CN109663210A - 自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其配置为力学感测模块、起搏模块、处理模块、供电模块，主要功能为感知和起搏患者的心脏，通过力学传感器感知心脏心肌细胞收缩力，从而达到无导线起搏器同时感知心房、心室搏动状况确定心动周期的目的，并且起搏调控系统根据感知到的信号，调控起搏脉冲的发放，可避免房室阻滞带来的房室无法同步起搏的问题。

Description

自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法

技术领域

本发明属于医疗器械领域。具体涉及一种自我同步无线心脏起搏系统及其刺激方法。

背景技术

正常健康的心脏通过遍及整个心脏传导固有生成的电信号而引发收缩。这些固有信号促使心脏的肌细胞或组织收缩。此收缩迫使血液从心脏出来和进入心脏，提供遍及身体的其余部分的血液循环。然而，许多患者有影响其心脏的此收缩性的心脏疾病。例如，某些心脏可能产生不再生成或传导固有电信号的患病组织。在一些示例中，患者心脏组织以不同的速率传导电信号，从而导致心脏的不同步和低效收缩。在其他示例中，心脏可以以如此低、使得心率变得危险地低的速率生成固有信号。在其他实例中，心脏可以以异常高的速率生成电信号。在一些情况下，这种异常可能发展成纤维性颤动状态，其中患者心室的收缩几乎是完全去同步的，并且心脏几乎不泵送血液。心脏起搏器可帮助心脏以更正常、更高效、安全的方式操作。

传统的起搏器为经上腔静脉的有导线起搏，虽然在体积及供电模块寿命上一直进行改进，但仍无法降低包括伤口发炎、囊袋感染、气胸、血肿、血栓等并发症发生率。近年来开始引入无导线起搏器的概念。据研究显示，无线起搏器相对于传统起搏器大大降低了相关并发症的发生，提高了系统程控的成功率。

发明内容

本发明涉及无线心脏起搏器，被配置为植入在患者心脏内。起搏器可起搏心脏、感测心脏固有的肌肉运动，即可被配置为通过检测心房、心室的机械收缩来检测心房、心室激动。起搏器可基于何时检测到的心室激动来控制递送至心室的起搏脉冲的时序。

本发明包括力学感测模块、处理模块、起搏模块及供电模块。本发明的力学感测模块包括力学传感器，感知心肌细胞的扭转力，以此感测心脏的搏动状况。另外地，起搏模块可包含心脏电信号感测装置，以感测心脏电信号。处理模块，处理接收到的力学感测模块收集的感测数据及起搏模块感测到的心脏电信号。处理模块包括计时器，在感知P波后计算心室内脉冲发放时间。起搏模块可接收处理模块发出的起搏指令，对心脏进行起搏。

附图说明

下列附图用以说明本发明涉及的特定实施例及方法，且因此并不限制本发明的范围。结合下列详细描述中的解释，附图未按照比例（除非如此规定）且以使用为目的 。结合附图中的以数字表示元件，本发明涉及的方法将在下文中进行描述。

图1示出了根据本公开的一个示例的无线起搏器设备图。

图2是根据本公开的一个示例的说明无线心脏起搏器示意性框图。

图3a-c本发明的方法提供环境的示意图。

图4示出了基于心房、心室激动的监测来控制心房起搏时序的方法的流程图。

图5a是提供心肌收缩力曲线图。

图5b是图5a的曲线图的放大部分。

具体实施方式

本发明可以被配置为确定心脏异常或心律失常的发生并将一种或多种类型的电刺激治疗递送到患者的心脏的植入式医疗装置可以有助于终止或减轻这种心脏疾病。

图1描绘了示例性无线起搏器（LCP），可以被置入患者，并且可以操作例如通过适当地采用一种或多种治疗（例如抗心动过速起搏治疗、心脏再同步治疗、心动过缓治疗或除颤脉冲等）来防止、控制或终止患者心律失常。如图1中可以看出，LCP100可以具有容纳在LCP100内或直接在固定器102上的所有组件的紧凑装置。在图1中示出的示例中，LCP100可以包括110供电模块，120处理模块，130力学感测模块，140起搏模块，101外壳，102固定器附着在101外壳上，130力学感测模块包括131力学传感器，131力学传感器配置在固定器上，140起搏模块包括电极141及电极142。

供电模块110可以向LCP100供电用于其操作。供电模块包括电力管理单元及供电电池。在一些示例中，供电模块110包括的电池可以是不可再充电的基于碳的电池。在其他示例中，根据需要，不可再充电电池可以有其他合适的材料制成。由于LCP100是植入式装置，所以在植入后可能限制对LCP100的访问，因此，期望具有足够的电池容量以注入数年甚至数十年的治疗时段内递送治疗。在一些情况下，供电模块110包括的电池可以是可再充电电池，其可以有助于增加LCP100的可用寿命。在其他实例中，根据需要，供电模块110包括的可以是其他类型的电源。

供电模块110包括的电力管理单元以保持传感器处于较低的耗能状态，及当电池能量剩余不足时发出警报信号。

力学感测模块130可被配置为感测心脏的搏动状况，以此来判定心脏活动情况。力学感测模块可包括信息收集模块、力学传感器131，例如，力学传感器131可被配置为感测心脏心室的心肌力，以此感知心脏搏动状况。

起搏模块140，可被配置感测心脏自身电信号。

处理模块120可以被配置为控制LCP100的操作。例如，处理模块120可以被配置为以接收力学感测模块130收集到的心脏搏动信息及起搏模块140收集到的心脏自身电信号，基于接收到的信号，处理模块120可以确定例如心律失常的发生并且在一些情况下确定心律失常的类型。基于任何确定的心律失常，处理模块120可以通过起搏模块140控制电极141及142产生电刺激，以治疗确定出的一个或多个心律失常。处理模块120还可以从外界接收信息。在一些示例中，处理模块120可以使用这些接收到的信息来帮助确定心律失常是否发生、确定心律失常的类型或相应于收集到的信息采取特定动作。

处理模块120可被配置为包括程控装置、信号接收装置、计时器、存储器等。程控装置可被配置为大规模集成芯片，处理收集到的心脏活动信号，与计时器配合，确认心脏所处状态，通过电极141及142采取特定动作。信号接收装置可接收来自体外装置的信号，并可将处理模块120收集的信息传递给体外装置。在一些示例中，处理模块120还可以包括存储器，并且处理模块120可以在存储器上存储和读取信息，信号接收装置也可将接收到的体外装置的信号存储在存储器中，并将存储器中的信息发送给体外装置。

为了将LCP100置入患者体内，操作者（例如，医生、临床医生等）可将LCP100固定到患者心脏的心脏组织。为了促进固定，LCP100可包括一个或多个固定器102。固定器102可以包括多个固定器中的任一个。例如固定器102可以包括一个或多个螺钉、螺丝、螺旋件或记忆合金钩等。在一些示例中，尽管未示出，但是固定器102可以在其进入心脏心肌组织的部分安装力学传感器131。

力学传感器131可被配置为多种传感器中的一种，例如力学传感器131可以包括电阻式、电容式或压电晶体等对力敏感的任何类型。

在一些示例中，并且参考图2，无线心脏起搏器可以包括供电模块110，处理模块120，力学感测模块130，起搏模块140，其中该装置可仅作为监测装置，检测心脏的活动情况，也可仅启用起搏功能。

图3a-3c描绘了LCP100安装在心脏心室位置的示例。在图3a的示例中，LCP100位于心脏右心室内靠近心尖位置，提供右心室（RV）起搏。虽然LCP100在图3a示例中被示出在心脏右心室并靠近心尖处，但LCP100可以位于心脏任意可能的其他位置处。例如，LCP100可位于心脏右心房、左心房或左心室内感测和起搏。

取决于植入位置，LCP100可以包括其他功能。比如LCP100可以监测心脏任意位置的运动状况。在一些示例中，如图3b，LCP100可感知右心室心尖处心肌细胞运动时的扭力。

图3c示出的固定器106固定在心肌上时，力学传感器142相对于心肌的位置。在一些示例中，尽管未示出，固定器102可为其他形状，不管什么状态下，力学传感器131都应在心脏心肌内。

图4是诸如图1-3c中所示的LCP100可以实现的说明性方法的流程图。尽管图4的方法是针对图3a中一种放置位置的流程图，但是如果植入位置发生变化，图4的说明性方法可以由处理装置120进行控制。

图5a所示的是力学传感器131在一些实施例中所感知到的心肌扭转力，及利用辅助设备感测到的心电图的对应图。图5b为一个周期的放大部分。心肌力与心脏的活动相对应，如图5a为LCP100被植入在右心室时所检测到的心脏活动。

力学传感器131获取的心肌力经力学感测装置130接收后传导给处理装置120，处理装置120将接收到的心脏电活动通过程控装置与计时器联合处理后，判断是否做出反应。

已参照说明性实施例提供了本公开，并且在本公开不旨在以限制的意思进行解释。如先前所述，本领域的技术人员将认识到除在本文中描述和设想的特定示例之外，可以以各种形式来表明本公开。

Claims (13)

1.一种自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其主要功能为感知和起搏患者的心脏，所述无线心脏起搏器包括：

力学感测模块：其被配置为感知与所述患者心脏的心肌收缩力相关的参数，并转换成心动周期的数据；

起搏模块：接收处理模块的起搏指令，发放起搏脉冲；

处理模块：接收力学感测模块传输的数据，并进行处理，判断心脏运行状态，并做出是否调控起搏的命令;

供电模块：提供能量。

2.根据权利要求1所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述力学感测模块包括力学传感器。

3.根据权利要求1所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述起搏模块包括起搏电极及心脏电信号感测装置。

4.根据权利要求1所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述处理模块包含数据处理系统及程控装置，可对权利要求2中所述的力学感测模块及权利要求3中所述的起搏模块收集的数据进行处理，并实现对整个无线心脏起搏器系统的控制。

5.根据权利要求2所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述力学感测模块的力学传感器可实时感知患者心肌收缩、舒张力及其相关参数。

6.根据权利要求5所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述患者心肌的心肌收缩、舒张力及其相关参数与心脏的心动周期有关。

7.根据权利要求5所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述心脏的心动周期包括心房、心室起搏。

8.根据权利要求3所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述的心脏电信号感测装置可感测心脏自身的电信号。

9.根据权利要求4所述的自我同步无线心脏起搏器系统及其刺激方法，其中所述处理模块包含的数据处理装置，可通过接收到的权利要求5中所述力学感测模块力学传感器感知到的力学数据，及权利要求8中所述起搏电路心脏电信号感测装置感测到的心脏自身的电信号，以此计算出患者心动周期以及是否发生房室阻滞。

10.根据权利要求4所述的自我同步无线心脏起搏系统及其刺激方法，其中所述的处理模块包括的程控装置，根据数据处理模块包含的处理装置得到的数据，发出是否发放脉冲的命令。

11.根据权利要求3所述的自我同步无线心脏起搏系统及其刺激方法，其中起搏模块包含的电极接收处理模块包括的程控装置发出的命令。

12.一种系统包括：

自我同步无线心脏起搏系统，包括：

外壳；

起搏器固定器；

力学传感器，一个或多个，被放置在起搏器固定器上，用于感知心肌细胞收缩力；

处理模块，被制作成集成电路放置于外壳内；

电极，两个或多个，用于起搏脉冲的发放；

供电模块，被放置在外壳内，为系统供电。

13.一种自我同步无线心脏起搏器的刺激方法，所述方法包括：

实时感知心肌细胞收缩、舒张力；

判断是否发生房室阻滞及心动过缓等于心肌细胞活动相关的症状；

在获得心脏活动的信息后，决定是否对心脏进行起搏。