TW202031195A - 血壓控制裝置、儲存血壓控制裝置的控制程式的非暫態電腦可讀記錄介質、以及血壓的控制方法 - Google Patents

Abstract

一種血壓控制裝置，其包括一獲取部、一產生部及一供應部。該獲取部被配置為獲取指示一對象的血壓的生物資訊；該產生部被配置為基於該生物資訊產生一調頻脈衝列；該供應部被配置為將基於該調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。

Description

血壓控制裝置、儲存血壓控制裝置的控制程式的非暫態電腦可讀記錄介質、以及血壓的控制方法

本發明係涉及一種血壓控制裝置、儲存該血壓控制裝置的控制程序的一非暫態電腦可讀記錄介質、以及一血壓的控制方法。

特別地，本發明係涉及多種用於調節平均血壓(BP)及BP變異性的系統及方法，以治療患有高血壓、壓力失調及/或心臟衰竭的多個患者的自主性閉環神經調節，該系統與該天然壓力反射系統並行運作，增強了BP的該壓力反射調節，並且可以使平均BP及BP變異性兩者進行可編程的定量控制。

本申請請求了於2018年11月1日提交之美國臨時專利申請第62/753931號的優先權，其內容通過引用合併於此。

心血管疾病仍然是全球主要的死亡原因，在各種心血管病理生理學中，高血壓是最普遍的(> 60歲的總人口中超過50%，全球有10億患者)。儘管在高血壓的醫學治療方面中取得了顯著的進展，但仍有接近10%的患者對治療產生抗藥性(3種或以上藥物，BP > 140/90毫米汞柱(mmHg))。此外，最近的多個臨床試驗表示多個長期的心血管事件不僅取決於該BP水平，還取決於BP變異性。儘管大多數降壓藥都能降低平均BP，但沒有降壓藥能夠成功降低BP變異性。由於高血壓的盛行，這是一個龐大的全球醫療保健問題，因此需要多個緊急解決方案。為了克服高血壓的藥物治療的多個限制，本發明人開發了一種可編程地調節平均BP及BP變異性的自主性閉環神經調節系統。

循環性體內平衡是支持人們正常生理及生活的重要的基礎設施。為了此目的，大自然在該心血管系統中形成了多個複雜的神經激素調節系統。在該多個調節系統中，該自主神經系統在調節及穩定BP中起了核心的作用。多個生理學研究表示由BP誘導的動脈壁部中的該多個壓力感受器的舒張激活了該多個壓力感受器傳入神經，通過該腦幹內的該血管舒縮中心抑制了交感神經活動，並且降低BP。由於該多個壓力感受器感知到該降低的BP，因此，該壓力感受器誘發的血壓調節配置了一負反饋系統(壓力反射系統)。

在現有技術中，一血壓控制裝置是已知的(例如：參照專利文獻1)。該血壓控制裝置具有：一血壓傳感器，該血壓傳感器作為用於檢測一生物體的一血壓值的一血壓檢測單元；及一電學刺激部，該電學刺激部輸出欲給予該生物體的該脊髓交感神經系統的刺激性電能。該電學刺激部包括：一刺激頻率控制部，該刺激頻率控制部計算為了使該生物體的該血壓值達到一目標設定值而需要給予該生物體的該脊髓交感神經系統的一刺激性電能的該刺激頻率；及一脈衝電流輸出部，該脈衝電流輸出部輸出由該控制部計算出的該刺激頻率的該刺激電能。

[引用文件列表]：

[專利文獻] ：

[專利文獻1] ：

日本未審查的專利申請，第一公開號為2004-065529。

[技術問題]：

基於該設備來激活壓力反射已經在多年前已進行了探索。然而，技術上的不成熟使人們無法將神經調節療法作為應用於治療高血壓的一治療選擇。最近，該壓力反射激活療法已被重新探究，並顯示出在降低BP方面的重大影響。然而，該設備以一恆定的速率連續刺激該多個壓力感受器或多個壓力感受器傳入神經，而沒有BP反饋，此意味著在該自主神經系統的廣泛地變化的生理性驅動的存在下，無法得知需要多強或多弱的多個神經調節器來刺激該多個壓力感受器傳入神經。為了克服壓力反射激活療法的這種局限性，本發明人先前開發了具有一閉合反饋迴路的一壓力反射激活療法。該系統允許人們在沒有天然壓力反射系統的情況下恢復正常的壓力反射功能。然而，仍然不可能使平均BP及BP變異性成為完全可編程的。

[解決方案]：

在本系統中，本發明人通過使具有與該自然壓力反射系統並行的閉合反饋的一額外的神經調節系統來增強該自然壓力反射系統，並且配置該系統以使平均BP及BP變異性成為完全可編程的。

本發明的目的是提供一種血壓控制裝置；一非暫態電腦可讀記錄介質，該非暫態電腦可讀記錄介質儲存該血壓控制裝置的一控制程序；以及一種用於血壓的控制方法，本發明能夠獨立地控制一該血壓平均值及該血壓的變異性的血壓控制裝置，並且能夠提高急性心臟衰竭的容積耐受性及解決肺充血。

根據本發明，提供了一種血壓控制裝置，其包括：一獲取部，被配置為獲取指示一對象的血壓的生物資訊；一產生部，被配置為基於該生物資訊產生一調頻脈衝列；及一供應部，被配置為將基於該調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。

根據本發明，提供了一種非暫態計算機可讀記錄介質，其存儲一血壓控制裝置的一控制程序，該控制程序使該血壓控制裝置至少執行以下操作：獲取指示一對象的血壓的生物資訊；根據該生物資訊產生一調頻脈衝列；及將基於該調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。

根據本發明，提供了一種血壓的控制方法，其包括：獲得指示一對象的血壓的生物資訊；基於該生物資訊產生一調頻脈衝列；及將基於調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。

心血管疾病仍然是全球範圍內主要的死亡原因，在多個心血管病理生理學中，高血壓是導致中風、缺血性心臟病、心臟衰竭及死亡的最普遍的疾病。儘管已經開發出許多有效的降壓藥，但近10%的被治療的患者對治療有抗藥性。此外，最近的研究表示不僅是平均BP，BP變異性在確定多個高血壓患者的長期預後方面也同樣重要。眾所周知，大多數降壓藥都能降低平均BP。不幸地，然而，沒有降壓藥能夠成功降低BP變異性。由於高血壓的盛行，這是一個龐大的全球醫療保健問題，因而不可避免地需要多個緊急解決方案。本發明涉及用於多種用於調節平均血壓(BP)及BP變異性的自主性閉環神經調節的系統及方法，以治療患有高血壓、壓力失調及/或心臟衰竭的患者。該系統與該天然壓力反射系統並行運作，增強了BP的該壓力反射調節，並使平均BP及BP變異性成為完全可編程的。

[本發明的有益效果]：

根據本發明，可以提供一種血壓控制裝置；一非暫態電腦可讀記錄介質，該非暫態電腦可讀記錄介質儲存該血壓控制裝置的一控制程序；以及一種用於血壓的控制方法，本發明能夠獨立地控制該血壓的一平均值及該血壓的變異性，並且能夠提高急性心臟衰竭的容積耐受性及解決肺充血。

急性心臟衰竭(AHF)會增加交感神經活動(SNA)，進而增加前負荷及後負荷，並經常導致高血壓及危及生命的肺水腫。因此，交感神經解除負荷是一種合理的治療選擇。此外，該多個壓力反射不良會降低容積耐受性，並增加肺充血的風險。由於sBAT(智能壓力反射激活療法)通過保持血流動力學降低SNA，因此，sBAT顯著地提高了容積耐受性，並立即(在5秒內)解決了多個AHF模型大鼠的肺充血。

[第一實施例]：

在下文中，將參考多個附圖來描述本發明的多個實施例。首先，將參考第1圖來描述根據一第一實施例的一血壓控制裝置的一系統的一配置。

第1圖為一自主性閉環神經調節系統1的一示意圖。該系統1包括4個主要組件：一血壓感測組件、一控制器組件、一神經刺激器組件及一神經電極組件。該控制器組件將血壓(BP)編碼為多個調頻脈衝列，該神經電極組件刺激該多個壓力感受器傳入神經，該神經電極組件驅動該刺激電流，以激活該多個壓力感受器傳入神經。

在第1圖所示的一示例中，該血壓檢測部用作一檢測部11。該檢測部11包括一血壓傳感器11A，該血壓傳感器檢測一對象的該血壓，由該血壓傳感器檢測到的該血壓用作生物資訊。

在另一個示例中，該檢測部11可以包括另一個傳感器(未示出)，該傳感器檢測多個血壓替代變量，例如：血管應變、瞬時流量及/或脈搏波速度，該血壓替代變量用作該生物資訊。

在第1圖所示的該示例中，該控制器組件及該神經刺激器組件用作一血壓控制裝置10。

第2圖示出了該血壓控制裝置10的一示意圖。該血壓控制裝置10包括獲取部10A、產生部10B及供應部10C。該獲取部10A獲取表示由該血壓傳感器11A檢測到的該血壓的該生物資訊。該產生部10B基於由該獲取部10A獲取的該生物資訊來生成一調頻脈衝列。

該產生部10B包括刺激頻率計算部10B1、增益調整部10B2、參考壓力調整部10B3及初始值設定部10B4。該刺激頻率計算部10B1基於由該生物資訊表示的一增益、參考壓力及該血壓來計算該調頻脈衝列的一刺激頻率。特別地，該刺激頻率計算部10B1通過將該參考壓力與該血壓之間的一差值乘以該增益來計算該刺激頻率。

該增益調整部10B2調整該增益的一數值，該參考壓力調整部10B3調整該參考壓力的一數值。該初始值設定部10B4設定該增益的一初始值及該參考壓力的一初始值。

該供應部10C基於由該產生部10B產生的該調頻脈衝列，將一電流供應到附接在該對象上的一電極12 (參照第1圖)，該電流刺激該對象的該多個壓力感受器傳入神經。

由於對多個壓力感受器傳入神經進行的刺激降低了該BP，因此，該系統1配置一閉環負反饋系統，該閉環負反饋系統與一自然壓力反射系統並行運作。由於該系統1的該並行配置，因此，該系統使平均BP (該血壓的平均)及BP變異性(該血壓的變異性)成為可編程的。

第3圖是該系統1的一功能方塊圖，以說明該運作原理。從該圖中，可以通過下面的表達式(1)來導出該運作的BP。 [數學式1]

在表達式(1)中，四個參數為該增益G、該參考壓力P_r 、該基線壓力P_o 及該壓力擾動P_d 。表達式(1)的前兩個項表示獨立於該壓力擾動P_d 的該平均BP，其變為下面的表達式(2)。 [數學式2]

在表達式(2)中，P_m 為該平均BP。表達式(2)表示該平均BP P_m 主要由該參考壓力P_r 來確定。對於該基線壓力P_o 及該參考壓力P_r 的多個實際值(例如：P_o = 140及P_r = 100毫米汞柱)，對於該增益G從0.5到2的該多個實際變化，只要該參考壓力P_r 保持不變，該平均BP P_m 僅改變10毫米汞柱。

表達式(1)的最後一項表示該增益G的多個增加以雙曲線的形式減弱了該壓力擾動Pd對該BP的影響。對於該增益G = 1，該壓力擾動P_d 對於該BP的影響減小到其原始大小的1/2。

通過調整該參考壓力P_r 及該增益G，利用此系統配置可以使該平均BP及該BP變異性的控制成為可編程的。

第4圖示出了如何在該控制器中將測量的BP編碼為多個調頻脈衝列，以刺激多個壓力感受器傳入神經，並且建立具有可編程的平均BP及BP變異性的特徵的該閉合反饋神經調節。在本發明人的研究中，使用具有一預定閾值的一可重置的積分器，用於將該BP轉換為多個調頻脈衝列。立即在超過該參考壓力P_r 下以200赫茲(Hz)的一採樣率對被數位化的BP進行積分，直到該積分達到該預定閾值P_t 。一旦達到該閾值P_t ，該控制器便會產生一脈衝、重置該積分器，並且開始新的積分。因此，對於大的BP，達到該參考壓力P_r 所需的時間T變短，而對於小的BP則變長，並且一重置脈衝頻率(1/T)與該BP成比例。通過此種直接的調頻機制，該編碼器生成與該BP成比例的多個調頻脈衝列。通過改變該預先指定的閾值P_t ，可以容易地改變該增益G。由於該算法是基於該BP集成，因此簡化了該算法的實現及實施，從而不受該BP中的多個被污染的雜訊的影響。更不用說，該控制器可以在物理及邏輯上實現。

如上所述，該刺激頻率計算部10B1 (參照第2圖)通過將該參考壓力P_r 與由該血壓傳感器11A (參照第1圖)檢測的該BP之間的差值乘以該增益G來計算該刺激頻率。該增益調整部10B2 (參照第2圖)調整該增益G的該數值，例如：在0.5至3之間。該參考壓力調整部10B3 (參照第2圖)調整該參考壓力P_r 的該數值，例如：在40毫米汞柱至80毫米汞柱之間。即隨著由該血壓傳感器11A檢測到的該BP變得大於該參考壓力P_r ，則該刺激頻率增加。另一方面，在專利文獻1中，隨著由該血壓傳感器檢測到的該血壓變得比一預定的參考壓力小，例如：100毫米汞柱，則該刺激頻率增加。

在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，該增益調整部10B2基於由該生物資訊指示的該血壓的該變異性來調整該增益G的該數值。特別地，當該血壓的該變異性大於一預定值時，該增益調整部10B2增加該增益G的該數值。因此，在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，可以適當地控制該血壓的該變異性。

該BP、該增益G及該閾值P_t 之間的定量關係如下：基於本發明人的多個先前研究，使用一持續時間為0.2毫秒的一刺激脈衝。由壓力反射引起的該刺激頻率F及BP下降BP_出 (BP_out )關係的線性斜率得出BP下降轉換因子C_fp 的該刺激頻率，如下面的表達式(3)。 [數學式3]

基於本發明人的多個先前研究，確定以伏特為單位的該刺激脈衝的該幅度，以在10赫茲的該刺激頻率下獲得30毫米汞柱的該BP下降，此得出該BP下降轉換因子C_fp ，如下面的表達式(4)。 [數學式4]

本發明人從該BP及神經刺激頻率來定義該轉換因子C_pf ，該轉換因子C_pf 與響應於BP (BP_入 (BP_in ))的該刺激頻率F線性相關，以表示壓力感受器轉導，如下面的表達式(5)。 [數學式5]

將表達式(3)中的F替換為表達式(5)得出下面的表達式(6)。 [數學式6]

因此，由下面的表達式(7)得出該壓力反射總迴路增益G。 [數學式7]

因此，本發明人可以通過改變該轉換因子C_pf ，針對一給定的BP下降轉換因子C_fp = 3來調整該增益G，如下面的表達式(8)。 [數學式8]

本發明人舉例說明了如何通過使用如上面說明的將該BP轉換為該刺激頻率的該算法來定義該總迴路增益G，從而定義該轉換因子C_pf 。達到該預先指定的閾值P_t (毫米汞柱•秒(mmHg•sec))所需的該時間T取決於兩個因子，即BP及該預先指定的閾值P_t 。為了簡單起見，假設該BP在積分期間是恆定的。然後，該時間T變為下面的表達式(9)。 [數學式9]

由於該刺激頻率F是該時間T的倒數，因此，該刺激頻率F如下面的表達式(10)得出。 [數學式10]

因此，該刺激頻率F與該BP成比例，該轉換因子C_pf 變為下面的表達式(11)。 [數學式11]

以表達式(11)替換表達式(8)中的該轉換因子C_pf ，得出下面的表達式(12)。 [數學式12]

因此，可以通過調整該預先指定的閾值P_t ，將該增益G調整為多個期望值。

即使BP在積分過程中發生改變，該公式的普遍性仍然成立。在此情況下，該時間T成為該BP的積分達到該預先指定的閾值P_t 所需的時間。

在本發明人的實驗中，該增益G的該數值在0.5至3的範圍內，其對應於該預定閾值P_t 從1至6的該數值。

在表達式(7)中，該增益G是該轉換因子C_pf 及該BP下降轉換因子C_fp 的一乘積。在實際的生理系統中，該BP下降轉換因子C_fp 在生理學上為頻率依賴性，此使得該增益G也是頻率依賴性，如下面的表達式(13)。 [數學式13]

在表達式(13)中，該轉換因子C_pf 是一非頻率依賴性純量。如上面說明，將該轉換因子C_pf 改變為該增益G。由於該轉換因子C_pf 為一純量，因此，該轉換因子C_pf 不影響該增益G(f)的多個頻率特性。該轉換因子C_pf 也被設定為頻率依賴性，如下面的表達式(14)。 [數學式14]

表達式(14)表示可以通過改變該轉換因子C_pf (f)來調節該壓力反射總迴路G(f)的該多個頻率特性，此意味著可以在該轉換因子C_pf (f)定義的多個選擇頻率中抑制該BP的變異性。例如：若對該轉換因子C_pf (f)進行編程，以使該整個壓力反射迴路的截止頻率變為0.05赫茲(正常值的2倍)，則該截止頻率對該BP的影響表現為可從壓力擾動(例如：體位性壓力下降)中快速恢復。這就是說，該平均BP受到抑制，但加速了從體位性應力中恢復的壓力。這樣的一可編程的動態響應是該系統的一非常獨特的功能，該功能是任何抗高血壓藥都無法實現的。

系統可以運行調頻脈衝列生成的一替代算法，此使用了一電壓控制振盪器。多個先前的生理學研究表示在各種動物物種(大鼠、貓、兔及狗)中，壓力反射壓力調節的主要的截止頻率範圍為0.01至0.03赫茲。由於該多個截止頻率在各種動物物種上相對地恆定，因此，本發明人假設人們的主要的截止頻率也位於該頻率範圍內。如果是這種情況，則不同於生成多個快速直接的調頻脈衝列的成比例BP的第一種算法，該頻率調節編碼器不需要瞬時更新該脈衝頻率。本發明人對瞬時BP進行低通濾波，並在1.0Hz下將其採樣。該採樣的BP驅動電壓控制振盪器，並且生成與BP成比例的多個調頻脈衝列，該振盪頻率每秒更新一次。

本發明人如何調整該參考壓力P_r 及該增益G以該控制平均BP及該BP變異性如下。假設在沒有神經調節作用下的該BP，即基線BP，是該基線壓力P_o 。本發明人希望將該平均BP降低到一預先指定的BP水平P_m 。本發明人還希望將該BP變異性減小到該壓力擾動P_d 的1/α。從表達式(1)的最後一項中，該增益G必須被調整為下面的表達式(1)。 [數學式15]

一旦調整了該增益G，，可以通過將表達式(2)重新佈置為下面的表達式(16)來估計將該基線壓力P_o 減小到該BP的該期望值所需的該參考壓力P_r 及該平均BP P_m 。 [數學式16]

得出確定該增益G及該參考壓力P_r 的多個實施例的一示例。假設本發明人希望將該BP變異性減小到該壓力擾動P_d 的1/2。從表達式(15)中，本發明人發現對於α = 2時，該增益G = 1。若該未控制的BP、該基線壓力P_o 為140毫米汞柱，並且一預先指定的運作BP、平均BP P_m 為100毫米汞柱，則將該多個數值代入表達式(16)中會立即產生該參考壓力P_r = 60毫米汞柱。本發明人已經證實，這種獨立地控制該平均BP及BP變異性的算法在多個動物實驗中奏效。

通過改變該參考壓力P_r 得到的該平均值BP P_m 的可編程性為該設備提供了極大的自由度來控制該BP。該增益G中的增加一定會降低該BP的變異性。然而，若本發明人希望在失去這種功能的多個患者中產生一生理性晝夜壓力變化，則本發明人可以通過將該參考壓力P_r 編程為具有一期望的晝夜節律來產生該節律，產生多個新的BP節律的潛力為本發明的一非常獨特的方面。

在本申請中，本發明人使用一動脈內壓力傳感器來了解瞬時的動脈壓。然而，可以使用任何壓力感測機制及其替代物，例如：通過各種方法估算的動脈應力、脈搏波速度及動脈流量。

如上所述，在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，該產生部10B基於該閉環負反饋系統來產生該調頻脈衝列，該閉環負反饋系統與該天然壓力感受器系統並行運作，以增強一天然壓力反射功能。

而且，在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，該產生部10B基於該生物資訊產生該調頻脈衝列，以獨立地控制該平均BP，並且減弱該BP的變異性。

特別地，在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，該初始值設定部10B4基於該對象的多個治療要求或生理性血壓變化來設定該參考壓力的該初始值。

在應用根據該第一實施例的該血壓控制裝置10的一示例中，該產生部10B基於該生物資訊所指示的瞬時血壓來產生該調頻脈衝列。特別地，通過利用多個生理系統的有限的壓力反射速度，該產生部10B基於由該生物資訊指示的該瞬時血壓來產生該調頻脈衝列。

在應用根據該第一實施例的該血壓控制裝置10的一示例中，由該增益調整部10B2調整的該增益G在生理上是頻率依賴性的。特別地，由該增益調整部10B2調整的該增益G是頻率依賴性的，以依賴地抑制該血壓及該血壓頻率的變異性。

在應用根據該第一實施例的該血壓控制裝置10的一示例中，該增益G是該根據對象來進行校準。特別地，由該初始值設定部10B4設定的該增益G的該初始值是根據該對象來進行校準。

如上所述，在根據該第一實施例的該血壓控制裝置10中，該增益調節部10B2調整該增益G的該數值。特別地，該增益G被定量地調節，以使得該平均BP及該BP變異性成為可編程的。即根據該第一實施例的該血壓控制裝置10被應用於獨立地控制該平均BP及該BP變動性的該系統1 (參照第1圖)。

第5圖示出了在多個清醒的大鼠中系統運作的性能。在第5圖中，cBAT示出了具有一連續刺激的壓力反射激活療法，而sBAT示出了具有閉環調節刺激的壓力反射激活療法。可以看出，該開發的閉環壓力感受器神經調節系統(sBAT)顯著地降低了該平均BP及該BP變異性。相反，以一恆定的頻率(sBAT的平均頻率)進行開環壓力感受器神經刺激(恆定頻率刺激，cBAT)可以降低該BP，但不能減少該BP的變異性。

第6圖示出了在一麻醉的大鼠中在多個容積擾動下的多個實驗結果。在第6圖中，HR顯示心率，LVEDP顯示左心室舒張末期容積，SNA顯示交感神經活動。如第6圖所示，該開發的系統(sBAT)顯著降低了該BP及該BP的變異性。相比之下，cBAT無法減弱該BP變異性。sBAT及cBAT兩者抑制了平均SNA。然而，sBAT中的SNA變異性遠大於cBAT中的SNA變異性，此表示SNA正在抵消BP中的多個外源變化。

[第二實施例]：

將描述根據一第二實施例的該血壓控制裝置10。除了以下待描述的多個要點以外，根據該第二實施例的該血壓控制裝置10具有與根據該第一實施例的該血壓控制裝置10相同的配置。因此，在該第二實施例的該血壓控制裝置10中，除了以下待描述的多個要點以外，能夠得到與該第一實施例的該血壓控制裝置10相同的多個有益效果。

如上所述，根據該第一實施例的該血壓控制裝置10被應用在用於獨立地控制該平均BP及該BP變異性的該系統1 (參照第1圖)。根據該第二實施例的該血壓控制裝置10被應用於在急性心臟衰竭中用於改善容積耐受性及解決肺充血的一系統。

AHF過度激活SNA，顯著地增加應力容積，從而增加左心室舒張末期壓力(LVEDP)，並經常導致高血壓及肺水腫。因此，交感神經抑制干預是這種病理生理學的一合理的治療選擇。然而，這種不會引起頑固性低血壓的介入措施尚未建立。本發明人已經開發了一種閉環神經調節器，該閉環神經調節器響應於動脈壓(AP)中的多個變化而刺激多個頸動脈竇(壓力感受器)神經(sBAT)。sBAT通過改變SNA而將AP轉化為刺激，並且控制AP至多個期望的水平。

本發明人研究了sBAT是否在一AHF大鼠模型中抑制LVEDP而不誘導頑固性低血壓。

在6隻斯普拉格道利(Sprague-Dawley)大鼠中，本發明人通過結紮冠狀動脈來產生AHF。本發明人將多個電極附接在雙側頸動脈分叉處。sBAT由一壓力傳感器、一調節器及一神經刺激器組成(參照第7圖)。在容積耐受性研究中，本發明人逐步輸注了捐獻的血液(0至10毫升/千克(ml/kg))，並觀察在有或沒有sBAT的情況下AP及LVEDP的多個變化。在治療研究中，本發明人輸注了體積(10毫升/千克)並且通過升高LVEDP而使AHF惡化。本發明人比較了sBAT之前(基線)及之後的多個主要的血流動力學反應。

在容積耐受性研究中，sBAT在AP和LVEDP中的變化幾乎減半(p >0.05)(參照第8圖)，表示了體積耐受性的顯著改善。在治療研究中，sBAT立即及顯著地抑制LVEDP (基線：20.5±5.1，sBAT 10.8±4.8毫米汞柱，p >0.05)及AP (基線：165.3±14.0，sBAT 119.7±8.8毫米汞柱，p >0.05)，而不會引起過度低血壓。LVEDP的上升時間(最大的穩定狀態值的80%)非常短暫(5.2±1.2秒，參照第9圖)。

sBAT顯著地提高了容積耐受性，並且立即解決了多個AHF模型大鼠的肺充血，sBAT可以作為AHF的一新治療策略。

本發明人已經開發了sBAT，其不僅可以重建多個生理功能，而且還勝過該天然壓力反射功能。

AHF增加SNA，進而增加前負荷及後負荷，並經常導致高血壓及危及生命的肺水腫。因此，交感神經解除負荷是一種合理的治療選擇。

該多個壓力反射不良會降低容積耐受性，並增加肺充血的風險。

本發明人假設在具有壓力反射性反射不良的AHF中，sBAT抑制SNA並且解決肺充血。

測試sBAT是否在具有壓力反射性反射不良的AHF大鼠中抑制SNA並且解決的肺充血。

動物：斯普拉格道利(Sprague Dawley)大鼠(BW 370-402 g，N = 8)

麻醉：尿烷及α-氯醛糖的混合物

左心室(LV)功能不全：LAD結紮

本發明人在6分鐘內逐步輸注了高達10毫升/千克的食鹽水，測量了AP、LVEDP及SNA，並且比較了sBAT與對照組之間的AP、LVEDP及SNA。

本發明人通過急性容積輸注(10 mL/kg)來誘導AHF，並評估了sBAT對血流動力學的影響。

sBAT將AP引導到該目標壓力(120毫米汞柱)。

sBAT顯著及立即地將LVEDP降低8.1±2.9毫米汞柱，該穩定時間(最大響應的80%)非常短暫(5.2±1.2秒)。

AHF的臨床方案(CS) 1代表具有高血壓的肺水腫，可以是sBAT的一良好指標。

可以伺服控制SNA及AP的技術發展將徹底改變AHF的管理。

sBAT顯著地提高了容積耐受性，並立即(在5秒內)解決了在多個AHF模型大鼠的肺充血。sBAT可以通過交感地解除負載而作為一種用於AHF的新穎的治療策略。

結合本說明書中公開的多個實施例描述的各個示意性的方塊圖、模組及算法操作可以被實現爲電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。爲了清楚地說明硬體及軟體的這種可互換性，上面已經圍繞各個示意性的組分、方塊圖、模組及操作對其功能性進行了整體描述。至於這樣的功能性是被實現爲硬體還是軟體，取决于特定應用及施加在整體系統上的多個設計約束。多個技術人員可以針對每一特定應用以各種方式來實施所描述的功能，但這樣的實施决策不應被解釋爲造成脫離該多個權利項的範圍。

本說明書公開的各個實施例描述的各個說明性的邏輯、邏輯框和模塊結合本說明書中公開的該多個方面的該硬體可以利用被設計爲執行本說明書中描述的功能的通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯、分立硬體組件或者其任意組合來實現或執行。一通用處理器可以是一微處理器，然而，在替代方案中，該處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器還可以被實施爲多個接收機智能設備的一組合，例如：DSP及一微處理器的組合、兩個或多個微處理器、結合一DSP核的一個或多個微處理器、或任何其它這樣的配置。替代地，一些操作或方法可以由特定於一給定功能的電路來執行。

本公開的多個實施例的以上描述用於使本領域技術人員可利用或使用該請求項。對該多個實施例的各種修改對本領域技術人員是顯而易見的，幷且本說明書所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情况下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本說明書所示的這些實施例，而是要符合與請求項一致的最寬的範圍。

1:系統 10:血壓控制裝置 10A:獲取部 10B:生產部 10B1:刺激頻率計算部 10B2:增益調整部 10B3:參考壓力調整部 10B4:初始值設定部 10C:供應部 11:檢測部 11A:血壓傳感器 12:電極

第1圖是整個系統的一示意圖。 第2圖示出了一血壓控制裝置的一示意圖。 第3圖示出了該系統的一功能方塊圖，以說明運作原理。 第4圖示出了如何將測量的BP編碼為多個調頻脈衝列，以刺激多個壓力感受器傳入神經來建立閉合反饋神經調節。 第5圖示出了在多個清醒的大鼠中的系統運作的性能。 第6圖示出了在多個麻醉的大鼠中在多個容積擾動下的多個實驗結果。 第7圖示出了sBAT的一配置。 第8圖示出了響應於體積改變而抑制AP及LVEDP的該sBAT。 第9圖示出了該sBAT立即改善AHF中的血流動力學。

1:系統

10:血壓控制裝置

11:檢測部

11A:血壓傳感器

12:電極

Claims (21)

1. 一種血壓控制裝置，其包括： 一獲取部，被配置為獲取指示一對象的血壓的生物資訊； 一產生部，被配置為基於該生物資訊產生一調頻脈衝列；及 一供應部，被配置為將基於該調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。
2. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該產生部包括一刺激頻率計算部，該刺激頻率計算部被配置為基於一增益、一參考壓力及由該生物資訊指示的該血壓來計算該調頻脈衝列的一刺激頻率。
3. 根據請求項2所述之血壓控制裝置，其中該刺激頻率計算部將該參考壓力與該血壓之間的一差值乘以該增益來計算出該刺激頻率。
4. 根據請求項3所述之血壓控制裝置，其中該產生部包括一增益調整部，該增益調整部被配置為調整該增益的一數值。
5. 根據請求項4所述之血壓控制裝置，其中該產生部包括一參考壓力調整部，該參考壓力調整部被配置為調整該參考壓力的一數值。
6. 根據請求項5所述之血壓控制裝置，其中該產生部包括一初始值設定部，該初始值設定部被配置為設定該增益的一初始值及該參考壓力的一初始值。
7. 根據請求項6所述之血壓控制裝置，其中該增益調整部基於由該生物資訊表示的該血壓的變異性來調整該增益的該數值。
8. 根據請求項6所述之血壓控制裝置，其中該增益調整部在該血壓的該變動量大於一預定值的情況下增加該增益的該數值。
9. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該產生部被配置為基於一閉環負反饋系統來產生該調頻脈衝列，該閉環負反饋系統與一天然壓力反射系統並行運作，以增強一天然壓力反射功能。
10. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該產生部被配置為根據該生物資訊來產生該調頻脈衝列，以獨立地控制該血壓的一平均值及減弱該血壓的變異性。
11. 根據請求項6所述之血壓控制裝置，其中該初始值部被配置為根據該對象的多個治療要求或生理性血壓變化來設定該參考壓力的該初始值。
12. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該產生部被配置為基於該生物資訊表示的瞬時血壓來生成該調頻脈衝列。
13. 根據請求項12所述之血壓控制裝置，其中該產生部被配置為通過利用多個生理系統的有限的壓力反射速度，基於由該生物資訊表示的瞬時血壓來產生該調頻脈衝列。
14. 根據請求項2所述之血壓控制裝置，其中該增益在生理學上為頻率依賴性的。
15. 根據請求項2所述之血壓控制裝置，其中該增益為頻率依賴性的，以依賴地抑制該血壓及該血壓頻率的變動性。
16. 根據請求項2所述之血壓控制裝置，其中該增益是根據該對象進行校準。
17. 根據請求項2所述之血壓控制裝置，其中該增益被定量地調整，以使該血壓的一平均值及該血壓的變異性成為可編程的。
18. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該血壓控制裝置被應用於一控制系統，該控制系統獨立地控制該血壓的一平均值及該血壓的變動性。
19. 根據請求項1所述之血壓控制裝置，其中該血壓控制裝置是應用於提高急性心臟衰竭的容積耐受性並解決肺充血的一系統。
20. 一種非暫態計算機可讀記錄介質，其存儲一血壓控制裝置的一控制程序，該控制程序使該血壓控制裝置至少執行以下操作： 獲取指示一對象的血壓的生物資訊； 根據該生物資訊產生一調頻脈衝列；及 將基於該調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。
21. 一種血壓的控制方法，其包括： 獲得指示一對象的血壓的生物資訊； 基於該生物資訊產生一調頻脈衝列；及 將基於調頻脈衝列的一電流供應到附接在該對象上的一電極，其中該電流刺激該對象的多個壓力感受器傳入神經。

Images