用于心房快速性心律失常检测的方法和设备
文献发布时间:2023-06-19 11:35:49
技术领域
本公开涉及一种用于使用包含心房机械事件信号的心室内传感器信号来检测心房快速性心律失常的植入式医疗装置和方法。
背景技术
植入式心脏起搏器通常放置于皮下袋中,并且耦接到携带定位在心脏中的起搏和感测电极的一个或多个经静脉医疗电引线。皮下植入的心脏起搏器可以是单腔室起搏器,所述单腔室起搏器耦接到一个经静脉医疗引线以在一个心脏腔室、心房或心室中定位电极,或者是双腔室起搏器,所述双腔室起搏器耦接到两个心脏内引线以在心房和心室腔两者中定位电极。多腔室起搏器也是可用的,所述多腔室起搏器可以耦接到三个引线,例如,用于在一个心房腔室以及左心室和右心室两者中定位用于起搏和感测到的电极。
最近已经引入了心脏内起搏器,其在患者心脏的心室腔内是植入式的以用于递送心室起搏脉冲。此类起搏器可以感测伴随固有心室去极化的R波信号,并且在不存在感测到的R波的情况下递送心室起搏脉冲。虽然通过心脏内心室起搏器进行单腔室心室感测和起搏可以充分地解决某些心脏病状,但一些患者可以受益于心房和心室(双腔室)感测以用于提供心房同步的心室起搏,并且维持更正常的心律。
一些带有起搏器的患者可能经历快速性心律失常,例如,室性心动过速(VT)或心室纤颤(VF),这可以起源于心室腔。然而,快速的心室率可以起源于心房腔室并且从所述心房腔室传导到具有完整的房室的患者的心室。起源于上心脏腔室并传导到心室的心房心律失常有时被称为室上性快速性心律失常(SVT)。抗心动过速起搏疗法(ATP)和/或心脏复律电击可以递送到心室以治疗VT或VF,但在终止SVT方面可能无效。如此,将SVT与VT和VF区分能够正确诊断和治疗心律病状。
发明内容
本公开的技术总体上涉及一种植入式医疗装置,所述植入式医疗装置被配置成检测心房快速性心律失常。根据本文所公开的技术操作的植入式医疗装置可以植入在患者心脏的心室中。所述装置具有被配置成产生包含机械心房收缩事件信号的心室内信号的传感器。在一些实例中,传感器是运动传感器,例如,加速度计,所述运动传感器被配置成产生心室内运动信号。医疗装置可以是心脏内心室起搏器,所述心脏内心室起搏器被配置成从运动信号感测伴随心房收缩期的心房机械事件并且从心脏电信号和/或运动信号感测心室事件,以用于确定心室周期长度(VCL)。起搏器可以基于对VCL无规律性的分析和从心室内信号确定的心房机械事件证据来检测心房快速性心律失常。在一些实例中,在不无规律VCL期间从心室内运动信号检测心房机械事件可以用于确定心房事件证据评分,所述评分可以用于减小通过植入式医疗装置检测到心房颤动的可能性。
在一个实例中,本公开提供了一种植入式医疗装置,所述植入式医疗装置包含:传感器,所述传感器被配置成产生包含伴随心房机械收缩期的心房机械事件信号的心室内信号;感测电路,所述感测电路被配置成感测由所述感测电路感测到的心室事件;存储器,所述存储器被配置成存储心房心律失常发作事件数据;以及控制电路,所述控制电路耦接到所述传感器、所述感测电路和所述存储器。所述控制电路可以被配置成从所述感测到的心室事件确定第一心房心律失常评分。所述心房心律失常评分与心房心律失常的存在相关。所述控制电路被进一步配置成基于所述心房机械事件信号从所述心室内信号确定第二心房心律失常评分,并且基于所述第一心房心律失常评分和所述第二心房心律失常评分检测心房心律失常。所述控制电路可以响应于检测到所述心房心律失常而生成心房心律失常检测通知。在一些实例中,所述控制电路更新存储在所述存储器中的所述心房心律失常发作事件数据,所述更新包含所述心房心律失常检测的指示。植入式医疗装置可以包含遥测电路,所述遥测电路被配置成传输所述经更新的心房心律失常发作事件数据。可以将所述经更新的心房心律失常发作事件数据传输到外部装置,以生成所述经更新的心房心律失常发作事件数据的显示。在一些实例中,所述植入式医疗装置包括脉冲发生器,所述脉冲发生器被配置成响应于所述控制电路检测到所述心房心律失常而调整或拒给起搏疗法。
在另一个实例中,本公开提供了一种方法,所述方法包含从由植入式医疗装置的感测电路感测到的心室事件来确定第一心房心律失常评分。所述第一心房心律失常评分与心房心律失常的存在相关。所述方法进一步包含从由所述植入式医疗装置的传感器产生的心室内信号确定第二心房心律失常评分。所述心室内信号包含伴随心房收缩期的心房机械事件信号。所述第二心房心律失常评分基于所述心房机械事件信号。所述方法包含基于所述第一心房心律失常评分和所述第二心房心律失常评分检测心房心律失常,并且响应于检测到所述心房心律失常而更新存储在所述植入式医疗装置的存储器中的心房心律失常发作事件数据。所述更新包含所检测到的心房心律失常的指示。所述方法可以包含传输所述经更新的心房心律失常发作事件数据。在一些实例中,将所述经更新的心房心律失常发作事件数据传输到外部装置,以生成所述心房心律失常发作事件数据的显示。在一些实例中,所述方法包含响应于检测到所述心房心律失常而调整或拒给由植入式医疗装置的脉冲发生器所生成的心室起搏疗法。
在另一个实例中,本公开提供了一种非暂时性计算机可读存储介质,所述非暂时性计算机可读存储介质包括一组指令,当由植入式医疗装置的控制电路执行时,所述指令使所述装置从由所述植入式医疗装置的感测电路感测到的心室事件确定第一心房心律失常评分并从所述植入式医疗装置的传感器产生的心室内信号确定第二心房心律失常评分。所述第一心房心律失常评分与心房心律失常的存在相关。所述心室内信号包含伴随心房收缩期的心房机械事件信号。所述第二心房心律失常评分基于所述心房机械事件信号。所述指令进一步使所述植入式医疗装置基于所述第一心房心律失常评分和所述第二心房心律失常评分检测心房心律失常,并且响应于检测到所述心房心律失常而更新存储在所述植入式医疗装置的存储器中的心房心律失常发作事件数据。所述指令可以使所述装置响应于所述更新而传输所述心房心律失常发作事件数据,所述更新包含检测到的心房心律失常的指示。在一些实例中,将所述经更新的心房心律失常发作事件数据传输到外部装置,以生成所述心房心律失常发作事件数据的显示。所述指令可以响应于检测到所述心房心律失常而使所述植入式医疗装置的脉冲发生器调整或拒给心室起搏疗法。
在下文的附图和描述中阐述本公开的一个或多个方面的细节。本公开中描述的技术的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求书中显而易见。
附图说明
图1是展示根据本文所公开的技术的可以用于检测心房快速性心律失常的心脏内起搏系统的概念图。
图2是图1所示的心脏内起搏器的概念图。
图3是图1所示的起搏器的示例配置的示意图。
图4是可以由包含在图1的起搏器中的运动传感器在心动周期内产生的运动信号的实例。
图5是根据一个实例的可以由图1的起搏器执行的用于检测心律失常的方法的流程图。
图6是根据另一实例的用于检测快速性心律失常的方法的流程图。
图7描绘了在两个不同的心动周期内获取的心室内运动传感器信号的实例。
图8是用于基于从运动信号和心室周期长度感测到的心房事件的组合来确定心房心律失常证据评分的方法的流程图。
图9是根据另一实例的可以执行的用于检测心房心律失常的方法的流程图。
图10是根据另一实例的用于使用心室内运动传感器信号和VCL来检测心房心律失常的方法的流程图。
图11是在具有正常AV完整传导的非心房跟踪起搏模式期间的示例加速度计信号、具有事件标记的心电图(ECG)信号和心室电描记图(EGM)信号的图。
图12是在心房颤动期间的示例加速度计信号、具有事件标记的ECG信号以及心室EGM信号的图。
具体实施方式
通常,本公开描述了用于通过植入式医疗装置检测心房快速性心律失常的技术。在各个实例中,植入式医疗装置是心室腔中的完全植入式心脏内起搏器。伴随心房去极化的P波通常难以从心脏内心室起搏器接收到的心脏电信号中可靠地感测。P波感测可能不适用于通过心脏内心室起搏器检测和区分心房快速性心律失常与室性快速性心律失常。然而,心房快速性心律失常和室性快速性心律失常的检测和区分是临床医生逐渐预期从植入式起搏器接收的重要信息,所述植入式起搏器在心房心脏腔室和心室心脏腔室的适当位置分别具有心房电极和心室电极两者,以用于感测心房电信号和心室电信号。也可以由植入式起搏器使用检测和区分心房心律失常与室性心律失常来正确控制疗法递送。
使用本文所公开的技术,单腔室心脏内心室心律起搏器被配置成基于对心室事件的分析和对从心室内信号感测到的心房机械事件的分析的组合来检测心房快速性心律失常。如下文所描述的,从由在心脏的心室腔内的植入式起搏器中所包含的传感器产生的心室内信号来感测伴随心房机械收缩期的心房机械事件。例如,由加速度计产生的运动信号包含与心房机械收缩和心室的活动充盈期相对应的心房收缩事件信号,有时被称为“心房驱血”。从心室腔内获取的传感器信号在本文中被称为“心室内信号”。心脏内心室起搏器可以接收心脏电信号,以用于感测伴随心室去极化的R波,以确定心房心律失常的证据。例如,VCL的无规律性是心房颤动(AF)的肯定指标。如本文所公开的,心脏内心室起搏器可以被配置成使用从心室内信号感测到的一个或多个心房收缩机械事件的证据,以基于VCL无规律性的证据减少检测心房颤动的可能性。
图1是展示心脏内起搏系统10的概念图,所述系统可以用于感测由心脏运动和流动血液诱导的心脏电信号和运动信号,并且向患者的心脏8提供起搏疗法。系统10包含可以能够与外部装置20进行无线通信的心室心脏内起搏器14。起搏器14可以是经导管心脏内起搏器,其适于全部植入心脏腔室内以用于感测心脏信号并递送心室起搏脉冲,例如,全部植入心脏8的右心室(RV)内或全部植入所述心脏的左心室(LV)内。与皮下植入的起搏器相比,起搏器14的大小减小了,并且通常可以是圆柱形的,以便能够通过递送导管进行经静脉植入。
如所示出的,起搏器14沿着心内膜壁定位在RV中,例如,靠近RV顶点,尽管其它位置也是可能的。本文中所公开的技术不限于图1的实例中所示的起搏器位置,并且心脏8内的其它位置也是可能的。例如,心室心脏内起搏器14可以定位在LV中并且被配置成使用本文所公开的技术来检测心脏运动信号并确定心室周期长度以用于检测心房快速性心律失常。起搏器14可以定位于RV或LV内,以提供相应右心室起搏或左心室起搏,通过心室腔内的运动传感器感测心脏电信号并感测心脏运动信号。
起搏器14能够产生电刺激脉冲,例如,起搏脉冲,通过由起搏器的外部壳体上的一个或多个电极递送到心脏8。例如,在所示的定位中,起搏器14被配置成使用基于壳体的电极递送RV起搏脉冲并感测RV心脏电信号,以用于产生RV电描记图(EGM)信号。可以使用还用于向RV递送起搏脉冲的基于壳体的电极来感测心脏电信号。
起搏器14可以被配置成以促进心房激活与心室激活之间的同步的方式来控制心室起搏,例如,通过维持由起搏器14递送的心房起搏脉冲与心室起搏脉冲之间的目标房室(AV)间隔。换句话说,起搏器14控制心室起搏脉冲递送以在与心房收缩期相对应的心房收缩与心室起搏脉冲之间维持期望的AV间隔,所述心室起搏脉冲被递送以引起心室去极化然后是与心室收缩期相对应的心室收缩。有时,起搏器14可以被配置成控制心室起搏脉冲到RV的递送,以维持与心房事件不同步的期望的最小心室率,例如,在VVI或VVIR起搏模式下。最小心室率可以是编程的较低速率,例如,每分钟40到60个脉冲或者是基于患者活动设置的暂时较低速率,作为代谢需求的指示。起搏器14可以使用来自运动传感器的运动信号来确定患者活动度量,以用于控制心室起搏率以满足患者的新陈代谢需求,如患者活动度量所指示的。
由起搏器14从如被起搏器14的壳体包围的加速度计的运动传感器中检测产生主动心室充盈期的心房收缩事件。由植入在心室腔内的加速度计产生的运动信号包含由心室和心房事件引起的运动信号。例如,由心房收缩期或“心房驱血”引起的通过RA与RV之间的三尖瓣16流动到RV中的血液的加速度可以由起搏器14从包含在起搏器14中的加速度计产生的信号来检测。可以由起搏器14从心室内运动信号检测的其它心脏信号,如由心室收缩和舒张引起的心脏运动信号,在下文中例如结合图4进行描述。
伴随心房去极化的心房P波是由起搏器14接收的近场心室心脏电信号中相对较低振幅的信号(例如,与近场R波相比),并且因此可能难以从由植入心室腔的起搏器14获取的心脏电信号中可靠地检测出。当仅基于由起搏器14接收的心脏电信号时,由起搏器14检测房性节律以进行快速性心律失常监测和/或心房同步性心室起搏可能不可靠。根据本文所公开的技术,起搏器14包含运动传感器,如加速度计,并且被配置成从由运动传感器产生的信号来检测与心房机械激活或心房收缩期相对应的心房事件。通过设置可编程的AV起搏间隔,可以使心室起搏脉冲与从运动传感器信号检测的心房事件同步,所述间隔控制心室起搏脉冲相对于检测到的心房收缩事件的定时。如下文所描述的,来自运动信号的心房事件检测可以用于检测另外基于对VCL的分析的心房快速性心律失常,所述VCL被确定为连续心室事件(例如,感测R波)之间的时间间隔。
起搏器14可以能够与外部装置20进行双向无线通信,以对心脏电信号感测和起搏控制参数以及机械事件(运动信号)感测参数进行编程,这些参数可以用于从运动传感器信号中检测心室机械事件和心房收缩事件。外部装置20的各方面通常可以对应于美国专利第5,507,782号(Kieval等人)中公开的外部编程/监测单元。外部装置20通常被称为“编程器”,因为其通常由医师、技师、护士、临床医生或其它有资格的用户使用以对起搏器14中的操作参数进行编程。外部装置20可以定位于诊所、医院或其它医疗设施中。外部装置20可以可替代地具体化为可以在医疗设施、患者的家庭或另一位置中使用的家庭监视器或手持装置。可以使用外部装置20将包含感测和疗法递送控制参数的操作参数编程到起搏器14中。
外部装置20被配置成用于与包含在起搏器14中的植入式遥测电路系统进行双向通信。外部装置20与起搏器14建立无线通信链路24。可以使用如蓝牙
可以设想外部装置20可以通过包含收发器和天线的遥测电路或通过用于将数据传送到集中式数据库或计算机的硬连线通信线路有线或无线地连接到通信网络,以允许患者的远程管理。包含集中式患者数据库的远程患者管理系统可以被配置成利用当前公开的技术来使临床医师能够例如在查看EGM、运动传感器信号和标记通道数据的可视化表示之后,查看EGM、运动传感器信号和标记通道数据并授权对起搏器14中的感测和疗法控制参数进行编程。
图2是图1所示的心脏内起搏器14的概念图。起搏器14包含沿着起搏器14的壳体150间隔开的电极162和164,以用于感测心脏电信号并递送起搏脉冲。电极164被示出为从起搏器14的远端102延伸的尖端电极,并且电极162被示出为沿着壳体150的中间部分(例如,相邻近端104)的环形电极。远端102被称为“远侧”,因为在起搏器14被推进穿过递送工具(如导管)并抵靠靶向的起搏位点放置时,预期所述远端将是前端。
电极162和164形成用于双极心脏起搏和感测到的阳极和阴极对。在替代性实施例中,起搏器14可以包含沿起搏器壳体150暴露的两个或更多个环形电极、两个尖端电极和/或其它类型的电极,以用于将电刺激递送到心脏8并感测心脏电信号。电极162和164可以是但不限于钛、铂、铱或其合金,并且可以包含低极化涂层,如氮化钛、氧化铱、氧化钌、铂黑等等。电极162和164可以定位在沿着起搏器14的除所示位置之外的其它位置处。
壳体150由生物相容性材料形成,如不锈钢或钛合金。在一些实例中,壳体150可以包含绝缘涂层。绝缘涂层的实例包含聚对二甲苯、尿烷、PEEK或聚酰亚胺等等。壳体150的整体可以是绝缘的,但是仅电极162和164是不绝缘的。电极164可以用作阴极电极,并且可以通过跨壳体150的电馈通耦接到由壳体150封闭的内部电路系统,例如,起搏脉冲发生器和心脏电信号感测电路系统。电极162可以形成为壳体150的限定环形电极的导电部分,所述环形电极与壳体150的其它部分电隔离,如图2中总体上所示。在其它实例中,代替提供如阳极电极162等局部环形电极,壳体150的整个外围可以充当与尖端电极164电绝缘的电极。沿着壳体150的导电部分形成的电极162在起搏和感测期间用作返回阳极。
壳体150包含控制电子器件子组件152,其容纳用于感测心脏信号,产生起搏脉冲并控制疗法递送和起搏器14的其它功能的电子器件,如下文结合图3所描述的。在一些实例中,运动传感器可以被实施为封闭在壳体150内的加速度计。在一些实例中,加速度计向包含在控制电子器件子组件152中的处理器提供信号,以进行信号处理和分析用于检测心房收缩事件以用于快速性心律失常检测以及用于定时心室起搏脉冲。
加速度计可以是三维加速度计,其具有与起搏器14的纵轴108平行或比对的一个“纵”轴以及相对于纵轴108在径向上延伸的两个正交轴。然而,本文所公开的技术的实践不限于在壳体150内或沿着所述壳体的加速度计的特定取向。在其它实例中,可以使用一维加速度计来获得心脏内运动信号,从所述心脏内运动信号中检测心房收缩事件。在仍其它实例中,可以使用二维加速度计或其它多维加速度计。单维或多维加速度计的每个轴可以由压电元件、微机电系统(MEMS)装置或能够响应于赋予在传感器元件上的加速度的改变而产生电信号的其它传感器元件限定,例如,通过将加速度转换为力或位移,所述力或位移被转换为电信号。在多维加速度计中,传感器元件可以正交地布置,其中每个传感器元件轴相对于其它传感器元件轴正交。然而,不一定需要多轴加速度计的元件的正交布置。
每个传感器元件可以产生对应于与传感器元件的轴比对的矢量的加速度信号。可以选择由三维加速度计产生的一个、两个或所有三个矢量信号,以用于检测心房收缩事件,以用于检测和区分快速性心律失常,并控制由起搏器14递送的心房同步性心室起搏。
壳体150进一步包含电池子组件160,所述电池子组件为控制电子器件子组件152供电。电池子组件160可以包含共同转让的美国专利第8,433,409号(Johnson等人)和美国专利第8,541,131号(Lund等人)中所公开的电池的特征。
起搏器14可以包含一组固定叉形件166,以例如通过主动地与心室心内膜接合和/或与心室骨小梁进行相互作用来将起搏器14固定到患者组织。固定叉形件166被配置成将起搏器14锚固以将电极164定位成操作地接近靶向的组织,以用于递送治疗性电刺激脉冲。可以采用多种类型的主动和/或被动固定构件以用于将起搏器14锚固或稳定在植入定位中。起搏器14可以包含如共同转让的美国专利第9,775,872号(Grubac等人)中所公开的一组固定叉形件。
起搏器14可以任选地包含递送工具接口158。递送工具接口158可以定位在起搏器14的近端104处,并且被配置成连接到递送装置(如导管),所述递送装置用于在植入程序期间例如在心脏腔室内将起搏器14定位在植入位置处。
图3是图1所示的起搏器14的示例配置的示意图。起搏器14包含脉冲发生器202、心脏电信号感测电路204、控制电路206、存储器210、遥测电路208、传感器212和电源214。传感器212被配置成产生包含伴随心房机械收缩期的心房机械事件信号的心室内信号。结合附图描述的说明性实例主要是指由运动传感器产生的心室内信号。因此,传感器212在本文中也可以被称为“运动传感器212”。然而,本文所公开的技术可以与能够生成包含心房机械事件信号的心室内信号的其它传感器结合实施。可以包含在传感器212中的用于感测机械心房收缩事件以用于确定心房心律失常评分的传感器的实例包含运动传感器,如压电传感器或MEMS装置、能够注入阻抗驱动电流(或电压)信号并感测所得心室内电压(或电流)信号的阻抗传感器或用于感测心室内压力信号的压力传感器作为实例。
当传感器212包含阻抗传感器时,可以使用用于检测阻抗信号的A波部分的技术从心室内阻抗信号中检测伴随机械心房收缩或“心房驱血”的心房收缩事件信号,所述技术如美国专利第8,639,328号(Hettrick等人)中所通常公开的。当传感器212包含压力传感器时,可以使用美国公开第2011/0160787号(Greenhut等人)中通常公开的技术从心室内压力信号中检测伴随机械心房收缩的心房收缩事件信号。从心室内传感器信号感测到的心房收缩事件可以用于确定心房事件证据评分,以用于如下文所描述的心房快速性心律失常检测。
在一些实例中,传感器212可以包含多轴加速度计,例如,二维或三维加速度计,其中每个轴提供可以被单独分析或组合分析以用于检测心脏机械事件的信号。运动传感器212例如在经受流动血液、心脏运动和患者生理活动时产生与传感器212(和起搏器14)的运动或振动相关的电信号。运动传感器212可以包含一个或多个滤波器、放大器、整流器、模数转换器(ADC)和/或其它组件,以用于产生传递到控制电路206的运动信号。例如,对应于多轴加速度计的每个单独轴的每个矢量信号可以通过高通滤波器(例如,10Hz高通滤波器)进行滤波,由ADC数字化并整流以供心房事件检测器电路240以用于检测心房收缩事件。在其它实例中,如果需要检测具有较高或较低频率含量的心房信号,则高通滤波器可以具有较高或较低的截止频率,例如,5Hz。在一些实例中,在没有低通滤波的情况下执行高通滤波。在其它实例中,每个加速度计轴信号由具有或不具有高通滤波的低通滤波器(例如,30Hz低通滤波器)进行滤波。
在可以包含在运动传感器212中的植入式医疗装置中使用的加速度计的一个实例通常公开于美国专利第5,885,471号(Ruben等人)中。包含用于检测患者运动的压电加速度计的植入式医疗装置布置公开于例如美国专利第4,485,813号(Anderson等人)和美国专利第5,052,388号(Sivula等人)中。可以使用当前公开的技术在起搏器14中实施并用于检测心脏机械事件的三维加速度计的实例通常描述于美国专利第5,593,431号(Sheldon)和美国专利第6,044,297号(Sheldon)中。其它加速度计设计可以用于产生与由于心室和心房事件而赋予在起搏器14上的运动相关的电信号。
图3中所表示的各种电路可以组合在一个或多个集成电路板上,所述一个或多个集成电路板包含专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或成组)和存储器、组合逻辑电路、状态机或其它提供所描述的功能的合适的组件。
感测电路204被配置成由预滤波器和放大器电路220通过电极162和164接收心脏电信号。预滤波器和放大器电路可以包含用于去除DC偏移的高通滤波器,例如,2.5到5Hz的高通滤波器,或者具有2.5Hz到100Hz的通带以去除DC偏移和高频噪声的宽带滤波器。预滤波器和放大器电路220可以进一步包含放大器以放大传递到模数转换器(ADC)226的“原始”心脏电信号。ADC 226可以将多位数字电描记图(EGM)信号传递到控制电路206,以供心房事件检测器电路240和/或处理器244使用来识别心室电事件(例如,R波或T波)和/或心房电事件,例如,P波。心脏电事件的识别可以用于从运动传感器信号中检测心房收缩事件,并用于确定心脏事件间隔,以用于从SVT中检测和区分室性快速性心律失常。可以将来自ADC 226的数字信号传递到整流器和放大器电路222,后者可以包含整流器、带通滤波器和放大器,以用于将心脏信号传递到R波检测器224。
R波检测器224可以包含将传入的经整流的心脏电信号与R波感测阈值进行比较的感测放大器或其它检测电路系统,所述R波检测阈值可以是自动调整阈值。当传入的信号交叉R波检测阈值时,R波检测器224产生被传递到控制电路206的R波感测到的事件信号(R感测)。在其它实例中,R波检测器224可以接收ADC 226的数字输出,以用于通过比较器、数字EGM信号的形态信号分析或其它R波检测技术来检测R波。处理器244可以将感测控制信号提供给感测电路204,例如,R波感测阈值、灵敏度以及应用于心脏电信号以控制R波感测到的各种消隐和不应期间隔。从R波检测器224传递到控制电路206的R波感测到的事件信号可以用于通过起搏定时电路242安排心室起搏脉冲,并用于确定用于心房快速性心律失常检测的VCL,如下文所描述的。从R波检测器224接收的R波感测到的事件信号还可以由心房事件检测器电路240使用以从由运动传感器212接收的信号中检测心房收缩事件。例如,R波感测到的事件信号可以用于设置一个或多个定时窗,以促进从运动信号感测心房事件并确定在单个VCL期间感测了多少心房事件。
控制电路206包含心房事件检测器电路240、起搏定时电路242和处理器244。心房事件检测器电路240被配置成从由运动传感器212接收的信号检测心房机械事件以及特别是心房收缩事件。在一些实例中,可以在给定的心动周期中从运动传感器信号检测一个或多个心室机械事件,以促进在心室周期期间从运动传感器信号肯定地检测心房收缩事件。
控制电路206可以从感测电路204接收R波感测到的事件信号和/或数字心脏电信号,以用于检测和确认心脏事件以及控制心室起搏。当起搏器14以非心房跟踪心室起搏模式操作时,R波感测到的事件信号可以被传递到起搏定时电路242,以抑制安排的心室起搏脉冲或安排心室起搏脉冲。起搏定时电路242可以确定连续接收的R波感测到的事件信号之间的时间间隔,在本文中被称为RR间隔或RRI,以供处理器244在快速性心律失常检测中使用。如下文所描述的,可以确定连续的心室周期长度(VCL)之间的差,以用于确定VCL无规律性的度量作为AF的证据。VCL可以是RRI,心室起搏脉冲与R波感测到的事件信号之间的时间间隔,或者是两个连续心室起搏脉冲之间的时间间隔。
R波感测到的事件信号可以被传递到心房事件检测器电路240,以用于设置由控制电路206在从运动传感器信号检测心房收缩事件中使用的时间窗。心房事件检测器电路240从运动传感器212接收运动信号,并且可以响应于心室电事件(例如,来自感测电路204的R波感测到的事件信号或通过脉冲发生器202递送的起搏脉冲)而开始心房空白期。空白期可以对应于心室电事件之后的时间段,在所述时间段期间预期发生例如对应于心室收缩和等容舒张的心室机械事件。在心房空白期期间发生的运动信号峰值不被感测为心房事件,以避免将心室运动信号事件误感测为心房收缩事件。
心房事件检测器电路240确定运动传感器信号是否满足在心房空白期之外的心房机械事件检测标准。在一些实例中,在空白期期间的运动传感器信号可以由心房事件检测器电路240和/或处理器244监测,以用于检测心室机械事件,其可以用于确认或验证心房收缩事件检测或检测心室事件间隔。如此,可以在心房空白期期间设置心室机械事件检测窗,并且可以根据在识别心室电事件之后的预定时间间隔设置所述心室机械事件检测窗。控制电路206可以被配置成在心房空白期期间在相应心室事件检测窗期间检测一个或多个心室机械事件。心室机械事件的定时和检测可以用于更新心房空白期和/或可以用于确认在预期心室机械事件之后发生的心房事件的检测。
心房事件检测器电路240可以基于先前心室电事件(R波感测到的事件信号或心室起搏脉冲)的定时来设置对应于被动心室充盈期和主动心室充盈期的时间窗。在这些窗的任一个窗期间交叉心房事件感测阈值的运动传感器信号可以被检测为心房收缩事件。如下文所描述的,可以建立两个不同的心房事件感测阈值,以用于在被动充盈期窗期间和被动充盈期窗之后(在主动充盈期窗期间)应用。
心房事件检测器电路240响应于检测到心房事件而将心房事件检测信号传递到处理器244和/或起搏定时电路242。处理器244可以包含用于生成时钟信号的一个或多个时钟,所述时钟信号由起搏定时电路242用来使AV起搏间隔超时,所述AV起搏间隔在从心房事件检测器电路240接收到心房事件检测信号后开始。起搏定时电路242可以包含一个或多个逸搏间隔定时器或计数器,所述一个或多个逸搏间隔定时器或计数器用于使AV起搏间隔(其可以是存储在存储器210中的可编程间隔)超时,并且可以由处理器244检索以用于设置由起搏定时电路242所使用的AV起搏间隔。
起搏定时电路242可以另外地包含用于控制最小心室起搏率的较低起搏率间隔定时器。例如,如果从运动传感器信号没有检测到以编程的AV起搏间隔触发心室起搏脉冲的心房收缩事件,则在较低的起搏率间隔到期后,可以由脉冲发生器202递送心室起搏脉冲以防止心室心搏停止并且维持最小心室率。有时,控制电路206可以在非心房跟踪心室起搏模式(也被称为“异步心室起搏”)中控制脉冲发生器202。非心房跟踪心室起搏模式可以表示为VDI起搏模式,在所述VDI起搏模式中,心室起搏脉冲在不存在感测到的R波的情况下被递送并响应于来自感测电路204的R波感测到的事件信号而被抑制。可以通过以下在非心房跟踪心室起搏模式期间执行双腔室感测:由感测电路204感测心室电事件,并由心房事件检测器电路240从运动传感器212接收运动信号来感测心房事件。
处理器244可以从心房事件检测器电路240接收心房感测到的事件信号和从感测电路204接收R波感测到的事件信号,以用于快速性心律失常检测。处理器244可以确定连续VCL之间的差,以确定VCL无规律性。在一些实例中,两个连续确定的VCL差定义了二维洛伦兹绘图中绘制的点的有序坐标对(x,y)。可以分析从一系列VCL差确定的洛伦兹绘图点的聚类和分布,以确定VCL变异性的度量或评分,作为心房快速性心律失常(例如,AF)的证据。度量或评分在本文中可以被描述为心房心律失常评分。通常,心房心律失常评分提供心房心律失常的指示,并与心房心律失常的存在相关,并且可以基于VCL无规律性。
在一些实例中,可以从VCL差确定AF证据评分(在本文中也被称为心房心律失常评分),如通常公开于作为实例的美国专利第7,627,368号(Houben等人)、美国专利第7,031,765号(Ritscher等人)、美国专利第7,537,569号(Sarkar等人)和美国专利第7,623,911号(Sarkar等人)中。响应于从心房事件检测器电路240接收检测到的心房机械事件信号,处理器244可以确定第二心房心律失常评分,所述第二心房心律失常评分在本文中也被称为心房事件评分,所述第二心房心律失常评分可以是对抗心房心律失常的证据,因为预期伴随心房收缩期的独特心房机械事件信号在AF期间以非常低的频率发生或不存在。第二心房心律失常评分或心房事件评分可以用于调整AF证据评分,以减少在无规律VCL的时间段期间检测AF的可能性。在一些实例中,不存在心房机械事件信号是支持AF检测的证据,并且可以用于例如通过基于AF证据评分降低用于检测AF的标准或要求来增加检测AF的可能性。因此,在一些实例中,第二心房心律失常评分可以与心房心律失常的存在呈负相关。
脉冲发生器202生成电起搏脉冲,所述电起搏脉冲通过阴极电极164和返回阳极电极162被递送到患者心脏的RV。除了向起搏定时电路242和脉冲发生器202提供控制信号以控制心室起搏脉冲的定时之外,处理器244可以检索被传递到脉冲发生器202以用于控制起搏脉冲递送的可编程起搏控制参数,如起搏脉冲振幅和起搏脉冲宽度。脉冲发生器202可以包含充电电路230、开关电路232和输出电路234。
充电电路230可以包含保持电容器,所述保持电容器可以在电压调节器的控制下以电源214的电池电压信号的倍数被充电到起搏脉冲振幅。可以基于来自控制电路206的控制信号来设置起搏脉冲振幅。开关电路232可以控制何时将充电电路230的保持电容器耦接到输出电路234以用于递送起搏脉冲。例如,开关电路232可以包含开关,所述开关在AV起搏间隔(或VV较低速率起搏间隔)到期时由从起搏定时电路242接收的定时信号激活,并在编程的起搏脉冲宽度保持闭合,以使充电电路230的保持电容器能够放电。先前充电到起搏脉冲电压振幅的保持电容器在编程的起搏脉冲持续时间内通过输出电路234的输出电容器在电极162和164上放电。起搏电路系统的实例通常公开于美国专利第5,507,782号(Kieval等人)和美国专利第8,532,785号(Crutchfield等人)中并且可以在起搏器14中实施,以用于在控制电路206的控制下将起搏电容器充电到预定起搏脉冲振幅并递送起搏脉冲。
控制电路206可以被配置成根据心房跟踪心室起搏模式(有时被称为VDD模式)或根据非心房跟踪心室起搏模式(例如,VDI(R)或VVI(R))来控制脉冲发生器202以递送心室起搏脉冲。控制电路206可以在心房跟踪起搏模式与非心房跟踪起搏模式之间控制起搏模式切换。例如,起搏器14可以响应于检测到高患者活动或心房事件感测到的损失而从心房跟踪心室起搏模式切换到非心房跟踪心室起搏模式。用于控制具有运动传感器的心脏内心室起搏器中的起搏模式切换的方法通常公开于美国专利第9,399,140号(Cho等人)和美国专利申请第15/366,933号(Demmer等人)中。
在一些实例中,起搏器14可以被配置成响应于检测到VT而递送抗心动过速起搏(ATP)。可以响应于预定数量的RRI在VT间隔区域内并且不满足AF检测标准而检测到VT。如本文所描述的,在快速或无规律心室率期间,当从运动传感器信号检测至少一个心房事件时,可以不满足AF检测标准。如果由于从运动信号感测到心房事件而满足VT标准并且不满足AF检测标准,则控制电路206可以控制脉冲发生器202以递送一个或多个ATP疗法序列。
存储器210可以包含计算机可读指令,所述计算机可读指令在由控制电路206执行时使控制电路206执行起搏器14在本公开中所拥有的各种功能。计算机可读指令可以被编码在存储器210内。存储器210可以包含任何非暂时性计算机可读存储介质,包含任何易失性、非易失性、磁性、光学或电介质,如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器或其它数字媒体。存储器210可以存储定时间隔和由控制电路206用于控制由脉冲发生器202递送起搏脉冲的其它数据,例如,通过由心房事件检测器电路240从运动传感器信号检测心房事件并设置包含在起搏定时电路242中的逸搏间隔定时器。
存储器210可以被配置成存储快速性心律失常发作事件数据以传输到外部装置20。在一些实例中,响应于检测到AF,控制电路206可以存储心室EGM信号和/或运动传感器信号的区段和/或存储与心房快速性心律失常发作事件检测有关的数据,如更新心房快速性心律失常或AF负担量度,存储检测到的心房快速性心律失常发作事件的次数和持续时间等。控制电路206可以存储与室性快速性心律失常发作事件检测相关联的类似数据,如EGM信号和/或运动信号的VT发作事件记录,检测到的VT发作事件的数量和相应VT发作事件持续时间以及任何递送的ATP疗法和治疗结果。
在一些实例中,控制电路206可以被配置成响应于检测到心房快速性心律失常或何时(例如,最近24小时中的x分钟)心房快速性心律失常负担达到阈值水平而生成警报或通知。可以通过遥测电路208将警报传输到外部装置20,以向患者和/或临床医生通知检测到的心房快速性心律失常。可以响应于检测到一个或多个VT发作事件而生成VT警报。
可以包含在电池子组件160中的电源214在需要时向起搏器14的其它电路和组件中的每一个供电。电源214可以包含一个或多个储能装置,如一个或多个可再充电或不可再充电电池。为了清楚起见,电源214与其它起搏器电路和组件之间的连接未在图3中示出,但是应从图3的总体框图理解。例如,电源214可以根据需要向包含在脉冲发生器202中的充电和开关电路系统;放大器、ADC 226和感测电路204的其它组件;遥测电路208;存储器210和运动传感器212供电。
遥测电路208包含用于例如通过射频(RF)通信链路传送和接收数据的收发器209和天线211。遥测电路208可以能够如上文所描述的与外部装置20(图1)进行双向通信。可以由遥测电路208接收用于控制和执行以下各种起搏器功能的可编程控制参数并存储在存储器210中以供控制电路206访问:如心房事件检测、心室起搏、快速性心律失常检测以及相关联的一种或多种响应,如生成通知或警报或控制疗法。可以由遥测电路208将由传感器212感测到的心室内信号,例如,运动传感器信号和心脏电信号和/或从中衍生的数据传输到外部装置20。例如,控制电路206可以生成心房心律失常发作事件通知和/或更新存储在存储器201中的心房心律失常发作事件数据,并且控制遥测电路206将通知和/或经更新的心房心律失常发作事件数据传输到外部装置20以生成心房心律失常发作事件数据的显示。心房心律失常发作事件数据可以包含以下:包含感测到的心房收缩事件的指示的心室内信号的记录、包含感测到的R波的指示的心脏电信号、心房心律失常发作事件持续时间、心房心律失常负担、检测到的多个心房心律失常发作事件和/或其它心房心律失常发作事件数据。数据的显示为临床医师为患者选择或管理疗法提供了有用的诊断信息。
本文的起搏器14所拥有的功能可以具体化为一个或多个处理器、控制器、硬件、固件、软件或其任何组合。对具体电路系统的不同特征的描述旨在突出显示不同的功能方面,并且不一定暗示必须通过单独的硬件、固件或软件组件或通过任何特定电路架构来实现这种功能。而是,可以通过单独的硬件、固件或软件组件来执行与本文所描述的一个或多个电路相关联的功能,或者可以将其集成在常见硬件、固件或软件组件内。例如,可以在控制电路206中实施由起搏器14进行的从运动传感器信号的心房收缩事件检测、心室起搏控制操作以及快速性心律失常检测,所述控制电路执行存储在存储器210中的指令并且依赖于来自感测电路204和运动传感器212的输入。给定本文的公开,提供软件、硬件和/或固件以在任何现代起搏器的背景下完成所描述的功能在本领域的技术人员的能力范围内。
图4是可以在正常窦性节律或心房同步的心室起搏期间由运动传感器212产生的跨心动周期的运动传感器信号250的实例。垂直虚线252和262表示两个连续心室事件的定时(固有心室去极化或心室起搏),分别标记了心室周期251的开始和结束。运动信号包含A1事件254、A2事件256、A3事件258和A4事件260。A1事件254是在心室收缩期间发生的加速度信号(在此实例中,当运动传感器212被实施为加速度计时)并标记心室机械收缩。A1事件在本文中也被称为“心室收缩事件”。A2事件256是在主动脉瓣和肺动脉瓣闭合期间可以发生的加速度信号,并且标记心室机械收缩期的近似偏移或结束。A2事件还可以标记心室舒张的开始,并且通常是与主动脉瓣和肺动脉瓣闭合一起发生的心室的等容舒张期的指示。A1和A2事件可以分别标记收缩时间间隔的开始和结束。
A3事件258是在被动心室充盈期间发生的加速度信号,并且标记心室机械舒张。A3事件在本文中也被称为“A3信号”以及“心室被动充盈事件”。由于A2事件发生在心室收缩期结束时,因此其是心室舒张期开始的指标。A3事件在心室舒张期期间发生。如此,A2和A3事件可以被统称为心室机械舒张事件,因为其均为心室舒张期的两个指标。
A4事件260是在心房收缩和主动心室充盈期间发生的加速度信号,并且标记心房机械收缩期。A4事件260在本文中也被称为从运动传感器信号250检测到的“A4信号”、为“心房收缩事件”或仅被称为“心房事件”。心房事件检测器电路240检测A4事件260,并且可以将心房感测到的事件信号传递到处理器244,以用于心房快速性心律失常检测。在一些实例中,由起搏定时电路242使用A4事件信号通过响应于检测到A4事件260而开始AV起搏间隔来触发心室起搏脉冲。控制电路206可以被配置成在至少一些心室心动周期内从运动传感器信号250检测A1、A2和A3事件中的一个或多个,以用于肯定地检测A4事件260并设置心房事件检测控制参数。可以检测和表征A1、A2和/或A3事件,以避免对A4事件的错误检测,并促进可靠的A4事件检测,例如,以促进在心房快速性心律失常检测期间的A4事件检测的高置信度以及心房同步的心室起搏脉冲的适当的定时。在一些实例中,代替或除了从心脏电信号感测到的R波之外,A1或A2事件可以用于确定VCL。
图5是根据一个实例的可以由起搏器14执行的用于检测心律失常的方法的流程图300。在框302处,控制电路206识别心室事件。心室事件可以包含感测到的R波、心室起搏脉冲或从运动信号感测到的A1或A2事件。控制电路206在框304处基于所识别的心室事件确定第一心房快速性心律失常评分。在一些实例中,第一心房快速性心律失常评分可以基于在所识别的心室事件的连续对之间确定的VCL。如下文所描述的,第一心房快速性心律失常评分可以基于连续的VCL差的模式。在框304处基于VCL确定的第一心房心律失常评分可以与心房快速性心律失常的发生呈正相关,例如,在AF期间发生无规律的VCL。在此情况下,相对较高的第一心房快速性心律失常评分对应于心房快速性心律失常存在的概率增加。
在框306处,控制电路206从由运动传感器212接收的运动信号确定第二心房快速性心律失常评分。在一些实例中,第二心房快速性心律失常评分可以与房性心律失常的发生呈负相关。例如,可以响应于从运动信号中检测到A4信号作为心室收缩搏动的证据(这是对抗节律是AF的证据)而增加第二心房快速性心律失常评分。例如,如果A4信号振幅始终为0.2g单位(1g为重力加速度),并且然后在AF期间下降超过50%到小于0.1g单位,则将不再检测到A4事件。如果检测到一个或多个A4事件,则节律不太可能是AF。
在其它实例中,基于运动信号的第二心房快速性心律失常评分也可以与心房心律失常的发生呈正相关,在这种情况下,当可能存在心房快速性心律失常时,所述第二心房心律失常评分可以增加。例如,响应于从运动信号检测到收缩时间间隔的缩短,可以增加第二心房心律失常评分。如下文所描述的,可以从运动信号将收缩时间间隔确定为在A1事件254与A2事件256之间延伸的A1-A2间隔(如图4所示)。缩短的收缩时间间隔的检测可以是用于检测心房快速性心律失常例如AF的肯定证据。在此情况下,当检测到A1-A2间隔缩短时,第二心房快速性心律失常评分可以增加,并且与心房快速性心律失常呈正相关。
在另一个实例中,如果在单个VCL期间感测到多个A4事件,则多个A4事件的存在可以指示心房扑动。可以响应于在单个VCL内检测到多个A4事件而增加第二心房快速性心律失常评分,并且所述第二心房快速性心律失常评分可以作为检测心房快速性心律失常(例如,心房扑动)的肯定证据。
在框308处,控制电路206可以基于第二心房心律失常评分来调整第一心房心律失常评分。例如,当第一评分与心房快速性心律失常呈正相关并且第二评分与心房快速性心律失常呈负相关时,可以将第一心房心律失常评分减少第二心房心律失常评分。如下文所描述的,第一心房快速性心律失常评分可以是从VCL确定的AF证据评分,并且在VCL无规律性的时间段期间会增加,这可能在AF期间发生。第二心房快速性心律失常评分可以是通过对在VCL期间从运动信号感测到的A4事件进行计数而确定的心房事件证据评分。随着心房事件证据评分增加,表明在AF期间未检测到心房收缩事件的发生,节律为AF的概率减小。因此,在框306处,可以从第一心房心律失常评分中减去第二心房心律失常评分。
在第二心房心律失常评分与心房快速性心律失常的存在呈正相关的实例中,可以在框308处将第二心房快速性心律失常评分添加到第一心房快速性心律失常评分上。例如,如果响应于检测到A1事件与A2事件之间的收缩时间间隔缩短或者响应于检测到单个VCL内的多个A4事件而增加第二心房快速性心律失常评分,则在框308处,可以通过增加第二心房快速性心律失常评分来增加第一心房快速性心律失常评分。
在框310处,可以基于经调整的第一心房心律失常评分将心律分类为心房快速性心律失常或非心房快速性心律失常。下文描述了各个实例,用于基于经调整的第一心房快速性心律失常评分对心律进行分类,并且随后检测心房快速性心律失常并对心房快速性心律失常检测作出响应。例如,可以针对心脏电信号和/或运动信号的一个或多个时间区段来确定由第二心房快速性心律失常评分调整的第一心房快速性心律失常评分。可以将经调整的第一心房快速性心律失常评分与阈值进行比较,以用于在时间区段期间对心律进行分类。如下文进一步描述的,控制电路206可以基于对运动信号的分析来调整与第一心房快速性心律失常评分进行比较的阈值,以基于第一心房快速性心律失常评分来增加或减小检测心房快速性心律失常的可能性。可能需要将一个或多个时间区段分类为心房快速性心律失常,以便进行心房快速性心律失常检测并提供对心房快速性心律失常检测的响应。
图6是根据一个实例的用于检测快速性心律失常的方法的流程图350。控制电路206可以在进行中的基础上执行流程图350的方法,以用于监测心房快速性心律失常。在其它实例中,控制电路206可以周期性地执行图6的方法,以用于重新确定先前检测到的心房快速性心律失常的存在。当起搏器14在非心房跟踪(异步)心室起搏模式(例如,VDI起搏模式)下操作时,可以执行结合图6所公开的心房快速性心律失常检测方法以及本文呈现的其它流程图和图。在一些实例中,可以在心房跟踪(同步)心室起搏模式和非心房跟踪心室起搏模式两者中执行心房快速性心律失常检测。当以心房同步起搏模式或心房异步起搏模式操作时,可以实施起搏互锁,当心室事件的阈值百分比随心室周期而起搏时,这防止进行心房快速性心律失常检测。以此方式,在VDD起搏模式期间,例如,当有规律地感测到A4事件导致频繁的同步心室起搏大于起搏互锁阈值百分比时,阻止了检测到心房快速性心律失常。
在框352处,控制电路206识别心室事件以用于在框354处确定心室周期长度(VCL)。心室事件可以是心室起搏脉冲或感测到的R波。例如,控制电路206可以从感测电路204接收R波感测到的事件信号。在框354处,将接收到的R波感测到的事件信号与最近的先前的心室电事件(例如,最近的先前的心室起搏脉冲或R波感测到的事件信号)之间的VCL确定为VCL。
可以在两个固有的感测到的R波之间、在固有的感测到的R波与心室起搏脉冲之间以及在一些情况下在两个心室起搏脉冲之间确定VCL。图6的方法和结合本文呈现的其它流程图和图描述的心房快速性心律失常检测技术通常是指基于心室电事件(例如,感测到的固有的R波和心室起搏脉冲)对VCL进行的确定。然而,应当理解的是,在其它实例中,可以根据从由运动传感器212接收的运动信号中检测的机械事件来确定VCL。例如,VCL可以被确定为A1-A1间隔或A2-A2间隔(参见图4中的A1事件254和A2事件256)。
在框356处,控制电路206可以基于在预定时间间隔内获取的VCL或基于最近的预定数量的VCL来确定AF证据评分。下文结合图8简要描述了一种用于确定AF证据评分的方法并且其它用于确定AF评分的示例技术公开于上文并入的美国专利第7,627,368号(Houben等人)、美国专利第7,031,765号(Ritscher等人)、美国专利第7,537,569号(Sarkar等人)和美国专利第7,623,911号(Sarkar等人)中。可以基于连续的VCL之间的差的分布来确定AF证据评分。通常,VCL差的更分散分布是VCL无规律性的证据,并支持AF的检测。
在框358处,控制电路206可以确定在用于确定AF证据评分的VCL期间是否从运动信号中检测到心房事件。具体地,控制电路206可以确定VCL如何精确地包含在单个相应VCL期间感测到的一个A4事件。控制电路206在框360处基于从运动信号感测到的心房事件来更新心房事件证据评分。心房事件证据评分可以是指示在预定时间间隔或预定数量的VCL期间以高度确定性检测的心房事件的数量的度量。运动信号中存在清晰的或定义明确的心房收缩事件信号,尤其是每个VCL一个单一感测到的A4事件,是对抗AF节律的证据,因为心房颤动不会产生在心室内运动感测信号中产生A4事件信号的主动的心房充盈或心房驱血。
随着心房事件证据评分增加,存在真实AF节律的可能性就降低。VCL的可能导致AF证据评分高的任何无规律性可以更可能是由于室性快速性心律失常、心房或心室异位的运行或除AF之外的其它异常心律造成的。如此,在框362处使用心房事件证据评分来调整AF证据评分。在一些实例中,从AF证据评分中减去心房事件证据评分,使得由于在VCL期间感测到的心房事件的数量相应地更高,导致心房事件证据评分越高,则AF证据评分可以降低得越多。在其它实例中,在用于确定AF证据评分的VCL期间感测到的单个感测到的心房事件或预定数量的感测到的心房事件可以使控制电路206以预定的减量来调整AF证据评分。在一些实例中,仅当AF证据评分大于预定阈值和/或心房事件证据评分大于预定阈值时,将AF证据评分减少心房事件证据评分。可以使用其它方法用于基于心房事件证据评分来调整AF证据评分,以便在用于确定AF证据评分的VCL期间当从运动信号中检测到至少一个心房收缩事件时,总体上降低检测AF的可能性。
在框364处,将AF证据评分与AF检测阈值进行比较。如果在根据需要通过心房事件证据评分进行调整之后,AF证据评分小于AF证据检测阈值,则过程返回到框352以继续确定用于确定下一个AF证据评分的VCL。如果AF证据评分大于AF证据检测阈值,则在框366处,控制电路206可以将确定VCL的间隔分类为AF间隔。如果检测到阈值数量的AF间隔(框368),则在框370处检测到AF。检测AF所需的AF间隔的阈值数量可以是一个或多个。当为了检测AF而需要将两个或更多个AF间隔分类为AF间隔时,AF间隔可以是连续的或者可以不需要是连续的。在一些实例中,如通常公开于美国公开第2018/0028086号(Cao等人)中的用于基于被分类为AF(或非AF)的时间间隔来检测AF的技术可以与如本文所公开的基于对运动信号的分析来调整AF证据评分的技术组合使用。
在其它实例中,控制电路206可以在一个或多个用于检测AF的逻辑运算中使用AF证据评分和心房事件证据评分,而不是通过心房事件证据评分来调整AF证据评分。例如,在一种逻辑运算中,要求AF证据评分等于或大于AF检测阈值,并且要求心房事件证据评分小于心房事件阈值以便检测AF。如果不满足这些条件之一,则不会检测到AF。可以使用AF检测阈值和心房事件阈值的不同分层组合来执行多个逻辑运算。例如,如果AF证据评分小于第一AF检测阈值,则可以将心房事件证据评分与第二较低心房事件阈值进行比较。如果心房事件证据评分小于第二较低心房事件阈值,并且AF证据评分大于第二较低AF检测阈值,则仍可以检测到AF。
起搏器14可以被配置成在框372处提供AF检测响应。AF检测响应可以包含生成AF检测通知和/或存储与AF发作事件有关的数据,如AF检测的时间和日期戳、AF发作事件的持续时间、在AF发作事件期间的心室率或其它AF发作事件有关的数据。AF检测响应可以包含存储在检测到的AF发作事件期间获取的心脏电信号和/或心室内运动信号的时间区段。可以将所存储的信号数据和/或其它AF发作事件数据传输到外部装置,例如,外部装置20,以用于生成心房心律失常发作事件数据的显示以供临床医生查看。在一些实例中,控制电路206可以被配置成对在预定时间段内(例如,在24小时、一周、一个月或其它时间段内)检测到的所有AF发作事件的持续时间进行求和。AF发作事件的累积持续时间可以作为AF负担存储在存储器210中,所述AF负担响应于每个AF检测而被更新并且可以被传输到外部装置20。
除了更新和存储与AF发作事件有关的数据之外或者作为其替代,控制电路206可以在框372处通过切换起搏模式来提供AF响应。起搏器14可以在心房跟踪心室起搏模式(例如,VDD)下操作。响应于检测到AF,在框372处,控制电路206可以切换到非心房跟踪心室起搏模式,例如,VDI或VVI。在一些实例中,当不再检测到AF时,控制电路206可以切换回心房跟踪起搏模式。
在一些实例中,如果起搏器14被配置成检测VT或VF并递送ATP,则在框372处提供的AF检测响应可以包含拒给ATP。在一些导致SVT的患者中,在AF期间的心房去极化可以无规律地传导到心室。预期在AF期间递送到心室的ATP不能有效终止快速性心律失常。因此,在一些实例中,控制电路206可以被配置成响应于检测到AF而在框372处拒给VT检测和/或ATP疗法递送。
图7是在两个不同的心动周期内获取的运动传感器信号400和410的实例。在两个心动周期的时间0.0秒处,递送心室起搏脉冲。在一个心动周期内接收顶部传感器信号400,并且在不同的心动周期内接收底部传感器信号410。两个信号400和410在时间上以心室起搏脉冲递送的时间0.0秒进行比对。尽管图7的运动信号400和410以及运动信号250被示出为原始加速度计信号,但是,应认识到控制电路80可以从运动传感器212接收数字化的经滤波、放大和整流的信号,以进行处理和分析以用于感测在快速性心律失常检测中使用的心房事件。
观察到在心室收缩期间发生的相应运动传感器信号400和410的A1事件402和412在处于时间0.0秒的心室起搏脉冲后在时间上很好地进行比对。类似地,A2事件404和414(标志着等容心室舒张期和心室收缩期的结束以及心室舒张期的开始)和A3事件406和416(在心室舒张期间的被动心室充盈期间发生)在时间上很好地进行比对。由于A1事件、A2事件和A3事件是分别在心室收缩、等容心室舒张和被动心室充盈期间发生的心室事件,因此,预期这些事件在心室电事件(在此实例中为心室起搏脉冲)之后以相对一致的间隔发生。心室起搏脉冲之后的A1事件、A2事件和A3事件的时间关系可以与感测到的固有R波之后的时间关系有所不同。然而,在稳定的起搏或固有心室节律期间,预期A1事件、A2事件和A3事件彼此之间以及与紧接着在前的心室电事件之间的相对定时与心跳到心跳是相对一致的。然而,在存在AF的情况下,A1事件与A2事件之间的时间间隔452可以缩短。由于心脏腔室充盈的变化,在AF期间可以出现A1-A2间隔的缩短,从而导致主动脉和肺动脉瓣的更早关闭以及收缩时间间隔的缩短。在一些实例中,A1-A2间隔452可以由控制电路206确定,以用于用作AF在检测心房心律失常中的肯定证据。可以由控制电路206使用A1-A2间隔缩短的检测以用于增加在存在VCL无规律性的情况下检测到AF的可能性。
第一运动传感器信号400和第二运动传感器信号410的A4事件408和418分别在时间上未进行比对。A4事件发生在心房收缩期期间,并且如此紧接着在前的心室电事件(感测到的R波或心室起搏脉冲)和先前的A1事件到A3事件之后的A4事件的时间间隔可以在心动周期之间变化。
A1事件到A3事件相对于彼此和紧接着在前的心室电事件的定时可以用于确定心房空白期436并增加可靠地检测A4事件408和418的置信度。在从心室电事件(在时间0.0处)延伸到估计的心室舒张期的开始的心房空白期436期间未检测到心房收缩事件,使得心房空白期436包含A1事件和A2事件两者。可以设置具有对应于后心室心房空白期436的结束的开始时间420和结束时间425的A3感测窗424。可以基于A3事件的定时或心室电事件之后的被动心室充盈期的预期结束时间来建立结束时间425。
可以基于多级A4感测阈值444来检测A4事件408和418。如较低运动传感器信号410所示,由于心房率的变化,A4事件418可以在A3窗424之后较早发生。在一些情况下,在心房率增加时,A4事件418可以发生在A3窗424内。当这发生时,随着被动和主动心室充盈一起发生,A3事件416和A4事件418可以融合。融合的A3/A4事件可以具有高振幅,甚至大于A3事件416或A4事件418在其单独发生时的振幅。如此,在一些实例中,可以建立第一较高A4感测阈值振幅446,以用于检测在A3窗424期间与A3信号融合的早期A4信号。可以建立第二较低A4感测阈值振幅448,以用于在A3窗424的结束时间425之后检测相对较晚的A4信号。A3窗结束时间425也可以被认为是A4感测窗450的开始时间,尽管当交叉更高的感测阈值振幅446时,可以在A3窗期间感测到A4信号。在A3窗的开始时间420之后(或在心房空白期436到期之后),通过运动传感器信号与A4检测阈值444的最早交叉可以被感测为心房收缩事件。
可以在心房空白期436期间由控制电路206感测心室A1事件和A2事件,以用于监测A1-A2间隔缩短。可以基于心室电事件与A1事件402或412之间的预期A1时间间隔430来设置A1窗420。可以基于从心室电事件直到A2事件404或414的预期时间间隔432来设置A2窗422。A1窗420和A2窗422的定时可以适于改变心室率。可以在A1窗420期间将A1感测阈值440应用于运动传感器信号,并且可以在A2窗422期间将A2感测阈值442应用于运动信号。A1感测阈值交叉与A2感测阈值交叉之间的时间间隔可以由控制电路206确定为A1-A2间隔452。在其它实例中,除了在设置时间窗420或422期间的两个相应阈值交叉之外或作为其替代,可以使用A1信号和A2信号的形态波形或特征以用于检测A1事件与A2事件并随后确定A1-A2间隔缩短。
图8是用于基于从运动信号和VCL感测到的心房事件的组合来确定AF证据评分的方法的流程图500。可以在预定时间间隔(例如,一分钟、两分钟或其它时间间隔,可以小于或大于一分钟)内确定VCL的分析和感测到的心房事件。在一个实例中,控制电路206在框502处将定时器设置为两分钟。在框504处,识别心室事件。心室事件可以是电事件,例如,感测到的固有R波或所递送的心室起搏脉冲。在其它实例中,心室事件可以被识别为从由运动传感器212产生的运动信号感测到的心室机械事件(例如,A1事件)。
在框506处,控制电路206确定是否已经识别满足VCL标准的预定数量的心室事件(感测到的R波、所递送的心室起搏脉冲或其组合)。例如,可以需要四个心室事件来确定两个连续VCL差。在两个连续识别的心室事件(例如,“V1”和“V2”)之间确定一个VCL。在第二心室事件“V2”与第三心室事件“V3”之间确定连续在第一VCL之后的第二VCL。可以在第一VCL与第二VCL之间确定一个VCL差ΔVCL(例如,VCL1-VCL2=ΔVCL1)。因此,确定一个VCL差ΔVCL1需要三个连续识别的心室事件V1、V2和V3。
在一些实例中,确定两个VCL差以生成定义了二维洛伦兹绘图区域中的点的一个有序对(ΔVCL1,ΔVCL2)。VCL差的有序对的分布可以用于确定AF证据评分。例如,确定AF证据评分的过程可以包含用落入每个二维直方图直条(histogram bin)范围中的有序对(ΔVCL1,ΔVCL2)的计数填充二维洛伦兹绘图区域的直方图直条,例如,如上文并入的专利中通常所公开的。为了确定两个连续VCL差以生成由有序对(ΔVCL1,ΔVCL2)定义的一个数据点,在框506处需要识别四个心室事件。前三个心室事件V1、V2和V3定义了两个连续的VCL和ΔVCL1。另一个心室事件“V4”与先前的心室事件V3一起定义了第三连续VCL。将第二VCL与第三VCL之间的差确定为用于定义有序对(ΔVCL1,ΔVCL2)的第二VCL差ΔVCL2。因此,控制电路206在框504处继续识别心室事件,直到识别四个心室事件(框506处)以用于在框508处确定两个连续VCL差为止。
在一些实例中,在框508处确定VCL差之前,在框506处将另外的标准应用于所识别的心室事件和VCL。例如,可以允许最大数量的起搏脉冲,例如,所识别的四个心室事件中的一个心室起搏脉冲。另外地或可替代地,在框506处,可能需要由四个所识别的心室事件定义的三个VCL中的每个VCL大于预定的VCL阈值。根据一个实例,控制电路206确定VCL中的每个VCL是否大于220毫秒。间隔阈值可以是SVT极限,所述SVT极限被定义为基于比SVT极限短的VCL来减少AF检测的可能性,这可以是真正的快速VT或VF的证据。
在框508处,从满足VCL标准的N个心室事件中确定VCL差。如果定时器尚未到期,将继续确定VCL差以用于生成两个连续VCL差的有序对,以用于填充二维洛伦兹绘图直方图。在其它实例中,可以根据其它基于VCL或RRI的AF检测标准对VCL进行累积和分析,所述标准不一定会收集有序对中的VCL差来填充洛伦兹绘图直方图。本文所公开的利用从运动信号感测到的A4事件以用于检测心房搏动作为对抗AF检测的证据的技术可以与多种AF检测标准组合使用。
控制电路206可以在预定时间区段期间同时获取心房事件感测数据,同时正在获取VCL数据。控制电路206可以确定在预定时间区段期间是否感测到A4信号。在预定时间区段期间,所感测到的A4信号随每个VCL一个A4事件而增加,存在AF的可能性就越小。如此,每个VCL一个感测到的心房事件的增加的证据用于减小AF被检测到的概率。
在框510处,控制电路206可以应用标准来对A4感测到的事件进行计数。为了减少A4过度检测的可能性,可以仅在A4窗期间(例如,先前的A3窗结束时间与下一心室事件之间的时间间隔)执行用于快速性心律失常检测的A4事件感测。在短VCL期间,A3事件与A4事件可以融合,从而难以自信地辨别A4事件,或者A1事件可以较早发生,并有可能在A4窗期间被误感测为A4事件。因此,可以在框510处将标准应用于A4窗和/或VCL,以促进可靠的A4事件感测以用于确定心房事件证据评分。
例如,图7中所示的在A3窗结束时间425与下一心室事件之间(在框504处识别)的A4窗450可能需要大于阈值时间间隔,以便对在A4窗期间感测到的A4事件进行计数,以减小检测AF的概率。可以要求A4窗为至少400毫秒作为实例。如果A4窗小于阈值持续时间,则在确定心房事件证据评分时可以忽略A4窗。在其它实例中,在框510处,可以要求VCL大于预定阈值,以便在对应的A4窗期间进行在对抗检测AF节律的累积心房事件证据中使用的A4事件感测。代替或除了所述A4窗之外,在框510处可以将标准应用于VCL。例如,可以要求以在框504处识别的心室事件结束的VCL大于阈值VCL间隔,例如,至少700ms或更大。在其它实例中,在框510处应用的标准可以包含两个连续VCL之间的最小VCL差的要求,以便将A4事件感测用于AF检测。例如,可以要求VCL大于阈值间隔,例如,700到800ms,并且可以要求与先前的VCL的VCL差大于差阈值,例如,100ms,以便要对A4事件进行计数以减小检测到AF的概率。在框510处应用的标准可以是任选的,并且控制电路206可以响应于从心房事件检测器240接收的表示在VCL期间的单个A4感测阈值交叉的每个A4感测到的事件信号而在框514处增加A4计数。
如果在框510未满足A4间隔标准或者在框512在A4窗期间未感测到A4事件,则控制电路206等待在框504处的下一识别的心室事件。响应于在A4窗期间感测到满足在框510处所要求的标准的A4事件(框512的“是”分支),控制电路206可以在框514处增加A4计数器的值。在其它实例中,在当前心室周期中,在A3窗424期间或在A4窗450期间,响应于运动信号交叉A4阈值444,可以增加A4计数器的值。
控制电路206可以在框516处将A4计数器的值与A4证据阈值进行比较。如果A4计数值尚未达到A4证据阈值(框516的“否”分支),则过程返回到框504以识别下一心室事件,只要预定时间间隔尚未到期(框520的“否”分支)即可。如果达到A4证据阈值,则在框518处,控制电路206可以增加心房事件证据评分。根据一个实例,响应于A4计数达到值4,心房事件证据评分增加一。在其它实例中,每当A4计数达到可以小于或大于四的预定值时,心房事件证据评分可以增加一。在仍其它实例中,可以将心房事件证据评分设置为等于A4计数,以便将A4计数直接用作用于调整AF证据评分的心房事件证据评分。
在一些实例中,在框518处,在增加心房事件证据评分之前,可以对A4感测到的事件进行另外的分析。例如,可以对预定数量的感测到的A4事件信号进行整体平均,其中每个信号被检测为每个VCL一个A4信号。控制电路206可以从整体平均的A4信号中确定一个或多个信号特征,并将信号特征与用于确认平均信号表示真实A4信号的标准进行比较。如果满足A4信号标准,则在框518处,控制电路206增加心房事件证据评分。
在增加心房事件证据评分(框518)之后,如果定时器尚未到期(框520的“否”分支),则控制电路206返回框504以识别下一心室事件并继续对感测到的A4事件进行计数并且根据需要对在框518处的心房事件证据评分进行更新。当在框520处定时器到期时,控制电路206可以确定在到期的时间区段期间所识别的作为心室起搏脉冲的心室事件的百分比。在框506处满足VCL标准之后,可以从所有所识别的心室事件中或者仅从用于确定VCL的心室事件中确定心室起搏脉冲的百分比。
如果在框522处作为心室起搏脉冲的心室事件的百分比大于起搏极限阈值,则控制电路206可以拒给对当前到期的时间区段进行分类。在相对频繁的心室起搏期间获取的VCL数据可以被认为对于基于VCL检测AF不可靠。如果起搏模式是心房跟踪心室起搏模式,则在框522处确定的高起搏频率可以指示A4事件感测到的高发生率,这是用于检测AF的禁忌症。
因此,如果起搏脉冲的百分比大于阈值,例如,大于30%,则控制电路206可以拒给为当前到期的时间区段确定AF证据评分。在一些实例中,为了检测AF,可以忽略当前到期的时间区段。在一些实例中,可以要求基于AF证据评分将预定数量的时间区段分类为AF,以便检测AF。在这种情况下,当前到期的时间区段可以不基于新的AF证据评分进行分类,但是可以被给予在框524处针对当前到期的时间区段保持的与先前的时间区段相同的分类。例如,如果先前的时间区段被分类为AF,则当前到期的时间区段也可以被分类为AF。如果先前的时间区段被分类为非AF,则当前到期的时间区段也可以被分类为非AF。
当在框522处起搏脉冲的百分比小于阈值时,控制电路206基于在框508处确定的以及由在框518处确定的心房事件证据评分调整的VCL差来在框526处确定AF证据评分。可以基于二维洛伦兹绘图直方图中VCL差的有序对的分布来确定AF证据评分。大量所占用的直方图直条表明高VCL无规律性,并且是AF的证据。二维洛伦兹绘图坐标系的原点周围的高频率的所占用的直方图直条表明VCL无规律性非常低,这可以是正常窦性节律或高度组织性房性心动过速的证据,并且不表示AF。在一个实例中,可以通过从围绕原点的区域之外的所占据的直方图直条的总数中减去落入围绕原点的限定区域内的直方图直条中的VCL差的有序对的数量来确定基于VCL的AF证据评分。在一些实例中,可以基于作为PAC的特征模式的VCL差的有序对的聚类,从洛伦兹绘图直方图确定规律的房性期前收缩(PAC)的证据。频繁的PAC可以以规律的联律间隔发生并呈现例如与二联律(短-短-长RRI)或三联律(短-短-短-长RRI)相关联的规律的VCL模式。因此,可以通过减去原点区域内的有序对的计数并减去与VCL的PAC模式相对应的洛伦兹绘图直方图区域的预定区段内的计数的数量,来确定通过心房事件证据评分进行调整之前的AF证据评分。可以由控制电路206执行的用于基于VCL或其它VCL无规律性度量来确定AF证据评分的各种技术通常描述于上文并入的美国专利第7,031,765号(Ritscher等人);美国专利第7,623,911号(Sarkar等人);美国专利第7,537,569号(Sarkar等人)以及美国专利第7,627,368号(Sarkar等人)中。
基于VCL差确定的AF证据评分可以基于心房事件感测到的发生率进行调整。控制电路206可以从基于VCL的AF证据评分中减去在框518处确定的心房事件证据评分,以获得在框526处的经调整的AF证据评分。将经调整的AF证据评分与AF阈值进行比较,以在框530处用于将当前到期的时间区段分类为例如作为AF或非AF。可以基于所选患者群体的历史临床数据或历史个体患者数据来选择和优化AF评分阈值,并且最佳AF评分阈值设置可以在患者间变化。在说明性实例中,AF评分的可能范围可以为0到100。AF评分阈值可以设置介于25与75之间。如果AF评分达到或交叉AF评分阈值,则收集VCL的时间区段以及因此在心脏信号发生的所述时间区段内被分类为AF时间区段。例如,如结合图6所描述的,可以需要一个或多个AF时间区段来检测AF节律。
图9是根据另一个实例的可以执行的用于检测AF的方法的流程图600。在框602处,控制电路206基于VCL差来确定AF证据评分,例如,使用上文所描述的或并入的参考文献中的技术中的任何技术。在框604处,控制电路206确定心房事件证据。心房事件证据可以通过在确定VCL以用于确定AF证据评分的时间区段内对感测到的A4信号的数量进行计数来确定,所述感测到的A4信号以每个VCL一个感测到的A4信号的形式出现。可以基于感测到的A4信号来确定心房事件证据评分,例如,通过在每四个(或其它预定数量的)A4感测到的事件信号之后将心房事件证据评分增加一。
控制电路206可以在框606处确定是否满足AF阈值调整标准。控制电路206可以在框606处将在获取VCL的时间区段内感测到的心房事件的数量(每个VCL一个心房事件)与阈值数量进行比较。可以将感测到的A4信号的数量或基于感测到的A4信号的数量的心房事件证据评分与阈值进行比较。例如,如果在两分钟时间区段期间感测到不多于一个A4事件,则在框608处可以调整(例如,降低)AF阈值,以增加将在预定时间区段期间将心律分类为AF并最终检测到AF的可能性。在其它实例中,可以将低到零个A4事件的另一最大预定数量的感测到的A4事件定义为用于以增加检测AF的可能性的方式来调整AF阈值的标准。在用于确定AF证据评分的VCL期间几乎没有或没有感测到A4事件是AF的肯定证据。
当确定是否满足用于调整AF检测阈值的标准时,也可以考虑在确定AF证据评分的时间区段期间的起搏百分比。例如,如果识别的用于确定VCL差的心室事件的20%到40%是起搏脉冲,并且感测到少于A4事件的最大阈值数量,则在框608处可以减小AF检测阈值。较高的起搏心室周期百分比(例如,大于40%)的存在将降低AF证据评分,因为在频繁的心室起搏期间VCL的无规律性会降低。为了解决这种降低的VCL无规律性,当在相对频繁的起搏期间感测到的A4事件很少(或没有)时,可以降低AF检测阈值,以仍然允许在起搏期间检测到AF。因此,在框606处定义的标准可以将起搏百分比的一个或多个范围以及感测到的A4事件的对应的最大阈值数量定义为用于将AF阈值调整相应预定量的标准。
在房性心动过速或心房扑动期间,心房搏动在A4窗期间可以发生多于一次。在一些实例中,在A4窗期间的多个峰值或A4阈值振幅交叉可以是作为非AF的心房快速性心律失常的证据。如此,在框604处的心房事件证据确定可以包含在A4窗期间确定峰值的数量或在A4窗期间确定A4感测阈值交叉的数量。当在一个或多个VCL期间在单个A4窗内出现多个峰值或多个A4感测阈值交叉时,在框606处不满足用于降低AF阈值的标准。当在单个A4窗内出现多个A4感测阈值交叉或运动信号峰值时,AF阈值可以保持相同或者甚至增加以降低检测到AF的可能性。
在框610处,控制电路206可以通过减去心房事件证据评分来调整基于VCL的AF证据评分,如上文结合图8所描述的。在框612处将经调整的AF证据评分与AF检测阈值进行比较,如果在框606处满足标准,则所述AF检测阈值可以是经调整的AF检测阈值。在一些实例中,可以在基于或不基于心房事件证据来调整AF证据评分的情况下,基于不存在感测到的A4信号来调整AF检测阈值。
如果在框612处AF证据评分大于AF阈值,则在框614处,在确定AF证据评分的时间区段期间的心律被分类为AF。可以如结合图6所描述的进行AF检测和AF检测响应。如果经调整的AF证据评分不大于AF阈值,则在框616处,时间区段未被分类为AF。过程可以返回到框602,以确定下一时间区段的AF证据评分。
在一些实例中,当控制电路206在框604处确定心房事件证据时针对一个或多个VCL确定在单个VCL内出现多个A4感测阈值交叉时,控制电路206可以在框614处将心房快速性心律失常检测为心房扑动而不是AF。可以在框604处执行另外的分析,以确定多个A4感测阈值交叉波形的形态是否类似并且因此表示一系列心房扑动事件。如果形态是变化的,则在框614处的分类可以是AF。更一般地,单个VCL内的多个A4感测阈值交叉可以是心房快速性心律失常的证据,并且在框614处进行的分类可以是心房快速性心律失常,而无需在心房扑动与AF之间进行区分。
如图9的流程图所示,对在确定VCL的时间区段期间感测到的A4事件的数量进行的分析可以用于调整基于VCL的AF证据评分、应用于AF证据评分的AF阈值或两者。当由于AF阈值降低和/或基于VCL的AF证据评分的调整很小或没有调整而导致VCL无规律时,低发生率或不存在感测到的A4事件或每个VCL多个A4感测阈值交叉可以增加检测房性心动过速的可能性。由于未经调整或增加的AF阈值和/或通过心房事件证据调整之后的降低的AF证据评分,每个VCL一个感测到的A4事件的发生率相对较高,从而降低检测AF的可能性。
图10是根据另一实例的用于使用运动传感器信号和VCL来检测AF的方法的流程图700。在框702处确定基于VCL的AF证据评分之后,控制电路206可以在框704处例如通过如上文所描述地对感测到的A4事件进行计数,从运动信号来确定心房事件证据。在此实例中,可以从运动传感器信号确定A1-A2间隔的缩短作为AF的肯定证据。在框706处,由控制电路206从运动信号中检测到A1事件和A2事件。可以基于在所识别的心室电事件之后例如在如图7所示的A1窗和A2窗(可以是心率自适应窗)期间的运动信号的阈值交叉来感测A1事件和A2事件。控制电路206可以确定感测到的A1事件与A2事件之间的时间间隔。可以在预定时间区段期间在多个VCL中的每个VCL期间确定A1-A2间隔。在其它实例中,可以根据在收集VCL的AF证据评分时间区段期间的采样率来在选择的VCL的开始、结束或期间确定A1-A2间隔。可以对在不同的VCL期间确定的多个A1-A2间隔进行平均以确定在时间区段期间的代表性A1-A2间隔。在一些实例中,在没有感测到A4事件的VCL期间或者在紧接着在没有感测到A4事件的VCL之后的VCL期间确定A1-A2间隔。
在框708处,A1-A2间隔的缩短可以是AF的肯定指标,并且可以用于调整AF阈值。例如,可以响应于检测到A1-A2缩短而降低与AF证据评分进行比较的AF阈值,以增加在无规律的VCL的时间段期间检测到AF的可能性。控制电路206可以通过例如在具有低VCL无规律性(或低AF证据评分)的时间区段期间将在收集VCL的时间段内确定的A1-A2间隔与先前确定的A1-A2间隔进行比较来检测A1-A2间隔缩短。低VCL无规律性的时间段可以被识别为洛伦兹绘图直方图中的所占据的直条的数量小于预定阈值的时间区段。在正常窦性节律期间,围绕洛伦兹绘图原点的直方图直条中的点(ΔVCL1,ΔVCL2)的数量很高,使得原点区段之外的所占据的直条的数量减去原点段内的点(ΔVCL1,ΔVCL2)的数量是一个低值,例如,零或甚至负数。如此,当AF证据评分为零或更小时,可以识别低VCL无规律性的时间段。可以在低VCL无规律性的此时间段期间确定正常或基线A1-A2间隔,以与在未知节律期间的A1-A2间隔进行比较。任何在原始区段之外所占据的直条的数量少、原始区段中的(ΔVCL1,ΔVCL2)点的数量多或AF证据评分通常较低未经调整的时间段可以被识别为较低VCL变异性的时间段,在所述期间可以确定正常或基线A1-A2间隔。
响应于与先前确定的A1-A2间隔相比A1-A2间隔的阈值减小,可以在框706处检测到A1-A2缩短。例如,如果在框706处确定的A1-A2间隔比在低VCL无规律性时间段(例如,在已知的非快速性心律失常节律期间)确定的A1-A2间隔短至少20%,则可以检测到A1-A2间隔缩短。在其它实例中,可以将在框706处确定的A1-A2间隔与存储在存储器210中的阈值A1-A2间隔进行比较。响应于检测到A1-A2间隔缩短(框706的“是”分支),在框708处调整AF阈值。可以降低AF阈值,以增加基于从VCL确定的AF证据评分检测AF的可能性。AF阈值可以减小预定的减量或百分比,例如,20%、30%或其它值。
当未检测到A1-A2间隔缩短时,过程可以从框706前进到框710,而无需调整AF阈值。在其它实例中,例如,如上文结合图9所描述的,可以基于在框704处确定的心房事件证据来在框708处调整AF阈值,即使未检测到A1-A2间隔缩短。如此,可以基于在时间区段期间不存在(或非常低的计数)感测到的A4事件和/或基于检测A1-A2间隔缩短来在框708处降低AF阈值。在各个实例中,AF阈值可以响应于不存在A4感测到的事件或A1-A2间隔缩短而降低;仅当检测到A1-A2间隔缩短且未检测到A4事件两者时而降低;或基于不存在或低发生率的每个VCL一次检测的A4事件通过第一调整而降低,并响应于A1-A2间隔缩短通过第二调整而降低。
在框708处根据需要调整AF阈值之后,除了调整AF阈值之外或作为其替代,可以基于对A1-A2间隔缩短的检测来调整AF证据评分。例如,可以响应于检测到A1-A2间隔缩短而增加AF证据评分。增加可以是AF证据评分的预定增量或百分比,从而使得在VCL无规律性的时间段期间检测到AF的可能性更大。如上文所描述的,可以基于心房事件证据来另外地或可替代地调整AF证据评分。
在框712处,在基于心房事件证据和/或A1-A2间隔缩短检测根据需要调整一个或两者之后,将AF证据评分与AF阈值进行比较。如果AF证据评分大于AF阈值,则在框714处,在AF证据评分时间区段(在所述期间内获取VCL)期间的心律被分类为AF。如果否,则在框716处,心律不被分类为AF。过程可以返回到框702以确定在下一时间区段内的下一AF证据评分。
图11是在具有正常AV完整传导的非心房跟踪起搏模式期间的示例加速度计信号802、具有事件标记的ECG信号804和心室EGM信号806的图。加速度计信号802是由控制电路206从运动传感器212(图3所示)接收的运动信号的实例。加速度计信号802在图11中被示出为未经整流的信号,但是可以由运动传感器212或控制电路206进行整流以用于感测A4事件。沿着运动信号802表示A1事件、A2事件、A3事件和A4事件。
沿着ECG信号804示出的“VE”标记指示A3窗的结束,例如,对应于图7中示出的结束时间425。“AS”标记指示例如当加速度计信号802的A4信号交叉A4感测阈值时的A4感测事件的时间。“VS”标记指示R波感测到的事件。EGM信号806的R波(标记为“R”)由感测电路204感测,所述感测电路将R波感测到的事件信号传递到控制电路206。在此实例中,每个VCL(每RR间隔)感测到一个A4信号。每个VCL感测到一个A4信号的出现是对抗心房快速性心律失常的证据。在此实例中,VCL(确定为RR间隔)不是无规律的,因此AF证据评分将非常低或者甚至为负。
图12是在心房颤动期间的示例加速度计信号822、具有事件标记的ECG信号824以及心室EGM信号826的图。在加速度计信号822上未观察到清晰的A4信号。在A3窗的每个结束时间(VE)之后,不存在指示没有检测到A4事件的AS标记。VS标记指示R波感测到的事件的时间,这对应于EGM信号826的R波。观察到此实例中的RR间隔830是无规律的。此无规律性可能导致相对较高的AF证据评分。不存在A4事件会导致心房事件证据评分为零,因此无需对AF证据评分(或AF阈值)进行调整。基于VCL无规律性以及不存在从运动信号感测到的任何A4事件的情况下,很可能可以正确检测到AF。
已经描述了用于使用心室内运动信号来检测心房快速性心律失常的医疗装置和方法的各种实例。应当理解的是,根据实例,本文所描述的任何方法的某些动作或事件可以以不同的顺序执行、可以添加、合并或完全排除(例如,并不是所有描述的动作和事件对于方法技术来说都是必要的)。此外,在某些实例中,动作或事件可以例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时地而不是按顺序执行。另外,出于清晰的目的,虽然本公开的某些方面被描述为由单个电路或单元来执行,但是应当理解,本公开的技术可以由与例如医疗装置相关联的单元或电路的组合来执行。
下文描述根据本公开的示例技术。
实例1:一种方法,其包括:从通过植入式医疗装置的感测电路感测到的心室事件确定第一心房心律失常评分,所述第一心房心律失常评分与心房心律失常的存在相关;从由所述植入式医疗装置的传感器产生的心室内信号确定第二心房心律失常评分,所述心室内信号包括伴随心房收缩期的心房机械事件信号,所述第二心房心律失常评分基于所述心房机械事件信号;基于所述第一心房心律失常评分和所述第二心房心律失常评分检测心房心律失常;响应于检测到所述心房心律失常而更新存储在所述植入式医疗装置的存储器中的心房心律失常发作事件数据,所述更新包含检测到的心房心律失常的指示。
实例2:根据实例1所述的方法,其中检测所述心房心律失常包括:基于所述第二心房心律失常评分调整所述第一心房心律失常评分;将经过调整的心房心律失常评分与心律失常阈值进行比较;响应于经过调整的第一心房心律失常评分大于所述心律失常阈值而检测所述心房心律失常。
实例3:根据实例2所述的方法,其中所述控制电路被进一步配置成响应于所述第二心房心律失常评分小于调整阈值而调整所述心律失常阈值。
实例4:根据实例2所述的方法,其进一步包括:在心房事件窗期间从所述心室内信号检测多个心房机械事件;以及响应于在所述心房事件窗期间检测所述多个心房机械事件而调整所述第一心房心律失常评分和所述心律失常阈值中的至少一个。
实例5:根据实例1到4中任一项所述的方法,其进一步包括:在心房事件窗期间从所述心室内信号检测多个心房机械事件;以及响应于检测到所述多个心房机械事件而检测心房扑动。
实例6:根据实例1到5中任一项所述的方法,其中检测所述心房心律失常包括:将所述第一心房心律失常评分与第一阈值进行比较;将所述第二心房心律失常评分与第二阈值进行比较;以及响应于所述第一心房心律失常评分大于所述第一阈值并且所述第二心房心律失常评分小于所述第二阈值而检测所述心房心律失常。
实例7:根据实例1到6中任一项所述的方法,其中确定所述第二心房心律失常评分包括从由所述传感器的运动传感器产生的心室内运动信号感测所述心房机械事件信号。
实例8:根据实例1到7中任一项所述的方法,其中确定所述第二心房心律失常评分包括从由所述传感器产生的心室内阻抗信号和由所述传感器产生的心室内压力信号之一感测心房机械事件。
实例9:根据实例1到8中任一项所述的方法,其中确定所述第二心房心律失常评分包括:识别多个心室事件;在所述心室事件中的每个心室事件之后启动心房事件窗;确定在所述心房事件窗期间从所述心室内信号感测到的心房机械事件信号的计数;以及基于感测到的心房机械事件信号的所述计数确定所述第二心房心律失常评分。
实例10:根据实例9所述的方法,其进一步包括:确定从所述心房事件窗的启动直到所述多个心室事件中的下一个心室事件的心房事件窗持续时间;以及响应于所述心房事件窗持续时间小于阈值窗持续时间,在确定所述第二心房心律失常评分时忽略所述心房事件窗。
实例11:根据实例9所述的方法,其进一步包括:从所述感测电路接收的心脏电信号感测R波;识别包括由所述感测电路从所述心脏电信号感测到的所述R波的所述多个心室事件;通过确定所述多个心室事件的连续对之间的多个心室周期长度来确定所述第一心房心律失常评分;以及在包括所述多个心室周期长度的时间区段期间,从所述心室内信号确定所述第二心房心律失常评分。
实例12:根据实例1到11中任一项所述的方法,其进一步包括:识别多个心室事件,所述多个心室事件包括由所述植入式医疗装置的脉冲发生器递送的心室起搏脉冲;确定作为心室起搏脉冲的所述多个心室事件的百分比;以及响应于所述百分比大于阈值百分比而拒给所述心房心律失常检测。
实例13:根据实例1到12中任一项所述的方法,其中从所述心室内信号确定所述第二心房心律失常评分包括:从所述心室内信号感测收缩心室事件信号;从所述心室内信号感测舒张心室事件信号;确定从所述收缩心室事件信号延伸到所述舒张心室事件信号的心室收缩时间间隔;将所述心室收缩时间间隔与缩短阈值进行比较;基于对所述心室收缩时间间隔与所述缩短阈值的比较来检测心室收缩缩短;以及响应于检测到所述心室收缩缩短而增加所述第二心房心律失常评分。
实例14:根据实例1到13中任一项所述的方法,其进一步包括:从所述心室内信号检测心室收缩时间间隔的缩短;响应于检测到所述缩短而调整心律失常阈值;基于所述第二心房心律失常评分调整所述第一心房心律失常评分;以及响应于经过调整的第一心房心律失常评分大于经过调整的心律失常阈值而检测所述心房心律失常。
实例15:根据实例1到14中任一项所述的方法,其进一步包括:通过识别包括由所述植入式医疗装置的脉冲发生器递送的心室起搏脉冲的多个心室事件并从所述多个心室事件确定心室周期长度差来确定所述第一心房心律失常评分;通过确定所述多个心室事件的心室周期的计数来确定所述第二心房心律失常评分,在所述心室周期期间,单个心房机械事件信号从所述心室内信号感测到;确定作为心室起搏脉冲的识别的多个心室事件的百分比;响应于所述第二心房心律失常评分小于心房事件阈值并且作为心室起搏脉冲的识别的多个心室事件的所述百分比大于起搏频率阈值而减小心房心律失常检测阈值;以及响应于所述第一心房心律失常评分大于减小的心房心律失常检测阈值而检测所述心房心律失常。
实例16:根据实例1到15中任一项所述的方法,其进一步包括:由所述植入式医疗装置的脉冲发生器根据第一起搏模式产生心室起搏脉冲;以及响应于检测到所述心房心律失常切换到由所述脉冲发生器根据不同于所述第一起搏模式的第二起搏模式来产生心室起搏脉冲。
实例17:根据实例1到16中任一项所述的方法,其进一步包括:响应于检测到所述心房心律失常,控制所述植入式医疗装置的脉冲发生器以拒给抗心动过速起搏疗法。
实例18:根据实例1到17中任一项所述的方法,其进一步包括通过所述植入式医疗装置的遥测电路传输所述心房心律失常发作事件数据。
实例19:一种非暂时性计算机可读存储介质,其包括一组指令,所述一组指令当由植入式医疗装置的控制电路执行时使所述装置:从通过所述植入式医疗装置的感测电路感测到的心室事件确定第一心房心律失常评分,所述第一心房心律失常评分与心房心律失常的存在相关;从由所述植入式医疗装置的传感器产生的心室内信号确定第二心房心律失常评分,所述心室内信号包括伴随心房收缩期的心房机械事件信号,所述第二心房心律失常评分基于所述心房机械事件信号;基于所述第一心房心律失常评分和所述第二心房心律失常评分检测心房心律失常;响应于检测到所述心房心律失常而更新存储在所述植入式医疗装置的存储器中的心房心律失常发作事件数据,所述更新包含检测到的心房心律失常的指示。
在一个或多个实例中,所描述的功能可以以硬件、软件、固件或其任何组合实施。如果以软件实施,则可以将功能以一个或多个指令或代码的形式存储在计算机可读介质上并且可以由基于硬件的处理单元执行功能。计算机可读介质可以包含计算机可读存储介质,其对应于有形介质,例如数据存储介质(例如,RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或可以用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质)。
指令可以由一个或多个处理器执行,如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其它等效的集成或离散逻辑电路系统。因此,本文所使用的术语“处理器”可以指代任何前述结构或适于本文所描述的技术的实施方案的任何其它结构。而且,所述技术可以完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
因此,在上述描述中已经参考具体的实例提出了医疗装置。应当理解,本文中公开的各个方面可以以不同的组合而非附图中呈现的具体组合而组合。应当理解的是,在不脱离本公开的范围以及所附权利要求的情况下,可以对参考实例进行各种修改。
- 用于心房快速性心律失常检测的方法和设备
- 通过用于心房同步心室起搏的心室无引线起搏设备进行心房收缩检测