CN105709335B - 单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统，该系统包括三腔起搏器系统；单左室起搏逐跳跟踪生理性AVD工作程序；该程序启动前，在未进行心超优化时,左室需优先右室的间期(V‑R间期)可选择经验值10ms‑40ms等；如需心超优化获得优化V‑R间期，则本系统工作前先完成心超优化获得优化V‑R间期。本发明可近乎实时跟踪生理性AVD，仅单左室起搏即可实现双心室再同步，更符合生理性，无需延长AVD采集AS‑VS间期，克服其他系统影响室间同步性的局限性。右室电极无需耗电起搏，可延长电池寿命，降低心脏再同步治疗50％费用，对节约有限的医疗资源具有重要意义及应用价值。

Description

单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统
技术领域
本发明属于生物医学信号处理领域，尤其涉及一种单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统。
背景技术
目前标准的三腔起搏器心脏再同步治疗(CRT)设置短而固定房室延迟(AVD)(100～120ms)以保证双心室夺获,废弃了房室结生理性传导,不符合生理性，通常合并完全性左束支传导阻滞的心衰患者，右侧希-浦系统传导正常，右心室无需起搏，因此只要单左室起搏跟踪生理性房室延迟即可实现CRT。
各起搏器公司近年也开发出单左室起搏实现CRT的算法，具有代表性的有：adaptive CRT等算法，以前者为例，该算法可每分钟优化一次间期，通过每分钟延长一次AVD，测量自身生理性房室延迟(AS-VS间期)，若≤200ms,则以该房室延迟的0.7作为起搏器程控的AVD单左室起搏,若>200ms则转换为标准双心室起搏，但该算法存在以下局限性：
首先，每分钟延长一次AVD，让自身激动由右束支下传右室，相当于CRT前，完全性左束支传导阻滞状态，右室先激动，左室延迟激动，即使以下限频率平均心率60次/分计算，每天将有24分钟或每年将有6天左室不能优先，影响室间同步性，如果以每台三腔起搏器电池寿命为5年计算，将总计有一个月CRT未充分发挥作用；
其次，在每一分种内，根据该算法得出的起搏器程控的AVD是固定的，当患者在这一分种内，心率明显变化时，生理性房室延迟随着变化，必然导致左室起搏产生的激动与从右侧希-浦系下传的生理性激动形成融合波的改变，表现为QRS波形态及时限的变化，可影响左右室间的同步性，甚至不能实现左室优先，以上局限性均可部分抵消了CRT的益处。因此，探索一种单左室起搏“实时”跟踪生理性房室延迟的算法，有助于克服以上局限性并研发根据该算法实现生理性CRT的起搏器，对提高CRT的应答率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统，旨在提高三腔起搏器心脏再同步治疗的应答率，降低治疗费用。
本发明是这样实现的，单左室起搏逐跳跟踪生理性房室延迟实现双室再同步系统包括：
(1)硬件：为目前已为临床广泛应用的任一品牌三腔起搏器系统，包括三腔起搏器脉冲发生器及右房电极、右室电极及左室电极。
(2)软件：单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD工作程序。该程序启动前，在未进行心超优化时左室需优先右室的间期(本系统为V-R间期)可选择经验值10ms-40ms等。如进行心超优化获得优化V-R间期，则本系统工作前先完成步骤一。
步骤一、心超优化得到左室需优先右室的优化V-R间期＝优化时的AS-VS－(优化的AVD+ASC)；其中优化的AVD通过以下方法获得：延长AVD直至腔内图显示AS-VS,测定并记录AS-VS间期，以此AS-VS间期为基础间期，以10ms步长缩短AVD，滴定至主动脉瓣血流速度时间积分(AVI)及左室射血分数(EF)值最大，二尖瓣反流面积最小时的AVD为优化的AVD。
步骤二、起搏器程序自动延长AVD测定AS-VS间期；
步骤三、临时自动设置AVD为可程控的最小值30ms,测量LVP-RVS间期；
步骤四、起搏器程序自动判断，如LVP-RVS间期>优化V-R间期，启动单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD算法，进入步骤五；如LVP-RVS间期≤优化V-R间期，启动标准双室起搏程序；
步骤五、测量ASC或者选择默认值30ms；
步骤六、开启房性早搏程序、窦性心律程序、室性早搏程序；房性早搏程序：依据房性早搏模板自动设置AVD；窦性心律程序：启动单左室起搏逐跳跟踪程序；室性早搏程序：启动心室感知反应(右室感知触发左室脉冲释放)。
进一步，房性早搏程序：采集房性早搏模板，起搏器程序自动由心房及心室电极采集房性早搏的AS’-VS’间期作为应变量,以房性早搏前一窦性心搏的AS-VS间期及该窦性心搏的AS到房性早搏AS’(AS-AS’)的间期为自变量建立由AS-VS期间及AS-AS’间期推导当发生房性早搏时该房性早搏的生理性AVD的回归方程，根据该房性早搏模板，起搏器程序自动程控该房性早搏的左侧AVD。
进一步，窦性心律程序：第n-1、第n、第n+1心跳为窦性心律，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn可选择V-R间期法：AVDn＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n)－(ASC+V-R间期)，或左室优先系数(ε)法：AVDn＝AS-VS(n-1)×ε，ε可取默认值0.7，或根据以下公式计算：ε＝优化的AVD/优化时的AS-VS间期。n为三腔起搏器系统开始工作后第二个心跳及以后的任一心跳(n≥2)。
进一步，室性早搏程序：感知到室性早搏后，触发左室脉冲释放。
进一步，房性早搏程序为：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为房性早搏，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn＝AS’-VS’－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)，其中，AS’-VS’为根据回归方程计算得出的该房性早搏的生理性AVD：AS’-VS’＝a+b[AS-VS(n-1)]+c[AS(n-1)-AS(n)]，其中a为常数项，b及c为标准化偏回归系数。
进一步，室性早搏程序：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为室性早搏，第n-1及第n+1心跳生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n+1)，则第n心跳右室感知后触发左室脉冲释放(心室感知反应)；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)。
发明的有益效果及优点：
(1)因CRT通常需左室优先，起搏器程控的左侧AVD不可能真正实时跟踪同一心搏的生理性AVD，单左室起搏逐跳跟踪前一心搏的生理性AVD已达到近乎“实时”跟踪生理性AVD，与从右束支正常传导的自身激动形成融合波，恢复右侧房室的生理性房室传导及右室生理性激动顺序，更符合生理性，对提高CRT的应答率具有重要意义。而且无需延长AVD采集AS-VS间期，可将目前adaptive CRT算法的每分钟优化升级至每跳优化，并克服其需每分钟延长一次AVD，影响双室同步性的局限性。
(2)该方法有助于研发根据该算法实现生理性CRT的三腔起搏器，具有重要的转化为产品的价值。
(3)由于目前CRT要求100％双室起搏(BVP)，较为耗电，显著增加治疗CHF的费用，尤其在经济欠发达的西部地区,很多患者因经济原因不得不放弃昂贵的三腔起搏器治疗,应用本发明的方法，右室电极无需耗电起搏，可延长电池寿命，降低CRT50％的治疗费用，对减少患者及医保的经济负担，节约有限的医疗资源具有重要意义及应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的单左室起搏逐跳实时跟踪生理性AVD的系统流程图。
图2是感知补偿测量图。
图3是生理性房室延迟测量图。
图4是优化前QRS波时限图。
图5是优化后QRS波时限图。
图6是LVP-RV间期测量图。
图7是左室腔内图V波优先右室腔内图V波图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
如附图1所示：
本发明是这样实现的，单左室起搏逐跳实时跟踪生理性AVD的系统包括：
S101、心超优化得到左室需优先右室的优化V-R间期；
S102、起搏器程序自动延长AVD测定AS-VS间期；
S103、临时自动设置AVD为可程控的最小值30ms，测量LVP-RVS间期；
S104、起搏器程序自动判断，如LVP-RVS间期>优化V-R间期，启动单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD算法，进入步骤S105；如LVP-RVS间期≤优化V-R间期，启动标准双室起搏程序；
S105、测量ASC或者选择默认值30ms；
S106、房性早搏程序：依据房性早搏模板自动设置AVD；窦性心律程序：启动单左室起搏逐跳跟踪程序；室性早搏程序：启动右室感知触发左室起搏程序触发左室起搏脉冲释放。
进一步，房性早搏程序：采集房性早搏模板：起搏器程序自动由心房及心室电极采集房性早搏的AS’-VS’间期作为应变量,以房性早搏前一窦性心搏的AS-VS间期及该窦性心搏的AS到房性早搏AS’(AS-AS’)的间期为自变量建立由AS-VS期间及AS-AS’间期推导当发生房性早搏时该房性早搏的生理性AVD的回归方程，根据该房性早搏模板，起搏器程序自动程控该房性早搏的左侧AVD。
进一步，窦性心律程序：第n-1、第n、第n+1心跳为窦性心律，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn可选择V-R间期法：AVDn＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n)－(ASC+V-R间期)，或左室优先系数(ε)法：：AVDn＝AS-VS(n-1)×ε，ε可取默认值0.7，或根据以下公式计算：ε＝优化的AVD/优化时的AS-VS间期。n为三腔起搏器系统开始工作后第二个心跳及以后的任一心跳(n≥2)。
进一步，室性早搏程序：感知到室性早搏后，触发左室脉冲释放。
进一步，房性早搏程序为：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为房性早搏，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn＝AS’-VS’－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)，其中，AS’-VS’为根据回归方程计算得出的该房性早搏的生理性AVD：AS’-VS’＝a+b[AS-VS(n-1)]+c[AS(n-1)-AS(n)]，其中a为常数项，b及c为标准化偏回归系数。
进一步，室性早搏程序：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为室性早搏，第n-1及第n+1心跳生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n+1)，则第n心跳右室感知后触发左室脉冲释放(心室感知反应)；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)。
实施例一
单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD算法必须满足以下条件：单左室起搏后，其电激动传导至右室电极感知的间期(LVP-RVS)大于左室需优先于右室的优化的V-R间期[优化时的AS-VS间期－(ASC+优化的AVD)]。以下实例测量以上间期证实单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD算法的可行性。
起搏器植入后优化时，程控为单左室起搏，感知补偿测量A波起始至AS的间期为28ms(图2)，延长AVD直至腔内图显示AS-VS,测定并记录AS-VS间期为188ms(图3)，QRS时限148ms(图4)，以此AS-VS间期为基础间期，以10ms步长缩短AVD，滴定至主动脉瓣血流速度时间积分(AVI)及左室射血分数(EF)值最大，二尖瓣反流面积最小时的AVD为优化的AVD为130ms。V-R间期定义为优化的左室需优先于右室的间期，即优化V-R间期＝优化时的AS-VS间期－(优化的AVD+感知补偿)＝30ms。优化后QRS波时限111ms(图5)。测量LVP-RV间期前，设置AVD为可程控的最小值30ms,以避免生理性激动下传右室，保证右室腔内电图V波为左室起搏激动所产生，冻结腔内图，使用游标测量LVP-RV间期为111ms(图6)。左室腔内图V波优先右室腔内图V波27ms(接近优化的V-R间期30ms)(图7)。左室电极植入左室侧静脉的LVP-RV间期(111ms)大于优化的V-R间期(30ms)，表明在左室优先的情况下，左室脉冲发放后产生的电激动到达右室电极前，从右侧希-浦系下传的生理性激动已到达右室，可被右室电极感知采集到AS-VS间期，因此可实现逐跳跟踪生理性AVD。
本发明的有益效果及优点：
(1)因CRT通常需左室优先，起搏器程控的左侧AVD不可能真正实时跟踪同一心搏的生理性AVD，单左室起搏逐跳跟踪前一心搏的生理性AVD已达到近乎实现“实时”跟踪生理性AVD，与从右束支正常传导的自身激动形成融合波，恢复右侧房室的生理性房室传导及右室生理性激动顺序，更符合生理性，对提高CRT的应答率具有重要意义。而且无需延长AVD采集AS-VS间期，可将目前adaptive CRT算法的每分钟优化升级至每跳优化，并克服其需每分钟延长一次AVD，影响双室同步性的局限性。
(2)该方法有助于研发根据该算法实现生理性CRT的起搏器，具有重要的转化为产品的价值。
(3)应用本发明的方法，右室电极无需耗电起搏，三腔电池两腔用，可延长电池寿命，降低CRT50％的治疗费用，对节约有限的医疗资源具有重要意义及应用价值。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的系统，其特征在于，该系统包括三腔起搏器系统:三腔起搏器脉冲发生器，右房电极、右室电极及左室电极；单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的工作程序；该程序启动前，在未进行心超优化时左室需优先右室的间期：V-R间期可选择经验值10ms、20ms、30ms；如需心超优化获得优化V-R间期，则本系统工作前先完成心超优化得到左室需优先右室的优化V-R间期；
所述系统的工作步骤为:
步骤一、单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的工作程序自动延长AVD测定AS-VS间期；
步骤二、临时自动设置AVD为可程控的最小值30ms，测量左室脉冲到右室感知LVP-RVS间期；
步骤三、起搏器程序自动判断，如LVP-RVS间期>优化V-R间期，启动单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的工作程序，进入步骤五；如LVP-RVS间期≤优化V-R间期，启动标准双室起搏程序；
步骤四、测量感知补偿ASC或者选择默认值30ms；
步骤五、开启房性早搏程序、窦性心律程序、室性早搏程序；房性早搏程序：依据房性早搏模板自动设置AVD；窦性心律程序：启动单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的工作程序；室性早搏程序：启动心室感知反应，右室感知触发左室脉冲释放。
2.如权利要求1所述的单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的系统，其特征在于，房性早搏程序：采集房性早搏模板,起搏器程序自动由心房及心室电极采集房性早搏的AS’-VS’间期作为应变量,其中，AS’-VS’为房性早搏的生理性AVD，以房性早搏前一窦性心搏的AS-VS间期及该窦性心搏的AS到房性早搏AS’的间期为自变量建立由AS-VS间期及AS-AS’间期推导当发生房性早搏时该房性早搏的生理性AVD的回归方程，根据该房性早搏模板，起搏器程序自动程控该房性早搏的左侧AVD，其中AS-AS’间期代表窦性心搏的AS到房性早搏AS’间期。
3.如权利要求1所述的单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的系统，其特征在于，窦性心律程序：第n-1、第n、第n+1心跳为窦性心律，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn可选择V-R间期法：AVDn＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n)－(ASC+V-R间期)，或左室优先系数ε法：AVDn＝AS-VS(n-1)×ε，ε可取默认值0.7，或根据以下公式计算：ε＝优化的AVD/优化时的AS-VS间期，n为三腔起搏器系统开始工作后第二个心跳及以后的任一心跳(n≥2)，ASC为感知补偿。
4.如权利要求1所述的单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的系统，其特征在于，房性早搏程序为：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为房性早搏，其生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n)，AS-VS(n+1)，则三腔起搏器系统程控的单左室起搏的AVDn＝AS’-VS’－(ASC+V-R间期)；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)，其中，AS’-VS’为根据回归方程计算得出的该房性早搏的生理性AVD：AS’-VS’＝a+b[AS-VS(n-1)]+c[AS(n-1)-AS(n)]，其中a为常数项，b及c为标准化偏回归系数，ASC为感知补偿。
5.如权利要求1所述的单左室起搏逐跳实时跟踪生理性房室延迟AVD的系统，其特征在于，室性早搏程序：第n-1、第n、第n+1心跳中第n-1、第n+1心跳为窦性心律，第n心跳为室性早搏，第n-1及第n+1心跳生理性AVD分别为AS-VS(n-1)，AS-VS(n+1)，则第n心跳室性早搏启动右室感知触发左室起搏心室感知反应程序；AVD(n+1)＝AS-VS(n-1)－(ASC+V-R间期)，ASC为感知补偿。
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