JP2022531287A - 心臓伝導系ペーシング療法の補足 - Google Patents
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Abstract
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成し、生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が、補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するシステムが開示される。【選択図】図1
Description
本明細書の開示は、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定する際に、およびそのような補足的な心臓ペーシング療法を調整する際に使用するためのシステムおよび方法に関する。
植込み型ペースメーカー、心臓除細動器、除細動器、またはペースメーカー-心臓除細動器-除細動器などの植込み型医療機器(IMD)は、心臓に治療的電気刺激を提供する。IMDは、徐脈に対処するためにペーシングを、または頻脈もしくは細動などの頻脈性不整脈を停止させるためにペーシングまたはショックを提供する場合がある。いくつかの事例では、医療機器は、心臓の内因性脱分極を検知し、内因性脱分極(またはその欠如)に基づいて不整脈を検出し、内因性脱分極に基づいて不整脈が検出された場合、心臓への電気刺激の送達を制御し得る。
IMDは、ペーシングの一形態である心臓再同期療法(CRT)を提供する場合もある。CRTは、左心室、または左心室および右心室の両方へのペーシングの送達を含む。心室へのペーシングパルスの送達のタイミングおよび位置は、心室収縮の協調および効率を改善するように選択され得る。
医療機器を植込むためのシステムは、植込み型医療機器自体に加えて、ワークステーションまたは他の機器を含み得る。いくつかの事例では、これらの他の機器は、医師または他の技術者が心臓上または心臓内の特定の位置に心臓内リードを配置するのを支援する。場合によっては、機器は心臓の電気的活動と心臓内リードの場所に関する情報を、医師に提供する。
本明細書に記載の例示的なシステムおよび方法は、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得ることができるかどうかを判定するユーザ(例えば、医師)を支援し、心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用される任意の補足的な心臓ペーシング療法を調整するように構成され得る。さらに、本明細書に記載の例示的なシステムおよび方法は、例えば、伝導ペーシングシステムを介して、脚ブロックおよび遅延の補正の程度に起因して、患者が左心室または右心室の遅延を有するかどうかを判定するユーザ(例えば、医師)を支援するように構成され得る。
1つ以上の実施形態では、システムおよび方法は、非侵襲的であると説明することができる。例えば、いくつかの実施形態では、システムおよび方法は、リード、プローブ、センサ、カテーテル、埋め込み型電極などの埋め込み型機器を必要としないか、またはそれらを含み、伝導系ペーシングによる心臓の特定の領域(例えば、心臓の左側)における興奮遅延の補正の程度を判定する際に、および心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定する際に使用するための患者の組織からの複数の心臓信号を監視または取得し得、かつ心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用される任意の補足的な心臓ペーシング療法を調整し得る。代わりに、システムおよび方法は、例えば、患者の胴体の周りの患者の皮膚に取り付けられた複数の外部電極を使用して、非侵襲的に行われる電気的測定を使用することができる。1つ以上の実施形態では、本システムおよび本方法は、かかるシステムおよび方法が、心臓伝導系捕捉および/または房室ブロックの判定または評価に使用するために電気的活動を監視するための植込み型電極を利用し得るという点で、侵襲的であると説明され得る。加えて、いくつかの実施形態では、侵襲的および非侵襲的装置およびプロセスの両方が同じ時間にまたは同時に使用され得ることを理解されたい。
本開示は、興奮のECGベルト表面マッピングに基づく心臓伝導系ペーシングおよび従来の左心室ペーシング療法の選択を含むと説明され得る。心室から心房への(VfA)、中隔内左心室(LV)心内膜ペーシング、およびヒス束ペーシングのうちの1つ以上の形式での心臓伝導系ペーシングは、左心遅延を補正することによって、左心に電気的遅延がある(例:左脚ブロックによる)一部の心不全患者に利する可能性があり、または右心遅延を補正することによって、右心に電気的遅延がある(例えば、右脚ブロックによる)一部の心不全患者に利する可能性がある。ただし、このような心臓伝導系ペーシングでは左心または右心の遅延が完全に修正され得ない他の患者が存在する可能性があり、追加の左心室または右心室ペーシングリードまたはリードレスペーシング機器を使用して、左心室または右心室における電気的興奮の残りの遅延を軽減することができる。補足的な心臓ペーシングはまた、伝導系の他の部分、例えば、VfAの場合はヒス束または右脚ブロック、または主要な伝導系ペーシング標的である中隔内左心室心内膜ペーシングを対象とし得る。
例示的なシステムは、表面興奮をマッピングすることと、測定基準および測定基準の範囲ならびにそのような表面興奮マップを使用して、伝導系ペーシング(VfAなど)、リードまたはリードレス機器を心室中隔に貫入することによる中隔内ペーシング、または従来のリードを伴うヒス束または脚のペーシングによる左心室または右心室遅延の補正に関する定量的および定性的フィードバックを提供することと、を実行し得、例示的な方法は、それらのことを含み得る。例示的なシステムおよび方法は、左心室または右心室の興奮遅延の補正の程度に関するフィードバックを得るために、移植中に使用され得る。したがって、一例では、移植者は、例示的なシステムおよび方法を使用して、左心室ペーシングのために追加のリードを移植することを選択することができる。さらに、例示的なシステムおよび方法はまた、右心室興奮遅延の補正のために右心室リードを移植する決定のために採用され得る。
1つ以上の実施形態では、ECGベルトの不均一性、または同期不全、患者の胸部の左側に位置付けられた外部電極からの代理電気的興奮到達時間の標準偏差(SDAT)および代理電気的興奮到達時間の平均(LVAT)などの測定基準を使用して、リード付きまたはリード無し機器を伴うペーシング療法(VfAペーシング、中隔内LV心内膜ペーシング、ヒス束ペーシング、左脚ブロックペーシングなど)の送達中の左心室興奮遅延の補正の程度を評価することができる。全体的な再同期の程度は、例えば、SDATおよびLVATの変化を使用して評価することができ、例えば、位置、ペーシングの部位、角度、ペーシングパラメータ(タイミング、出力、ベクトルなど)などの1つ以上のペーシング設定を調整して、例えば、心臓伝導系ペーシング療法を最適化することができる。
1つ以上の実施形態では、最初に、最適化された心臓伝導系ペーシングに応答して、同期不全の基本的な最小の減少が起こったかどうかを判定することができる。一例では、同期不全の基本的な最小の減少は、SDATが10%を超えて悪化することなく、SDATの少なくとも10%の減少またはLVATの30%の減少によって示され得る。ついで、左心室の興奮の補正または正常化の程度を評価する測定基準を、そのような最適化された心臓伝導系ペーシング中のLVATの値に基づいて評価することができる。
例示的なシステムおよび方法は、左心遅延の補正の程度を判定するものとして説明され得る。左心遅延の完全な補正は、約30ミリ秒(ms)以下のLVATによって示され得る。左心遅延(例えば、左心室興奮のわずかな遅延)の中間補正は、約30ms~50msのLVATによって示され得る。左心遅延(例えば、左心室興奮の持続的な遅延)の補正は、約50ms以上のLVATによって示され得ない。
例示的なシステムおよび方法は、追加の左心室ペーシングリード(例えば、冠状静脈洞/側壁)が、伝導系ペーシングが左心遅延を補正し得ない持続的な遅延(例えば、脚ブロック)を有する患者に有用であり得ることを示し得る。さらに、例示的なシステムおよび方法は、追加の左心室ペーシングリードが、同期不全の基本的な最小の減少が達成されなかった場合に患者にとって有用であり得ることを示し得る。
例示的なシステムおよび方法はまた、遅延の領域が右心室にある患者に右心室リードを移植するかどうかを、左心室に関して本明細書に記載されるのと同様の手法であるが、代わりに右側に向けられた電気的不均一性の測定基準または値を利用して判定するときに使用され得る。
例示的なシステムおよび方法は、左心室または右心室の興奮遅延の補正の程度を評価し、かつ完全に補正されていない患者に対する追加のリード移植が、心臓伝導系ペーシングを従来の心室ペーシングと組み合わせたさらなる増強療法につながり得るかどうかを判定するものとして説明され得る。
1つの例示的なシステムは、患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置と、を含んでもよい。演算装置は、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極の1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成し、生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するように構成され得る。
1つの例示的な方法は、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極の1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視することと、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成することと、生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定することと、を含み得る。
1つの例示的なシステムは、患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置と、を含んでもよい。演算装置は、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に複数の電極の1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成し、生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の1つ以上のペーシング設定を調整するように構成され得る。
上記の要約は、本開示の各実施形態または全ての実施態様を説明ようには意図されていない。添付の図面と併用される以下の発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することにより、より完全な理解が明らかになり、かつ理解されるであろう。
例示的な実施形態の以下の発明を実施するための形態では、本明細書の一部を形成し、かつ例示として実施され得る特定の実施形態が示されている図面の添付の図が参照される。他の実施形態が利用されてもよく、それらによって提示される本開示の範囲から逸脱することなく(例えば、依然としてその範囲内に入るように)構造的変化が加えられてもよいことを理解されたい。
例示的なシステムおよび方法は、図1~10を参照して説明されるものとする。一実施形態からの要素またはプロセスが他の実施形態の要素またはプロセスと組み合わせて使用されてもよく、かつ本明細書に記載の特徴の組み合わせを使用するシステム、方法、および機器の可能な実施形態が、図に示されるおよび/または本明細書に記載される特定の実施形態に限定されないことが当業者には明らかであろう。さらに、本明細書に記載の実施形態が必ずしも原寸に比例していない多くの要素を含んでもよいことが認識されるであろう。なおさらに、本明細書のプロセスのタイミングならびに様々な要素のサイズおよび形状が依然として本開示の範囲内に入るように修正されてもよいが、ある特定のタイミング、要素の1つ以上の形状および/もしくはサイズ、または要素のタイプが他のものよりも有利であり得ることが認識されるであろう。
様々な例示的なシステム、方法、およびグラフィカルユーザインターフェースは、外部電極と、表示装置と、演算装置と、を含む電極装置を使用して、心臓伝導系ペーシング療法、補足的な心臓ペーシング療法、および/またはその構成(例えば、最適化)の評価において、ユーザ(例えば、医師)を非侵襲的に支援するように構成され得る。電極装置110、演算装置140、およびリモート演算機器160を含む例示的なシステム100が、図1に示されている。
示されるように、電極装置110は、患者114の胸部または胴体の周りに巻かれたバンド内に組み込まれるまたは含まれる複数の電極を含む。電極装置110は、演算装置140に動作可能に連結されて(例えば、1つまたは有線電気接続を介して、無線で、など)、分析、評価などのために、電極の各々からの電気信号を演算装置140に提供する。例示的な電極装置は、2014年3月27日に出願され、2016年3月26日に発行された米国特許第9,320,446号、表題「Bioelectric Sensor Device and Methods」に記載されている場合がある。
さらに、例示的な電極装置110は、図2~3を参照してより詳細に説明される。
演算装置140および遠隔演算機器160は各々、それぞれ、例えば、電気信号(例えば、心電図データ)、電気的興奮到達時間、電気的不均一性情報などのデータを表示するように構成され得る表示装置130、170を含み得る。例えば、電極装置110によって収集または監視された電気信号によって表される複数の心周期または心拍のうちの1つの心周期または1つの心拍は、心臓伝導系ペーシング療法および/または補足的な心臓ペーシング療法の査定および評価に関連し得る興奮到達時間および電気的不均一性情報を含む1つ以上の測定基準について分析および評価され得る。より具体的には、例えば、単一の心周期のQRS群は、1つ以上の測定基準、例えば、QRS開始、QRS消失、QRSピーク、電気的興奮到達時間、左心室または胸部電気的興奮到達時間標準偏差(LVED)、興奮到達時間標準偏差(SDAT)、平均左心室または胸部代理電気的興奮到達時間(LVAT)、最早期興奮到達時間に対する参照などの電気的不均一性情報(EHI)、QRS持続期間(例えば、QRS開始とQRS消失との間隔)、平均左側代理興奮到達時間と平均右側代理興奮到達時間との差異、相対または絶対QRS形態、興奮到達時間のより高いパーセンタイルとより低いパーセンタイルとの差異(より高いパーセンタイルは90%、80%、75%、70%などであり得、より低いパーセンタイルは10%、15%、20%、25%、および30%などであり得る)、他の中心傾向の統計的尺度(例えば、中央値または最頻値)、ばらつき(例えば、平均偏差、標準偏差、分散、四分位偏差、範囲)などについて評価され得る。さらに、1つ以上の測定基準の各々は、位置特異的であり得る。例えば、いくつかの測定基準は、例えば、患者の左側、患者の右側などの患者の選択された領域の周りに位置付けられた電極から記録または監視された信号から演算され得る。
少なくとも1つの実施形態では、演算装置140および遠隔演算機器160の一方または両方は、サーバ、パーソナルコンピュータ、またはタブレットコンピュータであってもよい。演算装置140は、入力装置142(例えば、キーボード)から入力を受信し、出力を表示装置130に送信するように構成されてもよく、遠隔演算機器160は、入力装置162(例えば、タッチスクリーン)から入力を受信し、出力を表示装置170に送信するように構成されてもよい。演算装置140および遠隔演算機器160の一方または両方は、例えば、電極装置110によって捕捉された複数の電気信号を分析するために、EHIを決定するために、QRS開始、QRS消失、中央値、最頻値、平均値、ピークまたは最大値、バレーまたは最小値を決定するために、電気的興奮到達時間を判定するために、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうか判定するために、患者が左心室または右心室遅延またはブロックを有しているかどうか判定するために、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法のペーシング設定に対する1つ以上の調整が有益かどうか判定するために、例えば、ペーシング速度、心室ペーシング速度、A-V間隔、V-V間隔、ペーシングパルス幅、ペーシングベクトル、マルチポイントペーシングベクトル(例えば、左心室ベクトルクワッドリード)、ペーシング電圧、ペーシング構成(例えば、両心室ペーシング、右心室のみペーシング、左心室のみペーシングなど)、ならびに不整脈検出および治療、心拍応答設定およびパフォーマンスなどの1つ以上のペーシングパラメータまたは設定を構成する際にユーザを非侵襲的に支援するように構成されたグラフィカルユーザインターフェースを駆動するために、処理プログラムもしくはルーティンおよび/または1つ以上の他のタイプのデータへのアクセスを可能にし得るデータ記憶装置を含み得る。
演算装置140は、入力装置142および表示装置130に動作可能に連結されて、例えば、入力装置142および表示装置130の各々との間でデータを送信することができ、遠隔演算機器160は、入力装置162および表示装置170に動作可能に連結されて、例えば、入力装置162および表示装置170の各々との間でデータを送信する。例えば、演算装置140および遠隔演算機器160は、例えば、アナログ電気接続、デジタル電気接続、無線接続、バスベースの接続、ネットワークベースの接続、インターネットベースの接続などを使用して、入力装置142、162および表示装置130、170に電気的に結合されてもよい。本明細書にさらに記載されるように、ユーザは、入力装置142、162に入力を提供して、心臓伝導系ペーシング療法構成情報、補足的な心臓ペーシング療法構成情報、左心室または右心室遅延またはブロック情報、および電気的不均一性情報のうちの1つ以上を見るおよび/または選択することができる。
描写されるように、入力装置142がキーボードであり、入力装置162がタッチスクリーンであるが、入力装置142、162が、入力を演算装置140および演算機器160に提供して本明細書に記載の機能、方法、および/または論理を実行することができる任意の装置を含んでもよいことを理解されたい。例えば、入力装置142、162は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチスクリーン(例えば、容量性タッチスクリーン、抵抗性タッチスクリーン、マルチタッチスクリーンなど)などを含んでもよい。同様に、表示装置130、170は、ユーザに情報を表示することができる任意の装置、例えば、電極状態情報、電気的興奮のグラフィカルマップ、1つ以上の心拍にわたる外部電極の複数の信号、QRS群、様々な心臓療法シナリオ選択領域、心臓療法シナリオの様々な順位付け、様々なペーシングパラメータ、電気的不均一性情報(EHI)、テキスト命令、人間の心臓の解剖のグラフィック描写、患者の心臓の画像またはグラフィック描写、1つ以上の電極の位置のグラフィック描写、人間の胴体のグラフィック描写、患者の胴体の画像またはグラフィック描写、植え込まれた電極および/またはリードのグラフィック描写または実画像などを含むグラフィカルユーザインターフェース132、172を含んでもよい。さらに、表示装置130、170は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオードスクリーン、タッチクスリーン、陰極線管ディスプレイなどを含んでもよい。
さらに、演算装置140および遠隔演算機器160が、本明細書に記載の機能を行うまたは実行するように、複数の異なる手法で互いに動作可能に連結され得ることを理解されたい。例えば、描写される実施形態では、演算機器140は、間に生じる無線信号線によって描写されるように、遠隔演算機器160に無線で動作可能に連結されてもよい。加えて、無線接続とは対照的に、演算装置140および遠隔演算機器160の1つ以上が1つまたは有線電気接続を介して動作可能に連結されてもよい。
演算装置140および遠隔演算機器160によって記憶および/または実行される処理プログラムまたはルーティンは、計算数学、行列数学、分解アルゴリズム、圧縮アルゴリズム(例えば、データ圧縮アルゴリズム)、較正アルゴリズム、画像構成アルゴリズム、信号処理アルゴリズム(例えば、様々なフィルタリングアルゴリズム、フーリエ変換、高速フーリエ変換など)、標準化アルゴリズム、比較アルゴリズム、ベクトル数学、または本明細書に記載の1つ以上の例示的な方法および/もしくはプロセスを実施するために使用される任意の他の処理のためのプログラムまたはルーティンを含んでもよい。演算装置140および遠隔演算機器160によって記憶および/または使用されるデータは、例えば、電極装置110からの電気信号/波形データ(例えば、複数のQRS群)、電極装置110からの電気的興奮到達時間、音響センサからの心音/信号/波形データ、グラフィック(例えば、グラフィカル要素、アイコン、ボタン、ウィンドウ、ダイアログ、プルダウンメニュー、グラフィック領域、グラフィック部位、三次元グラフィックなど)、グラフィカルユーザインターフェース、本明細書の開示に従って採用される1つ以上の処理プログラムまたはルーティンからの結果(例えば、電気信号、電気的不均一性情報など)、または本明細書に記載の1つ以上のプロセスもしくは方法を実行または実施するために使用され得る任意の他のデータを含み得る。
1つ以上の実施形態では、例示的なシステム、方法、およびインターフェースは、例えば、処理能力、データ記憶装置(例えば、揮発性または不揮発性メモリおよび/または記憶素子)、入力機器、および出力機器を含むコンピュータなどのプログラマブルコンピュータ上で実行される1つ以上のコンピュータプログラムを使用して実装されてもよい。本明細書で説明するプログラムコードおよび/または論理を入力データに適用して、本明細書で説明する機能を実施し、所望の出力情報を生成してもよい。出力情報は、本明細書に記載されるように、または既知の様式で適用されるであろうように、1つ以上の他の機器および/または方法への入力として適用され得る。
本明細書に記載のシステム、方法、および/またはインターフェースを実装するために使用される1つ以上のプログラムは、任意のプログラマブル言語、例えば、コンピュータシステムとの通信に好適な高レベルの手続き型および/またはオブジェクト指向型プログラミング言語を使用して提供され得る。任意のかかるプログラムは、例えば、本明細書に記載の手順を行うために好適な機器が読み取られたときにコンピュータシステムを構成して動作させるためのコンピュータシステム(例えば、処理装置を含む)上で実行される汎用または特殊用途プログラムによって読み取り可能な任意の好適な機器、例えば、記憶媒体に記憶され得る。言い換えれば、少なくとも1つの実施形態では、例示的なシステム、方法、および/またはインターフェースは、コンピュータプログラムとともに構成されたコンピュータ可読記憶媒体を使用して実装されてもよく、そのように構成された記憶媒体は、コンピュータに、特定かつ所定の様式で動作させて、本明細書に記載の機能を行う。さらに、少なくとも1つの実施形態では、例示的なシステム、方法、および/またはインターフェースは、実行のためのコードを含む1つ以上の非一時的な媒体にエンコードされ、かつプロセッサまたは処理回路によって実行されると、本明細書に記載の方法、プロセス、および/または機能などの動作を行うように動作可能である論理(例えば、例えば、オブジェクトコード)によって実装されると説明され得る。
演算装置140および遠隔演算機器160は、例えば、任意の固定またはモバイルコンピュータシステム(例えば、コントローラ、マイクロコントローラ、パーソナルコンピュータ、ミニコンピュータ、タブレットコンピュータなど)であってもよい。演算装置140および遠隔演算機器160の正確な構成は限定的ではなく、本質的には、好適な演算能力および制御能力(例えば、信号分析、数学関数、例えば、中央値、最頻値、平均値、最大値決定、最小値決定、勾配決定、最小勾配決定、最大勾配決定、グラフィック処理など)を提供することができる任意の機器が使用され得る。本明細書に記載されるように、デジタルファイルは、本明細書に記載の演算装置140よび遠隔演算機器160によって読み取り可能および/または書き込み可能であり得るデジタルビット(例えば、2進法、3進法などでエンコードされたもの)を含む任意の媒体(例えば、揮発性または不揮発性メモリ、CD-ROM、パンチカード、磁気記録可能媒体など)であってもよい。また、本明細書に記載されるように、ユーザ可読形式のファイルは、ユーザによって読み取り可能および/または理解可能な任意の媒体(例えば、紙、ディスプレイなど)上に提示可能なデータ(例えば、ASCIIテキスト、2進数、16進数、10進数、グラフィックなど)の任意の表現であってもよい。
上記を考慮して、本開示による1つ以上の実施形態に記載される機能が当業者に知られているであろう任意の様式で実装され得ることが容易に明らかになるであろう。したがって、本明細書に記載のプロセスを実装するために使用されるコンピュータ言語、コンピュータシステム、または任意の他のソフトウェア/ハードウェアは、本明細書に記載のシステム、プロセス、またはプログラム(例えば、かかるシステム、プロセス、またはプログラムによって提供される機能)の範囲を限定するものではない。
例示的な電極装置110は、患者114の体表面電位、より具体的には、患者114の胴体表面電位を測定するように構成されてもよい。図2に示されるように、例示的な電極装置110は、外部電極112のセットまたはアレイ、ストラップ113、およびインターフェース/増幅器回路116を含んでもよい。電極112は、ストラップ113に取り付けられるかまたは連結されてもよく、ストラップ113は、電極112が患者の心臓を取り囲むように、患者114の胴体の周りに巻き付けられるように構成されてもよい。さらに例示されるように、電極112は、患者114の胴体の後部、外側、後外側、前外側、および前側位置を含む、患者114の外周の周りに位置付けられてもよい。
例示的な電極装置110は、患者114からの音(例えば、患者の胴体からの心音)を測定または監視するようにさらに構成され得る。図2に示されるように、例示的な電極装置110は、ストラップ113に取り付けられたまたは連結された音響センサ120のセットまたはアレイを含んでもよい。ストラップ113は、音響センサ120が患者の心臓を取り囲むように、患者114の胴体の周りに巻き付けられるように構成されてもよい。さらに例示されるように、音響センサ120は、患者114の胴体の後部、外側、後外側、前外側、および前側位置を含む、患者114の外周の周りに位置付けられてもよい。さらに、例示的な電極装置110は、電極および音響センサを超えた追加のセンサ装置、例えば、患者の胴体の動きを捕捉するように構成されたアレイに配置された複数の加速度計を含み得ることが理解される。さらに、そのような各感知モダリティ(例えば、電気的、音響的、運動など)は、それ自体で、または互いに連携させて使用して、不均一性または非同期性の1つ以上の測定基準を提供することができる。
さらに、電極112および音響センサ120は、有線接続118を介してインターフェース/増幅器回路116に電気的に接続されてもよい。インターフェース/増幅器回路116は、電極112および音響センサ120からの信号を増幅し、その信号を演算装置140および遠隔演算機器160の一方または両方に提供するように構成されてもよい。他の例示的なシステムは、無線接続を使用して、電極112および音響センサ120によって検知された信号をインターフェース/増幅器回路116に送信し、次いで、例えば、データのチャネルとして、演算装置140および遠隔演算機器160の一方または両方に送信することができる。1つ以上の実施形態では、インターフェース/増幅器回路116は、例えば、アナログ電気接続、デジタル電気接続、無線接続、バスベースの接続、ネットワークベースの接続、インターネットベースの接続などを使用して、演算装置140および遠隔演算装置160の一方または両方に電気的に結合されてもよい。
図2の例では、電極装置110がストラップ113を含むが、他の例では、様々な機構のうちのいずれか、例えば、テープまたは接着剤が用いられて、電極112および音響センサ120の間隔決めおよび配置を支援することができる。いくつかの例では、ストラップ113は、弾性バンド、一片のテープ、または布を含んでもよい。さらに、いくつかの例では、ストラップ113は、例えばTシャツなどの衣類の一部であってもよく、またはそれと統合されてもよい。他の例では、電極112および音響センサ120は、患者114の胴体に個別に配置されてもよい。さらに、他の例では、電極112(例えば、アレイに配置される)および音響センサ120(例えば、同様にアレイに配置される)の一方または両方は、電極112および音響センサ120を患者114の胴体に固定するパッチ、ベスト、および/または他の様式の一部であってもよく、またはその内部に設置されてもよい。なおさらに、他の例では、電極112および音響センサ120の一方または両方は、2つの材料セクションまたは2つのパッチの一部であってもよく、またはその内部に設置されてもよい。2つのパッチの一方は、患者114の胴体の前側に設置されてもよく(例えば、患者の心臓の前側を表す電気信号を監視するために、患者の心臓の前側を表す代理心臓内電気的興奮到達時間を測定するために、患者の前側の音を監視または測定するために、など)、他方のパッチは、患者114の胴体の後側に設置されてもよい(例えば、患者の心臓の後側を表す電気信号を監視するために、患者の心臓の後側を表す代理心臓内電気的興奮到達時間を測定するために、患者の後側の音を監視または測定するために、など)。さらに、他の例では、電極112および音響センサ120の一方または両方は、患者114の前側から患者114の左側を横切って患者114の後側に延在する上列および下列で配置されてもよい。なおさらに、他の例では、電極112および音響センサ120の一方または両方は、脇の下の領域の周りの曲面に配置されてもよく、他の残りの領域よりも右胸部で低密度である電極/センサ密度を有し得る。
電極112は、患者114の心臓を取り囲み、かつ信号が患者114の胴体を通って伝播した後に心臓の脱分極および再分極と関連付けられた電気信号を記録または監視するように構成されてもよい。電極112は各々、心臓信号を反映する胴体表面電位を検知するために単極構成で使用されてもよい。インターフェース/増幅器回路116は、単極検知のために各電極112と組み合わせて使用され得る戻り電極または不関電極(図示せず)にも連結されてもよい。
いくつかの例では、患者の胴体の周りに空間的に分布した約12~約50個の電極112および約12~約50個の音響センサ120が存在してもよい。他の構成は、より多いまたはより少ない電極112およびより多いまたはより少ない音響センサ120を有する場合がある。電極112および音響センサ120は、患者114の周り全体にまたは患者114の周りに完全に延びるアレイに配置されないまたは分布しない場合があることを理解されたい。代わりに、電極112および音響センサ120は、患者114の周りの一部にのみまたは患者114の周りに部分的に延びるアレイに配置されてもよい。例えば、電極112および音響センサ120は、電極および音響センサがほとんどまたは全く右側(患者の右側の後部領域および前部領域を含む)に近接していない状態で、患者の前部、後部、および左側に分布してもよい。
演算装置140および遠隔演算装置160の一方または両方は、電極112によって感知された胴体表面電位信号および音響センサ120によって感知された音響信号を記録および分析することができ、これらは、インターフェース/増幅器回路116によって増幅/調整される。演算装置140および遠隔演算装置160の一方または両方は、本明細書にさらに記載されるように、電極112からの電気信号を分析して、患者の心臓からの心電図(ECG)信号、EHIなどの情報、またはデータを提供するように構成され得る。演算装置140および遠隔演算装置160の一方または両方は、音響センサ120からの電気信号を分析して、患者の身体および/または患者に移植された機器(左心補助機器など)からの音声信号、情報、またはデータを提供するように構成され得る。
加えて、演算装置140および遠隔演算機器160は、電極装置110に関連する様々な情報および電極装置110を使用して収集または検知されたデータを描写するグラフィカルユーザインターフェース132、172を提供するように構成されてもよい。例えば、グラフィカルユーザインターフェース132、172は、電極装置110を使用して得られた電気的興奮マップおよびEHIを描写することができる。例えば、グラフィカルユーザインターフェース132、172は、電極装置110を使用して得られたQRS群を含むECGおよび音響センサ120を使用して得られた音波を含む音声データ、ならびにそれに関連する他の情報を描写することができる。例示的なシステムおよび方法は、電極装置110を使用して収集された電気情報および音響センサ120を使用して収集された音響情報を非侵襲的に使用して、患者の心臓の健康を評価し、患者に送達される心臓療法を評価および構成することができる。より具体的には、例示的なシステムおよび方法は、電極装置110を使用して収集された電気情報を非侵襲的に使用して、患者がすでに送達された心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用される補足的な心臓ペーシング療法から利益を得ることができるかどうかを判定することができる。
さらに、電極装置110は、例えば患者114の胴体下部の周りに位置付けられるようになる参照電極および/または駆動電極をさらに含んでもよく、これらはシステム100によってさらに使用されてもよい。例えば、電極装置110は、3つの参照電極を含んでもよく、これらの3つの参照電極からの信号が組み合わせられて、参照信号を提供することができる。さらに、電極装置110は、3つの尾側参照電極を使用して(例えば、ウィルソン中央端末で使用される標準参照電極の代わりに)、3つの尾側に位置する参照信号を平均することにより、より少ないノイズの「真の」単極信号を得ることができる。
図3は、患者114の心臓を取り囲み、かつ信号が患者114の胴体を通って伝播した後に心臓の脱分極および再分極に関連する電気信号を記録または監視するように構成された複数の電極112と、患者114の心臓を取り囲み、かつ信号が患者114の胴体を通って伝播した後に信号に関連する音声信号を記録または監視するように構成された複数の音響センサ120とを含む、別の例示的な電極装置110を例示する。電極装置110は、複数の電極112および複数の音響センサ120が取り付けられてもよく、または電極112および音響センサ120が連結され得るベスト114を含んでもよい。少なくとも1つの実施形態では、複数の電極112またはアレイを使用して、例えば、代理電気興奮到達時間などの電気情報を収集することができる。図2の電極装置110と同様に、図3の電極装置110は、有線接続118を介して電極112および音響センサ120の各々に電気的に連結され、かつ電極112および音響センサ120からの信号を演算装置140に送信するように構成されたインターフェース/増幅器回路116を含んでもよい。例示されるように、電極112および音響センサ120は、例えば、患者114の胴体の後部、外側、後外側、前外側、および前側位置を含む、患者114の胴体にわたって分布してもよい。
ベスト114は、布で形成されてもよく、電極112および音響センサ120が布に取り付けられている。ベスト114は、患者114の胴体上の電極112および音響センサ120の位置および間隔を維持するように構成されてもよい。さらに、ベスト114は、患者114の胴体の表面上の電極112および音響センサ120の位置を決定するのを支援するように印付けされてもよい。いくつかの例では、患者114の胴体の周りに約25~約256個の電極112および約25~約256個の音響センサ120が分布してもよいが、他の構成は、より多いまたはより少ない電極112およびより多いまたはより少ない音響センサ120を有する場合がある。
本明細書に記載の例示的なシステムおよび方法は、患者の心臓の健康の評価の際、および/または(例えば、VfAペーシング機器などの、心臓伝導系ペーシングを送達する植込み型医療機器によって、左心室(LV)冠状静脈洞リードを使用する左心室ペーシング療法などの従来のペーシング療法を送達する植込み型医療機器によってなど)患者に現在送達されている心臓療法の評価および構成の際に、ユーザに非侵襲的支援を提供するために使用され得る。例えば、例示的なシステムおよび方法は、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定し、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方を調整する際にユーザを支援するために使用され得る。さらに、例えば、例示的なシステムおよび方法は、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の使用および構成を通じて、例えば、左脚または右脚ブロックに起因する左心室または右心室の遅延の補正においてユーザを支援するために使用され得る。
心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から恩恵を受けるどうかを判定する例示的な方法200が図4に示されている。一般に、例示的な方法200は、心臓伝導系ペーシング療法の送達中の外部電気的活動(例えば、患者の胴体からの)を分析し、そのような電気的活動を使用して、そのような心臓伝導系ペーシングが補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するために使用され得ると説明され得る。補足的な心臓ペーシング療法は、心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用されるため、「補足的な」心臓ペーシング療法と称する場合がある。例えば、心臓伝導系ペーシング療法は、心臓伝導系にペーシングを送達し得、補足的な心臓ペーシングは、心臓伝導の異なる領域(すなわち、元の心臓伝導系ペーシングが送達される領域とは異なる)および筋肉の心臓組織などの心臓伝導系以外の心臓の領域(例えば、従来のペーシング療法を介して)にペーシングを送達し得る。
示されるように、方法200は、電気的活動202を監視することを含み得る。一実施形態では、電気的活動は、患者の外部で測定され得る。言い換えれば、電気的活動は、患者の体外の組織(例えば、皮膚)から測定され得る。例えば、方法200は、複数の外部電極、例えば、図1~3に関して示され、かつ記載されるものなどを使用して、電気的活動を監視または測定することを含み得る。一実施形態では、複数の外部電極は、患者の胴体の周りに設置されるベストまたはバンドの一部であってもよく、またはそれらに組み込まれてもよい。より具体的には、複数の電極は、患者の胴体の皮膚に近接して設置されるように構成されたアレイに位置付けられた表面電極であると説明され得る。複数の外部電極を使用する場合、監視プロセス202が、複数の心電図(ECG)、患者の心臓の脱分極および再分極を表す信号、および/または複数の興奮到達時間を提供し得ると説明され得る。より具体的には、複数のECGを使用して、次に、心臓の脱分極を表す興奮到達時間を生成することができる。
心臓伝導系ペーシング療法は、他の心臓組織に送達されるペーシング療法とは対照的に、電気的ペーシングパルスを送達して、心臓伝導系の全体または一部と係合して、電気的興奮の高速伝播をもたらし、心室全体にわたる興奮の低度の電気的不統一を提供し得る。心臓伝導系は、左脚および右脚を含む細胞の特殊なネットワーク、ならびに心室全体にわたる電気的興奮の高速伝播を助け、かつ心臓の極めて同期された作用をもたらす高度に分岐した特殊なプルキンエ線維ネットワークを含む。心臓伝導系は、房室結節を介して心室まで及ぶ電気伝導の自然経路の一部である。
対照的に、従来のペーシング療法では、電気的ペーシングパルスは、電気的興奮が1つの心筋細胞から別の心筋細胞(「細胞間」とも呼ばれる)に伝播するように、心臓伝導系以外の組織に送達され、特殊な心臓伝導系の関与なしに、より遅く、かつ非同期になり得る。少なくとも1つの実施形態では、従来のペーシング療法は、筋肉の心臓組織を脱分極させるように、ペーシングパルスを筋肉の心臓組織に送達すると説明することができる。
方法200は、心臓伝導系ペーシング療法204の送達を含み得る。心臓伝導系ペーシング療法は、患者の心臓伝導系の1つ以上の領域または部位をペーシングまたはそれに電気的ペースを送達することを目的とした、任意の移植可能または移植不可能な心臓ペーシングシステムを利用することができる。心臓伝導系ペーシング療法は、単一のペーシングベクトルを定義する単一のペーシング電極、または複数のペーシングベクトルを定義する複数のペーシング電極を使用することができる。
心臓伝導系ペーシング療法の一例は、図7~10に関して本明細書に記載および示されている心室から心房への(VfA)ペーシング療法であり得る。VfAペーシング療法は、左脚および右脚の領域を含むがこれらに限定されない、心臓伝導系の1つ以上の領域に電気的ペースを送達するように構成され得る。
心臓伝導系ペーシング療法の別の例は、例えば、2018年10月17日に出願された「His Bundle and Bundle Branch Pacing Adjustment」と題された米国特許出願第16/163,132号に記載されているようなヒス束ペーシング療法であり得る。心臓伝導系ペーシング療法のさらに別の例は、例えば、2007年2月13日に発行された「Pacing Method and Apparatus」と題された米国特許第7,177,704号に記載されるような中隔内左心室心内膜ペーシング療法であり得る。
心臓伝導系ペーシング療法204の送達中、電気的活動は引き続き監視され得202、電気的不均一性情報(EHI)206を生成するために使用され得る。EHI(例えば、データ)は、心臓の機械的同期もしくは同期不全および/または心臓の電気的同期または同期不全のうちの少なくとも1つを示す情報として定義され得る。言い換えれば、EHIは、患者の心臓の実際の機械的および/または電気的機能の代理を表し得る。少なくとも1つの実施形態では、EHIの相対的変化(例えば、ベースライン不均一性情報から療法不均一性情報、第1の不均一性情報セットから第2の療法不均一性情報セット、など)を使用して、血行動態的応答の変化を表す代理値(例えば、LV圧力勾配の急激な変化)を判定することができる。左心室圧は、典型的には、患者の心臓の左心室に設置された圧力センサを用いて侵襲的に監視され得る。したがって、左心室圧を表す代理値を判定するためのEHIの使用により、左心室圧センサを使用した侵襲的監視が回避され得る。
少なくとも1つの実施形態では、EHIは、例えば、図1~3に関して本明細書に記載の電極装置110の外部電極のうちのいくつかまたは全てを使用して測定された心室内興奮到達時間の標準偏差を含み得る。さらに、局部的または局所的なEHIは、胴体のある特定の解剖学的領域に設置された電極を使用して測定された興奮到達時間の標準偏差および/または平均を含み得る。例えば、患者の胴体の左側にある外部電極を使用して、局部的または局所的な左側EHIを演算することができる。
EHIは、1つ以上の様々なシステムおよび/または方法を使用して生成され得る。例えば、EHIは、2012年11月8日に出願された米国特許出願公開第2012/0283587(A1)号、表題「ASSESSING INRA-CARDIAC ACTIVATION PATTERNS AND ELECTRICAL DYSSYNCHRONY」、2012年11月8日に出願された米国特許出願公開第2012/0284003(A1)号、表題「ASSESSING INTRA-CARDIAC ACTIVATION PATTERNS」、および2012年5月15日に出願された米国特許第8,180,428(B2)号、表題「METHODS AND SYSTEMS FOR USE IN SELECTING CARDIAC PACING SITES」に記載されるように、表面電極アレイまたは複数の表面電極および/または画像化システムを使用して生成され得る。
EHIは、1つ以上の測定基準または指標を含み得る。例えば、電気的不均一性の測定基準または指標のうちの1つは、患者の胴体の表面上の電極のうちのいくつかまたは全てを使用して測定された興奮到達時間標準偏差(SDAT)であり得る。いくつかの例では、SDATは、モデル心臓の表面上の推定心臓内興奮到達時間を使用して計算され得る。
電気的不均一性または同期不全の別の測定基準または指標は、患者の左側に近接して設置された外部電極によって監視された代理電気的興奮到達時間左側標準偏差(LVED)であり得る。さらに、電気的不均一性の別の測定基準または指標には、患者の左側に近接して設置された外部電極によって監視された代理電気的興奮到達時間平均(LVAT)が含まれ得る。LVEDおよびLVATは、「左側」電極と称され得る、患者の左側に近接した電極によってのみ測定された電気的活動から決定され得る(例えば、計算され得る、演算され得る、など)。左電極は、左心室に近接して設置された任意の表面電極として定義することができ、これは、患者の胸骨および脊椎の左側(例えば、患者の左腕に向かって、患者の左側など)の身体または胴体部位を含む。一実施形態では、左側電極は、胸骨の左側の全ての前部電極および脊椎の左側の全ての後部電極を含み得る。別の実施形態では、左側電極は、胸骨の左側の全ての前部電極および全ての後部電極を含み得る。さらに別の実施形態では、左側電極は、画像化装置(例えば、X線、蛍光透視など)を使用して決定される心臓の左側および右側の輪郭に基づいて指定され得る。
患者の胴体の右側にある電極の電気的不均一性または同期不全、右心室興奮到達時間(RVAT)の別の例示的な測定基準または指標。RVATの測定基準は、前面と後面の両方の右電極から判定され得る。右電極は、右心室に近接して設置された任意の表面電極として定義することができ、これは、患者の胸骨および脊椎の右側(例えば、患者の右腕に向かって、患者の右側など)の身体または胴体部位を含む。さらに、RVATは、患者の胴体(例えば、患者の右胴体)の右側にある電極の右側のセットからの電気信号に基づく、またはそれらから演算される平均、中央値、または別の統計的複合値であり得る。
電気的不統一性または同期不全の別の例示的な測定基準または指標は、例えば、全体的な、またはある領域についての、最大胴体表面または心臓内興奮到達時間と最小胴体表面または心臓内興奮到達時間との差として演算され得る興奮到達時間範囲(RAT)であり得る。RATが興奮到達時間のスパンを反映する一方で、SDATは平均からの興奮到達時間のばらつきの推定値を提供する。SDATは、興奮到達時間の不均一性の推定値も提供し、これは、興奮到達時間が空間的に不均一である場合、個々の興奮到達時間が平均興奮到達時間からさらに離れるようになり、心臓の1つ以上の領域の興奮が遅れていることを示すためである。いくつかの例では、RATは、モデル心臓の表面上の推定心臓内興奮到達時間を使用して計算され得る。
電気的不均一性または同期不全の別の例示的な測定基準または指標は、関連付けられた興奮到達時間が表面電極の測定されたQRS群持続期間または判定された興奮到達時間のある特定のパーセンタイル、例えば、第70パーセンタイルなどを超える胴体または心臓の特定の関心領域内に設置された表面電極のパーセンテージの推定値を含み得る。関心領域は、例えば、後部領域、左前部領域、および/または左心室領域であり得る。例示的な測定基準または指標は、遅発性興奮パーセンテージ(PLAT)と称され得る。PLATは、関心領域、例えば、心臓の左心室領域と関連付けられた後部領域および左前部領域のパーセンテージの推定値を提供するものと説明され得、これは遅く興奮する。PLATの大きい値は、領域のかなりの部分、例えば、左心室の遅延性興奮、および例えば左心室の遅発性領域を事前に励起することによるCRTを介した電気的再同期の潜在的利益を暗示し得る。他の例では、PLATは、右前部領域などの他の領域における電極の他のサブセットについて決定されて、右心室における遅延性興奮を評価することができる。さらに、いくつかの例では、PLATは、心臓全体または心臓の特定の領域、例えば、左心室もしくは右心室のいずれかについて、モデル心臓の表面にわたる推定心臓内興奮到達時間を使用して計算され得る。
1つ以上の実施形態では、EHIは、全体的な心臓内電気的興奮の好ましい変化の指標、例えば、Sweeney et al.,”Analysis of Ventricular Activation Using Surface Electrocardiography to Predict Left Ventricular Reverse Volumetric Remodeling During Cardiac Resynchronization Therapy,”Circulation,2010 Feb 9,121(5):626-34および/またはVan Deursen,et al.,”Vectorcardiography as a Tool for Easy Optimization of Cardiac Resynchronization Therapy in Canine LBBB Hearts,”Circulation Arrhythmia and Electrophysiology,2012 Jun 1,5(3):544-52に記載のものなどを含み得る。不均一性情報は、例えば、Ryu et al.,”Simultaneous Electrical and Mechanical Mapping Using 3D Cardiac Mapping System:Novel Approach for Optimal Cardiac Resynchronization Therapy,”Journal of Cardiovascular Electrophysiology,2010 Feb,21(2):219-22、Sperzel et al.,”Intraoperative Characterization of Interventricular Mechanical Dyssynchrony Using Electroanatomic Mapping System-A Feasibility Study,”Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology,2012 Nov,35(2):189-96、および/または2009年4月16日に出願された米国特許出願公開第2009/0099619(A1)号、表題「METHOD FOR OPTIMIZAING CRT THERAPY”に記載されるように心臓内に植え込まれたリードの動きを追跡するための画像化または他のシステムによって測定される改善された心臓機械的機能の測定結果も含み得る。
例示的な方法200は、例えば、心臓伝導系ペーシング療法を最適化して効果的な心臓機能を提供するために、心臓伝導系ペーシング療法207を調整または修正することをさらに含み得る。方法200は、様々な手法で心臓伝導系ペーシング療法207を調整することができる。例えば、心臓伝導系ペーシング療法は、調整され得る複数の異なるペーシング設定またはパラメータを含み得るか、または定義し得る。複数のペーシング設定には、ペーシング電極の位置、ペーシング電極の角度、ペーシングの振幅または電力、A-V遅延、V-V遅延、およびペーシングパルス長などのペーシング時間、1つ以上のペーシング電極の使用、ならびに1つ以上のペーシングベクトルの使用が含まれ得るが、これらに限定されない。言い換えれば、心臓伝導系ペーシング療法207の調整中に、1つ以上のペーシング設定を変更することができる(例えば、増加、減少、移動など)。
心臓伝導系ペーシング療法207を調整した後、方法200は、新たに調整された心臓伝導系ペーシング療法中に監視された電気的活動からEHI206の生成に戻り得る。ついで、方法200は、心臓伝導系ペーシング療法207を再び調整し、EHI206を生成し、各々が少なくとも1つの異なるペーシングパラメータを有する複数の異なる心臓伝導系ペーシング療法構成が試みられるまでループを続け得る。一実施形態では、ペーシング設定は、特定の設定ごとに可能なパラメータの範囲にわたって「スイープ」するように、ステップまたはパーセンテージによって段階的に調整することができる。例えば、A-V遅延は、患者の固有のA-V遅延の70%に等しいレベルで開始することができ、事前定義された最小の60msまで、約10ms~約20msのステップで徐々に減少することができる。さらに、例えば、ペーシング設定は、ペーシング電極の位置または角度であり得、ペーシング電極の位置または角度は、異なる位置および角度の範囲を提供するために、移植者によって漸進的に調整され得る。
プロセス206、207は「閉ループ」を定義すると説明することができる。例えば、プロセス206、207は、複数の異なるペーシング設定または構成についてループを継続することができ、複数の異なるペーシング設定または構成の各々について、EHI情報を生成することができる206。ついで、複数の異なるペーシング設定または構成に対して生成されたEHIを使用して、心臓伝導系ペーシング療法208の選択されたペーシング設定を判定することができる。心臓伝導系ペーシング療法のために選択されたペーシング設定は、いくつかの実施形態では、例えば、最も効果的な心臓機能を提供するペーシング設定が選択され得るので、「最適な」ペーシング設定と呼ばれ得る。しかしながら、例えば、療法を実施する機器の電池寿命など、心臓機能以外の考慮事項が存在するので、最も効果的な心臓機能を提供するペーシング設定が選択されるペーシング設定であるとは限らないことを理解されたい。したがって、心臓伝導系ペーシング療法のために選択された、または最適なペーシング設定は、心臓機能を含む多くの要因のバランスを表し得る。
例えば、SDATは、心臓伝導系ペーシング療法208のために選択されたペーシング設定を判定するために利用され得る。したがって、複数の異なるペーシング設定を利用することができ207、複数の異なるペーシング設定206の各々に対してSDATを生成することができる。この例では、最も低いSDATは、心臓伝導系ペーシング療法のための最も効果的なペーシング設定を示し得る。したがって、最も低いSDATを有する、またはそれに対応する心臓伝導系ペーシング療法設定は、心臓刺激伝導系ペーシング療法で使用されるように選択され得る208。
様々なしきい値を利用して、ペーシング設定が選択または使用に受け入れられるかどうかを判定することができる。例えば、療法前に取られたベースラインからのEHI測定基準の選択されたパーセンテージの減少を利用することができる。一実施形態では、EHIの基本的な最小減少をもたらす心臓伝導系ペーシング療法のペーシング設定を、選択された(例えば、最適な)ペーシング設定として選択することができる。例えば、ベースラインSDATから10%の減少をもたらすペーシング設定(例えば、ベースラインSDATは、心臓伝導系ペーシング療法の送達前に判定され得る)を選択することができる。さらに、例えば、ベースラインSDATから10%以上悪化するSDATなしに、ベースラインLVATから30%減少するペーシング設定(例えば、ベースラインLVATは、心臓伝導系ペーシング療法の送達前に決定され得る)を選択することができる。
心臓伝導系ペーシング療法を最適化するためのさらなる例示的なシステム、方法、およびプロセスは、2019年3月23日に出願された「Evaluation of Ventricle from Atrium Pacing Therapy」と題された米国特許出願第15/934,517号および2018年8月31日に出願された「Adaptive VFA Cardiac Therapy」と題された米国仮特許出願第62/725,763号に記載され得る。
しかしながら、心臓伝導系ペーシング療法のために選択されたペーシング設定は、例えば、左心室または右心室の脚ブロックのために、依然として左心室または右心室の遅延をもたらす可能性がある。したがって、SDATなどの電気的不均一性の全体的な測定基準が効果的な心臓伝導系療法を示し得るとしても、左心室または右心室の遅延が存在する可能性があり、これは補足的な心臓ペーシング療法によって補正され得る。補足的な心臓ペーシング療法は、すでに送達されている心臓伝導系ペーシング療法とは異なる心臓伝導系の領域に、および/または例えば筋肉心臓組織などの心臓伝導系以外の心臓の領域にペーシングを送達し得る。
例えば、左心室基底中隔ペーシング中の不良~不完全な後部予備興奮を伴う心臓再同期を有さない4セットの代理電気的興奮マップが図5Aに示されている。各セットは、左側に前方興奮マップと、右側に後方興奮マップと、各マップの下に示されているEHI、つまりSDATとLVATと、を含む。図示のように、セットの各々は、比較的低いSDAT(例えば、50ms未満)を有し、これは、プロセス206、207、208に関して本明細書に記載されるのと同様の「閉ループ」方法を使用して提供され得る。ただし、セットの各々は、高いLVAT(例えば、3セットは75msを超える)を有しており、不良~不完全な後部予備興奮を伴う心臓再同期がないことを示している。
さらに、例えば、心臓再同期を有するが、左心室基底中隔ペーシング中に不完全な後部予備興奮を伴う7セットの代理電気的興奮マップが図5Bに示されている。図5Aに図示されるのと同様に、各セットは、左側に前方興奮マップと、右側に後方興奮マップと、各マップの下に示されているEHI、すなわちSDATおよびLVATと、を含む。図示のように、セットの各々は、低いSDAT(例えば、35ms未満)を有し、これは、プロセス206、207、208に関して本明細書に記載されるのと同様の「閉ループ」方法を使用して提供され得る。ただし、セットの各々は、比較的高いLVAT(例えば、50msを超える)を有しており、不完全な後部予備興奮を伴う心臓再同期を示している。
さらに、例えば、左心室基底中隔ペーシング中にわずかな心室遅延を伴う完全な後部予備興奮を伴う心臓再同期を有する3セットの代理電気的興奮マップが図5Cに示されている。図5Aおよび図5Bに示されるのと同様に、各セットは、左側に前方興奮マップと、右側に後方興奮マップと、各マップの下に示されているEHI、すなわちSDATおよびLVATと、を含む。図示のように、セットの各々は、低いSDAT(例えば、35ms未満)を有し、これは、プロセス206、207、208に関して本明細書に記載されるのと同様の「閉ループ」方法を使用して提供され得、および比較的低いLVAT(例えば、50ms未満)を有し、これは、わずかな左心室遅延を伴う完全な後部予備興奮を伴う心臓再同期を示している。
図5A~5Cに示されるように、不完全な後部予備興奮、後部予備興奮なし、およびわずかな左心室遅延を伴う完全な後部予備興奮は、患者が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得る可能性があることを示し得る。したがって、補足的な心臓ペーシング療法は、利益を提供することが示されている場合、心臓伝導系ペーシング療法を補足するために使用され得る。
方法200はさらに、補足的な心臓ペーシング療法が心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用されるのに有益である210かどうかを判定することを含む。補足的な心臓ペーシング療法が有益であるかどうかの判定210は、様々な測定基準およびプロセスを使用して実施することができる。
例えば、補足的な心臓ペーシング療法が有益であるかどうかの決定210は、プロセス206、207の間に生成されたEHIを利用することができる。EHIは、心臓伝導系ペーシング療法の送達にもかかわらず、患者の心臓が左心室または右心室の遅延を有するか、または受けているかどうかを示すために使用することができる。左心室遅延は左脚ブロックの結果である可能性があり、右心室遅延は右脚ブロックの結果である可能性がある。より具体的には、そのような脚ブロックは、心臓伝導系ペーシング療法が送達されている場所よりも、心臓伝導系の「より低い」(例えば、心臓伝導系の伝播経路にさらに沿って)位置している可能性があり、よって、脚ブロックは、ペーシングパルスが心臓伝導系から一方または両方の心室に進むのを「ブロック」している可能性がある。
左心室遅延は、左心室の興奮に焦点を合わせた、またはそれに向けられた1つ以上のEHI測定基準を使用して評価することができる。よって、一例では、LVATを使用して、補足的な心臓ペーシング療法が有益である可能性があるかどうかを判定することができる210。様々な範囲のLVATを使用して、左心室遅延の程度を判定することができる。例えば、左心遅延の完全な補正は、約30ms以下のLVATによって示され得る。したがって、約30ms以下の心臓伝導系ペーシング療法の送達に応答して測定されたLVATは、補足的な心臓ペーシング療法が心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用されるのに有益ではないことを示し得る。
さらに、左心遅延の中間補正(例えば、左心室興奮のわずかな遅延)は、図5Cに示されるように、約30ms~50msのLVATによって示され得、左心遅延の補正なしまたは部分的補正(例えば、左心室興奮の持続的な遅延)は、図5A~図5Bに示されるように、約50ms以上であるLVATによって示され得る。したがって、約30msより長く50ms未満の心臓伝導系ペーシング療法の送達に応答して測定されたLVATは、補足的な心臓ペーシング療法が心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用するのに有益であり得ることを示し得る。約50msを超える心臓伝導系ペーシング療法の送達に応答して測定されたLVATも、補足的な心臓ペーシング療法が心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用するのに有益であり得ることを示し得る。
補足的な心臓ペーシング療法が有益である、または有益であり得ると判定された場合、方法200は、心臓伝導系ペーシング療法212と併せて使用される補足的な心臓ペーシング療法の送達を開始することができる。本明細書に記載されるように、補足的な心臓ペーシング療法は、心臓伝導系ペーシング療法がすでに送達されている場所とは異なる心臓伝導系の領域または部分に、および/または心臓伝導系以外の心臓の領域にペーシング療法を送達することができる。例えば、補足的な心臓ペーシング療法は、電気的興奮が1つの心筋細胞から別の心筋細胞(「細胞間」とも称する)に伝播するように、患者の心臓の心臓伝導系の一部ではない心筋組織にペーシングパルスを送達する従来のペーシングを含み得る。例えば、従来のペーシング療法は、心臓の収縮を提供するために脱分極されるべき筋肉の心臓組織に直接ペーシングパルスを送達することができる。
補足的な心臓ペーシング療法は、従来の左心室ペーシング療法を含み得る。より具体的には、例えば、左心室(LV)冠状静脈洞リードは、左心室の自由壁の心筋組織にペーシングパルスを送達するように、1つ以上の静脈、大静脈、右心房を通って冠状静脈洞内に、心臓の左心室の自由壁に隣接する領域まで延在するように移植され得る。さらに、そのような補足的な心臓ペーシング療法は、左心室の後部興奮を提供して、左心室の同期不全を減少させる後部予備興奮を提供するように構成され得る(例えば、配置、移植など)。
さらに、例えば、補足的な心臓ペーシング療法は、ペーシングパルスを心臓伝導系に送達する追加の心臓伝導系ペーシングを含み得る。言い換えれば、補足的な心臓ペーシング療法は、伝導系の他の部分を標的にする可能性がある。例えば、LBB(例えば、VfAリード)は、一次心臓伝導系ペーシング療法として使用され得、補足的な心臓ペーシング療法は、ヒス束または右束ペーシングであり得る。さらに、例えば、別の状況では、一次心臓伝導系ペーシングはヒス束ペーシングであり得、補足的な心臓ペーシング療法は、LBB(例えば、VfA)ペーシングまたは中隔内LVペーシングであり得る。
補足的な心臓ペーシング療法は、リード、2つのリード、3つのリード、および3つ以上のリードを含む任意のタイプの心臓ペーシングシステムで送達することができる。さらに、少なくとも1つの実施形態では、例示的な機器を患者の右心房に埋め込むことができ、1つ以上の「リードレット」または短いリードを、機器から、例えば別のチャンバ(例えば、左心室)、異なる壁(例えば、左心室の自由壁)などの心臓組織の別の部分または部位に延在させることができる。一実施形態では、リードレットは、心臓伝導系ペーシング機器(例えば、右心房に埋め込まれる)から左心室(例えば、左心室の自由壁に隣接する領域への冠状動脈洞)まで延在し得る。
心臓伝導系ペーシング療法と組み合わせて使用される補足的な心臓ペーシング療法は、効果的な心臓療法および機能を提供するために生産的な手法で連携するように調整または修正(例えば、最適化)され得る。心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法を調整する例示的な方法220が、図6に示されている。方法220は、電気的活動202を監視し、EHI206を生成することを含み得る。これらは、図4に関して本明細書に記載された同じプロセス202、206に類似しており、したがって、本明細書にさらに記載されていない。
しかしながら、方法220は、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法205の送達、ならびに監視されたEHI209に基づいて心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法を調整することを含み得る。
例えば、EHIは、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の初期構成に対して監視され得209、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の1つ以上のペーシング設定が調整または修正され得る209。ついで、方法220は、ループバックして、EHI206を監視し、かつ心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法209の一方または両方の1つ以上のペーシング設定を調整することができる。このようにして、複数の異なるペーシング設定およびペーシング構成を試みることができ、複数の異なるペーシング設定およびペーシング構成の各々についてのEHIを生成することができる206。
心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の複数のペーシング設定は、補足的なペーシング電極位置、補足的なペーシング電極角度、補足的なペーシング振幅または出力、補足的なペーシングパルス長、補足的なペーシングベクトル、使用されるペーシング電極の補足的な数、心臓伝導系ペーシング電極位置、心臓伝導系ペーシング電極角度、心臓伝導系ペーシング振幅または出力、心臓伝導系ペーシングパルス長、心臓伝導系ペーシングベクトル、使用される心臓伝導系ペーシング電極の数、伝導系へのペーシングの送達と補足的な心臓ペーシングの送達とのタイミング間隔などを含み得るが、これらに限定されない。さらに、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の複数のペーシング設定は、補足的な心臓ペーシング療法のA-V遅延、補足的なペーシング療法のV-V遅延、心臓伝導系ペーシング療法のA-V遅延、心臓伝導系ペーシング療法のV-V遅延、心臓伝導系ペーシング療法と補足的な心臓ペーシング療法との間のV-V遅延などの様々なタイミングを含み得る。言い換えれば、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法209の一方または両方の調整中に、任意の1つ以上のペーシング設定を変更することができる(例えば、増加、減少、移動など)。
説明したように、複数の異なるペーシング設定およびペーシング構成の各々についてのEHIを生成することができ206、方法220は、生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法214に対して選択された(例えば、最適な)ペーシング設定を判定することをさらに含み得る。一実施形態では、伝導系のペーシングおよび補足ペーシングの組み合わせに関連するパラメータのセットの最適化は、左心室の興奮遅延の完全な補正を達成することに基づき得る。例えば、左心室の興奮遅延の完全な補正は、LVATが30ms未満である一方で、SDATは25ms未満に維持され、固有のSDATと比較して、例えば、10%、15%、20%、25%、または30%などのしきい値パーセンテージ以上のSDATの減少を達成した場合に提供され得る。
さらに、例示的なシステムおよび方法は、心臓伝導系ペーシング療法を補足することを目的としているが、例示的なシステムおよび方法は、任意の形態またはタイプの心臓療法を補足するために使用されるように構成され得ることが理解される。例えば、心臓伝導系ペーシング療法の代わりに、VfA心臓ペーシング療法を使用して、心臓伝導系の一部ではない領域または細胞を標的にするか、または心内膜筋細胞またはそれに近接する領域を標的にすることができ、補足的なペーシングをこのようなVfA心臓ペーシング療法と組み合わせて使用することは有益であり得る。したがって、例示的なシステムおよび方法を使用して、補足的な心臓ペーシング療法が、心臓伝導系を標的としないそのようなVfA心臓ペーシング療法に利益をもたらし得るか、または利益をもたらすかどうかを評価することができる。
例えば、図1~6に関して本明細書に記載のシステムおよび方法とともに使用されるように構成され得る、例示的な心室から心房への(VfA)心臓療法システムが図7に示されている。本開示がリードレス植込み型医療機器およびリードを有する植込み型医療機器の一方または両方を利用し得ることが理解されるべきであるが、図7の例示的な心臓療法システムは、シングルチャンバまたはデュアルチャンバ療法用に構成されてもよく、かつ患者の心臓8内に植え込まれるリードレス心臓内医療機器10を含む。いくつかの実施形態では、機器10は、シングルチャンバペーシング用に構成されてもよく、例えば、シングルチャンバペーシングとマルチチャンバペーシング(例えば、デュアルまたはトリプルチャンバペーシング)との間で切り替わってもよい。本明細書で使用される場合、「心臓内」とは、例えば、心臓療法を提供するために、患者の心臓内に完全に植え込まれるように構成された機器を指す。機器10は、標的植込み領域4における患者の心臓8の右心房(RA)内に植え込まれた状態で示されている。機器10は、標的植込み領域4における心房心内膜に対して機器10の遠位端を固定する1つ以上の固定部材20を含んでもよい。標的植込み領域4は、ヒス束5と冠状静脈洞3との間に位置してもよく、三尖弁6に隣接してもよく、またはその隣に位置してもよい。機器10は、心室から心房への機器として説明され得るが、これは、例えば、機器10が、一般に右心房内に配置されている間に、心室の一方または両方(例えば、状況に応じて、右心室、左心室、または両心室)からの電気的活動の検知およびそれへの療法の提供の一方または両方を行うまたは実行し得るためである。具体的には、機器10は、右心房のKoch三角領域から右心房心内膜および中心線維体を通って患者の心臓の左心室心筋の基底領域および/または中隔領域内に植え込まれ得る組織貫通電極を含んでもよい。
機器10は、リードレス植込み型医療機器として説明され得る。本明細書で使用される場合、「リードレス」とは、患者の心臓8から延びるリードがない機器を指す。さらに、リードレス機器がリードを有してもよいが、そのリードは、患者の心臓の外側から患者の心臓の内側に延びないであろう、または患者の心臓の内側から患者の心臓の外側に延びないであろう。いくつかのリードレス機器は、静脈を通って導入され得るが、一旦植え込まれると、機器は、いずれの経静脈リードも含んでいないまたは含まない場合があり、いずれの経静脈リードも使用することなく心臓療法を提供するように構成されてもよい。さらに、特に、リードレスVfA機器は、機器のハウジングが心房内に位置付けられたときに、心室内の電極に動作可能に接続するためにリードを使用しない。加えて、リードレス電極は、電極とハウジングとの間にリードを使用することなく、医療機器のハウジングに連結されてもよい。
機器10は、機器10の遠位端領域から延びる真っ直ぐなシャフトを画定するまたは有するダーツ電極アセンブリ12を含んでもよい。ダーツ電極アセンブリ12は、心室心内膜または心外膜表面を完全に穿孔することなく、心房心筋および中心線維体を通って心室心筋14内に、または心室中隔に沿って配置されてもよく、または少なくとも配置されるように構成されてもよい。ダーツ電極アセンブリ12は、シャフトの遠位端領域に電極を有してもよく、または含んでもよく、これにより、電極が心室心筋内に位置付けられて、心室信号を検知し、心室ペーシングパルスを送達する(例えば、左心室および/または右心室を脱分極して、左心室および/または右心室の収縮を開始する)ことができるようになる。いくつかの例では、シャフトの遠位端領域における電極は、ペーシングおよび検知のための双極電極対において使用するために提供された陰極電極である。例示される植込み領域4は、ダーツ電極アセンブリ12の1つ以上の電極が心室心筋内に位置付けられることを可能にし得るが、本明細書に開示される態様を有する機器は、マルチチャンバペーシング(例えば、デュアルまたはトリプルチャンバペーシング)、マルチチャンバ検知を備えたシングルチャンバペーシング、シングルチャンバペーシングおよび/もしくは検知、または必要に応じて他の臨床療法および用途のために、他の位置に植え込まれてもよいことが認識される。
機器10がシングルダーツ電極アセンブリを含むと本明細書で説明されているが、機器10が、心室心内膜または心外膜表面を完全に穿孔することなく、心房心筋および中心線維体を通って心室心筋14内に、または心室中隔に沿って配置された、または配置されるように構成された2つ以上のダーツ電極アセンブリを含んでもよいことを理解されたい。加えて、各ダーツ電極アセンブリは、シャフトの遠位端領域に、または他の領域(例えば、近位または中央領域)に沿って、複数の電極を有してもよく、または含んでもよい。
心臓療法システム2は、別個の医療機器50(図7の概略的に示されている)を含んでもよく、この別個の医療機器50は、患者の心臓8の外側(例えば、皮下)に配置されてもよく、かつ心臓療法を送達するために患者の心臓8に動作可能に結合されてもよい。一例では、別個の医療機器50は、血管外ICDであってもよい。いくつかの実施形態では、血管外ICDは、除細動電極を含むまたは有する除細動リードを含んでもよい。療法ベクトルは、除細動リード上の除細動電極とICDのハウジング電極との間に存在してもよい。さらに、ICDの1つ以上の電極は、患者の心臓8に関する電気信号を検知するために使用されてもよい。ICDは、1つ以上の除細動または電気的除細動ショックを含むショック療法を送達するように構成されてもよい。例えば、不整脈が検知された場合、ICDは電気リード線を介してパルスを送信し、心臓にショックを与え、正常なリズムを回復してもよい。いくつかの例では、ICDは、心臓内にリード線を配置したり、心臓に直接電線を取り付けたりすることなく、ショック療法を送達してもよい(皮下ICD)。本明細書に記載のシステム2とともに使用され得る血管外皮下ICDの例は、2016年3月8日に発行された米国特許第9,278,229号(Reinkeら)において説明され得る。
ショック療法(例えば、除細動リードの除細動電極によって提供される除細動ショック)の場合、別個の医療機器50(例えば、血管外ICD)は、制御回路を含んでもよく、この制御回路は、療法送達回路を使用して、前縁電圧、傾斜、送達されるエネルギー、パルス位相などを含むいくつかの波形特性のうちのいずれかを有する除細動ショックを発生させる。療法送達回路は、例えば、単相、二相、または多相波形を生成し得る。加えて、療法送達回路は、異なる量のエネルギーを有する除細動波形を生成し得る。例えば、療法送達回路は、皮下除細動のために合計およそ60~80ジュール(J)のエネルギーを送達する除細動波形を生成し得る。
別個の医療機器50は、検知回路をさらに含んでもよい。検知回路は、電極の1つ以上の組み合わせを介して検知された電気信号を取得し、かつ取得された信号を処理するように構成されてもよい。検知回路の構成要素は、アナログ構成要素、デジタル構成要素、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。検知回路は、例えば、1つ以上の検知増幅器、フィルタ、整流器、閾値検出器、アナログ-デジタル変換器(ADC)などを含んでもよい。検知回路は、検知された信号をデジタル形式に変換し、処理および/または分析のためにデジタル信号を制御回路に提供してもよい。例えば、検知回路は、検知電極からの信号を増幅し、増幅された信号をADCによってマルチビットデジタル信号に変換し、その後、デジタル信号を制御回路に提供してもよい。1つ以上の実施形態では、検知回路は、処理された信号を閾値と比較して、心房または心室脱分極(例えば、P波またはR波)の存在を検出し、心房脱分極(例えば、P波)または心室脱分極(例えば、R波)の存在を制御回路に示してもよい。
機器10と別個の医療機器50が協働して、患者の心臓8に心臓療法を提供してもよい。例えば、機器10および別個の医療機器50を使用して、頻脈を検出する、頻脈を監視する、および/または頻脈関連療法を提供することができる。例えば、機器10は、別個の医療機器50と無線で通信して、別個の医療機器50を使用してショック療法を誘発してもよい。本明細書で使用される場合、「無線で」とは、機器10と別個の医療機器50との間の金属導体を使用しない動作的連結または接続を指す。一例では、無線通信は、機器10によって提供される特有の、信号送信する、またはトリガする電気パルスを使用してもよく、この電気パルスは、患者の組織を通って伝導し、別個の医療機器50によって検出可能である。別の例では、無線通信は、機器10の通信インターフェース(例えば、アンテナ)を使用して電磁放射を提供してもよく、この電磁放射は、患者の組織を通って伝播し、例えば、別個の医療機器50の通信インターフェース(例えば、アンテナ)を使用して検出可能である。
図8は、図7の心臓内医療機器10および患者の心臓8の解剖学的構造の拡大概念図である。具体的には、機器10は、電気的活動を検知するおよび/またはペーシング療法を送達するように構成されている。心臓内機器10は、ハウジング30を含んでもよい。ハウジング30は、密閉された内部空洞を画定してもよく、この内部空洞内には、図10と併せて概略的に概説される検知回路、療法送達回路、制御回路、メモリ、遠隔測定回路、他の任意のセンサ、および電源などの機器10の内部構成要素が備わっている。ハウジング30は、例えば、チタンまたはチタン合金、ステンレス鋼、MP35N(非磁性ニッケル-コバルト-クロム-モリブデン合金)、白金合金、または他の生体適合性金属もしくは金属合金などの導電性材料を含んでもよい(例えば、それから形成されてもよい、またはそれを形成してもよい)。他の例では、ハウジング30は、セラミック、ガラス、サファイア、シリコーン、ポリウレタン、エポキシ、アセチルコポリマープラスチック、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー、または他の生体適合性ポリマーを含む非導電性材料を含んでもよい(例えば、それから形成されてもよい、またはそれを形成してもよい)。
少なくとも1つの実施形態では、ハウジング30は、例えば、カテーテルの送達を容易にするために、遠位端領域32と近位端領域34との間に延びており、かつ概ね円筒形状を画定していると説明され得る。他の実施形態では、ハウジング30は、本明細書に記載の機能および有用性を果たすために、角柱形状または任意の他の形状であってもよい。ハウジング30は、機器10の植込み中に送達ツールと係合するために、例えば、近位端領域34に画定または位置付けられた送達ツールインターフェース部材26を含んでもよい。
ハウジング30の全てまたは一部が、心臓療法中に検知および/またはペーシング電極として機能し得る。示される例では、ハウジング30は、ハウジング30の近位部分(例えば、遠位端領域32よりも近位端領域34に近い)を取り囲む近位ハウジングベース電極24を含む。ハウジング30がチタン合金または上に列記される他の例などの導電性材料である(例えば、それを画定する、それから形成される、など)場合、ハウジング30の一部は、パリレン、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、または他の生体適合性ポリマーのコーティングなどの非導電性材料によって電気的に絶縁されてもよく、導電性材料の1つ以上の別個の領域を露出させたままにして、近位ハウジングベース電極24を形成または画定する。ハウジング30がセラミック、ガラス、またはポリマー材料などの非導電性材料である(例えば、それを画定する、それから形成される、など)場合、チタン、プラチナ、ステンレス鋼、またはそれらの合金などの導電性コーティングまたは層がハウジング30の1つ以上の別個の領域に適用されて、近位ハウジングベース電極24を形成することができる。他の例では、近位ハウジングベース電極24は、ハウジング30に取り付けられるまたは組み立てられるリング電極などの構成要素であってもよい。近位ハウジングベース電極24は、ハウジング30が非導電性材料である場合、例えば、導電性ハウジング30または導電体を介して機器10の内部回路に電気的に連結されてもよい。
示される例では、近位ハウジングベース電極24は、ハウジング遠位端領域32よりもハウジング近位端領域34の近くに位置しており、それ故に、近位ハウジングベース電極24と称され得る。しかしながら、他の例では、ハウジングベース電極24は、ハウジング30に沿った他の位置、例えば、示される位置に対してより遠位に位置してもよい。
遠位端領域32で、機器10は、遠位固定および電極アセンブリ36を含んでもよく、これは、1つ以上の固定部材20および等しい長さまたは等しくない長さの1つ以上のダーツ電極アセンブリ12を含んでもよい。示されるかかる一例では、シングルダーツ電極アセンブリ12は、ハウジング遠位端領域32から離れて遠位方向に延びるシャフト40と、シャフト40の自由遠位端領域にまたはその近くに先端電極42などの1つ以上の電極要素とを含む。先端電極42は、鋭いまたは斜めのエッジを有する鋭い先端または針状の先端を使用することなく組織層内にかつ組織層を通って貫通するように比較的狭い先端直径(例えば、約1ミリメートル(mm)未満)を有する円錐形または半球形の遠位先端を有してもよい。
ダーツ電極アセンブリ12は、1つ以上の組織層を貫通して、先端電極42を所望の組織層、例えば、心室心筋内に位置付けるように構成されてもよい。したがって、シャフト40の高さ47または長さは、予想されるペーシング部位の深さに対応してもよく、シャフト40は、植込み領域4に対してかつその内部に押し付けられたときに横方向または半径方向への曲げに抵抗するように、その長手方向軸に沿って比較的高い圧縮強度を有してもよい。第2のダーツ電極アセンブリ12が用いられる場合、その長さは、予想されるペーシング部位の深さに等しくなくてもよく、ペーシングエネルギーを組織に送達するおよび/または組織から信号を検知するために不関電極として機能するように構成されてもよい。一実施形態では、例えば、ダーツ電極アセンブリ12を標的植込み領域内の組織内に前進させるように長手方向押圧力をハウジング30の近位端34に加えることによって、長手方向軸力が先端電極42に対して加えられ得る。
シャフト40は、例えば、組織運動に伴う一時的な屈曲を許容するように、長手方向に非圧縮性である、および/または横方向または半径方向力にさらされたときに横方向または半径方向に弾性的に変形可能であると説明され得るが、横方向力が減少したときにその通常の真っ直ぐな位置に戻り得る。したがって、シャフト40を含むダーツ電極アセンブリ12は、弾力性であると説明され得る。シャフト40がいかなる外力にもさらされていない場合、またはその長手方向の中心軸に沿った力のみにさらされている場合、シャフト40は、示したように真っ直ぐな線形位置を保持してもよい。
言い換えれば、ダーツ電極アセンブリ12のシャフト40は、通常は真っ直ぐな部材であってもよく、剛性であってもよい。他の実施形態では、シャフト40は、比較的剛性であるが、依然として横方向に制限された可撓性を有すると説明され得る。さらに、シャフト40は、心臓運動に伴ういくらかの横方向屈曲を可能にするように非剛性であってもよい。しかしながら、弛緩状態では、いずれの外力にもさらされていない場合、シャフト40は、少なくともシャフト40の高さ47または長さだけハウジング遠位端領域32から離間して先端電極42を保持するように、示されるように真っ直ぐな位置を維持してもよい。
1つ以上の固定部材20は、通常は湾曲した位置を有する1つ以上の「タイン」と説明され得る。タインは、送達ツール内の遠位方向に延ばされた位置で保持されてもよい。タインの遠位先端は、制限された深さまで心臓組織を貫通し、その後、送達ツールから解放されると、(示される)通常の湾曲した位置に近位方向に再び弾性的または弾力的に湾曲してもよい。さらに、固定部材20は、例えば、2017年6月13日に発行された米国特許第9,675,579号(Grubacら)、および2015年9月1日に発行された米国特許第9,119,959号(Rysら)に記載された1つ以上の態様を含んでもよい。
いくつかの例では、遠位固定および電極アセンブリ36は、遠位ハウジングベース電極22を含む。マルチチャンバペーシング(例えば、デュアルまたはトリプルチャンバペーシング)および検知のために機器10をペースメーカーとして使用する場合、先端電極42は、リターン陽極電極として機能する近位ハウジングベース電極24と対になった陰極電極として使用されてもよい。あるいは、遠位ハウジングベース電極22は、心室信号を検知し、かつ心室ペーシングパルスを送達するために、先端電極42と対になったリターン陽極電極として機能してもよい。他の例では、遠位ハウジングベース電極22は、心房信号を検知し、かつ標的植込み領域4における心房心筋にペーシングパルスを送達するために、陰極電極であってもよい。遠位ハウジングベース電極22が心房陰極電極として機能する場合、近位ハウジングベース電極24は、心室ペーシングおよび検知のために先端電極42と対になったリターン陽極として、かつ心房ペーシングおよび検知のために遠位ハウジングベース電極22と対になったリターン陽極として機能してもよい。
この図に示されているように、いくつかのペーシング用途における標的植込み領域4は、概してAV結節15およびヒス束5よりも下側の心房心内膜18に沿っている。ダーツ電極アセンブリ12は、心室心内膜表面17を穿孔することなく、標的植込み領域4内の心房心内膜18を通り、中心線維体16を通って、心室心筋14内に貫通するように、シャフト40の高さ47または長さを少なくとも部分的に画定してもよい。ダーツ電極アセンブリ12の高さ47または長さが標的植込み領域4内に完全に前進すると、先端電極42は心室心筋14内に留まってもよく、遠位ハウジングベース電極22は、心房心内膜18と密接に接触してまたはそれにごく近接して位置付けられてもよい。ダーツ電極アセンブリ12は、様々な例では、約3mm~約8mmの先端電極42とシャフト40とを組み合わせた高さ47または長さを有してもよい。シャフト40の直径は、約2mm未満であってもよく、約1mm以下、または約0.6mm以下であってもよい。
図9は、患者の心臓の二次元(2D)心室マップ300(例えば、上から下を見た図)であり、標準的な17のセグメントビューにおける左心室320、および右心室322を示している。マップ300は、人間の心臓の異なる領域に対応する複数の領域326を画定するまたは含む。例示されるように、領域326は、1~17で数字的にラベル付けされている(これは、例えば、人間の心臓の標準的な17セグメントモデルに対応する、人間の心臓の左心室の17セグメントに対応する、など)。マップ300の領域326は、基底前部領域1、基底前壁中隔領域2、基底下壁中隔領域3、基底下側領域4、基底下外側領域5、基底前外側領域6、中央前部領域7、中央前壁中隔領域8、中央下壁中隔領域9、中央下側領域10、中央下外側領域11、中央前外側領域12、頂端前部領域13、頂端中隔領域14、頂端下側領域15、頂端外側領域16、および頂端領域17を含んでもよい。右心室322の下壁中隔領域および前壁中隔領域、ならびに右脚(RBB)25および左脚(LBB)27も例示されている。
いくつかの実施形態では、本開示の組織貫通電極のいずれかが、患者の心臓の左心室心筋の基底領域および/または中隔領域に埋め込まれてもよい。特に、組織貫通電極は、右心房のKoch三角領域から、右心房心内膜および中心線維体を通って植え込まれてもよい。植え込まれると、組織貫通電極は、左心室心筋の基底領域および/または中隔領域などの標的埋め込み領域4(図7~8)内に位置付けられてもよい。マップ300を参照して、基底領域には、基底前部領域1、基底前壁中隔領域2、基底下壁中隔領域3、基底下側領域4、中央前領域7、中央前壁中隔領域8、中央下壁中隔領域9、および中央下側領域10のうちの1つ以上が含まれる。マップ300を参照して、中隔領域には、基底前壁中隔領域2、基底前壁中隔領域3、中央前壁中隔領域8、中央下壁中隔領域9、および頂端中隔領域14のうちの1つ以上が含まれる。
いくつかの実施形態では、組織貫通電極は、植え込まれたときに左心室心筋の基底中隔領域に配置されてもよい。基底中隔領域は、基底前壁中隔領域2、基底下壁中隔領域3、中央前壁中隔領域8、および中央下壁中隔領域9のうちの1つ以上を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、組織貫通電極は、植え込まれたときに、左心室心筋の高い下側/後部基底中隔領域に配置されてもよい。左心室心筋の高い下側/後部基底中隔領域は、基底下壁中隔領域3および中央下壁中隔領域9のうちの1つ以上(例えば、基底下壁中隔領域のみ、中央下壁中隔領域のみ、または基底下壁中隔領域および中央下壁中隔領域の両方)の一部を含んでもよい。例えば、高い下側/後部基底中隔領域は、概して破線境界として例示される領域324を含んでもよい。示されるように、破線境界は、高い下側/後部基底中隔領域が位置するおおよその場所を表しており、これは、特定の用途に応じていくらか異なる形状またはサイズをとる場合がある。
図10は、一例による心臓信号を感知する機能、捕捉を判定する機能、および/またはペーシング療法を送達する機能を送達するために、機器10のハウジング30内に、または本明細書に記載の任意の他の医療機器のハウジング内に封入され得る回路のブロック図である。図7に示される別個の医療機器50は、同様の様式で構成され得るいくつかまたは全ての同じ構成要素を含んでもよい。ハウジング30内に封入された電子回路は、心房および心室電気心臓信号を協働的に監視する、心臓系の捕捉が起こったかを決定する、心臓療法が必要な時期を決定する、および/またはプログラムされた療法モードおよびパルス制御パラメータに従って患者の心臓に電気パルスを送達するソフトウェア、ファームウェア、およびハードウェアを含んでもよい。電子回路は、制御回路80(例えば、処理回路を含む)、メモリ82、療法送達回路84、検知回路86、および/または遠隔測定回路88を含んでもよい。いくつかの例では、機器10は、患者の1つ以上の生理学的機能、状態(state)、または状態(condition)に相関する信号を生成するための1つ以上のセンサ90を含む。例えば、センサ90は、ペーシング療法の必要性の決定および/またはペーシングレートの制御に使用するための患者活動センサを含んでもよい。言い換えれば、機器10は、療法送達回路84によって送達される電気刺激療法を送達するかの決定および/またはその制御に使用するための、患者からの信号を検知するための他のセンサ90を含んでもよい。
電源98は、必要に応じて、構成要素80、82、84、86、88、90の各々を含む機器10の回路に電力を供給し得る。電源98は、1つ以上の充電式または非充電式電池などの1つ以上のエネルギー貯蔵機器を含んでもよい。電源98と構成要素80、82、84、86、88、90の各々との間の接続(図示せず)は、例示される概略ブロック図から当業者に理解され得る。例えば、電源98は、療法送達回路84内に含まれる保持コンデンサを充電するために使用される電力を供給するための療法送達回路84内に含まれる1つ以上の充電回路に連結されてもよく、保持コンデンサは、例えば、DDI(R)などのデュアルチャンバペーシングモードに従って、ペーシングパルスを送達するための制御回路80の制御下で適切な時点で放電される。電源98は、様々な回路に電力を供給するために、検知回路86、例えば、検知増幅器、アナログ-デジタル変換器、スイッチング回路など、センサ90、遠隔測定回路88、およびメモリ82の構成要素にも連結されてもよい。
図10に示された機能ブロックは、機器10に含まれた機能性を表し、本明細書に記載の医療機器10に起因する機能を生成することができるアナログおよび/またはデジタル回路を実施する任意のディスクリート回路および/または集積電子回路の構成要素を含み得る。様々な構成要素には、特定用途向け集積回路(ASIC)、電子回路、プロセッサ(共有、専用、またはグループ)、および1つ以上のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行するメモリ、組み合わせ論理回路、状態機械、または記載される機能を提供する他の好適な構成要素もしくは構成要素の組み合わせなどの処理回路が含まれてもよい。本明細書に開示される機能を実装するために用いられるソフトウェア、ハードウェア、および/またはファームウェアの特定の形態は、主に、医療機器に用いられる特定のシステムアーキテクチャによって、かつ医療機器によって用いられる特定の検出および療法送達方法によって決定されるであろう。
メモリ82には、任意の揮発性、非揮発性、磁気、または電気的非一時的コンピュータ可読記憶媒体、例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み取り専用メモリ(ROM)、不揮発性RAM(NVRAM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、フラッシュメモリ、または他のメモリ機器が含まれてもよい。さらに、メモリ82には、1つ以上の処理回路によって実行されると、制御回路80および/または他の処理回路に、心臓伝導系の捕捉を決定させる、および/または機器10に起因する較正されたシングル、デュアル、もしくはトリプルチャンバペーシング療法(例えば、シングルもしくはマルチチャンバペーシング)または他の心臓療法機能(例えば、検知または療法の送達)を行わせる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が含まれてもよい。命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体は、上に列記される媒体のうちのいずれかを含んでもよい。
制御回路80は、例えば、データバスを介して、療法送達回路84および検知回路86と通信して、心臓電気信号を検知し、検知された心イベント、例えば、P波およびR波、またはそれらの不存在に応答して、心臓電気刺激療法の送達を制御することができる。先端電極42、遠位ハウジングベース電極22、および近位ハウジングベース電極24は、電気刺激パルスを患者の心臓および検知回路86に送達するために、および心臓電気信号を検知するために、療法送達回路84に電気的に結合され得る。
検知回路86は、心房(A)検知チャネル87および心室(V)検知チャネル89を含んでもよい。遠位ハウジングベース電極22および近位ハウジングベース電極24は、心房信号、例えば、心房心筋の脱分極に付随するP波を検知するために、心房検知チャネル87に結合されてもよい。2つ以上の選択可能な遠位ハウジングベース電極を含む例では、検知回路86は、利用可能な遠位ハウジングベース電極のうちの1つ以上を、心房検知チャネル87に含まれる心臓イベント検出回路に選択的に結合するためのスイッチング回路を含んでもよい。スイッチング回路は、スイッチアレイ、スイッチマトリックス、マルチプレクサ、または検知回路86の構成要素を選択された電極に選択的に結合するのに好適な任意の他のタイプのスイッチング機器を含んでもよい。先端電極42および近位ハウジングベース電極24は、心室信号、例えば、心室心筋の脱分極に付随するR波を検知するために、心室検知チャネル89に結合され得る。
心房検知チャネル87および心室検知チャネル89は各々、それぞれの検知チャネルによって受信された心臓電気信号から、それぞれ、P波およびR波を検出するための心イベント検出回路を含んでもよい。チャネル87および89の各々内に含まれる心イベント検出回路は、心臓電気イベントを検出するために、選択された電極から受信された心臓電気信号を増幅、フィルタリング、デジタル化、および整流して、信号品質を改善するように構成されてもよい。チャネル87および89の各々内の心イベント検出回路は、1つ以上の検知増幅器、フィルタ、整流器、閾値検出器、コンパレータ、アナログ-デジタル変換器(ADC)、タイマー、または他のアナログもしくはデジタル構成要素を含んでもよい。心イベント検知閾値、例えば、P波検知閾値およびR波検知閾値は、例えば、制御回路80によって決定される、メモリ82に記憶される、および/または制御回路80および/もしくは検知回路86のハードウェア、ファームウェア、および/もしくはソフトウェアによって制御されるタイミング間隔および検知閾値に基づいて、制御回路80の制御下で各それぞれの検知チャネル87および89によって自動的に調整されてもよい。
検知閾値交差に基づいて電気的心イベントを検出した時点で、検知回路86は、制御回路80に送られる検知イベント信号を生成してもよい。例えば、心房検知チャネル87は、P波検知閾値交差に応答して、P波検知イベント信号を生成してもよい。心室検知チャネル89は、R波検知閾値交差に応答して、R波検知イベント信号を生成してもよい。検知イベント信号は、心臓ペーシングパルスをスケジュールするために使用される基本時間間隔を制御するペーシングエスケープ間隔タイマーを設定するために、制御回路80によって使用されてもよい。検知イベント信号は、特定のプログラムされたペーシングモードに応じて、ペーシングパルスをトリガまたは阻止してもよい。例えば、心房検知チャネル87から受信されたP波検知イベント信号は、制御回路80に、スケジュールされた心房ペーシングパルスを阻止させ、プログラムされた房室(房室(A-V))ペーシング間隔で心室ペーシングパルスをスケジュールさせもよい。房室ペーシング間隔が終了する前にR波が検知された場合、心室ペーシングパルスが阻止されてもよい。制御回路80が心室検知チャネル89からR波検知イベント信号を受信する前に房室ペーシング間隔が終了した場合、制御回路80は、療法送達回路84を使用して、検知されたP波に同期されたスケジュールされた心室ペーシングパルスを送達してもよい。
いくつかの例では、機器10は、徐脈ペーシング、心臓再同期療法、ショック後ペーシング、および/または特にATPなどの頻脈関連療法を含む様々なペーシング療法を送達するように構成されてもよい。例えば、機器10は、非洞性頻脈を検出して、ATPを送達するように構成されてもよい。制御回路80は、心臓イベント時間間隔、例えば、心房検知チャネル87から受信された連続するP波検知イベント信号間のP-P間隔、心室検知チャネル89から受信された連続R波検知イベント信号間のR-R間隔、およびP波検知イベント信号とR波検知イベント信号との間で受信されたP-Rおよび/またはR-P間隔を決定してもよい。これらの間隔は、非洞頻脈を検出するために頻脈検出間隔と比較され得る。頻脈は、検出された頻脈検出間隔数閾値に基づいて、所与の心腔内で検出され得る。
療法送達回路84は、心房ペーシング回路83および心室ペーシング回路85を含んでもよい。各ペーシング回路83、85は、充電回路、1つ以上の低電圧保持コンデンサなどの1つ以上の電荷蓄積機器、出力コンデンサ、および/またはそれぞれのペーシング回路83、85に連結されたペーシング電極ベクトルにペーシングパルスを送達するために保持コンデンサがいつ出力コンデンサを横断して充電および放電されるかを制御するスイッチング回路を含んでもよい。先端電極42および近位ハウジングベース電極24は、例えば、心房同期された心室ペーシングおよび基本的なより低い心室ペーシングレートを提供するために制御回路80によって設定された房室または心房ペーシング間隔の終了時に、心室ペーシングパルスを送達するための双極陰極および陽極対として心室ペーシング回路85に結合されてもよい。
心房ペーシング回路83は、心房ペーシングパルスを送達するために遠位ハウジングベース電極22および近位ハウジングベース電極24に結合されてもよい。制御回路80は、プログラムされたより低いペーシングレートに従って1つ以上の心房ペーシング間隔を設定するか、またはレート応答センサが示したペーシングレートに従って設定される一時的なより低いレートを設定してもよい。心房ペーシング回路は、P波検知イベント信号が心房検知チャネル87から受信される前に心房ペーシング間隔が終了した場合、心房ペーシングパルスを送達するように制御されてもよい。制御回路80は、送達された心房ペーシングパルスに応答して房室ペーシング間隔を開始して、同期されたマルチチャンバペーシング(例えば、デュアルまたはトリプルチャンバペーシング)を提供する。
プログラムされたペーシング電圧振幅のための心房または心室ペーシング回路83、85の保持コンデンサの充電、およびプログラムされたペーシングパルス幅のためのコンデンサの放電は、制御回路80から受信された制御信号に従って療法送達回路84によって行われ得る。例えば、制御回路80内に含まれるペースタイミング回路は、様々なシングルチャンバもしくはマルチチャンバペーシング(例えば、デュアルもしくはトリプルチャンバペーシング)モードまたは抗頻脈ペーシングシーケンスと関連付けられた基本ペーシング時間間隔を制御するために、制御回路80のマイクロプロセッサによって設定されたプログラマブルデジタルカウンタを含んでもよい。制御回路80のマイクロプロセッサは、メモリ82に記憶されたプログラムされた値に基づき得る心臓ペーシングパルスの振幅、パルス幅、極性、または他の特性も設定してもよい。
心イベントを検知し、かつペーシング療法の送達を制御するために制御回路80によって利用される制御パラメータは、通信インターフェースとしても説明され得る遠隔測定回路88を介してメモリ82にプログラムされ得る。遠隔測定回路88は、無線周波数通信または他の通信プロトコルを使用してプログラマまたはホームモニタなどの外部機器と通信するためのトランシーバおよびアンテナを含む。制御回路80は、外部機器からダウンリンク遠隔測定を受信し、かつ外部機器にアップリンク遠隔測定を送信するために遠隔測定回路88を使用してもよい。いくつかの事例では、遠隔測定回路88を使用して、患者に植え込まれた別の医療機器に/から通信信号を送信および受信することができる。
IMD10、機器50、演算装置140、および演算機器160、および/または様々な構成要素に起因するものを含む、本開示に記載の技法は、少なくとも部分的に、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせに実装されてもよい。例えば、それらの技法の様々な態様は、医師もしくは患者プログラマなどのプログラマ、刺激装置、画像処理機器、または他の機器に具現化される、1つ以上のマイクロプロセッサ、DSP、ASIC、FPGA、または任意の他の同等の統合型またはディスクリート論理回路、ならびにかかる構成要素の任意の組み合わせを含む、1つ以上のプロセッサ内に実装されてもよい。「モジュール」、「プロセッサ」、または「処理回路」という用語は、概して、前述の論理回路のうちのいずれか(単独でまたは他の論理回路と組み合わせて)、または任意の他の同等の回路を指し得る。
かかるハードウェア、ソフトウェア、および/またはファームウェアは、本開示に記載の様々な動作および機能をサポートするために、同じ機器内または別個の機器内に実装されてもよい。加えて、記載されているユニット、モジュール、または構成要素のいずれも、ディスクリートであるが相互運用可能な論理機器として一緒にまたは別個に実装されてもよい。モジュールまたはユニットとしての異なる特徴の描写は、異なる機能的側面を強調するよう意図されており、必ずしもかかるモジュールまたはユニットが別個のハードウェアまたはソフトウェア構成要素によって実現されなければならないことを意味するとは限らない。むしろ、1つ以上のモジュールまたはユニットと関連付けられた機能は、別個のハードウェアまたはソフトウェア構成要素によって実行されてもよく、または共通のもしくは別個のハードウェアまたはソフトウェア構成要素内に統合されてもよい。
ソフトウェアに実装される場合、本開示に記載のシステム、機器、および技術に起因する機能は、RAM、ROM、NVRAM、EEPROM、フラッシュメモリ、磁気データ記憶媒体、光学データ記憶媒体などのコンピュータ可読媒体上の命令として具体化されてもよい。命令は、本開示に記載の機能の1つ以上の態様をサポートするために、処理回路および/または1つ以上のプロセッサによって実行されてもよい。
本明細書において引用された全ての参考文献および刊行物は、組み込まれた任意の態様が本開示と直接矛盾する範囲までを除いて、全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に明示的に組み込まれる。
本明細書において使用される全ての科学的および技術的用語は、別段の定めがないかぎり、当技術分野において一般的に使用される意味を有する。本明細書において提供される定義は、本明細書において頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものであり、本開示の範囲を限定することを意味するものではない。
別段の定めがないかぎり、明細書および特許請求の範囲において使用された特徴のサイズ、量、および物理的特性を表す全ての数値は、「正確に」または「約」という用語のいずれかによって修正されると理解されてもよい。したがって、逆の定めがないかぎり、前述の明細書および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、本明細書に開示された教示を利用して当業者によって得られることが求められる所望の特性に応じて、または実験誤差の典型的な範囲内で変化することができる近似である。
端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に含まれる全ての数値(例えば、1~5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、および5を含む)およびその範囲内の任意の範囲を含む。本明細書において、「最大で」ある数またはある数「以下」という用語(例えば、最大で50)は、その数(例えば、50)を含み、ある数「以上」という用語(例えば、5以上)は、その数(例えば、5)を含む。
「結合された」または「接続された」という用語は、直接に(互いに直接接触して)または間接的に(2つの要素の間にそれらの2つの要素を取り付ける1つ以上の要素を有して)互いに取り付けられた要素をいう。いずれの用語も、「動作的に」かつ「動作可能に」という用語によって修飾されてもよく、これらは互換的に使用されて、その連結または接続が、少なくともいくらかの機能を実行するために複数の構成要素が相互作用することを可能にするように構成されていると説明することができる(例えば、第1の医療機器が別の医療機器に動作的に連結されて、データ形式の情報を送信するまたはそれからデータを受信することができる)。
「上」、「下」、「側方」、および「端」などの向きに関連する用語は、構成要素の相対位置を説明するために使用され、企図される実施形態の向きを限定するようには意図されていない。例えば、「上」および「下」を有すると説明される実施形態は、別途内容が明確に指示しない限り、様々な方向に回転したその実施形態も包含する。
「一実施形態」、「実施形態」、「特定の実施形態」、または「いくつかの実施形態」などへの言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構成、組成物、または特性が、開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、全体を通して様々な場所でのそのような表現の出現は、必ずしも本開示の同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構成、組成物、または特性は、1つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「a」、「an」、および「the」は、別途内容が明確に指示しない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、「または」という用語は、別途内容が明確に指示しない限り、「および/または」を含むその意味で一般に用いられる。
本明細書で使用される場合、「有する(have)」、「有している(having)」、「含む(include)」、「含んでいる(including)」、「含む(comprise)」、「含んでいる(comprising)」などは、それらの制限のない意味で使用されており、一般的に、「含むが、これらに限定されない」を意味する。「から基本的になる」、「からなる」などは、「含む」などに含まれることが理解されよう。
「および/または」という用語は、1つまたは全ての列記された要素、または列記された要素のうちの少なくとも2つの組み合わせを意味する。後続のリスト「のうちの少なくとも1つ」、「のうちの少なくとも1つを含む」、および「のうちの1つ以上」という語句は、リスト内の項目のうちのいずれか1つおよびリスト内の2つ以上の項目の任意の組み合わせを意味する。
例示的な実施形態
実施形態1:システムであって、
患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、
処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置であって、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成し、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するように構成された演算装置と、を備える、システム。
実施形態1:システムであって、
患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、
処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置であって、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成し、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するように構成された演算装置と、を備える、システム。
実施形態2:方法であって、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視することと、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成することと、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定することと、を含む、システム。
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視することと、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成することと、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定することと、を含む、システム。
実施形態3:心臓伝導系ペーシング療法が、心室から心房への(VfA)ペーシング療法である、実施形態1および2のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態4:心臓伝導系ペーシング療法が、ヒス束ペーシング療法および中隔内左心室心内膜ペーシングのうちの1つ以上を含む、実施形態1および2のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態5:生成されたEHIに基づいて心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定することは、患者の心臓が左心室遅延を有するかどうかを判定すること、または心臓伝導系ペーシングによる患者の心臓の左心室遅延の補正の程度を判定することを含む、実施形態1~4のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態6:補足的な心臓ペーシング療法が、左心室ペーシング療法を含む、実施形態1~5のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態7:複数の電極が、患者の左側に近接して設置される2つ以上の左電極を含み、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成することは、心臓伝導系ペーシングの送達中に2つ以上の左電極によって監視される代理電気興奮到達時間の左測定基準を生成することを含む、実施形態1~6のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態8:代理電気興奮到達時間の左測定基準が、2つ以上の左電極によって監視される代理電気興奮到達時間の左平均を含む、実施形態7に記載のシステムまたは方法。
実施形態9:演算装置が、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定する前に、心臓伝導系ペーシング療法を調整することを実行するようにさらに構成されている、または方法が、心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定する前に、心臓伝導系ペーシング療法を調整することを実行することを含む、実施形態1~8のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態10:複数の電極が、患者の胴体の皮膚に近接して設置されるようにアレイに位置付けられた複数の外表面電極を含む、実施形態1~9のうちの1つに記載のシステムまたは方法。
実施形態11:システムであって、
患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、
処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置であって、
心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、
心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成し、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の1つ以上のペーシング設定を調整するように構成された、演算装置と、を備えるシステム。
患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、
処理回路を備え、かつ電極装置に連結された演算装置であって、
心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して患者の心臓の電気的活動を監視し、
心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI)を生成し、
生成されたEHIに基づいて、心臓伝導系ペーシング療法および補足的な心臓ペーシング療法の一方または両方の1つ以上のペーシング設定を調整するように構成された、演算装置と、を備えるシステム。
実施形態12:心臓伝導系ペーシング療法が、心室から心房への(VfA)ペーシング療法、ヒス束ペーシング療法、および中隔内左心室心内膜ペーシングのうちの1つ以上を含む、実施形態11に記載のシステム。
実施形態13:補足的な心臓ペーシング療法が、左心室ペーシング療法を含む、実施形態11および12のうちの1つに記載のシステム。
実施形態14:複数の電極が、患者の左側に近接して設置される2つ以上の左外部電極を備え、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成することは、心臓伝導系ペーシングの送達中に2つ以上の左外部電極によって監視される代理電気興奮到達時間の左測定基準を生成することを含む、実施形態11~13のうちの1つに記載のシステム。
実施形態15:代理電気興奮到達時間の左測定基準が、2つ以上の左外部電極によって監視される代理電気興奮到達時間の左平均を含む、実施形態14に記載のシステム。
実施形態16:1つ以上のペーシング設定が、心臓伝導系ペーシング療法のペーシングパルスと補足的な心臓ペーシング療法の心室ペーシングパルスとの間のV-V遅延を含む、実施形態11~15のうちの1つに記載のシステム。
実施形態17:1つ以上のペーシング設定が、心臓伝導系ペーシング電極位置、心臓ペーシング電極位置、ペーシングベクトル、振幅、およびA-V遅延のうちの1つ以上を含む、実施形態11~16のうちの1つに記載のシステム。
実施形態18:複数の電極が、患者の胴体の皮膚に近接して設置されるようにアレイに位置付けられた複数の外表面電極を含む、実施形態11~17のうちの1つに記載のシステム。
本開示は、例示的な実施形態を参照して提供されており、限定的な意味で解釈されるようには意図されていない。前述のように、当業者であれば、他の様々な例示的な用途が、本明細書に記載の技法を使用して、本明細書に記載の装置および方法の有益な特徴を利用することができることを認識するであろう。例示的な実施形態の様々な修正、ならびに本開示の追加の実施形態が、本記述を参照することにより明らかになるであろう。
Claims (9)
- システムであって、
患者の組織からの電気的活動を監視するための複数の電極を備える電極装置と、
処理回路を備え、かつ前記電極装置に連結された演算装置であって、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に前記複数の電極のうちの1つ以上の電極を使用して前記患者の心臓の電気的活動を監視し、
心臓伝導系ペーシング療法の送達中に監視された前記電気的活動に基づいて、電気的不均一性情報(EHI:electrical heterogeneity information)を生成し、かつ
生成された前記EHIに基づいて、前記心臓伝導系ペーシング療法が補足的な(supplemental)心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定するように構成された演算装置と、を備える、システム。 - 前記心臓伝導系ペーシング療法が、心室から心房への(VfA)ペーシング療法である、請求項1に記載のシステム。
- 前記心臓伝導系ペーシング療法が、ヒス束(His bundle)ペーシング療法および中隔内左心室心内膜ペーシングのうちの1つ以上を含む、請求項1または2のいずれかに記載のシステム。
- 前記生成されたEHIに基づいて、前記心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定することは、前記心臓伝導系ペーシングによる前記患者の心臓の左心室遅延の補正の程度を判定することを含む、請求項1~3のいずれかに記載のシステム。
- 前記補足的な心臓ペーシング療法が、左心室ペーシング療法を含む、請求項1~4のいずれかに記載のシステム。
- 前記複数の電極が、前記患者の左側に近接して設置される2つ以上の左電極を含み、心臓伝導系ペーシング療法の送達中に、前記監視された電気的活動に基づいて電気的不均一性情報(EHI)を生成することは、心臓伝導系ペーシングの送達中に前記2つ以上の左電極によって監視される代理電気興奮到達時間(surrogate electrical activation times)の左測定基準を生成することを含む、請求項1~5のいずれかに記載のシステム。
- 前記代理電気興奮到達時間の左測定基準が、前記2つ以上の左電極によって監視される代理電気興奮到達時間の左平均を含む、請求項6に記載のシステム。
- 前記演算装置が、前記心臓伝導系ペーシング療法が補足的な心臓ペーシング療法から利益を得るかどうかを判定する前に、前記心臓伝導系ペーシング療法を最適化するようにさらに構成されている、請求項1~7のいずれかに記載のシステム。
- 前記複数の電極が、前記患者の胴体の皮膚に近接して設置されるようにアレイに位置付けられた複数の外表面電極を含む、請求項1~8のいずれかに記載のシステム。
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