JP5818352B2 - Neural stimulation device and control method thereof - Google Patents
Neural stimulation device and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5818352B2 JP5818352B2 JP2011261874A JP2011261874A JP5818352B2 JP 5818352 B2 JP5818352 B2 JP 5818352B2 JP 2011261874 A JP2011261874 A JP 2011261874A JP 2011261874 A JP2011261874 A JP 2011261874A JP 5818352 B2 JP5818352 B2 JP 5818352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- pulse
- generation
- heart rate
- timing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
本発明は、神経刺激装置、より詳しくは、迷走神経を刺激して治療を行う神経刺激装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a nerve stimulation apparatus, and more particularly to a nerve stimulation apparatus that performs treatment by stimulating the vagus nerve and a control method thereof.
従来、迷走神経に接続された電極を介して迷走神経に電気的な刺激を与えることにより、心拍数の上昇や交感神経の興奮を抑制して不整脈を治療する神経刺激装置が知られている。
特許文献1には、このような神経刺激装置が記載されている。この神経刺激装置では、電気的刺激が伝達される電極リードをできるだけ生体内の刺激対象に近接させるため、生体に埋め込んで留置している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a nerve stimulation device that treats arrhythmia by suppressing an increase in heart rate and sympathetic excitement by applying electrical stimulation to the vagus nerve via an electrode connected to the vagus nerve is known.
特許文献1に記載の神経刺激装置では、心拍計測手段により心拍数を計測し、心拍数が所定の閾値を超えた場合に迷走神経を刺激する。心拍検出手段としては、心臓内に設置される一般的な電極を使用している。
In the nerve stimulation apparatus described in
しかしながら、特許文献1の神経刺激装置では、心拍検出手段が心内に留置されるので、患者に与える侵襲が小さいとは言えないという問題がある。
これに対して、体表面に心拍検出手段を設置することも考えられるが、侵襲は小さくなるものの、設置する電極の数が多くなった等の場合に煩わしさが生じる等の問題がある。
However, the nerve stimulation device of
On the other hand, although it is conceivable to install a heartbeat detecting means on the body surface, there is a problem that troublesomeness occurs when the number of electrodes to be installed is increased although the invasion is reduced.
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、侵襲および煩わしさを低減することができる神経刺激装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a nerve stimulation apparatus and a control method thereof that can reduce invasion and annoyance.
本発明の第一の態様は、神経を刺激して治療を行う神経刺激装置であって、複数の単位パルスからなる神経刺激信号を発生する刺激信号発生部と、前記神経に前記神経刺激信号を印加する一対の電極を有する電極部と、前記一対の電極の少なくとも一方を含む二つの電極から複数の取得タイミングで生体の電気的情報を取得し、前記電気的情報にもとづいて心拍数を算出する心拍数計測部と、前記電極部と、前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部とを接続するリード部と、前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記取得タイミング間に、前記刺激信号発生部により前記単位パルスが発生され、かつ前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生後初めての前記取得タイミングとの間隔が、前記単位パルスにより生じる前記生体の電位変化が消失するのに充分な所定値以上となるように、前記取得タイミングと前記単位パルスの発生タイミングとを設定することを特徴とする。 A first aspect of the present invention is a nerve stimulation apparatus that performs treatment by stimulating a nerve, and includes a stimulation signal generation unit that generates a nerve stimulation signal composed of a plurality of unit pulses, and the nerve stimulation signal to the nerve. Electrical information on a living body is acquired at a plurality of acquisition timings from two electrodes including at least one of the pair of electrodes to be applied and a heart rate is calculated based on the electrical information. A heart rate measuring unit, the electrode unit, a lead unit connecting the stimulation signal generating unit and the heart rate measuring unit, and a control unit for controlling operations of the stimulation signal generating unit and the heart rate measuring unit. The controller is configured to generate the unit pulse by the stimulus signal generation unit between the acquisition timings, and the acquisition timing for the first time after the unit pulse is generated when the unit pulse is generated. Spacing is such that sufficient predetermined value or more to the potential change of the living body caused by the unit pulse disappears, and sets a generation timing of the unit pulse and the acquisition timing.
前記制御部は、前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生後初めての前記取得タイミングとの間隔が、前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生直前の前記取得タイミングとの間隔よりも長くなるように前記取得タイミングと前記発生タイミングとを設定してもよい。 The controller is configured such that an interval between the generation of the unit pulse and the first acquisition timing after the unit pulse generation is greater than an interval between the generation of the unit pulse and the acquisition timing immediately before the unit pulse generation. You may set the said acquisition timing and the said generation | occurrence | production timing so that it may become long.
本発明の神経刺激装置は、前記リード部と、前記前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部との間に設けられ、前記リード部と、前記前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部とを選択的かつ切替可能に接続する切替部をさらに備えてもよい。 The nerve stimulation apparatus of the present invention is provided between the lead unit, the stimulation signal generation unit, and the heart rate measurement unit, and the lead unit, the stimulation signal generation unit, and the heart rate measurement unit. There may be further provided a switching section for selectively and switchably connecting.
本発明の第二の態様は、複数の取得タイミングで生体の電気的情報を取得し、前記電気的情報にもとづいて心拍数を算出する心拍数計測部と、複数の単位パルスからなる神経刺激信号を発生する刺激信号発生部とを有する神経刺激装置の制御方法であって、前記単位パルスのパルス幅を、前記単位パルスの直前および直後の前記取得タイミング間の間隔よりも短く設定し、前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生後初めての前記取得タイミングとの間隔が、前記単位パルスにより生じる前記生体の電位変化が消失するのに充分な所定値以上となるように、前記取得タイミングと前記単位パルスの発生タイミングとを設定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a heart rate measuring unit that acquires electrical information of a living body at a plurality of acquisition timings, calculates a heart rate based on the electrical information, and a nerve stimulation signal including a plurality of unit pulses. And a stimulation signal generator for generating a neurostimulator, wherein the unit pulse has a pulse width set shorter than an interval between the acquisition timings immediately before and immediately after the unit pulse, The acquisition timing is such that the interval between the generation of the pulse and the first acquisition timing after the unit pulse generation is equal to or greater than a predetermined value sufficient to eliminate the potential change of the living body caused by the unit pulse. The generation timing of the unit pulse is set.
本発明の神経刺激装置およびその制御方法によれば、侵襲および煩わしさを低減することができる。 According to the nerve stimulation apparatus and the control method thereof of the present invention, it is possible to reduce invasion and annoyance.
本発明の第一実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
図1は、本実施形態の神経刺激装置1を示す模式図である。神経刺激システム1は、迷走神経を刺激して頻脈等の不整脈等の治療を行うものであり、神経刺激信号を発生する刺激発生装置10と、刺激発生装置10に接続されて生体に留置される電極部20と、刺激発生装置10と電極部20とを接続するリード部30とを備えている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a
本実施形態における刺激発生装置10は、非植込み型の装置であり、心拍数計測部11と、刺激信号発生部12と、心拍数計測部11および刺激信号発生部12に接続された制御部13と、制御部13に接続されたインターフェース部14とを備えている。
The
心拍数計測部11は、電極部20で取得された電気的情報を所定のタイミングで取得し、当該電気的情報に基づいて心拍数を計測する。刺激信号発生部12は、所定のパルス幅および電圧値の神経刺激信号を制御部13に指令された所定のタイミングで発生する。発生した神経刺激信号は、リード部30を通って電極部20に送られ、迷走神経Vnに印加される。
The heart
制御部13は、CPU等の演算手段およびメモリ等の記憶手段を有し、記憶手段に記憶されたプログラム等に従って、心拍数計測部11が電気的情報を取得するタイミング(取得タイミング)と、刺激信号発生部12が神経刺激信号を発生するタイミングを所定の態様で設定し、心拍数計測部11および刺激信号発生部12に指令して制御する。この制御態様の詳細については後述する。
The
インターフェース部14は、液晶画面(タッチパネルを含む。)やボタン等の公知の構成を有し、心拍数計測部11の計測した心拍数を表示するとともに、刺激発生装置10に対する使用者の操作入力を受け付けて制御部13に送る。
The
電極部20は、プラス極とマイナス極との対をなす第一電極21および第二電極22を有する。電極部20は、迷走神経Vnに接触するように患者の体内に留置される。第一電極21および第二電極22には、刺激信号発生部12で発生された神経刺激信号が印加されるとともに、第一電極21と第二電極22との間の電位差が、心電波形(電気的情報)として心拍数計測部11に取得される。心拍数計測部11は、当該心電波形をA/D変換し、R−R間隔を算出することで心拍数を計測する。すなわち、電極部20は、患者の電気的情報を取得する機能と、神経刺激信号を印加する機能との2種類の機能を兼ね備えている。
電極部20の一対の電極の上述の2つの機能を好適に発揮させるためには、第一電極21と第二電極22との距離を5ミリメートル(mm)以上10mm以下に設定するのが好ましい。距離が5mm未満となると、一対の電極間の電位差が小さくなって、電気的情報として不充分となり、距離が10mmを超えると、神経刺激信号の印加に鑑みて好ましくない。
The
In order to suitably exhibit the above-described two functions of the pair of electrodes of the
リード部30は、内部に導線31を備えた公知の構成を有し、電極部20と,刺激発生装置10内の心拍数計測部11および刺激信号発生部12とを導線31により電気的に接続する。リード部30は、コネクタ15により刺激発生装置10に固定されている。
The
図1に示すように、心拍数計測部11および刺激信号発生部12は、電極部20に対して並列に接続されている。心拍数計測部11に現れる電圧は数ミリボルト(mV)程度であり、刺激信号発生部では20ボルト(V)程度の大きさの信号を発生可能であるため、心拍数計測部11は図示しない公知の入力保護回路を備えている。また、入力信号に含まれるノイズ成分を除去するための公知のフィルター回路も備えている。
As shown in FIG. 1, the heart
上記のように構成された本実施形態の神経刺激装置1の使用時の動作について説明する。
患者が自覚症状を感じたり、神経刺激による治療が必要であると医師が判断したりしたときに、インターフェース部14に神経刺激を開始する操作が入力されると、制御部13において神経刺激実行フラグが1となり、神経刺激が実行される。制御部13は、刺激信号発生部12を制御して所定の態様で神経刺激信号を発生させるとともに、心拍数計測部11を制御して所定の態様で電極部20から心電波形を取得させる。その後、心拍数計測部11は取得した心電波形に基づいてR−R間隔を算出し、さらに当該R−R間隔から概算心拍数を算出して、逐次インターフェース部14に表示する。
The operation at the time of use of the
When an operation for starting neural stimulation is input to the
図2は、神経刺激信号と心電波形の取得タイミングとの関係を示すタイミングチャートである。図2に示すように、迷走神経Vnの刺激は、所定の長さ(本実施形態では1分)の時間を単位サイクルとし、当該単位サイクルを繰り返して行われる。神経刺激信号は複数の単位パルスPからなり、単位サイクルの一部(本実施形態では10秒(sec))において、設定された電圧、パルス幅、および周波数にもとづいて刺激信号発生部12で発生される。
その間、心拍数計測部11は、所定の周波数(本実施形態では250ヘルツ(Hz))で心電波形が取得される。図2には、心電波形の取得タイミングをTmで示している。
なお、実際の単位パルスPおよび取得タイミングTmは多数であり、正確に記載することが困難であるため、図2においては、単位パルスPおよび取得タイミングTmの数を実際の数よりも少なく示している。
FIG. 2 is a timing chart showing the relationship between the nerve stimulation signal and the electrocardiographic waveform acquisition timing. As shown in FIG. 2, the stimulation of the vagus nerve Vn is performed by repeating the unit cycle with a predetermined length (1 minute in this embodiment) as a unit cycle. The nerve stimulation signal is composed of a plurality of unit pulses P, and is generated by the stimulation
Meanwhile, the heart
Since the actual unit pulse P and the acquisition timing Tm are many and difficult to describe accurately, FIG. 2 shows the number of the unit pulses P and the acquisition timing Tm smaller than the actual number. Yes.
図3は、図2のうち、単位パルスP3個分の範囲を拡大して示したものであり、図4は、図3のうち、1つの単位パルスPとのその前後の取得タイミングTmをさらに拡大して示したものである。制御部13は、刺激信号発生部12にあらかじめ設定された周波数をベースとしつつ、単位パルスPとその前後の取得タイミングTmとの位置関係が固定されるように、単位パルス間の間隔を取得タイミング間の間隔の整数倍に設定する。
3 is an enlarged view of the range of three unit pulses P in FIG. 2, and FIG. 4 further shows acquisition timings Tm before and after one unit pulse P in FIG. It is an enlarged view. The
本実施形態の場合、神経刺激信号の設定周波数が20Hz(単位パルス間の間隔50ミリ秒(ms))であり、取得タイミングTmの周波数が250Hz(取得タイミング間の間隔4ms)であるため、単位パルス間の間隔は取得タイミング間の間隔の整数倍ではない。したがって、それぞれを設定どおりの周波数で実行すると、単位パルスPと取得タイミングTmとの位置関係が一定に定まらず、個々の単位パルスで異なってしまう。このようになると、詳細は後述するが、算出される心拍数の精度が低下する恐れがある。 In the present embodiment, the set frequency of the nerve stimulation signal is 20 Hz (interval between unit pulses 50 milliseconds (ms)), and the frequency of acquisition timing Tm is 250 Hz (interval between acquisition timings 4 ms). The interval between pulses is not an integer multiple of the interval between acquisition timings. Therefore, if each of them is executed at the set frequency, the positional relationship between the unit pulse P and the acquisition timing Tm is not fixed and varies depending on each unit pulse. In this case, although details will be described later, the accuracy of the calculated heart rate may be lowered.
そこで、制御部13は、単位パルス間の間隔と取得タイミング間の間隔との最小公倍数を算出し、当該最小公倍数の時間の中で、単位パルス間の間隔が取得タイミング間の間隔の整数倍となり、かつできるだけ単位パルスが均等に配置されるように単位パルスの発生タイミングを設定し、刺激信号発生部12に指令する。
本実施形態では、単位パルス間の間隔と取得タイミング間の間隔との最小公倍数は100msであるため、この100msを、単位パルスの標準間隔50msに近くかつ取得タイミング間の間隔の整数倍である52msと48msに分割し、100msのカウントの起点となる単位パルスP1の52ms後に次の単位パルスP2を発生させ、さらにその48ms後に次の単位パルスP3を発生させる。その後は、このサイクルを繰り返すように、単位パルス間の間隔を52msと48msとに交互に切り替えて単位パルスを発生させるように制御部13が刺激信号発生部12を制御する。
Therefore, the
In this embodiment, since the least common multiple of the interval between unit pulses and the interval between acquisition timings is 100 ms, this 100 ms is close to the standard interval of unit pulses 50 ms and is an integral multiple of the interval between acquisition timings 52 ms. The next unit pulse P2 is generated 52 ms after the unit pulse P1, which is the starting point of the count of 100 ms, and the next unit pulse P3 is generated 48 ms later. Thereafter, so as to repeat this cycle, the
52msは取得タイミング13個分の時間に相当し、48msは取得タイミング12個分の時間に相当するため、単位パルスP1、P2、P3のいずれにおいても、単位パルスPとその前後の取得タイミングTm1、Tm2との位置関係は図4に示すように同一であり、神経刺激中に変化することはない。また、単位パルス間の間隔が52msと48msとに交互に切り替えられるため、神経刺激中の任意の100msの間には少なくとも2回の単位パルスPが必ず存在することになる。したがって、単位パルス間の間隔は完全に均一ではないものの、その平均値は50msであり、概ね20Hzの周波数で単位パルスが発生される。 Since 52 ms corresponds to a time corresponding to 13 acquisition timings and 48 ms corresponds to a time corresponding to 12 acquisition timings, in any of the unit pulses P1, P2, and P3, the unit pulse P and the acquisition timing Tm1 before and after the unit pulse P The positional relationship with Tm2 is the same as shown in FIG. 4 and does not change during nerve stimulation. Further, since the interval between unit pulses is alternately switched between 52 ms and 48 ms, at least two unit pulses P always exist during any 100 ms during nerve stimulation. Therefore, although the interval between unit pulses is not completely uniform, the average value is 50 ms, and unit pulses are generated at a frequency of approximately 20 Hz.
図4に示すように、単位パルスPのパルス幅は取得タイミング間の間隔よりも短く、取得タイミングTm1、Tm2と重複しないように、取得タイミングTm1、Tm2間の所定の位置、すなわち所定のタイミングで発生される。単位パルスPとその直前の取得タイミングTm1との間隔t1は、単位パルスPとその直後の取得タイミングTm2との間隔t2よりも短く設定されている。これは、以下の理由による。
生体に単位パルスPが印加されると、心電波形等の生体の電気的情報は、その影響を受けて値が変化する。このため、単位パルスPの影響が残った状態で心拍数計測部11が心電波形を取得してしまうと、正しい心拍数計測が行えなくなる恐れがある。
図4には、単位パルスPにより生じる生体の電位変化pvをイメージとして示している。これは、単位パルスPにより生体組織が分極し、その後電位が開放されることにより生じるものであり、心電波形に対してはノイズとなる。図4に示すように、電位変化pvは、単位パルスPの印加後、若干のタイムラグをおいて発生し、その後一定時間で消失する。そこで、単位パルスのPの印加に伴う電位変化pvが完全に消失した後に、直後の取得タイミングTm2が配置されるように、間隔t1およびt2が設定されている。
なお、単位パルスPのパルス幅は、100マイクロ秒(μs)から1ms程度が好ましく、この範囲内で使用者により調節可能としてもよい。パルス幅を1msより大きくすると、取得タイミングの周波数によっては間隔t2を好適に設定しにくくなる。
As shown in FIG. 4, the pulse width of the unit pulse P is shorter than the interval between the acquisition timings, and at a predetermined position between the acquisition timings Tm1 and Tm2, that is, at a predetermined timing so as not to overlap with the acquisition timings Tm1 and Tm2. Generated. The interval t1 between the unit pulse P and the immediately preceding acquisition timing Tm1 is set shorter than the interval t2 between the unit pulse P and the immediately following acquisition timing Tm2. This is due to the following reason.
When the unit pulse P is applied to the living body, the value of the electrical information of the living body such as an electrocardiogram changes under the influence. For this reason, if the heart
In FIG. 4, the potential change pv of the living body caused by the unit pulse P is shown as an image. This occurs when the living tissue is polarized by the unit pulse P and then the potential is released, and becomes a noise for the electrocardiogram waveform. As shown in FIG. 4, the potential change pv occurs after a slight time lag after the application of the unit pulse P, and then disappears after a certain time. Therefore, the intervals t1 and t2 are set so that the acquisition timing Tm2 immediately after the potential change pv accompanying the application of the unit pulse P completely disappears.
The pulse width of the unit pulse P is preferably about 100 microseconds (μs) to 1 ms, and may be adjustable by the user within this range. When the pulse width is larger than 1 ms, it becomes difficult to set the interval t2 suitably depending on the frequency of the acquisition timing.
間隔t2の好適な長さは、単位パルスPの電圧値やパルス幅w1等により変化するが、多くの場合、2ms以上確保されるのが好ましい。一方、間隔t1については、単位パルスPの印加は取得タイミングTm1で取得される電気的情報に影響しないため、下限値は特になく、可能な限り短くされてよい。一例として本実施形態では、単位パルスPの電圧値およびパルス幅w1をそれぞれ5V、1msに設定し、間隔t1およびt2を、それぞれ0.4msおよび2.6msに設定している。
本実施形態において、これら間隔等の数値設定は、制御部13内に記録されて、設定されているが、これに代えて別途記憶部を設け、記憶部から設定を呼び出すようにしてもよい。
The suitable length of the interval t2 varies depending on the voltage value of the unit pulse P, the pulse width w1, and the like, but in many cases, it is preferable to secure 2 ms or more. On the other hand, for the interval t1, since the application of the unit pulse P does not affect the electrical information acquired at the acquisition timing Tm1, there is no particular lower limit value and may be as short as possible. As an example, in this embodiment, the voltage value and pulse width w1 of the unit pulse P are set to 5 V and 1 ms, respectively, and the intervals t1 and t2 are set to 0.4 ms and 2.6 ms, respectively.
In the present embodiment, the numerical settings such as the interval are recorded and set in the
患者または医師は、インターフェース部14に表示される心拍数を見ながら治療効果を確認し、治療を終了してもよいと判断したら、所定の停止操作を行う。これにより、制御部13において神経刺激実行フラグが0(ゼロ)となり、神経刺激装置1による治療が終了する。
When the patient or doctor confirms the therapeutic effect while observing the heart rate displayed on the
以上説明したように、本実施形態の神経刺激装置1によれば、刺激発生装置10が心拍数計測部11を備え、電極部20の一対の電極部21、22が心拍数計測部11に接続されているため、電極部20のみで神経刺激と心拍数計測のための心電波形取得の両方を行うことができる。したがって、心内や体表面に心電波形取得のための電極を取り付ける必要がなく、患者の侵襲やわずらわしさを低減して不整脈治療を行うことができる。
As described above, according to the
また、制御部13が神経刺激信号の単位パルスPとその前後の取得タイミングTmとの位置関係が固定されるように単位パルス間の間隔を調節するため、単位パルスと取得タイミングとの位置関係を常に好適な状態に保持することができる。
Further, since the
さらに、単位パルスPの直後の取得タイミングTm2との間隔t2は、電位変化pvが完全に消失するのに充分な長さに設定されているため、取得タイミングTm2で取得される心電波形が電位変化pvの影響を受けることはない。したがって、神経刺激信号の印加中も、電極部20で取得される電気的情報に基づいて、心拍数を正確に計測することができる。
Furthermore, since the interval t2 from the acquisition timing Tm2 immediately after the unit pulse P is set to a length sufficient for the potential change pv to completely disappear, the electrocardiographic waveform acquired at the acquisition timing Tm2 is a potential. It is not affected by the change pv. Therefore, the heart rate can be accurately measured based on the electrical information acquired by the
本実施形態においては、制御部が、取得タイミングを不変として単位パルスの発生タイミングを調節することによって取得タイミングと単位パルスとの位置関係の固定および間隔t1およびt2の調節を行う例を説明したが、これに代えて、単位パルスの発生タイミングを不変とし、取得タイミングを調節して同様の制御を行ってもよい。ただし、取得タイミングの数は単位パルスに比して著しく多いため、単位パルスの発生タイミングを調節する方が演算を簡易にすることができ、制御部に対する負荷も小さくなるというメリットがある。
さらに、間隔t2が充分確保されれば、心電波形は必ずしも所定の周波数で取得される必要はなく、例えば散発的に行われてもよい。
In the present embodiment, the example has been described in which the control unit fixes the positional relationship between the acquisition timing and the unit pulse and adjusts the intervals t1 and t2 by adjusting the generation timing of the unit pulse with the acquisition timing unchanged. Alternatively, the same control may be performed by adjusting the acquisition timing with the unit pulse generation timing unchanged. However, since the number of acquisition timings is significantly larger than that of unit pulses, adjusting the generation timing of unit pulses can simplify the calculation and has the advantage of reducing the load on the control unit.
Furthermore, if the interval t2 is sufficiently secured, the electrocardiographic waveform does not necessarily have to be acquired at a predetermined frequency, and may be performed sporadically, for example.
次に、本発明の第二実施形態について、図5から図8を参照して説明する。本実施形態の神経刺激装置101と第一実施形態の神経刺激装置1との異なるところは、刺激発生装置の内部構造である。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成等については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference between the
図5は、神経刺激装置101を示す模式図である。その構成は、概ね神経刺激装置1と同様であるが、刺激発生装置10Aの内部に、入力保護回路に代えて切替部16が設けられている点で異なっている。切替部16としては、リレーや半導体スイッチ等の素子を用いることができ、心拍数計測部11および刺激信号発生部12は、切替部16によって選択的にリード部30と接続される。切替部16は制御部13に接続されており、制御部13によりリード部30と接続される部位が切り替えられる。このような構造により、神経刺激信号を印加するときは、図5に示すようにリード部30と刺激信号発生部12とが選択的に接続され、心電波形を取得するときは、図6に示すように、リード部30と心拍数計測部11とが選択的に接続される。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the
図7および図8は、神経刺激装置101における神経刺激信号と心電波形の取得タイミングとの関係を示すタイミングチャートであり、概ね図3および図4に対応している。神経刺激装置101における単位パルスPおよび取得タイミングTmの制御態様は、単位パルスP1とP2との間隔が48msに設定され、単位パルスP2とP3との間隔が52msに設定されている点を除いて第一実施形態と同一である。
また、図8に示すように、切替部16の接続は、上記のタイミング制御に対応させるように、制御部13で切り替えられる。
7 and 8 are timing charts showing the relationship between the nerve stimulation signal and the acquisition timing of the electrocardiographic waveform in the
Further, as shown in FIG. 8, the connection of the switching
本実施形態の神経刺激装置101においても、第一実施形態同様、電極部のみで神経刺激信号の印加と心拍数計測のための心電波形取得の両方を行うことができ、患者の侵襲やわずらわしさを低減して不整脈治療を行うことができる。
また、入力保護回路に代えて切替部16を備えているため、回路構成を簡素にすることができると友に、より確実に心拍数計測部11を保護することができる。
Similarly to the first embodiment, the
In addition, since the switching
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the combinations of the components or the components may be changed without departing from the spirit of the present invention. It is possible to make various changes to or delete them.
例えば、図9に示す変形例のように、体表面に設置する第三電極41をさらに設け、電極部20の一対の電極の一方、例えば第一電極21との間で心電波形を取得する構成としてもよい。この場合、体表面に一つの電極が設置されるが、従来のように、心電波形取得のために複数の電極を体表面に設置する場合よりも患者の煩わしさは低減される。また、この変形例では、第一電極21と第三電極41とが心臓Htを挟むように第三電極41を設置すると、より鮮明な心電波形を取得することができ、算出される心拍数の精度を向上させることができる。
For example, as in the modification shown in FIG. 9, a
図10は、第三電極42をリード部30に沿わせて配置した変形例である。この場合、電極部周辺の構成が若干複雑になるが、実質的には上述の各実施形態同様、電極部20を体内に留置するだけで心拍数の計測および神経刺激信号の印加の両方を行うことができる。また、神経刺激信号の印加に対する影響を考慮することなく、第一電極21と第三電極42との距離を充分に長く設定することができるので、第一電極21と第三電極42との電位差を充分に確保することができ、上述の各実施形態よりも鮮明な心電波形を取得しやすい。
FIG. 10 is a modified example in which the
なお、図10の変形例では、第三電極42をリード部30に沿わせずに体内に留置しても、概ね同様の効果が得られる。
また、図9、図10に示した変形例においては、心拍数計測部11および刺激信号発生部12に共用される第一電極21を、切替部16と同様の切替手段により心拍数計測部11または刺激信号発生部12に選択的かつ切替可能に接続してもよい。
In the modification of FIG. 10, substantially the same effect can be obtained even if the
9 and 10, the
さらに、単位パルスの周波数や、心電波形の取得タイミングの周波数は各実施形態の例に限定されないことはもちろんである。
また、インターフェース部14に単位パルスの周波数や心電波形の取得タイミングの周波数を入力することによりこれらの周波数を患者や医師等の使用者が設定可能としてもよい。ここで、入力された値に基づき、制御部13が好適な間隔t1およびt2を算出し、心拍数計測部および刺激信号発生部に設定してもよい。さらに、単位パルスのパルス幅が長すぎたり、取得タイミングの周波数が大きすぎたりする等により、間隔t2が好適に設定できない等の場合に刺激発生装置10がアラームを発し、周波数の再入力を促すように構成してもよい。
さらには、単位パルスの周波数、パルス幅、心電波形の取得タイミングのいずれかのパラメータを使用者が入力すると、間隔t2が好適化されるように制御部が演算を行い、残りのパラメータを自動設定するように構成してもよい。
Furthermore, the frequency of the unit pulse and the frequency of the acquisition timing of the electrocardiographic waveform are not limited to the examples of the embodiments.
Further, by inputting the frequency of the unit pulse or the acquisition timing of the electrocardiographic waveform to the
Furthermore, when the user inputs any of the parameters of the unit pulse frequency, pulse width, and electrocardiographic waveform acquisition timing, the control unit performs calculation so that the interval t2 is optimized, and the remaining parameters are automatically set. You may comprise so that it may set.
また、間隔t2は、単位パルスによる電位変化が完全に消失した後に取得タイミングTm2が配置される程度に長ければ、必ずしも間隔t1より長くなくてもよい。ただし、取得タイミングの周波数が大きいほど心拍数の算出精度が向上する。間隔t1を間隔t2よりも短くすることで、取得タイミングの周波数を大きくすることが可能になるというメリットがある。 The interval t2 is not necessarily longer than the interval t1 as long as the acquisition timing Tm2 is arranged after the potential change due to the unit pulse has completely disappeared. However, the higher the acquisition timing frequency, the better the heart rate calculation accuracy. There is an advantage that the frequency of the acquisition timing can be increased by making the interval t1 shorter than the interval t2.
また、心拍数計測部が心拍数を算出する演算方法は、上記の方法に限られず、公知の各種手法が適用されてよいし、取得タイミングおよび単位パルス発生タイミングの設定においても、上述の最小公倍数を用いた演算方法以外の演算が用いられてもよい。 The calculation method by which the heart rate measurement unit calculates the heart rate is not limited to the above method, and various known methods may be applied, and the above-mentioned least common multiple is also used in the setting of the acquisition timing and the unit pulse generation timing. Arithmetic other than the arithmetic method using the may be used.
また、上述の各実施形態においては非植込み型の刺激発生装置を用いていたが、これに限るものではなく、植え込み型の刺激発生装置が用いられてもよい。この場合は、インターフェース部を備えた別の装置を用意し、無線等により制御部とインターフェース部間の通信を行うこととしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the non-implantable stimulus generator is used. However, the present invention is not limited to this, and an implantable stimulus generator may be used. In this case, another device including an interface unit may be prepared, and communication between the control unit and the interface unit may be performed wirelessly or the like.
1、101 神経刺激装置
11 心拍数計測部
12 刺激信号発生部
13 制御部
16 切替部
20 電極部
30 リード部
P、P1、P2、P3 単位パルス
Tm、Tm1、Tm2 取得タイミング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101
Claims (4)
複数の単位パルスからなる神経刺激信号を発生する刺激信号発生部と、
前記神経に前記神経刺激信号を印加する一対の電極を有する電極部と、
前記一対の電極の少なくとも一方を含む二つの電極から複数の取得タイミングで生体の電気的情報を取得し、前記電気的情報にもとづいて心拍数を算出する心拍数計測部と、
前記電極部と、前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部とを接続するリード部と、
前記刺激信号発生部および前記心拍数計測部の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記取得タイミング間に、前記刺激信号発生部により前記単位パルスが発生され、
かつ前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生後初めての前記取得タイミングとの間隔が、前記単位パルスにより生じる前記生体の電位変化が消失するのに充分な所定値以上となるように、
前記取得タイミングと前記単位パルスの発生タイミングとを設定することを特徴とする神経刺激装置。 A nerve stimulation device that stimulates nerves to perform treatment,
A stimulation signal generator for generating a nerve stimulation signal composed of a plurality of unit pulses;
An electrode unit having a pair of electrodes for applying the nerve stimulation signal to the nerve;
A heart rate measurement unit that acquires electrical information of a living body from two electrodes including at least one of the pair of electrodes at a plurality of acquisition timings, and calculates a heart rate based on the electrical information;
A lead portion that connects the electrode portion to the stimulation signal generation portion and the heart rate measurement portion;
A control unit for controlling operations of the stimulation signal generation unit and the heart rate measurement unit;
With
The controller is
During the acquisition timing, the unit pulse is generated by the stimulus signal generator,
And the interval between the occurrence of the unit pulse and the first acquisition timing after the generation of the unit pulse is equal to or greater than a predetermined value sufficient for the potential change of the living body caused by the unit pulse to disappear.
A nerve stimulation apparatus, wherein the acquisition timing and the generation timing of the unit pulse are set.
前記単位パルスのパルス幅を、前記単位パルスの直前および直後の前記取得タイミング間の間隔よりも短く設定し、
前記単位パルスの発生時と、前記単位パルス発生後初めての前記取得タイミングとの間隔が、前記単位パルスにより生じる前記生体の電位変化が消失するのに充分な所定値以上となるように、前記取得タイミングと前記単位パルスの発生タイミングとを設定することを特徴とする神経刺激装置の制御方法 A heart rate measurement unit that acquires electrical information of a living body at a plurality of acquisition timings, calculates a heart rate based on the electrical information, and a stimulation signal generation unit that generates a nerve stimulation signal composed of a plurality of unit pulses. A method for controlling a neurostimulator comprising:
The pulse width of the unit pulse is set shorter than the interval between the acquisition timings immediately before and immediately after the unit pulse,
The acquisition is performed such that the interval between the generation of the unit pulse and the acquisition timing for the first time after the generation of the unit pulse is equal to or greater than a predetermined value sufficient to eliminate the potential change of the living body caused by the unit pulse. A control method for a nerve stimulation apparatus, characterized in that timing and generation timing of the unit pulse are set
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011261874A JP5818352B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Neural stimulation device and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011261874A JP5818352B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Neural stimulation device and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013111357A JP2013111357A (en) | 2013-06-10 |
| JP5818352B2 true JP5818352B2 (en) | 2015-11-18 |
Family
ID=48707521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011261874A Active JP5818352B2 (en) | 2011-11-30 | 2011-11-30 | Neural stimulation device and control method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5818352B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016086969A (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | オリンパス株式会社 | Nerve stimulation device and control method thereof |
-
2011
- 2011-11-30 JP JP2011261874A patent/JP5818352B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013111357A (en) | 2013-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7144450B2 (en) | Systems and methods for monitoring neural activity | |
| JP5415255B2 (en) | Cranial nerve microburst electrical stimulation for medical treatment | |
| US20070027504A1 (en) | Cranial nerve stimulation to treat a hearing disorder | |
| JP7068176B2 (en) | A system equipped with a probe that detects a large discharge of action potential and a probe that stimulates the vagus nerve of an epileptic patient. | |
| JP5734555B2 (en) | Nerve stimulator | |
| JP2009531154A5 (en) | ||
| US20160250464A1 (en) | Device for the application of a transcutaneous electric stimulation stimulus | |
| JP2024508685A (en) | Intrastimulus recruitment control | |
| CN118161748A (en) | A neural electrical stimulation device and method for resisting fatigue and promoting alertness | |
| JP5818352B2 (en) | Neural stimulation device and control method thereof | |
| EP4326390A1 (en) | Systems and methods facilitating sensing responsive signals in association with paresthesia-free stimulation | |
| US8457749B2 (en) | Modulation of trigeminal reflex strength | |
| ES2951766T3 (en) | Electrical stimulation device to treat the human body | |
| CN120529938A (en) | Systems and methods for guiding spinal cord stimulation using evoked potentials | |
| JP5846816B2 (en) | Nerve stimulator | |
| JP5695480B2 (en) | Nerve stimulator and method of operating neurostimulator | |
| JP7412960B2 (en) | Muscle relaxation monitoring device and calibration processing method | |
| JP5816408B2 (en) | Nerve stimulator | |
| KR102906148B1 (en) | Apparatus and method for diagnosis of neurofunction | |
| JP5616731B2 (en) | Neural stimulation parameter detection device and neural stimulation device | |
| JP5669487B2 (en) | Nerve stimulator | |
| HK40120422A (en) | Device for auricular puncture stimulation | |
| JP2017064390A (en) | Electrical stimulation system, electrical stimulation method, computer program | |
| JP5775678B2 (en) | Nerve stimulator | |
| JP2013165768A (en) | Nerve stimulation device and method of controlling the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150916 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150924 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150928 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5818352 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |