本申請(qǐng)要求于2104年7月17日提交并且通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?2/025,716以及于2015年3月11日提交并且通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此的美國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)序列號(hào)14/645,038的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
本公開(kāi)涉及可植入醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)以及用于控制心內(nèi)起搏設(shè)備的監(jiān)測(cè)功能和治療遞送功能的相關(guān)聯(lián)方法。
發(fā)明背景
可植入心臟起搏器通常放置在皮下袋中并且耦合至攜帶定位在心臟中的起搏電極和感測(cè)電極的一根或多根經(jīng)靜脈的醫(yī)療電引線。皮下植入的心臟起搏器可以是耦合至一根醫(yī)療引線用于將電極定位在一個(gè)心臟腔室、心房或心室中的單個(gè)腔室起搏器,或者耦合至兩根引線用于將電極布置在心房和心室腔室兩者中的雙腔室起搏器。多腔室起搏器也是可用的,所述多腔室起搏器可以耦合至三根引線以用于將用于起搏和感測(cè)的電極布置在一個(gè)心房腔室以及右心室和左心室兩者中。
起搏器的起搏模式通常由三字母代碼或四字母代碼指定。第一個(gè)字母可以是針對(duì)心房的“A”,針對(duì)心室的“V”或者針對(duì)雙腔室(心房和心室)的“D”,以指示對(duì)哪個(gè)(哪些)腔室進(jìn)行起搏。第二個(gè)字母通過(guò)“A”、“V”或“D”再次指定來(lái)指示對(duì)哪個(gè)(哪些)腔室進(jìn)行感測(cè)。第三個(gè)字母指示當(dāng)感測(cè)到心臟事件時(shí)起搏器如何作出響應(yīng)。例如,感測(cè)心臟事件可以觸發(fā)起搏脈沖并且由字母“T”指示,或者感測(cè)心臟事件可以抑制起搏脈沖并且由字母“I”指示。在一些情況中,感測(cè)心臟事件可以根據(jù)是在哪個(gè)腔室中感測(cè)到事件而觸發(fā)和抑制起搏脈沖。這種雙響應(yīng)由第三字母“D”指示。
按照這個(gè)約定,AAI起搏模式在心房腔室中遞送起搏脈沖,在心房中感測(cè)伴隨心房去極化的心房P波,并且當(dāng)感測(cè)到P波時(shí)抑制心房起搏脈沖。VVI起搏模式在心室腔室中遞送起搏脈沖,感測(cè)伴隨心室去極化的心室R波,并且當(dāng)感測(cè)到R波時(shí)抑制心室起搏脈沖。
一種起搏模式是DDD模式,這種模式包括:在心房和心室腔室兩者中的雙腔室起搏、在心房和心室腔室兩者中的雙腔室感測(cè)、以及針對(duì)感測(cè)事件的雙響應(yīng)。例如,所感測(cè)到的P波可以以程控房室(AV)間期來(lái)觸發(fā)心室起搏脈沖(心房觸發(fā)型心室起搏),但是在AV間期過(guò)程中所感測(cè)到的R波抑制心室起搏脈沖。能夠執(zhí)行DDD起搏的可用雙腔室起搏器被植入皮下袋中并且耦合至分別攜帶心房起搏和感測(cè)電極以及心室起搏和感測(cè)電極的經(jīng)靜脈心房引線和經(jīng)靜脈心室引線,以使雙腔室起搏器能夠在兩個(gè)腔室中進(jìn)行感測(cè)和起搏。
第四個(gè)字母“R”可以用于指定起搏器的速率響應(yīng)起搏模式。在速率響應(yīng)起搏中,響應(yīng)于指示患者代謝需求的傳感器(如,患者活動(dòng)傳感器)而自動(dòng)地調(diào)節(jié)起搏速率。AAIR、VVIR或DDDR起搏模式被配置成用于通過(guò)根據(jù)指示患者代謝需求的傳感器信號(hào)自動(dòng)地調(diào)節(jié)起搏較低速率來(lái)在所指示的(多個(gè))心臟腔室中提供速率響應(yīng)起搏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
通常,本公開(kāi)涉及包括多個(gè)可植入醫(yī)療設(shè)備的可植入醫(yī)療設(shè)備(IMD)系統(tǒng)。至少一個(gè)IMD具有自配置控制模塊,所述自配置控制模塊使IMD能夠與植入同一患者體內(nèi)的另一個(gè)IMD以協(xié)作的方式進(jìn)行操作。根據(jù)本文公開(kāi)的技術(shù)操作的IMD確立存在一個(gè)或多個(gè)其他IMD并且響應(yīng)于確立存在另一個(gè)IMD而對(duì)適當(dāng)?shù)牟僮髂J竭M(jìn)行自配置。
在一個(gè)示例中,本公開(kāi)提供了一種IMD系統(tǒng),所述IMD系統(tǒng)包括:第一可植入醫(yī)療設(shè)備;以及第二可植入醫(yī)療設(shè)備。所述第一可植入醫(yī)療設(shè)備包括控制模塊,所述控制模塊被配置成用于根據(jù)所述第一控制模塊的操作模式控制所述第一可植入醫(yī)療設(shè)備的操作。所述控制模塊被配置成用于確立患者體內(nèi)是否存在所述第二可植入醫(yī)療設(shè)備;并且響應(yīng)于確立存在所述第二可植入醫(yī)療設(shè)備而對(duì)所述控制模塊的所述操作模式進(jìn)行自配置。
在另一個(gè)示例中,所述公開(kāi)提供了一種由可植入醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)執(zhí)行的方法。所述方法包括:由第一可植入醫(yī)療設(shè)備的控制模塊確立患者體內(nèi)是否存在第二可植入醫(yī)療設(shè)備;以及響應(yīng)于確立存在所述第二可植入醫(yī)療設(shè)備而對(duì)所述控制模塊的操作模式進(jìn)行自配置。
在又另一個(gè)示例中,本公開(kāi)提供了一種存儲(chǔ)有指令集的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),所述指令當(dāng)由包括在可植入醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)中的第一可植入醫(yī)療設(shè)備的控制模塊執(zhí)行時(shí)使所述系統(tǒng)確立患者體內(nèi)是否存在第二可植入醫(yī)療設(shè)備并且響應(yīng)于確立存在所述第二可植入醫(yī)療設(shè)備而對(duì)所述控制模塊的操作模式進(jìn)行自配置。
本發(fā)明內(nèi)容旨在提供對(duì)本公開(kāi)中所描述的主題的概述。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在提供對(duì)附圖和以下說(shuō)明書中詳細(xì)描述的裝置和方法的獨(dú)有的或詳盡的解釋。以下附圖和說(shuō)明闡述了一個(gè)或多個(gè)示例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。
附圖說(shuō)明
圖1是概念圖,展示了可以用于感測(cè)心臟電信號(hào)并向患者的心臟提供治療的心內(nèi)起搏系統(tǒng)。
圖2A是心內(nèi)起搏器的概念圖。
圖2B和圖2C是心內(nèi)起搏器的替代性實(shí)施例的概念圖。
圖3是圖2A、圖2B和圖2C中所示的心內(nèi)起搏器的示例配置的功能框圖。
圖4是心內(nèi)起搏器的自配置操作模式的概念圖。
圖5是均能夠根據(jù)存在或不存在另一個(gè)起搏器而自動(dòng)地配置單操作模式和雙操作模式的心內(nèi)心房起搏器和心內(nèi)心室起搏器兩者的操作的流程圖。
圖6是根據(jù)一個(gè)示例的包括在心內(nèi)起搏器中的感測(cè)和起搏控制模塊的功能框圖。
圖7是描繪右心房和右心室心內(nèi)起搏器當(dāng)配置在雙操作模式中時(shí)的操作的時(shí)序圖。
圖8是一種用于由心內(nèi)心室起搏器控制心室起搏的方法的流程圖。
圖9是包括多個(gè)自配置心內(nèi)起搏器和其他心外可植入醫(yī)療設(shè)備的IMD系統(tǒng)的另一個(gè)示例的概念圖。
具體實(shí)施方式
本文公開(kāi)了一種包括自配置IMD的可植入醫(yī)療設(shè)備(IMD)系統(tǒng)。在各示例中,所述IMD系統(tǒng)包括自配置心內(nèi)起搏器,所述心內(nèi)起搏器不要求經(jīng)靜脈引線但是能夠通過(guò)自配置操作模式以協(xié)作的方式提供多腔室監(jiān)測(cè)和/或治療遞送功能,如雙腔室DDD(R)起搏。
所述系統(tǒng)中所包括的心內(nèi)起搏器具有控制模塊,所述控制模塊響應(yīng)于確立存在植入患者體內(nèi)的其他IMD而對(duì)起搏器操作模式進(jìn)行自配置,以便提供心內(nèi)起搏器與一個(gè)或多個(gè)其他植入醫(yī)療心內(nèi)起搏器和/或其他IMD之間的協(xié)作且高效的操作。當(dāng)多于一個(gè)心內(nèi)起搏器存在時(shí),每個(gè)起搏器都可以對(duì)其操作模式進(jìn)行自配置以使能夠由分開(kāi)的心內(nèi)起搏器以協(xié)作的方式實(shí)現(xiàn)多腔室感測(cè)和/或治療遞送功能。
定位在植入袋中并且耦合至經(jīng)靜脈的心房引線和心室引線的雙腔室起搏器可以根據(jù)患者需求而被程控為AAI(R)、VVI(R)或DDD(R)模式。雙腔室起搏器能夠控制在心房腔室和心室腔室兩者中遞送起搏脈沖,因?yàn)樗銎鸩鲗⒔邮諄?lái)自兩個(gè)腔室的感測(cè)事件信號(hào)并使用定位在兩個(gè)腔室中的電極控制何時(shí)將關(guān)于感測(cè)事件的起搏脈沖遞送至兩個(gè)腔室。換言之,雙腔室起搏器知道在心房起搏通道和心室起搏通道兩者中何時(shí)發(fā)生感測(cè)事件和起搏事件兩者,因?yàn)樗懈袦y(cè)和起搏控制都發(fā)生在一個(gè)設(shè)備中,即,雙腔室起搏器。
已經(jīng)引入了被適配成用于完全植入心臟腔室內(nèi)的心內(nèi)起搏器。移除靜脈引線、心內(nèi)引線具有若干優(yōu)點(diǎn)。例如,可以消除與從皮下起搏器袋經(jīng)靜脈延伸至心臟中的引線相關(guān)聯(lián)的干擾所導(dǎo)致的復(fù)雜性。其他并發(fā)癥(如“旋弄綜合征(Twiddler's Syndrome)”)導(dǎo)致通過(guò)使用心內(nèi)起搏器而消除引線與起搏器的斷裂的或較差的連接。
當(dāng)在植入起搏器的腔室中感測(cè)到固有事件時(shí),心內(nèi)起搏器可以通過(guò)遞送起搏脈沖并且抑制起搏來(lái)以單腔室模式(例如,AAI或VVI)操作。雖然一些患者可能僅要求單腔室起搏和感測(cè),具有AV傳導(dǎo)缺陷的患者可能要求能夠采用DDD起搏模式的起搏系統(tǒng)提供心房同步的心室起搏。如本文所討論的,一種IMD系統(tǒng)包括心內(nèi)起搏器,所述心內(nèi)起搏器被配置成用于確立患者體內(nèi)是否存在另一個(gè)IMD并且基于存在或不存在所述(多個(gè))其他IMD而從多個(gè)自配置操作模式中自配置其自身的操作模式。當(dāng)存在兩個(gè)或更多個(gè)心內(nèi)起搏器時(shí),用于配置對(duì)一個(gè)起搏器的操作與另一個(gè)起搏器的操作進(jìn)行協(xié)作的操作模式的能力使兩個(gè)起搏器能夠以有效且高效的方式執(zhí)行多腔室監(jiān)測(cè)和治療遞送操作,例如,DDD起搏。
圖1是概念圖,展示了可以用于感測(cè)心臟電信號(hào)并向患者心臟8提供治療的心內(nèi)起搏系統(tǒng)10。IMD系統(tǒng)10包括右心房(RA)心內(nèi)起搏器12和右心室(RV)心內(nèi)起搏器14。起搏器12和14被示出為經(jīng)導(dǎo)管的心內(nèi)起搏器,其被適配成完全植入心臟8的心臟腔室內(nèi),例如,完全在RV內(nèi)、完全在左心室(LV)內(nèi)、完全在RA內(nèi)或者完全在左心房(LA)內(nèi)。在圖1的示例中,起搏器12沿著RA的心內(nèi)膜壁(例如,沿著RA側(cè)壁或RA隔膜)定位。起搏器14沿著RV的心內(nèi)膜壁(例如,接近RV心尖)定位。然而,本文公開(kāi)的技術(shù)不限于圖1的示例中所示的起搏器位置,并且其他位置和彼此相對(duì)位置是可能的。
起搏器12和14尺寸上減小并且通常為圓柱形狀,以使能夠經(jīng)由遞送導(dǎo)管經(jīng)靜脈植入。在其他示例中,起搏器12和14可以定位在心臟8內(nèi)部或外部任何其他位置處,包括心外膜位置。例如,起搏器12可以定位在右心房或左心房外部或內(nèi)部,以便提供對(duì)應(yīng)的右心房或左心房起博。起搏器14可以定位在右心室或左心室外部或內(nèi)部,以便提供對(duì)應(yīng)的右心室或左心室起博。
起搏器12和14各自能夠產(chǎn)生電刺激脈沖(即,起搏脈沖),所述電刺激脈沖經(jīng)由起搏器的外殼上的一個(gè)或多個(gè)電極被遞送至心臟8。RA起搏器12被配置成用于使用基于外殼的電極來(lái)感測(cè)RA中的心內(nèi)電描記圖(EGM)信號(hào)并遞送RA起搏脈沖。RV起搏器14被配置成用于使用基于一個(gè)或多個(gè)外殼的電極來(lái)感測(cè)RV中的EGM信號(hào)并遞送RV起搏脈沖。
取決于個(gè)體患者需求,RA起搏器12可以首先被植入,并且可以在患者產(chǎn)生對(duì)心室起搏的需求之后(例如,如果患者出現(xiàn)AV傳導(dǎo)缺陷)稍后植入RV起搏器14。在其他示例中,患者可以先接收RV起搏器14并稍后接收RA起搏器12,或者患者可以在同一植入手術(shù)中接收RA起搏器12和RV起搏器14兩者。
RA起搏器12和RV起搏器14被配置成用于檢測(cè)存在(或不存在)另一個(gè)起搏器并且基于是否存在所述另一個(gè)起搏器而自動(dòng)地選擇單操作模式或雙操作模式。RA起搏器12和RV起搏器14中的每一個(gè)都包括控制模塊,所述控制模塊控制由對(duì)應(yīng)起搏器執(zhí)行的功能??刂颇K被啟用以響應(yīng)于存在或不存在所述另一個(gè)起搏器而對(duì)單或雙操作模式進(jìn)行自配置。
如以下將更詳細(xì)描述的,每個(gè)起搏器12和14包括當(dāng)對(duì)操作模式進(jìn)行自配置時(shí)被自動(dòng)啟用或禁用的特征和能力。在一些情況中,由起搏器控制模塊基于存在或不存在其他類型的植入醫(yī)療設(shè)備(如,可植入復(fù)律除顫器(ICD)、可植入ECG監(jiān)測(cè)器或其他心臟監(jiān)測(cè)或治療遞送設(shè)備)而自動(dòng)地調(diào)節(jié)操作模式。
起搏器12和14各自能夠與外部設(shè)備20進(jìn)行雙向無(wú)線通信。外部設(shè)備20可以是醫(yī)療設(shè)施中由臨床醫(yī)生或其他使用者使用的程控器、位于患者家中的監(jiān)測(cè)器、或者手持式設(shè)備。外部設(shè)備20的方面通??梢詫?duì)應(yīng)于在美國(guó)專利號(hào)5,507,782(凱爾瓦(Kieval)等人)中公開(kāi)的外部程控/監(jiān)測(cè)單元,所述專利由此通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
外部設(shè)備20使用適當(dāng)尋址目標(biāo)起搏器12和14的通信協(xié)議來(lái)確立與RA起搏器12的無(wú)線射頻(RF)通信鏈路22以及與RV起搏器14的無(wú)線RF通信鏈路24。在美國(guó)專利號(hào)5,683,432(德克(Goedeke)等人)中總體上公開(kāi)了一種可以植入系統(tǒng)10中的示例RF遙測(cè)通信系統(tǒng),所述專利由此通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
外部設(shè)備20可以用于從起搏器12和14中檢索數(shù)據(jù)并且用于將數(shù)據(jù)發(fā)送至起搏器12和14。檢索數(shù)據(jù)的示例包括生理信號(hào)(如RA或RV EGM信號(hào))、治療遞送數(shù)據(jù)(如,起搏頻率歷史、設(shè)備診斷測(cè)試結(jié)果、當(dāng)前操作模式和控制參數(shù))或者由起搏器存儲(chǔ)的其他數(shù)據(jù)。
發(fā)送至起搏器12和14的數(shù)據(jù)可以包括可程控控制參數(shù)。自配置控制模塊可以確立哪些可程控控制參數(shù)和相應(yīng)的設(shè)置可供用戶使用以基于所選的操作模式進(jìn)行程控。起搏器12或14可以例如響應(yīng)于來(lái)自外部設(shè)備20(如,顯示與操作模式相關(guān)的用戶可程控參數(shù)和設(shè)置的外部設(shè)備20)的詢問(wèn)命令將操作模式數(shù)據(jù)傳輸至外部設(shè)備20。
起搏器12和起搏器14可以或可以不被配置成用于彼此直接通信。例如,RA起搏器12和RV起搏器14兩者都不被配置成用于發(fā)起與其他設(shè)備的RF通信會(huì)話。起搏器12、14兩者都可以被配置成用于周期性地“監(jiān)聽(tīng)”來(lái)自外部設(shè)備20的有效“喚醒”遙測(cè)信號(hào)并對(duì)其自身的遙測(cè)模塊上電以響應(yīng)于有效遙測(cè)信號(hào)建立通信鏈路22或24(或者如果未接收到有效遙測(cè)信號(hào)則返回至“睡眠”)。然而,起搏器12和14可以不被配置成用于將“喚醒”信號(hào)傳輸至另一個(gè)起搏器以發(fā)起通信會(huì)話。在其他示例中,起搏器12和14可以被配置成用于彼此進(jìn)行通信,但是為了保持心內(nèi)起搏器的電池壽命,可以使通信最小化。這樣,在RA起搏器12與RV起搏器14之間可能不會(huì)在連續(xù)的基礎(chǔ)上發(fā)生通信以用于當(dāng)另一個(gè)起搏器感測(cè)到心臟事件時(shí)或者當(dāng)其遞送起搏脈沖時(shí)進(jìn)行通信。
皮下植入的雙腔室起搏器通常耦合至攜帶定位在RA和RV兩者中的電極的經(jīng)靜脈引線。當(dāng)起搏器耦合至定位在兩個(gè)腔室中的電極時(shí),P波感測(cè)信號(hào)和R波感測(cè)信號(hào)可用于以與感測(cè)事件協(xié)作的方式控制心房和心室起搏脈沖兩者。在圖1的系統(tǒng)10中,RA起搏器12和RV起搏器14可能不被啟用以通過(guò)無(wú)線RF遙測(cè)在連續(xù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行通信。在一個(gè)心臟腔室(RA或RV)中的起搏器不接收從另一個(gè)心臟腔室中的另一個(gè)起搏器直接傳輸而來(lái)的、指示所述另一個(gè)起搏器何時(shí)已感測(cè)到心臟事件或者其何時(shí)已經(jīng)遞送了起搏脈沖的通信信號(hào)。然而,根據(jù)本文公開(kāi)的技術(shù),RV起搏器14可以被配置成用于感測(cè)來(lái)自RV EGM信號(hào)的遠(yuǎn)場(chǎng)(FF)P波和FF心房起搏脈沖。RV起搏器14可以因此被啟用以間接地確定RA起搏器12何時(shí)遞送起搏脈沖和/或RA起搏器12何時(shí)最可能感測(cè)到P波。同樣地,RA起搏器12可以被配置成用于感測(cè)FF心室事件,包括R波和/或心室起搏脈沖。
如本文將描述的,在雙操作模式中,兩個(gè)起搏器12和14可以被配置成用于確定起搏脈沖是否被另一個(gè)起搏器遞送和/或誘發(fā)的或固有的事件何時(shí)已被另一個(gè)起搏器感測(cè)到從而使得兩個(gè)單獨(dú)的起搏器12和14可以以相干的協(xié)作的方式操作以遞送雙腔室起搏。以此方式,在不要求在連續(xù)的基礎(chǔ)上在兩個(gè)起搏器12與14之間的直接通信(例如,有線信號(hào)或無(wú)線RF通信信號(hào))的情況下,通過(guò)兩個(gè)分開(kāi)的心內(nèi)起搏器12和14的操作實(shí)現(xiàn)DDD(R)起搏模式。
兩個(gè)起搏器12和14中至少第一個(gè)起搏器的控制模塊被配置成用于確定第二起搏器何時(shí)感測(cè)到事件和/或基于由第一起搏器的感測(cè)模塊產(chǎn)生的感測(cè)事件信號(hào)遞送起搏脈沖。除了協(xié)作雙腔室起搏之外,所述自配置操作模式基于存在或不存在所述另一個(gè)起搏器或另一個(gè)植入設(shè)備而將其他起搏器功能的狀態(tài)設(shè)置為啟用、禁用或以其他方式被調(diào)節(jié)。
圖2A是可以對(duì)應(yīng)于圖1中所示的RA起搏器12或RV起搏器14的心內(nèi)起搏器100的概念圖。起搏器100包括沿著起搏器100的外殼150間隔開(kāi)的用于感測(cè)心臟EGM信號(hào)和遞送起搏脈沖的電極162和164。電極164被示出為從起搏器100的遠(yuǎn)端102處延伸的尖端電極,并且電極162被示出為沿著外殼150的中間部分(例如,相鄰近端104)的環(huán)形電極。遠(yuǎn)端102被稱為“遠(yuǎn)”是因?yàn)楫?dāng)其前進(jìn)穿過(guò)遞送工具(如,導(dǎo)管)時(shí)其被期望為前端并且被放置抵靠目標(biāo)起搏位點(diǎn)。
電極162和164被定位在對(duì)應(yīng)的近端104和遠(yuǎn)端102上或盡可能地靠近,以增加電極162與164之間的電極間間距。電極162和164形成用于雙極心臟起搏和感測(cè)的陽(yáng)極和陰極對(duì)。相對(duì)更大的電極間間距將增加感測(cè)FF信號(hào)的可能性,所述FF信號(hào)由起搏器100使用以檢測(cè)在另一個(gè)心臟腔室中存在另一個(gè)起搏器和/或協(xié)作與另一個(gè)心臟腔室中的起搏或感測(cè)事件的起搏脈沖遞送。例如,當(dāng)起搏器100用作RV起搏器時(shí)電極162與164之間增加的電極間間距將提高可靠地感測(cè)FF P波的可能性。
在替代性實(shí)施例中,起搏器100可以包括兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)形電極、兩個(gè)尖端電極和/或沿著起搏器外殼150暴露的用于向心臟8遞送電刺激并感測(cè)EGM信號(hào)的其他類型的電極。電極162和164可以是(不限于)鈦、鉑、銥或者其合金,并且可以包括如氮化鈦、氧化銥、氧化釕、鉑黑等低極化涂層。電極162和164可以被定位在沿著起搏器100的除了所示出的位置的位置處。
外殼150由生物相容性材料(如不銹鋼或鈦合金)形成。在一些示例中,外殼150可以包括絕緣涂層。絕緣涂層的示例包括聚對(duì)二甲苯、尿烷、聚醚醚酮(PEEK)、或聚酰亞胺等。整個(gè)外殼150可以是絕緣的,但是僅電極162和164是非絕緣的。在其他示例中,整個(gè)外殼150可以充當(dāng)電極,而不是提供如電極162等局部電極。
外殼150包括控制電子設(shè)備子組件152,所述控制電子設(shè)備子組件容納用于感測(cè)心臟信號(hào)、產(chǎn)生起搏脈沖并控制起搏器100的治療遞送和其他功能的電子設(shè)備。外殼150進(jìn)一步包括電池子組件160,所述電池子組件向控制電子設(shè)備子組件152提供電力。電池子組件160可以包括共同轉(zhuǎn)讓的第8,433,409號(hào)美國(guó)專利(約翰遜(Johnson)等人)以及第8,541,131號(hào)美國(guó)專利號(hào)(倫德(Lund)等人)中所公開(kāi)的電池的特征,所述兩個(gè)專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
起搏器100可以包括一組固定齒166用于將起搏器100固定至患者組織,例如通過(guò)與心室骨小梁相互作用。固定齒166可以被配置成用于將起搏器100錨定,從而將電極164定位成操作地鄰近靶標(biāo)組織,以便遞送治療電刺激脈沖??梢圆捎迷S多種類型的有源和/或無(wú)源固定構(gòu)件來(lái)將起搏器100錨定或穩(wěn)定在植入位置中。起搏器100可以包括如在共同轉(zhuǎn)讓的、預(yù)授權(quán)的公開(kāi)美國(guó)2012/0172892(格魯巴茨(Grubac)等人)中公開(kāi)的一組主動(dòng)固定齒,所述公開(kāi)由此通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
起搏器100可以進(jìn)一步包括遞送工具接口158。遞送工具接口158位于起搏器100的近端104,并且被配置成用于連接至用于在植入手術(shù)期間將起搏器100定位在植入位置處(例如,在心臟腔室內(nèi))的遞送設(shè)備(比如,導(dǎo)管)。
尺寸縮小的起搏器100使能夠完全植入心臟腔室中。在圖1中,RA起搏器12和RV起搏器14可以具有不同的尺寸。例如,RA起搏器12的體積可以例如通過(guò)減小電池尺寸而比起搏器14要小,以適應(yīng)植入較小的心臟腔室中。這樣,應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是,起搏器100的尺寸、形狀、電極位置或其他物理特性可以根據(jù)其將被植入的心臟腔室而被調(diào)整。
圖2B是心內(nèi)起搏器110的替代性實(shí)施例的概念圖。起搏器110包括外殼150、控制組件152、電池組件160、固定構(gòu)件166和沿著遠(yuǎn)端102的電極164,并且可以包括如以上結(jié)合圖2A所描述的沿著近端104的遞送工具接口158。起搏器110被示出為包括沿著延伸部165延伸離開(kāi)外殼150的電極162’。這樣,延伸部165可以耦合至外殼150以將電極162’定位在距離遠(yuǎn)端尖端電極164增加的電極間距離處,而不是攜帶沿著外殼150的一對(duì)電極,這限制了最大可能的電極間間距。參照2014年6月17日臨時(shí)提交的通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/025,690,例如,具有在電極之間的增加的電極間間距的心內(nèi)起搏器。
圖2C是心內(nèi)起搏器120的替代性實(shí)施例的概念圖,其具有耦合至起搏器外殼150的遠(yuǎn)端102的延伸部165,用于將遠(yuǎn)端電極164’延伸遠(yuǎn)離沿著接近近端104或在近端104處的外殼150定位的電極162。圖2B和圖2C中示出的延伸部165是將電極162’(圖2B)或電極164’(圖2C)電耦合至起搏器電路的絕緣導(dǎo)電體。具有用于增加電極間間距的絕緣、導(dǎo)電延伸部165的起搏器120通??梢詫?duì)應(yīng)于在共同轉(zhuǎn)讓的、預(yù)授權(quán)的美國(guó)公開(kāi)號(hào)2013/0035748(邦納(Bonner)等人)中公開(kāi)的可植入設(shè)備和軟導(dǎo)體,所述專利由此通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
圖3是圖2A中示出的起搏器100(或圖2B和圖2C中的起搏器110或120)的示例配置的功能框圖,并且通??梢詫?duì)應(yīng)于包括在RA起搏器12和RV起搏器14兩者中的功能電路。起搏器100包括脈沖發(fā)生器202、感測(cè)模塊204、控制模塊206、存儲(chǔ)器210、遙測(cè)模塊208和電源214。
如本文使用的,術(shù)語(yǔ)“模塊”指代專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的處理器(共享、專用或群組)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路或提供所描述的功能的其他適合部件。采用來(lái)實(shí)施在本文中所公開(kāi)的功能的軟件、硬件和/或固件的特定形式將主要由在起搏器中所采用的特定系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)確定。在考慮到本文中的公開(kāi)的情況下,在任何現(xiàn)代IMD的背景下提供軟件、硬件、和/或固件以完成所述功能在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)。
RA起搏器12和RV起搏器14中的每一個(gè)都可以包括如由圖3中所示的起搏器100所表示的類似的模塊;然而,應(yīng)理解的是,可以根據(jù)本文公開(kāi)的分開(kāi)的RA起搏器12和RV起搏器14的功能來(lái)對(duì)模塊進(jìn)行配置。例如,當(dāng)起搏器100是RA起搏器12時(shí),控制模塊206被啟用以對(duì)本文公開(kāi)的RA起搏器的單操作模式和雙操作模式進(jìn)行自配置。同樣地,當(dāng)起搏器100是RV起搏器14時(shí),控制模塊206被啟用以對(duì)本文公開(kāi)的RV起搏器的單操作模式和雙操作模式進(jìn)行自配置。滿足如本文公開(kāi)的定位在不同心臟腔室中的心內(nèi)起搏器的所描述功能所必需的各模塊的硬件、固件或軟件的適配應(yīng)被理解為包括在各模塊中。
歸因于在此的起搏器100的功能可具體化為一個(gè)或多個(gè)處理器、控制器、硬件、固件、軟件或它們的任何組合。將不同的特征描繪為特定電路或模塊旨在突顯不同的功能方面并且不一定暗示這種功能必須由分開(kāi)的硬件或軟件部件或由任何特定的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而是,與一個(gè)或多個(gè)模塊、處理器或電路相關(guān)聯(lián)的功能可以由分開(kāi)的硬件或軟件部件來(lái)執(zhí)行、或者集成在共同的硬件或軟件部件中。例如,由起搏器100執(zhí)行的起搏控制操作可以在控制模塊206中實(shí)現(xiàn),所述控制模塊206執(zhí)行存儲(chǔ)在相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器210中的指令并且依賴于來(lái)自感測(cè)模塊204的輸入。
脈沖發(fā)生器202生成電刺激信號(hào),所述電刺激信號(hào)經(jīng)過(guò)電極162和164被遞送至心臟組織。電極162和164可以是如圖2A中所示的基于外殼的電極,但是一個(gè)或兩個(gè)電極162和164可以替代性地由結(jié)合圖2B和圖2C所描述的延伸遠(yuǎn)離起搏器外殼的絕緣、導(dǎo)電體攜帶。
脈沖發(fā)生器202可以包括一個(gè)或多個(gè)電容器以及將所述(多個(gè))電容器充電至程控起搏脈沖電壓的充電電路。在合適的時(shí)間上,如由包括在控制模塊206中的起搏定時(shí)和控制電路所控制的,電容器耦合至起搏電極162和164以對(duì)電容器電壓進(jìn)行放電并由此遞送起搏脈沖。在以上并入的美國(guó)專利號(hào)5,597,782(凱爾瓦(Kieval)等人)以及在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)8,532,785(克拉奇菲爾德(Crutchfield)等人)中總體上公開(kāi)的起搏電路可以實(shí)現(xiàn)在起搏器100中從而在控制模塊206的控制下將起搏電容器充電至預(yù)定的起搏脈沖幅度并遞送起搏脈沖,所述專利通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
控制模塊206控制脈沖發(fā)生器202以根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器210中的程控治療控制參數(shù)響應(yīng)于起搏定時(shí)間期的到期而遞送起搏脈沖??刂颇K206基于確立是否存在另一個(gè)起搏器來(lái)對(duì)操作模式進(jìn)行自配置。在給定的操作模式內(nèi),可獲得一個(gè)或多個(gè)起搏模式,每個(gè)起搏模式由一組適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)定義。在控制模塊206中所包括的起搏定時(shí)和控制電路設(shè)置各種定時(shí)間期(經(jīng)常被稱為逸博間期),用于控制起搏脈沖相對(duì)于起搏或感測(cè)事件的定時(shí)。當(dāng)起搏定時(shí)間期到期時(shí),遞送起搏脈沖。如果在起搏定時(shí)間期過(guò)程中感測(cè)到心臟事件,則所調(diào)度的起搏脈沖可能被抑制,并且起搏定時(shí)間期可能重新開(kāi)始。
例如,RA起搏器12(圖1)可以通過(guò)響應(yīng)于固有感測(cè)P波或心房起搏脈沖開(kāi)始較低速率起搏逸博間期來(lái)進(jìn)行操作。如果在感測(cè)下一個(gè)固有P波之前逸博間期已到期,則遞送心房起搏脈沖。如果感測(cè)模塊204感測(cè)到固有P波,則重新開(kāi)始逸博間期。類似地,RV起搏器14(圖1)可以響應(yīng)于固有感測(cè)R波或心室起搏脈沖來(lái)設(shè)置較低速率起搏逸博間期。如果逸博間期到期,則由脈沖發(fā)生器202遞送心室起搏脈沖。如果在任何可適用的消隱期或不應(yīng)期之外的逸博間期過(guò)程中感測(cè)到R波,則重新開(kāi)始逸博間期。
感測(cè)模塊204包括用于接收跨電極162和164產(chǎn)生的心臟EGM信號(hào)的心臟事件檢測(cè)器。當(dāng)EGM信號(hào)越過(guò)心臟事件檢測(cè)器的感測(cè)閾值(其可以是自動(dòng)調(diào)節(jié)感測(cè)閾值)時(shí),感測(cè)模塊204感測(cè)心臟事件。響應(yīng)于感測(cè)閾值越限,感測(cè)模塊204將感測(cè)事件信號(hào)傳送至控制模塊206。RA起搏器12可以被程控具有適合用于感測(cè)伴隨心房去極化的P波的感測(cè)閾值。RV起搏器14可以被程控具有適合用于感測(cè)伴隨心室去極化的R波的感測(cè)閾值。
本文所使用的術(shù)語(yǔ)“感測(cè)心臟事件”或“感測(cè)事件”指代由感測(cè)模塊204響應(yīng)于EGM信號(hào)越過(guò)感測(cè)閾值(其可以是幅度閾值、頻率閾值、轉(zhuǎn)換速率閾值或其任何組合)而感測(cè)到的事件。感測(cè)心臟事件可以包括固有事件和誘發(fā)事件,兩者都還可被稱為“去極化事件”,因?yàn)楣逃懈袦y(cè)心臟事件和誘發(fā)感測(cè)心臟事件兩者都與心肌去極化相關(guān)聯(lián),分別為心肌的固有去極化或起搏誘發(fā)去極化。固有事件是在不存在起搏脈沖的情況下出現(xiàn)在心臟中的事件。固有事件包括固有P波(如源自心臟的竇房結(jié)的竇性P波)和固有R波(如經(jīng)由房室結(jié)從心房傳導(dǎo)的竇性R波)。固有事件還可以包括非竇性固有事件,如從心臟中固有地發(fā)生但在本源上異常的房性期前收縮(PAC)或室性期前收縮(PVC)。
感測(cè)固有事件可以包括近場(chǎng)(NF)事件和遠(yuǎn)場(chǎng)(FF)事件。NF事件是發(fā)生在心臟腔室中的事件,雙極性感測(cè)電極162和164定位在所述心臟腔室中。FF事件是發(fā)生在不同心臟腔室中的事件,電極162和164未定位在所述心臟腔室中。如本文所描述的,起搏器100可以感測(cè)NF事件和FF事件,以用于監(jiān)測(cè)患者的心臟和/或用于控制起搏脈沖遞送。這樣,感測(cè)模塊204可以包括用于感測(cè)NF事件并將NF感測(cè)事件信號(hào)提供給控制模塊206的NF感測(cè)通道222以及用于感測(cè)FF事件并將FF感測(cè)事件信號(hào)提供給控制模塊206的FF感測(cè)通道224。
例如,RA起搏器12可以感測(cè)NF P波和FF R波兩者。P波感測(cè)閾值可以由NF感測(cè)通道222使用,并且不同的R波感測(cè)閾值可以由FF感測(cè)通道224使用并應(yīng)用于由電極162和164接收的同一EGM信號(hào)以便以不同方式感測(cè)NF P波和FF R波。閾值可以應(yīng)用于信號(hào)幅度或其他波形形態(tài)特征以區(qū)分NF信號(hào)和FF信號(hào)。此外或替代性地,不同的感測(cè)窗、不應(yīng)窗和/或消隱期可以由控制模塊206應(yīng)用以基于定時(shí)在NF P波與FF R波之間進(jìn)行辨別。例如,不應(yīng)期或消隱期可以由RA起搏器控制模塊206遵循P波感測(cè)事件信號(hào)或心房起搏脈沖進(jìn)行設(shè)置,從而使得在不應(yīng)期或消隱期過(guò)程中感測(cè)到的任何事件可以被標(biāo)識(shí)為FF R波并且不被用于重置較低速率起搏逸博并因此被忽略以便確定心房固有速率和用于控制心房起搏。替代性地,感測(cè)的FF R波還可以用于設(shè)置逸博間期,以用于控制下一個(gè)心房起搏脈沖的定時(shí)。感測(cè)的FF R波可以由RA起搏器用于監(jiān)測(cè)目的,如,監(jiān)測(cè)心房與心室之間的AV傳導(dǎo)時(shí)間。
遠(yuǎn)場(chǎng)P波可以存在于由RV起搏器14感測(cè)到的心室EGM信號(hào)上。FF P波的幅度通常比NF R波小得多,并因此可基于幅度與R波進(jìn)行區(qū)分。R波感測(cè)閾值可以被設(shè)置得大于預(yù)期FF P波幅度,從而使得當(dāng)由電極162和164接收的EGM信號(hào)越過(guò)NF感測(cè)通道22中的R波感測(cè)閾值時(shí),R波被感測(cè)到。FF P波可以由RV起搏器的FF感測(cè)通道224使用與NF R波感測(cè)閾值不同的感測(cè)閾值來(lái)感測(cè),并且可選地使用由控制模塊206應(yīng)用的指定的P波感測(cè)窗。如以下進(jìn)一步描述的并且如在以上并入的于2014年6月17日臨時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/025,690中總體上公開(kāi)的,可以由控制模塊206使用從FF感測(cè)通道224接收的FF P波感測(cè)信號(hào)來(lái)遞送心房同步的心室起搏。
如以上所指示的,由感測(cè)模塊204感測(cè)的事件可以包括誘發(fā)事件。誘發(fā)事件是伴隨由起搏脈沖引起的心肌組織去極化的信號(hào)??梢詫?duì)誘發(fā)事件進(jìn)行感測(cè)以便驗(yàn)證起搏脈沖的奪獲。例如,RA起搏器12可以被配置成用于遞送RA起搏脈沖、在起搏脈沖期間中設(shè)置消隱期以防止感測(cè)模塊202由于起搏脈沖而飽和、然后設(shè)置奪獲檢測(cè)窗。在奪獲檢測(cè)窗期間感測(cè)的P波被感測(cè)為誘發(fā)P波并且證明起搏脈沖成功奪獲心房。RA起搏器12可以感測(cè)固有P波和誘發(fā)P波兩者。還可以由FF感測(cè)通道224來(lái)感測(cè)通過(guò)由RV起搏器14遞送心室起搏脈沖引起的FF誘發(fā)R波。可以由RV起搏器14中的FF感測(cè)通道224來(lái)感測(cè)由RA起搏器12遞送的心房起搏脈沖引起的FF誘發(fā)P波。
感測(cè)事件可以進(jìn)一步包括對(duì)由另一個(gè)心臟腔室中的心內(nèi)起搏器遞送的起搏脈沖的感測(cè)。例如,由RA起搏器12遞送的RA起搏脈沖關(guān)于由RV起搏器14的感測(cè)模塊204接收的心室EGM信號(hào)可以具有相對(duì)較高的幅度。類似地,由RV起搏器14遞送的RV起搏脈沖可以表現(xiàn)為關(guān)于有RA起搏器12接收的RA EGM信號(hào)的FF信號(hào)。感測(cè)模塊204可以產(chǎn)生被配置成用于產(chǎn)生FF起搏脈沖感測(cè)信號(hào),所述FF起搏脈沖感測(cè)信號(hào)被傳送至控制模塊206,從而使得一個(gè)起搏器可以標(biāo)識(shí)另一個(gè)心臟腔室中的另一個(gè)起搏器已經(jīng)遞送起搏脈沖的時(shí)間。
例如,在RV起搏器14中,感測(cè)模塊204的FF感測(cè)通道224可以被配置成用于感測(cè)FF心房起搏脈沖。如以下更詳細(xì)描述的,被提供給控制模塊206的FF心房起搏脈沖感測(cè)信號(hào)用于在心房同步的心室起搏期間控制心室起搏脈沖的定時(shí)。取決于感測(cè)模塊204的頻率特性以及起搏器12和14及其對(duì)應(yīng)電極的相對(duì)取向,RA起搏脈沖可以或可以不被RV感測(cè)模塊204感測(cè)到。
感測(cè)模塊204可以包括多個(gè)感測(cè)通道,用于有意地感測(cè)NF事件和FF事件兩者,包括NF和FF固有事件、NF和FF誘發(fā)事件、以及FF起搏脈沖事件。通過(guò)有意地感測(cè)FF事件,控制模塊206可以控制起搏器100以便以協(xié)作的方式利用另一個(gè)心臟腔室中的起搏器進(jìn)行操作。
例如,RV起搏器14可以包括用于感測(cè)NF R波的NF通道222以及用于感測(cè)由RA起搏器12遞送的FF心房起搏脈沖和/或FF P波的FF通道224。NF和FF感測(cè)通道222和224可以具有不同的帶通頻率和不同的感測(cè)閾值。FF感測(cè)通道224可以包括一個(gè)或多個(gè)心臟事件檢測(cè)器或用于單獨(dú)地感測(cè)不同的FF事件(例如,F(xiàn)F P波和FF心房起搏脈沖)的“子通道”??珉姌O162和164采集的相同的EGM信號(hào)應(yīng)用于所有的感測(cè)通道,但是基于不同的帶通頻率以及被選擇用于增強(qiáng)期望的NF或FF事件的感測(cè)的感測(cè)閾值來(lái)感測(cè)不同的事件。
響應(yīng)于感測(cè)閾值越限,感測(cè)模塊204將感測(cè)事件信號(hào)傳送至控制模塊206。感測(cè)事件信號(hào)可以包括FF起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)、FF R波或P波感測(cè)事件信號(hào)(例如,在RV起搏器14情況下的FF P波和在RA起搏器12情況下的FF R波)、以及NF R波或P波感測(cè)事件信號(hào)(在RV起搏器14情況下的NF R波和在RA起搏器12情況下的NF P波)。
控制模塊206使用感測(cè)事件信號(hào)來(lái)采用期望起搏模式控制脈沖發(fā)生器202202,如以下更詳細(xì)所述。此外或替代性地,F(xiàn)F起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)可以由控制模塊206使用以確立在另一個(gè)心臟腔室中存在心內(nèi)起搏器。
存儲(chǔ)器210可以包括計(jì)算機(jī)可讀指令,這些計(jì)算機(jī)可讀指令在由控制模塊206執(zhí)行時(shí),使控制模塊206執(zhí)行貫穿本公開(kāi)歸因于起搏器100的各種功能。計(jì)算機(jī)可讀指令可以被編碼在存儲(chǔ)器210內(nèi)。存儲(chǔ)器210可以包括任何非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),包括任何易失性介質(zhì)、非易失性介質(zhì)、磁性介質(zhì)、光學(xué)介質(zhì)或電介質(zhì),諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、快閃存儲(chǔ)器、或其他數(shù)字介質(zhì),唯一的例外是瞬時(shí)傳播信號(hào)。存儲(chǔ)器210存儲(chǔ)由控制模塊206使用以控制由脈沖發(fā)生器202根據(jù)當(dāng)前配置的操作模式來(lái)遞送起搏脈沖的定時(shí)間期、計(jì)數(shù)或其他數(shù)據(jù)。
起搏器100可以進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生被傳送至控制模塊206的患者活動(dòng)信號(hào)的加速度計(jì)212。加速度計(jì)212可以被具體化為用于產(chǎn)生與身體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)的壓電晶體。在2014年2月6日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/174,514(尼科爾斯基(Nikolski)等人)中總體上公開(kāi)了在心內(nèi)設(shè)備中使用加速度計(jì)來(lái)獲得患者活動(dòng)數(shù)據(jù),所述專利通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
加速度計(jì)信號(hào)用于確定傳感器指示的速率(SIR),所述SIR用于設(shè)置起搏逸博間期以用于控制起搏速率從而滿足患者的代謝需求。在單腔室起搏模式期間的心房起搏逸博間期或心室起搏逸博間期初始地根據(jù)程控的較低或基礎(chǔ)起搏速率被設(shè)置以提供心動(dòng)過(guò)緩起搏。較低的或基礎(chǔ)起搏速率可以被自動(dòng)地調(diào)節(jié)以基于指示患者代謝需求的感測(cè)信號(hào)(如,來(lái)自加速度計(jì)212的信號(hào))提供速率響應(yīng)起搏。在美國(guó)專利號(hào)7,031,772(康戴爾(Condie)等人)中總體上公開(kāi)了使用用于提供速率響應(yīng)起搏的患者活動(dòng)信號(hào),所述專利由此通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
此外或替代性地,由加速度計(jì)212產(chǎn)生的信號(hào)可以由控制模塊206用來(lái)檢測(cè)另一個(gè)心臟腔室的運(yùn)動(dòng)以用于監(jiān)測(cè)目的。例如,當(dāng)起搏器100被定位在RA(如圖1的RA起搏器12)中時(shí),在心室收縮射血階段開(kāi)始時(shí)由于心室收縮引起的關(guān)于加速度計(jì)信號(hào)的運(yùn)動(dòng)偽像可以被標(biāo)識(shí)為用于感測(cè)作為心室去極化的證明的FF R波的替代。在起搏的或感測(cè)的心房事件與從加速度計(jì)信號(hào)中標(biāo)識(shí)的替代心室去極化信號(hào)之間的時(shí)間間期可以被測(cè)量為AV傳導(dǎo)時(shí)間并且用于由RA起搏器12進(jìn)行AV傳導(dǎo)時(shí)間監(jiān)測(cè)。如下所述,由RA起搏器12進(jìn)行的AV傳導(dǎo)時(shí)間監(jiān)測(cè)可以在單操作模式期間被啟用以基于增加的AV傳導(dǎo)時(shí)間確定對(duì)RV起搏器14的需求。
電源214根據(jù)需要向起搏器100的其他模塊和部件中的每一個(gè)提供電力??刂颇K206可以執(zhí)行功率控制操作,以便控制何時(shí)向不同的部件或模塊供電以執(zhí)行不同的起搏器功能。電源214可以包括一個(gè)或多個(gè)能量存儲(chǔ)設(shè)備,如,一個(gè)或多個(gè)可再充電電池或不可再充電電池。為清楚起見(jiàn),圖3中未示出電源214與其他起搏器模塊和部件之間的連接。
遙測(cè)模塊208包括收發(fā)器以及用于經(jīng)由射頻(RF)通信鏈路發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的相關(guān)聯(lián)的天線。與外部設(shè)備20(圖1)的RF通信可以發(fā)生在醫(yī)療植入通信服務(wù)(MICS)頻帶、醫(yī)療數(shù)據(jù)服務(wù)(MEDS)頻帶或其他頻帶中,包括但不限于針對(duì)藍(lán)牙和IEEE 802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)頻帶。遙測(cè)模塊208可以能夠與外部設(shè)備20在寬范圍的距離(例如,高達(dá)約10米)之上進(jìn)行雙向通信。在其他示例中,遙測(cè)通信可能要求使用放置在起搏器100附近的程控頭部以促進(jìn)數(shù)據(jù)傳送。
圖4是包括在IMD系統(tǒng)(如圖1的系統(tǒng)10)中的心內(nèi)起搏器100的自配置操作模式的概念圖300。IMD系統(tǒng)10包括至少一個(gè)心內(nèi)起搏器100,并且可以包括兩個(gè)或更多個(gè)心內(nèi)起搏器,例如,RA起搏器12和RV起搏器14以及LV起搏器。每個(gè)起搏器可以被完全植入心臟腔室內(nèi)并且因此能夠使用雙極電極(例如,電極162和164)在單腔室中遞送心臟起搏。在一些示例中,IMD系統(tǒng)10包括至少一個(gè)心內(nèi)起搏器,并且可以包括一個(gè)或多個(gè)其他心內(nèi)監(jiān)測(cè)或治療遞送設(shè)備,如ICD或皮下ECG監(jiān)測(cè)器。
第一心內(nèi)起搏器100被植入并且以單操作模式自配置,如由狀態(tài)302所指示的。以單模式操作的第一心內(nèi)起搏器確立是否存在第二心內(nèi)起搏器??梢曰趶耐獠吭O(shè)備20接收的通知第一起搏器尚未植入第二起搏器的信號(hào)來(lái)確立存在第二心內(nèi)起搏器。替代性地,可以基于由第一起搏器100的控制模塊204感測(cè)FF起搏脈沖信號(hào)來(lái)確立存在第二心內(nèi)起搏器。
如果如由過(guò)渡304所指示的那樣檢測(cè)到第二起搏器,則第一起搏器在狀態(tài)306下將其自身重新配置(或自配置)為雙操作模式。第二起搏器同樣地確立存在第一起搏器并且在狀態(tài)306中以雙操作模式自配置。被植入的第二起搏器可以接收來(lái)自外部設(shè)備20的指示存在第一起搏器的通知信號(hào)。第二起搏器響應(yīng)于所述命令在狀態(tài)306下自動(dòng)地將其自身配置為雙操作模式。替代性地,第二起搏器在被植入時(shí)可以感測(cè)由第一起搏器遞送的來(lái)自第二起搏器接收的EGM信號(hào)的FF起搏脈沖并自動(dòng)地將其自身配置為雙操作模式306。
在一個(gè)示例中,第一植入設(shè)備是RA起搏器12,并且第二植入設(shè)備是RV起搏器14。在另一個(gè)示例中,第一設(shè)備是RV起搏器14,并且第二設(shè)備是RA起搏器12。在又另一個(gè)示例中,第一植入設(shè)備是RA起搏器或LV起搏器,并且第二植入設(shè)備是RA起搏器或LV起搏器。
植入第一起搏器與第二起搏器之間的時(shí)間可以在患者之間變化。在一些情況中,兩個(gè)起搏器都可以在同一手術(shù)中植入,從而使得兩個(gè)設(shè)備都在植入之后立即或很快進(jìn)行自配置。在其他示例中,第二起搏器的植入可以發(fā)生在第一起搏器之后的多天、多周、多月或者甚至多年。
在一些示例中,第三心內(nèi)起搏器可以由第一和第二起搏器檢測(cè),如由過(guò)渡308指示。在狀態(tài)310中,第一和第二起搏器可以自動(dòng)地從雙模式切換至三模式。同樣地,第三心內(nèi)起搏器將自動(dòng)地響應(yīng)于FF感測(cè)脈沖或響應(yīng)于從外部設(shè)備接收到的通知基于第一和第二起搏器的檢測(cè)在三模式310中進(jìn)行自配置。在一個(gè)示例中,三模式使心內(nèi)起搏器100能夠感測(cè)一個(gè)或兩個(gè)其他心臟腔室中的FF事件并使用所述FF事件來(lái)監(jiān)測(cè)患者的心律和/或基于所述FF事件觸發(fā)或抑制在植入起搏器100的心臟腔室中遞送的起搏脈沖。
在一些情況中,另一個(gè)設(shè)備(不是心內(nèi)起搏器)可能已經(jīng)存在或植入在心內(nèi)起搏器之后。如果存在除了心內(nèi)起搏器100之外的另一個(gè)IMD,則心內(nèi)起搏器100可以修改其自配置的單模式、雙模式或三模式從而以當(dāng)存在另一個(gè)IMD時(shí)所期望的方式進(jìn)行操作。這樣,單、雙和三操作模式可以指代使一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)心內(nèi)起搏器能夠適當(dāng)?shù)貑为?dú)地或與一個(gè)或多個(gè)其他心內(nèi)起搏器配合地操作的操作模式??梢曰诔诵膬?nèi)起搏器之外存在另一個(gè)可植入設(shè)備而對(duì)單、雙和三操作模式中的每個(gè)模式進(jìn)行修改。例如,經(jīng)修改的單、雙和三操作模式可以禁用心內(nèi)起搏器功能以消除可以由另一個(gè)IMD執(zhí)行的多余的功能并由此保存心內(nèi)起搏器的電池能量。
在其他示例中,心內(nèi)起搏器100的經(jīng)修改的單、雙和三操作模式可以使特征或功能可用于未被使用的起搏器中,除非存在另一個(gè)IMD。為了說(shuō)明,當(dāng)存在另一個(gè)心內(nèi)起搏器時(shí)在單模式中操作或在雙模式中操作的心內(nèi)起搏器100可以在植入ICD時(shí)將其單模式或雙模式修改為包括抗心動(dòng)過(guò)速起搏(ATP)遞送。可能并不期望由IMD系統(tǒng)進(jìn)行的ATP遞送,除非去極化能力可用。當(dāng)ICD被添加至IMD系統(tǒng)中時(shí),存在的任何心內(nèi)起搏器可以將其當(dāng)前操作模式修改為包括ATP。
可以從患者體內(nèi)的IMD系統(tǒng)中添加或移除可植入設(shè)備。這樣,如果三個(gè)心內(nèi)起搏器存在并以三模式310操作,則一個(gè)起搏器可以如過(guò)渡312所指示的那樣被移除或禁用。在一些情況中,植入起搏器可能不會(huì)被從患者物理地移除但是可能達(dá)到電池最終壽命或者被“關(guān)閉”,從而使得其不再在植入IMD系統(tǒng)中起作用或不再遞送起搏治療。剩余的兩個(gè)設(shè)備將或者自動(dòng)地基于EGM信號(hào)或者通過(guò)接收來(lái)自外部設(shè)備的通知來(lái)檢測(cè)第二設(shè)備從系統(tǒng)的移除。剩余的起搏器將在狀態(tài)306中以雙操作模式自配置。如果如由過(guò)渡314所指示的那樣從系統(tǒng)中移除另一個(gè)起搏器,則剩余的起搏器檢測(cè)所述移除并在狀態(tài)302中以單操作模式自配置其自身。
針對(duì)IMD系統(tǒng)中所存在的每個(gè)心內(nèi)起搏器,狀態(tài)302中的單模式、狀態(tài)306中的雙模式、狀態(tài)310中的三模式等等可以針對(duì)給定的起搏器并且針對(duì)給定的起搏器組合被唯一地定義。例如,如果RA起搏器12初始存在并且在狀態(tài)302的單模式中操作,則其可以響應(yīng)于檢測(cè)到存在第二起搏器(如,RV起搏器14)自配置成包括一組特征和控制參數(shù)的雙操作模式,但響應(yīng)于檢測(cè)到存在不同起搏器(如,LA起搏器)而切換為包括一組不同的特征和控制參數(shù)的不同的雙模式。這樣,針對(duì)可以被引入整個(gè)IMD系統(tǒng)中的每個(gè)心內(nèi)起搏器,除了一個(gè)或多個(gè)雙操作模式、一個(gè)或多個(gè)三模式之外可以定義唯一的單操作模式,每個(gè)雙操作模式是根據(jù)植入的第二起搏器的類型和/或位置定義的,每個(gè)三模式是根據(jù)植入的第三起搏器的類型和位置定義的,諸如此類。
雖然在圖4中描繪了存在多達(dá)三個(gè)可植入起搏器的情況,但是本文公開(kāi)的方法可以擴(kuò)展至在四個(gè)心臟腔室中的每個(gè)心臟腔室中操作的四個(gè)心內(nèi)起搏器,在這種情況下,可以針對(duì)每個(gè)起搏器定義四模式。每個(gè)心內(nèi)起搏器可以進(jìn)一步包括當(dāng)存在其他類型的IMD時(shí)所使用的自配置的、經(jīng)修改的操作模式,如,在存在ICD的情況下經(jīng)修改的單操作模式、在存在ICD的情況下經(jīng)修改的雙操作模式等。
圖5是均能夠根據(jù)存在或不存在另一個(gè)起搏器而自動(dòng)地配置對(duì)應(yīng)的單操作模式和雙操作模式的心內(nèi)心房起搏器12和心內(nèi)心室起搏器14兩者的操作的流程圖400。在一個(gè)說(shuō)明性示例中,在框402處,首先植入心內(nèi)心房起搏器,如,RA起搏器12。許多患者可能要求心動(dòng)過(guò)緩心房起搏,而由于正常的房室傳導(dǎo)不要求心室起搏。心房起搏器最初被配置為單模式,如在框404處所指示的。
心房起搏器12可以由制造商默認(rèn)地設(shè)置為單操作模式或者可以響應(yīng)于來(lái)自程控器(或其他外部設(shè)備)的指示心房起搏器是唯一起搏器的通知而以單模式自配置,即,沒(méi)有其他的心內(nèi)起搏器被預(yù)先或同時(shí)植入。單操作模式可以由起搏器特征和控制參數(shù)的組合定義,所述控制參數(shù)控制心房起搏器的監(jiān)測(cè)功能和心房起搏器的治療遞送功能兩者。
例如,在單操作模式中,心房起搏器12可以被配置為如在AAI或AAIR起搏模式中遞送心動(dòng)過(guò)緩起搏的單個(gè)腔室心房起搏器一樣操作。如本文所使用的,“操作模式”指代起搏器的全部功能,其可以包括生理信號(hào)監(jiān)測(cè)、心動(dòng)過(guò)緩起搏、一種或多種其他類型的心臟刺激治療遞送(如,ATP或心臟再同步治療(CRT))、自診斷測(cè)試和其他設(shè)備功能。這樣,由指示在哪個(gè)腔室中遞送心動(dòng)過(guò)緩起搏并且在哪個(gè)(哪些)腔室中感測(cè)心臟事件以用于控制心動(dòng)過(guò)緩起搏脈沖的定時(shí)的三個(gè)或四個(gè)字母序列指定的心動(dòng)過(guò)緩起搏模式是總操作模式的一個(gè)方面。一個(gè)或多個(gè)可程控起搏模式在給定的單或雙操作模式內(nèi)可以是可用的。
在框404處配置的單操作模式中,AV傳導(dǎo)阻滯監(jiān)測(cè)在一個(gè)示例中被開(kāi)啟。AV傳導(dǎo)阻滯監(jiān)測(cè)通過(guò)啟用心房心內(nèi)起搏器來(lái)感測(cè)FF R波而被開(kāi)啟,以用于測(cè)量由控制模塊從感測(cè)模塊接收的NF P波感測(cè)事件信號(hào)與FF R波感測(cè)事件信號(hào)之間的時(shí)間間隔。FF R波的不存在或延遲是產(chǎn)生AV阻滯的指示并且可以指示對(duì)心內(nèi)心室起搏器的需求。AV阻滯監(jiān)測(cè)因此可以在框404處在單模式中被啟用,即,被“開(kāi)啟”?;贔F R波感測(cè)與AV阻滯的證明有關(guān)的數(shù)據(jù)可以由心房起搏器存儲(chǔ)并且被傳輸至外部設(shè)備(程控器、家庭監(jiān)測(cè)器或如圖1中所示的其他外部設(shè)備20),以警告臨床醫(yī)生或其他用戶對(duì)心室起搏的可能需求。
在框404處配置的單操作模式進(jìn)一步包括心房(A)心動(dòng)過(guò)緩起搏模式,例如,AAI或AAIR模式。在一些示例中,在單操作模式中未啟用除了單個(gè)腔室起搏之外的其他治療。盡管心房起搏器可以被配置成用于在單操作模式中感測(cè)FF R波,但是起搏模式被指定為AAI(R)模式,因?yàn)閮HNF P波抑制調(diào)度心房起搏脈沖并且僅NF P波或心房起搏脈沖(但并非FF R波)用于開(kāi)始心房起搏逸博間期。心房起搏器被配置成用于在單操作模式中進(jìn)行雙腔室感測(cè),因?yàn)镕F R波可以由起搏器感測(cè),即使心房起搏器不接收來(lái)自定位在心室中的電極的EGM信號(hào)。然而,NF P波和FF R波兩者的這個(gè)“偽”雙腔室感測(cè)可以不用于心房起搏脈沖的定時(shí)和控制中,并且單起搏模式因此被稱為AAI(R)。
心房起搏器的單操作模式可以附加地包括FF心室起搏脈沖監(jiān)測(cè)(FF心室起博監(jiān)測(cè)開(kāi)啟)。RA起搏器的FF感測(cè)通道可以被啟用以感測(cè)FF心室起搏脈沖,從而檢測(cè)心內(nèi)心室起搏器的存在。
在框408處,心室起搏器(如,RV起搏器14)可以被檢測(cè)到。由心房起搏器檢測(cè)心室起搏器可以是基于從外部設(shè)備接收的遙測(cè)信號(hào)。替代性地或此外,心房起搏器的單操作模式可以包括心室起搏器基于單操作模式(框404)期間啟用的FF心室起搏脈沖監(jiān)測(cè)的自動(dòng)檢測(cè)。如果FF心室起搏脈沖被感測(cè)到,則可以在框408處基于心室起搏器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)心室起搏器的檢測(cè),例如,在預(yù)定時(shí)間間期或預(yù)定數(shù)量的心房心臟周期(PP間期)內(nèi)的最低要求數(shù)量的FF心室起搏脈沖感測(cè)事件。如果無(wú)心室起搏脈沖被感測(cè)到或者心室起搏器檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)未被滿足,和/或沒(méi)有從外部設(shè)備接收到通知信號(hào),則心房起搏器保持在單模式中(框404)。
如在框420處所指示的,可以在任何時(shí)間上(在心房起搏器植入之前、與其同時(shí)或在其之后)植入心室起搏器(如RV起搏器14)。如果在框408處RV起搏器14被RA起搏器12檢測(cè)到,則在框410處RA起搏器12自動(dòng)地將其自身配置為雙操作模式。心房起搏器雙操作模式可以包括對(duì)監(jiān)測(cè)功能和/或治療遞送功能的調(diào)節(jié)。
例如,因?yàn)楝F(xiàn)在存在心室起搏器,所以出于確定對(duì)心室起搏器的需求的目的在單操作模式期間啟用的AV阻滯監(jiān)測(cè)可以在框410處被禁用或被關(guān)閉。因?yàn)樾氖移鸩骺捎糜谔峁﹤溆眯氖移鸩?,所以心房起搏器可以根?jù)執(zhí)行的快速性心律失常檢測(cè)算法監(jiān)測(cè)心房心動(dòng)過(guò)速(AT)或心房顫動(dòng)(AF)(AT/AF檢測(cè)開(kāi)啟)。除了提供心動(dòng)過(guò)緩起搏之外,心房雙操作模式還可以啟用心房ATP治療(心房ATP開(kāi)啟)。在沒(méi)有心室起搏器存在的情況下,可能并不期望遞送心房ATP,因?yàn)槠鋾?huì)導(dǎo)致不規(guī)則的室性心律。響應(yīng)于檢測(cè)到RV起搏器14,RA起搏器12可以自動(dòng)地啟用AT/AF檢測(cè)和心房ATP治療能力。
在雙操作模式期間,心房心動(dòng)過(guò)緩起搏可以被配置成用于使用比在用于心動(dòng)過(guò)緩起搏的單模式期間所使用的更高的起搏脈沖幅度和/或脈沖寬度。例如,通過(guò)增加被添加至心房起搏奪獲閾值的起搏安全裕度來(lái)增加心房起搏脈沖幅度。相比于在單操作模式期間所使用的起搏安全裕度,在雙操作模式期間可以使用更高的起搏安全裕度。由添加更高的安全起搏裕度所引起的更高心房起搏脈沖幅度促進(jìn)了由心室起搏器可靠地感測(cè)FF心房起搏脈沖。替代性地,在雙操作模式期間可以使用固定高度的心房起搏幅度或脈沖寬度,其被期望在心房起搏奪獲閾值之上并且容易被心室起搏器感測(cè)為具有高可信度的FF起搏脈沖。這樣,自配置的雙操作模式可以如框410處所指示的包括增加起搏安全裕度或以其他方式設(shè)置較高的心房起搏脈沖幅度或脈沖寬度。
當(dāng)在框410處配置雙操作模式時(shí),例如,當(dāng)來(lái)自外部設(shè)備的指示雙操作模式的下一個(gè)詢問(wèn)命令已經(jīng)被配置并且啟用外部設(shè)備以顯示相關(guān)的可程控控制參數(shù)時(shí),心房起搏器向程控器或其他外部設(shè)備提供信號(hào)。例如,即使AT/AF檢測(cè)和心房ATP被啟用,用戶仍可以能夠使用外部程控器開(kāi)啟或關(guān)閉這些特征。當(dāng)開(kāi)啟時(shí),可以顯示相關(guān)的可程控控制參數(shù),如AT/AF檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和ATP控制參數(shù)。
在雙操作模式中所包括的一些參數(shù)或特征可能是不可程控的參數(shù)。例如,增加的心房起搏脈沖幅度可以是固定的參數(shù),從而使得用戶可能并非故意地將幅度設(shè)置得過(guò)低從而被心室起搏器可靠地感測(cè)。
在切換至雙操作模式之后,心房起搏器可以繼續(xù)監(jiān)測(cè)心室起搏器的存在。如果心室起搏器不再存在(或運(yùn)作),則心房起搏器可以通過(guò)返回至框404而返回至單模式。檢測(cè)到心室起搏器不再存在可以基于接收來(lái)自外部設(shè)備的通知或者檢測(cè)來(lái)自FF感測(cè)通道224的FF心室起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)的消失。相比于基于感測(cè)FF心室起搏脈沖檢測(cè)RV起搏器14存在所需的時(shí)間,無(wú)FF心室起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)的擴(kuò)展周期時(shí)間可能要求確定RV起搏器14不再存在。例如,在RA起搏器控制模塊206確定RV起搏器14不再存在之前,可能要求無(wú)FF心室起搏脈沖感測(cè)事件的至少一天。RV起搏器14可以被配置成用于以大于固有心臟速率的超速起搏速率和/或以每天至少一次的高脈沖輸出遞送預(yù)定數(shù)量的起搏脈沖(例如,8個(gè)起搏脈沖),以減小RA起搏器控制模塊206確定RV起搏器14不再存在的可能性。類似地,RA起搏器12可以被配置成用于以超速速率和/或增加的脈沖輸出遞送預(yù)定數(shù)量的起搏脈沖以減小RV起搏器14不會(huì)錯(cuò)誤地確定RA起搏器12不再存在的可能性。
當(dāng)心室起搏器(例如,RV起搏器14或LV起搏器)被植入時(shí)(如在框420處所指示的),可以在框422處初始地判定是否檢測(cè)到心房起搏器。對(duì)心房起搏器的檢測(cè)可以基于接收來(lái)自程控器或外部設(shè)備20的遙測(cè)通知信號(hào)或者基于監(jiān)測(cè)針對(duì)FF心房起搏脈沖的出現(xiàn)的心室EGM信號(hào)。心室起搏器可以被設(shè)置為單模式作為默認(rèn)模式或者雙模式作為默認(rèn)模式。如果在框422處檢測(cè)到心房起搏器,則心室起搏器在框430處將其自身配置為雙操作模式(其可以是維持默認(rèn)模式的問(wèn)題)。心室起搏器的雙操作模式相比心室起搏器單操作模式可以更改心室起搏器的監(jiān)測(cè)和治療遞送功能兩者。
例如,在雙模式期間,心室起搏器可以被配置成用于感測(cè)FF P波以及FF心房起搏脈沖,所述FF P波可以包括固有的或誘發(fā)的P波。心室起搏器可以使用所感測(cè)的心房事件,包括FF感測(cè)心房起搏脈沖和FF感測(cè)P波,以用于控制心室起搏脈沖的定時(shí)。這樣,在框430處配置的心室雙操作模式包括啟用FF心房起搏脈沖感測(cè)。
雙操作模式可以包括VVI(R)和VDD(R)起搏模式選項(xiàng)。替代性地,雙操作模式可以僅包括VDD(R)起搏模式。在VVI(R)起搏期間,在逸博間期期間感測(cè)的NF R波抑制調(diào)度心室起搏脈沖并重新開(kāi)始逸博間期。FF心房感測(cè)事件不用于抑制或觸發(fā)心室起搏脈沖。在VDD(R)起搏模式中,包括FF心房起搏脈沖感測(cè)事件和FF P波感測(cè)事件的心房FF心房感測(cè)事件用于以AV間期觸發(fā)心室起搏脈沖以提供心房同步的心室起搏。心室起搏器的同步化單腔室VDD(R)起搏模式結(jié)合心房起搏器的AAI(R)起搏模式提供了DDD(R)起搏。通過(guò)由心室起搏器中的感測(cè)模塊204感測(cè)FF心房事件,兩個(gè)分開(kāi)的心房和心室心內(nèi)起搏器(例如,起搏器12和14)被啟用以提供DDD(R)起搏,以下將更詳細(xì)地描述所述DDD(R)起搏。
在雙操作模式期間,心室起搏器起搏模式可以被程控為VVI(R)模式或VDD(R)模式。當(dāng)程控為VVI(R)模式(而不是VDD(R)模式)時(shí),由于心房起搏器存在并且在AAI(R)模式中操作,DDI(R)模式被實(shí)現(xiàn)(而不是VDD(R)模式)。心房起搏器在心房腔室中提供起搏和感測(cè)并且響應(yīng)于NF心房感測(cè)事件而抑制心房起搏脈沖。心室起搏器在心室腔室中提供起搏和感測(cè)并且響應(yīng)于NF心室感測(cè)事件而抑制心室起搏脈沖。心室起搏器也被啟用以感測(cè)FF心房事件但不會(huì)如其在VDD(R)模式期間所做的一樣響應(yīng)于FF心房感測(cè)事件而以AV延遲觸發(fā)心室起搏脈沖。DDI(R)起搏模式對(duì)于患有陣發(fā)性AF的患者是有用的。AV間期可以響應(yīng)于FF心房起搏脈沖感測(cè)事件而開(kāi)始,但是FF非起搏感測(cè)事件(即,固有FF P波感測(cè)事件)不開(kāi)始AV間期。在FF心房起搏脈沖感測(cè)事件不存在的情況下當(dāng)產(chǎn)生FF P波感測(cè)事件信號(hào)(對(duì)應(yīng)于固有P波)時(shí),心室起搏器以程控的較低速率或感測(cè)器指示的速率間期對(duì)心室進(jìn)行起搏。
由心室起搏器對(duì)雙操作模式進(jìn)行自配置可以進(jìn)一步包括啟用由心室起搏器進(jìn)行心房心動(dòng)過(guò)速/心房顫動(dòng)(AT/AF)檢測(cè)以及基于AT/AF檢測(cè)進(jìn)行自動(dòng)起搏模式切換,如在框430中所指示的。心室起搏器可以基于由心室起搏器進(jìn)行的AT/AF檢測(cè)在VDD(R)與VVI(R)起搏模式之間自動(dòng)地切換。
心房起搏器可以被啟用以使用NF P波感測(cè)檢測(cè)AT/AF的存在(如在框410處所指示的),但是可能不被配置成用于將通信信號(hào)發(fā)送至心室起搏器以指示已經(jīng)進(jìn)行了AT/AF檢測(cè)。心室設(shè)備可以在雙模式期間配置以基于FF心房起搏脈沖感測(cè)事件和FF P波感測(cè)事件兩者的消失來(lái)檢測(cè)AT/AF。AF期間的P波相比于竇性心律期間的P波將具有相對(duì)較低的幅度,從而導(dǎo)致P波感測(cè)或間歇性P波感測(cè)的丟失。在一些情況中,如果P波幅度在AF期間足夠高,則在AF期間,F(xiàn)F P波感測(cè)事件信號(hào)可以由心室起搏器感測(cè)模塊以高速率產(chǎn)生。因此,心室起搏器可以被啟用以在雙操作模式期間基于AF檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)AF進(jìn)行檢測(cè),所述AF檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可以包括低于最小速率發(fā)生的FF感測(cè)事件信號(hào)、針對(duì)預(yù)定時(shí)間間期的無(wú)FF感測(cè)事件信號(hào)、和/或大于預(yù)定起搏模式切換閾值速率的FF P波感測(cè)事件信號(hào)速率。
替代性地,心房起搏器可以被配置成用于檢測(cè)AF并以特定的速率或序列遞送心房起搏脈沖以向心室起搏器發(fā)送已經(jīng)檢測(cè)到AF的信號(hào)。心室起搏器響應(yīng)于以特定的速率或序列感測(cè)到FF心房起搏脈沖事件來(lái)對(duì)AF進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)AF由心室起搏器檢測(cè)到時(shí),控制模塊206自動(dòng)地將VDD(R)起搏模式切換至VVI(R)起搏模式。由FF感測(cè)通道224以大于最小速率且低于模式切換閾值速率的速率產(chǎn)生的FF感測(cè)事件信號(hào)的返回導(dǎo)致心室起搏器控制模塊206將起搏模式返回至VDD(R)。以此方式,分開(kāi)的心房起搏器和心室起搏器可以配合操作以通過(guò)當(dāng)心室起搏器未檢測(cè)到AF時(shí)提供心房同步的心室起搏(即,DDD(R)起搏)以及當(dāng)檢測(cè)到AF時(shí)提供DDI(R)起搏來(lái)在具有AF的患者體內(nèi)提供雙腔室起搏。
心室雙操作模式可以包括其他監(jiān)測(cè)功能。例如,可以在框430處啟用AV傳導(dǎo)時(shí)間(AVCT)測(cè)試??梢灾芷谛缘貓?zhí)行AVCT測(cè)試以判定患者體內(nèi)的AV傳導(dǎo)是否完好無(wú)損,所述AV傳導(dǎo)可以具有不同程度的間歇性AV阻滯。心室起搏器控制模塊206可以周期性地?cái)U(kuò)展AV間期,所述AV間期用于控制跟隨感測(cè)FF心房事件的心室起搏脈沖的定時(shí)從而允許固有R波被感測(cè)的時(shí)間。所感測(cè)的FF心房事件(其可以是FF心房起搏脈沖感測(cè)事件或FF P波感測(cè)事件)與隨后感測(cè)的NF R波之間的時(shí)間間期被確定為AV傳導(dǎo)時(shí)間。
在框430處配置的雙操作模式可以進(jìn)一步包括啟用最小心室起搏(MVP)。可以由心室起搏器控制模塊206利用在框430處所啟用的AVCT測(cè)試根據(jù)AVCT何時(shí)在可接受的范圍內(nèi)來(lái)控制MVP。如果AVCT在可接受的正常范圍內(nèi),則心室起搏器切換至基于心房的起搏,其中,心室起搏被抑制并且僅備用心室起搏脈沖以相對(duì)較長(zhǎng)的AV間期被遞送,所述AV間期可以是跟隨被感測(cè)為遠(yuǎn)場(chǎng)起搏脈沖事件的心房起搏脈沖的長(zhǎng)起搏AV(P-AV)間期或者跟隨遠(yuǎn)場(chǎng)P波感測(cè)事件的長(zhǎng)感測(cè)AV(S-AV)間期。例如,相比AVCT不在預(yù)定可接受范圍內(nèi)的情況,所述心室起搏模式可以是具有更長(zhǎng)AV間期的VDD(R)模式?;谛姆康钠鸩贡贿f送的心室起搏脈沖的數(shù)量最少并且促進(jìn)由心臟的自然傳導(dǎo)系統(tǒng)經(jīng)由AV節(jié)點(diǎn)進(jìn)行心室去極化。如果一個(gè)或多個(gè)備用心室起搏脈沖被遞送,或者如果在基于心房的起搏期間AVCT被確定為比可接受的正常范圍長(zhǎng),則心室起搏控制模塊以跟隨所感測(cè)的FF心房事件(FF心房起搏脈沖感測(cè)事件或FF P波感測(cè)事件)的期望AV間期切換至心房同步的心室起搏。以下更詳細(xì)地描述了由心室起搏器在雙操作模式中感測(cè)FF心房事件。
周期性地,心室起搏器可以在心房同步的心室起搏期間根據(jù)AVCT測(cè)試協(xié)議擴(kuò)展AV間期以檢測(cè)AV傳導(dǎo)在正常范圍內(nèi)的返回。所述心室起搏器可以響應(yīng)于AVCT返回至正常范圍而切換回至基于心房的起搏。雖然AVCT測(cè)試和MVP特征可以在心室起搏器的操作模式期間被啟用,但是每個(gè)特征可以由用戶根據(jù)個(gè)體患者需求可程控地開(kāi)啟或關(guān)閉??梢允沟糜脩粼诔炭仄骰蚱渌獠吭O(shè)備上可訪問(wèn)其他相關(guān)的操作參數(shù),例如,用于在心房觸發(fā)型心室起搏期間對(duì)期望的AV間期進(jìn)行程控以用于優(yōu)化的房室同步以及對(duì)相對(duì)較長(zhǎng)的AV間期進(jìn)行程控以用于在基于心房的MVP期間遞送備用心室起搏脈沖。
在雙操作模式中,心房起搏器與心室起搏器的組合一起在DDD(R)或DDI(R)模式中操作,即使這兩個(gè)設(shè)備均不向心房和心室腔室兩者遞送起搏脈沖或者兩個(gè)設(shè)備均不感測(cè)心房和心室腔室兩者中的NF信號(hào)。心室起搏器在AAI(R)起搏模式中操作并且心室起搏器在VDD(R)起搏模式或VVI(R)起搏模式中操作,所述VDD(R)起搏模式或VVI(R)起搏模式具有感測(cè)FF心房事件的添加功能以提供偽雙腔室感測(cè)以及針對(duì)FF感測(cè)事件(心房起搏的感測(cè)事件或P波感測(cè)事件)的期望響應(yīng)。兩個(gè)設(shè)備一起在DDD(R)或DDI(R)起搏模式中操作并因此提供完全心內(nèi)的DDD(R)或DDI(R)起搏系統(tǒng)。
如果在框422處心室起搏器未檢測(cè)到心房起搏器,則當(dāng)初始植入時(shí)或者在雙操作模式期間任何稍后時(shí)間上,心室起搏器在框424處以單操作模式自配置。例如,如果心室起搏器針對(duì)預(yù)定時(shí)間間期不再檢測(cè)到FF心房起搏脈沖或者從外部設(shè)備接收指示心房起搏器不再存在的無(wú)線遙測(cè)通知信號(hào)(在框422處),則心室起搏器在框424處自配置為單操作模式。
在框424處配置的單模式中,心室起搏器的感測(cè)模塊204可以被啟用以感測(cè)心室R波,其中,僅VVI(R)是唯一可用的起搏模式。替代性地,感測(cè)模塊可以被啟用以感測(cè)心室R波和FF P波,其中,VVI(R)和VDD(R)兩個(gè)起搏模式都可用。
因此,在單操作模式中,心房同步的心室起搏和使用FF P波感測(cè)的心房同步的心室起搏兩者都可以是可用的。如上所指示的,基于FF P波感測(cè)具有偽雙腔室感測(cè)的單腔室心室起搏在此被稱為VDD(R),因?yàn)樵谛氖抑羞f送的起搏脈沖、近場(chǎng)R波和遠(yuǎn)場(chǎng)P波分別是使用單腔室設(shè)備的單個(gè)雙極性在心室和心房腔室中感測(cè)的,并且提供針對(duì)感測(cè)事件的雙響應(yīng)。心室起搏脈沖響應(yīng)于AV間期期間的NF R波感測(cè)事件信號(hào)被抑制,并且心室起搏脈沖響應(yīng)于FF P波感測(cè)事件信號(hào)被觸發(fā)。因此,在單操作模式中,可以使用外部設(shè)備20選擇兩個(gè)不同的起搏模式。例如,臨床醫(yī)生或其他用戶可以能夠?qū)D1中的RV起搏器14程控為VVI(R)模式或VDD(R)。兩個(gè)選項(xiàng)都可利用相應(yīng)的可程控治療控制參數(shù)設(shè)置而獲得,如,用于在VVI(R)起搏模式期間控制心室起搏速率的較低速率以及用于在VDD(R)起搏模式期間控制心房同步的起搏脈沖的AV間期。
如果在框422處在單模式期間檢測(cè)到心房起搏器,則心室起搏器在框430處切換至雙模式。心室起搏器可以響應(yīng)于來(lái)自外部設(shè)備20的無(wú)線遙測(cè)信號(hào)而檢測(cè)心房起搏器的存在。替代性地,心室起搏器單操作模式可以包括周期性地或連續(xù)地監(jiān)測(cè)FF心房事件以檢測(cè)FF心房起搏脈并由此檢測(cè)心房起搏器的存在。
以單模式或雙模式操作的心內(nèi)起搏器(心房或心室起搏器)可以被配置成用于以增加的起搏脈沖輸出(例如,增加的脈沖幅度和/或速率)周期性地遞送起搏脈沖,以促進(jìn)由另一個(gè)心內(nèi)起搏器自動(dòng)地檢測(cè)起搏器。例如,在框404處以單操作模式自配置的心房起搏器如果針對(duì)預(yù)定的時(shí)間間期還未遞送心房起搏脈沖則可以周期性地增加心房起搏脈沖幅度和/或周期性地超速起搏心房。如果針對(duì)擴(kuò)展的時(shí)間段由于抑制心房起搏脈沖的持續(xù)的心房感測(cè)而沒(méi)有FF心房起搏脈沖被心室起搏器感測(cè)到,則心室起搏器可能錯(cuò)誤地檢測(cè)心房起搏器的移除或不存在。類似地,如果針對(duì)擴(kuò)展的時(shí)間段由于抑制心室起搏脈沖的心室感測(cè)事件而沒(méi)有FF心室起搏脈沖被心房起搏器感測(cè)到,則心房起搏器可能錯(cuò)誤地檢測(cè)心室起搏器的移除或不存在。
這樣,每個(gè)起搏器可以被配置成用于基于心房較低速率或SIR、心室較低速率或SIR、或AV間期通過(guò)縮短適當(dāng)?shù)钠鸩〞r(shí)間期來(lái)以大于固有事件的速率周期性地遞送起搏脈沖。以短于固有心臟事件間期的間期進(jìn)行的周期性起搏促進(jìn)由另一個(gè)起搏器進(jìn)行起搏脈沖的FF感測(cè)并由此維持由該另一個(gè)起搏器檢測(cè)一個(gè)起搏器的存在。在其他示例中,可以通過(guò)以特定的方式改變起搏間期來(lái)以特定的序列遞送起搏脈沖,從而使得由FF感測(cè)通道224產(chǎn)生的FF起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)可以輕易地被控制模塊206標(biāo)識(shí)為另一個(gè)起搏器的存在證明。
在各實(shí)施例中,被第一起搏器感測(cè)為FF起搏脈沖事件的起搏脈沖是由另一個(gè)心內(nèi)起搏器在另一個(gè)心臟腔室中遞送的治療起搏脈沖。所述治療起搏脈沖被第一起搏器感測(cè)為FF起搏脈沖事件以用于檢測(cè)另一個(gè)起搏器的存在,與由另一個(gè)起搏器傳輸至第一起搏器的非治療通信信號(hào)相反。
圖6是根據(jù)一個(gè)示例的包括在心內(nèi)起搏器100中的感測(cè)和起搏控制模塊的功能框圖450。在此說(shuō)明性實(shí)施例中,參照心室心內(nèi)起搏器(如,被配置成用于感測(cè)FF心房起搏脈沖、與固有的或誘發(fā)的心房去極化相關(guān)聯(lián)的FF心房P波、以及NF R波的RV起搏器14)對(duì)流程圖450表示的功能進(jìn)行描述。應(yīng)認(rèn)識(shí)到,所述功能可以被適配成用于包括在心房心內(nèi)起搏器中以用于感測(cè)FF心室起搏信號(hào)、FF R波和NF P波。
在這個(gè)示例中,電極162和164的單個(gè)雙極性對(duì)用于感測(cè)FF和NF事件并且用于遞送心室起搏脈沖。如以上結(jié)合圖2B和圖2C所描述的,可以通過(guò)延伸部增加電極間間距以提高FF信號(hào)的感測(cè)??珉姌O162和164產(chǎn)生的EGM信號(hào)被寬頻帶模擬濾波器、前置放大器和數(shù)字轉(zhuǎn)換器(DC)電路452接收。電路452的數(shù)字輸出被提供給三個(gè)感測(cè)通道454、456和458。
每個(gè)感測(cè)通道454、456和458可以包括不同的數(shù)字濾波器以及心臟事件檢測(cè)器以用于增強(qiáng)通過(guò)每個(gè)通道基于幅度閾值越限感測(cè)不同的事件。例如,F(xiàn)F P波感測(cè)通道456可以配備有與R波感測(cè)通道458不同的帶通濾波器和感測(cè)閾值以促進(jìn)由對(duì)應(yīng)的感測(cè)通道456和458可靠地感測(cè)FF P波和NF R波。在其他示例中,F(xiàn)F-P波感測(cè)通道456和/或NF感測(cè)通道458可以被配置成用于使用除了感測(cè)閾值越限之外的其他標(biāo)準(zhǔn)(如,波形形態(tài)標(biāo)準(zhǔn))來(lái)感測(cè)FF P波和NF R波。當(dāng)P波感測(cè)閾值越限(或其他感測(cè)閾值標(biāo)準(zhǔn)被滿足)時(shí),F(xiàn)F P波感測(cè)通道456產(chǎn)生心房感測(cè)(AS)信號(hào)(在此也被稱為FF P波感測(cè)事件信號(hào)),所述AS信號(hào)被傳送至起搏定時(shí)和控制460。
R波感測(cè)通道458產(chǎn)生心室感測(cè)(VS)信號(hào)(在此也被稱為NF R波感測(cè)事件信號(hào)),所述VS信號(hào)響應(yīng)于從電路452接收的EGM信號(hào)越過(guò)R波感測(cè)閾值而被傳送至起搏定時(shí)和控制460。如果當(dāng)前起搏模式為VVI(R),則VS信號(hào)將抑制心室起搏脈沖并重新開(kāi)始起搏逸博間期。起搏定時(shí)和控制460將響應(yīng)于VS信號(hào)而開(kāi)始較低的速率或SIR起搏逸博間期,并且如果在接收到另一個(gè)VS信號(hào)之前逸博間期已經(jīng)到期則產(chǎn)生VP信號(hào)。所述VP信號(hào)被傳送至脈沖發(fā)生器202(圖6中未示出),從而致使遞送心室起搏脈沖。如果當(dāng)前起搏模式為VDD(R),則VS信號(hào)將抑制心室起搏脈沖并重新開(kāi)始較低速率或SIR起搏逸博間期。如果在較低速率或SIR起搏逸博間期到期之前從FF P波感測(cè)通道456沒(méi)有接收到AS信號(hào),則遞送心室起搏脈沖。如果從FF P波感測(cè)通道456接收到AS信號(hào),則定時(shí)和控制460開(kāi)始AS-V間期以在AS-V間期到期時(shí)觸發(fā)心室起搏脈沖遞送。如果在AS-V間期期間從R波感測(cè)通道458接收到VS信號(hào),則起搏定時(shí)和控制抑制調(diào)度心室起搏脈沖并重新開(kāi)始較低速率或SIR逸博間期。
FF心房起博感測(cè)通道454被配置成用于響應(yīng)于感測(cè)FF心房起搏脈沖產(chǎn)生FFAP感測(cè)信號(hào)(在此也被稱為FF心房起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào))。FF心房起博感測(cè)通道454可以包括用于傳送心房起搏脈沖偽像的頻率特性的窄帶通濾波器。FF心房起博感測(cè)通道454可以被配置成用于基于頻率內(nèi)容、轉(zhuǎn)動(dòng)速率、幅度、起搏脈沖偽像形態(tài)、來(lái)自電路452中的前置放大器的超范圍信號(hào)、電路452中的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的飽和度或其任何組合來(lái)感測(cè)心房起搏脈沖。FF心房起博感測(cè)通道454可以對(duì)應(yīng)于如在臨時(shí)提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1/984,249中總體上公開(kāi)的用于感測(cè)在另一個(gè)心臟腔室中遞送的起搏脈沖的裝置和方法,所述專利通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
如以下結(jié)合圖7和圖8進(jìn)一步描述的,包括在起搏器控制模塊206中的起搏定時(shí)和控制460被配置成用于在感測(cè)AV間期(SA-V間期)與起搏AV間期(PA-V間期)之間進(jìn)行選擇以用于在VDD(R)起搏模式中提供心房同步的心室起搏。響應(yīng)于從FF P波感測(cè)通道456接收AS信號(hào)開(kāi)始SA-V間期。響應(yīng)于從FF心房起博感測(cè)通道454接收FFAP信號(hào)開(kāi)始PA-V間期。
當(dāng)心室起搏器正以VVI(R)起搏模式操作時(shí),F(xiàn)F心房起博感測(cè)通道454和FF P波感測(cè)通道456可以被禁用或者任何FFAP和AS信號(hào)可以被起搏定時(shí)和控制460忽略。如果心室起搏器被配置為單操作模式(其中,選擇VDD(R)起搏模式),則FF P波感測(cè)通道456可以被禁用以提供心房同步的心室起搏。FF心房起博感測(cè)通道454可以被禁用或者被起搏定時(shí)和控制460忽略,因?yàn)樵谛氖移鸩鞯膯尾僮髂J狡陂g不存在用于產(chǎn)生心房起搏脈沖的心房起搏器。然而,出于監(jiān)測(cè)心房心內(nèi)起搏器的存在的目的,可以在單操作模式期間周期性地或連續(xù)地禁用FF心房起博感測(cè)通道454,以便將FFAP信號(hào)提供給心室起搏器的控制模塊206。
當(dāng)在具有VDD(R)起搏的雙操作模式中配置心室起搏器時(shí),F(xiàn)F心房起博感測(cè)通道454和FF P波感測(cè)通道456兩者都被啟用并且由起搏定時(shí)和控制460接收的FFAP信號(hào)和AS信號(hào)用于設(shè)置對(duì)應(yīng)的PA-V間期和SA-V間期。當(dāng)起搏定時(shí)和控制460接收FFAP信號(hào)時(shí),在PA-V間期期間隨后的AS信號(hào)被忽略。AS信號(hào)可以是響應(yīng)于感測(cè)跟隨FFAP信號(hào)的誘發(fā)的P波而產(chǎn)生的。在一些示例中,P波感測(cè)消隱窗可以施加于FF P波感測(cè)通道456以用于防止在以PA-V間期遞送起搏脈沖之前誘發(fā)的P波導(dǎo)致AV間期重新開(kāi)始(即,SA-V間期在PA-V間期期間重新開(kāi)始)。
根據(jù)心房起搏器與心室起搏器相對(duì)彼此的取向,心房起搏脈沖可以并非總是由心室起搏器感測(cè)。例如,期望的是,當(dāng)RA起搏器與RV起搏器基本上正交時(shí),F(xiàn)F心房起搏脈沖的感測(cè)被最小化。RA與RV起搏器的相對(duì)取向可以是未知的并且可以例如由于呼吸、姿勢(shì)或其他運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間改變。這樣,RV起搏器可以偶爾感測(cè)FF心房起搏脈沖并且在其他時(shí)間上可以感測(cè)FF誘發(fā)P波。當(dāng)FF心房起搏脈沖未被感測(cè)到時(shí),由FF P波感測(cè)通道456感測(cè)到的誘發(fā)P波將致使起搏定時(shí)和控制460開(kāi)始SA-V間期。因?yàn)檎T發(fā)反應(yīng)P波基于心房去極化而發(fā)生,所以SA-V間期提供心室起搏脈沖的恰當(dāng)定時(shí)以實(shí)現(xiàn)期望的AV同步,無(wú)論AS信號(hào)是否是響應(yīng)于感測(cè)固有的或誘發(fā)的FF P波產(chǎn)生的。
然而,當(dāng)在心房的誘發(fā)去極化之前感測(cè)到心房起搏脈沖時(shí),使用SA-V間期將致使在期望的AV間期之前遞送心室起搏脈沖。心室的早期收縮可能截?cái)嘈氖页溆?。這樣,響應(yīng)于FFAP信號(hào)而選擇被設(shè)置得比SA-V間期更長(zhǎng)的PA-V間期。否則,響應(yīng)于固有的或誘發(fā)的FF P波而選擇SA-V間期,無(wú)法通過(guò)FF P波感測(cè)通道456對(duì)固有的或誘發(fā)的FF P波相互區(qū)分開(kāi)來(lái)。
在另一個(gè)示例中,來(lái)自FF心房起博感測(cè)通道454的FFAP信號(hào)可以使起搏定時(shí)和控制460設(shè)置較短的消隱期,然后由FF P波感測(cè)通道感測(cè)誘發(fā)的P波并響應(yīng)于AS信號(hào)而開(kāi)始SA-V間期。FFAP信號(hào)不用于開(kāi)始AV間期,但用于防止起搏偽像被檢測(cè)為誘發(fā)FF P波并且用于指示何時(shí)開(kāi)始尋找誘發(fā)FF P波信號(hào)。
圖7是描繪RA起搏器12和RV起搏器14當(dāng)配置在雙操作模式中時(shí)的操作的時(shí)序圖470。RA起搏器12遞送心房起搏(AP)脈沖472、開(kāi)始較低速率(或SIR)逸博間期475、并且當(dāng)逸博間期475到期時(shí)遞送下一個(gè)AP脈沖476。通過(guò)應(yīng)用跟隨AP 472的消隱期或不應(yīng)期473可以由RA起搏器忽略由起搏脈沖472引起的心房誘發(fā)反應(yīng)(ER)474,從而使得逸博間期475不會(huì)響應(yīng)于ER474而重新開(kāi)始。
RV起搏器14感測(cè)FF心房起搏脈沖并產(chǎn)生開(kāi)始PA-V間期490的FF心房起搏脈沖感測(cè)事件信號(hào)(FFAP)480。如果響應(yīng)于通過(guò)FF P波感測(cè)通道(圖6中的456)感測(cè)到ER 474而產(chǎn)生AS信號(hào)482,則在PA-V間期490期間不會(huì)使AS-V間期重新開(kāi)始。在一些示例中,可以在FFAP信號(hào)480之后應(yīng)用P波消隱期484以忽略AS事件,所述AS事件可能為跟隨FFAP 480的誘發(fā)P波。如果在PA-V間期490期間RV起搏器未感測(cè)到NF R波,則在PA-V間期490到期時(shí)遞送心室起搏脈沖(VP)492。
在心房逸博間期475到期時(shí),遞送AP 476,隨后是ER 478。在這種情況下,心室起搏器未感測(cè)到AP 476,然而,F(xiàn)F P波感測(cè)通道456感測(cè)到對(duì)應(yīng)于ER 478的FF誘發(fā)P波作為AS事件486。由起搏定時(shí)和控制模塊(圖6中的460)響應(yīng)于AS 486而開(kāi)始SA-V間期494,所述SA-V間期494比PA-V間期490短。在SA-V間期494到期時(shí)遞送心室起搏脈沖VP 496。
固有P波479發(fā)生在下一個(gè)心房逸博間期475’期間。RV起搏器14感測(cè)到P波479作為FF AS事件488。RV起搏器14開(kāi)始SA-V間期494’,并且在固有P波479之后以與在ER 478之后相同的AV間期遞送隨后的VP 498。通過(guò)由起搏定時(shí)和控制460恰當(dāng)?shù)剡x擇PA-V或SA-V間期,VP 492、VP 496和VP 498中的每一個(gè)以跟隨心房去極化的相同的有效AV間期被遞送,無(wú)論所述去極化是誘發(fā)響應(yīng)474或478還是固有P波479并且不管所述心房起搏脈沖472、476是否被感測(cè)。在由RV起搏器14感測(cè)FF心房事件的過(guò)程中,P-AV間期和S-AV間期可以各自將任何延遲考慮在內(nèi)。
圖8是用于由心內(nèi)心室起搏器(如圖1中示出的RV起搏器14)控制心室起搏的方法的流程圖500。在框501處,RV起搏器14為單操作模式或雙操作模式。。當(dāng)不存在其他植入心內(nèi)起搏器時(shí),控制模塊206自配置單模式。當(dāng)存在心房心內(nèi)起搏器(如,RA起搏器12)時(shí),RV起搏器14將其自身配置為雙模式。
如果心室起搏器操作模式是單模式(框501中的“是”分支),則控制模塊206可以啟用VVI(R)起搏(心房同步)或VDD(R)起搏(心房同步)模式。用戶可以選擇性地對(duì)期望在單操作模式期間生效的起搏模式進(jìn)行程控。在框502處,控制模塊206判定當(dāng)前程控的起搏模式是否為VVI(R)或VDD(R)。
如果程控的起搏模式是VVI(R),則控制模塊206在框503處開(kāi)始較低速率(或SIR)起搏逸博間期以控制較低心室起搏速率。響應(yīng)于遞送的心室起搏脈沖或響應(yīng)于由感測(cè)模塊204感測(cè)NF R波而開(kāi)始起搏間期。如果在逸博間期到期之前在框504處感測(cè)到R波,則在框503處重新開(kāi)始逸博間期。如果在逸博間期到期之前未感測(cè)到R波,則在逸博間期到期時(shí)在框505處遞送心室起搏脈沖?;趶募铀俣扔?jì)接收到的患者活動(dòng)信號(hào),可以例如根據(jù)傳感器所指示的起搏速率來(lái)調(diào)整在框503處所設(shè)置的逸博間期以滿足患者的代謝需求。
心室心內(nèi)起搏器可以保持為這個(gè)VVI(R)起搏模式與單操作模式所保持的一樣久(如在框501處所確定的),并且程控的起搏模式保持VVI(R)(如在框502處所確定的)。
心室起搏器可以被程控以在單操作模式期間在VDD(R)起搏模式中操作。VDD(R)起搏模式包括通過(guò)感測(cè)NF心室事件和FF心房事件兩者在心室、偽雙腔室感測(cè)過(guò)程中遞送起搏脈沖,并且提供針對(duì)感測(cè)事件的雙起搏響應(yīng),其中,起搏脈沖被FF心房事件觸發(fā)并且通過(guò)感測(cè)NF心室事件被抑制??梢曰诨颊呋顒?dòng)信號(hào)以速率響應(yīng)方式控制心室速率。
如果在單操作模式期間程控的起搏模式是VDD(R)(決策框502處的肯定結(jié)果),則遞送心房同步的心室起搏?;颊呖梢跃哂姓5母]房結(jié)功能,其中,AV傳導(dǎo)阻滯要求心室起搏。這些患者可以從僅要求心內(nèi)心室起搏器的心房同步的心室起搏中受益。當(dāng)在框506處感測(cè)到FF P波時(shí),控制模塊206在框507處開(kāi)始AV間期。
如果在框508處感測(cè)到NF R波,則被調(diào)度在AV間期到期時(shí)發(fā)生的心室起搏脈沖在框511處通過(guò)開(kāi)始根據(jù)較低速率(LR)或SIR設(shè)置的VV起搏逸博間期而被抑制。控制模塊206在框506處等待下一個(gè)FF P波感測(cè)事件。如果在VV起搏逸博間期到期之前在框506處未感測(cè)到FF P波,則在框510處由脈沖發(fā)生器202遞送心室起搏脈沖。
在框508處沒(méi)有感測(cè)到NF R波的情況下如果響應(yīng)于感測(cè)到的FF P波到期在框507處開(kāi)始AV間期,則在AV間期到期時(shí)在框509處遞送心室起搏脈沖(VP)。在遞送VP之后,控制模塊206開(kāi)始VV起搏逸博間期并且在框506處等待下一個(gè)FF P波感測(cè)事件。在框506處感測(cè)到的所有FF P波事件是固有P波,因?yàn)樵谶@種情況下不存在心房起搏器。VDDR起搏模式可以通過(guò)完全定位在心室中的心內(nèi)起搏器并且使用用于遞送心室起搏脈沖、感測(cè)NF R波和FF P波的單個(gè)雙極性電極對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
如果RV起搏器14在雙操作模式中操作(框501處的否定結(jié)果),則RV起搏器14針對(duì)在框512處的FF心房起博脈沖事件監(jiān)測(cè)由感測(cè)模塊204接收的EGM信號(hào)。針對(duì)流程圖500,假定在雙操作模式期間,默認(rèn)地或者通過(guò)用戶選擇將RV起搏器14程控為用于遞送VDD(R)起搏。然而,應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是,根據(jù)患者需求,在雙操作模式期間,VVI(R)起博模式仍可以是可用的并且由用戶程控,在這種情況下,將遵循框503至505的流程。
在VDD(R)起博模式被程控的雙操作模式中,如果在框512處感測(cè)到FF心房起博脈沖事件,則在框513處開(kāi)始PA-V間期。在雙操作模式期間,RV起博器控制模塊206基于FF感測(cè)通道224是否已經(jīng)產(chǎn)生了FF心房起博脈沖感測(cè)事件信號(hào)(如在框512處所確定的)或者如在框520處所確定的FF P波感測(cè)事件信號(hào)在SA-V間期與PA-V間期之間進(jìn)行選擇。響應(yīng)于決策框512處的肯定結(jié)果在框513處開(kāi)始PA-V間期,并且響應(yīng)于決策框520處的肯定結(jié)果在框522處開(kāi)始SA-V間期。PA-V間期通常比SA-V間期長(zhǎng),因?yàn)樵谛姆科鸩┟}沖的遞送與心房的誘發(fā)反應(yīng)之間將存在短延遲,盡管情況可能是,根據(jù)心房誘發(fā)反應(yīng)的相對(duì)傳導(dǎo)時(shí)間與針對(duì)心室的固有心房去極化,PA-V比SA-V短。如果在框514處在PA-V間期期間感測(cè)到NF R波,則在框518處抑制心室起博脈沖??刂颇K206在框530處重新開(kāi)始LR或SIR逸博間期并且在框512和520處等待下一個(gè)FF心房感測(cè)事件、FF心房起博脈沖感測(cè)事件或FF P波感測(cè)事件,無(wú)論哪個(gè)先到來(lái)。在框514處沒(méi)有感測(cè)到NF R波的情況下,如果PA-V間期到期,則在PA-V間期到期時(shí)在框516處遞送心室起搏脈沖。
如果下一個(gè)心房感測(cè)事件是FF P波(如在決策框520處確定的),則控制模塊206在框522處開(kāi)始SA-V間期。如果在SA-V間期到期之前未感測(cè)到NF R波(框524),則在SA-V間期到期時(shí)在框526處由脈沖發(fā)生器202遞送心室起搏脈沖。如果在SA-V間期期間感測(cè)到NF R波(框524),則在框528處抑制心室起博脈沖??刂颇K在框532處重新開(kāi)始LR或SIR逸博間期并且在框512或框520處等待下一個(gè)感測(cè)心房事件。以此方式,RV起搏器14基于FF感測(cè)心房事件是否為FF感測(cè)心房起博脈沖(框512)或FF感測(cè)P波(框520)而從PA-V間期或SA-V間期中進(jìn)行選擇。所產(chǎn)生的心室起博脈沖以跟隨心房去極化的期望AV間期被遞送,無(wú)論其是誘發(fā)反應(yīng)還是固有去極化。
如果在框530或532處開(kāi)始的LR或SIR逸博間期期間在框512或520處都未感測(cè)到FF心房起博脈沖或FF P波,則心室起搏器在框534處基于逸博間期的到期而遞送心室起博脈沖。響應(yīng)于心室起博脈沖在框530處開(kāi)始新的逸博間期,并且控制模塊206在框512和520處等待下一個(gè)FF感測(cè)事件。
在由處于雙操作模式中的RV起搏器14遞送的心房同步的心室起博期間,RA起搏器12可以如AAI起搏器一樣操作以用于在RA中進(jìn)行起博、感測(cè)RA EGM信號(hào)、并在心房起博以便間期到期之前響應(yīng)于感測(cè)P波而抑制RA起博脈沖。RA起搏器12作為AAI(R)起搏器進(jìn)行操作并且RV起搏器作為VDD(R)起搏器進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn)了遞送至患者的DDD(R)起博治療。VDD(R)起博響應(yīng)于雙腔室感測(cè),即使定位在心房中的感測(cè)電極中無(wú)一感測(cè)電極直接耦合至RV起搏器。通過(guò)感測(cè)來(lái)自心室EGM信號(hào)的FF心房事件來(lái)實(shí)現(xiàn)雙腔室感測(cè)。FF心房事件可以包括由RA起博器遞送的心房起博脈沖和FF P波(固有的或誘發(fā)的)。因此,實(shí)現(xiàn)了其心室起博脈沖被NF R波抑制的心房觸發(fā)型心室起博的雙響應(yīng)。同步單腔室起博模式因此在單操作模式或雙操作模式兩種情況下都是可用的,其中,單腔室起博在心室起博這種情況下與FF感測(cè)事件同步,在FF心房事件這種情況下用于實(shí)現(xiàn)心房同步的心室起博。
圖9是包括多個(gè)自配置心內(nèi)起搏器和其他可植入心外設(shè)備的IMD系統(tǒng)10’的另一個(gè)示例的概念圖。如之前在圖1中所示的,IMD系統(tǒng)10’被示出為包括RA起搏器12和RV起搏器14。可以植入患者體內(nèi)的其他IMD包括LV心內(nèi)起搏器16和心外IMD(如,ECG監(jiān)測(cè)器50和ICD 60),所述心外IMD可以是皮下植入設(shè)備。應(yīng)認(rèn)識(shí)的是,IMD 12、14、16、50和60可以并非全部植入單個(gè)患者6體內(nèi)。而是,各種心內(nèi)起搏器12、14和16以及心外ECG監(jiān)測(cè)器50和ICD 60被示出用于展示各種類型的可植入設(shè)備,所述可植入設(shè)備可以被植入以監(jiān)測(cè)患者的心臟8和/或遞送一個(gè)或多個(gè)治療至心臟8。
ECG監(jiān)測(cè)器50包括基于外殼的電極52,所述電極用于感測(cè)皮下ECG信號(hào)以用于在診斷心臟狀況的過(guò)程中使用。ECG監(jiān)測(cè)器50可以對(duì)應(yīng)于可從明尼蘇達(dá)州明尼阿波里斯市的美敦力公司(Medtronic,Inc.,Minneapolis,MN)獲得的插入式循環(huán)記錄器。
ICD 60被示出為耦合至皮下引線70,所述皮下引線可以攜帶用于檢測(cè)心臟8的快速性心律失常的感測(cè)電極72和76以及用于響應(yīng)于檢測(cè)到心動(dòng)過(guò)速或心臟顫動(dòng)將高電壓復(fù)律/除顫電擊脈沖遞送至心臟8的除顫電極74。ICD 60和引線70可以對(duì)應(yīng)于如在通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)14/198,058(奧爾森(Olson))或以上并入的‘785專利(克拉奇菲爾德(Crutchfield))中總體上公開(kāi)的皮下ICD和引線系統(tǒng)。在其他示例中,ICD 60可以耦合至胸骨下的、經(jīng)靜脈的或其他引線和電極配置。
起搏器12、14和16中的每一個(gè)都包括能夠自配置單操作模式、雙操作模式或三操作模式的控制模塊,以響應(yīng)于確立起搏器12、14或16中的其他起搏器的存在而建立起搏器12、14或16的可用起博模式、監(jiān)測(cè)功能以及相關(guān)聯(lián)的可程控參數(shù),如以上結(jié)合圖4總體上描述的。此外,起搏器12、14和16中的每一個(gè)的控制模塊都可以被配置成用于響應(yīng)于確立除了心內(nèi)起搏器之外還存在另一個(gè)可植入醫(yī)療設(shè)備而修改當(dāng)前所配置的單操作模式、雙操作模式或三操作模式。
例如,RA起搏器12可以能夠?qū)⑵渥陨砼渲脼閱尾僮髂J?、?jīng)修改的單操作模式(在ICD 60存在的情況下)、以及經(jīng)修改的單操作模式(在ECG檢測(cè)器50存在的情況下)。RA起搏器12可以進(jìn)一步能夠當(dāng)心室心內(nèi)起搏器(RV或LV起搏器14或16)存在時(shí)自配置雙操作模式、當(dāng)心室起搏器14或16存在且ICD 60存在時(shí)自配置經(jīng)修改的雙模式、并且當(dāng)心室起搏器14或16存在且ECG監(jiān)測(cè)器50存在時(shí)自配置經(jīng)修改的雙模式,等等。
利用被添加至植入患者6體內(nèi)的系統(tǒng)10’的每個(gè)IMD,RA起搏器12可以基于是否存在另一個(gè)起搏器14或16而確立現(xiàn)有的單操作模式、雙操作模式或三操作模式,并且基于存在另一個(gè)IMD 50或60而修改所確立的單模式、雙模式或三模式。當(dāng)通過(guò)啟用或禁用特征、調(diào)節(jié)治療遞送或監(jiān)測(cè)控制參數(shù)、或者通過(guò)用戶與外部設(shè)備20進(jìn)行交互而啟用控制參數(shù)的可程控性來(lái)植入除了心內(nèi)起搏器之外的IMD時(shí),對(duì)當(dāng)前配置的操作模式進(jìn)行修改。操作模式被修改成用于禁用在心內(nèi)起搏器12、14或16與心外IMD 50或60之間可能多余的功能從而保存心內(nèi)起搏器中的電池能量。此外或替代性地,操作模式可以被修改成用于添加利用心外的(例如,皮下植入的)IMD的存在的特征。
例如,RA起搏器12可以在單操作模式中啟用AV阻滯監(jiān)測(cè)以用于檢測(cè)由于AV傳導(dǎo)阻滯的產(chǎn)生對(duì)RV起搏器14的需求。當(dāng)ECG監(jiān)測(cè)器50存在時(shí)可以在經(jīng)修改的單操作模式中禁用由RA起搏器12進(jìn)行的AV阻滯監(jiān)測(cè)。ECG監(jiān)測(cè)器50可以能夠收集監(jiān)測(cè)AV阻滯所需的數(shù)據(jù)以用于確定對(duì)RV起搏器14的需求。在單模式期間禁用RA起搏器12中的AV阻滯監(jiān)測(cè)將延長(zhǎng)RA起搏器12的電池壽命。
在另一個(gè)示例中,心室心內(nèi)起搏器14或16可以自配置雙操作模式以用于結(jié)合RA起搏器12遞送DDD(R)起博,如上所述。在一個(gè)示例中,如果RV起搏器和LV起搏器兩者都與RA起搏器12一起存在,則RV起搏器可以以僅包括右心室備用起博的三操作模式(例如,VVI模式)自配置。LV起搏器16可以以包括VVI(R)和VDD(R)可程控起博模式的三操作模式自配置以提供心房同步的LV起博,其中,RV起搏器僅提供備用RV起博。
如果ICD 60存在,則心室起搏器14或16可以修改其自配置操作模式以添加心室心動(dòng)過(guò)速(VT)檢測(cè)和心室ATP治療遞送。例如,VT檢測(cè)和心室ATP治療可以在啟用FF心房事件感測(cè)的單模式、雙模式或三模式中可用,因?yàn)榭赡芷谕氖鞘褂肍F心房感測(cè)事件從室上性心動(dòng)過(guò)速(SVT)中辨別出VT。在沒(méi)有ICD 60提供的復(fù)律或除顫電擊治療的能力的情況下,心室ATP可能是非期望的,因?yàn)閂T可以加速或惡化成心室顫動(dòng)(VF)。
這樣,RV起搏器14或LV起搏器16的經(jīng)修改的單操作模式、雙操作模式或三操作模式可以添加心室ATP或其他治療,心內(nèi)起搏器14或16能夠遞送所述添加的治療但在ICD 60不存在時(shí)由于患者安全性或其他考慮通常不被啟用這樣做。在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)7,515,960(沙瑪(Sharma))、美國(guó)專利號(hào)7,149,577(沙瑪(Sharma)等人)、美國(guó)專利號(hào)7,623,911(薩卡爾(Sarkar)等人)、美國(guó)專利號(hào)7,742,812(加尼姆(Ghanem)等人)以及美國(guó)專利號(hào)8,401,629(施塔德勒(Stadler)等人)中總體上公開(kāi)了可以植入心室心內(nèi)起搏器14或16中的VT檢測(cè)和ATP治療的各個(gè)示例,所述專利全部通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
心內(nèi)起搏器12、14或16中的任一者都可以響應(yīng)于從外部設(shè)備20接收的RF遙測(cè)通知信號(hào)而確立存在心外IMD 50或60。替代性地,如在美國(guó)專利號(hào)5,113,859(芬克(Funke))中總體上公開(kāi)的,心內(nèi)起搏器12、14或16可以被配置成用于通過(guò)超聲體總線通信信號(hào)接收來(lái)自心外IMD 50或60的通信信號(hào),所述專利通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。
因此,已經(jīng)根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施例描述了可植入醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)的各個(gè)示例。然而,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還將理解,可以在不脫離以下權(quán)利要求書的范圍的狀況下對(duì)所描述的實(shí)施例做出不同的修改。