阅读说明：本技术 基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统及方法 (Single-cavity anti-heart-failure pacing system and method based on single-left-ventricle pacing dynamic fusion self-excitation ) 是由 蒲里津 金华 马雪娟 陈小龙 赵玲 华宝桐 王静 赵璐露 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统,包括单腔起搏脉冲发生器,和植入左室侧或侧后静脉的左室起搏电极,其特征在于：左室电极于冠状窦近端识别A波、V波并同时满足固定稳定,左室电极在冠状窦近端呈预塑大S型,在S型的顶及底部设置4个兼有感知及起搏功能的位点,在左室电极头端为起搏位点仅具备起搏功能,当钢丝退出后恢复预塑S型,可检测满足感知及起搏功能要求的任一个位点进行程控实现识别A波、V波及起搏心房,左室电极头端仅设置起搏功能。本发明能代替目前进口三腔抗心衰起搏系统,可将治疗费用降低70％,对减少患者及医保的经济负担,节约有限的医疗资源用于救治更多患者。(The invention provides a single-chamber anti-heart failure pacing system based on single-left chamber pacing dynamic fusion self-excitation, which comprises a single-chamber pacing pulse generator and a left chamber pacing electrode implanted in the left chamber side or the lateral posterior vein, and is characterized in that: the left ventricular electrode identifies A waves and V waves at the proximal end of the coronary sinus and simultaneously meets the requirements of fixation and stability, the left ventricular electrode is in a pre-molded large S shape at the proximal end of the coronary sinus, 4 sites with sensing and pacing functions are arranged at the top and the bottom of the S shape, the pacing site only has the pacing function at the head end of the left ventricular electrode, the pre-molded S shape is recovered after the steel wire is withdrawn, any site meeting the requirements of the sensing and pacing functions can be detected and programmed to realize the identification of the A waves and the V waves and the pacing atrium, and the head end of the left ventricular electrode is only provided with the pacing function. The invention can replace the imported three-cavity anti-heart failure pacing system at present, can reduce the treatment cost by 70 percent, reduce the economic burden of patients and medical insurance, and save limited medical resources for curing more patients.)

基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统及 方法

技术领域

本发明属于生物医学信号处理领域，特别是涉及基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统及方法。

背景技术

心脏再同步化治疗起搏系统(CRT-P)抗心衰治疗的关键核心技术掌握在国外公司，目前尚无国内自主知识产权的抗心衰起搏系统，价格垄断导致植入进口CRT-P系统费用昂贵，消耗了大量的医疗资源，给国家医保及患者家庭带来沉重的经济负担，而且在经济欠发达的国家及地区，很多慢性心衰(CHF)患者常因经济困难不得不放弃抗心衰起搏治疗；进口的三腔CRT-P系统的右室电极植入需通过三尖瓣，可影响其闭合，导致返流，可诱发并加重心功能不全；另外，经锁骨下静脉植入三根电极不仅增加射线暴露及手术的复杂性及风险，而且三腔起搏系统体积较大，增加血管并发症及囊袋感染风险，尽可能减少电极植入已成为起搏技术发展的趋势，如近来国外研发的治疗心动过缓的无导线起搏器已应用于临床；三腔及双腔起搏系统软硬件设计较单腔系统复杂，且成本高，其成本是单腔起搏系统的2-3倍以上。进行抗心衰起搏治疗的CHF患者的房室结及右侧希-浦系统传导通常正常，右室可以通过自身下传激动而无需起搏。传统的左室电极经由冠状静脉系统植入不需通过三尖瓣，冠状静脉位于左侧房室沟，由冠状窦口进入其远端一定距离内的电极可以同时记录到心房(A)波及心室(V)波及自身的房室传导时间(AVD)，这提示研发一条在冠状窦近端具有感知功能的左室电极感知自身的AVD，再基于该AVD推算单左室起搏的最佳房室间期(AVI)与自身下传激动融合即可实现起搏抗心衰治疗。本发明基于自动优化起搏系统AVI与从右侧希-浦系统正常下传的自身激动融合的单腔CRT系统，可保留房室结的生理性AVD功能并恢复右室生理性激动顺序，更符合生理性；因无需植入右室及右房电极，完全避免右室电极植入导致的三尖瓣返流、诱发房颤及心衰的风险，对提高CRT的应答率、改善CHF患者的心功能、生活质量及预后具有重要意义。本发明原创性建立以国产单腔替代进口三腔CRT-P系统实现CRT的解决方案，可将CRT费用降低70％，由进口三腔CRT-P系统的平均8万降低至2万，可大幅度减少患者及国家医保的经济负担，节约有限的医疗资源用于救治更多的CHF患者，尤其对向经济欠发达的发展中国家及地区具有重要的推广价值及广阔的应用前景。该系统将解决国内无自主知识产权CRT-P系统的困境，符合国家层面加强原始创新及引领性，攻坚关键技术，指向目前迫切需要解决及有长远需求的导向，可解决目前国内抗心衰起搏治疗需完全依赖进口的局面，对提升国内的研发能力及在该领域国内外的影响力具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于起搏与自身激动融合的单腔抗心衰起搏系统及方法，以达到起搏与自身下传的激动融合实现心脏再同步化治疗心衰的目的。

本发明的技术方案是：

第一方面，本发明提供了基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统,包括单腔起搏脉冲发生器，和植入左室侧或侧后静脉的左室起搏电极，左室电极于冠状窦近端识别A波、V波并同时满足固定稳定，左室电极在冠状窦近端呈预塑大S型，在S型的顶及底部设置4个兼有感知及起搏功能的位点，在左室电极头端为起搏位点仅具备起搏功能，当钢丝退出后恢复预塑S型，可检测满足感知及起搏功能要求的任一个位点进行程控实现识别A波、V波及起搏心房，左室电极头端仅设置起搏功能。

第二方面，本发明提供了基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统的方法，包括如下具体步骤为：

下限频率间期1000ms，灵敏度分两档4.5mv及1.5mv，系统默认初始灵敏度4.5mv，运行初始化程序后两档灵敏度交替运行以识别A波及V波，定义如下：基于灵敏度SA(默认4.5mv，可程控)识别到的为A波，继之基于灵敏度SV(默认1.5mv，可程控)识别到的为V波。

S101：运行SA识别第n-2个A波，记为A_n-2；

S102：开启120ms不应期；

S103：运行SV识别V_n-2；

S104：测定A_n-2-V_n-2间期，记为AVD_n-2；

S105：运行SA识别第n-1个A波，记为A_n-1；

S106：测定A_n-2-A_n-1间期；

S107：开启AVD_n-2－VI(ms)不应期；

S108：不应期末开启2×VI ms V波识别窗运行SV识别V波，记为V_n-1；

S109：测定A_n-1-V_n-1间期，记为AVD_n-1；

S110：开启A_n-2-A_n-1间期－AVD_n-1－AI不应期(ms)；

S111：不应期末开启2×AI msA波识别窗运行SA识别An；

S112：运行AVIn＝AVD_n-1×ε。

优选地，在识别A及V波后将启动不应期，同时为保证能正确识别预期的下一个A波及V波，将相邻两个心搏之间A-A间期及AVD的差异的最大值分别定义为AI(默认40ms,可程控)及VI(默认为20ms,可程控),即在识别A波及V波后，下一个A波及V波感知窗口必须在前一个A-A间期及AVD值减AI及VI时开启，即不应期＝A_n-2-A_n-1间期－AVD_n-1－AI或AVD _n-2－VI。

优选地，所述起搏系统AVIn＝AVD n-1×ε，且ε默认0.65，可程控，心房感知补偿默认为30ms。

优选地，将第n个优化的AVI定义为AVIn，将前一个测定到的自身AVD定义为AVD n-1，n为心搏系列，n≥3。

第三方面，本发明提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现第二方面所述方法的步骤。

与现有技术的有益效果是

该系统能代替目前进口三腔抗心衰起搏系统，可将治疗费用降低70％,对减少患者及医保的经济负担，节约有限的医疗资源用于救治更多患者，对向经济欠发达的发展中国家推广具有重要意义及应用价值。

附图说明

图1为单腔抗心衰起搏系统优化AVI算法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例

硬件准备：单腔起搏脉冲发生器为基于国产Qinming 8631单腔起搏脉冲发生器。

如图1所示，本实施例提供了基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统,包括单腔起搏脉冲发生器，和植入左室侧或侧后静脉的左室起搏电极，左室电极于冠状窦近端识别A波、V波并同时满足固定稳定，左室电极在冠状窦近端呈预塑大S型，在S型的顶及底部设置4个兼有感知及起搏功能的位点，在左室电极头端为起搏位点仅具备起搏功能，当钢丝退出后恢复预塑S型，可检测满足感知及起搏功能要求的任一个位点进行程控实现识别A波、V波及起搏心房，左室电极头端仅设置起搏功能。

基于单左室起搏动态融合自身激动的单腔抗心衰起搏系统的工作方法，包括如下具体步骤为：

下限频率间期1000ms，灵敏度分两档4.5mv及1.5mv，系统默认初始灵敏度4.5mv，运行初始化程序后两档灵敏度交替运行以识别A波及V波，定义如下：基于灵敏度SA(默认4.5mv，可程控)识别到的为A波，继之基于灵敏度SV(默认1.5mv，可程控)识别到的为V波；在识别A及V波后将启动不应期，同时为保证能正确识别预期的下一个A波及V波，将相邻两个心搏之间A-A间期及AVD的差异的最大值分别定义为AI，默认40ms,可程控，及VI默认为20ms,可程控，即在识别A波及V波后，下一个A波及V波感知窗口(分别持续2×AI ms及2×VIms)必须在前一个A-A间期及AVD值减AI及VI时开启，即不应期＝A_n-2-A_n-1间期－AVD_n-1－AI或AVD _n-2－VI。

S101：运行SA识别第n-2个A波，记为A_n-2；

S102：开启120ms不应期；

S103：运行SV识别V_n-2；

S104：测定A_n-2-V_n-2间期，记为AVD_n-2；

S105：运行SA识别第n-1个A波，记为A_n-1；

S106：测定A_n-2-A_n-1间期；

S107：开启AVD_n-2－VI(ms)不应期；

S108：不应期末开启2×VI ms V波识别窗运行SV识别V波，记为V_n-1；

S109：测定A_n-1-V_n-1间期，记为AVD_n-1；

S110：开启A_n-2-A_n-1间期－AVD_n-1－AI不应期(ms)；

S111：不应期末开启2×AI msA波识别窗运行SA识别An；

S112：运行AVIn＝AVD_n-1×ε。

所述起搏系统AVIn＝AVD _n-1×ε，且ε默认0.65，可程控，心房感知补偿默认为30ms。

将第n个优化的AVI定义为AVIn，将前一个测定到的自身AVD定义为AVD _n-1，n为心搏系列，n≥3。

本发明的工作原理为：设计的左室电极在冠状窦近端呈预塑大S型，在S型的顶及底部设置4个具感知及起搏功能的位点，在左室电极头端设置起搏位点，当撤出钢丝后恢复预塑S型，可在冠状窦内识别到A波、V波及自身的AVD,程控检测满足感知要求的任一个位点进行感知及起搏。将左室激动需要优先于自身AVD的程度定义为左室优先系数(ε，默认0.65，可程控)，即起搏系统优化的AVI占自身AVD的百分比，即ε＝优化的AVI/自身AVD，基于Qinming 8631单腔起搏系统，灵敏度分两档4.5mv及1.5mv，加载逐搏识别自身A波、V波及测定自身AVD的算法，运行初始化程序后交替运行两档灵敏度以分别识别A波及V波，基于A波灵敏度(SA，默认4.5mv，可程控)识别到的为A波，继之基于V波灵敏度(SV，默认1.5mv，可程控)识别到的为V波，同时可以自动测定两个相邻A波及V波之间的时间间期即自身的AVD，自身AVD会随心房间期发生变化，本系统将根据算法逐跳基于前一心搏的自身AVD计算起搏系统的最佳AVI，即AVIn＝AVD_n-1×ε(其中ε默认0.65，可程控，也可在起搏系统植入后通过滴定优化获得ε)，以达到起搏与自身下传的激动融合实现心脏再同步化治疗心衰的目的。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。