KR100517078B1

KR100517078B1 - 심장 부정 박동의 감지 및 조절 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100517078B1
Application number: KR10-2001-7008799A
Authority: KR
Inventors: 모르톤 엠 모우어
Original assignee: 모우어 훼미리 씨에이취에프 트리트먼트 이레보커블 트러스트
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2005-09-26
Also published as: NO20013446L; EA005662B1; CA2359285A1; MXPA01007040A; US6178351B1; KR20010092468A; PT1150744E; AU769602B2; CZ20012532A3; ZA200105918B; EP1150744B1; IL144260A0; HUP0105060A2; DE60017873D1; EE200100365A; EP1150744A1; DE60017873T2; EA200100763A1; AP2001002229A0; WO2000041765A8

Abstract

본 발명은 심장박동 속도를 전기적으로 조절하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 심방성 부정박동을 감지하는 단계; 심장박동의 기본 선을 기록하는 단계; 사전-포착 자극 프로토콜을 사용하여 심방을 자극하는 단계; 포착 상태를 측정하는 단계; 및 사후-포착 자극 프로토콜을 사용하여 심방을 자극하는 단계로 이루어지고, 상기 사전-포착 자극 프로토콜과 사후-포착 자극 프로토콜은 1개 공정을 이루며, 상기 공정은 역치값의 사전-포착 자극과 역치값의 사후-포착 자극, 역치값 이하의 사전-포착 자극과 역치값 이하의 사후-포착 자극, 및 역치값의 사전-포착 자극과 역치값 이하의 사후-포착 자극으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.

Description

심장부정박동의 감지 및 조절방법 및 장치{Artrial sensing and multiple stimulation as intervention for atrial fibrillation}

본 발명은 심장, 특히 정상 주기, 전기적 전도성 및/또는 수축성에 영향을 미치는 병리를 지닌 심장의 박동을 조절하기 위한 전기적인 자극에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 1) 심방 감지; 2) 심방의 전기적인 실험 자극; 3) 여러 심장 부위에 대한 다중 위치 자극;에 의하여 일반적인 박동 비율을 전기적/기능적으로 일치시켜서 서서히 동조화하므로서 심장 부정 박동을 극복하는데 사용되는 박동 조절기에 관한 것이며, 또한 정상적인 심장 박동이 진행되도록 개별적인 역전을 일으키거나 전기적인 카운터쇼크에 의하여 역전에 소요되는 에너지를 감소시키는 감지 및 조절 장치에 관한 것이다.

심방의 부조화에 의하여 야기되는 질환은 즉각 나타나지는 않지만 발병률이 높다. 심방 박동과 관련된 기능부전(예를 들면, 심장 부정 박동, 여러 심장 부정맥, A-V 블록, 기타 전도성 이상 등)은 혈전증, 색전, 스트로크 및/또는 심장마비의 원인이 되며 이것들은 환자를 심각한 상태까지 진행시킬 수 있다. 심장 감지 : 심실 작용에 대한 부수적인 효과 뿐만 아니라 심방 박동의 부조화를 카운트하기 위하여 박동 조절기를 적용하려는 일련의 시도가 진행되었다. 또한, 어느 특정한 심실의 부조화의 성질과, 심방 또는 심실에서 발생되는 부조화의 여부를 정의하기 위하여 박동 조절기 시스템을 적용하려는 개선된 시도가 진행되었다. 이러한 시도는 실시간으로 밀도 기능 가능성(Potability density function, PDF)의 측정/정의하기 위한 심실 감지에 적용된다. 예를 들면, Cohen에 의한 미국특허 5,163,429 호에서 몇몇 심장 기능을 평가하기 위한 기준으로서 좁은 범위의 윈도우 PDF 데이터가 개시되었다. 심실 박동을 진단하기 위한 PDF 데이터의 적용 역시 Implantable Cardioveter Defibrillator(N.A. Ester Ⅲ, A. Manolis & P. Wang, ed.)에서 개시되었다. 다중 위치 심방 자극이 부정 박동, 심장 전이, 페이싱, DC 필드 생성 등과 같은 여러 목적을 위하여 제공된다. 한 예가 Combs 등에 의한 미국특허 5,562,708 호에서 제공되며, 그것은 저에너지 전기적 임펄스를 제공하기 위하여 한쪽 또는 양쪽 심방에 설치되는 대형 표면 전극(각각 다중 전극을 포함)의 적용이 개시된다. 저에너지 전기적 임펄스는 심방 표면의 다중 위치에 동시에 적용되며, 심방 조직의 부위들이 점점 동조화되므로서 심방 부정 박동이 정지된다. 이러한 박동 조절기 전극들은 페이싱 이외에 일반적인 부정 박동이나 심장 전이 치료와 같은 여러 목적으로 적용될 수 있다. Noren 등에 의한 미국특허 5,649,966 호에서는 부정 박동을 극복하기 위하여 서브임계 DC 필드를 적용할 목적으로 다중 전극의 적용이 개시된다. DC 필드의 적용 비율은 특정한 작용을 유발하지 않을 정도로 현저하게 작다. 극성은 주기적으로 변화된다. 한 실시예에서는, 4 전극이 심방의 단일 면에 위치하며, 그것은 상기 면 내의 어떤 방향으로 주기적인 쌍극자 필드를 허용한다. Causey Ⅲ에 의한 미국특허 5,411,547 호에서는 심장 전이-박동 조절의 목적으로 복합 메쉬 패치 전극의 장착이 개시되며, 각 전극은 양극 패치와 음극 패치를 포함한다. 이러한 전극에 의하여 양방향으로 심장 충격이 허용된다. Kroll 등에 의한 미국특허 5,391,185 호에서는 심방 박동 조절을 위하여 다중 전극의 적용이 개시된다. 상기 심방 박동 조절 코스 도중에 심실 박동이 발생할 가능성은 심실 주기의 QRS 상 내에 들어가기 위한 심방 자극의 동조화에 의하여 대폭 감소된다. Nickolls 등에 의한 미국특허 5,181,511 호에서는 항빈맥 페이싱 요법에서 다중 전극의 적용이 개시된다. 상기 전극은 (전위 촛점의 위치에 소재하기 위하여) 전기적 감지 역할을 수행할 뿐만 아니라 전위 촛점의 위치에서의 자극을 위한 가상의 전극을 만드는 작용을 수행한다. 필요성 : 심방 박동 부조화의 영역에서 다중 심방 위치를 동조화하는 수단이 필요하며, 심방 실험 자극과 분석 성능을 함께 지닌 심방 감지/측정 성능을 포함해야 한다. 심방 실험 자극과 분석 성능이 부조화의 특성에 대한 개선된 정의와 가능한 또는 효과적인 치료 선택을 위하여 제공된다. 게다가, 비록 특정한 자극 요법이 다른 심장 환자에게 일반적으로 실시된다고 하더라도, 내과의사가 치료 대상인 환자의 심장(특정한 의학적 또는 병리학적 조건의 심장)에 대하여 상기 특정한 자극 요법을 어떻게 실시할 것인가를 판단할 수 없다는 기본적인 이유로 인하여 심방 실험 자극의 적용이 반드시 필요하다. 또한, 상기 3 종의 테스트 성능은 전통적으로 자극 요법이 실시되지 않는 난치성 환자에 대하여 박동 조절기를 적용할 수 있는가의 여부를 결정하기 위하여 필요하다. 이러한 다중 위치 자극 성능은 부정맥, 부정 박동의 측면에서 심방을 신속하고 효과적으로 전이하기 위하여 필요하다. 심방 감지와 데이터 측정의 적용은 시장의 생리학적 상태에 대한 개선된 정보 즉, 심방 부정맥 또는 부정 박동의 여부, 전위 촛점의 위치 등과 같은 정보를 내과의사 또는 박동 조절기의 회로 로직에 제공하기 위하여 필요하다. 또한, 박동 조절기에 심방 감지와 측정 성능, 심방의 전기적 실험 자극과 분석 성능, 다중 위치 자극 성능의 3가지 요소를 모두 포함할 필요가 있다. 최종적으로, 자극 프로토콜이 심근에 신속하게 전달될 수 있어야 하며 보다 원거리로부터 심장의 동조화 지점에 작용하여 심장 박동을 동조화시킬 필요가 있다.

도 1은 실제 인간 심장에서 전선과 전극의 위치를 도시한 것이다. 도 2는 실제 인간 심장에서 전선과 전극의 다른 위치를 도시한 것이다. 도 3은 양극의 복수 위상의 자극의 결과를 도시한 것이다. 도 4는 음극의 복수 위상의 자극의 결과를 도시한 것이다. 도 5는 일반적인 음극 자극이 뒤따르는 저 수준, 장시간인 양극의 자극의 결과를 도시한 것이다. 도 6은 일반적인 음극 자극이 뒤따르는 경사진 저 수준, 장시간인 양극의 자극의 결과를 도시한 것이다. 도 7은 일반적인 음극 자극이 뒤따르며, 저 수준, 단시간으로 분할된 양극의 자극의 결과를 도시한 것이다. 도 8은 본 발명의 절차를 도시한 것이다.

삭제

본 발명의 목적은 심장을 다중 위치에서 페이싱할 수 있는 박동 조절기를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 심방의 다중 위치에서의 전기 자극에 의해 심방을 전기적, 기능적으로 일치시켜서 서서히 동조화하므로서 결과적으로 심장의 펌핑 효율을 증가시킬 수 있는 박동 조절기를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 심방을 자극하고 그 결과에 대한 심방과 심실의 기능을 측정하여 심방 박동과 심방 부정맥의 현상을 검출할 수 있는 박동 조절기를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 심방 박동 비율을 정의하고 심방의 생리학적 기능을 평가하기 위하여 심방으로부터 밀도 기능 가능성을 측정하고 분석할 수 있는 박동 조절기를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 다중 위치로부터 심방을 자극하며, 그 위치에서 전극을 정맥 내로 삽입할 수 있는 전기적 자극 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 다중 위치로부터 심방을 자극하며, 장치의 각 전극이 독립적인 전원을 지니는 전기적 자극 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 다중 위치로부터 심방을 자극하며, 그 각 위치는 개별적으로 동조화하여 동일한 위상으로 신속하게 유도하는 전기적 자극 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 다중 위치로부터 심방을 자극하며, 그 위치에서 정상 심장 박동을 연속적으로 의태하는 전기적 자극 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 심장 활동을 모니터링하고 이러한 활동이 제로가 되는 베이스라인을 인식할 수 있는 심장 위험의 진단 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 섬유성 조직의 축적에 의해 상승하는 임계치를 감소시키는데 있다. 본 발명은 고유의 특성과 성능을 지닌 심장 박동 조절기의 제공에 의하여 상기한 목적이 달성된다. 특히, 다중 심방 위치의 동조화 수단은 다중 전극의 적용에 의하여 제공된다. 다중 전극은 다중 위치 자극 성능 뿐만 아니라 다중 위치 감지(PDF 측정) 성능을 허용하며, 그것은 삼각측정법에 의하여 심방의 전위 촛점의 위치(들)을 진단하는 가능성을 제공한다. 다중 위치 자극 성능에 의하여 부정맥, 부정 박동의 측면에서 심방의 동조화 및/또는 심장 전이의 효과를 증가시키는 균형잡힌 시스템이 고유하게 제공된다. 다중 위치 자극/감지 성능은 일반적인 프로토콜을 결정하고, 주어진 프로토콜의 주기를 개선하고, 일반적인 환자의 생리학적/병리학적 상태 특히 환자의 심장 상태를 변화시키기 위하여 적용되는 프로토콜을 조절하기 위하여 선행적인 실험과 분석을 실시하는 수단이다. 본 발명의 복수 위상 자극의 통합적인 적용은 심장의 염증 손상을 감소하고 섬유 조직의 축적에 의한 임계치를 감소하거나 제거하고 전극의 수명을 연장하는 부수적인 효과를 제공한다. 추가적으로, 선행적인 전도 실험을 가능하게 하고, 그것으로부터 유도되는 데이터를 분석하고, 심장의 생리학적인 상태에 대하여 더욱 신중하고 분명한 진단을 유도하며, 본 목적을 위한 적절한 소프트웨어에 의해 분석이 자동화되면 이러한 진단을 실시간으로 실시하는 것이 실제로 가능하게 된다. 종합적으로, 본 발명은 환자의 심방을 위하여 종래 기술보다 훨씬 우수한 성능의 심장 박동 조절기를 제공한다. 다중 전극의 전략적인 위치로부터의 심방의 "적용 범위"는 심방의 부정맥, 부정 박동 등을 더욱 신속하게 보정하도록 하는 것이다. 유사하게, 다중 위치 전극의 적용은 더욱 정확하게 감지하도록 하며, 적절한 자극 순서를 적용하므로서 심방 전위 촛점의 위치에 더욱 정확하게 형성되도록 하는 성능을 포함한다. 추가적으로, 전기적 전도의 부조화, 심장의 수축성, 박동 등을 더 신속하게 분석하고 보정하기 위하여 선행적인 실험/분석 절차를 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 심장 박동 조절기와 관련하여 심장 치료 절차를 개선하도록 한다. 환자를 위한 최종 결과는 탁월하고 신속한 치료가 예측된다. 복수 위상의 페이싱에 관련되는 방법과 장치는 1차, 2차 자극을 포함하며, 각각의 자극 위상은 극성, 진폭, 형태, 주기를 지닌다. 실시예 1에서 1차, 2차 위상은 서로 다른 극성을 지닌다. 실시예 2에서 1차, 2차 위상은 서로 다른 진폭을 지닌다. 실시예 3에서 1차, 2차 위상은 서로 다른 주기를 지닌다. 실시예 4에서 1차 위상은 꺽어진 파형을 지닌다. 실시예 5에서 1차 위상의 진폭은 경사지게 구성된다. 실시예 6에서 1차 위상은 심장의 박동/펌핑이 완료되고 200 msec가 경과한 후에 실시된다. 상기한 실시예에서 자극의 1차 위상은 긴 주기를 위한 최대 서브임계 진폭인 양극의 펄스이며, 2차 위상은 짧은 주기와 높은 진폭인 음극의 펄스이다. 이것은 상기한 실시예들이 서로 다른 형태로 조합될 수 있다는 것을 나타낸다. 또한, 이것은 이러한 실시예들이 본 발명을 구체적으로 구현할 뿐이며 기술사상을 제한하지 않는다는 것을 나타낸다. 본 발명의 복수 위상의 자극을 통하여 심근 기능 향상이 얻어진다. 자극 및 조건 성질에서 양극 펄스와 음극 펄스의 조합은 자극 임계치가 증가된다는 결점을 제거하기 위하여 양극의 전도성과 수축성을 개선시킨다. 비극성 파형은 전달 속도가 증가된다. 이러한 전달 속도의 증가는 동조화를 증가시키고 심근 비극성화의 이상을 감소시켜서 혈액 흐름과 수축을 향상시킨다. 저전압 레벨의 개선된 자극은 1) 흉터 조직을 감소하므로서 임계치 증가 경향을 감소시키며, 2) 전력 소비를 감소하므로서 박동 조절기의 전지 수명을 연장시키며, 3) 횡경막의 자극 또는 횡경막의 엉킴 또는 늑간 근육 페이싱으로 인한 환자의 불쾌감을 크게 감소시키는 결과를 나타낸다.

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실시예와 도면에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 전기적 자극인 전선(들) 또는 전극(들)에 의해 실시된다. 이러한 전극은 심장 외장형(심장 표면의 외부) 또는 심장 내장형(심장 표면의 내부) 또는 상기 심장 외장형과 심장 내장형의 조합으로 구성된다. 전선은 공지 기술에 의한 것이다. 전선 시스템은 단극자와 쌍극자가 가능하다. 음극으로부터 흐르는 전류가 심장을 자극하고 회로를 구성하기 위한 펄스 발생기의 케이싱의 양극으로 복귀한다. 쌍극자 전선은 각각의 단부로부터 단거리상에 2 개의 극성을 지니며, 양 전극이 심장 내부에 위치한다. 도 1은 인간의 심장(104)에 연결되며, 삽입 가능한 전기 자극 장치(102)와 이것에 연계되는 전선과 전극 시스템을 전체적으로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 상기 시스템은 우심방의 전선(106), 우심방의 격막의 전선(108), 1차 관상동맥의 전선(110), 2차 관상동맥 공동의 전선(112)을 포함한다. 이러한 각각의 다중 소형 전극은 정맥 내로 삽입되며 독립적인 전원을 포함한다. 도 2는 인간의 심장(104)에 관계되는 전선과 전극이 다르게 배치된 삽입 가능한 전기 자극 장치(102)를 전체적으로 도시한 것이다. 도시한 바와 같이, 상기 장치는 우심방의 전선(106), 우심방에 격막의 전선(108), 1차 관상동맥의 전선(110), 2차 관상동맥의 전선(112)과 좌 유동 벽의 전선(204)을 포함한다. 이러한 각각의 다중 소형 전극은 정맥 내로 삽입되며 독립적인 전원을 포함한다. 독립적인 전원이 적용되기 때문에 각 전극은 서로 다른 타이밍으로 작용한다. 상기와 같이, 좌 유동 벽의 전선(204)은 격막(206)을 관통하여 위치하며, 상기 좌 유동 벽의 전선(204)은 격막을 거쳐서 심장의 좌측부에 도달한다. 상기한 전선의 배치는 단지 본 발명을 이해시킬 목적으로만 도시된 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 다양한 위치에 다중 전선이 배치할 수 있다는 것은 당연하다. 각 위치(전선 위치의 부분)은 독립적으로 형성되며, 이후 동일한 위상으로 작용한다. 상기 실시예에서 각 위치는 점차적으로 동일한 위상으로 작용한다. 그러나, 어떤 상황에서는 각 위치가 신속하게 동일한 위상으로 작용할 필요가 있다. 이러한 경우에서, 각 위치는 정상적인 심장 박동을 연속적으로 의태할 수 있다. 또한, 다중 위치 자극 성능에 따르면, 각 전극의 감지 회로에 의해 다중 감지를 실시한다. 다중 위치 감지의 삼각측정법에 의하여 심장 전위 촛점의 위치(들)를 결정하는 수단이 제공된다. 실시예에서 자극은 캡쳐가 발생할 때까지의 임계치에 의해 조절되며, 이어 상기 자극은 서브임계치 수준에 의해 조절된다. 다른 실시예에서, 자극은 (1) 임계치에서 시작되어 임계치로 유지되며; (2) 서브임계치에서 시작되어 서브임계치로 유지되며; (3) 공지된 일반적인 캡쳐에서 시작되어 복수 위상으로 유지되며; (4) 캡쳐를 위한 복수 위상에서 시작되어 일반성으로 유지되며; (5) 시종 복수 위상으로 지속하는 것중에서 선택된다. 임계치는 심근 자극(캡쳐)을 유지하기 위한 최소 전압 수준(또는 고정된 전압의 펄스 범위)을 의미한다. 캡쳐하는 것은 자극으로 유도되는 박동을 형성하는 것이다. 그러므로 펄스가 결여된 상태에서는 박동이 형성되지 않는다. 캡쳐되지 않는 펄스가 서브임계치이다(비록 펄스가 멤브레인 포텐셜을 다소 교란하는 것으로 보일 수 있다). 서브임계치는 연속적인 전도성 뿐만 아니라 박동 시작의 메카니즘에 영향을 미친다. 일반적으로, 임계치가 결정되면 전압(또는 펄스 폭)은 캡쳐가 형성되거나 손실될 때까지 (상 방향 또는 하 방향으로) 변화된다. 일반적인 자극은 공지 기술에 의한 것이고, 비자극 펄스가 최소 강도로 적용되기 때문에, 예를 들면 전극의 잔여 전하를 분산하기 위하여 다수 위상의 파형 뿐만 아니라 단일 위상의 파형(음극성 또는 양극성)을 포함한다. 도 3 내지 7에서는 복수 위상의 자극 프로토콜의 범위를 도시한다. 이러한 프로토콜은 참고문헌으로 포함된 Mower에 의한 미국특허 No. 08/699,552 호에서 개시된다. 도 3은 1차 자극이 진폭(104)와 주기(106)에 의하여 조절되는 양극의 자극(102)을 포함하는 복수 위상의 전기 자극을 도시한 것이다. 상기 1차 자극 위상에 이어서 동일한 강도와 주기인 음극의 자극(108)을 포함하는 2차 자극 위상이 뒤따른다. 도 4는 1차 자극이 진폭(204)와 주기(206)에 의하여 조절되는 음극의 자극(202)을 포함하는 복수 위상의 전기 자극을 도시한 것이다. 상기 1차 자극 위상에 이어서 동일한 강도와 주기인 양극의 자극(208)을 포함하는 2차 자극 위상이 뒤따른다. 도 5는 1차 자극이 진폭(304)와 주기(306)에 의하여 조절되는 저 수준, 장 주기인 양극의 자극(302)을 포함하는 복수 위상의 전기 자극의 실시예를 도시한 것이다. 상기 1차 자극 위상에 이어서 동일한 강도와 주기인 음극의 자극(308)을 포함하는 2차 자극 위상이 뒤따른다. 다른 실시예에서, 양극의 자극(302)은 (1) 최대 임계치 진폭; (2) 3 볼트 이하; (3) 대략 2 내지 8 msec의 주기; 및/또는 (4) 심장 박동이 종료되고 200 msec 이상 경과된 후에 조절되는 것으로 구성된다. 최대 임계치 진폭은 수축 유도 없이 조절될 수 있는 최대 자극 진폭으로서 적용될 목적으로 정의된다. 바람직하게, 양극의 자극은 대략 3 볼트, 3 msec의 주기로 구성된다. 다른 실시예에서, 음극의 자극(308)은 (1) 짧은 주기; (2) 대략 0.3 내지 1.5 msec의 주기; (3) 고 진폭; (4) 대략 2 내지 12 msec의 주기 및 20 볼트 이상의 전압으로 구성된다. 상기 실시예에서, 구체적으로 음극의 자극은 대략 6 볼트, 0.4 msec의 주기로 구성된다. 상기 실시예에 의해 개시된 방법들에 있어서 여러 변형과 개선이 존재할 수 있다는 것이 명백하며, 최대 멤브레인 포텐셜이 자극의 1차 위상에서 실시된다. 도 6은 1차 자극이 주기(404)와 상승 강도 수준(406)에 의하여 조절되는 양극의 자극(402)을 포함하는 복수 위상의 전기 자극의 다른 실시예를 도시한 것이다. 상승 강도 수준(406)의 경사는 선형 또는 비(非)선형이며, 상기 경사도는 광범위한 각도로 구성된다. 상기 1차 자극 위상에 이어서 일반적인 강도와 주기인 음극의 자극(408)을 포함하는 2차 자극 위상이 즉시 뒤따른다. 또다른 실시예에서 양극의 자극(402)은 (1) 3 볼트 이하인 최대 임계치 진폭으로 상승; (2) 대략 2 내지 8 msec의 주기; 및/또는 (3) 심장 박동이 종료되고 200 msec 이상 경과된 후에 조절되는 것으로 구성된다. 또다른 실시예에서 음극의 자극(408)은 (1) 짧은 주기; (2) 대략 0.3 내지 1.5 msec의 주기; (3) 고 진폭; (4) 대략 3 내지 20 볼트 및/또는 (5) 0.3 msec 이하의 주기 및 20 볼트 이상의 전압으로 구성된다. 상기 실시예에 의해 개시된 방법들에 있어서 여러 변형과 개선이 존재할 수 있다는 것이 명백하며, 최대 멤브레인 포텐셜이 자극의 최초 위상에서 실시된다. 도 7은 1차 자극이 진폭(504)에 의하여 조절되는 양극의 펄스(502)을 포함하는 복수 위상의 전기 자극을 도시한 것이다. 한 실시예에서, 휴지 주기(506)은 자극 주기(508)와 동일하며, 진폭 베이스라인으로 조절된다. 다른 실시예에서, 휴지기(506)은 자극 주기(508)의 주기와 다르며, 진폭 베이스라인으로 조절된다. 휴지 주기(506)은 각 자극 주기(508)의 직후에 구현되고 2차 자극 위상에서는 제외되며, 1차 자극 위상 시리즈(502)에 이어서 일반적인 강도와 주기인 음극의 자극(510)을 포함하는 2차 자극 위상이 즉시 뒤따른다. 또다른 실시예에서, (1) 양극의 자극인 시리즈(502)에 통과하는 총 전하는 최대 임계치 수준; 및/또는 (2) 시리즈(502)의 최초의 자극 펄스는 심장 박동이 종료되고 200 msec 이상 경과된 후 조절하는 것으로 구성된다. 또다른 실시예에서, 음극의 자극(510)은 (1) 짧은 주기; (2) 대략 0.3 내지 1.5 msec의 주기; (3) 고 진폭; (4) 대략 3 내지 20 볼트 및/또는 (5) 0.3 msec 이하의 주기 및 20 볼트 이상의 전압으로 구성된다. 도 8은 본 발명의 순서 절차를 나타낸다. 감지는 심방 박동(802)에 의하여 결정된다. 감지는 직접적인 것이나 간접적인 것이 모두 가능하다. 예를 들면, 직접 감지는 다중 심방 감지 전극으로부터의 데이터에 기초한다. 상기 감지 전극은 전기적 신호에 의하여 표시되는 심장 활동을 감지한다. 예를 들면, 공지 기술에서와 같이, R-파는 심실 조직의 비극성화에 의해 발생하며 P-파는 심방 심실 조직의 비극성화에 의해 발생한다. ICD의 제어/타이밍 회로의 전기적 신호의 모니터링에 의하여 환자의 심장 박동의 비율과 주기가 결정되며, 이에 따라 심장에서 부정맥이 진행되는가의 여부가 진단된다. 이러한 진단은 R-파 및/또는 P-파의 감지된 비율과 이러한 비율 대 여러 참조적인 비율과의 비교에 의해 결정된다. 직접 감지는 여러 기준에 기초하지만 제한되는 것은 아니다. 초기속도 센서의 유일한 기준은 심장 박동 속도이다. 초기속도 기준을 적용할 때, 심장 속도가 사전에 정의된 수준을 초과하면 치료가 시작된다. 감지 전극은 긴급 징후 기준이 설정되므로 서서히 발생하는 변화는 무시하며, 급성 발작성 부정맥과 같은 긴급한 상황이 발생했을 때에만 치료를 시작한다. 이런 형태의 기준은 빈맥 부위를 식별할 수 있다. 비율의 안정성은 중요한 기준이 될 수 있다. 예를 들면, 심실 장치에 의한 치료는 광범위한 긴급 비율에 근거하며, 심방 장치에 의한 치료 역시 마찬가지이다. 다른 실시예에서, 간접적인 감지가 제공된다. 간접 감지는 심방 혈압, 전기적 심전도 굴절, 전기적 심전도의 밀도 기능 가능성(PDF) 등의 여러 기능적 파라메터에 기초한다. 전기적 심전도 및/또는 R-파에 대한 PDF의 적용은 공지 기술에 의한 것인데, 의외로 베이스라인의 PDF가 심방 이상에 대한 결정을 나타내는 것으로 개시된다. 여기서, 전극은 심방을 특성화하며, R-파에 관련된 데이터는 소거된다. 따라서, 조절 치료는 베이스라인 주위에서 소모되는 신호 시간의 모니터링에 의해 영향을 받을 수 있다. 마지막으로, 심방 또는 심실로부터의 부정맥 여부를 결정하기 위해서, 캡쳐가 발생하고 박동이 교란되면 실험 임펄스(들)가 특정한 심방 또는 심실로 집중될 수 있다. 예를 들면, 심실 박동에 있어서, 심방 실험 임펄스는 심방을 캡쳐하지만 심실 박동은 이후에도 변함없이 지속된다. 심방 박동에 있어서, 심방 실험 펄스가 캡쳐되면, 모든 지속적인 박동의 타이밍이 변화된다. 펄스 캡쳐를 결정하기 위해서는 박동 직후에 베이스라인의 기준이 결정될 수 있다. 또한, 박동이 캡쳐된다고 추정할 수 있다. 추가적으로, 캡쳐된 박동의 PDF 패턴이 변화되는 것으로 나타난다. 따라서, 상기 실시예에서, 감지 전극은 다중 기준에 기초한다. 추가적으로, 본 발명은 여러 기준에 기초한 감지 전극의 결과로 심방 또는 심실을 조절할 수 있는 적절한 요법 등의 의한 개선된 장치를 기대할 수 있으며, 공지 기술에 의한 기준 뿐만 아니라 본 발명에 의해 개선된 기준을 포함한다. 만일, 심방 부정 박동이 발생하면, 심방 활동의 베이스라인이 기록된다(804). 이 베이스라인은 전기적 심전도 데이터, 기계적 모션 및/또는 밀도 기능 가능성에 기초한다. 다른 실시예에서, 베이스라인은 캡쳐가 발생한 후에 설정된다. 우선, 페이싱이 시작된다(806). 상기 실시예에서 자극은 캡쳐가 발생할 때까지 임계치로 조절되고, 이어 자극은 서브임계치 수준으로 조절된다. 다른 실시예에서 자극은 (1) 임계치에서 시작되어 임계치로 유지되며; (2) 서브임계치에서 시작되어 서브임계치로 유지되며; (3) 공지된 일반적인 캡쳐에서 시작되어 복수 위상으로 유지되며; (4) 캡쳐를 위한 복수 위상에서 시작되어 일반성으로 유지되며; (5) 시종 복수 위상이 지속되는 것에서 선택된다. 심방은 캡쳐의 상태를 결정하기 위하여 초기 페이싱 주기를 통하여 모니터링된다(808). 캡쳐는 여러 수단에 의해 결정된다. 첫째, 캡쳐 또는 그 손실은 심장 박동의 모니터링에 의해 결정된다. 캡쳐의 손실은 심장 박 동의 타이밍에서 변화를 일으킬 수 있다. 둘째, 캡쳐 또는 그 손실은 상기한 베이스라인의 모니터링을 통하여 결정된다. 베이스라인은 이전 자극으로 설정되며, 베이스라인에서의 변화가 캡쳐를 의미한다. 캡쳐가 발생한 후에 베이스라인이 설정되고, 기준선 특성에서의 변화는 캡쳐의 손실을 의미한다. 이러한 베이스라인은 확정되거나 또는 수시로 업데이트된다. 캡쳐가 발생하여 동조화된 위치의 자극 프로토콜이 조절된다(810). 한 실시예에서, 동조화된 위치의 자극 비율은 서서히 일치되고, 이어서 정지된다. 다른 실시예에서, 자극 속도가 증가하고 이어 자극이 정지된다. 추가로, 자극 조절이 캡쳐 발생으로 평가되며, 이 자극 프로토콜은 (1) 일반적인 성질의 자극이 프리-캡쳐로 조절되고 복수 위상의 자극이 포스트-캡쳐로 조절; (2) 복수 위상의 자극이 프리-캡쳐로 조절되고 일반적인 자극이 포스트-캡쳐로 조절; (3) 복수 위상의 자극이 프리-캡쳐로 조절되고 복수 위상의 자극이 포스트-캡쳐로 계속 조절; 등에서 선택될 수 있다. 본 발명의 기본적인 컨셉을 설명하면, 종래 기술로부터 개선된 상세한 개시가 실시예에 의해 기술되었지만, 이러한 실시예가 본 발명을 제한되는 것은 아니다. 발생 가능한 여러 변형, 개선, 진보가 종래 기술로부터 유도되며, 상기에서 전부 기술되지는 않았다. 이러한 변형, 개선, 진보는 본 발명의 기술사상 이내에서 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 상세하게 설명된 페이싱 펄스는 적절하게 프로그램된 박동 조절기에 의하여 가능하다. 따라서, 본 발명의 구체적인 실시는 오직 특허청구범위에 의해서만 균등하게 제한된다.

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본 발명에 의해 여러 기준에 기초한 감지 전극의 결과로 심방 또는 심실을 조절할 수 있는 적절한 요법 등의 의한 개선된 장치를 기대할 수 있기 때문에 심방, 심실 등의 기능부전에 따른 심장 부정맥 또는 부정박동을 겪어온 환자들의 정상적 호전을 달성할 수 있는 전기가 제공될 수 있다.

Claims

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심방 박동을 감지하도록 형성되는 센서와, 심장 활동의 베이스라인을 기록하기 위하여 형성되는 레코더와, 캡쳐의 발생 여부를 결정하는 프로세서와, 심방 박동을 감지한 후에 심방을 자극하도록 형성되는 전극을 포함하며, 캡쳐가 발생하지 않은 것으로 결정되는 경우에는 심방을 프리-캡쳐 자극 프로토콜을 적용하여 자극하며, 캡쳐가 발생한 것으로 결정되는 경우에는 심방을 포스트-캡쳐 자극 프로토콜을 적용하여 자극하며, 상기 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 포스트-캡쳐 자극 프로토콜은 임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜, 또는 서브임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 서브임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜, 또는 임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 서브임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜로 이루어지는 그룹에서 선택되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 심장 박동제어를 수행하는 이식가능한 심장 자극기.
제 38 항에 있어서, 상기 과정은 복수 위상의 프리-캡쳐와 복수 위상의 자극 포스트-캡쳐를 적용하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 환자의 정맥내로 삽입 가능한 2 개 이상의 전극이 형성되고, 상기 2 개 이상의 전극은 각각 심장 조직으로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 40 항에 있어서, 우심방에 1 개 이상의 전선이 위치하고, 우심방의 격막에 1 개 이상의 전선이 위치하고, 우심방의 관상동맥에 1 개 이상의 전선이 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 좌측 유동 벽에 1 개 이상의 전선이 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 각각의 전극은 독립적인 전원을 지니도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 정상적인 심장 박동을 연속적으로 의태하기 위하여 2개 이상의 전극이 연속적으로 자극하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 상기 과정은 레코더에 나타난 심장 활동의 베이스라인의 변화의 모니터링에 의거하여 캡쳐의 상태를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 심장 활동의 베이스라인은 전기적 심전도 데이터, 기계적 모션 및/또는 밀도 기능 가능성으로부터 선택되는 파라메터의 베이스라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 39 항에 있어서, 복수 위상의 자극은 1차 위상 극성, 1차 위상 진폭, 1차 위상 형태, 1차 위상 주기를 지닌 1차 자극 위상이 정의되고, 2차 위상 극성, 2차 위상 진폭, 2차 위상 형태, 2차 위상 주기를 지닌 2차 자극 위상이 정의되고, 상기 1차 자극 위상과 2차 자극 위상이 심장 조직에서 연속적으로 작용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 위상 극성은 포지티브인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 위상 진폭은 2차 위상 진폭보다 작도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 위상 진폭은 베이스라인 수치로부터 2차 수치로 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 2차 수치는 2차 위상 진폭과 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 1차 위상 진폭은 최대 서브임계치 진폭인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 52 항에 있어서, 최대 서브임계치 진폭은 0.5 내지 3.5 볼트인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 1차 위상 주기는 2차 위상 주기보다 길게 지속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 1차 위상 주기는 1 내지 9 msec인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 2차 위상 주기는 0.2 내지 0.9 msec인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 2차 위상 진폭은 2 내지 20 볼트인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 50 항에 있어서, 2차 위상 주기는 0.3 msec 이하이고 2차 위상 진폭은 20 볼트 이상인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 자극 위상은 사전 설정된 진폭, 극성, 주기의 자극 펄스의 시리즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 59 항에 있어서, 1차 자극 위상은 잔여 주기의 시리즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 60 항에 있어서, 1차 자극 위상은 1 개 이상의 자극 펄스 후에 베이스라인 진폭의 잔여 주기를 적용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 61 항에 있어서, 잔여 주기는 자극 펄스와 동일한 주기인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 2차 위상 진폭은 최대 서브임계치 진폭인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 63 항에 있어서, 최대 서브임계치 진폭은 0.5 내지 3.5 볼트인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 위상 주기는 2차 위상 주기보다 적어도 길게 지속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 위상 주기는 1 내지 9 msec인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 2차 위상 주기는 0.2 내지 0.9 msec인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 2차 위상 진폭은 2 내지 20 볼트인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 2차 위상 주기는 0.3 msec 이하이고 2차 위상 진폭은 20 볼트 이상인 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 자극 위상은 심장 박동이 완료되고 200 msec 이상 경과된 후에 시작되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 47 항에 있어서, 1차 자극 위상은 양극 자극을 포함하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 38 항에 있어서, 센서는 심방 혈압, 전기적 심전도 굴절, 전기적 심전도의 밀도 기능 가능성으로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는

파라메터의 모니터링을 포함하여 심방 박동을 감지하도록 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 38 항에 있어서, 각 전극은 감지 회로를 포함하며, 상기 감지 회로는 1개 이상의 전위 촛점의 위치 결정을 포함하는 감지 데이터를 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 73 항에 있어서, 1개 이상의 전위 촛점의 위치는 감지 데이터의 삼각측정법에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
개별적으로 심장 조직으로 이식되도록 형성되는 복수개 이상의 전극과, 심방 박동을 감지하기 위하여 상기 복수개 이상의 전극중 적어도 1개와 연계되는 감지 증폭기와, 심장 활동의 베이스라인을 기록하기 위하여 상기 감지 증폭기와 전기적으로 연결되는 메모리와, 심방 조직을 자극하기 위하여 상기 복수개 이상의 전극중 적어도 1개와 연계되는 전기적 자극 드라이버와, 페이싱 캡쳐를 결정하도록 프로그램되는 프로세서를 포함하며, 심방 자극이 감지되는 경우에는 전기적 자극 드라이버는 프리-캡쳐 자극 프로토콜을 적용하며, 심방 자극이 감지되지 않는 경우에는 전기적 자극 드라이버는 포스트-캡쳐 자극 프로토콜을 적용하며, 상기 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 포스트-캡쳐 자극 프로토콜은 임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜, 또는 서브임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 서브임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜, 또는 임계치의 프리-캡쳐 자극 프로토콜과 서브임계치의 포스트-캡쳐 자극 프로토콜로 이루어지는 그룹에서 선택되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 75 항에 있어서, 상기 과정은 복수 위상의 자극 포스트-캡쳐를 적용하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 76 항에 있어서, 복수 위상의 자극은 양극 자극을 포함하는 1차 자극 위상을 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 75 항에 있어서, 상기 과정은 복수 위상의 자극 프리-캡쳐를 적용하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 78 항에 있어서, 복수 위상의 자극은 양극 자극을 포함하는 1차 자극 위상을 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 75 항에 있어서, 상기 과정은 복수 위상의 프리-캡쳐와 복수 위상의 자극 포스트-캡쳐를 적용하는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.
제 80 항에 있어서, 복수 위상의 자극은 양극 자극을 포함하는 1차 자극 위상을 적용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이식가능한 심장 자극기.