CN116194178A - 用于心脏起搏的电流导引 - Google Patents

Abstract

本公开描述了使用其中多极心脏引线被植入心脏组织附近的电流导引技术来捕获该心脏组织。该技术可包括IMD中的电流控制源，以提供对起搏脉冲的电流调节，从而允许通过多个电极接触使用针对该组织的已知电流递送进行直接刺激。此电流导引技术可使用耦合到递送电极的递送电流源以及耦合到接收电极的接收电流源将电流导引到要刺激的期望组织。在一些示例中，不同的电极对可顺序地或一起起搏。在其他示例中，两个或更多个电极可被视为该递送电极并且两个或更多个电极可被视为该接收电极。在一些示例中，该IMD中的电流控制源可使用源极退化电路来实现。

Description

用于心脏起搏的电流导引

本申请要求2021年9月2日提交的美国申请17/465,673的权益并且要求2020年9月21日提交的美国临时专利申请63/080,891的权益，每个申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用于通过植入式医疗装置递送心脏疗法的电路系统。

背景技术

对于左心室起搏，可在左心室旁插入引线，并且植入式医疗装置(IMD)可输出电压起搏脉冲以捕获(例如，去极化)左心室。在一些示例中，IMD可使用例如具有四个电极的四极引线并且选择四个电极中的一个或多个电极来捕获左心室。选择哪个电极来提供电压控制的起搏脉冲可取决于哪个电极组合为患者提供最佳结果。

发明内容

一般来讲，本公开描述了使用其中多极引线被植入左心室附近(例如，植入在心脏静脉中)的电流导引技术而不是电压控制的起搏来捕获诸如左心室(LV)的心脏组织。本公开的技术包括IMD中的电流控制源以向电流刺激脉冲(例如，起搏脉冲)提供电流调节，从而能够通过多个电极使用针对组织的已知电流递送进行直接刺激，其中已知电流递送包括刺激，使得临床医生可将IMD配置为引导期望的电流振幅通过期望的电流路径穿过组织。通过多个电极接触以已知电流振幅进行直接刺激可能是有利的，因为临床医生可通过与其他技术相比改进的刺激疗法控制和降低的功率消耗来实现针对患者的期望医疗结果。

通过多个电极接触以已知电流振幅进行直接刺激(也可被称为电流导引)可使用耦合到递送电极的递送电流源和耦合到接收电极的接收电流源将电流导引到要刺激的期望组织。在一些示例中，不同的电极对可顺序地或一起起搏。在其他示例中，两个或更多个电极可被视为“递送电极”并且两个或更多个电极可被视为“接收电极”。

在一个示例中，本公开描述了一种医疗系统，包括：耦合到心脏引线并被配置为经由心脏引线的多个电极向心脏的心脏组织递送起搏疗法的植入式医疗装置。该植入式医疗装置包括：第一电流源，该第一电流源被配置为输出电流刺激脉冲；第二电流源，该第二电流源被配置为吸收电流刺激脉冲以捕获心脏组织的一部分；和处理电路系统，该处理电路系统被配置为：将第一电流源电连接到多个电极中的第一电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织；以及将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以将电流刺激脉冲吸收到心脏组织。

在另一示例中，本公开描述了一种方法，包括：将第一电流源电连接到包括被配置为靠近心脏组织植入的多个电极的心脏引线的第一电极以输出电流刺激脉冲；将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以吸收电流刺激脉冲；以及经由第一电极和第二电极将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织以捕获心脏组织的一部分。

在另一示例中，本公开涉及一种包含指令的计算机可读介质。该指令可致使处理电路系统(例如，可编程处理器)将第一电流源电连接到多个电极中的第一电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织；以及将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以吸收电流刺激脉冲。包括多个电极的心脏引线耦合到植入式医疗装置，并且植入式医疗装置被配置为经由心脏引线的多个电极向心脏的心脏组织递送起搏疗法。植入式医疗装置包括被配置为输出电流刺激脉冲的第一电流源和被配置为吸收电流刺激脉冲以捕获心脏组织的一部分的第二电流源。

在下文的附图和描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。从描述和图式以及从权利要求书中，本公开的其他特征、目的和优势将是显而易见的。

附图说明

图1是示出用于监测和处理心脏事件的示例性系统的概念图，其可包括使用根据本公开的技术的电流导引的左心室(LV)起搏。

图2A是示出植入心脏中的示例性LV多极引线的概念图。

图2B是患者心脏的二维(2D)心室标测图300(例如，自上而下的视图)，示出了呈标准17段视图的左心室320，以及右心室322。

图3是示出多极心脏引线的示例性配置的概念图。

图4是示出根据本公开的技术的IMD的示例性配置的框图。

图5是示出根据本公开的一种或多种技术的电流控制的起搏电路系统的示例性具体实施的示意图。

图6是示出根据本公开的一种或多种技术的电流源的示例性具体实施的示意图。

图7是示出本公开的医疗系统的示例性操作模式的流程图。

具体实施方式

本公开描述了使用其中多极引线被植入心脏附近(诸如植入在心脏静脉中)的电流导引技术来捕获诸如左心室(LV)的心脏组织。捕获心脏组织可指向心脏组织施加电流刺激脉冲或其他起搏脉冲，从而引起去极化和收缩。

本公开的技术包括植入式医疗装置中的电流控制源，以提供对电流刺激脉冲(即，起搏脉冲)的电流调节，从而能够通过多个电极接触使用针对组织的已知电流递送进行直接刺激。根据本公开中所述的一个或多个示例，电刺激脉冲可以是电流刺激脉冲，并且因此，起搏脉冲可被称为电流刺激脉冲。例如，植入式医疗装置可包括多个电流源以通过电极输出(例如，流出)和吸收电流刺激脉冲，并且处理电路系统可选择哪些电极来输出和吸收电流刺激脉冲。

电流导引是指将电极选择性地耦合到不同电流源以导引电流的路径并且因此导引由电流产生的电场的技术。电流导引技术可使用耦合到递送电极的递送电流源和耦合到接收电极的接收电流源来将电流导引到要刺激的期望组织。在一些示例中，不同的电极对可顺序地或一起起搏。在其他示例中，两个或更多个电极可被视为“递送电极”并且两个或更多个电极可被视为“接收电极”。

本公开的来自心脏静脉内的电流导引技术可提供优于其他起搏技术的优点。当与使用电压控制源的电压控制的起搏相比时，每个有源触点处的电极-组织界面的阻抗将支配组织中的电流流动。反过来，虽然这些电压控制的起搏可允许以单个电压水平同时激活多个触点，但临床医生可能不能直接控制触点上的电流流动。此外，例如在心脏静脉内使用心内多极(即，多电极)引线，与放置在其他位置的电流导引引线相比，可精确地选择要刺激的心脏组织。具体地，场导引将能量导引到最佳组织位置，同时避免不期望的区域(例如，膈神经)。

本公开的技术可允许使用与其他技术相比减少的能量起搏脉冲来捕获心脏组织。在一些示例中，通过精确地靶向要刺激的心脏组织，本公开的IMD可使用较低能量的电流刺激脉冲，例如，减小的振幅和/或脉冲宽度，并且引起靶向心脏组织的去极化和收缩。减少的能量脉冲可为患者提供更好的结果，包括延长电池寿命以及因此实现更长的电池更换或再充电之间的时间。电池更换可能需要手术更换装置，因此，减少更换装置的数量可减少患者的成本、不便和感染风险。

图1是示出用于监测和处理心脏事件的示例性系统10的概念图，其可包括使用根据本公开的技术的电流导引的LV起搏。图1中的示例性系统10可包括IMD 16，诸如植入式心脏起搏器、植入式心律转复器/除颤器(ICD)或起搏器/心律转复器/除颤器。IMD 16连接到引线18、20和22，并且通信地耦合到外部计算装置24。IMD 16经由一根或多根引线18、20和22上的电极或IMD 16的壳体感测伴随心脏12的去极化和复极化的电信号，例如心脏电图(EGM)。IMD 16还可以经由位于一根或多根引线18、20和22或IMD 16的壳体上的电极以电信号的形式向心脏12递送疗法。所递送的疗法可以是起搏脉冲、心脏复律脉冲和/或除颤脉冲。IMD 16可监视由引线18、20或22上的电极收集的EGM信号，并且基于EGM信号诊断和治疗心脏发作。

引线18、20、22延伸到患者14的心脏12中以感测心脏12的电活动和/或向心脏12递送电刺激。在图1所示的示例中，右心室(RV)引线18延伸穿过一条或多条静脉(未示出)、上腔静脉(未示出)和右心房26，并且进入右心室28。左心室(LV)引线20延伸穿过一条或多条静脉、腔静脉、右心房26，并进入冠状窦30，到达与心脏12的左心室32的自由壁相邻的区域。右心房(RA)引线22延伸穿过一条或多条静脉和腔静脉，并进入心脏12的右心房26。

引线20可以是多电极或多极引线。在引线20包括四个电极的示例中，引线20可被称为四极LV引线。为了简化图1，仅标记了三个电极，即电极45、46和47。在其他示例中，引线20可包括更多或更少的电极。在一些示例中，LV引线20包括分段电极，例如在分段电极中，引线的多个纵向电极位置中的每个纵向电极位置包括围绕引线的圆周布置在相应周向位置处的多个离散电极。

在一些示例中，IMD 16包括一个或多个壳体电极，诸如壳体电极4。壳体电极4可与IMD 16的气密密封壳体8的外表面一体地形成或以其他方式耦合到壳体8。在一些示例中，壳体电极4由IMD 16的壳体8的面向外部分的未绝缘部分限定。壳体8的绝缘部分与非绝缘部分之间的其他分隔可以用于限定两个或更多个壳体电极。在一些示例中，壳体电极包括基本上所有的壳体8。在其他示例中，电极可包括在IMD 16的头部23中并且被称为中性电极。

壳体8围封生成治疗刺激(诸如心脏起搏、心脏复律和除颤脉冲)的信号发生器，以及用于感测伴随心脏12的去极化和复极化的电信号的感测模块。壳体8还可以围封耦合到用于存储感测到的电信号的存储器的一个或多个处理器。壳体8还可以围封用于IMD 16与外部计算装置24之间通信的遥测模块。

IMD 16可被配置为经由引线18、20、22的电极和壳体电极4感测伴随着心脏12的去极化和复极化的电信号。IMD 16可经由引线18、20和22的电极的任何双极组合来感测此类电信号。此外，电极中的任一个可与壳体电极4组合用于单极感测。

引线18、20和22和电极的所图示的数量和配置仅是示例。其他配置，即引线和电极的数量和位置，也是可能的。在一些示例中，系统10可以包括另外的引线或引线区段，该另外的引线或引线区段具有定位于心血管系统中的不同位置处以用于感测患者14和/或向该患者递送疗法的一个或多个电极。例如，作为心内引线18、20和22的替代物或补充，系统10可包括没有定位于心脏12内的一个或多个引线。其他引线的一些示例可包括心外膜引线、皮下引线、胸骨下引线和食道引线等。在一些示例中，心内引线上的电极与其他位置中的电极的组合可向特定组织提供刺激能量的精确控制。

在一些示例中，外部计算装置24采取手持式计算装置、计算机工作站或联网计算装置的形式，其包括用于向用户呈现信息并从用户接收输入的用户界面。诸如内科医生、技术人员、外科医生、电生理学家或其他临床医生之类的用户可以与外部计算装置24交互以从IMD 16中检索生理或诊断信息。用户还可以与外部计算装置24交互以对IMD 16进行编程，例如选择IMD的操作参数值。外部计算装置24可包括被配置为评估从IMD 16传输到外部计算装置24的EGM信号的处理电路系统。

IMD 16和外部计算装置24可使用任何技术经由无线通信进行通信。通信技术的示例可包括例如低频或射频(RF)遥测。其他技术，诸如蓝牙、医疗植入物通信系统(MICS)和类似技术。在一些示例中，外部计算装置24可包括编程头，该编程头可靠近IMD 16植入部位附近的患者身体放置，以提高IMD 16与外部计算装置24之间的通信的质量或安全性。在一些示例中，外部计算装置24可远离IMD 16定位并经由网络与IMD 16通信。外部计算装置24还可使用任意一种或多种已知通信技术与一个或多个其他外部装置通信，这些技术是有线和无线的，诸如以太网、Wi-Fi或类似技术。

LV引线20是包括多个电极的植入式LV引线的示例，其中多个电极包括至少一个双极电极对，该双极电极对被配置为感测心脏12的左心室32的靠近双极电极对的组织的LV双极心脏电描记图信号。在一些示例中，IMD 16包括被配置为经由LV引线20的多个电极中的至少一个电极向心脏12的左心室32递送心脏起搏脉冲的信号发生器。

左心室中的起搏对于具有某些疾病的患者可能是有帮助的，诸如引起心脏不协调收缩的束支阻滞或充血性心力衰竭(CHF)患者。在一些示例中，IMD 16可递送电压控制的起搏脉冲以捕获(例如，去极化)左心室。本公开的技术包括具有电路系统和被配置为递送电流控制的起搏(例如，电流刺激脉冲)以刺激和捕获左心室的LV引线20的IMD 16。通过使用电流刺激脉冲和电流导引技术，本公开的IMD可更精确地将电流刺激脉冲导引到靶向心脏组织，以确保心脏以协调的方式收缩，从而有效地为患者泵送血液。

在本公开中，例如在LV引线20的两个或更多个电极之间的所选起搏矢量可引起穿过所选电极之间的心脏组织的电流路径。当起搏脉冲(例如，电流刺激脉冲)的振幅或其他特征满足与电极接触的心脏组织的起搏阈值时，起搏脉冲可引起电流路径中和周围的心脏组织的去极化。换句话讲，所选起搏矢量可捕获心脏组织的所选部分，从而可通过心脏组织传导至左心室的其余部分并引起收缩。在植入期间，临床医生可选择不同的起搏矢量并观察结果以确定哪些电极选择以及哪些所得电流路径为患者提供最佳结果。

两个LV电极之间(例如，电极46与47之间)的起搏可被称为双极起搏。LV电极中的任一个电极与壳体电极4之间的起搏可被称为单极起搏。双极刺激布置(即，其中诸如电极45的电极充当递送电流的阳极并且第二电极例如46充当接收电流的阴极的布置)可提供小且具有局部形状的刺激场。与由单极刺激布置产生的球状场相比，小刺激场由阳极与阴极之间的紧密靠近引起。双极刺激布置可产生局部且紧密约束的刺激。这样，产生此类局部且紧密约束的刺激场的双极刺激布置可用于特异性地靶向患者的一个或多个刺激部位。

示例性单极刺激布置可以是其中壳体电极4或头部中或壳体上的一些其他电极被配置为阳极并流出电流的布置。另一引线上的电极(诸如RV引线18上的RV线圈、RV环、RA尖端)或LV引线20上的电极45、46或47中的一个电极被配置为阴极并吸收电流。单极配置对于由穿过患者14的组织的低阻抗路径导致的较低功耗可能是有利的，由单极刺激布置产生的刺激场可类似于大的球体，这与双极布置的局部场形成对比。

在其他示例中，一个或多个引线上的多个阳极和/或多个阴极可用于在多极刺激布置中形成刺激场。将双极刺激布置的各方面与单极刺激布置的各方面结合可向用户递送更局部的刺激，同时消耗比使用双极刺激可实现的功率更少的功率。例如，壳体电极4可被配置为阳极，电极45也被配置为阳极并且电极46被配置为阴极，用于接收电流。在一些示例中，壳体电极4和电极45可被配置为递送等量的电流，例如总电流的50％，而电极46被配置为吸收100％的电流。在其他示例中，从每个电极递送的电流可以不相等，例如60％至40％、70％至30％或任何其他组合。需注意，IMD 16的处理电路系统可将电极的任何组合配置为源或汇以及配置从每个电极流出或吸收的任何电流百分比。上述示例仅用于说明。

这样，用户有效地成形、聚焦或导引刺激场。导引刺激场可使得用户能够在单极刺激布置与双极(或多极)刺激布置之间或在双极(或多极)布置与单极布置之间转变，从而允许用户选择通过壳体阳极和引线阳极递送到一个或多个引线阴极的电流的不同加权组合。用户可在期望的点停止转变以使用壳体阳极和至少一个引线阳极两者。在一些示例中，用户可将一个或多个电极配置为引线上靠近阴极的阳极“屏蔽”。例如，电极47和45可被配置为阴极，并且电极47与45之间的电极46可被配置为阳极屏蔽。

图2A是示出植入心脏中的示例性多极引线的概念图。在图2A的示例中，心脏12和LV引线20对应于上文结合图1描述的心脏12和LV引线20并连接到IMD 16。如上文结合图1所述，LV引线20可包括多个电极，例如电极44-47，并且可放置在左心室附近或左心室上的心脏静脉中。尽管图2A的示例示出了四个电极，但LV引线20可包括任何数量的电极。虽然图2A描述了植入在心脏静脉中的多极引线，但在其他示例中，本公开的多极引线可植入在心脏12近侧的其他区域中，诸如右心室、右心房或其他位置。

电极44-47中的任何一个或多个可被配置为输出或高压侧电极，或被配置为吸收或低压侧电极。在一些示例中，取决于期望的电流路径，RV引线18、RA引线22、壳体电极4和中性电极或引线延伸部上的电极(图2A中未示出)中的一个或多个电极可被配置为输出或吸收电极，结合任何一个或多个LV引线电极，以将电流导引到要刺激的期望组织。输出电流可沿着输出电极到吸收电极之间的电流路径。精确的电流路径可能取决于输出电极与吸收电极之间的组织的传导特征。临床医生可例如在LV电极45与LV电极46之间、在LV电极45与壳体电极4之间或任何其他组合选择起搏矢量，使得在输出电极与吸收电极之间行进的电流路径将期望的心脏组织去极化。

起搏时LV的去极化可能不同于LV的固有去极化。例如，LV的起搏去极化通常可从心外膜组织向心内膜组织以及从起搏部位进行，而固有去极化通常可从心内膜组织向心外膜组织以及从浦肯野纤维进行。

在本公开中，当起搏刺激(例如，电流刺激脉冲)导致心脏组织去极化并引起收缩时，发生电捕获。捕获阈值是产生被起搏的腔室的去极化所需的最小能量。电刺激脉冲中的能量大小可通过例如电压量值、电流量值、脉冲宽度、脉冲形状等来控制。在一些示例中，为了找到该最小电流设置，在初始植入期间，临床医生可将起搏输出设置为高于患者的自然心率，使得感兴趣的腔室(例如，RV、LV或心房)被连续起搏。临床医生可减小起搏振幅，直到起搏脉冲不再引起收缩，例如失去捕获。在一些示例中，给定患者的捕获阈值可随时间改变，例如基于脱水程度、服用某些药物、血糖水平等。在一些示例中，IMD 16可被配置为执行针对起搏阈值的周期性(例如，每天或每周)测试，例如通过将起搏幅度减小到低设置，并逐步增大起搏幅度，直到电流刺激脉冲一致地引起去极化和收缩。

在一些示例中，最远端电极47可放置在膈神经刺激(PNS)区域35中。在一些示例中，远端电极47可与一个或多个其他电极组合使用以感测左心室的极化和去极化。包括电极47的起搏脉冲可能造成刺激膈神经33，这对患者而言可能不舒服，因为它可能引起不期望的膈膜收缩，例如打嗝。

本公开的电流导引技术可控制可能被刺激的心脏组织的特定区域，这继而可避免在PNS区域35中引起刺激。应当理解，示例性技术不限于避免PNS区域35中的刺激。在一些示例中，心脏12可包括可能由已变成心肌梗塞的心肌缺血引起的坏死区域34。尽管在图2A的示例中显示为在右心室的心尖附近，但坏死区域34可出现在心脏上的许多位置，具体取决于流向心脏的血流减少或阻塞的位置。坏死区域(如坏死区域34)可影响起搏刺激脉冲捕获心肌并引起收缩的能力。

本公开的电流导引技术可提供穿过心脏组织的精确电流路径以捕获左心室，使得左心室收缩有效地将血液泵送到患者的动脉。例如，在心尖附近开始并朝向心脏的前部部分起作用的收缩可比在不同位置开始并朝向心尖起作用的收缩更有效地从左心室挤压血液。LV引线20中的电极在心脏静脉37中的位置可提供更精确的电流路径，当与放置在其他位置(诸如远离患者心脏的位置，例如皮下、内部胸腔静脉、外部皮肤电极或其他位置)的电极相比时，该电流路径需要更少电能。

在操作中，第一电极(例如，电极44)可充当递送电极，并且第二电极(例如，电极45)和第三电极(例如，电极46)可充当接收电极。在一些示例中，IMD 16(图2A中未示出)可将电极44配置为通过将递送电流源连接到电极44来输出电流刺激脉冲。IMD 16可将接收(例如，吸收)电流源连接到电极45和46。在一些示例中，IMD 16可通过使电极45和46两者吸收电流刺激脉冲来使电极44同时(例如，近似同时)输出(例如，递送)电流刺激脉冲。因此，该示例中的电流路径将从电极44到电极45和46。

在其他示例中，IMD 16可顺序地激活一个或多个电极。IMD 16可使电极44输出电流刺激脉冲，同时使电极46吸收电流刺激脉冲，但在激活电极45之前暂停以也吸收电流刺激脉冲。这样，IMD 16可引导电流刺激脉冲通过穿过电极44与电极46之间的组织的电流路径，然后将一些电能重定向到电极44与电极45之间的电流路径。

在其他示例中，IMD 16可在第一时间将电极44配置为输出电流刺激脉冲并且将RV尖端电极(图2A中未示出)配置为吸收电流刺激脉冲。在第二时间，例如在第一时间的几毫秒内，IMD 16可将电极45配置为输出电流刺激脉冲并且将IMD 16的容器(例如，壳体电极4，图2A中未示出)配置为吸收电流刺激脉冲。这样，例如由临床医生配置的IMD 16可在两个分开的电流路径中顺序地刺激LV心脏组织，这对于特定患者而言可有效地捕获LV心脏组织并引起期望的去极化和收缩。以类似的方式，任何电极组，例如中性电极、RV线圈、RV环、RA尖端、心外膜或未定位在心脏内的其他引线等，可被配置为输出或吸收电流刺激脉冲以选择具有期望的电流振幅、脉冲宽度或其他参数的期望的电流路径以捕获LV心脏组织。

图2B是患者心脏的二维(2D)心室标测图300(例如，自上而下的视图)，示出了呈标准17段视图的左心室320，以及右心室322。从心房到心室(VfA)心脏疗法使用如2021年7月13日授予Yang等人的US 11058880中所示和所述的植入式医疗装置或系统。具体地，该植入式医疗装置可以包括组织刺穿电极，该组织刺穿电极从右心房的科赫三角(triangle ofKoch)区域通过右心房心内膜和中心纤维体植入在患者心脏的左心室心肌的基底和/或间隔区域中。所述装置可以包含右心房电极、右心房运动检测器或两者。该装置可以完全植入于患者心脏内，或者可以使用一个或多个引线将电极植入于患者心脏中。该装置可用于提供心脏疗法，包括单室或多室起搏、房室同步起搏、异步起搏、所触发的起搏、心脏再同步起搏、心动过速相关治疗或传导系统起搏(例如，左束分支起搏、右束分支起搏、希氏束起搏)。可使用单独的医疗装置为诸如感测、起搏或电击疗法的心脏疗法提供某些功能。Vfa起搏可与上文结合图1和图2A描述的电流导引技术组合。

标测图300包括对应于人体心脏的不同区域的多个区326。如所示出的，将区326数字标记为1到17(例如，其对应于标准的17段人心脏模型，对应于人体心脏的左心室的17段)。标测图300的区326可以包括基底前区1、基底前间隔区2、基底下间隔区3、基底下区4、基底下侧区5、基底前侧区6、中前区7、中前间隔区8、中下间隔区9、中下区10、中下侧区11、中前侧区12、顶前区13、顶间隔区14、顶下区15、顶侧区16和顶点区17。还示出了右心室322的下间隔区和前间隔区，以及右束支(RBB)和左束支(LBB)。

在一些实施方案中，本公开的任何组织刺穿电极可以被植入在患者心脏的左心室心肌的基底和/或间隔区域中。具体地，组织刺穿电极可以从右心房的科赫三角区域穿过右心房心内膜和中央纤维体植入。

一旦被植入，组织刺穿电极就可定位在诸如左心室心肌的基底和/或间隔区域的目标植入区域中。参考标测图300，基底区域包括基底前区1、基底前间隔区2、基底下间隔区3、基底下区4、中前区7、中前间隔区8、中下间隔区9和中下区10中的一者或多者。参考标测图300，间隔区域包括基底前间隔区2、基底前间隔区3、中前间隔区8、中下间隔区9和顶间隔区14中的一者或多者。

在一些实施方案中，当植入时，组织刺穿电极可以定位于左心室心肌的基底-间隔区域中。基底间隔区可包括基底前间隔区2、基底下间隔区3、中前间隔区8和中下间隔区9中的一者或多者。

在一些实施方案中，当植入时，组织刺穿电极可以定位于左心室心肌的高下/后基底隔区域中。左心室心肌的高下/后基底隔区可以包含基底下隔区3和中下隔区9中的至少一者的一部分。例如，高下/后基底间隔区域可以包括总体上图示为虚线边界的区域324。如图所示，虚线边界表示对高下/后基底间隔区域大约所在的位置的近似估计，并且根据具体应用可以采用稍微不同的形状或大小。不受任何特定理论的束缚，由于心内膜下浦肯野纤维与心室心肌之间的功能电联接，心室内同步起搏和/或激活可能由于刺激高中隔心室心肌而导致。

图3是示出多极心脏引线的示例性配置的概念图。在图3的示例中，LV引线20包括靠近LV引线20的远侧端部定位的电极44、45、46和47。LV引线20包括对应于上文结合图1和图2描述的LV引线20和电极44-47的电极44、45、46和47。如上所述，尽管图3的示例示出了四极引线以简化描述，但LV引线20可具有任何数量的电极。包括电极44、45、46和47的LV引线20的远侧端部被配置为放置在LV组织中或附近，例如放置在冠状窦内或能够经由冠状窦到达的心静脉内、在右心室内、在皮下组织中、在食道中或靠近心脏的其他位置，如上文结合图2A所述。

在图3的示例中，电极44和45由极间距68A分开，电极45和46由极间距66分开，并且电极46和47由极间距68B分开。极间距是指例如在基本上平行于引线20的纵向轴线的方向上测得的从一个电极到另一个电极(例如，中心到中心或边缘到边缘)的距离。在一些示例中，电极45和46可充当被配置为感测心脏12的左心室32在电极45和46附近的组织的LV双极心脏电描记图信号的双极电极。由于电极45与46之间的相对较小极间距66，例如相对于较大极间距68A和68B而言，双极电极对可被称为短间距双极电极对。

在图3的示例中，极间距68A和68B(统称为“极间距68”)相对大于极间距66。极间距68可以彼此相同或不同。

图3中示出的电极44-47的布置以及极间距66和68是一个示例。可包括在根据本公开的系统中的其他示例性LV引线可包括不同的电极布置和极间距。例如，在可包括在根据本公开的系统中的一些LV引线上，最近侧电极对(例如，电极44和45)或最远侧电极对(例如，电极46和47)可具有极间距66并且充当双极电极对，该双极电极对被配置为感测心脏12的左心室32的靠近双极电极对的组织的LV双极心脏电描记图信号。一些LV引线可包括具有极间距66的多个电极并且因此被配置为充当双极电极对，该双极电极对被配置为感测心脏12的左心室32的靠近双极电极对的组织的LV双极心脏电描记图信号。上文结合图1描述的IMD 16还可被配置为使用LV电极44-47中的一个或多个并结合壳体电极4或连接到IMD 16的任何其他电极(图3中未示出)来感测LV活动。IMD 16还可被配置为通过电极的任何组合发送电流控制的起搏脉冲以捕获左心室。

在一些示例中，本公开的电流调节起搏方法还可应用于其他引线配置和植入位置。例如，IMD 16可利用得自多磁极引线(图3中未示出)的电流调节/导引场来瞄准希氏束或左束支。诸如分段引线的其他引线配置可为心脏起搏提供附加的场导引能力(在图3中未示出)。

图4是示出根据本公开的技术的IMD的示例性配置的框图。图4的IMD 16、引线44-47和壳体电极4对应于上文结合图1至图3描述的IMD 16、引线44-47和壳体电极4。

在图4的示例中，IMD 16包括处理器70、存储器72、信号发生器74、感测模块76、遥测模块78以及一个或多个传感器82。存储器72可存储计算机可读指令，这些指令在由处理器70执行时使IMD 16和处理器70执行归因于本文中的IMD 16和处理器70的各种功能。存储器72可包括任何易失性介质、非易失性介质、磁介质、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)、闪速存储器、或任何其他数字或模拟介质。

处理器70可包括处理电路系统，诸如微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的离散或模拟逻辑电路系统中的任何一者或多者。在一些示例中，处理器70可包括多个部件(诸如一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个DSP、一个或多个ASIC或一个或多个FPGA的任何组合)以及其他离散或集成逻辑电路系统。归因于本文的处理器70的功能可以体现为软件、固件、硬件或它们的任何组合。通常，处理器70控制信号发生器74，以根据可存储在存储器72中的治疗程序或参数中的所选择的一个或多个向患者14的心脏12递送刺激疗法，如上文结合图1所述。具体地，处理器70可控制信号发生器74，以递送具有由所选择的一个或多个治疗程序或参数指定的振幅、脉冲宽度、频率或电极极性的电脉冲。

信号发生器74被配置为生成并向患者14递送电刺激疗法。如图4所示，信号发生器74例如经由相应引线18、20和22的导体电耦合到电极4、40、42、44-48、50、62和64，并且在壳体电极4的情况下，电耦合到壳体8内，如上文结合图1所述。例如，信号发生器74可经由电极4、40、42、44-48、50、62和64中的至少两个电极向心脏12递送起搏、除颤或复律脉冲。在一些示例中，信号发生器74以除脉冲(诸如正弦波、方波或其他基本上连续的时间信号)之外的信号形式递送刺激。在一些示例中，电刺激疗法可为电压控制的起搏脉冲的形式。在其他示例中，信号发生器74还可被配置为控制哪些电极被配置为输出电流刺激脉冲(例如，电流控制的起搏)以及哪些电极被配置为吸收电流刺激脉冲。

在一些示例中，信号发生器74可包括开关模块(未显示)，并且处理器70可使用该开关模块例如经由数据/地址总线选择可用电极中的哪一个用来递送电刺激。开关模块可以包括开关阵列、开关矩阵、多路复用器或适于将刺激能量选择性地耦合到所选电极的任何其他类型的开关装置。电感测模块76监测来自电极4、40、42、44-48、50、62和64的任何组合的电心脏信号。在一些示例中，感测模块76还包括开关模块，处理器70可控制该开关模块以选择可用电极中的哪一个用来感测心脏活动，这取决于在电流感测配置中使用哪种电极组合。

如上文结合图2和图3所述，IMD 16可包括电流控制的电路系统以使用电流导引技术递送电流刺激脉冲。在图4的示例中，信号发生器74包括电压起搏电路系统90和电流起搏电路系统92。在一些示例中，处理器70可控制信号发生器74的电压起搏电路系统90以经由RV引线18、RA引线22、壳体电极4和/或中性电极(图4中未示出)来递送电压控制的起搏脉冲。在一些示例中，处理器70可控制信号发生器74的电流起搏电路系统92以使用电流导引技术经由一个或多个电极(例如，LV引线20的电极44-47)来递送电流脉冲。在一些示例中，IMD 16可被配置为经由RV引线18和RA引线22来仅递送电压控制的起搏脉冲并且经由LV引线20来递送电流控制的起搏脉冲。在其他示例中，例如使用开关模块的信号发生器74可被配置为经由电极的任何组合来递送电流控制的起搏刺激。

在一些示例中，上文结合图1描述的处理器70或外部计算装置24可执行被配置为将心脏12的心脏组织的响应映射到例如为电流刺激脉冲形式的电流控制的起搏刺激的一个或多个算法。一个或多个算法可存储在例如存储器72或外部计算装置24处的存储装置中，并且可向临床医生提供关于选择电极组合和可用最少量的电能捕获LV心脏组织的电流设置(诸如振幅、脉冲宽度等)的信息。一个示例性算法可包括得自明尼苏达州明尼阿波利斯的美敦力公司(Medtronic,Inc.)的VectorExpress^TMLV自动测试。VectorExpress是基于编程器的算法，可允许对临床医生选择的起搏进行自动测试。临床医生可测试多种LV起搏矢量，然后选择具有适当捕获阈值和阻抗的LV起搏矢量以确保捕获和最大化装置寿命，同时避免膈神经刺激(PNS)。处理器70或外部计算装置24可执行类似的算法。在一些示例中，IMD 16可将所选择的起搏矢量94存储在存储器72处。

在一些示例中，IMD 16可例如近似同时地一起起搏电极组合。在其他示例中，IMD16可按顺序地起搏电极组合。换句话讲，可同时刺激一些起搏矢量以捕获左心室的期望部分。在其他示例中，一些起搏矢量可按顺序地起搏，例如，按间隔在时间上分隔开。分隔的间隔可以是几分之一秒。

感测模块76可包括一个或多个检测通道，每个检测通道可包括放大器。检测通道可用来感测心脏信号。一些检测通道可检测诸如R波或P波的事件，并且将发生这类事件的指示提供给处理器70。一个或多个其他检测通道可将信号提供给模数转换器，用于转换为数字信号，以便由处理器70或外部计算装置24进行处理或分析。

例如，感测模块76可包括一个或多个窄带通道，每个窄带通道可包括将检测到的信号与阈值进行比较的窄带滤波的感测放大器。如果经滤波和放大的信号大于阈值，那么窄带通道指示已发生了特定的心脏电事件，如去极化。处理器70可随后使用检测来测量感测到的事件的频率。

在一些示例中，处理器70可基于感测到的事件或没有感测到的事件来确定患者的心脏是否正如预期那样收缩。例如，IMD 16可被配置为基于感测左心室是否在心动周期中的预期时间去极化来感测左心室收缩。例如，患有部分左束支传导阻滞(LBBB)患者的左心室可在心动周期中的正确时间去极化以指示经协调的心脏收缩。当来自感测模块76的信号指示左心室未能在预期时间窗口内去极化时，处理器70可基于如上文结合图2A所述的用于左心室起搏脉冲的编程配置使信号发生器74在两个或更多个电极之间递送电流刺激脉冲。

在一个示例中，至少一个窄带信道可包括R波或P波放大器。在一些示例中，R波和P波放大器可采取根据测得的R波或P波振幅提供可调节感测阈值的自动增益控制放大器的形式。1992年6月2日授予Keimel等人的名称为“APPARATUS FOR MONITORING ELECTRICALPHYSIOLOGIC SIGNALS”的美国专利号5,117,824中描述了R波放大器和P波放大器的示例，该专利全文以引用方式并入本文。

在一些示例中，感测模块76包括宽带通道，该宽带通道可包括具有与窄带通道相比相对较宽的通带的放大器。来自被选择用于耦合到宽带放大器的电极的信号可通过由例如感测模块76或处理器70提供的模数转换器(ADC)转换为多位数字信号。处理器70可分析来自宽带通道的信号的数字化版本。处理器70可采用数字信号分析技术来表征来自宽带通道的数字化信号，以例如检测和分类患者的心律。

处理器70可采用多种信号处理方法中的任一种，基于由感测模块76感测到的心脏电信号来检测和分类患者的心律。例如，处理器70可维持逸出间隔计数器，该逸出间隔计数器可能在感测模块76感测R波时被复位。当由感测到的去极化复位时，存在于逸出间隔计数器中的计数值可被处理器70用来测量R-R间隔的持续时间，这是可存储在存储器72中的测量值。处理器70可使用间隔计数器中的计数来检测快速性心律失常，诸如室性纤维性颤动或室性心动过速。存储器72的一部分可被配置为能够保持一系列所测量的间隔的多个再循环缓冲器，这些间隔可由处理器70进行分析以确定患者的心脏12当前是表现出房性还是室性快速性心律失常。

在一些示例中，处理器70可通过识别缩短的R-R间隔长度来确定发生了快速性心律失常。在一些示例中，处理器70可在间隔长度低于360毫秒(ms)时检测心动过速心律并且在间隔长度低于320ms时检测到纤颤。这些间隔长度仅是示例，并且用户可根据需要定义间隔长度，然后可将其存储在存储器72中。在一些示例中，处理器70可确定是否针对特定数量的连续周期、针对运行窗口内的特定百分比的周期或针对特定数量的心动周期的运行平均值来检测缩短的间隔长度。

在一些示例中，心律失常检测方法可包括任何合适的快速性心律失常检测算法。在一个示例中，处理器70可利用美国专利号5,545,186(授予Olson等人，名称为“PRIORITIZED RULE BASED METHOD AND APPARATUS FOR DIAGNOSIS AND TREATMENT OFARRHYTHMIAS”，发布于1996年8月13日)或美国专利号5,755,736(授予Gillberg，名称为“PRIORITIZED RULE BASED METHOD AND APPARATUS FOR DIAGNOSIS AND TREATMENT OFARRHYTHMIAS”，发布于1998年5月26日)中描述的基于规则的检测方法的全部或子集。授予Olson等人的美国专利号5545186和授予Gillberg等人的美国专利号5755736全文以引用方式并入本文。然而，在其他示例中，处理器70还可采用其他心律失常检测方法。例如，为了检测快速性心律失常，除了或代替间隔长度，可考虑使用EGM形态。

在一些示例中，处理器70可基于EGM(例如，EGM的R-R间隔和/或形态(形状))来检测可治疗的快速性心律失常，诸如心室颤纤(VF)，并且选择经由例如信号发生器74递送哪种治疗来终止快速性心律失常。疗法的示例可包括指定幅度的除颤脉冲。快速性心律失常的检测可包括在递送疗法之前的多个阶段或步骤，如第一阶段，有时称为检测，其中多个连续或接近的R-R间隔满足第一数量的间隔检测(NID)标准，第二阶段，有时也称为确认，其中多个连续或接近的R-R间隔满足第二更严格的NID标准。快速性心律失常检测还可包括在第二阶段之后或期间基于EGM形态或其他传感器的确认。

一个或多个传感器82可任选地包括在IMD 16的一些示例中。在一些示例中，传感器82可包括一个或多个加速度计。传感器82可附加地或另选地包括其他传感器，诸如心音传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器或O₂饱和传感器。在一些示例中，传感器82可经由一个或多个电极检测呼吸。

例如，处理器70可使用从活动传感器82获得的信息来确定活动水平、姿势、血压、血流量、血氧水平或呼吸频率。在一些示例中，IMD 16可使用此信息来帮助对异常心律的分类。在一些示例中，IMD 16或外部计算装置24的用户可使用此信息来确定期望的LV起搏位置和心脏再同步疗法(CRT)的递送定时。例如，血压或流量度量可指示LV起搏位置、电极选择、电流极性和定时在改善心脏12的性能方面的有效性。

在一些示例中，传感器82位于IMD 16的壳体8的外部。传感器82可位于耦合到IMD16的引线上，或者可在经由遥测模块78与IMD 16无线通信的远程传感器中实施。在任何情况下，传感器82均电耦合或无线耦合到包含在IMD 16的壳体8内的电路。

感测模块76可被配置为在LV起搏期间(例如，在心脏起搏时)感测LV双极电描记图信号，并且响应于起搏而非固有传导进行去极化。在处理器70的控制下，信号发生器74经由一个或多个电极(例如，LV引线20的电极44或47)或另一植入式LV引线将LV起搏递送到左心室32。在一些示例中，感测模块76、处理器70可将LV双极电描记图信号数字化。

电极的位置可使用诸如荧光镜透视检查或其他成像的各种技术来确定，或通过在暴露于例如由患者14上的表面电极产生的电场时测量电极上的电势来确定。例如，电极的位置可使用可从明尼苏达州明尼阿波利斯的美敦力公司(Medtronic,Inc.)商购获得的

系统或可从明尼苏达州圣保罗的圣犹达医疗公司(St.Jude Medical,Inc.)商购获得的EnSite/>

系统来确定。处理器70可经由遥测模块78例如从此类系统接收此类电极位置信息。在一些示例中，电极位置信息86可存储在存储器72处。

遥测模块78包括任何合适的硬件、固件、软件或它们的任何组合，以用于与诸如外部计算装置24(图1)的另一装置通信。在处理器70的控制下，遥测模块78可借助于可为内部和/或外部的天线从外部计算装置24接收下行链路遥测并向外部计算装置发送上行链路遥测。在一些示例中，处理器70可传输心脏信号，例如由感测模块76产生的EGM信号。例如，处理器70可经由遥测模块78将LV双极心脏电描记图信号传输到外部计算装置24或另一外部计算装置，例如以便于外部计算装置对信号进行分析。

图5是示出根据本公开的一种或多种技术的电流控制的起搏电路系统的示例性具体实施的示意图。图5的示例描绘了LV起搏通道：通道A150、通道B 152、通道C 154和通道N156。通道中的每一者可连接到LV引线20的电极，如上文结合图1至图3所述。例如，LV1 102可连接到电极44，LV2 120可连接到电极45，等等。虽然图5的示例仅描绘了LV电极通道，但在其他示例中，类似的电流控制的起搏电路系统可连接到上文结合图1描述的系统10的其他电极，诸如壳体电极4或RV引线18的一个或多个电极(图5中未示出)。在一些示例中，IMD16可被配置为例如经由开关网络将电流控制的起搏电路系统或电压控制的起搏电路系统连接到系统10的电极。在一些示例中，IMD可被配置为旁路电路的电流调节部分并且递送例如由信号发生器74的电压起搏电路系统90生成的电压控制的电刺激脉冲，如上文结合图4所述。上文结合图4描述的电流起搏电路系统92可对应于图5中描绘的通道A-N。

图5还包括显示为操作地耦合到电流源Ihigh 108和Ilow 110的控制器175。然而，控制器175可被视为操作地耦合到电流源中的每一者以及图5中的所有开关，但仅显示连接到电流源Ihigh 108和Ilow 110以简化图5。在一些示例中，控制器175还可接收来自电流源或图5的开关的指示，诸如开关状态(断开或闭合)、电流源的温度或来自电流源的一些其他状态或指示符。

控制器175可根据编程的起搏设置来配置每个电流源，编程的起搏设置可由临床医生在医疗装置(诸如上文结合图1和图4描述的IMD 16)的初始植入期间设置。编程的起搏设置可包括电流脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲形状、电极配置和其他设置。在图5的示例中，控制器175可对应于上文结合图4所述的处理器70和信号发生器74的组合，但显示为单个框以简化图5。

对于通道A 150，在图5的示例中，来自IMD 16的起搏电源的输入电压Vsup 170A连接到第一电流源Ihigh 108的输入端子。Ihigh 108的输出端子经由引线(诸如穿过开关S1P104的LV引线20)连接到电极LV1 102。电极LV1 102还通过再充电开关S1R 112连接到地并且通过电容器118连接到开关S2P 106和再充电开关S2R 114。再充电开关S2R 114连接到在图5的示例中显示为地的参考电压电平。开关S2P 106将电容器118连接到电流源Ilow 110的输入端子，并且电流源Ilow 110的输出端子连接到在图5中显示为地的相同参考电压电平。

图5的示例中的电路布置仅仅是电流控制的起搏源的一个示例性具体实施。在其他示例中，再充电开关(例如，再充电开关S1R 112和S2R 114)可用电流源来替换。在一些示例中，每个通道的电路可具有另外的阻隔电容器或其他部件。如上文结合图1至图4所述，IMD 16可包括驱动LV引线20上的任何数量的电极的任何数量的通道。

在其他示例中，图5的电路布置可包括更多或更少的部件。例如，通道A 150可在电极LV1 102和电容器118之间包括一个或多个另外的开关(图5中未示出)，以在IMD被编程为通过电极LV1 102递送电压控制的起搏脉冲的示例中隔离电流控制的电路系统。在一些示例中，IMD诸如IMD 16可被配置为在第一时间经由电极诸如电极LV1 102递送电流控制的电流刺激脉冲，并且在第二时间经由电极LV1 102递送电压控制的脉冲。

对于通道B 152，来自起搏电源的输入电压Vsup 170B连接到电流源Ihigh 122的输入端子。Ihigh 122的输出端子经由穿过开关S1P 124的引线连接到电极LV2 120。电极LV2 120还通过再充电开关S1R 123连接到地并且通过电容器128连接到开关S2P 126和再充电开关S2R 127。再充电开关S2R 127连接到显示为地的参考电压电平。开关S2P 126将电容器128连接到电流源Ilow 125的输入端子，并且电流源Ilow 125的输出端子连接到地。

对于通道C 154，来自起搏电源的输入电压Vsup 170C连接到电流源Ihigh 132的输入端子。Ihigh 132的输出端子经由穿过开关S1P 134的引线连接到电极LV3 130。电极LV3 130还通过再充电开关S1R 133连接到地并且通过电容器138连接到开关S2P 136和再充电开关S2R 137。再充电开关S2R 137连接到显示为地的参考电压电平。开关S2P 136将电容器138连接到电流源Ilow 135的输入端子，并且电流源Ilow 135的输出端子连接到地。

对于通道N 156，来自起搏电源的输入电压Vsup 170N连接到电流源Ihigh 142的输入端子。Ihigh 142的输出端子经由穿过开关S1P 144的引线连接到电极LV3 140。电极LV3 140还通过再充电开关S1R 143连接到地并且通过电容器148连接到开关S2P 146和再充电开关S2R 147。再充电开关S2R 147连接到显示为地的参考电压电平。开关S2P 146将电容器148连接到电流源Ilow 145的输入端子，并且电流源Ilow 145的输出端子连接到地。在一些示例中，Vsup 170A-170N可以具有相同量值。在其他示例中，Vsup 170A-170N中的每一者可配置有不同电压量值。

在操作中，如上结合图4所述，控制器175的处理电路系统(诸如处理器70)可控制信号发生器74的电流起搏电路系统92，例如通道A 152至通道N 156中的任何一个或多个。在图5的示例中，选择通道N 156作为递送通道或高侧通道。选择通道A 150和B 152作为接收或低侧通道。这样，IMD 16可以导引电流以将刺激脉冲仅施加到心脏12的所选组织，例如由临床医生针对特定患者的状况和解剖结构选择的组织。

控制器175可配置所选电流源以根据编程的起搏设置输出或吸收电流刺激脉冲。例如，如上结合图4所述，处理器70可从存储器72检索编程的起搏设置，这些设置可包括电流振幅、脉冲宽度和其他设置，并且使得Ihigh 142根据这些设置生成电流控制的起搏脉冲。控制器175可基于例如通过RA引线22和RV引线18递送的其他起搏脉冲的定时或基于感测模块76感测到的心脏12的测量活动在适当的时间闭合开关S1P 144。

控制器175可使开关S2P 125和S2P 106闭合以及设定Ilow 110和Ilow 125以接收由Ihigh 142递送的能量的一部分。在一些示例中，Ilow 110和Ilow 125可被配置为接收由Ihigh 142递送的电流的一半。在其他示例中，Ilow 110和Ilow 125可被配置为接收电流的不相等部分以导引电流通过期望的心脏组织。换句话讲，本公开的各种电流源和电流汇得到调节(例如，控制)。经调节的电流源和汇迫使电流在电极之间以特定方式分流和/或组合，例如电流导引。例如，Ilow 110可被配置为接收由Ihigh 142递送的电流的60％并且Ilow 125可被配置为接收递送的电流的40％。在其他示例中，电流可在其他电极之间分流，例如50/25/25，或采用任何其他期望的电流分流。在一些示例中，控制器175可控制图5的电路系统以递送双相起搏脉冲，例如通过在第一方向上递送脉冲的第一部分并且在第二方向上递送脉冲的第二部分。

图6是示出根据本公开的一种或多种技术的电流源的示例性具体实施的示意图。电路200可对应于上文结合图5所述的Ihigh 108-142及Ilow 110-145中的任一者。电路200还可替换再充电开关S1R 112-133或S2R 114-147中的任一者，以提供用于起搏周期的再充电部分的电流导引。在其他示例中，电流调节电路的不同配置可对应于Ihigh 108-142及Ilow 110-145。

在图6的示例中，电路200是使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)上的源极退化(source degeneration)的电压到电流转换电路。N沟道晶体管M1 210的漏极连接到电源电压Vsup 170，其可对应于上文结合图4所述的Vsup 170。电阻器R1 208通过将晶体管M1 210的源极连接到参考电压(诸如地)来提供源极退化。放大器202的输出连接到晶体管M1 210的栅极以控制Iout 206的量值和持续时间。处理器70通过控制连接到放大器202的非反相输入的输入电压Vin 204来控制Iout 206。反相输入连接到晶体管210的源极。处理器70可控制电流脉冲振幅、脉冲宽度、脉冲形状，例如递增脉冲、衰减脉冲或其他脉冲形状或递送到心脏组织的刺激疗法的其他方面。

图7是示出本公开的医疗系统的示例性操作模式的流程图。将根据图1至5来描述图7的框。

处理电路系统(诸如图4中描绘的处理器70)可使得第一电流源电连接到包括多个电极的心室引线的第一电极。心室引线可被配置为靠近左心室植入以输出电流刺激脉冲(700)。如上文结合图5所述，信号发生器74可闭合开关S1P 144以将Ihigh 142电连接到电极LV-N 140。在其他示例中，信号发生器74可将电流源电连接到与LV引线20上的电极分开的电极，例如壳体电极4、引线延伸部上的电极或一些其他电极。

在一些示例中，处理电路系统20可配置用于第一电流源的设置以输出电流刺激脉冲。例如，处理电路系统70可调整图5和图6中所示的Vsup 170的电压，并且将Vin 204的任何控制电路系统配置为输出具有所选振幅、脉冲形状、脉冲宽度和其他特征的电流刺激电流脉冲。处理电路系统70可基于期望的起搏矢量来选择第一电流源，例如电流源Ihigh108-142中的任一者，例如如由临床医生在用于IMD 16的植入规程期间或稍后的就诊期间设定的。例如，临床医生可设置起搏矢量以避免坏死区域，例如坏死区域34，或避免刺激膈神经33，如上文结合图2A所述。在其他示例中，临床医生可放置LV引线20以捕获心脏12的其他组织，诸如希氏束或束分支的其他部分、浦肯野纤维或其他心脏组织以递送电流控制的起搏脉冲并捕获左心室。

在其他示例中，本公开的电流导引技术可将电刺激疗法递送到例如心房组织、右心室或其他心脏组织。换句话讲，本公开的技术可包括刺激心脏的各个部分以及从各种心脏内或心脏外位置进行刺激的能力，如上文结合图1所述。例如，右心室中的多极引线可被配置为朝向希氏束导引电流。在一些示例中，来自该位置的起搏刺激可提供比传统右心室心尖起搏改善的生理心脏响应。在其他示例中，本公开的技术可将起搏电流从电极放置处导引到心脏组织，诸如来自放置在食道中的引线的临时起搏以提供起搏并避免不期望的神经刺激。

处理器70可使信号发生器74将另一个或多个电流源电连接到相关联的电极(702)。例如，信号发生器74可闭合开关S2P 126以例如通过电容器128将Ilow 125电连接到电极LV2 120。这样，医疗系统10可经由至少第一电极和第二电极将电流刺激脉冲递送到左心室的组织，以捕获左心室的一部分，例如引起左心室的一部分去极化(704)。

如上文结合图5所述，处理器70可配置一个或多个另外的电流源以吸收电流刺激脉冲。在单个电流源的示例中，第二电流源可被配置为接收在电流刺激脉冲中递送的所有电能。在多个电流源的示例中，电流源可被配置为接收电流刺激脉冲的一部分，使得刺激脉冲使用电流导引行进穿过期望的心脏组织。

这样，本公开的技术提供本领域的技术人员可能未了解的优点。如上文结合图5所述，当与其他技术相比时，使用多个电极(包括与左心室心脏组织接触的电极)的电流导引技术可提供电刺激脉冲的更精确的控制。更精确的控制还可提供在每个脉冲中需要更少电能来达到目标组织的捕获阈值的优点，并且因此可延长装置的电池寿命。通过对心脏起搏应用精确控制，本公开的技术可为长期存在但未解决的需求提供解决方案。

应用于左心室起搏的本公开的电流导引技术可代表竞争激烈的本领域中的渐进式改善。渐进式改善可能符合公众利益，例如在本公开的示例中可导致患者心脏具有改善的协调收缩，从而可导致更有效的血液流动。此外，减少的电池消耗和更长的电池寿命可导致患者更换装置的外科手术更少，并且因此降低感染或并发症的风险。对于可再充电装置，更长的电池寿命可通过减少对装置再充电所花费的时间来改善患者的生活质量。另外，尽管存在这些优点，可能仍未实现应用于心脏起搏的电流导引技术，这可能表明本公开的技术对于本领域的技术人员来说可能不是显而易见的。

在一个或多个示例中，上述功能可在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实现。例如，图1和图2的各种部件(诸如控制器102、ECS控制器202和ADC 104)可在硬件、软件、固件或它们的任何组合中实现。如果以软件实施，那么所述功能可作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上存储或传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括计算机可读存储介质或通信介质，该计算机可读存储介质对应于诸如数据存储介质的有形介质，该通信介质包括有助于例如根据通信协议将计算机程序从一个地方传送到另一地方的任何介质。这样，计算机可读介质通常可对应于：(1)非暂态有形计算机可读存储介质或(2)通信介质诸如信号或载波。数据存储介质可以是可以被一个或多个计算机或者一个或多个处理器访问以检索用于实施本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可以包含计算机可读介质。

术语“非暂态”可指示存储介质未在载波或传播信号中体现。在某些示例中，非暂态存储介质可存储可随时间改变的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。作为示例而非限制，此类计算机可读存储介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器、硬盘、压缩磁盘ROM(CD-ROM)、软盘、盒式磁带、磁性介质、光学介质或其他计算机系统可读介质。在一些示例中，制品可包括一个或多个计算机可读存储介质。

此外，任何连接都被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其他远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波等无线技术包含在介质的定义中。然而，应理解，所述计算机可读存储介质和数据存储介质并不包含连接、载波、信号或其他暂时性介质，而是实际上针对非暂时性有形存储介质。以上的组合也应当包含在计算机可读介质的范围内。

指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个DSP、通用微处理器、ASIC、FPGA、CPLD或其他等效的集成或离散逻辑电路系统。因此，如本文所用的术语“处理器”(诸如ECS控制器202)可指代前述结构或适合于实施本文所述技术的任何其他结构中的任一个。另外，本技术可在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。

本公开的技术可在包括集成电路(IC)或IC集合(例如，芯片组)的多种设备或装置中实施。本公开中描述了各个部件、模块或单元以强调被配置成进行所公开技术的装置的功能方面，但不一定需要通过不同的硬件单元来实现。相反，如上文所描述，各种单元可结合合适的软件和/或固件组合在硬件单元中，或通过互操作硬件单元的集合来提供，所述硬件单元包含如上文所描述的一个或多个处理器。

在以下实施例中描述了本公开的技术。

实施例1：一种医疗系统，包括：植入式医疗装置，该植入式医疗装置耦合到心脏引线并被配置为经由心脏引线的多个电极向心脏的心脏组织递送起搏疗法，其中植入式医疗装置包括第一电流源和第二电流源，该第一电流源被配置为输出电流刺激脉冲，该第二电流源被配置为吸收电流刺激脉冲以捕获心脏组织的一部分；和处理电路系统，该处理电路系统被配置为：将第一电流源电连接到多个电极中的第一电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织；以及将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以将电流刺激脉冲吸收到心脏组织。

实施例2：根据实施例1所述的医疗系统，其中植入式医疗装置还包括被配置为吸收电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中处理电路系统被进一步配置为：将第三电流源电连接到多个电极中的第三电极以将电流刺激脉冲吸收到心脏组织，使得电流刺激脉冲捕获心脏组织的在第一电极与第二电极和第三电极之间的部分。

实施例3：根据实施例1所述的医疗系统，其中植入式医疗装置还包括被配置为输出电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中处理电路系统被进一步配置为将第三电流源电连接到多个电极中的第三电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织，使得电流刺激脉冲捕获心脏组织的在第三电极与第二电极和第一电极之间的部分。

实施例4：根据实施例1所述的医疗系统，其中植入式医疗装置还包括被配置为吸收电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中处理电路系统被进一步配置为：将第三电流源电连接到第三电极以将电流刺激脉冲吸收到心脏组织，其中第三电极与多个电极分离，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分。

实施例5：根据实施例4所述的医疗系统，其中第三电极是靠近植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例6：根据实施例1、4和5的任何组合所述的医疗系统，其中第三电极是与心脏引线电极分离的第二引线的一部分，并且第二引线电连接到植入式医疗装置。

实施例7：根据实施例1所述的医疗系统，其中植入式医疗装置还包括被配置为输出电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中处理电路系统被进一步配置为：将第三电流源电连接到第三电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织，其中第三电极与多个电极分离，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分。

实施例8：根据实施例7所述的医疗系统，其中第三电极是靠近植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例9：根据实施例1、7和8的任何组合所述的医疗系统，其中第三电极是与心脏引线分离的第二引线的一部分，并且第二引线电连接到植入式医疗装置。

实施例10：根据实施例1所述的医疗系统，其中心脏组织包括心脏的左心室。

实施例11：根据实施例1所述的医疗系统，其中心脏组织包括以下项中的一者或多者：右心房、右心室、浦肯野纤维、希氏束和分支束。

实施例12：一种方法，包括：将第一电流源电连接到包括被配置为靠近心脏组织植入的多个电极的心脏引线的第一电极以输出电流刺激脉冲；将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以吸收电流刺激脉冲；以及经由第一电极和第二电极将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织以捕获心脏组织的一部分。

实施例13：根据实施例12所述的方法，还包括：将第三电流源电连接到多个电极中被配置为吸收电刺激脉冲的第三电极；以及将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分。

实施例14：根据实施例12所述的方法，还包括：将第三电流源电连接到多个电极中被配置为输出电流刺激脉冲的第三电极；以及将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第三电极到第二电极和第一电极之间的一部分。

实施例15：根据实施例12所述的方法，还包括：将第三电流源电连接到被配置为吸收电流刺激脉冲的第三电极，其中第三电极与多个电极分离；将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分。

实施例16：根据实施例15所述的方法，其中第三电极是靠近电连接到心脏引线的植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例17：根据实施例12、15和16的任何组合所述的方法，其中第三电极是与心脏引线分离的第二引线的一部分，并且第二引线和心脏引线电连接到植入式医疗装置。

实施例18：根据实施例12所述的方法，还包括：将第三电流源电连接到被配置为输出电刺激脉冲的第三电极，其中第三电极与多个电极分离；以及将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织，使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第三电极到第二电极和第一电极之间的一部分。

实施例19：根据实施例16所述的方法，其中第三电极是靠近电连接到心脏引线的植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例20：根据实施例12、18和19的任何组合所述的方法，其中第三电极是与心脏引线分离的第二引线的一部分，并且其中第二引线和心脏引线电连接到植入式医疗装置。

实施例21：根据实施例12所述的方法，其中心脏组织包括心脏的左心室。

实施例22：根据实施例12所述的医疗系统，其中心脏组织包括以下项中的一者或多者：右心房、右心室、浦肯野纤维、希氏束和分支束。

实施例23：一种包含指令的计算机可读存储介质，这些指令在由植入式医疗装置的处理电路系统执行时致使处理电路系统：将第一电流源电连接到多个电极中的第一电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织；以及将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以吸收电流刺激脉冲，其中包括多个电极的心脏引线耦合到植入式医疗装置，其中植入式医疗装置被配置为经由心脏引线的多个电极向心脏的心脏组织递送起搏疗法，其中植入式医疗装置包括第一电流源和第二电流源，该第一电流源被配置为输出电流刺激脉冲，该第二电流源被配置为吸收电流刺激脉冲以捕获心脏组织的一部分。

实施例24：根据实施例23所述的计算机可读存储介质，其中植入式医疗装置还包括被配置为吸收电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中指令进一步致使处理电路系统将第三电流源电连接到多个电极中的第三电极以将电流刺激脉冲吸收到心脏组织，使得电流刺激脉冲捕获心脏组织的在第一电极与第二电极和第三电极之间的部分。

实施例25：根据实施例23所述的计算机可读存储介质，其中植入式医疗装置还包括被配置为输出电流刺激脉冲的第三电流源，并且其中处理电路系统被进一步配置为将第三电流源电连接到多个电极中的第三电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织，使得电流刺激脉冲捕获心脏组织的在第三电极与第二电极和第一电极之间的部分。

实施例26：根据实施例23所述的计算机可读存储介质，其中心脏组织包括心脏的左心室。

实施例27：根据实施例23所述的计算机可读存储介质，其中心脏组织包括以下项中的一者或多者：右心房、右心室、浦肯野纤维、希氏束和分支束。

实施例28：一种医疗装置，包括：用于将第一电流源电连接到包括被配置为靠近心脏组织植入的多个电极的心脏引线的第一电极以输出电流刺激脉冲的装置；用于将第二电流源电连接到多个电极中的第二电极以吸收电流刺激脉冲的装置；以及用于经由第一电极和第二电极将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织以捕获心脏组织的一部分的装置。

实施例29：根据实施例22所述的医疗装置，还包括：用于将第三电流源电连接到多个电极中被配置为吸收电刺激脉冲的第三电极的装置；以及用于将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分的装置。

实施例30：根据实施例28所述的医疗装置，还包括：用于将第三电流源电连接到多个电极中被配置为输出电流刺激脉冲的第三电极的装置；以及用于将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第三电极到第二电极和第一电极之间的一部分的装置。

实施例31：根据实施例28所述的医疗装置，还包括：用于将第三电流源电连接到被配置为吸收电流刺激脉冲的第三电极的装置，其中第三电极与多个电极分离；以及用于将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第一电极到第二电极和第三电极之间的一部分的装置。

实施例32：根据实施例31所述的医疗装置，其中第三电极是靠近电连接到心脏引线的植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例33：根据实施例31所述的医疗装置，其中第三电极是与心脏引线分离的第二引线的一部分，并且其中第二引线和心脏引线电连接到植入式医疗装置。

实施例34：根据实施例29所述的医疗装置，还包括：用于将第三电流源电连接到被配置为输出电刺激脉冲的第三电极的装置，其中第三电极与多个电极分离；以及用于将电流刺激脉冲递送到心脏组织的组织使得电流刺激脉冲穿过心脏组织的在第三电极到第二电极和第一电极之间的一部分的装置。

实施例35：根据实施例34所述的医疗装置，其中第三电极是靠近电连接到心脏引线的植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

实施例36：根据实施例35所述的医疗装置，其中第三电极是与心脏引线分离的第二引线的一部分，并且其中第二引线和心脏引线电连接到植入式医疗装置。

实施例37：根据实施例28所述的医疗装置，其中心脏组织包括心脏的左心室。

实施例38：根据实施例28所述的医疗装置，其中心脏组织包括以下项中的一者或多者：右心房、右心室、浦肯野纤维、希氏束和分支束。

实施例39.根据实施例1所述的医疗系统，其中植入式医疗装置的第一通道包括第一电流源，该第一通道还包括：第一开关，该第一开关被配置为将第一电流源的输出端子连接到第一电极；第一再充电开关，该第一再充电开关被配置为将第一电极连接到参考电压；第二再充电开关，该第二再充电开关被配置为通过电容器将第一电极连接到参考电压；第二电流源，该第二电流源包括输入端子和输出端子，其中：第二电流源的输出端子连接到参考电压，第二电流源的输入端子被配置为通过电容器和第二开关连接到第一电极，第二电流源被配置为在第二开关闭合并传导电流时从第一电极吸收电流。

已经描述了本公开的各种实施例。这些和其他实施例在所附权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种医疗系统，包括：

植入式医疗装置，所述植入式医疗装置耦合到心脏引线并被配置为经由所述心脏引线的多个电极向心脏的心脏组织递送起搏疗法，其中所述植入式医疗装置包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源被配置为输出电流刺激脉冲，所述第二电流源被配置为吸收所述电流刺激脉冲以捕获所述心脏组织的一部分；和

处理电路系统，所述处理电路系统被配置为：

将所述第一电流源电连接到所述多个电极中的第一电极以将所述电流刺激脉冲输出到所述心脏组织；以及

将所述第二电流源电连接到所述多个电极中的第二电极以将所述电流刺激脉冲吸收到所述心脏组织。

2.根据权利要求1所述的医疗系统，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为吸收所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述处理电路系统被进一步配置为：

将所述第三电流源电连接到所述多个电极中的第三电极以将所述电流刺激脉冲吸收到所述心脏组织，使得所述电流刺激脉冲捕获所述心脏组织的在所述第一电极与所述第二电极和所述第三电极之间的所述部分。

3.根据权利要求1和2所述的医疗系统，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为输出所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述处理电路系统被进一步配置为将所述第三电流源电连接到所述多个电极中的第三电极以将所述电流刺激脉冲输出到所述心脏组织，使得所述电流刺激脉冲捕获所述心脏组织的在所述第三电极与所述第二电极和所述第一电极之间的所述部分。

4.根据权利要求1至3的任何组合所述的医疗系统，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为吸收所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述处理电路系统被进一步配置为：

将所述第三电流源电连接到第三电极以将所述电流刺激脉冲吸收到所述心脏组织，其中所述第三电极与所述多个电极分离，使得所述电流刺激脉冲穿过所述心脏组织的在所述第一电极到所述第二电极和所述第三电极之间的一部分。

5.根据权利要求1至4的任何组合所述的医疗系统，其中所述第三电极是靠近所述植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

6.根据权利要求1至5的任何组合所述的医疗系统，其中所述第三电极是与所述心脏引线电极分离的第二引线的一部分，并且所述第二引线电连接到所述植入式医疗装置。

7.根据权利要求1至6的任何组合所述的医疗系统，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为输出所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述处理电路系统被进一步配置为：

将所述第三电流源电连接到第三电极以将所述电流刺激脉冲输出到所述心脏组织，其中所述第三电极与所述多个电极分离，使得所述电流刺激脉冲穿过所述心脏组织的在所述第三电极到所述第二电极和所述第一电极之间的一部分。

8.根据权利要求1至7的任何组合所述的医疗系统，其中所述第三电极是靠近所述植入式医疗装置的壳体的壳体电极。

9.根据权利要求1至8的任何组合所述的医疗系统，其中所述第三电极是与所述心脏引线分离的第二引线的一部分，并且所述第二引线电连接到所述植入式医疗装置。

10.根据权利要求1至9的任何组合所述的医疗系统，其中所述心脏组织包括所述心脏的左心室。

11.根据权利要求1至10的任何组合所述的医疗系统，其中所述心脏组织包括以下项中的一者或多者：右心房、右心室、浦肯野纤维、希氏束和束分支。

12.根据权利要求1至11的任何组合所述的医疗系统，

其中所述植入式医疗装置的第一通道包括所述第一电流源，所述第一通道还包括：

第一开关，所述第一开关被配置为将所述第一电流源的输出端子连接到所述第一电极；

第一再充电开关，所述第一再充电开关被配置为将所述第一电极连接到参考电压；

第二再充电开关，所述第二再充电开关被配置为通过电容器将所述第一电极连接到所述参考电压；

第二电流源，所述第二电流源包括输入端子和输出端子，其中：

所述第二电流源的所述输出端子连接到所述参考电压，

所述第二电流源的所述输入端子被配置为通过所述电容器和第二开关连接到所述第一电极，

所述第二电流源被配置为在所述第二开关闭合并传导电流时从所述第一电极吸收电流。

13.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由植入式医疗装置的处理电路系统执行时致使所述处理电路系统：

将第一电流源电连接到多个电极中的第一电极以将电流刺激脉冲输出到心脏组织；以及

将第二电流源电连接到所述多个电极中的第二电极以吸收所述电流刺激脉冲，

其中包括所述多个电极的心脏引线耦合到所述植入式医疗装置，

其中所述植入式医疗装置被配置为经由所述心脏引线的所述多个电极向心脏的所述心脏组织递送起搏疗法，

其中所述植入式医疗装置包括第一电流源和第二电流源，所述第一电流源被配置为输出电流刺激脉冲，所述第二电流源被配置为吸收所述电流刺激脉冲以捕获所述心脏组织的一部分。

14.根据权利要求13所述的计算机可读存储介质，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为吸收所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述指令进一步致使所述处理电路系统将所述第三电流源电连接到所述多个电极中的第三电极以将所述电流刺激脉冲吸收到所述心脏组织，使得所述电流刺激脉冲捕获所述心脏组织的在所述第一电极与所述第二电极和所述第三电极之间的所述部分。

15.根据权利要求13和14所述的计算机可读存储介质，

其中所述植入式医疗装置还包括被配置为输出所述电流刺激脉冲的第三电流源，并且

其中所述指令进一步致使所述处理电路系统将所述第三电流源电连接到所述多个电极中的第三电极以将所述电流刺激脉冲输出到所述心脏组织，使得所述电流刺激脉冲捕获所述心脏组织的在所述第三电极与所述第二电极和所述第一电极之间的所述部分。

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