(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓信号の表示を管理するシステムであって、
第１の通信経路に沿って第１のスループットに従って伝達される第１のデータストリームを受信する第１の入力部と、
第２の通信経路に沿って第２のスループットに従って送信される第２のデータストリームを受信する第２の入力部であって、前記第１のスループットおよび前記第２のスループットは互いに非同期であり、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームは、それぞれ外部電極および埋め込み電極によって検知された１つ以上の共通のイベントについての心臓信号を伝送する、該第２の入力部と、
前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームからのデータをそれぞれ第１のメモリバッファおよび第２のメモリバッファに格納するメモリと、
プログラム命令を実行するときに、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる同期操作を実行する１以上のプロセッサであって、（ｉ）前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作、および（ｉｉ）前記第１のメモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作の少なくとも１つを実行して前記第１および第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる、該１以上のプロセッサと、
データ表示レートで前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファからデータを読み出すことにより、その上に前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示するディスプレイとを含み、
以下の４つの特徴、
（１）前記第２のメモリバッファにロードされた前記第２のデータストリームからのデータ量を、前記第２のメモリバッファのサイズ閾値と比較する比較操作に基づいて前記データ表示レートを調整するように構成される、
（２）前記同期操作のために、前記管理操作を実行し、前記システムは、前記第１のデータストリームが前記第１のメモリバッファの主セグメントの後端をいつオーバーフローするかを判定し、前記オーバーフローに基づく量だけ前記第１のデータストリームの先頭部分を除去するように構成される、
（３）（ｉ）前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作において、前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、前記第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化をオフセットするか、または（ｉｉ）前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作は、前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化する前に前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを含み、前記先頭セグメントは前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する、および
（４）前記１以上のプロセッサは、前記データ表示レートを調整するために、前記第１および前記第２のデータストリームが前記第１および前記第２のメモリバッファから読み出される読み出しレートを管理するように構成される、
のうちの１つの特徴を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１の入力部に接続された検知回路をさらに含み、前記第１の入力部は、ＥＣＧデータを第１のデータストリームとして検知するＥＣＧ電極を有する１つ以上のＥＣＧリードに接続されるように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシステムであって、
前記第２の入力部に接続された受信機をさらに含み、前記受信機は、埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）と通信して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ伝送プロトコルに従って前記ＩＭＤから前記第２のデータストリームとしてＥＧＭデータを受信するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記第１のスループットは連続した均一なデータストリームを表し、前記第２のスループットは断続的なバーストを表すことを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記第２のメモリバッファにロードされた前記第２のデータストリームからのデータ量を、前記第２のメモリバッファのサイズ閾値と比較する比較操作に基づいて前記データ表示レートを調整するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記同期操作のために、前記管理操作を実行し、
前記システムは、前記第１のデータストリームが前記第１のメモリバッファの主セグメントの後端をいつオーバーフローするかを判定し、前記オーバーフローに基づく量だけ前記第１のデータストリームの先頭部分を除去するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムであって、
前記オーバーフローは、前記第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに格納されている前記第１のデータストリームの後入れデータサブセットを表し、前記先頭部分を除去する除去操作は、前記先頭部分として、前記第１のメモリバッファの先頭から前記第１のデータストリームの先出しデータサブセットをパージし、パージされる前記先出しデータサブセットは、前記オーバーフローセグメントにオーバーフローする前記後入れデータサブセットの長さに対応する長さを有することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作において、前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、前記第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化をオフセットするか、または
前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作は、前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化する前に前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを含み、前記先頭セグメントは前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応することを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムであって、
前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作は、前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化する前に前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを含み、前記先頭セグメントは前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応することを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記第２の通信経路は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）ワイヤレスリンクに対応することを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記１以上のプロセッサは、前記データ表示レートを調整するために、前記第１および前記第２のデータストリームが前記第１および前記第２のメモリバッファから読み出される読み出しレートを管理するように構成されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般的に、心臓信号の表示を管理するための方法およびデバイスに関し、特に、２つ以上の非同期通信経路から受信したデータに基づいて心臓信号の表示を管理する方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）テレメトリ（遠隔測定）を利用して、ベッドサイドモニタおよび／またはプログラマなどの外部デバイスと通信する次世代の心臓律動管理（ＣＲＭ）のための埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）が提案されている。最近、リアルタイムデータのスクロール表示を提供するようにモニタまたはプログラマを構成することが提案されている。プログラマ／モニタは、心臓律動をモニタするための２種類のリアルタイムデータを受信できる。一方は心電図（ＥＣＧ）データ、他方は電位図（ＥＧＭ）データである。ＥＣＧデータはＩＭＤによって処理され、プログラマ／モニタに無線で送信されるが、ＥＣＧデータは直接取り付けられたリード線を介して患者の体から記録される。
【０００３】
しかし、モニタ／プログラマがＥＣＧおよびＥＧＭデータを同時にリアルタイムで表示しようとすると問題が生じる。両方のタイプのリアルタイムデータ（ＥＣＧとＥＧＭ）は心臓から同時に生成されるが、ＥＣＧとＥＧＭデータは、データが患者からモニタまたはプログラマに移動するときに異なる経路を辿る。異なる経路により異なる遅延が発生し、ＥＣＧおよびＥＧＭデータはモニタまたはプログラマに非同期で到着する。これを修正しないままにすると、非同期のデータがモニタ／プログラマのディスプレイに表示され、同期化された表示がされない。ＥＣＧおよびＥＧＭデータが同期したコヒーレントな方式で表示されない場合、誤解を生ずる情報がディスプレイに表示されることがあり得る。
【０００４】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）技術を利用してＥＧＭデータをＩＭＤからモニタ／プログラマに送信すると、ＥＣＧデータとＥＧＭデータの非同期の程度がさらに広がる。ＢＬＥプロトコルに固有の特性は、一定のストリームではなく、短いバーストでデータを送信することである。ＢＬＥプロトコルは利用可能な最大のＢＬＥ帯域幅を利用しようとするが、ＢＬＥプロトコルは、リアルタイムＥＧＭトレースのスムーズな同期スクロール表示を可能にする方法でＥＧＭデータを提供するように最適化されてはいない。また、ＩＭＤはＥＧＭデータを処理するための一定量の処理遅延と、外部モニタまたはプログラマにＥＧＭデータを送信するための通信遅延を導入する。処理と通信の遅延により一定の遅延と不確定な遅延が発生し、この遅延が表されたリアルタイムＥＧＭデータの表示が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９３３３３５１号明細書
【特許文献２】米国特許第９０４４６１０号明細書
【特許文献３】米国特許第９２１６２８５号明細書
【特許文献４】米国特許第８８３１７４７号明細書
【特許文献５】米国特許第８３９１９８０号明細書
【特許文献６】米国特許第９２３２４８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアプローチは、設計上の課題として、さまざまな遅延を補正していないこと、ＥＧＭデータの短いバーストを望ましいレートでＥＧＭデータの一定のストリームに変換しないことがある。また従来のアプローチでは、臨床医が適切な診断を実行できるように同期化されたＥＣＧおよびＥＧＭデータは表示されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書の実施形態によれば、心臓信号の表示を管理する方法が提供される。前記方法は、データストリームのそれぞれのスループットが互いに非同期である第１のデータストリームと第２のデータストリームを受信することを含む。第１および第２のデータストリームは、１つ以上の共通のイベントについての心臓信号を伝送する。前記方法およびシステムは、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームからのデータをそれぞれ第１のメモリバッファおよび第２のメモリバッファに格納し、第１のメモリバッファおよび第２のメモリバッファに格納されたデータを同期させることをさらに含む。前記方法およびシステムは、データ表示レートで前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファからデータを読み出すことにより、ディスプレイ上に前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示する。
【０００８】
選択に応じて、前記方法は、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作をすることにより、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる。
【０００９】
選択に応じて、前記方法は、前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作を実行することにより、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる。
【００１０】
選択に応じて、前記方法は、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作をすることにより、かつ前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作の少なくとも１つを実行することにより、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる。
【００１１】
本明細書の実施形態によれば、心臓信号の表示を管理する方法が提供される。前記方法は、第１の通信経路に沿って第１のスループットで伝達される第１のデータストリームを受信し、第２の通信経路に沿って第２のスループットで送信される第２のデータストリームを受信する。前記第１のスループットおよび前記第２のスループットは互いに非同期である。前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームは、それぞれ外部電極および埋め込み電極によって検知された１つ以上の共通のイベントについての心臓信号を伝送する。前記方法は、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームからのデータをそれぞれ第１のメモリバッファおよび第２のメモリバッファに格納する。前記方法は、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作、および前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作の少なくとも１つを実行することによって、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる同期操作を実行する。前記方法は、データ表示レートで前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファからデータを読み出すことにより、ディスプレイ上に前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示する。
【００１２】
選択に応じて、前記方法は、前記データ表示レートを調整するために、前記第１および前記第２のデータストリームが前記第１および前記第２のメモリバッファから読み出される読み出しレートを管理する。選択に応じて、前記方法は、前記第２のメモリバッファにロードされた前記第２のデータストリームからのデータ量を、前記第２のメモリバッファのサイズ閾値と比較することと、前記比較するステップの比較操作に基づいて前記データ表示レートを調整することをさらに含む。
【００１３】
選択に応じて、前記方法は、前記第１のデータストリームが前記第１のメモリバッファの主セグメントの後端をいつオーバーフローするかを決定し、前記オーバーフローに基づく量だけ前記第１のデータストリームの先頭部分を除去する前記管理操作を実行する。選択に応じて、前記オーバーフローは、前記第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに格納されている前記第１のデータストリームの後入れデータサブセットを表し、前記除去するステップの除去操作は、前記先頭部分として、前記第１のメモリバッファの先頭から前記第１のデータストリームの先出しデータサブセットをパージする。パージされる前記先出しデータサブセットは、前記オーバーフローセグメントにオーバーフローする前記後入れデータサブセットの長さに対応する長さを有する。
【００１４】
選択に応じて、前記方法は、前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作において、前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、前記第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化をオフセットする。選択に応じて、前記同期操作は、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作は、前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化する前に前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを含み、前記先頭セグメントは前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する。選択に応じて、前記同期操作のために、前記管理操作を実行し、前記管理操作において、前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの主セグメントを埋める格納操作を行い、前記主セグメントは、最後のデータ交換から前記第２の通信経路上のリンクが失われたと宣言されるまでの最大送信遅延に対応する。選択に応じて、前記同期操作のために、前記管理操作を実行し、前記管理操作は、前記第２のメモリバッファが、前記第２の通信経路を介した送信に利用されるプロトコルに従って設定される接続監視タイムアウトに対応する期間にわたって埋められるまで格納操作を継続することを含む。
【００１５】
前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームは、それぞれ第１の検知回路および第２の検知回路に接続された異なるＥＣＧ電極およびＥＧＭ電極によって検知されたＥＣＧデータおよびＥＧＭデータに対応し、前記ＥＧＭデータは前記第２の通信経路内の無線リンクに沿って伝達される。前記第２の通信経路は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）ワイヤレスリンクに対応する。
【００１６】
本明細書の実施形態によれば、心臓信号の表示を管理するシステムが提供される。前記システムは、第１の通信経路に沿って第１のスループットに従って伝達される第１のデータストリームを受信する第１の入力部と、第２の通信経路に沿って第２のスループットに従って送信される第２のデータストリームを受信する第２の入力部とを備え、前記第１のスループットおよび前記第２のスループットは互いに非同期である。前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームは、それぞれ１つ以上の共通のイベントについての心臓信号を伝送する。前記システムは、プログラム命令を実行するときに、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる同期操作を実行する１以上のプロセッサを備える。前記システムは、その上に前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示するディスプレイを含む。前記第１および第２のメモリバッファからのデータは、データ表示レートで読み出されてもよい。
【００１７】
選択に応じて、前記１以上のプロセッサは、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作をすることにより、前記同期操作を行う。
【００１８】
選択に応じて、前記１以上のプロセッサは、前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作を実行することにより、前記同期操作を行う。
【００１９】
選択に応じて、前記１以上のプロセッサは、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作をすることにより、かつ前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作を実行することにより、前記同期操作を行う。
【００２０】
本明細書の実施形態によれば、心臓信号の表示を管理するシステムが提供される。前記システムは、第１の通信経路に沿って第１のスループットに従って伝達される第１のデータストリームを受信する第１の入力部と、第２の通信経路に沿って第２のスループットに従って送信される第２のデータストリームを受信する第２の入力部とを備える。前記第１のスループットおよび前記第２のスループットは互いに非同期である。前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームは、それぞれ１つ以上の共通のイベントについての心臓信号を伝送する。前記システムは、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームからのデータをそれぞれ第１のメモリバッファおよび第２のメモリバッファに格納するメモリを含む。前記システムは、プログラム命令を実行するときに、前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる同期操作を実行する１以上のプロセッサを有する。前記１以上のプロセッサは、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットするオフセット操作、および／または前記第１メモリバッファまたは前記第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する管理操作を実行することにより、前記同期操作を行う。前記システムは、データ表示レートで前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファからデータを読み出すことにより、その上に前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示するディスプレイを含む。
【００２１】
選択に応じて、前記システムは、前記第１の入力部に接続された検知回路をさらに含み、前記第１の入力部は、ＥＣＧデータを第１のデータストリームとして検知するＥＣＧ電極を有する１つ以上のＥＣＧリードに接続されるように構成される。選択に応じて、前記システムは、前記第２の入力部に接続された受信機をさらに含み、前記受信機は、埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）と通信して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ伝送プロトコルに従って前記ＩＭＤから前記第２のデータストリームとしてＥＧＭデータを受信するように構成される。選択に応じて、前記第１のスループットは均一な連続したデータストリームを表し、前記第２のスループットは断続的なバーストを表す。
【００２２】
選択に応じて、前記システムは、前記第２のメモリバッファにロードされた前記第２のデータストリームからのデータ量を、前記第２のメモリバッファのサイズ閾値と比較する比較操作に基づいて前記データ表示レートを調整するように構成される。
【００２３】
選択に応じて、前記システムは、前記同期操作において、前記管理操作を実行する。前記システムは、前記第１のデータストリームが前記第１のメモリバッファの主セグメントの後端をいつオーバーフローするかを決定し、前記オーバーフローに基づく量だけ前記第１のデータストリームの先頭部分を除去するように構成される。前記オーバーフローは、前記第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに格納されている前記第１のデータストリームの後入れデータサブセットを表す。前記先頭部分を除去する除去操作は、前記先頭部分として、前記第１のメモリバッファの先頭から前記第１のデータストリームの先出しデータサブセットをパージし、パージされる前記先出しデータサブセットは、前記オーバーフローセグメントにオーバーフローする前記後入れデータサブセットの長さに対応する長さを有する。
【００２４】
選択に応じて、前記システムは、前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作において、前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、前記第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化をオフセットする。選択に応じて、前記同期操作のために、前記オフセット操作を実行し、前記オフセット操作において、前記第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化する前に前記第１のデータストリームから前記第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを含み、前記先頭セグメントは前記第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する。
【００２５】
選択に応じて、前記第２の通信経路は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）ワイヤレスリンクに対応する。
【００２６】
選択に応じて、前記１以上のプロセッサは、前記データ表示レートを調整するために、前記第１のデータストリームおよび前記第２のデータストリームが前記第１のメモリバッファおよび前記第２のメモリバッファから読み出される読み出しレートを管理するように構成される
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、明細書の実施形態に従って形成されたシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本明細書の実施形態による心臓信号の表示を管理するプロセスを示す図である。
【図３】図３は、本明細書の一実施形態による心臓信号の表示を管理するプロセスを示す図である。
【図４】図４は、本明細書に記載のプロセスに従って動作し、本明細書に記載の移植可能な医療機器とインタフェースする外部デバイス４００の機能ブロック図である。
【図５】図５は、埋め込み型心臓システムの一部として患者に埋め込まれた例示的なＩＭＤを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本明細書および図面において説明、図示される実施形態の構成要素は、説明される例示的な実施形態に加えて、多種多様な異なる構成で配置および設計され得ることは容易に理解されよう。従って、以下の、図面に示される例示的な実施形態の詳細な説明は、特許請求されるように実施形態の範囲を限定するものではなく、単なる例示的な実施形態の代表例である。
【００２９】
本明細書を通して「一実施形態」または「実施形態」（または同様のもの）への言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体の様々な場所における「一実施形態では」または「実施形態では」などの語句が出現するとき、必ずしも全て同じ実施形態を意味しているわけではない。
【００３０】
さらに、明細書で説明された特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の適切な方法で組み合わされてもよい。以下の説明では、種々の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細が提供されている。しかし、当業者であれば、様々な実施形態が、１つ以上の特定の細部の特徴なしでも、または他の方法、構成要素、材料などを用いても実施できることを認識されよう。他の例では、読みにくさをけるために、よく知られている構造、材料、または操作は詳細に図示されていないか、説明されていない。以下の説明は、例を挙げた説明としてのみ意図されており、いくつかの特定の例示的な実施形態を単に示しているにすぎない。
【００３１】
［定義］
「メモリバッファ」（またはバッファメモリ）という用語は、ある場所から別の場所にデータを移動している間にデータを一時的に保存するために使用される物理メモリストレージの領域を指すために使用される。例えば、データが入力デバイス（例えば、リード、センサー、ＩＭＤ）から取得されるとき、および／またはデータが出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカ）に送信される直前に、データがメモリバッファに格納される。バッファメモリは、コンピュータ内のプロセス間でデータを移動するときに使用できる。メモリバッファは、ハードウェアの固定メモリ位置に実装するか、ソフトウェアの仮想データバッファを使用して物理メモリの位置を指定することで実装できる。
【００３２】
「接続監視タイムアウト」という用語は、最後のデータ交換から時間が経過してリンクが失われたとみなされるまでのタイムアウト（時間切れまでの期間）を指す。中央デバイス（外部デバイスやＩＭＤなど）は、タイムアウトが経過する前に再接続の試行を開始しない。
【００３３】
本明細書は、メモリサイズまたはメモリに格納されたデータの量の記述に関して特定の期間（ある連続する時間の長さ）を利用する実施形態について記載している。例えば、メモリバッファおよびメモリバッファのセグメントは、処理遅延、伝送遅延などに関連して説明される。ある時点でメモリサイズまたはメモリに保存されているデータの量は、データレートに基づいて期間と相関し得ることを認識しておかれたい。例えば、データ表示レート（表示のためにバッファメモリからデータを読み出すレートを表すために使用される）が、所定の期間のデータ量またはメモリサイズを決定するためにも使用される。別の例として、設定された期間にわたって通信プロトコルに従って送信され得るデータの最大可能量は、所与の期間と相関するデータ量またはメモリサイズを決定するために利用され得る。例えば、ＢＬＥ通信プロトコルを使用する場合、送信されるデータの最大可能量は、「接続監視タイムアウト」間隔の間の送信可能相当量として計算できる。本明細書において実施形態のタイマーまたはタイミング閾値の使用を説明する範囲内で、加えてまたは代替的に、実施形態は、そのような時間または間隔の閾値をデータまたはメモリサイズの閾値に置き換えて表すことができる。本明細書において実施形態のデータサイズ閾値またはメモリ閾値の使用を説明する範囲で、加えてまたは代替的に、実施形態は、そのようなサイズ閾値をタイマーまたは間隔に置き換えて表すことができる。
【００３４】
実施形態は、１つ以上の埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）に関連して実施され得る。ＩＭＤの非限定的な例として、神経刺激デバイス、埋め込み可能なリードレス監視および／または治療用デバイス、および／または代替的な埋め込み型医療デバイスのなかの１つ以上が含まれる。例えば、ＩＭＤは、心臓監視デバイス、ペースメーカー、心臓除細動器、心臓リズム管理デバイス、除細動器、神経刺激デバイス、リードレス監視デバイス、リードレスペースメーカーなどであり得る。例えば、ＩＭＤは、米国特許第９３３３３５１号明細書（特許文献１）および米国特許第９０４４６１０号明細書（特許文献２）に記載されたデバイスの１つ以上の構造的および／または機能的側面を含み得、これらの特許文献の内容は参照により本明細書に組み込まれる。加えてまたは代替的に、ＩＭＤは、米国特許第９２１６２８５号明細書（特許文献３）および米国特許８８３１７４７号明細書（特許文献４）に記載されるに記載されたデバイスの１つ以上の構造的および／または機能的側面を含み得、これらの特許文献の内容も参照により本明細書に組み込まれる。加えてまたは代替的に、ＩＭＤは、米国特許第８３９１９８０号明細書（特許文献５）および米国特許第９２３２４８５号明細書（特許文献６）に記載されたデバイスの１つ以上の構造的および／または機能的側面を含み得、これらの特許文献は参照により本明細書に組み込まれる。
【００３５】
図１は、本明細書の実施形態に従って形成されたシステムのブロック図である。本システムは、埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）１００と、モニタまたはプログラマなどの外部デバイス（ＥＤ）２００とを含む。ＩＭＤ１００は、患者の心臓に近接して位置する１つ以上のリード線を含み得る。選択に応じて、ＩＭＤ１００はリードレスデバイスであってもよい。ＩＭＤ１００は、ＩＭＤ１００のハウジング上および／またはリード上に設けられた１つ以上の埋め込み電極で心臓信号を検知する。検知された心臓信号は、１つ以上のペーシングまたは検知された心臓イベントに関連付けられている。ＩＭＤ１００は、検知された心臓信号を処理してＥＧＭデータを形成し、ＥＧＭデータを無線リンクを介してＥＤ２００に送信する。ＥＧＭデータは、無線プロトコルに従ってＥＧＭ通信経路２０２を介して送信される。ワイヤレスプロトコルはバーストタイプのデータ転送を定めているため、ＥＧＭデータは不均一なスループットで送信される。例えば、無線プロトコルは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）プロトコルであり得、ＩＭＤ１００は、ＢＬＥプロトコルによって定められるように、断続的にＥＧＭデータを短いバーストで送信する。ＥＤ２００は、通信経路２０２に沿って対応するスループットでＥＧＭデータストリームを受信する。
【００３６】
システムは、患者の皮膚の対応する位置に取り付けられるように構成された外部表面電極２０３を備えた１つ以上のリードも含む。表面電極２０３は、ＩＭＤ１００に接続された埋め込み電極で検知される同じ１つ以上のペーシングまたは検知された心臓のイベントに関連する心臓信号を検知する。表面電極２０３は、心臓信号を検知し、関連するＥＣＧデータをＥＤ２００に伝達する。ＥＣＧデータは、アナログまたはデジタルデータとして、ＥＣＧ通信経路２０５に沿って対応するスループットで表面電極２０３から伝達される。
【００３７】
ＥＤ２００は、１つ以上のプロセッサ２１４の制御下でそれぞれＥＣＧおよびＥＧＭデータストリームを格納するように構成された第１のメモリバッファ２１０（ＥＣＧメモリバッファ）および第２のメモリバッファ２１２（ＥＧＭメモリバッファ）を含む。プロセッサ２１４は、対応するメモリバッファ２１０、２１２へのＥＣＧデータおよびＥＧＭデータの格納操作を管理するとともに、ディスプレイ２１６上の心臓信号の同時表示に関連してＥＣＧおよびＥＧＭデータを読み出す。同時表示される心臓信号は、ＥＣＧおよびＥＧＭデータストリームに関連付けられ、本明細書の実施形態によるプロセッサ２１４によって管理されるデータ表示レートで表示される。プロセッサ２１４は、様々な同期操作のうちの少なくとも１つを実行することにより、ＥＣＧおよびＥＧＭデータストリームを互いに同期させる。本明細書で説明されるように、１つの同期操作として、ＥＣＧおよびＥＧＭデータの格納操作のアクティブ化（開始）を互いに対して時間的にオフセットすることが含まれる。加えてまたは代替的に、同期操作としては、さまざまな基準に基づいてＥＣＧメモリバッファに維持されるＥＣＧデータの量を管理することが含まれる。
【００３８】
本明細書の実施形態によれば、ＥＤ２００は、様々な基準に従ってリアルタイムＥＣＧおよびＥＧＭデータをバッファリングして、様々な遅延を補償し、ＥＧＭデータの短いバーストを所望のレートで一定のＥＧＭデータストリームに変換する。ＥＤ２００は、臨床医が適切な診断を実行できるように、時間的に同期化されたＥＣＧおよびＥＧＭデータを表示する。これらの方法およびシステムは、スロットリング技術を使用して、スムーズに流れる同期化されたＥＧＭおよびＥＣＧリアルタイムデータをモニタまたはプログラマーディスプレイにストリーミングする。
【００３９】
本明細書の実施形態の方法およびシステムは様々な問題に対処するが、そのような問題は３つの明確な課題、即ち処理／送信遅延、起動コマンド遅延、およびバッチデータ不規則性に分けることができる。処理／送信遅延により、ＥＧＭとＥＣＧデータの両方が共通のイベント（例えば、心房または心室の検知またはペーシングされたイベント）から同時に発生した場合でも、ＥＤ２００でＥＧＭデータがＥＣＧデータよりも遅れて到着する。処理遅延は１０２でグラフィカルに示され、ＥＧＭデータが埋め込み電極で検出された場合の検出インスタンスと、ＥＧＭデータがＩＭＤ１００内の送信機１０４から送信されるときの送信インスタンスとの間のＩＭＤ１００内の一定のＥＧＭ処理遅延を表す。送信遅延は１０６でグラフィカルに表されており、送信プロトコルに基づいて変化する。送信プロトコルは、パケットとバーストタイプのプロトコルを表す。ＥＧＭデータはパケットにグループ化され、ＥＧＭデータが送信されない間隔をおいてバーストで送信される。誤り（エラー）を含むＥＧＭパケットを受信すると、ＥＧＭパケットが再送信される。ＥＧＭパケットの非送信間隔と繰り返される再送信により、予測できない可変ＥＧＭ送信遅延が発生する。ＥＧＭ送信遅延は、無線通信セッションを確立し、ＥＧＭデータ送信を開始するときの遅延により変化する場合もある。
【００４０】
ＥＧＭデータの送信が、ＥＣＧデータ送信がオンに切り替えられた瞬間とは異なる瞬間にオンに切り替えられるため、起動コマンドの遅延が発生する（１０８でグラフィカルに示されている）。送信開始時間の差により、ＥＣＧデータとＥＧＭデータは、送信の開始から非同期でＥＤ２００に到着する。ＥＤ２００がＩＭＤ１００に送信データコマンドを送信できるようになる前に、ＩＭＤ１００とＥＤ２００が最初に両者間に通信セッションを確立するため、ＥＧＭデータ送信の開始が部分的に遅れる。通信セッションを確立してデータ送信コマンドを送信する時間はばらつきがあり、予測できないため、不確定な遅延が発生する。
【００４１】
ＥＧＭデータは連続した均一なストリームではなくバッチで送信されるため、バッチデータの不規則性が発生する。ＥＧＭデータのバッチは、不均一な短いバーストでＥＤ２００に到着し、ＥＧＭメモリバッファ２１２に格納され、次いで、ディスプレイ２１６上でのスムーズな表示を提供するべく連続する均一な読み出し方式でＥＧＭメモリバッファ２１２から読み出される。本明細書で説明されるように、ＥＧＭデータは、ＥＧＭメモリバッファ２１２の主セグメントをオーバーフローしてＥＧＭオーバーフローセグメント２２６に入ることができる。
【００４２】
本明細書の実施形態による方法およびシステムは、部分的には、ＥＣＧデータの記憶（即ち格納操作）のアクティブ化およびＥＤ２００でのＥＧＭデータの格納操作のアクティブ化を時間的にオフセットすることにより、ＥＧＭデータの伝送遅延の問題に対処する。例えば、ＥＤ２００は、最初に（即ちＥＧＭデータの格納操作のアクティブ化をまだしていないとき）ＥＣＧデータの格納操作をアクティブ化する（例えば、オンにする）。ＥＧＭデータがＩＭＤ１００からの送信の前にＩＭＤ１００内で検知および処理されるために遅延が生じ、ＥＤ２００は、第２の通信経路に沿って導入される当該遅延に対応する所定のＩＭＤ処理遅延のＥＣＧデータを格納する。ＥＣＧデータは、ＥＣＧメモリバッファ２１０の先頭セグメント２１８に格納される。先頭セグメント２１８は、所定のＩＭＤ処理遅延期間に受信される量のＥＣＧデータを格納するのに十分なサイズを有する。所定のＥＧＭ処理遅延が終了し、および／または第１のメモリバッファ２１０（ＥＣＧメモリバッファ）の先頭セグメント２１８が埋められると、ＥＤ２００は、ＥＣＧデータを第１のメモリバッファ２１０（ＥＣＧメモリバッファ）の主セグメント２２０への格納を開始する。また、所定のＥＧＭ処理遅延が終了する、および／またはＥＣＧメモリバッファ２１０の先頭セグメント２１８が埋められると、ＥＤ２００は、第２のメモリバッファ２１２（ＥＧＭメモリバッファ）の主セグメント２２４に格納されるＥＧＭデータストリームの格納をアクティブ化する。ＥＣＧデータの先頭セグメント２１８をバッファリングすることにより生ずる遅延によって、第１の（ＥＣＧ）および第２の（ＥＧＭ）メモリバッファ２１０、２１２の主セグメント２２０、２２４に格納されたＥＣＧデータとＥＧＭデータが整列した状態が維持される。
【００４３】
ＥＤ２００は、表示のためにＥＣＧおよびＥＧＭデータの読み出しを開始する前に、所定の主セグメントバッファリング間隔の間、ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファ２１０、２１２の主セグメント２２０、２２４にＥＣＧおよびＥＧＭデータをロードし続ける。所定の主セグメントバッファリング期間は、ＩＭＤ１００とＥＤ２００との間の無線通信経路のプロトコルの１つ以上の特性に基づいて決まる。例えば、所定の主セグメントバッファリング期間は、無線リンクが失われたと宣言されるまでの最後のデータ交換から、プロトコルにより許可された最大伝送遅延に対応し得る。一例として、プロトコルがＢＬＥプロトコルである場合、所定の主バッファでのバッファリング間隔は、ＢＬＥ接続監視タイムアウトに対応し得る。ＢＬＥ接続監視タイムアウトに対応する期間だけＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファをロードすることにより、一部のＥＧＭデータサンプルが他のＥＧＭデータサンプルよりも遅延するのではなく、すべてのＥＧＭデータサンプルが共通の最大時間遅延する。最大遅延時間は、すべてのＥＧＭおよびＥＣＧデータが共通の量まで遅延されるように、ＢＬＥ接続監視タイムアウトと等しくなり、表示されるように読み出されるとＥＧＭおよびＥＣＧメモリバッファ２１０、２１２で等しく整列する。所定の主バッファでのバッファリング期間がタイムアウトになると、ＥＤ２００はＥＣＧおよびＥＧＭデータを同時に整列した状態で読み出しを開示する。
【００４４】
本明細書の実施形態による方法およびシステムは、ＥＣＧメモリバッファ２１０の主セグメント２２０の後端に続くオーバーフローセグメントを監視および管理することにより、起動コマンド遅延の問題に対処する。ＥＧＭ起動遅延がある場合、ＥＣＧメモリバッファ２１０は予想より多くのＥＣＧデータを格納することになり、この場合、適切な量の先入れＥＣＧデータがパージされ、対応するバッファのＥＣＧおよびＥＧＭデータが再調整される。例えば、ＥＤ２００は、ＥＣＧデータストリームがＥＣＧメモリバッファ２１０の主セグメント２２０の後端２２８をいつオーバーフローするかを決定する。ＥＣＧデータは、主セグメント２２０に続くオーバーフローセグメント２２２にオーバーフローする。ＥＣＧデータがオーバーフローすると、ＥＤ２００は、オーバーフローセグメント２２２から主セグメント２２０に、格納されたＥＣＧデータに沿って（図１の矢印Ａの方向に）バッファインデックスを「ステップ進行」または「前進」させ、これによりＥＣＧメモリバッファ２１０の先頭２３０でＥＣＧデータを「パージ」する。
【００４５】
ＥＤ２００は、オーバーフローの量に基づく量だけＥＣＧデータストリームの先頭部分を除去またはスキップする。例えば、オーバーフローは、第１のメモリバッファ２１０（ＥＣＧメモリバッファ）のオーバーフローセグメントを少なくとも部分的に埋めるＥＣＧデータストリームの最終データサブセットを表す。ＥＤ２００は、第１のメモリバッファ２１０（ＥＣＧメモリバッファ）の先頭２３０から第１のデータストリームの先出しデータサブセットを先頭部分としてパージすることにより除去操作を実行する。パージされる先出しデータサブセットの長さは、オーバーフローセグメント２２２にオーバーフローする後入れデータサブセットの長さに対応する。パージ処理としては、データの削除または上書き、またはパージすべきデータより先に現在読み出しインデックスを進めることなどが含まれる。
【００４６】
本明細書の実施形態の方法およびシステムは、バッチ伝送の課題に対処する。ＥＤ２００は、最初に、ＥＣＧおよびＥＧＭデータは、ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファ２１０、２１２からストリーミングされるバッファリングされたＥＣＧおよびＥＧＭデータを第１データ表示レートでの表示のために管理し得る。第１データ表示レートは、ＥＣＧおよびＥＧＭバッファ２１０、２１２に書き込まれるデータ入力レートと共通である。しかし、ソフトウェアプロセスの不確定な性質、スレッドパフォーマンス、およびその他の要因により、データ入力レートは、少なくともＥＧＭデータのＥＧＭメモリバッファ２１２への書き込みついて変化する。従って、一定のデータ表示レートを維持することはできない。
【００４７】
本発明の実施形態の方法およびシステムは、スロットリング技術を利用することにより、データ表示レートを、初期データ入力レートに実際上できる限り近いレートに維持する。動作中、ＥＤ２００は、ＥＧＭメモリバッファ２１２のサイズを監視する。ＥＧＭメモリバッファ２１２のサイズは、データ入力レートがデータ表示レートに対して「速すぎる」または「遅すぎる」状態の表示として利用される。ＥＧＭメモリバッファ２１２のサイズが上限閾値を超えて大きくなっていると、ＥＤ２００は、ＥＣＧおよびＥＧＭデータが読み出される表示データレートを増加させる。逆に、ＥＤ２００が、ＥＧＭメモリバッファ２１２のサイズが低い閾値を下回っていると判定すると、ＥＤ２００は、データ表示レートを低下させる。ＥＤ２００は、スロットリング技術を使用して、データ表示レートの所定範囲内にデータ入力を維持し、これによりプロセスおよびスレッドのパフォーマンスの変動の影響とは無関係に、リアルタイムＥＧＭデータの高速または円滑なデータフローに適合させる。
【００４８】
［同期プロセス］
図２は、本明細書の実施形態による心臓信号の表示を管理するプロセスを示す図である。図２の操作は、外部デバイス、ＩＭＤ、サーバ、リモートワークステーション、またはその他のコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサで実行できる。図２の操作は、１つ以上の外部デバイス、ＩＭＤ、サーバ、リモートワークステーション、またはその他のコンピューティングデバイスに分散できる。
【００４９】
ステップ２５０で、１つ以上のプロセッサが、第１の通信経路に沿って第１のスループット即ち転送パターンで伝送されている第１のデータストリームを受信する。ステップ２５２で、１つ以上のプロセッサが、第１および第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を互いに対して時間的にオフセットすることにより、第１および第２のデータストリームを同期させる。例えば、１つ以上のプロセッサが、第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで、第２の通信経路に沿って導入された処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、（ステップ２５４における）第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を時間的にオフセットすることにより同期状態に管理することができる。別の例として、オフセット操作は、第２のデータストリームの格納操作をアクティブ化する前に、第１のデータストリームから第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることを挙げることができる。先頭セグメントの長さは、第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する。
【００５０】
ステップ２５４で、１つ以上のプロセッサは、第２の通信経路に沿って第２のスループットで送信された第２のデータストリームの受信を開始する。第１および第２のスループットは、互いに非同期である。第１および第２のデータストリームは、１つ以上の共通のイベントについて、外部電極および埋め込み電極によってそれぞれ検知された心臓信号を伝送する。例えば第１および第２のデータストリームが、それぞれ第１および第２の検知回路に接続された異なるＥＣＧおよびＥＧＭ電極によって検知されたＥＣＧデータおよびＥＧＭデータに対応し得る。ＥＧＭデータが、第２の通信経路内の無線リンクに沿って伝達されてもよく、ＥＣＧデータが、第１の通信経路内の有線リンクに沿って伝達されてもよい。
【００５１】
ステップ２５６で、１つ以上のプロセッサは、第１および第２のデータストリームを第１および第２のメモリバッファに格納する。ステップ２５８で、１つ以上のプロセッサは、第１および第２のメモリバッファのいずれか一方または両方において維持される第１のデータストリームの量を管理することにより、第１および第２のデータストリームを互いに同期させる。例えば、管理操作としては、第１のデータストリームが第１のメモリバッファの主セグメントの後端をいつオーバーフローするかを決定し、および量がオーバーフローに基づく第１のデータストリームの先頭部分を除去することが挙げられる。例えば、オーバーフローは、第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに格納されている第１のデータストリームの後入れデータサブセットを表し得る。除去操作は、先頭部分として、第１のメモリバッファの先頭から、サイズ／長さがオーバーフローセグメントにオーバーフローする最終入力データサブセットのサイズ／長さに対応する第１のデータストリームの先出しデータサブセットをパージする。
【００５２】
加えてまたは代替的に、１つ以上のプロセッサは、第１のデータストリームから第１のメモリバッファの主セグメントを埋めるまで第１および第２のデータストリームから対応する第１および第２のメモリバッファにデータを書き込むことにより、第１および第２のメモリバッファの格納データ量を管理できる。一例として、第１のメモリバッファの主セグメントのサイズは、最後のデータ交換から第２の通信経路上のリンクが失われたと宣言されるまでの最大伝送遅延（例えば、接続監視タイムアウト）に対応するサイズであり得る。加えてまたは代替的に、１つ以上のプロセッサは、第２の通信経路を介した送信に使用されるプロトコルに従って設定される接続監視タイムアウトに対応する期間分だけ、第１および第２のデータストリームを第１および第２のメモリバッファに格納してもよい。
【００５３】
ステップ２６０で、１つ以上のプロセッサは、データ表示レートで第１および第２のメモリバッファからデータを読み出すことにより、第１および第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示する。第１および第２のメモリバッファからのデータは、同じデータ表示レートで読み出されるが、データ表示レートは、本明細書で説明されるように変化してもよい。データが第１および第２のメモリバッファから読み出されると、第１および第２のメモリバッファのそれぞれの読み出しインデックスが新しいデータ読み出しポイントに進み、それに対応するメモリバッファからのデータが読み出されることになる。
【００５４】
心臓信号は、共通のディスプレイに同時に表示されても、或いは、互いに近接して配置された別個のディスプレイに同時に表示されてもよい。心臓信号は、水平軸が時間に対応するグラフ形式など、さまざまな形式で表示される。第１および第２のメモリバッファから読み出されたデータの心臓信号は、各心臓信号内で表示される共通のイベントが、タイムラインに沿った共通点で整列するように時間的に整列させる方式で配置される。心臓信号は、データ表示レートに対応するレートでディスプレイ上において継続的に更新される。本明細書で説明されるように、データ表示レートは、メモリバッファへのデータ入力レートに基づいて変化し得る。データ表示レートが変更されると、心臓信号がディスプレイ上において更新されるレートも同様に等しく更新される。
【００５５】
ステップ２６２〜２６４で、１つ以上のプロセッサは、第１および第２のデータストリームが第１および第２のメモリバッファから読み出される読み出しレートを管理して（例えば、スロットリング）、データ表示レートを調整する。例えば、ステップ２６２で、１つ以上のプロセッサは、サイズ閾値を、第２のメモリバッファに現在ロードされている第２のデータストリームからのデータ量と比較する。サイズの閾値は、メモリバッファからデータが読み出されるレート（データ表示レートなど）がメモリバッファにデータが書き込まれるレート（データ入力レートなど）と概ね同じであるとことを示す表示手段（インジケータ）を表す。第２のメモリバッファに現在格納されているデータの量がサイズ閾値を超え許容量を超えて増加し始めると、１つ以上のプロセッサは、データ入力レートがデータ表示レートを望ましくない量だけ超過していることを示す表示と解釈する。変更しない場合、第２のメモリバッファは最終的にオーバーフローする。代替的に、第２のメモリバッファ内に現在格納されているデータの量がサイズの閾値を下回り許容量を超えて減少し始めると、１つ以上のプロセッサは、その条件を、データ入力レートがデータ表示レートを望ましくない量だけ下回ることを示す表示と解釈する。変更しないままにすると、第２のメモリバッファはある時点で空になる。ステップ２６４で、１つ以上のプロセッサは、ステップ２６２での比較に基づいてデータ表示レートを調整する。例えば、データ表示レートは、データ入力レートに実質的に対応するように増加または減少され得る。その後、フローは２６２に戻り、そこで心臓信号がメモリバッファから読み出され続けて同時表示される。
【００５６】
代替的に、ステップ２６２で、データ入力レートがデータ表示レートの許容範囲内にとどまっていると決定されると、フローは２６６に移る。ステップ２６６で、１つ以上のプロセッサは、ＥＤ２００とＩＭＤ１００の間で通信リンクが維持されているか否かを判定する。通信リンクが維持されている場合、フローは２６０に戻る。それ以外の場合、リンクが失われたこと、または壊れたことが宣言されるとプロセスは終了する。ステップ２６６で行われる判定は、このステップでの通信リンクが維持されているか否かの判定に代えて、またはそれに加えて、プロセスの他の時点で実行可能であることを理解されたい。
【００５７】
図２の操作はさまざまな異なる順序で実行できることを理解されたい。例えば、ステップ２５２での同期操作は、第１および／または第２のデータストリームの受信の前または後に実行され得る。さらに、ステップ２５８での同期操作は、第１および第２のデータストリームの一方または両方からのデータの格納操作の中間点で実行される。
【００５８】
図３は、本明細書の一実施形態による心臓信号の表示を管理するプロセスを示す。図３のプロセスは、図２のプロセスのより詳細な操作フローを示す図であり得る。或いは、図２のプロセスは、図３のプロセスとは異なる詳細な操作フローに従って実施される場合もあり得る。図３のプロセスは３０２で始まり、ＥＤ２００の１つ以上のプロセッサがＩＭＤ１００に開始コマンドを送る。ステップ３０４で、１つ以上のプロセッサは、外部電極で検知されるＥＣＧデータの受信をオンにする。ステップ３０６で、ＥＣＧデータが第１のメモリバッファ（ＥＣＧメモリバッファ）に収集される。ＥＧＭデータはＩＭＤ１００から送信される前にＩＭＤ１００内で検知され処理されるため、ステップ３０８で、１つ以上のプロセッサは、ＥＣＧメモリバッファが、第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応するＩＭＤ処理遅延（ｔＰとして示される）に対応する所定のポイントまでデータで埋められたか否かを判定する。ステップ３０８でＩＭＤ処理遅延に対応する量にまだ達していないとき、ＥＣＧメモリバッファは追加のＥＣＧデータを収集し続ける。ＥＣＧメモリバッファがＩＭＤ処理遅延に対応する量だけ埋められると、フローは３１０に移る。
【００５９】
ステップ３１０で、１つ以上のプロセッサは、ＩＭＤ１００から無線通信経路（例えば、ＢＬＥリンク）を介してストリーミングされるＥＧＭデータの受信をオンにした。ステップ３１２で、１つ以上のプロセッサは、対応する第１および第２の通信経路を介して受信されるＥＣＧデータおよびＥＧＭデータを収集および保存する。ＥＣＧおよびＥＧＭデータは、それぞれのＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファに保存される。ステップ３１４で、１つ以上のプロセッサは、ＥＧＭメモリバッファが所定の期間（ｔＴｍａｘで示される）の分だけ埋められたか否かを判定する。所定の期間は、例えば、接続監視タイムアウト、および／または無線通信プロトコルによって定められる最大伝送遅延に対応し得る。ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファは、３１４で所定の期間が経過するまで埋められ続ける。その後、ステップ３１６で、１つ以上のプロセッサは、データ表示レートを所定の値に設定し、ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファの「出力を開く」（例えば、ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファからデータの読み出しを開始することにより「出力を開く」）。メモリバッファから読み出されたデータは、心臓信号として同時表示するためにディスプレイに供給される。
【００６０】
ステップ３１８で、１つ以上のプロセッサは、ＥＣＧメモリバッファの主セグメントが「オーバーフロー」したか否かを判定する。例えば、１つ以上のプロセッサが、ＥＣＧメモリバッファ内のデータ量がＥＣＧメモリバッファの主セグメントの後端を超えていると判定した場合、ＥＣＧメモリバッファはオーバーフローする（またはオーバーフローされる）と宣言される。主セグメントの末尾からオーバーフローするデータの量は、オーバーフローデータを表す。オーバーフローデータは、第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに少なくとも部分的に埋められ格納される、第１のデータストリームの「後入れデータサブセット」を表す。ＥＣＧメモリバッファが埋められたと判定されると、フローは３２０に移る。
【００６１】
ステップ３２０で、１つ以上のプロセッサは、オーバーフローデータに等しい量のデータをＥＣＧメモリバッファから除去する。図３の例では、オーバーフローデータは、０〜ｔＳｍａｘの間で変化する可能性のある期間ｔＳによって定められる。従って、ステップ３２０で、期間ｔＳの分に等しいデータ量が、ＥＣＧメモリバッファの先頭（第１のデータストリームの先頭部分を表す）から除去される。１つ以上のプロセッサは、除去操作では、ＥＣＧメモリバッファの先頭から、ＥＣＧデータストリームの先出しデータサブセットを先頭部分としてパージする。パージされる先出しデータサブセットのサイズは、オーバーフローセグメントに格納されている後入れ先出しデータサブセットのサイズに対応する。
【００６２】
ステップ３１８に戻って、ＥＣＧバッファがオーバーフローしないと判定されると、プロセスは３２２に進む。ステップ３２２で、ＥＣＧおよびＥＧＭデータは、対応するメモリバッファから読み出され、リアルタイムでディスプレイに同時にかつ時間的に同期された状態でストリーミングされる。
【００６３】
ステップ３２４で、１つ以上のプロセッサは、ＥＧＭメモリバッファサイズが、最大送信遅延ｔＴｍａｘに対応する所定の閾値より大きいか、それ以下であるかを判定する。例えば、１つ以上のプロセッサは、現在ＥＧＭメモリバッファにロードされているＥＧＭデータストリームからのデータ量をサイズの閾値と比較してもよい。サイズの閾値は、データがＥＧＭメモリバッファから読み出されるレート（データ表示レートなど）は、データがＥＧＭメモリバッファに書き込まれるレート（データ入力レートなど）と概ね同じであるというベースライン表示手段となる。ＥＧＭメモリバッファ内に現在格納されているデータの量が、サイズの閾値より高く許容量を超えて増加し始めると、１つ以上のプロセッサがその条件を、データ入力レートがデータ表示レートを望ましくない量だけ超えていることを示すことの表示と解釈する。または、ＥＧＭメモリバッファ内に現在格納されているデータの量が、サイズの閾値を下回り許容量を超えて減少し始めると、１つ以上のプロセッサが条件を、データ入力レートがデータ表示レートよりも望ましくない量だけ低下していることを示す表示と解釈する。ステップ３２４での決定に基づいて、フローは３２６、３２８または３３０に分岐する。例えば、ＥＧＭメモリバッファサイズが所定の閾値より小さい場合、フローは３２６に分岐する。
【００６４】
ステップ３２６で、１つ以上のプロセッサはデータ表示レートを下げる。ステップ３２４で、ＥＧＭメモリバッファサイズが所定の閾値より大きい場合、フローは３２８に分岐する。ステップ３２８で、１つ以上のプロセッサはデータ表示レートを上げる。ステップ３２４で、ＥＧＭメモリバッファサイズが所定の閾値に対応する場合、フローは３３０に分岐し、データ表示レートは変わらない。ステップ３２６および３２８で、データ表示レートは、さまざまな方法で上げ下げされ得る。例えば、データ表示レートの変化量は、所定の一定のインクリメント量に対応し得る（例えば、事前にプログラムされた量だけデータ表示レートを低下または増大させる）。或いは、データ表示レートの変化量は、ＥＧＭメモリバッファサイズが所定の閾値を超える範囲または下回る範囲に基づいて決定されてもよい。例えば、ＥＧＭメモリバッファサイズが所定の閾値よりも有意な量または少量だけ大きい場合または小さい場合、データ表示レートはそれに比例して同様に増減し得る。選択に応じて、データ表示レートの変化量は、ＥＧＭデータがＥＧＭメモリバッファ２１２の主セグメントからＥＧＭオーバーフローセグメント２２６にオーバーフローする程度に基づいて決定されてもよい。
【００６５】
ステップ３３０で、１つ以上のプロセッサは、ストリーミング動作を終了すべきか否かを決定する。終了すべきと決定した場合、プロセスは停止する。それ以外の場合、フローは３１８に戻り、ＥＣＧメモリバッファサイズが再びテストされてオーバーフローが特定される。図３の操作は変更することができる。例えば、ステップ３２４〜３２８の操作を完全に省いてもよいが、これは例えば操作中にＥＧＭメモリバッファサイズが大幅に変化する懸念がほとんどないか全くなく、調整プロセスを省略できる場合である。加えてまたは代替的に、起動コマンドに基づいて同期する必要性に関する懸念がない場合などは、ステップ３１８〜３２２での操作を省略してもよい。加えてまたは代替的に、ＩＭＤ内の処理遅延および／またはＩＭＤとＥＤ間の送信遅延の懸念がない場合、ステップ３０８および／または３１４での操作は省略されてもよい。
【００６６】
前述の実施形態は、主にＥＣＧおよびＥＧＭデータの使用に関連付けて提示されている。ＥＣＧおよびＥＧＭデータの代わりに、またはそれに加えて、患者から他のタイプのデータがリアルタイムで収集される場合があり、そのような追加のタイプのデータも共通のイベントに関連し得ることを理解されたい。例えば、心音データを対応する心音通信経路に沿って提供するセンサを利用する構成とし、その構成は、心音を、ＥＣＧデータ、ＥＧＭデータ、および／または別のタイプのデータと時間的に同期して表示されるように記録してもよい。別の例として、センサを使用してインピーダンスを記録し、インピーダンスデータを、対応するインピーダンス通信経路に沿って供給して、本明細書で説明する他のタイプのデータと同期して表示することができる。
【００６７】
前述の実施形態は、一例としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコルを利用することに関連付けて説明されている。しかし、他の非同期ポケットおよびバーストタイプの通信プロトコルが、ＩＭＤと外部デバイス間のワイヤレス通信に利用できることは理解されよう。加えてまたは代替的に、ＥＣＧ電極は、有線または無線通信リンクを介してＥＣＧデータを伝達し得る。例えば、ＥＣＧ電極は、ＩＭＤと無線で通信する外部デバイスから独立し、分離されているＥＣＧモニタに接続されてもよい。この代替的実施形態では、ＥＣＧモニタは、ＥＣＧ信号を無線（または有線）で外部デバイス２００に送信してもよい。別個のＥＣＧモニタが利用される場合、外部デバイス２００は、処理タイミング、送信タイミング、バッファオーバーフロー、および／またはスロットリングに関連して本明細書で説明される様々な閾値の値を調整し得る。
【００６８】
図４は、本明細書に記載のプロセスに従って動作し、本明細書に記載の埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）とインタフェースする外部デバイス４００の機能ブロック図を示す。外部デバイス４００は、ベッドサイドモニタ、ワークステーション、ポータブルコンピュータ、ＩＭＤプログラマ、ＰＤＡ、携帯電話などであり得、以下に説明される構造のすべてまたは一部を含む。外部デバイス４００は、図１に関連して上述したメモリバッファ、スイッチング操作、遅延、および他の処理操作を実施する。
【００６９】
外部デバイス４００は、中央処理装置（ＣＰＵ）４０２と、ＲＯＭ４０４、ＲＡＭ４０６と接続／インタフェースする内部バスと、ハードドライブ４０８と、スピーカ４１０と、プリンタ４１２と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ４１４と、フロッピードライブ４１６と、パラレルＩ／Ｏ回路４１８と、シリアルＩ／Ｏ回路４２０と、ディスプレイ４２２と、タッチスクリーン４２４と、標準キーボード接続部４２６と、カスタムキー４２８と、テレメトリサブシステム４３０等を含む。内部バスは、ここで説明するさまざまな構成要素間で情報を転送するアドレス／データバスである。ハードドライブ４０８は、波形テンプレートおよび検出閾値などのデータだけでなく、動作プログラムを保存してもよい。ＲＡＭ４０６は、ＥＣＧ用の第１のデータストリームおよびＥＧＭ用の第２のデータストリームからのデータを第１のおよび第２のメモリバッファ（ＥＣＧおよびＥＧＭメモリバッファ）に格納する。選択に応じて、第１および第２のメモリバッファは、他のタイプのメモリ、および／またはＣＰＵ４０２、４５２のキャッシュにインプリメントされてもよい。
【００７０】
ＣＰＵ４０２は、典型的には、外部デバイス４００およびＩＭＤ１００とのインタフェースを制御するように特別に設計されたマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または同等の制御回路を含む。ＣＰＵ４０２は、本明細書に開示されたプロセスを実行する。ＣＰＵ４０２は、ＲＡＭまたはＲＯＭメモリ、論理およびタイミング回路、ステートマシン回路、およびＩＭＤ１００とインタフェースするためのＩ／Ｏ回路を含み得る。ディスプレイ４２２は、例えば、ビデオディスプレイ４３２に接続するようにしてもよい。タッチスクリーン４２４は、ＩＭＤ１００に関するグラフィック情報を表示する。ディスプレイ４２２は、経時的なＥＣＧおよびＥＧＭ心臓信号のトレースの同時表示も含め、本明細書に開示されたプロセスに関連する様々な情報を表示する。ディスプレイ４２２は、データ表示レートで第１および第２のメモリバッファからデータを読み出すＣＰＵの制御下で、第１および第２のデータストリームに関連する心臓信号を同時表示する。
【００７１】
タッチスクリーン４２４は、選択が行われるときにユーザのタッチ入力４３４を受けとる。キーボード接続部４２６に接続されたキーボード（例えば、タイプライターキーボード４３６）により、ユーザは、表示されたフィールドにデータを入力することができ、テレメトリサブシステム４３０とインタフェースすることができる。さらに、カスタムキー４２８は、外部デバイス４００のオン／オフ４３８（例えば、ＥＶＶＩ）をオンにする。プリンタ４１２は、レポート４４０のコピーを印刷し、医師がレビューするか、患者ファイルに入れるようにし、スピーカ４１０は、可聴警告（例えば、音声４４２）をユーザに提供する。パラレルＩ／Ｏ回路４１８は、パラレルポート４４４とインタフェースする。シリアルＩ／Ｏ回路４２０は、シリアルポート４４６とインタフェースする。シリアルＩ／Ｏ回路４２０またはパラレルＩ／Ｏ回路４１８は、１つ以上のＥＣＧリード、または他の表面電極に接続されてＥＣＧ用の第１の入力部を形成し、第１の通信経路に沿って第１スループットに従って伝達される第１のデータストリーム（ＥＣＧデータストリーム）を受信する。
【００７２】
テレメトリサブシステム４３０は、テレメトリ回路４５４と電気通信する中央処理装置（ＣＰＵ）４５２を含む。テレメトリ回路４５４は、ＢＬＥプロトコルなどの無線通信プロトコルに基づいてＩＭＤと無線で通信する。テレメトリ回路４５４は、第２の通信経路に沿って第２のスループットに従って送信される第２のデータストリームを受信するＥＧＭ用の第２の入力部を表す。第１および第２のスループットは、互いに非同期である。第１および第２のデータストリームは、１つ以上の共通のイベントについて、それぞれ外部ＥＣＧリード線および埋め込み電極によって検知された心臓信号を伝送する。ＥＣＧ／第１のスループットは均等かつ連続的であり、ＥＧＭ／第２のスループットは断続的なバーストを表す。ＥＣＧ／第１のスループットは、均一で連続的なデータストリームを提供し、ＥＧＭ／第２のスループットは断続的なバーストを表す。
【００７３】
テレメトリ回路４５４は、ＩＭＤと通信するように構成され得る受信機を含み、受信はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ送信プロトコルまたは別のバースト型無線プロトコルに従ってＩＭＤから第２のデータストリームとしてＥＧＭデータを受信する。
【００７４】
ＣＰＵ４０２は、プログラム命令を実行するとき、（ｉ）第１および第２のデータストリームの格納操作のアクティブ化を時間的にオフセットする操作、または（ｉｉ）第１のメモリバッファまたは第２のメモリバッファの少なくとも１つに保持されているデータ量を管理する操作の少なくとも１つの操作を実行することにより、第１および第２のメモリバッファに格納されたデータを互いに同期させる。ＣＰＵ４０２は、第２のメモリバッファにロードされた第２のデータストリームからのデータ量を第２のメモリバッファのサイズ閾値と比較し、その比較操作に基づいてデータ表示レートを調整する。ＣＰＵ４０２がＥＣＧ／第１のメモリバッファに保持されるデータ量を管理するとき、ＣＰＵ４０２は、第１のデータストリームが第１のメモリバッファの主セグメントの後端がいつオーバーフローするかを決定し、オーバーフローに基づく量だけ第１のデータストリームの先頭部分を除去する。例えば、オーバーフローは、第１のメモリバッファのオーバーフローセグメントに格納される第１のデータストリームの最終データサブセットを表す。ＣＰＵ４０２は、先頭部分として、第１のメモリバッファの先頭からの第１のデータストリームの先出しデータサブセットをパージし、パージされる先出しデータサブセットは、オーバーフローセグメントにオーバーフローする後入れデータサブセットの長さに対応する長さを有する。ＣＰＵ４０２は、第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する所定の処理オフセット分だけ、第１のデータストリームの格納操作のアクティブ化の後まで第２のデータストリームの格納操作の記憶のアクティブ化をオフセットすることを含むオフセット操作を実行する。選択に応じて、ＣＰＵ４０２は、第２データストリームの格納操作をアクティブ化する前に、第１データバッファから第１のメモリバッファの先頭セグメントを埋めることでオフセットしてもよく、この先頭セグメントは第２の通信経路に沿って導入される処理遅延に対応する。
【００７５】
フロッピードライブ４１６は、ディスク４４８を受け入れる。選択に応じて、フロッピードライブ４１６は、メモリスティックなどのＵＳＢデバイスと通信可能なＵＳＢポートまたは他のインタフェースを含むことができる。ＣＤ−ＲＯＭドライブ４１４は、ＣＤ−ＲＯＭ４５０を受け入れる。外部デバイス４００は、ＩＭＤ１００と無線で通信し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、赤外線無線ＬＡＮ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ（登録商標）、３Ｇ、衛星、ならびにサーキットプロトコルおよびパケットデータプロトコルなどのプロトコルを利用してもよい。或いは、有線接続を使用して、外部デバイス４００をＩＭＤ１００に接続してもよい。
【００７６】
［埋め込み型医療機器（ＩＭＤ）］
図５は、埋め込み型心臓システムの一部として患者に移植される例示的なＩＭＤ５００を示す。ＩＭＤ５００は、４つの心室検知および刺激療法（ペーシングおよびショック治療の両方を含む）のための心房および心室検知およびペーシング回路の両方を装備した全機能両心室ペースメーカーとして実現され得る。選択に応じて、ＩＭＤ５００は、全機能の心臓再同期療法を提供するものでもよい。或いは、ＩＭＤ５００は、機能および構成要素のセットを減らして実現されてもよい。例えば、ＩＭＤは、心室の検知とペーシング機能なしで実現してもよい。
【００７７】
ＩＭＤ５００は、電子／コンピューティングコンポーネントを保持するハウジング５０１を有する。ハウジング５０１（「缶」、「ケース」、「ケーシング」、または「ケース電極」と呼ばれることが多い）は、特定の刺激モードの戻り電極として機能するようにプログラム可能に選択することができる。ハウジング５０１は、複数の端子５０２、５０４、５０６、５０８、および５１０を備えたコネクタ（図示せず）をさらに含む。端子は、心臓内および心臓の周りのさまざまな場所にある電極に接続され得る。例えば、端子は、第１のチャンバ内に配置された第１の電極（例えば、先端電極）に接続される端子５０２と、第２のチャンバに配置された第２の電極（例えば、先端電極）に接続される端子５０４と、第１のチャンバに配置された電極（例えば、リング電極）に接続される端子５０６と、第２のチャンバ内に配置された電極（例えば、リング電極）に接続される端子５０８と、ＳＶＣに配置された電極（例えば、コイル電極）に接続される端子５１０とを含み得る。各電極のタイプと場所は上記と異なってもよい。例えば、電極は、リング、チップ、コイルおよびショック用電極などのさまざまな組み合わせを含んでもよい。
【００７８】
ＩＭＤ５００は、心臓監視および刺激療法を含むＩＭＤ５００の様々な動作を制御するプログラム可能なマイクロコントローラ５２０を含む。マイクロコントローラ５２０は、マイクロプロセッサ（または同等の制御回路）、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭメモリ、論理およびタイミング回路、ステートマシン回路、およびＩ／Ｏ回路を含む。
【００７９】
ＩＭＤ５００は、それに接続された１つ以上の電極による送達のための刺激パルスを生成するチャンバパルス発生器５２２をさらに含む。パルス発生器５２２は、制御信号５２４を介してマイクロコントローラ５２０により制御される。パルス発生器５２２は、所望の電極を適切なＩ／Ｏ回路に接続するための複数のスイッチを含む電極構成スイッチ５２６を介して選択電極に接続され、それにより電極のプログラム可能性を高める。スイッチ５２６は、マイクロコントローラ５２０からの制御信号５２８によって制御される。
【００８０】
図５の例では、単一のパルス発生器５２２が示されている。選択に応じて、ＩＭＤ５００は、パルス発生器５２２に類似した複数のパルス発生器を含むことができ、この場合、各パルス発生器は１つ以上の電極に接続され、マイクロコントローラ５２０によって制御されて、選択刺激パルスを対応する１つ以上の電極に送達する。
【００８１】
マイクロコントローラ５２０は、刺激パルスのタイミング（例えば、ペーシングレート、房室（ＡＶ）遅延、心房相互伝導（ＡＡ）遅延、または心室相互伝導（ＶＶ）遅延など）を制御するタイミング制御回路５３２を含む構成が図示されている。タイミング制御回路５３２は、不応期、ブランキング間隔、ノイズ検出ウィンドウ、誘発応答ウィンドウ、アラート間隔、マーカーチャネルタイミングなどのタイミングにも使用され得る。マイクロコントローラ５２０はまた、不整脈状態を検出するための不整脈検出器５３４と、心臓信号の形態の１つ以上の特徴をレビューおよび分析するための形態検出器５３６とを有する。図示されていないが、マイクロコントローラ５２０は、患者の心臓の様々な状態の監視およびペーシング療法の管理を支援する他の専用回路および／またはファームウェア／ソフトウェア要素をさらに含み得る。
【００８２】
ＩＭＤ５００は、通信モデム（変調器／復調器）５４０をさらに備え、これにより他のデバイス、埋め込み型デバイス、および／または外部デバイスとの無線通信が可能となる。一実施形態では、通信モデム５４０は、一対の電極間で送信される信号の高周波変調を使用し得る。一例として、信号は、約１０〜８０ｋＨｚの高周波範囲で送信することができ、そのような信号は、心臓を刺激したり、患者に感じられたりすることなく体組織と体液を通過する。
【００８３】
通信モデム５４０は、マイクロコントローラ５２０の一部としてハードウェアで、またはマイクロコントローラ５２０にプログラムされ実行されるソフトウェア／ファームウェア命令として実現されてもよい。或いは、モデム５４０は、スタンドアロンの要素としてマイクロコントローラとは別個に存在してもよい。
【００８４】
ＩＭＤ５００は、スイッチ５２６を介して検知操作を実行する１つ以上の電極に選択的に接続された検知回路５４４を含み、これは右心腔内の心臓活動の存在を検出する。検知回路５４４は、専用の検知増幅器、多重化増幅器、または共有増幅器を含み得る。さらに、ＩＭＤ５００は、プログラム可能利得制御および／または自動利得制御、バンドパスフィルタリング、閾値検出回路を備えた１つ以上の低電力高精度アンプを使用して、関心のある心臓信号を選択的に検知する。自動利得制御により、ユニット５００は心房細動の低振幅信号特性を検知することができる。スイッチ５２６は、適切なスイッチを選択的に閉じることにより、心臓信号の検知極性を決定する。このようにして、臨床医は、刺激の極性とは無関係に検知極性をプログラムすることができる。
【００８５】
検知回路５４４の出力はマイクロコントローラ５２０に接続され、マイクロコントローラ５２０は、心臓活動の存在の有無に応答してパルス発生器５２２をトリガまたは停止する。検知回路５４４は、利得、閾値、分極電荷除去回路（図示せず）、および検知回路の入力に接続されたブロッキング回路（図示せず）のタイミングを制御するために、マイクロコントローラ５２０から制御信号５４６を受信する。
【００８６】
図５の例では、単一の検知回路５４４が示されている。選択に応じて、ＩＭＤ５０２は、検知回路５４４と同様の複数の検知回路を含むことができ、各検知回路は、１つ以上の電極に接続され、対応する１つ以上の電極で検出される電気的活動を検知するためにマイクロコントローラ５２０によって制御される。検知回路５４４は、単極検知方式または双極検知方式の構成で作動し得る。
【００８７】
ＩＭＤ５００は、スイッチ５２６を介して１つ以上の電極に接続されたアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）データ取得システム（ＤＡＳ）５５０をさらに含み、所望の電極の対において心臓信号をサンプリングする。データ取得システム５５０は、心内心電図信号を取得し、生のアナログデータをデジタルデータに変換し、後の処理および／または外部デバイス５５４（例えば、プログラマ、ローカルトランシーバ、または診断システムアナライザー）へのテレメトリ送信のためにデジタルデータを保存するように構成される。データ取得システム５５０は、マイクロコントローラ５２０からの制御信号５５６によって制御される。マイクロコントローラ５２０は、データ取得システム５５０から受信したＥＧＭデータを処理し、ＥＧＭデータを外部デバイス５５４に送信する。データ取得システム５５０およびマイクロコントローラ５２０は、ＥＧＭ信号が検知されてからＥＧＭデータが送信されるまでの間の特定の処理遅延を導入する。
【００８８】
マイクロコントローラ５２０は、適切なデータ／アドレスバス５６２によってメモリ５６０に接続される。マイクロコントローラ５２０によって使用されるプログラム可能な動作パラメータは、メモリ５６０に格納され、特定の患者のニーズに合うようにＩＭＤ５００の動作をカスタマイズするために使用される。このような動作パラメータは、例えば、ペーシングパルス振幅、パルス幅、電極の極性、レート、感度、自動機能、不整脈の検出基準、および治療の各層内で患者の心臓に送達される各衝撃パルスの振幅、波形およびベクトルなどを定める。
【００８９】
ＩＭＤ５００の動作パラメータは、外部デバイス５５４との通信リンク５６６を介したテレメトリ通信でテレメトリ回路５６４を介してメモリ５６０に非侵襲的にプログラムされてもよい。テレメトリ回路５６４により、（マイクロコントローラ５２０またはメモリ５６０に含まれる）ＩＭＤ５００の動作に関する心内心電図および状態情報を、確立された通信リンク５６６を介して外部デバイス５５４に送信することが可能となる。本明細書で説明されるように、ＩＭＤ５００は、通信リンクに関連する無線プロトコルに従って外部デバイス４００にＥＧＭデータを送信する。例えば、テレメトリ回路５６４は、ＢＬＥプロトコルを利用して、不均一なスループットを有するバーストタイプの方法でＥＧＭデータを送信することができる。
【００９０】
ＩＭＤ５００は、ユニット上に磁石が置かれたときを検出するために、マイクロコントローラ５２０に結合された磁石検出回路（図示せず）をさらに含み得る。臨床医は磁石を使用して、ユニット５００のさまざまなテスト機能を実行することができ、および／または外部デバイス５５４がテレメトリ回路５６４を介してマイクロコントローラ５２０とデータを送受信するためにマイクロコントローラ５２０に信号を送ることができる。
【００９１】
ＩＭＤ５００は、１つ以上の生理学的センサ５７０をさらに含むことができる。このようなセンサは、通常、患者の運動状態に従ってペーシング刺激レートを調整するために使用されるため「レート応答」センサと呼ばれる。しかし、生理学的センサ５７０はさらに、心拍出量の変化、心臓の生理学的状態の変化、または活動の日周変化（例えば、睡眠および覚醒状態）を検出するために使用されてもよい。生理学的センサ５７０によって生成された信号は、分析のためにマイクロコントローラ５２０に渡される。マイクロコントローラ５２０は、心房および心室ペーシングパルスが与えられる様々なペーシングパラメータ（レート、ＡＶ遅延、Ｖ−Ｖ遅延など）を調整することにより応答する。ユニット５００内に含まれるものとして示されているが、生理学的センサ５７０はユニット５００の外部にあってもよく、その場合もなお、患者内に埋め込まれるか、患者によって運ばれるように構成される。生理学的センサの例には、例えば、呼吸数、血液のｐＨ、心室勾配、活動、位置／姿勢、分時換気量（ＭＶ）などを検知するセンサが含まれる。
【００９２】
バッテリ５７２は、ＩＭＤ５００内のすべての要素に動作電力を供給する。バッテリ５７２は、低電流消費で長時間動作可能であり、患者がショックパルス（例えば、２Ａ超、２Ｖ超、１０秒以上）を必要とする場合に（コンデンサ充電用）高電流パルスを供給することができる。バッテリ５７２はまた、選択的交換時間を検出できるように、予測可能な放電特性を有することが望ましい。一例として、ユニット５００は、リチウム／酸化バナジウム銀電池を使用する。
【００９３】
ＩＭＤ５００は、多くの目的のために使用できるインピーダンス測定回路５７４をさらに含み、そのような目的としては、適切なリードの位置決めまたは取り外しのための急性期および慢性期のリードインピーダンスの監視、操作可能な電極を検出して電極の外れが発生した場合の操作可能なペアへの自動的な切り替え、呼吸または分時換気量の測定、ショック閾値を決定するための胸部インピーダンスの測定、デバイスが埋め込まれたことの検出、心拍出量の測定、および心臓弁の開放の検出等が含まれる。インピーダンス測定回路５７４は、任意の所望の電極を使用できるようにスイッチ５２６に接続されている。
【００９４】
ＭＤ５００は、不整脈の発生を検出し、検出された不整脈の終了を目的として適切な電気ショック療法を心臓に自動的に与える埋め込み型除細動器／電気除細動器（ＩＣＤ）として動作できる。この目的のために、マイクロコントローラ５２０は、制御信号５８２によりショック回路５８０をさらに制御する。ショック回路５８０は、マイクロコントローラ５２０によって制御されるように、低エネルギー（例えば、最大０．５Ｊ）、中程度（例えば、０．５〜１０Ｊ）、または高エネルギー（例えば、最大４０Ｊ）のショックパルスを生成する。このようなショックパルスは、ショック電極を介して患者の心臓に印加されます。以下に説明するさまざまなスレーブペーシングユニットは通常、高電圧ショックパルスを送出するように構成されないため、ショック療法回路は任意選択で設けられ、ＩＭＤに実装できない場合があることに注意されたい。一方、バックアップショック機能を含むシステム内でスレーブペーシングユニットを使用できるため、そのようなショック療法回路をＩＭＤに含めることができることも理解されたい。
【００９５】
［その他（締めくくりの説明）］
本明細書で図面に関連付けて説明され、図示されている種々の配置およびプロセス、および／またはそのような配置の１つ以上の個々のコンポーネントまたは要素、および／またはそのようなプロセスに関連する１つ以上のプロセス操作は、本明細書で説明および図示される１つ以上の他のコンポーネント、要素、および／またはプロセス操作とは独立して、または一緒に使用することができることは明確に理解されよう。従って、種々の配置およびプロセスが本明細書で説明および図示されているが、それらは単に例示的かつ非限定的な意味で提示され、さらに、１つ以上の配置またはプロセスが機能または動作する可能性のある実施形態の単なる例とみなせることを理解されたい。
【００９６】
当業者によって理解されるように、本発明の種々の態様が、システム、方法、またはコンピュータ（デバイス）プログラム製品として具現化され得る。従って、本発明の実施態様は、完全にハードウェアの実施形態、または本明細書ですべて一般に「回路」、「モジュール」、または「システム」と呼ばれるハードウェアおよびソフトウェアを含む形態を取り得る。さらに、本発明の実施態様は、その上に具現化されたコンピュータ（デバイス）可読プログラムコードを有する１つ以上のコンピュータ（デバイス）可読記憶媒体で具現化されるコンピュータ（デバイス）プログラム製品の形態を取り得る。
【００９７】
１つ以上の非信号コンピュータ（デバイス）可読媒体の任意の組み合わせを利用することができる。非信号媒体は記憶媒体であってもよい。記憶媒体は、例えば、電子システム、磁気システム、光学システム、電磁気システム、赤外線システム、半導体システム、半導体機器、半導体デバイス、またはそれらの任意の適切な組み合わせであり得る。記憶媒体のより具体的な例としては、ポータブルコンピュータ用ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学式記憶デバイス、磁気記憶デバイス、またはそれらの適切な組み合わせ等が挙げられる。
【００９８】
操作を実行するためのプログラムコードは、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述できる。プログラムコードは、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、完全に単一のデバイス上で、一部は単一のデバイス上で、一部は単一のデバイス上かつ他の一部は別のデバイス上で、または完全に他のデバイス上で実行できる。場合によっては、デバイスはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介して接続されていてもよく、または、他のデバイスを介して（例えばインターネットサービスプロバイダーを使用したインターネットを介して）またはＵＳＢ接続などの有線接続を介して接続することもできる。例えば、第１のプロセッサ、ネットワークインターフェイス、およびコードを格納するストレージデバイスを備えたサーバが、操作を実行するためのプログラムコードを格納し、ネットワークを介してネットワーク経由でこのコードを、第２のプロセッサを有する第２のデバイスに供給し、第２のデバイスがコードを実行する構成でもよい。
【００９９】
本明細書では、様々な例示的な実施形態による例示的な方法、デバイス、およびプログラム製品を示す図を参照して本発明の実施態様を説明した。これらのプログラム命令が、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータの処理デバイスまたは情報処理デバイスのプロセッサに提供されて、マシンが生成され、デバイスのプロセッサを介して実行される命令が指定された機能／動作を実現するように構成してもよい。プログラム命令は、特定の方法で機能するようにデバイスを指示できるデバイス読み出し可能媒体に格納することもでき、この場合、デバイス読み出し可能媒体に格納された命令が、指定された機能／動作を実現する命令を含む製品を生成する。プログラム命令をデバイスにロードして、デバイス上で実行される命令が指定された機能／行為を実現するためのプロセスを提供するように、デバイス上で一連の動作ステップを実行してデバイス実現プロセスを生成するように構成することもできる。
【０１００】
本明細書のユニット／モジュール／アプリケーションには、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理回路、および、本明細書に記載の機能を実現できる他の回路またはプロセッサを使用する、プロセッサベースのまたはマイクロプロセッサベースのシステムが含まれ得る。加えてまたは代替的に、本明細書のモジュール／コントローラは、本明細書で説明される動作を実行する、関連する命令を備えたハードウェアとして実現できる回路モジュール（例えば、コンピュータのハードドライブ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの有形で非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に格納されたソフトウェア、またはその均等物）であってもよい。尚、上記の例は単なる例示であり、従って、「コントローラ」という用語の定義および／または意味を限定することを意図したものではない。本明細書のユニット／モジュール／アプリケーションは、データを処理するために、１つ以上の記憶要素に格納されている命令のセットを実行することがある。記憶要素はまた、所望または必要に応じてデータまたは他の情報を格納してもよい。記憶要素は、本明細書のモジュール／コントローラ内の情報源または物理的メモリ要素の形態であり得る。命令セットは、本明細書に記載の発明の様々な実施形態の方法およびプロセスなどの特定の動作を実行するように本明細書のモジュール／アプリケーションに指示する種々のコマンドを含み得る。命令のセットは、ソフトウェアプログラムの形式であり得る。ソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェアなど、さまざまな形式で提供される。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムまたはモジュールの集まり、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形態であってもよい。ソフトウェアには、オブジェクト指向プログラミングの形式のモジュール式プログラミングも含まれ得る。処理マシンによる入力データの処理は、ユーザのコマンドに応答する場合、以前の処理の結果に応答する場合、または別の処理機械によって行われた要求に応答する場合がある。
【０１０１】
本明細書に記載される発明主題は、その用途において、本明細書の説明に記載されるか、または本明細書の図面に示される構成の詳細および構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本明細書で説明される発明主題は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実施または実行することができる。また、本明細書で使用される語法および用語は説明のためのものであり、限定と見なされるべきではないことを理解されたい。本明細書における「含む」、「備える」または「有する」およびそれらの変形の表現の使用は、その後に列挙されるアイテムおよびその均等物ならびに追加のアイテムを包含することを意味する。
【０１０２】
上記の説明は例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、その範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本明細書の教示に適合させるために種々の修正を加えて実施することができる。本明細書で説明する寸法、材料の種類、およびコーティングは、さまざまなパラメータを定義することを意図しているが、決して限定を意図するものではなく、本質的に例示である。本明細書の記載を検討することで、当業者には他の多くの実施形態が明らかとなろう。従って、本発明の実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とともに決定されるべきである。尚、以下の請求項では、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は単なるラベルとして使用され、要素に数値要件を課すものでは、行為の実行順序を表すものでもない。
【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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