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Timestamp: 2019-07-21 17:27:15
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JP2008539894A - Controlled intermittent stress augmentation pacing - Google Patents
JP2008539894A
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JP5237089B2 (en
2006-05-05 Application filed by カーディアック・ペースメーカーズ・インコーポレーテッド filed Critical カーディアック・ペースメーカーズ・インコーポレーテッド
後の虚血に対して保護効果を提供する方式で、電気刺激を心臓に送る機器及び方法が開示される。 In a manner to provide a protective effect against ischemia after, apparatus and method for sending an electrical stimulus to the heart is disclosed. 保護効果は、通常動作モードから、脱分極の空間パターンが変化し、それにより、心室心筋の１つ又は複数の特定の領域が、増大した機械的応力を受ける応力増強モードに完結的に切り替えるように心臓ペーシング機器を構成することによって生成される。 Protective effect, from the normal operation mode, the spatial pattern of depolarization is changed, whereby one or more particular regions of the ventricular myocardium, conclusively switched so stress enhancement mode for receiving the increased mechanical stresses produced by constructing a cardiac pacing device to.
出願が参照によって本明細書に組み込まれている２００５年５月６日に出願された米国特許出願番号６０／６７８３３８、及び２００５年６月１３日出願に出願された米国特許出願番号１１／１５１０１５に対する優先権の利益が、本明細書によって主張される。 Application was filed on May 6, 2005, which is incorporated herein by reference U.S. Patent Application No. 60/678338, and for 2005 June 13, U.S. Patent Application No. 11/151015, filed on filed benefit of priority is claimed hereby.
本出願は、開示が参照によって本明細書に組み込まれている「ＩＮＴＥＲＭＩＴＴＥＮＴ ＳＴＲＥＳＳ ＡＵＧＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＰＡＣＩＮＧ ＦＯＲ ＣＡＲＤＩＯＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＥＦＦＥＣＴ」という名称の２００５年１月６日に出願された米国特許出願番号１１／０３０５７５にも関する。 This application also relates to disclosure of which is incorporated herein by reference "INTERMITTENT STRESS AUGMENTATION PACING FOR CARDIOPROTECTIVE EFFECT" filed January 6, 2005, entitled US Patent Application No. 11/030575.
本発明は、心臓疾患を処置する装置及び方法と、心臓ペースメーカなどの電気刺激を心臓に与える機器に関する。 The present invention relates to an apparatus to provide a device and method for treating heart disease, electrical stimulation, such as cardiac pacemaker to the heart.
冠状動脈疾患（ＣＡＤ）は、血液を心筋に供給する冠状動脈がアテローム硬化症のために硬くかつ狭くなるときに起きる。 Coronary artery disease (CAD) occurs when the coronary arteries that supply blood to the heart muscle become hardened and narrowed due to the atherosclerosis. 動脈は、動脈の内壁又は裏層の上にプラークが蓄積することにより、硬くなり、狭くなる。 Artery, by plaque accumulates on the inner wall or lining of the arteries, is hardened, narrower. 心臓への血流は、プラークが冠状動脈を狭くするにつれて、減少する。 Blood flow to the heart, as plaque narrows the coronary arteries decreases. これにより、心筋への酸素の供給が減少する。 Thus, reducing the supply of oxygen to the heart muscle is. ＣＡＤは、最も一般的なタイプの心臓疾患であり、米国では男性、女性両方の第１死亡原因である。 CAD is the most common type of heart disease, in the United States men, which is the first cause of death in women both.
アテローム・プラークは、動脈壁内の炎症反応部位であり、脂質を含むコア、及び接続組織カプセルによって囲まれた炎症細胞からなる。 Atheroma plaque is an inflammation reaction site in the artery wall, consisting of inflammatory cells surrounded by the core, and the connective tissue capsule containing lipids. 心筋梗塞症（ＭＩ）又は心臓発作は、冠状動脈内のアテローム・プラークが破裂し、プラークの高度にトロンボゲン形成性の脂質コアを血液に暴露させることによって動脈内で血液が凝固する（血栓症）ときに起きる。 Myocardial infarction (MI), or heart attack, atheroma, plaque rupture in the coronary artery, blood clotting in an artery a highly thrombogenic lipid core of the plaque by exposure to blood (thrombosis) It happens when. 冠状血流に対する完全又はほぼ完全な閉塞は、一般的には、有効なポンピングを阻害する異常な心臓リズムのために、心臓組織のかなりの領域を損傷し、突然死を招くことがある。 Complete or nearly complete occlusion for coronary blood flow, in general, due to abnormal cardiac rhythms to inhibit effective pumping can damage a substantial area of ​​heart tissue may lead to sudden death.
ＭＩを起こすことの他に、ＣＡＤはまた、アテローム・プラークによって冠状動脈管腔が狭くなることによる、より軽度の心臓虚血を生成することもある。 Other causing MI, CAD can also due to the fact that the coronary artery lumen is narrowed by atherosclerotic plaque, there is also possible to generate a more mild cardiac ischemia. 心臓への血流及び酸素の供給が減少すると、患者は、しばしば、狭心症と呼ばれる胸の痛み又は不快感を経験する。 If you decrease the supply of blood flow and oxygen to the heart, patients often experience pain or discomfort in the chest called angina. 狭心症は、心臓発作又は心不整脈などのより深刻な状況に至ることがある不十分な心筋潅流について有用な警告として作用する。 Angina acts as a useful warning of insufficient myocardial perfusion which can lead to more serious conditions such as heart attack or cardiac arrhythmia. 狭心症の発現を経験する患者は、一般的には、投薬又は外科的な血管再生によって処置される。 Patients experiencing expression of angina is generally treated by medication or surgical revascularization. しかし、心臓発作の前に狭心症を経験する患者は、しばしば、そのような発現を経験しない心臓発作の患者より低い死亡率を有することも判明している。 However, patients experiencing angina prior to a heart attack often have also been found to have a lower mortality rate than patients heart attack experience no such expression. この現象は、狭心症による心臓の虚血性事前条件付けのためである可能性があり、それにより、血液の供給が後の冠状血栓によって劇的に減少する場合、心筋組織が梗塞しにくくなる、と理論付けられる。 This behavior may be due to ischemic preconditioning of the heart by angina, whereby, when dramatically reduced by coronary thrombosis after the supply of blood, the heart muscle tissue is less likely to infarct, It is theorized with.
米国特許出願番号６０／６７８３３８ US Patent Application No. 60/678338 米国特許出願番号１１／１５１０１５ US Patent Application No. 11/151015 米国特許出願番号１１／０３０５７５ US Patent Application No. 11/030575 米国特許出願番号１０／４３６８７６ US Patent Application No. 10/436876 米国特許出願番号１０／６６９１７０ US Patent Application No. 10/669170
後の虚血に対して保護効果を提供する方式で電気刺激を心臓に送る機器及び方法が開示される。 Apparatus and methods for sending the electrical stimulation in a manner to provide a protective effect against ischemia after cardiac are disclosed. 保護効果は、通常動作モードから、脱分極の空間パターンが変化し、それにより心室心筋の１つ又は複数の特定の領域が増大した機械的ストレスを受ける応力増強モードに間欠的に切り替わるように心臓ペーシング機器を構成することによって生成される。 Protective effect, from the normal operation mode, the spatial pattern of depolarization changes, heart thereby to switch to intermittent stress enhancement mode subjected to mechanical stress one or a plurality of specific regions of the ventricular myocardium is increased produced by configuring the pacing device. 実際の遅延時間、姿勢の変化の表示、及び自律神経バランスの変化などに基づいて、最適な時間に応力増強ペーシングを実施するための技法も記述される。 Actual delay time, the display of the change in the attitude, and based on such a change in autonomic balance, also techniques for performing stress enhancement pacing optimum time is described.
本開示は、血流の突然の減少に対してより易損性ではないように心臓を事前調整するためにペーシング治療を使用する方法及び機器に関する。 The present disclosure relates to methods and apparatus for use pacing therapy to precondition the heart to be no more vulnerable against sudden decrease in blood flow. 心臓の間欠的なペーシングにより、心筋虚血のその後の発現中に心筋をより抵抗性にする（すなわち、梗塞によりなりにくくする）心臓保護効果が得られることが判明している。 The intermittent pacing of the heart more resistant myocardial during subsequent expression of myocardial ischemia (i.e., less likely by infarction) has proven to be cardioprotective effect. 以下で説明されるように、ペーシング治療は、心室心筋のある領域が増大した機械的応力を受けるような方式で加えられる。 As described below, pacing therapy is applied in a manner to receive mechanical stress of the region of the ventricular myocardium is increased. 増大した心筋応力は、ある細胞成分を放出させる、及び／又は特定の遺伝子の発現を誘起する信号変換カスケードにより、その後の虚血の影響により良好に耐えるように心臓を事前調整すると考えられる。 Increased myocardial stress, to release a cell component, and / or by specific gene induced signal transduction cascades expression is believed that preconditioning the heart to better withstand the effects of subsequent ischemia. 増大した応力の心臓保護効果の役割を担う機構は、以前の虚血が心臓を事前調整する機構と同様である、又は同様でないことが可能である。 Mechanism responsible for the cardioprotective effect of increased stress, it is possible previous ischemia is similar to the mechanism for preconditioning the heart, or not similar. しかし、動物の研究では、心筋の特定の領域に対して増大した応力を生じるペーシング治療は、領域を虚血性にせずに心臓保護効果を生成することが、実験により観測されている。 However, in animal studies, pacing therapy causing increased stress to a particular region of the myocardium can produce a cardioprotective effect without space to ischemic has been observed experimentally.
以下で、本明細書では間欠的応力増強ペーシングと呼ばれる、後の虚血により良好に耐えるように心臓を事前調整する方式でペーシング治療を実施する例示的な機器が記述される。 Hereinafter, it referred to herein as intermittent stress enhancement pacing, the example apparatus for implementing the pacing therapy in a manner that preconditioning the heart to better withstand ischemia after is described. また、ペーシングがどのように心筋領域に対して増大した機械的応力を生成することが可能であるかの説明、及び例示的なペーシング・アルゴリズムも記述される。 Also, one of the description it is possible to produce a mechanical stress pacing is increased how against myocardial region, and also an exemplary pacing algorithm is described.
１． 1. ペーシング治療の機械的効果 心臓筋肉線維が収縮する際の心臓筋肉線維に対する張力又は応力の程度は、後負荷と呼ばれる。 The degree of tension or stress on a heart muscle fibers during mechanical effects cardiac muscle fibers of the pacing therapy is contracted is called the afterload. 血液が大動脈や肺動脈の中にポンピングされるにつれて、心室内の圧力は、拡張値から収縮値に迅速に上昇するので、最初に収縮する心室の部分は、後に収縮する心室の部分より低い後負荷に対して収縮する。 As blood is pumped into the aorta and pulmonary artery, the pressure in the ventricles, so rapidly rises from the expanded value to the shrinkage values, part of the ventricle that first contracts, the lower afterload than the portion of the ventricle contracting later to contract against. 心臓筋肉線維が収縮前に伸張される程度は、前負荷と呼ばれる。 Degree to which the heart muscle fibers are stretched before the contraction is called a pre-load. 筋肉線維が短くなる最大の張力及び速度は、前負荷の増大と共に増大し、増大する前負荷に付随する心臓の収縮応答の増大は、フランク・スターリングの原理として知られている。 Maximum tension and velocity of muscle fibers is shortened, increases with increasing preload, the increase in contractile response of the heart associated with preload increasing, known as the principle of Frank Starling. 心筋領域が他の領域に対して後に収縮するとき、対向領域のより早期収縮は、後に収縮する領域を伸張させ、その前負荷を増大させる。 When the myocardial region contracts after relative to other regions, the earlier contraction of opposing regions, by stretching the region which contracts later, to increase its preload. したがって、収縮期中に他の領域より後に収縮する心筋領域は、増大した前負荷と増大した後負荷の両方を受け、この両方により、領域は、増大した壁応力を経験する。 Thus, a myocardial region which contracts later than other regions during systole is subjected to both afterload and increased pre increased load, by both, the region experiences an increased wall stress.
心室が、特定のペーシング部位に配置された電極を経て加えられたペーシング・パルスによって収縮するように刺激されるとき、興奮が、心筋を経た伝達によってペーシング部位から広がる。 Ventricle, when stimulated to contract by a pacing pulse applied through an electrode placed in a particular pacing site, excitement, spreading from the pacing site by transduction through the myocardium. これは、ＡＶ結節から心室への興奮の広がりが、心室心筋全体の迅速で同期した興奮を可能にするプルキン線維によって構成される心臓の専門伝達システムを利用する通常の生理学的状況とは異なる。 This spread of excitation from the AV node to the ventricles, different from the normal physiological situation to utilize specialized delivery system of the heart constituted by Purukin fibers to allow rapid and synchronized excitation of the entire ventricular myocardium. 一方、単一部位に加えられたペーシング・パルスの結果である興奮は、興奮が心筋を経て伝達される速度がより緩慢であるために、比較的非同期の収縮を生成する。 On the other hand, excitation is the result of the pacing pulses applied to a single site, because the rate at which excitation is transmitted through the heart muscle is slower, produces a relatively asynchronous contraction. ペーシング部位からより遠位に位置する心筋の領域は、ペーシング部位に近接する領域より後に興奮され、上記で説明された理由のために、増大した機械的応力を受ける。 Region of the myocardium located more distally from the pacing site are excited later than regions close to the pacing site, for the reasons explained above, subjected to increased mechanical stress.
したがって、ペーシング・パルスの結果である心室の収縮は、一般に、固有収縮と同程度には同期されず、したがって、血行力学的にはより効率的ではない可能性がある。 Therefore, contraction of the ventricle is the result of a pacing pulse is generally the same extent as natural shrinkage not synchronized, therefore, there may not be more efficient for hemodynamic. たとえば、従来の除脈ペーシングでは、ペーシング部位は、右心室に位置し、それにより、興奮は、右心室ペーシング部位から残りを経て心筋に広がらなければならない。 For example, in a conventional bradycardia pacing, the pacing site is located in the right ventricle, thereby excitement must spread the myocardium via the remaining right ventricular pacing site. その場合、左心室の収縮は、心拍出量が低減する通常の生理学的状況より調整されない方式で行われる。 In this case, contraction of the left ventricle is performed in a manner that cardiac output is not adjusted from the normal physiological situation to reduce. この問題は、より調整された心室収縮を生成するように、右心室に加えて、又は右心室の代わりに、左心室をペーシングすることによって克服することができ、これは心臓再同期ペーシングと呼ばれる。 This problem is more to generate an adjusted ventricular contraction, in addition to the right ventricle, or in place of the right ventricle, it can be overcome by pacing the left ventricle, which is referred to as cardiac resynchronization pacing . 再同期ペーシングはまた、従来のペーシング治療の脱同期作用を克服することに加えて、心室収縮の効率を向上させ、かつ心拍出量を増大させるために、固有心室伝達欠陥に苦しむ患者に加えられることもある。 Resynchronization pacing also, in addition to overcoming the desynchronization effects of conventional pacing therapy, to improve the efficiency of the ventricular contraction, and to increase cardiac output, in addition to the patients suffering from specific ventricle transfer defect sometimes it is. 心室再同期治療は、左心室のみのペーシング、両心室ペーシング、又はどちらかあるいは両方の心室の複数部位に送られるペーシングとして行われる。 Ventricular resynchronization therapy is performed as pacing sent only left ventricular pacing, biventricular pacing, or either or at multiple sites of both ventricles.
再同期治療とは対照的に、心臓保護効果を生成するために行われるペーシング治療は、ペーシング部位からより遠位に位置する心筋領域が増大した機械的応力を受けるように、比較的非同期の収縮を生成することを意図するペーシングである。 In contrast to resynchronization therapy, pacing therapy performed to produce a cardioprotective effect, to receive mechanical stress myocardial regions located more distally from the pacing site is increased, a relatively asynchronous contraction a pacing intended to generate. 応力増強ペーシングと呼ばれるそのようなペーシングは、固有活性化又はペーシング活性化の結果である支配的又は慢性的な脱分極パターンとは異なる心筋脱分極パターンを生成する。 Such pacing, referred to as stress enhancement pacing produces a different myocardial depolarization pattern dominant or chronic depolarization pattern is the result of the intrinsic activation or pacing activation. しかし、応力増強ペーシングが比較的一定に送られる場合、後に収縮する心室領域は、増大した応力に応答して、肥大や他のリモデリング・プロセスを受けることがあり、そのようなリモデリングは、心臓保護効果を相殺することがある。 However, when stress enhancement pacing is delivered at a relatively constant, ventricular region which contracts later, in response to increased stress, it may be subject to enlargement or other remodeling processes, such remodeling, there is possible to cancel a cardioprotective effect. したがって、応力増強ペーシングの有効性は、そのようなペーシングが、リモデリングが行われないように、ある時間期間にわたって広がった単一処置又は複数処置として行われる場合に増大する。 Thus, the effectiveness of the stress enhancement pacing, such pacing, such remodeling is not performed, increases when performed as a single treatment or multiple treatments spread over a period of time. 応力増強ペーシングは、様々な手段によって行われることが可能である。 Stress enhancement pacing may be performed by various means. 一実施形態では、外部ペーシング機器が、心臓の付近に配置されることが可能であるカテーテルの中に組み込まれるペーシング電極を介してペーシング・パルスを心臓に送る。 In one embodiment, external pacing device sends a pacing pulse to the heart via the pacing electrodes incorporated into the catheter is capable of being disposed in the vicinity of the heart. そのようなカテーテルは、血管造影法又は血管形成法など、他のタイプの心臓の処置又は診断にも使用されるものとすることが可能である。 Such catheters, such as angiography or angioplasty, may be assumed to be also used in the treatment or diagnosis of other types of heart. 応力増強ペーシングはまた、埋込み型ペーシング機器によって行われることも可能である。 Stress enhancement pacing It is also possible to be performed by implantable pacing devices. 以下で記述されるように、心臓ペーシング機器は、特定の心筋領域に間欠的に応力をかけるペーシングが行われるようにプログラムされることが可能である。 As described below, a cardiac pacing device may be programmed so that pacing is performed to apply intermittently stress to a particular myocardial region. 機器はまた、心臓保護効果を複数の心臓領域に提供するために、複数のペーシング部位を間欠的にペーシングするように構成されることも可能である。 Equipment can also be used to provide a cardioprotective effect to multiple cardiac regions, it is also possible to be configured to intermittently pace multiple pacing sites.
２． 2. 例示的な心臓機器 ペースメーカなどの心臓リズム管理機器は、通常、患者の胸の上において皮下に埋め込まれ、感知に使用される電極に機器を接続するために静脈内から心臓の中に挿入されたリードを有する。 Cardiac rhythm management devices such as exemplary cardiac device pacemaker is usually implanted subcutaneously in over the patient's chest, which is inserted intravenously into the heart to connect the device to electrodes used for sensing having a lead. プログラム可能な電子コントローラにより、ペーシング・パルスは、経過した時間間隔と感知された電気活動（すなわち、ペーシング・パルスの結果としてではない固有心臓拍動）に応答して出力される。 A programmable electronic controller, pacing pulses, electrical activity sensed the elapsed time interval (i.e., intrinsic heart beats not as a result of a pacing pulse) is outputted in response to. ペースメーカが、感知される室の付近に配置された内部電極によって、固有心臓電気活動を感知する。 Pacemaker, internal electrodes disposed in the vicinity of the sensed chamber, to sense the intrinsic cardiac electrical activity. ペースメーカによって検出される心房又は心室の固有収縮に関連する脱分極波は、それぞれ、心房感知又は心室感知と呼ばれる。 Depolarization wave associated with intrinsic contraction of the atria or ventricles are detected by the pacemaker are respectively referred to as the atrial sense or ventricular sense. 固有拍動がない状態でそのような収縮を生じるために、あるペーシングしきい値より大きいエネルギーを有するペーシング・パルス（心房ペース又は心室ペース）が室に送られる。 To generate such shrinkage in the absence of specific beats, pacing pulses with energy greater than a certain pacing threshold (an atrial pace or a ventricular pace) is sent to the chamber.
図１は、本発明を実施するのに適切なマイクロプロセッサ・ベース心臓リズム管理機器すなわちペースメーカのシステム図を示す。 Figure 1 shows a system diagram of a suitable microprocessor-based cardiac rhythm management device i.e. a pacemaker in practicing the present invention. ペースメーカのコントローラは、双方向データ・バスを介してメモリ１２と通信するマイクロプロセッサ１０である。 The controller of the pacemaker is a microprocessor 10 which communicates with a memory 12 via a bidirectional data bus. メモリ１２は、通常、プログラムを記憶するＲＯＭ（読取り専用メモリ）及びデータを記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を備える。 Memory 12 typically includes a ROM for storing a program RAM for storing (read only memory) and data (random access memory). コントローラは、状態機械タイプの設計を使用して他のタイプの論理回路（たとえば、離散構成要素又はプログラム可能論理アレイ）によって実装することができるが、マイクロプロセッサ・ベース・システムが好ましい。 The controller state using the machine type of design other types of logic circuits (e.g., discrete components or programmable logic arrays) can be implemented by a microprocessor-based system is preferable. 本明細書において使用される際、「回路」という用語は、離散論理回路又はマイクロプロセッサのプログラミングを指すと解釈されるべきである。 As used herein, the term "circuit" should be construed to refer to programming discrete logic circuits or a microprocessor.
機器は、それぞれがペーシング・チャネル及び／又は感知チャネルに組み込まれることが可能である多重電極を装備する。 Equipment, each equipped with multiple electrodes can be incorporated into a pacing channel and / or sensing channel. 図には、リング電極３３ａ〜ｄとチップ電極３４ａ〜ｄ、感知増幅器３１ａ〜ｄ、パルス生成器３２ａ〜ｄ、チャネル・インタフェース３０ａ〜ｄを有する双極リードを備える「ａ」から「ｄ」と指定された４つの例示的な感知チャネルとペーシング・チャネルが示されている。 Figure, the specified ring electrode 33a~d and tip electrodes 34a-d, sensing amplifiers 31A～d, pulse generator 32a-d, comprises a bipolar lead having a channel interface 30a~d from the "a" and "d" are four exemplary sensing and pacing channels is shown. したがって、各チャネルは、電極に接続されたパルス生成器からなるペーシング・チャネル、及び電極に接続された感知増幅器からなる感知チャネルを含む。 Therefore, each channel includes pacing channel including a pulse generator connected to the electrode, and a sensing channel made from a connected sense amplifier to the electrodes. 電極を適切に配置することによって、チャネルは、特定の心房部位又は心室部位を感知する及び／又はペーシングするように構成される。 By proper placement of the electrodes, the channel is configured to be and / or pacing sensing a particular atrial sites or the ventricles site. チャネル・インタフェース３０ａ〜ｄは、マイクロプロセッサ１０と双方向に通信し、各インタフェースは、感知増幅器からの感知信号入力をデジタル化するアナログ・デジタル変換器と、ペーシング・パルスを出力し、ペーシング・パルス振幅を変化させ、かつ感知増幅器の利得としきい値を調整するために、マイクロプロセッサによって書き込むことができるレジスタとを含むことが可能である。 Channel interface 30a~d communicates to the microprocessor 10 and the two-way, each interface, the sensing signal inputs from the sensing amplifiers and output and the analog-digital converter for digitizing a pacing pulse, pacing pulses changing the amplitude, and for adjusting the gain and threshold sense amplifier may include a register that can be written by the microprocessor. ペースメーカの感知回路は、特定のチャネルによって生成されたエレクトログラム信号（すなわち、心臓電気活動を表す電極によって感知された電圧）が指定された検出しきい値を超えるとき、心房感知又は心室感知である室感知を検出する。 Sensing circuitry of the pacemaker, when exceeding the detection threshold electrogram signals generated by a particular channel (i.e., a voltage sensed by an electrode representing cardiac electrical activity) is specified, it is the atrial sense or ventricular sense to detect the chamber sensing. 特定のペーシング・モードにおいて使用されるペーシング・アルゴリズムは、ペーシングをトリガ又は阻止するためにそのような感知を使用し、固有の心房率及び／又は心室率は、それぞれ、心房感知間と心室感知間の時間間隔を測定することによって検出することができる。 Pacing algorithms used in particular pacing mode, using such sensing to trigger or inhibit pacing, intrinsic atrial rate and / or ventricular rate, respectively, between the atrial sense and between the ventricular sense it can be detected by measuring the time interval.
各双極リードの電極は、リード内の導体を介して、マイクロプロセッサによって制御されるＭＯＳ切替えネットワーク７０に接続される。 Electrodes of each bipolar lead, via conductors within the lead, is connected to a MOS switching network 70 controlled by the microprocessor. 切替えネットワークは、固有心臓活動を検出するために感知増幅器の入力に電極を切り替え、ペーシング・パルスを送るためにパルス生成器の出力に電極を切り替えるために使用される。 Switching network is used to switch the electrodes to the output of the pulse generator in order to switch the electrodes to the input of the sense amplifier in order to detect intrinsic cardiac activity and sends pacing pulses. 切替えネットワークにより、機器は、リードのリング電極とチップ電極の両方を使用する双極モードにおいて、又はリードの電極の１つのみを使用し、機器ハウジング又はカン６０が接地電極として作用する単極モードにおいて、感知又はペーシングすることも可能である。 The switching network equipment in a bipolar mode using both of the lead ring electrode and the tip electrode, or using only one of the lead electrodes, device housing or can 60 is in a unipolar mode, which acts as a ground electrode it is also possible to sense or pace. 以下で説明されるように、機器がペーシングの空間分布を変更することが可能である１つの方式は、単極ペーシングから双極ペーシング（又はその反対）に切り替える、又は双極ペーシング中に双極リードのどちらの電極がカソードであるかアノードであるかを交換するものである。 As described below, one method equipment is capable of changing the spatial distribution of the pacing switches to bipolar pacing from unipolar pacing (or vice versa), or either of bipolar lead during bipolar pacing in which the electrode exchanging whether the anode or a cathode. ショック・パルス生成器５０も、ショック性の頻拍性不整脈を検出する際、１対のショック電極５１を介して除細動ショックを心房又は心室に送るために、コントローラにインタフェースされる。 Shock pulse generator 50 is also in detecting shockable tachyarrhythmia, to send defibrillation shock via a pair of shock electrodes 51 to the atria or ventricles, it is interfaced to the controller.
コントローラは、ペーシング・チャネルを介してペースの送りを制御すること、感知チャネルから受信した感知信号を解釈すること、補充収縮間隔、感知不応期間、他の指定された時間間隔を決めるためにタイマを実装することを含めて、メモリに記憶されているプログラムされた命令に従って、機器の動作全体を制御する。 The controller controls the feeding pace through the pacing channel, interpreting sense signals received from the sensing channels, a timer to determine the escape interval, between the sensing refractory period, other specified time interval including implementing a in accordance with programmed instructions stored in the memory, controls the overall operation of the device. エクサーション・レベル・センサ３３０（たとえば、加速度計、分時換気センサ、又は代謝要求に関係するパラメータを測定する他のセンサ）により、コントローラは、患者の物理的な活動の変化に従って、ペーシング率を適合させることが可能になる。 Exar Deployment level sensor 330 (e.g., an accelerometer, minute ventilation sensor, or other sensor that measures a parameter related to metabolic demand), the controller, in accordance with changes in the physical activity of the patient, the pacing rate it is possible to adapt. 姿勢センサも、心拍数や活動レベルが測定されるときの患者の姿勢を決定するために、コントローラにインタフェースされる。 Even orientation sensor, to determine the patient's posture when the heart rate and activity level is measured, is the interface to the controller. 一実施形態では、加速度計３３０は、コントローラが、複数の軸に沿って測定された加速度から患者の姿勢を計算することを可能にする多軸加速度計である。 In one embodiment, the accelerometer 330, the controller is a multi-axis accelerometer that makes it possible to calculate the posture of the patient from the measured acceleration along a plurality of axes.
コントローラが、無線遠隔測定リンクを介して外部プログラマなどの外部機器３００と通信することを可能にする遠隔測定インタフェース４０も提供される。 Controller, telemetry interface 40 that enables communication with an external device 300 such as an external programmer via a wireless telemetry link is also provided. 外部プログラマは、ペースメーカに問合せ、記憶データを受信し、ペースメーカの動作パラメータを直接調整することができる関連ディスプレイ及び入力手段と共に、コンピュータ化された機器である。 External programmer, contact pacemaker, receives the stored data, with associated display and input means capable of adjusting the operating parameters of the pacemaker direct a computerized equipment. 図に示された外部機器３００はまた、遠隔監視ユニットとすることも可能である。 The external device 300 shown in FIG. It is also possible to remote monitoring unit. 外部機器３００はまた、埋込み型機器がネットワーク上でデータと警告メッセージを臨床医に送信することを可能にする患者管理ネットワーク９１にインタフェースされ、かつ遠隔的にプログラムされることも可能である。 External device 300 also is interfaced to a patient management network 91 that enables implantable device transmits to the clinician data and warning messages on the network, and it is also possible to be remotely programmed. 外部機器３００と患者管理ネットワーク９１の間のネットワーク接続は、たとえば、インターネット接続によって、電話線上で、又はセルラ無線リンクを介して実施されることが可能である。 Network connection between the external device 300 and the patient management network 91 is, for example, the Internet connection, a telephone line, or may be implemented via a cellular radio link.
コントローラは、パルスが感知事象と時間間隔の満了に応答してどのように出力されるかを決めるいくつかのプログラムされたペーシング・モードにおいて機器を動作することができる。 The controller may operate the device in some programmed pacing mode to decide pulse is output to how to respond to the expiration of the sensing event and the time interval. 除脈を処置するためのほとんどのペースメーカが、決められた間隔内において起きる感知心臓事象がペーシング・パルスをトリガする又は阻止するいわゆる要求モードにおいて同期して動作するようにプログラムされる。 Most pacemakers for treating bradycardia are programmed to sense cardiac events occurring within a distance that is determined to operate synchronously in a so-called request mode or triggering prevent pacing pulse. 阻止された要求ペーシング・モードは、室による固有拍動が検出されない決められた補充収縮間隔の満了後にのみ、ペーシング・パルスが心臓周期中に心室に行われるように、補充収縮間隔を使用して、感知固有活動に従ってペーシングを制御する。 The blocked request pacing mode, only after the expiration of the determined escape interval intrinsic beat is not detected by the chamber, as the pacing pulse is performed ventricle during the cardiac cycle, using the escape interval , it controls the pacing according to the sensed intrinsic activity. 心室ペーシングの補充収縮間隔は、心室事象又は心房事象によって再開することができ、心房事象により、ペーシングは、固有心房拍動を追跡することが可能になる。 Escape interval ventricular pacing can be restarted by ventricular events or atrial events, the atrial event, pacing, it is possible to track the specific atrial beat. 除脈モードに従って心臓をペーシングし、かつ追加の興奮を選択部位に提供するために、心臓周期中に複数の興奮性刺激パルスを複数の部位に送ることができる。 Paced cardiac according bradycardia mode, and to provide additional excitement selected site, it is possible to send multiple excitatory stimulation pulses to multiple sites during a cardiac cycle.
３． 3. 間欠的応力増強ペーシングの実施 図１に示された機器は、いくつかの異なる方式で間欠的応力増強ペーシングが行われるように構成される。 Intermittent stress enhancement pacing apparatus shown embodiment Figure 1 is configured to several different schemes intermittent stress enhancement pacing is performed. 徐脈又は再同期ペーシングを必要としない患者に適切な可能性がある一実施形態では、機器は、周期的な間隔（たとえば、毎日５分）においてを除いて、ペーシング治療を全く行わないようにプログラムされる。 In one embodiment which may be suitable for patients that do not require bradycardia or resynchronization pacing, the device is periodic intervals (e.g., daily for 5 min) except in so as not at all pacing therapy It is programmed. その場合、ペーシング治療は、右心室のみペーシング、左心室のみペーシング、又は両心室ペーシングなど、任意の選択のペーシング・モードにおいて行われる。 In that case, pacing therapy, only the right ventricular pacing, only the left ventricular pacing, or the like biventricular pacing is carried out in the pacing mode of an arbitrary selection. ペースメーカが埋め込まれているある患者では、患者が比較的変時的に受容性があり、ＡＶ遮断がなく、ペースメーカのプログラム補充収縮間隔が十分に長い場合、間欠ペーシングが、偶発的に行われることが可能である。 In some patients the pacemaker is implanted, the patient is relatively chronotropic manner has receptive, no AV interrupted, if the program escape interval of the pacemaker is sufficiently long, the intermittent pacing is accidentally performed it is possible. しかし、増強応力ペーシングと心臓保護効果を確実に行うために、ペースメーカは、ペーシングが、スケジュールされた間隔において患者の固有率に関係なく行われるようにプログラムされるべきである。 However, in order to enhance stress pacing and a cardioprotective effect reliably, the pacemaker, pacing, it should be programmed to occur regardless of the specific rate of the patient at scheduled intervals. 除脈及び／又は再同期ペーシングを必要とする患者に適切な可能性がある他の実施形態は、通常動作モードから１つ又は複数の応力増強ペーシング・モードに間欠的に切り替えることによって加えられるペーシング・パルスの空間分布を間欠的に変化させることによって、間欠的応力増強ペーシングが行われる。 Other embodiments may be suitable to a patient in need bradycardia and / or resynchronization pacing, pacing exerted by switching intermittently from the normal operation mode to one or more stress enhancement pacing mode · by a pulse causing intermittently change the spatial distribution of intermittent stress enhancement pacing is performed. 応力増強モードに切り替えることは、異なる心筋領域をまず興奮させ、それにより後に１つ又は複数のペーシング部位に遠位の異なる領域を興奮させるために、機器のペーシング・パルス出力構成及び／又はパルス出力シーケンスを変化させることを含むことが可能であり、この場合、パルス出力構成は、ペーシング・パルスを送るのに使用される利用可能な電極の特定のサブセットを指定し、パルス出力シーケンスは、パルス間のタイミング関係を指定する。 Switching to stress enhancement mode, different myocardial regions first be excited, it to excite the distal different regions in one or more pacing sites after the pacing pulse output configuration and / or pulse output of the device can include a varying sequence, in this case, the pulse output configuration specifies a specific subset of the available electrodes to be used to send pacing pulses, pulse output sequence, the inter-pulse to specify the timing relationship. パルス出力構成は、コントローラが、ペーシング・パルスを出力するのに使用される特定のペーシング・チャネルを選択することによって、及びスイッチ行列７０を有するチャネルによって使用される特定の電極を選択することによって決められる。 Pulse output configuration, the controller is determined by selecting a particular electrode to be used by the channel having by selecting a particular pacing channel used to output pacing pulses, and the switch matrix 70 It is. 通常の動作モードが、心室ペーシング治療を実施する１次ペーシング・モードである場合、応力増強モードは、脱分極の空間パターンを変化させ、特定の心筋領域が機械的応力の増大を経験するように、１次ペーシング・モードとは異なる１つ又は複数の部位において心室の心筋を興奮させることが可能である。 Normal operation mode, when a primary pacing mode for carrying out the ventricular pacing therapy, as stress enhancement mode changes the spatial pattern of depolarization, the particular myocardial region to experience increased mechanical stress , the primary pacing mode it is possible to excite the ventricular myocardium at different one or more sites. ペーシングの間欠的な空間変化は、たとえば、左心室のみペーシング・モードから右心室のみペーシング・モードへ又はその逆に、間欠的に切り替えることによって、又は両心室ペーシング・モード又は他の複数心室ペーシング・モードから単一心室ペーシング・モードへ又はその逆に、間欠的に切り替えることによって、生成される。 Intermittent spatial variation in pacing, for example, to or vice versa only pacing mode right ventricle pacing mode only the left ventricle, by switching intermittently, or or other Multiple ventricular pacing biventricular pacing mode to a single ventricular pacing mode or vice versa from the mode, by switching intermittently, it is generated. ペーシングの空間変化はまた、比較的離れて間隔をおいて位置する電極を有する双極ペーシング・リードを使用し、単極ペーシングから双極ペーシング又はその逆に、間欠的に切り替えることによって、又は双極ペーシング中にどの双極リードの電極がカソードであるかアノードであるかを間欠的に交換することによって、生成されることも可能である。 Spatial variation in pacing may also use a bipolar pacing lead having an electrode positioned at a distance relatively far, the bipolar pacing or vice versa from the unipolar pacing, by switching intermittently, or bipolar in pacing which bipolar lead electrodes by intermittently exchanging whether the anode or a cathode, it is possible to be generated.
異なるペーシング部位に配置された複数のペーシング電極を使用することによって、いくつかの応力増強モードが、増強された応力を複数の心筋領域に提供するために、間欠的に切り替えられてもよい。 By using a plurality of pacing electrodes disposed at different pacing sites, a number of stress enhancement mode, in order to provide enhanced stress in the plurality of the myocardial region may be switched intermittently. 各そのような応力増強モードは、あるパルス出力構成とパルス出力シーケンスによって決められ、間欠的応力増強の実施、プログラムされたスケジュールに従って各モードに一時的に切り替えることを含み、この場合、機器は、応力増強期間（たとえば、５分）と呼ばれる指定された時間の間、応力増強モードに留まる。 Each such stress enhancement mode, determined by certain pulse output configuration and pulse output sequence, implementation of intermittent stress enhancement includes to switch each mode temporarily in accordance with a program schedule, in this case, the device, stress enhancement period (e.g., 5 minutes) during a specified called time, stay in the stress enhancement mode. ペーシング電極を適切に配置することによって、心臓保護効果を、心室心筋の大きな領域に与えることができる。 By proper placement of the pacing electrodes, a cardioprotective effect may be provided to a large area of ​​the ventricular myocardium. そのような複数のペーシング部位が、複数のリードによって、又は内部に組み込まれた多重電極を有するリードによって提供される。 Such multiple pacing sites may be provided by a lead having a plurality of leads, or multiple electrodes incorporated therein. たとえば、多重電極リードが、複数の左心室ペーシング部位を提供するために、冠状静脈洞の中にねじ込まれる。 For example, multi-electrode leads, to provide a plurality of left ventricular pacing site, is threaded into the coronary sinus. 一実施形態では、応力増強ペーシングが、複数の多重電極を経て複数部位ペーシングとして各心臓周期中に行われる。 In one embodiment, stress enhancement pacing is performed as multi-site pacing through a plurality of multi-electrode during each cardiac cycle. 他の実施形態では、応力増強ペーシングは、単一部位ペーシングとして行われ、この場合、ペーシング部位は、連続心臓周期中、又は異なる応力増強期間中、多重電極間において交代されることが可能である。 In other embodiments, the stress enhancement pacing is performed as a single-site pacing, in this case, the pacing sites during continuous cardiac cycle, or in different stress enhancement period, it can be alternated between the multiple electrodes . 応力増強モードへの切替えはまた、応力増強ペースが固有心臓活動によって阻止されないことを保証するために、ペーシング率を決定する補充収縮間隔などの１つ又は複数のペーシング・パラメータを調節することを含むことも可能である。 Switching also to stress enhancement mode includes stress enhanced pace to ensure that it is not blocked by specific cardiac activity, adjusting one or more pacing parameters, such as escape interval to determine the pacing rate it is also possible.
上述されたように、機器のコントローラは、通常動作モードから応力増強モードに間欠的に切り替えるようにプログラムされることが可能である。 As described above, the device of the controller, it can be programmed to switch from the normal operation mode intermittently to stress enhancement mode. 通常動作モードでは、機器は、治療を全く行わない行わないことも可能であり、又は応力増強モードとは異なるペーシング構成、異なるパルス出力シーケンス、及び／又は異なるペーシング・パラメータのセッティングを有する１次ペーシング・モードでペーシング治療を実施することが可能である。 In normal operating mode, the instrument, it is also possible not to perform absence of treatment at all, or primary pacing with the setting of different pacing configuration, a different pulse output sequence, and / or different pacing parameter and stress enhancement-mode in the mode it is possible to carry out the pacing therapy. 機器は、単一心室ペーシング・チャネル、又はそれぞれが異なるペーシング部位に配置されたペーシング電極を有する複数心室ペーシング・チャネルを装備することが可能である。 Equipment can be equipped with multiple ventricular pacing channel with a pacing electrode single ventricular pacing channel or respectively located in different pacing site. 一例では、応力増強モードは、１次ペーシング・モードでは使用されない少なくとも１つのペーシング・チャネルを使用する。 In one example, the stress enhancement mode uses at least one pacing channel not used in the primary pacing mode. 機器は、指定された時間の間、応力増強モードに切り替えるコマンドを受信する際、応力増強ペーシングを開始し、この場合、そのようなコマンドは、決められたスケジュールに従って内部で生成されるか、外部プログラマから受信されるか、又は患者管理ネットワークを介して受信されることが可能である。 Or equipment, for a specified time, when receiving a command to switch to the stress enhanced mode, start the stress enhancement pacing, in this case, such a command is generated internally in accordance with a predetermined schedule, external or it is received from the programmer, or may be received via a patient management network. コマンドが受信された後、次いで、機器は、ペーシング・パラメータが事前に決めた値である指定された時間の間、応力増強モードに単に切り替える。 After the command is received, then, the device is pacing parameters for the specified time is a value determined in advance, simply switch to the stress enhancement mode. たとえば、事前に確定された心房−心室（ＡＶ）補充収縮期間と、心室−心室（ＶＶ）補充収縮期間とを有する心房トリガ同期モード（たとえば、ＤＤＤ又はＶＤＤ）において、応力増強ペーシングが心室に行われることが可能であり、又は補充収縮期間の長さが高ペーシング周波数をもたらす値に設定されることが可能である事前に決められたＶＶ補充収縮期間を有する非心房トリガ心室ペーシング・モード（たとえば、ＶＶＩ）で、応力増強ペーシングが行われることが可能である。 For example, pre-determined atrial - ventricular (AV) escape period, ventricular - ventricular (VV) row in escape period and the atrial trigger synchronous mode with (e.g., DDD or VDD), the stress enhancement pacing the ventricle it is possible to divide, or escape period non atrial trigger ventricular pacing mode length has a VV escape period prearranged is capable of being set to a value that results in a high pacing frequency (e.g. in VVI), it is possible to stress enhancement pacing is performed. しかし、切り替える前に、追加のステップをアルゴリズムに組み込むことが望ましい。 However, before switching, it is desirable to incorporate additional steps into the algorithm. たとえば、応力増強モードの補充収縮間隔は、高ペーシング周波数を保証するために、モード切替えの前に動的に決定されることが可能である。 For example, the escape interval of the stress enhancement mode, in order to ensure a high pacing frequency, it can be dynamically determined before the mode switching. 応力増強モードが非心房トリガ・ペーシング・モードである実施形態では、機器は、モード切替えの前に患者の固有心拍数を測定し、次いで、応力増強モードのペーシング率が固有率よりわずかに高くなるように、ＶＶ補充収縮期間を設定することが可能である。 In embodiments stress enhancement mode is a non-atrial triggered pacing mode, the device mode switching measured intrinsic heart rate of the patient before, then the pacing rate of stress enhancement mode is slightly higher than the intrinsic rate as such, it is possible to set the VV escape interval. 患者が１次ペーシング・モードにおいて率適合心室ペーシング治療を受けている場合、応力増強モードのＶＶ補充収縮期間は、エクサーション・レベル測定によって同様に変調されることが可能である。 If the patient is receiving rate adaptation ventricular pacing therapy in the primary pacing mode, VV escape period stress enhancement mode can be modulated similarly by Exar Deployment level gauging. 応力増強ペーシングが心房トリガ・ペーシング・モードによって行われる実施形態では、機器は、モード切替えの前に、患者の固有ＡＶ間隔を測定することが可能であり（たとえば、モード切替えに先行するいくつかの周期にわたる平均として）、それにより、応力増強期間中に心室を高周波数においてペーシングするように、心室ペーシングが行われるＡＶ補充収縮期間を設定することができる。 In embodiments where the stress enhancement pacing is performed by atrial trigger pacing mode, the device prior to mode switching, it is possible to measure the intrinsic AV interval of the patient (e.g., a number of preceding switching mode as an average over the period), thereby to pace the ventricle at higher frequencies during stress enhancement period, it is possible to set the AV escape period ventricular pacing is performed. また、ある患者では、機器が、応力増強モードに切り替える前に、患者のエクサーション・レベルを検査し、エクサーション・レベルがあるしきい値より高い場合、モード切替えを取り消すことが望ましいこともある。 Furthermore, in some patients, equipment, before switching to the stress enhanced mode, examine the patient Exar Deployment level higher than a certain threshold Exar Deployment level, it may be desirable to cancel the switching mode . これは、患者の心室機能が応力増強ペーシングによっていくらか損なわれている場合である可能性がある。 This may be the case wherein the patient's ventricular function is somewhat compromised by the stress enhancement pacing. 機器はまた、モード切替えの前に患者の固有ＡＶ間隔を測定することも可能であり（たとえば、モード切替えに先行するいくつかの周期にわたる平均として）、それにより、応力増強期間中に心室を高周波数においてペーシングするように、心房トリガ・モードにおいて心室ペーシングが行われるＡＶ補充収縮期間を設定することができる。 Equipment Further, it is also possible to measure the intrinsic AV interval of the patient before the mode switching (e.g., as an average over several periods preceding the switching mode), thereby high ventricular during stress enhancement period as pacing at a frequency, it is possible to set the AV escape period ventricular pacing is performed in an atrial triggered mode.
４． 4. 応力増強ペーシングの制御された実施 上記で説明されたように、応力増強ペーシングは、心臓において機械的非同期を生じることによって心臓保護効果を実行する。 As described in controlled implemented above stress enhancement pacing, stress enhancement pacing executes cardioprotective effect by producing a mechanical asynchronous in the heart. 非同期により、後の収縮領域における細胞伸張は増大し、これは、心臓を虚血性事象から一時的（数時間から数日）に保護する（すなわち、損傷を最小限に抑える）細胞内シグナリング・カスケードを開始することが可能である。 Asynchronous cell elongation in the contraction area after increases, which is the heart of the protected temporarily (hours to days) from ischemic event (i.e., to minimize injury) intracellular signaling cascades it is possible to start. 心臓保護効果のいくつかは非常に短期間であるので、治療は、患者が虚血性事象を有する可能性が高いとき、最適に行われる。 Since some cardioprotective effects are very quickly, treatment, when there is a high possibility that patients with ischemic event, is optimally performed. ＭＩを有する危険において概日性の変動があることが報告されている。 That there are variations in the circadian in risk of having an MI has been reported. 特に、患者は、特に睡眠から覚醒した後の午前中に最も高い危険性がある。 In particular, the patient, especially with the highest risk in the morning after waking from sleep. 埋込み型ペーシング機器は、１日の時間又は患者が睡眠から覚醒するときを決定し、相応して応力増強ペーシングが行われることによって、この概日性の変動に関して最適化される治療を実施するようにプログラムされることが可能である。 Implantable pacing device, time or the patient daily to determine when to wake from sleep by stress enhanced pacing correspondingly is performed, so as to implement a treatment that is optimized with respect to variations in the circadian it is capable of being programmed into. たとえば、機器は、機器の時間スタンプから特定の１日の時間において治療を実施するようにプログラムすることができる。 For example, the device can be programmed to perform the treatment at the time of a particular day from the time stamp of the equipment. 代替として、機器は、臥位から立位又は座位の変化を検出するために、姿勢センサ（多軸加速度計など）を使用することによって、患者が覚醒するときを検出するように構成することができる。 Alternatively, the device, in order to detect the change in standing or sitting position from a lying position, by using the orientation sensor (such as a multi-axis accelerometer), be configured to detect when the patient is awake it can. 覚醒はまた、ＬＦ／ＨＦ比、ＳＤＡＮＮ、又は自律バランス・モニタによって評価される覚醒に関連する交感神経の高揚による心拍数のばらつき（ＨＲＶ）の変化によって検出することもできる。 Arousal may also be detected ratio LF / HF, SDANN, or by a change of the variation in heart rate (HRV) by exaltation sympathetic associated with arousal evaluated by autonomous balance monitor. 覚醒が検出された（又は、午前の時間が特定された）後、機器は、応力増強ペーシング（ＶＤＤ又はＤＤＤ、特定のＡＶ遅延及びＬＶオフセットにおける）を開始するようにプログラムされることが可能である。 After awakening is detected (or has been identified time in the morning), equipment stress enhanced pacing (VDD or DDD, in particular AV delay and LV offset) it can be programmed to initiate is there. 上述されたように、ペーシングは、指定時間長（たとえば、５分）の間行い、次いである時間長の間ターン・オフし、再び開始することができ、治療が行われる時間量は、プログラム可能であり、又は機器にハードコードすることが可能である。 As described above, pacing is carried out during a specified length of time (e.g., 5 minutes), there was turned off for a time length followed, it is possible to start again, the amount of time for which the treatment is made, the program , and the or devices may be hard-coded. ペーシング部位、ＡＶ遅延、ＬＶオフセットはまた、機械的収縮においてより大きな変動を提供し、したがってより大きな応力増強を提供するために、治療がターン・オンされるたびに変更されることも可能である。 Pacing sites, AV delay, LV offset also provides a greater variation in the mechanical contraction, therefore in order to provide a greater stress enhanced, it is also possible to treat is changed each time it is turned on . また、姿勢又はＨＲＶの変化の程度に応じて、単一又は複数のペーシング部位、ＡＶ遅延、ＬＶオフセットの異なるパラメータ・セッティングが使用されることも可能である。 Further, according to the degree of change in the attitude or HRV, single or multiple pacing sites, AV delay, it is also possible to different parameter settings of LV offset is used.
図２は、患者の予測覚醒時間に従ってスケジュールされた周期で応力増強ペーシングが行われる例示的なアルゴリズムを示す。 Figure 2 illustrates an exemplary algorithm stress enhancement pacing is performed at scheduled period according to the prediction time awake patient. ステップＡｌにおいて、機器は、応力増強モードに切り替えるためにタイマの満了を待機し、この場合、タイマは、患者が睡眠から覚醒することが予測される時間と一致するとき満了するように決められている。 In step Al, equipment, the expiration of the timer to wait to switch to the stress enhancement mode, in this case, the timer is determined to expire when matching the time a patient is expected to wake from sleep there. タイマが満了する際、機器は、ステップＡ２において、心房トリガ・ペーシング・モードの応力増強ペーシングについてＡＶ遅延とＶＶ補充収縮期間を設定し、この場合、補充収縮期間は、患者の現在測定された心拍数又は固有ＡＶ間隔に従って設定されるか、事前にプログラムされた固定値に設定されるか、又は、応力増強ペーシングが行われるたびに変化する値に設定されることが可能である。 When the timer expires, the device, in step A2, the stress increased pacing atrial trigger pacing mode sets the AV delay and VV escape period, in this case, escape period, currently measured heart rate of the patient or it is set according to the number or specific AV interval, or is set to pre-programmed fixed value, or can be stress enhancement pacing is set to a value that changes each time it is performed. ステップＡ３において、機器は、指定時間期間、応力増強モードに切り替える。 In step A3, device, specified time period, switching to the stress enhancement mode. ステップＡ４において応力増強ペーシングが行われる指定時間が満了する際、機器は、ステップＡ５において応力増強ペーシングを停止し、ステップＡ１に戻り、他のタイマの満了を待つ。 When time specified stress enhancement pacing is performed in step A4 expires, the device, the stress enhanced pacing stopped at step A5, the flow returns to step A1, waiting for the expiration of the other timers.
しかし、厳密な時間スケジュールで応力増強ペーシングが行われることは、患者が毎日同じ時間に覚醒することを前提とする。 However, the stress increase pacing in a strict time schedule is carried out, it is assumed that the patient is awake at the same time each day. 図３は、患者が臥位から立位又は座位に変化し、睡眠から覚醒して可能性が高いときを示す姿勢センサから受信した信号に従って、ストレス増強ペーシングが行われる他の例示的なアルゴリズムを示す。 3, the patient changes the standing or sitting position from a lying position, in accordance with signals received from the orientation sensor indicates when there is a high possibility to wake from sleep, another exemplary algorithm stress enhancement pacing is performed show. 当然、患者は、１日の他の時間に横になり、起きることがある。 Of course, the patient will lie in other times of the day, there can occur. したがって、より優れた特異性をこの技法に追加するために、タイマが、ウエイクアップ・ウィンドウを決めるために随意選択で使用されることも可能であり、それにより、応力増強ペーシングは、患者がウエイクアップ・ウィンドウ中に臥位から立位に変化するときのみ行われる。 Therefore, in order to add greater specificity to this technique, a timer, it is also possible to be used in optional to determine the wakeup window, whereby stress enhancement pacing, patient wakes It is performed only when changing to standing position from the recumbent position in the up window. たとえば、ウエイクアップ・ウィンドウは、患者が毎日同じ時間に起きない可能性があることを考慮するために、６：００ＡＭと８：００ＡＭの間として決めることができる。 For example, wake-up window, in order to take into account that there is a possibility that the patient does not occur at the same time each day, 6: can be determined as between 00AM and 8:00 AM. 姿勢センサ信号が、患者がウエイクアップ・ウィンドウ中に臥位から立位に起き上がっていることを示すとき、患者は、上記で説明されたように、応力増強ペーシングが行われるのに最適な時間に睡眠から覚醒している可能性が非常に高い。 Orientation sensor signal, when indicating that the patient is sat up to the standing position from a lying position during wakeup window, the patient, as described above, the optimal time to stress enhancement pacing is performed It is very likely to be awake from sleep. ステップＢ１において、機器は、患者が臥位から起き上がっていることを示す姿勢センサからの信号を待つ。 In step B1, device waits for a signal from the orientation sensor indicates that the patient has got up from a lying position. ステップＢ２において、機器は、１日のその時間が、決められたウエイクアップ・ウィンドウ内にあるか否かを検査する。 In step B2, equipment, the time of day, to check whether on select wakeup window. そうである場合、機器は、ステップＢ３において上述されたように応力増強ペーシングのＡＶ遅延とＶＶ補充収縮期間を設定する。 If so, the device sets the AV delay and VV escape period stress enhancement pacing as described above in step B3. 次いで、ステップＢ４において、機器は、指定時間期間、応力増強モードに切り替える。 Then, in step B4, equipment, specified time period, switching to the stress enhancement mode. ステップＢ５において応力増強ペーシングが行われる指定時間期間が満了する際、機器は、ステップＢ６において応力増強ペーシングを停止し、ステップＢ１に戻り、他の姿勢変化を待つ。 When the specified time period stress enhancement pacing is performed in step B5 expires, the device, the stress enhanced pacing stopped at step B6, the flow returns to step B1, waits for another posture change.
患者の覚醒についての他の代理インジケータは、心拍数のばらつきを分析することによって決定することができる自律神経バランスの変化である。 Other surrogate indicator for awakening the patient is a change in the autonomic balance can be determined by analyzing the variations in the heart rate. 交感神経系の活動の増大は、覚醒時に起き、したがって、応力増強ペーシングを最適な時間に行うことができるように、患者が睡眠から覚醒していることを示すために、単独で、又は上述された他の技法と組み合わせて使用することができる。 Increased activity of the sympathetic nervous system is happening at the time of awakening, therefore, to be able to perform stress enhancement pacing optimal time, to indicate that the patient is awake from sleeping, alone or described above and in combination with other techniques can be used. また、覚醒に関連するか否かにかかわらず、交感神経活動の増大は、代謝応力を示すことが可能であり、したがって、応力増強ペーシングの最適な実施の基準を構成することができる。 Further, regardless of whether or not associated with arousal, increase in sympathetic activity, may indicate a metabolic stress, therefore, it is possible to configure the optimum reference implementation of stress enhancement pacing. 増大した交感神経活動が検出されることが可能である１つの手段は、心拍数のばらつきのスペクトル分析を介する。 One means increased sympathetic activity is capable of being detected is through the spectral analysis of variations in heart rate. 心拍数のばらつきは、洞リズム中の連続心拍間の時間間隔のばらつきを指し、主に、自律神経系の交感神経枝と副交感神経枝の間の相互作用による。 Variations in the heart rate, refers to the variation in the time interval between successive heartbeats during sinus rhythm, primarily due to the interaction between the sympathetic branch and parasympathetic branches of the autonomic nervous system. 心拍数のばらつきのスペクトル分析は、連続する拍動−拍動間隔を表す信号を異なる発振周波数における信号の振幅を表す別々の成分に分解することを含む。 Spectral analysis of variations in heart rate, successive beats - involves decomposing a signal representing the beat interval into separate components representing the amplitude of the signal at different oscillation frequencies. ０．０４Ｈｚから０．１５Ｈｚの範囲の低周波数（ＬＦ）帯域における信号パワーの量は、交感神経系と副交感神経系の両方の活動レベルによって影響を受け、一方、０．１５Ｈｚから０．４０Ｈｚの範囲の高周波（ＨＦ）帯域における信号パワーの量は、主に、副交感神経活動の機能であることが判明している。 The amount of signal power at low frequencies (LF) band ranging 0.15Hz from 0.04Hz is affected by sympathetic and parasympathetic nervous system in both activity level, whereas, from 0.15Hz to 0.40Hz the amount of signal power in a high frequency (HF) band range, mainly, has proved parasympathetic activity is functional. したがって、ＬＦ／ＨＦ比で表される信号パワーの比は、自律神経バランスの状態の良好なインジケータであり、高いＬＦ／ＨＦ比は、増大した交感神経活動を示す。 Accordingly, the ratio of the signal power represented by the ratio LF / HF is a good indicator of the state of autonomic balance, high ratio LF / HF, exhibit increased sympathetic activity. 指定しきい値を超えるＬＦ／ＨＦ比は、心臓機能が適切ではないというインジケータとして解釈される。 The ratio LF / HF exceeding specified threshold is interpreted as an indicator that cardiac function is not adequate. 心臓リズム管理機器は、心房又は心室の感知チャネルから受信し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される。 Cardiac rhythm management device is programmed to determine the ratio LF / HF by analyzing the data received from the atrial or ventricular sensing channel. 拍動−拍動間隔又はＢＢ間隔と呼ばれる連続する心房感知間又は心室感知間の間隔は、ある時間期間又は指定数の拍動について測定し、収集することができる。 Beat - interval between atrial sense or between ventricular sense successive called pulsation intervals or BB intervals, it can be located by measuring the time period or a specified number of beats is collected. 次いで、ＲＲ間隔値の結果的なシリーズは、離散信号として記憶され、上述されたように高周波数帯域及び低周波数帯域におけるエネルギーを決定するために分析される。 Then, the resulting series of RR interval values ​​can be stored as a discrete signal and analyzed to determine the energy in the high frequency band and low frequency band as described above. 間隔のデータに基づいてＬＦ／ＨＦ比を評価する技法が、開示が参照によって本明細書に組み込まれている２００３年５月１２日に出願された「ＳＴＡＴＩＳＴＩＣＡＬ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＳＳＥＳＳＩＮＧ ＡＵＴＯＮＯＭＩＣ ＢＡＬＡＮＣＥ」という名称の同一出願人に譲渡された米国特許出願番号１０／４３６８７６及び２００３年９月２３日に出願された「ＤＥＭＡＮＤ−ＢＡＳＥＤ ＣＡＲＤＩＡＣ ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ」という名称の米国特許出願番号１０／６６９１７０に記載されている。 Techniques for evaluating the ratio LF / HF based on the data intervals, the same name disclosed was filed on May 12, 2003 which is incorporated herein by reference, "STATISTICAL METHOD FOR ASSESSING AUTONOMIC BALANCE" are described in the filed in US Patent application No. 10/436876 and September 23, 2003, which is assigned to the applicant "DEMAND-BASED CARDIAC FUNCTION THERAPY" in the name of US Patent application No. 10/669170.
図４は、自律神経バランスの評価に従って応力増強ペーシングが行われる例示的なアルゴリズムを示す。 Figure 4 illustrates an exemplary algorithm stress enhancement pacing is performed in accordance with the evaluation of the autonomic nervous balance. ステップＣ１において、機器は、心房又は心室の感知チャネルから受信したデータを分析することによって決定されるＬＦ／ＨＦ比が指定しきい値より大きくなるまで待つ。 In step C1, instrument waits until the ratio LF / HF, which is determined by analyzing the data received from the atrial or ventricular sensing channel is greater than the specified threshold. そうである場合、機器は、ステップＣ２において、上述されたように応力増強ペーシングのＡＶ遅延とＶＶ補充収縮期間を設定する。 If so, the device in step C2, to set the AV delay and VV escape period stress enhancement pacing as described above. 次いで、ステップＣ３において、機器は、指定時間期間、応力増強モードに切り替える。 Then, in step C3, equipment, specified time period, switching to the stress enhancement mode. ステップＣ４において応力増強ペーシングが行われる指定時間が満了すると、機器は、ステップＣ５において応力増強ペーシングを停止し、ステップＣ１に戻り、増大した交感神経活動の他の表示を待つ。 After the specified time the stress enhancement pacing is performed expires in step C4, equipment stress enhanced pacing stopped in step C5, the flow returns to step C1, wait for another display of increased sympathetic activity.
発明は、以上の特定の実施形態に関連して記述されたが、多くの代替、変更、及び修正が、当業者には明らかになるであろう。 Invention has been described in connection with the above specific embodiments, many alternatives, modifications, and modifications will be apparent to those skilled in the art. 他のそのような代替、変更、及び修正は、添付の請求項の範囲内にあることを意図する。 Other such alternatives, modifications, and modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
本発明を実施するための例示的な心臓リズム管理機器のブロック図である。 Is a block diagram of an exemplary cardiac rhythm management device for practicing the present invention. 間欠的な応力増強ペーシングを制御して実施するための例示的なアルゴリズムを示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary algorithm for implementing and controlling the intermittent stress enhancement pacing. 間欠的な応力増強ペーシングを制御して実施するための例示的なアルゴリズムを示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary algorithm for implementing and controlling the intermittent stress enhancement pacing. 間欠的な応力増強ペーシングを制御して実施するための例示的なアルゴリズムを示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary algorithm for implementing and controlling the intermittent stress enhancement pacing.
ペーシング・パルスを選択された心室心筋部位に送るためのペーシング・チャネルと、 And pacing channels for delivering pacing pulses to a selected ventricular myocardial site,
プログラムされたペーシング・モードに従ってペーシング・パルスの送りを制御するコントローラとを備え、 And a controller for controlling the feed of the pacing pulses in accordance with a programmed pacing mode,
前記コントローラが、通常動作モードから、前記心室心筋の１つ又は複数の特定の領域が、前記通常動作モード中にそれらの領域によって経験される応力と比較して、増大した機械的応力を受ける応力増強モードに切り替えるようにプログラムされ、 Stress said controller from the normal operation mode, one or more specific regions of the ventricular myocardium, as compared with the stress experienced by those regions in said normal operation mode, receiving an increased mechanical stress is programmed to switch to the enhancement-mode,
前記コントローラが、タイマの満了時に指定された時間の間応力増強モードに切り替えるようにプログラムされ、前記タイマが、患者が睡眠から覚醒していることが予測されるときと一致するように満了が決められている、心臓リズム管理機器。 Wherein the controller is programmed to switch between the stress enhancement mode time specified at the expiration of the timer, the timer is determined expiration to match when the patient is expected to awake from the sleep its dependent, cardiac rhythm management devices.
前記通常動作モードが、心室ペーシング治療を実施する１次ペーシング・モードであり、応力増強モードにより、前記１次ペーシング・モードとは異なる脱分極パターンが生じる請求項１に記載の機器。 The normal operation mode is a primary pacing mode for carrying out the ventricular pacing therapy, the stress enhancement mode, according to claim 1 which is different depolarization pattern results from the primary pacing mode devices.
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードとは異なる１つ又は複数の部位において前記心室心筋を興奮させる請求項２に記載の機器。 The apparatus of claim 2 wherein the stress enhancement mode, the excites the ventricular myocardium at different one or more sites between the primary pacing mode.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシングから単極ペーシング又はその逆に、切り替えることを含む請求項２に記載の機器。 The apparatus of claim 2, including to switch from said primary pacing mode to a stress enhanced mode, the unipolar pacing or vice versa from bipolar pacing to switch.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシング・リードのどちらの電極がカソードであり、どちらの電極がアノードであるかを切り替えることを含む請求項２に記載の機器。 To switch from said primary pacing mode to a stress enhanced mode, a cathode which of the electrodes of the bipolar pacing lead, apparatus according to claim 2, which electrode includes switching or an anode.
ペーシング・パルスを複数の心室ペーシング部位に送るための複数のペーシング・チャネルをさらに備え、 Further comprising a plurality of pacing channels for delivering pacing pulses to a plurality of ventricular pacing sites,
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードでは使用されない少なくとも１つのペーシング・チャネルを使用する請求項２に記載の機器。 The apparatus of claim 2 wherein the stress enhancement mode, which in the primary pacing mode that uses at least one pacing channel not used.
ペーシング・パルスを選択心室心筋部位に送るためのペーシング・チャネルと、 And pacing channels for delivering pacing pulses to a selected ventricular myocardial site,
プログラムされたペーシング・モードに従ってペーシング・パルスの送りを制御するコントローラと、 A controller for controlling the feed of the pacing pulses in accordance with a programmed pacing mode,
前記コントローラにインタフェースされた姿勢センサとを備え、 And a posture sensor interfaced to the controller,
前記コントローラが、患者の姿勢が臥位から立位又は座位に変化したことを示す信号を前記姿勢センサから受信すると、指定された時間の間、前記応力増強モードに切り替えるようにプログラムされる、心臓リズム管理機器。 Wherein the controller receives a signal indicating that the posture of the patient has changed in standing or sitting position from a lying position from said position sensor, during the specified time, is programmed to switch to the stress enhancement mode, heart rhythm management devices.
前記通常動作モードが、心室ペーシング治療を実施する１次ペーシング・モードであり、応力増強モードにより、前記１次ペーシング・モードとは異なる脱分極パターンが生じる請求項７に記載の機器。 The normal operation mode is a primary pacing mode for carrying out the ventricular pacing therapy, the stress enhancement mode, according to claim 7 different depolarization pattern results from the primary pacing mode devices.
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードとは異なる１つ又は複数の部位において心室心筋を興奮させる請求項８に記載の機器。 The apparatus of claim 8 wherein the stress enhancement mode, the excites the ventricular myocardium at different one or more sites between the primary pacing mode.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシングから単極ペーシング又はその反対に切り替えることを含む請求項８に記載の機器。 To switch from said primary pacing mode to a stress enhancement mode, device according to claim 8 comprising switching to unipolar pacing or vice versa from bipolar pacing.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシング・リードのどちらの電極がカソードであり、どちらの電極がアノードであるかを切り替えることを含む請求項８に記載の機器。 To switch from said primary pacing mode to a stress enhanced mode, a cathode which of the electrodes of the bipolar pacing lead, apparatus according to claim 8, which electrode includes switching or an anode.
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードでは使用されない少なくとも１つのペーシング・チャネルを使用する請求項８に記載の機器。 The apparatus of claim 8 wherein the stress enhancement mode, which in the primary pacing mode that uses at least one pacing channel not used.
前記コントローラが、患者の姿勢が臥位から立位又は座位に変化したことを示す信号を前記姿勢センサから受信すると、及び１日のその時間が、時間スタンプによって決定される決められたウエイクアップ・ウィンドウ内にある場合、指定された時間の間、前記応力増強モードに切り替えるようにさらにプログラムされる請求項７に記載の機器。 Wherein the controller receives a signal indicating that the posture of the patient has changed in standing or sitting position from a lying position from said position sensor, and that time of the day, wake up to a determined is determined by the time stamp when in the window during the specified time, device of claim 7 which is further programmed to switch to the stress enhancement mode.
ペーシング・パルスを選択心室心筋部位に送達するためのペーシング・チャネルと、 And pacing channels for delivering pacing pulses to a selected ventricular myocardial site,
固有心臓活動を検出するための感知チャネルと、 A sensing channel for detecting intrinsic cardiac activity,
前記コントローラが、前記感知チャネルから受信し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され、 It said controller, by analyzing the data received from the sensing channels, is programmed to determine the ratio LF / HF,
前記コントローラが、前記ＬＦ／ＨＦ比が指定されたしきい値より高いとき、指定された時間の間、前記応力増強モードに切り替えるようにプログラムされる、心臓リズム管理機器。 It said controller, when said ratio LF / HF is higher than the specified threshold, during the specified time, is programmed to switch to the stress enhancement mode, the cardiac rhythm management device.
前記通常動作モードが、心室ペーシング治療を実施する１次ペーシング・モードであり、応力増強モードにより、１次ペーシング・モードとは異なる脱分極パターンが生じる請求項１４に記載の機器。 The normal operation mode is a primary pacing mode for carrying out the ventricular pacing therapy, the stress enhancement mode, according to claim 14 different depolarization pattern results from the primary pacing mode devices.
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードとは異なる１つ又は複数の部位において心室心筋を興奮させる請求項１５に記載の機器。 The apparatus of claim 15 wherein the stress enhancement mode, the excites the ventricular myocardium at different one or more sites between the primary pacing mode.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシングから単極ペーシング又はその反対に切り替えることを含む請求項１５に記載の機器。 To switch from said primary pacing mode to a stress enhancement mode, device according to claim 15 comprising switching to unipolar pacing or vice versa from bipolar pacing.
１次ペーシング・モードから応力増強モードに前記切り替えることが、双極ペーシング・リードのどちらの電極がカソードであり、どちらの電極がアノードであるかを切り替えることを含む請求項１５に記載の機器。 To switch from said primary pacing mode to a stress enhanced mode, a cathode which of the electrodes of the bipolar pacing lead, apparatus according to claim 15, which electrode includes switching or an anode.
前記応力増強モードが、前記１次ペーシング・モードでは使用されない少なくとも１つのペーシング・チャネルを使用する請求項１５に記載の機器。 The apparatus of claim 15 wherein the stress enhancement mode, which in the primary pacing mode that uses at least one pacing channel not used.
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