(57)【要約】収縮タイミング間隔は、患者の心臓のペーシング部位にペーシング・エネルギーを送出することに応じて測定される。そのペーシング部位についての心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する患者の急性反応性の推定値は、測定される収縮期タイミング間隔を使用して決定される。推定値は閾値と比較される。閾値は、好ましくは、患者母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する。そのペーシング部位についてのＣＲＴに対する患者の急性反応性の指標は、比較に応じて生成される。
2010516431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
患者の心臓に対する心臓事象に基づいて収縮タイミング間隔を測定する工程、
該測定された収縮タイミング間隔を使用して、該患者の心臓のペーシング部位について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性の推定値を計算する工程、
該推定値を、患者の母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する閾値と比較する工程、
該比較に応じて、該ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応性の指標を生成する工程を備える方法。
【請求項２】
ＣＲＴに対する急性反応性の前記指標を生成する工程は、前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性のバイナリ指標を生成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＣＲＴに対する急性反応性の前記指標を生成する工程は、前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する相対的な急性反応性を表す信頼性指標を生成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ＣＲＴに対する急性反応性の正の指標および前記信頼性指標に基づいて該ＣＲＴについて房室遅延を設定する工程をさらに備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＣＲＴに対する急性反応性の前記指標を生成する工程は、
前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性のバイナリ指標を生成する工程、および、
前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する相対的な急性反応性を表す信頼性指標を生成する工程のうちの一方または両方を含み、
ＣＲＴに対する急性反応性の該バイナリ指標および該信頼性指標のうちの一方または両方の人認識可能指標を生成する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応性の正の指標に応じて、前記ペーシング部位において埋め込み型心臓リード線の電極を埋め込む工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記収縮タイミング間隔は、１つまたは複数の房室遅延値を使用して、前記ペーシング部位をペーシングする工程に応じて測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記収縮タイミング間隔は、前記患者の心臓の機械的活動に関連する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記収縮タイミング間隔は、前記患者の心臓の機械的活動および電気的活動に関連する信号の特徴部を使用して測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記収縮タイミング間隔を測定する工程は、心音および動脈血圧の一方または両方に関連するタイミング間隔を測定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記収縮タイミング間隔を測定する工程は、心拍出インピーダンスに関連するタイミング間隔を測定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
急性反応性の正の指標は、前記ペーシング部位が、ＣＲＴについて電気的に適しており、また、患者血行動態の改善をもたらすことを表す請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記収縮タイミング間隔は、複数の房室遅延値を使用して前記ペーシング部位にペーシング・エネルギーを送出する工程に応じて測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記収縮タイミング間隔は、前記ペーシング部位に関連するペーシングされた拍動について測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記収縮タイミング間隔は、前記ペーシング部位に関連するペーシングされない拍動について測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
医療システムであって、
患者の心臓にペーシング・パルスを送出する電極と、
該電極に接続されるエネルギー送出および検知ユニットと、
血行動態センサと、
患者の母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する少なくとも１つの閾値を格納するように構成されたメモリと、
該メモリ、該血行動態センサおよび該エネルギー送出および検知ユニットに接続されたコントローラとを備え、該コントローラは、患者の心臓のペーシング部位に送出されるペーシング・パルスに応じて、該血行動態センサによって生成される信号から導出される収縮タイミング間隔を測定し、該測定された収縮タイミング間隔および該閾値を使用して、該ペーシング部位について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性の推定値を計算するように構成される、医療システム。
【請求項１７】
前記コントローラは、前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の前記推定値を計算する融合アルゴリズムを実行するように構成される、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記推定値を前記閾値と比較し、該比較に応じて前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の指標を生成するように構成される、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項１９】
前記血行動態センサは、前記患者の心臓の機械的活動を検知するように構成されたセンサを備える、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２０】
前記血行動態センサは、前記患者の心臓の機械的活動を検知するよう構成されたセンサおよび前記患者の心臓の電気的活動を検知するよう構成されたセンサを備え、前記コントローラは、該機械的活動センサおよび該電気的活動センサによって生成される信号の特徴部から導出される収縮タイミング間隔を測定する、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２１】
前記血行動態センサは、心拍出インピーダンス・センサを備える、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２２】
前記血行動態センサは、心音センサを備える、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２３】
前記血行動態センサは、心拍出インピーダンス・センサおよび心音センサを備え、前記コントローラは、該心拍出インピーダンス・センサおよび該心音センサによって生成される信号の特徴部から導出される収縮タイミング間隔を測定する、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２４】
前記システムは患者内へ埋め込まれるように構成される、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２５】
システムの少なくとも一部分は、患者内へ埋め込まれるように構成され、システムの別の部分は、該患者の外部で動作するように構成される、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２６】
前記収縮タイミング間隔は、前記ペーシング部位に関連するペーシングされない拍動について測定された収縮タイミング間隔を含む、請求項１６に記載の医療システム。
【請求項２７】
医療システムであって、
患者の心臓について心臓事象に応じて収縮タイミング間隔を測定する手段と、
該測定された収縮タイミング間隔を使用して、該患者の心臓のペーシング部位について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性の推定値を計算する手段と、
該推定値を、患者の母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する閾値と比較する手段と、
該比較に応じて、該ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応性の指標を生成する手段とを備える医療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、心臓ペーシング治療に関し、より具体的には、ペーシング部位について心臓再同期治療に対する患者の急性反応を推定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
正常に機能するとき、心臓は、律動性収縮を生成し、身体全体にわたって血液をポンピングすることができる。心臓は、ＳＡ結節から心筋全体にわたって興奮インパルス（すなわち、脱分極）の急速な伝導を可能にする、心房および心室の両方に特別な伝導路を有する。これらの特別な伝導路は、脱分極を、ＳＡ結節から、心房心筋へ、房室結節へ、また、心室心筋へ伝導して、両方の心房および両方の心室の協調した収縮を生成する。
【０００３】
伝導路は、各心腔の筋肉繊維の収縮ならびに各心房または心室の収縮を、対向する心房または心室と同期させる。正常に機能する特別な伝導路によって同期が提供されない場合、心臓のポンピング効率は、大幅に低下する。これらの伝導路の病態を示す患者は、心拍出量が低下する可能性がある。
【０００４】
心房およびは心室収縮のうちの少なくとも１つリズムおよび協調を改善するために、１つまたは複数の心腔にペーシング刺激を供給する心臓リズム管理デバイスが開発された。心臓リズム管理デバイスは、通常、心臓からの信号を検知する回路および心臓に電気刺激を供給するパルス発生器を含む。患者の心腔内および心臓の静脈内のうちの少なくとも１つに延びるリード線は、心臓の電気信号を検知し、かつ、心臓不整脈を処置する種々の治療に従って心臓に刺激を送出するための電極に接続される。
【０００５】
ペースメーカは、心臓ポンピング効率を維持する収縮リズムを心臓が生成するのを補助するようにタイミングをとって一連の低エネルギー・ペース・パルスを送出する心臓リズム管理デバイスである。ペース・パルスは、患者のニーズに応じて、断続的であってもよいし、或いは、連続的であってもよい。１つまたは複数の心腔を検知しペーシングする種々のモードを有する、ペースメーカ・デバイスのいくつかのカテゴリーが存在する。
【０００６】
ペーシング治療は、心不全（ＨＦ）の処置において使用されてきた。心不全によって、心臓の拍動力が減少し、末梢組織の要求を満たすのに十分な血液を送出することができなくなる。心不全は、脱力、呼吸の喪失、ならびに、肺および他の身体組織における流体の蓄積をもたらす可能性がある。心不全は、左心臓、右心臓または心臓の両側に影響を及ぼす可能性がある。例えば、心不全は、心臓の筋肉の低下が、心臓の拡大および収縮率のうちの少なくとも１つの低下を生じるときに起こる可能性がある。収縮率の低下は、血液の心拍出量を減少させ、心拍数の増加をもたらす可能性がある。場合によっては、心不全は、左心腔と右心腔の同期しない収縮（心房または心室同期不全と呼ばれる）によって生じる。特に、左心室または右心室が影響を受けると、同期しない収縮は、心臓のポンピング効率を著しく低下させる可能性がある。
【０００７】
心臓機能を改善するために心腔収縮の同期化を促進するペーシング治療は、一般に、心臓再同期治療（ＣＲＴ）と呼ばれる。一部の心臓ペースメーカは、複数の心腔をペーシングすることによってＣＲＴを提供することができる。ペーシング・パルスは、心腔が同期して収縮するようにさせるシーケンスで心腔に送出され、心臓の拍動力を増加させ、身体の末梢組織により多くの血液を送出する。右心室収縮および左心室収縮の同期不全の場合、２心室ペーシング治療は、一方のまたは両方の心室をペーシングし得る。あるいは、２心房ペーシングまたは４つ全部の心腔のペーシングが使用されてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、心臓再同期治療に対する患者の急性反応を推定するシステムおよび方法を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の方法は、患者の心臓について心臓事象に基づいて収縮タイミング間隔を測定すること、および、ペーシングに対する反応を急性レスポンダーまたはノンレスポンダーとして分類することを含む。パターン認識または融合アルゴリズムが使用されて、ペーシングに対する反応が分類されてもよい。
【００１０】
分類の信頼性指標が生成されてもよい。ＣＲＴペーシングに対する個々の患者の反応の分類は、好ましくは、急性ＣＲＴ反応性についての患者母集団に基づく。急性反応の正の指標は、ペーシング部位が、心臓電気性能基準を満たし、患者血行動態の改善をもたらすことを示す。
【００１１】
本発明の方法は、患者の心臓について心臓事象に基づいて収縮タイミング間隔を測定することを含む。ペーシング部位についてのＣＲＴに対する患者の急性反応の推定値は、測定される収縮タイミング間隔を使用して決定される。推定値は閾値と比較される。閾値は、好ましくは、患者母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する。ペーシング部位についてのＣＲＴに対する患者の急性反応の指標は、比較に応じて生成されてもよい。収縮タイミング間隔は、ペーシング部位に関連するペーシングされる拍動について測定されてもよい。収縮タイミング間隔は、ペーシング部位に関連するペーシングされない拍動について測定されてもよい。
【００１２】
ＣＲＴに対する患者の急性反応の指標を生成することは、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する患者の急性反応性のバイナリ指標を生成することを含んでもよい。ＣＲＴに対する急性反応性の指標を生成することは、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する相対的な急性反応性を表す信頼性指標を生成することを含んでもよい。ＣＲＴに対する急性反応のバイナリ指標および信頼性指標のうちの一方または両方の人認識可能指標が生成されてもよい。一手法によれば、埋め込み型心臓リード線の電極は、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応の正の指標に応じて、ペーシング部位において埋め込まれてもよい。房室遅延などの１つまたは複数のペーシング・パラメータは、ＣＲＴに対する急性反応の正の指標および信頼性指標に基づいてＣＲＴを実施するために設定されてもよい。
【００１３】
種々の実施形態によれば、収縮タイミング間隔は、１つまたは複数の房室遅延（ＡＶＤ）値を使用してペーシング部位をペーシングすることに応じて測定される。例えば、短いバースト・ペーシング・プロトコルが、複数のＡＶＤ値について実施されてもよい。収縮タイミング間隔は、患者の心臓の機械的活動および電気的活動の一方または両方に関連してもよい。例えば、収縮タイミング間隔は、心音および動脈血圧の一方または両方に関連するタイミング間隔を測定することを含んでもよい。収縮タイミング間隔を測定することは、心拍出インピーダンスに関連するタイミング間隔を測定することを含んでもよい。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、本発明の医療システムは、患者の心臓にペーシング・パルスを送出する１つまたは複数の電極と、電極に接続されるエネルギー送出および検知ユニットとを含んでもよい。システムは、さらに、血行動態センサと、患者の母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する少なくとも１つの閾値を格納するように構成されたメモリとを含んでもよい。コントローラは、メモリ、血行動態センサおよびエネルギー送出および検知ユニットに接続される。コントローラは、患者の心臓のペーシング部位に送出されるペーシング・パルスなどの心臓事象に応じて、血行動態センサによって生成される信号から導出される収縮タイミング間隔を測定し、測定された収縮タイミング間隔および閾値を使用して、ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の推定値を計算するように構成される。
【００１５】
コントローラは、ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の推定値を計算する融合アルゴリズムを実施するように構成されてもよい。コントローラは、推定値を閾値と比較し、比較に応じてペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の指標を生成するように構成されてもよい。
【００１６】
血行動態センサは、患者の心臓の機械的活動を検知するように構成されたセンサを含んでもよい。例えば、血行動態センサは心音センサを含んでもよい。血行動態センサは、患者の心臓に関連する電気的パラメータを検知するように構成されたセンサを含んでもよい。例えば、血行動態センサは、心拍出インピーダンス・センサなどのインピーダンス・センサを含んでもよい。
【００１７】
血行動態センサは、患者の心臓の機械的活動を検知するように構成されたセンサおよび患者の心臓の電気的活動（例えば、心電図（ＥＣＧ）または電位図（ＥＣＧ））を検知するように構成されたセンサを含んでもよく、また、コントローラは、機械的活動センサおよび電気的活動センサによって生成される信号の特徴部から導出される収縮タイミング間隔を測定するように構成されてもよい。例えば、血行動態センサは、心拍出インピーダンス・センサおよび心音センサを含んでもよく、また、コントローラは、心拍出インピーダンス・センサおよび心音センサによって生成される信号の特徴部から導出される収縮タイミング間隔を測定するように構成されてもよい。さらなる例として、血行動態センサは、心音センサおよび心臓内電位図を検知し得る電気的センサを含んでもよく、また、コントローラは、心音センサおよびＥＧＭセンサによって生成される信号の特徴部から導出される収縮タイミング間隔を測定するように構成されてもよい。１つのこうした特徴部は、例えば、前駆出時間（Ｑ−Ｓ１またはＲ−Ｓ１）であってもよい。
【００１８】
医療システムは、患者内へ埋め込まれるように構成されてもよい。一部の実施形態では、システムの少なくとも一部分は、患者内へ埋め込まれるように構成されてもよく、システムの別の部分は、患者の外部で動作するように構成されてもよい。例えば、患者の心臓の電気的パラメータまたは電気的活動を検知するように構成された少なくとも１つのセンサは、埋め込み型であってよく、または、侵襲的に使用されるように構成されてもよい。プロセッサ、エネルギー送出回路、検知回路および信号処理ソフトウェアなどのシステムの他の部分は、患者の外部に存在するデバイスおよびシステム内のうちの少なくとも１つに設けられてもよい。こうした患者外部デバイスおよびシステムのうちの少なくとも１つは、プログラマまたはベッドサイド・コミュニケータの場合のように患者の近くにあってもよく、あるいは、ネットワーク化された高度患者管理システム（例えば、分散システム）の場合のように患者と遠隔にあってもよい。例えば、プロセッサ、メモリまたはあるソフトウェアなどの一部のシステム要素は、患者内部および患者外部の両方で使用されるかまたは動作するように構成されてもよい。本発明の医療システムの１つまたは複数の要素は、患者内に埋め込まれるように構成されてもよく、医療システムの１つまたは複数の要素は、患者外部で動作するように構成されてもよいこと、および、本明細書に記載される種々のシステム構成の例は、非制限的かつ例示的な目的のためであることが理解される。
【００１９】
本発明の上記概要は、本発明の各実施形態またはすべての実施態様を述べることを意図していない。利点および達成物は、本発明のより完全な理解と共に、添付図面と共に考えられる以下の詳細な説明および添付特許請求の範囲を参照することによって、明らかになり、また、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位の急性反応性を評価するために、タイミング間隔が、そこから測定され使用され得る心周期を表す種々の波形を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位を評価するのに有用なＣＲＴ患者の母集団について採取されたデータを示すプロット。
【図３】本発明の実施形態に係る、ＣＲＴ患者の母集団について急性レスポンダーとノンレスポンダーとを区別するために選択される閾値を示すプロット。
【図４】図４に示す閾値を使用して決定され得る、急性反応性検出についての特異性（１−特異性）対感度を示すプロット。
【図５】本発明の実施形態に係る、ＣＲＴ患者の母集団について急性レスポンダーとノンレスポンダーとを区別するために選択される閾値を示すプロット。
【図６】図６に示す閾値を使用して決定され得る、急性反応性検出についての特異性（１−特異性）対感度のプロット。
【図７】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位評価法に関連する種々の工程を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位評価法に関連する種々の工程を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位評価法を実施するのに使用され得る回路のブロック図。
【図１０】本発明の実施形態に係る、ペーシング部位評価法と共に使用され得る患者埋め込み型デバイスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、種々の修正形態および代替形態を受入れるが、その詳細は、図面において例として示されており、以下で詳細に述べられるであろう。しかし、意図することは、述べられる特定の実施形態に本発明を限定することではないことを理解されたい。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれるすべての改変形態、均等形態および代替形態を包含することが意図される。
【００２２】
例示される実施形態の以下の説明では、本発明の一部を構成し、また、本発明が実施され得る種々の実施形態がそこに例示される添付図面が参照される。他の実施形態が使用されてもよく、また、本発明の範囲から逸脱することなく、構造的変更および機能的変更が行われてもよいことを理解されたい。
【００２３】
本発明に係るシステム、デバイスまたは方法は、以降で述べる特徴、構造、方法またはその組合せの１つまたは複数を含んでもよい。例えば、デバイスまたはシステムは、以下に述べる有利な特徴および工程のうちの少なくとも１つまたは複数を含むように実施されてもよい。こうしたデバイスまたはシステムは、本明細書に述べる特徴をすべて含む必要はないが、有用な構造および機能のうちの少なくとも１つをもたらす選択された特徴を含むように実施されてもよいことが意図される。こうしたデバイスまたはシステムは、種々の治療または診断機能を行うように実施されてもよい。
【００２４】
本発明の実施形態は、心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する患者の急性反応を推定するシステムおよび方法を対象とする。本発明の実施形態は、インプラント中またはインプラント後に、血行動態の改善をもたらすＣＲＴ用のペーシング部位を選択することを対象とする。
【００２５】
本発明の態様は、収縮タイミング間隔を測定すること、および、ペーシングに対する心臓反応を、ＣＲＴに対する急性レスポンダーまたはノンレスポンダーとして分類するための分類法を使用することを含む。急性レスポンダーは、一般に、おそらくＣＲＴに対する正の血行動態反応を提供することになる刺激部位およびデバイス・パラメータ（例えば、房室遅延）を指す。ノンレスポンダーは、一般に、ＣＲＴに対する正の血行動態反応を提供する可能性がない刺激部位を指す。本発明の実施形態によれば、パターン認識または融合解析が実施されて、ペーシングに対する心臓反応を、ＣＲＴに対する急性反応性または非反応性を表すものとして分類することを容易にしてもよい。分類は、さらに、急性反応性または非反応性の信頼性指標を提供することを含んでもよい。
【００２６】
本発明のシステムおよび方法は、例えば、１つまたは複数のペーシング・パラメータ値を使用して患者の心臓のペーシング部位にペーシング・エネルギーを送出することに応じて収縮タイミング間隔を測定することを含んでもよい。ペーシング部位についての心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性の推定値は、測定された収縮タイミング間隔を使用して推定されてもよい。推定値は閾値と比較されてもよい。閾値は、好ましくは、ＣＲＴ患者の母集団について採取されたデータから生成され、ＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する。信号または人認識可能指標などの、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応性の指標は、比較に応じて生成される。
【００２７】
種々の実施形態では、ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性のバイナリ指標が生成される。パス／フェールまたはイエス／ノーなどのバイナリ指標は、ペーシング部位が、急性レスポンダー部位であるか、または、急性レスポンダー部位でないという即座に理解可能な指標を、電子的または人的受信者に提供する。バイナリ指標に加えて、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する相対的な急性反応性を表す信頼性指標が生成されてもよい。信頼性指標は、確実性のパーセンテージまたは確率あるいは信頼性の等級またはレベル（高、中または低など）など、種々の形態で提供されてもよい。
【００２８】
本発明の方法およびシステムは、電気的観点および血行動態的観点の両方に関して、所与の部位が急性レスポンダー部位であるということについて、インプラント処置などの間に候補となるペーシング部位を特定し、かつ外来評価などの間に既存のペーシング部位を確認する。本発明のペーシング部位評価法は、有利には、急性レスポンダー部位として特定されたペーシング部位が、その部位におけるペーシングについての電気的性能要求を満たすにすぎないペーシング部位と比べて、おそらく患者血行動態の改善をもたらすことになる指標を提供する。
【００２９】
さらに、所与のペーシング部位がおそらく患者血行動態の改善をもたらすことになるという判定は、複数の部位で試験を行い、部位のそれぞれについて結果を比較し、比較に基づいて試験部位の中で「最適」部位を選択することなく、行われてもよい。こうした従来の手法では、「最適部位」の選択は、通常、「最適」部位におけるペーシングに関連する血行動態性能を定量的に評価することなく、電気的性能に基づく。従来の評価手法と対照的に、本発明のペーシング部位評価法は、所与のペーシング部位について実施される評価に基づいて、所与のペーシング部位がおそらく患者血行動態の改善をもたらすことになる急性レスポンダーであるか否かについての指標を提供し、複数の部位について試験結果の比較を必要としない。
【００３０】
さらに、房室遅延（ＡＶＤ）などのペーシング・パラメータの最適化は、本発明の方法に適合する方法で所与のペーシング部位の急性反応性を判断することによって大部分解決されることが臨床試験からわかった。例えば、本発明の方法を使用して、ペーシング部位が急性レスポンダーであると特定される場合、１つまたは複数のペーシング・パラメータ（ＡＶＤおよび心室内遅延（ＩＶＤ）のうちの少なくとも１つ）が、ペーシング部位の急性反応性のレベルに基づいて設定されてもよい。例えば、強いレスポンダー部位の場合、ＡＶＤを約１２０ｍｓに設定することが適切であると思われる。弱いレスポンダー部位の場合、より長いＡＶＤ設定が適切であると思われる。例えば、弱いレスポンダー部位またはノンレスポンダー部位は、ＰＲ間隔の約８０％の関連するＡＶＤ設定を有する可能性があり、一方、強いレスポンダー部位は、約１２０ｍｓの関連するＡＶＤ設定を有する可能性がある。
【００３１】
ここで図１を参照すると、心周期を表す種々の波形が示される。図１は、ＥＣＧ、心拍出インピーダンスおよび心音検知から生成される波形を示す。波形のそれぞれについて、いくつかの特徴部も示される。本発明に係るペーシング部位の急性反応性を評価するのに有用なタイミング間隔は、図１に示す波形のうちの１つまたはその組合せの特徴部に基づいて生成されてもよい。本発明の実施形態を実施するのに有用なタイミング間隔は、いろいろなセンサ、波形、波形特徴部ならびにセンサ、波形および波形特徴部の組合せを使用して生成されてもよいこと、および、図１および他の図に関連するタイミング間隔は、非制限的かつ例示的な目的のためのみに提供され、本発明の範囲を制限するものであると考えられるべきでないことが理解される。
【００３２】
図１に示す波形は、一般に、ＥＣＧ波形１０で最もよくわかる単一心周期を表す。波形２０、３０、４０は、ＥＣＧ波形１０のＱ特徴部によって示される心室脱分極の開始部に関して整列する。波形２０は、心周期中の心拍出インピーダンスの変化を表す。波形３０は、心拍出インピーダンス波形２０の１階導関数を表す。波形４０は、心周期の異なる部分に関連する心音（Ｓ１〜Ｓ４）を表す。
【００３３】
波形３０を参照すると、波形２０に反映されるように、種々の関心のある波形特徴部は、文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｘ、ＹおよびＯで特定される。特徴部Ａは、心房の収縮に関連する。特徴部Ｂは、大動脈弁の開放に関連する。特徴部Ｃは、最大収縮血流に関連する。特徴部Ｘは、大動脈弁の閉鎖に関連する。特徴部Ｙは、肺動脈弁の閉鎖に関連し、特徴部Ｏは、僧房弁の開放に関連する。
【００３４】
心拍出インピーダンス変化の減少率は、波形３０の軌跡における上方へのずれとして記録される。Ａ波は、心房収縮に対応する。Ｃ波は、心室収縮に対応し、心室からの血液の駆出パターンの駆出速度の変化率を反映する。Ｏ波は、心室拡張に対応し、動脈および静脈の容積の変化率を反映する。Ｏ波ピークのほとんどは、僧房弁開放に対応する。Ｂ点およびＸ点は、それぞれ、大動脈弁が開放した直後、閉鎖した直後に現れる。また、Ｂ点は、波形４０の第１心音Ｓ１の中央部分に一致し、Ｘ点は、第２心音Ｓ２に一致する。ピークＣは、上行大動脈に関して測定されるピーク流量時間に一致する。Ｓ３心音は、（下降部の間で）Ｏ波が最大になった後に起こり、心室の急速充満波に対応する。第４心音Ｓ４は、心室充満の第２相中で、Ｓ１直前で心房が収縮するときに起こる。
【００３５】
本発明に関連して有用なタイミング間隔は、図１に示す波形のうちの任意の波形またはその組合せからの特徴部を使用して判断されてもよい。例えば、関心のあるタイミング間隔は、インピーダンス信号２０、３０の特徴部と心音信号４０の特徴部との間のタイミング差から判断されてもよい。以下、すなわち、Ｓ４−Ｂ、Ｓ４−Ｃ、Ｂ−Ｓ２、Ｃ−Ｓ２、Ｓ１−Ｂ、Ｓ１−Ｘ、Ｓ１−Ｙ、Ｓ１−Ｏ、Ｓ２−Ｙ、Ｓ２−Ｘ、Ｓ２−Ｏ、Ｘ−Ｓ３、Ｙ−Ｓ３、Ｏ−Ｓ３は、本発明に関連して使用され得る特徴部のタイミング差の非制限的な例である。これらのタイミング差はそれぞれ、心音だけから、または、インピーダンスだけから計算され得ることが留意される。例えば、左心室駆出時間（ＬＶＥＴ）は、Ｓ１−Ｓ２継続期間またはＢ−Ｘ継続期間として計算され得る。
【００３６】
ＬＶＥＴは、左心室の１回拍出量、心拍出量、また一般に、収縮性能と関係があることが理解される。例えば、前駆出時間（ＰＥＰ：ｐｒｅ−ｅｊｅｃｔｉｏｎ  ｐｅｒｉｏｄ）は、Ｑ−Ｓ１またはＱ−Ｂとして測定され、収縮性能および１回拍出量と逆比例の関係にあり、左心房圧の増加と直接関係する。Ｂ−Ｓ３またはＳ２−Ｏ時間としても測定されるＳ２−Ｓ３時間差は、左心房圧と逆比例の関係にある。
【００３７】
そのため、上記タイミングの組合せを使用することによって、１回拍出量の減少または充満圧の増加が検出される可能性がある。例えば、ＬＶＥＴ／ＰＥＰは、１回拍出量と関係があることがわかっている。同様に、時間（Ｑ−Ｓ１）／（Ｓ２−Ｓ３）は、左心房圧と関係がある。先に述べたタイミング間隔の組合せを使用して、タイミング間隔を傾向付けすること、および、閾値が横切られるときを検出することなどによって、代償不全が検出され得る。
【００３８】
図２は、本発明に係るペーシング部位を評価するのに有用なＣＲＴ患者の母集団について採取されたデータのプロットである。患者母集団は、好ましくは、ＣＲＴを行う埋め込み式心臓リズム管理デバイスを有する患者を含む。関心のある典型的な患者は、１５０ｍｓを超えるＱＲＳ群の幅などを有する指標のためにＣＲＴデバイスを埋め込んだ患者である、または、心不全クラス３患者と考えられる。患者母集団はまた、１２０ｍｓ未満のＱＲＳ群の幅を有する患者を含むが、患者をＣＲＴ患者として分類する他の指標を有してもよい。図２で反映されるデータは、約２９人の患者から採取された。その患者から、収縮タイミング間隔が左心室圧検知に基づいて測定された。先に説明したように、図２に示すデータに匹敵するデータが、単独でまたは圧力データ（およびＥＣＧデータのうちの少なくとも１つ）と組み合わせて、心音データから生成されてもよい。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、融合アルゴリズムは、図２に示すように、ＣＲＴ患者の母集団について急性ＣＲＴ反応性データに基づいて訓練されてもよい。限定はしないが、とりわけ、線形回帰、ベイジアン分類、クラスタリング、サポート・ベクトル・マシン、ニューラル・ネットワークを含む種々の融合アルゴリズムおよび処理法が使用されてもよい。一般に、融合アルゴリズムおよび処理法が使用されて、複数の収縮タイミング間隔を組み合わせ、現在のペーシング部位において患者がＣＲＴに反応することになる推定値（例えば、確率）を提供する。融合アルゴリズムはまた、収縮タイミング間隔および信号振幅、特徴部属性（例えば、ＱＲＳ幅）あるいは検知される生理的または血行動態状況および患者人口統計のうちの少なくとも１つの他の態様など、複数のデータ・タイプの混合に関して働くよう実施されてもよい。例えば、心音タイミング間隔および心音振幅は、融合アルゴリズムによって操作されてもよい。
【００４０】
図２では、ＬＶＥＴ／ＰＥＰの比が、ｍｍＨｇ／ｓｅｃで与えられるｄｐ／ｄｔとして示されるピーク左心室圧変化（ｙ軸）の関数としてｘ軸に沿ってプロットされて示される。図２に示すデータは、ペーシングされた拍動について採取され、ペーシングされた拍動は、関心のある収縮タイミング間隔がそこから測定される刺激誘発収縮サイクルをもたらした。このＣＲＴ患者の母集団について採取された収縮タイミング間隔データは、線とデータ点との間の適合の程度を測定する線形回帰を受けた。偏差の２乗が付加されて、決定係数またはＲ２統計量と呼ばれる測度Ｒ２が作成される。この統計量は、当技術分野で十分に理解されるように、回帰モデルによって説明される適合度または分散量を測定する。結果の信頼性を表す測度である、Ｆ統計などの、回帰モデルから関連付けられる他の統計量が、重要である可能性がある。
【００４１】
例えば、ロジスティック回帰アルゴリズムが、複数の収縮タイミング間隔について生成され、ＣＲＴ患者の母集団について急性ＣＲＴ反応性データに基づいて訓練されてもよく、例えば、以下に提供される。
ｕ＝Ａ＋Ｂ１Ｘ１＋Ｂ２Ｘ２＋…＋ＢＫＸＫ        ［１］
式［１］では、変数Ｘ１＝１／ＰＥＰ、Ｘ２＝ＬＶＥＴおよびＸ３＝１／ＬＶＥＭＤならびにＡは定数である。これらの変数はそれぞれ、図２に示され、機械的（例えば、心音、圧力）特徴部、電気的心臓活動特徴部および患者人口統計データ（例えば、ＱＲＳ幅）のうちの１つまたはその組合せに関連する波形特徴部から測定されてもよい。
【００４２】
上記式［１］の結果を使用すると、患者についてのＣＲＴ治療に対する急性反応性の推定値は、以下の式を使用することなどによって決定されてもよい。
Ｐｉ（ハット）＝ｅｕ／（１＋ｅｕ）        ［２］
式中、Ｐハットは、ｉ番目の場合が、あるカテゴリー内にあり、ｕが正則な線形回帰式である推定確率である。融合アルゴリズムにおいて、３つより少ないかまたは多い変数が使用されてもよいことが理解される。例えば、さらなるタイミング間隔あるいは他の生理的または患者関連パラメータが、それぞれ、変数Ｘ４、Ｘ５、．．．、Ｘｋとして上記式［１］に付加されてもよい。式［１］の係数Ｂ１、．．．、Ｂｋは、患者母集団データを使用した線形回帰アルゴリズムの訓練によって決定され得る。上記式［１］および［２］によって生成される推定値の精度は、融合アルゴリズムを訓練するのに使用される患者母集団データの量および質を高めることによって改善され得る。
【００４３】
融合アルゴリズムによって提供される推定値または確率は、好ましくは、以下の式で示すように、患者母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する閾値と比較される。
Ｐ（反応）≧Ｔｈである場合、患者は急性レンポンダーである
Ｐ（反応）＜Ｔｈである場合、患者はノンレンポンダーである    ［３］
式中、Ｐ（反応）は、融合アルゴリズムの結果によって表される反応性の推定値または確率を指し、Ｔｈは、患者母集団についてのＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを区別する閾値である。
【００４４】
閾値は、好ましくは、患者母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性とを確実に区別し得る感度および特異性に関連する。感度は、存在するときに、ある状況を試験が検出することができることを言う。特異性は、存在しないときに、ある状況を試験が排除することができることを言う。特異性が高くなればなるほど、偽陽性が低くなる。例えば、閾値は、９０％の感度および８０％の特異性に関連してもよい。
【００４５】
ここで図３〜６を参照すると、これらの図は、本発明に従って生成された閾値、および、閾値と、関連する感度および特異性の値との関係の例を示す。図３および４は、ベースラインから０％を超えるＬＶｄｐｄｔの変化として定義される反応に対応する。すなわち、例えば、患者がベースラインにおいて１０００のｄｐｄｔを有し、ペーシングがｄｐｄｔを９９９に変化させる場合、患者はノンレスポンダーである。しかし、ペーシングがｄｐｄｔを１００１に変化させる場合、患者はレスポンダーである。図５および６は、ベースラインから５％を超えるＬＶｄｐｄｔの変化として定義される反応に対応する。すなわち、例えば、患者がベースラインにおいて１０００のｄｐｄｔを有し、ペーシングがｄｐｄｔを１０１０に変化させる場合、１０００のベースラインと比較して変化が１％にすぎないため、患者はノンレスポンダーである。しかし、ペーシングがｄｐｄｔを１０５１に変化させる場合、この例示的な例における急性反応が、ベースラインから少なくとも５％のＬＶｄｐｄｔの変化として定義されるため、患者はレスポンダーである。
【００４６】
ベースラインは、いくつかの方法で確立されてもよい。一手法によれば、ベースラインは、検知される拍動について測定された収縮タイミング間隔から決定されてもよい。さらなるセンサ測定値および人口統計データのうちの少なくとも１つが使用される実施形態では、このデータはまた、検知される拍動について採取されてもよい。別の手法によれば、ベースラインは、右心室だけのペーシング（すなわち、左心室ペーシングがない状態）によって得られてもよい。ペーシングに対する反応性がそこから決定され得るベースラインを確立する他の手法も考えられる。
【００４７】
ベースラインを確立する一手法によれば、リード線は、心臓内または心臓上で適切な位置に設置されてもよい。収縮タイミング間隔は、いくつかのペーシングされない拍動（すなわち、検知される拍動）について測定されてもよい。さらなる収縮タイミング間隔が、好ましくは、いくつかの異なる房室遅延設定を使用して、ペーシングされる拍動について測定されてもよい。ペーシングされる拍動と検知される拍動の両方について測定される収縮タイミング間隔は、その後、患者の反応を評価するのに使用されてもよい。
【００４８】
図３のプロットは、ＣＲＴ患者の母集団について急性レスポンダーとノンレスポンダーとを区別するために選択される閾値１０５を示す。ｘ軸に沿う０の値は、ＣＲＴに対するノンレスポンダーを示し、１の値はＣＲＴに対するレスポンダーを示す。図３に示すように、閾値１０５は、急性レスポンダーがノンレスポンダーから区別され、そのとき、これらの２つのクラス間にオーバラップが比較的存在しないように選択される。この点で、閾値１０５は、図４に示すように、比較的高い感度と比較的高い特異性とに関連する。図３の例示的な例では、閾値は約０．８２である。
【００４９】
図５では、閾値１０７は、急性レスポンダーがノンレスポンダーから区別され、そのとき、これらの２つのクラス間にある程度のオーバラップが存在するように選択される。この点で、閾値１０７は、図６に示すように、比較的高い感度と適度に高い特異性とに関連する。図５の例示的な例では、閾値は約０．６４である。患者についてのＣＲＴに対する急性反応性の信頼性のある決定は、図５に示す閾値などの、比較的高い感度と適度に高い特異性とに関連する閾値を使用して達成され得ることがわかった。
【００５０】
ここで図７を参照すると、本発明のペーシング部位評価法に関連する種々の工程を示すフローチャートが示される。評価は、現在のペーシング部位にペーシング・パルスを送出する２１０ことを含む。ペーシング部位は、ペーシング電極が、現在埋め込まれている部位か、または、埋め込みのための候補部位であってもよい。短いバースト・ペーシング・プロトコルは、好ましくは、埋め込み式心臓リズム管理（ＣＲＭ）デバイスによって実施されるため、圧反射が作動されず、後負荷が定常状態に保持される。ペーシング・プロトコルは、１つまたは複数の所定のペーシング・パラメータ値（例えば、ＡＶＤおよびＩＶＤのうちの少なくとも１つ）あるいはある範囲のペーシング・パラメータ値を使用して実施される。例えば、ペーシング・プロトコルは、複数のＡＶＤ値設定を掃引することによって実施されてもよい。
【００５１】
ペーシング・プロトコルは、種々の収縮タイミング間隔がそこから測定され得る２１２刺激誘発収縮サイクルを生成する。先に説明したように、種々のタイミング間隔およびタイミング間隔の組合せが、心臓の電気的および機械的活動のうちの少なくとも１つの検知によって生成されてもよい。心臓の電気的および機械的活動のうちの少なくとも１つを検知するのに使用される１つまたは複数のセンサは、埋め込み式か、患者の外部かまたはその組合せであってもよいことが留意される。例えば、電気的および機械的のうちの少なくとも１つの心臓活動センサ（例えば、マイクロフォンまたは加速度計などの心音センサ）が、ペーシング電極インプラント処置中に患者の外側皮膚表面上に位置決めされてもよい。外来の場合では、埋め込み式電気的および機械的のうちの少なくとも１つの心臓活動センサが使用されて、関心のあるタイミング間隔がそこから測定され得る心臓活動を検知してもよい。収縮タイミング間隔は、特にＬＶＥＴおよびＰＥＰなどの先に特定されたタイミング間隔を含んでもよい。
【００５２】
ＣＲＴに対する急性反応性の推定値は、好ましくは先に説明した方法を使用することによって、その部位について計算される（２１４）。計算された推定値は、その後、先に説明したような閾値と比較される（２１６）。その部位の急性反応性の指標は、比較に基づいて生成されてもよい（２１８）。指標は、例えば、プロセッサ、あるいは、プログラマ、携帯型通信機または高度患者管理システムのネットワーク・インターフェースなどの他のデバイスに伝達され得る信号の生成を含んでもよい。比較操作の結果を示すディスプレイ上に提示されるメッセージまたは視覚／可聴インジケータの作動（例えば、可聴トーン、ＬＥＤ照明または明滅）などの、急性反応性の人認識可能指標が生成されてもよい。
【００５３】
種々の実施形態では、ペーシング部位についてのＣＲＴに対する急性反応性のバイナリ指標が、比較操作の結果を示すために生成される。バイナリ指標は、ペーシング部位が、急性レスポンダー部位であるか否かについてのパス／フェールまたはイエス／ノー指標であってもよい。ペーシング部位についてのＣＲＴに対する相対的な急性反応性を表す信頼性指標が生成されてもよい。先に説明したように、信頼性指標は、確実性のパーセンテージまたは確率、分散あるいは信頼性の等級またはレベル（高、中または低など）など、種々の形態で提供されてもよい。
【００５４】
図８は、本発明のペーシング部位評価法に関連する種々の工程を示す。特に、図８は、ＣＲＴを指示される患者の母集団についてのデータの収集２３０を含む方法を示す。融合アルゴリズムは、患者母集団データを使用して訓練されてもよい２３２。使用され得る有用な融合アルゴリズムは、ペーシング部位におけるＣＲＴ反応性を予測するのに使用され得る任意の回帰または分類アルゴリズムを含む。こうした融合アルゴリズムは、とりわけ、線形回帰、線形判別分析ベース分類子、回帰と分類の両方のためのサポート・ベクトル・マシンおよびニューラル・ネットワークを含む。融合アルゴリズムの訓練に基づいて、急性レスポンダー部位とノンレスポンダー部位とを区別する閾値が設定されてもよい。
【００５５】
融合アルゴリズムを使用して、所与のペーシング部位が、特定の患者について急性レスポンダー部位となる推定値または確率が決定されてもよく（２３４）、そのことは、一般に、推定値または確率を、先に説明したタイプの予め確立された閾値と比較することを含む。現在のペーシング部位の急性反応性または非反応性の指標は、融合アルゴリズムからの出力に基づいて生成されてもよい（２３６）。
【００５６】
本発明のペーシング部位評価法は、埋め込み型および患者外部型デバイスおよびシステムを含む種々の医療診断デバイスおよびシステムで実施されてもよい。例えば、本発明のペーシング部位評価法は、埋め込み式デバイス（例えば、ペースメーカ、ＩＣＤ、ＣＲＴデバイス）によって完全に、（心臓電極／リード線以外の）患者外部システムによって完全に、または、埋め込み式および患者外部式のデバイスまたはシステムによって分散方式で実施されてもよい。患者外部または分散手法に関連して、プログラマなどの種々の外部システムおよび高度患者管理システムなどのネットワーク化システムのうちの少なくとも１つが使用されてもよい。
【００５７】
図９は、本発明の実施形態によるペーシング部位評価法を実施する回路のブロック図である。１つまたは複数の心臓電極３４５は、心腔または脈管構造内の複数の位置に位置決めされる、または、配設されてもよい。電極埋め込み処置に関連して、候補ペーシング部位は、１つまたは複数の電極を含むリード線を使用して評価されてもよい。メンプラント後の評価に関連して、１つまたは複数の埋め込まれたペーシング部位が評価されてもよい。
【００５８】
１つまたは複数のセンサ３１０は、患者の血行動態状態を示す生理的因子を検知するように構成される。有用なセンサ３１０は、とりわけ、心音を検出する１つまたは複数のセンサ（例えば、マクロフォン、加速度計）、圧力センサ（例えば、肺動脈圧センサなどの左心房圧センサ、右心室圧センサ）および心拍出インピーダンス・センサを含む。１つまたは複数のセンサ３１０によって生成される信号は、コントローラ３２５による使用のためにセンサ信号を処理する血行動態信号プロセッサ３３０に伝達されてもよい。
【００５９】
コントローラ３２５は、血行動態信号プロセッサ３３０、メモリ３２０、心臓信号検知回路３４０およびペーシング治療回路３３５に接続される。メモリ３２０は、プログラム命令およびデータのうちの少なくとも１つを格納するように構成される。さらに、格納された情報は、後で表示または解析するためのイベント・ログを提供するために使用されてもよい。メモリ３２０は、融合アルゴリズム３０１および先に説明したタイプの閾値を格納するように構成される。あるいは、融合アルゴリズム３０１は、患者外部デバイスまたはシステム上に格納されてもよい。コントローラ３２５は、本発明の実施形態によるペーシング部位評価法を実施するプログラム命令を実行する。
【００６０】
コントローラ３２５は、好ましくは、デバイスが、患者外部プログラマまたは高度患者管理システムなどの他のデバイスと通信することを可能にする通信回路３１５に接続される。一部の実施態様では、高度患者管理（ＡＰＭ）システムが使用されて、融合アルゴリズムがそれによって訓練され得る患者母集団データを生成するために、ＣＲＴ患者データを収集してもよい。このデータは、多数のＣＲＴ患者から取得されてもよい。ＡＰＭシステムまたはプログラマが使用されて、特に電極埋め込み処置に関連して、本発明のペーシング部位評価法を実施するか、または、ペーシング部位評価法の実施を容易にしてもよい。本明細書で述べる方法、構造および技法のうちの少なくとも１つは、以下の参考文献の１つまたは複数に記載される特徴を含む、種々のＡＰＭ関連法を組込んでもよい。参考文献とは、本願明細書に援用する、米国特許第６，２２１，０１１号、第６，２７０，４５７号、第６，２７７，０７２号、第６，２８０，３８０号、第６，３１２，３７８号、第６，３３６，９０３号、第６，３５８，２０３号、第６，３６８，２８４号、第６，３９８，７２８号および第６，４４０，０６６号である。
【００６１】
図１０は、埋め込み式心臓治療デバイス４００を使用して実施される本発明の実施形態を示す。治療デバイス４００は、埋め込み型ハウジング４０１内に囲まれた心臓リズム管理回路を含む。ＣＲＭ回路は、心臓内リード線システム４１０に電気的に接続される。心臓内リード線システム４１０の所定部分は、患者の心臓内に挿入されて示される。リード線システム４１０は、患者の心臓からの電気信号の検知および心臓へのペーシング・パルスの送出のうち少なくとも１つを行うために、１つまたは複数の心腔内、心腔上または心腔の周りに位置決めされた心臓ペース／センス電極４５１〜４５６を含む。心臓内センス／ペース電極４５１〜４５６が使用されて、左心室、右心室、左心房および右心房のうちの少なくとも１つを含む１つまたは複数の心腔を検知およびペーシングのうちの少なくとも１つを行ってもよい。リード線システム４１０は、心臓に除細動／カルディオバージョン・ショックを送出するための１つまたは複数の除細動電極４４１，４４２を含んでもよい。
【００６２】
左心室リード線４０５は、左心室内、左心室上または左心室の周りの種々の位置に位置決めされる複数の電極４５４ａ〜４５４ｄを組込む。複数の位置で、または、選択された単一の位置で心室を刺激することは、心不全を病む患者の心拍出量の増加をもたらす可能性がある。本明細書に述べる種々の実施形態によれば、電極４５４ａ〜４５４ｄの１つまたは複数は、左心室をペーシングするために選択される。他の実施形態では、図１０の左心室リード線４０５によって示されるような１つの心腔内の複数の位置に位置決めされる複数のペーシング電極を有するリード線は、心腔のうちの任意の心腔またはすべての心腔内に埋め込まれてもよい。１つまたは複数の心腔内に位置決めされる電極一式が選択されてもよい。電気刺激パルスは、心臓機能を高めるタイミング・シーケンスおよび出力構成に従って、選択された電極を介して心腔に送出されてもよい。
【００６３】
埋め込み型デバイス４００のハウジング４０１の所定部分は、１つまたは複数の缶電極または不関電極として任意に役立ってもよい。ハウジング４０１は、１つまたは複数のリード線とハウジング４０１との間の取り外し可能な取り付けを容易にするように構成され得るヘッダ４８９を組込むものとして示される。治療デバイス４００のハウジング４０１は、１つまたは複数の缶電極４８１ｂを含んでもよい。治療デバイス４００のヘッダ４８９は、１つまたは複数の不関電極４８１ａを含んでもよい。
【００６４】
ハウジング４０１およびヘッダ４８９のうちの少なくとも１つは、加速度計またはマイクロフォンなどの１つまたは複数の血行動態センサ４８２を含んでもよい。１つまたは複数の心臓リード線４１０または別個のセンサ・リード線は、肺動脈圧センサなどの１つまたは複数の血行動態センサを組込んでもよい。ハウジング４０１内またはハウジング４０１上に配設される心臓電極および他のセンサのうちの少なくとも１つ、あるいは、治療デバイス４００のリード線システム４１０は、経胸郭インピーダンス、呼吸速度、分時換気量、心拍数、心臓同期不全、活動、姿勢、血液化学物質、Ｏ２飽和度、心音、壁応力、壁歪、肥大、電極間インピーダンス、電気的遅延（ＰＲ間隔、ＡＶ間隔、ＱＲＳ幅など）、活動、心腔圧、心拍出量、温度、心拍変化、脱分極振幅、脱分極タイミングなどの種々の生理的パラメータおよび他の生理的パラメータのうちの少なくとも１つの検出および測定のうちの少なくとも１つに使用される信号を生成してもよい。いくつかの実施形態では、こうした信号から導出される情報が、ＣＲＴに対するペーシング部位の急性反応性を決定するのに使用される融合アルゴリズム内に組込まれてもよいことが考えられる。
【００６５】
一部の実施形態では、埋め込み型デバイス４００は、患者の呼吸波形の採取および他の呼吸関連情報の採取のうち少なくとも１つを行うために使用され得る１つまたは複数の経胸郭インピーダンス・センサを組込んでもよい。経胸郭インピーダンス・センサは、例えば、１つまたは複数の心腔内に位置決めされる１つまたは複数の心臓内電極４４１、４４２、４５１〜４５６を含んでもよい。心臓内電極４４１、４４２、４５１〜４５６は、治療デバイス４００のハウジング４０１内に位置決めされるインピーダンス・ドライブ／センス回路に接続されてもよい。経胸郭インピーダンス・センサからの情報が使用されて、使用の中でもとりわけ、患者の活動または代謝要求に対応するようペーシング・レートが適応されてもよい。
【００６６】
通信回路は、ＣＲＭ回路と、外部プログラマまたは高度患者管理（ＡＰＭ）システムなどの患者外部デバイスとの間の通信を容易にするためにハウジング４０１内に配設される。通信回路はまた、１つまたは複数の埋め込み式の、外部の、皮膚のまたは皮下の、生理的または非生理的センサ、患者入力デバイスおよび情報システムのうちの少なくとも１つとの単方向または双方向通信を容易にしてもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態では、治療デバイス４００は、除細動治療および抗頻脈性不整脈ペーシング（ＡＴＰ）のうちの少なくとも１つによって心臓頻脈性不整脈を検出し処置する回路を含んでもよい。除細動機能を提供する構成は、高エネルギー・ショックを心臓に送出して、頻脈性不整脈を終了させる、または、緩和する除細動コイル４４１、４４２を利用してもよい。
【００６８】
一部の実施形態では、埋め込み型治療デバイス４００は、ペーシング電極（複数可）、１つまたは複数の心腔内で１つまたは複数の電極によって印加されるタイミング・シーケンスおよび振幅のうちの少なくとも１つ、またはパルス波形出力構成（ひとまとめに、ペーシング出力構成と呼ばれる）を選択する回路を含んでもよい。例えば、インプラント後に、特定のペーシング部位が急性レスポンダー部位としての資格を継続しているかどうかを評価するために、ペーシング部位評価法が実施されてもよい。ＣＲＴ反応性の有害な変化が特定のペーシング部位で起こる場合、代替のペーシング部位またはベクトルが、本発明のペーシング部位評価法に従って評価されてもよい。評価に応じて、ペーシング出力構成に変化が起こる可能性がある。例えば、心腔内の複数のペーシング部位にそれぞれ配設された複数のペーシング電極を装備するペースメーカでは、ペーシングの送出について、１つまたは複数の電極、時間的シーケンスおよびパルス波形特徴のうちの少なくとも１つを選択する能力は、心腔の収縮機能を高めるのに使用されてもよい。
【００６９】
本明細書に示すような多部位ペースメーカは、心周期中に心房および心室のうちの少なくとも１つの複数の部位にペーシング・パルスを送出することができる。ある患者は、ポンピング負荷および脱分極シーケンスのうちの少なくとも１つを心室の異なるエリアに分配するために、異なる時刻に心室などの心腔の複数の部分を活性化することから利益を受ける可能性がある。多部位ペースメーカは、異なる心周期中に、心腔内の選択された電極間または電極のグループ間でペーシング・パルスの出力を切換える能力を有する。例えば、ペーシング・パルスは、収縮の同期性を高めるために、心周期中に指定された位置でかつ指定された時刻に心腔に送出されてもよい。ペーシング・パルスの振幅、パルス継続期間、アノード／カソード極性および波形のうちの少なくとも１つはまた、拍動機能を高めるために変更されてもよい。
【００７０】
本発明の範囲から逸脱することなく、先に説明した好適な実施形態に対して、種々の変更および追加が行われてもよい。したがって、本発明の範囲は、上述した特定の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義されるべきである。
【図１】
2010516431.tif 000003
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月31日(2009.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療システムであって、
患者の心臓にペーシング・パルスを送出する電極機構と、
該電極機構に接続されたエネルギー送出および検知ユニットと、
該患者の血行動態状態を示す１つまたは複数の生理的因子を検知し、かつセンサ信号を生成するように構成された１つまたは複数のセンサと、
少なくとも１つのアルゴリズムおよび患者の母集団について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性と非反応性を区別する１つの閾値を格納するように構成されたメモリと、
該メモリ、該１つまたは複数のセンサおよび該エネルギー送出および検知ユニットに接続されたコントローラとを備え、該コントローラは、複数の房室遅延値を使用してペーシング部位にペーシング・パルスを送出することに応じて、該センサ信号から導出される複数の収縮タイミング間隔を測定し、該アルゴリズムを実施するプログラム命令を実行するように構成され、該コントローラは、パターン認識または融合アルゴリズムを実施して、該複数の収縮タイミング間隔を処理し、該処理された収縮タイミング間隔および該閾値を使用して、該ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の推定値または確率を計算するように該アルゴリズムによって構成される、医療システム。
【請求項２】
医療システムであって、
患者の心臓にペーシング・パルスを送出する電極機構と、
該電極機構に接続されたエネルギー送出および検知ユニットと、
該患者の血行動態状態を示す１つまたは複数の生理的因子を検知し、かつセンサ信号を生成するように構成された１つまたは複数のセンサと、
少なくとも１つのアルゴリズムと、患者の母集団について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性と非反応性を区別する１つの閾値とを格納するように構成されたメモリと、
該メモリ、該１つまたは複数のセンサおよび該エネルギー送出および検知ユニットに接続されたコントローラとを備え、該コントローラは、患者の心臓のペーシング部位にペーシング・パルスが送出されることに応じて、該センサ信号から導出される複数の収縮タイミング間隔を測定し、該アルゴリズムを実施するプログラム命令を実行するように構成され、該コントローラは、該複数の収縮タイミング間隔を組み合わせ、該組み合わせた収縮タイミング間隔および該閾値を使用して、該ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の推定値または確率を提供するように該アルゴリズムによって構成され、該コントローラは、該ペーシング部位についてＣＲＴに対する相対的な急性反応性を示す信頼性指標を生成するように構成される、医療システム。
【請求項３】
前記コントローラは、ＣＲＴに対する急性反応性の正の指標および信頼性指標に基づいて該ＣＲＴについて房室遅延を設定するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
医療システムであって、
患者の心臓にペーシング・パルスを送出する電極機構と、
該電極機構に接続されたエネルギー送出および検知ユニットと、
該患者の血行動態状態を示す１つまたは複数の生理的因子を検知し、かつセンサ信号を生成するように構成された１つまたは複数のセンサと、
少なくとも１つのアルゴリズムと、患者の母集団について心臓再同期治療（ＣＲＴ）に対する急性反応性と非反応性を区別する１つの閾値とを格納するように構成されたメモリと、
該メモリ、該１つまたは複数のセンサおよび該エネルギー送出および検知ユニットに接続されたコントローラとを備え、該コントローラは、患者の心臓のペーシング部位にペーシング・パルスが送出されることに応じて、該センサ信号から導出される複数の収縮タイミング間隔を測定し、該アルゴリズムを実施するプログラム命令を実行するように構成され、該コントローラは、該複数の収縮タイミング間隔を組み合わせ、該組み合わせた収縮タイミング間隔および該閾値を使用して、該ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の推定値または確率を提供するように該アルゴリズムによって構成される医療システム。
【請求項５】
前記複数の収縮タイミング間隔は、異なる収縮タイミング間隔を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記推定値または確率を前記閾値と比較し、該比較に基づいて、前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性のバイナリ指標を生成するように構成される、請求項１乃至５いずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記閾値は、患者母集団についてＣＲＴに対する急性反応性と非反応性を確実に区別する感度および特異性に関連する、請求項１乃至６いずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記１つまたは複数のセンサは、前記患者の心臓の機械的活動を検知するように構成されたセンサ、前記患者の心臓の電気的活動を検知するように構成されたセンサ、前記患者の心臓の機械的活動および電気的活動を検知するように構成されたセンサ機構、心音を検出するセンサ、マイクロフォン、加速度計、圧力センサ、左心房圧センサ、肺動脈圧センサ、右心室圧センサおよび心拍出インピーダンス・センサの１つまたは複数を備える、請求項１乃至７いずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記ペーシング部位にペーシング・パルスが送出されることに応じて、前記センサ信号または異なる生理的センサによって生成されるセンサ信号の前記複数の収縮タイミング間隔および少なくとも１つの特徴部を測定するように構成され、該コントローラは、前記複数の収縮タイミング間隔および該少なくとも１つのセンサ信号特徴部を組み合わせ、前記閾値ならびに該組み合わせた収縮タイミング間隔および少なくとも１つのセンサ信号特徴部を使用して、前記ペーシング部位についてＣＲＴに対する急性反応性の前記推定値または確率を提供するように該アルゴリズムによって構成される、請求項１乃至８いずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記システムの少なくとも一部分は、患者体内に埋め込まれるように構成され、前記システムの別の部分は、該患者の外部で動作するように構成される、請求項１乃至９いずれか１項に記載のシステム。
【国際調査報告】
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