CN107548313B - 使用加速度来监测起搏夺获 - Google Patents
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Abstract
一种可植入医疗设备包括活动传感器、脉冲发生器和控制模块。所述控制模块被配置用于在活动度量间期内根据所述活动传感器信号来确定活动度量,并且将所述活动度量与失夺获检测阈值进行比较。所述控制模块可以响应于所述活动度量小于所述失夺获检测阈值而检测失夺获,并且响应于检测到所述失夺获而增大起搏脉冲输出。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于使用活动传感器信号来监测心脏起搏夺获的可植入医疗设备及相关联方法。
背景技术
用于递送治疗、监测患者的生理状况或其组合的各种可植入医疗设备(IMD)已经在临床上植入或者被提议用于临床植入患者体内。一些IMD可以采用承载刺激电极、感测电极和/或其他传感器的一条或多条细长的电引线。其他IMD可以沿着IMD的外壳或者在所述外壳内并入电极和/或其他传感器,所述外壳封闭IMD的电路系统和电子部件。
IMD可以向如心脏、脑、胃、脊髓、骨盆底等各种器官、神经、肌肉或组织递送治疗和/或监测其状况。一些IMD(诸如心脏起搏器)监测患者的心脏活动并且经由耦合至起搏器的电极向患者的心脏提供治疗电刺激。由IMD提供的电刺激可以包括用于解决异常心律(如心动过缓、心动过速和纤维性颤动)的信号,如起搏脉冲。
IMD可以感测表示心脏固有去极化的信号并对所感测到的信号进行分析从而识别正常或异常心率。在检测到异常节律时,所述设备可以递送适当的电刺激信号或用于恢复或维持更为正常的节律的多个信号。例如,IMD可以在检测到异常心律时向心脏递送心动过缓起搏、抗心动过速起搏(ATP)或心律转复或除颤电击。如果起搏脉冲能量等于或大于夺获阈值,则起搏脉冲将夺获心脏,即成功引起心肌的起搏诱发去极化。
在一些情况下,IMD感测表示患者的代谢需求的信号,以便以旨在满足患者的代谢需求的速率来提供心脏起搏。例如,可以根据加速度计信号来确定患者的身体活动水平的指示,以便提供速率响应起搏从而动态地维持满足患者的代谢需求的心率。
发明内容
总体上,本公开涉及用于基于加速度计信号来监测心脏起搏夺获的技术。根据本文中公开的技术进行操作的起搏器基于根据加速度计信号确定的活动度量来确认夺获。如果夺获未基于所述活动度量被验证,则可以增大所述起搏脉冲输出以便确定夺获阈值。
在一个示例中,本公开提供了一种用于通过可植入医疗设备来检测患者体内的起搏夺获丢失的方法。所述方法包括:向所述患者的心脏腔室递送起搏脉冲;感测包括运动信号的活动传感器信号,所述运动信号可以对应于所述心脏运动的运动信号和/或由于所述患者的身体活动而产生的运动信号;在活动度量间期内根据所述活动传感器信号来确定活动度量;将所述活动度量与失夺获(loss of capture)检测阈值进行比较;响应于所述活动度量小于所述失夺获检测阈值而检测到所述递送的起搏脉冲的失夺获;以及响应于检测到所述失夺获而增大起搏脉冲输出。
在另一示例中,本公开提供了一种可植入医疗设备,所述可植入医疗设备包括:活动传感器,被配置用于产生包括运动信号的信号,所述运动信号可以对应于所述心脏运动的运动信号和/或由于所述患者的身体活动而产生的运动信号;脉冲发生器,被配置用于生成起搏脉冲并且经由耦合至所述可植入医疗设备的一对电极将所述起搏脉冲递送至所述患者的心脏;以及控制模块,耦合至所述脉冲发生器和所述活动传感器。在一些示例中,所述控制模块被配置用于:在活动度量间期内根据所述活动传感器信号来确定活动度量;将所述活动度量与失夺获检测阈值进行比较;响应于所述活动度量小于所述失夺获检测阈值而检测所述递送的起搏脉冲的失夺获;以及响应于检测到所述失夺获而增大起搏脉冲输出。
在另一示例中,本公开提供了一种非暂态计算机可读存储介质,所述非暂态计算机可读存储介质存储有一组指令,所述指令在由可植入医疗设备的控制模块执行时使所述设备:向患者心脏的腔室递送起搏脉冲;感测包括运动信号的活动传感器信号,所述运动信号可以对应于所述心脏运动的运动信号和/或由于所述患者的身体活动而产生的运动信号;在活动度量间期内根据所述活动传感器信号来确定活动度量;将所述活动度量与失夺获检测阈值进行比较;响应于所述活动度量小于所述失夺获检测阈值而检测所述递送的起搏脉冲的失夺获;以及响应于检测到所述失夺获而增大起搏脉冲输出。
本发明内容旨在提供对本公开中描述的主题的概述。本发明内容并不旨在提供对以下附图和说明书内详细描述的装置和方法的排他性或详尽解释。在以下附图和说明书中阐述了一个或多个示例的进一步细节。
附图说明
图1是概念图,展示了可以用于感测心脏电信号并向患者心脏提供治疗的心内起搏系统。
图2A是可以对应于图1中示出的RA起搏器或RV起搏器的心内起搏器的概念图。
图2B是心内起搏器的替代性实施例的概念图。
图2C是心内起搏器的另一替代性实施例的概念图。
图3是图2A至图2C中示出的起搏器的示例配置的功能框图。
图4是根据一个示例的可以由图3的起搏器使用以控制起搏脉冲递送的传感器指示速率(SIR)转移函数的曲线图。
图5是一种由图3的起搏器执行的用于检测失夺获的方法的流程图。
图6是活动传感器信号和心脏电信号的曲线图。
图7A是在包括子阈值起搏时的失夺获(LOC)的五次夺获阈值搜索期间的活动计数的柱状图。
图7B是在不包括LOC事故的24小时时段期间的活动计数的柱状图。
图8是一种根据另一示例的用于检测LOC的方法的流程图。
具体实施方式
总体上,本文中公开了一种可植入医疗设备(IMD)系统,所述可植入医疗设备系统包括起搏器,所述起搏器被配置用于递送心脏起搏并且至少部分地基于根据可以被实施为加速度计的活动传感器信号而确定(直接测量、计算或导出)的活动度量来确认起搏夺获。心脏夺获是响应于由起搏器递送的电起搏脉冲而对心脏腔室进行去极化。夺获阈值为成功夺获起搏的心脏腔室的最小起搏脉冲输出,例如,给定起搏脉冲宽度的最小起搏脉冲振幅或者反之亦然。
在一些示例中,如本文中所描述的被配置用于基于活动传感器信号来检测失夺获的起搏器可以完全植入在患者心脏的腔室中。起搏器活动传感器(其可以是加速度计)经受心脏运动,从而使得活动传感器信号包括由于心脏运动而产生的运动信号以及由于患者身体活动而产生的运动信号。心脏起搏脉冲输出由起搏器至少部分地基于由活动传感器信号导出的活动度量来控制。
图1是概念图,展示了可以用于感测心脏电信号并向患者心脏8提供治疗的心内起搏系统10。IMD系统10包括右心室(RV)心内起搏器14和右心房(RA)心内起搏器12。采用本文中所公开的技术的心脏起搏系统不限于包括RA起搏器12和RV起搏器14两者的系统。相反,采用所公开技术的心脏起搏系统可以包括一个或多个起搏器,所述一个或多个起搏器包括经受搏动心脏8的运动的活动传感器。
在所示出的示例中,起搏器12和14为经导管心内起搏器,其被适配用于完全植入在心脏8的心脏腔室内,例如,完全在RV内、完全在左心室(LV)内、完全在RA内或者完全在左心房(LA)内。RA起搏器12被示出为沿着RA的心内膜壁(例如,沿着RA侧壁或RA隔膜)被定位。RV起搏器14被示出为沿着RV的心内膜壁(例如,接近RV心尖)被定位。然而,本文中公开的技术不限于图1的示例中示出的起搏器位置,并且对应心脏腔室内或沿着所述对应心脏腔室的其他相对位置是可能的,包括心外膜位置或心包位置。例如,起搏器12可以定位在右心房或左心房外部或内部,以便提供对应的右心房或左心房起搏。起搏器14可以定位在右心室或左心室外部或内部,以便提供对应的右心室或左心室起搏。
起搏器12和14各自能够产生电刺激脉冲(即,起搏脉冲),所述电刺激脉冲经由起搏器的外壳上的一个或多个电极递送至心脏8。RA起搏器12被配置用于使用基于外壳的电极来在RA中感测心内电描记图(EGM)信号并递送RA起搏脉冲。RV起搏器14被配置用于使用基于外壳的电极来感测RV中的EGM信号并递送RV起搏脉冲。
起搏器12和14各自能够与外部设备20进行双向无线通信。外部设备20通常被称为“程控器”,因为它一般由内科医师、技术人员、护士、临床医生或其他对起搏器12和14中的操作参数进行程控的合格用户。外部设备20可以位于诊所、医院、或其他医疗设施中。外部设备20可以被替代性地具体化为可以用于医疗设施中、患者家中、或另一位置的家庭监视器或手持设备。可以使用外部设备20将操作参数(比如感测和治疗递送控制参数)程控至起搏器12和14中。外部设备20的方面通常可以对应于在美国专利号5,507,782(凯尔瓦(Kieval)等人)中公开的外部编程/监测单元,所述专利由此通过引用以其全文结合在此。
外部设备20被配置用于与起搏器12和14中所包括的可植入遥测模块进行双向通信。外部设备20使用适当寻址目标起搏器12或14的通信协议来确认与RA起搏器12的无线射频(RF)通信链路22以及与RV起搏器14的无线RF通信链路24。在美国专利号5,683,432(德克(Goedeke)等人)中总体上公开了一种可以植入系统10中的示例RF遥测通信系统,由此所述专利由此通过引用以其全文结合在此。可以使用射频(RF)链路(在医疗植入通信服务(MICS)频带、医疗数据服务(MEDS)频带、或Wi-Fi中)在相应的RA起搏器12和RV起搏器14与外部设备20之间建立通信链路22和24。
外部设备20可以能够在宽距离范围(例如,高达约10米)内与起搏器12和14进行双向通信。在其他示例中,遥测通信可能要求使用放置在RA起搏器12或RV起搏器14附近的编程头以促进数据传送。考虑到的是,外部设备20可以与通信网络进行有线或无线连接以用于向/从远程数据库或计算机传送和接收数据从而允许对患者12进行远程管理。
图2A是可以对应于图1中示出的RA起搏器12或RV起搏器14的心内起搏器100的概念图。起搏器100包括沿着起搏器100的外壳150间隔开的用于感测心脏EGM信号和递送起搏脉冲的电极162和164。电极164被示出为从起搏器100的远端102处延伸的尖端电极,并且电极162被示出为沿着外壳150的中间部分(例如,相邻近端104)的环形电极。远端102被称为“远”是因为当其前进穿过递送工具(如,导管)时其被期望为前端并且被放置抵靠目标起搏位点。
电极162和164形成用于进行双极心脏起搏和感测的阴极和阳极对。电极162和164可以被定位在对应近端104和远端102上或尽可能地靠近以便增大电极162与164之间的电极间间距。
在替代性实施例中,起搏器100可以包括两个或更多个环形电极、两个尖端电极和/或沿着起搏器外壳150暴露的用于向心脏8递送电刺激并感测EGM信号的其他类型的电极。电极162和164可以是(不限于)钛、铂、铱或者其合金,并且可以包括如氮化钛、氧化铱、氧化钌、铂黑等低极化涂层。电极162和164可以被定位在沿着起搏器100的除了所示出位置的位置处。
外壳150由生物相容性材料(比如,不锈钢或钛合金)形成。在一些示例中,外壳150可以包括绝缘涂层。绝缘涂层的示例包括聚对二甲苯、尿烷、聚醚醚酮(PEEK)或聚酰亚胺等。外壳150包括控制电子设备子组件152,所述控制电子设备子组件容纳用于感测心脏信号、产生起搏脉冲并控制起搏器100的治疗递送和其他功能的电子设备。外壳150进一步包括电池子组件160,所述电池子组件向控制电子设备子组件152提供电力。电池子组件160可以包括在共同转让的美国专利号8,433,409(约翰逊(Johnson)等人)和美国专利号8,541,131(伦德(Lund)等人)中公开的电池的特征,所述两个美国专利的全部内容通过引用以其全文结合在此。
起搏器100可以包括固定齿组166以便将起搏器100固定至患者组织,例如,通过与心室骨小梁相互作用。固定齿166被配置用于锚定起搏器100,以可操作地将电极164定位在靶标组织的相邻位置处,以便递送电刺激脉冲。可以采用许多种类型的有源和/或无源固定构件来将起搏器100锚定或稳定在植入位置中。起搏器100可以包括如在共同转让的、预授权的公开美国2012/0172892(格鲁巴茨(Grubac)等人)中公开的一组固定齿,所述公开由此通过引用以其全文结合在此。
起搏器100可以进一步包括递送工具接口158。递送工具接口158可以位于起搏器100的近端104,并且被配置用于连接至用于在植入手术期间将起搏器100定位在植入位置处(例如,在心脏腔室内)的递送设备(比如,导管)。
图2B是心内起搏器110的替代性实施例的概念图。起搏器110包括外壳150、控制组件152、电池组件160、固定构件166和沿着远端102的电极164,并且可以包括如以上结合图2A而描述的沿着近端104的递送工具接口158。起搏器110被示出为包括沿着导电延伸部165延伸离开外壳150的电极162’。如此,延伸部165可以电耦合至外壳150以便将电极162’定位在距离远端尖端电极164增大的电极间距离处(在这种情况下,外壳150的全部或一部分可以绝缘),而不是沿着外壳150承载的电极对,这限制了最大可能的电极间间距。
图2C是心内起搏器120的替代性实施例的概念图,其具有耦合至起搏器外壳150的远端102的延伸部165,所述延伸部用于将远端电极164’延伸远离沿着接近近端104或在近端104处的外壳150定位的电极162。图2B和图2C中示出的延伸部165是经由越过外壳150的电馈通将电极162’(图2B)或电极164’(图2C)电耦合至起搏器电路系统的绝缘导电体。具有用于增加电极间间距的绝缘、导电延伸部165的起搏器120通常可以对应于在共同转让的、预授权的美国公开号2013/0035748(邦纳(Bonner)等人)中公开的可植入设备和软导体,所述专利由此通过引用以其全文结合在此。
在图2A、图2B和图2C中示出的示例中,用于产生与患者活动相关的信号的加速度计可以封闭在控制电子设备组件152中。在其他示例中,加速度计可以沿着延伸部165或外壳150的任何其他部分被定位。在一些示例中,加速度计可以被实施为压电或MEMS加速度计。
图3是图2A中示出的起搏器100(或者分别为图2B和图2C的起搏器110或起搏器120)的示例配置的功能框图。起搏器100包括脉冲发生器202、感测模块204、控制模块206、存储器210、遥测模块208和电源214。如本文中所使用的,术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路、或提供所描述的功能的其他适当部件。RA起搏器12和RV起搏器14可以包括如由图3中所示的起搏器100所表示的类似模块;然而,应当理解的是,模块根据需要以不同方式被配置用于执行单独RA起搏器12和RV和起搏器14的功能。
例如,当起搏器100被配置用于作为RV起搏器14操作时,控制模块206被配置用于设置用于控制心室起搏脉冲的递送的各种心室起搏逸搏间期。当起搏器100被具体化为RA起搏器12时,控制模块206被配置根据本文披露的技术来设置心房起搏逸搏间期以控制RA起搏脉冲的递送。
归属于本文中的起搏器100的功能可以被具体化为一个或多个处理器、控制器、硬件、固件、软件或其任何组合。将不同的特征描绘为特定电路或模块旨在突显不同的功能方面并且不一定暗示这种功能必须由单独的硬件部件或软件组件或由任何特定架构来实现。相反,与一个或多个模块、处理器或电路相关联的功能可由单独的硬件部件或软件组件来执行或者集成在共同的硬件部件或软件组件内。例如,由起搏器100执行的起搏控制操作可以在控制模块206中实施,所述控制模块执行存储在存储器210中的指令并且依赖于来自感测模块204的输入。
用于实现本文公开的功能的软件、硬件和/或固件的特定形式将主要由所述设备中使用的特定系统架构以及由所述设备采用的特定检测和治疗递送方法来确定。在考虑到本文中的公开的情况下,在任何现代IMD的背景下提供软件、硬件、和/或固件以完成所述功能在本领域技术人员的能力之内。
脉冲发生器202生成电刺激脉冲,所述电刺激脉冲经过电极162和164被递送至心脏组织。电极162和164可以是如图2A中示出的基于外壳的电极,但是一个或两个电极162和164可以替代性地由结合图2B和图2C而描述的延伸远离起搏器外壳的绝缘导电体承载。
脉冲发生器202可以包括一个或多个电容器以及将所述(多个)电容器充电至经编程的起搏脉冲电压的充电电路。在合适的时间上,如由包括在控制模块206中的起搏定时和控制模块所控制的,电容器耦合至起搏电极162和164以对电容器电压进行放电并由此递送起搏脉冲。在以上结合的美国专利号5,507,782(凯尔瓦(Kieval)等人)以及在共同转让的美国专利号8,532,785(克拉奇菲尔德(Crutchfield)等人)中总体上公开的起搏电路可以实现在起搏器100中从而在控制模块206的控制下将起搏电容器充电至预定的起搏脉冲振幅并递送起搏脉冲,这两项美国专利都通过引用以其全文结合在此。
控制模块206控制脉冲发生器202以响应于逸搏间期的到期根据存储在存储器210中的经编程的治疗控制参数而递送起搏脉冲。包括在控制模块206中的起搏定时和控制模块可以包括被设置为用于控制相对于起搏或感测事件的起搏脉冲的定时的起搏逸搏间期的逸搏间期定时器或计数器。当逸搏间期到期时,递送起搏脉冲。如果通过感测模块204在起搏逸搏间期期间感测到心脏事件,则可以抑制所安排的起搏脉冲,并且可以将起搏逸搏间期重置为新的时间间期。
控制模块206可以根据在夺获阈值搜索期间确定的夺获阈值来设置由脉冲发生器202递送的起搏脉冲的脉冲振幅和/或脉冲宽度。控制模块206可以通过控制脉冲发生器202在降低起搏输出(例如,降低给定脉冲宽度的起搏脉冲振幅)时递送起搏脉冲来执行夺获阈值搜索,直至感测模块204未从EGM信号中感测到电诱发响应。引起电诱发响应的最低起搏脉冲输出被确定为夺获阈值。将认识到的是,可以使用其他信号来执行夺获阈值搜索以用于检测起搏诱发响应,并且起搏输出可以以递增、随机或其他顺序而变化。
感测模块204接收跨电极162和164所产生的心脏EGM信号。当EGM信号越过感测阈值(其可以是自动调整感测阈值)时,感测模块204可以感测固有心脏事件。响应于感测阈值越限(crossing),感测模块204将感测事件信号传递至控制模块206以用于控制起搏脉冲的定时。感测模块204可以被配置用于感测来自心脏EGM信号的起搏诱发响应并且向控制模块206传递诱发响应检测信号和/或传递多位数字信号以用于检测来自EGM信号的起搏诱发响应。电诱发响应检测可以由控制模块206来使用以确认起搏脉冲之后心脏的电夺获、验证基于活动传感器信号而检测的LOC、和/或用于在夺获阈值搜索期间确定夺获阈值。
起搏器100可以进一步包括用于监测患者的一个或多个其他生理传感器,诸如压力传感器、声学传感器、氧传感器或任何其他可植入生理传感器。在一些情况下,另一信号可以用于在夺获阈值搜索期间验证LOC和/或检测诱发响应。
存储器210可以包括计算机可读指令,所述计算机可读指令当由控制模块206执行时使控制模块206执行贯穿本公开归属于起搏器100的各种功能。计算机可读指令可以被编码在存储器210内。存储器210可以包括任何非暂时性计算机可读存储介质,包括任何易失性介质、非易失性介质、磁性介质、光学介质或电介质,诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、或其他数字介质,唯一的例外是瞬时传播信号。存储器210存储由控制模块206使用以控制信号发生器202递送起搏脉冲的定时间期、计数或其他数据。例如,存储器210可以存储用于基于来自活动传感器212的信号来确定出传感器指示起搏速率的关系,并且存储由控制模块206使用以基于活动传感器信号来检测LOC的LOC检测控制参数。
活动传感器212可以被实施为产生与患者身体运动(包括心脏运动以及由于患者的身体活动而产生的运动)相关的信号的压电加速度计、MEMS加速度计或其他传感器。活动传感器212可以对应于在共同转让的美国专利号8,352,030(Denison(丹尼森)等人)或美国专利号8,386,042(Yudovsky(尤多夫斯基)等人)中所公开的加速度计,这两个美国专利均通过引用以其全文结合在此。包括用于检测患者运动的压电加速度计的起搏器安排例如在美国专利号4,485,813(安德森(Anderson)等人)和美国专利号5,052,388(希瓦拉(Sivula)等人)中披露,这些专利中的两者由此通过引用以其全文结合在此。
活动传感器212可以包括对三维中的运动具有敏感度的单轴加速度计或多轴加速度计,例如,三条正交轴。在美国专利号5,593,431(谢尔登(Sheldon))中总体上公开了多维加速度计,所述美国专利通过引用以其全文结合在此。在2014年2月6日提交的美国专利申请序列号14/174,514(尼科尔斯基(Nikolski)等人)中总体上公开了在心内设备中使用加速度计来获得患者活动数据,所述专利通过引用以其全文结合在此。在美国专利号7,031,772(康戴尔(Condie)等人)中总体上公开了使用用于提供速率响应起搏的患者活动信号,所述专利由此通过引用以其全文结合在此。
控制模块206可以被配置用于使用来自活动传感器212的信号以确定用于控制满足患者的代谢需求的起搏脉冲递送速率的传感器指示速率(SIR)。例如,包括在控制模块206中的逸搏间期定时器可以被设置为与SIR相对应的起搏逸搏间期,并且所述起搏逸搏间期可以被调整为响应于活动传感器信号的SIR变化。控制模块206从活动传感器212接收活动信号并且在用于确定SIR的期望间期根据所述信号来确定活动度量。SIR可以在休息时段期间的已编程或预定下限速率(LR)与最大努力时段期间的已编程最大上限起搏速率之间变化。可以根据SIR转移函数来控制SIR,所述SIR转移函数可以包括在活动度量的不同范围内SIR的不同变化速率。
在一些示例中,活动度量被确定为活动计数。在这些情况下,控制模块206可以包括:计数器,所述计数器用于跟踪活动计数以作为来自活动传感器212的信号在活动计数间期(例如,2秒间期)期间越过活动信号阈值的次数。在每个活动计数间期结束时的计数在所述活动计数间期期间与患者身体运动相关,并且因此与患者代谢需求相关。应用于活动传感器信号的阈值(其在被活动传感器信号越过时使活动计数增大)可以是默认阈值或可编程阈值或者可以是自动调整的阈值。总体上在共同转让的美国专利号5,720,769(van Oort(凡特))中公开了用于在n秒间期内获得活动计数的方法以及用于调整用于获得活动计数的活动传感器信号阈值,所述美国专利通过引用以其全文结合在此。在其他示例中,可以通过在活动计数间期(例如,两秒间期)内对经整流活动传感器信号的活动信号样本点进行集成或求和来从活动传感器信号中获得活动度量,尽管更长或更短的时间间期可以用于确定活动度量。
控制模块206被配置用于基于从活动传感器202接收到的信号来验证由脉冲发生器202递送的起搏脉冲的夺获。如下所述,根据活动传感器202确定的活动度量可以与失夺获标准进行比较以便检测丢失的夺获。在一些情况下,用于检测失夺获的活动度量是针对用于确定控制起搏速率的SIR的相同时间间期而计算的同一度量。当起搏器100定位在心脏腔室内或者沿着所述心脏腔室被定位时,活动传感器信号将包括心脏运动信号。当由于起搏脉冲输出低于夺获阈值而发生失夺获时,可能发生心搏停止。如果发生心搏停止,则心脏运动对活动传感器信号的贡献将减少,这可能降低从活动传感器信号中导出的活动度量。控制模块206可以被配置用于基于从活动传感器信号导出的低于失夺获检测阈值的活动度量的减小来检测失夺获。控制模块206可以基于用于重建起搏脉冲递送的在心脏腔室夺获阈值之上的活动度量来对失夺获检测做出响应。
电源214根据需要向起搏器100的其他模块和部件中的每一项提供电力。控制模块206可以执行电力控制操作以便控制对各部件或模块进行供电或断电的定时以执行各种起搏器功能。电源214可以包括一个或多个能量存储设备,如一个或多个可再充电电池或不可再充电电池。为清楚起见,图3中未示出电源214与其他起搏器模块和部件之间的连接。
遥测模块208包括收发器以及用于经由如以上描述的射频(RF)通信链路从外部设备20传送和接收数据的相关联天线。起搏器100可以经由遥测模块208从外部设备20接收到的编程命令来接收起搏和感测控制参数值以及失夺获检测控制参数。各个控制参数值可以存储在存储器210中以供控制模块206访问以用于执行感测、起搏和夺获管理功能。
图4是根据一个示例的可以由起搏器100使用以控制递送至心脏8的治疗的传感器指示速率(SIR)转移函数的曲线图300。活动传感器212可以是产生与患者身体运动相关的信号的加速度计。活动度量可以由起搏器控制模块206根据活动传感器信号来计算,以作为预定n秒间期(例如,2秒间期)内加速度计信号的总阈值越限数的计数或者加速度计信号的集成值,其两者在本文中通常均被称为“活动计数”。可以使用根据加速度计信号确定的反映通常一天或一周内患者的活动简档的活动计数、用户编程的参数或这两者的组合来建立图4中示出的SIR转移函数。
在曲线图300中,根据沿着x轴304绘制的活动计数来沿着y轴302绘制SIR。起搏器控制模块206可以基于对在时间间期内确定的活动计数来建立下限速率(LR)设定点308。当基于根据活动传感器信号确定的活动计数来使能起搏器100以提供速率响应起搏时,不将起搏速率调整为下限速率306之上(有时被称为“基础起搏速率”)(只要活动计数在LR设定点308处或之下)。
由于活动计数增大到LR设定点308之上,因此可以根据SIR与活动计数之间建立的转移函数来确定SIR。例如,可以建立日常生活活动(ADL)下限设定点312和ADL上限设定点318以作为预期在正常日常活动和中等活动期间覆盖患者活动水平(诸如围绕房子移动、开车、白天日常活动等)的活动计数范围的下限边界和上限边界。可以根据LR设定点308与ADL下限设定点312之间的斜率310将SIR从下限起搏速率306增大至ADL速率314。SIR在ADL下限设定点312与ADL上限设定点318之间的ADL范围316期间保持ADL速率314。上限ADL设定点318之上的活动计数将使起搏器100根据作为活动计数的函数的第二斜率320来将SIR上调至最大上限速率设定点322。SIR被设置为所有活动计数的大于最大上限速率设定点322的最大上限起搏速率324。可以基于患者的活动计数历史针对患者的特定需求来调整下限ADL设定点312、上限ADL设定点318和最大上限速率设定点322中的每一项。
在一些示例中,可以由起搏器100基于对在调整间期内被采样的活动计数(或其他活动度量)的分析来建立LR设定点308以及小于LR设定点308的失夺获阈值350。例如,可以在24小时调整间期内每两秒确定活动计数。在一个示例中,在调整间期内累积的所有活动计数值中的处于预定百分位345的活动计数值被选择作为LR设定点308。可以建立预定百分位345以作为预期需要患者以LR 306进行起搏时的百分比,这也可被认为作为预期患者休息或非活动时的百分比。从活动计数0向上延伸至先前建立的百分位345的休息范围346中的活动计数表示在患者休息(例如,睡觉、打盹、坐着或其他方式不活动)时可能发生的活动计数,并且无需大于满足代谢需求的下限速率306的起搏速率。百分位345之下的活动计数极有可能主要是由于心脏运动并且不表示患者的与代谢需求增大相对应的身体活动。
从先前建立的百分位345延伸至最大可能活动计数的非休息活动范围348中的活动计数值表示预期在患者活动(不休息)并且要求大于满足患者的代谢需求的LR 306的起搏速率时发生的活动计数。为了展示,可以将百分位345选择为85%,从而使得SIR在近似85%时为LR 306并且将在近似15%时增大至LR 306之上。
可以就频率曲线图340想到在调整间期内对活动计数的分析。针对沿着x轴344示出的每个活动计数值,沿着y轴342示出了在预定义时间间期内发生的活动计数的数量或频率。在一个示例中,可以将可能活动计数值的范围划分为预定的活动计数仓。在预定义时间间期内对每个仓中发生的活动计数进行计数。预定患者活动百分位345处的活动计数仓被标识和设置为LR设定点308。
可以基于累积的活动计数随时间来增大或降低LR设定点308,以便维持在大于LR设定点的预期活动计数数量的范围内大于LR设定点308的活动计数的数量。继续以上给出的示例,如果患者活动百分位345为85%,则大于LR设定点308的范围348中的活动计数预期为近似在给定时间间期内确定的所有活动计数的15%。如果在预定时间间期内多于15%的活动计数大于LR设定点308,则可以增大LR设定点308。如果少于15%的活动计数大于LR设定点308,则可以由起搏器控制模块206来减少LR设定点308。总体上在于2014年11月25日提交的共同转让的美国专利申请序列号14/552,758中公开了一种起搏器以及用于建立LR设定点的方法,所述美国专利通过引用以其全文结合在此。
除了建立LR设定点308,起搏器控制模块206可以建立失夺获(LOC)阈值350以用于检测起搏夺获的丢失。LOC阈值350小于LR设定点308并且可以被限定为在给定时间间期内确定的所有活动计数的百分位,例如,所有活动计数的第一百分位、第二百分位或第五百分位。可替代地,LOC检测阈值350可以被限定为是LR设定点308的百分比(例如,LR设定点308的10%)的活动计数。例如,如果LR设定点308为15,则可以将LOC阈值350设置为活动计数2。在LR设定点308与所建立的LOC检测阈值350之间发生的活动计数值的正常休息范围352表示预期在患者处于休息状态时(当活动计数值主要由于正常心脏运动时)发生的活动计数值的大多数(例如,90%或更多)。小于正常休息范围352的活动计数指示心脏运动的显著降低(例如,心搏停止),这是用于检测LOC的证明。
因此,小于LOC检测阈值350的活动计数指示正常情况下对活动传感器信号做出贡献的心脏运动已经显著减弱。例如,依赖起搏器的患者可以植入有用于在房室传导完整时提供心房起搏的RA起搏器12以及用于如果患者呈现房室传导阻滞则提供心室起搏的RV起搏器14。如果在任一心脏腔室中发生LOC,则心脏运动对活动传感器信号的贡献可能显著降低(如果发生心搏停止)。基于低活动计数而检测的心脏运动的这一显著降低支持由控制模块206进行的LOC检测。例如,如果RV起搏器14未能在具有AV传导阻滞的患者体内进行夺获,则可以基于活动计数的降低来检测LOC。如果RA起搏器12未能在具有AV传导完整的患者体内夺获右心房,则接下来可能是心室心搏停止(当RV起搏器14不存在时)。由于缺乏引起LOC检测的心脏运动贡献,因此RA起搏器活动传感器信号可能减弱。
图5是一种由起搏器100执行的用于检测失夺获的方法的流程图400。在框402处,建立LOC阈值(本文中亦被称为“LOC检测阈值”)。LOC阈值可以由用户来进行编程或者可以由起搏器100自动确定。可以将LOC阈值自动设置为是在给定时间间期(例如,一天、一周或其他时间段)内确定的所有活动度量的预定百分位的活动度量值。例如,控制模块206可以确定在预定监测间期内累积的全部2秒活动计数的第一或第二百分位活动计数。以下描述了由控制模块206执行的用于建立LOC阈值的方法的其他示例。
在框404处,控制模块206根据活动传感器信号来确定活动度量,例如,2秒活动计数。控制模块206可以以规律时间间期(诸如2秒活动计数)确定活动度量以用于确定SIR。这些2秒活动计数可以用于正在进行的夺获监测以及速率响应起搏控制。例如,每当SIR处于下限速率并且未检测到快速性心律失常时,可以将每2秒活动计数与LOC阈值进行比较。
在其他示例中,活动度量可以用于根据夺获管理协议在安排的时间验证夺获。例如,可以在框404处确定活动度量,每当起搏速率处于下限速率(患者不活动)时、在夜间(患者休息时)或者其他安排基础。在此情况下,贯穿监测间期,可以禁用速率响应起搏但是可以确定正常情况下用于控制速率响应起搏的活动度量以便在框402处建立LOC阈值并且然后在安排的时间处进行确定或继续监测LOC。
在一些示例中,在框406处,将在进行中的基础上所确定的活动度量与LOC阈值进行比较。如果活动度量不小于LOC阈值,则控制模块206确定下一活动度量。未检测到LOC。所述过程返回至框404以便确定下一活动度量。
在其他示例中,在框406处,可以不将活动度量与LOC阈值进行比较,除非起搏速率在或接近下限速率(LR)(例如,在LR的每分钟10次搏动内),如在框405处确定的。如果基于对活动度量的分析,SIR大于LR,则活动度量大于LR设定点并且因此大于LOC阈值。无需做出进一步比较。如果患者是活动的,则活动度量将大于LOC阈值。如果活动度量维持在大于LOC阈值的值处,则以SIR的起搏支持所维持的活动并且因此成功夺获是可能的。以下结合图8描述了当SIR大于起搏LR时使能基于活动度量的LOC检测的其他示例。
在具有完整房室(AV)阻滞的患者体内,在框406处,LOC引起基于活动度量小于LOC阈值而检测到的心搏停止。在一些示例中,图4中示出的小于LOC阈值350的单个活动度量引起LOC检测。在其他示例中,在框406处应用的LOC检测标准可能要求两个或多个活动度量小于LOC阈值,例如,可能需要至少两个连续活动计数。在具有不完整AV阻滞的患者体内,由于一些搏动上的AV传导而发生某个心室活动(即使LOC),从而在LOC期间引起较未减弱的活动度量。这样,在一些患者中,基于活动传感器信号的LOC检测标准可以被限定为包括多于一个的活动度量小于LOC阈值和/或较不严格的LOC阈值。换言之,可以在患者由于不完整AV阻滞而具有某种固有AV传导时使用比当患者具有完整AV阻滞时更高的LOC阈值350(图4中所示出的)。
这样,可以限定多于一个的LOC阈值。可以建立在连续起搏期间使用的第一LOC阈值,并且可以建立高于第一LOC阈值的第二LOC阈值以在非连续起搏期间使用,例如,在起搏期间正在间歇性地感测固有事件时,或者在活动度量间期期间感测固有事件时使用。可以由控制模块206基于R波在2秒活动计数间期期间(或者在其内确定活动度量的其他时间间期)是否已经被感测来选择在框406处应用的LOC检测标准。
如果在框406处满足基于至少一个活动度量小于LOC阈值的LOC检测标准,则控制模块206在框408处检测LOC并且控制脉冲发生器202以增大起搏脉冲输出。可以通过增大起搏脉冲振幅和/或起搏脉冲宽度来增大起搏脉冲输出。
在框410处,控制模块206验证在增大起搏脉冲输出之后夺获已经发生。可以通过检测电诱发响应来验证夺获。可以通过分析从感测模块204接收到的EGM信号来检测电诱发响应。可以由控制模块206通过在起搏脉冲之后设置诱发响应检测窗口并且基于振幅阈值越限、最大峰值振幅、波形形态学或其他诱发响应检测标准来判定在检测窗口期间是否存在诱发R波来检测电诱发响应。在美国专利号7,123,963(Sawchuk(沙丘克)等人)中总体上描述了诱发响应检测,所述美国专利通过引用以其全文结合在此。
如果在框410处未检测到电诱发响应,则可以通过返回至框408来再次增大起搏输出,直至夺获被验证。将认识到的是,在一些示例中,基于在多于一个的起搏脉冲之后检测诱发响应来验证夺获。例如,可能要求检测至少两个连续诱发响应,以便验证增大的起搏输出已经成功地夺获了起搏的心脏腔室。在另一示例中,可能要求三个起搏脉冲中的两个起搏脉冲之后的诱发响应检测来验证夺获。另外或可替代地,可以在框410处基于在增大起搏输出之后超过LOC阈值的活动度量值或者基于其他传感器信号(诸如压力信号)来验证夺获。
将认识到的是,在一些情况下,起搏输出可以达到最大值,并且可能无法验证夺获。如果在框410处未验证夺获并且如在框430处确定的达到了最大输出,则可以在框432处标记此夺获失败事件来存储日期和时间戳(stamp)。夺获失败事件可能是由于患者的死亡所引起的,在这种情况下,所述日期和时间戳可以标记近似死亡时间。
在增大的起搏脉冲输出之后对夺获进行验证之后,可以由控制模块206来执行夺获阈值搜索以便在框412处确定起搏夺获阈值。可以通过控制脉冲发生器202迭代地降低起搏脉冲输出(例如,增加脉冲振幅或脉冲宽度)来执行夺获阈值搜索,直至夺获丢失,例如基于(多个)起搏脉冲之后的电诱发响应的消失。
在框414处,将夺获阈值与先前确定的夺获阈值进行比较。如果夺获阈值与最近的先前确定的夺获阈值相比已经增大了,则在框418处将新的夺获阈值存储在存储器210中以用于由控制模块206设置起搏输出并且与未来夺获阈值进行比较。
在框420处,控制模块206基于新的夺获阈值来设置脉冲发生器202的起搏输出,例如,设置为至少或者大于夺获阈值的脉冲振幅和/或脉冲宽度。通常,将起搏输出设置为大于夺获阈值的安全裕度。所述安全裕度可以相对较小(例如,0.5伏特或更少)以便保持起搏器100的电池寿命。监测LOC证明的活动度量可以使得起搏器100使用较小的安全裕度,其中按照需要对起搏输出作出调整以便维持夺获。
如果夺获阈值与先前确定的夺获阈值相比尚未增大(如在框414处确定的),则在框424处将基于活动度量的LOC检测视为误。在框426处,基于所确定的夺获阈值来重新建立先前的起搏输出以便继续起搏。
在框428处,控制模块206可以调整LOC检测控制参数以便降低另一误LOC检测的可能性。例如,可以减小LOC阈值。控制模块206可以将LOC阈值暂时减小预定时间间期,例如,一个小时或更久。减小LOC阈值可以避免由误LOC检测基于活动度量所引起的频繁夺获阈值搜索。可替代地,可以将基于活动传感器信号的LOC检测禁用预定时间间期,例如,长达一小时。
随着更多活动度量的积累,可以在框402处更新LOC阈值。例如,每24小时或其他预定更新间期,可以基于在前述更新间期内累积的活动度量来重新建立LOC阈值。在其他示例中,如果调节了如图4中所示的用于限定SIR转移函数的LR设定点或任何其他设定点,则可以调整LOC阈值。
图6是活动传感器信号502和心脏电信号504的曲线图500。当递送满足或超过夺获阈值的起搏脉冲506时,电诱发响应510跟随在起搏脉冲506之后。可以由控制模块206基于如上所述的振幅、波形形态学分析或其他信号分析标准来检测电诱发响应510,以用于在起搏输出由于LOC检测而基于活动传感器信号和/或在夺获阈值搜索期间已经增大之后对夺获进行验证。
在此示例中,活动传感器信号502被示出为原始加速度计信号。在电诱发响应510之后,在活动传感器信号502上观察机械诱发响应512。可以在活动计数间期520内对活动传感器信号502进行整流和求和,或者可以在活动计数间期520期间对活动阈值的经整流活动传感器信号越限进行计数。活动计数间期520被示出为每2秒被重启的2秒间期以便在进行中的基础上每两秒获得活动计数。这样,活动计数间期520不是响应于起搏脉冲506或者在时间上与心动周期的任何关系而设置的窗口。在2秒活动计数间期520期间,机械诱发响应512将对总活动计数做贡献以便产生在患者不活动时处于正常休息范围352(图5)内的活动计数。
不满足夺获阈值的起搏脉冲514不在起搏脉冲514之后产生如由心脏电信号504的基线信号516观察到的电诱发响应。当基于活动传感器信号502来检测LOC时,控制模块206可以基于在起搏脉冲之后不存在电诱发响应来确认电失夺获。
在图6中,在预期观察到机械诱发响应的接近时间处,在起搏脉冲514之后观察作为活动传感器信号502的基线部分518的机械失夺获。在此示例中,由于心房运动,在起搏脉冲514之后观察活动传感器信号502的某种偏转。与起搏脉冲514之后的心室收缩相对应的预期机械诱发响应的不存在将引起在活动计数间期522内获得的活动计数的减少。如果在活动计数间期522内获得的活动计数少于LOC阈值350(图4),则由控制模块206基于活动计数来检测LOC。可以由临床医师手动地或者通过执行夺获阈值搜索来建立LOC阈值350,如下所述。
图7A是在包括子阈值起搏时的LOC的五次夺获阈值搜索期间的活动计数的柱状图600。图7B是在不包括LOC事故的24小时时段期间的活动计数的柱状图602。在此说明性示例中,在五次夺获阈值搜索的序列且无身体活动期间,活动计数的范围为从3到13(图7A)。在24小时的正常活动时间段且无LOC期间,活动计数的范围从6到超过30(图7B)。从而,正常的休息范围652可以包括图7A中示出的活动计数的从6到13的范围,所述范围包括与成功起搏夺获相关联的正常心脏运动。大于正常休息范围652的活动计数表示非休息活动计数范围648。
当在24小时时间段内未发生LOC时,在此示例中可以将LOC阈值650设置为5,因为在图7B中未观察到小于5的活动计数。图7A中示出的小于5的活动计数654表示当起搏脉冲输出被降至夺获阈值以下时在夺获阈值搜索期间发生的LOC。
图7A和图7B的柱状图展示了用于在图5的框402处由控制模块206自动建立LOC阈值650的方法。在一个示例中,可以由控制模块206基于在一次或多次夺获阈值搜索期间获得的活动计数来建立LOC阈值650。控制模块206可以控制脉冲发生器202降低起搏脉冲输出,直至如图6中所见的不再检测电诱发响应。可以确定在活动计数间期(诸如在图6中示出的活动计数间期522)内获得的包括电诱发响应丢失的活动计数。可以限定LOC阈值650,从而使得其将在起搏引起夺获的活动计数间期520(图6)期间获得的活动计数652与在活动计数间期522(图6)内获得的包括在夺获阈值以下递送的起搏脉冲的活动计数654分离开。
在另一示例中,可以在1小时时间段、2小时时间段、8小时时间段或24小时时间段或其他时间间期内执行电诱发响应监测以便获得已知的以对应于成功夺获的活动计数,例如如由图7B所示出的。可以将LOC阈值650设置为低于已知的以包括成功夺获期间的心脏运动的活动计数。在图7B的示例中可以将LOC阈值设置为5,因为在此正常活动时间段且无LOC期间未发生低于5的活动计数。
在又另一示例中,可以在活动计数间期期间有意地递送一个或多个子阈值起搏脉冲以便获得已知LOC期间的活动计数,并且可以在下一活动计数间期期间递送一个或多个超阈值起搏脉冲以便获得已知夺获期间的活动计数。可以建立将已知LOC活动计数与已知夺获活动计数分离开的LOC阈值650。可以在已知患者休息时(例如,在夜间)或者在临床医师的监管下来执行用于建立LOC阈值650而执行的这种测试。
图8是一种根据另一个示例的用于检测LOC的方法的流程图700。在框702处,控制模块206可以执行夺获阈值测试以便在所述夺获阈值之上的安全裕度处设置起搏输出。可以使用电诱发响应检测来验证夺获从而以规律的安排间期(例如,每24小时一次)执行夺获阈值测试。
在框704处,建立基于活动度量的LOC阈值。如上所述,LOC阈值可以基于在前述时间间期内确定的活动度量。在一些示例中,LOC阈值被设置为在至少24小时期间内确定的所有活动度量的第一或第二个百分位。在另一示例中,可以基于在框702处执行的夺获阈值测试期间确定的活动度量来建立LOC阈值。LOC阈值可以被设置为低于在包括电诱发响应(超阈值起搏)的活动度量间期内获得的活动度量并且设置为高于在包括引起电LOC的子阈值起搏脉冲的活动度量间期内确定的任何活动度量。
在框706处,确定活动度量。可以在用于确定SIR的活动度量间期(诸如以上所述的2秒活动计数)内确定活动度量。如果当前起搏速率大于下限速率(LR)(由于大于LR的SIR),如在框708处确定的,则可以在框710处设置经调节的活动计数间期。当SIR大于LR(由于患者活动)时,患者身体活动可以遮蔽心脏运动对活动传感器信号的降低的贡献。这样,经调整活动计数间期可以用于在包括机械诱发响应如果存在的话)的起搏脉冲之后的时间间期期间夺获活动传感器信号。
参考图6,可以在起搏脉冲506处开始或者在短延迟(例如,起搏脉冲506之后的20ms)之后重新开始经调整活动计数间期。经调整活动计数间期可以在起搏脉冲506之后延伸近似500ms或更少,这取决于起搏速率。例如,经调整活动计数间期可以对应于根据SIR设置以包括预期机械诱发响应512的起搏间期的小于50%。
在框712处将在经调节的活动度量间期内确定的活动度量与LOC阈值进行比较。活动度量可以是阈值越限计数或者以与在框706处在非调整活动度量间期内确定活动度量相同的方式在经调整活动度量间期内确定的活动传感器信号样本点之和。患者身体活动可能仍对针对经调整活动度量间期确定的活动度量做出贡献,然而,通过使活动度量间期变窄至大约受限于机械诱发响应的预期时间的间期来实现由于LOC而引起的对心脏运动对活动传感器信号的减弱贡献的更大敏感度。
在框712处,将在经调整间期内确定的活动度量与LOC阈值进行比较,所述LOC阈值可以是用于与在未调整活动度量间期内确定的活动度量进行比较的同一LOC阈值或经调整的LOC阈值。由于正在相对更短的时间间期内确定活动度量,因此可以将LOC阈值调整为更低的LOC阈值。
另一方面,更低的LOC阈值在身体活动期间由于对活动传感器信号的身体活动贡献而太敏感而无法检测LOC。控制模块206因此可以被配置用于“学习”随时间与经调整活动度量间期一起使用的合适LOC阈值。如果在框712处活动度量小于LOC阈值,则在框720处做出LOC检测。可以在框722处增大起搏输出,并且可以在框724处通过以下方式来验证所检测的LOC以:使用在框724处进行的电诱发响应检测来执行夺获阈值搜索,以便验证夺获阈值与先前的夺获阈值相比已经被增大。如果基于夺获阈值没有变化而将所检测的LOC确定为LOC的误检测(如结先前结合图5所描述的),则可以在框728处调整LOC检测标准。可以将经调整活动度量间期调整为不同的间期和/或可以调整被应用于在经调整间期内确定的活动度量的LOC阈值。以此方式,可以将在LR之上的患者活动和起搏期间使用的活动度量间期和LOC阈值调整为在活动期间提供LOC检测的更大特异性的值。
在一些示例中,在框710处设置的经调整活动度量间期可以是包括与两个或更多个起搏脉冲中的每个起搏脉冲的机械诱发响应512相对应的多个分段的分段间期。以此方式,可以保持活动度量间期的总持续时间相同(例如,2秒),但是在多个起搏周期内对活动度量间期的总持续时间进行分段以便主要夺获预期机械诱发响应的间期。可以从经分段活动度量间期的先前分段继续阈值越限计数或经整流活动传感器信号样本点之和,直至达到活动度量间期的预定总持续时间。例如,可以将在活动期间用于LOC检测的活动度量确定为在时间上与起搏脉冲相关设置的四个500ms间期内确定的经组合活动计数以便涵盖预期机械诱发响应。
在框704处建立的LOC阈值可以与在经分段活动度量间期内确定的活动度量的比较相关,因为活动度量间期的总持续时间相同。可替代地,增大的LOC阈值可以用于解释在以大于LR的SIR进行起搏时身体活动对活动传感器信号的贡献。当经调整活动度量间期在框710处用于LOC检测时,应当认识到的是标准活动度量间期可以继续同时用于确定用于监测患者活动的活动度量并且确定用于控制起搏速率的SIR。
如果在框708处当前起搏速率为LR并且速率响应起搏被使能,则患者不活动或者休息;SIR为LR。在此情况下,在框714处,将活动度量与所建立的LOC检测阈值进行比较。如果活动度量小于LOC检测阈值,则在框720处检测LOC。可以如前所述地通过在框722处增大起搏输出并且在框724处利用电诱发响应感测执行夺获阈值测试以验证LOC检测有效来提供LOC响应。如果LOC检测为误(如在框726处确定的),则可以在框728处调整LOC阈值或其他LOC检测控制参数。例如,可以将基于活动度量的LOC检测禁用预定时间间期和/或可以减小LOC阈值。
如果在框714处活动度量不小于LOC阈值,则控制模块206可以判定感测模块204是否在活动度量间期期间感测到一个或多个固有心脏事件(例如,心房中的P波或心室中的R波)。如果控制模块206从感测模块204接收到感测事件信号(例如,RV起搏器14中的R感测信号或RA起搏器12中的P感测信号),则可以在框718处应用经调节的LOC检测标准。增大的LOC阈值和/或增加的活动度量数量可以与LOC阈值进行比较以便检测LOC。例如,可能要求至少两个连续活动度量达到增大的LOC阈值,以便在存在所感测的固有事件时在以LR进行起搏脉冲递送期间检测LOC。
如果在框720处未检测到LOC,则在框706处确定下一活动度量并且继续所述过程。如果LOC在框720处基于所建立的或经调整LOC阈值和/或标准或经调整活动度量间期被检测并且在框724处基于夺获阈值搜索被验证,则可以在框730处根据在框724处确定的新夺获阈值来调整起搏输出。如果LOC检测为误(如在框726处确定的),则可以在框728处调整LOC检测控制参数(如前所述的)。
每当出于任何原因而调度或执行夺获阈值搜索时,可以在框702处重启由流程图700示出的过程。新的LOC阈值可以在每次执行调度的夺获阈值搜索时(例如,每24小时或其他预定时间间期)在框704处被建立,并且可以基于在夺获阈值搜索期间测量的活动度量和/或由于最后的LOC阈值被建立而累积的活动度量。
因此,已经描述了用于基于活动传感器信号来检测起搏LOC的一种医疗设备和方法的各实施例。然而,本领域的普通技术人员将理解,可以在不脱离以下权利要求书的范围的情况下对所描述的实施例做出各种修改。
Claims (10)
1.一种可植入医疗设备,包括:
活动传感器,被配置用于生成指示患者的心脏运动和所述患者的身体活动的信号;
脉冲发生器,被配置用于生成起搏脉冲并且经由耦合至所述可植入医疗设备的一对电极将所述起搏脉冲递送至所述患者的心脏;以及
控制模块,耦合至所述脉冲发生器和所述活动传感器,所述控制模块被配置用于:
在活动度量间期内根据所述活动传感器信号来计算活动度量;
将所述活动度量与失夺获检测阈值进行比较;
响应于所述活动度量小于所述失夺获检测阈值而检测到由所递送的起搏脉冲的失夺获;以及
响应于检测到所述失夺获而增大起搏脉冲输出,
其中,所述控制模块进一步被配置用于:
基于所述活动度量来确定传感器指示的起搏速率;以及
响应于所述传感器指示的起搏速率而设置起搏脉冲速率。
2.如权利要求1所述的设备,其中,所述控制模块进一步被配置用于:
响应于所述起搏速率被设置为大于预定基础速率的传感器指示的起搏脉冲速率而调整所述失夺获检测阈值和所述活动度量间期中的至少一项。
3.如权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述控制模块被配置用于通过执行以下各项之一来确定所述活动度量:
在所述活动度量间期期间对所述活动传感器信号进行整流并且统计所述活动传感器信号的活动阈值越限次数,并且
在所述活动度量间期期间对所述活动传感器信号进行整流并且对所述经整流活动传感器信号的全部样本点振幅进行求和。
4.如权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述控制模块进一步被配置用于:
累积多个活动度量值;以及
基于所述多个活动度量值中的至少一部分来建立所述失夺获检测阈值。
5.如权利要求1至2中任一项所述的设备,进一步包括:感测模块,用于感测心脏电信号,其中,所述控制模块进一步被配置用于:
通过以下各项来累积所述多个活动度量值:
执行夺获阈值搜索以便确定由所感测到的心脏电信号指示的夺获阈值;以及
在所述夺获阈值搜索期间累积所述多个活动度量值,其中,所述失夺获检测阈值基于在所述夺获阈值搜索期间累积的所述多个活动度量值中的所述至少一个活动度量值而被建立。
6.如权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述控制模块进一步被配置用于:
响应于检测到所述失夺获,执行夺获阈值搜索以确定夺获阈值;
将所确定的夺获阈值与先前确定的夺获阈值进行比较;以及
响应于所述所确定的夺获阈值等于或小于所述先前确定的夺获阈值而调整失夺获检测控制参数。
7.如权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述控制模块被配置用于:通过减小所述失夺获阈值来调整所述失夺获检测控制参数。
8.如权利要求1至2中任一项所述的设备,进一步包括:感测模块,被配置用于接收心脏电信号,
其中,所述控制模块进一步被配置用于:
从所述感测模块接收心脏感测事件信号,
判定在所述活动度量间期期间是否发生感测事件;并且
响应于在所述活动度量间期期间所述感测事件的发生而调整失夺获检测控制参数。
9.如权利要求1至2中任一项所述的设备,其中,所述控制模块被配置用于通过以下各项中的至少一项来调整所述失夺获检测控制参数:增大所述失夺获检测阈值;以及增加检测所述失夺获所需的小于所述失夺获检测阈值的活动度量的数量。
10.如权利要求1至2中任一项所述的设备,进一步包括:存储器,
其中,所述控制模块进一步被配置用于:
在增大所述起搏脉冲输出之后检测夺获的发生;
如果未检测到夺获,则将所述起搏脉冲输出增量地上调至最大起搏脉冲输出,直至夺获被验证;以及
响应于在未检测到夺获的情况下达到所述最大起搏脉冲输出而将日期和时间戳记录在所述存储器中。
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---|---|---|---|---|
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US11426578B2 (en) * | 2017-09-15 | 2022-08-30 | Medtronic, Inc. | Electrodes for intra-cardiac pacemaker |
CN109224297B (zh) * | 2018-07-25 | 2022-10-14 | 乐普医学电子仪器股份有限公司 | 一种可提高获取心室起搏阈值成功率的方法 |
CN113195047A (zh) * | 2018-12-06 | 2021-07-30 | 美敦力公司 | 用于建立用于进行心脏事件检测的参数的方法和设备 |
CN111529938B (zh) * | 2020-05-07 | 2023-05-30 | 乐普医学电子仪器股份有限公司 | 用于植入式心脏起搏器心室起搏的逐跳监测电路和方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103517734A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-01-15 | 美敦力公司 | 房性快速性心律失常期间的av节刺激以防止不当的治疗传递 |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4485813A (en) | 1981-11-19 | 1984-12-04 | Medtronic, Inc. | Implantable dynamic pressure transducer system |
US5052388A (en) | 1989-12-22 | 1991-10-01 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for implementing activity sensing in a pulse generator |
US5628777A (en) | 1993-07-14 | 1997-05-13 | Pacesetter, Inc. | Implantable leads incorporating cardiac wall acceleration sensors and method of fabrication |
IT1260692B (it) | 1993-10-05 | 1996-04-22 | Sorin Biomedica Spa | Dispositivo per la determinazione della funzione miocardica e relativoprocedimento. |
US5549652A (en) | 1993-11-15 | 1996-08-27 | Pacesetter, Inc. | Cardiac wall motion-based automatic capture verification system and method |
US5507782A (en) | 1994-03-17 | 1996-04-16 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for dual chamber cardiac pacing |
US5593431A (en) | 1995-03-30 | 1997-01-14 | Medtronic, Inc. | Medical service employing multiple DC accelerometers for patient activity and posture sensing and method |
US5683432A (en) | 1996-01-11 | 1997-11-04 | Medtronic, Inc. | Adaptive, performance-optimizing communication system for communicating with an implanted medical device |
US5702427A (en) * | 1996-03-28 | 1997-12-30 | Medtronic, Inc. | Verification of capture using pressure waves transmitted through a pacing lead |
US6208900B1 (en) | 1996-03-28 | 2001-03-27 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for rate-responsive cardiac pacing using header mounted pressure wave transducer |
US5720769A (en) | 1996-11-05 | 1998-02-24 | Vitatron Medical, B.V. | System and method for adjusting sensor threshold in a rate responsive pacemaker |
US5814089A (en) | 1996-12-18 | 1998-09-29 | Medtronic, Inc. | Leadless multisite implantable stimulus and diagnostic system |
US6044297A (en) | 1998-09-25 | 2000-03-28 | Medtronic, Inc. | Posture and device orientation and calibration for implantable medical devices |
US6650940B1 (en) | 2000-02-02 | 2003-11-18 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Accelerometer-based heart sound detection for autocapture |
US7031772B2 (en) | 2002-04-29 | 2006-04-18 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for rate responsive adjustments in an implantable medical device |
US7123963B2 (en) | 2002-10-31 | 2006-10-17 | Medtronic, Inc. | Method of automatic evoked response sensing vector selection using evoked response waveform analysis |
US20050209649A1 (en) | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Bozidar Ferek-Petric | Mechanical sensing system for cardiac pacing and/or for cardiac resynchronization therapy |
US7937148B2 (en) | 2005-10-14 | 2011-05-03 | Nanostim, Inc. | Rate responsive leadless cardiac pacemaker |
US20070293904A1 (en) | 2006-06-20 | 2007-12-20 | Daniel Gelbart | Self-powered resonant leadless pacemaker |
EP2074381B1 (en) | 2006-09-28 | 2010-05-12 | Medtronic, Inc. | Capacitive interface circuit for low power sensor system |
JP5374582B2 (ja) * | 2008-04-29 | 2013-12-25 | カーディアック ペースメイカーズ, インコーポレイテッド | 神経根を選択的に刺激するためのシステム |
US8215151B2 (en) | 2008-06-26 | 2012-07-10 | Analog Devices, Inc. | MEMS stiction testing apparatus and method |
ATE511881T1 (de) * | 2008-11-19 | 2011-06-15 | Ela Medical Sa | Aktives medizinisches implantat, das mit testmitteln zur aurikulären datenerfassung ausgestattet ist |
US8541131B2 (en) | 2009-05-29 | 2013-09-24 | Medtronic, Inc. | Elongate battery for implantable medical device |
US8386042B2 (en) | 2009-11-03 | 2013-02-26 | Medtronic Minimed, Inc. | Omnidirectional accelerometer device and medical device incorporating same |
US8433409B2 (en) | 2010-01-29 | 2013-04-30 | Medtronic, Inc. | Implantable medical device battery |
US8718770B2 (en) * | 2010-10-21 | 2014-05-06 | Medtronic, Inc. | Capture threshold measurement for selection of pacing vector |
US9775982B2 (en) | 2010-12-29 | 2017-10-03 | Medtronic, Inc. | Implantable medical device fixation |
US20120194341A1 (en) | 2011-01-27 | 2012-08-02 | Peichel David J | Accelerometer feedback control loop for patient alert |
US8758365B2 (en) | 2011-08-03 | 2014-06-24 | Medtronic, Inc. | Implant system including guiding accessory and methods of use |
EP2830705B1 (en) * | 2012-03-27 | 2016-05-11 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Determination of phrenic nerve stimulation threshold |
US8532785B1 (en) | 2012-09-26 | 2013-09-10 | Medtronic, Inc. | Therapy delivery method and system for implantable medical devices |
CN103785105B (zh) * | 2012-10-30 | 2016-08-17 | 苏州景昱医疗器械有限公司 | 一种病人控制器、植入式神经刺激系统及反馈调节方法 |
EP2803385B1 (fr) * | 2013-05-14 | 2016-04-06 | Sorin CRM SAS | Resynchroniseur cardiaque implantable à stimulation biventriculaire et détection des pertes de capture et des stimulations anodiques |
US9814887B2 (en) | 2014-02-06 | 2017-11-14 | Medtronic, Inc. | Selection of optimal accelerometer sensing axis for rate response in leadless pacemaker |
US9724518B2 (en) | 2014-11-25 | 2017-08-08 | Medtronic, Inc. | Dynamic patient-specific filtering of an activity signal within a beating heart |
-
2015
- 2015-04-08 US US14/681,223 patent/US9750943B2/en active Active
-
2016
- 2016-02-26 WO PCT/US2016/019883 patent/WO2016138444A2/en active Application Filing
- 2016-02-26 EP EP16722431.0A patent/EP3261715B1/en active Active
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103517734A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-01-15 | 美敦力公司 | 房性快速性心律失常期间的av节刺激以防止不当的治疗传递 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Instantaneous response of the QT interval to heart rate change in patients with type-1 long QT syndrome;Jean-Philippe Couderc;《2012 Computing in Cardiology》;20121231;第989-992页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016138444A2 (en) | 2016-09-01 |
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US20160250480A1 (en) | 2016-09-01 |
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