(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓の動作を検知するための検知チャンネルと、
ペーシング・パルスを送るためのペーシング・チャンネルと、
誘起応答の検知チャンネルからぺースへの電位図を記録し、前記記録された電位図と基準電位図を比較することによって心臓の虚血を示す前記記録された電位図内の変化を検出するための回路と、
検知チャンネルによって検出された心臓の拍動の間の間隔のスペクトルを分析しＬＦ／ＨＦ比を計算する回路と、
所定量の心臓用薬剤を供給するための薬剤供給装置と、
前記記録された電位図からの心臓の虚血の検出時に、前記ＬＦ／ＨＦ比が特定のしきい値を超えるときに薬剤供給装置を作動させるための回路と
を含む埋込可能な心臓用デバイス。
【請求項２】
前記記録された電位図の変化を検出するための回路は、前記記録された電位図と前記基準電位図を関連づける請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記記録された電位図内の変化を検出する回路は、前記記録された電位図の第１導関数及び第２導関数を使用してＳＴセグメントの開始点及び最終点を配置する請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記記録された電位図の変化を検出するための回路は、前記記録された電位図のＳＴセグメントのスロープと前記基準電位図のＳＴセグメントのスロープとを比較する請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記記録された電位図内の変化を検出するための回路は、ＳＴセグメントの振幅と前記基準電位図のＳＴセグメントの振幅とを比較する請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記記録された電位図内の変化を検出するための回路は、虚血の程度を定量化し、心臓用薬剤を供給するための回路は、前記虚血の程度がプログラム可能なしきい値を超えるときのみ薬剤の供給を行う請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記心臓用薬剤は、血栓崩壊用の薬剤である請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
患者の呼吸速度を測定するための分時換気量センサをさらに含み、心臓用薬剤の供給を生じる回路は、前記記録された電位図から虚血の状態が検出され、前記呼吸速度が特定のしきい値を超えるときのみ薬剤の供給を行う請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
患者の活動水準を測定するための加速度計をさらに含み、心臓用薬剤を供給するための回路は、前記記録された電位図から虚血の状態が検出され、前記測定された活動水準が特定のしきい値以下のときのみ薬剤の供給を行う請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
固有の心臓の活動を検知する手段と、
心臓の虚血を示す変化を検出するために検知された心臓の活動からの電位図を記録する手段と、
心臓の拍動の間の間隔のスペクトルを分析し、ＬＦ／ＨＦ比を計算する手段と、
記録された電位図から虚血の状態が検出され、前記ＬＦ／ＨＦの比が特定のしきい値を超えたときにのみ患者に所定量の心臓用薬剤を供給する手段と、
心臓の虚血を表す基準電位図と前記記録された電位図とを比較することによって、心臓の虚血を示す前記記録された電位図の変化を検知するための手段とを含む埋込可能な心臓用のデバイス。
【請求項１１】
前記記録された電位図と前記基準電位図とを関連づけるための手段をさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記記録された電位図の第１導関数及び第２導関数を使用してＳＴセグメントの開始点及び最終点を配置する手段を含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記記録された電位図内のＳＴセグメントのスロープと前記基準電位図のＳＴセグメントのスロープとを比較する手段をさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１４】
ＳＴセグメントの振幅と前記基準電位図のＳＴセグメントの振幅とを比較する手段をさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１５】
虚血の程度を定量化し、前記虚血の程度がプログラム可能なしきい値を超えるときのみ心臓用薬剤を供給する手段をさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記心臓用薬剤は、血栓崩壊用の薬剤である請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１７】
患者の呼吸速度を測定する手段と、
前記記録された電位図から虚血の状態が検出され、前記呼吸速度が特定のしきい値を超えるときのみ心臓用薬剤を供給する手段とをさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１８】
患者の活動水準を測定する手段と、
前記記録された電位図から虚血の状態が検出され、前記測定された活動水準が特定のしきい値以下であるときのみ心臓用薬剤を供給する手段とをさらに含む請求項１０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
この出願は、２００１年９月２５日に出願された米国特許出願第０９／９６２，８５２号に関連し、この詳細は、参照によりこの明細書に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、心臓病の検出と治療用の埋込可能なデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓死の主な原因は、心筋虚血を生じる急性の冠動脈閉塞症であり、これは、心筋梗塞を生じるか、又は致命的な不整脈を促進する。埋込可能な電気除細動器−細動除去器（ＩＣＤ）で心室不整脈を現在治療しているほとんどの患者は、併発する冠状動脈の病気を有し、彼らに死を招くことのある虚血イベントについて高度な疑いを与える。現在利用可能なＩＣＤは、電気シミュレーションで生じる不整脈を停止することによって急性の虚血の症状の発現の間有益であるが、その閉塞症を直接治療することはない。現在の医療上の治療は、化学薬品で血栓を溶解し、その再生を防止することによって急性の冠動脈閉塞症を管理する際に有効である。このような治療は、一般に、緊急治療室の設備においてのみ実行されるが、ある環境においては、虚血直後の救命によって患者の生命を救うことができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、虚血イベントを検出し、その応答の際に心臓の薬品治療を施す能力を有する埋込可能な心臓のデバイスに関する。このようなデバイスを、心臓のペースメーカーとして及び／又はＩＣＤとして作動するように形成させることができる。虚血イベントを検出するために、デバイスの検知チャンネルは、心臓の虚血を示す変化を検出するために分析される電位図を記録する。虚血イベントを検出したとき、デバイスは、血栓溶解剤のような心臓用薬品を自動的に送るように形成されている。記録され、分析される電位図は、固有の心臓の活性又はぺースへの誘起された応答のいずれかを表すことができ、このデバイスは、心臓のペーシングを送るように形成されている。後者の場合において、電位図は、ペーシングの刺激の供給によって実行された心筋の脱分極を検知する誘起応答検知チャンネルから記録され、ここで、誘起応答検知チャンネルは、刺激を送るために使用される検知／ペーシング・チャンネル又はその目的のための専用の他の検知チャンネルであってもよい。
【０００５】
虚血の変化を検出するために、電位図は、増大した負傷電流のような虚血の組織的なマーカーが存在するかどうかを確かめるために基準電位図と比較される。比較は、例えば、記録された基準電気図を関連づけること、又は、ＳＴセグメント振幅、スロープ、又は微分値を基準値と比較することを含む。これらの手段のいずれかによって、薬剤治療が必要かどうかを決定するために虚血の程度を定量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
上述したように、今日、血栓又は血塊を溶解することによって冠状動脈のつまりによる心臓の虚血をうまく治療することができる化学薬品は利用可能である。このような薬剤は、組織プラスミノゲン・アクチベータ（ｔＰＡ）、ストレプトキナーゼ、その他の同様の薬品を含む。また、存在する血塊を直接溶解しないが、さらなる凝固を防止するように作用する薬剤も利用可能である。これらの薬剤は、低分子及び高分子量のヘパリン及びアスピリン及び同様の薬剤などの抗血小板薬剤を含む。また、抗不整脈薬剤、ベータブロッカー、ニトロセルロース、アンジオジェニク剤のような虚血の影響を治療するために他の薬剤も投与することができる。心臓の虚血の症状の発現を治療する際には時間が重要であることが多いので、さらなる医療上の治療が得られるように十分にその状況を解決し及び患者を安定させる心臓用薬剤を自動的に供給することができる能力を有する埋込可能なデバイスが特に有利である。心臓用薬剤、特に、血栓崩壊剤又は他の場合には止血を禁止する薬品の投与は、リスクがないわけではない。それにもかかわらず、ある選択された患者は、このような投与を必要とする条件が十分な特性として検出することができる場合、自動的な薬品の投与から利益を得ることができる。本発明は、心臓の虚血の検出時に、１つ又は複数の心臓用薬品を自動的に供給するために構成可能である埋込可能な医療デバイスに関する。以下に詳述する、このような虚血の検出方法は、虚血の程度を確かめることができるように検出を定量化することができる。このデバイスは、特定した程度の虚血が存在するときのみ、薬剤を供給するように医師によってプログラムされることができる。
【０００７】
１．例示的なハードウェア・プラットフォーム
ペースメーカー及びＩＣＤのような心臓のリズム管理デバイスは、典型的には、患者の胸の中に経皮的に埋め込まれ、検知のため、ペーシングのため、細動除去衝撃を送るために使用される電極にデバイスを接続するために、静脈内を通して心臓に導くリード線を有する。プログラム可能電子コントローラは、経過時間間隔及び検出された電気的な活性（ペーシング・パルスの結果としてではない固有の心臓の拍動）又は不整脈が検出されたとき、送られる細動除去衝撃に応答してペーシング・パルスを出力させる。本発明は、虚血を検出するために心臓の活動を検知するための心臓のリードを備えた同様に埋め込まれたペースメーカー又はＩＣＤ又は専用デバイスに組み込まれることができる。しかしながら、説明する目的で、二重室ペーシング（すなわち、心房及び心室）及び電気除細動／細動除去能力を有する埋込可能なデバイスのブロック図が図１Ａに示されている。デバイスのコントローラは、メモリ１２と通信するマイクロプロセッサ１０を備えている。ここでメモリ１２は、プログラムの記憶のためにＲＯＭ（リードオンリー・メモリ）とデータの記憶のためにＲＡＭ（ランダムアクセス・メモリ）を含む。コントローラは、ステート・マシン・タイプの設計を使用して他のタイプの論理回路（例えば、分離した部品又はプログラム可能論理アレイ）によって実行させることができるが、マイクロプロセッサをベースにしたシステムが好ましい。この明細書で使用する用語「回路」又は「プログラム可能コントローラ」は、カスタム回路（すなわち、専用ハードウェア）又は回路素子に関連するメモリ内に含まれるプロセッサ実行可能な命令を含むものと解釈すべきである。
【０００８】
デバイスは、リング電極４３ａ、先端電極４３ｂ、検知増幅器４１、パルス発生器４２を含み、さらに、マイクロプロセッサ１０のポートと双方向に通信する心房チャンネル・インタフェイス４０を含む心房検知／ペーシング・チャンネルを有する。また、デバイスは、リング電極３３ａ、先端電極３３ｂ、検知増幅器３１、パルス発生器３２、心室チャンネル・インタフェイス３０を含む心室検知／ペーシング・チャンネルを有する。各チャンネルにおいて、電極は、リード線によってペースメーカーに接続され、検知とペーシングの双方において使用される。チャンネル・インタフェイスは、検知増幅器からの検知信号入力をデジタル化するためのアナログデジタル・コンバータと、検知増幅器の利得やしきい値を調整するために書き込むことができるレジスタと、ペーシング・パルスの出力を制御し及び／又はペーシング・パルス増幅を変えるためのレジスタとを含む。マイクロプロセッサによって制御されるＭＯＳスイッチング・ネットワーク７０は、検知増幅器の入力部分からパルス発生器の出力部分に電極を切り替えるために使用される。分時換気量センサ７７と加速度計７８は、患者の分時換気量と身体の活動をそれぞれ検出するために設けられている。デバイスは、より早い固有のリズムがない場合に、心臓にペーシング・パルスを送る速度を調整するために、検知された分時換気量及び／又は加速度計信号を使用することができる。速度適合ペーシングと呼ばれることがある。電気除細動／細動除去衝撃を送るための衝撃導線５０ａ、５０ｂを有する衝撃パルス発生器５０がコントローラに接合されている。
【０００９】
このデバイスは、虚血検知チャンネル・インタフェイス２０と検知増幅器２１を含む虚血検知チャンネルを有する。検知増幅器２１は、スイッチング・ネットワーク７０を通してユニポーラ２３、及びデバイスハウジング又は缶６０に接続された異なった入力を有する。虚血検知チャンネルは、以下に説明するような虚血を検出するための電位図を記録するために使用される。電位図は、固有の心臓の活動か、又はペーシング・パルスへの誘起応答を表す。誘起応答を検知するように形成されると、チャンネルを使用して、ペーシング・パルスが心臓を捕捉し、収縮を起こさせたことを確認することができる。
【００１０】
マイクロプロセッサ１０は、メモリに記憶されたプログラムされた命令にしたがってデバイスの全体の動作を制御する。デバイスの検出回路は、電極によって検知された電位図の信号が、特定のしきい値を超えるとき動脈及び静脈検出信号を発生する。次にコントローラは、検知チャンネルからの検知信号を解釈し、プログラムされたペーシング・モードによってぺーシングの供給を制御する。デバイスの検知チャンネルのいずれかからの検出信号は、虚血が存在するかどうかを決定するために分析することができる電位図を構成させるためにコントローラによってデジタル化され、かつ記録される。さらに、遠隔測定法リンク８０を介して外部のプログラマに送信されるか、後で送信のために記憶される。薬剤供給インタフェイス３３０は、虚血イベントが検知されたとき、コントローラが患者に心臓用薬剤を供給するために薬剤供給装置を作動できるようにする。薬剤を、以下に示すように種々の方法で供給することができる。
【００１１】
２．虚血の検出
患者が心臓に虚血を生じているかどうかを検出するために、コントローラは、ぺースへの誘発応答又は固有の収縮の記録された電位図を分析し、「負傷電流」の組織学的な及び一時的なマーカーを見るようにプログラムされる。心筋の領域への血液の供給が危険にさらされると、心筋の細胞の代謝プロセスにそれらの正常な分極された状態を維持させるための酸素や他の栄養素の供給が不適切になる。したがって、心臓の虚血領域は、心臓のサイクルの少なくとも一部の間に異常に脱分極され、負傷電流と称される心臓の虚血領域と正常な分極領域との間の流れへの電流を生じる。負傷電流は、連続的に脱分極化される梗塞領域によって、又は心臓サイクルの全体又は一部の間に異常に脱分極化されたままになる虚血領域によって生じる。負傷電流は、表面の心電図又は心臓内電位図のいずれかによって測定された形態の異常な変化や電位のタイミングを生じる。正常な心臓において、収縮位相のはじめにおいて、心室内の細胞が基本的に等電位であるとき心臓サイクルの間に所定の期間がある。電子振動記録図的には、このセグメントは、ＱＲＳコンプレックスの最後とＴウエーブとの間で起こり、ＳＴセグメントと称される。再分極の時空的な分散は、心臓の弛緩位相を開始し、心電図のＴウエーブを生じる。虚血組織において、個々の細胞電位は、鈍感であり、これは、正常な心臓が等電位であるとき、その期間に膜電位の時空的な分散を生じる。この結果、虚血又は梗塞領域の場所によって、正又は負のシフトとして心電図に反映された負傷電流を生じる。しかしながらこれは、従来は、電位図又は心電図によって異常な負傷電流が検出されたときシフトとしてみなされたＳＴセグメントである。全心臓サイクルの間の最後ではない虚血領域によって生じる負傷電流は、ＳＴセグメントの部分のみをシフトし、セグメントの異常なスロープを生じる。
【００１２】
前述したように、ぺースへの誘起応答の電位図は、本発明によって記録され、心臓の虚血を検出するために使用される。誘起応答は、ペーシング・パルスから生じる脱分極の波であり、それは、ペース室が適切に応答し、収縮したことを証明するので、ペースが心臓を補足したことを確認するために使用される。ペーシングを制御するために検知するためのペースメーカーの検知チャンネルは、ペースメーカーがペーシング・パルスか固有の拍動の後電位かを誤るのを防止するために、ぺーシングの直後の特定の時間の間通常、無反応（すなわち、鈍感）とされる。これは、無反応間隔の間に検知されたイベントを無視するペースメーカー・コントローラによって行われる。その間隔は、動脈及び静脈検知チャンネルの双方に対して、静脈及び動脈ぺーシング・イベントの双方に対して決められる。さらに、ペーシング・パルスの間、増幅器が飽和するの防ぐために検知増幅器が入力を受けるのをブロックされるブランキング間隔と称される無反応期間の早期の部分に重複する分離した期間も決められる。ペーシングを制御するために固有の活動を検知するか、誘起応答を検知するために同じ検知チャンネルが使用される場合、好ましくは、検知チャンネルの正常な無反応期間に取って代わる誘起応答を検知する期間を決めることが好ましい。
【００１３】
電位図を記録するための虚血検出検知チャンネルは、他の目的のために使用される検知チャンネルであってもよく、虚血検出のための電位図を検出するための専用の検知チャンネルであってもよい。電位図の虚血変化を検出するために、バイポーラ電極よりも電気的活動の広がりの波として心筋層の大きな容積を「見る」ユニポーラ電極で電位図を記録することが好ましい。図１Ａに示す実施形態で、動脈及び静脈検知ペーシング・チャンネルがバイポーラ電極を使用し、専用の虚血検出検知チャンネルがユニポーラ電極を備えている。別の実施形態は、静脈及び／又は検知／ペーシング・チャンネルでユニポーラ電極を使用することができ、この場合、虚血検出のための電位図のユニポーラ検知は、専用チャンネルの代わりにこれらのチャンネルで行ってもよい。
【００１４】
虚血を示す電位図内の変化は、電位図を記録し、それを基準電位図と比較することによって検出され、これは、完全に記録された電位図か又は電位図を代表する特定の基準値のいずれかであってもよい。ある患者は、サブクリニカルの虚血性状態（例えば、冠状動脈の疾患）の結果として、又は遺伝性の又は後天性の疾患（例えば、ブルガッダ症候群）の結果として、基準の電位図内の負傷電流を呈するので、コントローラは、基準の電位図と比較して記録された電位図内の負傷電流の増加を探すことによって虚血を検出するようにプログラムされ、ここで基準の電位図は、負傷電流を示すか又は示さない。図２は、２つの場合についてＡ及びＢと称される誘起応答データの例を示す。ここでＡは、ベースライン基準であり、Ｂは、急性の虚血の症状の発現の間である。ＥＣＧと称される表面電位図、ＰＴＤと称されるペーシング・タイミング図、ＥＲと称される電位図が各場合について図示されている。ケースＢの電位図のＳＴセグメントは、ケースＡの電位図のＳＴセグメントの振幅とスロープと比較すると、異なる振幅とスロープを有するように見える。記録された電位図の負傷電流の増加を探すための１つの方法は、ＳＴセグメントの振幅及び／又はスロープを基準電位図の振幅とスロープに対して比較することである。ＳＴセグメントの始めと最後を識別するために第１導関数及び第２導関数を使用するような分析のための種々のデジタル信号処理技術を使用することができる。負傷電流を探す他の方法は、例えば、類似性の程度を確かめるために記録された電位図と基準電位図を関連づけることを含む。その場合、電位図は、基準電位図と関連づけるマッチフィルタを通して電位図信号を通過させることによって、絶対的に記録されることができる。またＳＴセグメントを統合し、統合の結果を、負傷電流の増加が存在するかどうかを決定するために基準値と比較する。
【００１５】
デバイス・コントローラは、虚血を示す記録された電位図の変化が検出される場合、命令を薬剤供給インタフェイスに書き込むことによってスロモンボリック剤や他の心臓薬を供給するようにプログラムされている。制御されない設定での心臓薬を投与に付随するリスクのため、虚血が十分に重度であるときのみ、薬剤が供給されなければならない。上述した記録された電位図の虚血を検出する方法は、この側面において有利である。なぜならば、例えば、ＳＴセグメントの記録された基準電位図、測定された振幅又はスロープの間の相関関係の程度、又はＳＴセグメントを統合した結果として虚血の程度を定量化することができるからである。デバイスが薬剤の服用量を供給する前に必要な虚血の定量的な尺度を、薬剤の供給の基準が所望の特定性及び感度を有するまで医師によって調整することができる。
【００１６】
また、検出された虚血の変化を、デバイスのメモリの医療的な重大なイベントとして記録してもよい。虚血を示す発生の記録及び／又は記録された電位図は、外部のプログラマを介して分析のために医師に後にダウンロードされる。次に、医師は、連続した治療上の決定を行う際にこの情報を使用することができる。
【００１７】
３．薬剤の供給のための追加的な基準
前述したように、心臓用薬剤の供給は、患者にあるリスクを提供する。したがって、保証されない薬剤の供給を生じる誤った正の検出の可能性を最小限にするために治療をできるかぎり特定するように開始する、虚血イベントを検出する際に使用される基準が望ましい。上述したように、本発明は、虚血検出基準を望ましい特異性及び感度に調整できるように、電位図から検出される虚血の程度を定量化することができる。薬剤の供給のために発生の検出の特異性を増大する他の方法は、他の測定可能な物理的な変数に基づいた追加的な基準を使用することであり、この変数は、心臓速度の変化率、分の呼吸、活動レベルのようなイベントの間、心臓の虚血又は薬剤供給の必要性に関連する。虚血の変化が電位図で検出された場合、及び１つ又は複数の追加の基準が合致する場合、薬剤の供給を開始することができる。
【００１８】
心臓の虚血は、交感神経系の活動の増加に身体が応答する新陳代謝を伴うストレスを生じる。このような増大した交感活動の兆候の間で、活動は、心臓速度の変動性の周波数のスペクトルである。心臓速度の変動性は、主にサイナス・リズムの間の連続的な心臓の拍動の間の時間間隔の可変性を言い、自律神経系の交感と副交感アームとの間の相互作用による。心臓速度の変動性スペクトル分析は、異なる発振周波数で信号の振幅を表す分離した成分に連続した拍動と拍動との間隔を表す信号を分解することを含む。０．０４から０．１５Ｈｚの範囲の低周波数（ＬＦ）帯域の信号電力の大きさは、交感神経系及び副交感神経系の双方の活動量の水準によって影響されるが、０．１５から０．４０Ｈｚの範囲の高周波数（ＨＦ）帯域の信号電力の大きさは、主に、副交感神経系の活動の機能によって影響されることが分かっている。ＬＦ／ＨＦ比として指定される信号電力の比は、自律神経のバランスの状態の良好なインジケータであり、高ＬＦ／ＨＦ比は、増大した交感神経の活動を示す。薬剤の供給を示すための追加の特異性は、ＬＦ／ＨＦ比を監視し、それが特定のしきい値を超える場合のみ薬剤の治療を開始することである。所定のしきい値は、固定されるか、前の測定値に基づいたデバイスによって決定することができる。例えば、ＬＦ／ＨＦしきい値を、前の日の間、最大に計算されたＬＦ／ＨＦ比の５０％に設定することができる。
【００１９】
心臓の拍動の管理デバイスを、心室検知チャンネルから受けられたデータを分析することによってＬＦ／ＨＦ比を決定するようにプログラムすることができる。ＲＲ間隔と称される連続心室検知の間の間隔は、拍動の時間の間隔又は特定の数の間に測定され、収集される。サイナス・リズムの間、心臓の速度の変動性を表す信号を引き出すために異所性の心臓の拍動（すなわち、早期の心臓の収縮又はＰＶＣｓ）の変動性を、ＰＶＣがインターポレート又は他のフィルタされた値に変化された前後のＲＲ間隔で、Ｐ波が各Ｒ波に先行するかどうかを監視することによって検出することができる。ＲＲ間隔の値の連続した結果は、別の信号として記憶される。この信号は、信号の各値が特定の心臓の拍動についてのＲＲ間隔として表されるように心臓の拍動によって直接表されるように使用される。しかしながら、信号は、好ましくは、信号の値の間の時間間隔を等しくし、分離した時間の信号に信号を変化させるために特定のサンプリング周波数で再びサンプル化される。ここで、サンプリング周波数は、問題の周波数に関してナイキスト基準に合致するように選択される。いかなる場合においても、ＲＲ間隔信号は、上述したような高周波数及び低周波数帯域内でそのエネルギーを決定するために分析される。ＲＲ間隔信号のスペクトル分析は、分離したフーリエ変換又はオートレグレシオン（ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）技術を使用して周波数ドメイン内で直接実行することができる。しかしながら、周波数ドメイン分析は、計算により、インテンシブであり、埋込可能なデバイスにおいては実際的ではない。したがって、好ましくは、信号の高周波数及び低周波数を決定するための時間ドメイン技術が使用されることが好ましい。図１Ｂは、コントローラ及び／又は専用のハードウェア部品によって実行されたコードとして実行されることができる、これを行うために例示的なシステムの機能的な成分を示す。上述したように得られるＲＲ間隔信号は、低帯域のデジタル・フィルタ２０１及び高帯域のデジタル・フィルタ２０２の双方に入力される。低帯域フィルタ２０１は、ＬＦ帯域（例えば、０．０４から０．１５Ｈｚ）に対応するパスバンドを有するバンドパス・フィルタであり、高帯域フィルタ２０２は、ＨＦバンド（例えば、０．１５から０．４０Ｈｚ）に対応するパスバンドを有するバンドパス・フィルタである。フィルタ２０１、２０２の出力は、ＬＦとＨＦ帯域の各々にＲＲ間隔信号の動力に比例した信号を引き出すために、検出器２０３、２０４にそれぞれ電力を与えるように入力される。動力検出は、信号の振幅を二乗し、特別の平均時間で積分することによって実行される。したがって、動力検出器２０３の出力は、ＬＦ帯域内のＲＲ間隔信号の動力を現す信号Ｐ１であり、動力検出器２０４の出力は、ＨＦ帯域の動力を現す信号Ｐ２である。信号Ｐ１とＰ２は、ＬＦ／ＨＦ比に等しい量Ｓ１／Ｓ２を計算するディバイダ２０５の次の入力である。ＬＦ／ＨＦ比は、次に、特定の期間（例えば、５分）について比に関する平均値を計算する移動平均フィルタ２０６に入力される。更新されたＬＦ／ＨＦ比は、拍動と拍動とを基礎にした方法で計算される。
【００２０】
心臓の虚血に関連する他の有効な生理的な変数は、呼吸速度である。心臓の発作に悩む患者は、主に短呼吸をし、かれらの呼吸速度を増大することによって補償するように試みる。１分の間の呼吸を測定するために使用されるセンサが呼吸速度を測定するためにも使用され、測定された呼吸速度が、特定のしきい値を超える場合にのみ、薬品の供給が開始される。
【００２１】
心臓の虚血を治療するための薬品の治療が必要かどうかを決定する際に有効な他の変数は、加速度計によって測定されるような患者の活動水準である。患者が活動しているか、又は休止している間に心臓の虚血が生じる。例えば、患者がエクセショナルの水準の増大による心臓の虚血からの心臓の痛みを覚えるとき、エクセショナル・アンジナが生じる。アンジナが安定している場合、患者のエクセショナルな水準が、休止水準に戻るときに痛みが消えることを意味し、この状態は、緊急性のものとは考慮されない。したがって埋込可能なデバイスがそのような状況で心臓性の虚血の検出時に薬品を自動的に供給することが望ましくないことがある。したがって、デバイスは、心臓性の虚血が電位図から検出され、かつ休止活動水準が特定のしきい値以下であると、測定された活動水準によって指示されるように加速度計によって検出されたときにのみ薬剤の治療を施すようにプログラムされる。
【００２２】
４．心臓薬剤の送り
コントローラ１０が、心臓用薬剤の投与を必要とする虚血の変化を電位図で検出したときに、薬剤インタフェイス３３０に命令が送られる。次に、薬剤供給インタフェイスは、デバイス内に組み込まれた薬剤供給装置を起動する、それらの例は、図３及び図４Ａ−Ｂに示されている。図３において、金属ハウジング１００及びヘッダ部分１１０を含む心臓リズム管理デバイスが示されている。検知及び／又はペーシングのために使用されるリード線１２０がヘッダ１１０に入り、ハウジングの溶接密封を維持するフィードスルー組立体を介してハウジングの内側に通過する。ヘッダ１１０内に配置されたポンプ３４０と薬剤リザーバ３５０がカテーテル３６０へ連通する。ハウジング内の薬剤供給インタフェイス３３０は、フィードスルーを通ってヘッダに通過する制御ワイヤによってポンプ３４０に連通する。薬剤供給インタフェイス３３０によって作動する際に、ポンプ３４０は、リザーバ３５０からカテーテル３６０の内腔に所定量の薬剤を送る。ポンプ及び薬剤リザーバをヘッダ内に配置することによって、リザーバを満たすために所定量の薬剤を噴射することのできる外部ポート３７０が設けられている。
【００２３】
カテーテル３６０は、送られる薬剤の量が、カテーテルの遠位端から出て、患者の血流内に入るように、検知／ペーシング電線とともに経静脈的に通されている。カテーテルの遠位端は、心臓の場所に配置されていてもよい。この実施形態の変形例において、カテーテルは、イオン導入法、エレクトロポレーション、エレクトロレパルション、電気浸透などによって薬剤の供給を容易にするために、リード・ワイヤや電極を組み込むことができる。この場合において、電極への電流は、ポンプの動作とともに薬剤供給インタフェイスによって駆動される。
【００２４】
図４Ａ、図４Ｂは、カテーテル３６０の遠位端がイオン導入法薬剤供給のためにパッチ電極４００に取り付けられる他の実施形態を示している。例えば、パッチ電極は、患者の胸又は腹の経皮的な場所に配置されることができる。パッチ電極４００は、薬剤リザーバ４１０を有し、この薬剤リザーバ４１０内に薬剤供給動作の間にポンプ３４０によって一定量の薬剤が送られる。また、薬剤供給中にパッチ電極４００、４５０間に所定の電圧を印加することができるようにパッチ電極４５０を有する分離リード４４０が設けられている。印加された電圧は、リザーバから身体の組織に、荷電された薬剤分子の移動を生じさせる。他の実施形態において、パッチ電極４００、４５０は、デバイス・ハウジング１００に取り付けられている。外部の薬剤供給手段が、虚血に応じて薬剤供給のためのデバイスによって使用されてもよい。外部薬剤供給装置の例は、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第６，３６１，５２２号に開示されており、参照によりこの明細書に組み込まれている。
【００２５】
最後に、デバイスは、ある患者にとって有利である、虚血以外の状態の検出時に薬剤を送るためにプログラムされることができる。例えば、心臓の細動が検出されたときデバイスによって、抗血小板の薬剤又はヘパリンが投与される。
【００２６】
本発明を、前述した特定の実施形態に関して説明したが、多数の変更、変形例及び改造は、当業者にとって明らかである。このような変更、変形例及び改造は、次の添付した特許請求の範囲内にあると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】薬剤供給性能を有する例示的な心臓用デバイスのブロック図である。
【図１Ｂ】心臓の拍動の間隔の周波数スペクトルを分析するための部品のブロック図である。
【図２】記録された電位図の虚血の変化を示す図である。
【図３】静脈内カテーテルを使用する例示的な薬剤供給装置を示す図である。
【図４】パッチ電極を使用する例示的な薬剤供給装置を示す図である。
【図１Ａ】
0004494976.tif 000002
【図１Ｂ】
0004494976.tif 000003
【図２】
0004494976.tif 000004
【図３】
0004494976.tif 000005
【図４】
0004494976.tif 000006