JP2008521578A - 機械的復元を監視して、高頻度調律の血行力学的耐性を予測する埋め込み可能システム - Google Patents
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Abstract
【課題】高頻度心調律に対する血行力学的反応を予測する、埋め込み可能心臓刺激デバイス及び関連する方法を提供する。
【解決手段】システムは、埋め込み可能心臓刺激デバイス並びに電気的及び機械的心臓機能の関連するセンサを含む。関連する方法は、機械的復元(MR)パラメータ又はその代理物を測定すること、MRパラメータの比較解析を実施すること、及び、比較解析に基づいて速い心拍数に対して不安定な血行力学的反応、又は、安定な血行力学的反応を予測することを含む。高頻度調律に対して不安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の高い不整脈治療のメニューがプログラムされてもよい。安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の低い治療のメニューがプログラムされてもよい。
【選択図】図2
【解決手段】システムは、埋め込み可能心臓刺激デバイス並びに電気的及び機械的心臓機能の関連するセンサを含む。関連する方法は、機械的復元(MR)パラメータ又はその代理物を測定すること、MRパラメータの比較解析を実施すること、及び、比較解析に基づいて速い心拍数に対して不安定な血行力学的反応、又は、安定な血行力学的反応を予測することを含む。高頻度調律に対して不安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の高い不整脈治療のメニューがプログラムされてもよい。安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の低い治療のメニューがプログラムされてもよい。
【選択図】図2
Description
本発明は、包括的には心臓監視及び電気刺激デバイスに関し、より詳細には、機械的復元を監視して、高頻度調律(rapid rhythm:頻脈)の血行力学的耐性(hemodynamic tolerance)を予測する埋め込み可能システムに関する。
埋め込み可能カーディオバータ−ディフィブリレータ(ICD)は、一般に、心臓電位図(EGM)信号から得られる心臓事象間の時間間隔、すなわち、心房におけるP−P間隔、及び心室におけるR−R間隔に基づいて頻脈及び細動を検出する。このレートベースの情報に加えて、P−R間隔及びR−P間隔等の心臓事象のパターン並びにEGM信号形態が、異なるタイプの不整脈を識別する際に使用される場合がある。不整脈が、事象間隔、間隔パターン、形態、又は他のEGM情報に従って検出されて分類されると、不整脈を終了させるために、不整脈治療が選択されて送出され、正常洞調律を回復するという所望の成果が得られる。
通常、心室頻脈(VT)は、VT検出ゾーン内に収まる心室EGM信号に関して所定の数のR−R間隔が測定されることに基づいて検出される。心室頻脈検出ゾーンは、遅い(slow)VTゾーンと速い(fast)VTゾーンとに分割される場合がある。その後、検出されたVTは、最初により攻撃性の低い不整脈治療で始まり、VTが持続するか又は加速する場合、より攻撃性の高い治療に進む階層的治療(tiered therapy)のメニューで処置され得る。より攻撃性の低い治療は、抗頻脈ペーシングである場合があり、抗頻脈ペーシングは、必要とされるエネルギーが少なく、より攻撃性の高いカーディオバージョンショックと比較して患者にとって苦痛が少ない。心室細動(VF)等のより重篤な不整脈は、一般に、不整脈を迅速に終了させるために、カーディオバージョンショック又はディフィブリレーションショックで迅速に処置される。
レートベースの不整脈検出法又は間隔ベースの不整脈検出法は、VTの血行力学的に安定な形態を不安定な形態から識別する際に制限を受ける。間隔パターン又は形態の解析は、上室頻脈とVTとを識別するのに役立つ場合があるが、検出されたVTの血行力学的安定性に関する情報を提供しない。したがって、VTが検出される間の患者の血行力学的状態は、一般に、頻脈治療を送出するときに考慮されない。血行力学的又は他の生理的な検知パラメータを使用して、血行力学的に安定なVTと不安定なVTとを識別する方法が提案されてきた。たとえば、Erickson他に発行された米国特許第5,176,137号、Moberg他に発行された米国特許第5,496,361号、Turcottに発行された米国特許第6,477,406号、Baumann他に発行された第5,311,874号、及びCohenに発行された第4,967,749号を参照されたい。
本発明は、埋め込み可能心臓刺激デバイス、及び、高頻度心調律に対する血行力学的反応を予測する関連する方法を提供する。高頻度調律に対する予測される血行力学的反応を知ることは、不整脈治療、特に、頻脈治療を選択するときに有用である。機械的復元パラメータ又はその代理物の測定に基づいて不安定な又は安定な血行力学的反応が予測される。高頻度心室調律に対する血行力学的反応は、心室の機械的復元特性、及びに、最初の高頻度心臓拍動の直前の心周期長に依存するであろう。機械的復元を測定することによって、VTのような高頻度調律が、血行力学的に補償されることになるか否か、又は、血行力学的機能不全をもたらすことが予想されるか否かについて予測を行うことができる。高頻度調律に対する不安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の高い不整脈治療のメニューがプログラムされてもよい。安定な血行力学的反応が予測される場合、頻脈を処置するために、より攻撃性の低い治療のメニューがプログラムされてもよい。
添付図面に関連して考えられると、本発明が、以下の詳細な説明を参照してよりよく理解されるように、本発明の態様及び特徴は、容易に認識されるであろう。図面では、同様の参照数字は、図全体を通して同様の部品を指定する。
システムは、埋め込み可能心臓刺激デバイス、及び、心臓信号を検知し、電気刺激パルスを送出する関連する電極を含む。システムは、さらに、心臓機能の機械式センサを含む。刺激デバイスは、検知された電気的信号及び機械的信号を受信し処理する検知回路部、ペーシングパルス及び高電圧ショックパルスを送出するパルス発生回路部と、心臓に対する電気パルスのタイミング及び送出を制御するタイミング/制御回路と、マイクロプロセッサの形態であってよい制御システムとを含む。マイクロプロセッサは、検知された機械的信号及び/又は電気的信号を使用して、機械的復元(MR)パラメータ又はそのインジケータを測定し、MRパラメータ又はそのインジケータに基づいて、速い調律に対する血行力学的反応の予測を行う方法を含むデバイス機能を制御するための、関連するメモリに記憶されるソフトウェアプログラムを実行する。
一実施形態では、MRパラメータは、MR曲線の傾斜として求められる。機械的機能は、内因的に起こってもよく、又は、所定の期外収縮間隔(ESI)で心臓刺激デバイスによって注入されてもよい、期外収縮拍動に関して機械式センサ信号から測定される。MR曲線の傾斜は、2つ以上の異なるESIで測定された機械的反応によって求められた2つ以上の点から計算される。比較的緩い傾斜は、高頻度調律に対する不安定な血行力学的反応を予測し、比較的急峻な傾斜は、高頻度調律に対する安定な血行力学的反応を予測する。
別の実施形態では、機械的機能測定値は、主(S1)拍動に関し、期外収縮(S2)拍動に関し、また、期外収縮後(S3)拍動に関して測定される。S3拍動に関する増大した機械的反応は、正常機械的復元を立証し、高頻度調律に対する安定な血行力学的反応を予測する。したがって、S1/S3又はS2/S3の比の機械的機能測定値は、高頻度調律に対する血行力学的反応を予測するのに使用されてもよい。比較的高いS1/S3又はS2/S3比は、不安定な血行力学的反応を予測する。比較的低いS1/S3又はS2/S3比は、安定な血行力学的反応を予測する。
別の実施形態では、高頻度調律に対する血行力学的反応を予測するときに使用するためのパラメータが求められてもよい。パラメータは、機械的機能対拡張間隔(DI)曲線の傾斜として測定されてもよい。DIは、期外収縮に続いて、又は、高頻度ペーシングされる調律若しくは内因性調律の発症で測定される。関連する機械的機能は、機械式センサ信号から測定される。傾斜は、2つ以上のDIによって規定される2つ以上の点、及び、関連する機械的機能測定値から計算される。緩い傾斜は、患者が、高頻度調律を血行力学的に補償することができないであろうことを指示する。
代替の代理パラメータは、DI測定値間の連続する差として求められてもよい。ペーシングされた高頻度レート若しくは内因性高頻度レートの最初の数拍動中に、又は、注入された期外収縮に応答して、DIが増加しない場合、患者は、高頻度調律を血行力学的に補償することができないであろう。
将来起こる、高頻度調律に対する安定な又は不安定な血行力学的反応の予測は、MRパラメータ又はその代理物の定期的な測定に基づいて行われてもよい。予測は、不整脈治療を選択するときに臨床医によって使用されてもよく、又は、不整脈治療メニューを自動的に選択するために、埋め込み式デバイスによって使用されてもよい。代替的に、予測は、不整脈検出時に、又は、不整脈検出の直前に行われてもよい。予測は、最初のいくつかの高頻度心臓拍動中の、MRパラメータ又はその代理物に基づく。この予測は、その後検出される不整脈に応答して送出される不整脈治療を自動的に選択するために、埋め込み式デバイスによって使用されてもよい。
本発明は、高頻度調律に対する血行力学的反応を予測するときに使用するために、機械的復元を監視するシステム及び方法を提供することを対象とする。頻脈に対して血行力学的に補償することが可能な患者において、検出された頻脈を処置することに対するより攻撃性の低い手法が、適切である場合がある。他方、調律が加速される間に血行力学的に補償することができない患者において、血行力学的に不安定な調律についての重篤な結果を防止するために、より攻撃性の高い治療手法が望ましい。そのため、高頻度調律に対して患者の血行力学的反応を予測する方法は、不整脈治療を選択するときに価値があるであろう。さらに、前もって、又は、高頻度調律の最初の数拍動内で、かなり確実に、血行力学的反応がどうなるかを知ることが望ましい。脈圧(pulse pressure)等の血行力学的尺度は、高頻度調律の最初の数秒において、安定な応答器と不安定な応答器との間でかなりの重なりを有する場合がある。したがって、安定な調律又は不安定な調律の差別的な血行力学的な立証を待つことは、治療の選択及び送出を遅延させる場合がある。
機械的復元とは、早期収縮に対する心腔の機械的反応のことを言い、心臓筋細胞のカルシウム処理特性に関連すると考えられる。心不全に伴う異常なカルシウム処理は、機械的復元の変化(altered mechanical restitution)をもたらし、低下した血行力学的出力で現れる。
機械的復元は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Mulligan他に発行された米国特許第6,438,408号において、心不全の状態を監視するときに有用なパラメータとして提案された。脈圧、壁移動、又は加速度等の心臓機能の機械的尺度又は血行力学的尺度は、様々な期外収縮間隔で測定されて、心臓機能対期外収縮間隔(ESI)の機械的尺度で表される機械的復元曲線が取得されてもよい。その後、曲線の最も急峻な部分の最大傾斜、時定数、又は曲線上の最大応答(プラトー)等の、復元曲線を特徴付ける種々のパラメータが求められ、心臓機能を評価するときに使用されてもよい。
加速された調律の発症時における最初の2、3の高頻度心臓拍動に対する機械的反応は、心筋層が、細胞外空間内に及び細胞外空間外にカルシウムを循環させる能力に依存するであろう。この能力は、心臓の機械的復元の特定に反映される。したがって、期外収縮に対する心筋層の反応を知ることは、高頻度調律に対する血行力学的反応の予測に役立つ可能性がある。そのため、血行力学的に安定な頻脈及び不安定な頻脈を予測するか、又は、両者を識別するときに使用するか、及び、不整脈治療を選択するときに使用するために、機械的復元パラメータ又はその代理物を測定するシステム及び方法が本明細書で開示される。本発明は、不整脈治療を送出することが可能で、且つ、機械的心臓機能のセンサを装備するICD等の埋め込み可能医療デバイスにおいて具体化されてもよい。
図1は、本発明を実施することができる例示的な埋め込み可能医療デバイスを示す。埋め込み可能医療デバイス10は、多腔ペースメーカ−カーディオバータ−ディフィブリレータとして具体化され、3つの心臓リード線6、15、及び16によって患者の心臓に結合される。本明細書で「ICD」とも呼ばれる、デバイス10は、心臓電気信号を受信して処理し、心臓ペーシング、カーディオバージョン及びディフィブリレーションを含む、電気刺激治療を心臓に送出することが可能である。デバイス10は、3心腔又は4心腔において検知し、刺激するための電極を配置するのに使用される、右心室リード線16、右心房リード線15、及び冠状静脈洞リード線6の近位端を受け取るコネクタブロック12を含む。
図1において、右心室リード線16は、右心室において右心室心臓信号を検知し、電気刺激治療を送出するために、その遠位端が右心室内にあるように配置される。これらの目的のために、右心室リード線16は、リング電極24、電極ヘッド28内に伸縮自在に任意選択で搭載される先端電極26、及びコイル電極20を装備しており、電極のそれぞれは、リード線16の本体内の絶縁導体に接続される。絶縁導体の近位端は、コネクタブロック12を介してデバイス10に電気接続するようになっている、リード線16の近位端でコネクタ14によって保持される対応するコネクタに結合される。
右心房リード線15は、その遠位端が、右心房及び上大静脈に近接するように配置される。リード線15は、右心房において検知及び電気刺激治療を実施するために、リング電極21、電極ヘッド19内に伸縮自在に任意選択で取り付けられる先端電極17及びコイル電極23を装備する。
リング電極21、先端電極17、及びコイル電極23はそれぞれ、右心房リード線15の本体内の絶縁導体に接続される。各絶縁導体は、その近位端でコネクタ13に結合される。
冠状静脈洞リード線6は、冠状静脈洞及び大心臓静脈を介して心臓の左側の血管系内に進む。冠状静脈洞リード線6は、カーディオバージョン治療及びディフィブリレーション治療のための電気ショックを送出するために、RVコイル電極20か、SVCコイル電極23のいずれかと組み合わされて用いることができるディフィブリレーションコイル電極8を有するものとして、図1の実施形態に示される。冠状静脈洞リード線6はまた、心臓の左心室において、電気活動を検知し、電気刺激治療を送出するための、遠位先端電極9及びリング電極7を装備する。
コイル電極8、先端電極9、及びリング電極7はそれぞれ、近位コネクタ4への接続を提供する、リード線6の本体内の絶縁導体に結合される。代替の実施形態では、リード線6はさらに、左心房の検知及び刺激機能のために配置されるリング電極を含む。
電極17と21、24と26、及び7と9は、一般に「先端−リング」構成と呼ばれる2極対として、又は、一般に「筐体」又は「ケース」電極と呼ばれる不関電極として働く、デバイスハウジング11を有する単極構成で個別に、検知及び刺激において使用されてよい。デバイス10は、好ましくは、不整脈を予防するか、又は、終了させるために、抗不整脈ペーシング治療又は他のより攻撃性の低い電気刺激治療に加えて、高電圧カーディオバージョン及びディフィブリレーション治療を送出することが可能である。デバイスハウジング11はまた、心房又は心室のディフィブリレーションのために、ディフィブリレーションコイル電極8、20、又は23のうちの1つ又は複数のコイル電極と組み合わせて皮下ディフィブリレーション電極の役割を果たしてもよい。
本発明に従って機械的復元を測定するために、埋め込み可能医療デバイスシステムは、心臓機能の少なくとも1つの機械式センサを装備する。図1に示すシステムでは、圧力センサ、加速度計、流量変換器、音響センサ、又は機械的心臓機能に関連する信号を生成することが可能な他のセンサとして具体化されてもよい、機械式センサを含む右心室リード線16が示される。センサは、リード線16によって保持されるリード線導体を通して、デバイス10内に収容される電源回路部及びセンサ信号処理回路部に結合される。機械的心臓機能を測定するために、右心室内に配置された単一機械式センサが示されるが、機械的心臓機能の1つ又は複数のセンサは、機械的復元特性又はその相関物を測定するために、1つ又は複数の心腔に動作可能に配置されてもよいことが認識される。さらに、ペース/センス電極として同じリード線上に含まれる機械式センサが示されるが、機械式センサは、代替的に、別個のリード線本体上に設けられてもよく、別個のリード線本体は、経静脈リード線、心外膜リード線、皮下リード線、若しくは筋肉下リード線であってよく、又は、機械的心臓信号を受信するためにデバイス10のハウジング11上若しくはハウジング11内に位置してもよい。
機械的心臓機能を監視する代替のセンサは、インピーダンス測定電極として具体化されることができる。一回拍出量等の血行力学的パラメータのインピーダンスベースの測定は、たとえば、Prutchiに発行された米国特許第5,578,064号に記載されるように、当技術分野で知られている。
特定の多腔デバイス及びリード線システムが、図1に示されるが、本発明に含まれる方法は、心臓電気信号を検知及び処理し、機械的信号を検知及び処理し、内因性心拍数又はペーシングされた心拍数に対して制御された時間間隔で電気刺激パルスを送出することが可能な、他の単腔デバイス、2腔デバイス、又は多腔デバイスと共に使用するようになっていてもよい。以下で述べるように、電気刺激パルスは、機械的復元パラメータ又はその代理物を測定するために既知の間隔で期外収縮を誘導するように、内因性主収縮事象又はペーシングされた主収縮事象に続いて注入されるであろう。こうしたデバイスは、通常、少なくとも電気刺激不整脈治療、たとえば、抗頻脈ペーシング治療及びカーディオバージョン/ディフィブリレーションショック送出を含むことになり、また、任意選択で、徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、及び期外収縮刺激治療等の他の電気刺激治療送出能力を含んでもよい。
デバイス10の機能略図が図2に示される。この図は、本発明を具体化することができるデバイスのタイプの例示として考えられるべきであり、限定的なものとして考えられるべきでない。図2に示す開示される実施形態は、マイクロプロセッサ制御式デバイスであるが、本発明の方法はまた、専用アナログ回路部又は専用デジタル回路部を使用するデバイス等の他のタイプのデバイスで実施されてもよい。
図1に示す電極システムに関して、デバイス10は、リード線6、15、及び16への電気接続を達成する多数の接続端子及びそれぞれの電極を備える。接続端子311は、単極刺激又は検知の間、不関電極として使用するためのハウジング11への電気接続を提供する。接続端子320、310、及び318は、それぞれ、コイル電極20、8、及び23への電気接続を提供する。これらの接続端子311、320、310、及び318のそれぞれは、高電圧の出力回路234に結合されて、コイル電極8、20、及び23のうち1つ又は複数の電極、並びに、任意選択で、ハウジング11を使用して、心臓への高エネルギーショックパルスの送出を容易にする。ハウジング11及びそれぞれのコイル電極20、8、及び23が、デバイス10の種々の検知及び刺激機能のために所望の構成で選択されるように、接続端子311、320、310、及び318はさらに、スイッチマトリクス208に接続される。
接続端子317及び321は、右心房に配置される先端電極17及びリング電極21への電気接続を提供する。接続端子317及び321はさらに、P波等の心房信号を検知する心房センス増幅器(AMP)204に結合される。接続端子326及び324は、右心室に配置される先端電極26及びリング電極24への電気接続を提供する。接続端子307及び309は、冠状静脈洞に配置される先端電極9及びリング電極7への電気接続を提供する。それぞれ、右心室信号及び左心室信号を検知するために、接続端子326及び324は、さらに、右心室(RV)センス増幅器(AMP)200に結合され、接続端子307及び309は、さらに、左心室(LV)センス増幅器(AMP)201に結合される。
心房センス増幅器204並びにRVセンス増幅器200及びLVセンス増幅器201は、好ましくは、調整可能な検知しきい値を有する自動利得制御式増幅器の形態をとる。RVセンス増幅器200及びLVセンス増幅器201並びに心房センス増幅器204の全体の動作は、参照によりその全体が本明細書に援用される、Keimel他による米国特許第5,117,824号に開示される動作に対応してもよい。一般に、心房センス増幅器204によって受信される信号が、心房検知しきい値を越える時はいつでも、出力信号ライン(P OUT)206上に信号が生成される。P波は通常、心房レートを検出するときに使用するためのP波検知しきい値に基づいて検知される。RVセンス増幅器200又はLVセンス増幅器201によって受信される信号が、それぞれ、RV検知しきい値又はLV検知しきい値を越えるときはいつでも、対応する出力信号ライン202又は203上に信号が生成される。R波は、通常、心室レートを検出するときに使用するためのR波検知しきい値に基づいて検知される。
スイッチマトリクス208を使用して、デジタル信号解析で使用するために、利用可能な電極のうちのどれが広帯域増幅器(AMP)210に結合されるかが選択される。電極の選択は、アドレス/データバス218を介してマイクロプロセッサ224によって制御される。選択された電極構成は、デバイス10の、種々の検知機能、ペーシング機能、カーディオバージョン機能、及びディフィブリレーション機能について所望されるように変わってもよい。バンドパス増幅器210に結合するために選択された電極からの信号は、マルチプレクサ(MUX)220に提供され、その後、ダイレクトメモリアクセス回路(DMA)228の制御下でランダムアクセスメモリ(RAM)226に記憶するために、A/D変換器222によってマルチビットデジタル信号に変換される。マイクロプロセッサ224は、デジタル信号解析技法を使用して、ランダムアクセスメモリ226に記憶されたデジタル化信号を特徴付けし、当技術分野で知られている多数の信号処理方法の任意の方法を使用して、患者の心調律を認識し分類する。
プログラム可能な埋め込み可能医療デバイスでは従来からそうであるように、テレメトリ回路330は、アンテナ332によって、外部プログラマからダウンリンクテレメトリを受信し、外部プログラマへアップリンクテレメトリを送出する。プログラマへアップリンクされるべきデータ及びテレメトリ回路用の制御信号は、アドレス/データバス218を介してマイクロプロセッサ224によって提供される。受信されたテレメトリは、マルチプレクサ220を介してマイクロプロセッサ224に提供される。埋め込み可能デバイスでの使用について知られている多数のタイプのテレメトリシステムが使用されてもよい。
図2に示す回路部の残りは、心臓ペーシング、カーディオバージョン及びディフィブリレーション治療を提供するのに専用になった回路部の例示的な実施形態である。タイミング/制御回路212は、プログラム可能デジタルカウンタを含み、プログラム可能デジタルカウンタは、種々の単腔ペーシングモード、2腔ペーシングモード若しくは多腔ペーシングモード、又は、心房若しくは心室に送出される抗頻脈ペーシング治療と関連する基本時間間隔を制御する。タイミング/制御回路212はまた、マイクロプロセッサ224の制御下で心臓刺激パルスの振幅を決定する。
ペーシングの間に、タイミング/制御回路212内の補充間隔カウンタは、それぞれ、ライン202、203、及び206上の信号によって示されるRVR波、LVR波、又は心房P波を検知するとリセットされる。選択されたペーシングモードに従って、ペーシングパルスが、心房出力回路(A OUT)214、右心室出力回路(RV OUT)216、及び左心室出力回路(LV OUT)215によって生成される。補充間隔カウンタは、ペーシングパルスが生成されるとリセットされ、それにより、徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、及び抗頻脈ペーシングを含んでもよい心臓ペーシング機能の基本タイミングを制御する。
補充間隔の継続時間は、アドレス/データバス218を介してマイクロプロセッサ224によって決定される。検知されたR波又はP波によってリセットされた時の補充間隔カウンタに存在するカウント値を使用して、種々の不整脈の発生を検出するためのR−R間隔及びP−P間隔を測定することができる。
本発明によれば、タイミング/制御回路212は、さらに、機械的復元パラメータを測定するために、内因性収縮の検知か、ペーシング誘発性収縮の検知のいずれかに続く、選択された期外収縮間隔(ESI)での期外収縮刺激パルスの送出を制御する。出力回路214、215、及び216は、スイッチマトリクス208を介して心臓ペーシング治療及び期外収縮刺激パルスを送出するために、所望の刺激電極に結合する。
マイクロプロセッサ224は、マイクロプロセッサ224の動作を制御する記憶式プログラムがその中に常駐する関連するROMを含む。メモリ226の或る部分は、不整脈を予測するか、又は、診断するためにマイクロプロセッサ224によって解析されるための一連の測定されたR−R又はP−P間隔を保持することが可能ないくつかの再循環バッファとして構成されてもよい。
頻脈の検出に応答して、検出された頻脈のタイプに従って、マイクロプロセッサ224からタイミング/制御回路212に療法をロードすることによって、抗頻脈ペーシング治療を送出することができる。より電圧の高いカーディオバージョンパルス又はディフィブリレーションパルスが必要とされる場合、マイクロプロセッサ224は、カーディオバージョン/ディフィブリレーション(CV/DEFIB)制御回路230を起動して、高電圧充電制御ライン(CHARGE)240の制御下で、充電回路236を介して高電圧コンデンサ246及び248の充電が開始される。高電圧コンデンサ上の電圧は、電圧コンデンサライン(V CAP)244を介して監視され、マルチプレクサ220を通して渡される。電圧がマイクロプロセッサ224によって設定された所定の値に達すると、ロジック信号がコンデンサフル(CF)ライン254上に生成され、充電を終了させる。ディフィブリレーションパルス又はカーディオバージョンパルスは、タイミング/制御回路212の制御下で、制御バス238を介して出力回路234によって心臓に送出される。出力回路234は、カーディオバージョンパルス又はディフィブリレーションパルスを送出するのに使用する電極及びパルス波形を決定する。
ICDでは、特定の不整脈治療が、通常、医師によって前もってデバイスにプログラム入力され、治療のメニューが通常提供される。たとえば、頻脈の最初の検出によって、抗頻脈ペーシング治療が選択されてもよい。持続性頻脈又は頻脈の再検出によって、より攻撃性の高い抗頻脈ペーシング治療が予定されてもよい。抗頻脈ペーシング治療における繰り返しの試みが失敗する場合、その後、より高いレベルのカーディオバージョンパルス治療が選択されてもよい。カーディオバージョンショック又はディフィブリレーションショックの振幅は、細動を終了させるために、1つ又は複数の初期ショックの失敗に対応して増分されてもよい。抗頻脈治療のこうしたプリセット式治療メニューを示す特許には、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Vollman他に発行された米国特許第4,726,380号、Holley他に発行された米国特許第4,587,970号、及びHaluskaに発行された米国特許第4,830,006号が含まれる。機械的復元測定値に基づく、速いレート中の血行力学的安定性の予測によって、初期治療の選択及びより攻撃性の低い治療からより攻撃性の高い治療への進行が、影響を受ける場合がある点で、不整脈治療のこうした事前プログラム式メニューの使用は、本発明によって有利になることが予想される。
デバイス10は、機械式センサからセンサ信号を受信するための端子333に結合したセンサ信号処理回路331を装備する。A/D変換器222によってデジタル化されてもよいセンサ信号データは、機械的復元パラメータが、RAM226に記憶されたアルゴリズムに従って求められるように、アドレス/データバス218を介してマイクロプロセッ
サ224に転送される。Mulliganに対する先に引用した米国特許第6,438,408号で実施される、機械的復元パラメータを求めるセンサ及び方法も、本発明と共に使用されてもよい。機械的復元を測定するための、本明細書に述べる方法は、マイクロプロセッサ224によって実行される、RAM226に記憶されるソフトウェアにおいて実施されてもよい。代替的に、機械的復元パラメータ又はその代理物を測定するための一部又は全ての動作は、専用回路部において実施されてもよい。
サ224に転送される。Mulliganに対する先に引用した米国特許第6,438,408号で実施される、機械的復元パラメータを求めるセンサ及び方法も、本発明と共に使用されてもよい。機械的復元を測定するための、本明細書に述べる方法は、マイクロプロセッサ224によって実行される、RAM226に記憶されるソフトウェアにおいて実施されてもよい。代替的に、機械的復元パラメータ又はその代理物を測定するための一部又は全ての動作は、専用回路部において実施されてもよい。
図3は、本発明を実施するための一般的な方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。ステップ105にて、機械的復元(MR)パラメータが測定される。以下でより詳細に述べるように、機械的復元パラメータは、機械的復元曲線の急峻部分(プラトー部分ではない)の傾斜、時定数、又は、他の特徴であってよい。ステップ110にて、MRパラメータは、パラメータが、頻脈を血行力学的に補償する能力の低下を指示するか否かを判定するための、しきい値又は値の範囲と比較される。新しい測定値が、期外収縮に対する機械的反応の悪化が指示されるか否かを判定する傾向と比較されるように、機械的復元傾向が、反復したMRパラメータ測定から求められてもよい。
決定ステップ115に従って、また、比較ステップ110で使用される比較基準に基づいて、ステップ105にて測定されたMRパラメータが、高頻度心調律中に血行力学的不安定性を予測する場合、ステップ125にて、臨床医は、より攻撃性の高い階層的VT治療メニューをプログラムするときにこの情報を使用してもよい。ステップ105にて測定されるMRパラメータが、血行力学的不安定性を予測しないと、決定ステップ115にて判定される場合、臨床医は、基準的な(nominal)、又は、一般により攻撃性の低い階層的治療メニューに従ってVT治療をプログラムしてもよい。代替的に、ステップ115で行われる予測に基づく、ステップ120及び125におけるVT治療の選択は、埋め込み式デバイスによって自動的に行われてもよい。埋め込み式デバイスは、血行力学的不安定性が予測される場合、より攻撃性の高い治療メニューを、血行力学的安定性が予測される場合、より攻撃性の低い治療メニューを自動的に選択してもよい。
心室の寄与は、血行力学的出力に対して、心房の寄与よりも重要であり、したがって、血行力学的安定性のより大きな決定要素であるため、方法100は、ステップ120及び125において、VTを処置するための不整脈治療をプログラムすることに言及する。この例では、ステップ105にて測定されるMRパラメータは、通常、心室活動を検知するために配置された機械式センサから取得される、圧力、壁移動、又は他のセンサ信号に基づくであろう。本明細書で述べる方法は、心室腔において適用されると、最も大きな利益を提供することが予想されるが、本明細書で述べる方法は、心房腔で使用されるようになってもよい。
図4は、高頻度心調律中に血行力学的安定性を予測するために機械的復元を監視する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。ステップ155にて、機械的復元測定が始動される。MR測定は、予定された周期で、たとえば、1日ごとに、1週間ごとに、又は1ヶ月ごとに行われてもよい。MR測定はまた、外部プログラミングデバイスを使用して臨床医によって手動で始動されてもよい。決定ステップ160にて、方法150は、埋め込み可能デバイスが、目下、不整脈を検出していないことを確認する。好ましくは、MRパラメータを測定するための期外収縮刺激パルスの注入が、既に加速された調律又は不安定な調律に干渉しないように、MR測定は、正常洞調律中に実施される。不整脈エピソードが継続している場合、方法150は、ステップ163にて終了し、今回はMR測定は行われない。
デバイスが、目下、不整脈を検出しない間、方法150は、ステップ165に進み、第1の期外収縮間隔(ESI)を設定する。検知された主収縮又はペーシングされた主収縮及びESIに続いて、ステップ170にて、期外収縮(ES)パルスが送出される。ステップ175にて、期外収縮に対する機械的反応が測定される。機械的反応は、機械的心臓機能又は血行力学的心臓機能に関連する信号を提供する、先に述べた機械式センサを使用して測定される。したがって、ステップ175にて測定される機械的反応は、ピーク血圧、血圧の最大上昇レート(dP/dt)、最大壁加速、インピーダンスベース一回拍出量等であってよい。
ステップ180にて、第2のESIが設定され、検知された主収縮又はペーシングされた主収縮及び第2のESIに続いて、ステップ185にて、ESパルスが送出される。ステップ190にて、第2のESIでの期外収縮に対する機械的反応が測定される。1つ又は複数のESパルスは、各ESIで送出されてもよく、機械的反応は、各ESパルスについて実施されたステップ175及び190で測定され、所与のESIについて平均される。
ステップ195にて、適用された2つのESI間でMR曲線の傾斜が計算され、記憶される。MR曲線の傾斜は、方法150で適用される2つのESIによって規定されるただ2点及び対応する機械的反応測定値に基づいて推定されてもよい。しかし、MR曲線上の点を取得し、対応する傾斜を計算するのに、2つ以上のESIが適用されてもよい。適用されるESIは、好ましくは、点が機械的復元曲線の急峻部分上に収まるように選択される。
ステップ195にて求められたMR曲線傾斜は、その後、しきい値又は傾向値と比較するための図3の方法100によって使用されてもよい。比較的緩い傾斜は、ESに対する鈍い(blunted)血行力学的反応を指示し、高頻度調律中の血行力学的不安定性の予測器である。
図5は、ESパルスの適用、及び、MR曲線の傾斜を推定するために測定されてもよい、期外収縮に対する機械的反応を示すタイムラインである。S1パルス350は、ペーシングされるか、又は、検知された事象であってよい主収縮事象を表す。機械的反応は、心室圧(P)信号によって表される。各S1350事象は、ピーク圧362を有する「正常」脈圧反応を伴う。S1パルスに続き、第1のESI352が適用され、その後、ESパルス(S2)354が送出される。ESパルスに対する機械的反応の振幅は減少し、かなり低いピーク圧364が生じる。ESパルス(S2)354に続く期外収縮後事象(S3)356は、通常、主収縮ピーク圧362と比較して、増加したピーク圧366で示される増大した機械的反応を伴う。
後続の主収縮(S1)357事象に続いて、第1のESI352より長い第2のESI358が適用される。ESパルス(S2)360は、短いESI352での期外収縮(S2)354に対する反応より比較的高いが、主収縮(S1)357に対する「正常」機械的反応と比較して減少した機械的反応を生成する。そのため、第2の長いESI358に続いて測定されるピーク圧368は、第1の短いESI352に続いて測定されるピーク圧364より大きいが、主収縮ピーク圧362より依然として小さい。それぞれ、2つの異なるESI352及び358で測定されるピーク圧364及び368を使用して、MR曲線のある部分の傾斜が計算されてもよい。
図6は、或る範囲のESIにわたって起こる期外収縮に対する、正常で健康な血行力学的反応及び異常で減少した血行力学的反応を表す機械的復元曲線の図である。ESIは、X軸に沿ってプロットされ、機械的心臓機能又は血行力学的心臓機能の尺度は、Y軸に沿ってプロットされる。この例では、心室脈圧(P)は、Y軸に沿ってプロットされる。MR曲線402は、正常で健康な人についての典型的なMR曲線を示す。急峻相の後にプラトー相が続く。急峻相は、機械的反応を生じない非常に短いESIと、最大の機械的反応を生成する最も短いESIとの間に起こる期外収縮に対して、増加した機械的反応を表す。ESIがさらに増加すると、機械的反応は増加せず、MR曲線402のプラトー相が生成される。
MR曲線の急峻相に沿う2つのESIにおける機械的反応を測定することによって、急峻相の傾斜を計算することができる。図5に示す第1の短いESI352を参照して、第1のピーク圧測定が、MR曲線402に沿って行われ、点404としてプロットされる。第2のピーク圧測定は、第2の長いESI358に続く期外収縮中に行われ、点406としてプロットされる。点404と406との間の傾斜408は、期外収縮に対する機械的反応のメトリックとして使用されてもよいMRパラメータを表す。比較的急峻な傾斜408は、速い心拍数を血行力学的に補償することによって、患者が、高頻度調律に対して有利に反応することが出来る可能性があることを示す。こうした患者では、検出されるVTは、MR曲線の急峻な傾斜に基づいて安定なVTであると予測されてもよい。血行力学的に安定であると予測されるVTを、より攻撃性の低い抗頻脈ペーシングを用いて終了するように最初に試みることが望ましい場合がある。
MR曲線410は、健康でない患者における期外収縮に対する機械的反応を示す。上述したのと同じ方法で、第1の短いESI352と第2の長いESI358で送出された期外収縮中に機械的反応を測定することによって、点412と414が求められてもよい。計算された傾斜416は、健康な人の傾斜408より小さく、健康な人のMR曲線402の急峻相と比較して、MR曲線410の比較的平坦な急峻相を反映する。健康でない人の期外収縮に対する血行力学的反応は、カルシウム処理が損なわれるため鈍る。この鈍い血行力学的反応は、こうした患者が、高頻度調律に対する耐性がある可能性がないことを示唆する。こうした患者において検出されるVTは、不十分な血行力学的出力によって不安定である可能性がある。したがって、VTを処置することに対してより攻撃性の高い手法が望まれる場合がある。こうして、MRパラメータを監視することによって、安定なVTと不安定なVTが、予測され、事前プログラムされたVT治療を選択するときに使用されてもよい。
図7は、速い調律に対する血行力学的反応を予測する代替の方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。心不全患者は、力/周波数反応(force/frequency response)が減少していると推測される。期外収縮に対する正常な機械的反応は、図5に示すように、期外収縮後拍動に関して増大した機械的機能を生成する。したがって、期外収縮後拍動に関して測定される脈圧は、期外収縮に先行する主収縮に関して測定される脈圧より大きく、期外収縮に関する脈圧よりはるかに大きいと予想される。
速いレートに対して不安定な血行力学的反応を有すると予想される患者において、期外収縮後拍動に関する機械的反応は減少すると予想される。期外収縮後の、この減衰した又は減少した機械的反応は、心臓が、短縮した収縮間隔に対処するために、拡張間隔を伸張させることができないことで一部は説明されてもよい。健康な心臓では、拡張間隔は、変化する収縮間隔に対処するように動的に変化するであろう。したがって、期外収縮後の機械的機能の測定は、高頻度心室レート中に血行力学的安定性を予測するために、期外収縮に関する機械的機能の測定に対する代替として、又は、機械的機能の測定に加えて使用されてもよい。
ステップ455にて、先に述べたように、MR測定が始動される。方法450は、調律の加速中に期外収縮パルスを送出することを避けるために、決定ステップ460にて、デバイスが、目下、不整脈を検出していないことを確認する。不整脈エピソードが検出されている場合、方法450はステップ465にて終了する。
不整脈エピソードが検出されていない場合、ステップ468にて、機械的機能信号が検知されて、期外収縮後拍動に関し、並びに、以下で述べるように、期外収縮拍動及び先行する主収縮拍動の少なくとも一方又は両方に関して機械的機能の測定が可能になる。ステップ470にて、所定のESIで期外収縮パルスが送出される。ステップ472にて、第1の期外収縮後拍動(図5に示すS3)に関する機械的反応が測定される。さらに、主収縮拍動(図5に示すS1)及び期外収縮拍動(図5に示すS2)のいずれか又は両方に対する機械的反応が測定される。
その後、ステップ474にて、第1の期外収縮後(PES)に関する機械的機能と主収縮(S1)に関する機械的機能の比、及び/又は、第1のPESに関する機械的機能と期外収縮(ES)に関する機械的機能の比として、機械的反応比が計算されてもよい。速い調律に対する安定な反応を有する患者において、PES機械的機能は、S1機械的機能より大きく、ES機械的機能よりはるかに大きいと予想される。
こうして、ステップ474にて計算される機械的反応比は、速い調律に対する血行力学的反応を予測するために、図3の方法100の代替のMRパラメータとして使用されてもよい。比は、図3のステップ110にてしきい値又は傾向値と比較されてもよく、比が、予想値より小さく、鈍い期外収縮後の機械的反応を指示する場合、方法100のステップ115にて、血行力学的不安定性が予測されてもよい。
図8は、PES機械的機能測定を使用することによって、速い調律に対する血行力学的反応を予測する代替の方法の詳細を提供するフローチャートである。方法475のステップ455〜472は、ステップ472にて、PES又はS3拍動、主収縮又はS1拍動、及びES又はS2拍動の全てに関して、機械的機能が測定されることを除いて、図7の方法450に含まれる同じラベルが付けられたステップに相当する。これらの測定値を取得した後、決定ステップ476にて、主収縮又はS1拍動に関する機械的機能は、ES又はS2拍動に関する機械的反応と比較される。S1拍動が、S2拍動よりかなり大きい場合、方法475はステップ478に進んで、PES又はS3拍動の機械的反応が評価される。
しかし、S1拍動が、S2拍動に比べてそれほど大きくないと決定ステップ476にて判定される場合、ESIは、長過ぎて、予想されるPES作用を達成することができない場合があるか、又は、患者は、変化するレートに対して異常な反応を持つ場合がある。ESIが長過ぎる場合、S2拍動は、S1拍動に非常に似ていることになり、同様に、S3拍動は、S1拍動及びS2拍動に非常に似ていることになる。したがって、ESパルスを注入するのに使用されるESIは、ステップ480にて、或る最小ESIまで短縮されると決定ステップ482にて判定されてもよい。ESIは、好ましくは、患者によっては、不整脈を誘発する場合がある、いわゆる受攻期中にESパルスが送出される点まで短縮されない。最小ESIに達しない場合、方法475は、ステップ468に戻って、機械的機能信号を検知し続け、短縮したESIで新しいESパルスを送出することを続ける。
主S1拍動に比べて、ES(S2)拍動に関する機械的機能を実質的に弱化させることなく、最小ESIに達した場合、方法475は、ステップ484にて、高頻度調律に対する血行力学的不安定性を予測して終了する。S1拍動に比べて、S2拍動に関する機械的弱化が無いことは、異常な機械的復元の証明であってよい。こうした異常な機械的機能に照らして、高頻度調律に対する不安定な血行力学的反応が予想される。
ES機械的機能が、主S1拍動に比べて実質的に弱化したことがわかると決定ステップ476にて判定される場合、方法475はステップ478に進んで、期外収縮後S3拍動に関する機械的機能が主S1拍動に関する機械的機能と比較される。期外収縮後の機械的機能が、主収縮と比較して増大する(すなわち、S1/S3機械的機能の比が比較的低い)場合、ステップ486にて、高頻度調律に対して安定な血行力学的反応が予測される。期外収縮後の機械的機能がそれほど増大しない(すなわち、S1/S3機械的機能の比が比較的高い)場合、ステップ484にて、高頻度調律に対して不安定な血行力学的反応が予測される。代替的に、S2/S3機械的機能の比が調査されてもよい。比較的低いS2/S3比は安定な反応を予測し、比較的高いS2/S3比は高頻度調律に対する不安定な反応を予測する。PESに関する鈍い機械的反応は、正常なMR曲線と比較して、比較的平坦なMR曲線に関連することが予想される。そのため、(主S1拍動又は期外収縮S2機械的機能に対する)期外収縮後の機械的機能の評価は、早いレートに対する患者の血行力学的反応を予測するときに使用するためのMR曲線パラメータを求めるための代替法として使用されてもよい。
図9は、拡張間隔に対してプロットされた心室脈圧を示すグラフである。DI間隔が増加するにつれて、生成する脈圧(PP)は最大脈圧まで増加する。通常、心周期長が短縮すると、拡張間隔(DI)が伸張する。DIが伸張する結果として生成する脈圧は、図9の曲線によって示されるように増大する。この反応は、力−周波数反応と呼ばれ、増加した周波数では、生成圧が増加する。一部の患者は、速いレートに応答して、拡張間隔(DI)を大幅に伸張させることができず、したがって、各拍動に関して生成する脈圧を増加させることができない。これらの患者は、力−周波数反応が損なわれる(impair)ため、速いレート中に血行力学的不全を経験する場合がある。高頻度調律の最初の数拍動内で、DIを伸張させることができる患者は、一般に、長いDIから生じる増大した圧力生成のために、速いレートの間に血行力学的安定性を経験するであろう。したがって、高頻度調律の最初の数拍動中における、又は、期外収縮に応答したDIの測定は、高頻度調律に対する血行力学的反応を予測するための代理パラメータを提供する場合がある。
図10は、EGM信号、圧力信号、及び加速度計信号の図であり、DIを測定する方法を示す。2つのR−R間隔、RR1及びRR2が、EGM信号上に示される。収縮間隔(SI)は、時間的に、等容性弛緩の開始から大動脈弁及び肺動脈弁の閉鎖(加速度計信号上で測定される第2の心臓音S2を生成する)にほぼ相当する、検出されたR波から圧力信号の微分の最小dP/dt(min)までの時間として測定されてもよい。後続の心周期上での拡張間隔は、前のSI及び目下のR−R間隔に依存するであろう。そのため、DIは、EGM信号から測定される目下のR−R間隔と、検知されたR波と圧力信号上の後続のdP/dt(min)又は加速度計信号上の第2の心臓音との間で測定される前のSIとの差として求められてもよい。また、第2の心臓音は、時間的に、EGM信号のT波にほぼ相当する。したがって、DIは、検知されたT波と後続の検知されたR波との間隔を測定することによって、EGM信号から推定することができる。
代替的に、拡張間隔は、心臓機能の機械的信号のみを使用して推定されてもよい。たとえば、DIは、図10Aに示す加速度計信号から求められてもよい第2の心臓音(大動脈弁及び肺動脈弁の閉鎖)と、後続の第1の心臓音(房室弁の閉鎖)との間の間隔として推定されてもよい。図10Bは、DIを測定する代替の方法を示すdP/dt曲線の図である。心臓の機械的周期は、2つの連続するdP/dtピーク(dP/dtmax)間に延びる。収縮間隔は、dP/dtmaxで始まり、引き続くdP/dtminで終わる。DIは、図示するように、dP/dt(min)と引き続くdP/dt(max)との間の間隔として測定されてもよく、大動脈弁の開放及び急速駆出の開始に相当する。心臓機能の電気的信号及び/又は機械的信号に基づいてDIを測定するか、又は、推定するための多数の方法が考えられてもよいことが認識される。
図11は、DIの測定値に基づいて、速いレートに対する血行力学的反応を予測する代替の方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。DIの測定値は、速いレートに対する血行力学的反応を予測するときのMRパラメータについての代理尺度として使用される。したがって、ステップ555にて、MR代理物の測定が始動される。先に述べたのと同じ方法で、この始動ステップが、予定された周期で起こるように、又は、臨床医によってトリガされてもよい。好ましくは、方法550は、安定な調律中に実施され、したがって、決定ステップ560にて、不整脈が目下検出されていないことの確認が行われる。そうでなければ、方法550は、ステップ562にて終了する。
不整脈が目下検出されていない場合、ステップ565にて、機械的機能信号の検知がイネーブルされる。方法550の目的は、患者が、自分のDIを伸張させ、速いレートに対する正常な力−周波数反応を有することができるか否かを判定することである。したがって、ステップ570にて、速い内因性レートが検知されるか、又は、心臓が速いレートでペーシングされてもよい。速い内因性レートは、患者に運動するように頼むことによって誘発されてもよい。速い内因性レート又はペーシングされたレートの開始時に、DIは、連続であってもよく、又は、1つ又は複数の拍動で分離していてもよい、少なくとも2つの連続する心臓拍動に関して測定される。DI測定は、好ましくは、速いレートの開始後の最初の数拍動内で行われる。しかし、1つ又は複数のDI測定が、DIがおそらく定常状態に達したときの最初の数拍動後にさらに行われてもよい。DI測定は、図10に関連して先に述べたように行われてもよい。
DIを測定することに加えて、ステップ580に示すように、対応する心周期について機械的機能測定値を得るために、機械的機能信号が処理される。機械的機能及びDIを測定することによって、機械的機能対DI曲線が近似されてもよい。2つのDI測定値に基づくこの曲線上の少なくとも2つの点と対応する機械的機能パラメータを有することによって、ステップ585に示すように、傾斜が求められてもよい。
傾斜が、正常な力−周波数反応を指示するか否かを判定するために、決定ステップ590にて、傾斜が、しきい値と比較されてもよい。比較的低い傾斜が測定される、すなわち、機械的機能の増加がほとんど無く、DIの変化が小さいか、又は全く無い場合、ステップ592に示すように、患者が、速いレートに対して不安定な血行力学的反応を有すると予測される。傾斜が比較的高い場合、患者が、速いレートの間にDI及び機械的機能を増加させることによって、速いレートに対して適切に反応すると予想される。ステップ594にて、速い調律中の血行力学的安定性が予測される。
図12は、速いレートに対する血行力学的反応を予測するときにMRパラメータを求めるため、代理物としてDIの測定値を使用する代替の方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。方法600では、ステップ555〜575は、図11の方法550に含まれる同じラベルの付いたステップに相当する。ステップ605にて、ステップ575にて測定された連続するDI間の差が求められる。
連続するDIの差が、DIが伸張するパターンを指示すると決定ステップ610にて判定される場合、ステップ615にて、速い調律に対する安定な血行力学的反応が予測される。DIが伸張するパターンが指示されない場合、ステップ620にて、速い調律に対する不安定な血行力学的反応が予測される。速い調律の開始時に自分のDIを伸張させることができない患者は、MR曲線の急峻相を「上り(move up)」、自分の血行力学的反応を増加させることができないであろう。そのため、速い調律の開始時にDIの変化だけを調査することによって、速い調律に対する血行力学的反応の予測が行われてもよい。
図13は、VTエピソードの検出中に、安定なVTを不安定なVTから識別するため、MRパラメータ又は代理測定値を使用する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。これまで、本明細書で述べた方法は、将来起こる速い調律に対する反応を予測するために、安定な調律中に使用することを意図されてきた。しかし、MRパラメータ又は代理パラメータは、患者が、血行力学的に安定な方法で反応しようとしているか否か、又は、患者が、血行力学的不全を経験する可能性があるか否かを判定するために、速い調律の開始時に求められてもよい。VT検出の開始時又はVT検出の直前における、安定なVTと不安定なVTのこうした識別は、VT治療を自動的に選択するために、埋め込み可能デバイスによって使用されてもよい。
方法500は、速い間隔を検出することによって、ステップ505にて始動される。たとえば、VT検出ゾーン内に収まる速いR−R間隔が検出されてもよい。ステップ510にて、MRパラメータが測定されてもよい。MRパラメータは、検出された第1の速い間隔に対する機械的反応及びVT検出ゾーン内に収まる、続いて起こる間隔の1つ又は複数を測定することによって測定されてもよい。代替的に、速い間隔の直前に起こる収縮の機械的反応が測定されてもよい。少なくとも2つの異なるR−R間隔に対する機械的反応の2つ以上の測定値を取得することによって、MR曲線傾斜を表す傾斜が計算されてもよい。上述したように、代替的に、又は付加的に、機械的機能対DIの傾斜又は連続するDIの差等の代理パラメータが測定されてもよい。
ステップ510にて測定されるパラメータは、しきい値又は所定の範囲の値又は先に求めたMRパラメータ傾向と比較されてもよい。VT検出基準が満たされると決定ステップ520にて判定される場合、方法500は決定ステップ525に進む。VT検出基準が満たされない場合、方法500は、ステップ505に戻って、次の速い間隔の検出を待ってもよい。VT検出基準は、間隔解析、間隔パターン解析、及び/又はEGM形態解析を含む、既知の不整脈検出アルゴリズムに基づいてもよい。
VTが検出される場合、方法500は、VTが、ステップ515にて行われた比較に基づいて血行力学的に不安定であると予測されるか否かを判定する。不安定なVTが予測される場合、ステップ535に指示されるように、攻撃性のあるVT治療が選択されてもよい。たとえば、患者が、血行力学的機能不全に伴う症状を経験する前に、VTを迅速に終了させるために、CVショックが即座に送出されてもよい。VTが、安定であると予測される場合、先のプログラミングに従って、より攻撃性の低いVT治療メニューが選択されてもよい。たとえば、ステップ530にて指示されるように、抗頻脈ペーシング(ATP)が始動されてもよい。
上述した技法の一部は、マイクロプロセッサ224等のプログラム可能プロセッサ用の命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体として具体化されてもよい。プログラム可能プロセッサは、独立して、又は協調して働いてもよい、1つ又は複数の個々のプロセッサを含んでもよい。「コンピュータ読み取り可能媒体」は、フロッピー(登録商標)ディスク、従来型ハードディスク、CD−ROM、フラッシュROM、不揮発性ROM、RAM、及び、磁気又は光記憶媒体等の任意のタイプのコンピュータメモリを含むが、それに限定されない。媒体は、本発明に従って埋め込み可能医療デバイスにおいて治療を送出するために、上述した特徴の任意の特徴をプロセッサが実施するようにさせる命令を含んでもよい。
したがって、速い調律に対する血行力学的反応を予測するときに使用するためのシステム及び関連する方法が、本明細書で述べられた。不安定な調律が予測されると、より攻撃性の高い治療手法がとられることを可能にする、不整脈治療を選択するときに、予測された血行力学的反応が使用されてもよい。多数の変形がかなり詳細に述べられたが、本明細書で提供される教示の利益を受ける当業者は、速い調律に対する血行力学的反応を予測するときに有用なMRパラメータ又は代理パラメータを測定するか、又は推定する代替の手法を考えてもよいことが認識される。本明細書に述べる方法は、特許請求の範囲に関して例示的であり、限定的でないことが意図される。
Claims (28)
- 機械的復元パラメータを測定すること、
前記測定された機械的復元パラメータの比較解析を実施すること、及び
前記比較解析に基づいて速い心拍数に対する血行力学的反応を予測すること
を含む方法。 - 速い心拍数に対する前記予測された血行力学的反応に基づいて不整脈治療を選択することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記機械的復元パラメータを測定することは、機械的復元曲線の傾斜を測定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記機械的復元曲線の傾斜を測定することは、
期外収縮刺激パルスを送出すること、及び
前記期外収縮刺激パルスに応答して機械的復元パラメータを測定すること
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記期外収縮刺激パルスを送出することは、少なくとも2つの異なる期外収縮間隔で送出される複数の期外収縮刺激パルスを送出することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記機械的復元パラメータを測定することは、
主収縮拍動に関して機械的反応を測定すること、
期外収縮拍動に関して機械的反応を測定すること、及び
期外収縮後拍動に関して機械的反応を測定すること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記比較解析を実施することは、
前記期外収縮後拍動の前記機械的反応を、前記主収縮拍動の前記機械的反応又は前記期外収縮拍動の前記機械的反応と比較することを含む、請求項6に記載の方法。 - 前記機械的復元パラメータを測定することは、
拡張間隔を測定すること、
2つ以上の測定される拡張間隔に対する機械的反応を測定すること、及び
前記2つ以上の測定される拡張間隔における前記測定された機械的反応によって規定される前記曲線の傾斜を求めること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記機械的復元パラメータを測定することは、
頻脈の発症中に、連続する拡張間隔を測定すること、及び
前記測定された連続する拡張間隔の連続する差を求めること
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 医療デバイスから患者に治療を送出する方法であって、
前記患者の前記機械的復元に関連するパラメータを求めること、
前記パラメータが心拍数の増加に応答して血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定すること、及び、
前記パラメータが、血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定することに応答して前記治療の送出を調整することを含む医療デバイスから患者に治療を送出する方法。 - 前記パラメータを求めることは、
第1の期外収縮間隔を設定すること、
検知される主収縮及びペーシングされる主収縮のうちの一方に続いて送出される第1のパルスに対する第1の機械的反応及び前記第1の期外収縮間隔を測定すること、
第2の期外収縮間隔を設定すること、並びに
検知される主収縮及びペーシングされる主収縮のうちの一方に続いて送出される第2のパルスに対する第2の機械的反応及び前記第2の期外収縮間隔を測定すること
を含む、請求項10に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。 - 前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定することは、前記第1の機械的反応及び前記第2の機械的反応に相当する傾斜を求めることを含み、減少の指示は、前記求められる傾斜が減少するにつれて増加する、請求項11に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 前記第2の期外収縮間隔は、前記第1の期外収縮間隔より大きい、請求項11に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 前記第1の期外収縮間隔及び前記第2の期外収縮間隔は、機械的復元曲線の傾斜部分に相当し、該傾斜部分は、該傾斜部分以外に相当する傾斜より大きな傾斜を有する、請求項11に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定することは、前記第2の機械的反応が前記第1の機械的反応より大きいか否かを判定することを含む、請求項11に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 前記第1のパルスに続いて所定の間隔で送出される第3のパルスに対する第3の機械的反応を測定すること、並びに
前記第3の機械的反応と前記第1の機械的反応との第1の比、及び、前記第3の機械的反応と前記第2の機械的反応との第2の比を求めること
をさらに含み、血行力学的補償の減少は、前記第1の比及び前記第2の比に応じて求められる、請求項11に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。 - 前記パラメータは、機械的機能及び拡張間隔の曲線の傾斜に相当する、請求項10に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 前記パラメータは、拡張間隔測定値間の連続する差に相当する、請求項10に記載の医療デバイスから患者に治療を送出する方法。
- 患者に治療を送出する装置であって、
前記患者の前記機械的復元に関連するパラメータを求める手段と、
前記パラメータが心拍数の増加に応答して血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定する手段と、
前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定することに応答して前記治療の送出を調整する手段と
を備える患者に治療を送出する装置。 - 前記パラメータを求める手段は、
第1の期外収縮間隔を設定する手段と、
検知される主収縮及びペーシングされる主収縮のうちの一方に続いて送出される第1のパルスに対する第1の機械的反応及び前記第1の期外収縮間隔を測定する手段と、
第2の期外収縮間隔を設定する手段と、
検知される主収縮及びペーシングされる主収縮のうちの一方に続いて送出される第2のパルスに対する第2の機械的反応及び前記第2の期外収縮間隔を測定する手段と
を備える、請求項19に記載の患者に治療を送出する装置。 - 前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定する手段は、前記第1の機械的反応及び前記第2の機械的反応に相当する傾斜を求める手段を含み、減少の指示は、前記求められる傾斜が減少するにつれて増加する、請求項20に記載の患者に治療を送出する装置。
- 前記第2の期外収縮間隔は、前記第1の期外収縮間隔より大きい、請求項20に記載の患者に治療を送出する装置。
- 前記第1の期外収縮間隔及び前記第2の期外収縮間隔は、機械的復元曲線の傾斜部分に相当し、該傾斜部分は、該傾斜部分以外に相当する傾斜より大きな傾斜を有する、請求項20に記載の患者に治療を送出する装置。
- 前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定する手段は、前記第2の機械的反応が前記第1の機械的反応より大きいか否かを判定する手段を含む、請求項20に記載の患者に治療を送出する装置。
- 前記第1のパルスに続いて所定の間隔で送出される第3のパルスに対する第3の機械的反応を測定する手段と、
前記第3の機械的反応と前記第1の機械的反応との第1の比、及び、前記第3の機械的反応と前記第2の機械的反応との第2の比を求める手段と
をさらに含み、血行力学的補償の減少は、前記第1の比及び前記第2の比に応じて求められる、請求項20に記載の患者に治療を送出する装置。 - 前記パラメータは、機械的機能及び拡張間隔の曲線の傾斜に相当する、請求項19に記載の患者に治療を送出する装置。
- 前記パラメータは、拡張間隔測定値間の連続する差に相当する、請求項19に記載の患者に治療を送出する装置。
- 方法を実施するコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体であって、該方法は、
前記患者の前記機械的復元に関連するパラメータを求める手段と、
前記パラメータが心拍数の増加に応答して血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定する手段と、
前記パラメータが血行力学的補償の減少を指示するか否かを判定することに応答して前記治療送出を調整する手段と
を含む、方法を実施するコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ読み取り可能媒体。
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