CN107715299B - 用于通过心室充盈的减少降低血压的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于通过心室充盈的减少降低血压的方法和系统。本发明公开了用于减少心室充盈体积的多种方法和系统。在一些实施方式中,使用刺激电路对患者的心脏进行刺激以减少心室充盈体积、或者甚至降低血压。当以一致的速率刺激心脏以降低血压时,随时间的推移,心血管系统可以适应刺激,且恢复到更高的血压。在某些实施方式中,刺激模式可以被配置为不一致的,以减少或甚至防止心脏的适应性反应。在一些实施方式中,可以使用刺激电路对患者的心脏进行刺激,以在房室瓣关闭的同时,引发至少部分的心房收缩。与在整个心房收缩期间房室瓣打开相比,这样的心房收缩能使更少的血液注入到相应的心室内。

Description

用于通过心室充盈的减少降低血压的方法和系统
本申请是申请日为2013年12月19日,申请号为201380072479.3,发明名称为“用于通过心室充盈的减少降低血压的方法和系统”的申请的分案申请。
本申请要求2012年12月21日提交的美国临时专利申请No.61/740,977的利益,据此全文以引用方式并入。
技术领域
本发明的实施方式涉及通过控制心脏充盈治疗高血压的领域。具体的实施方式包括对心脏应用焦点的,电刺激。
背景技术
已知,例如,通常由于增加的活动(其通常升高血压)或大量失血(其倾向于引起血压减少)而发生血压的变化。然而,例如,由于身体的压力感受器反射,借以升高的或减少的血压通过反馈环路影响心脏功能和心血管系统的特征,血压通常被维持在限定范围内。通过神经系统以及内分泌系统(例如,通过利尿钠肽)调节这样的反馈控制。在高血压患者个体中,虽然压力感受器反射行使职责,但是血压被维持在升高的水平上。
高血压,或高血压症(例如,140/90mmHg或更高的血压)是影响很多人的严重的健康问题。例如,在美国,大约7450万年龄20岁及以上的人患有高血压。高血压可能导致这样的威胁生命的情况如中风、心脏病启动、和/或充血性心力衰竭。大约有44.1%患有高血压的人在现有的治疗下对他们的高血压具有满意的控制。相应地,55.9%同样的人控制不佳。传统上,高血压的治疗包括药物治疗和生活方式改变。这两种类型的治疗并不是对所有的患者都有效。另外,副作用可能阻止某些患者进行药物治疗。因此,仍然需要用于降低血压的另外的技术。
发明内容
本发明公开了用于减少血压的方法和仪器。取代或除了药学地治疗高血压之外,某些实施方式机械地治疗高血压。在某些实施方式中,电刺激器,如起搏器或具有脉冲发生器的其他类型的仪器可以用于刺激患者的心脏,以减少血压。当按照一致的方式刺激心脏以便减少血压时,随着时间的推移,心血管系统可以适应刺激,且恢复到更高的血压。因此,在某些实施方式中,刺激模式可以被配置为能够调节压力感受器反射,这样,减少或甚至避免心血管系统的适应性反应。
在某些实施方式中,电刺激器可用于刺激患者的心脏,以便在房室瓣关闭的同时,引发至少部分的心房收缩。与在整个心房收缩期间房室瓣打开相比,这样的心房收缩能使更少的血液注入到相应的心室内。
在治疗高血压中,某些实施方式可以利用人造瓣膜。在某些医疗条件中,在房室(AV)瓣膜中的一个或多个机能失常的地方,可以通过人造的(假体的)瓣膜的植入取代瓣膜。这些人造瓣膜通常可经配置来根据心房和心室之间的压力差被动地打开和关闭,像天生的瓣膜一样。以它们的机械结构为基础,被动的人造瓣膜通常被分为三种类型:球笼型瓣、倾斜式碟瓣、双叶瓣。作为可替换项,某些实施方式可以利用主动的人造瓣膜,即,经配置主动地打开和关闭。
在一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前血压的患者的血压的系统。系统可以包括用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。系统可以包括被配置为对心脏的至少腔室执行刺激脉冲的刺激模式的至少一个控制器。刺激模式可以包括第一刺激设置和不同于第一刺激设置的第二刺激设置。第一刺激设置和第二刺激设置中的至少一个可被配置为减少或防止心房驱血。
在一个方面中,实施方式提供用于减少血压的系统。系统可以包括用于刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。系统可以包括经配置用于执行包括多个刺激脉冲的刺激模式的至少一个控制器。多个刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲可以具有经配置用于减少至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置。多个刺激脉冲的至少一个刺激脉冲可以具有经配置用于减少对心房驱血的减少的压力感受器反射反应的第二刺激设置,使得刺激脉冲之间发生的血压值的增加限于预定值或值的范围。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器。仪器可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个的刺激电路。仪器可以包括耦合至刺激电路和可选地也耦合至传感电路的处理器电路。
在一个实施方式中,仪器处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,仪器控制AV延迟,如此处使用的,可以被理解为在单一心跳中在心室兴奋和/或收缩和心房兴奋和/或收缩之间发生的延迟。另外,如此处使用的,系统或方法中可采用的AV延迟可以被理解为,在一个心跳内,传递到心室的至少一个兴奋性刺激与下列之一之间的时间延迟:心房兴奋的启动的感测;心房兴奋的预料的启动的时序;以及传递到心房的至少一个兴奋性刺激。
可以通过将至少一个刺激脉冲传送给至少一个心房和至少一个心室的两个来设置这种AV延迟。可选地,以比心脏的自然活动高的速率执行这种刺激。例如,可以利用至少一个传感电极感测心脏的自然活动(例如,右心房)且相应地调整刺激脉冲传递速率来设置这样的速率。
可选地,当心室兴奋开始的时间先于一个或多个刺激脉冲传递给心房,则刺激脉冲到心脏的传递的时间被设定为使得在比心房兴奋的下一个预期的自然启动早的时间上,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。
在一个实施方式中,可以通过将至少一个刺激脉冲传递给一个或多个心室而不是传递给心房设置AV延迟。在这样的情况中,可以感测心房中的一个或多个的自然活动且可以以感测的心房活动速度为基础,将心室兴奋和/或收缩的时序设定为领先于它的自然的预期时序。
在某些实施方式中,处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心室,以便引起心室兴奋在至少一个心房中的心房兴奋启动之前大约0毫秒(ms)和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。在这样的实施方式中,可以检测心房兴奋,以便确定心房兴奋的启动。例如,处理器电路可经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在预期发生下一个心房兴奋之前大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传送给心室。可以已知或估计心房兴奋的启动和感测到心房兴奋的时刻之间的时间区间,且可用于计算心房兴奋的启动的时序。例如,如果已知或估计到在心房兴奋的启动之后5ms感测到心房兴奋,且在心房兴奋的启动之前20ms刺激心室,那么将在心房兴奋的下一个预期的感测之前25ms刺激心室。在其他实施方式中,处理器电路可经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心房,以便引起心房兴奋在至少一个心室中的心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,处理器电路可经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在将一个或多个兴奋性脉冲提供给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。在这样的实施方式中,可以在没有依赖感测心房兴奋的情况下,设定起搏的时间。可选地,在这样的实施方式中,感测心房兴奋,以便证实,在发生自然的兴奋之前,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。可选地,当固有的心房兴奋速度低于固有的心室兴奋速度时,将心房兴奋设置为在心室兴奋的启动之后的大约0ms和大约50ms之间开始。
在某些实施方式中,例如,可以通过感测心房和心室压力的变化,利用超声感测室壁运动(例如,超声波心动描记术或心脏回声),利用本领域已知的植入的和/或外部传感器检测阻抗变化,或心瓣膜的打开和/或关闭,确定关于患者的腔室的电兴奋的机械收缩的时序。这样的传感器的实施例包括压力传感器、阻抗、超声传感器、和/或一个或多个音频传感器和/或一个或多个血流传感器。
可以考虑关于患者的腔室的电兴奋的机械收缩的时序,且可以相应地配置处理器电路,这样,在将生成期望的收缩模式的时序中将一个或多个兴奋性脉冲传递给心脏。可以利用一个或多个植入的传感器,以闭合环路模式执行这种传递,和/或例如,偶尔(例如,仪器的植入时和/或在检查期间)利用具有外部测量仪器的界面执行。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的启动之前开始收缩。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的结束之前开始收缩,从而引起AV瓣膜在至少一个心房的至少部分收缩期间关闭。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的启动之后不到100ms内开始收缩。
可选地,要注意的是,确保心房收缩将在心室收缩达到峰值压力之前开始。即使在心室收缩将在心房收缩的启动之前开始的情况下,这都是可能的,因为心房收缩一般比心室收缩快。因此,可以选择下列设置之一:
a.操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在心房收缩期间但是在心房达到它的最大收缩力之前的任何时间上开始收缩。
b.操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在心房收缩期间但是在心房达到它的最大收缩力之后的任何时间上开始收缩。
c.操作模式可以包括在这样的时序上刺激心室,即,将在基本上相同的时间上(例如,彼此不超过5ms)开始心房和心室中的收缩。
d.操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在这样的时序上开始收缩,即,将在心室在最大牵张时出现心房收缩的峰值,因而引起心房壁室牵张的增加。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩启动之前至少部分地收缩,从而引起AV瓣膜在至少一个心房的收缩的启动期间关闭。
可选地,处理器电路可经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在将一个或多个兴奋性脉冲传送给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传送给心房。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的方法。方法可能包括将来自刺激电路的刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个,和操作耦合至刺激电路的处理器电路,以便在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心室,以便引起心室兴奋在至少一个心房中的心房兴奋的启动之前大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。在这样的实施方式中,可以检测心房兴奋,以便确定心房兴奋的启动。例如,方法可以包括在预期发生下一个心房兴奋发之前大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心室。心房兴奋的启动和感测到心房兴奋的时刻之间的时间区间可以是已知的,且可被用于计算心房兴奋的启动的时序。例如,如果已知或估计到在心房兴奋的启动之后5ms检测到心房兴奋,且在心房兴奋的启动之前20ms刺激心室,那么将在心房兴奋的下一个预期的感测之前25ms刺激心室。在其他实施方式中,方法可以包括操作耦合至刺激电路的处理器电路,以便在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心房,以便引起心房兴奋在至少一个心室中的心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,方法可以包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。在这样的实施方式中,可以在没有依赖感测心房兴奋的情况下设定起搏的时间。可选地,这样的实施方式包括检测心房兴奋,以便证实,在发生自然的兴奋之前,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。可选地,当固有的心房兴奋速率低于固有的心室兴奋速率时,将心房兴奋设定为在心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始。
在某些实施方式中,可以利用,例如,超声波(例如,超声波心动描记术或心脏回声)或其他已知的方法评估关于患者的腔室的电兴奋的机械收缩的时序。可以考虑关于患者的腔室的电兴奋的机械收缩的时序,且可以选择一个或多个兴奋性脉冲到心脏的传递的时序,以便形成期望的收缩模式。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的启动之前收缩。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而引起AV瓣膜在至少一个心房的至少部分收缩期间关闭。
操作模式可以包括刺激心室,以便引起心室在至少一个心房的收缩的结束之前收缩,从而引起AV瓣膜在至少一个心房的收缩的启动期间关闭。
可选地,方法包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器。仪器可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给患者心脏的至少一个心腔的刺激电路。仪器可以包括耦合至刺激电路的处理器电路。处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激至少一个心腔,以便引起在当与心房相关的房室瓣关闭时的时间上发生心房收缩的大约40%和心房收缩的大约100%之间的心房收缩,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,可以通过引起心房在AV瓣膜的关闭之前大约60ms或更少开始收缩实现这点。可选地,可以以来自外部传感器的数据为基础和/或作为利用一个或多个植入的传感器的闭合环路定期地(例如,在植入时)设置这个时序。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器。仪器可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给至少一个心腔的刺激电路。仪器可以包括耦合至刺激电路的处理器电路。处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,使至少一个心腔起搏,以便引起在心室收缩期间发生大约50%至大约95%的心房收缩,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,可以通过引起心房在心室收缩的开始之前大约50ms至5ms开始收缩实现这点。可选地,可以根据AV瓣膜的关闭的时序设置心室收缩的开始的时序。可选地,可以以来自外部传感器的数据为基础和/或作为利用一个或多个植入的传感器的闭合环路定期地(例如,在植入时)设置这个时序。
在另一个方面中,实施方式中提供利用与患者的心脏相关的植入式心脏肌肉刺激器实施的方法,该方法用于治疗患者的血压紊乱,患者具有治疗前血压。方法可以包括刺激心脏,以便引起它的心房收缩,同时与心房相关的心脏瓣膜是关闭的,这样,收缩使心房扩张,且扩张心房导致从治疗前血压减少患者的血压。例如,可以通过下列方式实现这点:引起心房在当心室中的压力是最大时的时间上收缩,使得心室收缩的作用力将心房牵张增加到由相关的心室的收缩引起的最大的被动的牵张之上。在这种情况下,心房的最大收缩的时序应该与等容周期的结束一致或在心室的快速射血期期间。可选地,可以以来自外部传感器的数据为基础和/或作为利用一个或多个植入的传感器的闭合环路定期地(例如,在植入时)设置这个时序。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少血压的系统。系统可以包括至少一个刺激电极,其利用包括至少一个刺激脉冲的刺激模式,用于刺激患者的心脏的至少一个腔室。系统可以包括经配置用于接收与患者的血压相关的输入和以所述血压为基础调整刺激模式的至少一个控制器。例如,输入可以包括由一个或多个传感器(植入的或外部的)感测的接收数据和/或由用户提供的接收数据。例如,在植入和/或周期检查期间,用户可以提供关于测量的血压的数据。可选地,系统包括用于从测量传感器和/或用户界面,通过有线的和/或无线的通讯接收这种输入的输入端。输入可以包括与血压(BP)或BP的变化相关的数据,可以作为心脏收缩BP(SysBP)、心脏舒张BP、平均动脉BP、和/或其他相关的BP参数测量数据。例如,至少一个传感器可以感测一个或多个心腔中的压力或压力变化和以压力或压力变化为基础调整刺激模式。在另一个实施方式中,传感器可以感测不只一个腔室中的压力和以两个腔室的压力波形之间的关系为基础调整刺激。
控制器可以经配置用于通过执行调整程序调整刺激模式,包括调整至少一个刺激脉冲的至少一个的第一刺激设置的参数。
第一刺激设置可以经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
参数可以包括AV延迟的调整。例如,自然的AV延迟可能处于在心房兴奋的启动和心室兴奋的启动之间的120至200ms的范围内,无论是自然地发生的(也就是,没有传递给心脏刺激)还是通过设置刺激到心房和心室中的一个或多个的传递的时序发生的。可选地,调整AV延迟意味着调整将它从正常的AV延迟(例如,120ms)调整到较短的AV延迟(例如,从心房兴奋的启动至心室兴奋的启动0至70ms;或其中在心房兴奋之前发生心室兴奋的0至-50ms的AV延迟)。在本发明的优选的实施方式中,选择具有在-50ms至70ms之间的AV延迟的刺激设置,优选地-40ms至60ms、更优选地-50ms至0或0至70ms、优选地大于0至70ms,以便减少或防止心房驱血。
刺激模式可以经配置用于在从电流到心脏的应用大约3秒内,引起至少预定的量的血压的减少,并将血压减少维持至少1分钟的时间区间。例如,可以以与一个或多个感测到的BP参数相关的反馈为基础选择和/或调整刺激模式。
时间区间可能是至少5分钟。
血压减少的预定的量可能是8mmHg或更多。
血压减少的预定的量可能是患者的治疗前血压的至少4%。
在时间区间期间,患者的血压可能不会超过预定的平均值预定的程度以上。
预定的程度可能是大约8mmHg或更少的差异。
控制器可以经配置用于执行多个刺激模式,且为每一个刺激模式,接收与刺激期间患者的血压相关的相应的输入数据。控制器可以经配置用于为多个刺激模式中的每一个计算与输入数据相关的至少一个血压变化参数。根据血压变化参数,控制器可以经配置用于调整刺激模式。
控制器可以经配置用于将刺激模式调整为具有最好的血压变化参数的一个。
如此处详述的,最好的血压变化参数可能是显示最低的压力感受器反射程度,或最低的适应性程度或速率的一个。
如此处详述的,最好的血压变化参数可能是显示在预定的范围内的压力感受器反射或适应性程度的一个。
多个刺激模式中的至少两个刺激模式各自可以包括至少一个刺激脉冲,其具有经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的刺激设置。至少两个刺激模式可以通过在序列中提供所述至少一个刺激脉冲的次数或时间长度彼此不同。
多个刺激模式可以通过系统经配置用于引起序列中的预定的AV延迟的次数或时间长度而不同。
多个刺激模式中的至少两个刺激模式可通过至少两个刺激模式中的每一个内包括的一个或多个刺激设置彼此不同。
多个刺激模式可以包括第一刺激模式和在第一刺激模式之后执行的第二刺激模式。第二刺激模式可具有至少一个刺激设置,以利用与第一刺激模式的输入数据相关的血压变化参数的算法为基础设置至少一个第一刺激设置。
系统可以包括用于提供与患者的血压相关的输入数据的血压传感器。
血压传感器可以是可植入的。
血压传感器和控制器可经配置用于至少部分地作为闭合环路操作。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少血压的系统。系统可以包括用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。系统可以包括控制器。控制器可以经配置用于提供包括经配置关于第一时间区间用于减少或防止至少一个心室的心房驱血的至少一个刺激设置的第一刺激模式,并在所述第一时间区间期间接收与患者的血压相关的第一输入数据。控制器可以经配置用于计算与第一输入数据相关的至少一个血压变化参数。控制器可以经配置用于调整第二刺激模式的至少一个参数,其包括经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第二刺激设置。第二刺激设置可能以至少一个血压变化参数为基础。控制器可以经配置关于第二时间区间用于提供第二刺激模式。
在另一个方面中,实施方式可以提供用于减少血压的系统。系统可以包括用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。系统可以包括经配置用于执行刺激模式的至少一个控制器,刺激模式包括经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置。可以选择刺激模式,以便引起血压从初始压强值到减少的压强值的立即减少和将休息时患者的平均血压维持低于初始压强至少8mmHg。
可以将减少的血压值维持至少1分钟的时间区间。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少血压的成套工具。成套工具可以包括用于设置减少血压的刺激模式的至少一个仪器。仪器可以包括至少一个刺激电极。仪器可以包括用于设置可调节的刺激模式的控制器和以与患者的血压相关的输入为基础,用于调整刺激模式的一组指令。
在另一个方面中,实施例提供用于减少血压的系统。系统可以包括用于刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。系统可以包括经配置用于执行刺激模式的至少一个控制器,刺激模式包括具有经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置的至少一个刺激脉冲。可以配置至少一个刺激设置,使得最大的心房牵张在大约等于或低于当没有接收刺激时的相同的心脏的最大的心房牵张的值。如本领域已知的,可以测量、计算、和/或估计心房牵张。在某些实施方式中,心房牵张确定可以包括测量心房压力。在某些实施方式中,心房牵张确定可以包括测量或估计心房的尺寸(例如,直径、大小、或周长)。
至少一个刺激设置可以经配置用于引起心房在AV瓣膜打开时处于最大的收缩。
至少一个刺激设置可以经配置用于改变至少一个心房收缩的机械学,这样,至少一个心房收缩的机械学可以不同于早先自然的心房收缩的机械学。可以利用任何已知的技术,包括,例如,超声波(例如,超声波心动描记术或心脏回声)评估心房收缩的机械学。
至少一个刺激设置可以经配置用于减少至少一个心房收缩的力量。例如,可以通过临时生成心房痉挛或心房扑动减少心房收缩的力量。一个实施例是关于短期的预定时间将迅速的刺激脉冲的脉冲群传递给心房。可以利用任何已知的方法,从心房压力的感测和/或它的衍生物如室壁运动或流动计算心房收缩的力量。这样的感测可以被用作闭合环路的反馈和/或偶尔(例如,在植入时和/或检查时)使用。
至少一个刺激设置可以经配置用于防止至少一个心房收缩。例如,可以通过临时产生的心房痉挛或心房扑动防止心房收缩。一个实施例是关于短期的预定时间将迅速的刺激脉冲的脉冲群传递给心房。
在另一个方面中,实施例提供用于减少血压的系统。系统可以包括用于刺激患者的心脏的至少一个腔室的至少一个刺激电极。至少一个控制器可以经配置用于对患者的心脏执行刺激脉冲的刺激模式。至少一个控制器可以经配置用于接收与患者的AV瓣膜状态相关的输入。可以从植入的或外部的声传感器或血流传感器和/或经由用户界面,通过有线的或无线的通讯提供这种输入。至少一个控制器可以经配置用于以所述瓣膜状态为基础调整至少一个刺激模式。
与患者的AV瓣膜状态相关的输入可能指示AV瓣膜的关闭的时序。
可以以心音传感器为基础提供与患者的AV瓣膜状态相关的输入。
可以以血流传感器为基础提供与患者的AV瓣膜状态相关的输入。
血流传感器可以包括植入的传感器。
血流传感器可以包括用于感测通过AV瓣膜的血流的超声波传感器。
血流传感器和控制器可以经配置用于至少部分地作为闭合环路操作。
刺激模式可以包括经配置用于减少或防止至少一个心室的心房驱血的至少一个刺激脉冲。
调整至少一个刺激模式的步骤可以包括调整至少一个刺激脉冲的AV延迟。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统。系统可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给至少一个心腔的刺激电路。系统可以包括经配置用于执行将一个或多个刺激模式的刺激脉冲传递给至少一个心腔的至少一个控制器。刺激脉冲的至少一个可以具有第一刺激设置,且刺激脉冲的至少一个可以具有不同于第一刺激设置的第二刺激设置。第一刺激设置和第二刺激设置中的至少一个可以经配置用于减少或防止心房驱血,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
第一刺激设置和第二刺激设置可以经配置用于减少或防止心房驱血。
第一刺激设置可具有与第二刺激设置的AV延迟的不同的AV延迟。
可以在一个小时的时段内将一个或多个刺激模式中的至少一个重复至少两次。
至少一个控制器可以经配置关于持续10分钟或更长的时间区间用于连续地执行一个或多个刺激模式。第一刺激设置可以经配置关于该时间区间的至少50%用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
第二刺激设置可能具有比第一刺激设置更长的AV延迟。
第二刺激设置具有比第一刺激设置更长的AV延迟。
一个或多个连续的刺激模式可以包括关于时间区间的至少大约85%具有第一刺激设置的至少一个刺激脉冲。
时间区间可能是至少30分钟长。
时间区间可能是至少一个小时长。
时间区间可能是至少24小时长。
一个或多个连续的刺激模式可以包括具有第三刺激设置的至少一个刺激脉冲,该第三刺激设置不同于第一刺激设置和第二刺激设置,且经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
一个或多个连续的刺激模式可以包括具有第三刺激设置的至少一个刺激脉冲,该第三刺激设置不同于第一刺激设置和第二刺激设置,且经配置关于少于时间区间的大约50%,没有用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
一个或多个连续的刺激模式可以包括第三刺激,其经配置关于时间区间的大约20%或更少,没有用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
一个或多个刺激模式可以包括具有第一刺激设置的10-60个刺激脉冲的序列。第一刺激设置可以经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血,且10-60个刺激脉冲内包含1-10个心跳的序列。1-10个心跳的序列可以具有比第一刺激设置更长的AV延迟。
1-10个心跳的序列可以包括至少一个刺激脉冲,其具有经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置。
1-10个心跳的序列可以包括具有第二刺激设置的至少一个刺激脉冲。
1-10个心跳的序列可以包括自然的AV延迟。
可以在没有刺激的情况下发生1-10个心跳的序列中的至少一个心跳。
第一刺激设置可以经配置用于减少至少一个心室中的心房驱血,第二刺激设置可以经配置用于减少对心房驱血中的减少的压力感受器反射反应或适应性,这样,在刺激脉冲之间发生的血压值的增加限于预定的值。
第二刺激设置可以经配置用于关于大约1心跳至5心跳允许血压的增加。
刺激模式可以包括具有第一刺激设置的多个刺激脉冲。
刺激模式可以包括具有第二刺激设置的多个刺激脉冲。
在刺激模式的多个刺激脉冲的大约1%和多个刺激脉冲的40%之间可以具有第二刺激设置。
刺激模式可以包括具有第一刺激设置的刺激脉冲对具有第二刺激设置的刺激脉冲的比率,其对应于对血压增加和减少的反应的时间常数的比率。
第一刺激设置可以包括第一AV延迟和第二刺激设置可以包括第二AV延迟。第一AV延迟可以比第二AV延迟短。
刺激模式可以包括具有第一刺激设置的多个刺激脉冲。
刺激模式可以包括具有第二刺激设置的多个刺激脉冲。
在刺激模式的多个刺激脉冲的大约1%和多个刺激脉冲的40%之间可以具有第二刺激设置。
刺激模式可以包括具有第一刺激设置的刺激脉冲对具有第二刺激设置的刺激脉冲的比率,其对应于对血压增加和减少的反应的时间常数的比率。
刺激模式可以包括具有第一刺激设置的大约8至大约13个刺激脉冲与具有第二刺激设置的大约2至大约5个刺激脉冲的比率。
第一刺激设置和第二刺激设置之一可以经配置用于唤起来自患者的身体的荷尔蒙反应。
在另一个方面中,实施方式提供用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统。系统可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给至少一个心腔的刺激电路。系统可以包括经配置用于执行一个或多个刺激模式的刺激脉冲到至少一个心腔的传递的至少一个控制器。刺激脉冲中的至少一个可以包括经配置用于引起心室兴奋在心房兴奋的启动之后大约0ms和大约70ms之间开始的设置,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。例如,处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在发生至少一个心房中的心房兴奋的启动之后大约0ms和大约70ms之间,或在将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房之后大约0ms和大约70ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心室。
在某些实施方式中,可以通过考虑兴奋的实际启动和感测到它之间的延迟来确定感测的心房兴奋的时序。例如,如果估计感测延迟是20-40ms,,且要在心房兴奋的启动之后0-70ms传递刺激脉冲,那么可以将系统设置为在下一个预期的感测事件之前40ms至下一个预期的感测事件之后30ms或在下一个感测事件之后30ms之间传递脉冲。同样地,如果要在心房兴奋的启动之前0-50ms将刺激脉冲传递给心室,假设相同的20-40ms感测延迟,则可以将系统设置为在下一个预期的感测事件之前40ms至下一个预期的感测事件之前90ms之间传递脉冲。感测延迟可能是由于兴奋的启动的位置和传感电极之间的距离、电信号的水平、传感电路的特征、和感测事件的阈值设置中的一个或多个而导致的。延迟可以包括,例如,信号传播从兴奋的起源至电极位置的持续时间、与传感电路的频率响应相关的持续时间、和/或达到可通过传感电路感测的水平的信号传播能量所必需的持续时间。延迟可能是有影响的,例如,可能在大约5ms至大约100ms之间的范围内。用于估计延迟的一个方法是利用当感测心房和心室时感测的AV延迟和当使心房起搏和感测心室时的AV延迟之间的时间差。其他方法可能是以设定的阈值、信号强度、和频率含量为基础,利用放大器响应时间的计算。其他方法可以包括修改心房感测使用的延迟,直到对血压的效果与通过利用期望的AV延迟使心房和心室起搏获得的效果相同为止。
在另一个方面中,提供用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统。系统可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给至少一个心腔的刺激电路。至少一个控制器可以经配置关于持续10分钟或更长的时间区间用于执行一个或多个刺激模式的刺激脉冲到至少一个心腔的传递。刺激脉冲的至少一个可以具有经配置关于时间区间的至少5分钟减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置,且刺激脉冲的至少一个具有不同于第一刺激设置的第二刺激设置,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
在另一个方面中,提供用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈的方法。方法可以包括关于持续10分钟或更长的时间区间将一个或多个刺激模式的刺激脉冲传递给至少一个心腔的步骤。刺激脉冲的至少一个可以具有经配置在时间区间的至少5分钟的时间中减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置,而刺激脉冲的至少一个具有不同于第一刺激设置的第二刺激设置。
根据本发明的实施方式,还包括以下内容:
1.一种用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;以及
至少一个控制器,其被配置为执行一个或多个刺激模式的刺激脉冲至至少一个心腔的传递,其中,所述刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲具有第一刺激设置,且所述刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲具有不同于所述第一刺激设置的第二刺激设置,所述第一刺激设置和所述第二刺激设置中的至少一个被配置为减少或防止心房驱血,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
2.根据项1所述的系统,其中,被配置为减少或防止心房驱血的刺激设置是具有在-50ms和70ms之间的从心房兴奋到心室兴奋的AV延迟的刺激设置。
3.根据项1和2中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置和所述第二刺激设置被配置为减少或防止心房驱血。
4.根据项1-3中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置具有与所述第二刺激设置的AV延迟不同的AV延迟。
5.根据项1-4中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个刺激模式中的至少一个刺激模式在一个小时的时段内至少被两次重复。
6.根据项1-5中的任一项所述的系统,其中,所述至少一个控制器被配置为在持续10分钟或更长的时间区间连续地执行所述一个或多个刺激模式;并且
其中,所述第一刺激设置被配置为在所述时间区间的至少50%的时间中减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
7.根据项1-6中的任一项所述的系统,其中,所述第二刺激设置具有比所述第一刺激设置更长的AV延迟。
8.根据项6和7中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括在所述时间区间的至少大约85%的时间中具有所述第一刺激设置的至少一个刺激脉冲。
9.根据项6-8中的任一项所述的系统,其中,所述时间区间是至少30分钟长。
10.根据项9所述的系统,其中,所述时间区间是至少一小时长。
11.根据项10所述的系统,其中,所述时间区间是至少24小时长。
12.根据项1-11中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括具有不同于所述第一刺激设置和所述第二刺激设置且被配置为减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第三刺激设置的至少一个刺激脉冲。
13.根据项1-12中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括具有不同于所述第一刺激设置和所述第二刺激设置且被配置为在小于所述时间区间的50%的时间中没有减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第三刺激设置的至少一个刺激脉冲。
14.根据项13所述的系统,其中,所述第三刺激设置被配置为在所述时间区间的大约20%或少于20%的时间中没有减少或防止至少一个心室内的心房驱血。
15.根据项1-14中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个刺激模式包括具有所述第一刺激设置的10-60个刺激脉冲的序列和在所述10-60个刺激脉冲内包含的1-10个心跳的序列,所述第一刺激设置被配置为减少或防止至少一个心室内的心房驱血,所述1-10个心跳的序列具有比所述第一刺激设置更长的AV延迟。
16.根据项15所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列包括具有被配置为减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置的至少一个刺激脉冲。
17.根据项15和16中的任一项所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列包括自然的AV延迟。
18.根据项15-17中的任一项所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列中的至少一个心跳在没有刺激的情况下发生。
19.根据项1-18中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置被配置为减少至少一个心室内的心房驱血,且所述第二刺激设置被配置为减少对心房驱血的减少的压力感受器反射反应或适应性,使得在刺激脉冲之间发生的血压值的增加限于预定值。
20.根据项19所述的系统,其中,所述第二刺激设置被配置为在大约1心跳至大约5心跳中允许血压增加。
21.根据项1-20中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第一刺激设置的多个刺激脉冲。
22.根据项1-21中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第二刺激设置的多个刺激脉冲。
23.根据项22所述的系统,其中,所述刺激模式的多个刺激脉冲的大约1%至40%具有所述第二刺激设置。
24.根据项1-23中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第一刺激设置的刺激脉冲与具有所述第二刺激设置的刺激脉冲的比率,且该比率对应于对血压的增加的反应的时间常数与对血压的减少的反应的时间常数的比率。
25.根据项1-24中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置包括第一AV延迟且所述第二刺激设置包括第二AV延迟,所述第一AV延迟比所述第二AV延迟更短。
26.根据项1-25中的任一项所述的系统,其中,所述至少一个刺激模式包括具有所述第一设置的大约8至大约13个刺激脉冲与具有所述第二刺激设置的大约2至大约5个刺激脉冲的比率。
27.根据项1-26中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置和所述第二刺激设置中的至少一个被配置为唤起来自患者身体的荷尔蒙反应。
28.一种用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;以及
至少一个控制器,其被配置为执行一个或多个刺激模式的刺激脉冲至至少一个心腔的传递,
其中,所述刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲包括被配置为在心房兴奋的启动之后大约0ms,优选地大于0ms至大约70ms之间引起心室兴奋开始的设置,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
29.根据项28所述的系统,其中,所述刺激电路被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心房和至少一个心室二者。
30.根据项29所述的系统,包括用于感测心房和至少一个心室中的至少一个的兴奋速率的传感器,其中,所述控制器被配置为以所述感测为基础检测所述患者的心率,并以高于所感测的兴奋速率的速率传递所述刺激脉冲。
31.一种用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;
至少一个控制器,其被配置为在持续10分钟或更长的时间区间中执行将一个或多个刺激模式的刺激脉冲传递给至少一个心腔,其中,所述刺激脉冲中的至少一个具有被配置为在所述时间区间的至少5分钟时间中减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置,且所述刺激脉冲中的至少一个具有不同于所述第一刺激设置的第二刺激设置,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
32.一种用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈的方法,包括:
在持续10分钟或更长的时间区间中,将一个或多个刺激模式的刺激脉冲传递给至少一个心腔,其中,所述刺激脉冲中的至少一个具有被配置为在所述时间区间的至少5分钟时间中减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置,且所述刺激脉冲中的至少一个具有不同于所述第一刺激设置的第二刺激设置。
33.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,心室被刺激,以使在至少一个心房中的心房兴奋的启动之前大约0ms至大约50ms之间引起心室兴奋开始,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
34.根据项33所述的仪器,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩。
35.根据项34所述的仪器,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间引起AV瓣膜关闭。
36.根据项33-35中的任一项所述的仪器,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而引起AV瓣膜在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
37.根据项33-36中的任一项所述的仪器,其中,所述操作模式包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述心室之后大约0ms至50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述至少一个心房。
38.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的方法,包括:
将来自刺激电路的刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个;以及
操作耦合至所述刺激电路的处理器电路,以便在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心室,以使在至少一个心房中的心房兴奋的启动之前大约0ms至大约50ms之间引起心室兴奋开始,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
39.根据项38所述的方法,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩。
40.根据项39所述的方法,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而引起AV瓣膜在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
41.根据项40所述的方法,其中,所述操作模式包括刺激所述心室,以便引起所述心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而引起所述AV瓣膜在至少一个心房的收缩的启动期间关闭。
42.根据项38-41中的任一项所述的方法,其中,所述操作模式包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述心室之后大约0ms至50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述至少一个心房。
43.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给患者的心脏的至少一个心腔;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激至少一个心腔,以便优选地通过在与所述心房相关的房室瓣的关闭之前60ms或小于60ms引起心房收缩开始,来引起所述心房收缩的大约40%至所述心房收缩的大约100%在所述房室瓣关闭时的时间上发生,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积并根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
44.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,使至少一个心腔和心室起搏,以便优选地通过在心室收缩的开始之前约50ms至5ms引起心房收缩开始,来引起大约50%至大约95%的所述心房收缩在心室收缩期间发生,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
45.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给心腔中的至少一个;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激所述心腔中的至少一个,以便在心房兴奋的启动之后大约0ms和大约70ms之间引起心室兴奋开始,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
46.一种用于治疗患者的血压紊乱的方法,所述方法利用与患者的心脏相关的植入的心肌刺激器来实施,所述患者具有治疗前血压,所述方法包括:
刺激心脏,以便引起心脏的心房收缩,同时与所述心房相关的心脏瓣膜是关闭的,使得所述收缩使所述心房扩张,且优选地通过在心室中的压力最大时的时刻引起所述心房收缩,使得心房收缩的主动力将心房牵张增加到由所述心室的收缩引起的最大的被动牵张之上,由此,扩张心房导致根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
47.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室;
至少一个控制器,其被配置为在持续10分钟或更长的时间区间执行一个或多个连续的刺激模式;并且
其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括第一刺激设置和第二刺激设置,所述第一刺激设置被配置为在所述时间区间的至少50%的时间中减少或防止至少一个心室中的心房驱血,且所述第二刺激设置在所述时间区间期间的至少一个心跳具有比所述第一刺激设置更长的AV延迟。
48.根据项47所述的系统,其中,在所述时间区间的至少大约85%的时间中,所述一个或多个连续的刺激模式包括所述第一刺激设置。
49.根据项47和48中的任一项所述的系统,其中,所述时间区间是至少30分钟长。
50.根据项49所述的系统,其中,所述时间区间是至少1小时长。
51.根据项50所述的系统,其中,所述时间区间是至少24小时长。
52.根据项47-51中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括不同于所述第一设置且被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第三刺激设置。
53.根据项47-51中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括不同于所述第一刺激设置且被配置为在小于所述时间区间的大约50%的时间中没有减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第三刺激设置。
54.根据项47-51中的任一项所述的系统,其中,所述一个或多个连续的刺激模式包括不同于所述第一设置且被配置为在所述时间区间的大约20%或小于20%的时间中没有减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第三刺激设置。
55.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为执行一个或多个连续的刺激模式,所述一个或多个连续的刺激模式包括具有被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置的10-60个刺激脉冲的序列和所述10-60个刺激脉冲内包含的1-10个心跳的序列,所述1-10个心跳的序列具有比所述第一刺激设置更长的AV延迟。
56.根据项55所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列包括具有被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置的至少一个刺激脉冲。
57.根据项55或56所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列包括自然的AV延迟。
58.根据项55-57中的任一项所述的系统,其中,所述1-10个心跳的序列在没有刺激的情况下发生。
59.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于利用包括至少一个刺激脉冲的刺激模式刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为:
接收与所述患者的血压相关的输入;以及
以所述血压为基础,调整所述刺激模式。
60.根据项59所述的系统,其中,所述控制器被配置为通过执行调整过程来调整所述刺激模式,该调整过程包括调整所述至少一个刺激脉冲中的至少一个的第一刺激设置的参数。
61.根据项60所述的系统,其中,所述第一刺激设置被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血。
62.根据项61或62中的任一项所述的系统,其中,所述参数是对AV延迟的调整。
63.根据项59-62中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式被配置为在距将电流应用到心脏的大约3秒内,引起至少预定的量的血压减少,并将血压减少维持至少1分钟的时间区间。
64.根据项63所述的系统,其中,所述时间区间是至少5分钟。
65.根据项63和64中的任一项所述的系统,其中,所述预定的量的血压减少是8mmHg或更多。
66.根据项63-65中的任一项所述的系统,其中,所述预定的量的血压减少是所述患者的治疗前血压的至少4%。
67.根据项63-66中的任一项所述的系统,其中,在所述时间区间期间,血压超过预定的平均值不高于预定的程度。
68.根据项67所述的系统,其中,所述预定的程度是大约8mmHg或更少的差异。
69.根据项59-68中的任一项所述的系统,其中,所述控制器被配置为:
执行多个刺激模式,且针对所述刺激模式中的每一个,接收与所述刺激期间所述患者的血压相关的相应的输入数据集;
针对所述多个刺激模式中的每一个计算与所述输入数据集相关的至少一个血压变化参数;以及
根据所述血压变化参数,调整所述刺激模式。
70.根据项69所述的系统,其中,所述控制器被配置为将所述刺激模式调整为具有最好的血压变化参数的刺激模式。
71.根据项70所述的系统,其中,所述最好的血压变化参数是显示最低的压力感受器反射程度或最低的适应性的程度或速率的参数。
72.根据项70和71中的任一项所述的系统,其中,所述最好的血压变化参数是显示在预定的范围内的压力感受器反射或在预定的范围内的适应性程度的参数。
73.根据项69-72中的任一项所述的系统,其中,所述多个刺激模式中的至少两个刺激模式各自包括具有被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的刺激设置的至少一个刺激脉冲,其中,所述至少两个刺激模式依据序列中提供的所述至少一个刺激脉冲的次数或时间长度而彼此不同。
74.根据项69-73中的任一项所述的系统,其中,所述多个刺激模式依据所述系统被配置为引起序列中的预定的AV延迟的次数或时间长度而不同。
75.根据项69-74中的任一项所述的系统,其中,所述多个刺激模式中的至少两个刺激模式依据所述至少两个刺激模式中的每一个中包括的一个或多个刺激设置而彼此不同。
76.根据项69-75中的任一项所述的系统,其中,所述多个刺激模式包括第一刺激模式和在所述第一刺激模式之后执行的第二刺激模式,所述第二刺激模式具有至少一个刺激设置,所述至少一个刺激设置以利用与所述第一刺激模式的输入数据集相关的血压变化参数的算法为基础来设置。
77.根据项69-76中的任一项所述的系统,包括用于提供与所述患者的血压相关的输入数据集的血压传感器。
78.根据项77所述的系统,其中,所述血压传感器是可植入的。
79.根据项77和78中的任一项所述的系统,其中,所述血压传感器和所述控制器被配置为至少部分地作为闭合环路操作。
80.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
控制器,其被配置为:
提供包括被配置为在第一时间区间减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置的第一刺激模式,且接收在所述第一时间区间期间与患者的血压相关的第一输入数据集;
计算与所述第一输入数据集相关的至少一个血压变化参数;
调整包括被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第二刺激设置的第二刺激模式的至少一个参数,所述第二刺激设置以所述至少一个血压变化参数为基础;以及
在第二时间区间提供所述第二刺激模式。
81.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为执行刺激模式,该刺激模式包括被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置,
其中,所述刺激模式被选择成引起血压从初始压强值到减少的压强值的立即减少,且将休息时患者的平均血压维持在初始压强之下至少8mmHg。
82.根据项81所述的系统,其中,所述减少的血压值被维持至少1分钟的时间区间。
83.一种用于减少血压的成套工具,包括:
用于设置用于减少血压的刺激模式的至少一个仪器,所述至少一个仪器包括:
至少一个刺激电极;以及
用于设置可调节的刺激模式的控制器;以及
用于以与患者的血压相关的输入为基础调整所述刺激模式的一组指令。
84.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为执行刺激模式,该刺激模式包括具有被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置的至少一个刺激脉冲,
其中,所述至少一个刺激设置被配置为使得最大的心房牵张处于大约等于或低于没有接收刺激时的同一心脏的最大的心房牵张的值。
85.根据项84所述的系统,其中,所述至少一个刺激设置被配置为引起心房在AV瓣膜打开时处于最大的收缩。
86.根据项84所述的系统,其中,所述至少一个刺激设置被配置为减少至少一个心房收缩的力量,优选地,使得所述至少一个心房收缩以比先前的自然的心房收缩中少的力量进行收缩。
87.根据项86所述的系统,其中,所述至少一个刺激设置被配置为通过临时形成心房痉挛或心房扑动来减少所述至少一个心房收缩的力量。
88.根据项84和85中的任一项所述的系统,其中,所述至少一个刺激设置被配置为优选地通过临时形成心房痉挛或心房扑动来防止至少一个心房收缩。
89.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为:
对患者的心脏执行刺激脉冲的刺激模式;
接收与所述患者的AV瓣膜状态相关的输入;以及
以所述患者的AV瓣膜状态为基础,调整所述至少一个刺激模式。
90.根据项89所述的系统,其中,与所述患者的AV瓣膜状态相关的输入指示所述AV瓣膜的关闭的时序。
91.根据项89和90中的任一项所述的系统,其中,与所述患者的AV瓣膜状态相关的所述输入是以心音传感器为基础提供的。
92.根据项89和90中的任一项所述的系统,其中,与所述患者的AV瓣膜状态相关的所述输入是以血流传感器为基础提供的。
93.根据项91或92所述的系统,其中,所述心音传感器或所述血流传感器是植入的传感器。
94.根据项92和93中的任一项所述的系统,其中,所述血流传感器包括用于感测通过所述AV瓣膜的血流的超声传感器。
95.根据项91-94中的任一项所述的系统,其中,所述控制器和每个血流传感器或心音传感器被配置为至少部分地作为闭合环路操作。
96.根据项89-95中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括被配置为减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激脉冲。
97.根据项89-96中的任一项所述的系统,其中,调整所述至少一个刺激模式的步骤包括调整至少一个刺激脉冲的AV延迟。
98.一种用于减少血压的系统,包括:
至少一个刺激电极,其用于刺激患者的心脏的至少一个腔室;以及
至少一个控制器,其被配置为执行包括多个刺激脉冲的刺激模式,
其中,所述多个刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲具有被配置为减少至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置,且所述多个刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲具有被配置为减少对心房驱血减少的压力感受器反射反应的第二刺激设置,使得在刺激脉冲之间发生的血压值的增加限于预定的范围。
99.根据项98所述的系统,其中,所述第二刺激设置被配置为在大约1个心跳至5个心跳之中允许血压增加。
100.根据项98和99中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第一刺激设置的多个刺激脉冲和具有所述第二刺激设置的至少一个刺激脉冲。
101.根据项100所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第二刺激设置的多个刺激脉冲。
102.根据项98-101中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式的所述多个刺激脉冲的大约1%至所述多个刺激脉冲的40%具有所述第二刺激设置。
103.根据项98-102中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有第一设置的刺激脉冲与具有所述第二设置的刺激脉冲的比率,该比率对应于对血压的增加的响应的时间常数与对血压的减少的响应的时间常数的比率。
104.根据项98-103中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第一设置的大约8至大约13个刺激脉冲与具有所述第二设置的大约2至大约5个刺激脉冲的比率。
105.根据项98-104中的任一项所述的系统,其中,所述第一刺激设置包括第一AV延迟且所述第二刺激设置包括第二AV延迟,且所述第一AV延迟比所述第二AV延迟更短。
106.根据项98-105中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有所述第一刺激设置的多个刺激脉冲和具有所述第二刺激设置的至少一个刺激脉冲。
107.根据项98-106中的任一项所述的系统,其中,所述刺激模式包括具有被配置为唤起来自所述患者的身体的荷尔蒙反应的刺激设置的至少一个刺激脉冲。
108.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的系统,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心房;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心房,以便减少至少一个心房收缩的力量,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
109.根据项108所述的系统,其中,所述至少一个刺激设置被配置为通过临时形成心房痉挛或心房扑动来减少所述至少一个心房收缩的力量或防止所述至少一个心房收缩。
110.一种用于减少血压的系统,包括:
传感器,其用于感测心房和心室中的至少一个的兴奋速率;
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,以所感测的兴奋速率为基础预测下一个心房兴奋的时序且在预测的下一个心房兴奋之前大约50ms和之后大约10ms之间的时间上刺激至少一个心室。
111.根据项110所述的系统,其中,用于感测心房和心室中的至少一个的兴奋速率的所述传感器包括用于感测心房兴奋的电极。
112.根据项110-111中的任一项所述的系统,其中,对下一个心房收缩的预测以先前感测的兴奋的函数为基础,该函数包括时间区间的改变的速率和周期性变化。
113.根据项110-112中的任一项所述的系统,其中,所预测的下一个心房兴奋的时序被调整,以反映心房兴奋和感测到所述心房兴奋之间的延迟。
114.根据项110-113中的任一项所述的系统,还包括用于感测与心脏活动相关的参数和相应地调整刺激所述心室的时间的另外的传感器。
115.根据项114所述的系统,其中,所述参数是由与血压、血流、AV瓣膜状态、以及心脏的室壁运动和它的部分相关的数据组成的组的成员。
116.根据项114和115中的任一项所述的系统,其中,所述另外的传感器选自由压力传感器、阻抗传感器、超声传感器、和/或一个或多个音频传感器和/或一个或多个血流传感器组成的组。
117.根据项114-116中的任一项所述的系统,其中,所述另外的传感器是可植入的。
118.一种用于减少血压的系统,包括:
传感器,其用于感测患者的心脏的心房和心室中的至少一个的兴奋速率;
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给心房和心室;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为以所述感测为基础检测所述患者的心率并在操作模式中操作,在该操作模式中,将刺激脉冲提供给心房和心室中的至少一个中的每一个,
其中,所述刺激脉冲以高于感测的兴奋速率的速率传递,且所述刺激脉冲被配置为在所述心房的刺激之前大约50ms和之后大约70ms之间的时间上刺激所述心室。
119.根据项33所述的仪器,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述心室,以便引起所述心室收缩。
120.根据项34所述的仪器,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述心室,以便引起所述心室收缩,从而引起所述AV瓣膜在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
121.根据项33-35中的任一项所述的仪器,其中,所述操作模式包括在将刺激脉冲传递给所述至少一个心房之前将刺激脉冲传递给所述心室,以便引起所述心室收缩,从而引起所述AV瓣膜在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
122.根据项33-36中的任一项所述的仪器,其中,所述操作模式包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述心室之后大约0ms和50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述至少一个心房。
123.根据项38所述的方法,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述心室,以便引起所述心室收缩。
124.根据项39所述的方法,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述心室,以便引起所述心室收缩,从而引起所述AV瓣膜在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
在分析下列附图和具体的实施方式后,对于本领域的技术人员来说,本发明的其他系统、方法、特征和优势将是,或将变成明显的。所有这样另外的系统、方法、特征和优势都包括在这个说明书和这个主要内容中,在本发明的范畴内,且受到权利要求的保护。
附图说明
可以根据附图和描述更好的理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制,反而将强调放在说明本发明的原理上。此外,在图中,贯穿不同的图,类似的参数数字指示相应的零件。
图1显示描述接收刺激信号的高血压患者的收缩压对时间图;
图2显示通过虚线长方形A标示的图1的部分的放大图;
图3A描述在时间点a和时间点a’之间的图2的放大图;
图3B描述通过虚线长方形A’标示的图1的部分的放大图;
图4描述通过虚线长方形B标示的图1的部分的放大图;
图5A描述通过虚线长方形C标示的图1的部分的放大图;
图5B描述在时间点c和时间点c’之间的图5A的部分的放大图;
图6显示描述接收刺激信号的高血压患者的收缩压对时间图;
图7显示描述接收刺激信号的高血压患者的收缩压对时间的图;
图8是显示用于设置和/或选择刺激模式的典型的方法的流程图;
图9是说明用于减少血压的典型的系统的示意图;
图10A显示时间曲线图,包括:健康的犬心脏的心电图、主动脉压和左心室压强;
图10B显示时间曲线图,包括:健康的犬心脏的心电图、主动脉压和左心室压强;
图11A显示高血压性犬心脏的时间曲线图,包括右心房压强、右心室压强的放大的心脏舒张部分、右心室压强和心电图;
图11B显示高血压性犬心脏的时间曲线图,包括右心房压强、右心室压强的放大的心脏舒张部分、右心室压强和心电图;
图12显示高血压性犬心脏的右心房压强、右心室压强的放大的心脏舒张部分、右心室压强、左心室压强和相同图表下的主动脉压和心电图;
图13是显示用于减少血压的典型的方法40的流程图;
图14显示用于执行方法40的仪器;
图15是说明根据实施例的人造瓣膜的示意图;以及
图16显示描述接收刺激信号的高血压患者的收缩压对时间图。
具体实施方式
人类心脏包括两个心房和两个心室。在正常的心动周期中,以心房收缩开始心脏收缩,之后是心室的收缩。
通过心脏中的电流的传导控制心脏收缩的机械过程。每一个心跳期间,通过窦房结中的细胞触发去极化的波。去极化在心房中传播给房室(AV)结和然后传播给心室。在健康的心脏中,房室延迟(AV延迟),也就是,心房兴奋的启动和心室兴奋的启动之间的延迟时间通常在120毫秒(ms)和200ms之间。心房收缩和心室收缩的相对时序尤其受到每一个腔室的兴奋的相对时序和由于电激活(取决于大小、传播的速度、肌细胞性能的差异等等)腔室形成机械收缩所需要的时间的影响。
在收缩之前,心脏肌肉舒张和血液通过心室和心房之间的瓣膜从心房自由地流向心室。这个周期可以被分成快速充盈期和减慢充盈期。快速充盈期就在心室的舒张之后开始,在这期间,来自静脉系统和心房的血液迅速地充盈心室。快速充盈期持续大约110ms和之后是减慢充盈期,其持续到心房的收缩的开始。减慢充盈期的持续时间取决于心率。之后,随着心房收缩,心房中的压力增加且引起血液更迅速地流向心室。心房收缩对心室充盈的这种贡献被称为“心房驱血”。心房驱血通常负责心室充盈的大约10%-30%。
在心房兴奋的启动时开始心动周期。然后,大约50-70ms之后,心房开始收缩,持续大约70-110ms的时段。同时,电刺激传播给心室和在大约120-200ms的AV延迟上发生心室兴奋的启动(在某些不健康的个体中,AV延迟可能是大约250ms)。随着心室收缩,心室内的压力增加且被动地关闭每一个心房和各自的心室之间的瓣膜(AV瓣膜),因而防止血液从心房流入心室和防止逆流。在收缩的下一个周期期间,被称为等容收缩期的周期,持续大约50ms,所有的心室瓣膜关闭和心室中的压力迅速地上升,而体积没有显著变化。随着心室压力进一步增加,心室和动脉之间的瓣膜打开和血液流出心室且离开心脏。进一步将收缩分成快速射血期和减慢射血期。快速射血期持续大约90-110ms,在该期间,喷射心博量的大约2/3。在快速射血期的结束时,心室和心房中的压力到达顶峰。快速射血期之后是减慢射血期,持续大约130-140ms。之后,所有的瓣膜再次关闭和心室舒张,在等容舒张中持续大约60-80ms,在这期间,心室中的压力下降。在这个时候,心室和心房之间的瓣膜再次打开,允许血液自由地流入心室,和新的兴奋周期可以开始。
在本公开中,心脏刺激可用于减少心室充盈体积和/或血压(BP)。可以作为心脏收缩BP(SysBP)、心脏舒张BP、平均动脉BP、一个或多个腔室中的BP、和/或任何其他相关的BP参数测量BP或BP的变化。在某些实施方式中,电刺激器,如起搏器或具有脉冲发生器的其他类型的仪器可以用于刺激患者的心脏,以便减少血压。可以邻近心脏腔室放置利用有线或无线的连接,电连接至电刺激器上的电极。可以操作电刺激器,以便通过电极将脉冲传递给心腔。
在某些实施方式中,刺激心脏,这样,减少或甚至防止心房收缩对心室充盈的贡献(心房驱血),在心脏舒张结束时减少心脏充盈和因此减少血压。为了简单起见,在下列描述中,将这样的刺激称为“BPR(血压减少)刺激”。BPR刺激可以包括将至少一个刺激脉冲传递给心脏的至少一个腔室,这样,减少或甚至防止心房驱血。此处将这样的脉冲称为“BPR刺激脉冲”或“BPR脉冲”。如此处使用的,“刺激脉冲”可以包括在单一心跳的时间段内,传递给所述心脏的一个或多个腔室的一个或多个电脉冲的序列。例如,在某些实施方式中,刺激脉冲可以包括传递给心室中的一个或多个位置的一个或多个电脉冲和/或传递给心房中的一个或多个位置的一个或多个电脉冲。因而,在某些实施方式中,刺激脉冲可以包括传递给心房的第一电脉冲和传递给相应的心室的第二电脉冲。在某些实施方式中,刺激脉冲可以包括传递给心脏的一个或多个腔室上的多个位置的单脉冲。
刺激设置意味着单一心动周期中传递的一个或多个刺激脉冲的一个或多个参数。例如,这些参数可以包括下列中的一个或多个:功率、单一刺激脉冲中包括的电脉冲之间的时间区间(例如,AV延迟)、关于心脏的自然节律的传递周期、刺激脉冲或它的部分的长度、和两个或更多腔室之间和/或单一腔室内的传递的位点。BPR刺激设置,或“BPR设置”可以包括一个或多个BPR脉冲的设置。
刺激模式可以包括具有完全相同的刺激设置的一系列脉冲或刺激模式可以包括各自具有不同的刺激设置的多个刺激脉冲。例如,刺激模式可以具有包括第一设置的一个或多个脉冲和包括不同于第一设置的第二设置的一个或多个脉冲。当说明刺激模式具有设置时,应该明白,这意味着,刺激模式可以包括具有那个设置的至少一个刺激脉冲。也应该明白,在某些实施方式中,刺激模式可以包括没有传递刺激脉冲的一个或多个心动周期,在这种情况下,可以被看作是在零功率下传递脉冲。刺激模式可以包括多个完全相同的脉冲或包含两个或更多不同的设置的脉冲的序列。模式中的两个刺激序列可能在设置内提供的脉冲的顺序上不同。可选地,两个或更多刺激序列可能在它们的长度上不同(心跳的时间和/或数目)。在某些实施方式中,刺激模式可以包括具有BPR设置的脉冲。在某些实施方式中,刺激模式可以包括不具有BPR设置的脉冲。
经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的刺激设置的实施例可以包括此处公开的刺激设置中的任何一个,即,经配置用于引起从治疗前心室充盈体积减少患者的心室充盈体积。可以通过针对关闭的AV瓣膜发生心房收缩的至少部分引起这种减少。某些这样的实施例包括:
a.在患者的心房内的兴奋的启动之前0-50ms,将一个或多个刺激脉冲传递给患者的心室。可选地,以心房兴奋的检测为基础设置这种延迟。可选地,这包括在刺激脉冲传递给心室之后0-50ms将一个或多个刺激脉冲传递给心房。可选地,以比患者的自然心率稍微高的速度执行这种传递。
b.在患者的心房内的兴奋的启动之后0-70ms,将一个或多个刺激脉冲传递给患者的心室。可选地,以心房兴奋的检测为基础设置这种延迟。可选地,这包括在刺激脉冲传递给心室之前0-70ms将一个或多个刺激脉冲传递给心房。可选地,以比患者的自然心率稍微高的速度执行这种传递。
某些实施方式可以提供用于减少血压的系统,以感测的自然心率或自然兴奋为基础,该系统经配置用于以高于自然心率的速度传递刺激。例如,系统可以经配置用于检测刺激脉冲的传递之间的自然兴奋,和如果检测到自然活动,系统可以经配置用于抑制刺激脉冲到腔室的传递。如果在特定的时间范围内,感测的激活的量超过阈值,那么可以认为自然心率高于刺激脉冲的传递的速率,在这种情况下,可以增加传递的速率,例如,以便适应患者的增加的心率。另一方面,如果在特定的时间范围内,感测的激活的量低于阈值(这个阈值可能是0),可以认为自然心率低于刺激脉冲的传递的速率,在这种情况下,可以减少传递的速率,例如,以便避免患者的心脏的过度兴奋。为了实现这种效果,根据一个实施方式,用于减少血压的系统可以包括用于检测患者的心脏的心房和心室中的至少一个的兴奋速率的传感器,经配置用于将刺激脉冲传递给心房和心室的刺激电路、和耦合到刺激电路上的处理器电路。可选地,用于检测心房和心室中的至少一个的兴奋速率的传感器可以包括用于检测心房兴奋的电极。处理器电路可以经配置用于以实测为基础检测患者的心率且在操作模式中操作,在该操作模式,将刺激脉冲提供给心房和心室中的至少一个的每一个。可以以高于感测的兴奋速率的速度传递刺激脉冲且可以经配置用于在心房的刺激之前大约50ms和之后大约70ms之间的时间上刺激心室。
减少心房驱血可以对血压具有即时效果,而荷尔蒙调节的机制可能耗费更长的周期。虽然某些仪器可以经配置具有即时和荷尔蒙调节的效果,可选地,BPR设置和/或刺激模式中的某些可以经配置用于减少或防止心房驱血,而心房牵张没有显著增加。例如,当AV瓣膜在心房收缩在峰值压力或之后的时间上关闭时,瓣膜的提早关闭不会增加心房牵张。因而,在某些实施方式中,仪器可以经配置用于引起心房兴奋和心室兴奋的相对时序比得上AV延迟,即,至少40ms长或至少50ms长。如本领域已知的,可以测量、计算、和/或估计心房牵张。在某些实施方式中,心房牵张确定可以包括测量心房压。在某些实施方式中,心房牵张确定可以包括测量或估计心房的尺寸(例如,直径、大小、或周长)。
在某些实施方式中,可以减少心房驱血,因为可以设置BPR刺激设置成使得当AV瓣膜打开时,心动周期的心房收缩是不完全的。在某些实施方式中,可以针对关闭的AV瓣膜完全地或部分地发生心房收缩。在某些实施方式中,可以有效的防止或减少心房收缩。
在某些实施方式中,可能仅刺激一个或多个心室和刺激脉冲的时间可以设置为具有反常的AV延迟(例如,心房兴奋之前50ms至之后120ms)。在某些实施方式中,BPR刺激设置可以包括至少一个电脉冲或刺激到一个或多个心房的传递。在某些实施方式中,这种至少一个心房刺激可以引起心房收缩。在某些实施方式中,至少一个心房刺激可能干扰心房收缩。在某些实施方式中,至少一个心房脉冲可能引起心房痉挛或另外的无效的心房收缩类型。
实际上,可以立即在应用刺激信号上(例如,在1或3秒(sec)内或在1、3或5个心跳内)观察到起因于BPR刺激的血压减少,和该减少可以在从刺激的开始不到5个心跳内达到最小的血压值。
通过控制BPR刺激的设置,可以控制减少BP的程度。这种程度有时是患者特有的和/或与一个或多个刺激和/或感测电极在心脏中或心脏上的精密定位相关。
适应性
a.发明人发现,当维持刺激时,血压可能显示适应性模式,其中血压在一段时间后增加(经常在不到5分钟或甚至不到一分钟的短时间内发生其中的某些),和可能达到接近刺激前血压值(可能至少由于压力感受器反射)或甚至更高。适应性,至少部分地,可能归因于心血管系统的性能的改变,如总的外周阻力的增加。发明人进一步发现,刺激的结束导致血压快速返回到刺激前值或甚至更高的值,和之后发现,心脏以类似于没有刺激心脏的程度对血压减少刺激信号作出响应。另外发现,包括多个BPR刺激设置的不同的刺激模式导致不同的血压适应性模式。
b.刺激模式至少可以包括,例如,第一刺激设置和不同于第一刺激设置的第二刺激设置,第一刺激设置和第二设置经配置用于减少或防止心房驱血。刺激模式甚至可以包括超过两个不同的刺激设置。在某些实施方式中,第二设置具有比第一设置长的AV-延迟。在某些实施方式中,第二设置可能没有经配置用于减少心房驱血。
在图1中,描绘接受刺激信号的高血压患者的收缩压对时间的图。沿着描绘的线的交叉描述每一次心跳的峰值收缩压。在大约第一个2描绘的分钟期间,没有传递刺激信号。如看到的,患者的初始血压平均超过150mmHg。如本领域已知的,血压的上下波动(大约±10mmHg)归因于呼吸周期。
然后,在时间区间a-a’期间应用第一刺激模式,在时间区间b-b’期间应用第二刺激模式和在时间区间c-c’期间应用第三刺激模式。在刺激模式之间和第三刺激模式之后,没有刺激心脏。
现在关注图2,描述通过虚线长方形A标示的图1的放大部分。在图2中的虚线长方形标示的时间期间,其与图1中的时间区间a-a’一致,刺激开始且被传递给患者的右心房和右心室,这样,心房在心室之前2ms接收BPR刺激信号(脉冲)。在图1和2中的a’标示的时间上结束刺激。在时间区间a-a’期间,患者的收缩压首先减少到低于110mmHg的最小值,和然后逐渐地增加到中间值,在初始血压和获得的最小值之间。在点a’上,停止刺激和观察到血压立即超过170mmHg的值。在大约十二个心跳内,血压恢复到它的初始范围。
图1和2中出现的血压变化至少部分地代表心血管系统对血压变化的响应,称为压力感受器反射。压力感受器反射行为通过改变心血管特征(例如,外周阻力和/或心肌收缩力)将血压恢复到它的刺激前水平。可以假设,心室充盈的减少导致的血压减少激起朝向刺激前血压的恢复的压力感受器反射反应。例如,在图2中的点a’上,压力感受器反射对心血管系统的效果是明显的。在那个点上,撤回影响心室充盈的刺激,且血压立即超过刺激前血压。这可能指示对心血管系统的压力感受器反射改变(例如,外周抵抗增加和收缩性增加)。在点a’上,停止刺激和血压达到顶峰,压力感受器反射通过再次改变心血管系统的一个或多个特征响应血压增加,这时以便将血压降低到改变之前的水平。如可清晰地看到的,压力感受器反射反馈对血压的增加和减少的反应是不对称的,因为对血压的增加的反应比对血压的减少的反应更快。某些实施方式可以利用压力感受器反射的这种不对称性,例如,以便通过相应地控制刺激模式减少或甚至防止对由于减少的充盈导致的血压减少的适应性,如此处详述的。
图3A描述在时间点a和点a’之间图1的曲线的放大图。在图3A中,指数函数被拟合到显示适应性反应的描绘的曲线,该函数描述时间和SysBP之间的关系,和具有下列公式:
P=Pi+DP(1-e-t/k)
其中P(以mmHg表示)表示收缩压,Pi(mmHg)是BPR刺激的开始上第一平均减少的血压,DP(mmHg)是代表初始降低至新的稳定状态水平之后的压强增加的量的常数,k(秒)是反应时间常数,e是数学常数,是自然对数的基数,和t(秒)是时间。
在图3A中,匹配函数如下:
P=115+23(1-e-t/15.5)
其中发现Pi是115mmHg,DP是23mmHg,和k是15.5秒。
图3B描述通过虚线长方形A’标示的图1的部分的放大图。在图3B中,指数函数被拟合到显示对BPR刺激的传递的结束的适应性反应的描绘的曲线。如看到的,这个反应,以血压的减少显示的,比对BPR刺激的反应快。
在图3B中,匹配函数如下:
P=190-35(1-e-t/4.946)
其中发现Pi是190mmHg,DP是-35mmHg,和k是4.946秒。
如上文提到的,对血压的减少的压力感受器反射反应比对血压增加的压力感受器反射反应慢许多。通过具有对血压增加的更快的反应的上文提到的时间常数k(大约15秒对大约5秒)的比率表明这点。压力感受器反射反应的速度的这种不对称性可以对设计形成血压的平均减少和减少或甚至防止适应性的刺激模式提供方法。例如,在优选的实施方式中,刺激模式可以下列方式在两个刺激设置之间交替变化:加权反应支持通过血压增加唤起的心血管系统的改变。在这个实施方式中,可以利用具有两个刺激设置的刺激模式刺激心脏:第一设置,其被设计以便减少心室充盈并从而减少血压,和第二设置,其被设计以便具有正常的心室充盈,或具有至少比第一设置高的心室充盈。这种刺激模式可以包括具有第一设置(BPR)的脉冲,其中,关于比对血压的减少的压力感受器反射反应的时间常数短的一段时间传递该具有第一设置的脉冲。在这样的情况中,适应性可能开始显示和血压可以从减少的水平增加,但是可能不会达到它的刺激前水平。这种刺激模式可以包括具有第二设置(例如,自然的AV延迟)的脉冲,其中关于一段时间,即,比对血压的增加的压力感受器反射反应的时间常数长的一段时间传递具有第二设置的脉冲。在这种情况下,可充分利用压力感受器反射引起的血压减少,且血压甚至可能恢复到它在刺激模式转换至这个第二设置之前的水平。在这样的模式中,压力感受器反射的加权反应可能减少或防止适应性,同时平均压力可能低于刺激前水平。时间常数和分配给具有不同的设置的脉冲的传递的时段之间的关系可以确定在整个刺激模式期间起作用的压力感受器反射反应的水平。关于特定的刺激设置,如果选择比反应的时间常数短的传递时段,那么压力感受器反射可能不能将心血管系统改变回到刺激前水平,和如果选择的周期大于时间常数,那么压力感受器反射作用可能更加显著。
如图1看到的,在点b和b’之间的间隔上,传递第二刺激模式。图4描述图1的这个部分的放大的版本(在图1中通过虚线长方形B标示的)。在第二刺激模式中,以2ms的AV延迟将12个BPR脉冲的序列传递给心房和相应的心室二者,之后3个心跳,在该心跳上,仅人为地传递心房刺激而没有心室刺激。在这些最后的3个心跳期间,经由AV结的自然的传导性发生心室兴奋,其导致~180ms的AV延迟。关于显示的时间区间的持续时间重复这种第二刺激模式。在图4中,发现匹配曲线的指数函数如下:
P=112+30(1-e-t/25.5)
如看到的,Pi以及DP可比得上相应的第一刺激模式的值(图3A中的a-a’)。然而,第二模式的k几乎是第一刺激模式的时间常数的两倍。在这个时间区间中,以比图3A中更慢的速度发生适应性,但是当模式在刺激脉冲之间转换时,血压比在图3A中形成更多尖峰。这个结果证明,具有可替换的刺激设置的刺激模式的应用减少适应性。
如在图1看到的,在点c和c’之间传递第三刺激模式。图5A描述通过虚线长方形C标示的图1的部分的放大图,其包括点c和点c’之间的曲线的部分。在第三刺激模式中,以2ms的AV延迟传递12个BPR脉冲的序列,之后是3个BPR脉冲,每一个具有120ms AV延迟。关于所示的时间区间的持续时间重复这个步骤。
在图5B中描述通过虚线长方形标示的图5A的曲线的部分。在图5B中,指数函数被拟合到描述的曲线,显示对在2ms的AV延迟上传递的12个BPR脉冲、之后是每一个具有120msAV延迟的3个BPR脉冲的传递的刺激模式的适应性反应。
在图5B中,匹配函数如下:
P=109.7+22.3(1-e-t/45.4)
其中发现Pi是109.7mmHg,DP是22.3mmHg,和k是45.4秒。如看到的,虽然血压的初始减少可比得上图3A显示的减少(Pi=115或109.5),但是适应性时间常数(k)高出很多(45.4秒对15.5秒),意味着,关于大约大于图3中的3倍的时段维持低血压。
现在关注图6,其中以刺激模式刺激高血压患者的心脏,该刺激模式具有在2ms的AV延迟上传递的12个BPR脉冲的序列,之后是3个BPR脉冲,每一个具有80ms AV延迟。
如看到的,在这种情况下,适应性速度非常缓慢且在限期时间区间上几乎探测不到。可能不能匹配指数公式,表明,适应性非常缓慢或不存在。
在图7中,利用刺激模式刺激高血压患者的心脏,该刺激模式具有在2ms的AV延迟上传递的12BPR脉冲的序列,之后是3BPR脉冲,每一个具有40ms AV延迟。在点t1上开始刺激和在点t2上结束。没有测量到适应性反应和拟合曲线实际上是线性的且具有大约112mmHg的固定的平均减少的血压,其比紧接时间区间t1-t2之前和之后的血压低大约31mmHg。
如从之前所示的不同的刺激模式显然看出,可以将包括至少一个BPR刺激的刺激模式设置为至少接近一个或多个目标。例如,在某些实施方式中,可以设置刺激模式,以便引起将超过预定的阈值或将在预定的范围内的血压(心脏收缩和/或心脏舒张)的初始减少。在更具体的实施方式中,可以按至少特定百分比或按至少特定的测量(例如,10或20mmHg或甚至30mmHg)减少血压,或可以将血压减少到在特定的范围内(例如,在90和130mmHg SysBP之间)或在特定的目标之下(例如,130mmHg SysBP或更少)。在某些实施方式中,目标可以包括在减少的平均范围内,将减少的血压维持延长的时段。例如,可以关于时间段或许多心跳将治疗前血压减少至预定的平均血压。在另一个实施方式中,目标可以包括引起特定的心跳百分比在减少的范围/阈值上。在某些实施方式中,目标可以包括减少血压同时也减少刺激脉冲之间的尖峰的水平。例如,刺激模式可以用于在预定的时间区间将血压降低至恒定的血压。在某些实施方式中,刺激模式可以用于降低血压,而没有显著地影响心输出量。例如,应用间歇性BPR脉冲可以允许在BPR脉冲之间出现具有更高的(或甚至完全地)心房驱血的脉冲。具有更高的(或甚至完全地)心房驱血的脉冲可以防止BPR脉冲显著地降低心输出量。在另一个实施方式中,与降低总的外周阻力连同血压的减少(后负荷)相关的减少适应性可以通过影响通过血系统的流动正面地影响心输出量。在还有的另一个实施方式中,以比患者的自然节奏更高的速度起搏可以避免对心输出量的可能与较低的心博量相关的负面影响。
在某些实施方式中,可以计算给定模式的血压的变化的时间常数且可以将刺激模式设置为关于一定时间量或一定数量的心跳具有一个或多个BPR刺激参数,即设置为计算的时间常数的某一百分比。例如,在图3A和3B中,测量k,关于BPR脉冲的传递期间血压的增加的速度是大约15秒,和关于对BPR脉冲的传递的结束的适应性的速度是大约4.9秒。在某些实施方式中,可以期望,防止血压增加到超过给定值,在这种情况下,可以选择显著地小于k(例如,k的30%至60%)的BPR脉冲的传递的周期。在这个实施方式中,可以选择小于15秒的间隔。这样的间隔可以包括大约6-10秒或大约8-14个心跳,其中心率是大约80个心跳每分钟。
可选地,期望利用对BPR脉冲的撤回的适应性反应。在这样的情况下,可能会应用更大的k部分。例如,以图3B为基础,可以选择3-5个心跳的周期(其中k是大约4.9秒)。因而,例如,以图3A和3B为基础,发明人应用图4的刺激模式。
例如,可以将刺激模式设置为多个刺激模式中的最好的(也就是,最接近于固定目标参数的一个)和/或可以将它选定为符合固定目标的第一检验刺激模式。
用于设置和/或选择刺激模式的方法的实施方式
在图8中图示地描绘用于设置和/或选择刺激模式的典型的方法600。可以在用于执行BPR刺激的仪器的植入期间执行方法600和/或定期地执行,以便调整仪器操作参数和/或在操作期间连续地执行。可以通过下面描述的系统700执行方法600。因此,系统700可以经配置用于执行方法600的任何步骤。同样地,方法600可以包括系统700经配置用于执行的任何步骤。例如,方法600可以包括下面关于系统700讨论的功能中的任何一个。另外,可以通过下面描述的仪器50执行方法600。方法600可以包括仪器50经配置用于执行的任何步骤。
遍及本公开,术语“第一”、“第二”、和“第三”并不意味着总是暗示事件的顺序。在某些情况下,这些术语用于将个体事件彼此区分,而不考虑顺序。
在某些实施方式中,步骤601可以包括设置目标血压值。这个目标可以是绝对的血压值(例如,目标血压范围、尖峰值的目标阈值、和/或给定时间段内尖峰的数或部分),相对值(例如,与患者的治疗前血压比较或作为多个检测的刺激模式之间的比较),或两者。目标血压值可能是血压值(例如,以mmHg测量的)和/或与计算以匹配刺激模式的血压测量的公式相关的值,等等。可以在其他方法步骤之前、期间、和/或之后设置这个目标血压值,和例如,如果通过任何检测的刺激模式都没有达到,也可以修订这个目标血压值。
步骤602可以包括一个或多个刺激模式到患者的心脏的一个或多个腔室的传递,包括第一刺激模式到患者的心脏的一个或多个腔室的传递。第一刺激模式可能是一般刺激模式或第一刺激模式可以已经被选择为匹配特定的患者(例如,当移植替换仪器时)。第一刺激模式可以包括经配置用于关于第一时间区间减少或防止至少一个心室中的心房驱血的至少一个刺激设置。
步骤603可以包括在一个或多个刺激模式中的每一个的传递(步骤602)之前、期间、和/或之后检测一个或多个参数。感测的参数可以包括血压值或血压相关的参数(例如,血压变化)。在某些实施方式中,感测的参数可以包括与AV瓣膜的关闭和/或打开的时序和/或程度相关的信息。在某些实施方式中,感测的参数可以包括与心脏的心房和心室之间的血流的时序和/或速度相关的信息。在某些实施方式中,感测的参数可以包括感测心脏腔室内(例如,心房和/或心室)的压力。在某些实施方式中,患者的AV瓣膜状态、或位置(也就是,打开的或关闭的)的检测可以包括,例如,利用声音传感器对心声的检测。在某些实施方式中,患者的AV瓣膜状态的检测可以包括心脏活动的多普勒检测和/或成像。在某些实施方式中,可以通过血流传感器检测患者的AV瓣膜状态。
在某些实施方式中,可以通过一个或多个心腔中的一个或多个植入的传感器执行血流的检测。例如,可以将一个或多个传感器放置在右心室内。在某些实施方式中,可以将多个压力传感器放置在多个腔室内。可选地,可以组合多个传感器的测量结果。可选地,压力变化、压力变化的趋势、和/或压力变化模式可用于提供与血流相关的信息。在某些实施方式中,可以应用比较不同的腔室中的两个或更多传感器之间的相对变化。
当将刺激模式传递给心脏时(步骤602),可以在刺激模式的传递期间至少一次或在多个时间上或甚至连续不断地测量一个或多个参数。可以不只一次传递每一个刺激模式。
步骤604可以包括分析感测的参数。在某些实施方式中,一旦传递至少一个刺激模式和检测到相应的参数,就可以执行分析(604)。在其中检测到多个参数的实施方式中,步骤604可以包括下列:比较感测的参数值与目标;比较两个或更多刺激模式之间感测的参数;比较与两个或更多刺激模式相关的计算的值(例如,k常数);以及比较两个或更多刺激模式之间的另外的感测的参数。在某些实施方式中,可以执行这个最后的功能,以便确定和选择哪一个刺激模式产生更高的喷射部分、心博量、心输出量、和/或较低的电池使用。
步骤605可以包括设置起搏(刺激)模式。当检测到不只一个参数时,可以以多个参数、多个目标值、和/或多个目标范围为基础选择步骤605中使用的刺激模式。
在某些实施方式中,可以按照图8的箭头显示的顺序执行图8显示的步骤。在其他实施方式中,可以以另一个顺序执行步骤。例如,可以在根据步骤601设置目标血压值之前执行步骤602。在某些实施方式中,可以将刺激模式设置为不确定地执行。在某些实施方式中,可以将刺激模式设置为关于预定的时段执行。例如,在某些实施方式中,可以关于预定的时段执行步骤605期间的刺激模式设置和然后可以重复步骤602、步骤603、和步骤604,以确定另一个刺激模式如何影响患者的血压。然后,也可以以步骤604中执行的分析为基础,重复步骤605。
在某些实施方式中,方法600可以包括调整第一刺激模式的步骤,因而使第一刺激模式变成第二刺激模式。在某些实施方式中,设置刺激模式的步骤605可以包括调整刺激模式。例如,步骤605可以包括调整第一刺激设置的参数,例如,来自步骤602的时间区间。在另一个实施方式中,步骤605可以包括调整经配置用于减少或防止至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置的参数。在某些实施方式中,步骤605可以包括将第一刺激模式调整为第二刺激模式,其经配置用于引起至少预定量的血压减少。在某些实施方式中,预定的量可以包括,例如,大约8mmHg至大约30mmHg。在某些实施方式中,预定的量可能是患者的治疗前血压的至少4%。例如,预定的量可能是患者的治疗前血压的大约4%至患者的治疗前血压的大约30%。
在某些实施方式中,步骤605可以包括将刺激模式调整为经配置用于引起至少预定的量的血压的立即减少的刺激模式。例如,在某些实施方式中,步骤605可以包括将刺激模式调整为经配置用于在从电流应用于心脏的大约3秒内,引起至少预定的量的血压的减少的刺激模式。在某些实施方式中,步骤605可以包括将刺激模式调整为经配置用于在应用的电流的至少5个心跳内,引起至少预定的量的血压的减少的刺激模式。在某些实施方式中,可以在电流应用于心脏的1-3秒内或在电流应用于心脏的1、3或5个心跳内发生起因于步骤605期间设置的刺激模式的血压减少。
在某些实施方式中,起因于步骤605期间设置的刺激模式的血压的减少可能是这样的,即,静止时患者的平均血压低于静止时患者的初始血压至少8mmHg。在某些实施方式中,可以将起因于步骤605期间设置的刺激模式的血压的减少维持至少1分钟。在某些实施方式中,可以将起因于步骤605期间设置的刺激模式的血压的减少维持至少5分钟。在某些实施方式中,血压可以在从刺激的开始不到5个心跳内达到最小的血压值。例如,步骤605可以包括将第一刺激模式调整为经配置用于引起血压减少的第二刺激模式。在某些实施方式中,步骤605可以包括将第一刺激模式调整到经配置用于关于预定的时间区间引起血压减少的第二刺激模式。例如,预定的时间区间可以包括至少1分钟或至少5分钟。
在某些实施方式中,第二刺激模式可以经配置用于维持血压,使其在预定的时间区间期间不超过预定的平均值多于预定的程度。例如,预定的程度可能是大约20mmHg或更少的差别。在某些实施方式中,预定的程度可能是大约1mmHg至大约8mmHg的差别。
在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括经配置用于减少至少一个心室中的心房驱血的第二刺激设置。第二刺激设置可以以从第一刺激模式的应用期间感测的输入数据计算的至少一个血压变化参数为基础。
在某些实施方式中,第二刺激模式可以经配置用于减少或限制刺激脉冲之间血压的尖峰的大小。在某些实施方式中,可以将刺激脉冲之间的血压的尖峰降至基线血压值的百分比。例如,第二刺激模式可以经配置用于防止脉冲之间多于80%的血压增加。换句话说,第二刺激模式可以经配置用于防止血压在脉冲之间形成超过大约80%尖峰。在某些实施方式中,第二刺激模式可以经配置用于防止脉冲之间多于40%的血压增加。在某些实施方式中,第二刺激模式可以经配置用于防止脉冲之间多于大约10mmHg至大约30mmHg的血压尖峰。例如,在某些实施方式中,第二刺激模式可以经配置用于防止脉冲之间多于20mmHg的血压尖峰。
在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括多个刺激脉冲。多个刺激脉冲的至少一个刺激脉冲可以具有经配置用于减少至少一个心室中的心房驱血的第一刺激设置。多个刺激脉冲的至少一个刺激脉冲可以具有经配置用于减少对心房驱血减少的压力感受器反射反应的第二刺激设置,这样,在刺激脉冲之间发生的血压值增加限于预定的值。在某些实施方式中,第二刺激设置可以经配置用于关于大约1个心跳至5个心跳增加血压,以便唤起压力感受器反射反应的否定。在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有第一刺激设置的多个刺激脉冲和具有第二刺激设置的多个刺激脉冲。在这样的实施方式中,在刺激模式的多个刺激脉冲的大约1%和多个刺激脉冲的40%之间可以具有第二刺激设置。在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有第一刺激设置的多个刺激脉冲和具有第二刺激设置的多个刺激脉冲。在这样的实施方式中,在刺激模式的多个刺激脉冲的大约1%和多个刺激脉冲的40%之间可以具有第二刺激设置。在某些实施方式中,刺激模式可以包括以对血压的增加和减少的反应的时间常数的比率为基础的具有第一设置的刺激脉冲对具有第二设置的刺激脉冲的比率。例如,具有第一设置的刺激脉冲对具有第二设置的刺激脉冲的比率可以以起因于第一设置和第二设置的每一个的血压的变化的时间常数的比率为基础。在某些实施方式中,第一刺激设置可以包括第一AV延迟和第二刺激设置可以包括第二AV延迟,第一AV延迟比第二AV延迟短。在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有第一刺激设置的多个刺激脉冲和具有第二刺激设置的一个或多个刺激脉冲。在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有第一设置的大约8个刺激脉冲至大约13个刺激脉冲对具有第二设置的大约2个刺激脉冲至大约5个刺激脉冲的比率。在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有刺激设置的至少一个刺激脉冲,刺激设置经配置用于唤起来自患者的身体的荷尔蒙反应。在某些实施方式中,第一刺激模式可以包括具有刺激设置的至少一个刺激脉冲,该刺激设置经配置没有用于唤起来自患者的身体的荷尔蒙反应。在某些实施方式中,在刺激模式的给定序列中,可以在第一刺激模式之前应用第二刺激模式。
在某些实施方式中,方法600可以包括在两个或更多个刺激模式之间交替。例如,方法600可以包括在两个至十个刺激模式之间交替。
在某些实施方式中,血压传感器和控制器可以经配置用于至少部分地作为闭合环路操作。
在某些实施方式中,方法600可以包括执行多个刺激模式和关于刺激模式中的每一个接收与刺激期间患者的血压相关的相应的输入数据的控制器。多个刺激模式可以包括至少两个刺激模式,每一个包括具有经配置用于减少或防止至少一个心室的心房驱血的刺激设置的至少一个刺激脉冲。至少两个刺激模式可以通过在序列中提供至少一个刺激脉冲的次数或时间长度而彼此不同。至少两个刺激模式可以通过在序列中发生预定的AV延迟的次数或时间的长度而彼此不同。在某些实施方式中,在至少两个刺激模式的每一个中,刺激设置可能是相同的。在某些实施方式中,关于至少两个刺激模式的每一个,刺激设置可以包括相同的AV延迟。在某些实施方式中,至少两个刺激模式可以通过至少两个刺激模式中的每一个内包括的一个或多个刺激设置彼此不同。
在某些实施方式中,方法600可以包括控制器为多个刺激模式中的每一个计算与输入数据相关的至少一个血压变化参数。方法600可以包括控制器根据血压变化参数调整刺激模式。在某些实施方式中,方法600可以包括控制器将刺激模式调整为具有最好的血压变化参数的刺激模式。例如,最好的血压变化参数可以包括显示最低的压力感受器反射的程度的血压变化参数。最好的血压变化参数可以包括显示在预定范围内的压力感受器反射的血压变化参数。
在某些实施方式中,第二刺激模式可以包括具有经配置用于唤起来自患者的身体的荷尔蒙反应的刺激设置的至少一个刺激脉冲,而在某些实施方式中,第一刺激模式可以包括具有没有经配置用于唤起来自患者的身体的荷尔蒙反应的刺激设置的至少一个刺激脉冲。
在某些实施方式中,多个刺激模式可以包括第一刺激模式和在第一刺激模式之后执行的第二刺激模式。第二刺激模式可以具有至少一个刺激设置,其以利用与第一刺激模式的输入数据相关的血压变化参数的算法为基础设置。
用于减少血压的系统的实施方式
根据某些实施方式,图9示意性地描述用于减少血压的典型的系统700。系统700可以是一个仪器或可以包括可选地通过有线的或无线的通讯联系的多个仪器。仪器可以具有配置在外壳内和/或电地和/或通过电线连接至外壳的多个部件。如图9所示,通过一个或多个刺激电极702将心脏701连接至系统700。刺激电极可以经配置用于利用刺激脉冲刺激患者的心脏的至少一个腔室。在某些实施方式中,多个电极702可以各自被放置在心脏的不同的腔室。例如,可以将一个电极放置在心房且可以将另一个电极放置在心室内。在某些实施方式中,可以将多个电极702放置在单一腔室内。例如,可以将两个电极放置在心房内和/或将两个电极放置在心室内。在某些实施方式中,可以将一个电极放置在第一腔室内且可以将多个电极放置在第二腔室内。
在现有实施方式中,电极702可以包括典型的心脏起搏器电极导线(cardiacpacemaker leads),如Medtronic
Figure BDA0001428542520000511
起搏电极导线。这些电极导线用于将心脏701连接至系统700。起搏电极导线可以由一端上的工业标准IS-1BI连接器(参考标准ISO5148-3:2013)、另一端上的电极、和它们之间的绝缘导线系统构造。在某些实施方式中,利用不锈钢用作两个电极接头和硅树脂作为绝缘材料构造IS-1BI连接器。某些实施方式可以利用聚氨酯作为绝缘材料。
可以通过在上述描述的心房或心室心脏起搏电极导线的两个电极之间置入电压完成一个或多个心脏腔室的刺激。刺激电路利用晶体管网络(例如,MOSFEST)给电容器充上特定的可编程的电压,如2.0V,然后,关于固定的可编程的时间周期,如0.5ms,控制它与电极的连接。相同的网络也可以管理任何残留电荷的排放,即,在完成刺激之后电极上聚集的电荷。相同的网络可以控制应用的刺激的类型,如双极的(在两个电极之间)或单极的(在一个电极和刺激器外壳之间)。
如本领域已知的,可以使一个或多个电极与一个或两个心室和/或一个或两个心房接触。这样的电极可以用于检测刺激和/或将刺激传递给各自的心腔。例如,可以将起搏电极引入两个心室,通过冠状窦将一个电极植入右心室和另一个电极放置在左心室,且系统700包括形成两个心室的两心室刺激,以便减少由心室刺激引起的不同步性的装置。
系统700可以包括控制器703。系统700可以是包括电源704(例如,电刺激器领域已知的电池)的电刺激器。控制器703和/或电极702可从电源704汲取功率。
可选地,系统700的电刺激器由密封外壳和顶盖构造。外壳可以由钛或任何其他生物适合的材料构造,且可以含有电源704,电子产品,和用于与外部仪器通讯的遥测技术线圈或通信模块707。电源704可以是可植入等级的密封的原电池。电池化学可以是锂-碘。其他实施方式可以利用更大的或更小的电池。其他实施方式可以利用充电电池如Li-离子充电电池。在某些实施方式中,电子产品可以由标准现成的电子产品(例如,晶体管和二极管)和/或定制的电子产品(例如,ASIC)构造。
为了检测心房兴奋和/或心室兴奋的启动,可以在心脏中的感兴趣的位点上或靠近该位点植入一个或多个感测电极。这些感测电极可以是用于将脉冲传递给心脏的相同的电极或专用的传感电极。可以带通过滤电活动,以便去除不需要的噪音且可以依照心脏起搏器的国际标准(参考EN45502-2-1:2003),具有可编程的截止频率。电路可用于放大由传播心腔的激活形成的电信号,并且,一旦电信号满足规定的条件,例如,预定阈值的交叉,则确定激活的启动。例如,可以以可编程的增益来放大信号,然后传给比较器,用于阈值检测,具有0.2mV(心房)和0.4mV(心室)的步长的可编程的检测阈值。检测兴奋的这些方法可能在腔室的激活作用的实际启动和它的检测之间引入延迟,因为检测电极可能远离兴奋的起源,且满足检测标准的信号所需的时间可能是不可以忽略的,且可能在5至50ms或甚至更大的范围内。在这样的情况下,可以以感测的兴奋的时序为基础估计兴奋的启动的时序,且刺激脉冲的传递将倾向于弥补这种延迟。
可选地,控制器703与加速计连接,以便测量患者活动水平。以患者的需要为基础,这个患者活动水平可以用于调整起搏速度和/或BPR设置和/或刺激模式。活动水平也可以用于控制对血压的期望的作用水平。例如,当需要血压增加时,可以在高的活动水平上减少血压的减少,以便能够有较好的性能。可选地,当患者不活动时(例如,当睡眠时),血压可以自然地减少,在这种情况下,可以调整起搏,以便避免将血压减少到期望的阈值之下。活动水平也可以用于以压力感受器反射为基础调整设置,以便当需要时允许较好的反应。例如,传感器可能是压电传感器。其他实施方式可以利用MEMS-基础的加速计传感器。其他实施方式可以利用每分钟通气量传感器,可选地联合加速计。
控制器703可以经配置用于通过一个或多个电极702将电流传递给心脏701。根据本公开的任何实施方式,控制器703可以经配置用于执行刺激脉冲的刺激模式。在某些实施方式中,可以将刺激脉冲传递给心脏的至少一个心室。在某些实施方式中,刺激模式可以包括第一刺激设置和不同于第一刺激设置的第二刺激设置,第一刺激设置和第二设置经配置用于减少或防止心房驱血。在某些实施方式中,第一刺激设置具有不同于第二刺激设置的AV延迟。在某些实施方式中,可以配置第一刺激设置和/或第二刺激设置,使得最大的心房牵张在大约等于或低于相同的心脏在没有接收刺激时的最大心房牵张的值上。在某些实施方式中,当AV瓣膜打开时,第一刺激设置和/或第二刺激设置经配置用于引起心房在最大的力量上。在某些实施方式中,第一刺激设置和/或第二刺激设置经配置用于改变至少一个心房收缩的机械学,使得至少一个心房收缩的机械学不同于先前的自然的心房收缩的机械学。在某些实施方式中,第一刺激设置和/或第二刺激设置经配置用于减少至少一个心房收缩的力量。在某些实施方式中,第一刺激设置和/或第二刺激设置经配置用于防止至少一个心房收缩。
在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于传递各种不同的AV延迟。控制器703可以经配置用于检测何时发生心房收缩或兴奋(如此处描述的),且然后在检测之后或在未来的预期的心房兴奋或收缩之前的固定的间隔传递心室刺激。间隔可以是可编程的。控制器703也可以经配置用于刺激心房且然后在刺激之后,在固定间隔上传递心室刺激,其也可以是可编程的。例如,可编程的间隔可以在2ms和70ms之间变化,以适应期望的治疗效果或甚至提供多达-50ms的负AV延迟。
在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于多次重复刺激模式。例如,控制器703可以两次重复刺激模式。在另一个实施方式中,控制器703可以经配置用于在一个小时的周期内至少两次重复刺激模式。由控制器703重复的刺激模式可以包括任何类型的刺激模式。例如,刺激模式可以包括经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血的刺激设置。在另一个实施方式中,刺激模式可以包括两个不同的刺激设置,每一个经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血。这些两个刺激设置可以在一个或多个参数上不同,例如,AV延迟。
在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于关于预定的时间区间执行一个或多个连续的刺激模式。例如,在某些实施方式中,时间区间可能是10分钟或更长。在另一个实施方式中,时间区间可能是30分钟或更长、一小时或更长、或24小时或更长。在某些实施方式中,时间区间可能是几月的周期,如一月至一年。在某些实施方式中,时间区间可能比一年更长。在某些实施方式中,一个或多个连续的刺激模式可以包括经配置用于关于时间区间的部分减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置。例如,一个或多个连续的刺激模式可以包括经配置用于关于时间区间的大约50%至时间区间的大约100%减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置。在另一个实施方式中,一个或多个连续的刺激模式可以包括经配置用于关于时间区间的大约50%至时间区间的大约85%减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置。在某些实施方式中,一个或多个连续的刺激模式可以包括第二刺激设置,关于时间区间期间的至少一个心跳其具有比第一刺激模式更长的AV延迟。在某些实施方式中,一个或多个连续的刺激模式可以包括第二刺激设置和/或第三刺激设置。第二刺激设置和/或第三刺激设置各自可以不同于第一刺激设置。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置各自可以经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置各自可以没有经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置可以包括时间区间的大约0%至时间区间的大约50%。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置可以包括时间区间的大约0%至时间区间的大约30%。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置可以包括时间区间的大约0%至时间区间的大约20%。在某些实施方式中,第二刺激设置和/或第三刺激设置可以包括时间区间的大约5%至时间区间的大约20%。
在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于执行一个或多个连续的刺激模式,包括具有经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置的10-60个刺激脉冲的序列。在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于执行一个或多个连续的刺激模式,包括10-60个刺激脉冲内含的1-10个心跳的序列,且该1-10个心跳的序列可以具有比第一刺激设置更长的AV延迟。例如,10-60个刺激脉冲可以包括具有第一刺激设置的5个刺激脉冲,之后是具有比第一刺激设置更长的AV延迟的一个心跳,之后是具有第一刺激设置的50个刺激脉冲。1-10个心跳的序列可以包括具有经配置用于减少或防止至少一个心室内的心房驱血的第一刺激设置的至少一个刺激脉冲。1-10个心跳的序列可以包括自然的AV延迟。可以在没有刺激的情况下发生1-10个心跳的序列。
系统700可能进一步包括一个或多个传感器705。在某些实施方式中,这样的传感器705可以包括用于检测心脏的电活动的一个或多个感测电极。在某些实施方式中,一个或多个感测电极可以包括一个或多个刺激电极702。在某些实施方式中,传感器705可以包括一个或多个血压传感器(可植入的和/或外部的)。在某些实施方式中,一个或多个传感器705可以包括心脏内植入的一个或多个压力传感器(例如,在心房和/或心室内)。在某些实施方式中,传感器705可以包括一个或多个血流传感器(可植入的和/或外部的)。例如,一个或多个传感器705可以包括通过AV瓣膜的血流的超声波检测。在某些实施方式中,传感器705可以包括经配置用于监视AV瓣膜的关闭的时序的一个或多个传感器。这些传感器中的一个或多个可以经配置用于与控制器作为闭合环路操作。
可以通过任何形式的通讯将来自传感器705的信息提供给控制器703,包括有线通信和/或无线通信。可选地,系统700可以包括用于在系统部件之间接收和/或传输信息和/或将信息传输给系统外部的仪器的一个或多个通信模块707。在某些实施方式中,控制器703可以经配置用于接收与患者的血压相关的输入数据。例如,与患者的血压相关的输入数据可以包括指示在一个或多个时间点上测量的BP或BP的变化的数据(例如,变化的程度和/或变化的速度或描述血压随着时间的变化的函数)和/或与BP或BP的变化相关的统计数据、最大的和/或最小的BP值。
可选地,系统700可以包括用于提供信息和/或用于允许信息的输入的一个或多个用户界面708。提供信息可以包括,例如,与系统相关的操作性信息和/或在操作期间由系统记录的和/或由系统接收的数据的显示。这可以包括感测的参数和/或感测的参数和可操作性信息(如刺激模式设置和/或特定的起搏的传递和感测的信息之间的相对时序)之间的关系。
可选地,用户界面708可以由运行软件应用的市场上可买到的手提电脑组成(例如,
Figure BDA0001428542520000561
-基础的计算机)。软件应用可用来形成传递给界面的命令,而界面转而连接至手持条形码阅读器(hand-held wand),其含有用于与可植入的刺激器通讯的遥测技术电路。发送给条形码阅读器的命令可用于设置刺激参数和/或检索仪器诊断、仪器数据、心脏数据、和实时心脏检测。界面也允许3-导联ECG的连接,并且,通过软件应用,在手提电脑屏幕上显示这个数据。其他实施方式可能不包括3-导联ECG电路或可能包括12-导联ECG电路。其他实施方式可以将条形码阅读器、界面、和手提电脑的功能并入专用的计算机硬件部件,其执行所有的三个功能。其他实施方式也可以将打印能力添加到用于界面708上。
在某些实施方式中,可以配置界面708,使得用户(例如,医师)可以向系统提供一组控制指令(例如,目标值和/或范围和/或其他限制或指令)。可选地,界面708可以允许用户输入来自一个或多个传感器705的数据(例如,手工血压测量的结果和/或超声波监视器的结果)。
可选地,一个或多个用户界面708可以允许用户选择刺激模式(例如,从系统700内存储的一组刺激模式)或将约束条件强加于刺激模式的设置和/或选择。
可选地,系统700可以包括一个或多个处理器706。处理器可经配置用于处理来自传感器705的实测参数和/或来自用户界面708的输入数据,以便选择通过700传递的刺激模式。可选地,处理器706可经配置用于分析实测数据和提取用于刺激模式的选择和/或评价的信息和/或公式常数。
可以将系统700的一个或多个部件或这样的部件的部分植入患者体内,而系统700的某些部件或这样的部件的部分可以在患者的体外。当植入某些部件(或部件零件)而其他不植入时,基本上如本领域已知的,可以通过有线的和/或无线的方式发生部件之间的通讯。例如,可以在身体外部执行控制器703和/或处理器706的某些或所有的功能。系统700的某些部件在患者的身体之外可以帮助减少植入的仪器的大小和/或能量需要,和/或帮助系统的计算能力的增强。
系统700可以包括与心脏功能和整体的心血管系统性能的控制相关的另外的功能。例如,系统700可以包括一个或多个算法和/或电极,以便能够使双心室起搏或再同步治疗成为可能,从而减少可能由心室刺激引起的不同步性。在某些实施方式中,系统700可以包括一个或多个算法,以便弥补心输出量的可能减少。这样的算法可以改变心率,以便增加心输出量或实施本领域已知的其他方法,用于控制心输出量。在某些实施方式中,系统700可以包括速率响应算法,以便随着对某些情况的响应影响心率变化。例如,系统700可以包括速率响应算法,以便随着对运动、空气流通活动、和/或氧气消耗的水平变化的响应影响心率变化。在某些实施方式中,系统700可以包括检测活动的传感器,并且,在患者运动时,可以关闭刺激的算法,这样不会减少患者的血压。在某些实施方式中,系统700可以包括实时时钟。这样的时钟可用于控制刺激的时序。例如,系统700可以包括取决于时刻,打开和关闭刺激的算法。这种类型的算法可用于防止在患者睡眠时夜间的低血压。
在某些实施方式中,可以提供包括系统700的一个或多个部件和以与患者的血压相关的输入为基础,用于调整刺激模式的一组指令的成套工具。
某些实施方式可以提供用于减少血压的系统,系统经配置用于以感测的自然心率或自然的兴奋为基础,以比自然的心率高的速度传递刺激。例如,系统可以经配置用于检测刺激脉冲的传递之间的自然的兴奋,如果检测到自然活动,那么系统可以经配置用于抑制刺激脉冲到腔室传递。如果在特定的时间范围内,感测的激活的量超过阈值,可以认为自然的心率高于刺激脉冲的传递的速率,在这种情况下,例如,可以增加传递的速率,以便适应患者的增加的心率。另一方面,如果在特定的时间范围内,感测的激活的量低于阈值(这个阈值可能是0),可以认为自然的心搏低于刺激脉冲的传递的速率,在这种情况下,例如,可以减少传递的速率,以便避免患者的心脏的过度兴奋。为了实现这种效果,根据一个实施方式,用于减少血压的系统可以包括用于检测患者的心脏的心房和心室中的至少一个的兴奋速率的传感器、经配置用于将刺激脉冲传递给心房和心室的刺激电路、和耦合至刺激电路的处理器电路。处理器电路可以经配置用于以感测为基础检测患者的心率和在操作模式中操作,在该操作模式中,将刺激脉冲提供给心房和心室中的至少一个的每个。可以在高于感测的兴奋速率的速率上传递刺激脉冲且可经配置用于在心房的刺激之前大约50ms和之后大约70ms之间的时间刺激心室。
某些实施方式可以提供用于以预测的下一个心房收缩为基础减少血压的系统。例如,用于减少血压的系统可以包括用于检测心房和心室中的至少一个的兴奋速率的传感器、经配置用于将刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个的刺激电路、和耦合至刺激电路的处理器电路。处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,以先前的心房兴奋的感测的兴奋速度为基础预测下一个兴奋的时序,且在预测的下一个心房兴奋之前大约50ms和之后大约10ms之间的时间刺激至少一个心室。预测的时序可以以两个先前感测的心房兴奋之间的时间区间和功能为基础,该功能将以心房兴奋之间的先前感测的时间区间为基础。该功能可以包括时间区间的变化、时间区间的变化速率、和/或时间区间内的周期性变化的检测(例如,由于呼吸的周期性变化)。
可选地,用于检测心房和心室中的至少一个的兴奋速率的传感器可以包括用于检测心房兴奋的电极。
在进一步的方面中,下一个心房收缩的预测可能以先前感测的兴奋的功能为基础,包括间隔变化的速率和周期性变化。
在进一步的方面中,可以调整预测的下一个心房兴奋的时序,以反映心房兴奋和检测到心房兴奋之间的延迟。
在进一步的方面中,系统可以进一步包括用于检测与心脏活动有关的参数和用于调整相应地刺激心室的时间的另外的传感器。参数可能是由与血压、血流、AV瓣膜状态、和心脏的室壁运动或它的部分相关的数据组成的组的成员。另外的传感器可以选自由压力传感器、阻抗传感器、超声波传感器、和/或一个或多个声音传感器和/或一个或多个血流传感器组成的组。另外的传感器可以是可植入的。
减少心房驱血
某些实施方式起源于发明者认识,即,可以通过在心房收缩的至少部分期间引起至少一个AV瓣膜的关闭减少血压。这将减少,或甚至防止,心房的收缩对心室的充盈的贡献,因而在心脏舒张的结束时减少心脏充盈和从而减少血压。
在某些实施方式中,针对关闭的AV瓣膜可以发生心房收缩的至少部分。例如,在某些实施方式中,针对关闭的AV瓣膜可以发生心房收缩的40%或更多。在某些实施方式中,针对关闭的AV瓣膜可以发生心房收缩的至少80%。例如,可以在心室的收缩之前大约20ms或更少开始收缩或可以在心室的兴奋之前20ms或更少发生心房的兴奋。在某些实施方式中,针对关闭的AV瓣膜可以发生100%的心房收缩,在这种情况下,心室兴奋的时间被设置成使得心室收缩将在心房收缩的开始之前开始。这可能包括在心房兴奋的启动之前使心室兴奋。AV瓣膜关闭时发生的心房收缩的百分比越高,心房驱血减少得越多。对心房和心室二者的刺激可以提供更好的针对关闭的瓣膜发生的心房收缩的百分比的控制。可以实施多个实施方式,以便引起针对关闭的瓣膜发生心房收缩的至少部分。例如,可以在心房的机械收缩的启动之后70ms或更少或在心房的机械收缩的启动之后40ms或更少或甚至在心房的机械收缩的启动之后5ms或10ms或更少关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在心房的机械收缩的启动之前关闭AV瓣膜。例如,可以在心房的机械收缩的启动之前5ms内关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在与机械收缩的启动相同的时间上关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在心房的机械收缩的启动之后关闭AV瓣膜。例如,可以在心房的机械收缩的启动之后5ms内关闭AV瓣膜。
在某些实施方式中,可以检测腔室的收缩的启动且可以相对于感测的收缩的启动设定刺激脉冲的时间。腔室内的收缩的启动是腔室内收缩力的主动形成的开始。可以通过与血液流入腔室无关的压力的迅速改变检测收缩的启动。也可以通过利用超声波测量心腔的壁室的运动或测量腔室体积的减少检测收缩的启动。检测收缩的启动的这些方法可能在收缩的实际启动和收缩的启动的检测之间具有延迟。
在某些实施方式中,可以在至少一个心房的收缩的启动之后关闭AV瓣膜。例如,可以在至少一个心房的收缩的启动之后大约0ms至大约70ms关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的收缩的启动之后大约0ms至大约40ms关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的收缩的启动之后大约0ms至大约10ms关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的收缩的启动之后大约0ms至大约5ms关闭AV瓣膜。
典型地,心房收缩可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约100ms开始。在某些实施方式中,可以在心房兴奋的启动之后关闭AV瓣膜。例如,可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约170ms关闭AV瓣膜。例如,可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约110ms关闭AV瓣膜。在另一个实施方式中,可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约80ms关闭AV瓣膜。例如,可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约75ms关闭AV瓣膜。例如,可以在心房兴奋的启动之后大约40ms至大约50ms关闭AV瓣膜。
在某些实施方式中,可以检测腔室内的兴奋的启动且可以相对于感测的兴奋的启动设定刺激脉冲的时间。兴奋的启动是通过腔室传播动作电位的开始。可以通过利用连接至放大器的感测电极,检测腔室的局部电活动来检测兴奋的启动。也可以通过心电描记法检测兴奋的启动。
在某些实施方式中,检测兴奋的启动的方法可能在兴奋的实际启动和兴奋的启动的检测之间具有延迟。可以通过考虑兴奋的实际启动和它的检测之间的延迟确定感测的心房兴奋的时序。例如,如果估计检测延迟是20-40ms,且要在心房兴奋的启动之后0-70ms传递刺激脉冲,那么可以将系统设置为在下一个预测的检测事件之前40ms至下一个预测的检测事件之后30ms或在下一个检测事件之后30ms之间传递脉冲。同样地,如果刺激脉冲要在心房兴奋的启动之前0-50ms传递给心室,假设相同的20-40ms检测延迟,那么可以将系统设置为在下一个预测的检测事件之前40ms至下一个预测的检测事件之前90ms之间传递脉冲。检测延迟可能是由于兴奋的启动的位置和感测电极之间的距离、电信号的水平、传感回路的特性、和检测事件的阈值设定中的一项或多项导致的。延迟可能包括,例如,信号传播从兴奋的起源到电极位置的持续时间、与传感电路的频率响应相关的持续时间、和/或信号传播能量达到可通过传感电路检测的水平所必须的持续时间。延迟可能是有影响的,和例如,范围可能在大约5ms至大约100ms之间。用于估计延迟的一种方法是利用当检测心房和心室时测量的AV延迟和当使心房起搏和检测心室时的AV延迟之间的时间差。其他方法可能利用以设置的阈值、信号强度、和频率含量为基础的放大器响应时间的计算。其他方法可以包括修改心房检测使用的延迟,直到对血压的作用与通过利用期望的AV延迟使心房和心室起搏获得的作用相同为止。
在某些实施方式中,可以在至少一个心房的兴奋或收缩的启动之前关闭AV瓣膜。例如,可以在至少一个心房的兴奋或收缩的启动之前大约0ms至大约5ms内关闭AV瓣膜。在某些实施方式中,可以在与至少一个心房的兴奋或收缩的启动相同的时间关闭AV瓣膜。
在某些实施方式中,可以执行对AV瓣膜关闭的直接机械控制。在这样的实施方式中,可以将机械仪器或它的部分植入患者体内,并操作以便引起心房和心室之间的瓣膜的关闭。例如,根据某些实施方式,可以将人造瓣膜植入患者心脏,并操作以便机械地关闭。在这样的实施方式中,代替或除了提供刺激模式之外,可以通过控制植入的瓣膜的功能完成上述的AV瓣膜的关闭。
在某些实施方式中,心房兴奋和心室兴奋的启动之间缩短的或甚至负的时间区间用于减少心脏充盈,从而减少血压。如此处使用的,心房兴奋和心室兴奋的启动之间负的时间区间意味着,在单一心动周期中,在心房兴奋的启动之前发生至少一个心室的兴奋的启动。在这种情况下,针对关闭的AV瓣膜,至少部分地发生心房收缩,因为心室内形成的压力可能大于心房内的压力。心室收缩的开始之后的短的时间后,心室内的压力可能超过心房内的压力并且可能导致瓣膜的被动关闭。瓣膜的这种关闭可以减少或甚至消除心房驱血,并且随之减少心室充盈。因此,可以减少心室收缩的力量,血压可能下降。
每一个心腔内的兴奋的开始和机械收缩的开始之间的时间是不固定的。因而,兴奋的时序不能保证对收缩之间的时序的相同的作用。然而,在某些实施方式中,兴奋之间的时序被用作实际理由的参照标准。控制兴奋的时序的最终目的是控制收缩的时序。
在某些实施方式中,心房收缩和心室收缩的启动之间的缩短的或甚至负的时间区间可以用于减少心脏充盈,从而减少血压。在这种情况下,可以获得对心房的贡献的较好的控制,因为心室的收缩的开始将产生瓣膜的闭合。
在某些实施方式中,可以在心室收缩期间发生心房收缩的40%或甚至更多。例如,可以心室的收缩之前大约60ms或更少开始心房收缩,或可以在心室的兴奋之前60ms或更少发生心房的兴奋。在某些实施方式中,可以在心室收缩期间发生心房收缩的80%或更多。例如,可以在心室的收缩之前大约20ms或更少开始心房收缩,或可以在心室的兴奋之前20ms或更少发生心房的兴奋。在某些实施方式中,可以在心室收缩期间发生心房收缩的100%,在这种情况下,设定心室兴奋的时间,使得将在心房收缩的开始之前开始心室收缩。这可能包括在心房兴奋的启动之前使心室兴奋。
某些实施方式提供用于引起心脏的至少一个心室的收缩的方法,使得至少一个心室在相应的心房的收缩期间或之前收缩。实现这个目的的一个方法是通过使心室在相应的心房的兴奋的启动之前大约50ms至之后的大约70ms之间的时间点上兴奋。在某些实施方式中,至少一个心室的兴奋的启动和相应的心房的兴奋的启动之间的时间区间可能是零。换句话说,可以在与相应的心房的兴奋的启动相同的时间上发生至少一个心室的兴奋的启动。在某些实施方式中,可以在心房兴奋的启动之前大约0ms至大约50ms之间发生心室的兴奋的启动。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的兴奋的启动之前至少2ms至之后至少2ms发生心室的兴奋的启动。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的兴奋的启动之前至少10ms至之后至少10ms发生心室的兴奋的启动。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的兴奋的启动之前至少20ms至之后至少20ms之间发生心室的兴奋的启动。在某些实施方式中,可以在至少一个心房的兴奋的启动之前至少40ms至之后至少40ms之间发生心室的兴奋的启动。
在某些实施方式中,方法可以包括将来自刺激电路的刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个,和操作耦合至刺激电路的处理器电路,以便在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心室,以便引起心室兴奋在至少一个心房内的心房兴奋的启动之前大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。在这样的实施方式中,可以检测心房兴奋,以便确定心房兴奋的启动。可能已知心房兴奋的启动和检测到心房兴奋的时刻之间的时间区间且该时间区间用于计算心房兴奋的启动的时序。例如,如果已知在心房兴奋的启动之后20ms检测到心房兴奋和在心房兴奋的启动之前40ms刺激心室,那么在预测的心房兴奋的检测之前60ms刺激心室。在其他实施方式中,方法可以包括操作耦合至刺激电路的处理器电路,以便在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心房,以便引起心房兴奋在至少一个心室内的心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在将一个或多个兴奋性脉冲提供给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。在这样的实施方式中,可以在没有依赖检测心房兴奋的情况下设定起搏的时间。可选地,在这样的实施方式中,检测心房兴奋,以便证实,在发生自然的兴奋之前将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。可选地,当固有的心房兴奋速率低于固有的心室兴奋速率时,将心房兴奋设置为在心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始。
在某些实施方式中,仪器可以包括经配置用于将刺激脉冲传递给心房和心室中的至少一个的刺激电路。仪器可以包括耦合至刺激电路的处理器电路。在某些实施方式中,处理器电路可以经配置在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心室,以便引起心室兴奋在至少一个心房内的心房兴奋的启动之前大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。在这样的实施方式中,可以检测心房兴奋,以便确定心房兴奋的启动。心房兴奋的启动和检测心房兴奋的时刻之间的时间区间可能是已知的,且该时间区间用于计算心房兴奋的启动的时序。例如,如果已知或估计在心房兴奋的启动之后20ms检测心房兴奋和在心房兴奋的启动之前40ms刺激心室,那么在预测的心房兴奋的检测之前60ms刺激心室。在其他实施方式中,处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激心房,以便引起心房兴奋在至少一个心室内的心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始,从而根据治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和从治疗前血压减少患者的血压。例如,处理器电路可以经配置用于在操作模式中操作,在该操作模式中,在将一个或多个兴奋性脉冲提供给患者的心室之后大约0ms和大约50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。在这样的实施方式中,可以在没有依赖检测心房兴奋的情况下设定起搏的时间。可选地,在这样的实施方式中,检测心房兴奋,以便证实,在发生自然的兴奋之前将一个或多个兴奋性脉冲传递给心房。可选地,当固有的心房兴奋速率低于固有的心室兴奋速率时,将心房兴奋设置为在心室兴奋的启动之后大约0ms和大约50ms之间开始。
图10A和10B描述健康的麻醉后的犬心脏,显示一段时间追踪的心电图(ECG)、左心室压强(LVP)和动脉(血)压(AP)。在图10A中,在点101之前,允许心脏自然地跳动,和追踪ECG、LVP和AP。在点101上,心室起搏开始。使心室在心房兴奋的启动之后2ms起搏。这种起搏引起ECG的立即改变,其伴随LVP和AP的减少。起搏在心房收缩的启动和心室起搏的启动之间的2ms时间区间上继续,直到图10B中的点103,其中起搏停止。如看到的,立即在起搏的停止上,ECG、LVP、和BP所有基本上都返回到与起搏之前相同的值。
图11A和11B显示自然的心跳下(图11A)和当在心房收缩的启动和心室起搏之间的2ms时间区间上起搏时(图11B)的高血压性犬心脏。这些图中的每一个显示心脏的ECG、右心室压强(RVP)、RVP的放大的部分、和右心房压强(RAP)的迹线。
在图11A中,清晰地看到自然的心跳的P波和QRS。由于心房收缩,跟随P波看到心房压力的增加。在RVP迹线中,在ECG上的QRS波群后,看到RVP的急剧增加。这是心室收缩的表现。当在更高的放大倍率下观察时,RVP的这种急剧增加以RVP的更早的,较少的增加为先导,其与心房收缩和心房压力减少一致,且是血流从心房排空到腔室的结果。这是心房驱血。在图11B中,其中起搏在2ms的时间区间上,在ECG上的P波基本上是不明显的,和电刺激器的人为现象是可辨识的。在这种情况下,在右心室压力的放大的迹线上,心房驱血是不明显的,因为在心室收缩的开始相同的时间或甚至稍微在心室收缩的开始之后发生心房收缩。
在图12中,在心房的起搏和心室的起搏(迹线部分105和107)之间60ms的时间区间上或在心房和心室起搏(迹线部分109)之间120ms的时间区间上,使高血压性犬心脏起搏。迹线显示心脏的ECG、左心室压强(LVP)、右心室压强(RVP)、RVP的放大、和右心房压强(RAP)。如在与迹线部分105和107一致的放大的RVP的迹线部分中看到的,在60ms时间区间上的起搏期间的心房驱血是非常轻微的和稍微在心房收缩的峰值之后开始心室的收缩。在这种情况下,显著地减少心房驱血对心室充盈的贡献,但是未完全地消除,另一方面,没有针对关闭的瓣膜出现心房收缩的峰值且心房牵张没有增加。在120ms的时间区间上的起搏期间,清晰地看到心房驱血(放大的迹线RVP中的部分109),但是在心房收缩的完成之前发生心室收缩的开始和AV瓣膜的关闭,从而轻微地减少心房驱血对心室充盈的贡献。
在图16中,利用不同的AV延迟使高血压患者的心脏起搏。这个实施例显示通过使心房和相应的心室起搏对以心房中的感测的脉冲为基础仅使心室起搏获得的结果。在间隔d-d’期间,检测心房脉冲和利用2ms的AV延迟使心室脉冲起搏。在间隔e-e’期间,利用2ms的AV延迟使心房和心室起搏。在间隔f-f’期间,利用40ms的AV延迟使心房和心室起搏。在间隔g-g’期间,利用20ms的AV延迟使心房和心室起搏。在间隔h-h’期间,利用80ms的AV延迟使心房和心室起搏。如这个实施例所示,当比较间隔d-d’与间隔e-e’时,当在间隔e-e’期间使心房起搏时比当仅仅检测心房到活动时减少更多血压。如这个实施例所示,当比较间隔e-e’、间隔f-f’、间隔g-g’、和间隔h-h’,较短的AV延迟比更长的延迟引起更多的血压减少。例如,间隔g-g’(20msAV-延迟)显示比间隔e-e’(2msAV-延迟)更高的血压。如这个实施例的结果所示,可能至少部分地通过不同的AV延迟引起血压变化,不同的AV延迟导致针对关闭的瓣膜的心房收缩的不同的百分比。
用于减少心房驱血的方法的典型的实施方式
在图13中示意性地描述用于减少血压的典型的方法40。可以通过下面描述的图14的仪器50执行方法40。因此,仪器50可以经配置用于执行方法40的任何或所有的步骤。同样地,方法40可以包括仪器50经配置用于执行的任何步骤。例如,方法40可以包括关于仪器50,上述讨论的功能中的任何一个。方法40可以包括来自方法600的任何步骤。同样地,方法600可以包括来自方法40的任何步骤。方法40可以包括系统700可以经配置用于执行的任何步骤。系统700可以经配置用于执行方法40的任何和所有的步骤。
在某些实施方式中,方法40可以包括心房兴奋的步骤41。在某些实施方式中,步骤41包括感测心房兴奋。例如,步骤41可以包括感测固有的心房兴奋。在某些实施方式中,步骤41包括触发心房兴奋。方法40可以包括应用时间区间的步骤42。方法40可以包括触发AV瓣膜关闭的步骤43。在某些实施方式中,可以通过将兴奋性电流应用于至少一个心室和/或通过致动至少一个心房和相应的心室之间的人造瓣膜关闭执行步骤43。在某些实施方式中,如描述的,可以通过从步骤43引导回到步骤41的返回箭头重复步骤41、步骤42、和步骤43。在某些实施方式中,可以同时或依次将兴奋性电流应用于两个心室。在某些实施方式中,在两个心室依次起搏的情况下,可以测量至少一个心房(例如,右心房)的兴奋的启动和待被起搏的相应的心室的兴奋的启动(例如,右心室)之间的时间区间。在其中时间区间被设置为零或负数的某些实施方式中,可以在步骤41之前或在与步骤41相同的时间上执行步骤43。在某些实施方式中,可以以毫秒测量时间区间。
可选地,可以通过控制心房和心室的收缩(例如,通过控制导致收缩的兴奋)来引起两个收缩。可选地,感测心房的兴奋的启动,所述感测在约定的时序间隔上触发瓣膜关闭。可选地,使两个心房起搏。在其中依次关闭两个AV瓣膜(例如,依次使两个心室起搏)的某些实施方式中,测量从所要起搏的第一心房的兴奋的启动和瓣膜关闭的启动或至少一个心室的兴奋的启动的时序间隔。可选地,例如,以一个或多个之前的心动周期中的时序为基础,估计一个或多个腔室的兴奋(例如,兴奋的启动)的时序,和在估计的时序之前和/或之后期望的时间区间上,将一个或多个兴奋刺激传递给相同的腔室和/或传递给不同的腔室。
在某些实施方式中,可以关于每一个心跳重复方法40。在某些实施方式中,可以间歇性地执行方法40。例如,可以每隔几个心跳应用一次方法。可替换的,可以关于几个心跳应用方法40,一个或多个心跳停止,和然后再应用。例如,可以关于5至15个心跳应用方法40,2至5心跳停止,和然后再次重新开始。在某些实施方式中,应用/避免应用的模式可能更复杂和可选地,可能以预定的算法为基础。例如,算法可以调整刺激的参数,而不是简单的停止和开始刺激。在某些实施方式中,方法40的应用减少心跳之间的心室充盈,从而可能减少喷射剖面。如此处使用的,心脏的喷射剖面是在特定的时段内心脏泵入的血液的总量。在某些实施方式中,可以应用方法40的间歇性应用,以便抵消心脏的喷射剖面的减少。
在某些实施方式中,可以以反馈为基础选择步骤42中应用的时间区间。在这样的情况下,方法40可以包括感测来自心脏腔室的一个或多个、它的任何部分、和/或患者的身体的反馈参数的步骤44。例如,可以通过直接地或间接地监视心房驱血、血压(例如,动脉上)、心室压力、和/或心房压中的一个或多个获得反馈信息。在某些实施方式中,反馈信息可另外或可替换地包括心房收缩时的时间和AV瓣膜关闭时的时间和/或心室收缩时的时间之间的重叠的程度。例如,超声波传感器可用于通过心脏活动的超声成像或通过形成超声波心动图(ECHO)检测心脏活动。在某些实施方式中,步骤44可以包括利用超声波传感器,利用脉冲的或连续波多普勒超声检测在任何任意点上的血液的流动(例如,流动的速率)和/或心脏组织运动。可选地,步骤44可以包括利用超声波传感器检测与左心房的收缩相对应的A波和血液到左心室的流动。
方法可以包括以来自步骤44的反馈信息为基础,调整步骤42的时间区间的步骤45。例如,步骤45可以包括以感测的血压为基础调整时间区间。如通过图13中从步骤45指向步骤41的箭头所示,可以在执行步骤45之后重复步骤41、步骤42、步骤43、和/或步骤44。在某些实施方式中,可以首先在步骤41期间将时间区间设置在第一值上,并且,以步骤44期间执行的反馈检测为基础,可以在步骤45期间减少或增加时间区间,直到反馈值在给定的范围内(或在给定的值之上或之下)。例如,可以调整时间区间,直到这样的时间,即,收缩压在100mmHg之上和/或在140mmHg之下和/或舒张压在90mmHg之下和/或在60mmHg之上。
在某些实施方式中,可以关于步骤43的每一个应用(例如,心室起搏刺激的应用),在方法40的操作期间执行步骤44和步骤45。在某些实施方式中,可替换地或另外地,根据一个或多个实施方式,可以在向患者提供仪器(例如,通过仪器的植入)时,执行步骤44和步骤45。可以周期性地(例如,在检查期间通过护理员)和/或间歇地(例如,一小时一次或每隔几个心室起搏刺激的应用一次)重复调整步骤。在某些实施方式中,当反馈信息指示,一个或多个感测的参数超过预设的范围的时间段超过了预定的周期时,可以执行步骤45。
可以以任何顺序执行方法40的步骤。例如,可以以图13显示的箭头指示的顺序执行步骤。在另一个实施方式中,可以在步骤41之前执行步骤42。
可以通过本领域已知的任何方法检测心房收缩、心房兴奋、心室收缩、AV瓣膜的关闭和/或打开的时序、和/或血液从一个或多个心房到各自的心室的流动或它的缺乏和/或血压和这些可被用作反馈控制。在某些实施方式中,兴奋的启动可以被用作兴奋性刺激到一个或多个心室的传递的触发。另外或可替换地,感测的信息可以用于仪器的时序间隔的调整。
可选地,反馈参数可以允许响应需要来自心脏的另外的输出的条件,而不是允许响应调整它们可用于在缩短的时序间隔上自动地停止关闭瓣膜的原因的时序间隔的条件。例如,反馈参数可能导致运动期间的调整。在这个实施例中,心率传感器可用于提供有关患者的心率的反馈信息。如果心率在给定的阈值之上,反馈可用于引起仪器停止。例如,当心率低于给定阈值时和/或在经过预定的时段之后,可以再次以感测的反馈信息为基础激活仪器。
用于减少血压的仪器的实施方式
现在关注图14,示意性地描述根据实施例的典型的仪器50。可以构造仪器50和其具有类似于基本上如本领域已知的心脏起搏器的部件,具有如此处讨论的某些修改。可选地,仪器是可植入的。可选地,仪器包括可以提供心脏的另外的和/或可替换的电治疗(例如,去心脏纤颤)的部件。仪器50可以经配置用于植入患者的体内,基本上如本领域已知的可植入的起搏器,可选地具有此处讨论的某些修改。仪器50可以包括系统700的任何部件和系统700可以包括仪器50的任何部件。
仪器50可以包括生物适合的主体51、一个或多个控制器52、电源53、和遥测单元56。主体51可以包括用于包围仪器的多个部件的外壳。控制器52可以经配置用于控制仪器的操作。例如,控制器52可以控制刺激脉冲的传递。在某些实施方式中,电源53可以包括电池。例如,电源53可以包括可充电电池。在某些实施方式中,电源53可以包括可以通过感应充电的电池。在某些实施方式中,遥测单元56可以经配置用于与一个或多个其他单元和/或部件联系。例如,遥测单元56可以经配置用于与外部程序器和/或与用于接收操作期间仪器50上记录的数据的接收单元联系。
在某些实施方式中,仪器50可以经配置用于附着到一个或多个电极和/或传感器上。电极和/或传感器可以被集成到仪器50中,附着到仪器,和/或与仪器连接。在某些实施方式中,电极可以包括经配置用于使至少一个心室起搏的心室电极561。另外或可替换地,可选地通过电线或无线地,将仪器连接到至少一个植入的人造瓣膜562上。另外,仪器50可以包括用于使一个或多个心房起搏的一个或多个心房电极57、和/或用于检测心房兴奋的启动的一个或多个心房传感器58、和/或用于提供其他反馈参数的一个或多个传感器59。
在某些实施方式中,传感器59可以包括一个或多个压力传感器、电传感器(例如,ECG监测)、流量传感器、心率传感器、活动传感器、和/或体积传感器。传感器59可以包括机械传感器和/或电子传感器(例如,超声波传感器、电极、和/或RF收发器)。在某些实施方式中,传感器59可以通过遥测技术与仪器50通信。
在某些实施方式中,心室电极561和/或心房电极57可能是标准的起搏电极。可以在本领域已知的关于心室起搏的位置上,相对于心脏放置心室电极561。例如,可以将心室电极放置在心室中的一个或多个内和/或靠近心室中的一个或多个放置。在某些实施方式中,可以将心房电极57放置在心房中的一个或多个内和/或靠近心房中的一个或多个放置。在某些实施方式中,可以在为了提供心房兴奋或去极化的早期检测而选择的一个或多个位置上,将心房电极57附着到一个或多个心房上。例如,在某些实施方式中,可以靠近窦房(SA)结的位点,将心房电极57附着在右心房。
心室电极561的一个位置可能是这样的,即,当心脏起搏时,起搏可以减少或最小化QRS的延长,以便减少或甚至最小化不同步性。在某些实施方式中,这个位置在靠近房室束的室间隔上。另外或可替换地,可以将心室电极561放置在心脏的心外膜上或冠状静脉中。可以将不只一个电极放置在心室上,以便提供双心室起搏,可选地减少不同步性。
仪器50可以包括脉冲发生器,或刺激电路,经配置用于将刺激脉冲传递给至少一个心腔。脉冲发生器,或刺激电路可以包括传统的起搏器的某些或所有标准的能力。控制器52可以经配置用于控制脉冲发生器,或刺激电路。可以通过将放大心脏的电活动和允许特定腔室的激活的取样和检测的特定电路,将心房传感器58(和可选地经配置用于检测其他心室的其他电极传感器)连接到仪器50上。其他电路可以经配置用于将刺激传递给特定电极,以便使心脏起搏,形成传播的电激活。
在某些实施方式中,可以将一个或多个另外的传感器59放置在心房中的一个或多个内和/或其上和/或心室中的一个或多个内和/或其上和/或可选地,可能邻近心脏的一个或多个其他位置中和/或其上。例如,可以将一个或多个传感器放置在腔静脉上和/或其中和/或放置在一个或多个动脉上和/或一个或多个心腔内。这些传感器可以测量压力、或其他指标,如,例如,阻抗和/或流量。
在某些实施方式中,控制器52可以包括或可能是由电源53驱动的微处理器。在某些实施方式中,仪器50可以包括,例如,由晶体形成的时钟54。仪器50可以包括内存储器55和/或可以连接到外部存储器上。例如,仪器可以通过遥测单元56连接至外部存储器。在某些实施方式中,遥测单元56可以经配置用于允许与外部仪器通讯如程序器和/或传感器59中的一个或多个。可以将任何和所有的反馈信息和/或仪器操作的记录存储在内部存储器55和/或通过遥测单元56转发给外部存储单元。
在某些实施方式中,可以根据此处描述的方法的至少一个实施方式操作控制器52。
在某些实施方式中,仪器50可以包括用于检测一个或多个反馈参数的一个或多个传感器,以便控制AV延迟的应用和/或它的大小。
人造瓣膜的实施方式
另外或可替换地,仪器50可以经配置用于直接地控制至少一个植入的人造瓣膜562的操作。现在关注图15,示意性地描述根据本发明的实施方式的人造瓣膜60。实施例中描述的瓣膜60是双叶型瓣膜,基本上如本领域已知的人造瓣膜。虽然下列实施例涉及双叶型瓣膜,但是应该明白,可以在其他人造瓣膜中实施实施方式,例如,球笼型瓣、碟瓣。
如图15所示,当植入患者的心脏时,瓣膜60可以包括用于将瓣膜缝合在适当位置的环61。瓣膜60可以包括关于附着于环61的支柱63旋转的两个半圆小叶62。在这个示意图中,示意性地将其他仪器部件描述为主体64,其对应于图14所示的主体51。主体64可以接收来自瓣膜60植入其内的心脏65的反馈信息。
瓣膜60不同于传统的人造瓣膜,因为可以直接地通过仪器50控制它的关闭。瓣膜60可以包括机械装置(例如,线圈或液压机械装置),经配置用于主动地引起瓣膜的关闭(例如,通过旋转支柱63或通过膨胀小叶62中的一个或多个的部分)。稍后,可以将机械装置带回到放松的位置,以便允许瓣膜的打开和根据需要,允许它的反复的关闭。可以在关闭之后的预定时间上执行舒张。另外或可替换地,可以响应读取心室活动的传感器(例如,压力传感器)影响舒张。可以无线地(利用与瓣膜相关的遥测单元)或通过与主体64内的部件有线的通信操作对瓣膜60的控制。在某些实施方式中,瓣膜60可能是经配置用于不依赖于作用于瓣膜上的流体压力打开和关闭的瓣膜。例如,瓣膜60可能是球形瓣。
用于减少血压的实施方式的作用
总的说来,公开的方法和系统的某些实施方式提供减少至少一个心室的充盈,因此减少血压的不同的方法。不同于用于减少血压的先前的机械方法,此处描述的某些实施方式可以在不增加至少一个相应的心房内的压力的情况下实现这个目的。在没有增加心房压力触发心房利钠激素,或心房肽的分泌的情况下,可以机械地控制血压的减少。公开的实施方式可以防止对心率的不需要的作用且可以减少标准心房波的可能性。
公开的实施方式中的某些可以减少心房驱血,同时也增加心房牵张,引起心房利钠的释放。例如,公开的实施方式可以包括方法,该方法包括下列步骤:刺激心脏,以便引起它的心房收缩,同时使与心房相关的心脏瓣膜关闭,使得该收缩使心房扩张。减少心房驱血和同时引起心房利钠肽的释放对降低血压可以具有协同作用。在某些实施方式中,控制瓣膜关闭相对于心房收缩的时序可以控制一个或多个心房牵张的量。
不同于用于减少血压的先前的药物学或机械学方法,公开的实施方式中的某些实现立即减少血压的目的。例如,可以在电流的应用的1-3秒内或1、3或5个心跳内出现血压的减少,且血压可以在从刺激的开始不到5个心跳内达到最低的血压值。
上述讨论的实施例取得机械处理、神经元反馈和引起适应性的荷尔蒙的自然释放之间的平衡。机械处理和荷尔蒙自然释放可能是另外或甚至是协同的机制。荷尔蒙释放影响心血管系统,同时机械处理影响心脏它自身。间歇性地传递机械处理以减少血压可以影响控制心血管系统的神经元反馈和荷尔蒙反馈和减少适应性。
本说明书中使用的标题仅倾向于帮助组织且不定义任何术语。
本公开涉及下列申请,所有全文以引用方式并入:
-Levin等人在2012年8月23日发表的,美国专利申请出版物编号2012/0215272;
-Levin等人在2011年7月14日发表的,美国专利申请出版物编号2011/0172731;
-Levin等人在2012年11月29日提交的,美国专利申请序列号13/688,978;
-Schwartz等人在2012年2月16日发表的,美国专利申请出版物编号2012/0041502。
虽然已经描述了本发明的多个实施方式,但是描述倾向于是示例性的,而不是限制性的和本领域的技术人员将显然可见,在本发明的范畴内,更多的实施方式和实施是可能的。因此,除了根据附加的权利要求和它们的等同物之外,本发明不受限制。同样地,可以在附加的权利要求的范畴内做出多种修改和变化。

Claims (15)

1.一种用于减少具有治疗前血压和治疗前心室充盈体积的患者的血压的仪器,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;以及
耦合至所述刺激电路的处理器电路,所述处理器电路被配置为在操作模式中操作,在该操作模式中,刺激所述心腔中的至少一个,以便在心房兴奋的启动之后0ms和70ms之间引起心室兴奋开始,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
2.根据权利要求1所述的仪器,其中,所述刺激电路被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心房和至少一个心室二者。
3.根据权利要求1所述的仪器,还包括用于感测至少一个心房和/或至少一个心室的兴奋速率的传感器,其中,所述处理器电路被配置为以所述感测为基础检测所述患者的心率,并以高于所感测的兴奋速率的速率传递所述刺激脉冲。
4.根据权利要求2所述的仪器,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述至少一个心室,以便引起所述至少一个心室收缩。
5.根据权利要求2所述的仪器,其中,所述操作模式包括在所述至少一个心房的收缩的结束之前刺激所述至少一个心室,以便引起所述至少一个心室收缩,从而引起房室瓣在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间关闭。
6.根据权利要求1所述的仪器,其中,在所述操作模式中,刺激至少一个心腔,以便通过在与心房相关的房室瓣的关闭之前60ms或小于60ms引起心房收缩开始,来引起所述心房的心房收缩的40%至100%在所述房室瓣关闭时的时间上发生。
7.根据权利要求1所述的仪器,其中,在所述操作模式中,使至少一个心腔起搏,以便通过在心室收缩的开始之前50ms至5ms引起心房收缩开始,来引起50%至95%的所述心房收缩在心室收缩期间发生。
8.根据权利要求1所述的仪器,其中,所述刺激电路被配置为将所述刺激脉冲传递给至少一个心房和/或至少一个心室;以及
其中,在所述操作模式中,所述至少一个心室被刺激,以使在至少一个心房中的心房兴奋的启动之前0ms至50ms之间引起心室兴奋开始,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积和根据所述治疗前血压减少所述患者的血压。
9.根据权利要求8所述的仪器,其中,所述操作模式包括刺激所述至少一个心室,以便引起所述至少一个心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩。
10.根据权利要求9所述的仪器,其中,所述操作模式包括刺激所述至少一个心室,以便引起所述至少一个心室在所述至少一个心房的收缩的启动之前收缩,从而在所述至少一个心房的收缩的至少部分期间引起房室瓣关闭。
11.根据权利要求8-10中的任一项所述的仪器,其中,所述操作模式包括在将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述至少一个心室之后0ms至50ms之间,将一个或多个兴奋性脉冲传递给所述至少一个心房。
12.一种用于减少具有治疗前心室充盈体积的患者的心室充盈体积的系统,包括:
刺激电路,其被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心腔;以及
至少一个控制器,其被配置为执行一个或多个刺激模式的刺激脉冲至至少一个心腔的传递,
其中,所述刺激脉冲中的至少一个刺激脉冲包括被配置为在心房兴奋的启动之后0ms至70ms之间引起心室兴奋开始的设置,从而根据所述治疗前心室充盈体积减少心室充盈体积。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述刺激电路被配置为将刺激脉冲传递给至少一个心房和至少一个心室二者。
14.根据权利要求13所述的系统,还包括用于感测至少一个心房和/或至少一个心室的兴奋速率的传感器,其中,所述至少一个控制器被配置为以所述感测为基础检测所述患者的心率,并以高于所感测的兴奋速率的速率传递所述刺激脉冲。
15.一种用于减少血压的成套工具,包括:
用于设置用于减少血压的刺激模式的至少一个仪器,所述至少一个仪器包括:
至少一个刺激电极;以及
用于设置可调节的刺激模式的控制器;以及
用于以与患者的血压相关的输入为基础调整所述刺激模式的一组指令;
其中,所述刺激模式包括刺激至少一个心腔,以便在心房兴奋的启动之后0ms和70ms之间引起心室兴奋开始。
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