(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
心臓ペースを発生して心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、
電気心臓ペース信号によって誘起される横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、
感知された前記生理学的信号を解析して、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであるＰＳ拍動を検出するように構成された横隔神経刺激検出器と、
横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験するように構成されたコントローラと、
を含み、
前記コントローラは、
ペーシング出力レベルで心臓ペースを送出するように前記心臓パルス発生器を制御し、
前記横隔神経刺激検出器を使用して前記ペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出し、
検出された前記ＰＳ拍動を解析し、ＰＳ拍動が前記ペーシング出力レベルで検出される場合に、判断基準を使用して該ペーシング出力レベルが前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定し、かつ
前記ペーシング出力レベルが、該ペーシング出力レベルでの前記ＰＳ拍動の前記解析に基づいて前記ＰＳ閾値であると断定することができない場合に、追加のＰＳ拍動を発生させるように該ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出する段階と、他の判断基準を使用して検出された前記ＰＳ拍動を解析し、該ペーシング出力レベルを該ＰＳ閾値として確認することができるかを決定する段階と、を含むＰＳ拍動確認手順を実行する、
ように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記コントローラは、ＰＳ拍動が前記ペーシング出力レベルで検出されない場合に、前記ペーシング出力レベルを増大させる段階と、増大したペーシング出力レベルで前記横隔神経刺激閾値に関して再試験する段階と、を含むステップアップ試験を実行するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ステップアップ試験を実行し、かつ判断基準を使用して検出されたＰＳ拍動を解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、検出されたＰＳ拍動の数が定められた数よりも大きいかを決定し、前記ペーシング閾値が該ＰＳ閾値であると断定するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記ステップアップ試験を実行し、かつ判断基準を使用して検出されたＰＳ拍動を解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、前記ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が定められた数を超えるかを決定し、前記ペーシング閾値が該ＰＳ閾値であると断定するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記ステップアップ試験を実行し、かつ判断基準を使用して検出されたＰＳ拍動を解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、
検出されたＰＳ拍動の数が定められた数よりも大きいかを決定して前記ペーシング閾値が前記ＰＳ閾値であると断定し、かつ
前記ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が定められた数を超えるかを決定し、前記ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定する、
ように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記ＰＳ拍動の前記解析に基づいて前記ペーシング出力レベルを増大させるための間隔を動的に調節するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記ペーシング出力レベルが、検出されたＰＳ拍動の前記他の判断基準を使用した前記解析に基づいて前記ＰＳ閾値であると断定できない場合に、
前記ペーシング出力レベルを増大させ、かつ増大したペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させ、かつ
前記増大したペーシング出力レベルでの検出されたＰＳ拍動を、判断基準を使用して解析し、該ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値として確認することができるかを決定する、
ことを含む第２のＰＳ拍動確認手順を実行するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記ペーシング出力レベルが、検出されたＰＳ拍動の前記他の判断基準を使用した前記解析に基づいて前記ＰＳ閾値であると断定できない場合に、
前記ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させ、かつ
異なる判断基準を使用して検出されたＰＳ拍動を解析し、前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値として確認することができるかを決定する、
ことを含む第２のＰＳ拍動確認手順を実行するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記異なる判断基準を使用して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値として確認することができない場合に該ペーシング出力レベルを低下させ、
低下させたペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させ、かつ
前記異なる判断基準を使用して以前に解析された、検出されたＰＳ拍動に類似する特性に関して前記低下させたペーシング出力レベルでの検出されたＰＳ拍動を比較する、
ように更に構成されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、ステップダウン試験を実行するように構成され、
該ステップダウン試験は、検出されたＰＳ拍動が、前記ペーシング出力レベルが前記ＰＳ閾値よりも高いことを示す場合に、該ペーシング出力レベルを低下させる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ステップダウン試験を実行し、かつ検出されたＰＳ拍動を判断基準を使用して解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、検出されたＰＳ拍動の数が定められた数未満である場合に前記ペーシング閾値が該ＰＳ閾値であると断定するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ステップダウン試験を実行し、かつ検出されたＰＳ拍動を判断基準を使用して解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、前記ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が定められた数未満である場合に前記ペーシング閾値が該ＰＳ閾値であると断定するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ステップダウン試験を実行し、かつ検出されたＰＳ拍動を判断基準を使用して解析して前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定する際に、前記コントローラは、
検出されたＰＳ拍動の数が定められた数未満であるかを決定して前記ペーシング閾値を前記ＰＳ閾値であると断定し、かつ
前記ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が定められた数未満であるかを決定して前記ペーシング閾値を前記ＰＳ閾値であると断定する、
ように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記センサは、加速度計を含み、
前記横隔神経刺激検出器は、該加速度計からの信号を解析してＰＳ拍動を検出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラは、検出されたＰＳ拍動の前記他の判断基準を使用した前記解析に基づいて前記ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値であると断定できない場合に、該ペーシング出力レベルを変化させ、変化させたペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出し、かつ判断基準を使用して該変化させたペーシング出力レベルでの感知された前記生理学的信号を解析して該ペーシング出力レベルを前記ＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように構成され、
前記変化させたペーシング出力レベルでの感知された前記生理学的信号を解析する際に、前記コントローラは、
定められた数に対して検出されたＰＳ拍動の数を比較するか、又は
定められた比率に対しえ検出されたＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率を比較するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔優先権の主張〕
本出願は、２０１２年３月２７日に全て出願された「横隔神経刺激閾値の決定」という名称のＤｏｎｇ他の米国特許仮出願番号第６１／６１６，３００号、Ｓａｈａ他の「横隔神経刺激検出のためのベースライン決定」という名称の米国特許仮出願番号第６１／６１６，２９６号、及びＲｏｃｋｗｅｉｌｅｒ他の「横隔神経刺激検出」という名称の米国特許仮出願番号第６１／６１６，３０５号の「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）」の下での優先権の利益を主張するものであり、これらの各々の優先権の利益は、これによって主張され、これらの各々は、引用によってその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、一般的に医療デバイスに関し、より具体的には、意図しない横隔神経刺激に対処する心臓ペーシングシステム、デバイス、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
埋め込み型ペーシングシステムは、心臓再同期治療（ＣＲＴ）を送出するか又はそうでなければ心臓をペーシングするために使用することができる。例えば、心臓が左心室（ＬＶ）でペーシングされる時に、横隔膜の収縮を引き起こす横隔神経の不要な刺激が存在する場合がある。意図しない横隔神経活性化（横隔神経において伝播する意図しない活動電位）は、左心室ペーシングの公知の結果である。例えば、左横隔神経は、心膜を下って横隔膜の左部分を貫通する。ほとんどの人では、左横隔神経は、外側静脈の近くを走っている。意図しない横隔神経活性化は、横隔膜を不要に収縮させる場合がある。意図しない横隔神経活性化は、患者にはしゃっくりのように感じる場合がある。このような意図しない横隔神経活性化は、ＬＶペーシングリードの電界が左横隔神経の近くにあり、かつ神経を捕捉するほど十分に強力である刺激出力にある時に発生する可能性がある。
【０００４】
意図しない横隔神経活性化は、患者によって様々である場合がある。この分散の１つの理由は、横隔神経の解剖学的位置が患者によって異なる可能性があるということである。これに加えて、静脈は、必ずしも心室及び近くを通る神経に関して同じ位置にあるとは限らない。また、処方される心臓治療に対して心臓リードを置くための選択された静脈は様々である場合がある。
【０００５】
心臓治療は、異なるペーシング構成及び異なる刺激パラメータを使用して送出することができる。ペーシング構成の例は、ＬＶ双極、ＬＶ対缶、及び「拡張双極」とも呼ばれるＬＶ対ＲＶ（右心室）を含む。刺激パラメータの例は、振幅（例えば、電圧）及びパルス幅を含む。治療のペーシング構成又は刺激パラメータは、横隔神経刺激を回避する努力の中で修正することができる。
【０００６】
例えば、埋め込み手順は、横隔神経捕捉を回避するように修正することができる。例えば、横隔神経捕捉を回避しながらＣＲＴのようなペーシング治療のためにＬＶを捕捉するようにＬＶペーシング電極を再位置決めすることができ、又は臨床医は、ＬＶペーシング電極を埋め込まずに、むしろＬＶをペーシングしない他のペーシングアルゴリズムに依存するように判断することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
横隔神経刺激は、一般的に埋め込み時に評価されるが、ペーシング中に横隔神経捕捉によって引き起こされる意図しない横隔神経活性化は、心臓の逆リモデリング、リード微小脱落、及び姿勢の変化などのような様々な理由で埋め込み後に最初に現れるか又は悪化する場合がある。従って、デバイスを再プログラムして横隔神経刺激を回避するために、埋め込み後の特別な来院が必要であるか又は望ましい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
方法の例において、本方法は、横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験する段階を含む。ペーシング出力レベルでのＰＳ拍動を検出する場合に、判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析し、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定することができる。ペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定できない場合に、ＰＳ拍動確認手順を実行する。ＰＳ拍動確認手順は、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析し、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定する段階とを含むことができる。
【０００９】
一例において、システムは、心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、感知生理学的信号を解析してＰＳ拍動を検出するように構成された横隔神経刺激検出器と、横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験するように構成されたコントローラとを含む。コントローラは、ペーシング出力レベルで心臓ペースを送出し、横隔神経刺激検出器を使用してペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出し、検出ＰＳ拍動を解析し、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合に、判断基準を使用してペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定し、かつペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定できない場合にＰＳ拍動確認手順を実行するように心臓パルス発生器を制御するように構成することができる。ＰＳ拍動確認手順は、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析し、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定する段階とを含むことができる。システムは、心臓パルス発生器と、センサと、横隔神経刺激検出器と、コントローラとを含む少なくとも１つの埋込可能医療デバイスを含むことができる。システムは、少なくとも１つの埋込可能医療デバイスと少なくとも１つの外部デバイスとを含むことができ、埋込可能医療デバイスは、心臓パルス発生器を含み、外部デバイスは、横隔神経刺激検出器を含む。
【００１０】
この要約は、本出願の教示の一部の概要であり、本発明の主題の排他的又は網羅的取り扱いであるように意図していない。本発明の主題に関する更なる詳細は、詳細説明及び添付の特許請求の範囲に見出される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定められる。
【００１１】
様々な実施形態は、添付の図面の図に例示的に示されている。このような実施形態は、例示的であり、本発明の主題の網羅的又は排他的実施形態であるように意図してない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】心筋刺激を送出するように構成された埋込可能医療デバイス（ＩＭＤ）の実施形態を一例として示す図である。
【図２】ＩＭＤの実施形態を一例として示す図である。
【図３】２つ又はそれよりも多くのＩＭＤを含むシステムの実施形態を一例として示す図である。
【図４】ＩＭＤ、外部デバイス、及び外部横隔神経刺激（ＰＳ）センサを含むシステムの実施形態を一例として示す図である。
【図５】マイクロプロセッサベースの埋込可能デバイスの実施形態のシステム図を一例として示す図である。
【図６】外部システムの実施形態を一例として示すブロック図である。
【図７】ＰＳ検出器によって使用することができるセンサベースの信号を一例として示す図である。
【図８】例えばセンサベースの信号のベースラインレベルを決定する手順の実施形態を示す図である。
【図９】例えばセンサベースの信号のベースラインレベルを決定するのに使用される移動窓に対して新しい拍動からサンプルを追加するための手順の実施形態を示す図である。
【図１０】例えばベースラインレベルを使用してＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を示す図である。
【図１１】ピーク間振幅がベースラインレベルに近いＮｏＰＳ拍動とピーク間振幅がベースラインレベルよりも有意に長いＰＳ拍動との間で区別するのにベースラインのピーク間振幅を使用することができる方法を一例として示すサンプル拍動のピーク間振幅のプロットの図である。
【図１２】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのに使用することができるＰＳテンプレートのライブラリを開発するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１３】ＰＳテンプレートを使用してＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１４】拍動タイプのカテゴリに対する拍動信号のプロットと拍動タイプのカテゴリの数及びそのカテゴリに符合した拍動の数をプロットする対応するヒストグラムとを示す図である。
【図１５】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴を使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ａ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｂ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｃ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｄ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｅ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｆ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１６Ｇ】ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１７】特定の形態学的特徴に対して感知されたパラメータを得点化するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１８】ＰＳ拍動と非ＰＳ拍動の間で区別するのに拍動信号の形態学的特徴を解析するために決定ツリーを使用するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図１９】拍動信号の形態学的特徴を解析し、かつ特定の形態学的特徴に対して感知されたパラメータを得点化するその両方のために決定ツリーを使用するＰＳ拍動を区別するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２０】相関関係を使用してライブラリにテンプレートを作成し、かつ拍動信号を得点化してＰＳテンプレートとしてラベル付けすることができる拍動タイプのテンプレートを迅速に識別するＰＳ拍動を区別するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２１】拍動信号の形態学的特徴を得点化してＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動として一部の拍動信号を迅速に識別し、かつ拍動信号の残りをＰＳテンプレートと相関付けてＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するＰＳ拍動を区別するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２２】ＰＳ閾値を決定するためのステップアップ手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２３】ペーシング出力レベルを増大させることによってＰＳ閾値を確認するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２４】ペーシング出力レベルを低下させることによってＰＳ閾値を確認するための手順の実施形態を一例として示す図である。
【図２５】ＰＳ閾値を決定するためのステップダウン手順の実施形態を一例として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の主題の以下の詳細説明は、本発明の主題を実施することができる特定の態様及び実施形態を一例として示す添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明の主題を実施することを可能にするほど十分詳細に説明されている。他の実施形態を利用することができ、構造的、理論的、及び電気的変更は、本発明の主題の範囲から逸脱することなく行うことができる。本発明の開示の「実施形態」、「一実施形態」、又は「様々な実施形態」への参照は、必ずしも同じ実施形態に対するものであるとは限らず、このような参照は、１つよりも多い実施形態を考えている。以下の詳細説明は、従って、限定的な意味でとらえるべきでなく、その範囲は、このような特許請求の範囲が享受する法的均等物の全範囲と共に特許請求の範囲によってのみ定められる。
【００１４】
一部の実施形態は、例えば、意図しない横隔神経活性化（本明細書ではペース誘起横隔神経刺激又は横隔神経刺激「ＰＳ」とも呼ぶ）を検出するために自動検出アルゴリズムを実施する。様々な実施形態により、ＰＳ検出アルゴリズムは、埋め込み手順中のような臨床環境において、又は患者の経過観察来院又は患者の家のような外来環境において、又は臨床及び外来環境の両方において使用することができる。ＰＳ検出アルゴリズムは、患者及び臨床スタッフの負担を緩和又は軽減し、心筋刺激中に起こる場合がある意図しないＰＳの問題に十分に対処することができる。例えば、ＰＳを正確に及び／又は自動的に検出する機能は、ＰＳを受ける患者に対して長期の不快感を低減することができ、試験及び再プログラムデバイスのための病院及びスタッフの負担を低減することができる。
【００１５】
ＰＳアルゴリズムは、自動検出ＰＳに関連付けられた問題に対処することができる。患者が静かに座っている時でさえも、ＰＳ閾値に近い信号を感知するのは困難である可能性がある。例えば、加速度計又は他のＰＳセンサにおいて観察される偏向変動、特にＰＳ閾値に近いものからの感知ＰＳ応答の低ピーク間振幅を処理するのは困難である可能性がある。異なる患者は、様々な振幅のＰＳ応答を有し、従って、ＰＳを検出することが同じく困難である可能性がある。
【００１６】
心筋刺激
心筋刺激治療は、心筋の電気刺激を使用して心臓治療を送出することができる。心筋刺激治療の一部の例及び治療を実施するためのデバイスを以下に提供する。ペースメーカーは、時間調節したペーシングパルスで心臓をペーシングする最も一般的には心室拍動数が遅すぎる徐脈の処置のためのデバイスである。適正に機能する場合に、最小心拍数を強化することによって代謝需要を満たすために、心臓がそれ自体適切なリズムでペーシングできないのでペースメーカーが補う。血液の効率的なポンピングを容易にするために、心臓周期中に心腔が収縮する方式及びその程度に影響を与える埋込可能デバイスも開発されている。心臓は、心室が協働方式で収縮する時により効率的にポンピングし、この結果は、心筋にわたって迅速な興奮の伝導（すなわち、脱分極）を可能にする心房及び心室の両方において特殊な伝導路によって通常は提供される。これらの経路は、興奮性インパルスを洞房結節から心房心筋へ、房室結節へ、次に、心室心筋に伝導し、両心房及び両心室の調整収縮をもたらす。この両方は、各心室の筋繊維の収縮を同期させ、各心房又は心室の収縮を反対側の心房又は心室と同期させる。正常に機能する特殊な伝導路によって生じる同期化がないと、心臓のポンピング効率は、大いに低下する。これらの伝導路及び他の心室間又は心室内伝導障害の病変は、心不全の病因要素になる可能性がある。心不全は、心機能の異常により心拍出量が末梢組織の代謝需要を満たすのに十分なレベルよりも低くなる臨床症候群を意味する。これらの問題に対処するために、心臓再同期治療（ＣＲＴ）と呼ばれる心房及び／又は心室収縮の協働を改善するために１つ又はそれよりも多くの心腔に適正に時間調節した電気刺激を提供する埋込可能心臓デバイスが開発されている。心室再同期は、心不全を処置するのに有用であり、その理由は、直接変力性ではないが、再同期化は、ポンピング効率の改善及び心拍出量の増加と共に心室のより多くの調整収縮をもたらす可能性があるからである。ＣＲＴ例は、指定された二心室オフセット間隔によって同時に又は別々のいずれかで、かつ内因性心房収縮の検出又は心房ペースの送出に対する指定された心房心室遅延間隔の後で刺激パルスを両心室に印加する。
【００１７】
ＣＲＴは、心筋梗塞（ＭＩ）後及び心不全患者に行う場合がある有害な心室リモデリングを低減するのに有用であるとすることができ、このリモデリングは、ＣＲＴを適用する時の心臓ポンピング周期中に心室が受ける壁応力の分布の変化として起こるように見える。心筋繊維が収縮する前に心筋繊維を拡張する程度は前負荷と呼ばれ、筋繊維の最大張力及び短縮速度は、前負荷の増加と共に増大する。心筋領域が他の領域に対して遅く収縮すると、これらの反対領域の収縮は、後で収縮した領域を拡張させて前負荷を増加させる。心筋繊維が収縮すると心筋繊維にかかる張力又は応力の程度は、後負荷と呼ばれる。心室内の圧力は、血液が送り出されて大動脈及び肺動脈の中に入ると拡張期の値から収縮期の値に迅速に上昇し、従って、興奮性刺激パルスにより最初に収縮する心室の一部は、後で収縮する心室の一部収縮するよりも低い後負荷に対してそのように収縮する。従って、他の領域よりも後で収縮する心筋領域は、前負荷及び後負荷の両方の増加を受ける。この状況は、ＭＩによる心不全及び心室機能不全に関連付けられた心室収縮遅延によって生じることが多い。後で活性化する心筋領域に対する壁応力の増加は、心室リモデリングのトリガになる場合がある。１つ又はそれよりも多くの部位をペーシングすることで、そうでなければ後で収縮期中に活性化されるであろう心筋領域の早期興奮によってより多くの調整収縮を引き起こし、壁応力の増加を受ける場合がある。他の領域に対するリモデリング領域の早期興奮は、機械的応力からの領域を無負荷状態にし、リモデリングの反転又は予防が行われるようにする。
【００１８】
電気的除細動、すなわち、ＱＲＳ群と同期して心臓に送出される電気ショック、及び除細動、すなわち、ＱＲＳ群に同期せずに送出される電気ショックを使用して、ほとんどの頻脈性不整脈を停止させることができる。電気ショックは、同時に心筋を脱分極して心筋を難治性にすることによって頻脈性不整脈を停止させる。埋込可能電気的除細動器（ＩＣＤ）として公知の部類のＣＲＭデバイスは、デバイスが頻脈性不整脈を検出する時に衝撃パルスを心臓に送出することによってこの種の治療を送出する。頻脈に対する別のタイプの電気治療は、抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ）である。心室ＡＴＰでは、心室は、再入力回路に割り込んで頻脈を引き起こすために１つ又はそれよりも多くのペーシングパルスと共に競合的にペーシングされる。最新のＩＣＤは、典型的には、ＡＴＰ機能を有し、頻脈性不整脈が検出される時にＡＴＰ治療又は衝撃パルスを送出する。ＡＴＰは、オーバードライブペーシングと呼ぶことができる。調整治療とも呼ぶことができる間欠的ペーシング治療（ＩＰＴ）のような他のオーバードライブペーシング治療が存在する。
【００１９】
横隔神経
右横隔神経及び左横隔神経の両方は、心臓の近くを通り、心臓の下の横隔膜を神経支配する。本明細書ではＰＳとも呼ぶペース誘起横隔神経活性化は、ペーシングの様々な形態で観察することができる。ＰＳは、ＬＶペーシング部位が左横隔神経の近くにあるので特にＬＶペーシングで観察することができる。ＰＳは、ＣＲＴの共通の副作用である。心臓の他の位置での心臓刺激は、左又は右横隔神経のいずれかにおいてＰＳをもたらす場合がある。本発明の主題は、ＬＶペーシング中の左横隔神経のＰＳに限定されないが、心筋刺激によって引き起こされる左又は右横隔神経のいずれかにおいて適正にＰＳに対処するように実施することができる。
【００２０】
ＰＳは、患者が特定の位置（例えば、横になっている）又は活動レベルにある時にのみ観察することができる。意図しない横隔神経活性化は、埋め込みの時の患者位置のために、麻酔の影響のために、又は臨床環境において存在していない他のファクタのために刺激デバイスを埋込んだ時には観察することはできなかったものである。一部の実施形態は、姿勢センサを使用してコンテクストを提供する。一部の実施形態は、活動センサを使用してコンテクストを提供する。一部の実施形態は、タイマを使用して時刻を決定し、コンテクストを提供する。一部の実施形態は、デバイスが姿勢、活動、時刻などを検出ＰＳデータと共に格納してＰＳが観察される時にコンテクストを決定することを可能にする。
【００２１】
図１は、心筋刺激を送出するように構成された埋込可能医療デバイス（ＩＭＤ）の実施形態を一例として示している。図示のＩＭＤ１００を使用して、心臓の右心房、右心室、及び冠状静脈洞の中に給送される点線で表されるリード及び「Ｘ」で表される電極を使用してＣＲＴ又は他のペーシング治療のような心臓組織刺激治療を実施する。心臓の冠状静脈洞を通過するリード１０１は、刺激部位において左心室を刺激するのに使用するための１つ又は複数の左心室電極１０２を含む。図１はまた、リード１０１の左心室電極１０２が、左横隔神経１０３に比較的近いことを示している。ＰＳは、ペーシングベクトル又は電極配置の一定の構成に対して起こる場合がある。本発明の主題の様々な実施形態は、ＰＳセンサを使用するための処理において使用されてＰＳを検出することができる。ＰＳセンサは、意図しない横隔神経活動を検出するのに使用することができるセンサである。例示的にかつ限定ではなく、ＰＳセンサは、ＰＳによって誘起された横隔膜が引き起こす運動を検出するようなセンサを含むことができる。例えば、一部の実施形態は、加速度計を使用してＰＳを検出する。ＰＳを検出するのに使用することができるセンサの他の例は、以下に限定されるものではないが、音響センサ、呼吸センサ、インピーダンスセンサ、横隔神経上の神経センサ、又は横隔膜収縮を示す信号を感知するための筋電図（ＥＭＧ）センサを含む。
【００２２】
図２は、埋込可能医療デバイス（ＩＭＤ）の実施形態を示している。図示のＩＭＤ２０４を使用して心筋刺激を送出し、心筋刺激によって意図せずに引き起こされるＰＳを検出することができる。図示のＩＭＤ２０４は、コントローラ２０５、心臓ペース発生器２０６、ＰＳセンサ２０７、及び心臓活動センサ２０８を含む。一部の実施形態において、ＩＭＤ２０４はまた、例示的にかつ限定ではなく、姿勢を検出するために使用するセンサ、呼吸又は呼吸周期を検出するために使用するセンサ、又は活動を検出するために使用するセンサのような１つ又はそれよりも多くの他のセンサを含むことができる。一部の実施形態において、デバイスは、コントローラ２０５が、心臓活動センサ２０８から感知心臓活動を受信し、心臓ペーシングタイマのようなタイマ２０９を使用して心臓ペース又は他の心筋刺激パルスを送出するためのペース時間を決定し、心臓ペース発生器２０６を制御して望ましい時間に心臓ペースを送出する心臓ペーシングアルゴリズムを実施する。コントローラ２０５はまた、ＰＳセンサ２０７と協働してＰＳセンサ２０７からの信号がＰＳ事象を示すかを区別するＰＳ検出器２１０を含む。
【００２３】
一部の実施形態において、ＩＭＤ２０４は、ＰＳ閾値試験を実行するのに使用するＰＳ閾値試験モジュール２１１を用いて構成することができる。ＰＳ閾値試験は、異なる刺激パラメータを使用して心筋刺激を送出するように構成することができる。ＰＳ閾値試験は、ＰＳを引き起こすか又はＰＳを引き起こす場合がある心筋刺激パラメータ、又はＰＳを引き起こさない心筋刺激パラメータを決定するように構成することができる。心筋刺激を送出するのに使用する１つ又は複数の刺激電極の物理的位置は、埋め込み手順中に起こる場合があるようなＰＳを回避するように調節することができる。医師は、電極を物理的に移動することができる。一部の実施形態は、より大きい組の可能な刺激電極から１組の刺激電極を選択することによって電子的再位置決めを提供することができる。一部の実施形態において、刺激電極の間又はその中のペーシングベクトルは、ＰＳを回避するように修正することができる。一部のＩＭＤ実施形態におけるコントローラは、ペーシングベクトルを変化させるのに使用するペーシングベクトル制御モジュール２１２を含むことができる。ペーシングベクトル制御は、外部プログラマーにより臨床医の制御下に実施することができ、又は外来環境で行われる場合があるようなＩＭＤによって自動的に実施することができる。
【００２４】
ＰＳ検出は、心筋刺激を提供している同じＩＭＤで行うことができ、又は別のＩＭＤで行うことができる。従って、例えば、ＰＳ検出を提供するのに使用する加速度計は、横隔膜の近く又は横隔神経によって神経支配される横隔膜の一部の近く又は心臓の頂点の近くに位置決めすることができ、この加速度計は、感知信号の信号対ノイズ特性を改善することができる。図３は、２つ又はそれよりも多くのＩＭＤを含むシステムの実施形態を示している。図示のシステムのＩＭＤ３１３のうちの第１のものは、心筋刺激パルスを送出するように構成された心臓刺激器を含む。例示的にかつ限定ではなく、第１のＩＭＤは、ペースメーカー又は他の心臓律動管理デバイスとすることができる。図示のシステムのＩＭＤ３１４の第２のものは、ＩＭＤの第１のものから送出された心筋刺激パルスが引き起こすことができるＰＳを検出するのに使用するＰＳ検出器／センサを含む。一部の実施形態において、ＩＭＤ３１３、３１４は、有線接続で互いに通信することができる。一部の実施形態において、ＩＭＤ３１３、３１４は、超音波又は無線周波数（ＲＦ）又は他の無線技術を使用して互いに無線で通信することができる。
【００２５】
ＰＳを検出するために使用するセンサは、埋込むことができ又は外部とすることができる。感知信号を処理してＰＳを検出するためのアルゴリズムは、ＩＭＤに実施することができ及び／又は外部デバイスに実施することができる。一例として、一部の実施形態は、埋込可能センサを使用し、かつ外部デバイスを使用して感知信号を処理し、ＰＳを検出することができる。ＰＳのための患者のモニタリングは、臨床環境又は外来環境に実施することができる。このモニタリングは、モニタリングが臨床環境に実施されるか又は外来環境に実施されるかにかかわらず、図２〜図３に示すような埋め込みＰＳ検出器を使用して実施することができ、例えば、及び／又は外部ＰＳ検出器を使用して実施することができる。
【００２６】
図４は、心臓律動管理デバイスのようなＩＭＤ４１５と、プログラマーのような外部デバイス４１６と、外部ＰＳセンサ４１７とを含むシステムの実施形態を示している。システムは、プログラマーを使用してＩＭＤをプログラムする臨床医などによって臨床環境において実施することができ、又は心筋刺激がＰＳを引き起こしている場合に時々点検するように外来環境において患者によって実施することができる。様々な実施形態において、外部デバイスは、ＰＳセンサと協働してＰＳセンサからの信号がＰＳ事象の存在を示すかを区別するＰＳ検出器を含む。様々な実施形態において、外部デバイスは、ＰＳ閾値試験を実行するのに使用するＰＳ閾値試験モジュールを含む。ＰＳ閾値試験は、異なる刺激パラメータを使用して心筋刺激を送出するようにＩＭＤを制御するように構成することができる。ＰＳ閾値試験は、ＰＳを引き起こすか又はＰＳを引き起こす場合がある心筋刺激パラメータ、又はＰＳを引き起こさない心筋刺激パラメータを決定するように構成することができる。心筋刺激を送出するのに使用する１つ又は複数の刺激電極の物理的位置は、埋め込み手順中に起こる場合があるようなＰＳを回避するように調節することができる。一部の実施形態において、刺激電極の間又はその中のペーシングベクトルは、ＰＳを回避するように修正することができる。一部のＩＭＤ実施形態において、外部ＰＳセンサ４１７は、患者の隣に外部デバイスを保持するか又はそうでなければ位置決めする（例えば、横隔膜の近く又は心臓の頂点の近くの外部に位置決めする）ことによってＰＳを感知することができるように外部デバイス４１６と一体化することができる。
【００２７】
図５は、マイクロプロセッサベースの埋込可能デバイスの実施形態のシステム図である。デバイスのコントローラは、双方向データバスを通してメモリ５１９と通信するマイクロプロセッサ５１８である。コントローラは、状態機械タイプの設計を使用して他のタイプの論理回路（例えば、個別の構成要素又はプログラマブル論理アレイ）によって実施することができる。本明細書に使用される場合に、用語「回路」は、個別の論理回路、ファームウエア、又はマイクロプロセッサのプログラミングを意味すると取るべきである。図に示されているのは、リング電極５２０及び先端電極５２１、感知増幅器５２２、パルス発生器５２３、及びチャネルインタフェース５２４を有するリードを含む感知及びペーシングチャネルの３つの例である。図示のリードのうちの１つは、多極リードに使用することができるような複数のリング電極５２０を含む。多極リードの例は、左心室四極リードである。一部の実施形態において、心臓刺激電極のリードは、無線リンクによって置換される。従って、各チャネルは、電極に接続されたパルス発生器で構成されたペーシングチャネルと、電極に接続された感知増幅器で構成された感知チャネルとを含む。チャネルインタフェースは、マイクロプロセッサと双方向に通信し、各インタフェースは、感知増幅器から感知信号入力をデジタル化するためのアナログ／デジタル変換機と、ペーシングパルスを出力するためにマイクロプロセッサによって書き込むことができるレジスタとを含み、ペーシングパルス増幅器を変化させ、感知増幅器の利得値及び閾値を調節することができる。ペースメーカーの感知回路は、特定のチャネルが発生する電気記録図信号（すなわち、心臓電気活動を表す電極によって感知された電圧）が指定された検出閾値を超える時に、心房感知又は心室感知のいずれかで呼ばれる内因性心室活動を検出する。特にペーシングモードに使用するペーシングアルゴリズムは、このような感知を使用してペーシングをトリガ又は抑制する。内因性心房及び／又は心室レートは、それぞれ心房及び心室感知の間の時間間隔を測定することによって測定され、心房及び心室の頻脈性不整脈を検出するのに使用することができる。
【００２８】
各リードの電極は、マイクロプロセッサによって制御されたスイッチングネットワーク５２５にリード内の導体を通して接続される。スイッチングネットワークを使用して、内因性心臓活動を検出するために感知増幅器の入力に、及びペーシングパルスを送出するためにパルス発生器の出力に電極を切り換える。スイッチングネットワークはまた、リードのリング及び先端電極の両方を使用する双極モード、又はデバイスハウジング（缶）５２６を有するリードの電極又は接地電極として機能する別のリード上の電極のうちの１つのみを使用する単極又は拡張双極モードのいずれかでデバイスが感知又はペーシングすることを可能にする。一部の実施形態において、衝撃パルス発生器５２７は、衝撃を受け易い頻脈性不整脈を検出すると１対の衝撃電極５２８と５２８を通して心房又は心室に除細動衝撃を送出するために、他の刺激チャネルに加えて又はその代替手段としてコントローラに一体化することができる。缶電極を使用して、衝撃を送出することができる。図は、マイクロプロセッサを使用して外部デバイスと通信することができるマイクロプロセッサに接続されたテレメトリインタフェース５２９を示している。図５に示すように、システムは、心筋刺激によって引き起こされる意図しない横隔神経活性化を検出するのに使用するＰＳセンサ／検出器５３０を含むことができる。様々な実施形態はまた、活動及び姿勢のようなコンテクスト情報を提供するのに使用することができるような呼吸検出器５３１及び／又は他のセンサ５３２を含むことができる。様々な実施形態により、横隔神経活動検出器は、以下に限定されるものではないが、加速度計、音響センサ、呼吸センサ、インピーダンスセンサ、横隔神経上の神経センサ、又は電極を含み、横隔膜収縮を示す筋電図信号を感知することができる。様々な実施形態は、１つよりも多い電極を使用して横隔神経捕捉を示す複合信号を提供する。１つよりも多い検出器の使用は、ＰＳ事象を検出するのに信頼性を高めることができる。図示の実施形態はまた、クロック５３３を含む。
【００２９】
様々な実施形態により、図示のマイクロプロセッサ５１８は、様々な心臓組織（例えば、心筋）刺激ルーチン５３４を実施するように構成することができる。心筋治療ルーチンの例は、徐脈ペーシング治療、電気的除細動又は除細動治療のような抗頻脈衝撃治療、抗頻脈ペーシング治療（ＡＴＰ）、及び心臓再同期治療（ＣＲＴ）を含む。図示のように、コントローラ５１８はまた、比較器５３５を含み、横隔神経活動を検出する時の時間をペース時間と比較し、横隔神経活動がペースに起因していると決定することができ、及び／又はＰＳを検出するのに使用するために呼吸特徴をペース時間と比較する比較器５３６を含むことができる。図示のマイクロプロセッサ５１８は、図２に示すコントローラ２０５と同様に、ＰＳ閾値試験５１１及びペーシングベクトル制御処理５１２を実施するための命令を含むことができる。
【００３０】
図６は、外部システム６３７の実施形態を示すブロック図である。例えば、システムを使用して、外来患者の埋め込みデバイスを遠隔にプログラムし、又は外来患者から検出ＰＳ事象を遠隔に得て、又は遠隔位置にＰＳ事象に対して感知データの解析のために外来患者の埋め込みデバイスからの感知データを外来患者から遠隔に検索することができる。外部システムは、一部の実施形態ではプログラマーを含む。図示の実施形態において、外部システムは、患者管理システムを含む。図示のように、外部システムは、外部デバイス６３８、電気通信ネットワーク６３９、及び外部デバイス６３８から取り外された遠隔デバイス６４０を含む患者管理システムである。外部デバイス６３８は、埋込可能医療デバイス（ＩＭＤ）６４１の近くに置かれ、ＩＭＤ６４１と通信するように外部テレメトリシステム６４２を含む。遠隔デバイスは、１つ又はそれよりも多くの遠隔位置にあり、ネットワーク上で外部デバイスと通信し、従って、医師又は他の介護者が遠く離れた位置から患者をモニタして処置することを可能にし、及び／又は１つ又はそれよりも多くの遠隔位置から様々な処置リソースにアクセス可能である。図示の遠隔デバイスは、ユーザインタフェース６４３を含む。様々な実施形態により、外部デバイスは、プログラマー又はコンピュータ、携帯情報端末又は電話のような他のデバイスを含む。外部デバイスは、様々な実施形態において、例示的にかつ限定ではなく、コンピュータのような適切な通信チャネルにわたって互いに通信するようになっている２つのデバイスを含む。外部デバイスは、患者又は医師が使用して、例えば、患者の不快感を示すフィードバックを提供することができる。
【００３１】
様々な実施形態により、様々な処理は、ＰＳ検出及びＰＳ閾値を決定するのに使用するために上述のデバイス及びシステム内でハードウエア、ファームウエア、及び／又はソフトウエアを実施することができる。これらの処理は、同じシステム内で一体化することができるが、一体化しないこともできる。この文書は、ベースラインレベル決定、ＰＳ検出、及びＰＳ刺激閾値決定のための一部の処理を説明するように編成されている。
【００３２】
ＰＳ検出のためのベースラインレベル決定
様々な実施形態は、ベースラインレベル決定を提供することができ、ベースラインレベル決定を使用してその後のＰＳ検出を改善することができる。ＰＳ検出に使用するセンサベースの信号のベースラインレベルの推定値を使用してＳＮ比（ＳＮＲ）計算を実施し、ＮｏＰＳ（ＰＳのないペーシング心臓拍動）とＰＳ拍動（ＰＳのあるペーシング心臓拍動）の間で区別することができる。本発明の主題の一部の実施形態は、ＰＳを検出するのに使用するセンサベースの信号のベースラインレベルを動的に決定するように構成することができ、ＰＳ検出器がＰＳセンサから生信号のＰＳを自動的にかつ正確に識別することを可能にする。ベースラインレベルの動的決定は、感知信号の患者特定の差を受け入れることにより、及び／又は感知信号のコンテクスト特定の差を受け入れることによってセンサ信号の他の事象からＰＳ事象を自動的に区別するようにデバイスの機能を改善する。
【００３３】
例えば、加速度計ベースセンサ信号は、ペーシング電圧と共に大きさを変化させることができるが、これらは、異なるペーシング構成にわたって、長期にわたる様々な姿勢にわたって、かつ患者にわたって異なるパルス幅を有する類似の形態学的特徴を明らかにする。しかし、干渉の存在下で、ＰＳ検出を適正に調節しなければならない。例えば、加速度計ベースＰＳ検出器は、加速度計によって検出することができる患者の移動に起因するベースライン変化を受け入れなければならない。加速度計以外の技術に基づくＰＳ検出器も、ベースラインを定期的に調節してＰＳ検出器においてノイズとして反映される可能性がある環境又はコンテクスト変化に適合させた場合に利益を得ると考えられる。例えば、呼吸ベースＰＳ検出器は、患者の活動又は健康の変化に適合するように定期的に調節されたベースラインを有することができる。別の例において、加速度計ベースＰＳ検出器は、患者の活動に、患者の環境に（例えば、定常又は走行誘起振動）、又は患者の会話又は他の発声に対して適合するように定期的に調節されたベースラインを有することができる。
【００３４】
図７は、ＰＳ検出器によって使用することができるセンサベースの信号を示している。ベースラインレベル特性は、ペース時間（例えば、ＬＶペースの時間）に関連しているが拍動によって生じる心臓又はＰＳ成分を含まないベースライン検出窓７４４から収集された信号を使用して決定することができる。例えば、ベースライン検出窓は、ペースタイミング前に７４６において開始され、ペースからのあらゆる心臓成分を予想する前、及びＰＳ成分を予想していくらかでもある場合にペース後に起こる時間の前に７４７において終了することができる。ベースライン検出窓が感知拍動に関連している場合に、窓は、一例としてＲ波からトリガされる場合がある。ベースライン検出窓の開始及び／又は終了時間は、検出窓が感知拍動（例えば、感知Ｒ波）からトリガされるか又はペースからトリガされるかに応じて適正に調節することができる。例示的にかつ限定ではなく、ベースライン窓は、ペース前約１００ｍｓ起こり、ペース後１０ｍｓ延長することができ、加速度計ベースＰＳ検出器は、ペース後１０ｍｓよりも長く心臓成分を検出すると予想することができ、ＰＳも、仮にあれば、ペース後１０ｍｓよりも長く発生すると予想される。ベースラインノイズ範囲７４８は、このベースライン検出窓７４４内の信号から決定することができる。
【００３５】
図８は、例えば、センサベースの信号のベースラインレベルを決定する手順の実施形態を示している。初期期間（８４９）中に、いくつかの拍動からの情報が、初期ベースラインレベルを計算するために収集される。例示的にかつ限定ではなく、約２０の拍動を初期期間中に平均化することができる。図示の手順では、ベースライン検出窓内からのサンプル信号データは、第１のＮ心臓周期に対して待ち行列に格納され（８５０）、信号の最大ピーク間振幅を決定する（８５１）。
【００３６】
ベースラインレベル特性は、移動窓を使用して各新しい拍動を用いて更新することができる。ベースラインレベルの特性は、ＰＳを引き起こす心拍動（「ＰＳ拍動」）とＰＳを引き起こさない心拍動（「ＮｏＰＳ拍動」）の間で区別するのを補助するために拍動特性と比較することができる。例えば、２０の拍動の移動窓を使用して、更新ベースラインレベルを決定することができる。図示の手順では、ベースライン検出窓からのサンプル信号データは、その後の心臓周期のために格納され（８５２）、ピーク間振幅は、新しいサンプルに対して決定される（８５３）。
【００３７】
一部の実施形態において、拍動は、拍動がベースラインレベルを反映していない最小レベルのノイズを有することを示す一定の判断基準を拍動が満足させる場合に、移動窓にのみ含まれる。拍動振幅は、ピーク間値に含まれることが必要な場合がある。例えば、以下の式：ベースラインレベルのピーク間＝最大値（（平均値＋２*ＳＤ）−（平均値−２*ＳＤ））を使用して、拍動に対する許容ピーク間値を定めることができ、式中、各時間点に対して待ち行列に全ての有効サンプルについて平均値及び標準偏差（ＳＤ）を取る。様々な実施形態は、ベースラインレベルの変化を正確には反映しない場合がある異常値拍動を除去しながら、ベースラインレベルを動的に調節し、ベースラインふらつきを補正するように手順を提供することができる。図示の手順では、除去すべき異常値拍動としてノイズの多い拍動を識別する処理を８５４において実施することができる。例えば、移動窓を反映している拍動のピーク間振幅対待ち行列のピーク間振幅の比率を決定し、８５５においてノイズ比と比較することができる。比率がノイズ比よりも大きい場合に、拍動は、ノイズの多い拍動として分類され（８５６）、ノイズの多い拍動は、ベースラインレベルを決定するのには無視しなければならない。
【００３８】
ベースラインレベル決定手順は、独立型機能として、又はＰＳ閾値又は存在の試験と共に使用することができる。例えば、ベースライン決定手順は、ＰＳの存在を検出する試験において実施することができ、ベースライン決定手順は、ＰＳ閾値（例えば、ＰＳ拍動であるペーシングベクトルに対する最低ペーシング電圧）を検出する試験において実施することができる。ベースライン検出窓は、心臓成分又はＰＳ成分のない期間中に定められるので、ベースライン検出窓は、その後の拍動においてＰＳの有無に関係なく決定することができる。
【００３９】
様々な実施形態は、コンテクスト情報を使用してベースラインレベル決定処理を実施し、ベースラインレベルを動的に調節する時を決定する。例えば、活動又は姿勢センサのようなコンテクストセンサを使用して、ベースラインレベル決定処理をトリガすることができる。一部の実施形態は、スケジュールによりベースラインレベル決定処理をトリガすることができ、スケジュールは、定期的に又は間欠的に処理をトリガするようにプログラムされたスケジュールとすることができる。一部の実施形態は、患者又は臨床医から受信した命令に基づいてベースライン決定処理をトリガすることができる。
【００４０】
一部の実施形態は、攻撃及び／又は減衰機能を含み、干渉又はノイズに対する感度を調節する。攻撃及び／又は減衰機能は、プログラマブルにすることができる。攻撃及び減衰は、自動利得制御（ＡＧＣ）システムに実施される機能である。ＡＧＣシステムは、出力レベルを使用して入力信号レベルに対する利得を適正に調節する適応システムである。攻撃及び減衰設定は、いかに速くシステムが変化信号入力レベルに応答するかを決定する。攻撃は、入力レベルが「正常」から離れる時にいかに迅速に利得を調節するかを示し、減衰は、入力信号が「正常」に戻る時にいかに迅速に利得が戻るかを示している。従って、攻撃及び減衰設定は、いかに迅速にデバイスが入力信号のノイズを含む変化に応答するかを決定する。
【００４１】
図９は、例えば、センサベースの信号のベースラインレベルを決定するのに使用される移動窓に対して新しい拍動からサンプルを追加するための手順の実施形態を示している。一部の実施形態は、拍動サンプルが上限又は下限を超えている場合に、ベースラインオフセットを補正することができる（９５７）。例えば、拍動サンプルは、９５８において待ち行列の上限及び下限と比較することができる。拍動サンプルが限界を超えている場合に、手順は、拍動サンプルを手順によって使用してベースラインレベルを動的に調節する前に、拍動サンプルが待ち行列の上限及び下限内にあるように９５９において拍動サンプルを調節することができる。
【００４２】
一部の実施形態は、移動窓において使用されないように異常値データ点を除去してベースラインレベルを決定することができる（９６０）。データ点が待ち行列のデータ点からの統計的異常値であると決定される場合（９６１）、異常値データ点は、ベースラインレベルを動的に調節するように手順に使用されないように除去することができる（９６２）。９６３において、新しい拍動サンプルを待ち行列に加えて、最も古い拍動サンプルを待ち行列から除去する。更新された待ち行列の統計値は、９６４において計算される。これは、平均及び標準偏差の全体の累積を伴う場合がある。ベースラインレベル特性は、９６５において計算することができる。これは、ピーク間振幅、並びにベースラインレベル信号の上限及び下限の決定を伴う場合がある。
【００４３】
図１０は、例えば、ベースラインレベルを使用してＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を示している。１０６６において、ベースラインノイズ特性は、上述の手順を使用して決定することができる。指定された時間の窓の間にＰＳを引き起こす場合もあり又は引き起こさない場合もある拍動信号を解析して、指定された窓の間で信号の特性を測定する（１０６７）。拍動信号に対するこの時間の窓は、ベースラインレベルを検出するのに使用する窓とは異なるタイミング窓である。拍動信号に対するこの時間の窓は、典型的には、ＰＳが存在する場合にＰＳ情報を含むと考えられるペース後の時間に及んでいる。１０６８において、拍動信号の特性は、ベースラインレベル信号と比較される。拍動は、拍動信号の特性がベースライン信号と有意に異なる場合にＰＳ拍動として分類され（１０６９）、拍動信号の特性がベースライン信号とあまり異ならない場合にＮｏＰＳ拍動として分類される（１０７０）。例えば、拍動信号のピーク間振幅は、ベースラインレベルのピーク間振幅と比較され、拍動信号をＰＳ拍動と識別するほど十分大きい差があるかを決定することができる。図１１は、ピーク間振幅がベースラインレベルに近いＮｏＰＳ拍動と、ピーク間振幅がベースラインレベルよりも有意に大きいＰＳ拍動との間で区別するのにベースラインのピーク間振幅を使用することができる方法を示すサンプル拍動のピーク間振幅のプロットである。
【００４４】
この手順は、外来又は臨床使用において実施することができる。手順は、標準ＰＳ検出器で又はＰＳ閾値試験と共に実施することができる。ＰＳ閾値試験は、独立型ステップアップ及び／又はステップダウン試験として単独に実施することができ、又はペーシング閾値及びＰＳ閾値の両方を同じ試験手順中に決定するようにペーシング閾値試験（例えば、ＬＶ閾値）と共に実施することができる。
【００４５】
感知生理学的信号を解析してペース誘起横隔神経刺激を検出する方法の例において、本方法は、サンプル信号を提供するように複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングする段階と、サンプル信号使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算する段階と、感知生理学的信号及び計算された基礎レベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階とを含むことができる。感知生理学的信号をサンプリングする段階は、サンプル信号において心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、ペース時間を使用して又は心臓周期の各々を有する感知内因性拍動（例えば、ＲＶタイミング及びＬＶオフセット）を使用して定められた時間窓中に信号のサンプリングをサンプリングする段階を含むことができる。ベースラインレベルを計算する段階は、ベースラインレベルを計算するように、待ち行列に格納されたサンプル信号を使用する段階を含むことができる。感知生理学的信号をその後の心臓周期中にサンプリングして、その後のサンプル信号を提供することができ、ベースラインレベルは、その後のサンプル信号を使用して生理学的信号に対して動的に調節することができる。感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階は、感知生理学的信号内の拍動信号がペース時間を使用して定められた時間の定められた窓内にある拍動信号をモニタする段階と、拍動信号の特性を識別する段階と、拍動信号の特性をベースラインと比較する段階と、拍動信号が比較に基づいてＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であるかを決定する段階とを含むことができる。ＰＳ拍動は、ペース誘起横隔神経刺激応答を含むと決定され、ＮｏＰＳ拍動は、ペース誘起横隔神経刺激応答を含まないと決定される。ベースラインレベル決定処理は、スケジュール又は感知コンテクスト又は患者開始又は臨床医開始命令によりトリガすることができる。ベースラインレベル決定処理は、サンプル信号において心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングする段階と、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算する段階とを含むことができる。
【００４６】
一部の方法の例は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階と、感知生理学的信号に対してベースラインレベルを識別するようにベースラインレベル決定処理を実施する段階と、感知生理学的信号及び計算したベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階とを含むことができる。ペース誘起横隔神経刺激を検出する段階は、サンプル信号を提供するように複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングする段階と、サンプル信号を使用して生理学的信号に対するベースラインレベルを計算する段階とを含むことができる。感知生理学的信号をサンプリングする段階は、サンプル信号において心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングする段階を含むことができる。
【００４７】
感知生理学的信号を解析し、ペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成された横隔神経刺激検出器の例において、横隔神経刺激検出器は、複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングしてサンプル信号を提供し、サンプル信号を使用して生理学的信号に対してベースラインレベルを計算し、かつ感知生理学的信号及び計算したベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成することができる。心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングし、サンプル信号において心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避することができる。横隔神経刺激検出器は、サンプル信号の待ち行列を格納するためのメモリを含むことができ、待ち行列内のサンプル信号を格納し、待ち行列に格納されたサンプル信号を使用してベースラインレベルを計算するように構成することができる。感知生理学的信号は、その後の心臓周期中にサンプリングされ、その後のサンプル信号を待ち行列の中に移動することができる。横隔神経刺激検出器は、待ち行列内のその後のサンプル信号を使用して生理学的信号に対してベースラインレベルを動的に調節することができる。
【００４８】
システム実施形態は、心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、感知生理学的信号を解析してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成された横隔神経刺激検出器とを含むことができる。システムは、心臓パルス発生器と、センサと、横隔神経検出器とを含む少なくとも１つの埋込可能医療デバイスを含むことができる。システムは、少なくとも１つの埋込可能医療デバイスと少なくとも１つの外部デバイスとを含むことができ、埋込可能医療デバイスは、心臓パルス発生器を含み、外部デバイスは、横隔神経刺激検出器を含む。
【００４９】
ＰＳ検出
様々な実施形態は、ＰＳを検出するクラスター化及び相関技術、ＰＳを検出するための特徴ベースの技術、及びこれらの組合せを含むＰＳ検出技術を使用することができる。
【００５０】
クラスター化及び相関を使用するＰＳ検出
本発明の主題の一部の実施形態は、加速度計信号のようなペースゲート式センサベースの信号間の相関関係のレベルに基づいてＰＳの存在を検出するように構成することができる。用語「ペースゲート式」は、例えば、ＬＶペースのような心臓ペースに対応する時間の窓中に信号が発生することを示している。拍動のクラスター（Ｎ拍動よりも多い）は、類似の相関関係を有すると見出すことができる場合に、これらの拍動は、ＰＳとしてラベル付けすることができる。一部の実施形態により、横隔神経刺激（ＰＳ）の存在は、例えば、加速度計信号のようなペースゲート式センサベースの信号の間の相関関係のレベルに基づいて決定される。例えば、相関係数は、感知信号及びテンプレートに対して計算することができる。例示的にかつ限定ではなく、相関アルゴリズムは、「ピアソン」線形相関及び相関係数（正規化共分散関数）を使用することができる。拍動のクラスター（例えば、Ｎ拍動よりも多い）は、類似の相関関係を有すると見出すことができ、これらの拍動は、ＰＳとしてラベル付けすることができる。
【００５１】
システム及びデバイスは、手順をトリガして、様々なトリガを使用して拍動を分類するように構成することができる。例えば、システム又はデバイスは、臨床において又は外来患者によって命令されて手順を始め、拍動を分類することができる。ＰＳセンサ信号の特性は、手順をトリガすることができる。例えば、信号の振幅が所定値よりも大きい場合に、システム又はデバイスをトリガして拍動を分類することができる。一部の実施形態は、外来環境において拍動を連続的に分類することができる。拍動分類は、ペース閾値試験によってトリガすることができる。手順をトリガする時に、テンプレートライブラリが、ペースに対するＸＬセンサ信号応答に基づいて生成される。加速度計信号を読むと、その信号は、拍動がライブラリの前の拍動テンプレートに適合するかしないかを決定することができる。この適合性決定は、現在の拍動とテンプレートの間の相関関係に基づいている。拍動が既にライブラリに格納されたどのテンプレートにも適合せず、依然としてより多くのテンプレートを格納するスペースがある場合に、現在の拍動のテンプレートをライブラリに追加する。拍動が既に格納されたテンプレートに適合しない場合に、そのテンプレートの集計が１つ増加され、テンプレートは、任意的に、最新の拍動情報で更新される。集計が何らかの閾値を超えた状態で、それに適合するテンプレート及び全ての拍動（過去及び将来）は、ＰＳとしてラベル付けされる。これに加えて、アルゴリズムはまた、心拍動がＰＳ（「ＰＳ拍動」）を引き起こしたか否か、又はいずれかのテンプレートを用いたいずれかの時点でＰＳ（「ＮｏＰＳ拍動」）を引き起こさなかったか否かを評価することができる。
【００５２】
ＰＳテンプレートは、上述のライブラリ方法によって発生させるテンプレートとすることができ、又はそれは、医師の入力、患者の入力、母集団ベース事前プログラムテンプレート、又は他の手段によって提供することができる。センサベースの信号は、ペースの回りのある一定の窓内で解析され、次に、ＰＳテンプレートと相関させることができる。相関関係が高い場合に、現在の拍動は、ＰＳ拍動としてラベル付けすることができる。相関関係が高くない場合に、現在の拍動は、ＮｏＰＳ拍動としてラベル付けすることができる。
【００５３】
ＰＳ検出器は、センサベースの信号を使用してＰＳがいつ起こるかを決定する。センサベースの信号の例は、加速度計信号である。しかし、ＰＳを検出するための相関処理は、加速度計ベースではない他のＰＳ検出器に実施することができる。例えば、インピーダンス、筋活動、呼吸、神経活動などのようなＰＳセンサ信号は、ペースの回りのある一定の窓内で解析され、ＰＳテンプレートと相関され、ペースがＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であるかを決定することができる。
【００５４】
この手順は、外来又は臨床使用において実施することができる。手順は、独立型ＰＳ検出器において又はＰＳ閾値試験と共に実施することができる。ＰＳ閾値試験は、独立型ステップアップ及び／又はステップダウン試験として単独に実施することができ、又はペーシング閾値及びＰＳ閾値の両方を同じ試験手順中に決定するようにペーシング閾値試験（例えば、ＬＶ閾値）と共に実施することができる。ペースの電圧又はパルス幅を調節して、心筋組織を捕捉する望ましいＮｏＰＳペースを提供することができる。
【００５５】
感知窓は、ペース時間に対して定めることができる。例えば、ＰＳを引き起こすＬＶペーシングを考える場合に、感知窓は、ＬＶペース時間に対して又はＲＶペース時間プラスＬＶオフセットに対して定めることができる。例示的にかつ限定ではなく、窓は、約２０ｍｓ〜１００ｍｓになるように定めることができ、又はＬＶペース後約４０ｍｓ〜７０ｍｓになるように定めることができる。他の範囲を使用することができる。このような窓は、心音又は他の感知信号のノイズを回避するのを補助する。
【００５６】
様々な実施形態により、感知窓内のＰＳセンサ信号の全てのデータ点、又はある一定のデータ点、又は選択機能は、テンプレート信号に相関させることができる。感知窓内の信号又は信号の一部分が、ライブラリのＰＳテンプレートとの相関関係のある一定の程度を超える場合に（例えば、＞０．９）、ＰＳ拍動を示す「適合」を断定することができる。
【００５７】
ライブラリ内のテンプレートは、一部の実施形態によって調節することができる。例えば、テンプレートは、その拍動タイプに割り当てられた全ての拍動の平均（重み付け、移動、その他）によって調節することができる。拍動に対する信号の振幅又は他の特徴は、新しいテンプレートをライブラリに追加する前にその特徴の判断基準と比較することができる。これに加えて、１次導関数、多次導関数、又は積分のような処理信号の特徴は、特徴に対する判断基準と比較することができる。
【００５８】
拍動テンプレートライブラリは、時間と共に格納された限定された数のテンプレートを使用して構成することができる。最大ストレージに達した状態で、最小適合（すなわち、最低集計）を有するテンプレートは、ライブラリから外される。ライブラリのテンプレートに対する各拍動の相関関係を評価する。定められた相関閾値を使用して、拍動がテンプレートに適合する時を識別することができる。拍動がテンプレートに適合する度に、そのテンプレートに対する拍動適合の集計は増加する。定められた数の適合が見出された状態で、それに適合するテンプレート及び全ての拍動は、ＰＳ拍動と断定される。
【００５９】
図１２は、一例としてＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのに使用することができるＰＳテンプレートのライブラリを開発するための手順の実施形態を示している。１２７１において、加速度計信号のようなセンサベースの信号は、ペースに対して定められた時間の窓内で感知され、これは、感知信号がペーシング拍動に対応することを示すように、本明細書では感知「拍動信号」と呼ばれる。感知拍動信号が１２７２において示すようにライブラリの第１である場合に、現在の拍動信号は、ライブラリ内にテンプレートとして格納され、新しい拍動タイプのラベルで識別される（１２７３）。手順は、定められた拍動タイプとして分類されている拍動信号の数を追跡し、この数を使用してテンプレートをライブラリにまとめる。１２７３において現在の拍動信号を拍動タイプのテンプレートとして格納した後に、拍動タイプに割り当てられた拍動の数の集計は、１２７４において増加し、処理は、１２７５において次のペーシング拍動（例えば、ＬＶペース）を解析し続ける。１２７２において示すように感知拍動信号がライブラリの第１のものでない場合に、手順は、拍動信号を解析して、拍動信号がライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する（１２７６）。拍動信号が既存の拍動タイプのテンプレートに適合しない場合に、現在の拍動信号は、１２７０において表されるように、ライブラリのテンプレートの数の限界に達していないと仮定すると、新しい拍動タイプのラベルでテンプレートとして格納され（１２７３）、その拍動タイプのテンプレートの集計は、１２７４において増加する。テンプレートの数の限界に達している場合に、現在の拍動信号が拍動タイプのテンプレートとして格納される前に、ある拍動タイプのテンプレートが１２７８においてライブラリから除去される。テンプレートを除去するための判断基準は、そのテンプレートに適合する拍動信号の最低の集計を有するテンプレートに基づいて、又は最低振幅に基づいて、又はその組合せに基づくことができる。他の判断基準を、拍動タイプのテンプレートをライブラリから除外するために使用することができる。拍動信号がライブラリの既存のテンプレートに適合する場合（１２７６）、拍動信号は、拍動タイプのテンプレートに対する適合として識別され（１２７７）、拍動タイプに割り当てられた拍動の数の集計は、１２７８において増加する。一部の実施形態は、１２７９において表すように現在の拍動信号を使用して拍動タイプのテンプレートを更に調節し、その特殊な拍動タイプのテンプレートに適合するように拍動信号を分類するのに使用することができる信号特性を更に微調節することができる。拍動タイプのテンプレートの集計が定められた閾値に達した後に（１２８０）、その拍動タイプのテンプレートは、ＰＳテンプレートとして識別され（１２８１）、ＰＳテンプレートとして保存される（１２８２）。処理は、１つのＰＳテンプレートで停止することができ、又はＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動を区別するのに使用するためにライブラリのストレージに対してより多くのＰＳテンプレートを作成し続けることができる。
【００６０】
図１３は、ＰＳテンプレートを使用してＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を一例として示している。ＰＳテンプレートは、図１２に示す手順に類似する手順を使用して決定することができ、又は他の手法を使用して提供することができる。例えば、テンプレートは、相関ライブラリ、ＰＳ閾値試験、形態学的決定、医師の入力、又は患者の入力によって提供することができる。テンプレートは、患者特定とすることができ又は母集団ベース事前プログラムテンプレートとすることができる。ＰＳ検出に使用するセンサベースの信号は、ペーシング事象に対して定められた窓内で感知される（１３８４）。この感知信号は、拍動信号と呼ぶことができる。拍動信号がＰＳテンプレートに適合すると決定される場合（１３８５）、拍動信号はＰＳと識別され（１３８６）、システムは、ＰＳの存在を断定することができる（１３８７）。一部の実施形態は、１３８８において表すように、現在の拍動信号を使用してＰＳテンプレートを更に調節し、ＰＳとして拍動信号を分類するのに使用することができる信号特性を更に微調節することができる。拍動信号がＰＳテンプレートに適合しないと決定する場合（１３８５）、拍動信号は、ＮｏＰＳ拍動として識別され（１３８９）、システムは、ＰＳがないと断定することができる（１３９０）。拍動信号がＰＳテンプレートに適合するか否かの決定は、拍動信号がＰＳであるという高い信頼性がある場合のみＰＳを断定するような信頼因子を有する場合がある。同じく信頼因子を使用して、単なるＰＳ拍動カテゴリ又はＮｏＰＳカテゴリ以上のものを生成することができる。例えば、「不確かな」カテゴリを使用することができる。
【００６１】
図１４は、拍動タイプのカテゴリに対する拍動信号のプロットと、拍動タイプのカテゴリの数及びそのカテゴリに集計された拍動の数をプロットする対応するヒストグラムとを示している。図は、本発明の主題が高信頼度でＰＳを識別することができることを示している。
【００６２】
特徴ベースのＰＳ検出
本発明の主題の一部の実施形態は、収集したセンサベースの信号の形態学的特徴に基づいて横隔神経刺激の存在及び閾値を検出するように構成することができ、ＰＳ検出器がＰＳセンサから生信号のＰＳを自動的にかつ正確に識別することを可能にする。この手順は、ＰＳ閾値試験で又はＰＳの存在を検出するための試験に使用することができる。この手順は、外来又は臨床使用において実施することができる。その手順は、独立型ＰＳ検出器で又はＰＳ閾値試験と共に実施することができる。ＰＳ閾値試験は、独立型ステップアップ／ステップダウン試験として単独に実施することができ、又はペーシング閾値及びＰＳ閾値の両方を同じ試験手順中に決定するようにペーシング閾値試験（例えば、ＬＶ閾値）と共に実施することができる。ペースの電圧又はパルス幅を調節して、心筋組織を捕捉する望ましいＮｏＰＳペースを提供することができる。システム及びデバイスは、手順をトリガし、様々なトリガを使用して拍動を分類するように構成することができる。例えば、システム又はデバイスは、臨床において又は外来患者によって命令され、拍動を分類するように手順を始めることができる。ＰＳセンサ信号の特性は、手順をトリガすることができる。例えば、信号の振幅が所定値よりも大きい場合に、システム又はデバイスをトリガして拍動を分類することができる。一部の実施形態は、外来環境において連続的に拍動を分類する。拍動分類は、ペーシング閾値試験でトリガすることができる。
【００６３】
ピークタイミング及び振幅、並びにピーク間振幅のようなある一定の形態学的パラメータを使用して、ＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動として拍動を分類する。特徴は、ペースの直後に観察されたＰＳセンサ信号（例えば、加速度計信号）から生じる場合がある。特徴を比較して、得点は、各拍動に割り当てるためにある一定の独立した重みベース判断基準と比較することができる。特徴は、ＰＳ又はＮｏＰＳ拍動を示すための特徴の傾向に応じて正又は負の重みを有することができる。拍動の得点を定められた閾値と比較して、ＰＳ又はＮｏＰＳ拍動として拍動を分類する。特徴の得点化の代わりに又はこれに加えて、特徴は、決定ツリーを使用して比較して総合得点を提供することができる。得点アルゴリズム及び決定ツリーの両方を使用することにより、手順は、例えば、高振幅の理由でＰＳ拍動として迅速に識別することができるそれらの拍動を迅速に決定することができる。手順は、より低い振幅のＰＳ拍動の分類を改善し、その信頼を強化することができる。最終拍動分類に対する信頼レベルを出すことができる。
【００６４】
特徴ベースＰＳ検出に使用することができる形態学的特徴の例は、以下に限定されるものではないが、ピークタイミング及び振幅、ピーク間振幅、ピークに向けた及びピークからの勾配、以前の及び次の極値のタイミング及び振幅、曲線下面積、信号周波数成分、及び特異点を含む。
【００６５】
ＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動決定により、決定の信頼レベルを決定して提供することができる。例えば、拍動得点が得点閾値よりも遥かに大きい場合に、高信頼インジケータが決定によって提供される可能性がある。しかし、拍動得点が得点閾値に近い場合に、低信頼インジケータが決定によって提供される可能性がある。信頼レベルはまた、両アルゴリズムを使用して決定され、ＰＳを別々に分類することができ、分類は、両アルゴリズムが適合する場合に高信頼インジケータを含み、及び／又は分類は、アルゴリズムが互いに適合しない場合に低信頼インジケータを含む。
【００６６】
図１５は、ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴を使用するための手順の実施形態を一例として示している。図示の実施形態において、例えば、感知信号をフィルタ処理することができる（１５９２）。ベースライン信号レベルを使用して（１５９３）、区別手順からノイズの多い拍動を識別して除去することができる（１５９４）。残りの拍動信号は、１５９５においてＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動として分類することができる。例えば、１５９６において図示のように、拍動信号を解析し、拍動信号の特定の特徴を特徴付けするのに使用することができる形態学的パラメータを識別し、次に、その特徴を使用して拍動信号を分類することができ（１５９７）、重みベース得点方法、又は決定ツリー方法、又はその組合せを使用する。
【００６７】
図１６Ａ〜図１６Ｇは、ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのにセンサベースの信号の形態学的特徴として信号ピークを使用するための手順の実施形態を一例として示している。拍動信号は、ペースに対して定められた窓内に感知信号を表している。１６０１において、信号の１次導関数のゼロ交差を使用して、第１の時間の窓１６０９のデータに対して局所的極値を決定することができる。局所的極値を比較して、最大及び最小ピークを識別することができる（１６０２）。１６０３において、最大極値がより小さい時間の窓１６１０において発生するかを決定することができる。最大極値がこのより小さい時間の窓内で発生する場合に、最大極値は、周囲の極値及びピーク間値のような周囲のパラメータ情報と共に、１６０４において示すようにピークとして保存することができる。最大極値がこのより小さい時間の窓内で発生しない場合に、最小極値が１６０５において示すようにその窓内で発生するかを決定することができる。最小極値がより小さい時間の窓内で発生する場合に、最小極値は、周囲の極値及びピーク間（Ｐ２Ｐ）値のような周囲のパラメータ情報と共に１６０６において示すようにピークとして保存することができる。最大極値も最小極値もより小さい時間の窓内にない場合に、拍動信号を解析して拍動信号がノイズの多い拍動であるかを決定することができ（１６０７）、その場合に、拍動を得点化しないと考えられる。拍動信号の特徴は、次に、得点化するために出力することができる（１６０８）。
【００６８】
図１７は、特定の形態学的特徴に対して感知されたパラメータを得点化するための手順の実施形態を一例として示している。図は、拍動信号を解析して、拍動信号をＰＳ又はＮｏＰＳ拍動として分類すべきかを決定する時に、ある一定の特徴を他の特徴よりも重く重み付けすることができることを一般的に示している。図は、図示の例において、より重く重み付けすべきより高い優先特徴と考えられる一部の特徴の複数の「＋」記号を使用する。解析して得点化することができる特徴の例は、定められたタイミング窓内に突出したピークがあるか否か、次に、ピーク間振幅がベースラインレベルと比較して大きいか又はどれくらい大きいか、以前の極値が指定されたタイミング窓内にあるか否か、極値間の勾配が受容可能か否か、かつ極値間の時間が満足するか否かを含む。様々な拍動信号パラメータの様々な判断基準を使用することができる。これに加えて、判断基準をいくつかの方法で重み付けし、次に、ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのに使用することができる拍動信号の総合得点を導出することができる。例えば、拍動は、得点が閾値を超える時にＰＳ拍動としてラベル付けすることができる。判断基準は独立して評価することができ、特定の順序で評価する必要はない。
【００６９】
図１８は、ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するのに拍動信号の形態学的特徴を解析するために決定ツリーを使用するための手順の実施形態を一例として示している。決定ツリーは、イエス又はノーと答えることができる拍動信号に関する一連の質問を提示する。特定の質問に対する答えは、別の質問又は拍動信号（例えば、ＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動）の決定をもたらすことができる。論理的に、決定ツリーの質問は、いくつかの異なる方法で配置され、望ましい区別を得ることができる。同様に、解析パラメータは異なる場合がある。例えば、図１８は、組織化して最大ピークをもたらす上り勾配と最大ピークから離れる下り勾配を解析し、また信号対ノイズ閾値に対してピーク間振幅を解析する。勾配を解析する前に、信号対ノイズ閾値に対してピーク間振幅を解析することができる。更に、解析勾配の代わりに又はこれらに加えて、決定ツリーのいくつかの決定点を使用して極値及び極値間のタイミングを解析することができる。従って、図示の決定ツリーは、決定ツリーを論理的に配置してＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別することができる１つの方法の例に過ぎない。
【００７０】
図１９は、拍動信号の形態学的特徴を解析し、特定の形態学的特徴に対して感知されたパラメータを得点化するために、決定ツリーを両方使用してＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を一例として示している。例えば、決定ツリーの第１の質問を作って、明確にＰＳ拍動である拍動信号を識別することができる（１９０９）。ＰＳ拍動は、比較的処理を少なくして迅速に決定することができる、ＳＮ比に基づいて又は他の判断基準に基づいて明確に識別可能にすることができる。拍動信号を明確にＰＳ拍動と識別できない場合に、拍動信号がＰＳ拍動である可能性が高いかを決定することができる（１９１０）。これはまた、ＳＮ比又は他の判断基準に基づいて決定することができ、比較的処理を少なくして迅速に決定することができる。拍動信号をＰＳ拍動であると決定する可能性が高い場合に、ＰＳ拍動は、別の決定ツリー質問１９１１（例えば、次の勾配が閾値よりも大きいか？）で確認することができる。ＰＳ拍動を１９１１において確認できない場合に、拍動信号の形態学的特徴は、１９１３において得点化することができる。拍動信号が１９１０においてＰＳ拍動である可能性が高いと決定できない場合に、拍動信号は、非自明の拍動信号であり（１９１２）、拍動信号の形態学的特徴は、１９１３において得点化することができる。得点化は、勾配に基づく（１９１４）、極値の間の距離に基づく（１９１５）、及び／又は拍動信号の他の形態学的特徴に基づく得点化のような複数の形態学的特徴の重み付け得点化を使用することができる。
【００７１】
得点化−相関組合せ
本発明の主題の一部の実施形態は、ＰＳセンサ信号とテンプレートの間の相関関係と、特徴得点及び／又は決定ツリーを使用することができるＰＳセンサ信号の形態学的特徴ベース得点との両方を使用する組合せ手法に基づいて横隔神経刺激の存在及び閾値を検出するように構成することができる。トリガされた時に、拍動信号に基づいてテンプレートライブラリを生成することができる。拍動信号が読み取られると、拍動信号がライブラリの以前の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定することができる。この適合性決定は、現在の拍動と拍動テンプレートの間の相関関係に基づいている。拍動が既にライブラリに格納されたいずれのテンプレートにも適合せず、依然としてより多くのテンプレートを格納するスペースがある場合に、現在の拍動のテンプレートを形態学的特徴アルゴリズムで得点化する。この得点は、テンプレートをＰＳ又はＮｏＰＳとして注釈をつけるかを決定する。注釈をつけたテンプレートは、次に、ライブラリに追加されることになる。既に格納されたテンプレートに拍動が適合ない場合に、そのテンプレートの注釈は、現在の拍動がＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であるかを決定することになる。
【００７２】
一部の実施形態において、アルゴリズムはまた、いずれかのテンプレートを用いたいずれかの時点で拍動がＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であるかを評価することができる。テンプレートは、上述のライブラリ方法が生成するテンプレートとすることができ、又はテンプレートは、何らかの他の方法（医師の入力、患者の入力、母集団ベース事前プログラムテンプレート、その他）からとすることができる。一部の実施形態は、拍動信号の特徴の得点化と並行して拍動信号からテンプレートを作成することができる。得点が十分高い場合に、拍動は、迅速にＰＳ拍動としてラベル付けすることができる。得点が低すぎる場合に、拍動は、迅速にＮｏＰＳ拍動としてラベル付けすることができる。しかし、得点が中間のどこかにある場合に、拍動の格納されたＰＳテンプレートとの相関関係を評価して、拍動信号がＰＳテンプレートと相関する場合に拍動信号はＰＳ拍動であると決定し、又は拍動信号がＰＳテンプレートと相関しない場合に拍動信号はＮｏＰＳ拍動であると決定することができる。従って、拍動信号を迅速に分類する得点化方法の使用により、より少ない拍動信号がテンプレートとの相関を取られ、これは、ＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別する全体処理を低減する。
【００７３】
多くの異なるタイプのＰＳ及びＮｏＰＳテンプレートを作成して格納することができる。様々な実施形態により、テンプレートライブラリを生成してＰＳ拍動テンプレートのみを格納し、又はＮＯＰＳ拍動テンプレートのみを格納し、又はＰＳ拍動テンプレート及びＮｏＰＳ拍動テンプレートの両方を格納することができる。
【００７４】
システム及びデバイスは、手順をトリガし、様々なトリガを使用して拍動を分類するように構成することができる。例えば、システム又はデバイスは、臨床において又は外来患者によって命令されて手順を始め、拍動を分類することができる。ＰＳセンサ信号の特性は、手順をトリガすることができる。例えば、信号の振幅が所定値よりも大きい場合に、システム又はデバイスをトリガして拍動を分類することができる。一部の実施形態は、外来環境において拍動を連続的に分類する。拍動分類は、ペーシング閾値試験によってトリガすることができる。高度テンプレート生成における場合のここでの得点は、形態学的特徴ベースアルゴリズムの出力を意味する一般用語である。得点は、得点化バージョンから生じる得点とすることができ、又はアクセスする３つの枝の数に関連付けられた信頼レベルとすることができる。形態学的特徴ベースアルゴリズムの結果との相関ステップを含むことにより、特徴ベースアルゴリズムは、偽陽性検出又は偽陰性の恐れなくＰＳ拍動に感度がより高くなる可能性がある。
【００７５】
図２０は、相関関係を使用してライブラリにテンプレートを作成し、拍動信号を得点化してＰＳテンプレートとしてラベル付けすることができる拍動タイプのテンプレートを迅速に識別するＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を一例として示している。図２０は、上で詳細に説明した図１２に類似しており、ここで繰り返す必要はない。しかし、図２０と図１２の差は、２０１６、２０１７、及び２０１８に示されている。拍動信号が既存の拍動タイプのテンプレートに適合しない場合に、拍動信号は、拍動タイプのテンプレートのないライブラリに対して新しい拍動信号であるので、又は拍動信号は、ライブラリに格納された拍動タイプのテンプレートに適合しないので、拍動信号の形態学的特徴は、２０１６において格納することができる。得点は、特徴の重み付け得点とすることができる。得点は、２０１７において定められた得点閾値と比較することができる。得点が十分高い場合に、例えば、拍動信号は、高信頼度で２０１８においてＰＳテンプレートとして迅速に分類することができ、拍動信号はＰＳ拍動として分類され、ＰＳ拍動と断定することができる。
【００７６】
図２１は、拍動信号の形態学的特徴を得点化してＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動として一部の拍動信号を迅速に識別し、拍動信号の残りをＰＳテンプレートに相関付けてＰＳ拍動とＮｏＰＳ拍動の間で区別するＰＳ拍動の間で区別するための手順の実施形態を一例として示している。図示の実施形態において、拍動分類手順がトリガされた状態で（２１１９）、手順は、ＰＳテンプレートがシステムに格納されているかを決定することができる（２１２０）。ＰＳテンプレートがシステムに格納されていない場合に、ＰＳテンプレートが取得される（２１２１）。ＰＳテンプレートは、一部の実施形態で生成することができ、又は患者又は医師によって入力することができる。ＰＳテンプレートは、患者特定とすることができ又は患者の母集団に基づくことができる。ＰＳテンプレートが既に格納されている場合に、相関手順に対してＰＳテンプレートを検索する（２１２２）。並行して、ペース後時間の窓内の拍動信号を解析し（２１２３）、拍動信号の形態学的特徴を得点化する（２１２４）。得点を第１の値と比較して（２１２５）、拍動信号が更なる検証を必要としない明確にＰＳ拍動であるかを決定することができ（２１２６）、得点を第２の値と比較して（２１２７）、拍動信号が更なる検証を必要としない明確にＮｏＰＳ拍動であるかを決定することができる（２１２８）。得点化アルゴリズムが拍動信号を明確にＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動のいずれかとして識別できない場合に、拍動信号は、ＰＳテンプレートと相関され（２１２９）、拍動信号がＰＳ拍動（２１３０）又はＮｏＰＳ拍動（２１３１）であるかを決定することができる。
【００７７】
ＰＳ拍動を検出する方法の例において、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、拍動タイプのテンプレートの感知拍動信号に対して拍動信号データを格納する段階を含む拍動タイプのテンプレートのライブラリを構築する段階と、ＰＳ拍動を検出するのにＰＳテンプレートを使用する段階とを含むことができる。拍動信号データを格納する段階は、現在解析している拍動信号に対する拍動信号データが、ライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する段階と、適合しない場合に新しい拍動タイプのテンプレートを作成する段階、又は適合する場合に拍動タイプのテンプレートの集計を増大させる段階と、拍動タイプのテンプレートのうちの１つに対する集計が定められた閾値に達する時に、拍動タイプのテンプレートのうちの１つがＰＳテンプレートであると断定する段階とを含むことができる。
【００７８】
ＰＳ拍動を検出する方法の例において、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、感知拍動信号に対して形態学的特徴を識別する段階と、感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するのに識別された形態学的特徴を使用する段階とを含むことができる。感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するのに識別された形態学的特徴を使用する段階は、識別された形態学的特徴を解析するのに識別された形態学的特徴の重みベース得点化を使用する段階を含むことができる。感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するのに識別された形態学的特徴を使用する段階は、識別された形態学的特徴を解析するのに決定ツリーを使用する段階を含むことができる。
【００７９】
ＰＳ拍動を検出する方法の例において、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、拍動タイプのテンプレートの感知拍動信号に対して拍動信号データを格納する段階を含む拍動タイプのテンプレートのライブラリを構築する段階とを含むことができる。拍動信号データを格納する段階は、現在解析している拍動信号に対する拍動信号データが、ライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する段階と、感知拍動信号に対して拍動信号データを格納する段階と、既存の拍動タイプのテンプレートに適合しない場合及び得点が好ましくは得点に対して定められた閾値と比較する場合に、拍動信号データから得点発生型ＰＳテンプレートを作成する段階と、適合がなく、かつ得点が得点に対して定められた閾値と都合良く比較されない場合に、新しい拍動タイプのテンプレートを作成する段階と、適合する場合に拍動タイプのテンプレートの集計を増大させ、集計が定められた集計閾値に達する時に拍動タイプのテンプレートがクラスター化発生型ＰＳテンプレートであると断定する段階とを含むことができる。本方法は、得点発生型ＰＳテンプレート又はクラスター化発生型ＰＳテンプレートを使用してＰＳ拍動を検出する段階を更に含むことができる。
【００８０】
ＰＳ拍動を検出する方法の例において、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、感知拍動信号の形態学的特徴を格納する段階と、高信頼度でＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号と高信頼度でＮｏＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号とを識別するために得点を使用する段階と、高信頼度でＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動のいずれかとして断定できない感知拍動をＰＳテンプレートに相関付ける段階と、ＰＳテンプレートと相関する感知拍動がＰＳ拍動であると断定する段階とを含むことができる。
【００８１】
一例において、システムは、心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激が電気心臓ペース信号によって誘起された横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、感知生理学的信号を解析してＰＳ拍動が横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであるＰＳ拍動を検出するように構成された横隔神経刺激検出器とを含む。横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付けてＰＳ拍動を検出するように構成することができ、又は感知拍動信号の形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成することができ、又は両方が感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付けて、感知拍動信号の形態学的特徴を解析する組合せを使用してＰＳ拍動を検出するように構成することができる。
【００８２】
ＰＳ刺激閾値決定
本発明の主題の一部の実施形態は、ステップアップ試験又はステップダウン試験又はステップアップ又はステップダウン試験の組合せを使用して横隔神経刺激（ＰＳ）の存在及び閾値を検出するように構成することができる。ＰＳ閾値は、単独で又はスペーストラップ閾値試験（例えば、ＬＶ閾値試験）と共に決定することができる。ＬＶ閾値試験は、多くの場合に、最初は高エネルギペースを使用して心筋の捕捉を確認し、ペーシングエネルギをステップダウンし、依然として心臓をペーシングする最低ペーシングエネルギレベルを決定するステップダウン試験である。ＰＳ閾値試験は、ペーシング振幅又はパルス幅のいずれかを調節してＰＳ閾値を決定することができる。ペーシング出力レベルは、ペースの振幅及び／又はペースのパルス幅に基づくことができるペーシングエネルギレベルを意味する。更に、ＰＳ閾値は、ステップアップ及びステップダウン試験の組合せを使用して決定することができる。段階サイズを予め定めることができ、又は試験中の観察結果に基づいて動的に調節することができる。
【００８３】
ステップアップ試験では、ペーシング電圧は、いくつかの拍動にわたって又は高応答振幅でＰＳが観察されるまで予め決定された間隔だけ増加させることができる。ＰＳが検出されたという高い信頼度がない場合に、ＰＳ確認ステップを行うことができる。ペーシング出力は、横隔神経を刺激する可能性を増大させるいくつかの心臓周期に対して増加し、同じＰＳ特性が観察されるかを決定することができる。これに代えて又はそれに加えて、ペーシング出力を低下させて比較のためにＮｏＰＳ拍動の特性を決定することができる。
【００８４】
ステップダウン試験では、ペーシング電圧は、いくつかの拍動にわたってＰＳがもはや観察されなくなるまで予め決定された間隔だけ低下させることができる。これに代えて、ペーシング出力低下は、ＰＳ応答の振幅に基づいて適応的に調節することができる。例えば、より大きいペーシング出力低下は、大きいＰＳ振幅及び高ＰＳ周波数を観察する時に使用することができる。
【００８５】
一部の実施形態により、ペーシングパラメータを患者のＰＳ応答に基づいて試験中に適応的に調節し、ＰＳ閾値を迅速にかつ正確に測定する。例えば、一部の実施形態は、ペーシング振幅出力、又はパルス幅出力、又はある一定のレベルでのペースの数、又はその組合せを調節する。従って、試験を実行して、ＰＳを回避する心筋ペースの適切な特性（例えば、適切な振幅及び／又はパルス幅）を決定することができる。
【００８６】
ペーシング出力は、ＰＳ応答に基づいて適応的に調節することができる。より大きいペーシング出力の低下は、より高いＰＳ振幅対ベースライン比又はより高い周波数を観察する時に使用することができる。複数のステップからのＰＳ振幅を観察する時に、線形又は多項式又は他の関数をＰＳ応答にわたって適合させ、その後にペーシング出力を調節することができる。ステップアップ処理は、ＰＳ応答が出力調節後に消失すると開始することができる。
【００８７】
図２２は、ＰＳ閾値を決定するためのステップアップ手順の実施形態を一例として示している。図示の手順は、ＰＳ閾値を決定するための独立型処理として又はＬＶステップアップ閾値試験と共に使用することができる。独立型試験として使用する時に、手順はより粗いステップを使用することができる。ＬＶステップアップ閾値試験に使用する時に、より細かいステップ間隔を使用して、複数の連続的レベルからの拍動信号を使用することができる。
【００８８】
図示のステップアップ手順は、比較的低ペーシング出力で開始することができ（２２３２）、定められた数のペースをペーシングレベルで送出する（２２３３）。拍動信号を解析して、ＰＳ拍動がペーシングレベルで観察されたかを決定する（２２３４）。ＰＳ拍動が観察されなかった場合に、ペーシング出力は、より高いペーシング出力レベルまで増大させる（２２３５）。ＰＳ拍動が観察された場合に、観察されたＰＳ拍動又はこれらの特性は、２２３６において１つ又はそれよりも多くの閾値と比較することができる。例えば、そのレベルで観察されたＰＳ拍動の数は、閾値数と比較することができる。別の例において、観察されたＰＳ拍動対ベースラインレベルの振幅の比率は、閾値と比較することができる。ペーシングレベルは、比較に基づいてＰＳ閾値と断定することができ（２２３７）、又は更に別のＰＳ確認を実施することができる（２２３８）。１つ又は複数の閾値は、医師の選択に基づいて設定することができる。更に、手順は、試験を臨床環境に実施するか又は外来環境に実施するかに応じて異なる場合がある。例えば、臨床環境は、ＰＳ確認の必要がない場合がある。
【００８９】
図２３は、ペーシング出力レベルを増大させることによってＰＳ閾値を確認するための手順の実施形態を一例として示している。一部の拍動信号が、図２２からのペーシングレベルに対してＰＳ拍動であるように見える場合に、図示の手順は、同じペーシングレベルで追加のペースを送出する（２３３９）。ＰＳ拍動を観察した場合に、観察されたＰＳ拍動又はこれらの特性は、２３４０において１つ又はそれよりも多くの閾値と比較することができる。例えば、ペーシング出力レベルで観察されたＰＳ拍動の数は、図２２の２２３６において使用した閾値とは異なる別の閾値数と比較することができる。別の例において、観察されたＰＳ拍動対ベースラインレベルの振幅の比率は、図２２の２２３６において使用した閾値とは異なる別の閾値と比較することができる。比較が順調である場合に、ペーシングレベルは、ＰＳ閾値と断定することができ、試験を停止することができる（２３４１）。そうでなければ、手順は、ペーシング出力レベルを増大させ、追加の数のペースを送出する（２３４２）。ペーシング出力の増大は、観察されたＰＳ拍動の周波数及び／又は振幅に依存する場合がある。例えば、増加の間隔は、より大きいＰＳ拍動振幅に対しては少なくなる場合があり、又はより多くのＰＳ拍動が現在のペーシング出力レベルとして観察された場合はＰＳ閾値に近い。より粗いステップを使用することができる。一部の実施形態は、固定間隔を使用してペーシング出力レベルを調節することができる。ＰＳ拍動を観察しない場合（２３４３）、ステップアップ試験は、図示の実施形態の２３４４において継続される。ＰＳ拍動を観察する場合（２３４３）、観察されたＰＳ拍動又はこれらの特性は、２３４５において１つ又はそれよりも多くの閾値と比較することができる。例えば、そのレベルで観察されたＰＳ拍動の数は、図２２の２２３６又は２３４０において使用した閾値とは異なる別の閾値数と比較することができる。別の例において、観察されたＰＳ拍動対ベースラインレベルの振幅の比率は、図２２の２２３６又は２３４０において使用した閾値とは異なる別の閾値と比較することができる。比較が２３４５において好ましくない場合に、ペーシン出力グレベルは増大させることができ、確認を繰り返すことができる（２３４６）。比較が２３４５において順調である場合に、一部の実施形態は、確認レベルとＰＳ拍動が類似点に対して最初に観察されたレベルの間の信号特性を更に比較し２３４７、類似点がある場合に以前のレベルをＰＳ閾値と断定することができる（２３４８Ａ）。類似点が２３４７において実施する比較に見出されない場合に、ＰＳ拍動が最初に観察されたレベルと確認レベルの間のレベルまで出力レベルをステップダウンして、更にＰＳ閾値を改良することができ、確認を繰り返すことができる（２３４８Ｂ）。
【００９０】
図２４は、ペーシング出力レベルを低下させることによってＰＳ閾値を確認するための手順の実施形態を一例として示している。一部の拍動信号が、図２２からのペーシングレベルに対してＰＳ拍動であるように見える場合に、図示の手順は、同じペーシングレベルで追加のペースを送出する（２４４９）。ＰＳ拍動を観察した場合に、観察したＰＳ拍動又はその特性は、２４５０において１つ又はそれよりも多くの閾値と比較することができる。例えば、そのレベルで観察されたＰＳ拍動の数は、図２２の２２３６において使用された閾値とは異なる第２の閾値数と比較することができる。別の例において、観察されたＰＳ拍動の振幅対ベースラインレベルの比率は、図２２の２２３６において使用された閾値とは異なる第２の閾値と比較することができる。比較が順調である場合に、ペーシングレベルは、ＰＳ閾値であると断定することができ、試験を停止することができる（２４５１）。比較が順調ではない場合に、定められた数の「空き」ペースは、類似のＰＳ拍動標識が観察されたかを見ようとして２４５２において送出される。ＬＶペーシング出力を０．１Ｖのような非常に低い値まで低下させることにより、又はＲＶペースを送出し、ＲＶ−ＬＶオフセットに基づいて信号を解析することにより、空きペースを送出することができる。類似のＰＳ拍動特性が２４５３において観察されない場合に、そのレベルはＰＳ閾値であると断定することができ、試験は２４５１において停止することができる。「空き」ペースは、依然として同じ心臓成分を提供しなければならず、心臓成分は、意味のある比較を可能にする。空きペースに対するペーシングレベルは、ＬＶ捕捉を有するがＰＳを持たないレベルまで調節することができる。類似のＰＳ拍動特性が２４５３において観察される場合に、図２２のステップアップ試験は、２４５４において示すように継続する。
【００９１】
図２５は、ＰＳ閾値を決定するためのステップダウン手順の実施形態を一例として示している。図示の手順は、ＰＳ閾値を決定するための独立型処理として又はＬＶステップアップ閾値試験と共に使用することができる。独立型試験として使用する時に、手順はより粗いステップを使用することができる。ＬＶステップアップ閾値試験に使用する時に、より細かいステップ間隔を使用して、複数の連続レベルからの拍動信号を使用することができる。
【００９２】
手順は、比較的高いペーシング出力で開始し（２５５５）、定められた数のペースをペーシングレベルで送出する（２５５６）。拍動信号を解析して、ＰＳ拍動がペーシングレベルで観察されたかを決定する（２５５７）。拍動信号の解析は、開示された手順を含むことができる。ＰＳ拍動が観察されなかった場合に、試験を停止することができ、又はステップアップ試験を現在のペーシング出力から開始することができる（２５５８）。ＰＳ拍動が観察された場合に、観察されたＰＳ拍動又はこれらの特性は、２５５９において１つ又はそれよりも多くの閾値と比較することができる。例えば、そのレベルで観察されたＰＳ拍動の数は、閾値数と比較することができる。別の例において、観察されたＰＳ拍動の振幅対ベースラインレベルの比率は、閾値と比較することができる。ペーシングレベルは、比較に基づいてＰＳ閾値であると断定することができる（２５６０）。比較が順調ではない場合に、ペーシング出力は２５６１において低下する可能性があり、試験は２５５６において継続することができる。ペーシング出力低下は、一例としてＰＳ拍動の振幅、ＰＳ拍動の振幅対ベースラインレベルの比率、ＰＳ拍動の周波数、又はこれらの様々な組合せを使用してＰＳ拍動に基づいて適応的に実施することができる。閾値は、医師の選択に基づいて設定することができる。更に、手順は、試験を臨床環境において実施するか又は外来環境において実施するかに応じて異なる場合がある。
【００９３】
方法の例において、本方法は、横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験する段階を含む。ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合に、判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析して、ペーシング出力レベルが、ＰＳ閾値であると断定することができるかを決定することができる。ペーシング出力レベルが、ペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合に、ＰＳ拍動確認手順を実行することができる。ＰＳ拍動確認手順は、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定する段階とを含むことができる。
【００９４】
一例において、システムは、心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、感知生理学的信号を解析してＰＳ拍動検出するように構成された横隔神経刺激検出器と、横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に対して試験するように構成されたコントローラとを含む。コントローラは、ペーシング出力レベルで心臓ペースを送出し、横隔神経刺激検出器を使用してペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出し、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合検出ＰＳ拍動を解析し、かつペーシング出力レベルがペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合にＰＳ拍動確認手順を実行するように心臓パルス発生器を制御するように構成することができる。検出ＰＳ拍動を解析するために、コントローラは、判断基準を使用してペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定することができる。ＰＳ拍動確認手順は、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定する段階とを含むことができる。システムは、心臓パルス発生器と、センサと、横隔神経刺激検出器と、コントローラとを含む少なくとも１つの埋込可能医療デバイスを含むことができる。システムは、少なくとも１つの埋込可能医療デバイス及び少なくとも１つの外部デバイスを含むことができ、埋込可能医療デバイスは、心臓パルス発生器を含み、外部デバイスは、横隔神経刺激検出器を含む。本明細書に示して説明するモジュール及び他の回路は、ソフトウエア、ハードウエア、ファームウエア、及びこれらの組合せを使用して実施することができることを当業者は理解するであろう。
【００９５】
本発明の開示に示す本方法は、本発明の主題の範囲で他の方法を排除するように考えられているものではない。本発明の開示を読んで理解すると、当業者は、本発明の主題の範囲の他の方法を理解するであろう。上記で特定した実施形態及び図示の一部の実施形態は、必ずしも相互に排他的ではない。これらの実施形態又はこれらの一部を組み合わせることができる。様々な実施形態において、本方法は、一連の命令を使用して実施され、これらの命令は、１つ又はそれよりも多くの手順によって実行された時にプロセッサがそれぞれの方法を実行することを可能にする。様々な実施形態において、本方法は、磁気媒体、電子媒体、又は光媒体のようなコンピュータアクセス可能な媒体上に収容された１組の命令として実施される。
【００９６】
様々な実施形態は、横隔神経刺激検出のためのベースラインを決定する。一部の例を以下に提供する。方法は、システムによって実施することができる。
【００９７】
実施例１．
ペース誘起横隔神経刺激が、心臓ペースによって誘起された横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激を検出するように感知生理学的信号を解析する方法であって、本方法は、サンプル信号を提供するように複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングする段階であって、感知生理学的信号をサンプリングする段階が、サンプル信号中の心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、心臓周期の各々有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングする段階を含む上記感知生理学的信号をサンプリングする段階と、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算する段階と、感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階とを含む。
【００９８】
実施例２．
ベースラインレベルを計算する段階が、ベースラインレベルを計算するように待ち行列に格納されたサンプル信号を使用する段階を含む実施例１の本方法であって、本方法は、その後のサンプル信号を提供するようにその後の心臓周期中に感知生理学的信号をサンプリングする段階と、その後のサンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを動的に調節する段階とを更に含む。
【００９９】
実施例３．
感知生理学的信号が加速度計信号を含む実施例１〜２のいずれかによる方法である。
【０１００】
実施例４．
感知生理学的信号が、音響センサ、呼吸センサ、インピーダンスセンサ、横隔神経上の神経センサ、及び横隔膜収縮を示す筋電図信号を感知する電極から構成される１群の信号から選択された信号を含む実施例１〜３のいずれかによる方法である。
【０１０１】
実施例５．
ベースラインレベルを計算する段階が、サンプル信号のピーク間振幅を決定する段階を含む実施例１〜４のいずれかによる方法である。
【０１０２】
実施例６．
時間窓中の信号をサンプリングする段階が、ペース時間前に始まりペース時間後に終る期間にわたって心臓周期中に信号をサンプリングする段階を含む実施例１〜５のいずれかによる方法である。
【０１０３】
実施例７．
期間にわたって心臓周期中に信号をサンプリングする段階が、左心室（ＬＶ）ペース時間前約１００ｍｓに始まり、ＬＶペース時間後約１０ｍｓに終る信号をサンプリングする段階を含む実施例１〜６の方法である。
【０１０４】
実施例８．
ノイズサンプル信号を識別する段階と、ノイズサンプル信号をベースラインレベル計算から除去する段階とを更に含む実施例１〜７のいずれかによる方法である。
【０１０５】
実施例９．
サンプル信号が上限又は下限を超えてオフセットされるかを決定する段階と、オフセットを補正するようにサンプル信号を調節する段階とを更に含む実施例１〜８のいずれかによる方法である。
【０１０６】
実施例１０．
統計解析を使用して異常値サンプル信号を識別する段階と、異常値サンプル信号をベースラインレベル計算から除去する段階とを更に含む実施例１〜９のいずれかによる方法である。
【０１０７】
実施例１１．
実施例１〜１０のいずれかによる方法であって、感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階は、感知生理学的信号内の拍動信号がペース時間を使用して定められた、定められた時間の窓内にある拍動をモニタする段階と、拍動信号の特性を識別する段階と、拍動信号の特性をベースラインと比較する段階と、比較に基づいて拍動信号がＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であるかを決定する段階とを含み、ＰＳ拍動は、ペース誘起横隔神経刺激応答を含むように決定され、ＮｏＰＳ拍動は、ペース誘起横隔神経刺激応答を含まないように決定される。
【０１０８】
実施例１２．
スケジュール又は感知コンテクスト又は患者開始又は臨床医開始の命令によるベースラインレベル決定処理をトリガする段階であって、トリガする段階が、サンプル信号の心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングする段階を含む上記トリガする段階と、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算する段階とを更に含む実施例１〜１１のいずれかによる方法である。
【０１０９】
実施例１３．
心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ペース誘起横隔神経刺激が心臓ペースによって誘起された横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階と、サンプル信号を提供するように複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングする段階とを含み、感知生理学的信号をサンプリングする段階が、サンプル信号の心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するように、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中の信号をサンプリングする段階を含む感知生理学的信号のベースラインレベルを識別するようにベースラインレベル決定処理を実施する段階と、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算する段階と、感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出する段階とを含む方法。
【０１１０】
実施例１４．
臨床環境から離れた外来患者において埋込可能医療デバイスを使用して実施される実施例１３の方法である。
【０１１１】
実施例１５．
臨床環境から離れた外来患者において心臓をペーシングするように構成されたペーシングを変化させる段階を更に含む実施例１４の方法である。
【０１１２】
実施例１６．
臨床環境に実施される実施例１３〜１５のいずれかによる方法である。
【０１１３】
実施例１７．
外部システムを使用して生理学的信号を感知し、ベースラインレベル決定処理を実施し、かつペース誘起横隔神経刺激を検出する実施例１３〜１６のいずれかによる方法である。
【０１１４】
実施例１８．
感知生理学的信号を解析してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成された横隔神経刺激検出器であって、横隔神経刺激検出器は、複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングしてサンプル信号を提供し、信号が、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中に信号サンプリングされ、サンプル信号の心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避し、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインを計算し、かつ感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成される。
【０１１５】
実施例１９．
請求項１８の横隔神経刺激検出器であって、横隔神経刺激検出器は、待ち行列のサンプル信号を格納するためのメモリを含み、横隔神経刺激検出器は、列のサンプル信号を格納し、待ち行列に格納されたサンプル信号を使用してベースラインレベルを計算するように構成され、横隔神経刺激検出器は、その後の心臓周期中に感知生理学的信号をサンプリングしてその後のサンプル信号をその列の中に移動し、かつその後の列のサンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを動的に調節する。
【０１１６】
実施例２０．
心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサとを含むシステムであって、ペース誘起横隔神経刺激は、電気心臓ペース信号によって誘起された横隔神経刺激であり、感知生理学的信号を解析してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成された横隔神経刺激検出器は、複数の心臓周期の各々の間に感知生理学的信号をサンプリングし、信号は、心臓周期の各々を有するペース時間を使用して定められた時間窓中にサンプリングされ、サンプル信号の心臓成分及び横隔神経刺激成分を回避するサンプル信号を提供し、サンプル信号を使用して生理学的信号のベースラインレベルを計算し、かつ感知生理学的信号及び計算されたベースラインレベルを使用してペース誘起横隔神経刺激を検出するように構成される。
【０１１７】
実施例２１．
システムが、心臓パルス発生器と、センサと、横隔神経検出器とを含む少なくとも１つの埋込可能医療デバイスを含む実施例２０のシステムである。
【０１１８】
実施例２２．
システムが、少なくとも１つの埋込可能医療デバイス及び少なくとも１つの外部デバイスを含み、少なくとも１つの埋込可能医療デバイスが心臓パルス発生器を含み、少なくとも１つの外部デバイスが横隔神経刺激検出器を含む実施例２０のシステムである。
【０１１９】
様々な実施例は、横隔神経刺激閾値を決定する。一部の実施例を以下に提供する。これらの実施例は、横隔神経刺激決定のベースラインを決定する実施例に使用することができる。システムによって方法を実施することができる。
【０１２０】
実施例１．
ペーシング出力レベルで心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動が横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであるＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階と、ペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出するように感知生理学的信号のＰＳ拍動をモニタする段階と、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合に、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するために判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階とを含む横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験する段階と、ペーシング出力レベルが、ペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合に、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するために他の判断基準を用いて検出ＰＳ閾値を解析する段階とを含むＰＳ拍動確認手順を実行する段階とを含む方法。
【０１２１】
実施例２．
実施例１の方法であって、横隔神経刺激閾値に関して試験する段階は、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出されない場合を含むステップアップ試験を実行する段階と、ペーシング出力レベルを増大させる段階と、増大したペーシング出力レベルで横隔神経刺激閾値を再試験する段階とを含む。
【０１２２】
実施例３．
実施例２の方法であって、ステップアップ試験を実行するのにペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するように検出ＰＳ拍動の数が定められた数よりも大きいかを決定する段階を含む。
【０１２３】
実施例４．
実施例２の方法であって、ステップアップ試験を実行するのにペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が、定められた数を超えてペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するかを決定する段階を含む。
【０１２４】
実施例５．
実施例２の方法であって、ステップアップ試験を実行するのにペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するように定められた数よりも検出ＰＳ拍動の数が大きいかを決定する段階と、ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が、定められた数を超えてペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するかを決定する段階とを含む。
【０１２５】
実施例６．
実施例１〜５のいずれかによる方法であって、ペーシング出力レベルを増大させる段階は、ＰＳ拍動の解析に基づいてペーシング出力レベルを増大させるために間隔を動的に調節する段階を含む。
【０１２６】
実施例７．
実施例２の方法であって、ペーシング出力レベルが、他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合に、第２のＰＳ拍動確認手順を実行する段階は、ペーシング出力レベルを増大させる段階と、追加のＰＳ拍動を発生させるように増大したペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出する段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように判断基準を使用して増大したペーシング出力レベルで検出ＰＳ拍動を解析する段階とを含む。
【０１２７】
実施例８．
実施例２の方法であって、ペーシング出力レベルが、他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合に、第２のＰＳ拍動確認手順を実行する段階が、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように異なる判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階とを含む。
【０１２８】
実施例９．
実施例８の方法であって、異なる判断基準を使用してペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができない場合にペーシング出力レベルを低下させる段階と、追加のＰＳ拍動を発生させるように低下したペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出する段階と、異なる判断基準を使用して以前に解析された検出ＰＳ拍動に類似する特性の低下したペーシング出力レベルで検出ＰＳ拍動を比較する段階とを更に含む。
【０１２９】
実施例１０．
実施例１〜９のいずれかによる方法であって、横隔神経刺激閾値に関して試験する段階は、検出ＰＳ拍動が、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値よりも高いことを示す場合に、ペーシング出力レベルを低下させる段階を含むステップダウン試験を実行する段階を含む。
【０１３０】
実施例１１．
実施例１０の方法であって、ステップダウン試験を実行する際にペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、検出ＰＳ拍動の数が、ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するように定められた数よりも少ないかを決定する段階を含む。
【０１３１】
実施例１２．
実施例１０〜１１のいずれかによる方法であって、ステップダウン試験を実行する際にペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が、定められた数未満であり、ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するかを決定する段階を含む。
【０１３２】
実施例１３．
実施例１０〜１２のいずれかによる方法であって、ステップダウン試験を実行する際にペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階は、検出ＰＳ拍動の数が、定められた数未満であり、ペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するかを決定する段階と、ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率が、定められた数未満でありペーシング閾値がＰＳ閾値であると断定するかを決定する段階とを含む。
【０１３３】
実施例１４．
実施例１〜１３のいずれかによる方法であって、本方法は、臨床環境から離れた外来患者において埋込可能医療デバイスを使用することによって実施される。
【０１３４】
実施例１５．
実施例１〜１４のいずれかによる方法であって、本方法は、臨床環境において実施される。
【０１３５】
実施例１６．
実施例１〜１５のいずれかによる方法であって、ペーシング出力レベルが、他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値になると断定できない場合に、ペーシング出力レベルを変化させる段階と、変化させたペーシング出力レベルで追加のペースを送出する段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように判断基準を使用して変化させたペーシング出力レベルで感知生理学的信号を解析する段階とを含む。
【０１３６】
実施例１７．
実施例１６の方法であって、変化させたペーシング出力レベルで感知生理学的信号を解析する段階は、検出ＰＳ拍動の数対定められた数又は検出ＰＳ拍動の振幅対ベースライン出力レベルの比率を定められた比率と比較する段階を含む。
【０１３７】
実施例１８．
心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激が電気心臓ペース信号によって誘起された横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激に使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、ＰＳ拍動が横隔神経刺激を誘起する心臓ペースである感知生理学的信号を解析してＰＳ拍動を検出するように構成された横隔神経刺激検出器と、横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験するように構成されたコントローラとを含むシステムであって、コントローラは、ペーシング出力レベルで心臓ペースを送出するように心臓パルス発生器を制御し、横隔神経刺激検出器を使用してペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出し、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合検出ＰＳ拍動を解析し、ペーシング出力レベルで追加の心臓ペースを送出して追加のＰＳ拍動を発生させる段階と、ペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように他の判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析するための手段とを含むペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定できない場合に、ＰＳ拍動確認手順を実行するように構成される。
【０１３８】
実施例１９．
実施例１８のシステムであって、コントローラは、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出されない場合に、ペーシング出力レベルを増大させる段階と、増大したペーシング出力レベルで横隔神経刺激閾値を再試験する段階とを含むステップアップ試験を実行するように構成される。
【０１３９】
実施例２０．
実施例１８〜１９のいずれかによるシステムであって、コントローラは、ステップダウン試験を実行するように構成され、ステップダウンは、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値よりも高いことを検出ＰＳ拍動が示す場合にペーシング出力レベルを低下させる段階を含む。
【０１４０】
実施例２１．
実施例１８〜２０のいずれかによるシステムであって、センサは、加速度計を含み、横隔神経刺激検出器は、加速度計からの信号を解析してＰＳ拍動を検出するように構成される。
【０１４１】
実施例２２．
実施例１８〜２１のいずれかによるシステムであって、システムは、心臓パルス発生器と、センサと、横隔神経刺激検出器と、コントローラとを含む少なくとも１つの埋込可能医療デバイスを含む。
【０１４２】
実施例２３．
実施例１８〜２１のいずれかによるシステムであって、システムは、少なくとも１つの埋込可能医療デバイス及び少なくとも１つの外部デバイスを含み、少なくとも１つの埋込可能医療デバイスは、心臓パルス発生器を含み、少なくとも１つの外部デバイスは、隔神経刺激検出器を含む。
【０１４３】
実施例２４．
横隔神経刺激（ＰＳ）閾値に関して試験する段階が、ペーシング出力レベルで心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動が横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであるＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階と、ペーシング出力レベルがＰＳ拍動を引き起こすかを検出するように感知生理学的信号のＰＳ拍動をモニタする段階と、ＰＳ拍動がペーシング出力レベルで検出される場合に、ペーシング出力レベルがＰＳ閾値であると断定することができるかを決定するように判断基準を使用して検出ＰＳ拍動を解析する段階と、ペーシング出力レベルがペーシング出力レベルでのＰＳ拍動の解析に基づいてＰＳ閾値であると断定できない場合に、ペーシング出力レベルを変化させる段階、変化させたペーシング出力レベルで追加のペースを送出する段階、及びペーシング出力レベルをＰＳ閾値として確認することができるかを決定するように判断基準を使用して変化させたペーシング出力レベルで感知生理学的信号を解析する段階を含むＰＳ拍動確認手順を実行する段階とを含む方法。
【０１４４】
様々な実施例は、横隔神経刺激を検出する。一部の実施例を以下に提供する。これらの実施例は、横隔神経刺激決定のベースラインを決定する実施例及び／又は横隔神経刺激閾値を決定する実施例に使用することができる。システムによって方法を実施することができる。
【０１４５】
実施例１．
ＰＳ拍動を検出する方法であって、ＰＳ拍動は、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであり、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、拍動タイプのテンプレートの感知拍動信号の拍動信号データを格納する段階を含む拍動タイプのテンプレートのライブラリを構築する段階とを含み、拍動信号データを格納する段階は、現在解析している拍動信号の拍動信号データがライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する段階と、適合しない場合に新しい拍動タイプのテンプレートを作成する段階又は適合する場合に拍動タイプのテンプレートの集計を増大させる段階と、拍動タイプのテンプレートのうちの１つの集計が定められた閾値に達する時に、拍動タイプのテンプレートのうちの１つがＰＳテンプレートであると断定する段階と、ＰＳ拍動を検出するのにＰＳテンプレートを使用する段階とを含む。
【０１４６】
実施例２．
実施例１の方法であって、ライブラリの拍動タイプのテンプレートの数が定められた数を超える場合に、ライブラリから拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを除去する段階を更に含む。
【０１４７】
実施例３．
実施例２の方法であって、ライブラリから拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを除去する段階は、除去すべき拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを識別するように、拍動タイプのテンプレートの集計を使用する段階を含む。
【０１４８】
実施例４．
実施例２〜３のいずれかによる方法であって、ライブラリから拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを除去する段階は、除去すべき拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを識別するように、拍動タイプのテンプレートの拍動信号振幅を使用する段階を含む。
【０１４９】
実施例５．
実施例１〜４のいずれかによる方法であって、現在解析している拍動信号の拍動信号データがライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する段階は、相関係数を決定するように現在解析している拍動信号の拍動信号データを既存の拍動タイプのテンプレートに相関付ける段階を含む。
【０１５０】
実施例６．
実施例１〜５のいずれかによる方法であって、ライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合する場合に、拍動タイプのテンプレートを修正するように現在解析している拍動信号の拍動信号データを使用する段階を更に含む。
【０１５１】
実施例７．
実施例１〜６のいずれかによる方法であって、ＰＳ拍動を検出するようにＰＳテンプレートを使用する段階は、現在解析している拍動信号の拍動信号データがＰＳテンプレートに適合するかを決定する段階を含む。
【０１５２】
実施例８．
実施例７の方法であって、現在解析している拍動信号の拍動信号データがＰＳテンプレートに適合するかを決定する段階は、相関係数を決定するように現在解析している拍動信号の拍動信号データをＰＳテンプレートに相関付ける段階を含む。
【０１５３】
実施例９．
実施例８の方法であって、ＰＳテンプレートに適合する場合に、ＰＳテンプレートを修正するように現在解析している拍動信号の拍動信号データを使用する段階を更に含む。
【０１５４】
実施例１０．
ＰＳ拍動を検出する方法であって、ＰＳ拍動は、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであり、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、生理学的信号を感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、感知拍動信号の形態学的特徴を識別する段階と、感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するように識別された形態学的特徴を使用する段階とを含む。
【０１５５】
実施例１１．
実施例１０の方法であって、感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するように識別された形態学的特徴を使用する段階は、識別された形態学的特徴を解析するように識別された形態学的特徴の重みベース得点化を使用する段階を含む。
【０１５６】
実施例１２．
実施例１１の方法であって、形態学的特徴は、ピークタイミング、振幅、ピーク間振幅、ピークに至る勾配、ピークから離れる勾配、周囲の極値のタイミング及び振幅、信号下面積、及び信号周波数成分から構成される特徴の群から選択された特徴を含む。
【０１５７】
実施例１３．
実施例１１〜１２のいずれかによる方法であって、ノイズの多い拍動信号を識別する段階と、識別された形態学的特徴の重みベース得点化における使用からノイズの多い拍動信号を除去する段階とを更に含む。
【０１５８】
実施例１４．
実施例１０〜１３のいずれかによる方法であって、感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するように識別された形態学的特徴を使用する段階は、識別された形態学的特徴を解析するように決定ツリーを使用する段階を含む。
【０１５９】
実施例１５．
実施例１０〜１４のいずれかによる方法であって、感知拍動信号がＰＳ拍動であるかを決定するように識別された形態学的特徴を使用する段階は、識別された形態学的特徴を解析するように識別された形態学的特徴の重みベース得点化及び決定ツリーの組合せを使用する段階を含む。
【０１６０】
実施例１６．
実施例１５の方法であって、組合せを使用する段階は、感知拍動信号が高信頼度でＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であると断定するように決定ツリー内の少なくとも１つの決定点を使用する段階を含む。
【０１６１】
実施例１７．
実施例１６の方法であって、組合せを使用する段階は、少なくとも１つの決定点の使用が、感知拍動信号がＰＳ拍動であるか又はＮｏＰＳ拍動であると迅速に断定することができる場合に、形態学的特徴を得点化する段階を更に含む。
【０１６２】
実施例１８．
実施例１７の方法であって、組合せを使用する段階は、得点化形態学的特徴が、拍動信号がＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動であると高信頼度で断定することができる場合に、決定ツリーの少なくとも１つの追加の決定点を使用する段階を更に含む。
【０１６３】
実施例１９．
ＰＳ拍動を検出する方法であって、ＰＳ拍動は、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであり、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、生理学的信号を感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、拍動タイプのテンプレートの感知拍動信号の拍動信号データを格納する段階を含む拍動タイプのテンプレートのライブラリを構築する段階とを含み、拍動信号データを格納する段階は、現在解析している拍動信号の拍動信号データがライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定する段階と、既存の拍動タイプのテンプレートに適合しない場合に感知拍動信号の拍動信号データを得点化する段階と、得点が順調に得点の定められた閾値と比較される場合に拍動信号データから得点発生型ＰＳテンプレートを作成する段階と、適合せず、かつ得点が順調に得点の定められた閾値と比較されない場合に新しい拍動タイプのテンプレートを作成する段階と、適合する場合拍に動タイプのテンプレートの集計を増大させ、集計が定められた集計閾値に達する時に拍動タイプのテンプレートがクラスター化発生型ＰＳテンプレートであると断定する段階と、得点発生型ＰＳテンプレート又はクラスター化発生型ＰＳテンプレートを使用してＰＳ拍動を検出する段階とを含む。
【０１６４】
実施例２０．
実施例１９の方法であって、ライブラリの拍動タイプのテンプレートの数が定められた拍動タイプの数を超える場合にライブラリから拍動タイプのテンプレートのうちの少なくとも１つを除去する段階又はＰＳテンプレートの数が定められたＰＳテンプレートの数を超える場合にライブラリからＰＳテンプレートのうちの少なくとも１つを除去する段階を更に含む。
【０１６５】
実施例２１．
ＰＳ拍動を検出する方法であって、ＰＳ拍動は、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであり、本方法は、心臓ペースによって心臓をペーシングする段階と、ＰＳ拍動を検出するのに使用するための生理学的信号を感知する段階であって、生理学的信号を感知する段階が、心臓ペース時間に基づいて定められた時間の窓から拍動信号を感知する段階を含む上記生理学的信号を感知する段階と、感知拍動信号の形態学的特徴を得点化する段階と、高信頼度でＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号と高信頼度でＮｏＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号とを識別するように得点を使用する段階と、ＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動のいずれかとして高信頼度で断定できない感知拍動をＰＳテンプレートに相関付ける段階と、ＰＳテンプレートと相関性がある感知拍動がＰＳ拍動であると断定する段階とを含む。
【０１６６】
実施例２２．
心臓ペースを発生させて心臓をペーシングするように構成された心臓パルス発生器と、ペース誘起横隔神経刺激が電気心臓ペース信号によって誘起された横隔神経刺激であるペース誘起横隔神経刺激を検出するのに使用するための生理学的信号を感知するように構成されたセンサと、感知生理学的信号を解析してＰＳ拍動を検出するように構成された横隔神経刺激とを含むシステムであって、ＰＳ拍動は、横隔神経刺激を誘起する心臓ペースであり、横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付けてＰＳ拍動を検出するように構成され、又は横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成され、又は横隔神経刺激検出器は、両方が感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付けて、感知拍動信号の形態学的特徴を解析する組合せを使用してＰＳ拍動を検出するように構成される。
【０１６７】
実施例２３．
実施例２２のシステムであって、横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付けてＰＳ拍動を検出するように構成され、拍動タイプのテンプレートのライブラリを構築するように構成され、ライブラリを構築するのに、横隔神経刺激検出器は、現在解析している拍動信号の拍動信号データがライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定し、適合しない場合に新しい拍動タイプのテンプレートを作成し、又は適合する場合に拍動タイプのテンプレートの集計を増大させ、かつ拍動タイプのテンプレートのうちの１つの集計が定められた閾値に達する時に拍動タイプのテンプレートのうちの１つがＰＳテンプレートであると断定するように構成される。
【０１６８】
実施例２４．
実施例２２〜２３のいずれかによるシステムであって、横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成され、形態学的特徴を解析するのに、横隔神経検出器は、識別された形態学的特徴の重みベース得点化を使用して、識別された形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成され、又は横隔神経検出器は、決定ツリーを使用して、識別された形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成され、又は横隔神経検出器は、識別された形態学的特徴の重みベース得点化及び決定ツリーの組合せを使用して、識別された形態学的特徴を解析してＰＳ拍動を検出するように構成される。
【０１６９】
実施例２５．
実施例２２〜２４のいずれかによるシステムであって、横隔神経刺激検出器は、感知拍動信号の信号データをＰＳテンプレートに相関付け、かつ感知拍動信号の形態学的特徴を解析するその両方の組合せを使用してＰＳ拍動を検出するように構成される。
【０１７０】
実施例２６．
実施例２５のシステムであって、横隔神経刺激検出器は、ライブラリ内の拍動タイプのテンプレートに感知拍動信号の拍動信号データを格納するように構成され、横隔神経刺激検出器は、現在解析している拍動信号の拍動信号データがライブラリの既存の拍動タイプのテンプレートに適合するかを決定し、適合しない時に感知拍動信号の拍動信号データを得点化し、得点が順調に得点の定められた閾値と比較される場合に得点発生型ＰＳテンプレートを作成し、適合せず、かつ得点が順調に得点の定められた閾値と比較されない時に新しい拍動タイプのテンプレートを作成し、適合する時に拍動タイプのテンプレートの集計を増大させ、集計が定められた集計閾値に達する時に拍動タイプのテンプレートがクラスター化発生型ＰＳテンプレートであると断定し、かつ得点発生型ＰＳテンプレート又はクラスター化発生型ＰＳテンプレートを使用してＰＳ拍動を検出するように構成される。
【０１７１】
実施例２７．
実施例２５のシステムであって、横隔神経刺激検出器は、重みベース得点を使用して、高信頼度でＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号と高信頼度でＮｏＰＳ拍動と断定することができる感知拍動信号とを識別し、かつＰＳ拍動又はＮｏＰＳ拍動のいずれかとして高信頼度で断定できない感知拍動をＰＳテンプレートに相関付けて、ＰＳテンプレートと相関性がある感知拍動がＰＳ拍動であると断定するように構成される。
【０１７２】
以上の詳細説明は、例示であるように意図しており、制限ではない。他の実施形態は、上記説明を読んで理解すると当業者には明らかであろう。本発明の範囲は、従って、添付の特許請求の範囲を参照してそのような特許請求の範囲が享受する均等物の全範囲と共に決定されなければならない。
【符号の説明】
【０１７３】
２０４  埋込可能医療デバイス
２０５  コントローラ
２０６  心臓ペース発生器
２０７  ＰＳセンサ
２０８  心臓活動センサ
【図１】
0005973651.tif 000002
【図２】
0005973651.tif 000003
【図３】
0005973651.tif 000004
【図４】
0005973651.tif 000005
【図５】
0005973651.tif 000006
【図６】
0005973651.tif 000007
【図７】
0005973651.tif 000008
【図８】
0005973651.tif 000009
【図９】
0005973651.tif 000010
【図１０】
0005973651.tif 000011
【図１１】
0005973651.tif 000012
【図１２】
0005973651.tif 000013
【図１３】
0005973651.tif 000014
【図１４】
0005973651.tif 000015
【図１５】
0005973651.tif 000016
【図１６Ａ】
0005973651.tif 000017
【図１６Ｂ】
0005973651.tif 000018
【図１６Ｃ】
0005973651.tif 000019
【図１６Ｄ】
0005973651.tif 000020
【図１６Ｅ】
0005973651.tif 000021
【図１６Ｆ】
0005973651.tif 000022
【図１６Ｇ】
0005973651.tif 000023
【図１７】
0005973651.tif 000024
【図１８】
0005973651.tif 000025
【図１９】
0005973651.tif 000026
【図２０】
0005973651.tif 000027
【図２１】
0005973651.tif 000028
【図２２】
0005973651.tif 000029
【図２３】
0005973651.tif 000030
【図２４】
0005973651.tif 000031
【図２５】
0005973651.tif 000032