具有基于感测到的心率的起搏脉冲能量调节的心脏起搏器
阅读说明:本技术 具有基于感测到的心率的起搏脉冲能量调节的心脏起搏器 (Cardiac pacemaker with pacing pulse energy modulation based on sensed heart rate ) 是由 G·尚塔努·雷迪 布莱恩·L·施密特 于 2018-03-28 设计创作,主要内容包括:诸如心脏起搏器的可植入医疗装置(IMD)可包括传感器和电极。在一些情况下,IMD可包括电子器件,以使用传感器来确定患者心脏的心率。如果心率低于阈值,则电子器件可使用电极以第一能量水平向心脏递送起搏脉冲,并且如果心率高于阈值,则以增强的能量水平对心脏进行起搏。(At , the IMD may include electronics to determine a heart rate of a patient's heart using the sensor, if the heart rate is below a threshold, the electronics may deliver a pacing pulse to the heart at energy level using the electrode, and if the heart rate is above the threshold, pace the heart at an enhanced energy level.)
相关申请
本申请要求2017年4月3日提交的美国临时专利申请序列号62/480,784的权益,其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及可植入医疗装置,并且更具体地涉及具有电击后起搏能力的可植入心脏起搏器。
背景技术
可植入医疗装置(IMD)通常用于执行多种功能,诸如监视一种或多种病症和/或向患者递送治疗。在一些情况下,IMD可以治疗患有各种心脏病的患者,这些疾病可能导致心脏将足够量的血液递送到患者身体的能力降低。一些心脏病可能会导致低心率(例如心动过缓),而其它心脏病可能导致快速、不规则和/或低效的心脏收缩(心动过速)。为了帮助减轻这些和其它病症,可以将各种装置(例如,起搏器、除颤器等)植入患者体内。当如此提供时,此类装置可以监视患者的心脏并向其提供治疗,诸如电刺激治疗,以帮助心脏以更正常、有效和/或安全的方式进行操作。在一些情况下,IMD可以被配置为将起搏和/或除颤治疗递送到患者的心脏。在其它情况下,患者可能会具有多个植入的装置,其可以协作将起搏和/或除颤治疗递送到患者的心脏。
在一些情况下,IMD可以执行按需起搏,以帮助确保患者的心率未下降到较低的心率阈值之下。当执行按需起搏时,IMD可以在当固有心率下降到较低的心率阈值之下时,以该较低的心率阈值对心脏进行起搏。在一些情况下,心脏可能易受心脏纤维性颤动的影响,其可以被表征为快速、不规则和/或低效的心脏收缩。当这种情况发生时,可以使用可植入心脏复律除颤器(ICD)向患者的心脏递送电击以使心脏除颤。响应于递送的电击事件,心脏典型地停止搏动一会儿,但是然后以正常的节律恢复。通常在电击事件后递送电击后起搏脉冲,以帮助使心脏回到正常的节律。在一些情况下,相比按需起搏期间使用的起搏脉冲而言,以更高的幅度来递送电击后起搏脉冲。在一些情况下,ICD可以递送按需起搏和除颤电击治疗两者。在其它情况下,IMD可以递送按需起搏,而单独的ICD可以递送除颤电击治疗。
期望的是以下一种IMD,其可以递送按需起搏,并且还可以基于检测到的心率病症,预期自远程ICD的即将到来的电击事件,并且然后针对在暂时的一段时间内的随后递送的起搏脉冲自行增加能量水平。这样的IMD例如可以在不需要IMD和远程ICD之间的通信的情况下以增加的能量水平递送电击后起搏脉冲。
发明内容
本公开总体上涉及可植入医疗装置,并且更具体地涉及具有电击后起搏能力的可植入心脏起搏器。尽管无引线心脏起搏器(LCP)用作示例性可植入心脏起搏器,但应认识到,本公开可根据需要应用于任何合适的可植入医疗装置。
在本公开的示例中,一种独立于(free from)可植入心脏复律除颤器(ICD)的心脏起搏器可以包括:一个或多个传感器,用于感测患者的一个或多个生理参数;以及两个或更多个起搏电极,用于向患者的心脏递送起搏脉冲。可操作地耦接到一个或多个传感器和两个或更多个起搏电极的电子器件可以被配置为至少部分地基于由一个或多个传感器感测到的一个或多个生理参数来确定患者的心率,并且可以经由两个或更多个起搏电极以尝试防止患者的心率下降到需求心率阈值之下的方式对患者的心律进行起搏。如果心率低于上限心率阈值,则可以以捕获起搏能量水平递送起搏脉冲。如果心率上升到上限心率阈值之上,则可以在一段时间内以高于捕获起搏能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,并且在该段时间之后,可以再次以捕获能量水平递送起搏脉冲。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
作为以上任一实施例的替代或附加,一个或多个传感器可以包括两个或更多个感测电极,并且生理参数中的至少一个可以包括心电信号。
作为以上任一实施例的替代或附加,两个或更多个感测电极中的至少一个可以是起搏电极之一。
作为以上任一实施例的替代或附加,一个或多个传感器可以包括加速度计,并且生理参数中的至少一个可以包括心脏运动和心音中的一个或多个。
作为上述实施例中的任一个的替代或附加,由电子器件确定出的心率可以是“n”个先前心脏搏动的平均心率,其中“n”可以是大于一的整数。
作为以上任一实施例的替代或附加,起搏脉冲可以在捕获起搏能量水平处具有第一幅度和第一脉冲宽度,并且在增强的能量水平处具有第二幅度和第二脉冲宽度,其中第二幅度可以大于第一幅度,并且第二脉冲宽度可以与第一脉冲宽度相同。
作为以上任一实施例的替代或附加,起搏脉冲可以在捕获起搏能量水平处具有第一幅度和第一脉冲宽度,并且在增强的能量水平处具有第二幅度和第二脉冲宽度,其中第二幅度可以与第一幅度相同,并且第二脉冲宽度可以大于第一脉冲宽度。
作为以上任一实施例的替代或附加,起搏脉冲可以在捕获起搏能量水平处具有第一幅度和第一脉冲宽度,并且在增强的能量水平处可以具有第二幅度和第二脉冲宽度,其中第二幅度可以大于第一幅度并且第二脉冲宽度可以大于第一脉冲宽度。
作为以上任一实施例的替代或附加,一段时间可以是预定的一段时间。
作为以上任一实施例的替代或附加,预定的一段时间可以是可编程的。
作为以上任一实施例的替代或附加,该段时间可以大于3分钟。
作为以上任一实施例的替代或附加,该段时间可以小于1小时。
作为以上任一实施例的替代或附加,进一步包括通信模块,其中电子器件可以经由通信模块从远程装置接收命令,并且其中,响应于接收到ATP命令,电子器件可以被配置为以增强的能量水平递送ATP起搏脉冲的突发。
作为以上任一实施例的替代或附加,心脏起搏器可以是无引线心脏起搏器(LCP),其可以被配置为植入患者的心脏腔室内。
在本公开的另一个示例中,无引线心脏起搏器(LCP)可以包括外壳以及用于感测从外壳外部发出的电信号的多个电极。能量存储模块可以布置在外壳内。LCP可以进一步包括脉冲发生器,该脉冲发生器用于经由多个电极中的两个或更多个递送起搏脉冲,其中该脉冲发生器可以能够改变起搏脉冲的能量水平。布置在外壳内的控制模块可以可操作地耦接至脉冲发生器和多个电极中的至少两个。控制模块可以被配置为:经由多个电极中的两个或更多个来接收一个或多个心脏信号;至少部分地基于接收到的一个或多个心脏信号来确定心率;指示脉冲发生器以尝试防止心率下降到需求心率阈值之下的方式以处于捕获起搏能量水平的起搏脉冲对心脏进行起搏;确定心率是否上升到上限心率阈值之上;并且响应于确定出心率已上升到上限心率阈值之上,指示脉冲发生器在一段时间内将起搏脉冲的能量水平增加到增强的能量水平,并且在该段时间之后指示脉冲发生器将起搏脉冲的能量水平降低回捕获起搏能量水平。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
作为以上任一实施例的替代或附加,脉冲发生器可改变起搏脉冲的幅度,以将起搏脉冲的能量水平增加到增强的能量水平。
作为以上任一实施例的替代或附加,脉冲发生器可以改变起搏脉冲的脉冲宽度,以将起搏脉冲的能量水平增加到增强的能量水平。
作为以上任一实施例的替代或附加,脉冲发生器可以改变起搏脉冲的幅度和脉冲宽度,以将起搏脉冲的能量水平增加到增强的能量水平。
在本公开的另一示例中,一种用于对患者的心脏进行起搏的方法可以包括:确定患者的心率,并且以尝试防止患者的心率下降到需求心率阈值之下的方式对患者的心脏进行起搏。如果心率低于上限心率阈值,则可以以捕获起搏能量水平递送起搏脉冲。如果心率上升到上限心率阈值之上,则可以在一段时间内以高于捕获起搏能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,并且在该段时间之后,可以再次以捕获起搏能量水平递送起搏脉冲。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
作为以上任一实施例的替代或附加,心率可以由“n”个先前心脏搏动的平均心率来确定,其中“n”可以是大于一的整数。
一些说明性实施例的以上概述并非旨在描述本公开的每个公开的实施例或每个实施方式。以下的附图和
具体实施方式
更具体地举例说明了这些和其它说明性实施例。
附图说明
考虑以下结合附图的描述,可以更完全地理解本公开,其中:
图1是根据本公开的示例的说明性LCP的示意性框图;
图2是说明性可植入LCP的侧视图;
图3是根据本公开的示例的植入患者心脏的腔室中的LCP的示意图;
图4是根据本公开的示例的共同植入(co-implanted)的经静脉可植入的心脏复律除颤器(T-ICD)和LCP的示意图;
图5是根据本公开的示例的共同植入的皮下或胸骨下可植入的心脏复律除颤器(S-ICD)和LCP的示意图;并且
图6A-图6G是示出LCP在各种操作条件下的说明性操作的时序图。
尽管本公开适合于各种修改和可替选形式,但是其细节已经借由附图中的示例示出并且将被详细描述。然而,应当理解,意图不是将本公开限制于所描述的特定实施例。相反,意图是涵盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
具体实施方式
对于以下定义的术语,除非在权利要求书或本说明书中的其它地方给出了不同的定义,否则将应用这些定义。
无论是否明确指示出,本文假设所有数值均由术语“约”修饰。术语“约”通常是指本领域技术人员将认为等同于所述值的数字范围(即,具有相同的功能或结果)。在许多情况下,术语“约”可以包括四舍五入到最接近的有效数字的数字。
由端点表述的数值范围包括该范围内的所有数字(例如1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物,除非内容另有明确指示。如在本说明书和所附权利要求书中所使用的,术语“或”通常以其包括“和/或”的含义被采用,除非内容另有明确指示。
注意,说明书中对“实施例”、“一些实施例”、“其它实施例”等的引用指示出所描述的实施例可以包括一个或多个特定的特征、结构和/或特性。然而,这样的表述不一定意味着所有实施例都包括特定的特征、结构和/或特性。另外,当结合一个实施例描述特定的特征、结构和/或特性时,应当理解的是,除非明确地相反说明,否则这些特征、结构和/或特性也可以与其它实施例结合使用,无论是否明确描述。
应该参考附图来阅读以下描述,其中不同附图中的类似结构编号相同。不一定按比例绘制的附图描绘了说明性实施例,并且不旨在限制本公开的范围。
图1描绘了说明性心脏起搏器(例如,无引线心脏起搏器(LCP)100),其可以植入患者体内并且可以操作以向心脏递送适当的治疗,诸如递送按需起搏治疗(例如,心动过缓)、抗心动过速起搏(ATP)治疗、电击后起搏治疗和/或心脏再同步治疗(CRT)等。尽管无引线心脏起搏器(LCP)用作示例性可植入心脏起搏器,但应认识到,本公开可根据需要应用于任何合适的可植入医疗装置。
如图1中可以看出的,LCP 100可以是具有控制模块或电子器件的紧凑型装置,包括容纳在外壳120内或直接在外壳120上的其所有组件。在一些情况下,LCP 100可被视为可植入医疗装置(IMD)的示例。在图1中示出的示例中,LCP100的控制模块或电子器件可以包括通信模块102、脉冲发生器模块104、电感测模块106、机械感测模块108、处理模块110、电池112和电极布置114。取决于应用,LCP 100的控制模块或电子器件可以包括更多或更少的模块。
电感测模块106可以被配置为感测患者的一个或多个生理参数。在一些示例中,生理参数可以包括心脏的心脏电活动。例如,电感测模块106可以被连接到传感器118,并且电感测模块106可以被配置为经由传感器118感测患者的生理参数。在一些示例中,电感测模块106可以连接到电极114/114’,并且电感测模块106可以被配置为经由电极114/114’感测患者的一个或多个生理参数,包括心电信号。在这种情况下,电极114/114’是传感器。
根据各种实施例,生理参数可以指示患者的状态和/或患者的心脏的状态。例如,在一些情况下,生理参数可以包括温度(例如,血液温度、身体组织温度等)、呼吸活动、心电信号等。此外,在一些示例中,心电信号可以表示来自LCP 100被植入的腔室的局部信息。例如,如果LCP 100被植入心脏的心室(例如RV、LV)内,则由LCP 100通过电极114/114’和/或传感器118感测到的心电信号可以表示心室心电信号。在一些情况下,LCP 100可以被配置为检测来自其它腔室(例如,远场)的心电信号,诸如来自心房的P波。
在一些示例中,当提供机械感测模块108时,其可以被配置为感测患者的一个或多个生理参数。例如,在某些实施例中,机械感测模块108可以包括一个或多个传感器,诸如加速计、压力传感器、心音传感器、血氧传感器、化学传感器、温度传感器、流量传感器和/或被配置为检测患者的一个或多个机械/化学生理参数(例如,心脏运动、心音等)的任何其它合适的传感器。机械感测模块108可以接收并测量生理参数。电感测模块106和机械感测模块108两者都可以连接至处理模块110,其可以提供表示感测到的参数的信号。尽管关于图1被描述为单独的感测模块,但是在一些情况下,电感测模块106和机械感测模块108可以根据需要组合成单个感测模块。
电极114/114’可以相对于外壳120固定,并且可以暴露于LCP 100周围的组织和/或血液。在一些情况下,取决于传感器类型,传感器118可以位于外壳内部,或暴露于LCP100周围的组织和/或血液。在一些情况下,电极114通常可以布置在LCP 100的任一端上。在一些示例中,电极114/114’和传感器118可以与模块102、104、106、108和110中的一个或多个电通信。电极114/114’和/或传感器118可以由外壳120支撑。在一些示例中,电极114/114’和/或传感器118可以通过短连接线连接至外壳120,使得电极114/114’和/或传感器118不直接相对于外壳120固定,而是位于连接外壳的尾部上。在LCP 100包括一个或多个电极114’的示例中,电极114’在一些情况下可以布置在LCP 100的侧面上,这可以增加LCP100可以通过其感测生理参数、递送电刺激和/或与外部医疗装置通信的电极的数量。电极114/114’和/或传感器118可以由一种或多种生物相容性导电材料(诸如已知安全植入人体内的各种金属或合金)制成。在一些情况下,连接到LCP 100的电极114/114’和/或传感器118可以具有绝缘部分,该绝缘部分将电极114/114’和/或传感器118与相邻的电极/传感器、外壳120和/或LCP 100的其它部分电隔离。
处理模块110可以包括被配置为控制LCP 100的操作的电子器件。例如,处理模块110可以被配置为接收来自电感测模块106和/或机械感测模块108的电信号。基于接收到的信号,处理模块110可以确定例如患者的心率、心脏的操作异常等。基于确定出的病症,处理模块110可以控制脉冲发生器模块104根据一种或多种治疗来生成并递送起搏脉冲以治疗确定出的病症。处理模块110可以进一步接收来自通信模块102的信息。在一些示例中,处理模块110可以使用这样接收到的信息来帮助确定患者的当前病症、确定给定当前病症下是否发生异常、和/或响应于该信息采取特定行动。处理模块110可以另外控制通信模块102向其它装置发送信息/接收来自其它装置的信息。
在一些示例中,处理模块110可以包括预编程的芯片,诸如超大规模集成电路(VLSI)芯片和/或专用集成电路(ASIC)。在这样的实施例中,可以利用控制逻辑对芯片进行预编程,以便控制LCP 100的操作。在一些情况下,预编程的芯片可以实施执行所期功能的状态机。通过使用预编程的芯片,处理模块110可以使用比其它可编程电路(例如,通用可编程微处理器)更少的电力,同时仍然能够保持基本功能,从而潜在地增加了LCP 100的电池寿命。在其它示例中,处理模块110可以包括可编程微处理器。这样的可编程微处理器可以允许用户修改LCP 100的控制逻辑(甚至在植入之后),从而允许LCP 100相比在使用预编程ASIC时而言的更大的灵活性。在一些示例中,处理模块110可以进一步包括存储器,并且处理模块110可以在存储器上存储信息并且从存储器中读取信息。在其它示例中,LCP 100可以包括与处理模块110通信的单独存储器(未示出),使得处理模块110可以从单独存储器读取信息和向单独存储器写入信息。
电池112可以向LCP 100提供电力以用于其操作。在一些情况下,电池112可以是可再充电电池,其可以帮助增加LCP 100的可用寿命。在又其它示例中,根据需要,电池112可以是一些其它类型的电源,诸如燃料电池等。
在图1中示出的示例中,脉冲发生器模块104可以电连接到电极114/114’。在一些情况下,传感器118还可以具有电刺激功能,并且可以在需要时电连接至脉冲发生器模块104。换句话说,电极114/114’中的一个或多个可以用作传感器118电极,诸如用于感测心电信号。在一些情况下,LCP 100可具有可控开关,当脉冲发生器模块104递送起搏脉冲时,该可控开关将电极114/114’中的一个或多个连接到脉冲发生器模块104,并且当脉冲发生器模块104未递送起搏脉冲时,该可控开关可以将电极114/114’中的一个或多个连接到电感测模块106。
脉冲发生器模块104可以被配置为生成电刺激信号。例如,脉冲发生器模块104可通过使用存储在LCP 100内的电池112中的能量来生成和递送电起搏脉冲,并经由电极114、114’和/或传感器118来递送所生成的起搏脉冲。可替选地或另外地,脉冲发生器104可以包括一个或多个电容器,并且脉冲发生器104可以通过从电池112汲取能量来为一个或多个电容器充电。脉冲发生器104然后可以使用一个或多个电容器的能量经由电极114、114’和/或传感器118递送所生成的起搏脉冲。在至少一些示例中,LCP 100的脉冲发生器104可包括切换电路,以选择性地将电极114、114’和/或传感器118中的一个或多个连接到脉冲发生器104,以便选择脉冲发生器104使用电极114/114’和/或传感器118(和/或其它电极)中的哪个来递送电刺激治疗。脉冲发生器模块104可以被配置为以两个或更多个不同的能量水平来递送起搏脉冲。这可以通过控制起搏脉冲的幅度、脉冲宽度、脉冲形状和/或任何其它合适的特性来实现。
根据各种实施例,传感器118可以被配置为感测患者的一个或多个生理参数并且向电感测模块106和/或机械感测模块108发送信号。例如,生理参数可以包括心电信号,并且传感器118可将响应信号发送至电感测模块106。在一些示例中,传感器118中的一个或多个可为加速度计,并且生理参数可以可替选地或另外地包括心脏运动和/或心音,并且传感器118可以将对应的信号发送到机械感测模块108。基于感测到的信号,感测模块106和/或108可以确定或测量一个或多个生理参数,诸如患者的心率、呼吸率、活动水平和/或任何其它合适的生理参数。然后可以将一个或多个生理参数传递给处理模块110。
在一些情况下,患者的固有心率可能达到需求心率阈值和/或下降到需求心率阈值之下,并进入“正常需求区域(Normal Demand Zone)”。在这种情况下,处理模块110可以通过指示脉冲发生器模块104以尝试防止患者的心率下降到需求心率阈值之下的方式使用电极114/114’以设置的能量水平递送起搏脉冲来执行按需起搏。需求心率阈值可以是固定的心率,诸如较低的速率限制,或者可以是取决于患者活动水平的动态心率。为了帮助节省电池电力,可以以捕获起搏能量水平递送起搏脉冲,该捕获起搏能量水平高于心脏的捕获阈值但小于最大允许起搏能量水平。
在一些情况下,固有心率可能会上升到和/或高于正常心率上限阈值,并进入“ATP区域”。在这种情况下,观察到的固有心律可能是快速但有规律的节律,诸如在室性心动过速期间观察到的节律。类似于需求心率阈值,正常心率上限阈值可以是取决于患者活动水平的固定速率或动态心率。响应于固有心率达到和/或超过正常心率上限阈值,处理模块110可以被配置为通过指示脉冲发生器模块104以捕获起搏能量水平(或者如果需要的话以增强的水平)递送ATP脉冲来自动执行抗快速性心律失常起搏(ATP)治疗。注意,在这种情况下,LCP100可以基于检测到的心率自主地发起ATP治疗,而无需首先接收来自另一医疗装置的通知LCP递送ATP脉冲的命令。
如果固有心率上升到和/或高于上限心率阈值并进入“电击后区域(Post ShockZone)”,则处理模块110可以指示脉冲发生器模块104在一段时间内将起搏脉冲(如果递送的话)的能量水平暂时设置为高于捕获起搏能量水平的增强的能量水平。在该段时间到期之后,起搏脉冲的能量水平可以返回到捕获能量水平。在该段时间期间,可以设想的是,起搏脉冲(如果递送的话)可以是按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于处理模块110在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
上限心率阈值可以是固定的或可编程的阈值。可以将上限心率阈值设置为高于患者的安全心率的速率,使得如果患者的心率上升到上限心率阈值之上,则患者可能经历心动过速以及甚至心脏纤维性颤动。预期可经由另一医疗装置(例如,可植入心脏复律除颤器)将电击递送至心脏,处理模块110可以指示脉冲发生器模块104在一段时间内将起搏脉冲(如果递送的话)的能量水平暂时设置为高于捕获起搏能量水平的增强的能量水平。该段时间可以是30秒、1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、1小时、1天或任何其它合适的时间段。虽然这可能在此段时间期间通过以增强的能量水平递送一些起搏脉冲而消耗额外的电力,但是该脉冲将更适合于电击后起搏(假设另一个医疗装置将电击递送到心脏)。注意,这允许LCP 100自主地将起搏脉冲设置为增强的能量水平以进行电击后起搏,而无需首先检测高能电击脉冲或接收来自另一医疗装置的通知LCP将递送电击的通信。无论是否实际递送了电击脉冲,处理模块110都可以指示脉冲发生器模块104将起搏脉冲(如果递送的话)的能量水平暂时设置为增强的能量水平,直到该时间段结束为止,并且然后将能量水平返回到捕获能量水平。在一些情况下,每次测量出的心率高于上限心率阈值时,都可以重置该段时间。当如此提供时,脉冲发生器模块104至少在该段时间内将能量水平保持在增强的能量水平处,直到心率保持低于上限心率阈值为止。
在一些情况下,处理模块110可以检测感测到的心率何时以高于阈值速率的速率下降和/或下降到最低心率(floor heart rate)之下。当心率以超出正常生理范围的速率下降、或下降到维持生命所必需的心率之下时,可以假设心脏已被ICD等电击。作为响应,处理模块可以指示脉冲发生器模块104以增强的能量水平递送起搏脉冲(例如,电击后起搏脉冲),直到该时间段结束为止,并且然后将能量水平返回到捕获能量水平。这可以是用于在一段时间内以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲的可替选的触发器。
在某些实施例中,LCP 100可以包括通信模块102。在一些情况下,通信模块102可以被配置为与位于LCP 100的外部的诸如远程传感器的装置和/或诸如SICD的其它医疗装置等通信。这样的装置可以位于患者身体的外部或内部。不论位置如何,外部装置(即在LCP100外部但不一定在患者身体外部)都可以经由通信模块102与LCP 100通信,以实现一个或多个所期功能。例如,LCP 100可以通过通信模块102将诸如感测到的电信号、数据、指令、消息、R波检测标记物等的信息传送到外部医疗装置(例如,SICD和/或编程器)。外部医疗装置可以使用传送的信号、数据、指令、消息、R波检测标记物等来执行各种功能,诸如确定心律失常的发生、递送电刺激治疗、存储接收到的数据和/或执行任何其它合适的功能。LCP 100可以另外地通过通信模块102从外部医疗装置接收诸如信号、数据、指令和/或消息的信息,并且LCP 100可以使用接收到的信号、数据、指令和/或消息来执行各种功能,诸如确定心律失常的发生、递送电刺激治疗、存储接收到的数据和/或执行任何其它合适的功能。通信模块102可以被配置为使用一种或多种方法与外部装置进行通信。例如,通信模块102可以经由射频(RF)信号、电感耦合、光信号、声信号、传导式通信信号和/或适合于通信的任何其它信号进行通信。
为了将LCP 100植入患者体内,操作者(例如医师、临床医生等)可将LCP100固定到患者心脏的心脏组织。为了便于固定,LCP 100可以包括一个或多个锚116。锚116可以包括多种固定机构或锚定机构中的任何一种。例如,锚116可包括一个或多个销、U形钉、螺纹、螺钉、螺旋和/或尖齿等。在一些示例中,尽管未示出,但是锚116可以包括在其外表面上的螺纹,其可以沿着锚116的至少一部分长度行进。螺纹可以在心脏组织和锚之间提供摩擦以帮助将锚116固定在心脏组织内。在其它示例中,锚116可以包括其它结构,诸如倒钩或长钉等,以便于与周围的心脏组织接合。
图2是说明性的可植入无引线心脏起搏器(LCP)210的侧视图。LCP 210在形式和功能上可以类似于上面描述的LCP 100。LCP 210可以包括控制模块,该控制模块具有上面关于上述LCP 100所描述的任何模块和/或结构特征。LCP210可包括具有近端214和远端216的壳体或外壳212。说明性LCP 210包括:相对于外壳212固定并邻近外壳212的远端216定位的第一电极220;以及相对于外壳212固定并且邻近外壳212的近端214定位的第二电极222。电极220、222可以是感测和/或起搏电极,以提供电疗和/或感测能力。当第二电极222可以与第一电极220间隔开时,第一电极220可以能够抵靠心脏的心脏组织定位或者可以以其它方式接触心脏的心脏组织。第一电极220和/或第二电极222可以暴露于外壳212外部的环境(例如血液和/或组织)。
在一些情况下,LCP 210可在外壳212内包括脉冲发生器(例如,电路)和能量存储模块(例如,电池、超级电容器和/或其它电源),以将电信号提供给电极220、222以控制起搏/感测电极220、222。虽然未明确示出,但是LCP 210还可包括通信模块、电感测模块、机械感测模块和/或处理模块,以及相关联的电路,其在形式和功能上类似于上面描述的模块102、106、108、110。各种模块和电路可布置在外壳212内。脉冲发生器与电极220、222之间的电连接可允许对心脏组织的电刺激和/或感测生理参数。
在示出的示例中,LCP 210包括接近外壳212的远端216的固定机构224。固定机构224被配置为将LCP 210附接到心脏的壁,或者以其它方式将LCP 210锚定到患者的解剖结构。在一些情况下,固定机构224可包括一种或多种、或者多个钩或尖齿226,其被锚定到心脏的心脏组织中以将LCP 210附接到组织壁。在其它情况下,固定机构224可包括:一种或多种或多个被动尖齿,其被配置为与心脏的腔室内的小梁缠绕;和/或螺旋形固定锚,其被配置为被拧入组织壁以将LCP 210锚定到心脏。这些仅仅是示例。
LCP 210还可以包括接近外壳212的近端214的对接构件(docking member)230。对接构件230可以被配置为便于LCP 210的递送和/或取回。例如,对接构件230沿着外壳212的纵向轴线从外壳212的近端214延伸。对接构件230可以包括头部232和在外壳212与头部232之间延伸的颈部234。头部232可以是相对于颈部234的放大部分。例如,头部232距LCP 210的纵向轴线的径向尺寸可以大于颈部234距LCP 210的纵向轴线的径向尺寸。在一些情况下,对接构件230还可以包括从头部232延伸或凹陷在头部232内的系绳保持结构(tetherretention structure)236。系绳保持结构236可限定开口238,该开口238被配置为接收通过其的系绳或其它锚定机构。虽然保持结构236被示为具有大体“U形”配置,但是保持结构236可采用提供围绕开口238的封闭周边的任何形状,使得系绳可被安全地和可释放地穿过(例如,环绕)开口238。在一些情况下,保持结构236可以沿着颈部234延伸通过头部232,并延伸到外壳212的近端214或延伸至其中。对接构件230可以被配置为便于将LCP 210递送到心内部位和/或从心内部位取回LCP 210。尽管这描述了一个示例对接构件230,但是可以设想的是,对接构件230在被提供时可以具有任何合适的配置。
可以设想的是,LCP 210可以包括一个或多个压力传感器240,其耦接到外壳212或在外壳212内形成,使得一个或多个压力传感器暴露于外壳212外部的环境以测量心脏内的血压。例如,如果LCP 210被放置在左心室中,则一个或多个压力传感器240可以测量左心室内的压力。如果LCP 210被放置在心脏的另一部分(诸如心房或右心室之一)中,则一个或多个压力传感器可以测量心脏的该部分内的压力。一个或多个压力传感器240可以包括MEMS装置(诸如具有压力膜片和膜片上的压电电阻器的MEMS装置)、压电传感器、电容器-微机械加工的超声换能器(cMUT)、电容器(condenser)、微型测压计、或适于测量心脏压力的任何其它合适的传感器。一个或多个压力传感器240可以是本文描述的机械感测模块的一部分。可以设想的是,从一个或多个压力传感器240获得的压力测量结果可以用于在心动周期内生成压力曲线。压力读数可以与阻抗测量结果(例如,电极220和222之间的阻抗)相结合来取得以生成一个或多个心动周期的压力-阻抗环,如将在下面更详细地描述的。阻抗可以是腔室容积的代理,并且因此压力-阻抗环可以表示心脏的压力-容积环。
在一些实施例中,LCP 210可以被配置为测量电极220、222之间的阻抗。更一般地,可以测量其它电极配对(诸如上面描述的附加电极114’)之间的阻抗。在一些情况下,可以测量两个间隔开的LCP、诸如心脏的相同腔室(例如LV)内植入的两个LCP、或者心脏的不同腔室(例如RV和LV)中植入的两个LCP之间的阻抗。LCP 210的处理模块和/或外部支撑装置可以从在电极220、222(或其它电极)之间进行的心内阻抗测量导出心脏容积的度量。主要由于血液的电阻率和心脏的心脏组织的电阻率的差异,因此当LCP周围的血液容积(以及因此腔室的容积)变化时,阻抗测量结果在心动周期期间可能变化。在一些情况下,心脏容积的度量可能是相对度量,而不是实际度量。在一些情况下,心内阻抗可以经由有时在一个或多个LCP的植入期间执行的校准过程而与心脏容积的实际度量相关。在校准过程期间,可以使用荧光镜等确定实际心脏容积,并且测量出的阻抗可以与实际心脏容积相关。
在一些情况下,LCP 210可以设置有能量递送电路,其可操作地耦接到第一电极220和第二电极222,以用于致使电流在第一电极220和第二电极222之间流动,以便确定两个电极220、222(或其它电极配对)之间的阻抗。可以设想的是,能量递送电路还可以被配置为经由第一电极220和/或第二电极222递送起搏脉冲。LCP 210还可以包括检测电路,其可操作地耦接到第一电极220和第二电极222以用于检测在第一电极220和第二电极222之间接收到的电信号。在一些情况下,检测电路可以被配置为检测在第一电极220和第二电极222之间接收到的心脏信号。
当能量递送电路在第一电极220和第二电极222之间递送电流时,检测电路可以测量第一电极220和第二电极222之间(或者与第一电极620和第二电极622分离的第三电极和第四电极之间,未示出)所产生的电压以确定阻抗。当能量递送电路在第一电极220和第二电极222之间递送电压时,检测电路可以测量第一电极220和第二电极222之间(或者与第一电极220和第二电极222分离的第三电极和第四电极之间)所产生的电流以确定阻抗。
从这些和其它测量结果中,可以导出心率、呼吸、每搏输出量、收缩力和其它生理参数。
图3示出了植入心脏306的说明性LCP 300。在图3中,LCP 300被示出为固定到心脏306的左心室(LV)内部。在一些情况下,LCP 300可以根据需要在心脏的右心室、右心房、左心室或左心房中。在一些情况下,可以植入多于一个的LCP 300。例如,一个LCP 300可以被植入右心室中,而另一个可以被植入右心房中。在另一示例中,一个LCP 300可以被植入右心室中,而另一个可以被植入左心室中。在又一示例中,一个LCP 300可以被植入心脏的每个腔室中。
根据各个实施例,LCP 300可以包括具有电极304的外壳302,该电极304用于感测从外壳302的外部发出的电信号。电极304可以被配置为将感测到的心脏信号提供给与外壳302一起布置的控制模块。控制模块然后可以基于心脏信号来确定心脏306的心率,并指示脉冲发生器经由电极304将起搏脉冲递送至心脏306。
根据各种实施例,控制模块可以使LCP 300递送按需起搏。在按需起搏中,如果固有心率太慢和/或如果错过了搏动,则LCP 300可以监视心率并向心脏306发送一个或多个电起搏脉冲。换句话说,当固有心率下降到较低的心率阈值之下时,LCP 300可以以较低的心率阈值对心脏起搏,并且可以对错过的固有搏动进行起搏。在一个示例中,在按需起搏中,当控制模块接收到来自电极304的心脏信号时,控制模块可以分析心脏信号并确定心率的度量。在一些情况下,确定出的心率的度量可以是多于一个或一组先前记录的心脏搏动的平均心率。在某些实施例中,控制模块然后可以将心率的度量与较低的心率阈值(例如,固定心率阈值或需求心率阈值)进行比较。在一些情况下,可以对控制模块进行编程,以防止心率的度量下降到较低的心率阈值之下。结果,如果固有心率下降到较低的心率阈值(诸如60bpm)之下,则控制模块指示脉冲发生器使用电极304以较低的心率阈值且以第一能量水平递送电起搏脉冲。较低的心率阈值可以是任何合适的心率,诸如70bpm、60bpm、50bpm、45bpm、40bpm等。可以设想的是,较低的心率阈值可以是固定的心率,诸如较低的速率限制,或者可以是取决于患者的活动水平的动态心率。
在各种实施例中,起搏脉冲的所期能量水平可以指示递送到心脏的电起搏脉冲的幅度和/或脉冲宽度。在某些实施例中,第一能量水平可以递送每个具有1ms的电脉冲宽度和5.0V的幅度的起搏脉冲。在一些实施例中,第一能量水平可以递送每个具有0.5ms的电脉冲宽度和4.0V的幅度的起搏脉冲。在另实施例中,第一能量水平可以递送每个具有0.25ms的电脉冲宽度和3.0V的幅度的起搏脉冲。这些仅是示例,并且可以将其它幅度和脉冲宽度指定为按需起搏器递送电脉冲所在的第一能量水平。在一些情况下,可以基于捕获阈值测试的结果来设置第一能量水平。例如,可以将第一能量水平设置为捕获阈值加上捕获阈值裕度。在一些情况下,改变能量水平只可以改变幅度并保持脉冲宽度不变,或者改变脉冲宽度并保持幅度不变,或者改变幅度和脉冲宽度两者。
在一些情况下,当脉冲发生器以第一能量水平递送起搏脉冲时,控制模块可以继续使用电极304来感测心脏信号并确定和监视心率。在一些情况下,控制模块可以继续指示脉冲发生器递送电起搏脉冲,直到固有速率高于较低的心率阈值为止。
在各个实施例中,控制模块可以使LCP 300递送ATP治疗脉冲。在ATP治疗中,如果固有心率高于正常心率,则LCP 300可以监视心率并向心脏306发送一个或多个电起搏脉冲。在一个示例中,在ATP治疗中,当控制模块接收到来自电极304的心脏信号时,控制模块可以分析心脏信号并确定心率的度量。在一些情况下,确定出的心率的度量可以是多于一个或一组先前记录的心脏搏动的平均心率。在某些实施例中,控制模块然后可以将心率的度量与较高的心率阈值(例如,固定心率阈值或正常心率阈值)进行比较。在一些情况下,可以对控制模块进行编程,以尝试通过递送ATP治疗(如果适当的话)来防止心率的度量上升到较高的心率阈值之上。结果,如果固有心率上升到较高的心率阈值(诸如140bpm)之上,则控制模块可以指示脉冲发生器使用电极304以第一能量水平递送ATP治疗脉冲。较高的心率阈值可以是任何合适的心率,诸如155bpm、150bpm、145bpm、135bpm等。可以设想的是,较高的心率阈值可以是固定的心率,诸如较高的速率限制,或者可以是取决于患者的活动水平的动态心率。
在一些情况下,当脉冲发生器以第一能量水平递送ATP脉冲时,控制模块可以继续使用电极304来感测心脏信号并确定和监视心律。在一些情况下,控制模块可以继续指示脉冲发生器递送ATP脉冲,直到固有速率下降到较高的心率阈值之下为止或直到经过预定时间段为止。
在监视心率的度量的同时,控制模块可以检测心率何时上升到上限心率阈值之上。如果心率低于上限心率阈值,则可以如上面讨论的以第一能量水平递送起搏脉冲。然而,如果心率上升到上限心率阈值之上,则控制模块可以致使在一段时间内以高于第一能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,并且在该段时间之后,脉冲可以再次以第一能量水平被递送。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
上限心率阈值可以是固定的或可编程的阈值。可以将上限心率阈值设置为高于患者的安全心率的速率,使得如果患者的心率上升到上限心率阈值之上,则患者可能经历心动过速以及甚至心脏纤维性颤动。预期可经由另一医疗装置(例如,可植入心脏复律除颤器)将电击递送至心脏,LCP 300的控制模块可指示LCP 300的脉冲发生器模块在一段时间内以高于第一能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲。该段时间可以是30秒、1分钟、3分钟、5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、1小时、1天或任何其它合适的时间段。尽管这可能在此段时间期间通过以增强的能量水平而不是较低的第一能量水平递送起搏脉冲来消耗额外的电力,但该起搏脉冲将递送更适合于电击后起搏脉冲的起搏脉冲(假设另一种医疗装置将电击递送到心脏)。注意,这允许LCP 300自主地将起搏脉冲设置为增强的能量水平以进行电击后起搏,而无需具有用于检测高能电击脉冲或接收来自另一医疗装置的通知LCP 300将递送电击的通信的电路。无论是否实际递送了电击脉冲,控制模块都可以指示脉冲发生器模块以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,直到该时间段结束为止,并且然后返回到以第一能量水平递送起搏脉冲。在一些情况下,每次测量出的心率高于上限心率阈值时,都可以重置该段时间。当如此提供时,LCP 300的控制模块可以在该段时间内以增强的能量水平递送起搏脉冲,直到心率保持低于上限心率阈值为止。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于控制模块在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
在一些情况下,控制模块可以检测感测到的心率何时以高于阈值的速率下降和/或下降到最低心率之下。当心率以超出正常生理范围的速率下降、或下降到维持生命所必需的心率之下时,控制模块可以假设心脏刚刚被ICD电击。作为响应,控制模块可以指示LCP300的脉冲发生器模块以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,直到时间段结束为止,并且然后返回到以第一能量水平递送起搏脉冲。这可以是用于在一段时间内以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲的可替选的触发器。
在某些实施例中,增强的能量水平可以具有1.5ms的电脉冲宽度和5.0V的幅度。在一些实施例中,增强的能量水平可以具有1.5ms的电脉冲宽度和7.0V的幅度。在一些实施例中,增强的能量水平可以具有2ms的电脉冲宽度和8.0V的幅度。在进一步的实施例中,增强的能量水平可以具有2.5ms的电脉冲宽度和8.5V的幅度。这些仅是示例,并且可以将其它幅度和脉冲宽度指定为增强的能量水平。在一些情况下,增强的能量水平可以具有为最大电压的幅度,并且脉冲宽度等于或大于用于第一能量水平的脉冲宽度。在一些情况下,当在第一能量水平和增强的能量水平之间改变时,控制模块可以仅改变电起搏脉冲的脉冲幅度并且保持脉冲宽度不变,仅改变脉冲宽度并且保持脉冲幅度不变,或改变脉冲幅度和脉冲宽度两者。
图4是根据本公开的示例的共植入的经静脉可植入的心脏复律除颤器(T-ICD)400和LCP 402的示意图。在图4中,ICD 400可包括耦接至具有一个或多个电极404的引线406的脉冲发生器403。在一些情况下,电极404可定位于心脏410中。脉冲发生器403、引线406和电极404的位置仅是示例性的。在一些情况下,脉冲发生器403、引线406和/或电极404可布置在心脏410的不同腔室中,或者脉冲发生器403可包括附加引线和/或电极,其布置在心脏410内或附近。根据各种实施例,ICD 400可以被配置为向心脏410递送电击。
LCP 402可以类似于上面讨论的LCP 100、210和300进行操作。LCP 402可以被配置为递送按需起搏。在按需起搏中,如果固有心率太慢和/或如果错过了搏动,则LCP 402可以监视心率并向心脏410发送一个或多个电起搏脉冲。换句话说,当固有心率下降到较低的心率阈值之下时,LCP 402可以以较低的心率阈值对心脏起搏,并且可以对错过的固有搏动进行起搏。在一个示例中,在按需起搏中,当LCP 402接收到来自其电极的心脏信号时,LCP402可以分析心脏信号并确定心率的度量。在一些情况下,确定出的心率的度量可以是多于一个或一组先前记录的心脏搏动的平均心率。在某些实施例中,LCP 402然后可以将心率的度量与较低的心率阈值(例如,固定心率阈值或需求心率阈值)进行比较。在一些情况下,可以对LCP 402进行编程,以防止心率的度量下降到较低的心率阈值之下。结果,如果固有心率下降到较低的心率阈值(诸如60bpm)之下,则LCP 402以较低的心率阈值且以第一能量水平递送电起搏脉冲。
在监视心率的度量的同时,控制模块可以检测心率何时上升到较高的心率阈值之上。如果心率上升到较高的心率阈值之上,则LCP 402可被配置为递送ATP治疗。在ATP治疗中,如果固有心率太高,则LCP 402可以监视心率并且向心脏410发送一个或多个电起搏脉冲。在一个示例中,在ATP治疗中,当LCP402接收到来自其电极的心脏信号时,LCP 402可以分析心脏信号并确定心率的度量。在一些情况下,确定出的心率的度量可以是多于一个或一组先前记录的心脏搏动的平均心率。在某些实施例中,LCP 402然后可以将心率的度量与较高的心率阈值(例如,固定心率阈值或需求心率阈值)进行比较。在一些情况下,LCP 402可以尝试通过施加ATP治疗(如果适当的话)来防止心率的度量上升到较高的心率阈值之上。结果,如果固有心率上升到较高的心率阈值(诸如140bpm)之上,则LCP 402可以以第一能量水平递送ATP治疗。
在监视心率的度量的同时,控制模块可以检测心率何时上升到上限心率阈值之上。如果心率低于上限心率阈值,则可以如上面讨论的以第一能量水平递送起搏脉冲。然而,如果心率上升到上限心率阈值之上,则LCP 402可以致使在一段时间内以高于第一能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,并且在该段时间之后,起搏脉冲可以再次以第一能量水平被递送。在该段时间期间,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
上限心率阈值可以是固定的或可编程的阈值。可以将上限心率阈值设置为高于患者的安全心率的速率,使得如果患者的心率上升到上限心率阈值之上,则患者可能经历心动过速以及甚至心脏纤维性颤动。预期可以经由ICD 400将电击递送到心脏,LCP 402可以在一段时间内以高于第一能量水平的增强的能量水平暂时递送起搏脉冲。虽然这可能在此段时间期间通过以增强的能量水平而不是较低的第一能量水平递送起搏脉冲来消耗额外的电力,但起搏脉冲将递送更适合于电击后起搏脉冲的起搏脉冲(假设ICD 400将电击递送到心脏410)。注意,这允许LCP 402自主地将起搏脉冲设置为增强的能量水平,以进行电击后起搏,而无需具有用于检测高能电击脉冲或接收来自ICD 400的通知LCP 402将递送电击的通信的电路。无论在该时间段期间ICD 400是否实际递送了电击脉冲,LCP 402都可以以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,直到该时间段结束为止,并且然后返回到以第一能量水平递送起搏脉冲。在一些情况下,每次测量出的心率高于上限心率阈值时,都可以重置该段时间。当如此提供时,LCP 402可以在该段时间内以增强的能量水平递送起搏脉冲,直到心率保持低于上限心率阈值为止。在该段时间内,可以设想的是,以增强的能量水平递送的起搏脉冲可以包括按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲和/或抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲,这取决于控制模块在任何给定时间处认为什么是适当的治疗。
在一些情况下,LCP 402可以检测感测到的心率何时以高于阈值的速率下降和/或下降到最低心率之下。当心率以超出正常生理范围的速率下降、或下降到维持生命所必需的心率之下时,LCP 402可以假设心脏刚刚被ICD 400电击。作为响应,LCP 402可以以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲,直到时间段结束为止,并且然后返回到以第一能量水平递送起搏脉冲。这可以是用于在一段时间内以增强的能量水平暂时递送起搏脉冲的可替选的触发器。
在一些情况下,ICD 400可监视心脏410并确定心脏410是否正在经历心脏纤维性颤动或需要递送高能电击治疗的其它病症。这可以包括对快速、不规则和/或低效的心脏收缩的检测。在一些情况下,在递送电击治疗之前,ICD 400可以将ATP命令传送到LCP 402,以将抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲递送至心脏410。在一些情况下,抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲在不递送高能电击的情况下可致使心脏410返回到正常的节律。LCP 402可以接收ATP命令并递送所请求的ATP脉冲。在一些情况下,ATP脉冲的能量水平可以处于增强的能量水平。在一些情况下,LCP 402可以已经检测到高心率,并且已经将所递送的脉冲的能量水平(在一段时间内)调整为增强的能量水平。在其它情况下,LCP 402可以响应于接收到来自ICD 400的ATP命令来调整所递送的脉冲的能量水平。
图5是根据本公开的示例的共同植入的皮下或胸骨下可植入的心脏复律除颤器(S-ICD)500和LCP 502的示意图。在图5中,LCP 502被示为固定到心脏510的左心室内部。皮下或胸骨下可植入的心脏复律除颤器(S-ICD)500被示出为植入在心脏附近。说明性的皮下或胸骨下可植入的心脏复律除颤器(S-ICD)500包括可以植入皮下的脉冲发生器506,以及具有一个或多个电极508a-508c的引线512,其在皮下或胸骨下(例如正好胸骨的内部)邻近心脏510但在心脏510外部的延伸。脉冲发生器506被配置成经由电极508a-508c中的一个或多个将电击递送至心脏。LCP 502可以以与上面关于图4描述的类似的方式操作,但皮下或胸骨下可植入心脏复律除颤器(S-ICD)500而不是经静脉ICD 400被配置为递送电击治疗。
图6A-图6F是示出在各种操作条件下LCP的说明性操作的时序图。如图6A-图6F中示出的,跟踪固有心率602、需求心率阈值604、ATP阈值624、上限阈值606、生命维持阈值608、主动能量水平(active energy level)610和起搏治疗612。根据各种实施例,LCP可以监视固有心率602,并且当固有心率602太低、当心率突然下降和/或当固有心脏搏动被跳过或错过时,可以向心脏递送电起搏脉冲。
具体地转向图6A,固有心率602最初高于需求心率阈值604且低于上限阈值606。在一些情况下,固有心率602可以是多于一个或一组先前记录的心脏搏动的平均心率。需求心率阈值604可以根据血液动力学需求的波动而变化,如通过患者活动、呼吸、血液温度、身体组织温度等的变化所检测到的。尽管未在图6A-图6f中示出,但可以设想的是,需求心率阈值604可以是固定的心率阈值(例如,70bpm、60bpm、50bpm、40bpm等)。
上限阈值606可以是可变的(例如,取决于血液动力学需求的波动)、固定的和/或可编程的阈值。在图6A中,上限阈值606是固定的心率阈值。在各种实施例中,上限阈值606可以被设置为高于患者的安全心率的速率,使得如果患者的心率上升到上限阈值606之上,则患者可能正在经历心动过速以及甚至心脏纤维性颤动。最初,固有心率602低于上限阈值606,并且由于固有心率602未以高于最大降低阈值的速率下降,因此LCP递送起搏脉冲所在的主动能量水平610可以被设置为第一能量水平。
如图6A中示出的,在点A处,固有心率602已下降到需求心率阈值604之下。在一些情况下,当固有心率下降到需求心率阈值604之下时,LCP可以对心脏起搏。如图6A中示出的,起搏治疗612以第一能量水平被递送,直到点B为止,在点B,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。这是按需起搏的示例,这有助于确保患者的心率不下降到较低的心率阈值(诸如需求心率阈值604)之下。当执行按需起搏时,LCP可以在当固有心率下降到较低的心率阈值(例如需求心率阈值604)之下时以较低的心率阈值(例如需求心率阈值604)起搏心脏。
在点B之后,当固有心率602继续上升时,主动能量水平610仍被设置为处于第一能量水平。在点C处,固有心率602已经达到上限阈值606,在该点处,LCP将主动能量水平610增加到增强的能量水平。当按需起搏时,并且如图6A中示出的,当固有心率602保持高于需求心率阈值604时,LCP可能不会以增强的能量水平将起搏治疗612递送至心脏。在某些实施例中,主动能量水平610可以在一段时间内增加到增强的能量水平。在图6A中,该段时间已设置为10分钟。在10分钟时间段期间,可以设想的是,将以具有增强的能量水平的起搏脉冲递送起搏治疗612。起搏治疗612可以是按需起搏的起搏脉冲、电击后起搏脉冲、抗快速性心律失常起搏(ATP)脉冲和/或任何其它合适的起搏治疗,这取决于在任何给定时间处认为什么是适当的起搏治疗。如图6A中示出的,固有心率602在10分钟时间段到期之前回落到上限阈值606之下。当10分钟时间段到期时,LCP然后在点D处将主动能量水平610降低回第一能量水平。
现在转到图6B,固有心率602最初低于上限阈值606,并且固有心率602没有以高于最大降低阈值的速率下降。结果,LCP可以将LCP将递送起搏脉冲的主动能量水平610设置为第一能量水平。然后,固有心率602上升并在点A处达到上限阈值606。作为响应,LCP可以在诸如10分钟的时间段内将主动能量水平610设置为增强的能量水平。在点B处,固有心率602在10分钟到期之前回落到上限阈值606之下,但是主动能量水平610可以保持在增强的能量水平处。在点C处,固有心率602再次上升到上限阈值606之上。在一些情况下,如图6B中描绘的,如果固有心率602在从固有心率602曾高于上限阈值606的前一时间起(点A)10分钟时间段到期之前上升到上限阈值606之上,则可以将该时间段重置回零,使得主动能量水平610可以保持在增强的能量水平处,直到点C之后10分钟为止。在点D处,在重置的10分钟计时器到期之前固有心率602回落到上限阈值606之下,并且主动能量水平610可以保持在增强的能量水平处。在点E处,固有心率602再次上升到上限阈值606之上第三次,并且10分钟时间段再次被重置。在点F处,固有心率602在10分钟到期之前回落到上限阈值606之下。当10分钟时间段最终到期时,主动能量水平610保持在增强的能量水平处,直到点G为止。在该示例中,在上一次固有心率602在正方向上上升到上限阈值606之上之后,在接着的10分钟主动能量水平610保持在增强的能量水平处。
在点H处,固有心率602再次上升到上限阈值606,并且主动能量水平610可以在10分钟时间段内再次从第一能量水平增加到增强的能量水平,这可能是如上面描述的进行延伸。在点I处,固有心率602已经开始以高于最大降低阈值的速率下降。这可能指示出ICD可能已对患者的心脏递送电击。结果,LCP可以被配置为以增强的能量水平递送电击后起搏治疗614。如图6B中示出的,可以递送电击后起搏治疗614直到点J为止,在点J,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在一些情况下,可以递送电击后起搏治疗614预定的一段时间,或直到固有心率602已经稳定为止。即使在点J之后不再递送电击后起搏治疗614,在此示例中,当10分钟窗口到期时,主动能量水平610也可能不会降低回第一能量水平,直到点K为止。
现在转向图6C,初始固有心率602低于上限阈值606,并且固有心率602并未以高于最大降低阈值的速率下降。结果,可以将主动能量水平610设置为LCP递送起搏脉冲所在的第一能量水平。在点A处,固有心率602可能开始以高于最大降低阈值的速率下降。作为响应,在该示例中,可以将主动能量水平610即刻增加至增强的能量水平,并且可以使用处于增强的能量水平的脉冲来递送电击后起搏治疗614。如图6C中示出的,电击后起搏治疗614可以被递送直到点B为止,在点B,固有心率602已经稳定(或在预定的一段时间之后稳定)。在该示例中,因为固有心率602在其开始以高于最大降低阈值的速率下降之前没有上升到上限阈值606之上,所以一旦固有心率602已经稳定(或在预定的一段时间之后稳定),则将主动能量水平610降低回第一能量水平。然而,可以设想的是,主动能量水平610可以保持在增强的能量水平处一段时间。
在点C处,固有心率602再次开始以高于最大降低阈值的速率下降并且继续下降到需求心率阈值604和维持生命的阈值608之下。在这种情况下,可以再次将主动能量水平610即刻增加到增强的能量水平,并且可以递送电击后起搏治疗614,直到点D为止,在点D,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在一些情况下,电击后起搏治疗614可以在预定的一段时间内被递送或直到固有心率602已稳定为止。再次,在该示例中,由于固有心率602在其开始以高于最大降低阈值的速率下降之前没有上升到上限阈值606之上,因此一旦固有心率602已稳定(或在预定的一段时间后稳定),主动能量水平610可以被降低回第一能量水平。然而,可以设想的是,主动能量水平610可以保持在增强的能量水平一段时间。
在点E处,固有心率602已下降到需求心率阈值604之下。在此示例中,以第一能量水平递送按需起搏治疗612,直到点F为止,在点F,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在点F之后,当固有心率602继续上升时,主动能量水平610仍被设置为处于第一能量水平。
现在转到图6D,初始固有心率602低于上限阈值606,并且固有心率602未以高于最大降低阈值的速率下降。结果,可以将主动能量水平610设置为处于LCP递送起搏脉冲所在的第一能量水平。如图6D中示出的,固有心率602在点A处上升到上限阈值606。作为响应,并且在该示例中,主动能量水平610可以在10分钟时间段内增加到增强的能量水平。在点B处,10分钟时间段已经到期,并且固有心率602保持在上限阈值606之上。在此示例中,即使固有心率602尚未下降到上限阈值606之下,主动能量水平610也可以降低回第一能量水平。在点C处,固有心率602下降到上限阈值606之下。在点D处,固有心率602再次上升到上限阈值606并且主动能量水平610可以在10分钟时间段内再次增加到增强的能量水平。在点E处,固有心率602开始以高于最大降低阈值的速率下降。这可能指示出ICD可能已对患者的心脏递送电击。结果,可以以增强的能量水平来递送电击后起搏治疗614。如图6D中示出的,可以递送电击后起搏治疗614直到点F为止,在点F,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在一些情况下,可以在预定的一段时间内递送电击后起搏治疗614或直到固有心率602已经稳定为止。当10分钟时间段已到期时,主动能量水平610可以不降低回第一能量水平,直到点G为止。
现在转到图6E,初始固有心率602低于上限阈值606,并且固有心率602并未以高于最大降低阈值的速率下降。结果,可以将主动能量水平610设置为处于LCP递送起搏脉冲所在的第一能量水平。如图6E中示出的,固有心率602在点A处上升到上限阈值606。作为响应,如示出的,主动能量水平610可以在10分钟时间段内增加到增强的能量水平。在点B处,10分钟时间段已经到期,并且固有心率602保持在上限阈值606之上。在该示例中,即使10分钟时间段已经到期,主动能量水平610也保持在增强的能量水平处。在点C处,固有心率下降到上限阈值606之下,并且主动能量水平610现在降低回第一能量水平。在点D处,固有心率602再次上升到上限阈值606,并且在另一10分钟时间段内,主动能量水平610可以再次增加到增强的能量水平。在点E处,固有心率602开始以高于最大降低阈值的速率下降。这可以指示出ICD可已对患者的心脏递送电击。结果,可以以增强的能量水平来递送电击后起搏治疗614。如图6E中示出的,可以递送起搏治疗612直到点F为止,在点F,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在一些情况下,可以在预定的一段时间内递送电击后起搏治疗614或直到固有心率602已稳定为止。当10分钟时间段到期时,主动能量水平610可以不降低回第一能量水平,直到点G为止。
现在转到图6F,固有心率602最初低于上限阈值606,并且固有心率602并未以高于最大降低阈值的速率下降。结果,LCP可以将LCP将递送起搏脉冲所在的主动能量水平610设置为第一能量水平。然后,固有心率在点A处下降到需求心率阈值604之下。如图6F中示出的,以第一能量水平递送按需起搏治疗612直到点B为止,在点B,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。这是按需起搏的一个示例,其有助于确保患者的心率未下降到较低的心率阈值(诸如需求心率阈值604)之下。当执行按需起搏时,LCP可以在当固有心率下降到较低的心率阈值(例如需求心率阈值604)之下时以较低的心率阈值(例如需求心率阈值604)对心脏起搏。
在点B之后,当固有心率602继续上升时,主动能量水平610仍被设置为处于第一能量水平。在点C处,固有心率602已达到ATP阈值624。如图6F中示出的,以第一能量水平递送ATP治疗616,直到点D为止,在点D,固有心率602下降到ATP阈值624之下。这是有效终止快速性心律失常的ATP治疗的示例,其有助于确保患者的心率未上升到较高的心率阈值(诸如ATP阈值624)之上。执行ATP治疗时,LCP可能以脉冲的突发起搏心脏。
现在转到图6G,固有心率602最初低于上限阈值606,并且固有心率602并未以高于最大降低阈值的速率下降。结果,LCP可以将LCP将递送起搏脉冲所在的主动能量水平610设置为第一能量水平。然后,固有心率在点A处下降到需求心率阈值604之下。如图6F中示出的,以第一能量水平递送按需起搏治疗612,直到点B为止,在点B,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。在点B之后,当固有心率602继续上升时,主动能量水平610仍被设置为处于第一能量水平。在点C处,固有心率602已达到ATP阈值624,并且ATP治疗616被递送。在一些情况下,ATP治疗616可能无法终止快速性心律失常,并使固有心率602低于ATP阈值624。在一些情况下,如图6G中示出的,固有心率602可能会继续上升,并且在点D处达到上限阈值606。在点D处,LCP可以停止以第一能量水平递送ATP治疗616,并且可以在10分钟时间段内将主动能量水平610增加到增强的能量水平,这可以如上面描述的进行延伸。在点E处,固有心率602开始以高于最大降低阈值的速率下降。这可能指示出ICD已将电击递送到患者的心脏。结果,LCP可以被配置为以增强的能量水平递送电击后起搏治疗614。如图6G中示出的,电击起搏治疗614可以被递送直到点F为止,在点F,固有心率602上升到需求心率阈值604之上。作为响应,并且在一些情况下,电击起搏治疗614可以在预定的一段时间内被递送,或直到固有心率602已经稳定为止。即使在点F之后不再递送电击后起搏治疗614,在此示例中,当10分钟窗口到期时,主动能量水平610也可以不会降低回第一能量水平,直到点G为止。
应该理解,本公开在许多方面仅是说明性的。在不超出本公开的范围的情况下,可以在细节上做出改变,特别是在形状、大小和步骤的布置方面。在适当的程度上,这可以包括在其它实施例中使用一个示例实施例的任何特征的使用。
- 上一篇:一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇:心力衰竭治疗的动态控制