CN115137986B - 一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，包括：通过调整心房事件数量M和房性期前收缩事件数量N的取值以控制预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程在单个或大于1的多个房性期前收缩事件后进行，综合当前p‑p’间期、心房安全起搏间期以及平均心房间期，设定平滑过渡起搏序列，平滑过渡起搏序列避免了房性期前收缩导致的心房代偿间歇，避免了“短‑长‑短”序列的发生。同时平滑过渡起搏序列中的起搏间期的个数可控设置，且包含的起搏间期依次增加，逐渐过渡到代表房性期前收缩事件发生前正常心房间期的平均心房间期，避免了动作电位时程交替的发生，从多种层次预防房性期前收缩所导致的房颤的发生。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置。
背景技术
心房颤动简称房颤(Atrial Fibrillation，AF)，是临床上最常见的一种快速性心律失常。植入式医疗设备可以分别监测心房与心室的腔内心电信息，通过观察通过植入式医疗设备采集的腔内心电图，研究人员发现72％的房颤发生前出现了心脏节律的变化；约48％的患者先出现阵发性房性期前收缩(PAC)。房性期前收缩又称房性早搏、房早，是起源于心房异位提前的心房搏动，在临床上比较常见。房性期前收缩对于房颤发生的影响是多方面的：
一方面，心肌细胞的动作电位时程以及兴奋在心肌细胞间的传导速度会随着动作电位结束到下一个动作电位开始之间的舒张间期(DI)的不同而改变，这种心肌细胞电生理性质以及舒张间期的关系可用电恢复特性曲线表示。不同部位以及不同初始状态的心房细胞的电恢复特性曲线有所不同，但都具有前陡峭后平缓的趋势。电恢复特性曲线的陡峭区域从舒张间期为0开始，其长度一般为50-100毫秒，在此区域舒张间期的少量改变会导致动作电位时程以及传导速度的显著变化，临床研究表明部分阵发性房颤患者的动作电位时程恢复特性曲线最陡峭部分的斜率可以达到1.5-2。房性期前收缩发生时舒张间期较短，可能会导致心房兴奋时大部分心房细胞处于电恢复特性的陡峭区域，进而导致心房上细胞电生理状态的离散，促进房颤的发生。心房细胞电恢复特性曲线的陡峭区域与临床上心房的“易损期”有着相当的重合，但是由于心房易损期的表现与定义远不如心室易损期明确，使用电恢复特性曲线陡峭区域的概念更加清晰明了。图1给出了典型的心房细胞动作电位时程恢复特性拟合曲线，以及电恢复特性的陡峭区域。
另一方面，房性期前收缩的发生可能会导致原本应该引起心房兴奋的正常窦性心率或起搏刺激落入心房细胞的有效不应期中，形成比正常心房收缩间期更长的代偿间歇。代偿间歇以及其前后的心房兴奋间期共同形成的“短-长-短”序列也是临床上观察到的易触发房颤发生的典型兴奋模式。
在植入式医疗设备中，在感知到房性期前收缩后，若不改变预定的起搏脉冲发放或者取消之后一拍的脉冲发放，则可能会导致刺激落入电恢复特性的陡峭区域或者形成“短-长-短”序列，均不利于预防房颤的发生。由于房性期前收缩与房颤发生的高度相关性，目前部分植入式医疗设备提供了在感知到房性期前收缩后主动改变之后一段时间的起搏间期进而预防房颤发生的功能，目前该功能的实现主要有两种方式：
一是基于房性期前收缩的心房间期(p-p’间期)，按比例逐渐延长作为之后的起搏间期，直到感知到自主心率或者达到预设的正常起搏频率。采用这种方法，若p-p’间期较短，则按比例延长的起搏间期中的舒张间期仍可能处于电恢复特性曲线的陡峭区域，不利于房颤的预防；此外这种方案中，房性期前收缩后特殊起搏的次数并不可控。
二是感知到房性期前收缩后，采用比预设起搏频率或窦性心率更高的频率进行一段时间的超速起搏。采用这种方法，在房性期前收缩后没有起搏间期逐渐过渡的过程，直接进行频率较高的固定频率超速起搏在临床上可能会导致心房细胞动作电位时程的交替，为房颤的发生提供电生理条件。
此外，房性期前收缩的发生在临床上相当常见，在健康心脏的活动中也会发生，并非所有的房性期前收缩都会触发房颤。部分阵发性房颤患者观察到房颤多发于短时间内密集出现的房性期前收缩之后，而单个的房性期前收缩并不易引起房颤。目前的房性期前收缩后预防房颤的起搏方案多在感知到一个房性期间收缩后即进入相应的流程，对于部分房颤负荷较低但房性期前收缩频发的病人，会引入大量的非必要的高频率起搏，加速起搏装置的电量消耗与病人的负担。
综上所述，目前常用的预防房颤收缩后房颤发生的起搏方案均存在着一定的缺陷，不能准确有效的预防房颤的发生。
发明内容
鉴于上述，本发明的目的是提供一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，通过有效利用房性期前收缩的心房间期以及房性期前收缩发生之前的平均心房间期，并设定房性期间收缩后一定拍数的起搏间期，进而预防房性期前收缩后房颤的发生。
为实现上述发明目的，实施例提供的一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，包括：心房感知模块、心房起搏模块、时钟/定时模块、起搏控制模块、数据统计模块、存储模块，所述心房感知模块用于感知心房信号；所述心房起搏模块用于发放心房起搏脉冲；所述时钟/定时模块用于心房起搏事件的发放定时和心房间期的获取；
所述存储模块用于按照时间存储由起搏控制模块识别的心房事件和心房间期以及平均心房间期，其中，心房事件包括心房起搏事件、心房感知事件和房性期前收缩事件；还用于存储心房安全起搏间期；
所述统计模块用于根据心房间期计算平均心房间期；
所述起搏控制模块用于将当前心房事件识别为房性期前收缩事件时，从存储模块中提取包含当前房性期前收缩事件在内的时间最近的连续M个心房事件，在判断M个心房事件中存在N个房性期前收缩事件时，控制进入预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程；N的取值范围为[1,M]；
所述起搏控制流程包括：从存储模块中获取当前房性期前收缩事件对应的当前心房间期、心房安全起搏间期以及最新平均心房间期，比较当前心房间期和心房安全起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，以心房安全起搏间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，以当前心房间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第二平滑过渡起搏序列；然后控制心房起搏模块按照第一平滑过渡起搏序列或第二平滑过渡起搏序列发送心房起搏脉冲，实现平滑过渡起搏。
在一个实施例中，所述心房安全起搏间期确定方式包括：
以稳态心房细胞动作电位时程与心房安全舒张间期之和作为心房安全起搏间期，优选地，稳态心房细胞动作电位时程为200-300ms，心房安全舒张间期为50-150ms。
在一个实施例中，所述平均心房间期的确定方式包括：
从存储模块中提取包含当前心房间期的时间最近的连续多个心房间期，其中，心房间期不包含房性期前收缩事件的心房间期，并以提取的多个心房间期的平均值作为最新的平均心房间期。
在一个实施例中，心房事件数量M根据起搏装置的硬件存储能力设定，设定为4-12；
房性期前收缩事件数量N由医生根据受试者房颤发生次数和模式进行设置，当受试者平均每周阵发性房颤发生次数大于等于1次时，则将N设置为1；当受试者平均每周阵发性房颤发生次数小于1次时，则将N设置为大于1且小于M；
和/或，房性期前收缩事件数量N根据统计记录的房颤事件、房颤发生前的心房事件记录，自动调节N的值，包括：若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且数量小于设定阈值，则自动向下调节N值；若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且其数量大于等于设定阈值，则自动向上调节N的值，其中，心房事件的特定数量取值为4-16，设定阈值取值为2-8。
在一个实施例中，根据设定平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数为K，按照以下公式确定每个平滑过渡起搏间期，以构建第一平滑过渡起搏序列和第二平滑过渡起搏序列：
ASPI_[k+1]＝(ASPI_[k]+ASPI_Target)/2。
其中，ASPI_Target表示目标平滑起搏间期，取值为最新平均心房间期，k＝1，2,3,…,K-2时，ASPI_k表示计算得到的第k个平滑过渡起搏间期，k＝0时，ASPI_[0]表示初始平滑起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为心房安全起搏间期，心房安全起搏间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为当前心房间期，当前心房间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第二平滑过渡起搏序列。
在一个实施例中，所述平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数K由医生结合受试者的生理状态设定，若需要尽快从平滑过渡起搏恢复至正常起搏状态，K设置为2-4；若需要平滑过渡起搏时间更长且更为平缓，K设置为5-16。
在一个实施例中，所述起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，恢复预设起搏间期，控制心房起搏模块按照预设起搏间期发送心房起搏脉冲。
在一个实施例中，所述起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，比较预设起搏间期和目标平滑起搏间期，当两者差距大于预设阈值时，控制心房起搏模块以目标平滑起搏间期发放一次心房起搏脉冲后，再恢复预设起搏间期，控制心房起搏模块按照预设起搏间期发送心房起搏脉冲。
在一个实施例中，在平滑过渡起搏阶段，若感知到不应期外的心房事件，则表示此时的固有窦率已经超过平滑过渡起搏频率，结束平滑过渡起搏。
与现有技术相比，本发明提供的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置所具有的有益效果至少包括：
可以根据受试者的生理状态，如临床记录得到的受试者房颤发生的频率以及条件等信息，通过调整心房事件数量M和房性期前收缩事件数量N的取值以控制预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程在单个或大于1的多个房性期前收缩事件后进行，使得该起搏控制流程功能的激进程度符合受试者的实际状态，减少非必要的高频率起搏，实现更具针对性的房颤预防起搏。
结合心脏细胞的电生理特性以及受试者的心率分布等信息设定心房安全起搏间期，通过心房安全起搏间期的设定使得心房细胞在接受起搏刺激时已脱离电恢复特性的陡峭区域以及心房的易损期，减少心房上的电生理离散。
综合当前p-p’间期、心房安全起搏间期以及平均心房间期，设定平滑过渡起搏序列，平滑过渡起搏序列避免了房性期前收缩导致的心房代偿间歇，避免了“短-长-短”序列的发生。同时平滑过渡起搏序列的计算方式决定了在起搏次数可控的同时，平滑过渡起搏序列包含的起搏间期依次增加，逐渐过渡到代表房性期前收缩事件发生前正常心房间期的平均心房间期，避免了动作电位时程交替的发生，从多种层次预防房性期前收缩所导致的房颤的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为示例性给出的左心房细胞动作电位时程恢复特性拟合曲线，以及电恢复特性的陡峭区域；
图2为实施例提供的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置的模块结构示意图；
图3为实施例提供的感知到房性期前收缩事件后的处理流程；
图4为实施例提供的针对平滑过渡起搏序列的起搏间期设定流程。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
针对植入式医疗设备在应用时存在的以下技术问题，实施例提供了一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置：
技术问题一：心房发生房性期前收缩事件后，传统起搏模式可能会落入电恢复特性陡峭区域或者形成“短-长-短”序列，加剧房颤发生风险的问题；
技术问题二：目前的房性期前收缩事件后的房颤预防方案，固定在每个房性期前收缩事件后进行，对于房性期前收缩发生频繁但房颤负荷较低的患者，可能会造成大量无效的高频率起搏的问题；
技术问题三：按比例延长房性期前收缩后的心房起搏间隔的房颤预防方案，对于较早发生的期前收缩，不能使心房细胞及时脱离电恢复特性的陡峭区域的问题；
技术问题四：房性期前收缩后进行固定频率的超速起搏的房颤预防方案，可能导致心房细胞动作电位时程交替，房颤预防效果不佳的问题。
图2为实施例提供的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置的模块结构示意图。如图2所示，实施例提供的起搏装置包含心房感知模块、时钟/定时模块、心房起搏模块、起搏控制模块、数据统计模块以及存储模块。其中，心房感知模块用于负责感知心房信号；心房起搏模块用于负责发放心房起搏脉冲；时钟/定时模块用于负责心房起搏脉冲的发放定时和心房间期的获取；起搏控制模块用于负责装置中起搏相关的逻辑判断与数值计算，决定起搏间期并发送至时钟/定时模块；数据统计模块用于负责根据心房间期计算平均心房间期；存储模块负责存储各种参数与变量，包括心房事件、心房间期、心房平均间期、心房安全起搏间期以及目标平滑过渡起搏次数，其中，心房事件包括心房起搏事件、心房感知事件和房性期前收缩事件。
实施例中，心房感知模块感知并发送心房自身活动信号至起搏控制模块；起搏控制模块根据预设的下限起搏间期(LRI)设定起搏间期和一个比正常窦性心房间期或起搏间期更短的心房不应期，在心房感知以及心房起搏后均会开启起搏间期和心房不应期并发送给时钟/定时模块。时钟定时模块根据起搏间期进行计时，起搏间期计时完成且期间无心房感知事件时，则起搏控制模块控制心房起搏模块发放心房起搏脉冲，重新设定起搏间期与心房不应期并发送至时钟/定时模块，同时将心房起搏脉冲识别为心房起搏(AP)事件并于存储模块中记录；若在起搏间期感知到心房不应期外的心房事件，则终止起搏间期计时，重新设置起搏间期与心房不应期，同时将起搏间期内心房不应期外感知到心房事件识别为一次心房感知(AS)事件并于存储模块中记录；若在起搏间期感知到心房不应期内的心房事件，则终止起搏间期计时，同时将心房不应期内感知到的心房事件识别为房性期前收缩(AR)事件。
在心房感知事件、心房起搏事件后，起搏控制模块根据时钟定时模块的计时数据，获取到当前心房事件与前一个心房事件之间的事件间隔，即当前心房间期。起搏控制模块将当前心房间期发送至存储模块与数据统计模块，数据统计模块根据当前心房间期以及从存储模块中提取的时间最近的多个心房间期，计算平均值以得到最新的平均心房间期，并发送至存储模块存储。举例说明，平均心房间期可以取时间最近的四个心房间期的平均值。需要说明的是，用于计算平均心房间期的心房事件必须为心房起搏事件或心房感知事件，包含房性期前收缩事件的心房间期并不参与平均心房间期的计算，因此最新的平均心房间期能够反映房性期前收缩发生之前的正常心房间期。
实施例中，存储模块同时还存储心房安全起搏间期以供起搏控制模块在需要时调用。其中，心房安全起搏间期的确定方式包括：以稳态心房细胞动作电位时程与心房安全舒张间期之和作为心房安全起搏间期，由于部分疾病可能会导致受试者心房的电重构，稳态心房细胞动作电位时程以及心房安全舒张间期可以根据受试者的实际生理状况进行灵活调整设定，其中，稳态心房细胞动作电位时程需考虑心房不同部位细胞在稳定状态下的动作电位时程，安全舒张间期取值为能让大多数心房细胞脱离电恢复特性陡峭区域的舒张间期值，也应考虑动作电位在心房上的传导时间。优选地，稳态心房细胞动作电位时程为200-300ms，心房安全舒张间期为50-150ms。具体设置时保留一定余量，实现以心房安全起搏间期进行起搏时，不同部位的心房细胞在接受刺激时均已脱离电恢复特性的陡峭区域。
实施例中，起搏控制模块将当前心房事件识别为房性期前收缩事件时，从存储模块中包含当前房性期前收缩事件在内的时间最近的连续M个心房事件，在判断M个心房事件中存在N个房性期前收缩事件时，控制进入预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程；N的取值范围为[1,M]。
在一个实施方式中，在一个心房事件发生后，起搏控制模块从存储模块获取最近M个心房事件的时间顺序与类型，将其中时间最早的心房事件舍去，并加入最新的当前心房事件信息以更新M个心房事件，之后起搏控制模块将更新后的M个心房事件的时间顺序与类型发送至存储模块进行存储，这样实现包含当前心房事件的M个心房事件的更新和获取。
实施例中，心房事件数量M根据起搏装置的硬件存储能力设定，经验取值范围为4-12。房性期前收缩事件数量N由医生根据受试者房颤发生次数和模式进行设置。若受试者房颤发生次数高，优选平均每周房颤发生次数大于等于1次，且临床心电图观察到单个房性期前收缩后发生的房颤，则将N设置为1；若受试者房颤发生的频率低，优选平均每周房颤发生次数少于1次，或临床心电图只观察到密集出现房性期前收缩后发生房颤，则将N的值设置为大于1，且小于M。
实施例中，房性期前收缩事件数量N还可以根据统计记录的房颤事件、房颤发生前的心房事件记录，自动调节N的值，包括：若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且其数量小于设定阈值，则自动向下调节N值；若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且其数量大于设定阈值，则自动向上调节N的值。其中，心房事件的特定数量优选为4-16，设定阈值取值为2-8。
当N为1时，房颤预防的执行最为激进，房颤预防方案的执行最为激进，预防房颤发生的起搏控制流程会在每个房性期前收缩事件后进行，即在当前房性期前收缩事件后控制控制进入预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程。当N大于1时，预防房颤发生的起搏控制流程只会在短时间内密集出现的房性期前收缩后发生，即当M个心房事件中累积有N个房性期前收缩事件时，在时间最近的当前房性期前收缩事件后控制控制进入预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程，这样的方案理解为当成簇出现N个房性期前收缩事件时，执行一次预防房颤发生的起搏控制流程。
实施例中，起搏控制流程包括：首先，从存储模块中获取当前房性期前收缩事件对应的当前心房间期(p-p’间期)、心房安全起搏间期以及最新平均心房间期，其中，当前房性期前收缩事件对应的当前心房间期是依据当前房性期前收缩事件与前一个心房事件(心房事件为心房起搏事件、心房感知事件或房性期前收缩事件)确定的；然后比较当前心房间期和心房安全起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，以心房安全起搏间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，以当前心房间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第二平滑过渡起搏序列；然后控制心房起搏模块按照第一平滑过渡起搏序列或第二平滑过渡起搏序列发送心房起搏脉冲，以进行平滑过渡起搏。
实施例中，根据设定平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数为K，按照以下公式确定每个平滑过渡起搏间期，以构建第一平滑过渡起搏序列和第二平滑过渡起搏序列：
ASPI_[k+1]＝(ASPI_[k]+ASPI_Target)/2。
其中，ASPI_Target表示目标平滑起搏间期，取值为最新平均心房间期，k＝1，2,3,…,K-2时，ASPI_k表示计算得到的第k个平滑过渡起搏间期，k＝0时，ASPI_[0]表示初始平滑起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为心房安全起搏间期，心房安全起搏间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为当前心房间期，当前心房间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第二平滑过渡起搏序列。
利用第一平滑过渡起搏序列进行平滑过渡起搏时，先以心房安全起搏间期进行一次心房起搏，这样能够使得心房细胞在接受起搏刺激时已脱离电恢复特性的陡峭区域以及心房的易损期，减少心房上的电生理离散。
实施例中，平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数K由医生结合受试者的生理状态手动设定，若受试者需要尽快从平滑过渡起搏恢复至正常起搏状态，则K设置为较小值，优选经验值为2-4，这样可以使得平滑过渡起搏尽快结束，恢复正常起搏模式；若需要平滑过渡起搏时间更长且更为平缓，则将K设定为较大值，优选经验值为5-16。
图3为实施例提供的感知到房性期前收缩事件后的处理流程。如图3所示，起搏控制模块在感知到房性期前收缩事件后，起搏控制模块首先从存储模块调用并更新最近M个心房事件的信息，其中，信息包括心房事件的时间顺序与类型，将更新后的信息发送回存储模块。同时起搏控制模块判断最近M个心房事件中是否存在N个房性期前收缩事件，若否，起搏控制模块重新设定心房起搏间期；若是，则进入房颤预防的起搏控制流程：起搏控制模块获取当前p-p’间期、心房安全起搏间期以及最新平均心房间期后，比较当前p-p’间期和心房安全起搏间期，决定是否需要以心房安全起搏间期进行一次起搏，以让心房细胞及时脱离电恢复特性的陡峭区域，当当前p-p’间期小于心房安全起搏间期时，将当前平滑过渡起搏间期ASPI_Current设为心房安全起搏间期，将目标平滑起搏间期ASPI_Target设为最新平均心房间期，平滑过渡起搏标志位ASP_Flag设为1，表明进入平滑过渡起搏阶段，且平滑过渡起搏的当前次数ASP_Current_Num设为0，表示平滑过渡起搏的当前次数为零，从此按照构建的第一平滑过渡起搏序列进行平滑过渡起搏；
当前p-p’间期大于等于心房安全起搏间期时，将当前平滑过渡起搏间期ASPI_Current设为当前p-p’间期，将目标平滑起搏间期ASPI_Target设为最新平均心房间期，平滑过渡起搏标志位ASP_Flag设为1，表明进入平滑过渡起搏阶段，且平滑过渡起搏的当前次数ASP_Current_Num设为1，表示平滑过渡起搏的当前次数为1，从此按照构建的第二平滑过渡起搏序列进行平滑过渡起搏；平滑过渡起搏结束后，起搏控制模块重新设定心房起搏间期。
图4为实施例提供的针对平滑过渡起搏序列的起搏间期设定流程。如图4所示，起搏控制模块在设定起搏间期时，首先考察平滑过渡起搏标志位ASP_Flag，若ASP_Flag＝0，则调用预设的LRI设定起搏间期；若ASP_Flag＝1，则表明处于平滑过渡起搏阶段。当平滑过渡起搏的当前次数ASP_Current_Num＝0，则表明p-p’间期小于心房安全起搏间期，以心房安全起搏间期作为当前平滑过渡起搏间期ASPI_Current，按照当前平滑过渡起搏间期进行一次心房起搏，即控制脉冲起搏模块以起搏间期＝ASPI_Current进行一次心房起搏，使得心房细胞及时脱离电恢复特性的陡峭区域。若ASP_Current_Num>0，则将当前平滑过渡起搏间期ASPI_Current与目标平滑起搏间期ASPI_Target进行平均，将平均结果设定为新ASPI_Current，并更新ASPI_Current＝(ASPI_Current+ASPI_Target)/2，并控制脉冲起搏模块以起搏间期＝ASPI_Current进行一次心房起搏。完成一次心房起搏后，将当前平滑过渡起搏次数ASP_Current_Num加1，即ASP_Current_Num＝ASP_Current_Num+1，并与从存储模块调用预设的目标平滑过渡起搏次数ASP_Target_Num相比较，若已经达到预定的目标平滑过渡起搏次数ASP_Target_Num，则将ASP_Flag置0，结束平滑过渡起搏，若没有达到预定的目标平滑过渡起搏次数ASP_Target_Num，则完成一次起搏间期的设定。下一次起搏间期设定时，当ASP_Flag＝1时，继续进行ASP_Current_Num>0的过程。通过这种方法设定平滑过渡起搏序列，可以控制平滑过渡的起搏次数，并保证起搏间期逐渐增加，逐渐逼近反应房性期前收缩发生前正常心房间期的平均心房间期。
实施例中，在平滑过渡起搏阶段，若感知到不应期外的心房事件，则表示此时的固有窦率已经超过平滑过渡起搏频率，此时应将ASP_Flag置0，结束平滑过渡起搏。
实施例中，起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，恢复原来的预设起搏间期，控制心房起搏模块按照预设起搏间期发送心房起搏脉冲。
实施例中，起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，比较原来的预设起搏间期和目标平滑起搏间期，当两者差距大于预设阈值时，控制心房起搏模块以目标平滑起搏间期发放一次心房起搏脉冲后，再恢复预设起搏间期，控制心房起搏模块按照预设起搏间期发送心房起搏脉冲，以防止平滑过渡起搏序列发放完成后，原本的高自主心房率被暂时抑制而出现的心房率骤降。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，包括：心房感知模块、心房起搏模块、时钟/定时模块、起搏控制模块、数据统计模块、存储模块，所述心房感知模块用于感知心房信号；所述心房起搏模块用于发放心房起搏脉冲；所述时钟/定时模块用于心房起搏事件的发放定时和心房间期的获取，其特征在于，
所述存储模块用于按照时间存储由起搏控制模块识别的心房事件和心房间期以及平均心房间期，其中，心房事件包括心房起搏事件、心房感知事件和房性期前收缩事件；还用于存储心房安全起搏间期；
所述统计模块用于根据心房间期计算平均心房间期；
所述起搏控制模块用于将当前心房事件识别为房性期前收缩事件时，从存储模块中提取包含当前房性期前收缩事件在内的时间最近的连续M个心房事件，在判断M个心房事件中存在N个房性期前收缩事件时，控制进入预防房性期前收缩后房颤发生的起搏控制流程；N的取值范围为[1,M]；
所述起搏控制流程包括：从存储模块中获取当前房性期前收缩事件对应的当前心房间期、心房安全起搏间期以及最新平均心房间期，比较当前心房间期和心房安全起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，以心房安全起搏间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，以当前心房间期作为初始平滑起搏间期，以最新平均心房间期作为目标平滑起搏间期，构建第二平滑过渡起搏序列；然后控制心房起搏模块按照第一平滑过渡起搏序列或第二平滑过渡起搏序列发送心房起搏脉冲，实现平滑过渡起搏；
根据设定平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数为K，按照以下公式确定每个平滑过渡起搏间期，以构建第一平滑过渡起搏序列和第二平滑过渡起搏序列：
ASPI_[k+1]＝(ASPI_[k]+ASPI_Target)/2
其中，ASPI_Target表示目标平滑起搏间期，取值为最新平均心房间期，k＝1,2,3,…,K-2时，ASPI_k表示计算得到的第k个平滑过渡起搏间期，k＝0时，ASPI_[0]表示初始平滑起搏间期，当心房间期小于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为心房安全起搏间期，心房安全起搏间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第一平滑过渡起搏序列；当心房间期大于等于心房安全起搏间期时，ASPI_[0]取值为当前心房间期，当前心房间期与K-1个平滑过渡起搏间期组成维度为K的第二平滑过渡起搏序列。
2.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，所述心房安全起搏间期确定方式包括：
以稳态心房细胞动作电位时程与心房安全舒张间期之和作为心房安全起搏间期，其中，稳态心房细胞动作电位时程为200-300ms，心房安全舒张间期为50-150ms。
3.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，所述平均心房间期的确定方式包括：
从存储模块中提取包含当前心房间期的时间最近的连续多个心房间期，其中，心房间期不包含房性期前收缩事件的心房间期，并以提取的多个心房间期的平均值作为最新的平均心房间期。
4.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，心房事件数量M根据起搏装置的硬件存储能力设定，设定为4-12；
房性期前收缩事件数量N由医生根据受试者房颤发生次数和模式进行设置，当受试者平均每周阵发性房颤发生次数大于等于1次时，则将N设置为1；当受试者平均每周阵发性房颤发生次数为小于1次时，则将N设置为大于1且小于M；
和/或，房性期前收缩事件数量N根据统计记录的房颤事件、房颤发生前的心房事件记录，自动调节N的值，包括：若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且数量小于设定阈值，则自动向下调节N值；若房颤发生前特定数量的心房事件中，存在房性期前收缩事件且其数量大于等于设定阈值，则自动向上调节N的值，其中，心房事件的特定数量取值为4-16，设定阈值取值为2-8。
5.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，所述平滑过渡起搏过程的目标平滑过渡起搏次数K由医生结合受试者的生理状态设定，若需要尽快从平滑过渡起搏恢复至正常起搏状态，K设置为2-4；若需要平滑过渡起搏时间更长且更为平缓，K设置为5-16。
6.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，所述起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，恢复预设起搏间期，控制心房起搏模块按照预设起搏间期发送心房起搏脉冲。
7.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，所述起搏控制模块控制心房起搏模块按照平滑过渡起搏序列发放完心房起搏事件后，比较预设起搏间期和目标平滑起搏间期，当两者差距大于预设阈值时，控制心房起搏模块以目标平滑起搏间期发放一次心房起搏脉冲后，再恢复预设起搏间期。
8.根据权利要求1所述的预防房性期前收缩后房颤发生的起搏装置，其特征在于，在平滑过渡起搏阶段，若感知到不应期外的心房事件，则表示此时的固有窦率已经超过平滑过渡起搏频率，结束平滑过渡起搏。
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Denomination of invention: A pacing device for preventing atrial fibrillation after atrial premature contraction Granted publication date: 20230523 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Hangzhou Yuhang Branch Pledgor: Danyuan medical technology (Hangzhou) Co.,Ltd. Registration number: Y2024980016105 |