JP2009534077A - ペースメーカーをプログラムするための機器及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ペースメーカープログラミング機器は、個人のペースメーカーの検知(信号)とペーシング(信号)の差を決定する手段;ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第一試験手段;及び第一試験手段によって決定される最適なAV遅延から検知(信号)とペーシング(信号)の差を引く計算をするための計算手段を含む。
【選択図】 図4
Description
個人のペースメーカーの(心臓からのP同期ペーシングの電気信号の)検知ないしセンシング(信号)と(心臓をペーシングする該ペースメーカーからの心房ペーシングの電気信号の)ペーシング(信号)の差(sensed-paced difference)(以下、「検知(信号)とペーシング(信号)の差」という)を決定する手段;
ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシング(atrially pacing)する間に、最適なAV遅延を決定するための第一試験手段;及び
第一試験手段によって決定される最適なAV遅延から検知(信号)とペーシング(信号)の差を引く(minus)計算をするための計算手段。
ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシング(P-synchronous pacing)する間に、最適なAV遅延を決定するための第二試験手段;
ペースメーカーが特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第三試験手段;
第三試験手段によって決定される最適なAV遅延から第二試験手段によって決定される最適なAV遅れを差し引くことによって検知(信号)とペーシング(信号)の差を計算する計算手段。
個人のペースメーカーの検知(信号)とペーシング(信号)の差を決定するための分析モジュール;
ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第一試験モジュール;及び
第一試験モジュールによって決定される最適なAV遅延から検知(信号)とペーシング(信号)の差を引く計算をするための計算モジュール。
ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第二試験モジュール;及び
ペースメーカーが特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第三試験モジュール;
また、ここで、計算モジュールは、第三試験モジュールによって決定される最適なAV遅延から第二試験モジュールによって決定される最適なAV遅れを差し引くことによって検知(信号)とペーシング(信号)の差を計算する。
i)ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
ii)ペースメーカーが特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
iii)ステップi)で決定された最適なAV遅延とステップii)で決定された最適なAV遅延との間の差を決定するステップ。
i)個人のペースメーカーの検知(信号)とペーシング(信号)の差を決定するステップ;
ii)ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
iii)ステップi)で決定される検知(信号)とペーシング(信号)の差により、上記ステップii)で決定される最適なAV遅延を調節するステップ。
iv)ステップiii)で決定されたAV遅延によりペースメーカーをプログラミングする。
P同期ペーシング中に、プログラムされた(心臓の)右側のAV遅延は、実際の(心臓の)右側のAV遅延よりも短い。これは、ペースメーカーは、一旦、脱分極の振幅が特定のサイズに達するとき、単に、心房の脱分極の開始を検知するだけであるからである。これが、心房の脱分極の開始の検知における時間のずれ(ないしタイムラグ)(time lag)に結果としてなる;心房センシング遅延(図2a)。
右心房からペーシングするとき、ペーシング刺激(pacing stimulus)の心房の脱分極の開始への伝達ないしデリバリー(delivery)時からの遅延がある(いわゆる、心房ペーシング・レイテンシー(潜伏期間))。これは、実際の(心臓の)右側のAV遅延が、プログラムされたAV遅延よりも僅かに短いことを意味する。(図2b)
心房内遅延
左心房の活性化のために要する時間は、活性化が固有(内因性)の心房活動又は心房ペーシングによって開始されるかどうかに依存して異なる。一般的には、内因性の活性化と比較して、心房内遅延は、心房のペーシング拍動(atrial paced beat)において長い。この遅延は、効果的でない心房内伝導(conduction)によると思われる。ペーシング(活性化)と検知(センシング)活性化(paced and sensed activation)との間の心房内遅延の差は、患者特異的であると認められ(参考文献1、2、3)、それらは、根本的な伝導、リード位置、心房サイズ及び機能における違いを反映するものである。心拍数が変更されるとき、心房内伝導時間は、比較的一定に維持される。(参考文献5)
これは仮説的な実施例であり、なぜペーシングのAV最適値(the paced AV optimum)が検知(センシング)のAV最適値(the sensed AV optimum)よりも長いかを例示するものである。(心臓の)左側のAV遅延は、心拍出量及び全身血行動態に支配的な影響を及ぼす。
患者ないし被検者
臨床的適応(NYHA III又はIV心不全、QRS>120ms、最大限の内科治療)のために両室ペースメーカー又は両室除細動器を植え込まれた20人の外来患者が研究に登録された。同調律(sinus rhythm)でない者、ペーシング依存の者、又は、トレッドミル(treadmill)上を歩行できなかった患者は除外された。
データ取得
非侵襲性の指動脈圧測定は、フィノメータ(Finometer)(Finapres Medical Systems, Amsterdam, Holland)を用いて行われた。ペナズ(Penaz)(参考文献6)及びウェセリング(Wesseling)(参考文献7)により開発された、この技術は、指の周りに配置されるカフ、ビルトイン・フォトエレクトリック・プレチスモグラフ(built-in photoelectric plethysmograph)、及び、動脈圧に動的に従うボリュームクランプ回路(volume-clamp circuit)を使用する。この技術は、血圧の瞬間的な変化を測定するために十分に確証される。(参考文献8、9、10、11、12)
心拍から心拍へ亘る(beat-to-beat)血圧は、患者ないし被検者の両室ペースメーカーのAV遅延の調節の間に記録された。上述したように、血圧トレース(trace)におけるバックグラウンドノイズの影響は、収縮期血圧(SBPrel)における相対変化を計算することによって減じられた。これは、参照AV遅延に対する各トランジションないし移行(transition)を比較し、各SBPrelに少なくとも6つの反復測定を得る複数のオルターネーション(alternations)を実行することによってなされた。これら(の比較や実行)は、各試験された遅延ごと、平均SBPrelを獲得するために組合された。SBPrelは、AV遅延の範囲(40、80、120、140、160、200、240msであった)において上述の手法で測定されて、この手順(sequence)は固有(内因性)の伝導が生じたときに停止した。心室間遅延は0msのままであったか、又は、ペースメーカーの許容値と同じくらい近似であった。
患者がソファに座って安静にしている間に、最初に最適化が実行された。この安静状態において、AV遅延の血行動態の最適化は3つの異なる条件で実行されて、それら3つの条件は、安静時心拍数でのP同期ペーシング、患者の安静レートより5bpm高いレートでの心房ペーシング、及び100bpmの心拍数での心房ペーシングであった。次いで、患者はトレッドミル上で運動を行い、運動負荷が患者の心拍数を100と110bpm間で維持するように調整され、P同期AV遅延(P-synchronous AV delay)が調節された。
個々の患者で、AV遅延最適化中に同定される最適なAV遅延は、最適化が安静時又は運動中のいずれかで実行されるかに依存して異なる。安静時での運動の最適なAV遅延(exercise optimal AV delay)を同定するために、心拍数が心房ペーシングによって運動レベルまで増大されて、心房刺激(ペーシング)のAV遅延(atrial paced AV delay)とP同期AV遅延との間の差、いわゆる、“検知(信号)とペーシング(信号)の差”のための調節がなされた。
optAVDap100bpm:100bpmのレートでの心房ペーシングの間に決定される最適なAV遅延。
認識されるように、128msの最適な運動AV遅延の予測は、122msの測定された最適なAV遅延と好ましく相関する。
SBPrel値は、少なくとも6人の個人のトランジションないし変化から観察された血圧変化の平均をとることによって参照AV遅延(120ms)及びVV遅延(0ms)に連関するAV及びVV遅延の各試験された組合せにおいて決定された。対応づけた比較(paired comparisons)は、スチューデントの対応づけたt検定(Student' s paired t test)を用いてなされた。比率の比較は、フィッシャーの正確確立検定(Fisher's exact test)を用いてなされた。P値<0.05は、統計的に有意ないし重要であるように得られた。統計パッケージStatview5.0(SAS Institute Inc.,Cary,NC)が分析のために用いられた。
患者の特徴
移植後平均12ヶ月の両室ペースメーカー又は両室ICDのペースメーカーを備える20名の患者が研究に登録された。11名が男性、9名が女性で、年齢の幅は46−79歳であった(平均68.5歳)。心不全の原因は11名が虚血で、9名が特発性拡張型であった。血圧計による平均の収縮期血圧は、116.4±18.3mmHgであった。研究時の患者の平均駆出率(ejection fraction)は、30±4.9%であった。研究時の1名の患者はNYHAクラスIで、13名の患者はNYHAクラスIIで、6名の患者はNYHAクラスIIIであった。患者は、地域の倫理委員会の承認を得た、この研究のための告知に基づく同意をした。
高い心拍数及び低い心拍数において、心房ペーシング又はP同期ペーシングによるAV遅延を変化させる影響は、線形というよりはむしろ曲線形で、放物線に近似する。したがって、試験系(series)ごとに、ピークのAV遅延を同定する放物線補間(parabolic interpolation)を使用することが可能であった(図5)。100−110bpm間の心拍数による運動中、100bpmでの心房ペーシング中、安静時でのP同期ペーシング中、安静時より5bpm高いレートでの心房ペーシング中のAV遅延の最適化における血行動態応答曲線(haemodynamic response curves)が示される。
血圧の連続する非侵襲性測定を用いて、心房ペーシング及びP同期ペーシングにより、安静時とより高い心拍数のいずれでも、すべての患者の明らかな血行動態の最適なAV遅延を同定することが可能であった。すべての患者はトレッドミル上を歩行し、心拍数を100と110bpm間まで上昇することが可能であったが、一部の患者では、検査された異なったAV遅延の間で患者を安静にさせるために、運動の最適化を段階的に実行することが必要であった。
個々の各患者のために二次補間(quadratic interpolation)を用いて最適であるように同定されたAV遅延が、100−110bpmの心拍数による運動中の最適化、100bpmでの心房ペーシング間の最適化、安静時心拍数でのP同期ペーシング中の最適化、及び安静心拍数よりも5bpm高いレートでの心房ペーシング間の最適化において示される。予測された最適な運動のAV遅延(運動の最適なAVD=optAVDap100bpm−(optAVDaprr−optAVDpsynchrr))が示され、実際の運動と予測された運動との間の差が、安静時と運動時でのP同期の最適化における差と同様に、示される。平均及び標準偏差が示される。
安静時におけるペーシングモデルとP同期ペーシングとにおいて同定された最適なAV遅延における平均値が運動中に同定された最適なAV遅延とは著しく(有意に)異ならず、個々の患者内では、ペーシングモデルは近接した相関を示す。
プログラムされたAV遅延を選択する安静時のペーシングモデル又はP同期ペーシングのいずれかを用いて、運動中の血行動態の結果を評価するために、SBPrelでの変化が、個々の各患者の運動血行動態の放物曲線における実際の運動の最適値(actual exercise optimum)から計算された。
この研究は、運動中に最適化を実行させるCRT装置のAV遅延の最適化のための方法を実証する。第二に、この研究は、AV遅延における変化に対する血行動態応答が線形よりもむしろ曲線形であり、低い心拍数及び上昇した心拍数のいずれでも放物線に近似して(あてはまって)適応することを示す。第三に、この研究は、P同期ペーシングによる安静時心拍数での最適化が、運動の最適値と十分合理的に相関するAV遅延を選択することを示す。第四に、この研究は、運動との相関性が、安静時での運動のためのペーシングモデルを用いることによって実質的に改善できることを示す。最後に、このペーシングモデルを使用することによって、患者は、安静時心拍数でのP同期ペーシングによる標準的な最適化よりも著しい血行動態の改善を得る。
急性的な血圧変化の0.9mmHgの差は、心機能における実質的な差を表す。
血圧の平均相対変化を計算する急性的な非侵襲性血行動態を用いて、患者が運動をする間に心再同期装置のAV遅延を最適化することが可能である。P同期ペーシング中の安静時心拍数での最適化は、運動中に同定される最適値と相関する。しかしながら、安静時ペーシングモデルを用いて、この相関性は、実質的に改善でき、この改善は個々の患者にとって重要な急性的な血行動態の利益を有する。
2 両室ペースメーカー
3 フィナプレス
4 人差し指
5 プロセッサ
6 トランスミッタ
Claims (18)
- 個人のペースメーカーの(心臓からのP同期ペーシングの電気信号の)検知信号と(心臓をペーシングする該ペースメーカーからの心房ペーシングの電気信号の)ペーシング信号の差(sensed-paced difference)(以下、「検知信号とペーシング信号の差」という)を決定する手段;
該ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシング(atrially pacing)する間に、最適なAV遅延を決定するための第一試験手段;及び
該第一試験手段によって決定される該最適なAV遅延から該検知信号とペーシング信号の差を引く(minus)計算をするための計算手段、
を含む、個人のペースメーカーをプログラミングするためのペースメーカープログラミング機器。 - 前記ペースメーカーの検知信号とペーシング信号の差を決定するための手段は、
該ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシング(P-synchronous pacing)する間に、最適なAV遅延を決定するための第二試験手段;
該ペースメーカーが特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第三試験手段;
該第三試験手段によって測定される最適なAV遅延から前記第二試験手段によって測定される最適のAV遅れを差し引くことによって該検知信号とペーシング信号の差を計算するための計算手段を含む請求項1に記載のペースメーカープログラミング機器。 - 前記個人のペースメーカーと通信する手段をさらに含む請求項1又は2に記載のペースメーカープログラミング機器。
- 個人のペースメーカーの検知信号とペーシング信号の差を決定するための分析モジュール;
ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第一試験モジュール;及び
該第一試験モジュールによって決定される該最適なAV遅延から該検知信号とペーシング信号の差を引く計算をするための計算モジュール
を含むペースメーカープログラミング機器のためのコンピュータプログラム。 - 前記分析モジュールは、
ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第二試験モジュール;及び
該ペースメーカーが特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するための第三試験モジュール;
を含み、ここで、前記計算モジュールは、該第三試験モジュールによって決定される最適なAV遅延から該第二試験モジュールによって決定される最適なAV遅れを差し引くことによって前記検知信号とペーシング信号の差を計算することを特徴とする請求項4に記載のコンピュータプログラム。 - ペースメーカーを取り付けている個人の検知信号とペーシング信号の差を決定するための方法であって、該方法は以下のステップを含む:
i)該ペースメーカーが特定の心拍数でP同期ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
ii)該ペースメーカーが該特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
iii)該ステップi)で決定された最適なAV遅延と該ステップii)で決定された最適なAV遅延との差を決定するステップ。 - 個人のペースメーカーのための好ましいAV遅延を決定する方法であって、該方法は以下のステップを含む:
i)該個人のペースメーカーの検知信号とペーシング信号の差を決定するステップ;
ii)該ペースメーカーが上昇した心拍数で心房ペーシングする間に、最適なAV遅延を決定するステップ;
iii)該ステップi)で決定される検知信号とペーシング信号の差により、該ステップii)で決定される最適なAV遅延を調節するステップ。 - 前記上昇した心拍数は、90と200bpmとの間であり、好ましくは、95と110bpmとの間であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器、請求項4若しくは5に記載のコンピュータプログラム、又は請求項7に記載の方法。
- 前記ステップi)は請求項6の方法を含んで、及び、前記ステップiii)は、上昇した心拍数で決定した最適なAV遅延から特定の心拍数又は特定の心拍数に近似の心拍数での心房ペーシング間に決定された最適なAV遅延を減じ(minus)、該特定の心拍数でのP同期ペーシング間に決定された最適なAV遅延を加える(plus)計算を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
- 請求項7乃至9のいずれか一項に記載の方法を実行することを含み、さらに、
iv)ステップiii)で決定されたAV遅延でペースメーカーをプログラミングするステップ
を含む個人のペースメーカーをプログラミングする方法。 - 前記ペースメーカーの最適なAV遅延は、個人の最高血圧を提供する、AV遅延であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器、請求項4、5若しくは8のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム、又は請求項6乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最適なAV遅延を決定することは、個人の血圧を測定する間にAV遅延を変化させ、個人の最高血圧になるAV遅延を決定することを含むことを特徴とする請求項1乃至3、8若しくは11のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器、請求項4、5、8若しくは11のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム、又は請求項6乃至11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最適なAV遅延は、個人の血圧において最大限の相対的増加(maximum relative increase)を提供する、試験AV遅延を決定するために、参照(reference)AV遅延と該試験AV遅延の範囲との間のペースメーカーのAV遅延を変更することによって決定されることを特徴とする請求項12に記載のペースメーカープログラミング機器、コンピュータプログラム、又は方法。
- 前記特定の心拍数は安静時心拍数(rest heart rate)であることを特徴とする請求項1乃至3、8若しくは11乃至13のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器、請求項4、5、8、11乃至13のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム、又は請求項4乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記安静時心拍数は、60と100bpmとの間であり、より好ましくは、65と80bpmとの間であることを特徴とする請求項14に記載のペースメーカープログラミング機器、コンピュータプログラム、又は方法。
- 前記特定の心拍数に近い心拍数は、該特定の心拍数の10、15又は20bpm以内であり、好ましくは、該特定の心拍数の5bpm以内であることを特徴とする請求項1乃至3、8若しくは11乃至15のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器、請求項4、5、8若しくは11乃至15のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム、又は請求項4乃至15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ステップiii)は、ステップii)で決定された最適なAV遅延からステップi)で決定された最適なAV遅延を差し引くことを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 請求項4、5、8若しくは11乃至16のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムでプログラムされるプロセッサをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3、8若しくは11乃至16のいずれか一項に記載のペースメーカープログラミング機器。
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