JP4955353B2 - 生体内植え込み用電極リード - Google Patents
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また、電極を生体組織に装着するのは技術的に容易ではなく、特別なトレーニングを必要としていた。電極を装着する生体組織として、神経組織を例に挙げると、電極を装着する神経組織周辺では、一般に、神経と血管が併走している。神経組織に電極を取り付ける際には、神経と血管を結合する結合織を部分的に剥離して、電極の長さ分だけ神経組織を露出させる必要がある。しかしながら、神経組織への影響を少なくするためには、結合織の剥離は最低限に留めるべきである。このように相反する結合織の剥離量の調整は術者の主観によるところで、技術を習得するためのトレーニングが必要であった。
電極駆動電源を有する刺激発生装置との接続手段を有する近位端と、
前記遠位端と前記近位端に接続され電気信号を伝達する電気導体および該電気導体を収容する管状体からなる導体部と、
前記電極が形成された少なくとも1つの腕部を有する電極支持体と、を有する生体植え込み用電極リードであって、前記電極支持体の少なくとも1つの前記腕部に電極支持体導入部が接続されていることを特徴とする生体植え込み用電極リードを提供する。
前記接続部が、前記電極支持体導入部本体および前記腕部よりも幅が小さいことが好ましい。
また、心臓、神経組織、筋肉等の生体組織への電極の不適切な固定を少なくすることにより、植込み後に発生する生体組織と電極または電極支持部との異物反応、線維性被膜形成による生体インピーダンス上昇、ならびに刺激エネルギーの増大、もしくは、電極装着部位での物理的応力に起因した虚血による生体組織構成細胞の死滅を軽減することができる。
図1(a)〜(c)および図2(d)〜(e)は、本発明の生体植え込み用電極リード(以下、「電極リード」という。)の1実施形態を示した側面図である。図1(a)〜(c)および図2(d)〜(e)において、電極リードはその長軸を中心に回転させた状態(表示角度を変えた状態)で示されている。図1(b)は、図1(a)に対して、図面下側を手前側に向けて約90度回転させた状態、すなわち、図1(a)を下側から見た状態を示している。図1(c)は、図1(b)に対して、図面下側を手前側に向けて約60度回転させた状態を示している。なお、図1(c)は、電極リードの遠位端側の構造についての理解を容易にするため、わずかに斜視図となっている。図2(d)は、図1(b)に対して、図面下側を手前側に向けて約90度回転させた状態を示している。図2(e)は、図2(d)に対して、図面下側を手前側に向けて約90度回転させた状態を示している。図1および図2において、図面左側が電極リードの遠位端側であり、図面右側が近位端側である。図3は、図1(b)に示す電極リードを近位端側から見た端面図である。図4(a)は、図1(b)に示す電極リードを線A−Aに沿って切断した断面図であり、図4(b)はその部分拡大図である。図5(a)は、図1(b)に示す電極リードを線B−Bに沿って切断した断面図であり、図5(b)はその部分拡大図である。
シース2の材料としては、柔軟性及び電気的絶縁性を有し、かつ長期間にわたる生体への埋め込みが可能な生体適合性の高い材料が好ましく、具体的には、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
シース2の外表面には、特許文献3に記載の生体植込み用電極リードのように、潤滑コート層を形成してもよい。
図4(a)および図5(a)に示すように、3本の腕1a,1b,1cのうち、最も遠位端側の腕1aと最も近位端側の腕1cは、シース2の長軸と平行する軸を包み込むように同一方向にカールしており、中央の腕1bは、他の2本の腕1a,1cに対して反対方向にカールしている。本発明の電極リードの電極支持体1を心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に固定する際、これらカールした腕1a,1b,1cが、巻きつくように装着される。
図4(b)に示すように、シース2内を伸びる電極導体9は、電極支持体1との接続部から電極支持体1の壁内および腕1bの壁内を通過してから、カールした腕1bの外側で該腕1bの表面に露出し、電極7の延長部分(腕1bの外側に折り返した部分)と接続している。同様に、図5(b)に示すように、シース2内を伸びる電極導体8は、電極支持体1との接続部から電極支持体1の壁内および腕1aの壁内を通過してから、カールした腕1aの外側で該腕1aの表面に露出し、電極6の延長部分(腕1aの外側に折り返した部分)と接続している。なお、電極6,7の延長部分(腕1a,1bの外側に折り返した部分)は、電極リードを生体内に植え込んだ際、電極支持体1の外側に位置する生体組織と接触しないように、絶縁部材6a,7aによって被覆されている。絶縁部材6a,7aに好適な材料としては、生体適合性に優れた絶縁材料、例えば、シリコーン樹脂が挙げられる。
ピンコネクタ3aおよびリングコネクタ3bは、電極リードの使用時、刺激発生装置に設けられたコネクタと電気的および機械的に接続される接続手段である。刺激発生装置としては、心臓ペースメーカー、除細動装置、神経刺激装置、疼痛緩和装置、てんかん治療装置、または筋肉刺激装置等で従来から用いられているものを使用できる。刺激発生装置には、生体に植え込まれるものや、体外に装着されるものがあるが、いずれの場合も、電極駆動用電源(バッテリー)、治療用の刺激信号を発生するための電気回路、および電極リードのピンコネクタ3aおよびリングコネクタ3bと電気的および機械的に接続するためのコネクタを有している。
生体に植え込まれる刺激発生装置は、一般に円形、楕円形、または長方形であり、植込みに適した寸法である。生体植込みの刺激発生装置は一般に医師によって形成された患者の左胸部の皮膚の直ぐ下のポケット内に植込まれ、該生体植込み刺激発生装置の裏(または表)の面は胸筋に接しているが、必ずしも左胸部に植込まれる必要は無い。
糸状体からなる接続部4bは、電極支持体導入部本体4aおよび腕部1bに比べて幅が小さくなっている。このように構成することで、後述する手順で、腕部1bを心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に巻きつくように装着し、該生体組織に電極支持体1を固定した後、不要となった電極支持体導入部4を、接続部4bを切断することで容易に除去できる。図7は、図6と同様の図であり、電極支持体1を心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に装着した後、接続部4bを切断して電極支持体導入部4を除去した後の状態を示している。
また、結合織に形成した穴に電極支持体導入部本体4aを通過させる操作を容易にするという観点から、電極支持体導入部本体4aは比較的硬度が高い材料、具体的には、腕部1bよりも硬度が高い材料で作成されていることが好ましい。一方、腕部1bは、結合織に形成した穴に通過させ、その後、腕部1bを、心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に巻きつくように装着させる操作を容易にするため、柔軟性及び電気的絶縁性を有する材料で作成されていることが好ましい。
接続部4bをなす糸状体の材料としては、生体適合性が高い材料であることが好ましい。このような材料としては、縫合糸などで実績のあるポリアミド(特にナイロン6やナイロン66)、ポリエステル、ポリプロピレン、シルクが好ましく挙げられる。
なお、接続部4bをなす糸状体は、後述する手順で電極リードの電極支持体1を心臓、神経組織、筋肉等の生体組織に巻きつくように装着させる際に、意図しない場面で切断しない程度の引っ張り強度を有していることが好ましい。
図8および図9において、神経100と、それに並走する血管200と、は結合織(図示していない)により結合している。
次に、図11(b)に示すように、上記手順で形成した穴300に電極支持体導入部本体4aを通過させる。電極支持体導入部本体4aは、硬く(腕部1bよりも硬度が高い材料で作成されている)、平板状である(腕部1bよりも曲率が小さい面を有する)ので、結合織に形成した穴300に、電極支持体導入部本体4aを通過させるのは比較的容易である。次に、電極支持体導入部本体4aを手で保持し、該導入部本体4aを上側に引き上げて穴300に腕部1bを通過させる。電極支持体導入部本体4aは環状であるため、該導入部本体4aを手で保持して上側に引き上げる操作が容易である。腕部1bは柔軟性を有する材料で作成されているため、該導入部本体4aを上側に引き上げた際、腕部1bは、図11(b)に示すように、真っ直ぐに伸ばされた状態となるので、穴300に該腕部1bを容易に通過させることができる。ここで、腕部1bのうち幅広部位1dが穴300を通過すればよく、腕部1b全体が穴300を通過することは必ずしも必要ではない。該導入部本体4aを上側に引き上げた際、腕1aおよび1cは穴300を通過せず、神経100の外側面(すなわち、結合織に対して裏面側の側面)に沿って引き上げられる。腕部1bが穴300を通過した後、該導入部本体4aを引き上げる力を弱めると、腕部1bが元のカールした形状に戻り、図11(c)に示すように、カールした腕1a,1b,1cが神経100に巻きつくように装着されて、電極支持体1が神経100に固定される。図11(c)に示す状態において、幅広部位1dが穴300の縁に係止するため、腕部1bが穴300から抜けて、電極支持体1が神経100から脱落するおそれがない。
次に、図11(d)に示すように、接続部4bの根元をはさみ等で切断して、不要となった電極支持体導入部4を除去する。糸状体からなる接続部4bは、はさみ等で容易に切断することができる。
電極支持体1
長さ:12mm
腕部1a
長さ:5mm
幅(最広部):4.6mm
(最狭部):2mm
図4(a)に示す湾曲形状のφ:2.4mm
腕部1b
長さ:5mm
幅(最広部):6mm
(最狭部):4mm
図4(b)に示す湾曲形状のφ:2.4mm
腕部1c
長さ:5mm
幅:2mm
電極6
長さ:5mm(折り返し部分を含む)
幅:1mm
図4(a)において、腕部1bがなす湾曲形状の中心と、電極7の両端部と、がなす扇形の角度:120度
電極7
長さ:5mm(折り返し部分を含む)
幅:1mm
図5(a)において、腕部1aがなす湾曲形状の中心と、電極6の両端部と、がなす扇形の角度:120度
シース2
長さ:400〜500mm
電極支持体導入部本体4a
φ:3.3mm
接続部4b
長さ:7mm
また、図示した電極リードでは、腕部1bに電極支持体導入部4が接続しているが、腕部1aまたは1cに電極支持体導入部4が接続していてもよい。また、本発明の電極リードにおいて、電極支持体が有する腕部の少なくとも1つに電極支持体導入部が接続されていればよいため、電極支持体導入部が複数あってもよく、腕部1a,1b,1cのうち、いずれか2つに電極支持体導入部が接続していてもよく、腕部1a,1b,1cの全てに電極支持体導入部が接続していてもよい。
また、電極支持体導入部4は、環状の電極支持体導入部本体4aと、糸状体からなる接続部4bと、で構成されるものに限定されず、他の形態であってもよい。具体的には、電極支持体導入部は、電極支持体の腕部よりも硬度が高く単体で結合織内の通過が容易な電極支持体導入部本体と、該導入部本体および電極支持体の腕部よりも幅が狭く切断が容易な接続部と、を有していればよい。したがって、例えば、電極支持体と一体成型で同じ材料から作ることも出来る。この場合、電極支持体本体は、電極支持体の腕部よりも厚みを設けるなどして、該腕部よりも硬度を高くすればよい。電極支持体導入部本体の形状も環状に限定されず、該導入部本体を手で保持して操作するのに好ましい限り他の形状、例えば、取っ手状やフック状の形状であってもよい。
また、刺激発生装置と電気的および機械的に接続するために、管状体(シース)の近位端に形成するコネクタ類もピンコネクタおよびリングコネクタに限定されず、各種コネクタを使用可能である。
以上、頚部迷走神経刺激用リードに最も適した形態を用いて、本発明の電極リードについて説明した。但し、本発明は、これに限定されるものではなく、刺激対象となる生体組織が、他の組織と結合または癒着している場合に、当該生体組織に巻きつけて装着・固定する電気刺激用のリードとして、頚部迷走神経刺激用以外にも様々な用途に適用することができる。
1a,1b,1c:腕部
1d:幅広部位
2:シース
3a:ピンコネクタ
3b:リングコネクタ
3c:絶縁部材
4:電極支持体導入部
4a:電極支持体導入部本体
4b:接続部
6,7:電極
6a,7a:絶縁部材
8,9:電気導体
100:神経(頚部迷走神経)
200:血管
300:穴
Claims (6)
- 少なくとも1つの電極を有する遠位端と、
電極駆動電源を有する刺激発生装置との接続手段を有する近位端と、
前記遠位端と前記近位端に接続され電気信号を伝達する電気導体および該電気導体を収容する管状体からなる導体部と、
前記電極が形成された少なくとも1つの腕部を有する電極支持体と、を有する生体植え込み用電極リードであって、前記電極支持体の少なくとも1つの前記腕部に前記電極支持体を生体組織に導入するための電極支持体導入部が接続されていることを特徴とする生体植え込み用電極リード。 - 前記電極支持体導入部が、前記電極支持体導入部本体と、前記腕部と前記電極支持体導入部本体とを接続する接続部と、を有しており、
前記接続部が、前記電極支持体導入部本体および前記腕部よりも幅が小さいことを特徴とする請求項1に記載の生体植え込み用電極リード。 - 前記電極支持体導入部と接続される前記腕部がカールした湾曲形状を有しており、前記電極支持体導入部本体が、前記湾曲形状よりも曲率が小さい面を有することを特徴とする請求項2に記載の生体植え込み用電極リード。
- 前記電極支持体導入部本体が、前記電極支持体導入部と接続される前記腕部よりも硬度が高いことを特徴とする請求項2または3に記載の生体植え込み用電極リード。
- 前記電極支持体導入部と接続される前記腕部が、前記電極支持体導入部と接続される部位に、やじり状の形状の幅広部位を有することを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の生体植え込み用電極リード。
- 前記幅広部位が、前記電極支持体導入部の前記接続部から離間する方向に向かって、テーパー状に幅が大きくなっていることを特徴とする請求項5に記載の生体植え込み用電極リード。
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