CN106377841B

CN106377841B - 一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法

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Publication number: CN106377841B
Application number: CN201611065560.0A
Authority: CN
Inventors: 刘新蓉; 张刚曹; 陈小龙
Original assignee: Le Pu Medical Electronic Instrument Ltd By Share Ltd
Current assignee: Le Pu Medical Electronic Instrument Ltd By Share Ltd
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2019-02-15
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: CN106377841A

Abstract

一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，由程控参数心室后心房空白期PVAB和心室后心房不应期PVARP的长短关系设置不同干扰检测窗口。PVARP后段设有一固定时长的初始干扰检测窗口IIDP，IIDP中发生的心房感知事件触发新干扰检测窗口IDP，若PVAB大于PVARP与IIDP的差值，则将新PVAB*设为PVARP与IIDP之差；若PVAB小于PVARP与IIDP的差值，则落在PVAB和IIDP之间的Ars事件触发一个不定时长的IIDP*。IDP不影响起搏器时序，当不断重置的IDP超出基本间期时判定存在干扰。本发明能在不增加硬件和功耗的前提下提高双腔心脏起搏器的抗干扰能力。

Description

一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，适用于治疗慢性心律失常的植入式脉冲发生器设置心房干扰检测窗口。

背景技术

用于治疗慢性心律失常的有源植入式医疗器械(如心脏起搏器等)，由植入式脉冲发生器和电极导线组成。一般装有该类植入式医疗器械的病人会在术后随访时，由专业医师“程控”其设备以根据患者病情优化设备的运行效果，其基本操作如图1所示。

程控是指用无创的方法(如程控仪)将起搏方式、起搏频率、输出幅度、感知灵敏度、不应期和模式转换等预设参数传输到植入式脉冲发生器内，达到起搏参数个体化、延长起搏器的使用寿命、预防或处理起搏器故障及并发症的目的，从而提高起搏器的安全性和可靠性。

然而即使病人定期随访并对植入式脉冲发生器进行个性化的参数调整，若电极端存在较强烈的干扰信号，具备感知功能的心脏起搏器仍可能会将其误认为自身节律，进而抑制脉冲发生器发放脉冲。尤其在双腔心脏起搏器的工作过程中，心房的起搏或感知信号还可重置房室间期(AV Interval，AV间期)触发心室起搏。如果心房的电极端存在干扰并被误判为心房感知信号，将会导致脉冲发生器发放意外的心室脉冲，进而可诱发起搏器介导性心动过速(pacemaker mediated tachycardia，PMT)。心动过速会影响心脏充盈量和排血量，严重者可危及患者的生命，故而包含植入式脉冲发生器的医疗器械必须采取有效的抗干扰措施。

现代双腔起搏器中普遍设有两个可程控的计时间期，心室后心房空白期(postventricular atrial blanking,PVAB)和心室后心房不应期(post ventricular atrialrefractory period，PVARP)，以增强起搏器心房通道的抗干扰能力。PVARP和PVAB均在心室脉冲(心室起搏事件Vp)或自身的QRS波(心室感知事件Vs)后的心房通道上设置。PVAB内心房感知放大器关闭而不感知任何信号，时长通常为70～130ms。PVARP内起搏器具有感知功能，但所感知的事件不会重整基本间期，时长通常为200～350ms。两个计时间期的设置目的是使起搏器的心房电路不感知心室脉冲、QRS波、过早的心房自身激动及逆传P波等干扰信号。落入PVARP的心房感知事件称为心房不应期感知事件Ars。医生程控适当长度的PVAB和PVARP，使逆传P波等干扰信号落入此两段间期，就不至于发生PMT。与PVAB以及PVARP对应的计时周期概念还有警觉期，一旦PVARP计时完毕，则启动心房警觉期，落入其间的自身P波可被感知并启动新的AV间期。患者在植入有源医疗器械后所生活的外部环境无法预测。对于电子设备，在其使用中，直接或间接承受的外部干扰源很多，如天体辐射电磁波、无线电波、电火花、过电压、大容量设备的启停、电气设备事故接地、雷击等。如何避免这些干扰信号对植入式脉冲发生器的影响，保证患者的安全，是植入式脉冲发生器必备的基本功能。

已有专利(Yonce D J,Babler L.EMI detection for implantable medicaldevices:US,US 7231251 B2[P].2007.)加入了磁性传感器判断电磁噪声，这种设计增加了硬件设备和算法的复杂度，也极大增加了功耗，影响电池供电式植入设备的使用寿命；另有专利(Whigham R H.Pacemaker noise rejection system:US,US4779617[P].1988.)设置自动延长PVARP的算法，不增加额外硬件且能去除绝大多数类型的干扰。现代起搏器的噪声反转功能，也多采用这种方式，其基本思想为：若在PVARP内出现感知事件，起搏器会触发一个由绝对不应期和相对不应期组成的不应期，若此类感知事件不断发生，则不应期被不断触发。这种可能被不断触发的不应期不会影响脉冲时序，因为当不断触发的不应期超过室房间期(VA interval，VA间期)时，起搏器按基础频率发放起搏脉冲，保障脉冲时序不变。但是，在PVAB和PVARP可单独程控的心脏起搏器中应用该方法时，还应另有特殊的设置以优化其抗干扰效果。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，尤其适用于PVAB和PVARP可单独程控的情况，根据PVAB以及PVARP的长短关系设置多种干扰检测窗，以全面、及时地检测出干扰信号，抑制干扰信号对起搏器脉冲发放判断所带来的影响，保证起搏器工作的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)设置干扰检测窗口IDP的时间，干扰检测窗口IDP由绝对不应期和相对不应期组成，心室起搏事件Vp或心室感知事件Vs触发心房通道的心室后心房空白期PVAB及心室后心房不应期PVARP；起搏器对落入心室后心房空白期PVAB中的信号无反应，起搏时序不受影响，对落入心室后心房不应期PVARP的信号记为心房不应期感知事件Ars；落入干扰检测窗口IDP绝对不应期的信号不触发任何间期，落入其相对不应期内的信号记为心房不应期感知事件Ars并触发一段新的干扰检测窗口IDP；若某段干扰检测窗口IDP直至结束也没有发生新的心房不应期感知事件Ars，则开始进入警觉期，落入警觉期内的心房感知事件As触发新的房室AV间期，或警觉期结束时释放心房起搏事件Ap；若持续存在干扰信号，则心房不应期感知事件Ars不断触发干扰检测窗口IDP，直到新的干扰检测窗口IDP超出起搏基本间期则触发起搏器异步起搏；起搏器异步起搏触发后，起搏器按固定频率发放脉冲，对自身心率不作反应；

2)在心室后心房不应期PVARP的末段增加设置初始干扰检测窗口IIDP，当起搏器在接收到医生设定的心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP程控参数后，与初始干扰检测窗口IIDP比较长短并根据Ars出现的时刻分情况处理。

若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值等于初始干扰检测窗口IIDP时长，起搏器不对发生在心室后心房空白期PVAB内的干扰信号作出反应，发生在初始干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP。

若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值小于初始干扰检测窗口IIDP时长，心室后心房空白期PVAB与初始干扰检测窗口IIDP出现重叠，设置PVAB*等于心室后心房不应期PVARP与初始干扰检测窗口IIDP之差，起搏器不对发生在PVAB*的干扰信号作出反应，发生在初始干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP。

若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值大于初始干扰检测窗口IIDP时长，处于心室后心房空白期PVAB和初始干扰检测窗口IIDP之间的心房不应期感知事件Ars触发新的检测窗口IIDP*，检测窗口IIDP*的结束时刻与心室后心房不应期PVARP相同；如果检测窗口IIDP*内出现另一心房不应期感知事件Ars且该心房不应期感知事件Ars仍在初始干扰检测窗口IIDP之外，该心房不应期感知事件Ars重置检测窗口IIDP*，依此类推；而后落入干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP。

检测窗口IIDP*由前段固定时长的绝对不应期和后段不定时长的相对不应期组成，前段绝对不应期的时长设为50ms。

对于检测频率在10Hz以上的干扰信号，干扰信号之间的最长间隔为100ms，则干扰检测窗口IDP的时长设为100ms，其中前段50ms为绝对不应期，后段50ms为相对不应期。

对于检测频率在10Hz以上的干扰信号，干扰信号之间的最长间隔为100ms，初始干扰检测窗口IIDP的时长设为100ms，全部为相对不应期。

与现有技术相比，本发明根据心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP程控参数的长短关系来设置多种干扰检测窗口，起搏器在接收到医生设定的心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP后，如果直接应用这两个参数，将可能产生窗口功能冲突以及干扰信号遗漏等问题，本发明能够在不增加硬件和功耗的前提下，针对不同情况，全面、及时地检测出干扰信号，同时抑制干扰信号对起搏器脉冲发放判断所带来的影响，降低起搏器误感知的风险，保证起搏器工作过程中的可靠性，保障患者生命安全。

附图说明

图1植入双腔起搏器患者的随访示意图；

图2双腔起搏器普通干扰检测窗口设置的时序图；

图3双腔起搏器连续干扰引发的心房异步起搏时序图；

图4双腔起搏器PVAB等于PVARP与IIDP之差时的心房干扰检测窗口设置时序图；

图5双腔起搏器PVAB大于PVARP与IIDP之差时的心房干扰检测窗口设置时序图；

图6双腔起搏器PVAB小于PVARP与IIDP之差时的心房干扰检测窗口设置时序图；

图7双腔起搏器的心房干扰检测窗口设置流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

现有技术中关于干扰检测窗口的设置如图2所示，心室起搏事件Vp或心室感知事件Vs触发心房通道的心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP；起搏器对落入心室后心房空白期PVAB中的信号无反应，不影响起搏时序；落入心室后心房不应期PVARP的感知事件称为心房不应期感知事件Ars，心房不应期感知事件Ars触发一段新的干扰检测窗口IDP，干扰检测窗口IDP由绝对不应期和相对不应期组成；若某段干扰检测窗口IDP直至结束也没有发生新的心房不应期感知事件Ars，则开始进入警觉期，落入警觉期内的心房感知事件As触发新的房室AV间期，或警觉期结束时释放心房起搏事件Ap。

干扰检测窗口IDP也可认为是心室后心房不应期PVARP的延长。

特别地，持续存在的干扰信号并不会影响心房起搏事件Ap的发放，具体如图3所示，持续出现的心房不应期感知事件Ars不断触发干扰检测窗口IDP，直到新的干扰检测窗口IDP超出起搏基本间期则触发起搏器异步起搏。

干扰检测窗口IDP的时长设定需考虑干扰信号本身的频率，比如需要检测出频率在10Hz以上的干扰信号，即干扰信号之间的最长间隔为100ms，则干扰检测窗口IDP可设定为100ms。为避免起搏器对干扰信号的重复判断，优先设置干扰检测窗口IDP前段为绝对不应期50ms，后段为相对不应期50ms。干扰检测窗口IDP的设置，可以避免起搏器将干扰信号误认为心房感知事件As并重置房室AV间期，进一步确保起搏器工作时序的稳定。

对于心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP可单独程控设置的起搏器，为了更优的抗干扰效果，本发明在心室后心房不应期PVARP后设置初始干扰检测窗(Initial IDP,IIDP)，比如需要检测频率在10Hz以上的干扰信号，初始干扰检测窗口IIDP的时长可设为100ms，全部为相对不应期。

起搏器在接收到医生设定的心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP程控参数后，如直接应用这两个参数，将可能产生窗口功能冲突、干扰信号遗漏等问题。本发明对此进行心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP长短比较，具体如下：

1、当心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的相差值等于初始干扰检测窗口IIDP的时长时，如图4所示，各个计时周期和检测窗口无重叠无冲突，起搏器不对发生在心室后心房空白期PVAB内的干扰信号作出反应，而发生在IIDP内的Ars1可触发新的IDP。

2、当心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的相差值小于初始干扰检测窗口IIDP时长时，如图5所示，程控心室后心房空白期PVAB和起搏器自设的初始干扰检测窗口IIDP出现重叠，功能冲突。甚至当心室后心房空白期PVAB大于心室后心房不应期PVARP时，心室后心房不应期PVARP以及初始干扰检测窗口IIDP的设置均失去意义，此时起搏器不会对任何干扰信号做出反应，误感知的风险极高。本专利为此重设PVAB*等于PVARP与IIDP之差，起搏器不对发生在PVAB*的干扰信号作出反应，而发生在IIDP内的Ars1可触发新的IDP。

3、当心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的相差值大于初始干扰检测窗口IIDP时长时，如图6所示，如果干扰信号如Ars1、Ars2落入心室后心房空白期PVAB和初始干扰检测窗口IIDP之间，起搏器将无法辨别此两者是否为干扰信号，可能引起误判。本专利为此设定落在心室后心房空白期PVAB和初始干扰检测窗口IIDP之间的Ars1可触发新的检测窗口IIDP*。IIDP*定义为由前段固定时长的绝对不应期和后段不定时长的相对不应期组成，前段绝对不应期的时长可设为50ms，IIDP*的结束时刻与PVARP相同。如果IIDP*内出现Ars2并且Ars2仍在IIDP外，Ars2将重置IIDP*，而后落入IIDP内的Ars3会触发IDP。

参见图7，双腔起搏器工作时，首先，若心室后心房空白期PVAB的程控值大于心室后心房不应期PVARP的程控值与初始干扰检测窗口IIDP的时长差时，设置PVAB*取代原PVAB的功能。其次，若无心房不应期感知事件Ars出现，起搏器进入警觉期，若Ars出现，则需要对第一个Ars出现的时刻进行判断。第一个Ars的出现时刻可分为两种情况：落在IIDP中触发IDP；落在PVAB与IIDP之间的一段PVARP内，触发IIDP*。最后，持续出现的Ars将不断触发新的IDP(或IIDP*)直至新的IDP超过基本间期触发异步起搏，或者新的IDP内没有Ars出现进入警觉期。至此，本方法相关的干扰检测窗口全部设置完成。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，其特征在于，包括步骤：

1)设置干扰检测窗口IDP的时间，干扰检测窗口IDP由绝对不应期和相对不应期组成，心室起搏事件Vp或心室感知事件Vs触发心房通道的心室后心房空白期PVAB及心室后心房不应期PVARP；起搏器对落入心室后心房空白期PVAB中的信号无反应，起搏时序不受影响，对落入心室后心房不应期PVARP的信号记为心房不应期感知事件Ars；落入干扰检测窗口IDP绝对不应期的信号不触发任何间期，落入其相对不应期内的信号记为心房不应期感知事件Ars并触发一段新的干扰检测窗口IDP；若某段干扰检测窗口IDP直至结束也没有发生新的心房不应期感知事件Ars，则开始进入警觉期；若持续存在干扰信号，则心房不应期感知事件Ars不断触发干扰检测窗口IDP，直到新的干扰检测窗口IDP超出起搏基本间期；

2)在心室后心房不应期PVARP的末段增加设置初始干扰检测窗口IIDP，当起搏器在接收到医生设定的心室后心房空白期PVAB以及心室后心房不应期PVARP程控参数后，与初始干扰检测窗口IIDP比较长短并根据Ars出现的时刻分情况处理：(a)若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值等于初始干扰检测窗口IIDP时长，起搏器不对发生在心室后心房空白期PVAB内的干扰信号作出反应，发生在初始干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP；(b)若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值小于初始干扰检测窗口IIDP时长，心室后心房空白期PVAB与初始干扰检测窗口IIDP出现重叠，设置PVAB*等于心室后心房不应期PVARP与初始干扰检测窗口IIDP之差，起搏器不对发生在PVAB*的干扰信号作出反应，发生在初始干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP；(c)若心室后心房空白期PVAB与心室后心房不应期PVARP的差值大于初始干扰检测窗口IIDP时长，处于心室后心房空白期PVAB和初始干扰检测窗口IIDP之间的心房不应期感知事件Ars触发新的检测窗口IIDP*，检测窗口IIDP*的结束时刻与心室后心房不应期PVARP相同；如果检测窗口IIDP*内出现另一心房不应期感知事件Ars且该心房不应期感知事件Ars仍在初始干扰检测窗口IIDP之外，该心房不应期感知事件Ars重置检测窗口IIDP*，依此类推；而后落入干扰检测窗口IIDP内的心房不应期感知事件Ars触发新的干扰检测窗口IDP。

2.根据权利要求1所述提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，其特征在于：检测窗口IIDP*由前段固定时长的绝对不应期和后段不定时长的相对不应期组成，前段绝对不应期的时长设为50ms。

3.根据权利要求1所述提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，其特征在于：对于检测频率在10Hz以上的干扰信号，干扰信号之间的最长间隔为100ms，则干扰检测窗口IDP的时长设为100ms，其中前段50ms为绝对不应期，后段50ms为相对不应期。

4.根据权利要求1所述提高双腔起搏器心房干扰检测窗口抗干扰性能的方法，其特征在于：对于检测频率在10Hz以上的干扰信号，干扰信号之间的最长间隔为100ms，初始干扰检测窗口IIDP的时长设为100ms，全部为相对不应期。