用于基于设备的动态延迟调整的系统

文档序号:689191 发布日期:2021-04-30 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 用于基于设备的动态延迟调整的系统 (System for device-based dynamic delay adjustment ) 是由 N.巴迪 C.福尔曼 J.鲁德 A.戈伊尔 于 2019-09-19 设计创作,主要内容包括:提供了用于基于设备的动态AV延迟调整的方法和设备。该方法包括被配置为位于靠近心房(A)位点和右心室(RV)位点的电极。该方法利用一个或多个处理器来检测心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件,并测量与在Ap事件或As事件与感测心室(Vs)事件之间的间隔相对应的AV间隔。该AV间隔与当前心率(HR)相关联。该方法直接基于测量的AV间隔自动动态调整第一AV延迟,识别与当前HR相关联的比例因子,通过基于比例因子缩放第一AV延迟来计算第二AV延迟,并基于第一AV延迟和第二AV延迟来管理由IMD利用的起搏疗法。(Methods and devices are provided for device-based dynamic AV delay adjustment. The method includes an electrode configured to be positioned proximate to an atrial (a) site and a Right Ventricular (RV) site. The method utilizes one or more processors to detect atrial pacing (Ap) events or atrial sensing (As) events and measure AV intervals corresponding to intervals between the Ap events or As events and sensed ventricular (Vs) events. The AV interval is associated with the current Heart Rate (HR). The method automatically dynamically adjusts the first AV delay based directly on the measured AV interval, identifies a scaling factor associated with the current HR, calculates a second AV delay by scaling the first AV delay based on the scaling factor, and manages pacing therapies utilized by the IMD based on the first AV delay and the second AV delay.)

用于基于设备的动态延迟调整的系统

相关申请

本申请要求2019年9月18日提交的美国非临时性申请序列号16/574,930(案卷13327US01)(13-323)的优先权,其全部公开通过引用并入本文。

本申请要求2018年9月21日提交的临时性申请序列号62/734,817的优先权,其全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本文的实施例总体涉及可植入式医疗设备,更具体地涉及调整与固有和起搏心房活动相关的房室延迟。

背景技术

可植入式医疗设备(IMD)和左心室(LV)引线设计的进步已经改善了电刺激、延迟和起搏,得到了更好的患者结果。房室(AV)电和机械同步的丢失可以导致不足的心室去极化,引发次优疗法。最优的AV延迟(AVD)可以通过融合固有的传导波前和设备起搏来改善电同步,以产生增强的心室去极化和增加的心脏输出。

心脏再同步疗法(CRT)已被示出为改善了心力衰竭(HF)患者的血液动力学,特别是当AVD已针对每个患者被个体化时。当基于超声心动图(ECG)或血压度量为每个患者选择了AVD时,对于每位患者的AVD编程通常在植入时在临床中进行。这种一次性、静态的AVD选择没有考虑到在患者离开临床后,在患者的机电传导中的短期改变(每小时地;例如,运动、睡眠)或长期改变(每月地;例如,疾病进展)。

已经提出了随着时间调整AVD的至少一种方案。在该传统方案中,AV间隔(AVI)被测量,并且AVD被设置为等于AV间隔减少临床医生编程的固定量。周期地,传统方案延长AVD以再测量固有的AV间隔。该方案并行地编程两个不同的AV延迟:感测心房事件后的AVD(AVDs)和起搏心房事件后的AVD(AVDp)。

然而,传统方案在与同AVDs和AVDp有关的两个用例相关的方面经历了某些限制。当在心房感测期间测量固有AV间隔(例如,As-Vs事件:由RA引线感测到固有心房跳动[As],以及然后由RV引线感测固有心室跳动[Vs])时,第一用例发生。As有关的固有AV间隔被用于计算新的AVDs值,该新的AVDs值用于在每个随后的As事件后递送心室起搏(Vp)。然而,新的AVDp值也被编程为处理任何潜在的心房起搏事件。在当前的方案中,AVDp被设置为等于AVDs加上由临床医生设置的固定时间段。换句话说,传统的方案通过将AVDs扩展在临床上编程的较长的默认起搏和感测AVD值之间的差来间接计算新的AVDp。

当在心房起搏期间测量固有AV间隔(例如,Ap-Vs事件:由RA引线递送起搏心房跳动[Ap],以及然后由RV引线感测固有心室跳动[Vs])时,第二用例发生。Ap有关的固有AV间隔被用于计算新的AVDp值,该新的AVDp值用于在每个后续Ap事件后递送Vp。类似上文描述场景,新的AVDs值也被编程为处理任何潜在的心房感测事件。在当前的方案中,AVDs被设置为等于AVDp减去由临床医生设置的固定时间段。

典型地,临床医生将AVDp-default(AVDp-默认)设置为大于AVDs-default(AVDs-默认),以解决以下间隔之间的差异:(i)从心房起搏跳动到心室引线的传导时间(Ap-Vs),以及(ii)从由心房引线感测的固有窦房结节跳动到由心室引线感测到该同一跳动的时间(As-Vs)。然而,在经编程的默认AVDs-default和AVDp-default值之间的差异典型地不是基于患者特定的传导测量。当试图提供同步疗法时,原始心房事件的性质(即,As或Ap)很重要。当传统方案再编程AVDs和AVDp两者时,设备可在扩展的跳动系列期间(例如,32次跳动或256次跳动)从心房感测切换到心房起搏(或反之亦然)。在其中设备递送心房起搏的、扩展的跳动系列期间,设备还使用间接计算的AVDp值来确定何时递送心室起搏。AVDp不是从测量的Ap-Vs间隔直接计算到的,并因此存在设备没有以期望的方式定时心室起搏事件的可能性。考虑到该AVDp不是患者特定的,间接计算的AVDp可能无法提供适当的AV同步。类似地,当传统方案测量与心房起搏事件相关的Ap-Vs间隔时,传统方案直接对AVDs进行编程。因此存在设备没有以期望的方式定时心室起搏事件的可能性。考虑到该AVDs不是患者特定的,间接计算的AVDs可能无法提供适当的AV同步。

仍然需要提供动态AV定时调整的方法和系统,该动态AV定时调整适配于每个患者持续改变的心血管状态。

发明内容

根据本文的实施例,提供了用于基于设备的动态AV延迟调整的方法。该方法包括被配置为位于靠近心房(A)位点和右心室(RV)位点的电极。该方法利用用于检测心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件的一个或多个处理器,并测量与在Ap事件或As事件与感测心室(Vs)事件之间的间隔相对应的AV间隔。该AV间隔与当前心率(HR)相关联。该方法直接基于测量的AV间隔自动动态调整第一AV延迟,识别与当前HR相关联的比例因子,通过基于比例因子缩放第一AV延迟来计算第二AV延迟,并基于第一AV延迟和第二AV延迟来管理由IMD利用的起搏疗法。

可选地,所测量的AV间隔可以表示测量的As-Vs间隔,并且第一AV延迟可以表示感测AV延迟(AVDs),该感测AV延迟可以通过从测量的As-Vs间隔减去偏移来计算。第二AV延迟可以表示起搏AV延迟(AVDp),该起搏AV延迟可以通过将AVDs乘以或除以比例因子来计算。比例因子可以表示在基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的比率。

所测量的AV间隔可以表示测量的Ap-Vs间隔,并且第一AV延迟可以表示起搏AV延迟(AVDp),该起搏AV延迟可以通过从测量的Ap-Vs间隔减去偏移来计算。第二AV延迟可以表示感测AV延迟(AVDs),该感测AV延迟可以通过将AVDp乘以或除以比例因子来计算。

可选地,该方法还可以包括在共同的基础HR范围期间测量基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。该方法可以计算比例因子作为基础As-Vs间隔和Ap-Vs间隔之间的比率,并且可以存储与基础HR范围相关的比例因子。识别操作还可以包括基于当前HR和基础HR范围之间的相关性来识别比例因子。该方法还可包括重复与不同基础HR范围相关的测量、计算和存储操作,以获得与不同基础HR范围相关联的多个基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。识别操作可以包括从基础HR范围中识别出可以对应于当前HR的选定基础HR范围,并且可以利用与选定基础HR范围相关联的比例因子来计算第二AV延迟。

可选地,在搜索窗口期间,该方法可以扩展第一AV延迟和第二AV延迟以对应于默认搜索AV延迟(AVDsearch)。该方法可以在搜索窗口期间对于预定数量的心脏跳动感测心脏活动,可以识别心脏活动是否指示传导阻滞条件或非传导阻滞条件,并且可以仅当识别出非传导阻滞条件时,重复确定、计算和调整操作。识别操作可以包括当在默认搜索AV延迟AVDsearch期间比选定数量更少的心脏跳动展现出感测心室事件时,将心脏活动识别为指示传导阻滞条件。比例因子可以在基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间。

根据本文的实施例,提供了可植入式医疗设备(IMD)。该设备包括被配置为位于靠近心房(A)位点和右心室(RV)位点的电极。存储器存储程序指令。一个或多个处理器被配置为实施程序指令,以检测心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件,并测量与在Ap事件或As事件与感测心室(Vs)事件之间的间隔相对应的AV间隔。该AV间隔与当前心率(HR)相关联。该方法直接基于测量的AV间隔自动动态调整第一AV延迟,并识别与当前HR相关联的、基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的比例因子。该方法通过基于比例因子对第一AV延迟进行缩放来计算第二AV延迟,并基于第一AV延迟和第二AV延迟管理由IMD利用的起搏疗法。

可选地,所测量的AV间隔可以表示测量的As-Vs间隔,并且第一AV延迟可以表示感测AV延迟(AVDs),其可以通过从测量的As-Vs间隔减去偏移来计算。第二AV延迟可以表示起搏AV延迟(AVDp),其可以通过将AVDs乘以或除以比例因子来计算。所测量的AV间隔可以表示测量的Ap-Vs间隔,并且第一AV延迟可以表示起搏AV延迟(AVDp),其可以通过从测量的Ap-Vs间隔减去偏移来计算。第二AV延迟可以表示感测AV延迟(AVDs),其可以通过将AVDp乘以或除以比例因子来计算。

可选地,一个或多个处理器还可以被配置为在共同的基础HR范围期间测量基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。该设备可以存储与基础HR范围相关的比例因子。识别操作还可以包括基于当前HR与基础HR范围识别比例因子。一个或多个处理器还可以被配置为重复测量,并且可以存储与不同基础HR范围相关的操作,以获得与不同基础HR范围相关的多个基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。识别操作可以包括从基础HR范围中识别出可以对应于当前HR的选定基础HR范围,并且可以利用与选定基础HR范围相关联的比例因子来计算第二AV延迟。

可选地,在搜索窗口期间,一个或多个处理器可以扩展第一AV延迟和第二AV延迟以对应于默认搜索AV延迟(AVDsearch)。该处理器可以在搜索窗口期间对于预定数量的心脏跳动感测心脏活动,可以识别心脏活动是否指示传导阻滞条件或非传导阻滞条件,并且可以仅当识别出非传导阻滞条件时,重复确定、计算和调整操作。

根据本文的实施例,提供了用于基于设备的动态A-HIS延迟调整的方法。该方法提供了被配置为位于靠近心房(A)位点和HIS束(HIS)位点的电极。该方法利用了利用一个或多个处理器来检测心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件,并测量与在Ap事件或As事件与感测HIS束事件之间的间隔相对应的A-HIS间隔。该AV间隔与当前心率(HR)相关联。该方法直接基于测量的A-HIS间隔自动动态调整第一A-HIS延迟,并识别与当前HR相关联的比例因子。该方法通过基于比例因子对第一A-HIS延迟进行缩放来计算第二A-HIS延迟,并基于第一和第二A-HIS延迟管理由IMD利用的起搏疗法。

可选地,所测量的A-HIS间隔可以表示测量的As-HIS间隔,并且第一A-HIS延迟可以表示感测A-HIS延迟,其可以通过从测量的As-HIS间隔减去偏移来计算。第二A-HIS延迟可以表示起搏A-HIS延迟,其可以通过将感测A-HIS延迟乘以或除以比例因子来计算。比例因子可以表示在基础As-HIS间隔和基础Ap-HIS间隔之间的比率。

附图说明

图1示出了根据本文实施例的打算用于在心脏附近的位点处皮下植入的可植入式医疗设备(IMD)。

图2示出了根据本文实施例的IMD的示意图。

图3A示出了根据本文实施例的用于测量和分仓(bin)AV间隔并计算比例因子的计算机实施的方法。

图3B示出了根据本文实施例的用于直接或通过缩放设置AVDs和AVDp值的计算机实施的方法。

图4示出了根据本文实施例的用于实施AV同步的整体过程。

具体实施方式

本文使用的术语“As-Vs间隔”是指从感测心房(As)事件到感测心室(Vs)事件的测量的固有传导时间。感测心室事件可以是右心室事件或左心室事件。本文使用的术语“Ap-Vs间隔”是指从起搏心房(Ap)事件到感测心室(Vs)事件的测量的固有传导时间。感测心室事件可以是右心室事件或左心室事件。

本文使用的术语“As-RVs间隔”是指从感测心房(As)事件到感测右心室(RVs)事件的测量的固有传导时间。本文使用的术语“Ap-RVs间隔”是指从起搏心房(Ap)事件到感测右心室(RVs)事件的测量的固有传导时间。

本文使用的术语“As-LVs间隔”是指从感测心房(As)事件到感测左心室(LVs)事件的测量的固有传导时间。本文使用的术语“Ap-LVs间隔”是指从起搏心房(Ap)事件到感测左心室(LVs)事件的测量的固有传导时间。

术语“房室延迟”和“AVD”是指由与递送疗法相关的可植入式医疗设备要使用的编程时间延迟。

术语“AVDs”指当在AVDs到期前固有心室事件没有发生时,与在感测心房事件后在心室位点处递送疗法有关的AVD。

术语“AVDp”指当在AVDp到期前固有心室事件没有发生时,与在起搏心房事件后在心室位点处递送疗法有关的AVD。

术语“A-LVDp”指当在A-LVDp到期前固有左心室事件没有发生时,与在起搏心房事件后在左心室位点处递送疗法有关的AVD。

术语“A-LVDs”被用来指当在A-LVDs到期前固有左心室事件没有发生时,与在固有感测心房事件后在左心室位点处递送疗法有关的AVD。

术语“仅LV起搏”是指植入的医疗装置的操作模式,其中LV起搏但RV不起搏。

根据本文的实施例,描述了用于AVD的动态调整同时解决了在心房起搏事件和心房感测事件之间的心房事件的性质中的依赖性变化的方法和系统。本文实施例的AVDs和AVDp的动态调整同时解决在As-Vs和Ap-Vs间隔之间的差异是以患者特定的方式。As-Vs和Ap-Vs间隔以相似的心率直接测量,并且起搏/感测(P/S)比例因子计算为在源自感测和起搏心房事件的测量的基础AV间隔之间的比率(R=基础Ap-Vs/基础As-Vs)。在操作期间,当As-Vs间隔在搜索窗口中被测量并用于定义AVDs时,基于AVDs和比例因子计算出对应的缩放的AVDp值,诸如AVDp=AVDs×R。替代地,当AP-Vs间隔在搜索窗口期间被测量并用于定义AVDp时,基于AVDp和比例因子计算出对应的缩放的AVDs值,诸如AVDs=AVDp/R。使用比例因子在AVDp和AVDs值之间进行转换,本文的实施例解决(考虑)了As-Vs和Ap-Vs间隔中患者特定的差异,这些差异取决于心房引线、窦房结和房室结的相对位置以及相应的传导速度。另外,使用比例因子在AVDp和AVDs值之间进行转换,本文的实施例,划分出As-Vs和Ap-Vs间隔对心率(HR)的任何依赖性。

可以结合提供右侧起搏的IMD(例如,RA引线和RV引线)和/或提供双心室起搏的IMD(例如,RA引线、RV引线和诸如四极LV引线的LV引线)来实施本文的实施例。

图1示出了根据本文实施例的打算用于在心脏111附近的位点处皮下植入的可植入式医疗设备(IMD)100。IMD 100可以是双腔室刺激设备,能够用刺激疗法治疗快速和慢速心律失常两者,该刺激疗法包括心脏复律、起搏刺激、可植入式心脏复律除颤器、暂停性心动过速检测、快速性心律失常疗法等等。IMD 100可以包括用于容纳电子/计算组件的外壳101。外壳101(其通常被称为“罐”、“壳体”、“包装”或“壳体电极”)可以被可编程地选择以作为某些刺激模式的回流电极。外壳101还包括具有多个端子200-210(如图2中示出的)的连接器109。

IMD 100被示出通过左心房(LA)引线120的方式与心脏111电连接,该左心房(LA)引线120具有右引线112和左心房(LA)环形电极128。IMD 100还通过右心室(RV)引线110的方式与心脏111电连接,在本实施例中,该右心室(RV)引线110具有左心室(LV)电极132(例如,P4)、LV电极134(例如,M3)、LV电极136(例如,M2)和LV电极138(例如,D1)。RV引线110经静脉插入心脏111以将RV线圈122置于RV心尖,以及插入SVC线圈电极116。因此,RV引线110能够接收心脏信号并以起搏和冲击(shock)疗法的形式向右心室140(也称为RV腔室)递送刺激。IMD 100包括RV尖端电极126,以及右心房(RA)电极123。RV引线110包括RV尖端电极126、RV环形电极124、RV线圈电极122和SVC线圈电极116。

IMD 100包括左心室142(例如,左腔室)起搏疗法,并耦接到多极LV引线114,该多极LV引线114被设计用于放置在各种位置,诸如“CS区域”(例如,左心室的静脉血管,包括冠状窦(CS)、大心静脉、左缘静脉、左室后静脉、中心静脉和/或小心静脉或冠状窦可接入的任何其它心静脉的任何部分)、心外膜空间等等。

在实施例中,LV引线114被设计为接收心房和心室心脏信号,并使用多个LV电极132、134、136、138的集合递送左心室起搏疗法。LV引线114还可以使用至少LA环形电极128递送左心房起搏疗法,并使用至少LA环形电极128递送冲击疗法。在替代实施例中,LV引线114包括LV电极138、136、134和132,但不包括LA电极130。LV引线114可以是例如由St.JudeMedical Inc.(总部位于明尼苏达州圣保罗)开发的QuartetTM LV起搏引线,其在LV引线上包括四个起搏电极。虽然在图1中示出了三个引线110、112和114,但可选地可以使用具有起搏、感测和/或冲击电极的各种配置的、更少的或额外的引线。例如,LV引线114可以具有比四个LV电极132-138更多或更少的电极。

参考LV电极132(也称为P4)与右心室140的距离,该电极被示出为最“远端”的LV电极。LV电极138(也称为D1)被示出为到左心室142最“近端”的LV电极132-138。LV电极136和134被示出为在分别为远端LV电极138和近端LV电极132之间的“中间”LV电极(也称为M3和M2)。因此,为了更贴切地描述它们的相对位置,LV电极138、136、134和132可以分别称为电极D1、M2、M3和P4(其中“D”代表“远端”,“M”代表“中间”,“P”代表“近端”,并且s从最远端到最近端排列,如图1所示)。可选地,在引线114上可以提供比四个LV电极D1、M2、M3和P4更多或更少的LV电极。

LV电极132-138被配置为使得每个电极可被利用来递送起搏脉冲和/或感测起搏脉冲(例如,监视LV组织对起搏脉冲的响应)。在起搏向量或感测向量中,每个LV电极132-138可被控制为充当阴极(负电极)。可以在电极之间定向提供起搏脉冲以定义起搏矢量。在起搏矢量中,生成的脉冲通过阴极施加到周围的心肌组织。定义起搏向量的电极可以是心脏111中的电极,或者位于心脏111外部(例如,在外壳/壳体设备101上)。例如,外壳/壳体101可以被称为外壳101,并且在单极起搏和/或感测向量中充当阳极。RV线圈122也可以在单极起搏和/或感测向量中充当阳极。LV电极132-138可以用于提供各种不同的向量。向量中的一些是心室内LV向量(例如,在LV电极132-138中的两个电极之间的向量),而其他向量是心室间向量(例如,在LV电极132-138和RV线圈122或远离左心室142的另一电极之间的向量)。具有LV阴极的各种示例性双极感测向量,其可用于使用LV电极D1、M2、M3和P4以及RV线圈122进行感测。各种其他类型的引线和IMD 100可以与各种其他类型的电极和电极组合一起使用。利用RV线圈电极作为阳极只是一个示例。可以配置各种其他电极作为阳极电极。

额外地或可替代地,引线可以与位于靠近一个或多个HIS束的电极一起植入。可选地,图1中示出的一个或多个引线可以与位于靠近HIS束的一个或多个额外电极一起提供。位于靠近HIS束的电极可以被配置为感测HIS束处的电激活和/或向HIS束递送起搏脉冲。

图2示出了100的IMD的示意图。IMD 100可以是双腔室刺激设备,能够用刺激疗法治疗快速和慢速心律失常两者,该刺激疗法包括心脏复律、起搏刺激、可植入式心脏复律除颤器、暂停性心动过速检测、快速性心律失常疗法等等。

IMD 100具有用于容纳电子/计算组件的外壳101。外壳101(其通常被称为“罐”、“壳体”、“包装,或对我而言是新的“壳体电极”)可以被可编程地选择以作为某些刺激模式的回流电极。外壳101还包括具有多个端子200-210的连接器(未示出)。这些端子可以连接到位于在心脏内或心脏周围的各种位置的电极。例如,端子可以包括:要耦接到位于第一腔室中的第一电极(例如,尖端电极)的端子200;要耦接到位于第二腔室中的第二电极的端子202;要耦接到位于第一腔室中的电极的端子204;要耦接到位于第二腔室中的电极的端子206;要耦接到电极的端子208;以及要耦接到位于冲击电路280中的电极的端子210。每个电极的类型和位置可以不同。例如,电极可以包括环形、尖端、线圈和冲击电极等的各种组合。

IMD 100包括可编程微控制器220,该可编程微控制器220控制IMD 100的各种操作,包括心脏监视和刺激疗法。微控制器220包括微处理器(或等效的控制电路)、一个或多个处理器、RAM和/或ROM存储器、逻辑和定时电路、状态机电路和I/O电路。IMD 100还包括心房和/或心室脉冲生成器222,该心房和/或心室脉冲生成器222生成刺激脉冲,以用于将期望的电极连接到适当的I/O电路,从而促进电极可编程性。开关226由来自微控制器220的控制信号228控制。

图2中示出了脉冲生成器222。可选地,IMD 100可包括类似于脉冲生成器222的多个脉冲生成器,其中每个脉冲生成器被耦接到一个或多个电极,并由微控制器220控制以将(多个)选定的刺激脉冲递送到对应的一个或多个电极。IMD 100包括选择性地耦接到一个或多个电极的感测电路244,该感测电路244通过开关226执行感测操作以检测心脏111的腔室中的心脏活动的存在。感测电路244的输出连接到微控制器220,该微控制器220响应于心脏活动的不存在或存在转而触发或抑制脉冲生成器222。感测电路244从微控制器220接收控制信号246,用于控制增益、阈值、极化电荷移除电路(未示出)以及耦接到感测电路的输入的任何阻塞电路(未示出)的定时的目的。

在图2的示例中,示出了感测电路244。可选地,IMD 100可以包括类似于感测电路244的多个感测电路244,其中每个感测电路被耦接到一个或多个电极,并由微控制器220控制以感测在对应的一个或多个电极处检测到的电活动。感测电路224可以以单极感测配置或双极感测配置操作。

IMD 100还包括经由开关226耦接到一个或多个电极以跨任何的期望电极对采样心脏信号的模数(A/D)数据采集系统(DAS)250。DAS 250被配置为获取心脏内电图信号,将原始模拟数据转换为数字数据并存储数字数据以用于稍后处理和/或到外部设备254(例如,编程器、本地收发器或诊断系统分析器)的遥测传输。DAS 250由来自微控制器220的控制信号256控制。

微控制器220包括心律失常检测器234,用于分析由感测电路244和/或DAS 250感测的心脏活动信号。心律失常检测器234被配置为分析在各种感测位点感测的心脏信号。

微控制器220还包括AVD调整模块235,除了其他事之外,该AVD调整模块被配置为执行本文描述的方法的操作。AVD调整模块235被配置为实施程序指令以:检测心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件;测量与Ap事件或As事件与感测心室(Vs)事件之间的间隔相对应的AV间隔,该AV间隔与当前心率(HR)相关联;直接基于测量的AV间隔自动动态调整第一AV延迟;识别在与当前HR相关联的基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的比例因子;通过基于比例因子对第一AV延迟进行缩放,计算第二AV延迟;以及基于第一AV延迟和第二AV延迟,管理由IMD利用的起搏疗法。AVD调整模块235在校准模式期间确定基础As-Vs和基础Ap-Vs间隔。在校准之后,AVD调整模块235进入搜索模式以检测AV间隔的变化。

当AVD调整模块235测量源自感测心房事件的AV间隔时,AVD调整模块235指定第一AV延迟来表示感测AV延迟(AVDs),并通过从测量的As-Vs间隔减去偏移来直接计算AVDs。偏移可以是由医师输入的和/或由IMD自动识别的预编程值。可选地,偏移可以表示基于百分比的偏移,该偏移是根据本文标识并通过引用并入本文的相关共同未决申请中描述的一个或多个实施例计算的。AVD调整模块235间接地设置第二AV延迟,表示起搏AV延迟(AVDp)。AVD调整模块235通过将AVDs乘以或除以从基础间隔确定的比例因子来计算缩放的AVDp。

替代地,在搜索模式期间,当被测量的AV间隔源自起搏心房事件时,AVD调整模块235指定第一AV延迟来表示起搏AV延迟(AVDp)。通过从测量的Ap-Vs间隔减去偏移来计算AVDp。AVD调整模块235定义第二AV延迟以表示感测AV延迟(AVDs)。通过将AVDp乘以或除以比例因子来计算缩放的AVDs。

在校准模式期间,导出与一个或多个HR范围相关的一个或多个比例因子。对于每个HR范围,AVD调整模块235还可以被配置为在处于共同的基础HR范围内的心脏跳动期间测量基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。AVD调整模块235存储与每个基础HR范围相关的比例因子。此后,在动态调整AV延迟的操作期间(例如,图3B),AVD调整模块235基于在搜索模式期间识别的当前HR来识别要使用的比例因子之一。AVD调整模块235还可以被配置为重复测量,并且存储与不同基础HR范围相关的操作以获得与不同基础HR范围相关的多个基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。当确定了不同HR范围的多个比例因子时,在图3B的操作期间,AVD调整模块235从多个基础HR范围中识别出与当前HR相对应的选定基础HR范围,并利用与该选定基础HR范围相关的比例因子来计算第二AV延迟。

额外地或替代地,在搜索窗口期间,AVD调整模块235还可以被配置为扩展第一AV延迟和第二AV延迟,以对应于默认搜索AV延迟(AVDsearch)。AVD调整模块235在搜索窗口期间对于预定数量的心脏跳动感测心脏活动,识别心脏活动是否指示传导阻滞条件或非传导阻滞条件,并且仅当识别出非传导阻滞条件时,重复确定、计算和调整操作。

额外地或者替代地,当在默认搜索AV延迟AVDsearch期间比选定数量的心脏跳动更少的跳动展现出感测心室事件时,AVD调整模块235将心脏活动识别为指示传导阻滞条件。

额外地或者替代地,AVD调整模块235可以指定第一AV延迟和第二AV延迟以对应于感测AV延迟(AVDs)和起搏AV延迟(AVDp)。AVD调整模块235还可以被配置为识别传导阻滞的存在,并且响应于此,将AVDs和AVDp分别恢复到基础AVDs-base(AVDs-基础)和基础AVDp-base(AVDp-基础)编程长度;并且保持基础AVDp-base和基础AVDs-base编程长度达选定的第二数量的心脏跳动。

额外地或者替代地,AVD调整模块235可被配置为执行上文讨论的操作和下文描述的与在HIS束位点(HISs)处感测固有活动和在HIS束位点处递送起搏脉冲有关的操作。例如,HIS束感测/起搏位点可替代一个或多个右心室感测/起搏位点。作为另一示例,HIS束感测/起搏位点可以替代一个或多个左心室感测/起搏位点。当HIS束感测/起搏位点替代为左心室或右心室感测/起搏位点时,本文描述的操作在感测或起搏心房事件和感测HIS束事件而不是感测心室事件之间预先执行。

微控制器220通过合适的数据/地址总线262可操作地耦接到存储器260。由微控制器220使用的可编程操作参数被存储在存储器260中,并用于定制IMD 100的操作以适合特定患者的需求。IMD 100的操作参数可以通过遥测电路264与外部设备254经由通信链路266(例如,MICS、低能量蓝牙等等)进行遥测通信,非侵入性地编程到存储器260中。

IMD 100还可以包括一个或多个生理传感器270。这种传感器通常被称为“速率(rate)响应式”传感器,因为它们通常用于根据患者的运动状态调整起搏刺激率。然而,生理传感器270还可以用于检测心脏输出的变化、心脏的生理条件的变化或活动的昼夜变化(例如,检测睡眠和觉醒状态)。由生理传感器270生成的信号被传递到微控制器220用于分析。虽然示出为被包括在IMD 100内,但(多个)生理传感器270可以在IMD 100外部,还仍可植入患者体内或由患者携带。生理传感器的示例可以包括(例如)感测呼吸率、血液的pH、心室梯度、活动、位置/姿势、每分通气量(MV)/等等的传感器。

电池272向IMD 100中的所有组件提供操作电力。电池272能够在低电流消耗(current drains)下操作达长时间段,并且在患者要求冲击脉冲(例如,超过2A、电压高于2V达10秒或更长的时段)时能够提供高电流脉冲(用于电容充电)。电池272还期望具有可预测的放电特性,从而可以检测选择性更换时间。作为一个示例,IMD 100采用锂/银氧化钒电池。

IMD 100还包括阻抗测量电路274,该阻抗测量电路可用于许多事情,包括感测呼吸相位。阻抗测量电路274与开关226耦接,从而任何所期望的电极和/或端子可以用于测量与监测呼吸相位相关的阻抗。

微控制器220还通过控制信号282的方式来控制冲击电路280。冲击电路280按照微控制器220的控制,生成低能量(例如,至多0.5焦耳)、中等能量(例如,0.5-10焦耳)或高能量(例如,11-40焦耳)的冲击脉冲。这样的冲击脉冲通过冲击电极施加到患者的心脏。也许注意到,冲击疗法电路是可选的,并且可以不在IMD 100中实施。

微控制器220还包括定时控制232,其用于控制这样的刺激脉冲的定时(例如,起搏率、心房-心室(AV)延迟、心房互导(A-A)延迟、或心室互导(V-V)延迟),以及保持跟踪不应期的定时、消隐间隔、噪声检测窗口、诱发响应窗口、警戒间隔、标记通道定时等。开关226包括多个开关,用于将期望的电极连接到适当的I/O电路,从而提供完整的电极可编程性。因此,如本领域中已知的。开关226响应于来自微控制器220的控制信号228,通过选择性地闭合适当的开关组合(未示出)来确定刺激脉冲的极性(例如,单极性、双极性等)。

微控制器220被示出以包括定时控制232,以控制刺激脉冲的定时(例如,起搏率、房室(AV)延迟、心房互导(A-A)延迟或心室互导(V-V)延迟等)。AV延迟被管理以提供融合AV延迟,以融合起搏脉冲与固有波前的定时。定时控制232还可以用于不应期的定时、消隐间隔、噪声检测窗口、诱发反应窗口、警戒间隔、标记通道定时等。微控制器220还具有形态检测器236,以审查和分析心脏信号的形态的一个或多个特征。虽然未示出,但微控制器220还可以包括协助监视患者心脏的各种状况和管理起搏疗法的其他专用电路和/或固件/软件组件。

IMD 100还配备有通信调制解调器(调制器/解调器)240,以使能与其他设备、植入设备和/或外部设备的无线通信。在一个实施方式中,通信调制解调器240可以使用在电极对之间传输的信号的高频调制。作为一个示例,信号可以在大约10-80kHz的高频范围内传输,因为这样的信号在不刺激心脏或被患者感觉到的情况下穿过身体组织和液体。

图3A示出了根据本文实施例的用于测量和分仓AV(和/或A-HIS)间隔并计算比例因子的计算机实施的方法。该方法受配置有特定可执行指令的一个或多个处理器的控制。该方法可以部分地或完全地由IMD的一个或多个处理器实施。额外地或者可替代地,该方法可以部分地或完全地由本地外部设备(例如,智能手机、床边监视器、临床医生程序员)和/或远程服务器的一个或多个处理器实施。如后文解释,图3A的操作可以在校准期间和/或在与AV同步设置操作相关的搜索模式期间执行。可选地,图3A的操作可以在患者正经历正常传导或异常传导阻滞条件的识别后,在搜索模式的终止后执行。可选地,图3A的操作可以在心率改变并从一个HR范围移动到另一个HR范围时执行。图3A的操作主要是结合心房和心室事件来描述,但可以理解,代替或除了执行与心房和心室事件相关的操作之外,可以执行与心房和HIS束事件相关的操作。

在302处,一个或多个处理器检测到起搏心房(Ap)事件或感测心房(As)事件。当检测到起搏或感测心房事件时,启动一个或多个AV间隔定时器。

在304处,一个或多个处理器针对感测心室(Vs)事件监视RV感测通道。Vs事件可以发生在RV感测位点或LV感测位点,或两者处。可选地,感测RV(RVs)事件可以与感测LV(LVs)事件分离检测。

在304处,一个或多个处理器自动降低当前编程的起搏率,诸如通过将基础起搏率设置为比基于当前固有心率将以其他方式被设置的起搏率低5-10bpm。通过降低编程的起搏率,图3A的过程允许固有心房事件发生。基础起搏率仅降低了每分钟几次跳动(bpm),因此,如果固有心房事件没有发生,即使在扩展的起搏率期间,IMD最终将递送疗法。此外,一个或多个处理器还将感测AV延迟设置为大于基于固有感测心房和感测心室事件将以其他方式设置的时间间隔的持续时间。通过延长感测AV延迟,图3A的过程允许固有心室事件发生。感测AV延迟仅延长了预定量,因此,如果固有心室事件没有发生,即使在延长的感测AV延迟期间,IMD将最终递送心室疗法。

在306处,一个或多个处理器确定测量的AV间隔。测量的AV间隔可以对应于在感测心房事件和感测心室事件之间的间隔(As-Vs间隔)或在起搏心房事件和感测心室事件之间的间隔(Ap-Vs间隔)。处理器基于302处的心房事件是感测事件还是起搏事件,分别将测量的AV间隔记录为As-Vs间隔或Ap-Vs间隔。

可选地,根据本文的实施例,结合多点起搏(MPP)、通过右心室和左心室引线,可以在右心房事件和右心室事件之间以及在右心房事件和左心室事件之间执行测量。当根据本文实施例实施左心室感测和起搏时,本文的缩写和命名可以分别指右心室(RV)事件和左心室(LV)事件。例如,利用MPP的实施例可以测量感测心房事件和感测左心室事件之间的间隔(As-LVs间隔)和/或起搏心房事件和感测左心室事件之间的间隔(Ap-LVs间隔)。

认识到,在某些情况下,感测心室事件可能不会发生。当未发生感测心室事件时,流程沿着303返回,并且处理器等待新的起搏或感测心房事件的检测,之后重置定时器。

可选地,与获得As-Vs间隔相关的302-306处的操作可以被执行多次(例如,三到五次),该As-Vs间隔然后被平均或以其他方式进行数学组合以获得表示As-Vs间隔的平均或其他数学组合。类似地,与获得Ap-Vs间隔相关的302-306处的操作可以被执行多次,该Ap-Vs间隔然后被平均或以其他方式进行数学组合以获得表示Ap-Vs间隔的平均或其他数学组合。通过将大于由固有心率以其他方式所指示的起搏率的基础起搏率增加预定量(例如,5-10bpm)来自动测量Ap-Vs间隔。通过增加基础起搏率,该过程强制起搏心房事件的递送。此外,一个或多个处理器还将感测AV延迟设置为大于基于固有感测心房和感测心室事件将以其他方式设置的时间间隔的持续时间。通过延长感测AV延迟,图3A的过程允许固有心室事件发生。

在308处,一个或多个处理器识别与As-Vs间隔或Ap-Vs间隔相关的当前心率。例如,心率可以根据心房和心室事件之间的间隔来定义。额外地或者替代地,心房和心室事件之间的间隔可以用于计算每分钟跳动的心率。额外地或者替代地,处理器可以跟踪从306处测量的间隔中分离的每分钟跳动的心率。

测量的AES-Vs间隔和Ap-Vs间隔是心率依赖性的,因为在正常的AV传导期间,更快的心率导致更快的传导速度。因此,在306和308处的操作在类似的心率期间或在预定的心率范围内测量AES-Vs间隔和Ap-Vs间隔。

在310处,一个或多个处理器记录As-Vs间隔或Ap-Vs间隔,诸如在对应于在308处识别的心率的心率仓(bin)中。例如,可以为不同的心率范围(例如,30-50bpm、50-65bpm、65-80bpm、80-95bpm等)保持心率(FIR)仓系列。对于不同的心率范围,持续时间可以是相同的,或者彼此不同。例如,单个心率范围的持续时间可以基于不同心率下As-Vs间隔和Ap-Vs间隔的哪些传导时间更准确地相互关联的确定而变化。作为另一示例,可以确定在60-70bpm的HR范围中的As-Vs间隔和Ap-Vs间隔应分仓在一起,但与心率低于60bpm或高于70bpm的As-Vs间隔和Ap-Vs间隔分离。作为另一示例,HR范围70-95中的As-Vs间隔和Ap-Vs间隔可以被分仓在一起,而不会对本文所描述的缩放操作有明显的改变。

在312处,一个或多个处理器确定是否为额外的心脏跳动重复该过程。如果是,则流程回到302。否则,该过程结束。图3A的过程重复进行,直到处理器确定已经测量了与起搏心房事件和感测心房事件相关的以及与感兴趣的HR范围相关的足够数量的AV间隔。例如,可能期望获得5或10个As和Ap事件的AV间隔。额外地或者替代地,在312处的决定可以部分地基于是否为每个HR仓测量了足够数量的AV间隔。例如,在心率处于选定数量的心率范围(例如,低于60bpm、60-90bpm、90-120bpm、高于120bpm)中的每一个的同时时,可以期望测量2-5个As-Vs间隔和2-5个Ap-Vs间隔。一旦为每种类型的心房事件和为每个感兴趣的HR范围测量期望数量的AV间隔,流程就移动到314。

在314处,一个或多个处理器计算与当前心率相关联的基础AES-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的比例因子。基础AES-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔可以通过302-310处的操作在单一迭代期间获得。替代地,基础AES-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔可以基于通过302-310处的操作在多次迭代期间获得的测量的平均或其他数学组合来获得。处理器存储与基础HR范围相关的比例因子,并且如本文所解释的,当随后的(当前)HR在基础HR范围内时,存储的比例因子在AV延迟的随后调整期间被利用。

为了验证本文的过程,从已经植入心脏再同步疗法(CRT)设备的100名患者的QRS评估研究中分析心脏活动数据。QRS评估研究包括从每位患者收集的大约30分钟的心脏活动数据。在每位患者的30分钟时段期间,患者的心率在不同的HR范围之间变化。通过30分钟时段的数据收集,患者中的49名在共同的心率仓内的心率处展现出Ap-Vs事件和As-Vs事件。例如,49名患者每人都在共同的心率仓(如60-70bpm、70-80bpm等)中展现出至少一个Ap-Vs事件和至少一个As-Vs事件。分析在共同HR仓内的心率处测量的Ap-Vs间隔和As-Vs间隔,以分别计算(平均)基础Ap-Vs间隔和(平均)基础As-Vs间隔。对于每个心率范围,然后从基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔的比率计算出比例因子(例如,R=(平均Ap-Vs)/(平均As-Vs))。计算为其收集了心脏活动数据的每个心率仓的比例因子。对于QRS评估研究中的49名患者,总体平均比例因子(R)为1.27+/-0.31,具有0.29到1.89的范围。当移除离群值,并且保留5-95百分位数范围内的比例因子时,剩下的44名患者的平均比率为R=1.31+/-0.21,具有0.68到1.83的范围。从前述数据,看起来清楚的是,对于单个患者来说,可以导出与As-Vs和Ap-Vs间隔有关的几乎不具有变化的一致的比例因子,这些间隔被记录与共同心率仓内的心率相关。

图3A的获得比例因子的过程可以针对每个患者在一个校准操作期间执行单次。另外,更复杂的实施方式可以涉及频繁的校准,其中图3A的操作基于各种标准重复进行。如本文所解释的,通过对直接基于测量的AV间隔的第一AV延迟进行缩放,使用一个或多个比例因子来计算第二AV延迟。

根据图3A的操作,基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔是在不同的心脏跳动期间测量的,这些心脏跳动在心率处于共同的基础FIR范围内的同时发生。该处理器重复与不同基础FIR范围相关的测量和存储操作以获得与不同基础FIR范围相关联的多个基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔。此后,处理器从多个基础FIR范围中识别出对应于当前FIR的选定基础FIR范围。处理器利用与该选定基础FIR范围相关联的比例因子来计算第二AV延迟。

图3A的操作可以在临床访问期间执行,诸如利用外部编程器设备。额外地或者替代地,图3A的操作可以在临床访问或在家期间由IMD执行。

可选地,图3A的操作可以在心房位点和HIS束位点之间执行。例如,在304处的操作可以为感测HIS束事件监视HIS束通道。在306处的操作可以确定测量的心房到HIS束间隔,而在310处的操作在对应的心率仓中记录As-HISs间隔或Ap-HISs间隔。在314处的操作可以计算并保存在与当前心率相关联的基础As-HISs间隔和基础Ap-HISs间隔之间的对应比例因子。

可选地,图3A的操作可以在心房位点、一个或多个心室位点和HIS束位点之间执行。

图3B示出了根据本文实施例的用于直接或通过缩放设置AVDs和AVDp值的计算机实施的方法。该方法受配置有特定可执行指令的一个或多个处理器的控制。该方法可以部分地或完全地由IMD的一个或多个处理器实施。额外地或者可替代地,该方法可以部分地或完全地由本地外部设备(例如,智能手机、床边监视器、临床医生程序员)和/或远程服务器的一个或多个处理器实施。如后文解释,图3B的操作可以在与AV同步设置操作相关的搜索模式期间由IMD执行。可选地,图3B的操作可以在患者正经历正常传导或异常传导阻滞条件的识别后,在搜索模式的终止后执行。可选地,图3B的操作可以在心率改变并从一个HR范围移动到另一个HR范围时执行。图3B的操作主要是结合心房和心室事件来描述,但可以理解,代替或除了执行与心房和心室事件相关的操作之外,可以执行与心房和HIS束事件相关的操作。

在350处,一个或多个处理器测量As-Vs间隔或Ap-Vs间隔。例如,处理器可以执行与在302-306处的操作类似的操作,以检测As或Ap事件,启动定时器并测量从As或Ap事件到Vs事件的时间。

在352处,一个或多个处理器识别要用于设置AVDs和AVDp的一个或多个偏移。偏移可以由临床医生编程和/或由IMD基于记录的生理学特性自动导出。可选地,偏移可以被设置为等于测量的AV间隔的百分比(例如,20%),诸如基于百分比(PB)的偏移=(AV间隔)*P1%,其中P1%对应于由临床医生编程和/或由IMD基于记录的生理学特性自动导出的百分比。偏移可基于上述相关的共同未决申请中描述的过程确定。

在354处,一个或多个处理器直接基于测量的AV间隔自动动态调整第一AV延迟。例如,当所测量的AV间隔表示测量的As-Vs间隔时,第一AV延迟表示通过从测量的As-Vs间隔减去偏移来计算的感测AV延迟(AVDs)。可替代地,当所测量的AV间隔表示测量的Ap-Vs间隔时,第一AV延迟表示通过从测量的Ap-Vs间隔减去偏移来计算的起搏AV延迟(AVDp)。

在356处,一个或多个处理器识别与测量的As-Vs间隔或Ap-Vs间隔相关联的当前心率。

在358处,一个或多个处理器识别与当前心率相关联的比例因子。如本文所解释的,比例因子识别了对于共同心率或心率范围/仓的基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的关系。例如,处理器使用当前心率来识别对应的FIR仓。处理器获得与包括当前HR的HR仓相关联的比例因子。作为另一示例,可以假设图3A的过程分别生成了与40-60bpm、60-70bpm和70-90bpm的HR仓相关联的1.2、1.3和1.4的比例因子。在当前HR在60和70bpm之间时,处理器获得1.3的比例因子。

在360处,一个或多个处理器通过基于比例因子对第一AV延迟进行缩放,来计算第二AV延迟。例如,当第二AV延迟表示起搏AV延迟(AVDp)时,AVDp可以通过将AVDs乘以或除以比例因子来计算。替代地,当第二AV延迟表示感测AV延迟(AVDs)时,AVDs可以通过将AVDp乘以或除以比例因子来计算。

是否将AVDp乘以或除以比例因子的确定部分取决于构成比例因子的分子和分母的内容。例如,当比例因子R由As-Vs间隔除以Ap-Vs间隔定义时,AVDp通过AVDs*R缩放,或者AVDs通过AVDp/R缩放。当比例因子R=(Ap-Vs间隔)/(As-Vs间隔)时,AVDs通过AVDp*R缩放,或者AVDp通过AVDs/R缩放。

在362处,一个或多个处理器基于第一AV延迟和第二AV延迟来管理由IMD利用的起搏疗法。

使用比例因子在AVDp和AVDs值之间进行转换,本文的实施例解决(考虑)了As-Vs和Ap-Vs间隔中患者特定的差异,这些差异取决于心房引线、窦房结和房室结的相对位置以及相应的传导速度。从As-Vs间隔和Ap-Vs间隔的直接测量自动计算比例因子,而不是泛化感测和起搏心房延迟中的差异,确保到/从感测AV延迟和起搏AV延迟的转换对每个患者都是个性化的。缩放因子利用As-Vs间隔和Ap-Vs间隔之间的比率,部分是为了取消对心率的依赖性。在心率是两个间隔的函数的程度上,通过利用在共同的心率仓内的As-Vs和Ap-Vs间隔,心率的影响被取消了。

如本文所描述,缩放因子可以针对每个患者在单一校准操作期间获得。可选地,As-Vs和Ap-Vs间隔的测量可以由IMD周期性地(例如,每日)和/或基于其他标准(例如,展现出某些生理行为)来执行。通过周期性地执行校准,本文的实施例更新缩放因子并解决任何潜在的心率依赖性。

在前述实施例中,与每个心率范围相关地存储分离的缩放因子。额外地或者替代地,可将所有心率和/或心率范围的子集的缩放因子组合起来,诸如通过平均或一些其他的数学操作。

此后,描述了用于利用如本文描述的缩放因子和起搏/感测AV延迟的AV同步过程的实施方式。额外地或者替代地,本文计算的缩放因子和起搏/感测AV延迟可以与其他治疗管理过程结合利用,诸如与调整AV延迟并且需要解决心房起搏和心房感测之间的转化的任何IMD特征结合。

可选地,图3B的操作可以在心房位点和HIS束位点之间执行。例如,在350处的操作可以确定测量的心房(起搏或感测)到HIS束的间隔,而在350处的操作识别基于此的偏移。在354处的操作可以直接从偏移动态调整第一A-HIS延迟。在358处的操作可以识别当前心率的HIS比例因子,而在360处的操作通过基于该比例因子对第一A-HIS延迟进行缩放,计算出第二A-HIS延迟。可选地,图3B的操作可以在心房位点、一个或多个心室位点和HIS束位点之间执行。

图4示出了根据本文实施例的用于实施AV同步的整体过程。该AV同步过程利用图3A和3B的基于设备的动态AV延迟调整过程。

在402处,当AV同步过程被激活时,一个或多个处理器进入针对预定持续时间的搜索窗口的搜索模式。在搜索模式期间,处理器将AVDp和AVDs值设置为等于对应的AV搜索延迟(统称为AVDsearch)。AV搜索延迟被设置为足够长以等待在起搏心房或感测心房事件之后可能延迟的固有RV事件。然而,AV搜索延迟AVDsearch不会太长,以避免在患者应该以其他方式被起搏时延迟起搏。例如,AVDsearch可以设置为300至400ms之间,更优选地,AVDp可以设置为等于300ms至350ms,而AVDs可以设置为等于325ms至375ms。额外地或者替代地,第一AVDsearch可以与测量As-Vs间隔(例如,325ms)相关地设置,而第二AVDsearch可以与测量Ap-Vs间隔(例如,350ms)相关地设置。对于对应于预定数量的跳动(例如,5次跳动、10次跳动)和/或预定时间段(例如,10秒)的搜索窗口,处理器可以保持在搜索模式中。额外地或者替代地,处理器可以保持在搜索模式中直到满足条件,诸如检测到特定的生理模式(例如,检测到3个连续的Vs事件)。在处于搜索模式的同时,处理器跟踪心脏活动。

当搜索模式终止时,一个或多个处理器确定跟踪的心脏活动是否指示传导阻滞或是否检测到足够数量的Vs事件。例如,当在搜索模式期间,所有或选定数量的跳动展现出在AVDsearch时间到期前检测到的Vs事件时,处理器可以宣布该跳动系列展现出正常或非阻滞条件,响应于此,流程移动至404。作为另一示例,在4-8个跳动系列期间,在AVDsearch时间到期之前,3个或更多个连续跳动可以展现出感测心室Vs事件,在这种情况下,处理器宣布该事件系列为正常。

当流程前进到404时,如本文所述(例如,结合图3A和3B的操作),一个或多个处理器测量一个或多个AV间隔并基于测量的AV间隔设置AVD。例如,如与图3B相关解释的,当与固有心房事件相关联时,测量的AV间隔表示As-Vs间隔。当固有心房事件发生时,测量的As-Vs间隔被用于直接动态调整AVDs(表示第一AV延迟)。然后将AVDs乘以比例因子(对应于当前心率)来计算对应于AVDp的第二AV延迟,作为AVDs的缩放版本。替代地,当起搏心房事件发生时,在404处,测量的Ap-Vs间隔被用于直接动态调整AVDp(表示第一AV延迟)。然后将AVDp乘以比例因子来计算对应于AVDs的第二AV延迟,作为AVDp的缩放版本。

处理器可以使用选定端或在搜索窗口期间测量的跳动中的中间的一个,作为测量的As-Vs或Ap-Vs间隔。例如,在搜索模式开始(并将AV延迟设置到AVDsearch时间)之后,处理器可以使用第三或第四事件/跳动作为测量的As-Vs或Ap-Vs间隔,以允许AV间隔在AVDsearch时间的改变之后稳定。

可选地,当在搜索窗口期间发生两种类型的心房事件时(例如,具有固有心房事件的一个或多个跳动和具有起搏心房事件一个或多个跳动),处理器可以选择一种类型的心房事件,并利用与选定类型的心房事件相关联的测量的AV间隔,同时忽略与非选定类型的心房事件相关联的任何测量的AV间隔。例如,当在搜索窗口期间发生选定类型的至少一个事件(例如,感测心房事件)时,处理器可以默认使用选定类型的测量的AV间隔(在404和416处)。替代地,处理器可以利用来自搜索窗口的特定心脏跳动(例如,第3心脏跳动)。替代地,处理器可以利用在搜索窗口期间更频繁发生的心房事件的类型的测量的AV间隔。例如,当2-3个跳动具有固有心房事件而只有1-2个跳动具有起搏心房事件时,可以测量As-Vs间隔。

可选地,对于期望数量的多个跳动,As-Vs间隔或Ap-Vs间隔可分别计算为多个As-Vs间隔和Ap-Vs间隔的平均(或其他数学组合)。例如,当在搜索窗口期间的大多数心脏跳动包括固有心房事件时,可以从所有或选定数量的测量的As-Vs间隔计算平均As-Vs间隔。类似地,当在搜索窗口期间的大多数心脏跳动包括起搏心房事件时,可以从所有或选定数量的测量的Ap-Vs间隔计算平均Ap-Vs间隔。可选地,AVDs和AVDp可以基于在搜索模式期间发生的事件的性质,以各种方式在404处被设置。例如,如上文结合图3B所述,响应于在搜索模式期间发生的选定数量(例如,3-5)的连续Vs事件,可以设置AVDs和AVDp值两者(在402处)。

额外地或者替代地,AVDs和AVDp延迟可以响应于在搜索模式期间发生的心房和心室事件的其他组合以替代方式被设置。可以期望利用心房和心室事件的选定组合作为设置AVDs和AVDp延迟的标准,诸如为了跳过单一或成对的异位心室早搏(PVCs)。例如,一个或多个处理器可以在搜索窗口内,在选定跳动期间搜索特定类型的心房事件。例如,一个或多个处理器可以确定在搜索模式期间第三、第四或第五跳动期间发生的心房事件的类型,并且基于此,以期望的方式设置AVDs和AVDp延迟。作为更具体的示例,当处理器确定在第三跳动期间、但在第三感测心室事件之前感测心房As事件发生时,处理器可以将AV延迟设置为如下:AVDs=(As-Vs间隔)-(偏移)且AVDp=AVDs*R,其中R是测量的基础Ap-Vs间隔和测量的基础As-Vs间隔之间的比例因子(例如,R=(平均基础Ap-Vs间隔)/(平均基础As-Vs间隔))。在前述示例中,AVDs直接基于As-Vs间隔设置,而AVDp基于AVDs和比例因子和PBs偏移。替代地,当处理器确定起搏心房Ap事件发生在第三感测心室事件之前时,处理器可以如下设置AV延迟:AVDp=(Ap-Vs间隔)-(偏移)且AVDs=AVDp/R。通过基于在第三或稍后跳动期间发生的心房事件的类型设置AVDs和AVDp,处理器跳过单一或成对的异位PVC跳动。

在404处设置的AVDp和AVDs值被保持达与正常或非传导阻滞条件相关联的选定的第一数量的心脏跳动(例如,20-40次跳动)。

回到402,当比选定数量更少的跳动在搜索窗口期间展现出Vs事件时,处理器可以宣布该跳动系列展现出异常或传导阻滞条件。当识别异常或传导阻滞条件时,流程移动到406。例如,在搜索模式期间,可以不发生三个连续的Vs事件。可替代地,在4-8个跳动的系列期间,在AVDsearch时间到期之前,比3个更少的连续跳动可能展现出Vs事件。

在406处,处理器识别传导阻滞(或类似的异常条件)的存在,并响应于此,将AVDs和AVDp延迟恢复到基础编程长度(例如,设置AVDp-base等于100ms至150ms,并设置AVDs-base等于125ms至175ms)。基础AVDp-base和AVDs-base的长度被维持达选定的扩展的第二数量的心脏跳动(例如,200-300次跳动)。

在404或406处设置的AVDp和AVDs值被IMD使用达对应数量的心脏跳动(例如,20-40或200-300),此后流程继续至410。在410处,在对应数量的选定心脏跳动之后,一个或多个处理器将AVDp和AVDs值重置到AV搜索延迟AVDsearch,从而再次进入搜索模式。在410处设置的AV搜索延迟可以与402处设置的AV搜索延迟相同或不同。在410处的搜索模式的持续时间可以与402处的搜索模式的持续时间相同或不同。例如,处理器可以在410处维持搜索模式达5个或更多个跳动,其中AVDp=350ms,AVDs=325ms。在410处,一个或多个处理器确定是否发生选定数量的连续感测心室Vs事件,并基于此,流程沿着412或414分支。例如,当在搜索窗口期间检测到三个或另一数量的连续Vs事件时,流程沿着414分支。

在414处,一个或多个处理器测量一个或多个AV间隔,并基于测量的AV间隔和PB偏移设置AVDp和AVDs。如上文结合404所解释的,在416处,As-Vs间隔和Ap-Vs间隔之一被测量,并用于直接调整AVDs和AVDp值中的对应的一个。然后,AVD S和VDP中的另一个被间接计算为前者的缩放版本。更具体地,当测量的AV间隔表示As-Vs间隔时,测量的As-Vs间隔被用来直接动态调整AVDs(表示第一AV延迟)。然后,将AVDs乘以比例因子来计算对应于AVDp的第二AV延迟,作为AVDs的缩放版本。替代地,当起搏心房事件发生时,在410处,测量的Ap-Vs间隔被用于直接动态调整AVDp(表示第一AV延迟)。然后将AVDp乘以比例因子来计算对应于AVDs的第二AV延迟,,作为AVDp的缩放版本。此后,在416处设置的AVDp和AVDs值被维持达选定数量的心脏跳动(例如,200-300次跳动)。

回到410,当一个或多个处理器确定比选定数量更少的连续感测心室Vs事件发生时,处理器确定患者展现出传导阻滞条件,并响应于此,流程沿412分支并回到406。例如,当处理器在搜索模式期间没有检测到三个或另一选定数量的连续感测心室Vs事件时,处理器可以识别传导阻滞条件,并且流程沿412进行分支。如上所述,在406处,在再次进入搜索模式之前,AVDp和AVDs值恢复到基础编程长度达较长的选定数量的跳动,诸如300x2N次跳动。变量N等于其中识别传导阻滞的连续搜索的数量。

额外地或者替代地,任何时候在AVDp和AVDs值已经减少的同时选定数量的连续感测心室Vs事件发生(例如,在30或300次跳动窗口内),如上所述,在再次进入搜索模式之前,AVDp和AVDs值两者都进一步减小,诸如另一30次跳动。额外地或者替代地,每当处理器确定可期望进一步减小AVDp和AVDs值时,在已经减小之后,处理器可以首先进入对于缩短的搜索窗口(例如,在30次跳动而不是300次跳动之后)的搜索模式,以允许处理器执行快速AV间隔评估。

结合整体同步过程的一个示例(图4)来描述图3B的动态调整起搏和感测AV延迟的前述过程。可选地,图3B的动态过程可以结合用于编程起搏和感测AV延迟的其他静态或动态方法来实施。

前述操作是结合右心房和右心室中的起搏和感测事件来描述的。额外地或者替代地,本文的实施例可结合左心室中的起搏和感测事件来实施。例如,一个或多个处理器监测和检测右感测心室RVs事件,并监视和检测左感测心室LVs事件。RVs事件发生在RV感测位点处,并且LVs事件发生在LV感测位点处。当LV引线包括多个电极(诸如与多点起搏(MPP)结合)时,LV电极中的不同电极可被指定为用作LV感测位点。举例来说,可以利用远端或中间的LV感测位点之一来监视和检测左感测心室事件。

图3B的操作可以重复或补充,其中测量A-LV间隔可以对应于感测心房事件和感测左心室事件之间的间隔(As-LVs间隔)和/或起搏心房事件和感测左心室事件之间的间隔(Ap-LVs间隔)。一个或多个处理器计算缩放因子(R),作为测量的(多个)基础As-LVs间隔和(多个)基础Ap-LVs间隔的比率[R=(As-LVs间隔)/(Ap-LVs间隔)]。额外地或者替代地,缩放因子可以计算为测量的基础As-LVs间隔和基础Ap-LVs间隔的比率的百分比P1%[R=(As-LVs间隔)/(Ap-LVs间隔)*P1%],其中P1%对应于由临床医生编程和/或由IMD基于记录的生理特性自动导出的百分比。

当将其与多点起搏结合实施时,可以结合左心室起搏和感测位点重复图3B的操作。例如,一个或多个处理器自动且动态地直接调整至少第一A-LV延迟,并通过缩放第一A-LV延迟间接计算第二A-LV延迟。例如,在350处,当一个或多个处理器测量As-LVs间隔时,处理器将感测心房事件到感测左心室事件直接设置为A-LVDs=[(As-LVs间隔)-(偏移)]。处理器基于缩放因子将与起搏心房事件相关联的延迟到感测左心室事件间接地设置为A-LVDp=A-LVDs*R。类似地,当一个或多个处理器测量Ap-LVs间隔时,处理器将起搏心房事件到感测左心室事件直接设置为A-LVDp=[(Ap-LVs间隔)-(偏移)]。处理器基于缩放因子将与感测心房事件相关联的延迟到感测左心室事件间接地设置为A-LVDs=A-LVDp*R。

可选地,所提出的独立的A-RV和A-LV延迟可以被扩展以与多个LV起搏/感测位点使用。利用双心室MPP,可以动态编程三个或更多个起搏位点(RV、LV1、LV2等)的AVDs和AVDp值:A-RVDs和A-RVDp、A-LVDs1和A-LVDp1、以及A-LVDs2和A-LVDp2。可选地,利用仅LV MPP,只有两个AVD值将被动态编程:A-LVDs1和A-LVDp1、以及A-LVDs2和A-LVDp2,诸如用于中间电极和远端电极。

结语

如图中所示并在此描述的各种方法表示方法的示例性实施例。这些方法可以用软件、硬件或其组合来实施。在各种方法中,可以改变步骤的顺序,并且可以添加、重新排序、组合、省略、修改等各种元素。各种步骤可以自动地(例如,不由用户输入直接提示)和/或以编程方式(例如,根据程序指令)执行。

可以做出各种修改和改变,这对于具有本公开的利益的本领域技术人员来说是显而易见的。其意图包含所有这样的修改和改变,并且相应地,上述描述应被视为在说明性而非限制性的意义上。

本公开的各种实施例利用本领域技术人员所熟悉的至少一个网络来支持使用各种商用协议(诸如传输控制协议/互联网协议(“TCP/IP”)、用户数据报协议(“UDP”)、在开放系统互连(“OSI”)模型各层中操作的协议、文件传输协议(“FTP”)、通用即插即用(“UpnP”)、网络文件系统(“NFS”)、通用互联网文件系统(“CIFS”)和AppleTalk)中的任何一个的通信。例如,网络可以是局域网、广域网、虚拟专用网、互联网、内网、外网、公共交换电话网、红外网、无线网、卫星网及其任意组合。

在利用网络服务器的实施例中,网络服务器可以运行各种服务器或中层应用的任何一种,包括超文本传输协议(“HTTP”)服务器、FTP服务器、通用网关接口(“CGI”)服务器、数据服务器、Java服务器、Apache服务器和业务应用服务器。(多个)服务器还可以能够执行程序或脚本以响应来自用户设备的请求,诸如通过执行一个或多个网络应用,这些应用可以实施为以任何编程语言(诸如C、C#或C++)或任何脚本语言(诸如Ruby、PHP、Perl、Python或TCL)及其组合编写的一个或多个脚本或程序。(多个)服务器还可以包括数据库服务器,包括但不限于的市场可买的数据库服务器,以及诸如MySQL、Postgres、SQLite、MongoDB的开源服务器,以及能够存储、检索和访问结构化或非结构化数据的任何其他服务器。数据库服务器可包括基于表格的服务器、基于文档的服务器、非结构化服务器、关系服务器、非关系服务器或这些服务器和/或其他数据库服务器的组合。

如上所述,环境可以包括各种数据存储和其他存储器和存储介质。这些可以驻留在各种位置,诸如在本地于(和/或驻留在)计算机中的一个或多个的或跨网络远程于计算机的任何或全部的存储介质上。在实施例的特定集合中,信息可以驻留在本领域技术人员所熟悉的存储区域网络(“SAN”)中。类似地,执行归属于计算机、服务器或其他网络设备的功能的任何必要文件可以适当地本地和/或远程存储。在系统包括计算机化设备的情况下,每个这样的设备可以包括可以经由总线电连接的硬件元件,这些元件包括(例如)至少一个中央处理单元(“CPU”或“处理器”)、至少一个输入设备(例如,鼠标、键盘、控制器、触摸屏或键盘)和至少一个输出设备(例如,显示设备、打印机或扬声器)。这样的系统还可以包括一个或多个存储设备,诸如磁盘驱动器、光存储设备和固态存储设备,诸如随机存取存储器(“RAM”)或只读存储器(“ROM”),以及可移除介质设备、存储卡、闪存卡等。

这样的设备还可以包括计算机可读存储介质读取器、通信设备(例如,调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备等)和上文描述的工作存储器。计算机可读存储介质读取器可以与计算机可读存储介质连接,或者被配置为接收计算机可读存储介质,其表示远程、本地、固定和/或可移除存储设备以及用于临时和/或更永久地包含、存储、传输和检索计算机可读信息的存储介质。系统和各种设备还典型地将包括位于至少一个工作存储器设备内的若干软件应用程序、模块、服务或其他元素,包括操作系统和应用程序,诸如客户端应用或网页浏览器。应当理解,替代实施例可能具有与上文描述的众多变化。例如,还可以使用订制的硬件和/或特定的元素可以在硬件、软件(包括便携式软件,如小程序)或两者中实施。此外,可以采用到其他计算设备(诸如网络输入/输出设备)的连接。

各种实施例还可包括在计算机可读介质上接收、发送或存储根据前述描述实施的指令和/或数据。用于包含代码或代码部分的存储介质和计算机可读介质可以包括本技术领域已知或使用的任何适当的介质,包括存储介质和通信介质,诸如但不限于在任何方法或技术中实施的用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的存储和/或传输的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质,包括RAM、ROM、电子可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存或其它存储器技术、压缩型光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备或可以用于存储期望的信息并可以由系统设备访问的任何其它介质。基于本文提供的公开和教导,本领域普通技术人员将了解实现各种实施例的其他方式和/或方法。

因此,说明书和附图应被视为说明性而非限制性的。然而,显而易见的是,在不偏离如权利要求书中阐述的本发明更广泛的发明精神和范围的情况下,可以对其进行各种修改和改变。

其它的变化都在本公开的精神内。因此,虽然所公开的技术容易受到各种修改和替代构造的影响,但其某些例示性实施例已在图中示出,并已在上面详细描述。然而,应当理解,并不意图将本发明限制于所公开的具体形式,相反,意图是涵盖落入如所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围内的所有修改、替代构造和等效物。

在描述所公开的实施例的上下文中(特别是在权利要求的上下文中),术语“一(a)”和“一个(an)”和“该”以及类似的指示物的使用应被解释为涵盖单数和复数两者,除非本文以其他方式指示或与上下文明确矛盾。除非另有说明,术语“包括”、“具有”、“包涵”和“包含”应被解释为开放式术语(即,意味着“包括但不限于”)。术语“连接”,当未经修改且指的是物理连接时,应解释为部分或全部包含在其中、附着或连接在一起,即使存在事物插入。本文数值的范围的叙述仅仅是意图充当单独引用落在范围内的每个分离数值的速记方法,除非本文另有指示,并且每个分离的数值都被纳入到说明书中,就像在此处单独叙述一样。术语“集合(例如,“项目的集合”)”或“子集”的使用,除非另有说明或与上下文相矛盾,否则应解释为包含一个或多个成员的非空集合。此外,除非另有说明或与上下文矛盾,对应集合的术语“子集”不一定表示对应集合的适当子集,但子集和对应集合可以相等。

除非本文另有说明或由上下文明确矛盾,否则可以以任何合适的顺序执行本文描述过程的操作。本文描述的过程(或变体和/或其组合)可以在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行,并可以通过硬件或其组合实施为在一个或多个处理器上集体执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)。代码可以存储在计算机可读存储介质上,例如,以包含由一个或多个处理器可执行的多个指令的计算机程序的形式。计算机可读存储介质可以是非暂时性的。

本文引用的所有参考文献,包括出版物、专利申请和专利,在此通过引用并入,其程度与每个参考文献单独地、特别地指明要以引用方式并入的程度相同,并在此完整地列出。

应当理解的是,本文描述的主题在其应用中并不限于本文的描述中阐述的或在本文附图中示出的结构细节和组件布置。本文所描述的主题能够具有其他实施例,并且能够以各种方式实践或贯彻。另外,应当理解的是,本文使用的短语和术语是为了描述的目的,而不应被视为限制性的。本文的“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用是打算包含其后列出的项目及其等价物以及额外的项目。

应当理解的是,上文的描述旨在例示性,而非限制性。例如,上文描述的实施例(和/或其方面)可以与彼此组合使用。此外,在不偏离其范围的情况下,可以做出许多修改以使特定的情况或材料适配于本发明的教导。虽然本文描述的维度、材料的类型和物理特性旨在定义本发明的参数,但它们绝不是限制性的,而是示例性实施例。在回顾上文描述后,许多其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,本发明的范围应该参考所附权利要求书以及这些权利要求书所享有的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中,术语“包括”和“其中”被用作各自术语“包含”和“在其中”的纯中文等价物。此外,在权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅作为标签使用,而不是为了对其对象强加数字要求。此外,权利要求的限制不是以部件加功能的格式书写的,并且不打算基于美国法典第35卷第112条6款进行解释,除非并且直到这些权利要求的限制明确使用短语“用于……的部件”,接下来是功能的声明,没有进一步的结构。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种可植入式医疗设备(IMD),其包括:

电极(116、120-126),其被配置为位于靠近心房(A)位点和右心室(RV)位点;

存储器(260),其存储程序指令;

一个或多个处理器(220),其被配置为实施程序指令以:

检测(302、350)心房起搏(Ap)事件或心房感测(As)事件;

测量(306、350、404、416)与Ap事件或As事件与感测心室(Vs)事件之间的间隔相对应的AV间隔,所述AV间隔与当前心率(HR)相关联;

直接基于测量的AV间隔自动动态调整(354、404、416)第一AV延迟,其中,所述第一AV延迟表示起搏AV延迟或感测AV延迟(AVDp或AVDs)中的一个;

识别与当前HR相关联的、基础AS-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔之间的比例因子(358);

通过基于比例因子对所述第一AV延迟进行缩放,计算(360、404、416)与当前HR相关联的第二AV延迟,其中,所述第二AV延迟表示起搏AV延迟或感测AV延迟中的另一个;以及

基于所述第一AV延迟和所述第二AV延迟,管理由IMD利用的与当前HR相关联的起搏疗法。

2.如权利要求1所述的IMD,其中,所述测量的AV间隔表示测量的As-Vs间隔,以及所述第一AV延迟表示通过从所述测量的As-Vs间隔减去偏移来计算(354)的感测AV延迟(AVDs)。

3.如权利要求2所述的IMD,其中,所述第二AV延迟表示通过将AVDs乘以或除以比例因子来计算(360)的起搏AV延迟(AVDp)。

4.如权利要求1所述的IMD,其中,所述测量的AV间隔表示测量的Ap-Vs间隔,所述第一AV延迟表示通过从所述测量的Ap-Vs间隔减去偏移来计算(354)的起搏AV延迟(AVDp)。

5.如权利要求4所述的IMD,其中,所述第二AV延迟表示通过将AVDp乘以或除以比例因子来计算(360)的感测AV延迟(AVDs)。

6.如权利要求1所述的IMD,其中,所述一个或多个处理器还被配置为,在共同的基础HR范围(308)期间测量(306)基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔;以及存储(314)与基础HR范围相关的比例因子,其中,所述识别操作还包括基于当前HR和基础HR范围来识别比例因子。

7.如权利要求6所述的IMD,其中,所述一个或多个处理器还被配置为,重复(312)与不同基础HR范围相关的测量和存储操作,以获得与不同基础HR范围相关联的多个基础As-Vs间隔和基础Ap-Vs间隔,其中,所述识别操作包括从基础HR范围中识别出对应于当前HR的选定基础HR范围,以及利用与所述选定基础HR范围相关联的比例因子来计算第二AV延迟。

8.如权利要求1所述的IMD,其中,所述一个或多个处理器(235)还被配置为,在搜索窗口期间,扩展(406)第一AV延迟和第二AV延迟,以对应于默认搜索AV延迟(AVDsearch);在搜索窗口期间对于预定数量的心脏跳动感测心脏活动;识别心脏活动是否指示传导阻滞条件或非传导阻滞条件;以及仅当识别出非传导阻滞条件时,重复确定、计算和调整操作(235)。

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