(57)【要約】心筋の電気的回復時刻を検出し、検出された回復時刻に対応する心臓刺激パルスの送出を制御するための埋め込み可能なシステム及び方法を提供する。【解決手段】心筋の回復時刻を推定するために、１つ又は複数の心臓内ＥＧＭ信号又は皮下ＥＣＧ信号から検知されたＴ波信号上の１つ又は複数の基準点が検出される。受攻期中における期外収縮刺激の送出を防止しながら、期外収縮後増強を効果的に生成するために、検出された回復時刻に基づいた期外収縮間隔で期外収縮刺激パルスが送出される。
2006525078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓電気刺激治療を提供する方法であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知すること、
該信号内の心筋の回復状況を検出すること、及び、
該回復状況を検出した後に、所定の時間間隔で期外収縮刺激パルスを送出すること、
を含む心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項２】
前記信号は電位図に基づく請求項１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項３】
前記信号は心房腔からの信号である請求項２に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４】
前記信号は心室腔からの信号である請求項２に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項５】
前記所定の時間間隔は、少なくとも部分的に目下検出されている心拍数に基づく請求項１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項６】
心拍数を検出すること、及び、
第１の心拍数の範囲について、第２の心拍数の範囲と異なる所定の時間量を適用すること、
をさらに含む請求項１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項７】
前記期外収縮刺激パルスの前記送出は、次に起こる心周期に関して起こる請求項１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項８】
前記所定の時間間隔は、最小許容可能値を有する範囲を含む請求項１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項９】
心臓電気刺激治療を提供する装置であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知する手段と、
該信号内の心筋の回復状況を検出する手段と、
該回復状況を検出した後に、所定の時間間隔で期外収縮刺激パルスを送出する手段と、
を備える心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１０】
前記信号は、少なくとも２つの別々の心内電極又は一対の別々の皮下電極から導出される電位図に基づく請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１１】
前記信号は、少なくとも一対の電極によって心房腔から検知される信号であり、前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極は、
不関電極、
デバイスハウジングに連結した表面電極、
単極電極、
２極電極、
心内電極、
心外膜電極、
皮下電極、
を含む請求項１０に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１２】
前記信号は、少なくとも一対の電極によって心室腔から検知される信号であり、前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極は、
不関電極、
デバイスハウジングに連結した表面電極、
単極電極、
２極電極、
心内電極、
心外膜電極、
皮下電極を含む請求項１０に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１３】
前記所定の時間間隔は、少なくとも部分的に目下検出されている心拍数に基づく請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１４】
心拍数を検出する手段と、
第１の心拍数について、第２の心拍数と異なる所定の時間量を適用する手段と、
をさらに備える請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１５】
前記期外収縮刺激パルスの前記送出は、次に起こる心周期に関して起こる請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１６】
前記所定の時間間隔は、最小許容可能値を有する範囲を含む請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１７】
回復状況を検出する前記手段は回復時刻検出窓を含み、該回復時刻検出窓は、少なくとも１つのＴ波事象をさらに含む請求項９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１８】
前記回復時刻検出窓に対する閾値成分をさらに含み、該閾値成分を交差する事象の数は、心筋の回復時刻を推定する時に使用される請求項１７に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項１９】
形態学的波形特徴部を認識する手段であって、Ｔ波特徴部を識別し、識別されたＴ波特徴部に関連する出力信号を供給する手段をさらに含む請求項１７に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項２０】
認識する前記手段は、デジタル信号処理回路機構を備える請求項１９に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項２１】
方法を実施するためのコンピュータ命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知する命令と、
該信号内の心筋の回復状況を検出する命令と、
該回復状況を検出した後に、所定の時間間隔で期外収縮刺激パルスを送出する命令と、
を含むコンピュータ可読媒体。
【請求項２２】
前記信号は、少なくとも２つの別々の心内電極又は一対の別々の皮下電極から導出される電位図に基づく請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２３】
前記信号は心房腔からの信号である請求項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２４】
前記信号は心室腔からの信号である請求項２２に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２５】
前記所定の時間間隔は、少なくとも部分的に目下検出されている心拍数に基づく請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
心拍数検出回路に連結される少なくとも１つの電極によって心拍数を検出する命令と、
第１の心拍数について、第２の心拍数と異なる所定の時間量を適用する命令と、
をさらに含む請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記期外収縮刺激パルスの前記送出は、次に起こる心周期に関して起こる請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記所定の時間間隔は、最小許容可能値を有する範囲を含む請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
回復状況を検出する前記手段は回復時刻検出窓を含み、該回復時刻検出窓は、少なくとも１つのＥＧＭベクトル上に少なくとも１つのＴ波事象をさらに含む請求項２１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
前記回復時刻検出窓に対する閾値成分を確立する命令をさらに含み、該閾値成分を交差する事象の数は、心筋の回復時刻を推定する時に使用される請求項２９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
形態学的波形特徴部を認識する手段であって、Ｔ波特徴部を識別し、識別されたＴ波特徴部に関連する出力信号を供給する手段をさらに含む請求項２９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
認識する前記手段は、デジタル信号処理回路機構を備える請求項３０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３３】
心房期外収縮が、心室回復間隔又は心室安全間隔中に起こる場合、
前記所定の時間間隔を長くすること、又は
前記治療の送出を中止すること、
のいずれかをさらに含む請求項３に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項３４】
複数部位の心臓電気刺激治療を提供する方法であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知することであって、該信号は、期外収縮刺激成分を含む、信号を検知すること、
少なくとも部分的に期外収縮刺激成分に基づいて前記信号内の回復状況を検出すること、及び、
該回復状況を検出した後に、個々に、且つ、生理的に調整された所定の時間間隔で、単一心腔の少なくとも２つの異なるロケーションに対して少なくとも２つの期外収縮刺激パルスを送出することであって、それによって、回復のばらつき(dispersion)が、前記少なくとも２つの異なるロケーションの間でばらつかないようにする、少なくとも２つの期外収縮刺激パルスを送出すること、
を含む複数部位の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項３５】
少なくとも２つのＥＧＭベクトルの間で測定された回復時刻のばらつきに基づいて、期外収縮刺激の前記所定の時間間隔を調整する手段をさらに備える請求項２９に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３６】
前記Ｔ波事象は、異なるベクトルのどこでＴ波現象が起こっているかに基づいて選択されたベクトル上で識別される請求項１７に記載の心臓電気刺激治療を提供する装置。
【請求項３７】
心臓電気刺激治療を提供する方法であって、
心臓の電気活動に関連する第１の信号を検知すること、
該信号内の電気的心筋の回復状況を検出すること、
心機能に関連する第２の信号を検知すること、
心機能指数を検出すること、
前記電気的心筋の回復状況を検出することに続く時間間隔の終了後に、期外収縮刺激パルスを送出すること、及び、
心機能の最大化指数を生成すること、
を含む心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項３８】
前記心機能は、該心機能の機械的局面に関連する請求項３７に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項３９】
前記心機能は、該心機能の血行力学的局面に関連する請求項３７に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４０】
前記心機能は、心筋収縮性能に関連する請求項３７に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４１】
心臓電気刺激治療を提供する方法であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知すること、
該信号内の心筋の回復状況を検出すること、及び、
該回復状況を検出した後に、非興奮性刺激パルスの送出を制御すること、
を含む心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４２】
前記非興奮性刺激パルスは、前記心筋の回復状況の検出によって終了する請求項４１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４３】
次の１つ又は複数の心周期についての前記非興奮性刺激パルスは、前記心筋の回復状況の前記時間間隔内に終了させるために送出される請求項４１に記載の心臓電気刺激治療を提供する方法。
【請求項４４】
心臓電気刺激治療を提供する方法であって、
心臓の電気活動に伴う信号を検知することであって、該信号は少なくともＴ波成分を含む、信号を検知すること、
少なくとも部分的に前記Ｔ波成分に基づいて、前記信号内の回復状況を検出すること、及び、
該回復状況を検出した後に、所定の時間間隔で期外収縮刺激パルスを送出すること、
を含む心臓電気刺激治療を提供する方法。
【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デバイスの分野に関し、より具体的には、心筋の回復時刻を検出するとともに、期外収縮後増強(post-extra systolic potentiation)を安全に達成するために、検出された回復時刻に対応して期外収縮刺激を送出するデバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
期外収縮後増強（ＰＥＳＰ）は、内因性収縮か、ペーシング誘発性(induced)収縮のいずれかの直後に送出される期外収縮刺激に続く拍動に関して心臓の機械的機能の増強(enhanced)をもたらす心臓心筋細胞の特性である。増強した機械的機能の大きさは、先行する内因性収縮又はペーシングされた収縮に対する期外収縮のタイミングに大きく依存する。正確にタイミング調整されると、期外収縮刺激パルスは、心臓の電気的脱分極を生じるが、付随する機械的収縮が無くなるか、又は、実質的に弱まる。参照によりその全体が本明細書に援用される、Bennett他に発行された同一譲受人に譲渡された米国特許第５，２１３，０９８号に詳細に述べられるように、期外収縮後拍動と呼ばれる、後続の心周期の収縮性は増加する。
【０００３】
ＰＥＳＰのメカニズムは、心筋細胞内でのカルシウム循環に関連すると考えられる。期外収縮は、筋小胞体（ＳＲ）からの制限されたカルシウム放出を始動する。期外収縮に応答して放出される制限された量のカルシウムは、心臓の正常な機械的収縮を引き起こすのに十分ではない。期外収縮後、ＳＲは、カルシウムを取り込み続け、その結果、後続の脱分極（複数可）が、ＳＲから大量のカルシウム放出を引き起こし、活発な心筋細胞収縮をもたらす。
【０００４】
述べたように、期外収縮後拍動に関する機械的増大(augmentation)の程度は、本明細書で「期外収縮間隔」（ＥＳＩ）と呼ばれる１次収縮及び後続の期外収縮間の時間間隔に大きく依存する。ＥＳＩが長過ぎる場合、期外収縮刺激に応答して正常な機械的収縮が起こるため、ＰＥＳＰ作用は達成されない。ＥＳＩが短縮されると、ＥＳＩが心筋不応期より少し長くなる時に、最大の作用に達する。電気的脱分極は、機械的収縮が無い状態か、又は、収縮が実質的に弱まった状態で起こる。ＥＳＩが短かくなり過ぎると、刺激は、絶対不応期内に入り、脱分極は起こらない。
【０００５】
参照した米国特許第５，２１３，０９８号に示されるように、ＰＥＳＰを達成するために期外収縮刺激パルスを送出することに伴う１つのリスクは、不整脈の誘発である。期外収縮パルスが、受攻期中に心臓細胞に送出される場合、不整脈になり易い患者において頻脈又は細動を誘発するリスクが高い。受攻期は、本明細書で「回復相」とも呼ばれる、活動電位の再分極相及び再分極相の直後の期間を包含する。受攻期中に、心臓細胞膜は、一時的に過剰に興奮性となる。したがって、ＰＥＳＰの特性は、何十年にわたって知られてきたが、リスクが認識されているため、心臓の機械的機能を改善するための心臓刺激治療におけるＰＥＳＰの適用は、臨床的には実現されていない。
【０００６】
Ｔ波は、心臓電位図（ＥＧＭ）信号内に再分極又は回復情報を含む。ＥＧＭ信号は、心筋質量からの活動電位の合計を表し、そのサイズは、検知電極構成によって決まる。単極ＥＧＭ信号から局所的な活性化−回復間隔（ＡＲＩ）を求めることは、局所的な単相活動電位の持続期間と密接に関係付けられる。筋肉組織の活動電位の持続期間を推定するための２極センサは、Mika他に発行された米国特許第６，５２２，９０４号に全体が開示される。最新のセンス増幅器及びデジタル信号解析の開発によって、信頼性のあるＴ波検知が可能である。心臓不応期の終了を指示するためのＴ波検知は、他のタイプの心臓治療において使用するために、たとえば、抗頻脈ペーシング治療の送出を適切にタイミング調整する時に提案されてきた。Wittkampfに発行された米国特許第４，５９３，６９５号が参照される。Thompson他に発行された米国特許第５，８９９，９２９号及びBegemann他に発行された米国特許第６，０５２，６２１号において、Ｔ波検知を採用する頻脈誘発システムは、全体が開示される。故意に不整脈を誘発するための、Ｔ波中に送出される刺激パルスは、特定の患者について最適な抗頻脈刺激治療を決定するために実施される電気生理的試験中に印加される。
【０００７】
先に開示したシステムは、一般に、誘発脱分極に続くＴ波を検知する。しかしながら、誘発された脱分極と内因性脱分極の両方に続くＴ波を検知すること、及び、より具体的には、検知されたＴ波から心筋の回復時刻を推定することが望ましい。心筋の回復時刻の測定は、上述した用途（ＰＥＳＰを達成するための期外収縮刺激、抗頻脈ペーシングパルスのタイミング調整、不整脈誘発パルスのタイミング調整）及び他の用途を含む複数の治療送出及び診断用途において有用である場合がある。ＥＧＭ信号又はＥＣＧ信号のＴ波又はＳ−Ｔ部分の形態又はタイミングに反映される再分極特性の変化は、患者の病状又は生理的状況の変化を反映する場合がある。たとえば、Ｔ波及びＳ−Ｔ部分の変化は、心筋虚血又は心筋梗塞と共に起こることが知られている。虚血等の生理的状況を決定するために複数の心臓電位図信号ベクトルを使用してＳ−Ｔ部分のパラメータの変動を求める方法は、Stadler他に発行された米国特許第６，１２８，５２６号及びStadler他に発行された米国特許第６，３９７，１００号に全体が開示される。
【０００８】
心臓の収縮性を調整する異なる手法は、興奮性組織コントローラ（ＥＴＣ）による非興奮性電気刺激（ＮＥＳ）の適用を含む。ＥＴＣ及びＮＥＳの詳細な説明は、Mika他に発行された米国特許第６，３６０，１２６号に提供される。ＮＥＳは、不応期(refractory)中に送出され、心臓内でカテコールアミン放出を引き起こすと考えられ、カテコールアミン放出は、次に、心臓組織の収縮性を増加させる。ＮＥＳの効果的な適用はまた、ＮＥＳパルスの正確なタイミングに依存するが、この手法では、不応期の終了前に、局所的活動電位中に刺激が送出される。受攻期中の、絶対不応期直後に送出される刺激は、催不整脈性である可能性がある。推定される活動電位持続期間を求めることを含む、興奮性組織制御信号の送出を自動的に制御する方法は、先に参照した米国特許第６，３６０，１２６号に全体が開示される。
【０００９】
ＰＥＳＰ作用は、有利には、心不全の患者等の、機械的な心不全を患う多数の患者に利益を与えることができる。したがって、ＰＥＳＰの機械的利益を達成し、不整脈誘発のリスクを回避する期外収縮刺激（ＥＳＳ）治療を送出するための臨床的に安全な方法に対する必要性が残っている。こうした方法は、好ましくは、ＥＳＳパルスが、既知の回復時刻に対応して送出されることを可能にする。さらに、心筋の回復時刻を求めることは、他の刺激用途において心臓刺激パルスのタイミングを制御する時、及び臨床状態の変化を示す場合がある電気的回復の変化を監視する時に有用である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、心筋の回復時刻を検出するとともに、不整脈誘発のリスクを最小にするか、又はなくしながら、ＰＥＳＰの利益を達成するために、期外収縮間隔で期外収縮刺激を送出するシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本システムは、心臓信号を検知するとともに、電気刺激パルスを心筋に送出するための、埋め込み可能心臓刺激デバイス及び関連リード線を含む。デバイスは、心臓信号を受け取り、心筋の回復時刻を検出するために受け取った信号を処理し、検出された回復時刻に対応して期外収縮刺激パルスを送出する、入力、出力、及び制御回路機構を含む。
【００１２】
心筋の回復時刻を検出する方法において、心臓内ＥＧＭ及び／又は皮下ＥＣＧ信号から検知された１つ又は複数のＴ波上の１つ又は複数の基準点が識別される。１つ又は複数の基準点に対応する時刻が、心筋の回復時刻を推定する時に使用される。基準点は、検知されたＴ波信号の閾値交差及び／又はデジタル信号処理法によって識別されるＴ波の形態学的特徴部に基づいて検出することができる。好ましくは、基準点は、「回復時刻検出窓」として規定される、Ｔ波を含むＥＧＭ／ＥＣＧ信号のセグメントから検出される。回復時刻検出窓を設定し、回復時刻を検出するのに使用されるＥＧＭ／ＥＣＧ検知ベクトルを選択し、且つ／又は、回復時刻を検出するのに使用されるＴ波基準点を選択するために、較正手順を使用することができる。
【００１３】
一実施形態では、複数の基準点が検出され、対応する時刻が、回復時刻を推定するために確証される。１つの心周期と次の心周期で、基準点の大きさ又は発生時刻の間に大きな相違が存在する場合、所与の心周期について回復時刻は検出されない。基準点の大きさ及び／又は時刻のシフトによって識別されるＴ波の形態の大きな変化は、診断のために記憶されるか、又は、治療送出を制御する時に埋め込み式デバイスによって使用されることができる。
【００１４】
期外収縮刺激の送出を制御する方法は、心筋の回復時刻を検出すること、及び検出された回復時刻に基づいて期外収縮間隔（ＥＳＩ）を設定することを含む。一実施形態では、ＥＳＩは、期外収縮刺激が受攻期後に確実に発生するように、測定された活性化−回復間隔（ＡＲＩ）と所定の安全間隔を足したものに基づいた一定間隔として設定される。ＡＲＩは、心筋活性化時刻と検出された回復時刻の差として測定される。活性化時刻は、１次の内因性又はペーシング誘発されたＲ波上の基準点の時刻として測定することができる。別法として、ペーシング誘発された収縮に続くＥＳＩは、ペーシングパルスと検出された回復時刻との間で測定された時間間隔と所定の安全間隔を足したものに基づいて設定することができる。別の実施形態では、回復時刻の拍動ごとの検出を実施し、各拍動について、検出された回復時刻後の所定の安全間隔で期外収縮刺激を送出することによって、動的ＥＳＩが適用される。
【００１５】
さらに別の実施形態では、複数の異なる心拍数についてＡＲＩを測定し、所与の心拍数についてのＥＳＩを、対応するＡＲＩと安全間隔の和として記憶することによって、ＥＳＩの「ルックアップ」テーブルが生成される。ＥＳＳ中に、ＥＳＩは、心拍数の変化に応答して「ルックアップ」テーブルの記憶されたＥＳＩに自動的に調整される。
【００１６】
本発明の方法は、機械的心機能を表す１つ又は複数の生理的信号を検知することをさらに含むことができる。ＥＳＩは、期外収縮後拍動に関して機械的心機能を最大にすることに基づいて最適化することができる。最小許容可能ＥＳＩは、回復時刻を求めることに基づいて制限される。別の実施形態では、期外収縮刺激は複数部位で送出される。ＥＳＩは、各部位において、回復時刻後に安全に刺激送出を維持するように自動的に調整される。さらに、複数部位心臓ペーシング間隔及び／又はＥＳＩは、ＥＳＳ中に複数部位間の回復時刻のばらつきを維持するか、又は減らすように自動的に調整される。
【００１７】
さらに別の実施形態では、心房及び心室におけるＰＥＳＰを達成するために、心房ＥＳＳが送出される。心房収縮及び心房期外収縮が共に心室に伝導する場合で、且つ、伝導した期外収縮が、心室ＡＲＩと安全間隔を足した期間中に起こる場合、心房ＥＳＩが長くされることができるか、又は、伝導した期外収縮脱分極が、心室受攻期中に起こらないように心房ＥＳＳが使用不能にされる可能性がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、有利には、心筋の回復時刻が埋め込み式心臓刺激／監視デバイスにおいて検出されること、及び、心筋の回復の変化が追跡されることを可能にする。本発明の態様はさらに、期外収縮刺激が安全に送出されることを可能にし、それにより、不整脈誘発リスクがほとんど無いか、又は、全く無い状態で、機械的な心不全のための臨床処置において、ＰＥＳＰにより機械的機能が増大するという利益を実現することができる。さらに、心筋の回復時刻を検出するのに使用される本発明の態様は、ＮＥＳ、抗頻脈ペーシング、又は頻脈誘発等の、他の心臓刺激治療又は診断手法において、刺激パルスの送出を制御する時に採用されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、心筋の回復時刻を検出し、回復時刻に対応する時間間隔で期外収縮刺激パルスを送出する埋め込み可能なシステムを提供することを対象とする。図１Ａは、本発明を実施することができる、本明細書で「埋め込み可能医療デバイス」すなわち「ＩＭＤ」と呼ぶ例示的な心臓刺激デバイスの図である。ＩＭＤ１０は、３本の心臓リード線によって患者の心臓に結合される。ＩＭＤ１０は、心臓信号を受け取り、心臓ペーシング、カーディオバージョン及びディフィブリレーションのために電気パルスを送出することができる。ＩＭＤ１０は、３心腔又は４心腔において検知し、且つ刺激するために電極を配置するのに使用される、右心室リード線１６、右心房リード線１５及び冠状静脈洞リード線６の近位端を受け入れるコネクタブロック１２を含む。
【００２０】
図１Ａにおいて、右心室リード線１６は、右心室心臓信号を検知し、且つ右心室における電気刺激治療を送出するために、その遠位端が右心室内にあるように配置され、電気刺激治療は、少なくともＥＳＳを含み、心臓徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、カーディオバージョン及び／又はディフィブリレーションを含んでもよい。これらの目的のために、右心室リード線１６は、リング電極２４、電極ヘッド２８内に伸縮自在にオプションで搭載された先端電極２６、及びコイル電極２０を装備しており、電極のそれぞれは、リード線１６の本体内の絶縁導体に接続される。絶縁導体の近位端は、ＩＭＤ１０に電気接続を提供するために、リード線１６の近位端で、分岐コネクタ１４によって保持される対応するコネクタに結合される。
【００２１】
右心房リード線１５は、その遠位端が、右心房及び上大静脈に近接するように配置される。リード線１５は、右心房において検知及び電気刺激治療を提供するために、リング電極２１、電極ヘッド１９内に伸縮自在にオプションで取り付けられた先端電極１７、及びコイル電極２３を装備しており、電気刺激治療は、心房ＥＳＳ、及び／又は、他の心臓刺激治療、徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、抗頻脈ペーシング、高電圧カーディオバージョン及び／又はディフィブリレーション治療を含んでもよい。ＰＥＳＰの１つの用途において、心室充満に対する心房の寄与を改善するために、心房腔にＥＳＳが送出される。心房腔と心室腔の両方において、ＰＥＳＰ作用を達成するために、心房ＥＳＳ刺激パルスから生じる期外収縮脱分極は、心室に伝導されてもよい。リング電極２１、先端電極１７、及びコイル電極２３はそれぞれ、右心房リード線１５の本体内の絶縁導体に接続される。各絶縁導体は、分岐コネクタ１３によって保持されるコネクタにその近位端を結合される。
【００２２】
冠状静脈洞リード線６は、冠状静脈洞及び大心臓静脈を介して心臓の左側の血管系内に進む。冠状静脈洞リード線６は、コイル電極２０か、カーディオバージョン治療及びディフィブリレーション治療のために電気ショックを送出するためのコイル電極２３のいずれかと組み合わされて用いられる場合があるディフィブリレーションコイル電極８を有するように、図１Ａの実施形態に示される。冠状静脈洞リード線６はまた、機能をペーシング及び検知し、且つ心臓の左心室におけるＥＳＳを送出するための、遠位先端電極９及びリング電極７を装備する。コイル電極８、先端電極９、及びリング電極７はそれぞれ、近位分岐コネクタ４への接続を提供する、リード線６の本体内の絶縁導体に結合される。代替の実施形態では、リード線６はさらに、左心房の検知及び刺激機能のために配置されたリング電極を含み、刺激機能は、ＥＳＳ及び／又は他の心臓刺激治療を含んでもよい。
【００２３】
電極１７及び２１、電極２４及び２６、並びに電極７及び９は、一般に「先端−リング」構成と呼ばれる２極対として、又は、一般に「筐体(can)」又は「ケース」電極と呼ばれる不関電極としての役割を果たす、デバイスハウジング１１を有する単極構成で個別に、検知及び刺激において用いられてもよい。ＩＭＤ１０は、高電圧カーディオバージョン治療及びディフィブリレーション治療を送出することが可能である。したがって、デバイスハウジング１１はまた、心房又は心室のディフィブリレーションのために、１つ又は複数のディフィブリレーションコイル電極８、２０、又は２３と組み合わされる皮下ディフィブリレーション電極としての役割を果たしてもよい。
【００２４】
本発明に従って心筋の回復時刻を検出するために、ＥＧＭ信号は、２極「先端−リング」検知ベクトル、単極先端−筐体検知ベクトル、単極先端−コイル又はリング−コイル検知ベクトル、又は、かなり大域的なコイル−筐体検知ベクトルから検知されてもよい。回復時刻を検出するためのＥＧＭ信号を検知するために、利用可能な電極の任意の組み合わせを選択してもよい。以下でより詳細に述べるように、検知されたＥＧＭ信号上の基準点は、回復時刻を特定するのに使用され、好ましくは、ＥＳＳが送出されることになる部位において回復時刻に関係付けられる。
【００２５】
交互(alternate)リード線システムが図１Ａに示す３本リード線システムと置き換えられてもよいことが認識される。たとえば、回復時刻を導出することができるＥＧＭ信号を検知するため、及び、ＥＳＳを送出するために、１本又は複数本の単極、２極、及び／又は多極リード線を含むリード線システムが構成されてもよい。さらに、心外膜リード線が経静脈リード線と置き換えられることができる。期外収縮刺激は、心臓内の１つ又は複数の部位で送出する場合があることが考えられる。それに応じて、リード線システムは、複数の心臓部位において回復時刻を検出するためにＥＧＭ信号を検知し、複数の部位において期外収縮刺激を送出するようになっていてもよい。皮下ＥＣＧ電極が、埋め込み可能なシステムに含まれる可能性があること、及び、回復時刻が、皮下ＥＣＧ信号から推定する場合があることがさらに考えられる。
【００２６】
図１Ｂは、患者の心臓内に埋め込まれたリード線のセットに結合した代替のＩＭＤの図である。図１Ｂでは、ＩＭＤハウジング１１は、開口３０及び３２を有する、ハウジング１１の少なくとも一部を覆う絶縁性被覆３５を備える。非絶縁開口３０及び３２は、心筋の回復を検知するために、本発明に従って使用することができる、大域的なＥＣＧ信号を検知するための皮下電極としての役割を果たす。ＥＣＧの皮下測定用の電極を有する埋め込み可能なシステムは、参照によりその全体が本明細書に援用される、Kleinに発行された同一譲受人に譲渡された米国特許第５，９８７，３５２号に全体が開示される。代替の実施形態では、デバイスハウジング１１上に組み込まれる、且つ／又は、ＩＭＤ１０から延びる皮下リード線上に配置される複数の皮下電極は、心筋の回復を測定するための複数の皮下ＥＣＧ検知ベクトルを取得するのに使用されてもよい。埋め込み可能なモニタにおける複数電極のＥＣＧ検知は、参照によりその全体が本明細書に援用される、Yomtov他に発行された米国特許第５，３１３，９５３号に記載される。
【００２７】
特定の多腔ＩＭＤ及びリード線システムが、図１Ａ及び図１Ｂに示されるが、本発明に含まれる方法は、ＥＳＳを送出ように意図され、オプションで、徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、抗頻脈ペーシング、高電圧カーディオバージョン及び／又はディフィブリレーション等の他の電気刺激治療送出能力を含んでもよい、他の単腔、２腔、又は多腔心臓刺激デバイスと共に使用するようになっていてもよい。
【００２８】
ＩＭＤ１０の機能概略図が図２Ａに示される。この図は、本発明が具体化される場合があるデバイスのタイプの例示として考えられるべきであり、制限的なものとして考えられるべきでない。図２Ａに示す開示される実施形態は、マイクロプロセッサ制御式デバイスであるが、本発明の方法はまた、専用デジタル回路機構を使用するデバイス等の他のタイプのデバイスで実施されてもよい。
【００２９】
図１Ａに示す電極システムに関して、ＩＭＤ１０は、リード線６、１５、１６への電気接続を達成する複数の接続端子及びそれぞれの電極を備える。接続端子３１１は、単極刺激又は検知の間に不関電極として用いるために、ハウジング１１への電気接続を提供する。接続端子３２０、３１０、３１８は、それぞれ、コイル電極２０、８、２３への電気接続を提供する。これらの接続端子３１１、３２０、３１０、３１８のそれぞれは、高電圧出力回路２３４に結合されて、１つ又は複数のコイル電極８、２０、２３、並びに、オプションで、ハウジング１１を用いて、心臓に高エネルギーショックパルスを送出するのを容易にする。ハウジング１１及びそれぞれのコイル電極２０、８、２３が、ＩＭＤ１０の種々の検知及び刺激機能のために所望の構成で選択されるように、接続端子３１１、３２０、３１０、３１８はさらに、スイッチマトリクス２０８に接続される。
【００３０】
接続端子３１７、３２１は、右心房に配置される先端電極１７及びリング電極２１への電気接続を提供する。接続端子３１７、３２１はさらに、Ｐ波等の心房信号を検知する心房センス増幅器２０４に結合される。接続端子３２６、３２４は、右心室に配置される先端電極２６及びリング電極２４への電気接続を提供する。接続端子３０７、３０９は、冠状静脈洞に配置される先端電極９及びリング電極７への電気接続を提供する。それぞれ、右心室信号及び左心室信号を検知するために、接続端子３２６、３２４はさらに、右心室（ＲＶ）センス増幅器２００に結合され、接続端子３０７、３０９はさらに、左心室（ＬＶ）センス増幅器２０１に結合される。
【００３１】
心房センス増幅器２０４並びにＲＶセンス増幅器２００及びＬＶセンス増幅器２０１は好ましくは、調整可能な検知閾値を有する自動利得制御式増幅器の形をとる。ＲＶセンス増幅器２００及びＬＶセンス増幅器２０１及び心房センス増幅器２０４の全体の動作は、参照によりその全体が本明細書に援用される、Keimel他による米国特許第５，１１７，８２４号に開示される動作に対応してもよい。一般に、心房センス増幅器２０４によって受信される信号が、心房検知閾値を越える時はいつでも、出力信号ライン２０６上に信号が生成される。Ｐ波は通常、心房レートを検出する時に使用するために、Ｐ波検知閾値に基づいて検知される。ＲＶセンス増幅器２００又はＬＶセンス増幅器２０１によって受信される信号が、それぞれ、ＲＶ検知閾値又はＬＶ検知閾値を越える時はいつでも、対応する出力信号ライン２０２又は２０３上に信号が生成される。Ｒ波は通常、心室レートを検出する時に使用するために、Ｒ波検知閾値に基づいて検知される。
【００３２】
本発明の一実施形態では、心室センス増幅器２００、２０１は、Ｒ波及びＴ波を検知する別個の専用センス増幅器を含んでもよく、各増幅器は、心筋の活性化及び回復時刻の検出のために調整可能な検知閾値を使用する。心筋活性化時刻は、活性化時刻検知閾値を超える信号が、ＲＶセンス増幅器２００又はＬＶセンス増幅器２０１に含まれるＲ波センス増幅器によって受け取られる時に測定されてもよく、それにより対応する活性化時刻センス信号を、それぞれ、信号ライン２０２又は２０３上に生成させる。同様に、回復時刻は、回復時刻検知閾値を超える信号が、ＲＶセンス増幅器２００又はＬＶセンス増幅器２０１に含まれるＴ波センス増幅器によって受け取られる時に測定されてもよく、それにより対応する回復時刻センス信号を、それぞれ、信号ライン２０２又は２０３上に生成させる。
【００３３】
スイッチマトリクス２０８を用いて、デジタル信号解析で使用するために、利用可能な電極のうちのどれが広帯域増幅器２１０に結合されるかが選択される。電極の選択は、アドレス／データバス２１８を介してマイクロプロセッサ２２４によって制御される。選択された電極構成は、ＩＭＤ１０の、種々の検知、ペーシング、カーディオバージョン、ディフィブリレーション、及びＥＳＳ機能について所望されるように変わってもよい。バンドパス増幅器２１０に結合するために選択された電極からの信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２０に供給され、その後、ダイレクトメモリアクセス回路（ＤＭＡ）２２８の制御下でランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２６に記憶するために、Ａ／Ｄ変換器２２２によってマルチビットデジタル信号に変換される。マイクロプロセッサ２２４は、デジタル信号解析技法を使用して、ランダムアクセスメモリ２２６に記憶されたデジタル化信号を特徴付けし、当該技術分野で知られている多くの信号処理方法の任意の方法を使用して、患者の心調律を認識し分類する。本発明の一実施形態では、選択された検知ベクトルから受け取られたＥＧＭ信号（複数可）に適用されるデジタル信号解析方法を使用して、活性化及び回復時刻を求める時に使用するための任意の利用可能な電極を、スイッチマトリクス２０８によって選択してもよい。
【００３４】
埋め込み可能抗不整脈デバイスでは従来そうであるようにテレメトリ回路３３０は、アンテナ３３２によって、外部プログラマからダウンリンクテレメトリを受信し、外部プログラマへアップリンクテレメトリを送出する。プログラマへアップリンクされるべきデータ及びテレメトリ回路用の制御信号は、アドレス／データバス２１８を介してマイクロプロセッサ２２４によって供給される。受信されたテレメトリは、マルチプレクサ２２０を介してマイクロプロセッサ２２４に供給される。埋め込み可能デバイスでの使用について知られている多くのタイプのテレメトリシステムが使用されてもよい。
【００３５】
図２Ａに示す回路構成の残りは、ＥＳＳ、徐脈ペーシング、カーディオバージョン及びディフィブリレーション治療を提供するのに専用の回路の例示的な実施形態である。タイミング及び制御回路２１２は、プログラム可能デジタルカウンタを含み、プログラム可能デジタルカウンタは、種々の単腔、２腔若しくは多腔ペーシングモード、又は、心房若しくは心室に送出される抗頻脈ペーシング治療と関連する基本時間間隔を制御する。タイミング及び制御回路２１２はまた、マイクロプロセッサ２２４の制御下で心臓刺激パルスの振幅を求める。
【００３６】
ペーシングの間に、タイミング及び制御回路２１２内の補充間隔カウンタは、それぞれ、ライン２０２、２０３、２０６上の信号によって示されるＲＶ Ｒ波、ＬＶ Ｒ波又は心房Ｐ波を検知するとリセットされる。選択されたペーシングモードに従って、ペーシングパルスが、心房出力回路（Ａ ＯＵＴ）２１４、右心室出力回路（ＲＶ ＯＵＴ）２１６、及び左心室出力回路（ＬＶ ＯＵＴ）２１５によって生成される。補充間隔カウンタは、ペーシングパルスが生成されるとリセットされ、それによって、徐脈ペーシング、心臓再同期化治療、及び抗頻脈ペーシングを含む心臓ペーシング機能の基本タイミングを制御する。
【００３７】
本発明によれば、タイミング及び制御回路２１２はさらに、内因性収縮の検知又は、ペーシング誘発性収縮の検知のいずれかに続く、選択された期外収縮間隔（ＥＳＩ）での期外収縮刺激パルスの送出を制御する。ＩＭＤ１０による期外収縮刺激の送出を制御する時に使用されるＥＳＩは、以下でより詳細に述べるように、好ましくは、検出された回復時刻に基づいてＩＭＤ１０によって自動的に調整される。出力回路２１４、２１５、及び２１６は、スイッチマトリクス２０８を介して、心臓ペーシング又は期外収縮刺激パルスを送出するために所望の電極に結合される。
【００３８】
刺激パルス送出のタイミングを制御するのに使用される補充間隔の持続期間は、アドレス／データバス２１８を介してマイクロプロセッサ２２４によって求められる。Ｒ波又はＰ波の検知によってリセットされた時の補充間隔カウンタに存在するカウント値は、種々の不整脈の発生を検出するために、Ｒ−Ｒ間隔及びＰ−Ｐ間隔を測定するのに使用することができる。マイクロプロセッサ２２４は、マイクロプロセッサ２２４の動作を制御する記憶式プログラムがその中に存在する関連するＲＯＭを含む。メモリ２２６の一部は、不整脈を予測するか、又は診断するためにマイクロプロセッサ２２４が解析するために、一連の測定された間隔を保持することができる複数の再循環バッファとして構成されてもよい。
【００３９】
頻脈の検出に応答して、検出された頻脈のタイプに従って、マイクロプロセッサ２２４からの療法をタイミング及び制御回路２１２にロードすることによって、抗頻脈ペーシング治療を送出することができる。より高い電圧のカーディオバージョン又はディフィブリレーションパルスが必要とされる場合、マイクロプロセッサ２２４は、カーディオバージョン及びディフィブリレーション（ＣＶ／ＤＥＦＩＢ）制御回路２３０を始動して、高電圧充電制御ライン２４０の制御下で、充電回路２３６を介して高電圧コンデンサ２４６及び２４８の充電を開始する。高電圧コンデンサ上の電圧は、電圧コンデンサ（Ｖ ＣＡＰ）ライン２４４を介して監視され、マルチプレクサ２２０を通して渡される。電圧がマイクロプロセッサ２２４によって設定された所定の値に達すると、ロジック信号がコンデンサフル（ＣＦ）ライン２５４上に生成され、充電を終了させる。ディフィブリレーションパルス又はカーディオバージョンパルスは、タイミング及び制御回路２１２の制御下で、制御バス２３８を介して出力回路２３４によって心臓に送出される。出力回路２３４は、カーディオバージョンパルス又はディフィブリレーションパルスの送出に用いる電極及びパルス波形を決定する。
【００４０】
一実施形態では、埋め込み可能なシステムはさらに、血行力学的機能又は心筋収縮機能を監視する生理的センサを含んでもよい。生理的センサは、心臓の血行力学的機能又は心筋収縮すなわち心壁運動に比例する信号を検知するために、心臓内又は心臓上、又は、動脈内又は動脈外に存在してもよい。したがって、ＩＭＤ１０はさらに、アナログセンサ信号を受信するための端子３３３に結合したセンサ信号処理回路３３１を装備する。埋め込み式システムに含まれる生理的センサは、流量センサ、圧力センサ、心臓音センサ、壁運動センサ、又は心腔容積センサを含んでもよいが、それに限定されない。センサ信号データは、アドレス／データバス２１８を介してマイクロプロセッサ２２４に転送されるため、心臓血行力学的性能又は収縮性能の指数を、ＲＡＭ２２６に記憶されたアルゴリズムに従って求めることができる。Bennettに対する先に引用した米国特許第５，２１３，０９８号において実施された、心臓性能指数を求めるセンサ及び方法はまた、本発明と共に使用されてもよい。
【００４１】
図２Ｂは、心筋の回復時刻を検出する専用回路を含むＩＭＤ１０の代替の実施形態の機能概略図である。回復時刻検出回路１００は、アドレス／データバス２１８上で、スイッチマトリクス２０８及びマルチプレクサ２２０を介して１つ又は複数のＥＧＭ信号又は皮下ＥＣＧ信号を受け取るために設けられる。図２Ｂの実施形態において、また、図１Ｂの電極配置構成に関して、ＥＣＧ信号を検知する時に使用するための、ハウジング１１に組み込まれる皮下電極３０及び３２に接続するために、接続端子３２８及び３２９が設けられる。ＥＧＭ／ＥＣＧ検知ベクトルは、スイッチマトリクス２０８を介して利用可能な電極のうちの任意の電極から構成することができる。回復時刻検出回路１００は、回復時刻を推定するために、１つ又は複数の選択されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号を処理し、電気生理学的研究中に実施される、ＥＳＳ、抗頻脈ペーシング、又は不整脈誘発等の、測定された回復時刻に対応して動作することができるデバイス機能を制御する時に使用するために、推定された回復時刻をマイクロプロセッサ２２４に提供する。検出された回復時刻又は回復時刻の大きな変化は、心臓を監視するために記憶されてもよい。
【００４２】
図３Ａは、図２ＢのＩＭＤ１０に含まれる回復時刻検出回路１００の高レベルブロック図である。回復時刻検出回路１００は、１つ又は複数のＴ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３並びに回復時刻推定器１４０を含む。Ｔ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３は、それぞれ、対応する入力ライン１０５及び１０７、入力ライン１０９及び１１１、並びに入力ライン１１３及び１１７からＥＧＭ信号又は皮下ＥＣＧ信号を受け取る。入力１０５及び１０７、入力１０９及び１１１、並びに入力１１３及び１１７は、心臓内の単極、２極、一体式２極、又は皮下ＥＣＧ電極対を含む、関連する埋め込み可能システムに含まれる任意の利用可能な電極対に対応することができる。Ｔ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３は、Ｔ波上の基準点を識別するために受け取ったＥＧＭ／ＥＣＧ信号を処理する。基準点が検出されると、検出された基準点の発生時刻を指示する、Ｔ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３からの出力信号が生成される。
【００４３】
Ｔ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３からの出力は、回復時刻推定器１４０による入力として受け取られる。回復時刻推定器１４０は、検出されたＴ波基準点の時刻に基づいて心筋の回復時刻を推定する。基準点の時刻は、被推定回復時刻を導出する時に互いを確証するのに使用される。３つのＴ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３を含む回復時刻検出回路１００が、この実施形態で示されるが、対応するＥＧＭ／ＥＣＧ信号から基準Ｔ波点を検出するために、任意の数のＴ波特徴部検出器が使用されてもよい。
【００４４】
一実施形態では、各ＥＧＭ／ＥＣＧ信号から検出される基準点は、最大ピーク、最小ピーク（又は谷）、正の最大微分係数、及び負の最大微分係数を含む。出力信号は、各Ｔ波特徴部検出器１０１、１０２、及び１０３から、各基準点の検出時刻に対応して生成され、その出力は、回復時刻推定器１４０によって受け取られる。代替の基準点は、閾値交差点、基線交差点、傾斜閾値交差点、又はＴ波形態の他の識別可能な特徴点を含んでもよい。検出時刻に加えて、振幅又は大きさ等の、検出される基準点の属性に関する付加的な情報が、回復時刻推定器１４０への出力として提供されてもよい。
【００４５】
図３Ｂは、図３ＡのＴ波特徴部検出器によって実施される信号処理操作を要約する機能ブロック図である。図３Ｂに示す信号処理操作は、回復時刻検出回路１００に含まれるアナログ回路又はデジタル回路によって実行することができる。別法として、図３Ｂに要約される信号処理操作の、任意の又は全ての操作は、ＲＡＭ２２６に記憶され、且つマイクロプロセッサ２２４によって実行されるソフトウェアで実施することができる。Ｔ波特徴部検出器１０１は、入力ライン１０５及び１０７からＥＧＭ信号又は皮下ＥＣＧ信号を受け取る入力増幅器１１０を含む。入力増幅器１１０は、回復時刻（ＲＴ）ブランキング信号１０２を受け取ることができ、回復時刻ブランキング信号１０２は、その間に回復が起こることが予想されない、心筋活性化時刻の検出に続く時間間隔の間、入力増幅器１１０を使用不能にする。入力増幅器１１０は、ＩＭＤ１０の制御回路からイネーブル信号１０３を受け取り、イネーブル信号１０３によって、入力増幅器１１０が、回復時刻検知窓（ＲＴセンス窓：ＲＴ ＳＥＮＳＥ ＷＩＮＤＯＷ）の間、ＥＧＭ／ＥＣＧ信号を受け取ることが可能になる。好ましくは、Ｔ波を含むＥＧＭ／ＥＣＧ信号の一部のみが、Ｔ波特徴部検出器１０１によって処理される。したがって、回復時刻検知窓は、入力増幅器１１０がＴ波を含むＥＧＭ／ＥＣＧ信号のセグメントを受け取るように適用される。以下でより詳細に述べるように、回復時刻検知窓は、較正手順中に、Ｔ波上にほぼ中心があるように設定されてもよい。回復時刻検知窓は、回復時刻が、心臓ペーシング中及び洞性調律中に検出されるように、内因性事象とペーシングされた事象の両方に続いて適用されてもよい。
【００４６】
入力増幅器１１０の出力は、平滑化フィルタ１１５によって受け取られる。フィルタ１１５は、心筋の回復信号の予想される周波数内容に整合した特性を有するローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであってもよい。平滑化フィルタ１１５からの出力は、傾斜推定器１２０及びピーク検出器１２３によって受け取られる。ピーク検出器１２３は、平滑化されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号のピーク及び谷を検出する。回復時刻検知窓の間に複数のピーク及び谷を検出することができる。ピーク／谷トラッカ１２７は、検出されたピーク及び谷の大きさ及び時刻に対応する、ピーク検出器１２３からの出力を受け取る。ピーク及び谷は、ピーク／谷トラッカ１２７によって追跡されるため、検出されたピーク及び谷の振幅及び時刻が拍動ごとに変動しても、特徴的なピーク及び谷の認識が行われる。ピーク／谷トラッカ１２７は、回復時刻検知窓の間にピーク及び谷を追跡し、最も有力なピーク及び最も有力な谷が起こる時刻に対応する、信号ライン１３０及び１３２上の出力信号を生成する。関連する最も有力なピーク及び最も有力な谷の大きさが、さらに、出力として提供されてもよい。
【００４７】
フィルタ１１５からの出力はさらに、傾斜推定器１２０によって受け取られる。傾斜推定器１２０は、第２ピーク検出器１２５への入力として平滑化信号の時間微分係数を提供する。第２ピーク検出器１２５は、ＥＧＭ／ＥＣＧ信号の１次時間微分係数ｄＶ／ｄｔのピーク及び谷を検出する。ピーク及び谷の大きさ及び時刻（回復時刻検知窓中に、複数のピーク及び谷を検出することができる）は、第２ピーク／谷トラッカ１２９への入力として提供され、第２ピーク／谷トラッカ１２９は、ｄＶ／ｄｔ信号のピーク及び谷を追跡し、最も有力な最大ピーク（ＥＧＭ／ＥＣＧ信号の正の最大微分係数すなわち正の最大傾斜）及び最も有力な最小ピーク（ＥＧＭ／ＥＣＧ信号の負の最大微分係数すなわち負の最大傾斜）を求める。最も有力な最大傾斜及び最小傾斜の時刻及び、オプションで、大きさは、回復時刻推定器１４０への入力として提供される。
【００４８】
先に示したように、回復時刻推定器１４０は、１つ又は複数のＴ波特徴部検出器から基準点時刻を受け取り、この情報を確認して回復時刻を推定する。指定された基準点時刻は、他の基準点時刻が一貫した推定に寄与する限りにおいて回復時刻推定値として使用されることができる。基準点時刻が、指定された基準点時刻及び他の確証用の基準点時刻に基づいて、推定された回復時刻から逸脱している場合、逸脱する点は無視されてもよい。しかしながら、検出された基準点時刻間の相違が、所定の許容可能な量より大きい場合、目下の心周期についての回復時刻推定値は、不確実なデータに基づいて、廃棄されてもよい。回復時刻を推定するのに使用される指定された基準点時刻が、１つ又は複数の以前の心周期について測定した回復時刻から大幅に逸脱するが、他の基準点時刻が、以前の回復時刻と一貫した回復時刻推定をサポートする場合、これらの他の基準点のうちの１つ及び指定された基準点時刻に対する既知の以前の相関に基づいて、回復時刻推定を行うことができる。
【００４９】
基準点の任意の点の大きさ又は時刻に大きさ変化が起こる場合、回復時刻推定値は廃棄されてもよい。Ｔ波の大きな変化は、臨床的状態の変化又はリード線のずれ、又は、外れを示す場合がある。そのため、基準点の大きさ、及び／又は、発生時刻において検出された大きな変化は、回復時刻検出手順の再較正が必要とされるという警告フラグをトリガする場合がある。回復時刻較正手順は、以下により詳細に述べられるであろう。
【００５０】
Ｔ波における大きな変化、特にＥＧＭ／ＥＣＧ信号のＳ−Ｔ部分の隆起は、心筋虚血を示す場合がある。したがって、こうした変化は、追跡され、ＩＭＤ１０によって記憶されることができるため、Ｓ−Ｔ部分の変化及びＴ波の形態変化が、臨床医が再調査するために利用可能であるか、又は、ＩＭＤ１０によって使用されて、治療を調整する、送出する、又は差し控える。たとえば、隆起したＳ−Ｔ部分の検出は、虚血の指標として検出され、虚血がもはや検出されなくなるまで、又は、治療が医師によって再び使用可能にされるまで、ＥＳＳ治療を使用不能にするのに使用される。
【００５１】
図４Ａは、代表的な心臓活動電位信号及び心筋の回復時刻を検出するのに使用し得る単極ＥＧＭ信号の図である。活動電位（ＡＰ）は、ＥＧＭ信号に対しておよそ時間的に対応する状態で示される。しかしながら、ＥＧＭ信号は、心筋細胞質量からの活動電位の総和を表すため、単一活動電位とＥＧＭの間の正確な時間対応は意図されていないことが認識される。
【００５２】
ＥＧＭのＱＲＳ部分及びＴ波部分が示されており、それぞれ、活動電位の急速脱分極相（ＤＥＰ）及び再脱分極相（ＲＥＰ）にほぼ対応する。絶対不応期（ＡＢＳ ＲＥＦ）は、活動電位の急速脱分極相及びプラトー相に伴う。相対不応期（ＲＥＬ ＲＥＦ）は、再脱分極相に伴う。受攻期（ＶＵＬ ＰＥＲ）は、相対不応期及び相対不応期の直後の期間を包含する。
【００５３】
活性化回復間隔（ＡＲＩ）は、選択されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号から心筋活性化時刻（ＡＴ）と回復時刻（ＲＴ）の間で測定された時間間隔である。好ましい一実施形態では、活性化時刻を測定するための選択された基準点は、ＱＲＳの負の最大微分係数ｄＶ／ｄｔｍｉｎの時刻である。回復時刻を測定するための選択された基準点は、Ｔ波の正の最大微分係数ｄＶ／ｄｔｍａｘの時刻である。しかしながら、それぞれ、活性化時刻及び回復時刻を測定するための、ＱＲＳ及びＴ波上での他の選択された点が、ＡＲＩの測定で使用されてもよいことが認識される。たとえば、代替の実施形態では、活性化時刻は、活性化時刻検知閾値の交差、Ｒ波ピーク、Ｒ波の谷等の時刻として検出されてもよく、回復時刻は、回復時刻検知閾値の交差、Ｔ波ピーク、Ｔ波の谷等の時刻として検出されてもよい。
【００５４】
ＥＧＭ信号の下に示すタイミング図は、回復時刻検出に基づくＥＳＳの制御に関連する。１次収縮事象（Ｓ１）として表示される検知されたＲ波（Ｒ ＳＥＮＳＥ）は、ＥＧＭのＱＲＳ上で測定された活性化時刻に対応して示される。Ｓ１事象は、心臓ペーシングパルスに続く洞性Ｒ波又は誘発性Ｒ波であり得る。本発明の一実施形態によれば、期外収縮間隔（ＥＳＩ）は、測定されたＡＲＩと安全間隔（ＳＩ）の和として設定される。ＥＳＩは、期外収縮刺激パルスの送出のタイミングを調整するのに使用される。ＡＲＩに付加される安全間隔は、好ましくは、Ｓ２と表示された期外収縮刺激（ＥＳＳ）パルスによって誘発された期外収縮が、１次Ｓ１収縮に続く受攻期後であるが、後続の心周期に対するＰＥＳＰを効果的に生成するには十分に早い時期に安全に発生するように設定される。安全間隔は、０以上であるが、通常、１００ミリ秒（ｍｓ）より大きくない。安全間隔は、一定のままであるプログラム可能な値であるか、又は、他のプログラム可能な、自動調整式の、又は測定されたパラメータによって変わるようにプログラムされてもよい。たとえば、安全間隔は、測定されたＡＲＩによって、又は、検知された心拍数若しくはペーシングされた心拍数の変化によって変わるように設定されてもよい。
【００５５】
図４Ｂは、様々な心拍数における３つの異なる基準時点(time point)に従って検出された回復時刻を使用して測定される、検出された活性化回復間隔（ＡＲＩ）のサンプル図である。この例では、回復時刻を検出するための指定された基準時点は、単極ＥＧＭの正の最大傾斜（ｄＶ／ｄｔｍａｘ）を検出することによる。回復時刻を推定する時に指定された基準時点を確証するための、付加的な基準時点は、この例では、遠方場ＥＧＭ信号上で検出されるＴ波のピーク（ＦＦピーク）及びＴ波の谷（ＦＦ谷）を含む。初期ベース心拍数１５０において、比較的一定の洞性心拍数の間に３つの基準点時刻を使用して測定された３つ全てのＡＲＩの間に安定した相関が存在する。ペーシング誘発性の心拍数の増加が、１５２と１５６において導入されると、３つの異なる回復時刻基準点を使用して測定されたＡＲＩは、予想されるように、心拍数の増加に伴って１５４と１５８においてＡＲＩが減少するという一般的な傾向に従う。
【００５６】
しかしながら、遠方場ピークに基づいて検出された回復時刻を使用して測定されたＡＲＩ  １５５Ａは、正の最大微分係数及び遠方場の谷を使用して測定されたＡＲＩ １５５Ｂ及び１５５Ｃから逸脱する。回復時刻を検出する指定された基準点（ｄＶ／ｄｔｍａｘ）は、前のＡＲＩと一貫性のあるＡＲＩ １５５Ｂを生成するため、また、遠方場の谷の第２基準点を使用して測定されたＡＲＩ １５５Ｃが、指定された基準点測定をサポートするため、逸脱した点１５５Ａは無視される。ペーシングレートが１６２にさらに増加すると、遠方場の谷基準点を使用して検出された回復時刻に基づいて測定されたＡＲＩ １６０は逸脱する。Ｔ波形態の変化が起こった可能性がある。逸脱が比較的大きいため、回復時刻推定値は、信頼性がないと考えられ、任意の基準点に基づく測定されたＡＲＩは無視されてもよい。この変化を、診断のために、ＥＧＭ波形と共にＩＭＤメモリに記憶してもよい。
【００５７】
１６４において、心拍数が初期洞性レートに戻った後、指定された回復時刻基準点（ｄＶ／ｄｔｍａｘ）に基づくＡＲＩ １６５Ａは、この心拍数における以前のＡＲＩ測定値から逸脱する。しかしながら、遠方場の谷及び遠方場のピークの２番目の基準点は、それぞれ、一貫性のあるＡＲＩ測定値１６５Ｂ及び１６５Ｃを生成する。したがって、ＡＲＩは、これらの２番目のＡＲＩ測定値１６５Ｂ及び１６５Ｃに基づいて推定することができる。この推定は、指定された回復時刻基準点ｄＶ／ｄｔｍａｘに基づいて測定されたＡＲＩと、２番目の回復時刻基準点、すなわち、遠方場の谷及び遠方場のピークに基づいて測定されたＡＲＩとの間の以前に知られている関係を考慮することができる。
【００５８】
図５は、ＡＲＩ測定値を検証する較正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。較正方法７００は、活性化時刻及び回復時刻を検出するのに使用される選択された検知ベクトル及び基準点が、ＥＳＳ部位において活動電位持続期間に対応するＡＲＩ測定値を確実に提供するようにさせるために、臨床的な管理下で実施することができる。ステップ７０５において、初期ＥＧＭ／ＥＣＧ検知ベクトルが選択される。ステップ７１０において、基準点が選択されて、選択された検知ベクトルから受け取られた選択されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号上で活性化時刻及び回復時刻が検出される。
【００５９】
ステップ７１５において、局所的な活動電位持続期間（ＡＰＤ）が、基準電極システムを使用して測定される。局所的な活動電位持続期間の、確実で短期的な(acute)測定を行うための任意の知られている電気生理的方法を使用してもよい。ステップ７２０において、上述した方法を使用して、活性化時刻及び回復時刻用の選択された検知ベクトル及び基準点を使用してＡＲＩが測定される。ステップ７１５及び７２０において、同じ心拍数か又は異なる心拍数で、局所ＡＰＤ及び局所ＡＲＩの繰り返し測定を行うことによって、局所ＡＰＤ測定値と局所ＡＲＩ測定値の間の相関を確立するように一連の測定値を取得することができる。ＡＰＤ測定及びＡＲＩ測定は、安定した生理的条件下で同じ心周期において同時に、又は、順次に実施することができる。
【００６０】
決定ステップ７２５において、ステップ７１５において測定された局所ＡＰＤ（複数可）は、ステップ７２０において測定されたＡＲＩ（複数可）と比較されて、活性化時刻及び回復時刻検出用の選択された検知ベクトル及び基準点を使用して測定されたＡＲＩが、局所ＡＰＤ測定値にほぼ等しいか否かが判定される。局所ＡＰＤ測定値と局所ＡＲＩ測定値が、許容可能な量を超えて、たとえば、所定のパーセンテージを超えて異なる場合、ステップ７３０において、活性化時刻及び／又は回復時刻を測定するために選択された検知ベクトル及び／又は基準点が調整される。調整された測定パラメータを使用して、局所ＡＰＤ測定（複数可）は、ステップ７１５において繰り返され、ＡＲＩ（複数可）は、ステップ７２０において測定される。
【００６１】
局所ＡＰＤ測定値と局所ＡＲＩ測定値の間に十分な相関が得られたと、決定ステップ７２５において判定されると、ステップ７３５において、活性化時刻及び回復時刻を検出するための、目下選択されている検知ベクトル及び基準点は、ＥＳＳタイミングを制御する時に使用するために、活性化時刻、回復時刻、及びＡＲＩを測定するための動作用測定パラメータとして受容される。
【００６２】
ステップ７４０において、局所ＡＰＤの測定値は、Ｔ波に関する基準点を探索する時に使用される回復時刻検知窓を設定するのに使用されてもよい。回復時刻検知窓は、局所的な活動電位持続期間の終了点にほぼ中心があるように設定されてもよい。別法として、回復時刻検知窓は、局所的な活動電位持続期間の終了より少なくとも早く始まるように設定される。
【００６３】
ステップ７４５において、ＥＳＩを設定する時に使用される安全間隔は、測定された局所ＡＰＤ及びＡＰＤの終了点とＡＲＩの終了点との任意の差に基づいて設定されてもよい。そのため、安全間隔は、検知されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号から測定される回復時刻と、ＥＳＳ部位において活動電位から測定される再分極の時刻との間の任意の逸脱を補償する(account for)ように設定されてもよい。安全間隔は、好ましくは、期外収縮刺激パルスが、受攻期後に安全に送出されるように選択される。方法７００は、複数の心拍数範囲について固有の安全間隔が設定されるように、様々な心拍数で繰り返すことができる。
【００６４】
較正方法７００は、複数部位又は複数腔のＥＳＳ適用において各ＥＳＳ部位について繰り返されてもよい。方法７００に含まれるステップは、回復時刻検知窓又は安全間隔を設定することなく、活性化時刻及び／又は回復時刻を検出するための検知ベクトル及び／又は基準点を選択する目的のためにのみ行われてもよい。別法として、方法７００に含まれるステップは、検知ベクトル又は基準点の選択を調整することなく、回復時刻検知窓及び／又は安全間隔を設定するために実施されてもよい。
【００６５】
図６Ａは、ＡＲＩ測定値を検証し、且つ／又は、回復時刻検知窓及び／又は安全間隔を設定するのに使用することができる代替の較正方法である。ステップ７５５及び７６０において、それぞれ、所与のＥＳＳ部位について活性化時刻及び回復時刻を検出するための、初期検知ベクトル及び基準点が選択される。ステップ７６５において、一連の期外収縮ペーシングパルスがＥＳＳ部位で送出される。期外収縮ペーシングパルスは、１次ペーシングパルスに続いて徐々に減少する期外収縮間隔で１次ペーシングパルス列内に挿入される。前の脱分極に続いて短い間隔でペーシングパルスを送出することは、不整脈を誘発する可能性があるため、方法７５０は、好ましくは、臨床的な管理下で実施される。捕捉が失われる間隔は、ＥＳＳ部位における局所不応期の終了部(the end of the local refractory period)の近似の大きさ(measure)として求められる。ステップ７７０において、捕捉喪失をもたらした最後の期外収縮パルス間隔が、局所終了部不応時間(local end refractory time)として記憶される。ステップ７７５において、活性化時刻及び回復時刻検出用の選択された検知ベクトル及び基準点を使用して、内因性の１次収縮又はペーシングされた１次収縮（Ｓ１）に続くＡＲＩが測定される。決定ステップ７８０において、局所終了部不応時間が、測定されたＡＲＩと比較されて、測定されたＡＲＩが終了部不応時間の許容可能な範囲内にあることを検証する。
【００６６】
測定されたＡＲＩ及び記憶された終了部不応時間が等しくない場合、ステップ７８５において、活性化時刻及び／又は回復時刻を検出するための、検知ベクトル及び／又は基準点を調整してもよい。ステップ７６５〜７８５は、測定された局所終了部不応時間とＡＲＩの間に許容可能な相関が得られると、決定ステップ７８０において判定されるまで繰り返される。別法として、ステップ７６５及びステップ７７０は、１回だけ実施され、安定した生理的条件が残っている限り、方法７５０は、ステップ７８５からステップ７７５へループバックしてもよく、ＡＲＩ測定値と以前に測定された終了部不応時間との間で十分な一致に達するまで、調整された測定パラメータでＡＲＩ測定が繰り返されるだけである。終了部不応時間とＡＲＩの間に十分な相関が得られると、活性化時刻及び回復時刻を検出するための、目下選択されている検知ベクトル及び基準点は、ステップ７９０において、ＥＳＳパルス送出のタイミングを制御する時に使用するために、所与のＥＳＳ部位についてのＡＲＩを測定するための動作用測定パラメータとして受容される。
【００６７】
ステップ７９５において、回復時刻検知窓は、局所終了部不応時間の測定値に基づいて設定されてもよい。一実施形態では、回復時刻検知窓は、ほぼ局所終了部不応時間の終了点上に中心があるように設定される。別法として、回復時刻検知窓は、局所不応時間の終了部より早期に始まるように設定される。回復時刻検知窓は、回復時刻を検出する時に先に述べたように使用されてもよい。
【００６８】
ステップ７９７において、ＥＳＩを設定する時に使用される安全間隔は、測定された終了部不応時間及びこの終了部不応時間と測定されたＡＲＩの終了部との任意の差に基づいて設定されてもよい。そのため、安全間隔は、検知されたＥＧＭ信号から測定される回復時刻とＥＳＳ部位において測定される近似終了部不応時間との間の任意の逸脱を補償するように設定されてもよい。安全間隔は、好ましくは、期外収縮刺激パルスが、受攻期後に安全に送出されるように選択される。方法７５０は、複数の心拍数範囲について固有の安全間隔が設定されるように、様々な心拍数で繰り返されてもよい。
【００６９】
方法７５０は、複数ＥＳＳ部位について繰り返されてもよい。方法７５０に含まれるステップは、回復時刻検知窓又は安全間隔を設定することなく、活性化時刻及び／又は回復時刻を検出するための検知ベクトル及び／又は基準点を選択する目的のためにのみ行われてもよい。別法として、方法７５０に含まれるステップは、検知ベクトル又は基準点の選択を調整することなく、回復時刻検知窓及び／又は安全間隔を設定するために実施されてもよい。
【００７０】
代替の実施形態では、１つ又は複数のＥＧＭ／ＥＣＧ信号は、外部プログラミングデバイス上で表示されてもよく、基準点は、測定された終了部不応時間又は測定された活動電位持続期間に対応する信号上に示される。臨床医は、その後、ＡＲＩの測定時に使用するために、終了部不応時間又は活動電位持続期間に最も密接に対応するＥＧＭ／ＥＣＧ信号（複数可）及び基準点（複数可）を選択してもよい。臨床医はまた、回復時刻検出窓の開始及び終了を設定するためにこの情報を使用する、且つ／又は、安全間隔をプログラムするためにこの情報を使用してもよい。
【００７１】
図６Ｂは、終了部不応時間を測定することに基づいてＥＳＳの送出を制御する１つの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。方法８００は、局所不応時間の終了部の近似の大きさを採用して、ＥＳＳ中に使用されるＥＳＩを設定する。ステップ８０２において、ＥＳＳパルスは、捕捉が喪失するまで、徐々に減少するＥＳＩで、１次ペーシングパルス列内に挿入される。ステップ８０４において、終了部不応時間は、捕捉が喪失された最後のパルス間隔として記憶される。ステップ８０６において、ＥＳＳ治療中に適用されるＥＳＩが、終了部不応時間と安全間隔を足した期間に等しく設定される。ステップ８０８において、ＥＳＳは、局所不応時間の終了部の近似の大きさに基づいて設定されたＥＳＩを使用して送出される。方法８００は、必要である場合にＥＳＩをリセットするために定期的に繰り返されてもよい。しかしながら、方法８００は、好ましくは、関連する不整脈誘発のリスクがあるため、臨床的な管理下で実施される。方法８００は、ＥＳＩを異なる心拍数の範囲にわたって設定するために、様々な心拍数で実施されてもよい。別法として、ＥＳＩの設定時に使用される安全間隔は、心拍数、測定された終了部不応時間に依存する可変パラメータ、又は他のプログラム可能な、自動調整式の、又は測定されるパラメータであってもよい。
【００７２】
図７は、測定された回復時刻に対応して期外収縮刺激の送出を制御するための、本発明に含まれる動作の全体の概要を提供するフロー図である。ステップ３５５において、１つ又は複数のＥＧＭ／ＥＣＧ信号が検知される。好ましい一実施形態では、検知された信号は、ＥＳＳ部位において、又は、その近くで検知された単極ＥＧＭ信号を少なくとも含む。先に述べたように、単極ＥＧＭから導出される活性化−回復間隔（ＡＲＩ）は、局所活動電位持続期間とよい相関を持つことが知られている。したがって、期外収縮刺激部位において、又は、その近くで測定される単極ＥＧＭ信号から導出される回復時刻は、回復時刻のかなり正確な値(measure)を提供することが予想される。しかしながら、ＥＳＳが、受攻期後に安全にタイミング調整されることを可能にすると思われる回復時刻のかなり正確な推定値は、２極「先端−リング」タイプ検知ベクトル、一体式２極「コイル−筐体」タイプ検知ベクトル、及び、さらに皮下ＥＣＧ信号を含む代替のＥＧＭ／ＥＣＧ検知ベクトルから導出される可能性があり、特に、この場合、こうした代替の検知ベクトルから測定される回復時刻と局所回復時刻との相関は、較正手順中に求められるか、又は、近似されることが考えられる。
【００７３】
ステップ３６０において、ＡＲＩは、検知されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号（複数可）から測定される。活性化時刻は、内因性Ｒ波又は誘発性Ｒ波であってもよいＲ波上で基準点が起こる時刻として測定される。回復時刻は、Ｔ波上で、１つ又は複数の選択された基準点が起こる時刻に基づいて検出される。ＡＲＩは、単一心周期中に測定される活性化時刻と回復時刻の間の時間間隔として測定される。ＡＲＩは、オプションで、複数の心周期にわたって測定されて、平均ＡＲＩを求めることができる。
【００７４】
ステップ３６５において、期外収縮刺激が、受攻期後に安全に送出されることを確実にするために、動作用期外収縮間隔は、測定されたＡＲＩ又は平均したＡＲＩと所定の安全間隔を足した期間に等しく設定される。ステップ３７０において、ＥＳＳパルスは、期外収縮パルス幅、パルス振幅、期外収縮刺激と正常洞心拍数又はペーシングされた心拍数との比、ＥＳＳ「オン」期間及び「オフ」期間等を含み得る他のプログラム可能な、又は、予め決めたＥＳＳ制御パラメータに従って、動作用ＥＳＩで送出される。一実施形態では、ステップ３６０において、後続の心周期（複数可）に関してＥＳＩを設定するために、ＡＲＩは、拍動ごとに、又は、より低い頻度で測定される。
【００７５】
図８は、拍動ごとに回復時刻を検出することに基づいて期外収縮刺激の送出を動的に制御する代替の方法を要約するフローチャートである。ステップ４０５において、ＥＧＭ／ＥＣＧ信号が、回復時刻を検出するために検知され、好ましくは、期外収縮刺激部位における回復時刻に関係付けられる。基準点時刻の許容できない逸脱を引き起こす、ノイズ又は生理的状況の変化のために、回復時刻を検出することができない場合、その拍動についてのＥＳＳパルスは、差し控えられるか、又は、予め決めたＥＳＩで送出されてもよい。
【００７６】
方法４００は、ステップ４０５に戻って、ＥＧＭ／ＥＣＧ信号を検知し、次の心周期に関して回復時刻検出を試みる。ステップ４１０における回復が検出されると、ステップ４１５において安全間隔が始動され、その後、ステップ４２０においてＥＳＳパルスが送出される。方法４００は、こうして、ＥＳＳパルスが、各心周期中に検出された回復時刻に対応して正確にタイミング調整されるように、回復時刻の拍動ごとの検出を可能にする。ＥＳＳパルスは、全ての心周期中に送出されなくてもよく、その場合、回復時刻検出及び期外収縮刺激パルス送出は、内因性心拍数又はペーシングされた心拍数に対する所望の割合（たとえば、２心周期ごとに、３心周期ごとに、等）で実施されることが認識される。
【００７７】
図９Ａは、活性化時刻及び回復時刻を検出し、且つＥＳＳを制御する方法を示すための、ＥＧＭ信号に対する時間関係で示したタイミング図である。先に示したように、ＥＧＭ信号に関する検知されたＲ波上の基準点は、活性化時刻（ＡＴ）３７２として検出されてもよい。タイミング図上で指示したＳ１事象３８０は、検出された活性化時刻３７２に対応して検出される。活性化時刻３７２は、先に説明したように、Ｒ波上の任意の所定の基準点に基づいて検出されてもよい。図９Ａに示す例では、活性化時刻は、活性化時刻閾値の交差（ＡＴ ＴＨＲＥＳＨ ３７１）によって検出される。
【００７８】
回復時刻を検出する方法は、回復時刻についての探索の的を絞るために、検出された活性化時刻に対して設定されたタイミング間隔を用いることを採用する。検出された活性化時刻の直後に、活性化時刻検出に続く、或る時間間隔の間、回復時刻ブランキング期間（ＲＴ ＢＬＡＮＫＩＮＧ ３７５）を回復時刻検出回路に適用することができ、ブランキング期間中は、活性化後のあまりに早期であるために、回復が起こることが予想されない。回復時刻ブランキング期間３７５は、活動電位のプラトー相の早期部分にほぼ対応する。
【００７９】
回復時刻ブランキング期間３７５が終了した後、回復時刻検知窓（ＲＴ  ＳＥＮＳＩＮＧ、３７７）の間に回復時刻検知が使用可能にされる。一実施形態では、回復時刻検知窓３７７は、Ｔ波の予想される出現時間上にほぼ中心があるように、較正手順中に時間的に配置されてもよい。代替の一実施形態では、回復時刻検知窓３７７は、回復時刻ブランキング期間３７５の終了から、Ｔ波に関する１つ又は複数の基準点に従って回復時刻（ＲＴ、３７４）が検出されるまで、又は、別の活性化時刻が検出されるまで、使用可能にされたままであってもよい。図９Ａに示す実施形態では、回復時刻を検出する指定された基準点は、Ｔ波が回復時刻閾値３７４を交差する時刻である。回復時刻が、検知されたＥＧＭ信号のデジタル信号解析を使用して検出される場合、回復時刻検知窓は、回復時刻として識別されるＴ波に関する基準点を探索するためにデジタル化されるべきＥＧＭ信号セグメントの初めと終わりを規定してもよい。
【００８０】
回復時刻検出は、タイミング図上で、回復時刻検知マーカ（ＲＴ ＳＥＮＳＥ ３７９）で指示される。上述した他の基準点は、回復時刻の推定時に使用するために、回復時刻検知窓の間に探索されてもよい。回復時刻を検出する前に第２の活性化時刻が検出される場合、回復時刻ブランキング期間３７５及び回復時刻検知３７７は、次の回復時刻を探し始めるためにリセットされる。前の介入する回復時刻は、未検出のままになっている。ＥＳＳ治療が使用可能にされる場合、ＥＳＳパルス（Ｓ２ ３８２）は、回復時刻検出３７９によって開始する安全間隔（ＳＩ ３８６）の終了によって送出される。別法として、検出された活性化時刻３７２と回復時刻３７４の間で測定されたＡＲＩ ３８４は、次の心周期に関するＳ２パルスのタイミングを制御するのに使用されるＥＳＩ ３８８を設定するために、所定の安全間隔３８６に付加することができる。
【００８１】
「トリガされた」又は「結合された」ペーシングとも呼ばれる、内因性Ｒ波に続くＥＳＳ中に適用されるＥＳＩ、及び、「対のペーシング」とも呼ばれる誘発性Ｒ波に続くＥＳＳ中に適用されるＥＳＩは、内因性ＡＲＩとペーシングされたＡＲＩの差を補償するために一意に規定されてもよい。図９Ｂは、代表的なＥＧＭ信号の図及び対のペーシング中のＥＳＳの動作を示すタイミング図である。この実施形態では、心臓ペーシング中のＡＲＩは、１次ペーシングパルス（Ｓ１ ＰＡＣＥ）と続けて測定される回復時刻（ＲＴ）の間の時間間隔として測定される。別法として、ＡＲＩは、誘発性ＱＲＳ信号上の基準点と続けて測定される回復時刻の間の時間間隔として測定されてもよい。対のペーシング中のＥＳＩは、測定されたＡＲＩと安全間隔（ＳＩ）の和として設定される。動作時、対のペーシング用のＥＳＩは、Ｓ１ペーシングパルスに続いて適用され、そのすぐ後にＳ２ペーシングパルス（Ｓ２ ＰＡＣＥ）を伴う。内因性心臓活動が、デマンド(demand)ペーシングモード中に心臓ペーシングを妨げる場合、図９Ａに関連して上述した方法に従って設定された、結合されたペーシングについてのＥＳＩが適用される。そのため、ペーシングされたＳ１に続いて適用されるＥＳＩ及び内因性Ｓ１事象に続いて使用されるＥＳＩは、同じであるか、又は、一意に規定されてもよい。
【００８２】
図１０は、回復時刻の検出に基づいてＥＳＳの送出を制御するさらに別の実施形態のフロー図である。利用可能なリード線システムに応じて、ＥＳＳ動作中に、近方場ＥＧＭ信号を検知するのではなく、遠方場ＥＧＭ又は皮下ＥＣＧ信号を検知することが望ましい場合がある。たとえば、対のペーシング中に、局所ＥＧＭ信号が、ペース後分極アーチファクトによって汚染される場合がある。しかしながら、利用可能な遠方場ベクトル構成によっては、拍動ごとにＥＳＩを動的に制御する時に使用するための、ＥＳＳ部位における回復時刻が、遠方場信号から容易には確認されない場合がある。図１０の方法４５０は、局所ＥＧＭ信号から検出された局所回復時刻が、遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ信号上に時間的にマッピングされ、ＥＳＳ部位における局所回復時刻に対応する遠方場信号（又はＥＣＧ信号）上の基準点を提供する「マッピング」手順を提供する。
【００８３】
方法４５０は、局所ＥＧＭ信号及び遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ信号を選択し、同時に検知することによって、ステップ４５５によって開始する。ステップ４６０において、先に述べた方法に従って、局所ＥＧＭ信号上で局所回復が検出される。ステップ４６５において、局所ＥＧＭ信号上の局所回復に関連する時点が遠方場信号上で識別されて、それにより、局所回復時刻を遠方場信号上に「マッピング」する。ステップ４７０において、この時点は、ＥＳＳ部位における局所回復のための遠方場基準点として記憶される。この時点は、最大ピーク又は最小ピーク、最大微分係数又は最小微分係数等のような、遠方場信号のＴ波上の別の基準点に対応して記憶されてもよい。基準時点は、別法として、遠方場信号上のＲ波検出に対応して記憶されてもよい。マッピング手順が心臓ペーシング中に実施される場合、基準時点は、ペーシングパルスの送出に対応して記憶されてもよい。
【００８４】
遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ信号上の局所回復を表す基準点を記憶すると、ＥＳＳパルスの送出のタイミングを調整するために、ステップ４７５において、ＥＳＳ動作中に遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ検知が実施される。ステップ４８０において、基準点が、検知された遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ上で識別される。ステップ４８５において、予め決めた安全間隔が、タイムアウトすることが可能になり、それによって、期外収縮刺激が受攻期後に安全に発生することが確実になる。ステップ４９０において、期外収縮刺激は、遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ上の検出された基準点に従って拍動ごとに調整されるＥＳＩで送出される。ステップ４７５〜４９０は、ＥＳＳ送出が使用可能にされている限り、連続して繰り返される。局所回復時刻を遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ信号上にマッピングするためのステップ４５５〜４７０は、遠方場ＥＧＭ／ＥＣＧ信号上で、ＥＳＳ部位における局所回復時刻を表す正確な基準点を維持するために、定期的に繰り返すことができる。
【００８５】
回復時刻検出に基づいてＥＳＩを自動的に調整する方法は、期外収縮後心拍数に関する血行力学的機能又は機械的心機能を最適にするために行われる調整をさらに含むことが考えられる。最小の許容可能なＥＳＩは、測定された回復時刻に基づいて設定されてもよい。生理的センサを使用して期外収縮後拍動中に測定される血行力学的機能パラメータ又は機械的心機能パラメータを最大にするために、ＥＳＩは最小限界より大きな間隔に調整されてもよい。
【００８６】
図１１は、回復時刻と、１つ又は複数の機械的心機能指数の両方に基づいてＥＳＩ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り、機械的心機能指数は、血行力学的指数又は心筋収縮性能指数であってもよい。ステップ５０５において、前に述べた方法に従って回復時刻が測定されて、最小ＥＳＩが設定される。最小ＥＳＩは、ＥＳＳパルスが受攻期後に安全に送出されるように、回復時刻を越えてわずかに延びる間隔として設定される。
【００８７】
ステップ５１０において、最適ＥＳＩを識別する反復手順が、ＥＳＩを試験ＥＳＩ値の第１のセットに設定することによって開始する。試験ＥＳＩ値は、ステップ５０５において求めた最小ＥＳＩから増加する増分の、且つ、最小ＥＳＩを含む所定の数の値であってもよい。試験ＥＳＩは、ランダムな順序で、又は全体に降順若しくは昇順で適用することができる。ステップ５１０において、第１の試験間隔を設定した後、ステップ５１５において、ＥＳＳタイミングを制御するための選択されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号が受け取られ、ステップ５２５において、ＥＳＳは、期間Ｔ又は所定の数の心周期の間、試験ＥＳＩで送出される。所定の試験時間間隔Ｔは、数秒から数分の程度であってもよく、好ましくは、新しいＥＳＩを適用した後に、血行力学的安定化に達することが可能になるのに十分に長い。
【００８８】
安定化期間後、ＥＳＳは、適用された試験ＥＳＩで続き、ステップ５３０において、血行力学的機能又は機械的収縮機能に関連する１つ又は複数の生理的信号が検知される。血行力学的心機能又は収縮の心機能を評価するのに使用し得る生理的センサの例は、心房、心室、又は動脈血圧センサ、心臓内又は動脈血流センサ、心拍出量を評価するために胸部インピーダンス又は心臓インピーダンスを測定するための電極、心臓音センサ、又は心臓壁運動の加速度計又は他のセンサを含むが、それに限定されない。血行力学的機能又は心筋収縮機能は、１つ又は複数の期外収縮後拍動中に測定されるか、又は、適用されたＥＳＳ中に、所定の期間又は所定の数の心周期にわたって平均化されてもよい。
【００８９】
ステップ５３５において、血行力学的機能又は収縮機能の指数は、検知された信号（複数可）から求められ、対応する試験ＥＳＩと共に記憶される。一実施形態では、心臓性能指数は、先に援用されたBennett他に対する米国特許第５，２１３，０９８号に全体が記載されるように求められてもよい。ステップ５４０において、方法５００は、全ての試験ＥＳＩが適用されたか否かを判定する。全てが適用されていない場合、方法５００は、ステップ５１０に戻って、次の試験間隔を適用し、その試験間隔に関連する血行力学的機能又は機械的心機能の指数を取得し、記憶する。全ての試験間隔が適用されると、ステップ５４５において、回復時刻検出に基づいて許容される最小ＥＳＩ以上であり、且つ最大の血行力学的機能又は心筋収縮機能をもたらす最適設定に、動作用ＥＳＩが設定される。
【００９０】
ステップ５５０において、ＥＳＳは、プログラムされたＥＳＳ動作用パラメータに従って最適化されたＥＳＩで送出される。検知された内因性Ｒ波に続く最適ＥＳＩ及びペーシング誘発性Ｒ波に続く最適ＥＳＩは、方法５００に従って個々に求められ、それぞれ、結合したＥＳＳ及び対のＥＳＳ中に適用されることが認識される。
【００９１】
１つの刺激部位において、測定された回復に続く安全間隔でＥＳＳを適用するための、本明細書に提示される方法は、２つ以上の刺激部位のそれぞれにおいて回復を測定することに基づいて２つ以上の刺激部位においてＥＳＳを送出することに拡張することができることがさらに認識される。ＥＳＳの１つの効果は、期外収縮刺激が適用されると、脱分極波面伝播が遅くなる可能性があることである。複数部位ＥＳＳ中に、ＥＳＳ部位から別のペーシング部位又は別のＥＳＳ部位への活性化波面の伝播が遅くなる場合がある。活性化伝播の変化は、所与の心周期の間の心臓を通した電気的活性化及び回復の時間のばらつきを変える場合がある。電気的活性化、回復、及び活性化と回復の間の間隔のばらつきの増加は、不整脈についての重要な基盤を生成する。再分極のばらつき及び再分極勾配の向きは、リエントラントな頻脈に対する受攻性の重要な決定要素である場合がある。電気的ばらつきを監視するシステム及び方法は、参照によりその全体が本明細書に援用される、Burnesに対する同時係属中の米国特許出願第Ｐ１１２１５号に全体が開示される。複数部位ＥＳＳ中に、回復のばらつきを維持するか、又は、減少させることが望ましい。
【００９２】
図１２は、複数部位ＥＳＳを適用する方法を要約するフローチャートであり、刺激部位間の相対的回復時刻が維持されるか、又は、回復時刻のばらつきが減少される。ステップ６０１において、選択されたＥＧＭ信号が受け取られ、そのＥＧＭ信号から、ステップ６０５において、複数のＥＳＳ部位のそれぞれにおける回復時刻が測定される。ステップ６１０において、所与の心周期又は順次に記録した同様な拍動のセットの間に、刺激部位のそれぞれにおいて回復時刻間の差を求めることによって、回復時刻のばらつきが求められる。埋め込み式システムを使用して回復時刻のばらつきを測定する詳細な方法は、Burnesに対する同時係属中の米国特許出願第Ｐ１１２１５号に提供される。
【００９３】
ステップ６１５において、期外収縮刺激が、各ＥＳＳ部位において、回復後に安全に送出されることを確実にするために、先に述べた方法に従って求めたＥＳＩで、２つ以上の選択された部位に複数部位ＥＳＳが送出される。ステップ６２０において、回復のばらつきが、期外収縮後拍動中に測定される。決定ステップ６２５において、期外収縮後のばらつきが、ステップ６１０において行ったＥＳＳ前のばらつき測定に比較して増加したか否か、又は、所定の許容可能なレベルより大きいか否かについての判定が行われる。回復のばらつきが、不変であるか、又は、許容可能なレベル未満である場合、方法６００は、ステップ６１５に戻り、目下のＥＳＩでＥＳＳが続く。
【００９４】
しかしながら、ＥＳＳ前のばらつきの大きさと比較して、ばらつきが、大きい、すなわち、増加している場合、回復のばらつきを減少させるために、ステップ６３０において、１つ又は複数のＥＳＩ及び／又はＶ−Ｖ間隔等の心臓ペーシング間隔が調整されてもよい。ステップ６１５において、調整された間隔でＥＳＳが送出され、ステップ６２０において、回復のばらつきが再び求められる。ステップ６３０において、回復のばらつきが、許容可能なレベル、又は、ＥＳＳ前のばらつきレベルに減少するまで、ＥＳＩ及び／又は心臓ペーシング間隔に対する調整を行うことができる。複数部位ＥＳＳが、回復のばらつきを不利に変えないことを確実にするために、回復のばらつきの測定は、定期的に実施されてもよい。
【００９５】
図１３は、或る範囲の心拍数にわたって測定したＡＲＩに基づいて以前に求めたＥＳＩに従ってＥＳＳを制御する方法を要約するフローチャートである。この実施形態では、ＥＳＩが各心拍数について求められ、記憶されるように、ＡＲＩは、異なる心拍数について測定され、ＡＲＩを再測定し、新しいＥＳＩを計算することを必要とすることなく、内因性心拍数又はペーシングされた心拍数の変動についての自動ＥＳＩ調整を可能にする。図１３に示す方法６５０は、ＥＳＩの「ルックアップ」テーブルを編集するステップ及び「ルックアップ」テーブルに記憶されたＥＳＩでＥＳＳを送出するステップを含む。
【００９６】
ステップ６５５において、初期心拍数が求められる。心拍数は、内因性レート、洞性レート、又はペーシングされたレートであってもよい。ステップ６６０において、回復を検出するために選択されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号が検知され、ステップ６６５において、先に述べた方法に従って、ＡＲＩが測定される。ステップ６７０において、検出された／ペーシングされた心拍数を含む、所与の心拍数又は予め決めた範囲について、ＥＳＩが、測定されたＡＲＩと安全間隔ＳＩの和として記憶される。安全間隔は、プログラム可能な設定であるか、又は、測定されたＡＲＩ又は心周期長等の別のプログラムされた、又は、測定されたパラメータの関数であるか、又は、そのパラメータによって変わってもよい。
【００９７】
ステップ６７５において、方法６５０は、ＥＳＩルックアップテーブルが、複数の心拍数又は心拍数範囲について完成したか否かを判定する。テーブルが完成していない場合、ステップ６８０において、心拍数を増加させる。ＥＳＩルックアップテーブルを生成するために実施されるステップは、ステップ６８０における心拍数の増加が、たとえば、制御されたトレッドミル又は固定式自転車運動による、運動によって誘発されるように、臨床的な管理下で実施されてもよい。心拍数が一定レベルに達するまで運動するように患者に求め、その後、所与の心拍数ゾーンについて適切なＥＳＩを求めるためのステップ６６０〜６７５が繰り返される間、同じレベルの運動を維持するように患者に求めることによって、複数の心拍数ゾーンを試験することができる。別法として、心拍数の増加は、ペーシングレートを段階的な増加分で増加させることによって、制御することができる。ＥＳＩルックアップテーブルを生成するための、ペーシングによって誘発される心拍数の増加は、臨床的な管理が有る状態又は無い状態で自動的に実施されてもよい。２つ以上の心拍数又は心拍数ゾーンが、ＥＳＩルックアップテーブルに含まれてもよい。
【００９８】
ルックアップテーブルが完成すると、ステップ６８２において、ＥＳＳ治療が使用可能にされる。ステップ６８４において、内因性か又はペーシングされた、目下の心拍数が、検出され、すなわち、識別され、ステップ６８６において、対応する心拍数についてのルックアップテーブルに記憶された値に基づいてＥＳＩが設定される。ステップ６９０において、所与の心拍数又は心拍数ゾーンについて安全であり、且つ、適切であると以前に判定したＥＳＩでＥＳＳが送出される。ＥＳＳ送出にわたって、内因性の／ペーシングされた心拍数は、決定ステップ６９２に示すように、異なる心拍数ゾーンへのシフトがあるかを監視される。内因性のレート又はペーシングされたレートが、異なる心拍数ゾーンへ増加又は減少する場合、方法６５０は、ステップ６８６に戻って、新しい心拍数ゾーンに対応する記憶されたルックアップテーブルＥＳＩ値にＥＳＩを調整する。ステップ６９０において、ＥＳＳが、調整されたＥＳＩで適用される。
【００９９】
病状、医学的治療、又は他の生理的状況の変化に伴って起こり得る様々な心拍数におけるＡＲＩの変化に従って、記憶したＥＳＩを更新するために、ＥＳＩルックアップテーブルを編集するステップ６５５〜６８０は、定期的に実施されてもよい。
【０１００】
図１４は、心房ＥＳＳの送出を制御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。心室における回復時刻の検出に基づいて心室ＥＳＩを自動的に調整するための上述した方法は、心房腔における回復を検出すること、及び／又は、心房ＡＲＩを測定することに基づいて心房ＥＳＩを自動的に調整するように変更されてもよいことが認識される。心房内で送出されたＥＳＳパルスは、心室に伝導して、心房と心室の両方におけるＰＥＳＰにより機械的増大(augmentation)を生成することができる。しかしながら、１次心室収縮に続く心室受攻期中における心房期外収縮刺激の心室への急速な伝導による心室不整脈を誘発することを回避するために、心室調律を監視し、心房収縮と期外収縮が共に心室に伝導する場合、及び、伝導した期外収縮が心室ＡＲＩと安全間隔を足した期間の間に起こる場合、心房ＥＳＳパルスを禁止するか、又は、調整することが望ましい。
【０１０１】
方法８１０は、内因性心房収縮を検出するか、又は、心房Ｓ１事象と呼ばれる１次心房ペーシングパルスを送出することによって、ステップ８１２において開始する。ステップ８１４において、心房ＥＳＩタイマは、前に求めた心房ＥＳＩに対応して設定される。心房ＥＳＩは、心房ＡＲＩの測定値に基づいて設定されてもよい。ステップ８１６において、方法８１０は、心室ＥＧＭ／ＥＣＧ信号を監視して、心房ＥＳＩ中に起こる任意の心室活性化を検出する。心房Ｓ１事象は、心室に伝導し、心室Ｓ１活性化をもたらすことができる。心室活性化が、心房ＥＳＩ中に検出されない場合、ステップ８２０において、予定された心房ＥＳＳパルスが送出され、方法８１０は、ステップ８１２に戻って、心房ＥＳＳ送出を続ける。
【０１０２】
しかしながら、（決定ステップ８１６において）心室Ｓ１活性化が、心房ＥＳＩ中に検出される場合、方法８１０は、ステップ８２２において、心室Ｓ１回復時刻を監視し始める。ステップ８２３において、心房ＥＳＩの終了によって、予定されたように心房ＥＳＳパルスが送出される。ステップ８２４において、デバイスは、心室Ｓ１ ＲＴの前に、又は、心室ＲＴの直後の安全間隔中に起こる期外収縮の伝導を求めて心室ＥＧＭ／ＥＣＧ信号を監視する。心房期外収縮が、心室Ｓ１ ＡＲＩと安全間隔を足した期間の間に心室に伝導しない場合、方法８１０は、ステップ８１２に戻って、心房ＥＳＳを送出し続ける。
【０１０３】
しかしながら、（決定ステップ８２４において）第２の心室活性化が、心室Ｓ１ ＡＲＩと安全間隔を足した期間の間に検出されるように、心房期外収縮が心室に伝導する場合、ステップ８２６において、次の心周期に関して、期外収縮の伝導が、心室Ｓ１ ＡＲＩと安全間隔を足した期間の後に起こるように、心房ＥＳＩを調整することができる。心房ＥＳＩを長くすることによって、心房からの伝導した期外収縮は、１次心室収縮に続く受攻期後に心室を脱分極するであろう。別法として、ステップ８２６において、心房ＥＳＳを使用不能にして、心室受攻期中に起こる急速に伝導する期外収縮の任意のリスクを回避することができる。
【０１０４】
図１５は、回復時刻を検出することに基づいて非興奮性刺激パルスの送出を制御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。心筋の回復を検出するための、本明細書に述べる方法は、心筋不応期及び受攻期に対して慎重なタイミング調整を必要とする他のタイプの電気刺激治療の送出を制御する時に有効に実施することができると考えられる。先に述べたように、心筋不応時間中に送出される非興奮性刺激（ＮＥＳ）は、心臓の収縮性を調整する方法として提案された。本発明によって提供される方法及び装置を使用したＡＲＩの測定は、ＮＥＳパルスのタイミングを制御する時に使用されてもよい。
【０１０５】
方法８５０は、選択されたＥＧＭ信号又はＥＣＧ信号を検知することによってステップ８５５において開始して、ステップ８６０において、ＥＧＭ信号又はＥＣＧ信号からＡＲＩを測定する。ペーシングされた事象又は内因性事象に続いて、ＮＥＳパルス送出が始動される非興奮性刺激間隔（ＮＥＳＩ）は、ステップ８６５において、測定されたＡＲＩ及び送出されるＮＥＳパルスの数に基づいて設定される。ＮＥＳＩは、測定されたＡＲＩの所定のパーセンテージとして、又は、ＮＥＳパルスが心筋不応時間の終了の前に送出されることを確実にするのに使用される所定の安全間隔を、測定されたＡＲＩから差し引いた間隔として設定されてもよい。
【０１０６】
ステップ８７０において、ＮＥＳ治療が使用可能にされる。ステップ８７５において、１次収縮Ｓ１は、検知されるか、又は、ペーシングされる。ペーシングするか、又は、１次収縮を検知することによって、ステップ８８０において、ＮＥＳＩタイマがセットされる。方法８５０は、ステップ８８３において、ＮＥＳＩタイマが終了するのを待ち、その後、ステップ８８５において、ＮＥＳパルスが送出される。
【０１０７】
方法８５０は、ステップ８８７において、回復時刻を探索する。回復は、ＮＥＳパルスの前で、その間に、又は、その後で起こる可能性があり、したがって、回復時刻の監視は、回復時刻検知及びＮＥＳに使用される電極に応じて、ＮＥＳパルス送出の前後で実施されてもよく、ＮＥＳパルス送出中に起こってもよい。ステップ８９０において、方法８５０は、ＮＥＳパルスのタイミングが、回復時刻と安全間隔を足した期間を超えたか否かを判定する。別法として、回復時刻は、ＮＥＳパルスが送出された後にだけ探索されてもよく、回復時刻が検出されない場合、回復は、ＮＥＳパルス送出の前又は送出中に起こったと考えられる。
【０１０８】
決定ステップ８９０において、ＮＥＳパルスのタイミングが、回復時刻と安全間隔を足した期間以内で起こると判定される場合、方法８５０は、ステップ８７５に戻って、ＮＥＳ治療を続ける。決定ステップ８９０において、ＮＥＳパルスのタイミングが、回復時刻と安全間隔を足した期間を超えたと判定される場合、ステップ８９３において、ＮＥＳＩ及び／又はＮＥＳパルスの数が調整される。ＮＥＳが使用可能のままである限り、方法８５０は、ステップ８７５に戻って、次の１次収縮を検知／ペーシングする。検出された回復時刻に従ってＮＥＳＩ及び／又はＮＥＳパルスの数を調整するステップ８９３は、図１５に示すように、オプションで、拍動ごとに、又は、より低い頻度で、又は、ＮＥＳパルスが回復時刻と安全間隔を足した期間を超えた時だけ実施されてもよい。
【０１０９】
こうして、検知されたＥＧＭ／ＥＣＧ信号に基づいて回復時刻を測定し、検出された回復時刻に対応して心臓刺激パルスのタイミングを制御する埋め込み可能システム及び関連する方法が述べられた。本発明によって、受攻期中に送出される期外収縮刺激パルスによって不整脈を誘発するというリスクの可能性を最小にしながら、機械的な心不全を処置するための電気刺激治療において、期外収縮後増強の血行力学的利益を得ることが可能になる。本発明は、本明細書に提示する特定の実施形態に従って述べられたが、これらの実施形態は、添付の特許請求の範囲に関して例示的であって、制限的でないことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１Ａ】本発明を実施することができる、本明細書で「埋め込み可能医療デバイス」すなわち「ＩＭＤ」と呼ぶ例示的な心臓刺激デバイスの図である。
【図１Ｂ】患者の心臓に埋め込まれたリード線のセットに結合された代替のＩＭＤの図である。
【図２Ａ】図１Ａに示す埋め込み可能医療デバイスの機能概略図である。
【図２Ｂ】心筋の回復時刻を検出する専用回路機構を含む、図１ＢのＩＭＤの代替の実施形態の機能概略図である。
【図３Ａ】図２ＢのＩＭＤに含まれる回復時刻検出回路機構の高レベルブロック図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＴ波特徴部検出器によって実施される信号処理操作を要約する機能ブロック図である。
【図４Ａ】代表的な心臓活動電位信号、及び心筋の回復時刻を検出するのに使用することができる単極ＥＧＭ信号の図である。
【図４Ｂ】様々な心拍数における検知されたＴ波上の３つの異なる基準時点に従って回復時刻を検出することに基づく、測定された活性化回復間隔（ＡＲＩ）のサンプル図である。
【図５】ＡＲＩ測定値を検証する較正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６Ａ】ＡＲＩ測定値を検証し、且つ／又は、回復時刻検知窓及び／又は安全間隔を設定するのに使用することができる代替の較正方法を示す図である。
【図６Ｂ】終了部不応時間を測定することに基づいてＥＳＳの送出を制御する１つの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７】測定された回復時刻に対応して期外収縮刺激の送出を制御するための、本発明に含まれる動作の全体の概要を提供するフロー図である。
【図８】拍動ごとに回復時刻を検出することに基づいて期外収縮刺激の送出を動的に制御する代替の方法を要約するフローチャートである。
【図９Ａ】活性化時刻及び回復時刻を検出し、且つＥＳＳを制御する方法を示すための、ＥＧＭ信号に対する時間関係で示したタイミング図である。
【図９Ｂ】代表的なＥＧＭ信号の図、及び対のペーシング中のＥＳＳの動作を示すタイミング図である。
【図１０】遠方場ＥＧＭ又は皮下ＥＣＧ信号を使用して、回復時刻の検出に基づいてＥＳＳの送出を制御するさらに別の実施形態のフロー図である。
【図１１】回復時刻と、１つ又は複数の機械的心機能指数の両方に基づいてＥＳＩ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って、機械的心機能指数は、血行力学的指数又は心筋収縮性能指数であってもよい、フローチャートである。
【図１２】複数部位ＥＳＳを適用する方法を要約するフローチャートであって、刺激部位間の相対的回復時刻が維持されるか、又は回復時刻のばらつきが減少される、フローチャートである。
【図１３】或る範囲の心拍数にわたって測定したＡＲＩに基づいて、以前に求めたＥＳＩに従ってＥＳＳを制御する方法を要約するフローチャートである。
【図１４】心房ＥＳＳの送出を制御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１５】回復時刻を検出することに基づいて非興奮性刺激パルスの送出を制御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。
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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