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终止双腔室无引线起搏器系统中的起搏器介入性心动过速(PMT)

摘要

包括心房无引线起搏器(aLP)和心室无引线起搏器(vLP)的可植入系统及其使用方法被配置为或被用于终止起搏器介入性心动过速(PMT)。aLP或vLP中的一者检测PMT并通知另一者。aLP发起PMT PA间隔,该PMTPA间隔比如果未检测到PMT则aLP将用于心房起搏的PA间隔更短。vLP发起比PMT PA间隔更长的PMT PV间隔。如果在PMT PA间隔或PMT PV间隔到期之前检测到固有心房或心室事件,那么这些间隔将被终止,否则,如果PMT PA间隔到期则将对心房进行起搏,和/或如果PMT PV间隔到期则将对心室进行起搏。这应当具有终止PMT的效果。

著录项

  • 公开/公告号CN113260410A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-08-13

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 先导者股份有限公司;

    申请/专利号CN201980087766.9

  • 发明设计人 C.蒋;M.G.菲什勒;

    申请日2019-09-27

  • 分类号A61N1/372(20060101);A61N1/362(20060101);A61N1/368(20060101);

  • 代理机构11105 北京市柳沈律师事务所;

  • 代理人张姝贝

  • 地址 美国加利福尼亚州

  • 入库时间 2023-06-19 12:11:54

说明书

技术领域

本文所述的实施例大体上涉及可以终止起搏器介入性心动过速(PMT)的双腔室无引线起搏器系统及其使用方法。

背景技术

起搏器介入性心动过速(PMT)(也称为无限循环性心动过速或起搏器折返性心动过速)发生在起搏器系统在持续的一段时间内以不适当的快速率对心室进行起搏时。当心房和心室之间的结缔组织可以将逆行电信号从心室发送到心房时发生心室事件时,会发生PMT。心室信号向心房的传导在心房中提供了虚假的电信号,该电信号被起搏器系统认为是自然的心房事件。起搏器系统感测该虚假的逆行心房信号,然后在该信号之后的已编程的房室(AV)时间段(也称为AV间隔或AV延迟)内对心室进行起搏。起搏性心室信号被传导至心房,并再次被起搏器系统错误地检测为自然的心房事件。因此,起搏器系统继续以相对高的速率对心室进行起搏,该速率由已编程的AV间隔和心室与心房之间的逆行传导时间之和来定义。该高速率由起搏器系统无限期地维持,因为逆行传导确保起搏器系统检测到似乎是高速率的心房事件,并通过生成对应的高速率心室节奏(pace)来跟踪这些虚假的心房事件。例如,PMT可以由心室早发性收缩(PVC)之后的逆行传导引起,或由造成房室(AV)同步性解离的另一个事件引起。

换一种方式解释,在去往心房的逆行方向上进行的心室事件造成心房去极化。起搏器系统感测这种逆行的心房去极化,并且然后在适当的AV间隔(例如,又称为AV延迟)之后向心室递送刺激。因此,起搏器系统为折返回路提供顺行传导通路,而心脏的固有传导系统提供逆行通路。然后可以发生心室逆行P波同步起搏的重复循环,即PMT。

存在与常规的双腔室起搏器系统一起使用的现有的PMT终止技术,该系统包括皮下起搏器壳体(又称为“罐”或“外壳”)和引线,该引线包括右心房和右心室内的电极。例如,在常规的双腔室起搏器系统中,一旦检测到PMT,就可以通过使心室后心房不应性(PVARP)延长足够长的时间来终止该PMT,使得无法跟踪逆行P波并且打断折返回路。用于终止PMT的另一种方法是通过重启AV循环,并且更具体而言,是通过在逆行P波之后的固定时间递送心房起搏输出。但是,由于与两个独立于身体的心房和心室起搏单元相关联的附加并发症,这些现有的PMT终止技术不能直接应用于无引线双腔室起搏器系统。

发明内容

本技术的实施例涉及可以被用于终止PMT的双腔室无引线起搏器系统及其使用方法。根据某些实施例,双腔室无引线起搏器系统(也可以更一般地称为可植入系统)包括心房无引线起搏器(aLP)和心室无引线起搏器(vLP)。aLP被配置为植入心房心脏腔室内或之上。vLP被配置为植入心室心脏腔室内或之上。aLP和vLP能够与彼此执行植入物到植入物(i2i)通信。

某些方法涉及aLP或vLP之一检测PMT,并(经由i2i通信)向另一者通知检测到PMT。响应于检测到PMT,aLP发起PMT PA间隔,该PMT PA间隔比如果未检测到PMT则aLP将用于心房起搏的PA间隔更短。响应于检测到PMT,vLP发起比PMT PA间隔更长的PMT PV间隔。

这种方法还可以涉及,响应于PMT PA间隔到期(但在PMT PA间隔期间未检测到固有心房事件),aLP对心房心脏腔室进行起搏,并(经由i2i通信)向vLP通知对心房心脏腔室进行起搏。响应于从aLP接收到向vLP通知对心房心脏腔室进行起搏的i2i通信,vLP终止PMTPV间隔并发起AV间隔。

这种方法可以可替代地涉及,响应于在PMT PA间隔期间检测到固有心房事件,aLP终止PMT PA间隔,并(经由i2i通信)向vLP通知检测到的固有心房事件。响应于从aLP接收到(向vLP通知检测到固有心房事件的)i2i通信,vLP终止PMT PV间隔并发起PV间隔。

根据某些实施例,响应于在PMT PV间隔期间检测到固有心室事件,vLP终止PMT PV间隔,并(经由i2i通信)向aLP通知检测到的固有心室事件。

根据某些实施例,PMT PV间隔等于PMT PA间隔加上延迟,其中该延迟可以是或者固定值或者速率依赖值。PMT PA间隔可以是固定值,或者可替代地是速率相关值。

根据本技术的实施例的可植入系统包括aLP和vLP。aLP被配置为植入心房心脏腔室内或之上,并且vLP被配置为植入心室心脏腔室内或之上。aLP包括至少一个处理器,并且还包括可以被用于感测固有心房事件以及对心房心脏腔室进行起搏的至少两个电极。在某些实施例中,电极可以被用于执行i2i通信。可替代地,可以使用天线或线圈来执行i2i通信。类似地,vLP包括至少一个处理器,并且还包括可以用于被感测固有心室事件并对心室心脏腔室进行起搏的至少两个电极。在某些实施例中,电极可以被用于执行i2i通信。可替代地,可以使用天线或线圈来执行i2i通信。

aLP或vLP中的至少一个被配置为检测PMT,并且响应于此,(经由i2i通信)通知另一方检测到PMT。aLP被配置为响应于检测到PMT而发起PMT PA间隔,其中,如果未检测到PMT,那么PMT PA间隔比否则aLP将用于心房起搏的PA间隔短。vLP被配置为响应于检测到PMT而发起PMT PV间隔,其中PMT PV间隔长于PMT PA间隔。

根据某些实施例,响应于PMT PA间隔到期但在PMT PA间隔期间未检测到固有心房事件,aLP对心房进行起搏并向vLP通知(经由i2i通信)对心房心脏腔室进行起搏。响应于从aLP接收到i2i通信(向vLP通知心房起搏),vLP终止PMT PV间隔并发起AV间隔。

根据某些实施例,响应于在PMT PA间隔期间检测到固有心房事件,aLP终止PMT PA间隔并向vLP通知(经由i2i通信)检测到的固有心房事件。响应于从aLP接收到i2i通信(通知vLP检测到固有心房事件),vLP终止PMT PV间隔并发起PV间隔。

根据某些实施例,响应于在PMT PV间隔期间检测到固有心室事件,vLP终止PMT PV间隔并向aLP通知(经由i2i通信)检测到的固有心室事件。

根据本技术的替代实施例,aLP有目的地抑制向vLP发送i2i消息,以便终止PMT,并且更具体而言,打破PMT环路,又称为折返回路。在此类实施例中,响应于检测到PMT,aLP发起PMT PA间隔,该PMT PA间隔比未检测到PMT时aLP否则将用于心房起搏的PA间隔短,并且不向vLP通知(经由i2i通信)使得检测到PMT的心房事件,从而防止vLP在PMT PA间隔期间发起PV间隔。aLP响应于在PMT PA间隔期间检测到固有心房事件而终止PMT PA间隔,或者aLP响应于PMT PA间隔到期但在PMT PA间隔内未检测到固有心房事件而对心房进行起搏。另外,aLP经由i2i通信向vLP通知在PMT PA间隔期间检测到固有的心房事件,或者响应于PMTPA间隔到期但在PMT PA间隔内未检测到固有心房事件而执行的心房起搏事件。

本发明内容并非旨在完整地描述本技术的实施例。结合附图和权利要求书,从以下详细阐述优选实施例的描述中,本技术的实施例的其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

通过参考以下描述和附图,可以最好地理解与结构和操作方法两者有关的本技术的实施例,其中,贯穿若干视图,相似的附图标记表示相似的元件:

图1A图示了根据本文某些实施例形成的植入心脏的系统。

图1B是根据本文某些实施例的单个无引线起搏器(LP)的框图。

图2图示了根据本文某些实施例的LP。

图3是说明了用于起搏事件(paced event)的植入物到植入物(i2i)通信的一个实施例的时序图。

图4是说明了用于感测事件的i2i通信的一个实施例的时序图。

图5和6是根据本技术某些实施例的高级流程图,分别被用于总结为了终止PMT可以由心房无引线起搏器(aLP)执行的步骤和可以由心室无引线起搏器(vLP)执行的步骤。

图7、8和9是图示根据本技术各种实施例的以可以被用于终止PMT的方式彼此通信的aLP和vLP的操作的时序图。

图10是根据本技术进一步实施例的被用于总结可以由aLP执行以终止PMT的步骤的高级流程图。

图11示出了根据本文某些实施例的作为可植入心脏系统的一部分被植入患者体内的LP的一个实施例的框图。

具体实施方式

本技术的某些实施例涉及可以被用于终止起搏器介入性心动过速(PMT)的双腔室无引线起搏器系统及与其使用方法。但是,在提供本技术的特定实施例的附加细节之前,首先将参考图1A、1B和2描述可以使用本技术的实施例的示例性系统。更具体而言,图1A、1B和2将被用于描述示例性心脏起搏系统,其中起搏和感测操作可以由多个医疗设备执行,所述多个医疗设备可以包括一个或多个无引线起搏器(LP)、可植入的心脏复律除颤器(ICD)(诸如皮下ICD)和/或可靠且安全地协调起搏和/或感测操作的编程器。

图1A图示了根据本文某些实施例形成的植入在心脏101中的系统100。系统100包括位于心脏的不同腔室(chamber)中的两个或更多个无引线起搏器(LP)102和104。LP 102位于右心房(RA),而LP 104位于右心室(RV)。RA也称为右心房腔室,而RV也称为右心室腔室。LP 102和104彼此通信以相互通知各种本地生理活动,诸如本地固有事件、本地起搏事件等。LP 102和104可以以类似的方式构造,但是基于LP 102或104位于哪个腔室中而不同地操作。可以将LP 102植入RA腔室的外部,而不是将其植入RA腔室中。附加地或者可替代地,可以将LP 104植入到RV腔室的外部,而不是将其植入RV腔室中。LP 102也可以被称为心房无引线起搏器(aLP)102,而LP 104也可以被称为心室无引线起搏器(vLP)104。

在一些实施例中,LP 102和104通过无线收发器、通信线圈和天线和/或通过经由用于感测和/或递送起搏疗法的相同电极的传导通信来彼此通信、与ICD 106通信以及与外部设备(编程器)109通信。当经由用于起搏的相同电极来维持传导通信时,系统100可以省略LP 102和104中的一个或多个中的天线或遥测线圈。

在一些实施例中,一个或多个LP 102和104可以与可植入的心脏复律除颤器(ICD)106共同植入。每个LP 102、104使用位于LP的壳体之内、之上或其几厘米之内的两个或更多个电极,以进行在心脏腔室处的起搏和感测、彼此双向通信、与编程器109以及与ICD 106双向通信。

根据某些实施例,提供了用于协调位于心脏的不同腔室中的LP之间的操作的方法。该方法可以配置本地LP以通过传导通信从远程LP接收通信。

参考图1B,框图示出了LP 102和104内的示例性电子器件。LP 102、104包括第一接收器120和第二接收器122,第一接收器120和第二接收器122共同定义了(除了其他方面以外)在LP 102和104之间的分离的第一通信信道105和第二通信信道107(图1A)。虽然描绘了第一接收器120和第二接收器122,但是在其它实施例中,LP 102、104可以仅包括第一接收器120,或者可以包括除第一接收器120和第二接收器122之外的其它接收器。如将在下面进一步详细描述的,脉冲发生器116可以用作使用电极108来发送植入物到植入物(i2i)通信信号的发送器。对用于通信的电极108的使用使得一个或多个LP 102和104能够执行无天线和无遥测线圈的通信。

根据某些实施例,当LP 102和LP之一感测到固有事件或递送起搏性事件时,对应的LP 102、104将植入事件消息发送到另一个LP 102、104。例如,当心房LP 102感测/起搏心房事件时,心房LP 102发送植入物事件消息,该消息包括指示事件性质(例如,固有/感测到的心房事件、起搏性心房事件)的事件标记。当心室LP 104感测/起搏心室事件时,心室LP104发送植入事件消息,该消息包括指示事件性质(例如,固有/感测到的心室事件、起搏性心室事件)的事件标记。在某些实施例中,LP 102、104在实际起搏脉冲之前将植入事件消息发送到另一个LP 102、104,使得远程LP可以预期该远程起搏脉冲而消隐其感测输入(以防止不适当的串扰感测)。

仍然参考图1B,每个LP 102、104被示为包括控制器112和脉冲发生器116。控制器112可以包括例如微处理器(或等效的控制电路系统)、RAM和/或ROM存储器、逻辑和定时电路系统、状态机电路系统和I/O电路系统,但不限于此。控制器112还可以包括例如定时控制电路系统,以控制刺激脉冲的定时(例如,起搏率、房室(AV)延迟、心房内传导(A-A)延迟或心室间传导(V-V)延迟等)。这种定时控制电路系统也可以用于不应期、消隐间隔、噪声检测窗口、诱发的响应窗口、警告间隔、标记信道定时等的定时。这种定时控制电路还可以被用于控制下面参考图5-10讨论的各种间隔的定时。控制器112还可以包括其它有助于监视患者心脏的各种状况并管理起搏治疗的专用电路系统和/或固件/软件部件。控制器112和脉冲发生器116可以被配置为以不在不经意间在LP 102、104所处的腔室中捕获心脏的方式经由电极108发送事件消息,诸如当相关联的腔室不处于不应状态时。此外,接收到事件消息的LP 102、104可以在接收到事件消息之后进入“事件不应”状态(或事件消隐状态)。可以将事件不应/消隐状态设置为在接收到事件消息之后延长确定的时间段,以避免接收LP 102、104在不经意间将另一个信号检测为事件消息,否则这会造成重新触发。例如,接收LP 102、104可以检测来自另一个LP 102、104或编程器109的测量脉冲。

根据本文的某些实施例,编程器109可以在编程器到LP的信道上利用相同的通信方案与LP 102、104进行通信。外部编程器109可以监听在LP 102、104之间发送的事件消息,并使编程器同步以进行植入通信,从而使得编程器109在完成植入物到植入物消息递送序列之前不发送通信信号113。

根据某些实施例,LP 102、104可以将发送操作与治疗结合。发送事件标记可以被配置为在振幅和脉冲宽度上与起搏脉冲具有相似的特性,并且LP 102、104可以使用事件消息中的能量来帮助捕获心脏。例如,起搏脉冲通常可以以2.5V振幅、500欧姆阻抗、60bpm起搏速率、0.4ms脉宽的起搏参数递送。前述起搏参数与大约1.9μA的电流汲取相对应。相同的LP 102、104可以利用与用于发送的大约0.5μA的电流汲取相对应的振幅、脉冲宽度、脉冲速率等的事件信令参数来实现事件消息。

LP 102、104可以将事件消息发送与起搏脉冲相结合。例如,LP 102、104可以使用振幅为2.5V的50μs唤醒发送脉冲,对于500欧姆的电极负载,该脉冲将汲取250nC(纳库仑)。在发送事件消息的脉冲之后可以是事件消息,该事件消息用一系列短持续时间脉冲(例如16个,2μs开/关比特)编码,这将汲取附加的80nC。然后,在事件消息脉冲之后将是达到标称0.4ms起搏脉冲的等效电荷所需的剩余脉冲宽度。在这种情况下,发送标记所需的电流基本上是自由的,因为无论如何它都被用来实现必要的起搏捕获。使用这种方法,可以为接收器预算发送电流的节省,或者可以延长使用寿命。

当LP 102或104感测到固有事件时,它可以发送定性相似的事件脉冲序列(但指示感测事件),而无需添加起搏脉冲剩余物。由于是基于LP 102、104将100%时间地递送起搏治疗的假设而设计LP 102、104寿命计算的,因此将固有事件标记发送到另一个LP 102、104将不会影响标称计算的LP寿命。

在一些实施例中,个体LP 102可以包括:密封壳体110,其被配置为放置在或附接到心脏腔室的内部或外部;以及至少两个无引线的电极108,其靠近壳体110并且被配置为与身体内或身体外的至少一个其它设备106双向通信。

图1B描绘了单个LP 102(或104),并示出了LP的功能元件,这些元件基本上被封在密封壳体110中。LP 102(或104)具有至少两个位于壳体110内、上或附近的电极108,用于向心脏腔室的肌肉递送起搏脉冲并感测其电活动、用于感测运动、用于感测温度、以及用于与身体内或身体外的至少一个设备彼此双向通信。密封馈通130、131通过壳体110传导电极信号。壳体110包含一次电池114,以供应用于起搏、感测和通信的功率。壳体110还包含用于从电极108感测心脏活动的电路132,用于经由电极108从至少一个其它设备接收信息的接收器120、122,以及用于生成起搏脉冲以经由电极108递送并且还用于经由电极108向至少一个其它设备发送信息的脉冲发生器116。壳体110还可以包含用于监视设备健康的电路,例如电池电流监视器136和电池电压监视器138,并且可以包含用于以预定方式控制操作的电路。

电极108可以被配置为在多个LP和/或植入的ICD 106之间双向通信,以使用消息来协调起搏脉冲递送以及可选地协调其它治疗或诊断特征,所述消息标识在发起消息的个体LP处的事件并且接收到消息的LP取决于消息的来源如消息所指示的那样做出反应。接收到事件消息的LP 102、104取决于消息的来源或位置如消息所指示的那样做出反应。在一些实施例或状况中,两个或更多个无引线电极108可以被配置为在一个或多个LP 102、104和/或ICD 106之间双向通信,并发送包括用于由个体LP检测或创建的事件的指定代码的数据。各个LP可以被配置为发出与事件类型和发送起搏器的位置相对应的唯一代码。

在一些实施例中,个体LP 102、104可以被配置为递送具有被编码在其中的事件消息的起搏脉冲(其中代码根据起搏器位置被指派),并且被配置为经由事件消息编码的起搏脉冲向一个或多个其它LP发送消息。接收该消息的一个或多个起搏器适于取决于事件的类型和位置以预定方式响应该消息。

而且,在传入信道上通信的信息还可以包括来自另一个无引线心脏起搏器的事件消息,该事件消息表示另一个无引线心脏起搏器已感测到心跳或已递送起搏脉冲,并标识了另一个起搏器的位置。例如,LP 104可以从LP 102接收事件消息并将其中继到编程器。类似地,在传出信道上通信的信息还可以包括去往另一个LP或ICD的消息,该消息表示发送无引线心脏起搏器已在发送起搏器的位置处感测到心跳或已递送起搏脉冲。

再次参考图1和图2,除了被配置用于与心脏腔室电接触地植入并用于结合可植入心脏复律除颤器(ICD)106来执行心律管理功能的LP 102、104之外,心脏起搏系统100还可以包括可植入ICD 106。可植入ICD 106和一个或多个LP 102、104可以被配置为根据本文所讨论的通过经由身体组织的信息传导和/或在发送器和接收器之间的无线发送来实现无引线相互通信。如上面所提到的,ICD 106可以包括其自己的运动传感器和/或温度传感器。

如说明性实施例中所示,LP 102、104可以包括两个或更多个无引线电极108,其被配置为用于递送心脏起搏脉冲、感测诱发的和/或自然的心脏电信号以及与共同植入的ICD106双向通信。

LP 102、104可以被配置为用于在制造时和/或在由外部编程器编程时在特定位置和特定功能中操作。多个无引线心脏起搏器之间的双向通信可以被布置为将感测到的心跳或递送的起搏脉冲事件以及事件的编码类型和位置的通知通信到另一个或多个植入的起搏器。接收通信的LP 102、104对信息进行解码并取决于接收起搏器的位置和预定的系统功能进行响应。

在一些实施例中,LP 102和104被配置为可植入心脏的任何腔室中,即,任一心房(RA,LA)或任一心室(RV,LV)。此外,对于双腔室配置,多个LP可以被共同植入(例如,RA中一个,RV中一个,或者RV中一个,LV附近的冠状窦中一个)。某些起搏器参数和功能取决于(或假设)其中植入起搏器(并因此,LP正在与之交互;例如,起搏和/或感测)的腔室的知识。一些非限制性示例包括:感测灵敏度、诱发的响应算法、在本地腔室中使用AF抑制、消隐和不应期等。因而,每个LP优选地知道其中植入LP的腔室的身份,并且可以实现用以自动识别与每个LP相关联的本地腔室的处理。

用于腔室识别的处理也可以被应用于具有引线的皮下起搏器、ICD等。对于具有一根或多根植入引线的设备,识别和/或确认引线植入其中的腔室在若干种相关场景中可能是有用的。例如,对于DR或CRT设备,自动识别和确认可以减轻临床医生在不经意间将V引线插入可植入医疗设备的A端口的可能性,并且反之亦然。作为另一个示例,对于SR设备,自动识别被植入的腔体可以使设备和/或编程器能够选择并呈现起搏模式的适当子集(例如,AAI或VVI),并且让IPG利用适当的设置和算法集合(例如,V-AutoCapture相对于ACap-Confirm、感测灵敏度等)。

此外,在图1B中示出,一次电池114具有正端子140和负端子142。来自一次电池114的正端子140的电流流经分流器144到达调节器电路146,以创建适于为起搏器102的其余电路系统供电的正电压供应148。分流器144使电池电流监视器136能够向控制器112提供电池电流汲取的指示以及设备健康的间接指示。说明性电源可以是一次电池114。

在各种实施例中,LP 102、104可以管理功耗以从电池汲取有限的功率,由此减小设备体积。可以设计系统中的每个电路以避免大的峰值电流。例如,可以通过跨起搏电极使储能电容器(未示出)放电来实现心脏起搏。储能电容器的再充电通常由电荷泵电路控制。在特定实施例中,电荷泵电路被节流,以从电池以恒定功率对储能电容器进行充电。

在一些实施例中,一个LP 102、104中的控制器112可以访问电极108上的信号,并且可以检查来自另一个起搏器的输出脉冲持续时间,以用作用于确定触发信息有效性的签名,并且,对于在预定限制内到达的签名,在预定的零毫秒或更多毫秒的延迟之后激活对起搏脉冲的递送。预定延迟可以在制造时预先设置、可以经由外部编程器编程或者通过自适应监视来确定,以促进识别触发信号并将触发信号与噪声区分开。在一些实施例中或在一些状况下,控制器112可以检查来自另一个无引线心脏起搏器的输出脉冲波形,以用作用于确定触发信息有效性的签名,并且,对于在预定限制内到达的签名,在预定的零毫秒或更多毫秒的延迟之后激活对起搏脉冲的递送。

在某些实施例中,LP 102、104的电极可以被用于感测心内心电图(IEGM),可以例如通过检测QRS复合物和/或P波而从IEGM中检测心房和/或心室活动。这种IEGM也可以被LP102、104用来确定应当生成通信脉冲的时间,因为LP 102、104相对于彼此的朝向可能在每个心动周期(cardiac cycle)中改变。

图2示出了LP 102、104。LP可以包括具有部署在之上的电极108a和108b的密封壳体202(例如,图1中的壳体110)。如图所示,电极108a可以与固定机构205分开但被固定机构205部分围绕,并且电极108b可以部署在壳体202上。固定机构205可以是固定螺旋线、多个钩子、倒钩或其它附接特征,其被配置为将起搏器附接到组织(诸如心脏组织)。电极108a和108b是以上参考图1B示出和讨论的电极108的示例。当电极被用于递送刺激时,电极108之一(例如,108a)可以用作阴极型电极,而电极108中的另一个(例如,108b)可以用作阳极型电极,或者反之亦然。

壳体202还可以包括在壳体内的电子器件隔室210,该电子器件隔室210包含起搏器的操作所必需的电子组件,包括例如脉冲发生器、接收器、电池和用于操作的处理器。气密壳体202可以适于植入人的心脏上或其中,并且例如可以为圆柱形、矩形、球形或任何其它合适的形状。

壳体202可以包括传导的、生物相容的、惰性的和阳极安全的材料,诸如钛、316L不锈钢或其它类似材料。壳体202还可以包括部署在传导材料上以分离电极108a和108b的绝缘体。绝缘体可以是在壳体的电极之间的部分上的绝缘涂层,并且可以包括诸如硅树脂、聚氨酯、聚对二甲苯或通常用于可植入医疗设备的另一种生物相容性电绝缘体之类的材料。在图2的实施例中,单个绝缘体208沿着壳体的在电极108a和108b之间的部分部署。在一些实施例中,壳体本身可以包括绝缘体而不是导体,诸如氧化铝陶瓷或其它类似材料,并且电极可以部署在壳体上。

如图2中所示,起搏器还可以包括头部组件212以隔离108a和108b。头部组件212可以由PEEK、环丁烷或另一种生物相容性塑料制成,并且可以包含陶瓷至金属的馈通件、玻璃至金属的馈通件或本领域已知的其它合适的馈通绝缘体。

电极108a和108b可以包括起搏/感测电极或返回电极。低极化涂层可以施加到电极上,诸如烧结的铂、铂铱、铱、氧化铱、氮化钛、碳或其它通常用于减少极化效果的材料。在图2中,电极108a可以是起搏/感测电极,而电极108b可以是返回电极。电极108b可以是传导壳体202的不包括绝缘体208的部分。

可以使用若干技术和结构来将壳体202附接到心脏的内壁或外壁。螺旋固定机构205可以使设备能够通过引导导管插入心内或心外膜。可以使用可扭转的导管来旋转壳体,并迫使固定设备进入心脏组织,从而使固定设备(以及图2中的电极108a)与可刺激的组织接触。电极108b可以用作用于感测和起搏的无差异电极。固定机构可以部分或全部涂覆以用于电绝缘,并且可以在设备上或其附近包括类固醇洗脱基质以最小化纤维化反应,这在常规的起搏电极引线中是已知的。

LP 102和104可以通过事件消息利用植入物到(i2i)通信,以各种方式协调彼此的操作。术语“i2i通信”、“i2i事件消息”和“i2i事件标记”在本文中可互换使用,以指代从被植入设备发送并定向到另一个被植入设备的事件相关消息和与IMD/IMD操作相关的消息(虽然外部设备(例如,编程器)也可以接收i2i事件消息)。在某些实施例中,LP 102和LP104作为两个独立的无引线起搏器操作,从而经由“主/从”操作配置来维持逐拍(beat-to-beat)双腔室功能。出于描述的目的,心室LP 104将被称为“vLP”,而心房LP 102将被称为“aLP”。被指定为主设备(例如,vLP)的LP 102、104可以实现所有或大多数双腔室诊断和治疗确定算法。为了下面的说明,假设vLP是“主”设备,而aLP是“从”设备。可替代地,可以将aLP指定为主设备,而将vLP指定为从设备。主设备编排大多数或所有的决策和定时确定(包括例如速率响应改变)。

根据某些实施例,提供了用于在被配置为完全植入心脏的第一和第二腔室内的第一和第二无引线起搏器(LP)之间进行协调操作的方法。一种方法通过经由沿着第一LP的壳体定位的电极的传导通信来发送事件标记,该事件标记指示本地起搏的或感测的事件之一。该方法通过感测信道在第二LP处检测事件标记。该方法基于被配置为指示感兴趣的事件已在远程腔室中发生的预定模式来识别第二LP处的事件标记。响应于识别操作,该方法在第二LP中发起相关动作。

图3是时序图300,其示范了用于起搏事件的i2i通信的一个示例。可以例如从LP102向LP 104发送i2i通信。如图3中所示,在这个实施例中,i2i发送302是由发送LP(例如,LP 102)在递送起搏脉冲304之前发送的。这使得接收LP(例如,LP 104)能够为起搏脉冲的远程递送进行准备。i2i发送302包括包络线306,该包络线306可以包括一个或多个个体脉冲。例如,在这个实施例中,包络线306包括低频脉冲308,之后是高频脉冲串310。低频脉冲308持续了时段T

如图3中所示,i2i发送302持续了时段T

图4是说明用于感测事件的i2i通信的一个示例的时序图400。可以例如从LP 102向LP 104发送i2i通信。如图4中所示,在这个实施例中,当感测固有激活402跨过感测阈值404时,发送LP(例如,LP 102)检测到感测事件。在检测之后的预定延迟时段T

与i2i发送302一样,i2i发送406可以包括包络线,该包络线可以包括一个或多个个体脉冲。例如,类似于包络线306,i2i发送406的包络线可以包括低频脉冲,之后是高频脉冲串。

可选地,在第一LP位于心房中并且第二LP位于心室中的情况下,第一LP产生心房感测(AS)/心房起搏(AP)事件标记以指示AS事件或AP事件已发生或将在不久的将来发生。例如,可以在对应的AS或AP事件之后发送AS和AP事件标记。可替代地,第一LP可以在递送心房起搏脉冲的稍前发送AP事件标记。可替代地,在第一LP位于心房中而第二LP位于心室中的情况下,第二LP在从第一LP接收到AS或AP事件标记之后发起房室(AV)间隔;并在从第一LP接收到AP事件标记后发起心房后心室消隐(PAVB)间隔。

可选地,第一和第二LP可以以“纯”主/从关系操作,其中主LP递送“命令”标记,以作为“事件”标记的补充或代替“事件”标记。命令标记指示从LP执行诸如递送起搏脉冲等的动作。例如,当从LP位于心房中并且主LP位于心室中时,按照纯主/从关系,当从主LP接收到AP命令标记时,从LP将立即起搏脉冲递送到心房。

根据一些实施例,经由事件消息中的标记/命令的进行的通信(根据i2i通信协议)来实现aLP和vLP之间的通信和同步。如上面所解释的,进行的通信表示从感测/起搏电极以RF或Wi-Fi频率范围之外的频率发送的事件消息。可替代地,事件消息可以通过在RF或Wi-Fi频率范围中操作的通信信道来传达。以下附图和对应描述说明了可以在事件消息中发送的标记的非限制性示例。以下附图和对应描述还包括对标记的描述以及在接收事件消息的LP中发生的结果的示例。表1表示从aLP发送到vLP的示例性事件标记,而表2表示从vLP发送到aLP的示例性事件标记。在主/从配置中,每次在心室后心房消隐(PVAB)间隔或某些其它可替代定义的心房消隐时段之外检测到心房事件时,都会从aLP发送AS事件标记。每次aLP在心房中递送起搏脉冲时,都会从aLP发送AP事件标记。aLP可以限制AS标记的发送,由此,当在PVAB间隔之外和在心室后心房不应期(PVARP)或一些其它可替代定义的心房不应期中检测到心房事件时,aLP发送AS事件标志。可替代地,aLP可以不基于PVARP来限制AS事件标记的发送,而是代替地在每次感测到心房事件时发送AS事件标记。

表1

如表1中所示,当aLP发送包括AS事件标记的事件消息(指示aLP感测到固有心房事件)时,vLP发起AV间隔定时器。如果aLP针对所有感测事件发送AS事件标记,那么vLP将优选地在发起AV间隔定时器之前首先确定PVAB或PVARP间隔不是活动的。但是,如果aLP仅当在PVAB或PVARP间隔之外检测到固有信号时才发送AS事件标记,那么vLP可以在接收到AS事件标记后发起AV间隔定时器,而无需首先检查PVAB或PVARP状态。当aLP发送AP事件标记(指示aLP已向心房递送或即将向心房递送起搏脉冲)时,倘若PVARP间隔不是活动的,那么vLP发起PVAB定时器和AV间隔时间。vLP还可以将其感测放大器消隐,以防止对由aLP递送的远程起搏脉冲进行可能的串扰感测。

表2

如表2中所示,当vLP感测到心室事件时,vLP发送包括VS事件标记的事件消息,响应于此,aLP可以发起PVARP间隔定时器。当vLP在心室中递送或打算递送起搏脉冲时,vLP发送VP事件标记。当aLP接收到VP事件标记时,aLP发起PVAB间隔定时器以及PVARP间隔定时器。aLP还可以将其感测放大器消隐,以防止对由vLP递送的远程起搏脉冲进行可能的串扰感测。vLP还可以发送事件消息,该事件消息包含AP命令标记,以在接收到命令后命令aLP在心房中递送立即起搏脉冲而没有延迟。

前述事件标记是可以用于使aLP和vLP能够维持完整的双腔室功能的标记子集的示例。在一个实施例中,vLP可以执行所有双腔室算法,而aLP可以执行在aLP内本地实现的基于心房的与硬件相关的功能,诸如PVAB。在这个实施例中,将aLP有效地视为远程“无线”心房起搏/感测电极。在另一个实施例中,vLP可以执行大多数但不是全部的双腔室算法,而aLP可以执行诊断和治疗算法的子集。在替代实施例中,vLP和aLP可以等同地执行诊断和治疗算法。在某些实施例中,决策责任可以被单独地划分到aLP或vLP之一。在其它实施例中,决策责任可以涉及联合的输入和责任。

在实施例中,为了提供更安全的治疗,基于心室的起搏和感测功能不取决于任何i2i通信。例如,在LP到LP(i2i)通信丢失(长时间或短暂)的情况下,当vLP设备正在运行所有必需的算法以独立地实现这些功能时,系统100可以自动恢复到安全的基于心室的起搏/感测功能。例如,由于vLP不取决于i2i通信来执行心室起搏/感测活动,因此vLP可以恢复到VVI模式。一旦恢复了i2i通信,系统100就可以自动恢复双腔室功能。

在本文中可互换使用的术语“i2i通信”和“i2i消息”是指在两个植入的设备之间(诸如以上参考图1A讨论的aLP 102和vLP 104之间)发送信息。这种i2i通信可以被实现为通过用于感测心脏活动和/或起搏疗法的递送的相同电极的传导通信。可替代地,可以使用用于发送和接收无线信号的遥测线圈或天线来执行i2i通信。

如上所述,当使用一对LP(例如,102、104)在RA和RV中执行起搏和/或感测操作时,挑战之一是终止起搏器介入性心动过速(PMT),其也被称为无限循环性心动过速或起搏器折返性心动过速。还如上所述,PMT可以导致任何的双腔室起搏器系统在A-V同步性解离时(通常通过PVC)能够感测并响应于心房去极化。心室事件在去往心房的逆行方向上进行,这导致心房去极化。

在常规的双腔室起搏器系统中,一旦检测到PMT,就可以通过将PVARP延长足够长的时间来终止该PMT,使得逆行P波不被跟踪并且折返回路断开。用于在常规的双腔室起搏器系统中终止PMT的另一种技术是通过重启AV循环,即,通过在逆行P波之后的固定时间递送心房起搏输出。但是,如上所述,由于与两个物理上独立的心房和心室起搏单元(诸如aLP102和vLP 104)相关联的附加复杂性,此类现有的PMT终止技术无法直接应用于无引线双腔室起搏器系统(诸如上面参考图1-4总结的系统)。

图5和6是根据本技术某些实施例的用于分别总结可以由aLP 102和vLP 104执行以终止PMT的步骤的高级流程图。更具体而言,图5总结了由aLP 102执行的步骤,并且图6总结了由vLP 104执行的步骤。

参考图5,步骤502涉及aLP 102根据aLP的正常操作模式执行心房感测和起搏。例如,这可以涉及aLP 102感测RA中的固有心房事件,并且如果PA间隔或AA间隔到期但在PA间隔或AA间隔期间未检测到固有心房事件,则对RA进行起搏。在术语“PA间隔”和“AA间隔”中,“P”是指固有心房感测事件(也称为P波),而“A”是指起搏心房事件(由递送A脉冲造成)。

在步骤504处,确定是否检测到PMT。如果对步骤504的确定的回答为“否”,即,如果尚未检测到PMT,那么流程返回到步骤502。以这种方式,只要未检测到PMT,aLP 102就根据其正常操作模式执行其心房感测和起搏。

仍然参考图5,如果对步骤504的确定的回答为“是”,即,如果检测到PMT,那么流程前进到步骤506。aLP 102可以检测PMT本身。可替代地,vLP 104可以检测到PMT并且向iLP102发送向iLP 102通知PMT的i2i消息。在aLP 102检测到PMT本身的情况下,aLP可以向vLP104发送向vLP 104通知PMT的i2i消息。aLP 102和/或vLP 104可以使用各种不同的技术来检测PMT。下面提供一些PMT检测技术的示例。但是,注意的是,本文描述的本技术的实施例不限于检测PMT的任何特定方式,因为此类实施例的焦点与如何检测PMT无关,而是集中在如何终止PMT上。

如上所述,如果检测到PMT,那么流程从步骤504转到步骤506。在步骤506处,触发aLP 102的PMT响应。根据某些实施例,PMT响应可以涉及发起PMT PA间隔,该PMT PA间隔比如果未检测到PMT的话则aLP将用于心房起搏的PA间隔短。在aLP 102通常用于心房起搏的PA间隔(如果未检测到PMT的话)例如为800毫秒(ms)的情况下,这意味着如果PA间隔到期但在PMT间隔期间未检测到固有心房事件,则心房起搏脉冲(又称为A脉冲)将在固有心房感测事件(又称为P波)之后的800毫秒被递送。这将提供每分钟75次心跳(bpm)的心率(HR),因为每分钟60000ms除以每次心跳800ms等于75。用于PA间隔的示例性范围是600至1000ms,其与100至60bpm的心率对应。更低和/或更高的PA间隔也是可能的,例如,用于PA间隔的另一个示例性范围是400至2000ms,这与150至30bmp的心率对应。

如上面刚刚解释的,PMT PA间隔(其响应于检测到PMT而发起)比如果未检测到PMT的话则aLP将用于心房起搏的PA间隔短。例如,PMT PA间隔可以是330ms。用于PMT PA间隔的示例性范围是从250ms至399ms,但是不限于此。PMT PA间隔可以是编程的值,或者可以等于(如果未检测到PMT的话aLP则将用于心房起搏的)PA间隔减去编程的值,或者可以是(如果未检测到PMT的话aLP则将用于心房起搏的)PA间隔的指定百分比(例如,40%),但不限于此。发起PMT PA间隔可以涉及发起相应的定时器,取决于具体的实施方式,该定时器可以是其自己的定时器(即,PMT PA间隔定时器),或者也可以将通常用于PA间隔的定时器用于PMTPA间隔。

假设是aLP 102检测到了PMT,在步骤506处触发的PMT响应还可以涉及aLP 102经由i2i通信向vLP 104通知检测到的PMT。例如,当aLP 102向vLP 104发送i2i通信以向vLP104通知心房感测事件时,相同的i2i通信或随后的i2i通信可以向vLP 104通知由aLP 102检测到的PMT。

在步骤508处,确定是否检测到固有心房事件。如果对步骤508处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤509。在步骤509处,确定是否从vLP 104接收到指示该vLP感测到固有心室事件的i2i消息,其指示PMT已被终止。如果对步骤509处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤512。在步骤512处,确定PMT PA间隔是否到期。如果对步骤512处的确定的回答为“否”,那么流程返回到步骤508。

如果对步骤508处的确定的回答为“是”(即,如果在PMT PT间隔期间检测到固有心房事件),那么指示PMT已被终止,并且流程前进到步骤510。在步骤510处,PMT PA间隔被终止,并且aLP 102经由i2i通信向vLP 104通知由aLP 102检测到的固有心房事件。流程然后返回到步骤502。如果对在步骤509处的确定的回答为“是”(这也表示PMT已被终止),那么在步骤511终止PMT PA间隔,并且流程返回到步骤502。

返回到步骤512的讨论,如果对步骤512的回答为“是”(即,如果PMT PA间隔到期,但在PMT PA间隔期间未检测到固有心房事件),那么流程前进到步骤514。在步骤514处,将心房刺激脉冲(也称为A脉冲)递送到心房,从而对心房进行起搏,以尝试终止PMT。此外,aLP102经由i2i通信向vLP 104通知心房起搏事件。例如,当aLP 102向vLP 104发送i2i通信以向vLP 104通知心房起搏事件时,相同的i2i通信或随后的i2i通信可以向vLP104通知由aLP102造成的心房起搏。然后流程返回到步骤502,如图5中所示。如果PMT被成功终止,那么下一次执行步骤504,对步骤504处的确定的回答应当为“否”。但是,如果PMT未被成功终止,那么下一次执行步骤504,对步骤504处的确定的回答应当再次为“是”,并且流程将再次前进到步骤506以触发另一个PMT响应。

现在参考图6,步骤602涉及vLP 104根据vLP的正常操作模式执行心室感测和起搏。例如,这可以涉及vLP 104感测RV中的固有心室事件,并且如果RV间隔或VV间隔到期而在RV或VV间隔期间未检测到固有心室事件,则对RV进行起搏。在术语“RV间隔”和“VV间隔”中,“R”是指固有心室感测事件(也称为R波),而“V”是指起搏心室事件(由V脉冲的递送造成)。

在步骤604处,确定是否检测到PMT。如果对步骤604的确定的回答为“否”,即,如果尚未检测到PMT,那么流程返回到步骤602。以这种方式,只要未检测到PMT,vLP 104就根据其正常操作模式执行其心室感测和起搏。

仍然参考图6,如果对步骤604处的确定的回答为“是”,即,如果检测到PMT,那么流程前进到步骤606。取决于实施方式,vLP 104可以检测PMT本身。可替代地,aLP 102可以检测PMT并且向iLP 104发送向iLP 104通知PMT的i2i消息。在vLP 104检测到PMT本身的情况下,vLP 104可以向aLP 102发送向aLP 102通知PMT的i2i消息。如上所述,aLP 102和/或vLP104可以使用各种不同的技术来检测PMT,下面提供其一些示例。

如上面刚刚描述的,如果检测到PMT,那么流程从步骤604转到步骤606。在步骤606处,触发vLP 104的PMT响应。根据某些实施例,PMT响应可以涉及发起PMT PV间隔。根据某些实施例,PMT PV间隔等于PMT PA间隔(以上参考图5中的步骤506讨论的)加上延迟,其中延迟可以是固定值(例如,30ms)或者速率相关值(例如,在10ms至50ms的范围内)。使PMT PV间隔比PMT PA间隔更长,以提供安全余量,从而确保PMT PV间隔不会在PMT PA间隔到期之前到期,同时考虑到aLP需要花费一些时间经由i2i通信来向vLP通知检测到的PMT(或反之亦然,vLP经由i2i通信向aLP通知检测到的PMT),并且接收(向其通知检测到的PMT的)i2i通信的LP需要花费一些时间以解调i2i通信并触发其PMT响应。发起PMT PV间隔可以涉及发起相应的定时器,取决于具体的实施方式,该定时器可以是其自己的定时器(即,PMT PV间隔定时器),或者也可以将通常用于PV间隔的相同定时器用于PMT PV间隔。

在步骤608处,确定是否检测到固有心室事件。如果对步骤608处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤609。在步骤609处,确定是否从aLP 102接收到指示aLP感测到固有的心房事件的i2i消息,其指示PMT被终止。如果对步骤609处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤612。在步骤612处,确定PMT PV间隔是否到期。如果对步骤612处的确定的回答为“否”,那么流程返回到步骤608。

如果对步骤608处的确定的回答为“是”(即,如果在PMT PV间隔期间检测到固有心室事件),这指示PMT已被终止,并且流程前进到步骤610。在步骤610处,PMT PV间隔被终止,并且vLP 104经由i2i通信向aLP 102通知由vLP 104检测到的固有心室事件。流程然后返回到步骤602。如果对在步骤609处的确定的回答为“是”(这也指示PMT被终止),那么在步骤611处,PMT PV间隔被终止,并且流程返回到步骤602。

返回到步骤612,如果对步骤612处的确定的回答为“是”(即,如果PMT PV间隔到期,但在PMT PV间隔期间未检测到固有心室事件),那么流程前进到步骤614。在步骤614处,将心室刺激脉冲(又称为V脉冲)递送到心室,从而对心室进行起搏,以尝试终止PMT。此外,vLP 104经由i2i通信向aLP 102通知心室起搏事件。然后流程返回到步骤602,如图6中所示。

如上所述,LP可以以各种不同方式来检测PMT。例如,如果在指定数量(例如,10个)连续心动周期中,心房感测事件(AS)之后是心室起搏事件(AP)并且起搏速率大于指定的速率(例如,130bpm),那么LP可以检测到PMT。又例如,可以通过监视特定数量(例如,10个)连续心动周期的VP间隔稳定性来检测PMT,其中VP间隔是从心室起搏事件(V脉冲)到固有心房感测事件(P波)的时间。更具体而言,如果确定对于特定数量(例如,10个)连续心动周期,VP间隔稳定(例如,在指定的公差内),那么有目的地改变下一个PV间隔(增加或减小已知的量,例如50ms)。如果下一个心动周期的VP间隔与具有稳定VP间隔的先前连续心动周期中测得的VP间隔基本保持相同,那么P波很可能是由逆行传导造成的,并且检测到了PMT。但是,如果下一个心动周期的VP间隔改变(减小或增加)了有目的的变化量(例如,50ms),那么P波很可能不是由逆行传导造成的,并且未检测到PMT。这些仅仅是LP如何检测PMT的几个示例,并非旨在进行限制。其它变化也是可能的。

现在参考图7、8和9,它们是图示根据本技术的各种实施例以可以被用于终止PMT的方式的aLP 102和vLP 104的操作以及它们之间的i2i通信的时序图。在这些图中的每一个中,上部时间线指示由aLP 102造成的心房起搏事件和由aLP 102感测到的固有心室事件,而下部时间线指示由vLP 104造成的起搏心室事件和由vLP 104造成的固有心室事件。上下时间线之间的点线箭头指示在aLP 102和vLP 104之间发送的i2i消息,其中箭头指示i2i消息的方向。

参考图7,在时间t1处,aLP 102造成起搏心房事件(又称为心房起搏事件或AP),并向vLP 104发送向vLP通知AP的i2i消息。响应于被通知AP,vLP 104发起房室(AV)间隔(又称为AVI)。

在时间t2处,AV间隔(又称为AVI)到期并且vLP 104造成起搏心室事件(又称为心室起搏事件或VP),并且vLP 104向iLP 102发送向aLP 102通知VP的i2i消息。响应于被通知VP,aLP发起VA间隔(又称为VAI)。

在时间t3处,VA间隔(又称为VAI)到期并且aLP 102造成AP,并且向vLP 104发送向vLP通知AP的i2i消息。响应于被通知AP,vLP 104发起AVI。

在时间t4处,发生早发性心室收缩(PVC),这使得vLP 104终止AVI并向aLP 102发送i2i消息以向aLP 102通知VS(在这种情况下为PVC)。响应于被通知VS,aLP 102发起VAI。

在时间t5处,逆行P波被示为正在发生。逆行P波被aLP 102检测为心房感测事件(AS),响应于此,aLP 102终止VAI,并且向vLP 104发送i2i消息以向vLP通知AS。响应于被通知AS,vLP 104发起AVI。

在时间t6处,AVI间隔到期且vLP 104造成VP,并且vLP 104向iLP 102发送i2i消息以向aLP 102通知VP。响应于被通知VP,aLP发起VAI。

在时间t7处,另一个逆行P波被示为正在发生。逆行P波被aLP 102检测为AS,响应于此,aLP 102终止VAI,并且向vLP 104发送i2i消息以向vLP通知AS。响应于被通知AS,vLP104发起AVI。

在时间t8处,AVI间隔到期且vLP 104造成VP,并且vLP 104向iLP 102发送i2i消息以向aLP 102通知VP。响应于被通知VP,aLP发起另一个VAI。

虽然未在图7-9的时序图中具体示出(以使时序图中的杂波最小化),但每当aLP102检测到AS(其可以是或可以不是逆行P波型AS)时,aLP都会发起正常的PA间隔(又称为PAI),前提是尚未检测到PMT。

假定在时间t8和t9之间出现了附加的逆行P波(未示出),最终导致aLP 102在时间t9处检测到PMT,并触发PMT响应。

响应于aLP 102在时间t9处检测到PMT,aLP 102发起PMT PA间隔,该PMT PA间隔比在未检测到PMT时aLP用于心房起搏的PA间隔(又称为正常PA间隔)更短。此外,aLP 102向vLP 104发送(一个或多个)i2i消息以向vLP 104通知AS和PMT。响应于被通知PMT,vLP 104发起比PMT PA间隔更长的PMT PV间隔(又称为PMT PVI)。

仍然参考图7,在时间t10处,PMT PAI被示为到期,响应于此,aLP 102造成AP,并且aLP 102经由i2i消息向vLP 104通知AP。此时,假定PMT已被终止。响应于被通知AP,vLP 104终止该PMT PVI并发起正常AVI。在时间t11处,AVI到期,响应于此,vLP 104造成VP,并且vLP104经由i2i消息向aLP 102通知VP。响应于被通知VP,aLP 102发起VAI。

然后,在时间t12和t13处发生aLP 102和vLP 104的正常操作。在这个示例中,在时间t12处VAI到期,响应于此,aLP 102造成AP并向vLP 104通知AP。响应于被通知AP,vLP 104发起AVI。在时间t13处,AVI到期,响应于此,vLP 104造成VP并向aLP 102通知VP,响应于此,aLP 102发起另一个AVI,等等。注意的是,代替VAI间隔在时间t12处到期,可能已经在时间t11和t12之间检测到AS事件,并且由于PMT已被终止,因此LP将根据其正常操作相应地做出响应。

如果vLP 104未能成功地从aLP 102接收到在时间t10处发送的i2i通信,那么PMTPVI间隔最终将到期(在时间t10和t11之间),并且vLP 104将在此时造成VP,如图7的右下角所示。这不会对患者产生不良影响,并且PMT仍应当终止。

在图7的示例中,aLP 102响应于PMT PA间隔到期但在PMT PA间隔期间未检测到固有心房事件而在时间t10处对心房心脏腔室进行起搏,并经由i2i通信向vLP通知对心房心脏腔室进行起搏。

在图8的示例中,代替地由aPM 102在PMT PA间隔期间检测到了固有心房事件(又称为AS),如时间t10’中所示(该时间早于图7中所示的时间t10出现)。图8中时间t10’之前的所有内容都与图7中的相同,因此不需要再描述。响应于aLP 102在时间t10’处检测到AS,aLP 102经由i2i通信向vLP 104通知AS。此时,假定PMT已被终止。响应于被通知AS,vLP 104终止PMT PVI并发起正常AVI。在时间t11’处,AVI到期,响应于此,vLP 104造成VP,并且vLP104经由i2i消息向aLP 102通知VP。响应于被通知VP,aLP 102发起VAI。然后,在时间t12’和t13’处发生aLP 102和vLP 104的正常操作。

在图9的示例中,vLP 104在PMT PV间隔期间检测到固有心室事件(又称为VS),如时间t10”处所示,响应于此,vLP 104终止PMT PV间隔。图9中时间t10”之前的所有内容都与图7中的相同,因此不需要再描述。响应于vLP 104在时间t10”处检测到VS,vLP 104经由i2i通信向aLP 102通知VS。此时,假定PMT已被终止。响应于被通知VP,aLP 102发起VAI。然后,在时间t12”和t13”处发生aLP 102和vLP 104的正常操作。

图10是根据本技术进一步实施例的用于总结可以由aLP 102执行以终止PMT的步骤的高级流程图。

参考图10,步骤1002涉及aLP 102根据aLP的正常操作模式执行心房感测和起搏。上面参考图5参考步骤502讨论了其示例。

在步骤1004处,确定aLP 102是否检测到PMT。如上所述,本文描述的本技术的实施例不限于检测PMT的任何特定方式,因为此类实施例的焦点与如何检测PMT无关,而是集中在如何终止PMT上。

如果对步骤1004的确定的回答为“否”,即,如果尚未检测到PMT,那么流程返回到步骤1002。以这种方式,只要未检测到PMT,aLP 102就根据其正常操作模式执行其心房感测和起搏。

如果对步骤1004处的确定的回答为“是”,即,如果检测到PMT,那么流程前进到步骤1006。在步骤1006处,触发aLP 102的PMT响应。根据这个实施例,PMT响应涉及发起PMT PA间隔,该PMT PA间隔比如果未检测到PMT的话则aLP将用于心房起搏的PA间隔更短,如上面参考图5描述的实施例中的情况一样。上面参考图5的步骤506讨论了PA间隔和PMT PA间隔的示例性值。与参考图5描述的实施例相反,在这个实施例中,PMT响应还涉及aLP 102不经由i2i通信向vLP 104通知使aLP 102检测到PMT的心房感测事件。换句话说,PMT响应的一部分涉及aLP 102放弃向vLP 104通知由aLP 102感测到的固有心房事件。这将具有vLP 104在PMT PA间隔期间不发起PVT间隔的效果,其应当中断折返回路并由此终止PMT。

在步骤1008处,确定是否检测到固有心房事件。如果对在步骤1008处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤1009。在步骤1009处,确定是否从vLP 104接收到指示该vLP感测到固有心室事件的i2i消息,这指示PMT已被终止。如果对步骤1009处的确定的回答为“否”,那么流程前进到步骤1012。在步骤1012处,确定PMT PA间隔是否到期。如果对步骤1012处的确定的回答为“否”,那么流程返回到步骤1008。

如果对步骤1008处的确定的回答为“是”(即,如果在PMT PT间隔期间检测到固有心房事件),这指示PMT已被终止,并且流程前进到步骤1010。在步骤1010处,终止PMT PA间隔,并且aLP 102经由i2i通信向vLP 104通知由aLP 102检测到的固有心房事件。然后流程返回到步骤1002。如果对步骤1009处的确定的回答为“是”,这也指示PMT已被终止,那么在步骤1011处终止PMT PA间隔,并且流程返回到步骤1002。

返回到步骤1012的讨论,如果对步骤1012的回答为“是”(即,如果PMT PA间隔到期,但在PMT PA间隔期间未检测到固有心房事件),那么流程转到步骤1014。在步骤1014处,将心房刺激脉冲(又称为A脉冲)递送到心房,从而对心房进行起搏,以尝试终止PMT。此外,aLP 102经由i2i通信向vLP 104通知心房起搏事件。例如,当aLP 102向vLP 104发送i2i通信以向vLP 104通知心房起搏事件时,相同的i2i通信或随后的i2i通信可以向vLP 104通知由aLP 102造成的心房起搏事件。流程然后返回到步骤1002,如图10中所示。如果PMT被成功终止,那么在下一次执行步骤1004时,对步骤1004处的确定的回答应当为“否”。但是,如果PMT没有被成功终止,那么在下一次执行步骤1004时,对步骤1004处的确定的回答应当再次为“是”,并且流程将再次前进到步骤1006,以触发另一个PMT响应。

图11示出了根据本文某些实施例的作为可植入心脏系统的一部分被植入患者体内的LP 1101(例如,aLP 102或vLP 104)的一个实施例的框图。LP 1101可以被实现为全功能双心室起搏器,同时配备心房和心室感测和起搏电路,以进行四腔室感测和刺激疗法(包括起搏和电击治疗)。可选地,LP 1101可以提供全功能心脏再同步治疗。可替代地,可以用功能和组件的精简集合来实现LP 1101。例如,IMD可以在没有心室感测和起搏的情况下实现。

LP 1101具有用于保持电子/计算组件的壳体1100。壳体1100(常常被称为“罐”、“外壳”、“封套”或“外壳电极”)可以被可编程地选择以充当某些刺激模式的返回电极。壳体1100还可以包括具有多个端子1102、1104、1106、1108和1110的连接器(未示出)。端子可以连接到位于壳体1100上的各个位置或心脏内和周围的其它地方的电极。LP 1101包括可编程微控制器1120,该可编程微控制器1120控制LP 1101的各种操作,包括心脏监视和刺激疗法。微控制器1120包括微处理器(或等效控制电路)、RAM和/或ROM存储器、逻辑和定时电路、状态机电路和I/O电路。

LP 1101还包括脉冲发生器1122,该脉冲发生器1122生成刺激脉冲和通信脉冲,以通过与之耦合的一个或多个电极进行递送。脉冲发生器1122由微控制器1120经由控制信号1124控制。脉冲发生器1122可以经由电极配置开关1126耦合到(一个或多个)选择电极,电极配置开关1126包括用于将期望的电极连接到适当的I/O电路的多个开关,从而促进电极可编程性。开关1126由来自微控制器1120的控制信号1128控制。

在图11的实施例中,图示了单个脉冲发生器1122。可选地,IMD可以包括类似于脉冲发生器1122的多个脉冲发生器,其中每个脉冲发生器耦合到一个或多个电极并由微控制器1120控制,以将选择的(一个或多个)刺激脉冲递送到对应的一个或多个电极。

微控制器1120被示为包括定时控制电路1132,以控制刺激脉冲的定时(例如,起搏速率、房室(AV)延迟、心房间传导(AA)延迟或心室间传导(VV)延迟等)。上面提到的延迟也可以被称为间隔,例如,AV延迟也可以被称为AV间隔,又称为AVI。定时控制电路1132还可以被用于不应期、消隐间隔、噪声检测窗口、诱发的响应窗口、警告间隔、标记通道定时等的定时。定时控制电路1132还可以控制上面讨论的各种其它间隔的定时,诸如但不限于PA间隔、PMT PA间隔、VA间隔、PMT PV间隔等。取决于实施方式,定时控制电路1132可以包括针对要跟踪的每个间隔的相应定时器,或者可以使用同一个定时器来跟踪多于一个间隔。在定时控制电路1132包括多个定时器的情况下,多个定时器可以都具有相同的定时分辨率,或者不同的定时器可以具有不同的定时分辨率,例如,一个或多个定时器可以具有~1ms的定时分辨率,并且一个或多个其它定时器可以具有~8ms的定时分辨率,但不限于此。

微控制器1120还具有用于检测心律不齐状况的心律不齐检测器1134和形态检测器1136。虽然未示出,但是微控制器1120还可以包括辅助监视患者心脏的各种状况并管理起搏疗法的其它专用电路和/或固件/软件组件。微控制器可以包括处理器。微控制器和/或其处理器可以被用于执行本文描述的本技术的方法。

LP 1101还配备有通信调制解调器(调制器/解调器)1140,以启用与远程从起搏单元的无线通信。调制解调器1140可以包括一个或多个发送器和两个或更多个接收器,如本文结合图1B所讨论的。在一个实施方式中,调制解调器1140可以使用低频或高频调制。作为一个示例,调制解调器1140可以通过一对电极之间的传导通信来发送i2i消息和其它信号。调制解调器1140可以以硬件的形式实现为微控制器1120的一部分,或者实现为编程到微控制器1120中并由其执行的软件/固件指令。可替代地,调制解调器1140可以与微控制器分开地作为独立组件存在。

LP 1101包括感测电路1144,该感测电路1144通过开关1126选择性地耦合到执行感测操作的一个或多个电极,以检测在心脏的右腔室中心脏活动的存在。感测电路1144可以包括专用感测放大器、多路复用放大器或共享放大器。它还可以采用一个或多个具有可编程增益和/或自动增益控制、带通滤波和阈值检测电路的低功率精密放大器,以选择性地感测感兴趣的心脏信号。自动增益控制使该单元能够感测房颤的低振幅信号特性。开关1126通过选择性地闭合适当的开关来确定心脏信号的感测极性。以这种方式,临床医生可以独立于刺激极性来对感测极性进行编程。

感测电路1144的输出连接到微控制器1120,微控制器1120进而响应于心脏活动的存在或不存在而触发或禁止脉冲发生器1122。感测电路1144从微控制器1120接收控制信号1146,以控制增益、阈值、极化电荷去除电路(未示出)以及耦合到感测电路的输入的任何阻塞电路(未示出)的定时。

在图11的实施例中,图示了单个感测电路1144。可选地,IMD可以包括多个感测电路,类似于感测电路1144,其中每个感测电路耦合到一个或多个电极并由微控制器1120控制,以感测在对应的一个或多个电极处检测到的电活动。感测电路1144可以以单极感测配置或双极感测配置进行操作。

LP 1101还包括模数(A/D)数据获取系统(DAS)1150,该系统经由开关1126耦合到一个或多个电极,以跨任意一对期望电极采样心脏信号。数据获取系统1150被配置为获取心内电描记图信号,将原始模拟数据转换成数字数据,并存储数字数据,以供以后处理和/或遥测发送到外部设备1154(例如,编程器、本地收发器或诊断系统分析器)。数据获取系统1150由来自微控制器1120的控制信号1156控制。

微控制器1120通过合适的数据/地址总线耦合到存储器1160。由微控制器1120使用的可编程操作参数存储在存储器1160中,并被用于定制LP 1101的操作以适合特定患者的需求。此类操作参数定义例如起搏脉冲振幅、脉冲持续时间、电极极性、速率、灵敏度、自动特征、心律失常检测准则,以及在疗法的每个相应层内要递送到患者的心脏的每个电击脉冲的振幅、波形和向量。

LP 1101的操作参数可以通过经由通信链路1166与外部设备1154进行遥测通信的遥测电路1164被无创地编程到存储器1160中。遥测电路1164允许通过通信链路1166将与LP1101的操作相关的心内电描记图和状态信息(包含在微控制器1120或存储器1160中)发送到外部设备1154。

LP 1101还可以包括耦合到微控制器1120的磁体检测电路(未示出),以检测何时磁体被放置在单元上方。临床医生可以使用磁体来执行LP 1101的各种测试功能和/或向微控制器1120发信号通知外部设备1154就位以通过遥测电路1164接收数据或将数据发送到微控制器1120。

LP 1101还可以包括一个或多个生理传感器1170。此类传感器通常被称为“速率-响应”传感器,因为它们通常被用于根据患者的锻炼态来调整起搏刺激速率。但是,生理传感器1170还可以被用于检测心脏输出的改变、心脏的生理状况的改变或活动的昼夜改变(例如,检测睡眠和唤醒状态)。由生理传感器1170生成的信号被递送到微控制器1120以进行分析。微控制器1120通过调整施予心房和心室起搏脉冲的各种起搏参数(诸如速率、AV延迟、V-V延迟等)作出响应。虽然被示出为包括在LP 1101内,但是(一个或多个)生理传感器1170可以在LP 1101的外部,但是仍被植入患者体内或由患者携带。生理传感器的示例可以包括例如感测呼吸速率、血液的pH、心室梯度、活动、位置/姿势、分钟通气(MV)等的传感器。

电池1172为LP 1101中的所有组件提供操作电力。电池1172能够长时间在低电流消耗下操作,并且当患者需要电击脉冲(例如,超过2A,电压高于2V,持续10秒或更长时间)时,能够提供高电流脉冲(用于电容器充电)。电池1172还理想地具有可预测的放电特性,从而可以检测到选择性的更换时间。作为一个示例,LP 1101采用锂/银钒氧化物电池。

LP 1101还包括阻抗测量电路1174,该阻抗测量电路1174可以被用于许多事项,包括:在急性和慢性阶段期间的引线阻抗监视,以确保正确的引线定位或移位;检测可操作的电极并在发生移位时自动切换到可操作的对;测量呼吸或分钟通气量;测量胸阻抗以确定电击阈值;检测设备何时被植入;测量电击量;以及检测心脏瓣膜的打开;等等。阻抗测量电路1174耦合到开关1126,使得可以使用任何期望的电极。在这个实施例中,LP 1101还包括通过数据/地址总线1182耦合到微控制器1120的电击电路1180。

在一些实施例中,LP 102和104被配置为可植入心脏的任何腔室中,即,任一心房(RA,LA)或任一心室(RV,LV)。此外,对于双腔室配置,可以共同植入多个LP(例如,在RA中一个,在RV中一个,或者在RV中一个,在LV附近的冠状窦中一个)。某些起搏器参数和功能取决于(或假设)其中植入起搏器(因此,LP与之交互;例如,起搏和/或感测)的腔室的知识。一些非限制性示例包括:感测灵敏度、诱发的响应算法、在本地腔室中使用AF抑制、消隐和不应期等。因而,每个LP优选地知道其中植入LP的腔室的身份,并且可以实现自动识别与每个LP相关联的本地腔室的处理。

用于腔室识别的处理也可以应用于带引线等的皮下起搏器、ICD。对于具有一根或多根植入引线的设备,识别和/或确认引线植入其中的腔室可以在若干相关场景中是有用的。例如,对于DR或CRT设备,自动识别和确认可以减轻临床医生在不经意间将V引线插入可植入医疗设备的A端口的可能性,并且反之亦然。作为另一个示例,对于SR设备,被植入的腔体的自动识别可以使设备和/或编程器能够选择并呈现起搏模式的适当子集(例如,AAI或VVI),并且让IPG利用适当的设置和算法集合(例如,V-AutoCapture相对于ACap-Confirm、感测灵敏度等)。

应当理解的是,本文描述的主题在其应用中不限于本文描述中阐述的或在其附图中示出的构造细节和部件的布置。本文描述的主题能够具有其它实施例并且能够以各种方式被实践或执行。而且,应当理解的是,本文使用的措词和术语是出于描述的目的,而不应当被认为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。另外,要注意的是,除非另有说明,否则本文使用的术语“基于”应当被解释为至少部分基于的意思,意味着可以存在基于其做出决定的一个或多个附加因素等。例如,如果决定是基于比较的结果,那么该决定除了基于比较的结果之外,还可以基于一个或多个其它因素。

上面已经借助于说明指定功能的执行及其关系的功能构建块描述了本技术的实施例。为了便于描述,本文常常定义了这些功能构件的边界。只要适当执行指定的功能及其关系,就可以定义其它边界。因此,任何此类替代边界都在要求保护的发明的范围和精神内。例如,将有可能组合或分离图5、6和10中示出的步骤中的一些。对于另一个示例,有可能改变图11中所示的虚线方框中的一些的边界。

应当理解的是,以上描述旨在是说明性而不是限制性的。例如,上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外,在不脱离本技术范围的情况下,可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本技术的实施例的教导。虽然本文描述的材料和涂层的维度、类型旨在定义本技术的实施例的参数,但它们绝不是限制性的,而是示例性实施例。在回顾以上描述之后,许多其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,本技术的实施例的范围应当参考所附的权利要求书以及这些权利要求书所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中,术语“包括”和“其中”被用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同物。而且,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签,并且不旨在对其对象施加数字要求。另外,以下权利要求书的限制不是以装置加功能的格式书写的,并且不旨在基于35U.S.C.§112(f)进行解释,除非此类权利要求限制明确地使用短语“用于……的部件”,后面跟着没有进一步结构的功能陈述。

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