用于同时捕获生物电势信号和组织阻抗信号的设备和方法【专利说明】[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2013年9月11日提交的美国临时申请号61/876,440的优先权，将其通过引用W其全文结合在此。
技术领域：
[0003]本披露总体上设及被配置成用于使用一对共用电极同时获取生物阻抗信号和生物电势信号的可植入医疗装置(IMD)。[0004]戦[0005]许多可植入医疗装置可用于患者体内的急性或慢性移植。一些可植入医疗装置可W用于长期监测患者的生理信号，如可植入血液动力学监测器、可植入屯、脏监测器(有时亦称为可植入环路记录仪或ECG监测器）、可植入血液化学监测器、可植入压力监测器等。其他可植入装置可W被配置成用于与生理信号的监测结合或与生理信号的监测分开来递送治疗。[0006]例如，在一些医疗应用中，获取用于监测组织或器官的电活动的生物电势信号（如屯、内电描记图巧GM)信号、屯吨图巧CG)信号、肌电图化MG)信号或脑电图巧EG)信号似及生物阻抗信号两者可W是有利的，生物阻抗信号可W与被监测组织或器官的体积、压力、流体状态或其他特征相关。为了测量生物阻抗，向电极对施加激励或驱动信号，运样使得可W确定运些电极之间的所得阻抗，例如基于在施加驱动电流信号之后跨该电极对测量的电压信号。然而，如果驱动信号被施加到用于获取生物电势信号的同一对电极，则该驱动信号可W对该生物电势信号产生显著的噪声和假象。典型地，因此，使用两个不同的电极对监测生物电势信号和生物阻抗信号，W便避免该驱动信号与该记录的生物电势信号之间的干扰。然而，两个分开的电极对和通过装置外壳的对应馈通的需要增加了可植入装置的所需尺寸和体积并且违背降低装置尺寸的目标。[0007]医疗装置技术的进展已经使得能够使可植入装置的尺寸更小，运有助于用于移植该装置的微创手术并且促进了患者舒适。降低装置尺寸对可用于电池、传感器、处理和控制电路系统W及其他支持主要装置功能的装置部件的空间造成了限制。因此，用于监测生物阻抗信号和生物电势信号两者W消除对用于分开监测生物阻抗信号和生物电势信号的两个电极对的需要的装置是令人希望的。[000引附图简述[0009]图1是示例性IMD的概念图。[0010]图2是示于图1中的IMD的功能框图。[0011]图3是描绘出示于图1中的IMD的生物电势和生物阻抗信号获取功能的功能框图。[0012]图4是根据一个实施例的阻抗监测模块的运行状态的概念图。[0013]图5A、5B和5C是根据不同说明性实例用于控制阻抗监测模块的不同信号的时序图。[0014]图6是描绘出由阻抗监测模块向一对植入电极施加的驱动信号和由生物电势感测模块从同一对电极接收的所得假象的示例性绘图。[0015]图7是根据一个实施例用于控制阻抗监测模块的方法的流程图。[OOW详细描述[0017]图1是示例性IMD10的概念图。IMD10被示为体现为具有沿着IMD外壳12定位的近端电极14和远端电极16的监测装置。IMD外壳12在IMD10内封闭着电子电路系统并且保护IMD电路系统免受体液影响。当电极14和16沿着外壳12的外表面定位时，电馈通件跨IMD外壳12提供电极14和16到内部电路系统的电连接。[001引IMD10可W被体现为可植入屯、脏监测器，其中电极14和16被用于在胸内或在胸外感测生物电势信号（例如ECG信号），运些信号可W是肌下的或皮下的。ECG信号可W被存储在IMD10的存储器中，并且ECG数据可W通过IMD10被发送到另一医疗装置，该装置可W是另一可植入装置或外部装置。在替代应用中，电极14和16可W被用于感测感兴趣的任何生物电势信号，该信号可W是例如来自任何植入位置的EGM、EEG、EMG或神经信号。[0019]IMD10进一步被配置成当被植入患者体内时，使用电极14和16测量跨电极14和16的生物阻抗。该生物阻抗是邻近于电极14和16的测量体积中存在的身体组织和/或流体的阻抗。该生物阻抗可W用于监测体积、压力、流体状态或其他组织或流体变化，运些变化导致电极14与16之间的阻抗发生变化。[0020]电极14和16可W由生物相容导电材料形成，例如铁、销、银或其合金。图1中展示的配置仅仅是一种示例性电极配置。在其他情况下，感测电极14和16可W沿着IMD外壳12在其他位置而非示于图1中的位置定位。例如，电极14和16被示出都沿着IMD10的顶面定位，但是在其他实例中，电极14和16可W在IMD10的底面或侧面上，在IMD10的对置面上或在IMD10的一端或两端上定位。另外，外壳12的全部或一部分可W作为电极之一起作用并且与沿着外壳12定位的任何其他电极绝缘。运样一种配置的示例性描述披露于标题为"可植入医疗装置中的电源噪声抑制（S叩plyNoiseRejectionInImplantableMedicalDevicesr(赖因克(Reinke)等人)的共同转让的和共同未决的美国专利申请号14/060，649中，将其通过引用W其全文结合在此。在再其他实施例中，IMD系统可W包括由电引线或系绳携带的一个或多个电极，该电引线或系绳延伸远离该IMD并且经由电馈通件和导体被联接到该IMD内部电路系统。在另外的情况下，IMD10可W包括多于两个用于各种监测或治疗递送目的的电极，但是单对电极被用于递送测量组织生物阻抗的驱动信号和用于接收生物电势信号两者。该生物阻抗信号也是从同一对电极接收的。在其他实例中，该生物阻抗信号可W感测自不同于施加该驱动信号并接收该生物阻抗信号的单对电极的一对不同的记录电极。[0021]尽管贯穿本披露被说明和描述为屯、脏监测器，但是IMD10可W是多种其他可植入装置中的任一种，包括可植入血液动力学监测器、血液化学监测器、压力监测器、神经监测器、肌肉监测器、脑监测器等。在任何运些情形下，除电极14和16之外，IMD10还可W包括用于监测所希望的生理信号的另外的传感器。[0022]图2是示于图1中的IMD10的功能框图。IMD10包括生物电势感测模块20和阻抗监测模块22,它们被联接到电极14和16,用于分别感测患者体内的生物电势信号和监测生物阻抗。[0023]IMD10可W被体现为不具有治疗递送装备的仅监测装置。在其他实例中，IMD10可W包括治疗递送模块24,它可W被配置成用于产生递送治疗电刺激(如屯、脏起搏、神经刺激、脑深部刺激或其他神经刺激)的电脉冲。在此类实例中，治疗递送模块24被联接到用于递送电脉冲的电极14和16,W便除了监测患者的生物电势信号和生物阻抗信号之外，实现对患者的治疗益处。在治疗刺激脉冲递送期间感测生物电势信号和生物阻抗信号可W被暂时取消或间断，W便防止刺激脉冲递送期间感测放大器的饱和。可W包括在治疗递送模块24中的治疗递送装备的其他实例包括用于递送药理学试剂、生物学流体或其他治疗性流体的流体递送累。[0024]生物电势感测模块20和阻抗监测模块22中每者都可W包括用于从电极14和16接收模拟电压信号的模拟放大器和/或过滤器。阻抗监测模块22包括驱动信号电路和测量电路，用于分别跨电极14和16施加驱动信号和测量可W导出跨电极14和16的阻抗的所得信号。例如，可W跨电极14和16施加交流(AU驱动信号并且从测量的电压信号导出生物阻抗信号。在一些实例中，该电压信号可W直接被用作阻抗的指示。利用阻抗监测的可W在其中执行在此披露的技术的装置的实例总体上被描述于共同转让的美国专利号5,957,861(库姆斯(Combs)等人)和授予前美国公开号2010/0113962(海特瑞克化ettrick)等人）中，将其各自通过引用W其全文结合在此。[0025]如在此将描述的，接收自电极14和16的模拟电压信号被传递到包括在生物电势感测模块20和阻抗监测模块22每者中或包括在处理和控制模块26中的模拟数字(A/D)转换器。A/D转换器将由生物电势感测模块20接收的生物电势信号和由阻抗监测模块22接收的生物阻抗信号的经采样数字信号提供给处理和控制模块26,W用于根据具体的临床应用进行进一步分析和/或存储在存储器28中。[0026]处理和控制模块26和相关存储器28控制IMD功能并且根据编程的信号分析例程或算法处理接收自电极14和16的信号。IMD10可W包括用于监测生理信号的其他的任选传感器32,如活动传感器、压力传感器、氧传感器、加速度计或用于监测患者的其他传感器。[0027]如在此将更加详细描述的，处理和控制模块26控制该阻抗监测模块22施加驱动信号，该驱动信号被同步到由生物电势感测模块20接收的该生物阻抗信号的采样间隔，W便减少通过阻抗监测模块22递送到电极24和16的驱动信号到该生物阻抗感测模块20的馈通和DC混叠。处理和控制模块26可W根据具体的临床应用控制监测时间间隔和采样率。处理和控制模块26可W包括状态机或用于控制装置功能的其他时序当前第1页1 2 3 4 5