JP5519804B2 - 活動センサ及び分時換気センサからの入力に基づくペーシング心拍数の自動適応を有するペースメーカー - Google Patents
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Description
本出願は、本明細書において引用により組み込まれている2009年12月17日出願の米国特許仮出願、出願番号第61/287,306号の「35 U.S.C.§119(e)」の下での優先権の利益を請求するものである。
埋め込み型ペーシング装置は、典型的には、心腔の感知及び/又はペーシングのために使用される心腔内に配置された電極に装置を接続するように心臓の中に静脈内に螺入したリードで患者の胸部の皮下に又は筋下に置かれる。プログラマブル電子コントローラは、経過時間間隔及び/又は感知電気活性に応答してペーシングパルスを出力することを可能にする(すなわち、ペーシングパルスの結果ではない内因性拍動)。図1は、患者の胸部の皮下に又は筋下に置かれた密封ハウジング130を含む埋め込み型ペーシング装置の構成要素を示している。ハウジング130は、チタンのような導電性金属から形成することができ、単極構成において電気刺激を送出するか又は感知するための電極として機能を果たすことができる。絶縁材料で形成することができるヘッダ140は、リード200及び300を受け取るためのハウジング130上に装着され、このリードは、次に、パルス発生回路及び/又は感知回路に電気的に接続することができる。ハウジング130に収容されるのは、電源、感知回路、パルス発生回路、装置の作動を制御するためのプログラマブル電子コントローラ、及び外部プログラマー又は遠隔モニタリング装置190と通信することができる遠隔測定送受信機を含むことができる本明細書で説明するような装置に機能を提供するための電子回路132である。
測定労作レベルに従ってペーシング心拍数を変化させる心拍数適応ペースメーカーにおいて、制御システムは、一般的に、特定の労作レベルをセンサ指示心拍数、すなわち、SIRと呼ばれる1つの特定のターゲット心拍数にマップする開ループコントローラとして実施される。SIRは、心臓(心房又は心室のいずれか)がより速い内因性活動がない状況でペーシングされる心拍数である。マッピングは、典型的には線形関数(すなわち、直線)である心拍数応答曲線によって達成されるが、二重勾配曲線又は指数曲線のような何らかの非線形関数とすることができると考えられる。心拍数応答曲線は、次に、最小及び最大ターゲット心拍数で定められる。患者の最小ターゲット心拍数は、患者を休止状態に維持するのに十分な心拍数として臨床的に確認することができ、ペースメーカーのプログラムされた下方心拍数限界、すなわち、LRLは、この心拍数に設定される。最大許容可能なペーシング心拍数、すなわち、MPRは、例えば、患者の年齢に依存する公式を使用して定められる。心拍数応答曲線は、次に、休止労作レベルを最小心拍数、すなわち、LRLにマップし、最大運動機能と呼ばれる患者によって達成可能な最大労作レベルを最大許容可能な心拍数にマップする。センサ指示心拍数が労作レベルの所定の変化と共に変化する方法として定義された制御システムの応答性は、心拍数応答曲線の勾配(又は二重勾配曲線の場合の勾配)に依存する。
SIR=LRL+RF*EXL
分時換気量を労作レベルの尺度として使用する場合に、センサ指示心拍数は、以下のように計算される。
SIR=LRL+RF*MV
ここで、MVは、測定分時換気量である。SIRは、従って、常にLRLよりも大きいか又はこれに等しく、かつプログラムされたMPRによって制限される。
活動モニタリングにより応答係数RFの自動設定を行う装置をここで説明する。上に示すように、ペースメーカーは、1つ又はそれよりも多くの心房又は心室部位に送出されるペーシングパルスを発生させるためのペーシング回路と、分時換気量を測定するための分時換気センサと、活動レベルを測定するための加速度計と、プログラムされたモードに従ってペーシングパルスの送出を制御し、感知分時換気量の関数として心拍数適応アルゴリズムによって判断されたセンサ指示心拍数でペーシングパルスを送出するためのコントローラとを含む。センサ指示心拍数は、指定した基線分時換気値(BMV)に等しい測定換気値を下方心拍数限界(LRL)と呼ばれる指定した最小ペーシング心拍数にマップし、かつ基線分時換気値よりも大きい測定分時換気値を測定分時換気値が心拍数応答係数を掛けた基線分時換気値を超える量に加えられたLRLとして計算したペーシング心拍数にマップすることによって計算される。コントローラは、センサ指示心拍数を指定した最大心拍数に制限するように更にプログラムされる。コントローラは、別々の応答係数を使用して測定換気値及び測定活動レベルの両方の関数としてセンサ指示心拍数を計算し、及び/又はより低い及びより高い分時換気値に対して別々の応答係数を有する二重勾配心拍数応答曲線によりセンサ指示心拍数を計算するように更にプログラムすることができる。
RF=(THR−LRL)/(TMV−BMV)
ここで、ターゲット心拍数THRは、ターゲット活動レベル範囲に対して望ましいペーシング心拍数に対応する指定した値である。
A4 対応する分時換気量TMVを測定する段階
A5 心拍数応答係数(RF)を計算する段階
Claims (15)
- ペースメーカーであって、
1つ又はそれよりも多くの心房又は心室部位に送出されるページングパルスを発生させるためのペーシング回路(20)と、
分時換気量(MV)を測定するための分時換気センサ(25)と、
活動レベルを測定するための活動レベルセンサ(26)と、
プログラムされたモードに従って前記ペーシングパルスの送出を制御するためのコントローラ(10)と、を含み、
前記コントローラは、
センサ指示心拍数(SIR)と呼ばれる感知分時換気量の関数として心拍数適応アルゴリズムによって判断された心拍数でペーシングパルスを送出し、
指定した基線分時換気値(BMV)に等しい測定換気値を下方心拍数限界(LRL)と呼ばれる指定最小ペーシング心拍数にマップし、かつ前記基線分時換気値よりも大きい測定分時換気値を、測定分時換気値のうちの前記基線分時換気値を超えた部分に心拍数応答係数を掛けた値と前記LRLとを加えた値として計算されたペーシング心拍数にマップすることによって、前記センサ指示心拍数を計算し、
1)前記測定した活動レベルをモニタし、2)前記測定活動レベルが指定の時間の長さにわたって指定したターゲット活動レベル範囲内に維持される時に、対応するターゲット分時換気値(TMV)を測定し、かつ3)ターゲット心拍数THRが、前記ターゲット活動レベル範囲のための望ましいペーシング心拍数に対応する指定値である場合に、心拍数応答係数(RF)を次式:
RF=(THR−LRL)/(TMV−BMV)
として計算することにより、前記心拍数応答係数の値を計算するためのパラメータ調節モードに入る、
ように更にプログラムされることを特徴とするペースメーカー。 - 前記ターゲット活動レベル範囲は、随時歩行の前記活動レベルに対応することを特徴とする請求項1に記載のペースメーカー。
- 維持される前記ターゲット活動レベルに対する前記指定の時間の長さは、2分又はそれよりも長いことを特徴とする請求項1から請求項2のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、別々の応答係数を使用して前記測定換気値及び前記測定活動レベルの両方の関数として前記センサ指示心拍数を計算するように更にプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、より低い及びより高い分時換気値に対して別々の応答係数を有する二重勾配心拍数応答曲線に従って前記センサ指示心拍数を計算するようにプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、前記ターゲット活動レベルが指定期間内に達せられない場合に所定のシーケンスに従って前記ターゲット活動レベルを増加及び/又は低減するように更にプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記分時換気センサは、経胸郭インピーダンスセンサであり、前記測定分時換気量は、適切なスケーリングによって真の分時換気値に関連するオームインピーダンス信号であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、前記パラメータ調節モードに入るように遠隔測定指令を受け取った時に前記パラメータ調節モードに入るようにプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、周期的間隔で前記パラメータ調節モードに入るようにプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記コントローラは、前記基線分時換気値(BMV)の再較正を引き起こす検出条件に応答して前記パラメータ調節モードに入るようにプログラムされることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 前記基線分時換気値(BMV)の再較正を引き起こす前記検出条件は、胸郭インピーダンスを測定するのに使用するリードベクトルの変化であることを特徴とする請求項10に記載のペースメーカー。
- 前記基線分時換気値(BMV)の再較正を引き起こす前記検出条件は、ペースメーカーのウォームリセットであることを特徴とする請求項10に記載のペースメーカー。
- 前記基線分時換気値(BMV)の再較正を引き起こす前記検出条件は、頻脈性不整脈発作による前記分時換気センサの遮断及び電源投入であることを特徴とする請求項10に記載のペースメーカー。
- 前記活動レベルセンサは、加速度計であることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のペースメーカー。
- 心臓ペースメーカーを作動させる方法であって、
ペーシング回路(20)が、1つ又はそれよりも多くの心房又は心室部位に送出されるペーシングパルスを発生させる段階と、
分時換気センサ(25)が、分時換気量(MV)を測定する段階と、
活動レベルセンサ(26)が、活動レベルを測定する段階と、
コントローラ(10)が、センサ指示の心拍数(SIR)と呼ばれる感知分時換気量の関数として心拍数適応アルゴリズムによって判断された心拍数でペーシングパルスを送出する段階と、
コントローラ(10)が、指定した基線分時換気値(BMV)に等しい測定換気値を下方心拍数限界(LRL)と呼ばれる指定最小ペーシング心拍数にマップし、かつ前記基線分時換気値よりも大きい測定分時換気値を、測定分時換気値のうちの前記基線分時換気値を超えた部分に心拍数応答係数を掛けた値と前記LRLとを加えた値として計算されたペーシング心拍数にマップすることによって、前記センサ指示心拍数を計算する段階と、
コントローラ(10)が、1)前記測定した活動レベルをモニタし、2)前記測定活動レベルが指定の時間の長さにわたって指定したターゲット活動レベル範囲内に維持される時に、対応するターゲット分時換気値(TMV)を測定し、かつ3)ターゲット心拍数THRが、前記ターゲット活動レベル範囲のための望ましいペーシング心拍数に対応する指定値である場合に、心拍数応答係数(RF)を次式:
RF=(THR−LRL)/(TMV−BMV)
として計算することにより、前記心拍数応答係数の値を計算するためのパラメータ調節モードに入る段階と、
を含むことを特徴とする方法。
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