心脏起搏方法和设备的改进的制作方法

专利名称：心脏起搏方法和设备的改进的制作方法
技术领域：
本公开总的涉及医疗装置并且更具体地涉及用于补偿心脏起搏中出现的长心 房-心室(AV)延迟的系统和方法。
背景技术：
设计各种起搏方法例如“karchAV (研究 AV) ”和“Managed VentricularPacing (被控制的心室起搏O ”以促进自身传导起搏或者自身心房事件到心室。这种方法例如在美 国专利 7，130, 683 和 5，861，007 中得到说明，标题分别为“Preferred ADI/R :A Permanent Pacing Mode to Eliminate Ventricular Pacing While Maintaining Back Support (优 选的ADI/R :—种用以消除心室起搏同时保持支持的持久起搏模式)”和“Adaptive Search AV and Auto PVARP Adaptation to Same with Additional Benefit (具有额夕卜利益的适 应的研究AV及对其的自动PVARP适应”，这二者以其整体作为参考并入本文。临床上，这种起搏的方法可导致非常长的心房-心室(AV)延迟(例如，比300ms 更长)。这种长AV延迟可导致短的心室-心房(VA)间隔，这取决于例如心率、心房压力、心 室收缩期的持续时间和心室弛缓的频率和幅度。在这些示例中的一些中，结果可能是紧靠 闭合的二尖瓣(三尖瓣)的心房收缩，这导致升高的心房压力和肺静脉(或腔静脉)流的 减速或直接反转。因此，在这些情况下可能损害心房功能、心室填充(心室舒张功能)和心 室收缩性能。

发明内容
在一个或更多个实施例中，提供了确定患者的当前AV延迟是否适于心房和心室 的适当机械连接的方法和设备。如果不适于，在同一心室循环中促发额外心房收缩以保持 心房-心室的机械连接。在一个或更多个实施例中，所述方法确定当前AV间隔的持续时间是否过长并且 下一个心室-心房(VA)间隔的持续时间是否过短而不允许充分的心室-心房的机械连接。 因此，如果检测到较长AV间隔和较短VA间隔，则提供额外的心房起搏。在一个或更多个实施例中，AV与VV间隔的比例在没有心室起搏事件时被确定， 其中“W”是心室激活之间的间隔。例如，如果AV VV的比例超过> 0.5(或者一些其他 使用者可选的值)，则在循环中的第一起搏或自身心房事件之后的特定可编程持续时间已 经消逝之后提供额外的心房起搏。在提供了额外的心房起搏之后，可实施一个或更多个安 全检测以确定额外的起搏是否能被患者安全地承受。在一个说明性的实施例中，如果额外 的心房起搏按1 1被传导、AV的传导阻滞(温克巴赫)进一步增加、促发心房期前收缩 (PAC)、或者开始心房心动过速或者心房纤维性颤动，则所述方法自动不起作用。


结合附图参考以下说明，本公开的上述特征将变得更加明显，其中同一附图标记指示同一元件，在附图中图1说明植入人体的根据本公开实施例的可植入医疗装置。图2是被配置为按照本公开运行的可植入医疗装置的一个实施例的多种部件的 方块图。图3是有助于描述根据本公开的说明性实施例的波形图。图4是用于根据说明性实施例实施检测并且响应非期望AV延迟的方法实例的流 程图。
具体实施例方式本公开提供了用于检测且矫正地响应于很长的心房-心室(AV)延迟的方法和设 备。在一个或更多个实施例中，可在可植入医疗装置(IMD)中实施所述方法和设备，可植入 医疗装置包括监控生理状况的感测能力并且还可包括提醒和治疗输送能力。在其中实施所 述方法和设备的IMD可主要用于检测和/或响应于与心脏相关的状况或者可主要用于其它 目的。例如，IMD可包括任何类型的植入装置，包括但不限于心脏起搏器、可植入心律转复 除颤器(I⑶)、可植入组合起搏-心律转复-除颤器等。已经研制出多种IMD，以便监控患者的状况并且输送治疗至患者。IMD —般包括连 接至一个或更多个导线的密封壳体，所述导线被手术植入到患者体内以用于感测状况或者 输送治疗。IMD可对患者提供治疗刺激或者向患者输送药物或药剂。可替代地或者额外地， IMD可具有感测或者监控能力。例如，IMD可感测患者体内的信息并且为随后的分析存储感 测的信息。这些感测的信息可被IMD直接使用以调整或者控制提供患者的治疗。遥测被用 于从IMD传递被感测到的信息至外部医疗装置，从而能够实施对感测的信息的分析。遥测 还可用于从外部医疗装置传递信息或指令至IMD。图1是一种植入人体12内部的可植入医疗装置(“IMD”)10的简化示意图，其中 可实施本发明的一个或更多个实施例。IMDlO包括密封的封闭物14和用于将IMDlO连接至 电导线和设置在人体12内的其他生理学传感器的连接器模块16，所述生理学传感器例如 连至心脏20的部分的起搏和感测导线18以用于输送起搏脉冲至患者心脏20并且感测心 脏20的状况。IMDlO收集并且处理来自一个或更多个传感器的数据，以用于推导在跟踪各 种心房和心室相关的事件中使用的参数并且实施以下描述的说明性实施例，在所述实施例 中MDlO被植入。图2是根据具有基于微处理器的结构的一个或更多个实施例的IMDlO的构成部件 的方块图。IMDlO被显示包括遥测模块20、至少一个用于感测生理信号的传感器22、处理器 或控制器对、存储器26、电池观和适于产生期望装置功能的其他部件。控制器M可被实施为任何类型的微处理器、数字信号处理器、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(FPGA)或者被编程或被配置为提供本文描述的功能的其 他集成或分散逻辑电路。控制器对实施存储在存储器26中的指令以提供本文描述的功能。 提供至控制器M的指令可通过使用任何数据结构、体系结构、编程语言和/或其他技术的 任何方式被实施。存储器沈是能够保持提供至控制器M的数字数据和指令的任何存储媒 介，例如静态或动态随机存储存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器 (NVRAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或任何其他电、磁、光或其他存储媒介。
如在图1中进一步显示的，IMDlO可接纳连接至封闭在壳体14内的电路的一个或 更多个心脏导线18。在一个或更多个实施例中，IMDlO收集心电图(ECG)信号或其他生理 学信号，所述生理学信号用于推导一个或更多个与心脏相关的参数(例如AV、VA、VV)的或 者在检测心脏或其他与心脏相关的状况的性能中使用的其他参数，如本领域技术人员已知 的。其他辅助导线可被进一步连接至IMDlO和患者人体以用于检测其他生理学的状况。心脏导线18可包括例如起搏导线和除颤器线圈导线(未示出)。此外，心脏导线 18可以协作的方式输送起搏激励从而提供起搏脉冲、心脏再同步、额外收缩激励治疗或者 其他益处。在运行中，IMDlO经由配置在导线18和/或其他源上的电极和/或传感器22获 得来自生理学信号的数据。该数据被提供至控制器对，该控制器M合适地分析所述数据， 在存储器26中存储适当的数据，和/或提供适当的响应或报告。在IMDlO和另一装置之间的通信能够经由遥测发生，例如通过遥测模块20的长 距离遥测系统。遥测模块20可包括能够便于在IMDlO和外部装置30之间无线传输数据 的任何单元，其中外部装置30可包括外部医疗装置、编程装置、远程遥测站、医师激活的装 置、患者激活的装置、移动手持单元(例如，移动电话、PDA等)、个人电脑、家内监控装置、患 者可穿装置、显示装置或能够发送信号至IMDlO并且接收来自IMDlO的信号的任何其他类 型的装置。遥测模块20和外部装置30分别被连至天线32和34以便于无线数据的传输。 遥测模块20可被配置为实施任何类型的无线通信。例如，遥测模块20可发送和接收射频 (RF)信号、红外(IR)频率信号或者其他电磁信号。IMDlO包括被配置为感测至少一个生理学信号或状况的至少一个传感器22，由此 可确定生理学参数。传感器22能够监控包含患者生理学数据的电、机械、化学或光学信息。图3说明了由本主题公开解决的一种状况并且包括心房事件Ax (感测或起搏)和 自身心室感测事件VS的图示。心室感测在代表性ECG上一般被表示为R波。两个R-R间 隔(相邻心室事件(VQ之间的间隔)被描绘在图3上，第一个是心室搏动VS1和之间 的间隔而第二个是心室搏动^2和之间的间隔。在第一 R-R间隔期间，心房搏动Ax1可能不导致有效的心房贡献，这是因为VA间 隔(VA1)太短而不允许心室弛缓和二尖瓣打开。在第二R-R间隔中，存在相同的情况；然而， 现在提供了额外的心房起搏事件AP。在此情况下，AV结仍然难于控制由Ax2提供的激励， Ax2将最终触发VS3。因此，AP在AV结被电子阻滞而未达到心室。然而，源于AP的心房收 缩将更好地“机械连接”至心房，因为当心房收缩适当时，心房将仍然处于心脏舒张的后期。 因此，起搏AP将被电子阻滞但机械连接。在此情况下，保持了具有适当心房收缩的自身心 室动作。图4的流程图呈现了根据一个或更多个实施例的说明性方法，所述方法用于确定 并应用额外心房起搏事件AP以便在同一心室循环内建立额外的心房收缩，如结合图3说明 的。图4的流程图具体说明了被实施的检测和可由包括传感器22和控制器24(例如，微处 理器)的IMDlO实施的动作，所述传感器22和控制器24存在于图1和图2中的IMDlO中。根据图4，操作101被首先实施以确定第一心房心室(AV)间隔是否大于选择的恒 定值“X”。如果是这样，则流程沿路径102继续至操作103，在此确定随后的VA间隔是否小 于选择的恒定值“y”。在一个实施例中，值“χ”和“y”可以分别是例如300毫秒和150毫
如果操作103的条件也被满足，则流程沿路径104继续至操作107，在此控制器M 起动程序，以导致在先前的心房起搏或感测事件Ax之后事件Ax后的“ζ”毫秒处插入心房 起搏AP，其中“ζ”是事件Ax后的可编程或可选择的时间间隔。在一个实施例中，“ζ”的说 明性间隔可以是100毫秒。在一个或更多个实施例中，不是如在操作102和103中实施的检测AV和VA，所述 方法和设备可在没有心室起搏事件下确定AV与VV的比例，其中“W”是心室激活之间的 间隔，例如，图3中VSjnw2之间的间隔。例如，如果AV VV的比例超过0.5(或者一些 其他可选择的期望值)，则在循环中的第一起搏或自身心房事件后的特定可编程持续时间 "ζ"消逝之后提供额外的心房起搏。在插入起搏AP之后，可实施一个或更多个操作111、115、119、123以确定额外的起 搏AP是否能够安全地被患者承受。第一操作111检测增加的AV状况(“温克巴赫”)是 否发生。“温克巴赫”可被描述为逐渐增长AV传导间隔(即，A起搏-V感测间隔)。虽然 在非起搏节律中观察到温克巴赫是普遍的，但是更高速率的心房起搏通常能够导致温克巴 赫传导。通常，如果心房起搏节律相对较高，则到LV的传导时间(在ra间隔时是可观察到 的)将在搏动至搏动基础上被逐渐增长，因为AV结没有足够的时间重新设定并且因此需要 更长的时间与每个连续的心房起搏传导。最终心室搏动被跳过并且两个心房起搏之间被观 察到没有心室事件。温克巴赫传导现象例如也可以将其自身表现为单个心室循环内的3次 心房起搏。根据图4实施的以确定额外起搏AP是否是被安全地承受的第二操作115检测额 外起搏AP是否导致心房期前收缩(PAC)。第三操作119检测心房心动过速(“AT”)或者心 房纤维性颤动(“AF”)是否已经发生。最终，第四操作123确定额外的起搏是否按1 1 被传导。如在图4的流程图中反应的，如果在操作111、115、119、123中实施的四个检测中 的任何一个被满足(“Y”)，图4的程序被停止，并且无额外的AP被应用。因此，已经公开了用于检测并且矫正地响应于长心房-心室(AV)延迟的方法和设 备，其通过在同一心室循环内提供额外的心房收缩以保持AV的机械心室连接。虽然在被普 遍认为是具体实施例方面已经说明了所述方法和设备，但是所述公开不必被所公开的实施 例限定。希望覆盖在权利要求精神和范围下的各种修改和相似的设置，其范围应该与最宽 的理解一致以便包括所有这样的修改和相似的结构。本公开包括所附权利要求的任何和全 部实施例。
权利要求
1.一种设备，其包括 可植入医疗装置；在所述装置中的控制器，所述控制器被配置为促使起搏脉冲被施加到患者的心脏；并且所述控制器被进一步配置为检测当前心房-心室(AV)延迟对于心房和心室的适当机 械连接是否是足够的，并且如果所述当前AV延迟是不足够的，就在同一心室循环内促使额 外心房起搏脉冲被输送至患者心脏。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置为确定AV VV比例，其中AV是 心房心室延迟并且VV是右心室到左心室的延迟。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置为确定AV延迟是否超过选择的持 续时间并且心室-心房(VA)延迟是否小于选择的持续时间。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置为实施至少一个检测以确定额外 心房收缩是否能够被患者安全地承受。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述控制器被配置为通过实施以下检测中的一个或 更多个来实施至少一个检测第一检测，用于检测增加的AV状况(温克巴赫)是否已经发生； 第二检测，用于检测额外起搏是否促发心房期前复合波； 第三检测，用于检测心房心动过速或者心房纤维性颤动是否已经发生； 第四检测，用于确定所述额外起搏是否按1 1被传导。
6.一种系统，其包括用于确定当前心房心室(AV)延迟对于患者的心房和心室的适当机械连接是否足够的 装置；和用于响应于对所述当前AV延迟不足的确定而在同一心室循环内产生额外心房收缩的直ο
7.如权利要求6所述的系统，其中用于确定所述当前AV延迟是否足够的所述装置包括 确定AV VV比例，其中AV是心房心室延迟并且VV是右心室到左心室的延迟。
8.如权利要求6所述的系统，其中用于确定所述当前AV延迟是否足够的所述装置包 括确定AV延迟是否超过选择的持续时间并且心室-心房(VA)延迟是否小于选择的持续时 间。
9.如权利要求6所述的系统，其进一步包括实施一个或更多个检测以确定所述额外心 房收缩是否能够被患者安全地承受的装置。
10.如权利要求9所述的系统，其中用于实施一个或更多个检测的所述装置实施以下 检测中的一个或更多个第一检测，用于检测增加的AV状况(温克巴赫)是否已经发生； 第二检测，用于检测额外起搏是否促发心房期前复合波； 第三检测，用于检测心房心动过速或者心房纤维性颤动是否已经发生； 第四检测，用于检测所述额外起搏是否按1 1被传导。
全文摘要
提供了用于确定心脏起搏期间当前的心房-心室(AV)延迟是否适于心房和心室的适当机械连接的方法和设备。如果确定不存在适当的机械连接，则在同一心室循环内促发额外心房收缩以保持心房-心室的机械连接。
文档编号A61N1/368GK102119045SQ200980131670
公开日2011年7月6日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月23日
发明者D·A·海特里克, D·E·尤勒, P·D·齐格勒, T·J·谢尔登 申请人:麦德托尼克公司