JP2007502670A - Respiratory disorder management system and method - Google Patents

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ハートリー、ジェシー、ダブリュ.
ニ、クアン
ハトルスタッド、ジョン、ディー.
ロヴェット、エリック、ジー.
ケンナイト、ブルース、エイチ.
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Abstract

患者を冒している状態を感知する工程と、前記感知された状態に基づいて前記呼吸障害を緩和するよう治療を適合化する工程とを含む呼吸障害の治療を行なう方法。前記治療は、治療の有効性を増強するよう、前記患者に対する前記治療の衝撃を低減する治療が行なわれるよう、又は、他の治療目標が達成されるよう適合化することができる。前記呼吸障害を緩和するための心臓電気治療は、各種の心臓ペーシング措置及び(又は)前記心臓への非興奮性の電気刺激の送達を含んでいてよい。  A method of treating a disordered breathing comprising: sensing a condition affecting a patient; and adapting a therapy to alleviate the disordered breathing based on the sensed condition. The treatment can be adapted to enhance the effectiveness of the treatment, to provide a treatment that reduces the impact of the treatment on the patient, or to achieve other treatment goals. Cardiac electrical therapy to alleviate the respiratory disorder may include various cardiac pacing procedures and / or delivery of non-excitable electrical stimulation to the heart.

Description

本発明は、一般に、呼吸障害に対する診断及び治療に関する。   The present invention relates generally to the diagnosis and treatment of respiratory disorders.

呼吸障害は、正常な呼吸サイクルの破壊を含む広範囲の呼吸状態によって生じる場合がある。呼吸障害は、睡眠中に生じることが多いが、該状態は、患者が覚醒している間に生じる場合もある。呼吸破壊は、うっ血性心不全等の心血管の欠損を同時に被っている患者では、特に重篤な場合がある。残念なことに、呼吸障害は、診断されないことが多い。呼吸障害の影響は、処置しないでおくと、患者にとって重大な健康結果となる場合がある。   Breathing disorders can be caused by a wide range of respiratory conditions, including disruption of the normal respiratory cycle. Although breathing problems often occur during sleep, the condition may also occur while the patient is awake. Respiratory disruption can be particularly severe in patients who are simultaneously suffering from cardiovascular defects such as congestive heart failure. Unfortunately, respiratory disorders are often not diagnosed. The effects of breathing problems can have serious health consequences for patients if left untreated.

今まで、例えば、無呼吸、低呼吸、呼吸困難、過呼吸、頻呼吸、及び、チェーン・ストークス呼吸(CSR)等の周期的な呼吸を含む各種の呼吸障害が同定されてきた。無呼吸は、断続性呼吸の期間によって特徴づけられる、かなり普通の障害である。無呼吸は、一般に、その病因に基づいて分類される。閉塞性無呼吸と呼ばれる無呼吸の一つのタイプは、患者の気道が、咽頭の後部における軟部組織の崩壊によって妨害される場合に生じる。中枢性無呼吸は、呼吸の中枢神経系制御の撹乱によって生じる。患者は、脳から呼吸筋への制御信号が無い、あるいは、中断された場合に、呼吸することを止める。混合性無呼吸は、中枢性無呼吸タイプと閉塞性のそれとの組合せである。無呼吸現象を経験する人々は、無呼吸のタイプを問わず、ある時間期間の間、呼吸を止める。呼吸の休止は、時には、一晩に何百回となく、また、時には、1分間又はそれ以上の間、睡眠中に繰り返し生じる場合がある。   To date, various respiratory disorders have been identified including, for example, apnea, hypopnea, dyspnea, hyperpnea, tachypnea, and periodic breathing such as Chain Stokes breathing (CSR). Apnea is a fairly common disorder characterized by periods of intermittent breathing. Apnea is generally classified based on its etiology. One type of apnea, called obstructive apnea, occurs when the patient's airways are obstructed by soft tissue collapse in the back of the pharynx. Central apnea is caused by disturbances in respiratory central nervous system control. The patient stops breathing when there is no control signal from the brain to the respiratory muscles or when it is interrupted. Mixed apnea is a combination of a central apnea type and an obstructive one. People who experience the apnea event stop breathing for a period of time, regardless of the type of apnea. Breathing pauses sometimes do not occur hundreds of times per night and sometimes occur repeatedly during sleep for one minute or more.

無呼吸に加えて、低呼吸(浅い呼吸)、頻呼吸(急速な呼吸)、過呼吸(重い呼吸)、及び呼吸困難(困難な呼吸)を含む他のタイプの呼吸障害サイクルも同定されてきた。上に説明した呼吸サイクルの組合せ(例えば、周期的な呼吸及びチェーン・ストークス呼吸(CSR)を含む)が、観察される場合もある。周期的な呼吸は、一回換気量のリズミックな上昇及び下降を示す場合がある周期性の呼吸パターンによって特徴づけられる。チェーン・ストークス呼吸は、特異的な形態の周期的な呼吸であって、この呼吸では、一回換気量が、ゼロまで減少し、その結果、無呼吸の間隔が生ずる。周期的な呼吸及びCSRの呼吸中断は、中枢性無呼吸と関連している場合があり、あるいは、現実に、閉塞性である場合がある。CSRは、うっ血性心不全(CHF)を有する患者で観察されることが多く、加速度的なCHF進行の危険の増大と関連している。呼吸関連の睡眠障害に対する治療は、心血管との関連があるため、特に重大である。   In addition to apnea, other types of respiratory disturbance cycles have also been identified, including hypopnea (shallow breathing), tachypnea (rapid breathing), hyperpnea (heavy breathing), and dyspnea (difficult breathing) . Combinations of the respiratory cycles described above (eg, including periodic breathing and Chain Stokes breathing (CSR)) may be observed. Periodic breathing is characterized by a periodic breathing pattern that may indicate a rhythmic rise and fall in tidal volume. Chain Stokes breathing is a specific form of periodic breathing in which tidal volume is reduced to zero, resulting in apnea intervals. Cyclic breathing and CSR breathing interruptions may be associated with central apnea or may actually be obstructive. CSR is often observed in patients with congestive heart failure (CHF) and is associated with an increased risk of progressive CHF progression. Treatment for respiratory-related sleep disorders is particularly critical because of its cardiovascular association.

本発明の各種の実施形態は、呼吸障害に対してアダプティブな治療を与えるための方法及びシステムを含んでいる。本発明は、呼吸障害を検出するためのシステム及び方法に向けられている。本発明のシステム及び方法は、さらに、呼吸障害を処置するよう心臓電気治療を適合化することに向けられている。本発明のシステム及び方法は、呼吸障害を処置するよう適合化された心臓電気刺激治療の送達にも向けられている。   Various embodiments of the present invention include methods and systems for providing adaptive treatment for respiratory disorders. The present invention is directed to a system and method for detecting respiratory disturbances. The systems and methods of the present invention are further directed to adapting cardiac electrotherapy to treat respiratory disorders. The systems and methods of the present invention are also directed to the delivery of cardiac electrical stimulation therapies adapted to treat respiratory disorders.

一実施形態によれば、医療用治療装置は、患者を冒している状態を感知するよう構成された感知システム、及び該感知システムに結合され、かつ、心臓電気治療を適合化して呼吸障害を処置するよう構成された治療制御システムを含んでいる。前記装置は、さらに、治療制御システムに結合され、かつ、患者に適合化された治療を送達するよう構成された心臓電気刺激発生器を含んでいる。   According to one embodiment, a medical treatment device is coupled to a sensing system configured to sense a condition affecting a patient, and to adapt cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder A therapy control system configured to: The apparatus further includes a cardiac electrical stimulation generator coupled to the therapy control system and configured to deliver a therapy adapted to the patient.

別の実施形態によれば、自動化された治療方法には、一つ又はそれ以上の生理学的又は非生理学的な状態を示す知覚情報を受信すること、及び該知覚情報に基づいて、呼吸障害を処置するよう心臓電気治療を適合化することが含まれている。該方法には、さらに、適合化された心臓電気治療に基づいて、心臓に送達可能な出力信号を発生させることが含まれている。知覚情報を受信すること、心臓電気治療を適合化すること、及び出力信号を発生させることのうちの少なくとも2つが、移植可能な構成要素を用いて行なわれることが好ましい。   According to another embodiment, the automated method of treatment includes receiving sensory information indicative of one or more physiological or non-physiological conditions and, based on the sensory information, treating respiratory disorders. Adapting cardiac electrotherapy to treat is included. The method further includes generating an output signal that can be delivered to the heart based on the adapted cardiac electrotherapy. Preferably, at least two of receiving sensory information, adapting cardiac electrical therapy, and generating an output signal are performed using an implantable component.

本発明の上記の要約は、本発明の各実施形態又はあらゆるインプリメンテーションを記述することを意図したものではない。利点及び成果は、以下の詳細な説明及びクレームを添付の図面を参照して読むことにより、本発明のより完全な理解と共に、明らかとなり、かつ、正しく評価されよう。   The above summary of the present invention is not intended to describe each embodiment or every implementation of the present invention. Advantages and results will become apparent and will be appreciated with a more complete understanding of the present invention by reading the following detailed description and claims with reference to the accompanying drawings.

本発明は、各種の修正及び別の形態が可能であるが、その特定のものを、図面の例により示し、かつ、以下に詳細に説明する。しかしながら、その意図は、本発明を、説明した特定の実施形態に限定することではないことを理解されたい。それどころか、本発明は、添付のクレームによって定義した本発明の範囲に入るあらゆる修正、等価物、及び別法を包含することを意図したものである。   While the invention is amenable to various modifications and alternative forms, specifics thereof have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail below. It should be understood, however, that the intention is not to limit the invention to the particular embodiments described. On the contrary, the invention is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the scope of the invention as defined by the appended claims.

下記の図示の実施形態の説明において、添付の図面を参照するが、これら添付の図面は、実施形態の一部を形成し、かつ、これら添付の図面には、それにより本発明を実施することができる各種の実施形態が、図示により示されている。他の実施形態が利用できること、及び、構成上、かつ、機能上の変更を本発明の範囲を逸脱することなく行なうことができることを理解すべきである。   In the following description of the illustrated embodiments, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of the embodiments and in which the present invention is implemented. Various embodiments are shown by way of illustration. It should be understood that other embodiments may be utilized and that structural and functional changes may be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の実施形態による、呼吸障害治療方法を実行する方法、装置、及びシステムは、ここで説明する特徴、構成要素、構成、方法、及び(又は)その組合せのうちの一つ又はそれ以上を組み込んでいてよい。例えば、医療用システムは、以下に説明する構成要素、特徴及び(又は)プロセスのうちの一つ又はそれ以上を含むよう実現してよい。このような方法、装置、又はシステムは、ここで説明する構成要素、特徴、及び(又は)機能の全てを含まなくてもよいが、有用な構成及び(又は)機能性が得られる一つ又はそれ以上の選択された構成要素、特徴及び機能を含むように実現してよいことが意図されている。   A method, apparatus, and system for performing a disordered breathing treatment method according to embodiments of the present invention may include one or more of the features, components, configurations, methods, and / or combinations described herein. May be incorporated. For example, the medical system may be implemented to include one or more of the components, features, and / or processes described below. Such a method, apparatus, or system may not include all of the components, features, and / or functions described herein, but may provide one or more useful configurations and / or functionalities. It is contemplated that it may be implemented to include further selected components, features and functions.

30才と60才の間の、有意なパーセンテージの患者が、呼吸障害の何らかの症状を経験している。呼吸障害は、主として睡眠中に生じ、過度の日中の眠気、全身性の高血圧、脳卒中の危険の増大、急性扁桃炎、及び心筋梗塞と関連している。呼吸障害は、特にうっ血性心不全患者の間に蔓延しており、心不全の進行に寄与する場合もある。   A significant percentage of patients between the ages of 30 and 60 experience some form of respiratory disorder. Breathing disorders occur primarily during sleep and are associated with excessive daytime sleepiness, generalized hypertension, increased risk of stroke, acute tonsillitis, and myocardial infarction. Respiratory disorders are particularly prevalent among patients with congestive heart failure and may contribute to the progression of heart failure.

今まで、中枢性及び閉塞性タイプの両方を含む呼吸障害を処置するのに、各種の治療が用いられてきた。閉塞性睡眠無呼吸は、舌及びその周囲構成の咽頭への逸脱、したがって、呼吸経路の閉塞と関連してきた。閉塞性無呼吸に対して一般に処方される処置は、連続的な正の気道圧力(CPAP)である。CPAP装置は、患者が装着した鼻マスクを介して、空気圧力を与える。連続的な正の気道圧力の適用は、患者の咽頭を開いた状態にし、無呼吸を生ずる閉塞症を低減し、あるいは、除去する。   To date, various therapies have been used to treat respiratory disorders, including both central and obstructive types. Obstructive sleep apnea has been associated with a pharyngeal deviation of the tongue and its surroundings and thus obstruction of the respiratory pathway. A commonly prescribed treatment for obstructive apnea is continuous positive airway pressure (CPAP). The CPAP device applies air pressure through a nasal mask worn by the patient. The application of continuous positive airway pressure leaves the patient's pharynx open and reduces or eliminates the obstruction that results in apnea.

舌筋の逸脱は、上気道の神経筋肉活動の減少が原因であるとされてきた。閉塞性睡眠無呼吸に対する処置は、舌筋の電気活性化による、減少した筋肉活動に対する補償を含んでいる。舌下(HG)神経は、舌突出筋及び舌後退筋を神経支配する。例えば、舌下神経に適切に加えられた電気刺激は、舌の後退運動を防ぐことができ、したがって、舌が、気道を閉塞することを防止する。   Tongue muscle deviation has been attributed to a decrease in neuromuscular activity in the upper respiratory tract. Treatment for obstructive sleep apnea includes compensation for decreased muscle activity through electrical activation of the tongue muscle. The hypoglossal (HG) nerve innervates the lingual protruding and retracting muscles. For example, electrical stimulation appropriately applied to the hypoglossal nerve can prevent the tongue from retreating, thus preventing the tongue from blocking the airway.

睡眠又は覚醒の期間中の心臓ペーシングは、呼吸障害の出来事を予防又は低減することができる。ここで説明する各種の実施形態は、効果的な心臓電気治療を応用して、呼吸障害を緩和するようにするためのシステム及び方法に関する。このような治療は、例えば、治療の有効性の全体的なレベルを達成するよう適合化できる。該治療は、各種の治療目標を達成することができる段階的な治療を提供するよう適合化することができる。   Cardiac pacing during sleep or wakefulness can prevent or reduce the occurrence of respiratory disturbances. Various embodiments described herein relate to systems and methods for applying effective cardiac electrotherapy to alleviate respiratory disturbances. Such treatment can be adapted, for example, to achieve an overall level of therapeutic effectiveness. The treatment can be adapted to provide a staged treatment that can achieve various therapeutic goals.

例えば、該治療は、現在生じている呼吸障害の発症を緩和するように、あるいは、予測される呼吸障害の発症の発生を防ぐように適合化することができる。該心臓電気治療は、有効性、例えば、呼吸障害発症の、全体的な頻度及び(又は)重症度における所望の減少を達成するよう適合化することができる。該心臓電気治療はまた、例えば、治療目標と装置寿命の保持とが釣合う治療を提供するよう適合化することもできる。   For example, the treatment can be adapted to alleviate the onset of a current disordered breathing disorder or prevent the occurrence of a predicted disordered breathing disorder. The cardiac electrotherapy can be adapted to achieve a desired reduction in effectiveness, eg, the overall frequency and / or severity of the development of respiratory disorders. The cardiac electrical therapy can also be adapted, for example, to provide a therapy that balances treatment goals with device life retention.

該治療は、例えば、患者に対する治療の衝撃を調整して、患者に対する治療の衝撃を低減するよう適合化することができる。低減された衝撃治療を行う際、システムは、各種の状態を考慮して、患者に対する治療の衝撃を評価することができる。例えば、患者のフィードバックにより示されるような患者の快適さ等の状態、望ましくない副作用、呼吸障害治療に含まれる生理系に対するストレス、例えば、徐脈ペーシング、心臓再同期化ペーシング及び(又は)抗頻拍ペーシング等の、呼吸障害治療の心臓ペーシングとの相互作用の影響によって判定されるような、心臓ペーシングのアルゴリズムとの相互作用、及び(又は)一つ又はそれ以上の睡眠の質の指標によって測定されるような、睡眠の質、を考慮して、患者に対する治療の衝撃を低減する治療を行なうことができる。   The treatment can be adapted, for example, to adjust the treatment impact on the patient to reduce the treatment impact on the patient. In performing reduced impact therapy, the system can evaluate the impact of the therapy on the patient taking into account various conditions. For example, conditions such as patient comfort as indicated by patient feedback, undesired side effects, stress on the physiology involved in respiratory disorder treatment, eg bradycardia pacing, cardiac resynchronization pacing and / or anti-frequency Measured by interaction with cardiac pacing algorithms and / or one or more sleep quality indicators, as determined by the effect of cardiac pacing of respiratory disorders such as pulse pacing In view of the quality of sleep, it is possible to perform a treatment that reduces the impact of the treatment on the patient.

呼吸障害治療及び(又は)心臓機能障害に対するペーシング治療を送達するのに使用される移植可能な治療装置の有用な有効寿命が、患者に対する衝撃で、減少する場合がある。例えば、治療のエネルギー条件が、装置の有効寿命の過度の減少となる場合、呼吸障害治療のレベルが、受け容れがたく高い場合がある。この状況では、早期の装置除去及び交換により、患者に対するネガティブな衝撃が生ずる。したがって、呼吸障害を緩和するための心臓電気治療は、装置寿命時間の計画された減少に基づいて、適合化することができる。   The useful useful life of an implantable therapy device used to deliver respiratory therapy and / or pacing therapy for cardiac dysfunction may decrease with impact on the patient. For example, the level of respiratory disorder treatment may be unacceptably high if the energy condition of the treatment results in an excessive decrease in the useful life of the device. In this situation, premature device removal and replacement creates a negative impact on the patient. Thus, cardiac electrotherapy to alleviate breathing disorders can be adapted based on a planned decrease in device lifetime.

一インプリメンテーションでは、ここで説明する治療方法は、進歩した患者管理システムの構成内で使用できる。このインプリメンテーションでは、アダプティブな呼吸障害治療の機能を有する進歩した患者管理システムにより、医師が、心臓及び(又は)呼吸機能、並びに他の患者状態を遠隔的に、かつ、自動的にモニタリングすることができ、かつ、所望なら、治療を開始又は修正することができる。一例では、心臓ペースメーカー、除細動器、又は再同期化装置等の、移植可能な心臓リズム管理システム、又は他の装置に、各種の遠隔通信及び情報技術を装備して、患者のリアルタイムなデータ収集、診断、及び処置ができるようにすることが可能である。   In one implementation, the treatment methods described herein can be used within an advanced patient management system configuration. In this implementation, an advanced patient management system with adaptive respiratory disorder treatment allows a physician to remotely and automatically monitor heart and / or respiratory function and other patient conditions. Treatment can be initiated or modified if desired. In one example, an implantable cardiac rhythm management system, such as a cardiac pacemaker, defibrillator, or resynchronizer, or other device, equipped with various remote communication and information technologies to provide real-time patient data It is possible to enable collection, diagnosis and treatment.

図1のフローチャートは、本発明の実施形態に従って、呼吸障害を処置するための心臓電気治療を行なう方法を示す。該方法には、患者を冒している一つ又はそれ以上の状態を感知すること110が含まれている。心臓電気治療は、感知された状態に基づいて呼吸障害を処置するよう適合化される120。該治療は、例えば、所望の治療目標を達成するよう、治療の衝撃を低減するよう、かつ(あるいは)、治療の有効性と治療衝撃とが釣合うよう適合化することができる。治療衝撃は、患者ストレス、患者不快感、睡眠の質の低下、他のペーシングアルゴリズムとの相互作用、及び(又は)治療装置の寿命の減少となる場合がある状況を含んでいる。適合化された治療が、患者に対して送達される130。状態を感知すること、治療を適合化すること、及び、適合化された治療を送達することのうちの少なくとも一つが、少なくとも部分的に移植可能に行なわれる。操作を移植可能に行なうことは、部分的に、あるいは、全体が身体内に移植される構成要素、装置、又はシステムを用いて操作を行なうことを含んでいる。   The flowchart of FIG. 1 illustrates a method for performing cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. The method includes sensing 110 one or more conditions affecting the patient. Cardiac electrical therapy is adapted 120 to treat a respiratory disorder based on the sensed condition. The treatment can be adapted, for example, to achieve a desired treatment goal, to reduce the impact of the treatment, and / or to balance the effectiveness of the treatment with the treatment impact. Treatment impact includes situations that may result in patient stress, patient discomfort, poor sleep quality, interaction with other pacing algorithms, and / or a decrease in the life of the treatment device. An adapted therapy is delivered 130 to the patient. At least one of sensing the condition, adapting the treatment, and delivering the adapted treatment is at least partially implantable. Performing the implantable operation includes performing the operation using a component, device, or system that is partially or wholly implanted within the body.

一度開始されると、システムは、患者を冒している状態を感知し続けてよく、かつ、治療は、例えば、呼吸障害の検出された発生、呼吸障害の予測された発生、定期的に更新される治療の有効性のアセスメント、治療中の患者の快適さ、治療中の睡眠の質、ペーシング、又は他のパラメータを含む各種のファクターに基づいて修正されてよい。   Once initiated, the system may continue to sense the condition affecting the patient and the treatment is updated periodically, eg, the detected occurrence of a disordered breathing, the predicted occurrence of a disordered breathing Modifications may be made based on various factors including assessment of treatment effectiveness, patient comfort during treatment, sleep quality during treatment, pacing, or other parameters.

治療の修正は、治療を開始すること、治療を終結すること、又は治療パラメータを調整することを含んでいてよい。各種のシナリオでは、心臓電気治療の修正は、異なるペーシングベクトルを使用する心臓ペーシング、より少ない又はより多い心臓の部屋におけるペーシング、ペーシングエネルギーの増減、閾値下のペーシング及び(又は)抵抗性期間中のペーシング等の非興奮性のペーシングを含んでいてよい。   Treatment modification may include initiating treatment, ending treatment, or adjusting treatment parameters. In various scenarios, cardiac electrotherapy modifications can be performed during cardiac pacing using different pacing vectors, pacing in fewer or more cardiac chambers, increasing or decreasing pacing energy, subthreshold pacing, and / or resistance periods. Non-excitatory pacing such as pacing may be included.

図2のブロック図は、本発明の実施形態に従って呼吸障害治療の方法論を実行するのに使用することができる治療システム200を示す。図2は、呼吸障害並びに心臓リズム治療のために心臓電気治療を行なうのに使用することができるシステム200を示す。シングルチャンバー心臓ペーシング、デュアルチャンバー心臓ペーシング、両室心臓ペーシング、除細動、電気除細動、及び(又は)、他の心臓不整脈治療の中でも、心臓再同期化治療を含む各種の心臓リズム治療は、治療システム200により行なうことができる。一つ又はそれ以上の心臓リズム治療の送達を、別個に又は呼吸障害治療の送達と協同で行なってよい。例示的な実施形態は、移植可能な治療制御システム、移植可能な治療送達システム、及び移植可能なセンサーを有する治療システムを含んでいるが、治療システム200は、システム200の全て又はシステム200の部分が、患者に対して外部的に配置されるよう構成してよいことが分かる。感知システムのセンサー及び他の構成要素は、患者外部センサー又は構成要素、患者内部センサー又は構成要素又は患者外部及び患者内部センサー又は他の構成要素の組合せを含んでいてよい。   The block diagram of FIG. 2 illustrates a treatment system 200 that can be used to implement a disordered breathing treatment methodology in accordance with an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a system 200 that can be used to perform cardiac electrical therapy for respiratory disorders as well as cardiac rhythm therapy. Various heart rhythm therapies, including cardiac resynchronization treatments, among other single heart cardiac pacing, dual chamber cardiac pacing, biventricular cardiac pacing, defibrillation, cardioversion and / or other cardiac arrhythmia treatments Can be performed by the treatment system 200. Delivery of one or more cardiac rhythm therapies may occur separately or in cooperation with the delivery of a disordered breathing therapy. Exemplary embodiments include an implantable therapy control system, an implantable therapy delivery system, and a therapy system having an implantable sensor, but the therapy system 200 may be all or part of the system 200. However, it may be configured to be placed externally to the patient. Sensors and other components of the sensing system may include patient external sensors or components, patient internal sensors or components or a combination of patient external and patient internal sensors or other components.

治療システム200は、呼吸障害治療に加えて、かつ、恐らくはそれと協同で、心臓リズム管理治療を行なう回路を含んでいてよい。例えば、治療コントローラ265は、徐脈性不整脈及び(又は)頻脈性不整脈を含む心臓不整脈に対する心臓電気刺激治療を制御してよい。システムは、不整脈検出器252を含んでいてよい。この実施形態では、心臓電気刺激発生器232は、心臓230を電気刺激発生器232に電気的に結合するための移植された電極231を有するリードシステムに結合されている。   The therapy system 200 may include circuitry for performing cardiac rhythm management therapy in addition to and possibly in cooperation with the disordered breathing therapy. For example, the therapy controller 265 may control cardiac electrical stimulation therapy for cardiac arrhythmias including bradyarrhythmias and / or tachyarrhythmias. The system may include an arrhythmia detector 252. In this embodiment, cardiac electrical stimulation generator 232 is coupled to a lead system having an implanted electrode 231 for electrically coupling heart 230 to electrical stimulation generator 232.

心臓治療モジュール265は、移植された心臓電極231からの心臓信号を受信し、かつ、心臓信号を分析して、適切な心臓リズム治療を決定する。心臓リズム治療は、遅すぎる心臓リズムを処置するよう、心臓リズム治療コントローラ269により制御されたペーシング治療を含んでいてよい。この状況では、心臓リズム治療コントローラ269は、心臓刺激回路232を制御して、周期的な低エネルギーのペーシングパルスを一つ又はそれ以上の心臓の部屋に送達し、心臓の周期的な収縮が、血行力学的に十分な速度で維持されることを保証する。   A cardiac therapy module 265 receives the cardiac signal from the implanted cardiac electrode 231 and analyzes the cardiac signal to determine an appropriate cardiac rhythm therapy. The cardiac rhythm therapy may include a pacing therapy controlled by the cardiac rhythm therapy controller 269 to treat a cardiac rhythm that is too slow. In this situation, the cardiac rhythm therapy controller 269 controls the cardiac stimulation circuit 232 to deliver periodic low energy pacing pulses to one or more cardiac chambers, Ensure that it is maintained at a sufficient hemodynamic rate.

心臓治療はまた、心拍数が速過ぎる場合に頻脈性不整脈を終結するための治療を含んでいてもよい。心臓不整脈検出器252は、心室頻拍及び(又は)細動等の頻脈性不整脈の発症を検出する。不整脈検出器252は、頻脈性不整脈を示す心臓信号を認識する。心臓リズム治療コントローラは、頻脈性不整脈の検出に応答して、刺激発生器232から心臓230への高エネルギー電気パルスの送達を開始し、不整脈を終結することができる。患者を冒している状態は、一つ又はそれ以上の患者内部センサー280、一つ又はそれ以上の患者外部センサー290、及び一つ又はそれ以上の患者入力装置270を用いて検出することができる。センサー280、290、及び(又は)入力装置270のうちの一つ又はそれ以上は、ネットワークベースのものであってよい。治療システム200のセンサー及び(又は)他の構成要素は、有線又は無線通信リンクを用いて結合してよい。一例では、患者内部センサー280、患者外部センサー290、及び患者入力装置270のいくつか又は全ては、無線ブルーツース通信リンク又はプロプライエタリ無線通信プロトコル等の遠隔通信機能を使用してよい。一インプリメンテーションでは、無線通信リンクは、センサー280、290、入力装置270を治療システム200の他の構成要素に結合している。   Cardiac treatment may also include treatment to terminate tachyarrhythmia if the heart rate is too fast. Cardiac arrhythmia detector 252 detects the onset of tachyarrhythmia such as ventricular tachycardia and / or fibrillation. The arrhythmia detector 252 recognizes a cardiac signal indicating tachyarrhythmia. The cardiac rhythm therapy controller can initiate delivery of high energy electrical pulses from the stimulus generator 232 to the heart 230 and terminate the arrhythmia in response to detecting a tachyarrhythmia. A condition affecting a patient can be detected using one or more patient internal sensors 280, one or more patient external sensors 290, and one or more patient input devices 270. One or more of sensors 280, 290 and / or input device 270 may be network-based. Sensors and / or other components of treatment system 200 may be coupled using a wired or wireless communication link. In one example, some or all of the patient internal sensor 280, patient external sensor 290, and patient input device 270 may use remote communication functions such as a wireless Bluetooth communication link or a proprietary wireless communication protocol. In one implementation, the wireless communication link couples the sensors 280, 290, input device 270 to other components of the treatment system 200.

治療システム200は、生理学的な又は非生理学的な状態を検出するのに使用される患者内部センサー280、患者外部センサー290、及び(又は)他の入力装置270から受信された信号を処理するための信号処理回路250を含んでいる。患者内部センサーは、一つ又はそれ以上の移植された心臓電極231を含んでいてよい。心臓電極231、患者内部センサー280、患者外部センサー290、及び(又は)他の入力装置270は、表1に記載された状態のうちの一つ又はそれ以上を感知又は検出するのに使用してよい。   The therapy system 200 processes signals received from patient internal sensors 280, patient external sensors 290, and / or other input devices 270 used to detect physiological or non-physiological conditions. The signal processing circuit 250 is included. The patient internal sensor may include one or more implanted cardiac electrodes 231. The cardiac electrode 231, patient internal sensor 280, patient external sensor 290, and / or other input device 270 can be used to sense or detect one or more of the conditions listed in Table 1. Good.

一インプリメンテーションでは、心拍数及び一回換気量は、それぞれ心臓内の心電図(EGM)センサー及び経胸郭インピーダンスセンサーから出た心臓及び呼吸信号を用いて判定してよい。EGM及び経胸郭インピーダンス信号は、心臓リズム管理、並びに呼吸障害治療と併用してよい。治療システム200は、追加のセンサー及び入力装置を用いて追加の生理学的及び非生理学的な患者状態を導き出してよい。例えば、患者の活動は、移植可能な加速度計を用いて検出してよく、静穏な睡眠の患者の認知は、外部の患者入力装置を用いて入力してよく、かつ、ベッドへの患者の接近は、患者内部及び患者外部構成要素の両方を含むベッドへの接近センサー用いて検出してよい。   In one implementation, heart rate and tidal volume may be determined using cardiac and respiratory signals from an intracardiac electrocardiogram (EGM) sensor and transthoracic impedance sensor, respectively. EGM and transthoracic impedance signals may be used in conjunction with cardiac rhythm management and respiratory disorder treatment. The treatment system 200 may derive additional physiological and non-physiological patient conditions using additional sensors and input devices. For example, patient activity may be detected using an implantable accelerometer, calm sleep patient perception may be input using an external patient input device, and the patient's proximity to the bed May be detected using a proximity sensor to a bed containing both patient internal and patient external components.

一実施形態では、治療システム200は、入力信号処理回路250を介して、センサー及び入力装置231、280、290、270からの入力を受信する呼吸障害予測器/検出器258を含んでいてよい。呼吸障害予測器/検出器258は、感知された状態を使用して、呼吸障害の発症を検出し、予測し、かつ(あるいは)、分類する。各種の実施形態では、呼吸障害検出器/予測器は、ここでより詳細に説明するユーザーアクセシブルな呼吸ログブックを含む呼吸モニターを実現するための回路を含んでいてよい。   In one embodiment, treatment system 200 may include a disordered breath predictor / detector 258 that receives input from sensors and input devices 231, 280, 290, 270 via input signal processing circuit 250. The disordered breath predictor / detector 258 uses the sensed state to detect, predict and / or classify the onset of disordered breathing. In various embodiments, the disordered breathing detector / predictor may include circuitry for implementing a respiratory monitor that includes a user-accessible respiratory logbook, described in more detail herein.

呼吸障害予測器/検出器258は、呼吸障害に対する心臓電気刺激治療を制御するための回路267を含む治療コントローラ265に結合されている。呼吸障害現象を含む患者呼吸は、呼吸モニター254によりモニタリングされてよい。呼吸モニタリングは、呼吸現象と関連した医療情報の、現象ベースの収集を含んでいてよい。   The disordered breathing predictor / detector 258 is coupled to a therapy controller 265 that includes a circuit 267 for controlling cardiac electrical stimulation therapy for the disordered breathing. Patient breathing, including breathing disorders, may be monitored by breath monitor 254. Respiration monitoring may include a phenomenon-based collection of medical information associated with a respiration phenomenon.

呼吸障害を処置するための治療は、例えば、呼吸障害の検出又は予測に基づいて、呼吸障害治療制御回路267により開始し、修正し、又は終結することができる。追加的にあるいは別法として、呼吸障害治療制御回路267は、呼吸モニター254により収集された医療情報を用いて、呼吸障害治療を適合化することができる。   A therapy for treating a disordered breathing can be initiated, corrected, or terminated by the disordered breathing therapy control circuit 267 based on, for example, detection or prediction of a disordered breathing. Additionally or alternatively, the disordered breathing therapy control circuit 267 can use the medical information collected by the respiratory monitor 254 to adapt the disordered breathing therapy.

本発明の実施形態に従って、治療コントローラ265は、睡眠検出器256からの睡眠に関連した情報を受信することができる。睡眠プロセッサは、感知された生理学的な又は非生理学的な状態を使用して、睡眠の開始及び停止、睡眠段階、及び(又は)覚醒現象を検出することができる。呼吸障害治療回路、並びに心臓リズム治療回路は、睡眠の開始、停止、覚醒、及び(又は)睡眠段階の情報を利用して、患者に送達された治療を増強することができる。一例では、治療コントローラ265は、睡眠中に患者に送達される心臓リズムペーシング治療及び(又は)呼吸障害治療を調整することができる。   In accordance with an embodiment of the present invention, the therapy controller 265 can receive information related to sleep from the sleep detector 256. The sleep processor can use the sensed physiological or non-physiological state to detect sleep onset and cessation, sleep stages, and / or wakefulness. The disordered breathing therapy circuit, as well as the cardiac rhythm therapy circuit, can utilize sleep onset, stop, wakefulness, and / or sleep stage information to enhance the therapy delivered to the patient. In one example, the therapy controller 265 can coordinate cardiac rhythm pacing therapy and / or respiratory disorder therapy delivered to the patient during sleep.

前述のように、呼吸障害は、睡眠中に最も頻繁に生じ、かつ、患者を夜を通して繰り返し睡眠から覚醒させる場合がある。したがって、睡眠情報、例えば、睡眠開始/停止、睡眠段階、及び(又は)睡眠覚醒情報は、呼吸障害予測器/検出器258によって、呼吸障害の検出及び(又は)予測と併用されてよい。例えば、呼吸障害予測器/検出器258は、睡眠中のみ呼吸障害現象を感知することができるか、あるいは、患者が眠っているかどうかを判定することによって、呼吸障害の初期検出/予測を検証することができる。   As mentioned above, breathing problems occur most frequently during sleep and may wake the patient from sleep repeatedly throughout the night. Thus, sleep information, eg, sleep start / stop, sleep stage, and / or sleep awakening information may be combined with respiratory disorder predictor / detector 258 in conjunction with respiratory disorder detection and / or prediction. For example, the disordered breath predictor / detector 258 can detect the disordered breathing phenomenon only during sleep or verify the initial detection / prediction of disordered breathing by determining if the patient is sleeping be able to.

睡眠関連の情報は、睡眠質モニター254が利用することもできる。睡眠質モニターは、例えば、睡眠破壊、例えば、睡眠中に生じる呼吸障害現象、の数、呼吸障害現象と関連した覚醒現象の数及び(又は)深さ、及び(又は)睡眠の質の他の局面を含む睡眠の質の各種の局面を査定及び(又は)数量化することができる。睡眠質モニターはさらに、各種の睡眠段階、例えば、急速眼球運動(REM)の睡眠段階、及び非REM睡眠段階中に生じる呼吸障害現象の数を判定することができる。睡眠質モニターは、睡眠関連の情報を睡眠ログブックフォーマットで体系化し、かつ、格納するための機能性を含んでいてよく、該睡眠情報は、対話形式のユーザーインタフェースを介してアクセスすることができる。   Sleep-related information can also be used by the sleep quality monitor 254. The sleep quality monitor may be, for example, the number of sleep disruptions, for example, respiratory disturbances that occur during sleep, the number and / or depth of wakefulness events associated with respiratory disturbances, and / or other quality of sleep Various aspects of sleep quality, including aspects, can be assessed and / or quantified. The sleep quality monitor can further determine the number of respiratory disturbance events that occur during various sleep stages, such as the rapid eye movement (REM) sleep stage and the non-REM sleep stage. The sleep quality monitor may include functionality for organizing and storing sleep-related information in a sleep logbook format that can be accessed via an interactive user interface. .

一実施形態では、システム200によって送達される治療は、例えば、治療の有効性のアセスメント、治療の患者に対する衝撃、及び(又は)呼吸障害治療と他のタイプの治療との間の相互作用に基づいて、治療目標を達成又は維持するよう適合化することができる。システム200は、例えば、治療の有効性、衝撃、及び相互作用のうちの一つ又はそれ以上を評価するよう構成された治療アセスメントプロセッサ260を含んでいてよい。治療アセスメントプロセッサ260は、心臓不整脈検出器252、睡眠質モニター254、睡眠プロセッサ256、呼吸障害予測器/検出器258並びに心臓センサー231、他の患者内部センサー280、患者外部センサー290、及び(又は)他の入力装置270からの入力を利用することができる。   In one embodiment, the treatment delivered by the system 200 is based on, for example, an assessment of the effectiveness of the treatment, the impact of the treatment on the patient, and / or the interaction between the disordered breathing treatment and other types of treatment. And can be adapted to achieve or maintain therapeutic goals. The system 200 may include, for example, a treatment assessment processor 260 configured to evaluate one or more of treatment effectiveness, impact, and interaction. The therapy assessment processor 260 includes a cardiac arrhythmia detector 252, a sleep quality monitor 254, a sleep processor 256, a respiratory disorder predictor / detector 258 and a heart sensor 231, other patient internal sensors 280, patient external sensors 290, and / or Input from other input devices 270 can be used.

治療システム200の構成要素のうちの一つ又はそれ以上からの情報を利用する治療コントローラ265は、呼吸障害を緩和するための適切な心臓電気治療の送達を制御する。各種の例示的な治療措置において、呼吸障害を緩和するためのペーシングは、内因性の速度を超える速度のペーシング、患者の正常なペーシング速度以上の、又は患者の正常な睡眠速度以上の速度のペーシング、選択されたモード、例えば、両室又はシングルチャンバーモード、によるペーシング、又は捕獲閾値以上の、あるいは、以下の予め定められたエネルギーレベルのペーシングを含んでいてよい。ペーシングは、心臓の部屋、例えば、右及び左心房及び右及び左心室、のうちのいずれか又は全て、を含んでいてよく、かつ、さらに一つの心臓の部屋内の多重部位ペーシングを含んでいてよい。一例では、ペーシングパルスは、左及び右心室に略同時に、又は他のタイミングシーケンスで、送達することができる。呼吸障害に対する心臓電気刺激治療は、閾値下のペーシング及び(又は)抵抗性期間中のペーシング等の非興奮性のペーシングを含むことができる。呼吸障害に対する心臓電気治療は、例えば、徐脈及び(又は)心臓再同期化治療を含む心臓リズム障害を処置するため患者に与えられる治療とコーディネートすることができる。   A therapy controller 265 that utilizes information from one or more of the components of the therapy system 200 controls the delivery of an appropriate cardiac electrical therapy to alleviate the respiratory disorder. In various exemplary treatments, pacing to relieve breathing disorders is paced at a rate above the intrinsic rate, at or above the patient's normal pacing rate, or at a rate above the patient's normal sleep rate. Pacing in selected modes, eg, both chamber or single chamber modes, or pacing at a predetermined energy level above or below the capture threshold. The pacing may include heart chambers, eg, any or all of the right and left atrium and right and left ventricles, and further includes multi-site pacing within one heart chamber. Good. In one example, pacing pulses can be delivered to the left and right ventricles approximately simultaneously or in other timing sequences. Cardiac electrical stimulation therapy for breathing disorders can include non-excitable pacing, such as sub-threshold pacing and / or pacing during resistance periods. Cardiac electrical therapy for respiratory disorders can be coordinated with therapy given to the patient to treat cardiac rhythm disorders including, for example, bradycardia and / or cardiac resynchronization therapy.

図3は、本発明の実施形態により、呼吸障害に対する心臓刺激治療を実行するための回路を含んでいてよい移植可能な装置の部分図である。この例では、移植可能な装置は、心臓内のリードシステム310に電気的に、かつ、物理的に結合される移植可能な電気刺激発生器305を含む心臓リズム管理装置(CRM)300を含んでいる。心臓内のリードシステム310の部分は、患者の心臓390に挿入される。心臓内のリードシステム310は、心臓の電気心臓活動を感知し、心臓に電気刺激を送達し、患者の経胸郭インピーダンスを感知し、かつ(あるいは)、他の生理学的なパラメータ、例えば、心臓の部屋の圧力又は温度を感知するよう構成された一つ又はそれ以上の電極を含んでいる。パルス発生器305のハウジング301の部分は、can電極としてオプショナルに使用してよい。   FIG. 3 is a partial view of an implantable device that may include a circuit for performing cardiac stimulation therapy for a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. In this example, the implantable device includes a cardiac rhythm management device (CRM) 300 that includes an implantable electrical stimulation generator 305 that is electrically and physically coupled to an intracardiac lead system 310. Yes. The portion of the lead system 310 within the heart is inserted into the patient's heart 390. The intracardiac lead system 310 senses the heart's electrical heart activity, delivers electrical stimulation to the heart, senses the patient's transthoracic impedance, and / or other physiological parameters, eg, cardiac It includes one or more electrodes configured to sense room pressure or temperature. The portion of the housing 301 of the pulse generator 305 may optionally be used as a can electrode.

ハウジング301内には、通信回路が配設されていて、電気刺激発生器305と、例えば、ポータブル又はベッドサイド通信ステーション、患者携行/装着通信ステーション、又は外部のプログラマー等の無線通信機能性を有する遠隔の装置との間の通信を容易にしている。   A communication circuit is disposed within the housing 301 and has electrical stimulation generator 305 and wireless communication functionality such as a portable or bedside communication station, a patient carrying / wearing communication station, or an external programmer. It facilitates communication with remote devices.

無線通信回路は、一つ又はそれ以上の移植された、外部の、皮膚の、又は皮下の生理学的又は非生理学的センサー、患者入力装置及び(又は)他の情報システムとの一方向性又は双方向性通信も容易化することができる。   The wireless communication circuit is unidirectional or both with one or more implanted, external, cutaneous, or subcutaneous physiological or non-physiological sensors, patient input devices, and / or other information systems. Directional communication can also be facilitated.

電気刺激発生器305のハウジング301は、例えば、各種の状態を感知するようプログラムされ得る挙動センサーを含む各種のセンサーをオプショナルに組み込んでいてよい。例えば、挙動センサーは、例えば、いびき、患者活動レベル、及び(又は)、呼吸努力と関連した胸壁運動を感知するようオプショナルに構成してよい。一例インプリメンテーションでは、挙動検出器は、電気刺激発生器305のハウジング301内又は上に位置決めされた加速度計として実現してよい。挙動センサーを、加速度計として実現する場合は、挙動センサーは、呼吸情報、例えばラ音、咳嗽、及び心臓情報、例えばS1〜S4心臓音、雑音、及び(又は)他の音響情報を供給してもよい。   The housing 301 of the electrical stimulus generator 305 may optionally incorporate various sensors including, for example, behavioral sensors that can be programmed to sense various conditions. For example, the behavior sensor may optionally be configured to sense chest wall motion associated with, for example, snoring, patient activity level, and / or respiratory effort. In one example implementation, the behavior detector may be implemented as an accelerometer positioned in or on the housing 301 of the electrical stimulus generator 305. If the behavioral sensor is implemented as an accelerometer, the behavioral sensor provides breathing information such as rales, cough, and heart information such as S1-S4 heart sounds, noise, and / or other acoustic information. Also good.

CRM 300のリードシステム310は、経胸郭インピーダンスを感知するのに使用される一つ又はそれ以上の電極を組み込んでいてよい。経胸郭インピーダンス感知は、患者の呼吸波形、又は他の呼吸関連の情報を獲得するのに使用することができる。経胸郭インピーダンスは、心臓390の一つ又はそれ以上の部屋に配置された一つ又はそれ以上の心臓内の電極341、342、351〜355、363を用いて感知することができる。心臓内の電極341、342、351〜355、363は、電気刺激発生器305のハウジング内に配置されたインピーダンスドライブ/感知回路に結合することができる。   The lead system 310 of the CRM 300 may incorporate one or more electrodes that are used to sense transthoracic impedance. Transthoracic impedance sensing can be used to acquire a patient's respiratory waveform, or other respiratory related information. Transthoracic impedance can be sensed using one or more intra-cardiac electrodes 341, 342, 351-355, 363 located in one or more rooms of heart 390. The electrodes 341, 342, 351-355, 363 in the heart can be coupled to an impedance drive / sense circuit located within the housing of the electrical stimulus generator 305.

一インプリメンテーションでは、ハウジング301内に配設されたインピーダンスドライブ/感知回路は、電気刺激発生器305のハウジング301におけるインピーダンスドライブ電極351とcan電極との間の組織を介して流れる電流を発生する。can電極に対するインピーダンス感知電極352における電圧は、患者の経胸郭インピーダンスが変わるにつれて変化する。インピーダンス感知電極352とcan電極との間に現われる電圧信号は、電気刺激発生器305のハウジング301内に配設されたインピーダンス感知回路によって検出される。インピーダンス感知及びドライブ電極の他の位置及び(又は)組合せも可能である。   In one implementation, an impedance drive / sense circuit disposed within the housing 301 generates a current that flows through the tissue between the impedance drive electrode 351 and the can electrode in the housing 301 of the electrical stimulus generator 305. . The voltage at the impedance sensing electrode 352 relative to the can electrode changes as the patient's transthoracic impedance changes. The voltage signal appearing between the impedance sensing electrode 352 and the can electrode is detected by an impedance sensing circuit disposed in the housing 301 of the electrical stimulus generator 305. Other locations and / or combinations of impedance sensing and drive electrodes are possible.

図5Aに示したインピーダンス感知電極352に現われる電圧信号は、患者の経胸郭インピーダンスに比例し、かつ、患者の呼吸波形を表わす。経胸郭インピーダンスは、呼吸吸息510中に増大し、かつ、呼吸呼息520中に減少する。経胸郭インピーダンスピークからピークへの移行は、一回換気量で表される、一呼吸で移動する空気の量に比例する。毎分に移動する空気の量は、分時換気量で表される。正常な「安静時」呼吸パターン、例えば、非REM睡眠中のそれは、図5Aに示すように、かなりの中断なしの、規則的で、リズミックな吸息・呼息サイクルを含んでいる。   The voltage signal appearing on the impedance sensing electrode 352 shown in FIG. 5A is proportional to the patient's transthoracic impedance and represents the patient's respiratory waveform. Transthoracic impedance increases during respiratory inspiration 510 and decreases during respiratory exhalation 520. The transition from transthoracic impedance peak to peak is proportional to the amount of air moving in one breath, expressed as tidal volume. The amount of air moving per minute is expressed in minute ventilation. A normal “rest” breathing pattern, such as during non-REM sleep, includes a regular, rhythmic inspiration / expiration cycle without significant interruption, as shown in FIG. 5A.

図3に帰ると、リードシステム310は、患者の心臓390からの電気信号を感知し、かつ(あるいは)、心臓390にペーシングパルスを送達するよう一つ又はそれ以上の心臓の部屋内に、その上に、又はその周囲に配置された一つ又はそれ以上の心臓ペース/感知電極351〜355を含んでいてよい。   Returning to FIG. 3, the lead system 310 senses electrical signals from the patient's heart 390 and / or in one or more heart chambers to deliver pacing pulses to the heart 390. One or more cardiac pace / sense electrodes 351-355 may be included disposed on or around the top.

図3に示した心臓内の感知/ペース電極351〜355は、左心室、右心室、左心房及び(又は)右心房を含む一つ又はそれ以上の心臓の部屋を感知し、かつ(あるいは)、ペーシングするのに使用することができる。リードシステム310は、除細動/電気除細動ショックを心臓390に送達するための一つ又はそれ以上の除細動電極341、342を含んでいてよい。   The intracardiac sensing / pace electrodes 351-355 shown in FIG. 3 sense one or more cardiac chambers, including the left ventricle, right ventricle, left atrium and / or right atrium, and / or Can be used for pacing. The lead system 310 may include one or more defibrillation electrodes 341, 342 for delivering a defibrillation / cardioversion shock to the heart 390.

上記のように、電気刺激発生器305のハウジング301は、心臓不整脈を検出し、かつ(あるいは)、リードシステム310を介して心臓に送達される電気刺激パルス又はショックの形態でのペーシング及び(又は)除細動治療を制御するための回路を含んでいてよい。また、ハウジング301内には、睡眠質モニター254、睡眠プロセッサ256、呼吸障害検出器/予測器258、治療アセスメントプロセッサ260を含む、呼吸障害に対する心臓電気刺激治療を制御する回路、及び(又は)図2を参照して説明した治療コントローラ回路265を配設してよい。   As described above, the housing 301 of the electrical stimulation generator 305 detects cardiac arrhythmias and / or is paced and / or in the form of electrical stimulation pulses or shocks delivered to the heart via the lead system 310. ) It may include circuitry for controlling defibrillation therapy. Also included within housing 301 is a circuit for controlling cardiac electrical stimulation therapy for respiratory disorders, and / or a diagram, including sleep quality monitor 254, sleep processor 256, respiratory disorder detector / predictor 258, treatment assessment processor 260. The treatment controller circuit 265 described with reference to 2 may be provided.

別の実施形態によれば、移植可能な経胸郭心臓感知及び(又は)刺激(ITCS)装置を、正常及び異常な心臓及び(又は)呼吸活動を検出/モニタリングするよう実現でき、かつ、異常な活動又は状態に応答して、適切な治療を送達するよう構成することができる。本発明のITCS装置400は、心臓及び呼吸障害現象/状態をモニタリング、診断、及び(又は)処置するよう構成することができる。ITCS装置400は、一般に心臓系及び呼吸系両方の活動を感知するよう実現されている。ITCS装置400は、適切なセンサーを用いて、睡眠及び非睡眠関連の呼吸障害状態を含む各種の呼吸障害状態を検出し、かつ、モニタリングするよう実現することができる。ITCS装置400は、さらに睡眠を検出するよう実現することができ、かつ、さらに患者睡眠の段階を検出するよう実現することができる。そのように実現されたITCS装置400は、ここに、かつ、ここに組み込まれた引用文献それぞれに説明されているものを含む各種の感知、モニタリング、診断、及び(又は)治療制御/コーディネーション機能を行なうよう構成することができる。   According to another embodiment, an implantable transthoracic heart sensing and / or stimulation (ITCS) device can be implemented to detect / monitor normal and abnormal heart and / or respiratory activity, and abnormal In response to the activity or condition, it can be configured to deliver an appropriate treatment. The ITCS device 400 of the present invention can be configured to monitor, diagnose, and / or treat heart and respiratory disorders / conditions. The ITCS device 400 is generally implemented to sense both cardiac and respiratory activity. The ITCS device 400 can be implemented to detect and monitor various respiratory disorders states, including sleep and non-sleep related respiratory disorders using appropriate sensors. The ITCS device 400 can be further implemented to detect sleep and further to detect the stage of patient sleep. The ITCS device 400 so implemented provides various sensing, monitoring, diagnostic, and / or therapeutic control / coordination functions, including those described herein and in each of the cited references incorporated herein. Can be configured to do.

図4Aは、本発明の実施形態により、呼吸障害検出及び(又は)処置を行なうITCS装置400の各種の構成要素を示すブロック図である。一般的な点では、図4Aに示したようなITCS装置400の使用により、心臓活動及び呼吸障害(例えば、睡眠呼吸障害及び覚醒呼吸障害)を検出し、モニタリングし、かつ(あるいは)、処置することができる。ITCS装置400は、患者の胸部領域の皮膚の下に移植することができる。ITCS装置400は、装置の全ての又は選択された要素が、心臓活動を感知し、かつ、心臓刺激治療を送達するのに適した患者の前面、背面、側面、又は他の身体部位に配置されるよう、例えば、皮下に、移植することができる。ITCS装置400の要素は、電極要素をそれぞれ心臓の近く、その周囲、その上の異なる領域に配置して、胸部、腹部、又は鎖骨下の領域等のいくつかの異なる身体部位に位置づけることができることが分かる。   FIG. 4A is a block diagram illustrating various components of an ITCS device 400 that performs respiratory disorder detection and / or treatment according to an embodiment of the present invention. In general, the use of an ITCS device 400 as shown in FIG. 4A detects, monitors and / or treats cardiac activity and breathing disorders (eg, sleep breathing disorder and wake breathing disorder). be able to. The ITCS device 400 can be implanted under the skin in the patient's chest region. The ITCS device 400 is located on the front, back, side or other body part of the patient where all or selected elements of the device are suitable for sensing cardiac activity and delivering cardiac stimulation therapy. For example, it can be implanted subcutaneously. The elements of the ITCS device 400 can be positioned at several different body parts, such as the chest, abdomen, or subclavicular area, with the electrode elements each positioned near, around, or above the heart I understand.

例えば、ITCS装置400の主ハウジング(例えば、活動性又は非活動性can)402は、腹部内の、又は上胸部領域(例えば、第3肋骨の上等の鎖骨下の部位)における、肋間又は肋骨下の部位の肋骨ケージの外側に位置するよう構成してよい。一インプリメンテーションでは、一つ又はそれ以上の電極を、主ハウジング402上、及び(又は)、心臓、大血管又は環状動脈脈管構造の周囲の、しかし直接接触しない他の部位(例えば、電極404)に位置づけてよい。主ハウジング402には、パルス発生器及び心臓刺激コントローラが、配設されている。心臓刺激装置コントローラは、患者に送達されるべき適切な心臓及び(又は)呼吸治療を判定し、かつコーディネートし、また、パルス発生器は、選択された治療と関連した適切なエネルギー波形を作り出す。また、主ハウジング402内には、正常及び異常な(例えば、不整脈)心臓活動を検出するよう構成された心臓活動検出器が配設されている。   For example, the main housing (eg, active or inactive can) 402 of the ITCS device 400 can be an intercostal or rib in the abdomen or in the upper chest region (eg, a subclavian area, such as above the third rib). It may be configured to be located outside the rib cage at the lower site. In one implementation, one or more electrodes are placed on the main housing 402 and / or other sites around, but not in direct contact with, the heart, large blood vessels, or annular arterial vasculature (eg, electrodes). 404). The main housing 402 is provided with a pulse generator and a cardiac stimulation controller. The cardiac stimulator controller determines and coordinates the appropriate heart and / or breathing therapy to be delivered to the patient, and the pulse generator produces the appropriate energy waveform associated with the selected therapy. Also disposed within the main housing 402 is a heart activity detector configured to detect normal and abnormal (eg, arrhythmia) heart activity.

さらなるインプリメンテーションでは、一つ又はそれ以上の皮下電極サブシステム又は電極アレイ404は、活動性canを使用するITCS装置400構成又は非活動性canを使用する構成において、心臓活動を感知し、かつ、心臓刺激エネルギーを送達するよう使用することができる。電極(例えば、電極404)は、心臓に対して前側の、及び(又は)、後側の部位に位置させてよい。   In a further implementation, one or more subcutaneous electrode subsystems or electrode arrays 404 sense cardiac activity in an ITCS device 400 configuration using an active can or a configuration using an inactive can, and Can be used to deliver cardiac stimulation energy. An electrode (eg, electrode 404) may be located at a site anterior and / or posterior to the heart.

図4Aに示したITCS装置400は、上記のやり方で構成してよく、あるいは、他の構成を有していてよい。本発明のITCS装置400は、心臓及び(又は)呼吸の検出/モニタリング回路(例えば、心臓活動、経胸郭インピーダンス信号等による呼吸パターン、心臓音、血中ガス/酸素飽和度及び(又は)pH等の化学についての)、心臓及び呼吸診断回路、及び心臓及び呼吸治療回路のうちの一つ又はそれ以上を含むよう実現することができる。本発明のITCS装置400は、機能性及び(又は)構成の点でアップグレーダビリティを有するよう実現することができる。例えば、ITCS装置400は、アップグレード可能な又は再構成可能な心臓/呼吸モニター又は刺激装置として実現することができる。   The ITCS device 400 shown in FIG. 4A may be configured in the manner described above, or may have other configurations. The ITCS device 400 of the present invention includes a heart and / or respiration detection / monitoring circuit (eg, heart activity, respiratory pattern due to transthoracic impedance signal, heart sound, blood gas / oxygen saturation and / or pH, etc.) Can be implemented to include one or more of a cardiac and respiratory diagnostic circuit, and a cardiac and respiratory treatment circuit. The ITCS device 400 of the present invention can be implemented with upgradeability in terms of functionality and / or configuration. For example, the ITCS device 400 can be implemented as an upgradeable or reconfigurable cardiac / respiratory monitor or stimulator.

本発明の実施形態によるITCS装置400は、患者呼吸モニタリング及び呼吸障害検出及び(又は)予測を行なう。このような実施形態は、さらに、検出された又は予測された呼吸障害現象又は状態に対して、治療コントローラによって決定されたとおりに、又は(進歩した患者管理システム又はプログラマーから受信される信号等の)外部的に生成されたコマンド信号に応答して、処置を行なうことができる。呼吸障害及び(又は)呼吸状態の検出及び処置は、適切な感知/検出/治療送達機能を有するITCS装置400を使用することによって、又は、通信インタフェースを介してITCS装置400及び外部のプログラマー又は進歩した患者管理システムを協同的に使用することによって、容易化することができる。   The ITCS device 400 according to an embodiment of the present invention performs patient respiratory monitoring and respiratory disorder detection and / or prediction. Such embodiments may further include, for example, signals received from an advanced patient management system or programmer, as determined by the therapy controller, for a detected or predicted disordered breathing event or condition, etc. ) An action can be taken in response to an externally generated command signal. Detection and treatment of breathing disorders and / or breathing conditions can be accomplished by using the ITCS device 400 with appropriate sensing / detection / therapeutic delivery capabilities, or via a communication interface and an external programmer or advancement. This can be facilitated by the cooperative use of patient management systems.

引き続いて図4Aを参照すると、ITCS装置400は、内部に各種の心臓及び呼吸感知、検出、処理、及びエネルギー送達回路を収蔵することが可能なハウジング402を含んでいる。通信回路は、ITCS装置400と、例えば、ポータブル又はベッドサイド通信ステーション、患者携行・装着通信ステーション、又は外部のプログラマー等の外部の通信装置との間の通信を容易にするよう、ハウジング402内に配設されている。通信回路はまた、一つ又はそれ以上の外部の、皮膚の、又は皮下の生理学的又は非生理学的センサーにより一方向性又は双方向性通信を容易化することもできる。ハウジング402は、一般に一つ又はそれ以上の電極(例えば、can電極及び(又は)不関電極)を含むよう構成されている。ハウジング402は、一般に、活動性canとして構成されているが、非活動性can構成を実現できることが、認められ、その場合、ハウジング402から間隔を置いた少なくとも2つの電極を使用する。   With continued reference to FIG. 4A, the ITCS device 400 includes a housing 402 within which various heart and respiratory sensing, detection, processing, and energy delivery circuits can be housed. Communication circuitry is within housing 402 to facilitate communication between ITCS device 400 and an external communication device such as, for example, a portable or bedside communication station, a patient carrying and wearing communication station, or an external programmer. It is arranged. The communication circuit may also facilitate one-way or two-way communication with one or more external, skin, or subcutaneous physiological or non-physiological sensors. The housing 402 is generally configured to include one or more electrodes (eg, a can electrode and / or an indifferent electrode). Although the housing 402 is generally configured as an active can, it will be appreciated that an inactive can configuration can be realized, in which case at least two electrodes spaced from the housing 402 are used.

図4Aに示した構成では、皮下電極404は、胸部領域内の皮膚の下に配置し、かつ、ハウジング402から遠位に位置させることができる。皮下及び、(適用可能であれば)、ハウジング電極(複数も可)は、心臓に対して様々な前側及び(又は)後側の部位等の、各種の部位及び配向において心臓の周囲に配置することができる。皮下電極404は、リードアセンブリー406を介して、ハウジング402内の回路に結合されている。一つ又はそれ以上の導体(例えば、コイル又はケーブル)が、リードアセンブリー406内に設けられており、かつ、皮下電極404とハウジング402内の回路とを電気的に結合している。一つ又はそれ以上の感知、感知/ペース又は、除細動電極を、電極支持体の伸張構造体、ハウジング402、及び(又は)遠位電極アセンブリー(図4Aに示した構成では、皮下電極404として示す)上に位置させることができる。   In the configuration shown in FIG. 4A, the subcutaneous electrode 404 can be placed under the skin in the thoracic region and positioned distally from the housing 402. Subcutaneous and, if applicable, housing electrode (s) are placed around the heart at various sites and orientations, such as various anterior and / or posterior sites relative to the heart. be able to. Subcutaneous electrode 404 is coupled to circuitry in housing 402 via lead assembly 406. One or more conductors (eg, coils or cables) are provided in the lead assembly 406 and electrically couple the subcutaneous electrode 404 and circuitry in the housing 402. One or more sensing, sensing / pacing or defibrillation electrodes may be attached to the electrode support extension structure, housing 402, and / or distal electrode assembly (in the configuration shown in FIG. 4A, subcutaneous electrode 404). (Shown as).

一構成では、リードアセンブリー406は、一般にフレキシブルであり、かつ、従来の移植可能な医療用電気リード(例えば、除細動リード又は組み合わされた除細動/ペーシングリード)と同様の構造を有している。別の構成では、リードアセンブリー406は、幾分フレキシブルであるよう作られており、しかも、臨床医によって整形又は操作された後でも所望の構成を維持する弾性、バネ、又は機械的なメモリを有している。例えば、リードアセンブリー406は、手の力で曲げて所望の形状を取らせることができるグーズネック又はブレイドシステムを組み込んでいてよい。この様式では、リードアセンブリー406は、ある特定の患者のユニークな解剖学的構成に適応するよう形状適合させることができ、かつ、一般に移植後にカスタマイズされた形状を維持する。この構成によるリードアセンブリー406の整形は、ITCS装置400の移植の前に、及び、移植中に行なわれてよい。   In one configuration, the lead assembly 406 is generally flexible and has a structure similar to a conventional implantable medical electrical lead (eg, a defibrillation lead or a combined defibrillation / pacing lead). is doing. In another configuration, the lead assembly 406 is made to be somewhat flexible, yet has an elastic, spring, or mechanical memory that maintains the desired configuration even after being shaped or manipulated by the clinician. Have. For example, the lead assembly 406 may incorporate a gooseneck or braid system that can be bent with hand force to assume a desired shape. In this manner, the lead assembly 406 can be conformed to accommodate the unique anatomical configuration of a particular patient, and generally maintains a customized shape after implantation. The shaping of the lead assembly 406 with this configuration may be performed before and during implantation of the ITCS device 400.

さらなる構成によれば、リードアセンブリー406は、ハウジング402に対して皮下電極404を位置的に安定化する伸張構造体等の電極支持アセンブリーを含んでいる。この構成では、伸張構造体の剛性は、皮下電極404とハウジング402との間の所望の間隔、及び患者の心臓に対する皮下電極104/ハウジング402の所望の配向を維持する。伸張構造体は、構造用プラスチック、複合又は金属材料から形成してよく、かつ、生体適合性材料を含んでいる、あるいは、生体適合性材料によって被覆されている。ハウジング402と皮下電極404との間の適切な電気的絶縁は、伸張構造体が、金属等の導電材料から形成されている場合に与えられる。   According to a further configuration, the lead assembly 406 includes an electrode support assembly such as an extension structure that positionally stabilizes the subcutaneous electrode 404 relative to the housing 402. In this configuration, the stiffness of the stretch structure maintains the desired spacing between the subcutaneous electrode 404 and the housing 402 and the desired orientation of the subcutaneous electrode 104 / housing 402 relative to the patient's heart. The stretch structure may be formed from a structural plastic, composite or metal material and includes or is coated with a biocompatible material. Proper electrical insulation between the housing 402 and the subcutaneous electrode 404 is provided when the stretch structure is formed from a conductive material such as metal.

一構成では、電極支持アセンブリー及びハウジング402は、単位構成(例えば、単一のハウジング/ユニット)を規定する。電子構成要素及び電極導体/コネクタは、単位ITCS装置400ハウジング/電極支持アセンブリー内又は上に配設されている。少なくとも2つの電極が、ハウジング/電極支持アセンブリーの対向端部近くの単位構成上に支持されている。単位構成は、例えば、弓形の又は角度付き形状を有していてよい。   In one configuration, the electrode support assembly and housing 402 define a unit configuration (eg, a single housing / unit). The electronic components and electrode conductors / connectors are disposed in or on the unit ITCS device 400 housing / electrode support assembly. At least two electrodes are supported on the unit configuration near opposite ends of the housing / electrode support assembly. The unit configuration may have, for example, an arcuate or angled shape.

別の構成によれば、電極支持アセンブリーは、ハウジング402に対して物理的に分離可能なユニットを規定する。電極支持アセンブリーは、ハウジング402の対応する機械的及び電気的カップリングとの係合を容易にする機械的及び電気的カップリングを含んでいる。例えば、ヘッダーブロック装置は、電極支持アセンブリーとハウジング402との間の機械的及び電気的接続を与える電気的及び機械的カップリングの両方を含むよう構成してよい。ヘッダーブロック装置は、ハウジング402又は電極支持アセンブリー上に設けてよい。別法として、機械的/電気的カプラーは、電極支持アセンブリーとハウジング402との間に機械的及び電気的接続を確立するのに使用してよい。このような構成では、形状、サイズ、及び電極構成が様々な、各種の異なる電極支持体アセンブリーは、標準のITCS装置400ハウジング402に物理的かつ電気的に接続するのに利用できるようにしてよい。   According to another configuration, the electrode support assembly defines a unit that is physically separable from the housing 402. The electrode support assembly includes a mechanical and electrical coupling that facilitates engagement with a corresponding mechanical and electrical coupling of the housing 402. For example, the header block device may be configured to include both electrical and mechanical couplings that provide mechanical and electrical connections between the electrode support assembly and the housing 402. The header block device may be provided on the housing 402 or electrode support assembly. Alternatively, a mechanical / electrical coupler may be used to establish a mechanical and electrical connection between the electrode support assembly and the housing 402. In such a configuration, a variety of different electrode support assemblies, varying in shape, size, and electrode configuration, may be made available for physical and electrical connection to the standard ITCS device 400 housing 402. .

電極及びリードアセンブリー406は、各種の形状を取るよう構成してよいことが、注目される。例えば、リードアセンブリー406は、くさび形、逆V字形、平らな楕円形、又はリボン形状を有していてよく、かつ、皮下電極404は、電極のアレイ又はバンド等の多数の間隔を空けた電極を含んでいてよい。さらに、2つ又はそれ以上の皮下電極404は、多重電極支持体アセンブリ406に取り付けて、皮下電極404間の所望の間隔関係を達成してよい。   It is noted that the electrode and lead assembly 406 may be configured to take various shapes. For example, the lead assembly 406 may have a wedge shape, an inverted V shape, a flat oval shape, or a ribbon shape, and the subcutaneous electrode 404 is spaced a number of intervals such as an array or band of electrodes. An electrode may be included. Further, two or more subcutaneous electrodes 404 may be attached to the multiple electrode support assembly 406 to achieve the desired spacing relationship between the subcutaneous electrodes 404.

図4Bは、一構成によるITCS装置400の各種の構成要素を表わすブロック図である。この構成によれば、ITCS装置400は、適切なメモリ(揮発性及び不揮発性)409に結合されたマイクロプロセッサ426を含むプロセッサベースの制御システム405を組み込んでおり、いかなるロジックベースの制御アーキテクチャも使用できることが分かる。制御システム405は、心臓により生ずる電気信号を感知し、検出し、かつ、分析し、かつ、心臓不整脈を処置するための予め定められた状態で、電気刺激エネルギーを心臓に送達する回路及び構成要素に結合されている。ある構成では、制御システム405及び関連構成要素はまた、心臓にペーシング治療を与える。ITCS装置400により送達される電気エネルギーは、低エネルギーペーシングパルス、非興奮性のエネルギー(例えば、閾値下刺激エネルギー)又は電気除細動又は除細動用の高エネルギーパルスの形態のものであってよい。   FIG. 4B is a block diagram illustrating various components of ITCS device 400 according to one configuration. According to this configuration, the ITCS device 400 incorporates a processor-based control system 405 that includes a microprocessor 426 coupled to appropriate memory (volatile and non-volatile) 409 and uses any logic-based control architecture. I understand that I can do it. The control system 405 is a circuit and component for delivering electrical stimulation energy to the heart in a predetermined state for sensing, detecting and analyzing electrical signals generated by the heart and treating cardiac arrhythmias Is bound to. In some configurations, the control system 405 and related components also provide pacing therapy to the heart. The electrical energy delivered by the ITCS device 400 may be in the form of a low energy pacing pulse, non-excitable energy (eg, subthreshold stimulation energy) or a high energy pulse for cardioversion or defibrillation. .

心臓信号は、ITCS装置400ハウジングに設けられている皮下電極(複数も可)414及びcan又は不関電極407を用いて感知する。心臓信号はまた、非活動性can構成内等の皮下電極414を用いて感知することもできる。そのようなものとしては、単極、双極、又は組合せ単極/双極電極構成並びにマルチエレメント電極及びノイズ消し電極と標準の電極との組合せを用いてよい。感知された心臓信号は、感知回路424により受信され、該回路は、感知増幅回路を含み、かつ、フィルター回路及びアナログ・ディジタル(A/D)変換器を含んでいてもよい。感知回路424により処理された感知された心臓信号は、ノイズ低減回路403により受信することができ、該回路はさらに、信号が検出回路422に送られる前に、ノイズを低減することができる。   The cardiac signal is sensed using the subcutaneous electrode (s) 414 and the can or indifferent electrode 407 provided on the ITCS device 400 housing. A cardiac signal can also be sensed using a subcutaneous electrode 414, such as in an inactive can configuration. As such, monopolar, bipolar, or combination monopolar / bipolar electrode configurations and combinations of multi-element and noise canceling electrodes and standard electrodes may be used. The sensed cardiac signal is received by sensing circuit 424, which includes a sense amplifier circuit and may include a filter circuit and an analog to digital (A / D) converter. The sensed cardiac signal processed by the sensing circuit 424 can be received by the noise reduction circuit 403, which can further reduce the noise before the signal is sent to the detection circuit 422.

ノイズ低減回路403は、高電力又は計算的に集中的なノイズ低減アルゴリズムが必要な場合に、感知回路422の後に組み込んでよい。ノイズ低減回路403は、電極信号による操作を行なうのに使用される増幅器により、感知回路424の機能を行なってもよい。感知回路424とノイズ低減回路403の機能を組み合わせることは、必要なコンポーネントリーを最小限に抑え、かつ、システムの電力条件を下げるのに有用な場合がある。   The noise reduction circuit 403 may be incorporated after the sensing circuit 422 when a high power or computationally intensive noise reduction algorithm is required. The noise reduction circuit 403 may perform the function of the sensing circuit 424 by an amplifier that is used to perform operations based on electrode signals. Combining the functionality of sensing circuit 424 and noise reduction circuit 403 may be useful in minimizing the required componentry and reducing system power requirements.

図4Bに示す例示的な構成では、検出回路422は、ノイズ低減回路403に結合されているか、あるいは、ノイズ低減回路403を別様に組み込んでいる。ノイズ低減回路403は、各種の起源から導入された、感知された心臓信号のノイズ分を除去することによって、感知された心臓信号の信号対雑音比(SNR)を改善するように動作する。経胸郭心臓信号ノイズの代表的なタイプは、例えば、骨格筋から生ずる電気的ノイズ及びノイズを含んでいる。   In the exemplary configuration shown in FIG. 4B, the detection circuit 422 is coupled to the noise reduction circuit 403 or incorporates the noise reduction circuit 403 differently. The noise reduction circuit 403 operates to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of the sensed heart signal by removing noise from the sensed heart signal introduced from various sources. Typical types of transthoracic heart signal noise include, for example, electrical noise and noise arising from skeletal muscle.

検出回路422は、一般に、特に頻脈性不整脈等の心臓不整脈を検出するための感知された心臓信号及び(又は)他のセンサー入力の分析をコーディネートする信号プロセッサを含んでいる。速度ベースの、及び(又は)、形態学的な弁別アルゴリズムは、不整脈発症の存在及び重症度を検出し、かつ、検証する検出回路422の信号プロセッサによって実行してよい。   The detection circuit 422 generally includes a signal processor that coordinates analysis of sensed cardiac signals and / or other sensor inputs to detect cardiac arrhythmias, particularly tachyarrhythmias. Velocity-based and / or morphological discrimination algorithms may be performed by the signal processor of the detection circuit 422 that detects and verifies the presence and severity of arrhythmia episodes.

検出回路422は、心臓信号情報を制御システム405に通信する。制御システム405のメモリ回路409は、各種の感知、除細動、及び、適用可能なら、ペーシングモードで動作するパラメータを含んでおり、かつ、検出回路422によって受信された心臓信号を示すデータを記憶している。メモリ回路409はまた、履歴的なECG及び治療データを記憶するよう構成してよく、該ECG及び治療データは、各種の目的に使用してよく、かつ、必要又は希望に応じて、外部の受信装置に送信してよい。   The detection circuit 422 communicates cardiac signal information to the control system 405. The memory circuit 409 of the control system 405 includes various sensing, defibrillation and, if applicable, parameters that operate in the pacing mode, and stores data indicative of the cardiac signal received by the detection circuit 422. is doing. The memory circuit 409 may also be configured to store historical ECG and treatment data, which may be used for various purposes and externally received as needed or desired. It may be sent to the device.

ある構成では、ITCS装置400は、診断回路410を含んでいてよい。診断回路410は、一般に、検出回路422及び感知回路424から入力信号を受信する。診断回路410は、制御システム405に診断データを提供し、したがって、制御システム405は、診断回路410の全て又は一部、又は、その機能性を組み込んでいてよいことが分かる。制御システム405は、各種の診断目的のために、診断回路410によって提供される情報を記憶し、かつ、使用することができる。この診断情報は、例えば、トリガリング現象に引き続いて、又は、予め定められた間隔で、記憶することができ、かつ、電源状態、治療送達履歴、及び(又は)患者診断等のシステム診断を含んでいてよい。診断情報は、治療送達の直前に獲得された電気信号又は他のセンサーデータの形態を取ってよい。   In some configurations, the ITCS device 400 may include a diagnostic circuit 410. Diagnostic circuit 410 generally receives input signals from detection circuit 422 and sensing circuit 424. It will be appreciated that the diagnostic circuit 410 provides diagnostic data to the control system 405, and thus the control system 405 may incorporate all or part of the diagnostic circuit 410, or functionality thereof. The control system 405 can store and use information provided by the diagnostic circuit 410 for various diagnostic purposes. This diagnostic information can be stored, for example, following a triggering event or at predetermined intervals, and includes system diagnostics such as power status, treatment delivery history, and / or patient diagnostics. You can leave. Diagnostic information may take the form of electrical signals or other sensor data acquired immediately prior to treatment delivery.

電気除細動及び除細動治療を与える構成によれば、制御システム405は、検出回路422から受信された心臓信号データを処理し、かつ、心臓不整脈発症を終結し、かつ、心臓を正常な洞リズムに戻すための適切な頻脈性不整脈治療を開始する。制御システム405は、ショック治療回路416に結合されている。ショック治療回路416は、ITCS装置400ハウジング皮下電極(複数も可)414及びcan又は不関電極407に結合されている。指令により、ショック治療回路416は、選択された電気除細動又は除細動治療に従って、電気除細動及び除細動刺激エネルギーを心臓に送達する。高度さがより低い構成では、ショック治療回路416は、電気除細動及び除細動治療の両方の送達を与える構成とは違って、除細動治療を送達するよう制御される。   According to the configuration for providing cardioversion and defibrillation therapy, the control system 405 processes the cardiac signal data received from the detection circuit 422 and terminates the onset of cardiac arrhythmia and normalizes the heart. Initiate appropriate tachyarrhythmia therapy to restore sinus rhythm. Control system 405 is coupled to shock therapy circuit 416. The shock therapy circuit 416 is coupled to the ITCS device 400 housing subcutaneous electrode (s) 414 and the can or indifferent electrode 407. By command, shock therapy circuit 416 delivers cardioversion and defibrillation stimulation energy to the heart in accordance with the selected cardioversion or defibrillation therapy. In lower altitude configurations, shock therapy circuit 416 is controlled to deliver defibrillation therapy, unlike configurations that provide both cardioversion and defibrillation therapy delivery.

別の構成によれば、ITCS装置400は、電気除細動及び(又は)除細動機能に加えて、心臓ペーシング機能を組み込んでいてよい。図4Bに点線で示したように、ITCS装置400は、ペーシング治療回路430を含んでいてよく、該回路は、制御システム405、及び、皮下及びcan/不関電極414、407に結合されている。指令により、ペーシング治療回路は、選択されたペーシング治療に従って、ペーシングパルスを心臓に送達する。制御システム405内のペースメーカー回路により、ペーシング措置に従って作り出される制御信号は、開始されると、ペーシング治療回路430に送信され、そこで、ペーシングパルスが生成される。ペーシング措置は、制御システム405により修正することができる。   According to another configuration, the ITCS device 400 may incorporate cardiac pacing functions in addition to cardioversion and / or defibrillation functions. As indicated by the dotted lines in FIG. 4B, the ITCS device 400 may include a pacing therapy circuit 430 that is coupled to the control system 405 and the subcutaneous and can / indifferent electrodes 414, 407. . By command, the pacing therapy circuit delivers pacing pulses to the heart according to the selected pacing therapy. When initiated, the control signal produced by the pacemaker circuit in the control system 405 according to the pacing measure is transmitted to the pacing therapy circuit 430, where a pacing pulse is generated. The pacing measure can be modified by the control system 405.

経胸郭心臓モニタリング及び(又は)刺激装置では、多数の心臓ペーシング治療が有用な場合がある。このような心臓ペーシング治療は、図4Bに示すように、ペーシング治療回路430を介して送達することができる。別法として、心臓ペーシング治療は、ショック治療回路416を介して送達してよく、該回路は、別個のペースメーカー回路の必要性を効果的に排除する。   For transthoracic heart monitoring and / or stimulation devices, a number of cardiac pacing therapies may be useful. Such cardiac pacing therapy can be delivered via a pacing therapy circuit 430, as shown in FIG. 4B. Alternatively, cardiac pacing therapy may be delivered via shock therapy circuit 416, which effectively eliminates the need for a separate pacemaker circuit.

図4Bに示すITCS装置400は、一つ又はそれ以上の生理学的及び(又は)非生理学的センサーからの信号を受信するよう構成されている。使用されているセンサーのタイプにもよるが、センサーによって生成される信号は、検出回路422に直接又は感知回路424を介して間接的に結合された変換器回路に伝達してよい。あるセンサーは、感知データを、検出回路422による処理なしに、制御システム405に送信できることが注目される。   The ITCS device 400 shown in FIG. 4B is configured to receive signals from one or more physiological and / or non-physiological sensors. Depending on the type of sensor being used, the signal generated by the sensor may be transmitted to a converter circuit that is coupled directly to the detection circuit 422 or indirectly through the sensing circuit 424. It is noted that some sensors can transmit sensing data to the control system 405 without processing by the detection circuit 422.

非電気生理学的な心臓センサー461は、検出回路422に直接又は感知回路424を介して間接的に結合してよい。非電気生理学的な心臓センサー461は、現実に非電気生理学的な心臓活動を感知する。非電気生理学的な心臓センサー461の例としては、血中酸素センサー、経胸郭インピーダンスセンサー、血液量センサー、音響センサー及び(又は)圧力変換器、及び加速度計等がある。これらのセンサーからの信号は、心臓活動に基づいて生成されるが、電気生理学的な起源(例えば、R波又はP波)から直接出るものではない。非電気生理学的な心臓センサー461は、図4Bに示すように、感知回路424、検出回路422(明瞭さのため接続は図示しない)、及び制御システム405のうちの一つ又はそれ以上に接続してよい。   Non-electrophysiological heart sensor 461 may be coupled to detection circuit 422 directly or indirectly through sensing circuit 424. The non-electrophysiological heart sensor 461 actually senses non-electrophysiological heart activity. Examples of non-electrophysiological heart sensors 461 include blood oxygen sensors, transthoracic impedance sensors, blood volume sensors, acoustic sensors and / or pressure transducers, and accelerometers. Signals from these sensors are generated based on cardiac activity, but do not come directly from electrophysiological sources (eg, R-waves or P-waves). Non-electrophysiological heart sensor 461 is connected to one or more of sensing circuit 424, detection circuit 422 (connection not shown for clarity) and control system 405, as shown in FIG. 4B. It's okay.

通信回路418は、制御システム405のマイクロプロセッサ426に結合されている。通信回路418は、ITCS装置400が、ITCS装置400の外部に位置する一つ又はそれ以上の受信装置又はシステムと通信するのを可能にする。この例によれば、ITCS装置400は、通信回路418を介して、患者が装着するポータブル又はベッドサイド通信システムと通信することができる。一構成では、一つ又はそれ以上の生理学的又は非生理学的センサー(皮下、皮膚、又は患者の外部の)は、ブルーツース又はIEEE 802規格等の既知の通信規格に準拠したインタフェース等のショートレンジの無線通信インタフェースを装備してよい。このようなセンサーによって獲得されたデータは、通信回路418を介して、ITCS装置400に通信してよい。無線発信器又はトランシーバーを装備した生理学的又は非生理学的センサーは、患者の外部の受信システムと通信できることが注目される。   Communication circuit 418 is coupled to microprocessor 426 of control system 405. Communication circuit 418 enables ITCS device 400 to communicate with one or more receiving devices or systems located outside ITCS device 400. According to this example, the ITCS device 400 can communicate via a communication circuit 418 with a portable or bedside communication system worn by the patient. In one configuration, one or more physiological or non-physiological sensors (subcutaneous, skin, or external to the patient) are short-range such as an interface compliant with known communication standards such as Bluetooth or IEEE 802 standards. A wireless communication interface may be provided. Data acquired by such sensors may be communicated to the ITCS device 400 via the communication circuit 418. It is noted that a physiological or non-physiological sensor equipped with a wireless transmitter or transceiver can communicate with a receiving system external to the patient.

通信回路418は、ITCS装置400が、外部のプログラマーと通信することを可能にする。一構成では、通信回路418及びプログラマーユニット(図示せず)は、この技術で既知であるように、ワイヤループアンテナ及び無線周波数テレメトリックリンクを使用して、プログラマーユニットと通信回路418との間で、信号及びデータを受信し、かつ、送信する。この様式では、プログラミング指令及びデータは、ITCS装置400とプログラマーユニットとの間で、移植中に、かつ、移植後に転送される。医師は、プログラマーを用いて、ITCS装置400によって使用される各種のパラメータを設定又は修正することができる。例えば、医師は、ペーシング及び電気除細動/除細動治療モードを含む、ITCS装置400の感知、検出、ペーシング、及び除細動機能に影響するパラメータを設定又は修正することができる。   The communication circuit 418 allows the ITCS device 400 to communicate with an external programmer. In one configuration, the communication circuit 418 and programmer unit (not shown) use a wire loop antenna and a radio frequency telemetric link between the programmer unit and the communication circuit 418, as is known in the art. Receive and transmit signals and data. In this manner, programming instructions and data are transferred between the ITCS device 400 and the programmer unit during and after the transplant. The physician can set or modify various parameters used by the ITCS device 400 using a programmer. For example, a physician can set or modify parameters that affect the sensing, detection, pacing, and defibrillation functions of the ITCS device 400, including pacing and cardioversion / defibrillation therapy modes.

一般に、ITCS装置400は、この技術で既知のように、人体における移植に適したハウジング内に収蔵及び密封されている。ITCS装置400に対する電力は、ITCS装置400内に収蔵された電気化学的電源420によって供給される。一構成では、電源420は、充電可能な電池を含んでいる。この構成によれば、充電回路は、電源420の繰り返される非観血的な充電を容易にするよう、電源420に結合されている。通信回路418、又は別個の受信器回路、は、外部のRFエネルギー発信器に送信されるRFエネルギーを受信するよう構成されている。ITCS装置400は、再充電可能な電源に加えて、再充電不能な電池を含んでよい。長寿命で再充電不能な電池を使用する場合は、再充電可能な電源を使用しなくてよいことが注目される。   In general, the ITCS device 400 is housed and sealed in a housing suitable for implantation in the human body, as is known in the art. Electric power for the ITCS device 400 is supplied by an electrochemical power source 420 stored in the ITCS device 400. In one configuration, the power source 420 includes a rechargeable battery. According to this configuration, the charging circuit is coupled to the power source 420 to facilitate repeated non-invasive charging of the power source 420. The communication circuit 418, or a separate receiver circuit, is configured to receive RF energy that is transmitted to an external RF energy transmitter. ITCS device 400 may include a non-rechargeable battery in addition to a rechargeable power source. It is noted that if a long-life and non-rechargeable battery is used, it is not necessary to use a rechargeable power source.

図4A〜4Eに示した構成要素、機能性、及び構造的構成は、ITCS装置400に組み込んでよい各種の特徴及び特徴の組合せの理解をもたらすよう意図されている。相対的に高度な設計から相対的に簡単な設計まで及ぶ、広範囲のITCS及び他の移植可能な心臓モニタリング及び(又は)刺激装置構成が、意図されていることが分かる。そのようなものとして、特定のITCS又は心臓モニタリング及び(又は)刺激装置構成は、ここで説明するような特定の特徴を含んでいてよく、一方、他のそのような装置構成は、ここで説明するような特定の特徴を含まなくてよい。   The components, functionality, and structural configurations shown in FIGS. 4A-4E are intended to provide an understanding of the various features and combinations of features that may be incorporated into the ITCS device 400. It can be seen that a wide range of ITCS and other implantable cardiac monitoring and / or stimulator configurations are contemplated, ranging from relatively advanced designs to relatively simple designs. As such, certain ITCS or cardiac monitoring and / or stimulation device configurations may include certain features as described herein, while other such device configurations are described herein. It is not necessary to include such a specific feature.

本発明の実施形態によれば、ITCS装置400は、心臓感知及び不整脈治療送達の一方又は両方を与える皮下電極システムを含むよう実現してよい。一方法によれば、ITCS装置400は、モニタリング、診断上及び(又は)治療上の機能を行なう慢性的に移植可能なシステムとして実現してよい。ITCS装置400は、心臓不整脈を自動的に検出し、かつ、処置してよい。   According to embodiments of the present invention, ITCS device 400 may be implemented to include a subcutaneous electrode system that provides one or both of cardiac sensing and arrhythmia therapy delivery. According to one method, the ITCS device 400 may be implemented as a chronically implantable system that performs monitoring, diagnostic and / or therapeutic functions. The ITCS device 400 may automatically detect and treat cardiac arrhythmias.

一構成では、ITCS装置400は、身体の前側の胸部領域における等の、身体の胸部領域において、皮下に移植されるパルス発生器及び一つ又はそれ以上の電極を含んでいる。ITCS装置400は、徐脈及び頻拍不整脈に対して、心房及び(又は)心室治療を行なうよう使用してよい。頻脈性不整脈治療は、心房又は心室頻拍又は細動を処置するのに、例えば、電気除細動、除細動及び抗頻拍ペーシング(ATP)を含んでいてよい。徐脈治療は、徐脈又は心静止に対して、一時的なポストショックペーシングを含んでいてよい。   In one configuration, the ITCS device 400 includes a pulse generator and one or more electrodes that are implanted subcutaneously in the breast region of the body, such as in the chest region in front of the body. The ITCS device 400 may be used to perform atrial and / or ventricular treatment for bradycardia and tachyarrhythmia. Tachyarrhythmia therapy may include, for example, cardioversion, defibrillation and anti-tachycardia pacing (ATP) to treat atrial or ventricular tachycardia or fibrillation. Bradycardia treatment may include temporary post-shock pacing for bradycardia or asystole.

一構成では、一方法によるITCS装置400は、従来のパルス発生器及び皮下電極移植手法を利用してよい。パルス発生器装置及び電極は、皮下に慢性的に移植してよい。このようなITCSは、従来の移植可能なシステムと同様に、不整脈を自動的に検出し、かつ、処置するよう使用してよい。別の構成では、ITCS装置400は、単位構成(例えば、単一のハウジング/ユニット)を含んでいてよい。電子構成要素及び電極導体/コネクタは、単位ITCS装置400ハウジング/電極支持アセンブリー内又はその上に配設されている。   In one configuration, the ITCS device 400 according to one method may utilize conventional pulse generator and subcutaneous electrode implantation techniques. The pulse generator device and electrodes may be chronically implanted subcutaneously. Such ITCS may be used to automatically detect and treat arrhythmias, similar to conventional implantable systems. In another configuration, the ITCS device 400 may include a unit configuration (eg, a single housing / unit). The electronic components and electrode conductors / connectors are disposed in or on the unit ITCS device 400 housing / electrode support assembly.

ITCS装置400は、電子装置を含んでおり、かつ、従来の移植可能な除細動器と同様であってよい。高電圧ショック治療は、2つ又はそれ以上の電極間で送達してよく、そのうちの一方は、身体の胸部領域における皮下に設置されたパルス発生器ハウジング(例えば、can)であってよい。   The ITCS device 400 includes an electronic device and may be similar to a conventional implantable defibrillator. High voltage shock therapy may be delivered between two or more electrodes, one of which may be a pulse generator housing (eg, can) placed subcutaneously in the chest region of the body.

追加的にあるいは別法として、ITCS装置400は、徐脈治療用のより低いエネルギー電気刺激を与えてもよい。ITCS装置400は、従来のペースメーカーと同様に、除脈ペーシングを行なってよい。ITCS装置400は、徐脈又は心静止に対して、一時的なポストショックペーシングを行なってよい。感知及び(又は)ペーシングは、ショック電極も組み込んでいる電極サブシステムに配置された感知/ペース電極を用いて、あるいは皮下に移植された別個の電極によって、行なってよい。   Additionally or alternatively, the ITCS device 400 may provide lower energy electrical stimulation for bradycardia treatment. The ITCS device 400 may perform bradycardia pacing, similar to a conventional pacemaker. The ITCS device 400 may perform temporary post-shock pacing for bradycardia or asystole. Sensing and / or pacing may be performed using a sensing / pace electrode located in an electrode subsystem that also incorporates a shock electrode, or by a separate electrode implanted subcutaneously.

ITCS装置400は、本発明による各種の診断、治療又はモニタリングインプリメンテーションと併用できる各種の生理学的な信号を検出することができる。例えば、ITCS装置400は、パルス圧力信号、血中酸素レベル、心臓音、心臓加速度、及び心臓活動に関連した他の非電気生理学的な信号を検出するためのセンサー又は回路を含んでいてよい。一実施形態では、ITCS装置400は、胸腔内のインピーダンスを感知し、それから、例えば、呼吸一回換気量及び分時換気量を含む各種の呼吸パラメータを導き出してよい。センサー及び関連回路は、ITCS装置400に接続して組み込んで、一つ又はそれ以上の身体運動又は身体位置関連の信号を検出してよい。例えば、加速度計及びGPS装置を用いて、患者活動、患者部位、身体配向、又は胴体位置を検出してよい。   The ITCS device 400 can detect various physiological signals that can be used in conjunction with various diagnostic, therapeutic or monitoring implementations according to the present invention. For example, the ITCS device 400 may include sensors or circuits for detecting pulse pressure signals, blood oxygen levels, heart sounds, heart acceleration, and other non-electrophysiological signals related to heart activity. In one embodiment, the ITCS device 400 may sense impedance in the thoracic cavity and then derive various respiratory parameters including, for example, respiratory tidal volume and minute ventilation. Sensors and associated circuitry may be incorporated in connection with the ITCS device 400 to detect one or more body movement or body position related signals. For example, accelerometers and GPS devices may be used to detect patient activity, patient site, body orientation, or torso position.

ITCS装置400は、APMシステムの構成内で使用してよい。APMシステムは、医師が心臓及び呼吸機能、並びに他の患者状態を遠隔的に、かつ、自動的にモニタリングすることを可能にしてよい。一例では、心臓ペースメーカー、除細動器、及び再同期化装置等の移植可能な心臓リズム管理システムは、リアルタイムな患者のデータ収集、診断、及び処置を可能にする各種の遠隔通信及び情報技術を装備していてよい。ここで説明する各種の実施形態は、進歩した患者管理と併用してよい。   The ITCS device 400 may be used in the configuration of an APM system. The APM system may allow a physician to remotely and automatically monitor heart and respiratory function and other patient conditions. In one example, implantable cardiac rhythm management systems, such as cardiac pacemakers, defibrillators, and resynchronizers, use a variety of remote communication and information technologies that enable real-time patient data collection, diagnosis, and treatment. May be equipped. The various embodiments described herein may be used in conjunction with advanced patient management.

一方法によるITCS装置400は、移植容易な治療、診断又はモニタリングシステムである。ITCSシステムは、静脈内又は胸腔内へのアクセスの必要なしに移植可能であり、より簡単で浸潤性のより少ない移植手続きを有し、かつ、リード及び外科的な合併症を最小限に抑える。また、このシステムは、経静脈的なリードシステムが合併症を生ずる患者に使用した場合、有利であろう。このような合併症は、とりわけ、外科的な合併症、感染症、不十分な血管開存性、人工弁の存在と関連した合併症、及び患者の成長による小児科患者における限界を含むが、それらに限定されない。この方法によるITCSシステムは、前側胸郭における皮下に移植される2つ又はそれ以上の電極サブシステムの組合せを含むよう構成できる点で従来の方法とは異なっている。   The ITCS device 400 according to one method is an implantable treatment, diagnosis or monitoring system. The ITCS system can be implanted without the need for intravenous or intrathoracic access, has a simpler and less invasive implantation procedure, and minimizes lead and surgical complications. This system may also be advantageous when used on patients whose transvenous lead system causes complications. Such complications include, among other things, surgical complications, infections, inadequate patency, complications associated with the presence of prosthetic valves, and limitations in pediatric patients due to patient growth. It is not limited to. An ITCS system according to this method differs from conventional methods in that it can be configured to include a combination of two or more electrode subsystems implanted subcutaneously in the anterior thorax.

一ITCSシステム構成では、図4Cに示すように、ITCSシステムの電極サブシステムは、can電極433を含む第1の電極サブシステム、及び、例えば、少なくとも一つのコイル電極を含んでいてよい第2の電極サブシステム435を含んでいる。第2の電極サブシステム435は、感知及び(又は)電気刺激に使用される多数の電極を含んでいてよい。各種の構成では、第2の電極サブシステム435は、単一の電極又は電極の組合せを含んでいてよい。第2の電極サブシステム435を含む単一の電極又は電極の組合せは、例えば、コイル電極、チップ電極、リング電極、マルチエレメントコイル、渦巻きコイル、非導電性バッキングに取り付けられた渦巻きコイル、及び画面パッチ電極を含んでいてよい。適当な非導電性バッキング材料は、例えば、シリコーンゴムである。   In one ITCS system configuration, as shown in FIG. 4C, the electrode subsystem of the ITCS system includes a first electrode subsystem that includes a can electrode 433 and a second electrode that may include, for example, at least one coil electrode. An electrode subsystem 435 is included. The second electrode subsystem 435 may include a number of electrodes used for sensing and / or electrical stimulation. In various configurations, the second electrode subsystem 435 may include a single electrode or a combination of electrodes. A single electrode or combination of electrodes including the second electrode subsystem 435 includes, for example, a coil electrode, a tip electrode, a ring electrode, a multi-element coil, a spiral coil, a spiral coil attached to a non-conductive backing, and a screen A patch electrode may be included. A suitable non-conductive backing material is, for example, silicone rubber.

can電極433は、ITCS装置400電子装置を外装するハウジング431上に位置づける。一実施形態では、can電極433は、ハウジング431の外面全体を含んでいる。他の実施形態では、ハウジング431の各種の部分は、can電極433から又は組織から電気的に絶縁してよい。例えば、can電極433の活動性領域は、心臓感知及び(又は)刺激に有利な様式で電流を導くよう、ハウジング431の前側又は後側いずれかの表面の全て又は一部分を含んでいてよい。   The can electrode 433 is positioned on the housing 431 that encloses the ITCS device 400 electronic device. In one embodiment, the can electrode 433 includes the entire outer surface of the housing 431. In other embodiments, various portions of the housing 431 may be electrically isolated from the can electrode 433 or from tissue. For example, the active area of the can electrode 433 may include all or a portion of the surface of either the front or back side of the housing 431 to conduct current in a manner that favors cardiac sensing and / or stimulation.

ハウジング431は、従来の移植可能なICDのそれに似ていてよく、容積約20〜100 cc、厚さ0.4〜2 cmで、各面の表面積は約30〜100 cm2である。前述のように、ハウジングの部分は、電流を最適に導くよう組織から電気的に絶縁してよい。例えば、ハウジング431の部分は、非導電性、又は別様に電気的に抵抗性の材料でカバーして電流を導いてよい。適当な非導電材料被覆は、例えば、シリコーンゴム、ポリウレタン、又はパリレンから形成したそれらを含んでいる。 The housing 431 may resemble that of a conventional implantable ICD, volume of about 20 to 100 cc, a thickness of 0.4 to 2 cm, the surface area of each surface is about 30 to 100 cm 2. As described above, the housing portion may be electrically isolated from the tissue to optimally conduct current. For example, the portion of the housing 431 may be covered with a non-conductive or otherwise electrically resistive material to conduct current. Suitable non-conductive material coatings include, for example, those formed from silicone rubber, polyurethane, or parylene.

図4CAは、ハウジング431及び一般に従来のペースメーカー及び除細動器移植片に使用される部位である左胸筋の領域における心臓440より上の皮下に設置されたcan電極433を示す。第2の電極サブシステム435は、リード本体437の遠位の端部に取り付けられたコイル電極を含んでいてよく、ここでコイルは、直径約3〜15 Fr、長さ5〜12 cmである。コイル電極は、その長さに沿って僅かにプレフォームされた曲線を有していてよい。リードは、通常のトンネリング移植法により、皮下の外筒の管腔を介して導入してよく、かつ、例えばコイル電極を含む第2の電極サブシステム435は、任意の皮下脂肪に対して深く、かつ、根底にある筋肉層に隣接して、皮下に設置してよい。   FIG. 4CA shows a can electrode 433 placed subcutaneously above the heart 440 in the region of the left pectoral muscle, which is the site used for the housing 431 and generally conventional pacemaker and defibrillator implants. The second electrode subsystem 435 may include a coil electrode attached to the distal end of the lead body 437, where the coil is about 3-15 Fr in diameter and 5-12 cm in length. . The coil electrode may have a slightly preformed curve along its length. The lead may be introduced through the lumen of the subcutaneous sheath by conventional tunneling implantation, and the second electrode subsystem 435, including for example a coil electrode, is deep with respect to any subcutaneous fat, And it may be placed subcutaneously adjacent to the underlying muscle layer.

この構成では、第2の電極サブシステム435は、右心室の自由壁の直下、心臓440の右心室の下方の面とほぼ平行に、位置づけられており、一端が、心臓440の尖部をほんの少し越えて伸張している。例えば、電極サブシステム435の先端は、約3 cm以下、伸張していてよく、心臓440の尖部に対して約1〜2 cm左横であってよい。この電極配置は、ハウジング431と第2の電極サブシステム435との間に規定される容積内の心室組織の大部分を含むよう使用してよい。一構成では、心室組織の大部分は、第2の電極サブシステム435の遠位及び近位の端部とcan電極433の左胸筋の横縁との間に引かれた線によって境界を付けられた領域と関連した容積内に含まれている。   In this configuration, the second electrode subsystem 435 is positioned directly below the free wall of the right ventricle, approximately parallel to the lower surface of the right ventricle of the heart 440, with one end slightly extending the apex of the heart 440. It stretches a little beyond. For example, the tip of electrode subsystem 435 may extend about 3 cm or less and may be about 1-2 cm to the left of the apex of heart 440. This electrode arrangement may be used to include most of the ventricular tissue within the volume defined between the housing 431 and the second electrode subsystem 435. In one configuration, the majority of ventricular tissue is bounded by a line drawn between the distal and proximal ends of the second electrode subsystem 435 and the lateral edge of the left pectoral muscle of the can electrode 433. Contained within the volume associated with the defined region.

一配置例では、心室組織の大部分を含む容積は、電極サブシステム433、435の端部同士の間、又は電極サブシステム433、435の活動性要素同士の間に引かれた線によって境界を付けられた横断面領域と関連していてよい。一インプリメンテーションでは、電極サブシステム433、435の活動性要素同士の間に引かれた線は、can電極433の中央の縁及び横縁、及び第2の電極サブシステム435内で利用されるコイル電極の近位の端部及び遠位の端部を含んでいてよい。心室組織の大部分が、電極サブシステム433、435の活動性要素同士の間に規定される容積内に含まれるように電極サブシステムを配置すれば、電極サブシステム433、435同士の間のある与えられた印加電圧に対する心臓440の心室における電圧傾度が増大して、除細動の能率的な位置が与えられる。   In one arrangement, the volume containing the majority of ventricular tissue is bounded by a line drawn between the ends of the electrode subsystems 433, 435 or between the active elements of the electrode subsystems 433, 435. It may be associated with the attached cross-sectional area. In one implementation, lines drawn between the active elements of the electrode subsystems 433, 435 are utilized in the central and lateral edges of the can electrode 433 and in the second electrode subsystem 435. A proximal end and a distal end of the coil electrode may be included. If the electrode subsystem is positioned so that the majority of ventricular tissue is contained within the volume defined between the active elements of the electrode subsystems 433, 435, then there is between the electrode subsystems 433, 435. The voltage gradient in the ventricle of the heart 440 for a given applied voltage is increased, providing an efficient position for defibrillation.

同様の構成では、図4Dに示すように、can電極433を含むハウジング431は、右胸筋の領域に配置されている。第2の電極サブシステム435は、can電極433と第2の電極サブシステム435との間に規定された容積内に心室組織の大部分を再び含むよう、より横に位置づけられている。   In a similar configuration, as shown in FIG. 4D, the housing 431 including the can electrode 433 is disposed in the right pectoral muscle region. The second electrode subsystem 435 is positioned more laterally to re-include most of the ventricular tissue within the volume defined between the can electrode 433 and the second electrode subsystem 435.

さらなる構成では、図4Eに示すように、電子装置(すなわち、can)を含むITCS装置ハウジング431は、電極としては使用されない。この場合、ハウジング431に結合された2つの電極サブシステム438、439を含む電極システムは、前側の胸郭における等の身体の胸部領域における皮下に移植してよい。第1及び第2の電極サブシステム438、439は、心臓440の心室に対して反対位置に設置されており、心臓440の心室組織の大部分は、電極サブシステム438、439同士の間に規定された容積内に含まれている。図4Eに示すように、第1の電極システム438は、心臓440の上方の面に対して、心臓440より上に、例えば、左心室の自由壁に対して平行に、位置づけられている。第2の電極システム439は、心臓440より下に位置づけられ、かつ、心臓440の下方の面に対して、例えば、右心室の自由壁に対して平行に配置されている。   In a further configuration, as shown in FIG. 4E, the ITCS device housing 431 containing the electronic device (ie, can) is not used as an electrode. In this case, an electrode system comprising two electrode subsystems 438, 439 coupled to the housing 431 may be implanted subcutaneously in the thoracic region of the body, such as in the anterior rib cage. The first and second electrode subsystems 438, 439 are located at opposite positions relative to the ventricle of the heart 440, and the majority of the ventricular tissue of the heart 440 is defined between the electrode subsystems 438, 439. Contained within the specified volume. As shown in FIG. 4E, the first electrode system 438 is positioned above the heart 440 relative to the upper surface of the heart 440, eg, parallel to the free wall of the left ventricle. The second electrode system 439 is positioned below the heart 440 and is disposed relative to the lower surface of the heart 440, for example, parallel to the free wall of the right ventricle.

この構成では、第1及び第2の電極サブシステム438、439は、感知及び(又は)電気刺激に使用されるcan電極を含む又は含まない、電極の任意の組合せを含んでいてよい。各種の構成では、電極サブシステム438、439は、それぞれ、単一の電極又は電極の組合せであってよい。第1及び第2の電極サブシステム438、439を含む電極又は電極群は、例えば、一つ又はそれ以上のコイル電極、チップ電極、リング電極、マルチエレメントコイル、渦巻きコイル、非導電性バッキングに取り付けられた渦巻きコイル、及び画面パッチ電極の任意の組合せを含んでいてよい。   In this configuration, the first and second electrode subsystems 438, 439 may include any combination of electrodes, with or without can electrodes used for sensing and / or electrical stimulation. In various configurations, the electrode subsystems 438, 439 may each be a single electrode or a combination of electrodes. An electrode or group of electrodes including first and second electrode subsystems 438, 439 is attached to, for example, one or more coil electrodes, tip electrodes, ring electrodes, multi-element coils, spiral coils, non-conductive backings Any combination of spiral coils and screen patch electrodes may be included.

図4F〜4Hは、本発明の実施形態による呼吸障害検出を組み込んだITCS装置を有する特に有用と考えられる皮下電極サブシステム設置の追加の詳細図である。図4Fは、can電極462及びコイル電極464としてそれぞれ構成されている第1及び第2の電極サブシステムを示す。図4Fは、左胸筋の領域において心臓460より上に位置づけられているcan電極462、及び心臓460より下、心臓460の右心室自由壁と平行に位置づけられているコイル電極464を示す。
can電極462及びコイル電極464は、心室組織の大部分が、can電極462とコイル電極464との間に規定された容積内に含まれるよう、位置づけられている。図4Fは、can電極462及びコイル電極464の活動性要素同士の間に引かれた線によって形成された横断面領域465を示す。電極462、464の活動性領域同士の間に引かれた線は、can電極462の中央縁及び横縁、及び第2の電極サブシステム464として利用するコイル電極の近位の端部及び遠位の端部によって規定してよい。コイル電極464は、心臓460の尖部を越えて予め定められた距離、例えば、約3 cm以下、伸張している。
4F-4H are additional detailed views of a subcutaneous electrode subsystem installation that may be particularly useful with an ITCS device incorporating respiratory disorder detection according to embodiments of the present invention. FIG. 4F shows first and second electrode subsystems configured as a can electrode 462 and a coil electrode 464, respectively. FIG. 4F shows the can electrode 462 positioned above the heart 460 in the region of the left pectoral muscle and the coil electrode 464 positioned below the heart 460 and parallel to the right ventricular free wall of the heart 460.
The can electrode 462 and the coil electrode 464 are positioned such that the majority of ventricular tissue is contained within the volume defined between the can electrode 462 and the coil electrode 464. FIG. 4F shows a cross-sectional area 465 formed by a line drawn between the can electrode 462 and coil electrode 464 active elements. The lines drawn between the active regions of the electrodes 462, 464 are the central and lateral edges of the can electrode 462, and the proximal end and distal end of the coil electrode utilized as the second electrode subsystem 464. May be defined by the end of the. The coil electrode 464 extends beyond the apex of the heart 460 by a predetermined distance, for example, about 3 cm or less.

図4Gは、同様の構成を示す。この実施形態では、can電極462は、右胸筋の領域における心臓460の上方に設置されている。コイル電極464は、心臓の下方に位置づけられている。一配置では、コイル電極は、心臓460の下方の面、例えば、心臓の尖部に対して位置づけられている。can電極462及びコイル電極464は、心室組織の大部分が、can電極462とコイル電極464との間に規定された容積内に含まれるように配置されている。   FIG. 4G shows a similar configuration. In this embodiment, the can electrode 462 is placed above the heart 460 in the right pectoral muscle region. The coil electrode 464 is positioned below the heart. In one arrangement, the coil electrode is positioned relative to the lower surface of the heart 460, eg, the apex of the heart. The can electrode 462 and the coil electrode 464 are arranged so that most of the ventricular tissue is contained within the volume defined between the can electrode 462 and the coil electrode 464.

図4Gは、can電極462及びコイル電極464の活動性要素同士の間に引かれた線によって形成された横断面領域465を示す。電極462、464の活動性領域同士の間に引かれた線は、can電極462の中央縁及び横縁、及び第2の電極サブシステム464として利用するコイル電極の近位の端部及び遠位の端部によって規定してよい。コイル電極464は、心臓460の尖部を越えて予め定められた距離、例えば、約3 cm以下、伸張している。   FIG. 4G shows a cross-sectional area 465 formed by a line drawn between the can electrode 462 and coil electrode 464 active elements. The lines drawn between the active regions of the electrodes 462, 464 are the central and lateral edges of the can electrode 462, and the proximal end and distal end of the coil electrode utilized as the second electrode subsystem 464. May be defined by the end of the. The coil electrode 464 extends beyond the apex of the heart 460 by a predetermined distance, for example, about 3 cm or less.

図4Hは、パルス発生器ハウジング461が、電極を含まない構成を示す。このインプリメンテーションでは、2つの電極サブシステムは、心室組織の大部分が、電極サブシステム同士の間に規定された容積内に含まれるよう、心臓の周囲に配置されている。この実施形態によれば、第1及び第2の電極は、第1及び第2のコイル電極468、469として構成されている。   FIG. 4H shows a configuration where the pulse generator housing 461 does not include electrodes. In this implementation, the two electrode subsystems are positioned around the heart such that the majority of ventricular tissue is contained within the volume defined between the electrode subsystems. According to this embodiment, the first and second electrodes are configured as first and second coil electrodes 468 and 469.

第1のコイル電極468は、心臓460の上方に位置づけられており、かつ、心臓の上方の面、例えば、左心室の自由壁に対して位置づけてよい。第2のコイル電極469は、心臓460の下方に位置づけられている。第2の電極469は、心臓460の下方の面に対して位置づけてよい。一構成では、第2の電極469は、右心室の自由壁に対して平行に配置されており、電極469の先端が、心臓460の尖部を越えて、約3 cm以下、伸張している。図4Hに示すように、電極同士の間に規定された容積は、電極468、469の活動性領域同士の間に引かれた線によって境界を付けられた横断面領域465によって規定してよい。   The first coil electrode 468 is positioned above the heart 460 and may be positioned relative to the upper surface of the heart, eg, the free wall of the left ventricle. The second coil electrode 469 is positioned below the heart 460. The second electrode 469 may be positioned relative to the lower surface of the heart 460. In one configuration, the second electrode 469 is positioned parallel to the free wall of the right ventricle and the tip of the electrode 469 extends beyond the apex of the heart 460 by no more than about 3 cm. . As shown in FIG. 4H, the volume defined between the electrodes may be defined by a cross-sectional area 465 bounded by a line drawn between the active areas of electrodes 468, 469.

呼吸障害の検出
本発明の各種の実施形態によれば、呼吸障害現象の検出は、呼吸障害を処置するための治療の適合化と併用することができる。一実施形態では、呼吸障害の検出及びアセスメントは、治療送達を適合化する(開始する、修正する、かつ(あるいは)、終結する)のに使われる。別の実施形態では、治療送達中及び(又は)治療送達後に検出された呼吸障害現象は、呼吸障害治療の有効性を査定するのに使用できる。各種のインプリメンテーション(そのうちのいくつかを以下に説明する)では、呼吸障害の発症は、患者の呼吸パターン及び(又は)呼吸障害と関連した他の状態を分析することによって、検出し、かつ、分類することができる。
Respiratory Disorder Detection According to various embodiments of the present invention, the detection of a respiratory disorder phenomenon can be used in conjunction with the adaptation of a therapy to treat a respiratory disorder. In one embodiment, the detection and assessment of disordered breathing is used to tailor (start, modify and / or terminate) therapy delivery. In another embodiment, disordered breathing events detected during and / or after therapy delivery can be used to assess the effectiveness of the disordered breathing therapy. In various implementations (some of which are described below), the occurrence of a disordered breathing is detected by analyzing the patient's breathing pattern and / or other conditions associated with the disordered breathing, and Can be classified.

本発明の一実施形態によれば、呼吸障害に対する心臓電気治療は、呼吸障害の検出された発症に基づいて、適合化することができる。一シナリオでは、呼吸障害の一つ又はそれ以上の発症が検出され、かつ、心臓電気治療が開始され又は増強されて、検出された発症が処置される。治療の適合化は継続でき、システムが、呼吸障害の発症又は発症群の全体を通じて治療的に適切な治療を送達することを可能にする。該システムが、呼吸障害が緩和した、あるいは、終ったと判定した場合、治療は、低減あるいは終結してよい。治療は、呼吸障害の将来の発生を防ぐため、呼吸障害の発症が停止した後でも継続してよい。   According to one embodiment of the present invention, cardiac electrical therapy for a disordered breathing can be adapted based on the detected onset of the disordered breathing. In one scenario, one or more episodes of respiratory disorder are detected and cardiac electrical therapy is initiated or augmented to treat the detected episodes. Treatment adaptation can continue, allowing the system to deliver a therapeutically appropriate treatment throughout the onset or group of respiratory disorders. If the system determines that the disordered breathing has alleviated or has ended, the treatment may be reduced or terminated. Treatment may continue even after the onset of breathing disorders has stopped to prevent future occurrences of breathing disorders.

表1は、呼吸障害を検出し、かつ(あるいは)、心臓電気治療を適合化するのに使用できる状態の好適なセットを示す。表1に示したリストは、限定的ではなく、呼吸障害を検出し、かつ(あるいは)、治療を適合化するための他の状態又は追加の状態の使用も可能である。状態は、生理学的な状態及び非生理学的な状態の両方を含んでいてよい。生理学的な状態は、患者の内部の生理学的な状態と関連した広範囲の状態を包含していてよい。生理学的な状態は、さらに、例えば、呼吸の質、睡眠の質、及び患者に加えて、心血管系、呼吸系、及び神経系の状態、血液化学、身体関連の状態(例えば、体位及び活動)に細分してよい。   Table 1 shows a preferred set of conditions that can be used to detect respiratory disturbances and / or to adapt cardiac electrotherapy. The list shown in Table 1 is not limiting and the use of other or additional conditions to detect respiratory disturbances and / or to adapt treatments is possible. A condition may include both physiological and non-physiological conditions. Physiological conditions may encompass a wide range of conditions associated with physiological conditions inside the patient. Physiological conditions can also include, for example, respiratory quality, sleep quality, and patient, as well as cardiovascular, respiratory and nervous system status, blood chemistry, body related status (eg, position and activity). ).

非生理学的な状態は、患者の外部又は背景の状態に係るコンテクスチュアルな状態を含んでいてよい。非生理学的な状態は、例えば、患者の部位、周囲温度、周囲湿度、大気汚染の指標を含む、患者の現在の環境に係る状態を含むよう広く定義してよい。非生理学的な/コンテクスチュアルな状態は、例えば、患者の正常な睡眠時間及び患者の治療歴を含む、患者に係る履歴的な/背景状態を含んでいてもよい。   A non-physiological state may include a contextual state that relates to the external or background state of the patient. Non-physiological conditions may be broadly defined to include conditions related to the patient's current environment, including, for example, the patient's location, ambient temperature, ambient humidity, air pollution indicators. Non-physiological / contextual conditions may include historical / background conditions related to the patient, including, for example, the patient's normal sleep time and the patient's treatment history.

表1は、呼吸障害を検出し、かつ(あるいは)、呼吸障害治療を適合化するのに使用できる、患者を冒している状態の代表的なセットを示す。表1には、状態を感知するのに使用できる感知方法例も示してある。   Table 1 shows a representative set of conditions affecting a patient that can be used to detect respiratory disorders and / or to adapt a disordered breathing therapy. Table 1 also shows example sensing methods that can be used to sense the condition.

Figure 2007502670
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呼吸障害の検出には、表1に記載されている呼吸障害を示す一つ又はそれ以上の状態の検出が含まれていてよい。表1に記載された患者状態は、呼吸障害の発症を検出し、かつ、確認するためのマルチセンサー法で使用してよい。例えば、予備的な呼吸障害の検出の正確さは、患者が眠っている、床に就いている、活動していない、横になって休んでいる、あるいは、現在の環境状態が患者の呼吸障害と関連していることを検証することによって、増強できる。   The detection of a respiratory disorder may include the detection of one or more conditions indicative of the respiratory disorder listed in Table 1. The patient conditions listed in Table 1 may be used in a multi-sensor method to detect and confirm the onset of respiratory disorders. For example, the accuracy of detection of preliminary respiratory disturbances can be determined by whether the patient is asleep, on the floor, inactive, lying down, or the current environmental condition is the patient's respiratory disorder By verifying that it is related to

表2は、表1に記載された生理学的及び非生理学的な状態の代表的なサブセットが、いかに呼吸障害の検出と併用できるかの例を示す。   Table 2 shows an example of how a representative subset of the physiological and non-physiological conditions listed in Table 1 can be used in conjunction with the detection of respiratory impairment.

Figure 2007502670
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呼吸障害の発症は、急性及び慢性の生理学的な影響と関連している。呼吸障害に対する急性の反応は、例えば、胸腔内の負圧、低酸素、睡眠からの覚醒、及び血圧及び心拍数の増大を含んでいる場合がある。閉塞性無呼吸発症中の、気流を作り出すための努力の増大から、胸腔内の負圧が生ずる場合がある。閉塞された気道の存在下での吸息の努力は、胸腔内の圧力の急激な減少となる。閉塞性睡眠無呼吸と関連した無益な吸息の努力の繰り返しは、機械的、血行力学的、化学的、神経性、及び炎症性の反応を含む、一連の二次反応をトリガする場合がある。   The development of respiratory disorders is associated with acute and chronic physiological effects. Acute responses to breathing disorders may include, for example, intrathoracic negative pressure, hypoxia, sleep awakening, and increased blood pressure and heart rate. Negative pressure in the thoracic cavity may result from increased efforts to create airflow during the development of obstructive apnea. Inspiratory effort in the presence of an obstructed airway results in a rapid decrease in intrathoracic pressure. Repeated futile inhalation efforts associated with obstructive sleep apnea may trigger a series of secondary reactions, including mechanical, hemodynamic, chemical, neurological, and inflammatory reactions .

閉塞性睡眠無呼吸は、無呼吸のピークの数秒後の睡眠からの覚醒によって終結され、呼吸が再開されることを可能にする場合がある。睡眠からの覚醒と同時発生的に、交感神経活動、血圧、及び心拍数のサージが生じる場合がある。閉塞性無呼吸の悪影響は、睡眠に留まらない。交感神経活動及び全身性血圧等の覚醒状態が、増強される。迷走神経の緊張度の減少が生じて、覚醒の期間中に合計の心拍数の可変性の減少が生じる場合もある。   Obstructive sleep apnea may be terminated by awakening from sleep a few seconds after the apnea peak, allowing breathing to resume. Concurrent with wakefulness from sleep, sympathetic activity, blood pressure, and heart rate surges may occur. The negative effects of obstructive apnea are not limited to sleep. Arousal states such as sympathetic nerve activity and systemic blood pressure are enhanced. A decrease in vagal tone may occur, resulting in a decrease in total heart rate variability during periods of wakefulness.

中枢性睡眠無呼吸は、一般に、脳からの呼吸制御信号の不全により生ずる。中枢性睡眠無呼吸は、チェーン・ストークス呼吸(CSR)(慢性の心不全(CHF)を被っている患者で主として観察される呼吸パターン)の構成要素である。チェーン・ストークス呼吸は、周期的な呼吸の一形態であって、中枢性無呼吸及び低呼吸が交替すると共に、過換気の期間が、一回換気量の増減の繰返しパターンを生ずる。あるCHF患者では、閉塞性睡眠無呼吸と中枢性睡眠無呼吸とが共存可能である。これら患者では、夜の始まりにおける主として閉塞性の無呼吸から、夜の終わりにおける主として中枢性の無呼吸まで、漸進的な変化が生ずる場合がある。   Central sleep apnea is generally caused by a failure of respiratory control signals from the brain. Central sleep apnea is a component of Chain Stokes Respiration (CSR), a breathing pattern that is observed primarily in patients with chronic heart failure (CHF). Chain Stokes breathing is a form of periodic breathing, in which central apnea and hypopnea alternate, and periods of hyperventilation produce a repeating pattern of tidal volume changes. In some CHF patients, obstructive sleep apnea and central sleep apnea can coexist. In these patients, there may be a gradual change from predominantly obstructive apnea at the beginning of the night to predominantly central apnea at the end of the night.

慢性の心不全を被っている患者で観察される中枢性無呼吸には、いくつかの機序が含まれる場合がある。一機序によれば、CHF患者における二酸化炭素感度の増大は、睡眠無呼吸発症を開始する過換気をトリガする。呼吸は、二酸化炭素の動脈の分圧(PaCO2)を限度内に維持するネガティブフィードバックシステムによって調整される。PaCO2の変化は、換気の変化に至り、二酸化炭素に対する感度が大きいほど、換気反応は大きい。 Central apnea observed in patients suffering from chronic heart failure may involve several mechanisms. According to one mechanism, increased carbon dioxide sensitivity in CHF patients triggers hyperventilation that initiates sleep apnea episodes. Respiration is regulated by a negative feedback system that maintains the arterial pressure of carbon dioxide (PaCO 2 ) within limits. The change in PaCO 2 leads to a change in ventilation, and the greater the sensitivity to carbon dioxide, the greater the ventilation response.

心肺障害を有する患者では、二酸化炭素感度の増大は、PaCO2の動揺を最小限に抑え、それにより、過炭酸症(血液中の過剰な二酸化炭素)の長期間の結果に対して、彼らを保護することができる。この保護機序は、患者が覚醒している間は有利な場合があるが、二酸化炭素に対する感度の増大は、睡眠中の呼吸を乱す場合がある。 In patients with cardiopulmonary disorders, increased carbon dioxide sensitivity minimizes PaCO 2 swaying, thereby reducing the long-term consequences of percarbonate (excess carbon dioxide in the blood). Can be protected. This protection mechanism may be advantageous while the patient is awake, but increased sensitivity to carbon dioxide may disturb breathing during sleep.

睡眠中は、換気が減少し、かつ、PaCO2レベルが増大する。PaCO2レベルが無呼吸の閾値と呼ばれるレベル以下に減少すると、換気が止み、中枢性睡眠無呼吸が生じ、かつ、PaCO2が以前のレベルまで上昇する。 During sleep, ventilation decreases and PaCO 2 levels increase. When PaCO 2 levels decrease below a level called apnea threshold, ventilation stops, central sleep apnea occurs, and PaCO 2 rises to the previous level.

二酸化炭素に対する感度が増大した患者では、PaCO2が上昇すると、呼吸を制御するネガティブフィードバックシステムは、大きな換気反応を開始する。結果として生ずる過換気は、PaCO2レベルを無呼吸の閾値以下にドライブすることによって、中枢性睡眠無呼吸を生ずる。無呼吸の結果として、PaCO2レベルが再度上昇して、換気の増大に至る。この様式で、過換気及び中枢性無呼吸のサイクルが、睡眠の全体を通じて再発する場合がある。 In patients with increased sensitivity to carbon dioxide, when PaCO 2 rises, the negative feedback system that controls respiration initiates a large ventilatory response. The resulting hyperventilation results in central sleep apnea by driving PaCO 2 levels below the apnea threshold. As a result of apnea, PaCO 2 levels rise again, leading to increased ventilation. In this manner, the hyperventilation and central apnea cycles may recur throughout sleep.

睡眠中のCHF患者の体位が、無呼吸のトリガリングに関係する場合もある。CHF患者が横になって休んでいる場合は、腹臥位により、中枢性の流体蓄積及び肺うっ血が生じて、患者は再帰的に過換気となる場合がある。過換気は、上述の過換気-無呼吸の周期性パターンを開始する場合がある。   The position of a sleeping CHF patient may be related to triggering apnea. When a CHF patient is lying down and resting, prone position can cause central fluid accumulation and pulmonary congestion, and the patient may be reventively hyperventilated. Hyperventilation may initiate the hyperventilation-apnea periodic pattern described above.

中枢性睡眠無呼吸では、無呼吸現象の終結における呼吸の再開には、覚醒は必ずしも必要ではない。中枢性無呼吸では、覚醒は、呼吸の開始に続き、かつ、過換気を反回性に刺激し、かつ、PaCO2を無呼吸の閾値以下に減らすことによって、換気の際の変動の発生を容易にする場合がある。一度トリガされると、無呼吸の閾値以上及び以下のPaCO2変動を生ずる、増大した呼吸ドライブ、肺うっ血、覚醒、及び無呼吸誘起の低酸素の組合せによって、過換気と無呼吸とが交替するパターンが、維持される。患者の意識状態の変化、特に、覚醒の繰返しによるそれは、呼吸をさらに不安定化する場合がある。 In central sleep apnea, awakening is not necessarily required to resume breathing at the end of the apnea event. In central apnea, wakefulness follows the onset of breathing, stimulates hyperventilation recurrently, and reduces the occurrence of fluctuations in ventilation by reducing PaCO 2 below the apnea threshold. May make it easier. Once triggered, hyperventilation and apnea alternate by a combination of increased respiratory drive, pulmonary congestion, arousal, and apnea-induced hypoxia, resulting in PaCO 2 fluctuations above and below the apnea threshold The pattern is maintained. Changes in the patient's consciousness, especially due to repeated arousals, can further destabilize breathing.

覚醒からNREM睡眠への移行と共に、呼吸するための覚醒神経ドライブが減少し、かつ、二酸化炭素に対する換気反応の閾値が増大する。したがって、覚醒中の患者のPaCO2レベルが、このより高い睡眠閾値以下となる場合は、NREM睡眠への移行は、呼吸ドライブの過渡的な減少を伴い、中枢性無呼吸となる場合がある。無呼吸中に、PaCO2は、上昇し、新しいより高い閾値レベルに達すると、呼吸が開始される。睡眠が堅く確立された状態になると、規則的な呼吸が再開される。しかしながら、覚醒が生じると、睡眠と関連して増大したPaCO2レベルは、覚醒の状態に対して相対的に高くなりすぎ、かつ、過換気を刺激することになる。したがって、覚醒は閉塞性睡眠無呼吸を終結するが、覚醒は、中枢性無呼吸、特に、チェーン・ストークス呼吸と関連した呼吸の変動をトリガする。 With the transition from wakefulness to NREM sleep, the wakefulness nerve drive to breathe decreases and the threshold of the ventilatory response to carbon dioxide increases. Thus, if the awake patient's PaCO 2 level is below this higher sleep threshold, the transition to NREM sleep may be a central apnea with a transient decrease in respiratory drive. During apnea, PaCO 2 rises and breathing begins when a new higher threshold level is reached. When sleep is firmly established, regular breathing is resumed. However, when arousal occurs, the increased PaCO 2 level associated with sleep becomes too high for the state of arousal and stimulates hyperventilation. Thus, while arousal terminates obstructive sleep apnea, arousal triggers respiratory variability associated with central apnea, particularly Chain Stokes breathing.

上述した急性の反応等の、睡眠呼吸障害に対する急性の反応に加えて、睡眠呼吸障害は、例えば、心拍数の可変性(HRV)の慢性の減少及び血圧変化を含む、多数の二次性又は慢性の反応とも関連している。中枢性睡眠無呼吸を有する患者は、睡眠及び覚醒の両方の間中、より高い尿中及び循環ノルエピネフリン濃度及びより低いPaCO2を有している場合がある。 In addition to acute responses to sleep breathing disorders, such as the acute responses described above, sleep breathing disorders can include a number of secondary or including, for example, chronic decreases in heart rate variability (HRV) and blood pressure changes. It is also associated with chronic reactions. Patients with central sleep apnea may have higher urinary and circulating norepinephrine concentrations and lower PaCO 2 during both sleep and wakefulness.

呼吸障害に対する急性の反応は、進行中の呼吸障害現象中に変調される生理学的な状態と関連している。呼吸障害に対する急性の反応によって変調される状態の感知は、呼吸障害現象の発生と同時に、呼吸障害現象を検出するのに使用できる。呼吸障害に対する慢性の反応は、ある期間に亘って生じる呼吸障害現象の集合によって変調される場合がある。呼吸障害に対する慢性の反応は、呼吸障害現象が生じたかどうかを判定するのに使用できる。   Acute responses to respiratory disorders are associated with physiological conditions that are modulated during an ongoing respiratory disorder event. Sensing a condition modulated by an acute response to a disordered breathing can be used to detect a disordered breathing event simultaneously with the occurrence of the disordered breathing event. The chronic response to a disordered breathing may be modulated by a collection of disordered breathing events that occur over a period of time. A chronic response to a disordered breathing can be used to determine whether a disordered breathing phenomenon has occurred.

呼吸障害に対する急性の反応及び慢性の反応の両方は、呼吸障害治療の有効性及び衝撃を査定するのに使用できる。一インプリメンテーションでは、患者状態の第一のサブセットは、現在生じている現象、及び(又は)ある期間に亘って生じている現象の集合を含む、呼吸障害を検出するのに使用できる。患者状態の第二のサブセット(呼吸障害の検出に使用されるサブセットとオーバーラップする場合がある)は、呼吸障害の治療を査定するのに使用できる。例えば、一実施形態によれば、治療の有効性が査定でき、かつ、アセスメントに基づいて、有効性が増強されるよう治療を適合化することができる。別の実施形態では、治療を査定して、患者に対する治療の衝撃を判定することができる。治療は、アセスメントに基づいて、患者に対する治療の治療衝撃が低減されるよう適合化することができる。またさらなる実施形態では、治療は、治療の有効性が増強され、かつ、患者に対する治療の衝撃が低減されるよう適合化することができる。例えば、装置の有効寿命の保全及び(又は)呼吸障害の治療と患者に送達された他の治療との間の相互作用の回避を含む、他の制約を、治療の適合化に利用することができる。   Both acute and chronic responses to breathing disorders can be used to assess the effectiveness and impact of breathing disorder treatments. In one implementation, a first subset of patient conditions can be used to detect respiratory disturbances, including a phenomenon that is currently occurring and / or a set of phenomena that are occurring over a period of time. A second subset of patient conditions (which may overlap with the subset used to detect disordered breathing) can be used to assess treatment for disordered breathing. For example, according to one embodiment, the effectiveness of a treatment can be assessed and the treatment can be adapted to enhance efficacy based on the assessment. In another embodiment, treatment can be assessed to determine the impact of the treatment on the patient. The treatment can be adapted to reduce the treatment impact of the treatment on the patient based on the assessment. In still further embodiments, the treatment can be adapted to enhance the effectiveness of the treatment and reduce the impact of the treatment on the patient. Other constraints may be utilized for treatment adaptation, including, for example, maintaining the useful life of the device and / or avoiding interactions between the treatment of respiratory disorders and other treatments delivered to the patient. it can.

治療の有効性を査定するのに使用される状態は、患者に対する治療の衝撃を査定するのに使用される状態と異なる場合も有り、同じ場合も有る。表3は、治療アセスメントに使用できる状態の代表的なセットを示す。   The condition used to assess the effectiveness of treatment may or may not be the same as the condition used to assess the impact of treatment on the patient. Table 3 shows a representative set of conditions that can be used for therapeutic assessment.

Figure 2007502670
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例えば、呼吸障害の検出及び(又は)治療アセスメントを含む呼吸障害の治療と併用してよい患者状態は、表1〜3に記載された代表的なセット又はここで説明するものに限定されないことが分かる。さらに、上に記載された患者状態を検出するための例示的な感知方法を示してあるが、患者状態は、多種多様な技術を用いて検出してよいことが分かる。本発明は、例示的な実施形態と関連してここで説明する特定の状態又は特定の感知技術に限定されない。   For example, patient conditions that may be used in conjunction with treatment of respiratory disorders including respiratory disorder detection and / or treatment assessment may not be limited to the representative set described in Tables 1-3 or those described herein. I understand. Further, while an exemplary sensing method for detecting the patient condition described above is shown, it will be appreciated that the patient condition may be detected using a wide variety of techniques. The present invention is not limited to the specific conditions or specific sensing techniques described herein in connection with the exemplary embodiments.

本発明の実施形態によれば、呼吸障害が検出され、かつ、呼吸障害の検出に基づいて、呼吸障害を処置するための治療が適合化される。呼吸障害の治療を適合化するための方法論を、図5Bのフローチャートにより示す。患者を冒している一つ又はそれ以上の状態が感知され530、かつ、感知された状態に基づいて、呼吸障害が検出される540。検出された呼吸障害を処置するよう、治療が適合化される550。システムは、適合化された治療を送達する560。   According to an embodiment of the present invention, a disordered breathing is detected and a therapy for treating the disordered breathing is adapted based on the detected disordered breathing. A methodology for adapting treatment of breathing disorders is illustrated by the flowchart of FIG. 5B. One or more conditions affecting the patient are sensed 530 and a disordered breathing is detected 540 based on the sensed conditions. The therapy is adapted 550 to treat the detected respiratory disorder. The system delivers 560 an adapted therapy.

一実施形態では、呼吸障害予測器/検出器258(図2)は、経胸郭インピーダンスセンサーの呼吸波形出力をモニタリングすることにより、呼吸障害の発症を検出することができる。患者の呼吸の一回換気量(TV)(経胸郭インピーダンス信号により示される)が、低呼吸閾値以下に落ちた場合は、低呼吸現象が宣言される。例えば、患者の一回換気量が、最近の平均一回換気量又は他のベースライン一回換気量値の約50%以下に落ちた場合は、低呼吸現象を宣言してよい。患者の一回換気量が、さらに、無呼吸閾値(例えば、最近の平均一回換気量又は他のベースライン値の約10%)にまで落ちた場合は、無呼吸現象が宣言される。
別の実施形態では、呼吸障害の検出は、呼吸サイクル間隔数の定義及び検討を含んでいる。図6は、本発明の実施形態による呼吸障害の検出に使用される呼吸間隔を示す。呼吸サイクルは、患者の吸息に対応する吸息期間、患者の呼息に対応する呼息期間、及び吸息と呼息との間に生じる非呼吸期間に分けられる。呼吸間隔は、吸息610及び呼息620の閾値を用いて確定される。吸息閾値610は、吸息期間630の始まりをマークし、かつ、吸息閾値610以上で生ずる経胸郭インピーダンス信号によって判定される。吸息期間630は、経胸郭インピーダンス信号が最高になる640と終了する。最高の経胸郭インピーダンス信号640は、吸息間隔630の終わり及び呼息間隔650の始まりの両方に対応している。呼息間隔650は、経胸郭インピーダンスが呼息閾値620以下に落ちるまで継続する。非呼吸間隔660は、呼息期間650の終わりから開始され、かつ、次の吸息期間670の始まりまで継続する。
In one embodiment, the disordered breath predictor / detector 258 (FIG. 2) can detect the onset of disordered breathing by monitoring the respiratory waveform output of the transthoracic impedance sensor. A hypopnea event is declared when the patient's tidal volume (TV) of the patient's breath (indicated by the transthoracic impedance signal) falls below the low breath threshold. For example, a hypopnea event may be declared if the patient's tidal volume falls below about 50% of a recent average tidal volume or other baseline tidal volume value. If the patient's tidal volume further falls to an apnea threshold (eg, about 10% of the recent average tidal volume or other baseline value), an apnea event is declared.
In another embodiment, the detection of a disordered breathing includes defining and reviewing the number of respiratory cycle intervals. FIG. 6 shows a breathing interval used for detection of breathing disorders according to an embodiment of the present invention. The respiratory cycle is divided into an inspiration period corresponding to the patient's inspiration, an exhalation period corresponding to the patient's exhalation, and a non-breathing period that occurs between inspiration and exhalation. The breath interval is determined using inspiration 610 and exhalation 620 thresholds. The inspiration threshold 610 is determined by the transthoracic impedance signal that marks the beginning of the inspiration period 630 and occurs at or above the inspiration threshold 610. The inspiration period 630 ends at 640 when the transthoracic impedance signal is highest. The highest transthoracic impedance signal 640 corresponds to both the end of the inspiration interval 630 and the beginning of the expiration interval 650. The exhalation interval 650 continues until the transthoracic impedance falls below the exhalation threshold 620. The non-breathing interval 660 begins at the end of the expiration period 650 and continues until the beginning of the next inspiration period 670.

図7は、本発明の実施形態による睡眠無呼吸及び重篤な睡眠無呼吸の検出を示す。患者の呼吸信号がモニタリングされ、かつ、図6を参照して説明する吸息730、呼息750、及び非呼吸760間隔により、呼吸サイクルが定義される。睡眠無呼吸の状態は、非呼吸期間760が第一の予め定められた間隔790(睡眠無呼吸間隔で表される)を超えた場合に検出される。重篤な睡眠無呼吸の状態は、非呼吸期間760が第二の予め定められた間隔795(重篤な睡眠無呼吸間隔で表される)を超えた場合に検出される。例えば、睡眠無呼吸は、非呼吸間隔が約10秒を超えた場合に検出でき、かつ、重篤な睡眠無呼吸は、非呼吸間隔が約20秒を超えた場合に検出できる。   FIG. 7 illustrates the detection of sleep apnea and severe sleep apnea according to an embodiment of the present invention. The patient's respiratory signal is monitored and the respiratory cycle is defined by the inspiration 730, exhalation 750, and non-respiration 760 intervals described with reference to FIG. A sleep apnea condition is detected when the non-breathing period 760 exceeds a first predetermined interval 790 (represented by a sleep apnea interval). A severe sleep apnea condition is detected when the non-breathing period 760 exceeds a second predetermined interval 795 (expressed as a severe sleep apnea interval). For example, sleep apnea can be detected when the non-breath interval exceeds about 10 seconds, and severe sleep apnea can be detected when the non-breath interval exceeds about 20 seconds.

低呼吸は、異常に浅い呼吸によって特徴づけられる呼吸障害の状態である。図8A〜Bは、経胸郭インピーダンス測定値から導かれる一回換気量のグラフである。グラフは、正常な呼吸サイクルの一回換気量と低呼吸発症の一回換気量とを比較する。図8Aは、正常の呼吸の一回換気量及び速度を示す。図8Bに示すように、低呼吸は、異常に浅い呼吸の期間を含んでいる。   Hypopnea is a state of respiratory impairment characterized by abnormally shallow breathing. 8A-B are graphs of tidal volume derived from transthoracic impedance measurements. The graph compares the tidal volume of a normal respiratory cycle with the tidal volume of hypopnea episodes. FIG. 8A shows the tidal volume and rate of normal breathing. As shown in FIG. 8B, hypopnea includes an unusually shallow period of breathing.

本発明の実施形態によれば、低呼吸は、患者の呼吸一回換気量と低呼吸の一回換気量閾値とを比較することによって検出される。各呼吸サイクルの一回換気量は、上述の様式で獲得された経胸郭インピーダンス測定値から導き出される。低呼吸の一回換気量閾値は、低呼吸現象の代表的な一回換気量及び持続時間を示す臨床結果を用いて確定できる。一構成では、低呼吸は、選択された時間間隔に亘って行われた患者の呼吸の一回換気量の平均が、低呼吸の一回換気量閾値以下に落ちた場合に検出される。さらにまた、低呼吸サイクル、呼吸間隔、及び非呼吸間隔の各種の組合せが、低呼吸を検出するのに使用でき、ここで、非呼吸間隔は、上記のように判定される。   According to embodiments of the present invention, hypopnea is detected by comparing a patient's respiratory tidal volume to a hypopnea tidal volume threshold. The tidal volume for each respiratory cycle is derived from transthoracic impedance measurements acquired in the manner described above. The hypopnea tidal volume threshold can be determined using clinical results showing typical tidal volume and duration of hypopnea events. In one configuration, hypopnea is detected when the average of a patient's tidal volume taken over a selected time interval falls below a hypopnea tidal volume threshold. Furthermore, various combinations of hypopnea cycle, breath interval, and non-breath interval can be used to detect hypopnea, where the non-breath interval is determined as described above.

図9は、本発明の実施形態による無呼吸及び(又は)低呼吸検出の方法を示すフローチャートである。各種のパラメータが確定される901と、例えば、吸息及び呼息閾値、睡眠無呼吸間隔、重篤な睡眠無呼吸間隔、及び低呼吸の一回換気量閾値を含む、呼吸障害の発症に対する患者の呼吸が分析される。   FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of apnea and / or hypopnea detection according to an embodiment of the present invention. Various parameters are established 901 and patients for the development of respiratory disorders, including, for example, inspiration and expiration thresholds, sleep apnea intervals, severe sleep apnea intervals, and hypopnea tidal volume thresholds Respiration is analyzed.

患者の経胸郭インピーダンスが、上でより詳細に説明したように、測定される905。経胸郭インピーダンスが吸息閾値を超えた910場合は、吸息間隔の始まりが検出される915。経胸郭インピーダンスが依然として吸息閾値以下である910場合は、吸息915が生じるまで、インピーダンス信号は、定期的にチェックされる905。   The patient's transthoracic impedance is measured 905 as described in more detail above. If the transthoracic impedance exceeds 910, the beginning of the inspiration interval is detected 915. If the transthoracic impedance is still 910 below the inspiration threshold, the impedance signal is periodically checked 905 until inspiration 915 occurs.

吸息間隔の間中、患者の経胸郭インピーダンスは、経胸郭インピーダンスの最大値が検出される920まで、モニタリングされる。最大値の検出は、吸息期間の終わり及び呼息期間935の始まりを示す。   During the inspiration interval, the patient's transthoracic impedance is monitored until 920, when the maximum value of transthoracic impedance is detected. Detection of the maximum value indicates the end of the inspiration period and the beginning of the expiration period 935.

呼息間隔は、経胸郭インピーダンスの減少によって特徴づけられる。経胸郭インピーダンスが呼息閾値以下に落ちた940場合は、非呼吸間隔が検出される955。   The exhalation interval is characterized by a decrease in transthoracic impedance. If the transthoracic impedance falls 940 below the expiration threshold, a non-breathing interval is detected 955.

経胸郭インピーダンスが第一の予め定められた間隔965(睡眠無呼吸間隔で表される)内の吸息閾値を超えなかった960場合は、睡眠無呼吸の状態が検出される970。非呼吸期間が第二の予め定められた間隔975(重篤な睡眠無呼吸間隔で表される)以上に延びた場合は、重篤な睡眠無呼吸が検出される980。   If the transthoracic impedance does not exceed the inspiration threshold within the first predetermined interval 965 (represented by the sleep apnea interval) 960, a sleep apnea condition is detected 970. Severe sleep apnea is detected 980 if the non-breathing period extends beyond a second predetermined interval 975 (represented by a severe sleep apnea interval).

経胸郭インピーダンスが吸息閾値を超えた960場合は、ピークツーピーク経胸郭インピーダンスによる一回換気量が、過去の一回換気量の移動平均と共に計算される985。ピークツーピーク経胸郭インピーダンスは、呼吸サイクルの一回換気量に比例する値を示す。この値は、低呼吸の一回換気量閾値と比較される990。ピークツーピーク経胸郭インピーダンスが、予め定められた時間992に対する低呼吸の一回換気量閾値と一致した990場合は、低呼吸サイクルが検出される995。   If the transthoracic impedance exceeds 960, the tidal volume due to peak-to-peak transthoracic impedance is calculated 985 along with the moving average of the past tidal volume. The peak-to-peak transthoracic impedance indicates a value proportional to the tidal volume of the respiratory cycle. This value is compared 990 to the hypopnea tidal volume threshold. A hypopnea cycle is detected 995 if the peak-to-peak transthoracic impedance is 990 consistent with a hypopnea tidal volume threshold for a predetermined time 992.

挙動センサー及び(又は)体位センサー等の追加のセンサーが、睡眠無呼吸又は低呼吸発症の検出を確認又は検証するのに使用できる。追加のセンサーは、体位及び(又は)挙動関連のアーティファクトによる睡眠無呼吸/低呼吸の偽の検出又は検出の欠落を防ぐのに使用できる。   Additional sensors, such as behavioral sensors and / or posture sensors, can be used to confirm or verify detection of sleep apnea or hypopnea episodes. Additional sensors can be used to prevent false detection or lack of detection of sleep apnea / hypopnea due to posture and / or behavior related artifacts.

本発明の別の実施形態には、呼吸パターン内の一つ又はそれ以上の呼吸サイクルの呼吸間隔及び(又は)一回換気量に基づいて、呼吸障害の発症として、呼吸パターンを分類することが含まれている。この実施形態によれば、呼吸パターンと関連した持続時間及び一回換気量が、持続時間及び一回換気量閾値と比較される。比較に基づいて、呼吸パターンが、呼吸障害の発症として検出される。
本発明の原理によれば、呼吸サイクル毎に、呼吸間隔が確定される。呼吸間隔は、図10に示すように、連続する呼吸の間の時間の間隔を表わす。呼吸間隔1030は、各種のやり方で(例えば、インピーダンス信号波形の連続する極大値1010、1020の間の時間の間隔として)、定義できる。
Another embodiment of the invention may classify a respiratory pattern as the onset of a disordered breathing based on the respiratory interval and / or tidal volume of one or more respiratory cycles within the respiratory pattern. include. According to this embodiment, the duration and tidal volume associated with the breathing pattern are compared to the duration and tidal volume threshold. Based on the comparison, a breathing pattern is detected as the onset of a respiratory disorder.
In accordance with the principles of the present invention, a breathing interval is established for each breathing cycle. The breath interval represents the time interval between successive breaths, as shown in FIG. The breath interval 1030 can be defined in various ways (eg, as the time interval between successive maxima 1010, 1020 of the impedance signal waveform).

呼吸障害の検出は、本発明の実施形態によれば、持続時間閾値及び一回換気量閾値の確定を含んでいる。呼吸間隔が持続時間閾値を超えると、無呼吸現象が検出される。図10のグラフは、この実施形態による睡眠無呼吸の検出を示す。無呼吸は、非呼吸の期間を表わす。持続時間閾値1040を超える呼吸間隔1030は、無呼吸発症を含んでいる。   Detection of a respiratory disorder includes determination of a duration threshold and a tidal volume threshold according to an embodiment of the invention. An apnea event is detected when the breath interval exceeds the duration threshold. The graph of FIG. 10 shows sleep apnea detection according to this embodiment. Apnea represents a period of non-breathing. A respiratory interval 1030 that exceeds the duration threshold 1040 includes an apnea episode.

低呼吸は、持続時間閾値及び一回換気量閾値を用いて検出できる。低呼吸現象は、浅い呼吸の期間を表わす。低呼吸現象における各呼吸サイクルは、一回換気量閾値より少ない一回換気量によって特徴づけられる。さらに、低呼吸現象は、持続時間閾値より大きな浅い呼吸の期間を含んでいる。   Hypopnea can be detected using a duration threshold and a tidal volume threshold. A hypopnea event represents a period of shallow breathing. Each respiratory cycle in a hypopnea event is characterized by a tidal volume that is less than the tidal volume threshold. In addition, hypopnea events include periods of shallow breathing that are greater than the duration threshold.

図11は、本発明の実施形態による低呼吸検出方法を示す。浅い呼吸は、一つ又はそれ以上の呼吸の一回換気量が一回換気量閾値1110以下である場合に検出される。浅い呼吸が、持続時間閾値1120より大きな間隔の間、継続する場合は、浅い呼吸サイクルの連続により表される呼吸パターンは、低呼吸現象として分類される。   FIG. 11 shows a hypopnea detection method according to an embodiment of the present invention. Shallow breathing is detected when the tidal volume of one or more breaths is below the tidal volume threshold 1110. If the shallow breath continues for an interval greater than the duration threshold 1120, the breathing pattern represented by the continuation of the shallow breathing cycle is classified as a hypopnea event.

図12及び13は、それぞれ、個々の呼吸障害現象及び定期的に再発する呼吸障害現象のシリーズの分類を示すチャートである。図12に示すように、個々の呼吸障害現象は、無呼吸、低呼吸、頻呼吸及び他の呼吸障害現象に分類できる。無呼吸現象は、呼吸の欠如によって特徴づけられる。減少した呼吸の間隔は、低呼吸現象として分類される。頻呼吸現象は、上昇した呼吸数によって特徴づけられる急速な呼吸の間隔を含んでいる。   12 and 13 are charts showing the classification of each respiratory disorder phenomenon and series of respiratory disorder phenomena that recur regularly. As shown in FIG. 12, each respiratory disorder phenomenon can be classified into apnea, hypopnea, tachypnea, and other respiratory disorder phenomena. Apnea events are characterized by a lack of breathing. Reduced breathing intervals are classified as hypopnea events. Tachypnea events include rapid breath intervals characterized by elevated breathing rates.

図12に示すように、無呼吸及び低呼吸現象は、中枢神経系の機能障害に関連した中枢性現象又は上気道閉塞により生ずる閉塞性現象のいずれかとして、さらに細分できる。頻呼吸現象は、過換気(すなわち、急速な深い呼吸)に代表される過呼吸現象として、さらに分類できる。別法として、頻呼吸現象は、一般に、持続時間の長い、急速な呼吸として分類できる。   As shown in FIG. 12, apnea and hypopnea events can be further subdivided as either central events related to central nervous system dysfunction or obstructive events caused by upper airway obstruction. Tachypnea events can be further classified as hyperventilation events represented by hyperventilation (ie, rapid deep breathing). Alternatively, the tachypnea phenomenon can generally be classified as rapid breathing with a long duration.

図13は、定期的に再発する呼吸障害現象の組合せの分類を示す。周期的な呼吸は、閉塞性、中枢性又は混合性として分類できる。閉塞性の周期的な呼吸は、各サイクルに閉塞性無呼吸又は低呼吸現象を有する、周期性の呼吸パターンによって特徴づけられる。中枢性の周期的な呼吸は、各サイクルに中枢性無呼吸又は低呼吸現象を含む、周期性の呼吸パターンを含んでいる。図14Fに示した周期的な呼吸は、起源が混合性のものである場合がある。混合性起源の周期的な呼吸は、各サイクルに閉塞性無呼吸現象と中枢性無呼吸現象との混合を有する、周期性の呼吸パターンによって特徴づけられる。図14Gに示したチェーン・ストークス呼吸は、一回換気量の漸次増減の繰返しを含み、かつ、各サイクルに中枢性無呼吸及び過呼吸現象を有する、特定のタイプの周期的な呼吸である。周期的な呼吸の他の徴候も有り得る。呼吸障害の各種の形態は、特定のタイプの呼吸障害と関連した特性の呼吸パターンに基づいて、判定することができる。   FIG. 13 shows a classification of combinations of respiratory disturbance events that recur regularly. Periodic breathing can be classified as obstructive, central or mixed. Obstructive periodic breathing is characterized by a periodic breathing pattern with obstructive apnea or hypopnea events in each cycle. Central periodic breathing includes a periodic breathing pattern that includes a central apnea or hypopnea event in each cycle. The periodic breathing shown in FIG. 14F may be of mixed origin. Periodic breathing of mixed origin is characterized by a periodic breathing pattern with a mixture of obstructive and central apnea events in each cycle. The Chain Stokes breath shown in FIG. 14G is a specific type of periodic breathing that includes repeated gradual increases and decreases in tidal volume and has central apnea and hyperpnea events in each cycle. There may be other signs of periodic breathing. Various forms of disordered breathing can be determined based on a characteristic breathing pattern associated with a particular type of disordered breathing.

図14A〜Eに示すように、呼吸障害の発症として検出された呼吸パターンは、無呼吸の呼吸サイクルのみ1410(図14A)、低呼吸の呼吸サイクルのみ1450(図14D)、又は低呼吸の呼吸サイクルと無呼吸の呼吸サイクルとの混合1420(図14B)、1430(図14C)、1460(図14E)を含んでいる場合がある。呼吸障害現象1420は、無呼吸の呼吸サイクルで始まり、かつ、一つ又はそれ以上の低呼吸サイクルで終了するものである。別のパターンでは、呼吸障害現象1430は、低呼吸サイクルで始まり、かつ、無呼吸サイクルで終了するものである。また別のパターンでは、呼吸障害現象1460は、低呼吸サイクルで始まり、かつ、終了し、低呼吸サイクル間に無呼吸サイクルを有するものである。   As shown in FIGS. 14A-E, the respiratory pattern detected as the onset of respiratory failure is 1410 (FIG. 14A) for apnea respiratory cycle only, 1450 for hypopnea respiratory cycle (FIG. 14D), or breathing for hypopnea Cycle and apnea breathing cycle mixes 1420 (FIG. 14B), 1430 (FIG. 14C), 1460 (FIG. 14E) may be included. The disordered breathing phenomenon 1420 begins with an apnea breathing cycle and ends with one or more hypopnea cycles. In another pattern, the disordered breathing event 1430 begins with a hypopnea cycle and ends with an apnea cycle. In yet another pattern, the disordered breathing event 1460 begins and ends with a hypopnea cycle and has an apnea cycle between the hypopnea cycles.

図15は、本発明の実施形態による呼吸障害を検出するための方法のフローグラフである。図15に示した方法は、前述したように、呼吸間隔と一回換気量及び持続時間閾値とを併用して、呼吸パターンを分類することにより機能する。この例では、無呼吸及び低呼吸呼吸間隔の両方を判定するのに、持続時間閾値及び一回換気量閾値が、確定される。無呼吸発症は、呼吸間隔が持続時間閾値を超えると、検出される。低呼吸発症は、連続する呼吸の一回換気量が、持続時間閾値を超える期間の間、依然として一回換気量閾値以下であると、検出される。混合性の無呼吸/低呼吸発症が生じる場合もある。これらの場合において、呼吸障害の期間は、浅い呼吸又は非呼吸間隔によって特徴づけられる。混合性の無呼吸/低呼吸発症の間中、各呼吸の一回換気量は、持続時間閾値を超える期間の間、依然として一回換気量閾値以下である。   FIG. 15 is a flow graph of a method for detecting a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. As described above, the method shown in FIG. 15 functions by classifying the breathing pattern using the breathing interval, the tidal volume, and the duration threshold value in combination. In this example, a duration threshold and a tidal volume threshold are established to determine both apnea and hypopnea breath intervals. An apnea episode is detected when the breath interval exceeds the duration threshold. A hypopnea episode is detected when the tidal volume of continuous breathing is still below the tidal volume threshold for a period exceeding the duration threshold. Mixed apnea / hypopnea episodes may occur. In these cases, the period of disordered breathing is characterized by shallow breathing or non-breathing intervals. During the onset of mixed apnea / hypopnea, the tidal volume of each breath is still below the tidal volume threshold for periods exceeding the duration threshold.

経胸郭インピーダンスが感知され、かつ、患者の呼吸サイクルを判定するのに使用される。各呼吸1510は、呼吸間隔、2つのインピーダンス信号の極大値の間の時間の間隔、及び一回換気量(TV)によって特徴づけられる場合がある。   Transthoracic impedance is sensed and used to determine the patient's respiratory cycle. Each breath 1510 may be characterized by a breathing interval, a time interval between local maxima of two impedance signals, and a tidal volume (TV).

呼吸間隔が持続時間閾値を超えた1515場合は、呼吸パターンは、無呼吸現象と一致し、かつ、無呼吸現象トリガがオンになる1520。呼吸間隔の一回換気量が一回換気量閾値を超えた1525場合は、呼吸パターンは、非呼吸間隔によって分離される正常体積の2つの呼吸サイクルによって特徴づけられる。このパターンは、純粋に無呼吸の呼吸障害現象を表わし、かつ、無呼吸が検出される1530。呼吸間隔の最終呼吸が正常であったため、無呼吸現象トリガが、オフになり1532、呼吸障害の発症の終わりを示す。しかしながら、呼吸間隔の一回換気量が一回換気量閾値を超えなかった1525場合は、呼吸障害期間は、継続し、かつ、次の呼吸がチェックされる1510。   If the breathing interval exceeds the duration threshold 1515, the breathing pattern matches the apnea event and the apnea trigger is turned on 1520. If the tidal volume of the breath interval exceeds the tidal volume threshold 1525, the breath pattern is characterized by two breath cycles of normal volume separated by a non-breath interval. This pattern represents a pure apnea disorder of breathing, and apnea is detected 1530. Since the last breath in the breath interval was normal, the apnea trigger is turned off 1532 indicating the end of the onset of breathing disorder. However, if the tidal volume during the breath interval does not exceed the tidal volume threshold 1525, the period of impaired breathing continues and the next breath is checked 1510.

呼吸間隔が持続時間閾値を超えなかった1515場合は、呼吸の一回換気量がチェックされる1535。一回換気量が一回換気量閾値を超えなかった1535場合は、呼吸パターンは、低呼吸サイクルと一致し、かつ、低呼吸現象トリガが、オンに設定される1540。一回換気量が一回換気量閾値を超えた場合は、呼吸は正常である。   If the breathing interval does not exceed the duration threshold 1515, the tidal volume of breathing is checked 1535. If the tidal volume does not exceed the tidal volume threshold 1535, the breathing pattern matches the hypopnea cycle and the hypopnea trigger is set on 1540. If the tidal volume exceeds the tidal volume threshold, breathing is normal.

呼吸障害の期間が進行中である場合は、正常呼吸の検出が、呼吸障害の終わりを示す。呼吸障害が以前に検出された1545場合、及び、呼吸障害現象の持続時間が持続時間閾値を超えない1550状態で、かつ、現在の呼吸が正常である場合は、いかなる呼吸障害現象も検出されない1555。呼吸障害が以前に検出された1545場合、及び、呼吸障害現象の持続時間が持続時間閾値を超えた1550状態で、かつ、現在の呼吸が正常である場合は、呼吸障害トリガが、オフになる1560。この状況では、呼吸障害の発症の持続時間は、呼吸障害の発症として分類されるべき十分な持続時間のものであった。無呼吸現象が以前にトリガされた1565場合は、無呼吸現象が、宣言される1570。低呼吸が以前にトリガされた1565場合は、低呼吸現象が、宣言される1575。   If the period of respiratory disturbance is ongoing, detection of normal breathing indicates the end of the respiratory disorder. If a breathing disorder was previously detected 1545, and if the duration of the breathing disorder phenomenon is 1550 state that does not exceed the duration threshold and the current breathing is normal, no breathing disorder phenomenon is detected 1555 . If a breathing disorder is detected in 1545, and if the duration of the breathing phenomenon exceeds the duration threshold and the current breathing is normal, the breathing disorder trigger is turned off 1560. In this situation, the duration of the onset of respiratory disorder was of sufficient duration to be classified as the onset of respiratory disorder. If an apnea event was previously triggered 1565, an apnea event is declared 1570. If hypopnea was previously triggered 1565, a hypopnea event is declared 1575.

中枢性/閉塞性呼吸障害の弁別
本発明のいくつかの実施形態では、呼吸障害予測器/検出器258(図2)は、呼吸障害現象の起源を分類するための回路を含んでいてよい。呼吸障害現象の起源は、中枢性タイプ、閉塞性タイプ、又は中枢性タイプと閉塞性タイプとの組合せとして分類できる。呼吸障害の起源の分類は、呼吸リズム障害をより正確に診断するのに使用できる。さらに、中枢性呼吸障害を処置するために送達される治療は、閉塞性呼吸障害を処置するために送達される治療とは異なる場合がある。呼吸障害の起源の分類は、治療コントローラ265(図2)が呼吸障害の起源に対応する適切な治療を与えるのを可能にする。
Distinguishing Central / Occluded Breathing Disorders In some embodiments of the present invention, the respiratory disorder predictor / detector 258 (FIG. 2) may include circuitry for classifying the origin of the disordered breathing event. The origin of the disordered breathing phenomenon can be classified as a central type, an obstructive type, or a combination of central and obstructive types. Classification of respiratory disorder origin can be used to more accurately diagnose respiratory rhythm disorders. Further, the therapy delivered to treat central respiratory disorder may be different from the therapy delivered to treat obstructive respiratory disorder. The classification of the disordered breathing origin allows the therapy controller 265 (FIG. 2) to provide an appropriate therapy corresponding to the disordered breathing origin.

各種のインプリメンテーションによれば、呼吸障害現象は、呼吸障害現象中の呼吸努力と関連した患者の挙動に基づいて分類できる。例えば、中枢性無呼吸は、不十分な呼吸努力による少なくとも約10秒間の不十分な呼吸によって同定できる。閉塞性無呼吸は、呼吸努力を伴う少なくとも約10秒間の不十分な呼吸吸息によって同定できる。呼吸努力は、呼吸障害現象中の呼吸努力と関連した患者挙動を感知することによって検出できる。感知された挙動は、患者の胸部、腹部、横隔膜の挙動、及び(又は)呼吸努力と関連した他の挙動を含む場合がある。   According to various implementations, disordered breathing can be classified based on patient behavior associated with breathing effort during the disordered breathing. For example, central apnea can be identified by insufficient breathing for at least about 10 seconds due to insufficient respiratory effort. Obstructive apnea can be identified by insufficient respiratory inspiration for at least about 10 seconds with respiratory effort. Respiratory effort can be detected by sensing patient behavior associated with respiratory effort during a disordered breathing event. The sensed behavior may include the patient's chest, abdomen, diaphragm behavior, and / or other behaviors associated with respiratory effort.

呼吸障害の発症は、中枢性呼吸障害、閉塞性呼吸障害、又は中枢性タイプと閉塞性タイプとの組合せとして分類できる。起源(中枢性、閉塞性、又は混合性の起源)に対して分類できる呼吸障害の各種の形態は、例えば、無呼吸、低呼吸、過呼吸、頻呼吸、周期的な呼吸、チェーン・ストークス呼吸(CSR)、及び(又は)呼吸障害の他の形態を含んでいてよい。   The onset of respiratory disorder can be classified as central respiratory disorder, obstructive respiratory disorder, or a combination of central and obstructive types. Various forms of respiratory impairment that can be classified for origin (central, obstructive, or mixed origin) are, for example, apnea, hypopnea, hyperpnea, tachypnea, periodic breathing, Chain Stokes breathing (CSR) and / or other forms of respiratory disorder may be included.

図16Aは、本発明の実施形態により呼吸障害現象を分類する方法のフローチャートである。該方法には、呼吸障害現象を検出すること1601及び呼吸障害現象中の呼吸努力と関連した挙動を感知すること1602が含まれている。呼吸障害は、患者の呼吸パターンに基づいて、又は他の方法によって、検出することができる。呼吸努力と関連した挙動は、胸壁の挙動、腹部の挙動、及び(又は)呼吸努力と関連した他の挙動を含む場合がある。呼吸障害現象は、呼吸障害現象中の呼吸努力と関連した患者の運動に基づいて、中枢性、閉塞性、又は中枢性タイプと閉塞性タイプとの混合として分類できる1603。   FIG. 16A is a flowchart of a method for classifying a disordered breathing phenomenon according to an embodiment of the present invention. The method includes detecting 1601 a disordered breathing event and sensing 1602 behavior associated with breathing effort during the disordered breathing event. The disordered breathing can be detected based on the patient's breathing pattern or by other methods. Behavior associated with respiratory effort may include chest wall behavior, abdominal behavior, and / or other behavior associated with respiratory effort. The disordered breathing event can be classified 1603 as central, obstructive, or a mixture of central and obstructive types based on patient movements associated with respiratory effort during the disordered breathing event.

一シナリオでは、呼吸障害現象は、中枢性タイプと閉塞性タイプの両方を含む場合がある。呼吸障害現象は、中枢性呼吸障害が、呼吸障害現象の一部分中に分類され、かつ、閉塞性呼吸障害が、呼吸障害現象の別の部分中に分類される場合は、混合中枢性及び閉塞性呼吸障害現象として分類できる。   In one scenario, the disordered breathing phenomenon may include both central and obstructive types. A disordered breathing event is a mixture of central and obstructive when central disordered breathing is classified as part of the disordered breathing phenomenon and obstructive disordered breathing is classified as another part of the disordered breathing phenomenon. Can be classified as a respiratory disorder phenomenon.

図16Bは、本発明の実施形態により呼吸障害を分類するための呼吸障害予測器/検出器258(図2)で実現できる呼吸障害分類回路1600のブロック図である。図16Bに示した呼吸障害分類回路1600は、呼吸障害現象検出器1637及び挙動センサー1661から信号を受信する呼吸障害分類プロセッサ1651を含んでいる。   FIG. 16B is a block diagram of a respiratory disorder classification circuit 1600 that can be implemented with a respiratory disorder predictor / detector 258 (FIG. 2) for classifying respiratory disorders according to an embodiment of the present invention. The disordered breathing classification circuit 1600 shown in FIG. 16B includes a disordered breathing classification processor 1651 that receives signals from the disordered breathing phenomenon detector 1637 and the behavior sensor 1661.

呼吸障害現象検出器1637は、呼吸障害を示す生理学的な信号を検出するための少なくとも一つのセンサー1635(例えば、呼吸センサー)から、信号を受信した。呼吸障害現象プロセッサ1637は、センサー信号を分析し、かつ、分析に基づいて、呼吸障害現象が進行中であるのを判定することができる。   The disordered breathing event detector 1637 received a signal from at least one sensor 1635 (eg, a respiratory sensor) for detecting a physiological signal indicative of the disordered breathing. The disordered breathing event processor 1637 can analyze the sensor signal and determine based on the analysis that a disordered breathing event is in progress.

一インプリメンテーションでは、センサー1635は、患者呼吸によって変調された信号を生成する。このような信号は、例えば、経胸郭インピーダンスセンサー、気流計、又は他の感知方法によって、生じる場合がある。呼吸障害現象は、ここでより十分に説明する患者の呼吸間隔及び(又は)一回換気量に基づいて検出できる。   In one implementation, sensor 1635 generates a signal modulated by patient respiration. Such a signal may be generated, for example, by a transthoracic impedance sensor, an anemometer, or other sensing method. A disordered breathing event can be detected based on the patient's breathing interval and / or tidal volume, which is more fully described herein.

挙動センサー1661は、胸壁の挙動、腹部の挙動、及び(又は)呼吸努力を示す他の患者運動を感知するよう構成してよい。挙動センサー1661は、呼吸障害分類プロセッサ1651に通信される呼吸努力を示す信号を発生する。   The behavior sensor 1661 may be configured to sense other patient movements indicative of chest wall behavior, abdominal behavior, and / or respiratory effort. The behavior sensor 1661 generates a signal indicative of respiratory effort that is communicated to the disordered breathing classification processor 1651.

センサー1635、1661は、呼吸障害分類回路1600の他の構成要素に、リードを介して又は無線で結合された任意数の患者内部及び(又は)患者外部のセンサーを含んでいてよい。各種の実施形態では、患者の呼吸を示す信号は、移植可能な又は患者外部の経胸郭インピーダンスセンサー、血中酸素センサー、マイクロホン、流量計を用いて、又は他の患者内部及び(又は)患者外部の感知方法によって、獲得できる。   The sensors 1635, 1661 may include any number of patient-internal and / or patient-external sensors coupled to other components of the disordered breathing classification circuit 1600 via leads or wirelessly. In various embodiments, the signal indicative of patient respiration may be transmitted using an implantable or patient-external transthoracic impedance sensor, blood oxygen sensor, microphone, flow meter, or other patient interior and / or patient exterior. It can be obtained by the perception method.

呼吸努力と関連した胸部の、腹部の、又は他の挙動の感知は、患者内部又は患者外部の感知装置を用いて達成できる。一例では、呼吸努力と関連した患者挙動は、移植された又は患者外部の加速度計を用いて感知できる。加速度計は、呼吸障害に対して心臓電気治療を送達するための機能性を有する移植可能な心臓リズム管理システム等の、移植された医療用装置の構成要素として組み込むことができる。   Sensing the chest, abdomen, or other behavior associated with breathing effort can be accomplished using sensing devices inside or outside the patient. In one example, patient behavior associated with respiratory effort can be sensed using an implanted or external patient accelerometer. The accelerometer can be incorporated as a component of an implanted medical device, such as an implantable cardiac rhythm management system that has the functionality to deliver cardiac electrical therapy for respiratory disorders.

別の例では、呼吸努力と関連した挙動は、筋電図(EMG)センサー信号の変化に基づいて検出できる。EMGセンサーは、挙動を示す患者の肋間、胸筋及び(又は)横隔膜の筋肉の電気活動を検出するよう、内部又は外部に配置してよい。また別の例では、呼吸努力と関連した挙動は、経胸郭インピーダンスセンサーを用いて検出できる。患者の経胸郭インピーダンスは、吸息の努力中に胸壁及び(又は)腹部が動くにつれて変調される。経胸郭インピーダンスは、患者の胸郭内の、患者の胸郭上の、又は患者の胸郭の周囲の適切な部位に配置された、心臓内の電極、皮下電極、又は患者外部の電極を用いて感知できる。   In another example, behavior associated with respiratory effort can be detected based on changes in an electromyogram (EMG) sensor signal. The EMG sensor may be placed internally or externally to detect electrical activity in the intercostal, pectoral and / or diaphragm muscles of the patient exhibiting behavior. In another example, behavior associated with respiratory effort can be detected using a transthoracic impedance sensor. The patient's transthoracic impedance is modulated as the chest wall and / or abdomen move during inspiration efforts. Transthoracic impedance can be sensed using intracardiac electrodes, subcutaneous electrodes, or electrodes external to the patient, located at an appropriate location in, on, or around the patient's thorax .

呼吸障害現象は、呼吸障害の発症中の患者の呼吸努力に基づいて、中枢性、閉塞性又は混合性タイプとして分類できる。呼吸障害分類プロセッサ1651は、挙動センサー1661及び呼吸障害検出器1641から受信された信号を用いて、中枢性呼吸障害現象と閉塞性呼吸障害現象とを弁別することができる。呼吸障害中に呼吸努力と関連した患者挙動が十分な大きさであった場合は、呼吸障害分類プロセッサ1651は、呼吸障害現象は起源が閉塞性であると判定することができる。呼吸障害現象中に呼吸努力挙動が不十分であった場合は、呼吸障害分類プロセッサ1651は、呼吸障害現象を、起源が中枢性であるとして分類することができる。呼吸障害の発症の一部中では呼吸努力挙動が十分であるが、別の部分中では不十分であった場合は、呼吸障害分類プロセッサ1651は、中枢性タイプと閉塞性タイプとの混合として発症を分類することができる。   The disordered breathing phenomenon can be classified as a central, obstructive or mixed type based on the respiratory effort of the patient during the onset of the disordered breathing. The disordered breathing classification processor 1651 can discriminate between a central disordered breathing phenomenon and an obstructive disordered breathing phenomenon using signals received from the behavior sensor 1661 and the disordered breathing detector 1641. If the patient behavior associated with breathing effort during the disordered breathing is sufficiently large, the disordered breathing classification processor 1651 may determine that the disordered breathing event is obstructive in origin. If the respiratory effort behavior was insufficient during the disordered breathing event, the disordered breathing classification processor 1651 can classify the disordered breathing event as having a central origin. If breathing effort behavior is sufficient during some of the onset of respiratory disturbances but not in other parts, the respiratory disorder classification processor 1651 develops as a mixture of central and obstructive types. Can be classified.

一構成では、呼吸障害分類回路1600は、完全に患者外部であってよい。別の構成では、呼吸障害分類回路のいくつかの機能は、移植可能な装置内で実現してよく、かつ、他の機能は、患者外部の装置として実現してよい。移植可能な、かつ、患者外部の呼吸障害分類システムの構成要素は、リード又は無線通信リンク(ブルーツース又はプロプライエタリ無線通信リンク等)を介して結合することができる。   In one configuration, the disordered breathing classification circuit 1600 may be completely external to the patient. In another configuration, some functions of the disordered breathing classification circuit may be implemented in an implantable device and other functions may be implemented as a device external to the patient. The components of the implantable and patient-external respiratory classification system can be coupled via leads or wireless communication links (such as Bluetooth or proprietary wireless communication links).

また別の構成では、呼吸障害分類回路1600は、完全に移植可能である。呼吸障害分類回路1600は、例えば、ペースメーカー、除細動器、心臓再同期化器、移植可能な心臓モニター等の心臓装置、又は他の移植可能な医療用装置の構成要素として組み込むことができる。   In another configuration, the disordered breathing classification circuit 1600 is fully implantable. The disordered breathing classification circuit 1600 can be incorporated as a component of, for example, a cardiac device such as a pacemaker, defibrillator, cardiac resynchronizer, implantable heart monitor, or other implantable medical device.

本発明のプロセスによる呼吸障害現象の分類には、胸壁の挙動、又は呼吸努力と関連した他の挙動の評価が含まれている。図16C及び16Dは、それぞれ、中枢性及び閉塞性呼吸障害に対する胸壁の挙動を表わす加速度計信号のグラフを示す。図16Cに示すように、無呼吸は、経胸郭インピーダンス信号1671が、無呼吸間隔1673(例えば、10秒)より長い時間の期間の間、依然として吸息閾値1672以下である場合に、検出される。この例では、無呼吸現象は中枢性無呼吸現象であり、かつ、患者の胸壁の挙動を感知する加速度計からの信号1674も、非呼吸の期間中に、挙動閾値1675以下に落ちる。胸壁の挙動の欠落は、患者の呼吸弛緩が、中枢性呼吸障害現象を示す中枢神経系によってトリガされていないことを示す。   Classification of disordered breathing events according to the process of the present invention includes assessment of chest wall behavior, or other behavior associated with breathing effort. FIGS. 16C and 16D show graphs of accelerometer signals representing chest wall behavior for central and obstructive respiratory disorders, respectively. As shown in FIG. 16C, apnea is detected when transthoracic impedance signal 1671 is still below inspiration threshold 1672 for a period of time longer than apnea interval 1673 (eg, 10 seconds). . In this example, the apnea event is a central apnea event, and the signal 1674 from the accelerometer that senses the behavior of the patient's chest wall also falls below the behavior threshold 1675 during the non-breathing period. The lack of chest wall behavior indicates that the patient's respiratory relaxation has not been triggered by the central nervous system, which exhibits a central respiratory disorder phenomenon.

図16Dは、閉塞性無呼吸現象に対する加速度計信号及び経胸郭インピーダンス信号を示す。無呼吸は、経胸郭インピーダンス信号1676が、無呼吸間隔1673より大きな時間の期間の間、依然として吸息閾値1677以下である場合に、検出される。この例では、無呼吸現象は閉塞性無呼吸現象であり、かつ、患者の胸壁の挙動を感知する加速度計からの信号1678は、非呼吸の期間中に、胸壁挙動閾値1679以上に上昇する。胸壁の挙動は、患者の呼吸弛緩が、閉塞性呼吸障害現象を示す中枢神経系によってトリガされていることを示す。   FIG. 16D shows the accelerometer signal and transthoracic impedance signal for an obstructive apnea event. Apnea is detected when the transthoracic impedance signal 1676 is still below the inspiration threshold 1677 for a period of time greater than the apnea interval 1673. In this example, the apnea event is an obstructive apnea event, and the signal 1678 from the accelerometer that senses the behavior of the patient's chest wall rises above the chest wall behavior threshold 1679 during the non-breathing period. The chest wall behavior indicates that the patient's respiratory relaxation is triggered by the central nervous system, which exhibits an obstructive respiratory disorder phenomenon.

図16Eは、本発明の実施形態により中枢性、閉塞性又は混合性現象として呼吸障害現象を分類する方法のフローチャートである。呼吸障害と関連した一つ又はそれ以上の状態が感知される1680。例えば、呼吸障害現象が生じていることを検出するのに、表1に記載された状態のうちの一つ又はそれ以上を感知することができる。呼吸障害現象中に、患者の胸壁の挙動が感知される1681。   FIG. 16E is a flowchart of a method for classifying a disordered breathing event as a central, obstructive or mixed phenomenon according to an embodiment of the present invention. One or more conditions associated with respiratory disorder are sensed 1680. For example, one or more of the conditions listed in Table 1 can be sensed to detect the occurrence of a disordered breathing phenomenon. During the disordered breathing event, behavior of the patient's chest wall is sensed 1681.

呼吸障害が検出される1682と、胸壁の挙動信号が分析され1683て、閉塞性/中枢性起源が弁別される。挙動センサーが発生する信号のパラメータ(例えば、平均振幅又は周波数)は、閾値と比較することができる。胸壁の挙動信号が閾値より大きくなかった1684場合は、呼吸障害は、中枢性呼吸障害として分類される1686。胸壁の挙動信号が閾値より大きいかあるいはそれと等しく1684、かつ、胸壁の挙動が呼吸努力と関連していた1685場合は、呼吸障害は、閉塞性呼吸障害として分類される1687。例えば、加速度計からの胸壁の挙動が、呼吸障害の発症中に、低減された経胸郭インピーダンスと同期している場合は、呼吸障害と胸壁の挙動との同時発生は、起源が閉塞性である呼吸障害を示す。   When a respiratory disorder is detected 1682, the chest wall behavior signal is analyzed 1683 to discriminate obstructive / central origin. A parameter (eg, average amplitude or frequency) of the signal generated by the behavior sensor can be compared to a threshold value. If the chest wall behavior signal is not greater than the threshold 1684, the respiratory disorder is classified 1686 as a central respiratory disorder. If the chest wall behavior signal is greater than or equal to 1684 1684 and the chest wall behavior was associated with respiratory effort 1685, the respiratory disorder is classified 1687 as obstructive respiratory disorder. For example, if the chest wall behavior from the accelerometer is synchronized with reduced transthoracic impedance during the onset of respiratory disturbance, the simultaneous occurrence of respiratory disturbance and chest wall behavior is obstructive in origin Indicates respiratory disturbance.

呼吸障害現象が継続する1688場合は、胸壁の挙動が引き続き感知される1683。呼吸障害現象の第二の又はその後の部分は、呼吸努力と関連した挙動の存在又は欠如に基づいて、初期分類とは異なる分類を有していてよい。   If the disorder of breathing continues 1688, chest wall behavior continues to be sensed 1683. The second or subsequent portion of the disordered breathing event may have a classification different from the initial classification based on the presence or absence of behavior associated with respiratory effort.

図16Fのフローチャートは、図16Eから続き、かつ、呼吸障害現象の分類に続いて実現できるオプショナルなプロセスを示す。呼吸障害情報は、オプショナルに格納し、送信し、表示し、かつ(あるいは)、印字してよい1690。例えば、呼吸障害情報を数週又は数ヶ月に亘り格納して、呼吸障害又は他の状態の診断を増強し、又は、呼吸障害の傾向及び(又は)治療の有効性を分析してよい。   The flowchart of FIG. 16F illustrates an optional process that can be implemented following FIG. 16E and following classification of the disordered breathing phenomenon. Breathing disorder information may optionally be stored, transmitted, displayed, and / or printed 1690. For example, disordered breathing information may be stored for weeks or months to enhance the diagnosis of disordered breathing or other conditions, or to analyze trends in disordered breathing and / or effectiveness of treatment.

追加的にあるいは別法として、呼吸障害現象の起源の分類は、呼吸障害を処置するための治療の施与1691と共に行ってよい。呼吸障害を処置するための治療は、他の治療の中でも、心臓電気治療を含んでいてよい。一シナリオでは、第一の治療措置は、起源が中枢性である呼吸障害を処置するのに使用できる。第二の治療措置は、起源が閉塞性である呼吸障害を処置するのに使用できる。第一及び(又は)第二の治療は、呼吸障害の起源が判定されてから開始してよい。   Additionally or alternatively, classification of the origin of the disordered breathing event may be performed in conjunction with the administration of therapy 1691 to treat the disordered breathing. Therapies for treating breathing disorders may include cardiac electrotherapy, among other therapies. In one scenario, the first therapeutic measure can be used to treat a respiratory disorder that is central in origin. The second therapeutic measure can be used to treat respiratory disorders that are obstructive in origin. The first and / or second treatment may begin after the origin of the disordered breathing is determined.

さらに、呼吸障害の分類に基づいて、呼吸障害治療以外の治療を、開始し、修正し、又は終結してよい1692。例えば、前述のように、チェーン・ストークス呼吸の形態の呼吸障害は、うっ血性心不全に関連しており、かつ、CHFの進行をモニタリングするよう使用してよい。前述のように、チェーン・ストークス呼吸は、中枢性無呼吸の期間によって中断される、増減を繰り返す呼吸の周期的なパターンによって、マークされる。患者によって経験される呼吸障害の特性(例えば、起源、持続時間、及び重症度)は、患者に送達される、心臓ペーシング治療及び(又は)心臓再同期化治療等の治療を、開始又は調整するのに使用できる。   Further, based on the classification of the disordered breathing, treatments other than the disordered breathing treatment may be initiated, modified, or terminated 1692. For example, as noted above, respiratory disorders in the form of Chain Stokes breathing are associated with congestive heart failure and may be used to monitor the progression of CHF. As mentioned above, Chain Stokes breathing is marked by a cyclic pattern of repetitive breathing that is interrupted by a period of central apnea. The characteristics (eg, origin, duration, and severity) of the disordered breathing experienced by the patient initiates or coordinates the therapy delivered to the patient, such as cardiac pacing therapy and / or cardiac resynchronization therapy. Can be used to

ここで説明する本発明の各種の実施形態では、中枢性呼吸障害と閉塞性呼吸障害との間の弁別は、移植された挙動センサー(例えば、加速度計)を用いて行われる胸壁挙動の感知に基づいている。他の実施形態では、患者外部の加速度計、患者外部の呼吸バンド、経胸郭インピーダンスセンサー、又は水銀スイッチ等の、患者外部の挙動検出器は、単独で、又は、他の移植された又は患者外部の呼吸センサー及び中枢性/閉塞性呼吸障害の分類のための検出アルゴリズムと組合せて、使用してよい。   In the various embodiments of the present invention described herein, discrimination between central and obstructive respiratory disturbances is due to the sensing of chest wall behavior performed using an implanted behavioral sensor (eg, an accelerometer). Is based. In other embodiments, the patient-external behavior detector, such as a patient-external accelerometer, patient-external breathing band, transthoracic impedance sensor, or mercury switch, alone or other implanted or patient-external May be used in combination with other respiratory sensors and detection algorithms for classification of central / obstructive respiratory disorders.

一例では、加速度計等の運動センサーは、閉塞性無呼吸を示す胸壁の挙動を感知するための移植可能なCRM装置の内側に取り付けられる。運動センサーの出力は、閉塞性無呼吸の分類のための(経胸郭インピーダンスセンサー等の)他のセンサーと組合せて使用できる。マルチセンサーパルス発生器は、呼吸障害を有する患者の疾病の進行について、正確な長期間のモニタリング及び予測を行うためのユニークな位置の製品である。無呼吸現象のタイプ同士の間の弁別は、CHF又は睡眠呼吸障害と関連した異常な呼吸パターンのより正確な診断、モニタリング、及び(又は)処置を可能にする。無呼吸のタイプ同士の間の弁別を有するモニタリングは、異常な呼吸パターンの影響を相殺するための治療改善を可能にする場合がある。   In one example, a motion sensor such as an accelerometer is mounted inside an implantable CRM device for sensing chest wall behavior indicative of obstructive apnea. The output of the motion sensor can be used in combination with other sensors (such as transthoracic impedance sensors) for the classification of obstructive apnea. The multi-sensor pulse generator is a unique location product for accurate long-term monitoring and prediction of disease progression in patients with respiratory impairment. Discrimination between types of apnea events allows more accurate diagnosis, monitoring, and / or treatment of abnormal breathing patterns associated with CHF or sleep breathing disorders. Monitoring with discrimination between apnea types may allow improved treatment to offset the effects of abnormal breathing patterns.

呼吸障害の予測
図16Gのフローチャートは、本発明の各種の実施形態による呼吸障害の予測に基づいて、呼吸障害の治療をトリガする方法を示す。該方法には、呼吸障害の予測的な一つ又はそれ以上の状態を感知すること1630及び感知された状態に基づいて呼吸障害を予測すること1640が含まれている。呼吸障害は、例えば、検出された状態を呼吸障害の予測判断基準と比較することによって、予測できる。呼吸障害を予測するのに使用できる状態の代表的なセットが、表1に記載されている。表1に記載されている状態の代表的なセットは、限定的ではなく、かつ、呼吸障害を予測するのに、記載された状態以外の状態も使用できる。呼吸障害が予測される場合、呼吸障害を処置する(例えば、呼吸障害の重症度を低減する、又は、呼吸障害が生じるのを防ぐ)よう、治療が適合化される1650。適合化された治療は、患者に送達される1660。患者を冒している状態を感知すること、感知された状態に基づいて呼吸障害を予測すること、及び、呼吸障害を処置するための治療を送達することのうちの一つ又はそれ以上が、少なくとも部分的に移植可能に行われる。
Respiratory Disorder Prediction The flowchart of FIG. 16G illustrates a method for triggering treatment of a respiratory disorder based on the prediction of respiratory disorder according to various embodiments of the invention. The method includes sensing 1630 a predictive one or more conditions of a disordered breathing and predicting a disordered breathing 1640 based on the sensed conditions. The disordered breathing can be predicted, for example, by comparing the detected state with a criterion for predicting disordered breathing. A representative set of conditions that can be used to predict breathing problems is listed in Table 1. The representative set of conditions described in Table 1 is not limiting and conditions other than those described can be used to predict respiratory impairment. If a disordered breathing is anticipated, the therapy is adapted 1650 to treat the disordered breathing (eg, reduce the severity of the disordered breathing or prevent the disordered breathing from occurring). The adapted therapy is delivered 1660 to the patient. One or more of sensing a condition affecting the patient, predicting a disordered breathing based on the sensed condition, and delivering a therapy to treat the disordered disorder is at least Partially portable.

図17は、本発明の実施形態により構成され、かつ、呼吸障害の予測機能性を含む、呼吸障害治療システムのブロック図を示す。該システムは、生理学的な状態を検出するよう、患者の身体内に移植された患者内部のセンサー1710を使用することができる。例えば、該システムは、心臓ペースメーカー又は除細動器等の、移植された心臓リズム管理システムの一部である心臓内の心電図(EGM)信号検出器及び経胸郭インピーダンスセンサーを用いて、心拍数、心拍数の可変性、呼吸サイクル、一回換気量、及び(又は)他の生理学的な信号を判定することができる。   FIG. 17 shows a block diagram of a respiratory disorder treatment system configured in accordance with an embodiment of the present invention and including respiratory disorder predictive functionality. The system may use a patient internal sensor 1710 implanted within the patient's body to detect a physiological condition. For example, the system uses an intracardiac electrocardiogram (EGM) signal detector and transthoracic impedance sensor that are part of an implanted cardiac rhythm management system, such as a cardiac pacemaker or defibrillator, Heart rate variability, respiratory cycle, tidal volume, and / or other physiological signals can be determined.

該システムは、生理学的又は非生理学的な状態を検出するための患者外部のセンサー1720を使用することができる。一シナリオでは、患者がいびきをかいているかどうかが、呼吸障害を予測する際、有用である場合がある。いびきは、例えば、外部のマイクロホン又は移植された加速度計を用いて、検出できる。別の状況では、温度及び湿度は、患者の呼吸障害を増悪するファクターとなる場合がある。温度及び湿度センサーからの信号は、呼吸障害の予測を助けるのに使用できる。   The system can use a patient-external sensor 1720 to detect a physiological or non-physiological condition. In one scenario, whether a patient is snoring may be useful in predicting respiratory disturbances. Snoring can be detected, for example, using an external microphone or an implanted accelerometer. In other situations, temperature and humidity may be factors that exacerbate the patient's respiratory impairment. Signals from temperature and humidity sensors can be used to help predict breathing problems.

追加的に、該システムは、患者が呼吸障害予測システムに一つ又はそれ以上の患者状態を知らせることによって、情報入力1730を使用できる。各種の実施形態では、患者の治療歴、自己説明された薬物使用、アルコール又は煙草使用、日中の眠気、又は過去の一つ又はそれ以上の睡眠期間に亘る睡眠の質の認知が、呼吸障害の予測と接続して、有用である場合もある。   Additionally, the system can use the information input 1730 by allowing the patient to inform the respiratory disorder prediction system of one or more patient conditions. In various embodiments, a patient's medical history, self-explained drug use, alcohol or tobacco use, daytime sleepiness, or sleep quality perception over one or more past sleep periods may cause respiratory impairment. It may be useful to connect with the predictions.

患者内部のセンサー1710、患者外部のセンサー1720、及び患者入力装置1730のうちの一つ又はそれ以上からの信号が、予測評価のため、呼吸障害予測エンジン1740に結合できる。一インプリメンテーションでは、予測エンジン1740は、患者状態を呼吸障害の判断基準の一つ又はそれ以上のセットと比較し、かつ、比較に基づいて、呼吸障害を予測することができる。予測エンジン1740は、治療コントローラ1750に結合されている。呼吸障害が予測された場合は、治療コントローラ1750は、患者に適切な治療を送達して、呼吸障害を緩和する。   Signals from one or more of patient-internal sensor 1710, patient-external sensor 1720, and patient input device 1730 can be coupled to respiratory disorder prediction engine 1740 for predictive evaluation. In one implementation, the prediction engine 1740 may compare the patient condition to one or more sets of criteria for disordered breathing and predict the disordered breathing based on the comparison. Prediction engine 1740 is coupled to treatment controller 1750. If a disordered breathing is predicted, the therapy controller 1750 delivers the appropriate therapy to the patient to mitigate the disordered breathing.

一例では、患者状態が、移植可能なセンサー1710を用いて感知及び処理でき、かつ、患者外部の呼吸障害予測エンジン1740及び患者外部の治療コントローラ1750によって、予測分析及び治療送達を行なうことができる。移植可能なセンサー1710のうちのいくつか又は全ては、無線プロプライエタリ又は無線ブルーツース通信リンク等の遠隔通信機能を有していてよい。このインプリメンテーションでは、無線通信リンクは、移植可能なセンサー又はセンサー群1710を、患者外部の呼吸障害予測エンジン1740に結合している。患者状態を表わす電気信号は、移植可能なセンサー1710により生じ、かつ、患者外部の呼吸障害予測エンジン1740に送信される。   In one example, patient status can be sensed and processed using implantable sensor 1710, and predictive analysis and therapy delivery can be performed by patient-external respiratory disorder prediction engine 1740 and patient-external therapy controller 1750. Some or all of the implantable sensors 1710 may have remote communication capabilities such as wireless proprietary or wireless Bluetooth communication links. In this implementation, the wireless communication link couples the implantable sensor or group of sensors 1710 to a breathing disorder prediction engine 1740 external to the patient. An electrical signal representative of the patient condition is generated by the implantable sensor 1710 and transmitted to the respiratory disorder prediction engine 1740 external to the patient.

別の例では、移植可能な治療装置は、呼吸障害予測エンジン1740及び一つ又はそれ以上の患者外部のセンサー1720を組み込んでいてよい。患者状態を表わす信号は、無線通信リンクを越えて、患者外部のセンサーから、移植された予測エンジン1740に送信することができる。   In another example, an implantable therapy device may incorporate a disordered breath prediction engine 1740 and one or more patient-external sensors 1720. A signal representative of the patient condition may be transmitted over the wireless communication link from a sensor external to the patient to the implanted prediction engine 1740.

さらなる例では、予測エンジンは、治療コントローラに無線で結合された患者外部の装置であってよい。患者内部のセンサー1710、患者外部のセンサー1720、患者入力装置1730、予測エンジン1740、及び治療コントローラ1750の間の無線又は有線接続の各種の組合せが可能である。   In a further example, the prediction engine may be a patient-external device that is wirelessly coupled to the therapy controller. Various combinations of wireless or wired connections between patient-internal sensor 1710, patient-external sensor 1720, patient input device 1730, prediction engine 1740, and treatment controller 1750 are possible.

上記の例は、本発明の各種の実施形態により、呼吸障害の予測に基づいて呼吸障害治療を与えるのに使用できる、多くの可能な構成のうちの少数の例である。図に示し、かつ、ここで説明した構成要素及び機能性は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せで実現できることが分かる。図で別個の又は個別的なブロック/要素として示した構成要素及び機能性は、他の構成要素及び機能性との組合せで実現できること、また、個々の又は一体的な形態でのこのような構成要素及び機能性の描写は、説明の明瞭さを目的としたものであり、限定を目的としたものではないことが、さらに分かる。   The above examples are just a few of the many possible configurations that can be used to provide a disordered breathing treatment based on the prediction of disordered breathing according to various embodiments of the present invention. It will be appreciated that the components and functionality shown and described herein can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. The components and functionality shown as separate or individual blocks / elements in the figures can be realized in combination with other components and functionality, and such configurations in individual or integral form It will further be appreciated that the depiction of elements and functionality is for purposes of clarity of description and not for purposes of limitation.

表1に記載された代表的な状態等の、検出された患者状態の一サブセットは、患者を呼吸障害に罹らせる状態を表わす場合がある。病因状態は、統計的に、呼吸障害の予測に至る状態の検出に続く次の数時間中の、呼吸障害の開始と関連している場合がある。状態の別のサブセットは、数分又は数秒の期間で測定される時間窓内に生じる場合がある、呼吸障害の差し迫った開始を予測するのに使用された前兆状態を表わす場合がある。呼吸障害と関連した患者状態の検出、及び病因又は前兆状態に基づいた呼吸障害の予測は、リアルタイム方式で行なわれる。   A subset of detected patient conditions, such as the representative conditions listed in Table 1, may represent conditions that cause the patient to suffer from a disordered breathing. The etiological state may be statistically associated with the onset of a disordered breathing during the next few hours following detection of a condition leading to a predicted disordered breathing. Another subset of conditions may represent the precursor condition used to predict the impending onset of a respiratory disorder that may occur within a time window measured over a period of minutes or seconds. Detection of the patient condition associated with the disordered breathing and prediction of the disordered breathing based on the etiology or precursor condition is done in real time.

患者状態のサブセットは、呼吸障害の予測を検証する又は別様に知らせるのに使用できる。一例では、睡眠の開始又は睡眠段階又は状態(例えば、REM又は非REM睡眠)についての情報は、睡眠呼吸障害の予測の際に使用できる。表1に記載された状態のサブセットは、患者が眠っているかどうかを検出し、かつ、睡眠の各種の段階を追跡するのに使用できる。状態の別のサブセットは、呼吸障害の発症を検出し、かつ、呼吸障害の発症を分類するのに使用できる。以下の表4は、表1に記載されたいくつかの状態が、呼吸障害の予測の際に、いかに使用できるかの例を示す。   A subset of patient conditions can be used to verify or otherwise inform the prediction of disordered breathing. In one example, information about sleep onset or sleep stage or condition (eg, REM or non-REM sleep) can be used in predicting sleep disordered breathing. A subset of the conditions listed in Table 1 can be used to detect whether a patient is asleep and to track various stages of sleep. Another subset of conditions can be used to detect the development of respiratory disorders and to classify the development of respiratory disorders. Table 4 below shows an example of how some of the conditions listed in Table 1 can be used in predicting respiratory impairment.

Figure 2007502670
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Figure 2007502670
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図18は、表1及び(又は)4に記載された患者状態等の患者状態が、本発明の実施形態により呼吸障害1810を予測する際に、いかに使用できるかを、概念的に示す。一実施形態では、システムは、表1、表4、又はその両方に記載された状態のうちの一つ又はそれ以上を追跡して、呼吸障害を予測する。例えば、ある時間期間(例えば、患者の履歴的な睡眠時間に先立ち、かつ、それを含む、少なくとも一つの16時間の窓)の経過に亘って、システムは、一つ又はそれ以上の状態を追跡して、各特定の状態の存在及び(又は)レベルを判定する。   FIG. 18 conceptually illustrates how patient conditions such as those described in Tables 1 and / or 4 can be used in predicting respiratory impairment 1810 according to embodiments of the present invention. In one embodiment, the system tracks one or more of the conditions listed in Table 1, Table 4, or both to predict respiratory impairment. For example, over a period of time (eg, at least one 16-hour window that precedes and includes the patient's historical sleep time), the system tracks one or more states. To determine the existence and / or level of each particular state.

一インプリメンテーションでは、システムは、患者を呼吸障害の発作に罹らせていると判定された状態1820を追跡する。病因状態は、呼吸障害の開始と統計的に関連した患者状態を表わす。一つ又はそれ以上の病因状態の存在は、呼吸障害の予測に続く8時間の期間等の次の時間期間内に、又は現在の睡眠期間中に、呼吸障害が生じる可能性が有ることを示す場合がある。例えば、病因状態は、空気の質のウェブサイトからダウンロードされた患者の環境の大気汚染の指標、患者によって報告された最近の煙草使用、移植された経胸郭インピーダンスセンサーによって検出された患者の肺うっ血の程度、並びに、患者内部的及び(又は)患者外部的に検出された他の病因状態を含んでいてよい。   In one implementation, the system tracks a state 1820 that is determined to have the patient suffering from a disorder of breathing disorder. The etiological state represents a patient condition that is statistically associated with the onset of respiratory impairment. The presence of one or more etiological conditions indicates that a disordered breathing may occur within the next time period, such as the eight hour period following prediction of disordered breathing, or during the current sleep period There is a case. For example, the etiological status may be an indication of air pollution in the patient's environment downloaded from an air quality website, recent tobacco use reported by the patient, or a patient's lung congestion detected by an implanted transthoracic impedance sensor As well as other etiological conditions detected internally and / or externally to the patient.

追加的にあるいは別法として、システムは、呼吸障害の以前の発症を使用して、睡眠期間中等の特定の時間期間内に、患者が呼吸障害のさらなる発症に罹ると判定することができる。例えば、睡眠期間内の第一の間隔中の呼吸障害の以前の発症は、同じ睡眠期間内の第二の及び続く間隔で、追加の発症が生じる可能性が有ることを示す場合がある。一例では、第一のタイプの呼吸障害の発生は、第二のタイプの呼吸障害を予測するのに使用できる。別の例では、呼吸障害の周期性を使用して、呼吸障害の将来の発症を予測することができる。   Additionally or alternatively, the system can use a previous onset of breathing disorder to determine that the patient suffers from a further onset of breathing disorder within a particular time period, such as during a sleep period. For example, a previous episode of respiratory disorder during a first interval within a sleep period may indicate that additional episodes may occur at a second and subsequent interval within the same sleep period. In one example, the occurrence of a first type of disordered breathing can be used to predict a second type of disordered breathing. In another example, the disorder of breathing disorder can be used to predict future onset of breathing disorder.

呼吸障害予測エンジンは、以前の呼吸障害の発症のタイプ、持続時間、頻度、及び(又は)重症度を使用して、呼吸障害の予測分析を知らせることができる。呼吸障害の重症度、頻度、及び持続時間の定量化は、例えば、呼吸障害のパーセント時間及び無呼吸/低呼吸指標を含む、多数の呼吸障害測度のうちのいずれかを用いて、達成することができる。   The disordered breathing prediction engine can use the type, duration, frequency, and / or severity of previous disordered breathing to inform a predictive analysis of disordered breathing. Quantification of the severity, frequency, and duration of disordered breathing should be accomplished using any of a number of disordered breathing measures, including, for example, the percent time of disordered breathing and the apnea / hypopnea index. Can do.

患者を低呼吸又は無呼吸に罹らせる状態のさらなる例は、体位である。仰臥位の姿勢は、上気道の閉塞症を生ずる可能性がより大きく、かつ、閉塞性低呼吸及び無呼吸の発症を予測するのに使用できる。体位及び(又は)胴配向の感知は、例えば、移植可能な多軸加速度計を用いて、達成することができる。   A further example of a condition that causes the patient to suffer from hypopnea or apnea is body posture. The supine posture is more likely to cause upper airway obstruction and can be used to predict the onset of obstructive hypopnea and apnea. Sensing of posture and / or torso orientation can be accomplished using, for example, an implantable multi-axis accelerometer.

前述のように、睡眠呼吸障害は、蔓延している形態の呼吸障害である。したがって、患者は、該患者が就床して眠っている場合、呼吸障害の発症を経験する可能性がより大きい場合がある。したがって、ベッドへの接近は、呼吸障害に対する病因状態として使用できる。呼吸障害治療システムは、ベッド接近センサーを使用して、患者が就床していることを検出することができる。ベッド接近は、患者のベッド上にビーコン発信器を設置することによって、検出することができる。例えば、患者のペースメーカーに組み込まれた、患者上又は患者内の受信器回路は、ビーコン信号を受信し、かつ、患者が就床していることを判定する。   As mentioned above, sleep disordered breathing is a prevalent form of disordered breathing. Thus, a patient may be more likely to experience the development of a disordered breathing when the patient is sleeping and sleeping. Thus, access to the bed can be used as an etiological condition for breathing problems. The disordered breathing treatment system can use a bed proximity sensor to detect that the patient is in bed. Bed approach can be detected by placing a beacon transmitter on the patient's bed. For example, a receiver circuit on or within a patient, incorporated in the patient's pacemaker, receives the beacon signal and determines that the patient is in bed.

患者を呼吸障害に罹らせる状態1820は、夜又は他の睡眠期間の経過に亘って等、次の時間期間中に、呼吸障害の一つ又はそれ以上の発症が生じる可能性を示す状態である。病因状態1820に基づいて、呼吸障害の開始が、数時間(例えば、8時間)を含んでいてよい時間の窓内に生じることが予測できる1812。   A condition 1820 that causes a patient to suffer from a disordered breathing is a condition that indicates that one or more of the disordered breathing events may occur during the next period of time, such as at night or over the course of another sleep period. is there. Based on the etiology state 1820, it can be predicted 1812 that the onset of a respiratory disorder occurs within a window of time that may include several hours (eg, 8 hours).

状態の第二のセット(ここで、前兆状態1830として表される)を使用して、呼吸障害の差し迫った開始を予測することができる1814。前兆状態1830は、呼吸障害の発症が差し迫っており、かつ、例えば、分又は秒の期間で測定してよい、時間の窓内に生じることを示す。一インプリメンテーションでは、前兆状態1830を使用して、例えば、次の1800秒内に、呼吸障害の発症が生じることを予測することができる。   A second set of conditions (represented here as precursor states 1830) can be used to predict the impending onset of respiratory impairment 1814. The precursor state 1830 indicates that the onset of a respiratory disorder is imminent and occurs within a window of time that may be measured, for example, in minutes or seconds. In one implementation, the precursor state 1830 can be used to predict the onset of a disordered breathing, for example, within the next 1800 seconds.

一実施形態では、呼吸障害の差し迫った開始を示す前兆状態1830は、例えば、前無呼吸又は前低呼吸状態を含んでいてよい。一インプリメンテーションでは、CO2等の血中ガス濃度の変化は、中枢性無呼吸の原因となる場合がある。したがって、特定の患者における前無呼吸の前兆状態は、例えば、患者外部のCO2センサーによって測定されたままの患者のCO2レベルが、選択されたレベル以下に落ちて無呼吸発症の差し迫った開始を示す場合に、検出することができる。 In one embodiment, the precursor state 1830 that indicates the impending onset of a disordered breathing may include, for example, a pre-apnea or pre-hypopnea condition. In one implementation, changes in blood gas concentrations such as CO 2 may cause central apnea. Thus, a precursor state of pre-apnea in a particular patient is, for example, an imminent onset of apnea episodes when the patient's CO 2 level, as measured by the patient's external CO 2 sensor, falls below a selected level Can be detected.

別の実施形態では、患者の心拍数の可変性は、無呼吸の発症の前に、その間中に、かつ、その後で、有意に変更できる。心拍数の可変性を、例えば、前兆状態として使用して、呼吸障害の差し迫った発症を予測することができる。   In another embodiment, a patient's heart rate variability can be significantly altered before, during, and after the onset of apnea. Heart rate variability can be used, for example, as a predictive state to predict an impending onset of breathing problems.

また別の実施形態では、前無呼吸又は前低呼吸状態は、患者の呼吸パターンを分析することによって、検出することができる。呼吸障害現象(例えば、無呼吸又は低呼吸現象)直前の呼吸サイクルは、特徴的なパターンを示す場合がある。例えば、無呼吸現象は、多くの患者の場合、多数の急速で深い呼吸による過換気の期間が先行する。過換気のパターンは、患者の経胸郭インピーダンス信号を分析して、呼吸数及び一回換気量を判定することによって、検出できる。   In yet another embodiment, a pre-apnea or pre-hypopnea condition can be detected by analyzing a patient's breathing pattern. The respiratory cycle immediately prior to a disordered breathing event (eg, apnea or hypopnea event) may exhibit a characteristic pattern. For example, apnea events are preceded by a number of rapid and deep breathing periods of hyperventilation in many patients. Hyperventilation patterns can be detected by analyzing the patient's transthoracic impedance signal to determine respiratory rate and tidal volume.

チェーン・ストークス呼吸及びいくつかの無呼吸/低呼吸の発症は、漸強・漸弱呼吸パターンを示す場合がある。漸強・漸弱呼吸パターンは、漸強段階中に過換気を、かつ、漸弱段階中に換気低下を生ずる。過換気(肺うっ血に対して二次性の)は、二酸化炭素の動脈分圧を下方にドライブする。二酸化炭素の動脈分圧の、無呼吸レベル以下の減少は、中枢性無呼吸に対して原因機序となる場合がある。本発明の一実施形態によれば、呼吸障害の差し迫った開始の検出は、後に一連の減少する一回換気量が続く一連の増大する一回換気量を検出することによって、実現できる。   The onset of Chain Stokes breathing and some apnea / hypopneas may show a gradual / weak breath pattern. The gradual and gradual breathing pattern results in hyperventilation during the gradual phase and hypoventilation during the gradual phase. Hyperventilation (secondary to pulmonary congestion) drives the arterial partial pressure of carbon dioxide downward. A decrease in the arterial partial pressure of carbon dioxide below the apnea level may be a causative mechanism for central apnea. According to one embodiment of the present invention, the detection of an impending onset of respiratory disturbance can be achieved by detecting a series of increasing tidal volumes followed by a series of decreasing tidal volumes.

ある患者達の場合、呼吸障害は、規則的な間隔で生じるため、呼吸障害発症の周期性を前兆状態として使用することが可能となる。患者の呼吸障害の発症が規則的な間隔で生じる場合、呼吸障害の次の発症は、最後の発症が検出されてからの経過時間に基づいて予測できる。   In some patients, disordered breathing occurs at regular intervals, allowing the periodicity of the onset of disordered breathing to be used as a precursor. If the onset of the patient's respiratory disorder occurs at regular intervals, the next occurrence of the respiratory disorder can be predicted based on the time elapsed since the last onset was detected.

また、一つの形態の呼吸障害の発生は、別の形態の呼吸障害を予測するのに使用できる。例えば、患者は、夜の第一の部分中に、閉塞性睡眠無呼吸の一つ又はそれ以上の発症を、次いで、夜のより遅い部分中に、中枢性睡眠無呼吸の発症を特徴的に経験する場合がある。別の例では、低呼吸の一つ又はそれ以上の発症を使用して、将来の無呼吸の発症を予測することができる。   Also, the occurrence of one form of respiratory disorder can be used to predict another form of respiratory disorder. For example, a patient is characterized by one or more episodes of obstructive sleep apnea during the first part of the night, and then by the development of central sleep apnea during the later part of the night. May experience. In another example, one or more episodes of hypopnea can be used to predict future apnea episodes.

いびきは、前無呼吸又は前低呼吸状態の追加の例である。多くの場合、患者のいびき、又はより一般的には、上気道におけるいかなる異常な気流(これは音響手段を介して検出可能な場合がある)も、低呼吸又は無呼吸等のより有意な睡眠呼吸障害の状態に先行する。前兆状態1830は、個々に、又は一つ又はそれ以上の病因状態1820と組み合せて、分析することにより、呼吸障害発症の差し迫った開始を予測することができる。   Snoring is an additional example of a pre-apnea or pre-hypopnea condition. In many cases, the patient's snoring or, more commonly, any abnormal airflow in the upper airway (which may be detectable via acoustic means) is more significant sleep such as hypopnea or apnea. Precedes the state of respiratory impairment. The precursor state 1830 can be analyzed individually or in combination with one or more etiological states 1820 to predict the impending onset of respiratory disorder.

呼吸障害の予測に使用される状態及び関連予測判断基準は、高度に患者特異的であってよい。ある患者では呼吸障害の確実な予測器である状態が、別の患者には効果的でない場合がある。したがって、呼吸障害を予測するのに使用される状態及び各予測判断基準は、患者特異的なデータに基づいているのが好ましい。   The conditions and associated prediction criteria used to predict breathing disorders can be highly patient specific. A condition that is a reliable predictor of disordered breathing in one patient may not be effective in another patient. Thus, the conditions used to predict breathing disorders and each predictive criteria are preferably based on patient specific data.

患者状態のサブセットは、呼吸障害の予測を検証又は確認するのに使用できる。例えば、呼吸障害の予測が行われる前又は後に、一つ又はそれ以上の検証状態1840をチェックして、予測を確認することができる。呼吸障害を予測するのに使用される検証状態、並びに、生理学的かつコンテクスチュアルな状態は、高度に患者特異的であってよい。   A subset of patient conditions can be used to verify or confirm a prediction of respiratory impairment. For example, one or more verification states 1840 can be checked before or after a disordered breathing prediction is made to confirm the prediction. The verification state used to predict breathing disorders, as well as the physiological and contextual state, can be highly patient specific.

一例実施形態では、呼吸の特徴的なパターンは、特定の患者において、該患者が仰臥位である場合のみ、呼吸障害の確実な予測器である。該患者が仰臥位でない間に予測が行われた場合は、この特定の患者における呼吸サイクルの正常な変動は、呼吸障害の間違った予測に至る場合がある。したがって、呼吸障害が予測される前に、体位センサー信号をチェックして、患者が仰臥位であることを検証する。患者が仰臥位であり、かつ、患者の呼吸サイクルが、呼吸障害の可能性が有ることを示す判断基準と一致した場合は、呼吸障害の予測が行われる。   In one example embodiment, the characteristic pattern of breathing is a reliable predictor of breathing disorder only in a particular patient when the patient is supine. If predictions are made while the patient is not in the supine position, normal fluctuations in the respiratory cycle in this particular patient may lead to false predictions of respiratory impairment. Therefore, the posture sensor signal is checked to verify that the patient is supine before a respiratory disorder is predicted. If the patient is in the supine position and the patient's respiratory cycle matches a criterion that indicates that there is a possibility of a disordered breathing, a disordered breathing is predicted.

別の例では、患者は、睡眠の間中、無呼吸の発症を被っていることが既知である。該患者の睡眠無呼吸は、多数のコンテクスチュアルな、かつ、生理学的な状態を用いて予測できる。睡眠無呼吸の予測は、患者の体位及び部位が睡眠と一致していることを査定してから行なってよい。睡眠無呼吸の予測が行われる前に、システムは、移植可能な体位センサー及びベッド接近センサーからの信号をチェックすることによって、患者がベッドに横になって休んでいることを確認する。   In another example, the patient is known to suffer from apnea throughout sleep. The patient's sleep apnea can be predicted using a number of contextual and physiological conditions. Sleep apnea may be predicted after assessing that the patient's body position and location are consistent with sleep. Before sleep apnea prediction is made, the system checks that the patient is lying on the bed and resting by checking signals from the implantable body position sensor and the bed proximity sensor.

図19のブロック図は、各種の実施形態による呼吸障害予測エンジン1900の動作を概念的に示す。一つ又はそれ以上の患者状態が、定期的に検出され、かつ、予測判断基準のライブラリ1910と比較される。予測判断基準ライブラリ1910は、予測判断基準1911、1912、1913、1914の一つ又はそれ以上のセットを組み込んでいてよい。判断基準のこれらセットのそれぞれは、検出された患者状態と比較してよい。予測判断基準セット1911、1912、1913、1914の判断基準が患者状態と略一致した場合は、予備的な呼吸障害の予測を行ってよい。   The block diagram of FIG. 19 conceptually illustrates the operation of the disordered breathing prediction engine 1900 according to various embodiments. One or more patient conditions are periodically detected and compared to a library of predictive criteria 1910. The prediction criteria library 1910 may incorporate one or more sets of prediction criteria 1911, 1912, 1913, 1914. Each of these sets of criteria may be compared to the detected patient condition. When the judgment criteria of the prediction judgment criteria set 1911, 1912, 1913, 1914 substantially coincide with the patient state, a preliminary respiratory disorder may be predicted.

各種の実施形態では、予測判断基準セット1911、1912、1913、1914は、呼吸障害の開始と関連した一つ又はそれ以上の状態閾値を表わす。一例実施形態では、一つ又はそれ以上の検出された状態のレベルは、予測判断基準セット1911、1912、1913、1914と比較してよい。一つ又はそれ以上の状態のレベルが、予測判断基準セット1911、1912、1913、1914で指定された閾値と略一致した場合は、呼吸障害の予備的な予測を行ってよい。   In various embodiments, the predictive criteria set 1911, 1912, 1913, 1914 represents one or more state thresholds associated with the onset of disordered breathing. In one example embodiment, the level of one or more detected conditions may be compared to the prediction criteria set 1911, 1912, 1913, 1914. If the level of one or more states approximately matches the threshold specified in the prediction criteria set 1911, 1912, 1913, 1914, a preliminary prediction of respiratory impairment may be made.

以下、例を挙げて、状態が、予測判断基準の閾値を超える場合に、該状態が予測判断基準と一致することについて説明する。しかしながら、異なる状態に対しては、異なる閾値条件を定義してよいことが分かろう。例えば、一つの状態は、該状態が予測基準閾値を超える場合に、予測基準と一致すると定義してよい。別の状態は、該状態が閾値以下に落ちる場合に、予測基準閾値と一致すると定義してよい。また別の例では、状態は、該状態が値の指定された範囲内に入る場合に、予測基準と一致すると定義してよい。患者状態は、例えば、状態のタイミング、変化の速度、又は最大値又は最小値に基づいて、予測判断基準と比較してよい。   Hereinafter, by way of example, it will be described that the state matches the prediction determination criterion when the state exceeds the threshold of the prediction determination criterion. However, it will be appreciated that different threshold conditions may be defined for different states. For example, a state may be defined as matching a prediction criterion if the state exceeds a prediction criterion threshold. Another state may be defined as matching the prediction reference threshold if the state falls below a threshold. In another example, a state may be defined as matching a prediction criterion when the state falls within a specified range of values. The patient condition may be compared to the predictive criteria, for example based on the timing of the condition, the rate of change, or the maximum or minimum value.

図19に示した例では、予測判断基準N 1914は、2つのコンテクスチュアルな状態、C1及びC2、及び2つの生理学的な状態、P1及びP2、を含んでいる。この特定の例では、状態C1、C2、P1、及びP2が、それぞれ、レベル、Level1、Level2、Level3、及びLevel4を超える場合、患者は、夜の間中に呼吸障害を経験する場合がある。したがって、状態C1、C2、及びP1、P2が、判断基準N 1914で指定されたレベルに達した場合は、呼吸障害の予備的な予測が行われる。呼吸障害の予備的な予測を確認するためには、一つ又はそれ以上の追加の検証判断基準1920を使用してよい。   In the example shown in FIG. 19, the prediction criterion N 1914 includes two contextual states, C1 and C2, and two physiological states, P1 and P2. In this particular example, the patient may experience respiratory disturbances during the night if states C1, C2, P1, and P2 exceed levels, Level1, Level2, Level3, and Level4, respectively. Accordingly, when the states C1, C2, and P1, P2 reach the level specified by the criterion N 1914, a preliminary prediction of respiratory disorder is performed. One or more additional validation criteria 1920 may be used to confirm a preliminary prediction of respiratory impairment.

本発明の別の実施形態では、検出された状態同士の間の関係を分析して、呼吸障害を予測してよい。この実施形態では、呼吸障害の予測は、2つ又はそれ以上の患者状態と関連した存在及び相対値に基づいていてよい。例えば、呼吸障害の予測を行なう前に、状態Aが、xのレベルで存在する場合は、状態Bも、f(x)のレベルで存在しなければならない。   In another embodiment of the present invention, the relationship between detected states may be analyzed to predict respiratory impairment. In this embodiment, the disordered breathing prediction may be based on presence and relative values associated with two or more patient conditions. For example, if state A exists at the level of x prior to making a disordered breath prediction, state B must also exist at the level of f (x).

本発明のまた別の実施形態では、特定の状態レベルが検出された場合に呼吸障害が生じる推定確率P(Cn)は、特定の状態レベルの検出に続く選択された時間間隔内に呼吸障害が生じた回数と状態レベルの観察された合計発生数との比の関数として表わすことができる。呼吸障害が生じる確率P(Cn)は、閾値確率レベルと比較されて、呼吸障害の予測が行なわれる。推定確率を計算する他の方法も可能である。 In yet another embodiment of the present invention, the estimated probability P (C n ) that a disordered breathing will occur if a particular state level is detected is determined within a selected time interval following the detection of the particular state level. Can be expressed as a function of the ratio of the number of occurrences to the observed total number of occurrences of the state level. The probability P (C n ) of occurrence of a disordered breathing is compared with a threshold probability level to predict a disordered breathing. Other methods of calculating the estimated probability are possible.

呼吸障害の予測は、同じ時間期間内に生じる多数の状態の収斂又は発散に基づいていてよい。この状況では、複合確率のスコアは、個々の確率の組合せとして計算できる。一実施形態では、確率は、状態確率のそれぞれに重み付けファクターを掛けたのち、状態確率を加えることによって組み合わせる。例えば、呼吸障害の予測が、四つの略同時の状態C1、C2、C3、及びC4に基づいている場合は、合計の確率スコアPSTは、次のように計算できる。すなわち、
PST = A x P(C1) + B x P(C2) + C x P(C3) + D x P(C4) [1]
ここで、A、B、C、及びDは、状態C1、C2、C3、及びC4のそれぞれの相対的な重要性を推定するのに使用できるスカラー重み付けファクターである。確率スコアが、選択された予測判断基準の閾値を超えた場合は、呼吸障害が予測される。
A disordered breathing prediction may be based on the convergence or divergence of multiple conditions that occur within the same time period. In this situation, the composite probability score can be calculated as a combination of individual probabilities. In one embodiment, the probabilities are combined by multiplying each of the state probabilities by a weighting factor and then adding the state probabilities. For example, the prediction of disordered breathing, the state of the four substantially simultaneous C 1, C 2, C 3 , and if it is based on C 4, the probability score PS T in total can be calculated as follows. That is,
PS T = A x P (C 1 ) + B x P (C 2 ) + C x P (C 3 ) + D x P (C 4 ) [1]
Where A, B, C, and D are scalar weighting factors that can be used to estimate the relative importance of each of states C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 . If the probability score exceeds the threshold of the selected prediction criterion, a respiratory disorder is predicted.

上記のプロセスは、推定確率のそれぞれを加えることによる、各状態についての推定確率の組合せを述べているが、他の方法も可能である。例えば、検出された患者状態は、呼吸障害の予測と反対に作用する場合がある。この状況では、特定の状態レベルが検出される場合に呼吸障害が生じない推定確率Pn(Cn)は、特定の状態レベルの検出に続く選択された時間間隔内に呼吸障害が生じなかった回数と、状態レベルの観察された合計の発生数との比の関数として表わすことができる。この値を合計から引けば、確率スコアが求まる。推定確率を組み合わせて複合確率に至る非直線法も可能である。 While the above process describes a combination of estimated probabilities for each state by adding each of the estimated probabilities, other methods are possible. For example, the detected patient condition may have the opposite effect of predicting respiratory impairment. In this situation, the estimated probability P n (C n ) that no disordered breathing would occur if a particular state level was detected was that the disordered disorder did not occur within the selected time interval following the detection of the particular state level It can be expressed as a function of the ratio between the number of times and the observed total number of occurrences of the state level. Subtract this value from the total to get the probability score. Non-linear methods that combine estimated probabilities to arrive at composite probabilities are also possible.

患者を冒している状態が、呼吸障害の予測と一致した場合は、予測は、一つ又はそれ以上の検証状態を検証判断基準と比較することによって、検証できる。検証状態が、検証判断基準と一致した場合は、呼吸障害の予測が行われる。   If the condition affecting the patient is consistent with a predicted disordered breathing, the prediction can be verified by comparing one or more verification states to verification criteria. If the verification state matches the verification criteria, a respiratory disorder is predicted.

上記の実施形態では、呼吸障害の予測は、一つ又はそれ以上の患者状態と予測判断基準のセットとの比較に基づいている。初期予測判断基準のセットを形成する際の基となる初期データは、母集団データから取られた過去の観察又は特定の患者から収集したデータに由来していてよい。したがって、初期予測判断基準セットは、患者から追加のデータが収集されるにつれて修正してよい。   In the above embodiment, the disordered breathing prediction is based on a comparison of one or more patient conditions with a set of prediction criteria. The initial data from which the set of initial prediction criteria is based may be derived from past observations taken from the population data or data collected from a particular patient. Thus, the initial prediction criteria set may be modified as additional data is collected from the patient.

一実施形態では、予測判断基準の推定された正確さは、予測現象毎に更新される。予測判断基準セットNの推定された正の的中率(PPV)は、次のように表わすことができる。すなわち、   In one embodiment, the estimated accuracy of the prediction criteria is updated for each prediction phenomenon. The estimated positive predictive value (PPV) of the prediction criterion set N can be expressed as: That is,

Figure 2007502670
Figure 2007502670

ここで、TP(真の正)は、予測判断基準セットが呼吸障害の予測に成功した回数、かつ、FP(偽の正)は、予測判断基準が誤って呼吸障害を予測した回数である。 Here, TP (true positive) is the number of times that the prediction judgment criterion set has succeeded in predicting a respiratory disorder, and FP (false positive) is the number of times that the prediction judgment standard has erroneously predicted a respiratory disorder.

予測判断基準セットNの推定された正確さ、PPVN、が、予め定められたレベル、例えば、0.7以下に落ちた場合は、予測判断基準セットNは、修正してよい。一実施形態では、可能な予測判断基準セットは、例えば、元の予測判断基準セットNによって表わされる状態のうちの一つ又はそれ以上の閾値レベルを修正することによって形成される。一実施形態では、元の予測判断基準セットNにおける各閾値を増分値で修正して予測判断基準セットをより正確にする。 If the estimated accuracy of the prediction criterion set N, PPV N , falls below a predetermined level, for example, 0.7 or less, the prediction criterion set N may be modified. In one embodiment, possible prediction criteria sets are formed, for example, by modifying one or more threshold levels of the states represented by the original prediction criteria set N. In one embodiment, each threshold in the original prediction criterion set N is modified with an incremental value to make the prediction criterion set more accurate.

別の実施形態では、元の予測判断基準セットN内で表わされている状態を、呼吸障害発生の直前に存在している状態と比較して、可能な予測判断基準セットの修正をいかに実行すべきか決定する。例えば、発生の直前の特定の状態のレベルが、呼吸障害発症の直前に、相対的に大きな変動を示すが、他の状態のレベルは、依然として一定である場合は、変化するレベルのみを予測判断基準セット内で修正してよい。   In another embodiment, how the state represented in the original prediction criterion set N is compared with the state that exists immediately before the occurrence of a respiratory disorder, and how a possible correction of the prediction criterion set is performed. Decide what to do. For example, if the level of a specific state just before the occurrence shows relatively large fluctuations just before the onset of respiratory disorder, but the level of other states is still constant, only the level that changes is predicted It may be modified within the reference set.

可能な予測判断基準セットが満足される毎に、いかなる呼吸障害の予測も行なわれないが、可能な予測判断基準セットの正確さは、例えば、式2の形と同様の式を用いて更新される。可能な予測判断基準セットの正確さが、選択されたレベル、例えば、0.7に達し、かつ、元の予測判断基準セットNの正確さが、依然として0.7以下である場合は、予測判断基準ライブラリにおいて、元の予測判断基準セットNを可能な予測判断基準セットで置き換えてよい。   Each time a possible set of predictive criteria is satisfied, no respiratory disorder is predicted, but the accuracy of the possible set of predictive criteria is updated using, for example, an equation similar to the form of Equation 2. The If the accuracy of the possible prediction criteria set reaches a selected level, e.g. 0.7, and the accuracy of the original prediction criteria set N is still below 0.7, in the prediction criteria library: The original prediction criterion set N may be replaced with a possible prediction criterion set.

各種の実施形態によれば、新しい予測判断基準セットが、予測判断基準ライブラリに追加可能である。これら実施形態によれば、呼吸障害発症が予測なしに生じる場合、呼吸障害発症の前に検出された患者状態のレベルは、可能な予測判断基準セットとして保存される。可能な予測判断基準セットが満足される毎に、いかなる呼吸障害の予測も行なわれないが、可能な予測判断基準セットの正確さは、例えば、式2の形と同様の式を用いて更新される。可能な予測判断基準セットの正確さが、選択されたレベル、例えば、0.7に達した場合は、可能な予測判断基準セットを予測判断基準ライブラリに追加してよい。   According to various embodiments, a new set of prediction criteria can be added to the prediction criteria library. According to these embodiments, if a disordered breathing episode occurs without prediction, the level of patient condition detected prior to the disordered breathing episode is stored as a possible set of predictive criteria. Each time a possible set of predictive criteria is satisfied, no respiratory disorder is predicted, but the accuracy of the possible set of predictive criteria is updated using, for example, an equation similar to the form of Equation 2. The If the accuracy of a possible set of prediction criteria reaches a selected level, eg, 0.7, the possible set of prediction criteria may be added to the prediction criteria library.

各種の実施形態によれば、システムは、敏感な呼吸障害予測判断基準セットの感度が増大するよう調整することもできる。予測判断基準セットNの推定感度は、次のように表わすことができる。すなわち、   According to various embodiments, the system can also be adjusted to increase the sensitivity of the sensitive breathing disorder prediction criteria set. The estimated sensitivity of the prediction criterion set N can be expressed as follows. That is,

Figure 2007502670
Figure 2007502670

ここで、TP(真の正)は、予測判断基準が呼吸障害の予測に成功した回数、かつ、FN(偽の負)は、予測判断基準が、呼吸障害は起こらないであろうと、誤って予測した回数である。 Where TP (true positive) is the number of times the predictive criterion was successful in predicting disordered breathing, and FN (false negative) is erroneously predicted that the predictive criterion would not cause disordered breathing. This is the predicted number of times.

一実施形態では、予測判断基準セットNの予測判断基準の正確さが、選択された数、例えば、0.9より大きくなった場合は、予測判断基準セットN内で表わされている状態のうちの一つ又はそれ以上の閾値レベルを調整して、感度を増強することができる。   In one embodiment, if the accuracy of the prediction criteria of the prediction criteria set N is greater than a selected number, eg, 0.9, of the states represented in the prediction criteria set N One or more threshold levels can be adjusted to enhance sensitivity.

一例では、予測判断基準セットN内で表わされている各状態の閾値レベルを、増分値により修正して、予測判断基準セットNの感度を増大させる。別の実施形態では、予測判断基準セットN内で表されている状態を、呼吸障害発生の直前に存在する状態と比較して、予測判断基準セットNの修正をいかに実行すべきか決定する。また別の実施形態では、修正される状態閾値レベルは、全体的な予測判断基準における状態の相対的な重要さに基づいている。別の例では、特定の状態のレベルが、呼吸障害発症の発生の直前に変化しつつあるが、他の状態のレベルは、依然として一定である場合、変化している状態のみを修正してよい。   In one example, the threshold level of each state represented in the prediction criterion set N is modified with an incremental value to increase the sensitivity of the prediction criterion set N. In another embodiment, the state represented in the prediction criterion set N is compared with the state that exists immediately before the occurrence of the disordered breathing to determine how to modify the prediction criterion set N. In yet another embodiment, the modified state threshold level is based on the relative importance of the state in the overall predictive criteria. In another example, if the level of a particular state is changing just before the onset of breathing disorder, but the level of other states is still constant, only the changing state may be corrected .

上記のプロセスのうちのいずれかによる調整に従って調整された予測判断基準セットは、可能な予測判断基準セットと呼んでよい。可能な予測判断基準セットが満足される毎に、いかなる呼吸障害の予測も行なわれないが、可能な予測判断基準セットの正確さは、例えば、式2又は3を用いて更新される。可能な予測判断基準セットの正確さが、選択されたレベル、例えば、0.7に達した場合は、可能な予測判断基準セットを予測判断基準ライブラリに追加してよい。   A prediction criterion set adjusted according to adjustments by any of the above processes may be referred to as a possible prediction criterion set. Each time a possible set of predictive criteria is satisfied, no prediction of respiratory impairment is made, but the accuracy of the possible set of predictive criteria is updated using, for example, Equation 2 or 3. If the accuracy of a possible set of prediction criteria reaches a selected level, eg, 0.7, the possible set of prediction criteria may be added to the prediction criteria library.

システムはまた、特異性又は呼吸障害予測判断基準の負の的中率(NPV)が、前述のアダプティブな方法と同様の様式で向上するよう調整することもできる。特異性及び予測判断基準NのNPVの計算は、以下の式4及び5を用いて行なうことができる。   The system can also be adjusted to improve the negative predictive value (NPV) of specificity or disordered breathing prediction criteria in a manner similar to the adaptive method described above. The calculation of the NPV of specificity and prediction criterion N can be performed using the following equations 4 and 5.

Figure 2007502670
Figure 2007502670

ここで、TN(真の負)は、予測判断基準が呼吸障害の欠如の予測に成功した回数であり、FP(偽の正)は、予測判断基準が誤って呼吸障害を予測した回数であり、かつ、FN(偽の負)は、予測判断基準が誤って呼吸障害の欠如を予測した回数でである。 Where TN (true negative) is the number of times the predictive criteria have successfully predicted a lack of respiratory impairment, and FP (false positive) is the number of times the predictive criteria have incorrectly predicted respiratory impairment. , And FN (false negative) is the number of times the prediction criteria incorrectly predicted a lack of respiratory impairment.

図20のフローチャートは、本発明の実施形態により、予測判断基準ライブラリを確定しかつ更新する方法を示す。呼吸障害の以前の観察は、母集団データ2002から、又は特異的な患者2004の過去の観察から、類化してよい。一つ又はそれ以上の予測判断基準セットが決定され、かつ、予測判断基準ライブラリ2006内で構築される。   The flowchart of FIG. 20 illustrates a method for determining and updating a prediction criteria library according to an embodiment of the present invention. Previous observations of respiratory impairment may be categorized from population data 2002 or from specific patient 2004 past observations. One or more prediction criteria sets are determined and built in the prediction criteria library 2006.

呼吸障害と関連した状態が定期的に検出され2008、かつ、予測判断基準ライブラリ内の予測判断基準セットと比較される。状態が、ライブラリ内の予測判断基準セットのうちのどれかと一致した2010場合は、呼吸障害が予測される2015。呼吸障害の予測に続く選択された時間の窓内で、システムは、呼吸障害が生じたかどうかを判定する2020。   A condition associated with a disordered breathing is periodically detected 2008 and compared to a set of predictive criteria in the predictive criteria library. If the condition matches any of the predictive criteria sets in the library, 2010, a disordered breathing is predicted 2015. Within a selected window of time following the prediction of a disordered breathing, the system determines 2020 whether a disordered breathing has occurred.

呼吸障害を検出する一例示的な方法には、例えば、経胸郭インピーダンスセンサーを用いて呼吸波形出力をモニタリングすることが含まれている。経胸郭インピーダンス信号によって示された患者の呼吸の一回換気量(TV)が、低呼吸閾値以下に落ちた場合は、低呼吸現象が宣言される。例えば、患者の一回換気量が、最近の平均一回換気量又は他のベースライン一回換気量の約50%以下に落ちた場合は、低呼吸現象が宣言される場合がある。患者の一回換気量が、さらに無呼吸閾値(例えば、最近の平均一回換気量の約10%)まで落ちた場合は、無呼吸現象が宣言される。   One exemplary method for detecting a respiratory disorder includes, for example, monitoring respiratory waveform output using a transthoracic impedance sensor. A hypopnea event is declared if the patient's respiratory tidal volume (TV) indicated by the transthoracic impedance signal falls below a low respiratory threshold. For example, a hypopnea event may be declared if a patient's tidal volume falls below about 50% of a recent average tidal volume or other baseline tidal volume. An apnea event is declared if the patient's tidal volume has further dropped to an apnea threshold (eg, about 10% of the recent average tidal volume).

呼吸障害が生じた2020場合は、呼吸障害の予測に使用されている予測判断基準セットの予測判断基準の正確さが更新される2025。更新された予測判断基準の正確さが、選択された数より大きくなった2030場合は、可能な予測判断基準セットが形成される2035。可能な予測判断基準セットは、例えば、元の予測判断基準セットと比較した場合、より敏感な状態レベルで置換することによって、形成してよい。   If the disordered breathing occurred 2020, the accuracy of the predictive criteria of the predictive criteria set used to predict the disordered breathing is updated 2025. If the accuracy of the updated prediction criteria is greater than the selected number 2030, a possible set of prediction criteria is formed 2035. Possible prediction criteria sets may be formed, for example, by replacing with a more sensitive state level when compared to the original prediction criteria set.

予測に続いて、呼吸障害が検出されなかった2020場合は、予測判断基準セットの正確さが更新される2040。予測判断基準セットの正確さが、選択された数以下に減少した2045場合は、可能な予測判断基準セットが形成される2050。可能な予測判断基準セットは、例えば、より正確な予測を生ずるためのより厳しい状態レベルで置換することによって、形成してよい。   Following prediction, if the respiratory disorder is not detected 2020, the accuracy of the prediction criteria set is updated 2040. If the accuracy of the prediction criteria set is reduced 2045 below the selected number, a possible prediction criteria set is formed 2050. A possible set of prediction criteria may be formed, for example, by replacing with a more severe state level to produce a more accurate prediction.

検出された患者状態が、予測判断基準ライブラリ内の予測判断基準セットのいずれとも一致しなかった2010場合は、呼吸障害は、予測されない。呼吸障害の予測に続く時間の窓内で、システムは、呼吸障害が生じるかどうかを判定する2055。呼吸障害が生じた2055場合は、システムは、患者状態が、可能な予測判断基準セットのうちのどれかと一致するかどうかを確認する2060。患者状態が、可能な予測判断基準セットのいずれとも一致しなかった2060場合は、可能な予測判断基準セットが形成される2056。   If the detected patient condition does not match any of the predictive criteria sets in the predictive criteria library, 2010, a respiratory disorder is not predicted. Within the window of time following the prediction of the disordered breathing, the system determines 2055 whether the disordered breathing occurs. If breathing disorder 2055 occurs, the system checks 2060 if the patient condition matches any of the possible set of predictive criteria. If the patient status does not match any of the possible predictive criteria sets 2060, a possible predictive criteria set is formed 2056.

患者状態が、可能な判断基準セットと一致した2060場合は、可能な予測判断基準セットの正確さが更新される2070。可能な予測判断基準の正確さが、選択された数を超えて増大した2075場合は、可能な予測判断基準セットが、予測判断基準ライブラリに追加される2080。   If the patient status matches 2060 with the possible set of criteria, the accuracy of the possible predictive criteria set is updated 2070. If the accuracy of possible prediction criteria has increased 2075 beyond the selected number, a set of possible prediction criteria is added 2080 to the prediction criteria library.

治療の有効性に基づく治療の適合化
図2を参照して前に述べたように、呼吸障害治療システムは、治療の各種のパラメータを査定するための治療アセスメントプロセッサ260を含んでいてよい。治療アセスメントプロセッサは、患者内部のセンサー280、231、患者外部のセンサー290、及び(又は)患者を冒している状態を感知することができる他の入力装置270のうちの一つ又はそれ以上からの入力を受信できる。治療アセスメントプロセッサはまた、心臓不整脈検出器252、睡眠質モニター254、睡眠検出器256及び(又は)呼吸障害検出器/予測器258のうちの一つ又はそれ以上からの情報を受信することもできる。治療アセスメントプロセッサは、これらのソースのうちの一つ又はそれ以上から獲得された情報を使用して、治療目標を達成するための治療を適合化することができ、例えば、有効性のレベルを達成するための治療を適合化することができる。
Adapting Treatment Based on Treatment Effectiveness As previously described with reference to FIG. 2, the disordered breathing treatment system may include a treatment assessment processor 260 for assessing various parameters of the treatment. The treatment assessment processor may receive from one or more of sensors 280, 231 inside the patient, sensors 290 outside the patient, and / or other input devices 270 capable of sensing the condition affecting the patient. Can receive input. The treatment assessment processor may also receive information from one or more of cardiac arrhythmia detector 252, sleep quality monitor 254, sleep detector 256 and / or respiratory disorder detector / predictor 258. . The treatment assessment processor can use information obtained from one or more of these sources to tailor the treatment to achieve a treatment goal, for example, to achieve a level of effectiveness The treatment to do can be adapted.

一インプリメンテーションでは、治療目標には、検出された呼吸障害の発症を終結することが含まれていてよく、かつ、呼吸障害の治療を、この目標を達成するよう適合化することができる。追加的にあるいは別法として、治療目標には、呼吸障害の発症を終結し、かつ、さらなる呼吸障害を防ぐことが含まれていてよい。この例状況では、治療措置は、呼吸障害の発症を終結するための第一の治療が与えられるよう、かつ、さらなる呼吸障害の発症を低減するための、あるいは、無くすための第二の予防治療が与えられるよう適合化することができる。第二の予防治療は、予め定められた呼吸障害発症閾値以下に呼吸障害の発症を低減するよう適合化することができる。呼吸障害発症閾値は、例えば、無呼吸/低呼吸指標(AHI)又は周期的な呼吸のパーセント時間(%PB)の用語で、表わしてよい。   In one implementation, the treatment goal may include terminating the onset of the detected disordered breathing, and the treatment of the disordered breathing may be adapted to achieve this goal. Additionally or alternatively, the treatment goal may include ending the onset of breathing problems and preventing further breathing problems. In this example situation, the therapeutic action is a second prophylactic treatment to give a first treatment to end the onset of breathing disorders and to reduce or eliminate the onset of further breathing disorders. Can be adapted to be given. The second prophylactic treatment can be adapted to reduce the onset of respiratory disorders below a predetermined respiratory disorder onset threshold. The respiratory disorder onset threshold may be expressed, for example, in terms of apnea / hypopnea index (AHI) or periodic respiratory percent time (% PB).

図21は、本発明の実施形態により呼吸障害治療を適合化する方法を示すフローチャートである。図21のフローチャートは、所望のレベルの治療の有効性を達成するよう呼吸障害の治療を適合化する方法を示す。この実施形態では、呼吸障害と関連した状態の第一のセットを検出し2110、かつ、使用して、呼吸障害の発症が生じているかどうかを判定する。呼吸障害が検出された2120場合は、呼吸障害を緩和するよう、患者に呼吸障害の治療が送達される2130。一実施形態では、患者に送達される治療は、例えば、内因性の速度以上の速度での心臓ペーシング、又は普通にプログラムされた睡眠速度等の普通にプログラムされた速度以上の速度での心臓ペーシングを含んでいてよい。   FIG. 21 is a flow chart illustrating a method for adapting a disorder of breathing according to an embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 21 illustrates a method for adapting the treatment of breathing disorders to achieve a desired level of treatment effectiveness. In this embodiment, a first set of conditions associated with a disordered breathing is detected 2110 and used to determine whether a disordered breathing episode has occurred. If a disordered breathing is detected 2120, a disordered breathing therapy is delivered to the patient 2130 to alleviate the disordered breathing. In one embodiment, the therapy delivered to the patient is, for example, cardiac pacing at a rate above the intrinsic rate, or cardiac pacing at a rate above the normally programmed rate, such as a normally programmed sleep rate. May be included.

心臓電気治療の適合化にはまた、ペーシング速度の増大を伴う、あるいは、伴わない電気刺激エネルギーの修正も含まれていてよい。刺激エネルギーの増大化は、より高い心臓収縮性を生ずることが示されており、これは特に慢性の心不全を被っている患者に有利である。心臓収縮性の減少は、心不全(チェーン・ストークス呼吸と絡む障害)の進行を開始し、かつ、ドライブすると考えられている。   Adaptation of cardiac electrical therapy may also include modification of electrical stimulation energy with or without increased pacing rate. Increased stimulation energy has been shown to produce higher cardiac contractility, which is particularly advantageous for patients suffering from chronic heart failure. Decreased cardiac contractility is thought to initiate and drive the progression of heart failure (a disorder associated with Chain Stokes breathing).

さらに、呼吸障害を緩和するための心臓電気治療の適合化には、一つ又はそれ以上の心臓の部屋(例えば、左及び(又は)右心室)又は他の心臓部位の非興奮性の電気刺激を含む治療の適合化が含まれていてよい。非興奮性の電気刺激は、例えば、心臓の収縮性を改善するため、心臓組織の絶対不応期中に送達してよい。非興奮性の刺激治療は、CHF及びチェーン・ストークス呼吸等の呼吸障害を有する患者に包括的な治療措置を行なうため、単独で又はペーシングと組合せて使用してよい。   Furthermore, adaptation of cardiac electrical therapy to alleviate respiratory disturbances may include non-excitable electrical stimulation of one or more heart chambers (eg, left and / or right ventricle) or other heart sites. Adaptation of therapy including may be included. Non-excitable electrical stimulation may be delivered during the absolute refractory period of heart tissue, for example, to improve heart contractility. Non-excitatory stimulation therapy may be used alone or in combination with pacing to provide comprehensive treatment for patients with respiratory disorders such as CHF and Chain Stokes breathing.

他の実施形態では、呼吸障害を緩和するための心臓電気治療の適合化には、特定のペーシング措置の開始又は一つのペーシングモードから別のペーシングモードへの切換えが含まれていてよい。一例では、心臓ペーシング措置は、デュアルチャンバーペーシングモードから両室又は他の再同期化モードに切り換えてよい。他の例では、ペーシングモードは、心房ペーシングを促進する、又は一致した心室ペーシングを促進する、ペーシングモードに切り換えてよい。また別の例では、心臓電気治療には、心臓への多重部位電気刺激の開始又は一電気刺激部位から別のそれへの変更が含まれていてよい。ペーシングモードは、シングルチャンバーからマルチプルチャンバーに、又はその逆に、切り換えてよい。例えば、両室モードは、左心室モードのみに切り換えてよい。別法として、シングルチャンバーモード(例えば、LV又はRV)は、両室モードに切り換えてよい。各種のペーシングモード、ペーシング部位、又は非興奮性の電気刺激を含む他の治療措置が、呼吸障害に対する心臓電気治療の施与と接続して可能である。患者に有利な心臓電気治療のタイプは、高度に患者特異的であり、かつ、特定の患者の反応に基づいて決定してよい。   In other embodiments, adapting cardiac electrotherapy to alleviate breathing disorders may include initiating a specific pacing procedure or switching from one pacing mode to another. In one example, the cardiac pacing procedure may be switched from a dual chamber pacing mode to a bichamber or other resynchronization mode. In other examples, the pacing mode may be switched to a pacing mode that facilitates atrial pacing or facilitates consistent ventricular pacing. In yet another example, cardiac electrical therapy may include initiating multi-site electrical stimulation to the heart or changing from one electrical stimulation site to another. The pacing mode may be switched from a single chamber to multiple chambers or vice versa. For example, the biventricular mode may be switched only to the left ventricular mode. Alternatively, single chamber mode (eg, LV or RV) may be switched to a dual chamber mode. Various pacing modes, pacing sites, or other treatment measures including non-excitable electrical stimulation are possible in conjunction with the delivery of cardiac electrical therapy for respiratory disorders. The type of cardiac electrotherapy that is beneficial to the patient is highly patient specific and may be determined based on the particular patient response.

治療の有効性と関連した状態の第二のセットが感知され2140、かつ、治療の有効性を査定するのに使用される。治療の有効性を査定し、かつ、呼吸障害を緩和するための治療を適合化するのに使用される検出された状態は、呼吸障害と関連した急性の状態、例えば、中断呼吸、低酸素、覚醒、胸腔内の負圧、血圧、及び心拍数又は血圧サージの検出された発症のうちの一つ又はそれ以上を表わしていてよい。   A second set of conditions associated with treatment effectiveness is sensed 2140 and used to assess treatment effectiveness. The detected condition used to assess the effectiveness of the treatment and to adapt the treatment to alleviate the disordered breathing is an acute condition associated with the disordered breathing, such as interrupted breathing, hypoxia, It may represent one or more of arousal, negative pressure in the chest cavity, blood pressure, and detected onset of heart rate or blood pressure surge.

追加的にあるいは別法として、治療の有効性を査定し、かつ、心臓電気治療を適合化するのに使用される状態は、例えば、心拍数可変性の低減、血圧の増大、交感神経活動の慢性的な変化、及びPaCO2のレベル及び、なかんずく、ノルエピネフリンレベルの増大、等の血液化学の変化を含む、呼吸障害と関連した一つ又はそれ以上の慢性の状態、を含んでいてよい。 Additionally or alternatively, conditions used to assess treatment effectiveness and to adapt cardiac electrotherapy include, for example, reduced heart rate variability, increased blood pressure, sympathetic activity It may include chronic changes and one or more chronic conditions associated with respiratory disorders, including changes in blood chemistry such as PaCO 2 levels and, inter alia, increased norepinephrine levels.

一般に、呼吸障害の処置における治療目標は、患者の呼吸障害を効果的に緩和し、終結し又は防止する、又は呼吸障害の治療と関連した特定の治療目標を達成する、攻撃性が最も低い治療を与えることである。呼吸障害の治療措置は、治療の強度又はレベルを増大して、呼吸障害をより効果的に緩和することによって、増強してよい。別法として、呼吸障害の治療措置は、治療の強度又はレベルを減らしながら、呼吸障害の発症の重症度又は頻度の所望の低減を維持し、かくして、治療による望ましくない副作用を減らし、かつ、装置の寿命時間を延ばすことによって、増強してよい。   In general, therapeutic goals in the treatment of respiratory disorders are the least aggressive treatments that effectively relieve, terminate or prevent a patient's respiratory disorder, or achieve a specific therapeutic goal associated with the treatment of a respiratory disorder Is to give. Respiratory disorder treatment measures may be enhanced by increasing the intensity or level of therapy to more effectively alleviate the respiratory disorder. Alternatively, the treatment of disordered breathing maintains a desired reduction in the severity or frequency of the onset of disordered breathing while reducing the intensity or level of therapy, thus reducing unwanted side effects due to therapy and the device It may be enhanced by extending the life time.

治療の有効性が、容認できるものであった2150(例えば、患者の呼吸障害を終結又は低減する、又は何か他の所望の目標を満足するものであった)場合は、攻撃性のより低い治療(例えば、ペーシング速度の低減、ペーシングエネルギーの低減、又は上記のようなペーシングモードの変更)が行なわれるよう、治療を適合化することができる2160。治療が効果的でなかった2150場合は、攻撃性のより高い治療(例えば、ペーシング速度の増大、ペーシングエネルギーの増大、又はペーシングモードの切換え)を行なうことによって、治療の有効性を増強するよう、治療を適合化することができる2170。   Less aggressive if treatment effectiveness was acceptable 2150 (eg, to terminate or reduce a patient's respiratory disorder or meet some other desired goal) The therapy can be adapted 2160 such that the therapy is performed (eg, reduced pacing rate, reduced pacing energy, or changed pacing mode as described above). If the treatment was not effective 2150, to increase the effectiveness of the treatment by providing a more aggressive treatment (eg, increasing pacing speed, increasing pacing energy, or switching pacing mode) The treatment can be adapted 2170.

一実施形態では、治療送達の後でも、呼吸障害が依然として緩和されなかった場合は、治療は、無効であると判定してよい。この状況では、攻撃性のより高い治療(例えば、より高い速度での心臓ペーシング)が行われるよう、治療を適合化することができる。別の実施形態では、呼吸障害の重症度が十分に減少した、又は別様に十分に緩和した場合は、攻撃性のより低い治療(例えば、より低い速度でのペーシング又はエネルギーレベルの低減)が行なわれるよう、治療を適合化することによって、治療を増強してよい。前述のように、例えば、覚醒のリスクを低減し、患者の心臓への不必要なストレスを回避し、かつ、電池の寿命を延ばすためには、攻撃性のより低い治療が好ましい。   In one embodiment, the treatment may be determined to be ineffective if the disordered breathing has not been alleviated after treatment delivery. In this situation, the therapy can be adapted to provide a more aggressive therapy (eg, a higher rate of cardiac pacing). In another embodiment, if the severity of the disordered breathing is sufficiently reduced or otherwise sufficiently alleviated, a less aggressive treatment (eg, slower pacing or reduced energy levels) The treatment may be enhanced by adapting the treatment to be performed. As noted above, less aggressive treatments are preferred, for example, to reduce the risk of arousal, avoid unnecessary stress on the patient's heart, and extend battery life.

図22のフローチャートは、本発明の実施形態により、治療の有効性と治療の衝撃との両方を考慮に入れて呼吸障害の治療を適合化する方法を示す。この例では、呼吸障害を示す状態の第一のセットが感知され2210、かつ、呼吸障害の発症が生じているかどうかを判定するのに使用される。呼吸障害が検出された2220場合は、呼吸障害を緩和するよう、患者に治療が送達される2230。   The flowchart of FIG. 22 illustrates a method for adapting treatment of respiratory disorders taking into account both the effectiveness of treatment and the impact of treatment, according to an embodiment of the present invention. In this example, a first set of conditions indicative of a disordered breathing is sensed 2210 and used to determine whether a disordered breathing episode has occurred. If a respiratory disorder is detected 2220, treatment is delivered to the patient 2230 to alleviate the respiratory disorder.

状態の第二のセット(第一のセットとオーバーラップする場合がある)が、感知され2240、かつ、治療を適合化するのに使用される。感知された状態の第二のセットに基づいて、治療の有効性が査定される2245。治療の有効性が容認できるものではなかった2250場合は、治療の有効性を増強するよう、治療を適合化してよい2260。治療の有効性が容認できるものであった2250場合は、患者に対する治療の衝撃を査定してよい2270。   A second set of conditions (which may overlap the first set) is sensed 2240 and used to adapt the treatment. Based on the second set of sensed conditions, the effectiveness of the treatment is assessed 2245. If the effectiveness of the treatment is not acceptable 2250, the treatment may be adapted 2260 to enhance the effectiveness of the treatment. If the treatment effectiveness was acceptable 2250, the impact of treatment on the patient may be assessed 2270.

患者に対する治療の衝撃が、容認できるものであった2280場合は、システムは、治療を送達し続ける。治療措置が完全であった2285場合は、治療が終結される2290。   If the impact of treatment on the patient was acceptable 2280, the system continues to deliver the treatment. If the treatment was complete 2285, treatment is terminated 2290.

患者に対する治療の衝撃が、容認できる限界を超えていた場合は、治療の衝撃は容認できず2280、したがって、治療の衝撃を低減するよう、治療を適合化してよい2260。治療の衝撃を査定し、かつ、治療の衝撃が容認できるものであるかどうかを判定する各種の方法をここで説明する。   If the impact of the treatment on the patient has exceeded an acceptable limit, the treatment impact is not acceptable 2280, and thus the treatment may be adapted 2260 to reduce the treatment impact. Various methods for assessing treatment impact and determining whether treatment impact is acceptable will now be described.

図21及び22のフローグラフに示した方法は、患者状態のリアルタイムなモニタリングを意図しており、治療システムが、治療措置を動的に調整して、患者の変化するニーズに対応することを可能にするものである。一構成では、治療は、患者に治療が送達される期間中に、調整してよい。別の構成では、治療は、一つ又はそれ以上の以前に検出された呼吸障害の発症に接続して送達された治療の有効性のアセスメントに基づいて、呼吸障害の発症と発症の間、又は、夜から夜の間に、適合化することができる。   The methods illustrated in the flow graphs of FIGS. 21 and 22 are intended for real-time monitoring of patient status, allowing the treatment system to dynamically adjust treatment measures to meet changing patient needs. It is to make. In one configuration, the treatment may be adjusted during the period in which the treatment is delivered to the patient. In another configuration, therapy is based on an assessment of the effectiveness of the therapy delivered in connection with the development of one or more previously detected respiratory disorders, or between the development of respiratory disorders and Can be adapted from night to night.

患者に対する呼吸障害治療の衝撃の評価は、好ましくは、心臓ペーシング治療の目標及び呼吸障害の治療の目標を含む、患者に対する全体的な治療目標への呼吸障害の治療の衝撃を考慮する。呼吸障害の治療には、予め定められた治療目標を達成するために実行される各種の治療措置を含んでいてよい。治療の有効性、又は治療が一つ又はそれ以上の治療目標を満足する程度は、治療送達中に又は覚醒の期間を含む他の期間中に生じる呼吸障害の発症を検出すること及び分析することによって、査定してよい。   The assessment of the impact of the disordered breathing treatment on the patient preferably takes into account the impact of the disordered breathing treatment on the overall treatment goal for the patient, including the goal of cardiac pacing therapy and the goal of treating the disordered breathing. The treatment of breathing disorders may include various treatment measures that are performed to achieve a predetermined therapeutic goal. Detecting and analyzing the onset of respiratory disorders that occur during treatment delivery or other periods, including periods of wakefulness, to the extent that the effectiveness of the therapy or therapy meets one or more therapeutic goals May be assessed.

例えば、治療目標には、呼吸障害の発症を終結することが含まれていてよく、かつ、呼吸障害の治療は、この目標を達成するよう適合化することができる。追加的にあるいは別法として、治療目標には、呼吸障害の発症を終結し、かつ、さらなる呼吸障害を防ぐことが含まれていてよい。この例状況では、治療措置は、呼吸障害の発症を終結するための第一の治療を与え、かつ、さらなる呼吸障害の発症を低減する又は無くすための第二の予防治療を与えるよう適合化することができる。第二の予防治療は、予め定められた呼吸障害発症閾値以下に呼吸障害の発症を低減するよう適合化することができる。呼吸障害発症閾値は、例えば、無呼吸/低呼吸指標(AHI)又は周期的な呼吸のパーセント時間(%PB)の用語で、表わすことができる。   For example, a therapeutic goal may include ending the onset of a disordered breathing, and the treatment of the disordered breathing may be adapted to achieve this goal. Additionally or alternatively, the treatment goal may include ending the onset of breathing problems and preventing further breathing problems. In this example situation, the therapeutic measures are adapted to provide a first treatment to end the onset of breathing disorder and a second preventive treatment to reduce or eliminate the onset of further breathing disorders. be able to. The second prophylactic treatment can be adapted to reduce the onset of respiratory disorders below a predetermined respiratory disorder onset threshold. The respiratory disorder onset threshold can be expressed, for example, in terms of apnea / hypopnea index (AHI) or periodic respiratory percent time (% PB).

呼吸障害に対する心臓ペーシング
各種のインプリメンテーションでは、呼吸障害の治療は、オーバードライブペーシングを含んでいてよい。オーバードライブペーシングは、内因性の速度より高い速度で一つ又はそれ以上の心臓の部屋をペーシングすることを含んでいる。本発明の実施形態によれば、呼吸障害を緩和するための治療は、呼吸障害に対する処置として、一つ又はそれ以上の心房及び(又は)一つ又はそれ以上の心室のオーバードライブ心臓ペーシングを含んでいる。
Cardiac Pacing for Respiratory Disorders In various implementations, treatment of respiratory disorders may include overdrive pacing. Overdrive pacing involves pacing one or more heart chambers at a rate higher than the intrinsic rate. According to an embodiment of the present invention, the therapy for alleviating the disordered breathing includes overdrive cardiac pacing of one or more atria and / or one or more ventricles as a treatment for the disordered breathing. It is out.

心臓リズム管理装置は、オーバードライブペーシングモードで動作させる場合、内因性の心拍数の少量上であるペーシング優先(PP)速度で、ペーシングパルスを送達することができる。内因性の拍動が検出された場合は、PP速度を、感知された拍動の内因性の心拍数よりやや速くなるまで、上げてよい。PP速度は、次いで、徐々に下げて、内因性の心拍数を探してよい。内因性の拍動が感知された後は、ペーシング速度が内因性の心拍数の少量上となるまで、PP速度を上げてよい。   When operating in an overdrive pacing mode, a cardiac rhythm management device can deliver pacing pulses at a pacing priority (PP) rate that is above a small amount of intrinsic heart rate. If an intrinsic beat is detected, the PP speed may be increased until it is slightly faster than the intrinsic heart rate of the sensed beat. The PP rate may then be gradually decreased to look for the intrinsic heart rate. After an intrinsic beat is sensed, the PP rate may be increased until the pacing rate is a small amount above the intrinsic heart rate.

一インプリメンテーションでは、CRM装置は、呼吸障害の検出又は予測時に、オーバードライブペーシングモードで動作するよう切り換えてよい。別のインプリメンテーションでは、CRM装置は、患者が眠っているとの判定に続いて、オーバードライブペーシングモードで動作するよう切り換えてよい。また別のインプリメンテーションでは、呼吸障害の特性は、指示されたペーシング間隔を展開するのに使用される。以下の説明は、AAI(R)又はDDD(R)モードでの心房オーバードライブペーシングを含んでいる。VVI(R)モードでの心室オーバードライブペーシング又は両室モードでのオーバードライブペーシングを行なうのに、同様の手法を実行してよいことが理解されよう。   In one implementation, the CRM device may be switched to operate in an overdrive pacing mode upon detection or prediction of a respiratory disorder. In another implementation, the CRM device may be switched to operate in an overdrive pacing mode following determination that the patient is asleep. In another implementation, the disordered breathing characteristic is used to develop the indicated pacing interval. The following description includes atrial overdrive pacing in AAI (R) or DDD (R) mode. It will be appreciated that a similar approach may be performed to perform ventricular overdrive pacing in VVI (R) mode or overdrive pacing in biventricular mode.

図34は、本発明の実施形態によるペースメーカーコントローラ3425を示すブロック図である。ペースメーカーコントローラ3425は、数個の異なる入力からの信号を使用して、ペーシング又は他の治療が送達される速度を修正する。例えば、入力#1は、心房心拍数についての情報を与えることができ、入力#2は、心室心拍数についての情報を与えることができ、入力#3は、加速度計ベースの活動の指標を与えることができ、かつ、入力#4は、分時換気量等の、インピーダンスベースの呼吸の指標を与えることができる。これらのうちの少なくとも一つ及び(又は)他の入力に基づいて、コントローラ3425は、治療送達回路(例えば、心房治療送達回路及び心室治療送達回路のうちの一つ又はそれ以上)に送達される制御信号として、ペーシング速度の出力指示を与える。   FIG. 34 is a block diagram illustrating a pacemaker controller 3425 according to an embodiment of the present invention. Pacemaker controller 3425 uses signals from several different inputs to modify the rate at which pacing or other therapy is delivered. For example, input # 1 can give information about atrial heart rate, input # 2 can give information about ventricular heart rate, and input # 3 gives an indication of accelerometer-based activity And input # 4 can provide an impedance-based respiration indicator, such as minute ventilation. Based on at least one of these and / or other inputs, the controller 3425 is delivered to a treatment delivery circuit (eg, one or more of an atrial treatment delivery circuit and a ventricular treatment delivery circuit). A pacing speed output instruction is given as a control signal.

心房及び心室治療送達回路は、コントローラ3425から受信された一つ又はそれ以上のこのような制御信号に基づいて、ペーシングパルスを出す。ペーシング速度の制御は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は同等のものの任意の組合せを用いて、コントローラ3425単独で又は周辺回路又はモジュールとの組合せで、行なうことができる。ソフトウェアの実施形態は、入力の処理の仕方に柔軟性が有り、かつ、装置を取り外し、かつ(あるいは)、交換するための手術を行なう必要なしに、患者に移植したままで、装置のソフトウェアを遠隔的に更新する機会を与えることもできる。   The atrial and ventricular treatment delivery circuit issues pacing pulses based on one or more such control signals received from controller 3425. The pacing rate can be controlled using any combination of software, hardware, firmware, or the like, controller 3425 alone or in combination with peripheral circuits or modules. The software embodiment provides flexibility in how the input is processed and allows the device software to remain implanted in the patient without the need to perform surgery to remove and / or replace the device. An opportunity to update remotely can also be provided.

各種の実施形態では、CRM装置は、呼吸障害を処置するための心臓ペーシング治療を与える。CRM装置は、連続する感知された又は誘起された心房拍動間の間隔を得る。CRM装置は、心臓間欠期の持続時間及び第1の指示ペーシング間隔の以前の値に少なくとも部分的に基づいて、新しい第1の指示ペーシング間隔を計算する。各種のインプリメンテーションでは、新しい第1の指示ペーシング間隔を計算するのに使用される心臓間欠期の持続時間は、以前の心臓間欠期の持続時間又は最も最近の心臓間欠期の持続時間を含んでいてよい。CRM装置は、第1の指示ペーシング間隔の持続時間の逆に対応する速度で送達されるペーシング治療を与える。   In various embodiments, the CRM device provides cardiac pacing therapy for treating respiratory disorders. The CRM device obtains the interval between successive sensed or induced atrial beats. The CRM device calculates a new first indicated pacing interval based at least in part on the duration of the cardiac interval and the previous value of the first indicated pacing interval. In various implementations, the duration of the cardiac interval used to calculate the new first indicated pacing interval includes the duration of the previous cardiac interval or the duration of the most recent cardiac interval. You can leave. The CRM device provides pacing therapy delivered at a rate corresponding to the inverse of the duration of the first indicated pacing interval.

図35は、本発明の実施形態により、呼吸障害の治療のためのオーバードライブペーシングを行なうのに使用されるコントローラ3425の部分の一概念化を示すブロック図である。以下の説明は、AAI(R)又はDDD(R)モードでの心房オーバードライブペーシングを含んでいる。同様の手法は、VVI(R)モードでの心室オーバードライブペーシング又は両室モードでのオーバードライブペーシングを行なうのに実行してよいことが理解されよう。   FIG. 35 is a block diagram illustrating one conceptualization of the portion of the controller 3425 used to perform overdrive pacing for the treatment of respiratory disorders, according to an embodiment of the present invention. The following description includes atrial overdrive pacing in AAI (R) or DDD (R) mode. It will be appreciated that a similar approach may be performed to perform ventricular overdrive pacing in VVI (R) mode or overdrive pacing in biventricular mode.

心房感知回路からの少なくとも一つの信号が、心房性現象モジュール501によって受信され、該モジュールは、信号内に含まれる心房性現象の発生を認識する。このような現象は、「拍動」、「活性化」、「脱分極」、「P波」、又は「収縮」とも呼ばれる。心房性現象モジュール3501は、心房感知回路から得られた信号から、内因性の現象(感知された現象とも呼ばれる)を検出することができる。心房性現象モジュール3501はまた、心房感知回路から得られた信号から、あるいは、好ましくは、ペーシング制御モジュール3505から得られた心房ペーシング制御信号から、誘起された現象(ペースより生ずる)を検出することもでき、該モジュールはまた、心房治療回路によるペーシング刺激の送達もトリガする。したがって、心房性現象は、内因性の/感知された現象及び誘起された/ペーシングされた現象の両方を含んでいる。   At least one signal from the atrial sensing circuit is received by the atrial phenomenon module 501, which recognizes the occurrence of an atrial phenomenon included in the signal. Such a phenomenon is also called “beat”, “activation”, “depolarization”, “P-wave”, or “contraction”. The atrial phenomenon module 3501 can detect an intrinsic phenomenon (also called a sensed phenomenon) from a signal obtained from the atrial sensing circuit. The atrial phenomenon module 3501 also detects an induced phenomenon (resulting from the pace) from a signal obtained from the atrial sensing circuit or preferably from an atrial pacing control signal obtained from the pacing control module 3505. The module can also trigger delivery of pacing stimuli by the atrial therapy circuit. Thus, atrial phenomena include both intrinsic / sensed phenomena and induced / paced phenomena.

連続する心房性現象間の時間間隔(A-A間隔と呼ばれる)は、A-A間隔タイマー3510等の第一のタイマーによって記録される。フィルター3515は、「第1の指示ペーシング間隔」(すなわち、心房性現象間の所望の時間間隔、又は、別様に述べれば、所望の心房心拍数、の一指示)を計算する。第1の指示ペーシング間隔はまた、心房ペーシング優先(APP)指示ペーシング間隔とも呼ばれる。各種の実施形態では、フィルター3515は、平均器、重み付き平均器、メジアンフィルター、無限インパルス(IIR)フィルター、有限インパルス反応(FIR)フィルター、又は以下により詳しく説明する所望の信号処理を行なう何らかの他のアナログ又はディジタル信号処理回路を含んでいる。   The time interval between successive atrial events (referred to as the AA interval) is recorded by a first timer such as the AA interval timer 3510. Filter 3515 calculates a “first indication pacing interval” (ie, an indication of the desired time interval between atrial events, or otherwise, the desired atrial heart rate). The first indicated pacing interval is also referred to as an atrial pacing priority (APP) indicated pacing interval. In various embodiments, filter 3515 may be an averager, a weighted averager, a median filter, an infinite impulse (IIR) filter, a finite impulse response (FIR) filter, or some other that performs the desired signal processing described in more detail below. Analog or digital signal processing circuitry.

一実施形態では、フィルター3515は、タイマー3510によって記録された最も最近のA-A間隔の持続時間、及び第1の指示ペーシング間隔レジスター3520に格納された第1の指示ペーシング間隔の以前の値に基づいて、第1の指示ペーシング間隔(APP指示ペーシング間隔とも呼ばれる)の新しい値を計算する。レジスター3520は、次いで、レジスター3520に、新しく計算された第1の指示ペーシング間隔を格納することによって、更新される。レジスター3520に格納された第1の指示ペーシング間隔に基づいて、ペーシング制御モジュール3505は、第1の指示ペーシング間隔の持続時間の逆に対応するAPP指示心房心拍数で、ペーシング刺激等の治療を送達するための心房治療回路に、制御信号を送達する。   In one embodiment, filter 3515 is based on the duration of the most recent AA interval recorded by timer 3510 and the previous value of the first indication pacing interval stored in first indication pacing interval register 3520. Calculate a new value for the first indication pacing interval (also referred to as the APP indication pacing interval). Register 3520 is then updated by storing the newly calculated first indication pacing interval in register 3520. Based on the first indicated pacing interval stored in register 3520, pacing control module 3505 delivers a therapy, such as a pacing stimulus, at an APP indicated atrial heart rate corresponding to the inverse of the duration of the first indicated pacing interval. A control signal is delivered to the atrial treatment circuit for

図36は、フィルター3515を動作させるプロセスの一実施形態を示す信号フロー図である。感知された又は誘起された心房拍動の発生時、タイマー3510は、その拍動によって決定されたA-A間隔(最も最近のA-A間隔(AAn)と呼ばれる)の持続時間を、フィルター3515に与える。フィルター515はまた、レジスター3520に格納された第1の指示ペーシング間隔の以前の値(Tn-1)を受信する。最も最近のA-A間隔AAn及び第1の指示ペーシング間隔の以前の値Tn-1は、それぞれ、各定数A及びBによってスケーリングされ、次いで、合計されて、第1の指示ペーシング間隔(Tn)の新しい値となり、これは、レジスター3520に格納され、かつ、ペーシング制御モジュール3505に与えられる。一実施形態では、係数a及びbは、異なる値であり、かつ、プログラマブル、変数、又は定数のいずれかである。 FIG. 36 is a signal flow diagram illustrating one embodiment of a process for operating filter 3515. Upon occurrence of a sensed or induced atrial beat, timer 3510 provides to filter 3515 the duration of the AA interval (referred to as the most recent AA interval (AA n )) determined by that beat. Filter 515 also receives the previous value (T n-1 ) of the first indicator pacing interval stored in register 3520. The most recent AA interval AA n and the previous value T n-1 of the first indication pacing interval are respectively scaled by the respective constants A and B and then summed to give the first indication pacing interval (T n ), Which is stored in register 3520 and provided to pacing control module 3505. In one embodiment, coefficients a and b are different values and are either programmable, variable, or constant.

新しい第1の指示ペーシング間隔Tn(これは、最も最近のA-A間隔AAnを決定する心房拍動の発生からの時間として測定される)中に、いかなる心房拍動も感知されなかった場合は、ペーシング制御モジュール3505は、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnの呼息時に、心房ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に指示する。一実施形態では、フィルターの動作は、Tn =A ● AAn + B ● Tn-1によって記述され、ここで、A及びBは、係数(「重み」とも呼ばれる)であり、AAnは、最も最近のA-A間隔の持続時間であり、かつ、Tn-1は、第1の指示ペーシング間隔の以前の値である。 If no atrial beat is sensed during the new first indicating pacing interval T n (which is measured as the time since the occurrence of the atrial beat that determines the most recent AA interval AA n ) , the pacing control module 3505, upon expiration of the new first indicated pacing interval T n, to deliver an atrial pacing pulse, it instructs atrial therapy circuit. In one embodiment, the operation of the filter is described by T n = A ● AA n + B ● T n−1 , where A and B are coefficients (also called “weights”), and AA n is , The duration of the most recent AA interval, and T n-1 is the previous value of the first indicated pacing interval.

これらの例から、第1の指示ペーシング間隔は、感知された又はペーシングされた終結する現象のいずれかを用いて、及び、感知された又はペーシングされた開始する現象のいずれかを用いて、計算できることが分かる。   From these examples, the first indicated pacing interval is calculated using either a sensed or paced termination phenomenon and using either a sensed or paced onset phenomenon. I understand that I can do it.

フィルター3515の初期化には、初期間隔値をレジスター3520内に格納することによってフィルターをシードすることが含まれる。一実施形態では、レジスター3520は、速度下限(LRL)(すなわち、ペーシングパルスが装置によって送達される最低速度)に対応する間隔値に、初期化される。レジスター3520は、別法として、何か他の適当な値で初期化してもよい。   Initializing filter 3515 includes seeding the filter by storing the initial interval value in register 3520. In one embodiment, register 3520 is initialized to an interval value corresponding to a lower rate limit (LRL) (ie, the lowest rate at which pacing pulses are delivered by the device). Register 3520 may alternatively be initialized with some other suitable value.

一実施形態では、フィルター3515の動作は、最も最近のA-A間隔AAnを決定する拍動が、感知された/内因性の拍動であるか、あるいは、ペーシングされた/誘起された拍動であるか、に基づいている。この実施形態では、ペーシング制御モジュール3505(これは、ペーシングパルスのタイミング及び送達を制御する)は、フィルター3515に、最も最近のA-A間隔AAnが、CRM装置によって送達されたペーシング刺激によって開始される誘起された拍動によって決定されたか、あるいは、心房感知回路によって感知された内因性の拍動によって決定されたかどうかを示す入力を与える。 In one embodiment, the operation of filter 3515 is that the beat that determines the most recent AA interval AA n is a sensed / endogenous beat, or a paced / induced beat. Is there or is based on. In this embodiment, the pacing control module 3505 (which controls the timing and delivery of pacing pulses) is initiated by a pacing stimulus delivered to the filter 3515 with the most recent AA interval AA n delivered by the CRM device. An input is provided that indicates whether it was determined by an induced beat or by an intrinsic beat sensed by an atrial sensing circuit.

一般的な用語では、最も最近のA-A間隔AAnが、感知された/内因性の拍動によって決定された場合は、フィルター3515は、以前の第1の指示ペーシング間隔Tn-1の値から調整された新しい第1の指示ペーシング間隔Tnを与える。例えば、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnは、最も最近のA-A間隔AAnの持続時間、及び、第1の指示ペーシング間隔の以前の値Tn-1の持続時間に少なくとも部分的に基づく量だけ、減少させてよい。しかしながら、最も最近のA-A間隔AAnが、ペーシングされた/誘起された拍動によって決定された場合は、フィルター3515は、以前の第1の指示ペーシング間隔Tn-1の値を増大させた新しい第1の指示ペーシング間隔Tnを与えてよい。例えば、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnは、最も最近のA-A間隔AAnの持続時間、及び、第1の指示ペーシング間隔の以前の値Tn-1の持続時間に少なくとも部分的に基づく量だけ、増大させてよい。新しい第1の指示ペーシング間隔Tn(最も最近のA-A間隔AAnを決定する心房拍動の発生からの時間として測定される)中に、いかなる心房拍動も感知されなかった場合は、ペーシング制御モジュール3505は、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnの呼息時に、心房ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に命令してよい。 In general terms, if the most recent AA interval AA n is determined by a sensed / endogenous beat, then the filter 3515 will remove the value from the previous first indicated pacing interval T n-1 . A new adjusted first indication pacing interval T n is provided. For example, the new first indication pacing interval T n is an amount based at least in part on the duration of the most recent AA interval AA n and the duration of the previous value T n-1 of the first indication pacing interval. Only it can be reduced. However, if the most recent AA interval AA n was determined by a paced / induced beat, the filter 3515 increased the value of the previous first indicated pacing interval T n-1 it may be given a first indication pacing interval T n. For example, the new first indication pacing interval T n is an amount based at least in part on the duration of the most recent AA interval AA n and the duration of the previous value T n-1 of the first indication pacing interval. It may only be increased. New during the first instruction pacing interval T n (measured as the time from the most recent occurrence of atrial beat to determine the AA interval AA n), if it is not sensed any atrial beats, the pacing control module 3505, upon expiration of the new first indicated pacing interval T n, to deliver an atrial pacing pulse, may instruct the atrial therapy circuit.

図37は、フィルター3515を動作させるプロセスの別の概念化を示す信号フロー図であって、これは、以下により詳しく説明するように、図36とは多少異なる。この実施形態では、ペーシング制御モジュール3505(これは、ペーシングパルスのタイミング及び送達を制御する)は、フィルター3515に、最も最近のA-A間隔AAnが、CRM装置によって送達されたペーシング刺激によって開始される誘起された拍動によって決定されたか、あるいは、心房感知回路によって感知された内因性の拍動によって決定されたかどうかを示す入力を与える。 FIG. 37 is a signal flow diagram illustrating another conceptualization of the process of operating the filter 3515, which is slightly different from FIG. 36, as will be described in more detail below. In this embodiment, the pacing control module 3505 (which controls the timing and delivery of pacing pulses) is initiated by a pacing stimulus delivered to the filter 3515 with the most recent AA interval AA n delivered by the CRM device. An input is provided that indicates whether it was determined by an induced beat or by an intrinsic beat sensed by an atrial sensing circuit.

最も最近のA-A間隔AAnが、内因性の拍動によって決定された場合は、最も最近のA-A間隔AAn及び第1の指示ペーシング間隔の以前の値Tn-1は、それぞれ各定数A及びBによってスケーリングされ、次いで、合計されて、第1の指示ペーシング間隔の新しい値Tnとなり、これは、レジスター3520に格納され、かつ、ペーシング制御モジュール3505に与えられる。別法として、最も最近のA-A間隔AAnが、誘起された/ペーシングされた拍動によって決定された場合は、最も最近のA-A間隔AAn及び第1の指示ペーシング間隔の以前の値Tn-1は、それぞれ各定数C及びDによってスケーリングされ、次いで、合計されて、第1の指示ペーシング間隔の新しい値Tnとなり、これは、レジスター3520に格納され、かつ、ペーシング制御モジュール3505に与えられる。一実施形態では、係数C及びDは、互いに他と異なり、かつ、プログラマブル、変数、又は定数のいずれかである。さらなる実施形態では、係数Cは、係数Aとは異なる値であり、かつ(あるいは)、係数Dは、係数Bとは異なる値であり、かつ、これらの係数は、プログラマブル、変数、又は定数のいずれかである。別の実施形態では、係数Dは、係数Bと同じ値である。 If the most recent AA interval AA n was determined by an intrinsic beat, the most recent AA interval AA n and the previous value T n-1 of the first indicated pacing interval are the constant A and Scaled by B and then summed to a new value T n for the first indicated pacing interval, which is stored in register 3520 and provided to pacing control module 3505. Alternatively, if the most recent AA interval AA n is determined by induced / paced beats, the most recent AA interval AA n and the previous value T n− of the first indicated pacing interval 1 is scaled by each constant C and D, respectively, and then summed to a new value T n for the first indicated pacing interval, which is stored in register 3520 and provided to pacing control module 3505 . In one embodiment, the coefficients C and D are different from each other and are either programmable, variable, or constant. In a further embodiment, coefficient C is a different value than coefficient A and / or coefficient D is a different value than coefficient B, and these coefficients are programmable, variable, or constant. Either. In another embodiment, coefficient D is the same value as coefficient B.

一実施形態では、フィルター3515の動作は、AAnが内因性の拍動によって決定された場合は、Tn =A ● AAn + B ● Tn-1によって記述され、かつ、AAnがペーシングされた拍動によって決定された場合は、Tn =C ● AAn + D ● Tn-1によって記述され、ここで、A、B、C及びDは、係数(「重み」とも呼ばれる)であり、AAnは、最も最近のA-A間隔の持続時間であり、Tnは、第1の指示ペーシング間隔の新しい値であり、かつ、Tn-1は、第1の指示ペーシング間隔の以前の値である。新しい第1の指示ペーシング間隔Tn(これは、最も最近のA-A間隔AAnを決定する心房拍動の発生からの時間として測定される)中に、いかなる心房拍動も感知されなかった場合は、ペーシング制御モジュール3505は、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnの呼息時に、心房ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に命令する。 In one embodiment, operation of filter 3515, if AA n is determined by the pulsation of the endogenous, described by T n = A ● AA n + B ● T n-1, and, AA n is pacing If it is determined by the beats it is described by T n = C ● AA n + D ● T n-1, wherein, a, B, C and D is a coefficient (also referred to as "weight") Yes, AA n is the duration of the most recent AA interval, T n is the new value of the first indication pacing interval, and T n-1 is the previous value of the first indication pacing interval Value. If no atrial beat is sensed during the new first indicating pacing interval T n (which is measured as the time since the occurrence of the atrial beat that determines the most recent AA interval AA n ) , the pacing control module 3505, upon expiration of the new first indicated pacing interval T n, to deliver an atrial pacing pulse, to instruct the atrial therapy circuit.

フィルター3515を動作させる別の方法を、図8の信号フローグラフに示す。この実施形態では、係数A、B、C、及びDは、内因性の係数(a)、ペーシングされた係数(b)、及び重み付け係数(w)を用いて、より詳しく記述することができる。このような一実施形態では、A=a ● w、B=(1-w)、C=b ● w、及びD=(1-w)である。一例では、フィルター3515の動作は、AAnが内因性の拍動によって決定された場合は、Tn =a ● w ● AAn + (1-w) ● Tn-1によって記述され、AAnがペーシングされた拍動によって決定された場合は、Tn =b ● w ● AAn + (1-w) ● Tn-1によって、別様に記述される。 Another method of operating the filter 3515 is shown in the signal flow graph of FIG. In this embodiment, coefficients A, B, C, and D can be described in more detail using intrinsic coefficients (a), paced coefficients (b), and weighting coefficients (w). In one such embodiment, A = a.fwdarw.B = (1-w), C = b.fwdarw.w, and D = (1-w). In one example, the behavior of filter 3515 is described by T n = a ● w ● AA n + (1-w) ● T n-1 , where AA n is determined by an intrinsic beat, and AA n Is determined by the paced beat, it is otherwise described by T n = b w w A AA n + (1-w) T T n-1 .

新しい第1の指示ペーシング間隔Tn(これは、最も最近のA-A間隔AAnを決定する心房拍動の発生からの時間として測定される)中に、いかなる心房拍動も感知されなかった場合は、ペーシング制御モジュール3505は、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnの呼息時に、心房ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に命令する。一実施形態では、係数a及びbは、互いに他と異なり、かつ、プログラマブル、変数、又は定数のいずれかである。 If no atrial beat is sensed during the new first indicating pacing interval T n (which is measured as the time since the occurrence of the atrial beat that determines the most recent AA interval AA n ) , the pacing control module 3505, upon expiration of the new first indicated pacing interval T n, to deliver an atrial pacing pulse, to instruct the atrial therapy circuit. In one embodiment, coefficients a and b are different from each other and are either programmable, variable, or constant.

上記のパラメータ(例えば、A、B、C、D、a、b、w)は、時間間隔(例えば、AAn、Tn、Tn-1)の用語で記述されている。しかしながら、別のシステムは、時間間隔ではなく、速度の用語で、本方法及び装置から逸脱することなしに、結果を作り出すことができる。一実施形態では、重み付け係数w、内因性の係数a、及びペーシングされた係数bは、変数である。w、a、及びbの選択が異なれば、本方法及び装置の動作は、異なることとなる。例えば、wが増大するにつれて、最も最近のA-A間隔AAnの重み付け効果が増大し、かつ、以前の第1の指示ペーシング速度Tn-1の重み付け効果が減少する。一実施形態では、w=1/16=0.0625である。別の実施形態では、w=1/32である。wの別の可能な範囲は、w=1/2からw=1/1024に亘る。wのさらなる可能な範囲は、約0から約1に亘る。wの他の値(これは、2の累乗による除算を含まなくてよい)は、本方法及び装置から逸脱することなしに代用してよい。 The above parameters (eg, A, B, C, D, a, b, w) are described in terms of time intervals (eg, AA n , T n , T n-1 ). However, other systems can produce results in terms of speed, not time intervals, without departing from the method and apparatus. In one embodiment, the weighting factor w, the intrinsic factor a, and the paced factor b are variables. If the selection of w, a, and b is different, the operation of the method and apparatus will be different. For example, as w increases, the weighting effect of the most recent AA interval AA n increases and the weighting effect of the previous first indicated pacing rate T n-1 decreases. In one embodiment, w = 1/16 = 0.0625. In another embodiment, w = 1/32. Another possible range for w ranges from w = 1/2 to w = 1/1024. Further possible ranges for w range from about 0 to about 1. Other values of w (which may not include division by a power of 2) may be substituted without departing from the method and apparatus.

一実施形態では、内因性の係数aは、1.0以下であるように(又は、別法として、1.0以下又は1.0に等しいように)選択される。一例では、内因性の係数aは、ペーシング係数bより小さい値であるように選択される。一実施形態では、aは、約0.6であってよく、かつ、bは、約1.5であってよい。別の実施形態では、a=1.0、かつ、b=1.05である。aの一可能な範囲は、a=0.6からa=1.0に亘り、かつ、bの一可能な範囲は、b=1.05からb=1.5に亘る。係数は、本方法及び装置から逸脱することなしに変化させてよい。   In one embodiment, the intrinsic coefficient a is selected to be 1.0 or less (or alternatively, 1.0 or less or equal to 1.0). In one example, the intrinsic factor a is selected to be a value less than the pacing factor b. In one embodiment, a may be about 0.6 and b may be about 1.5. In another embodiment, a = 1.0 and b = 1.05. One possible range for a ranges from a = 0.6 to a = 1.0, and one possible range for b ranges from b = 1.05 to b = 1.5. The coefficients may be changed without departing from the method and apparatus.

一実施形態では、a<1.0の場合、フィルター3515は、タイマー3515によって測定されている予想される内因性のA-A間隔より少なくともやや短い新しい第1の指示ペーシング間隔Tnを与える。したがって、フィルター3515は、APP指示速度を、内因性の心房速度よりやや速くなるまで増大させることによって、心房ペーシングを促進するよう動作する。APP指示速度は、次いで、徐々に減らされて、根底にある内因性の心房心拍数が探索される。心房拍動が感知されると、APPフィルター3515は、APP指示ペーシング速度を再び増大させて、内因性の心房速度より少量だけ速くする。結果として、大部分の心房心臓拍動は、感知されるのではなく、ペーシングされる。 In one embodiment, if a <1.0, filter 3515 provides a new first indicator pacing interval T n that is at least slightly shorter than the expected intrinsic AA interval being measured by timer 3515. Accordingly, filter 3515 operates to promote atrial pacing by increasing the APP indicated rate to be slightly faster than the intrinsic atrial rate. The APP command rate is then gradually reduced to search for the underlying intrinsic atrial heart rate. When an atrial beat is sensed, the APP filter 3515 again increases the APP indicated pacing rate to a small amount faster than the intrinsic atrial rate. As a result, most atrial heart beats are paced rather than sensed.

上記のオーバードライブペーシング、又は、一つ又はそれ以上の心室のペーシングと接続して実行されるオーバードライブペーシングは、呼吸障害に対する治療として与えてよい。追加的に、このようなペーシング治療は、呼吸障害の検出又は予測時に活性化してよい。例えば、ペーシングは、呼吸障害の発症が検出されるまで、プログラムされた速度で行なってよい。呼吸障害の検出後は、呼吸障害を緩和するため、CRM装置は、オーバードライブペーシングに切り換えてよい。   The overdrive pacing described above, or overdrive pacing performed in conjunction with one or more ventricular pacings, may be given as a treatment for respiratory disorders. Additionally, such pacing therapies may be activated upon detection or prediction of respiratory impairment. For example, pacing may be performed at a programmed rate until the onset of a respiratory disorder is detected. After detecting a disordered breathing, the CRM device may switch to overdrive pacing to alleviate the disordered breathing.

別の例では、CRMは、患者状態が、呼吸障害が生じる可能性が有ることを示すまで、プログラムされた速度でペーシングを送達してよい。呼吸障害が予測された後では、CRMは、呼吸障害の発症を防ぐ、あるいは、緩和するため、オーバードライブペーシングを送達してよい。   In another example, the CRM may deliver pacing at a programmed rate until the patient condition indicates that a disordered breathing may occur. After a disordered breathing is predicted, the CRM may deliver overdrive pacing to prevent or alleviate the development of the disordered breathing.

呼吸障害は、患者が覚醒している間に生じる場合があるが、睡眠中に生じる可能性が最も大きい。別の例では、CRMは、睡眠検出システムを具備していてよい。CRMが、患者が眠っていることを検出した場合、又はCRMが、特定の睡眠状態(例えば、非REM睡眠)を検出した場合は、CRMは、プログラムされた速度でのペーシングからオーバードライブペーシングに切り換わってよい。   Although breathing problems may occur while the patient is awake, it is most likely during sleep. In another example, the CRM may comprise a sleep detection system. If the CRM detects that the patient is asleep or if the CRM detects a specific sleep state (eg, non-REM sleep), the CRM transitions from pacing at a programmed rate to overdrive pacing. You may switch.

図39は、コントローラ3425の部分の別の概念化を、一般的に、例として、しかし限定のためではなく、示すブロック図であって、これは、以下により詳しく説明するように、図35とは多少異なる。図39では、コントローラ3425は、呼吸障害治療制御回路から、呼吸障害治療のためのオーバードライブペーシング速度を指示する制御信号を受信する。信号は、例えば、患者が経験する呼吸障害の重症度、持続時間、頻度又はタイプ、あるいは、治療の相互作用及び(又は)患者の快適さ等の他のファクターに基づいていてよい。一例では、制御信号は、無呼吸/低呼吸指標等の呼吸障害指標に基づいていてよい。呼吸障害治療のペーシング速度は、レジスター3910に格納された第2の指示ペーシング間隔の用語で表わされる。   FIG. 39 is a block diagram illustrating another conceptualization of the portion of the controller 3425, generally, by way of example, but not limitation, which is different from FIG. 35 as described in more detail below. Somewhat different. In FIG. 39, the controller 3425 receives a control signal indicating an overdrive pacing rate for the disordered breathing therapy from the disordered breathing therapy control circuit. The signal may be based on, for example, the severity, duration, frequency, or type of respiratory disorder experienced by the patient, or other factors such as treatment interaction and / or patient comfort. In one example, the control signal may be based on a disordered breathing index such as an apnea / hypopnea index. The pacing rate for the disordered breathing treatment is expressed in terms of a second indicated pacing interval stored in register 3910.

ペーシング制御モジュール3505は、制御信号を送達し、該信号は、それぞれレジスター3520及び3910に格納された第1又は第2の指示ペーシング間隔のうちのいずれか(又は両方)に基づいて、ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に指示する。一実施形態では、ペーシング制御モジュール3505は、新しい第1の指示ペーシング間隔Tnと呼吸障害の状態によって変調される第2の指示ペーシング間隔との間で選択する選択モジュール3915を含んでいる。 The pacing control module 3505 delivers a control signal, which signals pacing pulses based on either (or both) of the first or second indicated pacing intervals stored in registers 3520 and 3910, respectively. Instruct the atrial treatment circuit to deliver. In one embodiment, the pacing control module 3505 includes a selection module 3915 that selects between the second indication pacing interval that is modulated by the state of the new first indicated pacing interval T n and respiratory disorders.

一実施形態では、選択モジュール3925は、選択された指示ペーシング間隔Snとして、第1及び第2の指示ペーシング間隔のうちのより短い方を選択する。選択された指示ペーシング間隔Sn(これは、最も最近のA-A間隔AAnを決定する心房拍動の発生からの時間として測定される)中に、いかなる心房拍動も感知されなかった場合は、ペーシング制御モジュール3505は、選択された指示ペーシング間隔Snの呼息時に、心房ペーシングパルスを送達するよう、心房治療回路に命令する。 In one embodiment, selection module 3925, as the selected indicated pacing interval S n, selects whichever shorter of the first and second instructions pacing interval. If no atrial beat is sensed during the selected indicated pacing interval S n (which is measured as the time since the occurrence of the atrial beat that determines the most recent AA interval AA n ), pacing control module 3505, upon expiration of the selected indicated pacing interval S n, so as to deliver an atrial pacing pulse, to instruct the atrial therapy circuit.

一般的な用語では、この実施形態の場合、心房は、呼吸障害治療速度及びAPP指示速度のうちのより高い方で、ペーシングされる。例えば、患者が、いかなる呼吸障害も経験していない、あるいは、穏和な呼吸障害のみを経験しつつある場合は、呼吸障害治療速度が、患者の内因性の速度より低くなり、次いで、心房ペーシングパルスが、APP指示速度(これは、一般に、患者の内因性の心房心拍数よりやや高い)で送達されることになる。しかし、例えば、患者がより有意な呼吸障害を経験しつつあり、したがって、呼吸障害治療速度が、APP指示速度より高い場合は、ペーシングパルスは、一般に、呼吸障害治療速度で送達されることになる。別の実施形態では、ペーシング速度は、これら2つの指示速度のうちのより高い方(すなわち、第1及び第2の指示ペーシング間隔のうちのより短い方)を選択することによってではなく、呼吸障害治療速度とAPP指示速度とを混合することによって、決定される。このような一例では、選択モジュール3925は、第1及び第2の指示ペーシング間隔に、予め定められた又は他の重みを加えて、選択されるペーシング間隔Snを計算する。 In general terms, in this embodiment, the atrium is paced at the higher of the disordered breathing rate and the APP indicated rate. For example, if the patient is not experiencing any respiratory disturbances or is experiencing only mild respiratory disturbances, the respiratory disorder treatment rate will be lower than the patient's intrinsic rate, and then the atrial pacing pulse However, it will be delivered at the APP indicated rate, which is generally slightly higher than the patient's intrinsic atrial heart rate. However, for example, if the patient is experiencing a more significant disordered breathing and therefore the disordered breathing rate is higher than the APP indicated rate, pacing pulses will generally be delivered at the disordered breathing rate . In another embodiment, the pacing rate is not by selecting the higher of these two indicated rates (ie, the shorter of the first and second indicated pacing intervals), Determined by mixing treatment rate and APP indicated rate. In one such example, selection module 3925, the first and second instruction pacing interval, plus a predetermined or other weights to compute the pacing interval S n to be selected.

図40は、フィルター3515を動作させる一モードの場合の、連続する心房心臓拍動に対するAPP指示速度の一実施形態を、一般的に、例として、しかし限定のためではなく、示すグラフである。上述のように、APP指示速度は、単に、第1の指示ペーシング間隔と関連した心房心臓拍動間の頻度に過ぎない。別様に言えば、APP指示速度は、第1の指示ペーシング間隔の持続時間に逆比例する。ペーシングがAPP指示速度のみに基づいている場合は、ペーシング制御モジュール3505は、最後の心房拍動が第1の指示ペーシング間隔に等しくなった、あるいは、それを超えた後で、ペーシングパルスを出すよう、心房治療回路に命令する。しかしながら、上記のように、ある実施形態では、ペーシング制御モジュール3505は、APP指示速度以外のファクターに基づいて(例えば、患者が経験する呼吸障害の重症度に基づいて)、ペーシングパルスを出すよう、心房治療回路に命令する。   FIG. 40 is a graph illustrating one embodiment of the APP indicated rate for successive atrial heart beats, generally by way of example but not limitation, for one mode of operating filter 3515. As noted above, the APP indicated rate is simply the frequency between atrial heart beats associated with the first indicated pacing interval. In other words, the APP indication speed is inversely proportional to the duration of the first indication pacing interval. If pacing is based solely on the APP indicated rate, the pacing control module 3505 will issue a pacing pulse after the last atrial beat is equal to or exceeds the first indicated pacing interval. Command the atrial treatment circuit. However, as described above, in certain embodiments, the pacing control module 3505 may generate pacing pulses based on factors other than the APP indicated rate (e.g., based on the severity of the respiratory disorder experienced by the patient). Command the atrial treatment circuit.

図40に示した例では、第1のペーシングされた心房拍動(「P」で示す)は、以前の心房拍動に基づいて計算された第1の指示ペーシング間隔(すなわち、APP指示ペーシング間隔)T0の呼息時に生じた。一実施形態では、新しいAPP指示ペーシング間隔T1は、上述のように、最も最近のA-A間隔AA1の持続時間及びAPP指示ペーシング間隔の以前の値T0に基づいて、計算される。図40では、新しいAPP指示ペーシング間隔T1は、速度下限(LRL)の時間間隔に対応する。一実施形態では、図40に示すように、APP指示ペーシング間隔の許容範囲は、APP指示ペーシング間隔が、LRLの時間間隔の持続時間を超えないように、かつ、APP指示ペーシング間隔が、速度上限(URL)の時間間隔の持続時間より短くないように、限定される。 In the example shown in FIG. 40, the first paced atrial beat (denoted “P”) is a first indicated pacing interval (ie, an APP indicated pacing interval) calculated based on the previous atrial beat. ) Occurs during T 0 exhalation. In one embodiment, the new APP indication pacing interval T 1 is calculated based on the duration of the most recent AA interval AA 1 and the previous value T 0 of the APP indication pacing interval, as described above. In Figure 40, the new APP indicated pacing interval T 1 corresponds to the time interval of the velocity limit (LRL). In one embodiment, as shown in FIG. 40, the allowable range of the APP indication pacing interval is such that the APP indication pacing interval does not exceed the duration of the LRL time interval and the APP indication pacing interval is the upper speed limit. Limited so that it is not shorter than the duration of the (URL) time interval.

図40の例では、APP指示ペーシング間隔T1の呼息時に、第2の心房拍動もペーシングされる。一実施形態では、新しいAPP指示ペーシング間隔T2は、上述のように、最も最近のA-A間隔AA2の持続時間及びAPP指示ペーシング間隔の以前の値T1に基づいて、計算される。APP指示心房心拍数は、根底にある内因性の心房心拍数より高いために、第1及び第2の心房拍動は、ペーシングされた拍動である。 In the example of FIG. 40, when expiration of APP indicated pacing interval T 1, the second atrial beat is also paced. In one embodiment, the new APP indication pacing interval T 2 is calculated based on the duration of the most recent AA interval AA 2 and the previous value T 1 of the APP indication pacing interval, as described above. Because the APP indicated atrial heart rate is higher than the underlying intrinsic atrial heart rate, the first and second atrial beats are paced beats.

第3の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T2の呼息より十分前に感知され、したがって、いかなるペーシングパルスも出されない。感知された第3の心房拍動について、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔T2に対して持続時間がより短くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔T3を計算する。 The third atrial beat is sensed well before than exhalation of APP indicated pacing interval T 2, therefore, not issued any pacing pulses. For the sensed third atrial beat, filter 3515 calculates a new APP indicated pacing interval T 3 such that the duration is shorter than the previous APP indicated pacing interval T 2 .

第4、第5、及び第6の心房拍動は、それぞれ、APP指示ペーシング間隔T3、T4、及びT5の呼息の前に感知される。感知された第4、第5、及び第6の心房拍動のそれぞれについて、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔に対して持続時間がより短くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔を計算する。 The fourth, fifth, and sixth atrial beats are sensed prior to the expiration of the APP indicated pacing intervals T 3 , T 4 , and T 5 , respectively. For each of the sensed fourth, fifth, and sixth atrial beats, filter 3515 calculates a new APP indicated pacing interval so that the duration is shorter than the previous APP indicated pacing interval. .

第7の心房拍動時に、APP指示心拍数は、根底にある内因性の心房心拍数より上に増大しており、したがって、第7の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T6の呼息時にペーシングされる。第7の心房拍動は、感知されるのではなく、ペーシングされるため、新しいAPP指示ペーシング間隔T7は、以前のAPP指示ペーシング間隔T6より長くなるように、計算される。 During the seventh atrial beat, the APP indicated heart rate has increased above the underlying intrinsic atrial heart rate, and therefore the seventh atrial beat is exhaled at the APP indicated pacing interval T 6 . Sometimes paced. Since the seventh atrial beat is paced rather than sensed, the new APP indication pacing interval T 7 is calculated to be longer than the previous APP indication pacing interval T 6 .

同様に、第8及び第9の心房拍動は、それぞれ対応するAPP指示ペーシング間隔(すなわち、T7及びT8)の呼息時に、それぞれ、ペーシングされる。各APP指示ペーシング間隔T7及びT8は、それぞれ対応する以前のAPP指示ペーシング間隔(すなわち、T6及びT7)より長い。このやり方で、APP指示心房心拍数は、徐々に減らされて、根底にある内因性の心房心拍数が探索される。 Similarly, the 8th and 9th atrial beats are respectively paced during expiration of the corresponding APP indicated pacing interval (ie, T 7 and T 8 ), respectively. Each APP indication pacing interval T 7 and T 8 is longer than the corresponding previous APP indication pacing interval (ie, T 6 and T 7 ), respectively. In this manner, the APP indicated atrial heart rate is gradually reduced to search for the underlying intrinsic atrial heart rate.

第10の心房拍動時には、APP指示心拍数は、第10の心房拍動の感知ができるよう、十分に低減されている。第10の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T9の呼息の前に感知され、したがって、いかなるペーシングパルスも出されない。感知された第10の心房拍動について、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔T9に対して持続時間がより短くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔T10を計算する。 At the time of the 10th atrial beat, the APP indicated heart rate is sufficiently reduced so that the 10th atrial beat can be sensed. Atrial beat of the 10 is sensed before expiration of the APP indicated pacing interval T 9, therefore, not issued any pacing pulses. For the sensed tenth atrial beat, filter 3515 calculates a new APP indicated pacing interval T 10 such that the duration is shorter than the previous APP indicated pacing interval T 9 .

第11の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T10の呼息時に、ペーシングされる。ペーシングされた第11の心房拍動について、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔T10に対して持続時間がより長くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔T11を計算する。同様に、第12及び第13の心房拍動は、それぞれ対応するAPP指示ペーシング間隔(すなわち、T11及びT12)の呼息時に、それぞれペーシングされる。各APP指示ペーシング間隔T12及びT13は、それぞれ対応する以前のAPP指示ペーシング間隔(すなわち、T11及びT12)より長い。このやり方で、APP指示心房心拍数は、徐々に減らされて、根底にある内因性の心房心拍数が見出される。 Atrial beat 11, upon expiration of the APP indicated pacing interval T 10, is paced. About 11 atrial beat that is paced, the filter 3515, so that the duration for the previous APP indicated pacing interval T 10 becomes longer, calculating the new APP indicated pacing interval T 11. Similarly, the twelfth and thirteenth atrial beats are respectively paced during expiration of the corresponding APP indicated pacing interval (ie, T 11 and T 12 ). Each APP indication pacing interval T 12 and T 13 is longer than the corresponding previous APP indication pacing interval (ie, T 11 and T 12 ), respectively. In this manner, the APP indicated atrial heart rate is gradually reduced to find the underlying intrinsic atrial heart rate.

第14の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T13の呼息の前に感知され、したがって、いかなるペーシングパルスも出されない。感知された第14の心房拍動について、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔T13に対して持続時間がより短くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔T14を計算する。 Atrial beat of the 14 is sensed before expiration of the APP indicated pacing interval T 13, therefore, is not issued any pacing pulses. For the sensed 14th atrial beat, filter 3515 calculates a new APP indication pacing interval T 14 such that the duration is shorter than the previous APP indication pacing interval T 13 .

第15の心房拍動は、APP指示ペーシング間隔T14の呼息時にペーシングされる。ペーシングされた第15の心房拍動について、フィルター3515は、以前のAPP指示ペーシング間隔T14に対して持続時間が長くなるように、新しいAPP指示ペーシング間隔T15を計算する。 Atrial beat 15 is paced at expiration of the APP indicated pacing interval T 14. For the 15th paced atrial beat, the filter 3515 calculates a new APP indicated pacing interval T 15 such that the duration is longer than the previous APP indicated pacing interval T 14 .

フィルター3515の内因性の係数は、感知された内因性の拍動の故に、APP指示心拍数が増大するにつれて、APP指示心拍数の「攻撃スロープ(攻撃スロープ)」を制御する。フィルター3515のペーシングされた係数bは、ペーシングされた拍動の期間中に、APP指示心拍数が減少するにつれて、APP指示心拍数の「減衰スロープ」を制御する。一実施形態では、a<1.0、かつ、b>1.0の場合、aの値をさらに1.0以下に減らすと、攻撃スロープが増大し、したがって、APP指示速度が、感知された内因性の拍動に反応して、より速く増大し、一方、bの値を1.0に向けて減らすと、減衰スロープが減少し、したがって、APP指示速度が、ペーシングされた拍動の期間中に、より遅く減少する。逆に、a<1.0、かつ、b>1.0の場合は、aの値を1.0に向けて増大させると、攻撃スロープが減少し、したがって、APP指示速度が、感知された内因性の拍動に反応して、より遅く増大し、一方、bの値を1.0から増大させると、減衰スロープが増大し、したがって、APP指示速度が、ペーシングされた拍動の期間中に、より速く減少する。   The intrinsic factor of the filter 3515 controls the “attack slope” of the APP command heart rate as the APP command heart rate increases due to the sensed intrinsic beat. The paced factor b of filter 3515 controls the “decay slope” of the APP indicated heart rate as the APP indicated heart rate decreases during the paced beat. In one embodiment, if a <1.0 and b> 1.0, further reducing the value of a to 1.0 or less increases the attack slope, and thus the APP indicated speed is reduced to the sensed intrinsic beat. In response, increasing faster, while decreasing the value of b toward 1.0 reduces the decay slope, and thus the APP indicated rate decreases more slowly during the paced beat. Conversely, if a <1.0 and b> 1.0, increasing the value of a towards 1.0 reduces the attack slope, and thus the APP indicated speed is reduced to the detected intrinsic beat. In response, increasing slower, while increasing the value of b from 1.0 increases the decay slope, and thus the APP indicated rate decreases faster during the paced beat.

一実施形態では、a<1.0、かつ、b>1.0の場合、a及びbの両方を減らすと、APP指示速度が増大し、したがって、APP指示速度は、平均の内因性の速度より高くなる。APP指示速度がより高いため、内因性の心拍数の可変性が、感知された現象となる可能性は、より低い。一方、a<1.0、かつ、b>1.0の場合は、a及びbの両方を増大させると、APP指示速度が減少し、したがって、平均の内因性の速度により近くなる。APP指示速度が、平均の内因性の速度により近いため、内因性の心拍数の同程度の可変性が、感知された現象となる可能性はより大きい。したがって、上記のように、フィルター3515の係数を調整することによって、患者の心拍数の特定の程度の可変性に対して、ペーシングされた拍動より、より内因性の拍動を得ることができる。   In one embodiment, if a <1.0 and b> 1.0, reducing both a and b increases the APP indication rate, and thus the APP indication rate is higher than the average intrinsic rate. Due to the higher APP indication speed, intrinsic heart rate variability is less likely to be a perceived phenomenon. On the other hand, if a <1.0 and b> 1.0, increasing both a and b decreases the APP indication rate, and thus is closer to the average intrinsic rate. Since the APP indicated speed is closer to the average intrinsic speed, the same degree of variability in intrinsic heart rate is more likely to be a perceived phenomenon. Thus, by adjusting the coefficient of filter 3515 as described above, a more intrinsic beat can be obtained than a paced beat for a certain degree of variability in the patient's heart rate. .

一実施形態では、これらの係数は、遠隔のプログラマーを使用すること等によって、ユーザーによりプログラマブルである。別の実施形態では、ユーザーは、対応する範囲の可能な値から、所望の性能パラメータ(例えば、所望の程度のオーバードライブペーシング、所望の攻撃スロープ、所望の減衰スロープ等)を選択し、かつ、CRM装置は、自動的に、フィルター3515の係数の適切な組合せを選択して、一般に、表5に示すように、選択されたユーザープログラムされた性能パラメータに対応するフィルター設定を行なう。他のレベルのプログラマビリティ又は係数の異なる組合せも使用してよい。   In one embodiment, these coefficients are programmable by the user, such as by using a remote programmer. In another embodiment, the user selects a desired performance parameter (e.g., desired degree of overdrive pacing, desired attack slope, desired attenuation slope, etc.) from a corresponding range of possible values, and The CRM device automatically selects the appropriate combination of coefficients for the filter 3515 and generally sets the filter settings corresponding to the selected user programmed performance parameters as shown in Table 5. Other levels of programmability or different combinations of coefficients may also be used.

Figure 2007502670
Figure 2007502670

図40は、感知された心房拍動は、感知された心房心拍数に基づく量だけ、APP指示速度を増大させることを示す。したがって、感知された心房速度の増大が急激で大きい場合、APP指示速度は、感知された心房心拍数がより遅く、かつ、より小さい場合よりも、より速く増大することになる。しかしながら、APP指示速度の増大は、感知された心房心拍数のみに左右されない。代わりに、APP指示心拍数のこのような増大は、APP指示心拍数の以前の値にも左右される。これは、APP指示心拍数が、単一の非常に早発性の心房拍動に、過度に敏感でなく、心房速度の変化がより漸進的であり、かつ、そのような速度変化の程度が、上記のように、プログラマブルに調整できるように、平滑化機能を与えるものである。さらに、一実施形態では、フィルター3515は、連続的に動作して、APP指示速度に基づく連続的な速度調整を行なう。   FIG. 40 shows that the sensed atrial beat increases the APP indicated rate by an amount based on the sensed atrial heart rate. Thus, if the increase in sensed atrial rate is rapid and large, the APP indication rate will increase faster than if the sensed atrial heart rate is slower and smaller. However, the increase in APP indicated speed is not dependent only on the sensed atrial heart rate. Instead, this increase in APP indicated heart rate is also dependent on previous values of APP indicated heart rate. This is because the APP indicated heart rate is not overly sensitive to a single very early atrial beat, the change in atrial speed is more gradual, and the extent of such speed change As described above, a smoothing function is provided so that it can be adjusted in a programmable manner. Further, in one embodiment, the filter 3515 operates continuously to provide continuous speed adjustment based on the APP command speed.

図41は、2つ以上の指示ペーシング間隔間で選択する一実施形態を、一般的に、例として、しかし限定のためではなく、示すグラフである。図41は、いくつかの点で図40と同様であるが、図41は、第2の指示ペーシング間隔を含んでいる。一実施形態では、第1の指示ペーシング間隔は、上記のAPP指示ペーシング間隔であり、かつ、第2の指示ペーシング間隔は、患者が経験する呼吸障害の重症度、頻度、持続時間、タイプ、又は他のパラメータに基づく呼吸障害治療ペーシング間隔である。   FIG. 41 is a graph illustrating one embodiment of selecting between two or more directed pacing intervals, generally by way of example but not limitation. FIG. 41 is similar in some respects to FIG. 40, but FIG. 41 includes a second indicated pacing interval. In one embodiment, the first indication pacing interval is the APP indication pacing interval described above and the second indication pacing interval is the severity, frequency, duration, type, or type of respiratory disorder experienced by the patient, or Respiratory disorder pacing interval based on other parameters.

一実施形態では、選択された指示ペーシング間隔は、第1及び第2の指示ペーシング間隔のうちのより短い方に基づいている。別様に言えば、CRM装置は、より高い指示ペーシング速度で、ペーシングパルスを与える。図41に示した例では、第1及び第2の拍動及び第8〜第15の拍動は、呼吸障害治療指示速度でペーシングされるが、その理由は、呼吸障害治療指示速度が、APP指示心房速度及び内因性の(感知された)心房速度より高いからである。第3、第4、第5及び第6の心房拍動は、APP及びセンサー指示ペーシング間隔のうちのいずれかのうちのより短い方の間中に感知される感知された内因性の拍動である。第7の拍動は、APP指示速度でペーシングされるが、その理由は、APP指示速度が、呼吸障害治療指示速度より高く、かつ、APP指示間隔T6中にいかなる内因性の拍動も感知されないからである。この実施形態では、センサー指示速度及びAPP指示速度の両方の範囲は、それらが、URLより高い速度にならないよう、あるいはLRLより低い速度にならないよう、限定されている。一実施形態では、フィルター3515に対する上記の式は、センサー指示速度が、図41の第1〜第3及び第8〜第15の拍動により示したAPP指示速度より大きい場合に、呼吸障害治療指示速度に向けてAPP指示速度を増大させるように働く。しかしながら、別の実施形態では、AAnが、APP指示ペーシングされた拍動によって決定された場合は、Tn =b ● w ● AAn + (1-w) ● Tn-1であり、かつ、AAnが、呼吸障害治療指示ペーシングされた拍動によって決定された場合は、Tn =Tn-1であり、それによってAPP指示速度は、呼吸障害治療指示ペーシングされた拍動に対して、不変のままとなる。一実施形態では、LRL及びURLは、遠隔のプログラマーを使用すること等によって、ユーザーによりプログラマブルである。 In one embodiment, the selected instruction pacing interval is based on the shorter of the first and second instruction pacing intervals. In other words, the CRM device delivers pacing pulses at a higher indicated pacing rate. In the example shown in FIG. 41, the first and second pulsations and the eighth to fifteenth pulsations are paced at the respiratory disorder treatment instruction speed because the respiratory disorder treatment instruction speed is APP This is because the indicated atrial rate and the intrinsic (sensed) atrial rate are higher. Third, fourth, fifth and sixth atrial beats are sensed intrinsic beats that are sensed during the shorter of either APP or the sensor-instructed pacing interval. is there. Beats seventh but is paced at APP indicated rate, because, APP indicated rate is higher than the disordered breathing therapy indicated rate, and any intrinsic beats in APP indicated interval T 6 senses Because it is not done. In this embodiment, the range of both the sensor indication speed and the APP indication speed is limited so that they do not become higher than the URL or lower than the LRL. In one embodiment, the above equation for the filter 3515 indicates that the disordered disorder treatment indication is when the sensor indication rate is greater than the APP indication rate indicated by the first to third and eighth to fifteenth beats of FIG. Works to increase APP instruction speed towards speed. However, in another embodiment, if AA n is determined by an APP-directed paced beat, then T n = b ● w ● AA n + (1-w) ● T n-1 and , If AA n is determined by a breathing disorder treatment instruction paced beat, then T n = T n-1 so that the APP indication speed is , Will remain unchanged. In one embodiment, the LRL and URL are programmable by the user, such as by using a remote programmer.

一実施形態では、フィルター3515は、例えば、心拍数(又はその対応する時間間隔)の関数である係数等の変数係数を含んでいる。一例では、フィルター3515の動作は、AAnが、内因性の拍動によって決定された場合は、Tn =a ● w ● AAn + (1-w) ● Tn-1によって記述され、AAnが、ペーシングされた拍動によって決定された場合は、Tn =b ● w ● AAn + (1-w) ● Tn-1によって別様に記述され、ここで、a及びbのうちの少なくとも一つは、一つ又はそれ以上の以前のA-A間隔(例えば、最も最近のA-A間隔AAn等)の一次、区分的一次、又は非線形関数である。 In one embodiment, the filter 3515 includes a variable coefficient, such as a coefficient that is a function of the heart rate (or its corresponding time interval), for example. In one example, the operation of the filter 3515, AA n is, when it is determined by the intrinsic beats is described by T n = a ● w ● AA n + (1-w) ● T n-1, AA If n is determined by the paced beat, it is otherwise described by T n = b ● w ● AA n + (1-w) ● T n-1 where a and b At least one is a linear, piecewise linear, or non-linear function of one or more previous AA intervals (eg, most recent AA interval AA n etc.).

図42は、係数a及びbのうちの少なくとも一つを、一つ又はそれ以上の以前のA-A間隔(例えば、最も最近のA-A間隔AAn等)の関数として使用する一実施形態を、一般的に、例として、しかし限定のためではなく、示すグラフである。このような一例では、aは、AAnが速度下限(例えば、1000ミリ秒間隔又は60拍動/分)であるか又はそれに近い場合、1.0より小さくなり、かつ、aは、AAnが、速度上限(例えば、500ミリ秒間隔又は120拍動/分)であるか又はそれに近い場合、1.0より大きくなる。定数bの場合、aのより小さい値をより低い速度で使用すると、感知された現象に対して、ペーシング速度がより速く増大し、aのより大きな値をより高い速度で使用すると、感知された現象に対して、ペーシング速度がより遅く増大する。別の例では、bは、AAnが、速度下限であるか又はそれに近い場合、1.0に近くなり、かつ、bは、AAnが、速度上限であるか又はそれに近い場合、1.0より大きくなる。定数aの場合は、bのより小さい値をより低い速度で使用すると、ペーシングされた現象に対して、ペーシング速度がより遅く減少し、bのより大きな値をより高い速度で使用すると、ペーシングされた現象に対して、ペーシング速度がより速く減少する。 FIG. 42 illustrates an exemplary embodiment using at least one of the coefficients a and b as a function of one or more previous AA intervals (eg, the most recent AA interval AA n etc.). By way of example, but not by way of limitation, FIG. In one such example, a is AA n is the speed limit (e.g., 1000 millisecond interval or 60 beats / minute) If as or close to it, becomes smaller than 1.0, and, a is the AA n, If it is at or near the upper speed limit (eg 500 ms interval or 120 beats / min), it will be greater than 1.0. For the constant b, using a smaller value of a at a lower rate would increase the pacing rate faster for the perceived phenomenon, and using a larger value of a at a higher rate would be perceived. For the phenomenon, the pacing rate increases slower. In another example, b is close to 1.0 when AA n is at or near the lower speed limit, and b is greater than 1.0 when AA n is at or near the upper speed limit. . For the constant a, using a smaller value of b at a lower rate will cause the pacing rate to decrease slower for a paced phenomenon, and using a larger value of b at a higher rate will result in pacing. The pacing rate decreases faster for the phenomenon.

上記のシステムは、なかんづく、心房ペーシングを促進するための心房ペーシング優先(APP)フィルターを含む心臓リズム管理システムを提供する。APPフィルターは、心房ペーシングパルスの送達のタイミングを制御する。心房ペーシング優先ペーシングは、例えば、呼吸障害の発生を終結する又は緩和するためのオーバードライブペーシングを与えるために、呼吸障害の検出又は予測時に、開始してよい。   The above systems provide, inter alia, a cardiac rhythm management system that includes an atrial pacing priority (APP) filter to facilitate atrial pacing. The APP filter controls the timing of delivery of the atrial pacing pulse. Atrial pacing priority pacing may be initiated upon detection or prediction of a disordered breath, for example, to provide overdrive pacing to terminate or alleviate the occurrence of the disordered breathing.

心房ペーシングパルスは、一般に、内因性の心房心拍数より少量上の第1の指示ペーシング速度(すなわち、APP指示速度)で送達される。感知された拍動に対して、APP指示ペーシング速度は、内因性の心房心拍数よりやや速くなるまで、増大される。APP指示ペーシング速度は、次いで、徐々に低減されて、根底にある内因性の心房心拍数が探索される。次いで、心房拍動の感知後、APPフィルターは、再びAPP指示ペーシング速度を、内因性の心房速度より少量だけ速くなるまで増大させる。結果として、大部分の心房心臓拍動が、感知されるのではなく、ペーシングされる。   Atrial pacing pulses are generally delivered at a first indicated pacing rate (ie, an APP indicated rate) that is less than the intrinsic atrial heart rate. For sensed beats, the APP indicated pacing rate is increased until it is slightly faster than the intrinsic atrial heart rate. The APP directed pacing rate is then gradually reduced to search for the underlying intrinsic atrial heart rate. Then, after sensing atrial beats, the APP filter again increases the APP indicated pacing rate by a small amount faster than the intrinsic atrial rate. As a result, most atrial heart beats are paced rather than sensed.

上記の説明は、呼吸障害治療に対して心房オーバードライブペーシングを行なうことを意図しているが、心室オーバードライブペーシング又は両室オーバードライブペーシングを行なうための同様のプロセスを実行してよい。ペーシング速度は、患者が経験する呼吸障害の特性に基づいて調整してよい。例えば、オーバードライブペーシングは、呼吸障害のタイプ、重症度、頻度、及び(又は)持続時間によって、変調してよい。   While the above description is intended to provide atrial overdrive pacing for the treatment of respiratory disorders, a similar process for performing ventricular overdrive pacing or biventricular overdrive pacing may be performed. The pacing rate may be adjusted based on the characteristics of the disordered breathing experienced by the patient. For example, overdrive pacing may be modulated by the type of disorder, severity, frequency, and / or duration.

さらに、平滑化されたペーシング速度は、限定してよい。例えば、ペーシング速度は、治療が送達される前に、キャッピング又は限定してよい。別のインプリメンテーションでは、内因性入力の間隔は、何らかの予め定められた値に限定してよい。予め定められる値は、医師が設定してよく、あるいは、他の変数から決定してよい。内因性入力の間隔を限定することによって、出力ペーシング速度が、限定される。平滑化されたペーシング速度を限定することは、例えば、心房細動又は粗動を管理する際に有用な場合がある。   Further, the smoothed pacing rate may be limited. For example, the pacing rate may be capped or limited before the treatment is delivered. In another implementation, the interval between endogenous inputs may be limited to some predetermined value. The predetermined value may be set by the doctor or may be determined from other variables. By limiting the interval between endogenous inputs, the output pacing rate is limited. Limiting the smoothed pacing rate may be useful, for example, in managing atrial fibrillation or flutter.

睡眠質モニタリング
本発明の各種の実施形態によれば、睡眠の質に関連した状態(例えば、他の睡眠の質のファクターの中で、睡眠断片化及び(又は)他の覚醒ベースの測度、患者報告の静穏な睡眠、及び睡眠中に送達された治療の間の患者報告不快感)は、患者に対する治療の衝撃を査定するのに使用してよい。再び図2を参照すると、治療アセスメントプロセッサ260は、睡眠質モニター254によって獲得された情報を用いて、睡眠の質に基づき治療の衝撃を査定する。例えば、患者が効果的な呼吸障害の治療を受けつつあり、かつ、低睡眠断片化を有しており、不快感の全くない静穏な睡眠を報告している場合、治療の有効性は、相対的に高い場合があり、かつ、患者に対する治療の悪影響は、相対的に低い場合がある。呼吸障害の発症に関係のない睡眠断片化が相対的に高い場合、又は患者が不快感又は睡眠後の疲労感を報告する場合、これらの状態は、呼吸障害の治療が睡眠障害及び(又は)他の望ましくない影響を生じていることを示している場合がある。
Sleep Quality Monitoring According to various embodiments of the present invention, conditions related to sleep quality (e.g., among other sleep quality factors, sleep fragmentation and / or other wake-based measures, patients Reported calm sleep, and patient-reported discomfort during treatment delivered during sleep) may be used to assess the impact of treatment on the patient. Referring again to FIG. 2, the treatment assessment processor 260 uses the information acquired by the sleep quality monitor 254 to assess the impact of treatment based on sleep quality. For example, if a patient is being treated for effective breathing disorder and has low sleep fragmentation and reports quiet sleep with no discomfort, the effectiveness of treatment is relative The adverse effects of treatment on the patient may be relatively low. If sleep fragmentation unrelated to the development of respiratory disorders is relatively high, or if the patient reports discomfort or post-sleep fatigue, these conditions may indicate that treatment of the respiratory disorder is sleep disorder and / or It may indicate that other undesirable effects are occurring.

呼吸障害は、一般に、睡眠中に生じるため、呼吸障害の治療の送達中に睡眠の質を査定することが特に重要となる場合がある。呼吸障害を無くすが、睡眠断片化を増大する治療を与えることは、望ましくない。このような状況では、呼吸障害治療は、呼吸障害によって生ずる悪影響を増悪する場合がある。したがって、患者に対する治療の衝撃を査定し、かつ、睡眠の質を改善するための治療を調整することが好ましい場合がある。呼吸障害の治療が無効であり、かつ、呼吸障害が睡眠中に生じると、睡眠断片化及び睡眠破壊が生じる場合もある。したがって、検出された睡眠の質及び(又は)患者報告の静穏な睡眠に基づく治療衝撃アセスメントは、治療の有効性のアセスメントを考慮することが好ましい場合も有る。   Because breathing disorders generally occur during sleep, it may be particularly important to assess sleep quality during the delivery of treatment for breathing disorders. It would be undesirable to provide a treatment that eliminates breathing problems but increases sleep fragmentation. In such situations, the disordered breathing therapy may exacerbate the adverse effects caused by the disordered breathing. Accordingly, it may be preferable to assess the impact of the treatment on the patient and to adjust the treatment to improve sleep quality. If treatment of breathing disorders is ineffective and breathing problems occur during sleep, sleep fragmentation and sleep disruption may occur. Thus, treatment impact assessments based on detected sleep quality and / or patient-reported tranquil sleep may be preferable to consider an assessment of treatment effectiveness.

睡眠質アセスメントは、患者の代表的な睡眠パターン及び睡眠中の患者を冒している生理学的、環境的、状況的、情緒的、及び他の状態を含む、睡眠関連のデータの獲得に左右される。睡眠障害の診断及び睡眠の質のアセスメントは、専用の睡眠施設における睡眠ポリグラフの睡眠研究の利用を含んでいることが多い。しかしながら、このような研究は、患者にとって高価で、不便であり、かつ、患者の代表的な睡眠行動を正確に表わしていない場合がある。睡眠ポリグラフの睡眠研究では、患者は、データ獲得のために器具を装着され、かつ、訓練された職員によって観察される。研究所セッティングにおける睡眠アセスメントは、患者の代表的な睡眠パターンの正確な像を獲得するのに、多数の障害を呈する。例えば、患者は、睡眠研究所で夜を過ごすと、一般に、不慣れな場所での最初の数夜中に睡眠破壊を含む、「ファーストナイト症候群」と呼ばれる状態を経験することになる。また、器具を装着され、かつ、観察されている間の睡眠は、患者の正常な睡眠パターンの現実的な展望とはならない場合がある。   Sleep quality assessment depends on the acquisition of sleep-related data, including the patient's typical sleep pattern and the physiological, environmental, contextual, emotional, and other conditions that affect the sleeping patient . Diagnosis of sleep disorders and assessment of sleep quality often involve the use of polysomnographic sleep studies in dedicated sleep facilities. However, such studies are expensive and inconvenient for the patient and may not accurately represent the patient's typical sleep behavior. In polysomnographic sleep studies, patients are instrumented for data acquisition and observed by trained personnel. Sleep assessment in a laboratory setting presents numerous obstacles in obtaining an accurate picture of a patient's typical sleep pattern. For example, when a patient spends the night in a sleep laboratory, they generally experience a condition called “First Night Syndrome” that involves sleep disruption during the first few nights in an unfamiliar place. Also, sleep while worn and observed may not be a realistic view of a patient's normal sleep pattern.

さらに、睡眠ポリグラフの睡眠研究は、例えば、睡眠呼吸障害を含む、ある種の睡眠障害の分析に対して、不完全なデータセットをもたらす。睡眠呼吸障害と関連した多数の生理学的な状態(例えば、心拍数の可変性の減少、交感神経活動の増大、ノルエピネフリン濃度、及び血圧可変性の増大)が、覚醒の期間中に検出可能である。睡眠の期間中の及び(又は)覚醒の期間中のデータの収集は、患者の睡眠の質のより完全な像をもたらす場合がある。   In addition, polysomnographic sleep studies provide incomplete data sets for the analysis of certain sleep disorders, including, for example, sleep disordered breathing. A number of physiological conditions associated with sleep disordered breathing (eg, decreased heart rate variability, increased sympathetic activity, increased norepinephrine levels, and increased blood pressure variability) can be detected during periods of wakefulness. . Data collection during sleep and / or during arousal may provide a more complete picture of the patient's sleep quality.

覚醒の回数及び重症度、睡眠呼吸障害の発症、夜間の四肢運動、及び心臓、呼吸、筋、及び神経系の働きを含む、睡眠の質の各種の局面は、診断及び(又は)治療送達に対して重要な情報をもたらす場合がある。睡眠の質の評価に至る初期段階は、睡眠の期間と覚醒の期間とを弁別するための、正確で、信頼性の高い方法である。さらに、患者の睡眠状態又は段階(睡眠の開始、終結、REM、及びNREM睡眠状態を含む)、及び覚醒現象(自律神経性の覚醒を含む)についてのデータの獲得を、睡眠質アセスメントと接続して行ってよい。例えば、最も静穏な睡眠は、段階3及び4の非REM睡眠中に生じる。睡眠の質の一指標は、患者がこれらの睡眠段階で過ごす時間のパーセンテージである。患者の睡眠パターンの知識は、睡眠障害を診断し、かつ(あるいは)、例えば、心臓又は呼吸治療を含む患者治療を調整するのに使用できる。呼吸障害の発症、覚醒の発症、及び他の睡眠質の局面の傾向調査は、いびきから慢性の心不全まで亘る障害を被っている患者に対する適切な治療を判定し、かつ、維持するのに有用である場合がある。   Various aspects of sleep quality, including the number and severity of arousal, the onset of sleep breathing disorders, nighttime limb movements, and the work of the heart, breathing, muscle, and nervous system, are useful for diagnostic and / or therapeutic delivery. May provide important information. The initial stage leading to sleep quality assessment is an accurate and reliable method for discriminating between sleep and awake periods. In addition, the acquisition of data about the patient's sleep state or stage (including sleep onset, termination, REM, and NREM sleep states) and wakefulness events (including autonomic arousal) is linked to sleep quality assessment. You can go. For example, the most tranquil sleep occurs during stages 3 and 4 of non-REM sleep. One indicator of sleep quality is the percentage of time a patient spends in these sleep stages. Knowledge of the patient's sleep pattern can be used to diagnose sleep disorders and / or adjust patient therapy including, for example, cardiac or respiratory therapy. Trends in the development of respiratory disorders, onset of wakefulness, and other sleep quality aspects are useful in determining and maintaining appropriate treatment for patients suffering from disorders ranging from snoring to chronic heart failure. There may be.

本発明は、睡眠質データを獲得し、かつ、睡眠質データを用いて、患者に送達される呼吸障害の治療の有効性及び(又は)衝撃を査定するための方法及びシステムを含んでいる。本発明の方法には、生理学的及び(又は)非生理学的な状態を含む、患者の睡眠の質と関連した状態の感知が含まれている。患者の睡眠の質に関連したデータは、感知された状態に基づいて収集される。患者を冒しており、かつ、睡眠の質に関連した状態の感知は、覚醒の期間中に、かつ(あるいは)、睡眠の期間中に、行なってよい。睡眠の質と関連した状態の感知及び(又は)睡眠質データの収集は、少なくとも部分的に移植可能な構成要素を有する装置を用いて、行なってよい。   The present invention includes a method and system for acquiring sleep quality data and using the sleep quality data to assess the effectiveness and / or impact of treatment of respiratory disorders delivered to a patient. The methods of the present invention include sensing conditions associated with a patient's sleep quality, including physiological and / or non-physiological conditions. Data related to the patient's sleep quality is collected based on the sensed condition. Sensing the condition affecting the patient and related to the quality of sleep may occur during periods of wakefulness and / or during periods of sleep. Sensing the state associated with sleep quality and / or collecting sleep quality data may be performed using a device having at least a partially implantable component.

表1に、睡眠の質と関連した状態の代表的なセットを記載した。睡眠の質を評価するのに使用される患者状態は、例えば、生理学的な状態及び非生理学的な(すなわち、コンテクスチュアルな)状態の両方を含んでいてよい。   Table 1 lists a representative set of conditions associated with sleep quality. Patient conditions used to assess sleep quality may include, for example, both physiological and non-physiological (ie, contextual) conditions.

表1に記載されている状態のそれぞれは、睡眠の質を評価する際の各種の目的に使用してよい。例えば、状態のサブセットを、患者が眠っているかどうかを検出し、かつ、各種の段階の睡眠及び覚醒事象を追跡するのに使用してよい。状態の別のサブセットを、呼吸障害の発症を検出するのに使用してよい。また別のサブセットを、異常な四肢運動を検出するのに使用してよい。一インプリメンテーションでは、記載されている状態のうちのあるもの又は全てを、相対的に長い時間期間に亘って収集し、かつ、長期間の睡眠の質の傾向を分析するのに使用してよい。傾向調査は、睡眠の質の全体的なアセスメント、及び、睡眠呼吸障害、運動障害、及び(又は)他の睡眠障害の診断及び処置と併用してよい。   Each of the states listed in Table 1 may be used for various purposes when assessing sleep quality. For example, a subset of states may be used to detect whether a patient is asleep and to track various stages of sleep and wake events. Another subset of conditions may be used to detect the onset of respiratory disorders. Another subset may be used to detect abnormal limb movements. In one implementation, some or all of the described conditions are collected over a relatively long period of time and used to analyze long-term sleep quality trends. Good. Trending may be used in conjunction with an overall assessment of sleep quality and the diagnosis and treatment of sleep disordered breathing, movement disorders, and / or other sleep disorders.

表6は、ある種の生理学的及び非生理学的な状態を、睡眠質アセスメントと併用する方法の例を示す。   Table 6 shows examples of how certain physiological and non-physiological conditions are combined with sleep quality assessment.

Figure 2007502670
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Figure 2007502670
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図23は、本発明の実施形態による睡眠質モニターを装着された患者2310を示す。睡眠質モニター2320は、多数のセンサー2311〜2319を用いて、患者から睡眠質データを収集する。一構成では、収集されたデータは、移植可能な呼吸障害治療システムと一体の構成要素であってよい治療アセスメントプロセッサによって分析される。収集された睡眠質データは、格納、分析、又は表示のため、患者外部の装置2330にダウンロードしてよい。   FIG. 23 illustrates a patient 2310 wearing a sleep quality monitor according to an embodiment of the present invention. The sleep quality monitor 2320 uses a number of sensors 2311 to 2319 to collect sleep quality data from the patient. In one configuration, the collected data is analyzed by a treatment assessment processor that may be a component integral to the implantable respiratory disorder treatment system. The collected sleep quality data may be downloaded to an external device 2330 for storage, analysis, or display.

図23に示したインプリメンテーションでは、移植可能な睡眠質モニター2320は、多数のセンサー2311〜2319に結合されている。この例では、センサーは、心拍数及び心拍数の可変性状態を検出するためのEGMセンサー2316を含んでいる。経胸郭インピーダンスセンサー2317は、例えば、分時換気量、呼吸数、及び一回換気量を含む、患者の呼吸状態を検出するのに使用される。活動検出器(例えば、加速度計)2315は、患者活動状態を検出するのに使用できる。睡眠質モニター2320は、患者の体位及び部位を含む患者状態を、それぞれ、体位センサー2314及びベッドへの接近センサー2313を用いて、感知する。睡眠質モニター2320は、EEGセンサー2311を用いて、患者の脳活動を、かつ、EOGセンサー2312を用いて、患者の眼球運動を、感知する。下顎及び四肢運動は、患者の下顎2318及び脚2319に取り付けられた加速度計を用いて、感知される。   In the implementation shown in FIG. 23, the implantable sleep quality monitor 2320 is coupled to a number of sensors 2311-2319. In this example, the sensor includes an EGM sensor 2316 for detecting heart rate and heart rate variability. Transthoracic impedance sensor 2317 is used to detect a patient's respiratory condition, including, for example, minute ventilation, respiratory rate, and tidal volume. An activity detector (eg, accelerometer) 2315 can be used to detect patient activity status. The sleep quality monitor 2320 senses the patient's condition including the patient's body position and site using the body position sensor 2314 and the bed proximity sensor 2313, respectively. The sleep quality monitor 2320 detects the brain activity of the patient using the EEG sensor 2311 and the eye movement of the patient using the EOG sensor 2312. Mandibular and limb movements are sensed using accelerometers attached to the patient's lower jaw 2318 and leg 2319.

この適用例では、睡眠質モニター2320は、患者の心拍数、心拍数の可変性、分時換気量、呼吸数、一回換気量、体位、ベッドへの接近、脳活動、眼球運動、下顎運動及び脚運動を追跡するよう構成されている。睡眠質モニター2320は、周期的な間隔で、センサーからの信号をサンプリングし、かつ、検出された状態についてのデータを、睡眠質モニター2320内のメモリ回路に格納する。睡眠質モニター2320は、追加的に、患者報告の状態(例えば、患者による最近の煙草及び薬物適用の使用)を検出するための外部入力ユニット2330にアクセスしてよい。さらに、睡眠質データモニター2320は、一つ又はそれ以上の外部のセンサーを用いて、状態をモニターしてよい。この図例では、温度計2335が、外部のプログラマー2330を介して結合されており、かつ、汚染ウェブサイト2340が、インターネット2350を介して、睡眠質モニター2320にアクセスできる。   In this application, sleep quality monitor 2320 can be used for patient heart rate, heart rate variability, minute ventilation, respiratory rate, tidal volume, body position, bed access, brain activity, eye movement, mandibular movement. And configured to track leg movements. Sleep quality monitor 2320 samples the signal from the sensor at periodic intervals and stores data about the detected condition in a memory circuit within sleep quality monitor 2320. Sleep quality monitor 2320 may additionally access an external input unit 2330 for detecting patient-reported conditions (eg, recent use of cigarettes and medications by the patient). Further, sleep quality data monitor 2320 may monitor status using one or more external sensors. In this example, a thermometer 2335 is coupled via an external programmer 2330 and a contaminated website 2340 can access the sleep quality monitor 2320 via the Internet 2350.

睡眠質モニター2320は、睡眠及び覚醒両方の期間中にデータを獲得するよう動作させることができる。例えば、睡眠呼吸障害と関連した覚醒の期間中に測定された特定の状態の変化を追跡するのが有利である場合もある。例えば、睡眠無呼吸を被っているある種の患者は、覚醒の期間中に、心拍数可変性、血圧可変性、及び(又は)交感神経活動の変化を経験する。睡眠障害に帰すべき、かつ、患者が覚醒している時間中に測定できる生理学的な変化の検出及び分析は、睡眠の質のより完全な像をもたらす。   Sleep quality monitor 2320 can be operated to acquire data during both sleep and awake periods. For example, it may be advantageous to track changes in specific conditions measured during periods of wakefulness associated with sleep disordered breathing. For example, certain patients suffering from sleep apnea experience heart rate variability, blood pressure variability, and / or changes in sympathetic nerve activity during periods of wakefulness. The detection and analysis of physiological changes that should be attributed to sleep disorders and can be measured during the time the patient is awake provides a more complete picture of sleep quality.

別の例では、患者の睡眠の質は、患者が覚醒している間に患者の活動レベルを判定することによって、評価できる。日中の患者の活動レベルは、患者の睡眠の質について、重要な情報をもたらす場合がある。例えば、患者が、覚醒の期間中に、非常に不活性である場合は、これは、患者の睡眠が、質又は持続時間の点で不十分であることを示す場合がある。このような情報は、特定の睡眠障害治療の有効性の査定及び(又は)患者の睡眠障害治療の調整と併用してもよい。患者活動の情報は、例えば、移植可能な装置内に又はその上に配設された、加速度計及び(又は)経胸郭インピーダンスセンサーを用いて、感知できる。患者活動の情報の収集は、ある時間期間に亘って行なってよい。患者活動データのアセスメントは、患者の健康状態の変化を、活動レベルの低下によって示される変化として示すことができる。   In another example, a patient's sleep quality can be assessed by determining the patient's activity level while the patient is awake. The patient's activity level during the day may provide important information about the quality of the patient's sleep. For example, if the patient is very inactive during the period of wakefulness, this may indicate that the patient's sleep is insufficient in terms of quality or duration. Such information may be used in conjunction with assessing the effectiveness of a particular sleep disorder treatment and / or adjusting the patient's sleep disorder treatment. Patient activity information can be sensed, for example, using an accelerometer and / or transthoracic impedance sensor disposed in or on the implantable device. The collection of patient activity information may be performed over a period of time. The assessment of patient activity data can indicate changes in the patient's health status as changes indicated by decreased activity levels.

睡眠質モニター2320は、患者の睡眠の質を定量化する一つ又はそれ以上の睡眠質測定基準を計算することができる。睡眠質測定基準の代表的なセットは、例えば、睡眠効率、睡眠断片化、毎時の覚醒回数(覚醒指標(AI)で表わされる)を含んでいる。   The sleep quality monitor 2320 may calculate one or more sleep quality metrics that quantify the patient's sleep quality. A typical set of sleep quality metrics includes, for example, sleep efficiency, sleep fragmentation, and number of awakenings per hour (represented by an awakening index (AI)).

睡眠質モニター2320はまた、無呼吸及び低呼吸の毎時の回数を示す無呼吸低呼吸指標(AHI)、及び周期的な呼吸のパーセント時間(%PB)等の、患者の呼吸障害を定量化する一つ又はそれ以上の測定基準も計算できる。   The sleep quality monitor 2320 also quantifies the patient's respiratory disturbances, such as the apnea hypopnea index (AHI), which shows the number of apneas and hypopneas per hour, and the percent breathing time (% PB) One or more metrics can also be calculated.

さらに、睡眠運動障害と関連した測定基準が、睡眠質モニター2320によって決定できる。このような測定基準は、例えば、下肢静止不能症候群、周期的な四肢運動障害及び歯ぎしり等の運動障害から生ずる異常な運動の毎時の回数を表わす一般的な睡眠運動障害指標(MDI)を含んでいてよい。また、運動障害のそれぞれのタイプ、例えば、下顎運動の毎時の回数を特徴とする歯ぎしり指標(BI)、下肢静止不能症候群の発症の毎時の回数を特徴とするRLS指標(RLSI)、及び患者が経験する周期的な四肢運動の毎時の回数を特徴とするPLM指標(PLMI)について、特定の指標が、計算できる。   In addition, metrics associated with sleep movement disorders can be determined by sleep quality monitor 2320. Such metrics include, for example, the general sleep movement disorder index (MDI), which represents the number of hourly abnormal movements resulting from movement disorders such as restless leg syndrome, periodic limb movement disorders and bruxism. May be. In addition, each type of movement disorder, for example, a bruxism index (BI) characterized by the number of times of mandibular movement, an RLS index (RLSI) characterized by the number of onset of restless leg syndrome, and patients For a PLM index (PLMI) characterized by the number of periodic limb movements experienced per hour, a specific index can be calculated.

また、患者が、その間中に運動障害を経験する睡眠時間のパーセンテージ(%MD)が、計算できる。患者が、その間中に歯ぎしりを経験する時間のパーセンテージ(%B)、下肢静止不能症候群を経験する時間のパーセンテージ(%RLS)、及び周期的な脚運動障害を経験する時間のパーセンテージ(%PLMD)に係る特定の測定基準も決定することができる。   Also, the percentage of sleep time (% MD) during which the patient experiences movement disorders during that time can be calculated. Percentage of time during which a patient experiences bruxism (% B), Percentage of time that experiences restless leg syndrome (% RLS), and Percentage of time that a patient experiences periodic leg movement disorders (% PLMD) Specific metrics for can also be determined.

さらに、収集された患者状態データから直接、あるいは、上記の睡眠の質の測定基準と睡眠障害の測定基準とを組み合わせることによって、睡眠要約測定基準が計算できる。一実施形態では、無呼吸低呼吸指標AHIと覚醒指標AIとを組み合わせることによって、複合睡眠呼吸障害測定基準(SDRM)が、計算できる。複合睡眠呼吸障害測定基準(SDRM)は、AHIとAIとの線形組合せとして、下記のように計算できる。すなわち、
SDRM = c1*AHI + c2*AI [6]
ここで、c1及びc2は、呼吸及び覚醒の睡眠障害に対する影響の相対的な寄与を釣合わせるために選択された定数である。AHIは、前に説明した経胸郭インピーダンスの測定値に基づいて呼吸障害の検出を行なうことによって、モニタリングできる。AIは、例えば、睡眠の終結又は覚醒を示す患者活動、分時換気量、及び身体挙動の体位センサーをモニタリングすることによって、推定できる。覚醒のより敏感な測定は、EEG信号を用いて、行なうことができる。このインプリメンテーションでは、定数c2は、覚醒に対する感度の増大を反映するよう調整できる。
In addition, sleep summary metrics can be calculated directly from the collected patient condition data or by combining the sleep quality metrics and sleep disorder metrics described above. In one embodiment, a combined sleep disordered breathing metric (SDRM) can be calculated by combining the apnea hypopnea index AHI and the arousal index AI. The complex sleep breathing disorder metric (SDRM) can be calculated as a linear combination of AHI and AI as follows: That is,
SDRM = c 1 * AHI + c 2 * AI [6]
Where c 1 and c 2 are constants selected to balance the relative contributions of respiratory and wakefulness to sleep disturbances. AHI can be monitored by detecting respiratory disturbances based on the previously described transthoracic impedance measurements. AI can be estimated, for example, by monitoring patient activity indicating end of sleep or arousal, minute ventilation, and body behavior posture sensors. A more sensitive measurement of arousal can be made using the EEG signal. In this implementation, the constant c 2 can be adjusted to reflect the increased sensitivity to arousal.

別の実施形態では、無障害呼吸睡眠時間(URST)又は無障害呼吸睡眠効率(URSE)は、患者が、呼吸障害なしにベッドで眠って過ごす時間の量に基づいて、計算できる。   In another embodiment, undisturbed respiratory sleep time (URST) or undisturbed respiratory sleep efficiency (URSE) can be calculated based on the amount of time a patient spends sleeping in bed without a respiratory disorder.

URST又はURSE測定基準は、3つのパラメータ、すなわち、合計の就床時間(TIB)、合計の眠っている時間(TA)、及び呼吸障害での組合せ睡眠時間持続時間(STDR)を用いて、決定することができる。就床時間は、体位感知とベッドへの患者の接近の感知との組合せによって、決定することができる。患者の体位状態は、例えば、移植可能な多軸加速度計センサーを用いて、決定することができる。   URST or URSE metrics are determined using three parameters: total bedtime (TIB), total sleep time (TA), and combined sleep duration (STDR) in breathing disorders can do. Bedtime can be determined by a combination of body position sensing and sensing of the patient's approach to the bed. The patient's posture can be determined, for example, using an implantable multi-axis accelerometer sensor.

患者の合計の就床時間(TIB)は、ベッドへの接近センサーを用いて、決定することができる。ベッドへの接近センサーは、患者のベッド2360に位置づけられたビーコン2370から送信された信号を受信するための睡眠質モニター2320内の受信器を使用することができる。ベッドへの接近受信器が、ベッドへの接近ビーコン2370から十分な強さの信号を検出した場合は、受信器は、患者が就床している2360ことを検出する。   The patient's total bedtime (TIB) can be determined using a proximity sensor to the bed. The bed proximity sensor may use a receiver in the sleep quality monitor 2320 to receive signals transmitted from a beacon 2370 located in the patient's bed 2360. If the bed proximity receiver detects a sufficiently strong signal from the bed proximity beacon 2370, the receiver detects that the patient is in bed 2360.

合計の眠っている時間(TA)は、上でより詳細に説明した睡眠検出方法を用いて、決定することができる。呼吸障害での合計の睡眠時間(STDR)は、例えば、上で説明した睡眠及び呼吸障害検出方法を用いて、睡眠及び呼吸障害の検出に基づいて、決定することができる。   The total sleeping time (TA) can be determined using the sleep detection method described in more detail above. The total sleep time (STDR) in a disordered breathing can be determined based on the detection of sleep and disordered breathing using, for example, the sleep and disordered breathing detection method described above.

患者の無障害呼吸睡眠時間(URST)は、次のように計算する。すなわち、
URST = TA − STDR [7]
ここで、TA=合計の眠っている時間、かつ、STDR=呼吸障害での睡眠時間である。
The patient's undisturbed respiratory sleep time (URST) is calculated as follows: That is,
URST = TA − STDR [7]
Here, TA = total sleeping time, and STDR = sleeping time due to respiratory disorder.

パーセント単位の無障害呼吸睡眠効率(URSE)は、次のように計算する。すなわち、
URSE = 100 * URST/TIB [8]
ここで、URST=無障害呼吸睡眠時間、かつ、TIB=合計の就床時間である。
Percentage undisturbed respiratory sleep efficiency (URSE) is calculated as follows: That is,
URSE = 100 * URST / TIB [8]
Where URST = no obstacle breathing sleep time and TIB = total bedtime.

同様の測定基準が、運動障害に対して一般的に、あるいは、特定の運動障害、例えば、RLS、PLMD、又は歯ぎしりに対して、計算できる。例えば、複合RLS、PLMD、及び歯ぎしり測定基準、RLSM、PLMDM、及びBMが、それぞれ、上の式6と形が同様の下記の式を用いて計算できる。   Similar metrics can be calculated for movement disorders in general or for specific movement disorders such as RLS, PLMD, or bruxism. For example, the composite RLS, PLMD, and brux metric, RLSM, PLMDM, and BM can be calculated using the following equations similar in form to Equation 6 above, respectively.

RLSM = c1*RLSI + c2*AI [9]
ここで、RLSI=下肢静止不能運動症候群の発症の毎時の回数、AI=毎時の覚醒回数、かつ、c1及びc2は、異常な運動及び覚醒の睡眠障害に対する影響の相対的な寄与を釣合わせるために選択された定数である。
RLSM = c 1 * RLSI + c 2 * AI [9]
Here, RLSI = number of hourly development of restless leg movement syndrome, AI = hourly number of awakenings, and, c 1 and c 2 are fishing the relative contributions of the effects on sleep disorders abnormal movement and arousal A constant selected to match.

PLMDM = c1*PLMDI + c2*AI [10]
ここで、PLMDI=周期的な脚運動症候群の毎時の発症回数、AI=毎時の覚醒回数、かつ、c1及びc2は、異常な運動及び覚醒の睡眠障害に対する影響の相対的な寄与を釣合わせるために選択された定数である。
PLMDM = c 1 * PLMDI + c 2 * AI [10]
Here, the onset times hourly PLMDI = periodic leg movement syndrome, AI = hourly number of awakenings and,, c 1 and c 2 are fishing the relative contributions of the effects on sleep disorders abnormal movement and arousal A constant selected to match.

BM = c1*BMI + c2*AI [11]
ここで、BMI=歯ぎしり運動の毎時の発症回数、AI=毎時の覚醒回数、かつ、c1及びc2は、異常な運動及び覚醒の睡眠障害に対する影響の相対的な寄与を釣合わせるために選択された定数である。
BM = c 1 * BMI + c 2 * AI [11]
Select Here, BMI = bruxism onset number of hourly movement, AI = hourly number of awakenings, and, c 1 and c 2, in order to balance the relative contributions of the effects on sleep disorders abnormal movement and arousal Constant.

患者の無障害運動睡眠時間(UMST)及び無障害運動睡眠効率(UMSE)は、それぞれの運動関連の障害に対して、別個にあるいは組み合せて、上の式2及び3と形が同様の式を用いて計算できる。   The patient's undisturbed exercise sleep time (UMST) and unaffected exercise sleep efficiency (UMSE) can be calculated separately for each exercise-related disorder or in combination with equations 2 and 3 above. Can be used to calculate.

また、呼吸障害と運動障害両方の組み合わされた影響を定量化する複合睡眠障害指標SDIは、無呼吸低呼吸指標(AHI)、運動障害指標(MDI)、及び覚醒指標(AI)を組み合わせることによって計算できる。   The combined sleep disorder index SDI, which quantifies the combined effects of both respiratory and movement disorders, combines the apnea hypopnea index (AHI), the movement disorder index (MDI), and the arousal index (AI). Can be calculated.

睡眠障害指標(SDI)は、AHIと、組合せ障害指標DICとの、線形組合せとして計算できる。組合せ障害指標は、異常な呼吸及び運動構成要素の両方を含んでいてよい。例えば、睡眠障害指標SDIは、下記の式によって特徴づけられる。 Sleep disorders index (SDI) may be computed and AHI, the combined disorder index DI C, as a linear combination. The combined disorder index may include both abnormal respiratory and motor components. For example, the sleep disorder index SDI is characterized by the following equation.

SDI = c4*DIC + c3*AI [12]
ここで、DICは、下記の形の組合せ障害指標である。
SDI = c 4 * DI C + c 3 * AI [12]
Here, DI C is a combination failure indicator in the form below.

DIC = c41 * DI1 + c42 * DI2 [13]
式12において、c4及びc3は、それぞれ組み合わせられた障害及び覚醒の影響の相対的な寄与を釣合わせるために選択された定数である。障害指標、DIC、は、例えば、呼吸障害及び(又は)異常な運動と関連した障害を含む一つ又はそれ以上の睡眠障害の影響を特徴づけるのに使用できる。組合せ障害指標は、障害指標のみを表わすことができ、あるいは、2つ又はそれ以上の睡眠障害指標、例えば、無呼吸/低呼吸指標(AHI)と異常な運動障害指標(MDI)との線形組合せであることができる。定数c41及びc42は、特定の障害指標と関連した重み付けファクターとして使用できる。
DI C = c 41 * DI 1 + c 42 * DI 2 [13]
In Equation 12, c 4 and c 3 are constants selected to balance the relative contributions of the combined impairment and wakefulness effects, respectively. The disorder index, DI C , can be used to characterize the effects of one or more sleep disorders, including, for example, disordered breathing and / or disorders associated with abnormal movement. The combined disability index may represent only the disability index, or a linear combination of two or more sleep disorder indices, eg, apnea / hypopnea index (AHI) and abnormal movement disorder index (MDI) Can be. Constants c 41 and c 42 can be used as a weighting factor associated with a particular disorder indices.

患者の無障害睡眠時間(UST)は、次のように計算できる。   The patient's undisturbed sleep time (UST) can be calculated as follows:

UST = TA − STSD [14]
ここで、TA=合計の眠っている時間、かつ、STSD=睡眠障害の中で過ごされた睡眠時間である。
UST = TA − STSD [14]
Here, TA = total sleeping time and STSD = sleeping time spent in sleep disorder.

パーセント単位の無障害睡眠効率(USE)は、次のように計算できる。   Non-disturbed sleep efficiency (USE) in percent can be calculated as follows:

USE = 100 * UST/TIB [15]
ここで、UST=無障害睡眠時間、かつ、TIB=合計の就床時間である。
USE = 100 * UST / TIB [15]
Here, UST = no obstacle sleep time and TIB = total bedtime.

上で説明した測定基準等の睡眠質の測定基準、又は他の測定基準は、睡眠質データ収集及び分析ユニット2320を用いて獲得し、かつ、分析することができる。睡眠質測定基準は、生理学的及び非生理学的な状態に基づく生又は処理済のデータに加えて、定期的に、例えば、毎日決定し、かつ、格納し、あるいは別の装置に送信することができる。このようなデータは、リアルタイム方式で、あるいは、長期間の、例えば、月単位の又は年単位の毎日測定値の動向として、患者の健康管理専門職に提供することができる。   Sleep quality metrics, such as the metrics described above, or other metrics can be obtained and analyzed using sleep quality data collection and analysis unit 2320. Sleep quality metrics can be determined and stored or sent to another device on a regular basis, for example, daily, in addition to raw or processed data based on physiological and non-physiological conditions. it can. Such data can be provided to the patient's health care professional in real time or as a trend of daily measurements over a long period of time, eg, monthly or yearly.

健康管理専門職は、移植された装置のプログラマー質問を介して、時折の又は周期的なトランステレホニック装置の質問を介して、又は進歩した患者管理システムのコンテキストにおける自動又は「オンデマンド」方式を介して、臨床訪問中にデータにアクセスできる。健康管理専門職は、睡眠質指標の動向を単独で又は他の装置で収集されたあるいは臨床データと併せ使用して、障害を診断し、かつ(あるいは)、患者の装置又は医療用治療を必要に応じて調整して、患者の睡眠の質を改善することができる。

睡眠検出
本発明の各種の実施形態は、呼吸障害に対する治療を適合化するための睡眠情報の使用を含んでいる。図2に示した心臓電気治療システム等の呼吸障害治療システムは、睡眠検出器256を含んでいてよい。睡眠検出器は、睡眠の開始及び停止、REM及び非REM睡眠段階を含む睡眠段階、及び自律神経性の覚醒を含む睡眠からの覚醒を検出するための回路を含んでいてよい。
Healthcare professionals can use automated or “on-demand” methods through implanted device programmer questions, through occasional or periodic trans-telephonic device questions, or in the context of advanced patient management systems. To access data during clinical visits. Healthcare professionals use sleep quality indicator trends alone or in combination with other devices or with clinical data to diagnose disorders and / or require patient devices or medical treatments Can be adjusted accordingly to improve patient sleep quality.

Sleep Detection Various embodiments of the present invention include the use of sleep information to adapt treatments for breathing disorders. A respiratory disorder treatment system such as the cardiac electrical treatment system shown in FIG. 2 may include a sleep detector 256. The sleep detector may include circuitry for detecting wakefulness from sleep, including sleep onset and sleep, sleep stages including REM and non-REM sleep stages, and autonomic wakefulness.

睡眠に関連した情報の収集は、睡眠の状態と覚醒の状態との間の弁別を含んでいる。睡眠を検出する一方法には、一つ又はそれ以上の検出された生理学的な状態を、睡眠を示す閾値と比較することが含まれている。検出された状態が睡眠を示す閾値と一致した場合は、睡眠の開始が宣言される。例えば、患者活動の減少は、睡眠と関連した状態である。患者の活動が予め定められた閾値以下に落ちた場合は、システムは、睡眠の開始を宣言する。患者の活動が、閾値以上に増大した場合は、システムは、睡眠の終わりを宣言する。同様の様式で、心拍数、呼吸数、脳波活動等の多数の患者状態を、閾値又は睡眠を検出するための他の指標と個々に比較することができ、あるいは、まとめて比較することができる。   The collection of information related to sleep involves discriminating between sleep states and wakefulness states. One method of detecting sleep includes comparing one or more detected physiological conditions to a threshold indicative of sleep. If the detected state matches the threshold value indicating sleep, the start of sleep is declared. For example, decreased patient activity is a condition associated with sleep. If the patient's activity falls below a predetermined threshold, the system declares the start of sleep. If the patient's activity increases above a threshold, the system declares the end of sleep. In a similar manner, multiple patient conditions such as heart rate, respiratory rate, electroencephalographic activity, etc. can be individually compared with thresholds or other indicators for detecting sleep, or can be compared together. .

本発明の実施形態により睡眠を検出する方法には、第2の患者状態を用いて、第1の患者状態と関連した睡眠閾値を調整することが含まれている。第1の患者状態は、調整された閾値と比較されて、患者が眠っているか、あるいは覚醒しているかどうかが判定される。   A method for detecting sleep according to an embodiment of the present invention includes adjusting a sleep threshold associated with a first patient condition using a second patient condition. The first patient condition is compared to the adjusted threshold to determine whether the patient is asleep or awake.

図24は、呼吸障害に対する治療システムと併用してよい睡眠検出器を示す。睡眠検出器2436は、多数のセンサー2401、2402、2403を使用して、睡眠関連の患者状態を感知する。睡眠関連の状態の代表的なセットは、例えば、患者活動、患者の部位、体位、心拍数、QT間隔、眼球運動、呼吸数、経胸郭インピーダンス、一回換気量、分時換気量、脳活動、筋肉緊張度、体温、時刻、及び血中酸素レベルを含んでいる。   FIG. 24 shows a sleep detector that may be used in conjunction with a treatment system for breathing disorders. Sleep detector 2436 uses a number of sensors 2401, 2402, 2403 to sense sleep-related patient conditions. A typical set of sleep-related conditions is, for example, patient activity, patient location, body position, heart rate, QT interval, eye movement, respiratory rate, transthoracic impedance, tidal volume, minute ventilation, brain activity , Muscle tone, body temperature, time of day, and blood oxygen level.

本発明の実施形態によれば、睡眠検出センサー2401を用いて検出された第一の睡眠関連の状態を、睡眠閾値と比較して、睡眠の開始及び終結を検出する。閾値調整センサー2402を用いて検出された第2の睡眠関連の状態は、睡眠閾値を調整するのに使用される。ここで説明する例は、睡眠検出センサー2401、1個及び閾値調整センサー2402、1個を含んでいるが、任意数の閾値又は多数の睡眠検出センサーに対応する他の指標を使用してよい。さらに、任意数の調整センサーを用いて検出された状態を使用して、複数の睡眠検出信号の閾値又は指標を調整することができる。一つ又はそれ以上の確認センサー2403から出た追加の睡眠関連の信号をオプショナルに使用して、睡眠状態の開始又は終結を確認することができる。   According to the embodiment of the present invention, the first sleep-related state detected using the sleep detection sensor 2401 is compared with the sleep threshold value to detect the start and end of sleep. The second sleep related condition detected using the threshold adjustment sensor 2402 is used to adjust the sleep threshold. The example described here includes one sleep detection sensor 2401 and one threshold adjustment sensor 2402, but any number of thresholds or other indicators corresponding to multiple sleep detection sensors may be used. Furthermore, the threshold value or index | indication of several sleep detection signals can be adjusted using the state detected using arbitrary number of adjustment sensors. Additional sleep-related signals from one or more confirmation sensors 2403 can optionally be used to confirm the onset or termination of the sleep state.

センサー2401、2402、2403から出た信号は、例えば、各センサー信号を処理するための増幅器、信号処理回路、及び(又は)A/D変換回路を含んでいてよいインタフェース回路2431によって受信される。インタフェース回路2431は、さらに、センサー2401、2402、2403を動作させるのに必要なセンサードライブ回路を含んでいてよい。   Signals from the sensors 2401, 2402, 2403 are received by an interface circuit 2431 that may include, for example, an amplifier for processing each sensor signal, a signal processing circuit, and / or an A / D conversion circuit. The interface circuit 2431 may further include a sensor drive circuit necessary for operating the sensors 2401, 2402, and 2403.

睡眠検出器2436は、睡眠検出センサー2401を用いて検出された第1の睡眠関連の状態のレベルを、閾値調整センサー2402を用いて検出された第2の睡眠関連の状態によって調整された睡眠閾値と比較するよう構成されている。睡眠の開始又は睡眠の終結の判定は、睡眠検出器2436により、比較に基づいて、行なうことができる。睡眠の開始又は終結は、睡眠確認センサー2403を用いて導き出された患者状態を用いて、オプショナルに確認することができる。   The sleep detector 2436 adjusts the level of the first sleep-related state detected using the sleep detection sensor 2401 according to the second sleep-related state detected using the threshold adjustment sensor 2402. Configured to compare with. The sleep start or end of sleep can be determined by the sleep detector 2436 based on the comparison. The start or end of sleep can optionally be confirmed using the patient condition derived using sleep confirmation sensor 2403.

図25は、本発明の実施形態により、睡眠を検出する方法を示すフローチャートである。第1の睡眠関連の患者状態と関連した睡眠閾値が、確定される2505。睡眠閾値は、例えば被験者の一グループを用いて獲得した睡眠閾値の臨床データから決定してよい。睡眠閾値はまた、睡眠状態を検出すべき特定の患者から取られた履歴的なデータを用いて決定してもよい。   FIG. 25 is a flowchart illustrating a method for detecting sleep according to an embodiment of the present invention. A sleep threshold associated with the first sleep-related patient condition is established 2505. The sleep threshold may be determined, for example, from clinical data on the sleep threshold acquired using a group of subjects. The sleep threshold may also be determined using historical data taken from the particular patient whose sleep state is to be detected.

第1及び第2の睡眠関連の状態が、検出される2510、2520。第1及び第2の睡眠関連の状態は、図3を参照して前に説明したように、例えば、患者に移植された、患者に外部的に取り付けられた、あるいは患者から遠隔に位置づけられたセンサーを用いて検出することができる。第1及び第2の睡眠関連の状態は、睡眠と関連したいかなる状態を含んでいてもよく、かつ、上にリスト化した代表的な睡眠関連の状態に限定されない。   First and second sleep related conditions are detected 2510, 2520. The first and second sleep-related conditions are, for example, implanted in the patient, attached externally to the patient, or located remotely from the patient, as previously described with reference to FIG. It can be detected using a sensor. The first and second sleep-related states may include any state associated with sleep and are not limited to the representative sleep-related states listed above.

第1の睡眠関連の状態に対して確定された睡眠閾値は、第2の睡眠関連の状態2530を用いて調整する。例えば、第2の睡眠関連の状態が、睡眠状態と一致しない高レベルの活動を示した場合は、第1の睡眠関連の状態の睡眠閾値を下方に調整して、第1の睡眠関連の状態の低減されたレベルが感知されないと、睡眠状態が検出されないようにしてよい。   The sleep threshold determined for the first sleep related state is adjusted using the second sleep related state 2530. For example, if the second sleep-related state shows a high level of activity that does not match the sleep state, the first sleep-related state is adjusted by adjusting the sleep threshold of the first sleep-related state downward. If a reduced level of is not sensed, the sleep state may not be detected.

第1の睡眠関連の状態が、調整された睡眠閾値2540による睡眠と一致した場合は、睡眠が検出される2550。第1の睡眠関連の状態が、調整された睡眠閾値を使用する睡眠と一致しなかった場合は、睡眠は検出されない2560。睡眠が検出された又は検出されなかった後で、第1及び第2の睡眠関連の状態が、引き続いて検出され2510、2520、かつ、閾値が引き続いて調整され2530て、睡眠状態のさらなる評価を可能にする。   If the first sleep-related condition matches sleep with the adjusted sleep threshold 2540, sleep is detected 2550. If the first sleep-related condition does not match sleep using the adjusted sleep threshold, sleep is not detected 2560. After sleep is detected or not detected, the first and second sleep-related states are subsequently detected 2510, 2520 and the threshold is subsequently adjusted 2530 to further evaluate the sleep state. enable.

図26のフローチャートは、本発明の実施形態による加速度計及び分時換気量(MV)信号を用いて睡眠を検出する方法を示す。図26に示した方法では、加速度計及び分時換気量センサーを使用して、それぞれ、患者活動及び患者呼吸状態を検出する。加速度計によって感知された患者活動状態に対して、予備的な睡眠閾値が決定される2610。予備的な睡眠閾値は、被験者の一グループから出た臨床データから、あるいは、ある時間期間に亘り患者から取られた履歴的なデータから、決定してよい。   The flowchart of FIG. 26 illustrates a method for detecting sleep using an accelerometer and a minute ventilation (MV) signal according to an embodiment of the present invention. In the method shown in FIG. 26, an accelerometer and a minute ventilation sensor are used to detect patient activity and patient respiratory status, respectively. A preliminary sleep threshold is determined 2610 for the patient activity state sensed by the accelerometer. The preliminary sleep threshold may be determined from clinical data from a group of subjects or from historical data taken from the patient over a period of time.

患者の活動状態が、図2を参照して説明したように、移植可能な心臓リズム管理システムに組み込んでよい加速度計を用いて、モニタリングされる2620。別法として、加速度計は、患者に外部的に取り付けてよい。患者のMV状態が、例えば、経胸郭インピーダンスセンサーを用いて、モニタリングされる2625。経胸郭インピーダンスセンサーは、移植可能なCRM装置の構成要素として実現してよい。   Patient activity is monitored 2620 using an accelerometer that may be incorporated into an implantable cardiac rhythm management system, as described with reference to FIG. Alternatively, the accelerometer may be externally attached to the patient. The patient's MV status is monitored 2625 using, for example, a transthoracic impedance sensor. The transthoracic impedance sensor may be implemented as a component of an implantable CRM device.

この実施形態では、患者の活動は、睡眠検出状態を表わし、かつ、睡眠閾値と比較される。患者のMVは、睡眠閾値を調整するための閾値調整状態として使用される。また、この例では、患者の心拍数がモニタリングされ2630、かつ、睡眠確認状態を得るのに使用される。   In this embodiment, patient activity represents a sleep detection state and is compared to a sleep threshold. The patient's MV is used as a threshold adjustment state for adjusting the sleep threshold. Also in this example, the patient's heart rate is monitored 2630 and used to obtain sleep confirmation status.

睡眠閾値調整は、活動睡眠閾値を調整するための患者のMV状態を用いて行なわれる。患者のMV状態が、睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して低かった場合は、活動睡眠閾値が上げられる。同様に、患者のMVレベルが、睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して高かった場合は、活動睡眠閾値が下げられる。したがって、患者のMVレベルが高かった場合は、活動がより低くないと、患者が眠っているとの判定は、行なわれない。逆に、患者のMVレベルが相対的に低かった場合は、より高い活動レベルで睡眠が検出される場合がある。患者の睡眠状態を判定するのに、睡眠関連の状態を2つ使用すれば、睡眠検出の正確さが、以前の方法に比べて増強されることになる。   The sleep threshold adjustment is performed using the patient's MV state for adjusting the active sleep threshold. If the patient's MV status is low relative to the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is increased. Similarly, if the patient's MV level is higher than the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is lowered. Thus, if the patient's MV level is high, a determination that the patient is asleep is not made unless the activity is lower. Conversely, if the patient's MV level is relatively low, sleep may be detected at a higher activity level. If two sleep-related states are used to determine a patient's sleep state, the accuracy of sleep detection will be enhanced compared to previous methods.

生のセンサー信号を処理するのに、各種の信号処理手法が、使用可能である。例えば、センサー信号の複数のサンプルの移動平均を計算してよい。さらに、センサー信号は、増幅し、濾波し、ディジタル化し、又は別様に処理してよい。   Various signal processing techniques can be used to process the raw sensor signal. For example, a moving average of multiple samples of the sensor signal may be calculated. In addition, the sensor signal may be amplified, filtered, digitized, or otherwise processed.

MVレベルが、睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して高かった2635場合は、活動睡眠閾値が下げられる2640。MVレベルが、睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して低かった2635場合は、活動睡眠閾値が上げられる2645。   If the MV level is 2635 higher than the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is lowered 2640. If the MV level is 2635 lower than the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is increased 2645.

患者の活動レベルが、調整された睡眠閾値より低いか、あるいは、それに等しかった2650場合、及び、患者が、現在睡眠状態にない2665場合は、患者が眠っていることを確認するため、患者の心拍数がチェックされる2680。患者の心拍数が睡眠と両立した2680場合は、睡眠の開始が判定される2690。患者の心拍数が睡眠と両立しなかった場合は、患者の睡眠関連の状態が、引き続いてモニタリングされる。   If the patient's activity level is below or equal to the adjusted sleep threshold 2650, and if the patient is not currently in sleep 2665, to confirm that the patient is asleep, 2680 where the heart rate is checked. If the patient's heart rate is 2680 compatible with sleep, the start of sleep is determined 2690. If the patient's heart rate is incompatible with sleep, the patient's sleep-related condition is subsequently monitored.

患者の活動レベルが、調整された睡眠閾値より低いか、あるいは、それに等しかった2650場合、及び、患者が現在睡眠状態にある2665場合は、継続する睡眠状態が判定され2675、かつ、患者の睡眠関連の状態が、引き続いてモニタリングされて、睡眠の終結が生じる。   If the patient's activity level is less than or equal to the adjusted sleep threshold 2650, and if the patient is currently in sleep 2665, the continuing sleep state is determined 2675 and the patient's sleep The associated condition is subsequently monitored to cause sleep termination.

患者の活動レベルが、調整された睡眠閾値より大きく2650、かつ、患者が、現在睡眠状態にない2660場合は、患者の睡眠関連の状態が、睡眠の開始が検出される2690まで引き続いてモニタリングされる。活動レベルが、調整された睡眠閾値2650より大きく、かつ、患者が現在睡眠状態にある2660場合は、睡眠の終結が検出される2670。   If the patient's activity level is greater than the adjusted sleep threshold 2650 and the patient is not currently sleeping 2660, the patient's sleep-related condition is continuously monitored until 2690 when the onset of sleep is detected. The If the activity level is greater than the adjusted sleep threshold 2650 and the patient is currently sleeping 2660, the end of sleep is detected 2670.

図27〜30のグラフは、活動睡眠閾値の調整を示す。患者活動と加速度計及びMV信号との間の関係が、ある時間期間に亘って傾向調査されて、睡眠と関連した相対的な信号レベルが判定される。図27のグラフは、加速度計により指示された患者の活動を示す。図28のグラフは、同一期間の間の、患者の心拍数(HR)及びセンサー指示心拍数(SIR)を示す。加速度計信号は、23:00の少し前に始まり、かつ、6:00まで継続する比較的低レベルの活動と関連した睡眠の期間を示す。患者の心拍数は、睡眠に対応する低減した心拍数の同様の期間を示す加速度計によって指示される活動レベルを適切に追跡する。睡眠の既知の期間中の加速度計の信号レベルは、睡眠検出の閾値を確定するのに使用してよい。   The graphs of FIGS. 27-30 show the adjustment of the active sleep threshold. The relationship between patient activity and accelerometer and MV signals is trended over a period of time to determine the relative signal levels associated with sleep. The graph of FIG. 27 shows patient activity as directed by the accelerometer. The graph of FIG. 28 shows the patient's heart rate (HR) and sensor indicated heart rate (SIR) during the same period. The accelerometer signal indicates a period of sleep associated with a relatively low level of activity that begins shortly before 23:00 and continues until 6:00. The patient's heart rate appropriately tracks the activity level indicated by the accelerometer showing a similar period of reduced heart rate corresponding to sleep. The accelerometer signal level during a known period of sleep may be used to establish a sleep detection threshold.

図29は、患者の分時換気量信号対時間のグラフである。平均分時換気量の履歴的なデータをグラフ化して、24時間の期間に亘る変動を示してある。MVデータは、1か月〜8か月の平均で示してある。分時換気量データは、睡眠と関連した分時換気量信号レベルを判定するのに使用してよい。この例では、履歴的なデータを使用する複合分時換気量グラフは、略21:00時から8:00時までの期間中に生じる相対的に低い分時換気量レベルを有するほぼ正弦波形状を呈する。低減された分時換気量レベルは、睡眠の期間と関連している。睡眠と関連した分時換気量レベルは、睡眠閾値調整を実行するのに使用される。   FIG. 29 is a graph of patient minute ventilation signal versus time. Historical data of average minute ventilation is graphed to show the variation over a 24-hour period. MV data is shown on average from 1 to 8 months. The minute ventilation data may be used to determine a minute ventilation signal level associated with sleep. In this example, the composite minute ventilation graph using historical data is an approximately sinusoidal shape with a relatively low minute ventilation level occurring during a period of approximately 21:00 to 8:00. Presents. Reduced minute ventilation levels are associated with periods of sleep. The minute ventilation level associated with sleep is used to perform sleep threshold adjustment.

図30は、MVデータを使用する活動睡眠閾値の調整を示す。初期睡眠閾値3010は、獲得されたベースライン活動データを用いて、上記のように確定される。睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して患者のMVレベルが低かった場合は、活動睡眠閾値が上げられる3020。睡眠と関連した予想されたMVレベルに対して、患者のMVレベルが高かった場合は、活動睡眠閾値が下げられる3030。患者のMVレベルが高かった場合は、加速度計によって検出される活動がより低くないと、患者が眠っているとの判定は、行なわれない。しかしながら、患者のMVレベルが相対的に低かった場合は、より高い活動レベルで睡眠が検出される場合がある。患者の睡眠閾値を確定し、かつ、調整するのに、睡眠関連の信号を2つ使用すれば、睡眠検出の正確さが、以前の方法に比べて増強されることになる。   FIG. 30 shows adjustment of the active sleep threshold using MV data. The initial sleep threshold 3010 is determined as described above using the acquired baseline activity data. If the patient's MV level is lower than the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is increased 3020. If the patient's MV level is high relative to the expected MV level associated with sleep, the active sleep threshold is lowered 3030. If the patient's MV level is high, the activity detected by the accelerometer is not lower, and no determination is made that the patient is sleeping. However, if the patient's MV level is relatively low, sleep may be detected at a higher activity level. If two sleep-related signals are used to determine and adjust the patient's sleep threshold, the accuracy of sleep detection will be enhanced compared to previous methods.

上記の睡眠検出方法を改善するのに、追加の睡眠関連の状態を感知し、かつ、使用してよい。例えば、体位センサーは、患者の体位を検出するのに使用でき、かつ、睡眠を確認するのに使用できる。体位センサー信号が、直立の体位を示した場合は、体位センサー信号は、睡眠検出及び閾値調整状態を使用する睡眠の判定をオーバライドするのに使用できる。他の状態は、上に示した睡眠関連の状態の代表的なセットを含む睡眠判定又は確認と併用してもよい。別の例では、ベッドへの接近センサーは、単独で又は体位センサーと組合せて、患者が就床しており、かつ、横になって休んでいるのを検出するのに使用してよい。   Additional sleep-related conditions may be sensed and used to improve the sleep detection method described above. For example, the posture sensor can be used to detect the patient's posture and can be used to confirm sleep. If the position sensor signal indicates an upright position, the position sensor signal can be used to override sleep determination using sleep detection and threshold adjustment states. Other states may be used in conjunction with sleep determination or confirmation that includes a representative set of sleep-related states shown above. In another example, a bed proximity sensor, alone or in combination with a position sensor, may be used to detect that a patient is lying and lying down and resting.

睡眠検出システムは、睡眠の開始、終結、覚醒並びにREM及び非REM睡眠を含む睡眠段階を検出することができる。REM睡眠は、例えば、REMを示す一つ又はそれ以上信号(例えば、筋無緊張、急速眼球運動、又はEEG信号)を調べることによってNREM睡眠と弁別できる。睡眠状態を示す各種の状態が、睡眠検出回路と有線又は無線接続を介して結合されたセンサー、例えば、脳波(EEG)、電気眼位図(EOG)、又は筋電図(EMG)センサー、を用いて検出できる。睡眠検出回路は、センサーによって感知された各種の患者状態を分析して、患者の睡眠を、REM及びNREM段階を含む各種の睡眠状態を介して、追跡することができる。   The sleep detection system can detect sleep stages including sleep initiation, termination, awakening, and REM and non-REM sleep. REM sleep can be distinguished from NREM sleep, for example, by examining one or more signals indicative of REM (eg, muscle tone, rapid eye movement, or EEG signal). Various sensors that indicate sleep state are coupled to a sleep detection circuit via a wired or wireless connection, such as an electroencephalogram (EEG), electro-oculogram (EOG), or electromyogram (EMG) sensor. Can be detected. The sleep detection circuit can analyze various patient states sensed by the sensor and track the patient's sleep via various sleep states including REM and NREM stages.

睡眠段階の検出
睡眠及びその各種の状態は、これまで呼吸障害及び心臓障害の増大に結びつけられてきたし、これは、特に心肺障害を有する患者の場合に当てはまる。例えば、いくつかの疫学的な研究は、午前5時〜6時頃の心臓性突然死のピーク発生率に注目している。このピークの一つの説明は、突然死の発生率と急速眼球運動(REM)睡眠、朝の目覚め又は覚醒の発症との間の関連を示唆している。致死不整脈を誘発する機序は、REM状態又は朝の目覚め中の心血管系の激しい相動性の交感神経変調に関連している場合がある。
Sleep Stage Detection Sleep and its various states have so far been associated with increased respiratory and cardiac disorders, especially in patients with cardiopulmonary disorders. For example, some epidemiological studies have focused on the peak incidence of sudden cardiac death around 5-6 am. One explanation for this peak suggests an association between the incidence of sudden death and the onset of rapid eye movement (REM) sleep, morning awakening or arousal. The mechanism of inducing lethal arrhythmia may be related to severe phasic sympathetic modulation of the cardiovascular system during REM status or morning awakening.

非REM睡眠は、心臓不整脈の可能性の増大に結びつけてよい場合もある。患者によっては、迷走神経の活動におけるサージと関連した夜間の心臓発作に罹る場合もある。非REM睡眠は、より低い心拍数及び低対高周波数電力比によって特徴づけられる「迷走神経の優位」の状態と関連しているため、非REM睡眠が、これら夜間の不整脈に包含されている場合もある。   Non-REM sleep may be associated with an increased likelihood of cardiac arrhythmias. Some patients may have nocturnal heart attacks associated with surges in vagal activity. When non-REM sleep is involved in these arrhythmias because it is associated with a “vagal predominance” state characterized by lower heart rate and low to high frequency power ratio There is also.

睡眠は、呼吸破壊の増大と関連している場合もある。疾病の変異、薬物適用、病因、及び表現型は全て、心臓障害又は呼吸障害への、患者の睡眠状態性向に寄与する場合がある。睡眠段階分類は、より効果的な治療、よりよい診断情報、及び改善された予後及び予防治療機能をもたらすよう使用できる。治療と調和した睡眠段階分類は、上に説明したような心臓及び呼吸状態両方に対する改善された治療管理をもたらす場合がある。睡眠中の生理学的な変化の追跡は、睡眠関連の障害の改善された診断に対する機序をもたらす場合もある。   Sleep may be associated with increased respiratory destruction. Disease variation, drug application, etiology, and phenotype can all contribute to the patient's propensity for sleep to cardiac or respiratory disorders. Sleep stage classification can be used to provide more effective treatment, better diagnostic information, and improved prognostic and preventive treatment functions. Sleep stage classification in harmony with treatment may result in improved treatment management for both heart and respiratory conditions as described above. Tracking physiological changes during sleep may provide a mechanism for improved diagnosis of sleep-related disorders.

診断試験又は治療装置の試験は、睡眠中に又は特定の睡眠段階中に、有利に行なうことができる。診断試験は、例えば、睡眠中の患者の自律神経性の統合性の査定及びストレス試験の代理としてのREM発症の可能な使用を含んでいてよい。睡眠中に診断手続きを行なうことは、制御された状態下で心血管系を日常的に撹乱して患者の自律神経性反応を査定するための、睡眠又は特定の睡眠段階によって与えられる機会を認識することである。   Diagnostic tests or therapeutic device tests can be advantageously performed during sleep or during specific sleep stages. Diagnostic tests may include, for example, assessing the patient's autonomic integrity during sleep and possible use of REM onset as a surrogate for stress testing. Performing diagnostic procedures during sleep recognizes the opportunity afforded by sleep or a specific sleep stage to routinely disrupt the cardiovascular system under controlled conditions to assess the patient's autonomic response It is to be.

AVI探索、捕獲閾値、及び心臓テンプレートの獲得等の治療装置の試験も睡眠中に行なうことができる。睡眠は、患者の活動が低い間に、このような治療装置の試験を行ない、したがって、より効果的でより一致した試験状態が生じるある時間期間を与える。   Treatment device tests such as AVI search, capture threshold, and heart template acquisition can also be performed during sleep. Sleep tests such therapeutic devices while patient activity is low, thus providing a period of time during which a more effective and consistent test state occurs.

本発明の各種の実施形態には、REM睡眠と関連した生理学的な状態を感知し、かつ、REM状態を用いて患者の睡眠段階を分類することが含まれている。REM変調状態は、REM睡眠中に変化する生理学的な状態の一グループを表わし、かつ、REM睡眠期間と非REM期間とを弁別するのに使用することができる。REM睡眠は、その名前が示すとおり、眼球運動の急速な突発、激しい脳活動、及び無緊張の一般的な状態、又は骨格筋の麻痺によって特徴づけられる。   Various embodiments of the present invention include sensing a physiological state associated with REM sleep and using the REM state to classify a patient's sleep stage. The REM modulation state represents a group of physiological states that change during REM sleep and can be used to distinguish between REM sleep periods and non-REM periods. As its name suggests, REM sleep is characterized by a rapid burst of eye movement, intense brain activity, and a general state of tensionlessness, or skeletal muscle paralysis.

本発明の各種の実施形態は、REM中の骨格筋緊張度の顕著な減少を利用して、REM変調信号を作り出す。このインプリメンテーションでは、REM変調信号の感知には、患者の骨格筋緊張度の感知が含まれている。他のREM変調信号は、例えば、眼球運動及び脳波活動を含むREM睡眠を検出するのに使用できる。REM変調信号を感知するのに使用できるセンサーの代表的なセットには、例えば、脳活動を検出するための脳波(EEG)電極、眼球運動を検出するための電気眼位図(EOG)センサー、筋無緊張を検出するためのセンサー(筋電図(EMG)センサーを含む)、歪ゲージセンサー、圧電センサー、機械力センサー、又は他の変換器が含まれている。   Various embodiments of the present invention utilize a significant decrease in skeletal muscle tone during REM to produce a REM modulated signal. In this implementation, sensing the REM modulation signal includes sensing the patient's skeletal muscle tone. Other REM modulated signals can be used, for example, to detect REM sleep, including eye movements and brain wave activity. Typical sets of sensors that can be used to sense REM modulated signals include, for example, electroencephalogram (EEG) electrodes for detecting brain activity, electro-oculogram (EOG) sensors for detecting eye movements, Sensors (including electromyogram (EMG) sensors), strain gauge sensors, piezoelectric sensors, mechanical force sensors, or other transducers for detecting muscle tension are included.

REM睡眠と関連した状態の感知は、REM睡眠期間と非REM期間とを識別するのに使用できる。睡眠段階の分類は、さらに、患者の睡眠覚醒状態と関連した状態、すなわち、患者が眠っているか、あるいは、覚醒しているかどうかを示す睡眠覚醒状態と関連した状態、を検出することによって、増強することができる。   Sensing conditions associated with REM sleep can be used to distinguish between REM sleep periods and non-REM periods. Sleep stage classification is further enhanced by detecting a state associated with the patient's sleep wakefulness, ie, a state associated with the sleep wakefulness that indicates whether the patient is asleep or awake. can do.

本発明の実施形態によれば、睡眠段階の分類方法には、患者の睡眠覚醒状態によって変調された少なくとも一つの状態、及びREM変調状態を含む、睡眠関連の状態の感知が含まれている。患者の睡眠覚醒状態によって変調された状態は、睡眠の期間と覚醒又は覚醒の期間とを弁別するのに使用できる状態を表わす。睡眠の期間と覚醒の期間との弁別は、例えば、患者活動を感知することによって、行なうことができる。この方法によれば、患者の活動レベルが相対的に低かった(例えば、睡眠閾値以下であった)場合は、患者は、眠っていると判定される。患者活動のレベルは、例えば、加速度計、心拍数センサー、呼吸分時換気量(MV)センサー又は他のタイプのセンサーを用いて、検出することができる。   According to an embodiment of the present invention, the sleep stage classification method includes sensing at least one state modulated by a patient's sleep-wake state and a sleep-related state including a REM modulation state. The state modulated by the patient's sleep wake state represents a state that can be used to distinguish between sleep periods and wake or wake periods. The discrimination between the sleep period and the awakening period can be performed, for example, by sensing patient activity. According to this method, if the activity level of the patient is relatively low (for example, below the sleep threshold), the patient is determined to be asleep. The level of patient activity can be detected using, for example, an accelerometer, a heart rate sensor, a respiratory minute ventilation (MV) sensor, or other type of sensor.

REM変調状態から出た情報は、患者の睡眠覚醒状態に関連した情報と組み合せて使用してよい。この手法は、例えば、睡眠の開始及び睡眠の停止、睡眠からの覚醒の持続時間及び程度を判定し、かつ、REM及び非REM状態を含む睡眠段階を分類するのに、使用できる。   Information derived from the REM modulation state may be used in combination with information related to the patient's sleep / wake state. This approach can be used, for example, to determine the onset and cessation of sleep, the duration and extent of arousal from sleep, and classify sleep stages including REM and non-REM states.

本発明の実施形態によれば、睡眠段階分類プロセッサは、睡眠関連の状態と関連した信号を感知するよう構成された一つ又はそれ以上のセンサーの出力を受信する。睡眠段階プロセッサは、リアルタイム方式で睡眠段階の分類を行なうことができ、あるいは、一つ又はそれ以上の睡眠期間の睡眠段階を遡及的に分類するため、バッチモードで、以前に獲得され、かつ、格納されたセンサーデータを処理することができる。   According to embodiments of the present invention, the sleep stage classification processor receives the output of one or more sensors configured to sense signals associated with sleep related conditions. The sleep stage processor can perform sleep stage classification in a real-time manner, or previously acquired in batch mode to retrospectively classify sleep stages of one or more sleep periods, and Stored sensor data can be processed.

睡眠段階の分類は、睡眠段階プロセッサが、各種の睡眠段階における患者の生理学的な反応を学習するアダプティブな方法を含んでいてよい。学習された反応は、睡眠段階の分類の正確さ及び(又は)感度を増強するのに使用できる。アダプティブな睡眠段階分類は、ある時間期間に亘る一つ又はそれ以上の生理学的な信号の変化のモニタリング、及び、睡眠開始、睡眠停止、及び各種の睡眠段階を判定して睡眠関連信号のドリフト又は他の変化に適応するのに使用される閾値の調整を含んでいてよい。   Sleep stage classification may include an adaptive way in which the sleep stage processor learns the patient's physiological responses at various sleep stages. The learned response can be used to enhance the accuracy and / or sensitivity of sleep stage classification. Adaptive sleep stage classification is the monitoring of changes in one or more physiological signals over a period of time and determining sleep onset, sleep cessation, and various sleep stages to determine the sleep-related signal drift or It may include adjustment of the threshold used to adapt to other changes.

一構成では、睡眠関連の状態、例えば、REM変調状態、及び(又は)、患者の睡眠覚醒状態と関連した状態を検出するのに使用されるセンサーのうちの一つ又はそれ以上は、移植可能であってよく、あるいは、移植可能な構成要素を利用していてよい。別の構成では、睡眠段階プロセッサは、部分的に、あるいは、全体が移植可能であってよい。他の構成では、センサー及び睡眠段階プロセッサの両方が、移植可能であってよく、あるいは、移植可能な構成要素を使用していてよい。   In one configuration, one or more of the sensors used to detect a sleep-related condition, eg, a REM modulation condition, and / or a condition associated with the patient's sleep-wake state is implantable. Alternatively, an implantable component may be utilized. In another configuration, the sleep stage processor may be partially or fully implantable. In other configurations, both the sensor and the sleep stage processor may be implantable or may use implantable components.

前述のように、睡眠段階の分類は、各種の障害を処置するための、また、睡眠段階インフォームド試験及びモニタリングを行なうための睡眠段階インフォームド治療送達をコーディネートする際に有用な場合がある。一例インプリメンテーションでは、心臓治療は、脆弱な睡眠期間中に心臓不整脈の可能性を低減するため、特定の睡眠段階中にトリガすることができる。同様の様式で、睡眠段階の分類は、睡眠・呼吸障害の発症を防止、あるいは、低減するための呼吸障害治療をトリガするのに使用できる。   As mentioned above, sleep stage classification may be useful in coordinating sleep stage informed therapy delivery for treating various disorders and for performing sleep stage informed testing and monitoring. is there. In one example implementation, cardiac therapy can be triggered during specific sleep stages to reduce the likelihood of cardiac arrhythmias during fragile sleep periods. In a similar manner, sleep stage classification can be used to trigger a disordered breathing treatment to prevent or reduce the onset of sleep / breathing disorders.

図50Aのフローグラフは、本発明の実施形態により、睡眠段階を分類する方法を示す。REM変調状態(例えば、脳活動、眼球運動、及び(又は)筋無緊張)が、検出され5010、かつ、患者の睡眠段階を分類する5020のに使用される。検出されたREM変調状態を用いて、システムは、例えば、患者がREM睡眠段階にある、あるいは、非REM期間内にある、ことを判定することができる。   The flow graph of FIG. 50A illustrates a method for classifying sleep stages according to an embodiment of the present invention. REM modulation status (eg, brain activity, eye movement, and / or muscle tone) is detected 5010 and used to classify 5020 the patient's sleep stage. Using the detected REM modulation state, the system can determine, for example, that the patient is in the REM sleep phase or in a non-REM period.

図50Bのフローグラフは、本発明の実施形態による、睡眠段階の別の分類方法を示す。該方法には、少なくとも一つのREM変調状態5030及び患者の睡眠覚醒状態と関連した少なくとも一つの状態5040を含む睡眠関連の状態の検出が含まれている。睡眠段階の分類は、検出された状態に基づいて行なわれる5050。   The flow graph of FIG. 50B illustrates another method for classifying sleep stages according to an embodiment of the present invention. The method includes detection of a sleep-related condition that includes at least one REM modulation state 5030 and at least one condition 5040 associated with the patient's sleep-wake state. Sleep stage classification is performed 5050 based on the detected condition.

図51は、本発明の実施形態による、睡眠段階の分類方法を実行するのに適したシステム5100のブロック図を示す。睡眠段階分類システム5100は、患者の睡眠覚醒状態と関連した生理学的な信号を感知するのに使用される一つ又はそれ以上のセンサー5130を含んでいてよい。一例インプリメンテーションでは、睡眠覚醒センサー5130は、患者活動に対して応答性であってよい。患者の活動が、閾値以下に落ちた場合は、患者は、眠っていると考えるべきである。患者の活動が、活動閾値以上に上昇した場合は、患者は、覚醒していると考えるべきである。患者が眠っているか、あるいは、覚醒しているかどうかを検出する他の方法も、可能である。   FIG. 51 shows a block diagram of a system 5100 suitable for performing a sleep stage classification method according to an embodiment of the present invention. Sleep stage classification system 5100 may include one or more sensors 5130 that are used to sense physiological signals associated with the patient's sleep-wake state. In one example implementation, sleep wake sensor 5130 may be responsive to patient activity. If patient activity falls below a threshold, the patient should be considered asleep. If patient activity rises above the activity threshold, the patient should be considered awake. Other methods of detecting whether the patient is sleeping or awake are possible.

システムは、さらに、REM変調された生理学的な状態に敏感なREMセンサー5120を含んでいる。REM睡眠の検出は、例えば、骨格筋緊張度センサーの出力を閾値と比較することによって実行してよい。REMセンサー出力が、REM睡眠閾値と一致する筋肉緊張度の減少を示した場合は、患者は、REM睡眠中であると判定される。睡眠覚醒センサー5130及びREMセンサー5120は、追加の睡眠関連の状態を検出するのに使用される追加のセンサーとオプショナルに併用してよい。追加の睡眠関連の状態は、睡眠段階分類システム5100の正確さ、感度、又は他の機能能力を増強するのに使用してよい。例えば、患者体位又は胴配向センサーは、患者の睡眠覚醒状態の増強された検出を行なうため、患者活動センサーと組み合せて使用してよい。患者の活動が低く(これは、患者活動センサーの出力によって示される)、かつ、患者が横になって休んでいる(これは、胴配向センサーの出力によって示される)場合は、2つの状態の組合せでより正確な睡眠開始の検出が可能となる場合がある。   The system further includes a REM sensor 5120 that is sensitive to a REM modulated physiological condition. The detection of REM sleep may be performed, for example, by comparing the output of the skeletal muscle tone sensor with a threshold value. If the REM sensor output indicates a decrease in muscle tone that matches the REM sleep threshold, the patient is determined to be in REM sleep. Sleep wake sensor 5130 and REM sensor 5120 may optionally be used in conjunction with additional sensors used to detect additional sleep related conditions. Additional sleep-related conditions may be used to enhance the accuracy, sensitivity, or other functional capabilities of the sleep stage classification system 5100. For example, a patient position or torso orientation sensor may be used in combination with a patient activity sensor to provide enhanced detection of the patient's sleep-wake state. If patient activity is low (this is indicated by the output of the patient activity sensor) and the patient is lying down and resting (this is indicated by the output of the torso orientation sensor) The combination may enable more accurate detection of sleep onset.

センサー出力を検出し、かつ、処理する睡眠/睡眠段階検出器5110には、REMセンサー5120、睡眠覚醒状態センサー5130、及び任意の追加のセンサーが結合されている。睡眠/睡眠段階検出器5110は、睡眠覚醒センサー5130及びREMセンサー5120からの出力を使用して、例えば、患者が覚醒している、あるいは、眠っているかどうかを判定し、睡眠からの覚醒の持続時間及び程度を判定し、REM及び非REM状態を含む睡眠段階を分類し、かつ、各種の睡眠段階の持続時間を判定することができる。   Coupled to the sleep / sleep stage detector 5110 that detects and processes the sensor output is a REM sensor 5120, a sleep wakefulness sensor 5130, and any additional sensors. The sleep / sleep stage detector 5110 uses the outputs from the sleep wake sensor 5130 and REM sensor 5120 to determine, for example, whether the patient is awake or sleeping, and the wake from sleep is sustained. Time and degree can be determined, sleep stages including REM and non-REM states can be classified, and the duration of various sleep stages can be determined.

一実施形態では、REMセンサー5120及び睡眠覚醒センサー5130の一方又は両方は、患者の外部に配置されており、かつ、睡眠/睡眠段階検出器5110は、移植可能であり、あるいは、移植可能な構成要素を含んでいる。別の実施形態では、REMセンサー5120及び睡眠覚醒センサー5130の一方又は両方は、全体が、あるいは、部分的に、移植可能であり、かつ、睡眠/睡眠段階検出器5110は、患者の外部に配置されている。また別の実施形態では、REMセンサー5120、睡眠覚醒センサー5130、及び睡眠/睡眠段階検出器5110は全て、移植可能な構成要素を含んでいるか、あるいは、全体が移植可能である。   In one embodiment, one or both of the REM sensor 5120 and sleep / wake sensor 5130 are located external to the patient and the sleep / sleep stage detector 5110 is implantable or is an implantable configuration. Contains elements. In another embodiment, one or both of the REM sensor 5120 and the sleep wake sensor 5130 are implantable in whole or in part, and the sleep / sleep stage detector 5110 is located outside the patient. Has been. In yet another embodiment, the REM sensor 5120, sleep / wake sensor 5130, and sleep / sleep stage detector 5110 all include implantable components or are entirely implantable.

睡眠段階分類システム5100の構成要素は、無線通信を用いることが可能である。例えば、REMセンサー5120及び睡眠覚醒センサー5130は、無線通信リンクを用いて、睡眠/睡眠段階検出器5110に結合することができる。一例では、センサー5120、5130のうちのいくつか又は全ては、無線プロプライエタリ又は無線ブルーツース通信リンク等の遠隔通信機能を使用する。   The components of the sleep stage classification system 5100 can use wireless communication. For example, the REM sensor 5120 and the sleep / wake sensor 5130 can be coupled to the sleep / sleep stage detector 5110 using a wireless communication link. In one example, some or all of the sensors 5120, 5130 use a remote communication function such as a wireless proprietary or wireless Bluetooth communication link.

睡眠/睡眠段階検出器5110は、各種の睡眠段階と接続して、患者反応を学習することによって、睡眠段階をアダプティブに分類することができる。一例では、睡眠/睡眠段階検出器5110は、センサー信号レベルを予め定められた閾値と比較することによって、睡眠段階の分類を行なうことができる。初期閾値は、個人の一グループから出た臨床データを用いて、あるいは、患者特異的なデータを用いて、確定することができる。初期閾値が確定された後は、睡眠/睡眠段階検出器5110は、閾値を更新して、ある時間に亘って患者から獲得されたデータに基づいて、より敏感、かつ(あるいは)、より正確な睡眠段階の分類を行なうことができる。睡眠段階閾値は、特定の睡眠段階と関連したセンサー出力レベルの最近の履歴によって、更新することができる。このプロセスには、ある時間に亘りデータを収集して、患者の睡眠パターンを判定し、かつ、睡眠パターンに基づいて閾値を調整することが含まれていてよい。このプロセスによって、最初に確定された閾値(例えば、加速度計出力の睡眠開始閾値、又はEMGセンサー出力のREM睡眠閾値)は、センサー出力のレベルと患者の睡眠段階との間の関係について、患者から追加のデータが獲得されるにつれて、修正することができる。   The sleep / sleep stage detector 5110 can classify sleep stages adaptively by connecting to various sleep stages and learning patient responses. In one example, the sleep / sleep stage detector 5110 may perform sleep stage classification by comparing sensor signal levels to a predetermined threshold. The initial threshold can be determined using clinical data from a group of individuals or using patient specific data. After the initial threshold is established, the sleep / sleep stage detector 5110 updates the threshold to make it more sensitive and / or more accurate based on data obtained from the patient over time. The sleep stage can be classified. The sleep stage threshold can be updated with a recent history of sensor output levels associated with a particular sleep stage. This process may include collecting data over a period of time to determine a patient's sleep pattern and adjusting a threshold based on the sleep pattern. Through this process, an initially established threshold (eg, sleep start threshold for accelerometer output or REM sleep threshold for EMG sensor output) is As additional data is acquired, it can be modified.

図52は、本発明の実施形態により実現される睡眠段階分類システムを利用する睡眠段階弁別回路5200を示すブロック図である。睡眠段階弁別回路5200は、例えば、睡眠段階インフォームド診断モニタリング及び(又は)診断試験を行なって、患者の生理系の機能を査定するのに使用できる。このような診断モニタリング又は試験は、例えば、心臓及び呼吸系を含む、一つ又はそれ以上の生理系を含んでいてよい。追加的にあるいは別法として、睡眠段階弁別回路5200は、睡眠段階インフォームド治療(例えば、心臓リズム治療、呼吸治療、又は睡眠段階の分類によって増強された他のタイプの治療)を患者に与えるのに使用できる。さらに、睡眠段階弁別回路5200は、睡眠段階インフォームド治療装置の試験を行なうのに使用できる。睡眠段階弁別回路5200の用途は、純粋に又は主として診断上の用途であってよく、純粋に又は主として治療上の用途であってよく、あるいは、治療上の動作と診断上の動作との組合せを含んでいてよい。   FIG. 52 is a block diagram illustrating a sleep stage discrimination circuit 5200 that utilizes the sleep stage classification system implemented in accordance with an embodiment of the present invention. The sleep stage discrimination circuit 5200 can be used, for example, to perform sleep stage informed diagnostic monitoring and / or diagnostic tests to assess the function of the patient's physiology. Such diagnostic monitoring or testing may include one or more physiological systems, including, for example, the heart and respiratory system. Additionally or alternatively, sleep stage discrimination circuit 5200 provides the patient with sleep stage informed therapy (eg, cardiac rhythm therapy, respiratory therapy, or other types of therapy enhanced by sleep stage classification). Can be used to Further, the sleep stage discrimination circuit 5200 can be used to test sleep stage informed therapy devices. The use of sleep stage discrimination circuit 5200 may be purely or primarily diagnostic, purely or primarily therapeutic, or a combination of therapeutic and diagnostic actions. May contain.

睡眠段階弁別回路5200は、各種のセンサー5205、5210、5215に結合された医療用装置5201を含んでいる。センサー5205、5210、5215は、睡眠段階の分類、及び医療用装置5201によって行なわれる治療上及び(又は)診断上の動作と接続して使用される生理学的な情報を与える。睡眠段階センサー5205は、骨格筋無緊張等のREM変調状態を検出することができるセンサーを含んでいる。患者の睡眠覚醒状態を示す一つ又はそれ以上のセンサー(例えば、患者活動センサー)を含む追加の睡眠段階センサーも使用できる。   Sleep stage discrimination circuit 5200 includes a medical device 5201 coupled to various sensors 5205, 5210, 5215. Sensors 5205, 5210, 5215 provide physiological information used in connection with sleep stage classification and therapeutic and / or diagnostic actions performed by medical device 5201. The sleep stage sensor 5205 includes a sensor that can detect a REM modulation state such as skeletal muscle tension. Additional sleep stage sensors can also be used, including one or more sensors (eg, patient activity sensors) that indicate the patient's sleep wakefulness.

医療用装置5201は、例えば、患者の心臓及び(又は)呼吸機能を含む患者の生理系の一つ又はそれ以上の局面を検出するよう構成されたセンサー5210、5215に結合することもできる。各種の構成では、医療用システム5200は、心臓及び(又は)呼吸治療を含む患者への治療をモニタリングし、試験し、又は行なうことができる。一インプリメンテーションでは、心臓センサー5215(例えば、心臓電極)を使用して、心臓の電気活動を感知することができる。心臓系センサーは、例えば、患者の心臓組織に電気的に結合された、患者内部又は患者外部の心臓電極を含んでいてよい。   The medical device 5201 may be coupled to sensors 5210, 5215 configured to detect one or more aspects of the patient's physiology including, for example, the patient's heart and / or respiratory function. In various configurations, the medical system 5200 can monitor, test, or perform treatment on a patient, including cardiac and / or respiratory therapy. In one implementation, a cardiac sensor 5215 (eg, a cardiac electrode) may be used to sense cardiac electrical activity. The cardiac system sensor may include, for example, an internal or external cardiac electrode that is electrically coupled to the patient's cardiac tissue.

医療用装置5201は、患者の呼吸機能と関連した状態を検出することができる一つ又はそれ以上の呼吸系センサー5210に結合することができる。一実施形態では、患者の呼吸機能は、経胸郭インピーダンスセンサーを用いて、モニタリングすることができる。経胸郭インピーダンスは、呼吸吸息時に増大し、かつ、呼吸呼息時に減少する患者の呼吸努力を追跡する。経胸郭インピーダンス信号は、例えば、患者の呼吸の一回換気量(TV)、分時換気量(MV)、及び(又は)他の呼吸パラメータを判定するのに使用できる。ここで説明した心臓及び呼吸システムセンサー以外の、又はそれらに加えた、センサーが、患者の心臓及び(又は)呼吸機能を検出するのに使用できる。   The medical device 5201 can be coupled to one or more respiratory system sensors 5210 that can detect conditions associated with the patient's respiratory function. In one embodiment, the patient's respiratory function can be monitored using a transthoracic impedance sensor. Transthoracic impedance tracks the patient's respiratory effort that increases during respiratory inspiration and decreases during respiratory exhalation. The transthoracic impedance signal can be used, for example, to determine a patient's respiratory tidal volume (TV), minute ventilation (MV), and / or other respiratory parameters. Sensors other than or in addition to the heart and respiratory system sensors described herein can be used to detect a patient's heart and / or respiratory function.

睡眠/睡眠段階検出器5220は、睡眠段階センサー5205からの情報を使用して、例えば、睡眠の開始、終結、REM及び非REM状態を含む、患者の睡眠の状態を判定する。睡眠/睡眠段階検出器5220によって生成された情報は、医療用装置5201の他の構成要素が、患者の睡眠段階とコーディネートされた治療、試験、及び(又は)モニタリングを行なうのに使用できる。   Sleep / sleep stage detector 5220 uses information from sleep stage sensor 5205 to determine a patient's sleep state, including, for example, sleep onset, termination, REM and non-REM states. The information generated by the sleep / sleep stage detector 5220 can be used by other components of the medical device 5201 to perform therapy, testing, and / or monitoring coordinated with the patient's sleep stage.

睡眠段階情報は、睡眠/睡眠段階検出器5220に結合された治療モジュール5230に供給してよい。治療モジュール5230は、睡眠段階インフォームド治療の患者への送達を制御する。例えば、心臓治療は、睡眠段階分類情報を用いて、REM又は他の催不整脈睡眠期間中に、心臓不整脈治療を行なうよう、コーディネートできる。睡眠段階分類はまた、例えば、睡眠インフォームド治療の送達と接続して、患者が眠っている間の呼吸障害の発症を防止又は低減するのに使用できる。他のタイプの治療も、睡眠段階の分類を用いて増強できる。   Sleep stage information may be provided to a therapy module 5230 coupled to sleep / sleep stage detector 5220. The therapy module 5230 controls the delivery of sleep stage informed therapy to the patient. For example, the cardiac therapy can be coordinated to use the sleep stage classification information to provide cardiac arrhythmia therapy during REM or other proarrhythmic sleep periods. Sleep stage classification can also be used, for example, in connection with the delivery of sleep informed therapy to prevent or reduce the development of breathing disorders while the patient is asleep. Other types of treatment can also be enhanced using sleep stage classification.

睡眠/睡眠段階検出器5220は、睡眠段階センサー5205、呼吸系センサー5210、心臓系センサー5215、及び(又は)医療用装置5201の他の構成要素から獲得された履歴的なデータを収集し、かつ、格納するよう構成されたモニタリングユニット5250に結合できる。モニタリングユニット5250は、一つ又はそれ以上の患者状態を追跡し、かつ、各種の生理学的なプロセスの分析で使用されるデータを供給できる。モニタリングモジュール5250は、各種の生理系の傾向を査定する際に有用なデータを収集できる。データの傾向調査は、患者の生理学的な状態の漸次的な変化、特に睡眠によって、又は特定の睡眠段階によって変わるそれらと組み合せて、睡眠段階の分類を同定するのに使用できる。   Sleep / sleep stage detector 5220 collects historical data obtained from sleep stage sensor 5205, respiratory system sensor 5210, cardiac system sensor 5215, and / or other components of medical device 5201, and Can be coupled to a monitoring unit 5250 configured to store. Monitoring unit 5250 can track one or more patient conditions and provide data used in the analysis of various physiological processes. The monitoring module 5250 can collect data useful in assessing various physiological trends. Data trending can be used to identify sleep stage classifications in combination with gradual changes in the patient's physiological state, particularly those that change with sleep or with specific sleep stages.

試験モジュール5240は、診断試験を制御し、かつ(あるいは)、装置試験を制御して、医療用装置5201の動作を維持又は改善するため、医療用装置5201内で実現してよい。睡眠/睡眠段階検出器5220からの情報は、診断試験及び(又は)装置試験が、患者の睡眠又は覚醒状態と適切に一致する、又は睡眠の特定の状態に適切に一致することを保証するため、試験モジュール5240により使用される。   The test module 5240 may be implemented within the medical device 5201 to control diagnostic tests and / or control device tests to maintain or improve the operation of the medical device 5201. Information from sleep / sleep stage detector 5220 ensures that diagnostic tests and / or device tests are adequately matched to the patient's sleep or wakefulness, or properly matched to a particular state of sleep Used by test module 5240.

診断試験は、患者の生理系のうちの一つ又はそれ以上の働きを調査するのに使用できる。診断試験は、患者の治療(例えば、心臓リズム治療)の一つ又はそれ以上のパラメータの変更、及び患者に対する変更の衝撃の査定を含んでいてよい。例えば、患者の治療措置は、睡眠中に、又は特定の睡眠段階中に、変更して、患者に対する変更の影響を判定してよい。   Diagnostic tests can be used to investigate the work of one or more of the patient's physiology. A diagnostic test may include changing one or more parameters of a patient's treatment (eg, cardiac rhythm treatment) and assessing the impact of the change on the patient. For example, the patient's treatment regime may be changed during sleep or during a particular sleep stage to determine the impact of the change on the patient.

診断試験の方法論は、患者の生理学的な反応の一般的な行動を、各種の睡眠段階と接続して判定するのに、睡眠段階の分類を使用する場合がある。このようなプロセスには、生理学的なプロセスの正常な変動に対する患者の内因性の反応を判定することが含まれていてよい。また、装置ベースの刺激に対する患者の誘起された生理学的な反応も判定してよい。   Diagnostic test methodologies may use sleep stage classification to determine the general behavior of a patient's physiological response in connection with various sleep stages. Such a process may include determining the patient's intrinsic response to normal variations in physiological processes. A patient's induced physiological response to device-based stimulation may also be determined.

睡眠コーディネーテド診断試験の一インプリメンテーションでは、非REM睡眠は、比較的制御された状況下で自動又は医師活性化診断試験を行なう機会を与えることができる。医療用装置5201は、患者の活動が低い場合、非REM睡眠中に診断試験を行なうことができる。一構成では、医療用装置5201は、非REM期間中に特定の心臓ペーシング措置を修正又は実行して、患者の心臓系に対するそのような修正の影響を判定することができる。   In one implementation of a sleep-coordinated diagnostic test, non-REM sleep can provide an opportunity to run an automated or physician-activated diagnostic test under relatively controlled conditions. The medical device 5201 can perform a diagnostic test during non-REM sleep when patient activity is low. In one configuration, the medical device 5201 can modify or perform certain cardiac pacing measures during non-REM periods to determine the impact of such modifications on the patient's heart system.

診断試験に加えて、各種の装置試験手順を、非REM睡眠中等の患者の活動が低い間に、好んで行なうことができる。例えば、心臓リズム管理治療を与える医療用装置5201は、非REM睡眠状態中に装置試験を行なって、ペーシング措置を改善又は修正することができる。一インプリメンテーションでは、ペースメーカーは、非REM睡眠中に試験を行なって、デュアルチャンバー又は両室装置のAV遅延等のペーシングエスケープ間隔を最適化することができる。別の例では、ペースメーカーは、非REM睡眠中に行なわれる捕獲閾値試験に基づいて、ペーシングエネルギーレベルを調整することができる。また別の実施形態では、心臓リズム管理システムは、非REM睡眠を低患者活動の好都合な期間として使用して、各種の心臓不整脈を同定するのに使用される心臓波形の形態学的なテンプレートを獲得又は更新することができる。   In addition to diagnostic tests, various device test procedures can be preferably performed while patient activity is low, such as during non-REM sleep. For example, a medical device 5201 providing cardiac rhythm management therapy can perform device tests during non-REM sleep states to improve or modify pacing measures. In one implementation, the pacemaker can perform tests during non-REM sleep to optimize pacing escape intervals such as dual chamber or dual chamber AV delay. In another example, the pacemaker can adjust the pacing energy level based on a capture threshold test performed during non-REM sleep. In yet another embodiment, the cardiac rhythm management system uses a non-REM sleep as a convenient period of low patient activity to generate a morphological template of the cardiac waveform used to identify various cardiac arrhythmias. Can be acquired or updated.

図53のフローグラフは、本発明の実施形態により睡眠段階の分類を行なう方法を示す。該方法には、少なくとも一つのREM変調信号(例えば、筋無緊張によって変調された信号)を検出すること5310が含まれている。REM変調信号が、予め定められたREM睡眠閾値と一致した5320場合は、システムは、REM睡眠開始が、以前に宣言された5330かどうかを判定する。REM睡眠開始が、以前に宣言されなかった5330場合は、システムは、REM睡眠開始を宣言する5350。   The flow graph of FIG. 53 illustrates a method for performing sleep stage classification according to an embodiment of the present invention. The method includes detecting 5310 at least one REM modulated signal (e.g., a signal modulated by muscle tone). If the REM modulated signal matches a predetermined REM sleep threshold 5320, the system determines if the REM sleep start is a previously declared 5330. If REM sleep onset was not previously declared 5330, the system declares 5350 REM sleep onset.

REM変調信号が、予め定められたREM睡眠閾値と一致せず5320、かつ、REM睡眠開始が、以前に宣言された5360場合は、REM睡眠停止が、宣言される5370。REM変調信号が、REM睡眠閾値と一致せず5320、かつ、REM開始が、以前に宣言されなかった5360場合は、システムは、REM睡眠の開始を検出するためのREM変調信号を引き続いて感知する5310。   If the REM modulation signal does not match the predetermined REM sleep threshold 5320 and REM sleep start was previously declared 5360, REM sleep stop is declared 5370. If the REM modulation signal does not match the REM sleep threshold 5320 and the REM start was not previously declared 5360, the system will continue to sense the REM modulation signal to detect the start of REM sleep 5310.

図54のフローグラフは、本発明の実施形態により睡眠段階を分類するためのREM変調状態と組み合せて、睡眠覚醒状態を使用する方法を示す。このインプリメンテーションによれば、システムは、患者活動信号を閾値と比較することにより、睡眠開始及び睡眠停止を判定する。睡眠開始及び睡眠停止の検出の各種の方法(例えば、ここで説明する方法論)は、本発明の睡眠段階の分類方法と併用してよい。   The flow graph of FIG. 54 illustrates a method of using a sleep wake state in combination with a REM modulation state for classifying sleep stages according to an embodiment of the present invention. According to this implementation, the system determines sleep onset and sleep stop by comparing the patient activity signal to a threshold. Various methods of sleep onset and sleep stop detection (eg, the methodology described herein) may be used in conjunction with the sleep stage classification method of the present invention.

図54に示した方法には、REM変調信号を用いて、REM睡眠の開始及び停止を判定することが含まれている。REM睡眠期間は、REMの開始と停止との間の間隔として分類することができる。非REM睡眠期間は、REM睡眠として分類されない睡眠の開始と停止との間の間隔として分類することができる。   The method shown in FIG. 54 includes determining the start and stop of REM sleep using the REM modulation signal. The REM sleep period can be classified as the interval between the start and stop of REM. The non-REM sleep period can be classified as the interval between the start and stop of sleep that is not classified as REM sleep.

患者の活動レベルに関連した信号(例えば、加速度計信号)が、検出され5405、かつ、予め定められた睡眠閾値と比較される5410。患者の活動レベルが、睡眠閾値と一致した5410場合、及び、睡眠開始が、以前に宣言された5415場合は、システムは、REM変調信号を検出する5425。患者の活動レベルが、睡眠閾値と一致しなかった5410場合、及び、睡眠開始が、以前に宣言された5445場合は、睡眠停止が、宣言される5450。患者の活動レベルが、睡眠閾値と一致した5410場合、及び睡眠開始が、以前に宣言されなかった5415場合は、システムは、睡眠開始を宣言し5420、かつ、REM変調信号を感知する5425。   A signal related to the patient's activity level (eg, an accelerometer signal) is detected 5405 and compared 5410 to a predetermined sleep threshold. If the patient's activity level is 5410 consistent with the sleep threshold, and if sleep onset was previously declared 5415, the system detects 5425 the REM modulated signal. If the patient's activity level did not match the sleep threshold 5410 and if sleep onset was previously declared 5445, sleep cessation is declared 5450. If the patient's activity level matches the sleep threshold 5410, and if sleep onset has not been previously declared 5415, the system declares sleep onset 5420 and senses the REM modulated signal 5425.

REM変調信号レベルが、REM睡眠閾値と一致し5430、かつ、REM睡眠開始5435が、以前に宣言されなかった場合は、REM睡眠開始が、宣言される5440。REM変調信号レベルが、REM睡眠閾値と一致せず5430、かつ、REM開始が、以前に宣言された5455場合は、REM睡眠停止が、宣言される5460。   If the REM modulation signal level matches the REM sleep threshold 5430 and REM sleep start 5435 has not been previously declared, REM sleep start is declared 5440. If the REM modulation signal level does not match the REM sleep threshold 5430 and REM start was previously declared 5455, REM sleep stop is declared 5460.

図54に示した方法を用いて、睡眠の開始、停止、REM、及び非REM睡眠を検出することができる。REM及び(又は)非REM睡眠の期間は、前述のように、多数の診断上及び治療上の動作と有利に併用できる。図55は、本発明の実施形態により、治療送達及び試験との協同で睡眠段階の分類を使用するプロセスを示すプロセスフロー図である。   Using the method shown in FIG. 54, sleep start, stop, REM, and non-REM sleep can be detected. REM and / or non-REM sleep periods can be advantageously combined with a number of diagnostic and therapeutic operations, as described above. FIG. 55 is a process flow diagram illustrating a process for using sleep stage classification in cooperation with therapy delivery and testing, according to an embodiment of the present invention.

図55のプロセスフロー図で示したように、システムは、心臓信号を検出し5560、かつ、拍動から拍動への方式で、心臓信号を分析する5550。拍動から拍動への心臓信号分析5550は、例えば、速度及び(又は)形態学的な分析手法に基づいて、不整脈検出5565を行なうのに使用できる。検出された不整脈(もし有る場合は)のタイプにより、適切な治療5575を心臓に送達することができる。一インプリメンテーションでは、患者のリズムを血行力学的に十分な速度で維持するため、徐脈ペーシング治療を心臓に送達することができる。他の例では、検出された心臓頻脈性不整脈を処置するのに、例えば、抗頻拍ペーシング、電気除細動、及び(又は)除細動を含む各種の段階的な頻脈性不整脈治療が利用できる場合もある。   As shown in the process flow diagram of FIG. 55, the system detects 5560 the heart signal and analyzes 5550 the heart signal in a beat-to-beat manner. Beat-to-beat cardiac signal analysis 5550 can be used to perform arrhythmia detection 5565, for example, based on velocity and / or morphological analysis techniques. Depending on the type of arrhythmia detected (if any), an appropriate treatment 5575 can be delivered to the heart. In one implementation, bradycardia pacing therapy can be delivered to the heart to maintain the patient's rhythm at a hemodynamically sufficient rate. In other examples, various stages of tachyarrhythmia therapy including, for example, anti-tachycardia pacing, cardioversion, and / or defibrillation to treat detected cardiac tachyarrhythmia May be available.

例示的なシステムは、REM変調及び睡眠/覚醒状態信号5505を利用して、睡眠段階分類5510を行なう。睡眠段階分類5510は、拍動から拍動への心臓信号分析5550と協同で使用して、睡眠段階インフォームド不整脈分析5555を実行し、したがって、心臓不整脈治療5575の送達を増強することができる。一例では、徐脈ペーシング治療は、患者が眠っていると判定された場合、より低いペーシング速度に切り換える能力によって増強することができる。このような手続きは、例えば、装置の寿命時間を増大し、かつ、心臓に対するストレスを低減するという両目的に有利である場合がある。さらなる例では、予防的な不整脈治療5575は、睡眠中に、又は、将来の不整脈現象の予測に基づいて、例えば、催不整脈睡眠段階5565の検出時に送達することができる。一例では、予防的な不整脈治療は、REM睡眠中に、又は、睡眠からの覚醒中に、より頻繁に生じることが知られている頻脈性不整脈を防ぐために送達することができる。   The exemplary system utilizes REM modulation and sleep / wake state signal 5505 to perform sleep stage classification 5510. Sleep stage classification 5510 can be used in conjunction with heart-to-beat heart signal analysis 5550 to perform sleep stage informed arrhythmia analysis 5555 and thus enhance delivery of cardiac arrhythmia therapy 5575 . In one example, bradycardia pacing therapy can be enhanced by the ability to switch to a lower pacing rate if it is determined that the patient is asleep. Such a procedure may be advantageous for both purposes, for example, to increase the lifetime of the device and reduce stress on the heart. In a further example, prophylactic arrhythmia therapy 5575 can be delivered during sleep or based on prediction of future arrhythmia events, eg, upon detection of proarrhythmic sleep stage 5565. In one example, prophylactic arrhythmia therapy can be delivered to prevent tachyarrhythmias that are known to occur more frequently during REM sleep or during arousal from sleep.

睡眠段階の分類は、睡眠・呼吸障害を終結又は防ぐための治療と併用してもよい。各種の治療は、例えば、呼吸通路への組織の崩壊を防ぐための連続的な正の空気圧、神経又は筋肉の電気刺激、及び心臓ペーシング治療を維持することを含み、睡眠・呼吸障害を処置するのに実行してよい。呼吸障害は、患者が眠っている場合に生じる可能性がより大きいため、呼吸障害検出又は予測5532は、本発明の実施形態により、睡眠段階インフォームド呼吸分析5525を用いることによって増強することができる。   The classification of the sleep stage may be used in combination with a treatment for terminating or preventing sleep / breathing disorders. Various therapies include, for example, maintaining continuous positive air pressure to prevent tissue collapse into the respiratory passageway, electrical stimulation of nerves or muscles, and cardiac pacing therapy to treat sleep / breathing disorders You can do it. Because breathing disorders are more likely to occur when a patient is sleeping, breathing disorder detection or prediction 5532 may be enhanced by using sleep stage informed breath analysis 5525 according to embodiments of the present invention. it can.

呼吸障害の検出は、患者の呼吸サイクルを表わす呼吸信号を検出し5530、かつ、各呼吸5520を分析することによって、行なうことができる。一インプリメンテーションでは、例えば、低呼吸及び無呼吸を含む呼吸障害は、経胸郭インピーダンスセンサーによって作り出される呼吸波形出力をモニタリングすることにより、検出することができる5532。   Respiratory disturbances can be detected by detecting a respiratory signal 5530 representing the patient's respiratory cycle and analyzing each breath 5520. In one implementation, disordered breathing including, for example, hypopnea and apnea can be detected by monitoring the respiratory waveform output produced by the transthoracic impedance sensor 5532.

患者の呼吸(経胸郭インピーダンス信号によって示される)の一回換気量(TV)が、低呼吸閾値以下に落ちた場合は、低呼吸現象が、宣言される。例えば、低呼吸現象は、患者の一回換気量が、最近の平均一回換気量又は他のベースライン一回換気量値の約50%以下に落ちた場合に、宣言される場合がある。患者の一回換気量が、さらに、無呼吸閾値(例えば、最近の平均一回換気量又は他のベースライン値の約10%)まで落ちた場合は、無呼吸現象が、宣言される。   A hypopnea event is declared if the tidal volume (TV) of the patient's breath (indicated by the transthoracic impedance signal) falls below the hypopnea threshold. For example, a hypopnea event may be declared when a patient's tidal volume falls below about 50% of a recent average tidal volume or other baseline tidal volume value. An apnea event is declared if the patient's tidal volume further falls to an apnea threshold (eg, about 10% of the recent average tidal volume or other baseline value).

呼吸障害を検出する5532別の方法には、患者の呼吸パターンを分析することが含まれている。この方法によれば、患者の呼吸サイクルは、吸息、呼息、及び非呼吸の期間を含むいくつかの期間に分割される。吸息、呼息、及び非呼吸の呼吸期間は、各種の呼吸障害と一致するパターンについて分析される。   Another method for detecting breathing disorders is to analyze a patient's breathing pattern. According to this method, a patient's breathing cycle is divided into several periods, including periods of inspiration, expiration, and non-breathing. Inspiratory, expiratory and non-breathing breathing periods are analyzed for patterns consistent with various breathing disorders.

ここで説明するように、睡眠・呼吸障害は、呼吸障害の可能性を増大させる多数の患者状態に基づいて、予測することができる。患者を呼吸障害に罹らせる状態には、他の状態のなかでも、例えば、大気汚染、アルコール使用、及び肺うっ血が含まれている。呼吸障害を生ずる可能性のより大きい病因状態に加えて、各種の前兆状態が、呼吸障害の発症が差し迫っていることを判定するのに使用できる。例えば、血液化学、過換気、及び以前の呼吸障害発症の規則的な周期性を使用して、呼吸障害の差し迫った開始を予測することができる。呼吸障害が、検出又は予測された5532場合は、呼吸障害を終結するため又は防ぐため、適切な治療5534を与えることができる。   As described herein, sleep / breathing disorders can be predicted based on a number of patient conditions that increase the likelihood of a disordered breathing. Conditions that cause the patient to suffer from breathing problems include, for example, air pollution, alcohol use, and pulmonary congestion, among other conditions. In addition to the more etiological conditions that are more likely to cause breathing problems, various precursor states can be used to determine that the onset of breathing problems is imminent. For example, blood chemistry, hyperventilation, and regular periodicity of previous onset of breathing disorders can be used to predict the impending onset of breathing disorders. If a disordered breathing is detected or predicted 5532, appropriate treatment 5534 can be given to terminate or prevent the disordered breathing.

睡眠段階の分類5510は、例えば、診断試験及び(又は)治療装置パラメータの試験を含む各種の試験手順を行なう5585ための好ましい時間の期間を同定するのに使用することもできる。各種のインプリメンテーションでは、睡眠段階インフォームド診断試験は、患者の自律神経性の統合性を査定するための試験が可能である場合もある。睡眠段階の分類は、さらに、ストレス試験の代理としてのREM発症の使用を可能にし、かつ、制御された状態下で心血管系を日常的に撹乱する機会を認識することを可能にする場合がある。   Sleep stage classification 5510 can also be used to identify preferred time periods for performing 5585 various test procedures including, for example, diagnostic tests and / or therapeutic device parameter tests. In various implementations, the sleep stage informed diagnostic test may be capable of testing to assess the patient's autonomic integrity. Sleep stage classification may also allow the use of REM onset as a surrogate for stress testing and may recognize opportunities to routinely disrupt the cardiovascular system under controlled conditions. is there.

睡眠段階の分類は、患者の活動が低い間に、治療装置の一つ又はそれ以上のパラメータを試験する機会も与える。このような試験は、例えば、心臓不整脈検出と併用すべき、心臓ペーシング装置の捕獲閾値試験及び心臓信号形態テンプレートの獲得を含んでいてよい。したがって、睡眠段階の分類は、より効果的な治療、よりよい診断情報、及び改良された診断機能及び予測機能を得るのに使用できる。   Sleep stage classification also provides an opportunity to test one or more parameters of the treatment device while patient activity is low. Such tests may include, for example, a cardiac pacing device capture threshold test and acquisition of a cardiac signal morphology template to be used in conjunction with cardiac arrhythmia detection. Thus, sleep stage classification can be used to obtain more effective treatments, better diagnostic information, and improved diagnostic and predictive functions.

図56は、本発明の実施形態により睡眠段階インフォームド治療を行なうのに使用できる医療用システムを示す。図56のブロック図は、機能ブロックに分割された医療用システム5600を示す。当業者には、これらの機能ブロックを、構成でき、かつ、実現できる多くの可能な構成が存在することが、理解できよう。図56に示した例は、一つの可能な機能構成である。   FIG. 56 illustrates a medical system that can be used to perform sleep stage informed therapy according to embodiments of the present invention. The block diagram of FIG. 56 shows a medical system 5600 divided into functional blocks. Those skilled in the art will appreciate that there are many possible configurations that can and can implement these functional blocks. The example shown in FIG. 56 is one possible functional configuration.

図56は、ハウジング5690内に収納され、かつ、心臓不整脈に対する治療を行なうよう構成された移植可能な心臓パルス発生器5601を示す。呼吸障害に対する治療、及び徐脈ペーシング、抗頻拍ペーシング、除細動、及び電気除細動を含む心臓リズム治療、を含む各種の心臓電気治療を、本発明の実施形態による睡眠段階の分類と協同で実現することができる。   FIG. 56 shows an implantable cardiac pulse generator 5601 housed within the housing 5690 and configured to provide treatment for cardiac arrhythmias. Various cardiac electrical therapies, including treatment for respiratory disorders, and cardiac rhythm therapy including bradycardia pacing, anti-tachycardia pacing, defibrillation, and cardioversion, and the classification of sleep stages according to embodiments of the invention Can be realized in cooperation.

オプションとして、医療用装置5600は、呼吸障害(例えば、睡眠・呼吸障害)を検出し、かつ、呼吸障害を緩和するための治療を行なうよう構成することもできる。心臓ペーシング、及び(又は)、連続的な正の空気圧(CPAP)、神経刺激、筋肉刺激又は呼吸障害を処置するための他の治療等の他のタイプの呼吸障害治療を含む呼吸障害治療が、心臓パルス発生器5601の構成要素により、制御又は提供可能である。   As an option, the medical device 5600 may be configured to detect a respiratory disorder (eg, sleep / respiratory disorder) and to perform a treatment to alleviate the respiratory disorder. Respiratory disorder therapies, including cardiac pacing and / or other types of respiratory disorder therapies such as continuous positive air pressure (CPAP), neural stimulation, muscle stimulation or other therapies to treat respiratory disorders, It can be controlled or provided by the components of the cardiac pulse generator 5601.

図56は、心臓パルス発生器5601で実現される睡眠段階分類システムを示すが、本開示で説明する構成、特徴、及び特徴の組合せは、多数の医療用装置で実現できることが分かる。睡眠段階の分類は、各種の診断装置及び治療装置と接続して実行でき、かつ、このような実施形態及び特徴は、ここで説明する特定の装置に限定されない。   FIG. 56 shows a sleep stage classification system implemented with a cardiac pulse generator 5601, but it will be appreciated that the configurations, features, and combinations of features described in this disclosure can be implemented with multiple medical devices. Sleep stage classification can be performed in connection with various diagnostic and therapeutic devices, and such embodiments and features are not limited to the specific devices described herein.

さらに、各種の実施形態は、移植可能な制御システム及び移植可能なセンサーを有する装置又はシステムを含んでいるが、本発明の睡眠段階分類の方法論を利用する治療又は診断システムは、制御システム又は制御システムの構成要素が、患者に対して外部的に配置されるように構成可能であることが分かる。センサー及び制御システム(特に、患者睡眠段階分類システム)は、患者外部の構成要素、患者内部の構成要素、又は、患者外部の構成要素と患者内部の構成要素との組合せを含んでいてよい。   Further, while various embodiments include a device or system having an implantable control system and an implantable sensor, a treatment or diagnostic system that utilizes the sleep stage classification methodology of the present invention is a control system or control. It can be seen that the components of the system can be configured to be placed externally to the patient. Sensors and control systems (particularly patient sleep stage classification systems) may include patient-external components, patient-internal components, or a combination of patient-external and patient-internal components.

図56に示した実施形態では、移植可能なパルス発生器5601は、各種の不整脈状態を処置するための心臓リズム治療5642を行なうための回路を含んでいる。心臓不整脈治療は、心臓によって作り出される電気信号を検出し、不整脈の信号を分析し、かつ、不整脈を終結又は低減するための適切な治療を行なうことによって実行される。パルス発生器5601は、患者の心臓に電気的に結合された感知及び治療電極5650、5622を有する心臓リードシステムに結合されている。心臓リードシステムの感知及び治療電極5650、5622は、心臓内又は心臓の周囲に配置された一つ又はそれ以上の電極、並びに、パルス発生器5601のハウジング5690又はヘッダー上に配置された一つ又はそれ以上の電極を含んでいてよい。一構成では、感知に使用される電極は、治療送達にも使用される。別の構成では、感知電極とは異なる治療電極の一セットが、使用される。   In the embodiment shown in FIG. 56, implantable pulse generator 5601 includes circuitry for performing cardiac rhythm therapy 5642 to treat various arrhythmia conditions. Cardiac arrhythmia therapy is performed by detecting electrical signals produced by the heart, analyzing the arrhythmia signal, and providing appropriate therapy to terminate or reduce the arrhythmia. The pulse generator 5601 is coupled to a cardiac lead system having sensing and treatment electrodes 5650, 5622 electrically coupled to the patient's heart. The sensing and treatment electrodes 5650, 5622 of the cardiac lead system may include one or more electrodes disposed within or around the heart and one or more electrodes disposed on the housing 5690 or header of the pulse generator 5601. More electrodes may be included. In one configuration, the electrodes used for sensing are also used for therapeutic delivery. In another configuration, a set of therapeutic electrodes that are different from the sensing electrodes are used.

心臓リードシステムの感知電極5650により感知された心臓信号は、心臓不整脈を同定するよう構成された不整脈分析ユニット5656に結合される。不整脈分析ユニット5656は、睡眠段階プロセッサ5652から出た情報を使用して、睡眠段階インフォームド不整脈検出を行なう。心臓不整脈が検出された場合、治療ユニット5642は、検出された不整脈を処置するための多数の治療を行なうことができる。   The cardiac signal sensed by sensing electrode 5650 of the cardiac lead system is coupled to an arrhythmia analysis unit 5656 configured to identify cardiac arrhythmias. Arrhythmia analysis unit 5656 uses sleep stage processor 5562 information to perform sleep stage informed arrhythmia detection. If a cardiac arrhythmia is detected, the therapy unit 5642 can perform a number of therapies to treat the detected arrhythmia.

心臓治療は、遅すぎる心臓リズムを処置するよう制御されたペーシング治療を含んでいてよい。この状況では、治療ユニット5642は、心臓リードシステム5650のペーシング電極を介して、一つ又はそれ以上の心臓の部屋への周期的な低エネルギーペーシングパルスの送達を制御する。ペーシングパルスは、心臓の周期的な収縮が、血行力学的に十分な速度で維持されることを保証する。   Cardiac therapies may include pacing therapies that are controlled to treat too late heart rhythms. In this situation, the treatment unit 5642 controls the delivery of periodic low energy pacing pulses to one or more heart chambers via the pacing electrodes of the cardiac lead system 5650. The pacing pulse ensures that the periodic contraction of the heart is maintained at a hemodynamically sufficient rate.

心臓治療は、心臓リズムが速すぎる場合、頻脈性不整脈を終結するための治療を含んでいてもよい。不整脈分析ユニット5656は、頻拍及び(又は)細動を含む頻脈性不整脈の発症を検出し、かつ、処置する。不整脈分析ユニット5656は、各種の頻脈性不整脈と一致する心臓リズムを認識する。頻脈性不整脈が同定された場合、治療ユニット5622は、心臓リードシステム5650の除細動電極を介して、高エネルギー電気刺激を心臓に送達することにより、不整脈を終結することができる。   Cardiac treatment may include treatment to terminate tachyarrhythmia if the heart rhythm is too fast. The arrhythmia analysis unit 5656 detects and treats the occurrence of tachyarrhythmias including tachycardia and / or fibrillation. The arrhythmia analysis unit 5656 recognizes a cardiac rhythm that matches various tachyarrhythmias. If a tachyarrhythmia is identified, the treatment unit 5622 can terminate the arrhythmia by delivering high energy electrical stimulation to the heart via the defibrillation electrode of the cardiac lead system 5650.

適切な心臓治療のインプリメンテーションは、本発明の実施形態による睡眠段階プロセッサ5652により決定された睡眠段階の分類を用いて、増強することができる。前述のように、睡眠段階の分類を使用して、最適な不整脈治療を決定することができる。一例インプリメンテーションでは、心臓治療は、REM又は他の催不整脈睡眠期間中に、心臓不整脈を防ぐための睡眠段階プロセッサ5652からの信号により、トリガすることができる。別の例では、患者が眠っていることを睡眠段階プロセッサ5652が示した場合に、徐脈ペーシング措置の速度下限を修正することができる。   Appropriate cardiac therapy implementations can be enhanced using sleep stage classification determined by sleep stage processor 5562 according to embodiments of the present invention. As described above, sleep stage classification can be used to determine the optimal arrhythmia treatment. In one example implementation, cardiac therapy can be triggered by a signal from sleep stage processor 5562 to prevent cardiac arrhythmia during a REM or other proarrhythmic sleep period. In another example, the lower rate limit for bradycardia pacing measures can be modified if sleep stage processor 5562 indicates that the patient is sleeping.

睡眠段階プロセッサ5652は、少なくとも一つのREM変調信号を含む一つ又はそれ以上の睡眠関連の信号に基づいて、睡眠段階の分類を行なう。図56の例示的な実施形態では、筋無緊張センサー5648(例えば、EMGセンサー)は、睡眠段階プロセッサ5652に、REM変調信号を供給する。追加的に、患者の活動に応答する信号を、REM変調信号と組み合せて使用して、睡眠段階の分類を増強することができる。図56に示した例インプリメンテーションでは、患者活動信号は、加速度計5646により供給される。   Sleep stage processor 5562 performs sleep stage classification based on one or more sleep-related signals including at least one REM modulated signal. In the exemplary embodiment of FIG. 56, muscle in tension sensor 5648 (eg, an EMG sensor) provides a REM modulated signal to sleep stage processor 5562. Additionally, signals responsive to patient activity can be used in combination with REM modulated signals to enhance sleep stage classification. In the example implementation shown in FIG. 56, the patient activity signal is provided by an accelerometer 5646.

医療用装置5600は、呼吸系分析5654を行なうための構成要素をオプショナルに含んでいてよい。一実施形態では、患者の睡眠段階についての知識により、患者の呼吸パターンを分析して、呼吸障害の検出された発症を緩和するための、あるいは、睡眠・呼吸障害の発生を防ぐための、適切な治療を決定してよい。   The medical device 5600 may optionally include components for performing respiratory system analysis 5654. In one embodiment, knowledge of the patient's sleep stage is suitable for analyzing the patient's breathing pattern to mitigate the detected onset of breathing disorders or to prevent the occurrence of sleep / breathing disorders. The right treatment may be determined.

経胸郭インピーダンスセンサー5644は、患者の呼吸サイクルを表わす信号を生ずるよう、実現してよい。呼吸分析ユニット5654は、患者の呼吸パターンを分析して睡眠・呼吸障害の発症を検出する際、睡眠段階プロセッサ5652によって与えられる睡眠段階の情報を使用する。心臓電気刺激治療は、睡眠段階の分類、呼吸分析、及び、オプショナルには、心臓系分析に基づき、睡眠無呼吸、低呼吸、又は他の形態の呼吸障害を含む呼吸障害を緩和又は防止するため、心臓電極5622を介して、患者に送達してよい。一実施形態によれば、呼吸障害に対する予防治療は、患者が眠っていることを睡眠段階分類プロセッサが示す場合に、又は特定の睡眠段階の検出時に、開始してよい。   Transthoracic impedance sensor 5644 may be implemented to produce a signal representative of the patient's respiratory cycle. The respiratory analysis unit 5654 uses the sleep stage information provided by the sleep stage processor 5562 when analyzing the patient's breathing pattern to detect the onset of sleep / breathing disorders. Cardiac electrical stimulation therapy is based on sleep stage classification, respiratory analysis, and optionally heart system analysis, to alleviate or prevent respiratory disorders, including sleep apnea, hypopnea, or other forms of respiratory disorder May be delivered to the patient via cardiac electrode 5622. According to one embodiment, prophylactic treatment for breathing disorders may be initiated when the sleep stage classification processor indicates that the patient is asleep or upon detection of a particular sleep stage.

図57A〜Dは、本発明の実施形態により、移植可能なペースメーカー又は移植可能な電気除細動器/除細動器等の、移植された医療用装置5700に、機械的に結合された筋無緊張センサーの各種の構成を示す。移植可能な医療用装置5700は、医療用装置の回路、及び、リードシステム5760を医療用装置5700の回路に結合するためのヘッダー5710を収納するハウジング5720を含んでいてよい。   57A-D illustrate muscles mechanically coupled to an implanted medical device 5700, such as an implantable pacemaker or an implantable cardioverter / defibrillator, according to embodiments of the present invention. Various configurations of tensionless sensors are shown. The implantable medical device 5700 may include a housing 5720 that houses the medical device circuitry and a header 5710 for coupling the lead system 5760 to the medical device 5700 circuitry.

筋無緊張センサーは、例えば、それぞれ図57A及び57Bに示すように、医療用装置5700のハウジング5720上に配置された筋電図(EMG)電極5730又は力応答性センサー5740を用いて、実現してよい。図57Cは、医療用装置5700のヘッダー5710上に配置された筋無緊張センサー5750を示す。別法として、筋無緊張センサー5770、例えば、EMG電極又は歪ゲージ、は、図57Dに示すように、リードシステム5760上に配置するか、あるいは、カテーテル又はリードシステム5760を介して、医療用装置5700に結合してよい。

自律神経性の覚醒の検出
図2の心臓刺激治療システムは、睡眠質モニター254を含んでいてよい。睡眠質アセスメントには、睡眠からの覚醒、睡眠呼吸障害の発症、夜間の四肢運動、並びに心臓、呼吸、筋、及び神経系の働きを検出すること、及び、査定することが含まれていてよい。睡眠質モニタリングは、各種の睡眠障害に関連した重要な情報を与えることができ、かつ、睡眠障害を処置するのに使用される治療を適合化するのに使用できる。
The myotonic sensor can be implemented, for example, using an electromyogram (EMG) electrode 5730 or force responsive sensor 5740 disposed on the housing 5720 of the medical device 5700, as shown in FIGS. 57A and 57B, respectively. It's okay. FIG. 57C shows a muscle tension sensor 5750 disposed on the header 5710 of the medical device 5700. FIG. Alternatively, a muscle tension sensor 5770, such as an EMG electrode or strain gauge, may be placed on the lead system 5760 or via a catheter or lead system 5760 as shown in FIG. 57D. May be combined with 5700.

Detection of Autonomic Arousal The cardiac stimulation therapy system of FIG. 2 may include a sleep quality monitor 254. Sleep quality assessment may include detecting and assessing waking from sleep, the development of sleep-disordered breathing, nighttime limb movements, and the work of the heart, breathing, muscle, and nervous system . Sleep quality monitoring can provide important information related to various sleep disorders and can be used to tailor the therapy used to treat sleep disorders.

表面的には、睡眠は、意識喪失の期間によって特徴づけられる一体化した現象とみなすことができる。より詳細に調べた場合は、睡眠期間は、一連の現象又は段階を含むものということができる。例えば、睡眠は、一般に、急速眼球運動(REM)睡眠及び非REM(NREM)睡眠を含む各種の睡眠の段階に分割される。非REM睡眠は、さらに、例えば、段階1、段階2及び段階3の非REM睡眠に細分される。   On the surface, sleep can be viewed as an integrated phenomenon characterized by periods of loss of consciousness. When examined in more detail, a sleep period can be said to include a series of phenomena or stages. For example, sleep is generally divided into various stages of sleep, including rapid eye movement (REM) sleep and non-REM (NREM) sleep. Non-REM sleep is further subdivided into, for example, stage 1, stage 2 and stage 3 non-REM sleep.

睡眠の質の一指標は、睡眠中に経験される覚醒回数である。覚醒は、睡眠中に生じ、かつ、非REM睡眠中のEEG信号の変化及びREM睡眠中のEEG及びEMG信号の変化に基づいて同定できる現象である。覚醒現象は、結果的に覚醒になる場合とならない場合がある。患者は、睡眠中に覚醒現象を経験し、かつ、覚醒しない場合がある。   One indicator of sleep quality is the number of wakefulness experienced during sleep. Arousal is a phenomenon that occurs during sleep and can be identified based on changes in EEG signals during non-REM sleep and changes in EEG and EMG signals during REM sleep. The arousal phenomenon may or may not result in arousal. Patients may experience wakefulness during sleep and may not wake up.

一インプリメンテーションでは、睡眠からの覚醒は、例えば、睡眠が以前に検出されたと仮定して、非REM睡眠中の患者のEEG信号の指定された時間期間の間のより高い周波数への移行に基づいて、同定されてきた。REM睡眠中の覚醒は、筋電図(EMG)信号の変化又は身体運動に加えて、上に定義したEEG覚醒によって同定されてきた。EEG信号の変化に基づいて同定された覚醒は、患者の自律神経系の活性化を包含する。   In one implementation, awakening from sleep is, for example, a transition to a higher frequency during a specified time period of a patient's EEG signal during non-REM sleep, assuming sleep was previously detected. Have been identified on the basis. Arousal during REM sleep has been identified by EEG arousal as defined above, in addition to changes in electromyogram (EMG) signals or body movements. Arousal identified based on changes in the EEG signal involves activation of the patient's autonomic nervous system.

睡眠中の患者の自律神経系の活性化は、ここで自律神経性の覚醒現象と呼ぶ覚醒現象を同定するのに使用できる。自律神経性の覚醒現象は、患者の自律神経系の過渡的な活性化を含む自律神経性の覚醒反応によって同定できる。自律神経性の覚醒反応は、患者のEEG信号に対する検出可能な変化となる場合とならない場合がある。   Activation of the patient's autonomic nervous system during sleep can be used to identify an arousal phenomenon, referred to herein as an autonomic arousal phenomenon. Autonomic wakefulness can be identified by an autonomic wakefulness response that includes transient activation of the patient's autonomic nervous system. Autonomic wakefulness responses may or may not be detectable changes to the patient's EEG signal.

自律神経性の覚醒現象は、なかんづく、心拍数、血圧、心臓出力、末梢血管狭窄、交感神経トラフィック、及び細動脈のサイズ等の、自律神経性の生理学的なパラメータに影響する睡眠中の過渡的な変化を含んでいる。例えば、自律神経性の覚醒現象は、収縮期の血圧の約4 mm Hgの増加及び(又は)心拍数の約4拍動/分の増加という変化に基づいて検出することができる。前に述べたように、自律神経性の覚醒現象は、睡眠中に始まり、かつ、覚醒になる場合とならない場合がある。したがって、患者は、覚醒状態を達成することなしに、眠っている間に、多数の自律神経性の覚醒現象を経験することができる。それどころか、これらの自律神経性の覚醒現象は、患者の睡眠を破壊し、かつ、睡眠の質を劣化させる。   Autonomic wakefulness is, inter alia, transient during sleep affecting autonomic physiological parameters such as heart rate, blood pressure, cardiac output, peripheral stenosis, sympathetic traffic, and arteriole size. Changes are included. For example, autonomic wakefulness can be detected based on changes in systolic blood pressure increase of about 4 mm Hg and / or heart rate increase of about 4 beats / minute. As previously mentioned, the autonomic wakefulness phenomenon may begin during sleep and may or may not become wakeful. Thus, a patient can experience a number of autonomic wakefulness events while asleep without achieving wakefulness. On the contrary, these autonomic arousal events destroy the patient's sleep and degrade the quality of sleep.

自律神経性の覚醒現象についての情報は、メモリに格納し、かつ(あるいは)、別個の印字又は表示用装置に送信できる。自律神経性の覚醒現象についての情報は、睡眠障害を診断し、かつ(あるいは)、心臓刺激治療、薬物治療、神経性の刺激治療、及び(又は)呼吸治療等の患者治療を調整するのに使用できる。自律神経性の覚醒現象を含む睡眠情報の傾向を調査すること、及び、睡眠情報と睡眠障害現象とを相関させることは、ある範囲の睡眠障害を被っている患者に対する適切な治療を判定し、かつ、維持するのに役立つ場合がある。   Information about the autonomic arousal phenomenon can be stored in memory and / or transmitted to a separate printing or display device. Information about autonomic wakefulness to diagnose sleep disorders and / or adjust patient therapy such as cardiac stimulation therapy, drug therapy, neural stimulation therapy, and / or respiratory therapy Can be used. Investigating trends in sleep information, including autonomic arousal phenomena, and correlating sleep information with sleep disorder phenomena, determine appropriate treatment for patients suffering from a range of sleep disorders, And may help to maintain.

多くの睡眠障害現象(例えば、呼吸障害現象及び運動障害現象)は、自律神経性の覚醒現象を伴う。これらの自律神経性の覚醒は、正常な睡眠パターンを破壊し、かつ、慢性の高血圧の発生に関与する場合がある。自律神経性の覚醒反応は、脳波(EEG)センサー、筋電図(EMG)センサー、及び(又は)自律神経系の変化に敏感な他のセンサーによって生ずる信号で見ることができる場合がある。   Many sleep disorder phenomena (eg, respiratory disorder phenomena and movement disorder phenomena) are accompanied by autonomic arousal phenomena. These autonomic arousals disrupt normal sleep patterns and may be involved in the development of chronic hypertension. Autonomic wakefulness responses may be visible in signals generated by electroencephalogram (EEG) sensors, electromyogram (EMG) sensors, and / or other sensors that are sensitive to changes in the autonomic nervous system.

本発明の実施形態によれば、患者の自律神経性の覚醒反応に関連した情報を収集し、かつ(あるいは)、分析することができる。自律神経性の覚醒現象の同定は、睡眠障害現象の検出及び(又は)検証、毎夜の覚醒回数の傾向調査、及び、覚醒及び睡眠障害現象に基づく覚醒指標及び(又は)複合指標等の各種の指標の作成を含む、各種の目的に使用できる。覚醒情報は、収集し、かつ、睡眠及び(又は)睡眠障害の評価の際に使用できる。   According to embodiments of the present invention, information related to the patient's autonomic arousal response can be collected and / or analyzed. Identification of autonomic arousal phenomenon includes detection and / or verification of sleep disorder phenomenon, trend survey of number of awakenings every night, and various indicators such as wakefulness index and / or composite index based on wakefulness and sleep disorder phenomenon Can be used for various purposes, including the creation of indicators. Awakening information can be collected and used when evaluating sleep and / or sleep disorders.

頻繁な覚醒は、睡眠呼吸障害等の睡眠障害を含む多数の医療障害を示す。交感神経系の頻繁な覚醒は、慢性の高血圧又は他の医療問題に至る場合がある。個々の、かつ(あるいは)、凝集した覚醒を検出する能力は、呼吸障害を含む各種の医療障害を診断する際に使用できる。患者が呼吸障害を処置する治療を受ける場合は、覚醒数を数え、かつ、傾向調査する能力も、治療の有効性についての情報をもたらす。例えば、治療が送達された後で、覚醒数が減少した場合は、治療は、呼吸障害に対して効果的な処置を与えた、と想定することができる。さらに、治療の送達に続く覚醒の検出は、治療制御にフィードバックを与えるのに使用できる。   Frequent wakefulness indicates a number of medical disorders, including sleep disorders such as sleep breathing disorders. Frequent waking of the sympathetic nervous system can lead to chronic hypertension or other medical problems. The ability to detect individual and / or aggregated arousals can be used in diagnosing various medical disorders, including respiratory disorders. If a patient is receiving treatment to treat a disorder of breathing, the ability to count and trend the number of arousals also provides information about the effectiveness of the treatment. For example, if the number of arousals decreases after the therapy is delivered, it can be assumed that the therapy provided an effective treatment for breathing problems. Furthermore, detection of arousal following treatment delivery can be used to provide feedback to treatment control.

ここで説明する方法論には、覚醒情報を呼吸障害情報と組み合わせて使用することが、含まれている。例えば、システムは、覚醒を引き起こす呼吸障害現象と覚醒を引き起こさない呼吸障害現象とを弁別する機能を有していてよい。覚醒の検出で、睡眠中に生じる覚醒の傾向調査が可能になる場合がある。覚醒を伴う呼吸障害現象は、最も破壊的と考えられる。なぜなら、患者は、覚醒の繰返しにより、静穏な睡眠を取れなくなるからである。ある患者は、覚醒状態中に、引き続き呼吸障害現象を経験する。覚醒状態中に生じる呼吸障害現象を無視するのが望ましい場合もある。覚醒を検出し、かつ、引き続いて検出される覚醒中の呼吸障害現象を無視する能力は、呼吸障害指標、例えば、無呼吸/低呼吸指標の正確さを向上させる場合がある。   The methodology described here includes using arousal information in combination with respiratory disorder information. For example, the system may have a function of discriminating a respiratory disorder phenomenon that causes arousal and a respiratory disorder phenomenon that does not cause arousal. Detection of arousal may make it possible to investigate the tendency of arousal that occurs during sleep. The disorder of breathing with arousal is considered the most destructive. This is because the patient cannot take a quiet sleep due to repeated awakening. Some patients continue to experience breathing disorders during wakefulness. It may be desirable to ignore the disordered breathing phenomenon that occurs during wakefulness. The ability to detect wakefulness and ignore the subsequently detected dyspnea phenomenon during wakefulness may improve the accuracy of the disordered breathing index, eg, apnea / hypopnea index.

覚醒検出システムは、例えば、自律神経性の覚醒と関連した筋肉緊張度の変化によって変調された信号を発生するセンサーを含んでいてよい。このような信号は、例えば、筋電図センサー、又は、胸筋等の骨格筋と接触させて、あるいは、その近くに配置された歪ゲージを用いて、発生させることができる。該センサーは、例えば、ペースメーカー、除細動器、心臓モニター、心臓再同期器等の移植可能な心臓リズム管理システム等の移植可能な装置上に配設してよい。   The arousal detection system may include, for example, a sensor that generates a signal modulated by a change in muscle tone associated with autonomic arousal. Such a signal can be generated using, for example, an electromyogram sensor or a strain gauge placed in contact with or near a skeletal muscle such as a pectoral muscle. The sensor may be disposed on an implantable device, such as an implantable cardiac rhythm management system such as a pacemaker, defibrillator, heart monitor, cardiac resynchronizer, and the like.

筋肉緊張度センサーに加えて、又は、その代わりに、他のセンサーを、覚醒検出と接続して、使用してよい。例えば、加速度計を使用して、覚醒と相関した患者運動を検出してよい。電位図又は他の心臓センサーを使用して、覚醒と関連した各種の心臓パラメータを検出してよい。例えば、心拍数は覚醒時に増大し、AV遅延は覚醒時に減少し、かつ、心拍数の可変性は、覚醒と関連した自律神経性の緊張度の変化によって修正される。心臓出力は、覚醒中に増大し、これは、インピーダンスセンサーを介して測定できる。例えば、リードベースの圧力計によって測定される血圧は、覚醒によって変調され、かつ、覚醒検出の際に利用できる。末梢動脈トノグラフィが、覚醒検出の際に使用できる。細動脈のサイズ(これは、フォトプレチスモグラフィによって測定できる)は、交感神経系の活性化による覚醒時に減少する。覚醒によって変調された交感神経トラフィックは、移植可能な装置に結合されたマイクロ電極を用いて感知できる。   In addition to or instead of the muscle tone sensor, other sensors may be used in conjunction with wake detection. For example, an accelerometer may be used to detect patient motion correlated with arousal. An electrogram or other cardiac sensor may be used to detect various cardiac parameters associated with arousal. For example, heart rate increases upon awakening, AV delay decreases upon awakening, and heart rate variability is modified by changes in autonomic tone associated with arousal. Cardiac output increases during wakefulness, which can be measured via an impedance sensor. For example, blood pressure measured by a lead-based pressure gauge is modulated by wakefulness and can be used in detecting wakefulness. Peripheral artery tonography can be used for arousal detection. Arteriole size (which can be measured by photoplethysmography) decreases upon arousal due to activation of the sympathetic nervous system. Sympathetic traffic modulated by arousal can be sensed using a microelectrode coupled to an implantable device.

一実施形態によれば、覚醒検出器は、患者の神経系の変化を検出するよう構成された回路を含んでいる。変化は、交感及び(又は)副交感神経系の変化を含んでいてよい。覚醒検出器は、個々の覚醒現象の存在、凝集した覚醒の存在、又は個々の覚醒と凝集した覚醒、両方の存在を検出するよう構成されていてよい。   According to one embodiment, the wakefulness detector includes circuitry configured to detect changes in the patient's nervous system. Changes may include sympathetic and / or parasympathetic nervous system changes. The wakefulness detector may be configured to detect the presence of individual wakefulness events, the presence of aggregated wakefulness, or the presence of both individual and aggregated wakefulness.

例えば、一インプリメンテーションでは、センサーは、覚醒現象と同時期的に変調される状態を感知することができる。このインプリメンテーションでは、システムは、例えば、覚醒現象の発生中の、又は、そのやや後の個々の覚醒現象を検出することができる。別のインプリメンテーションでは、センサーは、ある時間期間に亘って生じる多重覚醒現象の凝集した影響によって変調された状態に敏感であってよい。このようなインプリメンテーションでは、個々の覚醒の検出は、行なわれる場合と行なわれない場合がある。センサーは、多重覚醒の発生によって引き起こされる生理学的な状態の変化を検出できる。生理学的な状態の変化は、覚醒検出器により、多重覚醒現象が、ある時間期間に亘って生じたことを判定するのに使用される。ある時間期間に亘る発生を示す多重覚醒現象の代表的な状態のセットは、なかんづく、心拍数の可変性、血圧、AV遅延、細動脈のサイズ、交感神経活動を含んでいてよい。このリストは、限定的ではなく、システムによって他の状態が感知されて、多重覚醒現象の発生が判定される場合がある。   For example, in one implementation, the sensor can sense a condition that is modulated contemporaneously with the arousal phenomenon. In this implementation, the system can detect individual wakefulness events, for example, during or slightly after the occurrence of wakefulness events. In another implementation, the sensor may be sensitive to conditions modulated by the aggregated effects of multiple wakefulness events that occur over a period of time. In such an implementation, detection of individual arousals may or may not be performed. The sensor can detect changes in physiological conditions caused by the occurrence of multiple arousals. The change in physiological state is used by the arousal detector to determine that multiple wakefulness events have occurred over a period of time. A typical set of states of multiple wakefulness that show an occurrence over a period of time may include, inter alia, heart rate variability, blood pressure, AV delay, arteriole size, and sympathetic activity. This list is not limiting and other conditions may be sensed by the system to determine the occurrence of multiple wakefulness events.

治療アセスメントプロセッサ260(図2)は、覚醒情報を評価し、かつ(あるいは)、覚醒情報を用いて値又は指標を判定するための機能性を含んでいてよい。例えば、治療アセスメントプロセッサ260は、睡眠期間又は他の指定された時間期間内に生じる覚醒回数を判定することができる。治療アセスメントプロセッサ260は、覚醒指標(単位時間当たりに検出される覚醒数)、無呼吸/低呼吸指標(単位時間当たりに検出される無呼吸数又は低呼吸数)、又は他の指標を判定することができる。さらに、治療アセスメントプロセッサ260は、睡眠障害現象を評価して、覚醒が、睡眠障害現象と関連しているかどうかを判定する。例えば、睡眠障害現象が検出された後の予め定められた時間期間内に覚醒が検出された場合は、該覚醒は、睡眠障害現象と関連している場合がある。このプロセスを用いて、睡眠障害現象と関連している睡眠からの覚醒と、睡眠障害現象と関連していない睡眠からの覚醒と、を弁別することができる。   The therapy assessment processor 260 (FIG. 2) may include functionality for evaluating wakefulness information and / or determining values or indicators using the wakefulness information. For example, the treatment assessment processor 260 can determine the number of arousals that occur within a sleep period or other specified time period. The treatment assessment processor 260 determines a wakefulness index (the number of wakefulness detected per unit time), apnea / hypopnea index (the number of apneas or hypopnea detected per unit time), or other index be able to. Further, the treatment assessment processor 260 evaluates the sleep disorder phenomenon to determine whether wakefulness is associated with the sleep disorder phenomenon. For example, if arousal is detected within a predetermined time period after the sleep disorder phenomenon is detected, the awakening may be associated with the sleep disorder phenomenon. This process can be used to discriminate between sleep arousals associated with sleep disturbance phenomena and sleep awakenings not associated with sleep disorder phenomena.

一適用例では、例えば、覚醒回数を数え、かつ、使用することにより、覚醒指標を計算して、単位時間当たりに患者が経験する覚醒回数を数量化することができる。覚醒情報は、多数の睡眠質指標を判定するのに使用できる。覚醒情報は、睡眠呼吸障害等の夜間の睡眠障害、及び他の状態、を含む各種の障害を診断し、かつ、処置する際に使用できる。これらの覚醒数を数え、かつ、傾向調査する能力は、障害に対する患者状態についての診断情報をもたらす。例えば、自律神経性の覚醒は、高血圧を引き起こすことと関連している。高血圧の存在は、ある時間に亘る覚醒現象の傾向等の覚醒情報に基づいて、判定又は予測することができる。覚醒の傾向調査は、睡眠障害を処置するのに使用される治療を改善するのに使用できる。   In one application, for example, by counting and using the number of wakefulnesses, the wakefulness index can be calculated to quantify the number of wakefulness experienced by the patient per unit time. Awakening information can be used to determine a number of sleep quality indicators. The awakening information can be used when diagnosing and treating various disorders including nighttime sleep disorders such as sleep breathing disorders and other conditions. The ability to count and trend these wakefulness provides diagnostic information about the patient's condition for the disorder. For example, autonomic arousal is associated with causing hypertension. The presence of high blood pressure can be determined or predicted based on awakening information such as a tendency of arousal phenomenon over a certain period of time. Arousal trend surveys can be used to improve the therapies used to treat sleep disorders.

覚醒は、睡眠のステージングを破壊し、睡眠の破壊、及び、結果として、日中の眠気に至る。覚醒は、患者を、REM睡眠又は深い睡眠(段階3〜4)から外に連れ出し、かつ、患者を一時的に覚醒状態にする。結果として、REM及び深い睡眠の量が限定されるが、これは、患者が、REM又は深い睡眠に入る前に、段階1〜2の睡眠を遡らなければならないためである。   Awakening disrupts sleep staging, leading to sleep disruption and, consequently, daytime sleepiness. Awakening takes the patient out of REM sleep or deep sleep (stages 3-4) and temporarily places the patient in the awake state. As a result, the amount of REM and deep sleep is limited because the patient must go back to stage 1-2 sleep before entering REM or deep sleep.

一構成では、覚醒情報は、移植可能な治療装置内に配設された治療コントローラ265(図2)が使用し、治療を開始し、終結し、又は調整することが可能である。別法として、該覚醒情報は、自動又は医師指導の分析のため、APMシステム又は他の遠隔の装置に送信できる。APMシステムは、制御信号を移植された装置に送信して、移植された装置によって送達される治療を開始、終結又は修正することができる。例えば、覚醒フィードバック情報を、APMシステム、移植可能な心臓装置が使用して、覚醒情報フィードバックを用いる治療の閉ループ制御を行なうことができる。   In one configuration, the awakening information can be used by a therapy controller 265 (FIG. 2) disposed within the implantable therapy device to initiate, terminate, or adjust therapy. Alternatively, the awakening information can be sent to an APM system or other remote device for automated or physician-guided analysis. The APM system can send control signals to the implanted device to initiate, terminate or modify the therapy delivered by the implanted device. For example, awake feedback information can be used by an APM system, an implantable heart device to provide closed loop control of therapy using awake information feedback.

一インプリメンテーションでは、覚醒の検出には、自律神経性の覚醒の特徴的なサイン用のセンサーが発生する信号の評価が含まれている。図31のグラフは、EEGセンサー及びEMGセンサーを用いて検出される自律神経性の覚醒反応を示す。   In one implementation, detection of wakefulness includes an evaluation of the signal generated by a sensor for signature signatures of autonomic wakefulness. The graph of FIG. 31 shows the autonomic wakefulness response detected using the EEG sensor and the EMG sensor.

ここで図31に返ると、覚醒に終結する無呼吸現象を含む睡眠研究センサーアレイ出力が、示されている。覚醒検出は、交感神経系又は副交感神経系の変化を検出することができる移植可能なセンサーを用いて実行することができる。これらの変化には、短期間(すなわち、個々の覚醒と関連している変化)の場合と、長期間(すなわち、多重覚醒の凝集した影響)の場合のいずれかがある。覚醒の短期間の影響は、例えば、交感神経活動の活性化を含んでいる。交感神経性又は副交感神経性の変化、又は自律神経性バランスの変化は、例えば、心拍数可変性(HRV)(これは、心臓活動、心拍数の変化、及び(又は)AV伝導の変化を感知するよう構成された装置を用いて検出できる)によって、査定できる。   Returning now to FIG. 31, the sleep study sensor array output is shown, including apneic events that result in arousal. Arousal detection can be performed using an implantable sensor that can detect changes in the sympathetic or parasympathetic nervous system. These changes can be either short-term (ie, changes associated with individual arousals) or long-term (ie, the aggregated effects of multiple arousals). Short-term effects of arousal include, for example, activation of sympathetic nerve activity. Sympathetic or parasympathetic changes, or changes in autonomic balance, for example, heart rate variability (HRV) (which senses heart activity, changes in heart rate, and / or changes in AV conduction) Can be detected using a device configured to do this).

図31のグラフでは、全てのグラフの横軸は、患者の睡眠分析中の同じ時間期間である。各グラフの縦軸は、各センサーの信号振幅である。トレース3181、3182、3183、及び3184は、それぞれ、トップ、第2、第3、及び第4のトレースであり、脳波(EEG)信号を生ずるよう適合化されたセンサーからプロットされたものである。全4トレースとも明らかだが、特にトレース3181及び3182では、覚醒3194を示すEEG信号の特徴的なサインが指摘される。トレース3185は、グラフの時間期間中の心臓拍動の心電図(EKG)である。トレース3186は、グラフの時間期間中の筋肉運動を定義する筋電図である。トレース3186では、覚醒3192を示すEMG信号の特徴的なサインが特に明らかである。   In the graph of FIG. 31, the horizontal axis of all graphs is the same time period during patient sleep analysis. The vertical axis of each graph represents the signal amplitude of each sensor. Traces 3181, 3182, 3183, and 3184 are the top, second, third, and fourth traces, respectively, plotted from sensors that are adapted to produce an electroencephalogram (EEG) signal. Although all four traces are obvious, traces 3181 and 3182 point out characteristic signatures of the EEG signal indicating arousal 3194. Trace 3185 is an electrocardiogram (EKG) of heart beats during the time period of the graph. Trace 3186 is an electromyogram that defines muscle movement during the time period of the graph. In trace 3186, the characteristic signature of the EMG signal indicating wakefulness 3192 is particularly evident.

トレース3187、3188、3191、及び3189は、呼吸に関連した各種のパラメータを示す。トレース3187は、経鼻の圧力、3188は、胸部の努力、3191は、腹部の努力、かつ、3189は、胸部の努力と腹部の努力との合計である。トレース3193は、患者の血中酸素飽和レベルを表わす。肺活動は、以下でさらに説明するインピーダンスセンサー及び(又は)分時換気量センサー等の内部センサーの使用により感知できる。   Traces 3187, 3188, 3191, and 3189 show various parameters related to respiration. Trace 3187 is nasal pressure, 3188 is chest effort, 3191 is abdominal effort, and 3189 is the sum of chest effort and abdominal effort. Trace 3193 represents the patient's blood oxygen saturation level. Lung activity can be sensed through the use of internal sensors, such as impedance sensors and / or minute ventilation sensors, further described below.

本発明の態様によれば、覚醒検出は、呼吸障害等の睡眠障害の検出と併用してよい。睡眠呼吸障害は、睡眠期間中頻繁に患者を睡眠から覚醒させる場合がある。したがって、睡眠障害現象には、睡眠からの覚醒が続く。一構成では、覚醒検出は、障害状態の直接検出の代理として使用できる。例えば、呼吸の破壊を検出することができる呼吸センサーを有していないシステムでは、覚醒検出は、呼吸の破壊を検出するための代理として使用できる。覚醒検出器からの情報は、睡眠障害現象、例えば、覚醒を伴う無呼吸、低呼吸を、覚醒なしで終結されるそれらから分けるのに使用できる。覚醒を伴う睡眠障害現象は、最も破壊的と考えられる。なぜなら、これらの覚醒は、正常な睡眠のコースを中断し、かつ、患者が、毎夜完全な睡眠サイクルを受けるのを妨げるからである。これらタイプの睡眠障害現象の検出は、睡眠障害現象の検出の特異性を増強し、かつ、診断及び(又は)治療を案内するものである。   According to aspects of the present invention, arousal detection may be used in conjunction with detection of sleep disorders such as respiratory disorders. Sleep disordered breathing may cause the patient to wake up from sleep frequently during the sleep period. Therefore, the sleep disorder phenomenon is followed by awakening from sleep. In one configuration, arousal detection can be used as a proxy for direct detection of fault conditions. For example, in systems that do not have a respiratory sensor that can detect respiratory disruption, wake detection can be used as a surrogate to detect respiratory disruption. Information from the wakefulness detector can be used to separate sleep disorder phenomena, such as apnea with wakefulness, hypopnea, from those that terminate without wakefulness. The sleep disturbance phenomenon accompanied by arousal is considered to be the most destructive. This is because these arousals interrupt the normal course of sleep and prevent the patient from undergoing a complete sleep cycle every night. The detection of these types of sleep disorder phenomena enhances the specificity of the detection of sleep disorder phenomena and guides diagnosis and / or treatment.

覚醒情報は、呼吸障害等の睡眠障害現象に対する治療を修正するのに使用できる。各種のインプリメンテーションでは、覚醒情報及び(又は)呼吸障害情報は、治療コントローラ265(図2)が使用して、患者に送達される呼吸障害治療を修正することができる。   Awakening information can be used to correct treatments for sleep disorder phenomena such as breathing disorders. In various implementations, the arousal information and / or the disordered breathing information can be used by the therapy controller 265 (FIG. 2) to modify the disordered breathing therapy delivered to the patient.

例えば、心臓電気治療は、移植された治療装置により与えることができる。呼吸障害の検出は、心臓電気治療を開始するのに使用できる。呼吸障害現象の終わりを示す覚醒の検出は、例えば、電気刺激治療を終結するのに使用できる。   For example, cardiac electrical therapy can be provided by an implanted therapeutic device. Respiratory disorder detection can be used to initiate cardiac electrotherapy. Detection of arousal indicating the end of the disordered breathing phenomenon can be used, for example, to terminate electrical stimulation therapy.

別の例では、心臓電気治療を行ない、かつ、覚醒回数をモニターすることができる。心臓電気治療で過度の覚醒数が生じた場合は、心臓電気治療を調整又は終結してよい。   In another example, cardiac electrotherapy can be performed and the number of arousals can be monitored. If cardiac electrotherapy results in an excessive number of wakefulness, the cardiac electrotherapy may be adjusted or terminated.

別の例では、APMシステムは、呼吸障害検出器/予測器258(図2)から睡眠障害現象についての情報を受信することができ、かつ(あるいは)、覚醒検出器から覚醒情報を受信することができる。情報は、APMシステムが自動的に評価することができるか、あるいは、患者の医師が、評価することができる。APMシステムは、制御信号を移植された装置の治療コントローラ265に送信して、患者に送達される治療を開始、終結、又は修正するのに使用できる。   In another example, the APM system can receive information about a sleep disorder phenomenon from the respiratory disorder detector / predictor 258 (FIG. 2) and / or receive wake information from the wake detector. Can do. The information can be automatically evaluated by the APM system or can be evaluated by the patient's physician. The APM system can be used to send control signals to the therapy controller 265 of the implanted device to initiate, terminate, or modify therapy delivered to the patient.

各種の構成では、EMGセンサーは、心臓リズム管理装置等の移植可能な装置のハウジング又はヘッダー上に配置でき、あるいは、心臓リズム管理装置に結合されたカテーテル又はリード上に位置づけることができる。胸筋の領域に配置された装置上に位置づけられるEMGセンサーは、覚醒を検出するのに利用できる骨格筋に接近する。   In various configurations, the EMG sensor can be placed on the housing or header of an implantable device, such as a cardiac rhythm management device, or can be located on a catheter or lead coupled to the cardiac rhythm management device. An EMG sensor positioned on a device placed in the pectoral muscle region approaches skeletal muscle that can be used to detect arousal.

図32は、本発明の実施形態により、覚醒検出に接続して実行できる各種のオプショナルプロセスを示すフロー図を示す。睡眠の検出3220は、覚醒検出プロセス3210及び睡眠障害現象検出プロセス3240に通知するのに使用できる。睡眠、睡眠障害現象、及び睡眠からの覚醒についての情報は、モニタリングされている3270。情報は、睡眠関連の障害及び(又は)他の障害を診断し3275、覚醒及び睡眠障害指標を計算し、傾向情報を生成し3280、覚醒と睡眠障害現象とを相関させ285、かつ(あるいは)、患者に送達される治療を調整する3290のに使用できる。睡眠障害現象を緩和するための治療は、睡眠障害現象3240、例えば、睡眠呼吸障害の検出時に、開始してよい3250。覚醒検出3210は、睡眠障害現象の終わりを知らせ、かつ、睡眠からの覚醒の検出に続いて、治療を終結してよい3260。   FIG. 32 shows a flow diagram illustrating various optional processes that can be performed in connection with wake detection according to embodiments of the present invention. Sleep detection 3220 can be used to notify wake detection process 3210 and sleep disorder phenomenon detection process 3240. Information about sleep, sleep disturbances, and arousal from sleep is being monitored 3270. Information diagnoses sleep-related disorders and / or other disorders 3275, calculates wakefulness and sleep disorder indices, generates trend information 3280, correlates wakefulness and sleep disorder phenomenon 285, and / or Can be used to adjust the treatment delivered to the patient, 3290. Treatment to alleviate the sleep disorder phenomenon may be initiated 3250 upon detection of the sleep disorder phenomenon 3240, eg, sleep disordered breathing. Arousal detection 3210 may signal the end of the sleep disorder event and may terminate treatment following detection of arousal from sleep 3260.

図33は、本発明の実施形態により、呼吸障害に対して心臓電気刺激を送達するための機能性を有するペースメーカー及び(又は)電気除細動器/除細動器等の心臓リズム管理(CRM)システムと協同で実現される覚醒検出器のブロック図である。システムは、部分的に、あるいは、全体が移植可能であってよい。   FIG. 33 illustrates a cardiac rhythm management (CRM) such as a pacemaker and / or cardioverter / defibrillator with functionality for delivering cardiac electrical stimulation to a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. ) Is a block diagram of an arousal detector implemented in cooperation with the system. The system may be partially or fully implantable.

心臓感知回路3342、心臓電気刺激制御及び送達回路3350、呼吸障害検出器3320、覚醒検出器3360、及び睡眠検出器3330は、密封され、かつ、患者の胸部の胸筋領域内等の患者内の移植に適したハウジング内に配置されている。患者活動を検出するよう構成された加速度計3333も、ハウジング内に組み込んでよい。EMGセンサーは、覚醒センサー3335として実現されており、かつ、EMGセンサー3335が、胸筋等の骨格筋と接触して、あるいは、その近くに配置されるように、ハウジング上に配設されている。心臓内のリードシステムは、患者の心臓に電気的に結合するための心臓電極3341、及び、呼吸信号を発生させるための一つ又はそれ以上の経胸郭インピーダンス電極3342を含んでいる。   Cardiac sensing circuit 3342, cardiac electrical stimulation control and delivery circuit 3350, respiratory disturbance detector 3320, wakefulness detector 3360, and sleep detector 3330 are sealed and within the patient, such as in the pectoral muscle region of the patient's chest. Located in a housing suitable for implantation. An accelerometer 3333 configured to detect patient activity may also be incorporated within the housing. The EMG sensor is realized as an arousal sensor 3335, and is disposed on the housing so that the EMG sensor 3335 is placed in contact with or close to the skeletal muscle such as the pectoral muscle. . The intracardiac lead system includes a cardiac electrode 3341 for electrical coupling to the patient's heart and one or more transthoracic impedance electrodes 3342 for generating respiratory signals.

睡眠検出器3330は、加速度計3333が発生する患者活動信号、及び、経胸郭インピーダンス電極3342が発生する呼吸信号を使用して、患者が眠っているか、あるいは、覚醒しているかを判定する。   The sleep detector 3330 uses the patient activity signal generated by the accelerometer 3333 and the respiratory signal generated by the transthoracic impedance electrode 3342 to determine whether the patient is sleeping or awake.

呼吸障害検出器3320は、以上でより十分に説明した患者の呼吸パターンに基づいて、呼吸障害現象を検出する。覚醒検出器3360は、EMG信号を特徴的な覚醒サインと比較し、かつ、その比較に基づいて、覚醒を検出する。呼吸障害検出及び覚醒検出は、睡眠検出器3330によって供給される睡眠/覚醒情報を用いて、増強することができる。   The disordered breathing detector 3320 detects a disordered breathing event based on the patient's breathing pattern as described more fully above. The arousal detector 3360 compares the EMG signal with a characteristic arousal signature and detects arousal based on the comparison. Breathing disorder detection and wakefulness detection can be enhanced using sleep / wakefulness information provided by sleep detector 3330.

一実施形態では、CRMは、呼吸障害に対する治療として、一つ又はそれ以上の心臓の部屋に心臓電気刺激を与える。心臓電気治療制御ユニット3350は、睡眠検出器3330、呼吸障害検出器3320、及び覚醒検出器3360からの信号を利用して、呼吸障害に対する心臓電気刺激治療を開始し、終結し、かつ(あるいは)、調整することができる。例えば、治療制御ユニット3350は、睡眠検出器3330が、患者が眠っていると判定した場合に、呼吸障害発症を処置するためのプロセスを開始することができる。   In one embodiment, CRM provides cardiac electrical stimulation to one or more heart chambers as a treatment for breathing disorders. The cardiac electrical therapy control unit 3350 uses the signals from the sleep detector 3330, the respiratory disorder detector 3320, and the wakefulness detector 3360 to initiate, terminate, and / or perform cardiac electrical stimulation therapy for the respiratory disorder. Can be adjusted. For example, the therapy control unit 3350 may initiate a process for treating a respiratory disorder episode if the sleep detector 3330 determines that the patient is sleeping.

一シナリオでは、治療制御ユニット3350は、心臓電気刺激(例えば、心臓オーバードライブペーシング)を開始して、睡眠中の呼吸障害現象の検出時に、呼吸障害を処置することができる。別のシナリオでは、治療制御ユニット3350は、睡眠が検出された場合に、心臓電気刺激を開始して、呼吸障害を処置することができる。治療制御ユニット3350は、睡眠中に呼吸障害現象が検出された場合に、心臓電気刺激を調整することができる。覚醒が検出された場合は、治療制御ユニット3350は、呼吸障害に対する心臓電気刺激治療を終結又は調整することができる。   In one scenario, the therapy control unit 3350 may initiate cardiac electrical stimulation (eg, cardiac overdrive pacing) to treat a respiratory disorder upon detection of a respiratory disorder phenomenon during sleep. In another scenario, the therapy control unit 3350 can initiate cardiac electrical stimulation to treat a respiratory disorder when sleep is detected. The therapy control unit 3350 can adjust the cardiac electrical stimulation when a disordered breathing event is detected during sleep. If arousal is detected, the therapy control unit 3350 can terminate or coordinate the cardiac electrical stimulation therapy for the respiratory disorder.

呼吸ログブック
呼吸障害に対する治療の適合化は、呼吸障害と関連した症状、影響、及び(又は)生理学的な変化のモニタリングを含んでいてよい。図2に示した呼吸モニタリングシステム254は、呼吸障害及び(又は)呼吸の質に関連する情報を収集するのに使用でき、かつ、呼吸の質を改善するための治療措置を開発する際に有用な場合がある。
Adaptation of treatment for respiratory logbook breathing disorders may include monitoring symptoms, effects, and / or physiological changes associated with breathing disorders. The respiratory monitoring system 254 shown in FIG. 2 can be used to collect information related to respiratory impairment and / or respiratory quality and is useful in developing therapeutic measures to improve respiratory quality. There is a case.

一実施形態によれば、呼吸モニターは、呼吸現象と関連した医療情報を収集し、かつ、体系化するための現象ベースのプロセスを実行する。図43は、本発明の実施形態による呼吸現象と関連した医療情報の収集を含む方法を示すフローチャートである。情報を、ユーザーがアクセスできる呼吸ログブックに格納するか、あるいは、呼吸現象を、検出し、かつ(あるいは)、予測することができる4322。現象は、呼吸障害(無呼吸、低呼吸、頻呼吸)、咳嗽及び(又は)他の呼吸リズムの不規則さ等の、いかなる検出可能な、あるいは、予測可能な呼吸現象を含んでいてもよい。   According to one embodiment, the respiratory monitor performs a phenomenon-based process for collecting and organizing medical information associated with respiratory phenomena. FIG. 43 is a flowchart illustrating a method including collection of medical information associated with a respiratory event according to an embodiment of the present invention. Information can be stored in a respiratory logbook accessible to the user, or respiratory events can be detected and / or predicted 4322. The phenomenon may include any detectable or predictable respiratory phenomenon such as disordered breathing (apnea, hypopnea, tachypnea), cough and / or other irregularities in respiratory rhythm. .

呼吸現象の検出又は予測4322に反応して、呼吸現象ログブックエントリーのための医療情報の収集4324が、開始される4324。医療情報は、現象中に、かつ(あるいは)、現象に近接する時間期間中に、収集することができる4326。情報は、現象中に、現象に先行する時間の期間中に、かつ(あるいは)、現象に続く時間の期間中に、収集することができる。ある実施形態では、情報は、呼吸現象の予測又は検出の前に収集することができる。   In response to the detection or prediction 4322 of the respiratory event, collection 4324 of medical information for the respiratory event logbook entry is initiated 4324. Medical information can be collected 4326 during the event and / or during a time period close to the event. Information can be collected during a phenomenon, during a time period preceding the phenomenon, and / or during a time period following the phenomenon. In certain embodiments, information can be collected prior to the prediction or detection of a respiratory phenomenon.

呼吸現象の予測又は検出に先行する医療情報の収集を容易にするため、医療情報は、例えば、連続的な、あるいは、周期的な方式でモニタリングすることができ、かつ、一時的なバッファに格納することができる。一時的な格納は、現象の予測又は検出の前に、情報、例えば、開始データを得るのに必要である。一時的な格納の持続時間は、開始データを必要とする呼吸現象により、異なる場合がある。   To facilitate the collection of medical information prior to the prediction or detection of respiratory events, the medical information can be monitored, for example, in a continuous or periodic manner and stored in a temporary buffer. can do. Temporary storage is necessary to obtain information, eg, start data, prior to predicting or detecting the phenomenon. The duration of temporary storage may vary depending on the breathing phenomenon that requires start data.

開始データ条件のさまざまな種類、及び、システムにおける限定された格納の現実により、システムは、一時的に格納されるデータに対して、異なる開始データ長及び異なるサンプリング速度を与えることができる。好適な一実施形態では、システムは、最も新しいデータが、最も旧いデータに取って代るように、一時的なデータを格納するためのサーキュラバッファを使用する。   Due to the various types of starting data conditions and the limited storage reality in the system, the system can provide different starting data lengths and different sampling rates for temporarily stored data. In a preferred embodiment, the system uses a circular buffer to store temporary data so that the newest data replaces the oldest data.

呼吸情報の収集(長期メモリへの情報の格納を含んでよい)は、一度開始されると、略連続的な方式で行なうことができ、あるいは、別個の間隔中に行なうことができる。周期的な方式での長期間のデータ収集は、数日又は数週間長引く場合がある疾病又は障害の場合等、現象が、相対的に長引く場合に、有利な場合がある。収集されたデータのタイプ、データ収集頻度、及び(又は)データ収集間隔等の各種の収集パラメータは、ユーザーにより選択可能である場合がある。さらに、システムは、現象の過程に亘り、異なる状態下で、異なるデータ収集措置を使用するよう、プログラマブルである場合がある。例えば、システムは、睡眠中に、あるいは、例えば、疾病の進行の特定の段階中に、データをより頻繁に収集するよう、プログラムすることができる。システムは、例えば、ある時間間隔中では略連続的な方式で、かつ、他の時間間隔中では定期的に、データを収集するよう、プログラムすることができる。   Collection of respiratory information (which may include storing information in long-term memory) can be performed in a substantially continuous manner once initiated, or during a separate interval. Long-term data collection in a periodic manner may be advantageous when the phenomenon is relatively prolonged, such as in the case of a disease or disorder that may last several days or weeks. Various collection parameters such as the type of data collected, data collection frequency, and / or data collection interval may be selectable by the user. Further, the system may be programmable to use different data collection measures under different conditions over the course of the phenomenon. For example, the system can be programmed to collect data more frequently during sleep or, for example, during certain stages of disease progression. The system can be programmed to collect data, for example, in a substantially continuous manner during certain time intervals and periodically during other time intervals.

呼吸現象に先行する医療情報の収集は、将来の現象の発生を検出又は予測するのに使用できる増強された状態の同定を容易にする。例えば、患者の呼吸を冒している現象に先行する情報の獲得は、現象の直前に存在し、かつ、現象に至る生理学的な状態の同定及びアセスメントを可能にする。一シナリオでは、患者は、無呼吸現象の前に、過換気の期間を経験する場合がある。無呼吸現象の前の呼吸情報の収集は、前兆状態としての過換気の同定を可能にする。無呼吸についての前兆状態の同定は、無呼吸の将来の発生を検出又は予測する際に、感度及び(又は)正確さの増大を容易にする。   The collection of medical information that precedes the respiratory phenomenon facilitates the identification of enhanced conditions that can be used to detect or predict the occurrence of future phenomena. For example, the acquisition of information that precedes the phenomenon affecting the patient's breathing allows the identification and assessment of the physiological condition that exists immediately before the phenomenon and leads to the phenomenon. In one scenario, the patient may experience a period of hyperventilation prior to an apnea event. Collection of respiratory information prior to an apnea event allows the identification of hyperventilation as a precursor condition. Identification of a precursor condition for apnea facilitates increased sensitivity and / or accuracy in detecting or predicting the future occurrence of apnea.

追加的にあるいは別法として、呼吸現象に先行する医療情報は、患者をある種の呼吸現象に罹らせる状態への洞察を与えることができる。現象に先行する情報の獲得は、現象の引き金又は原因となるファクターの同定を可能にする場合がある。例えば、呼吸障害現象が、いびきの発症、又は患者体位の変化に続く場合がある。呼吸障害現象に先行する医療情報の収集は、呼吸障害現象を誘発するファクターの同定を可能にする。このような情報は、将来の現象の検出及び(又は)予測を増強するのに使用できる。   Additionally or alternatively, medical information that precedes a respiratory event can provide insight into a condition that afflicts a patient with certain respiratory events. Acquisition of information that precedes the phenomenon may allow the identification of the trigger or cause of the phenomenon. For example, a disordered breathing phenomenon may follow the onset of snoring or a change in patient position. The collection of medical information that precedes the disordered breathing phenomenon allows the identification of factors that induce the disordered breathing phenomenon. Such information can be used to enhance the detection and / or prediction of future phenomena.

現象に続いて収集された情報は、現象の急性の影響を査定するのに使用できる。呼吸障害の発症は、例えば、胸腔内の負圧、低酸素、及び睡眠からの覚醒を含む急性の生理学的な影響と関連している場合がある。このような影響は、呼吸現象に続くある時間期間の間、検出可能である場合がある。   Information gathered following the phenomenon can be used to assess the acute effects of the phenomenon. The development of respiratory disorders may be associated with acute physiological effects including, for example, negative pressure in the thoracic cavity, hypoxia, and arousal from sleep. Such an effect may be detectable for a period of time following the breathing event.

例えば、閉塞性睡眠無呼吸は、一般に、無呼吸のピークの数秒後に生じる睡眠からの覚醒によって終結され、気流の再開が可能になる。睡眠からの覚醒と同時に、かつ、現象の終結後ある時間期間の間連続して、交感神経活動、血圧、及び心拍数のサージが生じる。   For example, obstructive sleep apnea is typically terminated by sleep awakening that occurs a few seconds after the apnea peak, allowing airflow to resume. Simultaneously with arousal from sleep and for a period of time after the end of the phenomenon, sympathetic nerve activity, blood pressure, and heart rate surges occur.

閉塞性無呼吸現象中に、気流を発生させる努力が増大する。閉塞された気道の存在下における吸息の試みは、胸腔内の圧力の急激な減少となる。閉塞性睡眠無呼吸と関連した無益な吸息努力の繰返しは、機械的、血行力学的、化学的、神経性、及び炎症性の反応を含む一連の二次反応をトリガする場合がある。閉塞性睡眠無呼吸現象に続くデータの収集は、閉塞性無呼吸現象に対する二次反応の存在及び(又は)重症度を判定するのに使用できる。ポスト現象情報は、患者に対する二次反応の衝撃を評価する能力を増強する。   During an obstructive apnea event, efforts to generate airflow are increased. Inhalation attempts in the presence of an obstructed airway result in a rapid decrease in intrathoracic pressure. Repeated futile inspiratory efforts associated with obstructive sleep apnea may trigger a series of secondary reactions including mechanical, hemodynamic, chemical, neurological, and inflammatory reactions. Data collection following an obstructive sleep apnea event can be used to determine the presence and / or severity of a secondary response to the obstructive apnea event. Post-phenomenon information enhances the ability to assess the impact of secondary reactions on the patient.

前に説明したように、閉塞性睡眠無呼吸現象は、一般に、睡眠からの覚醒によって終結される。しかしながら、覚醒は、中枢性睡眠無呼吸現象における呼吸の再開には、一般に必要ではない。中枢性無呼吸現象の場合には、覚醒は、呼吸の開始に続く。中枢性無呼吸現象に続く覚醒は、過換気を反回性に刺激し、かつ、PaCO2を無呼吸の閾値以下に減らすことによって、換気の変動の発生を容易にする場合がある。交代する過換気と無呼吸のパターンは、一度トリガされると、呼吸ドライブの増大、肺うっ血、覚醒、及び、無呼吸の閾値以上及び以下のPaCO2の変動を生じる無呼吸誘起の低酸素の組合せによって維持される場合がある。患者の意識の状態の変化、特に覚醒の繰返しによるそれ、は、呼吸をさらに不安定化する場合がある。中枢性無呼吸の現象中、及び、現象の発生の前及び(又は)後の情報の収集は、中枢性無呼吸と関連した変動の同定を可能にする場合がある。 As explained previously, the obstructive sleep apnea phenomenon is generally terminated by arousal from sleep. However, arousal is generally not necessary for resumption of breathing in the central sleep apnea event. In the case of a central apnea event, arousal follows the onset of breathing. Arousal following a central apnea event may stimulate hyperventilation recurrently and facilitate the occurrence of fluctuations in ventilation by reducing PaCO 2 below the apnea threshold. Alternating hyperventilation and apnea patterns, once triggered, increase apnea drive, pulmonary congestion, wakefulness, and apnea-induced hypoxia resulting in PaCO 2 fluctuations above and below the apnea threshold May be maintained by combination. Changes in the patient's state of consciousness, particularly those due to repeated wakefulness, can further destabilize breathing. Collecting information during and before and / or after the occurrence of central apnea may allow identification of variations associated with central apnea.

収集された医療情報(これは、長期メモリに格納し、送信し、印字し、かつ(あるいは)、表示することができる)は、呼吸ログブックエントリー4328として、体系化される。医療情報は、各種の生理学的及び非生理学的なデータを含んでいてよい。例えば、呼吸系データ、心血管系データ、神経系データ、体位、活動、治療歴データ、環境データ(温度、高度、空気の質)及び他のタイプの医療情報は、呼吸ログブックエントリーとして体系化することができる。呼吸ログブックエントリーは、格納し、送信し、印字し、かつ(あるいは)、表示することができる。   The collected medical information (which can be stored, transmitted, printed, and / or displayed in long-term memory) is organized as a respiratory logbook entry 4328. The medical information may include various physiological and non-physiological data. For example, respiratory data, cardiovascular data, nervous system data, body position, activity, treatment history data, environmental data (temperature, altitude, air quality) and other types of medical information are organized as respiratory logbook entries can do. Respiratory logbook entries can be stored, transmitted, printed, and / or displayed.

呼吸現象ログブックは、多数のエントリーを含み、各エントリーは、別個の呼吸現象に対応していてよい。医療現象ログに含まれる現象エントリーは、なかんづく、例えば、現象のタイプ、現象の時刻/日付、現象の発生順序、現象を処置するために与えられた治療を含む各種のカテゴリーにより体系化することができる。情報を体系化するのに使用されるカテゴリーの選択は、ユーザーによりプログラマブルである場合がある。体系化された情報は、長期メモリに格納し、表示し、印字し、かつ(あるいは)、別個の装置に送信することができる。   The respiratory event logbook includes a number of entries, and each entry may correspond to a separate respiratory event. The phenomenon entries included in the medical phenomenon log can be organized by various categories including, for example, the type of phenomenon, the time / date of the phenomenon, the order of occurrence of the phenomenon, and the treatment given to treat the phenomenon. it can. The selection of categories used to organize information may be programmable by the user. Systematized information can be stored in long-term memory, displayed, printed, and / or sent to a separate device.

現象についての収集された情報は、対話形式のユーザーインタフェースを介してオプショナルにアクセスすることができる4330場合がある。対話形式のユーザーインタフェースは、例えば、階層的な選択メニュー、又は他の選択方法を含む選択プロセスの活性化により、一つ又はそれ以上のログエントリーにアクセスすることができる。一インプリメンテーションでは、ユーザーは、入力機序を活性化することにより、メニューからログエントリーを選択することができる。ログエントリーの選択時、ユーザーインタフェースは、医療現象と関連した収集された呼吸情報の図表又はテキストの表示を行なうことができる。   Collected information about the phenomenon may be 4330 that may be optionally accessed via an interactive user interface. An interactive user interface can access one or more log entries, for example, by activation of a selection process that includes a hierarchical selection menu or other selection method. In one implementation, the user can select a log entry from a menu by activating the input mechanism. Upon selection of a log entry, the user interface can display a chart or text of collected respiratory information associated with the medical phenomenon.

呼吸現象ログブックの現象情報は、各種の格納方法論を用いて、長期メモリに格納することができる。例えば、呼吸現象ログブックは、フラットファイルシステム、階層的なデータベース、リレーショナルデータベース、又は分散データベースを利用することができる。現象の一グループのデータは、分析し、かつ(あるいは)、各種のフォーマットで要約してよい。図表及び(又は)テキスト要約情報は、ユーザーインタフェースで表示し、かつ(あるいは)、別様にユーザーに通信してよい。例えば、ヒストグラム、傾向グラフ、及び(又は)他の分析ツール又はフォーマットを、呼吸現象ログブックの現象エントリーに基づいて生成してよい。呼吸現象ログブック表示装置は、患者の無呼吸/低呼吸指標の傾向、毎夜の無呼吸/低呼吸及び(又は)閉塞性/中枢性現象の数のヒストグラム、睡眠段階のダイヤグラム(毎夜の睡眠の段階を示す)、夜中の心拍数傾向、夜中の酸素飽和傾向を表示する能力を有していてよい。   The phenomenon information of the respiratory phenomenon log book can be stored in the long-term memory using various storage methodologies. For example, the respiratory event logbook can utilize a flat file system, a hierarchical database, a relational database, or a distributed database. A group of data of a phenomenon may be analyzed and / or summarized in various formats. Charts and / or text summary information may be displayed at the user interface and / or otherwise communicated to the user. For example, histograms, trend graphs, and / or other analysis tools or formats may be generated based on event entries in the respiratory event logbook. Respiratory Phenomenon Logbook display includes patient apnea / hypopnea index trends, histograms of night apnea / hypopnea and / or obstructive / central events, sleep stage diagrams (night sleep May indicate the stage), the heart rate trend during the night, and the oxygen saturation trend during the night.

図44は、本発明の実施形態による呼吸現象ログブックシステム4400のブロック図である。呼吸ログブックシステム4400は、患者の呼吸を冒している現象に関連したデータを収集し、かつ、体系化するイベントドリブン方法を実現するものである。   FIG. 44 is a block diagram of a respiratory event logbook system 4400 according to an embodiment of the present invention. The respiratory logbook system 4400 implements an event-driven method of collecting and organizing data related to the phenomenon affecting the patient's breathing.

各種の患者状態は、センサー4422、患者入力装置4423、及び(又は)情報システム4424を介してモニタリングすることができる。患者状態と関連したデータは、短期メモリ4440に格納することができる。患者状態のうちの一つ又はそれ以上は、現象検出回路4436が、呼吸を冒している現象の発生を検出又は予測するのに使用できる。呼吸を冒している現象が検出又は予測されると、現象と関連した情報の、現象情報プロセッサ4432による長期メモリ4460への長期間の格納が、開始される。例えば、現象情報プロセッサ4432は、センサー4422、患者入力装置4423、及び情報システム4424のうちの一つ又はそれ以上によって供給された情報を、現象の検出及び(又は)予測の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後に収集することができる。各現象と関連した収集された情報は、呼吸ログブック内の呼吸ログブックエントリーとして、体系化される。呼吸ログブック、又はその部分、は、長期メモリ4460に格納し、遠隔の装置4455に送信し、かつ(あるいは)、表示装置4470で表示することができる。   Various patient conditions can be monitored via sensor 4422, patient input device 4423, and / or information system 4424. Data associated with the patient condition may be stored in the short-term memory 4440. One or more of the patient conditions can be used by the phenomenon detection circuit 4436 to detect or predict the occurrence of a breathing phenomenon. When a phenomenon affecting breathing is detected or predicted, storage of information related to the phenomenon in the long-term memory 4460 by the phenomenon information processor 4432 is started. For example, the phenomenon information processor 4432 may receive information provided by one or more of the sensor 4422, the patient input device 4423, and the information system 4424 during and before the detection and / or prediction of the phenomenon. And / or can be collected later. The collected information associated with each phenomenon is organized as a respiratory logbook entry in the respiratory logbook. The respiration log book, or portion thereof, can be stored in the long-term memory 4460, transmitted to the remote device 4455, and / or displayed on the display device 4470.

図44に示した実施形態は、患者の呼吸によって変調された生理学的な状態を感知する呼吸センサー4445を含んでいる。一実施形態では、呼吸センサーは、経胸郭インピーダンスセンサーを含んでいてよい。呼吸を感知する他の方法も、可能である。このような方法は、例えば、患者外部の呼吸バンド、呼吸流量計の測定、移植可能な又は患者外部の呼吸音の検出、血中酸素レベル、及び(又は)他のプロセスの使用を含んでいてよい。呼吸センサー4445は、例えば、患者の呼吸を冒している現象の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で呼吸波形を獲得するのに使用できる。呼吸波形は、現象に対する呼吸ログエントリーの一構成要素であってよい。   The embodiment shown in FIG. 44 includes a respiration sensor 4445 that senses a physiological condition modulated by the patient's respiration. In one embodiment, the respiratory sensor may include a transthoracic impedance sensor. Other ways of sensing respiration are possible. Such methods include, for example, the use of respiratory bands external to the patient, respiratory flow meter measurements, detection of implantable or external patient breathing sounds, blood oxygen levels, and / or other processes. Good. The respiration sensor 4445 can be used, for example, to acquire a respiration waveform before, during and / or after a phenomenon affecting the patient. A respiration waveform may be a component of a respiration log entry for a phenomenon.

患者を冒しており、かつ、現象と関連している各種の状態についての情報は、センサー4422、患者入力装置4423及び(又は)他の情報システム4424を用いて、獲得することができる。センサー4422は、リードを介して、あるいは、無線で、呼吸ログブックシステム4400のインタフェース4431に結合された患者内部及び(又は)患者外部センサーを含んでいてよい。センサーは、患者の呼吸系又は他の生理系を冒している各種の生理学的及び(又は)非生理学的な状態を感知することができる。患者入力装置4423は、患者が、患者を冒している状態に関連する情報であって呼吸現象ログを作成する際に有用である場合がある情報を入力することを可能にする。例えば、患者入力装置4423は、患者の喫煙、薬物使用、最近の運動レベル、及び(又は)他の患者活動、知覚及び(又は)症状に関連した情報等の、患者に既知の情報を獲得するのに特に有用である場合がある。患者入力装置によって与えられる情報は、呼吸ログブックシステム4400によって自動的に感知又は検出されない、呼吸を冒している現象に関連する患者に既知の情報を含んでいる場合がある。   Information about various conditions affecting the patient and associated with the phenomenon can be obtained using sensor 4422, patient input device 4423, and / or other information system 4424. Sensor 4422 may include patient internal and / or patient external sensors coupled to interface 4431 of respiratory logbook system 4400 via leads or wirelessly. The sensor can sense various physiological and / or non-physiological conditions affecting the patient's respiratory system or other physiological systems. The patient input device 4423 allows the patient to input information related to the condition affecting the patient that may be useful in creating a respiratory event log. For example, the patient input device 4423 obtains information known to the patient, such as information related to the patient's smoking, drug use, recent exercise level, and / or other patient activity, perception and / or symptoms. May be particularly useful. The information provided by the patient input device may include information known to the patient related to the respiratory event that is not automatically sensed or detected by the respiratory logbook system 4400.

呼吸ログブックシステム4400は、遠隔の計算装置及び(又は)ネットワークベースのサーバー等の、一つ又はそれ以上の情報システム4424を含んでいてもよい。現象情報プロセッサ4432は、情報システム4424にアクセスして、遠隔の計算装置及び(又は)サーバー上に格納された、あるいは、遠隔の計算装置及び(又は)サーバーによって生成されたデータベース及び(又は)他の情報源から、情報を獲得することができる。情報システム4424から獲得された情報は、呼吸を冒している現象に関連する他の情報と共に、呼吸ログブックに記録することができる。好適な一インプリメンテーションでは、呼吸ログブックシステム4400は、インターネットに接続された空気質サーバーにアクセスして、周囲汚染指標等の、環境状態に関連したデータを収集することができる。別のインプリメンテーションでは、呼吸ログブックシステム4400は、患者情報サーバーを介して、患者の治療歴にアクセスすることができる。   The respiratory logbook system 4400 may include one or more information systems 4424, such as remote computing devices and / or network-based servers. The phenomenon information processor 4432 accesses the information system 4424 and is stored on a remote computing device and / or server, or is generated by a remote computing device and / or server, and / or the like. Information can be obtained from other sources. The information obtained from the information system 4424 can be recorded in a respiration log book along with other information related to the phenomenon affecting the breath. In one preferred implementation, the respiratory logbook system 4400 can access an air quality server connected to the Internet to collect data related to environmental conditions, such as ambient pollution indicators. In another implementation, the respiratory logbook system 4400 can access a patient's treatment history via a patient information server.

センサー4422、患者入力装置4423、及び情報システム4424は、インタフェース回路4431を介して、呼吸ログブックシステム4400の他の構成要素に結合されている。インタフェース4431は、センサー4422を付勢するための、かつ(あるいは)、センサーが発生する信号を検出し、かつ(あるいは)、処理するための回路を含んでいてよい。インタフェース4431は、例えば、ドライバ回路、増幅器、フィルター、サンプリング回路、及び(又は)センサーが発生する信号を調整するためのA/D変換器回路を含んでいてよい。   Sensor 4422, patient input device 4423, and information system 4424 are coupled to other components of respiratory logbook system 4400 via interface circuit 4431. Interface 4431 may include circuitry for energizing sensor 4422 and / or for detecting and / or processing signals generated by the sensor. The interface 4431 may include, for example, a driver circuit, an amplifier, a filter, a sampling circuit, and / or an A / D converter circuit for adjusting the signal generated by the sensor.

インタフェース4431は、患者入力装置4423、情報システム4424、装置プログラマー4455、APMシステム(図示せず)、又は他の遠隔の装置と通信するための回路4450を含んでいてもよい。患者入力装置4423、情報システム4424及び(又は)遠隔の装置プログラマー4455及び(又は)他の遠隔の装置との通信は、有線接続を用いて、又は、ブルーツース又は他の無線リンク等の無線通信リンクを介して、実行することができる。通信回路4450は、移植可能な、皮下の、皮膚の、かつ(あるいは)、非移植のセンサーを含む各種のセンサーと無線で通信する機能を有していてもよい。   Interface 4431 may include circuitry 4450 for communicating with patient input device 4423, information system 4424, device programmer 4455, APM system (not shown), or other remote devices. Communication with the patient input device 4423, the information system 4424 and / or the remote device programmer 4455 and / or other remote devices using a wired connection or a wireless communication link such as Bluetooth or other wireless link Can be run through. The communication circuit 4450 may have the function of communicating wirelessly with various sensors, including implantable, subcutaneous, cutaneous, and / or non-implanted sensors.

呼吸ログブックシステム4400は、心臓リズム管理システム4401等の治療システムを含んでいる医療用装置の一構成要素として、オプショナルに実現することができる。心臓リズム管理システム4401は、患者の心臓に電気的に結合された心臓電極4425を含んでいてよい。心臓感知回路4420によって感知された心臓信号は、心臓リズムの各種の異常の検出及び処置の際に、使用できる。異常な心臓リズムは、例えば、遅すぎるリズム(徐脈)、速すぎる心臓リズム(頻拍)、及び(又は)心房及び(又は)心室の不十分に同期化された収縮を含んでいる心臓リズム(すなわち、うっ血性心不全の症状)を含んでいる場合がある。   The respiratory logbook system 4400 can optionally be implemented as a component of a medical device that includes a treatment system such as a cardiac rhythm management system 4401. The cardiac rhythm management system 4401 may include a cardiac electrode 4425 that is electrically coupled to the patient's heart. The cardiac signal sensed by the cardiac sensing circuit 4420 can be used in the detection and treatment of various heart rhythm abnormalities. Abnormal heart rhythms include, for example, rhythms that are too slow (bradycardia), cardiac rhythms that are too fast (tachycardia), and / or poorly synchronized contractions of the atria and / or ventricles. (Ie, symptoms of congestive heart failure).

不整脈が、心臓リズム管理システムによって検出された場合は、心臓治療回路4415は、ペーシング及び(又は)電気除細動/除細動パルス等の電気刺激パルスの形で、心臓に心臓治療を送達することができる。心臓信号及び(又は)心臓状態、例えば、心臓信号の使用により導き出された、あるいは、検出された不整脈状態は、呼吸を冒している現象と関連している場合がある。現象と関連している心臓情報は、呼吸ログブックシステム4400によって、獲得することができ、かつ、体系化することができる。   If an arrhythmia is detected by the cardiac rhythm management system, the cardiac therapy circuit 4415 delivers cardiac therapy to the heart in the form of pacing and / or electrical stimulation pulses such as cardioversion / defibrillation pulses. be able to. The cardiac signal and / or cardiac condition, eg, an arrhythmia condition derived from or detected by use of the cardiac signal, may be associated with a respiratory event. Cardiac information associated with the phenomenon can be acquired and organized by the respiratory logbook system 4400.

ユーザーインタフェースは、呼吸ログブック情報を見、かつ(あるいは)、それにアクセスするのに、使用できる。図45は、ユーザーインタフェース表示装置4500の好適な描写を示す。表示装置の領域4505は、呼吸現象についてのテキスト又は図表情報を示すのに使用できる。図45に示すように、呼吸現象のメニュー4510を提示することができ、かつ、ユーザーは、それにより、呼吸現象に関連した追加の情報にアクセスすることができる。メニュー4510は、呼吸ログブックに含まれる現象と関連したパラメータの要約を提供することができる。図45に示すように、他のパラメータ見出しの中でも、発症番号4521、日付/時刻4522、タイプ4523、持続時間4524、睡眠段階4525、及び(又は)環境4526等の一つ又はそれ以上の要約パラメータ見出しを、メニュー4510の上部に、又は別の便利な場所に提示することができる。要約パラメータ見出し4521〜4526は、プログラマブルであってよく、また、例えば、図45に示したパラメータ見出しに対する追加の、又は、それらとは別のパラメータ見出しを選択することができる。   The user interface can be used to view and / or access respiratory logbook information. FIG. 45 shows a preferred depiction of the user interface display 4500. The display area 4505 can be used to show text or chart information about the respiratory phenomenon. As shown in FIG. 45, a menu of respiratory events 4510 can be presented, and the user can thereby access additional information related to the respiratory events. Menu 4510 may provide a summary of parameters associated with the events included in the respiratory logbook. One or more summary parameters such as onset number 4521, date / time 4522, type 4523, duration 4524, sleep stage 4525, and / or environment 4526, among other parameter headings, as shown in FIG. Headings can be presented at the top of menu 4510 or in another convenient location. Summary parameter headings 4521-4526 may be programmable, and for example, parameter headings in addition to or different from the parameter headings shown in FIG. 45 may be selected.

タイプパラメータ4523は、各種の呼吸現象に対する略語を含んでいてよい。例えば、AP-C及びAP-Oは、それぞれ、中枢性無呼吸及び閉塞性無呼吸を簡略化することができ、HPは、低呼吸の略語、CSは、チェーン・ストークス呼吸の略語、かつ、RSBは、急速な・浅い呼吸の略語である。   Type parameter 4523 may include abbreviations for various respiratory phenomena. For example, AP-C and AP-O can simplify central and obstructive apnea, respectively, HP is an abbreviation for hypopnea, CS is an abbreviation for Chain Stokes breath, and RSB is an abbreviation for rapid and shallow breathing.

メニュー4510でメニュー項目として表示されている呼吸現象は、発症番号、日付/時刻、持続時間、タイプ、番号によって、又は他の判断基準によって、ユーザーが選択できるものである。メニュー項目は、各種の判断基準範囲及び(又は)閾値に基づいて選択し、表示してよい。例えば、図45に示した例画面では、Modify Queryボタン4531を起動させることによって、メニュー項目として選択される異なる現象グループが選択できる。表示装置上に示したModify Queryボタン4531及び他のボタンは、例えば、音声で起動、表示装置の画面のタッチングにより起動、又は、キーボード又はポインティングデバイスの操作により起動させることができる。   The breathing phenomenon displayed as a menu item in menu 4510 can be selected by the user by onset number, date / time, duration, type, number, or by other criteria. Menu items may be selected and displayed based on various criteria ranges and / or threshold values. For example, in the example screen shown in FIG. 45, a different phenomenon group selected as a menu item can be selected by activating the Modify Query button 4531. The Modify Query button 4531 and other buttons shown on the display device can be activated, for example, by voice, by touching the screen of the display device, or by operating a keyboard or pointing device.

一インプリメンテーションでは、Modify Queryボタン4531の起動で、日付/時刻、持続時間、タイプ、番号等による、又は他の判断基準範囲又は閾値による各種の判断基準に従って、ユーザーがメニューに提示すべき呼吸現象を選択できる対話セッションが開始される。一例では、ユーザーは、メニュー項目として提示されるべき全ての無呼吸現象を選択することができる。別の例では、ユーザーは、第1の日付と第2の日付との間に生じた全ての現象を選択することができる。また別の例では、ユーザーは、患者が、ある環境状態(例えば、周囲温度範囲及び(又は)湿度範囲)を経験する間に生じた全ての現象を選択することができる。また別の例では、ユーザーは、呼吸ログブックの全ての現象を選択することができる。選択の判断基準は、表示装置の発症クエリー選択領域4532に表示することができる。図45に示す呼吸ログブック表示装置の描写における発症クエリー選択領域4532は、全ての発症が、メニュー項目として選択されて表示されていることを示している。   In one implementation, when the Modify Query button 4531 is activated, the breaths that the user should present in the menu according to various criteria, such as by date / time, duration, type, number, or other criteria range or threshold An interactive session is started where the phenomenon can be selected. In one example, the user can select all apnea events to be presented as menu items. In another example, the user can select all phenomena that occurred between the first date and the second date. In yet another example, the user can select all phenomena that occurred while the patient experienced certain environmental conditions (eg, ambient temperature range and / or humidity range). In another example, the user can select all events in the respiratory logbook. The selection criterion can be displayed in the onset query selection area 4532 of the display device. The onset query selection region 4532 in the depiction of the respiratory logbook display device shown in FIG. 45 indicates that all onsets are selected and displayed as menu items.

メニュー4510では、ユーザーは、追加のテキスト及び(又は)図表情報が表示される呼吸現象を選択することができる。追加の情報は、選択された現象について、メニュー4510に提示された要約情報を超えるより詳細な情報を与えるものである。図45に示した好適な例図では、選択は、選択された呼吸現象の傍のチェックマーク4507によって示されている。便利さのため、表示装置は、select allボタン4551及び(又は)select noneボタン4552を含んでいてよい。select allボタン4551を起動させると、メニュー4510の全ての現象が選択される。select noneボタン4552を起動させると、メニュー4510の全ての現象がディセレクトされる。   In menu 4510, the user can select a breathing event for which additional text and / or chart information is displayed. The additional information provides more detailed information about the selected phenomenon than the summary information presented in menu 4510. In the preferred example diagram shown in FIG. 45, the selection is indicated by a check mark 4507 beside the selected respiratory event. For convenience, the display device may include a select all button 4551 and / or a select none button 4552. When the select all button 4551 is activated, all phenomena in the menu 4510 are selected. When the select none button 4552 is activated, all phenomena in the menu 4510 are deselected.

メニューの一つ又はそれ以上の発症の選択に続いて、detailボタン4542を起動させると、選択された現象と関連した詳細なテキスト情報が、表示装置画面に提示される。詳細情報は、例えば、メニュー4510が前に占めていた画面4505の領域に表示することができる。ユーザーは、prevボタン4541及びnextボタン4543を用いて、一つ又はそれ以上の選択された現象についてのテキスト情報全体を前後にスクロールすることができる。テキスト情報は、printボタン4544の起動時に印字でき、あるいは、save to diskボタン4555の起動により、ディスク又は他の格納媒体に保存できる。   Upon activation of the detail button 4542 following selection of one or more episodes in the menu, detailed text information associated with the selected phenomenon is presented on the display screen. Detailed information can be displayed, for example, in the area of screen 4505 previously occupied by menu 4510. The user can use the prev button 4541 and the next button 4543 to scroll back and forth through the text information about one or more selected phenomena. The text information can be printed when the print button 4544 is activated, or can be saved to a disk or other storage medium by activation of the save to disk button 4555.

選択された現象と関連した図表情報が、signalsボタン4562の起動時に表示できる。一インプリメンテーションでは、選択された現象の間中に、その前に、かつ(あるいは)、後で獲得された呼吸波形が、前にメニュー4510のために使用されていた表示装置の領域4505に表示できる。他のパラメータ、例えば、心臓リズム、患者活動の波形が、追加的にあるいは別法として表示できる。一インプリメンテーションでは、マーク付きの波形が、表示可能である。例えば、マーク付きの呼吸波形は、現象の前に、その間中に、かつ、後で獲得された呼吸波形と共に、一つ又はそれ以上の状態の発生を示すための、呼吸波形に位置合わせした一つ又はそれ以上の記号を含んでいてよい。該記号は、呼吸特性、例えば、平均呼吸速度、呼息スロープ等と関連した数値又はテキスト記述を有していてよい。一例では、発症の持続時間、血中酸素飽和度、呼吸障害のタイプ、及び(又は)他の検出された特性等の定量化できる特性を含む呼吸障害現象の各種の特性も、呼吸波形と共に表示することができる。ユーザーは、prev及びnextボタン4541、4543を用いて、選択された現象と関連した波形全体をスクロールすることができる。   Chart information associated with the selected phenomenon can be displayed when the signals button 4562 is activated. In one implementation, the respiratory waveform acquired during, before, and / or during the selected phenomenon is displayed in the display area 4505 previously used for menu 4510. Can be displayed. Other parameters, such as heart rhythm, patient activity waveforms, may additionally or alternatively be displayed. In one implementation, marked waveforms can be displayed. For example, a marked respiration waveform may be registered with a respiration waveform to indicate the occurrence of one or more conditions before, during, and later with the acquired respiration waveform. It may contain one or more symbols. The symbol may have a numerical or textual description associated with respiratory characteristics, eg, average respiratory rate, expiratory slope, etc. In one example, various characteristics of the disordered breathing phenomenon are also displayed with the respiratory waveform, including quantifiable characteristics such as duration of onset, blood oxygen saturation, type of disordered breathing, and / or other detected characteristics. can do. The user can use the prev and next buttons 4541, 4543 to scroll through the entire waveform associated with the selected phenomenon.

図46Aは、本発明の実施形態による、検出された呼吸障害現象に対する呼吸ログブック情報の獲得を示すタイミングチャートである。呼吸ログブックシステムは、表1に記載された患者状態等の一つ又はそれ以上の患者状態のスライディングスケールウィンドウ4610を感知し、かつ、一時的なバッファーに格納する。感知され、かつ、格納される情報の選択は、医師によりプログラマブルであってよい。獲得されるべき情報の選択は、患者の治療歴に基づいていてよい。例えば、患者が中枢性睡眠無呼吸を被っている場合は、呼吸ログブックは、呼吸障害と関連した状態を感知するようプログラムされることが好ましかろう。逆に、患者が、閉塞性睡眠無呼吸を被っている場合は、中枢性呼吸障害に対して使用された状態のセットとは異なるものを感知することができよう。   FIG. 46A is a timing diagram illustrating the acquisition of respiratory logbook information for a detected respiratory disorder event, according to an embodiment of the present invention. The respiratory logbook system senses and stores a sliding scale window 4610 for one or more patient conditions, such as the patient conditions listed in Table 1, in a temporary buffer. The selection of information to be sensed and stored may be programmable by the physician. The selection of information to be acquired may be based on the patient's treatment history. For example, if the patient is suffering from central sleep apnea, the respiratory logbook may preferably be programmed to sense a condition associated with respiratory disorder. Conversely, if the patient is suffering from obstructive sleep apnea, it will be able to sense something different from the set of conditions used for central respiratory disorder.

呼吸を冒している現象が検出された4615場合は、現象の前に獲得されたプレ現象情報4630が、格納される。情報は、現象中に4640、収集され、かつ、格納される。現象が終結した4645ことが検出されると、ポスト現象情報4650が、収集され、かつ、現象の終結後のある時間期間の間、格納される。現象及びポスト現象情報4640、4650は、連続方式で獲得することができ、あるいは、情報は、個別的な間隔中に獲得することができる。ポスト現象情報4650が収集された後で、獲得された情報4630、4640、4650は、呼吸現象ログブックエントリーとして、体系化される。呼吸ログブックシステムは、次の現象に対する感知を開始する。   In the case of 4615 in which a phenomenon affecting breathing is detected, pre-phenomenon information 4630 acquired before the phenomenon is stored. Information is collected and stored 4640 during the event. When it is detected that the phenomenon has ended 4645, post-phenomenon information 4650 is collected and stored for a period of time after the end of the phenomenon. The phenomenon and post-phenomenon information 4640, 4650 can be acquired in a continuous manner, or the information can be acquired during individual intervals. After the post-phenomenon information 4650 is collected, the acquired information 4630, 4640, 4650 is organized as a respiratory phenomenon logbook entry. The respiratory logbook system starts sensing for the next phenomenon.

図46Bは、本発明の実施形態による、呼吸を冒している予測された現象に対する呼吸ログブック情報の獲得を示すタイミングチャートである。呼吸ログブックシステムは、表1に記載された患者状態等の一つ又はそれ以上の患者状態のスライディングスケールウィンドウ4610を感知し、かつ、一時的なバッファーに格納する。感知され、かつ、格納される状態は、プログラマブルであり、かつ、患者の治療歴に基づいて選択してよい。例えば、感知され、かつ、格納された情報は、患者の呼吸を冒している一つ又はそれ以上のタイプの現象を予測するのに効果的に使用された情報を含んでいてよい。呼吸を冒している現象が、予測された4612場合は、プレ予測情報4620が、獲得され、かつ、格納される。呼吸を冒している現象が、検出された4615場合は、現象の前に獲得されたプレ現象情報4630が、格納される。情報4640は、現象中に収集され、かつ、格納される。現象が終結した4645ことが検出されると、情報4650が収集され、かつ、現象の終結後のある時間期間の間、格納される。プレ現象、現象及びポスト現象情報4630、4640、4650は、連続方式で獲得することができ、あるいは、情報は、個別的な間隔中に獲得することができる。ポスト現象情報4640が収集された後では、獲得された情報4620、4630、4640、4650は、呼吸現象ログブックエントリーとして、体系化される。呼吸ログブックは、次の現象に対する感知を開始する。   FIG. 46B is a timing chart illustrating the acquisition of respiratory logbook information for a predicted phenomenon affecting breathing, according to an embodiment of the present invention. The respiratory logbook system senses and stores a sliding scale window 4610 for one or more patient conditions, such as the patient conditions listed in Table 1, in a temporary buffer. The sensed and stored conditions are programmable and may be selected based on the patient's treatment history. For example, the sensed and stored information may include information that is effectively used to predict one or more types of phenomena affecting the patient's breathing. If the event affecting breathing is predicted 4612, pre-prediction information 4620 is obtained and stored. If a phenomenon affecting breathing is detected 4615, pre-phenomenon information 4630 acquired before the phenomenon is stored. Information 4640 is collected and stored during the phenomenon. When it is detected that the phenomenon has ended 4645, information 4650 is collected and stored for a period of time after the end of the phenomenon. Pre-phenomenon, phenomenon and post-phenomenon information 4630, 4640, 4650 can be acquired in a continuous fashion, or information can be acquired during individual intervals. After the post-phenomenon information 4640 is collected, the acquired information 4620, 4630, 4640, 4650 is organized as a respiratory phenomenon logbook entry. The respiratory logbook begins sensing for the next phenomenon.

図45を参照して前述したように、呼吸ログブック表示装置は、図表フォーマットで提示された情報を含んでいてよい。一実施形態では、ユーザーは、例えば、マーク付き呼吸波形を選んで見ることができる。図47A及び47Bは、獲得し、かつ、呼吸ログブックで体系化できるマーク付き呼吸波形の例を示す。   As described above with reference to FIG. 45, the respiratory logbook display device may include information presented in a chart format. In one embodiment, the user can select and view a marked respiratory waveform, for example. 47A and 47B show examples of marked respiration waveforms that can be acquired and organized in a respiration logbook.

図47Aは、本発明の実施形態によるマーク付き呼吸波形を示す。一実施形態では、マーク付き呼吸波形に関連した情報は、呼吸関連の状態の動くスナップショットとして、連続的に獲得することができる。別の実施形態では、マーク付き呼吸波形に関連した情報は、一つ又はそれ以上のトリガリング現象に対する反応で獲得することができる。一例を挙げれば、トリガリング現象は、データ収集を開始するための医師からの命令又は進歩した患者管理システムを介した命令を含んでいてよい。別の例では、トリガリング現象は、呼吸障害の検出、又は睡眠の検出等の各種の呼吸状態の検出を含んでいてよい。このシナリオでは、トリガリング現象は、呼吸障害現象の前の、その間中の、かつ(あるいは)、それに続く時間期間を含んでいてよいある時間間隔中に、呼吸関連のデータの収集を開始することができる。   FIG. 47A shows a marked respiration waveform according to an embodiment of the present invention. In one embodiment, information related to the marked respiration waveform can be obtained continuously as a moving snapshot of the respiration related state. In another embodiment, information related to the marked respiration waveform can be obtained in response to one or more triggering events. In one example, the triggering phenomenon may include a command from a physician to initiate data collection or a command through an advanced patient management system. In another example, the triggering phenomenon may include detection of various respiratory conditions such as detection of a disordered breathing or detection of sleep. In this scenario, the triggering event initiates the collection of breathing related data during a time interval that may include a time period before, during, and / or following the disordered breathing event. Can do.

図47Aに示すように、マーク付き呼吸波形4710は、何時呼吸現象が生じるかを、あるいは、特性が計算される時間を示すため、呼吸波形に対する場所に配置された呼吸記号を含んでいてよい。この例では、呼吸波形4710は、波形上のピーク間の時間を表わす呼吸記号4720、及び、何時低呼吸が検出されたか4730、かつ、何時低呼吸が終了したか4735(22秒後)を表わす低呼吸記号のマーク付きである。また、呼吸波形に、上で説明した呼吸特性及び(又は)呼吸障害特性を示す他の記号を重ねてよい。マーク付き呼吸波形は、表示装置に表示して、患者の医師が呼吸障害及び(又は)他の特性を見ることができるようにしてよい。   As shown in FIG. 47A, the marked respiration waveform 4710 may include a respiration symbol placed at a location relative to the respiration waveform to indicate when the respiration event occurs or the time at which the characteristic is calculated. In this example, the respiration waveform 4710 represents a respiration symbol 4720 representing the time between peaks on the waveform, 4730 when the hypopnea was detected, and 4735 (after 22 seconds) when the hypopnea ended. It is marked with a hypopnea symbol. In addition, other symbols indicating the respiratory characteristics and / or respiratory disorder characteristics described above may be superimposed on the respiratory waveform. The marked respiratory waveform may be displayed on a display device so that the patient's physician can view respiratory disorders and / or other characteristics.

呼吸波形4710の表示に加えて、表示装置は、他の測定値及び(又は)他の波形を示すことができる。図47Bでは、心電図(ECG)4750が、呼吸波形4710の上に示されている。ECG 4750は、呼吸波形4710と時間合わせされており、かつ、例えば、呼吸及び(又は)心臓現象の発生に対応する指標を付けることができる。図47BのECG上には、感知された心室現象(Vs)及びペーシングされた心室現象(Vp)を示すマーカー4760が、表示されている。患者状態に関連したマーク付き呼吸波形及び他の波形の表示は、患者の医師が、例えば、呼吸障害現象が、正しく検出されたことを検証することを可能にする。この確認は、診断及び(又は)治療を案内するのに使用できる。心臓現象及び呼吸現象に注釈を付ける記号は、さらなる診断情報を医師に提供する。   In addition to displaying the respiration waveform 4710, the display device can show other measurements and / or other waveforms. In FIG. 47B, an electrocardiogram (ECG) 4750 is shown above the respiratory waveform 4710. The ECG 4750 is timed with the respiration waveform 4710 and can be indexed corresponding to, for example, the occurrence of respiration and / or cardiac events. On the ECG of FIG. 47B, a marker 4760 is displayed indicating the sensed ventricular phenomenon (Vs) and the paced ventricular phenomenon (Vp). The display of marked breathing waveforms and other waveforms associated with the patient condition allows the patient's physician to verify that, for example, a disordered breathing event has been correctly detected. This confirmation can be used to guide diagnosis and / or treatment. Symbols that annotate cardiac and respiratory events provide the physician with further diagnostic information.

睡眠ログブック
上で説明した呼吸ログブックと同様の手法を用いて、現象ベースの睡眠ログブックを作成することができる。睡眠ログブック情報は、患者の睡眠の質に対する呼吸障害又は呼吸障害治療の衝撃を査定するするのに使用できる。このようなアセスメントは、図2の治療アセスメントプロセッサ260によって行なうことができる。治療衝撃のアセスメントは、今度は、患者に対して適切な治療を開発するのに使用できる。
A phenomenon-based sleep log book can be created using a technique similar to the respiratory log book described on the sleep log book. The sleep logbook information can be used to assess the impact of a disordered breathing or disordered breathing treatment on the patient's sleep quality. Such an assessment can be performed by the treatment assessment processor 260 of FIG. The treatment impact assessment can now be used to develop an appropriate treatment for the patient.

適切な治療の開発は、睡眠ログブック、呼吸ログブック、及び(又は)治療装置及び(又は)診断装置によって獲得され、かつ(あるいは)、格納されている他の情報への、装置による自動アクセスを含んでいてよい。該装置は、情報を使用して、適切な治療措置を開発することができ、かつ、この情報を治療装置に通信することができる。別の例では、医師は、睡眠ログブック、呼吸ログブック、及び(又は)どこか他のところにある情報にアクセスすることができ、かつ、治療装置と遠隔的に通信して、患者の治療を開始し、修正し、あるいは、終結することができる。   Appropriate treatment development involves automatic access by the device to sleep logbooks, respiratory logbooks, and / or other information acquired and / or stored by treatment devices and / or diagnostic devices. May be included. The device can use the information to develop an appropriate treatment and communicate this information to the treatment device. In another example, the physician can access sleep logbooks, respiratory logbooks, and / or information elsewhere, and communicate remotely with the treatment device to treat the patient. Can be started, modified, or terminated.

睡眠ログブックは、睡眠関連のデータを体系化するためのシステムを表わす。一実施形態によれば、各睡眠ログブックエントリーは、特定の睡眠関連の現象と関連したデータを含んでいてよい。現象は、睡眠に関連した各種のタイプの現象を含んでいる場合がある。獲得された情報のタイプ及び睡眠ログブックで表わされる睡眠関連の現象のタイプは、ユーザーによりプログラマブルであってよい。   The sleep logbook represents a system for organizing sleep-related data. According to one embodiment, each sleep logbook entry may include data associated with a particular sleep related phenomenon. The phenomenon may include various types of phenomena related to sleep. The type of information obtained and the type of sleep-related phenomenon represented in the sleep logbook may be programmable by the user.

本発明の一実施形態によれば、情報は、睡眠期間の全体に亘って、例えば、患者の代表的な睡眠時間の全体に亘って、又は、一つ又はそれ以上の特定の睡眠段階中に、連続的に又は定期的に収集できる。システムは、睡眠の検出又は特定の睡眠段階の検出の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で、情報の収集を開始することができる。この例では、データを収集する各睡眠期間は、睡眠ログブックエントリーとして、体系化できる。   According to one embodiment of the present invention, the information is transmitted throughout the sleep period, for example, throughout the patient's typical sleep time, or during one or more specific sleep stages. Can be collected continuously or periodically. The system may begin collecting information before, during and / or after sleep detection or detection of a particular sleep stage. In this example, each sleep period for which data is collected can be organized as a sleep logbook entry.

システムは、睡眠中に生じる現象の検出又は予測に応答性の情報の獲得を開始することができる。この例では、睡眠中に生じる各現象と関連したデータは、睡眠ログブックエントリーとして体系化できる。システムは、現象中に、かつ、現象に近接した時間にデータを収集できる。例えば、データは、検出される又は予測される現象の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で収集できる。   The system can begin acquiring information responsive to detecting or predicting a phenomenon that occurs during sleep. In this example, data associated with each phenomenon that occurs during sleep can be organized as a sleep logbook entry. The system can collect data during and near the phenomenon. For example, data can be collected before, during and / or after a detected or predicted phenomenon.

睡眠ログブックは、睡眠及び(又は)睡眠の質に関連した一つ又はそれ以上の状態について、情報を獲得する。表1に、睡眠及び(又は)睡眠の質と関連した状態の代表的なセットを記載した。各種の実施形態では、情報の収集は、トリガリング現象に応答して、制御することができる。この実施形態では、システムは、トリガリング現象に応答して、睡眠と関連した情報の獲得を開始し、情報の獲得を停止し、あるいは、引き続き情報を獲得することができる。トリガリング現象は、例えば、生理学的な現象、非生理学的な現象、心血管系現象、呼吸系現象、神経系現象、筋肉系現象、睡眠関連の現象、呼吸障害現象、睡眠段階、又は他の現象のうちの一つ又はそれ以上を含んでいてよい。   The sleep logbook obtains information about one or more conditions associated with sleep and / or sleep quality. Table 1 lists a representative set of conditions associated with sleep and / or sleep quality. In various embodiments, the collection of information can be controlled in response to a triggering phenomenon. In this embodiment, in response to the triggering phenomenon, the system can start acquiring information related to sleep, stop acquiring information, or continue to acquire information. Triggering phenomenon can be, for example, a physiological phenomenon, a non-physiological phenomenon, a cardiovascular phenomenon, a respiratory phenomenon, a nervous system phenomenon, a muscular phenomenon, a sleep related phenomenon, a respiratory disorder phenomenon, a sleep stage, or other One or more of the phenomena may be included.

図48は、本発明の実施形態による睡眠ログブックシステム4800のブロック図である。この好適な実施形態では、システムは、心臓リズム管理と共に与えられた睡眠ログブックの機能性を含んでいる。この実施形態は、移植可能な心臓パルス発生器を介した心臓ペーシング及び(又は)除細動支持体から利益を得る患者に、特に有用である。   FIG. 48 is a block diagram of a sleep logbook system 4800 according to an embodiment of the present invention. In this preferred embodiment, the system includes sleep logbook functionality provided with cardiac rhythm management. This embodiment is particularly useful for patients who would benefit from cardiac pacing and / or defibrillation support via an implantable cardiac pulse generator.

睡眠と関連した各種の患者状態が、センサー4822、患者入力装置4823、及び(又は)情報システム4824を介して、モニタリング可能である。睡眠検出回路4836は、患者状態のうちの一つ又はそれ以上を使用して、睡眠の開始及び(又は)停止を検出することができる。睡眠開始が検出されると、睡眠ログブックプロセッサ4832のデータ獲得ユニット4833により、睡眠期間と関連した情報の収集が、開始される。例えば、データ獲得ユニット4833は、睡眠期間の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で、センサー4822、患者入力装置4823、及び情報システム4824のうちの一つ又はそれ以上により供給された情報を収集することができる。各睡眠期間と関連した収集された情報は、睡眠ログブックの睡眠ログブックエントリーとして体系化される。睡眠ログブック、又はその部分は、メモリ4860に格納し、遠隔の装置4855に送信し、かつ(あるいは)、表示装置4870上に表示できる。   Various patient conditions associated with sleep can be monitored via sensor 4822, patient input device 4823, and / or information system 4824. Sleep detection circuit 4836 can detect the start and / or stop of sleep using one or more of the patient conditions. When sleep onset is detected, the data acquisition unit 4833 of the sleep logbook processor 4832 starts collecting information associated with the sleep period. For example, data acquisition unit 4833 was provided by one or more of sensor 4822, patient input device 4823, and information system 4824 before, during, and / or after a sleep period. Information can be collected. The collected information associated with each sleep period is organized as a sleep logbook entry in the sleep logbook. The sleep log book, or portion thereof, can be stored in the memory 4860, transmitted to the remote device 4855, and / or displayed on the display device 4870.

図48に示した実施形態は、例えば、患者の呼吸によって変調された生理学的な状態を感知する呼吸センサーを含んでいてよい。一実施形態では、呼吸センサーは、移植可能な経胸郭インピーダンスセンサーを含んでいてよい。呼吸を感知する他の方法も、可能である。このような方法は、例えば、患者外部の呼吸バンド、呼吸流量計の測定、移植可能な又は患者外部の呼吸音の検出、血中酸素レベル、及び(又は)他のプロセスの使用を含んでいてよい。呼吸センサーは、以下に、より詳細に説明するように、睡眠の開始及び停止の検出の際に使用される情報を獲得することができる。追加的にあるいは別法として、呼吸の感知は、例えば、患者の呼吸を冒している現象の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で、呼吸波形を獲得するのに使用できる。呼吸波形は、睡眠ログブックエントリーの一構成要素であってよい。   The embodiment shown in FIG. 48 may include, for example, a respiration sensor that senses a physiological condition modulated by the patient's respiration. In one embodiment, the respiratory sensor may include an implantable transthoracic impedance sensor. Other ways of sensing respiration are possible. Such methods include, for example, the use of respiratory bands external to the patient, respiratory flow meter measurements, detection of implantable or external patient breathing sounds, blood oxygen levels, and / or other processes. Good. The respiration sensor can acquire information used in detecting sleep start and stop, as described in more detail below. Additionally or alternatively, respiration sensing can be used to acquire a respiration waveform, for example, before, during, and / or after a phenomenon affecting the patient. The respiratory waveform may be a component of a sleep log book entry.

睡眠と関連し、かつ(あるいは)、睡眠中に生じる各種の状態についての情報は、センサー4810、4822、患者入力装置4823及び(又は)他の情報システム4824を用いて、獲得することができる。該センサーは、睡眠ログブックシステム4800のインタフェース4831に、リードを介して、あるいは、無線で結合された患者内部4810及び(又は)患者外部センサー4822を含んでいてよい。該センサーは、各種の生理学的及び(又は)非生理学的な状態を感知することができる。患者入力装置4823は、患者が、患者を冒している状態に関連する情報であって睡眠ログを作成する際に有用である場合がある情報を入力することを可能にする。例えば、患者入力装置4823は、患者の喫煙、薬物使用、最近の運動レベル、及び(又は)他の患者活動、症候、又は、日中の眠気及び(又は)睡眠の質の患者知覚を含む知覚に関連した情報等の、患者に既知の情報を獲得するのに特に有用である場合がある。患者・入力装置によって与えられる情報は、睡眠ログブックシステム4800によって自動的に感知又は検出されない患者既知情報を含んでいてよい。   Information about various conditions associated with and / or occurring during sleep can be obtained using sensors 4810, 4822, patient input device 4823, and / or other information systems 4824. The sensors may include patient internal 4810 and / or patient external sensor 4822 coupled to interface 4831 of sleep logbook system 4800 via leads or wirelessly. The sensor can sense various physiological and / or non-physiological conditions. The patient input device 4823 allows the patient to input information related to the condition affecting the patient that may be useful in creating a sleep log. For example, the patient input device 4823 may include patient smoking, drug use, recent exercise levels, and / or other patient activity, symptoms, or patient perceptions of daytime sleepiness and / or sleep quality. It may be particularly useful in obtaining information known to the patient, such as information related to Information provided by the patient-input device may include patient known information that is not automatically sensed or detected by the sleep logbook system 4800.

睡眠ログブックシステム4800は、遠隔の計算装置及び(又は)ネットワークベースのサーバー等の、一つ又はそれ以上の情報システム4824を含んでいてもよい。現象情報プロセッサ4832は、情報システム4824にアクセスして、遠隔の計算装置及び(又は)サーバー上に格納された、あるいは、遠隔の計算装置及び(又は)サーバーによって生成されたデータベース及び(又は)他の情報源から、情報を獲得することができる。情報システム4824から獲得された情報は、睡眠を冒している現象に関連する他の情報と共に、睡眠ログブックに記録することができる。好適な一インプリメンテーションでは、睡眠ログブックシステム4800は、インターネットに接続された空気質サーバーにアクセスして、周囲汚染指標等の、環境状態に関連したデータを収集することができる。別のインプリメンテーションでは、睡眠ログブックシステム4800は、患者情報サーバーを介して、患者の治療歴にアクセスすることができる。   Sleep logbook system 4800 may include one or more information systems 4824, such as remote computing devices and / or network-based servers. Phenomenon information processor 4832 accesses information system 4824 and is stored on a remote computing device and / or server, or generated by a remote computing device and / or server, and / or the like. Information can be obtained from other sources. Information obtained from the information system 4824 can be recorded in a sleep logbook, along with other information related to the phenomenon affecting sleep. In one preferred implementation, the sleep logbook system 4800 can access an air quality server connected to the Internet to collect data related to environmental conditions, such as ambient pollution indicators. In another implementation, the sleep logbook system 4800 can access a patient's treatment history via a patient information server.

センサー4822、患者入力装置4823、及び情報システム4824は、インタフェース回路4831を介して睡眠ログブックシステム4800の他の構成要素に結合されている。インタフェース4831は、センサー4822を付勢するための、かつ(あるいは)、センサーが発生する信号を検出し、かつ(あるいは)、処理するための回路を含んでいてよい。インタフェース4831は、例えば、ドライバ回路、増幅器、フィルター、サンプリング回路、及び(又は)センサーが発生する信号を調整するためのA/D変換器回路を含んでいてよい。   Sensor 4822, patient input device 4823, and information system 4824 are coupled to other components of sleep logbook system 4800 via interface circuit 4831. Interface 4831 may include circuitry for energizing sensor 4822 and / or for detecting and / or processing signals generated by the sensor. The interface 4831 may include, for example, a driver circuit, an amplifier, a filter, a sampling circuit, and / or an A / D converter circuit for adjusting the signal generated by the sensor.

インタフェース4831は、患者入力装置4823、情報システム4824、装置プログラマー4855、APMシステム(図示せず)、又は他の遠隔の装置と通信するための回路4850を含んでいてもよい。患者入力装置4823、情報システム4824及び(又は)遠隔の装置プログラマー4855及び(又は)他の遠隔の装置との通信は、有線接続を用いて、又は、ブルーツース又は他の無線リンク等の無線通信リンクを介して、実行することができる。通信回路4850は、移植可能な、皮下の、皮膚の、かつ(あるいは)、外部センサーを含む各種のセンサーと無線で通信する機能を有していてもよい。   Interface 4831 may include circuitry 4850 for communicating with patient input device 4823, information system 4824, device programmer 4855, APM system (not shown), or other remote devices. Communication with patient input device 4823, information system 4824 and / or remote device programmer 4855 and / or other remote devices can be done using a wired connection or a wireless communication link such as Bluetooth or other wireless link Can be run through. The communication circuit 4850 may have a function of wirelessly communicating with various types of sensors including an implantable, subcutaneous, skin, and / or external sensor.

睡眠ログブックの機能性は、移植可能な心臓リズム管理システム4801等の治療システムを含んでいる医療用装置で、オプショナルに与えてよい。心臓リズム管理システム4801は、患者の心臓に電気的に結合された心臓電極4825を含んでいてよい。心臓感知回路4820によって感知される心臓信号は、心臓リズムの各種の異常の検出及び処置の際に、使用できる。異常な心臓リズムは、例えば、遅すぎるリズム(徐脈)、速すぎる心臓リズム(頻拍)、及び(又は)心房及び(又は)心室の不十分に同期化された収縮を含んでいる心臓リズム(すなわち、うっ血性心不全の症状)を含んでいる場合がある。   The functionality of the sleep logbook may optionally be provided by a medical device that includes a treatment system, such as an implantable cardiac rhythm management system 4801. The cardiac rhythm management system 4801 may include a cardiac electrode 4825 that is electrically coupled to the patient's heart. The cardiac signal sensed by the cardiac sensing circuit 4820 can be used in detecting and treating various abnormal heart rhythms. Abnormal heart rhythms include, for example, rhythms that are too slow (bradycardia), cardiac rhythms that are too fast (tachycardia), and / or poorly synchronized contractions of the atria and / or ventricles. (Ie, symptoms of congestive heart failure).

不整脈が、心臓リズム管理システムによって検出された場合は、心臓治療回路4815は、ペーシング及び(又は)電気除細動/除細動パルス等の電気刺激パルスの形で、心臓に心臓治療を送達することができる。心臓信号及び(又は)心臓状態(例えば、心臓信号の使用により導き出された、あるいは、検出された不整脈状態)は、睡眠と関連している場合がある。睡眠と関連している心臓情報は、睡眠ログブックシステム4800によって、獲得することができ、かつ、体系化することができる。   If an arrhythmia is detected by the cardiac rhythm management system, the cardiac therapy circuit 4815 delivers cardiac therapy to the heart in the form of pacing and / or electrical stimulation pulses such as cardioversion / defibrillation pulses. be able to. A cardiac signal and / or cardiac condition (eg, an arrhythmia condition derived or detected by use of the cardiac signal) may be associated with sleep. Cardiac information associated with sleep can be acquired and organized by sleep logbook system 4800.

ユーザーインタフェースは、睡眠ログブック情報を見、かつ(あるいは)、それにアクセスするのに使用できる。図49は、ユーザーインタフェース表示装置4900の好適な描写を示す。表示装置の領域4905は、睡眠についてのテキスト又は図表情報を示すのに使用できる。図49に示すように、睡眠期間のメニュー4910を提示することができ、かつ、ユーザーは、それにより、睡眠期間に、かつ(あるいは)、睡眠期間中に生じる睡眠障害現象に関連した追加の情報にアクセスすることができる。メニュー4910は、睡眠ログブックに含まれる睡眠期間と関連したパラメータの要約を提供することができる。図49に示すように、他のパラメータ見出しの中でも、睡眠期間4921、開始日付/時刻4922、停止日付/時刻4923、無呼吸/低呼吸指標4924、中断されていない睡眠効率4925等の、一つ又はそれ以上の要約パラメータ見出しを、メニュー4910の上部に、又は別の便利な場所に提示することができる。要約パラメータ見出し4921〜4925は、プログラマブルであってよく、また、図49に示したパラメータ見出しに対する追加の、又は、それらとは別のパラメータ見出しを選択することができる。   The user interface can be used to view and / or access sleep logbook information. FIG. 49 shows a preferred depiction of a user interface display 4900. Display device area 4905 can be used to show text or chart information about sleep. As shown in FIG. 49, a sleep period menu 4910 can be presented, and the user can thereby add additional information related to sleep disturbances that occur during and / or during the sleep period. Can be accessed. Menu 4910 may provide a summary of parameters associated with sleep periods included in the sleep logbook. 49, one of the other parameter headings, such as sleep period 4921, start date / time 4922, stop date / time 4923, apnea / hypopnea index 4924, uninterrupted sleep efficiency 4925, etc. Or, more summary parameter headings can be presented at the top of menu 4910 or in another convenient location. The summary parameter headers 4921-4925 may be programmable, and additional or different parameter headers may be selected for the parameter headers shown in FIG.

メニュー4910でメニュー項目として表示されている睡眠期間は、発症番号、日付/時刻、持続時間によって、又は、一つ又はそれ以上の睡眠質指標等の他の判断基準によって、ユーザーが選択できるものである。追加的にあるいは別法として、メニュー項目は、一つ又はそれ以上の睡眠障害現象、例えば、運動障害現象及び(又は)呼吸障害現象を反映することができる。メニュー項目は、各種の判断基準範囲及び(又は)閾値に基づいて選択し、表示してよい。例えば、図49に示した例画面では、Modify Queryボタン4931を起動させることによって、メニュー項目として選択される異なる現象グループが選択できる。別のシナリオでは、メニュー項目として選択された異なる睡眠障害現象グループが、Modify Queryボタン4931を起動させることによって、選択できる。表示装置上に示したModify Queryボタン4931及び他のボタンは、例えば、音声で起動、表示装置の画面のタッチングにより起動、又は、キーボード又はポインティングデバイスの操作により起動させることができる。   The sleep period displayed as a menu item in menu 4910 can be selected by the user by onset number, date / time, duration, or by other criteria such as one or more sleep quality indicators. is there. Additionally or alternatively, the menu items can reflect one or more sleep disorder phenomena, eg, movement disorder events and / or respiratory disorder events. Menu items may be selected and displayed based on various criteria ranges and / or threshold values. For example, in the example screen shown in FIG. 49, a different phenomenon group selected as a menu item can be selected by activating the Modify Query button 4931. In another scenario, different sleep disorder phenomenon groups selected as menu items can be selected by activating the Modify Query button 4931. The Modify Query button 4931 and other buttons shown on the display device can be activated by voice, activated by touching the screen of the display device, or activated by operating a keyboard or pointing device, for example.

一インプリメンテーションでは、Modify Queryボタン4931の起動で、日付/時刻、持続時間、タイプ、睡眠質測定基準等による、又は他の判断基準パラメータによる、各種の判断基準に対して体系化されたメニューに提示すべき睡眠期間及び(又は)睡眠障害現象を、ユーザーが選択できるセッションが開始される。一例では、ユーザーは、メニュー項目として提示されるべき閾値以下の中断されていない睡眠効率(USE)の測定基準を有する全ての睡眠期間を選択することができる。別の例では、ユーザーは、第1の日付と第2の日付との間の全ての睡眠期間を選択することができる。また別の例では、ユーザーは、患者が、ある環境状態、例えば、周囲温度範囲及び(又は)湿度範囲を経験する間に生じた特定のタイプの全ての睡眠障害現象を選択することができる。また別の例では、ユーザーは、睡眠ログブックに表わされている全ての睡眠期間又は全ての睡眠障害現象を選択することができる。選択の判断基準は、表示装置の発症クエリー選択領域4932に表示することができる。図49に示す睡眠ログブック表示装置の描写における発症クエリー選択領域4932は、全ての発症が、メニュー項目として選択されて表示されていることを示している。   In one implementation, activation of the Modify Query button 4931 enables a systematic menu for various criteria by date / time, duration, type, sleep quality metrics, etc., or by other criteria parameters. A session is initiated in which the user can select the sleep period and / or sleep disturbance phenomenon to be presented to the user. In one example, the user can select all sleep periods that have uninterrupted sleep efficiency (USE) metrics below a threshold to be presented as a menu item. In another example, the user can select all sleep periods between the first date and the second date. In yet another example, the user can select all sleep disorder phenomena of a particular type that occurred while the patient experienced certain environmental conditions, eg, ambient temperature range and / or humidity range. In yet another example, the user can select all sleep periods or all sleep disorder events represented in the sleep logbook. Selection criteria can be displayed in the onset query selection area 4932 of the display device. The onset query selection area 4932 in the depiction of the sleep logbook display device shown in FIG. 49 indicates that all onsets are selected and displayed as menu items.

メニュー4910では、ユーザーは、追加のテキスト及び(又は)図表情報が表示される睡眠期間を選択することができる。追加の情報は、選択された期間について、メニュー4910に提示された要約情報を超えるより詳細な情報を与えるものである。図49に示した好適な例図では、選択は、選択された睡眠期間の傍のチェックマーク4907によって示されている。便利さのため、表示装置は、select allボタン4951及び(又は)select noneボタン4952を含んでいてよい。select allボタン4951を起動させると、メニュー4910の全ての睡眠期間が選択される。select noneボタン4952を起動させると、メニュー4910の全ての睡眠期間がディセレクトされる。   In menu 4910, the user can select a sleep period in which additional text and / or chart information is displayed. The additional information provides more detailed information for the selected time period than the summary information presented in menu 4910. In the preferred example diagram shown in FIG. 49, the selection is indicated by a check mark 4907 beside the selected sleep period. For convenience, the display device may include a select all button 4951 and / or a select none button 4952. When the select all button 4951 is activated, all sleep periods in the menu 4910 are selected. When the select none button 4952 is activated, all sleep periods in the menu 4910 are deselected.

メニューの一つ又はそれ以上の睡眠期間の選択に続いて、detailボタン4942を起動させると、選択された睡眠期間と関連した詳細なテキスト情報が、表示装置画面に提示される。詳細情報は、例えば、メニュー4910が前に占めていた画面4905の領域に表示することができる。ユーザーは、prevボタン4941及びnextボタン4943を用いて、一つ又はそれ以上の選択された睡眠期間についてのテキスト情報全体を前後にスクロールすることができる。テキスト情報は、printボタン4944の起動時に印字でき、あるいは、save to diskボタン4955の起動により、ディスク又は他の格納媒体に保存できる。   Following the selection of one or more sleep periods in the menu, the detail button 4942 is activated and detailed text information associated with the selected sleep periods is presented on the display device screen. Detailed information can be displayed, for example, in the area of screen 4905 previously occupied by menu 4910. The user can use the prev button 4941 and the next button 4943 to scroll back and forth through the text information for one or more selected sleep periods. The text information can be printed when the print button 4944 is activated, or can be saved to a disk or other storage medium by activation of the save to disk button 4955.

選択された睡眠期間と関連した図表情報が、signalsボタン4962の起動時に表示できる。一インプリメンテーションでは、選択された睡眠期間の全て又は一部の間中に獲得された呼吸波形が、前にメニュー4910のために使用されていた表示装置の領域4905に表示できる。一インプリメンテーションでは、呼吸波形は、睡眠中に生じる呼吸現象の前に、その間中に、かつ(あるいは)、後で獲得することができる。他のパラメータ、例えば、心臓リズム、患者活動の波形が、追加的にあるいは別法として表示できる。一インプリメンテーションでは、マーク付きの波形が、表示可能である。例えば、マーク付きの呼吸波形は、呼吸波形と共に、一つ又はそれ以上の状態の発生を示すための、呼吸波形に位置合わせした一つ又はそれ以上の記号を含んでいてよい。該記号は、呼吸特性、例えば、平均呼吸速度、呼息スロープ等と関連した数値又はテキスト記述を有していてよい。一例では、発症の持続時間、血中酸素飽和度、呼吸障害のタイプ、及び(又は)他の検出された特性等の定量化できる特性を含む呼吸障害現象の各種の特性も、呼吸波形と共に表示することができる。ユーザーは、prev及びnextボタン4941、4943を用いて、選択された現象と関連した波形全体をスクロールすることができる。   Chart information associated with the selected sleep period can be displayed when the signals button 4962 is activated. In one implementation, respiratory waveforms acquired during all or a portion of the selected sleep period can be displayed in the display area 4905 previously used for the menu 4910. In one implementation, the respiratory waveform can be acquired before, during, and / or after a respiratory event that occurs during sleep. Other parameters, such as heart rhythm, patient activity waveforms, may additionally or alternatively be displayed. In one implementation, marked waveforms can be displayed. For example, the marked respiration waveform may include one or more symbols aligned with the respiration waveform to indicate the occurrence of one or more conditions along with the respiration waveform. The symbol may have a numerical or textual description associated with respiratory characteristics, eg, average respiratory rate, expiratory slope, etc. In one example, various characteristics of the disordered breathing phenomenon are also displayed with the respiratory waveform, including quantifiable characteristics such as duration of onset, blood oxygen saturation, type of disordered breathing, and / or other detected characteristics. can do. The user can use the prev and next buttons 4941 and 4943 to scroll through the entire waveform associated with the selected phenomenon.

治療の相互作用に基づく適合化
患者によっては、呼吸障害並びに徐脈及び(又は)CHF等の心臓障害の両方に対する心臓電気刺激治療を受信することができる。呼吸障害を緩和するための心臓電気治療と患者の心臓ペーシング措置、例えば、徐脈に対するペーシング又は心臓再同期化との間には、相互作用が生じる場合がある。このような相互作用は、患者に送達される全体的な治療に対する呼吸障害治療の衝撃のアセスメントにファクタリングすることができる。
Some adapted patients based on treatment interactions may receive electrical cardiac stimulation therapy for both respiratory disorders and cardiac disorders such as bradycardia and / or CHF. There may be an interaction between cardiac electrical therapy to alleviate respiratory disturbances and the patient's cardiac pacing procedure, such as pacing for bradycardia or cardiac resynchronization. Such interactions can be factored into the assessment of the impact of the disordered breathing treatment on the overall treatment delivered to the patient.

心臓治療と呼吸障害治療との間には、相互作用が生じる場合があり、かつ、相互作用の検出は、治療を調整するのに使用できる。ある場合には、呼吸障害を緩和するための心臓電気治療によって、徐脈又はCHF等の心臓機能障害を緩和するよう方向付けられた心臓ペーシング治療が増強可能である。例えば、絶対不応期中の、左心室の非興奮性の電気刺激が、CHF及び呼吸障害の両方を処置するのに有益な場合がある。   There may be an interaction between cardiac therapy and disordered breathing therapy, and detection of the interaction can be used to adjust the therapy. In some cases, cardiac pacing therapy directed to alleviate cardiac dysfunction such as bradycardia or CHF can be enhanced by cardiac electrical therapy to alleviate respiratory disturbances. For example, non-excitable electrical stimulation of the left ventricle during the absolute refractory period may be beneficial to treat both CHF and respiratory disorders.

他の例では、呼吸障害に対する心臓電気治療は、患者の心臓ペーシング措置と反対の目的で作用する場合がある。呼吸障害の処置のために送達されるペーシング治療は、心房ペーシングによって開始される心臓拍動のパーセンテージを増大させる場合がある。しかしながら、心臓拍動を開始するのに内因性の心房性現象がゆるされる場合は、同時的な心臓再同期化治療が最適である場合もある。この状況では、呼吸障害治療、心臓再同期化治療、又は両方の治療を調整して、望ましくない治療相互作用を低減することができる。   In other examples, cardiac electrotherapy for respiratory disorders may serve the opposite purpose as the patient's cardiac pacing procedure. A pacing therapy delivered for the treatment of breathing disorders may increase the percentage of heart beats initiated by atrial pacing. However, if the intrinsic atrial phenomenon is relaxed to initiate a heart beat, simultaneous cardiac resynchronization therapy may be optimal. In this situation, the disordered breathing therapy, cardiac resynchronization therapy, or both therapies can be adjusted to reduce undesirable therapeutic interactions.

図58は、本発明の実施形態により配設された睡眠・呼吸障害治療システム5800のブロック図である。治療システム5800は、患者5850の呼吸と関連した信号を出す経胸郭インピーダンスセンサー5880を含んでいる。経胸郭インピーダンスセンサーの出力は、呼吸パターン検出器5840に結合されている。患者の呼吸パターンは、上でより詳細に説明したように、呼吸障害検出器5811により分析されて、睡眠・呼吸障害が検出される。   FIG. 58 is a block diagram of a sleep / breathing disorder treatment system 5800 arranged according to an embodiment of the present invention. The treatment system 5800 includes a transthoracic impedance sensor 5880 that provides signals related to the breathing of the patient 5850. The output of the transthoracic impedance sensor is coupled to a respiratory pattern detector 5840. The patient's breathing pattern is analyzed by the breathing disorder detector 5811 to detect sleep / breathing disorders as described in more detail above.

睡眠・呼吸障害検出器5811は、治療制御モジュール5810に結合されている。呼吸障害検出器5811により、睡眠・呼吸障害が検出されると、治療制御モジュール5810は、患者5850に呼吸障害治療を送達するよう、治療モジュール5820に合図する。治療制御モジュール5810は、治療のアセスメントを行ない、かつ、治療の有効性が増強されるよう、患者に対する治療の衝撃を低減する治療が送達されるよう、又は、これらの治療上の目標の組合せが達成されるよう、治療を適合化する。   Sleep / breathing disorder detector 5811 is coupled to treatment control module 5810. If the sleep disorder detector 5811 detects sleep / breathing disorder, the therapy control module 5810 signals the therapy module 5820 to deliver the disordered breathing therapy to the patient 5850. The treatment control module 5810 performs a treatment assessment and allows the effectiveness of the treatment to be enhanced, the treatment delivered to reduce the impact of the treatment on the patient, or a combination of these therapeutic goals. Adapt treatment to be achieved.

治療制御モジュール5820は、例えば、治療の有効性を評価するための回路5813、及び、患者に対する治療の衝撃を査定するための回路5812を含んでいてよい。一実施形態では、治療の有効性は、治療送達に続く患者の呼吸パターンを分析して、呼吸障害の発症を検出し、かつ、さらに分類することによって査定される。呼吸障害の発症が続く場合、又は、呼吸障害の重症度が、治療によって十分に緩和しなかった場合は、より効果的な治療が送達されるよう、治療制御モジュール5810により、治療を適合化することができる。   The therapy control module 5820 may include, for example, a circuit 5813 for evaluating the effectiveness of the therapy and a circuit 5812 for assessing the impact of the therapy on the patient. In one embodiment, the effectiveness of the treatment is assessed by analyzing the patient's breathing pattern following treatment delivery to detect and further classify the development of a disordered breathing. The therapy control module 5810 adapts the therapy so that a more effective therapy is delivered if the disorder continues to develop or if the severity of the disorder has not been sufficiently mitigated by the therapy be able to.

別の例インプリメンテーションでは、上で説明したように、治療は、呼吸障害に対する急性及び(又は)慢性の生理学的な反応のうちの一つ又はそれ以上に基づいて、適合化することができる。例えば、治療は、低酸素のレベル、胸腔内の圧力、又は、患者が呼吸障害の発症中に、あるいは、そのすぐ後で経験する心拍数サージに基づいて適合化することができる。さらに、治療は、心拍数可変性、又は、血圧又は交感神経活動の増大を含む各種の慢性の状態に基づいて適合化することができる。呼吸障害に対する多数の慢性の生理学的な反応が、例えば、覚醒の期間中の、一つ又はそれ以上の呼吸障害発症の終結後に、検出可能である。さらに、急性と慢性の影響の組合せに基づいて、治療の適合化を行なうことができる。   In another example implementation, as described above, treatment can be adapted based on one or more of acute and / or chronic physiological responses to respiratory disorders. . For example, treatment can be tailored based on hypoxia levels, intrathoracic pressure, or heart rate surges that a patient experiences during or immediately after the onset of a respiratory disorder. Furthermore, treatment can be tailored based on various chronic conditions including heart rate variability or increased blood pressure or sympathetic activity. A number of chronic physiological responses to respiratory disorders can be detected, for example, after the onset of one or more respiratory disorders during the period of arousal. Furthermore, treatment adaptation can be performed based on a combination of acute and chronic effects.

患者に対する治療の衝撃を評価する一つの方法には、患者が経験する毎時の覚醒回数を判定することが含まれている。一例では、患者活動検出器5830に結合された加速度計5890を使用して、患者活動を示す信号を作り出すことができる。治療が効果的ではあるが、患者が経験する毎時の覚醒回数が、容認しがたいほど高かった場合は、治療の衝撃が低減されるよう、治療制御モジュール5810により、治療を適合化することができる。   One method of assessing the impact of treatment on a patient involves determining the number of hourly wakefulness experienced by the patient. In one example, an accelerometer 5890 coupled to a patient activity detector 5830 can be used to generate a signal indicative of patient activity. If the treatment is effective but the number of waking hours experienced by the patient is unacceptably high, the treatment control module 5810 can adapt the treatment to reduce the impact of the treatment. it can.

図59は、本発明の実施形態により、睡眠・呼吸障害を緩和するため心臓電気治療を行なう方法を示すフローグラフである。図58のブロック図を参照して上述したように、経胸郭インピーダンスセンサーを使用して、患者の呼吸パターンを特徴づける信号を与えることができる。加速度計信号は、患者が経験する毎時の覚醒回数に基づいて治療衝撃を査定するのに使用される。覚醒を検出するより敏感な手法、例えば、EEGが、加速度計法の代わりに、あるいは、加速度計法に加えて、使用できる。   FIG. 59 is a flow graph showing a method of performing cardiac electrical therapy to alleviate sleep / respiratory disturbance according to an embodiment of the present invention. As described above with reference to the block diagram of FIG. 58, a transthoracic impedance sensor may be used to provide a signal that characterizes the patient's breathing pattern. The accelerometer signal is used to assess treatment impact based on the number of hourly arousals experienced by the patient. More sensitive techniques for detecting arousal, such as EEG, can be used instead of or in addition to the accelerometer method.

経胸郭インピーダンスセンサーからの信号が、感知され5905、かつ、患者の呼吸波形パターンを検出する5910のに使用される。患者の呼吸パターンが、重篤な呼吸障害(DB)と一致した5915場合は、心臓治療が、最初、相対的に攻撃的なレベルで、患者に送達される5920。心臓電気治療が、相対的に高い速度のペーシングを含んでいる場合は、患者は、治療で睡眠から覚醒し、それにより、重篤な呼吸障害発症が終結する場合がある。心臓電気治療は、衝撃のレベルを低減するため、夜中に亘って修正してよい。   The signal from the transthoracic impedance sensor is sensed 5905 and used to detect 5910 of the patient's respiratory waveform pattern. If the patient's breathing pattern is consistent with severe respiratory distress (DB) 5915, cardiac therapy is first delivered to the patient at a relatively aggressive level 5920. If cardiac electrotherapy includes a relatively high rate of pacing, the patient may wake up from sleep with the treatment, thereby ending the development of severe respiratory distress. Cardiac electrotherapy may be modified over the night to reduce the level of shock.

患者の呼吸パターンが、重篤な呼吸障害を示さなかった5915が、呼吸障害(DB)呼吸パターンと一致した5925場合は、初期レベル、例えば、患者の内因性の速度、又は、患者の正常な睡眠速度を約5〜約15 bpm超えるペーシング速度で、心臓電気治療が送達される5930。   If the patient's breathing pattern did not show severe respiratory disturbance 5915 matched the respiratory disorder (DB) breathing pattern 5925, the initial level, eg, the patient's intrinsic rate, or the patient's normal Cardiac electrotherapy is delivered 5930 at a pacing rate that exceeds sleep rate by about 5 to about 15 bpm.

例えば、患者の呼吸パターンを分析して、呼吸障害の発症があればそれを検出し、かつ、さらに査定することにより、治療の有効性を評価する5935。治療が効果的でなく5940、例えば、呼吸障害が引き続くか、あるいは、呼吸障害の追加の出来事が検出された場合は、治療のレベルを予め定められた量、例えば、心臓ペーシング治療の場合は、約5 bpmだけ上げることによって、治療を修正する5945。治療が効果的であった5940場合は、治療レベルを、予め定められた量、例えば、心臓ペーシング治療の場合は、約5 bpmだけ下げてよい5950。適合化された治療のレベルは、上限及び下限、例えば、呼吸障害心臓ペーシング治療の上限及び下限によって制限してよい。   For example, the patient's respiratory pattern is analyzed to detect the occurrence of a respiratory disorder, if any, and further assessed to assess the effectiveness of the treatment 5935. If treatment is not effective 5940, e.g., if breathing disturbances continue, or if additional events of breathing disorders are detected, the level of treatment is pre-determined, e.g. for cardiac pacing treatments, Modify treatment 5945 by raising it by about 5 bpm. If the treatment was effective 5940, the treatment level may be lowered 5950 by a predetermined amount, eg, about 5 bpm for cardiac pacing treatment. The level of adapted therapy may be limited by upper and lower limits, eg, upper and lower limits for respiratory disorder pacing therapy.

患者に対する治療の衝撃は、患者の睡眠の質に基づいて、判定できる。睡眠の質の一つの測度には、患者が経験する毎時の覚醒回数を計算することが含まれている。患者の活動は、睡眠からの覚醒中に増大する。患者活動のレベルは、患者運動に応答する加速度計信号を感知する5955ことによって、あるいは、患者の分時換気量信号を分析することによって、あるいは、加速度計信号と分時換気量信号との組合せを用いて、検出することができる。活動信号によって示される検出された患者活動に基づいて、患者が経験する毎時の覚醒回数(A/H)が、計算できる5960。患者が経験する毎時の覚醒回数が、予め定められた閾値以下であった場合は、患者の睡眠の質は、容認でき、かつ、治療の衝撃5965は、容認できる、と判定される。治療衝撃が、容認できる、と判定された5965場合は、治療レベルは、修正されない。毎時の覚醒回数が、閾値を超えた場合は、治療の衝撃5965は、容認できず、したがって、治療レベル、例えば、ペーシング速度を下げてよい5970。   The impact of treatment on the patient can be determined based on the quality of the patient's sleep. One measure of sleep quality includes calculating the number of hourly wakefulness experienced by the patient. Patient activity increases during waking from sleep. The level of patient activity is determined by sensing the accelerometer signal in response to patient motion 5955, or by analyzing the patient's minute ventilation signal, or a combination of the accelerometer signal and the minute ventilation signal. Can be detected. Based on the detected patient activity indicated by the activity signal, the number of hourly arousals (A / H) experienced by the patient can be calculated 5960. If the number of hourly wakefulness experienced by the patient is less than or equal to a predetermined threshold, it is determined that the patient's sleep quality is acceptable and the treatment impact 5965 is acceptable. If the treatment impact is determined to be acceptable 5965, the treatment level is not corrected. If the number of awakenings per hour exceeds a threshold, the treatment impact 5965 is unacceptable and may therefore reduce the treatment level, eg, pacing rate 5970.

図に示し、かつ、ここで説明した構成要素及び機能性は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組合せで実現できることが、分かる。図で別個の又は個別的なブロック/要素として示した構成要素及び機能性は、他の構成要素及び機能性と組み合せて実現でき、かつ、このような構成要素及び機能性の個別的又は一体的な形での描写は、説明の明瞭さを目的としたものであり、限定を目的としたものではないことが、さらに分かる。   It will be appreciated that the components and functionality shown in the figures and described herein can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. Components and functionality shown in the figures as separate or individual blocks / elements can be implemented in combination with other components and functionality, and such components and functionality can be implemented individually or integrally. It is further understood that the depiction in the form is intended for clarity of explanation and not for the purpose of limitation.

以上説明した各種の実施形態には、各種の修正及び追加が、本発明の範囲を逸脱することなしに可能である。したがって、本発明の範囲は、上に説明した特定の実施形態によって限定されるべきではなく、以下に掲げるクレーム及びその等価物によってのみ定義されるべきである。   Various modifications and additions can be made to the various embodiments described above without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the invention should not be limited by the particular embodiments described above, but should be defined only by the claims set forth below and equivalents thereof.

本発明の実施形態による、呼吸障害の治療を行なう方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for treating a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、心臓電気治療を行なって呼吸障害を処置するよう構成されたシステムのブロック図である。1 is a block diagram of a system configured to perform cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態による、呼吸障害に対する心臓刺激治療を実現するための回路を含んでいてよい移植可能な装置の部分図である。FIG. 3 is a partial view of an implantable device that may include circuitry for implementing cardiac stimulation therapy for a respiratory disorder, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、患者に移植された経胸郭心臓感知及び(又は)刺激装置の図である。1 is a diagram of a transthoracic heart sensing and / or stimulation device implanted in a patient according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態による、経胸郭心臓感知及び(又は)刺激装置の各種の構成要素を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating various components of a transthoracic heart sensing and / or stimulation device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により位置づけられた経胸郭心臓感知及び(又は)刺激装置の各種の構成要素を示す図である。FIG. 6 illustrates various components of a transthoracic heart sensing and / or stimulation device positioned in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により位置づけられた経胸郭心臓感知及び(又は)刺激装置の各種の構成要素を示す図である。FIG. 6 illustrates various components of a transthoracic heart sensing and / or stimulation device positioned in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により位置づけられた経胸郭心臓感知及び(又は)刺激装置の各種の構成要素を示す図である。FIG. 6 illustrates various components of a transthoracic heart sensing and / or stimulation device positioned in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、心臓に対する電極サブシステムの配置を示す図である。FIG. 3 shows the placement of an electrode subsystem relative to the heart, according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態による、心臓に対する電極サブシステムの配置を示す図である。FIG. 3 shows the placement of an electrode subsystem relative to the heart, according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態による、心臓に対する電極サブシステムの配置を示す図である。FIG. 3 shows the placement of an electrode subsystem relative to the heart, according to an embodiment of the invention. 経胸郭インピーダンスセンサー信号によって表わされた正常な呼吸パターンを示す。Fig. 5 shows a normal breathing pattern represented by a transthoracic impedance sensor signal. 本発明の実施形態により、呼吸障害の治療を適合化する方法論のフローチャートを示す。FIG. 4 shows a flowchart of a methodology for adapting treatment of a disordered breathing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害の検出に使用される呼吸間隔を示す。Fig. 4 shows a breathing interval used for detection of a disordered breathing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、睡眠無呼吸及び重篤な睡眠無呼吸の検出の際に使用される呼吸間隔を示す。FIG. 4 illustrates breath intervals used in detecting sleep apnea and severe sleep apnea according to embodiments of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により、検出できる呼吸パターンのグラフである。4 is a graph of a respiration pattern that can be detected according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、検出できる呼吸パターンのグラフである。4 is a graph of a respiration pattern that can be detected according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、無呼吸及び低呼吸検出の方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for apnea and hypopnea detection according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸間隔を示すグラフである。4 is a graph showing breathing intervals according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、低呼吸検出方法を示すグラフである。4 is a graph illustrating a method for detecting hypopnea according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、取り組むことができる個々の呼吸障害現象及び呼吸障害現象の組合せの命名法を示すチャートである。FIG. 5 is a chart showing nomenclature of individual respiratory disturbance events and respiratory disorder combinations that can be addressed in accordance with embodiments of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により、取り組むことができる個々の呼吸障害現象及び呼吸障害現象の組合せの命名法を示すチャートである。FIG. 5 is a chart showing nomenclature of individual respiratory disturbance events and respiratory disorder combinations that can be addressed in accordance with embodiments of the present invention. FIG. 無呼吸呼吸サイクルと低呼吸呼吸サイクルの混合を含む呼吸障害現象を示すグラフである。It is a graph which shows the disordered-breathing phenomenon including the mixture of an apnea respiratory cycle and a hypopnea respiratory cycle. 無呼吸呼吸サイクルと低呼吸呼吸サイクルの混合を含む呼吸障害現象を示すグラフである。It is a graph which shows the disordered-breathing phenomenon including the mixture of an apnea respiratory cycle and a hypopnea respiratory cycle. 無呼吸呼吸サイクルと低呼吸呼吸サイクルの混合を含む呼吸障害現象を示すグラフである。It is a graph which shows the disordered-breathing phenomenon including the mixture of an apnea respiratory cycle and a hypopnea respiratory cycle. 無呼吸呼吸サイクルと低呼吸呼吸サイクルの混合を含む呼吸障害現象を示すグラフである。It is a graph which shows the disordered-breathing phenomenon including the mixture of an apnea respiratory cycle and a hypopnea respiratory cycle. 無呼吸呼吸サイクルと低呼吸呼吸サイクルの混合を含む呼吸障害現象を示すグラフである。It is a graph which shows the disordered-breathing phenomenon including the mixture of an apnea respiratory cycle and a hypopnea respiratory cycle. 本発明の実施形態により検出できる周期的な呼吸呼吸パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the periodic breathing respiration pattern which can be detected by the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により検出できるチェーン・ストークス呼吸パターンを示すグラフである。4 is a graph showing a chain Stokes breathing pattern that can be detected according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害を検出する方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for detecting a respiratory disorder according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により呼吸障害現象を分類する方法のフローチャートである。5 is a flowchart of a method for classifying a disordered breathing phenomenon according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により実現できる呼吸障害分類回路のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a respiratory disorder classification circuit that can be realized by an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、中枢性及び閉塞性呼吸障害の胸壁挙動を表わす加速度計信号のグラフである。4 is a graph of accelerometer signals representing chest wall behavior of central and obstructive respiratory disorders according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、中枢性及び閉塞性呼吸障害の胸壁挙動を表わす加速度計信号のグラフである。4 is a graph of accelerometer signals representing chest wall behavior of central and obstructive respiratory disorders according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害現象を中枢性、閉塞性又は混合性現象として分類する方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for classifying a disordered breathing phenomenon as a central, obstructive or mixed phenomenon according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害現象を中枢性、閉塞性又は混合性現象として分類する方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for classifying a disordered breathing phenomenon as a central, obstructive or mixed phenomenon according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害の予測に基づいて呼吸障害治療をトリガリングする方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart illustrating a method for triggering a disordered breathing treatment based on a predicted disordered breathing according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態による、呼吸障害予測の機能性を含む呼吸障害治療システムのブロック図である。1 is a block diagram of a disordered breathing treatment system including a disordered breathing prediction functionality according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により、患者を冒している状態を用いて呼吸障害を予測する方法を概念的に示す図である。FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating a method for predicting a respiratory disorder using a state affecting a patient according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害の予測エンジンの動作を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the operation | movement of the prediction engine of a respiratory disorder according to embodiment of this invention. 本発明の実施形態により、予測判断基準ライブラリを確定し、かつ、更新する方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for determining and updating a prediction judgment reference library according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害の治療を適合化する方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for adapting treatment of a disordered breathing according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、治療の有効性及び治療衝撃の両方を考慮に入れて、呼吸障害の治療を適合化する方法を示すフローチャートである。6 is a flow chart illustrating a method for adapting treatment of respiratory disorders, taking into account both treatment effectiveness and treatment impact, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、睡眠質モニターを装着された患者を示す。Fig. 4 illustrates a patient wearing a sleep quality monitor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害に対する治療システムと併用できる睡眠検出器のブロック図である。1 is a block diagram of a sleep detector that can be used with a treatment system for breathing disorders according to embodiments of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により、睡眠を検出する方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a method for detecting sleep according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、加速度計及び分時換気量信号を用いて睡眠を検出する方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a method for detecting sleep using an accelerometer and a minute ventilation signal according to an embodiment of the present invention. それぞれ、患者の活動及び心拍数を示すグラフである。It is a graph which shows a patient's activity and a heart rate, respectively. それぞれ、患者の活動及び心拍数を示すグラフである。It is a graph which shows a patient's activity and a heart rate, respectively. 患者の分時換気量信号のグラフである。It is a graph of a patient's minute ventilation signal. 本発明の実施形態による、活動睡眠閾値の調整を示す。Fig. 6 illustrates adjustment of an active sleep threshold according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害治療システムが利用することができる自律神経性の覚醒反応のグラフである。4 is a graph of an autonomic arousal response that can be utilized by a respiratory disorder treatment system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、覚醒検出と接続して実行することができる各種のオプショナルプロセスを示すフロー図である。FIG. 5 is a flow diagram illustrating various optional processes that can be performed in conjunction with wake detection in accordance with embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、心臓電気治療システムと協同で実現することができる覚醒検出器のブロック図である。1 is a block diagram of a wakefulness detector that can be implemented in cooperation with a cardiac electrotherapy system according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により、呼吸障害に対して心臓ペーシングを送達する速度を修正するための一つ又はそれ以上の入力を受信するよう構成されたコントローラを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a controller configured to receive one or more inputs for modifying the rate at which cardiac pacing is delivered for a respiratory disorder, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害に対して心臓ペーシングを送達する速度を修正するための一つ又はそれ以上の入力を受信するよう構成されたコントローラを示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a controller configured to receive one or more inputs for modifying the rate at which cardiac pacing is delivered for a respiratory disorder, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるペーシング速度調整を示す信号フロー図である。FIG. 5 is a signal flow diagram illustrating pacing rate adjustment according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるペーシング速度調整を示す信号フロー図である。FIG. 5 is a signal flow diagram illustrating pacing rate adjustment according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態によるペーシング速度調整を示す信号フロー図である。FIG. 5 is a signal flow diagram illustrating pacing rate adjustment according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、呼吸障害の検出に基づいて送達されるペーシング又は他の治療速度を修正するための、いくつかの異なる入力を含んでいるコントローラを示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a controller including several different inputs for modifying pacing or other treatment rates delivered based on detection of a disordered breathing according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態による、ペーシング速度の修正を示すグラフである。6 is a graph illustrating pacing speed correction according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態による、ペーシング速度の修正を示すグラフである。6 is a graph illustrating pacing speed correction according to an embodiment of the invention. 本発明の実施形態により、係数a及びbのうちの少なくとも一つを、一つ又はそれ以上の、以前の心臓間欠期の関数として使用する方法を示すグラフである。FIG. 4 is a graph illustrating a method of using at least one of coefficients a and b as a function of one or more previous intermittent cardiac periods according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸現象と関連した医療情報の収集を含む方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method that includes collecting medical information associated with a respiratory phenomenon, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸ログブックのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a respiratory logbook according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸ログブックのユーザーインタフェース表示装置の好適な描写を示す。Fig. 2 shows a preferred depiction of a respiratory logbook user interface display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸ログブック情報の獲得を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating acquisition of respiratory logbook information according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、呼吸ログブック情報の獲得を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating acquisition of respiratory logbook information according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、マーク付き呼吸波形を示す。Fig. 6 shows a marked respiration waveform according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、マーク付き呼吸波形を示す。Fig. 6 shows a marked respiration waveform according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、睡眠ログブックのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a sleep log book according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、睡眠ログブックのユーザーインタフェース表示装置の好適な描写を示す。Fig. 4 illustrates a preferred depiction of a sleep logbook user interface display device, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、睡眠段階を分類する方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for classifying sleep stages according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、睡眠段階を分類する方法を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a method for classifying sleep stages according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による、睡眠段階分類方法を実行するのに適したシステムのブロック図である。1 is a block diagram of a system suitable for performing a sleep stage classification method according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施形態により構成され睡眠段階弁別回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the sleep stage discrimination circuit comprised by embodiment of this invention. 本発明の実施形態により睡眠段階の分類を行なう方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for performing sleep stage classification according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により睡眠段階の分類を行なう方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a method for performing sleep stage classification according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、治療送達と協同で睡眠段階分類を行ない、かつ、試験を行なうためのプロセスを示すプロセスフロー図である。FIG. 4 is a process flow diagram illustrating a process for performing sleep stage classification and testing in cooperation with therapeutic delivery, according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、睡眠段階インフォームド治療を行なうのに使用できる医療用システムを示す。1 illustrates a medical system that can be used to perform sleep stage informed therapy according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、移植された医療用装置に機械的に結合された筋無緊張センサーの各種の構成を示す。Fig. 5 illustrates various configurations of a muscle tension sensor mechanically coupled to an implanted medical device, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、移植された医療用装置に機械的に結合された筋無緊張センサーの各種の構成を示す。Fig. 5 illustrates various configurations of a muscle tension sensor mechanically coupled to an implanted medical device, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、移植された医療用装置に機械的に結合された筋無緊張センサーの各種の構成を示す。Fig. 5 illustrates various configurations of a muscle tension sensor mechanically coupled to an implanted medical device, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により、移植された医療用装置に機械的に結合された筋無緊張センサーの各種の構成を示す。Fig. 5 illustrates various configurations of a muscle tension sensor mechanically coupled to an implanted medical device, according to embodiments of the present invention. 本発明の実施形態により配置された睡眠・呼吸障害治療システム5800のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a sleep / breathing disorder treatment system 5800 arranged according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態により、睡眠・呼吸障害を緩和するための心臓電気治療を行なう方法を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a method for performing cardiac electrical therapy for alleviating sleep / respiratory disorder according to an embodiment of the present invention.

Claims (56)

自動化された治療方法であって、
一つ又はそれ以上の生理学的又は非生理学的な状態を示す知覚情報を受信する工程と、
前記知覚情報に基づいて呼吸障害を処置するよう心臓電気治療を適合化する工程と、
前記適合化された心臓電気治療に基づいて心臓に送達可能な出力信号を発生させる工程と、を含む方法において、前記知覚情報を受信する工程と、前記心臓電気治療を適合化する工程と、前記出力信号を発生させる工程のうちの少なくとも2つが、移植可能な構成要素を用いて行なわれることを特徴とする方法。
An automated treatment method,
Receiving sensory information indicative of one or more physiological or non-physiological conditions;
Adapting cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder based on the sensory information;
Generating an output signal deliverable to the heart based on the adapted cardiac electrotherapy, receiving the sensory information, adapting the cardiac electrotherapy, A method wherein at least two of the steps of generating an output signal are performed using an implantable component.
前記知覚情報を受信する工程は、
生理学的な状態を示す知覚情報を受信する工程と、
非生理学的な状態を示す知覚情報を受信する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Receiving the sensory information comprises:
Receiving sensory information indicative of a physiological condition;
Receiving sensory information indicative of a non-physiological condition;
The method of claim 1, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸障害を検出する工程と、
前記検出された呼吸障害に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Detecting a respiratory disorder based on the received sensory information;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the detected respiratory disorder;
The method of claim 1, comprising:
前記知覚情報を受信する工程は、呼吸パターンと関連した知覚情報を受信する工程を含み、かつ、
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記呼吸パターンに基づいて呼吸障害を検出する工程と、
呼吸障害の前記検出に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Receiving the sensory information comprises receiving sensory information associated with a breathing pattern; and
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Detecting a respiratory disorder based on the respiratory pattern;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the detection of a respiratory disorder;
including,
The method according to claim 1.
前記知覚情報を受信する工程は、
睡眠を示す知覚情報を受信する工程と、
呼吸障害を示す知覚情報を受信する工程と、
を含み、かつ、
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
睡眠を示す前記受信された知覚情報に基づいて睡眠を検出する工程と、
呼吸障害を示す前記受信された知覚情報に基づいて睡眠中に呼吸障害を検出する工程と、
睡眠を示す時間中に呼吸障害の前記検出を適合化する工程と、
を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Receiving the sensory information comprises:
Receiving perceptual information indicative of sleep;
Receiving perceptual information indicative of a respiratory disorder;
Including, and
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Detecting sleep based on the received sensory information indicative of sleep;
Detecting a respiratory disorder during sleep based on the received sensory information indicating a respiratory disorder;
Adapting the detection of a disordered breathing during a time indicative of sleep;
including,
The method according to claim 1.
前記呼吸障害に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸障害を検出する工程と、
前記検出された呼吸障害の重症度を判定する工程と、
前記検出された呼吸障害の前記重症度に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
Adapting the cardiac electrotherapy based on the respiratory disorder comprises:
Detecting a respiratory disorder based on the received sensory information;
Determining the severity of the detected respiratory disorder;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the severity of the detected respiratory disorder;
5. The method of claim 4, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸障害を予測する工程と、
前記予測された呼吸障害を処置するよう前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Predicting respiratory impairment based on the received perceptual information;
Adapting the cardiac electrotherapy to treat the predicted respiratory disorder;
The method of claim 1, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて治療の有効性を判定する工程と、
前記治療の有効性に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Determining the effectiveness of a treatment based on the received sensory information;
Adapting the cardiac electrical therapy based on the effectiveness of the therapy;
The method of claim 1, comprising:
前記治療の有効性を判定する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸障害を検出する工程と、
前記検出された呼吸障害に基づいて前記治療の有効性を判定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
The step of determining the effectiveness of the treatment comprises
Detecting a respiratory disorder based on the received sensory information;
Determining the effectiveness of the treatment based on the detected respiratory disorder;
The method of claim 9, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて前記心臓電気治療の衝撃を判定する工程と、
前記治療衝撃に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Determining an impact of the cardiac electrotherapy based on the received sensory information;
Adapting the cardiac electrical therapy based on the therapeutic impact;
The method of claim 1, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて睡眠の質を査定する工程と、
前記査定された睡眠の質に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Assessing sleep quality based on the received perceptual information;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the assessed sleep quality;
The method of claim 1, comprising:
前記睡眠の質を査定する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて睡眠を検出する工程と、
睡眠と関連した情報を獲得する工程と、
前記獲得された情報を睡眠ログブックとして体系化する工程と、
前記体系化された情報を用いて前記睡眠の質を査定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
The step of assessing the quality of sleep comprises
Detecting sleep based on the received perceptual information;
Acquiring information related to sleep; and
Systematizing the acquired information as a sleep logbook;
Assessing the quality of sleep using the systematized information;
The method of claim 12, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸の質を査定する工程と、
前記査定された呼吸の質に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Assessing respiratory quality based on the received perceptual information;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the assessed respiratory quality;
The method of claim 1, comprising:
前記呼吸の質を査定する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて呼吸現象を検出する工程又は予測する工程と、
前記呼吸現象の前記検出又は予測に応答して、前記呼吸現象と関連した医療情報の収集を開始する工程と、
前記呼吸現象と関連した前記医療情報を収集する工程と、
前記医療情報を呼吸現象ログエントリーとして体系化する工程と、
前記体系化された医療情報を用いて前記呼吸の質を査定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
The step of assessing the quality of breathing comprises
Detecting or predicting a respiratory phenomenon based on the received perceptual information;
Initiating collection of medical information associated with the respiratory phenomenon in response to the detection or prediction of the respiratory phenomenon;
Collecting the medical information associated with the respiratory phenomenon;
Systematizing the medical information as a respiratory phenomenon log entry;
Assessing the quality of the breath using the systematic medical information;
15. The method of claim 14, comprising:
前記治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて睡眠段階を判定する工程と、
前記睡眠段階に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the treatment comprises
Determining a sleep stage based on the received sensory information;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the sleep stage;
The method of claim 1, comprising:
前記治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて睡眠段階を判定する工程と、
呼吸の睡眠段階インフォームドモニタリングを行なう工程と、
前記睡眠段階インフォームド呼吸モニタリングに基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the treatment comprises
Determining a sleep stage based on the received sensory information;
Carrying out sleep stage informed monitoring of breathing;
Adapting the cardiac electrical therapy based on the sleep stage informed breath monitoring;
The method of claim 1, comprising:
前記知覚情報を受信する工程は、自律神経性の覚醒反応情報によって変調された生理学的な状態と関連した知覚情報を受信する工程を含み、かつ、
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記知覚情報に基づいて睡眠中に生じる自律神経性の覚醒現象を検出する工程と、
前記検出された自律神経性の覚醒現象に基づいて前記心臓電気治療を適合化する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Receiving the sensory information comprises receiving sensory information associated with a physiological condition modulated by autonomic arousal response information; and
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Detecting an autonomic arousal phenomenon that occurs during sleep based on the perceptual information;
Adapting the cardiac electrotherapy based on the detected autonomic arousal phenomenon;
The method of claim 1, comprising:
前記心臓電気治療を適合化する工程は、
前記受信された知覚情報に基づいて治療の相互作用を判定する工程と、
前記心臓電気治療を適合化して前記治療の相互作用を修正する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Adapting the cardiac electrical therapy comprises:
Determining a therapeutic interaction based on the received sensory information;
Adapting the cardiac electrical therapy to modify the interaction of the therapy;
The method of claim 1, comprising:
医療用治療装置であって、
患者を冒している状態を感知するよう構成された感知システムと、
前記感知システムに結合され、かつ、心臓電気治療を適合化して呼吸障害を処置するよう構成された治療制御システムと、
前記治療制御システムに結合され、かつ、前記適合化された治療を前記患者に送達するよう構成された心臓電気刺激発生器とを含む医療用治療装置において、前記感知システム、前記治療制御システム、及び前記パルス発生器のうちの少なくとも2つは、移植可能な構成要素を含むことを特徴とする装置。
A medical treatment device,
A sensing system configured to sense a condition affecting the patient;
A therapy control system coupled to the sensing system and configured to adapt cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder;
A medical treatment device coupled to the treatment control system and configured to deliver the adapted treatment to the patient, wherein the sensing system, the treatment control system, and At least two of the pulse generators include an implantable component.
前記感知システム、前記治療制御システム、及び前記心臓電気刺激発生器のうちの少なくとも一つは、移植可能な経胸郭心臓刺激装置の移植可能なハウジング内に配設されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。   The at least one of the sensing system, the therapy control system, and the cardiac electrical stimulation generator is disposed within an implantable housing of an implantable transthoracic heart stimulator. Item 20. The apparatus according to Item 20. 前記感知システム、前記治療制御システム、及び前記心臓電気刺激発生器のうちの少なくとも一つは、移植可能な心臓リズム管理システムの移植可能なハウジング内に配設されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。   The at least one of the sensing system, the therapy control system, and the cardiac electrical stimulation generator is disposed within an implantable housing of an implantable cardiac rhythm management system. The apparatus according to 20. 前記感知システムは、生理学的な状態を感知するよう構成されたセンサーを含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The device of claim 20, wherein the sensing system includes a sensor configured to sense a physiological condition. 前記感知システムは、非生理学的な状態を感知するよう構成されたセンサーを含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The apparatus of claim 20, wherein the sensing system includes a sensor configured to sense a non-physiological condition. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された呼吸障害検出器をさらに含み、前記呼吸障害検出器は、前記感知された状態に基づいて呼吸障害を検出するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記検出された呼吸障害に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. The disordered breathing detector coupled to the sensing system and the therapy controller, wherein the disordered breathing detector is configured to detect a disordered breathing based on the sensed condition. The apparatus, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy based on the detected respiratory disorder. 前記感知システムは、患者の呼吸によって変調された状態を感知するよう構成されており、かつ、前記呼吸障害検出器は、呼吸パターンに基づいて呼吸障害を検出するよう構成されていることを特徴とする請求項25に記載の装置。   The sensing system is configured to sense a condition modulated by patient breathing, and the disordered breathing detector is configured to detect a disordered breathing based on a breathing pattern. 26. The apparatus of claim 25. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された呼吸障害予測回路をさらに含み、前記呼吸障害予測回路は、前記感知された状態に基づいて呼吸障害を予測するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記予測された呼吸障害に基づいて前記治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. The respiratory disorder prediction circuit coupled to the sensing system and the therapy controller, wherein the respiratory disorder prediction circuit is configured to predict a respiratory disorder based on the sensed condition. The apparatus, wherein the therapy controller is configured to adapt the therapy based on the predicted respiratory disorder. 前記感知システムは、前記患者を呼吸障害に罹らせている一つ又はそれ以上の状態を感知するよう構成されており、かつ、前記呼吸障害予測回路は、前記病因状態に基づいて呼吸障害を予測するよう構成されていることを特徴とする請求項27に記載の装置。   The sensing system is configured to sense one or more conditions that cause the patient to suffer from a disordered breathing, and the disordered breathing prediction circuit is configured to detect a disordered breathing based on the etiological condition. 28. The apparatus of claim 27, wherein the apparatus is configured to predict. 前記感知システムは、呼吸障害に対する一つ又はそれ以上の前兆状態を感知するよう構成されており、かつ、前記呼吸障害予測回路は、前記前兆状態に基づいて呼吸障害を予測するよう構成されていることを特徴とする請求項27に記載の装置。   The sensing system is configured to sense one or more precursor conditions for a disordered breathing, and the disordered breathing prediction circuit is configured to predict a disordered breathing based on the precursor conditions. 28. The apparatus of claim 27. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された治療アセスメントプロセッサをさらに含み、前記治療アセスメントプロセッサは、前記感知された状態に基づいて治療の有効性を判定するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記治療の有効性に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   The treatment assessment processor further coupled to the sensing system and the treatment controller, wherein the treatment assessment processor is configured to determine the effectiveness of a treatment based on the sensed condition. The apparatus, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy based on the effectiveness of the therapy. 前記感知システム及び前記治療アセスメントプロセッサに結合された呼吸障害検出器をさらに含み、前記呼吸障害検出器は、前記感知された状態に基づいて呼吸障害を検出するよう構成されている請求項30に記載の装置において、前記治療アセスメントプロセッサは、前記検出された呼吸障害に基づいて前記治療の有効性を判定するよう構成されていることを特徴とする装置。   31. A respiratory disorder detector coupled to the sensing system and the therapy assessment processor, wherein the respiratory disorder detector is configured to detect a respiratory disorder based on the sensed condition. The apparatus of claim 1, wherein the treatment assessment processor is configured to determine the effectiveness of the treatment based on the detected respiratory disorder. 前記感知システム及び前記治療アセスメントプロセッサに結合された呼吸障害検出器をさらに含み、前記呼吸障害検出器は、前記感知された状態に基づいて呼吸障害を検出するよう構成されている請求項30に記載の装置において、前記治療アセスメントプロセッサは、前記検出された呼吸障害の重症度を判定し、かつ、前記検出された呼吸障害の前記重症度に基づいて前記治療の有効性を査定するよう構成されていることを特徴とする装置。   31. A respiratory disorder detector coupled to the sensing system and the therapy assessment processor, wherein the respiratory disorder detector is configured to detect a respiratory disorder based on the sensed condition. The treatment assessment processor is configured to determine the severity of the detected respiratory disorder and to assess the effectiveness of the therapy based on the severity of the detected respiratory disorder. A device characterized by comprising. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された治療アセスメントプロセッサをさらに含み、前記治療アセスメントプロセッサは、前記感知された状態に基づいて前記患者に対する前記心臓電気治療の衝撃を判定するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記治療衝撃に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   And further comprising a treatment assessment processor coupled to the sensing system and the treatment controller, wherein the treatment assessment processor is configured to determine an impact of the cardiac electrotherapy on the patient based on the sensed condition. Item 20. The device of item 20, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy based on the therapy impact. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された睡眠質モニターをさらに含み、前記睡眠質モニターは、睡眠関連の情報を収集し、かつ、前記感知された状態に基づいて睡眠の質を査定するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、睡眠の質の前記アセスメントに基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   A sleep quality monitor coupled to the sensing system and the therapy controller, the sleep quality monitor configured to collect sleep related information and to assess sleep quality based on the sensed condition 21. The apparatus of claim 20, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy based on the assessment of sleep quality. 前記感知システムは、睡眠段階によって変調された生理学的な状態を感知するよう構成されたセンサーを含み、かつ、前記睡眠質モニターは、前記感知された生理学的な状態に基づいて睡眠段階を判定し、睡眠段階情報を収集し、かつ、前記睡眠段階情報を用いて睡眠の質を査定するよう構成されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。   The sensing system includes a sensor configured to sense a physiological condition modulated by a sleep stage, and the sleep quality monitor determines a sleep stage based on the sensed physiological condition. 21. The apparatus of claim 20, wherein the apparatus is configured to collect sleep stage information and assess sleep quality using the sleep stage information. 睡眠段階を判定するよう構成された睡眠段階検出器をさらに含む請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記睡眠段階に基づいて睡眠段階インフォームド治療を送達するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. The apparatus of claim 20, further comprising a sleep stage detector configured to determine a sleep stage, wherein the therapy controller is configured to deliver a sleep stage informed therapy based on the sleep stage. A device characterized by that. 前記感知システムは、自律神経性の覚醒反応情報によって変調された一つ又はそれ以上の生理学的な状態を感知するよう構成されており、かつ、前記自律神経性の覚醒反応情報によって変調された前記一つ又はそれ以上の感知された生理学的な状態に基づいて自律神経性の覚醒現象を検出するよう構成された自律神経性の覚醒検出器をさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   The sensing system is configured to sense one or more physiological states modulated by autonomic arousal response information, and the modulation system is modulated by the autonomic arousal response information. 21. The autonomic wakefulness detector configured to detect an autonomic wakefulness phenomenon based on one or more sensed physiological states, 21. apparatus. 前記治療コントローラは、前記検出された自律神経性の覚醒現象に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする請求項37に記載の装置。   38. The apparatus of claim 37, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy based on the detected autonomic arousal phenomenon. 前記感知システム及び前記治療コントローラに結合された治療アセスメントプロセッサをさらに含み、前記治療アセスメントプロセッサは、前記感知された状態に基づいて治療の相互作用を判定するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記心臓電気治療を適合化して前記治療の相互作用を修正するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. A treatment assessment processor coupled to the sensing system and the treatment controller, wherein the treatment assessment processor is configured to determine a treatment interaction based on the sensed condition. The apparatus, wherein the therapy controller is configured to adapt the cardiac electrical therapy to modify the therapy interaction. 前記心臓電気治療は、両室ペーシング治療を含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The device of claim 20, wherein the cardiac electrical therapy includes a biventricular pacing therapy. 前記心臓電気治療は、非興奮性の心臓電気治療を含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The apparatus of claim 20, wherein the cardiac electrical therapy includes non-excitable cardiac electrical therapy. 前記治療コントローラは、前記感知された状態に基づいてオーバードライブペーシング治療に切り換えるよう構成されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The apparatus of claim 20, wherein the therapy controller is configured to switch to an overdrive pacing therapy based on the sensed condition. 前記治療コントローラは、前記感知された状態に基づいて両室ペーシング治療に切り換えるよう構成されていることを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The apparatus of claim 20, wherein the therapy controller is configured to switch to a bichamber pacing therapy based on the sensed condition. 前記心臓電気治療は、オーバードライブペーシング治療を含むことを特徴とする請求項20に記載の装置。   21. The device of claim 20, wherein the cardiac electrical therapy includes an overdrive pacing therapy. 前記治療コントローラは、拍動間の心臓間欠期を得、かつ、少なくとも心臓間欠期持続時間及び前記第1の指示ペーシング間隔の以前の値に基づいて第1の指示ペーシング間隔を判定するよう構成されており、かつ、
前記心臓電気刺激発生器は、前記第1の指示ペーシング間隔を用いて前記オーバードライブペーシング治療を送達するよう構成されていることを特徴とする請求項44に記載の装置。
The therapy controller is configured to obtain an intermittent cardiac interval between beats and to determine a first indicated pacing interval based at least on the intermittent interval duration and a previous value of the first indicated pacing interval. And
45. The apparatus of claim 44, wherein the cardiac electrical stimulation generator is configured to deliver the overdrive pacing therapy using the first indicated pacing interval.
睡眠質モニターをさらに含み、前記感知された状態に基づいて睡眠の質を査定するよう構成されている請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記査定された睡眠の質に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. The apparatus of claim 20, further comprising a sleep quality monitor configured to assess sleep quality based on the sensed condition, wherein the therapy controller is based on the assessed sleep quality. An apparatus configured to adapt the cardiac electrotherapy. 睡眠を検出するよう構成された睡眠検出器と、
前記感知された状態に基づいて睡眠と関連した情報を獲得し、かつ、前記獲得された情報を睡眠ログブックとして体系化するよう構成された睡眠ログブックと、をさらに含む請求項46に記載の装置において、前記睡眠質モニターは、前記体系化された情報を使用して前記睡眠の質を査定するよう構成されていることを特徴とする装置。
A sleep detector configured to detect sleep;
47. A sleep logbook configured to acquire information related to sleep based on the sensed state and to organize the acquired information as a sleep logbook. The apparatus wherein the sleep quality monitor is configured to assess the sleep quality using the systematized information.
前記感知された状態に基づいて呼吸の質をモニタリングするよう構成された呼吸モニターをさらに含む請求項20に記載の装置において、前記治療コントローラは、前記呼吸の質に基づいて前記心臓電気治療を適合化するよう構成されていることを特徴とする装置。   21. The apparatus of claim 20, further comprising a respiratory monitor configured to monitor respiratory quality based on the sensed condition, wherein the therapy controller adapts the cardiac electrical therapy based on the respiratory quality. A device characterized in that it is configured to 呼吸現象を検出又は予測するよう構成された回路と、
前記検出された又は予測された呼吸現象と関連した医療情報を収集し、かつ、前記医療情報を呼吸現象ログエントリーとして体系化するよう構成された呼吸ログブック回路とをさらに含む請求項48に記載の装置において、前記呼吸モニターは、前記体系化された医療情報を使用して前記呼吸の質を査定するよう構成されていることを特徴とする装置。
A circuit configured to detect or predict a respiratory event;
49. A respiratory logbook circuit configured to collect medical information associated with the detected or predicted respiratory event and to organize the medical information as a respiratory event log entry. The apparatus of claim 1, wherein the respiratory monitor is configured to assess the quality of the breath using the systematic medical information.
治療装置であって、
一つ又はそれ以上の生理学的又は非生理学的な状態を示す知覚情報を受信する手段と、
前記知覚情報に基づいて呼吸障害を処置するよう心臓電気治療を適合化する手段と、
前記適合化された心臓電気治療に基づいて心臓に送達可能な出力信号を発生する手段と、
を含む治療装置において、知覚情報を受信する前記手段、前記心臓電気治療を適合化する前記手段、及び前記適合化された心臓電気治療に基づいて出力信号を発生する前記手段のうちの少なくとも2つは、移植可能な構成要素を含むことを特徴とする治療装置。
A therapeutic device,
Means for receiving sensory information indicative of one or more physiological or non-physiological conditions;
Means for adapting cardiac electrotherapy to treat a respiratory disorder based on the sensory information;
Means for generating an output signal deliverable to the heart based on the adapted cardiac electrotherapy;
At least two of the means for receiving sensory information, the means for adapting the cardiac electrotherapy, and the means for generating an output signal based on the adapted cardiac electrotherapy Comprises a implantable component.
前記知覚情報に基づいて呼吸障害を検出する手段と、
前記検出された呼吸障害に基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for detecting a respiratory disorder based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrotherapy based on the detected respiratory disorder;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
前記知覚情報に基づいて呼吸障害を予測する手段と、
前記予測された呼吸障害に基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for predicting respiratory impairment based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrotherapy based on the predicted respiratory disorder;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
前記知覚情報に基づいて前記呼吸障害治療の有効性を査定する手段と、
治療の有効性の前記アセスメントに基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for assessing the effectiveness of the respiratory disorder treatment based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrical therapy based on the assessment of therapeutic effectiveness;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
前記知覚情報に基づいて治療衝撃を査定する手段と、
治療衝撃の前記アセスメントに基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for assessing treatment impact based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrical therapy based on the assessment of therapeutic impact;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
前記知覚情報に基づいて睡眠の質を判定する手段と、
睡眠の質の前記アセスメントに基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for determining sleep quality based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrotherapy based on the assessment of sleep quality;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
前記知覚情報に基づいて自律神経性の覚醒現象を検出する手段と、
前記検出された自律神経性の覚醒現象に基づいて睡眠の質を判定する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項54の治療装置。
Means for detecting an autonomic arousal phenomenon based on the perceptual information;
Means for determining sleep quality based on the detected autonomic arousal phenomenon;
55. The treatment device of claim 54, further comprising:
前記知覚情報に基づいて呼吸障害現象を分類する手段と、
呼吸障害現象の前記分類に基づいて前記心臓電気治療を適合化する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項50の治療装置。
Means for classifying respiratory disorder events based on the perceptual information;
Means for adapting the cardiac electrotherapy based on the classification of respiratory disorder events;
51. The treatment device of claim 50, further comprising:
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