(57)【要約】心筋壁応力を評価する装置と方法が開示される。方法は、心室リモデリングを防止又は逆転させるために、電気刺激治療と共に使用されてもよい。そのような治療では、心筋の応力領域が他の領域に対して前興奮され、それにより、応力領域の前負荷及び後負荷が収縮期中に低減されるように、１つ又は複数の刺激パルスが、心臓に送られる。応力をかけられた心筋の負荷を時間と共に取り除くことにより、所望されない心室リモデリングの逆転が行われる。
2005538776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の心筋部位において心臓の電気的活性を感知するための感知チャネルと、
ペーシング・パルスを１つ又は複数の心筋部位を送るためのペーシング・チャネルと、
プログラムされたペーシング・モードに従ってペーシング・パルスの送りを制御する制御装置と、
心筋壁応力を表す複数の心筋部位における活性化−回復間隔を測定する回路と、
測定された活性化−回復間隔に基づいて、１つ又は複数の応力をかけられた心筋部位を識別するための回路と
を備える心臓調律管理デバイス。
【請求項２】
識別された応力部位が、収縮期中に他の心筋領域より前に興奮されるように、選択パルス出力シーケンスにおいてペーシング・パルスを送るための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
識別された応力部位が、収縮期中に他の心筋領域より前に興奮されるように、どのペーシング・チャネルが心臓サイクル中に使用されるかを確定するパルス出力構成を切り替えるための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
感知チャネルによって生成される電位図における検出された脱分極と検出された再分極との間の時間として、活性化−回復間隔を測定するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
測定心拍度数が指定範囲内にあるとき、固有拍動中に応力部位を識別するために、活性化−回復間隔を測定するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
指定度数においてペーシング・パルスを送る間、ペースの定められた拍動中に応力部位を識別するために、活性化−回復間隔を測定するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
測定された心拍度数に従って測定された活性化−回復間隔に基づいて、応力部位を識別するための基準を調節するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
複数の心筋部位において測定された活性化−回復間隔に基づいて、平均心筋壁応力パラメータを計算するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
特定の心筋部位を前興奮させ、かつ前記平均心筋壁応力を低減するように選択されたパルス出力構成及びパルス出力シーケンスにおいて、ペーシング・パルスを送るための回路をさらに備える請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
活性化−回復間隔を測定し、かつ周期的な時間間隔において応力部位を識別するための回路をさらに備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記感知チャネル及び前記ペーシング・チャネルが、心室部位をペーシング及び感知するように構成され、
プログラムされたペーシング・モードに従って１つ又は複数の心室部位にペーシング・パルスを送るための回路と、
識別された応力心筋部位を前興奮させるために、前記ペーシング・モードを確定するパルス出力構成及びパルス出力シーケンスを切り替えるための回路とを備える請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
心臓調律管理デバイスを動作させる方法であって、
複数の心筋部位において心臓の電気的活性を感知することと、
ペーシング・パルスを１つ又は複数の心筋部位に送ることと、
心筋壁応力を表す複数の心筋部位における活性化−回復間隔を測定することと、
測定された活性化−回復間隔に基づいて、１つ又は複数の応力をかけられた心筋部位を識別することとを備える、方法。
【請求項１３】
識別された応力部位が、収縮期中に他の心筋領域より前に興奮されるように、選択パルス出力シーケンスにおいてペーシング・パルスを送ることをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
識別された応力部位が収縮期中に他の心筋領域より前に興奮されるように、どのペーシング・チャネルが心臓サイクル中に使用されるかを確定するパルス出力構成を切り替えることをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
電位図における検出された脱分極と検出された再分極との間の時間として、活性化−回復間隔を測定することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
測定心拍度数が指定範囲内にあるとき、固有拍動中に応力部位を識別するために、活性化−回復間隔を測定することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
指定度数においてペーシング・パルスを送る間、ペース決めされた拍動中に応力部位を識別するために、活性化−回復間隔を測定することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
測定された心拍度数に従って測定された活性化−回復間隔に基づいて、応力部位を識別する基準を調節することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
複数の心筋部位において測定された活性化−回復間隔に基づいて、平均心筋壁応力パラメータを計算することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
特定の心筋部位を前興奮させ、かつ前記平均心筋壁応力を低減するように選択されたパルス出力構成及びパルス出力シーケンスにおいて、ペーシング・パルスを送ることをさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
測定された活性化−回復間隔に適用される閾値基準で、応力部位を識別することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
振動が、応力部位において測定活性化−回復間隔で検出されるとき、応力部位を識別することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心疾患を診断し、処置する装置と方法に関し、さらには心臓ペースメーカなど、電気刺激を心臓に与えるデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
うっ血性心不全（ＣＨＦ）は心臓機能の異常により、心拍出量が、周辺組織の代謝需要を満たすのに十分なレベルより下がる臨床症候群である。ＣＨＦは、様々な病因によることがあり、虚血性心疾患によるＣＨＦが最も一般的である。心臓による動脈系内への血液の不適切なポンピングは、「前方不全」と呼ばれることがあり、「後方不全」は、うっ血となる肺及び全身の静脈における結果的な圧力上昇を指す。後方不全は、前方不全の自然な結果であるが、その理由は、肺動脈系及び静脈系の血液をポンピングすることができないからである。前方不全は、たとえば冠状動脈疾患による心室の収縮障害によって、又はたとえば全身性高血圧症もしくは弁機能不全による後負荷の増大（すなわち、血液の排出に抵抗する力）によって生じる。心拍出量を増大させるように作用する１つの生理学的代償機構は、心室の心拡張期充満圧力を増大させ、それにより前負荷（すなわち、心室が、心拡張期の終了時に心室の血液体積によって伸張される程度）を増大させる後方不全による。前負荷の増大により、収縮期中の１回心拍出量が増大し、これは、フランク−スターリング原理として知られる現象である。したがって、心疾患は、この機構によって少なくとも部分的に補償することができるが、可能性のある肺動脈及び／又は全身のうっ血を代償とする。
【０００３】
心室が、ある時間にわたって前負荷の増大のために伸張されるとき、心室は拡張される。心室の容積の拡大により、所与の収縮期圧力において心室壁の応力が増大する。心室によって行われる圧力−体積作業の増大と共に、これは、心室心筋を肥大させる刺激として作用し、心室リモデリングと呼ばれるプロセスである細胞構造の変質をもたらす。肥大は、収縮期圧力を増大させることがあるが、心室の伸展性を減少させ、したがって心拡張期充満血圧を増大させ、その結果、さらによりうっ血となる。肥大を生じさせる持続応力は、心筋細胞のアポトーシス（すなわち、プログラムされた細胞死）を誘起し、心機能をさらに低下させる最終的な壁の薄化を誘起する可能性がある。したがって、心室の拡張と肥大は、当初は代償性であり、心拍出量を増大させるが、プロセスは、収縮期機能不全と心拡張期機能不全の両方を最終的にもたらす。心室リモデリングの程度は、ＣＨＦ患者の死亡率の増大と正の相関であることが示されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
心臓の様々な領域における異なる応力は、上記で議論された所望されないリモデリングの原因である。本発明は、本明細書では活性化−回復間隔と呼ばれる収縮期中に局所部位の活動電位持続時間を測定することによって、局所部位の心筋壁応力を鋭敏に評価する装置と方法に関する。本発明は、複数の心臓部位をペーシングし、かつ感知する能力を有する心臓調律管理デバイスに組み込まれることが可能である。そのようなデバイスは、１つ又は複数の心筋部位において活性化−回復間隔を測定し、応力をかけられた部位を閾値基準で識別するようにプログラムされてもよい。次いで、局所壁応力の評価を、その後の治療を計画する際に臨床医によって使用できる。デバイスは、そのように識別された１つ又は複数の応力部位が、収縮期中に他の心筋領域より前興奮されるような方式で、ペーシング・パルスを送るようにプログラムすることもできる。そのような前興奮は、応力部位の負荷を機械的に取り除き、したがって、心筋リモデリングを防止又は逆転させるように作用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
ある種の心臓ペーシングは、ＣＨＦ患者にとってしばしば有益であることがある。たとえば、徐脈となる洞結節機能不全は、従来の徐脈ペーシングで補正することができる心不全に寄与することがある。また、あるＣＨＦ患者は、プログラムされたＡＶ遅延時間を使用して、心房と心室の収縮を両室ペーシングと同期させることによって心拍出量が改善されるように、ある程度のＡＶブロックを経験する（すなわち、心房トリガ心室ペーシング又はＡＶ順次ペーシング）。ＣＨＦ患者は、心臓の特別伝導システムの伝導欠陥（脚ブロックとしても知られる）を経験することもあり、その結果、ＡＶ結節からの脱分極インパルスが、１つの心室に他の心室より前に到達する。ＣＨＦによって引き起こされる心室壁の伸張により、心室を通る脱分極インパルスの伝導が緩慢になることもある。たとえば、伝導速度が右心室より左心室において遅い場合、心室収縮期中の２つの心室の収縮は調整されず、ポンピング効率を低下させる。単一心室の収縮も、心室内伝導欠陥のために調整されない可能性がある。これらの状況では、心拍出量は、右心室と左心室の収縮を心臓再同期ペーシングと同期させることを改善することによって、増大させることができる。
【０００６】
多部位再同期ペーシングでは、心房又は心室は、より調整された収縮をもたらす興奮の分布に影響を与えるように、２つ以上の部位でペーシングされる。両心室ペーシングは、多部位ペーシングの一例であり、両心室が、それぞれの収縮を同期させるためにペーシングされる。多部位ペーシングは、１つの室にのみ適用されることも可能である。たとえば、心室は、ペーシング部位から放出される脱分極の複数波を生成するために、ペーシング・パルスで多部位でペーシングされてもよい。これは、心室のより調整された収縮を生成し、それにより、存在する可能性がある心室内伝導欠陥を補償することが可能である。
【０００７】
心室収縮の調整を多部位ペーシングで変化させることは、心臓ポンピング・サイクル中に心室によって経験される壁応力の分布を意図的に変化させるために使用することもできる。心筋繊維が収縮する前に伸張される程度は、前負荷と呼ばれる。筋繊維を短縮する最大の張力と速度は、前負荷の増大と共に増大する。前負荷の増大による心臓の収縮応答の増大は、フランク−スターリング原理として知られる。心筋領域が他の領域より遅れて収縮するとき、それらの対向領域の収縮は、その後の収縮領域を伸張させ、前負荷を増大させる。心筋繊維が収縮する際の心筋繊維に対す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、血液が大動脈及び肺動脈内にポンピングされる際に、拡張期値から収縮期値に迅速に増大するので、興奮性刺激パルスのためにまず収縮する心室の部分は、後に収縮する心室の部分より低い後負荷で収縮する。したがって、他の領域より後に収縮する心筋領域は、前負荷及び後負荷の両方の増大を受ける。この状況は、心不全及び心室機能不全に関連する心室伝導遅延によって頻繁に創出される。
【０００８】
前負荷及び後負荷の増大に由来する不均一応力に対する心臓の当初の生理学的応答は、心筋のその後の収縮領域における代償性肥大である。リモデリングのその後の段階において、領域は、応力の増大による壁の薄化を有する萎縮性変化を受ける可能性がある。一方、サイクルにおいてより早期に収縮する心筋の部分は、より小さい応力を受け、肥大性リモデリングを受ける可能性はより小さい。本発明は、この現象を利用して、特定パルス出力シーケンスを有する心臓周期中に、心室（又は心房）の１つ又は複数の部位を１つ又は複数の興奮性刺激パルスでペーシングすることによってリモデリングの逆転を実施する。１つ又は複数のペースは、心筋がより小さい後負荷及び前負荷を経験するように、収縮期中の早期に以前に応力をかけられ、かつリモデリングされた心筋の領域を興奮させる方式で送られる。他の領域に関するリモデリング領域のこの前刺激は、機械的応力から領域の負荷を取り除き、リモデリングの逆転を行うことを可能にする。
【０００９】
本発明の他の応用例では、前興奮刺激は、虚血又は他の原因によって弱められた応力をかけられた心筋領域の負荷を取り除くために使用されてもよい。心筋のそのような領域は、動脈瘤の拡大及び形成に対し、特に脆弱である可能性がある。前負荷及び後負荷の増大は、筋によるエネルギー消費の増大をも必要とし、これにより、潅流要件が増大し、さらなる虚血がもたらされる可能性がある。したがって、虚血性領域の前興奮は、領域の血液需要を低減することが可能であり、ならびに、他の拡大の可能性を低減するために、領域が収縮中に受ける機械的応力を低減することが可能である。
【００１０】
以下で詳述されるように、本発明は、多部位感知とぺーシングを実施することができるペースメーカが応力部位を識別することが可能である手段を提供する。したがって、デバイスは、それらの部位に対する応力を低減する方式で、ペーシング動作を変化させるようにプログラムされてもよい。
【００１１】
１．ハードウェア・プラットフォーム
ペースメーカなどの心臓調律管理デバイスは、通常、患者の胸の上において皮下に埋め込まれ、感知とぺーシングに使用される電極にデバイスを接続するために、心臓の中に静脈で差し込まれたリードを有する。プログラム可能電子制御装置により、経過時間間隔及び感知電気活性（すなわち、ペーシング・パルスの結果としてではない固有心拍）に応答して、ペーシング・パルスが出力される。ペースメーカは、感知される室の付近に配置された内部電極によって、固有心臓の電気的活性を感知する。ペースメーカによって検出される心房又は心室の固有収縮に関連付けられる脱分極波は、それぞれ、心房感知又は心室感知と呼ばれる。固有拍動のない状態でそのような収縮を生じるために、あるペーシング閾値より大きいエネルギーを有するペーシング・パルス（心房ペース又は心室ペース）が、室に送られる。
【００１２】
図１は、心房又は心室において多部位を感知及び／又はペーシングするように物理的に構成されてもよい、複数の感知チャネル及びペーシング・チャネルを装備したマイクロプロセッサ・ベースのペースメーカのシステム図を示す。ペースメーカの制御装置１０は、双方向データ・バスを介してメモリ１２と通信するマイクロプロセッサである。制御装置は、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（たとえば、離散構成要素又はプログラム可能論理アレイ）によって実装することができるが、マイクロプロセッサ・ベース・システムが好ましい。本明細書において使用される際に、「回路」という用語は、離散論理回路又はマイクロプロセッサのプログラミングを指すと取られるべきである。メモリ１２は、プログラムを記憶するＲＯＭ（読取り専用メモリ）及びデータを記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を通常備える。図には、電極３４ａ〜ｄ、リード３３ａ〜ｄ、感知増幅器３１ａ〜ｄ、パルス生成装置３２ａ〜ｄ、チャネル・インターフェース３０ａ〜ｄを備える、「ａ」から「ｄ」と示された４つの例示的な感知チャネルとペーシング・チャネルが示されている。各リードについて唯一の電極が図に示されているが、リードは、デバイス・ハウジングの基準とされる単一電極が感知とぺーシングに使用される場合である単極リード、又は感知とぺーシングのための２つの近接した間隔で配置された電極を含む双極リードとすることが可能である。チャネル・インターフェース３０ａ〜ｄは、マイクロプロセッサ１０と双方向に通信し、各インターフェースは、感知増幅器からの感知信号入力をデジタル化するアナログ・デジタル変換器と、ペーシング・パルスを出力し、ペーシング・パルス振幅を変化させて、感知増幅器の利得及び閾値を調節するために、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む。活動レベル・センサ３０３（たとえば、加速度計、分換気センサ、又は代謝需要に関するパラメータを測定する他のセンサ）により、制御装置は、患者の物理的活動の変化に従ってペーシング率を調節することが可能になる。遠隔測定インターフェース４０も、関連表示装置５１０を有する外部プログラマ５００と通信するために設けられている。
【００１３】
制御装置１０は、ペーシング・チャネルを介してペースの送りを制御すること、感知チャネルから受信された感知信号を解釈すること、補充収縮間隔及び感知不応期間を確定するためにタイマを実施することを含めて、メモリに記憶されているプログラム命令に従って、デバイスの動作全体を制御する。ペースメーカの感知回路は、特定のチャネルによって生成された電子信号（すなわち、心臓の電気的活性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とき、心房感知又は心室感知である室感知を検出する。特定のペーシング・モードにおいて使用されるペーシング・アルゴリズムは、ペーシングをトリガ又は阻止するために、そのような感知を使用し、心房感知の間と心室感知の間の時間間隔をそれぞれ測定することによって、固有心房及び／又は心室度数を検出することができる。
【００１４】
制御装置は、感知された事象及び時間間隔の満了に応答してパルスが出力される方式を確定するいくつかのプログラムされたペーシング・モードにおいてデバイスを動作することができる。徐脈を処置するためのほとんどのペースメーカは、確定間隔内に生じる感知された心臓事象がペーシング・パルスをトリガ又は阻止するいわゆる需要モードにおいて、同期して動作するようにプログラムされる。阻止された需要ペーシング・モードは、ペーシング・パルスが、室による固有拍動が検出されない決められた補充収縮間隔の満了後にのみ、心臓サイクル中に心室に送られるように、感知された固有活動に従ってペーシングを制御するために、補充収縮間隔を使用する。心室ペーシングの補充収縮間隔は、心室事象又は心房事象によって再開することがあり、心房事象により、ペーシングが固有心房拍動を追跡することが可能になる。徐脈に従って心臓をペーシングし、かつ伝導欠陥を補償するように収縮の再同期を提供するために、複数の興奮性刺激パルスを、心臓サイクル中に複数の部位に送ることもできる。
【００１５】
図１に示されるデバイスは、複数の心臓部位が感知及び／又はペーシングされるように、構成される。以下で記述されるように、これにより、いずれかが壁応力の増大を経験しているかを判定するために、それらの部位を監視することが可能になる。１つ又は複数のそのような部位が識別された後、デバイスは、１つ又は複数の応力部位を前興奮させる応力低減ペーシングを開始するようにプログラムされてもよい。応力低減ペーシングの開始は、デバイスのパルス出力構成及び／又はシーケンスを変化させることを含み、この場合、パルス出力構成は、ペーシング・パルスの送りに使用される利用可能な電極の特定のサブセットを指定し、パルス出力シーケンスは、パルス間のタイミング関係を指定する。
【００１６】
２．心筋壁応力の評価
局所心筋壁応力を評価するために、本明細書では活性化−回復間隔とも呼ばれる収縮中の活動電位持続時間を、感知電極が配置される部位において、図１に示されるようなデバイスによって測定することができる。双極電極は、心筋のより小さい体積を「見る」ので、電極部位において活性化−回復間隔を測定するために、単極電極ではなく、双極感知電極を使用することが望ましい。一実装態様では、制御装置は、感知チャネルによって生成される電位図における検出脱分極と検出再分極との間の時間として、活性化−回復間隔を測定するようにプログラムされる。感知チャネルは、脱分極（すなわち、従来の心房感知又は心室感知）及び再分極の両方を検出するように設計することができる。図２は、これが心室感知チャネルにおいていかに実施されるかを示す。チャネルが心室感知を待機しているとき、電位図信号は、Ｒ波帯域通過フィルタ（２６ａ又は２６ｂ）を通過し、通過帯域特性は、心室脱分極の周波数内容と整合するように選択される。次いで、心室脱分極感知回路（２８ａ又は２８ｂ）は、心室感知が行われるときを検出するために、ろ過済み電位図信号を閾値と比較する。心室感知が行われた後、チャネルは、指定時間フレーム中、心室再分極を待機する（たとえば、心室脱分極後の５０と５００ミリ秒との間）。この時間中、電位図信号は、Ｔ波帯域通過フィルタ（２７ａ又は２７ｂ）を通過する。このフィルタは、心室脱分極の周波数内容より一般に低い心室再分極の周波数内容に一致する通過帯域特性を有する。次いで、心室再分極感知回路（２９ａ又は２９ｂ）は、再分極が行われるときを決定するために、ろ過済み電位図信号を閾値と比較する。チャネルは、再分極が感知されない場合、この時間中脱分極の監視を続行することが可能である。心房脱分極及び再分極帯域通過フィルタならびに感知回路に関する同様の方式が、心房再分極を検出するために実施されてもよい。
【００１７】
図２の帯域通過フィルタは、電極から受信される電位図信号に関して直接動作するアナログ・フィルタとして実装され、又は、次いでろ過される離散時間信号に電位図信号をサンプリングする切替えキャパシタ・タイプ・フィルタとすることが可能である。代替として、電位図信号は、専用プロセッサによってデジタル領域において実施される、又は制御装置１０によってコード実行される帯域通過ろ過とのチャネル・インターフェースにおいて、Ａ／Ｄ変換器によってサンプリング及びデジタル化することができる。
【００１８】
複数の心筋部位において活性化−回復間隔を測定した後、応力をかけられた部位は、活性化−回復間隔に適用される指定閾値基準で識別されてもよい。すなわち、部位は、測定された活性化−回復間隔が指定閾値より小さいとき、応力をかけられたと識別される。心臓活動電位は、心拍度数と共に通常変化するので、心拍度数が指定範囲内にあるときのみ心筋応力を評価するために、固有拍動中に活性化−回復間隔を測定することが望ましい可能性がある。活性化−回復間隔は、ペーシング・パルスが指定度数において送られている間、ペーシングされた拍動中に測定することもできる。ペーシング拍動の場合、脱分極は、感知チャネルによって検出される誘起応答に対応し、一方、再分極は、固有拍動と同様である。代替として、活性化−回復間隔に基づいて心筋壁応力を評価する閾値基準は、測定された固有心拍度数又はペーシング度数に従って調節されてもよい。
【００１９】
応力部位を識別するために使用することができる他の技術は、機械的な交代の現象である。パルス交代と呼ばれるパルス圧力の振動が患者において検出されるとき、これは、臨床医によって左心室機能不全の兆候として一般に解釈される。活性化−回復間隔の交代によって明らかにされる局所壁応力の局所的な交代は、部位が応力の増大を受けていることを同様に示す可能性がある。したがって、応力部位は、上記で議論された活性化−回復間隔の閾値基準の代わりに、又はそれに加えて、測定された活性化−回復間隔の振動を検出することによって識別されてもよい。
【００２０】
１つ又は複数の応力部位が識別された後、情報は、遠隔測定リンクを介して外部プログラマに通信され、その後の処置を計画する際に臨床医によって使用される。各電極部位の壁応力パラメータが、活性化−回復間隔の長さと、平均的な全心筋壁応力を表すパラメータから決定されてもよい。以下で記述されるように、デバイスは、応力部位の１つ又は複数の負荷を機械的に取り除くために、ペーシング・モードを変化させるようにプログラムされてもよい。
【００２１】
３．応力部位の負荷を取り除くためのペーシング
応力をかけられたと識別された１つ又は複数の心筋ペーシング部位は、１つ又は複数の応力部位が、心筋の他の領域に関して前興奮されるような方式で１つ又は複数のペーシング・パルスを送ることによって、収縮期中に機械的に負荷を取り除くことが可能である。そのようなペーシングにより、応力部位は、収縮期中に前負荷及び後負荷の減少を受け、したがって、壁応力が低減される。時間期間にわたってこのようにして心筋領域の負荷を取り除くことによって、所望されない心筋リモデリングの逆転が実施されることも可能である。さらなる拡張を阻止する、及び／又はヒーリングを促進するために、虚血又は他の原因によって弱められた心筋の応力領域に、前興奮を適用することも可能である。
【００２２】
心筋壁応力低減のペーシングは、プログラムされた徐脈ペーシング・モードに従って送られ、したがって、徐脈の処置をも提供することが可能である。そのようなペーシングは、心臓再同期治療をも提供することを目的とする多部位ペーシングを含む、又は含まないことも可能である。局所応力低減を実施するのは、収縮期中に他の領域に関して１つ又は複数の心筋領域を前興奮させることである。これは、単一部位ペーシングを有するある状況において、及び心臓のポンピング機能をも改善する多部位再同期ペーシングを有する他の状況において、達成されてもよい。後者の場合、最適再同期を生成するペーシング・パルス出力構成及びシーケンスは、心筋壁応力を低減する最適な治療を送る、又は送らないことも可能である。
【００２３】
例示的な実施形態では、図２に示されるようなデバイスは、選択部位において両心室に配置される複数のペーシング／感知電極を有して構成される。デバイスは、パルス出力構成と呼ばれる利用可能なペーシング電極の選択電極に、パルス出力シーケンスと呼ばれる指定時間シーケンスにおいてペーシング・パルスを通常送るようにプログラムされる。次いで、１つのそのような部位は、固有拍動又はペーシング拍動中の電極における活性化−回復間隔の測定によって、応力部位として識別され、デバイスは、その部位の初期応力低減ペーシングによってプログラムされる。一例では、デバイスは、単一心室部位において徐脈ペーシングを送り、次いで、応力部位にペーシング・パルスを送るために、ペーシング構成を切り替える。この部位において心室を前興奮させる単一部位ペーシングにより、応力部位は、興奮波がペーシング部位に拡散する際に、心室心筋の他の領域より前に興奮されることになる。他の例では、デバイスは、再同期ペーシングを送るようにプログラムされ、複数のペースが、心臓サイクル中に一方又は両方の心室に送られる。識別部位において応力を低減するために、パルス出力構成は、必要であれば、応力部位を含むように修正され、パルス出力シーケンスは、興奮波が複数のペーシング部位から拡散する際に、応力部位が他の領域より前に興奮されるように選択される。
【００２４】
より具体的な例が、図３に関して示され、心外膜ペーシング／感知電極が固定される部位２１０、２２０を有する左心室２００を示す。図１のデバイスは、ペーシング・チャネルを経て、両心室又は左心室のみのペーシング・モードに従って、ペーシング・パルスを一方又は両方の部位に送る。ペーシング部位２１０における心筋は、おそらくは部位２１０における壁応力の増大のために、ペーシング部位２２０における心筋と比較して肥大しているように示されている。次いで、デバイスは、部位２１０を応力部位として識別し、応力低減ペーシングを開始する。収縮期中に肥大部位２１０の負荷を取り除き、それにより、肥大の逆転を促進するために、デバイスは、他の部位２２０より前に肥大部位２１０を刺激するパルス出力シーケンスを有するペーシングを送る。収縮期中に低減された機械応力により、部位２１０は、肥大の逆転を受けることが可能になる。他の例では、右心室と左心室の両方とも、各心室に送られるパルス間の指定両心室遅延を有して送られるペーシング・パルスによって、別々の部位においてペーシングされる。ペーシング部位の１つが応力部位であると識別される場合、両心室遅延は、応力をかけられた心室ペーシング部位が、収縮期の収縮中にこれらの部位の付近において発展した壁応力を変化させるように、他に関して前興奮されるように調節することができる。
【００２５】
心筋リモデリングを防止する、又は心筋リモデリングの逆転を促進するために、選択部位を前興奮させることに加えて、そのような前興奮は、心臓の平均的な壁応力を低減し、したがって、その全作業負荷を低減することも可能である。そのような効果は、心臓の血液供給が冠性心疾患のために損なわれるとき、望ましい可能性がある。上記で留意したように、複数の部位における活性化−回復間隔の測定は、平均壁応力パラメータを計算するために使用することができる。したがって、デバイスは、異なるペーシング出力シーケンス及び／又は構成を試行し、それぞれについて平均壁応力パラメータを計算し、次いで、パルス出力シーケンスとパラメータを最小限に抑える構成を選択するように、プログラムされてもよい。
【００２６】
上述された例では、デバイスは、応力部位を前興奮させるように、パルス出力構成及び／又はシーケンスを修正することによって、応力部位が識別されるとき、ペーシング・モードを変化させるようにプログラムされる。応力低減ペーシングは、応力部位をペーシングするために使用される補充収縮間隔（たとえば、両室ペーシングの場合の心室補充収縮間隔又はＡＶ遅延間隔）を減少させることによって、ペーシング・パルスが需要モードにおいて送られる場合、増大されてもよい。他の例では、デバイスは、複数の感知／ペーシング電極を有して構成されるが、通常の動作中、徐脈又は再同期のペーシングを送らないようにプログラムされる。応力部位が識別された後、固有拍動が行われたこと、又は、固有拍動が心室の他の部位における固有活性化の最初期検出の直後など直近であることを示すトリガ事象に時間的に関係付けられて、応力部位が前興奮されるように、ペーシング・モードが開始される。そのような活性化は、従来の心室感知電極による電子図から検出されてもよい。より早期に生じるトリガ事象は、信号処理技術を使用する特別な心室感知電極からヒズ・バンドル伝導電位を抽出することによって検出されてもよい。
【００２７】
本発明について、以上の具体的な実施形態に関して記述してきたが、多くの代替実施形態、変形形態、及び修正が当業者には明らかになるであろう。他のそのような代替実施形態、変形形態、及び修正は、以下の添付の請求項の範囲内にあることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態を実施するための例示的な心臓調律管理デバイスのブロック図である。
【図２】心室の脱分極及び再分極を検出するための感知チャネル構成要素のブロック図である。
【図３】左心室における感知／ペーシング電極の例示的な配置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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