(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓脱分極の検出によってセンス事象を生成するための、ＥＧＭセンス回路と結合された電位図（ＥＧＭ）センス電極と、機械的交互脈（ＭＰＡ）の関数として心不全状態を評価するための、心腔内に配設され、かつ、血圧測定回路に結合された血圧測定トランスジューサとを有する、患者の体内に埋め込まれた埋め込み可能心臓モニタ作動方法であって、
前記血圧測定トランスジューサを動作させて、血圧測定値を作成するステップと、
該血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの開始を検出するステップと、
前記ＭＰＡエピソードの少なくとも１つのＭＰＡ特性を求めるステップと、
前記ＭＰＡ特性から心不全状態を評価するステップと、
を備える埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのＭＰＡ特性を求めるステップが、前記ＭＰＡエピソードの開始の検出に関連してＭＰＡ開始心拍数を求めるステップをさらに備える請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項３】
前記評価するステップが、一連の記憶されたＭＰＡ開始心拍数を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ開始心拍数が、心不全状態の改善を示す増加する心拍数傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す減少する心拍数傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変の心拍数傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項２に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項４】
前記血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの終了を検出するステップをさらに含み、前記少なくとも１つのＭＰＡ特性を求める前記ステップが、前記ＭＰＡエピソードの終了の検出に関連してＭＰＡ終了心拍数を求めるステップをさらに含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項５】
前記評価するステップが、一連の記憶されたＭＰＡ終了心拍数を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ終了心拍数が、心不全状態の改善を示す増加する心拍数傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す減少する心拍数傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変の心拍数傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項４に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項６】
前記ＭＰＡ特性を求める前記ステップが、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求めるステップと、
前記求められたＭＰＡマグニチュードから最大ＭＰＡマグニチュードデータ点を求めるステップと、
をさらに含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項７】
前記評価するステップが、一連の記憶された最大ＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶された最大ＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項６に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項８】
前記ＭＰＡ特性を求める前記ステップが、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求めるステップと
、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからミーンＭＰＡマグニチュードデータ点を求めるステップと、
をさらに含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項９】
前記評価するステップが、一連の記憶されたミーンＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶されたミーンＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項８に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１０】
前記ＭＰＡ特性を求める前記ステップが、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求めるステップと、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点を求めるステップと、
をさらに含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１１】
前記評価するステップが、一連の記憶されたアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶されたアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項１０に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１２】
前記血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの終了を検出するステップをさらに含み、前記ＭＰＡ特性を求める前記ステップが、ＭＰＡエピソード継続時間データ点を求めるステップを含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１３】
前記評価するステップが、一連の記憶されたＭＰＡ継続時間データ点を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ継続時間データ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡ継続時間傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡ継続時間傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡ継続時間傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項１２に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１４】
前記ＭＰＡ特性を求める前記ステップが、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求めるステップと、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからＭＰＡマグニチュードの変化レートデータ点を求めるステップと、
をさらに含む請求項１に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１５】
前記評価するステップが、一連の記憶されたＭＰＡ変化レートデータ点を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ変化レートデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡ変化レート傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡ変化レート傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡ変化レート傾向を示すかを判定するステップをさらに含む請求項１４に記載の埋め込み可能心臓モニタ作動方法。
【請求項１６】
心臓脱分極の検出によってセンス事象を生成するための、ＥＧＭセンス回路に結合された電位図（ＥＧＭ）センス電極と、機械的交互脈(ＭＰＡ）の関数として心不全状態を評
価するための、心腔内に配設され、かつ、血圧測定回路に結合した血圧測定トランスジューサとを有する、患者の体内に埋め込まれた埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステムであって、
前記血圧測定トランスジューサを動作させて、血圧測定値を作成する手段と、
該血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの開始を検出する手段と、
心不全状態を評価するのに適した前記ＭＰＡエピソードの少なくとも１つのＭＰＡ特性を求める手段と、
を備える埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのＭＰＡ特性を求める前記手段が、前記ＭＰＡエピソードの開始の検出に関連してＭＰＡ開始心拍数を求める手段をさらに備える請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項１８】
一連の記憶されたＭＰＡ開始心拍数を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ開始心拍数が、心不全状態の改善を示す増加する心拍数傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す減少する心拍数傾向を示すか、または、安定している心不全状態を示すほぼ不変の心拍数傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項１７に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項１９】
前記血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの終了を検出する手段をさらに含み、前記少なくとも１つのＭＰＡ特性を求める前記手段が、前記ＭＰＡエピソードの終了の検出に関連してＭＰＡ終了心拍数を求める手段をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２０】
一連の記憶されたＭＰＡ終了心拍数を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ終了心拍数が、心不全状態の改善を示す増加する心拍数傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す減少する心拍数傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変の心拍数傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項１９に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２１】
前記ＭＰＡ特性を求める前記手段が、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求める手段と、
前記求めたＭＰＡマグニチュードから最大ＭＰＡマグニチュードデータ点を求める手段と、
をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２２】
一連の記憶された最大ＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶された最大ＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項２１に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２３】
前記ＭＰＡ特性を求める前記手段が、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求める手段と、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからミーンＭＰＡマグニチュードデータ点を求める手段と、
をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２４】
一連の記憶されたミーンＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶されたミーンＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項２３に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２５】
前記ＭＰＡ特性を求める前記手段が、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求める手段と、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点を求める手段と、
をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２６】
一連の記憶されたアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点を比較することにより、前記記憶されたアベレジＭＰＡマグニチュードデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡマグニチュード傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡマグニチュード傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項２５に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２７】
前記血圧測定値から前記患者の心臓のＭＰＡエピソードの終了を検出する手段をさらに含み、前記ＭＰＡ特性を求める前記手段が、前記ＭＰＡエピソード継続時間データ点を求める手段を含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２８】
一連の記憶されたＭＰＡ継続時間データ点を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ継続時間データ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡ継続時間傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加するＭＰＡ継続時間傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡ継続時間傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項２９】
前記ＭＰＡ特性を求める前記手段が、
２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差をＭＰＡマグニチュードとして求める手段と、
前記求めたＭＰＡマグニチュードからＭＰＡマグニチュード変化レートデータ点を求める手段と、
をさらに含む請求項１６に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【請求項３０】
一連の記憶されたＭＰＡ変化レートデータ点を比較することにより、前記記憶されたＭＰＡ変化レートデータ点が、心不全状態の改善を示す減少するＭＰＡ変化レート傾向を示すか、心不全状態の悪化を示す増加したＭＰＡ変化レート傾向を示すか、または安定している心不全状態を示すほぼ不変のＭＰＡ変化レート傾向を示すかを判定する手段をさらに含む請求項２９に記載の埋め込み可能心臓モニタを動作させるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、患者の心臓の機械的心臓機能を監視し、機械的交互脈（ＭＰＡ）のエピソードおよび関連するエピソードデータを検出して、診断的に利用され、または、適切な治療を送出するために治療送出システムと組み合わせて利用される可能性がある、心不全の状態または進行についての評価を提供するための埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）に関する。
【０００２】
本明細書で使用される「心不全」（ＨＦ）という用語は、Hunt等によって著わされたアメリカ心臓病学会／アメリカ心臓協会の実務ガイドラインに関するタスクフォース(心不全の評価及び管理のための１９９９５年ガイドラインの改訂委員会)の報告書（「成人における慢性心不全の評価及び管理のためのＡＣＣ／ＡＨＡガイドライン要旨（ACC/AHA guidelines for the evaluation and management of chronic heart failure in the adult: executive summary）」J Am Coll Cardiol 2001、38(7)号2101-2113）に記載されるように、アメリカ心臓病学会およびアメリカ心臓協会によって規定される、うっ血性心不全および／または慢性心不全を包含する。
【０００３】
多くのＨＦ患者は、機械的交互脈（ＭＰＡ）を示す。ＭＰＡは、吐出された血液がいかにも交互の心臓拡張期血圧振幅値を示すかのようにさせる、収縮力または収縮マグニチュードの交互の値を心臓の交互の機械的収縮が示す現象である。ＭＰＡは、歴史的に、全身の動脈系について述べられてきたが、ＭＰＡにおいて、交互の高い動脈脈圧と低い動脈脈圧は、左心室の交互の収縮強度（および、得られる１回拍出量容積）に関連するものとして特定されてきた。右心室の交互の収縮性強度のインジケータとしての肺動脈圧について、同様な観察が述べられている。ＭＰＡは、心拍数増加の状況において議論され、ＭＰＡの原因は、心臓の種々の機能特性によるものと考えられてきた。たとえば、Kodama等著「慢性心不全患者における機械的交互脈（Mechanical Alternans in Patients with Chronic Heart Failure）」J Card Fail 2001;7(2):138-145、Kodama等著「慢性心不全患者の長期ベータブロッカー治療後の機械的交互脈の発生の変化（Changes in the Occurrence of Mechanical Alternans after Long-term Beta-blocker Therapy in Patients with Chronic Heart Failure）」Jpn Circ J 2001;65(8):711-716、および、Surawicz等著「心臓交互脈：多様なメカニズムと臨床的徴候（Cardiac Alternans: Diverse Mechanisms and Clinical Manifestations）」J Am Coll Cardiol 1992;20(2):483-499を参照されたい。
【０００４】
１つの可能性のある説明は、左心室の交互の負荷条件に基づくものである。左心室が勢いよく収縮し、十分に空になると、左心室内に残された血液量、すなわち、収縮末期容積（ＥＳＶ）は、わずかとなるであろう。心拍数が比較的低い場合、左心室は、次の充満相中に、左心房から血液を補充することになり、比較的大きな拡張末期容積（ＥＤＶ）をもたらす。この大きなＥＤＶは、心臓のスターリングの法則によれば、左心室をより強力に収縮させることになり、それによって、左心室を空にし、低いＥＳＶおよび比較的大きな動脈脈圧をもたらす。その後、低いＥＳＶに付加される正常な充満によって、低いＥＤＶがもたらされるであろう。この拍動に関する低いＥＤＶは、次の拍動に関して、弱い収縮（スターリングの法則によって）および少ない拍出をもたらすことになり、低い動脈脈圧、大きなＥＳＶが生じ、そのサイクルが繰り返す。
【０００５】
別の説明は、筋小胞体によるカルシウム摂取が損なわれ、次の心周期に利用可能なカルシウムの減少がもたらされるというものである。これは、コントロールされたＭＰＡの単なる動物モデルにおいて示された。Freeman等著「閉胸犬における交互脈の評価（An Evaluation of Pulsus Alternans in Closed-chest Dogs）」Am J Physiol 1992; 262(1 Pt 2):H278-H284を参照されたい。これらの観察は、心拍数が２００ｂｐｍで維持されたままで、大静脈上でオクルーダを使用して前負荷が減少された動物で行われた。重要なことに、この設定では前負荷は減少するが、ＭＰＡは増加する。このことは、患者のＭＰＡの重要な決定因子として容積変化を排除するのではなく、カルシウム処理の交代が、ＭＰＡの生成には重要である場合があることを示唆する。
【０００６】
ＭＰＡの代替の説明は、心筋細胞内の細胞メカニズムの他の循環特性に基づくというものである。これらのメカニズムは、細胞内貯蔵部位へ、また、細胞内放出部位からカルシウムを移動させ、筋細胞を収縮し、弛緩させることができる。放出のためにより多くのＣａ＋＋が利用可能である場合、生成される収縮力はより大きくなることが予想される。正常な細胞のＣａ＋＋循環プロセスが、ＨＦなどの疾病によって乱され、乱されたプロセスによって、悪化する可能性がある循環変動が引き起こされ、ＭＰＡなどの血行力学的変形が生成される。
【０００７】
たとえばＭＥＤＴＲＯＮＩＣ（登録商標）ＩｎＳｙｎｃ（登録商標）Ｍｏｄｅｌ８０４０ペースメーカＩＰＧのようなペースメーカ、または、たとえばＭＥＤＴＲＯＮＩＣＳ（登録商標）ＩｎＳｙｎｃ（登録商標）Ｍｏｄｅｌ７２７２ＩＣＤ  ＩＰＧのようなＩＣＤ  ＩＰＧ内に組み込まれ、ＨＦ症状を解消するために、右と左の心臓のペーシングを提供する最新のペーシングシステムは、制限された量の心拍数データ（ならびに、ＩＣＤ  ＩＰＧの場合には、頻脈性不整脈エピソードデータ）を収集するが、こうしたデータは、ＨＦ症状が解消されているか、悪化しているかを評価するのに十分な情報を常に提供するわけではない。また、こうしたＩＰＧは、ＭＰＡを含む機械的心臓機能を測定し、測定された機械的心臓機能に基づいて適切な治療を処方し、送出する能力も現在有していない。
【０００８】
ＨＦ患者の心臓は、ＭＰＡを示すことが多いが、頻脈性不整脈を含む、または頻脈性不整脈に対する前駆体である異常ＥＧＭまたは電気的不安定を示さない。頻脈性不整脈エピソードに罹患しやすい患者の心臓は、機械的機能不全を引き起こす電気的機能不全を示す。心室細動または粗動（ＶＦ）あるいは高レート心室頻脈（ＶＴ）を含む悪性頻脈性不整脈は、機械的心臓機能および心拍出量の突然の喪失を引き起こし、心臓がカーディオバージョンされなければ死をもたらす可能性がある。その結果、精巧な信号処理技法によって、通常、測定されたレート、測定されたＥＧＭの開始および安定性から頻脈性不整脈エピソードを識別するための、ＩＣＤ内で使用するための多くのアルゴリズムが多年にわたって提案されてきた。
【０００９】
この点に関して、たとえば米国特許第５，２６５，６１７号に記載されるように、ＥＣＧまたはＥＧＭの特徴的なＰＱＲＳＴ群のＴ波の振幅または極性の拍動ごとの交代パターンは、電気的安定性を示し、頻脈性不整脈に対する罹病性を予測する、と長い間仮定されてきた。「電気的交代」または「Ｔ波交代」と呼ばれるこの交代パターンは、常に存在するわけではないが、患者の心臓が、身体的または精神的ストレスのせいで増加した要求を受ける状況下で現れることが多い。電気的交代は、しばしば、ＥＣＧ波形の繰り返しパターンにおける拍動ごとの微妙な変化として体表面で測定される可能性がある。電気的交代の概説は、「体表面心電図のＴ波交代による突然心臓死の予測：徴候及び陥穽（Predicting sudden cardiac death from T wave alternans of the surface electrocardiogram: promise and pitfalls）、心臓血管電気生理学ジャーナル（Journal of Cardiovascular Electrophysiology）、1996年11月、Vol.7(11)，1095-1111において、Rosenbaum、Albrecht、およびCohenによって与えられる。
【００１０】
そのため、電気的交代のエピソードおよびエピソードが起こる心拍数が、心室不整脈を生成する患者のリスクを評価するのに使用されてきた。この解析は、電気的脱分極が右心腔および左心腔を通って広がる時の電気的脱分極シーケンスの交互のパターンを反映する。この電気的障害に派生して、たとえ心筋繊維が健康であっても、ＭＰＡと似た、心室および全身の血圧交代パターンを生ずる変化しやすい収縮シーケンスが存在する場合がある。そのため、不整脈の恐れがある患者は、電気的交代を示すが、損なわれた心筋繊維の収縮性のためではなく興奮性波面の伝播経路の変動のために、機械的交代を示しても、示さなくてもよい。
【００１１】
電気的交代は、心筋の機能を駆動する生化学プロセスの基礎にある交代のパターンから生ずると考えられていることが、米国特許第６，２５３，１０７号において主張されてきた。頻脈性不整脈に罹患しやすい心臓においてＭＰＡが時折電気的交代と関連するという観察結果を考慮すると、電気的交代のレベルが増加するにつれて、電気的交代が、筋肉細胞の収縮に対して相当な影響を与え始めることがさらに主張されている。「電気的機械的交代の研究に適用される心臓の単純な電気的機械的モデル（A simple electrical-mechanical model of the heart applied to the study of electrical-mechanical alternans）」IEEE Transactions on Biomedical Engineering, June, 1991, Vol.38(6), pages 551-60という名称のClancy、Smith、およびCohenによる論文は、電気的交代とＭＰＡの間のこの理論的関係を支持するものとして、｀１０７号特許で主張されている。Clancy等の論文は、体表面ＥＣＧにおいて観察される微妙な電気的交代は、心室細動に対する罹病性と関係する場合があることを示す証拠を述べ、ＭＰＡが一般に電気的交代に伴って起こるという証拠を提供した。論文は、正常調律から細動調律への移行中に、電気的交代及び機械的交代の組合せの療法が存在すること、検出された交代の程度が調律の相対的不安定性と関係があること、および、電気的交代およびＭＰＡが局所的な電気的特性のばらつきから生ずる場合があり、電気伝導性プロセスにおける空間−時間交代につながることを示した。電気的交代の電気伝導性プロセスにおけるこの空間−時間交代は、したがって、血圧波形において検出される対応するＭＰＡの原因であると仮定される。
【００１２】
健康な心臓は、拍動ごとの心拍数がわずかに変動することによって立証される一定レベルの心拍数変動（ＨＲＶ）を示すことも、｀１０７号特許で主張されている。頻脈性不整脈に時々罹患するある患者の心臓は、こうした正常ＨＲＶが欠けており、電気的交代、および／または、｀１０７号特許で「血圧交代」と呼ばれる、測定された拍動ごとの血圧波形における交代を示す場合があることが示唆されている。ＨＲＶのこうした理解、および、頻脈性不整脈に罹患しやすい患者の心臓における電気的交代と機械的交代との関連付けに基づく多くのＩＭＤおよび方法が、｀１０７号特許で提案されている。
【００１３】
自然なＨＲＶを真似るために、短期間の間、わずかに変動し、かつ、ランダムな拍動ごとのペーシングレートで心臓を過剰駆動するように周期的にペーシングすることになるペーシングシステムが、先に参照した｀１０７号特許で提案されている。電気的交代の尺度または血圧交代の尺度のいずれかである可能性がある心臓安定性の尺度が、ＥＧＭまたは血圧センサからそれぞれ生成され、いずれかの尺度が存在する時にＨＲＶを誘導するペーシングパルス列が変更される可能性があることも提唱されている。こうした尺度（複数可）は、ＨＲＶを引き起こすためにペーシングパルスの送出をトリガーするか、禁止するか、変更するのに採用されることが一般に提案される。しかしながら、送出されるペーシングパルス間の間隔が、測定された電気的交代および血圧交代のいずれか、または、両方が存在する時、あるいは、両方が存在しない時に実際にどのように変更されるかについて、具体的な例は提供されていない。
【００１４】
ＥＧＭからの電気的交代および血圧測定値からの血圧交代を単に監視するさらなる方法が、先に参照した｀１０７号特許で提案されており、それによって、両者から心臓の電気的安定性が評価され、特に、頻脈性不整脈に罹患しやすい心臓の状態が識別される。｀１０７号特許は、心臓の電気的安定性を評価する方法の説明を何も述べていない。しかしながら、Clancy等の論文および明確な説明を信頼すれば、頻脈性不整脈に対する罹病性を示す心臓の不安定性は、電気的交代と血圧交代の両方が同時に存在する時に宣言されることになることが明らかである。
【００１５】
そのため、ＨＦに関連する心臓の機械的機能不全、特に、ＭＰＡを立証する意味のある血圧データを収集するようにプログラムすることができるＩＭＤに対する必要性が存在し続ける。疾病の進行および処方された処置、たとえば、右と左の心臓ペーシングのプログラムされたパラメータの有効性の評価がそこから評価される可能性があるＨＦ状態のその時の指標を生成するために、埋め込み可能モニタ刺激器内、またはデータが送信される外部医療デバイス内において評価することができる事象データを蓄積するＩＭＤに対する必要性が存在し続ける。
【００１６】
上記必要性の観点から、本発明は、ＭＰＡならびに関連するＭＰＡエピソードデータを検出し、ＩＭＤ内でＭＰＡエピソード傾向データと共にＭＰＡエピソードデータを処理するシステムおよび方法を提供し、それによって、ＨＦ症状を軽減するために処方された薬剤または電気刺激治療に対する心臓の反応を評価することができるように、ＨＦ患者の心臓の機械的性能に関連する指標が提供される。
【００１７】
本発明によれば、正常または異常な心臓電気活性化シーケンスを有するＨＦ患者は、個々の心筋繊維の収縮性プロセス（カルシウム循環およびアクチン−ミオシン結合）が損なわれる場合に電気的交代を伴わない場合がある、自発性の断続的なＭＰＡエピソードを有し得ることが提唱されている。損なわれた収縮性プロセスは、電気活動の正常なひろがり（したがって、電気的交代が無い）にもかかわらず、拍動ごとの交互の圧力振幅を生成する可能性がある。
【００１８】
本発明は、ＭＰＡエピソードの特定のＭＰＡ特性は、単独で、または、グループで、ＨＦ状態の診断マーカとして使用される可能性があるという前提に基づく。一実施形態では、ＭＰＡ検出基準が満たされると、ＭＰＡエピソードデータセットが収集される。ＭＰＡエピソードデータセットは、日時スタンプと共にメモリに記憶される可能性がある。所定期間に収集された一連のＭＰＡエピソードデータセットの中の各ＭＰＡエピソードデータセットのＭＰＡ特性は、ＨＦ状態の変化を示す傾向が認められるかどうかを判定するために、比較されるか、または、プロットされる可能性がある。
【００１９】
ＭＰＡエピソードのＭＰＡエピソードデータ点は、単位時間当たりのその時のＭＰＡエピソード数、ＭＰＡエピソード継続時間、ＭＰＡ開始および／またはＭＰＡ終了時の心拍数、および、ＭＰＡマグニチュードの種々の値のうちの１つまたは複数を含む可能性がある。ＭＰＡマグニチュードは、２つの心拍動の収縮期ピーク血圧の差を含む。ＭＰＡマグニチュードデータ点は、アベレジまたはミーンＭＰＡマグニチュード、または最大ＭＰＡマグニチュードであってよい。ある場合には、ＭＰＡエピソードは、漸進的な開始および回復によって特徴付けられる。ＭＰＡの開始および回復の時間経過が、ＨＦ状態の深刻さを示す場合があると思われる。したがって、ＭＰＡ開始の宣言の前と後に蓄積されたＭＰＡデータセットのＭＰＡマグニチュードは、ＭＰＡ開始時のＭＰＡ変化レートまたは傾斜を判定するために比較される場合がある。ＭＰＡ終了の宣言の前と後に蓄積されたＭＰＡデータセットのＭＰＡマグニチュードは、ＭＰＡ終了時のＭＰＡ変化レートまたは傾斜を判定するために比較される場合がある。一連のＭＰＡエピソードデータセットのＭＰＡ特性が比較される可能性がある。こうしたＭＰＡ特性の１つまたは複数の変化は、ＨＦ状態が、所定期間にわたって、悪化するか、改善するか、ほぼ同じであるかを判定するために評価される可能性がある。
【００２０】
たとえば、ＭＰＡの検出時の心拍数（すなわち、ＭＰＡ開始心拍数）は、「Ｎ個の」記憶されたＭＰＡエピソードのそれぞれについて記憶される。Ｎ個のＭＰＡ開始心拍数は、ＭＰＡ開始心拍数傾向を生成するために比較され得る。ＭＰＡ心拍数傾向により、心拍数が所定期間にわたって、増加するか、減少するか、ほぼ一定のままであると示される場合、ＨＦ状態は、悪化するか、改善するか、安定のままであると仮定され得る。同様に、ＭＰＡエピソードの頻度、ＭＰＡエピソードの継続期間、および、上述したＭＰＡマグニチュードの１つまたは複数の増加は、ＨＦ状態が悪化していることを立証する可能性がある。ＭＰＡエピソードの頻度、ＭＰＡエピソードの継続期間、および、ＭＰＡマグニチュード（複数可）の減少は、ＨＦ状態が改善していることを立証する可能性がある。
【００２１】
本発明は、好ましくは、心臓のＥＧＭを測定することが可能である埋め込み可能モニタによって実現され、心臓の機械的性能パラメータは、右心室または左心室内の血圧センサによって、あるいは、心臓横断歪ゲージ、インピーダンスセンサ、または音波マイクロメータによって、あるいは、血流センサ、モーションセンサ、力センサ、たとえば、収縮力を測定する加速度計などによって測定される。本発明の実施の一例では、上記のＣｈｒｏｎｉｃｌｅ（登録商標）ＩＨＭおよび圧力検知リード線が、心拍数を求めるためのＥＧＭを測定し、収縮期血圧を測定するためにＨＦ患者内に埋め込まれ得る。有利なことに、本発明の実施において絶対圧測定値を導出するために大気圧を測定することは必要ないが、こうした絶対圧データもまた、望まれる場合には収集される可能性がある。本発明によれば、ＭＰＡエピソードの開始および終了を検出するアルゴリズムが組み込まれる。
【００２２】
その後、ＩＨＭの動作アルゴリズムによって蓄積されるＭＰＡエピソードデータ点が求められる。ＩＨＭは、外部医療デバイスへのＭＰＡエピソードデータ点のテレメトリ送信を始動することが可能であることが望ましい。ＨＦ状態が評価されて、患者に対する監視および／または治療送出の任意の適切な変更が始動されるよう、外部医療デバイス（またはＩＨＭ）は、こうした傾向データの診療提供者へのデータ転送を始動することが可能であることが望ましい。
【００２３】
上述したように、ＭＰＡエピソードデータ点は、ＩＨＭ内に、断続した、または、連続した診断変数として定量化され、記憶されるであろう。別法として、ＭＰＡエピソードデータ点は、治療送出ＩＭＤ、たとえば、埋め込み可能ペースメーカまたは薬剤送出デバイス内に、断続した、または、連続した診断変数として定量化され、記憶されることが想定される。たとえば、本発明のシステムは、（埋め込み式または外部）薬剤送出システムに対する一体部品であり、治療のための薬剤送出の投与量、頻度、および継続時間を手動でまたは自動的に求めるのに使用されるであろう。別法として、また、このデバイスの好ましい実施形態では、システムは、ペーシング、再同期化、ディフィブリレーション、または、ＰＥＰＳ刺激のような他の刺激などの、心臓に対して現在の電気治療および将来出現する電気治療を送出することが可能な心臓刺激デバイスの一部であるであろう。たとえば、ＭＰＡの発生の増加は、心臓機能の悪化を知らせてもよく、患者の危険な不整脈のリスクが増加していること、および、不整脈を検出する、および／または、階層的変換治療のシーケンスに関して決定するロジックが、首尾よい検出および処置の確率を増加させるために変更され得ることを埋め込み式ディフィブリレータに知らせてもよい。ＩＭＤがペーシング機能を提供する場合、適用したペーシング療法に対する心臓の反応は、ＭＰＡエピソードのマグニチュード、タイミング、および継続時間から評価される可能性がある。
【００２４】
本発明のこの要約ならびに本発明の利点および特徴は、本発明が従来技術において提示した困難さを克服する方法のいくつかを指摘し、本発明を従来技術と区別するためにだけ本明細書に提示されており、特許出願の最初に提示され、最終的に認可される特許請求項の解釈に対する制限としていずれの方法でも作用することを意図しない。
【００２５】
本発明のこれらのおよび他の利点および特徴は、図面と共に考えると、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。図面において、同じ参照数字は、いくつかの図全体を通して同じ構造を示す。
【００２６】
以下の詳細な説明では、本発明を実行するための説明的な実施形態が参照される。本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態が利用されてもよいことが理解される。本発明の実施形態は、例示的なＩＭＤについて詳細に開示され、例示的なＩＭＤは、ＭＰＡエピソードに特有なＭＰＡエピソードデータ点を蓄積するように変更され、ＭＰＡエピソードデータ点は、１つまたは複数の心腔に対して動作可能な関係にある、機械的心臓機能を検出するための１つまたは複数のセンサを用いて、患者の心臓のＨＦ状態を評価するのに利用される可能性がある。本発明のこの説明する実施形態は、ＩＨＭにおいて具体化されるが、上記の治療送出ＩＭＤ、たとえば、ＨＦおよび／または徐脈を処置するため、心房検知されペーシングされた事象と同期して、左右の心室の脱分極および収縮における同期性を回復するために、要求に応じて動作し、心房をトラッキングし、トリガー式でペーシングする、ＡＶ順次、２心房および２心室ペーシングシステム内に組み込まれる可能性がある。本発明の実施形態は、したがって、上部心腔と下部心腔の同期、ならびに、右と左の心房腔および／または心室腔脱分極の同期性を回復するためのＡＶ同期動作モードを有する、２、３、または４チャネルペーシングシステムとして動作するようにプログラム可能な複数腔ペーシングシステムを備える可能性がある。
【００２７】
以下の説明から、本発明を組み込むＩＭＤは、先に述べたパラメータを、ある時間期間にわたる記憶された患者データとして取得するのに利用され得ることが理解される。処置する医師は、患者の心臓のＨＦ状態の評価を行うために、患者データのアップリンクテレメトリを始動して、患者データを再調査することができる。医師は、その後、特定の治療が適切であるかどうかを判定し、ある時間期間に対する治療を処方することが可能であり、一方で、適用された治療が有益であるか否かを判定する事後の再調査および評価のために、記憶した患者データを再び蓄積し、それによって、適切である場合に、治療の定期的な変更が可能になる。こうした治療は、薬剤治療、ならびに、ＰＥＳＰ刺激を含む電気刺激治療、ならびに、単腔、２腔、および多腔（２心房および／または２心室）ペーシングを含むペーシング治療を含む。さらに、悪性頻脈性不整脈にかかりやすい患者において、頻脈性不整脈の検出または分類のパラメータ設定、および、送出される治療に、ＨＦ状態の評価が考慮される。
【００２８】
図１は、本発明の教示に従って、ＭＰＡを監視し、ＭＰＡエピソードデータを収集し、処理する時に便利に採用される可能性があるシステムを概略的に示す。図示された例示的なシステムの部品または機能の全てが、さらに以下で述べるような本発明の実施において必ずしも採用されるわけではない。
【００２９】
図１および図２に示す例示的なシステムは、例示的なＩＭＤ１００、および、患者の心臓１０の流出路の近くに、右心室内で血圧センサ２０を位置決めする血圧リード線１２を備える。例示的なシステムは、同時点の大気圧値を記録するための、外部装着式か、または、その他の方法で保持される大気圧基準モニタ２００、ならびに、外部プログラマ３００をさらに備える。外部プログラマ３００は、ＩＭＤ１００および大気圧基準モニタ２００と通信して、ＩＭＤ１００の動作モードおよびパラメータをプログラムするか、または、ＩＭＤ１００および大気圧基準モニタ２００のメモリに記憶されたデータを問合わせるために使用する。
【００３０】
ＩＭＤ１００は、好ましくは、上記の圧力データ、ならびに、検知された心室ＥＧＭからの心拍数データ、および、活動センサ１０６によって監視される患者活動レベルを取り出して記憶する能力を有する先に参照したＭｅｄｔｒｏｎｉｃ（登録商標）ＣＨＲＯＮＩＣＬＥ（登録商標）Ｍｏｄｅｌ９５２０ＩＨＭを備える。圧力センサリード線１２は、好ましくは、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，５６４，４３４号に開示されるタイプの圧力検知トランスジューサ２０を使用して血圧を検知する、先に参照したＭｏｄｅｌ４３２８Ａ圧力センサリード線を備える。圧力センサリード線１２はまた、遠位ＥＧＭセンス電極２６、および、当技術分野でよく知られている方法で右心室内でのセンス電極２６の受動的固定を可能にする従来の柔軟歯(tin)を組み込む。圧力センサリード線１２の近位コネクタアセンブリは、双極ペーシングリード線用のＩＳ−１規格に適合するように構成され、従来の方法で、ＩＭＤ１００のコネクタ１８０の適合穴内に嵌合する。ＩＭＤ１００の他の可能な構成は、ＨＦを病む患者の心拍出量を改善するために、好ましくは、上部および下部ならびに右および左の心腔を同期してペーシングするための、付加的な埋め込み可能な心臓リード線および電極を必要とするカーディオバージョン／ディフィブリレーションおよび／またはペーシング治療を提供する可能性があることが理解されるであろう。
【００３１】
ＣＨＲＯＮＩＣＬＥ（登録商標）Ｍｏｄｅｌ９５２０ＩＨＭは絶対血圧を測定するため、患者はまた、大気圧基準モニタ２００、たとえば、先に参照したＭｅｄｔｒｏｎｉｃ（登録商標）ＭｏｄｅｌＮｏ．２９５５ＨＦ大気圧基準モニタを装備する。大気圧基準モニタ２００は、任意選択で時計機能２５０を含む、患者の手首に装着されるものとして概略的に示されるが、患者の毎日の日課において患者に同行することができるように他の可搬型構成をとってもよい。ＩＭＤ１００およびプログラマ３００に関連する例示的な大気圧基準モニタ２００の機能は、同一譲受人に譲渡された米国特許第５，９０４，７０８号に開示される。
【００３２】
ＩＭＤ１００のＲＦテレメトリアンテナ１３４（ＩＭＤ１００のコネクタ１８０から延びているとして概略的に示す）と、外部プログラマ３００のテレメトリアンテナ３３４との間のアップリンクテレメトリ（ＵＴ）およびダウンリンクテレメトリ（ＤＴ）伝送は、図１に概略的に示される。同様に、大気圧基準モニタ２００のＲＦテレメトリアンテナ２３４と、外部プログラマ３００のテレメトリアンテナ３３４との間のＵＴおよびＤＴ伝送も、図１に示される。大気圧データが、大気圧基準モニタ２００のメモリから読み出される時にＲＦテレメトリアンテナ２３４と３３４との間での図示されたＵＴおよびＤＴ伝送を採用する代わりに、大気圧基準モニタ２００と外部プログラマ３００のポート間で直接のケーブルまたはプラグイン接続が行われる可能性があることが理解されるであろう。ＲＦテレメトリシステムは、好ましくは、比較的高い周波数範囲で、約２メートル以上の長い範囲で動作する。説明の便宜上、好ましい実施形態は、長い範囲のＲＦテレメトリ伝送を使用して以下の通りに述べられるが、本発明および添付特許請求項は、そのような形態に制限されるものとして解釈されるべきではない。同様に、用語「テレメータ」、「テレメトリ伝送」および同様なものは、ＩＭＤ１００、大気圧基準モニタ２００、および、外部プログラマ３００または他の監視デバイスの間でデータおよびコマンドを伝達する任意のこうした動作および方法を包含することが意図される。
【００３３】
図示されたシステムの従来の使用では、絶対血圧データおよび大気圧データの記憶は、何日もの期間にわたって続き、データは、外部プログラマ３００を操作する医療要員によって始動されるテレメトリセッション中に外部プログラマ３００へ周期的に送信される。大気圧は絶対圧データを補正するのに採用される。
【００３４】
しかしながら、ＭＰＡエピソードデータからＨＦ状態を評価するために本発明に従って処理される絶対圧データは、こうした補正を必要としない。本発明は、好ましくは、大気圧データを使用することなく、拍動ごとの血圧サンプルおよび関連するデータから蓄積されるＭＰＡエピソードデータからＨＦ状態を監視および評価する、図３〜図７のフローチャートに従って動作する図１および図２に示すシステムにおいて実施される。ＩＭＤ１００が埋め込み可能な治療送出デバイスである場合、ＭＰＡの評価は、送出される治療の有効性を評価するのに採用される可能性がある。
【００３５】
図２は、患者の心臓１０に関連する、圧力検知リード線１２およびＩＭＤ１００の簡略化したブロック図である。リード線１２は、コネクタ１８０から、遠位固定機構２６の近くに配設された血圧センサ２０へ、また、遠位先端センス電極２６へ延びる第１および第２リード導線１４および１６を有する。血圧センサ２０は、好ましくは、可変ピックオフ・コンデンサおよび固定式基準コンデンサ、ならびに信号変調回路を含み、信号変調回路は、復調器１５０において血圧信号値および温度信号値として復号される、血圧と温度との時間変調された間隔を生成し、先に参照した｀４３４号特許に詳細に記載される。リード線１２の近位端は、従来の双極インラインペーシングリード線コネクタとして形成され、従来の双極インラインペースメーカパルス発生器コネクタブロックアセンブリとして形成されるモニタコネクタ１８０に結合される。
【００３６】
ＩＭＤ１００の回路は、電池１０８によって駆動され、一般に、活動センサ１０６に結合する入力／出力回路１１２とデータ通信バス１３０を通して結合するマイクロコンピュータ１１４と、テレメトリアンテナ１３４と、リード導線１４、１６と、水晶１１０とを備える。入力／出力回路１１２は、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２と、水晶発振器１３８、パワー・オン・リセット（ＰＯＲ）回路１４８、電圧基準およびバイアス（Ｖｒｅｆ／ＢＩＡＳ）回路１４０、アナログ−デジタル変換器およびマルチプレクサ（ＡＤＣ／ＭＵＸ）回路１４２、ＲＦ送信機／受信機回路（ＲＦ  ＴＸ／ＲＸ）１３６、任意選択の活動回路１５２、および圧力信号復調器１５０を含む関連部品とを含む。
【００３７】
水晶発振器回路１３８および水晶１１０は、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２用の基本タイミングクロックを提供する。電圧基準およびバイアス回路１４０は、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２内の回路、ならびに、マイクロコンピュータ１１４および復調器１５０を含む他の特定の回路のために、電池１０８から安定した電圧基準Ｖｒｅｆおよび電流レベルを生成する。パワー・オン・リセット回路１４８は、電池１０８に対する回路の初めての接続に応答して初期動作条件を規定し、同様に、低電池電圧条件の検出に応答して動作条件をリセットする。アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびマルチプレクサ回路１４２は、復調器１５０からデジタルコントローラ／タイマ回路１３２によって受け取られたアナログ信号ＶｐｒｓおよびＶｔｅｍｐを、マイクロコンピュータ１１４による記憶のためにデジタル化する。
【００３８】
テレメトリ中にＲＦ送信機／受信機回路１３６を通して送信出力されるデータ信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびマルチプレクサ回路１４２によってマルチプレクスされる。電圧基準およびバイアス回路１４０、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびマルチプレクサ回路１４２、パワー・オン・リセット回路１４８、水晶発振器回路１３８、および任意選択の活動回路１５２は、現在市販されている埋め込み可能な心臓ペースメーカで現在使用されている回路の任意の回路に相当してもよい。
【００３９】
デジタルコントローラ／タイマ回路１３２は、データ通信バス１３０を通してマイクロコンピュータ１１４と接続されるタイマのセットおよび関連するロジック回路を含む。マイクロコンピュータ１１４は、マイクロプロセッサ１２０、関連するシステムクロック１２２、およびオンボードＲＡＭチップ１２４およびオンボードＲＯＭチップ１２６をそれぞれ含むオンボードチップを収容する。さらに、マイクロコンピュータ１１４は、さらなるメモリ容量を提供するために、別個のＲＡＭ／ＲＯＭチップ１２８を含むオフボード回路１１８を含む。マイクロプロセッサ１２０は、割り込み駆動式であり、低減された電力消費モードで通常は動作し、規定の割り込み事象に応答して目覚める。割り込み事象は、監視されるデータを記憶するためのデータサンプリング間隔の周期的なタイムアウト、バス１３０上へのトリガー信号およびデータ信号の転送、および、プログラミング信号の受け取りを含んでもよい。記憶されたデータを日時と相関付けるために、リアルタイムクロックおよびカレンダ機能もまた含まれてもよい。
【００４０】
マイクロコンピュータ１１４は、バス１３０を介して、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２の動作機能を制御し、どのタイミング間隔が採用されるかを指定し、種々のタイミング間隔の継続時間を制御する。特定の電流動作モードおよび間隔値はプログラム可能である。プログラム入力されるパラメータ値および動作モードは、アンテナ１３４を通して受信され、ＲＦ送信機／受信機回路１３６において復調され、ＲＡＭ／ＲＯＭチップ１２８に記憶される。
【００４１】
図１の外部プログラマ３００に対するデータ伝送及び外部プログラマ３００からのデータ伝送は、テレメトリアンテナ１３４および関連するＲＦ送信機および受信機１３６によって達成され、ＲＦ送信機および受信機１３６は、受信したＤＴ伝送波を復調することと、外部プログラマ３００へデータをＵＴ送信することの両方に役立つ。先に参照した｀４３４号特許により詳細に述べられる、多数の電力、タイミングおよび制御信号が、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２によって復調器１５０へ供給されて、血圧センサ２０の動作を始動し、駆動し、圧力信号Ｖｐｒｓおよび温度信号Ｖｔｅｍｐが選択的に読み出される。能動リード導線１６は、復調器１５０の入力および出力端子にコネクタブロック端子を通して取り付けられ、出力端子において電圧ＶＲＥＧを供給する。受動リード導線１４は、復調器１５０のＶＤＤ供給端子に結合する。入力端子において受け取られた電流パルス間の間隔から生ずる電圧信号ＶｐｒｓおよびＶｔｅｍｐは、復調器１５０によってデジタルコントローラ／タイマ回路１３２へ提供される。電圧信号ＶｐｒｓおよびＶｔｅｍｐは、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）およびマルチプレクサ回路１４２において当技術分野でよく知られている方法で２値データに変換され、当技術分野でよく知られている方法でＲＡＭ／ＲＯＭチップ１２８に記憶される。
【００４２】
ＩＭＤ１００は、具体的には、絶対圧および温度センサ２０からのデジタル化された血圧および温度、ならびに、以下で述べる患者活動およびＥＧＭデータを監視し、記憶するための、埋め込み可能な生理的信号センサとして機能する。心臓のＥＧＭ、特に、ＰＱＲＳＴ群のＲ波は、能動遠位先端電極２６と、ＩＭＤ１００の密閉されたハウジングまたは円筒１７８によって形成される不関電極との間で、従来の単極検知構成のセンス増幅器１７０によって検知される。センス増幅器１７０は、Ｒ波が検知されるとＶ−ＥＶＥＮＴを宣言し、Ｖ−ＥＶＥＮＴは、デジタルコントローラ／タイマ回路１３２に供給され、当技術分野でよく知られた方法で、マイクロプロセッサ１２０への割り込みとして機能する。
【００４３】
図２はまた、破線で示す治療送出システムブロック４０を包含することにより、治療送出デバイスの構成を示す。特定の治療送出システム４０は、上述したシステムの１つまたは複数を含んでもよい。
【００４４】
本発明に従って、ＩＭＤ１００は、ＭＰＡ検出基準が満たされる時に、サンプリングされた血圧からデジタル化されたＭＰＡ血圧データおよび一定の心拍数データを、ＭＰＡ特性として周期的に記憶する。他のデータ、たとえば、患者活動レベルおよび日時はまた、ＭＰＡエピソードデータとしてＭＰＡ特性と関連付けてＲＡＭに記憶される可能性がある。傾向データは、ＩＨＭ１００において、一連のＭＰＡエピソードのＭＰＡエピソードデータ点の比較から導出される可能性がある。あるいは、リアルタイムで、または、ＩＨＭ１００のＲＡＭに一時的に記憶した後に、ＩＨＭ１００からＭＰＡエピソードデータセットのＵＴ伝送波を受信するプログラマ３００またはより遠いデータ処理センタにおいてＭＰＡ傾向データが求められる可能性がある。傾向がＨＦ状態の悪化を指示する場合に、患者への警告または医師に対する通知が始動される可能性がある。
【００４５】
ＭＰＡエピソードデータ点は、単位時間あたりのＭＰＡエピソードの頻度、各ＭＰＡエピソードの継続時間、各ＭＰＡエピソードの開始および／または終了時の心拍数、ＭＰＡエピソードのアベレジまたはミーン心拍数、および、ＭＰＡマグニチュードのうちの１つまたは複数を含む可能性がある。ＭＰＡマグニチュードは、少なくとも２つの連続する心拍動の収縮期ピーク血圧の差を含む。ＭＰＡマグニチュードデータ点は、開始時に測定されたＭＰＡマグニチュードか、ＭＰＡマグニチュードのアベレジまたはミーンＭＰＡマグニチュードか、またはＭＰＡエピソード中に測定された全てのＭＰＡマグニチュードの最大変化であってよい。ある場合には、ＭＰＡエピソードは、漸進的な開始および回復によって特徴付けられる。ＭＰＡの開始および回復の時間経過が、ＨＦ状態の深刻さを示す場合があると思われる。したがって、開始の検出から最大ＭＰＡマグニチュードまで、および、その後の最大ＭＰＡマグニチュードから回復までのＭＰＡの変化レートを求めるために、ＭＰＡエピソードデータセットのＭＰＡマグニチュードが比較される場合がある。開始段階中、及び／または回復段階中のＭＰＡの変化レートは、ＭＰＡエピソードデータセットのＭＰＡエピソードデータ点を構成する可能性がある。こうしたＭＰＡエピソードデータ点の１つまたは複数の変化は、ＨＦ状態が、所定期間にわたって、悪化するか、改善するか、ほぼ同じであるかを判定するために評価される可能性がある。図６は、交互の高ピーク圧と低ピーク圧によって特徴付けられ、ＭＰＡ開始からＭＰＡ終了に延びるＭＰＡ継続時間を示すＭＰＡエピソードの概略グラフである。関連する心拍数は、ＭＰＡ開始時に増加し、ＭＰＡ終了時に減少するものとして図６にも示される。
【００４６】
ＭＰＡエピソードのこうしたＭＰＡエピソードデータ点の収集は、図３に示される。ステップＳ１００−Ｓ１０６は、図２のＶ−ＥＶＥＮＴをもたらす正常洞調律（ＮＳＲ）Ｒ波の検出に関し、ステップＳ１０８−Ｓ１１８は、ＭＰＡエピソードの最初の、または継続する検出に関する。図３のこれらのステップの特定の順序は、図示された順序から変更されてもよいことが理解されるであろう。たとえば、連続する心周期中における血圧データの収集およびＭＰＡの検出は、心臓がＮＳＲであるという判定より前に起こる可能性がある。
【００４７】
心臓がＮＳＲを示す時に、普通なら存在しないと思われるＭＰＡが、異所性Ｒ波（期外収縮）に続いて、または、頻脈エピソード中に観察される可能性があることが知られている。こうした状況下で収集されるＭＰＡデータは、信頼性がなく、すなわち、ＨＦ状態の有用なインジケータではない場合がある。そのようなＭＰＡデータは、少なくとも、期外収縮に関連するか、または、頻脈エピソード中に収集されたものとして識別されるべきである。ステップＳ１０２にて、Ｒ波（Ｖ−ＥＶＥＮＴ）が検出されるたびに、頻脈の間隔または心拍数と比較するために、拍動ごとの間隔または心拍数が求められる。任意選択で、ＱＲＳ群の幅が測定され、より広いＱＲＳ群、またはより狭い正常なＱＲＳ群のいずれかの幅閾値または形態テンプレート特性と比較される可能性がある。採用される閾値および比較は、ステップＳ１００にて、医師によってプログラムされる可能性がある。したがって、ステップＳ１０２にて、拍動ごとの間隔を頻脈閾値と比較した結果に応じて、かつ／または、ＱＲＳ群をＱＲＳ閾値と比較することによって、最新のＶ−ＥＶＥＮＴが期外収縮または頻脈を意味するかどうかについての判定が行われる。
【００４８】
ステップＳ１０４における比較結果がＮＳＲを示す場合、ステップＳ１０８−Ｓ１２０が続く。ステップＳ１０４における比較結果がＮＳＲを示さない場合、事象は「ＮＳＲでない」と名づけられ、ステップＳ１０８−Ｓ１２０が続く。しかしながら、医師は、他の方法で応答するようにＩＭＤをプログラムしてもよい。たとえば、場合によっては、先に検出されたＭＰＡエピソード中に期外収縮または頻脈が起こる場合がある。こうした場合、ステップＳ１０６にて、以下で述べるステップＳ１１８におけるＭＰＡデータ処理を終了し、蓄積されたＭＰＡデータセットを無視することが望ましい場合がある。あるいは、医師は、以下で述べる方法で、ステップＳ１２０にて、ＭＰＡエピソードの終了を宣言し、ＭＰＡエピソードデータセットを処理するように、ステップＳ１０６をプログラムしてもよい。
【００４９】
ステップＳ１０８にて、心周期にわたる血圧サンプルが作成され、ステップＳ１１０にて、一時バッファに記憶される。プロセスは、それぞれの連続するＶ−ＥＶＥＮＴについて繰り返され、ステップＳ１１２にて、連続するサンプリングされたピーク血圧値が互いから差し引かれ、ＦＩＦＯ方式でバッファに一時的に記憶される。それぞれの求められた圧力差は、ステップＳ１１４にて、プログラムされたＭＰＡ閾値と即座に比較される。ステップＳ１１４において行われるこうしたそれぞれの比較の結果として、ステップＳ１１６にて、ＭＰＡエピソードの開始、継続、および終了が宣言される。ＭＰＡエピソードの開始の宣言をもたらすステップＳ１１４で使用されるＭＰＡ閾値は、ＭＰＡエピソードが継続しているか、終了したかを判定するためにＭＰＡエピソードが宣言された後にステップＳ１１４において使用されるＭＰＡ閾値と異なってもよいことが理解されるであろう。開始の宣言に先行して、およびＭＰＡエピソード終了の宣言に続いて、バッファに記憶される多くの圧力差データは、続くステップＳ１１１８およびＳ１２０において使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００５０】
ＭＰＡエピソードデータ点の処理は、ステップＳ１１８（図４に示す）において行われ、ＭＰＡエピソードの継続時間の間続く。ＭＰＡエピソードは、Ｖ−ＥＶＥＮＴがステップＳ１０６で処置される方法に依存して、ステップＳ１１６におけるその後のＭＰＡ検出の失敗によって終了しても、異所性または頻脈性Ｖ−ＥＶＥＮＴに応答して終了してもよい。最初に、ステップＳ１２２においてＭＰＡステータスフラグをチェックすることにより、ステップＳ１１６におけるその時のＭＰＡの検出が、最初の検出であるか、先に宣言されたＭＰＡエピソード中の継続するＭＰＡ検出であるかが判定される。
【００５１】
ＭＰＡ検出が、ステップＳ１１６において今宣言されたばかりの場合、ステップＳ１２２にて、ＭＰＡステータスフラグがＯＮでないと判定され、新しく検出されたＭＰＡエピソードの一定のＭＰＡ特性を確立するために、ステップＳ１２４−Ｓ１３０が実施される。ステップＳ１２４にて、単位時間、たとえば、２４時間当たりのＭＰＡエピソードカウントがインクリメントされ、ステップＳ１２６にて、ＭＰＡエピソード開始時間が記憶される。ＭＰＡ開始心拍数と、ステップＳ１１２において記憶された、ＭＰＡ開始の検出に先立つ一定数の心周期のＭＰＡマグニチュードとは、バッファ内でフリーズされるか、または、以下でさらに述べる処理のためにさらなるバッファに転送される。その後、ステップＳ１３０にて、ＭＰＡステータスフラグがＯＮにセットされ、ステップＳ１１２において求められたＭＰＡマグニチュードがステップＳ１３２にて記憶される。
【００５２】
そして、その後のＭＰＡマグニチュードが、ステップＳ１１８にてＭＰＡ検出基準を満たし続けるたびに、ステップＳ１２４−Ｓ１３０はステップＳ１２２にてバイパスされる。こうして、ＭＰＡエピソードカウントおよびＭＰＡ開始心拍数を含むＭＰＡデータ点は、その時のＭＰＡエピソードについて確立され、ＭＰＡエピソードに対するアベレジ、ミーン、および最大ＭＰＡマグニチュードデータ点の１つまたは複数を求めるために、ＭＰＡエピソードの継続時間の間、ＭＰＡマグニチュードが蓄積される。
【００５３】
ステップＳ１００−Ｓ１３２のプロセスは、ステップＳ１１６にて、ＭＰＡ検出基準が満たされず、ＭＰＡエピソード終了が宣言されるまで繰り返される。ＭＰＡエピソードデータセットは、ＭＰＡエピソード終了が宣言される時点まで蓄積され、ＭＰＡエピソード開始時間、記憶されたＭＰＡマグニチュード、ならびに、その時のＭＰＡエピソードについてのＭＰＡエピソードカウントおよびＭＰＡ開始心拍数を含むＭＰＡエピソードデータ点を含む。図５に示すステップＳ１２０にてＯＮにプログラムされる場合、ＨＦ状態を評価するのに役立つよう、ＭＰＡエピソードデータセットが完全なものにされ、さらなる処理が遂行される。
【００５４】
最初に、ステップＳ１３４にてＭＰＡステータスフラグがチェックされ、その時のＭＰＡエピソードについてステップＳ１３０で行われたようにＭＰＡステータスフラグがＯＮにセットされている場合、ステップＳ１３６にてＯＦＦにされる。ステップＳ１１６においてＭＰＡエピソード開始が宣言されない場合、心周期中にステップＳ１００に戻るために、ステップＳ１３４からのバイパスが単に提供される。
【００５５】
ステップＳ１３８にて、ＭＰＡエピソードデータセットと共に記憶される、さらなるＭＰＡエピソードＭＰＡマグニチュードデータ点を提供するために、判断されたＭＰＡエピソードの記憶されたＭＰＡマグニチュードが取り出され、処理される。ステップＳ１４０にて、ＭＰＡ継続時間データ点が、ＭＰＡ終了時間と記憶されたＭＰＡ開始時間とから求められ、記憶される。ステップＳ１４２にてＭＰＡ終了心拍数データ点が求められ、記憶される。完成したＭＰＡエピソードデータセットは、たとえば、ＩＭＤメモリに記憶されるか、または、外部プログラマ３００にＵＴ送信される可能性がある。必要である場合、治療の調整時に使用するためのＨＦ状態の評価を導出するために、完成したＭＰＡエピソードデータセットは、ステップＳ１４４にてさらに処理される可能性がある。ステップＳ１４４は、ＩＭＤ１００内、外部プログラマ３００内、またはプログラマ３００およびＩＭＤ１００から離れた遠隔処理機器内において、ＩＭＤ１００、外部プログラマ３００、および遠隔処理機器と連携して実施され得る。
【００５６】
ステップＳ１３８においてＭＰＡマグニチュードデータ点（複数可）を求めることは、（１）ＭＰＡ開始時のＭＰＡマグニチュード変化レート、（２）ＭＰＡ終了時のＭＰＡマグニチュード変化レート、（３）最大ＭＰＡマグニチュード、（４）ミーンＭＰＡマグニチュード、および、（５）アベレジＭＰＡマグニチュードを求めることの１つまたは複数を含むように選択的にプログラムされ得る。ＭＰＡ開始時のＭＰＡマグニチュード変化レートデータ点は、ＭＰＡ開始の前と後の記憶された設定数のＭＰＡマグニチュードのＭＰＡマグニチュードの変化を比較することによって求められ得る。同様に、ＭＰＡオフ時のＭＰＡマグニチュード変化レートデータ点は、ＭＰＡ終了が宣言される前と後の記憶された設定数のＭＰＡマグニチュードのＭＰＡマグニチュードの変化を比較することによって求められ得る。
【００５７】
図７は、４人のＨＦ患者によって明らかにされる特徴的な傾向を示す、ＭＰＡの頻度、「ＭＰＡ指標」の１つの具体的な測定のグラフである。ＭＰＡエピソードデータセットが、上述したタイプのＩＭＤを埋め込まれている４人の患者の正確な測定値から、所定期間にわたって蓄積された。データは２〜３週の間隔で収集された。３人の患者が、所定期間にわたってＭＰＡ指標について安定な値を持っており、彼等は、同じ時間間隔にわたって医療上安定していたことに注意すべきである。しかしながら、１人の患者、即ち患者３は、各調査期間においてＭＰＡ指標が増加し、その後、週１０後に、入院および集中介入を必要とする悪化する心不全エピソードを有した。
【００５８】
したがって、ＭＰＡエピソードの検出が可能性であり、ＭＰＡエピソードのＭＰＡ特性が、ＨＦ状態の診断マーカとして単独で、または、グループとして使用される可能性があることが立証される。ＭＰＡエピソードデータセットは、日時スタンプと共にメモリに記憶され得る。所定期間にわたって収集された一連のＭＰＡデータセットにおける各ＭＰＡデータセットのＭＰＡ特性は、ＨＦ状態の変化を示す傾向が認められるかどうかを判定するために、比較、またはプロットされ得る。
【００５９】
本明細書で参照される全ての特許および出版物は、その全体が参照により援用される。
上記の好ましい実施形態についての上記の構造、機能、および動作の中のいくつかは、本発明を実施するのに必要ではなく、単に、例示的な１つまたは複数の実施形態の完全さのために説明に含まれることが理解されるであろう。
【００６０】
さらに、先に参照した特許に記載される、具体的に述べられた構造、機能、および動作は、本発明と共に実施される可能性があるが、それらは本発明の実施には必須ではないことが理解されるであろう。
【００６１】
したがって、添付の特許請求項の範囲内で、本発明は、本発明の精神および範囲から実際に逸脱することなく、具体的に述べられる以外の方法で実施されてもよいことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明が実施されるのが好ましい例示的なシステムの略図である。
【図２】本発明に従って、心室血圧からのＭＰＡの監視を可能にする、図１のシステムで採用されるＩＭＤ回路および関連するリード線の一実施形態のブロック略図である。
【図３】ＩＭＤメモリに記憶されるか、ペーシング治療のトリガーまたは変更に採用される可能性がある、ＭＰＡエピソードの検出、ならびに、ＭＰＡエピソード中の血圧データおよび関連する事象データの収集および処理の上位レベルのフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ１１８の詳細フローチャートである。
【図５】図３のステップＳ１２０の詳細フローチャートである。
【図６】ＭＰＡエピソードの概略グラフである。
【図７】４人の患者からの、所定期間にわたって蓄積されたＨＦ患者のＭＰＡエピソードデータセットによって明らかになったＭＰＡの特徴的な傾向のグラフである。
【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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