CN117159926A - 植入式心衰治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种植入式心衰治疗装置,其包括:壳体;锚定构件,其连接到壳体并将壳体固定至心脏;一对刺激电极,其耦接到壳体且被构造为接触心脏的预定刺激位置,并配置为检测预定刺激位置处心肌放电产生的局部检测信号,以及在该处施加增强心肌收缩力的刺激电脉冲;脉冲产生模块,其容纳于壳体且电耦接到刺激电极,并配置为生成刺激电脉冲;以及控制模块,其容纳于壳体且电耦接到刺激电极和脉冲产生模块,并被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并至少根据远场检测信号和局部检测信号确定预定刺激位置处心肌的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,并在局部兴奋事件的绝对不应期,将刺激电脉冲传送到刺激电极。
Description
技术领域
本申请涉及心衰治疗领域,更具体地,涉及一种植入式心衰治疗装置及基于该装置治疗心衰的方法。
背景技术
心脏收缩力调节(CCM)是一种用于治疗慢性心衰患者的独特且创新的疗法,其通过向心肌发送电刺激来增强心肌的收缩力,进而实现治疗目的。不同于传统的起搏器或者心脏再同步治疗装置,CCM装置所发送的电刺激发送于绝对不应期内,不会影响心率或者动作电位分布。现有市场上的CCM装置通常包括植入在心脏以外部位的主机装置和两根延伸植入心室的室间隔的双极引线,用以感知局部心肌的电活动以及电活动的时间顺序,进而确定向心肌发送电脉冲刺激的可发放时间段,并在可发放时间段内向局部心肌细胞施加电脉冲刺激以增强心肌的收缩力。
然而,现有CCM装置在体内植入的两根双极引线不仅会影响血管内和右心的正常血流,三尖瓣的关闭,还可能脱落,同时还有感染(包括囊袋,电极导线等),从而导致额外的安全风险。同时,现有CCM装置是基于局部心肌位置的电信号来确定电脉冲刺激的可发放时间,因此可能会对可发放时间产生误判。例如,如果CCM装置确认局部心肌位置的电信号对应于心动周期的R波,但实际上该信号对应于T波或其他事件(如干扰信号),那么CCM装置所施加的电脉冲刺激会在T波阶段作用于心肌,这会显著增加诱发恶性室性心率失常室速(VT)或室颤(VF)的风险。
此外,在相同的能量下,刺激电极之间的距离越大或刺激电极的有效面积越大,对远场心肌可能的影响程度和/或范围也越大。如果本地脉冲刺激是发生在心肌细胞相对除极较晚的部位,那么施加电脉冲刺激的时间可能会落在较早除极的心肌位置的心肌细胞动作电位的超常期,进而可能导致这部分心肌产生再次除极。为避免上述问题,现有CCM装置需要将刺激电极设置于室间隔部分,从而无法适用于其他可能需要增强收缩力的心肌位置。而且,为避免引发上述风险,现有的CCM装置的控制策略为在非心房引起的(心室异位激动)心肌电位变化时统一不施加电脉冲刺激。但是,心衰患者的室早发生率很高,有些心衰患者长期依赖心室起搏,尤其是对于长期服用β受体阻断剂的患者、单腔ICD的患者和CRT(心脏再同步治疗)的患者。因此,现有CCM装置对于这些患者的治疗效果会大打折扣。
综上所述,有必要提供一种新的心衰治疗装置和方法来解决现有技术中存在的至少一个问题。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种植入式心衰治疗装置及基于该装置治疗心衰的方法。
在本申请的第一方面,提供了一种植入式心衰治疗装置,所述装置包括:壳体;锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为检测所述预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,并且向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
在本申请的第二方面,还提供了一种植入式心衰治疗装置,所述装置包括:壳体;锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲以及用于调整所述患者心脏心率的起搏电脉冲;脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲和所述起搏电脉冲;以及控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述施加的起搏电脉冲来确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
在本申请的第三方面,还提供了一种植入式心衰治疗装置,所述装置包括:壳体;锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定脉冲发放时间和可发放脉冲时间窗,以及当所述脉冲发放时间落入所述可发放脉冲时间窗时,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极对。
在本申请的第四方面,还提供了一种植入式心衰治疗装置,所述装置包括:壳体;锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号和指示患者心脏的局部位置的局部兴奋事件的局部检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号来确定在所述患者心脏的局部位置的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
在本申请的第五方面,还提供了一种基于植入式装置的治疗心衰的方法,所述植入式装置包括壳体,所述壳体通过其上的锚定构件固定至患者心脏,并且包括一对被构造为接触患者心脏的预定刺激位置的一对刺激电极;其中所述方法包括:由所述一对刺激电极检测所述预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号;接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号;至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件;以及,当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,利用所述一对刺激电极向所述预定刺激位置施加所述刺激电脉冲。
在本申请的第六方面,还提供了一种基于植入式装置的治疗心衰的方法,所述植入式装置包括壳体,所述壳体通过其上的锚定构件固定至患者心脏,并且包括一对被构造为接触患者心脏的预定刺激位置的一对刺激电极;其中所述方法包括:由所述一对刺激电极向所述患者心脏的预定刺激位置施加用于调整所述患者心脏心率的起搏电脉冲;确定所述患者心脏的夺获;在确定所述夺获后,基于获取的指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号和所述起搏电脉冲确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件;以及当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,利用所述一对刺激电极向所述预定刺激位置施加所述刺激电脉冲。
在本申请的第七方面,还提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请的第五方面和第六方面中任一项所述的方法的步骤。
以上为本申请的概述,可能有简化、概括和省略细节的情况,因此本领域的技术人员应该认识到,该部分仅是示例说明性的,而非旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征,也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。
附图说明
通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合,将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解,这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式,因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图,本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。
图1示出了根据本申请一个实施例的植入式心衰治疗装置固定于心室时的示意图;
图2A至图2C分别示出了根据本申请的三个不同实施例的植入式心衰治疗装置的示意图;
图3A至图3C分别示出了根据本申请的三个不同实施例的植入式心衰治疗装置的示意图;
图4A至图4C分别示出了根据本申请的三个不同实施例的植入式心衰治疗装置的示意图;
图5A至图5B分别示出了根据本申请的两个不同实施例的植入式心衰治疗装置的示意图;
图6示出了根据本申请的一个实施例的植入式心衰治疗装置的控制方法的流程示意图;
图7展示了根据本申请的一个实施例的植入式装置在起搏模式下的工作流程示意图;
图8示出了根据本申请的一个实施例的植入式心衰治疗装置的控制系统的模块示意图;
图9为本发明实施例1的脉冲刺激控制方法的流程图;
图10为本发明实施例2的脉冲刺激控制方法的第一流程图;
图11为本发明实施例2的脉冲刺激控制方法的第二流程图;
图12为本发明实施例2的脉冲刺激控制方法的第三流程图;
图13为本发明实施例2的脉冲刺激控制方法的第四流程图;
图14为本发明实施例2的脉冲刺激控制方法的第五流程图;
图15为本发明实施例2的单个电极导线时R波感知对应的心电示意图;
图16为本发明实施例2的多个电极导线时R波感知对应的心电示意图;
图17为本发明实施例3的脉冲刺激控制系统的模块示意图;
图18为本发明实施例4的脉冲刺激控制系统的模块示意图;
图19为本发明实施例5的实现脉冲刺激控制方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,参考了构成其一部分的附图。在附图中,类似的符号通常表示类似的组成部分,除非上下文另有说明。详细描述、附图和权利要求书中描述的说明性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下,可以采用其他实施方式,并且可以做出其他变化。可以理解,可以对本申请中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合,设计,而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。
图1示出了根据本申请一个实施例的植入式心衰治疗装置100固定于心室时的示意图。该植入式心衰装置100可以通过各种适合的方式植入体内,例如经心尖或经血管植入。
如图1所示,植入式心衰治疗装置100包括壳体101和连接至壳体101的锚定构件102,锚定构件102用于将壳体100固定于患者的心脏中的特定位置。虽然图中未具体示出,但是锚定构件102可以包括各种适合的机械部件,例如销部、钉部、螺钉部、弯钩部、螺纹部、螺旋部、尖齿部、夹持部和/或其他类似结构,以使其固定至心脏组织。一些实施例中,一个或多个锚定构件102可以具有钩状部,该钩状部能够刺穿心脏组织并至少部分地容留于心脏组织中。另一些实施例中,一个或多个锚定构件102可以具有类似于葡萄酒开瓶器的螺旋钻结构,从而其能够钻入心脏组织并实现固定。又一些实施例中,一个或多个锚定构件102可以具有螺钉部,从而能够通过螺旋转动实现与心脏组织的紧密结合。本领域技术人员可以理解,前述锚定构件102的结构仅仅是示例性的而非限制性的。
虽然图1中示出了单个锚定构件102,但是植入式心衰治疗装置100也可以具有任意适合数量的锚定构件102,以将壳体101固定于心脏组织。例如,装置100可以包括一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个锚定构件102。同时,植入式心衰治疗装置100也可以采用上述多种锚定构件形式的组合以实现更为稳定的固定效果。
继续参照图1,植入式心衰治疗装置100还包括由电极103和104构成的一对耦接至壳体100的刺激电极,电极103或104可以包括一种或多种生物相容的导电材料,例如已知可安全植入人体内的各种金属或合金。该对刺激电极暴露于其所接触的周围组织和/或血液,从而可以向周围组织和/或血液发送电信号,或者从周围组织和/或血液接收电信号。其中,电信号可以经由心脏组织和/或血液传导。一些实施例中,该刺激电极对103和104被配置为能够检测预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测(Local Sense,以下简称为LS)信号,并且在预定刺激位置处施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲。
由于图1所示的锚定构件102被植入在室间隔位置,因此刺激电极对103和104可以向附近的室间隔位置施加电刺激。但是,取决于锚定构件102所在的位置,刺激电极对103和104所在的预定刺激位置可以是其他希望被施加增强心肌细胞收缩力的刺激电脉冲的任意心脏位置。例如,预定刺激位置可以是患者心腔内的心内膜,或者是患者心脏的心外膜上的某个位置。一些实施例中,预定刺激位置对应于心室组织的一部分,而另一些实施例中,预定刺激位置也可以是心房组织的一部分。一些实施例中,装置100的壳体101被构造为适于布置于患者心脏外侧的静脉血管中(例如具有胶囊状结构),同时其预定刺激位置为静脉血管附近的心外膜组织。在这种情况下,锚定构件102也被构造为适合的结构,例如锚定构件102可以是支架、球囊、支撑臂或者类似的可膨胀结构,或者锚定构件102可以为从壳体101延伸而出并与静脉血管壁接触的锚刺或钩爪。又一些实施例中,锚定构件102可以由壳体101的一部分构成,其横截面直径被设置为能够接合静脉血管壁的相对狭窄段,从而使得壳体101固定于血管中。
如图1所示,植入式心衰治疗装置100还具有设置于壳体101内并且与刺激电极对103和104电耦接的脉冲产生模块105和控制模块106。虽然,如图所示的电极103和104的位置均位于锚定构件102上,但是其也可以是能够与壳体101内的脉冲产生模块105和控制模块106实现电耦接并暴露于壳体101外的组织和/或血液的任何结构。例如,电极对103和104中的至少一个未设置于锚定构件102上。一些实施例中,电极103和/或104可以形成于壳体外表面或布置于从壳体延伸而出的其他构件上。当锚定构件102固定于心脏或血管组织时,电极103和/或104保持与心脏或血管组织接触。例如,锚定构件102可以具有如前所述的钩状部构造,而电极103和/或104位于从壳体延伸而出且邻近锚定构件102的突出部上。当锚定构件102的钩状部刺穿心脏组织并至少部分地容留于心脏组织中,使得电极103和/或104所在的突出部与心脏组织接触。另一些实施例中,电极103和/或104可以布置于锚定构件102上或者由锚定构件102的整体或部分构成,并且伴随锚定构件102一起刺入心脏或血管组织中。例如,锚定构件102可以具有如前所述的类似于葡萄酒开瓶器的螺旋钻结构,其中螺旋钻的一部分或全部构成电极103和/或104,并且电极103和/或104至少部分地钻入心脏组织中。
一些实施例中,刺激电极对103和104也可以采用传统的无导线起搏器用于施加起搏脉冲的任意电极构造。一些实施例中,电极103和/或104可以由壳体101的一部分限定,例如壳体101的表面包括绝缘材料,而其未被绝缘材料覆盖的部分构成电极103和/或104,其中电极103和/或104的可以由小于壳体表面积的任意形状的区域形成,例如圆形、长方形、环形、半环形、扇形和拱形区域等。一些实施例中,电极103和/或104被构造为一部分处于壳体101中,而另一部分从壳体101表面露出。又一些实施例,电极103和/或104设置于从壳体101延伸出的其他构件之上,并且与壳体101和/或锚定构件102间隔开。需要强调的是,上述描述并非旨在对电极103和/或104的具体位置或构造方式的限定,电极103和104可以采用上述电极位置和构造形式特征的任意组合,或者采用能够实现其功能的任意可行的位置布置或构造形式。
如图1所示,刺激电极对中的电极103用于与心肌组织的预定刺激位置(图中为室间隔位置)接触或电连接。电极103和/或104本身可以具有各种可用的尺寸和/或形状。一些实施例中,用于预定刺激位置接触的电极103的表面积为1至10mm2,优选为1.5、2,3、4、5mm2。在刺激电极对中,电极103和电极104彼此隔开,一些实施例中,两个电极的间距为2至20mm,优选为5至10mm。
继续参照图1,除了对于预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部电信号的检测,植入式心衰治疗装置100还可以包括远场兴奋检测模块(Global Sense,亦可简称为GS模块),其用于检测患者心脏的整体兴奋事件,例如表征心房整体肌群除极的时间和电位变化的P波、表征心室整体肌群除极的时间和电位变化的QRS波群和表征整体心室肌群复极的时间和电位变化的T波等。在获取与整体兴奋事件相关联的远场检测信号后,远场兴奋检测模块将相应的远场检测信号提供给植入式心衰治疗装置100的控制模块106,从而使得控制模块106能够基于远场检测信号和局部检测信号进一步确定刺激脉冲的具体发放时间。
如图1所示,远场兴奋检测模块包括由检测电极107和108构成的检测电极对,该检测电极对耦接到壳体101,并被构造为实现对上述整体兴奋事件所涉及的远场电信号的检测。需要说明的是,虽然如图1所示的电极107和108被设置于壳体101的外表面,但其也可以具有与控制模块106实现电耦接并暴露于壳体101外的组织和/或血液的任何构造。换句话说,检测电极107和108可以采用如上描述的刺激电极103和104所采用的电极材料和构造形式特征的任意组合,或者能够实现其功能的任意可行的位置布置或构造形式。一些实施例中,检测电极107和/或108的表面积大于刺激电极103和/或104。一些实施例中,电极107和/或108由壳体101的一部分限定,并且其表面积占据壳体整体表面积的四分之一至三分之一。一些实施例中,刺激电极对和检测电极对也可以共用一个电极,例如检测电极107和刺激电极104可以合并为一个电极。有关检测电极和刺激电极的具体布置方式,将在下文中详述。
虽然图中未示出,但在一些实施例中,远场兴奋检测模块也可以被布置于壳体101的外部,并且与控制模块106可通信的连接。例如,远场兴奋检测模块可以被构造于独立于植入式心衰治疗装置100的另一植入式装置中,并通过无线或有线的方式与植入式心衰治疗装置100通信连接。布置于另一植入式装置的远场兴奋检测模块可以采用如上所述的检测电极对107和108的形式,获取远场检测信号并将远场检测信号或者该远场检测信号的处理结果发送给植入式心衰治疗装置100的控制模块106。该另一植入式装置可以是具有远场检测信号的检测和/或处理功能的任意可用的植入式装置。
一些实施例中,两个或两个以上的植入式心衰治疗装置可以共同构成心衰治疗系统,并且其中至少一个植入式心衰治疗装置不具有远场兴奋检测模块,而是通过有线或者无线的方式获取其他植入式心衰治疗装置的远场兴奋检测模块的远场检测信号。一些实施例中,前述心衰治疗系统包括布置于右心室的如图1所示的植入式心衰治疗装置100,以及设置于心脏冠状静脉内的与装置100通信连接的另一植入式心衰治疗装置。相比于装置100,该冠状静脉中的植入式心衰治疗装置可以不具有检测电极对107和108,并且其控制模块被设置为通过刺激电极检测预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,并将该局部检测信号和/或其处理结果发送给装置100。随后,装置100基于上述局部检测信号结合自身获取的远场检测信号,确定施加刺激电脉冲的具体时间并将施加刺激电脉冲的指令发送给冠状静脉中的装置,该装置在接收到指令后,在预定刺激位置处施加电刺激。另一些实施例中,冠状静脉中的装置也可以被设置为仅需要从装置100获取指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,其自身基于远场检测信号和局部检测信号确定施加刺激电脉冲的具体时间并施加刺激电脉冲。有关根据远场检测信号和局部检测信号确定施加刺激电脉冲时间的具体方法将在下文中详述。
另一些实施例中,远场兴奋检测模块可以包括一对检测电极贴片,其被构造为接触患者体表以检测患者的体表心电信号作为远场检测信号,并通过无线或有线的方式传递给固定于心脏的植入式心衰治疗装置100的控制模块106。由于远场检测信号反映患者心脏活动的远场特性,因此共用远场检测信号可以有效降低装置的制造成本。当然,在一些实施例中,植入式心衰治疗装置100的控制模块106所接收的指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号也可以来源于与控制模块106通信连接的具有检测和/或处理远场检测信号功能的其他任意装置。这些装置可以是设置于患者体内的其他任意类型的植入装置,也可以是设置于体表或体外的任意类型的装置。
在壳体101中,脉冲产生模块105电藕接到刺激电极对103和104并被配置为生成刺激电脉冲。控制模块106电耦接到刺激电极对103和104和脉冲产生模块105,并被配置为接收通过刺激电极对103和104获取的预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号以及指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号。同时,控制模块106还至少根据远场检测信号和局部检测信号确定在预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,例如确定预定刺激位置处以及相近处的心肌细胞群的动作电位综合产生的电信号是否对应于具体的远场心电变化。当确定局部兴奋事件对应于特定的整体兴奋事件时,在局部兴奋事件的绝对不应期期间,控制模块106将控制脉冲产生模块105将刺激电脉冲传送到刺激电极对103和104,从而增强心肌细胞在局部兴奋事件期间的心肌细胞收缩力,以治疗心衰。有关控制模块106如何基于上述信号确定传送刺激电脉冲指令的具体方式将在下文中详述。图2A至图2C分别示出了根据本申请的不同实施例的植入式心衰治疗装置200a、200b和200c的示意图,其示意性地示出了检测电极对和刺激电极对相对于壳体的替代的布置方式。
如图2A所示,装置200a的刺激电极对中的电极203a位于锚定构件202a远离壳体201a的一端,而另一电极204a设置于壳体201a上邻近于锚定构件202a的一端。装置200a的检测电极对207a和208a沿着远离电极204a的方向依序设置于壳体201a上。图2B所示的装置200b的检测电极对和刺激电极对的布置大体与图2A所示的实施例相同,区别仅在于刺激电极204b设置于锚定构件202b上,而非设置于壳体201b上;此外,装置200b的检测电极207a和207b则布置于壳体201b的二端。图2C所示的植入式心衰治疗装置200c与图2B所示的植入式心衰治疗装置200b的区别仅在于其取消了设置于锚定构件202b上的刺激电极204b,而是将壳体201c上邻近锚定构件202c一端的电极207c作为检测电极对和刺激电极对的共同参考电位电极。换句话说,在装置200c中,检测电极对由电极207c和208c构成,而刺激电极对由电极203c与207c构成。
图3A至图3C分别示出了根据本申请的不同实施例的植入式心衰治疗装置300a、300b和300c的示意图,其示意性地示出了检测电极对和刺激电极对相对于壳体的位置布置方式。图3A所示的植入式心衰治疗装置300a与图2A所示的植入式心衰治疗装置200a的结构大体相同,区别仅在于检测电极对中的电极的布置方向。如果将图2A所示的检测电极207a和208a的布置方向定义为壳体的长轴方向,则图3A所示的检测电极对307a与308a以大体与长轴方向垂直的方向布置。类似地,图3B所示的植入式心衰治疗装置300b与图2B所示的植入式心衰治疗装置200b的结构大体相同,区别在于检测电极对307b和308b也采用了大体垂直于长轴方向的方向沿壳体301b布置。图3C所示的植入式心衰治疗装置300c与图2C所示的植入式心衰治疗装置200c的结构大体相同,区别在于检测电极对307c和308c也采用了大体垂直于长轴方向的方向沿壳体301c布置。
在一些实施例中,检测电极对的检测电极之间的距离以相对远离的方式设置。例如,检测电极被设置于壳体的长轴的二端,短轴的较远二个面上,或是长轴二端的二个面上,这样能更好收集整个心脏,特别是整体心室肌的电活动。具体在一些实施例中,如果刺激电极对的一个电极设置于外壳上的话,而远场检测电极对不分享这一刺激电极时,刺激电极对和检测电极对覆盖的区域不重合。假设检测电极对包括电极A和B,而刺激电极对包括电极C和D,其中D为同心肌接触的电极,则电极的排列顺序依次为A、B、C和D。在一些实例中,电极B和C之间会有绝缘体,以使这二个电极之间有一定的距离,而尽量减少刺激电极发放的脉冲刺激对检测电极测到的电活动的影响。
图4A至图4C分别示出了根据本申请的不同实施例的植入式心衰治疗装置400a、400b和400c的示意图,这些植入式心衰治疗装置均具有多对刺激电极对。图4A所示的植入式心衰治疗装置400a与图2B所示的植入式心衰治疗装置200b的结构大体相同,其区别仅在于装置400a还具有另一锚定构件409a,并且该锚定构件409a上设置有另一组刺激电极对410a和411a。这两对刺激电极对被布置为分别接触心脏内膜或外膜不同的预定刺激位置。这些刺激电极对能够检测其所对应的预定刺激位置处心肌细胞动作电位产生的局部检测(LS)信号,并且还能够在对应的预定刺激位置处施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲。
一些实施例中,假设刺激电极对403a和404a中的电极403a接触心室内腔的A位置,而刺激电极对410a和411a中的电极410a接触心室内腔中与A位置不同的B位置。两个电极对分别检测A位置和B位置处心肌细胞的膜电位变化所产生的局部检测信号,并在A位置和B位置处的局部检测信号满足一定预设条件的情况下,通过刺激电极对分别向A位置和B位置施加刺激电脉冲以增强其心肌的收缩力。例如,装置400a的控制模块可以通过A位置和B位置处的局部检测信号的强度和/或时间顺序判定A位置和/或B位置心肌细胞电活动是否对应于心室的去极化传到过程,并在判定结果为是的时候,向A位置和/或B位置的心肌组织施加刺激电脉冲。
图4B所示的实施例中的植入式心衰治疗装置400b与图3A的植入式心衰治疗装置300a大体相同,其区别在于装置400b还具有另一锚定构件409b,以及设置于锚定构件409b上的另一刺激电极410b,其中由壳体401b的部分构成的电极404b分别与电极403b和410b形成两个刺激电极对。图4C所示的装置400c的结构大体与图2A所示的装置200a相同,其区别在于装置400c还具有另一锚定构件409c,并且由壳体401c的部分构成的电极404c分别与电极403c和410c形成两个刺激电极对。类似于之前图4A中的装置400a的描述,装置400b和400c也可以被设置为通过其两个刺激电极对实现对心脏不同位置的局部检测信号的检测处理和刺激电脉冲的分别递送,在此不再赘述。
图5A至图5B分别示出了根据本申请的不同实施例的植入式心衰治疗装置500a和500b的示意图,其示意性地示出了刺激电极对相对于壳体的位置布置方式。如图5A所示,装置500包括壳体501a和附接于壳体501a上的电极503a和504a构成的刺激电极对。如此前所述,装置500被设计为适于布置于患者心脏外侧的静脉血管中,而其预定刺激位置为静脉血管附近的心外膜心肌组织,该刺激电极对被设置为检测其心外膜特定位置的心肌细胞放电产生的局部检测(LS)信号,还能够在对应位置处施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲。如图所示的壳体501a和附接于壳体表面的刺激电极对被构造为能够与心脏外侧的静脉血管壁接合,以将装置500a固定于血管中,并且使得刺激电极对中的至少一个电极被设置为与血管壁邻近心外膜的一侧抵接。
此外,一些实施例中,装置500a还可以具有支架、球囊、支撑臂或者类似的可膨胀结构或者锚刺或钩爪结构构成的锚定构件,从而使其能够与静脉血管壁接合以固定装置500。另一些实施例中,壳体501a的至少一部分的尺寸被设置为能够固定设置于心脏外侧的静脉血管中的相对狭窄段,从而使得壳体501a固定于静脉血管中。图5B所示的植入式心衰治疗装置500b与图5A中的装置500a大体相同,其区别在于刺激电极对中的单个电极504b的构造被替换为壳体501a的一部分,例如,壳体501a上未被绝缘材料覆盖的环形区域。一些实施例中,单个电极504b也可以是环形区域中面对心肌的局部区域,例如面对心肌的半环形,或者小于或大于半环的弧形。如上所述,两个或两个以上的本申请所公开的植入式心衰治疗装置可以共同构成心衰治疗系统,并且其中至少一个植入式心衰治疗装置可以不具有远场兴奋检测电极和检测模块,而是通过有线或者无线的方式获取其他植入式心衰治疗装置的远场兴奋检测模块的远场检测信号和/或信号处理结果。为了尽量缩小体积以便于放置于心脏外侧的静脉血管中,图5A或5B所示的植入式心衰治疗装置500a和500b可以不具有远场兴奋检测模块,但其可以从具有远场兴奋检测模块的其他体外装置或其他植入装置接收用于指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并由其自身的控制模块结合其刺激电极对所检测的局部检测信号,确定其所对应的预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件。这样,在局部兴奋事件符合预设条件的情况下,植入式心衰治疗装置可以指示刺激电极对在预定刺激位置处施加脉冲电刺激。一些实施例中,植入式心衰治疗装置500a和500b可以被构造为不执行上述基于远场检测信号和局部检测信号的判断步骤,其与系统中的其他植入装置或体外装置通信连接,以将刺激电极对所获取的局部检测信号或检测结果发送给系统中的其他植入装置或体外装置。这样,其他植入装置或体外装置可以基于远场检测信号和局部检测信号进行判断,并在适当的时候向植入式心衰治疗装置500a或500b发送递送脉冲电刺激的指令。随后,装置500a或500b基于所接收到的指令,控制刺激电极对在其所接触或对应的预定刺激位置处(心肌外膜)施加电脉冲刺激,以增强其心肌的收缩力。
需要强调的是,图2A至图5B所示的实施例旨在于示意性的示出刺激电极对和/或检测电极对的可能位置布置。图中刺激电极对和/或检测电极对的材料、构造形状等可以采用图1所示实施例中所描述的电极103、104、107和108所描述的任意技术特征及其组合,或者采用能够实现其功能的其他任意可行的位置布置或构造形式,在此不再赘述。此外,出于简化视图考虑,有些视图中并未具体画出电极间的绝缘材料或结构,但电极间显然设置有绝缘结构或材料。例如,对于壳体上设置的多个电极来说,其电极间可以通过绝缘材料涂层或包覆的绝缘材料实现隔离。又譬如,装置的外壳可以整体由绝缘材料制成,而二个或以上的电极由外壳延伸而出并与外壳内的电路模块连接。本领域技术人员显然也能够理解这些电极间的绝缘设置可以采用任意可行的方式,在此也不再赘述。
图6展示了根据本申请的一个实施例的植入式装置的控制方法600的流程图。下面将结合图1所示的装置100对图示的方法步骤进行示例性说明。
在步骤602,控制模块106至少根据所获取的远场检测信号和局部检测信号确定在预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件。一些实施例中,步骤602可以包括:获取特定的整体兴奋事件所对应的特定事件时间窗;以及如果感测到局部兴奋事件的时间落入特定事件时间窗,确定局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件。
特定事件时间窗是指基于远场检测信号(本文中亦可简称为GS信号)和/或局部检测信号(本文中亦可简称为LS信号)来确定的与心动周期的特定事件相关联的时间段。例如,可以基于一个或多个体内植入装置的检测电极所检测到的远场心电信号或者一个或多个体外设备所检测到的体表心电图来确定与心动周期的特定事件(例如R波或者QRS波群等)相关联的时间段。一些实施例中,在植入式心衰治疗装置具有多个刺激电极对情况下,特定事件时间窗还可以基于不同预定刺激位置的刺激单极对所提供的多个LS信号来确定。
具体地,特定事件时间窗的起始点可以由上述GS信号和/或LS信号确定。一些实施例中,特定事件时间窗的起始点可以基于全部检测信号中感测到特定事件的时间点(以下简称为“GS感测时间”)和/或检测到预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号的时间点(以下简称为“LS感测时间”)来确定。
在一个如图二所示的植入在右心室的心衰治疗装置实施例中,特定事件时间窗的起始点(以下公式中简写为GVT-s)可以采用如下方式设置:
当LS感测时间晚于GS感测时间,即LS感测时间与GS感测时间的差值(以下公式中简写为GLSD)大于0时,将GVT-s设置为GS感测时间(以下公式中简写为GS)的预设时间长度之前(以下公式中简写为A)的时刻,具体公式如下:
当GLSD>0时,GVT-s=GS-A;
相反地,当LS感测时间早于或等于GS感测时间时,GVT-s可以被设置为LS感测时间(以下公式中简写为LS)的预设时间长度之前的时刻,其具体公式如下:
当GLSD≤0时,GVT-s=LS-A,该公式也可以变换为GVT-s=GS+GLSD-A。
以上设置可以实时在每个心动周期中实行。
还需要说明的是,植入式心衰治疗装置也可以在参数的预设期内通过对LS信号和GS信号的监测,确定在LS感测时间晚于GS感测时间情况下,LS感测时间和GS感测时间之间的参考时间差值B,以及在LS感测时间早于或等于GS感测时间情况下,LS感测时间和GS感测时间之间的参考时间差值C。在随后运行过程中,GVT-s的设置可以基于上述参考时间差值以及LS感测时间或GS感测时间来确定,具体公式如下:
当GLSD>0时,GVT-s=LS-B-A;
当GLSD≤0时,GVT-s=GS-C-A;
需要说明的是,上述具体计算方式仅为示例性列举,特定事件时间窗的起始点也可以采用其他的方式或基于其他参数来确定。在上述实施例中,预设时间长度A、B和C均可以是可调整的预设值,其中A可以选自0至40ms,优选为20ms。一些实施例中,预设时间长度B和C可以采用相同的预设值。
特定事件时间窗的长度可以是预设时间长度,该预设时间长度通常与特定事件的具体类型相关。以特定事件为R波为例,对于由心房位置的自发电冲动(例如由窦房结产生)所导致的R波,其特定事件时间窗(或称为R波时间窗)的长度可以设置为30至130ms,优选为90ms;而对于由心室位置的自发电活动(如室性早搏)或者心室组织受到的外部电刺激所导致的R波,其R波时间窗的长度可以设置为30至250ms,优选为150ms。
在另一些实例中,心室自发电活动和起搏引起的心室电活动的长度医生也可根据实际情况分开设置。不同的室性早搏也可根据具体情况由医生设置不同的时间长度。
继续参照图6,在步骤604,控制模块106在确定局部兴奋事件对应于特定的整体兴奋事件时,在局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
在一些实施例中,步骤604具体包括:控制模块106基于局部检测信号和/或者远场检测信号确定脉冲发放时间;基于局部检测信号和/或远场检测信号确定适于发送刺激电脉冲的可发放脉冲时间窗;以及,当脉冲发放时间落入可发放脉冲时间窗时,将刺激电脉冲传送到刺激电极对103和104,从而增强患者心肌的收缩力。
在本申请中,脉冲发放时间(本文中亦可简写为CSDT)是指基于所获得的GS信号和/或LS信号确定的刺激电极对发放刺激电脉冲的时间点。脉冲发放时间可以采用不同的方式确定。CSDT的设置保证了脉冲刺激的发放时间是在局部兴奋事件的绝对不应期里
一些实施例中,可以根据LS感测时间来确定脉冲发放时间,比如脉冲发放时间可以是LS感测时间的预设时间长度之后的时刻,具体公式如下:
CSDT=LS+D;
另一些实施例中,脉冲发放时间确定基于GS感测时间结合GLSD来确定,比如脉冲发放时间可以是GS感测时间、GLSD以及预设时间长度的和,具体公式如下:
CSDT=GS+GLSD+D。
如前所述,可以在预设期内通过检测LS信号和GS信号确定在LS感测时间晚于GS感测时间情况下,LS感测时间和GS感测时间之间的参考时间差值E,以及在LS感测时间早于或等于GS感测时间情况下,LS感测时间和GS感测时间之间的参考时间差值F。在随后的运行过程中,CSDT可以基于上述参考时间差值以及LS感测时间或GS感测时间来确定,具体公式如下:
当GLSD>0时,CSDT=GS+E+D;
当GLSD≤0时,GSDT=GS-F+D;
以上E和F的确定可以实时在每个心动周期中实行,也可作为预设值在设置期中确定。
需要说明的是,上述具体计算方式仅为示例性列举,脉冲发放时间也可以采用其他的方式或基于其他参数来确定。在上述实施例中,预设时间长度D可以选自为10至80ms,优选为40ms。
可发放脉冲时间窗是指适于发放刺激电脉冲的时间段,在此期间通过刺激电极向预定刺激位置传送刺激电脉冲将不会或很难引起预定刺激位置以及该刺激电脉冲所能够影响的其他心肌组织的再除极事件。通过设置可发放脉冲时间窗作为判定条件,使得植入式心衰治疗装置能够实现发放的刺激电脉冲落在其刺激部位的和刺激脉冲能影响到的心肌的绝对不应期内合适的时间点,以达到增强心肌收缩力的作用,又能避免诱发恶性室性心率失常室速(VT)或室颤(VF)等风险。
一些实施例中,可发放脉冲时间窗的起始点可以采用与如上所述的特定事件时间窗的起始点相同的方式来确定,在此不再赘述。一些实施例中,特定事件时间窗和可发放脉冲时间窗的起始点也可以采用其他任意可行方式。例如,在植入式心衰治疗装置具有多个刺激电极对情况下,比如右心室和左心室都有植入装置,特定事件时间窗和可发放脉冲时间窗还可以基于GS和一个心动周期中最早感测到局部兴奋事件的刺激电极对的LS信号来确定。当然,可发放脉冲时间窗也可以基于LS信号和GS信号及如上提及的各项因素来综合考虑确定。
同特定事件时间窗的长度设置一样,可发放脉冲时间窗的长度可以是预设时间长度,该预设时间长度通常与特定事件的具体类型相关。以特定事件为R波为例,对于由心房位置的自发电冲动(例如由窦房结产生)所导致的R波,其可发放脉冲时间窗(或称为R波可发放脉冲时间窗)的长度可以设置为30至250ms,优选为130ms;而对于由心室位置自发电活动或者心室组织受到的外部电刺激所导致的R波,其可发放脉冲时间窗的长度也可以设置为30至250ms,优选为200ms。
在另一些实例中,对于由心室位置自发电活动和心室起搏引起的心室电活动的可发放脉冲时间窗的长度,医生也可根据实际情况分开设置。不同的室性早搏也可根据具体情况由医生设置不同的时间长度。
需要说明的是,可发放脉冲时间窗和特定事件时间窗(在本文部分描述中亦简称为“感测时间窗”)对应的起始时间点可以相同或者不同。换句话说,可发放脉冲时间窗和特定事件时间窗这两个时间窗可以进行独立设置,相互之间可以没有相互关联性和依赖关系。具体地,可发放脉冲时间窗与特定事件时间窗可以基于远场心电信号确定,并可以根据所感测的特定事件(例如R波)的具体情况和心肌具体位置等因素分别进行适应性调整,使其能够覆盖或满足绝大部分脉冲刺激场景需求。有关可发放脉冲时间窗和特定事件时间窗的具体确定方式,将在下文中结合附图和具体实施例详细描述。可选地,方法600在步骤602之前也可以具有步骤601,在步骤601中,确定引发局部兴奋事件的电信号来源,该电信号来源可以包括来自心房位置的自发电冲动、来自心室位置的心室自发电或动或者来自心脏外部的电刺激引起的心室电活动。一些实施例中,可以通过远场检测信号确定电信号来源的具体类型。随后,结合步骤601中所确定的电信号来源,可以在步骤602和604中相应调整特定事件时间窗、可发放脉冲时间窗和脉冲发放时间等参数。具体调整方式可以参照步骤602和604中的描述,而对于电信号来源为心脏外部的电刺激(例如起搏脉冲)的情况,可以参照下文中具有起搏脉冲功能的植入式心衰治疗装置的控制方法部分的描述。
图8示出了根据本申请的一个实施例的植入式心衰治疗装置800的控制系统的模块示意图。如图8所示,装置800包括感测分析模块801,其用于感测并接收装置800的刺激电极对(图中表示为S1和S2)和检测电极对(图中表示为E1和E2)处获取的局部检测信号(图中表示为LS)和远场检测信号(图中表示为GS),并将其传递给参比时间窗确定模块802和脉冲发放时间确定模块804。一些实施例中,远场检测信号(GS)包括检测电极对检测到的患者心脏的远场心电信号。参比时间窗确定模块802根据所获得的GS信号和/或LS信号确定远场心电信号中的特定事件所对应的特定事件(例如R波)时间窗(R波时间窗在图中表示为RTW)和/或可发放脉冲时间窗(SSW)。
继续参照图8所示,装置800的感测分析模块801还可以被设置为获取表征引发局部兴奋事件的电活动来源的信号(图中表示为BC),并将该信号传送给参比时间窗确定模块802和脉冲发放时间确定模块804。参比时间窗确定模块802被设置为根据所接收到的BC信号、LS信号和GS信号确定预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件。以特定事件为R波为例,针对BC信号指示例如电活动来源为心房位置的自发下传的电活动、来自心室位置的心室自发电活动或者来自外部的电刺激心室引发心室电活动的情况,参比时间窗确定模块802相应设定特定事件时间窗RTW和可发放脉冲时间窗SSW,并将其发送给比较分析模块803。类似的,针对BC信号指示电信号来源为心房位置的自发电冲动、来自心室位置的自发电冲动或者来自心脏外部的电刺激的情况,脉冲发放时间确定模块804相应确定脉冲放电时间CSDT。基于上述信息,比较分析模块803确定是否通过刺激电极对向患者心脏的预定刺激位置处施加刺激电脉冲。一些实施例中,比较分析模块803首先确定LS信号中感测到的局部兴奋事件的时间是否落入RTW。如果答案为是,则确定预定刺激位置处的局部电兴奋事件是对应由其导致的R波事件,可以在该局部电兴奋事件的绝对不应期期间将刺激电脉冲传送到一对刺激电极S1和S2。进一步地,当比较分析模块803确定LS信号中感测到的局部兴奋事件的时间落入RTW之后,再确定脉冲发放时间CSDT是否落入可发放脉冲时间窗SSW,并且只有在其落入SSW中的情况下,才将刺激电脉冲传送到一对刺激电极S1和S2。
如图8所示,装置800还可以具有起搏工作模块805,其被设置为向感测分析模块801提供是否递送起搏脉冲的信号。感测分析模块801在获取起搏脉冲已递送的信号后,确定是否实现心脏夺获。如果实现心脏夺获的情况下,此时BC信号类型为起搏(如心室起搏),参比时间窗确定模块802据此相应设定特定事件时间窗RTW和可发放脉冲时间窗SSW,同时脉冲发放时间确定模块804相应确定脉冲发放时间CSDT,这些信号随后被发送至比较分析模块803。比较分析模块803基于所获取的信息首先确定起搏电脉冲的施加时间是否落入RTW(由于起搏确认是夺获的,自然就是)。如果答案为是,则确定预定刺激位置处的局部电兴奋事件是对应由其导致的心室肌心电活动,以及后续的收缩事件,并可在该局部电兴奋事件的绝对不应期期间将刺激电脉冲传送到一对刺激电极S1和S2。进一步地,确定起搏电脉冲的施加时间落入RTW之后,比较分析模块803可以再确定脉冲发放时间CSDT是否落入可发放脉冲时间窗SSW,并且只有在其落入SSW中的情况下,才将刺激电脉冲传送到一对刺激电极。
需要说明的是,上面图8的实施例中对于模块的划分依据功能或执行步骤,而非对于物理上的具体模块的划分。实际上一个或多个模块可以合并为一个整体模块,或者每个模块也可能被进一步划分。此外,每个模块所执行的步骤和功能也并非一定按照图8所示的顺序。例如,一些实施例中,可以先由参比时间窗确定模块802确定LS信号中感测到的局部兴奋事件的发生时间是否落入RTW,并且只有当其落入RTW的情况下,再进行脉冲发放时间CSDT是否在发放脉冲时间窗SSW内的判断,来决定能否发放刺激脉冲。图8所示的装置中的各个模块可以由硬件实现,可以由软件或固件实现,也可以由硬件和软件/固件的组合来实现。此外,图8所示装置800中的GS和LS信号中的一个或多个也可以来自于其他植入装置或体外装置,而非只是来自于检测电极对E1和E2以及刺激电极对S1和S2。
需要说明的是,一些实施例中,图1中的装置100的控制模块106也可以不通过刺激电极对103和104获取预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,而是通过耦接于壳体且与心脏组织或血管接触的其他电极获取心脏其他局部位置的心肌细胞放电产生的局部检测信号(亦可简称为其他LS信号),该其他局部位置可以是但不限于邻近预定刺激位置。另一些实施例中,控制模块106也可以从与其通信连接且能够获取患者心脏的其他局部位置心肌细胞的电信号的其他装置处获取其他LS信号。随后,控制模块106可以基于GS信号和LS信号来确定在所述患者心脏的其他局部位置的局部兴奋事件是否对应于患者心脏的特定的整体兴奋事件,以及当确定该局部兴奋事件对应于特定的整体兴奋事件时,在局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。需要说明的是,一些实施例中,本文中所谓的“在局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极的步骤”可以仅考虑局部兴奋事件的绝对不应期的情况。而另一些实施例中,上述步骤也可以被进一步限定为同时考虑局部兴奋事件的绝对不应期和心室肌整体的绝对不应期的情况,具体如步骤604所描述的步骤和方法。一些实施例中,控制模块106可以采取与方法600相似的步骤,区别在于将LS信号替换为上述其他LS信号。另一些实施例中,控制模块106还可以在考虑预定刺激位置和其他局部位置的位置关系等因素的情况下,对具体步骤和参数进行适应性调整。
图9至19主要涉及本申请的多个具体的实施例,从不同方面进一步描述本申请所涉及的植入式心衰治疗装置的具体细节。其中实施例1和实施例2涉及本申请的植入式心衰治疗装置所采用的脉冲刺激控制方法。实施例3和4主要涉及植入式心衰治疗装置的脉冲刺激控制系统。实施例5主要涉及脉冲刺激控制系统的脉冲刺激控制装置。实施例6涉及实现脉冲刺激控制方法的电子设备,而实施例7则涉及存储有实现实施例1或2中的脉冲刺激控制方法的计算机程序的计算机可读存储介质。以下将结合图9至19和上述具体的实施例对植入式心衰治疗装置的具体细节进一步描述。需要说明的是,这些实施例仅为示例性地描述植入式心衰治疗装置的具体实施方式,而非旨在以任何方式限定本申请的范围。
实施例1
如图9所示,本实施例的脉冲刺激控制方法包括:
S101、获取预设心电图中R波的第一感测时间;
其中,预设心电图包括但不限于体表心电图ECG、体内远场心肌心电图Far-FieldElectrogram(又称FF-EGM);第一感测时间又称GS(Global Sense,远场感知)。
S102、基于第一感测时间,确定设定心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件,并获取感测事件对应的第二感测时间;
其中,对应于本地局部心肌心电图中的感测事件的第二感测时间又称LS(LocalSense,近场感知)。
局部心肌心电图中的感测事件为对应于预设心电图的R波的感测事件。
S103、在第二感测时间不满足第一预设条件时,则确定感测事件不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,并控制不对设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激;
其中,第一预设条件基于预设心电图中R波的第一感测时间和感测事件对应的第二感测时间确定。
在一可实施的方案中,如图10所示,步骤S103包括:
S1031、获取预设心电图中R波对应的感测时间窗;
其中,获取感测时间窗的方式包括但不限于:基于预先设置的感知电路得到、通过外部设备输入以直接接收得到。
体表心电图ECG:对应的信号来自于贴在皮肤上的控制电极;此处的控制电极但不限于采用常用的体表心电图电极、特殊设计的电极。
远场心肌心电图FF-EGM,代表(或反映)整个心脏电活动的信号,类似于体表心电图。远场心肌心电图对应的信号来自于多种控制电极组合,包括但不限于直接接触心肌的表面积较大(即明显大于常规用于心肌电刺激的电极的表面积)的电极;不直接接触心肌但靠近或远离心室心肌的电极;或位于皮下的相对表面积较大的电极。
例如,不同的电极组合对应:放在血管或心腔内的、放在心外膜的除颤电极、sub-QICD的皮下除颤电极,或者是体外除颤器(如AED)的除颤电极等的不同电极的任意组合,具体这些不同电极如何组合设置可以根据实际使用场景的需求进行确定或调整。
可以基于单一或多个导联的体表心电图,和/或一个或多个远场心肌心电图中R波,获取感知时间和相应的感测时间窗,以其代表整体心室心肌除极电活动的部分或全部时间段而获得可发放脉冲时间窗。通过对于在刺激部位是否发放和发放时间的控制机制的改进,进一步提高脉冲刺激发放确定的准确度,并提高其安全性。
S1032、在第二感测时间未落入感测时间窗内时,则确定感测事件不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,并控制不对设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激。
其中,局部心肌心电图中的感测事件LS对应的非R波信号包括T波信号或其他干扰信号等。具体地,脉冲刺激为CCM刺激;实现脉冲刺激能在不同心室电活动情况下进行,提高了脉冲刺激的可使用范围,大大地提升了脉冲刺激控制的整体有效性。
CCM刺激在如下心室电活动时发生:窦性心跳、源于心房下传引起的心室心跳、源于心室的心室心跳(心室异位激动),和心室起搏心跳等。
通过确认局部感知的事件是R波,更好确保CCM刺激是由本地R波触发,而不是其他(如T波、肌电、或其他非心肌去极化电活动等)信号触发,有效地排除误触发情况发生,通过这一关键环节的设计,能够有效地提高脉冲刺激的安全性和有效性。
为了有效提高局部心肌心电图中LS是否为R波感知的确认精度,本实施例中同时考虑同一个心跳的远场感知(GS)和近场感知(LS),由同一个心跳下的远场感知(GS)和近场感知(LS)来共同确定判断结果,大大地降低了只考虑一种感知即远场感知(GS)或近场感知(LS)时很有可能发生误判,而导致误触发脉冲刺激的情况的发生概率,从而有效地提高了对感测事件(LS)的确认准确度,进一步有效地避免了脉冲刺激在错误的情况下发放,极大程度上提高了对患者脉冲刺激的安全性。
确保脉冲刺激是不仅是在本地心肌R波(由在此心肌部位的电极感知到的)的可发放期内发放的,也是在远场心肌R波(由心室心肌整体产生的电活动)的可发放期内发放的,这样可以最大程度上的减少心室心肌由于脉冲刺激意外被激活而去极化的风险,甚至可以消除此风险。
本实施例中,能够及时对每次心跳的局部心肌心电图中的感测事件进行解析处理,自动且准确排查出误感知事件,将之确定为不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,而属于比如T波等干扰信号,此时控制不对相应心肌位置发放脉冲刺激,保证了不在错误的情况下发放脉冲刺激,有效地避免诱发VT或VF的风险,避免对患者造成不必要的疼痛感甚至造成安全隐患,以确保患者的安全性,提高了脉冲刺激控制的可靠性,保障了对患者的脉冲刺激的安全性、有效性和治疗效果。
实施例2
本实施例的脉冲刺激控制方法是对实施例1的进一步改进,具体地:在一可实施的方案中,如图11所示,步骤S102包括:
S1021、将第一感测时间作为第一时间点,并将第一时间点之前的第一设定时长对应的时间点作为时间参考起点;
S1022、基于时间参考起点,获取设定心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件。
在一可实施的方案中,如图12所示,步骤S102之后还包括:
S104、在第二感测时间落入感测时间窗内时,则确定感测事件为R波。在一可实施的方案中,如图13所示,本实施的脉冲刺激控制方法还包括:
S105、在感测事件为R波后,基于局部心肌心电图中R波的第二感测时间,确定设定心肌位置的刺激电极对应的脉冲发放时间;
需要说明的是,本实施例中的获取感测事件为R波的方式可以通过外部设备传输的方式直接获取,或者基于判断落入感测时间窗等方式进行确定。
S106、判断脉冲发放时间是否满足第二预设条件,若是,则确定向设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激;否则,确定不向设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激。
确定局部心肌感测时间在预设心电图中R波对应的感测时间窗内的感测事件,其属于与预设心电图中R波相对应的局部心肌的R波信号,进而保证在确定为R波时才及时发放脉冲刺激,以保证对患者心脏的脉冲刺激的及时性、安全性和有效性。
确保脉冲刺激是不仅是在本地心肌R波(由在此心肌部位的电极感知到的)的可发放期内发放的,也是在远场心肌R波(由整体心室心肌产生的电活动)的可发放期内发放的,这样可以最大程度上的减少甚至消除心室其他部位心肌由于脉冲刺激被激活而被极化的风险,极大程度上保障了患者脉冲刺激的安全性,最大程度上避免对患者造成不必要的治疗风险和痛苦。
也就是说,本实施例的脉冲刺激控制使得无论刺激电极在心肌何处,只在正确的情况下,即不光是本地心肌的,也是整个心室心肌的可发放期内,才发放脉冲刺激,更好地保证脉冲刺激的安全性和有效性;这也使得脉冲刺激可在需要时在各种心跳下发放(包括心房传导的心室心跳,心室自身引发的心跳,如PVCs,心室起搏心跳等),更大程度满足患者对心肌收缩力加强的需求。
在一可实施的方案中,步骤S105包括:
根据局部心肌心电图中R波的第二感测时间和预设时长,计算得到设定心肌位置的刺激电极对应的脉冲发放时间;或,
计算得到预设心电图中R波对应的第一感测时间(GS)和设定心肌位置的第二感测时间之间的时间差值;
以第一感测时间为参考零点,根据时间差值和预设时长计算得到设定心肌位置对应的脉冲发放时间。
具体说明上述两种计算得到局部心肌心电图中R波的脉冲发放时间的过程:
(1)及时获取局部心肌心电图中R波出现的第二感测时间,则以第二感测时间作为参考零点(或称触发点),在此基础上加上预设时长(LPD)以得到对应心肌位置的刺激电极对应的脉冲发放时间。
(2)基于第二感测时间,以及体表心电图ECG和/或远场心肌心电图FF-EGM中R波出现的第一感测时间,计算得到第二感测时间与第一感测时间之间的时间差值(GLSD);然后,以第一感测时间作为参考零点,在此基础上加上时间差值GLSD和预设时长LPD,以计算得到以第一感测时间为触发点(参考点)的每个设定心肌位置对应的脉冲发放时间GPD,即GPD=GLSD+LPD。
还可以在得到每个设定心肌位置的脉冲发放时间GPD后,保持时间差值不变,以实现保持根据脉冲发放时间GPD发放心脏脉冲刺激至对应的控制电极;无需每次电刺激输出前都再次计算,此时可以在发生局部心肌心电图R波感知后,根据GPD直接确定电刺激输出时间,而不需要每次都通过第一和第一感测时间来计算脉冲刺激远场心肌心电图发放时间,从而在达到心电刺激效果的同时,有效地缩短了数据处理耗时,提高了心脏脉冲刺激触发的控制效率。
另外,还可以根据实际需求定期或不定期的更新脉冲发放时间GPD(此时可以继续或停止心肌电刺激),然后根据更新后的触发时间继续进行心肌电刺激,以实现更灵活的电刺激效果,满足更多的脉冲电刺激场景需求。
以局部心肌心电图R波(第二感测时间)触发的脉冲刺激,每个刺激位置从R波到发送的时长(LPD)是固定的(如预设时长40ms)。以体表心电图ECG和/或远场心肌心电图FF-EGM中R波触发的脉冲刺激,每个刺激位置的时长(GPD是不固定,不一样的(即由固定的预设时长40ms、根据位置变化的时间差值决定)。其中,该预设时长通常默认为40ms,且该时长值可以根据实际需求进行微调等更新设置(即可编程调整)。
需要说明的是,每个设定心肌部位对应的GLSD和GPD在预设期时可在几个自身心跳时测量并平均得到(默认为5个连续自身心跳,范围从3到12)。也可是根据每个心跳下的实测时长得到。每个设定心肌部位或位置的GPD用于在该部位或位置相对预设心电图R波感知时刻触发脉冲刺激发送的时间。脉冲发放时间对应感测到R波至触发心脏脉冲刺激发放的时长,脉冲刺激在各个位置或部位的传递由体表心电图ECG的R波感应或远场心肌心电图FF-EGM的R波感应触发,继而根据脉冲发放时间发放心脏脉冲刺激至每个对应的控制电极。为了保证脉冲刺激的有效性,所有R波(即远场心肌心电图FF-EGM中的R波和体表心电图ECG中的R波)都是在同一心跳下感知到的。基于上述的脉冲发放时间的获取方案,能够有效地保证脉冲刺激的及时性和可靠性。
另外,可以根据实际需求,针对不同的心室电活动预先设置与之相适配的GLSD等参数,例如窦性(SR)的心室电活动,然后在实际运行期时,在窦律时直接调用预设期设置的对应参数即可,以减少每次心跳所需的计算要求,同时保证脉冲刺激控制的及时性和有效性;
还可以不依赖于预设期中获得参数,如GLSD等,而是直接基于运行期过程中,基于实时心电活动感测的数据以及参数进行动态计算得到与当前实际的心室电活动相对应的GLSD以及其它参数,以进一步提高脉冲刺激控制的及时性和有效性,继而进一步保障了对患者的脉冲刺激的安全性和疗效。
在一可实施的方案中,如图14所示,步骤S106包括:
S1061、获取预设心电图中R波对应的可发放脉冲时间窗;
其中,可发放脉冲时间窗和感测时间窗这两个时间窗对应的起始时间点以及窗口时长均可以相同或者不同;也即可发放脉冲时间窗和感测时间窗这两个时间窗可以进行独立设置,相互之间可以没有相互关联性和依赖关系。具体地,可发放脉冲时间窗与感测时间窗基于预设心电图确定,具体如何设置根据实际R波感知情况和心肌的情况等因素进行适应性调整,使得能够覆盖或满足绝大部分脉冲刺激场景需求即可。
S1062、在脉冲发放时间落入可发放脉冲时间窗时,则控制在脉冲发放时间将脉冲刺激发放至设定心肌位置处的刺激电极;
在脉冲发放时间未落入可发放脉冲时间窗时,则控制不对设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激。
本方案,保证CCM刺激必须在本地心肌除极(R波)的可发放期内、和体内远场心肌除极(R波)的可发放期内。其中,可发放脉冲时间窗对应的是一个安全期,此安全期对应整体心室的可发放期。可发放脉冲时间窗的起点和终点均是可调节的,目标是其起点约对应于除极区,其终点早于或等于可发放期终点。
在一可实施的方案中,当有多个所述设定心肌位置时,本实施例的脉冲刺激控制方法还包括如下步骤:
对于每个心肌位置对应的本地(Local)局部心肌心电图中的感测事件LS,逐一执行步骤S102至S106,以及时且有效地向每个心肌位置发放脉冲刺激,保证对患者治疗的安全性、有效性和可靠性。
其中,感测时间窗根据预设心电图中R波的第一感测时间和第一个发生的所述感测事件对应的第二感测时间确定。
例如,以预先在患者的3个不同设定心肌位置(A、B、C)处分别设置一个脉冲刺激电极为例进行说明,设定心肌位置A、B、C处分别对应刺激电极对E1、E2、E3,对应的感测事件的第二感测时间分别为LS1、LS2、LS3;其中,LS1、LS2、LS3对应的发生时间依次推移(即感测事件LS1最早发生,其他感测事件依次在后续时间发生)。其中,每个电极对的构成可以为:单级电极以及单级电极、双极电极以及双极电极导线、单极电极以及单级电极和双极电极以及双极电极导线两种类型的电极组合设置,还可以由其他类型的电极,具体采用何种电极对以及如何组合设置可以根据实际场景需求进行确定或调整。
具体地,在基于设定心肌位置A处的电极对E1获取该心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件LS1时,获取该感测事件LS1对应的第二感测时间,并判断该第二感测时间落入预设心电图中R波对应的感测时间窗,在其未落入时,则确定该感测事件LS1不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,而是T波等其他的干扰信号,并控制不对设定心肌位置A处的刺激电极对E1发放脉冲刺激;在其落入时,则确定该感测事件LS1与预设心电图中R波相对应的局部心肌的R波信号,然后在该感测事件LS1对应的第二感测时间及时且准确计算得到设定心肌位置A对应的刺激电极对应的脉冲发放时间;进而继续判断脉冲发放时间是否落入预设心电图中R波对应的可发放脉冲时间窗,若其落入时,则控制在脉冲发放时间将脉冲刺激发放至设定心肌位置A处的刺激电极,否则确定不向设定心肌位置A处的刺激电极发放脉冲刺激,以完成对设定心肌位置A处的一次脉冲刺激控制。
依次类推,对于设定心肌位置B、C的脉冲刺激控制过程与设定心肌位置A的脉冲刺激控制过程类似,因此在此就不再赘述。
需要说明的是,不同的设定心肌位置的脉冲刺激控制过程相互独立,彼此不会造成相互干扰或影响;例如,在对设定心肌位置A处正在进行脉冲刺激控制过程中,或者已经完成设定心肌位置A处的脉冲刺激控制,只要设定心肌位置B对应的局部心肌心电图中出现感测事件LS2,则就可以单独执行上述的脉冲刺激控制过程,最终完成对所有设定心肌位置处的脉冲刺激控制,控制操作井然有序,非常有效地保障了对患者的脉冲刺激的安全性和可靠性。
在一可实施的方案中,当多个局部心肌心电图的感测事件对应的感测时间发生非常紧凑(即时间跨度较小)时,本实施例的脉冲刺激控制方法还包括如下步骤:
获取每个局部心肌心电图对应的本地(Local)局部心肌心电图中的感测事件LS对应的第二感测时间,以获取发生时间最早的感测事件为第一个感测事件LS1;获取第一个感测事件LS1对应的第二感测时间,并判断该第一感测事件LS1是否落入预设心电图中R波对应的感测时间窗,并在其落入时确定该感测事件为与预设心电图中R波相对应的本地心肌R波信号;
对于剩余的心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件,判断这些感测事件对应的第二感测时间是否落入上述感测时间窗内,若是,则在确定第一个感测事件为与预设心电图中R波相对应的R波信号时,则直接确定剩余的心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件也是与预设心电图中R波相对应的R波信号;此时,无需对剩余的心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件进行逐一判断分析,在达到能够准确判断的同时,大大地简化了数据分析处理过程,有效地缩短了数据处理耗时,也降低了对设备的算力要求,进一步地保证了对患者的脉冲刺激控制的及时性、准确性和有效性。需要说明的是,具体采用何种方式对多个局部心肌心电图的感测事件是否为R波进行判断,可以根据实际场景需求选择单一的执行方案或者将多种执行方案进行组合,以满足更高要求的心电心室传导场景,大大地提高了脉冲刺激控制的实用性,非常大地程度上提高了对患者治疗的安全性和效果。另外,有多个所述设定心肌位置时,本实施例的脉冲刺激控制方法还包括:
(1)预设不同的设定心肌位置处R波对应的设定感测参数;
其中,设定感测参数包括设定感测时间和/或设定感测发生顺序。
(2)当第一个出现的局部心肌心电图中感测事件为R波时,则设置其他剩余的局部心肌心电图中感测事件均为R波;或,
(3)当最后一个出现的局部心肌心电图中感测事件为R波时,则设置其他剩余的局部心肌心电图中感测事件均为R波。
当然,还可以根据实际场景需求,对上述设置内容进行调整或者增设更多的设置内容。
下面具体说明确定局部心肌心电图中的感测事件是否为R波的实现原理:
确定感测事件LS是否为R波涉及两个阶段:建立期/预设期(set-up period)和运行期(operational period)。
对于单一心肌点的电极的脉冲刺激系统,在该脉冲刺激系统中,将有预设心电(如ECG)和一根电极导线连接到心室的心肌以用于感知R波,并用于将脉冲刺激传递至心肌。
在预设期需要对如下参数进行测量:
预设期(set-up period):
(11)ECG感知(GS)=ECG(R波)感知发生的时间(整体感知);
其中,预设心电图ECG中R波的心室电活动(心室整体电活动),R波感知反映了心室电活动相对早期的时间。
(12)EGM感知(LS)=EGM(R波)感知发生的时间(局部感知);其中,LS是GS对应参考时间起点(GS-X,X=60ms,可程控,范围包括但不限于30ms到200ms)后第一个感测到的局部心电图的感测事件;
(13)GLSD=LS-GS,为GS和LS之间的时间延迟;
(14)LPD=LS到脉冲刺激之间的时间延迟;
(15)GPD=GLSD+LPD,是GS到脉冲刺激之间的时间延迟;
(16)GVT是相应GS的感测时间窗口(可编程设置与调整的);LSVT是对应LS的感测时间窗口;
具体地,GVT的开始时间为GVT-s,时间窗口持续时间为B;
a1)GVT-s=GS-A,GLSD>0(即LS晚于GS);
GVT-s=GS+GLSD-A,GLSD≤0(即LS早于GS或同时);
其中,A的默认值为20ms,且A为可编程设置与调整的(包括0ms);此时,GVT-s均需要使用GS和LS相应的时间参数来获得。
b1)对于窦性心率,B在包括但不限于,30ms-130ms(可编程)范围内;
c1)对于室性异位激动,如PVC、心室起搏等,B包括但不限于,30ms-250ms(可编程)范围内。
LSVT-s=LS-A;LSVT-B=B-(LSVT-s-GVT-s);
需要说明的是,LSVT只有在多个局部心肌有电极时才使用;而且LS为LS1,即对应所有心肌部位中发生时间最早的感测事件。
17)如图7所示,GPT是相应GS的脉冲发放时间口;LSPT是相应LS的脉冲发放事件窗口(可编程设置与调整的);
具体地,GPT的开始时间GPT-s=GVT-s;窗口持续时间具体地包括但不限于,20ms-200ms(可编程)范围(default为130ms)。
LSPT的开始时间LSPT-s=LSVT-s,窗口持续时间为GPT的窗口持续时间减去GLSD。
需要说明的是,以上描述是包括GVT-s对应预设心电图中远场感知GS的场景,LSVT-s对应局部心肌心电图中近场感知LS的场景(即A=0ms时)。需要说明的是,上述参数都是在几个心动周期下平均计算得到(比如6个心动周期,可编程,还可以为其他数量次数下的心动周期);另外,预设期应分别在窦性心电活动,心室异博电活动,和心室起搏等期间分别进行。
如图15所示,对于单一电极导线刺激系统,LSPT为相应LS的脉冲发放时间窗,窗口的起点为LSVT-s,其窗口持续时间为GPT的窗口持续时间(B)减去GLSD,二者是作为以LS作为脉冲刺激发放的触发点(参考点)的脉冲发放时间。
需要说明的是,LSPT只有在多个局部心肌有电极时才使用;而且LS为LS1,即对应所有心肌部位中发生时间最早的感测事件。此时,GPT的起点也需要使用LS相应的时间参数来获得。
另外,本实施例中的GVT、GPT、LSVT和LSPT等时间窗口,均由对应窗口起点和窗口时长这两个参数来描述。
运行期(operational period)
(18)LS为实时本地的R波感知需满足以下条件:
a2)有两个感知事件:预设ECG(GS)和局部EGM(LS);
其中,LS是GS对应参考时间起点(GS-X,X=60ms,可程控,范围包括但不限于30到200ms)后第一个感测到的局部心电图的感测事件的第二感测时间;
b2)LS落在GVT(即感测时间窗口)内。
(19)脉冲刺激时间是否合适的判断标准:
a3)脉冲刺激时间落在GPT(脉冲发放时间口)里。
其中GVT和GPT来自于预设期中相应的心室心电活动中获得的,比如窦性心电活动,心室异博电活动,或心室起搏等。
对于多电极的脉冲刺激系统,在该脉冲刺激系统中,将有预设心电图和多个导线连接到多个心室肌部位,用于感知R波,并将脉冲刺激传递至局部心肌。在预设期需要测量如下参数:
预设期(set-up period):
(21)类似上述(11)-(19),其中测量和获取(因为还包括一些程控的数字同测量数字一起达到所有参数)每个刺激电极对应的所有参数;
(22)预先形成LSn(为本地的R波感知)对应的模板,该模板包括LSn(n=1,2,3,…)相对于LS1的时间,以及在每个电极发生感知时的顺序等信息;
运行期(operational period):
(23)在运行期间,实时获取GS和LSn;
(24)使用与上述步骤(18)中的规则,对LSn分别进行确是否为真正的R波;
或者,如果在上述步骤(18)中,LS1被确认为真正的R波,则LSn(n=2,3,…)被假定为真正的R波(如果LSn在GVT窗口内发生)。
或者,如果上述步骤(18)中LS1被确认为真正的R波,且LSn(n=2,3,…)符合预设模板,则LSn(n=2,3,…)被单独确认为真实R感测;
或者,如果使用LS1作为参考,则感测时间窗口将为LSVT,判断LSn(n=2,3,…)是否在LSVT时间窗内。
如图16所示,对于多电极导线刺激系统在设置期间:如果使用LS1作为参考,脉冲发放时间为LSPT。
运行期间:在确定每个LS为R波感知后,相应的脉冲发放时间应在GPT窗口内;如果使用LS1作为脉冲发放时间的触发点(参考点),则LSn(n>1)的发放时间在LSPT窗口内。
需要说明的是:对于单电极和多电极的脉冲刺激系统中,相对于各自心肌位置的脉冲刺激的发放时间是在局部心肌感知时间后,比如40ms后发放。GPT或LSPT是针对脉冲刺激发放时间的新的要求,特别是对多个刺激部位有脉冲刺激发放的情况,各个刺激部位的发放时间都需要落在GPT或LSPT的时间窗口里,即在同一心跳(心室激动)的整体心室的可发放期里(不光是电极部位的局部心室肌的可发放期)。
GVT/LSVT,作为一个“全心室“或”远场心室“R波感知时间窗,是用于判断LS是否是对应于GS(即对应于心室去极化的“全心室“或”远场“的R波感知)的局部心室去极化的R波感知。GPT/LSPT,为脉冲可发放时间窗(作为刺激发放的安全区,对应于心室肌整体(“全心室“或”远场心室“)的可发放期),是用于判断对应于LS的脉冲刺激发放时间是否安全。GPT和GVT为独立的,可分别程控的这两个参数,以满足实际的参数配置需求。当然,为了减少程控复杂度,医生可以对于二者选择同样的数值(合适时)。或者,系统可以直接预先赋予这两个参数同样的数值,但需保持这两个参数分别程控的功能。这两个步骤可以共同使用,也可各自单独使用。
另外,除了上述先设置预设期,再做运行期(即运行期依赖于预设期获得的数字来具体执行使用)。还可以通过将以上参数直接在运行期中每次心室肌电活动(每个心动周期)时获得并使用,无需依赖预设期,从而大大地提升了脉冲刺激控制过程的灵活性和效率。
本实施例中,只针对R波后发送脉冲刺激,能够及时对心肌的局部心肌心电图中的感测事件进行解析处理,自动且准确排查出误感知事件,将之确定为不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,而属于T波等干扰信号,此时控制不对相应心肌位置发放脉冲刺激,保证了不在错误的情况下发放脉冲刺激,有效地避免诱发VT或VF的风险,继而避免对患者造成不必要的疼痛感甚至造成安全隐患,以确保患者的安全性,提高了脉冲刺激控制的可靠性;同时保证在确定为R波时及时发放脉冲刺激,即只有在正确的情况下才发放脉冲刺激;
另外,只在心室可发放期内发送脉冲刺激:通过确认脉冲刺激发放时间落在体表心电图或体内远场心肌心电图整体心室心电活动(R波)对应的脉冲发放窗口内,以保证对患者心脏的脉冲刺激的及时性、安全性和有效性。其中,为了脉冲刺激发送时间的安全性,以体表心电图或远场心肌心电图来获得心室心电活动的可发放期信息也代表了对于脉冲刺激技术的积极改进,
进一步地保障了对患者的脉冲刺激的安全性、有效性和治疗效果。
实施例3
如图17所示,本实施例的脉冲刺激控制装置包括:
第一感测时间获取模块1,用于获取预设心电图中R波的第一感测时间;其中,预设心电图包括但不限于体表心电图ECG、体内远场心肌心电图Far-Field Electrogram;第一感测时间又称GS。
感测事件确定模块2,用于基于第一感测时间,确定设定心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件;
第二感测时间获取模块3,用于获取感测事件对应的第二感测时间;
其中,对应于本地局部心肌心电图中的感测事件的第二感测时间又称LS。
局部心肌心电图中的感测事件为对应于预设心电图的R波的感测事件。第一判断模块4,用于在第二感测时间不满足第一预设条件时,则确定感测事件不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,并调用控制模块5;控制模块5用于控制不对设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激;其中,其中,第一预设条件基于预设心电图中R波的第一感测时间和感测事件对应的第二感测时间确定。
在一可实施的方案中,第一判断模块4还用于获取预设心电图中R波对应的感测时间窗;第一判断模块4还用于在第二感测时间未落入感测时间窗内时,则确定感测事件不是与预设心电图中R波相对应的R波信号。
其中,获取感测时间窗的方式包括但不限于:基于预先设置的感知电路得到、通过外部设备输入以直接接收得到。
局部心肌心电图中的感测事件LS对应的非R波信号包括T波信号或其他干扰信号等。具体地,脉冲刺激为CCM刺激;实现脉冲刺激能在不同心室电活动情况下进行,提高了脉冲刺激的可使用范围,大大地提升了脉冲刺激控制的整体有效性。
CCM刺激在如下心室电活动时发生:窦性心跳、源于心房下传引起的心室心跳、源于心室的心室心跳(心室异位激动),和心室起搏心跳等。
通过确认局部感知的事件是R波,更好确保CCM刺激是由本地R波触发,而不是其他(如T波、肌电、或其他非心肌去极化电活动等)信号触发,有效地排除误触发情况发生,通过这一关键环节的设计,能够有效地提高脉冲刺激的安全性和有效性。
需要说明的是,本实施例的脉冲刺激控制装置的实现原理与实施例1的脉冲刺激控制方法类似,因此在此就不再赘述。
本实施例中,能够及时对每次心跳的局部心肌心电图中的感测事件进行解析处理,自动且准确排查出误感知事件,将之确定为不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,而属于比如T波等干扰信号,此时控制不对相应心肌位置发放脉冲刺激,保证了不在错误的情况下发放脉冲刺激,有效地避免诱发VT或VF的风险,避免对患者造成不必要的疼痛感甚至造成安全隐患,以确保患者的安全性,提高了脉冲刺激控制的可靠性,保障了对患者的脉冲刺激的安全性、有效性和治疗效果。
实施例4
如图18所示,本实施例的脉冲刺激控制系统是对实施例3的进一步改进,具体地:
在一可实施的方案中,本实施例的感测事件确定模块2包括:
时间参考起点获取单元6,用于将第一感测时间作为第一时间点,并将第一时间点之前的第一设定时长对应的时间点作为时间参考起点;
感测事件确定单元7,用于基于时间参考起点,获取设定心肌位置对应的局部心肌心电图中的感测事件。
在一可实施的方案中,第一判断模块4还用于在第二感测时间落入感测时间窗内时,则确定感测事件为R波。
在一可实施的方案中,本实施例的脉冲刺激控制系统还包括:
脉冲发放时间确定模块8,用于在感测事件为R波后,基于局部心肌心电图中R波的第二感测时间,确定设定心肌位置的刺激电极对应的脉冲发放时间;
需要说明的是,本实施例中的获取感测事件为R波的方式可以通过外部设备传输的方式直接获取,或者基于判断落入感测时间窗等方式进行确定。具体地,脉冲发放时间确定模块8用于根据局部心肌心电图中R波的第二感测时间和预设时长,计算得到设定心肌位置的刺激电极对应的脉冲发放时间。
或,脉冲发放时间确定模块8用于获取预设心电图中R波对应的第一感测时间;计算得到第一感测时间和设定心肌位置的第二感测时间之间的时间差值;以第一感测时间为参考零点,根据时间差值和预设时长计算得到设定心肌位置对应的脉冲发放时间。
第二判断模块9,用于判断脉冲发放时间是否满足第二预设条件,若是,则调用确定模块以确定向设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激;否则,调用确定模块以确定不向设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激。
确定局部心肌感测时间在预设心电图中R波对应的感测时间窗内的感测事件,其属于与预设心电图中R波相对应的局部心肌的R波信号,进而保证在确定为R波时才及时发放脉冲刺激,以保证对患者心脏的脉冲刺激的及时性、安全性和有效性。
在一可实施的方案中,本实施例的第二判断模块9包括:
脉冲时间窗获取单元10,用于获取预设心电图中R波对应的可发放脉冲时间窗;
其中,可发放脉冲时间窗与感测时间窗相对应设置;
判断单元11,用于在脉冲发放时间落入可发放脉冲时间窗时,则调用控制模块5以控制在脉冲发放时间将脉冲刺激发放至设定心肌位置处的刺激电极;
判断单元11还用于在脉冲发放时间未落入可发放脉冲时间窗时,则调用控制模块5以控制不对设定心肌位置处的刺激电极发放脉冲刺激。
在一可实施的方案中,当有多个所述设定心肌位置时,本实施例的控制模块5用于按照每个局部心肌心电图中的感测事件发生的第二感测时间顺序,控制第一判断模块4依次判断对应的第二感测时间是否落入感测时间窗内。其中,感测时间窗根据预设心电图中R波的第一感测时间和第一个发生的感测事件对应的第二感测时间确定。
在一可实施的方案中,当有多个所述设定心肌位置时,本实施例的控制模块5用于预设不同的设定心肌位置处R波对应的设定感测参数;
其中,设定感测参数包括设定感测时间和/或设定感测发生顺序;或,
当第一个出现的局部心肌心电图中感测事件为R波时,则设置其他剩余的局部心肌心电图中感测事件均为R波;
或,
当最后一个出现的局部心肌心电图中感测事件为R波时,则设置其他剩余的局部心肌心电图中感测事件均为R波。
需要说明的是,本实施的脉冲刺激控制装置的工作原理与实施例2中的脉冲刺激控制的实现原理类似,因此在此就不再赘述。
本实施例中,只针对R波后发送脉冲刺激,能够及时对心肌的局部心肌心电图中的感测事件进行解析处理,自动且准确排查出误感知事件,将之确定为不是与预设心电图中R波相对应的R波信号,而属于T波等干扰信号,此时控制不对相应心肌位置发放脉冲刺激,保证了不在错误的情况下发放脉冲刺激,有效地避免诱发VT或VF的风险,继而避免对患者造成不必要的疼痛感甚至造成安全隐患,以确保患者的安全性,提高了脉冲刺激控制的可靠性;同时保证在确定为R波时及时发放脉冲刺激,即只有在正确的情况下才发放脉冲刺激;
另外,只在心室可发放期内发送脉冲刺激:通过确认脉冲刺激发放时间落在体表心电图或体内远场心肌心电图整体心室心电活动(R波)对应的脉冲发放窗口内,以保证对患者心脏的脉冲刺激的及时性、安全性和有效性。其中,为了脉冲刺激发送时间的安全性,以体表心电图或远场心肌心电图来获得心室心电活动的可发放期信息也代表了对于脉冲刺激技术的积极改进,进一步地保障了对患者的脉冲刺激的安全性、有效性和治疗效果。
实施例5
本实施例的医疗系统ECS实施例3或4中的脉冲刺激控制装置。
整体心肌去极化(R波以及相应的GS)可以来自于包括但不限于体表心电图(来自于贴在皮肤上的体表心电图电极),或远场心肌心电图(FF-EGM,来自于靠近心脏的电极或远离心脏但是位于皮下的,体内的组织或脏器的电极)。这样可以使这个ECS系统被用于很多对心脏提供治疗的器械或设备,比如AED、MCS(机械循环支持)、subQ-ICD、植入式CRM(心脏节律管理)器械,等等。同时,这也能使ECS不仅可以作为急性支持器械(体表心电图ECG可以作为输入信号之一),也可作为慢性心衰治疗器械,但体表心电图不能一直可以作为该器械的输入。这样,ECS系统可以为更多的患者,在更多的场景提供治疗,使更多患者获益。本实施例的医疗系统能使脉冲刺激在窦性心率,心房传到的室性心率(跳),或其他心室异位心率(跳)时发放。这是对目前对脉冲刺激发放不能在非心脏正常传导系统下的心跳,如在窦性心跳、源于心房下传引起的心室心跳、源于心室的心室心跳(心室异位激动),和心室起搏心跳等情况下发放的限制条件的一种突破或改进。这将为心脏提供更多的支持的机会,特别在患者可能最需要这类支持的情况下。
本实施例的医疗系统中集成设置有上述脉冲刺激控制装置,能够支持不在错误的情况下发放脉冲刺激,只在正确的情况下才发放脉冲刺激,且在体表心电图、体内远场心肌心电图中R波对应的可发放期内发放脉冲刺激,以保证对患者心脏的脉冲刺激的及时性和有效性,保障了对患者的脉冲刺激的安全性、有效性和治疗效果,有效地提高了现有的医疗系统的整体产品性能。
实施例6
图19为本发明实施例6提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现实施例1或2中的脉冲刺激控制方法。图19显示的电子设备30仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图19所示,电子设备30可以通用计算设备的形式表现,例如其可以为服务器设备。电子设备30的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理器31、上述至少一个存储器32、连接不同系统组件(包括存储器32和处理器31)的总线33。总线33包括数据总线、地址总线和控制总线。存储器32可以包括易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM)321和/或高速缓存存储器322,还可以进一步包括只读存储器(ROM)323。存储器32还可以包括具有一组(至少一个)程序模块324的程序/实用工具325,这样的程序模块324包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。处理器31通过运行存储在存储器32中的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如本发明实施例1或2中的脉冲刺激控制方法。电子设备30也可以与一个或多个外部设备34(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口35进行。并且,模型生成的设备30还可以通过网络适配器36与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。
如图19所示,网络适配器36通过总线33与模型生成的设备30的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合模型生成的设备30使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本发明的实施方式,上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之,上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
实施例7
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,程序被处理器执行时实现实施例1或2中的脉冲刺激控制方法中的步骤。
其中,可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于:便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中,本发明还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当程序产品在终端设备上运行时,程序代码用于使终端设备执行实现实施例1或2中的脉冲刺激控制方法中的步骤。
其中,可以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码,程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了植入式心衰治疗装置及基于其进行心衰治疗的若干步骤或模块,但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上,根据本申请的实施例,上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之,上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书,理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中,措词“包括”不排除其他的元素和步骤,并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在本申请的实际应用中,一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
Claims (32)
1.一种植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置包括:
壳体;
锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;
一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为检测所述预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,并且向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;
脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及
控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
2.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述壳体被构造为适于容纳于患者心脏的心腔内,而所述预定刺激位置包括心内膜。
3.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述壳体被构造为适于容纳于患者心脏外侧表面的静脉血管内,而所述预定刺激位置包括心外膜。
4.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置还包括远场兴奋检测模块,其被配置为检测所述患者心脏的整体兴奋事件,并且向所述控制模块提供指示所述整体兴奋事件的远场检测信号。
5.根据权利要求4所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述远场兴奋检测模块包括一对检测电极,所述一对检测电极耦接到所述壳体,并被配置为检测指示所述患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并将所述远场检测信号提供给所述控制模块。
6.根据权利要求5所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述检测电极的表面积大于所述刺激电极。
7.根据权利要求5所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述一对检测电极与所述一对刺激电极共用一个电极,所述共同的电极作为参考电位电极。
8.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件包括:
获取所述特定的整体兴奋事件所对应的特定事件时间窗;
如果感测到所述局部兴奋事件的时间落入所述特定事件时间窗,确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件。
9.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极包括:
基于所述局部检测信号和/或所述远场检测信号确定所述脉冲发放时间;
基于所述局部检测信号和/或所述远场检测信号确定适于传送所述刺激电脉冲的可发放脉冲时间窗;以及,
当所述脉冲发放时间落入所述可发放脉冲时间窗时,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极对。
10.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述特定事件对应于远场心电图中的R波。
11.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为确定引发所述局部兴奋事件的电信号来源,并且至少根据所述电信号来源、局部检测信号和远场检测信号确定所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于所述特定的整体兴奋事件。
12.根据权利要求11所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述至少根据所述电信号来源、局部检测信号和远场检测信号确定所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于所述特定的整体兴奋事件包括:
根据所述电信号来源确定所述特定事件时间窗的长度。
13.根据权利要求11所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极包括:
基于所述电信号来源,进一步结合所述局部检测信号和/或所述远场检测信号确定所述脉冲发放时间;
基于所述电信号来源,进一步结合所述局部检测信号和/或所述远场检测信号确定适于传送所述刺激电脉冲的可发放脉冲时间窗;以及,
当所述脉冲发放时间落入所述可发放脉冲时间窗时,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极对。
14.根据权利要求11所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述引发局部兴奋事件的电信号来源包括来自心房位置的自发电冲动、来自心室位置的自发电冲动或者来自施加于心脏的外部电刺激。
15.根据权利要求5所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述一对刺激电极中的至少一个被放置于所述锚定构件,而所述一对检测电极被放置于所述壳体并从所述壳体表面露出。
16.根据权利要求5所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述远场兴奋检测模块被设置于所述壳体的外部,并且可通信地耦接到所述控制模块。
17.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块所接收的指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号来源于与所述控制模块通信连接的另一植入式装置。
18.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块所接收的指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号来源于与所述控制模块通信连接的非植入式装置。
19.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置还包括另外的一对或多对刺激电极,所述另外的一对或多对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为接触患者心脏的另外的一个或多个预定刺激位置,所述另外的一对或多对刺激电极中的每一个被配置为分别检测一个另外的预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,并且向所述另外的预定刺激位置施加刺激电脉冲。
20.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述一对刺激电极还被配置为可选择地向所述预定刺激位置施加用于调整所述患者心脏心率的起搏电脉冲,而所述控制模块被进一步配置为至少根据所述远场检测信号和所述起搏电脉冲确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于所述特定的整体兴奋事件。
21.根据权利要求20所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为接收模式选择信号,并且根据所述模式选择信号控制所述植入式心衰治疗装置处于起搏模式或非起搏模式;其中,在所述非起搏模式,所述控制模块至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于所述特定的整体兴奋事件,而在所述起搏模式,所述控制模块至少根据所述远场检测信号和所述起搏电脉冲确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于所述特定的整体兴奋事件。
22.根据权利要求21所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,在所述起搏模式,所述控制模块被配置为确定所述患者心脏的夺获,并且在基于所述夺获后以所述起搏电脉冲的施加时刻确定所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件的起始点。
23.根据权利要求22所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述控制模块被配置为基于所述远场检测信号确定所述患者心脏的夺获。
24.根据权利要求20所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一电源和第二电源,其被容纳在所述壳体内,其中,所述第一电源被配置为向所述脉冲产生模块和所述控制模块供电;以及
起搏脉冲产生模块,所述起搏脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述第二电源以由其供电,所述起搏脉冲产生模块被配置为生成所述起搏电脉冲。
25.根据权利要求24所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述第一电源是可充电电源。
26.根据权利要求1所述的植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置是无引线装置。
27.一种植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置包括:
壳体;
锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;
一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲以及用于调整所述患者心脏心率的起搏电脉冲;
脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲和所述起搏电脉冲;以及
控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述施加的起搏电脉冲来确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
28.一种植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置包括:
壳体;
锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;
一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为检测所述预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号,并且向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;
脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及
控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定脉冲发放时间和可发放脉冲时间窗,以及当所述脉冲发放时间落入所述可发放脉冲时间窗时,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极对。
29.一种植入式心衰治疗装置,其特征在于,所述装置包括:
壳体;
锚定构件,所述锚定构件连接到所述壳体,并被配置为将所述壳体固定至患者心脏;
一对刺激电极,所述一对刺激电极耦接到所述壳体,并被构造为用于接触患者心脏的预定刺激位置,所述一对刺激电极被配置为向所述预定刺激位置施加用于增强患者心脏的心肌细胞收缩力的刺激电脉冲;
脉冲产生模块,所述脉冲产生模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极,所述脉冲产生模块被配置为生成所述刺激电脉冲;以及
控制模块,所述控制模块被容纳在所述壳体内,并且电耦接到所述一对刺激电极和所述脉冲产生模块,所述控制模块被配置为接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号和指示患者心脏的局部位置的局部兴奋事件的局部检测信号,并且至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号来确定在所述患者心脏的局部位置的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件,以及当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,将刺激电脉冲传送到所述一对刺激电极。
30.一种基于植入式装置的治疗心衰的方法,其特征在于,所述植入式装置包括壳体,所述壳体通过其上的锚定构件固定至患者心脏,并且包括一对被构造为接触患者心脏的预定刺激位置的一对刺激电极;其中,所述方法包括:
由所述一对刺激电极检测所述预定刺激位置处心肌细胞放电产生的局部检测信号;
接收指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号;
至少根据所述远场检测信号和所述局部检测信号确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件;以及
当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,
在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,利用所述一对刺激电极向所述预定刺激位置施加所述刺激电脉冲。
31.一种基于植入式装置的治疗心衰的方法,其特征在于,所述植入式装置包括壳体,所述壳体通过其上的锚定构件固定至患者心脏,并且包括一对被构造为接触患者心脏的预定刺激位置的一对刺激电极;其中,所述方法包括:
由所述一对刺激电极向所述患者心脏的预定刺激位置施加用于调整所述患者心脏心率的起搏电脉冲;
确定所述患者心脏的夺获;
在确定所述夺获后,基于获取的指示患者心脏的整体兴奋事件的远场检测信号和所述起搏电脉冲确定在所述预定刺激位置处心肌细胞的局部兴奋事件是否对应于特定的整体兴奋事件;以及
当确定所述局部兴奋事件对应于所述特定的整体兴奋事件时,在所述局部兴奋事件的绝对不应期期间,利用所述一对刺激电极向所述预定刺激位置施加所述刺激电脉冲。
32.一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求30至31中任一项所述的方法的步骤。
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