JP5047986B2 - 血行力学的に制御された抗頻脈性不整脈ペーシングシステム - Google Patents
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Description
優先権の利益が、本明細書により2005年12月20日に出願された米国特許出願第11/312082号に対して請求され、その出願は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
XMAX=|X|AVG+k・|X|SD
XMIN=|X|AVG−k・|X|SD [1]
(式中、XMAX及びXMINは、正常範囲の境界値であり、|X|AVGは、血行力学的パラメータの複数のNSR値を使用して計算された血行力学的パラメータの平均値であり、|X|SDは、血行力学的パラメータの複数のNSR値を使用して計算された血行力学的パラメータの標準偏差であり、かつkは、所定の定数である)を使用して正常範囲を生成する。具体的な実施形態において、血行力学的パラメータの複数のNSR値は、血行力学的パラメータの約15のNSR値を含む。テンプレート記憶装置462は、正常範囲の血行力学的パラメータを記憶する。一実施形態において、テンプレート発生器456は、記憶された正常範囲の血行力学的パラメータを規則正しく、例えば定期的に更新する。
T1=(1−α)・TCP+α・x%・CL [2]
(式中、αは、不整脈性周期長の相対安定性に関する重み係数であり、かつ0から1の間の値を有し、TCPは、所定タイプ特性の時間であり、x%は、所定の割合であり、かつCLは、不整脈性周期長である)よって与えられる。重み係数αは、例えばe-var(式中、varは、不整脈周期長を計算するために使用される心室間隔の分散である)に等しい。ATPタイマ470は、ATPウィンドウの開始点(T1)からのATP間隔(T)の時間を調節し、かつATP間隔(T)が終了する時、ATPパルスの送りを開始する。一実施形態において、ATPタイマ470は、ATP間隔(T)が終了する時、ATPパルスのバーストの先行ペーシングパルスの送りを開始する。ATP間隔は、ATPウィンドウ内(T1及びT2の間)で選択される。一実施形態において、心周期におけるATPウィンドウの終了点(T2)は、心室脱分極(R波)から開始し、かつ不整脈性周期長の所定の割合である長さを有する時間間隔の終わりである。具体的な実施形態において、所定の割合は、約95%である。
図6は、システム420の具体的な実施形態である、血行力学的センサ制御の抗頻拍性不整脈システム620の実施形態を例示するブロック図である。この実施形態において、血行力学的信号は、心音信号であり、血行力学的パラメータは、S2ピークの電圧振幅又はS2発生のエネルギー含量であるS2振幅であり、かつ所定タイプ特性は、S2ピークである。システム620は、心音センサ630と、S2振幅検出器632と、感知回路334と、頻拍性不整脈検出器436と、ペーシング回路338と、除細動回路464と、S2テンプレート発生器656と、治療コントローラ640とを含む。
図7は、システム420のもう1つの具体的な実施形態である、血行力学的センサ制御の抗頻拍性不整脈システム720の実施形態を例示するブロック図である。この実施形態において、血行力学的信号は、動脈圧信号であり、血行力学的パラメータは、動脈圧信号から測定された動脈圧であり、かつ所定タイプ特性は重複切痕である。システム720は、圧力センサ730と、圧力検出器732と、感知回路334と、頻拍性不整脈検出器436と、ペーシング回路338と、除細動回路464と、圧力テンプレート発生器756と、治療コントローラ740とを含む。
図8は、システム420のもう1つの具体的な実施形態である、血行力学的センサ制御の抗頻拍性不整脈システム820の実施形態を例示するブロック図である。この実施形態において、血行力学的信号は、インピーダンス信号(Z)であり、血行力学的パラメータは、インピーダンス信号から測定されたインピーダンスであり、かつ所定タイプ特性は、インピーダンス信号の一次導関数(dZ/dt)の最低点、又はインピーダンス信号の二次導関数(d2Z/dt2)のゼロ交差点である。一実施形態において、インピーダンス信号(Z)は、胸部インピーダンス信号である。もう1つの実施形態において、インピーダンス信号(Z)は、心臓インピーダンス信号である。システム820は、インピーダンスセンサ830と、インピーダンス検出器832と、感知回路334と、頻拍性不整脈検出器436と、ペーシング回路338と、除細動回路464と、インピーダンステンプレート発生器856と、治療コントローラ840とを含む。
図9は、システム420のもう1つの具体的な実施形態である、血行力学的センサ制御の抗頻拍性不整脈システム920の実施形態を例示するブロック図である。この実施形態において、2つ以上の血行力学的信号が感知され、かつATPを実施するか及び/又はいつ実施するかを制御するために、処理される。2つ以上の血行力学的信号の例には、以上に論じた心音信号、動脈圧信号、インピーダンス信号を含む。システム920は、血行力学的センサ930と、血行力学的パラメータ検出器932と、感知回路334と、頻拍性不整脈検出器436と、ペーシング回路338と、除細動回路464と、テンプレート発生器956と、治療コントローラ940とを含む。具体的な実施形態において、システム920は、2つ以上のシステム620、720、820の組み合わせであり、ATP治療の選択及び/又はタイミングが、2つ以上の心音信号、動脈圧信号、インピーダンス信号を使用して制御される。例えば、各タイプのセンサの性能が、患者によって異なるので、かかるシステムは、治療制御の堅牢性を増加させる。
上記の詳細な説明は、例示的であり、かつ制限的でないことが意図されていることを理解すべきである。例えば、本文献において具体的に論じられたものに加えて、頻拍性不整脈に関連したリエントリー性ループの興奮間隙と、公知又は予測可能な時間的関係を有する検出可能な特性とを含む、いかなる血行力学的又は他の生理学的信号も、ATPウィンドウの開始点(T1)を突き止める際に使用可能である。他の実施形態は、上記説明を読み、かつ理解すれば、当業者にとり明らかであろう。従って、本発明の範囲は、添付の請求項を、かかる請求項が権利を与えられる全範囲の均等物と共に参照して決定されるべきである。
Claims (19)
- 心律動管理システム(100)であって、
少なくとも1つの心臓信号を感知する感知回路(334)と、
前記少なくとも1つの心臓信号から頻拍性不整脈エピソードを検出する、前記感知回路に結合された頻拍性不整脈検出器(336、436)と、
血行力学的性能を示す血行力学的信号を感知する血行力学的センサ(330)と、
ペーシングパルスを送るペーシング回路(338)と、
前記頻拍性不整脈検出器、前記血行力学的センサ、前記ペーシング回路に結合された治療コントローラ(340、440、640、740、840、940)と
を含み、
前記治療コントローラは、
前記血行力学的信号から所定タイプ特性を検出するように構成された特性検出器(344)であって、前記所定タイプ特性は、大動脈弁の閉鎖および肺動脈弁の閉鎖と時間的に関連付けられた形態学的特性である、特性検出器と、
前記特性検出器に結合された抗頻拍性不整脈ペーシングコントローラ(346、446、946)と
を含み、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングコントローラが、
前記所定タイプ特性を少なくとも使用して抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウの開始点を突き止めることと、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウ内で前記ペーシングパルスのバーストの送りを開始することと
を行うように構成されていることを特徴とする、システム。 - 前記血行力学的信号は、第2心音を少なくとも示す心音信号を含み、前記所定タイプ特性は、第2心音のピークを含み、前記血行力学的センサは、前記心音信号を感知するように構成された心音センサ(630)を含み、
前記特性検出器は、前記心音信号から第2心音のピークを検出するように構成された第2心音ピーク検出器(644)を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記血行力学的信号は、動脈圧信号を含み、前記所定タイプ特性は、前記動脈圧信号の重複切痕を含み、前記血行力学的センサは、前記動脈圧信号を感知するように構成された動脈圧センサ(730)を含み、
前記特性検出器は、前記重複切痕を検出するように構成された重複切痕検出器(744)を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記血行力学的信号は、胸部インピーダンスおよび心臓インピーダンスのうちの少なくとも一方を示すインピーダンス信号を含み、前記所定タイプ特性は、前記インピーダンス信号の一次導関数の最低点を含み、前記血行力学的センサは、前記インピーダンス信号を感知するように構成されたインピーダンスセンサ(830)を含み、
前記特性検出器(844)は、
前記インピーダンス信号の一次導関数である信号を生成することと、
心周期における前記インピーダンス信号の一次導関数である信号の最低点を検出することと
を行うように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記血行力学的信号は、胸部インピーダンスおよび心臓インピーダンスのうちの少なくとも一方を示すインピーダンス信号を含み、前記所定タイプ特性は、前記インピーダンス信号の二次導関数のゼロ交差点を含み、前記血行力学的センサは、前記インピーダンス信号を感知するように構成されたインピーダンスセンサ(830)を含み、
特性検出器(844)は、
前記インピーダンス信号の二次導関数である信号を生成することと、
心周期における前記インピーダンス信号の二次導関数である信号のゼロ交差点を検出することと
を行うように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記抗頻拍性不整脈ペーシングコントローラは、
前記所定タイプ特性を少なくとも使用して前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウの開始点を突き止めるように構成された抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウロケータ(468、968)と、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウロケータに結合された抗頻拍性不整脈ペーシングタイマ(470)であって、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウの開始点からの抗頻拍性不整脈ペーシング間隔を計時することと、
前記抗頻拍性不整脈ペーシング間隔の終了の際に、前記ぺーシングパルスのバーストの送りを開始することと
を行う抗頻拍性不整脈ペーシングタイマと
を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記頻拍性不整脈エピソードの間に前記少なくとも1つの心臓信号から心周期長を検出する周期長検出器(452)をさらに含み、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウロケータは、前記所定タイプ特性および前記心周期長を使用して前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウの開始点を突き止めるように構成されている、請求項6に記載のシステム。 - 前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウロケータは、前記心周期長と関連付けられた心拍数安定性に関するパラメータを生成するように構成され、かつ、前記所定タイプ特性、前記心周期長、前記心拍数安定性に関するパラメータを使用して前記抗頻拍性不整脈ペーシングウィンドウの開始点を突き止めるように構成されている、請求項7に記載のシステム。
- 前記治療コントローラは、
前記血行力学的信号から血行力学的パラメータを検出する、前記血行力学的センサに結合された血行力学的パラメータ検出器(332)と、
前記血行力学的パラメータ検出器に結合された治療セレクタ(342、442、642、742、842、942)であって、
前記頻拍性不整脈エピソードの間に検出された前記血行力学的パラメータの不整脈性値を正常範囲の血行力学的パラメータと比較することと、
前記血行力学的パラメータの前記不整脈性値が前記正常範囲の血行力学的パラメータ内にあることに応答して、ATPアルゴリズムを選択することと、
前記血行力学的パラメータの前記不整脈性値が前記正常範囲の血行力学的パラメータ外にあることに応答して、電気除細動/除細動アルゴリズムを選択することと
を行うように構成された治療セレクタと
をさらに含み、
前記抗頻拍性不整脈ペーシングコントローラは、前記選択されたATPアルゴリズムを実行することによって前記ペーシングパルスの送りを制御するように構成されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記正常範囲の血行力学的パラメータを生成するテンプレート発生器(456、656、756、856、956)であって、
前記テンプレート発生器は、
前記少なくとも1つの心臓信号から正常洞調律を検出する、前記感知回路に結合された正常洞調律検出器(458)と、
前記正常洞調律検出器および前記血行力学的パラメータ検出器に結合された正常範囲発生器(460、660、760、860、960)であって、
NSRが検出される間に検出された前記血行力学的パラメータの複数の正常洞調律値を受信することと、
前記血行力学的パラメータの複数の正常洞調律値に基づいて、前記正常範囲の血行力学的パラメータを生成することと
を行うように構成されている正常範囲発生器と
を含む、テンプレート発生器と、
前記正常範囲の血行力学的パラメータを記憶する、前記正常範囲発生器に結合されたテンプレート記憶装置(462、662、762、862、962)と
をさらに含む、請求項9に記載のシステム。 - 前記正常範囲発生器は、式|X| AVG ±k・|X| SD を使用して正常範囲を生成するように構成され、式中、|X| AVG は、前記血行力学的パラメータの複数のNSR値を使用して計算された前記血行力学的パラメータの平均値であり、|X| SD は、前記血行力学的パラメータの複数の正常洞調律値を使用して計算された前記血行力学的パラメータの標準偏差であり、kは、所定の定数である、請求項10に記載のシステム。
- 前記血行力学的信号は、第2心音を少なくとも示す心音信号を含み、前記血行力学的パラメータは、第2心音の振幅を含み、前記血行力学的センサは、前記心音信号を感知するように構成された心音センサを含み、
前記血行力学的パラメータ検出器は、前記心音信号から前記第2心音の振幅を検出する振幅検出器(632)を含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記血行力学的信号は、動脈圧信号を含み、前記血行力学的パラメータは、動脈圧を含み、前記血行力学的センサは、前記動脈圧信号を感知するように構成された動脈圧センサを含み、
前記血行力学的パラメータ検出器は、前記動脈圧信号から動脈圧を検出する圧力検出器(732)を含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記血行力学的信号は、胸部インピーダンスおよび心臓インピーダンスのうちの少なくとも一方を示すインピーダンス信号を含み、前記血行力学的パラメータは、インピーダンスを含み、前記血行力学的センサは、前記インピーダンス信号を感知するように構成されたインピーダンスセンサを含み、
前記血行力学的パラメータ検出器は、前記インピーダンス信号からインピーダンスを検出するインピーダンス検出器(832)を含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。 - 心律動管理(CRM)システムであって、
少なくとも1つの心臓信号を感知する感知回路と、
前記少なくとも1つの心臓信号から頻拍性不整脈エピソードを検出する、前記感知回路に結合された頻拍性不整脈検出器と、
血行力学的性能を示す血行力学的信号を感知する血行力学的センサと、
ペーシングパルスを送るペーシング回路と、
前記頻拍性不整脈検出器、前記血行力学的センサ、前記ペーシング回路に結合された治療コントローラと
を含み、
前記治療コントローラは、
前記血行力学的信号から所定タイプ特性を検出するように構成された特性検出器と、
前記特性検出器に結合された抗頻拍性不整脈ペーシング(ATP)コントローラと
を含み、
前記ATPコントローラは、前記所定タイプ特性を少なくとも使用して前記ペーシングパルスの送りを計時するように構成されており、
前記血行力学的信号は、胸部インピーダンスおよび心臓インピーダンスのうちの少なくとも一方を示すインピーダンス信号(Z)を含み、前記所定タイプ特性は、前記インピーダンス信号の一次導関数(dZ/dt)の最低点を含み、前記血行力学的センサは、前記インピーダンス信号を感知するように構成されたインピーダンスセンサを含み、
前記特性検出器は、
前記インピーダンス信号の一次導関数(dZ/dt)である信号を生成することと、
心周期における前記インピーダンス信号の一次導関数(dZ/dt)である信号の最低点を検出することと
を行うように構成されている、システム。 - 心律動管理(CRM)システムであって、
少なくとも1つの心臓信号を感知する感知回路と、
前記少なくとも1つの心臓信号から頻拍性不整脈エピソードを検出する、前記感知回路に結合された頻拍性不整脈検出器と、
血行力学的性能を示す血行力学的信号を感知する血行力学的センサと、
ペーシングパルスを送るペーシング回路と、
前記頻拍性不整脈検出器、前記血行力学的センサ、前記ペーシング回路に結合された治療コントローラと
を含み、
前記治療コントローラは、
前記血行力学的信号から所定タイプ特性を検出するように構成された特性検出器と、
前記特性検出器に結合された抗頻拍性不整脈ペーシング(ATP)コントローラと
を含み、
前記ATPコントローラは、前記所定タイプ特性を少なくとも使用して前記ペーシングパルスの送りを計時するように構成されており、
前記血行力学的信号は、胸部インピーダンスおよび心臓インピーダンスのうちの少なくとも一方を示すインピーダンス信号(Z)を含み、前記所定タイプ特性は、前記インピーダンス信号の二次導関数(d2Z/dt2)のゼロ交差点を含み、前記血行力学的センサは、前記インピーダンス信号を感知するように構成されたインピーダンスセンサを含み、
前記特性検出器は、
前記インピーダンス信号の二次導関数(d2Z/dt2)である信号を生成することと、
心周期における前記インピーダンス信号の二次導関数(d2Z/dt2)である信号のゼロ交差点を検出することと
を行うように構成されている、システム。 - 前記ATPコントローラは、
前記所定タイプ特性を少なくとも使用してATPウィンドウの開始点を突き止めるように構成されたATPウィンドウロケータと、
前記ATPウィンドウの間にATPの送りを開始する、前記ATPウィンドウロケータに結合されたATPタイマと
を含む、請求項15または16に記載のシステム。 - 前記頻拍性不整脈エピソードの間に前記少なくとも1つの心臓信号から心周期長を検出する周期長検出器をさらに含み、
前記ATPウィンドウロケータは、前記所定タイプ特性および前記心周期長を使用して前記ATPウィンドウの開始点を突き止めるように構成されている、請求項17に記載のシステム。 - 前記ATPウィンドウロケータは、前記心周期長と関連付けられた心拍数安定性に関するパラメータを生成するように構成され、かつ、前記所定タイプ特性、前記心周期長、前記心拍数安定性に関するパラメータを使用して前記ATPウィンドウの開始点を突き止めるように構成されている、請求項18に記載のシステム。
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