JP2009028397A - Cardiac therapy apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a correct heart rate even during stimulating the pneumogastric nerve and surely perform a cardiac therapy including stimulation to the pneumogastric nerve by precisely acquiring the state of the heart. <P>SOLUTION: This cardiac therapy apparatus 1 is provided with: an electrocardiographic signal detection section 3 for detecting an electrocardiographic signal via electrodes 2 for a living body disposed inside or outside the heart A; an analysis section 4 for analyzing the state of the heart A based on the electrocardiographic signal detected by the electrocardiographic signal detection section 3; a pneumogastric nerve stimulation section 5 outputting electric pulses for electrically stimulating the pneumogastric nerve B according to the analysis result by the analysis section 4; and a wraparound prevention means 7 for preventing the wraparound of the electric pulses output from the pneumogastric nerve stimulation section 5 with the electrocardiographic signal detection section 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、心臓用治療装置に関するものである。   The present invention relates to a cardiac treatment device.

従来、心室細動時に迷走神経を刺激することで、通常より低いエネルギで徐細動する治療法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、心拍数が高いときに、迷走神経を刺激して、心拍数を低く安定にする治療法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。 Conventionally, a treatment method has been proposed in which vagus nerves are stimulated during ventricular fibrillation to gradually fibrillate with lower energy than usual (see, for example, Patent Document 1).
Moreover, when the heart rate is high, a treatment method has been proposed that stimulates the vagus nerve to stabilize the heart rate low (see, for example, Patent Document 2).

特開平８−３８６２５号公報JP-A-8-38625 特開２００４−１７３７９０号公報JP 2004-173790 A

しかしながら、心拍の時間情報に基づいて心臓の状態を診断し、診断結果に応じて迷走神経に電気パルス刺激を与える場合に、迷走神経を刺激する電気パルスが心拍検出回路に回り込んで心拍を正しく検出できなくなるという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、迷走神経の刺激中においても正しい心拍数を計測することを可能とし、心臓の状態を正確に把握して、迷走神経刺激を含む心臓の治療をより確実に行うことができる心臓用治療装置を提供することを目的としている。 However, when diagnosing the state of the heart based on the time information of the heartbeat and applying electrical pulse stimulation to the vagus nerve according to the diagnosis result, the electrical pulse that stimulates the vagus nerve wraps around the heartbeat detection circuit and corrects the heartbeat. There is an inconvenience that it cannot be detected.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and makes it possible to measure a correct heart rate even during stimulation of the vagus nerve, accurately grasp the state of the heart, and include the heart including the vagus nerve stimulation. An object of the present invention is to provide a cardiac treatment device that can perform the above treatment more reliably.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、心臓内部または心臓外部に配置された生体用電極を介して心電信号を検出する心電信号検出部と、該心電信号検出部により検出された心電信号に基づいて前記心臓の状態を解析する解析部と、該解析部による解析結果に応じて迷走神経を電気的に刺激する電気パルスを出力する迷走神経刺激部と、該迷走神経刺激部から出力された電気パルスの前記心電信号検出部への回り込みを防止する回り込み防止手段とを備える心臓用治療装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to an electrocardiogram signal detection unit that detects an electrocardiogram signal through a biomedical electrode disposed inside or outside the heart, and the heart based on the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram signal detection unit. An analysis unit that analyzes the state of the vagus, a vagus nerve stimulation unit that outputs an electric pulse that electrically stimulates the vagus nerve according to an analysis result by the analysis unit, and the electric pulse output from the vagus nerve stimulation unit There is provided a cardiac treatment device including a wraparound prevention means for preventing wraparound to an electrocardiogram signal detection unit.

本発明によれば、心電信号検出部により検出された心電信号に基づいて解析部により心臓の状態が解析され、その解析結果に基づいて迷走神経刺激部が迷走神経に対して電気パルスによる電気的な刺激を与える。この場合に、回り込み防止手段の作用により、電気パルスの心電信号検出部への回り込みが防止されるので、心電信号検出部が正確な心電信号を検出でき、これに基づいて正確な刺激を迷走神経に与えることが可能となる。   According to the present invention, the state of the heart is analyzed by the analysis unit based on the electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram signal detection unit, and based on the analysis result, the vagus nerve stimulation unit uses electrical pulses to the vagus nerve. Gives electrical stimulation. In this case, the action of the wraparound prevention means prevents the electric pulse from wrapping around the electrocardiogram signal detection unit, so that the electrocardiogram signal detection unit can detect an accurate electrocardiogram signal, and based on this, accurate stimulation Can be given to the vagus nerve.

上記発明においては、前記回り込み防止手段は、前記迷走神経刺激部が少なくとも電気パルスを前記迷走神経に対して出力する間、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離することとしてもよい。
このようにすることで、回り込み防止手段が心電信号検出部と迷走神経刺激部とを電気的に分離している間に、迷走神経刺激部から電気パルスが出力されるので、電気パルスが心電信号検出部へ回り込むことが防止され、心電信号検出部により正確な心電信号を検出することが可能となる。 In the above invention, the wraparound prevention means electrically separates the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit while the vagus nerve stimulation unit outputs at least an electric pulse to the vagus nerve. It is good as well.
By doing so, the electric pulse is output from the vagus nerve stimulation unit while the wraparound prevention means electrically separates the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit. It is possible to prevent the electrocardiogram signal detection unit from wrapping around, and the electrocardiogram signal detection unit can detect an accurate electrocardiogram signal.

また、上記発明においては、前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するためのスイッチング素子を含むこととしてもよい。
このようにすることで、スイッチング素子をオフ状態に切り替えることにより、迷走神経刺激部から電気パルスを出力する際に、心電信号検出部と迷走神経刺激部とを電気的に切り離し、電気パルスの回り込みをより確実に防止することができる。 Moreover, in the said invention, the said wraparound prevention means is good also as including the switching element for electrically isolate | separating the said electrocardiogram signal detection part and the said vagus nerve stimulation part.
By doing this, by switching the switching element to the OFF state, when outputting an electrical pulse from the vagus nerve stimulation unit, the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit are electrically disconnected, It is possible to prevent the wraparound more reliably.

また、上記発明においては、前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するための磁気絶縁素子を含むこととしてもよい。
また、上記発明においては、前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するための光絶縁素子を含むこととしてもよい。 Moreover, in the said invention, the said wraparound prevention means is good also as including the magnetic insulation element for electrically isolate | separating the said electrocardiogram signal detection part and the said vagus nerve stimulation part.
Moreover, in the said invention, the said wraparound prevention means is good also as including the optical insulation element for electrically isolate | separating the said electrocardiogram signal detection part and the said vagus nerve stimulation part.

また、上記発明においては、前記信号検出部と前記迷走神経刺激部とが同一の筐体内に配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、心臓用治療装置をコンパクトに構成することができる。 Moreover, in the said invention, the said signal detection part and the said vagus nerve stimulation part are good also as arrange | positioning in the same housing | casing.
By doing in this way, the treatment apparatus for hearts can be comprised compactly.

本発明によれば、迷走神経の刺激中においても正しい心拍数を計測することを可能とし、心臓の状態を正確に把握して、迷走神経刺激を含む心臓の治療をより確実に行うことができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to measure a correct heart rate even during stimulation of the vagus nerve, accurately grasp the state of the heart, and more reliably perform treatment of the heart including the vagus nerve stimulation. There is an effect.

本発明の第１の実施形態に係る心臓用治療装置１について、図１〜図５を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る心臓用治療装置１は、図１および図２に示されるように、心臓Ａ内部または心臓Ａ外部に配置された生体用電極２を介して心電信号を検出する心拍検出ユニット（心電信号検出部）３と、該心拍検出ユニット３により検出された心電信号に基づいて心臓Ａの状態を解析する心拍解析ユニット（解析部）４と、該心拍解析ユニット４による解析結果に応じて迷走神経Ｂを電気的に刺激する電気パルスを出力する迷走神経刺激ユニット（迷走神経刺激部）５と、心拍解析ユニット４による解析結果に応じて心臓Ａを電気刺激する心臓刺激ユニット６と、迷走神経刺激ユニット５から出力された電気パルスの心拍検出ユニット３への回り込みを防止する回り込み防止ユニット（回り込み防止手段）７とを備えている。 A cardiac treatment apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the heart treatment device 1 according to the present embodiment is a heartbeat detection unit that detects an electrocardiogram signal via a living body electrode 2 disposed inside or outside the heart A. (Electrocardiogram signal detection unit) 3, heart rate analysis unit (analysis unit) 4 that analyzes the state of the heart A based on the electrocardiogram signal detected by the heart rate detection unit 3, and analysis results by the heart rate analysis unit 4 The vagus nerve stimulation unit (vagus nerve stimulation unit) 5 that outputs an electric pulse for electrically stimulating the vagus nerve B according to the heart rate, and the heart stimulation unit 6 that electrically stimulates the heart A according to the analysis result by the heart rate analysis unit 4 And a wraparound prevention unit (wraparound prevention means) 7 for preventing the electrical pulse output from the vagus nerve stimulation unit 5 from wrapping around the heartbeat detection unit 3.

心拍検出ユニット３は、生体用電極２により検出された心電信号から心臓Ａの拍動を検出して心拍解析ユニット４に入力するようになっている。
心拍解析ユニット４は、心拍検出ユニット３から送られてきた心臓Ａの拍動の時間情報から、心臓Ａの状態が、除脈状態であるか、心室細動状態であるか、心室頻拍状態であるかを判定し、該判定結果に基づいて種々の出力を行うようになっている。 The heartbeat detection unit 3 detects the pulsation of the heart A from the electrocardiogram signal detected by the biological electrode 2 and inputs it to the heartbeat analysis unit 4.
The heart rate analysis unit 4 determines whether the state of the heart A is a bradycardia state, a ventricular fibrillation state, a ventricular tachycardia state based on the time information of the heart A pulse sent from the heart rate detection unit 3. And various outputs are performed based on the determination result.

具体的には、心拍解析ユニット４は、図２に示されるように、１回前の心拍またはペーシング刺激から心拍があったか否かを判定し（ステップＳ１）、規定時間以内に心拍がない場合は除脈状態であると判定するようになっている（ステップＳ２）。また、過去の規定回数分の心拍間隔の平均値Ｔａを求め（ステップＳ３）、平均値Ｔａが下限ａ１より小さいか否かを判定し（ステップＳ４）、小さい場合には、心室細動状態であると判定するようになっている（ステップＳ５）。   Specifically, as shown in FIG. 2, the heart rate analysis unit 4 determines whether or not there is a heartbeat from the previous heartbeat or pacing stimulus (step S1). It is determined that the pulse is in a pulse-free state (step S2). Further, an average value Ta of heartbeat intervals for the past specified number of times is obtained (step S3), and it is determined whether or not the average value Ta is smaller than the lower limit a1 (step S4). It is determined that it exists (step S5).

また、心拍解析ユニット４は、平均値Ｔａが下限ａ１より大きい場合には、平均値Ｔａが、下限ａ１より大きい下限ａ２より小さいか否かを判定し（ステップＳ６）、小さい場合には、心室頻拍状態であると判定するようになっている（ステップＳ７）。そして、心拍解析ユニットは、これらのステップＳ１〜Ｓ７を繰り返すようになっている。   The heart rate analysis unit 4 determines whether the average value Ta is smaller than the lower limit a2 larger than the lower limit a1 when the average value Ta is larger than the lower limit a1 (step S6). The tachycardia state is determined (step S7). The heart rate analysis unit repeats these steps S1 to S7.

なお、心拍解析ユニット４は、心臓Ａの状態が心室頻拍状態であると判定した場合に、後述する迷走神経刺激ユニット５を介して迷走神経Ｂに出力する電気パルスの仕様、すなわち、電気パルスの電圧値、パルス幅、周期および持続時間を設定し、迷走神経刺激ユニット５に対して出力するようになっている。   When the heart rate analysis unit 4 determines that the state of the heart A is a ventricular tachycardia state, the specification of the electric pulse output to the vagus nerve B via the vagus nerve stimulation unit 5 described later, that is, the electric pulse Voltage value, pulse width, period and duration are set and output to the vagus nerve stimulation unit 5.

心臓刺激ユニット６は、図３に示されるように、心拍検出ユニット３により検出された心電信号に基づいて、心拍解析ユニット４が心臓Ａの状態を解析した結果、心臓Ａが徐脈状態である場合に、心臓Ａに正常な心拍と同じ程度のリズムの電気刺激を与えるペーシングパルス生成部８と、心臓Ａが心室細動状態である場合に、個々にバラバラに収縮している全ての心細胞に、高エネルギーの電気ショックを与える除細動パルス生成部９とを備えている。   As shown in FIG. 3, the heart stimulation unit 6 analyzes the state of the heart A based on the electrocardiogram signal detected by the heart rate detection unit 3, and as a result, the heart A is in a bradycardia state. In some cases, a pacing pulse generator 8 that applies electrical stimulation to the heart A with the same rhythm as a normal heartbeat, and all the hearts that are individually contracting apart when the heart A is in a ventricular fibrillation state A defibrillation pulse generator 9 that applies high-energy electric shock to cells is provided.

迷走神経刺激ユニット５は、心拍解析ユニット４において心臓Ａの状態が心室頻拍状態であると判定された場合に心拍解析ユニット４からの指令により作動させられ、設定された電圧値を発生させる直流電圧発生回路１０と、該直流電圧発生回路１０において発生した設定電圧により充電されるコンデンサ１１と、該コンデンサ１１と迷走神経Ｂに近接して配置された電極１２との間に配置され、両者間を断続させるためのスイッチ１３とを備えている。図中、符号１４は、コンデンサ１１への充電電流を制限する抵抗器である。抵抗器１４の抵抗値は、コンデンサ１１の容量および直流電圧発生回路１０の許容出力電流によって決定すればよい。   The vagus nerve stimulation unit 5 is activated by a command from the heart rate analysis unit 4 and generates a set voltage value when the heart rate analysis unit 4 determines that the state of the heart A is a ventricular tachycardia state. Between the voltage generation circuit 10, the capacitor 11 charged with the set voltage generated in the DC voltage generation circuit 10, and the electrode 12 disposed in the vicinity of the vagus nerve B, And a switch 13 for interrupting. In the figure, reference numeral 14 denotes a resistor that limits the charging current to the capacitor 11. The resistance value of the resistor 14 may be determined by the capacitance of the capacitor 11 and the allowable output current of the DC voltage generation circuit 10.

心拍解析ユニット４からの指令によりスイッチ１３を開状態としてコンデンサ１１から迷走神経Ｂへの電気パルスの出力を遮断することにより、直流電圧発生回路１０において発生された設定電圧に基づく電荷がコンデンサ１１に充電され、スイッチ１３を閉状態とすることにより、コンデンサ１１に充電された電荷を瞬時にパルス状に迷走神経Ｂに近接配置された電極１２に出力することができるようになっている。   In response to a command from the heart rate analysis unit 4, the switch 13 is opened to interrupt the output of the electric pulse from the capacitor 11 to the vagus nerve B, so that the charge based on the set voltage generated in the DC voltage generation circuit 10 is supplied to the capacitor 11. By charging and closing the switch 13, the charge charged in the capacitor 11 can be instantaneously output in pulses to the electrode 12 disposed close to the vagus nerve B.

回り込み防止ユニット７は、直流電圧発生回路１０とコンデンサ１１との間に配置されたスイッチ１５により構成されている。このスイッチ１５は、心拍解析ユニット４からの指令によりスイッチ１３が開かれた状態で閉じられてコンデンサ１１への充電を可能とし、スイッチ１３が閉状態とされる前に開かれるようになっている。   The wraparound prevention unit 7 includes a switch 15 arranged between the DC voltage generation circuit 10 and the capacitor 11. The switch 15 is closed in a state where the switch 13 is opened in accordance with a command from the heart rate analysis unit 4 so that the capacitor 11 can be charged, and is opened before the switch 13 is closed. .

このように構成された本実施形態に係る心臓用治療装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る心臓用治療装置１によれば、心拍検出ユニット３の作動により、心臓Ａ内部または心臓Ａ外部に配置された生体用電極２を介して心電信号が検出され、心拍解析ユニット４により、心臓Ａの状態が解析される。 The operation of the cardiac treatment device 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
According to the cardiac treatment device 1 according to the present embodiment, an electrocardiogram signal is detected via the living body electrode 2 disposed inside or outside the heart A by the operation of the heartbeat detection unit 3, and the heartbeat analysis unit. 4, the state of the heart A is analyzed.

心拍解析ユニット４は、１回前の心拍またはペーシング刺激から心拍があったか否かを判定し、規定時間以内に心拍がない場合は除脈状態であると判定し、心臓刺激ユニット６に対して、指令信号を出力する。指令信号を受けた心臓刺激ユニット６のペーシングパルス生成部８は正常な心拍と同じ程度のリズムの電気パルスを発生し生体用電極２を介して心臓Ａに刺激が与えられる。   The heart rate analysis unit 4 determines whether or not there is a heartbeat from the previous heartbeat or pacing stimulus, determines that there is no heartbeat within a specified time, and determines that the heartbeat is in a non-pulsed state. A command signal is output. Upon receiving the command signal, the pacing pulse generation unit 8 of the heart stimulation unit 6 generates an electrical pulse having the same rhythm as a normal heartbeat, and the heart A is stimulated via the living body electrode 2.

また、心拍解析ユニット４は、過去の規定回数分（例えば、１０回分または１０拍分）の心拍間隔の平均値Ｔａを求め、平均値Ｔａが下限ａ１より小さいか否かを判定し、小さい場合には、心室細動状態であると判定する。この場合、心拍解析ユニット４は心臓刺激ユニット６に対して、指令信号を出力し、指令信号を受けた心臓刺激ユニット６の除細動パルス生成部９は、生体用電極２を介して、個々にバラバラに収縮している全ての心細胞に、高エネルギーの電気ショックを与える。   Further, the heart rate analysis unit 4 obtains an average value Ta of heartbeat intervals for the past specified number of times (for example, 10 times or 10 beats), determines whether the average value Ta is smaller than the lower limit a1, and if small Is determined to be in a ventricular fibrillation state. In this case, the heart rate analysis unit 4 outputs a command signal to the heart stimulation unit 6, and the defibrillation pulse generation unit 9 of the heart stimulation unit 6 that has received the command signal individually passes through the biological electrode 2. It gives a high energy electric shock to all heart cells that are contracting apart.

また、心拍解析ユニット４は、平均値Ｔａが下限ａ１より大きい場合には、平均値Ｔａが、下限ａ１より大きい下限ａ２より小さいか否かを判定し、小さい場合には、心室頻拍状態であると判定する。
この場合、心拍解析ユニット４は、図５に示されるように、迷走神経刺激ユニット５に対して、出力する電気パルスの仕様を設定し（ステップＳ１１）、該電気パルスの仕様を含む指令信号を出力する。 The heart rate analysis unit 4 determines whether or not the average value Ta is smaller than the lower limit a2 that is larger than the lower limit a1 when the average value Ta is larger than the lower limit a1. Judge that there is.
In this case, as shown in FIG. 5, the heart rate analysis unit 4 sets the specification of the electrical pulse to be output to the vagus nerve stimulation unit 5 (step S11), and outputs a command signal including the specification of the electrical pulse. Output.

迷走神経刺激ユニット５は、図４および図５に示されるように、心拍解析ユニット４からの指令信号に応じて、全スイッチ１３，１５を開状態とし（ステップＳ１２）、直流電圧発生回路１０の出力電圧を心拍解析ユニット４により設定された電圧に設定する（ステップＳ１３）。そして、カウンタを初期化し（ステップＳ１４）、スイッチ１５を閉状態とする（ステップＳ１５）。これにより、直流電圧発生回路１０に設定された電圧によって、コンデンサ１１の充電が開始されるので、所定時間待機することにより、コンデンサ１１が設定電圧値まで充電される（ステップＳ１６）。   As shown in FIGS. 4 and 5, the vagus nerve stimulation unit 5 opens all the switches 13 and 15 in response to the command signal from the heart rate analysis unit 4 (step S <b> 12). The output voltage is set to the voltage set by the heart rate analysis unit 4 (step S13). Then, the counter is initialized (step S14), and the switch 15 is closed (step S15). As a result, charging of the capacitor 11 is started by the voltage set in the DC voltage generating circuit 10, and therefore the capacitor 11 is charged to the set voltage value by waiting for a predetermined time (step S16).

この状態で、迷走神経刺激ユニット５は、スイッチ１５を完全に開状態として（ステップＳ１７，Ｓ１８）、スイッチ１３を短時間にわたって閉状態とすることにより（ステップＳ１９〜Ｓ２１）、コンデンサ１１に充電されていた電荷を放電し、迷走神経Ｂに対して、設定された電圧値およびパルス幅の電気パルスを出力する。そして、設定された周期に基づく時間の経過後（ステップＳ２２）、カウンタをインクリメントして（ステップＳ２３）、心拍解析ユニット４により設定された回数の電気パルスが出力されたか否かを判定し（ステップＳ２４）、出力されていない場合には、ステップＳ１５〜Ｓ２３を繰り返す。これにより、迷走神経Ｂに対して必要な刺激を与えることができる。一方、設定された回数の電気パルスが出力された場合には、心拍解析ユニット４による判定に必要な時間（例えば、６０秒間）の経過を待って（ステップＳ２５）、ステップＳ１１〜Ｓ２４を繰り返す。   In this state, the vagus nerve stimulation unit 5 charges the capacitor 11 by setting the switch 15 to the fully open state (steps S17 and S18) and closing the switch 13 for a short time (steps S19 to S21). The charged electric charge is discharged, and an electric pulse having a set voltage value and a pulse width is output to the vagus nerve B. Then, after elapse of time based on the set cycle (step S22), the counter is incremented (step S23), and it is determined whether or not the number of electrical pulses set by the heart rate analysis unit 4 has been output (step S23). S24) If not output, steps S15 to S23 are repeated. Thereby, a necessary stimulus can be given to the vagus nerve B. On the other hand, when the set number of electrical pulses has been output, the time required for determination by the heart rate analysis unit 4 (for example, 60 seconds) is awaited (step S25), and steps S11 to S24 are repeated.

この場合において、本実施形態に係る心臓用治療装置１によれば、迷走神経Ｂに対して電気パルスを出力している間とその前後の時間にわたって心拍検出ユニット３と迷走神経刺激ユニット５とが電気的に切り離される。すなわち、スイッチ１５を開くことにより、迷走神経を刺激する電気パルスを出力する回路が心拍検出ユニット３を含む回路から遮断されるので、迷走神経刺激ユニット５により発生した電気パルスが心拍検出ユニット３に回り込むことが防止され、心拍検出ユニット４により検出される心電信号に混入してしまう不都合の発生を未然に防止することができる。   In this case, according to the cardiac treatment device 1 according to the present embodiment, the heartbeat detection unit 3 and the vagus nerve stimulation unit 5 are in the middle of outputting an electrical pulse to the vagus nerve B and for the time before and after that. Electrically disconnected. That is, by opening the switch 15, the circuit that outputs the electrical pulse that stimulates the vagus nerve is disconnected from the circuit that includes the heartbeat detection unit 3, so that the electrical pulse generated by the vagus nerve stimulation unit 5 is transmitted to the heartbeat detection unit 3. It is possible to prevent the occurrence of inconveniences that are prevented from wrapping around and mixed into the electrocardiographic signal detected by the heartbeat detection unit 4.

その結果、迷走神経Ｂへの電気パルスによる刺激が行われている場合においても、心拍検出ユニット３による心電信号の正確な検出を行うことができ、心拍解析ユニット４による心臓Ａの状態の正確な判定が可能となる。
また、この場合に、直流電圧発生回路１０、心拍解析ユニット４および心拍検出ユニット３は、相互に絶縁されている必要はなく、単一の電源（図示略）から電力供給を行うことができる。したがって、これらのユニット３，４，５を単一の筐体内に収容して、コンパクトに構成することができるという利点がある。 As a result, even when the vagus nerve B is stimulated by an electrical pulse, the heartbeat detection unit 3 can accurately detect the electrocardiogram signal, and the heartbeat analysis unit 4 can accurately detect the state of the heart A. Judgment is possible.
In this case, the DC voltage generation circuit 10, the heart rate analysis unit 4, and the heart rate detection unit 3 do not need to be insulated from each other, and can be supplied with power from a single power source (not shown). Therefore, there is an advantage that these units 3, 4, 5 can be accommodated in a single housing and configured compactly.

なお、迷走神経刺激ユニット５の電極１２近傍と、心拍検出ユニット３の生体用電極２との間には、生体組織が有する電解質成分による静電容量が存在し、迷走神経Ｂや心臓Ａに対して出力する電気パルスによってその静電容量が充電され、電位差が発生することがある。したがって、上記スイッチ１５には、その電位差と電気パルスの電圧との合成電圧が印加されることになるので、その合成電圧で使用できる性能を有することが必要となる。   In addition, the electrostatic capacitance by the electrolyte component which a biological tissue has exists between the electrode 12 vicinity of the vagus nerve stimulation unit 5 and the living body electrode 2 of the heart rate detection unit 3, and with respect to the vagus nerve B and the heart A In some cases, the capacitance is charged by the electrical pulse output and a potential difference is generated. Therefore, since a composite voltage of the potential difference and the voltage of the electric pulse is applied to the switch 15, it is necessary to have a performance that can be used with the composite voltage.

なお、本実施形態においては、スイッチ１５により迷走神経刺激ユニット５と心拍検出ユニット３とを絶縁する回り込み防止手段７を構成したが、これに代えて、図６に示されるように、心拍解析ユニット４により駆動される絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０およびパルストランス２１，２２を使用して回り込み防止手段７を構成してもよい。
図６に示される例では、迷走神経刺激ユニット５は、Ｄ／Ａ変換器２３、電力増幅回路２４および記憶素子２５の状態により切り替えられるスイッチ２６を備えている。 In the present embodiment, the sneak preventing means 7 that insulates the vagus nerve stimulation unit 5 from the heart rate detection unit 3 by the switch 15 is configured. Instead, as shown in FIG. The sneak preventing means 7 may be configured by using the insulated DC-DC converter 20 and the pulse transformers 21 and 22 driven by the motor 4.
In the example shown in FIG. 6, the vagus nerve stimulation unit 5 includes a switch 26 that is switched depending on the states of the D / A converter 23, the power amplifier circuit 24, and the storage element 25.

この場合、心拍解析ユニット４が、心臓Ａの状態が心室頻拍状態であると判定した場合には、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０を有効にして迷走神経刺激ユニット５に電力を供給する。また、心拍解析ユニット４は、迷走神経Ｂを刺激するための電気パルスの電圧に応じてディジタルデータをパルストランス２１を通してＤ／Ａ変換器２３に送り、Ｄ／Ａ変換器２３によって所望の電圧を出力させる。Ｄ／Ａ変換器２３の出力電圧に電力増幅回路２４の電圧増幅率をかけた値が、迷走神経刺激ユニット５から出力される電気パルスの電圧値になる。   In this case, when the heart rate analysis unit 4 determines that the state of the heart A is a ventricular tachycardia state, the insulated DC-DC converter 20 is enabled and power is supplied to the vagus nerve stimulation unit 5. The heart rate analysis unit 4 sends digital data to the D / A converter 23 through the pulse transformer 21 according to the voltage of the electric pulse for stimulating the vagus nerve B, and the D / A converter 23 supplies a desired voltage. Output. A value obtained by multiplying the output voltage of the D / A converter 23 by the voltage amplification factor of the power amplification circuit 24 becomes the voltage value of the electric pulse output from the vagus nerve stimulation unit 5.

心拍解析ユニット４は、迷走神経刺激ユニット５から発生する電気パルスの印加タイミングに合わせて、パルストランス２２を介してディジタルデータを記憶素子２５に送り、記憶素子２５の状態を変更してスイッチ２６をグランド側からＤ／Ａ変換器２３側に切り替える。そして、電気パルスのパルス幅に相当する時間が経過した後に、上記とは逆に、スイッチ２６をグランド側に切り替える。連続刺激の場合は、スイッチ２６の切替を設定されたパルス周期で設定された持続時間にわたり繰り返す。これにより、迷走神経Ｂに必要な刺激を与えることができる。   The heart rate analysis unit 4 sends digital data to the storage element 25 via the pulse transformer 22 in accordance with the application timing of the electric pulse generated from the vagus nerve stimulation unit 5, changes the state of the storage element 25, and switches the switch 26. Switch from the ground side to the D / A converter 23 side. Then, after a time corresponding to the pulse width of the electric pulse has elapsed, the switch 26 is switched to the ground side, contrary to the above. In the case of continuous stimulation, the switching of the switch 26 is repeated over a set duration with a set pulse period. Thereby, a necessary stimulus can be given to the vagus nerve B.

この場合において、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０およびパルストランス２１，２２が回り込み防止手段（磁気絶縁素子）を構成しているので、電気パルスを出力するときのみならず、迷走神経刺激ユニット５と心拍検出ユニット３とを常時電気的に分離し、電気パルスが心電信号として検出されてしまう不都合の発生をより効果的に防止することができる。   In this case, since the insulated DC-DC converter 20 and the pulse transformers 21 and 22 constitute a wraparound prevention means (magnetic insulation element), not only when an electric pulse is output, but also the vagus nerve stimulation unit 5 and the heartbeat. The detection unit 3 can be always electrically separated from the detection unit 3, and the occurrence of inconvenience that the electric pulse is detected as an electrocardiogram signal can be prevented more effectively.

ここで、磁気絶縁素子とは、電気エネルギを一旦磁気に変換し、再度電気に変換することで、入出力間の電気的絶縁を果たしつつ、比較的高い周波数の電気エネルギを伝達するものであり、代表的なものとしてトランスを挙げることができる。絶縁素子としては光絶縁素子でもよい。光絶縁素子は、磁気絶縁素子における磁気の代わりに光を用いるもので代表的なものとしてフォトカプラを挙げることができる。   Here, a magnetic insulation element is a device that converts electrical energy into magnetism and then converts it back to electricity, thereby transmitting electrical energy at a relatively high frequency while achieving electrical insulation between the input and output. A typical example is a transformer. The insulating element may be an optical insulating element. The photoinsulating element uses light instead of magnetism in the magnetic insulating element, and a typical example is a photocoupler.

絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、主にトランスを利用し、直流電圧を入力すると、絶縁された直流電圧を出力する磁気絶縁素子の応用電気回路であるが、その他の回り込み防止手段のいずれも原理的には応用可能である。パルストランス２１，２２も同様に他の素子に変更可能である。   The insulated DC-DC converter 20 is an applied electric circuit of a magnetic insulation element that mainly uses a transformer and outputs an insulated DC voltage when a DC voltage is input. In particular, it can be applied. Similarly, the pulse transformers 21 and 22 can be changed to other elements.

記憶素子２５としては、トリガ入力がある毎に出力を（Ｌ０／ＨＩに）切り替えるＴフリップフロップ等を利用することができる。電力増幅回路２４は、トランジスタやオペアンプまたはその組み合わせにより構成することができる。   As the memory element 25, a T flip-flop or the like that switches the output (to L0 / HI) every time there is a trigger input can be used. The power amplifier circuit 24 can be configured by a transistor, an operational amplifier, or a combination thereof.

また、図７に示されるように、心拍検出ユニット３側と迷走神経刺激ユニット５側とで電源３０，３１を異ならせ、別個のＤＣ−ＤＣコンバータ３０ａ，３１ａを用いている点および、迷走神経刺激ユニット５に、心拍解析ユニット４から切り離して別個の制御部３２を設けることとしてもよい。
このようにすることで、迷走神経刺激ユニット５側は非稼働時には低消費電力モードにして電池の消耗を防止することができる。 Further, as shown in FIG. 7, the power sources 30 and 31 are different between the heartbeat detection unit 3 side and the vagus nerve stimulation unit 5 side, and separate DC-DC converters 30a and 31a are used. The stimulation unit 5 may be provided with a separate control unit 32 separated from the heart rate analysis unit 4.
By doing in this way, the vagus nerve stimulation unit 5 side can be set to a low power consumption mode when not in operation to prevent the battery from being consumed.

すなわち、心拍検出ユニット３側に配置された心拍解析ユニット４が、心室頻拍状態であると判定したときには、心拍解析ユニット４はパルストランス３３を介して制御部３２に低消費電力モードから稼働モードへの切替を指令する。また、心拍解析ユニット４は、迷走神経Ｂ刺激用の電気パルスの仕様をパルストランス３３を介して制御部３２に伝達し、制御部３２は送られてきた仕様に基づいて上記と同様にして迷走神経Ｂに対して電気パルスを出力する。
これによっても、パルストランス３３により回り込み防止手段７が構成され、迷走神経Ｂへの電気パルスの出力の有無にかかわらず、心電信号を正確に検出してより確実な治療を行うことができる。 That is, when it is determined that the heart rate analysis unit 4 arranged on the side of the heart rate detection unit 3 is in the ventricular tachycardia state, the heart rate analysis unit 4 sends the control unit 32 via the pulse transformer 33 from the low power consumption mode to the operation mode. Command to switch to. The heart rate analysis unit 4 transmits the specification of the electric pulse for vagus nerve B stimulation to the control unit 32 via the pulse transformer 33, and the control unit 32 performs vagus in the same manner as described above based on the received specification. An electric pulse is output to the nerve B.
Also by this, the wraparound prevention means 7 is constituted by the pulse transformer 33, and it is possible to accurately detect the electrocardiographic signal and perform more reliable treatment regardless of whether or not the electric pulse is output to the vagus nerve B.

本発明の一実施形態に係る心臓用治療装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a cardiac treatment device according to an embodiment of the present invention. 図１の心臓用治療装置の心拍解析ユニットによる診断手法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the diagnostic method by the heart rate analysis unit of the cardiac treatment apparatus of FIG. 図１の心臓用治療装置を示す模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the treatment apparatus for hearts of FIG. 図３の心臓用治療装置の迷走神経刺激ユニットの動作のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of operation | movement of the vagus nerve stimulation unit of the treatment apparatus for hearts of FIG. 図３の心臓用治療装置の迷走神経刺激ユニットの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the vagus nerve stimulation unit of the treatment apparatus for hearts of FIG. 図１の心臓用治療装置の変形例を示す模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the modification of the treatment apparatus for hearts of FIG. 図１の心臓用治療装置の他の変形例を示す模式的な回路図である。It is a typical circuit diagram which shows the other modification of the treatment apparatus for hearts of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ 心臓
Ｂ 迷走神経
１ 心臓用治療装置
２ 生体用電極
３ 心拍検出ユニット（心電信号検出部）
４ 心拍解析ユニット（解析部）
５ 迷走神経刺激ユニット（迷走神経刺激部）
７ 回り込み防止ユニット（回り込み防止手段）
１５ スイッチ（スイッチング素子）
２０ 絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（磁気絶縁素子）
２１，２２，３３ パルストランス A heart B vagus nerve 1 treatment device for heart 2 electrode for living body 3 heart rate detection unit (electrocardiogram signal detection unit)
4 Heart rate analysis unit (analysis unit)
5 Vagus nerve stimulation unit (vagus nerve stimulation unit)
7 Rounding prevention unit (rounding prevention means)
15 switch (switching element)
20 Insulation type DC-DC converter (magnetic insulation element)
21, 22, 33 Pulse transformer

Claims (6)

心臓内部または心臓外部に配置された生体用電極を介して心電信号を検出する心電信号検出部と、
該心電信号検出部により検出された心電信号に基づいて前記心臓の状態を解析する解析部と、
該解析部による解析結果に応じて迷走神経を電気的に刺激する電気パルスを出力する迷走神経刺激部と、
該迷走神経刺激部から出力された電気パルスの前記心電信号検出部への回り込みを防止する回り込み防止手段とを備える心臓用治療装置。 An electrocardiogram signal detection unit for detecting an electrocardiogram signal via a biomedical electrode disposed inside or outside the heart;
An analysis unit for analyzing the state of the heart based on an electrocardiogram signal detected by the electrocardiogram signal detection unit;
A vagus nerve stimulation unit that outputs an electrical pulse for electrically stimulating the vagus nerve according to an analysis result by the analysis unit;
A treatment apparatus for heart comprising: a wraparound prevention means for preventing a wraparound of an electric pulse output from the vagus nerve stimulation unit to the electrocardiogram signal detection unit. 前記回り込み防止手段は、前記迷走神経刺激部が少なくとも電気パルスを前記迷走神経に対して出力する間、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離する請求項１に記載の心臓用治療装置。   The wraparound prevention means electrically separates the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit while the vagus nerve stimulation unit outputs at least an electric pulse to the vagus nerve. Heart treatment equipment. 前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するためのスイッチング素子を含む請求項２に記載の心臓用治療装置。   The cardiac treatment device according to claim 2, wherein the wraparound prevention unit includes a switching element for electrically separating the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit. 前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するための磁気絶縁素子を含む請求項２に記載の心臓用治療装置。   The cardiac treatment device according to claim 2, wherein the wraparound prevention unit includes a magnetic insulation element for electrically separating the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit. 前記回り込み防止手段が、前記心電信号検出部と前記迷走神経刺激部とを電気的に分離するための光絶縁素子を含む請求項２に記載の心臓用治療装置。   The cardiac treatment device according to claim 2, wherein the wraparound prevention unit includes an optical insulating element for electrically separating the electrocardiogram signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit. 前記信号検出部と前記迷走神経刺激部とが同一の筐体内に配置されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の心臓用治療装置。   The cardiac treatment device according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal detection unit and the vagus nerve stimulation unit are arranged in the same casing.
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