JPS5847183B2 - 排尿ペ−スメ−カ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、生体の貯尿量を自動的に検出し、貯尿量が
所定値を越えた場合にこの状態を報知し、この時患者自
身の操作により膀胱に刺激を与えて排尿を行うように構
成した排尿ペースメーカに関するものである。

交通事故、労働災害等の原因によりを髄損障を受は尿失
禁或いは排尿困難に陥いる患者は近年増加の一途にあり
、これら患者並びにその周辺の八人の苦労は多大なもの
であり、これに対する良き治療手段が社会的に強く望ま
れている。

しかしながら、この種の症状に対し、従来より泌尿器領
域で研究が行われていたが、排尿反射支配神経の複雑さ
と相俟って排尿反射系の挙動も充分解明されず、満足す
べき治療手段はなかった。

一般的にを髄損障に起因する膀胱筋麻卑（神経因性膀胱
）では、膀胱収縮が行われず、又尿意を感知することも
できなくなる。

従来においては、膀胱筋に電気刺激を与えて単に膀胱収
縮させる装置が知られているが、膀胱内の貯尿量を適確
に検出して生体の最も好適な状態下に代謝を行うことは
できなかった。

また、膀胱筋に電気刺激を操り返し与える場合に、漏洩
電流が大きいと、尿道括約筋の収縮が起り、膀胱内圧が
上昇するにも拘らず排尿が中断される欠点があった。

そこで、発明者等は、これらの従来の欠点を克服すべく
鋭意研究を重ねた結果、膀胱の貯尿量を自動的に検出し
、貯尿量が所定値を越えた場合にその状態を患者に報知
し、患者はこの報知に基づいて膀胱に電気刺激を与えて
排尿を行うようにした排尿ペースメーカを開発すること
に成功した。

すなわら、貯尿量を検知する手段としては、対向する膀
胱壁に少なくとも一対の陽電極と陰電極とを縫着手術等
により配置し、貯尿量の変化を膀胱の伸展に基づく電極
間抵抗変化として検出し、この抵抗変化により発振周波
数が可変調整される発振回路を体内に埋設し、体外に設
けた受信装置で発振信号を受信して、膀胱の伸展が所定
状態に達した時点において警報その他の報知機構を作動
するように構成する。

また、別の貯氷量検知手段として、リードスイッチと小
型永久磁石とを膀胱壁に対向配置し、しかもリードスイ
ッチの外周部（こ補償電流を流してこれにより発生する
磁界で磁石磁界の強度を制御してリードスイッチの０Ｎ
−ＯＦＦ動作点を任意に設定し、膀胱の伸展が所定状態
に達した時において前記リードスイッチを動作させて警
報その他の報知機構を作動するように構成することもで
きる。

次に、このようにして所定の貯尿量を検知した場合に、
患者がその状態を確認して排尿を行わせる手段としては
、従来より公知の膀胱壁に対する電気的刺激方法を採用
する。

この場合、膀胱壁に陽電極と陰電極とからなる少なくと
も一対の刺激電極を縫着配置する必要があるが、電極の
構造並びに配置によって漏洩電流が大きいと、尿道括約
筋の収縮が生じて膀胱内圧が上昇するにも拘らず排尿が
中断される問題を生ずる。

そこで、本発明においては、膀胱壁に対する密着性をよ
くするため、凸面状の円板形電極を１対もしくは複数対
使用することが好適であることを突き止めた。

従って、本発明の一般的な目的は、簡単な構成で生体０
貯尿量を自動的に検出し、貯尿量が所定値を越えた場合
にこの状態を報知し、次いで膀胱に電気刺激を与えて排
尿を行うように構成した排尿ペースメーカを提供するに
ある。

前記の目的を達成するため、本発明においては、生体の
膀胱壁に貯尿量検出器と膀胱壁刺激用電極対とを配置し
、前記貯尿量検出器の位置変位に基づいて電気的に応動
する検出回路と、前記刺激用電極対に刺激電圧を印加す
る電圧発生回路とを設けると共に前記検出回路および電
圧発生回路に電力を誘導的に供給する回路を設け、前記
検出回路で発生する検出信号を受信して所定の貯尿量に
達した状態を報知する警報回路を設けてなる排尿ペース
メーカにおいて、膀胱壁刺激用電極対はそれぞれ絶縁性
支持体の一側面に円形の凸面状導電板を固定してなり、
このように構成した一対の電極を異極電位に保持してパ
ルス電圧を刺激電圧として印加するよう構成することを
特徴とする。

なお、前記排尿ペースメーカにおいて、貯尿量検出器は
一対の円板状電極板からなり、一方の電極板を同心円の
円板と環状板で構成してそれぞれ同電位に保持すると共
に他方の電極板を異極電位に保持し、これら電極間距離
変位を貯尿量の関数として電気抵抗変化に変換して連続
的に検出することができる。

また、貯尿量検出器はリードスイッチと永久磁石の組合
せからなり、リードスイッチの外周に補償電流を供給す
るコイルを巻装し、リードスイッチと永久磁石との離間
距離が所定状態に達した際にリードスイッチの０Ｎ−Ｏ
ＦＦ動作を行うように構成することにより所定貯尿量の
検出を行うことができる。

膀胱壁刺激用電極は絶縁性支持体の一側面に円形の凸面
状導電板を固定してそれぞれ異極電位に保持したものを
膀胱壁に対向配置することにより、効果的な膀胱収縮を
達成することができる。

この場合、膀胱壁刺激用電極対にはパルス電圧を印加す
るのが好適である。

さらに、膀胱壁刺激用電極対に刺激電圧を印加する場合
、スイッチ操作にて行うようにすれば好適である。

次に、本発明に係る排尿ペースメーカの好適な実施例に
つき添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明において使用する体内部に設けられる
装置の系統図を示すもので、体外部に設けられる送受信
機と交信可能に構成され、参照符号１０は電波の送受信
を行う誘導コイル、１２は前記コイル１０で受信した電
波を同調させる同調回路、１４は整流回路、１６は波形
整形回路、２０は刺激用電極を示し、この刺激用電極２
０は後述するように膀胱壁の適所に縫着等の手段によっ
て取付けられる。

また、膀胱壁の適所には貯尿量検出器２２を取付け、こ
の検出器２２の変位を電流充放電回路（発振器）１８の
時定数変位（発振周波数変位）に変換し、得られる信号
をコイル１０より体外部に設けられた送受信機に発信す
る。

次に、貯尿量検出器２２の具体例につき説明する。

膀胱壁は貯尿量の増大に伴い伸展することを利用し、膀
胱の対向する側壁Ｏこ電極を取付けて貯尿量の増大によ
る電極間距離の変化を電極間抵抗値の変化として電気的
に測定すれば、貯尿量を連続的に測定することができる
。

そこで、第２図ａ。ｂに示す実施例では、一対の電極２
４，２６をそれぞれ円板状（こ構成したものである。

この場合、一方の電極２４は、電極端での電気力線の広
がりが大きくなり（特にｄ ＞ ｒの場合、ｄ：電極間
距離、ｒ：電極板の半径）、電極間抵抗が著しく小さく
なるので、同心円の環状電極２４ａを組合せてそれぞれ
同電位に保持することにより、電気力線の広がりを防止
し、電極間距離ｄに比例した電極間抵抗値Ｒを容易に得
ることができる。

そこで、本実施例においては、前記の如く構成した電極
２４・２６を、第３図に示すように、膀胱壁３０にそれ
ぞれ対称的に二対の電極２４゜２６を対向配置する。

この場合、一方の電極２４を陽電極とし、他方の電極２
６を陰電極とし、それぞれ縫着手術等番こより固定する
のが好適である。

このようにして配置した電極２４．２６を公知のＲＣ発
振回路（第５図参照）の抵抗部Ｒ２として接続配置し、
電極２４．２６間の距離ｄの関数で得られる電極間抵抗
値Ｒ２の変化に比例して発振周波数ωが変化する。

従って、この場合の電極間抵抗Ｒ２と発振周波数ωの関
係を図示すれば第５図に示すようになる。

このようにして発振周波数の変化する信号は体内発振部
（誘導コイル１０）より体外部に発信され、後述する体
外部装置で受信して適宜貯尿量に変換表示すれば、膀胱
内の貯尿量を連続的に測定並びに検出することができる
。

また、膀胱内の貯尿量を測定する手段の別の実施例とし
て、第６図に示すように、リードスイッチ３２と永久磁
石３４とを使用し、リードスイッチ３２の外周にコイル
３３を巻装してこのコイル３３に補償電流■を通ずるよ
うに構威し、前記リードスイッチ３２と永久磁石３４と
を膀胱壁３０にそれぞれ対向配置する。

このようにして、前記リードスイッチ３２と永久磁石３
４との離間距離ｄが所定位置に達した場合Ｏこリードス
イッチ３２のＯＮ動作又はＯＦＦ動作が行われて所定の
貯尿量を検知することができる。

従って、この場合、補償電流■を可変調節することによ
り、リードスイッチ３２と永久磁石３４との離間距離ｄ
に対するリードスイッチ３２の０Ｎ−ＯＦＦ動作点を任
意に調整することができ、これにより貯尿量の設定値を
適宜調整することができる（第７図参照）。

なお、補償電流およびリードスイッチ３２の検出電流は
、いずれも誘導コイル１０を介して体外部より供給する
。

次に、膀胱壁３０を電気的に刺激して膀胱壁３０を収縮
させて排尿を行う刺激用電極２０の具体例につき説明す
る。

第８図は本発明において使用する刺激用電極２０の一実
施例を示すもので、導電性電極板３６を絶縁性支持体３
８上に固定したもので、電極板３６は膀胱壁３０との密
着性をよくするために凸面状とし、漏洩電流を防止する
ため円板状に形成する。

また、電極板３０の周縁部における支持体３８の一部に
縫着用の孔４０を適宜設ける。

なお、電極板３６はプラチナ若しくは白金材料で構威し
、絶縁支持体３８は医用エポキシ樹脂等の生体反応の少
ない高分子材料が好適に使用される。

このように構成した刺激用電極２０を、膀胱壁３０に取
付けるに際しては、例えば、第９図に示すように、尿管
膀胱移行部に２個の陽電極２０ａ。

２０ｂをそれぞれ取付け、これらの陽電極２０ａ。

２０ｂを取付けた膀胱壁の反対側壁面に前記陽電極２０
ａ、２０ｂと対応して約２ｃｍ斜め上方に位置するよう
に２個の陰電極２０ｃ 、２０ｄを取付ける。

このよう（こ構成配置した各陰陽両電極間に刺激電流を
通ずることにより、膀胱壁３０が収縮作用を行い、膀胱
内の尿は尿道４２を径で排尿される。

臨床の結果、電極板の直径を８間とし、電極間には出力
１．２〜５．ＯＶ、パルス幅４．６〜９．３ｍ ｓｅｃ
、パルス繰返し周期１３〜３０ｐｐ、ｓのパルス電圧が
好適であり、この場合に尿道括約筋の収縮による排尿の
遮断や排尿流れの遅れも殆どないことが確認された。

なお、刺激用電極の構成並びに膀胱壁に対する取付位置
は画一的に定められるものではなく、患者の症状等によ
り適宜設計変更を行い最適な状態下に実施することが望
ましい。

以上説明した貯尿量検出器２２と膀胱刺激用電極２０を
使用して構成した体内部装置を体外において制御する体
外部装置の一例を第１０図につき説明する。

まず、貯尿量を検出するに際しては、電源部５０が貯尿
量検出スイッチ５２を操作することにより搬送波発生回
路５４と接続され、搬送波発生回路５４を作動して信号
を発生し、この信号は電力増幅回路５６、同調回路５８
を介して体外部の誘導コイル６０より体内部の誘導コイ
ル１０に送信される。

誘導コイル１０で受信された信号は貯尿量検出器２２に
加えられた膀胱の貯尿量を連続的又は不連続的に検出し
、検出信号は発振器２４より体内部誘導コイル１０を介
して体外部誘導コイル６０に送信され（第１図参照）、
この誘導コイル６０で受信された貯尿量検出信号は判別
回路６２（連続測定の場合のみ）を経て警報回路６４を
作動する。

このようにして、膀胱貯尿量が設定量に達したことを体
外部において指示ランプの点滅または警報器の作動によ
り患者自身に感知させることができる。

次いで、刺激信号発生スイッチ６６を操作して電源部５
０をパルス繰返し周期決定回路６８およびパルス幅決定
回路７０を介して搬送波発生回路５４（こ接続して、所
定のパルス幅とパルス繰返し周期を有する電圧信号を発
生し、この刺激電圧信号を電力増幅器５６および同調回
路５８を経て体外部誘導コイル６０より体内部誘導コイ
ル１０に送信する。

誘導コイル１０に送信された信号は同調回路１２、整流
回路１４および波形整形回路１６を経て一対の刺激用電
極２０間に印加され、膀胱壁３０を刺激する（第１図参
照）。

この結果、膀胱壁３０は収縮作用を生じて排尿が行われ
る。

このようにして、患者は膀胱貯尿量の警報信号を感知し
た場合、所定の場所へ赴き、刺激信号発生スイッチ６６
を操作することにより、排尿を達成することができる。

従って、体外部装置は、コンパクトで携帯が便利なもの
が好適である。

本発明に係る排尿ペースメーカによれば、貯尿量の検出
を自動的に行い、貯尿量が所定量に達した場合には直ち
にこの状態を報知することができ、しかも患者はこの状
態を感知して自らの操作により膀胱に電気刺激を加えて
排尿を円滑に達成することができる。

また、本発明によれば、貯尿量検出器および膀胱刺激用
電極はそれぞれ膀胱壁に簡単に取付けることができ、し
かもこれらを作動するための電力は体外部装置により誘
導させて簡便に供給することができるので、小型にして
安全でしかも適正に作動する携帯に便利な排尿ペースメ
ーカを得ることができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種種の設計変更を
なし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る排尿ペースメーカの体内部装置の
一例を示す系統図、第２図は本発明に使用する貯尿量検
出器を構成する電極を示し、第２図ａは斜視図、第２図
すは断面図、第３図は第２図に示す電極の膀胱壁取付状
態を示す説明図、第４図は第２図に示す電極を可変抵抗
として介挿した発振回路図、第５図は第４図に示す発振
回路において得られる電極間抵抗変化に基づく発振周波
数の特性曲線図、第６図は貯尿量検出器の別の実施例を
示す構成略図、第７図は第６図に示す貯尿量検出器の特
性曲線図、第８図は本発明に使用する刺激用電極を示し
、第８図ａは正面図、第８図すは側断面図、第９図は刺
激用電極の膀胱壁取付状態を示す説明図、第１０図は本
発明に係る排尿ペースメーカの体外部装置の一例を示す
系統図である。 １０・・・・・・誘導コイル、１２・・・・・・同調回
路、１４・・・・・・整流回路、１６・・・・・・波形
整形回路、１Ｂ・・・・・・発振器、２０・・・・・・
刺激用電極、２２・・・・・・貯尿量検出器、２４．２
６・・・・・・電極、３０・・・・・・膀胱壁、３２・
・・・・・リードスイッチ、３３・・・・・・コイル、
３４・・・・・・永久磁石、３６・・・・・・導電性電
極板、３８・・・・・・絶縁性支持体、４０・・・・・
・孔、４２・・・・・・尿道、５０・・・・・・電源部
、５２・・・・・・貯尿量検出スイッチ、５４・・・・
・・搬送波発生回路、５６・・・・・・電力増幅回路、
５８・・・・・・同調回路、６０・・・・・・誘導コイ
ル、６２・・・・・・判別回路、６４・・・・・・警報
回路、６６・・・・・・刺激信号発生スイッチ、６８・
・・・・・パルス繰返し周期決定回路、７０・・・・・
・パルス幅決定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体の膀胱壁に貯尿量検出器と膀胱壁刺激用電極対
   とを配置し、前記貯尿量検出器の位置変位に基づいて電
   気的に応動する検出回路と、前記刺激用電極対に刺激電
   圧を印加する電圧発生回路とを設けると共に前記検出回
   路および電圧発生回路に電力を誘導的に供給する回路を
   設け、前記検出回路で発生する検出信号を受信して所定
   の貯尿量に達した状態を報知する警報回路を設けてなる
   排尿ペースメーカ（こおいて、膀胱壁刺激用電極対はそ
   れぞれ絶縁性支持体の一側面に円形の凸面状導電板を固
   定してなり、このように横取した一対の電極を異極電位
   に保持してパルス電圧を刺激電圧として印加するよう横
   取することを特徴とする排尿ペースメーカ。 ２ 貯尿量検出器は、一対の円板状電極からなり、一方
   の電極板を同心円の円板と環状板で構成してそれぞれ同
   電位Ｇ（保持すると共に他方の電極板を異極電位に保持
   し、これら電極間距離変位を貯尿量の関数として電気抵
   抗変化に変換して連続的に検出することからなる特許請
   求の範囲第１項記載の排尿ペースメーカ。 ３ 貯尿量検出器はリードスイッチと永久磁石の組合せ
   からなり、リードスイッチの外周に補償電流を供給する
   コイルを巻装し、リードスイッチと永久磁石との離間距
   離が所定状態に達した際にリードスイッチの０Ｎ−ＯＦ
   Ｆ動作を行って貯尿量の検出を行うことからなる特許請
   求の範囲第１項記載の排尿ペースメーカ。