JP2008502444A - 個人の心室間遅延最適化のための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
優先権の利益は、2004年6月10日に出願され、その出願が、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第10/865,498号に対して請求される。
本出願は、同時係属中の同一譲受人に譲渡された、2002年12月30日に出願された「METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING OF DIASTOLIC HEMODYNAMICS」という名称の米国特許出願第10/334,694号、および、2002年12月2日に出願された「PHONOCARDIOGRAPHIC IMAGE−BASED ATRIOVENTRICULAR DELAY OPTIMIZATION」という名称の米国特許出願第10/307,896号に関し、両出願は、参照によりその全体が組み込まれる。
Claims (72)
- 第1心臓弁と第2心臓弁を有する心臓を解析するシステムであって、
それぞれが、心音を示す、1つまたは複数の信号を受け取る心音入力部と、
前記心音入力部に結合され、前記1つまたは複数の信号から少なくとも1つの所定のタイプの心音を検出するための心音検出器と、
前記心音検出器に結合され、心臓機械的非同期性の程度を示す少なくとも1つの非同期性パラメータを生成するための、コンピュータ・ベース心音形態学的解析器とを備え、その心音形態学的解析器のそれぞれが、前記少なくとも1つの所定のタイプの心音の少なくとも1つの形態学的特徴に基づく、1つまたは複数のパラメータを測定する心音測定モジュールを含み、前記少なくとも1つの形態学的特徴が、一心周期における、前記第1心臓弁の閉鎖と第2心臓弁の閉鎖との間の時間間隔を示すシステム。 - 前記少なくとも1つの所定のタイプの心音が第1心音(S1)を含み、前記心音形態学的解析器が、S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するS1形態学的解析器を備え、前記S1形態学的解析器のそれぞれが、三尖弁閉鎖と僧房弁閉鎖との間の第1時間間隔を示す少なくともS1形態学的特徴に基づく、1つまたは複数のパラメータを測定するS1測定モジュールを含む請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの所定のタイプの心音が第2心音(S2)を含み、前記心音形態学的解析器が、S2に関連する第2非同期性パラメータを生成するS2形態学的解析器を備え、前記S2形態学的解析器のそれぞれが、肺動脈弁閉鎖と大動脈弁閉鎖との間の第2時間間隔を示す少なくともS2形態学的特徴に基づく、1つまたは複数のパラメータを測定するS2測定モジュールを含む請求項1に記載のシステム。
- 前記心音入力部が、第1心音(S1)と第2心音(S2)を示す1つまたは複数の信号を受け取り、前記心音検出器がS1とS2を検出し、前記心音形態学的解析器が、
S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するS1形態学的解析器を備え、そのS1形態学的解析器のそれぞれが、三尖弁閉鎖と僧房弁閉鎖との間の第1測定時間間隔を示す少なくともS1形態学的特徴に基づく、1つまたは複数のパラメータを測定するS1測定モジュールを含み、
S2に関連する第2非同期性パラメータを生成するS2形態学的解析器を備え、そのS2形態学的解析器のそれぞれが、肺動脈弁閉鎖と大動脈弁閉鎖との間の第2測定時間間隔を示す少なくともS2形態学的特徴に基づく、1つまたは複数のパラメータを測定するS2測定モジュールを含む請求項1に記載のシステム。 - 前記心音入力部が、
少なくとも、右心室(S1RV)から検知されるS1と右心室(S2RV)から検知されるS2を示す信号を受け取る右心室心音入力部と、
少なくとも、左心室(S1LV)から検知されるS1および左心室(S2LV)から検知されるS2を示す信号を受け取る左心室心音入力部とを備え、
前記S1心音測定モジュールが、S1RVとS1LVとの間の時間間隔であるS1遅延を測定するS1遅延測定モジュールを備え、
前記S2心音測定モジュールが、S2RVとS2LVとの間の時間間隔であるS2遅延を測定するS2遅延測定モジュールを備える請求項4に記載のシステム。 - 少なくとも、S1RVとS2RVを示す信号を検知するようになっている第1埋込み可能心臓センサと、少なくとも、S1LVとS2LVを示す信号を検知するようになっている第2埋込み可能心臓センサをさらに備える請求項5に記載のシステム。
- 前記S1心音測定モジュールがS1幅を測定するS1幅測定モジュールを備え、
前記S2心音測定モジュールがS2幅を測定するS2幅測定モジュールを備える請求項4から6のいずれかに記載のシステム。 - 前記S1心音測定モジュールが、前記三尖弁閉鎖を示す形態学的特徴と僧房弁閉鎖を示す形態学的特徴との間の時間間隔であるS1遅延を測定するS1遅延測定モジュールを備え、
前記S2心音測定モジュールが、前記肺動脈弁閉鎖を示す形態学的特徴と大動脈弁閉鎖を示す形態学的特徴との間の時間間隔であるS2遅延を測定するS2遅延測定モジュールを備え請求項4から6のいずれかに記載のシステム。 - 少なくとも、S1とS2を示す信号を検知する少なくとも1つの埋込み可能心音センサをさらに備える請求項4から8のいずれかに記載のシステム。
- 少なくとも、S1とS2を示す前記信号を集合平均する集合平均回路をさらに備える請求項9に記載のシステム。
- 呼吸周期の吸気相と呼気相を示す呼吸信号を受け取る呼吸信号入力部をさらに備え、少なくとも前記S2心音測定モジュールが、前記呼気相中において前記1つまたは複数のパラメータを測定するようになっている請求項3から10のいずれかに記載のシステム。
- 前記呼吸信号を検知する埋込み可能呼吸センサをさらに備える請求項11に記載のシステム。
- 前記埋込み可能呼吸センサが、吸気と呼気を示す加速度信号を検知する埋込み可能加速度計を備える請求項12に記載のシステム。
- 前記埋込み可能呼吸センサが、分時換気を示すインピーダンス信号を検知する埋込み可能インピーダンス・センサを備える請求項12に記載のシステム。
- 前記心音形態学的解析器が、前記1つまたは複数の信号のそれぞれについて、少なくとも1つの時間−周波数表現を生成し、その少なくとも1つの時間−周波数表現に基づいて前記少なくとも1つの非同期性パラメータを生成する心音時間−周波数解析器を備える前記請求項のいずれかに記載のシステム。
- 前記心音時間−周波数解析器が、前記少なくとも1つの時間−周波数表現内の少なくとも1つの特徴に基づいて、肺動脈圧を示すパラメータをさらに生成するようになっている請求項15に記載のシステム。
- 前記心音時間−周波数解析器が、短時間フーリエ変換(STFT)モジュールを備える請求項15に記載のシステム。
- 前記心音時間−周波数解析器が、低減干渉(RID)モジュールを備える請求項15に記載のシステム。
- 前記心音時間−周波数解析器が、ウェーブレット変換(WT)モジュールを備える請求項15に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの非同期性パラメータに基づいて、1つまたは複数のペーシング・パラメータを最適化するようになっているペーシング・パラメータ最適化モジュールをさらに備える前記請求項のいずれかに記載のシステム。
- 前記パラメータ最適化モジュールが、前記少なくとも1つの非同期性パラメータについて、1つまたは複数のペーシング・パラメータをほぼ最適値になるように調整することによって、前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを最適化するようになっており、前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを調整するパラメータ調整回路を備える請求項20に記載のシステム。
- 前記パラメータ調整回路が、ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数のペーシング部位を選択するペーシング部位選択器を備える請求項21に記載のシステム。
- 前記パラメータ調整回路が、心室ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数の房室遅延(AVD)を調整する房室遅延(AVD)調整回路を備える請求項21と22のいずれかに記載のシステム。
- 前記パラメータ調整回路が、心室ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数の心室間遅延(IVD)を調整する心室間遅延(IVD)調整回路を備える請求項21から23のいずれかに記載のシステム。
- ペーシング・パルスを送出するペーシング回路と、
前記ペーシング回路と前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールに結合されるペーシング・コントローラとをさらに備え、
前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールのそれぞれが、1つまたは複数の調整可能ペーシング・パラメータを含む複数のペーシング・パラメータ・セットを生成するペーシング・パラメータ発生器を備え、前記ペーシング・コントローラのそれぞれが、前記複数のペーシング・パラメータ・セットのうちの1つのペーシング・パラメータ・セットを使用して送出される複数のペーシング・パルスを含む複数の前記ペーシング・パルス・シーケンスの送出を制御するようになっている請求項20に記載のシステム。 - 前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、前記複数のペーシング・パラメータ・セットの各ペーシング・パラメータ・セットを、前記少なくとも1つの非同期性パラメータの値に関連付ける効力解析器を備える請求項25に記載のシステム。
- 前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、前記複数のパラメータ・セットのうちの最適パラメータ・セットを選択する最適パラメータ選択器をさらに備え、前記最適パラメータ・セットが、前記少なくとも1つの非同期性パラメータの最小値に関連する請求項26に記載のシステム。
- 前記ペーシング・パラメータ発生器が、その1つまたは複数に対して、前記ペーシング・パルスが送出される複数のペーシング部位を生成するペーシング部位発生器を備える請求項25から27のいずれかに記載のシステム。
- 前記ペーシング・パラメータ発生器が、心室ペーシング・パルスが送出される複数の房室遅延(AVD)を生成するAVD発生器を備える請求項25から28のいずれかに記載のシステム。
- 前記ペーシング・パラメータ発生器が、心室ペーシング・パルスが送出される複数の心室間遅延(IVD)を生成するIVD発生器を備える請求項25から29のいずれかに記載のシステム。
- 埋込み可能システムと、前記埋込み可能医療デバイスに通信可能に結合される外部システムとをさらに備え、
前記埋込み可能システムが、
それぞれが、心音を示す前記1つまたは複数の信号を検知する1つまたは複数の埋込み可能心音センサと、
埋込み可能医療デバイスとを含み、その埋込み可能医療デバイスが、
前記1つまたは複数の埋込み可能心音センサに結合され、前記1つまたは複数の信号を処理するためのインプラント・コントローラと、
前記埋込み可能コントローラに結合され、前記1つまたは複数の信号を送信するためのインプラント・テレメトリ・モジュールとを含み、
前記外部システムが、
前記1つまたは複数の信号を受信する外部テレメトリ・モジュールと、
前記外部テレメトリ・モジュールに結合する外部コントローラとを含み、
その外部コントローラが、前記心音入力部、前記心音検出器、前記心音形態学的解析器を含むさらに請求項1に記載のシステム。 - 前記埋込み可能医療デバイスが密閉ハウジングを備え、前記1つまたは複数の心音センサの少なくとも1つが前記密閉ハウジング内に収容される請求項31に記載のシステム。
- 前記埋込み可能医療デバイスがペーシング回路を備え、前記埋込み可能医療システムが前記ペーシング回路に結合した1つまたは複数のペーシング・リード線をさらに備え、前記1つまたは複数の心音センサの少なくとも1つが前記1つまたは複数のペーシング・リード線の1つのペーシング・リード線内に組み込まれる請求項31に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のペーシング・リード線が、少なくとも右心室(RV)電極を含むRVペーシング・リード線と、少なくとも左心室(LV)電極を含むLVペーシング・リード線とを備え、前記1つまたは複数の心音センサが、前記RV電極の近くで、前記RVペーシング・リード線内に組み込まれたRV心音センサと、前記LV電極の近くで、前記LVペーシング・リード線内に組み込まれたLV心音センサとを備える請求項33に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の心音センサが少なくとも1つの加速度計を備える請求項31から34のいずれかに記載のシステム。
- 前記1つまたは複数の心音センサが少なくとも1つのマイクロフォンを備える請求項31から34のいずれかに記載のシステム。
- 前記埋込み可能システムのそれぞれが、吸気相と呼気相を含む呼吸周期を示す呼吸信号を検知する呼吸センサをさらに備え、前記心音測定モジュールが、前記呼気相中に前記1つまたは複数のパラメータを測定するようになっている請求項31から36のいずれかに記載のシステム。
- 前記呼吸センサが、前記埋込み可能医療デバイス上に組み込まれた分時換気インピーダンス・センサを備える請求項37に記載のシステム。
- 前記呼吸センサが、前記埋込み可能医療デバイス上に組み込まれた加速度計を備える請求項37に記載のシステム。
- 前記外部システムが患者監視システムを備え、前記患者監視システムが、
テレメトリを介して前記埋込み可能医療デバイスに通信可能に結合する外部デバイスと、
前記外部デバイスに結合する電気通信ネットワークと、
前記電気通信ネットワークに結合し、遠隔位置から、前記埋込み可能医療デバイスとの通信を可能にする遠隔デバイスとを含む請求項31から40のいずれかに記載のシステム。 - 前記心音形態学的解析器が、前記遠隔デバイス内に含まれる請求項40に記載のシステム。
- 前記外部コントローラが、前記少なくとも1つの非同期性パラメータに基づいて1つまたは複数のペーシング・パラメータを最適化するようになっているペーシング・パラメータ最適化モジュールをさらに含む請求項31から41のいずれかに記載のシステム。
- 前記埋込み可能医療デバイスが心臓再同期治療(CRT)デバイスを備える請求項31から42のいずれかに記載のシステム。
- 心臓ペースメーカを動作させる方法であって、
少なくとも1つの所定のタイプの心音を示す1つまたは複数の心音信号を受け取るステップと、
前記少なくとも1つの所定のタイプの心音を検出するステップと、
自動心臓機械的非同期性アルゴリズムを実行することによって、前記少なくとも1つの所定のタイプの前記検出された心音の少なくとも1つの形態学的特徴に基づいて、それぞれが心臓機械的非同期性の程度を示す、1つまたは複数の非同期性パラメータを生成するステップと、
前記1つまたは複数の非同期性パラメータに基づいて、前記心臓機械的非同期性の程度を最低にするための1つまたは複数のペーシング・パラメータを確定するステップと
を含む方法。 - 1つまたは複数の埋込み可能心音センサを使用して前記1つまたは複数の心音信号を検知するステップをさらに含む請求項44に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の心音信号を検知するステップが、1つまたは複数の加速度信号を検知することを含む請求項45に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の心音信号を検知するステップが、1つまたは複数のマイクロフォンを使用して、1つまたは複数の音声信号を検知することを含む請求項45に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の心音信号を検知するステップが、右心室(RV)から心音信号を検知するステップと、左心室(LV)から別の心音信号を検知することを含む請求項45から47のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数の心音信号のそれぞれを整流し、ローパス・フィリタリングすることによって、前記1つまたは複数の心音信号のそれぞれの包絡線を生成するステップと、
前記1つまたは複数の心音信号のそれぞれを集合平均するステップであって、それによって、前記1つまたは複数の心音信号のそれぞれの信号対雑音比を改善する、集合平均するステップをさらに含む請求項45から48のいずれかに記載の方法。 - 前記1つまたは複数の心音信号を検知するステップのそれぞれが、少なくとも、第1心音(S1)と第2心音(S2)を示す1つまたは複数の心音信号を検知することを含む請求項45から49のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数の非同期性パラメータを生成するステップが、S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップと、S2に関連する第2非同期性パラメータを生成することを含む請求項50に記載の方法。
- それぞれが、吸気相と呼気相を含む呼吸周期を示す呼吸信号を受け取るステップと、
呼気相を検出するステップとをさらに含み、
S2に関連する第2非同期性パラメータを生成するステップが、前記呼気相中に検出されたS2の少なくとも1つの形態学的特徴に基づいてS2に関連する第2非同期性パラメータを生成することを含む請求項51に記載の方法。 - 分時換気を示す胸部インピーダンス信号を検知することによって、呼吸信号を検知するステップをさらに含む請求項52に記載の方法。
- 吸気と呼気を示す加速度信号を検知することによって、呼吸信号を検知するステップをさらに含む請求項52に記載の方法。
- S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップが、S1幅を測定することを含み、S2に関連する第2非同期性パラメータを生成するステップが、S2幅を測定することを含む請求項51から54のいずれかに記載の方法。
- S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップが、一心周期中で、三尖弁閉鎖と僧房弁閉鎖との間の時間間隔を表すS1遅延を測定するステップを含み、S2に関連する第2非同期性パラメータを生成するステップが、一心周期中で、肺動脈弁閉鎖と大動脈弁閉鎖との間の遅延を表すS2遅延を測定することを含む請求項51から54のいずれかに記載の方法。
- S1に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップが、S1の時間−周波数表現を生成するステップと、S1の時間−周波数表現内の少なくとも1つの特徴に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップとを含み、S2に関連する第1非同期性パラメータを生成するステップが、S2の時間−周波数表現を生成するステップと、S2の時間−周波数表現内の少なくとも1つの特徴に関連する第2非同期性パラメータを生成することを含む請求項51から56のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも、前記S2の時間−周波数表現に基づいて肺動脈圧を示すパラメータを生成するステップをさらに含む請求項57に記載の方法。
- 前記S1の時間−周波数表現と前記S2の時間−周波数表現を生成するステップが、それぞれ、短時間フーリエ変換(STFT)を実施することを含む請求項57に記載の方法。
- 前記S1の時間−周波数表現と前記S2の時間−周波数表現を生成するステップが、それぞれ、低減干渉(RID)を実施することを含む請求項57に記載の方法。
- 前記S1の時間−周波数表現と前記S2の時間−周波数表現を生成するステップが、それぞれ、ウェーブレット変換(WT)を実施することを含む請求項57に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを確定するステップが、少なくとも前記第2非同期性パラメータに基づいて前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを最適化することを含む請求項51から61のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを確定するステップが、前記第1非同期性パラメータに基づいて前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを最適化するステップをさらに含む請求項62に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを使用して、ペーシング・パルスを送出するステップをさらに含む請求項44から63のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを確定するステップが、前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを前記1つまたは複数の非同期性パラメータのそれぞれのほぼ最適値に調整するステップを含み、前記ほぼ最適値が、前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを調整することによって得られる心臓機械的非同期性のほぼ最低の程度に関連する値である請求項44から64のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを調整するステップが、ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数の部位を選択することを含む請求項65に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを調整するステップが、心室ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数の房室遅延(AVD)を調整することを含む請求項65と66のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを調整するステップが、心室ペーシング・パルスが送出される1つまたは複数の心室間遅延(IVD)を調整することを含む請求項65から67のいずれかに記載の方法。
- 前記1つまたは複数のペーシング・パラメータを確定するステップが、
それぞれが、1つまたは複数の調整可能なペーシング・パラメータを含む複数のペーシング・パラメータ・セットを生成するステップと、
それぞれが、前記複数のペーシング・パラメータ・セットのうちの1つのペーシング・パラメータ・セットを使用して送出される複数のペーシング・パルスを含む複数の前記ペーシング・パルス・シーケンスを送出するステップと、
前記複数のペーシング・パラメータ・セットの各ペーシング・パラメータ・セットを前記1つまたは複数の非同期性パラメータの少なくとも1つの値に関連付けるステップと、
前記複数のパラメータ・セットのうちの最適パラメータ・セットを選択するステップとを含み、前記最適パラメータ・セットが、前記1つまたは複数の非同期性パラメータの少なくとも1つの最適値に関連し、前記最適値が、心臓機械的非同期性の最低の程度に関連する請求項44から63のいずれかに記載の方法。 - 前記複数のペーシング・パラメータ・セットを生成するステップが、その1つまたは複数に対して、前記ペーシング・パルスが送出される複数のペーシング部位を生成することを含む請求項69に記載の方法。
- 前記複数のペーシング・パラメータ・セットを生成するステップが、心室ペーシング・パルスが送出される複数の房室遅延(AVD)を生成することを含む請求項69と70のいずれかに記載の方法。
- 前記複数のペーシング・パラメータ・セットを生成するステップが、心室ペーシング・パルスが送出される複数の心室間遅延(IVD)を生成することを含む請求項69から71のいずれかに記載の方法。
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