JP2005507721A - 心臓血圧および腔寸法を監視する埋め込み可能医療デバイス - Google Patents
心臓血圧および腔寸法を監視する埋め込み可能医療デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005507721A JP2005507721A JP2003539767A JP2003539767A JP2005507721A JP 2005507721 A JP2005507721 A JP 2005507721A JP 2003539767 A JP2003539767 A JP 2003539767A JP 2003539767 A JP2003539767 A JP 2003539767A JP 2005507721 A JP2005507721 A JP 2005507721A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heart
- pacing
- heart chamber
- measuring
- blood pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/3627—Heart stimulators for treating a mechanical deficiency of the heart, e.g. congestive heart failure or cardiomyopathy
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/368—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential comprising more than one electrode co-operating with different heart regions
- A61N1/3684—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential comprising more than one electrode co-operating with different heart regions for stimulating the heart at multiple sites of the ventricle or the atrium
- A61N1/36843—Bi-ventricular stimulation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
- A61N1/36528—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure the parameter being measured by means of ultrasound
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
- A61N1/36564—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure controlled by blood pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/368—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential comprising more than one electrode co-operating with different heart regions
- A61N1/3684—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential comprising more than one electrode co-operating with different heart regions for stimulating the heart at multiple sites of the ventricle or the atrium
Abstract
【解決手段】寸法センサ(単数または複数)は、1つの心腔内にまたはその心腔に関連して埋め込まれ、駆動信号が印加されると超音波送信器として動作する、第1のリード線本体に取り付けられている少なくとも1つの第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、第2の心腔内にまたはその心腔に関連して埋め込まれ、超音波受信器として動作する、第2のリード線本体に取り付けられている少なくとも1つの第2のソノマイクロメータ圧電結晶とを備える。ソノマイクロメータ結晶は、心腔の周囲に分布して、分離した超音波送信器および受信器結晶対間の距離が、心腔壁の収縮および弛緩に伴って変化するようにする。
Description
【0001】
本発明は、包括的には、急性または慢性心不全(cardiac heart failure)の徴候を監視して血圧および心腔寸法データを医師に提供し、心臓の状態を診断して、測定された血圧および心腔寸法に応じて最適化された多腔ペーシングを含む適切な治療を処方できるようにする、埋め込み可能医療デバイス(IMD)に関する。
【背景技術】
【0002】
鬱血性心不全(CHF)を含む慢性心不全を患う患者は、既知のフランク−スターリング(Frank and Starling)による異尺性自己調節の法則により左室拡張末期圧の上昇をきたす。これは、心室壁の硬さの増加に付随する左室コンプライアンスの低下により左室拡張末期容積が正常である間にも生じる可能性がある。慢性高血圧、虚血、梗塞または特発性心筋症によるCHFは、心房筋および心室筋のコンプライアンスの低下を含む収縮・拡張機能の低下(compromise)を伴う。これらは慢性疾患過程、または特定の疾患過程を伴うかあるいは伴わない心臓手術の合併症に伴う状態である可能性がある。ほとんどの心不全患者は通常、心室徐脈をもたらす伝導系の欠陥を患うことはなく、むしろ心筋の収縮機能の全体的な衰え、それに伴う心筋の肥大、収縮後の拡張期における心筋弛緩特性の低下および心室充満特性の低下を含む場合がある症状を患う。肺水腫、息切れ、および全身血圧の崩壊は心不全の急性悪化に関連する。
【0003】
これらの疾患過程はすべて、軽度または中度の運動および他の身体器官の適切な機能を維持するには不十分な心拍出量をもたらし、悪化が進むとやがて、心臓性ショック、不整脈、電気メカニカル解離、および死という結果となる。疾患の進行を監視し、処方した治療の有効性を評価するために、患者が日常的に直面する可能性が高い様々な代謝状態の下での、心臓の幾何学的形状、心臓拡大の程度、および心臓のメカニカルポンピング機能(例えば、駆出分画)の正確な尺度を得ることが必要である。これらのパラメータは通常、臨床的環境で外部の心エコー検査機器を用いることにより測定される。しかしながら、測定手順は、安静時の患者の場合でさえも行うのに時間がかかり、一定範囲の代謝状態を繰り返しながら実際に行うことができない。通常、心エコー検査手順はあまり頻繁には行われず、連続する検査間に何ヶ月または何年も経過している場合があるため、疾患の進行や介在する薬剤治療が有効であった否かに関する理解が乏しくなる。処方された治療の有効性を判断するために患者からの事例証拠しか利用可能でないことは極めて多い。
【0004】
さらに、多くの場合、左室機能不全(LVD)およびCHFを示す罹患心臓は、伝導欠陥も有し、伝導欠陥では、上部または下部心腔に自然に生じる心臓脱分極が、心腔内で、または他の上部または下部心腔に対して、常に適時に伝導されるとは限らない。このような場合、右および左心腔は互いに最適に同期して収縮せず、伝導欠陥のために心拍出量が損害を受ける。さらに、左心房または左心室の自発的脱分極がこれら左心腔の異所性病巣において起こり、自然な活性化シーケンスが著しく妨げられる。心臓における自然な電気的活性化系は、洞房(SA)結節から開始し、バッハマン束の心房伝導経路および結節間路を心房レベルで進み、続いて房室(AV)結節、ヒス束、右脚および左脚を経て、最後にプルキンエ線維網を通って遠位心筋末端に分布する順次事象を含む。心房内伝導欠陥の共通のタイプは、心房間ブロック(IAB)として既知であり、これは、心房活性化が右心房から左心房へ至る際に遅延する状態である。左脚ブロック(LBBB)および右脚ブロック(RBBB)では、活性化信号が右脚または左脚それぞれに沿って正常に伝導されない。したがって、LBBBまたはRBBBを有する患者では、心室の活性化が遅くなり、活性化が伝導経路を横切る時間が長くなることにより、QRSが広がって見える。例えば、LBBBを有する患者では、RVからLVまでの興奮の遅延は、120〜150ミリ秒もの高さであり得る。右および左心腔の収縮が最大血流量を拍出するほど十分に同期していないため、心拍出量が低下する。さらに、右心房と左心房との間の著しい伝導妨害により、左心房粗動または細動が生じる可能性がある。
【0005】
より詳細には、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,129,744号に記載されるように、身体がより高い安静時心拍数を誘導する心拍出量を増加させるよう試みるため、LVDを患う患者は、安静時に高レベルのカテコールアミンを有することが知られている。さらに、このような患者のQT間隔は、カテコールアミンレベルの影響を受けるため、運動中にもパターンの変化を有する。これらの患者は、運動中にQT反応の低下、すなわちQTのより小さい変化を示し、運動中のQT間隔短縮は通常見られるよりも小さい。QT間隔は心拍数のみによって、ならびに運動およびカテコールアミンによって、独立して影響を受けるが、これら因子それぞれまたは両方がLVD患者の運動へのQT反応の変化にどの程度まで関与しているのかは判明していない。しかしながら、LVDを患う患者は、運動中のQT間隔短縮の異なるパターンを明らかに有することが知られている。さらに、伝導パターンの変化または心不全の心臓は、PQRST波形の他の変化、特に心室脱分極信号すなわちQRSの異常に広いすなわち長い持続時間により明示される。
【0006】
観察されるこれらの伝導欠陥に対して、医師らは、Medtronic, Inc.および他の会社が販売する従来の房室(AV)同期ペーシングシステム(DDDおよびDDDRペーシングシステムを含む)を、心不全の症状を治療するために所定の患者に埋め込むよう処方してきた。徐脈を伴うかまたは伴わない心不全の症状を患う特定の患者群は、心室の充満とその後の収縮に心房収縮の寄与が加わることにより、AV同期ペーシングを用いた場合の血行力学が遥かによい傾向がある。しかしながら、そのような患者における固定または生理的センサ駆動のレート応答ペーシングは、心拍出量の向上およびそのような疾患過程に伴う症状の緩和を常にもたらすわけではない。これは、CHFにより心拍出量が損なわれる程度を評価し、心拍出量を最大にするのに最適なペーシングパラメータ、特にAV遅延を求めるのが困難であるためである。
【0007】
本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,626,623号に記載されるように、最適なAV遅延を求めるには、心エコー検査を行うか、または広範囲にわたる患者の精密検査を伴う圧力データを得ることが必要である。さらに、従来のDDDおよびDDDRペースメーカは、右心房および右心室のみのペーシングおよび検知を行い、IAB、LBBB、RBBB、およびQT間隔の拡大を軽減するかまたは変えることができない。
【0008】
結果として、二腔DDDまたはDDDRのAV順次ペースメーカを与えられた特定の患者ではいくらかの改善が報告されているが、より多くの患者集団に対する治療の有効性は確立されていない。したがって、より適切な治療を開発し、このような治療から利益を得る患者を特定し、かつ施された治療の有効性を評価する手段を提供するための努力がなされている。
【0009】
心不全の状態および症候性心不全患者の病因(disease etiology)を十分に理解して、薬物治療およびIMD送出刺激治療を含む任意の治療を処方するために、多くの検査およびデータ収集が必要である。したがって、長期間にわたるパラメータを示す電気的EGM信号およびメカニカル性能を示すパラメータを導出して記憶する生理的心臓モニタの埋め込み、および同じ機能を有する三腔および四腔ペーシングシステムの開発を含む、いくつかの他の手法が提案および推進されてきた。
【0010】
心臓から遠隔にある電極からの心電位図を記録する埋め込み可能EGMモニタが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,331,966号およびPCT公報WO98/02209に開示されており、これは、離間したハウジングEGM電極を有するMedtronic(登録商標)REVEAL(登録商標)挿入可能ループ記録装置に具現される。心臓内またはその周囲に配置された電極からのEGMおよび他の生理的センサ導出信号(例えば、血圧、血液ガス、温度、心臓および/または胸部の電気インピーダンス、ならびに患者活動のうちの1つまたは複数)を記録するより精巧な埋め込み可能血行力学モニタ(IHM)も提案されている。Medtronic(登録商標)CHRONICLE(登録商標)IHMは、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,564,434号に記載される、容量性血圧および温度センサならびにEGM検知電極を有するタイプのリード線を介して結合されるそのようなモニタの一例である。このような埋め込み可能モニタは、心臓不整脈または心不全を患う患者に埋め込むと、長期間にわたって患者が日々の活動に従事している間の心臓の状態を判断するのに役立つ日時スタンプ付きデータを蓄積する。米国特許第6,221,011号に記載されるような、多くの他の生理的状態を監視するための多種多様な他のIMDが提案されている。
【0011】
DDDまたはDDDRペーシング治療以外の刺激治療に関して、初期の埋め込み可能心臓ペーシングでは、対ペーシング(補充間隔のタイムアウト時に2回以上の間隔の短いペーシングパルスを送出する)、およびパルス間間隔の比較的短い(イヌの場合150〜250ミリ秒、ヒト被験者の場合約300ミリ秒)トリガまたは結合ペーシング(補充間隔を終了させるP波またはR波を検出すると1回またはそれ以上のペーシングパルスを送出する)は心拍を有利に遅くし拍出量を増やすことが認められた。1回目のペーシングによる脱分極または自発的脱分極の相対不応期内に印加される2回目のパルスの結果は、不応期を延長し、メカニカルな心筋収縮を伴なわずに心拍をその自発的調律よりも遅くするものである。それ以来この遅らせる効果が多くの用途において使用されており、当該用途のうち心房および心室性頻脈の処置では、例えば米国特許第3,857,399号および第3,939,844号に教示されているように、1回のパルスまたはパルスバーストが、自発的頻脈間隔よりも短く頻脈間隔の何分の一かとして設定することができる結合間隔で自発的頻脈事象に結合される。結合ペーシングにより心拍が遅くなれば、その後の広範囲の結合ペーシングにより心拍数を上下させることができる。
【0012】
心腔の対刺激および結合刺激は、本発明の譲受人に譲渡される米国特許第5,213,098号に詳細に記載される期外収縮後増強(PESP)として知られる現象により収縮力の増強作用ももたらす。心臓の収縮力は、対刺激または結合刺激が印加される心周期に増加し、この増大は持続するが、続く何度かの心周期にかけて徐々に弱まる。同様に持続するが何度かの心周期にかけて徐々に弱まる他の測定可能なPESP作用に、ピーク収縮期血圧、心室筋の収縮レートの変化があり、結果として心室内圧の上昇レート(dP/dt)を上げ、冠血流量を上昇させ、1回の拍動当たりの酸素摂取量を増加させる。
【0013】
CHFを含む心不全の処置のための様々なバーストパルス刺激療法が提案されており、これには、しきい値を超えるおよび/またはしきい値未満の刺激の対または結合ペーシングパルスまたはパルス列の印加が含まれる。さらに上記で参照した特許および公報では、刺激パルスの1つまたは複数の心腔への一部位または複数部位送出のための様々な電極が提案されている。しかしながら、そのような刺激から利益を得る適切な候補者を経済的に決定して所与の刺激療法および/または電極アレイの有効性を測定するのは依然として困難である。心不全患者がかかるシステムの埋め込みの候補者であるかを判断するには、当該患者の広範囲にわたるカテーテル手法を行わなければならない。その場合、任意所与の処置の有効性が、埋め込み時に、および定期的な埋め込み後の追跡臨床試験において評価されなければならない。患者の精密検査および追跡試験は、日々のタイムスパンにわたる心不全状態を表すために、既知の患者の活動、患者の姿勢、および患者が起きているか眠っているかを考慮またはシミュレートしなければならない。
【0014】
したがって、最も有効なバースト刺激パラメータを求めることは困難であり、結果は時間を経ていくつかの因子により変わる。そのため、心不全の処置のためのバースト刺激治療の広範な選択は行われていない。
【0015】
心不全の状態を軽減し、かつ1つの心腔または右および左、上部および下部の心腔の同期脱分極および収縮を回復するためのペーシング治療を提供するいくつかの提案がなされており、これら提案は、上記で参照した米国特許第6,129,744号に、また本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,403,356号、第5,797,970号および第5,902,324号、第6,219,579号に、また米国特許第5,720,768号および第5,792,203号に、詳細に記載されている。米国特許第3,937,226号、第4,088,140号、第4,548,203号、第4,458,677号、第4,332,259号に記載されている提案は、米国特許第4,928,688号および第5,674,259号に要約されている。右および左心腔の両方に位置するペーシング/検知電極で検知を行うことの利点は、米国特許第4,928,688号および第5,674,259号、ならびに米国特許第4,354,497号、第5,174,289号、第5,267,560号、第5,514,161号および第5,584,867号で扱われている。
【0016】
医学文献もまた、両心房および/または両心室ペーシングを提供するいくつかの手法を開示しており、これら手法は、Daubert等著「Permanent Dual Atrium Pacing in Major Intra-atrial Conduction Blocks: A Four Years Experience」(PACE (Vol. 16, Part II, NASPE Abstract 141, p.885, April 1993))、Daubert等著「Permanent Left Ventricular Pacing With Transvenous Leads Inserted Into The Coronary Veins」(PACE (Vol. 21, Part II, pp.239-245, Jan. 1998))、Cazeau等著「Four Chamber Pacing in Dilated Cardiomyopathy」(PACE (Vol. 17, Part II, pp.1974-1979, November 1994))、およびDaubert等著「Renewal of Permanent Left Atrial Pacing via the Coronary Sinus」(PACE (Vol. 15, Part II, NASPE Abstract 255, p.572, April 1992))に記載されている。
【0017】
ほとんどの場合、両心室ペーシングパルスを右心室および左心室に同時に印加することが提案されてきた。本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,219,579号では、右および左心腔ペーシングを厳密に制御して左室拍出量を最適化するために、メカニカル(機械的)事象のタイミングを正確に取ることが重要であると認められている。特に、他方の心室より前の一方の心室の実際の収縮は、その後に活性化される腔の完全な収縮を弱めるように中隔を動かす作用を有することが知られている。したがって、左心室および右心室の並行(concurrent)すなわち同時ペーシングによりCHF患者の著しい改善を達成することができるが、左心室の実際のメカニカル収縮が結果として弁の閉鎖を伴なって、右心室のメカニカル収縮および右側弁の閉鎖に対する所望の時間関係で生じるように、2つの心室のペーシングを行ったほうがよい。例えば、左心室の伝導経路が損なわれた場合、右心室と全く同時に左心室にペーシング刺激を送出してもなお、左心室収縮が右心室収縮よりもわずかに遅延する可能性がある。
【0018】
上記で参照した米国特許第5,902,324号には、右心房腔および左心房腔の一方または両方内あるいはそれに隣接して、かつ右心室心腔および左心室心腔内にあるいはそれらに隣接して位置するペーシング/検知電極を通して三心腔または四心腔ペーシングを行うAV同期ペーシングシステムが開示されている。AV遅延およびV−A補充間隔中に、右心室または左心室ペーシング/検知電極のいずれかで検出された非不応期心室検知事象が、プログラム可能な伝導遅延ウィンドウ(CDW)タイマを開始させる。CDWがタイムアウトしている間に心室検知事象がその部位で検出されない場合、CDWのタイムアウト時に左心室または右心室ペーシング/検知電極の他方に心室ペーシングパルスが送出される。しかしながら、心臓の血行力学を最適化するようにCDW持続時間をプログラムする方法を決定するだけのことが常に容易であるとは限らない。結果として、心室それぞれのメカニカル閉鎖点(mechanical closure point)などのメカニカル事象を測定する技法を提供して、個々の患者に関する駆出分画、すなわち心拍出量を最適化する所望の二心室ペーシングを達成するためにペーシングのシーケンスを正確にプログラムできるようにすることが重要である。
【0019】
さらに、このようなAV順次三腔または四腔ペーシングシステムは、臨床的環境において右および左ならびに上部および下部の心臓同期性を少なくとも最初は回復するようプログラムされ得るが、患者はストレスや運動を含む日常生活の他の状況に置かれるため、一定範囲の心拍にわたって同期性を維持することが常に可能であるわけではない。
【0020】
心臓により送り込まれる血液の量は、内因性のまたは多腔ペーシングされた心拍によってだけではなく、心不全により不利に減少される心臓の一回拍出量によっても管理されることも理解される。心臓壁の収縮性または変位を測定して、埋め込み式モニタにおいて、または治療送出IMDの動作を制御する状況において、心臓の血行力学的効率のみを求めることが望ましいことは、認識されている。
【0021】
例えば、心腔の1つの中に位置するリード線内に配置された加速度計の使用が、米国特許第5,549,650号に開示されている。このリード線は、心臓の壁の1つに取り付けられ、心臓の壁の動きが加速度計に加速度計信号を発生させて、この加速度計信号が処理されて、心臓の収縮性を示す第1の信号と心臓の壁の物理的変位を示す第2の信号とが供給されるようになっている。米国特許第4,730,619号では、右心室圧の変化から求められる右心室の収縮の持続時間から導出される、心室の駆出時間の尺度を導出することが提案されている。右心室血圧は、経静脈リード線内に取り付けられた気密封止された絶対ひずみゲージ変換器(absolute strain gauge transducer)またはピエゾ抵抗変換器により測定される。米国特許第5,549,650号および第4,730,619号において導出された信号は、ペーシングパラメータを調整して心臓の血行力学的有効性を改善するためにペーシングシステムにより用いられるが、これは、この情報が、各心室収縮中に心臓により送り込まれる血液量に直接関連しているからである。
【0022】
心臓移植の拒絶の監視に関する手法では、米国特許第5,161,540号に教示されているように磁場応答性のホール効果デバイスおよび永久磁石が中隔または心臓壁にわたって直接埋め込まれ、このホール効果デバイスは、埋め込み可能発生器およびテレメトリ送受信器により駆動される。心臓壁のコンプライアンスは、心臓移植の拒絶の特徴であるコンプライアンスの損失が埋め込まれたシステムから送信されたかを検出するために監視される。
【0023】
心機能および血行力学的有効性を評価するために当該技術分野において用いられている多数の機械的および電気的パラメータセンサに関する説明が、米国特許第5,243,976号に記載されている。米国特許第5,243,976号では、持続波(CW)およびパルス波(PW)ドップラーエミッタが、血流量を測定するためにペーシングリード線に組み込まれており、流量測定値は、心房および心室ペーシングパラメータを調整するためおよび他の目的のために用いられる。
【0024】
上記で参照した米国特許第6,219,579号では、メカニカル作用(例えば、弁の閉鎖)を反映する正確なタイミング信号が得られる心腔内でまたは心腔内にわたって、インピーダンス測定が行われ、それにより、異なる心腔それぞれに関する電気的活性化および得られるメカニカル反応を制御するのに正確なタイミング情報が利用可能となるようにする。インピーダンスまたはメカニカル検知の判定は、高速切り替えネットワークを多重化して異なる心腔内で所望のインピーダンス測定値を得ることにより行われることが好ましい。好ましい実施形態では、左心ペーシングの制御は、右心房の自発信号の最初の検出と、右心室および左心室のメカニカル収縮の検知とに主に基づいている。正常な右心機能を有する心臓では、右心のメカニカルAV遅延が監視されて、右心房活性化の最初の検知(P波)と右心室のメカニカル収縮の最初の検知との間のタイミングが提供される。右心のメカニカル収縮に対して所望の時間関係で(例えば、右心のメカニカル収縮と同時かまたはその直前に)左心室のメカニカル収縮が生じるようにするペーシングを行うために、左心が制御される。心拍出量がインピーダンス測定中に監視され、心拍出量を最大にするように左心室ペーシングのタイミングが取られる。IABを有する患者では、自発的脱分極に先立って左心房がペーシングされ、左心のAV遅延を調整することにより、左心室からの心拍出量を最適にするために左心室のメカニカル収縮のタイミングが取られる。
【0025】
米国特許第6,219,579号は、インピーダンス測定値を用いて、心不全状態を反映するデータを取得および記憶し、かつ最大の心拍出量を提供するように両心室ペーシングを最適化するアルゴリズムも記載している。
【0026】
経胸腔インピーダンスならびに患者の姿勢を検知し、CHFの程度および進行を診断および評価するためにその記録を提供するCHFモニタ/刺激器が、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,104,949号に開示されている。検知された経胸腔インピーダンスは、肺の血液または流体の容積に依存し、CHFの徴候となる肺水腫の検出および定量化を助ける。経胸腔インピーダンスは、姿勢(すなわち、被験者が寝ているか立っているか)の影響を受け、検知された経胸腔インピーダンスは、患者の姿勢検出器の出力と関連付けられて、治療の送出および/または生理データの記憶の判断のために肺水腫の存在とその程度の判断を行う。
【0027】
心機能のレベルを監視および評価し、次に治療が指示された場合に医師が治療モードを調整する(arbitrate)ことを可能にするモニタ/刺激器が米国特許第5,417,717号に開示される。このモニタ/刺激器は、インピーダンス、EGM、および/または圧力測定値を評価し、次に様々な心臓パラメータを計算する。これらの計算の結果により、選択する治療モードが決まる。治療は、デバイス自体によって行うことができるか、または制御信号が心機能を向上させることを目的として様々な周辺デバイスへテレメータ送信される。あるいはデバイスは、治療を送出せずに情報を監視して記憶またはテレメータ送信するようにプログラムされてもよい。提案される1つの治療は、AV同期両心室ペーシングパルスを心臓に送出することを含む。
【0028】
特に、米国特許第5,417,717号の埋め込み可能なモニタ/刺激器は、心周期の全段階を含む心機能および収縮状態の従来のパラメータを監視する。したがって、測定された収縮状態の評価値は、心臓の弛緩および収縮の両方の指数を含む。米国特許第4,674,518号に記載されるデュアルソース(dual source)心室インピーダンス脈波検査法を使用することにより、モニタ/刺激器は、心室の充満および駆出における血行力学の変化を評価することによって、あるいは既知のアルゴリズムにより等容性相指数(isovolumic phase indices)を計算することによって心機能を監視する。主な計算には、(1)収縮性の等容性指数としての圧力の時間変化率(dP/dt)または容積の時間変化率(dV/dt)、(2)一回拍出量を拡張末期容積で割った既知の商による心機能の駆出期指数としての駆出率、(3)最大エラスタンスEM、(4)Sagawaの方法を用いたさらなる収縮性の駆出期指数としての、最大圧容積点を通る再帰の傾き、(5)既知の圧容積積分による一回仕事量、(6)拡張機能の尺度としての、Glantzの方法による最小拡張(末期)圧容積測定値の時間経過、および(7)全体機能レベルの指数としての、心拍数と一回拍出量の既知の積による心拍出量の計算が含まれる。
【0029】
心機能および収縮状態のこの群のパラメータの測定および記憶により、心不全の状態に関する有益な情報を提供することができるが、センサは、長期にわたって確実に、患者が直面する心不全の進行に起因する症状範囲の下で機能するようにセンサを埋め込むことは、常に簡単であるとは限らない。心臓の1つまたは複数の場所に局所的に配置された加速度計、あるいは心臓の動きを検出および測定し、上述のパラメータを導出する分散インピーダンス測定電極を用いるシステム案は、実施が困難であり、信号を歪ませる外部の影響を受けやすい。
【0030】
心不全を有する患者から長期にわたって収集したデータは、治療を担当する心臓内科医が進行を適切かつ正確に記録し、心不全の性質を判断し、かつ適時に最適な治療を実施できるようにするために必要である。ペースメーカまたは他のIMDが、心不全の進行または緩解を識別し、変化する患者の状態を治療するためにオプションをその時々に判断することができるように患者の担当医に指示を与える能力を有することが、当該技術分野において大いに必要とされている。
【0031】
PESPおよび四腔心臓ペーシングの実行可能性が実証され、自然な心臓信号およびメカニカル事象を検知する技法が利用可能であるとしてもなお、有益なデータを得て、ペーシングパラメータの変更を行うことにより心臓のメカニカル性能を最適化するようになっているシステムを開発する必要性が残っている。ペーシングレートおよびA−A遅延またはV−V遅延、ならびにAV遅延がIMDオペレーティングシステムにより定期的に最適化され、心臓の圧力、寸法および壁変位を用いて種々の外来状態および日常生活の活動中の適切な血行力学的状態を提供するような、両心室および/または両心房ペーシングを行うIMDが必要とされている。
[発明の概要]
上記の必要性に鑑みて、本発明は、患者の心臓信号を監視し、そのような信号をIMD内で処理して、心不全の開始または進行の判断基準となるデータを供給するシステムおよび方法を提供する。本発明は、左心伝導障害(IAB、LBBBおよびRBBBなど)を含む様々な形態の心不全、ならびにLVDを含む他の形態の心機能不全に適用できることが理解される。
【0032】
本発明によれば、埋め込み可能刺激器およびモニタが、1つまたは複数の心周期にわたってEGM信号、血圧(絶対圧P、上昇圧DP(DP=収縮期P−拡張期P)を含む)の尺度および/またはdP/dt、および心腔寸法(D)の尺度を使用して心不全の状態を示す一群のパラメータを測定し、心不全の状態を示す傾向データを導出する。心周期にわたって生成される圧力および寸法の尺度はまた、圧力と寸法の関係の解析に使用して、心機能の状態に関する他の有用な情報を提供することもできる。
【0033】
寸法センサ(単数または複数)は、1つの心腔(例えば、RV)内にまたはその心腔に関連して埋め込まれ、駆動信号が印加されると超音波送信器として動作する、第1のリード線本体に取り付けられている少なくとも1つの第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、第2の心腔(例えば、LV、LAまたはRA)内にまたはその心腔に関連して埋め込まれ、超音波受信器として動作する、第2のリード線本体に取り付けられている少なくとも1つの第2のソノマイクロメータ圧電結晶とを備える。超音波受信器は、超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する。送信された超音波信号の発生とこの超音波の受信との間の時間遅延は、第1および第2のソノマイクロメータ結晶の間の心腔の収縮および拡張に伴い変化する超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する。さらなるリード線本体に1つまたは複数のさらなるソノマイクロメータ圧電結晶を取り付けて、3つまたはそれ以上のソノマイクロメータ結晶の間の距離を求められるようにすることもできる。いずれにせよ、ソノマイクロメータ結晶は、心腔の周囲に分布して、分離した超音波送信器および受信器結晶対間の距離が、心腔壁の収縮および弛緩に伴って変化するようにし、それにより瞬時測定距離が瞬時心腔寸法Dとして特徴付けられるか、あるいは瞬時心腔寸法Dと比例する。
【0034】
瞬時の心腔寸法(D)は、瞬時心腔容積(V)の指標であり、圧力と容積の関係の分析に似た圧力と寸法の関係の分析に使用される。所与の心腔(例えば、LV)の周囲に2つ以上の受信器結晶を配置し、送信器結晶と対にして、心腔容積Vをより近い形で補間することのできる寸法データのセットを導出することができる。
【0035】
関心の心不全パラメータは、収縮末期エラスタンス(EES)(すなわち、心腔の収縮末期血圧Pと収縮末期容積Vまたは寸法Dの比)および拡張末期エラスタンス(EED)を含む。EESおよびEED心不全状態パラメータは、患者の姿勢、活動レベル、内因性心拍数、および規則性がプログラム可能な範囲にあるときに、周期的に求められ記憶される。EESおよびEEDパラメータデータは日時スタンプおよび他の患者データ(例えば、患者の活動レベル)と関連付けられ、この関連付けられたパラメータデータは、後日従来のテレメトリシステムを用いて検索するために、IMDのメモリに記憶される。経時的なパラメータデータの漸次の変化は、関連付けられた日時および患者データを考慮すると、心臓のCHF状態の変化の程度の尺度を提供する。
【0036】
本発明のソノマイクロメータ距離および圧力検知システム及びその方法は特に、LV圧力および寸法データの導出と、心不全状態の全体の評価基準を提供するEESおよびEEDデータの作成と、病理生理学により生じるリモデリングに適用される。一般に、心腔の寸法Dおよび容積Vが増大して圧力Pが下がるかまたは変化しない場合、EESは減少しEEDは増加する。これは心不全が悪化する際によく見られる。このデータはまた、心不全状態の全体の評価基準および薬剤および/または治療の送出中に生じる厳格なリモデリングも提供する。一般に、心不全状態の改善につながる有効な治療は、心腔寸法Dおよび容積Vの縮小により示され、圧力Pは増加するか変化せず、EEDが減少するに従いEESは増加する。
【0037】
収縮期短縮率(percent systolic shortening)は、AVおよびVVペーシング間隔を評価するために用いることができるさらなる情報を提供する。収縮期短縮率は、収縮末期および拡張末期における寸法差を拡張末期の値で割ることによって測定される。拍動ごとに生じる短縮量は安定しており、心室機能不全の程度が増大するに従って減少する。
【0038】
これらの機能を行うことができる埋め込み可能な刺激器およびモニタは、収縮および弛緩中の電気的な検知および刺激、血圧測定および腔容積の測定のために少なくとも1つ、好ましくは複数の心腔と作用する関係になるように延びる埋め込み可能パルス発生器(IPG)またはモニタおよびリード線システムを備える。IPG/モニタは、関心のある各心腔につき1つの検知増幅器を有し、当該検知増幅器は、リード線導体を介して、心腔内で発生するか、またはその心腔を横切る心臓の電気心臓信号を検知する電気刺激/検知電極と結合されており、心房腔におけるP波または心室腔におけるR波を検出できるようになっている。
【0039】
好ましくは、IPGは、結合または対PESP刺激パルス(複数可)の心房および/または心室補充間隔ならびにESIをタイムアウトさせるタイミング回路部と、ペーシングパルスおよびPESP刺激パルスを関心のある各心腔に送出する少なくとも1つの刺激器/検知電極と結合されたパルス発生器とを有して設けられる。IPGは、リード線導体を介して血圧センサと結合された血圧信号処理回路部を有する。この血圧センサは、関心のある各心腔内のリード線の遠位端部分に位置するか、関心のある各心腔と作用する関係にあって、血圧PおよびdP/dtサンプルを導出する。IPGはまた、関心のある各心腔内にまたは関心のある各心腔に関連して位置するソノマイクロメータ寸法センサのうちの1つまたは複数と結合されており、心腔寸法Dおよび容積Vを表す信号を導出する寸法Dおよび容積Vを求める回路部も有する。
【0040】
ペーシング治療を最適化する既知の手法の欠点および制限を克服するために、本発明の処理システムは、導出した圧力および寸法を処理して、一回拍出量、収縮期短縮率、一回仕事量、心臓収縮性、駆出前期、充満時間および駆出時間を表す信号を生成する。これらの信号は、患者が安静状態である間に血行力学的に最適なペーシング治療を提供するため、および血行力学的に最適なレート応答ペーシング治療を提供するために用いられる。一回拍出量、収縮期短縮率、一回仕事量、心臓収縮性、駆出前期、充満時間および駆出時間は個別にまたはともに組み合わせて用いて、血行力学的に最適なペーシング治療を提供できるように埋め込み可能心臓刺激デバイスのパラメータを調整することができる。
【0041】
本発明の処理システムによって供給される圧力および寸法信号は、一回仕事量と関連することが分かっている。例えば、拡張型心筋症を患う患者からの圧力および寸法信号は、心周期中にパルス圧の変化の減少および寸法の変化(容積の変化)の減少を示す。絶対圧および全体寸法は、変化が小さくなっても長期間にわたって増加する可能性があることに留意されたい。これは、各心拍の間に心臓によって送られる血液の全容積が異常であることを示す。
【0042】
本発明は、圧力および寸法信号を処理して心臓の一回拍出量、収縮期短縮率、一回仕事量、心臓収縮性、駆出前期、充満時間および駆出時間を求め、次にこれらの計算値を用いてレート応答ペースメーカが患者に与える刺激のタイミングを最適化する処理システムに関する。こうして、最適な血行力学性能の状況が変化すると、レート応答ペースメーカの動作パラメータを閉ループ方式で調整することができる。例えば、レート応答ペースメーカは、患者の心拍数を継続的に調整して血行力学的に最適なペーシング治療を提供し、それによって、代謝が必要とされるときに心拍出量を実質的に最大にすることができる。
【0043】
本発明は最初に、心拍数(A−A、V−VおよびAV遅延)の最適値を定める。次に、各最適化サイクルにおいて、選択された心拍数の組み合わせ(A−A、V−VおよびAV遅延)に関する圧力信号および寸法信号を用いて心臓性能を測定する。最大の心臓性能測定値を生じる間隔の値が、次の周期のための新たな最適値となる。
【0044】
本発明の別の態様では、血行力学的に最適なレート応答ペーシング治療および血行力学的に最適な安静時のペーシング治療を提供する方法を説明する。血行力学的に最適な(レート応答のまたは安静時の)ペーシング治療を提供する方法は、一回拍出量、収縮期短縮率、一回仕事量、心臓収縮性、駆出前期、充満時間および駆出時間を個別にまたは組み合わせて利用して心臓性能を最適化することができる。
【0045】
本発明の概要とその目的、利点および特徴は、本発明が従来技術にある問題を克服するいくつかの方法を指摘するために本明細書中に提示したに過ぎず、当初は本件出願に提示され、最終的に付与される特許請求の範囲の解釈に対する限定として働くことは意図していない。
【0046】
本発明のこれらおよび他の利点および特徴は、図面と共に検討すると、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。いくつかの図を通して、同様の参照符号は同様の構造を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0047】
以下の詳細な説明において、本発明を実施するための例示的な実施形態を参照する。本発明の範囲から逸脱せずに他の実施形態を利用できることが理解される。例えば、本発明は、本明細書中において、要求に応じて動作するAV順次三腔または四腔ペーシングシステムと、心房トラッキングと、心房で検知されペーシングされた事象と同期する左心室および右心室の脱分極および収縮の同期性を回復して、心不全および/またはこれら腔の徐脈を治療するためにトリガされるペーシングモードと、の状況において、詳細に開示される。本発明のこの実施形態は、上部および下部心腔同期ならびに右および左の心房腔および/または心室腔の脱分極同期性を回復するためのAV同期動作モードを有する三腔または四腔ペーシングシステムとして動作するようプログラム可能である。
【0048】
本発明は、様々な形態の心不全を患っている患者のデータを収集するために埋め込み可能モニタにおいて利用できることを理解するべきである。本発明のシステムは、診断された頻脈性不整脈を治療するための段階的治療を提供するために、具体的な高レートペーシングおよびカーディオバージョン(除細動)ショック治療を含む抗頻脈性不整脈システムに組み込んでもよい。
【0049】
図1では、心臓10は、上部心腔、右心房(RA)および左心房(LA)、および下部心腔、右心室(AV)および左心室(LV)、ならびに右心房の開口から心房を横方向に回って延びて、分枝までさらに下方に延びる大静脈(GV)を形成する、冠状静脈洞(CS)を含む。図1は、伝導時間が数秒で示される正常な心拍数の正常な電気起動シーケンスでの、RA、LA、RVおよびLVを通る心臓脱分極波の伝達の説明である。心周期は、右心房壁のSA結節における脱分極インパルスの発生と、この脱分極インパルスがバッハマン束および結節間路の心房伝導経路を介して心房レベルで左心房中隔へ伝わることにより、通常は開始される。RA脱分極波は、房室(AV)結節および心房中隔に約40ミリ秒以内で達し、最も離れたRAおよびLAの壁に約70ミリ秒以内で達し、心房は、結果としてその収縮を終了する。RAおよびLA脱分極波の集合体は、外部ECG電極にわたって検知されて表示されると、PQRST群のP波として見える。それぞれRAまたはLA上にあるいはそれに隣接して位置する一対の単極および双極ペーシング/検知電極間を通る心房脱分極波の成分は、検知されたP波とも呼ばれる。外部ECG電極または埋め込み式単極心房ペーシング/検知電極の場所および間隔はいくらかの影響を及ぼすが、このような電極に結合した高インピーダンス検知増幅器によって測定する場合、正常なP波の幅は80ミリ秒の幅を超えない。RAまたはLA内に、あるいはそれに隣接して位置する、密接した間隔の双極ペーシング/検知電極間で検知された正常な近方場P波は、高インピーダンス検知増幅器によって測定する場合、せいぜい60ミリ秒の幅である。
【0050】
AV結節に達した脱分極インパルスは、約120ミリ秒遅れて、ヒス束を下方へ心室内中隔(intraventricular septum)に伝導する。脱分極波は、心臓の心尖領域(apical region)に約20ミリ秒後に達し、その後残りの40ミリ秒にわたってプルキンエ線維網を通って上方に移動する。RVおよびLV脱分極波の集合体、および脱分極した心筋の再分極を伴う後続のT波は、外部ECG電極にわたって検知され表示されると、PQRST心周期群のQRST部と呼ばれる。RVまたはLV上にあるいはそれに隣接して位置する双極または単極ペーシング/検知電極対間を通るQRS心室脱分極波の振幅が振幅しきい値を超えると、この振幅は検知されたR波として検出される。外部ECG電極または埋め込み式単極心室ペーシング/検知電極の場所および間隔は、いくらかの影響を及ぼすが、高インピーダンス検知増幅器によって測定する場合、正常なR波の幅は80ミリ秒の幅を超えない。RVまたはLV内にあるいはそれに隣接して位置する、密接した間隔の双極ペーシング/検知電極間で検知された正常な近方場R波は、高インピーダンス検知増幅器によって測定する場合、せいぜい60ミリ秒の幅である。
【0051】
順次活性化の通常の正常伝導範囲は、Durrel他による、「Total Excitation of the Isolated Human Heart」(CIRCULATION (Vol. XLI, pp. 899-912, June 1970))というタイトルの論文にも記載されている。この正常電気的活性化シーケンスは、進行性のCHFを患い、IACD、LBBB、RBBBおよび/またはIVCDを示す患者では非常に乱れる。このような伝導欠陥は、ヒス束、右脚および左脚に沿った、またはより遠位のプルキンエ線維末端における伝導障害により、RVとLVとの高い非同期性を示す。通常の心室内ピーク間非同期性は、80〜200ミリ秒の範囲かまたはそれ以上であり得る。RBBBおよびLBBB患者では、QRS群は、表面ECGで測定した場合、>120ミリ秒〜250ミリ秒の正常範囲を遥かに超えて広がる。この幅の増大は、左右の心室の脱分極および収縮の同期性の欠如を示す。
【0052】
図14は、ある心周期中の心腔EGM、圧力、流量および容積を示しており、これは上記で参照した米国特許第5,564,434号からの複写であり、絶対血圧、大動脈血流量、および左心室容積の変動に関連する、正常な洞調律心周期に伴う電気脱分極波を示す。右心房および右心室は、PQRST群に関連して、左心房および左心室とほぼ類似の圧力、流量、および容積の変動を示す。本発明の監視および刺激治療の態様は、心臓の片側または両側に存在しそこで作用することができることが理解されるであろう。心周期は、右心房および左心房に静脈血および酸素化された血液が再び充満する際に、連続的なPQRST群と後続の心房および心室の弛緩との間隔内で終了する。洞調律では、脱分極の間隔は、それぞれ120bpm〜60bpmの対応する洞心拍数に対して約500.0ミリ秒〜1,000.0ミリ秒である可能性がある。この時間間隔において、心房および心室は弛緩し、全体的な心房サイズすなわち容積が胸腔内圧および呼吸に応じて変化することができる。図14の血圧図において、心房および心室血圧の変化が心周期のP波およびR波に追随し、P波およびQ波に遅れることを認めることができる。期間T0〜T1は、AV遅延を包含する。
【0053】
機能不全のSA結節またはAVブロックに起因する徐脈から生じる心臓の機能不全を患う患者において、従来の心房および/または心室ペーシングを処方して、十分な心拍数およびAV同期性を回復することができる。例えば図14では、心房および/または心室ペーシングパルスは、P波、および一般にR波と呼ばれるQRS群の動揺部より前に起こる。心房または心室の心筋細胞が、後続の心房収縮期間(T0〜T1)および心室収縮期間(T2〜T4)に続いて、弛緩することができないことによって心拍出量が低下する可能性がある。図14に示すように、心収縮期間が長くなると、受動的充満時間T4〜T7が減る。したがって、次の心周期において心房および/または心室から排出される血液量は、最適値未満である可能性がある。これは特に、CHF患者または心臓の剛性が増した他の患者に見られる事例であり、受動的充満期(T4〜T7)中および心房収縮期(T0〜T1)中の心臓の充満は大幅に制限される。
【0054】
圧力と寸法(すなわち容積)の関係は、共にプロットした場合、閉曲線グラフとなる(図9および図11のように)。心周期中の寸法測定は、容積と同様の関係を有する。閉ループの幅は、収縮期短縮率(寸法に関して)および/または一回拍出量(容積に関して)を表し、ループの高さは発生した圧力を表す。ループに囲まれた領域は、一回仕事量である。心周期の種々の期もまた、圧力−寸法/容積関係ループに表される。曲線の下部における寸法の増加は、心室の充満を表す。上昇(および圧力の上昇)は等容性収縮を表し、曲線の上部における寸法/容積の減少は、心収縮期を表す。下降(および圧力の低下)は、心室の等容性弛緩を表し、周期が繰り返される。
【0055】
本発明の方法および装置は、脱分極シーケンスと、十分な心拍出量に寄与する右および左心腔間の同期性とを回復するようにプログラムすることができる三腔または四腔ペーシングシステム内で提供される。この回復は、必要に応じて、かつAV同期性を維持しつつ各心腔に関するペーシング/検知電極の特定の埋め込み部位を占めるように、RAおよび/またはLAに、またAV遅延後にRVおよびLVに、最適にタイミングを取った心臓ペーシングパルスを供給することにより行われる。本発明は、心臓のメカニカル機能に関するデータを得て、プログラムされたペーシングモードおよびパラメータ値の有効性と、心不全の進行または後退とを評価する助けとするために、用いられ得る。
【0056】
本発明の態様によると、脱分極シーケンスと、十分な心拍出量に寄与する右および左心室腔間の同期性とを回復する方法および装置が提供される。この回復は、必要に応じて、かつAV同期性を維持しつつ各心腔に関するペーシング/検知電極の特定の埋め込み部位を占めるように、RAおよび/またはLAに、またAV遅延後にRVおよびLVに、最適にタイミングを取った心臓ペーシングパルスを供給することにより行われる。
【0057】
したがって、図1はまた、心房腔および心室腔のAV同期収縮の回復と、右心室および左心室の同時または順次ペーシングとを回復するための、上述のタイプの埋め込み式四腔心臓ペースメーカの概略図を示す。ペースメーカ(IPG)14は、患者の身体の皮膚と肋骨との間で皮下に埋め込まれる。3本の心内膜リード線16、32および52が、IPG14をRA、RV、ならびにLAおよびLVの両方それぞれに接続する。各リード線は、2つの電気導体および少なくとも1つのペーシング/検知電極を有し、遠隔にある不関筐体電極20が、IPG14のハウジングの外面の一部として形成される。以下でさらに説明するように、ペーシング/検知電極および遠隔の不関筐体電極20(IND_CAN電極)を選択的に用いて、ペーシングおよび検知機能のために、特に遠方場信号、例えば遠方場R波(FFRS)を検知するためにいくつかの単極ペーシング/検知電極の組み合わせを、または双極ペーシング/検知電極を提供することができる。右および左心腔内または、その周囲の図示した位置もまた、単なる例示である。さらに、RA、LA、RVおよびLV上、またはその内部、またはそれらに関連する電極部位に配置されるようになっている図示のリード線およびペーシング/検知電極の代わりに、他のリード線およびペーシング/検知電極を使用することもできる。
【0058】
図示の双極心内膜RAリード線16は、静脈を介して心臓10のRA腔に通され、RAリード線16の遠位端は、取り付け機構17によってRA壁に取り付けられる。双極心内膜RAリード線16は、IPGコネクタブロック12の双極穴に嵌まるインラインコネクタ13とともに形成される。インラインコネクタ13はリード線本体15内のRAリード線導体対に結合され、遠位先端RAペーシング/検知電極19と、近位リングRAペーシング/検知電極21とに接続される。心房ペーシングパルスの送出および心房検知事象の検知は、先端RAペーシング/検知電極19と、近位リングRAペーシング/検知電極21との間で行われ、近位リングRAペーシング/検知電極21は、不関電極(IND_RA)として働く。別法として、単極心内膜RAリード線を、図示の双極心内膜RAリード線16の代わりに用いてもよく、IND_CAN電極20と共に用いてもよい。または、遠位先端RAペーシング/検知電極19および近位リングRAペーシング/検知電極21の一方を、単極ペーシングおよび/または検知のためにIND_CAN電極20と共に用いてよい。
【0059】
心内膜RVリード線32は、SVCおよびRAを経てRVへと経静脈的に通され、RVにおいて、その遠位先端RVペーシング/検知電極40が、従来の遠位取り付け機構41により心尖部の適所に固定される。本発明の一態様によると、血圧センサ38およびソノマイクロメータ結晶(sonomicrometer crystal)72がRVリード線32のリード線本体36の遠位部分内に、遠位取り付け機構41が心室心尖に取り付けられるとRV内に位置するように組み込まれる。
【0060】
圧力センサ38は、上記で参照した米国特許第5,564,434号に開示されるタイプのものであってもよく、Medtronic(登録商標)CHRONICLE(登録商標)IHMモニタと共に用いられてもよい。このような埋め込み可能モニタは、心臓不整脈または心不全を患う患者に埋め込むと、長期間にわたって患者が日々の活動に従事している間の心臓の状態を判断するのに役立つ日時スタンプ付きデータを蓄積する。圧力センサ38の導電性表面は、遠隔ペーシング/検知電極40に双極ペーシングおよび検知を提供するための不関ペーシング/検知電極として用いられ得る。
【0061】
ソノマイクロメータ結晶72は、内側管状電極と外側管状電極との間に挟まれて、米国特許第5,795,298号に開示されるタイプのリード線本体36の周りに嵌められた、円柱形の圧電結晶管であってもよい。超音波エネルギーの送信器として働く駆動された圧電結晶と、超音波エネルギーに曝されると振動して出力信号を供給する受信用圧電結晶との間の距離を測定するための様々なソノマイクロメータシステムが、米国特許第5,779,638号、第5,795,298号、第5,817,022号および第5,830,144号に開示されている。円柱形の受信用結晶は、ECGマッピングリード線本体に取り付けられ、米国特許第第5,795,298号号のリード線導体に結合され、受信用結晶は、外部に位置する送信用結晶と共に用いられて、蛍光透視法を用いずに本体にマッピング電極を配置する方法を提供する。
【0062】
圧電結晶72の外側管状電極もまた、遠隔ペーシング/検知電極40を用いて双極ペーシングおよび検知を提供するための不関ペーシング/検知電極として用いられ得る。
RVリード線32は、IPGコネクタブロック12の双極穴に嵌まるインラインコネクタ34から延びるリード線本体36内のRVリード線導体対と共に形成される。RVリード線導体対の第1の導体は、遠位先端RVペーシング/検知電極40と、ソノマイクロメータ結晶72の内側管状導体と、圧力変換器38の第1の端部とに接続される。RVリード線導体対の第2の導体は、ソノマイクロメータ結晶72の外側管状導体と、圧力変換器38の第2の端部とに接続される。
【0063】
図示のこの実施形態では、多極心内膜CSリード線52が、上大静脈(SVC)、RA、CS口(ostium)、CS自体を通って、大静脈(GV)などの、CSから下行する冠状静脈へと進む。したがって、遠位ペーシング/検知電極48および50は、LVに沿ってGV内の深部に配置されて、LVの脱分極が検出され、かつペーシングパルスがRVのペーシングパルスの送出と同時にまたはそれと関連したタイミングで、LVに送出されることを可能にする。図示の四腔またはチャネルの実施形態では、LV CSリード線52は、LAに隣接するより大きい直径のCS内にあるように、CSリード線本体56に沿って位置決めされた近位LA CSペーシング/検知電極28および30を保持する。通常、LV CSリード線およびLA CSリード線はいかなる固定機構も用いず、その代わり、ペーシング/検知電極(単数または複数)を所望の部位に保持するように、これらの血管内にしっかりと拘束することに頼る。LV CSリード線52は、多導体リード線本体56と共に形成され、このリード線本体56は、IPGコネクタブロック12の穴に嵌まる近位端コネクタ54において結合される。直径が小さいリード線本体56を選択して、大静脈GVから下方に分岐する静脈内の深部に遠位LV CSペーシング/検知電極50を収容するようにする。LV CSリード線52は、LAおよびLVそれぞれでのペーシングおよび検知のために、IND_CAN電極20またはリング電極21と対になった単一のLA CSペーシング/検知電極28および/または単一のLV CSペーシング/検知電極50を保持してもよいことが理解されるであろう。
【0064】
本発明の一態様によると、ソノマイクロメータ結晶70が、ソノマイクロメータ結晶72からある距離を置いてLVに沿って位置するように、LV CSリード線52のリード線本体56の遠位部分内に組み込まれる。さらに、ソノマイクロメータ結晶74が、ソノマイクロメータ結晶72からある距離を置いてLVに沿って位置するように、LV CSリード線52のリード線本体56のより近位の部分内に組み込まれる。ソノマイクロメータ結晶74は、代替的には、RAまたはSVC内にあるようにリード線本体56上のより近位に配置される。あるいは、付加的なソノマイクロメータ結晶74が、RAまたSVC内に位置するようにリード線本体56上のより近位に、あるいはRAまたはSVC内に位置するようにRAリード線本体15上のより近位に配置される。ソノマイクロメータ結晶70および74は、内側管状電極と外側管状電極との間に挟まれて、上記で参照した米国特許第5,795,298号に記載されるタイプのリード線本体36の周りに嵌められた、円柱形の圧電結晶管であってもよい。圧電結晶70および74の外側管状電極は、不関ペーシング/検知電極48および28それぞれに代わって双極ペーシングおよび検知を提供するために不関ペーシング/検知電極として用いられてもよい。
【0065】
この場合、CSリード線本体56は、デュアル双極コネクタ54のコネクタ要素から遠位方向に延びる電気的に絶縁されたLVおよびLAリード線導体対を収容するであろう。LAリード線導体対は、より近位のLA CSペーシング/検知電極28および30ならびにソノマイクロメータ結晶74の内側および外側管状電極から近位方向に延びる。LVリード線導体対は、より遠位のLV CSペーシング/検知電極48および50ならびにソノマイクロメータ結晶74の内側および外側管状電極から近位方向に延びる。
【0066】
ソノマイクロメータ結晶70、72および74は、それにより、LV、RVおよびLAから離れて、それに関連して配置される。付加的または代替的なソノマイクロメータ結晶を、RAまたはSVC内に配置してもよいことが理解されるであろう。寸法D1、D2およびD3は、心腔の収縮または弛緩の瞬時の状態に応じて、心周期中に変化する。
【0067】
IPG14がICD IPGを含んでいてもよいこと、また、リード線16、32および52のうちの1つまたは複数が、リード線本体を通ってこれらリード線まで延びる、当該技術分野において既知の任意の構造および動作モードで心房および/または心室のカーディオバージョン/ディフィブリレーションショックを送出するカーディオバージョン/ディフィブリレーション電極およびリード線導体を組み込んでもよいことも、理解されるであろう。
【0068】
図2は、RA、LA、RVおよびLVリード線導体対を介して治療の送出および/または生理的入力信号の処理を可能にする、患者の身体10に埋め込まれた例示的な多腔モニタ/治療送出システムIMD100のシステムアーキテクチャを示す。IMD100は、タイプおよびそのタイプに内蔵される機能特徴に応じて精巧さおよび複雑さが変わる、マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102を中心に構成されるシステムアーキテクチャを有する。マイクロコンピュータベースの多腔モニタ/治療送出システムの制御およびタイミングシステム102の機能は、RAMおよびROM(PROMおよびEEPROMを含む)に記憶され、通常のマイクロプロセッサコアアーキテクチャのCPU、ALU等を使用して実行される、ファームウェアおよびプログラムされたソフトウェアアルゴリズムによって制御される。マイクロコンピュータベースの多腔モニタ/治療送出システムの制御およびタイミングシステム102はまた、ウォッチドッグ回路、DMAコントローラ、ブロックムーバ/リーダ、CRC計算器、および当該技術分野において既知の方式の経路すなわちツリーにおけるオンチップデータバス、アドレスバス、電力線、クロック線および制御信号線により連結された、他の特定の論理回路部を含んでもよい。また、多腔IMD100の制御およびタイミングは、プログラムされたマイクロコンピュータではなく専用の回路ハードウェアまたは状態マシンロジックにより達成し得ることが理解されるであろう。
【0069】
また、多腔IMD100は通常、患者の心腔の特定部位に位置する上述のセンサおよびペーシング/検知電極対からの信号を受け取って心不全パラメータを導出し、多腔ペーシング治療、特にAV同期両心室ペーシング治療を心腔に送出するタイミングを取る、患者インタフェース回路部104を含む。したがって、患者インタフェース回路部104は、ソノマイクロメータ/ペーシング刺激送出システム106および生理的入力信号処理回路108を備え、これらはいずれも、上述のRA、RV、LAおよびLVリード線導体対と結合され、図3を参照してさらに詳細に説明される。患者インタフェース回路部104は、心臓に送出されるカーディオバージョン/ディフィブリレーションショックおよび/または心臓ペーシングパルスか、または心臓を包む骨格筋への心筋刺激を送出するための回路部を含むように構成され得る。心不全を軽減するか、または心臓移植手術を待つ患者に埋め込まれた埋め込み可能な心臓補助デバイスまたはポンプを操作するための、薬剤を心臓に送出する薬剤ポンプもまた、多腔IMD100に内蔵されることができる。
【0070】
バッテリは、多腔IMD100の回路部を駆動し、かつ物質送出多腔モニタ/治療送出システムの任意の電気機械デバイス(例えば弁、ポンプ等)を駆動するか、またはICDショック発生器、心臓ペーシングパルス発生器または関連する他の電気刺激発生器の電気刺激エネルギーを供給する、電気エネルギー源を提供する。通常のエネルギー源は、パワーオンリセット(POR)機能を有する電源/POR回路126に結合したエネルギー密度の高い低電圧バッテリ136である。電源/POR回路126は、1つまたは複数の低電圧電源Vlo、POR信号、1つまたは複数のVREF源、電流源、選択的交換指標(ERI)信号、および(ICDの場合)高電圧電力Vhiを、治療送出システム106に供給する。これらの電圧および信号の従来の相互接続の全てを図2に示しているわけではない。
【0071】
ほぼ全ての現時の電子多腔モニタ/治療送出システム回路部は、当該回路部に結合された圧電結晶132およびシステムクロック122により供給されるクロック信号CLKを必要とするクロック駆動式CMOSデジタル論理IC、ならびにICと共に1つまたは複数のサブストレートすなわちプリント回路板に取り付けられるディスクリート部品(例えば、インダクタ、コンデンサ、変圧器、高電圧保護ダイオード等)を使用する。図2において、システムクロック122により生成された各CLK信号は、クロックツリーを介して適用可能なクロック駆動式ロジックの全てにルーティングされる。システムクロック122は1つまたは複数の固定周波数CLK信号を供給する。このCLK信号は、システムタイミングおよび制御機能のために、またテレメトリI/O回路124におけるアップリンクテレメトリ信号送信のフォーマット時に、バッテリ動作電圧範囲にわたってバッテリ電圧とは独立している。
【0072】
マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102のRAMメモリレジスタを使用して、検知された心臓活動から編集したデータ、および/またはダウンリンクテレメトリ送信を介した検索または問合せ命令を受け取った際のアップリンクテレメトリ送信のための、デバイスの動作履歴または検知された生理的パラメータに関するデータを記憶することができる。データ記憶装置をトリガするための基準は、ダウンリンクテレメトリ送信された命令およびパラメータ値を介してプログラム入力されてもよい。データ記憶装置は、周期的にか、あるいは特定のプログラム入力された事象検出基準が満たされる際に、生理的入力信号処理回路108内の検出ロジックによりトリガされる。場合によっては、多腔IMD100は磁界感知スイッチ130を含む。この磁界感知スイッチ130は、磁界に応答して閉じ、閉じることによって、磁界スイッチ回路が、制御およびタイミングシステム102に対してスイッチ閉(SC)信号を発し、制御およびタイミングシステム102は電磁モードで応答する。例えば、患者は磁石116を装備しており、磁石は、患者が所定の症状を感じると、皮下に埋め込まれた多腔IMD100の上にかざされて、スイッチ130が閉じ、制御およびタイミングシステムが治療を送出しかつ/または生理的エピソードデータを記憶するように促すことができる。いずれの場合も、事象関連データ(例えば、日付および時間)を、後の問合せセッションにおけるアップリンクテレメトリのために周期的に集められたかまたは患者により始動された、記憶された生理的データと共に記憶することができる。
【0073】
多腔IMD100において、アップリンクおよびダウンリンクテレメトリ機能が設けられており、遠隔に位置する外部医療デバイス、または患者の身体上のより近位の医療デバイス、または患者の身体内の別の多腔モニタ/治療送出システムとの通信が可能となる。上述したタイプの記憶された生理的データならびにリアルタイムで生成された生理的データおよび非生理的データは、ダウンリンクテレメトリ送信された問合せコマンドに応答して、アップリンクRFテレメトリにより、多腔IMD100から外部プログラマまたは他の遠隔の医療デバイス26に送信されることができる。リアルタイムの生理的データは通常、リアルタイムでサンプリングされた信号レベル、例えば心臓内心電図の振幅値、ならびに圧力および寸法信号を含むセンサ出力信号を含む。非生理的患者データは、その時プログラムされたデバイス動作モードおよびパラメータ値、バッテリ状態、デバイスID、患者ID、埋め込んだ日付、デバイスのプログラム履歴、リアルタイム事象マーカ等を含む。埋め込み可能ペースメーカおよびICDの状況において、このような患者データは、プログラムされた検知増幅器の感度、ペーシングまたはカーディオバージョンパルスの振幅、エネルギー、およびパルス幅、ペーシングまたはカーディオバージョンリード線インピーダンス、およびデバイスの性能に関する蓄積された統計量、例えば検出された不整脈エピソードおよび与えた治療に関するデータを含む。このように、多腔モニタ/治療送出システムは、様々なこのようなリアルタイムのまたは記憶された、生理的または非生理的データを発生し、このような発生されたデータは、本明細書では一括して「患者データ」と呼ばれる。
【0074】
生理的な入力信号処理回路108は、検知事象を増幅し、処理し、また場合によっては電気検知信号または圧力センサ出力信号の特徴から検知事象を検出する、少なくとも1つの電気検知増幅器回路を含む。二腔または多部位または多腔監視および/またはペーシング機能を提供する多腔モニタ/治療送出システムにおける生理的な入力信号処理回路108は、心腔に関して位置する検知電極からの心信号を検知および処理する、複数の心臓信号検知チャネルを含む。このようなチャネルのそれぞれは通常、特定の心臓事象を検出する検知増幅器回路と、EGM信号を制御およびタイミングシステム102に供給してサンプリングし、デジタル化し、記憶またはアップリンク送信する、EGM増幅器回路とを含む。心房および心室検知増幅器は、P波またはR波の発生をそれぞれ検出し、RA検知、RV検知、LA検知および/またはLV検知事象信号を制御およびタイミングシステム102に供給する、信号処理ステージを含む。このようなRV検知増幅器回路48は、例えば図3に示される。タイミングおよび制御システム102は、その特定のオペレーティングシステムに従って応答して、適切であれば、ペーシング治療を送出または変更し、あるいはアップリンクテレメトリ送信のためにデータを蓄積し、または当該技術分野において既知の様々な手法で、Marker Channel(登録商標)信号を供給する。
【0075】
図3は、ペーシング/検知電極、圧力センサ38、ならびにLVおよびRVリード線32および52のソノマイクロメータ結晶70、72および74に関連する、ソノマイクロメータ/ペーシング刺激送出システム106および入力信号処理回路108の構成要素のいくつかを概略的に示す。目的の構成要素の図示を明確にするために、ソノマイクロメータ/ペーシング刺激送出システム106および入力信号処理回路108の構成要素の全てを図3に示しているわけではない。
【0076】
入力信号処理回路108は、RVリード線導体対に結合されたRV圧力センサ38からの圧力センサ導出信号を検知および処理する、少なくとも1つの圧力信号処理チャネルを含む。このような圧力センサ電源および信号プロセッサ回路162は、図3に示されており、コネクタ34およびRVリード線本体32内のRVリード線導体対を介して圧力センサ38に結合されている。
【0077】
ソノマイクロメータ/ペーシング刺激送出システム106は、上述のようにプログラム可能に選択され得るRA、RV、LVおよびLAペーシング電極対にいずれの場合も選択的に結合された、RAペーシング出力パルス発生器、RVペーシングパルス発生器、LVペーシングパルス発生器、および任意選択でLAペーシングパルス発生器を備えることが好ましい。例えば、各腔に関連する双極ペーシングのために、RAペーシング出力パルス発生器はRAリード線導体に結合することができ、RVペーシングパルス発生器はRVリード線導体に結合することができ、LVペーシングパルス発生器はLVリード線導体に結合することができ、LAペーシングパルス発生器はLAリード線導体対に結合することができる。二腔、三腔、または四腔同期ペーシングは、これらのペーシングパルス発生器の組み合わせを用いて、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,902,324号に開示される方式でマイクロコンピュータベースのタイミングおよび制御システム102により実行されるペーシングタイミングアルゴリズムに従って行われる。PESPペーシングパルス列もまた、選択したペーシング電極対を通して選択した心腔に印加され、それにより、対になったかまたは結合された刺激が与えられる心周期中の心臓の収縮力を増大させて、この増大が続くいくつかの心周期にわたって持続するが徐々に消えるようにする。本発明は、心不全の症状を軽減し、少なくとも図1の寸法D2の測定された変化に応じて心拍出量を最適化するために、RVおよびLVペーシングパルスの送出のタイミングを最適化することを試みる。
【0078】
このために、図3は、ソノマイクロメータ/ペーシング刺激送出システム106が、ソノマイクロメータ結晶70、72および74のうちのプログラム可能に選択された1つ(駆動または超音波送信器結晶)に振動駆動信号を供給する結晶発生器152を備えることを示す。約1.0MHzの低エネルギー駆動信号は、結晶発生器152によって、ソノマイクロメータ結晶70、72および74のうちの選択された1つに印加され、心臓組織を通して超音波信号を送信し、かつソノマイクロメータ結晶70、72および74のうちの他の選択された1つまたは複数で同じ周波数の振動を誘導するようにすることができる。この場合、駆動された結晶は、RVリード線導体対およびリード線コネクタ34を介して結晶発生器152に結合されたソノマイクロメータ結晶72である。送信された超音波エネルギーは、寸法D1およびD2それぞれに応じたRV−LVおよびRV−LA時間遅延後に、マイクロフォン方式で他のソノマイクロメータ結晶70および74(この図示の場合)をその共振周波数で振動させ、それにより、受信器結晶として働かせる。超音波振動により、LVおよびLAリード線導体を介して入力信号処理回路108内のソノマイクロメータ信号処理回路180に伝導され、かつそれにより検出される誘導信号が発生する。RV−LVおよびRV−LA時間遅延は、心臓組織を通る所定の音速(通常は、一定の1540メートル/秒)および超音波送信器結晶と超音波受信器結晶との間の瞬時距離によって異なる。その距離または寸法は、LVおよびLAが収縮期で収縮し拡張期で弛緩する程度に応じて変化する。瞬時寸法D1およびD2の組は、駆動されたソノマイクロメータ結晶が所定のサンプルウィンドウ中に所定のサンプル周波数で周期的に付勢される際に収集される、測定されたRV−LVおよびRV−LA時間遅延から、ペーシングされたかまたは内因性の心周期のプログラムされたサンプルウィンドウ中に求めることができる。瞬時LV−LA時間遅延もまた、測定されたRV−LVおよびRV−LA時間遅延から計算され、瞬時寸法D3を求めるために用いることができる。
【0079】
あるいは、寸法D1、D2およびD3は、超音波エネルギーを選択してそれをRVソノマイクロメータ結晶72に印加し、寸法D1およびD2を上述のように測定し、次いで超音波エネルギーをLVソノマイクロメータ結晶70またはLAソノマイクロメータ結晶74に印加して、LVソノマイクロメータ結晶70またはLAソノマイクロメータ結晶74のうちの他方が受け取った信号から寸法D3を測定するというルーチンを循環することにより導出することができる。LAソノマイクロメータ結晶74がRAまたはSVC内に位置する場合、同様のルーチンが確立される。
【0080】
寸法D1、D2およびD3をこのようにして求めることにより、LVおよびLA壁の穿孔の必要およびLVおよびLAに危険が及ぶ可能性なしに、ソノマイクロメータ結晶70および74の場所に応じたLVおよびLA壁の可動域の正確なデータを編集する。
【0081】
RV、LVおよびLAリード線導体を用いて、駆動されたソノマイクロメータ結晶72を駆動し、ペーシングパルスの送出または心房および心室EGMの検知を損なうことなく、例えばソノマイクロメータ結晶70および74で誘導された超音波周波数信号を検出することができる。ソノマイクロメータ結晶70、72および74は、約1.0MHzのその共振周波数以外では、高インピーダンスを示し、これはペーシングパルスおよびEGM周波数帯域幅を遥かに越える。したがって、ソノマイクロメータ結晶70、72および74は、開回路としての役割を果たし、正常なペーシング動作中には電流を伝導しない、すなわち引き込まないが、以下でさらに説明するようにAV遅延およびV−V遅延の記憶または調整用のデータを集めるために、サンプルウィンドウ中に周期的に付勢されることができる。高周波数超音波エネルギーは、検知増幅器入力にあるフィルタおよびペーシングパルス発生器の出力にある保護回路部により遮断される。
【0082】
正常ペーシングモード
IMD100の考えられる多腔ペーシングモードを図4のフローチャートに示し、以下のように説明する。本発明の特定の動作モードを、プログラムされたまたは固定配線された、考えられる動作モードのサブセットとして実施する。ステップS134において判定される際、V−A補充間隔中に不応期の外側(outside of refractory)のP波が、選択された心房検知電極対にわたって検知される場合(A事象)、またはステップS118において、選択された心房ペーシング電極対にAペースパルスが送出される場合、ステップS100においてAV遅延が開始する。AV遅延は、Aペースで開始するかまたはA事象で開始するかに応じて、それぞれPAVまたはSAV遅延である場合があり、SAV/PAV遅延タイマによってタイムアウトする。SAVまたはPAV遅延は、タイムアウト前の心室検知増幅器による非不応性(non-refractory)のRV事象またはLV事象出力時に終了する。
【0083】
マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102内の事象後(post-event)タイマが開始して、心室後(post-ventricular)期間およびTRIG_PACEウィンドウがタイムアウトし、また、非不応性のRV事象またはLV事象が検出されることなくステップS102においてSAVまたはPAV遅延がタイムアウトする場合、ステップS104において、マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102内のV−A補充間隔タイマが開始して、V−A補充間隔をタイムアウトする。TRIG_PACEウィンドウは、補充間隔中に早期に発生しすぎた検知事象に応答してトリガされるペーシングモードを阻止する。
【0084】
プログラムされたRVペースおよびLVペースパルスの一方または両方は、ステップS106において、選択されたRVおよびLVペーシング電極対に送出され(図5のフローチャートに示すように)、ステップS116において、V−A補充間隔タイマがタイムアウトする。RVペースおよびLVペースパルスの両方が送出される場合、第1のパルスがVペース1と呼ばれ、第2のパルスがVペース2と呼ばれ、これらはVP−VP遅延によって分離される。図6Aおよび図6Bを参照して以下でより詳細に説明するように、ステップS106において両心室ペーシングモードがプログラムされる場合、このペーシングモードは、左心室−右心室または右心室−左心室ペーシングシーケンスに選択的にプログラムされ、送出される第1および第2の心室ペーシングパルスは、個別にプログラムされたVP−VP遅延によって分離される。VP−VP遅延は、約4ミリ秒〜約80ミリ秒でプログラム可能であることが好ましい。
【0085】
以下でさらに述べるように、最初に、基線または低レートのSAV、PAVおよびVP−VP遅延を、患者の精密検査中の、通常は患者の安静時のLA機能およびLV心拍出量を最適化するように選択する。しかしながら、これらの期間遅延およびV−A補充間隔は、活動信号プロセッサ回路による活動(ACTIVITY)信号の出力によって反映されるような運動に起因する心拍出量に対する患者の要求に合うように、プログラムされた上限および下限内で調整されるようにプログラムしてよい。精密検査中にはまた、最適なLA機能およびLV心拍出量に関連する圧力(PおよびdP/dT)および寸法(D1、D2、D3)データが収集され、マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102内のIMDメモリに記憶される。そのデータは周期的に収集され、本発明に従ったIMDメモリ内に記憶される。
【0086】
さらに、圧力(PおよびdP/dT)および寸法(D1、D2、D3)データを周期的に求めて、LA機能およびLV心拍出量を最適化するように最初に選択されたSAV、PAVおよびVP−VP遅延の効果を評価し、LA機能およびLV心拍出量を最適化するようにSAV、PAVおよびVP−VP遅延を調整することができる。
【0087】
さらに、圧力(PおよびdP/dT)および寸法(D1、D2、D3)データを用いて、心臓性能を改善するPESPを送出するためのパラメータを調整し増強することができる。必要であれば、心機能を改善するPESPパラメータの効果を周期的に求め、PESPパラメータを変更するための圧力および寸法フィードバック情報を用いて、性能を最大にすることができる。
【0088】
ステップS102に戻ると、ステップS108においてRV検知増幅器またはLV検知増幅器によりRV事象またはLV事象(総じて、V事象)が生成されると、AV遅延が終了する。V−A補充間隔および心室後期間のタイムアウトは、V事象に応答してステップS110において開始する。ステップS112において、トリガされる心室ペーシングモードがAV遅延中に動作するようにプログラムされているかどうかが判定される。トリガされる心室ペーシングモードがオンにプログラムされ、ステップS114に引き渡され完了する(図6Aおよび図6B)。他の場合に利用可能であり得る任意のVSPモードは、オフにプログラムされる。TRIG_PACEウィンドウのタイムアウトは、ステップS110におけるV−A補充間隔および事象後期間のタイムアウトと同時に、ステップS113において開始する。
【0089】
非不応性のA事象が選択された心房検知電極対にわたって検知されることなくステップS116においてV−A心房補充間隔がタイムアウトする場合、ステップS118において、選択されたRAペーシング電極対にわたってAペースパルスが送出され、ステップS120においてAV遅延がPAVに設定され、AV遅延がAV遅延タイマによって開始する。しかし、ステップS122およびS134において判定される際に非不応性のA事象が発生する場合、V−A補充間隔は終了する。ステップS134において、マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102内の事象後タイマによって、A事象時にABPおよびARPが開始し、ステップS138においてAV遅延はSAVに設定され、ステップS100において、SAV遅延は、SAV/PAV遅延タイマにより開始し、タイムアウトする。
【0090】
正常な活性化シーケンスの回復が必要であると仮定すると、AV結節からヒス束までの正常なAV伝導期間に対応するプログラムされたSAVおよびPAV遅延が使用されるか、または計算されたSAVおよびPAV遅延が、一般的な(prevailing)センサレートまたは検知された内因性心拍数に関して計算され、SAV/PAV遅延タイマ372によって使用される。
【0091】
ステップS123において、RV事象またはLV事象(簡単にするため、V事象と呼ぶ)がV−A補充間隔のタイムアウト中に検出され、次いでステップS124において、これが非不応性V事象であるかまたは不応性V事象であるかが判定される。ステップS124においてV事象が非不応性V事象であると判定された場合、ステップS126において、TRIG_PACEウィンドウが開始または再開し、V−A補充間隔が再開し、心室後期間が再開する。
【0092】
トリガされる心室ペーシングモードが、V−A補充間隔中に作用するようにプログラムされるかどうかが、ステップS128において判定される。V−A補充間隔中にトリガされる心室ペーシングは、トリガされる心室ペーシングが患者にとって不適切である場合、オンにプログラムされないかまたはペーシングシステムに供給されない。V−A補充間隔中にトリガされる心室ペーシングがオンにプログラムされる場合、このペーシングはステップS132に引き渡され、完了する(図6Aおよび図6B)。ステップS130において判定される際、トリガされる心室ペーシングがオンにプログラムされない場合、V−A補充間隔中に検知された非不応性V事象によって心室ペーシングはトリガされない。ステップS130およびS132は、本発明を組み込むことができるAV同期ペーシングシステムの一形態の開示を完全にするために本明細書に含まれているだけである。本発明を、ステップS130およびS132を含まないAV同期ペーシングシステムに組み込むことができることは理解されるであろう。
【0093】
図5はステップS106をより詳細に示し、図6Aおよび図6Bは、ステップS114およびS132をより詳細に示す。ステップS106においてVP−VPペーシングモードがオンにプログラムされる場合、このペーシングモードは、左心室−右心室または右心室−左心室シーケンスに選択的にプログラムすることができる。その際、送出される第1および第2の心室ペーシングパルス(Vペース1およびVペース2)は、個別にプログラムされたVP−VP遅延によって分離される。トリガされる両心室ペーシングモードは、ステップS114およびS134の一方または両方においてオンにプログラムされ、このペーシングモードは、V事象が検知される心室を、あるいはV事象NTが検知される場所に関係なく決められたまたはプログラムされた心室を、Vペース1を用いて即座にペーシングするように選択的にプログラムすることができる。次いでVペース2が生成され、プログラムされたVS/VP−VP遅延後に他方の心室を同期ペーシングする。あるいは、トリガされるペーシングモードは、右心室−左心室シーケンスか左心室−右心室シーケンスかに応じて、個別にプログラム可能なVS−VP遅延後に、V事象が検知された心室でない他方の心室を、Vペース2を用いて同期ペーシングするようにのみ、ステップS114または132の一方または両方において選択的にプログラムされることができる。これらVP−VP、VS/VP−VPおよびVS−VP遅延のすべては、約0ミリ秒〜約80ミリ秒でプログラム可能であることが好ましい。
【0094】
実際問題として、最小のVS/VP−VPおよびVP−VP遅延は、RVペースおよびLVペースパルスの刺激送出を回避するために、システムクロックサイクルの半分に設定される場合がある。ペーシングパルス幅は、通常、約0.5ミリ秒〜2.0ミリ秒でプログラム可能であり、ペーシングパルス振幅は、通常、0.5〜7.5ボルトでプログラム可能である。一実施形態において、システムクロックは、約8.0ミリ秒の完全なクロックサイクルを提供する。したがって、最小のVP−VP遅延は、半分のクロックサイクルすなわち約4.0ミリ秒に設定される。
【0095】
図5に示すように、図3のIMD100は、単一のRVペースまたはLVペース(Vペース1)のみを送出するように、または一対のRVペースおよびLVペースパルス(Vペース1およびVペース2)を送出するようにプログラムすることができる。これらRV−ペースおよびLVペースパルスは、マイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102内のV−V遅延タイマによってタイムアウトするVP−VP遅延により分離される。ステップS200において判定される際に単一のRVペースまたはLVペースのみの送出がプログラムされる場合、ステップS202においてこれが送出される。
【0096】
ステップS200においてVP−VPペーシングがオンにプログラムされる場合、ステップS204において、プログラムされたRV−LVまたはLV−RVシーケンスでVペース1が送出される。繰り返すが、RVペースパルスは通常、活性RV先端電極40にわたって、ならびに上述したように、ペーシングシステム内にいずれの電極が存在するかおよび所望されるRVペーシングベクトルに応じてプログラムされ選択された、利用可能な不関電極のうちの1つにわたって送出される。そして、LVペースパルスは、活性LVペーシング電極50および選択された不関電極(例えば、ペーシング/検知電極48)にわたって送出される。Vペース1ペーシングパルスは、プログラムされた電圧およびパルス幅に要求されるプログラムされたパルスエネルギーで送出される。
【0097】
V−V遅延タイマは、プログラムされたVP−VP遅延でロードされ、ステップS206において開始してタイムアウトする。RVペースパルスがVペース1である場合、プログラムされたVP−VP遅延が、V−V遅延タイマにおいてタイミングを取られる。ステップS208におけるプログラムされたVP−VP遅延のタイムアウト後に、ステップS210において、LVペースパルスは、活性LVペーシング/検知電極50と、選択された不関ペーシング/検知電極48との間のLVペーシング経路においてVペース2として送出される。反対に、LVペースパルスが、送出される第1のパルス(Vペース1)である場合、プログラムされたVP−VP遅延が、V−V遅延タイマにおいてタイムアウトする。次いで、ステップS208におけるプログラムされたVP−VP遅延のタイムアウト後に、ステップS210において、RVペースパルスが通常、活性RVペーシング/検知電極40と、プログラムされた不関ペーシング/検知電極とにわたってVペース2として送出される。
【0098】
図6Aおよび図6Bは、AV遅延のタイムアウト中にステップS108においてまたはV−A補充間隔のタイムアウト中にステップS124において心室検知事象によりトリガされる心室ペーシングパルスを送出する、図4のステップS114およびS132(これらが設けられるかオンにプログラムされる場合)を示すフローチャートを含む。RVおよびLVにおけるR波の検知は、いくつかのRV検知およびLV検知の検知軸またはベクトル(経心室検知ベクトルを含む)を用いて行うことができる。双極RV検知ベクトル(RVペーシング/検知電極38および40)、単極RV検知ベクトル(RV先端ペーシング/検知電極40およびIND_CAN電極20)、および単極LV検知ベクトル(LVペーシング/検知電極50およびIND_CAN電極20)、ならびに経心室RV検知およびLV検知合成ベクトル(RVペーシング/検知電極40およびLVペーシング/検知電極50)をプログラムすることができる。検知ベクトルの選択は、心臓の状態およびペーシングパルス経路の選択に依存する。
【0099】
IMD100は、ステップS114に関して、トリガされるVS/VP、VS/VP−VPまたはVS−VPモードとして示す、トリガされる3つのペーシングモードのうちの1つに、個別にプログラムすることができる。トリガされるVS/VPペーシングモードでは、RV事象またはLV事象の発生時に、Vペース1が、RVまたはLVペーシング経路それぞれに遅延を伴わずに送出される。トリガされるVS/VP−VPペーシングモードでは、RV事象またはLV事象の発生時に、Vペース1が、選択されたRVまたはLVペーシング電極対それぞれに遅延を伴わずに送出され、VS/VP−VP遅延のタイムアウト後に、Vペース2が、選択されたLVまたはRVペーシング電極対の他方に送出される。VS−VPペーシングモードでは、RV事象またはLV事象がVS−VP遅延のタイムアウトを開始し、VS−VP遅延のタイムアウト時に、単一のペーシングパルス(Vペース2として示す)が、選択されたLVまたはRVペーシング電極対それぞれに送出される。
【0100】
先行するV事象またはVペースにより開始したTRIG_PACEタイムウィンドウは、トリガされるあらゆる心室ペーシングパルスが送出される以前に、ステップS300においてタイムアウトしていなければならい。このウィンドウがタイムアウトしていない場合、トリガされるペーシングは、検知されたV事象に応答して送出されることができない。TRIG_PACEウィンドウがタイムアウトしている場合、このウィンドウはステップS302において再開し、プログラムされたトリガされるペーシングモードが、ステップS304およびS316において確認される。
【0101】
ステップS304において判定される際に、IMD100が、トリガされるVS/VP−VPモードにプログラムされる場合、発生源が判定できない非不応性のRV事象またはLV事象(または、総じてV事象)は、単一のV事象として扱われる。ステップS300において判定される際にTRIG_PACEウィンドウがタイムアウトしている場合、ステップS306において、この単一のV事象によって、RVペースまたはLVペースのうちのプログラムされている一方が、プログラムされている双極または単極RVおよびLVペーシング電極対それぞれにわたってVペース1として即座に送出されるようにトリガされる。このように、RV事象およびLV事象が検知されるかどうかに関係なく、Vペース1は所定のRVまたはLVペーシング電極対に送出される。
【0102】
次いで、VS/VP−VP遅延がステップS308において開始し、ステップS310においてタイムアウトする。VS/VP−VP遅延は、RVペースがVペース1でありかつLVペースがVペース2である場合、VP−VP遅延として指示される。VS/VP−VP遅延は、LVペースがVペース1でありかつRVペースがVペース2である場合、VP−VP遅延として指示される。ステップS210において、LVペースまたはRVペースパルスが、プログラムされた振幅およびパルス幅で、プログラムされたLVまたはRVペーシング電極対にわたって送出される。
【0103】
本発明の最も単純な実施形態では、VS/VP−VPモードは、提供される唯一のトリガされる心室ペーシングモードである。図6Aおよび図6Bの残りのステップは、トリガされるVS/VPおよび/またはVS−VP心室ペーシングモードがペーシングシステムに含まれる場合の説明である。
【0104】
ステップS314において、トリガされるVS−VPペーシングモードまたはトリガされるVS/VPペーシングモードがプログラムされるかどうかが判定される。IMD100が、トリガされる単心腔VS/VPペーシングモードにプログラムされる場合、RV事象またはLV事象が検知されたかどうかに関係なく、ステップS316において、RV事象またはLV事象によって、プログラムされた双極または単極RVまたはLVペーシング電極対それぞれにわたってRVペースまたはLVペースが即座に送出されるようにトリガされる。
【0105】
IMD100が、トリガされるVS−VPペーシングモードにプログラムされる場合、ステップS318において判定されるようなLV事象が、ステップS320において、V−V遅延タイマに適切なVS−VP遅延をロードし、ステップS322においてVS−VP遅延タイムアウトを開始する。ステップS322において、RVペースがそのタイムアウト時に送出される(Vペース2とも示す)。ステップS318においてRV事象が判定されると、ステップS326において、V−V遅延タイマにおける適切なVS−VP遅延がタイムアウトされ、ステップS328において、VS−VP遅延がタイムアウトされる。ステップS330において、LVペース(Vペース2とも示す)がVS−VP遅延のタイムアウト時に送出される。
【0106】
ステップS306、S312、S316、S324およびS330のすべてにおいて、LVペースパルスは、活性LVペーシング/検知電極50とペーシング/検知電極48との間のLVペーシング経路においてVペース2として送出されることが好ましい。
【0107】
図4に戻ると、図6Aおよび図6Bの心室ペーシングモードが完了した後に、ステップS116においてV−A補充間隔がタイムアウトする。V−A補充間隔がタイムアウトすると、ステップS118において、通常、まずRAペースパルスが、RAペーシング電極17および19にわたって送出され、ステップS100においてAV遅延タイマが再開する。
【0108】
このように、上述した多部位でのAV順次両心室心臓ペーシングシステムは、先に送出されたAペースパルスまたはA事象(通常、RA−PACEパルスまたはRA事象)からのAV遅延のタイムアウト後のV−Vペーシング遅延内に、RVおよびLV部位のうちの一方または両方に送出される心室ペーシングパルスを供給するように選択的にプログラム可能であり、また、このペーシングシステムは、(a)先に送出されたAペースパルスまたはA事象からのAV遅延のタイミングを取るステップと、(b)AV遅延内に第1および第2の心室部位のうちの一方においてV検知を検出し、それに応答してAV遅延を終了し、V事象を提供するステップと、(c)AV遅延のタイムアウト時に、またはトリガされたモードではV検知の検出時に、第1および第2の心室部位のうちの選択された一方にVペース1パルスを送出するステップと、(d)AV遅延のタイムアウト以前に発生するV事象からのVS−VPペーシング遅延、またはAV遅延の終了時に送出されるVペース1からのVP−VPペーシング遅延、またはトリガされたVペース1からのVS/VP−VPペーシング遅延のうちの1つを含む、V−Vペーシング遅延のタイミングを取るステップと、(e)V−Vペーシング遅延のタイムアウト時に、第1および第2の心室部位のうちの他方にVペース2パルスを送出するステップと、に従って動作することが認められるであろう。
【0109】
メカニカル心機能の測定および最適化
図7は、心不全状態をより正確に評価するための、埋め込み時(ステップS400)から、初期プログラム(ステップ402)、およびIMDのパラメータデータを連続したサイクルで収集すること(ステップS406〜S418)による基線パラメータ測定(ステップS404)、また任意選択で、ステップS420におけるペーシングパラメータの調整(図13を参照してさらに説明する)、表示および解析(ステップS426)のための、外部プログラマへの蓄積データのアップリンクテレメトリ送信(ステップS424)、および考えられる再プログラム(ステップS402)および基線パラメータ測定(ステップS404)に至るまでの全体的なIMD機能を示す。本発明は、上述したような可変(versatile)多腔ペーシングシステムに、あるいは提供するプログラム可能なペーシングパラメータおよび動作モードが少ない、あまり総合的でないペーシングシステムに実装することができる。
【0110】
測定された各パラメータは、オンまたはオフにプログラムすることができ、オンにプログラムされるパラメータの測定を開始する特定の事象トリガ、および任意の特定の測定基準を、ステップS402において、テレメトリ送受信器124で受信されかつマイクロコンピュータベースの制御およびタイミングシステム102に転送される、従来のダウンリンクテレメトリにより送信されるコマンドを使用してプログラムすることができる。医師は初めに、上述したような図4、図5ならびに図6Aおよび図6Bのフローチャートに提示されるオプションに従って、ペーシング治療を送出するようにペーシングシステムをプログラムすることができる。最低でも、IMD100のペーシングシステムは、両心室ペーシングシステムまたはAV同期両心室ペーシングシステムとして動作するようにプログラムされる。
【0111】
ステップS404において、基線すなわち基準パラメータデータを収集するために、オンにプログラムされた各パラメータについての基線パラメータ測定が任意選択で行われ、このようなデータがIMDメモリに記憶され、医師が観察するためならびに動作モードおよびパラメータ値のプログラム時に使用するためにパラメータデータがアップリンクテレメータ送信される。初期のおよび更新された基線パラメータ測定値は、日時スタンプおよび他の関連データ(例えば、活動信号プロセッサ回路118により測定される患者活動レベルおよび患者の心拍数(測定可能であれば))とともに、IMD RAMメモリに記憶することができ、かつ/または医師が保持する患者ファイルにおいて外部で記憶することができる。
【0112】
本発明によれば、RVおよび/またはLV圧PおよびdP/dt信号および寸法データ(D1、またはD1、D2、および任意選択でD3)が、図3に示すシステムを作動することによって、プログラムされた複数のAV遅延およびV−V遅延のそれぞれについて導出される。パラメータ値は、図7および図8に示すプロセスをたどることによって導出され、これについて以下でさらに説明する。
【0113】
さらに、選択された特定のV−V伝導期間(VP−VSおよび/またはVP/VS−VSおよび/またはVS−VS伝導期間を含む)を、ペーシングまたは検知された心室事象(通常、RVペースまたはRV事象からLV事象)から収集することができる。AV順次ペーシングが作用している場合、ペーシングまたは検知された心房事象(通常、RAペースまたはRA事象)からV事象(通常、RV事象およびLV事象のうちで最初に生じるもの)から、PAVおよびSAV遅延も収集される。他のデータ(例えば、RVおよびLV QRS持続期間信号)も収集され、心拍出量を少なくとも初めに最適化するのに使用することができる。
【0114】
埋め込み後、特定のパラメータの事象トリガが生じる際、およびステップS408〜S414に記載されるように、心拍数および/または調律基準ならびに患者活動レベル基準が満たされる際、ステップS416において、オンにプログラムされたパラメータが測定される。ステップS406の事象基準は、マイクロコンピュータベースのタイミングおよび制御システム102内の日時クロックによって追跡されるような、毎日のあるいは週または月の指定日のプログラムした時刻(複数可)であってよく、あるいは、患者によって始動されたパラメータ測定の検出、またはプログラムされた何らかの他の事象(例えば、日時(複数可)と、活動信号プロセッサ回路118により指示される患者の運動レベルとの組み合せ)であってよい。
【0115】
通常、ステップS404およびステップS416におけるデータの収集は、心拍数が正常範囲でありかつ特定の安定性の許容範囲内で安定である場合に行われるべきであり、これら心拍数の正常範囲および安定性の許容範囲はともに、医師によってプログラムされることができ、ステップS408〜S412において、当該技術分野においてよく知られている手法で、一連の心周期にわたって求められる。データの測定もまた、ステップS414において判定される際、患者の活性レベルが適切である(例えば、安静または安定な活動を反映する)場合にのみ、ステップS416において行われる。通常、ステップS408において、ペーシングレートを確立する補充間隔が下限レート(LRL)に設定されている間、自発的なRV事象およびRV事象の発生を監視し、内因性心拍数を求める。
【0116】
内因性心拍数をこのように求めることができないか、またはステップS410において判定される際に不安定である場合、ステップS412において、ペーシングLRLまたは別のプログラムされたレートに心拍数が設定される。患者の内因性心拍数がLRIに設定されたペーシングレートよりも低い場合、心房および心室ペーシングパルスが試験中に送出されるため、このような状況下において心拍数は本来低く安定であろう。
【0117】
次いで、ステップS414において活動レベル基準が満たされる場合、ステップS416において、特定の圧力および寸法データの測定および記憶が、プログラムされた複数の心周期または期間にわたって行われる。心拍数および/または安定性はステップS416〜S420を通して監視され続け、パラメータ測定ステップが完了する前にステップS410において心拍数/安定性基準が満たされなくなるように心拍数および/または安定性が変化する場合、ステップS416において開始される圧力および寸法測定が打ち切られることもできる。
【0118】
医師は、ステップS406で開始する単一のセッションにおいて1つまたは複数の圧力および寸法測定を行うように、IMD100をプログラムすることができる。いずれの場合も、単一の圧力および寸法値がステップS416において取得され、かつS418において記憶されることができるか、または最大、最小、および平均の圧力および寸法値がステップS416で取得され、かつステップS418において、日時スタンプおよび任意の他の関連情報(例えば、患者の活動レベル)とともにIMDメモリに記憶されることができる。連続したパラメータ測定の回数および日時の履歴もIMDメモリに記憶されてもよいが、このようなデータ記憶に割り当てられたメモリ容量を超えた場合、記憶されたパラメータデータおよび関連データは、FIFOにより廃棄されることができる。
【0119】
ステップS408〜S418は、ステップS406においてV−V伝導期間測定の事象トリガ基準が満たされる度に繰り返される。データ収集は、ステップS422およびステップS424において、蓄積されたデータが医師にアップリンクテレメータ送信されるまで継続する。次いでステップS426において、医師が蓄積されたデータを再検討し、圧力および寸法データが傾向を示しているかを判断する。数日、数週間、および数ヶ月の期間にわたって収集された、RVおよびLV部位間での内因性またはトリガされたV−V伝導期間に何らかの変化を示す圧力および寸法の傾向データは、心不全状態が改善されているか、悪化しているか、あるいはほぼ同じ状態のままであるかに関する貴重な指示を与える。次いでステップS402およびS404において、医師は、より効果的な治療を供給するようにペーシング動作モードおよびパラメータ値を再プログラムすることができる。
【0120】
さらにIMDを、ステップS406〜S414の基準が満たされる場合に、図13に示すようなステップS420を実行するようにプログラムして、ペーシングパラメータ値を最適化することができる。
【0121】
先の特定の実施形態は直接AV順次ペーシングであり、通常、心房のペーシングおよび検知がRVおよびLAのうちの一方において行われ、また心室ペーシングが、RV−LVまたはLV−RVシーケンスのうちの所定の一方で、RVおよびLVの心室部位において行われる。しかしながら、本発明は、互いに分離しているがRVまたはLVのいずれかの内部にある第1および第2の心室ペーシング/検知電極を位置付けることも包含することは理解されるであろう。
【0122】
収縮末期エラスタンスパラメータデータの収集
収集された圧力および寸法の傾向の生データは、心不全の状態または進行を監視するのに有用である可能性がある。さらに、収縮末期エラスタンスEESパラメータは、心不全状態の有用な指標であると考えられ、所定期間内に収集されたEESパラメータデータを比較することにより、心不全の進行または後退状態の指示が与えられることができる。収縮末期エラスタンスEESパラメータは、同時に求められる収縮末期心腔容積DES測定値に対してプロットされた収縮末期PES測定値の「n」個のデータポイントの集まり、すなわち「クラウド(cloud)」から求められる傾きを含む。
【0123】
図8は、図7のステップS416のEESパラメータを求めるステップを示す。EESパラメータ測定が開始されると、この測定は、ステップS504〜S506に示すような「n」個の連続したペーシング心周期中または破線で示すような内因性心周期中に行われることができる。後者の場合、心拍数および心調律がステップS502〜S512で規定される範囲内に留まるという判定を行うことが得策であってよい。前者の場合、ステップS504において、心腔を過駆動ペーシング(overdrive pace)するほど内因性EIより十分に短いペーシング補充間隔(EI)が計算され、ステップS504〜S508において、少なくとも「n」個のプログラムされたペーシングサイクルの間、一定レートペーシングが実行される。
【0124】
いずれの場合も、ステップS512において、圧力センサ電源および信号プロセッサ162が使用可能にされ、心周期にわたって心腔血圧を測定し、「N」個のサンプリングされたPおよびdP/dt信号を供給する。同時に、ステップS514において、ソノマイクロメータ結晶信号152が使用可能にされ、心周期にわたって「N」個の寸法[D1,D2,D3]信号を生成する。ステップS516において、サンプリングされた「N」個のPおよびdP/dtならびに寸法[D1,D2,D3]信号がデジタル化され、制御およびタイミングシステム102に印加される。
【0125】
収縮末期点PESおよびDESがステップS518において求められ、ステップS520においてIMDメモリに記憶される。心周期中の収縮末期点における収縮末期PESおよびDESサンプルの判定は、まずdP/dt MINサンプルを判定し、dP/dt MINサンプルの前にPサンプルおよびD1サンプルを短期間(例えば、20ミリ秒)選択することにより行われる。このように、ステップS526におけるEESの決定ならびに相関係数Rおよび二乗相関係数R2の導出のために、「n」セットの[PES,DES]データポイントが蓄積される。
【0126】
次いでステップS522において、EESデータセットカウントが増分され、ステップS524において、増分されたカウントが、プログラムされたデータセットカウント「n」と比較される。収縮末期点PESおよびDESのn個の値を求めるプロセスは、ステップS502において次の内因性EIについて、またはステップS504において次のペーシングされたEIについて再び開始され、プロセスは、プログラムされたデータセットカウント「n」に到達するまで繰り返される。
【0127】
ステップS406の事象トリガ基準は、ステップS402において、ステップS412が満たされるかまたはステップS504〜S508において固定レートペーシングが供給される「常時(all times)」にプログラムすることができる。この場合、「n」セットの[PES,DES]データポイントは、ステップS526におけるEESの決定ならびに相関係数Rおよび二乗相関係数R2の導出のためにFIFO方式で継続的に蓄積される。この変形形態では、ステップS522およびS524は、最初の「n」セットの[PES,DES]データポイントが蓄積されている場合、常に満たされる。
【0128】
いずれの場合も、次いでステップS526において、「n」セットの[PES,DES]データポイントの線形回帰が、標準的な線形回帰技法を用いて実施され、図9〜図11に示すようなサンプリングされたデータセットEES、相関係数R、および二乗相関係数R2の傾きが、以下でさらに説明するように導出される。
【0129】
ステップS528において、「n」セットの[PES,DES]データポイントの二乗相関係数R2(サンプリングされた二乗相関係数R2)が、ステップS402において初めにプログラムされたしきい二乗相関係数R2(例えば、0.8〜0.9)と比較される。
【0130】
ステップS526において求められる「n」個の収縮末期[PES:VES]データポイントのサンプリングされたデータセットの傾きは、ステップS528において判定される際に、サンプル二乗相関係数R2がしきい二乗相関係数R2の値を超える場合、ステップS530においてEESとして保存される。しきい条件が満たされない場合、「n」個の収縮末期[PES,DES]値のサンプリングされたセットの傾きを有効に求めることができない。蓄積されたデータセットは、図7に示すように廃棄されてEESパラメータ測定が中止されるか、あるいは、ステップS502またはS506で再び開始することによってFIFO方式で更新される。次いで、クラスタ化されプロットされた、「n」個の収縮末期[PES,DES]値のデータの交点から傾きを求めることができない場合、ステップS530において、蓄積されたデータセットおよび/または傾きEESは他の関連データとともにIMDメモリに保存される。
【0131】
寸法および容積は、心周期中の圧力−容積の関係の場合の圧力に対してと同じ関係に従う。心収縮期中の寸法は、心収縮期中の心室容積の縮小に類似して収縮し、同様に、心室充満中の寸法は、充満中の心室容積の増大に類似して増大する。複数の寸法を用いて、2次元測定値から心室容積を推定するための心エコー検査法において用いられる容積の尺度に類似した容積を推定することができる。
【0132】
図9は、本図9の左上に示す収縮末期PD点を有した、前負荷(大静脈部分閉塞)の変異(modification)中の10個の連続したPDループのプロットである。図9のこれら10個の収縮末期PD点を用いて線形回帰を実行すると、図10に示す直線が形成される。図10に示す線は、R2=0.998 の相関の場合に、収縮期PD点に非常に良好に適合(fit)する。9.69の収縮末期エラスタンスEESは、線の傾きによって示されている。傾きは、患者の心臓における心不全の進行または後退を表すようにして変化するであろうことが予測される。
【0133】
対照として、図11は、測定されたPおよびDの生理的変化をあまり示さない比較的正常な心臓の基線状態における10個の連続したPDループのプロットである。結果として、10個の収縮末期PD点は、図11の左上隅において互いに重なり合っている。図12に示すこれら10個の収縮末期PD点を用いて線形回帰を実行すると、これらの点は良好な直線を確実には形成しないため、EESの推定ができない。R2=0.322 の相関は、3.31のEESの傾きが生理的に正確な反映ではなく、比較ステップS526の後に廃棄されることを理解するのに十分である。
【0134】
このようにして、収縮末期エラスタンスEESが周期的または継続的に計算され、このような傾きのセットが記憶される。記憶された傾きは、外部プログラマへのアップリンクテレメトリ送信によって検索され、線形回帰分析にかけられて、より最近の傾きが、CHFの悪化または改善を表すように以前の傾きから変化しているかどうかが判定される。EESの低下は、収縮期機能の低下および収縮強度の損失を意味する。
【0135】
本発明の埋め込み式モニタ/刺激器を利用して、所定期間にわたって記憶される患者データとしての上述したパラメータを取得することができる。処置を行う医師は、患者データのアップリンクテレメトリ送信を開始して、患者の心臓の心不全状態の評価のために患者データを再検討することができる。次いで医師は、特定の治療が適切であるかどうかを判断し、所定期間の治療を処方し、一方、後の再検討および評価のために記憶された患者データを再び蓄積して、行った治療が有益であるかどうかを判断することができ、それにより、適切である場合には、治療を定期的に変更することが可能になる。このような治療には、薬剤治療、PESPおよび/または他のバースト刺激を含む電気刺激治療、ならびに単腔、二腔、および多腔(両心房および/または両心室)ペーシングを含むぺーシング治療が含まれる。さらに、悪性頻脈性不整脈の傾向がある患者において、頻脈性不整脈の検出または分類および送出される治療のパラメータを設定する際に、心不全状態の評価を考慮することができる。
【0136】
圧力および寸法データならびにEESエラスタンスを使用して、エラスタンスEESによって測定される心拍出量を最適化するAV遅延およびV−Vペーシング遅延、あるいは他のパラメータ(例えば、バースト刺激治療のパラメータ)を導出することが望ましい。図13は、ステップS416が繰り返されるまで使用される、最適な右および左のメカニカル心機能を提供するペーシングパラメータのセットを導出するステップS420を示すフローチャートである。
【0137】
ステップS420において、SAV遅延およびPAV遅延および/またはV−V遅延に対して漸次の変化が自動的になされ、変化する毎に一連のPおよびD測定値において導出されるEESの傾きの変化によって示されるような変化の効果が、上述したように外部プログラマにおいてなされるように求められる。図7において、ステップS420はオンまたはオフにプログラムし、それによって迂回することができる。ステップS420がオフにプログラムされている場合パラメータの変更はなされないが、依然として医師は、解析することによって患者の心不全状態が改善されているかまたは悪化しているかどうかを判断することができる、図7のステップ後の期間におけるエラスタンスEESの傾向を示す貴重なデータを取得する。エラスタンスEESがある期間にわたって安定のままであるかまたは増大するように見える場合、適用されたペーシング治療および薬剤治療が有益であったと想定することができる。エラスタンスEESが低下すると、ステップS402およびS404を繰り返すことを含む、治療の調整が取られる必要がある。
【0138】
本発明の二の態様の一変形形態では、最適なエラスタンスEESを提供するLRL、SAV遅延、PAV遅延、A−A遅延および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数を含む遅延パラメータが導出される。選択された遅延パラメータは、連続的に増分または減分され、調整された各遅延におけるエラスタンスEES値が導出され、先に導出されたエラスタンスEES値と比較されて、エラスタンスEES値が増えているか減っているかが判定される。遅延パラメータは、最適なエラスタンスEES値を提供する新しく導出された遅延パラメータ値に設定される。
【0139】
最適なエラスタンスEES値を提供するLRL、SAV遅延、PAV遅延、A−A遅延、および/またはV−V遅延の値を求める一方法を図13に示す。このディザリング手法の代替は、値に事前設定されたしきいまたは境界を設けることである。観察された値がしきいを超えるかまたは境界限度を超える場合、アルゴリズムが作動する。
【0140】
ステップS418において、一般的なLRL、A−A遅延、V−V遅延、SAV遅延、およびPAV遅延における初めに測定されたエラスタンスEES値が記憶された。エラスタンスのポイントインタイム測定により、ストレスを受けていない心室容積は試験/測定期間にわたって安定のままであることが想定される。
【0141】
LRL、A−A遅延、V−V遅延、SAV遅延、およびPAV遅延のうちの1つまたは複数の変化後に測定される一連のエラスタンスEES_SAMPLE値が、先にまたは以前に測定されたエラスタンスEES_SAMPLE値と比較され、変化によって傾きが増したかが判定される。以前の変化によって傾きが増す場合、同じ方向へのさらなる変更がなされる(パラメータ持続期間を延長または短縮する)。しかし、変化によって傾きの減少がもたらされる場合、変更する方向を逆にして、以前のパラメータ値を用いてエラスタンスEESの測定を繰り返す。方向は一回だけ逆にすることができ、そのため、そうでない場合に生じ得る「ハンチング」を阻止し、アルゴリズムはディザリングを無期限に繰り返すようになる。複数の心周期またはある期間の停止期間が、LRL、A−A遅延、V−V遅延、SAV遅延、およびPAV遅延パラメータ値の変化毎の間に設けられることにより、心臓が変化に対して順応することができる。
【0142】
このように、ステップS502においてLRL、および/またはSAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはA−A遅延、および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数が増分または減分され、対応する増分および減分フラグが設定され、それによって変更の方向(拡大または短縮)が記録され、「NO」カウントが「0」に設定される。次いで、ステップS504およびS506において停止期間がタイムアウトまたはカウントアウトする。医師は、ステップS402およびS404において、患者の精密検査から増分および減分するルーチンを確立し、いずれのパラメータおよびパラメータの組み合わせが特定の患者におけるエラスタンスEESを変化させるかを判断することができることは理解されるであろう。医師はまた、ステップS504およびS506の停止期間の増分量および減分量ならびに長さをプログラムすることができる。医師はまた、ステップS410またはS414が満たされない場合、遅延後にプロセスを中止するかまたは継続するようにシステムをプログラムすることができる。
【0143】
この時点において、ステップS416〜S418はステップS508毎に繰り返され、LRL、A−A遅延、V−V遅延および/またはSAV遅延および/またはPAV遅延のうちの増分または減分した1つまたは複数における後続して測定されたEES_SAMPLE値は、続いて開始されるテレメトリセッションでの医師による検索および再検討のための、アルゴリズム動作に関する記録を保持するために、ステップS418においてメモリに記憶することができる。後続して測定されたEES_SAMPLE値は、ステップS510において、以前に測定されたEES_SAMPLE値と比較される。ステップS502において増分フラグが設定され、増分によってエラスタンスEESにおける好適な増加がもたらされた場合、ステップS502において増分されたSAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数が、ステップS514において再び増分される。同様に、ステップS502において減分フラグが設定され、増分によってエラスタンスEESにおける好適な増加がもたらされた場合、ステップS502において減分されたLRL、SAV遅延、および/またはPAV遅延、A−A遅延、および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数が、ステップS516において再び減分される。次いで、ステップS504〜S516のプロセスが繰り返され、エラスタンスEESにおける増加がさらに増すかどうかが判定される。
【0144】
ステップS510に戻ると、後続して測定されたエラスタンスEES_SAMPLE値が以前に測定されたEES_SAMPLE値よりも大きい場合(これは、ステップS502〜S508の最初のパスまたはステップS504〜516の後続のパスにおいて起こり得る)、方向の変更が開始される。「NO」カウント(ステップS502において「0」に設定される)が、ステップS518において確認され、ステップS520において「1」に増分される。ステップS522においてフラグの状態が確認されて一般的な変更の方向が判定され、ステップS516またはS524において方向の変更が行われる。このように、LRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数が以前に減分されている場合、ステップS524において方向が変更されて、LRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のうちの1つまたは複数が増分され、ステップS504〜S510が繰り返される。
【0145】
ある時点において、後続して測定されたEES_SAMPLE値が、以前に測定されたEES_SAMPLE値よりも大きく、ステップS518の条件が満たされる。その場合、以前に測定されたEES_SAMPLE値は最適なエラスタンス値EESとして表され、この値と、LRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のうちの対応する1つまたは複数とはRAMに記憶され、トリガ事象がステップS406を満たし、かつ基準すなわちステップS408〜S414が満たされてステップS420が繰り返されるまで、図4〜図6Bに関して上述したようなオペレーティングシステムにおいて使用される。
【0146】
あるいは、LRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のうちの対応する1つまたは複数の増分または減分された先行する値はRAMに記憶され、ステップS510の条件が初めて満たされなくなるときまで、図4〜図6Bに関して上述したようなオペレーティングシステムにおいて使用される。
【0147】
医師はまた、ステップS502〜S526に従って試験されるLRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延を含むペーシングパラメータおよび上述した変数のそれぞれにおける連続的な変化を可能にするプログラムコマンドを入力することができる。したがって、遅延値のすべてが導出されるまでステップS528に従ってステップS502〜ステップS526を繰り返すことによって以前の同期ペーシング遅延を導出することにより、次の同期ペーシング遅延を試験することができる。多くの臨床的事例では、RV−LVまたはLV−RVシーケンスにおける最適なV−V遅延のみが取得される。他の臨床的事例では、最適なSAV遅延が初めに取得され、次いで、RV−LVまたはLV−RVシーケンスにおける最適なV−V遅延が取得される。特定の臨床的事例では、PAV遅延が、ステップS502〜S526において導出される最適なSAV遅延と同じであるように自動的に設定される。プロセスおよびプロセスに含まれる試験の順序は、個々の患者について作成するよう臨床医に委ねられる。
【0148】
結果として得られるLRL、A−A遅延、SAV遅延、および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延のペーシングパラメータ値は、ステップS526において、対応するエラスタンスEESデータおよび他の関連データとともに記憶され、事象基準が次に満たされるまで、図4〜図6Bに示すオペレーティングシステムにおいて使用される。したがってこの態様では、本発明を用いて、エラスタンスEESを最適化するLRL、および/またはSAV遅延および/またはPAV遅延、および/またはV−V遅延を、医師がステップS428において記憶したデータを解析し、望ましいと思われる場合、ステップS402およびS404を実行することができるまで、数週間または数ヶ月の期間にわたって選択的に導出することができる。
【0149】
図13に示すものと同様のアルゴリズムを用いて、患者に送出するPESPまたは他のバースト刺激治療の最適なパラメータを導出することができる。この変形形態では、ステップS502、S514、S516およびS524〜S528におけるLRL、SAV、PAV、A−A遅延およびV−V遅延の代わりに、バースト刺激治療パラメータを変更することができる。
【0150】
図7のステップS416〜S420の代替的なアルゴリズムを図15に示す。ステップS600において、圧力Pおよび寸法Dの尺度が周期的に(各心周期についても)生成され、デバイスのメモリに記憶される。直接的に心室で生成される圧力Pおよび寸法D1、D2および/またはD3値を比較のために使用することができる。さらに、圧力または寸法データを使用する1つまたは複数の計算された「診断値」(DV)には、限定はしないが、一回仕事量(SW)、拡張末期寸法(EDD)、収縮期短縮率(%SS)、エラスタンス(EES)、および、以下でステップS602においてさらに説明する、特定の「同期性(synchronicity)値(複数可)」が含まれることができる。図15に示すアルゴリズムは、ステップS604において、現在のDV(上記で列挙した1つまたは複数のDVを含むことができる)と、測定または計算された特定のDVのしきい、すなわち境界上限および下限を含む、定義された範囲とを比較する。定義された範囲のしきいまたは境界は、医師によって直接プログラムされてよいか、あるいは変化率または他の数学的導関数(例えば、試験値の複数の最新の尺度の標準偏差)を含むことができる。
【0151】
調整されるペーシングパラメータには、限定はしないが、下限レート(LRL)、検知されたAV遅延(SAV)、またはペーシングモードに応じてペーシングされたAV遅延(PAV)、送出されるRAおよびLVペーシングパルス間のA−A遅延(システムで動作可能である場合)、および/または送出されるRVおよびLVペーシングパルス間のV−V遅延(システムで動作可能である場合)が含まれ得る。
【0152】
任意のペーシングパラメータ値(PPV)が変更されると、圧力の変化(ΔP)および寸法の変化(ΔD)の一方または両方が増加を示すかまたは変化を示さない場合、好適な治療の利益が提供されると予測される。導出された他のDVに関して、好適な治療の利益が以下の場合、すなわち、SWが増加を示すかまたは変化を示さない場合、EDD(3つの寸法尺度のうち2つ)が減少を示すかまたは変化を示さない場合、%SS(3つの寸法測定のうちの2つ)が増加を示すかまたは変化を示さない場合、およびEESが増加を示すかまたは変化を示さない場合に提供されると予測される。このように、測定された各DVについてしきいまたは境界範囲がプログラムまたはセットアップされ、これら所望の範囲外となるようにされる。例えば、SWが増加する場合、およびそうでなくSWがしきいまたは境界範囲の下限以下となる場合、PPV(複数可)は、増加して、測定されたSWを定義された範囲に戻すかまたはしきいを上回らせるように調整される。
【0153】
ステップS604において、観察される現在のDV(複数可)が定義された範囲内にあるとわかる場合、アルゴリズムは戻り、ステップS600およびS602において、別の更新された現在の値(複数可)を収集する。現在のDVは、後に検索するための傾向診断データに記憶して使用することができる。ステップS604において、現在のDVがしきいを超えるすなわち定義された境界範囲外にある場合、ステップS606において、アルゴリズムは特定のPPVを調整し、PPVが更新され、メモリに記憶される。PPVは、ステップS608において適切な境界内に確実にあるかが確認される。PPVが境界内に留まっている場合、ステップS612において、プログラム可能なタイマまたはペーシングサイクルカウンタが開始される。アルゴリズムは、プログラムされた遅延のタイムアウト時、またはプログラムされた数のペーシングサイクルの蓄積されたカウントの達成時に再開する。
【0154】
しかし、ステップS608において、PPVがそのペーシングパラメータに関する定義された限度すなわちしきいを満たしているかまたは超えているとわかる場合、ステップS610において、定義されたすなわちプログラムされたシーケンスのペーシングパラメータにおける次のペーシングパラメータが、調整のために選択され、そのパラメータのPPVが次いでステップS606〜S614において調整および使用される。このように、図15のアルゴリズムは、定義されたPPVを個別に、あるいは、おそらくはプログラムされた規則(regimen)またはある一定の順序で事前指定された何らかの組み合わせで総括的に調整する。新しいPPVでのペーシング中に導出される新しいDV(複数可)がステップS604を満たす場合、IMD IPGが、ステップS606において導出される新しいPPVを保持する。
【0155】
測定された圧力P信号またはEGM信号(例えば、P波またはR波)あるいは送出されるペーシングパルス(Vp)と同じ心周期中の後続する寸法信号Dの間の時間遅延は、患者の心室の状態および同期性を判定するとともに、PESP刺激の送出を含むペーシングパラメータの調整を補助するのに用いることができる診断データを提供することも可能である。例えば、個々のソノマイクロメータ結晶(心室のメカニカル運動を指示する)の動作の開始に対する、心室ペーシングVpスパイクのタイミングを測定することができる(例えば、D1の初期動作に対するVp、D2の初期動作に対するVpおよびD3の初期動作に対するVp(図1参照))。これらの時間の値がほぼ同時である場合、心室の同期性が改善される(すなわち、より正常となる)。このパラメータは、拍動間または所定期間にわたって測定することができ、患者の心不全状態に関する臨床的診断として使用することができる。これら時間の標準偏差の増加、すなわちこれら時間の大きな差は、患者の心室収縮の同期性が悪いこと、すなわち患者の状態が悪いことを指示する。
【0156】
ペーシングパラメータを調整する際、検出された異なる結晶の運動に対する心室ペーシングパルスVpに関してタイミングを測定することができる。例えば、RVペーシングがまず送出される両心室ペーシングでは(調整可能なAVおよびV−V遅延)、RVペーシング送出時間に関するD2およびD3尺度を使用することにより、期間T2(D2の動作、RV壁の動作に対するVp)およびT3(D3の動作、LV壁の動作に対するVp)が提供される。T2およびT3の差があるしきい、すなわち限度より大きい場合(T3−T2>しきい)、V−V遅延は、より長い送出期間の部位(例えば、T3>T2)が他方の部位に関して早期に事前励起されるように調整することができる。例えば、T3=60ミリ秒かつT2=0であり、しきいが20ミリ秒である場合、T3−T2=50ミリ秒であり、T3>T2である。このようにLV部位を事前励起することにより、差が減少する。したがって、V−V遅延タイミングは、RV部位に関してLV部位を事前励起するように調整される必要がある。例えば、元のV−V遅延タイミングが同時である場合(V−V遅延=0ミリ秒)、LVペーシングの50ミリ秒後にRVペーシングを行うように新たに設定することができる。その結果、心室収縮の同時性が増し、タイミング値がしきい基準を満たすであろう。基準が満たされる場合、新しい値が記憶され、アルゴリズムがリセットされて、その期間を監視し続けるようになる。しきいが満たされている限り、現在のパラメータは維持される。期間が再びしきい、すなわち限度を超えた場合、間隔/パラメータが再び調整される。この調整は、ペーシングパラメータの調整に関する壁の動作情報と同時に圧力情報を用いて測定される圧力の、所望されるウィンドウ限度および境界内でも行われる。このように、同期性パラメータは、図15に示し上述したものと同様のアルゴリズムで動作する。
【0157】
結論
本明細書において参照する全ての特許および出版物は、その全体を参照によって本明細書に援用される。
【0158】
好ましい実施形態によるペーシングシステムの上述した構造、機能、および動作のいくつかは本発明を実施するのに必要ではなく、例示的な実施形態(単数または複数)を完成させるためにのみ説明に含まれる。また、開示されておらず必ずしも本発明を実施するのに必要ではない、AV同期の三腔または四腔ペースメーカの典型的な動作に付随する他の構造、機能、および動作が存在してもよいことが理解されるであろう。さらに、先に援用した特許および出版物に記載される、具体的に説明した構造、機能、および動作を本発明とともに実施することができるが、これらは本発明の実施に必須ではない。したがって、添付の特許請求の範囲内で、本発明の精神および範囲を事実上逸脱することなく、具体的に説明したのとは他の方法で本発明を実施できることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0159】
【図1】収縮期および拡張期の心臓収縮期中に寸法信号を導出するために分布したソノマイクロメータ圧電結晶を用いて本発明を実施することが好ましい、多チャネル心房および両心室監視/ペーシングIMDを示す概略図である。
【図2】1つまたは複数の心腔における選択的な治療の送出および/または監視を可能にする、図1のシステムにおいて用いられるIMD回路部および関連するリード線の一実施形態の簡略ブロック図である。
【図3】本発明によりCHFの監視、ならびに任意選択で心臓のペーシングおよびペーシング治療の送出に用いられる、RV圧力信号、寸法測定値および心臓EGM信号を導出する、多腔測定システムの簡略ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態による種々のAV同期両心室ペーシングモードの、図3のIMD回路部の動作モードを示す包括的フローチャートである。
【図5】図4のAV遅延のタイムアウトに続いて心室ペーシングパルスを送出するステップを示すフローチャートである。
【図6A】図4のAV遅延またはV−A補充間隔のタイムアウト中の心室検知事象に続いて、心室ペーシングパルスを送出するステップを示すフローチャートである。
【図6B】図4のAVF遅延またはV−A補充間隔のタイムアウト中の心室検知事象に続いて、心室ペーシングパルスを送出するステップを示すフローチャートである。
【図7】図3のシステムを周期的に操作するステップであって、それによりRV圧力信号、寸法測定値および心臓EGM信号を導出する、操作するステップと、信号を記憶するステップと、任意選択で、信号を処理するステップであって、それによりペーシングタイミングパラメータを更新する、処理するステップと、記憶されたデータおよび更新されたパラメータを外部プログラマにテレメータ送信するステップと、を示すフローチャートである。
【図8】図3のシステムを操作するステップであって、それによりRV圧力信号および寸法測定値を導出する、操作するステップと、信号を処理するステップであって、それにより図7のステップS416のエラスタンスデータを供給する、処理するステップと、を示すフローチャートである。
【図9】左上に示す収縮末期PV点を有した前負荷の変更中に測定された左心室PVループのグラフである。
【図10】LV EESの傾きを導出するための、図18の収縮末期PV点の線形回帰のグラフである。
【図11】左上に示す収縮末期PV点を有した正常な心機能中に測定された左心室PVループのグラフである。
【図12】LV EESの傾きが確実に求められない、図20の収縮末期PV点の線形回帰のグラフである。
【図13】図7および図8で導出されたエラスタンスパラメータデータを、ペーシングパラメータの種々の時間設定で用いるステップであって、それにより、最適なメカニカルな右心機能および左心機能を提供するペーシングパラメータのセットを導出する、用いるステップを示すフローチャートである。
【図14】心周期中の心腔EGM、圧力、流量および容積の関係を示す。
【図15】メカニカルな右心機能および左心機能を最適化する測定された圧力および距離信号から導出される診断値から、ペーシングパラメータ値を導出する代替的な方法を示すフローチャートである。
Claims (42)
- 心不全患者の心臓の心不全の状態を監視する埋め込み可能医療デバイスであって、
ペーシングパルスを選択的に生成し少なくとも1つの心腔に印加して、心周期を開始する該心腔の収縮をもたらすとともに、期外収縮補充間隔のタイムアウト時に期外収縮電気刺激を選択的に生成し前記少なくとも1つの心腔に印加して、該少なくとも1つの心腔の収縮の強さを増す期外収縮後増強を誘発するパルス発生手段と、
前記少なくとも1つの心腔において心臓の電気信号を検知し、心周期を開始する心収縮を示す検知事象信号を供給する電気信号検知手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給する心腔寸法測定手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給する血圧測定手段と、
前記パルス発生手段、前記電気信号検知手段、前記心腔寸法測定手段、および前記血圧測定手段の動作を選択的に可能にするとともに、腔寸法および血圧の選択された測定値から、心不全の状態を示す複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔寸法のセットをプロットしたものの傾きを表すエラスタンスパラメータを周期的に導出するパラメータ導出手段と、
前記導出した心不全パラメータを記憶する手段と、
前記記憶された心不全パラメータを検索して、患者の心臓の心不全の状態を判定することを可能にする手段と、
を備える埋め込み可能医療デバイス。 - 複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔寸法のセットをプロットしたものの傾きを導出する前記収縮末期エラスタンスパラメータ導出手段はさらに、
(a)前記血圧測定手段および前記心腔寸法測定手段を動作させて、前記心腔の自然な、内因性、またはペーシングによる脱分極後の一連の心周期にわたって該心腔のN回の血圧(P)測定およびN回の寸法(D)測定を所定のサンプルレートで行う手段と、
(b)各心周期の収縮末期点における前記収縮末期血圧(PES)測定および収縮末期距離(DES)測定を選択する手段と、
(c)しきい二乗相関係数R2を定める手段と、
(d)収縮末期[PES,DES]データポイントをnセット蓄積する手段と、
(e)該「n」セットの[PES,DES]データポイントの線形回帰を行って、前記サンプリングしたデータセットの傾き、サンプル相関係数Rおよびサンプル二乗相関係数R2を導出する手段と、
(f)該サンプル二乗相関係数R2を前記しきい二乗相関係数R2と比較する手段と、
(g)前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶する手段と、
を備える請求項1に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記収縮末期エラスタンスパラメータ導出手段はさらに、
前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回らない場合に、前記手段(a)〜(f)を継続的に動作させて前記「n」セットの[PES,DES]データポイントを生じ、前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回るまで、FIFOにより最も古い[PES,DES]データポイントのセットを最も新しい[PES,DES]データポイントのセットに置き替えるとともに、前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記手段(g)を動作させて、前記導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶するように動作可能な手段、
を備える請求項2に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記寸法測定手段は、
第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込まれる、第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、
第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込まれる、第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶と、
超音波送信器として、前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢する手段と、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する超音波受信器として動作している前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの他方に結合される信号処理手段と、
前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、前記送信される超音波信号の発生と該超音波の受信の間の時間遅延を測定して前記腔寸法値を供給する手段と、
を備える請求項1に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視する埋め込み可能医療デバイスであって、
心周期を規定する手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔全体の寸法を測定して腔寸法値を供給する心腔容積測定手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給する血圧測定手段と、
複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔容積のセットをプロットしたものの傾きを表すエラスタンスパラメータを導出するエラスタンスパラメータ導出手段と、
を備え、
前記エラスタンスパラメータ導出手段はさらに、
(a)前記血圧測定手段および前記心腔寸法測定手段を動作させて、前記心腔の自然な、内因性、またはペーシングによる脱分極後の一連の心周期にわたって該心腔のN回の血圧(P)測定およびN回の寸法(D)測定を所定のサンプルレートで行う手段と、
(b)各心周期の収縮末期点における前記収縮末期血圧(PES)測定および収縮末期容積(DES)測定を選択する手段と、
(c)しきい二乗相関係数R2を定める手段と、
(d)収縮末期[PES,DES]データポイントをnセット蓄積する手段と、
(e)該「n」セットの[PES,DES]データポイントの線形回帰を行って、前記サンプリングしたデータセットの傾き、サンプル相関係数Rおよびサンプル二乗相関係数R2を導出する手段と、
(f)該サンプル二乗相関係数R2を前記しきい二乗相関係数R2と比較する手段と、
(g)前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶する手段と、
を備える埋め込み可能医療デバイス。 - 前記記憶されたエラスタンスパラメータを検索して、患者の心臓の心不全の状態を判定することを可能にする手段をさらに備える請求項5に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記寸法測定手段は、
第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込まれる、第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、
第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込まれる、第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶と、
超音波送信器として、前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢する手段と、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する超音波受信器として動作している前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの他方に結合される信号処理手段と、
前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、前記送信される超音波信号の発生と該超音波の受信の間の時間遅延を測定して前記腔寸法値を供給する手段と、
を備える請求項5に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記心周期を規定する手段はさらに、ペーシングパルスを選択的に生成し少なくとも1つの心腔に印加して、心周期を開始する該心腔の収縮をもたらすパルス発生手段を備える請求項5に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記心周期を規定する手段はさらに、前記少なくとも1つの心腔において心臓の電気信号を検知し、心周期を開始する心収縮を示す検知事象信号を供給する電気信号検知手段を備える請求項5に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記収縮末期エラスタンスパラメータ導出手段はさらに、
前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回らない場合に、前記手段(a)〜(f)を継続的に動作させて前記「n」セットの[PES,DES]データポイントを生じ、前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回るまで、FIFOにより最も古い[PES,DES]データポイントのセットを最も新しい[PES,DES]データポイントのセットに置き替えるとともに、前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記手段(g)を動作させて、前記導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶するように動作可能な手段、
を備える請求項5に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 埋め込み可能医療デバイスにおいて、心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視する方法であって、
心周期を規定するステップと、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップと、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給するステップと、
複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔寸法のセットをプロットしたものの傾きを表すエラスタンスパラメータを導出するステップと、
を含み、
前記導出するステップはさらに、
(a)前記血圧測定手段および前記心腔容積測定手段を動作させるステップであって、それによって、前記心腔の自然な、内因性、またはペーシングによる脱分極後の一連の心周期にわたって該心腔のN回の血圧(P)測定およびN回の寸法(D)測定を所定のサンプルレートで行う、動作させるステップと、
(b)各心周期の収縮末期点における前記収縮末期血圧(PES)測定および収縮末期寸法(DES)測定を選択するステップと、
(c)しきい二乗相関係数R2を定めるステップと、
(d)収縮末期[PES,DES]データポイントをnセット蓄積するステップと、
(e)該「n」セットの[PES,DES]データポイントの線形回帰を行うステップであって、それによって、前記サンプリングしたデータセットの傾き、サンプル相関係数Rおよびサンプル二乗相関係数R2を導出する、線形回帰を行うステップと、
(f)該サンプル二乗相関係数R2を前記しきい二乗相関係数R2と比較するステップと、
(g)前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶するステップと、
を含む、患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。 - 前記記憶されたエラスタンスパラメータを検索するステップであって、それによって、患者の心臓の心不全の状態を判定することを可能にする、検索するステップをさらに、含む請求項11に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。
- 前記心周期を規定するステップはさらに、ペーシングパルスを選択的に生成し少なくとも1つの心腔に印加するステップであって、それによって、心周期を開始する該心腔の収縮をもたらす、ペーシングパルスを選択的に生成し少なくとも1つの心腔に印加するステップを含む請求項11に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。
- 前記心周期を規定するステップはさらに、前記少なくとも1つの心腔において心臓の電気信号を検知し、心周期を開始する心収縮を示す検知事象信号を供給するステップを含む請求項11に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。
- 前記収縮末期エラスタンスパラメータを導出するステップはさらに、
前記ステップ(a)〜(f)を継続的に繰り返すステップであって、それによって、前記「n」セットの[PES,DES]データポイントを生じ、前記ステップ(f)において前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回るまで、FIFOにより最も古い[PES,DES]データポイントのセットを最も新しい[PES,DES]データポイントのセットに置き替える、継続的に繰り返すステップと、
前記ステップ(f)において前記サンプル二乗相関係数R2が前記しきい二乗相関係数R2を上回る場合に、前記ステップ(g)において導出した傾きを前記収縮末期エラスタンスとして記憶するステップと、
を含む請求項11に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。 - 前記寸法を測定するステップは、
第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶を第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込むステップと、
第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶を第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込むステップと、
血液および心臓組織を介して超音波を送信する超音波送信器としての前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢するステップと、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの他方からの電気信号を検知するステップと、
前記送信される超音波信号の発生と、該超音波を受信した結果得られる前記検知される電気信号との間の時間遅延を測定するステップであって、該時間遅延は、前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、測定するステップと、
前記測定した時間遅延から前記腔寸法値を供給するステップと、
を含む請求項11に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。 - 埋め込み可能医療デバイスにおいて、心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視する方法であって、
第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶を第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込むステップと、
第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶を第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込むステップと、
前記第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して血圧センサを埋め込むステップと、
心周期を規定するステップと、
該心周期中に、心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップであって、
血液および心臓組織を介して超音波を送信する超音波送信器としての前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢すること、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの他方からの電気信号を検知すること、
前記送信される超音波信号の発生と、該超音波を受信した結果得られる前記検知される電気信号との間の時間遅延を測定することであって、該時間遅延は、前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、測定すること、および
前記測定した時間遅延から前記心腔寸法値を供給することによって行うこと、
からなる、前記心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップと、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給するステップと、
前記導出した血圧値および寸法値を記憶するステップと、
を含む患者の心臓の心不全の状態を監視する方法。 - 心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視する埋め込み可能な医療デバイスであって、
第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込まれる、第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、
第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込まれる、第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶と、
心周期を規定する手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって超音波送信器としての前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢する手段と、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する超音波受信器として動作している前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの他方に結合される信号処理手段と、
前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、前記送信される超音波信号の発生と該超音波の受信の間の時間遅延を測定して前記腔寸法値を供給する手段と、
前記測定した時間遅延から前記心腔寸法値を供給する手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給する手段と、
導出した前記血圧値および前記寸法値を記憶する手段と、
を備える、患者の心臓の心不全の状態を監視する埋め込み可能な医療デバイス。 - 埋め込み可能ペーシングシステムにおいて、心周期にわたって心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出する方法であって、
(a)第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶を第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込むステップと、
(b)第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶を第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込むステップと、
(c)血圧センサを前記第1の心腔に、または該第1の心腔に関連して埋め込むステップと、
(d)所定の動作モードおよびパラメータ値に従って前記心周期中に心臓をペーシングするステップと、
(e)前記心周期中に、該心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップであって、
血液および心臓組織を介して超音波を送信する超音波送信器としての前記第1のソノマイクロメータ圧電結晶に駆動信号を印加して付勢すること、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する前記第2のソノマイクロメータ圧電結晶からの電気信号を検知すること、
前記送信される超音波信号の発生と、前記第2のソノマイクロメータ圧電結晶において前記超音波を受信した結果得られる前記検知される電気信号との間の時間遅延を測定することであって、該時間遅延は、前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、測定すること、および
前記測定した時間遅延から前記心腔寸法値を供給することによって行うこと、
からなる前記心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップと、
(f)心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給するステップと、
(g)導出した前記血圧値および寸法値を使用して心臓の機械的性能の尺度を導出するステップと、
(h)ペーシングパラメータ値を調整し、前記ステップ(d)ないし(g)を繰り返すステップと、
(i)前記ステップ(g)において導出した機械的性能の最新の測定値が心臓の機械的性能の向上を示すかを判定するステップと、
(k)前記パラメータ値が心臓の機械的性能の向上を示す場合に、前記ペーシングパラメータ値を前記ステップ(g)において導出した前記機械的性能の最新の測定値に設定するステップと、
を含む、患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出する方法。 - 前記ステップ(g)において導出した前記機械的性能の尺度は、一回仕事量、拡張末期寸法、収縮期短縮率、エラスタンス、および前記圧力信号に対する前記寸法信号のタイミングの関係のうちの1つまたは複数を含む請求項19に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出する方法。
- 第3のリード線本体に取り付けられている第3のソノマイクロメータ結晶を第3の心腔内にまたは該第3の心腔に関連して埋め込むことをさらに、含み、
前記心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給するステップはさらに、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する前記第3のソノマイクロメータ圧電結晶からのさらなる電気信号を検知すること、
前記送信される超音波信号の発生と、前記第3のソノマイクロメータ圧電結晶において前記超音波を受信した結果得られる前記検知される電気信号との間のさらなる時間遅延を測定することであって、該時間遅延は、前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、測定すること、および
前記測定した時間遅延からさらなる心腔寸法値を供給すること、
を含む請求項19に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出する方法。 - 前記ステップ(g)において導出した前記機械的性能の尺度は、一回仕事量、拡張末期寸法、収縮期短縮率、エラスタンス、および前記圧力信号に対する前記寸法信号のタイミングの関係のうちの1つまたは複数を含む請求項20に記載の患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出する方法。
- 埋め込み可能ペーシングシステムにおいて、心周期にわたって、心臓のエラスタンスに応ずる患者の心臓の心不全の状態を監視して心臓に治療を送出するシステムが、
第1の心腔内にまたは該第1の心腔に関連して埋め込まれる、第1のリード線本体に取り付けられている第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、
第2の心腔内にまたは該第2の心腔に関連して埋め込まれる、第2のリード線本体に取り付けられている第2のソノマイクロメータ圧電結晶と、
心周期を規定する手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって超音波送信器としての前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶のうちの一方に駆動信号を印加して付勢する手段と、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する超音波受信器として動作している前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶の他方に結合される信号処理手段と、
前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、前記送信される超音波信号の発生と該超音波の受信の間の時間遅延を測定して前記腔寸法値を供給する手段と、
前記測定した時間遅延から前記心腔寸法値を供給する手段と、
心周期の少なくとも一部にわたって心腔内の血圧を測定して血圧値を供給する手段と、
導出した前記血圧値および寸法値を記憶する手段と、
該導出した血圧値および寸法値を使用して心臓のメカニカル性能の尺度を導出する手段と、
ペーシングパラメータ値を調整する手段と、
メカニカル性能の最新の測定値が心臓のメカニカル性能の向上を示すかを判定する手段と、
前記パラメータ値が心臓のメカニカル性能の向上を示す場合に、前記ペーシングパラメータ値を前記メカニカル性能の最新の測定値に設定する手段と、
を備える埋め込み可能ペーシングシステム。 - 前記メカニカル性能の尺度は、一回仕事量、拡張末期寸法、収縮期短縮率、エラスタンス、および前記圧力信号に対する前記寸法信号のタイミングの関係のうちの1つまたは複数を含む請求項23に記載の埋め込み可能ペーシングシステム。
- 第3の心腔内にまたは該第3の心腔に関連して埋め込まれる、第3のリード線本体に取り付けられている第3のソノマイクロメータ結晶をさらに、備え、
前記心周期の少なくとも一部にわたって心腔の寸法を測定して腔寸法値を供給する手段はさらに、
前記超音波送信器から送信され血液および心臓組織を介して入射する超音波エネルギーを電気信号に変換する前記第3のソノマイクロメータ圧電結晶からのさらなる電気信号を検知する手段と、
前記送信される超音波信号の発生と、前記第3のソノマイクロメータ圧電結晶において前記超音波を受信した結果得られる前記検知される電気信号との間のさらなる時間遅延を測定する手段であって、該時間遅延は、前記心腔の収縮および弛緩に伴い変化する前記超音波送信器および受信器の間の距離に応じて変化する、測定する手段と、
前記測定した時間遅延からさらなる心腔寸法値を供給する手段と、
を備える請求項23に記載の埋め込み可能ペーシングシステム。 - 前記メカニカル性能の尺度は、一回仕事量、拡張末期寸法、収縮期短縮率、エラスタンス、および前記圧力信号に対する前記寸法信号のタイミングの関係のうちの1つまたは複数を含む請求項25に記載の埋め込み可能ペーシングシステム。
- 埋め込み可能医療デバイス(IMD)であって、
心臓の寸法を測定する第1のセンサと、
心臓内の血圧を測定する第2のセンサと、
前記第1および第2のセンサに結合されて、心不全を示す少なくとも1つのパラメータを前記寸法および前記血圧から導出する制御回路と、
を備える埋め込み可能医療デバイス。 - 前記制御回路に結合されて心臓に電気刺激を送出する送出システムをさらに備え、
前記制御回路は、前記少なくとも1つのパラメータを基に前記電気刺激の送出を制御する請求項27に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記送出システムは、心臓にペーシングパルスを送出する回路を含む請求項28に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記送出システムは、心臓の2つの心室腔にペーシングパルスを送出することができる回路を含む請求項29に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記第1のセンサは、
第1の心腔に対して所定の空間関係を有する第1のソノマイクロメータ圧電結晶と、
第2の心腔に対して所定の空間関係を有する第2のソノマイクロメータ圧電結晶と、
前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶の間で伝達される超音波信号の間の遅延を測定する回路と、
を備える請求項30に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記制御回路は、複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔寸法のセットをプロットしたものの傾きを表すエラスタンスパラメータである少なくとも1つのパラメータを導出する手段を含む請求項27に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記エラスタンスパラメータを導出する手段は、
(a)いくつかの心周期の各々の間の所定の時間において、前記第1のセンサから寸法測定値Dを、また前記第2のセンサから圧力測定値Pを得る手段と、
(b)データポイント(D,P)の傾きを導出する手段と、
を備える請求項32に記載の埋め込み可能医療デバイス。 - 前記寸法測定値Dおよび前記圧力測定値Pはともに、前記いくつかの心周期の各々の収縮末期点において得られる請求項33に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- 前記送出システムは、心腔に期外収縮電気刺激を印加して期外収縮後増強を誘発し、よって該心腔の収縮の強さを増すことができる回路を含む請求項30に記載の埋め込み可能医療デバイス。
- (a)第1のセンサを設けることであって、それによって心臓の寸法を測定する、第1のセンサを設けること、
(b)第2のセンサを設けることであって、それによって心臓内の血圧を測定する、第2のセンサを設けること、および
(c)心不全を示す少なくとも1つのパラメータを前記寸法および前記血圧から導出することを含む、心臓の監視方法。 - 前記少なくとも1つのパラメータに基づいて心臓に電気刺激を送出することをさらに含む請求項36に記載の心臓の監視方法。
- 前記電気刺激を送出することは、心臓にペーシングパルスを送出することを含む請求項37に記載の心臓の監視方法。
- 前記電気刺激を送出することは、心臓の2つの心室腔にペーシングパルスを送出することを含む請求項38に記載の心臓の監視方法。
- 前記ステップ(a)は、
第1のソノマイクロメータ圧電結晶を第1の心腔に対して所定の位置に位置付けること、
第2のソノマイクロメータ圧電結晶を第2の心腔に対して所定の位置に位置付けること、および
前記第1および第2のソノマイクロメータ圧電結晶の間で伝達される超音波信号の間の遅延を測定すること、
を含む請求項36に記載の心臓の監視方法。 - 前記ステップ(c)は、少なくとも1つのパラメータを導出することを含み、該少なくとも1つのパラメータは、複数の心周期にわたって、収縮末期血圧対収縮末期腔寸法のセットをプロットしたものの傾きを表すエラスタンスパラメータである請求項36に記載の心臓の監視方法。
- いくつかの心周期の各々の間の所定の時間において、前記第1のセンサから寸法測定値Dを、また前記第2のセンサから圧力測定値Pを得ること、および
データポイント(D,P)のつながりを近似する線の傾きを導出すること、
をさらに含む請求項41に記載の心臓の監視方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/000,973 US20050027323A1 (en) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | Implantable medical device for monitoring cardiac blood pressure and chamber dimension |
PCT/US2002/032810 WO2003037428A2 (en) | 2001-10-30 | 2002-10-11 | Implantable medical device for monitoring cardiac blood pressure and chamber dimension |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005507721A true JP2005507721A (ja) | 2005-03-24 |
Family
ID=21693778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003539767A Pending JP2005507721A (ja) | 2001-10-30 | 2002-10-11 | 心臓血圧および腔寸法を監視する埋め込み可能医療デバイス |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050027323A1 (ja) |
EP (1) | EP1455896A2 (ja) |
JP (1) | JP2005507721A (ja) |
CA (1) | CA2460227A1 (ja) |
WO (1) | WO2003037428A2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006129417A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Niigata University | 心臓ペースメーカー及び心臓ペーシング法 |
JP2008535555A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-04 | メドトロニック・インコーポレーテッド | 等容性収縮中に心室機能を評価するための方法及び装置 |
JP2013523256A (ja) * | 2010-03-26 | 2013-06-17 | ボストン サイエンティフィック ニューロモデュレイション コーポレイション | 埋め込み型医療装置の制御式停止の方法 |
Families Citing this family (111)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6453201B1 (en) | 1999-10-20 | 2002-09-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable medical device with voice responding and recording capacity |
AUPR333301A0 (en) * | 2001-02-23 | 2001-03-22 | Northern Sydney Area Health Service | Determining the volume of a normal heart and its pathological and treated variants by using dimension sensors |
US7052466B2 (en) * | 2001-04-11 | 2006-05-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Apparatus and method for outputting heart sounds |
US7346394B2 (en) | 2001-04-27 | 2008-03-18 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Cardiac stimulation at high ventricular wall stress areas |
US7113823B2 (en) | 2001-10-26 | 2006-09-26 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Morphology-based optimization of cardiac resynchronization therapy |
US7286876B2 (en) | 2001-10-26 | 2007-10-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Template-based capture verification for multi-site pacing |
US6666826B2 (en) * | 2002-01-04 | 2003-12-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for measuring left ventricular pressure |
US8509897B2 (en) * | 2002-09-19 | 2013-08-13 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Morphology-based diagnostic monitoring of electrograms by implantable cardiac device |
US7972275B2 (en) | 2002-12-30 | 2011-07-05 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for monitoring of diastolic hemodynamics |
US7225022B2 (en) * | 2003-03-12 | 2007-05-29 | Cra Associates, Ltd. | Method of optimizing patient outcome from cardiac resynchronization therapy |
US7613513B1 (en) * | 2003-07-01 | 2009-11-03 | Pacesetter, Inc. | System and method for determining cardiac geometry |
US20050038351A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-02-17 | Starobin Joseph M. | Method and system for evaluating cardiac ischemia based on heart rate fluctuations |
US7485094B2 (en) * | 2003-09-30 | 2009-02-03 | Smithmarks, Inc. | Methods of diagnosis using pulse volume measurement |
US20070197859A1 (en) * | 2003-11-07 | 2007-08-23 | Paracor Medical, Inc. | Cardiac harness having diagnostic sensors and method of use |
US7412287B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-08-12 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Automatic sensing vector selection for morphology-based capture verification |
US7123960B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-10-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and system for delivering cardiac resynchronization therapy with variable atrio-ventricular delay |
US7389141B2 (en) * | 2003-12-22 | 2008-06-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Biatrial pacing optimization for biventricular pacing |
US10499828B2 (en) * | 2004-03-05 | 2019-12-10 | Lifescience Solutions, Llc | System and method for heart monitoring |
US7917195B2 (en) * | 2004-03-05 | 2011-03-29 | Lifesciences Solutions LLC | Systems, methods and computer program products for heart monitoring |
US7313438B2 (en) * | 2004-06-01 | 2007-12-25 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Selective chamber ATP pacing |
US7596469B2 (en) * | 2004-07-19 | 2009-09-29 | Baylis Medical Company Inc. | Method and apparatus for prioritizing errors in a medical treatment system |
US7076399B2 (en) * | 2004-07-19 | 2006-07-11 | Baylis Medical Company Inc. | Medical generator with hierarchical error logic |
US7559901B2 (en) * | 2004-07-28 | 2009-07-14 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Determining a patient's posture from mechanical vibrations of the heart |
US7363077B1 (en) | 2004-11-09 | 2008-04-22 | Pacesetters, Inc. | Adaptive timing interval control method for treating congestive heart failure |
WO2006069033A1 (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Medtronic, Inc. | Automatic lv / rv capture verification and diagnostics |
US20060155202A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-13 | Arand Patricia A | Hemodynamic assessment/adjustment |
US7662104B2 (en) | 2005-01-18 | 2010-02-16 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method for correction of posture dependence on heart sounds |
US7448999B1 (en) | 2005-02-07 | 2008-11-11 | Pacesetter, Inc. | Trans-septal intra-cardiac lead system |
US7340288B1 (en) | 2005-02-07 | 2008-03-04 | Pacesetter, Inc. | Trans-septal intra-cardiac lead system |
US7450999B1 (en) | 2005-02-07 | 2008-11-11 | Pacesetter, Inc. | Trans-septal intra-cardiac lead system |
US7274965B1 (en) | 2005-02-07 | 2007-09-25 | Pacesetter, Inc. | Trans-septal intra-cardiac lead system |
US7389134B1 (en) | 2005-02-07 | 2008-06-17 | Pacesetter, Inc. | Trans-septal intra-cardiac lead system |
US7729764B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-06-01 | Medtronic, Inc. | System and method for improving pacing parameters using acute hemodynamic feedback during device implant |
US7555340B2 (en) | 2005-04-01 | 2009-06-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Electrogram morphology-based CRT optimization |
US8538519B2 (en) | 2005-04-25 | 2013-09-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and system for treatment of mechanical cardiac asynchrony |
US7404802B2 (en) * | 2005-05-05 | 2008-07-29 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Trending of systolic murmur intensity for monitoring cardiac disease with implantable device |
US7526338B1 (en) * | 2005-05-23 | 2009-04-28 | Pacesetter, Inc. | Implantable cardiac device for monitoring diastolic heart failure and method of operation and use thereof |
US7711423B2 (en) * | 2005-05-24 | 2010-05-04 | Medtronic, Inc. | Algorithm for the automatic determination of optimal pacing intervals |
US7670298B2 (en) | 2005-06-01 | 2010-03-02 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Sensing rate of change of pressure in the left ventricle with an implanted device |
US8972002B2 (en) | 2005-06-01 | 2015-03-03 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Remote closed-loop titration of decongestive therapy for the treatment of advanced heart failure |
US7922669B2 (en) | 2005-06-08 | 2011-04-12 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Ischemia detection using a heart sound sensor |
US8140158B2 (en) * | 2005-06-16 | 2012-03-20 | St. Jude Medical Ab | Heart monitoring device and a system to detect vibrations concerning the status of the heart |
US9265949B2 (en) * | 2005-06-28 | 2016-02-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for controlling cardiac therapy based on electromechanical timing |
US7585279B2 (en) | 2005-07-26 | 2009-09-08 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Managing preload reserve by tracking the ventricular operating point with heart sounds |
US20070027489A1 (en) * | 2005-07-28 | 2007-02-01 | Jong Gill | Characterization of a patient's condition by evaluating electrical and mechanical properties of the heart |
CN101287413A (zh) * | 2005-08-19 | 2008-10-15 | 视声公司 | 采集和显示血压和超声波数据的系统和方法 |
US7634309B2 (en) * | 2005-08-19 | 2009-12-15 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Tracking progression of congestive heart failure via a force-frequency relationship |
US20070073352A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-03-29 | Euler David E | Method and apparatus for regulating a cardiac stimulation therapy |
US8108034B2 (en) | 2005-11-28 | 2012-01-31 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Systems and methods for valvular regurgitation detection |
US7751882B1 (en) | 2005-12-21 | 2010-07-06 | Pacesetter, Inc. | Method and system for determining lead position for optimized cardiac resynchronization therapy hemodynamics |
US20070161894A1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-07-12 | Mark Zdeblick | Ultrasound synchrony measurement |
US8103065B2 (en) * | 2006-01-05 | 2012-01-24 | Lifescience Solutions Llc | Assessment of medical conditions |
US7813805B1 (en) * | 2006-01-11 | 2010-10-12 | Pacesetter, Inc. | Subcardiac threshold vagal nerve stimulation |
US9149638B2 (en) * | 2006-01-30 | 2015-10-06 | Medtronic, Inc. | Method and system for controlling pulmonary capillary pressure |
US7418868B1 (en) | 2006-02-21 | 2008-09-02 | Pacesetter, Inc. | Pressure sensor and method of fabricating such a module |
US7780606B2 (en) * | 2006-03-29 | 2010-08-24 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Hemodynamic stability assessment based on heart sounds |
US8000780B2 (en) * | 2006-06-27 | 2011-08-16 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Detection of myocardial ischemia from the time sequence of implanted sensor measurements |
US8588904B2 (en) * | 2006-10-13 | 2013-11-19 | Lifescience Solutions Llc | Pacemaker |
US8108035B1 (en) * | 2006-10-18 | 2012-01-31 | Pacesetter, Inc. | Systems and methods for detecting and compensating for changes in posture during ischemia detection a using an implantable medical device |
US8155731B1 (en) * | 2006-10-18 | 2012-04-10 | Pacesetter, Inc. | Systems and methods for detecting and compensating for changes in posture during ischemia detection using an implantable medical device |
US20080119749A1 (en) | 2006-11-20 | 2008-05-22 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Respiration-synchronized heart sound trending |
US8096954B2 (en) | 2006-11-29 | 2012-01-17 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Adaptive sampling of heart sounds |
EP1930045A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-11 | BIOTRONIK CRM Patent AG | Implantable medical system with acoustic sensor to measure mitral blood flow |
WO2008079347A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-07-03 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Implantable device with multiple parameter sets |
US8868183B2 (en) | 2006-12-21 | 2014-10-21 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus to implement multiple parameter sets in an implantable device |
US20100113945A1 (en) * | 2006-12-29 | 2010-05-06 | Ryan Timothy J | Hemodynamic monitors and systems and methods for using them |
US20080195167A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-08-14 | Ryan Timothy J | Cardiac pacemakers and systems and methods for using them |
US7736319B2 (en) * | 2007-01-19 | 2010-06-15 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Ischemia detection using heart sound timing |
WO2008105690A1 (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | St. Jude Medical Ab | An implantable heart analysing device system and method |
US7853327B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-12-14 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Heart sound tracking system and method |
US8103343B2 (en) | 2007-05-03 | 2012-01-24 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Automatic modulation of pacing timing intervals using beat to beat measures |
US7957802B2 (en) * | 2007-08-20 | 2011-06-07 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method, apparatus, and system to optimize cardiac preload based on measured pulmonary artery pressure |
US7904156B2 (en) * | 2007-08-20 | 2011-03-08 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Modulation of AV delay to control ventricular interval variability |
US8768466B2 (en) | 2007-10-12 | 2014-07-01 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus to trend and optimize an implantable medical device using a patient management system |
US9986926B2 (en) * | 2007-10-26 | 2018-06-05 | Inovise Medical, Inc. | Q-onset ventricular depolarization detection in the presence of a pacemaker |
US8838240B2 (en) * | 2007-11-21 | 2014-09-16 | Cardiac Pacemakers Inc. | Hemodynamic status assessment during tachycardia |
US9149631B2 (en) * | 2007-12-13 | 2015-10-06 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Cardiac lead placement using multiple spatially distributed sensors |
US8185190B2 (en) * | 2008-01-29 | 2012-05-22 | Inovise Medical, Inc. | Assessment of ischemia, and risk of sudden cardiac death, via heart-functionality parameter and acoustic cardiographic monitoring |
US8348852B2 (en) * | 2008-03-06 | 2013-01-08 | Inovise Medical, Inc. | Heart-activity sound monitoring |
US8831721B2 (en) * | 2008-04-24 | 2014-09-09 | Medtronic, Inc. | Pressure and impedance based discrimination of hemodynamic stability |
US8478400B2 (en) * | 2008-04-24 | 2013-07-02 | Medtronic, Inc. | Pressure and impedance based discrimination of hemodynamic stability |
DE102008040266A1 (de) | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Biotronik Crm Patent Ag | Implantierbare Messanordnung |
US8577448B2 (en) * | 2008-10-14 | 2013-11-05 | Inovise Medical, Inc. | Differential apneic detection in aid of diagnosis and treatment |
US8062227B2 (en) * | 2008-10-30 | 2011-11-22 | Medtronic, Inc. | Heart failure decompensation determination |
US8777850B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-07-15 | Medtronic, Inc. | Heart failure patient management using an implantable monitoring system |
WO2010052303A1 (en) * | 2008-11-06 | 2010-05-14 | Oslo Universitetssykehus Hf | Analysis of ventricular electro-mechanical activation data |
US9446246B2 (en) * | 2008-11-07 | 2016-09-20 | Pacesetter, Inc. | Identification of electro-mechanical dysynchrony with a non-cardiac resynchronization therapeutic device |
EP2379166A4 (en) | 2008-12-21 | 2012-12-12 | Sirius Implantable Systems Ltd | HIGH PERFORMANCE PIEZOELECTRIC MICRO-GENERATOR AND ENERGY STORAGE SYSTEM |
US8112150B2 (en) * | 2009-03-04 | 2012-02-07 | Atcor Medical Pty Ltd | Optimization of pacemaker settings |
US20110009758A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Lifescience Solutions Llc | System and method for heart monitoring |
US8301267B2 (en) * | 2009-09-18 | 2012-10-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for sensing mechanical energy of an implantable lead |
WO2011049925A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-28 | Tufts Medical Center, Inc. | Cardiac monitoring |
US8409108B2 (en) * | 2009-11-05 | 2013-04-02 | Inovise Medical, Inc. | Multi-axial heart sounds and murmur detection for hemodynamic-condition assessment |
EP2415396B1 (de) | 2010-08-06 | 2016-08-17 | BIOTRONIK SE & Co. KG | Herzmonitor |
US9095284B2 (en) | 2010-10-28 | 2015-08-04 | Medtronic, Inc. | Distance measurement using implantable acoustic transducers |
US8478403B2 (en) * | 2011-02-23 | 2013-07-02 | Pacesetter, Inc. | Implantable systems and methods for use therewith for monitoring and modifying arterial blood pressure without requiring an intravascular pressure transducer |
US9020596B2 (en) | 2011-07-15 | 2015-04-28 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Management of fusion beat detection during capture threshold determination |
US8744576B2 (en) | 2011-07-29 | 2014-06-03 | Medtronic, Inc. | Sampling intrinsic AV conduction time |
US8548588B1 (en) | 2012-09-21 | 2013-10-01 | Inovise Medical, Inc. | CRM-device ventricular-pacing blanking control |
US10335592B2 (en) | 2012-12-19 | 2019-07-02 | Viscardia, Inc. | Systems, devices, and methods for improving hemodynamic performance through asymptomatic diaphragm stimulation |
WO2014099820A1 (en) | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Inovise Medical, Inc. | Hemodynamic performance enhancement through asymptomatic diaphragm stimulation |
US9220903B2 (en) | 2013-12-16 | 2015-12-29 | AtCor Medical Pty, Ltd. | Optimization of pacemaker settings with R-wave detection |
US10537735B2 (en) | 2016-04-29 | 2020-01-21 | Viscardia, Inc. | Implantable medical devices and methods for real-time or near real-time adjustment of diaphragmatic stimulation parameters to affect pressures within the intrathoracic cavity |
US10835133B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-11-17 | Medtronic, Inc. | Hydrostatic offset adjustment for measured cardiovascular pressure values |
US10376159B2 (en) | 2016-12-20 | 2019-08-13 | Medtronic, Inc. | Exercise triggered cardiovascular pressure measurement |
US20180168460A1 (en) | 2016-12-20 | 2018-06-21 | Medtronic, Inc. | Measuring cardiovascular pressure based on patient state |
US11235158B2 (en) * | 2018-09-11 | 2022-02-01 | Pacesetter, Inc. | Method and system for biventricular or left ventricular pacing |
WO2020172042A1 (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-27 | Senops Tracker | Medical asset tracking methods and apparatus |
US11524158B2 (en) | 2019-09-26 | 2022-12-13 | Viscardia, Inc. | Implantable medical systems, devices, and methods for affecting cardiac function through diaphragm stimulation, and for monitoring diaphragmatic health |
US11617877B2 (en) | 2019-12-11 | 2023-04-04 | Medtronic, Inc. | Detecting pump suction, pump thrombus, and other adverse VAD motor events |
US11957914B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-04-16 | Viscardia, Inc. | Implantable medical systems, devices and methods for delivering asymptomatic diaphragmatic stimulation |
Family Cites Families (46)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3857399A (en) * | 1970-03-24 | 1974-12-31 | F Zacouto | Heart pacer |
FR2248020B1 (ja) * | 1973-10-18 | 1977-05-27 | Pequignot Michel | |
US3937226A (en) * | 1974-07-10 | 1976-02-10 | Medtronic, Inc. | Arrhythmia prevention apparatus |
US4088140A (en) * | 1976-06-18 | 1978-05-09 | Medtronic, Inc. | Demand anti-arrhythmia pacemaker |
US4354497A (en) * | 1977-05-23 | 1982-10-19 | Medtronic, Inc. | Cardiac depolarization detection apparatus |
US4332259A (en) * | 1979-09-19 | 1982-06-01 | Mccorkle Jr Charles E | Intravenous channel cardiac electrode and lead assembly and method |
US4458677A (en) * | 1979-09-19 | 1984-07-10 | Mccorkle Jr Charles E | Intravenous channel cardiac electrode and lead assembly and method |
US4548203A (en) * | 1982-06-01 | 1985-10-22 | Purdue Research Foundation | Sequential-pulse, multiple pathway defibrillation method |
US4716887A (en) * | 1985-04-11 | 1988-01-05 | Telectronics N.V. | Apparatus and method for adjusting heart/pacer rate relative to cardiac pCO2 to obtain a required cardiac output |
US4674518A (en) * | 1985-09-06 | 1987-06-23 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus for measuring ventricular volume |
US4928688A (en) * | 1989-01-23 | 1990-05-29 | Mieczyslaw Mirowski | Method and apparatus for treating hemodynamic disfunction |
CA2033765C (en) * | 1990-03-08 | 1999-10-19 | Brian D. Pederson | Variation in cardiac chamber volume or pressure as a controlling parameter |
US5174289A (en) * | 1990-09-07 | 1992-12-29 | Cohen Fred M | Pacing systems and methods for control of the ventricular activation sequence |
US5267560A (en) * | 1990-09-07 | 1993-12-07 | Cohen Fred M | Methods for control of the ventricular activation sequence |
EP0474957A3 (en) * | 1990-09-11 | 1992-06-24 | Bozidar Ferek-Petric | Ultrasonic doppler synchronized cardiac electrotherapy device |
DE4029961C1 (ja) * | 1990-09-21 | 1991-10-24 | Fehling, Guido, 8757 Karlstein, De | |
US5139020A (en) * | 1991-03-08 | 1992-08-18 | Telectronics Pacing Systems, Inc. | Method and apparatus for controlling the hemodynamic state of a patient based on systolic time interval measurements detecting using doppler ultrasound techniques |
CA2106378A1 (en) * | 1991-04-05 | 1992-10-06 | Tom D. Bennett | Subcutaneous multi-electrode sensing system |
US5674259A (en) * | 1992-10-20 | 1997-10-07 | Gray; Noel Desmond | Multi-focal leadless apical cardiac pacemaker |
US5213098A (en) * | 1991-07-26 | 1993-05-25 | Medtronic, Inc. | Post-extrasystolic potentiation stimulation with physiologic sensor feedback |
CA2082015C (en) * | 1991-11-04 | 2001-03-20 | Rodney W. Salo | Implantable cardiac function monitor and stimulator for diagnosis and therapy delivery |
US5403356A (en) * | 1993-04-28 | 1995-04-04 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for prevention of atrial tachy arrhythmias |
FR2718035B1 (fr) * | 1994-04-05 | 1996-08-30 | Ela Medical Sa | Procédé de commande d'un stimulateur cardiaque auriculaire double du type triple chambre programmable en mode de repli. |
FR2718036B1 (fr) * | 1994-04-05 | 1996-08-30 | Ela Medical Sa | Procédé de commande d'un stimulateur cardiaque auriculaire double du type triple chambre. |
US5549650A (en) * | 1994-06-13 | 1996-08-27 | Pacesetter, Inc. | System and method for providing hemodynamically optimal pacing therapy |
US5540727A (en) * | 1994-11-15 | 1996-07-30 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Method and apparatus to automatically optimize the pacing mode and pacing cycle parameters of a dual chamber pacemaker |
US5564434A (en) * | 1995-02-27 | 1996-10-15 | Medtronic, Inc. | Implantable capacitive absolute pressure and temperature sensor |
US5795298A (en) * | 1995-03-28 | 1998-08-18 | Sonometrics Corporation | System for sharing electrocardiogram electrodes and transducers |
US5830144A (en) * | 1995-03-28 | 1998-11-03 | Vesely; Ivan | Tracking data sheath |
US5817022A (en) * | 1995-03-28 | 1998-10-06 | Sonometrics Corporation | System for displaying a 2-D ultrasound image within a 3-D viewing environment |
US5779638A (en) * | 1995-03-28 | 1998-07-14 | Sonometrics Corporation | Ultrasound-based 3-D tracking system using a digital signal processor |
US5626623A (en) * | 1996-04-30 | 1997-05-06 | Medtronic, Inc. | Method and apparatus for optimizing pacemaker AV delay |
US5919209A (en) * | 1996-05-13 | 1999-07-06 | Medtronic, Inc. | System and method for myocardial revalidation and therapy by high rate pacing |
US5720768A (en) * | 1996-05-22 | 1998-02-24 | Sulzer Intermedics Inc. | Dual chamber pacing with interchamber delay |
CA2260209C (en) | 1996-07-11 | 2005-08-30 | Medtronic, Inc. | Minimally invasive implantable device for monitoring physiologic events |
US5797970A (en) * | 1996-09-04 | 1998-08-25 | Medtronic, Inc. | System, adaptor and method to provide medical electrical stimulation |
WO1998019594A1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-05-14 | The Johns-Hopkins University | Assessing cardiac contractility and cardiovascular interaction |
US5792203A (en) * | 1997-08-18 | 1998-08-11 | Sulzer Intermedics Inc. | Universal programmable cardiac stimulation device |
US5928131A (en) * | 1997-11-26 | 1999-07-27 | Vascor, Inc. | Magnetically suspended fluid pump and control system |
US6129744A (en) * | 1997-12-04 | 2000-10-10 | Vitatron Medical, B.V. | Cardiac treatment system and method for sensing and responding to heart failure |
US6070100A (en) * | 1997-12-15 | 2000-05-30 | Medtronic Inc. | Pacing system for optimizing cardiac output and determining heart condition |
US5902324A (en) * | 1998-04-28 | 1999-05-11 | Medtronic, Inc. | Bi-atrial and/or bi-ventricular sequential cardiac pacing systems |
US6104949A (en) * | 1998-09-09 | 2000-08-15 | Vitatron Medical, B.V. | Medical device |
US6112115A (en) * | 1999-03-09 | 2000-08-29 | Feldman; Marc D. | Method and apparatus for determining cardiac performance in a patient |
US6221011B1 (en) * | 1999-07-26 | 2001-04-24 | Cardiac Intelligence Corporation | System and method for determining a reference baseline of individual patient status for use in an automated collection and analysis patient care system |
US6738667B2 (en) * | 2000-12-28 | 2004-05-18 | Medtronic, Inc. | Implantable medical device for treating cardiac mechanical dysfunction by electrical stimulation |
-
2001
- 2001-10-30 US US10/000,973 patent/US20050027323A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-10-11 WO PCT/US2002/032810 patent/WO2003037428A2/en active Application Filing
- 2002-10-11 JP JP2003539767A patent/JP2005507721A/ja active Pending
- 2002-10-11 CA CA002460227A patent/CA2460227A1/en not_active Abandoned
- 2002-10-11 EP EP02802449A patent/EP1455896A2/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008535555A (ja) * | 2005-03-31 | 2008-09-04 | メドトロニック・インコーポレーテッド | 等容性収縮中に心室機能を評価するための方法及び装置 |
WO2006129417A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Niigata University | 心臓ペースメーカー及び心臓ペーシング法 |
JP2013523256A (ja) * | 2010-03-26 | 2013-06-17 | ボストン サイエンティフィック ニューロモデュレイション コーポレイション | 埋め込み型医療装置の制御式停止の方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050027323A1 (en) | 2005-02-03 |
WO2003037428A2 (en) | 2003-05-08 |
EP1455896A2 (en) | 2004-09-15 |
WO2003037428A3 (en) | 2003-09-18 |
CA2460227A1 (en) | 2003-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005507721A (ja) | 心臓血圧および腔寸法を監視する埋め込み可能医療デバイス | |
JP4160391B2 (ja) | 電気刺激により機械的心機能障害を処置する埋め込み可能な医療デバイス | |
US6959214B2 (en) | Implantable medical device for measuring mechanical heart function | |
EP1345651B1 (en) | Implantable medical device for monitoring congestive heart failure | |
US6795732B2 (en) | Implantable medical device employing sonomicrometer output signals for detection and measurement of cardiac mechanical function | |
US7228174B2 (en) | Algorithm for the automatic determination of optimal AV an VV intervals | |
US7769451B2 (en) | Method and apparatus for optimizing cardiac resynchronization therapy | |
US6934586B2 (en) | Cardiac resynchronization with adaptive A1-A2 and/or V1-V2 intervals | |
JP4170591B2 (ja) | 調整可能心房心室遅延を使った心臓ペーシング | |
US7711423B2 (en) | Algorithm for the automatic determination of optimal pacing intervals | |
US8843198B2 (en) | Apparatus and method to optimize pacing parameters | |
US20100121398A1 (en) | Implantable medical device and method for monitoring valve movements of a heart | |
EP1768743B1 (en) | Algorithm for the automatic determination of optimal pacing intervals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080806 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20081106 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20081113 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090406 |