JPS6244504B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Electrotherapy Devices (AREA)
- Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
- Media Introduction/Drainage Providing Device (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、体内に医療物質或いは生理学的物質
を供与（dispense）することに関するもので、
特に、これらの物質が供与される時に患者の特殊
な要求に従つて長期間にわたつてこれらの物質を
供与するように体内に埋込まれる装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the dispensing of medical or physiological substances into the body.
In particular, it relates to devices implanted within the body to deliver these substances over an extended period of time according to the specific needs of the patient at the time they are delivered.
身体内で医療物質を供与することに関する先行
技術は、本発明者の以前の米国特許第3692072号
に記載されている。本発明者の知る限り、米国特
許第3692027号は、埋込可能で且つ長期間にわた
つて特定間隔で予め測定された供与量（dose）
で医療物質を供与するようになつている自己動力
付き装置（self−powered device）を最初に教示
するものである。雑誌フオーチユン（Fortune）
1973年６月版に、他の連続拡散カプセル型の供与
装置を説明する論文がある。この論文は、特定の
目標器官または目標位置に医薬の供与をなし得る
長期使用の医薬供与装置が極めて必要であること
を指摘し強調している。また薬品その他の物質の
制御された放出を行うためのポリシロキサンのキ
ヤリヤーについて、デビツド ロング（David
Long）、モーゼス・フオークマン（Moses
Folkman）の米国特許第3379996号に、拡散装置
の分野における先行技術が示されている。この米
国特許の装置は、シリコーンゴムの容器より成
り、薬は水溶性でシリコーンゴムを通して容器の
外面に拡散できるようになつている。この装置を
さらに改良したものが、ジユダー・フオークマン
（Judah Folkman）及びデビツド・ロング
（David Long）によつて、「ニユーヨーク・アカ
デミイ・オブ・サイエンス」年報第111巻（1963
−1964年）857−868頁に報告されていて、この報
告においては、電圧が容器及び外側の電極に印加
されて、心筋内に容器を埋込んだために容器の周
りを上方に動かしめられた繊維質の傷跡組織
（scar tissue）を通る物質の拡散を増大しようと
していると説明されている。薬剤はイオントフオ
レーゼによつて心筋の繊維質傷跡組織を通して引
かれると説明されている。これらの適用例におい
ては、薬剤は連続的な拡散状態にあつて、タイミ
ングを定められた間隔で別々の分離した供与量ず
つ与えられるものでなく或いは生理学的要求に従
つて与えられるものでもない。 Prior art relating to delivering medical substances within the body is described in the inventor's previous US Pat. No. 3,692,072. To the best of the inventor's knowledge, U.S. Pat.
The present invention is the first to teach a self-powered device that is adapted to deliver medical substances in a vacuum. Magazine Fortune
In the June 1973 edition there is an article describing another continuous diffusion capsule type delivery device. This article points out and emphasizes that there is a critical need for long-term drug delivery devices capable of delivering drugs to specific target organs or locations. and David Long on polysiloxane carriers for the controlled release of drugs and other substances.
Long), Moses Foukman (Moses
Prior art in the field of diffusion devices is shown in U.S. Pat. No. 3,379,996 to Folkman. The device of this patent consists of a silicone rubber container in which the drug is water soluble and can diffuse through the silicone rubber to the outer surface of the container. A further improvement of this device was published by Judah Folkman and David Long in the Annual Report of the New York Academy of Sciences, Volume 111 (1963).
- 1964), pp. 857-868, in which a voltage is applied to the container and the outer electrode to force it to move upwardly around the container to implant it within the myocardium. It has been described as attempting to increase the diffusion of substances through fibrous scar tissue. The drug is described as being drawn through the fibrous scar tissue of the myocardium by iontophoresis. In these applications, the drug is in continuous diffusion and is not delivered in separate, discrete doses at timed intervals or in accordance with physiological demand.
本発明は、心臓の電気的活量（electrical
activity）によつて心臓の状態を感知し、この感
知されたデータに従つて電気的パルスをトリガー
して、心臓の速さを生ずるように働く埋込まれた
装置を実施するものである。このような装置は、
一般に、「ペースメーカ」（pacemaker）として分
離されていて、この装置の使用は、埋込過程で人
命に危険を与えることなしに人体が埋込装置を受
入れ得ることを立証している。また、この装置の
使用は、心臓の電気的活量に基いて判定をするペ
ースメーカの論理回路によつて出力が制御される
デマンド・ペースメーカ（demand pacemaker）
の形態の場合に、フイードバツクの応用できるこ
との証拠を与える。埋込のために、デマンドペー
スメーカを使用できることは下記の論文に証明さ
れている。 The present invention focuses on the electrical activity of the heart.
The device implements an implanted device that senses the state of the heart by its activity (activity) and triggers electrical pulses in accordance with this sensed data to cause the heart to speed up. Such a device is
Commonly isolated as a "pacemaker", the use of this device proves that the human body can accept implanted devices without endangering human life during the implantation process. The use of this device also applies to demand pacemakers, whose output is controlled by the pacemaker's logic circuitry, which makes decisions based on the electrical activity of the heart.
We provide evidence of the applicability of feedback in the form of The ability to use demand pacemakers for implantation is demonstrated in the following paper:
(1) 「ジヤーナル・オブ・ザ・アメリカン・メデ
イカル・アソシエーシヨン」（Journal of the
American Medical Association）第10巻、657
−662頁（1958年版）所載のR.H.ゲーツ
（Goetz）、J.V.ゴールドスタイン
（Goldstein）、R.W.M.フレータ（Frater）、Ｂ
“バーコビツツ（Berkovits）の「間欠的心臓遮
断におけるデマンド・ペースメーキング」と題
する輪文。(1) “Journal of the American Medical Association”
American Medical Association) Volume 10, 657
- RH Goetz, JV Goldstein, RWM Frater, B on page 662 (1958 edition)
“Demand Pacemaking in Intermittent Cardiac Blockade” by Berkovits.
(2) サーキユレーシヨン」（Circulation）の
巻682−685頁（1963年版）所載のP.A.ネイ
ザン（Nathan）、S.センター（Center）、C.ウ
ー（Wu）、W.ケラー（Keller）の「完全な心
臓遮断の長時間補正のための埋込可能の同期ペ
ースメーカ」と題する論文。(2) P.A. Nathan, S. Center, C. Wu, and W. Keller in Circulation, volume 682-685 (1963 edition) ``Implantable Synchronous Pacemaker for Long-Term Correction of Complete Cardiac Blockade.''
(3) 「IEEEトランスアクシヨンズ・オン・バイ
オメデイカル・エンジニアリング」（IEEE
Transactions on Biomedical Engineering）
BME−16巻、64−69頁所載のH.フイツシユラ
ー（Fischler）、I.M.バー（Barr）、アウアバツ
ク（Auerback）、S.イエルシヤルミ
（Yerushalmi）、H.N.ニユーフエルド
（Neufeld）の「心房に同期されたデマンド ハ
ート ペーシング」と題する論文。(3) “IEEE Transactions on Biomedical Engineering” (IEEE
Transactions on Biomedical Engineering)
``Atrial-synchronized demand'' by H. Fischler, IM Barr, Auerback, S. Yerushalmi, HN Neufeld, BME-16, pp. 64-69. The paper entitled “Heart Pacing.”
本発明に関連する先行技術の他の分野は、種々
の型式の感知装置に関するもので、その中の或る
ものは現在市販され、身体の生理学的状態及び化
学的状態を正確に感知するのに使用できる。現
在、身体の変化を感知するこれらの多くの装置の
出力は、身体の外の装置によつて記録され、或い
はその作用を受ける。例えば、グルコースの検
出、PHの検出、イオン変化の検出、血圧または血
液の流れの検出、電気的活量の検出、吸収の検
出、胃腸の動きの検出等が、総て、現存の感知装
置の実際的な型式を構成している。 Another area of prior art related to the present invention relates to the various types of sensing devices, some of which are currently commercially available, for accurately sensing the physiological and chemical conditions of the body. Can be used. Currently, the output of many of these devices that sense changes in the body is recorded by or acted upon by devices outside the body. For example, glucose detection, PH detection, ionic change detection, blood pressure or blood flow detection, electrical activity detection, absorption detection, gastrointestinal motility detection, etc. are all possible with existing sensing devices. It constitutes a practical model.
また、バツテリー電源をもつ埋込まれた装置が
これを取り出すことなしに再充電できるものであ
ることは先行技術に示されている点に注意しなけ
ればならない。また、本発明者自身の米国特許第
3692027号には、埋込まれた薬剤、供給装置に薬
剤を補充する手段が開示されている。かくて、埋
込まれたバツテリも、薬剤貯蔵体に補充する手段
も公知のものである。 It should also be noted that the prior art shows that implanted devices with battery power can be recharged without having to be removed. Also, the inventor's own U.S. Patent No.
No. 3,692,027 discloses an implanted drug and means for refilling the delivery device with the drug. Thus, both the implanted batteries and the means for refilling the drug reservoir are known.
前記説明からわかるように、埋込み技術は多く
の点で完全となつていて、また、薬剤を連続的に
放出する拡散装置、及び予め測られた供与量で連
続的に或いは所定の規則正しい間隔で薬剤を供与
する手段を提供する本発明者自身の自己動力付き
装置の技術は、いずれも公知のものであるが、埋
込まれた装置によつて、且つ装置自体により判定
される患者の特定の物理的要求に従つて、医療物
質を供与できる供与装置または方法は、未だ先行
技術に示されていない。 As can be seen from the foregoing description, the implantation technique is complete in many respects and includes a diffusion device that releases the drug continuously, and a diffusion device that releases the drug either continuously in pre-metered doses or at predetermined regular intervals. The inventor's own self-powered device technology, which provides a means for delivering No delivery device or method has yet been shown in the prior art that is capable of delivering medical substances according to medical requirements.
本発明の装置及び方法は、装置を完全に体内に
埋込むことを基本とするものである。１個または
複数個の感知装置が設けられ、その各々は、体内
の特定の点における特定の身体の状態を感知する
ようになつている。また、自己動力付き薬剤供与
装置が設けられ、その動作は感知されるデータの
変化の評価に基いて行なわれる。本発明の供与装
置及び方法は、粉末状、液状、懸濁物状または他
の供与可能の形態の中の１または複数の医薬物質
を対象となし得る。感知されたデータにおける変
化に基いて作用する本発明の判定能力は、供与装
置が動作する時を制御し、従つて、特定の時点に
おける患者の特定の要求に従つて薬剤の供与を制
御する。 The device and method of the present invention is based on completely implanting the device within the body. One or more sensing devices are provided, each adapted to sense a particular bodily condition at a particular point within the body. A self-powered drug delivery device is also provided, the operation of which is based on evaluation of changes in sensed data. The delivery devices and methods of the present invention may be directed to one or more pharmaceutical substances in powder, liquid, suspension or other deliverable form. The decision-making capabilities of the present invention, acting on changes in sensed data, control when the delivery device operates, thus controlling the delivery of medication according to the patient's particular needs at a particular time.
本発明を構成する装置及び方法を説明する前
に、この発明の装置及び方法が適用される従来認
識されている特定の医学的問題に関する技術的背
景について説明する。 Before describing the devices and methods constituting the present invention, some technical background regarding specific, conventionally recognized medical problems to which the devices and methods of the present invention are applied will be described.
ここに説明する応用例の背後にある一般的思想
は、或る与えられた薬剤、ホルモンまたは他の型
式の化学薬品を身体内または特定の器官または目
標位置に放出する必要性を評価するのに使用され
る身体内の異常なプロセスまたは正常なプロセス
の変化に関する生物学的信号の感知および評価に
関するものである。小さいカテーテルによつて特
定の器官位置に薬剤を供与することは、もちろん
全身的な副作用の発生なしに、少量の薬剤を目標
位置において、より有効ならしめるであろう。さ
らに、フイードバツク評価制御または薬剤放出の
変更という思想は、薬の間欠的な供与を許し、こ
れは治療の必要に対する細かい注意なしに且つ
種々の有毒作用および耐薬作用を生ずる可能性な
しに、持続する時間にわたつて薬剤が供与される
場合に比して、ずつと低い供与量（dose）問題
を処理できるであろう。例えば、後述の応用例
は、血管内の圧力変化を変換（transduce）し
て、自己動力付きポンプを付勢する装置における
論理タイミング回路の判定形成能力に対して情報
を提供して、或る量の血圧低下薬剤を放出する例
を示す。薬剤を供与するという判定は、圧力が或
るレベル以上に上昇する時にのみ操作する。この
型式の操作は、アドレナジツク・ブロツキング剤
（adrenergic blocking agent）のような薬からの
望ましくない作用（この薬は慢性的に与えられる
と、好ましくない副作用、例えば反応性うつ病お
よび起立性血圧下降を生ずる一部を排除する機会
を与える。このことは、種々の他の血圧降下剤に
ついてもいえる。後述の他の応用例においては、
本装置によつて、或る与えられた薬の毒作用を予
知する生理学的信号を使用して、必要とされる薬
剤供与を評価することができる。かくして、本発
明の論理システムによつて、薬の毒作用を、本発
明の論理システムによつて、薬剤についての生理
学的要求量に対して対位させることができる。 The general idea behind the applications described here is to assess the need to release a given drug, hormone, or other type of chemical into the body or to a specific organ or target location. It is used to sense and evaluate biological signals regarding abnormal processes or changes in normal processes within the body. Delivering drugs to specific organ locations through small catheters would make smaller doses of drugs more effective at the target location, without the occurrence of systemic side effects, of course. Additionally, the concept of feedback control or modification of drug release allows intermittent delivery of drugs, which can be sustained without careful attention to therapeutic needs and without the possibility of producing various toxic and drug-resistant effects. One would be able to deal with the problem of lower doses than if the drug were to be delivered over time. For example, the application described below provides information for the decision-making ability of a logic timing circuit in a device that transduces pressure changes within a blood vessel to energize a self-powered pump to produce a certain amount. An example of releasing a blood pressure lowering drug is shown. The decision to deliver the drug is made only when the pressure rises above a certain level. This type of manipulation can prevent undesirable effects from drugs such as adrenergic blocking agents (which, when given chronically, can cause unwanted side effects such as reactive depression and orthostatic hypotension). This also applies to a variety of other antihypertensive agents. In other applications described below,
With this device, physiological signals that predict the toxic effects of a given drug can be used to evaluate the required drug delivery. Thus, with the logic system of the present invention, the toxic effects of a drug can be counterbalanced to the physiological requirements for the drug.
この装置が評価している血圧その他の生理学的
変化に対する生物学的感知に伴つて、この装置を
小さい論理回路で適当にプログラミングすること
によつて、生理学的レスポンスまたは生理学的効
果または行動修正効果の訓練が可能となる。検出
され論理回路内で処理するのに使用される信号の
型は、１つの信号でもよいし或いは生理学的信号
の組合せでもよく、後に説明するポンプ式の供与
装置をトリガ−するのに１つの信号或いは複数の
信号が必要である。例えば、薬常用者に適当な装
置を埋込むことによつて、麻酢剤の注射により生
ずる種々の生理学的変化を監視することができ、
すなわち、横隔膜にとりつけられたマイクロ歪み
計によつて測定される呼吸機能低下の監視、胃腸
の運動性およびその運動性の型を測定するために
胃にとりつけられ或いは上部十二指腸内にとりつ
けられた歪み計の監視及び輸胆管圧力の増加を測
定するための圧力トランスデユーサの監視をする
ことができ、且つこれらの信号の組合せを使用し
て麻酔剤の注射を検出でき、それで、供与ポンプ
は麻酔剤拮抗物（narcotic antagonist）を放出
し、或いは行動の訓練のために、吐き気
（nausea）および嘔吐（vomiting）を生ずるよう
な薬を放出し、かくして行動的修正または行動的
回避調整を与える。 With the biological sensing of blood pressure and other physiological changes that the device is evaluating, the device can be appropriately programmed with small logic circuits to generate physiological responses or effects or behavioral modification effects. Training becomes possible. The type of signal detected and used for processing within the logic circuitry may be a single signal or a combination of physiological signals, such that one signal is used to trigger the pump-type delivery device described below. Or multiple signals are required. For example, by implanting a suitable device in a drug user, various physiological changes caused by injection of hemp vinegar can be monitored;
i.e. monitoring of respiratory dysfunction measured by microstrain meters attached to the diaphragm, strains attached to the stomach or placed in the upper duodenum to measure gastrointestinal motility and the type of that motility. and a pressure transducer to measure increases in bile duct pressure, and a combination of these signals can be used to detect injection of anesthetic agent, so that the delivery pump Release of narcotic antagonists or drugs that produce nausea and vomiting for behavioral training, thus providing behavioral modification or behavioral avoidance adjustment.
本発明によつて生物学的信号を評価することに
よる用途の型式は、(1)グルコース検出、PH検出、
イオン変化検出のような化学的トランスデユーサ
およびフイードバツク、(2)例えば血圧、血液流、
腸の運動性のような温度、圧力または機械的に変
換される変化、(3)心電図または脳波図で測定され
るような電気的活量を含む。脳波図および心電図
においては、本発明により、異常な信号またはリ
ズムの分析を与え、次に或る量の薬を特定の目標
器官に供与する特殊な論理回路が微小な形態で考
案される。例えば、心臓不整脈では、本発明は、
相当に簡単な論理回路によつてこれらの異常を検
出し評価し、次に、現在デマンドペースメーカが
操作していると同様の態様で薬を心嚢に供与する
ことが可能であることを認めている。 Types of applications by evaluating biological signals according to the present invention include (1) glucose detection, PH detection,
chemical transducers and feedback such as ion change detection; (2) e.g. blood pressure, blood flow;
including temperature, pressure or mechanically transduced changes such as intestinal motility; (3) electrical activity as measured by an electrocardiogram or electroencephalogram. In electroencephalograms and electrocardiograms, according to the invention, special logic circuits are devised in microscopic form that provide an analysis of abnormal signals or rhythms and then deliver a certain amount of drug to a specific target organ. For example, in cardiac arrhythmias, the invention provides:
Recognizing that it is possible to detect and evaluate these abnormalities by fairly simple logic circuits and then deliver drugs to the pericardial sac in a manner similar to how demand pacemakers currently operate. There is.
本発明に密接な関係をもつ病気の型式の１つは
悪性の高血圧（malignant hypertension）であ
る。悪性高血圧は、未処理状態において、２年余
命90％で５年余命ほゞ100％である。交感神経切
除術は２年余命を50％に減少し５年余命を80％に
減少することができるもつと新しい抗高血圧薬は
これよりも有効である。本発明が提供するもの
は、身体内の感知器および種々の位置への薬の圧
送による悪性高血圧の処理方法である。感知装置
は、(1)頚部ないし下方の脚部内の血圧検出装置、
(2)頚動脈洞または大動脈本体からの電気的活量、
(3)交感神経から発する電気的活量、(4)心電図を含
む。血液の測定は、本発明の機構が、例えば、心
臓弛緩および収縮比の間で微分することを許す。
感知装置からの情報の組合せはマイクロ型−微小
型の論理回路においてプログラムされて、患者の
個々の特性に基いて一連の処理判定を与える。 One type of disease that is closely related to the present invention is malignant hypertension. In the untreated state, malignant hypertension has a 2-year life expectancy of 90% and a 5-year life expectancy of approximately 100%. Sympathectomy can reduce 2-year life expectancy by 50% and 5-year life expectancy by 80%, and newer antihypertensive drugs are more effective than this. What the present invention provides is a method of treating malignant hypertension by pumping drugs to sensors and various locations within the body. The sensing device includes (1) a blood pressure detection device in the neck or lower leg;
(2) electrical activity from the carotid sinus or the aortic body;
(3) electrical activity emitted from sympathetic nerves, and (4) includes electrocardiogram. Blood measurements allow the mechanism of the invention to differentiate between, for example, cardiac relaxation and contraction ratios.
The combination of information from the sensing devices is programmed in micro-miniature logic circuitry to provide a series of treatment decisions based on the patient's individual characteristics.
作動体の側で、医師は本発明によつて、数個の
位置において悪性高血圧の問題に立ち向かうべく
広い選択権を与えられる。(1)交感神経からのアウ
トフローは神経節ブロツカー（ganglimic
blocker）で阻止できる。(2)副腎アウトフロー
（arenal outflow）即ち放出機構は神経節ブロツ
カーで阻止できる。(3)身体全体にわたるアドレナ
ジツク受容器（adrenergic seceptor）をブロツ
クするために系統的に供与できる適当な薬が入手
可能である。(4)バラトラムビライド組成物
（varatrum viride compound）として知られる他
の薬の群が入手可能で、これは本発明に従つて、
脳自体の中の圧力中心を禁止するように供与でき
る。上記の例の中の２者のみを考えると、こゝ
で、(1)交感神経、チエーンまたはアウトフロー内
で作動体（effector）位置を工夫し、(2)腹膜内供
与により体組織位置を工夫することが可能であ
る。４個の感応器を使用し、２つの作動***置を
使用すると、不慮事象（contingency）の列を定
めることが可能である。そのいくつかだけを説明
する。例えば、心臓弛緩の血圧が或る点を超えた
場合（全身循環）、実際には、腹膜内空所内の位
置はベータ・アドレナジツクブロツカー抗高血圧
薬の供与量を受け、さらに、カテーテルを通して
交感神経アウトフローへ薬を注意深く放出するこ
とによつて、このアウトフローを阻止して抗高血
圧薬の有効性を増大することが可能である。前に
説明したように、この局部的適用は全身的な神経
節ブロツキング薬剤の重大な副作用の多くを防止
する助けをする。低血圧における問題は頚部血圧
装置により監視でき、或いは、頚動脈洞からの電
気的活量により監視できる。 On the part of the operator, the present invention provides the physician with wide options to address the problem of malignant hypertension in several locations. (1) The outflow from the sympathetic nerves is ganglionic blocker.
blocker). (2) Adrenal outflow, or release mechanism, can be blocked with ganglion blockers. (3) Appropriate drugs are available that can be delivered systematically to block adrenergic receptors throughout the body. (4) Another group of drugs known as varatrum viride compounds are available, which according to the present invention
Can be provided to inhibit pressure centers within the brain itself. Considering only two of the above examples, here we can (1) devise the effector position within the sympathetic nerve, chain or outflow, and (2) position the body tissue by intraperitoneal delivery. It is possible to devise ways to do this. Using four sensors and two effector positions, it is possible to define a sequence of contingencies. I will explain only some of them. For example, if the blood pressure of the heart at rest exceeds a certain point (systemic circulation), a location within the intraperitoneal space will actually receive a dose of beta-adrenaline blocker antihypertensive drug and, through the catheter, a sympathetic By carefully releasing drugs into the neural outflow, it is possible to block this outflow and increase the effectiveness of antihypertensive drugs. As previously explained, this topical application helps prevent many of the serious side effects of systemic ganglion blocking drugs. Problems with hypotension can be monitored with a neck blood pressure device or by electrical activity from the carotid sinus.
不慮事象（contingency）における種々の特徴
は、例えば、重い運動荷重をもつ人における個人
の正常の運動パターンに基づくもので、本発明の
論理機構は、増大した心臓弛緩時血圧の２乃至３
時間後、あるいは４時間の後でのみ応答するよう
につくられ、かくして、僅かに増大した圧力で長
い運動期間を許す。図示の装置の組合せが種々の
付動***置に薬を供給するのに使用できる。 The various characteristics of the contingency are based on the individual's normal movement pattern, for example in people with heavy exercise loads, and the logic of the present invention is that the contingency is based on the 2-3
It is made to respond only after 4 hours, or even after 4 hours, thus allowing longer periods of exercise with slightly increased pressure. The illustrated combination of devices can be used to deliver medication to a variety of mover locations.
１つの特定の適用においては、血圧感知装置は
心臓弛緩および収縮の血圧レベルの両方を取り出
し、これは増巾され、或いは少くともアナログ信
号が増巾され、マイクロ微小論理システムを使用
する検出及び論理タイマーシステムに送られ、こ
の論理システムにおいては、数個の判定がなされ
る。 In one particular application, the blood pressure sensing device picks up both cardiac diastolic and systolic blood pressure levels, which are amplified, or at least an analog signal is amplified, and detected and logic using a micro logic system. It is sent to a timer system, in which several decisions are made.
(1) 或る期間にわたつて標準レベル以上の血圧が
心臓鼓動の30％以下であるかどうか。この答が
否であれば、後述のポンプシステムからの放出
はない。読取者は、ポンプシステムが一日に６
回作動し、或いはこれに代えて、一日に12回作
動することもできることを覚えておかねばなら
ない。かくて、薬剤供与の判定は２時間毎また
は４時間毎にすることができ、或いは時間の数
分の１毎に判定することもできる。(1) Whether the blood pressure above the normal level is less than 30% of the heartbeat over a period of time. If the answer is no, there will be no release from the pump system described below. The reader can confirm that the pump system is
It must be remembered that it can be activated twice or alternatively 12 times a day. Thus, drug delivery decisions can be made every two hours or every four hours, or even every fraction of an hour.
(2) 標準レベル以上の血圧が時間の30％以上であ
るかどうか。もしもそうならば、薬剤が全身に
放出される。(2) whether blood pressure is above normal level for 30% or more of the time; If so, the drug is released systemically.
(3) 標準レベル以上の血圧が時間の90％以上であ
るかどうか。判定が肯定的であることは極めて
珍らしいケースであると期待されるが、もしも
判定が肯定的であれば、他の薬剤、神経節ブロ
ツキング剤（ganglionic blocking agent）が放
出されて、仙骨領域の交感神経アウトフローお
よび胸腰部のアウトフローの最初の５つに直接
送られる。(3) Whether the blood pressure is above the normal level more than 90% of the time. If the test is positive, which is expected to be a very rare occurrence, then another drug, a ganglionic blocking agent, will be released and cause damage to the sacral region. It is sent directly to the first five sympathetic outflows and thoracolumbar outflows.
本発明の自己動力付き供与装置は、高血圧の処
理に２つの重大な変化を許す。(1)これは薬を体内
の選択された位置に供与させ、かくて、有効な高
血圧薬の副作用の多くを減少する。(2)これは、薬
の低血圧効果の、ずつと注意深い滴定を与えるも
ので、かくて、是認されない血圧の降下剤注入の
回数を下げ、特に、***血圧降下剤に関連するも
のを下げる。これを達成する１つの手段は、その
低圧効果に使用される薬を選らんで、作用持続時
間をより短くすることによるもので、かくして、
血圧フイードバツクをさせて、供与量を調整す
る。 The self-powered dispensing device of the present invention allows for two significant changes in the treatment of hypertension. (1) This allows the drug to be delivered to a selected location within the body, thus reducing many of the side effects of effective hypertension drugs. (2) This provides for gradual and careful titration of the hypotensive effects of the drug, thus reducing the number of unwarranted blood pressure lowering infusions, especially those associated with postural blood pressure lowering drugs. One means of achieving this is by choosing the drugs used for their hypobaric effects to give them a shorter duration of action, thus
Provide blood pressure feedback and adjust dosage.
前記のものの１つの注目される例は、ひどい高
血圧の処理にある。現在、ひどい高血圧の処理に
最もしばしば使用される薬はガネチジン
（Guanethidine）で、これは組織内に蓄積する傾
向を有し、ゆつくりと***される長期間作用する
薬である。この薬剤の投与をやめても、数時間は
大なる効果をもつていて、かくして、有力な副作
用が相当な期間に継続し得る。現在、短時間作用
性の高血圧剤であるブレチリウム（bretylium）
のような薬剤は、有力な副作用をもち、経口投薬
後の吸収が悪いために、使用されなくなつた。し
かし、これらの効果は本発明の自己動力付き供与
装置においては小さくされる。さらに、この組成
物と同様の他の薬、例えばベタニジン
（Bethanidine）（１−ベンジル−２・３−ジメチ
ルガネチジン）その他の同種のものが、本発明の
装置及び方法によつて導かれる選択的滴定によつ
て、ずつと有利に使用できる。 One notable example of the foregoing is in the treatment of severe hypertension. Currently, the drug most often used to treat severe high blood pressure is Guanethidine, a long-acting drug that has a tendency to accumulate in tissues and is slowly excreted. Even if the drug is stopped, it remains highly effective for several hours, and thus significant side effects can continue for a considerable period of time. Bretylium, a short-acting hypertension drug, is currently available.
Such drugs have been abandoned due to their significant side effects and poor absorption after oral administration. However, these effects are reduced in the self-powered dispenser of the present invention. In addition, other drugs similar to this composition, such as Bethanidine (1-benzyl-2,3-dimethylganetidine) and other similar drugs, can be used selectively as directed by the apparatus and method of the present invention. It can be used advantageously by titration.
有効性を増大する他の薬の群は、本発明装置が
特定の位置に薬剤を供与し得る選択的能力によつ
て定まるもので、この群は、ヘキサメトニウム
（hexamethonium）及び関連する化合物のような
神経節ブロツキング剤を含む。交感神経節の阻止
は小動脈のアドレナージツクコントロール
（adrenergiccontrol）に対して著るしい遮断効果
を有し、血管拡張（vasodilation）、導管床の周囲
の血液流れの改良、および血圧低下を生ずる。こ
れらの薬の有効性の一部は神経節前の節前神経軸
索と神経節後の軸索の比が低いことにある。かく
て、神経節のブロツクは非常に有力な効果をも
つ。神経節ブロツキング剤の主たる難点は、副交
感神経節および交感神経節の両者に対して、選択
できない作用をもつことである。この場合にも、
この薬の群は胃腸の管からの吸収が少なく、これ
らの第四アンモニウムイオンが一般の細胞膜に透
入する能力は限られている。本発明の供与装置か
らのポリエチレンのカテーテルのアウトフローの
口を、仙骨部の神経節および胸腰部アウトフロー
の最初の４個の神経節に向けることによつて、医
師は、胃腸の管、性尿器系統または心臓、肺に重
大な効果を与えることなしに、四肢の大きい筋肉
内の血管を選択的にブロツクできる。 Another group of drugs with increased efficacy is defined by the selective ability of the device of the present invention to deliver drugs to specific locations; this group includes hexamethonium and related compounds. Contains ganglion blocking agents such as Blockade of the sympathetic ganglia has a profound blocking effect on the adrenergic control of small arteries, resulting in vasodilation, improved blood flow around the ductal bed, and a decrease in blood pressure. Part of the effectiveness of these drugs lies in the low ratio of preganglionic to postganglionic axons. Thus, the ganglion block has a very powerful effect. The major drawback of ganglion blocking agents is that they have non-selective effects on both parasympathetic and sympathetic ganglia. Also in this case,
This group of drugs is poorly absorbed from the gastrointestinal tract, and the ability of these quaternary ammonium ions to penetrate common cell membranes is limited. By directing the outflow port of the polyethylene catheter from the donor device of the present invention into the sacral ganglion and the first four ganglia of the thoracolumbar outflow, the physician can Blood vessels in large muscles of the extremities can be selectively blocked without significant effects on the urinary system or the heart or lungs.
本発明の装置及び方法で助けられる他の問題は
癌である。例えば異なる身体の位置における弱点
に応じて、その位置に異なる型式の薬を供与する
必要がある。二部または三部より成るベローズ型
の袋（後述する）をこの目的に使用できる。他の
応用例では、或る放射性の抗癌化合物の放射能を
監視し、或る癌位置における放射線濃度に応じて
薬が供与される。 Another problem that can be helped with the devices and methods of the present invention is cancer. For example, depending on the weakness in different body locations, different types of drugs may need to be delivered to that location. A two-part or three-part bellows-type bag (described below) can be used for this purpose. In other applications, the radioactivity of a radioactive anti-cancer compound is monitored and the drug is delivered depending on the radioactivity concentration at a cancer location.
他の用途は、消化器潰瘍または胃潰瘍であろ
う。例えば、本発明によつて胃の中でPHを監視
し、胃のアントリウム（antrum）をアンチユリ
ネルジツク剤内に浸けることができる。他の用途
は、神経傷害において痛い背骨背後の神経を薬剤
に浸たすことで、これは患者によつて外からトリ
ガーされるが、その利用可能性は、、なお、本発
明のタイミング論理回路によつて制御されて過剰
投薬を防ぐ。この場合、患者の痛みを感知する能
力は感知器となるであろう。患者は装置に信号を
与えるためにリードスイツチを作動する。腎臓結
石の場合にはアウトフロー用のカテーテルは腎臓
盤状物自体に配置され、監視され、この区域のPH
を変えるように使用されて石を溶解する。或る型
式の「てんかん」または多分いくつかの精神的な
病気の形態は、心室内の薬剤供与または少量の投
与量を特定の脳の位置に供与することによつて有
効に処理できるであろう。この「てんかん」の場
合の薬剤供与は異常な電気的活量によつてトリガ
ーされる。他の異常な脳の状態は、異常な遅い波
（目を覚ました状態）をトリガーオフすることに
より、或いは、プログラムによつて、アルフアー
波または或る皮質下のリズムの如き電気的活量の
或る形態を保つことによつて処理できる。もちろ
ん、中枢神経系統の応用はいずれも注意深い実験
を数年実施した後にのみ進めることができること
を理解せねばならない。 Other uses would be gastrointestinal or gastric ulcers. For example, the present invention allows the PH to be monitored in the stomach and the gastric antrum to be bathed in an anti-urinary agent. Another application is to bathe the painful nerves behind the spine in nerve injuries, which can be triggered externally by the patient, but the possibility of using the timing logic circuit of the present invention is controlled by the drug to prevent overdosing. In this case, the patient's ability to sense pain would be a sensor. The patient activates the reed switch to provide a signal to the device. In the case of kidney stones, an outflow catheter is placed in the kidney disk itself and monitored to determine the PH of this area.
It is used to dissolve stones. Some types of "epilepsy" or perhaps some forms of mental illness could be effectively treated by intraventricular drug delivery or by delivering small doses to specific brain locations. . Drug delivery in this case of "epilepsy" is triggered by abnormal electrical activity. Other abnormal brain states can be controlled by triggering off abnormal slow waves (awake state) or by programming electrical activity such as alpha waves or certain subcortical rhythms. It can be treated by maintaining a certain form. Of course, it must be understood that any application of the central nervous system can proceed only after several years of careful experimentation.
或るけいれん性の血管の病気、例えばベルジヤ
ー氏病（Berger′s disease）またはレイナンド氏
病（Raynand′s disease）の場合には、本発明に
よつて、この区域に適用される薬によつて、周期
的な腰部または頚部の交感神経ブロツクを達成す
ることが可能となる。薬剤は腰部手術の際にアウ
トフローを埋込むことによつて動脈自体に適用で
きる。薬剤は血液の流れの感知に基いて供与され
る。 In the case of certain spasmodic vascular diseases, such as Berger's disease or Raynand's disease, according to the invention, by means of drugs applied to this area, , it becomes possible to achieve a periodic lumbar or cervical sympathetic block. The drug can be applied to the artery itself by implanting an outflow during lumbar surgery. Drugs are delivered based on sensing blood flow.
うつ血性の心臓故障（congestive cardiac
failure）は、静脈圧力と心臓電気活量をピツクア
ツプする感知器で検出され、心嚢に直接的にカテ
ーテルによつて送られるジゴキシンによつて制御
される。他の状態においては、長期の研究の結果
によつて、アンギーナに基ずく外部からの患者の
制御によつて、或いは他の患者が感知または知覚
した難点に基ずいて、心嚢に血管拡張剤が供与さ
れる。 congestive cardiac failure
Failure is detected by sensors that pick up venous pressure and cardiac electrical activity and controlled by digoxin delivered by catheter directly to the pericardial sac. In other conditions, vasodilators may be administered to the pericardium as a result of long-term studies, by external patient control based on angina, or based on other patient-sensed or perceived difficulties. will be provided.
最後に、心臓からの異常な電気信号に応答して
心嚢に或いは心嚢を通して薬剤を供与することに
よつて処理できる種々の心臓状態、特に心臓不整
脈が存在している。例えば、本発明の装置は心臓
の電気生理学的活量に基ずいて心室上頻脈
（supraventricular tachycardia）状態においてキ
ナジンを供与できる。この例は、動作について充
分に証明できる特定の装置について、上記の思想
の応用を示すため以後に詳しく説明する。 Finally, there are a variety of cardiac conditions, particularly cardiac arrhythmias, that can be treated by delivering drugs to or through the pericardial sac in response to abnormal electrical signals from the heart. For example, the device of the invention can deliver quinazine in supraventricular tachycardia conditions based on the electrophysiological activity of the heart. This example will be described in detail below to demonstrate the application of the above ideas for a specific device whose operation can be fully demonstrated.
要するに、多くの潜在的な応用例が将来あらわ
れることとなり、本発明をすべての分野について
完全に開発するためには多くの人によつて多年の
作業が必要とされるであろうが、その基本的思想
は実際的且つ有用なものとして直ちに認識されよ
う。当業者は、必要とされる個々の要素および必
要とされる個々の方法の行程は他の医学的分野で
別々に立証されている。しかし、このような要素
および行程を組合せて、従来得られなかつた効果
および作用を達成したのが本発明なのである。 In short, there will be many potential applications in the future, and many years of work by many people will be required to fully develop the invention for all fields, but the basics are ideas will be immediately recognized as practical and useful. Those skilled in the art will appreciate that the individual elements required and the individual method steps required are independently established in other medical fields. However, the present invention combines such elements and processes to achieve effects and actions that have not been previously available.
先ず、本発明をいくつかの応用例に関して広く
説明し、次に本発明を実施する特定の要素の構造
的詳細について参照し、最後に１つの詳細な応用
例を説明する。 The invention will first be described broadly with respect to several applications, then reference will be made to structural details of specific elements implementing the invention, and finally one detailed application will be described.
第１図は、本発明による埋込可能のシステムの
基本的要素をブロツクダイアグラムとして示す。
特に、マイクロ電源２８、薬剤貯蔵体２９、感知
装置３０、供与を制御する制御装置３１、供与装
置３２が設けられる。感知装置３０を除く総ての
要素は適当なハウジング３３内に収容され、これ
を処理される人の身体内に埋込まれる。このシス
テムのためのパワーは米国特許第3692027号に記
載されたような適当なマイクロ電源２８によつて
提供される。各場合において感知装置３０の目的
は、特定位置における或る型の生理学的状態、化
学的状態、電気的状態或いは他の体内の状態を感
知して、感知位置における感知状態に相当するデ
ータを生ずることである。本発明方法によれば、
このデータは次にサンプリングされ、適当な供与
制御装置３１、例えば論理回路によつて評価さ
れ、感知データが薬剤の必要性を示すか示さない
かに従つて、供与制御装置３１は供与装置３２を
オフのままにしておくように働くか、或いは、患
者の要求に従つて貯蔵体２９から或る所定量の薬
を供与させるように働く。 FIG. 1 shows as a block diagram the basic elements of an implantable system according to the invention.
In particular, a micropower supply 28, a drug reservoir 29, a sensing device 30, a control device 31 for controlling the dispensing, and a dispensing device 32 are provided. All elements except the sensing device 30 are housed in a suitable housing 33, which is implanted into the body of the person being treated. Power for this system is provided by a suitable micropower supply 28 such as that described in US Pat. No. 3,692,027. In each case, the purpose of sensing device 30 is to sense some type of physiological, chemical, electrical, or other internal body condition at a particular location to produce data corresponding to the sensed condition at the sensing location. That's true. According to the method of the present invention,
This data is then sampled and evaluated by a suitable dispensing controller 31, such as logic circuitry, which causes the dispensing controller 31 to turn off the dispensing device 32 depending on whether the sensed data indicates or does not indicate a need for medication. 29 or to cause a certain predetermined amount of drug to be delivered from the reservoir 29 according to the patient's request.
次に、第２図に心臓監視および薬剤供与に本発
明を応用した特定的な且つ幾分複雑な応用例を示
す。簡単化のためにマイクロ電源は示してない
が、これは第２図−第６図のシステムの一部とし
て処理しなければならない。第２図において、薬
剤貯蔵部材４０と、脳波検査および心電図検査に
使用されるような電位感知装置４１が設けられ
る。図には単一の感知装置として示してあるが、
感知装置は複数、例えば３個またはそれ以上の感
知装置より成るものとすることもできよう。感知
された情報は適当な論理回路に向けられ、この論
理回路は、キーフアクター（key factor）のため
に、感知されたデータをスクリーニングするよう
に構成されている。このような論理回路は既知で
当業者の設計技術範囲内にあるものであるので、
一般的な説明においては、回路の正確な細部につ
いて述べずに、医学的特徴について述べる。しか
し、後に述べる一例において回路の完全な説明を
する。 Referring now to FIG. 2, a specific and somewhat complex application of the present invention to cardiac monitoring and drug delivery is illustrated. Although the micropower supply is not shown for simplicity, it must be handled as part of the system of FIGS. 2-6. In FIG. 2, a drug storage member 40 and a potential sensing device 41, such as those used in electroencephalography and electrocardiography, are provided. Although shown as a single sensing device in the diagram,
The sensing device could also consist of a plurality, for example three or more sensing devices. The sensed information is directed to appropriate logic circuitry that is configured to screen the sensed data for key factors. Since such logic circuits are known and within the design skills of those skilled in the art,
In the general description, medical features are discussed without describing the exact details of the circuit. However, a complete description of the circuit will be given in an example below.
さらに第２図において、脳波検査および心電図
検査において得られるような感知された電位デー
タは複数のフアクターを示すことが知られてい
る。第２図は、適当な補助論理回路４３，４４，
４５内でスクリーンアウトされ正常のリミツトに
対してマツチできる３個のフアクターＡ、Ｂ、Ｃ
が存在しているという仮定に基ずいている。例え
ば、補助回路４３は正常のリミツト（WNL）内
にあるかどうかについてフアクターＡにマツチし
て、これに従つて「No」または「Yes」の出力を
生ずる。補助回路４４，４５はフアクターＢ、Ｃ
に関して同様の作用をするように設計できて、フ
アクターＡ、Ｂ、Ｃがすべて正常リミツトの外に
あると、接続部４６に供与装置４７を制御するの
に使用できる出力が生ずる。他の組合せも可能で
ある。第２図に示す感知装置以外のすべての要素
は適当な埋込可能のハウジング４８内に取り囲ま
れたものと考えなければならない。 Further, in FIG. 2, it is known that sensed electrical potential data, such as that obtained in electroencephalography and electrocardiography, exhibits multiple factors. FIG. 2 shows suitable auxiliary logic circuits 43, 44,
Three factors A, B, and C that can be screened out within 45 and matched against normal limits.
It is based on the assumption that exists. For example, auxiliary circuit 43 matches factor A as to whether it is within normal limits (WNL) and produces a "No" or "Yes" output accordingly. Auxiliary circuits 44, 45 are factors B, C
When factors A, B, and C are all outside normal limits, an output is produced at connection 46 that can be used to control dispensing device 47. Other combinations are also possible. All elements other than the sensing device shown in FIG. 2 must be considered enclosed within a suitable implantable housing 48.
他の応用例を示すために、血圧監視及び薬剤供
与システムに関する第３図を参照して説明する。
この応用例において、圧力トランスデユーサ５１
が設けられ、これは埋込可能のハウジング５０内
に収容された適当な論理回路５２に接続され、こ
れは心臓収縮および弛緩特性に基いて判定をする
ように設計される。血圧が規定リミツト内にない
と、「No」出力が生じ、これは圧力を減少するた
めに貯蔵体５４から選択された薬剤をもつ適当な
供与装置５３を操作するのに使用される。 To illustrate another example application, reference is made to FIG. 3 for a blood pressure monitoring and drug delivery system.
In this application, the pressure transducer 51
is provided and connected to appropriate logic circuitry 52 housed within the implantable housing 50, which is designed to make decisions based on cardiac contraction and relaxation characteristics. If the blood pressure is not within specified limits, a "No" output is generated, which is used to operate the appropriate delivery device 53 with the selected drug from the reservoir 54 to reduce the pressure.
第４図は化学的監視システムを示す。この実施
態様においては、適当な化学的レベル感知装置６
０が使用され、これは、例えば、PH変化、イオン
変化、グルコースレベルまたは他の感知される身
体の化学的フアクターを感知する。感知装置６０
は適当な限界値弁別および論理回路６１に接続さ
れ、この回路は薬剤供与装置６２に接続され、感
知装置を除く上記の総ての要素は６３で示す適当
な埋込可能のハウジング内に収容され、このハウ
ジングは貯蔵体５９も収容している。この応用例
において、論理回路６１は、感知された化学的フ
アクターが許容可能の限界値内にあるかどうかを
弁別し、限界値内にない場合には薬剤供与装置６
２を操作して許容できる限界内に該フアクターを
もつてくる。 Figure 4 shows the chemical monitoring system. In this embodiment, a suitable chemical level sensing device 6
0 is used, which senses, for example, PH changes, ion changes, glucose levels or other body chemical factors to be sensed. Sensing device 60
is connected to a suitable limit value discrimination and logic circuit 61 which is connected to a drug delivery device 62 and all of the above elements except the sensing device are housed within a suitable implantable housing as shown at 63. , this housing also houses a reservoir 59 . In this application, logic circuit 61 determines whether the sensed chemical factor is within acceptable limits and, if not, drug delivery device 61 determines whether the sensed chemical factor is within acceptable limits.
2 to bring the factor within acceptable limits.
次に第５図は、異なる供給源から同じ薬剤のい
くつかの供与量が供与されるようになつている本
発明の応用例をブロツクダイアグラムの形で示
す。この実施態様において、感知装置６４は適当
な論理回路６５に接続され、この回路は、周期的
感知、および感知されたデータの評価、および共
通の薬剤貯蔵体６６から供与装置６７または別の
供与装置６８を通る薬剤の供力量を制御する。例
えば、供与装置６７は低容量の規則正しく供与さ
れる薬剤を構成し、供与装置６８は同じ被処理位
置で補充薬剤の供与に使用される。 FIG. 5 now shows in block diagram form an application of the invention in which several doses of the same drug are provided from different sources. In this embodiment, the sensing device 64 is connected to suitable logic circuitry 65 which performs periodic sensing and evaluation of the sensed data and from the common drug reservoir 66 to the delivery device 67 or another delivery device. The amount of drug delivered through 68 is controlled. For example, dispensing device 67 constitutes a low volume, regularly dispensed drug, and dispensing device 68 is used for dispensing refill drug at the same treated location.
第６図においては、感知装置７０は適当な論理
回路７１に接続され、この論理回路は例えば薬Ａ
をもつ薬貯蔵体７３から供与するために供与装置
７２を制御する。また、回路７１は例えば薬Ｂの
ような別の薬供給源７４から供与するため供与装
置７３を制御する。この応用例において、１つの
目的のために１つの薬剤、他の目的には他の薬剤
を供与するように、同じまたは異なる被処理位置
に異なる薬剤を供与できることがわかるであろ
う。ハウジング７６は、この装置を取囲む。 In FIG. 6, the sensing device 70 is connected to a suitable logic circuit 71, which logic circuit may for example be used for drug A.
The dispensing device 72 is controlled to dispense from a drug reservoir 73 having a drug reservoir 73 having a drug storage value of Circuit 71 also controls dispensing device 73 for dispensing from another drug source 74, such as drug B, for example. It will be appreciated that in this application, different agents can be delivered to the same or different treated locations, such as delivering one agent for one purpose and another agent for another purpose. A housing 76 surrounds the device.
前記説明からわかるように、本発明の種々の応
用例は、それぞれ、適当なタイミングおよび感知
装置、感知されたデータについて評価および判定
形成のための適当な回路、および感知されたデー
タの評価を受けて薬剤を供与する適当な薬剤供与
装置を必要とする。多くの目的に対する埋込可能
の感知装置は周知で、本発明に具体化された広い
発明思想をこれらの感知装置に応用する方法は当
業者に容易にわかる。また、適当な埋込可能の感
知装置の他の型式およびこれらの他の型式の感知
装置について要求されるパラメータは当業者によ
つて容易に確認されよう。 As can be seen from the foregoing description, various applications of the present invention each involve suitable timing and sensing devices, suitable circuitry for evaluating and forming decisions on sensed data, and receiving evaluation of sensed data. A suitable drug delivery device is required to deliver the drug. Implantable sensing devices for many purposes are well known, and those skilled in the art will readily understand how to apply the broad inventive concepts embodied in the present invention to these sensing devices. Additionally, other types of suitable implantable sensing devices and the required parameters for these other types of sensing devices will be readily ascertained by those skilled in the art.
次に、必要とされる論理回路の型について考え
ると、本発明の思想によつて、その設計は当業者
に容易にわかるであろう。一般的に、論理回路は
各応用例について、例えばトランスデユーサのよ
うな感知装置から感知データを受け取るに適した
型のもので、これは例えば圧力データ、化学的デ
ータ、電気的データ等の形態でデータを受取り、
データの評価に基いて出力を生ずる。或る例で
は、第２図について説明したように、単一の出力
について複数の出力データが存在することがあつ
て、これは第２図のフアクターＡ、Ｂ、Ｃのよう
に異なるデータについて異なる補助回路によつて
スクリーニングできる。本発明において要求され
る型式の微小型の論理回路は、電子設計の書籍お
よび医学的文献、例えばデマンドペースメーカに
ついての設計等でみつけることができる。また、
本発明は、論理回路設計者が論理作用を達成する
のに使用される回路の型式の中で種々選択できる
ような広い範囲のものであることが、当業者に容
易にわかるであろう。 Next, considering the type of logic circuit required, its design will be readily apparent to those skilled in the art in accordance with the ideas of the present invention. Generally, the logic circuit is of a type suitable for each application to receive sensed data from a sensing device, such as a transducer, e.g. in the form of pressure data, chemical data, electrical data, etc. Receive data at
Produces output based on evaluation of data. In some instances, as discussed with respect to Figure 2, there may be multiple output data for a single output, which may be different for different data such as factors A, B, and C in Figure 2. Can be screened by auxiliary circuit. Microminiature logic circuits of the type required in the present invention can be found in electronic design books and medical literature, such as designs for demand pacemakers. Also,
Those skilled in the art will readily appreciate that the invention is broad in scope, allowing logic circuit designers to vary in the types of circuits used to accomplish logic operations.
他の重要な点は、使用される感知装置の埋込可
能性薬剤貯蔵体および供与装置を収容するハウジ
ングの埋込可能性、被処理位置で薬剤を排出する
のに使用されるカテーテルその他の装置の埋込可
能性にある。感知装置、特に、電気的感知装置、
長期間にわたつて埋込まれる拡散装置等がすべて
使用されていて、埋込の問題は周知であるので、
埋込について必要とされるパラメータは当業者に
公知のものであると考えられる。また、ペースメ
ーカは埋込まれているので、本発明によつて必要
とされる型式のハウジングを埋込むための一般の
パラメータも周知である。埋込まれたカテーテル
等を通して外部の薬剤源から内部に送られる長期
間にわたる薬剤の放出も現在実施されているもの
である。かくて、組織の成長の問題、組織の阻害
の問題等の従来の方法で遭遇する種類の問題は本
発明によつて考慮され、従来開発されたものと同
じ技術が本発明においても有用である。 Other important aspects include the implantability of the sensing devices used, the implantability of the housings containing the drug reservoirs and delivery devices, and the catheters and other devices used to expel the drug at the treated location. The possibility of embedding the sensing devices, in particular electrical sensing devices;
Since all diffusers etc. that are implanted over a long period of time are used and implantation problems are well known.
The required parameters for implantation will be known to those skilled in the art. Also, since pacemakers are implanted, the general parameters for implanting a housing of the type required by the present invention are also well known. Extended drug release delivered internally from an external drug source, such as through an implanted catheter, is also currently practiced. Thus, the types of problems encountered in conventional methods, such as tissue growth problems, tissue inhibition problems, etc., are taken into account by the present invention, and the same techniques previously developed are useful in the present invention. .
本発明の各応用例は、粉末状、液状または他の
供与可能の形態で圧力下に処理物質を貯蔵する装
置と、この貯蔵装置から所定の部分をポンプその
他の手段で取出す装置と、その測られた投与量を
受けるに最も適した適当な器官または適当な位置
に該投与量を指向させる装置とを必要とする。圧
力の量は、粘度の相異、投与量の大きさの相異等
のために薬によつて変化する可能性があつて、ポ
ンプ技術において知られている多くの構造が示唆
される。例えば、薬剤を弾性のサツクの中に容れ
て、圧力を助勢するために貯蔵区域内に不活性ガ
スを導入することができる。 Each application of the invention includes a device for storing a treatment substance under pressure in powder, liquid or other deliverable form, a device for removing a predetermined portion from the storage device by pumping or other means, and a device for measuring the same. This requires the appropriate organ or device to direct the dose to the appropriate location most suited to receive the dose. The amount of pressure can vary from drug to drug due to differences in viscosity, differences in dose size, etc., and many constructions known in the pump art are suggested. For example, the drug can be contained in an elastic sack and an inert gas introduced into the storage area to assist with pressure.
薬剤の貯蔵および供与のために本発明に適した
最も安逸に入手できる装置は本発明者の米国特許
第3692027号に示されている。例えばこの以前の
特許に示されている装置は第１図の供与装置を構
成することができ、第１図の制御回路３１はこの
特許の装置に電力を与えるのに使用されるバツテ
リーを接続及遮断するように接続されたスイツチ
装置を含むことができる。この応用例において、
第１図の感知装置３０はタイミングを定められた
間隔で特定の状態を感知し、第１図の供与制御回
路３１は、感知されたデータに基づく評価および
判定に従つて、本発明者の以前の特許に示された
ような供与機構を動作させ或いは動作させない。
例えば適当なタイミング遅延或いは供与量／時間
関数等の如き薬剤投与状態に応じて充分に迅速に
感知された生理学的変化が生じない場合に、過量
投与を防ぐための適当な制御装置を論理回路内に
設けるのが好ましい。 The most readily available device suitable for the present invention for drug storage and delivery is shown in my US Pat. No. 3,692,027. For example, the device shown in this earlier patent could constitute the dispensing device of FIG. 1, and the control circuit 31 of FIG. It may include a switch device connected to shut off. In this application,
The sensing device 30 of FIG. 1 senses a particular condition at timed intervals, and the dispensing control circuit 31 of FIG. operate or disable a dispensing mechanism as shown in the patent.
Appropriate control devices are included in the logic circuitry to prevent overdosing in the event that physiological changes sensed quickly enough in response to drug administration conditions do not occur, e.g. with appropriate timing delays or dose/time functions, etc. It is preferable to provide the
本発明は多くの供与機構に適用できる。本発明
者の以前の米国特許第3692027号については既に
述べた。流体状薬剤を供与する他の機構が第７図
に示されている。第７図は、ポリビニルまたは他
の適当な材料でつくられたベローズ容器８２にと
りつけられたピストン８１を装備するハウジング
８０を極めて拡大した形で示している。ロツド８
３がピストン８１にとりつけられ、適当なソレノ
イド８４によつて内方に動かされ且つ第７図に略
示するように頭部８６に対して作用する適当なス
プリング８５によつて外方に動かされる。ソレノ
イド８４は、もちろん、前述の如き適当な論理制
御回路によつて制御される。ベローズ８２は導入
管８７および一方弁８８を通して薬剤を受け、一
方弁８９および排出管９０を通して薬剤を排出す
る。もちろん、第７図に示す構造は、実際上、前
述の埋込ハウジング内に収容されるものであつ
て、すべての薬剤はベローズ８２の中にシールさ
れ閉じ込められるので、ピストン８１とハウジン
グ８０の間に高い摩擦を生ずるシールを必要とし
ないという特殊な利点をもつている。このような
ベローズポンプは既知のものである。 The invention is applicable to many delivery mechanisms. The inventor's previous US Pat. No. 3,692,027 has been previously discussed. Another mechanism for delivering fluid medicament is shown in FIG. FIG. 7 shows in highly enlarged form a housing 80 equipped with a piston 81 mounted on a bellows container 82 made of polyvinyl or other suitable material. Rod 8
3 is attached to a piston 81 and is moved inwardly by a suitable solenoid 84 and outwardly by a suitable spring 85 acting against a head 86 as schematically shown in FIG. . Solenoid 84 is, of course, controlled by suitable logic control circuitry as previously described. Bellows 82 receives the drug through an inlet pipe 87 and one-way valve 88 and discharges the drug through one-way valve 89 and discharge pipe 90. Of course, the structure shown in FIG. 7 is actually housed within the implanted housing described above, with all the drug being sealed and confined within the bellows 82 between the piston 81 and the housing 80. It has the special advantage of not requiring high friction seals. Such bellows pumps are known.
多くの型式の物理的に不能なことに共通の１つ
の問題は、インシユリンのような毎日の平均的供
与量を規則正しい基礎に基いて供与し、且つ必要
が生じた時にインシユリンのような短時間作用す
る薬の間欠的な投与量を供与することが必要とさ
れる点にある。第８図はこの要求に適する装置を
略示する。特に、カムは米国特許第3692027号に
示されたような適当なマイクロ電源によつて駆動
され、これは図示してない適当な論理回路によつ
て付勢されるように構成されている。カム１００
の回転はローラ１０１に係合し、アーム１０２を
押してピストン１０３を動かし、これは薬貯蔵体
１０６から予め得られた所定の投与量をベローズ
１０４によつて薬貯蔵区域１０５から排出せしめ
る。カム１００が回転するに伴つて、排出後に、
ベローズ１０４は引返して、室１０５を再充填
し、適当な時に、カム１００の制御装置がこれを
停止させる。適当な一方弁１０７，１０８が取入
および排出を制御する。かくして、このようなカ
ムで駆動される構造は必要な毎日の平均投与量を
与える。間欠的な付加的必要に対しては、ソレノ
イド１１０が適当な論理回路（図示せず）に連結
され、付勢された時に、アーム１１１を動かしピ
ストン１１２を操作して、カム１００によつて得
られる量よりも少ない量を与えて、より少ない投
与量を供給する。ソレノイド１１０は排出ストロ
ークの終りで滅勢され、スプリング１１３は貯蔵
区域１１４を再充填させる。 One problem common to many types of physical inability is to administer an average daily dose of insulin on a regular basis, and to administer short-acting doses such as insulin when the need arises. There is a need to provide intermittent doses of the drug. FIG. 8 schematically shows a device suitable for this requirement. In particular, the cam is driven by a suitable micropower supply, such as that shown in US Pat. No. 3,692,027, which is configured to be energized by suitable logic circuitry, not shown. cam 100
The rotation of the drug engages the roller 101 and pushes the arm 102 to move the piston 103 which causes the predetermined dose previously obtained from the drug reservoir 106 to be ejected from the drug storage area 105 by means of the bellows 104. As the cam 100 rotates, after ejection,
Bellows 104 moves back to refill chamber 105 and, at the appropriate time, the cam 100 controller stops it. Appropriate one-way valves 107, 108 control intake and discharge. Thus, such a cam-driven structure provides the required average daily dosage. For intermittent additional needs, the solenoid 110 is connected to appropriate logic circuitry (not shown) and when energized moves the arm 111 and operates the piston 112 to increase the amount of power generated by the cam 100. Give less than the amount given to deliver smaller doses. Solenoid 110 is deenergized at the end of the ejection stroke and spring 113 causes storage area 114 to refill.
第９図は２つの異なる型式の薬剤を排出する構
造を示す。第９図において、カム１２０とソレノ
イド１２１は、第８図について前述したカムおよ
びソレノイドと同じ動作をするものと考えねばな
らない。第９図の応用例において、カム１２０は
ベローズ１２３に作用し、ソレノイド１２１はベ
ローズ１２４に作用する。第９図においても、第
７図、第８図の供与装置においても、ロツド８
３、カム１００等のそれぞれの駆動部材のための
電力は前述のマイクロ電源によつて与えられる。
１つの型式の薬剤、例えば長期間作用する薬を１
つの貯蔵容器１２５に貯蔵し、別の薬剤、例えば
短時間作用する薬を別の貯蔵容器１２６に入れて
おく。このようにすれば、１つの薬の供給源はソ
レノイド１２１の使用によつて供与でき、他の薬
の供給源はカム１２０の使用によつて供与でき
る。もちろん、図示してないし或いは特に説明し
てなくても、適当な一方弁および既知の構造の他
の構造が使用されることは理解されよう。 FIG. 9 shows structures for ejecting two different types of drugs. In FIG. 9, cam 120 and solenoid 121 must be considered to operate in the same manner as the cam and solenoid described above with respect to FIG. In the application of FIG. 9, cam 120 acts on bellows 123 and solenoid 121 acts on bellows 124. Both in FIG. 9 and in the dispensing devices of FIGS. 7 and 8, the rod 8
3. Power for each drive member such as cam 100 is provided by the aforementioned micro power supply.
One type of drug, e.g. a long-acting drug,
One storage container 125 is stored, and another drug, such as a short-acting drug, is placed in another storage container 126. In this manner, one source of medication can be provided through the use of solenoid 121 and another source of medication can be provided through the use of cam 120. Of course, it will be understood that suitable one-way valves and other structures of known construction may be used, although not shown or specifically described.
第１０図は共通のハウジング１３２内に収容さ
れプランジヤピストン１３３によつて操作される
２個の劃室１３０，１３１をもつベローズより成
る貯蔵構造を示す。図からわかるように、この構
造は第９図に示すものと同様に、身体の２または
それ以上の位置に２またはそれ以上の型式の薬剤
を供与する。第９図の構造は、２つの電源を使用
して異なる圧力で２つの位置に薬を供与させる
が、第１０図の構造は唯１つの電源を使用して不
等圧力で２またはそれ以上の位置に薬を供与させ
る。さらに、第１０図の多室型のベローズは、余
計のシリンダおよびピストンの著るしく増大した
摩擦を生ずることなしに、２またはそれ以上の薬
供与能力を与える。ベローズ室は、そのシール作
用に加えて、単にポンプ内の種々のペロー形態を
変えることによつて、埋込手術の時に種々の選択
の自由を可能ならしめる。このことは、手術設備
が、より多くの高価な全体的なポンプ形態の変化
を保持する必要がなくなることを意味する。種々
の処理の目的に対してポンプのシリンダ内で取り
換えることのできる各種のベローズの形態および
サイズが有用であると考えられる。 FIG. 10 shows a storage structure consisting of a bellows with two chambers 130, 131 housed in a common housing 132 and operated by a plunger piston 133. As can be seen, this structure, similar to that shown in FIG. 9, delivers two or more types of drugs to two or more locations in the body. The structure of FIG. 9 uses two power sources to deliver drug to two locations at different pressures, whereas the structure of FIG. 10 uses only one power source to deliver drug to two or more locations at unequal pressures. Have the drug delivered to the location. Additionally, the multichambered bellows of Figure 10 provides two or more drug delivery capabilities without the significantly increased friction of an extra cylinder and piston. In addition to its sealing action, the bellows chamber allows various freedoms of choice during the implantation procedure simply by changing the various perot configurations within the pump. This means that the surgical equipment does not have to maintain many more expensive overall pump configuration changes. It is contemplated that a variety of bellows configurations and sizes may be useful that can be interchanged within the pump cylinder for various processing purposes.
第１１図は第６図の形式の応用例に対応するシ
ステムを略示する。この場合にも、第１１図の略
図は実際上ずつと小さい物理的寸法をもつ装置に
対応するものであることを理解しなければならな
い。特に、第１１図に、適当な縫合アンカー１５
１（suture anchor）をもつハウジング１５０が
示されている。ハウジング１５０内に適当な劃室
１５２が設けられ、これは規則正しい投与量を必
要とする慢性の状態に対して長時間にわたつて放
出されるようになつている或る所定の量の薬剤を
保持するもので、そのサイズは予め定められ、時
期を定められる。劃室１５３は、特殊な患者にお
ける異常な過渡的な状態によつて必要とされるよ
うな特殊な薬剤のための貯蔵区域を示す。前に述
べた評価および制御回路は、別の劃室１５４内に
閉じ込められているものとして示されていて、こ
れは、処理されている身体の内にあるがハウジン
グ１５０の外に位置している適当な感知装置１５
５に接続される。タイミングを定められた薬剤投
与のために、本発明者の米国特許第3692027号に
示された型式のマイクロ電源ユニツト１６０が劃
室１５４内の回路によつて制御され、感知装置１
５５から来る情報の評価によつて指示された時
に、ユニツト１６０はターンオンして、カム１６
１を回転し、かくして、ピストン１６２のシヤフ
トにとりつけられたローラ１８０に対してカムの
ピーク位置を押しつけて、貯蔵区域１５２間に閉
じ込められた薬剤を適当な排出管１６４から排出
させる。排出の際、ピストン１６２が第１１図で
右方向に動くとフラツプ弁１７０が閉じ、摺動す
る円柱形の弁部材１７１が第１１図で上方に動い
て管１７５，１７６の間の連通を許す。カム１６
１が回転を続けると、スプリング１８１のために
ローラ１８０が継続的にカム１６１上に載る。フ
ラツプ１７０が開き、摺動する弁１７１が下方に
動いて、貯蔵区域１６３内に新しい装入量が貯蔵
される。入口１５８，１５９は再充填を許す。 FIG. 11 schematically illustrates a system corresponding to an application of the type shown in FIG. Again, it must be understood that the schematic diagram of FIG. 11 corresponds to a device having smaller physical dimensions in practice. In particular, FIG. 11 shows a suitable suture anchor 15.
1 (suture anchor) is shown. A suitable chamber 152 is provided within the housing 150, which holds a predetermined amount of drug for release over an extended period of time for chronic conditions requiring regular dosing. The size is predetermined and the timing is determined. Chamber 153 represents a storage area for specialized drugs, such as those required by unusual transient conditions in special patients. The previously described evaluation and control circuitry is shown as being confined within a separate chamber 154, which is located within the body being treated but outside of the housing 150. suitable sensing device 15
Connected to 5. For timed drug administration, a micropower unit 160 of the type shown in my U.S. Pat.
When indicated by the evaluation of information coming from 55, unit 160 turns on and cam 16
1, thus forcing the peak position of the cam against the roller 180 mounted on the shaft of the piston 162, causing the drug trapped between the storage areas 152 to be ejected from the appropriate evacuation tube 164. During evacuation, piston 162 moves to the right in FIG. 11 to close flap valve 170 and sliding cylindrical valve member 171 moves upward in FIG. 11 to permit communication between tubes 175 and 176. . cam 16
1 continues to rotate, the roller 180 continues to rest on the cam 161 due to the spring 181. Flap 170 opens and sliding valve 171 moves downwards to store a new charge in storage area 163. Inlets 158, 159 allow refilling.
劃室内の論理回路１５４による感知装置の評価
によつて決定される特殊な薬剤の要求がある時に
は、ソレノイド１９０が付勢され、これはピスト
ン１９１をスプリング１９２の張力に抗して第１
１図で左方に動かす。フラツプ弁１９３は閉じ、
摺動弁１９４は第１１図に示すように上昇し、管
１９６，１９７は連通せしめられて、管１６４を
通つて排出させる。戻りストロークで、摺動弁１
９４は下方に動き、フラツプ弁１９３は開き、特
殊な薬の新しい装入量が貯蔵区域２００に引きこ
まれる。かくして、電力ユニツト１６０の付勢お
よび滅勢によつて、被処理体は周期的なタイミン
グを定められた薬剤供与を受けることができ、ソ
レノイド１９０の付勢および滅勢によつて、被処
理体は特殊な薬剤を与えられる。 When there is a demand for a specific drug, as determined by evaluation of sensing devices by logic circuit 154 in the field, solenoid 190 is energized, which causes piston 191 to move to the first position against the tension of spring 192.
Move it to the left in Figure 1. The flap valve 193 is closed,
Sliding valve 194 is raised as shown in FIG. 11, and tubes 196 and 197 are brought into communication and discharged through tube 164. On the return stroke, sliding valve 1
94 moves downward, flap valve 193 opens, and a new charge of specialty drug is drawn into storage area 200. Thus, by energizing and deactivating the power unit 160, the object to be treated can receive periodically timed drug delivery, and by energizing and deactivating the solenoid 190, the object to be treated can receive a periodically timed drug delivery. are given special drugs.
次に、繰返えして生ずる頻脈の防止のための薬
剤を供与する心臓ポンプ機構について詳しく説明
する。背景として、心房細動および心房粗動およ
びジギタリスの毒性によらない心室上頻脈
（supraventricular tachycardia）の反復発生を防
止するために慢性基礎でキニジンが与えられるこ
とに注意しなければならない。また、キニジンは
心室上頻脈の反復発生の際にプロカインアミドと
同様に有効に使用される。また、キニジンは、禁
忌とされている完全な心臓停止の際に心室細動が
生ずる場合を除き、心室細動の反復発生を防止す
るのに使用される。心臓不整脈の治療の説明は、
「トリートメント・ハート・デイジーズ・イン・
ザ・アダルト」（Treatment of Heart Disease
in the Adult）の第２刊所載のT.L.ルビン
（Rubin）、H.グロス（Gross）、S.R.アービート
（Arbeit）、リー（Lea）およびフエブリジヤー
（Febriger）（フイラデルフイア）297−324頁
（1972年）の「心臓不整脈の処理に使用される
薬」と題する論文中にみられる。これらの薬を使
用する際の難点の１つは、治療インデツクス
（therapeutic index）すなわち治療供与量対毒性
供与量の比率が極めて低いということである。し
かし、本発明のポンプフイードバツクシステムは
心臓の状態および薬の毒性表示を注意深く監視
し、薬剤に起因する併発症を排除することができ
ないとしても、これを最少とするようなレベルに
薬投与量を維持するようになつている。かくて、
本発明の装置及び方法は、心臓の全く苛酷で命に
危険な状態であるという状態において、これらの
薬剤をさらに一般的に使用させるものである。本
発明は、現在要求されるもの、すなわち、フイー
ドバツク評価システムを与えるもので、このフイ
ードバツク評価システムは薬の毒性表示量以下に
維持できる最大の必要投与量を与える。 The heart pump mechanism for delivering medication for the prevention of recurrent tachycardia will now be described in detail. By way of background, it must be noted that quinidine is given on a chronic basis to prevent atrial fibrillation and atrial flutter and recurrent episodes of supraventricular tachycardia not due to digitalis toxicity. Quinidine is also used as effectively as procainamide during recurrent episodes of supraventricular tachycardia. Quinidine is also used to prevent recurrent episodes of ventricular fibrillation, except when ventricular fibrillation occurs during complete cardiac arrest, which is contraindicated. For an explanation of the treatment of cardiac arrhythmia,
“Treatment Heart Daisies in
The Adult” (Treatment of Heart Disease)
TL Rubin, H. Gross, SR Arbeit, Lea and Febriger (Philadelphia), pp. 297-324 (1972). in a paper entitled ``Drugs Used to Treat Cardiac Arrhythmias.'' One of the difficulties in using these drugs is that the therapeutic index, ie the ratio of therapeutic dose to toxic dose, is extremely low. However, the pump feedback system of the present invention carefully monitors cardiac conditions and drug toxicity, and administers drugs at a level that minimizes, if not eliminates, drug-related complications. The amount is now being maintained. Thus,
The devices and methods of the present invention make these agents more commonly used in extremely severe and life-threatening conditions of the heart. The present invention provides what is currently needed, namely, a feedback evaluation system that provides the maximum required dose that can be maintained below the drug's toxic label.
上記の目的は、本発明に従つて、病気の状態を
監視し薬剤を調整して状態を処理し、また、薬の
毒性表示量に対して投与量を監視し調整すること
により薬の毒性表示量外に操作することによつ
て、達成できる。一例として処理すべき病気自体
は心室上頻脈（supraventricular tachycardia）
である。この例は、キニジンによつて生ずる毒性
変化に対して心臓の速さを対位させること、すな
わち、QRSコンプレツクス（心電図の成分）を
広くすることを対象とするものである。キニジン
の投与量は本発明の使用によつて監視でき、キニ
ジンの投与量が毒性効果に対する限界値に達し始
める時に生ずるQRSコンプレツクスが長くなる
時に減少される。 The above purpose, according to the present invention, is to treat the condition by monitoring the disease condition and adjusting the drug, and also to indicate the toxicity of the drug by monitoring and adjusting the dosage to the toxic indicated amount of the drug. This can be achieved by operating out of proportion. An example of the disease itself that should be treated is supraventricular tachycardia.
It is. This example is directed at counterbalancing heart speed to the toxic changes produced by quinidine, ie widening the QRS complex (component of the electrocardiogram). The dose of quinidine can be monitored through use of the present invention and reduced when the QRS complexes that occur occur when the dose of quinidine begins to reach a threshold for toxic effects.
第１２図、第１３図は、供与されるキニジンで
処理される心室上頻脈について使用される装置の
基本的構造及び作用を示すものである。ポンプモ
ータ２１０は米国特許第3692027号に示された型
式のもので、等辺形のカム２１１を回転するよう
にセツトされ、一日あたり８回またはそれ以上の
回転を生じ、かくて、ピストン２１２を操作する
ローラ２３０と総数24回の可能なカムポンプ作動
接触をする。かくて、ポンプは一日の一時間毎に
動作でき、一日あたり24回の可能な投力量を与え
る。この例を使用すると、次の選択が与えられ
る。すなわち、２時間の供与スケジユール、すな
わち、感知器の評価に基ずく判定によつて変更さ
れない限り２時間毎に薬剤を供与する場合（２時
間のスケジユールは一時間置きにポンプモータ２
１０をターンオフすることによつて達成され
る）、(1)この機構は平均の投与タイミングで２時
間毎に投与する。(2)フイードバツク評価によつ
て、これは２時間についての薬剤の投与量を抑制
して、４時間の指示がある場合には投与の間に４
時間の間隔を置く。(3)必要ならば、１時間スケジ
ユールで特別の投与量を供与できる。実際の操作
においては、ポンプモータ２１０の運動はカム２
１１を回転し第１の投与量を供与する。次に、特
別の投与量を与えることを、その時の状態によつ
て要求されない限り、タイミング機構が１時間の
間機構を運転停止し、特別の投与量が要求される
場合には、機構は次の一時間操作を続けて特別の
投与量を与えるように設計されている。かくて、
正常運転状態においては、機構は２時間毎に日に
12回の投与量を与える。キニジンの毒性状態が明
らかになつた場合には、機構は投与間の間隔を４
時間に増加するに充分なだけ運転停止される。 Figures 12 and 13 illustrate the basic structure and operation of the device used for supraventricular tachycardia treated with delivered quinidine. The pump motor 210 is of the type shown in U.S. Pat. A total of 24 possible cam pump actuation contacts are made with the operating roller 230. Thus, the pump can operate every hour of the day, giving 24 possible doses per day. Using this example, you are given the following choices: That is, if a 2-hour delivery schedule is used, i.e., drug is delivered every 2 hours unless otherwise changed by a decision based on sensor evaluation (a 2-hour schedule means that the pump motor 2 is delivered every hour).
(1) This mechanism administers every 2 hours with an average dosing timing. (2) Feedback evaluation has shown that this may reduce the dose of drug for 2 hours and, if indicated for 4 hours, 4 hours between doses.
space out the time. (3) If necessary, special doses can be delivered on a one-hour schedule. In actual operation, the movement of the pump motor 210 is
11 to deliver the first dose. The timing mechanism then shuts down the mechanism for one hour, unless current conditions require it to provide a special dose, in which case the mechanism It is designed to give a specific dose of one hour of continuous operation. Thus,
Under normal operating conditions, the mechanism will
Give 12 doses. If quinidine toxicity becomes apparent, PMDA will increase the interval between doses by 4 days.
Sufficient times are shut down to increase in time.
実際上、心室上頻脈の場合、心臓自体の上にあ
る第１３図に示された電極２５０は心臓の電気的
活量をピツクアツプし、カテーテル２４８内に埋
込まれたワイヤ２５１によつて電子的パツケージ
の中の増巾器に心臓信号を導く。電子的論理的認
識プログラムがQRSコンプレツクスの識別を与
え、次に、他のプログラムが、第１７図に示すチ
ヤートについて記載するようにQRS周期及びＲ
−Ｒ間隔の大きさをあらわす。動作上、心臓振動
数（Ｒ−Ｒ間隔）が監視され、24時間の周期にわ
たつて各時間毎に平均化され、レジスタに蓄積さ
れる。24時間の周期の間に一時間についての最低
振動数平均は制御周期からの最低振動数と比較さ
れ、これが理込の際にセツトされた標準の制御レ
ベルに対して10％−20％増大したかどうかをみ
る。かくて振動数が20％増大したら、機構は次の
24時間について８時間毎に３回の特別の１時間投
与量を与える。このシステムにおける判定形成制
御論理回路はこの操作を与える。キニジンの毒性
に対する比較の関係はQRS周期によつて監視さ
れる。QRS周期はサンプリングされ、一時間毎
に評価され、これが標準レベルよりも増加する場
合（制御量の％）、或いは時期尚早の心室の収縮
（制御量の150％以上の非常に広いQRSコンプレ
ツクスによつて指示される）が特に制御されるキ
ニジンの効果によつて生ずる場合、ポンプモータ
２１０えの電力を遮断することによつて次の投与
量の周期は抑制され、次に、フイードバツクの選
択の第１の列内で与えられる標準のために、同時
的に動作する８時間の周期について特別の投与量
を停止する。 In fact, in the case of supraventricular tachycardia, the electrodes 250 shown in FIG. The heart signal is routed to an amplifier inside the target package. An electronic logic recognition program provides identification of the QRS complex, and then another program identifies the QRS period and R as described for the chart shown in FIG.
-Represents the size of the R interval. In operation, the heart frequency (R-R interval) is monitored, averaged each hour over a 24 hour period, and stored in a register. During a 24-hour cycle, the lowest frequency average for one hour was compared to the lowest frequency from the control cycle, which increased by 10%-20% relative to the standard control level set during the test. Let's see if it is. Thus, if the frequency increases by 20%, the mechanism will
Three special hourly doses are given every 8 hours for 24 hours. The decision forming control logic in this system provides this operation. Comparative relationship to toxicity of quinidine is monitored by QRS cycle. The QRS period is sampled and evaluated hourly and if it increases above normal levels (% of control) or premature ventricular contractions (more than 150% of control), a very wide QRS complex is detected. If the effect of quinidine (as indicated by the command) is specifically controlled, the next dose cycle is inhibited by cutting off power to the pump motor 210, which then controls the feedback selection. Due to the standards given in the first column, special doses are stopped for 8 hour cycles running simultaneously.
第１７図に示したチヤートは次のように説明さ
れる。 The chart shown in FIG. 17 can be explained as follows.
状態＝正常運転ポンプが偶数時間で２時間毎に
動作する。Condition = Normal operation Pump operates every 2 hours at even hours.
状態＝心臓振動数が10−20％増大していて、こ
れは、実際上、Ｒ−Ｒ間隔が10−20％減少した
ことを意味する。実際に、前の１日24時間につ
いて最低の振動数をもつ時間が制御値と比較さ
れて、この判定を形成する。次に、この24時間
の最低の時間の振動数が制御値より10−20％高
ければ、論理回路は次の日に３個の特別の投与
量を与え、これは１、９、17時の８時間毎に与
えられる。Condition = Heart frequency has increased by 10-20%, which in practice means that the R-R interval has decreased by 10-20%. In fact, the time with the lowest frequency for the previous 24 hours of the day is compared with the control value to form this determination. Then, if the frequency of the lowest hour of this 24-hour period is 10-20% higher than the control value, the logic circuit will give 3 special doses on the next day, which are at 1, 9 and 17 o'clock. Given every 8 hours.
状態＝過去の時間にわたつてサンプリングされ
たQRS周期は下記の基礎で標準レベルより大
きい。すなわち、QRSコンプレツクス周期は
制御値のパーセントを基礎として分類され、下
記のスケジユールで重みを与えられる。Condition = QRS period sampled over past time is greater than the normal level on the following basis: That is, QRS complex periods are classified on the basis of percentage of control value and weighted according to the following schedule.
(1) 制御値の110％またはそれ以下のものは零
の重みを与えられる。 (1) 110% or less of the control value is given zero weight.
(2) 制御値の110−120％のものは１の重みを与
えられる。 (2) 110-120% of the control value is given a weight of 1.
(3) 制御値の120−130％のものは２の重みを与
えられる。 (3) 120-130% of the control value is given a weight of 2.
(4) 制御値の130−150％のものは８の重みを与
えられる。 (4) 130-150% of the control value is given a weight of 8.
(5) 制御値の150％以上のものは、心臓の時期
尚早の収縮を示し、８または16の可変の重み
を与えられる。 (5) Anything above 150% of the control value indicates premature contraction of the heart and is given a variable weight of 8 or 16.
１時間にわたつて256のサンプリングされた
QRS周期から重みがその256またはそれ以上に
加算されると、ポンプは次の時間の操作の間タ
ーンオフされ、第２に、状態において与えら
れる標準のために同時的に動作するかもしれな
い８時間の周期の間、特別投与量を停止する。
かくて、時間４の投与量が省略されたら、時間
９において与えられる投与量も省かれることと
なろう。 256 samples over an hour
Once the weight from the QRS cycle is added to that 256 or more, the pump will be turned off for the next hour of operation, and for a second 8 hours it may operate simultaneously for the given standard in the condition. Stop the special dose for a period of .
Thus, if the dose at time 4 was omitted, the dose given at time 9 would also be omitted.
第１２図、第１３図で説明を要する他の特徴は
３個の導入口２５２，２５３，２５４である。導
入口２５２は、８位置の回転スイツチおよびニー
ドル接点を示す。回転スイツチおよびニードル接
点はソリツドコアをもつニードル（図示せず）の
使用によつて動作し、このニードルは丸から三角
の形状をもち、丸い外径の先端部分が図示のよう
に対応する三角形の穴をもつ入口２５２に挿入さ
れている。スイツチの操作はニードルを種々の位
置の１から８の位置に回転することによつて行な
われる。スイツチへの接触作用は三角形の孔の接
点に類似したニードルの３角の３個の表面上の接
点に付して行なわれる。ニードルの三角の表面へ
のリード線はニードルの長軸を下方に導かれ、適
当な等電材料によつてシールドされる。回転スイ
ツチの位置No.1はニードル接点を通るバツテリ
ー充電を与える。位置No.2は埋込電極からの心
電図の監視を与える。位置３は、ペースメーキン
グ作用が必要とされる場合に心臓電極を通して刺
戟を与える。位置４は、心臓レスポンスのパラメ
ータの論理回路の校正のための論理システムとの
接触をなす。位置５は、論理出力および１日あた
りの投与量の数の監視を与える。位置６は全シス
テムの遮断を与える。位置７及び位置８は将来の
選択のためのものである。 Other features that require explanation in FIGS. 12 and 13 are the three inlets 252, 253, 254. Inlet 252 shows an eight position rotary switch and needle contact. The rotary switch and needle contacts are operated by the use of a solid-core needle (not shown) having a round to triangular shape with a rounded outer diameter tip fitted with a corresponding triangular hole as shown. It is inserted into the inlet 252 having a. Operation of the switch is accomplished by rotating the needle through various positions 1 to 8. Contacting the switch is carried out by means of contacts on the three triangular surfaces of the needle similar to the contacts of the triangular hole. The leads to the triangular surface of the needle are directed down the long axis of the needle and are shielded by a suitable isoelectric material. Rotary switch position No. 1 provides battery charging through the needle contacts. Position No. 2 provides electrocardiogram monitoring from implanted electrodes. Position 3 provides stimulation through the cardiac electrodes when pacemaking action is required. Position 4 makes contact with the logic system for calibration of the logic circuit of parameters of the cardiac response. Position 5 provides logic output and monitoring of the number of doses per day. Position 6 provides complete system shutdown. Positions 7 and 8 are for future selection.
カテーテル接近用導入口２５３はバイパスカテ
ーテル入口で、下記の作用を与える。(1)これは、
カテーテル内で機械的閉塞が生じた場合に医師が
増大した圧力を与えることを可能にする。(2)これ
はカテーテル内に機械的閉塞が生じた場合に医師
がワイヤの針を通すことを可能にする。(3)これは
必要の場合に医師が心嚢に付加的な薬を導入する
ことを可能にする。カテーテル近接口は第１４
図、第１４Ａ図によつて説明する状態で動作す
る。丸から正方形となつて丸い外径のチツプ部分
となつている中空の孔をもつニードル（図示せ
ず）が、突起３０６の助けで患者の皮膚に挿入さ
れ次に、正方形の孔３０３に挿入される。正方形
のニードル部分は正方形の孔３０３の側部に係合
する。ニードルをその長軸の周りに回転すると、
ピニオン３０２を回転し、これは部分環状歯車３
０１と噛合つてこれを回転する。部分環状歯車３
０１がその反時計方向限界まで回転された時、口
３０７はニードルの内径と一線に並んで、カテー
テル３０４、ポンプ出口３０５への近接を許す。
Ｏリング３０８，３０９が開放形態および閉止形
態の両方で口をシールする。ピニオン３０２は頂
板３１０によつて保持される。第１４図で、装置
の外部ケーシングは線３１１によつてあらわされ
ている。 The catheter access inlet 253 is a bypass catheter inlet and provides the following functions. (1) This is
Allows the physician to apply increased pressure in the event of a mechanical occlusion within the catheter. (2) This allows the physician to thread the wire needle in the event of a mechanical blockage within the catheter. (3) This allows the physician to introduce additional drugs into the pericardial sac if necessary. The catheter proximal port is the 14th
It operates in the state described with reference to FIG. 14A. A needle (not shown) with a hollow hole that changes from round to square and has a tip portion with a round outer diameter is inserted into the patient's skin with the help of protrusion 306 and then inserted into the square hole 303. Ru. The square needle portion engages the sides of the square hole 303. Rotating the needle around its long axis gives us
Rotates the pinion 302, which is the partial ring gear 3
It meshes with 01 and rotates it. Partial ring gear 3
When 01 is rotated to its counterclockwise limit, port 307 lines up with the inner diameter of the needle, allowing access to catheter 304 and pump outlet 305.
O-rings 308, 309 seal the mouth in both open and closed configurations. Pinion 302 is held by top plate 310. In FIG. 14, the outer casing of the device is represented by line 311.
薬剤補充のために、入口２５４が使用される。
加圧された補充薬の導入は米国特許第3692027号
に説明されていて、適当な口の構造は説明されて
いるので、この操作または再充填口は詳しく説明
しない。 Inlet 254 is used for drug replenishment.
This operation or refill port will not be described in detail since pressurized refill introduction is described in US Pat. No. 3,692,027 and suitable port constructions are described.
第１３図は心嚢へのカテーテルシステムの取付
けの評価およびバイパスシステムの詳細を示す。
密封のために、入口の下にＯリング２５５が設け
られる。ポンプに通じるカテーテル内の一方弁２
５６は、ポンプ機構中へのバイパスシステム内の
増大した圧力をブロツクする。カテーテルシステ
ムは心房ライニングに縫込まれ、リング２４７が
カテーテル２４８内に埋められ、これは均一のカ
テーテル部分とトランペツト２４９の形態の付随
した拡大するカテーテル部分をもつ。拡大したカ
テーテルの径は、増大した表面積を与え、カテー
テルへの出口の周りの繊維組織増殖（fibrosis）
による閉塞を減少する。また、カテーテル２４５
の近くにリードワイヤ２５１があり、これは１対
の感知電極２５０から増巾及論理システムに通じ
る。これらは、実際にカテーテル内に埋込まれ、
カテーテルに対して付加的な支持を与える。電極
２５０およびとりつけられたワイヤはカテーテル
から出た後にポリビニルのシールド内に埋められ
る。 FIG. 13 shows the evaluation of the catheter system attachment to the pericardial sac and details of the bypass system.
An O-ring 255 is provided below the inlet for sealing. One-way valve 2 in the catheter leading to the pump
56 blocks increased pressure in the bypass system into the pump mechanism. The catheter system is sewn into the atrial lining and ring 247 is embedded within catheter 248, which has a uniform catheter section and an associated enlarged catheter section in the form of a trumpet 249. The enlarged catheter diameter provides increased surface area and reduces fibrosis around the exit to the catheter.
Reduces blockage due to In addition, the catheter 245
Nearby are lead wires 251 that lead from a pair of sensing electrodes 250 to the amplification logic system. These are actually embedded within the catheter,
Provides additional support to the catheter. The electrode 250 and attached wire are embedded within a polyvinyl shield after exiting the catheter.
心臓薬剤ポンプの制御に含まれる一般的な動作
及び判定を説明するブロツクダイアグラムが第１
５図に示まれている。「電極感知器」と「増巾
器」は現在の心臓ペースメーカ回路に使用される
ような標準装置をあらわす。第１５図のブロツク
ダイアグラムの残りの部分は、システムの「頭
脳」で、前記の状態、またはの存在に基い
て「ポンプ」に制御を与える。第１５図の回路に
要求される要素の型式および性質は一般的に公知
で、既に示されている。それ故、第１６図に第１
５図を詳しく説明してあるので、下記の説明によ
つて第１５図に示す回路および動作は当業者に容
易に理解されよう。 The first block diagram describes the general operations and decisions involved in controlling a cardiac drug pump.
This is shown in Figure 5. "Electrode sensor" and "amplifier" refer to standard devices such as those used in current cardiac pacemaker circuits. The remainder of the block diagram of FIG. 15 is the "brain" of the system, providing control to the "pump" based on the aforementioned conditions, or presence of. The type and nature of the elements required for the circuit of FIG. 15 are generally known and have been shown. Therefore, the first
Having described FIG. 5 in detail, those skilled in the art will readily understand the circuitry and operation shown in FIG. 15 from the following description.
次に、第１２−１５図および第１７図に関連し
て応用例に適当な理論フローチヤートを構成して
いる第１６図について説明する。第１６図の要素
は説明をつけてあり当業者に既知のもので、回路
内におけるその関係は示してあるので、主として
第１６図の回路の作用について説明する。(a)に出
力をもつ「可能QRSコンプレツクス検出器」
が、総ての「可能な」QRSコンプレツクスの始
めと終りを検出する。「可能な」QRSコンプレツ
クスの開始は、(b)に出力をもつ「可能QRSコン
プレツクス開始検出器」によつて検出され、「可
能な」QRSコンプレツクスの終りは(d)に出力を
もつ「可能QRSコンプレツクス終端検出器」に
よつて検出される。 16, which constitutes a theoretical flowchart suitable for the application in conjunction with FIGS. 12-15 and 17, will now be described. Since the elements of FIG. 16 have been described and are known to those skilled in the art and their relationships within the circuit have been shown, the operation of the circuit of FIG. 16 will be discussed primarily. "Possible QRS complex detector" with output in (a)
detects the beginning and end of all "possible" QRS complexes. The beginning of a "possible" QRS complex is detected by a "possible QRS complex start detector" which has an output at (b), and the end of a "possible" QRS complex has an output at (d). Detected by the "Possible QRS Complex End Detector".
検出される「可能な」QRSコンプレツクスが
「真の」QRSコンプレツクスであるかどうかの判
定は、(c)に出力をもつ「真QRSコンプレツクス
検出器」によつてなされる。(c)(d)の出力は、(e)に
出力をもつアンドゲートによつて混合される。こ
の出力(e)は「真の」QRSコンプレツクスの終端
をあらわす。 The determination whether the detected "possible" QRS complex is a "true" QRS complex is made by a "true QRS complex detector" having an output at (c). The outputs of (c) and (d) are mixed by an AND gate with output at (e). This output (e) represents the end of the "true" QRS complex.
QRSコンプレツクスは２つの方法で分析され
る。すなわち、(1)QRSコンプレツクスの期間の
測定、および(2)２つの連続するQRSコンプレツ
クスの間の期間の測定、すなわち、Ｒ−Ｒ間隔で
ある。 QRS complexes are analyzed in two ways. These are: (1) the measurement of the duration of a QRS complex; and (2) the measurement of the duration between two consecutive QRS complexes, ie, the R-R interval.
QRSコンプレツクスの期間の測定は「パーセ
ント制御時間分類器」によつてなされる。(b)にお
ける信号は、この分類器をリセツトし次にスター
トする信号で、この分類器はQRSコンプレツク
スの期間を５つの間隔の１つに分類する。すなわ
ち、
() 制御時間の110％またはそれ以下、
() 制御時間の110％−120％
() 制御時間の120％−130％、
() 制御時間の130％−150％、または
() 制御時間の150％以上。 Measurement of the duration of the QRS complex is made by a "percent controlled time classifier". The signal in (b) is the signal that resets and then starts the classifier, which classifies the duration of the QRS complex into one of five intervals. () 110% of control time or less, () 110% of control time - 120% of control time, () 120% of control time - 130% of control time, () 130% of control time - 150% of control time, or () control time more than 150% of
制御時間は、或る患者に対する正常のQRSコン
プレツクスの期間である。(f)の信号は一時間256
回に１回「真の」QRSコンプレツクスの終りで
生ずる。(5)におけるパルスは、「QRS期間のため
の累算カウンタ」に加算される信号である。
QRSコンプレツクスの制御時間の分類のパーセ
ントによつて、このカウンタは０、１、２、４、
８または16カウントずつ増加される。各分類はカ
ウンタにセツト番号を加える。分類（）は「メ
モリ・ラツチ制御装置１」を通して４、８または
16にそのカウント値を変える付加的な選択を有し
ている。このメモリラツチ制御装置は、前に述べ
た外から近接し得る回転スイツチ２５２（第１６
図には示してないが第１２図、第１３図に示され
ている）を通してセツトできる。「QRS期間のた
めの累算カウンタ」におけるカウントが一時間で
256を超えると、(g)における出力は論理「１」
で、他では(g)は論理「０」である。The control time is the period of normal QRS complex for a given patient. Signal (f) is one hour 256
Occurs once every time at the end of a ``true'' QRS complex. The pulse in (5) is a signal that is added to the "accumulation counter for QRS period".
Depending on the classification percentage of the QRS complex control time, this counter can be 0, 1, 2, 4,
Increased by 8 or 16 counts. Each classification adds a set number to the counter. Classification () is 4, 8 or
It has an additional option to change its count value to 16. This memory latch control device is connected to the externally accessible rotary switch 252 (16th
(not shown in the figure, but shown in FIGS. 12 and 13). Count in "Accumulation counter for QRS period" in one hour
Beyond 256, the output in (g) is a logic “1”
In other cases, (g) is logic "0".
Ｒ−Ｒ間隔の測定は「Ｒ−Ｒパルス発生器」に
よつて達成され、この発生器は一時に256回毎に
一回、２つの連続する「真の」QRSコンプレツ
クスを選択し、「ｈ」にこれらの２つの連続する
「真」の終了パルスの間の期間に等しい長さの論
理「１」パルスを生ずる。この(h)におけるパルス
は、次に、1000Hzクロツクでアンドゲートを通し
てゲートされ、(i)におけるパルスは一時間に256
回毎に一回Ｒ−Ｒ期間の間に生ずる1000Hzパルス
の数をあらわす。これらの(i)におけるパルスは(j)
に出力をもつ「Ｒ−Ｒ間隔カウンタ」によつて累
算される。一時間の終りで、「Ｒ−Ｒ間隔カウン
タ」の内容は「Ｒ−Ｒ制御値」と比較される。こ
の制御値は、或る患者について正常のＲ−Ｒ間隔
より20％少ない期間（すなわち、正常の振動数よ
りも20％早いＲ−Ｒ振動数に相当する期間）の間
に生ずる1000Hzパルスの数をあらわす。この制御
値は前述の外から近接できる回転スイツチ２５２
を通して「メモリ、ラツチ制御装置２」にセツト
される。一時間のカウントが制御値より大きい
と、「今日のＲ−Ｒ状態」（これは通常論理「１」
である）は論理「０」にセツトされる。論理
「０」にセツトされると、これは「今日」の残り
の部分について論理「０」のまゝである。24時間
の終りで、この値は、１、９、17時の始めに「今
日」のポンプの判定をするのに使用するために
「前日のＲ−Ｒ状態」に蓄積される。前の１日24
時間について時間毎のＲ−Ｒ間隔カウントが或る
患者について「Ｒ−Ｒ制御値」より大きいとする
と（すなわち、１日24時間の任意の時間の間の平
均Ｒ−Ｒ振動数が正常の制御値より20％遅いとす
ると）、上記の(k)における出力は、論理「０」で
ある。 Measurement of the R-R interval is accomplished by an "R-R pulse generator" which selects two consecutive "true" QRS complexes once every 256 times at a time and h" produces a logic "1" pulse of length equal to the period between these two consecutive "true" termination pulses. This pulse in (h) is then gated through an AND gate with a 1000Hz clock, and the pulse in (i) is 256 times per hour.
Represents the number of 1000Hz pulses that occur during the RR period once every time. These pulses in (i) are (j)
It is accumulated by an "R-R interval counter" which has an output at . At the end of the hour, the contents of the RR Interval Counter are compared to the RR Control Value. This control value is the number of 1000 Hz pulses that occur during a period that is 20% less than the normal R-R interval for a given patient (i.e., a period that corresponds to an R-R frequency that is 20% faster than the normal frequency). represents. This control value is controlled by the rotary switch 252 that can be accessed from the outside.
is set in "memory, latch control unit 2" through If the hour count is greater than the control value, the "Today's R-R state" (this is normally a logic "1")
) is set to logic ``0''. Once set to logic '0', it remains logic '0' for the remainder of 'Today'. At the end of the 24-hour period, this value is stored in the "Yesterday's R-R Status" for use in determining "Today's" pumps at the beginning of 1, 9, and 5 p.m. previous day 24
If the hourly R-R interval count for time is greater than the "R-R control value" for a patient (i.e., the average R-R frequency during any 24-hour day is normal control 20% slower than the value), the output in (k) above is a logic '0'.
(g)及び(k)における２つの出力はポンプの動作を
制御する。正常の動作は、すべての偶数時間に、
ポンプの供与作用を生じさせる（第１７図のチヤ
ートの状態）。前日の24時間の期間の間の最低
の「時間振動数」についての振動数の増大（余分
の薬剤の必要性を指示する）（ｋにおいて論理
「１」）は、ポンプが１、９、17時において付加的
な投与量を供与するようにする（第１７図のチヤ
ードで状態）。これらの２つの操作は下記のよ
うに生ずる。（ｍ）または（ｑ）における出力が
論理「１」であると「ポンプ制御装置」への入力
は（ｒ）で論理「１」である。（ｒ）における論
理「１」パルスはポンプをターンオンする信号で
ある。この（ｒ）における信号は、通常、偶数時
間（出力（ｍ））において論理「１」で、下記の
制限の１つによつて状態が変えられない限り第１
７図のチヤートの状態において時間１、９、17
（出力（ｐ））で論理「１」である。(g)における出
力がいずれかの時間について論理「１」である
と、「二時間メモリ」の出力は次の２時間につい
て論理「０」にセツトされる（通常、この(i)にお
ける出力は論理「１」である）。この信号(i)は
（ｎ）に出力をもつアンドゲートを通して（ｍ）
で偶数時間パルスでゲートされる。(g)における出
力がいずれかの時間について論理「１」である
と、（ｏ）における「８時間メモリー」の出力は
８時間について論理「０」である。（通常、この
（ｏ）にある出力は論理「１」である。）この
（ｏ）における出力は（ｐ）で時間１、９、17に
おいて論理「１」パルスでゲートされ、（ｑ）に
出力をもつアンドゲートを通して(k)におけるパル
スでゲートされる。 The two outputs at (g) and (k) control the operation of the pump. Normal operation is at all even hours,
The pump is brought into action (chart state in FIG. 17). The increase in frequency (indicating the need for extra medication) for the lowest "time frequency" during the previous day's 24-hour period (logical "1" in k) indicates that the pump is 1, 9, 17 Additional doses may be delivered at certain times (as shown in Figure 17). These two operations occur as follows. If the output at (m) or (q) is a logical ``1'', the input to the ``Pump Controller'' is a logical ``1'' at (r). The logic "1" pulse at (r) is the signal that turns on the pump. This signal at (r) is normally a logic ``1'' at even times (output (m)) and is the first unless its state is changed by one of the following restrictions.
Time 1, 9, 17 in the chart state of Figure 7
(Output (p)) is logic "1". If the output in (g) is a logic ``1'' for any time, the output of the ``two-hour memory'' is set to a logic ``0'' for the next two hours (usually the output in this (i) is logic "1"). This signal (i) is passed through an AND gate with an output at (n) (m)
gated with even-time pulses. If the output in (g) is a logical ``1'' for any time, the output of the ``8 hour memory'' in (o) is a logical ``0'' for 8 hours. (Normally, the output at this (o) is a logic ``1''.) The output at this (o) is gated with logic ``1'' pulses at times 1, 9, and 17 at (p), and at (q). gated with a pulse at (k) through an AND gate with an output.
前記のことを注意すると、第１５−１６図の回
路と組合された第１２−１３図の電源ユニツト２
１０は、論理回路について60分の時間に比して50
分時間で動作するように適当に連係される。これ
は、電源ユニツト時間の終りと論理システム時間
の終りの間に10分間を設け、これは作働負荷の増
大による電源ユニツトの作動時のタイミング誤差
限度を許容する。 Taking note of the above, the power supply unit 2 of Figs. 12-13 combined with the circuit of Figs. 15-16
10 is 50 minutes compared to 60 minutes for logic circuits.
Appropriately linked to operate in minutes. This provides 10 minutes between the end of the power supply time and the end of the logic system time, which allows for a timing error limit when operating the power supply due to increased operating loads.
要するに、人間及び動物の身体を特異な手段で
処理するのに特に有用な埋込可能の装置及び方法
について上に説明した。「電源」は多くの形態を
とり得る。本発明者の米国特許第3692027号にお
いて述べたマイクロ電源の形態のもののものでも
よいし、或いは、少くとも日で数え好ましくは年
で数えるような長い寿命を与える同等の微小型の
ものでもよく、システムの電子回路を付勢し且つ
供与機構を作動するに使用される駆動部材のため
の電力を与える電気エネルギー源でもよい。この
装置は広範の応用範囲を有し、薬剤は必要とされ
る薬理学的に活性の薬、身体の成分、エネルギー
化合物、放射性物質等を含む。 In summary, described above are implantable devices and methods that are particularly useful for uniquely manipulating the human and animal bodies. A "power source" can take many forms. It may be in the form of a micropower supply as described in my U.S. Pat. It may be a source of electrical energy that provides power for the drive members used to energize the system's electronic circuitry and operate the dispensing mechanism. This device has a wide range of applications, including the required pharmacologically active drugs, body components, energetic compounds, radioactive substances, etc.
ここに使用した「身体」および「動物の体」と
いうのは、動物、人間その他の生きている体を含
むものである。また「身体」というのは、生きて
いるものであろうと、或いは、その他のもので、
物質を身体中に順次に供与するために自己の中に
マイクロ電源付きのタイミングされた装置を受入
れるようになつているものであろうと、自然界の
生物体をすべてカバーしようとするものである。 As used herein, "body" and "animal body" include animals, humans, and other living bodies. Also, "body" may be a living thing or something else,
It is intended to cover all living organisms in nature, even those that have adapted to receive micro-powered timed devices within themselves to sequentially deliver substances throughout the body.
第１図は本発明による装置の基本要素を示すブ
ロツクダイアグラムである。第２図は本発明を心
臓監視および薬物供与に適用したものを示すブロ
ツクダイアグラムである。第３図は本発明を血圧
監視および薬物供与に適用したものを示すブロツ
クダイアグラムである。第４図は本発明を血液化
学的性質監視および薬物供与に適用したものを示
すブロツクダイアグラムである。第５図は複数の
供給源から同じところに薬物を供与することに本
発明を適用したものを示すブロツクダイアグラム
である。第６図は異なる薬物を異なるところに供
与することに本発明を適用したものを示すブロツ
クダイアグラムである。第７図は本発明において
有用な微小ベローズポンプ装置の幾分概略的な拡
大図である。第８図は同じ薬物を同じところに但
し異なる量で且つ異なる状態で供与する複ベロー
ズ型のポンプの幾分概略的な拡大図である。第９
図は別種の薬物を別々のところに異なる量で且つ
別々の制御の下に供与する複ベローズ型ポンプの
幾分概略的な拡大図である。第１０図は共通の動
力源をもつ異なる室または異なるところのために
複数の分離した室をもつベローズポンプの幾分概
略的な拡大図である。第１１図は異なる制御の下
に異なる供給源から異なる薬物を供与するように
なつている本発明による埋込可能のシステムの幾
分概略的な拡大図である。第１２図はキニジンで
処理される心室上頻脈に使用されるような本発明
装置の概略図である。第１３図は第１２図の装置
の概略断面図である。第１４図および第１４Ａ図
は薬物を補充する入口の構造を概略的に示す。第
１５図は判定回路のブロツクダイアグラムであ
る。第１６図は第１５図に相当する詳細な回路図
である。第１７図は複数回の薬物投与量を供与す
るための代表的なタイミングダイアグラムであ
る。
２８……電源、２９……薬物貯蔵体、３０……
感知装置、３１……時間的に取り出したデータ評
価および判定制御回路、３２……供与装置、３３
……ハウジング、４０……薬物貯蔵体、４１……
電位感知装置、４２……周期的感知およびキーフ
アクター、スクリーニング回路、４３，４４，４
５……補助論理回路、４６……接続部、４７……
供与装置、４８……ハウジング、５０……ハウジ
ング、５１……圧力トランスデユーサ、５２……
周期的感知装置タイミングおよび血圧マツチング
回路、５３……供与装置、５４……薬物貯蔵体、
５９……薬物貯蔵体、６０……身体化学的フアク
タ感知装置、６１……周期的感知装置タイミング
および限界弁別回路、６２……供与装置、６３…
…ハウジング、６４……感知装置、６５……周期
的感知およびデータ評価および供与量制御回路、
６６……薬物貯蔵体、６７，６８……供与装置、
７１……周期的感知およびデータ評価および交互
供与量選択回路、７２，７５……薬供与装置、７
３，７４……貯蔵体、７６……ハウジング、８０
……ハウジング、８１……ピストン、８２……ベ
ローズ容器、８３……ロツド、８４……ソレノイ
ド、８５……スプリング、８６……頭部、８７…
…導入管、８８……一方弁、８９……一方弁、９
０……排出管、１００……カム、１０１……ロー
ラ、１０２……アーム、１０３……ピストン、１
０４……ベローズ、１０５……貯蔵区域、１０６
……薬貯蔵体、１０７，１０８……一方弁、１１
０……ソレノイド、１１２……ピストン、１１３
……スプリング、１１４……貯蔵区域、１２０…
…カム、１２１……ソレノイド、１２３……ベロ
ーズ、１２４……ベローズ、１２５，１２６……
薬貯蔵容器、１３０，１３１……画室、１３２…
…ハウジング、１３８……プランジヤピストン、
１５０……ハウジング、１５１……縫合アンカ
ー、１５２，１５３……画室、１５４……周期的
感知およびデータ評価回路、１５５……感知装
置、１５８，１５９……入口、１６０……マイク
ロ電源ユニツト、１６１……カム、１６２……ピ
ストン、１６３……貯蔵区域、１６４……排出
管、１７０……フラツプ弁、１７１……弁部材、
１７５、１７６……管、１８０……ローラ、１８
１……スプリング、１９０……ソレノイド、１９
１……ピストン、１９２……スプリング、１９３
……フラツプ弁、１９４……摺動弁、１９６，１
９７……管、２００……貯蔵区域、２１０……ポ
ンプモータ、２１１……カム、２１２……ピスト
ン、２３０……ローラ、２４７……リング、２４
８……カテーテル、２４９……トランペツト、２
５０……電極、２５１……ワイヤ、２５２，２５
３，２５４……導入口、２５５……Ｏリング、２
５６……一方弁、３０１……部分環状歯車、３０
２……ピニオン、３０３……孔、３０４……カテ
ーテル、３０５……出口、３０６……突起、３０
７……口、３０８、３０９……Ｏリング、３１０
……頂板、３１１……ケーシング。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic elements of a device according to the invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating the application of the present invention to cardiac monitoring and drug delivery. FIG. 3 is a block diagram illustrating the application of the present invention to blood pressure monitoring and drug delivery. FIG. 4 is a block diagram illustrating the application of the present invention to blood chemistry monitoring and drug delivery. FIG. 5 is a block diagram illustrating the application of the present invention to the delivery of drugs from multiple sources to the same location. FIG. 6 is a block diagram illustrating the application of the present invention to delivering different drugs to different locations. FIG. 7 is a somewhat schematic enlarged view of a micro-bellows pump device useful in the present invention. FIG. 8 is a somewhat schematic enlarged view of a multi-bellows pump delivering the same drug to the same location but in different amounts and in different conditions. 9th
The figure is a somewhat schematic enlarged view of a multi-bellows pump delivering different drugs to different locations in different amounts and under separate control. FIG. 10 is a somewhat schematic enlarged view of a bellows pump with separate chambers for different or different locations having a common power source. FIG. 11 is a somewhat schematic enlarged view of an implantable system according to the invention adapted to deliver different drugs from different sources under different controls. FIG. 12 is a schematic diagram of the device of the invention as used in supraventricular tachycardia treated with quinidine. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the apparatus of FIG. 12. Figures 14 and 14A schematically show the structure of the drug replenishment inlet. FIG. 15 is a block diagram of the determination circuit. FIG. 16 is a detailed circuit diagram corresponding to FIG. 15. FIG. 17 is a representative timing diagram for delivering multiple drug doses. 28...Power supply, 29...Drug storage body, 30...
Sensing device, 31...Temporally retrieved data evaluation and judgment control circuit, 32...Providing device, 33
...Housing, 40...Drug storage body, 41...
Potential sensing device, 42... Periodic sensing and key factor, screening circuit, 43, 44, 4
5... Auxiliary logic circuit, 46... Connection section, 47...
Donor device, 48...housing, 50...housing, 51...pressure transducer, 52...
periodic sensing device timing and blood pressure matching circuit, 53...donor device, 54...drug reservoir;
59... drug reservoir, 60... body chemical factor sensing device, 61... periodic sensing device timing and limit discrimination circuit, 62... delivery device, 63...
... housing, 64 ... sensing device, 65 ... periodic sensing and data evaluation and dose control circuit,
66... drug storage body, 67, 68... delivery device,
71... Periodic sensing and data evaluation and alternating dose selection circuit, 72, 75... Drug delivery device, 7
3, 74...Storage body, 76...Housing, 80
... Housing, 81 ... Piston, 82 ... Bellows container, 83 ... Rod, 84 ... Solenoid, 85 ... Spring, 86 ... Head, 87 ...
...Introduction pipe, 88...One-way valve, 89...One-way valve, 9
0...Discharge pipe, 100...Cam, 101...Roller, 102...Arm, 103...Piston, 1
04... Bellows, 105... Storage area, 106
...Drug storage body, 107,108...One-way valve, 11
0... Solenoid, 112... Piston, 113
... Spring, 114 ... Storage area, 120 ...
...Cam, 121... Solenoid, 123... Bellows, 124... Bellows, 125, 126...
Medicine storage container, 130, 131...Gaming room, 132...
...Housing, 138...Plunger piston,
150... Housing, 151... Suture anchor, 152, 153... Compartment, 154... Periodic sensing and data evaluation circuit, 155... Sensing device, 158, 159... Inlet, 160... Micro power supply unit, 161 ... cam, 162 ... piston, 163 ... storage area, 164 ... discharge pipe, 170 ... flap valve, 171 ... valve member,
175, 176...Pipe, 180...Roller, 18
1... Spring, 190... Solenoid, 19
1...Piston, 192...Spring, 193
...Flap valve, 194 ...Sliding valve, 196,1
97...Tube, 200...Storage area, 210...Pump motor, 211...Cam, 212...Piston, 230...Roller, 247...Ring, 24
8... Catheter, 249... Trumpet, 2
50... Electrode, 251... Wire, 252, 25
3,254...Introduction port, 255...O ring, 2
56...One-way valve, 301...Partial annular gear, 30
2...pinion, 303...hole, 304...catheter, 305...outlet, 306...protrusion, 30
7...Mouth, 308, 309...O ring, 310
...Top plate, 311...Casing.
Claims (1)
全に埋込まれ、この身体の選択された体内の生理
学的状態を周期的に評価し、この身体を常に歩行
可能としながら前記生理学的状態に応じて選択さ
れた薬剤を周期的に身体内に供与する自蔵動力付
き装置において、 (a) 選択された位置で体内に完全に埋込まれ体内
でこれに固定されるようになつている一体のハ
ウジングであつて、薬剤貯蔵部材と、マイクロ
サイズの電源と、この電源により電力を供給さ
れて前記薬剤貯蔵部材から薬剤を供与する微小
駆動及び供与装置と、前記電源により電力を供
給されて前記ハウジング外の感知装置から得ら
れるデータを含む生理学的データを処理し前記
微小駆動及び供与装置の動作を制御する微小型
電気的データ評価及びタイミング回路装置とを
装備するようになつている種々の画室を取り囲
み、且つさらに壁を通して外部の感知装置から
の接続体を受け入れるようになつている一体の
ハウジングと、 (b) 埋込まれたハウジング内に装備され、選択さ
れた量で供与される選択された薬剤を貯蔵する
ための薬剤貯蔵部材と、 (c) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記薬
剤貯蔵部材の近くに固定され、少なくとも数日
というような有効作用寿命をもつマイクロサイ
ズの電源と、 (d) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記電
源に接続されてこれにより電力を供給される微
小型電気機械的駆動装置と、 (e) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記薬
剤貯蔵部材から前記薬剤を受けるように接続さ
れていて、選択された時に前記微小型電気機械
的駆動装置によつて動力を供給され且つこのよ
うに動力を供給された時に選択された前記薬剤
の順次の測定された量を前記薬剤貯蔵部材から
引き出し、この薬剤を埋込まれたハウジングか
ら前記身体中に排出するようになつている微小
型供与装置と、 (f) 埋込まれたハウジングの外で前記体内に選択
的に配置され、その体内の感知された状態に相
当する電気的データに転換可能の感知信号を生
ずるようになつている感知装置と、 (g) 該感知装置に接続され、前記ハウジングの壁
を通過して、前記信号をハウジングに伝えて、
その中で処理させるための接続装置と、 (h) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記電
源によつて付勢されるように接続された微小型
電気的データ評価及びタイミング回路装置であ
つて、 (イ) 前記接続装置を通して前記感知装置に接続
され、前記感知装置から選択されたデータを
受取り、このデータを電気的に処理可能の形
態に転換するようになつていて且つ選択され
た時に前記感知データを電気的に評価するよ
うになつている微小型電気回路装置、および (ロ) 該微小型電気回路装置に作動接続されこれ
に時間ベースの電気的情報を与え、これによ
り、前記微小型電気機械的駆動装置を付勢さ
せ選択された評価に従つて前記微小型供与装
置を作動させるためのタイミング装置 を含む微小型電気的データ評価及びタイミング
回路装置と を備えたことを特徴とする自蔵動力付き装置。 ２ 人間を含む或る選択された動物の身体内に完
全に埋込まれ、この身体を常に歩行可能としなが
ら選択された薬剤を周期的に身体内に供与する自
蔵動力付き装置において、 (a) 選択された位置で体内に完全に埋込まれ体内
でこれに固定されるようになつている一体のハ
ウジングであつて、薬剤貯蔵部材と、マイクロ
サイズの電源と、この電源により電力を供給さ
れて前記薬剤貯蔵部材から薬剤を供与する微小
駆動及び供与装置と、前記電源により電力を供
給されて前記微小駆動及び供与装置の動作を所
定のプログラムに従つて制御する微小プログラ
ム及びタイミング回路制御装置とを装備するよ
うになつている種々の画室を取り囲む一体のハ
ウジングと、 (b) 埋込まれたハウジング内に装備され、選択さ
れた量で供与される選択された薬剤を貯蔵する
ための薬剤貯蔵部材と、 (c) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記薬
剤貯蔵部材の近くに固定され、少なくとも数日
というような有効作用寿命をもつマイクロサイ
ズの電源と、 (d) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記電
源に接続されてこれにより電力を供給される微
小型電気機械的駆動装置と、 (e) 埋込まれたハウジング内に装備され、前記薬
剤貯蔵部材から前記薬剤を受けるように接続さ
れていて、選択された時に前記微小型電気機械
的駆動装置によつて動力を供給され且つこのよ
うに動力を供給された時に選択された前記薬剤
の順次の測定された量を前記薬剤貯蔵部材から
引き出し、この薬剤を埋込まれたハウジングか
ら前記身体中に排出するようになつている微小
型供与装置と、 (f) 前記ハウジング内に組み入れられそのハウジ
ングの外部から前記プログラムを変更せしめる
手段と を備えたことを特徴とする自蔵動力付き装置。[Claims] 1. Completely implanted within the body of a selected animal, including humans, periodically evaluates the physiological state within the selected body, and allows the body to be constantly ambulatory. A self-contained powered device for periodically delivering into the body a drug selected according to said physiological condition, the device being: (a) completely implanted within the body at a selected location and fixed thereto; an integrated housing configured to include a drug storage member, a micro-sized power source, a micro-drive and delivery device powered by the power source to deliver the drug from the drug storage member, and the power source a microelectrical data evaluation and timing circuit device powered by a microelectronic data evaluation and timing circuit device for processing physiological data, including data obtained from a sensing device external to the housing, and controlling operation of the microdrive and delivery device; (b) an integral housing surrounding the various compartments and further adapted to receive connections from an external sensing device through the wall; (c) a drug storage member for storing a selected drug to be delivered in an amount, and (c) mounted within an implanted housing and secured proximate to said drug storage member for effective action, such as for at least several days. (d) a microelectromechanical drive device disposed within an embedded housing and connected to and powered by said power source; a housing connected to receive the medicament from the medicament storage member and powered by and thus powered by the microelectromechanical drive when selected. (f ) a sensing device selectively disposed within the body outside of an implanted housing and adapted to produce a sensing signal convertible into electrical data corresponding to a sensed condition within the body; ) connected to the sensing device and transmitting the signal to the housing through the wall of the housing;
(h) a microelectrical data evaluation and timing circuit device mounted within the embedded housing and connected to be energized by said power supply; (a) connected to the sensing device through the connecting device, configured to receive selected data from the sensing device and convert this data into an electrically processable form, and at selected times; a microelectronic circuit device adapted to electrically evaluate the sensed data; and (b) operatively connected to the microelectronic device to provide time-based electrical information to the microelectronic device, thereby providing time-based electrical information to the microelectronic device. a microelectronic data evaluation and timing circuit arrangement including a timing device for energizing a miniature electromechanical drive to operate the microdispensing device in accordance with a selected evaluation. Self-contained powered device. 2. In a self-contained powered device which is completely implanted within the body of a selected animal, including humans, and which periodically delivers a selected drug into the body while keeping the body ambulatory at all times, ) a unitary housing adapted to be fully implanted and secured within the body at a selected location, comprising a drug storage member, a micro-sized power source, and a housing powered by the power source; a micro-drive and delivery device that dispenses a drug from the drug storage member; a micro-program and timing circuit control device that is supplied with power from the power source and controls the operation of the micro-drive and delivery device according to a predetermined program; (b) a drug reservoir disposed within the embedded housing for storing a selected drug to be delivered in a selected amount; (c) a micro-sized power source disposed within an implanted housing and secured proximate said drug storage component and having a useful working life of at least several days; and (d) an implanted housing. (e) a microelectromechanical drive device disposed within the housing and connected to and powered by the power source; (e) disposed within the implanted housing for receiving the medicament from the medicament storage member; and when selected are powered by said microelectromechanical drive device and when so powered transmit successive measured amounts of said selected agent to said microelectromechanical driver. a microscopic delivery device adapted to be withdrawn from a drug storage member and expel the drug from an implanted housing into the body; (f) incorporated within the housing and adapted to alter the program from outside the housing; A self-contained powered device characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50127285A JPS5254280A (en) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | Builttin selffdrive device for administering medicine with timing and evaluating units and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50127285A JPS5254280A (en) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | Builttin selffdrive device for administering medicine with timing and evaluating units and method therefor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5254280A JPS5254280A (en) | 1977-05-02 |
| JPS6244504B2 true JPS6244504B2 (en) | 1987-09-21 |
Family
ID=14956179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50127285A Granted JPS5254280A (en) | 1975-10-22 | 1975-10-22 | Builttin selffdrive device for administering medicine with timing and evaluating units and method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5254280A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4308866A (en) * | 1978-11-02 | 1982-01-05 | University Of Southern California | Infusion controlling apparatus and method |
| US4619653A (en) * | 1979-04-27 | 1986-10-28 | The Johns Hopkins University | Apparatus for detecting at least one predetermined condition and providing an informational signal in response thereto in a medication infusion system |
| JPS56151052A (en) * | 1980-04-02 | 1981-11-21 | Medtronic Inc | Dosage device |
| US4596558A (en) * | 1985-09-13 | 1986-06-24 | Queen's University At Kingston | Pulsed external medication dispenser |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50131393A (en) * | 1974-03-30 | 1975-10-17 |
-
1975
- 1975-10-22 JP JP50127285A patent/JPS5254280A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50131393A (en) * | 1974-03-30 | 1975-10-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5254280A (en) | 1977-05-02 |
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