JP6689866B2 - マルチポイント・ペーシング・システムにおける管理されたペース再充電 - Google Patents

マルチポイント・ペーシング・システムにおける管理されたペース再充電 Download PDF

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Description

本発明は、マルチポイント・ペーシング・システムにおける管理されたペース再充電に関する。
植え込み可能な医療用デバイス（ＩＭＤ）は、植え込み可能であるか、または、部分的に植え込み可能である。いくつかの例は、植え込み可能なペースメーカ、植え込み可能な心臓除細動器（ＩＣＤ）、心臓再同期療法デバイス（ＣＲＴ）、および、そのような能力の組み合わせを含むデバイスなど、心臓機能管理（ＣＦＭ）デバイスを含む。デバイスは、電気的な療法もしくは他の療法を使用して、患者もしくは対象を治療するために使用され得、または、患者の状態の内部モニタリングを通した患者診断において、医師もしくは介護者を支援するために使用され得る。デバイスは、１つまたは複数のセンス増幅器と通信する１つまたは複数の電極を含み、患者の中の電気的な心臓活動をモニタリングすることが可能であり、１つまたは複数の他の内部患者パラメータをモニタリングするために、１つまたは複数のセンサを含むことが多い。デバイスは、皮下に植え込まれ得、患者の心臓に直接的に接触することなく心臓信号を感知することができる電極を含むことが可能である。ＩＭＤの他の例は、植え込み可能な診断デバイス、植え込み可能な薬物送達システム、または、神経刺激能力を備えた植え込み可能なデバイス（たとえば、迷走神経刺激装置、圧受容器刺激装置、頸動脈洞刺激装置、脳深部刺激装置、仙骨神経刺激装置など）を含む。
ＩＭＤの動作は、典型的に、たとえば、異なるデバイス動作パラメータまたは設定値をプログラムすることなどによって、介護者によって、特定の患者に最適化される。そのようなデバイスの製造業者は、機能性を改善し続け、機能性をデバイスに追加し続けており、それは、それらをプログラムするには複雑にする可能性がある。本発明者は、デバイス・ベースの療法の最適化の改善に対する必要性を認識した。
上記に説明されているように、ＩＭＤの製造業者は、機能性を改善し続け、機能性をデバイスに追加し続けており、それは、プログラマブル・デバイス・パラメータ設定値に複雑な相互作用的な限界値を結果として生じさせる可能性がある。本主題は、マルチサイト・ペーシング療法を提供すること、および、結果として生じる相互作用的なパラメータ限界値の複雑さを最小化することに関する。
本主題の装置例は、刺激回路と、再充電回路と、スイッチ回路と、制御回路とを含む。刺激回路は、複数の電極の複数の組み合わせに電気的な心臓ペーシング刺激を提供し、電気的な刺激は、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される。再充電回路は、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている１つまたは複数の再充電キャパシタと、刺激回路および再充電回路に電気的に連結するための電極組み合わせを選択的に可能にするスイッチ回路とを含む。制御回路は、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせを使用して、電気的な刺激の送達を選択的に開始し、また、１つまたは複数の再充電キャパシタから、複数の電極組み合わせの第２の電極へ、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にする。
複数の電極組み合わせのこの同時の電荷バランシングは、後に議論されることとなるように、改善したマルチサイト・ペーシング療法を提供することが可能である。
心臓活動検出のためのセンシング・タイム・ウィンドウは、ペーシングされたイベントに対する特定の関係において、ペーシングされた心臓脱分極を固有の活動として誤って識別することを回避するために使用可能である。センシング・タイム・ウィンドウは、ペーシング刺激が送達された後に、ブランキング期間および不応期の一方または両方の後に使用可能であり得る。再充電動作を含むマルチサイト・ペーシングは、これらの検出ウィンドウに対して影響を有することが可能である。ペーシング・サイクルの再充電部分は、マルチサイト・ペーシングを送達するために使用される時間の部分を十分に超えて延在することが可能である。これは、センシング・ウィンドウが、再充電エネルギーを固有の心臓活動として間違って感知することを回避するために使用可能であり得る時間を限定することが可能である。また、再充電エネルギーは、電極が十分に再充電されまたは電荷バランスされる前に、センシング回路が使用可能である場合に（たとえば、センシング回路のセンス増幅器が電極経路に接続され得る）、センシング時に信号アーチファクトを引き起こす可能性がある。電極における過剰な電荷は、それらが接続されているときにセンシング回路における電圧スパイクを引き起こす可能性があり、それは、固有の心臓活動として間違って解釈され得る。
複数の電極組み合わせの同時の電荷バランシングを提供することによって、複数の電極組み合わせを電荷バランスさせるために必要とされる時間が低減され得る。そして、これは、心臓活動を感知するために利用可能な時間を増加させることが可能である。それ加えて、電荷バランシング動作によって引き起こされるセンシング・タイム・ウィンドウの中のアーチファクトが回避され得る。
この章は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図している。本発明の排他的なまたは包括的な説明を提供することは意図していない。詳細な説明は、この章の記述に加えて、従属請求項の議論、および、従属請求項および独立請求項の相互関係の議論など、本特許出願についてのさらなる情報を提供するために含まれている。
図面は、必ずしも原寸に比例して示されておらず、図面において、同様の数字は、異なる図において、同様のコンポーネントを説明している可能性がある。異なる文字の添え字を有する同様の数字は、同様のコンポーネントの異なる場合を表している可能性がある。図面は、一般的に、限定としてではないが、例として、本文献の中で議論されているさまざまな例を図示している。
ＩＭＤを含むシステムの一部分の例の説明図。 ２つの電極を備える再充電回路の例を図示する図。 ペーシング刺激パルスおよび再充電パルスを有する波形の例を示す図。 複数の電極がマルチサイト・ペーシングを提供するために使用されている、回路ダイアグラムの例を示す図。 図４の回路例の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示す図。 図４の回路例の別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示す図。 順次のペーシング刺激に続いて、再充電回路のすべてが同時に活性化される、同等回路ダイアグラムの例を示す図。 図４の回路例の別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示す図。 図４の回路例のさらに別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示す図。 ＩＭＤの動作を制御する方法のフロー・ダイアグラム。 ＩＭＤの例の一部分のブロック図を示す図。 展開されたＩＭＤを使用するシステムの別の例の一部分の説明図。
外来用の医療用デバイスは、本明細書で説明されている特徴、構造、方法、または、それらの組み合わせのうちの１つまたは複数を含むことが可能である。たとえば、心臓モニタまたは心臓刺激装置が、下記に説明されている有利な特徴またはプロセスのうちの１つまたは複数を含むように実装され得る。そのようなモニタ、刺激装置、または、他の植え込み可能なデバイスもしくは部分的に植え込み可能なデバイスは、本明細書で説明されている特徴のすべてを含む必要はないが、独自の構造または機能性を提供する選択された特徴を含むように実装され得ることが意図されている。そのようなデバイスは、さまざまな治療的機能または診療的機能を提供するように実装され得る。
図１は、ＩＭＤ１１０を含むシステムの一部分の説明図である。ＩＭＤ１１０の例は、ペースメーカ、除細動器、心臓再同期療法（ＣＲＴ）デバイス、または、そのようなデバイスの組み合わせを含むが、それに限定されない。他の例では、ＩＭＤは、なかでも、迷走神経刺激装置、圧受容器刺激装置、頸動脈洞刺激装置、脳深部刺激装置、または仙骨神経刺激装置など、神経刺激装置である。また、システム１００は、典型的に、たとえば、無線周波数（ＲＦ）または他のテレメトリ信号を使用することなどによって、ＩＭＤ１１０と無線信号１９０を通信する、ＩＭＤプログラマまたは他の外部システム１７０を含む。
ＩＭＤ１１０は、１つまたは複数のリード線１０８Ａ〜Ｄによって心臓１０５に連結され得る。心臓リード線１０８Ａ〜Ｄは、ＩＭＤ１１０に連結されている近位端部と、電気接点または「電極」によって心臓１０５の１つまたは複数の部分に連結されている遠位端部とを含む。電極は、典型的に、心臓除細動、除細動、ペーシング、もしくは再同期療法、または、それらの組み合わせを、心臓１０５の少なくとも１つのチャンバに送達する。電極は、センス増幅器に電気的に連結されており、電気的な心臓信号を感知することが可能である。
感知された電気的な心臓信号は、エレクトログラムを生成するためにサンプリングされ得る。エレクトログラムは、ＩＭＤによって分析され得、および／または、ＩＭＤの中に貯蔵され得、後に外部デバイスに通信され得、外部デバイスにおいて、サンプリングされた信号が、分析のために表示され得る。
心臓１０５は、右心房１００Ａ、左心房１００Ｂ、右心室１０５Ａ、左心室１０５Ｂ、および、右心房１００Ａから延在する冠状静脈洞１２０を含む。右心房（ＲＡ）リード線１０８Ａは、電極（リング電極１２５および先端部電極１３０など、電気接点）を含み、その電極は、信号を感知するために、もしくは、ペーシング療法を心房１００Ａに送達するために、または、その両方のために、心臓１０５の心房１００Ａの中に配設されている。
右心室（ＲＶ）リード線１０８Ｂは、信号を感知するために、ペーシング療法を送達するために、または、信号を感知することおよびペーシング療法を送達することの両方のために、先端部電極１３５およびリング電極１４０など、１つまたは複数の電極を含む。ＲＶリード線１０８Ｂは、１つまたは複数の追加的なリング電極１４２を含み、マルチサイト・ペーシングをＲＶに提供することが可能である。また、リード線１０８Ｂは、任意選択で、心房の心臓除細動、心房の除細動、心室の心臓除細動、心室の除細動、または、それらの組み合わせを心臓１０５に送達するための追加的な電極、たとえば、電極１７５および１８０などを含む。そのような電極は、典型的に、除細動に必要なより大きいエネルギーを取り扱うために、ペーシング電極よりも大きい表面積を有している。リード線１０８Ｂは、任意選択で、再同期療法を心臓１０５に提供する。再同期療法は、典型的に、心室間の脱分極のタイミングをより良好に同期させるために、心室に送達される。
ＩＭＤ１１０は、ヘッダー１５５を通してＩＭＤ１１０に取り付けられている第３の心臓リード線１０８Ｃを含むことが可能である。第３の心臓リード線１０８Ｃは、電極１６０、１６２、１６４、および１６５を含み、電極１６０、１６２、１６４、および１６５は、冠状静脈１２２の中に設置されており、冠状静脈を介して左心室（ＬＶ）１０５Ｂの上に心外膜上に存在している。図に示されている電極の数は、単なる例であり、他の配置も可能である。たとえば、第３の心臓リード線１０８Ｃは、示されている例よりも少ない電極（たとえば、１つもしくは２つの電極）、または、示されている例よりも多い電極（たとえば、８つ以上の電極）を含むことが可能であり、また、冠状静脈洞（ＣＳ）１２０の近くに位置決めされているリング電極１８５を含むことが可能である。
心臓リード線１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃに加えて、または、心臓リード線１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃのうちの１つまたは複数に対する代替として、ＩＭＤ１１０は、第４の心臓リード線１０８Ｄを含むことが可能であり、第４の心臓リード線１０８Ｄは、電極１８７および１８９を含み、電極１８７および１８９は、左心房（ＬＡ）１００Ｂの上に心外膜上に存在する血管の中に設置されている。
ＩＭＤ１１０は、密封されたＩＭＤハウジングまたはカン１５０を含むことが可能であり、ＩＭＤ１１０は、ＩＭＤカン１５０の上に形成された電極１８２を含むことが可能である。また、ＩＭＤヘッダー１５５は、電極１８４を含むことが可能である。心臓ペーシング療法は、電極１８２または電極１８４、および、リード線の上に形成された１つまたは複数の電極を使用して、単極性モードで送達され得る。心臓ペーシング療法は、リード線の単に１つの電極（たとえば、ＬＶリード線１０８Ｃの単に１つの電極）、および、異なるリード線の１つの電極（たとえば、ＲＶリード線１０８Ｂの単に１つの電極）を使用して、拡張された双極性ペーシング・モードで送達され得る。心臓ペーシング療法は、第２の電極なしで、リード線の単に１つの電極を使用して、モノポーラ・ペーシング・モードで送達され得る。
リード線１０８Ｂは、第１の除細動コイル電極１７５と、第２の除細動コイル電極１８０とを含むことが可能であり、第１の除細動コイル電極１７５は、右心室の中に設置するために、先端部電極１３５およびリング電極１４０の近位に位置し、第２の除細動コイル電極１８０は、上大静脈（ＳＶＣ）の中に設置するために、第１の除細動コイル電極１７５、先端部電極１３５、およびリング電極１４０の近位に位置する。いくつかの例では、高エネルギーのショック療法が、第１のコイルまたはＲＶコイル１７５から、第２のコイルまたはＳＶＣコイル１８０へ送達される。いくつかの例では、ＳＶＣコイル１８０は、ＩＭＤカン１５０の上に形成されている電極１８２に電気的に結び付けられている。これは、ＲＶコイル１７５から心室の心筋の上により均一に電流を送達することによって、除細動を改善する。いくつかの例では、その療法は、ＲＶコイル１７５から、ＩＭＤカン１５０の上に形成された電極１８２だけに送達される。いくつかの例では、コイル電極１７５、１８０は、信号を感知するために、他の電極と組み合わせて使用される。
図１の図示されている例に示されているリード線および電極の特定の配置は、非限定的であることを意図していることに留意されたい。ＩＭＤは、経静脈電極、心内膜電極、および心外膜電極（たとえば、数十の電極を含むことが可能である心外膜パッチ）、ならびに／または、皮下電極、非胸腔内電極を含む、さまざまな電極配置によって構成され得る。ＩＭＤ１１０は、皮下のアレイまたはリード線電極（たとえば、非胸腔内電極、または、ＬＶ壁部に沿って植え込み可能な追加的なＬＶリード線、および、一方または両方の心房の中に植え込み可能なリード線）に接続可能であり、それは、ＩＭＤ１１０によって作り出される「ステア（ｓｔｅｅｒ）」電流を助けるために身体の他のエリアの中に植え込まれ得る。ＩＭＤは、リード線なしのものであることが可能である（たとえば、リード線なしのペースメーカ）。リード線なしのＩＭＤは、心臓チャンバ（たとえば、ＲＶまたはＬＶ）の中に設置され得、リード線なしのＩＭＤの複数の電極は、心臓組織に接触することが可能である。本方法およびシステムは、さまざまな構成の中で、および、さまざまな電極とともに働くこととなる。
以前に説明されているように、植え込み可能な医療用デバイスの機能性は、介護者が特定の患者の必要に対してプログラムおよび最適化することを複雑にする可能性がある。たとえば、ＣＲＭデバイスは、マルチサイト・ペーシングを提供することが可能であり、マルチサイト・ペーシングでは、ペーシング・パルスが、同じ心臓チャンバの中の複数の部位に提供される。これは、心臓チャンバの収縮、特に、左心室の収縮の協調を改善するのに有用である可能性がある。図１に示されている非限定的な例では、ペーシングは、第１の双極性電極対としてＬＶ電極１６０および１６５を使用して、および、第２の電極対としてＬＶ電極１６２および１６４を順々に使用して、左心室に提供され、左心室の異なる組織部位の活性化を協調させ、所望の様式で収縮を引き起こすことが可能である。また、ペーシングは、ＲＶリング電極１４０およびＬＶ電極のいずれかを活性化シーケンスの一部として使用して提供され得る。別の例では、ペース・パルスは、第１の単極性電極対としてＬＶ電極１６５と組み合わせてカン電極１８２を使用して、左心室に提供され得、カン電極１８２と他のＬＶ電極との組み合わせを使用して送達されるパルスのシーケンスがそれに続く。
電気的なペーシング療法を提供するために使用される電極は、残留電荷が電極組織インターフェースに蓄積する場合には、劣化する可能性がある。また、電荷蓄積は、心臓活性化をトリガーするために必要とされるペーシング・エネルギーを増加させる可能性がある。このペーシング・エネルギーは、ペーシング閾値と呼ばれる場合がある。電極におけるＤＣ電圧の蓄積を防止するために、ブロッキング・キャパシタが、電極と回路グランドとの間に含められ得る。追加的に、電極における電荷バランスは、ブロッキング・キャパシタの上に貯蔵されているエネルギーから再充電パルスを送達することによって維持され得る。この理由のために、ブロッキング・キャパシタは、再充電キャパシタとも称され得る。
図２は、再充電回路２００の例を示しており、再充電回路２００では、電気的な刺激パルスを送達するために、２つの電極だけが使用されている。回路は、電気的なペーシング刺激エネルギーおよびペーシング再充電エネルギーを操縦するために、３つのスイッチを含む。ペーシングが送達されるべきときには、Ｐのラベルが付されたペーシング・スイッチ、および、Ｐ＋Ｒのラベルが付されたスイッチが、活性化され、または閉じられ、Ｒのラベルが付された再充電スイッチは、非活性状態になっており、または開いている。エネルギーは、ペーシング・エネルギー供給源Ｖｐ（たとえば、バッテリまたはキャパシタ）から、電極２６０へ、患者の心臓組織へ、電極２６５へ、再充電キャパシタまたはブロッキング・キャパシタＣＢＬＯＣＫへ送達される。再充電エネルギーの送達に関して、スイッチＰは開いており、スイッチＲは閉じられており、スイッチＰ＋Ｒは閉じられている。ブロッキング・キャパシタＣＢＬＯＣＫの上に貯蔵されているペーシング再充電エネルギーは、ブロッキング・キャパシタから、電極２６５へ、患者の心臓組織へ、電極２６０へ、システム・グランドへ送達される。
図３は、ペーシング刺激パルスおよび再充電パルスを含む波形３０５の例を示している。波形は、二相性であり、第１の局面３１０の間に、ペーシング刺激パルスがペーシング・エネルギー供給源から送達される。第２の局面３１５の間に、電荷復元パルスが、ブロッキング・キャパシタまたは再充電キャパシタから送達され、電極における電荷をバランスさせる。第１の局面３１０の面積（たとえば、振幅ｘ幅）は、電荷バランスを維持するために、第２の局面３１５の面積に等しい。再充電局面は、電極において電荷のアンバランスが発達することを防止し、また、ペーシング閾値の変化および電極の劣化を防止する。図３の例は、ペース・パルスをプラスのパルスとして示しており、再充電パルスをマイナスのパルスとして示しているが、変形例では、極性が逆転され得る。電気的な心臓ペーシング刺激療法からの電荷は、再充電キャパシタを使用して蓄えられ、再充電エネルギーとして使用されるので、例に示されている再充電回路は、パッシブ回路である。アクティブ再充電回路の例は、ペーシング・パルスと同様であるが逆転された極性を有するパルスを送達する。アクティブ再充電に対するパッシブ再充電の利点は、パッシブ再充電がより少ないバッテリ・エネルギーを消費することである。
マルチサイト・ペーシングは、ペーシング療法のペース−再充電サイクルを複雑にする可能性がある。以前に説明されている送達再充電へのアプローチが、単にそれぞれのペーシング・サイトに関して繰り返される場合には、追加的なペーシング・サイトは、ペーシング・サイトのすべてを再充電するために必要とされる時間の量に影響を与える。マルチサイト・ペーシング用途において、パッシブ再充電に対するアクティブ再充電の利点は、アクティブ再充電が、パッシブ再充電よりも速いことである。その理由は、蓄えられている再充電エネルギーがキャパシタから消散することを可能にするために、パッシブ再充電パルスが、より長くなっていることが可能であるからである。本明細書で説明されている方法およびデバイスは、パッシブ再充電およびアクティブ再充電の両方を働かせることとなる。
図４は、回路ダイアグラム４００の例を示しており、回路ダイアグラム４００では、マルチサイト・ペーシングおよび再充電を提供するために、複数の電極が使用されている。Ｅ１〜Ｅ４のラベルが付された電極は、図１の例の中の電極１６０、１６２、１６４、および１６５に対応することが可能であり、Ｃａｎのラベルが付された電極は、図１の電極１８２に対応することが可能である。電極Ｅ１およびＥ２を使用して双極性ペーシングを提供するために、ＳＰ１のラベルが付されたペース・スイッチが活性状態になっており、ＳＣＢ１およびＳＲ１のラベルが付されたスイッチは非活性状態になっており、ＳＰ２およびＳＲ２のラベルが付されたスイッチは非活性状態になっており、ＳＣＢ２のラベルが付されたスイッチは活性状態になっている。ペーシング局面では、ペーシング刺激エネルギーが、電極Ｅ１から電極Ｅ２へ送達され、刺激エネルギーが、ブロッキング・キャパシタＣＢ２の上に蓄えられる。特定の例では、電極Ｅ１は、ペーシング・アノードであり、および電極Ｅ２は、ペーシング・カソードである。再充電局面の間に、スイッチＳＣＢ２およびＳＲ１は、活性状態になっており、スイッチＳＰ１、ＳＣＢ１、ＳＰ２、およびＳＲ２は、非活性状態になっている。ペーシング再充電エネルギーは、電極Ｅ２からＥ１へ、キャパシタＣＢ２から送達される。
電極Ｅ１およびＥ２を使用する双極性ペーシングは、電極Ｅ３およびＥ４を使用する双極性ペーシングを用いたマルチサイト・ペーシングのシーケンスの一部として、その後に続くことが可能である。図２の例のペース−再充電スキームが使用される場合には、Ｅ３およびＥ４を用いた双極性ペーシングは、電極Ｅ１およびＥ２を用いた双極性ペーシングに対して、所望の時間に送達されることができない可能性がある。図２のペース−再充電スキームは改善され得るが、任意の新しいスキームは、デバイス動作パラメータの相互作用的な限界値に対して新しい複雑さを追加するべきではない。
図５は、図４の回路例の例示的な動作タイミング・ダイアグラムを示している。その例では、双極性電極対Ｅ１、Ｅ２を使用して送達されるペーシング刺激パルス、および、双極性電極対Ｅ３、Ｅ４を使用して送達されるペーシング刺激パルスは、再充電エネルギーがＥ１、Ｅ２を使用して送達される前に送達される。これは、マルチサイト・ペーシングが、ペーシング・パルス間の所望のタイミング関係によって対象に送達されること、および、依然として再充電エネルギーを電極に提供することを可能にする。
また、電極Ｅ１〜Ｅ４は、固有の電気的な心臓活動を感知するために使用され得る。電極は、固有の脱分極を感知するために使用され、電気的なペーシング療法をトリガーし、抗頻脈性不整脈療法の送達をトリガーし得る心臓の頻脈性不整脈を感知することが可能である。心臓活動検出に関するセンシング・タイム・ウィンドウは、ペーシングされたイベントに対する特定の関係において、ペーシングされた心臓脱分極を固有の活動として誤って識別することを回避するために使用可能である。センシング・タイム・ウィンドウは、ペーシング刺激が送達された後に、ブランキング期間および不応期の一方または両方の後に使用可能であり得る。
マルチサイト・ペーシングは、これらの検出ウィンドウに対して影響を有することが可能である。図５のペーシング再充電スキームでは、サイクルの再充電部分は、マルチサイト・ペーシングを送達するために使用される時間の部分を十分に超えて延在している。これは、センシング・ウィンドウが、再充電エネルギーを固有の心臓活動として間違って感知することを回避するために使用可能であり得る時間を限定することが可能である。また、再充電エネルギーは、電極が十分に再充電されまたは電荷バランスされる前に、センシング回路が使用可能である場合に（たとえば、センシング回路のセンス増幅器が電極経路に接続され得る）、センシング時に信号アーチファクトを引き起こす可能性がある。電極における過剰な電荷は、それらが接続されているときにセンシング回路における電圧スパイクを引き起こす可能性があり、それは、固有の心臓活動として間違って解釈され得る。
図６は、図４の回路例の別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示している。図５の例からの相違は、順次のペーシング刺激を送達することの完了に続いて、再充電エネルギーが、電極のすべてに同時に送達されることである。このアプローチは、電極同士が物理的に近接しており（たとえば、電極Ｅ１〜Ｅ４すべてが、ＬＶ自由壁部の上に位置決めされている）、電極を同時に電荷バランスさせることを活用する。
図７は、図６の順次の双極性刺激に続いて、再充電回路のすべてが同時に活性化されているときの同等回路の例を示している。例は、再充電エネルギーが辿るための複数の経路が存在し得ることを示している。電極同士が物理的に近接している場合には、ペーシング・エネルギーからの電極の上の残留電荷が除去され得る。
図８は、図４の回路例の別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示している。例では、ペーシング刺激パルスが、単極性モードで送達されている。Ｃａｎのラベルが付された電極、および、Ｅ１のラベルが付された電極を使用して単極性ペーシングを提供するために、ペーシング局面の間に、スイッチＳＰＣＡＮおよびＳＣＢ１は、活性状態になっており、スイッチＳＲＣＡＮ、ＳＲ１およびＳＰ１は、非活性になっている。特定の例では、Ｃａｎのラベルが付された電極は、ペーシング・アノードであり、電極Ｅ１は、ペーシング・カソードである。再充電局面では、スイッチＳＣＢ１およびＳＲＣＡＮは、活性状態になっており、スイッチＳＰ１、ＳＲ１、およびＳＰＣＡＮは、非活性状態になっている。図８の例では、再充電エネルギーが電極に送達される前に、ペーシング・パルスのすべてが、電極ＣａｎおよびＥ１〜Ｅ４を使用して順次に送達されている。例は、センシング・ウィンドウが使用可能になり得る前に、著しい遅れが存在し得ることを示している。
図９は、図４の回路例の別の例示的な動作のタイミング・ダイアグラムを示している。例では、順次の単極性ペーシング刺激を送達することの完了に続いて、再充電エネルギーが、電極のすべてに同時に（または、電極への再充電エネルギーの送達において少なくともいくらかの重複を伴って、ほぼ同時に）送達されており、電極における電荷をバランスさせるための再充電サイクルは、同時期に起こり、また、同時にまたは実質的に同時に起こる。図４〜図８の例は、図１の中の電極１６０、１６２、１６４、および１６５などＬＶ電極を参照し、また、図１の中の電極１８２などカン電極を参照しているが、方法は、図１に示されている電極の他の組み合わせなど、電極の他の組み合わせにも適用され得る。
図１０は、事前展開されたＩＭＤの動作を制御する方法１０００のフロー・ダイアグラムである。１００５において、電気的な心臓ペーシング刺激が、複数の電極組み合わせを使用して、対象に送達される。電極組み合わせは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含む。電極組み合わせは、独立して使用可能であり得、電気的な刺激が、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される。特定の例では、第１の電極は、電極組み合わせに関するカソードとして動作する。
１０１０において、電極組み合わせによって送達される電気的な心臓ペーシング刺激療法からの電荷は、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている再充電キャパシタを使用して蓄えられる。特定の例では、第２の電極は、電極組み合わせに関するカソードとして動作する。変形例では、電極組み合わせは、３つ以上の電極を含むことが可能であり、たとえば、三極性の電極配置の３つの電極などを含むことが可能である。たとえば、電極の組み合わせは、Ｃａｎのラベルが付された電極をアノードとして含み、一緒に電気的に連結されている電極Ｅ１およびＥ２をカソードとして含むことが可能である。
１０１５において、再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーが、複数の電極組み合わせの第２の電極に同時に適用される。再充電エネルギーはペーシング刺激エネルギーから蓄えられるので、再充電動作は、パッシブである。
図１１は、ＩＭＤ１１１０の例の一部分のブロック図を示している。ＩＭＤ１１１０は、対象の心臓チャンバの複数の組織部位において植え込み可能な複数の電極に電気的に連結され得る。特定の例では、電極は、対象の左心室の複数の組織部位、および、右心室の少なくとも１つの組織部位において、植え込み可能である。図１の例は、いくつかの可能な電極の配置を示している。
図１１に戻ると、ＩＭＤ１１１０は、刺激回路１１１５を含み、刺激回路１１１５は、複数の電極の複数の組み合わせに電気的な心臓ペーシング刺激を提供する。電極組み合わせは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含み、電気的な刺激が、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される。電極組み合わせは、電極１６５をアノードとして、図１の中のＬＶ電極１６５および１６０など、双極性電極対を含むことが可能である。特定の例では、図１１のＩＭＤ１１１０は、複数の電極の少なくとも一部分を組み込む植え込み可能な心臓リード線に電気的に連結されている。パッシブ再充電回路１１２０は、双極性電極対を含む電極の少なくとも１つの組み合わせに再充電エネルギーを提供する。
ＩＭＤ１１１０は、密封されたハウジングと、密封されたハウジングの中に組み込まれたカン電極と、複数の電極の少なくとも一部分を組み込む植え込み可能な心臓リード線とを含むことが可能である。特定の例では、電極組み合わせは、電極１８２をアノードとして、図１に示されているように、ＩＭＤハウジングの上に形成された電極１８２およびＬＶ電極１６２など、単極性電極対を含むことが可能である。パッシブ再充電回路１１２０は、カン電極および心臓リード線の中に組み込まれた少なくとも１つの電極を含む、電極の少なくとも１つの組み合わせに、再充電エネルギーを提供する。特定の例では、電極組み合わせは、本明細書で以前に説明されている三極性の電極組み合わせなど、３つ以上の電極を含むことが可能である。特定の例では、ＩＭＤ１１１０は、リード線なしになっている。
図１１に戻ると、ＩＭＤ１１１０は、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている１つまたは複数の再充電キャパシタまたはブロッキング・キャパシタ（たとえば、複数の再充電キャパシタまたはブロッキング・キャパシタ）を含むパッシブ再充電回路１１２０を含む。第１の電極および第２の電極のうちの一方または両方は、一緒に電気的に連結されている２つ以上の電極から構成された複合電極の中に含まれ得る。ＩＭＤ１１１０は、スイッチ回路１１２５を含み、スイッチ回路１１２５は、刺激回路１１１５およびパッシブ再充電回路１１２０への電気的な連結のための電極組み合わせを選択的に可能にする。これは、ペーシング刺激エネルギーまたは再充電エネルギーの送達のための他の電極組み合わせを可能にすることから独立した、電極組み合わせを可能にすることができる。
また、ＩＭＤ１１１０は、制御回路１１３０を含む。制御回路１１３０は、マイクロプロセッサー、デジタル信号プロセッサー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または、他のタイプのプロセッサーを含むことが可能であり、ソフトウェアまたはファームウェアの中に含まれる命令を解釈または実行する。制御回路１１３０は、説明されている機能を実施するためのサブ回路を含むことが可能である。これらのサブ回路は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、または、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。複数の機能が、所望の通りに、サブ回路のうちの１つまたは複数の中で実施され得る。
制御回路１１３０は、ペーシング活性化サブ回路１１３５を含み、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、複数の電極組み合わせを使用して、電気的な刺激の送達を選択的に開始し、また、再充電キャパシタから複数の電極組み合わせの第２の電極へ、ペーシング再充電エネルギーの同時の送達を可能にする。いくつかの例では、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、複数の電極組み合わせへの電気的な刺激パルスの順次の送達を開始する。たとえば、刺激パルスは、左心室の中に配置されている複数の電極に順次に適用され得る。特定の変形例では、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、再充電キャパシタのすべてから、複数の電極組み合わせの第２の電極のすべてへ、ペーシング再充電エネルギーの送達を同時に開始することが可能である。
特定の変形例では、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、複数の電極組み合わせの電極へ、ペーシング再充電エネルギーの送達を開始することが可能であるが、複数の電極組み合わせのすべてに同時に開始することは可能ではない。ペーシング活性化サブ回路１１３５は、複数の電極の複数の電極組み合わせの第１のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始することが可能であり、また、複数の電極組み合わせの第１のサブセットによって、電気的な刺激パルスの送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時の送達を開始する。次いで、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、複数の電極の複数の電極組み合わせの第２のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始することが可能であり、また、複数の電極組み合わせの第２のサブセットによって、電気的な刺激パルスの送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時の送達を開始する。第２のサブセットへのエネルギーの送達は、ペーシング・サイクルを完了することが可能であり、または、ペーシング・サイクルは、複数の電極組み合わせの第３へのペーシングおよび再充電エネルギーの送達を継続することが可能である。
いくつかの例では、制御回路１１３０は、ペーシング刺激インターバルを決定する。ペーシング刺激インターバルは、デバイスのプログラミングを通して特定され得、または、ペーシング刺激インターバルは、センサ回路から受け取られる出力にしたがって決定され得る。たとえば、制御回路１１３０は、患者活動センサからの出力にしたがって、ペーシング刺激インターバルを調節することが可能である。制御回路１１３０は、決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を選択的に可能にすることができる。特定の例では、制御回路１１３０は、決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、ペーシング再充電エネルギーを同時に送達するために使用される再充電キャパシタを変化させる。たとえば、制御回路１１３０は、心拍数が増加するにつれてペーシング刺激インターバルが減少させられるとき、いくつかの電極組み合わせに、および、最終的にすべての電極組み合わせに、再充電エネルギーの同時送達を追加することが可能である。これは、センシング・ウィンドウが動作するために利用可能な時間を増加させるのに有用であることが可能である。
いくつかの例によれば、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始し、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始する。２つの刺激パルスの振幅の間の差が大き過ぎる場合には、送達されるペーシング刺激から再充電エネルギーを同時に適用することは、電極心臓組織インターフェースにおける電荷アンバランスを結果として生じさせる可能性がある。電荷アンバランスが十分に大きいことは、望まれない心臓捕捉（ｃａｒｄｉａｃ ｃａｐｔｕｒｅ）を引き起こす可能性がある。第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値だけ、第１のパルス振幅とは異なるときに、制御回路１１３０は、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止することが可能である。特定の変形例では、第２の刺激パルス振幅の振幅が第１の刺激パルスの振幅の３倍よりも大きいときに、再充電エネルギーの同時送達が停止される。特定の変形例では、第２の刺激パルス振幅の振幅が第１の刺激パルスの振幅の４倍よりも大きいときに、再充電エネルギーの同時送達が停止される。パルス振幅は、図３に示されているような電圧振幅を参照することが可能であり、または、図３の中の縦軸による電流振幅は、電圧の代わりに電流（たとえば、マイクロアンペア）である。
いくつかの例では、制御回路１１３０は、パルス幅およびパルス振幅の組み合わせにしたがって、再充電エネルギーの同時送達を可能にし、または停止する。電流Ｉおよびパルス幅ＰＷの積（たとえば、Ｉ＊ＰＷ）は、電極組み合わせに送達される電荷（たとえば、クーロン）に対応することが可能である。第１の電極組み合わせに送達される電荷が、特定の閾値電荷差の値だけ、第２の電極組み合わせに送達される電荷とは異なっているときに、制御回路１１３０は、再充電エネルギーの同時送達を停止することができる。
たとえば、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、第１の電流振幅Ｉ１およびパルス幅ＰＷ１を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始することが可能であり、第２の電流振幅Ｉ２およびパルス幅ＰＷ２を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始することが可能である。制御回路１１３０は、振幅およびパルス幅の積の比率（たとえば、比率＝Ｉ１＊ＰＷ１／Ｉ２＊ＰＷ２）を決定することが可能であり、また、比率が特定の閾値比率値を満たすときに、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にし、または停止することが可能である。
この同時の再充電のゲーティングまたは有効化（ｅｎａｂｌｉｎｇ）は、再充電モードに対応することが可能である。たとえば、ペーシング活性化サブ回路１１３５は、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始することが可能であり、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始することが可能である。第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値よりも小さい値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、再充電エネルギーが、第１の再充電モードで送達され、第１の再充電モードでは、ペーシング活性化サブ回路１１３５が、第２の電気的な刺激パルスの後に、第１の再充電エネルギー・パルスおよび第２の再充電エネルギー・パルスを同時に送達することを開始する。第２のパルス振幅が、少なくとも特定の閾値パルス振幅差の値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、再充電エネルギーが、第２の再充電モードで送達され、第２の再充電モードでは、第１の電気的な刺激パルスの後に、第１の再充電エネルギー・パルスを第１の電極組み合わせに送達し、第２の電気的な刺激パルスの後に、第２の再充電エネルギー・パルスを第２の電極組み合わせに送達する。
再充電エネルギーを複数の電極に同時に適用することは、ペーシング刺激を送達するために使用される複数の電極組み合わせの間の大きなインピーダンス・アンバランスによって、複雑になる可能性がある。再充電回路のすべてが同時に活性化される図７の例を参照すると、電極間の大きなインピーダンス・アンバランスは、再充電エネルギーに意図したものとは異なる経路をとらせる可能性がある。これは、単極性ペーシング構成に関する特定の関心である可能性があり、望まれない心臓捕捉を引き起こし得る過渡電流につながる可能性がある。
いくつかの例では、再充電エネルギーの同時送達は、デバイス決定されたインピーダンスにしたがって使用可能であり得る。ＩＭＤ１１１０は、スイッチ回路１１２５に電気的に連結されているインピーダンス測定回路１１４０、を含むことが可能である。インピーダンス測定回路１１４０は、電極組み合わせのインピーダンスを表すインピーダンス信号を発生させる。
いくつかの変形例では、インピーダンス信号は、電極組み合わせのインピーダンスに比例する電圧を含む。特定の無刺激性の励起電流パルスを、負荷の両端間で、たとえば、図１の中の電極１８２と１６２との間などに適用することによって、インピーダンスが測定され得る。励起電流は、無刺激性である。その理由は、それが、ペーシング刺激に関する最小振幅よりも低い振幅を有するからであり（すなわち、それは、心臓脱分極をトリガーしないのに十分に低い振幅、または、神経を刺激しないのに十分に低い振幅を有している）、または、それが、ペーシング刺激に関する最小パルス幅よりも狭いパルス幅を有しているからである。次いで、電極間に結果として生じる電圧が測定される。測定された電圧は、励起電流によって分割され、抵抗値を得ることが可能である。リード線インピーダンスの測定のシステムおよび方法の例は、１９９９年１月２５日に出願されたリンダー（Ｌｉｎｄｅｒ）らによる米国特許第６，３１７，６２８号「無痛の除細動リード線インピーダンス測定による心臓リズム管理システム（Ｃａｒｄｉａｃ Ｒｈｙｔｈｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｐａｉｎｌｅｓｓ Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ Ｌｅａｄ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）」に見出され、それは、その全体が本願明細書に援用されている。
制御回路１１３０は、第１の電極組み合わせの第１のインピーダンスの測定を開始し、第２の電極組み合わせの第２のインピーダンスの測定を開始する。第１のインピーダンスが、特定の閾値インピーダンス差の値だけ、第２のインピーダンスとは異なっているときに、制御回路１１３０は、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止する。特定の変形例では、第２のインピーダンスの測定値が、第１のインピーダンスの測定値の３倍になっているときに、制御回路１１３０は、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止する。特定の変形例では、第２のインピーダンスが第１のインピーダンスの４倍になっているときに、制御回路１１３０は、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止する。
いくつかの例によれば、再充電エネルギーの同時送達は、ＩＭＤ１１１０に連結されている電極構成にしたがって使用可能にされ得る。電極構成は、同時送達を活用するのに十分に物理的に近接した電極の組み合わせを含むことが可能である。制御回路１１３０は、ＩＭＤ１１１０に電気的に連結されている電極配置を決定することが可能であり、決定された電極配置にしたがって、再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にする。特定の例では、特定のタイプの心臓リード線が、図１の例の心臓リード線１０８Ｃなど、ＩＭＤ１１１０に連結されていることを検出することによって、制御回路１１３０は電極構成を決定する。特定の例では、制御回路１１３０は、電極の間のインピーダンス測定を開始し、電極間インピーダンスが特定の閾値インピーダンス値を下回るときに、再充電エネルギーの同時送達を可能にする。
いくつかの例では、ＩＭＤ１１１０は、制御回路１１３０に電気的に連結されている通信回路１１４５を含む。通信回路１１４５は、図１の例における外部システム１７０など別々のデバイスから、ＩＭＤに電気的に連結されている電極配置の指示を受け取る。制御回路１１３０は、指示された電極配置にしたがって、再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にする。特定の例では、電極配置の指示は、ＩＭＤ１１０が、単一の心臓チャンバの中に配置されている複数の電極に連結されているという指示を含む。
図１２は、患者１２０２に療法を提供するために展開されたＩＭＤ１２１０を使用するシステム１２００の例の一部分の説明図である。システム１２００は、典型的に、ネットワーク１２９４を介してリモート・システム１２９６と通信する外部デバイス１２７０を含む。ネットワーク１２９４は、携帯電話ネットワークまたはコンピュータ・ネットワーク（たとえば、インターネット）など、通信ネットワークであることが可能である。いくつかの例では、外部デバイス１２７０は、リピーターを含み、また、有線または無線であり得るリンク１２９２を使用して、ネットワークを介して通信される。いくつかの例では、リモート・システム１２９６は、患者管理機能を提供し、機能を実施するための１つまたは複数のサーバ１２９８を含むことが可能である。いくつかの例では、リモート・システム１２９６は、以前に説明されているマルチサイト・ペーシングおよび再充電エネルギーの同時送達の方法とともに使用するための電極活性化情報を提供する。たとえば、リモート・システム１２９６は、心拍数限界値または閾値を提供することが可能であり、心拍数限界値または閾値において、再充電エネルギーの同時送達が、活性化および非活性化され得る。別の例では、リモート・システム１２９６は、電極構成情報をＩＭＤ１２１０に提供し、再充電エネルギーの同時送達の活性化／非活性化を決定することが可能である。
本明細書で説明されているデバイスおよび方法は、マルチサイト・ペーシングがペーシング・パルス間の所望のタイミング関係によって対象に送達されることを可能にし、依然として、再充電エネルギーを電極に提供し、電極の劣化を回避し、ペーシング閾値の増加を回避する。改善された再充電エネルギー送達は、臨床医または介護者によって学習される必要があるデバイス動作パラメータの複雑な相互作用的な限界値を追加しない。
追加的な注記および例
例１は、刺激回路と、再充電回路と、スイッチ回路と、制御回路とからなる主題（たとえば、複数の電極に連結するための装置など）を含むことが可能である。刺激回路は、任意選択で、複数の電極の複数の組み合わせに電気的な心臓ペーシング刺激を提供するように構成されており、電極組み合わせは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含み、電気的な刺激は、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される。再充電回路は、任意選択で、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている１つまたは複数の再充電キャパシタを含む。スイッチ回路は、任意選択で、刺激回路および再充電回路に電気的に連結するための電極組み合わせを選択的に可能にするように構成されている。制御回路は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせを使用して、電気的な刺激の送達を選択的に開始するように構成されており、また、１つまたは複数の再充電キャパシタから、複数の電極組み合わせの第２の電極へ、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にするように構成されている。
例２では、例１の主題は、任意選択で、複数の再充電キャパシタおよびペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせに電気的な刺激パルスを順次に送達することを開始するように構成されており、複数の再充電キャパシタのすべてから、複数の電極組み合わせの第２の電極のすべてに、ペーシング再充電エネルギーを同時に送達することを開始するように構成されている。
例３では、例１または例２の主題は、任意選択で、制御回路を含み、制御回路は、ペーシング刺激インターバルを決定するように構成されており、決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、ペーシング再充電エネルギーを同時に送達するために使用される再充電キャパシタの数を選択的に変化させるように構成されている。
例４では、例１乃至３のいずれか１つの主題、または、例１乃至３の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、制御回路を含み、制御回路は、ペーシング刺激インターバルを決定するように構成されており、決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を選択的に可能にするように構成されている。
例５では、例１乃至４のいずれか１つの主題、または、例１乃至４の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、制御回路は、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止するように構成されている。
例６では、例１乃至５のいずれか１つの主題、または、例１乃至５の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、第１のパルス振幅および第１のパルス幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅および第２のパルス幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、制御回路は、電極組み合わせに適用される電荷を決定するように構成されており、第２の電極組み合わせに適用された電荷が、特定の閾値電荷差の値だけ、第１の電極組み合わせに適用された電荷とは異なっているときに、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止するように構成されている。
例７では、例１乃至６のいずれか１つの主題、または、例１乃至６の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、第２の電気的な刺激パルスの後に、第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値よりも小さい値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、第１の再充電モードで、第１の再充電エネルギー・パルスおよび第２の再充電エネルギー・パルスを同時に送達することを開始するように構成されており、第１の電気的な刺激パルスの後に、第２の再充電モードで、第１の再充電エネルギー・パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、また、第２の電気的な刺激パルスの後に、第２のパルス振幅が、少なくとも特定の閾値パルス振幅差の値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、第２の再充電エネルギー・パルスを第２の電極組み合わせに送達するように構成されている。
例８では、例１乃至７のいずれか１つの主題、または、例１乃至７の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、インピーダンス測定回路を含み、インピーダンス測定回路は、スイッチ回路に電気的に連結されており、電極組み合わせのインピーダンスを表すインピーダンス信号を発生させるように構成されており、制御回路は、任意選択で、第１の電極組み合わせの第１のインピーダンスの測定を開始するように構成されており、第２の電極組み合わせの第２のインピーダンスの測定を開始するように構成されており、第１のインピーダンスが、特定の閾値インピーダンス差の値だけ、第２のインピーダンスとは異なっているときに、ペーシング再充電エネルギーの同時送達を停止するように構成されている。
例９では、例１乃至８のいずれか１つの主題、または、例１乃至８の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極の複数の電極組み合わせの第１のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始するように構成されており、複数の電極組み合わせの第１のサブセットによって、電気的な刺激パルスの送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時送達を開始するように構成されており、複数の電極の複数の電極組み合わせの第２のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始するように構成されており、複数の電極組み合わせの第２のサブセットによって、電気的な刺激パルスの送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時送達を開始するように構成されている。
例１０では、例１乃至９のいずれか１つの主題、または、例１乃至９の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、制御回路を含み、制御回路は、植え込み可能な医療用デバイスに電気的に連結されている電極配置を決定するように構成されており、決定された電極配置にしたがって、再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にするように構成されている。
例１１では、例１乃至１０のいずれか１つの主題、または、例１乃至１０の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、通信回路を含み、通信回路は、制御回路に電気的に連結されており、植え込み可能な医療用デバイスに電気的に連結されている電極配置の指示を受け取るように構成されており、制御回路は、任意選択で、指示された電極配置にしたがって、再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの同時送達を可能にするように構成されている。
例１２では、例１乃至１１のいずれか１つの主題、または、例１乃至１１の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、複数の電極の少なくとも一部分を組み込んでいる植え込み可能な心臓リード線を含み、再充電回路は、任意選択で、双極性電極対を含む電極の少なくとも１つの組み合わせに再充電エネルギーを提供するように構成されている。
例１３では、例１乃至１２のいずれか１つの主題、または、例１乃至１２の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、密封されたハウジングと、密封されたハウジングの中に組み込まれたカン電極と、複数の電極の少なくとも一部分を組み込んでいる植え込み可能な心臓リード線とを含み、再充電回路は、任意選択で、カン電極を含む電極、および、心臓リード線の中に組み込まれた少なくとも１つの電極の少なくとも１つの組み合わせに、再充電エネルギーを提供するように構成されている。
例１４は、主題（たとえば、行為を実施するための方法、手段、または、デバイスによって実施されるときに、デバイスに行為を実施させる命令を含むデバイス可読媒体など）を含むことが可能であり、または、任意選択で、例１乃至１３のいずれか１つの主題、もしくは、例１乃至１３の任意の組み合わせの主題と組み合わせられ、そのような主題を含むことが可能であり、それは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含む複数の電極組み合わせを使用して、電気的な心臓ペーシング刺激を対象に送達する工程であって、電気的な刺激は、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される、工程と、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている再充電キャパシタを使用して、電極組み合わせによって送達される電気的な心臓ペーシング刺激療法から電荷を蓄える工程と、再充電キャパシタから、複数の電極組み合わせの第２の電極に、ペーシング再充電エネルギーを同時に適用する工程と、からなる。
例１５では、例１４の主題は、任意選択で、電気的な心臓ペーシング・エネルギーを複数の電極組み合わせに順次に送達する工程を含み、再充電キャパシタからペーシング再充電エネルギーを適用する工程は、再充電キャパシタのすべてから、複数の電極組み合わせの第２の電極のすべてに、ペーシング再充電エネルギーを同時に適用する工程を含む。
例１６では、例１４または例１５の主題は、任意選択で、ペーシング刺激インターバルにしたがって、再充電エネルギーを同時に適用するために使用される再充電キャパシタの数を選択的に変化させる工程を含む。
例１７では、例１４乃至１６のいずれか１つの主題、または、例１４乃至１６の任意の組み合わせの主題は、任意選択で、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達する工程と、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達する工程と、第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値だけ、第１のパルス振幅とは異なっているときに、ペーシング再充電エネルギーを同時に適用することを停止する工程と、を含む。
例１８は、主題（たとえば、装置など）を含むことが可能であり、または、任意選択で、例１乃至１７のいずれか１つの主題、もしくは、例１乃至１７の任意の組み合わせの主題と組み合わせられ、そのような主題を含むことが可能であり、それは、対象の左心室の複数の組織部位、および、右心室の少なくとも１つの組織部位において、植え込み可能な複数の電極と、複数の電極の複数の組み合わせに電気的な心臓ペーシング刺激を提供するように構成されている刺激回路であって、電極組み合わせは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含み、電気的な刺激は、電極組み合わせの第１の電極において、選択的に適用される、刺激回路と、電極組み合わせの第２の電極に電気的に連結されている再充電キャパシタを含む再充電回路と、刺激回路および再充電回路に電気的に連結するための電極組み合わせを可能にするように構成されているスイッチ回路と、ペーシング活性化サブ回路を含む制御回路であって、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせを使用して、電気的な刺激の送達を選択的に開始するように構成されており、また、再充電キャパシタから、複数の電極組み合わせの第２の電極へ、再充電エネルギーの同時送達を可能にするように構成されている、制御回路と、からなる。
例１９では、例１８の主題は、任意選択で、ペーシング活性化サブ回路を含み、ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせに電気的な刺激パルスを順次に送達することを開始するように構成されており、再充電キャパシタのすべてから、複数の電極組み合わせの第２の電極のすべてに、再充電エネルギーを同時に送達することを開始するように構成されている。
例２０では、例１８または例１９の主題は、任意選択で、制御回路を含み、制御回路は、ペーシング刺激インターバルを決定するように構成されており、決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、ペーシング再充電エネルギーを同時に送達するために使用される再充電キャパシタの数を選択的に変化させるように構成されている。
例２１は、例１乃至２０の機能の任意の１つもしくは複数を実施するための手段、または、マシンによって実施されるときに、マシンに例１乃至２０の機能の任意の１つもしくは複数を実施させる命令を含むマシン可読媒体、を含むことが可能である主題を含むことが可能であり、または、任意選択で、例１乃至２０の任意の１つもしくは複数の任意の部分、または、例１乃至２０の任意の１つもしくは複数の任意の部分の組み合わせと組み合わせられ、その主題を含むことが可能である。
これらの非限定的な例は、任意の並べ替えまたは組み合わせで、組み合わせられ得る。
上記の詳細な説明は、添付の図面に対する参照を含み、図面は、詳細な説明の一部を形成している。図面は、例証として、本発明が実践され得る特定の実施形態を示している。また、これらの実施形態は、本明細書で「例」とも称されている。この文献の中で参照されているすべての刊行物、特許、および特許文献は、あたかも個別に本願明細書に援用されているかのように、その全体が、本願明細書に援用されている。この文献とそのように本願明細書に援用されているそれらの文献との間に一貫性のない使用法がある場合には、組み込まれた参照文献の中の使用法は、この文献のものに対する補足であると考えられるべきである。両立しない非一貫性に関して、この文献の中の使用法が支配する。
この文献において、「ａ」または「ａｎ」という用語は、特許文献において一般的であるように、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」の任意の他の場合または使用法から独立して、１つまたは２つ以上を含むように使用されている。この文献において、「または」という用語は、非排他的であることを表すために使用されており、または、「ＡまたはＢ」は、別段の指示がない限り、「ＡだけでなくＢも」、「ＢだけでなくＡも」、および「ＡおよびＢ」を含むようになっている。添付の特許請求の範囲において、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ｉｎ ｗｈｉｃｈ」は、それぞれの用語「からなる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」の平易な英語の同等物として使用されている。また、以下の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「からなる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、開放型であり、すなわち、請求項においてそのような用語の後に列挙されているものに加えてエレメントを含む、システム、デバイス、物品、またはプロセスが、依然として、その請求項の範囲に入ると見なされる。そのうえ、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、単にラベルとして使用されており、それらの対象物に数字的な要件を課すことは意図されていない。
本明細書で説明されている方法例は、少なくとも部分的に、マシン実装またはコンピュータ実装され得る。いくつかの例は、上記の例において説明されているような方法を実施するように電子的なデバイスを構成するために動作可能な命令によってコード化されたコンピュータ可読媒体またはマシン可読媒体を含むことが可能である。そのような方法の実装形態は、マイクロコード、アッセンブリ言語コード、または、より高レベルの言語コードなど、コードを含むことが可能である。そのようなコードは、さまざまな方法を実施するためのコンピュータ可読の命令を含むことが可能である。コードは、コンピュータ・プログラム・プロダクトの一部分を形成することが可能である。さらに、コードは、実行の間に、または、他の時間に、１つまたは複数の揮発性または不揮発性のコンピュータ可読の媒体の上に有形的に記憶され得る。これらのコンピュータ可読の媒体は、それに限定されないが、ハード・ディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（たとえば、コンパクト・ディスクおよびデジタル・ビデオ・ディスク）、磁気カセット、メモリー・カードまたはメモリー・スティック、ランダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ’ｓ）、およびリード・オンリー・メモリー（ＲＯＭ’ｓ）などを含むことが可能である。いくつかの例では、キャリア媒体は、方法を実装するコードを搬送することが可能である。「キャリア媒体」という用語は、コードがその上で伝送される搬送波を表すために使用され得る。
上記の説明は、例示目的であることが意図されており、限定的ではないことが意図されている。たとえば、上述の例（または、その１つもしくは複数の態様）は、互いに組み合わせて使用され得る。他の実施形態は、たとえば、上記の説明を再検討するときの当業者などによって使用され得る。要約書は、米国特許法施行規則第１．７２条（ｂ）を遵守するように提供されており、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にする。要約書は、それが特許請求の範囲の範囲または意味を解釈または限定するために使用されることとはならないという理解とともに提出されている。また、上記の詳細な説明において、さまざまな特徴は、本開示を合理化するために一緒にグループ化され得る。これは、特許請求されていない開示された特徴が任意の請求項に必須であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、本発明主題は、特定の開示されている実施形態のすべてよりも少ない特徴の中に存在している可能性がある。したがって、以下の特許請求の範囲は、これによって、詳細な説明の中に組み込まれており、それぞれの請求項は、別々の実施形態として自立している。本発明の範囲は、そのような請求項が権利を与えられる均等の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。

Claims (13)

  1. 対象の単一の心臓チャンバの複数の組織部位において植え込み可能な複数の電極に連結するための装置であって、
    前記複数の電極の複数の組み合わせに電気的な心臓ペーシング刺激を提供するように構成されている刺激回路であって、各電極組み合わせは、少なくとも第１の電極および第２の電極を含み、前記電気的な刺激は、前記電極組み合わせの前記第１の電極において、選択的に適用される、刺激回路と、
    複数の前記電極組み合わせの前記第２の電極の各々に電気的に連結されている１つまたは複数の再充電キャパシタを含む再充電回路と、
    前記刺激回路および前記再充電回路に電気的に連結するための電極組み合わせを選択的に可能にするように構成されているスイッチ回路と、
    ペーシング活性化サブ回路を含む制御回路であって、前記ペーシング活性化サブ回路は、複数の電極組み合わせを使用して、前記単一の心臓チャンバの複数の部位への前記電気的なペーシング刺激の送達を選択的に開始するように構成されており、また、前記複数の再充電キャパシタから、複数の電極組み合わせの複数の前記第２の電極を使用して前記単一の心臓チャンバの複数の部位へ、ペーシング再充電エネルギーの少なくとも部分的な順次の送達を可能にするように構成され、前記ペーシング再充電エネルギーの順次の送達は前記ペーシング刺激の送達が介在することなく送達される、制御回路と、からなる、装置。
  2. 前記再充電回路は、複数の再充電キャパシタを含み、前記ペーシング活性化サブ回路は、前記複数の電極組み合わせに電気的な刺激パルスを順次に送達することを開始するように構成されており、前記再充電キャパシタのすべてから、前記複数の電極組み合わせの前記第２の電極のすべてに、ペーシング再充電エネルギーを同時に送達することを開始するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  3. 前記制御回路は、ペーシング刺激インターバルを決定するように構成されており、前記決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、前記ペーシング再充電エネルギーを同時に送達するために使用される再充電キャパシタの数を選択的に変化させるように構成されている、請求項１に記載の装置。
  4. 前記制御回路は、ペーシング刺激インターバルを決定するように構成されており、前記決定されたペーシング刺激インターバルにしたがって、前記ペーシング再充電エネルギーの前記複数の再充電キャパシタからの少なくとも部分的な同時送達を選択的に可能にするように構成されている、請求項１に記載の装置。
  5. 前記ペーシング活性化サブ回路は、第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、前記第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値だけ、前記第１のパルス振幅とは異なっているときに、前記制御回路は、ペーシング再充電エネルギーの前記同時送達を停止するように構成されている、請求項４に記載の装置。
  6. 前記ペーシング活性化サブ回路は、第１のパルス振幅および第１のパルス幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、第２のパルス振幅および第２のパルス幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、前記制御回路は、前記電極組み合わせに適用される電荷を決定するように構成されており、前記第２の電極組み合わせに適用された電荷が、特定の閾値電荷差の値だけ、前記第１の電極組み合わせに適用された前記電荷とは異なっているときに、ペーシング再充電エネルギーの前記同時送達を停止するように構成されている、請求項４に記載の装置。
  7. 前記ペーシング活性化サブ回路は、
    第１のパルス振幅を有する第１の電気的な刺激パルスを第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、
    第２のパルス振幅を有する第２の電気的な刺激パルスを第２の電極組み合わせに順次に送達することを開始するように構成されており、
    前記第２の電気的な刺激パルスの後に、前記第２のパルス振幅が、特定の閾値パルス振幅差の値よりも小さい値だけ、前記第１のパルス振幅とは異なっているときに、第１の再充電モードで、第１の再充電エネルギー・パルスおよび第２の再充電エネルギー・パルスを同時に送達することを開始するように構成されており、
    前記第１の電気的な刺激パルスの後に、第２の再充電モードで、第１の再充電エネルギー・パルスを前記第１の電極組み合わせに送達することを開始するように構成されており、また、前記第２の電気的な刺激パルスの後に、前記第２のパルス振幅が、少なくとも前記特定の閾値パルス振幅差の値だけ、前記第１のパルス振幅とは異なっているときに、第２の再充電エネルギー・パルスを前記第２の電極組み合わせに送達するように構成されている、請求項４に記載の装置。
  8. 前記装置は、インピーダンス測定回路を含み、前記インピーダンス測定回路は、前記スイッチ回路に電気的に連結されており、電極組み合わせのインピーダンスを表すインピーダンス信号を発生させるように構成されており、前記制御回路は、第１の電極組み合わせの第１のインピーダンスの測定を開始するように構成されており、第２の電極組み合わせの第２のインピーダンスの測定を開始するように構成されており、前記第１のインピーダンスが、特定の閾値インピーダンス差の値だけ、前記第２のインピーダンスとは異なっているときに、ペーシング再充電エネルギーの前記同時送達を停止するように構成されている、請求項４に記載の装置。
  9. 前記ペーシング活性化サブ回路は、
    前記複数の電極の複数の電極組み合わせの第１のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始するように構成されており、
    複数の電極組み合わせの前記第１のサブセットによって、電気的な刺激パルスの前記送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時送達を開始するように構成されており、
    前記複数の電極の複数の電極組み合わせの第２のサブセットを使用して、複数の順次の電気的な刺激パルスの送達を開始するように構成されており、
    複数の電極組み合わせの前記第２のサブセットによって、電気的な刺激パルスの前記送達に関連付けられるペーシング再充電エネルギーの同時送達を開始するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  10. 前記制御回路は、前記植え込み可能な医療用デバイスに電気的に連結されている電極配置を決定するように構成されており、前記決定された電極配置にしたがって、複数の再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの少なくとも部分的な同時送達を可能にするように構成されている、請求項１に記載の装置。
  11. 前記装置は、通信回路を含み、前記通信回路は、前記制御回路に電気的に連結されており、前記植え込み可能な医療用デバイスに電気的に連結されている電極配置の指示を受け取るように構成されており、前記制御回路は、前記指示された電極配置にしたがって、前記再充電キャパシタからのペーシング再充電エネルギーの前記同時送達を可能にするように構成されている、請求項１に記載の装置。
  12. 前記装置は、前記複数の電極の少なくとも一部分を組み込んでいる植え込み可能な心臓リード線を含み、前記再充電回路は、双極性電極対を含む電極の少なくとも１つの組み合わせに再充電エネルギーを提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  13. 前記装置は、密封されたハウジングと、前記密封されたハウジングの中に組み込まれたカン電極と、前記複数の電極の少なくとも一部分を組み込んでいる植え込み可能な心臓リード線とを含み、前記再充電回路は、前記カン電極を含む電極、および、前記心臓リード線の中に組み込まれた少なくとも１つの電極の少なくとも１つの組み合わせに、再充電エネルギーを提供するように構成されている、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
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