相關申請的交叉引用
本申請要求于2014年10月24日提交的美國臨時申請號62/068,363的權益。將以上申請的公開內容通過引用以其全文結合在此。
本申請涉及共同未決的和共同轉讓的題為“sensingandatrial-synchronizedventricularpacinginanintracardiacpacemaker(心內起搏器中的感測和心房同步心室起搏)”的美國專利申請序列號14/821,047(代理人案卷號:c00005900.usu2)以及題為“sensingandatrial-synchronizedventricularpacinginanintracardiacpacemaker(心內起搏器中的感測和心房同步心室起搏)”的美國專利申請序列號14/821,141(代理人案卷號:c00005900.usu4),這兩項申請都是與本申請同時提交的,并且所有這些申請都通過引用以其全文結合在此。
本公開涉及一種用于通過心內起搏器感測心臟事件的可植入醫療設備系統以及相關聯的方法,所述心內起搏器被配置成用于遞送心房同步的心室起搏。
背景技術:
可植入心臟起搏器經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電極的一根或多根經靜脈醫療電引線。皮下植入的心臟起搏器可以是耦合至一根醫療引線用于將電極定位在一個心臟腔室(心房腔或心室腔)中的單腔起搏器、或者耦合至兩根引線用于將電極布置在心房腔和心室腔兩者中的雙腔起搏器。多腔室起搏器也是可用的,所述多腔室起搏器可以耦合至例如三根引線以用于將用于起搏和感測的電極布置在一個心房腔中以及右心室和左心室兩者中。
最近已經引入了心內起搏器,其可植入在患者心臟的心室腔內用于遞送心室起搏脈沖。這樣的起搏器可以感測伴隨固有心室去極化的r波信號,并且在沒有感測到的r波的情況下遞送心室起搏脈沖。雖然通過心內心室起搏器的單腔室心室感測和起搏可以適當地解決某些患者的病情,但是其他病情可能需要心房和心室(雙腔室)感測來提供心房同步的心室起搏和/或心房和心室(雙腔室)起搏,用以保持規則的心律。
技術實現要素:
一般來說,本公開涉及一種心內起搏器,所述心內起搏器能夠進行用于向患者提供心房同步的心室起搏治療的雙腔室感測。根據本文公開的技術進行操作的起搏器對包括p波、t波和r波的原始心臟信號進行濾波,至少對所述經濾波心臟信號進行分析以識別p波和t波,并且建立心臟事件感測標準,所述心臟事件感測標準將所述經濾波心臟電信號中的p波與r波和t波鑒別開來。在各種示例中,通過心內起搏器進行的p波感測使所述起搏器能夠進行心房同步的心室起搏。
在一個示例中,本公開提供了一種由醫療設備執行的方法,包括:根據第一濾波特性對由所述醫療設備接收到的原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件以及與所述第一心臟事件和所述第二心臟事件不同的第三心臟事件;檢測由所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過,在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個,在所述第二心臟事件中的所識別的所述一個之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過,分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過,基于對所述第一越過和所述第二越過的所述分析,建立對所述第一心臟事件與所述第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準,并且當所建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
在另一個示例中,本公開提供了一種可植入醫療設備,所述感測模塊被配置成用于:經由耦合到所述感測模塊的電極來接收原始心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件以及與所述第一心臟事件和所述第二心臟事件不同的第三心臟事件。所述感測模塊還被配置成用于:根據第一濾波特性對原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號;檢測所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過;在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個;在所述第二心臟事件中的所述識別的第二心臟事件之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過;分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過;基于對所述第一越過和所述第二越過進行的分析,建立對所述第一心臟事件與第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準;當所述建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
在又另一個示例中,本公開提供了一種非瞬態計算機可讀介質,存儲有指令集,所述指令在由可植入醫療設備執行時使所述設備根據第一濾波特性對由所述醫療設備接收的原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件、以及與所述第一心臟事件和第二心臟事件不同的第三心臟事件。所述指令還使得所述設備檢測所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過;在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個;在所述第二心臟事件中的所述識別的第二心臟事件之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過;分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過;基于對所述第一越過和所述第二越過進行的分析,建立對所述第一心臟事件與第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準;當所述建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
附圖說明
圖1是概念圖,展示了可以用于感測心臟電信號并向患者的心臟提供治療的心內起搏系統。
圖2a是心內起搏器的概念圖。
圖2b和圖2c是心內起搏器的替代性實施例的概念圖。
圖3是圖2a中所示的心內起搏器的示例配置的功能框圖。
圖4a是根據一個示例的包括在圖1所示的右心室(rv)起搏器中的感測和起搏控制電路的功能框圖。
圖4b是由圖4a的p波檢測器接收的未經濾波的原始egm信號的描述。
圖4c是在對圖4b的各個未經濾波的egm信號進行濾波和整流之后產生的經過濾波和整流的egm信號的描述。
圖5a是心室egm信號的p波部分的概念圖。
圖5b是圖5a的心室egm信號的r波部分的概念圖。
圖5c是圖5a的心室egm信號的t波部分的概念圖。
圖6是用于對由圖1的rv起搏器進行的使用遠場p波感測的心室起搏脈沖遞送進行控制的方法的流程圖。
圖7a是根據另一個示例的用于對由rv起搏器進行的心室起搏脈沖遞送進行控制的方法的流程圖。
圖7b是原始的未經濾波的egm信號、經濾波整流的egm信號、差分egm信號以及積分egm信號的描述。
圖8是由所述rv起搏器建立和重新檢查p波感測標準的方法的流程圖。
圖9是根據一個示例的由所述rv起搏器建立p波感測標準的方法的流程圖。
圖10a是用于確定需要調整由圖4a所示的p波檢測器使用的p波感測控制參數的方法的流程圖。
圖10b是根據另一個示例的用于確定需要調整所述p波感測標準的方法的流程圖。
圖11a是根據一個示例的可以由所述rv起搏器產生并被傳輸到外部設備的心臟egm信號以及相關聯的標記通道信號的圖。
圖11b是從所述rv起搏器傳輸到所述外部設備的心臟egm信號的顯示以及可以由所述外部設備的用戶顯示器生成的相關標記通道的概念圖。
圖12是根據另一個示例的可以由圖1的rv起搏器執行的用于自動調整p波檢測器濾波器的方法的流程圖。
具體實施方式
本文公開了一種可植入醫療設備(imd)系統,其包括被配置成用于完全植入所述患者心臟的心室腔中的心室心內起搏器。在各種示例中,imd系統可以包括心房心內起搏器和心室心內起搏器,所述心房心內起搏器和心室心內起搏器不需要經靜脈引線,但是能夠在這兩個心內起搏器之間沒有無線或有線通信信號的情況下提供協同心房和心室起搏。所述心室心內起搏器建立了p波感測標準,用于可靠地將p波與r波和t波區分,使得所述心室起搏器能夠遞送心房同步的心室起搏。
定位在植入袋中并且耦合到經靜脈心房和心室引線的雙腔室起搏器可以根據患者需求而被程控為僅遞送心房起搏(aai(r))、僅遞送心室起搏(vvi(r))或兩者(ddd(r))。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,因為所述起搏器將接收來自心房和心室兩個腔室的感測事件信號并使用定位在兩個腔室中的電極控制何時將關于感測事件的起搏脈沖遞送至兩個腔室。換言之,雙腔室起搏器知道在心房感測和起搏通道和心室感測和起搏通道兩者中何時發生感測事件和起搏事件兩者,因為所有感測和起搏控制都發生在一個設備中,即,雙腔室起搏器。
已經引入了被適配成用于完全植入心臟腔室內的心內起搏器。去除靜脈引線、心內引線具有若干優點。例如,可以消除與從皮下起搏器袋經靜脈延伸至心臟中的引線相關聯的干擾所導致的復雜性。其他并發癥(如“旋弄綜合征(twiddler’ssyndrome)”)導致通過使用心內起搏器而消除引線與起搏器的斷裂的或較差的連接。
當在植入起搏器的腔室中感測到固有事件時,心內起搏器可以通過遞送起搏脈沖并且抑制起搏來以單腔室起搏和感測模式(例如,aai或vvi)操作。雖然一些患者可能僅需要單腔室起搏和感測,但是具有av傳導缺陷的患者可能需要能夠提供與心房事件同步的心室起搏脈沖的起搏系統,所述心房事件包括心房起搏事件(如果存在心房起搏器)以及感測到的固有心房事件(即,伴隨著心房去極化的p波)。當心室起搏脈沖被適當地同步到心房事件時,在心房事件之后在目標房室(av)間期對心室于進行起搏。維持目標av間期對于維持心室的適當填充以促進最佳血液動力學功能是重要的。
圖1是概念圖,展示了可以用于感測心臟電信號并向患者心臟8提供治療的心內起搏系統10。imd系統10包括右心室(rv)心內起搏器14,并且可以可選地包括右心房(ra)心內起搏器12。起搏器12和14為經導管的心內起搏器,其被適配成完全植入心臟8的心臟腔室內,例如,完全在rv內、完全在左心室(lv)內、完全在ra內或者完全在左心房(la)內。在圖1的示例中,起搏器12沿著ra的心內膜壁(例如,沿著ra側壁或ra隔膜)定位。起搏器14沿著rv的心內膜壁(例如,接近rv心尖)定位。然而,本文公開的技術不限于圖1的示例中所示的起搏器位置,并且其他位置和彼此相對位置是可能的。在一些示例中,使用本文公開的技術將心室心內起搏器14定位在lv中而用于遞送心房同步的心室起搏。
起搏器12和14與皮下植入的起搏器相比尺寸減小,并且通常是圓柱形的,使得能夠經由遞送導管進行經靜脈植入。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部,以便提供對應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部,以便提供對應的右心室或左心室起博。
起搏器12和14各自能夠產生電刺激脈沖(即,起搏脈沖),所述電刺激脈沖經由起搏器的外殼上的一個或多個電極被遞送至心臟8。ra起搏器12被配置成用于使用基于外殼的電極來感測ra中的心內電描記圖(egm)信號并遞送ra起搏脈沖。rv起搏器14被配置成用于使用基于外殼的電極來感測rv中的egm信號并遞送rv起搏脈沖。
在一些示例中,例如在房室(av)阻滯的情況下,患者可能僅需要rv起搏器14而用于遞送心房同步的心室起搏。在其他示例中,取決于個體患者需求,ra起搏器12可以首先被植入,并且可以在患者產生對心室起搏的需求之后(例如,如果患者出現av傳導缺陷)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中接收ra起搏器12和rv起搏器14兩者。
rv起搏器14被配置成用于以促進維持心房事件和心室事件之間的目標av間期(例如,p波(固有的或起搏誘發的)和心室起搏脈沖或由此產生的起搏誘發的r波之間)的方式來控制將心室起搏脈沖遞送到rv。目標av間期可以是由臨床醫生選擇的編程值。基于所述患者的臨床測試或評估或基于來自患者群體的臨床數據,目標av間期可以被識別為對于給定患者是血流動力學最佳的。ra起搏器12和rv起搏器14中的每一個都包括控制模塊,所述控制模塊控制由對應起搏器執行的功能。根據本文公開的技術,rv起搏器14的控制模塊被配置成用于基于執行用于將p波與r波和t波進行區分的egm信號分析來自動調整p波感測標準并動態調整心室起搏逸搏間期。
起搏器12和14各自可以與外部設備20進行雙向無線通信。外部設備20的方面通常可以對應于在美國專利號5,507,782(凱爾瓦(kieval)等人)中公開的外部編程/監測單元,所述專利由此通過引用以其全文結合在此。外部設備20通常被稱為“程控器”,因為它一般由內科醫師、技術人員、護士、臨床醫生或其他對起搏器12和14中的操作參數進行程控的合格用戶。外部設備20可以位于診所、醫院、或其他醫療設施中。外部設備20可以被替代性地具體化為可以用于醫療設施中、患者家中、或另一位置的家庭監視器或手持設備。可以使用外部設備20將操作參數(比如感測和治療遞送控制參數)程控至起搏器12和14中。
外部設備20包括處理器52和相關聯的存儲器53、用戶顯示器54、用戶接口56和遙測模塊58。處理器52控制外部設備的操作,并且處理從起搏器12和14接收的數據和信號。根據本文公開的技術,處理器52從rv起搏器14接收被傳輸到遙測模塊58的egm和標記通道數據。處理器52向用戶顯示器54提供egm和標記通道數據以供顯示給用戶。
用戶顯示器54基于從rv起搏器14接收到的數據而產生egm信號數據的顯示(其可以如下面結合圖11a和11b所述的從實時延遲)以及標記通道標記。所述顯示可以是圖形用戶界面的一部分,其便于由與外部設備20交互的用戶對感測控制參數進行編程。外部設備20可以向用戶顯示關于起搏器功能的其他數據和信息,以便回顧起搏器操作和已程控參數以及egm信號或詢問會話過程中從起搏器12和14檢索的其他生理數據。用戶接口56可以包括鼠標、觸摸屏、鍵盤和/或小鍵盤,用于使用戶能夠與外部設備20交互,從而發起與起搏器12和/或14的遙測會話用于從起搏器12和/或14檢索數據和/或向其傳輸數據,以便選擇并程控所預期的感測和治療遞送控制參數。
遙測模塊58被配置成用于與起搏器12和14中所包括的可植入遙測模塊進行雙向通信。外部設備20使用適當尋址目標起搏器12或14的通信協議來確認與ra起搏器12的無線射頻(rf)通信鏈路22以及與rv起搏器14的無線rf通信鏈路24。在美國專利號5,683,432(德克(goedeke)等人)中總體上公開了一種可以植入系統10中的示例rf遙測通信系統,由此所述專利由此通過引用以其全文結合在此。
遙測模塊58被配置成用于結合處理器52運行,用于通過通信鏈路22或24發送和接收與起搏器功能相關的數據。可以使用rf鏈路(如藍牙、wi-fi、醫療植入通信服務(mics)或其他rf帶寬)在相應的ra起搏器12和rv起搏器14與外部設備20之間建立通信鏈路22和24。在一些示例中,外部設備20可以包括程控頭,所述程控頭靠近起搏器12或14放置用于建立和維護通信鏈路,并且在其他示例中,外部設備20和起搏器12和14可以被配置成使用距離遙測算法和電路進行通信,所述距離遙測算法和電路不需要使用程控頭并且不需要用戶干預來維持通信鏈路。
考慮到的是,外部設備20可以通過遙測模塊58與通信網絡有線或無線連接,以用于將數據輸送到遠程數據庫或計算機,從而允許對患者12的遠程管理。遠程患者管理系統可以被配置成用于利用當前公開的技術來使臨床醫生能夠在查看egm和標記通道數據的視覺表現之后查看egm和標記通道數據并授權對感測控制參數的編程。參照共同轉讓的美國專利號6,599,250(韋勃等人)、6,442,433(林貝格等人)、6,418,346(納爾遜等人)、和6,480,745(納爾遜等人)對使得能夠進行遠程患者監測和設備程控的遠程患者管理系統進行概況描述和示例。這些專利中的每一個都通過引用以其全文結合在此。
例如,ra起搏器12和rv起搏器14兩者都不被配置成用于發起與其他設備的rf通信會話。起搏器12和14兩者都可以被配置成用于周期性地“監聽”來自外部設備20的有效“喚醒”遙測信號并對其自身的遙測模塊上電以響應于有效遙測信號建立通信鏈路22或24(或者如果未接收到有效遙測信號則返回至“睡眠”)。然而,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。在一些示例中,起搏器12和14可以被配置成用于彼此進行通信,但是為了保持心內起搏器12和14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之間不會在連續的基礎上發生通信以用于當另一個起搏器感測到心臟事件時或者當其遞送起搏脈沖時進行通信。然而,rv起搏器14被配置成用于感測心房事件并且自動地調整p波感測標準而用于可靠地辨別心內心室egm信號的p波與r波和t波,而不需要來自ra起搏器12的通信信號。
圖2a是可以對應于圖1中所示的ra起搏器12或rv起搏器14的心內起搏器100的概念圖。起搏器100包括沿著起搏器100的外殼150間隔開的用于感測心臟egm信號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)的環形電極。遠端102被稱為“遠”是因為當其前進穿過遞送工具(如,導管)時其被期望為前端并且被放置抵靠目標起搏位點。
電極162和164形成用于雙極心臟起搏和感測的陽極和陰極對。電極162和164被定位在對應的近端104和遠端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。相對較大的電極間間距將增加在與植入起搏器100的腔室不同的心臟腔室中發生的感測遠場(ff)信號的可能性。例如,當起搏器100被用作rv起搏器時,電極162和164之間的增加的電極間起搏可以通過起搏器100改善ff心房事件的可靠感測而用于控制心室起搏脈沖的定時。
在替代性實施例中,起搏器100可以包括兩個或更多個環形電極、兩個尖端電極和/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egm信號的其他類型的電極。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二甲苯、尿烷、聚醚醚酮(peek)、或聚酰亞胺等。整個外殼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,整個外殼150可以充當電極,而不是提供如電極162等局部電極。替代性地,可以將電極162與外殼150的其他部分電隔離。沿著外殼150的導電部分形成的電極162在起搏和感測期間被用作返回陽極。
外殼150包括控制電子設備子組件152,所述控制電子設備子組件容納用于感測心臟信號、產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備。尖端電極164可以經由饋通件耦合到控制電子器件子組件152(例如,起搏脈沖發生器和感測模塊)內的電路,以用作所述起搏陰極電極。
外殼150進一步包括電池子組件160,所述電池子組件向控制電子設備子組件152提供電力。電池子組件160可以包括共同轉讓的第8,433,409號美國專利(約翰遜(johnson)等人)以及第8,541,131號美國專利號(倫德(lund)等人)中所公開的電池的特征,所述兩個專利的全部內容通過引用以其全文結合在此。
起搏器100可以包括一組固定齒166,以例如通過與心室內膜主動接合和/或與心室小梁相互作用而將起搏器100固定到患者組織。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組織,以便遞送治療電刺激脈沖。可以采用許多種類型的有源和/或無源固定構件來將起搏器100錨定或穩定在植入位置中。起搏器100可以包括如在共同轉讓的、預授權的公開美國2012/0172892(格魯巴茨(grubac)等人)中公開的一組固定齒,所述公開由此通過引用以其全文結合在此。
起搏器100可以進一步包括遞送工具接口158。遞送工具接口158可以位于起搏器100的近端104,并且被配置成用于連接至用于在植入手術期間將起搏器100定位在植入位置處(例如,在心臟腔室內)的遞送設備(比如,導管)。
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減小電池尺寸而比起搏器14要小,以適應植入較小的心臟腔室中。這樣,應認識到的是,起搏器100的尺寸、形狀、電極位置或其他物理特性可以根據其將被植入的心臟腔室或位置而被調整。
圖2b是心內起搏器110的替代性實施例的概念圖。起搏器110包括外殼150、控制電子設備子組件152、電池子組件160、固定構件166和沿著遠端102的電極164,并且可以包括如以上結合圖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延伸離開外殼150的電極162’。這樣,延伸部165可以耦合至外殼150以將陽極電極162’定位在距離遠端尖端電極164增加的電極間間距離處,而不是攜帶沿著外殼150的成對電極,這限制了最大可能的電極間間距。增加的距離可以將感測電極定位在心房中或其附近而用于改善p波感測。本文公開的技術可以在具有近端感測延伸部的起搏器中實現,如于2014年7月17日臨時申請的美國專利申請號62/025,690(代理人案卷號:c00005334.usp1)中所公開的,所述申請通過引用以其全文結合在此。
圖2c是心內起搏器120的替代性實施例的概念圖,其具有耦合至起搏器外殼150的遠端102的延伸部165,用于將遠端電極164’延伸遠離沿著接近近端104或在近端104處的外殼150定位的電極162。延伸部165是絕緣電導體,其可以經由越過外殼150的電饋通件而將電極164'電耦合到起搏器電路。具有用于增加電極間間距的絕緣、導電延伸部165的起搏器120通常可以對應于在共同轉讓的、預授權的美國公開號2013/0035748(邦納(bonner)等人)中公開的可植入設備和軟導體,所述專利由此通過引用以其全文結合在此。
圖3是圖2a所示的起搏器100的示例配置的功能框圖。起搏器100包括脈沖發生器202、感測模塊204、控制模塊206、存儲器210、遙測模塊208和電源214。如本文使用的,術語“模塊”指代專用集成電路(asic)、電子電路、執行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享、專用或群組)和存儲器、組合邏輯電路或提供所描述的功能的其他適合部件。ra起搏器12和rv起搏器14中的每一個都可以包括如由圖3中所示的起搏器100所表示的類似的模塊;然而,應理解的是,可以根據執行單獨的ra起搏器12和rv起搏器14的功能的不同需求來對模塊進行配置。
當起搏器100被配置成用于作為rv起搏器14操作時,控制模塊206被配置成如本文所公開的用于設置用于控制心室起搏脈沖的遞送的各種心室起搏逸搏間期。當起搏器100被具體化為ra起搏器12時,控制模塊206被配置成根據本文披露的技術來設置心房起搏逸搏間期以控制ra起搏脈沖的遞送。滿足如本文公開的定位在不同心臟腔室中的心內起搏器的所描述功能所必需的起搏器100的各種模塊的硬件、固件或軟件的適配應被理解為根據預期的植入位置而包括在起搏器100的各種模塊中。
歸因于在此的起搏器100的功能可具體化為一個或多個處理器、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的硬件或軟件部件或由任何特定的架構來實現。而是,與一個或多個模塊、處理器或電路相關聯的功能可以由分開的硬件或軟件部件來執行、或者集成在共同的硬件或軟件部件中。例如,由起搏器100執行的起搏控制操作可以在控制模塊206中實現,所述控制模塊206執行存儲在相關聯的存儲器210中的指令并且依賴于來自感測模塊204的輸入。
本文公開的起搏器100的功能操作不應被解釋為反映實踐所描述的方法所需的軟件或硬件的特定形式。據信,將主要通過起搏器100中所采用的特定系統架構以及通過起搏器100所采用的特定感測方法和治療遞送方法來確定軟件、硬件和/或固件的特定形式。在考慮到在此的公開的情況下,在任何現代起搏器系統的背景下提供軟件、硬件、和/或固件以完成所述功能在本領域技術人員的能力之內。
脈沖發生器202生成經由電極162和164被遞送至心臟組織的電刺激信號。電極162和164可以是如圖2a中所示的基于外殼的電極,但是一個或兩個電極162和164可以替代性地由結合圖2b和圖2c所描述的延伸遠離起搏器外殼的絕緣、導電體攜帶。
脈沖發生器202可以包括一個或多個電容器以及將所述(多個)電容器充電至程控起搏脈沖電壓的充電電路。在合適的時間上,如由包括在控制模塊206中的起搏定時和控制模塊所控制的,電容器耦合至起搏電極162和164以對電容器電壓進行放電并由此遞送起搏脈沖。在以上結合的美國專利號5,507,782(凱爾瓦(kieval)等人)以及在共同轉讓的美國專利號8,532,785(克拉奇菲爾德(crutchfield)等人)中總體上公開的起搏電路可以實現在起搏器100中從而在控制模塊206的控制下將起搏電容器充電至預定的起搏脈沖振幅并遞送起搏脈沖,這兩項專利都通過引用以其全文結合在此。
控制模塊206控制脈沖發生器202以根據存儲在存儲器210中的編程治療控制參數響應于逸搏間期的到期而遞送起搏脈沖。在控制模塊206中包括的起搏定時和控制模塊包括被設置為用于控制相對于起搏或感測事件的起搏脈沖的定時的逸搏間期定時器。當逸搏間期到期時,遞送起搏脈沖。如果通過感測模塊204在起搏逸搏間期內感測到心臟事件,則可以抑制所安排的起搏脈沖,并且可以將起搏逸搏間期重置為新的時間間期。下面結合本文提出的各種流程圖來描述通過控制模塊206對起搏逸搏間期的控制。
感測模塊204包括用于接收跨電極162和164產生的心臟egm信號的心臟事件檢測器222和224。當egm信號越過心臟事件檢測器222或224的感測閾值時,可以通過感測模塊204來感測心臟事件。感測閾值可以是自動調整的感測閾值,其可以初始地基于感測事件的振幅而設置,并且此后以預定衰減速率而衰減。響應于感測閾值越過,感測模塊204將感測事件信號傳遞至控制模塊206。
感測模塊204可以包括近場(nf)事件檢測器222和遠場(ff)事件檢測器224。nf心臟事件是在電極162和164所處的心臟腔室中發生的事件。ff心臟事件是在與電極162和164所處的心臟腔室不同的心臟腔室中發生的事件。
rv起搏器12的nf心臟事件檢測器222可以被程控成使用適合用于感測伴隨心室去極化的r波的感測閾值來操作。rv起搏器100的nf心臟事件檢測器222產生響應于檢測到r波感測閾值越過而提供給控制模塊206的nf感測事件信號,本文也稱為“r感測信號”。
本文所使用的術語“感測心臟事件”或“感測事件”指代由感測模塊204響應于egm信號越過感測閾值(其可以是振幅閾值、頻率閾值、轉換速率閾值或其任何組合)而感測到的事件。感測心臟事件可以包括由遞送的起搏脈沖引起的固有事件和誘發事件。固有事件是在不存在起搏脈沖的情況下出現在心臟中的事件。固有事件包括固有p波(如源自心臟的竇房結的竇性p波)和固有r波(如通過心臟的正常傳導路徑而經由房室節點從心房傳導到心室的竇性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生但在本源上異常的房性期前收縮(pac)或室性期前收縮(pvc)。
ff事件檢測器224可以被配置成用于當起搏器100被具體化為rv起搏器14時感測ff心房事件。ff心房事件感測閾值可以由ff事件檢測器224使用而用于感測ff心房事件。所述ff心房事件感測閾值與nf事件檢測器222所使用的感測閾值不同,但是被應用于跨電極162和164產生的相同的egm信號,以使感測模塊204能夠清楚地感測ff心房事件和nfr波。ff事件檢測器224產生響應于ff心房事件而傳遞到控制模塊206的ff感測事件信號,本文也稱為“p感測信號”。由ff事件檢測器224感測的ff心房事件可以包括由ra起搏器12遞送的心房起搏脈沖和/或固有的或誘發的p波。ff事件檢測器224可以被配置成用于或不被配置成用于鑒別作為起搏脈沖的感測ff心房事件和作為p波的感測ff心房事件。由rv起搏器14感測到的心房事件被稱為“遠場”事件,因為它們是在與起搏器14植入的rv不同的心室中發生的事件。應當認識到,當使用如圖2b所示的近端感測延伸部時,至少一個電極可以被定位在心房附近,使得所述信號本身可以接近近場心房信號感測。
ffp波與nfr波相比是相對較小的振幅信號,并且在振幅上類似于與心室心肌的復極化相關聯的nft波。p波可能對于區分所述心室egm信號上的t波和基線噪聲具有挑戰性。可以增加感測電極162和164的電極間間距以增強ff事件檢測器224對小振幅ffp波的感測。如結合本文所公開的流程圖所述,rv起搏器14被配置成用于建立p波感測標準,以從感測模塊204經由電極162和164接收的心室egm信號來可靠地感測ffp波。
基于振幅、定時、頻率組成、斜率、整體p波形態的形狀或p波形態的具體特征,可以將ffp波與nfr波和t波區分開。可以將rv起搏器14中的nf事件檢測器222使用的r波感測閾值設置為大于預期的ffp波振幅,使得當跨電極162和164的egm信號越過所述r波感測閾值感測到r波。可以由rv起搏器14的ff事件檢測器224使用低于所述nfr波感測閾值的不同的感測閾值來感測ffp波。
當可用時,由rv起搏器14中的ff事件檢測器224產生的p感測信號可由rv起搏器14的控制模塊206使用以遞送與心房同步化的心室起搏。然而,例如由于電極162和164的位置的變化或改變p波形態的其他條件,可能不存在ff心房事件或rv心臟起搏器14感測不到。在某些情況下,t波和p波可能變得無法區分。使用本文公開的技術,rv起搏器14被配置成用于調整由ff事件檢測器224使用的p波感測標準以隨時間提高p波感測的可靠性,并且以在由ff事件檢測器224產生可靠的p感測信號時維持目標av間期、并且在可靠的p感測信號不可用時切換到vvi或vvr起搏模式的方式來控制心室起搏。
存儲器210可以包括計算機可讀指令,這些計算機可讀指令在由控制模塊206和/或感測模塊204執行時,使控制模塊206和/或感測模塊204執行貫穿本公開歸因于起搏器100的各種功能。可以將計算機可讀指令編碼在存儲器210內。存儲器210可以包括任何非瞬態計算機可讀存儲介質,包括任何易失性介質、非易失性介質、磁性介質、光學介質或電介質,諸如隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、非易失性ram(nvram)、電可擦除可編程rom(eeprom)、快閃存儲器、或其他數字介質,唯一的例外是瞬時傳播信號。根據本文公開的技術,存儲器210存儲由控制模塊206使用的定時間期、計數器或其他數據,以控制通過脈沖發生器202遞送起搏脈沖,例如通過設置在控制模塊206中包括的起搏逸搏間期定時器。
起搏器100還可以包括用于監測患者的一個或多個生理傳感器212。傳感器212可以包括壓力傳感器、聲學傳感器、氧傳感器或用于監測患者的任何其他傳感器。在一些示例中,生理傳感器212包括產生指示患者的代謝需求的信號的至少一個生理傳感器。指示所述患者的代謝需求的信號由控制模塊206使用,用于確定傳感器指示的起搏率而用以控制心率以符合所述患者的代謝需求。
例如,傳感器212可以包括用于產生傳遞到控制模塊206的患者活動信號的加速度計。在傳感器212中包括的加速度計可以被具體化為用于產生與患者的身體運動相關的信號的壓電晶體。在2014年2月6日提交的美國專利申請序列號14/174,514(尼科爾斯基(nikolski)等人)中總體上公開了在心內設備中使用加速度計來獲得患者活動數據,所述專利通過引用以其全文結合在此。在美國專利號7,031,772(康戴爾(condie)等人)中總體上公開了使用用于提供速率響應起搏的患者活動信號,所述專利由此通過引用以其全文結合在此。
在其他示例中,傳感器212可以包括用于檢測患者身體姿勢的變化的姿勢傳感器。在美國專利號5,593,431(謝爾登(sheldon))中總體上公開了用于檢測患者姿勢變化的多維加速度計,所述專利通過引用以其全文結合在此。可以對姿勢改變進行檢測而用于觸發由ff事件檢測器224使用的p波感測標準的評估。
電源214根據需要向起搏器100的其他模塊和部件中的每一個提供電力。控制模塊206可以執行功率控制操作,以便控制何時向不同的部件或模塊供電以執行不同的起搏器功能。電源214可以包括一個或多個能量存儲設備,如,一個或多個可再充電電池或不可再充電電池。為清楚起見,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。
遙測模塊208包括收發器以及用于經由射頻(rf)通信鏈路發射和接收數據的相關聯的天線。如上所述,遙測模塊208能夠如上所述地與外部設備20(圖1)進行雙向通信。
圖4a是根據一個示例的包括在rv起搏器14中的感測和起搏控制電路的功能框圖250。rv起搏器14包括可以對應于圖3中的nf事件檢測器222的r波檢測器252,以及可以對應于圖3中的ff事件檢測器224的p波檢測器262。r波檢測器252和p波檢測器262都接收跨電極162和164產生的心室egm信號,其可以穿過預濾波器251,例如2.5至5hz的高通濾波器或具有2.5hz至100hz的通帶的寬帶濾波器,以消除dc偏移和高頻噪聲。由預濾波器251傳遞的信號在本文中被稱為“原始心臟電信號”或“原始的未經濾波的egm信號”265,因為信號265是由寬帶濾波器進行最低限度的濾波的,并且還沒有由包括在p波檢測器262或r波檢測器252的濾波器進行濾波。換言之,用于感測心臟電信號的最佳濾波尚未應用于原始的未經濾波的egm信號265。預濾波器251可以將差分信號或單端信號傳遞到r波檢測器252和p波檢測器262。
r波檢測器252包括帶通濾波器254,用于在包括預期的r波頻率的帶寬內對原始的未經濾波的egm信號265進行濾波。r波檢測器濾波器254將濾波信號傳遞到分析器256,分析器256可以包括感測放大器或將經濾波的egm信號與r波感測標準進行比較的其他事件檢測器。預期的r波頻率可以在大約30hz到50hz的范圍內。在一個示例中,濾波器254可以具有在30hz和50hz之間的中心頻率以及低至20hz且高達70hz的帶寬。當經濾波的egm信號的振幅越過可能是自動調整的感測閾值的r波感測閾值時,可以由分析器256感測r波。r波檢測器252將r感測信號258傳遞到可以包括在圖3的控制模塊206中的起搏定時和控制模塊270。r感測信號258也可以傳遞到p波檢測器262以供分析器268用于感測和鑒別p波(遠場事件)與r波和t波(兩者都是近場事件)。
起搏定時和控制模塊270可以包括起搏逸搏間期定時器,所述起搏逸搏間期定時器響應于接收到來自r波檢測器252和p波檢測器262的感測事件信號而被設置為心室起搏逸搏間期。響應于接收到來自于r波檢測器252的r感測信號258,起搏定時和控制模塊270禁止所安排的起搏脈沖,并將所述起搏逸搏間期定時器復位到vv起搏逸搏間期。設置所述vv起搏逸搏間期以控制心室率。如果在起搏定時和控制模塊270接收到r感測信號258或p感測信號272之前所述vv起搏逸搏間期到期,則由脈沖發生器202遞送心室起搏脈沖(圖3)。起搏脈沖遞送將啟動另一個vv起搏逸搏間期。可以根據基礎起搏率來設置vv起搏逸搏間期以提供心動過緩起搏,或者可以從基礎起搏率間期縮短到傳感器指示的速率響應間期以提供更快的起搏率以滿足患者的代謝需求。
已經認識到,r波檢測器252可以設置適當的消隱和/或不應間期以避免過度感測。例如,在產生r感測信號258之后,可以向分析器256施加例如高達150ms的短心室消隱間期,使得相同的r波不被感測多于一次。可以在所述消隱間期之后施加例如高達500ms的心室不應間期,以抑制導致假r感測信號的t波過度感測。在各種實施例中,沒有限制,心室不應間期可以在300ms和400ms之間。
p波檢測器262包括帶通濾波器264,用于在包括預期的p波頻率的帶寬內對原始的未經濾波的egm信號265進行濾波,并且可以包括預期的t波頻率和r波頻率。p波檢測器濾波器264可以是由感測模塊204自動調整的可調帶通濾波器(在一些示例中,在控制模塊206的控制下)以促進p波信號與t波信號和r波信號的分離。從t波信號和r波信號中分離p波信號可以基于峰值信號振幅、轉換速率或其他形態特征和/或在經濾波的egm信號266中的發生時間。
通常,t波可以具有比p波和r波的頻率(例如分別為15hz或更高和30hz或更高)更低的頻率,例如10hz或更低。在一個示例中,濾波器264名義上被調整為20至70hz帶通濾波器,但是可以調節帶通的高端和低端。然而,“典型的”信號頻率可能隨電極位置、電極間間距或其他因素的變化而變化。通過調整濾波器264的中心頻率和帶寬,可以增強p波信號并可以衰減t波信號,使得p波和t的鑒別是可靠的。換言之,如果濾波器帶通很大程度上從濾波信號266中消除了t波,則當t波的振幅明顯較小時,由于t波的最優濾波的原因而可以使p波感測閾值被用于檢測p波。
在其他示例中,可以調整濾波器264的中心頻率和/或帶通寬度以有意地增加經濾波的egm信號266中的t波振幅,使得p波振幅明顯低于t波振幅。分析器268接收經濾波的egm信號266,并且包括用于對經濾波的egm信號266進行整流的整流器以及感測放大器或其他心臟事件檢測器,所述感測放大器或其他心臟事件檢測器接收所述經整流的濾波信號而用于與用于感測來自經濾波的egm信號266的p波的p波感測閾值進行比較。包括在分析器268中的心臟事件檢測器還可以應用高于p波感測閾值的t波感測閾值,以便在經濾波的egm信號266超過所述p波感測閾值但沒有超過所述t波感測閾值時能夠感測p波。響應于感測到p波而產生p感測信號272。
已經認識到,p波檢測器262可以設置分析器268使用的相關的消隱和/或不應期以避免過度感測。例如,在產生p感測信號272之后,可以應用例如高達500ms的心房不應期,在此期間起搏定時和控制模塊270不使用p感測信號272來設置所述逸搏間期定時器。此外,p波檢測器262可以響應于r感測信號258而設置心房消隱期,在此期間不產生p感測信號272,隨后是心室后心房不應期,在此期間起搏定時和控制模塊270忽略p感測信號272。
從電極162和164接收的經濾波的egm信號266和/或原始的未經濾波的egm信號265可以被傳遞到分析器268而用于與p波感測標準進行比較。分析器268可以將經濾波的egm信號266與振幅標準、頻率標準、相對于從r波檢測器252接收到的r感測信號258的定時標準、形態學標準或其任何用于感測p波的組合進行比較。分析器268可以包括用于獲得多位數字egm信號樣本的數字轉換器,所述多位數字egm信號樣本用于確定egm信號特征并將其與p波感測標準進行比較。
在一些示例中,分析器268從電極162和164接收原始的未經濾波的egm信號265,以將存在于經濾波的egm信號266中的疑似t波和疑似p波與可以在未經濾波的egm信號265中識別的p波和t波進行比較。原始的未經濾波的egm信號p波和t波的比較可以用于建立p波感測標準,p波感測標準區分p波與t波,如以下更詳細地描述的。分析器268可以基于對于原始的未經濾波的egm信號265和/或經濾波的egm信號266的分析而根據鑒別p波和t波需要來自動調整分析器268所使用的p波感測標準。
在一些示例中,濾波器264可以提供經濾波的egm信號266以及用于與經濾波的egm信號266進行比較的另一個替代性濾波的egm信號267,用于識別p波和t波。例如,替代性濾波的egm信號267可以具有與經濾波的egm信號266相同的或不同的中心頻率和更寬的帶寬。如以下結合圖8所述,可以對經濾波的egm信號266進行分析以確認正在鑒別p波與t波。如果基于單獨分析經濾波的egm信號266無法確認p波感測,則可以對未經濾波的egm信號265或替代性濾波的egm信號267進行分析以識別p波和/或t波,并且將未經濾波的或替代性濾波的egm信號265和267中的p波和/或t波的發生分別與經濾波的egm信號266進行比較,以改善p波感測標準并且通過p波檢測器262來確認p波與t波的鑒別。
可以通過分析器268在未經濾波的egm信號265上識別的p波和t波之間進行比較,以改善經濾波的egm信號266中的p波和t波的鑒別和分離。例如,感測模塊204可以調整濾波器264而用于增加p波和t波的振幅分離和/或調整t波感測窗口以基于時間而分離p波和t波。
分析器268可以使用未經濾波的egm信號265和經濾波的egm信號266內的p波和t波之間的比較以及未經濾波的egm信號265和經濾波的egm信號266之間的比較,以通過減小經濾波的egm信號266中的t波信號強度和/或增加p波信號強度來自動調整濾波器264的中心頻率和/或帶寬以增加p波和t波的振幅分離。例如,濾波器264的帶通可以變窄,以減小經濾波的egm信號266中的t波的信號強度。如果例如p波頻率約為20hz且t波頻率約為10hz,則濾波器264的中心頻率可以設置為20hz。如果例如由于所述電極更靠近心房而使p波相對較窄,可以使用更高的中心頻率,例如30hz。如果例如由于所述電極進一步離開心房而使p波相對較寬,則可以使用更低的中心頻率,例如小于20hz。可以將帶寬設置為衰減的更低的頻率,例如10hz和更低,這是t波的更典型的頻率。
在其他示例中,調整濾波器264以增加經濾波的egm信號266中的t波振幅,以在p波和t波之間提供更大的振幅分離。可以通過將濾波器264的中心頻率調整到較低的中心頻率(例如,10hz)或者在所述較低的頻率范圍(例如,小于15hz的頻率)內增加其帶寬來有意地增加t波振幅。如果t波和p波在未經濾波的egm信號265上具有相似的振幅但是不同的信號寬度,則可以調整p波檢測器濾波器264以增加t波振幅,以允許使用振幅閾值來鑒別經濾波的egm信號266中的p波和t波。
分析器268可以響應于r感測信號258而設置t波感測窗口,以包含t波可能發生(并且p波不太可能發生)的時間間期而用于鑒別t波與p波。可以通過分析器268自動地調整響應于r感測信號258而設置的t波感測窗口的開始時間和/或持續時間,以將p波與t波分離。例如,分析器268可以響應于感測的或起搏的心室率的增加而縮短t波感測窗口的持續時間。
響應于符合p波感測標準,將p感測信號272傳遞到起搏定時和控制模塊270。通過將所述起搏逸搏間期定時器設置為av間期,起搏定時和控制模塊270響應于p感測信號272而啟動所述起搏逸搏間期定時器。如下所述,響應于經濾波的egm信號266的振幅越過p波感測閾值,初始p感測信號272可被傳遞到起搏定時和控制模塊270。所述p波感測閾值被設置為在振幅上低于r波感測閾值。這樣,越過p波感測閾值的信號可以是p波、r波或t波。分析器268在p波感測閾值越過發生之后對所述信號進行分析以確認所述信號是真正p波。
由于驗證感測到的信號不是r波或t波所需的額外時間,在越過p波感測閾值之后,對感測到的p波的確認可能被延遲。例如,在越過p波感測閾值之后,分析器268可以等待越過t波感測閾值和/或越過r波感測閾值,以驗證越過感測p波閾值是否為真正p波。在當經濾波的egm信號266越過p波感測閾值時產生p-感測信號272時開始的av間期期間,分析器268可以確定一個或多個egm信號特征,如峰值振幅、頻率組成、轉換速率、形態、相對于r感測信號258的定時和/或執行其他信號分析以確認越過所述p波感測閾值是真正p波。
在一些示例中,分析器265包括微分器和/或積分器,用于從原始的未經濾波的信號265和/或經濾波的egm信號266產生差分egm信號而用于確認感測p波。例如,所述差分信號的轉換速率和/或振幅可以可靠地鑒別感測p波與t波,因為t波可能在所述差分信號中被大力衰減,在某些情況下使得所述差分信號的轉換速率成為強大的鑒頻器。在另一個示例中,積分t波信號可以是比積分p波信號更大的、更寬的信號,便于識別和清除t波與p波的鑒別。在圖7b中示出了并在下文描述了未經濾波的信號265、濾波信號266、差分信號以及由分析器268產生的積分信號的示例。
如果由p波檢測器262感測到的信號未被確認為真正p波,則可以將取消p感測信號274傳遞到起搏定時和控制模塊270。起搏定時和控制模塊270可以響應于取消p感測信號274而復位、調整或取消av起搏逸搏間期。如果通過分析器268將越過p波感測閾值確認為真正p波信號,則起搏定時和控制模塊270控制脈沖發生器202在av起搏逸搏間期到期時遞送起搏脈沖。
在某些情況下,p波和t波在原始的未經濾波的egm信號265和經濾波的egm信號266和267上基于頻率、振幅、形態和時序彼此無法區分。如果分析器268確定p波和t波是不可區分的,則可以暫時禁用p波檢測器262,和/或可以禁止起搏定時模塊270接收或使用p感測信號272,以便設置所述心室起搏逸搏間期定時器。rv起搏器14在單腔室心室起搏和感測模式下操作,直到分析器268確定可再次區分p波和t波為止。
在rv起搏器14具有圖3所示的用于檢測nfr波的nf事件檢測器222(其可以對應于圖4a中的r波檢測器252)以及圖3所示的用于檢測ffp波的ff事件檢測器224(其可以對應于圖4a中的p波檢測器262)的背景下描述了本文公開的技術。應當理解,在rv起搏器實施的背景下描述的公開技術可以適用于ra起搏器12。在這樣的實施例中,nf事件檢測器222被配置成用于檢測nfp波,并且ff事件檢測器224被配置成用于檢測ffr波(以及可選的fft波)。在這種情況下,r波檢測器252可以對應于ff事件檢測器224,并且可以具有可調濾波器254,對可調濾波器254進行自動調節以增加經濾波心臟電信號中的ffr波與nfp波和fft波在時間、振幅和/或形態上的分離。
在以下結合圖5a、5b和5c描述的示例中,基于從由rv起搏器14接收的心臟電信號中檢測ffp波來描述心臟事件感測閾值。在ra起搏器的實施中,這些心臟事件檢測閾值的相對振幅可以基于由ra起搏器ff事件檢測器224產生的經濾波心臟電信號中的nfp波、ffr波和fft波的預期的相對振幅而改變。
圖4b是對由p波檢測器262接收的原始的未經濾波的egm信號280、282和284的描述。原始的未經濾波的egm信號280、282和284可以對應于在寬帶濾波之后由預濾波器251傳遞的圖4a中所示的原始的未經濾波的egm信號265,以去除dc偏移和高頻噪聲。使用以三個不同的電極間間距進行定位的電極來獲取三個未經過濾的egm信號280、282和284。使用131mm的電極間間距來采集信號280。使用100mm的電極間間距來采集信號282,在這個示例中使用60mm的電極間間距來采集信號284。例如,可以使用感測擴展來實現更大的電極間間距,如圖2b所示。
如在圖4b中所觀察到的,p波286a、286b和296c的振幅和形態可以隨著電極間距離的增加而大幅改變。在所示的示例中,r波288a、288b和288c以及t波290a、290b和290c基本上不隨電極間距離而改變。電極間間距對p波的影響以及p波、r波t波之間的相對差異可以隨著電極162和164的植入位置以及電極間間距而變化。
在所示的示例中,觀察到p波286a、286b和286c的最大峰值振幅和最大斜率隨著電極間間距的增加而增加,因為近端返回電極162可以被定位成更靠近心房組織。因此,增加的電極間間距可以用于采集具有更高振幅的p波,這更易于通過由p波檢測器分析器268施加的p波感測閾值越過進行檢測。例如,通例如過使用遠高于egm基線變化但低于r波峰值振幅的p波感測閾值,更高振幅的p波286a仍然容易與r波振幅區分開,如以下更詳細地描述的。在一些情況下,分析器268還可以應用大于p波感測閾值且小于r波感測閾值的中間t波感測閾值,以將p波286a、286b或286c與t波290a、290b或290c區分開。在其他情況下,p波286a的增強的峰值振幅和p波286a的高轉換速率或其他不同的形態特征可以使分析器268能夠感測p波286a,而不需要中間t波感測閾值。
圖4c是在由p波檢測器262對圖4b的相應的未經濾波的egm信號280、282和284進行濾波和整流后產生的經濾波整流的egm信號280’、282’和284’的描述。在這個示例中,由20hz高通濾波器對信號280’、282’和284’進行濾波,導致與圖4b所示的原始的未經濾波的t波290a、290b和290c相比t波296a、296b和296c顯著衰減。如下所述,在一些示例中,當能夠從與p感測信號272不一致的原始的未經濾波的egm信號265中識別t波290a、290b或290c(例如,分別為原始的未經濾波的egm信號282、284或286的t波290a、290b或290c)時,可以確認從由分析器268接收到的經濾波的egm信號266中感測到p波292a、292b或292c。
在其他示例中,t波仍然可以存在于其振幅干擾基于振幅的p波感測的經濾波的egm信號266中,在這種情況下,分析器268可以應用附加的p波感測標準來感測p波。附加的p波感測標準可以基于與t波296a、296b或296c的較低的斜率和較高的信號寬度相比的p波292a、292b或292c的較高的斜率(即,轉換速率)、窄信號寬度或其他波形形態差異。
p波檢測器分析器268可以附加地或替代性地應用t波感測窗口298,本文也稱為“t波窗口”,用于將p波感測閾值越過確認為p波。可以在由r波檢測器252產生的r感測信號258之后的感測后消隱期295后(或者在由p波檢測器分析器268檢測到經濾波的egm信號266的r波感測閾值越過時,如以下結合圖5b所述)應用t波窗口298。感測后消隱期295可以由r波檢測器252(或p波檢測器262)應用,以避免對r波294a、294b或294c的雙重感測。在消隱期295期間可以確定最大峰值振幅而用于設置由r波檢測器252和/或p波檢測器262使用的自動調節的r波感測閾值的起始值。
在一些示例中,可以應用t波窗口298以在t波窗口298期間排除p波感測閾值越過被感測為p波。如以下更詳細地描述的,可以調整t波窗口298以分別提供p波292a-c與t波296a-c的時間鑒別。t波感測窗口298可以響應于心率變化、響應于心室起搏心律和感測到的固有心室心律之間的變化而被調節,并且根據需要提供來自t波的可靠的p波感測和鑒別。
圖5a、5b和5c是在通過分析器268進行整流后的經濾波的egm信號266的p波、r波和t波的圖。示出了由圖4a所示的感測和起搏控制電路使用的用于感測p波及控制起搏逸搏間期定時器的各種感測閾值304、306和308。圖5a是由圖4a的分析器268進行整流后的經濾波的心室egm信號266的p波302的概念圖。p波檢測器262的分析器268可以將至少兩個感測閾值304和306應用到egm信號266的振幅,并且可以應用第三中間閾值308。第一感測閾值304是相對較低的p波感測閾值,并且使得能夠感測到相對較低的振幅的p波302。感測模塊204可以將p波感測閾值304設置為預期小于egm信號266(如p波302)的p波的最大峰值振幅的值。
當經濾波的egm信號266從基線開始上升時,它將首先越過最低振幅的p波感測閾值304。經濾波的egm信號266可以繼續增加以越過第二r波感測閾值306。第二r波感測閾值306大于p波感測閾值304。可以定義中間t波感測閾值308,其大于p波感測閾值304且小于r波感測閾值306。
在一些示例中,p波檢測器濾波器264被調諧以消除來自egm信號266的t波,或將最大t波信號振幅減小到始終小于p波感測閾值304。在這種情況下,不需要中間閾值308。在其他示例中,對p波檢測器濾波器264進行調諧以增強或最大化t波振幅,使得其始終大于p波302的振幅。中間t波感測閾值308可以被定義為對具有一致的較高振幅的p波302和t波進行鑒別。
當經濾波的egm信號266在312處越過p波感測閾值304時,不知道egm信號266是否將繼續增加振幅并越過r波感測閾值306或t波感測閾值308。egm信號266的早期增加部分可以是p波、t波或r波。僅p波感測閾值越過不足以確認p波302。
如果egm信號266在任何心房消隱期、心房感測不應期或t波窗口之外越過p波感測閾值304,則在312處的閾值越過被預先確定為p波信號。p感測信號272可以由p波檢測器262產生,并且由起搏定時和控制器270使用,以在框320處開始被設置為等于目標av間期的心室起搏逸搏間期。在一個示例中,如果egm信號266在預定時間限制310期間沒有越過r波感測閾值306或t波感測閾值308(如果使用的話),則在312處將所述p波閾值越過確定為p波的證據。在框322,允許在p波閾值越過312時開始的av起搏逸搏間期定時器繼續進行而不進行調整。
在一些示例中,通過在第一閾值越過312之后確定經整流的經濾波的egm信號266的最大峰值振幅并且將所述最大峰值振幅與相應的較高閾值308或306進行比較,確定egm信號266越過較高的r波感測閾值306或t波感測閾值。如果越過p波感測閾值304之后的信號302的最大峰值振幅不大于較高的閾值306或308中的至少一個,則閾值越過312被確認為是p波,并且所述av起搏逸搏間期定時器繼續運行。
如果所述av逸搏間期到期,則以所述目標av間期來遞送心室起搏脈沖。在其他示例中,如下所述,p波檢測器262可以執行附加的信號分析以確認在所述av間期期間的p波閾值越過是p波。如果附加的信號分析不能確認p波,則可以由p波檢測器262產生消除p感測信號274。
時間限制310可以由感測模塊204設置為標稱值(例如120ms),或者基于經濾波心臟電信號的預期的心臟事件寬度或斜率(例如r波寬度、r波斜率、t波寬度或t波斜率),使得如果所述p波感測閾值的egm信號越過實際上是r波或t波,則將在所述p波感測閾值越過之后的時間限制內越過較高的r波感測閾值或t波感測閾值。所述時間限制被設置為比預期的p-r間期短,以減少在所述時間限制內感測到兩個不同事件(例如,一個p波和一個r波)的可能性。
例如,如果時間限制310被設置為至少是預期t波寬度的一半或經濾波心臟電信號的預期r波寬度的至少一半,例如高達80ms,則在egm信號的上升振幅實際上是由于t波或r波代替p波302引起的情況下egm信號266將在時間限制310內越過相應的t波感測閾值308或r波感測閾值306。通過確定經濾波的egm信號266中的t波或r波的最低斜率或最寬的信號寬度,可以由p波檢測器262的分析器268來建立時間限制310。替代性地,時間限制310是存儲在rv起搏器存儲器210中的標稱值,其可以基于臨床數據和任何預期的經濾波心臟電信號中的延遲。
圖5b是心室egm信號266的r波330的概念圖。當egm信號266在時間332越過p波感測閾值304時,在框334將所述逸搏間期定時器設置為av間期。如果egm信號266在時間限制310內越過r波振幅306,則響應于所述r波感測閾值越過而將在框336處將在框334處開始的逸搏間期定時器調整為vv間期。
在一些示例中,p波檢測器分析器268可以設置r波感測閾值306。替代性地,單獨r波檢測器252(如圖4a所示)響應于r波330而產生r感測信號258,這樣在框336處使得起搏定時和控制模塊270將所述起搏逸搏間期定時器復位為vv間期,從而有效地取消了在框334處開始的相對較短的av間期。
圖5c是經濾波的egm信號266的t波340的概念圖。在一些示例中,調整p波檢測器濾波器264以使經濾波的egm信號266中的t波振幅最小化,使得僅使用p波感測閾值304和r波感測閾值306來控制心室逸搏間期,如結合圖5a和5b所描述的。在其他示例中,t波振幅可能高于經濾波的egm信號266中的p波振幅。在這種情況下,使用在p波振幅304和r波振幅306中間的t波閾值308來在p波302和t波340之間進行鑒別。可以通過調整濾波器264的中心頻率和帶寬來有意地增加t波340的振幅,以提供p波302和t波340之間的振幅鑒別。
當egm信號266在時間342越過p波感測閾值304時,在框344將所述逸搏間期定時器設置為av間期。如果egm信號266在時間限制310內越過中間t波振幅308,則在框346處取消av逸搏間期,而不設置新的起搏逸搏間期。如果egm信號266沒有越過r波感測閾值306,則在框348處不進行改變,即,所述逸搏間期保持被取消,并且沒有新的逸搏間期開始。以這種方式,為了開始逸搏間期而忽略t波340,并且在時間限制310內沒有r波閾值越過的t波閾值越過的檢測取消了在p波閾值越過時開始的av間期。如果egm信號266在越過t波閾值308之后的時間限制310期間越過r波閾值306,則可以開始被設置為所需vv間期的起搏逸搏間期。
替代性地,代替等待另一個閾值越過,響應于p波感測閾值越過342而確定經濾波的egm信號266(在整流之后)的最大峰值振幅。如果在p波感測閾值越過304之后發生的信號峰值的最大振幅大于r波感測閾值306,則將所述av起搏逸搏間期改變為vv起搏逸搏間期。如果所述最大峰值振幅大于t波感測閾值308,則當用作中間閾值但不大于r波感測閾值306時,取消了所述av起搏逸搏間期。
在圖5a、5b和5c的示例中,p波感測閾值304、t波感測閾值308和r波感測閾值306各自被示為恒定值。預期的是,心臟事件感測閾值是具有以一個或多個衰減速率衰減到感測底部的起始閾值振幅的自動調整的閾值。在一些示例中,本文描述的心臟事件感測閾值可以基于在感測后消隱間期期間確定的最大峰值心臟事件振幅并可選地使用一個或多個衰減速率和間期和/或階躍下降時間而由感測模塊204自動調整。
在上述示例中,起搏定時和控制模塊270分別通過開始av逸搏間期、取消av逸搏間期或改變vv逸搏間期而在其發生時響應于p波閾值越過、t波閾值越過和r波閾值越過。在其他示例中,起搏定時和控制模塊270可以在響應閾值越過之前等待時間限制310到期,和/或p波檢測器262可以在產生p感測信號272之前等待時間限制310到期。如果在時間限制310期間僅發生了p波感測閾值越過,則在時間限制310到期時產生p感測信號272。起搏定時和控制模塊270啟動設置為目標av間期(較少的時間限制310)的逸搏間期定時器,以便在p波302之后以目標av間期遞送心室起搏脈沖。如果在時間限制310到期之前越過r波檢測閾值306,則起搏定時和控制模塊270在時間限制310到期時在框336處開始vv間期。如果在時間限制310期間越過中間t波感測閾值308但沒有越過r波感測閾值306,則不產生p感測信號272,并且不開始逸搏間期。
如果在時間限制310內所述egm信號振幅達到更高的t波感測閾值308或r波感測閾值306,則p波感測閾值304的初始越過失效作為真正p波信號。p波檢測器262可以響應于t波感測閾值308或r波感測閾值306的越過而產生取消p感測信號274,以使起搏定時和控制模塊270取消在框344處開始的av間期。
在一些情況下,根據電極162和164的位置,有可能調整濾波器264以使t波340的振幅大于r波330的振幅。在這種情況下,t波閾值將是最高閾值,并且r波閾值將是中間閾值。如果egm信號266越過p波閾值,則av間期開始。如果越過了中間r波閾值,則av間期變為vv間期。如果越過了最高t波閾值,則取消vv間期。
圖6是用于對由rv起搏器14進行的使用ffp波感測的心室起搏脈沖遞送進行控制的方法的流程圖300。結合在此呈現的流程圖300及其他流程圖所描述的方法可以在計算機可讀介質中實現,所述計算機可讀介質包括用于使可編程處理器執行所述方法的指令。所述指令可以被實現為一個或多個軟件模塊,所述軟件模塊由它們自己活著與其他軟件組合地執行。
在框350,由p波檢測器262檢測p波閾值越過。應當認識到,在框350處檢測到的用于設置av起搏逸搏間期的p波閾值越過可能需要發生在心房消隱間期之外以及心室后心房不應期之外。
此外,可以由p波檢測器262建立t波窗口,用于基于來自r波的相對定時來在p波和t波之間進行鑒別。在接收到r感測信號258之后,p波檢測器262可以開始t波窗口,在此期間任何p波感測閾值越過最有可能作為t波而被忽略。因此,如果在框350處檢測到的p波感測閾值越過是在框351處確定的t波窗口期間,則p波檢測器262可以返回到框350以等待下一個p波閾值越過。t波窗口可以在接收到r感測信號258時(或在遞送心室起搏脈沖時)開始,并且在期望包含下一個心動周期的t波但不包含p波的r感測信號258(或心室起搏脈沖)之后的時間間期過期。在一些示例中,t波窗口可以為約300至600ms長,并且可以在靜息心率期間的r波之后至少延伸約500ms。基于心率和/或基于所述t波窗口是響應于r感測信號258還是響應于心室起搏脈沖設置,可以調整t波窗口。
如果在t波窗口之外檢測到非不應性p波閾值越過(框351的分支“是”),則p波檢測器262在框352處開始時間限制310(在圖5a-5c中所示)。p波檢測器262可以產生p感測信號272,并且在框354處起搏定時和控制模塊270通過將所述心室起搏逸搏間期定時器設置為av間期來響應p感測信號。如果在時間限制310到期(框356)之前在框355處檢測到t波感測閾值越過,則p波檢測器262可以產生取消p感測信號274(圖4a),從而使起搏定時和控制270在框362處立即取消起搏逸搏間期。
替代性地,起搏定時和控制模塊270可以等待時間限制310到期以判斷在框358處是否檢測到r波感測閾值越過。如果越過了t波感測閾值(框355)、但是在所述時間限制到期(框360)之前沒有達到r波感測閾值(框358),則在框354處開始的av起搏逸搏間期在框362處被取消。應當理解,在一些示例中,p波檢測器濾波器264消除或顯著衰減t波信號,使得峰值t波振幅顯著小于峰值p波振幅。在這種情況下,可能不需要t波感測閾值。起搏定時和控制模塊270可以在框358處在p波感測閾值越過之后的時間限制310內僅監測r波感測閾值越過。
如果在框358處在所述時間限制內越過r波感測閾值,起搏定時和控制模塊270將所述起搏逸搏間期定時器從在框354處設置的av間期改變為在框364處的vv間期。在框358處可以由要產生r感測信號258的r波檢測器252或者由導致要產生取消p感測信號274的p波檢測器262來確定越過r波檢測閾值。
如上所指示的,p波檢測器262可以在框355處等待t波閾值越過或在框358處等待r波閾值越過,但是p波檢測器262可以在相應的框355和358處確定所述p波閾值越過之后的經濾波的egm信號266的最大峰值振幅以及將所述最大峰值振幅與t波閾值和/或r波閾值進行比較。
在vv起搏逸搏間期期間,r波檢測器252和p波檢測器262可以通過監測在任何適用的心房消隱期或不應期之外的新的p波感測閾值越過而在框368處繼續監測r波和p波。例如,在框358處檢測到r波感測閾值越過之后可以設置心房消隱間期和心室后心房不應期。如果在框368處檢測到p波感測閾值的新的越過,則在當前運行的逸搏間期期間、但是在任何心房消隱或不應期以外且在如在框351處確定的t波窗口以外,起搏定時和控制模塊270在框352處重新開始所述時間限制。在框354處將所述心室起搏逸搏間期定時器復位到目標av間期。基于在所述時間限制內沒有更高的感測閾值越過而等待將所述閾值越過確認為p波的過程進行重復。
如果框354處設置的av起搏逸搏間期在框366處到期,則起搏定時和控制模塊270控制脈沖發生器202在框370處遞送心室起搏脈沖。在一些示例中,所述av起搏逸搏間期被設置為高達最大av起搏逸搏間期限制,以防止在過早的心室收縮(pvc)之后的t波期間遞送心室起搏脈沖。pvc可以滿足p波感測標準并被錯誤地感測為p波,從而導致av起搏逸搏間期開始。如果av間期長于最大限制,例如長于200至300ms,則可以在t波(這在一些患者中可能是致心律失常的)期間遞送心室起搏脈沖。
如果響應于在框366處的r波感測閾值越過而在框364處開始所述vv起搏逸搏間期,則在起搏定時和控制模塊270的控制下由脈沖發生器202在框370處遞送心室起搏脈沖。
在框372,心室脈沖遞送使起搏定時和控制器270將所述逸搏間期定時器重置為vv起搏逸搏間期。在開始vv起搏逸搏間期之后,所述過程返回到框366,以等待所述逸搏間期到期,同時在框368處在所述逸搏間期期間但在任何相關的消隱或不應窗口之外監測新的p波感測閾值越過。
圖7a是用于在響應于p波感測閾值越過設置的av間期期間驗證p波感測事件的方法的流程圖380。如結合圖6所述,p波檢測器262檢測p波感測閾值越過,并且使用于感測下一個較高的感測閾值的時間限制開始。起搏定時和控制模塊270將所述逸搏間期定時器設置為目標av起搏逸搏間期。如果所述時間限制在沒有感測到較高的感測閾值越過的情況下到期,則將如框382所指示的運行av間期。在這個av間期期間,可以由p波檢測器262執行附加的操作,以驗證所述p波感測閾值越過是真正p波。因此,可以在時間限制310到期之后并且在av間期到期之前執行圖7a所示的過程,以在圖6的框370處遞送心室起搏脈沖之前確認所述信號是p波。
在框384,可以將p波感測標準應用于經濾波的egm信號266和/或原始的未經濾波的egm信號265。在一個示例中,p波分析段可以被數字化并存儲,從所述p波感測閾值越過(或者所定義的時間間期或更早的采樣點數)延伸直到所述p波感測閾值越過之后的限定的時間間期。例如,可以基于預期的p波寬度來設置p波分析段。在框384處將所述p波分析段中的信號與p波感測標準進行比較。
p波感測標準可以包括最大和/或最小信號寬度、信號斜率、拐點數、頻率組成或其他信號特征閾值。經濾波的egm信號266或原始的未經濾波的egm信號265的不滿足p波感測標準的在所述p波分析段期間的一個或多個egm信號特征可以取消所述p波感測閾值越過作為真正p波的資格。
在其他示例中,p波感測標準可以包括相對于先前的t波或r波感測閾值越過或相對于r感測信號258的時間間期范圍,以在p波的預期定時(在之前的r波或t波之后)和t波的預期定時(在之前的r波之后)之間進行鑒別。例如,如果所述p波感測閾值越過發生在相對于r波檢測事件信號進行設置的t波窗口內,則這個定時證據可以用于取消所述p波感測閾值越過作為真正p波的資格。如果所述p波感測閾值越過發生在所述t波感測窗口之外,只要是所述egm信號滿足任何其他p波感測標準要求,則可以將越過所述p波感測閾值確認為p波。
在仍其他的示例中,在框384應用的p波感測標準可以包括應用于p波信號分析段與總體波形形態模板的比較的標準。在整個信號分析段上以規則的采樣間期獲取的經濾波的數字化egm信號的采樣點可以與先前存儲的已知p波形態模板和/或先前存儲的已知t波形態模板進行比較,以便確認所述未知egm信號與p波形態模板的高相關性和/或與t波形態模板的低相關性。如果所述信號分析段與t波形態模板高度相關或者與p波形態模板不相關,則所述p波閾值越過可能被取消作為真正p波的資格。
如果在框386處基于所述egm信號與其他p波感測標準的比較來驗證p波感測事件,則起搏定時和控制模框270等待av起搏逸搏間期在框388處到期。應當認識到,在av間期期間感測到的r波將導致所述逸搏間期定時器被復位為vv間期。否則,在經驗證的p波之后的av起搏逸搏間期到期時,將遞送心室起搏脈沖。
如果響應于在框384處進行的比較而沒有驗證p波感測事件,則在其到期之前在框390處取消所述av起搏逸搏間期。在框392,rv起搏器14的控制模塊206可以判斷是否在先前的n秒、n分鐘、n小時或其他預定時間間期內驗證了p波感測事件。
在一個示例中,如果在過去的20秒內沒有感測到p波,則如果需要在框394處檢查和更新由p波檢測器262的分析器268所使用的p波感測標準。例如,可以設置高達一分鐘的時間間期,在此之后不存在經驗證的p波將在框394處觸發所述p波感測標準檢查。在仍其他示例中,所述時間間期(在此之后如果在所述時間間期期間沒有驗證p波則檢查p波感測標準)可以是逐漸增加的時間間期。所述第一時間間期可以是相對較短的,例如30秒,并且下一個時間間期可以從所述第一時間間期加倍或增加預定的增量。為了說明,只要在當前時間間期內驗證至少一個或另一個所需的最小數量的p波,則將下一個時間間期加倍,使得所述時間間期序列可以例如包括30秒、60秒、2分鐘、4分鐘的間期等等,高達例如1小時的最大時間間期。在達到最大時間間期之后,在框392處重復使用最大時間間期。如果在所述時間間期期間沒有感測到所需數量的p波,則在需要時檢查和更新p波感測標準。所述時間間期序列在更新所述p波感測標準之后的第一個最短的時間間期內再次開始。通過在檢查和更新p波感測標準之間使用相對較長的或逐漸增加的時間間期來節省處理能力和時間。
如果最近已經基于在框384中所應用的p波感測標準而確認p波已經在n秒間期內被滿足(框392),則起搏定時和控制模塊270返回到框382以等待下一個時間限制在下一個運行的av間期期間到期。如果在最近的n秒內已經確認了最小數量的p波,則在框384處使用的p波感測標準被認定是有效的。
如果在框392處確定的n秒時間間期內尚未確認p波,則用于在框384處驗證真正p波的p波感測標準可能需要更新。rv起搏器位置、心肌底物、處方藥物、心率、患者的位置、患者的活動或其他變化或狀況的改變可能改變egm信號,使得p波感測標準需要更新。因此,如結合圖8進一步描述的,在框394處,如果需要則檢查和更新p波感測標準。
圖7b是原始的未經濾波的egm信號450、經過濾波的整流egm信號460、差分egm信號470以及積分egm信號480的描述。未經濾波的egm信號450對應于由圖4a中的p波檢測器262接收到的寬帶預濾波egm信號265,并且包括p波452、r波454和t波456。經濾波整流的egm信號460對應于由p波檢測器分析器268進行整流之后的經濾波的egm信號266,并且包括p波462、r波464和t波466。
分析器268可以包括用于產生差分egm信號470的微分器,差分egm信號470在這個示例中是經濾波整流的egm信號460的差分信號。在其他示例中,對未經濾波的egm信號450和經濾波的egm信號460中的一個或兩者進行區分,以產生用于對p波472與r波474和t波476進行鑒別的差分信號。與p波472相比,差分信號的t波476在差分信號470中大大衰減。
分析器268還可以包括積分器以產生積分egm信號480。在所示的示例中,積分egm信號480是經濾波整流的egm信號460的積分信號。分析器268可以被配置成用于在整流之前和/或之后產生來自原始的未經濾波的egm信號450和經濾波的egm信號460中的一個或兩者的積分信號。在積分信號480中,與r波484和t波486相比,p波482大大衰減。
p波檢測器262可以被配置成用于將在圖7a的框384處的其他p檢測標準應用于未經濾波的egm信號450、經濾波整流的egm信號460、差分信號470和/或積分信號480中的一個或多個。
在一些示例中,p波檢測器262被配置成用于響應于p波感測閾值越過來確定經濾波整流的egm信號460的最大峰值振幅,并將所述最大峰值振幅與t波和/或r波感測閾值進行比較,將附加的p波感測標準并行地應用于未經濾波的egm信號450、經濾波整流的egm信號460、差分信號470和/或積分信號480中的一個或多個。
例如,差分信號470可以與經濾波整流的egm信號460并行地確定。這個差分信號470對t波476進行濾波。經濾波整流的egm信號460的p波462可以越過p波感測閾值和t波感測閾值,但是僅差分信號470的p波472將越過所述差分信號上的p波感測閾值。以這種方式,經濾波整流的信號460中的越過p波感測閾值和t波感測閾值兩者的信號在差分信號470沒有p波感測閾值時被識別為t波,并且在差分信號470沒有越過p波感測閾值時被識別為p波。
在另一個示例中,可以從未經濾波的egm信號450或從差分信號470確定轉換速率,并且通過分析器268與p波轉換速率閾值進行比較,以鑒別p波感測閾值越過與t波。差分信號470的t波476預期與p波472相比顯著衰減。差分信號470中的p波472的高轉換速率可以是p波472和t波476之間的強鑒別器。如果可以使用經濾波的egm信號460的p波感測閾值越過之前和之后的信號采樣點所確定的未經濾波的egm信號450或差分信號470的轉換速率大于p波轉換速率閾值,則只要是在時間限制內沒有越過r波感測閾值則將所述p波感測閾值越過確認為感測到的p波。
在一些情況下,從非整流信號確定的差分信號的極性可用于鑒別p波與r波。p波和r波可能具有相反的極性,如未經濾波的egm信號450中所示。當p波和r波的絕對峰值振幅和斜率彼此接近時,從原始的未經濾波的信號450確定的差分信號的p波可以具有與r波不同的極性。
在另一個示例中,可以在經濾波的egm信號460越過所述p波感測閾值之后確定積分信號480的最大峰值振幅和/或信號寬度。可以將積分信號480的最大峰值振幅和/或信號寬度與最大p波振幅感測閾值和/或最大p波信號寬度感測閾值進行比較。由于與積分信號480中的p波482相比t波486的振幅和信號寬度增加,所以超過相應的最大p波振幅或信號寬度感測閾值的積分信號480的最大峰值振幅和/或信號寬度使得經濾波的egm信號的p波感測閾值越過作為真正p波是失效的(并且可以用于基于相對于r感測信號258的定時來感測t波486或r波484)。
當原始的未經濾波的信號450中的p波452具有低轉換速率時,p波檢測器濾波器264可能需要被調整到較低的低頻截止,例如,從20hz到10hz,用以避免經濾波的egm信號460中的p波的顯著衰減。當所述濾波器帶通降低時,經濾波的egm信號460中的t波466可能較少衰減。結果,當p波462和t波466的振幅相似時,由于t波466對p波感測閾值越過,t波466可以作為p波而被過度感測。在這種情況下,差分信號470和/或積分信號480的分析可以使得能夠分別從t波476或486識別和鑒別p波472或482。
以上所示出或描述的差分信號470和積分信號480不需要連續地確定,而是可以在經濾波的egm信號460越過p波感測閾值時在預定的時間間期中進行確定,例如在約100ms到200ms的間期中。在本文描述的方法中用于檢測和確認p波并將p波與t波和r波區分開的標準可以基于由p波檢測器分析儀268接收到的未經濾波的egm信號450、經濾波的egm信號460、差分信號470和/或積分信號480的任何組合的特定特征,并且可以包括任何前述信號的經整流的和/或未經整流的信號。
在一些示例中,確定替代性信號(如差分信號470和積分信號480)而用于在逐個心跳或不太頻繁的基礎上在av間期期間驗證p波感測。另外地或替代性地,一個或多個替代性信號(例如,原始的未經濾波的信號450或其差分信號或積分信號、差分信號460和/或積分信號470)僅在用于重新檢查和建立p波感測標準的在圖7a的框394處的過程中使用。在經濾波的egm信號460越過第一p波感測閾值的時候的替代性信號的特征(如閾值越過、峰值振幅、轉換速率、信號寬度或其他信號特征)可以與在經濾波的egm信號460越過下一個p波感測閾值的時候的替代性信號的相同特征進行比較,以驗證兩個事件都是p波或將一個越過鑒別為p波并且將一個越過鑒別為t波。
可以使用替代性信號來鑒別p波和t波,以使得感測模塊204(和/或控制模塊206)僅基于經濾波的egm信號460或基于經濾波的egm信號460和/或以上列出的一個或多個替代性信號的任何組合來建立p波感測標準。然后可以在p波感測期間將已建立的p波感測標準應用于經濾波的egm信號460(和/或替代性egm信號)而用于心房-心室同步起搏,而不需要對差分信號和/或積分信號進行逐個心跳的鑒別。
圖8是用于建立和更新p波感測標準的方法的流程圖400。圖8所示的過程可以通過感測模塊204和/或控制模塊206(例如通過執行存儲在存儲器210中的指令)來執行。在結合圖8描述的技術和本文所呈現的其他流程圖中,對經濾波的egm信號、未經濾波的egm信號和/或替代性egm信號的分析以及基于所述分析而對p波檢測器濾波器264和/或t波感測窗口所做的調整在一些示例中可以在控制模塊206的控制下由感測模塊204執行,或者由感測模塊204和控制模塊206協同執行。
在框401,控制模塊206判斷是否是時候檢查p波感測以驗證可靠的p波感測并更新p波感測標準。所述過程可以在框401處在任何時候使用外部設備20手動開始,在初次植入rv起搏器14時自動開始,和/或在周期計劃的基礎上自動重復。在其他示例中,如結合圖7所述,在預定時間間期尚未驗證p波之后執行所述過程。在仍其他示例中,在框401,控制模塊206響應于檢測到姿勢變化、患者活動水平的變化、心率的變化、持續的r波感測和持續的心室起搏之間的變化或可能改變p波信號的振幅或形態的其他變化或狀況(這些可以用傳感器212進行檢測)而確定需要重新檢查。
當控制模塊206確定是時候檢查p波感測時,感測模塊204通過在框402處檢測到經濾波的egm信號266越過所述p波感測閾值而開始檢查p波感測的過程。在框402處檢測到的p波感測閾值是非消隱性的、非不應性的感測閾值越過,并且可能需要位于t波窗口之外。在框404,濾波egm信號266的第一波形響應于所述閾值越過而存儲在第一分析窗口上。例如,所述第一分析窗口可以在所述p波感測閾值越過處開始,或者在所述感測閾值越過之前的預定間期或預定數量的采樣點處開始,并且在所述感測閾值越過之后延伸了預定間期或預定數量的采樣點。在框406處將所述分析窗口期間的最大峰值振幅或峰-峰振幅差與r波閾值進行比較。如果峰值振幅或峰-峰差達到r波閾值,則所述p波感測閾值的越過是r波的證明,而不是p波的證明。所述過程返回到框402以等待下一個p波感測閾值越過。
如果在框406處所述峰值振幅或峰到峰的振幅差小于r波閾值,則在框408處感測模塊204等待下一個r感測信號258(或者當沒有接收到r感測信號時等待心室起搏脈沖)。在框402處的p波閾值越過可以是p波或t波,但是假設不是r波。在下一個r感測信號258(或心室起搏脈沖)之后,在框410處檢測到下一個p波感測閾值越過。
在所示的示例中,執行egm信號的分析以檢查p波感測標準,而不管是否越過t波感測閾值。在某些情況下,不使用t波感測閾值。在其他示例中,如果已經建立了大于p波感測閾值的t波感測閾值,則在框410處p波檢測器262可以設置時間限制以判斷是否在p波感測閾值越過之后的時間限制內越過了t波感測閾值。只要是egm信號在第一分析窗口期間沒有越過所述t波感測閾值、但在所述r感測信號后的下一個p波感測閾值越過之后的時間限制內沒有越過所述t波感測閾值,則可能不需要檢查所述p波感測標準。基于振幅而對于在所述r感測信號之前的p波和所述r感測信號之后的t波進行鑒別。所述控制模塊可以返回到圖6所示的過程而用于使用遠場p波感測來控制心室起搏。
在其他示例中,通過在所述r感測信號之后在框410處檢測到下一個p波感測閾值越過之后繼續進行到框412來檢查所述p波感測標準。在框412,響應于下一個p波感測閾值越過而在第二分析窗口中存儲經濾波的egm信號266的第二波形。所述第二分析窗口可以在時間和持續時間上類似于所述第一分析窗口。以這種方式,p波檢測器分析器268獲取在所述r感測信號之前出現的感測信號的波形以及在所述r感測信號之后出現的感測信號的波形。這些波形的進一步分析將揭示p波是否被適當地感測并與t波鑒別。
p波檢測器262判斷在框410處檢測到的p波感測閾值的下一個越過是否在框414處發生在r感測信號之后的t波感測窗口內。可以將t波感測窗口定義為從所述r感測信號(或心室起搏脈沖)擴展到r感測信號之后的時間點,使得其期望包含t波但在下一個預期p波之前終止。當由r波檢測器252檢測到r波感測閾值越過時或者在p波檢測器262接收到r感測信號258時,可以開始所述t波感測窗口。當在框408處未檢測到r波時,也可以響應于遞送心室起搏脈沖來開始所述t波感測窗口。所述t波感測窗口可以被設置為不同的間期,取決于心室率并且取決于起始事件是r感測信號還是心室起搏脈沖。
如果在框410處檢測到的下一個p波閾值越過處于t波感測窗口內,如在框414處所確定的,則在框420處對在所述第一分析窗口期間和第二分析窗口期間存儲的第一波形和第二波形進行比較。在框420處進行的比較可以包括所述兩個波形的逐個樣本的形態比較、小波形態比較和/或確定所存儲的波形的一個或多個類似特征并將彼此類似的特征進行比較。可以確定和比較的類似特征包括但不限于峰值振幅、峰值斜率、信號寬度、峰值數量、從p波感測閾值越過到信號峰值的時間間期、從所述閾值越過到峰值正斜率的時間間期、從所述閾值越過到峰值負斜率的時間間期、從所述閾值越過到另一個基準點的時間間期或其他基準點之間的其他時間間期。
如果在框420處進行的各個比較都導致小于預定匹配標準的差異,例如被比較的各個特征之間的差異小于20%,則可以在框422處確定兩個波形彼此匹配。所使用的特定匹配標準或匹配閾值將取決于所進行的形態或特征比較。
如果在框422處確定的兩個波形不匹配,則基于至少一個或多個不符合所述匹配標準的特征,假設所述r感測信號之前的第一波形為p波,并且假設落入所述t波感測窗口且與所述第一波形不匹配的第二波形為t波。基于時間和形態兩者而將p波與跟隨所述r感測信號的t波區分開,這表明可靠的p波感測及與t波的鑒別。
在框442處啟用p波感測。在框444處,基于在框420處在比較所述第一波形和第二波形期間確定為不同的一個或多個特征,通過感測模塊204來設置p波感測標準。例如,閾值或范圍可以被定義為以給定的p波特征為特征并將其包括在內并且不包括類似的t波特征。為了說明,基于在框420處進行的比較期間測得的20ms的p波信號寬度和測得的40ms的t波信號寬度,可以將最大p波信號寬度閾值定義為30ms。應當認識到,可以在多個p波和多個t波之間進行比較以提高在框444處設置的p波感測標準的置信度。如果相同標準仍然很好地在p波和t波之間進行鑒別,則在框444處設置的p波感測標準可以是先前使用的相同標準。替代性地,在框444處設置的標準可以是響應于在框420處執行的比較并且基于在比較期間識別的差異而由感測模塊204建立的新標準。
如剛剛描述的框422的分支“否”表示基于第一波形和第二波形不匹配以及所述第二波形落在所述t波感測窗口中的比較而可靠地區分p波和t波的情況。在其他情況下,所述第二閾值越過可以在所述t波感測窗口之外,和/或所述第一波形和第二波形可以匹配。在這些情況下,這兩個波形可以都是p波(例如,如果已經從egm信號中將t波很好地濾出),則這兩個波形可以都是t波,或者一個波形可以是p波且一個波形可以是t波,但基于當前的濾波和t波感測窗口的設置彼此無法區分。流程圖400的其他分支處理這些其他情況,如現在將要描述的。
如果在框410處檢測到的下一個p波閾值越過位于t波感測窗口內(框414的分支“是”)、但是在框422處所述兩個波形匹配,則兩個波形可以都是p波。替代性地,一個可以是p波,并且一個可以是t波,但是它們在經濾波的egm信號266中彼此不能明確區分。在用于設定av起搏逸搏間期的當前條件下,由p波檢測器262進行的p波感測可能是不可靠的。因此,為了判斷兩個波形都是p波還是一個是p波而一個是t波,則在框423處分析原始的未濾波的egm信號265(或替代性濾波的egm信號267)以判斷是否t波存在于未經濾波的egm信號中并且不存在于經濾波的egm信號266中。可以使用相對于r感測信號的峰值振幅、形態、定時或其他特征來識別存在于替代性濾波的egm信號267或未經濾波的egm信號265中的t波。
如果在替代性的或未經濾波的egm信號中識別的t波不存在于經濾波的egm信號266中,例如,在r感測信號之后與在框402和410處檢測到的第一p波感測閾值越過或下一個p波感測閾值越過中的一個大致相同的時間上不一致或沒有發生,則在框424處確認p波感測p波感測。當t波可以從未經濾波的egm信號265(或替代性濾波的egm信號267)中識別并且不存在于經濾波的egm信號266中時,所述第一波形和第二波形都被確定為p波,所述第一波形和第二波形是從經濾波的egm信號266中得到的,并且與所述第一波形或第二波形中的任一個都不一致。最佳地從經濾波的egm信號266中對t波進行濾波。p波感測被認定是可靠的,然而可以在框430處由感測模塊204調整t波感測窗口,使得實際上是p波的第二波形沒有落在t波感測窗口中。例如,在框430處,可以縮短所述t波感測窗口。至少基于從經濾波的egm信號266中有效過濾t波,在框432處確定p波可靠地與t波鑒別,并且在框430可以通過調整t波感測窗口來進一步基于定時來鑒別t波。在框442處啟用p波感測而用于使用目標av間期而將心室起搏與p感測信號272同步。基于在框420處確定的p波特征而由感測模塊204在框444處設置p波感測標準。這些標準可以用于在響應于p波閾值越過而開始的av間期期間確認p波。設置p波感測標準可以包括基于所存儲的第一波形和第二波形的振幅來設置所述p波感測閾值。
剛剛描述的框424的分支“是”的情況是在所述r感測信號之前和之后的第一波形和第二波形都是p波,但是所述第二p波位于所述t波感測窗口內。可以通過調整所述t波感測窗來校正這種情況。對t波進行正確濾波,因此不需要濾波器的調整。
然而,框424的分支“否”解決了第二波形是在適當設置的t波窗口內發生的t波、但是t波和p波形態太過相似以至于不能基于波形比較進行區分的情況。在這種情況下,所述t波感測窗口不需要調整,但是由感測模塊204調整p波檢測器濾波器264可以提供p波形形態與t波形態之間的較大區別。
如果t波存在于在未經濾波的或替代性濾波的egm信號265或267中并且在時間上對應于經濾波的egm信號266的第二波形,如框423所確定的,則經濾波的egm信號的兩個p波感測閾值越過266都不是p波(框424的分支“否”)。響應于不將兩個波形都確認為p波,在框426處可以調整濾波器264的帶通以改變t波的波形。如上所述,可以調整濾波器264的中心頻率和/或帶通以有意地增加t波的振幅、降低t波的振幅或者以其他方式修改t波形態,以使p波和t波基于振幅和/或波形比較而不同。直到p波和t波振幅、信號寬度和/或(多個)其他形態學特征的比較導致非匹配波形,才能進行多次濾波器的調整。
在濾波器調整之后,在框432處確認p波和t波的鑒別。已經基于正確設置的t波感測窗口來鑒別p波和t波,因此僅僅基于這個時間差在框432處的結果將為“是”。然而,如果經調整的濾波頻率范圍基于形態或振幅、與t波感測窗口的定時無關而提供進一步的鑒別,則由p波檢測器262選擇所調整的濾波器中心頻率和帶寬而用于感測p波以用于控制逸搏間期。
在濾波器調整之后在框432處確定的p波和t波鑒別可以包括t波的消除或顯著衰減,使得它不再越過p波感測閾值或增加的越過較高的t波感測閾值的t波振幅。因此,除了由t波感測窗口提供的定時鑒別之外,濾波器調整可以提供振幅鑒別。
另外地或替代性地,可以通過帶通濾波器調整充分改變t波,除峰值振幅以外還可以基于形態、斜率或其他波形特征來區分p波和t波波形。因此,濾波器調整可以提供基于整個波形或除峰值振幅之外的其他信號特征的形態鑒別。
只要是定時、峰值振幅和波形形態中的至少一個提供如在框432處確定的p波和t波鑒別,則可以在框442啟用p波感測而用于設置av起搏逸搏間期。在框444處可以使用在濾波器調整后在框432處識別的鑒別特征來設置在av間期期間使用的p波感測標準,用于確認p波閾值越過是p波(例如,用于在圖7的框384處確認感測到的p波)。
現在已經描述了通過感測模塊206調整所述t波感測窗口或所述p波檢測器濾波器,用于解決所述第二波形為p波但不正確地落入所述t波感測窗口的情況(框424的分支“是”,在框430處導致t波感測窗口的調整),并且用于所述第二波形是t波并適當地落入所述t波感測窗口但是具有與p波分辨不清的形態的情況(框424的分支“否”,在框426處導致p波檢測器濾波器的調整)。現在將描述對所述第二波形不落入所述t波感測窗口的情況進行處理的技術,無論其是否是真正t波。
如果所述第二波形不在所述t波感測窗口內,框414的分支“否”,則在框418處比較所述第一波形和第二波形。如果所述波形不匹配(框428的分支“否”),則第二波形可以是t波,但是t波感測窗口可能需要調整。不匹配的波形表明,p波檢測器濾波器264不一定需要調整,因為基于所述形態可以區分所述波形。可能需要在框430處調整所述t波感測窗口,然而,因為所述egm信號的q-t間期可能隨時間而改變,例如由于心率的變化、疾病狀態的變化或其他因素。例如,對于每分鐘10次增加心跳,t波感測窗口可以縮短大約20ms。可以在框430處通過感測模塊204來調整t波窗口,使得它將包含所述第二波形。當遞送心室起搏脈沖時,而不是在接收到r感測信號時,可以設置不同的t波窗口,以考慮與固有心跳相比在起搏心跳上的q-t間期的差異。
由于在框428處所述第一波形和第二波形基于形態學比較不匹配,因此在框432處確認p波和t波的鑒別。所述t波感測窗口調整可以基于定時而提供對p波和t波的附加鑒別。在框442處控制模塊206啟用用于控制起搏逸搏間期的p波感測。基于在框418確定和比較的波形特征,可以在框444處由感測模塊204根據需要來調整p波感測標準。
在設置p檢測標準之后,可以在框444處確定和存儲基線p波和t波振幅測量值和基線t-p間期測量。如結合圖10a所述,在一些示例中,控制模塊206可以被配置成用于監測p波和t波之間的振幅差和/或t-p間期,以檢測p波和t波何時在振幅或時間上相互接近。可以在框444處建立基線振幅差和/或基線t-p間期,以供控制模塊206檢測振幅差或t-p間期的減小中的一個。
如果所述第二波形不在t波感測窗口內(框414的分支“否”)、并且所述第一波形和第二波形確實匹配(框428的分支“是”),則所述波形可以是兩個p波、兩個t波或彼此沒有明確辨認的p波和t波。在這種情況下,在框434處執行對未經濾波的信號265或替代性濾波信號267的分析,以判斷是否可以從未經濾波的信號255或替代性濾波信號257中識別t波,并且判斷它們是否在時間上與分別在框402和410處檢測到的第一p波感測閾值越過或下一個p波感測閾值越過相一致。在其他示例中,在框434處分析的用于識別在時間上與所述第一p波感測閾值越過或下一個p波感測閾值越過相一致的t波的替代性信號是積分信號,如圖7b中的信號480,其中t波486與經濾波的egm信號460中的t波466相比是被增強的。當所識別的t波發生在從p波感測閾值越過開始的預定時段內時,可以確定從未經濾波的信號255、替代性濾波信號257或(經濾波的信號266或未經濾波的信號265的)積分信號中識別的t波在時間上與所述第一p波感測閾值越過或下一個p波感測閾值越過相符合。
在一些情況下,可能不容易從未經濾波的egm信號265中識別t波。可以調整濾波器264以增加替代的經濾波的egm信號267中的t波振幅。可以執行多次濾波器調整,直到可以識別t波。例如,可以測試多達六個不同的中心頻率和帶寬組合,以判斷是否可以從替代性濾波的egm信號267中識別t波。在一些示例中,感測模塊202可以判斷是否可以在最大數量的濾波器調整內識別t波。
如果從未經濾波的信號265或替代性濾波的egm信號267中識別t波、但是在大致相同的時間沒有從經濾波的egm信號266中識別t波,則p波檢測器濾波器264最優地從經濾波的egm信號266中過濾t波。響應于從未經濾波的egm信號265(或替代性濾波的egm信號267)中識別t波而在框436處確認p波感測,所述t波不存在于已濾波的egm信號266中。經濾波的egm信號266的p波感測閾值越過兩者都是在形態上彼此匹配的p波,并且兩者都是在所述t波感測窗口以外被適當地檢測。不需要調整所述t波感測窗口或p波檢測器濾波器264。在框432確認p波被正確地感測到并與t波區分開。
如果t波可以被識別并且在時間上對應于經濾波的egm信號266的第一p波感測閾值越過和下一個p波感測閾值越過中的一個或兩者,則需要t波感測窗口和/或p波檢測器濾波器264的調整以基于定時、振幅或形態中的至少一個來改善p波和t波鑒別。如果t波可以被識別并且在時間上對應于p波感測閾值越過中的一個或兩者,則t波沒有被最優地從所述egm信號中濾出并且混淆p波感測。感測模塊204在框438處調整t波感測窗口和/或p波檢測器濾波器264中的至少一個以改善p波和t波的分離和鑒別。
在某些情況下,基于在框418處對經濾波的egm信號266的第一波形和第二波形之間的比較或者基于在框434處對未經濾波的信號265或替代性egm信號267的分析,t波和p波可能不會彼此區分開,使得在框436處不能確認p波感測。可以在框438處執行所述t波感測窗口的調整以改善所述信號的分離,但是在一些情況下,t波感測窗口的調整可能不會改善t波和p波之間的鑒別。所述t波和p波可能是重疊的,特別是在心率從靜息心率升高的情況下。可以在框438處調整p波檢測器濾波器264以改善p波信號強度,減小t波信號強度或有意地將t波振幅增大到大于經濾波的egm信號266中的p波振幅。在框438處執行對p波檢測器濾波器264和/或t波感測窗口的調整,使得在框432處可以鑒別p波和t波。
在框438(和框426),用于增加經濾波的egm信號266中的p波和t波的振幅、波形或時間間隔的對p波檢測器濾波器264的調整可以包括中心頻率和/或帶通寬度的調整。例如,可以將所述濾波器調整為以t波頻率為中心的帶通,以有意地增加t波振幅,但是具有包括p波的足夠寬的帶通,或者以p波頻率為中心以增加具有消除t波的窄帶寬的p波振幅。所述帶通可以是對稱的或是不對稱的,以有意地增加p波相對于t波的信號強度,反之亦然。
在一些示例中,可以在10hz至50hz的范圍內選擇中心頻率,具有包括5hz高達70hz范圍內的頻率的帶寬。所述帶寬可以相對較窄或較寬,例如,總帶寬高達50hz或窄至10hz。例如,濾波器264可以首先被調整為具有對稱的30hz帶通寬度、總共3db的5hz至35hz的范圍的20hz的中心頻率,以使p波振幅最大化。如果使用這種濾波而使t波與p波分辨不清,則可以將所述濾波器中心頻率調節到更低或更高,所述帶通寬度可以增加或減小,和/或所述帶通可以移位到具有小于中心頻率的更大范圍或高于中心頻率的更大范圍的不對稱的帶通。例如,濾波器264可以以20hz的窄帶通寬度、總共3db的15hz至35hz的范圍移位到25hz的中心頻率,以從經濾波的egm信號266中去除或衰減較低頻率的t波。在一些示例中,p波可以是具有高于正常頻率的窄信號,使得濾波器264在具有相對較窄的帶寬的情況下可以被調整到40hz的中心頻率。在一些情況下,p波檢測器濾波器264的中心頻率被選擇為包括所述濾波器帶通內的p波和r波兩者。在其他情況下,所述p波檢測器中心頻率可以以預期的p波頻率為中心。
一旦p波檢測器濾波器264被調整以在框432處基于經濾波的egm信號266中的振幅、時間或其他形態特征來實現p波和t波的鑒別,其可以包括濾波器264的反復調整直到識別最優的中心頻率和帶通而用于分離p波和t波信號,則可以在框442處啟用p波感測。基于通過濾波器調整實現的鑒別,可以在框444處設置p波感測標準。在調整p波檢測器濾波器264之后,可以改變p波信號。因此,用于定義p波感測標準的p波信號特征可以被重新確定,與類似的t波特征進行比較,并且用于在框444處建立p波感測標準。
在某些情況下,盡管進行了多次濾波器調整和/或一次或多次t波感測窗口的調整,但是在框432處將不能實現p波和t波的可靠鑒別。如果發生這種情況,則在框440處可以通過控制模塊206將rv起搏器14設置為臨時vvi起搏模式,其中p波感測被禁用而用于設置av起搏逸搏間期。在單腔室心室起搏以及響應于r感測信號258和心室起搏脈沖而設置vv逸搏間期的感測模式(即,vvi模式)下,控制模塊206控制由脈沖發生器202進行的心室起搏脈沖的遞送。在vv逸搏間期期間的r感測信號258禁止所安排的起搏脈沖并且重新開始vv逸搏間期。p波檢測器262或者被控制模塊206禁用,或者由p波檢測器262產生的p感測信號272被起搏定時和控制模塊270忽略,用于設置心室起搏逸搏間期。
在框440處設置的vvi起搏模式可以是暫時的。周期性地,感測模塊204可以返回到框438以調整t波窗口和/或p波檢測器濾波器264,以便基于振幅、定時和/或形態來實現p波和t波的可靠鑒別。例如,感測模塊204可以每10秒、每30秒、每一分鐘或其他預定時間間期返回到框438,以嘗試用于分離p波和t波的調整。如果實現了可靠的鑒別(框432),則控制模塊206從臨時vvi起搏模式切換回心房同步的心室起搏模式,其中在框442處啟用p波感測,并且在框444處根據需要通過感測模塊204來更新p波感測標準。控制模塊206的起搏定時和控制模塊270響應于用于對由脈沖發生器202進行的心室起搏脈沖的遞送進行控制的p感測信號272而將心室起搏逸搏間期設置為av起搏逸搏間期。
圖9是根據另一個示例的用于控制由rv起搏器14進行的的p波感測和心室起搏的方法的流程圖500。可以根據需要通過感測模塊202建立p波感測標準來執行流程圖500中所示的技術。例如,在圖8的框432處,或者在對t波感測窗口或p波檢測器濾波器264的調整期間,可以執行流程圖500的技術來確認p波和t波的鑒別,用于改進p波和t波之間的鑒別。特別地,當在由感測模塊204進行的r波感測期間確定t波和p波不能明確辨認時,可以執行流程圖500的技術。流程圖500以及本文中呈現其他流程圖的用于設置p波感測標準并使用感測到的p波來控制心室起搏的方法可以由感測模塊204和控制模塊206協同地執行。
在框502,p波檢測器262對p波感測閾值越過進行檢測。只要在所述時間限制(圖5a中的310)期間egm信號未達到所述r波感測閾值(或中間t波感測閾值(如果使用的話)),則響應于所述p波感測閾值越過而在框504處開始測試av逸搏間期。在框506,將與所述p波感測閾值越過相關聯的egm信號波形存儲在分析窗口上。在框504處設置的測試av逸搏間期可以是比由起搏定時和控制模塊270在心動過緩或心率響應起搏期間使用的目標av間期更短的間期。使用所述較短的間期,以便在流程圖500的過程中促進固有r波之前的心室起搏脈沖的遞送。例如,av間期可以縮短100ms。av間期的縮短也促進了p波和t波的時間分離,以便于對兩個單獨波形的鑒別和分析。
在測試av間期期間,監測所述egm信號而用于在框508處由r波檢測器252越過r波感測閾值。如果在框508處由r感測信號在測試av間期期間跟隨在框502處檢測到的p波感測閾值越過,則在框510處取消測試av逸搏間期。
如果在av間期期間不發生v感測信號,則測試av間期到期,并且在框512處遞送心室起搏脈沖。在遞送心室起搏脈沖之后,在框514檢測下一個p波感測閾值越過(在可以被設置為包括起搏誘發的r波的心室起搏脈沖之后的任何相關的心室消隱期之外)。在流程圖500所示的方法中,在所述心室起搏脈沖之前越過了所存儲的p波感測閾值的波形被預期為p波,并且在所述心室消隱期之后越過了所述p波感測閾值的第一波形被預期為t波。因此,對起搏前波形和起搏后波形進行比較分析,可以建立鑒別p波與t波的p波感測標準。
如果在從第二p波感測閾值越過的時間限制內發生t波感測閾值越過,如在框515處所確定的,則所述起搏誘發的響應的t波與基于振幅t波的p波不同。在框528處啟用心房同步的心室起搏。可能不需要進一步的調整以可靠地在p波和t波之間進行鑒別。
如果在所述時間限制內沒有發生t波感測閾值越過,則p波和起搏誘發的t波可能不明確。需要進一步的分析來判斷是否可以實現可靠的p波和t波的鑒別。在框516,在分析窗口期間存儲egm信號。在框506和516處設置的用于存儲p波感測閾值越過之后的egm信號波形的分析窗口可以在持續時間上相等,并且可以在相對于相應的p波感測閾值越過的相同時間開始和結束,可以包括在所述p波感測閾值越過之前存儲的緩沖采樣點。
通過在所述分析窗口期間執行所有信號采樣點的總體波形的形態比較和/或通過在所述分析窗口期間確定和比較所述波形的特定類似特征(如峰值振幅、信號寬度、斜率等),可以在框518處對所存儲的波形進行比較。如果所述波形不匹配,如在框520處所確定的,則確定p波和t波是可區分的。
基于在框514處的p波感測閾值越過的定時和/或在起搏后(第二)存儲波形的分析窗口期間確定所述t波感測閾值越過的定時,在框524處根據需要調整t波感測窗口。所述t波感測窗口可以相對于心室起搏脈沖在時間上延長、縮短或移位,以促進在跟隨起搏脈沖和固有r波的t波感測窗口期間發生的第二p波感測閾值越過的高度可能性。可以認識到跟隨起搏脈沖的q-t間期可能不同于固有心室搏動期間的q-t間期。因此,可以將所述t波感測窗口設置為考慮到這種差異。
在框526,基于在框518執行的比較而由感測模塊204設置p波感測標準。可以識別出在起搏前波形(p波)和起搏后波形(t波)之間具有最大差異的一個或多個特征。所述最大差異可能被認定為最大百分比差異或最大歸一化差異。所述p波感測標準可以被設置為包括用于具有最大差異的特征的p波值并且排除類似的t波特征值的閾值或范圍。由跨過所述分析窗口的所有等間距采樣點所定義的波形的總體形態之間的差異可以用于設置p波和t波形態之間的閾值百分比差異而用于在p波和t波之間進行鑒別。
分別在框524和526處設置的t波感測窗口和p波感測標準可以存儲在存儲器210中,并且由p波檢測器262使用而用于在響應于檢測到p波感測閾值越過而設置的av逸搏間期期間確認p波。在框526處設置的p波感測標準中可以包括所述p波感測閾值。所述p波感測閾值可以被設置為在框506處存儲的波形的峰值振幅的百分比。基于所述起搏后存儲波形的振幅和/或所述第一起搏前存儲波形(框404)和所述第二起搏后存儲波形(框412)的峰值振幅之間的差異,可以另外地或替代性地由感測模塊204來設置t波感測閾值。
如果在框520處兩個波形匹配,則從對心室起搏脈沖的誘發反應中產生的t波可能與在心室起搏脈沖之前感測到的p波無法區分。在這種情況下,p波感測可能不能可靠地用于控制心室起搏。可以在框522處調整p波檢測器濾波器264,直到如在框530中所確定的起搏前p波和起搏后t波不再具有匹配的形態。調整所述濾波器的過程可以包括調整中心頻率和/或帶通的多次迭代,收集p波和起搏后t波的波形,并且對所述波形進行比較。在一些情況下,可以執行p波頻率或信號寬度的分析和/或t波頻率或信號寬度的分析,以引導濾波器調整以減少調整的次數,直到進行了成功的p波和t波的鑒別。在其他示例中,可以在框522處定義和測試中心頻率和帶通寬度的一組預定義的組合,直到識別出對應于p波和t波的振幅、信號寬度或其他特征的最大差異的組合。
如果通過調整所述濾波器的屬性來實現成功的p波和t波的鑒別,則基于如在框530處所確定的非匹配波形,可以在框524處調整t波感測窗口以包括t波。基于從濾波器調整后的egm信號的p波和t波中確定的特征,在框526處設置p波感測標準。在框528處啟用心房同步的心室起搏。
在某些情況下,濾波器調整可能無法成功產生不同的p波和t波。然而,當p波與t波重疊時,p波可能在t波的下降部分引起拐點。在一些示例中,t波的下降部分中的拐點可以被識別為p波。可以基于先前存儲的較低心率的t波形態來識別p波拐點。可以將包括不能明確辨認的t波和p波的匹配波形與先前存儲的t波形態進行比較。在一個示例中,存儲了經濾波的心臟信號的最大峰值t波之后出現的t波的拐點數。在本文公開的任何過程中,當基于時間、振幅或單獨的p波和t波形態來確定p波和t波在經濾波的或未經濾波的心臟信號中不明確時,可以執行識別沿著t波的下降部分的p波拐點而用于鑒別p波與t波并建立p波感測標準。
如果在框531處可以識別出t波的下降部分中的新拐點,其在較低的心率下不存在于t波中,則這個新拐點可以是p波的證據,并且用于在與重疊的p和t波相關聯的高心率期間在框526處設置p波感測標準。基于在t波的下降部分中感測p波拐點的能力,可以在框528處啟用心房同步的心室起搏。
如果所述濾波器調整不能成功地產生不同的p波和t波并且不能識別沿著t波的下降部分的p波拐點,則控制模塊206將rv起搏器14的起搏模式設置為臨時單腔室心室起搏模式(vvi),其在框532處沒有使用p波感測來設置av起搏逸搏間期。替代性地,控制模塊206可以設置包含重疊的t波和p波的臨時不應期,以便為了設置av起搏逸搏間期的目的而忽略在不應期內發生的重疊事件。
在框504處設置的相對較短的測試av間期促進了p波和t波的時間分離,因為當測試av間期被縮短時r波和隨后的t波都將更早地發生。在一些示例中,如果p波和t波基于振幅、時間和/或形態是不明確的,則在框504處可以縮短所述測試av間期。在框531處設置臨時vvi(或vvir)模式之前,可以以縮短的av測試間期來執行圖9的流程圖的全部或一部分,以判斷是否p波和t波是不同的。
當應用不同的測試av逸搏間期時,可以測量心室起搏脈沖和所述p波感測閾值越過之間的間隔。如以下結合圖12所述,例如通過調制所述測試av逸搏間期來調制心室起搏脈沖的定時,使得當所述p波感測閾值越過是真正p波時所述心室起搏脈沖和下一個p波感測閾值越過之間的間隔發生改變。然而,當在穩定心率期間所述p波感測閾值越過是t波時,這個間期不會改變。因此,在一些示例中,可以使用不同的測試av起搏逸搏間期來重復圖9的全部或一部分,以分離p波和t波而用于建立p波感測標準并使得能夠實現心房同步的心室起搏。如果基于在不同的測試av逸搏間期期間從心室起搏脈沖到所述p波感測閾值越過的改變的間期而將心室起搏脈沖之后的p波感測閾值越過驗證為p波,則在框528處可以啟用心房同步的心室起搏。
如果沒有通過對所述測試av逸搏間期的調制而改變心室起搏脈沖之后的下一個p波閾值越過的間期,則在所述心室起搏脈沖之后在框514處檢測到的p波閾值越過是t波。如果在框526處可以建立基于振幅或形態的p波感測標準以將所確認的t波與p波區分開,則在框528處可以啟用心房同步的心室起搏。如果當所述av逸搏間期恢復到目標av起搏逸搏間期時不能建立p波感測標準以將所確認的t波與p波區分開,則在框532處設置臨時vvi(r)起搏模式。
應當認識到,雖然圖9所示的過程指示在心室起搏脈沖之前在框506處存儲的單個波形以及在框516處存儲的單個起搏后波形,但是收集起搏前波形和起搏后波形的過程可以重復進行多個起搏周期,以從對多對起搏前波形和起搏后波形進行的比較中獲得多個差,所述多個差可以用于確定平均差。
為了說明,可以在框506處存儲起搏前波形并且可以在框516處存儲起搏后波形而用于預定數量的連續的或非連續的心室起搏脈沖,例如,在所述測試av逸搏間期時遞送的三個到八個心室起搏脈沖。可以針對每個起搏周期來對起搏前波形和起搏后波形進行比較以確定波形特征差異。可以選擇對于所有成對的起搏前和起搏后波形具有最大差異的三個波形特征而作為用于在p波和t波之間進行鑒別的特征。從所選擇的特征的所有比較中確定的最小差異可以用作設置p波感測標準的基礎。可以確定的波形特征的示例包括但不限于信號寬度、峰值振幅、峰值斜率、頻率組成以及小波或哈爾變換系數。
在建立了所述p波感測標準之后,可以通過對另外獲得的起搏前和起搏后波形的標準進行測試來驗證所述標準,以驗證每個起搏前和起搏后波形是否分別被正確地確認為p波和t波。在框526處建立和設置了p波感測標準之后,在框528處啟用心房同步的心室起搏。使用p波感測閾值越過來開始av起搏逸搏間期,并且使用p波感測標準在所述av起搏逸搏間期期間確認的p波允許所述av起搏逸搏間期針對觸發心室起搏脈沖遞送進行倒計時。
另外,在設置所述p檢測標準之后,可以在框526處確定并存儲基線p波和t波振幅測量值和基線t-p間期測量值。如結合圖10a所述,控制模塊206可以被配置成用于使用基線振幅差和/或基線t-p間期來檢測p波和t波之間的振幅差的減小或t-p間期的減小。
圖10a是用于確定需要調整p波檢測器濾波器264和/或t波感測窗口的方法的流程圖550。在一些示例中,控制模塊206被配置成用于在p波和t波變得不可區分之前確定何時p波和t波可能變得不可區分。p波和t波振幅或相對彼此的時間可以隨心率、電極位置、患者位置或其他因素而變化。控制模塊206可以被配置成用于在t波和p波變得重疊并基于時間不可區分之前確定何時t波和p波在時間上彼此接近。控制模塊206可以附加地或替代性地被配置成用于在p波和t波在其變得基于振幅不可區分之前確定何時p波和t波彼此接近。以這種方式,控制模塊206可以被啟用以控制p波檢測器262以在p波和t波變得不可區分之前調整濾波器264和/或t波感測窗口以維持可靠的p波感測。
在框552,控制模塊206被配置成用于監測t-p間期,即t波和遠場p波之間的時間間期。例如,可以在由p波檢測器262產生的消除p感測信號274(當所述r波感測閾值在所述時間限制內沒有越過)和下一個p感測信號272(在圖4a中示出)之間確定t-p間期。如結合圖5c所述,可以響應于p波感測閾值越過的時間限制310內的t波感測閾值越過而產生消除p感測信號274。t波之后的下一個egm信號預期是p波。因此,響應于下一個p波感測閾值越過而產生的從取消p感測信號274到下一個p感測信號272的時間間期可以由控制模塊206確定為t-p間期。在其他示例中,當從經濾波的egm信號266中基本上濾掉了t波時,可以從未經濾波的或替代性濾波的egm信號265或267來確定t-p間期。
可以逐個心跳地或以較不頻繁的方式對t-p間期進行監測,以檢測t-p間期的縮短。如果t-p間期縮短,則重疊的t波和p波可能會變得彼此不明確。在框554處檢測到t-p間期的減小。對縮短的或減小的t-p間期的檢測可以基于將t-p間期與閾值間期進行比較或者檢測t-p間期中與先前測量值或基線t-p間期相比的百分比變化。在各種示例中,可以確定單個心跳或連續平均t-p間期,并且如果單次心跳或連續平均t-p間期的值在三次或更多次連續確定中是下降的,則在框554處檢測到縮短的t-p間期。如果t-p間期縮短到閾值間期或者滿足用于檢測t-p間期縮短的其他標準,則可以在框560處檢查所述p波感測標準。
在框556,控制模塊206被配置成用于監測感測到的遠場p波和近場t波之間的振幅差。例如,可以在響應于如結合圖5c顯示并描述的經濾波的egm信號266越過所述t波感測閾值而產生的消除p感測信號274之后,在信號分析窗口期間確定t波最大峰值振幅。在其他示例中,可以從經濾波的egm信號266中濾出t波,使得t波小于p波。在這種情況下,可以在t波感測窗口期間確定t波最大峰值振幅。
當在時間限制310內沒有發生另一次較高閾值越過時,可以在響應于p波感測閾值的下一次越過而產生的下一個感測信號272之后施加的信號分析窗口期間確定所述p波最大峰值振幅(如圖5a所示)。然后可以在逐個心跳或較不頻繁的基礎上或作為連續平均振幅差來確定t波振幅和p波振幅之間的差。
在框558處檢測到減小的振幅差。減小的振幅差可能是由于p波振幅和t波振幅中的一個或兩者的變化。當所述振幅差小于閾值差或者具有從先前測量的差或基線差減小的預定百分比時,可以檢測到所述減小。在一些示例中,將連續平均振幅差與基線差進行比較。響應于所需數量的連續確定的差值小于先前的差值,替代性地可以在框558處檢測到所述減小。響應于檢測到減小的振幅差,在框560處檢查所述p波感測標準。
檢查p波感測標準可以包括執行流程圖400(圖8)的過程、執行流程圖500(圖9)的過程或其任何部分或組合。在一些示例中,通過調整所述p波檢測器濾波器而在框560處檢查所述p波感測標準,以增加p波或t波中的一個的振幅,減小p波或t波中的一個的振幅,或者使經濾波的egm信號形態發生導致t-p間期增加的變化。如果濾波器調整不能基于振幅或時間提供增加的p波和t波分離,則可以在框560處調整t波感測窗口,以改善基于時間的t波和p波之間的鑒別。可以在具有或沒有濾波器調整的情況下對經濾波的egm信號266的t波形態進行比較,以對提供用于在av間期期間驗證p波的可靠的形態鑒別的新的p波感測標準進行設置。
圖10b是根據另一個示例的用于確定需要調整所述p波感測標準的方法的流程圖570。在框571,如果在目標av起搏逸搏間期時當前正在遞送心室起搏,則確定v起搏到p感測的間期。基于除了p波感測閾值越過(如以上結合圖7a和圖7b所述的)以外的任何另外施加的p波感測,所述v起搏到p感測的間期是從所遞送的心室起搏脈沖到下一個p感測信號的時間間期,所述p感測信號在av起搏逸搏間期期間被確認為p波。如果由于在av間期期間發生的r感測事件信號而使流程圖570的過程開始時當前沒有遞送心室起搏,則可以在框571處應用縮短的測試av間期,以建立初始v起搏到p感測的間期。
在框572,從目標av起搏逸搏間期來調制av起搏逸搏間期。av起搏逸搏間期可以在一個階躍變化中縮短,例如縮短高達100ms,或者以比目標av間期更短的av間期的兩個或多個階躍變化進行調制以維持心室起搏脈沖的遞送。在框574處將v起搏到p感測間期重新確定為在框572處施加的一個或多個改變的av間期。
在框576,控制模塊206判斷是否響應于所調制的av間期而改變了v起搏到p感測的間期。如果所述v起搏到p感測的間期匹配兩個不同的av起搏逸搏間期,則如在框582處確定的疑似t波過度檢測。在框584,控制模塊206例如使用以上結合圖9描述的技術來啟動檢查和重新建立p波感測標準的過程。如果所述v起搏到p感測的間期沒有隨著av間期的調制而改變,如在框576中所確定的,則在框578處確認p波感測。使用所述目標av間期和當前建立的p波感測標準,在框580處繼續進行心房同步的心室起搏。
圖11a是根據一個示例的可以由rv起搏器14產生并被傳遞到圖1所示的外部設備20的心臟egm信號601及相關聯的標記通道信號620的圖600。圖11b是從rv起搏器14傳輸到外部設備20的心臟egm信號601以及可以由外部設備20的用戶顯示器產生的相關聯的標記通道顯示640的圖650。
在圖11a和11b中,egm信號601包括p波602、心室起搏脈沖604以及t波605。p波感測閾值615被指示,但是可以或不可以以圖形方式顯示在由外部設備20產生的顯示中。在一些示例中,可以顯示所述p波感測閾值的數值。
由于r波、t波605、噪聲和其他信號可以越過p波感測閾值615,所以rv起搏器14通過將egm信號601與p波感測標準進行比較來確認p波感測閾值越過603是真正p波602。如上所述,egm信號601可以在時間限制期間與t波感測閾值和/或r波感測閾值進行比較,如結合圖5a-5c所述,用于控制(維持、取消或調整)在p波感測閾值越過603時開始的av起搏逸搏間期612。附加地或替代性地,egm信號601可以在分析窗口606期間存儲并與p波感測標準進行比較以驗證所述p波感測閾值越過是由于真正p波602引起的。
驗證在時間限制310期間egm信號601沒有越過t波感測閾值和/或r波感測閾值(如圖5a-5c所示)和/或在分析窗口606期間存儲所述egm信號波形并將所存儲的波形與p波感測標準進行比較的操作將在p波感測閾值越過603之后需要時間。因此,實際確認p波感測閾值越過為真正p波感測事件在p波感測閾值越過603之后延遲了延遲時間間期610。在p波感測閾值越過603之后確認p波感測事件所需的延遲時間間期610例如可以在20ms至120ms的量級,但是在av起搏逸搏間期612內。延遲時間間期610可以等于分析窗口606的持續時間或者比分析窗口606更長。
在p波檢測器262驗證p波感測閾值越過603是由于真正p波602引起之后,rv起搏器控制模塊206可以產生標記通道p波感測事件信號608。根據確認所述p波感測事件,在時間延遲610之后產生標記通道p波感測事件(as)信號608。
如果在p波感測閾值越過603之后通過附加信號分析來確認p波602,則允許根據p波感測閾值越過603而開始的av起搏逸搏間期612過期。在av起搏逸搏間期612到期時遞送心室起搏脈沖604。rv起搏器14可以產生在時間上與心室起搏脈沖604對準的標記通道心室起搏脈沖(vp)信號614。
如果外部設備20實時產生egm信號601以及as和vp標記通道信號608和614的顯示,則as信號608似乎是在實際p波602之后的延遲時間間期610處出現的。心室起搏脈沖信號614似乎是在as信號608之后的非常短的av間期618處發生的,而不是在實際的av起搏逸搏間期612處發生的。如果egm信號601和標記通道信號612和614似乎是在由外部設備20生成的用戶顯示中實時產生的,則標記通道信號608和614相對于彼此及egm信號601的相對時機可能會生成用戶混淆。
為了避免用戶混淆,控制模塊206通過起搏器遙測模塊208而使egm信號601的傳輸延遲了大于或等于p波感測閾值越過603和生成標記通道p波感測事件信號608之間的延遲時間間期610的延遲時間630。如圖10b所示,外部設備20的用戶顯示器產生了從實時延遲了延遲時間間期630的egm信號601的顯示。
當由rv起搏器14產生并傳輸標記通道p波感測事件信號608時,由外部設備20產生的標記通道640可以實時地顯示as事件標記628。然而,以距由rv起搏器14產生的vp信號614的延遲時間630來顯示vp標記628。以這種方式,盡管as信號608晚于實際的p波感測閾值越過603而由rv起搏器14生成,但是p波感測閾值越過603和av起搏逸搏間期612的開始似乎與p波感測事件標記628是對準的。通過從起搏脈沖信號614實時地將vp標記634延遲了延遲時間630,起搏脈沖標記634在as事件標記628之后以預期的av起搏逸搏間期612來顯示,并且保持與在egm信號601上出現的起搏脈沖604對齊,起搏脈沖604也被延遲了相同的延遲時間630。以這種方式,標記628和634與egm信號601的對應事件(即p波602和起搏脈沖604)正確對齊,以使rv起搏器14的感測和起搏操作能夠進行直接的邏輯分析。
圖12是根據另一個示例的由rv起搏器14執行的用于自動調整p波檢測器濾波器264的方法的流程圖700。在框702,rv起搏器控制模塊206判斷是否是時候選擇或調整p波檢測器濾波器264的帶通。當例如基于r波感測事件信號258而證實所述心律為正常竇性心律時(圖4a),可以根據流程圖700的方法在周期性基礎上進行帶通選擇。可以根據流程圖700的方法在觸發的基礎上附加地或替代性地執行帶通選擇。例如,可以從圖10a的框560或圖10b的框584輸入流程圖700所示的過程。
在框704,控制模塊206可以以臨時安全起搏模式來控制脈沖發生器202,所述臨時安全起搏模式例如以標稱起搏率設置的vvi起搏模式或基于r波感測事件信號258之間的rr間期的中值或連續平均值的速率。在搜索最優p波檢測器濾波器帶通的過程中,可以通過控制模塊206來控制心室起搏,使得起搏脈沖的遞送不會受到可能在調整p波檢測器濾波器264時發生的心臟事件的過度感測或感測不足的影響。換言之,起搏定時模塊270可以被臨時配置成用于只響應于來自r波檢測器252的r波檢測事件信號258而用于在流程圖700的過程中控制心室起搏脈沖的定時。
在框706,rv起搏器14的感測模塊204判斷是否t波與當前濾波器帶寬處的經濾波心臟電信號266中的p波和r波不同。基于預定的區別標準來確定t波與p波和r波兩者都不同。例如,t波區別標準可能要求t波特征與類似的p波和r波特征之間的差異足夠大而足以在這些特征值之間確信地設置可靠地區分濾波信號266中的p波、t波和r波的感測閾值。
在一些情況下,t波可以從經濾波心臟電信號266中識別出,但是可能不符合為確定t波是不同的而定義的標準。例如,可以基于例如在t波窗口期間的跟隨來自r波檢測器252的r波感測事件信號的時序而從濾波信號266中識別出t波。然而,在濾波信號266中,t波峰值振幅和p波峰值振幅之間的差異可能不能滿足t波區分標準。例如,可能需要t波和p波峰值振幅具有至少50%的差異以確定所識別的t波與p波不同。在另一個示例中,t波和p波可以在r波之后被識別,但是可以被合并,使得t波和p波在時間或振幅上分離不足而不能滿足用于將t波檢測為是獨特的預定標準。
例如基于根據結合圖5a至圖5c所描述的方法而使用相應的感測閾值感測到的p波、r波和t波的最大峰值振幅的比較,可以在框706處確定t波是否是獨特的。如果每個感測事件的最大峰值振幅彼此相隔預定的差異,例如彼此相隔至少50%到75%,而使得能夠定義不同的心臟事件感測閾值振幅,則在框706處可以確定p波、t波和r波是不同的。來自感測r波的感測p波和感測t波的相對時機也可以用于在框706處確定所述三個心臟事件之間的區別。在一些情況下,在框706處,基于在r波之后的t波窗口內不存在t波并且在所述t波窗口之外發生了p波,t波被確定為與p波和r波不同。在這種情況下,可以從濾波信號266有效地過濾t波。
如果在框706處t波與p波和r波不同,則在框732處確定p波檢測器濾波器264的當前帶通是適當的。不進行濾波器帶通的調整。感測模塊204和控制模塊206可以退出流程圖700的過程,并且從在框704處設置的安全起搏模式切換到返回到使用ff感測p波的心房同步的心室起搏。起搏定時和控制模塊270可以被重新啟用以響應p波感測事件信號272。
如果根據用于將t波分類為是不同的預定標準而在框706處使t波不與p波和r波不同,則感測模塊204判斷是否可以在框708處從經濾波的心臟信號266中識別出t波。如果在框708處沒有識別出t波,例如,如果在框706處僅檢測到r波和p波,則在框710處感測模塊204或控制模塊206可以檢查可能的t波過度檢測(twos)的證據。
例如,如果在框710處檢測到快速心室率,則基于由r波檢測器252產生的r波感測事件信號258的速率或者基于由p波確定的r波檢測器262確定的r波感測閾值越過的速率可能發生t波過度感測。在一些情況下,由于t波振幅與r波振幅不明確,t波可能被感測為r波并被正確識別為t波。感測r波的快速率可能是twos的證據。可以基于小于400ms、小于300ms或小于預定義的心動過速檢測間期的rr間期來檢測感測r波的快速率。
在其他情況下,由于基于當前建立的p波感測標準的t波和p波的定時和振幅不明確,t波可能被過度感測為p波。在這種情況下,所述心律可以是以相對較快的速率(例如以400ms的vp-as間期)發生的as-vp-as-vp。as事件可以是被錯誤地感測為p波并使得起搏定時和控制模塊270響應于假p波感測事件信號而設置av起搏逸搏間期的t波。t波被錯誤地感測為p波可能導致以相對較快的速率來起搏心室。因此,處于規律的短間隔的as-vp-as-vp的心律模式可能是在框710處檢測到twos的證據。
為了判斷是否響應于在確定在框710處疑似出現twos而發生twos,在框712處p波檢測器262臨時增加p波靈敏度和/或調制心室起搏脈沖定時。可以通過降低所述p波感測閾值來增加p波靈敏度。可以通過調整vv逸搏間期和/或調整av逸搏間期來調制心室起搏脈沖定時。如果av逸搏間期縮短,則下一個p波感測事件預期將晚于r波之后,但在r波之后的真正t波預期會隨著較早的心室起搏脈沖而較早移動。如果根據縮短av逸搏間期而較早地發生心房感測事件,則檢測到twos。在框714,早期心房感測事件被識別為過度感測的t波。如下所述,在框720或728進行帶通濾波器調整,以使t波和p波不同。
在另一個示例中,可以延長av逸搏間期,例如延長50ms或更多。在延長的av逸搏間期時確定所述心室起搏脈沖和所述心房感測事件之間的時間間期。如果從心室起搏脈沖到下一個心房感測事件的時間間期保持不變,則所述心房感測事件是過度感測的t波。如下所述,在框720或728進行帶通濾波器調整,以使t波和p波不同。如果所述間期縮短,則所述心房感測事件是真正心房事件;在時間上,心室起搏脈沖已經移動到在時間上稍后或更接近下一個心房事件。
如果心室起搏脈沖定時的調制沒有改變v起搏到p感測的間期(在這種情況下,p感測實際上是t波),則在框714處識別t波。如果較低的p波感測閾值導致了更多的心房感測事件,也可以識別t波。可以以增加的靈敏度感測真正p波,并且當靈敏度較低(感測閾值更高)時可以將真正t波識別為過度感測為p波。如果識別出過度感測的t波,則前進到框722處進行帶通濾波器的調整。
在其他情況下,當t波具有比p波更低的振幅時,可以以較低的p波感測閾值來感測t波。如果降低p波感測閾值揭示除了真正p波感測事件之外相對于r波檢測事件與t波定時一致的低振幅感測事件,則在框714處識別t波,并且在框732處認定t波濾波是適當的。
如果在所調制的心室起搏脈沖時間和/或降低的p波感測閾值時在框714處仍然無法識別t波,則可以認為t波不存在于濾波信號266中。在框732,認定p波檢測器濾波器帶通是適當的。不需要調整帶通,并且可以恢復心房同步的心室起搏。附加地或替代性地,可以在框714處使用如上面結合圖7b所述的差分信號和/或積分信號來識別t波。
如果在框710沒有基于心室率而考慮是t波過度感測,或者如果如在框716處所確定的t波被識別但是在振幅、定時和/或形態上類似于p波,則在框718處感測模塊204判斷是否p波檢測器濾波器264已經被調整到使t波最大化。由rv起搏器14執行的過程700利用預期的帶通頻率將增加經濾波心臟電信號266中的t波信號的優勢,以便有意地在t波振幅和/或形態與p波相似時增加t波振幅。
如果所述濾波器未被調整以使t波信號最大化,則在框720處對濾波器264的帶通進行調整以增加t波信號強度。可以例如通過降低中心頻率和/或增加或減少帶寬來調整帶通。如果新的帶通例如基于如以上結合框706所描述的標準而使p波、t波和r波不同,如在框730中所確定的,則在框732處認定所調整的帶通是適當的。可以通過調整p波檢測器濾波器264的帶通來有意地增加t波的振幅,以基于振幅、時間和/或形態來使p波和t波更大地分離。
雖然在圖12中沒有明確示出,但是應當理解,所述過程可以重復框718和720處的步驟,以對p波檢測器濾波器264進行多次調整,直到t波信號增加到足以使t波不同于p波。如果在框718處所述濾波器已經被調整到導致最大t波信號振幅和/或寬度的帶通、但是t波仍然沒有與p波有所不同,則在框728處可以對帶通進行調整以使濾波信號266中的t波信號更小。
類似地,如果在框708處在經濾波的信號中識別t波,并且其與p波不同但是在振幅上類似于r波,如在框724處所確定的,則可以在框728調整帶通以使t波信號強度較小。雖然在圖12中沒有明確示出,但是在框728和722處的用于調整帶通以減小濾波信號266中的t波信號強度直到不能使t波更小的的步驟可以重復多次,直到識別出導致最小化的t波信號的帶通。
在框730,感測模塊204判斷經調整的帶通是否通過減小t波信號(這不一定是最小的)來使所述濾波信號中的r波、p波和t波不同。如果例如通過使t波振幅較小而使p波、t波和r波明顯不同,則認定調整后的帶通適于在框732處實現p波感測和心房同步的心室起搏。感測模塊204可以被配置成用于判斷在最大數量的濾波器調整內的t波是否與p波及與r波不同。
如果在框708處可以從所述濾波信號中識別t波、但是t波特征基于預定的區別標準(框724的分支“否”)不同于p波而不是r波,則在一些示例中在框726處可以調整帶通以增加r波振幅以增加基于振幅的t波和r波之間的分離。在某些情況下,如果單獨的r波檢測器252可靠地產生r波檢測事件信號258,則不需要由p波檢測器262來分離r波和t波。然而,如果從濾波信號266感測到所有三個事件并且用于控制起搏逸搏間期,則當這些信號不明確時,可能希望增加t波和r波之間的間期。如果t波和r波之間的分離增加,則可以基于時間和/或振幅相對于感測到的r波來區分t波和p波。
如果被測試用于增加或降低t波信號強度或增加r波的所有經過調整的帶通都不能至少基于時間、振幅和/或形態而使p波、t波和r波不同,如在框730處所確定的,則根據預定的區別標準,控制模塊206可以通過將起搏模式設置為vvi模式來在框734處暫時停止心房同步的心室起搏。濾波器264的帶通可以恢復到先前的設置,直到將來再次嘗試對所述帶通濾波器進行調整。
雖然本公開容許各種修改和替代形式,但是其具體實施例已經通過附圖中的示例示出并且在本文中詳細描述。然而,應當理解,本文對特定實施例的描述并不旨在將本公開限制為所公開的特定形式,而是相反地,本發明旨在涵蓋落入由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍內的所有修改、等同物和替代物。
例如,以下各項是進一步的實施例的說明:
第1項.一種由醫療設備執行的方法,所述方法包括:
根據第一濾波特性對由所述醫療設備接收的原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件、以及與所述第一心臟事件和所述第二心臟事件不同的第三心臟事件;
檢測所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過;
在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個;
在所述第二心臟事件中的所述識別的所述一個之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過;
分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過;
基于對所述第一越過和所述第二越過的所述分析,建立對所述第一心臟事件與所述第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準;以及
當所建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
第2項.如第1項所述的方法,還包括:響應于所遞送的心臟起搏脈沖以及心臟電信號對第二閾值的越過中的一項來識別所述第二心臟事件中的所述第二心臟事件,所述第二閾值大于所述第一閾值。
第3項.如第1-2項中任一項所述的方法,其中,分析所述第一越過和所述第二越過包括:
響應于識別所述第二心臟事件而設置感測窗口;以及
判定所述第一越過和所述第二越過中的一個是否發生在所述感測窗口內。
第4項.根據第1-3項中任一項所述的方法,其中,分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過包括確定替代性信號,所述替代性信號是以下各項中的至少一項:所述經濾波心臟電信號的差分信號、所述原始心臟電信號的差分信號、所述經濾波心臟電信號的積分信號、以及所述原始心臟電信號的積分信號;以及
將在所述第一越過時的所述替代性信號的特征與在所述第二越過時的所述替代性信號的特征進行比較。
第5項.如第1-4項中任一項所述的方法,其中:
分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過包括:
獲得所述經濾波心臟電信號的與對所述第一閾值的所述第一越過相對應的第一波形;
獲得所述經濾波心臟電信號的與對所述第一閾值的所述第二越過相對應的第二波形;以及
將所述第一波形與所述第二波形進行比較,以驗證所述第一波形和所述第二波形不匹配;以及
建立所述心臟事件感測標準,包括:
從所述第一波形中確定第一特征;
從所述第二波形中確定第二特征,所述第二特征類似于所述第一特征;
確定所述第一特征和所述第二特征之間的差異;以及
至少通過基于所述差異而設置心臟事件感測標準來建立所述心臟事件感測標準。
第6項.如第1-5項中任一項所述的方法,其中:
分析所述第一越過和所述第二越過包括,包括:
響應于識別所述第二心臟事件而設置感測窗口;
判定所述第二越過是否發生在所述感測窗口內;以及
判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;并且
建立所述心臟事件感測標準以包括響應于當所述第二越過發生在所述感測窗口內并且所述第一波形與所述第二波形不匹配時所識別的第二心臟事件而設置所述感測窗口。
第7項.如第1-5項中任一項所述的方法,其中,分析所述第一越過和所述第二越過包括:
判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;
當所述第一波形與所述第二波形確實匹配時分析替代性心臟電信號,所述替代性心臟電信號是以下各項中的一個:所述原始心臟電信號、所述經濾波心臟電信號的積分信號、以及通過根據與所述第一濾波特性不同的第二濾波特性對所述原始心臟電信號進行濾波而產生的替代性經濾波心臟電信號;
在所述替代性心臟電信號上識別所述第三心臟事件;
判定所述第一越過和所述第二越過中的一個是否與所述替代性心臟電信號上的所述第三心臟事件一致;以及
當所述第一閾值越過和下一個閾值越過中的一個與所述替代性心臟電信號的所述第三心臟事件一致時,調整所述第一濾波特性。
第8項.如第1-7項中任一項所述的方法,其中,分析所述第一越過和所述第二越過還包括:
基于所述比較判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;
當所述第一波形與所述第二波形匹配時,沿著所述第一波形和所述第二波形中的至少一個的下降部分搜索拐點;
當沿著所述下降部分發現所述拐點時,在所述經濾波心臟電信號中沿著所述第三心臟事件中的一個檢測所述第一心臟事件中的一個;以及
響應于沿著所述下降部分發現所述拐點而建立所述心臟事件感測標準。
第9項.如第1-8項中任一項所述的方法,還包括:
基于所述比較在所述第一波形和所述第二波形不匹配時,使得能夠在根據所建立的感測標準在感測到所述第一心臟事件時設置起搏逸搏間期;
當所述起搏逸搏間期到期時,控制脈沖發生器將起搏脈沖遞送到患者的心臟;
以及
基于所述比較在所述第一波形和所述第二波形確實匹配時禁止設置所述起搏逸搏間期。
第10項.如第1-9項中任一項所述的方法,還包括:
檢測所述第三心臟事件與所述第一心臟事件之間的漸減的時間間期,以及
響應于檢測到所述遞減的事件時間間期而更新所述建立的感測標準。
第11項.如第1-10項中任一項所述的方法,還包括:
響應于根據所述建立的感測標準感測到的第一感測事件來設置第一起搏逸搏間期;
在所述第一起搏逸搏間期到期時遞送第一起搏脈沖;
確定從所述第一起搏脈沖到根據所述建立的感測標準感測到的第二感測事件的第一時間間期;
響應于根據所述建立的感測標準感測到的第三感測事件來設置第二起搏逸搏間期;
在所述第二起搏逸搏間期到期時遞送第二起搏脈沖,所述第二起搏逸搏間期比所述第一起搏逸搏間期短;
確定從所述第二起搏脈沖到根據所述建立的感測標準感測到的第四感測事件的第二時間間期;
確定所述第一時間間期是否與所述第二時間間期匹配;以及
響應于所述第一時間間期與所述第二時間間期匹配而更新所述建立的感測標準。
第12項.一種可植入醫療設備,包括:
感測模塊,所述感測模塊被配置成用于經由耦合到所述感測模塊的電極來接收原始心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件以及與所述第一心臟事件和所述第二心臟事件不同的第三心臟事件,所述感測模塊被配置成用于:
根據第一濾波特性對所述原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號;
檢測所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過;
在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個;
在所述第二心臟事件中的所識別的所述一個之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過;
分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過;
基于對所述第一越過和所述第二越過的所述分析,建立對所述第一心臟事件與所述第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準;以及
當所建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
第13項.如第12項所述的設備,還包括脈沖發生器,所述脈沖發生器被配置成用于生成起搏脈沖并且經由耦合到所述脈沖發生器的電極將所述起搏脈沖遞送到患者的心臟,
其中,所述感測模塊被配置成用于響應于所遞送的心臟起搏脈沖以及心臟電信號對第二閾值的越過中的一項來識別所述第二心臟事件中的所述一個,所述第二閾值大于所述第一閾值。
第14項.如第12-13項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊被配置成用于至少通過以下方式來分析所述第一越過和所述第二越過:
響應于識別所述第二心臟事件而設置感測窗口;以及
判定所述第一越過和所述第二越過中的一個是否發生在所述感測窗口內。
第15項.如第12-14項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊被配置成用于通過以下方式來分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過:
確定替代性信號,所述替代性信號是以下各項中的至少一項:所述經濾波心臟電信號的差分信號、所述原始心臟電信號的差分信號、所述經濾波心臟電信號的積分信號、以及所述原始心臟電信號的積分信號;以及
將在所述第一越過時的所述替代性信號的特征與在所述第二越過時的所述替代性信號的特征進行比較。
第16項.如第12-15項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊被配置成用于至少通過以下方式來分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過:
獲得所述經濾波心臟電信號的與對所述第一閾值的所述第一越過相對應的第一波形;
獲得所述經濾波心臟電信號的與對所述第一閾值的所述第二越過相對應的第二波形;以及
將所述第一波形與所述第二波形進行比較。
第17項.如第12-16項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊還被配置成用于:
通過以下方式來分析所述第一越過和所述第二越過:
響應于識別所述第二心臟事件而設置感測窗口;
判定所述第二越過是否發生在所述感測窗口內;以及
判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;以及
建立所述心臟事件感測標準以包括響應于當所述第二越過發生在所述感測窗口內并且所述第一波形與所述第二波形不匹配時所識別的第二心臟事件而設置所述感測窗口。
第18項.如第12-17項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊還被配置成用于通過以下方式來分析所述第一越過和所述第二越過:
判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;
當所述第一波形與所述第二波形確實匹配時對由所述感測模塊經由耦合到所述感測模塊的電極接收到的替代性心臟電信號進行分析,所述替代性心臟電信號是以下各項中的一個:所述原始心臟電信號、所述經濾波心臟電信號的積分信號、以及由所述感測模塊通過根據與所述第一濾波特性不同的第二濾波特性對所述原始心臟電信號進行濾波而產生的替代性經濾波心臟電信號;
在所述替代性心臟電信號上識別所述第三心臟事件;
判定所述第一越過和所述第二越過中的一個是否與所述替代性心臟電信號上的所述第三心臟事件一致;以及
當所述第一閾值越過和下一個閾值越過中的一個與所述替代性心臟電信號的所述第三心臟事件一致時,調整所述第一濾波特性。
第19項.如第12-18項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊還被配置成用于通過以下方式來分析所述第一越過和所述第二越過:
基于所述比較判定所述第一波形和所述第二波形是否匹配;
當所述第一波形與所述第二波形匹配時,沿著所述第一波形和所述第二波形中的至少一個的下降部分搜索拐點;
當沿著所述下降部分發現所述拐點時,在所述經濾波心臟電信號中沿著所述第三心臟事件中的一個檢測所述第一心臟事件中的一個;以及
響應于沿著所述下降部分發現所述拐點而建立所述心臟事件感測標準。
第20項.如第12-19項中任一項所述的設備,還包括:
脈沖發生器,所述脈沖發生器被配置成用于生成起搏脈沖并通過耦合到所述脈沖發生器的電極將所述起搏脈沖遞送到患者的心臟;
控制模塊,所述控制模塊耦合到所述感測模塊和所述脈沖發生器,并且被配置成用于:
基于所述比較在所述第一波形與所述第二波形不匹配時啟用設置起搏逸搏間期;
根據所建立的感測標準,在感測到所述第一心臟事件中的每一個時設置所述起搏逸搏間期;
當所述起搏逸搏間期到期時,控制所述脈沖發生器以將起搏脈沖遞送到患者的心臟;以及
基于所述比較在所述第一波形和所述第二波形確實匹配時禁止設置所述起搏逸搏間期。
第21項.如第12-20項中任一項所述的設備,其中,所述感測模塊還被配置成用于:
檢測所述第三心臟事件與所述第一心臟事件之間的漸減的事件時間間期,并且
響應于檢測到所述遞減的事件時間間期而更新所述建立的感測標準。
第22項.如第12-21項中任一項所述的設備,還包括:
脈沖發生器,所述脈沖發生器被配置成用于生成起搏脈沖并通過耦合到所述脈沖發生器的電極將所述起搏脈沖遞送到患者的心臟;
控制模塊,所述控制模塊耦合到所述感測模塊和所述脈沖發生器,并且被配置成用于:
響應于由所述感測模塊根據所述建立的感測標準感測到的第一感測事件而設置第一起搏逸搏間期;
控制所述脈沖發生器以在所述第一起搏逸搏間期到期時遞送第一起搏脈沖;
確定從所述第一起搏脈沖到由所述感測模塊根據所述建立的感測標準感測到的第二感測事件的第一時間間期;
響應于由所述感測模塊根據所述建立的感測標準感測到的第三感測事件而設置第二起搏逸搏間期;
在所述第二起搏逸搏間期到期時遞送第二起搏脈沖,所述第二起搏逸搏間期比所述第一起搏逸搏間期短;
確定從所述第二起搏脈沖到由所述感測模塊根據所述建立的感測標準感測到的第四感測事件的第二時間間期;
確定所述第一時間間期是否與所述第二時間間期匹配;以及
響應于所述第一時間間期與所述第二時間間期匹配而更新所述建立的感測標準。
第23項.一種非瞬態計算機可讀介質,存儲有指令集,所述指令在由可植入醫療設備執行時使所述設備能夠:
根據第一濾波特性對由所述醫療設備接收的原始心臟電信號進行濾波以產生經濾波心臟電信號,所述原始心臟電信號包括第一心臟事件、與所述第一心臟事件不同的第二心臟事件、以及與所述第一心臟事件和所述第二心臟事件不同的第三心臟事件;
檢測所述經濾波心臟電信號對第一閾值的第一越過;
在所述第一越過之后識別所述第二心臟事件中的一個;
在所述第二心臟事件中的所識別的所述一個之后檢測所述經濾波心臟電信號對所述第一閾值的第二越過;
分析所述經濾波心臟電信號的所述第一越過和所述第二越過;
基于對所述第一越過和所述第二越過的所述分析,建立對所述第一心臟事件與所述第三心臟事件進行鑒別的心臟事件感測標準;以及
當所建立的心臟事件感測標準被滿足時,從所述經濾波心臟電信號中感測所述第一心臟事件。
因此,已經描述了包括具有浮動元件的感測延伸部的可植入醫療設備的各種實例。應當認識到,可以在不脫離以下權利要求書的范圍的情況下對所描述的實施例做出各種修改。