用于治疗作用的间歇性高能心脏刺激制造技术

一种用于向心脏递送高能电刺激以改善心力衰竭患者的心脏功能的装置和方法。所述高能刺激模拟锻炼的作用，并且甚至改善锻炼不耐受的患者的症状。所述高能刺激可以间歇性地作为起搏脉冲或作为低能电击脉冲递送，所述起搏脉冲依据程序化的起搏模式并且具有比常规起搏所用的更高的起搏脉冲能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于治疗心脏病的装置和方法，并且涉及向心脏提供电刺 激的装置，如心脏起搏器。背景心力衰竭(HF)是一种衰弱性疾病，其是指其中心脏功能异常引起低 于正常的心脏输出的临床综合征，所述低于正常的心脏输出可能低于足以 满足周围组织的代谢需要的水平。心力衰竭可以由最普遍的具有局部缺血 性心脏病的多种病因引起。心力衰竭可以用设计为增强心脏功能和/或减轻 充血性症状的药物方案或通过起搏治疗进行治疗。已经表明， 一些心力衰 竭患者患有心室内和/或心室间的传导缺陷(例如，束支传导阻滞)，以致 可以通过用电剌激改善心室收缩的同步性而增加他们的心脏输出。为了治 疗这些问题，已经研发了可移植的心脏装置，其向一个或多个心室提供适 当定时的电刺激，以试图改善心房和/或心室收縮的协同性，这称为心脏再 同步治疗(CRT)。心室再同步有效用于治疗心力衰竭，原因在于，尽管不 是直接影响肌肉收縮力，但是再同步可以导致心室更加协同性的收縮，具 有改善的泵送效率和增加的心脏输出。目前，最常见的CRT形式向两个 心室施加刺激脉冲，所述刺激脉冲同时或由指定的两心室偏差时间间隔分 开，并且关于检测固有的心房收縮或递送心房起搏在指定的心房-心室延迟 时间间隔之后。长期以来已知心脏肌肉对锻炼有有利的反应，以导致更高的泵送效 率。研究巳经表明，HF患者可以用规律的锻炼改善他们的心脏功能并且5获得一些症状减轻。然而，许多HF患者是虚弱的并且不能进行锻炼，或 不能很好地耐受充分的锻炼而不足以有效地锻炼。附图简述附图说明图1举例说明示例性心脏装置的物理构型。 图2是示例性心脏装置的结构图。图3举例说明实施间歇性高能刺激的示例性算法。详述临床研究已经表明，与久坐的那些人相比，进行规律的(例如，20 分钟/天，每周3次)锻炼方案的心力衰竭患者具有症状改善。然而，由于 他们的心脏病或其它的虚弱性的病症，并不是所有的心力衰竭患者都可以 进行锻炼。 一种改善症状的替代方法是神经递质的规律性、间歇性的释放。 短持续时间的(例如，30分钟/天，每周3-4次)增强的神经递质释放(例 如，多巴酚丁胺)已经临床表现出提供与锻炼作用相似的心力衰竭症状的 改善。研究还已经表明，通过对心脏组织的高能刺激激发交感和副交感神 经递质的局部释放。因此，短持续时间的高能刺激可以通过适当定时释放 神经递质而改善心力衰竭症状。本公开内容描述了这样的方法和装置，其 使用短持续时间的高能刺激提供免于发展心力衰竭的保护和/或心脏疾病 进展的减缓/逆转。如下文所述，用于递送这样的间歇性高能刺激的装置可以是具有还递 送心搏徐缓起搏、CRT、心脏复律/心脏去颤电击、和/或神经刺激(例如， 迷走神经刺激)的能力的装置。所述装置可以装配有用于在心室和/或心房 内放置的导线，其具有每天递送规定的时间量(例如，30分钟)的高能脉 冲的能力。开始治疗递送的时间可以是随机的(每天一次，在随机的时间)， 每天在指定的时间，或由指定的事件(例如，当患者入睡时，醒来时，活 动水平下降到特定阈值时)引起。所述高能治疗可以作为通过起搏导线直 接递送的高能(例如，心脏舒张起搏阈值的5倍)起搏脉冲、或低于疼痛 阈值并且通过电击线圈递送的低能(例如，0.5 J)电击递送。起搏脉冲或 电击可以由一个或多个导线、同时地或在它们之间具有时间偏差地递送。1.示例性心脏装置心律管理装置诸如起搏器和可移植的心脏复律器/去纤颤器(ICD'S)通 常皮下移植在患者的胸部，并且具有从静脉内通向心脏的导线，以使所述 装置与用于感应和刺激的电极连接。在起搏器的情形中，可编程的电子控 制器响应于推移的时间间隔和所感测的固有的电活动(即，不是由起搏脉 冲引起的固有的心跳)引起输出起搏脉冲，以治疗心搏徐缓、心动过速或 传导病症。在ICD的情形中，控制器响应于心动过速的检测而引起递送心 脏复律/心脏去颤电击。这些装置通过放置在待感测的室附近的内部电极来 感测固有的心脏电活动，其中与所检测的心房或心室的固有收缩相关的去 极化波分别称为心房感测或心室感测。为了在不存在固有的心跳的条件下 引起收缩，在不应期内，将具有高于某一起搏阈值的能量的起搏脉冲(心 房起搏或心室起搏)递送至所述室，这称为兴奋性起搏脉冲。心律管理装 置可以使用一个或多个多电极导线，每一个具有多个电极，以激发不同的心肌部位。图1显示具有两个导线200和300的示例性装置100，每一个 导线是多电极导线，分别具有电极201-203和301-303。电极201-203放置 在右心室内，以兴奋右心室或隔膜区域，而电极301-303放置在冠状窦中， 以兴奋左心室的区域。其它装置可以使用一个或多个单电极导线。如下文 所解释的， 一旦植入了所述装置和导线，所述装置的起搏和/或感测通道可 以设置成具有多个电极中的所选的电极，以选择性起搏或感测具体的心肌 部位。图2显示适合实施本专利技术的基于微处理器的心律管理装置的系统框 图，所述装置如在图1中所示。该装置的控制器包括微处理器10，其通过 双向数据传送总线与存储器12通讯。存储器12典型地包括用于程序存储 的ROM (只读存储器)和用于数据存储的RAM (随机存取存储器)。所述控 制器可以使用状态机器设计类型通过其它类型的逻辑电路(例如，离散组 件或可编程逻辑阵列)执行，但是优选基于微处理器的系统。当用于本文 时，术语电路应该视为是指离散的逻辑电路或微处理器的编程。在该附 图中未显示的是对于控制器操作所需的其它电路组件，诸如供应电力和外 部时钟信号的电路。所述装置配备有多个电极，每个电极可以整合到起搏和/或感测通道中。在该附图中所显示的是称为a至d的4个示例性的感测和起搏通道，其包括具有环电极33a-d和末端电极34a-d的双极导线、感测放大器3la-d、脉冲发生器32a-d和通道界面30a-d。因此，每个通道包括由与所述电极连接的脉冲发生器组成的起搏通道，和由与所述电极连接的感测放大器组成的感测通道。通过适当放置所述电极，通道可以设置为感测和/或起搏特定的心房或心室部位。所述通道界面30a-d与微处理器IO双向通讯，并且每个界面可以包括用于将来自感测放大器的感测信号输入数字化的模拟数字转换器，和可以由所述微处理器书写的寄存器，以输出起搏脉冲、改变起搏脉冲幅度/宽度、和调整感测放大器的增益和阈值数值。当由特定通道产生的电描记图信号(即，由电极感测到的电压，表示心脏的电活动)超过指定的检测阈值时，起搏器的感测电路检测室感测，或心房感测或心室感测。在特定起搏模式中所用的起搏算法利用这样的感测来引发或抑制起搏，并且可以通过分别测量在心房和心室感测之间的时间间隔而检测固有的心房和/心室速率。所述控制器能够以多种编程的起搏模式操作所述装置，所述模式定义脉冲怎样响应于所感测到的事件和时间间隔的终止而输出。用于治疗心搏徐缓的大部分起搏器以所谓的需求模式被编程以同步操作，其中在确定的时间间隔内发生的所感测到的心脏事件引发或抑制起搏脉冲。抑制的需求 起搏模式依据所感测到的固有活动，使用逸搏间期(escape intervals)来控制起搏，以致仅在没有检测到室的固有跳动的确定的逸搏间期终止后在 心动周期过程中将起搏脉冲递送到心室中。对于心室起搏的逸搏间期可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心律管理装置，所述装置包括：　用于向心肌部位递送电刺激的刺激通道；　被编程以正常操作模式或高能刺激模式操作所述装置的控制器；并且，　其中所述控制器被编程以按照确定的时间表周期性地从正常操作模式转换成高能刺激模式；并且， 　其中，在所述高能刺激模式中，所述控制器被编程以向所述心肌部位递送高能兴奋性电刺激，所述高能兴奋性电刺激的能量足以引起神经递质的局部释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-8-23 11/466,6791. 一种心律管理装置，所述装置包括用于向心肌部位递送电刺激的刺激通道；被编程以正常操作模式或高能刺激模式操作所述装置的控制器；并且，其中所述控制器被编程以按照确定的时间表周期性地从正常操作模式转换成高能刺激模式；并且，其中，在所述高能刺激模式中，所述控制器被编程以向所述心肌部位递送高能兴奋性电刺激，所述高能兴奋性电刺激的能量足以引起神经递质的局部释放。2. 权利要求1的装置，其中所述刺激通道是起搏通道，并且此外其中 所述控制器被编程以依据程序性的起搏模式递送作为高能起搏脉冲的高 能电刺激。3. 权利要求2的装置，其中，在所述高能刺激模式中，所述控制器被 编程以递送具有大约2-12伏的起搏脉冲幅度和大约2-20毫秒的起搏脉冲 宽度的起搏脉冲。4. 权利要求2的装置，所述装置还包括用于向多个心肌部位递送起搏脉冲的多个起搏通道；并且 其中所述控制器被编程以选择所述多个起搏通道中的一个或多个用于所述正常操作模式，并且选择所述多个起搏通道中的一个或多个用于所述高能刺激模式。5. 权利要求1的装置，其中所述刺激通道是电击通道，并且其中所述 控制器被编程以递送作为低能电击脉冲的高能电刺激。6. 权利要求5的装置，其中所述低能电击脉冲的能量是大约0.5焦耳。7. 权利要求5的装置，其中所述控制器被编程以依据程序性的起搏模 式递送所述低能电击脉冲。8. 权利要求5的装置，其中所述控制器被编程以依据程序性起搏模式 递送所述低能电击脉冲与起搏脉冲。9. 权利要求5的装置，其中所述控制器被编程以与感测到的R波同步递送所述低能电击脉冲。10. 权利要求1的装置，其中所述刺激通道包括用于双极刺激的电极。11. 权利要求1的装置，其中所述控制器被编程，以在心脏不应期以 所述高能刺激模式递送一个或多个非兴奋性刺激脉冲，并且其中所述非兴 奋性刺激脉冲具有足以引起神经递质的局部释放的能量。12. 权利要求1的装置，所述装置还包括用于测量患者的劳累水平的 劳累水平传感器，并且其中所述控制器被编程以仅在所述测量的劳累水平 在指定的进入范围内时，转换成所述高能刺激模式。13. 权利要求1的装置，所述装置还包括用于感测心脏活动的感测通 道，并且其中所述控制器被编程，以仅在测量的心率处于指定的进入范围 内时，转换成所述高能剌激模式。14. 权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫M帕斯托，伊马德利布斯，安德鲁P克雷默，朱利奥C斯皮内利，
申请(专利权)人：心脏起搏器股份公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]