JP5165065B2 - シールド付埋め込み型リード - Google Patents

Description

（関連出願の参照）
この出願は、２００７年１２月６日に出願された米国仮特許出願第６０／９９２，８７４号の利益を主張するものであり、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に援用されている。
（技術分野）
本発明の様々な実施形態は、医療用装置および、診断薬と治療処置の同時送達に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、磁気シールドを有する医療用装置および、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のような医療処置の間に、医療用装置を磁界からシールドする方法に関する。

磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、核磁気共鳴技術を利用する非侵襲性の画像化方法であり、患者の体内の画像を与える。一般には、ＭＲＩシステムは、約０．２テスラから３テスラの磁界強度を有する磁気コイルの使用を採用する。処置の間、体の組織は、磁界に垂直な面において電磁エネルギのＲＦパルスに一時的にさらされる。これらのパルスからの結果の電磁エネルギは、組織内の励起された原子核の緩和特性を測定することによって、体の組織を画像化するために使用され得る。

画像化の間、ＭＲＩシステムによって生成された電磁放射が、ペースメーカあるいは心臓除細動器のような埋め込み型医療装置に使用される、埋め込み型装置リードによって捕捉される。このエネルギは、リードを通って組織と接触している電極に伝達され、接触点にける温度の上昇に導き得る。組織の加熱の程度は、一般に、リードの長さ、リードの導電率あるいはインピーダンス、およびリード電極の表面積のような要因に関連される。磁界への暴露は、また、リードに望まれない電圧を誘起し得る。

磁気シールド付医療用装置リードおよび、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）のような医療処置の間に、医療用装置リードを磁界からシールドする方法が記述される。いくつかの実施形態は、リード導体を含むリードを含む埋め込み型医療用装置を提供し、該リード導体は、長さと、該リードの長さの少なくとも一部分に沿って半径方向にリード導体を囲む、螺旋状に巻かれたリボンシールドとを有する。いくつかの実施形態においては、リボンシールドは、磁気共鳴画像法処置の間、リードによって受け取られた電磁エネルギを消散させるように構成されている。

様々な実施形態によると、リボンシールドは、１つ以上の内側リボン導体、および／または、１つ以上の外側リボン導体（例えば、複数のワイヤ導体）を含み得る。外側リボン導体は、いくつかの実施形態において、１つ以上の内側リボン導体の周りに配置され得る。いくつかの実施形態では、外側リボン導体は、リードの長さに沿って可変の幅（例えば、ネックダウン構成、矢じり構成、あるいは波状構成）を有し得る。いくつかの実施形態では、螺旋状に巻かれたリボンは、リードの長さに沿った可変ピッチ（例えば、正弦関数、修正方形波関数、連続して変化するピッチ、あるいは、有限の数の位置においてのみ変化するピッチ）を有する。

複数の実施形態が開示されるが、なおも本発明の他の実施形態が、当業者には、本発明の例示的実施形態を示し記述する以下の詳細な記述から明白になる。理解されるように、本発明は様々な局面において、すべて本発明の範囲から外れることなく、修正が可能である。従って、図面および詳細な記述は、事実上例示であり限定ではないと見なされるべきである。（項目１）
埋め込み型医療用装置であって、
近位セクションと遠位セクションとを有するリードであって、該リードは長さを有するリード導体を含む、リードと、
螺旋状にコイルに巻かれた、該リードの該長さのうちの少なくとも一部分に沿って、該リード導体を半径方向に囲むリボンシールドであって、該螺旋状のコイルに巻かれたリボンは、少なくとも１つの内側リボン導体と、該少なくとも１つの内側リボン導体の周りに配置された外側リボン導体とを含む、リボンシールドと
を含み、
該螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドは、磁気共鳴画像化処置の間に、該リードによって受け取られた電磁エネルギを、該リードを囲む体の組織へ伝送するように構成されている、
埋め込み型医療用装置。
（項目２）
前記リードは、前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドのうちの少なくとも一部分の周りに配置された絶縁層を含む、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目３）
前記外側リボン導体は、前記リードの前記長さに沿った可変の幅を有する、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目４）
前記可変の幅は、ネックダウン構成、矢じり構成、あるいは、波状構成を含む、項目３に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目５）
前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンは、前記リードの前記長さに沿った可変ピッチを有する、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目６）
前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンの前記可変ピッチは、正弦関数あるいは修正方形波関数に従う、項目５に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目７）
前記リードの前記長さに沿って前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドのインピーダンス経路は、該螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドから、該リードを囲む体の組織へのインピーダンス経路よりも高い、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目８）
前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンの前記外側リボン導体は、複数のワイヤ導体を含む、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目９）
前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドの前記外側リボン導体は、リボン形状の外側導体を含む、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１０）
前記外側リボン導体の一部分は、絶縁されていない、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１１）
前記リードは、該リードの前記近位セクションおよび前記遠位セクションの近くに低インピーダンス絶縁体を含み、該絶縁体は、該リードに取り付けられた電極への電磁エネルギのエネルギ伝送を減少するために、該電磁エネルギを、該リードの前記長さに沿った前記体の組織の中に消散するように適合されている、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１２）
前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドの幅は、該シールドの長さに沿って変化する、項目１に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１３）
埋め込み型医療用装置であって、
パルス発生器に結合された近位セクション、患者の心臓内に埋め込まれた遠位セクション、および長さを有するリードであって、該リードは、該心臓と該パルス発生器との間で、内側導体を通って電気信号を運ぶように構成されている、リードと、
該内側導体の少なくとも一部分の周りに半径状に配置された、螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンであって、該螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンは、該螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの該長さに沿って可変幅を有する、少なくとも１つの導体を含む、シールドリボンと
を含む、埋め込み型医療用装置。
（項目１４）
前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの前記少なくとも１つの導体は、複数のワイヤ導体を含む、項目１３に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１５）
前記内側導体は、連続して変化する導体ピッチを有する螺旋状の形状を有し、該導体ピッチは、１つ以上の周波数において、前記リードの前記長さに沿って１つ以上の高インピーダンス点を形成する、項目１３に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１６）
前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンは、連続して変化するピッチを有する、項目１３に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１７）
前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの前記ピッチは、正弦関数あるいは修正方形波関数に従う、項目１６に記載の埋め込み型医療用装置。
（項目１８）
医療用リードであって、
該リードの遠位セクションと近位セクションとの間で、電気信号を運ぶように構成された内側導体と、
該内側導体の少なくとも一部分を半径方向に囲む、螺旋状形状に形成されたリボンシールドであって、該リボンシールドは、リボンシールド外側導体とリボンシールド内側導体とを含み、かつ、該リードの長さに沿って可変ピッチを有する、リボンシールドと
を含む、医療用リード。
（項目１９）
前記リボンシールドの前記可変ピッチは連続して変化し、前記リードの前記長さに沿って１つ以上の高インピーダンスの点を形成をする、項目１８に記載のリード。
（項目２０）
前記内側導体のピッチは、前記リードの前記長さに沿って連続的に変化する、項目１８に記載のリード。
（項目２１）
前記内側導体の前記ピッチは、正弦関数あるいは修正方形波関数に従う、項目２０に記載のリード。

図１は、患者の体内に埋め込まれたリードを有する、例示的医療用装置の概略図である。 図２は、図１のリードの一部分をより詳細に示している図である。 図３は、図２のリードの横断図である。 図４は、図１のリードの単純化した等価回路を示す概略図である。 図５は、ＭＲＩ環境におけるリードのインピーダンスの大きさ対ＲＦ周波数を示すグラフである。 図６は、他の例示的実施形態に従ったリードの一部分を示す図である。 図７は、図６のリードの横断図である。 図８は、他の例示的実施形態に従ったリードの一部分を示す図である。 図９は、他の例示的実施形態に従ったリードの断面を示す図である。 図１０は、他の例示的実施形態に従ったリードの断面を示す図である。 図１１は、図９の例示的リードを示す図であり、その長さに沿った螺旋構成を有している。 図１２は、他の例示的実施形態に従ったリードの断面を示す図である。 図１３は、他の例示的実施形態に従ったリードの断面を示す図である。 図１４は、その長さに沿った螺旋構成を有している、図１２の例示的リードを示す図である。 図１５は、リードシールドと可変ピッチを有するリードとを示す図である。 図１６は、２つの異なるＭＲＩ周波数における、可変ピッチのリードシールドのインピーダンス対シールドの長さの２つのグラフを示している 図１７は、例示的実施形態に従った可変ピッチリードを示す図である。 図１８は、正弦関数に従うリードのピッチを示すグラフである。 図１９は、修正方形波関数に従うリードのピッチを示すグラフである。 図２０は、いくつかの例示的リード構成を示す図であり、シールドの幅がその長さに沿って変わっている。 図２１は、いくつかの例示的リード構成を示す図であり、シールドの幅がその長さに沿って変わっている。 図２２は、いくつかの例示的リード構成を示す図であり、シールドの幅がその長さに沿って変わっている。

本発明は、様々な修正および代替の形を受け入れる一方で、特定の実施形態が、図面の例によって示されてきており、以下に詳細に記述される。本発明はしかしながら、本発明を特定に記述された実施形態に限定すべきではない。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内にある、すべての修正、均等物、および代替を覆うように意図されている。

図１は、患者の体内に埋め込まれたリードを装備する例示的医療用装置１２の概略図である。図示された例示的実施形態において、医療用装置１２は、体内に埋め込まれたパルス発生器を含む。医療用装置１２は、患者の心臓１６に配置されたリード１４を含む。心臓１６は、右心房１８、右心室２０、左心房２２、および左心室２４を含む。パルス発生器１２は、他の埋め込み位置が可能であるが、一般には、患者の胸あるいは腹のような位置において、体内の皮下に埋め込まれ得る。

リード１４の近位部分２６は、パルス発生器１２に結合されるか、パルス発生器１２と一体化して形成され得る。リード１４の遠位部分２８は、代わりに、示されるように、右心室２０のような、心臓１６内の所望の位置内に埋め込まれ得、心臓１６をペーシングするための、および／または、心臓１６内で生じる電気的活動を感知するための治療エネルギを供給する電極２９を含み得る。例示的実施形態は、患者の心臓１６に挿入された、ただ１つのリード１４を図示しているが、しかしながら、心臓１６の他の領域を電気的に刺激するために、複数のリードが利用され得ることが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、例えば、第２のリードの遠位部分（示されない）が右心房１８に埋め込まれ得る。加えて、あるいは、代わりに、他のリードが心臓１６の左側（例えば、冠状静脈）に埋め込まれ得て、心臓１６の左側を刺激する。心外膜リードのような他のタイプのリードが、図１に図示されたリード１４に加えて、あるいは、リード１４の代わりに利用され得る。

動作中には、リード１４は、心臓１６とパルス発生器１２との間で電気信号を運ぶように構成されている。例えば、パルス発生器１２がペースメーカである実施形態においては、リード１４は、心臓１６をペーシングする電気治療の刺激を送達するために利用され得る。パルス発生器１２が埋め込み型心臓除細動器である実施形態においては、心臓発作のような事象に応答して、リード１４は、心臓１６に電気ショックを送達するように利用され得る。いくつかの実施形態において、パルス発生器１２は、ペーシングと除細動の両方の能力を含む。

図２は、図１のリード１４の一部分をより詳細に示している図である。いくつかの実施形態において、図２に示されるように、リード１４は、リード１４の内側導体３２の周りに配置された螺旋形状のシールドリボン３０を含む。リボン３０は、リード１４の長さの全部あるいは一部分に沿って延び得、少なくとも部分的に半径方向に導体３２を囲むように構成されて、ＭＲＩスキャナによって発生されたＲＦ電磁波が、組織への電極接触点において、組織を加熱することを防ぐ。リボン３０は、また、曲げられたり延ばされたりする場合、リード１４のストレスを減少し、ＭＲＩスキャナ、あるいは他の電磁干渉源からの電気的干渉のさらなる減少を提供するような他の目的として働き得る。

いくつかの実施形態において、リード１４は、リボン３０の全部あるいは一部分の周りに配置された絶縁の層３７をさらに含み、傾斜磁界の存在によって発生される電気エネルギが、リード１４を囲む組織３６の中に入ることをさらに防ぐ。

シールドリボン３０の様々なパラメータは、リード１４の長さに沿ったインピーダンス経路を最大にするように構成され得る一方で、シールドから周囲の組織３６への低インピーダンス経路を提供し、リードの長さに沿った組織内で消散されている誘起電圧を周囲の組織に結合する。リボンのパラメータの例は、リボン３０の幅、リボン３０のピッチ、リボン３０の厚さ、およびリボン３０の材質を含むが、それらには限定されない。いくつかの実施形態において、リボン３０の幅の広い表面積は、リード１４の最大の被覆を提供するように構成されており、図３と共にさらに示されるように、電磁界が内包された導体の表面に届くことを防ぐ。

ＭＲＩスキャナの動作中に、ＲＦエネルギがリードによって捕捉され、導体３２とリボン３０との間に電圧ポテンシャル３３を生成し、また、リボン３０と絶縁体３７との間に第２の電圧ポテンシャルを生成する。より具体的には、リード１４の長さに沿った電界の接線成分は、導体によって統合されており、リード１４の長さに沿った電圧ポテンシャルを生成する。いくつかの実施形態においては、外側導体は、内側導体をこの電界からシールドする。リード１４の長さに沿った電圧は、回路の寸法が波長よりずっと短い回路のように均一である必要はない。さらに、電圧ポテンシャルの分布の形状は、リードおよび周囲の組織の特性インピーダンス、幾何形状、周波数等を含むがそれに限定はされない要因に依存する。様々な実施形態によると、他のパラメータに加えて、リボン３０の幅、導体３２、リボン３０、および絶縁体３７に使用される材料、導体３２のピッチ、リボン３０のピッチの選択は、リード１４のこれらの層の間の電圧に影響を与え得る。

螺旋状リボン（図２に示されたリボン３０のような）のインダクタンスは、その巻き線の間のキャパシタンスと共に、螺旋の長さに沿って共振回路３９を形成する。これは、例えば、ＭＲＩによって生成された電磁界からの、リード１４に捕捉されるＲＦエネルギを示す図４に見られ得、ＭＲＩは電圧源４０として回路３９に表わされている。図４は、概念を表わす非常に単純なモデルを表わす。信号の波長と同程度の幾何形状の回路に対して、集中モデルは十分ではなく、分布モデル表示が必要であり得る。

回路３９にさらに表わされるように、リード１４は、概して「Ｚ＿ｌｅａｄ（ｆ）」によって示されるような、ＭＲＩ装置の周波数における等価インピーダンス（つまり、共振回路を生成するキャパシタンスと並列なインダクタンス）を有している。共振点において、Ｚ＿ｌｅａｄ（ｆ）のインピーダンスは、いくつかの実施形態において最大にされる。組織等への電極２９の接触のインピーダンスは、概して抵抗４２によって示される等価インピーダンスを有している。代わって、キャパシタ４１は、リード１４の長さに沿った周囲の組織へのリード１４の容量結合を表わし、ＭＲＩスキャナのＲＦ周波数における、周囲の組織へ漏洩する高周波電流（エネルギ）に対する経路である。

リボン３０のパラメータは、ＭＲＩ環境において示されるＲＦ周波数において、軸に沿った螺旋のインピーダンスが最大化されるように、変化され得る。いくつかの実施形態のシールドの外径は、約３０−１００ｍｉｌの間であり得る。いくつかの実施形態では、シールドの幅は、約４−１５ｍｉｌの間であり得る。シールドの厚さは、様々な実施形態において、約１−１０ｍｉｌの間であり得る。いくつかの実施形態において、シールド巻き線の間の間隔は、１ｍｉｌ以下であり得る。他の実施形態において、シールドの外径、シールドの幅、シールドの厚さ、および／または、シールド巻き線の間の間隔は、上に示されたこれらの範囲よりも小さいか、あるいは大きくあり得る。いくつかの実施形態において、シールド材料は、ＭＰ３５Ｎ、あるいは他の材料であり得る。絶縁材料の比誘電率は、いくつかの実施形態に従うと、約２−１０の間であり得る。しかしながら、他の実施形態では、誘電率は、より大きいか、あるいはより小さいかであり得る。

いくつかの実施形態は、シールドと周囲の組織との間の絶縁体の厚さは、できるだけ小さくあるべきであることを提供する。シリコーンあるいはポリプロピレンが使用される場合、例えば、この範囲は、１０ｍｉｌより小さい可能性がある。この容量結合を最大にし得る他の技術が、様々な実施形態に従って使用され得る。例は、シールドを被覆すること、および／または、絶縁のためのより高い誘電率の材料の使用を含むが、それらに限定されない。

これは、例えば、共振周波数「Ｆ０」におけるインピーダンスの大きさの劇的な増加を示す図５に見られる。等価の並列な導体およびキャパシタンスの共振周波数は、

である。

使用では、リボン３０によって提供される比較的高いインピーダンス経路は、リボン３０の長さを通る電磁エネルギの伝搬を防ぐ。一方、リボン３０の比較的広い幅は、いくつかの実施形態では非常に薄い絶縁層３７と共に、周囲の組織３６への非常に低いインピーダンスの容量結合を生成し得る。低インピーダンスを有する１つの理由は、吸収されたエネルギを周囲の組織に結合することである。結果として、これは、リードの長さに沿ったエネルギの伝搬を防ぎ、組織と接触している電極２９におけるエネルギの集中を最小にする。シールドが絶縁されていない場合、例えば、図６に図示された１つの代替の実施形態に示されるように、周囲の組織３６への非常に低い抵抗性インピーダンス経路がある。この低インピーダンス経路は、捕捉されたエネルギを、リード１４の長さに沿った組織に捕捉されたＲＦエネルギを消散する周囲の組織に結合して戻す。

図６−７は、代替の実施形態に従ったリード１４の一部分２８を示す図であり、絶縁されていないシールドリボンを有している。図６の例示的実施形態は、図２−３に図示されたものと同様であり、リード１４の内側導体３２の周りに配置された螺旋形状のシールドリボン４４を含む。図６の実施形態においては、シールドリボン４４と周囲の組織３６との間の絶縁層は存在しない。使用では、この構成は、周囲の組織３６に非常に低いインピーダンス経路を提供し、磁気共鳴画像法の間、捕捉されたエネルギをリード１４の長さに沿った周囲の組織に結合して戻す援助をする。電圧ポテンシャル３８が、リード１４がＭＲＩスキャナからのＲＦエネルギを捕捉する場合に、生成される。

いくつかの実施形態において、シールドの長さに沿ったエネルギの消散が、また、可能である。例えば、シールド材料は、シールドの厚さが、材料の表皮深さの約４倍であるように選択され得る。シールドの全体の抵抗は、いくつかの実施形態においては、内側導体よりもオーダで大きいように選択され得る。リボンシールドの断面積は内側リードよりもよりずっと大きいので、抵抗値＝抵抗率×長さ／断面積であることから、材料の抵抗率はより高い。

図８は、他の例示的実施例に従ったリード１４の一部分を示す図である。図８の例示的実施形態においては、リード１４は、リード１４の内側導体３２の周りに緩く巻かれた螺旋形状のシールドリボン４６を含む。いくつかの実施形態において、リボン４６は、内側導体３２の周りに螺旋状に巻かれ得る。これらの実施形態では、シールドの螺旋構成は、螺旋構成のインダクタンスの利点を利用するように使用され得る。シールドがリードの長さに沿って低インピーダンスを有する場合、シールド自体によって捕捉されたエネルギは、リードの長さに沿って伝播し、代わって、直接リードの端においてか、あるいは、電極領域付近の内側リードに結合して戻されることによって、加熱を生じる。リードの端付近の電界は、顕著に増加する。しかしながら、リードの端付近の電界の強度は、リード（あるいはシールド）のインピーダンスに逆比例する。

様々な実施形態において、螺旋のピッチは、螺旋の軸に沿って測定された、螺旋の全一巻きの幅である。図８は、リボンのピッチ４８および内側導体３２のピッチ４９を例示している。いくつかの実施形態に従うと、内側導体３２は、両端を含む５ｍｉｌ（つまり、５／１０００インチ）と５０ｍｉｌ（つまり、５０／１０００インチ）との間の平均ピッチを有し得る。いくつかの実施形態では、内側導体３２は、約５ｍｉｌの最大ピッチを有し得るが、他の実施形態では、最大ピッチはより大きいか、あるいはより小さいことがあり得る。様々な実施形態におけるピッチの変化は、また、ワイヤ直径の関数であり得る。例えば、ワイヤ直径が３ｍｉｌである場合、最小ピッチは、３ｍｉｌよりも僅かに大きい可能性がある。ワイヤリードが絶縁されている場合、一巻き毎のキャパシタンスは大きくはなく、そのとき、いくつかの実施形態では最小ピッチは３ｍｉｌである。

いくつかの実施形態では、リボンのピッチは、内側導体３２のピッチと同じであるか、内側導体３２のピッチよりも大きいか、あるいは、内側導体３２のピッチよりも小さいかであり得る。図８は、リボンのピッチ４８が内側導体３２のピッチ４９よりも大きい実施形態を例示している。

図９は、本発明の他の実施形態に従って巻かれる前の、巻かれていないリードの断面５０を示す図である。断面５０は、リボン５１の幅を横切る、拡大された横断面である。図９に示されるように、巻かれていないリード５０は、外側導体５２およびいくつかの内側導体５４、５６を含む。外側導体５２は、リード５０の内側導体５４、５６を、磁気共鳴画像法の間の電磁エネルギからシールドするために使用され得るシールド導体を含む。内側導体５４、５６は、代わって、治療を提供するために、および／または、エネルギを患者内の治療部位に送達するために、あるいは、患者の体内に生じる電気的活動を感知するために、リード５０を通るエネルギの伝送に使用する導体を含む。

いくつかの例示的実施形態において、シールド導体５２の幅は、内側導体５４、５６の幅に比べて、比較的大きくあり得る。図９に示されるように、例えば、外側導体５２の幅は、側面５８および６０によって画定されるように、リード５０の幅のすべてあるいは主要部分にわたり得る。

様々な実施形態の寸法は、多くの変数に依存する。いくつかの実施形態におけるワイヤの幅の範囲は、約２−６ｍｉｌの間であり得る。いくつかの実施形態において、ワイヤの厚さは、約１−３ｍｉｌの間であり得る。シールド幅は、いくつかの実施形態において、約４−１２ｍｉｌの間であり得る。しかしながら、いくつかの場合では、シールド幅は、導体の数に依存する。いくつかの実施形態におけるシールドの厚さは、約１−３ｍｉｌの間であり得る。いくつかの実施形態において、シールドから縁への距離は、１ｍｉｌよりも小さいことがあり得る。他の実施形態において、ワイヤの幅、ワイヤの厚さ、シールド幅、シールド厚さ、および／または、シールドから縁への距離は、上に提供される範囲よりも小さいか、あるいは、大きいことがあり得る。

絶縁材料６２は、示されるように、内側導体５４、５６および外側導体５２を囲み得る。図１０に図示される他の実施形態において、外側導体５２の外面６４のうちの少なくとも一部分は、絶縁されていなく、従って、外側導体５２の一部分を、体内の周囲の組織に露出する。

図１１は、図２の実施形態に関して議論されたものと同様に、その長さに沿って螺旋構成を有する、図９の例示的リード５０を示す図である。

図１２は、本発明の他の実施形態に従ったリード６６の断面を示す図である。図１２に示されるように、リード６６は、いくつかの内側導体ワイヤ７０、７２をシールドするいくつかの外側導体ワイヤ６８を含む。外側導体ワイヤ６８は、リード６６の内側導体ワイヤ７０、７２を、磁気共鳴画像法の間に、電磁エネルギからシールドするために使用され得るシールド導体として機能する。内側導体ワイヤ７０、７２は、代わりに、治療を提供するために、および／または、エネルギを患者の体内の治療部位に送達するために、エネルギをリード６６を通って伝送する用途のための導体ワイヤを含む。

図１２の例示的実施形態において、絶縁体材料７４は、内側導体ワイヤ７０、７２、および、外側シールド導体ワイヤ６８を囲む。図１３に図示される他の実施形態において、リード６６の外面のうちの少なくとも一部分は絶縁されていなく、従って、外側導体ワイヤ６８の一部分を、体内の周囲の組織に露出する。

図１４は、図２の実施形態に関して議論されたものと同様に、その長さに沿って螺旋構成を有する、図１２の例示的リード６６を示す図である。

いくつかの実施形態において、シールド、および／または、内側導体のピッチは、リードの長さに沿って変化し得、シールド、および／または、リードのインピーダンス特性を所望の方法において変える。例えば、リボンシールドの異なるセクションは、採用されるＭＲＩ装置のタイプに依存して、異なるＲＦ周波数に対して高いインピーダンスを有し得る。異なる大きさの磁気コイルを有するＭＲＩが、異なるＲＦ周波数において、たびたび動作する。しかしながら、特定のＭＲＩ装置内では、ＲＦ周波数は、一般に固定である。１．５テスラの磁気コイルを有するＭＲＩ装置に対して、例えば、ＲＦ周波数は、約６４ＭＨｚである。３テスラの磁気コイルを有するＭＲＩ装置に対して、ＲＦ周波数は、約１２８ＭＨｚである。他のＲＦ周波数が、また、異なる磁気コイル強度を有するＭＲＩに対して、採用される。

図１５に図示された１つのそのような実施形態において、例えば、シールド７６は、リードの長さに沿ってピッチが変わる様々なセクション７８、８０、８２を含み得る。いくつかの実施形態において、シールド７６の可変ピッチセクション７８、８０、８２は、リードに対する電極導体のピッチの変化に対応する。他の実施形態において、シールド７６のピッチの変化は、リードに対する電極導体により異なり得る。いくつかの実施形態においては、例えば、リードに対する内側導体のピッチは、比較的一定であるが、シールド７６のピッチは、変化し得る。

いくつかの実施形態において、リボンシールドのピッチパターンは、ピッチパターンが、興味のある最高周波数の波長の１／４よりも短いリードの長さを覆うように、リードの長さに沿って数回繰り返される。この離調は、リード／シールドがアンテナの共振長さに近づくことを防ぎ、従って、リード／シールド上に捕捉されるＲＦエネルギを最小にする。

図１６は、２つの異なるＲＦ周波数Ｆ１およびＦ２における、可変ピッチシールドのインピーダンス対シールドの長さの２つのグラフを示す。ＭＲＩスキャナの磁界強度は、一般に０．２−３テスラにわたる。従って、ＲＦ周波数の範囲は、８．５３ＭＨｚと１２８ＭＨｚとの間である。図１６に示されるように、比較的高いインピーダンス（共振）が生じるシールドの長さに沿った位置は、ＭＲＩ装置によって生成されるＲＦエネルギの周波数Ｆ１、Ｆ２に依存する。

例えば、Ｆ１は、１．５ＴのＭＲＩスキャナに対するＲＦ周波数６４ＭＨｚであり得、Ｆ２は、３．０ＴのＭＲＩスキャナに対する１２８ＭＨｚであり得る。従って、最上部のグラフに示された周波数Ｆ１に対しては、インピーダンス上昇が生じるシールドの長さに沿った位置は、底部のグラフに示された周波数Ｆ２に対するものとは異なる。これは、図１６に示される最上部のグラフおよび底部のグラフにおけるインピーダンスのピークのシフトによって見られ得る。

図１７は、例示的実施形態に従った可変ピッチリード８４の一部分を示す図である。例示を目的として、リード全体は図１７には示されていない。セクション８６、８８、９０の間のリード／シールドの様々な部分は、異なるセクションの間のピッチの変化をより明確に示すために、例示されていない。図１７に示されるように、リード８４は、可変の内側導体の、第１のセクション８６、第２のセクション８８、および第３のセクション９０、および／または可変シールド導体を含み得る。各セクション８６、８８、９０に沿った内側導体あるいはシールド導体のいずれかにおけるピッチの変化は、連続か、あるいは不連続かのいずれかの特定の関数に従い得る。

図１８にさらに見られるように、例えば、リード８４のピッチは、リード８４の長さに沿って正弦波的に変化する関数に従い得る。ピッチにおける変化は、方形波あるいは他のそのような関数のような他の関数に従い得る。図１９に図示された１つの代替の実施形態において、リード８４のピッチは、修正方形波関数に従い得る。他のピッチ構成が、しかしながら、可能である。

いくつかの実施形態において、リードのシールド導体の幅は、リード内の導体シールドの巻き線の間のキャパシタンスを変更するために、変えられ得る。キャパシタンスを変えることは、変化されている隣接するシールド導体の間の距離からもたらされる。結果として、リードは、隣接するコイル巻き線の間に異なるキャパシタンスを有し、従って異なる共振周波数を有する。

インダクタとキャパシタの並列共振周波数は、

に比例する。ピッチを変えることによってリードのインダクタンスを変える代わりに、いくつかの実施形態においてなされるように、他の実施形態は、隣接するコイル巻き線の間に存在する寄生容量を、リードの長さに沿ってシールドの幅を変えることによって、変える。リードの長さに沿った、隣接するコイル巻き線の間の容量におけるこの変化は、また、製造の容易さ、可撓性、信頼性等の、他の所望の特性をリードに与える。

図２０−２２は、シールドの幅がその長さに沿って変化する、いくつかの例示的リード構成を図示している。図２０は、ネックダウン構成を有する、例示的リード９２を示す。図２１は、矢じり構成を有する例示的リード９４を示す。図２２は、波状構成を有する、例示的リード９６を示す。これらの実施形態の各々において、シールドの幅の変化は、リードあるいはシールドの長さに沿って共振周波数を変える。

本発明は、ＭＲＩ画像化の間に生成される電磁エネルギに対するシールドを提供するために使用され得るが、ＲＦエネルギに対するシールドが望まれる他の応用も、また、可能である。いくつかの実施形態において、例えば、本明細書に記述された装置および方法は、ＲＦノイズあるいは他の電磁干渉が存在する、他の環境において使用され得る。

様々な修正および追加が、本発明の範囲から外れることなく、議論された例示の実施形態になされ得る。例えば、上に記述された実施形態は、特定の特徴に言及しているが、この発明の範囲は、また、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態、および開示された特徴のすべては含まない実施形態を含む。従って、本発明の範囲は、本特許請求の範囲にある限り、そのすべての均等物と共に、すべてのそのような代替、修正、変更を受け入れることを意図されている。

Claims (15)

1. 埋め込み型医療用装置であって、
   該埋め込み型医療用装置は、近位セクションと遠位セクションと長さとを有するリードを含み、
   該リードは、該リードの該長さのうちの少なくとも一部分に沿って延びる螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドを含み、該螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドは、少なくとも１つの内側リボン導体と、該少なくとも１つの内側リボン導体の周りに配置された外側リボン導体とを含み、該外側リボン導体は、該内側リボン導体を半径方向に囲み、
   該螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドは、磁気共鳴画像化処置の間に、該リードによって受け取られた電磁エネルギーを該リードを囲む体の組織へ伝送するように構成されており、
   該外側リボン導体の幅は、該内側リボン導体の幅よりも大きい、埋め込み型医療用装置。
2. 前記リードは、前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドのうちの少なくとも一部分の周りに配置された絶縁層を含む、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
3. 前記外側リボン導体は、前記リードの前記長さに沿って可変の幅を有する、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
4. 前記可変の幅は、ネックダウン構成、矢じり構成、あるいは、波状構成を含む、請求項３に記載の埋め込み型医療用装置。
5. 前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドは、前記リードの前記長さに沿って可変ピッチを有する、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
6. 前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドの前記可変ピッチは、正弦関数あるいは修正方形波関数に従う、請求項５に記載の埋め込み型医療用装置。
7. 前記リードの前記長さに沿って前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドのインピーダンスは、該螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドから、該リードを囲む体の組織へのインピーダンスよりも高い、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
8. 前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドの前記外側リボン導体は、リボン形状の外側導体を含む、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
9. 前記リードは、該リードの前記近位セクションおよび前記遠位セクションの近くに低インピーダンス絶縁体を含み、該絶縁体は、該リードに取り付けられた電極への電磁エネルギーのエネルギー伝送を減少するために、該電磁エネルギーを該リードの前記長さに沿って前記体の組織の中に消散するように適合されている、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
10. 前記螺旋状にコイルに巻かれたリボンシールドの幅は、該シールドの長さに沿って変化する、請求項１に記載の埋め込み型医療用装置。
11. 埋め込み型医療用装置であって、
    パルス発生器に結合された近位セクションと、患者の心臓内に埋め込まれた遠位セクションと、長さとを有するリードであって、該リードは、該心臓と該パルス発生器との間で、内側導体を通って電気信号を運ぶように構成されている、リードと、
    該内側導体の少なくとも一部分の周りに半径状に配置された、螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンであって、該螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンは、該螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの該長さに沿って可変幅を有する少なくとも１つの導体を含む、螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンと
    を含み、
    該螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの幅は、該内側導体の幅よりも大きい、埋め込み型医療用装置。
12. 前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの前記少なくとも１つの導体は、複数のワイヤ導体を含む、請求項１１に記載の埋め込み型医療用装置。
13. 前記内側導体は、連続して変化する導体ピッチを有する螺旋状の形状を有し、該導体ピッチは、１つ以上の周波数において、前記リードの前記長さに沿って１つ以上の高インピーダンス点を形成する、請求項１１に記載の埋め込み型医療用装置。
14. 前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンは、連続して変化するピッチを有する、請求項１１に記載の埋め込み型医療用装置。
15. 前記螺旋状にコイルに巻かれたシールドリボンの前記ピッチは、正弦関数あるいは修正方形波関数に従う、請求項１４に記載の埋め込み型医療用装置。

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