(埋め込みもしくは外部の)により検知されたデータを受信すること、および/または、ユーザにより供給されたデータを受信することを含んでいてもよい。例えば、埋め込みおよび/または周期的な確認中に、ユーザは、測定された血圧に関するデータを供給してもよい。

0044

好ましくは、このシステムは、測定センサおよび/またはユーザインタフェースから、有線通信および/または無線通信でこの入力を受信するための入力ポートを含んでいる。入力は、血圧(BP)、またはBPの変化に関連するデータを備えていてもよく、BPの変化は、収縮期BP(SysBP)、拡張期BP、平均動脈BPおよび/または他の関連するBPパラメータとして測定されてもよい。例えば、少なくとも1つのセンサが、1つ以上の心臓チャンバ内の圧力または圧力の変化を検知し、圧力または圧力の変化に基づいて刺激パターンを調整してもよい。別の実施形態では、センサは、1つよりも多いチャンバ内の圧力を検知し、2つのチャンバの圧力波形の関係に基づいて刺激を調整してもよい。

0045

制御器は、少なくとも1つの刺激パルスの少なくとも1つの第1の刺激設定のパラメータを調整することを含む調整処理を行うことにより、刺激パターンを調整するよう構成されていてもよい。

0046

第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成されていてもよい。

0047

パラメータは、AV遅延の調整を含んでいてもよい。例えば、自然なAV遅延は、自然に(すなわち、心臓への刺激の伝達なしに)起きるにせよ、または、1つ以上の心房および心室への刺激の伝達のタイミングを設定することによるにせよ、心房興奮の開始と心室興奮の開始との間の120〜200msの範囲であってもよい。好ましくは、AV遅延を調整することは、それを、(例えば120msの)通常のAV遅延から、より短いAV遅延(例えば、心房興奮の開始から心室興奮の開始まで0〜70ms、または、心房興奮の前に心室興奮が起きる、0〜50msのAV遅延)へと調整することを意味している。本発明の実施形態では、-50ms〜70ms、好ましくは-40ms〜60ms、より好ましくは-50 ms〜0または0〜70 ms、好ましくは>0〜70 msの間のAV遅延を有する刺激設定が、心房キックを低減または防止するために選ばれる。

0048

刺激パターンは、心臓への電流印加から約3秒以内に、少なくとも所定の量で血圧の低減を生じさせるよう、かつ、少なくとも1分の時間間隔の間、血圧の低減を維持するよう構成されていてもよい。例えば、刺激パターンは、1つ以上の検知されたBPパラメータに関連するフィードバックに基づき、選択および/または調整されていてもよい。

0049

時間間隔は、少なくとも5分であってもよい。

0050

血圧低減の所定の量は、8mmHg以下であってもよい。

0051

血圧低減の所定の量は、患者の治療前の血圧の少なくとも4%であってもよい。

0052

患者の血圧は、時間間隔中に、所定の程度を超えるだけ、所定の平均値を超えてはならない。

0053

所定の程度は、約8mmHg以下の相違であってもよい。

0054

制御器は、複数の刺激パターンを施し、刺激中に、患者の血圧に関連する対応する入力データを、各刺激パターンについて受信するよう構成されていてもよい。制御器は、複数の刺激パターンのそれぞれについて、入力データに関連する少なくとも1つの血圧変動パラメータを算定するよう構成されていてもよい。制御器は、血圧変動パラメータに応じて刺激パターンを調整するよう構成されていてもよい。

0055

制御器は、刺激パターンを、最良の血圧変動パラメータを有するものとなるように調整するよう構成されていてもよい。

0056

最良の血圧変動パラメータは、本明細書に詳述する最低の程度の圧反射または最低の程度もしくは度合いの適応を示すものであってもよい。

0057

最良の血圧変動パラメータは、本明細書に詳述する所定の範囲内の圧反射または適応の程度を示すものであってもよい。

0058

複数の刺激パターンの少なくとも2つの刺激パターンはそれぞれ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを備えていてもよい。少なくとも2つの刺激パターンは、少なくとも1つの刺激パルスが連続して供給される時間の数または時間の長さだけ、互いに異なっていてもよい。

0059

複数の刺激パターンは、所定のAV遅延を連続して引き出すようにシステムが構成されている時間の数または時間の長さだけ、異なっていてもよい。

0060

複数の刺激パターンの少なくとも2つの刺激パターンは、少なくとも2つの刺激パターンのそれぞれの内に含まれる1つ以上の刺激設定により、他と異なっていてもよい。

0061

複数の刺激パターンは、第1の刺激設定、および、第1の刺激設定後に施される第2の刺激設定を含んでいてもよい。第2の刺激設定は、第1の刺激設定の入力データに関連する血圧変動パラメータを使用するアルゴリズムに基づいて設定された、少なくとも1つの刺激設定を有していてもよい。

0062

システムは、患者の血圧に関連する入力データを提供するための血圧センサを備えていてもよい。

0063

血圧センサは埋め込み可能であってもよい。

0064

血圧センサおよび制御器は、少なくとも部分的に閉ループとして作動するよう構成されていてもよい。

0065

別の局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、制御器を備えていてもよい。制御器は、第1の時間間隔の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止し、かつ、上記第1の時間間隔中に患者の血圧に関連する第1の入力データを受信するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を備える第1の刺激設定を提供するよう構成されていてもよい。制御器は、第1の入力データに関連する少なくとも1つの血圧変動パラメータを算定するよう構成されていてもよい。制御器は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第2の刺激設定を備える第2の刺激パターンの少なくとも1つのパラメータを調整するよう構成されていてもよい。第2の刺激設定は、少なくとも1つの血圧変動パラメータに基づいていてもよい。制御器は、第2の時間間隔の間、第2の刺激パターンを供給するよう構成されていてもよい。

0066

別の局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激パルスで刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を備える刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器を備えていてもよい。刺激パターンは、最初の圧力値から、低減された圧力値への、血圧の即時の低減を引き起こし、かつ、安静時の患者の平均の血圧を、最初の圧力より少なくとも8mmHg低く維持するよう選択されていてもよい。

0067

低減された血圧値は、少なくとも1分の時間間隔の間、維持されてもよい。

0068

別の局面では、血圧を低減するためのキットの実施形態が提供される。このキットは、血圧を低減するための刺激パターンを設定するための少なくとも1つの装置を備えている。この装置は、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。この装置は、調整可能な刺激パターンを設定するための制御器と、患者の血圧に関連する入力に基づいて刺激パターンを調整するための命令のセットとを備えていてもよい。

0069

別の局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。このシステムは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを備える刺激パターンを施すよう構成された少なくとも1つの制御器を備えていてもよい。少なくとも1つの刺激設定は、最大の心房拡張(atrial stretch)が、刺激を受けていないときの同じ心臓の最大の心房拡張とほぼ同じ、または、それよりも低い値となるよう、構成されていてもよい。心房拡張は、当該技術で公知の仕方で、測定、算定および/または推定されてもよい。いくつかの実施形態では、心房拡張算出(determination)は、心房圧力を測定することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、心房拡張算出は、心房の寸法(例えば、直径、サイズまたは円周)を測定または推定することを含んでいてもよい。

0070

少なくとも1つの刺激設定は、AV弁が開いているときに心房を最大の収縮にならせるよう構成されていてもよい。

0071

少なくとも1つの刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮の仕組みが、先行する自然な心房収縮の仕組みと異なるように、少なくとも1つの心房収縮の仕組みを変更するよう構成されていてもよい。心房収縮の仕組みを、例えば超音波(例えば心エコー検査または心エコー)を含む公知の技術を使用して評価してもよい。

0072

少なくとも1つの刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮の力を低減するよう構成されていてもよい。心房収縮の力を、例えば心房痙攣(atrial spasm)または心房粗動(atrial flutter)を一時的に生成することにより、低減してもよい。一例が、急速な刺激パルスの突発を心房へ、所定の時間の短い期間、伝達することである。心房収縮の力は、公知の手段を使用して、心房圧力および/または壁運動もしくは壁流などのその派生物の検知より、算定することができる。このような検知を、閉ループのフィードバックとして、ならびに/または、ときおり(例えば、埋め込みおよび/もしくは検査時に)使用してもよい。

0073

少なくとも1つの刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮を防止するよう構成されていてもよい。心房収縮を、例えば、心房痙攣または心房粗動を一時的に生成することにより、防止してもよい。一例が、急速な刺激パルスの突発を心房へ、所定の時間の短い期間、伝達することである。

0074

別の局面では、血圧を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを刺激するために、少なくとも1つの刺激電極を備えていてもよい。少なくとも1つの制御器は、患者の心臓に、刺激パルスの刺激パターンを施すよう構成されていてもよい。少なくとも1つの制御器は、患者のAV弁の状態に関連する入力を受信するよう構成されていてもよい。この入力は、有線通信または無線通信で、埋め込みもしくは外部の音響センサもしくは血流センサから、および/または、ユーザインタフェースを介して、供給されてもよい。少なくとも1つの制御器は、上記弁状態に基づき、少なくとも1つの刺激パターンを調整するよう構成されていてもよい。

0075

患者のAV弁の状態に関連する入力は、AV弁の閉鎖のタイミングを示唆していてもよい。

0076

患者のAV弁の状態に関連する入力は、心音センサに基づいて提供されてもよい。

0077

患者のAV弁の状態に関連する入力は、血流センサに基づいて提供されてもよい。

0078

血流センサは、埋め込みのセンサを含んでいてもよい。

0079

血流センサは、AV弁を通る血流を検知するための超音波センサを含んでいてもよい。

0080

血流センサおよび制御器は、少なくとも部分的に閉ループとして作動するよう構成されていてもよい。

0081

刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された少なくとも1つの刺激パルスを備えていてもよい。

0082

少なくとも1つの刺激パターンを調整するステップは、少なくとも1つの刺激パルスのAV遅延を調整することを含んでいてもよい。

0083

別の局面では、治療前の心室充満量を有する患者で、心室充満量を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えていてもよい。このシステムは、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成された、少なくとも1つの制御器を備えていてもよい。刺激パルスの少なくとも1つは、第1の刺激設定を有していてもよく、刺激パルスの少なくとも1つは、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有していてもよい。第1の刺激設定および第2の刺激設定の少なくとも一方は、心房キックを低減または防止して、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減するよう構成されていてもよい。

0084

第1の刺激設定および第2の刺激設定は、心房キックを低減または防止するよう構成されていてもよい。

0085

第1の刺激設定は、第2の刺激設定のAV遅延と異なるAV遅延を有していてもよい。

0086

1つ以上の刺激パターンの少なくとも1つが、1時間の期間に少なくとも2度繰り返されてもよい。

0087

少なくとも1つの制御器は、10分以上継続する時間間隔の間連続して、1つ以上の刺激パターンを施すよう構成されていてもよい。第1の刺激設定は、時間間隔の少なくとも50%の間、少なくとも1つの心室で、心房キックを低減または防止するよう構成されていてもよい。

0088

第2の刺激設定は、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有していてもよい。

0089

第2の刺激設定は、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有している。

0090

1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔の少なくとも約85%の間、第1の刺激設定を有している、少なくとも1つの刺激パルスを備えていてもよい。

0091

時間間隔は、少なくとも30分の長さであってもよい。

0092

時間間隔は、少なくとも1時間の長さであってもよい。

0093

時間間隔は、少なくとも24時間の長さであってもよい。

0094

1つ以上の連続した刺激パターンは、第1の刺激設定および第2の刺激設定と異なる第3の刺激設定を有し、かつ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された、少なくとも1つの刺激パルスを備えていてもよい。

0095

1つ以上の連続した刺激パターンは、第1の刺激設定および第2の刺激設定と異なる第3の刺激設定を有し、かつ、時間間隔の約50%未満の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成された、少なくとも1つの刺激パルスを備えていてもよい。

0096

1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔の約20%以下の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成された、第3の刺激を備えていてもよい。

0097

1つ以上の連続した刺激パターンは、第1の刺激設定を有する10〜60個の刺激パルスのシーケンスを備えていてもよい。第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを、および、10〜60個の刺激パルス内に埋め込まれた1〜10個の鼓動のシーケンスを、低減または防止するよう構成されていてもよい。1〜10個の鼓動のシーケンスは、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有していてもよい。

0098

1〜10個の鼓動のシーケンスは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有する、少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。

0099

1〜10個の鼓動のシーケンスは、第2の刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。

0100

1〜10個の鼓動のシーケンスは、自然なAV遅延を含んでいてもよい。

0101

1〜10個の鼓動のシーケンスの少なくとも1つの鼓動は、刺激なしに起きてもよい。

0102

刺激パルスの間に起きる血圧値の増加が所定の値に制限されるよう、第1の刺激設定は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減するよう構成されていてもよく、かつ、第2の刺激設定は、圧反射反応または心房キックの低減に対する適応を低減するよう構成されていてもよい。

0103

第2の刺激設定は、約1つの鼓動〜5つの鼓動の間、血圧の増加を許容するよう構成されていてもよい。

0104

刺激パターンは、第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいてもよい。

0105

刺激パターンは、第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいてもよい。

0106

刺激パターンの複数の刺激パルスの約1%と複数の刺激パルスの約40%との間で、第2の刺激設定を有していてもよい。

0107

刺激パターンは、血圧の増加および減少に対する反応の時定数比率に対応する第2の刺激設定を有する刺激パルスに対して、第1の刺激設定を有する刺激パルスの比率を含んでいてもよい。

0108

第1の刺激設定は第1のAV遅延を含んでいてもよく、第2の刺激設定は第2のAV遅延を含んでいてもよい。第1のAV遅延は、第2のAV遅延より短くてもよい。

0109

刺激パターンは、第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいてもよい。

0110

刺激パターンは、第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスを含んでいてもよい。

0111

刺激パターンの複数の刺激パルスの約1%と複数の刺激パルスの約40%との間で、第2の刺激設定を有していてもよい。

0112

刺激パターンは、血圧の増加および減少に対する反応の時定数の比率に対応する第2の刺激設定を有する刺激パルスに対して、第1の刺激設定を有する刺激パルスの比率を含んでいてもよい。

0113

刺激パターンは、第2の刺激設定を有する約2個〜約5個の刺激パルスに対して、第1の刺激設定を有する約8個〜約13個の刺激パルスの比率を含んでいてもよい。

0114

第1の刺激設定および第2の刺激設定の一方が、患者の体からホルモン応答(hormonal response)を引き起こすよう構成されていてもよい。

0115

別の局面では、治療前の心室充満量を有する患者の心室充満量を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えていてもよい。このシステムは、少なくとも1つの心臓チャンバに、刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成された、少なくとも1つの制御器を備えていてもよい。刺激パルスの少なくとも1つは、心房興奮の開始の約0ms〜約70ms後に心室興奮が開始されて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減するよう構成された設定を含んでいてもよい。例えば、プロセッサ回路は、少なくとも1つの心房で心室興奮の開始が起きてから約0ms〜約70msの間に、または、1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達されてから約0ms〜約70msの間に、1つ以上の興奮性のパルスが心室に伝達される作動モードで作動するよう構成されていてもよい。

0116

いくつかの実施形態では、検知された心房興奮のタイミングが、興奮の実際の開始とその設定との間の遅延を考慮に入れることにより決定されてもよい。例えば、検知の遅延が20〜40msであると推定され、刺激パルスが、心房興奮の開始の0〜70ms後に伝達されるものであった場合、システムが、次の予想される検知事象の40ms前〜次の予想される検知事象の30ms後または次の検知事象の30ms後の間にパルスを伝達するよう設定されていてもよい。同様に、刺激パルスが、心房興奮の開始の0〜50ms前に心室に伝達されるものであり、同じ20〜40msの検知遅延が想定される場合、システムが、次の予想される検知事象の40ms前〜次の予想される検知事象の90ms前の間にパルスを伝達するよう設定されていてもよい。検知遅延は、興奮の開始の場所と検知電極との間の距離、電気信号水準、検知回路の特徴、および、検知事象の閾値セットの1つ以上のためである場合がある。遅延は例えば、興奮の起源から電極位置への信号伝播持続、検知回路の周波数応答に関連する持続、および/または、信号伝播エネルギーが、検知回路により検知可能な水準に達するのに必要な持続を含んでいてもよい。遅延は有意であってもよく、例えば約5ms〜約100msの間の範囲であってもよい。遅延を推定する1つの手法は、心房および心室の両方が検知されたときに測定されたAV遅延と、心房がペーシングされ、心室が検知されたときのAV遅延との間の時間差を使用することである。他の手法では、設定された閾値信号強度および周波数成分に基づく増幅器応答時間の算定を使用してもよい。他の手法は、血圧に対する効果が、所望のAV遅延で心房および心室の両方をペーシングすることにより得られる効果と同じになるまで、心房検知とともに使用する遅延を修正することを含んでいてもよい。

0117

別の局面では、治療前の心室充満量を有する患者で心室充満量を低減するためのシステムの実施形態が提供される。このシステムは、少なくとも1つの心臓チャンバに刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を含んでいてもよい。少なくとも1つの制御器が、10分以上継続する時間間隔の間、少なくとも1つの心臓チャンバに、刺激パルスの1つ以上の刺激パターンの伝達を施すよう構成されていてもよい。刺激パルスの少なくとも1つが、時間間隔のうちの少なくとも5分の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有していてもよく、刺激パルスの少なくとも1つが、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有していて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減する。

0118

別の局面では、治療前の心室充満量を有する患者で心室充満を低減するための方法が提供される。この方法は、10分以上継続する時間間隔の間、少なくとも1つの心臓チャンバに、刺激パルスの1つ以上の刺激パターンを伝達するステップを含んでいてもよい。刺激パルスの少なくとも1つが、時間間隔のうちの少なくとも5分の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有していてもよく、刺激パルスの少なくとも1つが、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を有している。

0119

本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討することで、当業者に明らかであり、または明らかとなるであろう。このような追加のシステム、方法、特徴および利点はすべて、この説明およびこの要約に含まれ、本発明の範囲内にあり、かつ以下の特許請求の範囲により保護されるよう意図されている。

図面の簡単な説明

0120

時間に対してプロットした、刺激信号を受けた高血圧の患者の収縮期血圧を示すグラフである。
図1の破線長方形Aで示した部分の拡大図である。
図2の時点aと点a’との間の部分の拡大図である。
図1の破線の長方形A’で示した部分の拡大図である。
図1の破線の長方形Bで示した部分の拡大図である。
図1の破線の長方形Cで示した部分の拡大図である。
図5Aの時点cと点c’との間の部分の拡大図である。
時間に対してプロットした、刺激信号を受けた高血圧の患者の収縮期血圧を示すグラフである。
時間に対してプロットした、刺激信号を受けた高血圧の患者の収縮期血圧を示すグラフである。
刺激パターンを設定および/または選択するための方法を示すフローチャートである。
血圧を低減するためのシステムを示す模式図である。
健康なの心臓の心電図、大動脈圧および左心室圧時間プロットである。
健康な犬の心臓の心電図、大動脈圧および左心室圧の時間プロットである。
右心房圧右心室圧の拡大した拡張期の部分、右心室圧および心電図を示す、高血圧の犬の心臓の時間プロットである。
右心房圧、右心室圧の拡大した拡張期の部分、右心室圧および心電図を示す、高血圧の犬の心臓の時間プロットである。
高血圧の犬の心臓の右心房圧、右心室圧の拡大した拡張期の部分、右心室圧、左心室圧、ならびに、同じグラフで大動脈圧および心電図を示すグラフである。
血圧を低減するための方法40を説明するフローチャートである。
血圧を低減するための方法40を説明するフローチャートである。
本発明の一実施形態に係る人工弁を示す模式図である。
時間に対してプロットした、刺激信号を受けた高血圧の患者の収縮期血圧を示すグラフである。

実施例

0121

本発明は、以下の図面および説明を参照することにより、よりよく理解することができる。図中の部品は必ずしも縮尺に従って描かれておらず、本発明の原理を示す際に強調が施されている。さらに、図では、類似の参照番号が、異なる図を通じて、対応する部品を示す。

0122

人間の心臓は2つの心房および2つの心室を備えている。通常の心臓サイクルでは、心収縮は心房収縮で始まり、心房収縮に心室の収縮が続く。

0123

心収縮の機械的なプロセスは、心臓での電気の伝導により制御されている。各鼓動中に、減極の波が洞房結節で、細胞により誘発される。減極は心房内で、房室(AV)結節へ、次いで心室へと伝播する。健康な心臓では、房室遅延(AV遅延)、すなわち、心房興奮の開始と心室興奮の開始との間の遅延時間が通常、120ミリ秒(ms)と200msとの間である。心房収縮および心室収縮の相対的なタイミングはとりわけ、各チャンバの興奮の相対的なタイミングにより、かつ、(サイズ、伝播の速さ、ミオサイト特性における相違などに依存する)電気的活性化の結果としての機械的な収縮を生成するためにチャンバが必要とする時間により、影響を受ける。

0124

収縮前に、心筋弛緩し、血液が心房から心室へと、それらの間の弁を通って自由に流れる。この期間は急速流入期(rapid filling phase)と緩徐流入期(slow filling phase)とに分けることができる。急速流入期は、静脈系および心房からの血液が急速に心室を満たす、心室の弛緩の直後に開始される。急速流入期は約110msの間継続し、心房の収縮の始まりまで継続する緩徐流入期が続く。緩徐流入期の持続は心拍数に依存している。その後、心房が収縮すると、圧力が心房内で増加し、血液をより急速に心室へと流れさせる。心室充満に対する心房収縮のこの貢献は、「心房キック(atrial kick)」として知られている。心房キックは通常、心室充満の約10%〜30%を担っている。

0125

心周期は心房興奮の開始時点で始まる。次いで、その50〜70ms後に、心房が約70〜110msの期間、収縮を始める。一方、電気的な刺激が心室に伝播し、心室興奮の開始が、約120〜200ms遅れのAV遅延で起きる(AV遅延は、不健康な人では約250msである場合もある)。

0126

心室が収縮すると、その中で圧力が蓄積して、各心房とそれぞれの心室との間の弁(AV弁)を受動的に閉鎖し、そのため、心房から心室への血液の流れを停止し、逆流を防止する。約50ms継続する等容性収縮として知られる期間である次の収縮の期間中に、すべての心室弁が閉じられ、心室内の圧力が、容積の著しい変化なしに急速に上昇する。心室圧がさらに増加すると、心室と心房との間の弁が開き、血液が心室の外へと、心臓から出て流れる。収縮はさらに、急速駆出期(rapid ejection period)と緩徐駆出期(decreased ejection period)とに分けられる。急速駆出期は約90〜110ms継続し、その間に一回拍出量の約2/3が駆出される。急速駆出期の終わりに、心室および心房の圧力がそのピークに達する。急速駆出期に、約130〜140ms継続する緩徐駆出期が続く。その後、すべての弁が再び閉じて、心室が等容性弛緩状態で約60〜80msの間弛緩し、その間に、心室の圧力は低下する。このとき、心室と心房との間の弁が再度開いて血液を心室内へと自由に流れさせ、新たな励起周期(excitation cycle)が開始される。

0127

本開示では、心臓刺激を、心室充満量および/または血圧(blood pressure; BP)を低減するために使用する。BPまたはBPの変化は、収縮期BP(SysBP)、拡張期BP、平均動脈BP、1つ以上のチャンバのBP、および/または、他の関連するBPパラメータとして測定されてもよい。いくつかの実施形態では、ペースメーカー、または、パルス発生器を有する他の種類の装置などの、電気的な刺激装置を使用して患者の心臓を刺激し、血圧を低減してもよい。電気的な刺激装置に有線または無線の接続で電気的に接続された電極が、心臓チャンバに隣接して配置されていてもよい。電気的な刺激装置は、電極を介して心臓チャンバにパルスを伝達するよう作動されてもよい。

0128

いくつかの実施形態では、心室の充満に対する心房収縮の貢献(心房キック)が低減され、または防止されさえするよう心臓を刺激することで、拡張期の終わりに心臓充満が低減され、その結果、血圧が低減される。簡潔にするために、以下の説明では、このような刺激を「BPR(blood pressure reducing; 血圧低減)刺激」と呼ぶことにする。BPR刺激は、心房キックが低減され、または防止されさえするよう、心臓の少なくとも1つのチャンバに少なくとも1つの刺激パルスを伝達することを含んでいてもよい。このようなパルスを本明細書で「BPR刺激パルス」または「BPRパルス」と呼ぶことにする。

0129

明細書中で使用する「刺激パルス」とは、単一の鼓動の時間枠内で上記心臓の1つ以上のチャンバに伝達される、1つ以上の電気的なパルスのシーケンスを備えている。例えば、いくつかの実施形態では、刺激パルスは、心室の1つ以上の箇所に伝達される1つ以上の電気的なパルス、および/または、心房の1つ以上の箇所に伝達される1つ以上の電気的なパルスを備えていてもよい。このように、いくつかの実施形態では、刺激パルスは、心房へ伝達される第1の電気的なパルスと、対応する心室へ伝達される第2の電気的なパルスとを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パルスは、心臓の1つ以上のチャンバの複数の箇所に伝達されている単一のパルスを含んでいてもよい。

0130

刺激設定(stimulation setting)とは、単一の心周期において伝達される1つ以上の刺激パルスの1つ以上のパラメータを意味している。例えば、これらのパラメータは、電力(power)、単一の刺激パルスに含まれる電気的なパルスの間の時間間隔(例えばAV遅延)、心臓の自然な律動に対する伝達の期間、刺激パルスまたはその一部の長さ、ならびに、2つ以上のチャンバの間および/または単一のチャンバ内の伝達の場所のうちの、1つ以上を含んでいてもよい。BPR刺激設定すなわち「BPR設定」は、1つ以上のBPRパルスの設定を含んでいてもよい。

0131

刺激パターンは、同一の刺激設定を有する一連のパルスを含んでいてもよく、または、刺激パターンは、それぞれが異なる刺激設定を有する複数のパルスを含んでいてもよい。例えば、刺激パターンは、第1の設定を有する1つ以上のパルスと、第1の設定と異なる第2の設定を有する1つ以上のパルスとを有していてもよい。刺激パターンがある設定を有しているという場合、これは、刺激パターンが、この設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよいことを意味すると理解される。いくつかの実施形態では、刺激パルスが伝達されない1つ以上の心周期を、刺激パターンが含んでいてもよいとも理解され、その場合、パルスはゼロ出力(zero power)で伝達されているとみなすことができる。刺激パターンは、複数の同一のパルスまたは2つ以上の異なる設定を含むパルスのシーケンスを含んでいてもよい。1つのパターンにおける2つの刺激シーケンスは、1つの設定内で提供されるパルスの順序において異なっていてもよい。2つ以上の刺激シーケンスは、好ましくは、その長さにおいて(鼓動の時間および/または数において)異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンは、BPR設定を有するパルスを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンは、BPR設定を有さないパルスを含んでいてもよい。

0132

少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された刺激設定の例は、治療前の心室充満量からの、患者の心室充満量の低減を引き起こすよう構成された、本明細書に開示する刺激設定を含んでいてもよい。これは、閉じられたAV弁に対して、少なくとも一部の心房収縮が起きるようにすることにより、引き起こされてもよい。このような例のいくつかは、以下を含んでいてもよい。

0133

a.患者の心房における興奮が開始される0〜50ms前に、1つ以上の刺激パルスを患者の心室に伝達すること。好ましくは、この遅延は、心房興奮の設定に基づき設定される。好ましくは、これは、心室への刺激パルスの伝達の0〜50ms後に、1つ以上の刺激パルスを心房に伝達することを含んでいる。好ましくは、これは、患者の自然な心拍数よりもわずかに高い数で行われる。

0134

b.患者の心房における興奮が開始されて0〜70ms後に、1つ以上の刺激パルスを患者の心室に伝達すること。好ましくは、この遅延は、心房興奮の検知に基づき設定される。好ましくは、これは、心室への刺激パルスの伝達の0〜70ms前に、1つ以上の刺激パルスを心房に伝達することを含んでいる。好ましくは、これは、患者の自然な心拍数よりもわずかに高い数で行われる。

0135

いくつかの実施形態は、検知された自然な心拍数または自然な興奮に基づき、自然な心拍数よりも高い数で刺激を伝達するよう構成された、血圧を低減するためのシステムを提供してもよい。例えば、このシステムは、刺激パルスの伝達の間の自然な興奮を検知するよう構成されていてもよく、自然な活動が検知された場合、このシステムは、チャンバへの刺激パルスの伝達を抑止するよう構成されていてもよい。所与の時間枠内に、検知された活性化(activation)の量が閾値を超えると、自然な心拍数が、刺激パルスの伝達の数よりも高いとみなされることがあり、その場合、伝達の数が増加されて、例えば患者の増加した心拍数を収容する(accommodate)ことがある。他方、所与の時間枠内に、検知された活性化の量が閾値(この閾値は0であってもよい)よりも低いと、自然な鼓動が、刺激パルスの伝達の数よりも低いとみなされることがあり、その場合、伝達の数が低減されて、例えば患者の心臓の過剰な興奮を回避することがある。

0136

この効果を実現するために、一実施形態によれば、血圧を低減するためのシステムが、患者の心臓の心房および心室の少なくとも一方の興奮率(excitation rate)を検知するためのセンサと、心房および心室へ刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、刺激回路に結合されたプロセッサ回路とを含んでいてもよい。好ましくは、心房および心室の少なくとも一方の興奮率を検知するためのセンサは、心房興奮を検知するための電極を備えていてもよい。プロセッサ回路は、検知に基づき患者の心拍数を検出し、かつ、刺激パルスが心房および心室の少なくとも一方のそれぞれに供給される作動モードで作動するよう構成されていてもよい。刺激パルスは、検知された興奮率よりも高い率で伝達されてもよく、心房の刺激の約50ms前〜約70ms後の間の時間に心室を刺激するよう構成されていてもよい。

0137

心房キックを低減することには血圧に対する即時の効果がある場合があるが、ホルモンを介在する機構(hormone mediated mechanism)は、より長い期間がかかる場合がある。いくつかの装置は、即時のおよびホルモンを介在する効果の両方を有するよう構成されていてもよいが、好ましくは、BPR設定および/または刺激パターンのいくつかが、心房拡張の著しい増加なしに、心房キックを低減または防止するよう構成されていてもよい。例えば、心房収縮がピーク圧力の時点で、またはその後に、AV弁が閉じると、弁の早過ぎる閉鎖のため、心房拡張が増加しない。

0138

このように、いくつかの実施形態では、装置が、少なくとも40msの長さまたは少なくとも50msの長さのAV遅延に比較できる心房興奮および心室興奮の相対的なタイミングを生じさせるよう構成されていてもよい。心房拡張は、当該技術で公知の仕方で、測定、算定および/または推定されてもよい。いくつかの実施形態では、心房拡張算出(atrial stretch determination)は、心房圧力を測定することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、心房拡張算出は、心房の寸法(例えば、直径、サイズまたは円周)を測定または推定することを含んでいてもよい。

0139

いくつかの実施形態では、AV弁が開いているときに心周期の心房収縮が不完全となるようBPR刺激設定が設定されていることがあるために、心房キックが低減されてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮は、閉じられたAV弁に対して、完全にまたは部分的に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮が有効に防止または低減されていてもよい。

0140

いくつかの実施形態では、1つ以上の心室のみが刺激されてもよく、刺激パルスは、異常なAV遅延(例えば、心房興奮の50ms前〜120ms後)を有するよう時間調節されていてもよい。いくつかの実施形態では、BPR刺激設定は、1つ以上の心房への少なくとも1つの電気的なパルスまたは刺激の伝達を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この少なくとも1つの心房刺激は心房収縮を引き起こしてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの心房刺激は心房収縮に干渉する場合がある。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの心房パルスが、心房痙攣または他の種類の非効率な心房収縮を引き起こす場合がある。

0141

BPR刺激から来る血圧の低減は、刺激信号の適用時に(例えば、1もしくは3秒内または1、3もしくは5個の鼓動内に)事実上ただちに観察されてもよく、刺激の開始から5つの鼓動未満内に最小の血圧値に達してもよい。

0142

BPR刺激の設定を制御することにより、BPが低減される程度を制御してもよい。この程度はある場合、患者に特有であり、かつ/または、心臓内もしくは心臓上の1つ以上の刺激および/もしくは検知電極の正確な位置に関連する。

0143

〈適応〉
a.本願発明者は、刺激が維持されている間、血圧は、ある時間ののち血圧が増加する適応パターン(そのいくらかはしばしば、5分未満の、または1分未満でさえある短い時間のうちに起きる)を示すことがあり、(場合によっては少なくとも圧反射ゆえ)刺激前の血圧値近く、または、より高くにさえ達することを発見した。適応は、少なくとも一部が、総末梢抵抗(total peripheral resistance)の増加などの、心臓血管系の特性の変化に起因していてもよい。本願発明者はさらに、刺激の終了により、刺激前の値に、または、より高い値にさえ、血圧が速やかに戻る結果になること、およびその後、心臓が、それほど刺激されなかった心臓に類似した程度で、血圧低減刺激信号に反応するようになることを発見した。くわえて、複数のBPR刺激設定を備える異なる刺激パターンが、異なる血圧適応パターンにつながることが発見された。

0144

b.刺激パターンは例えば、少なくとも1つの第1の刺激設定と、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定とを備えていてもよく、第1の刺激設定および第2の刺激設定は、心房キックを低減または防止するよう構成されている。刺激パターンは、2つより多い異なる刺激設定をさえ備えていてもよい。いくつかの実施形態での第2の設定は、第1の設定よりも長いAV遅延を有している。いくつかの実施形態での第2の設定は、心房キックを低減するよう構成されていなくてもよい。

0145

図1で、刺激信号を受ける高血圧の患者の収縮期血圧が、時間に対してプロットされている。プロットされた線に沿った交差(cross)は、各鼓動についてのピークの収縮期血圧を示している。おおよそ最初のプロットされた2分間に、刺激信号は伝達されなかった。ご覧のように、患者の最初の血圧は、平均で150mmHgを超えていた。血圧の振幅(約±10mmHg)は、当該技術で公知のように、呼吸周期に起因する。

0146

次いで、第1の刺激パターンが時間間隔a-a’中に印加され、第2の刺激パターンが時間間隔b-b’中に印加され、第3の刺激パターンが時間間隔c-c’中に印加された。刺激パターンの中間および第3の刺激パターン後に、心臓は刺激されなかった。

0147

ここで、破線の長方形Aで示した図1の部分の拡大部分を示す、図2に注目する。図1の時間間隔a-a’に対応する、図2の破線の長方形で示した時間中に、刺激が始まり、患者の右心房および右心室に伝達され、その結果、心房が、心室の2ms前にBPR刺激信号(パルス)を受けた。刺激は、図1および図2においてa’で示される時間に終わった。時間間隔a-a’の間に、患者の収縮期圧は最初に110mmHg未満の最小値まで低減し、次いで、最初の血圧と実現された最小値との間の中間値へと次第に増加した。点a’で、刺激が停止し、170mmHgを超える値への、血圧の即時の行き過ぎが観察された。約1ダースの鼓動内に、血圧はその最初の範囲に戻った。

0148

図1および図2に示す血圧の変化は、少なくとも一部が、圧反射(baroreflex)として知られる、血圧の変化に対する心臓血管系の反応を示している。圧反射は、心臓血管の特徴(例えば末梢抵抗および/または心筋収縮能)を変化させることにより、血圧をその刺激前の水準へと回復させるよう働く。心室充満の低減の結果として生じた血圧の低減が、刺激前の血圧の回復へと向けられた圧反射反応を誘発したと想定される場合がある。心臓血管系に対する圧反射の効果は、例えば図2の点a’において明らかである。この点において、心室充満に影響した刺激が後退され、血圧がただちに刺激前の血圧を超えた。これは、心臓血管系に対する圧反射変化(例えば、末梢抵抗が増加し、収縮能が増加した)を指すとみなされる場合がある。刺激が停止し血圧がピークとなった点a’において、この場合、変化前の水準へと血圧を低下させるために、圧反射は、心臓血管系の1つ以上の特徴を再び変化させることにより、血圧の増加に反応した。明瞭に理解できるように、血圧の増加及び減少に対する圧反射フィードバックの反応は、血圧の増加に対する反応が、血圧の減少に対する反応よりも、はるかに速いという点で非対称である。いくつかの実施形態では、低減された充満ゆえの血圧の低減の適応を低減する、または防止さえするために、例えば、本明細書に詳述するように、刺激パターンをそれに応じて制御することにより、圧反射のこの非対称を利用してもよい。

0149

図3Aは、時点aと点a’との間の図1のカーブの拡大図を示している。図3Aでは、指数関数を、適応応答(adaptation response)を示すプロットされたカーブに当てはめた。関数は、時間とSysBPとの間の関係を説明しており、以下の式を有している。

0150

P=Pi+DP(1-e-t/k)
式中、(mmHgでの)Pは収縮期血圧を表しており、Pi(mmHg)は、BPR刺激の開始時の第1の平均の低減された血圧であり、DP(mmHg)は、新たな定常状態水準への最初の下落後の、圧力の増加の量を表す定数であり、k(秒)は応答時間定数であり、eは、自然対数の底(base)である数学定数であり、t(秒)は時間である。

0151

図3Aにおいて、マッチング関数は以下の通りであった。

0152

P=115+23(1-e-t/15.5)
式中、Piは115mmHgであることが分かった。DPは23 mmHgであった。Kは15.5秒であった。

0153

図3Bは、破線の長方形A’で示した図1の部分の拡大図を示している。図3B では、指数関数を、BPR刺激の伝達の終了に対する適応応答を示すプロットされたカーブに当てはめた。ご覧のように、血圧の低減に現れたこの応答は、BPR刺激に対する応答よりも速かった。

0154

図3Bにおいて、マッチング関数は以下の通りであった。

0155

P=190-35(1-e-t/4.946)
式中、Piは190mmHgであることが分かった。DPは-35mmHgであった。Kは4.946秒であった。

0156

上述したように、血圧の低減に対する圧反射反応は、血圧の増加に対する圧反射反応よりも、はるかに緩やかである。これは、血圧の増加に対してはるかに速い反応に対する、上述した時定数k(約15秒〜約5秒)の比率として示される。圧反射反応の速さにおけるこの非対称により、平均の血圧の低減および適応の低減またはさらには防止を生成する刺激パターンを設計する手段を提供してもよい。例えば、好ましい実施形態では、重み付けされた反応が、血圧の増加により引き起こされる心臓血管系の変化に好都合な仕方で、刺激パターンが2つの刺激設定の間で交替してもよい。この実施形態では、心室充満を低減しそれにより血圧を低減するよう設計された第1の設定と、通常の心室充満または少なくとも第1の設定のものよりも高い心室充満を有するよう設計された第2の設定との2つの刺激設定を有する刺激パターンを使用して、心臓を刺激してもよい。この刺激パターンは、血圧の減少に対する圧反射反応の時定数よりも短い期間の間伝達される第1の設定(BPR)を有するパルスを含んでいてもよい。そのような場合、適応が明らかになり始めてもよく、かつ、血圧が、低減された水準から増加されてもよいが、その刺激前の水準には達しないかもしれない。

0157

刺激パターンは、血圧の増加に対する圧反射反応の時定数よりも長い期間の間伝達される第2の設定(例えば、自然なAV遅延)を有するパルスをも備えていてもよい。この場合、圧反射により引き起こされた血圧の低減を十分利利用できる場合があり、血圧が、刺激パターンがこの第2の設定に切り替わったよりも前のその水準に戻る場合さえある。このようなパターンにおける圧反射の重み付けされた反応は適応を低減または防止してもよいが、平均の圧力は刺激前の水準より低くてもよい。異なる設定を有するパルスの伝達に割り当てられた、時定数および期間の間の関係が、全刺激パターンの間に効果を現す圧反射反応の水準を決定してもよい。所与の刺激設定について、伝達の期間が反応の時定数よりも短くなるよう選択されていると、圧反射は、刺激前の水準へ戻るよう心臓血管系を変化させることができない場合があり、選択された期間が時定数よりも大きいと、圧反射効果が、より顕著になる場合がある。

0158

図1から分かるように、点bと点b’との間の間隔で、第2の刺激パターンが伝達された。図4は、(図1で破線の長方形Bにより示された)図1のこの部分の拡大版を示している。第2の刺激パターンでは、12個のBPRパルスのシーケンスが、2msのAV遅延で、心房および対応する心室の両方へと伝達され、その後、心房刺激のみが人工的に伝達され、かつ心室刺激が伝達されなかった3つの鼓動が続いた。これらの最後の3つの鼓動の間、心室興奮が、〜180msのAV遅延という結果となるAV結節(node)を通る自然なコンダクタンスにより起きた。この第2の刺激パターンは、既出の時間間隔が持続する間、繰り返された。図4では、カーブに適合する指数関数が、以下であると分かった。

0159

P=112+30(1-e-t/25.5)
ご覧のように、Piは、かつDPも、第1の刺激パターンの対応する値(図3Aのa-a’)と比較可能であった。しかし、第2のパターンのkは、第1の刺激パターンの時定数の2倍近くであった。この時間間隔において、適応は図3Aにおいてよりも、より遅い比率で起きたが、パターンが刺激パルスの間で切り替わったときに、血圧は、図3Aにおいてよりも、急上昇した。この結果は、交替する刺激設定を有する刺激パターンの使用が適応を低減することを証明している。

0160

第3の刺激パターンが、図1に見られるように、点cと点c’との間で、同様に伝達された。図5Aは、点cと点c’との間のカーブの部分を含む、破線の長方形Cで示した図1の部分の拡大図を示している。第3の刺激パターンでは、12個のBPRパルスのシーケンスが、2msのAV遅延で伝達され、それぞれが120 msのAV遅延を有する3つのBPRパルスが続いた。これは、既出の時間間隔が持続する間、繰り返された。

0161

破線の長方形で示した図5Aのカーブの部分を、図5Bにおいてプロットしている。図5Bでは、それぞれが120 msのAV遅延を有する3つのBPRパルスが続く、2msのAV遅延で伝達された12個のBPRパルスの刺激パターンの伝達に対する適応応答を示すプロットされたカーブに、指数関数を当てはめた。

0162

図5Bでは、指数関数は以下であった。

0163

P=109.7+22.3(1-e-t/45.4)
式中、Piは109.7mmHgであることが分かった。DPは22.3 mmHgであった。Kは45.4秒であった。ご覧のように、血圧の最初の低減は図3Aに示すもの(Pi=115または109.5)と比較可能であったが、適応時定数(k)はもっと高かった(45.4秒対15.5秒)。これは、図3Aよりも約3倍大きな期間の間、低い血圧が維持されたことを意味している。

0164

ここで、図6に注目する。図6では、2msのAV遅延で伝達された12個のBPRパルスのシーケンスを有する刺激パターンで、高血圧の患者の心臓が刺激され、それぞれが80msのAV遅延を有する3つのBPRパルスが続いた。

0165

ご覧のように、この場合、適応率は非常に低く、割り当てられた時間間隔でほとんど検出できなかった。指数関数型公式(exponential formula)は適合させることができなかったが、これは、適応が極端に遅かったこと、または存在しなかったことを示唆している。

0166

図7では、2msのAV遅延で伝達された12個のBPRパルスのシーケンスを有する刺激パターンで、高血圧の患者の心臓が刺激され、それぞれが40msのAV遅延を有する3つのBPRパルスが続いた。刺激は点t1で開始され、点t2で終わった。測定された適応応答はなく、当てはまるカーブは実際に直線であり、時間間隔t1- t2の直前および直後の血圧よりも約31mmHg低い約112mmHgの固定された平均の低減された血圧を有していた。

0167

上述した異なる刺激パターンから明らかなように、少なくとも1つのBPR刺激を備える刺激パターンを、1つ以上の目標に少なくとも接近するように、設定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、刺激パターンは、所定の閾値を超えることになる、または所定の範囲内にあることになる血圧の最初の低減(収縮期および/または拡張期の)を引き起こすよう設定されていてもよい。より詳しい実施形態では、血圧は、少なくとも所与のパーセンテージにより、もしくは少なくとも所与の度量(measure)(例えば、10もしくは20mmHgまたは30mmHgでさえ)により低減されてもよく、または、血圧は、所与の範囲(例えば、90〜130mmHgのSysBP)内もしくは所与の目標(例えば、130mmHg以下のSysBP)未満となるよう低減されてもよい。いくつかの実施形態では、目標は、延長された期間の間、低減された血圧を、低減された平均の範囲内に維持することを含んでいてもよい。例えば、所定の血圧は、ある期間または多数の鼓動の間、所定の平均の血圧に低減されてもよい。

0168

別の実施形態では、目標は、鼓動の所与のパーセンテージを、低減された範囲/閾値の状態とすることを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、目標は、刺激パルスの間の急上昇の水準をも低減しながら、血圧を低減することを含んでいてもよい。例えば、刺激パターンを、所定の時間間隔の間、血圧を一定の血圧へと低下させるために使用してもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンを、心拍出量(cardiac output)に著しい影響を与えずに、血圧を低下するために使用してもよい。例えば、断続的なBPRパルスを印加することにより、より高い(または十分でさえある)心房キックを有するパルスがBPRパルスの間に起きるようにする場合がある。より高い(または十分でさえある)心房キックを有するパルスは、BPRパルスが著しく心拍出量を低下させるのを防ぐことができる。

0169

別の実施形態では、血圧(後負荷)の低減とともに、全末梢抵抗を低下させることに関連する適応を低減することで、血管系を介して流れに影響を与えることにより、心拍出量に動的に影響を与えることができる。さらに別の実施形態では、患者の自然な律動よりも高い比率でペーシングすることにより、より低い一回拍出量に関連付けられる場合のある心拍出量に対する負の影響を回避することができる。

0170

いくつかの実施形態では、所与のパターンの血圧の変化の時定数が算定されてもよく、算定された時定数の特定のパーセンテージとして設定される鼓動の時間または数の量について、1つ以上のBPR刺激パラメータを有するよう、刺激パターンを設定してもよい。例えば、図3Aおよび図3Bでは、kは、BPRパルスの伝達中の血圧の上昇率について約15秒と測定され、BPRパルスの伝達の終了に対する適応の率について約4.9秒と測定された。いくつかの実施形態では、血圧が所与の値を超えて増加するのを防止することが望ましいことがあり、その場合、BPRパルスの伝達の期間は、kよりも著しく小さくなる(例えばkの30%〜60%)よう選択されてもよい。この実施形態では、間隔が、15秒未満となるよう選択されてもよい。このような間隔は、心拍数が1分につき約80個の鼓動となる約6〜10秒または8〜14個の鼓動を含んでいてもよい。

0171

好ましくは、BPRパルスの後退に対する適応応答を利用することが望ましい。そのような場合、kの、より大きな部分が適用されてもよい。例えば、図3Bに基づき、3〜5個の鼓動の期間が選択されてもよい(その際、kは約4.9秒となる)。このようにして、例えば、図3Aおよび図3Bに基づき、本願発明者は図4の刺激パターンを印加した。

0172

刺激パターンは、例えば、複数の刺激パターンの最良物(すなわち、設定された目標パラメータに最も近いもの)となるよう設定されてもよく、かつ/または、設定された目標に一致する第1の試験済みの刺激パターンとして選択されてもよい。

0173

〈刺激パターンを設定および/または選択するための方法〉
刺激パターンを設定および/または選択するための方法600を、図8に模式的に示す。方法600は、BPR刺激を行うための装置の埋め込み中に、および/または、装置作動パラメータを調整するために周期的に、および/または、作動中に継続的に、行われてもよい。方法600は、以下に説明するシステム700により行われてもよい。したがって、システム700は、方法600のステップを行うよう構成されていてもよい。同様に、方法600は、システム700が行うよう構成されたステップを含んでいてもよい。例えば、方法600は、システム700について以下に説明する機能を含んでいてもよい。くわえて、方法600は、以下に説明する装置50により行われてもよい。方法600は、装置50が行うよう構成されたステップを含んでいてもよい。

0174

開示全体を通じて、「第1の」、「第2の」および「第3の」という用語は、事象の順序を示唆することを常に意味するわけではない。いくつかの場合、これらの用語は、順序に言及せずに、個々の事象を互いに区別するために使用される。

0175

いくつかの実施形態では、ステップ601が、目標血圧値を設定することを含んでいてもよい。この目標は、絶対血圧値(例えば、目標血圧範囲、急上昇値の目標閾値、および/または、所与の時間枠内での急上昇の数もしくは部分)、相対値(例えば、患者の治療前の血圧と比較された、または、複数の試験済みの刺激パターンの間の比較としての)、またはその両方であってもよい。目標血圧値は、血圧値(例えばmmHgで測定された)、および/または、刺激パターンの血圧測定などに適合するよう算定された式と関連付けられた値であってもよい。この目標血圧値は、他の方法ステップの前、間および/または後に設定されてもよく、例えば、試験済みの刺激パターンにより到達されない場合は、補正されてもよい。

0176

ステップ602は、患者の心臓の1つ以上のチャンバへの、第1の刺激パターンを含む1つ以上の刺激パターンの伝達を含んでいてもよい。第1の刺激パターンは包括的な(generic)刺激パターンであってもよく、または、第1の刺激パターンは、(例えば、置換装置を埋め込んだときに)所与の患者に適合するよう、すでに選択されていてもよい。第1の刺激パターンは、第1の時間間隔の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された、少なくとも1つの刺激パターンを含んでいてもよい。

0177

ステップ603は、1つ以上の刺激パターンのそれぞれの伝達(ステップ602)の前、間および/または後に、1つ以上のパラメータを検知することを含んでいてもよい。検知されたパラメータは、血圧値または血圧に関連するパラメータ(例えば血圧の変化)を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、検知されたパラメータは、AV遅延の閉鎖および/または開放のタイミングおよび/または程度に関連する情報を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、検知されたパラメータは、心臓の心房および心室の間の血流のタイミングおよび/または度合いに関連する情報を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、検知されたパラメータは、心臓チャンバ(心房および/または心室)内の圧力を検知することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、患者のAV弁の状態または位置(すなわち、閉じている、もしくは開いている)の検知は、例えば音声センサを使用して、心音を検知することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、患者のAV弁の状態の検知は、心臓の動きドップラー検知および/または撮像を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、患者のAV弁の状態は、血流センサにより検知されてもよい。

0178

いくつかの実施形態では、血流の検知は、1つ以上の心臓チャンバ内の1つ以上の埋め込みのセンサにより行われてもよい。例えば、1つ以上の圧力センサを右心室に配置してもよい。いくつかの実施形態では、複数の圧力センサを複数のチャンバに配置してもよい。好ましくは、複数のセンサの測定を組み合わせてもよい。好ましくは、圧力変化、圧力変化の傾向、および/または、圧力変化パターンを使用して、血流に関連する情報を提供してもよい。いくつかの実施形態では、異なるチャンバ内での2つ以上のセンサの間の相対変化を比較することを使用してもよい。

0179

刺激パターンが心臓に伝達されると(ステップ602)、刺激パターンの伝達中に少なくとも一度、または複数回、または継続的にさえ、1つ以上のパラメータが測定されてもよい。各刺激パターンは1回よりも多く伝達されてもよい。

0180

ステップ604は、検知されたパラメータを分析することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの刺激パターンが伝達され、対応するパラメータが検知されると、分析が行われてもよい(604)。複数のパラメータが検知される実施形態では、検知されたパラメータ値を目標と比較すること、検知されたパラメータを2つ以上の刺激パターンの間で比較すること、2つ以上の刺激パターンに関連する算定された値(例えばk定数)を比較すること、および、追加の検知されたパラメータを2つ以上の刺激パターンの間で比較することを、ステップ604が含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この最後の関数が実行されて、どの刺激パターンが、より高い駆出率、一回拍出量、心拍出量、および/または、より低いバッテリ使用量を生み出すかを決定及び選択してもよい。

0181

ステップ605は、ペーシング(刺激)パターンを設定することを含んでいてもよい。1つより多いパラメータが検知されると、複数のパラメータ、複数の目標値および/または複数の目標範囲に基づき、ステップ605で使用される刺激パターンが選択されてもよい。

0182

いくつかの実施形態では、図8に示すステップは、図8の矢印により示す順序で行われてもよい。別の実施形態では、ステップは別の順序で行われてもよい。例えば、ステップ602は、ステップ601に従って目標血圧値を設定する前に行われてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンは、不明確に行われるよう設定されていてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンは、所定の期間行われるよう設定されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ステップ605の間に設定された刺激パターンが所定の期間行われてもよく、次いで、ステップ602、ステップ603およびステップ604が繰り返されて、別の刺激パターンが患者の血圧にどのように影響するかを判断してもよい。次いで、ステップ604で行われた分析に基づき、ステップ605も繰り返されてもよい。

0183

いくつかの実施形態では、方法600は、第1の刺激パターンを調整し、そのようにして第1の刺激パターンを第2の刺激パターンに形成していくステップを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンを設定するステップ605は、刺激パターンを調整することを含んでいてもよい。例えば、ステップ605は、第1の刺激設定のパラメータ(例えばステップ602からの時間間隔)を調整することを含んでいてもよい。別の実施形態では、ステップ605は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定のパラメータを調整することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605は、第1の刺激設定を、少なくとも所定の量で血圧の低減を引き起こすよう構成された第2の刺激設定となるよう調整することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この所定の量は、例えば約8mmHg〜約30 mmHgを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この所定の量は、患者の治療前の血圧の約4%であってもよい。例えば、この所定の量は、患者の治療前の血圧の約4%〜患者の治療前の血圧の約30%であってもよい。

0184

いくつかの実施形態では、ステップ605は、刺激パターンを、少なくとも所定の量だけ血圧の即時の低減を引き起こすよう構成された刺激パターンとなるよう調整することを含んでいてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ステップ605は、刺激パターンを、心臓への電流の印加から約3秒以内に少なくとも所定の量だけ血圧の低減を引き起こすよう構成された刺激パターンとなるよう調整することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605は、刺激パターンを、印加された電流の少なくとも5つの鼓動以内に少なくとも所定の量だけ血圧の低減を引き起こすよう構成された刺激パターンとなるよう調整することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605の間に設定された刺激パターンの結果として生じる血圧の低減は、心臓への電流の印加の1〜3秒以内、または、心臓への電流の印加の1つ、3つまたは5つの鼓動以内に起きてもよい。

0185

いくつかの実施形態では、ステップ605の間に設定された刺激パターンの結果として生じる血圧の低減は、安静時の患者の平均の血圧が、安静時の患者の最初の血圧よりも少なくとも8mmHg低くなるようにされていてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605の間に設定された刺激パターンの結果として生じる血圧の低減は、少なくとも1分間維持されてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605の間に設定された刺激パターンの結果として生じる血圧の低減は、少なくとも5分間維持されてもよい。いくつかの実施形態では、血圧は、刺激の開始から5つ未満の鼓動内に、最小の血圧値に達してもよい。例えば、ステップ605は、第1の刺激パターンを、血圧の低減を引き起こすよう構成された第2の刺激パターンとなるよう調整することを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ステップ605は、第1の刺激パターンを、所定の時間間隔の間血圧の低減を引き起こすよう構成された第2の刺激パターンに調整することを含んでいてもよい。例えば、所定の時間間隔は、少なくとも1分または少なくとも5分を含んでいてもよい。

0186

いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、所定の間隔の間、所定の程度を超えるだけ、所定の平均値を超えないよう血圧を維持するよう構成されていてもよい。例えば、この所定の程度は、約20mmHg以下の相違であってもよい。いくつかの実施形態では、この所定の程度は、約1mmHg〜約8mmHgの相違であってもよい。

0187

いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第2の刺激設定を含んでいてもよい。第2の刺激設定は、第1の刺激パターンの適用中に検知された入力データから算定された少なくとも1つの血圧変動パラメータに基づいていてもよい。

0188

いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、刺激パターンの間の血圧の急上昇の大きさを低減または制限するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パルスの間の血圧の急上昇は、基礎血圧値のパーセンテージへと低減されてもよい。例えば、第2の刺激パターンは、パルスの間で、血圧が約80%を超えて増加することを防止するよう構成されていてもよい。すなわち、第2の刺激パターンは、血圧がパルスの間で約80%を超えて急上昇することを防止するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、パルスの間で、血圧における約40%を超える増加を防止するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、パルスの間で、約10mmHg超〜約30 mmHgの血圧の急上昇を防止するよう構成されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、パルスの間で、約20mmHgを超える血圧の急上昇を防止するよう構成されていてもよい。

0189

いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、複数の刺激パルスを備えていてもよい。複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、少なくとも1つの心室で心房キックを低減するよう構成された第1の刺激設定を有していてもよい。複数の刺激パルスの少なくとも1つの刺激パルスが、刺激パルスの間で起きる血圧値の増加が所定の値に制限されるよう、心房キックの低減に対する圧反射反応を低減するよう構成された、第2の刺激設定を有していてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、約1つの鼓動〜5つの鼓動の間、血圧を増加させて、圧反射反応を引き起こすよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスと、第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスとを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンの複数の刺激パルスの約1%〜複数の刺激パルスの約40%の間で、第2の刺激設定を有していてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスと、第2の刺激設定を有する複数の刺激パルスとを含んでいてもよい。このような実施形態では、刺激パターンの複数の刺激パルスの約1%〜複数の刺激パルスの約40%の間で、第2の刺激設定を有していてもよい。

0190

いくつかの実施形態では、刺激パターンは、血圧の増加および減少に対する反応の時定数の比率に基づく第2の刺激設定を有する刺激パルスに対して、第1の刺激設定を有する刺激パルスの比率を含んでいてもよい。例えば、第2の刺激設定を有する刺激パルスに対する、第1の刺激設定を有する刺激パルスの比率は、第1の設定および第2の設定のそれぞれの結果として生じる血圧の変化の時定数の比率に基づいていてもよい。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定は第1のAV遅延を含んでいてもよく、第2の刺激設定は第2のAV遅延を含んでいてもよく、第1のAV遅延は、第2のAV遅延より短くされている。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、第1の刺激設定を有する複数の刺激パルスと、第2の刺激設定を有する1つ以上の刺激パルスとを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、第2の設定を有する約2個〜約5個の刺激パルスに対して、第1の設定を有する約8個〜約13個の比率の刺激パルスを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、患者の体からホルモン応答を引き起こすよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第1の刺激パターンは、患者の体からホルモン応答を引き起こさないよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パターンの所与のシーケンスにおける第1の刺激パターンの前に、第2の刺激パターンが適用されてもよい。

0191

いくつかの実施形態では、方法600は、2つ以上の刺激パターンの間で交替することを含んでいてもよい。例えば、方法600は、2個〜10個の刺激パターンの間で交替することを含んでいてもよい。

0192

いくつかの実施形態では、血圧センサおよび制御器が、少なくとも部分的に閉ループとして作動するよう構成されていてもよい。

0193

いくつかの実施形態では、方法600は、複数の刺激パターンを施し、かつ、刺激中に、患者の血圧に関連する対応する入力データを、刺激パターンのそれぞれについて受信するよう構成された制御器を含んでいてもよい。複数の刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスをそれぞれ備える少なくとも2つの刺激パターンを含んでいてもよい。少なくとも2つの刺激パターンは、少なくとも1つの刺激パルスが連続して供給される時間の数または時間の長さだけ、互いに異なっていてもよい。少なくとも2つの刺激パターンは、所定のAV遅延が連続して起きる時間の数または時間の長さだけ、互いに異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、刺激設定は、少なくとも2つの刺激パターンのそれぞれにおいて、同一であってもよい。いくつかの実施形態では、刺激設定は、少なくとも2つの刺激パターンのそれぞれについて、同一のAV遅延を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも2つの刺激パターンは、少なくとも2つの刺激パターンのそれぞれ内に含まれる1つ以上の刺激設定により、互いに異なっていてもよい。

0194

いくつかの実施形態では、方法600は、複数の刺激パターンのそれぞれについて、入力データに関連する少なくとも1つの血圧変動パラメータを算定する制御器を含んでいてもよい。方法600は、血圧変動パラメータに従って刺激パターンを調整する制御器を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、方法600は、最良の血圧変動パラメータを有する刺激パターンとなるよう、刺激パターンを調整する制御器を含んでいてもよい。例えば、最良の血圧変動パラメータは、最低の程度の圧反射を示す血圧変動パラメータを含んでいてもよい。最良の血圧変動パラメータは、所定の範囲内の圧反射を示す血圧変動パラメータを含んでいてもよい。

0195

いくつかの実施形態では、第2の刺激パターンは、患者の体からホルモン応答を引き起こすよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよいが、いくつかの実施形態では、第1の刺激パターンは、患者の体からホルモン応答を引き起こさないよう構成された刺激設定を有する少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。

0196

いくつかの実施形態では、複数の刺激パターンは、第1の刺激パターンと、第1の刺激パターンのあとで施される第2の刺激パターンとを含んでいてもよい。第2の刺激パターンは、第1の刺激設定の入力データに関連する血圧変動パラメータを使用するアルゴリズムに基づいて設定された、少なくとも1つの刺激設定を有していてもよい。

0197

〈血圧を低減するためのシステム〉
図9は、いくつかの実施形態に係る、血圧を低減するためのシステム700を模式的に示している。システム700は、1つの装置であってもよく、または、好ましくは有線または無線通信により関連付けられた、複数の装置を備えていてもよい。装置は、ハウジング内に配置された、かつ/または、電気的におよび/もしくはワイヤでハウジングに接続された、複数の部品を有していてもよい。図9に示すように、心臓701が、1つ以上の刺激電極702により、システム700に接続されている。刺激電極は、患者の心臓の少なくとも1つのチャンバを、刺激パルスで刺激するよう構成されていてもよい。

0198

いくつかの実施形態では、複数の電極702のそれぞれが、心臓の異なるチャンバに配置されていてもよい。例えば、1つの電極が心房に配置されていてもよく、別の電極が心室に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、複数の電極702が、単一のチャンバに配置されていてもよい。例えば、2つの電極が心房に配置されていてもよく、かつ/または、2つの電極が心室に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、1つの電極が第1のチャンバに配置されていてもよく、かつ、複数の電極が第2のチャンバに配置されていてもよい。

0199

本実施形態では、電極702は、Medtronic Capsure(登録商標ペーシングリードなどの、一般的な心臓ペースメーカーリードを含んでいてもよい。これらのリードは、心臓701をシステム700に接続するのに使用される。ペーシングリードは、一端にある業界標準IS-1 B1コネクタ参照基準ISO 5148-3:2013)と、他端にある電極と、それらの間の絶縁された導体システムとで構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、IS-1 B1コネクタが、ステンレス鋼を2つの電極接点について使用し、かつ、シリコン絶縁材料として使用して構成されている。いくつかの実施形態は、絶縁材料としてポリウレタンを使用していてもよい。

0200

1つ以上の心臓チャンバの刺激は、上述した心房または心室心臓ペーシングリードの2つの電極の間に電圧を置くことにより達成されてもよい。刺激回路はトランジスタネットワーク(例えばMOSFET)を使用して、2.0Vなどの特定のプログラム可能な電圧にコンデンサを変化させ、次いで、0.5msなどの固定された期間のプログラム可能な時間の間、電極への、その接続を制御する。同一のネットワークが、刺激が完了した後に電極に蓄積されてもよい残留電荷放電をも管理してもよい。同一のネットワークが、双極性(2つの電極の間)または単極性(1つの電極と刺激装置ハウジングとの間)など、印加される刺激の種類を制御してもよい。

0201

当該技術で公知のように、1つ以上の電極が、1つもしくは両方の心室および/または1つもしくは両方の心房に接触して配置されていてもよい。このような電極を使用して、それぞれの心臓チャンバを検知し、かつ/または、それぞれの心臓チャンバに刺激を伝達してもよい。例えば、1つの電極を右心室に埋め込み、追加の電極を冠状静脈洞を通じて左心室に配置した状態、かつ、心室刺激により引き起こされる非同期性(dyssynchrony)を低減するために、システム700が両方の心室の両心室刺激を生成する手段を含んだ状態で、ペーシング電極を両方の心室に導入することができる。

0202

システム700は制御器703を含んでいる。システム700は、電源704(例えば、電気的な刺激装置の分野で公知のバッテリ)を含む電気的な刺激装置であってもよい。制御器703および/または電極702は、電源704から電力を引き出してもよい。

0203

好ましくは、システム700の電気的な刺激装置は、密封されたハウジングおよびヘッダで構成されていてもよい。ハウジングは、チタンまたは他の生体適合性材料で形成されていてもよく、電源704、電子機器、および、外部の装置との通信用テレメータコイル(telemetry coil)または通信モジュール707を含んでいてもよい。電源704は埋め込み可能な傾斜し密封された一次電池であってもよい。バッテリ化学(battery chemistry)はヨウ化リチウム(lithium-iodine)であってもよい。他の実施形態では、より大きな、または、より小さなバッテリを使用していてもよい。他の実施形態では、Liイオン充電式バッテリなどの充電式バッテリを使用していてもよい。いくつかの実施形態の電子機器は、標準の既製の電子機器(例えばトランジスタおよびダイオード)ならびに/または特注の電子機器(例えばASIC)で構成されていてもよい。

0204

心房興奮および/または心室興奮の開始を検出するために、1つ以上の検知電極を、心臓内の対象となる場所またはその近くに埋め込んでもよい。これらの検知電極は、心臓にパルスを伝達するために使用されるのと同じ電極であっても、または専用の検知電極であってもよい。電気的活性は、プログラム可能なカットオフ周波数により、望ましくないノイズを除去するためにバンドパスフィルタかけられてもよく、心臓ペースメーカー用の国際規格(参照EN45502-2-1:2003)に準拠していてもよい。心臓チャンバの伝播する活性化により生成された電気信号を増幅するため、および、電気信号が例えば所定の閾値の横断といった特定の基準を満たしたときに活性化の開始を決定するために、電気回路を使用してもよい。信号は例えば、プログラム可能なゲインにより増幅され、次いで、0.2mV(心房)および0.4mV(心室)のステップでプログラム可能な検出閾値で、閾値検出のために比較器に渡されてもよい。興奮を検出するこれらの手段は、チャンバでの活性化の実際の開始とその検出との間に、遅延を導入してもよい。これは、検出電極が興奮の起点から離れている場合があり、信号が検出基準を満たすまでにかかる時間が無視できないものである場合があり、5〜50msの範囲にある、または、より多い場合があるからである。このような場合、興奮の開始のタイミングが、検知された興奮のタイミングに基づいて推定されることがあり、刺激パルスの伝達が、この遅延を相殺するために算定されるであろう。

0205

好ましくは、制御器703は、患者の活動水準を測定するために、加速度計連係されている。この患者の活動水準を使用して、患者の必要に基づき、ペーシング度合いおよび/またはBPR設定および/または刺激パターンを調整してもよい。活動水準を、血圧に対する所望の水準の効果を制御するためにも使用してもよい。例えば、血圧の低減を、高い活動水準で低減して、血圧の増加が必要なときに、よりよい成績を可能にしてもよい。好ましくは、患者が活動していないとき(例えば寝ているとき)血圧は自然に低減してもよく、その場合、所望の閾値未満に血圧を低減することを避けるため、ペーシングを調整してもよい。活動水準は、必要な場合に、よりよい反応を可能にするよう、圧反射に基づき設定を調整するためにも使用してもよい。センサは例えば圧電センサであってもよい。他の実施形態では、MEMSベースの加速度計センサを使用してもよい。他の実施形態では、好ましくは加速度計と組み合わせて、微細換気センサを使用してもよい。

0206

制御器703は、1つ以上の電極702を介して、心臓701に電流を伝達するよう構成されていてもよい。制御器703は、本開示の実施形態に係る刺激パルスの刺激パターンを施すよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、刺激パルスは、心臓の少なくとも心室に伝達されてもよい。

0207

いくつかの実施形態では、刺激パターンは、第1の刺激設定、および、第1の刺激設定と異なる第2の刺激設定を含んでいてもよく、第1の刺激設定および第2の刺激設定は心房キックを低減または防止するよう構成されている。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定は、第2の刺激設定と異なるAV遅延を有している。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定および/または第2の刺激設定は、最大の心房拡張が、刺激を受けていないときの同じ心臓の最大の心房拡張にほぼ等しい、またはそれより低い値となるよう、構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定および/または第2の刺激設定は、AV弁が開いているときに、心房を最大の力にならせるよう構成されている。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定および/または第2の刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮の仕組みが、先行する自然な心房収縮の仕組みと異なっているよう、少なくとも1つの心房収縮の仕組みを変更するよう構成されている。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定および/または第2の刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮の力を低減するよう構成されている。いくつかの実施形態では、第1の刺激設定および/または第2の刺激設定は、少なくとも1つの心房収縮を防止するよう構成されている。

0208

いくつかの実施形態では、制御器703は、さまざまな異なるAV遅延を伝達するよう構成されていてもよい。制御器703は、(本明細書に記載のように)心房収縮または興奮が起きたときに検知し、次いで、心室刺激を一定の間隔で、その後に、または将来の予想される心房興奮または収縮の前に伝達するよう構成されていてもよい。この間隔はプログラム可能であってもよい。制御器703はまた、心房を刺激し、次いで、心室刺激を、これもプログラム可能であってもよい固定された間隔で、その後に伝達するよう構成されていてもよい。プログラム可能な間隔は例えば、所望の治療効果を供給する(accommodate)ため、または、最大-50msの負のAV遅延を与えるためにさえ、2ms〜50msの間で変更されてもよい。

0209

いくつかの実施形態では、制御器703は、刺激パターンを複数回繰り返すよう構成されていてもよい。例えば、制御器703は刺激パターンを2回繰り返してもよい。別の実施形態では、制御器703は、1時間の期間に、刺激パターンを少なくとも2回繰り返すよう構成されていてもよい。制御器703により繰り返される刺激パターンは、あらゆる種類の刺激パターンを含んでいてもよい。例えば、刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された刺激設定を含んでいてもよい。別の実施形態では、刺激パターンは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するようそれぞれが構成された、2つの異なる刺激設定を含んでいてもよい。これらの2つの刺激設定は、例えばAV遅延により、1つ以上のパラメータによって異なっていてもよい。

0210

いくつかの実施形態では、制御器703は、所定の時間間隔の間、1つ以上の連続した刺激パターンを施すよう構成されていてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、時間間隔は10分以上であってもよい。別の実施形態では、時間間隔は30分以上、1時間以上または24時間以上であってもよい。いくつかの実施形態では、時間間隔は、1か月〜1年などの月間であってもよい。いくつかの実施形態では、時間間隔は1年以上であってもよい。

0211

いくつかの実施形態では、1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔の一部の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を含んでいてもよい。例えば、1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔の約50%〜時間間隔の約100%の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を含んでいてもよい。別の実施形態では、1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔の約50%〜時間間隔の約85%の間、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上の連続した刺激パターンは、時間間隔中の少なくとも1つの鼓動の間、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有する第2の刺激設定を含んでいてもよい。

0212

別の実施形態では、1つ以上の連続した刺激パターンは、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定を含んでいてもよい。第2の刺激設定および/または第3の刺激設定はそれぞれ、第1の刺激設定と異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定はそれぞれ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定はそれぞれ、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止しないよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定は、時間間隔の約0%〜時間間隔の約50%を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定は、時間間隔の約0%〜時間間隔の約30%を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定は、時間間隔の約0%〜時間間隔の約20%を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、第2の刺激設定および/または第3の刺激設定は、時間間隔の約5%〜時間間隔の約20%を含んでいてもよい。

0213

いくつかの実施形態では、制御器703は、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有する10個〜60個の刺激パルスのシーケンスを含む1つ以上の連続した刺激パターンを施すよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、制御器703は、10個〜60個の刺激パルス内に埋め込まれた1個〜10個の鼓動のシーケンスを含む1つ以上の連続した刺激パターンを施すよう構成されていてもよく、1個〜10個の鼓動のシーケンスは、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有していてもよい。例えば、10個〜60個の刺激パルスは、第1の刺激設定を有する5つの刺激パルスと、それに続く、第1の刺激設定よりも長いAV遅延を有する1つの鼓動と、それに続く、第1の刺激設定を有する50個の刺激パルスとを含んでいてもよい。1個〜10個の鼓動のシーケンスは、少なくとも1つの心室で心房キックを低減または防止するよう構成された第1の刺激設定を有する、少なくとも1つの刺激パルスを含んでいてもよい。1個〜10個の鼓動のシーケンスは、自然なAV遅延を含んでいてもよい。1個〜10個の鼓動のシーケンスは、刺激なしに起きてもよい。

0214

システム700は、1つ以上のセンサ705をさらに備えていてもよい。いくつかの実施形態では、このようなセンサ705は、心臓の電気的活性を検知するための1つ以上の検知電極を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上の検知電極は、1つ以上の刺激電極702を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、センサ705は、1つ以上のセンサ(埋め込みもしくは外部の)を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、1つ以上のセンサ705は、心臓に(例えば心房および/または心室に)埋め込まれた1つ以上の圧力センサを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、センサ705は、1つ以上の血流センサ(埋め込みもしくは外部の)を含んでいてもよい。例えば、1つ以上のセンサ705は、AV弁を通る血流の超音波検知を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、センサ705は、AV弁の閉鎖のタイミングを監視するよう構成された1つ以上のセンサを含んでいてもよい。これらのセンサの1つ以上が、制御器とともに閉ループとして作動するよう構成されていてもよい。

0215

センサ705からの情報が、有線通信および/または無線通信を含む何らかの形態の通信により、制御器703に供給されてもよい。好ましくは、システム700は、システム部品の間で、および/または、システムに対して外部にある装置に対して、情報を受信および/または送信するための、1つ以上の通信モジュール707を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、制御器703は、患者の血圧に関連する入力データを受信するよう構成されていてもよい。例えば、患者の血圧に関連する入力データは、1つ以上の時点で測定されたBPを示す、もしくはBPの変動(例えば、変化の程度および/もしくは変化の比率もしくは経時的な血圧の変化を表す関数)を示すデータ、ならびに/または、BPもしくはBPの変動、最大および/もしくは最小のBP値に関連する統計的なデータを含んでいてもよい。

0216

好ましくは、システム700は、情報を提供するための、かつ/または、情報の入力を可能にするための1つ以上のユーザインターフェース708を備えていてもよい。情報を提供することは例えば、システムに関連する作動情報の表示、および/または、作動中にシステムにより記録された、かつ/またはシステムにより受信されたデータの表示を含んでいてもよい。これは、検知されたパラメータ、ならびに/または、検知されたパラメータと作動情報(刺激パターン設定、および/もしくは、所与のペースと検知された情報との間の相対的なタイミングなど)との間の関係を含んでいてもよい。

0217

好ましくは、ユーザインターフェース708は、ソフトウェアアプリケーションを実行する市販のラップトップコンピュータ(例えばWindows(登録商標)ベースコンピュータ)を備えていてもよい。ソフトウェアアプリケーションは、埋め込み可能な刺激装置との通信用にテレメータ回路(telemetry circuit)を含む手で持てるワンド(棒)に接続されたインターフェースに伝達されることになる命令を生成するために機能してもよい。ワンドに送られる命令は、刺激パラメータを設定するため、かつ/または、装置の診断メッセージ、装置のデータ、心臓のデータおよびリアルタイムの心臓検知を回収するために使用されてもよい。インターフェースは、3リードECGの接続をも可能にし、このデータは、ソフトウェアアプリケーションにより、ラップトップコンピュータスクリーンに表示される。他の実施形態では、3リードECG電子回路が含まれていなくてもよく、または、12リードECG電子回路が含まれていてもよい。他の実施形態では、ワンド、インターフェースおよびラップトップコンピュータの機能性を、3つの機能すべてを果たすハードウェア専用部品に組み込んでもよい。他の実施形態では、また、印刷能力をユーザインターフェース708に追加してもよい。

0218

いくつかの実施形態では、インターフェース708は、ユーザ(例えば医師)が、システムに対する制御命令のセット(例えば目標値および/もしくは範囲、ならびに/または、他の制限もしくは命令)を供給できるように構成されていてもよい。好ましくは、インターフェース708は、ユーザが、1つ以上のセンサ705からのデータ(例えば、手動の血圧測定の結果および/または超音波監視の結果)を入力することを可能にしてもよい。

0219

好ましくは、1つ以上のユーザインターフェース708は、ユーザが刺激パターンを(例えば、システム700に保存された刺激パターンのセットから)選択すること、または、刺激パターンの設定および/もしくは選択に拘束を加えることを可能にしてもよい。

0220

好ましくは、システム700は1つ以上のプロセッサ706を備えていてもよい。プロセッサは、センサ705からの検知されたパラメータおよび/またはインターフェース708からの入力データを処理して、システム700による伝達用に刺激パターンを選択するよう構成されていてもよい。好ましくは、プロセッサ706は、検知されたパラメータを分析するよう、かつ、刺激パターンの選択および/または評価に使用されることになる情報および/または式定数(formula constant)を抽出するよう構成されていてもよい。

0221

システム700の1つ以上の部品またはそのような部品の一部が、患者に埋め込まれていてもよいが、システム700のいくつかの部品またはそのような部品の一部は、患者の外部にあってもよい。いくつかの部品(またはその一部)が埋め込まれ、他が埋め込まれていないとき、部品の間の通信は、本質的に当該技術で公知の有線および/または無線の手段により行われてもよい。例えば、制御器703および/またはプロセッサ706の両方の、いくつかまたは全ての機能が、体の外側で行われてもよい。システム700のいくつかの部品を患者の体の外部に置くことで、埋め込みの装置の寸法および/もしくはエネルギー必要量の低減を、ならびに/または、システムの計算能力の向上を支援してもよい。

0222

システム700は、心臓の機能および心臓血管系の全体的な能力に関連する追加の機能を含んでいてもよい。例えば、システム700は、両心室ペーシングまたは心臓再同期療法(resynchronization therapy)を可能にして、心室刺激により引き起こされることのある非同期性を低減する、1つ以上のアルゴリズムおよび/または電極を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、システム700は、心拍出量の、起こり得る低減を相殺するための1つ以上のアルゴリズムを含んでいてもよい。このようなアルゴリズムは、心拍出量を増加させるために、または、心拍出量を制御するための、当該技術で公知の他の方法を実施するために、心拍数を変化させてもよい。いくつかの実施形態では、システム700は、特定の状況への反応として、心拍数の変化に影響するレート応答(rate response)アルゴリズムを含んでいてもよい。例えば、システム700は、運動換気活動および/または酸素消費量の水準の変化に対する反応として、心拍数の変化に影響するレート応答アルゴリズムを含んでいてもよい。

0223

いくつかの実施形態では、システム700は、活動を検知するセンサを含んでいてもよく、患者が運動していて患者の血圧が低減されていない状態で、アルゴリズムは刺激をオフにしてもよい。いくつかの実施形態では、システム700は、リアルタイムのクロック時計)を含んでいてもよい。このようなクロックは、刺激のタイミングを制御するのに使用されてもよい。例えば、システム700は、一日の時間に応じて刺激をオンおよびオフにするアルゴリズムを含んでいてもよい。この種のアルゴリズムは、患者がっている夜の間に、低血圧を防止するために使用されてもよい。

0224

いくつかの実施形態では、システム700の1つ以上の部品を含むキット、および、患者の血圧に関連する入力に基づいて刺激パターンを調整するための命令のセットが提供されてもよい。

0225

いくつかの実施形態では、検知された自然な心拍数または自然な興奮に基づき、自然な心拍数よりも高い数で刺激を伝達するよう構成された、血圧を低減するためのシステムを提供してもよい。例えば、このシステムは、刺激パルスの伝達の間の自然な興奮を検知するよう構成されていてもよく、自然な活動が検知された場合、システムは、チャンバへの刺激パルスの伝達を抑止するよう構成されていてもよい。所与の時間枠内に、検知された活性化の量が閾値を超えると、自然な心拍数は、刺激パルスの伝達率よりも高いとみなされることがあり、その場合、例えば、患者の増加した心拍数を受け入れるよう、伝達率が増加されることがある。他方、所与の時間枠内で、検知された活性化の量が閾値よりも低い(この閾値は0であってもよい)と、自然な心拍数が、刺激パルスの伝達率よりも低いとみなされ、その場合、例えば、患者の心臓の過度の興奮を避けるため、伝達率が低減されることがある。

0226

この効果を実現するために、一実施形態によれば、血圧を下げるためのシステムが、患者の心臓の心房および心室の少なくとも1つの興奮率を検知するためのセンサと、心房および心室に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、刺激回路に結合されたプロセッサ回路とを含んでいてもよい。プロセッサ回路は、検知に基づき患者の心拍数を検出し、かつ、心房および心室の少なくとも一方のそれぞれに刺激パルスが供給される作動モードで作動するよう構成されていてもよい。刺激パルスは、検知された興奮率よりも高い率で伝達されてもよく、心房の刺激の約50ms前〜約70ms後の間の時間に、心室を刺激するよう構成されていてもよい。

0227

いくつかの実施形態では、予測された次の心房収縮に基づき血圧を低減するためのシステムが提供されてもよい。例えば、血圧を低減するためのシステムは、心房および心室の少なくとも一方の興奮率を検知するためのセンサと、心房および心室の少なくとも一方に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路と、刺激回路に結合されたプロセッサ回路とを含んでいてもよい。プロセッサ回路は、次の心房興奮のタイミングが、先行する心房興奮の検知された興奮率に基づき予測され、少なくとも1つの心室が、予測された次の心房興奮の約50ms前〜約10ms後の間の時間に刺激される、作動モードで作動するよう構成されていてもよい。予測されたタイミングは、2つの先行する検知された心房興奮の間の時間間隔と、心房興奮の間の、先行して検知された時間間隔に基づくことになる関数とに基づいていてもよい。この関数は、時間間隔の変化、時間間隔の変化率、および/または、時間間隔の周期的な変動の検出(例えば、呼吸による周期的な変動)を含んでいてもよい。

0228

好ましくは、心房および心室の少なくとも一方の興奮率を検知するためのセンサが、心房興奮を検知するための電極を備えていてもよい。

0229

さらなる局面では、次の心房興奮の予測が、間隔および周期的な変動の変化率を含む、先行する検知された興奮の関数に基づいていてもよい。

0230

さらなる局面では、予測された次の心房興奮のタイミングは、心房興奮と心房興奮の検知との間の遅延を反映するよう調整されていてもよい。

0231

さらなる局面では、このシステムは、心臓の活動に関連するパラメータを検知するため、かつ、心室がそれに従って刺激される時間を調節するための追加のセンサをさらに備えていてもよい。パラメータは、血圧、血流、AV弁の状態、および、心臓またはその一部の壁運動に関連するデータからなる群の1つであってもよい。追加のセンサが、圧力センサ、インピーダンスセンサ、超音波センサ、および/または1つ以上の音声センサ、および/または1つ以上の血流センサからなる群から選択されていてもよい。追加のセンサは埋め込み可能であってもよい。

0232

〈心房キックの低減〉
いくつかの実施形態は、血圧は、心房興奮の少なくとも一部の間に、少なくとも1つのAV弁の閉鎖を引き起こすにより低減することができるという、発明者の理解に由来している。これは心室の充満に対する心房の収縮の貢献を低減し、または防止しさえし、その結果、閉鎖の終わりに心臓充満を低減し、その結果、血圧を低減することになる。

0233

いくつかの実施形態では、心房収縮の少なくとも一部が、閉じられたAV弁に対して起きてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、心房収縮の40%以上が、閉じられたAV弁に対して起きてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮の80%以上が、閉じられたAV弁に対して起きてもよい。例えば、収縮は、心室の収縮前約20ms以内に開始してもよく、心房の興奮は、心室の収縮前20ms以内に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮の100%が、閉じられたAV弁に対して起きてもよく、その場合、心室興奮は、心室収縮が心房収縮の開始前に始まることになるよう、時間調節される。これは、心房興奮の開始前に心室を興奮させることを含んでいてもよい。AV弁が閉じられた状態で起きる心房興奮のパーセンテージが高くなると、心房キックは、より多く低減される。心房および心室の両方の刺激により、閉じられた弁に対して起きる心房収縮のパーセンテージの、よりよい制御が提供されてもよい。

0234

心房収縮の少なくとも一部を、閉じられた弁に対して引き起こすよう、さまざまな実施形態を実施してもよい。例えば、AV弁は、心房の機械的な収縮の開始後70ms以内に、または心房の機械的な収縮の開始後40ms以内に、または心房の機械的な収縮の開始後5もしくは10ms以内にさえ、閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、心房の機械的な収縮の開始前に閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房の機械的な収縮の開始前5ms以内に閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、機械的な収縮の開始と同時に閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、心房の機械的な収縮の開始後に閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房の機械的な収縮の開始後5ms以内に閉じられてもよい。

0235

いくつかの実施形態では、チャンバの収縮の開始を検知してもよく、刺激パルスを、検知された収縮の開始に対して時間調節してもよい。チャンバにおける収縮の開始は、チャンバにおける収縮力の能動的な生成の開始である。収縮の開始は、チャンバへの血液の流れに関連しない、圧力の急激な変化により検知することができる。収縮の開始はまた、超音波を使用して、心臓チャンバの壁の動きを測定することにより、または、チャンバの容積の低減を測定することにより、検知されてもよい。収縮の開始を検知するこれらの方法は、収縮の実際の開始と収縮の開始の検知との間の遅延を有していてもよい。

0236

いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の収縮の開始後に閉じられてもよい。例えば、AV弁は、少なくとも1つの心房の収縮の開始後、約0ms〜約70ms閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の収縮の開始後、約0ms〜約40ms閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の収縮の開始後、約0ms〜約10ms閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の収縮の開始後、約0ms〜約5ms閉じられてもよい。

0237

通常、心房収縮は、心房興奮の開始の約40ms〜約100ms後に開始されてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、心房興奮の開始後に閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房興奮の開始後、約40ms〜約170ms閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房興奮の開始後、約40ms〜約110ms閉じられてもよい。別の実施形態では、心房興奮の開始後、約40ms〜約80ms閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房興奮の開始後、約40ms〜約75ms閉じられてもよい。例えば、AV弁は、心房興奮の開始後、約40ms〜約50ms閉じられてもよい。

0238

いくつかの実施形態では、チャンバにおける興奮の開始が検知されてもよく、刺激パルスが、検知された興奮の開始に対して時間調節されていてもよい。興奮の開始は、チャンバを通じた伝播する活動電位の開始である。興奮の開始は、増幅器に接続された検知電極を使用して、チャンバの局所的な電気的活性を検知することにより検知されてもよい。興奮の開始は、心電図記録法によって検知することもできる。

0239

いくつかの実施形態では、興奮の開始を検知する方法が、興奮の実際の開始と興奮の開始の検知との間の遅延を有していてもよい。検知された心房興奮のタイミングは、興奮の実際の開始と、その検知との間の遅延を考慮に入れることにより判断されてもよい。例えば、検知遅延が20〜40msであると推定され、刺激パルスが、心房興奮の開始の0〜70ms後に伝達されることになる場合、システムが、次の予想される検知事象の40ms前〜次の予想される検知事象の30ms後または次の予想される検知事象の30mms後の間に、パルスを伝達するよう設定されてもよい。同様に、刺激パルスが、心房興奮の開始の0〜50ms前に、心室に伝達されることになり、同じ20〜40msの検知遅延が想定される場合、システムが、次の予想される検知事象の40ms前〜次の予想される検知事象の90ms前の間に、パルスを伝達するよう設定されてもよい。検知遅延は、興奮の開始の場所と検知電極との間の距離、電気信号の水準、検知回路の特徴、および検知事象の閾値セットの1つ以上のためであってもよい。遅延は、例えば、興奮の起点から電極位置への信号伝播の持続、検知回路の周波数応答に関連する持続、および/または、信号伝播エネルギーが検知回路により検出可能な水準に達するのに必要な持続を含んでいてもよい。遅延は有意であってもよく、かつ、例えば約5ms〜約100msの間で変動してもよい。

0240

遅延を推定する1つの手法は、心房および心室の両方が検知されたときに測定されたAV遅延と、心房がペーシングされ心室が検知されたときのAV遅延との間の時差を使用することである。別の手法では、設定された閾値、信号強度および周波数成分に基づく増幅器応答時間の算定を使用してもよい。他の手法では、血圧に対する効果が、所望のAV遅延により心房および心室の両方をペーシングすることにより得られる効果と同じになるまで、心房検知とともに使用する遅延を変更することを含んでいてもよい。

0241

いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の興奮または収縮の開始前に閉じられてもよい。例えば、AV弁は、少なくとも1つの心房の興奮または収縮の開始の約0ms〜約5ms前以内に閉じられてもよい。いくつかの実施形態では、AV弁は、少なくとも1つの心房の興奮または収縮の開始と同時に閉じられてもよい。

0242

いくつかの実施形態では、AV弁閉鎖の直接の機械的な制御が行われてもよい。このような実施形態では、機械的な装置またはその一部が患者に埋め込まれて、心房と心室との間の弁の閉鎖を引き起こすよう作動されていてもよい。例えば、人工弁が患者の心臓に埋め込まれて、いくつかの実施形態に従って機械的に閉じられるよう作動されてもよい。このような実施形態では、刺激パターンを供給することに代えて、またはそれに加えて、AV弁の上記閉鎖が、埋め込まれた弁の機能を制御することにより達成されてもよい。

0243

いくつかの実施形態では、短縮された、または負でさえある、心房興奮の開始と心室興奮との間の時間間隔を用いて心臓充満を低減し、それにより血圧を低減する。本明細書での使用では、心房興奮の開始と心室興奮との間の負の時間間隔とは、単一の心周期において、少なくとも1つの心室についての興奮の開始が、心房興奮の開始前に起きることを意味している。この場合、心房収縮は少なくとも部分的に、閉じられたAV弁に対して起きてもよい。これは、心室において生成された圧力が、心房内の圧力よりも大きくなる場合があるためである。心室収縮の開始後の短い時間に、心室の圧力は心房の圧力を超えてもよく、弁の受動的な閉鎖につながってもよい。この弁の閉鎖は、心房キックを低減し、または消去さえしてもよく、次いで心室充満を低減してもよい。結果として、心室収縮の力が低減されてもよく、血圧が降下してもよい。

0244

各心臓チャンバにおける興奮の開始と機械的な収縮の開始との間の時間は固定されていない。ゆえに、興奮のタイミングは、収縮の間のタイミングに対する同じ効果を保証しない。しかし、いくつかの実施形態では、興奮の間のタイミングは、実際的な理由で、準拠枠(frame of reference)として使用される。興奮のタイミングを制御する究極の目的は、収縮のタイミングを制御することにある。

0245

いくつかの実施形態では、心房興奮の開始と心室興奮との間の短縮された、または負でさえある、時間間隔は、心臓充満を低減し、それにより血圧を低減するために用いられてもよい。この場合、心房の貢献に対する、よりよい制御を得ることができる。これは、心室の収縮の開始が、弁の閉鎖という結果になるためである。

0246

いくつかの実施形態では、心房収縮の40%以上が心室収縮中に起きてもよい。例えば、心房収縮は、心室の収縮の約60ms以下前に開始してもよく、または、心房の興奮は、心室の興奮の約60ms以下前に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮の80%以上が心室収縮中に起きてもよい。例えば、収縮は、心室の収縮の約20ms以下前に開始してもよく、または、心房の興奮は、心室の興奮の約20ms以下前に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心房収縮の100%が心室収縮中に起きてもよく、この場合、心室興奮は、心室収縮が心房収縮の開始前に始まるように、時間調節されている。これは、心房興奮の開始前に心室を興奮させることを含んでいてもよい。

0247

いくつかの実施形態では、対応する心房の収縮中または前に少なくとも1つの心室が収縮するよう、心臓の少なくとも1つの心室の収縮を引き起こすための方法が提供される。この目的を実現する1つの手法は、対応する心房の興奮の開始の約50ms前〜約70ms後の間の時点で心室を興奮させることによっている。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの心室の興奮の開始と、対応する心房の興奮の開始との間の時間間隔は、ゼロであってもよい。すなわち、少なくとも1つの心室についての興奮の開始は、対応する心房の興奮の開始と同時に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心室の興奮の開始は、心房興奮の開始の約0ms〜約50ms前に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心室の興奮の開始は、少なくとも1つの心房の興奮の開始の少なくとも約2ms前〜少なくとも約2ms後に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心室の興奮の開始は、少なくとも1つの心房の興奮の開始の少なくとも約10ms前〜少なくとも約10ms後に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心室の興奮の開始は、少なくとも1つの心房の興奮の開始の少なくとも約20ms前〜少なくとも約20ms後に起きてもよい。いくつかの実施形態では、心室の興奮の開始は、少なくとも1つの心房の興奮の開始の少なくとも約40ms前〜少なくとも約40ms後に起きてもよい。

0248

いくつかの実施形態では、方法が、刺激回路から心房および心室の少なくとも一方に、刺激パルスを伝達するステップと、心室を刺激して、少なくとも1つの心房での心房興奮の開始前約0ms〜約50msの間に心室興奮を開始させて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する作動モードで、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を作動させるステップとを含んでいてもよい。このような実施形態では、心房興奮が検知されて、心房興奮の開始を判断してもよい。心房興奮の開始と心房興奮が検知された瞬間との間の時間間隔は公知であってもよく、心房興奮の開始のタイミングを算定するのに使用されてもよい。例えば、心房興奮が、心房興奮の開始の20ms後に検知され、心室が、心房興奮の開始の40ms前に刺激されることになるのが公知であれば、心室は、心房興奮の、予想される検知の60ms前に刺激されることになる。

0249

他の実施形態では、この方法は、心房を刺激して、少なくとも1つの心室での心室興奮の開始前約0ms〜約50msの間に心房興奮を開始させて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する作動モードで、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を作動させるステップを含んでいてもよい。例えば、プロセッサ回路は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に供給される約0ms〜約50ms前に、1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達される作動モードで作動するよう構成されていてもよい。このような実施形態では、ペーシングは、心房興奮を検知することに依存せずに時間調節されていてもよい。好ましくは、このような実施形態では、自然な興奮が起こる前に1つ以上の興奮性のパルスが確実に心房に伝達されるようにするために、心房興奮が検知される。好ましくは、本来の心房興奮率が本来の心室興奮率よりも低いときに、心房興奮は、心室興奮の開始後約0ms〜約50msの間に開始するよう設定される。

0250

いくつかの実施形態では、装置が、心房および心室の少なくとも一方に刺激パルスを伝達するよう構成された刺激回路を備えていてもよい。この装置は、刺激回路に結合されたプロセッサ回路を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ回路は、心室を刺激して、少なくとも1つの心房での心房興奮の開始前約0ms〜約50msの間に心室興奮を開始させて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する作動モードで、作動するよう構成されていてもよい。このような実施形態では、心房興奮が検知されて、心房興奮の開始を判断してもよい。心房興奮の開始と心房興奮が検知された瞬間との間の時間間隔は公知であってもよく、心房興奮の開始のタイミングを算定するのに使用されてもよい。例えば、心房興奮が、心房興奮の開始の20ms後に検知され、心室が、心房興奮の開始の40ms前に刺激されるものとすることが公知であり、または推定されている場合、心室は、心房興奮の、予想される検知の60ms前に刺激されることになる。

0251

他の実施形態では、プロセッサ回路は、心房が刺激されて、少なくとも1つの心室での心室興奮の開始後約0ms〜約50msの間に心房興奮を開始させて、それにより、心室充満量を治療前の心室充満量から低減し、かつ、患者の血圧を治療前の血圧から低減する作動モードで、作動するよう構成されていてもよい。例えば、プロセッサ回路は、1つ以上の興奮性のパルスが患者の心室に供給されてから約0ms〜約50msの間に、1つ以上の興奮性のパルスが心房に伝達される作動モードで作動するよう構成されていてもよい。このような実施形態では、ペーシングは、心房興奮を検知することに依存せずに時間調節されていてもよい。好ましくは、このような実施形態では、自然な興奮が起こる前に1つ以上の興奮性のパルスが確実に心房に伝達されるようにするために、心房興奮が検知される。好ましくは、本来の心房興奮率が本来の心室興奮率よりも低いときに、心房興奮は、心室興奮の開始後約0ms〜約50msの間に開始するよう設定される。

0252

図10Aおよび図10Bは、麻酔をかけた健康な犬の心臓を表しており、一定期間にわたって追跡した心電図(ECG)、左心室圧(LVP)および動脈(血)圧(AP)を示している。図10Aでは、点101の前で、心臓は自然に拍動できるようにされていて、ECG、LVPおよびAPが追跡されていた。点101で、心室ペーシングが開始された。心室は、心房興奮の開始の2ms後にペーシングされた。このペーシングは、ECGの即時の変化を引き起こし、これにはLVPおよびAPの両方の低減が付随した。ペーシングは、心房収縮の開始と心室ペーシングの開始との間、ペーシングが止まった図10Bの点103まで、2msの時間間隔で続いた。ご覧のように、ペーシングが停止するとただちに、ECG、LVPおよびBPのすべてが、本質的にペーシング前と同じ値に戻った。

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