JPH05245215A - 心臓ペースメーカ - Google Patents

心臓ペースメーカ

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JPH05245215A
JPH05245215A JP4044992A JP4499292A JPH05245215A JP H05245215 A JPH05245215 A JP H05245215A JP 4044992 A JP4044992 A JP 4044992A JP 4499292 A JP4499292 A JP 4499292A JP H05245215 A JPH05245215 A JP H05245215A
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JP
Japan
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electrode
unit
pacing
main body
pacemaker
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JP4044992A
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English (en)
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Tadashi Fujii
正 藤井
Shinji Ishida
伸司 石田
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0587Epicardial electrode systems; Endocardial electrodes piercing the pericardium
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
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    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/372Arrangements in connection with the implantation of stimulators
    • A61N1/37211Means for communicating with stimulators
    • A61N1/37252Details of algorithms or data aspects of communication system, e.g. handshaking, transmitting specific data or segmenting data
    • A61N1/3727Details of algorithms or data aspects of communication system, e.g. handshaking, transmitting specific data or segmenting data characterised by the modulation technique
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】心臓ペースメーカの小型軽量化を図り、被装着
者の負担を軽減し、また、信号の伝達を確実に行えるこ
とを目的とする。 【構成】心電図情報を検出する少なくとも2つの電極1
50,151と、該心電図情報に基づいてパルスを出力
制御する制御部と、該パルスを変調し送信する送信部と
を有する心臓ペースメーカ本体100と、該送信された
パルスを受信し復調する受信部と、該受信部の出力パル
スによって刺激される刺激電極とを有するペーシング電
極110,120とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線方式を利用し、患
者に拘束感を与えない心臓ペースメーカに関する。
【0002】
【従来の技術】心臓ペースメーカは、心電図情報を検出
し、それに基づいて心臓に刺激を与えて心臓のペーシン
グを制御するものであり、近年、ペースメーカ本体の小
型軽量化電池の長寿命化、リード電極の改良、あるいは
ペーシング条件が体外より変えられるプログラマブル機
能や、生理的ペーシング機能の組み込み等実用化されて
おり、人工臓器としてはかなり完成度の高いものとなっ
ている。 ペースメーカの埋め込み手術もこれらの改良
に伴ってより簡便で安全なものとなっているが、最も難
しいのはリード電極の心内膜への当て方であり、適切な
箇所に確実に装着することが肝要である。また、このリ
ード電極は患者の症状に合わせて心房内及び心室内へ複
数本装着される場合もある。一度装着されたリード電極
は取り外すことは不可能なことが多く、リード線の断線
あるいはリード電極先端が石灰化等によりペーシング刺
激が不能になった場合でもそのまま体内(心臓および血
管内)に、留置され続けている状況である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の心臓ペースメー
カを図12に示す。心臓ペースメーカ300は、本体3
40とリード線350、刺激パルスを心筋に伝えるため
にリード電極355からなり、本体340と刺激電極3
55がリード線350で接続されているために次のよう
な問題があった。
【0004】1.本体340のリード線接続部320の
密閉構造が良くないとペースメーカの動作不良に繋が
り、また、電気的安全性にも問題を生じる事になる。
【0005】2.また、この接続部320の密閉性を確
実にするために本体340全体に占める容積も4分の1
くらいと大きく本体340の小型軽量化を更に進める上
での障害となっている。
【0006】3.装着される患者によっては、リード線
350が長すぎる事があり、余分のリード線350は本
体340の周囲に巻かれて埋め込まれるので、本体34
0の大きさ以上の埋め込みスペースを胸部内に設けなけ
ればならないという不都合を有していた。
【0007】4.さらに、リード線350の断線による
ペーシング不全の問題点や前述したように使用不可のリ
ード線を体外へ取り出せないという不都合を生じてい
た。
【0008】5.また、老人などの弱者はリード線35
0によって血管が閉塞したり、血管を圧迫する等の障害
も時には生じることもあった。
【0009】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、本体と刺激電極間のリード線を排除し本体より無線
でペーシング電極に刺激のための信号を送り、心臓のペ
ーシングを制御する心臓ペースメーカを提供するもので
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題は、心電図情報
を検出する少なくとも2つの電極と、該心電図情報に基
づいてパルス信号を出力制御する制御部と、該パルス信
号を送信する送信部とを有する心臓ペースメーカ本体
と、該送信されたパルス信号を受信し復調する受信部
と、該受信部から出力されたパルス信号によって刺激さ
れる刺激電極とを有するペーシング電極とからなる心臓
ペースメーカにより解決される。
【0011】すなわち、本発明は心臓ペースメーカ本体
とペーシング電極が独立し、無線にて信号が伝達されて
いるために、心臓ペースメーカ本体を密閉構造の形成が
容易になり、小型軽量化が図れ、リード線が必要なく、
断線不良や血管への障害がなくなり、体内への埋め込み
も容易になる。また、体内にペーシング電極のみを埋め
込むことができ、体内への埋め込み体積を最小限にでき
体内への負担を軽減できる。
【0012】さらに、心臓ペースメーカ本体は、心電図
情報を検出する少なくとも2つの電極と、該心電図情報
を変調・送信する送信部とからなる心電図情報検出部
と、該心電図情報検出部より送信された心電図情報を受
信復調する受信部と、該受信された心電図情報に基づい
てパルスを出力制御する制御部と該パルスを変調送信す
る送信部とを有するペースメーカ本体に分割されている
ことが好ましい。心電図情報検出部とペースメーカ本体
が分割されているために、心電図情報を取り出す位置が
自由に設定できる。このため、ペースメーカ本体ではな
く、心内膜に心電図情報検出部を設けることもでき、直
接心内膜から心電図情報を検出することができる。
【0013】心内膜に固定されるペーシング電極及び心
電図情報検出部の固定位置は被装着者の症状に応じて異
なり、心室と心房にペーシング電極の双方に固定する場
合、それぞれ一方にのみペーシング電極を固定する場
合、心室に心電図情報検出部を固定し、心房にペーシン
グ電極を固定する場合などがある。
【0014】また、ペーシング電極を二つ以上設け、送
信するパルス信号として電波を用いた場合は、二つのペ
ーシング電極に対してそれぞれ周波数の異にして、送信
することにより、混信を避けることができる。また、同
じ周波数を時間分割して交互に送信しても良い。さら
に、パルス信号として超音波を用いた場合は、送信部と
受信部に圧電トランスデューサを設ける必要があるが、
電波を用いたときに比べ、変調する必要がなくなるなど
の利点がある。この場合、送信部から送波された超音波
は、受信部内の圧電トランスデューサにて電圧に変換さ
れ、増幅されて電極部に印加され、心筋へ刺激を与える
ことになる。パルス信号は被装着者に最適なものが選ば
れると良い。
【0015】また、体内の生理的変化に基づいて、ペー
シングを行う場合にも本発明は応用できる。すなわち、
被装着者に体温や血圧を測定するセンサーを取り付け、
このセンサーからの生体情報をペースメーカ本体に送信
し、これらの生体情報に基づいてペーシングを行うもの
である。
【0016】ペーシング電極の心内膜への取り付けはカ
テーテルの先端にペーシング電極を装着し、心臓内の所
定位置まで導入し、心内膜に固定した後、カテーテルの
み抜去することにより行われる。ペーシング電極の固定
方法を図9、図10及び図11を用いて具体的に説明す
る。
【0017】ペーシング電極420は内部に中空部41
1を有する円筒状をなしており中空部411にはネジ溝
402を有している、さらに中空部411内にペーシン
グ電極420を固定するためのスクリュー401が収容
されている。スクリュー401は一端が鋭く尖ったコイ
ル部412、ネジ溝402と螺合するネジ部413、棒
状の接続部414からなり、接続部414の末端部40
4aは後に説明するスクリューハンドル405を接続す
るために切り欠き404bが設けられている。また棒状
の接続部414は固定前はペーシング電極420から突
出しており、中空部411の開口部415には接続部4
14を固定するためのOリング416が設けられてい
る。スクリュー401を回転させるとネジ部413が螺
合しているので、回転させる方向により、回転しながら
コイル部412がペーシング電極420の電極部424
の開口部415より突出するようになる。またペーシン
グ電極420の周囲には固定具127が設けられてい
る。
【0018】また、固定箇所までペーシング電極420
を導入するためのカテーテル410は一端にペーシング
電極接続部418を、他端に操作部419を有してい
る。カテーテル410には内部ルーメン417が設けら
れ、そのルーメン417内に中空のスクリューハンドル
405が挿入されており、スクリューハンドル405は
一端は前述した末端部404aと接続するための接続部
403aが設けられ、この接続部403aは切り欠き4
04bに対応した突起403bを有している(図11参
照)。
【0019】さらにペーシング電極接続部418にはル
ーメン417の開口部421があり、この開口部421
に棒状の接続部414のペーシング電極420から突出
した部分が嵌合されることにより、カテーテル410と
ペーシング電極420が接続される。それぞれの接続面
427には互いにかみ合う凹凸423が設けられてい
る。さらにペーシング電極接続部418の開口部421
の内側にはホール部422が形成されており、このホー
ル部422内部でスクリューハンドル405の接続部4
03aとスクリュー401の接続部414が嵌合する。
また、スクリューハンドル405の接続部403aのに
は周状リブ408が設けられており、この周状リブ40
8がホール部422の後端409と係合する大きさであ
る。スクリューハンドル405の中空内部にはスタイレ
ット406が挿入されている。
【0020】次に固定方法は次のように行う。カテーテ
ル410は形状が固定されており、スタイレット406
を挿入するとほぼ伸びた形状になるが、抜くと曲がった
形状になる。この動きを利用して鎖骨下静脈あるいはそ
の分枝静脈よりイントロデューサーを用いて心臓内部ま
で挿入する。この際、カテーテル410をX線不透過材
料で形成することにより、X線透視下でカテーテル先端
を確認しながら挿入することができる。カテーテル41
0の先端に接続されたペーシング電極420を接続し心
臓内部へと導入する。目的部位に到達した場合、目的部
位の心内膜にペーシング電極420の電極部424を圧
し当てカテーテル410を回転しないように保持した
後、スクリューハンドル405を押し込み回転させると
スクリュー401とホール部422内部でスクリューハ
ンドル405の接続部403aとスクリュー401の接
続部414が嵌合し、スクリューハンドル405の回転
トルクがスクリュー401に伝達され、スクリュー40
1が回転し、徐々に心内膜15にコイル部412が侵入
し固定されることになる。この時ペーシング電極420
はカテーテル410との接続面427には互いにかみ合
う凹凸423を有しているために回転することはない。
さらに、スクリュー401のコイル部412が電極部4
24から突出した分だけ、棒状の接続部414のペーシ
ング電極420から突出した部分が短くなる。
【0021】また、ペーシング電極420に設けられて
いる固定具127が目的部位周辺の内筋に絡みつき固定
される。この後、スタイレット406を押し込むと、カ
テーテル410の開口部421と棒状の接続部414の
ペーシング電極420から突出した部分が嵌合が解除さ
れ、ペーシング電極420とカテーテル410は分離さ
れる。
【0022】このようにしてペーシング電極420は心
内膜にスクリュー401と固定具127の二つの固定具
により強固に固定されることになる。
【0023】また、ペーシング電極420を固定する部
位はスクリュー401とスタイレット406を導電性部
材を用いて形成し、これを心内膜に圧し当て、従来公知
の方法と同様にペーシングのための域値の測定を行い、
所定値以下であることが確認された位置とすればよい。
この後、上述した固定作業を行うものである。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を参照して具体的に説
明する。
【0025】
【実施例1】図1は本発明の第1の実施例の概念図を示
す。
【0026】心電図ペースメーカは、胸部に埋め込んだ
ペースメーカ本体100と、心臓10の心房に取り付け
た心房ペーシング電極110と心室に取り付けた心室ペ
ーシング電極120の二つのペーシング電極から構成さ
れており、ペースメーカ本体100とペーシング電極1
10、120は無線で結ばれている。
【0027】ペースメーカ本体には二つの心電図測定用
電極150,151が設けられており、被装着者自身の
心電図情報を検出することができる。この検出された心
電図情報に基づいてペースメーカ本体はそれぞれのペー
シング電極に信号を送信している。
【0028】図2はペーシング電極110,120を心
室の心内膜15に固定した状態を示す。ペーシング電極
110,120はペースメーカ本体100より送信され
る送信波を受信する受信部112,122、復調部11
3,123、心筋に刺激を与える電極部115,125
とから構成されており、さらに心内膜への固定具11
7,127を有している。
【0029】以下、ブロック図を用いて実施例を詳細に
説明する。図3はペースメーカ本体のブロック図であ
る。ペースメーカ本体100は心電図測定用電極15
0,151、増幅部153、A/D変換部154、制御
部155、メモリ部156、通信部157、送信部15
8、電源159よりなり、測定用電極150、151で
入力された波形を増幅部153にて増幅し、A/D変換
部154を介して制御部155に入力される。制御部1
55では入力された心電図情報とメモリ部156に記憶
されたペーシングプログラムに基づき、心臓ペーシング
のためのタイミングパルスが形成され、この形成された
タイミングパルスは送信部158により所定の送信波1
05に変換され送信される。通信部157は外部に設け
られたプログラマ500との通信に使用されるもので、
メモリ部分156に記憶されたペーシングプログラムを
変更する時に使用される。プログラマ500により被装
着者に適したペーシングプログラムがメモリ部157に
記憶でき、必要に応じて変更することも可能である。ま
た電源159はペースメーカ本体100の各部に電源供
給を行っている。
【0030】図4はペーシング電極120のブロック図
である。なお、ペーシング電極120はペーシング電極
110とは同一の構成を取るので説明は省略する。ペー
シング電極120は受信部122、復調部123、電極
部125、電池部124からなり、本体より送信された
送信波を受信部122で受信し、復調部123でエネル
ギー変換し電極部125に電圧として印加される。電池
部124は受信部122と復調部123へ電源を供給す
るものである。
【0031】本実施例では送信波105として電波を用
いており、二つのペーシング電極110,120に対し
てそれぞれ周波数の異にして、送信することにより、混
信を避けている。
【0032】
【実施例2】図5に本発明の第2の実施例の概念図を示
す。心電図測定用電極部130とペーシング電極120
が一体化された電極ユニット150が心房の心内膜に固
定され、また、ペーシング電極110が心室に固定され
ている。心電図情報は心電図測定用電極部130から心
電図情報信号200としてをペースメーカ本体100に
送信され、ペースメーカ本体100は胸部に埋め込まれ
ており、この心電図情報信号200を受信し、受信され
た心電図情報に基づいてペースメーカ本体はそれぞれの
ペーシング電極110,120にパルス信号を送信し、
このパルス信号に基づき、ペーシング電極は心内膜に刺
激を与えている。
【0033】図6は電極ユニット150の心内膜15へ
の固定した状態を示す。電極ユニットは心電図測定用電
極部130とペーシング電極120からなり、ペーシン
グ電極部は実施例1で用いたものと同様で、ペースメー
カ本体100より送信されるパルス信号を受信する受信
部122、復調部123、心筋に刺激を与える電極部1
25とから構成されており、さらに心内膜への固定具1
27を有している。また、心電図測定用電極部130は
心電図測定用電極135,125(ペーシング電極12
0の電極部と共用)を有しており、この心電図測定用電
極135,125は数cm離れている。心電図測定用電
極135と125の間で測定された心内心電図は電極ユ
ニット150からペースメーカ本体100に向けて送信
されるものである。
【0034】次にブロック図を用いて、動作原理を説明
する。
【0035】図7はペースメーカ本体100のブロック
図である。ペースメーカ本体100は受信部160、復
調部162、制御部155、メモリ部156、通信部1
57、送信部158、電源159よりなり、受信部16
0で受信した心電図情報信号200を復調部162で復
調して制御部155に入力する。制御部155では入力
された心電図情報とメモリ部156に記憶されたペーシ
ングプログラムに基づき、心臓ペーシングのためのタイ
ミングパルスが形成され、この形成されたタイミングパ
ルスは送信部158により所定のパルス信号105に変
換され送信される。通信部157は外部に設けられたプ
ログラマ500との通信に使用されるもので、メモリ部
分156に記憶されたペーシングプログラムを変更する
時に使用される。プログラマ500により被装着者に適
したペーシングプログラムがメモリ部157に記憶で
き、必要に応じて変更することも可能である。また電源
159はペースメーカ本体100の各部に電源供給を行
っている。心電図測定用電極を分離した以外の機能は、
実施例1と同様であり、同一の符号を用いている。
【0036】図8は電極ユニット150のブロック図で
ある。受信部122、復調部123、電極部125(心
電図測定用電極を兼ねる)、心電図測定用電極135、
増幅部136、送信部137、電池部139からなり、
心電図測定用電極135,125で測定された心内心電
図は増幅部136にて増幅され、送信部137で心電図
情報信号200として、ペースメーカ本体100に送信
される。一方、受信部122では、ペースメーカ本体1
00から送信された送信波(パルス信号)105を受信
し、復調部123に入力する。復調部123では復調増
幅され電極部125へペーシング電圧として出力され
る。電池部139から電極ユニットの各部に電源が供給
されている。
【0037】本実施例では通信部157と受信部160
を別体としたが、受信する周波数を変えることにより、
これらを共用することも可能である。
【0038】
【発明の効果】本発明の心臓ペースメーカは心電図情報
を検出する少なくとも2つの電極と、該心電図情報に基
づいてパルス信号を出力制御する制御部と、該パルス信
号を送信する送信部とを有する心臓ペースメーカ本体
と、該送信されたパルス信号を受信し復調する受信部
と、該受信部から出力されたパルス信号によって刺激さ
れる刺激電極とを有するペーシング電極とからなり、心
臓ペースメーカ本体とペーシング電極が独立し、無線に
て信号が伝達されているために、心臓ペースメーカ本体
を密閉構造の形成が容易になり、小型軽量化が図れ、リ
ード線が必要なく、断線不良や血管への障害がなくな
り、体内への埋め込みも容易になる。
【0039】さらに、本発明の心臓ペースメーカは、心
臓ペースメーカ本体は、心電図情報を検出する少なくと
も2つの電極と、該心電図情報を変調・送信する送信部
とからなる心電図情報検出部と、該心電図情報検出部よ
り送信された心電図情報を受信復調する受信部と、該受
信された心電図情報に基づいてパルスを出力制御する制
御部と該パルスを変調送信する送信部とを有するペース
メーカ本体に分割されているために、心電図情報を取り
出す位置が自由に設定できる。このため、ペースメーカ
本体ではなく、心内膜に心電図情報検出部を設けること
もでき、直接心内膜から心電図情報を検出することがで
き、心室に心電図情報検出部を設け、心房にペーシング
電極を設けるなど被装着者の症状に応じて種々の形態を
とることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施例の概念図であ
る。
【図2】図2は、ペーシング電極を心内膜に固定した状
態を表している。
【図3】図3は、本発明の第1の実施例のペースメーカ
本体のブロック図である。
【図4】図4は、本発明の第1の実施例のペーシング電
極のブロック図である。
【図5】図5は、本発明の第2の実施例の概念図をであ
る。
【図6】図6は、本発明の第2の実施例の電極ユニット
を心内膜に固定した状態を表している。
【図7】図7は、本発明の第2の実施例のペースメーカ
本体のブロック図である。
【図8】図8は、本発明の第2の実施例の電極ユニット
のブロック図である。
【図9】図9は、カテーテルの先端に保持したペーシン
グ電極を心内膜に固定する時の状態を示している。
【図10】図10は、ペーシング電極固定後に、カテー
テルを切り離した状態を示している。
【図11】図11は、スクリューとスクリューハンドル
の接合部の拡大図である。
【図12】図12は、従来のペースメーカである。1
0:心臓、15:心内膜、100:ペースメーカ本体、
105:送信波、110,120:ペーシング電極、1
12,122:受信部、113,123:復調部、12
4:電池部、115,125:電極部、117,12
7:固定具、130:心電図測定用電極部、135,1
25:心電図測定用電極、150,151:心電図測定
用電極、153:増幅部、154:A/D変換部、15
5:制御部、156:メモリ部、157:通信部、15
8:送信部、159:電源、150:電極ユニット、1
60:受信部、162:復調部、163:プログラマ、
200:心電図情報信号、300:心臓ペースメーカ、
320:リード線接続部、340:本体、350:リー
ド線、355:リード電極、401:スクリュー、40
2:ネジ溝、403a:接続部、403b:突起、40
4a:末端部、404b:切り欠き、405:スクリュ
ーハンドル、406:スタイレット、408:周状リ
ブ、409:後端、410:カテーテル、411:中空
部、412:コイル部、413:ネジ部、414:棒状
の接続部、415:開口部、416:Oリング、41
7:ルーメン、418:ペーシング電極接続部、41
9:操作部、420:ペーシング電極、421:開口
部、422:ホール部、423:凹凸、424:電極
部、427a,427b:接続面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 心電図情報を検出する少なくとも2つの
    電極と、該心電図情報に基づいてパルスを出力制御する
    制御部と、該パルスを変調し送信する送信部とを有する
    心臓ペースメーカ本体と、該送信されたパルスを受信し
    復調する受信部と、該受信部の出力パルスによって刺激
    される刺激電極とを有するペーシング電極とからなるこ
    とを特徴とする心臓ペースメーカ。
  2. 【請求項2】 心電図情報を検出する少なくとも2つの
    電極と、該心電図情報を変調・送信する心電図情報送信
    部と、該心電図情報送信部より送信された心電図情報を
    受信復調する受信部と、該受信された心電図情報に基づ
    いてパルスを出力制御する制御部と該パルスを変調送信
    する送信部とを有する心臓ペースメーカ本体と、心臓ペ
    ースメーカ本体より送信されるパルス情報を受信復調す
    る受信部と、該受信部の出力パルスによって刺激される
    刺激電極とを有するペーシング電極とからなることを特
    徴とする心臓ペースメーカ。
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