(57)【要約】【課題】埋め込み式電極から受信された心臓ＥＧＭ信号を使用して、Ｔ波交代性（ＴＷＡ）をアセスメントするシステム及び方法が提供される。【解決手段】Ｔ波信号パラメータは、自動利得制御センス増幅器によって受け取られる信号から測定される。ＴＷＡ測定値は、Ｔ波パラメータ測定値の拍動ごとの比較によって、又は、周波数スペクトル技法を使用して計算される。ＴＷＡ測定値の大きさ及び測定条件は、臨床的に重要なＴＷＡを検出する際に使用される。ＴＷＡアセスメントは、マルチベクトルＴＷＡアセスメントにおいて一致ＴＷＡと不一致ＴＷＡとを判別すること、並びに、ＴＷＡ測定値と、ＱＲＳ交代性、機械的交代性、及び他の生理的事象との関連性を求めることをさらに含む。病理学的心臓事象の予測は、ＴＷＡアセスメントに応答して行われる。心臓事象予測に対する応答が提供される。【選択図】図１
2008521570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ波交代性をアセスメントする方法であって、
埋め込み式電極から心臓ＥＧＭ信号を採取すること、
各心周期に関して前記ＥＧＭ信号に適用されるＴ波測定窓を定義すること、
複数の心周期について、前記Ｔ波測定窓内でＴ波パラメータを測定すること、
前記Ｔ波パラメータ測定値の行列を生成すること、及び
前記生成された行列からＴ波交代性測定値を計算すること
を含む、Ｔ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２】
前記心臓ＥＧＭ信号を採取することは、Ｔ波信号中に測定される電圧振幅に応答してセンス増幅器の利得を自動的に調整することを含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３】
前記Ｔ波測定窓を定義することは、ＱＲＳ幅、Ｓ−Ｔ間隔持続時間、及びＱ−Ｔ間隔持続時間のうちの任意の１つを測定することを含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項４】
前記測定されるＴ波パラメータは、Ｔ波信号電圧振幅である、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項５】
前記Ｔ波パラメータ測定値の行列を生成することは、
交互の「Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ」パターンの連続するＴ波にラベル付けすること、及び
前記Ｔ波パラメータ測定値が生成されたそれぞれのＴ波の「Ａ」ラベル又は「Ｂ」ラベルに従って、前記複数の心周期について生成された前記Ｔ波パラメータ測定値を記憶すること
を含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項６】
前記Ｔ波交代性測定値を計算することは、前記「Ａ」とラベル付けされたＴ波パラメータ測定値と前記「Ｂ」とラベル付けされたＴ波パラメータ測定値との差を計算することを含む、請求項５に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項７】
前記Ｔ波交代性測定値を計算することは、前記生成された行列に記憶されている前記Ｔ波パラメータ測定値に関してスペクトル解析を実施することを含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項８】
前記Ｔ波交代性測定値のコンシステンシを求めることをさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項９】
前記Ｔ波交代性測定値の前記コンシステンシを求めることは、前記複数の心周期からの前記Ｔ波パラメータ測定値の連続する対間で計算された差において相反転の頻度を求めることを含む、請求項８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１０】
前記Ｔ波交代性測定値の前記コンシステンシを求めることは、前記採取された心臓ＥＧＭ信号における期外収縮の前記頻度を求めることを含む、請求項８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１１】
前記Ｔ波交代性測定値の前記コンシステンシを求めることは、Ｔ波交代性測定値の測度に関する呼吸信号の作用を求めることを含む、請求項８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１２】
前記Ｔ波交代性測定値の前記コンシステンシを求めることは、前記採取された心臓ＥＧＭ信号におけるＴ波信号のアーチファクトの頻度を求めることを含む、請求項８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１３】
臨床的に重要なＴ波交代性測定値を検出することをさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１４】
前記臨床的に重要なＴ波交代性測定値を検出することは、前記Ｔ波交代性測定値を検出しきい値と比較することを含む、請求項１３に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１５】
前記臨床的に重要なＴ波交代性測定値を検出することは、
前記Ｔ波交代性測定値に関連する心拍数を測定すること、及び
前記心拍数を所定のしきい値と比較すること
を含む、請求項１３に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１６】
前記臨床的に重要なＴ波交代性測定値を検出することは、ＴＷＡ測定値が、内因性心調律に相当するか否かを判定することを含む、請求項１３に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１７】
前記臨床的に重要なＴ波交代性測定値を検出することは、ＴＷＡ測定値が、機械的交代性に相当するか否かを判定することを含む、請求項１３に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１８】
前記Ｔ波交代性測定値に応答して心臓事象を予測することをさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項１９】
前記予測された心臓事象に対する応答を提供することをさらに含む、請求項１８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２０】
前記予測された心臓事象に対する前記応答は、予防的治療を送出すること、及び、アラームを生成することのうちのいずれか一方である、請求項１９に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２１】
前記応答は、過駆動ペーシング、神経刺激、及び薬剤送出のうちのいずれかである、請求項１９に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２２】
前記応答は、送出される治療の停止である、請求項１９に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２３】
前記治療は、期外収縮刺激治療である、請求項２２に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２４】
前記応答は、治療送出制御パラメータの調整である、請求項１９に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２５】
前記Ｔ波交代性測定値に応答して心臓事象を予測することは、該Ｔ波交代性測定値を前もって決定した心臓事象予測しきい値と比較することを含む、請求項１８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２６】
前記予測された心臓事象が検出されない場合、前記Ｔ波交代性測定値に応答して前記心臓事象予測しきい値を更新することをさらに含む、請求項２５に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２７】
前記心臓ＥＧＭ信号を採取することは、複数の検知ベクトルのそれぞれからＥＧＭ信号を採取することを含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２８】
前記複数の検知ベクトルのそれぞれについて計算された前記Ｔ波交代性測定値の差を求めることをさらに含む、請求項２７に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項２９】
前記複数の検知ベクトルのそれぞれについて計算された前記Ｔ波交代性測定値の前記差が、所定のしきい値を超えると、不一致Ｔ波交代性を検出することをさらに含む、請求項２８に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３０】
複数の連続するＱＲＳ信号についてＱＲＳ信号パラメータを測定すること、
前記測定されたＱＲＳ信号パラメータからＱＲＳ交代性測定値を計算すること、及び
前記ＱＲＳ交代性測定値と前記Ｔ波交代性測定値の両方が、交代性検出基準を満たす場合、脱分極／再分極交代性を検出すること
をさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３１】
前記心臓ＥＧＭ信号は、期外心臓収縮の検出に続いて採取され、前記ＴＷＡ測定値を計算することは、前記測定されたＴ波パラメータにおける拍動ごとの差を計算することを含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３２】
前記心臓ＥＧＭ信号は、所定の生理的条件の検出に続いて採取される、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３３】
前記所定の生理的条件は心拍数である、請求項３２に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３４】
前記所定の生理的条件はアクティビィティの増加である、請求項３２に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３５】
前記所定の生理的条件は血行力学事象である、請求項３２に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３６】
心臓機械的信号を検知すること、
複数の連続する心周期について機械的信号パラメータを測定すること、
前記測定された機械的信号パラメータから機械的交代性測定値を計算すること、及び
前記機械的交代性測定値と前記Ｔ波交代性測定値の両方が、交代性検出基準を満たす場合、Ｔ波交代性と機械的交代性との間の相関を検出すること
をさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３７】
生理的信号を検知すること、及び
前記生理的信号とＴ波交代性の前記測定値との間の相関を求めることをさらに含む、請求項１に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３８】
前記生理的信号は血行力学的信号である、請求項３７に記載のＴ波交代性をアセスメントする方法。
【請求項３９】
心臓ＥＧＭ信号を検知するための、患者の体の中に埋め込むようになっている複数の電極と、
前記複数の電極から選択される検知電極対に結合するＲ波検出器と、
前記心臓ＥＧＭ信号を受信するための前記複数の電極に切換え可能に結合する検知回路と、
前記受信されたＥＧＭ信号内に含まれるＴ波信号対雑音比を改善するための信号調整モジュールと、
複数の心周期中に、前記Ｒ波検出器によって生成されたＲ波検出信号に関して、前記受信されたＥＧＭ信号に適用されるＴ波検知窓内でＴ波パラメータを測定し、該Ｔ波パラメータ測定値に応答してＴ波交代性測定値を計算するプロセッサと
を備える、システム。
【請求項４０】
前記検知回路は、Ｔ波信号電圧振幅に応答して、増幅器の利得を調整する自動利得制御検知増幅器を含む、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記信号調整モジュールは、信号デコンボリューションモジュールを備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
前記信号調整モジュールは、フィルタを備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４３】
前記信号調整モジュールは、基線変動除去モジュールを備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４４】
Ｔ波交代性測定値コンシステンシを求める際に使用するための、前記受信された心臓ＥＧＭ信号における期外収縮の頻度を検出する期外収縮検出器をさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４５】
Ｔ波交代性測定値コンシステンシを求める際に使用するための、前記受信された心臓ＥＧＭ信号におけるＴ波アーチファクトの頻度を検出する信号形態検出器をさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４６】
前記Ｔ波パラメータ測定値に対する呼吸の寄与を検出する呼吸信号検出器をさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４７】
Ｔ波交代性の前記測定値に応答する治療送出モジュールをさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４８】
前記治療送出モジュールは電気刺激モジュールを含む、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記電気刺激モジュールは、期外収縮心臓刺激を送出するようになっている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記電気刺激モジュールは、オーバードライブペーシングを送出するようになっている、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
Ｔ波交代性の前記測定値に応答してアラームを生成するアラーム回路部をさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項５２】
前記Ｔ波交代性測定値の報告を送信するテレメトリ回路部をさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【請求項５３】
前記システムは前記プロセッサによって受け取られる生理的信号を生成する生理的検知回路部をさらに備え、前記プロセッサは前記生理的信号に応答してＴ波交代性測定値を計算する、請求項３９に記載のシステム。
【請求項５４】
前記システムは前記プロセッサによって受け取られる生理的信号を生成する生理的検知回路部をさらに備え、前記プロセッサは前記生理的信号と前記Ｔ波交代性測定値との間の相関を計算する、請求項３９に記載のシステム。
【請求項５５】
前記生理的検知回路部は活動センサを備える、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記生理的検知回路部は機械的心機能のセンサを備える、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５７】
Ｔ波交代性測定法を始動させるトリガ用信号を生成するアクティベータをさらに備える、請求項３９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に、埋め込み可能心臓刺激／監視デバイスに関し、特に、Ｔ波交代性をアセスメントすると共にＴＷＡアセスメントに応答して心臓事象を予測する、埋め込み可能デバイスのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｔ波交代性は、Ｔ波の形態、振幅、及び／又は極性の拍動ごとの交代性として、表面心電図（ＥＣＧ）記録上で観測可能な現象である。Ｔ波交代性（ＴＷＡ）は、後天性及び先天性ＱＴ延長症候群並びに心室性不整脈に伴う虚血心臓疾患を含む、種々の臨床状況において認識されてきた。ＴＷＡは、心臓性不整脈についての独立した予測器と考えられる。実験的に、ＴＷＡは、心室頻脈のプリカーサであることが示された。
【０００３】
過去のやり方では、ＴＷＡは、臨床の場において得られる表面ＥＣＧ記録からアセスメントされた。マイクロボルト程度である、ＴＷＡ中のＴ波信号の低振幅変化は、運動又は高レート心房ペーシング中の、通常、１２８以上の心拍動の表面ＥＣＧ記録からＴＷＡをアセスメントするのに、複雑なソフトウェアを必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、埋め込み式電極から受信された心臓ＥＧＭ信号を使用して、Ｔ波交代性（ＴＷＡ）をアセスメントするシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシステムは、
心臓ＥＧＭ信号を検知するための、患者の体の中に埋め込むようになっている複数の電極と、
前記複数の電極から選択される検知電極対に結合するＲ波検出器と、
前記心臓ＥＧＭ信号を受信するための前記複数の電極に切換え可能に結合する検知回路と、
前記受信されたＥＧＭ信号内に含まれるＴ波信号対雑音比を改善するための信号調整モジュールと、
複数の心周期中に、前記Ｒ波検出器によって生成されたＲ波検出信号に関して、前記受信されたＥＧＭ信号に適用されるＴ波検知窓内でＴ波パラメータを測定し、該Ｔ波パラメータ測定値に応答してＴ波交代性測定値を計算するプロセッサと
を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、疾患の進行を追跡し、治療を管理する際に使用するための、ＴＷＡを監視し、ＴＷＡの動的変化をアセスメントする埋め込み可能医療デバイスのシステム及び関連する方法を提供する。システムは、関連する電極セットによって検知される心臓信号を監視することが可能な埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）、ＩＭＤと対話するプログラマ／モニタを含み、外部患者アクティベータを含んでもよい。ＩＭＤは、埋め込み式電極から心臓電位図（ＥＧＭ）信号を受信するセンス増幅器、信号調整回路部、及び、ＴＷＡアセスメントのためのＥＧＭ信号の採取及び解析を含むデバイス機能を制御するプロセッサを含む。ＩＭＤは、心臓事象を予測するＴＷＡの測定に応答する治療送出モジュールをさらに含んでもよい。外部患者アクティベータは、患者又は別のユーザによって使用されて、ＩＭＤがＴＷＡ監視セッションを始動させるようにしてもよい。
【０００７】
ＴＷＡを監視する方法は、マルチベクトルＥＧＭ検知電極を選択すること、マルチベクトル電極から高い心拍数のＥＧＭ信号を収集すること、ＥＧＭ信号を調整することであって、信号デコンボリューション、データセグメント化、雑音除去、基線変動除去、及びアーチファクトデータ（artificial data）の除去を含んでもよい、ＥＧＭ信号を調整すること、並びにＴＷＡ測定値を計算することを含む。ＴＷＡ測定値及び測定条件（心拍数、ペーシングの存在、及び他の心臓機械的機能）は、臨床的に重要なＴＷＡが検出されるか否かを判定するために解析される。ＴＷＡ測定値は、さらに心臓事象を予測する際に使用するためのＴＷＡ信号コンシステンシ及びＴＷＡ測定値傾向を求めるためにアセスメントされる。ＴＷＡアセスメントは、一致ＴＷＡと不一致ＴＷＡとを判別すること、脱分極／再分極交代性と再分極交代性のみの交代性とを判別すること、及びＴＷＡ交代性と機械的交代性との関連性を求めることを含むことができる。ＴＷＡ測定は、Ｔ波パラメータの交互の「Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ」パターンが存在するか否かを判定するために、連続する拍動対に関してＴ波振幅を比較することを含んでもよい。
【０００８】
代替の実施形態では，Ｔ波交代性の存在を識別するために、スペクトル解析又は他のＴ波形態解析が実施されてもよい。Ｔ波測定は、埋め込み可能デバイスに含まれる解析ソフトウェアによって、且つ／又は、ＩＭＤによって収集されたＥＧＭデータをＴＷＡアセスメント用のプログラマ／モニタにダウンリンクした後に外部プログラマ／モニタにおいて実施されてもよい。
【０００９】
ＴＷＡアセスメント報告は、プログラマ／モニタに後で送信するために、埋め込み可能デバイスのメモリにおいて生成され、記憶されてもよい。方法は、ＴＷＡ傾向を求めるために、ＴＷＡアセスメントを評価することをさらに含んでもよい。傾向データに基づいて、心臓事象が予測されてもよい。予防的治療及び／又は臨床医警報又は患者警報は、心臓事象予測に応答して送出することができる。ＴＷＡアセスメントの結果は、デバイス及び／又は薬剤治療管理を誘導するのに使用することができる。図１は、ＴＷＡを監視するのに使用されてもよいＩＭＤシステムのブロック図である。本発明は、外来患者におけるＴＷＡの動的監視を実現する。ＩＭＤシステムは、ＩＭＤ１０及びＥＧＭ信号を採取する関連する電極１２を含む。ＥＧＭ信号は、治療が必要とされるか否か、また、いつ必要とされるかを判定するように心調律をアセスメントするために、ＩＭＤ１０によって使用される。本発明によれば、ＥＧＭ信号は、ＴＷＡアセスメントのために採取される。
【００１０】
ＩＭＤ１０はまた、１つ若しくは複数の、活動センサ等の生理的センサ１３、又は、血圧センサ等の血行力学的センサに結合されてもよい。生理的信号は、不整脈事象又は血行力学的事象等の心臓事象を検出するのに使用されてもよい。生理的信号は、一定のデバイス動作をトリガするために、ＩＭＤ１０によって使用されてもよい。一実施形態では、生理的信号は、ＴＷＡアセスメントをトリガするのに使用される。
【００１１】
ＩＭＤ１０は、テレメトリ回路部２８を介してプログラマ／モニタ１４と双方向通信するようになっている。プログラマ／モニタ１４は、ＩＭＤ１０において動作パラメータをプログラムし、ＩＭＤ１０からデータをダウンリンクするのに使用される。本発明によれば、プログラマ／モニタ１４は、ＴＷＡアセスメントを始動するために臨床医によって使用されてもよい。ＴＷＡデータ及び／又はＴＷＡアセスメント結果を含むＴＷＡ報告は、ＩＭＤ１０からプログラマ／モニタ１４によって受け取られてもよい。一部の実施形態では、ＴＷＡアセスメントで使用するための、ＩＭＤ１０によって採取されたＥＧＭデータは、プログラマ／モニタ１４が解析するために、プログラマ／モニタ１４に転送されてもよい。ＩＭＤ１０はまた、ＴＷＡアセスメントを始動するために、患者又は他の介護者によって使用されてもよい患者アクティベータ１６と通信するようになっていてもよい。
【００１２】
ＩＭＤ１０は、電極１２からスイッチマトリクス１１を介してＥＧＭ信号を受信するＲ波検出器３０を含む。Ｒ波検出器３０は、所定の周波数応答特性を有し、正確なＲ波検出のために感度を拍動ごとに自動調整するセンス増幅器を含む。Ｒ波検出は、一般に、Keimel他に発行された米国特許第５，１１７，８２４号、Gilberg他に発行された米国特許第６，３９３，３１６号、又は、Mader他に発行された米国特許第５，３１２、４４１号に開示されるものに相当してもよく、これらの特許は全て、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【００１３】
ＩＭＤ１０は、特別な信号解析のために、ＥＧＭ信号を採取するのに使用されてもよいＥＧＭセンス増幅器３２をさらに含む。ＥＧＭセンス増幅器３２は、電極１２からスイッチマトリクス１１を介して信号を受信する。ＥＧＭセンス増幅器３２は、Ｒ波検出器３０より広い周波数応答帯域及び別々に調整可能な利得設定を提供する。例示的な実施形態では、ＥＧＭセンス増幅器３２は、検知されたＴ波信号の振幅に応答して自動利得調整を可能にする自動利得制御センス増幅器として具体化される。Ｔ波信号解析のための自動利得調整法は、図４に関連して以下で述べられる。特別な解析で使用するためのＥＧＭ信号セグメントは、Ｒ波検出器３０によって検出されるＲ波からの相対的タイミングに基づいて、ＥＧＭセンス増幅器３２によって取得されるＥＧＭ信号から抽出されてもよい。本発明によれば、Ｔ波信号解析は、Ｒ波検出器３０からのＲ波検出信号に関して選択されたＴ波検知窓内でＴ波測定値を取得するように実施される。
【００１４】
電極１２は、ＩＭＤ１０から延びるリード線上に配置されてもよく、又は、ＩＭＤ１０のハウジング内又はハウジング上に組み込まれるリード線無し電極であってもよい。Ｒ波検出器３０及びＥＧＭセンス増幅器３２は、電極１２からスイッチマトリクス１１を介して信号を受信する。スイッチマトリクス１１は、マイクロプロセッサ２２の制御下で、確実なＲ波検出のためにＲ波検出器３０にどの電極が結合されるか、また、ＴＷＡアセスメントで使用するためにＥＧＭセンス増幅器３２にどの電極が結合されるかを選択するのに使用される。
【００１５】
ＩＭＤ１０は、ＥＧＭセンス増幅器３２からＥＧＭ信号及びセンサ１３から生理的信号を受信する信号調整モジュール１８を含む。信号調整モジュール１８は、センス増幅器を含み、フィルタ及びアナログ−デジタル変換器等の他の信号調整回路部を含んでもよい。マイクロプロセッサ２２は、生理的事象を検出するために、信号調整モジュール１８から信号を受信する。
【００１６】
メモリ２０は、信号調整モジュール１８から出力された調整済みＥＧＭ信号を記憶するために設けられる。一実施形態では、ＴＷＡをアセスメントするためのＥＧＭ信号の処理は、ＩＭＤマイクロプロセッサ２２によって実施される。マイクロプロセッサ２２は、メモリ２０に記憶されるアルゴリズム及び動作パラメータに従ってＩＭＤ機能を制御する。
【００１７】
マイクロプロセッサ２２は、以下に述べる方法に従ってＴＷＡアセスメントを実施してもよい。ＴＷＡアセスメント結果に応答して、マイクロプロセッサ２２は、患者アラーム回路部２４によって警報信号を生成するようにされてもよい。付加的に、又は、代替的に、治療送出モジュール２６は、治療を送出するか、若しくは、治療を保留するために信号送出されてもよく、又は、タイミング及び制御回路部２５の制御下で、治療送出パラメータを調整してもよい。
【００１８】
他の実施形態では、ＴＷＡアセスメントで使用するための、ＩＭＤ１０によって採取されるＥＧＭデータは、メモリ２０に記憶され、外部のプログラマ／モニタ１４にダウンリンクされてもよい。プログラマ／モニタ１４に含まれる処理回路部は、その後、プログラム入力されたアルゴリズムに従ってＴＷＡアセスメントを実施してもよい。ＴＷＡアセスメント結果の報告は、ＩＭＤ１０、又は外部のプログラマ／モニタ１４のいずれかによって生成されて、臨床医が再検討するための結果が利用可能になるように、表示、印刷、又は、電子的に記憶されてもよい。
【００１９】
図２は、ＴＷＡアセスメント法においてＥＧＭデータを採取する、１つのＩＭＤ構成を示す。ＩＭＤ１０は、心臓監視デバイス、ペースメーカ、埋め込み可能カーディオバータ−ディフィブリレータ、神経刺激器、又は薬剤送出デバイス等の多数のＩＭＤの任意のＩＭＤとして具体化されてもよい。ＴＷＡをアセスメントするのに適するＥＧＭデータは、皮下電極、心外膜電極、経静脈電極若しくは心内膜電極、又は、神経刺激リード線によって検知される信号から採取されてもよい。例示的な実施形態では、ＴＷＡアセスメント用のＥＧＭデータを採取するために、複数の検知ベクトルが選択される。複数の検知ベクトルは、利用可能な電極の任意の組合せから選択されてもよい。
【００２０】
図２に示す例では、ＩＭＤ１０は、埋め込み可能カーディオバータ−ディフィブリレータとして具体化され、ペーシングパルス、カーディオバージョンパルス、及びディフィブリレーションパルスを送出し、また、心調律を検出し、判別するためにＥＧＭ信号を検知するようになっているリード線に結合されて示される。ＩＭＤ１０は、カーディオバージョンショックパルス及びディフィブリレーションショックパルスを送出する際に使用するための、上大静脈（ＳＶＣ）コイル電極４６及び右心室（ＲＶ）コイル電極４８を搭載する右心室（ＲＶ）リード線４０に結合される。ＲＶリード線４０は、右心室内でのペーシング機能及び検知機能において使用される先端電極５２及びリング電極５０を搭載する。
【００２１】
ＩＭＤ１０は、さらに、左心腔内での検知機能及びペーシング機能において使用される先端電極５６及びリング電極５４を装備する冠状静脈洞（ＣＳ）リード線４２に結合される。ＣＳ先端電極５６及びＣＳリング電極５４を、左心室上の所望のロケーションに位置決めするために、ＣＳリード線４２は、心臓静脈内に進められてもよい。
【００２２】
ＩＭＤ１０は、単極モードで刺激パルスを送出するか、又は心臓電気信号を検知する心臓電極の任意の電極と組合せて使用されてもよい筐体電極又はケース電極６０を装備する。ＩＭＤ１０は、皮下電極５８を搭載する１つ又は複数の皮下リード線４４に結合してもよく、皮下電極５８は、カーディオバージョンショックパルス又はディフィブリレーションショックパルスを送出するために、ＳＶＣコイル電極４６、ＲＶコイル電極４８、及び／又は筐体電極６０と組合せて使用される、コイル、パッチ、又は他のタイプの電極であってもよい。代替的に、皮下電極５８は、単極モードで検知するか、又は、ペーシングするための、先端電極５２及び５６又はリング電極５０及び５４の任意の電極と組合せて使用されてもよい。多くの検知ベクトルが、図２に示すシステムにおいて利用される電極から選択されてもよい。ＲＶリード線４０又はＣＳリード線４２上に配置された任意の電極は、筐体電極６０又は皮下電極５８との単極検知の組合せで(in an unipolar sensing combination)選択されてもよい。
【００２３】
ＲＶリード線４０又はＣＳリード線４２上に配置された２つの電極の任意の組合せは、２極検知のために選択されてもよい。こうして、ＴＷＡアセスメントのためのマルチベクトル検知は、ＥＧＭ信号を収集するために、同時に、又は順次に、多数の単極及び／又は２極の検知電極対を選択することによって達成されてもよい。遠方場(far-field )と近方場(near-field)の両方のＥＧＭ信号を、ＴＷＡアセスメントのために収集することができる。マルチベクトルＴＷＡ解析は、ＴＷＡの一致形態と不一致形態との判別を可能にする。本発明は、図２に示すリード線及び電極の配置構成に限定されない。ＴＷＡを監視するシステムに含まれてもよいリード線及び電極のタイプには、多数の変形が存在する。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態による、ＴＷＡアセスメントで使用するためのＥＧＭデータを収集する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。ステップ１０５にて、心臓ＥＧＭ信号及び任意の他の生理的検知信号が、ＩＭＤによって収集される。これらの信号は、たとえば、ペーシング治療若しくは不整脈治療又は他の治療の送出がいつ必要とされるかを判定するために、通常（normal）ＩＭＤ動作下で監視されてもよい。本発明のために、１つ又は複数の生理的信号が、ＴＷＡアセスメントがいつ始動されるべきかを判定する際に使用されてもよい。
【００２５】
ＴＷＡアセスメントのトリガ条件として、多数の条件が定義されてもよい。決定ステップ１１０にて、監視されたＥＧＭ信号及び／又は他の生理的信号に基づいて、ＴＷＡアセスメントトリガ条件の検出が判定される。ＴＷＡの発生に対して、原因となる関係又は他の相関を有すると考えられる生理的事象が、ＴＷＡアセスメントトリガ用事象として指定されてもよく、それにより、生理的事象とＴＷＡとの関連性の評価が容易になる。たとえば、或る所定のレートより高い心拍数の検出が、ＴＷＡアセスメントをトリガしてもよい。ＴＷＡアセスメントをトリガしてもよい他の生理的条件は、活動センサに基づく活動の増加の検出、血圧等の血行力学的信号の変化、期外心室収縮（ＰＶＣ）又は他の不整脈の検出を含んでもよい。
【００２６】
一実施形態では、ＰＶＣの検出は、拍動ごとのＴ波交代性アセスメントを始動させる。拍動ごとのＴＷＡの大きさの増加は、心室頻脈性不整脈の発生が差し迫っていることを予測するか、又は、心室機能の低下を表すのに使用されてもよい。拍動ごとのＴＷＡアセスメントは、ＰＶＣに続く、比較的短い一連の拍動、たとえば、１０〜２０の拍動から採取されるＴ波信号を使用して実施されてもよい。
【００２７】
方法１００は、生理的トリガ条件がステップ１１０にて検出されるまで、ＥＧＭ信号及び他の生理的信号を検知し続ける（ステップ１０５）。ＴＷＡアセスメントトリガが検出されると、方法１００は、目下の心拍数がＴＷＡアセスメント最小レートより大きいか否かを判定する。通常ＴＷＡは、低い、すなわち安静時心拍数では存在しないか又は測定可能でない。したがって、最小心拍数、たとえば８０ｂｐｍが、ＴＷＡアセスメントを始動する前に、必要条件として選択されてもよい。心拍数が、最小ＴＷＡアセスメントレートより低い場合、方法１００は、ステップ１０５に戻り、心拍数が必要なレートに達するまで、ＥＧＭ信号及び生理的信号を監視し続けてもよい。
【００２８】
一部の実施形態では、ＴＷＡアセスメントは、所定の間隔で(on a scheduled basis)、たとえば、１時間ごと、１日ごと、１週間ごと、又はその他の間隔で実施されてもよい。方法１００では、所定の間隔で始動されるＴＷＡアセスメントは、ステップ１２０で示される。上記で述べたように、ＴＷＡアセスメントは、プログラマ又は患者アクティベータを使用して、患者又は別の介護者によって始動されてもよい。プログラマ又は患者アクティベータを使用したＴＷＡアセスメントの始動は、ステップ１２５で示される。
【００２９】
予定された(scheduled)ＴＷＡアセスメントが実施されるか、又は、ＴＷＡアセスメントが患者アクティベータ又はプログラマによってトリガされると、ＴＷＡアセスメントは、通常、測定可能なＴＷＡパターンを誘発することが予測されるレートでペーシングすることを含むであろう。ペーシングレートは、たとえば、８０ｂｐｍ〜１２０ｂｐｍの範囲であってもよい。一部の実施形態では、活動又は代謝要求の増加の検出等、高レートのペーシングを生じる条件が、ＴＷＡアセスメントを始動させてもよい。ペーシングは、単腔ペーシング、２腔ペーシング、又は多腔ペーシングであってもよい。高レートのペーシングを含むＴＷＡアセスメントがトリガされると、心拍数が最小アセスメントレートより大きいことを確認するためのステップ１１５は必要でない。
【００３０】
ＴＷＡアセスメントを実施するための全ての条件が満たされると、ステップ１３０にて、ＴＷＡ電極検知構成が選択される。選択される構成は、使用されるＩＭＤシステムによって決まるであろう。例示的な実施形態では、複数の検知ベクトルが、ＴＷＡアセスメント用のＥＧＭデータを採取するために選択される。ＩＭＤ検知能力に応じて、複数の検知ベクトルは、順次に個々に選択されてもよい。ＩＭＤが、複数のＥＧＭ信号を同時に採取することを可能にする場合、複数の検知ベクトルは、同時ＥＧＭ検知のために選択されてもよい。埋め込み可能カーディオバータ−ディフィブリレータは、２つ以上のＥＧＭ信号を一度に採取することが可能であってもよい。したがって、ＴＷＡアセスメントで使用するためのＥＧＭ信号を採取するために、２つ以上の検知ベクトルが同時に選択されてもよい。ＴＷＡアセスメントで使用するためのさらなるＥＧＭ信号を取得するために、さらなる検知ベクトルが、順次の対で選択されてもよい。代替の実施形態では、ＴＷＡ用のＥＧＭ信号を採取する検知構成は、臨床医によってプログラムされてもよい。図２に示す例示的な電極配置構成では、ＴＷＡアセスメントのために選択されてもよい検知ベクトルの一部のベクトルは、ＲＶ先端電極５２からＲＶリング電極５０、ＲＶ先端電極５２から筐体電極６０、ＣＳ先端電極５６からＣＳリング電極５４、ＣＳ先端電極５６から筐体電極６０、ＲＶコイル電極４８から筐体電極６０、ＳＶＣコイル電極４６から筐体電極６０、及び皮下電極５８から筐体電極６０である。単極検知ベクトルは、一般に、大域的なＴＷＡ測定のために近方場及び遠方場の両方の信号情報を含むであろう。２極検知ベクトルは、一般に、局所的なＴＷＡ測定のために近方場信号情報を含むであろう。
【００３１】
ステップ１３５にて、自動利得調整が実施される。上記で示したように、ＩＭＤに含まれるＥＧＭセンス増幅器は、自動利得制御増幅器である。したがって、Ｔ波振幅が、Ｔ波検知しきい値を超えない場合、ステップ１３５にて、センス増幅器の利得は自動的に調整される。Ｔ波検知のための自動利得調整方法は、図４に関連して以下で述べられる。代替的に、臨床医は、選択される検知ベクトル及び対応する増幅器の利得をプログラムしてもよい。
【００３２】
ステップ１４０にて、ＴＷＡをアセスメントするためのデータが、収集され、記憶される。各検知ベクトルについてのＥＧＭ信号は、数秒間又は数分間採取されてもよい。選択されたＥＧＭ信号（複数可）は、図５に関連して以下で述べられるＴＷＡ測定方法１５０において、処理回路部が使用するためにメモリに記憶される。ＴＷＡ測定方法は、ステップ１４０にて記憶されたＥＧＭデータに含まれるＴ波信号を評価する。ステップ１４０にて、他の信号が、ＴＷＡアセスメントで使用するために採取されてもよい。ＴＷＡの確実な測定を保証するために、ステップ１４０にて採取されたＥＧＭ信号は、Ｔ波信号以外の信号が存在するかを評価されてもよい。たとえば、ＥＧＭ信号は、Ｒ波交代性、期外収縮、若しくは他の変行伝導(conduction aberrancy)、及び電磁干渉、又は他の信号雑音があるかを評価されてもよい。
【００３３】
機械的交代性又はＴＷＡの存在に伴う血行力学的機能不全の存在は、心臓事象を予測するか、又は、心臓状態の低下を診断する際に臨床的に重要である場合がある。したがって、また、ステップ１４０にて、心臓の機械的機能に関連する他の生理的信号が採取されてもよい。機械的交代性又は血行力学的機能不全の存在を検出するのに有用な信号は、たとえば、生理的センサから取得される血圧信号又は壁運動信号を含む。こうした信号は、ＴＷＡ測定値のよりよい解釈を可能にするために評価されてもよい。機械的交代性及びＲ波交代性は、図９に関連して以下で述べる一般的な方法に従って求められてもよい。
【００３４】
ＥＧＭ信号が所望の検知ベクトルのそれぞれからまだ取得されていないと決定ステップ１４５にて判定される場合、方法１００はステップ１３０に戻って、次のＴＷＡ検知構成が選択される。全ての検知ベクトルが適用されている場合、方法１００は、信号調整及び処理のために、図５の方法１５０に進む。
【００３５】
図４は、特別な解析用のＴ波信号を取得するためにＥＧＭセンス増幅器の利得を自動的に調整する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。図４に示す方法は、図３の方法１００における自動利得調整についてステップ１３５にて実施されてもよいサブルーチンを表す。ステップ８０にて、Ｒ波は、任意の既知のＲ波検出回路部及びＲ波検出方法を使用して検知されたＥＧＭ信号から検出される。Ｒ波検出器３０（図１に示す）からのタイミング信号は、Ｒ波検出器（ＥＧＭセンサ）３０（図１）によって取得される別個のＥＧＭ信号からＱＲＳ信号を消す、すなわち排除するのに使用することができ、利得を調整するために解析されるＥＧＭ信号のＴ波部分が残る。こうして、ステップ８２にて、Ｒ波検出のタイミングによるＱＲＳセグメントの除去によって、Ｔ波セグメントが、ＥＧＭ信号から抽出される。
【００３６】
ステップ８４にて、抽出されたＴ波セグメント内のＥＧＭ信号電圧が解析される。信号電圧が所定のＴ波検知しきい値を超える場合、センス増幅器の利得に対して調整は行われない。信号電圧振幅が所定のしきい値を超えない場合、ＥＧＭセンス増幅器の利得は増加する。増幅器の利得は、抽出されたＴ波セグメント信号電圧が所定の検知しきい値を越えるまで増加する。一実施形態では、ＥＧＭセンス増幅器の利得は、信号クリッピングを防止しながら、システムの動的範囲の一定パーセンテージ（たとえば、７５％）が、信号分解能を最大にするように利用されることを確実にするために増加する。
【００３７】
Ｔ波検知についての自動利得調整中に、Ｒ波検出器に含まれるセンス増幅器の利得は変化せず、それにより、ＱＲＳ信号が飽和することなく、正確なＲ波検出が継続する。
【００３８】
図５は、図３の方法１００で採取され、記憶されたＥＧＭ信号データに関して信号調整及び処理動作を実施する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。図５に示すステップ１５２〜１６０は、Ｔ波信号対雑音比を改善するために実施される信号調整ステップを含む。ステップ１５２〜１６０は、代表的な信号調整ステップを含み、そのステップは全て、許容可能な信号対雑音比を達成するために必要とされてもよいか、又はされなくてもよい。信号対雑音比を改善するために実施される信号調整ステップは、一部は信号採取条件によって決まることになり、また、ＴＷＡをアセスメントするために行われることになるＴ波測定によって決まってもよい。
【００３９】
ステップ１５２は、ＥＧＭ信号がハイパスフィルタを使用して採取されるときに必要とされる場合がある信号デコンボリューションステップを表す。ＱＲＳ群は、ハイパスフィルタリングされた信号を使用して取得することができるが、Ｔ波は、Ｒ波より低周波数である。ＥＧＭ信号が、ハイパスフィルタ、たとえば、約０．５Ｈｚより高い信号を通過させるフィルタを使用して取得される場合、信号デコンボリューションステップ１５２は、５Ｈｚ信号を０．０５Ｈｚ信号に逆変換するのに使用されてもよい。
【００４０】
ステップ１５４にて、記憶されたＥＧＭ記録は、ストリップにセグメント化される。各検知ベクトルについて記憶されたＥＧＭ記録は、長さが、数分、又はさらに１０分以上であってもよい。一実施形態では、ＴＷＡ解析は、セグメント化されたＥＧＭ記録に関して実施される。
【００４１】
各セグメントは時間窓（ウインドウ）を表し、ＴＷＡ測定は、以下でより詳細に述べるように、各時間窓にわたる、平均技法、減算技法、又はスペクトル解析技法を使用して実施されてもよい。たとえば、長さが数分のＥＧＭ記録は、長さが約２０秒のストリップにセグメント化されてもよい。ＥＧＭ記録の長さ、及び、ＴＷＡ測定を実施するのに使用される方法に応じて、このセグメント化ステップは必要でない場合があるが、データ解析ステップをより処理し易くする際に有用である可能性がある。セグメント化したデータ記録にわたってＴＷＡ測定を行う際に使用される、Ｔ波パラメータの平均化は、ＴＷＡ測定値の変動を減少させる場合もある。
【００４２】
ステップ１５６にて、ＥＧＭ信号雑音が除去される。雑音除去は、標準的なアナログフィルタリング法又はデジタルフィルタリング法を使用して実施されてもよい。たとえば、ＥＧＭ信号雑音を除去するために、Ｎ次デジタルバタワースフィルタが使用されてもよい。一実施形態では、ＥＧＭ信号雑音を除去するために、８次デジタルバタワースフィルタが使用される。ステップ１５８にて、基線変動が除去される。基線変動を除去する１つの方法は、３次エルミートライン法(cubic Hermite line method)を利用する。他の基線補正ツールが使用されてもよい。
【００４３】
ステップ１６０にて、アーチファクトデータが除去される。アーチファクトデータは、真のＱＲＳ事象及びＴ波事象でない、ＰＶＣ、又は、他のアーチファクトが発生するために存在する場合がある。ＰＶＣ検出法は、ＴＷＡ測定値を覆い隠す場合がある、ＰＶＣに伴う信号を除去するのに使用されてもよい。ＰＶＣ検出は、通常、介在する心房事象（Ｐ波）を検出することなく、連続する２つのＲ波の検出に基づく。
【００４４】
Ｒ波信号のテンプレート照合を使用して、正常な拍動が識別され、緩徐ＶＴ、一連の(runs of)ＰＶＣ、又は、伝導異常がＴＷＡ測定に影響を及ぼすと判定される場合にはその異常に伴う異常が排除されてもよい。正常Ｒ波信号を識別するために本発明と共に使用するようになっていてもよいテンプレート照合法は、上記で参照したGillbergの特許に全体が開示される。Ｔ波信号がアーチファクトデータとして除去されると、「Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ」のＴ波パターンを維持するために、続いて起こるＴ波も除去されてもよい。代替的に、除去されたＴ波信号は、Ａ−Ｂパターンが残るように、前の数のそれぞれの「Ａ」Ｔ波又は「Ｂ」Ｔ波の平均で置き換えられてもよい。
【００４５】
ステップ１６５にて、Ｔ波信号窓ロケーションが求められる。Ｔ波は、ＱＲＳ群に続く時間窓内で起こるであろう。ＱＲＳ群の始まりは、心室検知又は心室ペーシングマーカとなる可能性がある。ステップ１６５にて、Ｔ波を正確に識別することを可能にする単一拍動中のＥＧＭ信号の時間特性が求められ、Ｔ波パラメータがＴＷＡアセスメントのために測定される。一実施形態では、ＱＲＳ持続時間及びＳ−Ｔ間隔が求められる。
【００４６】
ＱＲＳ持続時間は、内因性ＥＧＭ信号から測定されてもよい。ＱＲＳ群上のｄＶ／ｄｔｍａｘによって定義される地点、しきい値交差部、又は、他の定義されたＱＲＳ開始地点で始まるＱＲＳ持続時間が測定されてもよい。ＱＲＳ群の終了は、或るしきい値交差部、ｄＶ／ｄｔｍｉｎ、又はゼロ交差部として定義されてもよい。ＱＲＳ持続時間内で、振幅が求められ、それにより、ＱＲＳ交代性（脱分極交代性）が、ＴＷＡ（再分極交代性）に関連するか、又は、単独で存在するかを判定するために、ＱＲＳ持続時間及び振幅の交代性がアセスメントされることができる。
【００４７】
ＱＲＳ群の終了として定義された地点及び後続のＴ波の開始を定義する地点は、Ｓ−Ｔ間隔を測定するのに使用される。後続のＴ波の開始は、しきい値交差部、ｄＶ／ｄｔｍａｘ、又はＴＲ波上で識別可能な他の特徴部として求められてもよい。ＱＲＳ幅及びＳ−Ｔ間隔を使用して、Ｔ波信号窓の開始が、ＱＲＳ信号の開始に関して計算されてもよい。
【００４８】
Ｔ波信号窓ロケーションが求められると、ステップ１７０にて、各データセグメントについてデータ行列を生成することによって、拍動ごとのＴＷＡ解析が実施されてもよい。データ行列の形成は、Ｔ波１つおきに「Ａ」ラベルを割り当てること、及びその間のＴ波に「Ｂ」ラベルを入れることを含む。その後、「Ａ」及び「Ｂ」とラベル付けされたＴ波に相当するＴ波測定値は、データ行列に記憶される。一実施形態では、Ｔ波振幅が測定され、「Ａ」のＴ波振幅及び「Ｂ」のＴ波振幅の行列が生成される。Ｔ波振幅は、平均信号電圧、ピーク電圧、又はピーク−ピーク電圧差として測定されてもよい。
【００４９】
他の実施形態では、ステップ１７０にて、データ行列を生成するために、他のＴ波パラメータが測定されてもよい。Ｔ波テンプレート、所与のしきい値交差部におけるＴ波幅、又は、「Ａ」のＴ波と「Ｂ」のＴ波との間の一貫性のある差を測定することによって、ＴＷＡを判別することを可能にする他の特徴部等の、形態特徴部(morphological feature)を求めることができる。代替的に、「Ａ」及び「Ｂ」とラベル付けされたＴ波についてデータ行列を生成する際に、周波数領域測定値が使用されるスペクトル解析が実施されてもよい。ステップ１７０にて、ＴＷＡの「Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ」パターンを確認することを可能にする任意のＴ波パラメータが測定されてもよい。
【００５０】
ステップ１７２にて、前のステップ１７０にて生成されたデータ行列に記憶された、「Ａ」及び「Ｂ」とラベル付けされたＴ波測定値の比較解析によって、ＴＷＡ測定値が求められる。測定値は、拍動ごとに比較されて、「Ａ」とラベル付けされたＴ波測定値と「Ｂ」とラベル付けされたＴ波測定値との差が求められてもよい。Ｔ波振幅測定値が記憶される、上記で示した例では、「Ａ」とラベル付けされたＴ波と「Ｂ」とラベル付けされたＴ波との拍動ごとの振幅差が計算される。その後、ステップ１７２にて取得されるＴＷＡ測定値は、「Ａ」のＴ波及び「Ｂ」のＴ波の対の差の平均として計算されることができる。差は、各データセグメントにわたって平均され、全体の平均は、セグメント平均又は拍動ごとの差から計算されてもよい。
【００５１】
代替的に、又は付加的に、Ｔ波測定値は、それぞれの「Ａ」及び「Ｂ」とラベル付けされた測定値について、各データセグメントにわたって平均されてもよい。その後、平均された「Ａ」測定値と平均された「Ｂ」測定値との差が求められてもよい。Ｔ波振幅測定の例では、全ての「Ａ」振幅は平均されて、平均(mean) 「Ａ」Ｔ波振幅が求められてもよい。全ての「Ｂ」振幅は平均されて、平均「Ｂ」Ｔ波振幅が求められてもよい。その後、ステップ１７２にて求められるＴＷＡ測定値は、平均「Ａ」Ｔ波振幅と平均「Ｂ」Ｔ波振幅との差として計算されるであろう。各データセグメントについてのＴＷＡ測定値は、ＥＧＭ記録全体にわたって平均されてもよい。
【００５２】
したがって、ステップ１７２にて実施される動作は、拍動ごとに、「Ａ」拍動と「Ｂ」拍動との間のＴ波パラメータの差を求めること、及び、総合的なＴＷＡ測定パラメータを求めるために、差に関して統計的解析をさらに実施することを含む。代替的に、統計的解析は最初に「Ａ」Ｔ波パラメータ及び「Ｂ」Ｔ波パラメータに関して実施されて、平均「Ａ」Ｔ波パラメータ及び平均「Ｂ」Ｔ波パラメータが求められてもよい。その後、平均間の差を使用して、総合的なＴＷＡ測定パラメータが計算されてもよい。
【００５３】
ステップ１７２にて、代替的に、拍動ごとの比較ではなく、時系列のＴ波パラメータのスペクトル解析を使用して、ＴＷＡアセスメントを実施することができる。Ｔ波上の選択された時点における振幅が、一連のＴ波について測定される。測定された振幅は、時系列を形成する。その後、この時系列のパワースペクトルが、フーリエ変換法を使用して計算されて、実質的に等しい２つの支配的な周波数ピークによって、交代性パターンが存在すると立証されるか否かが判定される。
【００５４】
ステップ１７４にて、ＴＷＡ測定は、アーチファクト又は信号雑音による汚染の可能性があるかを評価される。この評価は、「Ａ」Ｔ波と「Ｂ」Ｔ波との差及びＴ波信号において起こるアーチファクトに基づく。ＴＷＡが存在する場合、「Ａ」Ｔ波と「Ｂ」Ｔ波との差は、位相において一貫性があり、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂパターンを立証するであろう。たとえば、Ｔ波振幅が測定される場合、「Ａ」Ｔ波振幅は、ほとんどの期間、「Ｂ」Ｔ波振幅より大きいか、又は、ほとんどの期間、「Ｂ」Ｔ波振幅より小さいであろう。「Ａ」Ｔ波及び「Ｂ」Ｔ波の比較関係における著しい変動は、交代性パターンを立証しない。ステップ１７４にて、方法１５０は、「Ａ」Ｔ波パラメータと「Ｂ」Ｔ波パラメータとの拍動ごとの差が、位相において一貫性があることを検証する。差が、位相において変化する、すなわち、「Ａ」測定値が、「Ｂ」測定値より時々大きく、且つ「Ｂ」測定値より時々小さい場合、ＴＷＡ測定値は、臨床的に意味があると考えられない場合がある。ステップ１７４にて、同じ位相である全ての拍動ごとの差のパーセンテージを求めることによって、ＴＷＡコンシステンシが評価されてもよい。
【００５５】
ステップ１７４においてＴＷＡコンシステンシを求めることは、採取されたＥＧＭ信号内での、ＰＶＣの頻度及びＴ波アーチファクトの頻度を求めることを含んでもよい。たとえば、ＰＶＣ及びＴ波アーチファクトが、Ｔ波周期の所定のパーセンテージを超えて、たとえば、Ｔ波周期の１５％を超えて起こるとき、ＴＷＡ測定は、真のＴＷＡを表しておらず、したがって、臨床的意味を持たない。ＴＷＡコンシステンシを求めることはまた、Ｔ波信号変動に対する呼吸活動の寄与及びＴＷＡ測定値に関する正味の影響を求めることを含んでもよい。
【００５６】
ステップ１７６にて、方法１５０は、採取されたＥＧＭベクトル記録の全てについて、ＴＷＡ測定値が計算されたか否かを判定する。全てについて計算されていない場合、ステップ１７８にて、次のＥＧＭベクトル記録が選択され、方法１５０が繰り返される。ＴＷＡ測定値が、採取されたＥＧＭベクトルのそれぞれについて計算されると、方法１５０は、図６に示す方法１８０に進んで、ＴＷＡ測定値の臨床的意味が評価される。ＴＷＡアセスメント中に使用するための、ＴＷＡ検知電極構成が、臨床医によってプログラムされる場合、方法１５０は、具体的にプログラムされた検知構成についてだけ繰り返されるであろう。
【００５７】
図６は、図５の方法で計算されるＴＷＡ測定値を評価するステップを要約するフローチャートである。ＴＷＡ測定値は、測定値の大きさ及びＴＷＡが誘発された条件に応じて、臨床的意味を持ってもよいか、又は、持たなくてもよい。図６に示すステップは、測定値の深刻さ(seriousness)をアセスメントするために実施されてもよいＴＷＡ測定値の評価を提示する。一部の実施形態では、ＴＷＡ測定値は、図６に示すＩＭＤシステムによるさらなる評価を行うことなく、臨床医による評価のために報告されてもよい。
【００５８】
決定ステップ１８１にて、ＴＷＡ信号のコンシステンシが検証される。ＴＷＡ信号が、方法１５０（図５）のステップ１７４の結果に従って、一貫性がないと判定される場合、ＴＷＡ測定値は、臨床的に意味が無いと結論付けられてもよい。全てのＴＷＡ測定値がまだ評価されていないと決定ステップ１９６にて判定される場合、ステップ１９８にて、マルチベクトル解析の次のベクトルに関連するＴＷＡ測定が選択される。交代性パターンが一貫性があると判定された場合、ＴＷＡ測定値及びＴＷＡが存在した条件が評価されて、ＴＷＡの臨床的意味が求められる。
【００５９】
ステップ１８２にて、ＴＷＡ測定値を求めるのに使用されるＴＷＡパラメータが求められる。ＴＷＡパラメータは、「Ａ」Ｔ波測定値と「Ｂ」Ｔ波測定値との差、又は、スペクトル解析から求められる交代性電力／電圧であってもよい。ステップ１８２にて求められるＴＷＡパラメータは、方法１５０のステップ１７２で求められるＴＷＡ測定値又は中間結果と同じであってもよい。ＴＷＡ測定中の心拍数又はペーシングレートは、ステップ１８４にて求められる。心拍数は、ＥＧＭ信号採取中のＲ波検出レートから求められるか、又は、ＴＷＡアセスメントに使用されるＥＧＭ信号から計算されてもよい。ＴＷＡパラメータの大きさ及びＴＷＡが起こる心拍数は共に、心臓事象を予測することによって、又は、心臓状況の悪化を診断することによって、ＴＷＡの深刻さを指示することができる。
【００６０】
決定ステップ１８６にて、ＴＷＡパラメータ（複数可）は、所定のしきい値又は他の基準セットと比較されて、Ａ−Ｂ差又は交代性電力／電圧に基づいてＴＷＡの深刻さが指示される。差又は交代性電力／電圧の大きさがしきい値を超える場合、ステップ１９４にて、ＴＷＡは、臨床的に重要であるとしてフラグを立てられる。
【００６１】
決定ステップ１８８にて、ＴＷＡが測定された心拍数は、所定の心拍数（ＨＲ）しきい値と比較される。心拍数が、所定の閾レートより遅い場合、ステップ１９４にて、ＴＷＡは、臨床的に重要であるとしてフラグを立てられる。ＴＷＡ測定が臨床的に重要であると考えられる場合を判定するために、Ａ−Ｂ差しきい値が、異なる心拍数範囲について設定されてもよい。
【００６２】
内因性調律中に存在するＴＷＡは、ペーシング中に誘発されるＴＷＡより深刻になる可能性がある。決定ステップ１９０にて、ＴＷＡ測定が、ペーシング又は内因性調律中に起こったか否かの判定が行われる。ＴＷＡ測定が、内因性調律に関連する場合、ステップ１９４にて、測定は、臨床的に重要であるとしてフラグを立てられる。
【００６３】
ＴＷＡが、機械的交代性を伴う場合、ＴＷＡは、心機能不全の悪化に関連する場合がある。ステップ１９２にて、ＴＷＡ測定が、機械的交代性の存在に関連するか否かの判定が行われる。機械的交代性がＴＷＡに付随する場合、ステップ１９４にて、ＴＷＡ測定は臨床的に重要であるとしてフラグを立てられる。血圧、壁運動、血流、又は腔容積等の血行力学的心臓信号又は機械的心臓信号を評価することによって、機械的交代性が検出される。生理的信号から交代性パターンを検出する一般的な方法は、図９に関連して以下で述べられる。決定ステップ１８６〜１９２は、方法１８０の排他的ステップとして示され、いずれか１つの条件が満たされる場合、ＴＷＡ測定は、臨床的に重要であるとしてフラグを立てられる。
【００６４】
ＴＷＡ測定の臨床的な意味を判定する条件は、互いに排他的でなくてもよいことが認識される。上記で述べたように、臨床的に重要であると考えられるＡ−Ｂ差の大きさは、ペーシングされた心拍数又は内因性心拍数によって決まってもよい。したがって、方法１８０に挙げた基準に限定しないが、基準の組合せが、ＴＷＡ測定の臨床的な重要性を判定するために定義されてもよい。
【００６５】
臨床的に意味のあるＴＷＡ測定を識別する際に使用されるしきい値又は他の基準は、個々の患者のニーズに基づいて、所定期間にわたって臨床医によって更新されるか、又は、学習プロセスを通して自動的に更新されてもよい。自動化された学習プロセスは、ＴＷＡ測定と他の生理的信号又は心臓事象との相関に基づいて、臨床的に重要なＴＷＡ測定を定義するしきい値又は他の基準を更新する。
【００６６】
方法１８０は、複数の検知ベクトルから取得されるＴＷＡ測定のそれぞれについて繰り返される。代替的に、方法１８０は、本明細書で「支配的な」ＴＷＡ検知ベクトルと呼ばれる最大ＴＷＡ測定値を生成するベクトルについてのみ実施されてもよい。方法１８０に提供される比較解析が終了した後、ＴＷＡのさらなるアセスメントを、図７に示す方法２００に従って行うことができる。
【００６７】
図７は、図５の方法１５０で求められたＴＷＡ測定値に基づいてＴＷＡを判別する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。ステップ２０５にて、ＥＧＭベクトル記録のそれぞれについて取得されたＴＷＡ測定値間の差が求められる。ステップ２０８にて、支配的なＴＷＡ検知ベクトル、すなわち、最大ＴＷＡ測定値を生成するＥＧＭ検知ベクトルが求められることになる。決定ステップ２１０にて、ＴＷＡ測定値の差が、しきい値と比較される。差がＴＷＡの発現(manifestation)内に存在することが、異なる検知ベクトルによって測定される場合、特に、局所心室領域から取得される異なる近方場信号から測定される場合、不一致ＴＷＡが存在する。不一致ＴＷＡが、一致ＴＷＡより催不整脈性である点で、不一致ＴＷＡは、一致ＴＷＡより深刻な状況であると考えられる。
【００６８】
ＴＷＡ測定値が、「Ａ」Ｔ波振幅と「Ｂ」Ｔ波振幅との平均差である場合、ステップ２０５にて、１つのＥＧＭ検知ベクトルについて求めた平均差と、別のＥＧＭ検知ベクトルについて求めた平均差との差が求められる。ベクトル間の差が、或る所定のしきい値より大きい場合、ステップ２１５にて不一致ＴＷＡが存在すると結論付けられる。差が、或る所定のしきい値より小さい場合、ステップ２２０にて一致ＴＷＡが存在すると結論付けられる。
【００６９】
決定ステップ２２５にて、方法２００は、ＱＲＳ交代性が存在するか否かを判定する。ＱＲＳ交代性は、図９に関連して以下で全体が述べられる方法を使用して求められてもよい。ＱＲＳ交代性は、Ｒ波振幅、ＱＲＳ幅、及び／又は信号周波数内に存在する可能性がある。記録されたＥＧＭ信号からのＱＲＳ信号は、Ｒ波振幅等のＱＲＳパラメータが、拍動ごとに交互に変わるか否かを判定するために評価される。ＱＲＳ交代性が存在する場合、ステップ２３０にて脱分極交代性及び再分極交代性が存在すると結論付けられる。この結果は、ＴＷＡがＱＲＳ交代性の結果として存在し、したがって、処置オプションが異なる場合がある点で、臨床的に意味深い場合がある。ＱＲＳ交代性が存在しない場合、ステップ２３５にて再分極交代性だけが存在すると結論付けられる。
【００７０】
ステップ２４０にて、ＴＷＡアセスメント報告が生成される。報告は、ＩＭＤメモリに記憶され、後でプログラマ／モニタへダウンリンクするために利用可能であってもよい。一部の実施形態では、ＴＷＡアセスメント計算は、外部プログラマ／モニタ又は他のコンピュータによって実施されてもよく、また、生成された報告は、即座に、表示、印刷、又は電子的に記憶するように利用可能にされてもよい。報告は、ＴＷＡアセスメントから求められた多数の結果及び結論を含んでもよい。
【００７１】
一実施形態では、報告は、マルチベクトルＴＷＡアセスメントにおける各検知ベクトルについて、又は、ステップ２０８で求められる支配的なベクトルだけについて、得られるＴＷＡ測定値を含む。報告は、トリガ用ＴＷＡアセスメント事象、及び、図６の方法１８０の結果に基づいて、どのＴＷＡ測定が、臨床的に重要であると判定されるかを指示してもよい。報告は、不一致ＴＷＡと一致ＴＷＡとを判別すること、及び、脱分極／再分極交代性と再分極のみの交代性とを判別することを含むことができる。
【００７２】
報告される情報は、ＴＷＡ傾向、及び、心拍数、ペーシングレート、血行力学的尺度、機械的交代性等のような他の生理的測定値又は傾向の報告をさらに含むことができる。ＴＷＡとの相関を可能にする生理的データ及び他の生理的信号又は事象は、ＴＷＡ報告生成のために、ステップ２３８で提供される。拍動ごと、又は、他の周波数で測定されるＴ波パラメータの位相反転の頻度の指示、又は、ＴＷＡ測定汚染（ＰＶＣ、Ｔ波アーチファクト等）のインジケータは、ＴＷＡコンシステンシの尺度として報告されてもよい。
【００７３】
ステップ２４５にて、ＴＷＡ傾向解析が、生成されたＴＷＡ測定値の時間ベースのグラフを用いて実施されてもよい。傾向解析は、ＴＷＡが、疾患状態の悪化を指示する場合がある質の低下した状況であるか否かを、臨床医が判定することを可能にする。ＴＷＡ傾向解析は、心拍数、心拍数の変動性、心拍数の乱れ、不整脈発生率、及び活動等の、他の生理的パラメータを組み込むであろう。その後、ＴＷＡ傾向と他の生理的事象との間の相関が求められてもよい。ＴＷＡ報告を生成し、ＴＷＡ傾向を求めた後、方法２００は、方法２５０に進んでもよい。
【００７４】
図８は、治療を管理するか、又は、病理学的心臓事象を予測する際に、ＴＷＡアセスメント結果を適用するのに使用されてもよい方法２５０を要約するフローチャートである。ステップ２５５にて、目下のＴＷＡ測定値が、所定の心臓事象予測しきい値又はＴＷＡアセスメントに基づく他の予測基準と比較される。ＴＷＡアセスメント報告について生成される結果の１つ又は複数は、決定ステップ２５５にて使用されてもよい。心臓事象は、ＩＭＤによって検出可能な任意の病理学的事象であってもよい。心臓事象は、不整脈又は血行力学的事象であってもよい。ＩＭＤによって検知される生理的信号に基づいて、多くのタイプの事象がＩＭＤによって検出可能であってもよい。こうした事象は、たとえば、頻脈又は細動、血圧の変化、心壁運動又は心腔容積の変化、あるいは、失神を含んでもよい。
【００７５】
ステップ２６０にて、心臓事象を予測するために、多変量解析が実施されてもよい。心臓事象を予測するのに使用される方法が、ＴＷＡ又は他の監視される生理的パラメータに関連する複数の変数に依存することで、ＴＷＡ基準だけを使用するときに比べて、心臓事象予測の、高い感度及び特異性が促進されてもよい。たとえば、ＴＷＡ予測基準の存在に加えて、満たさなければならない、血圧、心拍数、又は他の生理的傾向に関連する他の基準が定義されてもよい。
【００７６】
心臓事象が予測される場合、ステップ２６３にて、予測に対する応答が提供される。心臓事象予測応答は、治療を送出すること、患者警報を生成すること、及び／又は、次のデバイス問い掛けまでＩＭＤ１０内に記憶される、すなわち、プログラマ／モニタに転送される臨床医警報を生成することを含んでもよい。送出される治療は、予測される心臓事象を予防することを目的とする治療であってもよい。たとえば、１つの応答は、ＴＷＡが、遅い心拍数の間に起こる場合に、不整脈が発生するのを防止するために、心臓を過駆動ペーシングすることを含んでもよい。他の治療送出応答は、心機能を安定にするための神経刺激又は薬剤送出を含んでもよい。
【００７７】
心臓事象がＴＷＡ測定値に基づいて予測され、治療が目下送出されている場合、予測応答は、治療の保留又は調整を含んでもよい。たとえば、心臓増強(potentiation)を達成するために、期外収縮刺激が送出されており、且つＴＷＡ測定が心臓事象予測基準を満たす場合、ステップ２６３で提供される予測応答は、刺激治療の停止を含んでもよい。
【００７８】
決定ステップ２５５にて、目下のＴＷＡ測定が、予測基準を満たさない場合、方法２５０は、決定ステップ２６５にて、監視される生理的信号に基づいて心臓事象が検出されるか否かを判定する。心臓事象が、ＴＷＡ測定に相当する所定の時間枠内で起こる場合、ＴＷＡ測定を使用して、目下のＴＷＡ測定が、心臓事象の肯定的予測(positive prediction)をもたらすことになるように、ステップ２７５にて、心臓事象予測基準が更新される。学習プロセスを通じて、将来の事象について、より高い予測精度が達成されるように、予測基準を更新することができる。
【００７９】
決定ステップ２６５にて、心臓事象が検出されない場合、予測基準は、信頼性があるとみなされ、変更は行われない。目下のＴＷＡ測定は、病理学的心臓事象を予測しない範囲内にあると考えられる。ステップ２７０にて、ＴＷＡ測定の正常範囲を更新するために、目下のＴＷＡ測定値が、正常ＴＷＡ傾向データに追加される。
【００８０】
予測応答を提供するか（ステップ２６３）、心臓事象予測基準を更新するか（ステップ２７５）、又は、目下のＴＷＡ測定値を正常ＴＷＡ傾向データに追加した（ステップ２７０）後、ＴＷＡ監視は、ステップ２８０にて継続する。図３に関連して先に述べたように、或る間隔で、且つ／又は、トリガによって、ＴＷＡアセスメントが継続する。
【００８１】
図９は、生理的信号において交代性パターンを検出する一般的な方法を要約するフローチャートである。方法３００は、Ｒ波交代性の存在を検出するために、ＥＧＭ信号に適用されるか、又は、機械的交代性を求めるために、機械的心臓信号に適用されてもよい。ステップ３０１にて、評価されるべき信号データが選択される。信号データは、前もって記憶されており（方法１００のステップ１４０、図３）、通常、ＴＷＡを測定するのに使用されるＥＧＭ信号データと同時に採取されて、ＴＷＡ交代性と他の信号交代性との関連性が求められる。信号データは、ＴＷＡを測定するのに使用されるのと同じＥＧＭ信号であってもよく、ここでは、Ｒ波交代性を測定するために評価されてもよい。あるいは、信号データは、Ｒ波検出用に調整されたセンス増幅器を使用して、選択された電極構成から採取される異なるＥＧＭ信号であってもよい。ステップ３０１にて選択される信号データは、機械的交代性を測定するのに使用される血圧又は壁運動等の生理的信号であってもよい。
【００８２】
ステップ３０５にて、信号対雑音比を改善するために、信号調整技法が実施されてもよい。ステップ３１０にて、Ａ−Ｂデータ行列は、ＴＷＡ測定方法について上記で述べたように、交互のＡ−Ｂパターンで心周期にラベル付けすることによって生成される。信号パラメータは、心周期のそれぞれについて測定され、それに応じて、Ａ−Ｂデータ行列に記憶される。ステップ３１５にて、「Ａ」及び「Ｂ」とラベル付けされた周期について取得されるパラメータ測定値間の拍動ごとの差を求めることによって、又は、Ａ−Ｂ行列に記憶された時系列に関してスペクトル解析を実施することによって、交代性測定が行われる。交代性測定の計算は、平均化技法を含んでもよい。
【００８３】
ステップ３２０にて、信号アーチファクト又は他の変動が、交代性測定に寄与しないことを確実にするために、交代性測定のコンシステンシが求められてもよい。交代性コンシステンシを求めた結果及び交代性検出しきい値基準に対する交代性測定値の大きさを評価する決定ステップ３２５に従って、交代性は、ステップ３３５にて検出されるか、又は、ステップ３３０にて、検出されない。
【００８４】
こうして、埋め込み式電極システムから採取される信号を使用してＴＷＡ監視を行うシステム及び方法が述べられた。ＴＷＡをアセスメントし、ＴＷＡ報告を生成し、ＴＷＡアセスメント結果を使用して心臓事象を予測するための、本明細書に述べる実施形態の多くの変形が考えられてもよいことが認識される。したがって、本明細書に提供される説明及び図示される実施形態は、添付の特許請求の範囲に関して、限定的でなく、例示的であると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】ＴＷＡを監視するのに使用されてもよいＩＭＤシステムのブロック図である。
【図２】ＴＷＡアセスメント方法において、ＥＧＭデータを採取する１つのＩＭＤ構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、ＴＷＡアセスメントで使用するための、ＥＧＭデータを収集する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。
【図４】特別な解析用のＴ波信号を取得するためにＥＧＭセンス増幅器の利得を自動的に調整する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。
【図５】図３の信号採取方法で採取され、記憶されたＥＧＭ信号データに関して信号調整及び処理動作を実施し、ＴＷＡ測定値を計算する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。
【図６】図５の方法で計算されるＴＷＡ測定値を評価するステップを要約するフローチャートである。
【図７】計算されたＴＷＡ測定値に基づいてＴＷＡを判別する方法に含まれるステップを要約するフローチャートである。
【図８】治療を管理するか、又は、病理学的心臓事象を予測する際に、ＴＷＡアセスメント結果を適用するのに使用されてもよい方法を要約するフローチャートである。
【図９】生理的信号において交代性パターンを検出する一般的な方法を要約するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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