拡張期機能不全に対するページング・システム
ペーシング・パルスが、拡張期機能不全および／または心臓疾患を有する患者の拡張期性能を改善するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。心臓ペーシング・システムが、拡張期性能を表すパラメータを入力として使用して、ペーシング・アルゴリズムを実行する。ペーシング・パルスは、拡張期中に心室壁に対する負荷を再分配するために、１つまたは複数の心臓領域を刺激し、それにより、拡張期機能不全に関連する心臓壁運動異常同期の程度を低下させることによって、拡張期性能を改善する。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
本出願は、同時継続の一般的に譲渡された米国特許出願１０／０３８９３６、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＰＲＥＳＳＵＲＥ」、２００２年１月４日出願、米国出願１０／３１４９１０、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＳＹＮＣＨＲＯＮＹ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、２００２年１２月９日出願、米国特許出願１０／３１４８９９、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＳＴＲＯＫＥ ＶＯＬＵＭＥ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、２００２年１２月９日出願、および米国特許出願１０／４０２３２４、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＱＵＡＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＤＩＡＣ ＷＡＬＬ ＭＯＴＩＯＮ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＹ」、２００３年３月２８日出願に関係する。これらはすべてカーディアック・ペースメーカーズ・インク（Ｃａｒｄｉａｃ Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．）に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本文献は、一般的には心臓リズム管理に関し、具体的にであって限定としてではなく、拡張期性能を改善するためのペーシング・システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓は、人の循環システムの中心である。これは、２つの主要なポンピング機能を実施する電気機械システムを含む。心臓は、右心房（ＲＡ）、右心室（ＲＶ）、左心房（ＬＡ）、左心室（ＬＶ）の４つの室を含む。ＬＡとＬＶを含む心臓の左部分は、肺から酸素を含んだ血液を引き出し、代謝に必要な酸素を臓器に提供するために、その酸素を含んだ血液を身体の臓器にポンピングする。ＲＡとＲＶを含む心臓の右部分は、身体臓器から酸素が除かれた血液を引き出し、その酸素が除かれた血液を血液に酸素を含ませる肺にポンピングする。心臓は、これらの機械的ポンピング機能を周期的に実施する。各周期は、心周期として知られ、収縮期と拡張期を含む。収縮期は、心周期の駆出期であり、その間、心室は血液を駆出する。拡張期は心周期の弛緩期である。拡張期の主な機能は、次の駆出期（収縮期）のために心室を血液で充填し、心筋組織の潅流を可能にすることである。ＬＶの充填は、迅速（能動）充填期を含み、これに緩慢（受動）充填期が続く。迅速充填期中、ＬＶの壁は、血液の駆出後、弛緩状態にはね戻り、それにより、血液をＬＡからＬＶに引き出す。緩慢充填期中、血液は、ＬＡとＬＶとの間の圧力勾配によって、依然としてＬＶに引き出される。
【０００４】
通常の心臓では、心臓の自然のペースメーカである洞房結節は、活動電位と呼ばれる電気信号を生成し、この信号は、心臓の様々な領域の心筋組織を刺激するために、導電システムを経てこれらの領域に伝播する。通常の導電システムにおける活動電位の伝播の調整遅延により、心臓の様々な部分が同期して収縮し、効率的なポンピング機能となる。遮断された、またはそうでない場合は異常な導電および／または劣化した心筋組織により、心臓の異常同期収縮と弛緩が生じ、心臓と身体の残りへの血液供給の減少を含めて、血行力学的性能は不十分になる。異常導電および／または劣化心筋により、心筋が連動して収縮しないので収縮期機能不全となり、また、筋細胞が連動して弛緩しないので拡張期機能不全となる。拡張期障害と収縮期障害の相対度は、病気の様々な状態中に変化する。収縮期と拡張期の性能の低下は、それぞれ、全体的な血行力学的性能に寄与する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらおよび他の理由のために、拡張期機能不全について有効な治療を提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ペーシング・パルスが、拡張期機能不全および／または心臓疾患を有する患者の拡張期性能を改善するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。心臓ペーシング・システムが、拡張期性能を表すパラメータを入力として使用してペーシング・アルゴリズムを実行する。ペーシング・パルスは、拡張期中に心室壁に対する負荷を再分配するために、１つまたは複数の心臓領域を刺激し、それにより、拡張期機能不全に関連する心臓壁運動異常同期の程度を低下させることによって拡張期性能を改善する。
【０００７】
一実施態様では、心臓ペーシング・システムが、感知回路、ペーシング回路、拡張期性能センサ、信号プロセッサ、ペーシング制御装置を含む。感知回路は１つまたは複数の心臓信号を感知する。ペーシング回路はペーシング・パルスを送出する。拡張期性能センサは拡張期機能を表す信号を感知する。信号プロセッサは拡張期機能を表す信号を受信して処理し、拡張期機能を表す信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成する拡張期性能パラメータ生成装置を含む。ペーシング制御装置は、拡張期性能パラメータを受信し、１つまたは複数の心臓信号と拡張期性能パラメータに基づいてペーシング・パルスの送出を制御する。
【０００８】
一実施態様では、心臓リズム管理システムが、埋込み可能ペースメーカと１つまたは複数の埋込み可能心臓内リードを含む。埋込み可能ペースメーカは、感知回路、ペーシング回路、拡張期性能センサ、ページング・アルゴリズム実行モジュールを含む。感知回路は１つまたは複数の心臓信号を感知する。ペーシング回路はペーシング・パルスを送る。拡張期性能センサは拡張期機能を表す信号を感知する。ペーシング・アルゴリズム実行モジュールは、所定のペーシング・アルゴリズム、１つまたは複数の心臓信号、拡張期機能を表す信号に基づいて、ペーシング・パルスの送出を制御する。１つまたは複数の埋込み可能心臓内リードは、埋込み可能ペースメーカと心臓との間の電気接続を提供する。
【０００９】
一実施態様では、拡張期性能を改善する方法が心臓ペーシングを使用する。１つまたは複数の心臓信号と拡張期機能を表す信号が感知される。拡張期性能パラメータが、拡張期機能を表す信号から導出される。所定の心臓ペーシング・アルゴリズムが、少なくとも拡張期性能パラメータを入力として使用して実行される。ペーシング・アルゴリズムによれば、ペーシング・パルスが心臓に送出される。
【００１０】
一実施態様では、拡張期性能を改善するために、心臓ペーシングが決定されて、送出される。拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果が予測される。効果が予測された後、ペーシング・パルスは、拡張期性能を改善するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。
【００１１】
この概要は、本出願の教示のいくつかの概述であり、本主題の排他的または網羅的な扱いを意図していない。本主題に関するさらなる詳細が、詳細な記述および添付の請求項において見られる。本発明の他の態様が、以下の詳細な記述を理解して、その一部を形成し、それぞれが限定的な意味で取られるべきではない図面を見る際に、当業者には明らかになるであろう。本発明の範囲は、添付の請求項およびその等価物によって確定される。
【００１２】
図面は、必ずしも縮尺を調整されて描かれていないが、例としてであって限定としてではなく、本文献において議論される様々な実施形態を一般的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の詳細な記述では、その一部を形成し、本発明が実行されることが可能である特定の実施形態を示すことによって示される添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実行することを可能にするように十分詳細に記述され、実施形態は、組み合わされることが可能であり、または、他の実施形態が使用されることが可能であり、構造的、論理的、電気的変更が、本発明の精神と範囲から逸脱せずに行われることが可能であることを理解されたい。以下の詳細な記述は、例を提供し、本発明の範囲は、添付の請求項およびその等価物によって確定される。
【００１４】
本開示の「１つ」、「１」、または「様々な」実施形態という言及は、必ずしも同じ実施形態に対してではなく、そのような言及は、２つ以上の実施形態を考慮することに留意されたい。
【００１５】
本文献は、とりわけ、拡張期機能不全および／または心臓疾患に苦しむ患者の拡張期性能を改善する心臓ペーシングの方法と装置を議論する。そのような患者は、一般に、５０％を超える駆出率、著しい僧帽弁逆流の欠如、心臓の弛緩の問題の結果である心臓疾患の症状を有する。
【００１６】
遅延電気作動による左心室（ＬＶ）機械的異常同期（非同期とも呼ばれる）が、ＬＶ収縮期機能に影響を与えることが示されている。心臓再同期治療（ＣＲＴ）が、心室が同期して収縮することにより、収縮期中に血液がより効率的に駆出されるように、側心室壁の１つまたは複数の領域にペーシング・パルスを送出することによって血行力学性能を改善する。研究は、拡張期機能不全を有するほとんどの患者が、隔壁に対する負荷が異常に重い著しいＬＶ異常同期をも有することを示している。したがって、これらの患者の治療は、隔壁を事前刺激するためにペーシング・パルスを送出し、それにより、隔壁に対する負荷を低減し、ＬＶ壁にわたる負荷のより一様な分配を提供することを含む。より一般的には、ペーシング・パルスは、拡張期中にＬＶの機械的同期を回復するために、１つまたは複数の負荷が最も重い心臓領域、すなわち血液の収縮または駆出に最も寄与する領域に送出される。
【００１７】
図１Ａは、拡張期性能を改善するための心臓ペーシング・システム１００の一実施形態とシステム１００が使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。一実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は、リード１１０Ａ〜Ｂ、感知回路１１２、ペーシング回路１１４、拡張期性能センサ１１６、信号プロセッサ１３０、ページング制御装置１２０を含む。
【００１８】
リード１１０Ａ〜Ｂは、心臓内ペーシング・リードであり、それぞれ、心臓１０１内の所定の領域からエレクトログラムを感知して、心臓１０１内の所定の領域にペーシング・パルスをその領域に送出するための１つまたは複数の電極を含む。リード１１０Ａ〜Ｂは、感知回路１１２と心臓１０１との間、ページング回路１１４と心臓１０１との間の電気接続を提供する。一実施形態では、拡張期性能センサ１１６も、心臓内配置のためにリード１１０Ａ〜Ｂの１つに組み込まれる。図１に示される実施形態では、リード１１０Ａは、心臓１０１のＲＡに配置される１つまたは複数の電極を有する心房ペーシング・リードであり、リード１１０Ｂは、心臓１０１の隔壁の上に固定可能な少なくとも１つの電極を有する経隔壁ペーシング・リードである。ペーシングによってＬＶ隔壁を刺激するためにＲＶを経て隔壁へアクセスする経隔壁ペーシング・リードの一例が、米国特許第５７２８１４０号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＥＶＯＫＩＮＧ ＣＡＰＴＵＲＥ ＯＦ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＬＥ ＵＳＩＮＧ ＴＲＡＮＳＥＰＴＡＬ ＰＡＣＩＮＧ ＬＥＡＤ」において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。他の実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は、追加の隔壁領域を含むＲＶおよび／またはＬＶ内の領域など、追加の心臓内領域へアクセスするために、リード１１０Ａ〜Ｂの他に、１つまたは複数のペーシング・リードを含む。
【００１９】
図１Ａに示される実施形態では、感知回路１１２は、リード１１０Ａ〜ＢによりＲＡと隔壁のエレクトログラムを感知し、ペーシング回路１１４は、リード１１０Ｂを経てペーシング・パルスを少なくとも隔壁に送出する。一実施形態では、ペーシング回路１１４は、リード１１０Ａ〜Ｂを経てペーシング・パルスをＲＡと隔壁に送出する。追加のリードが含まれる他の実施形態では、感知回路１１２は、追加のエレクトログラムを感知し、必要なとき、ペーシング回路１１４は、追加のリードを経てペーシング・パルスを追加の部位に送出する。
【００２０】
ペーシング制御装置１２０は、エレクトログラムと拡張期性能パラメータを入力として使用して、ペーシング・パルスを送出すべきか、どこに送出するか、いつ送出するかを制御する。拡張期性能センサ１１６は、拡張期機能を表す信号を感知する。信号プロセッサ１３０は信号を処理する。一実施形態では、信号プロセッサ１３０は、拡張期機能を表す信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成するために、拡張期性能パラメータ生成装置１３２を含む。
【００２１】
一実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを含む。１つの特定の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力を直接感知するために、ＬＶに配置される。他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力との既知の関係または予測可能な関係を有する他の圧力を感知することによって、ＬＶ圧力を間接的に感知する。心周期のすべてまたは一部の間、ＬＶ圧力と既知の関係または予測可能な関係を有する圧力の例には、ＬＡ圧力と冠状静脈圧力がある。冠状静脈圧力センサを使用してＬＶ圧力を測定する１つの具体的な例が、米国特許出願１０／０３８９３６、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＰＲＥＳＳＵＲＥ」、２００２年１月４日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。一実施形態では、拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、ＬＶ圧力を表す信号から左心室末端拡張期圧力（ＬＶＥＤＰ）を検出するために、拡張期圧力検出器を含む。拡張期性能パラメータはＬＶＥＤＰである。他の実施形態では、拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、左心室圧力の減少に関係する時間定数（ｔａｕ）を測定するために、拡張期圧力タイマを含む。拡張期性能パラメータは、その時間定数である。
【００２２】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、肺静脈血液流を表す信号を感知するために、肺フロー・センサを含む。１つの特定の実施形態では、肺フロー・センサは、肺血液容積を表す肺インピーダンスを感知するために、肺インピーダンス感知回路を含む。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、肺静脈血液流を表す信号に基づいて順行性肺静脈血液速度を計算するために、速度検出器を含む。拡張期性能パラメータは肺静脈血液速度である。
【００２３】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するために、僧房弁フロー・センサを含む。１つの特定の実施形態では、僧房弁フロー・センサは、ＬＶ容積を測定するために、インピーダンス・センサを含む。ＬＶ容積は、右心室と左心室の冠状静脈の電極間で測定されたインピーダンスから導出される。そのようなインピーダンス・センサと測定の一例が、米国特許第６２７８８９４号、「ＭＵＬＴＩ−ＳＩＴＥ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＳＥＮＳＯＲ ＵＳＩＮＧ ＣＯＲＯＮＡＲＹ ＳＩＮＵＳ／ＶＥＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。拡張期中（駆出の終了時における僧房弁の開放後）のこのＬＶ容積信号の時間微分が、僧房弁を通る血液流の測定値である。拡張期中のピーク血液流、拡張期中の迅速処置血液流の持続時間、拡張期中の血液流減少時間定数が、すべて、拡張期性能の有用な尺度である。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、ピーク血液流を検出する１つまたは複数のピーク検出器、迅速初期血液流の持続時間を測定するタイマ、血液流減少時間定数を測定する他のタイマを含む。拡張期性能パラメータは、ピーク血液流、迅速初期血液流の持続時間、拡張期中の血液流減少時間定数の１つを含む。
【００２４】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを含む。１つの特定の実施形態では、音響センサは加速度計を含む。他の特定の実施形態では、音響センサはマイクロフォンを含む。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、心臓音を表す信号から拡張期音響雑音を検出するために、心臓音分析装置を含む。拡張期性能パラメータは拡張期音響雑音である。拡張期音響雑音は、１つの心周期の拡張期にわたって測定される全音響雑音である。所定の時間期間にわたって測定される全音響雑音を計算する方法の例が、米国特許第６０４４２９８号、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＡＣＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＮＯＩＳＥ」と、米国特許第６０５８３２９号、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＡＣＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＮＯＩＳＥ」において議論されている。両方とも、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００２５】
図１Ｂは、ペーシング制御装置１２０の一実施形態を示す概略的／ブロック図である。ペーシング制御装置１２０は、拡張期性能パラメータを受信し、それを使用して、１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定および／または調節する。ペーシング制御装置１２０は、ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４とペーシング・アルゴリズム実行モジュール１２２を含む。ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４は、拡張期性能パラメータを受信し、少なくともその拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを計算する。一実施形態では、ほぼ最適なペーシング・パラメータは、拡張期性能パラメータの対象値（最大値または最小値を含む）を提供するために予測されたペーシング・パラメータである。他の実施形態では、ほぼ最適なペーシング・パラメータは、拡張期性能パラメータの閾値を維持するために予測されたペーシング・パラメータである。１つの特定の実施形態では、拡張期性能パラメータの対象値または閾値は、心臓１０１の収縮期性能と拡張期性能の両方を含めて体系的考慮事項に基づいて決定される。一実施形態では、ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４は、１つまたは複数のペーシング部位を選択するペーシング部位選択装置を含み、さらに房室と心室間のペーシング遅延などの１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを計算するペーシング・タイミング計算装置を含む。ペーシング・アルゴリズム実行モジュール１２２は、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを使用して所定のペーシング・アルゴリズムを実行することによって、ペーシング・パルス送出を制御する。一実施形態では、所定のペーシング・アルゴリズムは、ＤＤＤモードまたはＶＤＤモードなど、心房追跡ペーシング・モードを確定する。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは房室ペーシング遅延を含む。一実施形態では、複数の心室リードが、複数の心室部位を感知し、ペーシングするために加えられ、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、１つまたは複数の房室ペーシング遅延、１つまたは複数の心室間ペーシング遅延、および／あるいはペーシング・パルスが実際に送出される１つまたは複数のペーシング部位を含む。
【００２６】
図２は、心臓リズム管理（ＣＲＭ）システム２００の一部の一実施形態、およびシステム２００が使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。ＣＲＭシステム２００は、ペーシング治療を心臓１０１に提供するために、心臓ペーシング・システム１００を組み込む。一実施形態では、ＣＲＭシステム２００は、埋込み可能システム２３５と外部システム２５５とともに、埋込み可能システム２３５と外部システム２５５との間の双方向通信を提供する遠隔測定リンク２４５を含む。埋込み可能システム２３５は、埋込み可能デバイス２４０とリード・システム２１０を含む。埋込み可能デバイス２４０は、身体２０２内に埋め込まれ、リード・システム２１０を介して心臓１０１に結合される。埋込み可能デバイス２４０の例には、ペースメーカ、ペースメーカ／除細動器、心臓再同期デバイス、心臓リモデリング制御デバイス、ページング機能を有するあらゆる他の埋込み可能医療デバイスがある。一実施形態では、リード・システム２１０は、リード１１０Ａ〜Ｂ、および存在するとすれば追加のペーシング・リードを含む。他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、リード・システム２１０のリードに組み込まれる。一実施形態では、外部システム２５５は、埋込み可能デバイス２４０の近傍にある外部デバイス２５０と比較的遠位位置にある遠隔デバイス２７０を含み、かつ外部デバイス２５０と遠隔デバイス２７０を連結する遠隔通信ネットワーク２６０を含む患者管理システムである。そのような患者管理システムの一例が、米国特許出願１０／３２３６０４、「ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＡＴＩＥＮＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＤＥＦＩＮＩＮＧ，ＩＤＥＮＴＩＦＹＩＮＧ ＡＮＤ ＵＳＩＮＧ ＰＲＥＤＥＴＥＲＭＩＮＥＤ ＨＥＡＬＴＨ−ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＶＥＮＴＳ」、２００２年１２月１８日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。患者管理システムにより、患者の状況を監視して、治療を調節するためなど、遠隔位置から埋込み可能システム２３５にアクセスすることが可能になる。他の実施形態では、外部システム２５５はプログラマを含む。一実施形態では、遠隔測定リンク２４５は誘導遠隔測定リンクである。一代替実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、遠距離電磁界無線周波数遠隔測定リンクである。一実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、埋込み可能デバイス２４０から外部システム２５５にデータを送信するために設けられる。これは、たとえば、埋込み可能デバイス２４０によって獲得された実時間生理学的データを送信すること、埋込み可能デバイス２４０によって獲得し、記憶されている生理学的データを抽出すること、埋込み可能デバイス２４０に記憶されている治療履歴データを抽出すること、埋込み可能デバイス２４０の動作状況を表すデータを抽出すること（たとえば、電池の状況やリード・インピーダンス）を含むことが可能である。他の実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、外部システム２５５から埋込み可能デバイス２４０にデータを送信するために設けられている。これは、たとえば、生理学的データを獲得するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすること、少なくとも１つの自己診断試験（デバイス動作状況についてなど）を実施するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすること、少なくとも１つの治療を送出するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすることを含むことが可能である。
【００２７】
ＣＲＭシステム２００における心臓ペーシング・システム１００の物理的分布は、埋込み可能デバイスのサイズと電力の制約、埋込み可能デバイスの計算電力、実施と使用の便利性など、実施ファクタに依存する。一実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は埋込み可能システム２３５に含まれる。この実施形態は、外部システム２５５と通信することを必要とせずに、拡張期性能に基づくフィードバック・ループ（拡張期性能センサ１１６、信号プロセッサ１３０、ペーシング制御装置１２０、ページング回路１１４を含む）が連続的に動作することを見込む。他の実施形態では、拡張期ペーシング・システム１００の一部は、埋込み可能システム２３５に含まれ、他の部分は、外部システム２５５に含まれる。１つの特定の実施形態では、外部システム２５５は、拡張期性能パラメータ生成装置１３２とペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４を含む。拡張期性能センサ１１６によって感知された信号は、遠隔測定リング２４５を介して外部システム２５５に送信される。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータが、遠隔測定２４５を介して埋込み可能デバイス２６０に送信される。心臓ペーシング・システム１００の一部を外部システムに含むことにより、埋込み可能デバイス２４０に対するサイズ、電力、および／または計算要求が低減される。
【００２８】
図３は、心臓ペーシングによって拡張期性能を改善する方法の一実施形態を示すフロー・チャートである。方法は、拡張期機能を表す感知信号に基づいて１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定し、調節する。一実施形態では、方法は、拡張期ペーシング・システム１００によって実施される。
【００２９】
拡張期機能を表す信号は、３００において感知される。拡張期性能パラメータは３１０において信号から導出される。一実施形態では、拡張期機能を表す信号はＬＶ圧力を表す信号であり、拡張期性能パラメータはＬＶ圧力を表す信号から測定されるＬＶＥＤＰである。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号はＬＶ圧力を表す信号であり、拡張期性能パラメータはＬＶ圧力の減少に関係する時間定数（ｔａｕ）である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は肺静脈血液流を表す信号であり、拡張期性能パラメータは肺静脈血液流を表す信号に基づいて計算される順行性肺静脈血液速度である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は僧房弁を通る血液流を表す信号であり、拡張期性能パラメータはピーク血液流、初期血液流ピークの持続時間、または拡張期中の血液流の減少に関係する時間定数である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は心臓音を表す信号であり、拡張期性能パラメータは心臓音を表す信号から検出される拡張期音響雑音である。
【００３０】
１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータが、３２０において少なくとも拡張期性能パラメータに基づいて計算される。一実施形態では、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、房室ペーシング遅延と心室間ペーシング遅延など、１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを含む。他の実施形態では、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、１つまたは複数のペーシング部位を含む。１つまたは複数のペーシング部位は、心室の収縮と血液の駆出の作業のほとんどを与える１つまたは複数の心室領域を含む。一実施形態では、１つまたは複数のペーシング部位は、少なくとも１つの部位を心室隔壁に含む。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング部位は少なくとも１つの部位をＬＶ隔壁に含む。
【００３１】
所定のペーシング・アルゴリズムが、３３０において実行される。ペーシング・アルゴリズムの実行は、ペーシング・パルスの送出を制御するコマンドを生成することを含む。所定のペーシング・アルゴリズムが実行されている際、心臓信号が３４０において感知され、ペーシング・パルスが３５０において送出される。ペーシング・アルゴリズムは、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータと感知心臓信号を入力として使用して各ペーシング・パルス送出についてタイミングおよび／または部位を決定するために、１セットの所定のペーシング論理規則とパラメータを適用する。
【００３２】
図４は、１つまたは複数の心室ペーシング電極を配置する部位を決定するために使用される例示的なＬＶ領域変位図である。拡張期性能を改善するためにペーシング・パルスを送出するように、埋込み可能デバイス２４０とリード・システム２１０が身体２０２に埋め込まれる。リード・システム２１０の埋込みは、所定の心臓部位において各リードの上に電極を配置することを含む。
【００３３】
一実施形態では、ＬＶ心エコー図が、メディス（Ｍｅｄｉｓ）、リーデン（Ｌｅｉｄｅｎ）［オランダ在］（メディス・エコー−ＣＭＳ）によるエコー−ＣＭＳ（心エコー図測定システム）など、心エコー図分析システムを使用して記録され、分析される。メディス・エコー−ＣＭＳは、図４に示されるように、いくつかの（たとえば、２から５）の心周期にわたって連続心エコー図像フレームにおいてＬＶ壁運動輪郭を自動的に検出し、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントについて一心周期にわたって平均ＬＶ領域心内膜変位を計算する。そのような実施形態の一例が、米国特許出願１０／４０２３２４、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＱＵＡＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＤＩＡＣ ＷＡＬＬ ＭＯＴＩＯＮ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＹ」、２００３年３月２８日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００３４】
図４では、ＬＶ領域心内膜変位の大きさは、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントについて線４９０によって示されている。輪郭４９２、４９４は、一心周期にわたる全ＬＶ心内膜変位範囲を示す。輪郭４９２、４９４の距離は、その領域について一心周期にわたる壁変位を示す。図４に示されるように、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントの２０の連続セグメントは、名称１から５の５つの領域に組み合わされる。ＬＶ隔壁は左側にあり、領域１と２をほぼ含む。一実施形態では、拡張期性能は、全ＬＶ領域または容積の変化と共に変化する最大ＬＶ領域変位を示す領域、すなわちＬＶの収縮またはＬＶからの血液の駆出に最も寄与する領域を事前刺激するように、ペーシング・パルスを送出することによって改善される。図４の例では、ペーシング・パルスは、少なくとも領域２に送出される。
【００３５】
図５は、拡張期性能を改善するために、ペーシング治療を決定し、行う手続きの一実施形態を示すフロー・チャートである。拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果は、５００において予測されている。効果は、患者が１セットの基準を満たす条件を有し、治療を受けると診断されるとき、予測される。基準は、例としてであって限定としてではなく、５０％より大きい駆出率、著しい僧房弁逆流の欠如、高充填ＬＡ圧力による心臓疾患症状の表示を含む。一実施形態では、効果の予測は、図４に示されるようなＬＶ領域変位図を提供する心エコー図分析をさらに含む。拡張期性能を改善するためにペーシング・パルスを送出する効果は、ＬＶ領域心内膜変位がＬＶ壁にわたって著しく不均一であるとき、予測される。一実施形態では、ＬＶ心内膜壁は、複数の領域に分割される。平均ＬＶ領域心内膜変位が、領域のそれぞれについて計算される。１つの特定の実施形態では、ペーシング・パルスを送出する効果は、領域の少なくとも１つの平均ＬＶ領域心内膜変位が所定の閾値を超えるとき、予測される。他の特定の実施形態では、ペーシング・パルスを送出する効果は、領域のいずれか２つの平均ＬＶ領域心内膜変位間の最大差が所定の閾値を超えるとき、予測される。
【００３６】
ペーシング・パルスの送出が有効であると予測され、患者によって受け取られる場合、ペーシング・パルスは、５１０において拡張期機能不全を治療するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。ペーシング・パルスの送出は、５１２において１つまたは複数の電極部位を決定すること、５１４においてペーシング・モードを決定すること、５１６において１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定すること、５１８において１つまたは複数のペーシング・パラメータを調節することを含む。
【００３７】
一実施形態では、ＬＶ収縮への最大の寄与を示す１つまたは複数の心室領域が、５１２において１つまたは複数の電極部位として選択される。電極部位は、図４を参照して上記で議論されたように、リード埋込み中に電極を配置する部位である。研究は、１つまたは複数のペーシング部位が、少なくとも１つの部位をＬＶ隔壁領域に含む可能性が高いことを示した。１つの特定の実施形態では、ＬＶ隔壁領域は、上記で議論されたように（米国特許第５７２８１４０号）、右心室を経て隔壁に固定された絶縁電極を使用してペーシングされる。１つまたは複数の電極部位を決定する方法の１つの具体例が、図４を参照して上記で議論されている。
【００３８】
一実施形態では、心房追跡モードが、５１４において選択される。患者が正常洞リズムを保持する場合、ＶＤＤペーシング・モードが選択される。そうでない場合、ＤＤＤペーシング・モードが選択される。ＶＤＤペーシング・モードとＤＤＤペーシング・モードは、それぞれ、２つ以上の心室ペーシング部位が選択されるとき、複数心室部位バージョンを含む。
【００３９】
一実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータが、５１６において拡張期性能パラメータに基づいて決定される。これは、拡張期機能を表す信号を感知して、感知信号から１つまたは複数のペーシング・パラメータを導出することを含む。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを決定する方法の具体例が、図３を参照して上記で議論されている。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数の電極部位が５１２において選択された後、１つまたは複数の実際のペーシング部位を指定するペーシング・パラメータを使用して個々に作動される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数の実際のペーシング部位は、拍動ごとに１つまたは複数の電極部位から選択することによって決定される。
【００４０】
一実施形態では、初期決定後、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、５１８において調節される。これは、拡張期機能を表す信号を感知して、感知信号に基づいて１つまたは複数のペーシング・パラメータを更新することを含む。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、動的かつ連続的に調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは周期的に調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、患者の生理学的または病理学的状態が変化するときなど、必要があるときに調節される。
【００４１】
一実施形態では、ペーシング・パルスは、拡張期機能不全や収縮期機能不全などの他の病理学的状態を治療するために送出される。一実施形態では、ステップ５１２、５１４、５１６、５１８は、それぞれ、全体的な血行力学を改善する治療を最適化する体系的手法の一部として実施される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、収縮期性能と拡張期性能の両方を改善するために、決定され、調節される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、所定の最小限の収縮期性能と最小限の拡張期性能を維持にするように決定され、調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、最小限の収縮期性能を維持し、一方、拡張期性能を最大にする、または、最小源の拡張期性能を維持し、一方、収縮期性能を最大にするように、決定され、調節される。収縮期性能を改善するためにほぼ最適なペーシング・パラメータを決定する例が、米国特許出願１０／３１４９１０、「ＭＥＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＳＹＮＣＨＲＯＮＹ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、および米国特許出願１０／３１４８９９、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＳＩＮＧ ＳＴＲＯＫＥ ＶＯＬＵＭＥ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」において議論されている。両方とも２００２年１２月９日に出願され、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００４２】
上記の詳細な記述は、例示を意図し、限定を意図していないことを理解されたい。本文献において議論された装置と方法の要素のあらゆる可能な組合せを含めて、他の実施形態が、上記の記述を読み、理解する際に、当業者には明らかになるであろう。たとえば、拡張期機能不全の電気治療は、化学的治療および／または生物学的治療と関連して適用することができる。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項、そのような請求項が権利を与えられる均等物の全範囲に対して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】拡張期機能不全を治療するための心臓ペーシング・システムの一実施形態およびシステムが使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａの心臓ペーシング・システムのペーシング制御装置の一実施形態を示す概略的／ブロック図である。
【図２】図１Ａの心臓ペーシング・システムを含む心臓リズム管理（ＣＲＭ）システムの一部の一実施形態、およびＣＲＭシステムが使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。
【図３】心臓ペーシングによって拡張期性能を改善する方法の一実施形態を示すフロー・チャートである。
【図４】１つまたは複数の心室ペーシング電極を配置する部位を決定するために使用される例示的なＬＶ領域変位図である。
【図５】拡張期性能を改善するためにペーシング治療を決定および送出する手続きの一実施形態を示すフロー・チャートである。
【関連出願】
【０００１】
（関連出願の相互引用）
本出願は、同時継続の一般的に譲渡された米国特許出願１０／０３８９３６、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＰＲＥＳＳＵＲＥ」、２００２年１月４日出願、米国出願１０／３１４９１０、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＳＹＮＣＨＲＯＮＹ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、２００２年１２月９日出願、米国特許出願１０／３１４８９９、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＳＴＲＯＫＥ ＶＯＬＵＭＥ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、２００２年１２月９日出願、および米国特許出願１０／４０２３２４、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＱＵＡＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＤＩＡＣ ＷＡＬＬ ＭＯＴＩＯＮ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＹ」、２００３年３月２８日出願に関係する。これらはすべてカーディアック・ペースメーカーズ・インク（Ｃａｒｄｉａｃ Ｐａｃｅｍａｋｅｒｓ，Ｉｎｃ．）に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本文献は、一般的には心臓リズム管理に関し、具体的にであって限定としてではなく、拡張期性能を改善するためのペーシング・システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
心臓は、人の循環システムの中心である。これは、２つの主要なポンピング機能を実施する電気機械システムを含む。心臓は、右心房（ＲＡ）、右心室（ＲＶ）、左心房（ＬＡ）、左心室（ＬＶ）の４つの室を含む。ＬＡとＬＶを含む心臓の左部分は、肺から酸素を含んだ血液を引き出し、代謝に必要な酸素を臓器に提供するために、その酸素を含んだ血液を身体の臓器にポンピングする。ＲＡとＲＶを含む心臓の右部分は、身体臓器から酸素が除かれた血液を引き出し、その酸素が除かれた血液を血液に酸素を含ませる肺にポンピングする。心臓は、これらの機械的ポンピング機能を周期的に実施する。各周期は、心周期として知られ、収縮期と拡張期を含む。収縮期は、心周期の駆出期であり、その間、心室は血液を駆出する。拡張期は心周期の弛緩期である。拡張期の主な機能は、次の駆出期（収縮期）のために心室を血液で充填し、心筋組織の潅流を可能にすることである。ＬＶの充填は、迅速（能動）充填期を含み、これに緩慢（受動）充填期が続く。迅速充填期中、ＬＶの壁は、血液の駆出後、弛緩状態にはね戻り、それにより、血液をＬＡからＬＶに引き出す。緩慢充填期中、血液は、ＬＡとＬＶとの間の圧力勾配によって、依然としてＬＶに引き出される。
【０００４】
通常の心臓では、心臓の自然のペースメーカである洞房結節は、活動電位と呼ばれる電気信号を生成し、この信号は、心臓の様々な領域の心筋組織を刺激するために、導電システムを経てこれらの領域に伝播する。通常の導電システムにおける活動電位の伝播の調整遅延により、心臓の様々な部分が同期して収縮し、効率的なポンピング機能となる。遮断された、またはそうでない場合は異常な導電および／または劣化した心筋組織により、心臓の異常同期収縮と弛緩が生じ、心臓と身体の残りへの血液供給の減少を含めて、血行力学的性能は不十分になる。異常導電および／または劣化心筋により、心筋が連動して収縮しないので収縮期機能不全となり、また、筋細胞が連動して弛緩しないので拡張期機能不全となる。拡張期障害と収縮期障害の相対度は、病気の様々な状態中に変化する。収縮期と拡張期の性能の低下は、それぞれ、全体的な血行力学的性能に寄与する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらおよび他の理由のために、拡張期機能不全について有効な治療を提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ペーシング・パルスが、拡張期機能不全および／または心臓疾患を有する患者の拡張期性能を改善するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。心臓ペーシング・システムが、拡張期性能を表すパラメータを入力として使用してペーシング・アルゴリズムを実行する。ペーシング・パルスは、拡張期中に心室壁に対する負荷を再分配するために、１つまたは複数の心臓領域を刺激し、それにより、拡張期機能不全に関連する心臓壁運動異常同期の程度を低下させることによって拡張期性能を改善する。
【０００７】
一実施態様では、心臓ペーシング・システムが、感知回路、ペーシング回路、拡張期性能センサ、信号プロセッサ、ペーシング制御装置を含む。感知回路は１つまたは複数の心臓信号を感知する。ペーシング回路はペーシング・パルスを送出する。拡張期性能センサは拡張期機能を表す信号を感知する。信号プロセッサは拡張期機能を表す信号を受信して処理し、拡張期機能を表す信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成する拡張期性能パラメータ生成装置を含む。ペーシング制御装置は、拡張期性能パラメータを受信し、１つまたは複数の心臓信号と拡張期性能パラメータに基づいてペーシング・パルスの送出を制御する。
【０００８】
一実施態様では、心臓リズム管理システムが、埋込み可能ペースメーカと１つまたは複数の埋込み可能心臓内リードを含む。埋込み可能ペースメーカは、感知回路、ペーシング回路、拡張期性能センサ、ページング・アルゴリズム実行モジュールを含む。感知回路は１つまたは複数の心臓信号を感知する。ペーシング回路はペーシング・パルスを送る。拡張期性能センサは拡張期機能を表す信号を感知する。ペーシング・アルゴリズム実行モジュールは、所定のペーシング・アルゴリズム、１つまたは複数の心臓信号、拡張期機能を表す信号に基づいて、ペーシング・パルスの送出を制御する。１つまたは複数の埋込み可能心臓内リードは、埋込み可能ペースメーカと心臓との間の電気接続を提供する。
【０００９】
一実施態様では、拡張期性能を改善する方法が心臓ペーシングを使用する。１つまたは複数の心臓信号と拡張期機能を表す信号が感知される。拡張期性能パラメータが、拡張期機能を表す信号から導出される。所定の心臓ペーシング・アルゴリズムが、少なくとも拡張期性能パラメータを入力として使用して実行される。ペーシング・アルゴリズムによれば、ペーシング・パルスが心臓に送出される。
【００１０】
一実施態様では、拡張期性能を改善するために、心臓ペーシングが決定されて、送出される。拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果が予測される。効果が予測された後、ペーシング・パルスは、拡張期性能を改善するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。
【００１１】
この概要は、本出願の教示のいくつかの概述であり、本主題の排他的または網羅的な扱いを意図していない。本主題に関するさらなる詳細が、詳細な記述および添付の請求項において見られる。本発明の他の態様が、以下の詳細な記述を理解して、その一部を形成し、それぞれが限定的な意味で取られるべきではない図面を見る際に、当業者には明らかになるであろう。本発明の範囲は、添付の請求項およびその等価物によって確定される。
【００１２】
図面は、必ずしも縮尺を調整されて描かれていないが、例としてであって限定としてではなく、本文献において議論される様々な実施形態を一般的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下の詳細な記述では、その一部を形成し、本発明が実行されることが可能である特定の実施形態を示すことによって示される添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実行することを可能にするように十分詳細に記述され、実施形態は、組み合わされることが可能であり、または、他の実施形態が使用されることが可能であり、構造的、論理的、電気的変更が、本発明の精神と範囲から逸脱せずに行われることが可能であることを理解されたい。以下の詳細な記述は、例を提供し、本発明の範囲は、添付の請求項およびその等価物によって確定される。
【００１４】
本開示の「１つ」、「１」、または「様々な」実施形態という言及は、必ずしも同じ実施形態に対してではなく、そのような言及は、２つ以上の実施形態を考慮することに留意されたい。
【００１５】
本文献は、とりわけ、拡張期機能不全および／または心臓疾患に苦しむ患者の拡張期性能を改善する心臓ペーシングの方法と装置を議論する。そのような患者は、一般に、５０％を超える駆出率、著しい僧帽弁逆流の欠如、心臓の弛緩の問題の結果である心臓疾患の症状を有する。
【００１６】
遅延電気作動による左心室（ＬＶ）機械的異常同期（非同期とも呼ばれる）が、ＬＶ収縮期機能に影響を与えることが示されている。心臓再同期治療（ＣＲＴ）が、心室が同期して収縮することにより、収縮期中に血液がより効率的に駆出されるように、側心室壁の１つまたは複数の領域にペーシング・パルスを送出することによって血行力学性能を改善する。研究は、拡張期機能不全を有するほとんどの患者が、隔壁に対する負荷が異常に重い著しいＬＶ異常同期をも有することを示している。したがって、これらの患者の治療は、隔壁を事前刺激するためにペーシング・パルスを送出し、それにより、隔壁に対する負荷を低減し、ＬＶ壁にわたる負荷のより一様な分配を提供することを含む。より一般的には、ペーシング・パルスは、拡張期中にＬＶの機械的同期を回復するために、１つまたは複数の負荷が最も重い心臓領域、すなわち血液の収縮または駆出に最も寄与する領域に送出される。
【００１７】
図１Ａは、拡張期性能を改善するための心臓ペーシング・システム１００の一実施形態とシステム１００が使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。一実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は、リード１１０Ａ〜Ｂ、感知回路１１２、ペーシング回路１１４、拡張期性能センサ１１６、信号プロセッサ１３０、ページング制御装置１２０を含む。
【００１８】
リード１１０Ａ〜Ｂは、心臓内ペーシング・リードであり、それぞれ、心臓１０１内の所定の領域からエレクトログラムを感知して、心臓１０１内の所定の領域にペーシング・パルスをその領域に送出するための１つまたは複数の電極を含む。リード１１０Ａ〜Ｂは、感知回路１１２と心臓１０１との間、ページング回路１１４と心臓１０１との間の電気接続を提供する。一実施形態では、拡張期性能センサ１１６も、心臓内配置のためにリード１１０Ａ〜Ｂの１つに組み込まれる。図１に示される実施形態では、リード１１０Ａは、心臓１０１のＲＡに配置される１つまたは複数の電極を有する心房ペーシング・リードであり、リード１１０Ｂは、心臓１０１の隔壁の上に固定可能な少なくとも１つの電極を有する経隔壁ペーシング・リードである。ペーシングによってＬＶ隔壁を刺激するためにＲＶを経て隔壁へアクセスする経隔壁ペーシング・リードの一例が、米国特許第５７２８１４０号、「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＥＶＯＫＩＮＧ ＣＡＰＴＵＲＥ ＯＦ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＬＥ ＵＳＩＮＧ ＴＲＡＮＳＥＰＴＡＬ ＰＡＣＩＮＧ ＬＥＡＤ」において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。他の実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は、追加の隔壁領域を含むＲＶおよび／またはＬＶ内の領域など、追加の心臓内領域へアクセスするために、リード１１０Ａ〜Ｂの他に、１つまたは複数のペーシング・リードを含む。
【００１９】
図１Ａに示される実施形態では、感知回路１１２は、リード１１０Ａ〜ＢによりＲＡと隔壁のエレクトログラムを感知し、ペーシング回路１１４は、リード１１０Ｂを経てペーシング・パルスを少なくとも隔壁に送出する。一実施形態では、ペーシング回路１１４は、リード１１０Ａ〜Ｂを経てペーシング・パルスをＲＡと隔壁に送出する。追加のリードが含まれる他の実施形態では、感知回路１１２は、追加のエレクトログラムを感知し、必要なとき、ペーシング回路１１４は、追加のリードを経てペーシング・パルスを追加の部位に送出する。
【００２０】
ペーシング制御装置１２０は、エレクトログラムと拡張期性能パラメータを入力として使用して、ペーシング・パルスを送出すべきか、どこに送出するか、いつ送出するかを制御する。拡張期性能センサ１１６は、拡張期機能を表す信号を感知する。信号プロセッサ１３０は信号を処理する。一実施形態では、信号プロセッサ１３０は、拡張期機能を表す信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成するために、拡張期性能パラメータ生成装置１３２を含む。
【００２１】
一実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを含む。１つの特定の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力を直接感知するために、ＬＶに配置される。他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、ＬＶ圧力との既知の関係または予測可能な関係を有する他の圧力を感知することによって、ＬＶ圧力を間接的に感知する。心周期のすべてまたは一部の間、ＬＶ圧力と既知の関係または予測可能な関係を有する圧力の例には、ＬＡ圧力と冠状静脈圧力がある。冠状静脈圧力センサを使用してＬＶ圧力を測定する１つの具体的な例が、米国特許出願１０／０３８９３６、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＬＥＦＴ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＰＲＥＳＳＵＲＥ」、２００２年１月４日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。一実施形態では、拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、ＬＶ圧力を表す信号から左心室末端拡張期圧力（ＬＶＥＤＰ）を検出するために、拡張期圧力検出器を含む。拡張期性能パラメータはＬＶＥＤＰである。他の実施形態では、拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、左心室圧力の減少に関係する時間定数（ｔａｕ）を測定するために、拡張期圧力タイマを含む。拡張期性能パラメータは、その時間定数である。
【００２２】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、肺静脈血液流を表す信号を感知するために、肺フロー・センサを含む。１つの特定の実施形態では、肺フロー・センサは、肺血液容積を表す肺インピーダンスを感知するために、肺インピーダンス感知回路を含む。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、肺静脈血液流を表す信号に基づいて順行性肺静脈血液速度を計算するために、速度検出器を含む。拡張期性能パラメータは肺静脈血液速度である。
【００２３】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するために、僧房弁フロー・センサを含む。１つの特定の実施形態では、僧房弁フロー・センサは、ＬＶ容積を測定するために、インピーダンス・センサを含む。ＬＶ容積は、右心室と左心室の冠状静脈の電極間で測定されたインピーダンスから導出される。そのようなインピーダンス・センサと測定の一例が、米国特許第６２７８８９４号、「ＭＵＬＴＩ−ＳＩＴＥ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ ＳＥＮＳＯＲ ＵＳＩＮＧ ＣＯＲＯＮＡＲＹ ＳＩＮＵＳ／ＶＥＩＮ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥＳ」において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。拡張期中（駆出の終了時における僧房弁の開放後）のこのＬＶ容積信号の時間微分が、僧房弁を通る血液流の測定値である。拡張期中のピーク血液流、拡張期中の迅速処置血液流の持続時間、拡張期中の血液流減少時間定数が、すべて、拡張期性能の有用な尺度である。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、ピーク血液流を検出する１つまたは複数のピーク検出器、迅速初期血液流の持続時間を測定するタイマ、血液流減少時間定数を測定する他のタイマを含む。拡張期性能パラメータは、ピーク血液流、迅速初期血液流の持続時間、拡張期中の血液流減少時間定数の１つを含む。
【００２４】
他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを含む。１つの特定の実施形態では、音響センサは加速度計を含む。他の特定の実施形態では、音響センサはマイクロフォンを含む。拡張期性能パラメータ生成装置１３２は、心臓音を表す信号から拡張期音響雑音を検出するために、心臓音分析装置を含む。拡張期性能パラメータは拡張期音響雑音である。拡張期音響雑音は、１つの心周期の拡張期にわたって測定される全音響雑音である。所定の時間期間にわたって測定される全音響雑音を計算する方法の例が、米国特許第６０４４２９８号、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＡＣＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＮＯＩＳＥ」と、米国特許第６０５８３２９号、「ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＡＣＩＮＧ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＯＦ ＡＣＯＵＳＴＩＣ ＮＯＩＳＥ」において議論されている。両方とも、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００２５】
図１Ｂは、ペーシング制御装置１２０の一実施形態を示す概略的／ブロック図である。ペーシング制御装置１２０は、拡張期性能パラメータを受信し、それを使用して、１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定および／または調節する。ペーシング制御装置１２０は、ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４とペーシング・アルゴリズム実行モジュール１２２を含む。ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４は、拡張期性能パラメータを受信し、少なくともその拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを計算する。一実施形態では、ほぼ最適なペーシング・パラメータは、拡張期性能パラメータの対象値（最大値または最小値を含む）を提供するために予測されたペーシング・パラメータである。他の実施形態では、ほぼ最適なペーシング・パラメータは、拡張期性能パラメータの閾値を維持するために予測されたペーシング・パラメータである。１つの特定の実施形態では、拡張期性能パラメータの対象値または閾値は、心臓１０１の収縮期性能と拡張期性能の両方を含めて体系的考慮事項に基づいて決定される。一実施形態では、ペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４は、１つまたは複数のペーシング部位を選択するペーシング部位選択装置を含み、さらに房室と心室間のペーシング遅延などの１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを計算するペーシング・タイミング計算装置を含む。ペーシング・アルゴリズム実行モジュール１２２は、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを使用して所定のペーシング・アルゴリズムを実行することによって、ペーシング・パルス送出を制御する。一実施形態では、所定のペーシング・アルゴリズムは、ＤＤＤモードまたはＶＤＤモードなど、心房追跡ペーシング・モードを確定する。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは房室ペーシング遅延を含む。一実施形態では、複数の心室リードが、複数の心室部位を感知し、ペーシングするために加えられ、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、１つまたは複数の房室ペーシング遅延、１つまたは複数の心室間ペーシング遅延、および／あるいはペーシング・パルスが実際に送出される１つまたは複数のペーシング部位を含む。
【００２６】
図２は、心臓リズム管理（ＣＲＭ）システム２００の一部の一実施形態、およびシステム２００が使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。ＣＲＭシステム２００は、ペーシング治療を心臓１０１に提供するために、心臓ペーシング・システム１００を組み込む。一実施形態では、ＣＲＭシステム２００は、埋込み可能システム２３５と外部システム２５５とともに、埋込み可能システム２３５と外部システム２５５との間の双方向通信を提供する遠隔測定リンク２４５を含む。埋込み可能システム２３５は、埋込み可能デバイス２４０とリード・システム２１０を含む。埋込み可能デバイス２４０は、身体２０２内に埋め込まれ、リード・システム２１０を介して心臓１０１に結合される。埋込み可能デバイス２４０の例には、ペースメーカ、ペースメーカ／除細動器、心臓再同期デバイス、心臓リモデリング制御デバイス、ページング機能を有するあらゆる他の埋込み可能医療デバイスがある。一実施形態では、リード・システム２１０は、リード１１０Ａ〜Ｂ、および存在するとすれば追加のペーシング・リードを含む。他の実施形態では、拡張期性能センサ１１６は、リード・システム２１０のリードに組み込まれる。一実施形態では、外部システム２５５は、埋込み可能デバイス２４０の近傍にある外部デバイス２５０と比較的遠位位置にある遠隔デバイス２７０を含み、かつ外部デバイス２５０と遠隔デバイス２７０を連結する遠隔通信ネットワーク２６０を含む患者管理システムである。そのような患者管理システムの一例が、米国特許出願１０／３２３６０４、「ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＰＡＴＩＥＮＴ ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ ＦＯＲ ＤＥＦＩＮＩＮＧ，ＩＤＥＮＴＩＦＹＩＮＧ ＡＮＤ ＵＳＩＮＧ ＰＲＥＤＥＴＥＲＭＩＮＥＤ ＨＥＡＬＴＨ−ＲＥＬＡＴＥＤ ＥＶＥＮＴＳ」、２００２年１２月１８日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。患者管理システムにより、患者の状況を監視して、治療を調節するためなど、遠隔位置から埋込み可能システム２３５にアクセスすることが可能になる。他の実施形態では、外部システム２５５はプログラマを含む。一実施形態では、遠隔測定リンク２４５は誘導遠隔測定リンクである。一代替実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、遠距離電磁界無線周波数遠隔測定リンクである。一実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、埋込み可能デバイス２４０から外部システム２５５にデータを送信するために設けられる。これは、たとえば、埋込み可能デバイス２４０によって獲得された実時間生理学的データを送信すること、埋込み可能デバイス２４０によって獲得し、記憶されている生理学的データを抽出すること、埋込み可能デバイス２４０に記憶されている治療履歴データを抽出すること、埋込み可能デバイス２４０の動作状況を表すデータを抽出すること（たとえば、電池の状況やリード・インピーダンス）を含むことが可能である。他の実施形態では、遠隔測定リンク２４５は、外部システム２５５から埋込み可能デバイス２４０にデータを送信するために設けられている。これは、たとえば、生理学的データを獲得するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすること、少なくとも１つの自己診断試験（デバイス動作状況についてなど）を実施するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすること、少なくとも１つの治療を送出するために埋込み可能デバイス２４０をプログラミングすることを含むことが可能である。
【００２７】
ＣＲＭシステム２００における心臓ペーシング・システム１００の物理的分布は、埋込み可能デバイスのサイズと電力の制約、埋込み可能デバイスの計算電力、実施と使用の便利性など、実施ファクタに依存する。一実施形態では、心臓ペーシング・システム１００は埋込み可能システム２３５に含まれる。この実施形態は、外部システム２５５と通信することを必要とせずに、拡張期性能に基づくフィードバック・ループ（拡張期性能センサ１１６、信号プロセッサ１３０、ペーシング制御装置１２０、ページング回路１１４を含む）が連続的に動作することを見込む。他の実施形態では、拡張期ペーシング・システム１００の一部は、埋込み可能システム２３５に含まれ、他の部分は、外部システム２５５に含まれる。１つの特定の実施形態では、外部システム２５５は、拡張期性能パラメータ生成装置１３２とペーシング・パラメータ最適化モジュール１２４を含む。拡張期性能センサ１１６によって感知された信号は、遠隔測定リング２４５を介して外部システム２５５に送信される。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータが、遠隔測定２４５を介して埋込み可能デバイス２６０に送信される。心臓ペーシング・システム１００の一部を外部システムに含むことにより、埋込み可能デバイス２４０に対するサイズ、電力、および／または計算要求が低減される。
【００２８】
図３は、心臓ペーシングによって拡張期性能を改善する方法の一実施形態を示すフロー・チャートである。方法は、拡張期機能を表す感知信号に基づいて１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定し、調節する。一実施形態では、方法は、拡張期ペーシング・システム１００によって実施される。
【００２９】
拡張期機能を表す信号は、３００において感知される。拡張期性能パラメータは３１０において信号から導出される。一実施形態では、拡張期機能を表す信号はＬＶ圧力を表す信号であり、拡張期性能パラメータはＬＶ圧力を表す信号から測定されるＬＶＥＤＰである。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号はＬＶ圧力を表す信号であり、拡張期性能パラメータはＬＶ圧力の減少に関係する時間定数（ｔａｕ）である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は肺静脈血液流を表す信号であり、拡張期性能パラメータは肺静脈血液流を表す信号に基づいて計算される順行性肺静脈血液速度である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は僧房弁を通る血液流を表す信号であり、拡張期性能パラメータはピーク血液流、初期血液流ピークの持続時間、または拡張期中の血液流の減少に関係する時間定数である。他の実施形態では、拡張期機能を表す信号は心臓音を表す信号であり、拡張期性能パラメータは心臓音を表す信号から検出される拡張期音響雑音である。
【００３０】
１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータが、３２０において少なくとも拡張期性能パラメータに基づいて計算される。一実施形態では、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、房室ペーシング遅延と心室間ペーシング遅延など、１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを含む。他の実施形態では、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータは、１つまたは複数のペーシング部位を含む。１つまたは複数のペーシング部位は、心室の収縮と血液の駆出の作業のほとんどを与える１つまたは複数の心室領域を含む。一実施形態では、１つまたは複数のペーシング部位は、少なくとも１つの部位を心室隔壁に含む。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング部位は少なくとも１つの部位をＬＶ隔壁に含む。
【００３１】
所定のペーシング・アルゴリズムが、３３０において実行される。ペーシング・アルゴリズムの実行は、ペーシング・パルスの送出を制御するコマンドを生成することを含む。所定のペーシング・アルゴリズムが実行されている際、心臓信号が３４０において感知され、ペーシング・パルスが３５０において送出される。ペーシング・アルゴリズムは、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータと感知心臓信号を入力として使用して各ペーシング・パルス送出についてタイミングおよび／または部位を決定するために、１セットの所定のペーシング論理規則とパラメータを適用する。
【００３２】
図４は、１つまたは複数の心室ペーシング電極を配置する部位を決定するために使用される例示的なＬＶ領域変位図である。拡張期性能を改善するためにペーシング・パルスを送出するように、埋込み可能デバイス２４０とリード・システム２１０が身体２０２に埋め込まれる。リード・システム２１０の埋込みは、所定の心臓部位において各リードの上に電極を配置することを含む。
【００３３】
一実施形態では、ＬＶ心エコー図が、メディス（Ｍｅｄｉｓ）、リーデン（Ｌｅｉｄｅｎ）［オランダ在］（メディス・エコー−ＣＭＳ）によるエコー−ＣＭＳ（心エコー図測定システム）など、心エコー図分析システムを使用して記録され、分析される。メディス・エコー−ＣＭＳは、図４に示されるように、いくつかの（たとえば、２から５）の心周期にわたって連続心エコー図像フレームにおいてＬＶ壁運動輪郭を自動的に検出し、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントについて一心周期にわたって平均ＬＶ領域心内膜変位を計算する。そのような実施形態の一例が、米国特許出願１０／４０２３２４、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＱＵＡＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＤＩＡＣ ＷＡＬＬ ＭＯＴＩＯＮ ＡＳＹＮＣＨＲＯＮＹ」、２００３年３月２８日出願において議論されている。これは、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００３４】
図４では、ＬＶ領域心内膜変位の大きさは、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントについて線４９０によって示されている。輪郭４９２、４９４は、一心周期にわたる全ＬＶ心内膜変位範囲を示す。輪郭４９２、４９４の距離は、その領域について一心周期にわたる壁変位を示す。図４に示されるように、ＬＶ壁運動輪郭上の１００の等間隔セグメントの２０の連続セグメントは、名称１から５の５つの領域に組み合わされる。ＬＶ隔壁は左側にあり、領域１と２をほぼ含む。一実施形態では、拡張期性能は、全ＬＶ領域または容積の変化と共に変化する最大ＬＶ領域変位を示す領域、すなわちＬＶの収縮またはＬＶからの血液の駆出に最も寄与する領域を事前刺激するように、ペーシング・パルスを送出することによって改善される。図４の例では、ペーシング・パルスは、少なくとも領域２に送出される。
【００３５】
図５は、拡張期性能を改善するために、ペーシング治療を決定し、行う手続きの一実施形態を示すフロー・チャートである。拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果は、５００において予測されている。効果は、患者が１セットの基準を満たす条件を有し、治療を受けると診断されるとき、予測される。基準は、例としてであって限定としてではなく、５０％より大きい駆出率、著しい僧房弁逆流の欠如、高充填ＬＡ圧力による心臓疾患症状の表示を含む。一実施形態では、効果の予測は、図４に示されるようなＬＶ領域変位図を提供する心エコー図分析をさらに含む。拡張期性能を改善するためにペーシング・パルスを送出する効果は、ＬＶ領域心内膜変位がＬＶ壁にわたって著しく不均一であるとき、予測される。一実施形態では、ＬＶ心内膜壁は、複数の領域に分割される。平均ＬＶ領域心内膜変位が、領域のそれぞれについて計算される。１つの特定の実施形態では、ペーシング・パルスを送出する効果は、領域の少なくとも１つの平均ＬＶ領域心内膜変位が所定の閾値を超えるとき、予測される。他の特定の実施形態では、ペーシング・パルスを送出する効果は、領域のいずれか２つの平均ＬＶ領域心内膜変位間の最大差が所定の閾値を超えるとき、予測される。
【００３６】
ペーシング・パルスの送出が有効であると予測され、患者によって受け取られる場合、ペーシング・パルスは、５１０において拡張期機能不全を治療するために、１つまたは複数の心臓領域に送出される。ペーシング・パルスの送出は、５１２において１つまたは複数の電極部位を決定すること、５１４においてペーシング・モードを決定すること、５１６において１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定すること、５１８において１つまたは複数のペーシング・パラメータを調節することを含む。
【００３７】
一実施形態では、ＬＶ収縮への最大の寄与を示す１つまたは複数の心室領域が、５１２において１つまたは複数の電極部位として選択される。電極部位は、図４を参照して上記で議論されたように、リード埋込み中に電極を配置する部位である。研究は、１つまたは複数のペーシング部位が、少なくとも１つの部位をＬＶ隔壁領域に含む可能性が高いことを示した。１つの特定の実施形態では、ＬＶ隔壁領域は、上記で議論されたように（米国特許第５７２８１４０号）、右心室を経て隔壁に固定された絶縁電極を使用してペーシングされる。１つまたは複数の電極部位を決定する方法の１つの具体例が、図４を参照して上記で議論されている。
【００３８】
一実施形態では、心房追跡モードが、５１４において選択される。患者が正常洞リズムを保持する場合、ＶＤＤペーシング・モードが選択される。そうでない場合、ＤＤＤペーシング・モードが選択される。ＶＤＤペーシング・モードとＤＤＤペーシング・モードは、それぞれ、２つ以上の心室ペーシング部位が選択されるとき、複数心室部位バージョンを含む。
【００３９】
一実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータが、５１６において拡張期性能パラメータに基づいて決定される。これは、拡張期機能を表す信号を感知して、感知信号から１つまたは複数のペーシング・パラメータを導出することを含む。１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを決定する方法の具体例が、図３を参照して上記で議論されている。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数の電極部位が５１２において選択された後、１つまたは複数の実際のペーシング部位を指定するペーシング・パラメータを使用して個々に作動される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数の実際のペーシング部位は、拍動ごとに１つまたは複数の電極部位から選択することによって決定される。
【００４０】
一実施形態では、初期決定後、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、５１８において調節される。これは、拡張期機能を表す信号を感知して、感知信号に基づいて１つまたは複数のペーシング・パラメータを更新することを含む。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、動的かつ連続的に調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは周期的に調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、患者の生理学的または病理学的状態が変化するときなど、必要があるときに調節される。
【００４１】
一実施形態では、ペーシング・パルスは、拡張期機能不全や収縮期機能不全などの他の病理学的状態を治療するために送出される。一実施形態では、ステップ５１２、５１４、５１６、５１８は、それぞれ、全体的な血行力学を改善する治療を最適化する体系的手法の一部として実施される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、収縮期性能と拡張期性能の両方を改善するために、決定され、調節される。１つの特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、所定の最小限の収縮期性能と最小限の拡張期性能を維持にするように決定され、調節される。他の特定の実施形態では、１つまたは複数のペーシング・パラメータは、最小限の収縮期性能を維持し、一方、拡張期性能を最大にする、または、最小源の拡張期性能を維持し、一方、収縮期性能を最大にするように、決定され、調節される。収縮期性能を改善するためにほぼ最適なペーシング・パラメータを決定する例が、米国特許出願１０／３１４９１０、「ＭＥＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＳＹＮＣＨＲＯＮＹ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」、および米国特許出願１０／３１４８９９、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＯＰＴＩＭＩＳＩＮＧ ＳＴＲＯＫＥ ＶＯＬＵＭＥ ＤＵＲＩＮＧ ＤＤＤ ＲＥＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＡＴＩＯＮ ＴＨＥＲＡＰＹ ＵＳＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＡＢＬＥ ＡＴＲＩＯ−ＶＥＮＴＲＩＣＵＬＡＲ ＤＥＬＡＹＳ」において議論されている。両方とも２００２年１２月９日に出願され、カーディアック・ペースメーカ・インクに譲渡され、参照によって本明細書に完全に組み込まれている。
【００４２】
上記の詳細な記述は、例示を意図し、限定を意図していないことを理解されたい。本文献において議論された装置と方法の要素のあらゆる可能な組合せを含めて、他の実施形態が、上記の記述を読み、理解する際に、当業者には明らかになるであろう。たとえば、拡張期機能不全の電気治療は、化学的治療および／または生物学的治療と関連して適用することができる。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項、そのような請求項が権利を与えられる均等物の全範囲に対して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】拡張期機能不全を治療するための心臓ペーシング・システムの一実施形態およびシステムが使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａの心臓ペーシング・システムのペーシング制御装置の一実施形態を示す概略的／ブロック図である。
【図２】図１Ａの心臓ペーシング・システムを含む心臓リズム管理（ＣＲＭ）システムの一部の一実施形態、およびＣＲＭシステムが使用される環境の一部を示す概略的／ブロック図である。
【図３】心臓ペーシングによって拡張期性能を改善する方法の一実施形態を示すフロー・チャートである。
【図４】１つまたは複数の心室ペーシング電極を配置する部位を決定するために使用される例示的なＬＶ領域変位図である。
【図５】拡張期性能を改善するためにペーシング治療を決定および送出する手続きの一実施形態を示すフロー・チャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの心臓信号を感知する感知回路と、
ペーシング・パルスを送出するペーシング回路と、
拡張期機能を表す信号を感知する拡張期性能センサと、
前記拡張期機能を表す前記信号を受信し、処理するように適合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成するために、拡張期性能パラメータ生成装置を含む信号プロセッサと、
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合され、前記拡張期性能パラメータを受信し、前記少なくとも１つの心臓信号と前記拡張期性能パラメータに基づいて、前記ペーシング・パルスの送出を制御するように適合されたペーシング制御装置と
を備える心臓ペーシング・システム。
【請求項２】
前記ペーシング制御装置が、
前記拡張期性能パラメータを受信し、少なくとも前記心臓性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを計算するように適合されたペーシング・パラメータ最適化モジュールと、
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合され、前記１つまたは複数のほぼ最適ペーシング・パラメータを使用して所定のペーシング・アルゴリズムを実行することによって、前記ペーシング・パルスの送出を制御するペーシング・アルゴリズム実行モジュールとを備える請求項１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３】
前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のペーシング部位を選択するために、ペーシング部位選択装置を備える請求項２に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項４】
前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを計算するために、ペーシング・タイミング計算装置を備える請求項２または３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項５】
前記拡張期性能センサが、左心室圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項６】
前記圧力センサが左心室圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項７】
前記圧力センサが左心房圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項８】
前記圧力センサが冠状静脈圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項９】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記左心室圧力を表す前記信号から左心室末端拡張期圧力を検出するために、拡張期圧力検出器を備える請求項５から８のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１０】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記左心室圧力の減少に関係する時間定数を測定するために、拡張期圧力タイマを備える請求項５から９のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１１】
前記拡張期性能センサが、血液流を表す信号を感知するために、フロー・センサを備える請求項１から４のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１２】
前記フロー・センサが、インピーダンス感知回路を備える請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１３】
前記フロー・センサが、肺静脈血液流を表す信号を感知するように適合された肺血液フロー・センサを含む請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１４】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記肺静脈血液流を表す前記信号に基づいて順行性肺静脈血液速度を計算するために、速度検出器を備える請求項１３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１５】
前記フロー・センサが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するように適合された僧房弁血液フロー・センサを含む請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１６】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号からピーク血液流を検出するためにピーク検出器を備える請求項１５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１７】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から迅速初期血液流の持続時間を測定するために、タイマを備える請求項１５と１６のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１８】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から前記僧房弁を通る前記血液流の減少に関係する時間定数を測定するために、タイマを備える請求項１５から１７のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１９】
前記拡張期性能センサが、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを備える請求項１から４のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２０】
前記音響センサが加速度計を備える請求項１９に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２１】
前記音響センサがマイクロフォンを備える請求項１９に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２２】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、心臓音を表す前記信号から拡張期音響雑音を検出するために、心臓音分析装置を備える請求項１９から２１のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２３】
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合された少なくとも１つの心臓内リードをさらに備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの心臓内リードが右心室リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの心臓内リードが左心室リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの心臓内リードが経隔壁リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２７】
少なくとも前記感知回路、前記ペーシング回路、前記拡張期性能センサ、前記ペーシング制御装置の一部を含む、埋込み可能ペースメーカを備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２８】
少なくとも前記感知回路、前記ペーシング回路、前記拡張期性能センサを含み、かつ前記ペーシング制御装置の第１部分であって、前記感知回路と前記ペーシング回路に結合されたペーシング・アルゴリズム実行モジュールを含む前記第１部分をさらに含む埋込み可能ペースメーカを備え、前記ペーシング・アルゴリズム実行モジュールが、前記少なくとも１つの心臓信号と拡張期機能を表す信号を受信し、所定のペーシング・アルゴリズム、前記少なくとも１つの心臓信号、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて、前記ペーシング・パルスの送出を制御するように適合される請求項１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２９】
前記埋込み可能ペースメーカが、
前記拡張期性能センサに結合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて、拡張期性能パラメータを生成する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサに結合され、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なパラメータを計算するように適合されたペーシング・パラメータ最適化モジュールとをさらに備える請求項２８に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３０】
遠隔測定を介して前記埋込み可能ペースメーカに通信により結合された外部システムをさらに備え、前記埋込み可能ペースメーカが、前記拡張期機能を表す前記信号を前記外部システムに送信するために埋込み遠隔測定モジュールを備える請求項２８に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３１】
前記外部システムが、
前記拡張期機能を表す前記信号を受信する外部遠隔測定モジュールと、
前記外部遠隔測定モジュールに結合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサに結合された少なくとも１つのペーシング・パラメータ最適化モジュールを含む前記ペーシング制御装置の第２部分とを備え、前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、ほぼ最適なパラメータを計算するように適合される請求項３０に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３２】
前記外部システムがプログラマを備える請求項３０と３１のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３３】
前記外部システムが、
前記埋込み可能ペースメーカと無線で通信する外部デバイスと、
遠位位置から前記埋込み可能ペースメーカへアクセスする遠隔設備と、
前記外部デバイスと前記遠隔デバイスとの間で通信を行うネットワークとを備える請求項３０または３１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３４】
前記拡張期性能センサが、左心室圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３５】
前記拡張期性能センサが、肺静脈血液流を表す信号を感知するために、肺フロー・センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３６】
前記拡張期性能センサが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するために、僧房弁フロー・センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３７】
前記拡張期性能センサが、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３８】
前記感知回路と前記ペーシング回路とに結合された少なくとも１つの経隔壁ペーシング・リードをさらに備える請求項２８から３７のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３９】
少なくとも１つの心臓信号を感知することと、
ペーシング・パルスを送出することと、
拡張期機能を表す信号を感知することと、
前記拡張期機能を表す前記信号から拡張期性能パラメータを導出することと、
少なくとも前記拡張期性能パラメータを入力として使用して、所定の心臓ペーシング・アルゴリズムを実行することとを備える方法。
【請求項４０】
少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することをさらに備え、前記所定の心臓ペーシング・アルゴリズムを実行することが、前記１つまたは複数のほぼ最適ペーシング・パラメータを使用してペーシング・パルスの送出を制御することを備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のペーシング部位を選択することを備える請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のタイミング・パラメータを計算することを備える請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数の房室ペーシング遅延を計算することを備える請求項４０と４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数の心室間ペーシング遅延を計算することを備える請求項４０と４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、左心室圧力を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記拡張期性能パラメータを送出することが、前記左心室圧力を表す前記信号から左心室末端拡張期圧力を検出することを備える請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記左心室圧力の減少に関係する時間定数を測定することを備える請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、肺静脈血液流を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、肺インピーダンスを表す信号を感知することを備える請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記肺静脈血液流を表す前記信号に基づいて、順行性肺静脈血液速度を計算することを備える請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、インピーダンスを表す信号を感知することを備える請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号からピーク流れを検出することを備える請求項５１と５２のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から初期血液流ピークの持続時間を検出することを備える請求項５１から５３のいずれかに記載の方法。
【請求項５５】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から前記僧房弁を通る前記血液流の減少に関係する時間定数を測定することを備える請求項５１から５４のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、心臓音を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項５７】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、心臓音を表す前記信号から拡張期音響雑音を検出することを備える請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ペーシング・パルスを導出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の最も収縮する心室領域に送出することを備える請求項３９から５７のいずれかに記載の方法。
【請求項５９】
前記ペーシング・パルスを送出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の心室隔壁部位に送出することを備える請求項３９から５８のいずれかに記載の方法。
【請求項６０】
前記ペーシング・パルスを導出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の左心室隔壁領域に送出することを備える請求項３９から５９のいずれかに記載の方法。
【請求項６１】
拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果を予測することと、
前記効果が予測された後、前記拡張期性能を改善するために、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の心臓領域に送出することとを備える、方法。
【請求項６２】
前記効果を予測することが、
左心室心エコー図を記録することと、
左心室心内膜壁を複数の領域に分割することと、
前記領域のそれぞれについて少なくとも１つの心周期にわたって左心室領域心内膜壁の変位を測定することと、
左心室領域の心内膜壁変位が前記左心室心内膜壁にわたって著しく不均一である場合、前記効果を予測することとを備える請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記１つまたは複数の心臓領域に対応する１つまたは複数の電極部位を決定することをさらに備える請求項６１と６２のいずれかに記載の方法。
【請求項６４】
前記１つまたは複数の電極部位を決定することが、左心室収縮に対し最も寄与することを示す１つまたは複数の心室領域を選択することを備える請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記１つまたは複数の電極部位が、
左心室心エコー図を記録することと、
左心室心内膜壁を複数の領域に分割することと、
前記領域のそれぞれについて１つの心周期にわたって左心室／領域心内膜壁変位を測定することと、
全左心室の領域または容積の変化と共に変化する最大左心室領域心内膜壁変位を表示する１つまたは複数の領域を識別することとを備える請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記ペーシング・パルスを前記１つまたは複数の心臓領域に送出することが、１つまたは複数の左心室隔壁領域を刺激するために、前記ペーシング・パルスを送出することを備える請求項６１から６５のいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
右心室を経て少なくとも１つの絶縁電極を隔壁内に導入することをさらに備える請求項６１から６６のいずれかに記載の方法。
【請求項６８】
ペーシング・モードを決定することをさらに備える請求項６１から６７のいずれかに記載の方法。
【請求項６９】
前記ペーシング・パルスを導出することが、ＶＤＤペーシング・モードを確定するペーシング・アルゴリズムを実行することを備える請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記ペーシング・パルスを送出することが、ＤＤＤペーシング・モードを確定するペーシング・アルゴリズムを実行することを備える請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
拡張期機能を表す信号を感知することと、前記拡張期機能を表す感知信号から１つまたは複数のペーシング・パラメータを導出することとを含めて、１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することをさらに備える請求項６１から７０のいずれかに記載の方法。
【請求項７２】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを動的かつ連続的に調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを周期的に調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
心臓状態の変化に応答して、前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することが、少なくとも拡張期性能の尺度と拡張期性能の尺度を改善するために、前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することを備える請求項７１から７４のいずれかに記載の方法。
【請求項１】
少なくとも１つの心臓信号を感知する感知回路と、
ペーシング・パルスを送出するペーシング回路と、
拡張期機能を表す信号を感知する拡張期性能センサと、
前記拡張期機能を表す前記信号を受信し、処理するように適合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成するために、拡張期性能パラメータ生成装置を含む信号プロセッサと、
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合され、前記拡張期性能パラメータを受信し、前記少なくとも１つの心臓信号と前記拡張期性能パラメータに基づいて、前記ペーシング・パルスの送出を制御するように適合されたペーシング制御装置と
を備える心臓ペーシング・システム。
【請求項２】
前記ペーシング制御装置が、
前記拡張期性能パラメータを受信し、少なくとも前記心臓性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを計算するように適合されたペーシング・パラメータ最適化モジュールと、
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合され、前記１つまたは複数のほぼ最適ペーシング・パラメータを使用して所定のペーシング・アルゴリズムを実行することによって、前記ペーシング・パルスの送出を制御するペーシング・アルゴリズム実行モジュールとを備える請求項１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３】
前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のペーシング部位を選択するために、ペーシング部位選択装置を備える請求項２に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項４】
前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて１つまたは複数のペーシング・タイミング・パラメータを計算するために、ペーシング・タイミング計算装置を備える請求項２または３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項５】
前記拡張期性能センサが、左心室圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項６】
前記圧力センサが左心室圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項７】
前記圧力センサが左心房圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項８】
前記圧力センサが冠状静脈圧力センサを備える請求項５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項９】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記左心室圧力を表す前記信号から左心室末端拡張期圧力を検出するために、拡張期圧力検出器を備える請求項５から８のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１０】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記左心室圧力の減少に関係する時間定数を測定するために、拡張期圧力タイマを備える請求項５から９のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１１】
前記拡張期性能センサが、血液流を表す信号を感知するために、フロー・センサを備える請求項１から４のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１２】
前記フロー・センサが、インピーダンス感知回路を備える請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１３】
前記フロー・センサが、肺静脈血液流を表す信号を感知するように適合された肺血液フロー・センサを含む請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１４】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記肺静脈血液流を表す前記信号に基づいて順行性肺静脈血液速度を計算するために、速度検出器を備える請求項１３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１５】
前記フロー・センサが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するように適合された僧房弁血液フロー・センサを含む請求項１１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１６】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号からピーク血液流を検出するためにピーク検出器を備える請求項１５に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１７】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から迅速初期血液流の持続時間を測定するために、タイマを備える請求項１５と１６のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１８】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から前記僧房弁を通る前記血液流の減少に関係する時間定数を測定するために、タイマを備える請求項１５から１７のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項１９】
前記拡張期性能センサが、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを備える請求項１から４のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２０】
前記音響センサが加速度計を備える請求項１９に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２１】
前記音響センサがマイクロフォンを備える請求項１９に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２２】
前記拡張期性能パラメータ生成装置が、心臓音を表す前記信号から拡張期音響雑音を検出するために、心臓音分析装置を備える請求項１９から２１のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２３】
前記感知回路と前記ペーシング回路に結合された少なくとも１つの心臓内リードをさらに備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの心臓内リードが右心室リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの心臓内リードが左心室リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの心臓内リードが経隔壁リードを備える請求項２３に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２７】
少なくとも前記感知回路、前記ペーシング回路、前記拡張期性能センサ、前記ペーシング制御装置の一部を含む、埋込み可能ペースメーカを備える前記請求項のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２８】
少なくとも前記感知回路、前記ペーシング回路、前記拡張期性能センサを含み、かつ前記ペーシング制御装置の第１部分であって、前記感知回路と前記ペーシング回路に結合されたペーシング・アルゴリズム実行モジュールを含む前記第１部分をさらに含む埋込み可能ペースメーカを備え、前記ペーシング・アルゴリズム実行モジュールが、前記少なくとも１つの心臓信号と拡張期機能を表す信号を受信し、所定のペーシング・アルゴリズム、前記少なくとも１つの心臓信号、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて、前記ペーシング・パルスの送出を制御するように適合される請求項１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項２９】
前記埋込み可能ペースメーカが、
前記拡張期性能センサに結合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて、拡張期性能パラメータを生成する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサに結合され、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なパラメータを計算するように適合されたペーシング・パラメータ最適化モジュールとをさらに備える請求項２８に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３０】
遠隔測定を介して前記埋込み可能ペースメーカに通信により結合された外部システムをさらに備え、前記埋込み可能ペースメーカが、前記拡張期機能を表す前記信号を前記外部システムに送信するために埋込み遠隔測定モジュールを備える請求項２８に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３１】
前記外部システムが、
前記拡張期機能を表す前記信号を受信する外部遠隔測定モジュールと、
前記外部遠隔測定モジュールに結合され、前記拡張期機能を表す前記信号に基づいて拡張期性能パラメータを生成する信号プロセッサと、
前記信号プロセッサに結合された少なくとも１つのペーシング・パラメータ最適化モジュールを含む前記ペーシング制御装置の第２部分とを備え、前記ペーシング・パラメータ最適化モジュールが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、ほぼ最適なパラメータを計算するように適合される請求項３０に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３２】
前記外部システムがプログラマを備える請求項３０と３１のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３３】
前記外部システムが、
前記埋込み可能ペースメーカと無線で通信する外部デバイスと、
遠位位置から前記埋込み可能ペースメーカへアクセスする遠隔設備と、
前記外部デバイスと前記遠隔デバイスとの間で通信を行うネットワークとを備える請求項３０または３１に記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３４】
前記拡張期性能センサが、左心室圧力を表す信号を感知するために、圧力センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３５】
前記拡張期性能センサが、肺静脈血液流を表す信号を感知するために、肺フロー・センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３６】
前記拡張期性能センサが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知するために、僧房弁フロー・センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３７】
前記拡張期性能センサが、心臓音を表す信号を感知するために、音響センサを備える請求項２８から３３のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３８】
前記感知回路と前記ペーシング回路とに結合された少なくとも１つの経隔壁ペーシング・リードをさらに備える請求項２８から３７のいずれかに記載の心臓ペーシング・システム。
【請求項３９】
少なくとも１つの心臓信号を感知することと、
ペーシング・パルスを送出することと、
拡張期機能を表す信号を感知することと、
前記拡張期機能を表す前記信号から拡張期性能パラメータを導出することと、
少なくとも前記拡張期性能パラメータを入力として使用して、所定の心臓ペーシング・アルゴリズムを実行することとを備える方法。
【請求項４０】
少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することをさらに備え、前記所定の心臓ペーシング・アルゴリズムを実行することが、前記１つまたは複数のほぼ最適ペーシング・パラメータを使用してペーシング・パルスの送出を制御することを備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のペーシング部位を選択することを備える請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数のタイミング・パラメータを計算することを備える請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数の房室ペーシング遅延を計算することを備える請求項４０と４２のいずれかに記載の方法。
【請求項４４】
前記１つまたは複数のほぼ最適なペーシング・パラメータを生成することが、少なくとも前記拡張期性能パラメータに基づいて、１つまたは複数の心室間ペーシング遅延を計算することを備える請求項４０と４３のいずれかに記載の方法。
【請求項４５】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、左心室圧力を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４６】
前記拡張期性能パラメータを送出することが、前記左心室圧力を表す前記信号から左心室末端拡張期圧力を検出することを備える請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記左心室圧力の減少に関係する時間定数を測定することを備える請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、肺静脈血液流を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項４９】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、肺インピーダンスを表す信号を感知することを備える請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記肺静脈血液流を表す前記信号に基づいて、順行性肺静脈血液速度を計算することを備える請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、僧房弁を通る血液流を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項５２】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、インピーダンスを表す信号を感知することを備える請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号からピーク流れを検出することを備える請求項５１と５２のいずれかに記載の方法。
【請求項５４】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から初期血液流ピークの持続時間を検出することを備える請求項５１から５３のいずれかに記載の方法。
【請求項５５】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、前記僧房弁を通る前記血液流を表す前記信号から前記僧房弁を通る前記血液流の減少に関係する時間定数を測定することを備える請求項５１から５４のいずれかに記載の方法。
【請求項５６】
前記拡張期機能を表す前記信号を感知することが、心臓音を表す信号を感知することを備える請求項３９から４４のいずれかに記載の方法。
【請求項５７】
前記拡張期性能パラメータを導出することが、心臓音を表す前記信号から拡張期音響雑音を検出することを備える請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記ペーシング・パルスを導出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の最も収縮する心室領域に送出することを備える請求項３９から５７のいずれかに記載の方法。
【請求項５９】
前記ペーシング・パルスを送出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の心室隔壁部位に送出することを備える請求項３９から５８のいずれかに記載の方法。
【請求項６０】
前記ペーシング・パルスを導出することが、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の左心室隔壁領域に送出することを備える請求項３９から５９のいずれかに記載の方法。
【請求項６１】
拡張期性能の尺度を改善するために、ペーシング・パルスを送出する効果を予測することと、
前記効果が予測された後、前記拡張期性能を改善するために、前記ペーシング・パルスを１つまたは複数の心臓領域に送出することとを備える、方法。
【請求項６２】
前記効果を予測することが、
左心室心エコー図を記録することと、
左心室心内膜壁を複数の領域に分割することと、
前記領域のそれぞれについて少なくとも１つの心周期にわたって左心室領域心内膜壁の変位を測定することと、
左心室領域の心内膜壁変位が前記左心室心内膜壁にわたって著しく不均一である場合、前記効果を予測することとを備える請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記１つまたは複数の心臓領域に対応する１つまたは複数の電極部位を決定することをさらに備える請求項６１と６２のいずれかに記載の方法。
【請求項６４】
前記１つまたは複数の電極部位を決定することが、左心室収縮に対し最も寄与することを示す１つまたは複数の心室領域を選択することを備える請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記１つまたは複数の電極部位が、
左心室心エコー図を記録することと、
左心室心内膜壁を複数の領域に分割することと、
前記領域のそれぞれについて１つの心周期にわたって左心室／領域心内膜壁変位を測定することと、
全左心室の領域または容積の変化と共に変化する最大左心室領域心内膜壁変位を表示する１つまたは複数の領域を識別することとを備える請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記ペーシング・パルスを前記１つまたは複数の心臓領域に送出することが、１つまたは複数の左心室隔壁領域を刺激するために、前記ペーシング・パルスを送出することを備える請求項６１から６５のいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
右心室を経て少なくとも１つの絶縁電極を隔壁内に導入することをさらに備える請求項６１から６６のいずれかに記載の方法。
【請求項６８】
ペーシング・モードを決定することをさらに備える請求項６１から６７のいずれかに記載の方法。
【請求項６９】
前記ペーシング・パルスを導出することが、ＶＤＤペーシング・モードを確定するペーシング・アルゴリズムを実行することを備える請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記ペーシング・パルスを送出することが、ＤＤＤペーシング・モードを確定するペーシング・アルゴリズムを実行することを備える請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
拡張期機能を表す信号を感知することと、前記拡張期機能を表す感知信号から１つまたは複数のペーシング・パラメータを導出することとを含めて、１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することをさらに備える請求項６１から７０のいずれかに記載の方法。
【請求項７２】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを動的かつ連続的に調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを周期的に調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
心臓状態の変化に応答して、前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを調節することをさらに備える請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することが、少なくとも拡張期性能の尺度と拡張期性能の尺度を改善するために、前記１つまたは複数のペーシング・パラメータを決定することを備える請求項７１から７４のいずれかに記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５１２０４４（Ｐ２００７−５１２０４４Ａ）
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３９６９６（Ｐ２００６−５３９６９６）
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７１２９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４６７８８
【国際公開日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（５０５００３５２８）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 (466)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月５日（２００４．１１．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３７１２９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４６７８８
【国際公開日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（５０５００３５２８）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 (466)
【Ｆターム（参考）】
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