檢測、診斷和治療心血管疾病的系統和方法

2023-05-30 11:23:11

專利名稱：檢測、診斷和治療心血管疾病的系統和方法
發明
背景技術：
領域本發明一般涉及在患者中檢測、診斷和治療心血管疾病的系統和方法。
背景技術：
對慢性疾病患者最適宜的管理需要針對患者狀況的變化來調整治療。理想地，在症狀發展之前，通過患者每日的自我監測(self-monitoring)來測量這些變化。治療的自我監測和自我給藥形成了一個閉合的治療環路(therapeutic loop)，為維持肌體的體內平衡建立了一個動態管理系統。這樣的系統在短期內可以有益於日常症狀和生活質量，而且長期可以防止漸進性惡化和併發症。
在某些情形下，及時給予單次劑量的治療可以防止患者狀況的嚴重急性變化。這樣的短期疾病管理策略的一個示例通常被用在患有哮喘的患者中。當手持式肺活量計或流量計的每日讀數超過正常範圍時，患者緊急自給予某種吸入的支氣管擴張藥。這對於防止或中止急性哮喘發作是有效的，而急性哮喘發作可能導致住院或死亡。
在另一種慢性疾病，即糖尿病中，目前的自我管理策略既會對這種疾病產生短期影響，也會產生長期影響。糖尿病患者每日一至三次自我監測血糖水平，並根據他們的醫生處方(稱為「浮動計算法」(slidingscale))，相應地調整他們自給予的可注射胰島素或口服降血糖藥物。更「脆弱的」患者，通常是那些患有青少年發病糖尿病的患者，可能需要更頻繁的監測(例如，每日4-6次)，而且讀數可以用於調整外用胰島素泵，以更加準確地控制葡萄糖代謝的平衡。糖尿病管理中的這些頻繁的「參數驅動的」(parameter-driven)變化防止由於治療不足(例如，高血糖，伴有飢餓、口渴、排尿、視力障礙加重)和治療過度(例如，低血糖，伴有出汗，心悸和虛弱)而造成的入院治療。而且已經顯示這些積極的管理策略能夠防止或延遲長期併發症的發生，這些長期併發症包括失明，腎功能衰竭，和心血管疾病。
在美國，約有六千萬人具有發生慢性心血管疾病的危險因子，這包括高血壓，糖尿病，冠狀動脈疾病，瓣膜性心臟病，先天性心臟病，心肌病，和其它疾病。另外一千萬患者已經遭受了可量化的結構性心臟損害，但目前並無症狀。進一步還有，五百萬患者帶有與基礎心臟損害相關的症狀，所述基礎心臟損害定義了一種稱為「充血性心力衰竭(CHF)」的臨床情況。儘管生存率有所改善，但與CHF相關的死亡率仍然比許多普通的癌症高。在未來的十年內，由於群體年齡和更多具有損傷心臟的人存活，預計CHF患者的數目將增加至一千萬。
CHF的狀況如下患者心臟的工作不如其應有的那樣有效，而且心臟不能向肌體充分供應帶有其所需的富含氧的血液，這在運動期間或休息期間發生。為了補償這種情況和維持血流(心輸出量)，肌體保留鈉和水，以至於灌注肺臟的肺血管中的流體靜力壓增加。當該流體靜力壓超過膠體滲透壓和淋巴液的壓力時，液體從肺靜脈滲出，進入肺間隙，並最終進入肺泡氣體空間(alveolar air spaces)。CHF的這種併發症被稱為肺水腫，其可以引起呼吸急促，低氧血症，酸中毒，呼吸停止，和死亡。儘管CHF是慢性狀態，該疾病通常需要緊急的醫院護理。患者通常由於急性肺充血，伴有嚴重的或極度的呼吸急促而被收入院。對充血性心力衰竭的急性護理解釋了比任何其它心臟診斷應用更多的入院天數，和在美國，每年耗費超過二百億美元。

發明內容
在本發明的一種實施方式中，提供了一種用於治療患者心血管疾病的設備。該設備包括一個傳感器、一個植入式心律管理設備、一根植入式引線、一個信號處理器和一個發信號裝置(signaling device)。所述傳感器是可操作的，以產生表示心臟左心房(LA)內流體壓力的傳感器信號。所述心律管理設備包括一個殼體和一個電極，其中所述電極是可操作的，以向心臟內的一個位置釋放或施加(deliver)電刺激，且其中，在一種實施方式中，所述電刺激是至少部分基於所述傳感器信號的。在另一種實施方式中，所述電刺激並不基於所述傳感器信號。所述植入式引線被耦合到所述植入式殼體，並耦合到所述電極。所述信號處理器是可操作的，以產生表示治療措施(treatment)的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的。所述發信號裝置是可操作的，以產生至少兩種可由患者彼此區別的治療信號，其中每種信號表示一種治療措施，且其中所述治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
在本發明的另一種實施方式中，提供了一種用於治療患者心血管疾病的設備，其包括第一傳感器和第二傳感器。第一傳感器是可操作的，以產生表示心臟內流體壓力的第一傳感器信號。所述設備還包括一個心律管理設備，以向心臟的一個位置施加至少一個電刺激，其中所述電刺激可以至少部分基於所述傳感器信號，或者可以並不至少部分基於所述傳感器信號。所述設備還具有至少一根與所述心律管理設備耦合的植入式引線。所述設備進一步包括一個信號處理器，其是可操作的，以產生表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述第一傳感器信號的。所述設備還具有一個發信號裝置，其是可操作的，以產生至少兩種可由患者彼此區別的治療信號，每種信號表示一種治療措施，且其中所述治療信號是至少部分基於所述處理器輸出。在一種實施方式中，所述設備可以包括一個電極，其作為所述心律管理設備的一部分。
在本發明的進一步的實施方式中，提供了一種用於治療心血管疾病的設備。所述設備包括一個植入式傳感器模塊，其是可操作的，以產生表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號。所述設備還包括一根植入式的柔性引線，該引線將所述傳感器模塊連接到一個植入式殼體，其中所述殼體具有一個遙測裝置，其被配製用於穿過患者的皮膚傳輸所述傳感器信號。所述設備進一步包括一個體外遙測裝置，被配置為與所述植入式設備通信。所述設備還包括一個信號處理設備，其是可操作的，以至少部分基於所述傳感器信號產生表示適當治療措施的信號，並且包括一個患者發信號裝置，其是可操作的，以產生至少兩種可被患者彼此區別的治療信號，每種信號表示一種治療措施。
在又一種實施方式中，提供了一種用於治療心血管疾病的設備，包括一個傳感器、一個心律管理設備、一個遙測裝置，至少一根植入式引線、一個信號處理器、以及一個發信號裝置。所述傳感器是可操作的，以產生表示心臟左心房內流體壓力的壓力信號。所述心律管理設備包括一個電極，其是可操作的，以向心臟的一個位置施加至少一個電刺激。所述電刺激可以是至少部分基於所述壓力信號的，或者可以並不至少部分基於所述壓力信號。所述遙測裝置是可操作的，以向患者體外的一個位置發送所述壓力信號。所述植入式引線被耦合到所述電極。所述信號處理器是可操作的，以產生表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述壓力信號的。所述發信號裝置是可操作的，以向所述患者傳達所述處理器輸出。
在本發明的一種實施方式中，提供了一種用於治療患者心血管疾病的設備。所述設備包括一個傳感器，其是可操作的，以產生表示心臟內一個壓力或多個壓力或壓力參數的壓力信號；一個遙測裝置，其是可操作的，以將所述壓力信號傳輸至患者體外的一個位置；以及一個信號處理器，其是可操作的，以產生表示治療措施的治療信號。所述治療信號是至少部分基於所述壓力信號的。所述設備還包括一個可操作的發信號裝置，以向一個用戶傳達所述治療信號。
在本發明的又一種實施方式中，提供了一種用於治療心血管疾病的設備。所述設備包括一個傳感裝置，其用於產生表示一種或多種心臟壓力的信號；一個用於向心臟施加電刺激的裝置；一個信號處理器，其用於產生表示治療措施的治療信號，其中所述治療信號是至少部分基於所述壓力信號的；至少一根植入式引線，其被耦合到所述用於向心臟施加電刺激的裝置；以及一個發信號裝置，用於向一個用戶傳達所述治療信號。在一種實施方式中，所述傳感裝置包括一個壓力變換器(pressure transducer)。在一種實施方式中，所述施加電刺激的裝置包括起搏器。在一種實施方式中，所述施加電刺激的設備包括除纖顫器。在一種實施方式中，所述發信號裝置包括個人數字助理。
在本發明的另一種實施方式中，提供了一種用於治療患者心血管疾病的設備。所述設備包括一個傳感器，以產生表示左心房內流體壓力的傳感器信號；以及一個心律管理設備，以向患者施加電刺激。所述設備還包括一個信號處理器，以產生表示治療措施措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的；以及一個發信號裝置，以產生至少兩種可被患者彼此區分的治療信號，每種信號表示一種治療措施，而且是至少部分基於所述處理器輸出的。
在本發明的一種實施方式中，提供了一種治療患者心血管疾病的方法。所述方法包括下列步驟產生表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號；向心臟施加電刺激；向一個發信號裝置產生表示治療措施的處理器輸出，並向患者提供至少兩種治療信號。所述電刺激可以至少部分基於所述傳感器信號，或者可以並不至少部分基於所述傳感器信號。所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的。每種治療信號可由患者彼此區別，並表示一種治療措施。至少一種信號是至少部分基於所述處理器輸出的。在一種實施方式中，施加電刺激的步驟包括利用一個起搏器或一個除纖顫器。
在另一種實施方式中，提供了一種治療心血管疾病的方法。所述方法包括，產生表示心臟內流體壓力的處理器信號，並向患者施加電刺激，例如向心臟內的一個部位施加電刺激。所述方法進一步包括，提供表示治療措施的處理器輸出，並向患者提供至少兩種治療信號。所述電刺激可以至少部分基於所述傳感器信號。所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的。所述治療信號是可被患者彼此區分的，並且是至少部分基於所述處理器輸出的。
在本發明的進一步實施方式中，提供了一種治療心血管疾病的方法，其包括提供一個遙測裝置。所述方法包括下列步驟產生表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號，並利用一個體內遙測設備將所述傳感器信號發送至一個體外遙測裝置。所述方法進一步包括，從所述體外遙測裝置將所述傳感器信號提供給一個信號處理器，對所述傳感器信號進行處理以產生一個治療信號，並通過向一個用戶提供至少兩種信號，以向所述用戶傳達所述治療信號。
在本發明的又一種實施方式中，提供了一種確定患者心臟左心房內流體壓力的方法。所述方法包括下列步驟經由患者皮膚進行遙測，以從患者的一個或多個被植入的傳感器種獲取傳感器信號；獲取大氣壓力，並確定校正的壓力信號。所校正的壓力信號是至少部分基於所述傳感器信號和所獲得的大氣壓力，並基本表示了相對於大氣壓力的心臟左心房內的流體壓力。
在本發明的另一種實施方式中，提供了一種利用至少兩個傳感器來治療或預防患者心血管疾病的方法。所述方法包括，產生第一傳感器信號，其表示患者體內的心臟流體壓力，並且產生第二傳感器信號，其表示一個生理參數。所述方法進一步包括向患者施加電刺激，其中所述電刺激可以至少部分基於所述第一傳感器信號，或者可以並不至少部分基於所述第一傳感器信號。所述方法還包括向一個發信號裝置產生一個表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述第一傳感器信號的，並向患者提供至少兩種治療信號。所述治療信號是可被患者彼此區分的，並代表著不同的治療措施，而且是至少部分基於所述處理器輸出的。
在本發明的另一種實施方式中，提供了一種利用功率脈衝治療心血管疾病的方法。所述方法包括，產生一個表示心臟內流體壓力的傳感器信號，並向患者施加至少一個功率脈衝，其中所述脈衝施加可以至少部分基於所述傳感器信號，或者並不至少部分基於所述傳感器信號。所述方法還包括，向一個發信號裝置提供一個處理器輸出，其中所述處理器輸出代表治療措施，且其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的。所述方法進一步包括向患者提供一個治療信號，其中所述治療信號至少部分基於處理器輸出。
在本發明的一種實施方式中，提供了一種治療心血管疾病的方法。所述方法包括，產生表示心臟內流體壓力的壓力信號，並控制電脈衝從起搏器向心臟的施加。所述控制步驟可以至少部分基於所述壓力信號，或可以並不至少部分基於所述壓力信號。所述方法進一步包括，將所述壓力信號傳輸到一個患者發信號裝置，所述患者發信號裝置是至少部分位於所述患者體外的。所述方法還包括，利用所述患者發信號裝置來處理所述壓力信號，以確定出表示治療措施的處理器輸出，所述治療措施至少部分是基於心臟內的流體壓力，並且利用所述處理器輸出向所述患者發信號。
在本發明的又一種實施方式中，提供了一種治療患者心血管疾病的方法，其包括下列步驟生成表示心臟內流體壓力的壓力信號，傳輸所述壓力信號至患者體外的一個位置，產生表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出至少部分基於所述壓力信號，並將所述處理器輸出傳達給所述患者。
在本發明的一種替換性實施方式中，一種用於治療患者心血管疾病的方法包括，產生表示左心房內流體壓力的傳感器信號，將所述傳感器信號傳輸至一個體外遙測設備，並至少部分基於所述傳感器信號產生表示適當治療措施的處理器輸出。所述方法進一步包括，利用一個患者發信號裝置向患者發信號。所述發信號裝置是可操作的，以產生至少兩種可被患者彼此區分的治療信號，每種治療信號表示一種治療措施，其中每種治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
在本發明的幾種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個心律管理設備。在一種實施方式中，所述心律管理設備包括起搏器。在另一種實施方式中，所述心律管理設備包括除纖顫器，在一種實施方式中，所述心律管理設備是被一種或多種傳感器信號(包括但不限於，一種或多種壓力信號)至少部分地控制的。
在一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個體外患者諮詢模塊(external patient advisory module)。在一種實施萬式中，所述體外患者諮詢模塊包括一個體外遙測裝置、一個信號處理器和一個發信號裝置。在一種實施方式中，所述體外患者諮詢模塊包括一個氣壓計，其被配置為感測大氣壓力。
在本發明的幾種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個傳感器。在一種實施方式中，所述傳感器包括壓力變換器。在另一種實施方式中，所述傳感器與左心房壓力連通。在一種實施方式中，所述傳感器位於心房隔膜中或左心房內。在一種實施方式中，所述傳感器被放在下列位置中的一處或多處右心耳、左心耳、肺動脈、肺靜脈、肺毛細血管楔部、右心室(RV)、左心室(LV)、右心房(RA)、胸內間隙、和中央靜脈。在一種實施方式中，所述傳感器包括一個低順應性的鈦箔。在一種實施方式中，所述傳感器包括至少一個矽應變儀(silicon strain gauge)。
在本發明的幾種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個傳感器信號。在一種實施方式中，所述傳感器信號包括至少一個壓力信號。在一種實施方式中，所述壓力信號包括中央靜脈血壓、外周動脈血壓和/或左心房壓力。在另一種實施方式中，所述壓力信號包括左心房壓力的一個參數。在一種實施方式中，該參數選自一個包括但不限於下列一項或多項的組中平均左心房壓力、短時濾波的左心房壓力(temporally filtered left atrial pressure)、心率、左心房壓力的呼吸性變化、以及呼吸率。在另一種實施方式中，該參數是基於至少一種波而被確定的，該波選自一個包括但不限於下列一項或多項的組中a波、v波和c波。在又一種實施方式中，該參數是基於一個參數信號而被確定的，該參數信號選自一個包括但不限於下列一項或多項的組中波幅、波形上升速率、波形下降速率、相對於心動周期的波特徵定時、相對於另一波特徵的波特徵定時、a波和c波之間的時間差、a波和v波之間的時間差、以及v波和c波之間的時間差。在一種實施方式中，該參數是基於至少一種降支(descent)而被確定的，該降支選自一個包括但不限於下列一項或多項的組中x降支、x』降支、和y降支。在另一種實施方式中，該參數是基於一個參數信號而被確定的，該參數信號選自一個包括但不限於下列一項或多項的組中下降幅度(descent amplitude)、升支(ascent)的下降速度、降支的下降速度、降支特徵相對於心動周期的定時，降支特徵相對於另一個波特徵的定時，x降支和x』降支之間的時間差，x降支和y降支之間的時間差。在一種實施方式中，參數取決於環境氣壓。
在一種實施方式中，所述傳感器信號是在一個間隔期間中被測量的，在另一種實施方式中，所述傳感器信號是響應一個事件(包括但不限於檢測事件、症狀、和/或指令)而被採樣的。
在一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個傳感器模塊。所述傳感器模塊包括至少一個傳感器。在一種實施方式中，所述傳感器模塊是圓柱形的。在一種實施方式中，所述傳感器模塊的長度約為8mm，直徑約為3mm。在一種實施方式中，所述傳感器模塊的長度範圍為約5-15mm之間，直徑範圍為約1-5mm之間。在一種實施方式中，所述傳感器模塊被連接到至少一根植入式引線。在另一種實施方式中，所述傳感器模塊被耦合到一個帶有附加引線的植入式殼體。在一種實施方式中，所述傳感器被連接到所述植入式殼體。在又一種實施方式中，所述傳感器模塊進一步包括電子裝置。在一種實施方式中，所述電子裝置包括專用集成電路(ASIC)和/或模數轉換器。在進一步的實施方式中，電子裝置包括用於傳輸數位訊號的電路。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法進一步包括扁平的卵形殼體。在一種實施方式中，所述殼體包括第一尺寸和第二尺寸，其中第一尺寸約為30mm，第二尺寸約為20mm。在一種實施方式中，所述殼體被植入在患者的肩部附近或在腹部。在另一種實施方式中，所述殼體進一步包括天線或線圈。在一種實施方式中，所述殼體進一步包括一個電源。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法具有一個發信號裝置，其至少部分位於所述殼體內。在另一種實施方式中，所述設備進一步包括一個遙測設備。在一種實施方式中，所述遙測設備至少部分位於所述殼體中。在一種實施方式中，所述殼體進一步包括一個數據存儲器。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法具有一個信號處理器，其位於患者體外的一個體外設備中。在一種實施方式中，所述體外設備包括一個體外遙測設備。在一種實施方式中，所述體外遙測設備包括但不限於個人數字助理、計算機、射頻硬體模塊、和線圈天線。在一種實施方式中，所述遙測設備是可操作的，以通過射頻能量的反射阻抗進行通信。在進一步的實施方式中，所述遙測設備是可操作的，以通過改變射頻能量的頻率或幅度進行通信。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個體外電源。在一種實施方式中，所述電源通過射頻耦合提供功率。在一種實施方式中，射頻包括但不限於，約125kHz的頻率，約8192Hz的頻率，約10.9kHz的頻率，和約30kHz的頻率。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個信號處理器。所述信號處理器可被放置在患者體內、患者身體上、全部在患者體外，或部分在患者體外或患者身體上。在一種實施方式中，所述信號處理器包括個人數字助理。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括至少一根植入式引線。在一種實施方式中，提供了兩根引線。在另一種實施方式中，提供了三根引線。在另一種實施方式中，提供了多於三根的引線。在一種實施方式中，所述引線包括起搏器引線。在一種實施方式中，所述引線包括除纖顫器引線。在一種實施方式中，所述引線攜帶有引線信號(lead signal)。在一種實施方式中，所述引線信號包括但不限於，電信號、液壓信號、光學信號、和/或超聲波信號，或它們的一些組合。在一種實施方式中，所述引線將所述傳感器信號傳輸至所述植入式殼體，在一種實施方式中，所述傳感器信號和所述電刺激是由所述植入式引線提供的。在另一種實施方式中，所述植入式引線在所述植入式殼體和所述傳感器之間提供一種或多種功率脈衝。在一種實施方式中，所述植入式引線在所述植入式殼體和所述傳感器之間提供數據信號。在一種實施方式中，所述數據信號包括但不限於下列中的一種或多種壓力信號、非壓力傳感信號、起搏信號和編程信號。
在一種實施方式中，所述植入式柔性引線是可升級的，在一種實施方式中，所述植入式柔性引線被配置為工作於多種配置結構或構造中。在一種實施方式中，所述引線被配置為工作於遙測配置結構中。在另一種實施方式中，所述引線被配置為工作於遙測配置結構中和心臟管理配置結構中。在進一步的實施方式中，所述植入式柔性引線被配置為工作於遙測配置結構和治療配置結構中。在一種實施方式中，所述植入式柔性引線包括有自動地感測合適的配置結構的電子裝置。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個發信號裝置。在一種實施方式中，所述發信號裝置包括個人數字助理。在一種實施方式中，所述發信號裝置包括但不限於電子蜂鳴器、警報器、和/或電話。在一種實施方式中，所述發信號裝置提供可聽信號。在一種實施方式中，所述發信號裝置提供可視信號。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括處理器輸出。在一種實施方式中，所述處理器輸出包括來自所述信號處理器的信號輸出。在一種實施方式中，所述處理器輸出包括傳送到所述發信號裝置的信號輸出。在一種實施方式中，所述處理器輸出包括但不限於文本、數字、和/或圖形顯示。在一種實施方式中，所述處理器輸出包括但不限於代碼和數據。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括至少一個固定器(anchor)。在一種實施方式中，所述傳感器組件或模塊具有固定機構，其被設置為將傳感器組件固定在患者心臟的心房隔膜中。在另一種實施方式中，應用一個或多個固定器，將此處描述的一個或多個組件定位或保持在患者體內的某個位點(site)處。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法進一步包括一個自動治療裝置。在一種實施方式中，所述自動治療裝置包括但不限於動態處方(dynamic prescription)、藥物輸送單元，和/或心律管理設備。在一種實施方式中，所述自動治療裝置控制雙腔起搏器的AV間隔。在一種實施方式中，所述自動治療裝置是至少部分基於表示充血性心力衰竭的參數而被控制的。在另一種實施方式中，所述自動治療裝置是至少部分基於表示心房纖顫的參數而被控制的。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個信號處理器，其部分根據醫生的動態處方產生處理器輸出。在一種實施方式中，所述動態處方包括至少兩種治療指令，對應於至少兩種生理狀態。在一種實施方式中，提供了醫生工作站，其被設置為接受和存儲動態處方。在另一種實施方式中，提供了一個接口，其用於將所存儲的動態處方從醫生工作站傳輸給所述信號處理器。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法包括產生至少一種治療信號。在一種實施方式中，所述治療信號包括患者指令。在一種實施方式中，所述治療信號是數值表示的。在一種實施方式中，提供了兩種治療信號。在一種實施方式中，所述兩種治療信號均是數值表示的。在一種實施方式中，數值表示指示了壓力測量值。在一種實施方式中，所述治療信號是部分基於兩個或多個醫生指令。在一種實施方式中，所述治療信號被提供給一個用戶。在一種實施方式中，所述用戶是醫療實施者。在一種實施方式中，所述用戶是患者。在一種實施方式中，所述治療信號基本上同時被提供給兩個或多個用戶。
在本發明的一種實施方式中，用於治療心血管疾病的設備和/或方法被設置為治療或預防充血性心力衰竭。
在本發明的一種實施方式中，除了第一傳感器之外，用於治療心血管疾病的設備和/或方法還包括一個或多個附加傳感器。在一種實施方式中，提供了約三個傳感器至約二十個傳感器。在一種實施方式中，提供了多於二十個傳感器。在一種實施方式中，提供了第一傳感器和第二傳感器。在一種實施方式中，所述第一傳感器和所述第二傳感器位於一個傳感器模塊中。在一種實施方式中，所述第一傳感器被植入患者體內，所述第二傳感器位於患者體外、或在患者身體上或完全獨立於患者。在一種實施方式中，所述第二傳感器測量身體尺寸。身體尺寸包括但不限於左心房尺寸、左心房橫截面積、左心房容積、左心室尺寸、左心室橫截面積、和左心室容積。在一種實施方式中，所述傳感器中的至少一個傳感器測量一個參數，所述參數包括但不限於下列中一個或多個心臟的電活動、溫度、心房隔膜位置、心臟結構的速度、心臟結構的加速度、電阻抗、胸部的電阻抗、呼吸換氣量、呼吸率、每分鐘呼吸量、總體重、氧飽和度、氧分壓、心臟左腔的氧分壓、心臟右腔的氧分壓、和心輸出量。在一種實施方式中，單個傳感器測量兩個或多個參數，並且是多功能的。在一種實施方式中，第二傳感器包括自動脈壓縛帶(cuff)或稱重計。
在一種實施方式中，提供了一個用於公共目的工具包、組件、套件或系統。在一種實施方式中，工具、組件、套件或系統包括一個引線、，一個殼體和一個患者諮詢模塊。在一種實施方式中，所述引線被耦合到一個測量患者生理參數的傳感器。在另一種實施方式中，所述殼體是可操作的，以耦合到所述引線，而且所述殼體包括至少一個可操作的通信裝置，以傳遞表示生理參數的信號。在另一種實施方式中，所述患者諮詢模塊包括一個信號處理器和利用所述通信裝置發出或接收數據的遙測硬體。
在另一種實施方式中，所述通信裝置包括一個適於進行射頻通信的線圈。在另一種實施方式中，所述通信裝置包括心律管理設備，其在一種實施方式中包括除纖顫器。在另一種實施方式中，工具包、組件、套件或系統也包括軟體，用於執行動態處方和用於處理傳感器生成的數據。在又一種實施方式中，工具包、組件、套件或系統也包括支架(cradle)，其中所述支架協助所述患者諮詢模塊和一個計算機之間進行傳輸。
上面概述的實施方式和下面更詳細描述的實施方式對於治療心血管疾病(包括充血性心力衰竭，CHF)是有用的。CHF是目前沒有應用及時參數控制的治療調節進行治療的內科疾病的一個重要示例，也是發明人認為可以潛在地大大受益於這種治療策略的疾病。患有慢性CHF的患者典型地利用固定劑量的四次或五次藥物治療該疾病。藥物療法通常包括但不限於利尿劑，血管擴張劑如ACE抑制劑或A2受體抑制劑，β-阻滯劑如卡維地洛(Carvedilol)，神經激素製劑如螺內酯，和通常是強心苷形式的影響收縮力的製劑，例如地高辛。
發明人認為，如果當慢性CHF在表現出急性症狀時，可以通過例行給予合適的門診口服藥物治療，而不是通過入院治療來進行治療和控制，將在花費上會更加有效，並且對患者的健康更有好處。對於所有藥物，以足以保證有效性的劑量攝入這些藥劑。然而問題在於，過度治療可導致心率緩慢，低血壓，腎臟損傷，低鈉血症，低鉀血症，CHF惡化，神經功能損害，和其它不利狀況。加入維持正確藥物治療的挑戰的是以下事實最理想的劑量將取決於飲食，特別是鹽和液體的攝入，作用發揮的水平，和其它可變因素。進一步加入治療管理此狀況的難題中的是以下事實由於忘記及時服用丸劑，用盡藥物，或決定停止藥物治療患者頻繁地未達到預定劑量而沒有諮詢他們的醫生。因此，定期地和全面地監測患者的狀態是重要的，這樣就可以維持最佳的或接近最佳的藥物治療。容易測量的患者狀態是公知的，例如體重，外周血壓，皮下水腫，溫度，和主觀測量如疲乏和呼吸急促。不幸的是，這些測量或是不足以與特定的生理狀態相關，以作為治療的調控參數，或是確實相關，但對於特徵口服藥物來說變化得太晚，不能有效。在心力衰竭領域中，確實是特異地，敏感地，並早期響應於患者狀態變化而變化的測量是已知的，但是監測這些測量是有問題的，問題在於這種監測典型地涉及將導管插入心臟或中央血管，因而需要護理者(caregiver)頻繁觀察，並導致不適，不方便，昂貴和重複的風險。
因此，發明人認為，如果設計這樣的方法和設備，會是有益的通過該方法和設備，可以常規或持續的一般性地監測門診患者的心血管狀態，特別是監測充血性心力衰竭，而不需要每次進行侵入性過程，僅在確實需要時護理者才出現。發明人認為，如果這種方法和設備含有將診斷和治療信息迅速地傳達給患者自身的能力，將是更加有益的。這種反饋將允許患者持續應用其藥物或修改其藥物，如其醫生或許可的護理者開方，這樣就獲得了最佳的治療劑量，通常不需要其醫生的直接幹預。
對於一些類型的藥物(例如，β受體阻滯劑，地高辛，鈣拮抗劑，amiodorone等)，治療心力衰竭的最佳劑量可以相關於或增加了，過度降低的休息心率(心率緩慢)的時期或不能充分地響應於肌體對增加的血流(心輸出量)的需求而增加心率，如在休息或應激時發生。後一種情況被稱為變時性機能不全。不適當的低心率引起疲乏，運動耐受性差，和在最壞的情形下，引起腎功能惡化，低血壓和休克。這些潛在的嚴重併發症的風險限制了這些可以安全開處方的有益藥物的劑量。
因此，如果一般性地監測患者的心血管狀態，特別是充血性心力衰竭，並且告知患者繼續其藥物或修改其藥物的方法和設備，也可以如所需要提供心臟的電起搏刺激，以防止作為這些藥物副作用的心率緩慢或變時性機能不全，將是更加有益的。
本發明的幾種實施方式提供了這些益處，同時還有其它益處，所述的其它益處將通過參考此處所包含的公開文本、附圖和權利要求而被進一步理解和了解。


根據下面對本發明實施方式的詳細描述，同時根據所附的示例，本發明的結構和操作將被更好地理解，其中圖1描述了適於實施本發明的至少一種實施方式的設備。
圖2描述了適於實施本發明的另一種實施方式的植入式裝置。
圖3是位於圖2中說明的植入式裝置的植入式殼體中的電子組件的一個實施方式的示意圖。
圖4是一種治療心血管疾病的系統。
圖5是用於本發明一個實施方式中的體外患者諮詢/遙測模塊的方框圖。
圖6A-圖6C提供了實施例的列表，通過所述的實施例，信號可以被解釋以協助診斷，預防和治療心血管疾病。
圖7示出了從內心房隔膜測量得到的心臟診斷狀態和非心臟診斷狀態的表。
圖8示出了圖13的柔性引線。鞘已經被撤出，以在心房隔膜的左心房側和右心房側展開近側的末端固定器，並且壓力傳感變換器和患者的左心房液體接觸。
圖9描述了在患者的心臟內固定柔性電引線的方法。
圖10是患者心臟的示意性剖視圖，示出了一個用於植入本發明的一個實施例的心房隔膜穿孔。
圖11示出了在心臟中固定引線的另一方法，其包括進入患者心房隔膜的螺旋釘(helical screw)。
圖12示出了圖11中描述的設備，壓力傳感變換器位於患者的左心房中。
圖13是患者心臟的示意性剖視圖，示出了位於其中的本發明一個實施方式的一部分。
圖14示出了圖15和圖16的柔性引線，壓力傳感變換器置於患者左心房內。
圖15描述了柔性引線，其包括可展開的固定器，並且裝於可移除的鞘中，穿過心房隔膜而放置。
圖16示出了圖15的柔性引線，鞘被撤出，以在心房隔膜的相對側展開固定器。
圖17示出了參考大氣壓力的肺毛細血管楔壓(PCW，橫坐標)和右心房與PCW(PCW-RA)壓力差之間的相關性。
圖18示出了典型的正常壓力軌跡圖。
圖19提供了正常血液動力學值的表。
圖20示出了本發明一種實施方式和可植入心臟起搏器的組合，其中傳感器是植入內心房隔膜的左心房壓力傳感器，傳感器引線也作為起搏器心房引線起作用。也提供了分開的心室起搏線。
圖21示出了心電圖(ECG)和左心房壓力軌跡圖之間的關係。
圖22是根據本發明一種實施方式的傳感器組件或模塊。
圖23是根據本發明另一實施方式的傳感器組件或模塊。
圖24是脈衝時序圖，示出了利用雙導體數字傳感器/起搏器引線傳感一個或多個生理參數並進行心臟起搏的一種實施方式。
圖25是顯示一個電路的實施方式的示意圖，所述電路提供了經雙導體起搏器引線的起搏和生理監測。
圖26A-圖26D示出了根據本發明另一實施方式的傳感器模塊中的電路。
圖27示出了適合於本發明一種實施方式的數字電路。
圖28是根據本發明的一種「獨立」(Stand-Alone)實施方式的植入式殼體。
圖29是根據本發明一種「CRM組合」(CRM Combination)實施方式的植入式殼體。
具體實施例方式
在本發明的一種實施方式中，提供了一種治療患者心血管疾病的設備。該設備包括傳感器、植入式殼體、至少一根植入式引線、信號處理器、和發信號裝置。在一種實施方式中，該設備是PhysiologicallyOptimized DosimeterTM(PODTM)，例如申請人開發的HeartPOD設備。此處所用的術語「心血管疾病」不但應被賦予其普通含義，而且也應包括產生心臟疾病的各種情況或者作為心臟疾病結果的各種情況，例如高血壓、冠狀動脈疾病、瓣膜性心臟病、先天性心臟病、心肌病(包括擴張性、肥大性、閉塞性、和限制性/滲透性心肌病)、以及充血性心力衰竭(CHF)。此外，心血管疾病也應包括但不限於影響循環系統的各種病狀，這些病狀包括但不限於外周動脈粥樣硬化、伯格氏病、腦血管粥樣硬化、主動脈或其它大血管的動脈瘤、主動脈或其它大血管夾層(dissection)、血管炎、靜脈血栓性靜脈炎、以及它們的後遺症。
在本發明的一種實施方式中，提供了治療患者心血管疾病的方法。該方法包括下列步驟生成一個表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號，向心臟施加或釋放(deliver)電刺激，產生一個表示治療措施的處理器輸出至發信號裝置，並向患者提供至少兩種治療信號。電刺激可以至少部分基於傳感器信號。處理器輸出至少部分基於傳感器信號。每個治療信號可以被患者彼此區分，並且代表一種治療措施。至少一個信號是至少部分地基於處理器輸出。在一種實施方式中，施加電刺激的步驟包括利用一個起搏器或除纖顫器。
在本發明的幾種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個心律管理設備。在一種實施方式中，該心律管理設備包括一個起搏器。術語「起搏器」包括了抗心動過緩型和抗心動過速型的起搏器。術語「起搏器」也包括單腔、雙腔、和心臟再同步治療類型的起搏器，其中後者也被稱為雙心室起搏器。在另一種實施方式中，心律管理設備包括一個除纖顫器。此處所用的術語「除纖顫器」不但應被賦予其通常意義，而且應包括與上面列舉的任意類型的起搏器或其它裝置組合或未組合的心房除纖顫器和心室除纖顫器。在另一種實施方式中，心律管理設備包括相關裝置，它們並不對所有的心肌或一部分心肌進行電去極化，以對心律或去極化的同步進行管理，而是被用於執行某種其它功能。例如，在去極化之後的不應期內向心肌施加電刺激可以增強心臟收縮的力量，即所謂的「離子移變(ionotropic)」作用。這對心輸出量低的CHF患者產生較多的心輸出量可能是有益的。在另一個實施例中，許多CHF患者會出現一種被稱為睡眠性呼吸暫停的情況，這樣的患者會在睡眠過程中暫時性地停止呼吸。由於缺氧可以導致因局部缺血而出現致命的心律失常或加重心力衰竭，因而這種情況是一種潛在的危險。在本發明的一種實施方式中，CRM是一種協調橫膈膜肌或膈神經的節律管理系統，以幫助這樣的患者。
在本發明的一種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個傳感器。在一種實施方式中，傳感器被設計成，產生一種表示患者心臟左心房內流體壓力的傳感器信號。如本文所描述的，患者心臟左心房內的流體壓力是量化充血性心力衰竭嚴重程度、以及評價充血性心力衰竭的藥物治療有效性的極好指標。患者心臟左心房內流體壓力的測量也可用於其它臨床用途，這將在後文詳細描述。
在本發明的一種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個多個殼體部件。在一種實施方式中，該設備的植入式殼體包括一個心律管理(CRM)設備，例如，諸如起搏器或除纖顫器之類的。植入式殼體通常包括各種用於控制、操作、處理和通信的子部件。然而，在一些實施方式中，可以通過一個並未包含在植入式殼體中的裝置或模塊來執行控制、操作、處理和通信中的任意一項或多項。在一種實施方式中，當植入式殼體被植入到患者體內時，該植入式殼體含有一個線圈天線以及一些電子裝置，以便與體外裝置進行反射阻抗式通信。然而，隨著患者病情的變化以及CRM指標的改善，可以訪問植入式殼體，將線圈天線移除，並用一個CRM系統來代替線圈天線。植入式殼體和電子裝置可包括一個接口，其使植入式殼體中的組件可以互換，而且無需將已植入的充血性心力衰竭治療設備的剩餘組件外植。本文中，將本發明一種實施方式的這一特徵包括在術語「升級能力」(upgradeability)和「可升級」(upgradebl)中。下文將會詳細介紹植入式殼體以及該設備的這些實施方式和其他實施方式。
在一種實施方式中，引線將傳感器連接到植入式殼體，並提供從傳感器傳送和/或傳輸傳感器信號到殼體的電纜(electrical conduit)。然而如下文將更加詳細地描述的，在其它實施方式中，引線向心臟中某個由CRM設備確定的位置提供電刺激，例如功率脈衝。在一些實施方式中，通過相同引線傳送電刺激和傳感器信號。在一種實施方式中，通過相同導體傳送電刺激和傳感器信號。這種實施方式是特別有益的，這是因為使用導體允許應用一種較細、更柔韌和/或更堅固的引線。在另一種實施方式中，在引線中提供了獨立的導體，用於傳感器信號傳輸和CRM治療。在又一種實施方式中，能量或功率從植入式殼體，經過引線傳送到遠側模塊，遠側模塊可以包括CRM設備的部分，傳感器和信號處理的部分，它們對於控制心血管疾病的治療是必需的。下文將更詳細地描述這些實施方式和其它實施方式。
在本發明的一種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個信號處理器。在一種實施方式中，信號處理器響應傳感器提供的壓力指示信號，確定出表示合適治療措施的處理器輸出。該處理器輸出被提供給一個向患者提供合適治療信號的發信號裝置。此處所用的術語「處理器輸出」不但應被賦予其普通意義，而且也意味著來自信號處理器的輸出和/或發信號裝置的輸入，並且應該包括但不限於下列信號模擬、數字和/或光學信號，數據，代碼，和/或文本。例如，治療信號的提供可以通過使位於植入式殼體中的發信號裝置振動來實現。或者，治療信號可以在植入式殼體中產生並傳送到患者體外的發信號裝置，例如個人數字助理或記錄器(PDA)。在另一種實施方式中，傳感器信號被傳送到一個體外裝置(例如PDA)，其包括處理器和發信號裝置，以產生處理器輸出並向患者提供治療信號。這些實施方式和其它實施方式將下文中被更加詳細地描述。
在本發明的一種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個發信號裝置。在一種實施方式中，發信號裝置包括蜂鳴器，警報器，顯示器，計算機，電話，或PDA，例如PALM PILOTSTM(PalmComputing，Inc.)，HANDSPRING VISOR(Handspring，Inc.)，或組合式蜂窩電話/PDA。發信號裝置可以是可操作的，以產生至少兩種可被患者彼此區分的治療信號。在一種實施方式中，每個信號表示一種具體的治療措施。治療信號可以是功率脈衝、振動、聲音、可聽數據或可視數據，這包括但不限於在顯示屏或發光二極體上的指示。在一種實施方式中，至少兩個治療信號可以包括兩個數字值或標號，一個數字值以及一個功率脈衝或振動，幅度、持續時間或頻率變化的複合振動，或者此處所述治療信號中兩種或多種的任意組合。在一種實施方式中，發信號裝置是一個PDA，其顯示諸如「服藥」、「休息」或「呼叫醫生」之類的指令。下文將更詳細地描述這些實施方式和其它實施方式。
I.系統A.獨立系統圖1根據本發明的一種實施方式示出了一種治療心血管疾病(例如充血性心力衰竭)的設備，其包括一個植入式模塊5。植入式模塊5包括殼體7和柔性電引線10。引線10可以通過一個位於殼體外部的連接器12與殼體7連接。在一種實施方式中，殼體7的外觀類似於植入式電子除纖顫器和/或起搏器系統的殼體。除纖顫器和起搏器系統通常均被植入患者體內，用於檢測和控制心動過速和心動過緩。除了在引線10的遠端17處或其附近處設置有小型傳感器組件15外，柔性引線10與用於除纖顫器和起搏器系統上的引線也是大致類似的，其中所述遠端是引線10上與殼體7的連接器12相反的末端。傳感器組件15含有傳感器，以測量一個或多個身體參數。而後，表示這些身體參數的電信號或其它形式的信號沿著引線10，經由連接器12傳輸或傳遞到殼體7。殼體7可包括一個信號處理器(圖中未示出)，以處理通過引線10從傳感器組件15中接收的信號。此外，殼體7可以包括遙測裝置或發信號裝置(圖中未示出)，以與體外裝置通信，或發信號給患者，或者這兩種作用皆有。可以按照各種方式(將在下文描述)來配置殼體7中的元件，以向患者傳輸信號(例如治療信號)，該信號至少部分基於所測量的身體參數中的一個或多個表示了某種合適的治療或處理措施。
本領域技術人員將會意識到，引線的長度可以是任何適於連接位於第一位置的傳感器組件和位於第二位置的殼體的長度。在另一種實施方式中，引線長度是零，以致傳感器組件被設置為，佔據了基本相同的位置。因此，在一種實施方式中，提供了一種在心臟和體外裝置間利用遙測技術的無引線植入式系統。在一種實施方式中，利用反射阻抗而不是所傳輸的能量來與被植入的裝置通信，如授予Brockway等人的美國專利號6,409,674中所描述的，在此以引用方式將該專利併入本文。
圖2示出了另一種實施方式，其中傳感器組件或傳感器模塊15具有遠側68和近側70固定機構，它們被設置為將傳感器組件固定在患者心臟的心房隔膜中。圖2示出了被植入的內部模塊5的一種實施方式，其中被植入的體內模塊5包括一個生理傳感器組件或模塊15。生理傳感器組件15包括一個或多個傳感器155以及它們的附屬電子裝置(圖中未示出)。被植入的模塊5也包括一根柔性引線10。柔性引線10具有一個遠端17，其包括傳感器模塊15、金屬殼體(其也充當了感測心內心電圖(IEGM)的電極)、以及一個中性(indifferent)電極14。頭部或連接器12連接被植入的模塊5的柔性引線10和殼體7。殼體7包括電子裝置(圖中未示出)和其它組件(圖中未示出)，用於與外部模塊(圖中未示出)通信。圖3中描述了顯示殼體7內容的一種實施方式。
如圖3中所示，在一種實施方式中，殼體7包括電源、CRM系統159、以及信號處理157和患者發信號模塊。CRM系統159被設置為，向患者的心臟提供電刺激(例如起搏信號)，並從被植入的傳感器(圖中未示出)中接收傳感器信號。在一種實施方式中，CRM系統159被設置為包括一個除纖顫器。信號處理模塊與至少一個傳感器相連，這些傳感器提供一個信號，該信號表示了心臟左心房內的流體壓力。信號處理模塊157也被設置為，控制一個遠側被植入的CRM組件，或者傳感器組件或模塊，這將在下文中詳細描述。
在本發明的一種實施方式中，治療心血管疾病的設備(及其方法)包括至少一個殼體。在一種實施方式中，該殼體包括一個扁平的卵形形狀。在另一種實施方式中，該形狀是圓柱形、矩形、橢圓形或球形的。本領域技術人員應該理解的是，也可以採用適於植入的其它各種形狀。在一種實施方式中，殼體為約20mm乘約30mm、約10mm乘約20mm、或約5mm乘約10mm。在一種實施方式中，殼體的厚度為約5mm。在一種實施方式中，殼體被植入到患者的肩部附近。在另一種實施方式中，殼體的尺寸適於包含至少一些用於控制、供電和/或與傳感器通信的組件，並且適於植入身體內部，如本領域技術人員所公知的。在另一種實施方式中，殼體包括天線或線圈；電源，其包括但不限於電池或電容器；信號處理器；遙測裝置；數據存儲器；或發信號裝置。在一種實施方式中，由體外電源通過感應、聲學或射頻耦合來向該設備提供功率。在一種實施方式中，利用位於體外的電線圈所發出的電磁輻射來提供功率。在一種實施方式中，利用相同的能量信號來提供功率和數據遙測。在另一種實施方式中，在接近患者鎖骨的皮下位置將電線圈植入體內。在另一種實施方式中，將電線圈植入患者體內的其它部位。例如，在一種實施方式中，在接近腹股溝的下腹部的皮下植入線圈。本領域技術人員應該理解的是，可以在其它合適的各種部位植入該設備。
如上面和本文其它實施方式中所述的，治療患者心血管疾病的系統可以包括至少一個生理傳感器，其用來生成表示患者身體上或體內的生理參數的信號。該系統包括信號處理設備，其是可操作的以產生表示合適治療措施的信號，例如某種處理器輸出，在一種實施方式中，處理器輸出至少部分基於生理傳感器產生的信號。在一種實施方式中，該系統也包括患者發信號裝置，其被用來向患者傳輸表示合適治療措施(例如治療信號)的信號。
在一種實施方式中，生理傳感器是一個壓力變換器，對其位置進行設置以測量患者左心房內的壓力。持續監測或以合適的時間間隔來監測壓力傳感器的信號。然後，向患者傳送對應於合適的醫生處方藥物治療的信息。在一種實施方式中，該信息是治療信號。在許多情況下，患者可以為自己應用該藥物療法，而不需要醫生的進一步診斷幹預。
圖4示出了治療心血管疾病的系統9的一種實施方式。系統9包括第一組件，第一組件包括植入式模塊(例如參考圖2所述的)和第二組件，第二組件包括體外患者諮詢模塊6(例如下文中參考圖5所述的)。在系統9操作期間，射頻信號由植入式模塊5的壓力傳感器組件15和殼體7之間的引線10攜帶，傳感器組件15位於引線10的遠端17附近。傳感器組件15包括至少一個傳感器155。引線10包括傳感/起搏電極(其為傳感器模塊15的一部分)和中性電極14。殼體7內的電路包括天線線圈(圖中未示出)。在本實施方式中，信號經由殼體7的天線線圈和一個耦合到體外裝置6的第二外部線圈(圖中未示出)，在植入式模塊5和該體外裝置(例如患者諮詢模塊)6之間傳輸。
在一種實施方式中，殼體7包括向植入式裝置5提供功率的電池(圖中未示出)。在另一種實施方式中，被植入的裝置5通過體外線圈和體內線圈之間的射頻傳輸，從體外裝置6接收功率和程序指令。體外裝置6也通過線圈從被植入的裝置5接收表示一個或多個生理參數的信號。這種在體外向被植入的裝置5提供功率的一個優勢是，患者將不需要隨後的手術來替換電池。在本發明的一種實施方式中，僅在患者或患者的護理者開始讀數時才需要功率。在其它情況下，如果需要連續獲取生理信息，或者需要被植入的裝置5也執行具有更高或更持續的功率需求的功能，那麼殼體7也可以包括一個或多個電池。如後文將描述的，殼體7也可包括執行可能需要的附加功能的電路。
圖5示出了該系統第二組件患者諮詢模塊6的一種實施方式。在一種實施方式中，患者諮詢模塊6包括一個帶有附加硬體和軟體的掌上計算機。參照圖5，患者諮詢模塊包括一個帶有相關線圈天線162的射頻遙測模塊164，其被耦合到處理單元166上。在一種實施方式中，處理單元166包括包括掌上計算機或個人數字助理(PDA)，如本領域技術人員所公知的。在一種實施方式中，患者諮詢模塊6利用遙測硬體模塊164和線圈天線162向被植入的設備(圖中未示出)提供功率。在另一種實施方式中，患者諮詢模塊6通過經患者皮膚的無線遙測技術，從該系統的被植入的第一組件中接收生理信號。
患者諮詢模塊6可以包括RF(射頻)單元168和氣壓計112，用於測量參考大氣壓力。在一種實施方式中，RF單元168和氣壓計被放置在遙測模塊164中，儘管它們也可以和處理單元166集成在一起。信號處理單元可以被用來分析生理信號並確定生理參數。患者諮詢模塊166也可以包括數據存儲器和一個子模塊，該子模塊含有醫生對患者的治療指令以及如何基於生理參數的改變來改變治療的指令。基於參數的醫生指令被稱為「動態處方」(dynamic prescription)或DynainieRx(Savacor Inc.)。這些指令通過發信號模塊166或另一模塊傳送給患者。患者諮詢模塊166位於體外，並由患者或其直接護理者使用。它可以是與個人數字助理、蜂窩電話或個人計算機集成的系統的部分，或者作為一個未與CRM設備組合的「獨立型」裝置(例如，在一種實施方式中，HeartPODTM診斷和治療藥物管理系統)。在一種實施方式中，體外患者諮詢模塊包括體外遙測裝置、信號處理設備和患者發信號裝置。在一種實施方式中，患者諮詢模塊是可操作的，以通過透過患者皮膚的遙測方法，從植入式傳感器獲得傳感器信號；從氣壓計獲得大氣壓力；和至少部分基於氣壓計獲得的氣壓，調節表示流體壓力的傳感器信號，所調整的傳感器信號指示了相對於大氣壓力的心臟左心房內的流體壓力。在一種實施方式中，患者諮詢模塊與遠程位點(如醫生辦公室、門診部、醫院、藥房或資料庫)通信。包括基於參數的動態處方的修改後的患者指令可被傳回患者諮詢模塊。這可以通過有線電話或光纜網絡遠程地進行，或利用目前可用的許多通信技術來無線地進行。數據可以在雙向傳輸，而且可將網際網路作為部分的通信途徑。
在一種實施方式中，這些生理信號被分析，並且被用於確定可調整的處方治療指令，這些治療指令已經由患者的私人醫生放置在患者諮詢模塊6中。向患者傳送的處方治療指令可以表現為患者諮詢模塊6的顯示器上的書面指令或圖形指令。這些治療指令可以包括要服用那種藥物、每種藥物的劑量，以及在適當的時間服用藥物的指示。在一種實施方式中，如果監測值處於臨界狀態，那麼患者諮詢模塊6將顯示其它的醫生指定指令，例如「呼叫M.D.」或「呼叫911」。
在一種替換性實施方式中，治療信號可以是平均左心房壓力的、單位為mmHg的數值表示，或者指示左心房內流體壓力的某些其它參數的數值表示。醫生指定的治療將以一種解碼標記(decoding reference)的形式提供給患者，該解碼標記對指定範圍的左心房壓力提供不同的治療指令。這樣的解碼標記可以是書寫或列印在卡片上的指令，以使患者保存卡片以便參考。例如，15mmHg的平均左心房壓力(LAP)會指示與16mmHg的平均LAP進行相同的處理，這兩個值均處於一個表示患者心力衰竭正被良好補償的範圍內。然而，25mmHg的LAP將表示CHF失調，並將解碼為針對重新補償CHF狀態的不同治療指令。
此系統的第三組件被設計為醫生應用。第三組件被用來擬定動態處方並將其傳輸或加載到患者諮詢模塊166中。第三組件也可以包括關於患者的存儲數據，其包括從患者植入和發信號模塊中傳遞的生理信號和派生參數的歷史記錄。第三組件也可以和外部資料庫通信。在一種實施方式中，第三組件是醫生輸入設備，並且包括個人計算機、PDA、電話、或本領域技術人員所公知的任意其它的此類設備，也包括具體的第三組件軟體或固件程序。
在一種實施方式中，第二組件(例如，患者諮詢模塊166)的形式是一個或多個植入物。
在本發明的一種實施方式中，第一植入模塊(例如圖1和圖2中的植入式模塊5)也可包括一個植入治療單元，即ITU。ITU基於程序化的動態處方生成自動治療方案。該治療可以包括但不限於，從一個被植入的貯存器釋放生物活性物質的系統、控制心臟電起搏的系統、和心室或其它類型心臟輔助裝置的控制器。例如，在一種實施方式中，傳感器組件被放置成跨過內心房隔膜，並且充當多腔起搏器的心房引線。生理傳感器信息被用來調節起搏治療，這樣，僅在需要防止加重心力衰竭時進行起搏。本領域技術人員應該理解的是，根據本發明的幾種實施方式，可以使用控制心血管系統功能的許多系統或裝置。
在本發明的一種實施方式中，諮詢模塊6被編程為，當到達進行下一步心臟狀態測量和服用下一藥物劑量的時間時，向患者發送信號。在對CHF患者的治療中，本領域的技術人員將認識到，這些信號可以幫助許多在按時服用藥物方面有困難的患者。雖然治療處方可能是複雜的，但本發明的一種實施方式將通過提供清楚的指示，從患者的角度來簡化它們。為了保證醫生可以得到關於最佳治療的信息，專業的心臟病學組織，例如American Heart Association和American College ofCardiology定期發布CHF治療的最新指南。這些建議可以作為治療醫生的模板，用於修改以適合個別患者的需求。在一種實施方式中，該裝置會例行向醫生或門診部上傳數據，以致可以監測處方的效率和參數驅動變化在劑量上的反應。這使得醫生能夠最佳化患者的藥物劑量和其它的重要治療，而不需要醫生的時時幹預。
在本發明的各種實施方式中，提供了動態診斷和治療患者心血管疾病的設備和方法。在一種實施方式中，利用至少一個生理傳感器來產生一個表示生理參數的信號。在另一種實施方式中，還提供了一個信號處理設備，其是可操作的，以至少部分基於生理傳感器產生的信號產生一個表示合適治療措施的信號。在另一種實施方式中，也提供了患者發信號裝置，用於向患者傳送所述表示合適治療措施的信號。
在一種實施方式中，提供了一種設備和方法，用於持續或例行地監測患有慢性心血管疾病患者的情況。如下面將詳細描述，一個合併本發明各種實施方式的系統將監測各種生理參數，利如患者的左心房壓力。例如，根據該壓力的大小或變化，該系統向患者傳送表示特定治療過程的信號，該特定治療過程適於儘可能地管理或糾正患者的慢性狀況。在一些實施方式中，提供了醫生指令和自動治療。
在一種實施方式中，生理傳感器產生一個表示患者身體上或身體內的生理參數的信號。在一種實施方式中，信號處理設備至少部分基於生理傳感器產生的信號產生一個表示合適治療方法的信號。患者發信號裝置產生的信號表示了患者可以採取的治療措施或行為，以儘可能地管理或糾正患者狀況。
在一種實施方式中，這種方法包括下列步驟植入基本上永久存在於患者體內的一個或多個生理傳感器，操作生理傳感器生成表示生理參數的信號，處理該生理信號以產生表示合適治療措施的信號，並向用戶傳送合適的治療方法。在一種實施方式中，用戶包括但不限於，患者、護理者、醫生或數據收集中心。
在另一種實施方式中，該系統和CRM系統結合或者併入CRM系統中，帶有或不帶有生理速度控制(physiologic rate control)，以及帶有或不帶有額外的心電復律/除纖顫治療能力。
在一種實施方式中，監測充血性心力衰竭(CHF)的至少一個指標。心臟左心房內壓力升高是肺臟內液體堆積的先兆，肺臟內液體堆積導致急性CHF的體徵和症狀。健康個體的平均左心房壓力通常低於或等於12毫米汞柱(mmHg)。患有CHF的患者，所述CHF已經被醫療上治療和臨床上「充分補償」，通常具有的平均左心房壓力範圍是從12至20nmHg。當左心房壓力高於約25mmHg，或在患有慢性CHF的一些患者中略微大於約30mmHg時，可以預見液體將深入肺間隙。已發現，通過參考左心房壓力，可以非常可靠地預測肺水腫，而且與心臟內其它任何腔室中的情況並較不相關。因此，在治療和預防肺水腫和與CHF相關的其它不利情況中，本發明的幾種實施方式的方法和設備證明是非常有用的。肺靜脈壓、肺毛細血管楔壓、和左心室末期舒張壓(LVEDP)通常表示了左心房壓力，而且通常被用作LAP的替代物。然而也存在特殊情況，這對於本領域技術人員(包括心臟病學家和生理學家)是已知的，在這些特殊情況中，這些替代物基本上不同於LAP，並且很少能夠用來預測即將到來的心力衰竭。這種狀況的一個實施例是二尖瓣狹窄，其中儘管LVEDP正常，但肺水腫仍發生，這歸因於跨二間瓣的明顯的壓力梯度。然而，本領域技術人員應該理解的是，在替代物不直接和LAP相關的情況下，可以應用本發明的各種實施方式。在特殊情況下也表示LAP的其它替代壓力包括但不限於肺動脈舒張壓(PAD)，平均肺動脈壓，或從右心室波形，右心室末期舒張壓，右心房壓力，和中央靜脈壓評估PAD的運算方法，或抵抗關閉的聲門或其它阻力的強行呼氣期間的左心房壓力反應(瓦爾薩爾瓦檢查(Valsalvamaneuver))。也包括本領域的技術人員已知的其它表示左心房壓力的壓力，參數，或運算方法。
本發明的一種實施方式包括永久性植入裝置，其被設計為，在症狀發生前的數小時至數天限定CHF惡化的存在，並根據醫生的具體處方提供早期預防性治療。同樣，本發明的一種實施方式包括一個集成式患者治療系統，其至少部分基於內部生理信號確定對個體患者的治療劑量。在另一種實施方式中，該系統由小的植入式傳感器裝置和體外患者諮詢模塊組成，該體外患者諮詢模塊包括個人數字助理(PDA)和遙測模塊。傳感器系統可以通過經中隔的導管插入過程(transseptalcatheterization procedure)被植入患者的左心房腔中。在美國和國外，已經有數千名醫生具備植入這種設備所需的經驗和技術。在醫院的心導管插入室，可以在門診基礎上進行該植入過程。或者，在進行開心手術或小的侵入性瓣膜手術或旁路手術時可以放置該植入物，其中外科醫生在直觀視覺或腹腔鏡或全視觀察(thoroscopic vision)下，將設備定位在左心房、左心耳或鄰近的肺靜脈中。
在一種實施方式中，傳感器系統測量左心房壓力波形，體核溫度(core body temperature)和心電圖，例如心內心電圖(IEGM)。左心房壓力升高是即將發生CHF的最準確的預示因數，常常比臨床症狀提前數小時至數天。左心房壓力波形的其它實施方式也被用於診斷許多情況，如圖6A-圖6C中所列舉。體核溫度在急性CHF時通常會降低，但由於感染而出現發熱之前則會升高，這使體核溫度成為鑑別這些普通情況與需要不同治療措施的相似症狀的有用參數。心內心電圖在診斷心律失常和預測惡化CHF的原因中是有用的。
圖7示出了左心房壓力和右心房壓力的測量如何與IEGM和體核溫度測量相結合，以診斷多種心臟狀況和非心臟狀況。圖7中的診斷狀態列表是示例性的，並未詳盡地論述這些給定參數能夠定義的所有潛在診斷狀態。多種狀態可以同時存在，例如中度CHF和快速心房纖顫。所測量的參數可以在大量人群中應用，以定義任意給定診斷狀態的概率。每種診斷狀態可具有一種獨特的治療措施。例如，輕度CHF可以通過加強利尿療法來治療，而快速心房纖顫則用阻斷AV節傳導的藥物來治療。所列狀態中的許多可用於惡化CHF。因此，本領域技術人員應該理解的是，此處描述的幾種實施方式不僅可以用於治療CHF，而且也可以用於治療一般性的心血管疾病。
上面概括的這些實施方式在治療心血管疾病中是有用的，這包括充血性心力衰竭(CHF)，而且在下文中將更加詳細地介紹這些實施方式。CHF是目前未進行及時參數驅動調整治療方法的醫療疾病的一個重要例子，同時也是發明人認為可以從這種策略受益的例子。慢性CHF患者通常用固定劑量的平均六種藥物來治療該疾病。藥物服法通常包括但不限於利尿劑、血管舒張劑(例如ACE抑制劑或A2受體抑制劑)，β-阻滯劑(例如卡維地洛)、神經激素製劑(例如螺內酯)，以及通常為強心苷形式的影響肌肉收縮的製劑(例如地高辛)。此外，患者通常也服用其它心血管藥物，以限制疾病發展、症狀或併發症。實施例包括降低膽固醇的「降膽固醇藥(statins)」、緩解胸痛的硝酸鹽、以及預防凝血的阿斯匹林或華法林。
1.植入和固定a.放置和固定在左心房中如圖8所示，在一種實施方式中，通過穿過右心房30接近左心房36，穿透刺患者的心房隔膜41，並在心房隔膜41中、左心房36的隔膜壁上，或者在患者的左心房36中放置一個或多個生理傳感器15，從而將一個植入式裝置經皮地植入患者體內。圖8示出了一種實施方式，其中傳感器組件15被布置成跨過心房隔膜41。傳感器引線10被耦合到生理傳感器15並將設備固定在引線10的遠端。固定設備包括一個遠側可摺疊的彈性固定器68和一個近側可摺疊的彈性固定器70，其中遠側可摺疊的彈性固定器68在釋放時直徑會擴展，並且被定位在傳感器15的遠側尖端或其附近。遠側固定器68和近側固定器70充分地包圍(close)在一起，當部署完之後，這兩個固定器68和70會將內心房隔膜41夾在它們之間，從而將傳感器/引線系統固定於隔膜壁。內心房隔膜41的厚度通常為約1至約10mm之間。在一種實施方式中，固定器68和70由高彈性的生物相容金屬合金(例如超彈性鎳鈦諾)製成。引線10可以在其近端包括一個引出引線10的管腔。硬的或彎曲的通管絲可以被插入該管腔中以協助傳感器和引線15、10穿過。在進行了經中隔的導管插入術之後，從經皮插入位點經導向絲(guidewire)放置鞘/擴張器系統，直到鞘67的遠端處於左心房36中，其中鞘/擴張器系統的直徑足以讓傳感器/引線系統穿過。通過對比注射，或者當鞘67連接於壓力變換器時通過所獲得的壓力波形，在螢光檢查下可以確定左心房定位。為了協助該過程，鞘67可以包括一個近端止血閥，以使裝置插入期間的夾雜空氣減至最小。帶有活栓的側口在吸入殘留氣體和注入射線照相的對照材料中是有用的。此外，可以通過使用一種「剝離(peel-away)」型鞘來協助後來的鞘67去除。可在市面上購買到這些特徵的血管鞘，而且其對於本領域技術人員是公知的。在彈性固定器68和70被摺疊形成一種具有最小直徑的系統的情況下，該系統被裝入鞘67中，並且一直前進到遠側彈簧68恰好在左心房36中退出鞘67，從而展開達到其緩衝直徑(sprung diameter)。在不展開近端固定器70的情況下小心地將鞘67撤出，而且也將鞘67和傳感器/引線系統作為一個單元撤出，同時通過傳感器引線周圍的鞘67注入對照物，直至對照物在右心房30中可見時為止。進一步撤出近側鞘67，以使近側固定器70彈起達到其未加載的較大直徑，因而將傳感器引線的遠側部分固定到隔膜41上。
顯然，在各種實施方式中，可以通過開放式開胸術或微創式開胸術來插入類似的傳感器/引線系統，並利用固定系統將傳感器/引線固定在諸如左心房自由壁、左心耳或肺靜脈等處的某個位置上，在這些位置上測得的壓力均可表示左心房壓力。
在一種替換性實施方式中，柔性引線10部分地進入連接於左心房36的肺靜脈50，以使位於柔性引線10上距其遠端17一個預定距離的一個或多個生理傳感器15被定位在左心房36或肺靜脈50中，如圖9所示。在另一種實施方式中，柔性引線10的遠側部分17部分地進入左心耳中，以使固定設備咬合(occlusive)住左心耳，例如，如Lesh等人在美國專利6,152,144中所公開的，在此以引用方式將該專利併入本文。生理傳感器15放置在接近所述咬合固定器的引線10上，以使它們能夠感測左心房內的狀況。
在其它實施方式中，例如在示於圖12和圖14中實施方式中，第一引線組件包括一個固定設備(例如螺旋釘57)，其探入心房隔膜41中。這些固定設備被配置成，將第一引線組件53固定到患者的心房隔膜41中。第二組件60包括一個生理傳感器(例如壓力變換器62)，其沿第一引線組件53進入，直至第二引線組件60所處的位置使生理傳感器位於患者左心房36中。
b.植入左心房參照圖8中描述的實施方式，通過左心房隔膜41植入該系統，以使壓力傳感器15被暴露在心臟左心房腔36的壓力中。如本領域技術人員所公知的，可以通過下腔靜脈(IVC)35和上腔靜脈(SVC)28從右心房進入左心房隔膜41，例如起搏器引線的放置、用於控制源於左心房或肺靜脈的心律失常的導管切除、二尖瓣的經皮修復、以及心房隔膜缺損的經皮閉合。在一種實施方式中，柔性引線10和壓力變換器15被固定於心房隔膜41。應用血管介入技術，可以完成這种放置，血管介入技術對於熟悉侵入性心血管手術的人員(特別是介入心臟病學者、心電學學者、和心血管外科醫生)是公知的。這些手術通常在可視技術的協助下進行，包括單獨或組合應用的標準螢光檢查、心臟超聲或其它合適的可視技術。
應用標準的賽爾丁克技術，穿過左鎖骨下靜脈或右鎖骨下靜脈，右頸內動脈或左頸內動脈，或右頭靜脈或左頭靜脈，完成介入中央靜脈循環。或者，可以通過賽爾丁克技術進入右股靜脈來完成介入。在這兩種情況下，都是利用布羅肯布汝(Broclcenbrough)導管和針來穿刺心房隔膜41，進入左心房36，入下面所述。
i.上腔靜脈介入(鎖骨下靜脈或頸內靜脈)圖10提供了患者心臟33的示意性剖視圖，並且示出了用於介入左心房36的設備。圖10所示的介入設備18，包括鞘22中的布羅肯布汝導管20，布羅肯布汝導管20內帶有柔性導向絲25。如圖10所指示，介入設備已經通過上腔靜脈28進入心臟33的右心房30。圖10也示出了下腔靜脈35，左心房36，右心室37，左心室40，分隔兩個心房30和36的心房隔膜41，以及右心房30與右心室37之間和左心房36與左心室40之間的瓣膜42。讀者應該意識到，儘管圖10的視圖是簡化的並且具有一定程度的示意性，但是本文所包括的圖10以及其它視圖仍然足以充分說明本發明實施例的放置和操作。
ii.放置引線將介入設備18放置在右心房30內之後，利用布羅肯布汝導管20來穿刺心房隔膜41，這是通過將布羅肯布汝針(圖中未示出)經由心房隔膜41伸進左心房36中實現的。在附圖中，心房隔膜41已經被針刺穿，導管20已經推到針上，而且針已經從導管20中撤出，留下導管20位於左心房36中。任選地，導向絲25可以在導管20探入之前或之後，通過針進入到左心房36中，或者在針被撤出之後，導向絲25可以單獨通過導管20被放置在左心房36中。引線放置過程就是如上所描述的。
如圖10中的箭頭45所指示的，鞘22可以伸入左心房36中，或可以留在右心房30內的心房隔膜41的近側。圖10示出了導向絲25，從布羅肯布汝導管20的末端延伸出，以保證繼續進入到左心房36中。如此處所描述的，導向絲25具有一個捲曲的「豬尾」形式的遠側尖端48，以更好地保護左心房36中的導向絲25，並防止經心房隔膜41不慎將其撤出。或者，可以使用「松垂尖端(floppy tip)」導向絲，其可以安全地探入一條肺靜脈，而後可防止經心房隔膜41不慎將其撤出。一旦導向絲25可靠地位於左心房35中，就可將布羅肯布汝導管20撤出，以使柔性引線10可穿過剝離鞘22放置。
當導向絲25可靠地放置，其遠端48位於左心房36中時，可以將柔性引線10探入左心房36中。柔性引線10本身可以包括一個中央管腔，其被設置為容納導向絲25的近端，從而允許柔性引線10在導向絲25之下朝向左心房36探入。更常見的是，一個交換導管(其可為剝離鞘22的形式)將在導向絲25之下探入並放置在左心房36中，然後可以撤出導向絲25，隨後在交換導管之下探入柔性引線10並使其就位。
在一種實施方式中，使用剝離鞘22，以在引線10的遠端被植入時，允許去除鞘。如果引線10的近端永久地附於線圈殼體設備上，那麼則使用該剝離特徵(如上文所述)。或者，可以使用上文所述的帶有近端止血閥和側孔的非剝離鞘，例如，如果引線可以從線圈設備中分離，以及如果引線或固定在其中央管腔內的硬通管絲是足夠長的，以致可以去除鞘，同時在引線近端上報持控制。這些鞘的結構以及去除鞘的方法在本領域是公知的。
iii.固定傳感器和引線一旦柔性引線10的壓力變換器15被定位在左心房36中，應將引線10固定在適當的位置上，確保變換器15可靠地停留並永久地處於所需位置。
圖9中描述了在適當位置固定柔性引線10的方法，其是心臟主要結構的略微示意性的描述。圖9示出了連接於左心房36的四個肺靜脈50。在圖9描述的具體設備中，柔性引線10包括一個壓力變換器15，其位於引線10的主體上靠近引線10遠端17的一個預定距離處。
再次參考圖9，在這個實施方式中，柔性引線10的遠端17可以被操作者彎曲，方法與存在於可操縱的血管成形術導向絲或其它類似裝置上的遠側尖端大致相同。這些特性利於操作者控制柔性引線10進入一個選定的肺靜脈50，同時壓力變換器15放置在左心房36的內部空間中，或甚至在肺靜脈本身之中。在肺靜脈中放置壓力變換器15是有效的，因為肺靜脈中的壓力非常接近左心房中的壓力。本領域的技術人員將理解的是，可以在柔性引線10上的合適位置提供可視標誌物(圖中未示出)，以協助操作者根據需要安放該裝置。如圖所示，柔性引線10被安放就位，肌體本身的癒合機制可以將柔性引線10永久地固定在通過心房隔膜的穿刺位置，而且柔性引線10會接觸到肺靜脈50的內表面，肺靜脈50中留有引線10的尖端。壓力變換器15也可以放置在諸如左心耳(圖9中未示出)之類的位置處，該處的壓力和左心房36的壓力或左心室腔的壓力幾乎相同，其中在心動周期的可辨階段(identfiable phase)，壓力與左心房36中的壓力在瞬間是幾乎相同的。
圖11和圖12示出了在一個適於測量左心房36內壓力的位置處固定壓力變換器15的替換方法和裝置。本實施方式中的引線包括一個螺旋釘57，用於將引線固定於心房隔膜41。相似的配置結構被用在起搏器的一些引線中，因此本領域技術人員是熟悉的。
現在具體參考圖11，顯示了導向絲25被定位成跨過左心房36和右心房30之間的心 房隔膜41。通過合適的導嚮導管55或鞘在導向絲上來遞送第一引線組件53。第一引線組件53包括在外表面上的一個螺旋釘57。通過對第一引線組件53的軸施加扭矩，使螺旋釘57探入心房隔膜41的生理組織中。也可將螺旋釘57連接到一個空心或實心的圓柱心軸(圖中未示出)，或者連接到一個基本沿第一引線組件全長布置的螺旋形捲曲心軸(也未示出)。當螺旋釘57被轉動並充分進入心房隔膜41中之後，可以撤出導向絲25和導嚮導管，而第一引線組件53仍然被安全可靠地固定在適當位置。
iv.具有可選的第二壓力變換器的雙組件引線如圖12所示，在一種實施方式中，第二引線組件60經由第一引線組件53的中央管腔探入。第一引線組件53和第二引線組件60及其尺寸被設置為，當第二引線組件60相對於第一引線組件53完全探入時，第二引線組件60末端的左心房壓力變換器62突出到左心房36中一個合適的預定距離。在一種實施方式中，第二引線組件60隨後相對於第一引線組件53被可靠地固定。
應該注意的是，圖11和圖12中描述的實施方式包括一個位於第一引線組件53外部的第二壓力變換器65，其可被暴露於右心房30內的壓力中。這以一種簡單的方式說明了一種一般性原理，即其中一個壓力變換器可以被用來測量左心房內的壓力，但其中一個或多個額外的變換器或傳感器也可以被用來檢測左心房壓力之外的生理狀態。這些生理狀態可以包括除左心房36之外各種位置的壓力，以及除壓力之外的其他生理參數。
v.替換性固定系統和方法圖8以及圖13-圖16示出了柔性引線10的各種實施方式，其中摺疊式類彈簧翅片或固定器展開，以在心房隔膜41將引線固定就位。具體參考圖13，第一引線組件53通過鞘67進入，鞘67已經穿過心房隔膜41而進入。在這種實施方式中，第一引線組件53包括摺疊式遠側固定器68和近側固定器70，其摺疊放置並固定在鞘67的內管腔中的合適位置處。當第一引線組件53和鞘67被適當地定位時，其通常包括利用螢光檢查或某種替換的成像技術，操作者可以從第一引線組件53周圍小心地撤出鞘67。當遠側和近側固定器退出鞘67時，它們在心房隔膜41的兩側展開(如圖8所示)，從而將第一引線組件53可靠地固定在合適位置。由於類似的固定器以及引線有時會被用於起搏器和其它需要永久固定的醫療設備中，因此這些固定器的操作對於有相關知識的讀者來說並不會陌生。
現在參考圖14，在去除了導向絲25(參見圖15和圖16)和鞘67之後，第二引線組件60穿過第一引線組件53的中央管腔被探入。如前一種實施方式，在第二引線組件60遠端帶有左心房壓力變換器62。同樣地，第一引線組件和第二引線組件及其尺寸被相對於彼此設置成，左心房壓力變換器62從第一引線組件53突出到左心房36中一個合適的量。此外，如前前一種實施方式，第一引線組件53外部上的第二壓力變換器65允許測量和傳送右心房37內的壓力。
相關領域的技術人員可以設計其它的固定方法。而且，已經描述了將引線定位於左心房和從患者的下腔靜脈循環退出的位點之間的方法。也可以發現利用替換的引線路徑和退出位點。
vi.裝置植入的手術方法如上面所述，根據本發明的幾種實施方式，應用經皮靜脈植入方法。本領域技術人員應該理解的是，也可以應用替代的引線路徑和靜脈系統的退出位點。替換性植入方法的一個重要類型由下列組成穿過心臟壁進行手術植入，從而穿過左心房自由壁或左心耳直接進入左心房，或者經有肺靜脈進入左心房，或者通過右心房自由壁經由內心房隔膜進入左心房，或者直接進入肺靜脈。
在一種實施方式中，壓力變換器被植入心房自由壁或心耳壁。如上所述，在一種實施方式中，在這些位置，變換器的壓力感應表面暴露於左心房壓力中，而變換器的主體穿過心房或心耳壁延伸出。來自被植入的變換器的柔性引線提供了與遙測天線線圈的信號連接，遙測天線線圈是醫生在皮膚表面附近植入的。在另一種實施方式中，這種線圈可以直接與心臟外表面上的被植入壓力變換器連接，不需要柔性引線。在又一種實施方式中，柔性引線提供了與位於皮膚表面附近的CRM發生殼體的信號連接。
c.肺血管植入血管支架或擴張器(stent)是布置在血管中以支撐血管通路大小並維持充足血流的植入物。支架也可以用來在心血管系統的固定位置固定另一種類的裝置。美國專利號5,967,986描述了一種連接於一個或多個壓力變換器的支架，用於測量血管中的血流，在此將該專利以引用方式併入本文。在本發明的一種實施方式中，利用一個支架來支撐和固定用於測量左心房壓力信號的傳感器。如上文所述，肺靜脈內的壓力與左心房內的壓力基本相同。因此，在本發明的一種實施方式中，通過將支架伸展在靜脈內的方法，在肺靜脈中固定壓力傳感器。
在本發明的一種實施方式中，提供了用於持續移動檢測、診斷和治療充血性心力衰竭的方法和設備。應該理解的是，可以利用數位訊號處理方法來實施本發明，其中對各種輸入信號進行採樣，而且在一組樣本上執行所描述的過程。因此，周期性地測量所需的生理參數是在術語「持續」所限定的範圍內。在一種實施方式中，經皮植入式系統包括一個氣密地密封的壓力變換器/傳導模塊，其被安裝在一個擴張血管的類支架部件上。在一種實施方式中，類支架部件是一種圓柱形血管支架，例如可擴張的充氣囊或自擴張的金屬支架，類似於那些用來治療血管狹窄(例如冠狀動脈或外周動脈的動脈粥樣硬化性狹窄)的支架。這些壓力變換器/通信模塊被機械地連接到擴展支架/變換器，而支架/變換器模塊被安裝在構成一種支架/變換器輸送系統(deliverysystem)的輸送導管上。支架/變換器輸送系統經由靜脈或動脈系統，經皮插入到患者體內。
在一種實施方式中，輸送系統在一個導向絲上行進，該導向絲從近端至遠端被定位，其起始於患者體外，經皮進入靜脈系統並進入右心房，穿過右心室進入肺動脈的一個分支。因而，支架/變換器模塊通過導向絲探入到一個選定的肺動脈分支中，該肺動脈分支的直徑約等於擴張支架/變換器模塊的直徑。
在另一種實施方式中，進行一個標準的經中隔導管插入過程，以便放置導向絲，該導向絲從近側至遠側起的路徑為起始於患者體外，經皮進入靜脈系統並進入右心房，跨過內心房隔膜，進入左心房並最終進入四條肺靜脈中的一條。然後支架/變換器輸送系統通過導向絲探入，直至未擴張的支架/變換器被定位在肺靜脈內，該肺靜脈的直徑約等於擴張的支架/變換器模塊的直徑。然後支架擴張，以使該支架所限定的圓柱體與限制該變換器/傳導模塊的血管壁共軸地接觸，以致其外表面與血管壁接觸。
2.壓力變換器
a.壓力傳感器的位置在一種實施方式中，治療心血管疾病的設備和/或方法包括一個或多個傳感器。在一種實施方式中，壓力傳感器定位在心房隔膜、左心耳、左心房自由壁、一條肺靜脈、或與左心房有壓力連通的任何其它外位置中，例如但不限於，右心房、中央靜脈或本領域技術人員公知的適於測量下列壓力的任意位置肺靜脈壓、肺毛細血管楔壓、肺動脈舒張壓、左心室末期舒張壓或右心室末期舒張壓。在一種實施方式中，壓力信號包括肺靜脈壓、肺毛細血管楔壓、肺動脈舒張壓、左心室末期舒張壓、右心室末期舒張壓、右心房壓力、或胸內空間或中央靜脈中測量的壓力。在另一種實施方式中，該信號包括根據右心室波形、右心室末期舒張壓、右心房壓力或動脈血壓對瓦耳薩爾瓦動作的反應來估計肺動脈舒張壓的算法。在又一種實施方式中，表示左心房壓力的信號包括各種空間參數(例如腔尺寸)、隔膜形狀、位置、運動和加速度。
b.壓力傳感器的設計在一種實施方式中，生理傳感器包括壓力變換器。在一種實施方式中，壓力變換器被包含在氣密密封的傳感器組件或模塊中。傳感器組件的大小和形狀可以是一個很寬的範圍。在一種實施方式中，傳感器組件是圓柱形的，長度在1mm-5mm之間，直徑為3mm。在另一種實施方式中，傳感器組件的長度在約5mm-約15mm之間。在另一種實施方式中，傳感器組件的長度約為8mm，直徑約為3mm。在另一種實施方式中，該組件的直徑小於約1mm。在另一種實施方式中，該組件的長度小於約10mm。也可以應用微機電系統(MEMS)壓力傳感器裝置。在一種實施方式中，該組件可以是矩形，正方形，球形，卵形，橢圓形，或適於植入的任意其它形狀。在一種實施方式中，傳感器組件是剛性的，而在另一種實施方式中，傳感器組件是柔性的。
在一種實施方式中，傳感器組件包括一個鈦質圓柱形殼體，其在一個末端由鈦箔膜封閉。在一種實施方式中，箔膜的厚度為約0.001至0.003英寸之間，約0.003英寸至約0.005英寸之間，或少於0.001英寸。在另一種實施方式中，箔膜的厚度為約25-50微米之間，直徑為約0.08-0.10英寸(約2.0-2.5mm)之間。這種類型的箔膜具有相對較低的柔順性，這意味著它們在響應壓力變化時會表現出相對較小的應變或位移。例如，在一種實施方式中，2.5mm直徑乘50微米厚的肽箔膜，每mmHg的壓力變化，在其中心僅會造成約4.3微米的位移。較高的柔順性對於植入式壓力傳感器而言是不利的，這是因為是組織的過度生長會限制高柔順性膜片的相對較大的移動，從而導致測得的壓力讀數產生誤差。
在一種實施方式中，電阻應變計(resistive strain gauges)被結合在該箔的內表面上。
在一種實施方式中，鈦質圓柱形殼體包括一個專用集成電路(ASIC或「晶片」)或「測量」電子裝置。測量電子裝置被包含在殼體中，並通過純金金屬絲連接到應變計。殼體的另一端由陶瓷饋通裝置(feed-through)密封，該饋通裝置銅焊或釺焊(braze)到一個鈦質圓柱體上。
在一種實施方式中，密封在該圓柱體中的氣體壓力略低於預期的最低外部壓力，因此在正常操作條件下，箔上的淨力將是向內的，從而形成一種凹膜形狀。在整個操作壓力範圍內維持凹膜形狀的優勢在於，它避免了可能的偽壓力測量值，當壓力傳感膜在凹入形狀和凸出形狀之間變換時這種偽壓力測量值時有發生，這種現象被稱為「油壺效應(oil-canning)」。在一種實施方式中，為了避免油壺效應，使用了一種具有低柔順性的變換器膜片(低柔順性如上所述)，且該變換器膜片在壓力差不存在時幾乎是平的。在一種實施方式中，在壓力差不存在時，該膜片的直徑為約2.0-2.5mm，平面度為約25微米之內。在另一種實施方式中，使膜片厚度最大化，從而使平面度最大化、使柔順性最小化，同時應保證足夠的柔順性以便得到可用的傳感信號。
在一種實施方式中，壓力傳感器包括了溫度補償(temperaturecompensation)，以使壓力測量值不會受溫度變化影響。這也提供了傳感器所處位點的溫度。在一種實施方式中，溫度補償或調整是通過使用按惠斯通電橋形式排列的多電阻應變計來實現的，這樣，該電橋的電壓輸出與兩個或多個電阻的比率成比例，如電學測量領域中所公知的。通過選擇有基本相同溫度係數的電阻應變計，電橋的固有輸出就是獨立於溫度的。然而，壓力變換器的總體反應仍然可能依賴於溫度，原因是電阻應變計的不完全匹配或其它因素，例如腔中密封氣體的理想氣體定律行為，或者該裝置的各種組件和內容物的不同熱膨脹。溫度補償的另一個實施方式利用內部溫度計，例如，其可由一個電阻器構成，該電阻器的電阻以可重現方式取決於溫度，且被放置在一個與變換器膜片隔離的位置處，以致其電阻不會受壓力變化的影響。在植入該裝置之前，以內部溫度計讀數函數的形式來收集校準數據，其由變換器的輸出與壓力關係曲線組成。植入後，共同利用來自內部溫度計的信號以及變換器輸出和校準數據來確定進行溫度補償後的壓力讀數。在一種實施方式中，利用帶隙參考電壓來產生一種對絕對溫度的當前比例，然後將該比例與所述溫度獨立的參考電壓進行比較。這樣的方法在CMOS集成電路設計領域中是公知的。
在一種實施方式中，此處所述的這些裝置被設置為類似於心臟起搏器，其具有一個植入患者皮下的氣密密封殼體和一根遠端帶有壓力變換器的柔性引線。該殼體包含有電池、微處理器和其它電子組件，包括患者發信號裝置和經皮遙測裝置，以便將程序信息傳入該裝置中，並將生理信號傳出至外部程序器/詢問器。
本領域技術人員應該理解的是，根據本發明的幾種實施方式，可以構建出這些組件的替換布局方案。在一種替換性實施方式中，壓力傳感電路被合併到植入心臟內的壓力變換器單元中，從而將引線中所需的導體數目減少到低至兩個。
在另一種實施方式中，信號處理、處方運算、和患者信號組件均位於患者體外的一個裝置中，通過本領域公知的各種形式的遙測技術中的一種(例如雙向射頻遙測)與植入皮下的殼體通信。
在另一種實施方式中，壓力傳感器是通過微機電系統(MEMS)技術製成的，例如美國專利號6,331,163中所公開的，在此將該專利以引用方式併入本文。
c.傳感器與生理組織相互作用的問題在一種實施方式中，在植入後的幾周內，整個裝置將被新的生理組織(包括纖維組織和內皮)覆蓋。內皮覆蓋是理想的，因為它可以防止血凝塊的形成，如果形成血凝塊，血凝塊可能會脫落，並在身體的其它部位造成動脈阻塞，這在腦中是最為危險的。纖維組織覆蓋也是肌體對損傷和/或異物的癒合反應的常見組成部分。纖維組織在左心房表面的過度生長是不希望的，因為它可以幹擾左心房的流體壓力向壓敏膜片的準確傳遞。此外，纖維組織的經時收縮可導致壓力波形或平均值漸進變化，這將使數據的解釋出現混淆。
i.低柔順性的傳感器膜在一種實施方式中，壓力變換器膜被設計為，具有極低的柔順性。在一種實施方式中，如上文所述，是用鈦箔來製成低柔順性的壓力變換器。在另一種實施方式中，是通過微機電系統(MEMS)技術，例如用矽來製成低柔順性的壓力變換器。在又一種實施方式中，在壓力傳感器的左心房表面上提供一個塗層。
ii.塗層、拋光和藥物激活(drug clating)表面在一種實施方式中，塗層抑制了不需要的纖維組織的形成或使其最小化，同時不會妨礙有益的內皮覆蓋的生長。具有這些特徵的塗層在將醫療設備(特別是血管內的支架)植入血流的領域中是公知的。表面塗層材料包括但不限於，派瑞勒吶(paralene)、PVP、磷醯氯、水凝膠、白蛋白親和劑、和PEO。
在一種實施方式中，傳感器組件和膜片的至少一些區域是被電拋光的。電拋光表面是本領域技術人員公知的，從而在內皮化之前減少血栓的形成，這導致癒合時纖維組織的負擔減輕。為此，對目前批准臨床使用的金屬冠狀動脈內支架進行電拋光。
抗增殖物質(包括放射線和某些藥物)的釋放對於擴張也是公知有效的。這樣的藥物包括但不限於，西羅莫司(Sirolimus)即相關化合物，泰蒂索和其它紫杉醇衍生物，類固醇，其它抗炎劑(如CDA)，反義RNA，核糖酶和其它細胞周期抑制劑，內皮促進劑(包括雌二醇)，抗血小板製劑(包括血小板糖蛋白II b/IIIa抑制劑(ReoPro))，抗血栓製劑化合物(如肝素，水蛭素，水蛭肽等)，溶栓劑(如組織纖維蛋白溶酶原激活劑(tPA))。這些藥物可以從聚合的表面塗層中釋放，或從與該裝置的外金屬表面的化學連結中釋放。或者，可在該裝置的表面中或其保持固定器中制出多個小缺口或孔作為儲備庫，用於控制上述抗增值物質的釋放，如Shanley等人在2003年4月10日公布的美國公開號2003/0068355中所述的，在此將該專利以引用方式併入本文。
d.壓力信號檢測在一種實施方式中，該裝置的植入部分包括各種多達n個生理信號檢測傳感器S，由下面的集合表示{S1，S2，…Sn}。
在一種實施方式中，第一傳感器S1檢測表示左心房壓力即SiLAP的參數，因此有{SiLAP，S2，…Sn}。
表示左心房壓力的信號可以是在各種位點測量的壓力信號，並且可以通過各種類型的壓力變換器檢測。這些信號可以從心血管系統中或接近心血管系統的各個位置獲得，其與左心房的直接壓力讀數相似或高度相關。對本領域的技術人員(例如心臟病學者)而言，這類用於得到與左心房相似壓力信號的位置是公知的。用以感測壓力的位置包括但不限於左心房及其相鄰結構、肺靜脈、肺毛細血管楔亞或阻塞壓、肺動脈舒張壓和左心室末期舒張壓。表示左心房壓力的其它壓力包括壓力差，例如左心房和右心房之間的差，或肺毛細血管楔壓和右心房壓力之間的差，如圖17的相關性所示。包括該差分信號的各個信號獨立地與左心房壓力相關。
3.非壓力傳感器a.左心房尺寸在一種實施方式中，該系統可以包括一個或多個額外的傳感器。在一種實施方式中，還提供了一個非壓力傳感器以生成表示左心房壓力的信號。Hemmingsson(美國專利號6,421,565)將這樣的植入式心臟監測設備作為A型超聲探針進行了描述，其適於放置在心臟的右心室中，並可發射一個從心臟左心室的心臟節段反射的超聲信號，而且超聲探針會接收到所產生的回聲信號，在此將該專利以引用方式併入本文。對發射超聲信號和接收所得到的回聲之間的延遲進行測量，並根據該延遲來確定心臟節段的位置。在一種實施方式中，A型超聲探針被配置在心臟右心房內，以使超聲信號從左心房的一個或多個心臟節段(心房隔膜節段、側壁節段或兩者)中反射。已知左心房壓力增加將通過使左心房壁彼此移開，從而導致左心房容積增大。因此，對一個或多個左心房壁位置的測量提供了可用來治療CHF的、表示左心房壓力的信號，如下文所述。
Kojima(美國專利號4,109,644號)描述了另一種植入式超聲變換器，其可以按照上述方式使用，以確定左心房的尺寸，從而發出表示左心房壓力的信號，在此將該專利以引用方式併入本文。
在一種實施方式中，該傳感器包括一個壓力傳感器，一個壓力傳感器組件或模塊，帶有壓力傳感器和電子裝置，或一個包括電子裝置、壓力傳感器和至少一個非壓力傳感器的傳感器組件。在一種實施方式中，至少一個非壓力傳感器提供了一個信號，其表示體內心電圖，溫度，身體尺寸，電阻(例如但不限於胸部電阻)，呼吸換氣量，呼吸率，肺聲，氧飽和度，氧分壓(包括左腔室和右腔室內的氧分壓)，或心輸出量。在本發明的另一種實施方式中，非壓力傳感器測量左心房尺寸、橫截面面積、或容積；左心室尺寸、橫截面面積、或容積；心房隔膜位置；速度或加速度。在一種實施方式中，提供了一個非植入式傳感器。在一種實施方式中，非植入式傳感器包括動脈壓縛帶，包括自動動脈壓縛帶；和重量計。在一種實施方式中，提供了兩個傳感器，即第一傳感器和第二傳感器。在一種實施方式中，第一傳感器測量心臟內壓力，第二傳感器測量非壓力參數，包括但不限於上面列舉的參數。在一種實施方式中，第二傳感器也是一個壓力傳感器。在一種實施方式中，第一傳感器位於患者體內，第二傳感器位於患者體外。此處所用術語位於「體外或外部」不但應被賦予其通常的意義，而且也意味著位於患者身體上，與患者接觸，或完全獨立於患者而定位。
b.體核溫度在其它實施方式中，可以利用其它的非壓力生理參數。Casscells III等人(美國專利號6,454,707)描述了預測充血性心力衰竭患者死亡率的方法和設備，這是通過監測體溫並確定體溫的下降趨勢是否適合預定標準來實現的，在此將該專利以引用方式併入本文。Casscells等人所述的設備確定了死亡何時到來並發出警報。在本發明的一種實施方式中，利用了每日體溫的趨勢，以便在體溫下降趨勢變得嚴重之前的較早時間點調整患者的治療。在一種實施方式中，在心房隔膜處測量體核溫度。在另一種實施方式中，在一個測量模塊的位點處來測量體核溫度，其中該測量模塊可被放置於心臟、心腔、大血管的任意位置，或者那些在醫療領域中公知的、其溫度以可預測的方式保持與體核溫度相關的胸腔內的其它位置。
對溫度生理學領域的技術人員而言，在存在炎症情況下溫度會出現局部升高。在許多心血管疾病中，心臟中發生炎症。這種疾病的實例包括感染性(例如某些病毒和其它感染性製劑)心肌炎，與急性風溼熱相關的心肌炎，以及與心臟移植免疫排斥相關的炎症。位於心肌壁附近的足夠精確的溫度傳感器可以檢測局部組織發炎引起的局部溫度升高。發炎的心臟狀態也可能與左心房壓力的升高有關。在本發明的一種實施方式中，以約0.1℃的精確度測量局部組織溫度和表示左心房壓力參數的植入式監測系統，可以用來診斷活躍的心臟炎症和即將到來的心臟功能障礙。
4.信號a.左心房壓力信號在一種實施方式中，所述生理傳感器中有一個是壓力變換器，其被用來產生表示患者心臟左心房腔內的壓力(「左心房壓力」或LAP)的信號。在一種實施方式中，對一個LAP與時間信號(LAP versus timesignal)進行處理，以得到一個或多個醫療上有用的參數。這些參數包括但不限於平均LAP，短時濾波LAP(包括低通，高通或帶通濾波)，心率，LAP的呼吸變化，呼吸率，以及與LAP波形(例如所謂的a、v和c波)有關的具體特徵的參數，以及x、x′和y下降支(descents)。所有這些參數對於本領域的技術人員是公知的。圖18示出了這種特徵在正常心臟壓力追蹤中的實例。根據具體的LAP波形特徵得到參數的實例包括機械的A-V延遲間歇，這將在下文定義(其與心電圖得到的電A-V間歇不同)；A波和V波的相對峰壓力(relative peak pressures)，其正常值在圖19的表中給出；以及LAP波形的具體時間點的壓力值，這是本領域的技術人員應理解的。
在另一種實施方式中，根據至少一個波來確定參數，所述至少一個波選自一個組中，該組包括但不限於a波、v波、c波中的一個或多個。在又一種實施方式中，根據一個參數信號來確定參數，該參數信號選自一個包括但不限於下列參數信號的組中a波幅度，波形上升速率，波形下降速率，波特徵相對於心動周期的定時，波特徵相對於另一波特徵的定時，a波和c波之間的時間差，a波和v波之間的時間差，以及v波和c波之間的時間差。在一種實施方式中，根據至少一個下降支來確定參數，所述至少一個下降支選自一個組中，該組包括但不限於下列下降支中的一個或多個x下降支、x′下降支、和y下降支。在另一種實施方式中，根據一個參數信號來確定參數，該參數信號選自一個組中，該組包括但不限於下列中的一個或多個下降支幅度，上升支的下降速度，下降支的下降速度，下降支特徵相對於心動周期的定時，下降支特徵對於另一波特徵的定時，x下降支和x′下降支之間的時間差，x下降支和y下降支之間的時間差，以及x′下降支和y下降支之間的時間差。在一種實施方式中，根據波特徵的寬度如a波或v波的寬度來確定參數。在又一種實施方式中，根據平均壓力和該壓力的呼吸分量的最小值之間的差來確定參數。對本領域技術人員而言公知的是，這些參數中有幾個是獨立於周圍大氣壓力的，而且也是獨立於壓力變換器的校準。
在一種實施方式中，表示左心房壓力的信號是周期重複的周期信號，周期長度等於心跳之間的時間間隔。信號的任何部分或周期性信號的總體狀態可以表示左心房壓力並提供有關心臟狀態的診斷信息。例如，上述a、c、v波以及x、x』和y下降支與機械事件(例如心臟瓣膜關閉和開放)相關。這些因素中的任何一個可以產生有關心臟狀態的有用信息。每個離散因素代表一個表示左心房壓力的獨立信號。總體狀態(例如算術平均左心房壓力)也代表了一個表示左心房壓力的信號。本領域技術人員應該意識到，存在左心房壓力的有價值指標的附加離散因素和總體狀態。有優勢的是，左心房壓力的這些組成部分相互相關，因此不必補償大氣壓力，也不會受大多數壓力變換器固有的失調漂移(offset drift)影響。
在一種實施方式中，監測左心房a、c和v波的相對高度和/或形狀，以檢測和診斷心血管疾病嚴重性的變化。此信息允許在CHF惡化症狀之間進行鑑別，由於容量超負荷對損害的左心室泵功能(例如降低左心室的順應性，或急性二尖瓣返流)，從而允許合適地針對治療。例如，淨容量超載通常表明平均左心房壓力漸進性升高，並通常響應於液體的去除，液體去除是通過服用利尿藥、利鈉鈦或被稱為血液超濾的侵入性技術實現的。在不縮短房室(AV)延遲或二尖瓣狹窄的情況下，當a波增加時，診斷為左心室順應性降低。順應性急劇降低可表示左心室(LV)缺血，而順應性慢性降低可表示LV壁增厚，即所謂的「肥大」。前者可以對硝酸酯或冠狀動脈介入起反應，而後者可以對β受體拮抗藥或鈣離子拮抗藥，或化學隔膜消融(chemical septal ablation)起反應。v波幅度增加並與c波融合產生的cv波通常表示急性二尖瓣返流。這能是因為瓣膜或其支撐設備的突發機械性衰竭，或者可能是因為急性冠脈綜合症的一部分的支撐毛細血管肌肉的急性缺血。突發機械性衰竭需要手術修復或替換，而缺血則需要抗缺血藥物(例如硝酸甘油)或冠狀動脈介入(例如血管成形術或旁路手術)。圖6A-圖6C列舉了根據心臟壓力追蹤得到的這些和其它參數，並對它們進行了說明，以協助心血管病狀的診斷。
在另一種實施方式中，通過分析LAP波形來檢測心房纖顫和心房撲動。在另一種實施方式中，對LAP與時間信號進行了波譜分析。
i.絕對壓力的測量在一種實施方式中，提供了一種測量肌體內某個位置絕對壓力的設備。在一種實施方式中，如上所述，該設備包括一個變換器/通信模塊，用於進行測量並將測量值傳送至另一裝置。該變換器/通信模塊可包括適於測量壓力、以及(如本領域技術人員所公知的)溫度或其它生理參數的變換器或傳感器。在一種實施方式中，該變換器/通信模塊測量的是絕對壓力。在另一種實施方式中，該變換器/通信模塊測量的是肌體內一個位置與該被植入的變換器/通信模塊內的參照壓力之間的壓力差。
ii.相對壓力(表壓)的測量在一種實施方式中，該系統包含必要的組件以獲得表示相對於大氣壓力的壓力信號。如上文所述，提供一個用於測量肌體內某個位置處絕對壓力的被植入的設備，其進一步將該信息作為模擬信號或數位訊號傳送給體外信號分析儀/通信裝置。體外信號分析儀/通信裝置進一步包括一個第二壓力變換器，其被設計為測量大氣壓力(大氣壓力)。體外信號分析儀/通信裝置利用來自被植入模塊的絕對壓力和大氣壓力進行計算，獲得相對於大氣壓力的體內壓力，即肌體內所述位置處的絕對壓力與肌體外的絕對大氣壓力之間的差。對本領域的技術人員而言公知的是，這種壓力(也被稱為表壓)是生理上最相關的壓力測量值。
在一種實施方式中，僅當體外分析儀/通信裝置查詢被植入的設備時才進行表壓測量，有利地確保了當時的和患者位置處的大氣壓力是有效的，並且與體內絕對壓力讀數正確匹配。不匹配的體內壓力和大氣壓力讀數將導致表壓測量值不正確或無用，這對本領域技術人員而言是很明顯的。在本實施方式中，僅當體外分析儀/通信裝置實際存在時才進行體內絕對測量。在一種實施方式中，這是通過讓體外裝置向植入模塊提供工作功率以進行測量來實現的。在另一種實施方式中，其實現需要在體外模塊和植入式模塊之間存在近程RF鏈路(立刻在測量之前，和/或在測量之後，和/或在測量期間)。該被植入的模塊可以包括所有的內部電源(例如電池)，或其可以經皮提供功率，這是通過連接於該模塊的被植入金屬線圈中射頻電流的感應，對體內功率存儲裝置(例如電容器)充電來實現的。
壓力傳感器的其它布局對本領域技術人員而言是明顯的。該變換器/通信模塊可包括其它類型的傳感裝置。在一種實施方式中，除了被植入的壓力傳感器之外，還提供了心電圖儀和溫度傳感器。
iii.測量壓力差在另一種實施方式中，提供了一種測量壓力差的設備。在一種實施方式中，該設備包括一個變換器/通信模塊，用於進行測量並向另一裝置(例如處理器或患者諮詢模塊)傳送測量值。該變換器/通信模塊可包括變換器或傳感器(這些術語本文中是同義的)，適於測量本領域技術人員公知的壓力、溫度或其它生理參數。在一種實施方式中，該變換器/通信模塊所測量的壓力差包括體內兩個位置之間的壓力差。例如，該變換器/通信模塊測量動脈內血液的流體壓力和胸內壓力之間的差，其是穿過動脈壁檢測得到的。在另一種實施方式中，該變換器/通信模塊測量心臟左心房和右心房之間的流體壓力差，這是通過一個模塊檢測的。
在一種實施方式中，該變換器/通信模塊包括多個壓力感測膜，每個膜具有一個外表面和一個內表面。在一種實施方式中，該模塊中具有兩個壓力感測膜，以致當該裝置被植入(例如植入在心房隔膜中)時，一個壓力感測膜的外表面與左心房的血液接觸，另一個壓力感測膜表面與右心房的血液接觸。兩個壓力感測膜的內表面均暴露在該裝置內的相同內部空間中。每個膜具有一個相關的應變計，每個應變計所產生的信號表示相應膜的外表面和內表面之間的壓力差。由於兩個膜共享內部空間，它們內表面上的壓力是相等的。因此，從一個變換器壓力減去另一變換器壓力而得到的壓力差與參照右心房壓力的左心房壓力是成比例。通過讓患者進行瓦耳薩爾瓦動作，可以確定該差動變換器的基線偏移校正，這在Eigler等人的美國專利公開號20040019285 A1中被公開，在此將該專利以引用方式併入本文。
在一種實施方式中，該模塊包含必要的組件，以從變換器獲得表示壓力差的信號，並將此信息或作為表示病狀(例如充血性心力衰竭)嚴重性的模擬信號或作為數位訊號傳遞給體外信號分析儀/通信裝置。被植入的模塊可包含一個體外電源(例如電池)，或者可以經皮對其提供功率，這是通過連接於該模塊的被植入金屬線圈中射頻電流的感應，對體內功率存儲裝置(例如電容器)充電來實現的。
b.表示左心房壓力的其它測量值在一種實施方式中，肺動脈舒張壓(PADP)是根據右心室壓力波形的分析來估計的，如Carney在美國專利號5,386,040中所描述的，在此將該專利以引用方式併入本文。在一種實施方式中，壓力模塊被放在右心室中。在另一種實施方式中，壓力模塊被放在右心房或肺動脈中。本領域技術人員公知的是，在一些情況下，PADP約等於肺動脈楔壓(PCWP)，其是臨床上有用的平均左心房壓力測量值。因此，右心室壓力波形提供了表示左心房壓力的信號。已經顯示，右心室末期舒張壓、右心房壓力和中央靜脈壓與LAP或PCWP是線性相關的，而且斜率小於1.0，這也就是說，它們通常低估LAP/PCWP。因此，這些右側心臟壓力的反線性變換將產生表示LAP的壓力。類似地，對閉塞通氣口中強行呼氣(稱為瓦耳薩爾瓦動作)的動脈血壓響應是與PCWP線性相關的(如Finkelstein在美國專利號4,899,758中所描述的，在此將該專利以引用方式併入本文)，並且因此也就表示了LAP。
在幾種實施方式中，利用非壓力生理信號來表示左心房壓力。在大多數情況下，這些非壓力生理信號通過直接的數學關係與左心房壓力相關。例如，對於左心房和容積的周期性信號，可以利用一種周期性壓力容積關係。壓力-積關係的一個公知示例發生在心房舒張期間，在該期間，被稱為舒張順應性的ΔV/ΔP通常是穩定的。因此，特定的左心房容積，橫截面積或指示該容積的任何尺寸，也是表示左心房壓力的信號，而且能夠測量左心房尺寸或面積的傳感器可以被用於測量左心房壓力。因此，在本發明的一種實施方式中，提供一個或多個傳感器，直接或間接地感測了下列一個或多個生理參數左心房尺寸，橫截面積和/或容積；左心室尺寸，橫截面積或容積；左心房位置；心腔壁速度和/或加速度。
能夠測量這種尺寸或面積的傳感器的實施例包括但不限於，以M模式、2維或3維模式工作的心內超聲成像系統，以及成對的超聲晶體。本領域中公知的是，可以用超聲測量心腔尺寸或橫截面積和估計體積，例如Kojima(美國專利號4,109,644)和Hemmingsson(美國專利號6,421,565)所述，在此將這兩篇專利以引用方式併入本文。這種超聲系統可以有附加的診斷價值，即都卜勒分析可以檢測例如由於二尖瓣返流造成的心房流動方式的變化。
電阻變化可以表示心腔尺寸的變化也是本領域中公知的。Alt(美國專利號5,003,976)描述了適於用在本發明一種實施方式中的生理傳感器的示例，在此將該專利以引用方式併入本文。Alt描述了如何利用對兩個心內電極之間的電阻進行分析來確定心腔容積的變化，如上所述，在一些情況下，該變化表示了心腔壓力的變化，因此根據本發明，可以利用它拉檢測惡化心力衰竭和指導治療。
根據上面的描述，本發明的一種實施方式包括一個生理信號檢測傳感器組，其可被描述為{SiLAV，S2，……Sn}，其中SiLAV是一個表示左心房容積的傳感器；{SiLAA，S2，……Sn}，其中SiLAA是一個表示左心房橫截面積的傳感器；{SiLAD，S2，……Sn}，其中SiLAD是一個表示左心房尺寸的傳感器；其中所有組中的第一個傳感器用於檢測表示左心房壓力的信號。該裝置的被植入部分中的附加傳感器可以包括用於任何其它生理信號的檢測器。例如{SiLAP，SiLAD，SiECG，SiCT，SiO2，……Sn}，其中帶有下標iECG，SiCT，SiO2的傳感器分別是表示心電圖、體核溫度和氧飽和度的檢測器或信號。本領域技術人員應該理解的是，根據本發明的各種實施方式，有許多可以應用的傳感器構造和傳感器類型。
在本發明的一種實施方式中，多個生理傳感器被包含在一個單一組件中。在另一種實施方式中，多個組件是空間分布式的。一些組件可以在體外放置特定的傳感器。例如，在一種實施方式中，信號檢測傳感器組件P1，P2和P3可以位於體內或體外，並且由下列組構成P1＝{SiLAP，SiCT}，其位於內部心房隔膜中；P2＝{SiECG}，其位於上腔靜脈中；和P1＝{SiABP}，其中iABP是表示動脈血壓的信號。
本領域技術人員應該理解的是，本發明的幾種實施方式包括檢測表示左心房壓力的各種信號。這些信號包括但不限於LAP的a、c、v、x、x』和y，平均LAP，LAP的呼吸部分，LAP的總心臟部分，和頻率之間的過濾LAP。在幾種實施方式中，應用非LAP信號。這些非LAP信號包括但不限於，檢測左心房尺寸，左心房橫截面積，左心房容積，左心室容積，心房纖顫，心房撲動，呼吸換氣量，呼吸率，體重變化，血壓或血壓的變化，體核溫度，氧飽和度，氧分壓，心輸出量，LA至RA溫度差，肺聲信號和EEG。
本領域技術人員應該理解的是，根據本發明的各種實施方式，可以利用多種結構的傳感器和傳感器組件及位置。
c.其它血壓信號在另一種實施方式中，一個或多個生理傳感器對中央靜脈血壓進行測量。
在本發明的一種實施方式中，一個或多個生理傳感器測量外周動脈血壓。Finkelstein(美國專利4,899,758號)描述了分析外周動脈血壓，以獲得表示充血性心力衰竭的參數，在此將該專利以引用方式併入本文。在一種這樣的實施方式中，外周動脈血壓傳感器可以是縛帶血壓計，而患者的收縮壓和舒張壓被用戶輸入信號處理設備，在進一步的實施方式中，通過與信號處理器的直接信號通信來發送血壓。
d.其它生理參數在一種實施方式中，心內心電圖(稱為IECG)在一個或多個位置被感測。在進一步的實施方式中，處理IECG以獲得一個或多個醫療上有用的參數。這些參數包括但不限於，心率，心房去極化和心室去極化的時間，心房去極化和心室去極化之間的時間間隔(本領域中稱為A-V間隔)，心室去極化的持續時間(本領域中稱為Q-T間隔)，ST段變化以檢測急性缺血，和光譜分析以檢測t波改變(威脅生命的心律失常的已知預兆)，所有這些對於本領域的技術人員是公知的。
在一種實施方式中，這些生理傳感器中的一個是測量體核溫度的溫度計，如上所述。
在本發明的一種實施方式中，都卜勒超聲所提供的信號與超聲探針和產生超聲回波的結構(例如心臟腔壁)的相對速度成比例。可以對速度信號求微分從而獲得加速度，這是本領域技術人員所公知的。相反地，植入式加速度計是本領域中公知的傳感器，其所提供的信號與被植入的傳感器的加速度成比例。可以對加速度信號進行積分，從而獲得速度加上一個任意恆速度(arbitrary constant velocity)。因為已知體內任何結構的平均速度，其相對於身體必然是零，因此可以確定任意恆速度，而且相對速度信號可以唯一地從加速度信號中恢復得到。因此，心臟結構的速度和加速度的測量本質上是相同的，一個參數來自於另一個。本領域公知的是，可以對速度信號進行積分，從而獲得一個位置或位移信號加上一個任意恆位移(arbitrary constantdisplacement)。因此，根據心臟中某個結構或腔室壁的速度信號或加速度信號，可以分別得到該結構的運動和位移，或心臟腔室尺寸的變化範圍。
Vallana和Garberoclio(美國專利號5,454,838，在此以引用方式將其併入本文)公開了，速度或加速度信號的分量表示了心臟活動的各個方面，例如二尖瓣開放，二尖瓣關閉，主動脈瓣開放，主動脈瓣關閉，心室射血量，心房收縮期間的心室快速灌注和心室延遲灌注，和心臟流速。由於心臟活動的這些方面可以表示患者情況的變化，並且可以對患者處方的變化作出響應，因此它們落入預期要用於本發明實施方式的參數的範圍內。
在本發明的另一種實施方式中，一個生理傳感器測量呼吸換氣量，呼吸率，肺聲信號，和/或胸部電阻。
在本發明的另一種實施方式中，這些生理傳感器中的一個測量總體重。在一種實施方式中，該傳感器是秤。在另一種實施方式中，患者的重量被用戶輸入信號處理設備。在另一種實施方式中，該重量傳感器是秤，該秤將表示患者重量的信號傳遞給信號處理設備而不需用戶輸入數值。Lloyd等人(美國專利號6,080,106)描述了適於用在本發明實施方式中的數字秤，在此將該專利以引用方式併入本文。
在又一種實施方式中，一個或多個傳感器測量氧飽和度；左心腔室、右心腔室、左右兩側心腔室，或臨近的大血管中的氧分壓；或心輸出量。
5.信號處理設備在一種實施方式中，本發明的信號處理設備接收一個或多個傳感器的信號，並將它們和與患者醫治有關的存儲參數一起處理。在一種實施方式中，這種處理的結果是一個信號，其表示患者或直接的個人護理者可以採用以儘可能地管理或糾正患者狀態的合適的治療措施或處理過程。在一種實施方式中，信號處理設備位於患者的身體之外。在一種實施方式中，來自一個或多個永久性植入生理傳感器的信號將由體外的信號處理設備通過無線遙測技術接收。在一種實施方式中，在信號被傳送給信號處理設備之前，可在一個或多個獨立傳感器裝置中進行某種信號處理。在一種實施方式中，信號處理設備接收的一個信號是LAP時間波形(LAP versus time waveform)，其是以超過20Hz的頻率在持續幾個呼吸周期的時間內(例如但不限於，10至30秒)採樣的。在一種實施方式中，信號處理設備也接收來自溫度傳感器的信號，溫度傳感器位於與LAP傳感器基本相同的位置，並將利用該溫度對LAP信號進行溫度補償校正，這是利用信號處理設備中存儲的校準數據進行的。在一種實施方式中，處理器也接收室溫和大氣壓力，進行溫度補償，並從LAP減去大氣壓力以得到相對LAP或「表壓」LAP。在一種實施方式中，隨後，信號處理設備從相對LAP時間波形，計算平均LAP。在一種實施方式中，信號處理設備隨後比較平均LAP和平均LAP的患者特定處理範圍，其已經被患者的醫生編程進入信號處理設備。在一種實施方式中，對於每一患者特定程序化治療範圍，患者的醫生在信號處理設備中存儲了合適治療方法的指示，或患者可以採用以儘可能地管理或糾正患者狀態的行為指示。然後，表示醫生處方治療行為的信號被傳送到患者發信號裝置，所述治療行為對應於測量生理參數所落入的患者特定範圍。
在本發明的另一種實施方式中，信號處理設備基本上被永久地植入體內，例如植入在與所述一個或多個生理傳感器相同或不同的位置處。在一種實施方式中，傳感器可以藉助於一個或多個連接引線，與信號處理設備進行信號通信，所述引線可攜帶電、光學、水壓、超聲或其它形式的信號能。引線的長度可以不同，可以長達和超過約100cm。在另一種實施方式中，傳感器可以與信號處理設備進行無線通信。所述引線可被耦合到用於無線傳送的天線或者附加的植入信號處理或存儲設備。
6.信號的解釋在本發明的一種實施方式中，患者的診斷是基於對一個或多個傳感器產生的信號的解釋。例如，一個表示平均右心房壓力較低的信號可能表示血容量過低或所述變換器被不適當設置為零。根據本發明的各種實施方式，圖6A-圖6C提供了其它示例，通過這些示例，信號可以被解釋以協助診斷，預防和治療心血管疾病。
根據本發明的各種實施方式，本領域技術人員應該理解的是，可以利用其它的解釋。進一步地，本領域技術人員應該理解的是，本發明幾種實施方式中測量的各種生理參數的正常範圍，可以在心臟病課本或參考書中找到。此外，通過確定起始基線值和將這些基線數值和所需較晚時間產生的數值相比較，以比較相同患者的患者參數，是有用的。這在確定疾病的進展和對治療的反應中是特別有用的。
在幾種實施方式中，還可利用除左心房壓力傳感器之外的傳感器。附加的傳感器提供進一步精確診斷模式，可以在心血管疾病惡化的不同潛在原因中進行鑑別，並且隨後根據任何特定發病情況的特定原因，發出合適的治療信號。
例如，左心房壓力增加通常是由不正確地服用藥物、患者的非依從性、或飲食不當(例如鹽堆積)引起的。通過改變患者的藥物方案(類似於上文所述的)，這些原因通常會被很好地處理。然而，也存在其它左心房壓力增加的原因，這些原因雖不常見但也絕不罕見，它們需要不同的處理以便進行適當的治療。例如，一個這樣的潛在原因是心律失常，特別是帶有快速心室反應的心房纖顫。其它心律失常也可能有助於惡化心力衰竭。一個系統，其除了左心房壓力傳感器之外還包括ECG電極，該系統能夠診斷心律失常並確定心律失常是否在左心房壓力增加之前或之後到來。根據該裝置的程序設置(如患者的醫生所指定的)，能夠發出具體的治療方案，其適於處理這類與特定不利事件有關的具體原因和情況。在應用附加生理信號的另一個示例中，將鑑別惡化CHF引起的肺充血和呼吸感染引起的肺充血。在進一步的實施方式中，將核心體溫和左心房壓力一起使用，以允許較早地檢測出與感染有關的發熱。公知的是，在與感染性肺充血有關的發熱出現之前數小時至數天，體核溫度通常會升高。在一種實施方式中，在存在穩定的左心房壓力時，體核溫度增加將引發一個消息給患者，儘管有充血增加的症狀，但並不增加口服利尿劑的劑量，並應向醫生諮詢。
7.患者發信號裝置在一種實施方式中，信號處理設備和患者發信號裝置被永久性植入，並利用至少兩個不同的刺激(例如不同的振動順序，聲學信號或患者可以察覺的輕度電擊)，向患者發信號。
根據本發明的一種實施方式，一個或多個生理傳感器被植入肌體中，而信號處理設備和患者發信號裝置則位於體外，並通過穿過患者皮膚的無線遙測來傳送表示生理參數的信號。在一種實施方式中，體外遙測系統與信號處理設備和患者發信號裝置組合。在一種實施方式中，手持式個人數字助理(PDA)，例如PALM PILOTS(Palm Computing，Inc.)和/或HANDSPRING VISORS(Handspring，Inc.)，被用於所述的信號處理和患者發信號裝置。在一種實施方式中，向患者發信號是利用聲音、文本和/或圖像來完成的。
B.與其它裝置的組合對於本領域技術人員而言明顯的是，受益於本發明各種實施方式的許多患者，也將受益於植入式CRM設備(例如心臟起博器)。在一種實施方式中，本發明與植入式CRM設備發生器組合。在一種實施方式中，其上設置有生理傳感器的柔性引線也充當了植入式節律管理設備的傳感或起博引線。在此情況下，引線中的導體就被用於EKG傳感、向生理傳感器提供功率、生理傳感器的數據通信、以及協調刺激。
在另一種實施方式中，本發明在功能上與另一種植入式裝置(例如起博器或除纖顫器)集成。在本發明的一種實施方式中，集成設備將利用本發明產生的表示生理狀態的一個或多個參數，來控制它的治療功能，如下文所述。
在又一種實施方式中，獨立裝置的傳感器和引線可以被不修改地連接到上文所述的皮下線圈天線，或連接到下文所述的含有電池電源和其它組件的組合式CRM發生器殼體。在一種實施方式中，通過用植入式CRM設備來代替線圈天線組件，可以在永久植入後對該裝置進行升級。
1.與心律管理(CRM)設備組合如本領域技術人員所公知的，上述可能受益於本發明幾種實施方式的許多患者也很可能受益於用於治療CHF中的心動過速或心動過緩的植入式CRM設備。這種CRM設備的示例包括單腔或雙腔心臟起博器；自動植入式心臟除纖顫器；組合式起博器/除纖顫器；雙心室起博器；以及三腔起博器。，將本發明的各種實施方式與這樣的CRM設備組合在一起對於這些患者是有益的。這種組合將具有下列優勢，兩種系統中的某些組件可以共享，從而降低成本，簡化植入過程，使被植入裝置或引線數目減至最少。如下面將要詳細描述的，在一些實施方式中，與CRM設備的組合包括向包括在本發明幾種實施方式的動態處方中的治療行為中加入起搏和/或除纖顫。
在一種實施方式中，柔性引線還充當了心房隔膜的起搏引線。本領域技術人員(例如心臟病學者)將認識到，起搏心房隔膜將為患有充血性心力衰竭的患者提供一些好處。在需要節律管理設備(包括心房起搏和血液動力學監測/治療設備等)的患者中，這些好處可以包括對左心房/左心室同步的更直接的控制，抑制心房纖顫，並且減少了一根需要插入患者體內引線。
本領域技術人員也將知道，除了心房之外，按合適的順序起搏多腔位點(multichamber sites)，例如右心室和左心室側壁的組合或單獨的左心室側壁，由於增加了左心室收縮的同步性，因此對於患有充血性心力衰竭的患者具有特殊的好處。圖20說明了本發明的一種實施方式，其中柔性引線10末端的傳感器組件15是穿過患者心臟33的心房隔膜41而植入的。傳感器組件15包括至少一個傳感器155。傳感器組件15測量左心房壓力，並且也充當CRM裝置159的心房隔膜起搏電極，其可被定位於所植入的殼體7內。第二柔性引線160通過右心房放置進入右心室37。如圖所示，每根引線的中性電極14分別靠近相應的遠側電極，儘管本領域的技術人員將認識到，可以去掉其中某一個。殼體7中包含有CRM裝置159和生理監測系統的組件，在一種實施方式中，CRM裝置159包括用於起搏心臟33的電池和電子電路。在一種實施方式中，殼體7也包括一個信號處理器157。對於本領域技術人員而言清楚的是，可以利用各種配置來組合這種組合式裝置的CRM159和生理監測功能，其示例將在下文描述。
在一種實施方式中，殼體7包括一個線圈天線161，其將來自傳感器組件15的一個或多個生理信號傳遞給體外患者諮詢模塊5。在一種實施方式中，體外患者諮詢模塊6包括遙測模塊164和天線162，用於測量大氣壓力的氣壓計，和信號處理/患者發信號裝置166，如上面參考圖5所描述。
在一種實施方式中，各種組件被裝在植入式CRM裝置159的植入式殼體中，包括但不限於電源、信號處理設備157、遙測設備或患者警報器。或者在另一種實施方式中，CRM 159的組件可以和其它植入式裝置共享，如上文所述的治療充血性心力衰竭的設備。可以被共享的組件包括但不限於電源、遙測模塊、數據存儲器等。例如，上述用於治療充血性心力衰竭的任何設備的柔性生理傳感器引線，可以被用作CRM159的起搏引線。在另一種實施方式中，提供了獨立的起搏器引線和傳感引線在本發明的一種實施方式中，治療充血性心力衰竭的設備的組件被CRM設備159共享，共享方式為，當共享組件時，兩個系統基本上是獨立運行。在一種實施方式中，植入式CRM設備發生器具有一個殼體，該殼體也充當用於上面詳細描述的設備的至少一些組件的殼體。在進一步的實施方式中，CRM設備159的能量供應，典型地包括長壽命電池和功率管理電路，也為治療充血性心力衰竭設備的一個或多個組件提供功率。在又一種實施方式中，將圖1、圖2和圖4中設備的傳感器連接到一個共享的殼體/發生器的一根或多根柔性引線，被耦合到CRM設備159的傳感和/或起搏電極。
在一種實施方式中，耦合到上述的生理傳感器(例如壓力變換器)的一個或多個獨立引線，也被耦合到CRM裝置159。在此實施方式中，CRM裝置159與上述植入式心臟監測設備的組件共享其發生器，但是CRM裝置159引線與生理傳感器引線是分離的。在另一種實施方式中，壓力傳感器引線可以和起搏引線合併，例如Pohndorf(美國專利號4,967,755)或Lubin(美國專利號5,324,326)所描述的，在此將該專利以引用方式併入本文。
a.傳感器和起搏引線的集成在本發明的一種實施方式中，提供了系統和方法，用於組合CRM設備、植入式心臟監測器和患者通信裝置。
該系統通過單一的起搏/傳感引線提供了如下功能(1)向生理測量模塊提供功率；(2)提供用於心房起搏和傳感的信號；(3)提供生理傳感器組件的程序；和(4)將來自(一個或多個)生理傳感器組件的測量數據提供到監測器/除纖顫器，由患者、醫生或其它護理者通過患者發信號模塊立即使用或延遲使用。可以加入附加的起搏和/或傳感引線。
在一種實施方式中，一個體外遙測裝置(例如上面參考圖4或圖5所述的)被用來與CRM/心臟監測系統通信，並查詢該CRM/心臟監測系統。體外裝置參照醫生處方分析數據，並隨後指示患者，他或她應該採用哪種藥物和何種劑量的藥物或其它行為。在一種實施方式中，也向CRM系統中的邏輯部件提供數據，用於改進起搏或除纖顫治療。
例如，在一種實施方式中，左心房腔的壓力波形包括有關調整房室雙腔或房室三腔起搏的信息，用於最佳化左心房和左心室機械收縮的同步性。圖21示出了起搏器自動控制左心房(LA)和左心室(LV)之間最佳延遲之所以困難的原因。傳統CRM系統可以感測的電子房室延遲(AV延遲)，可以基本上不同於機械AV延遲，機械AV延遲是傳統CRM系統不能感測的，但它是最佳化心臟功能的相關間隔。電子AV延遲和機械AV延遲之間的關係取決於幾種難以測量的變量，其中包括心房內傳導時間，亞AV電極/HIS束傳導延遲，心房和心室的容積/壓力預負荷和心室收縮性，這心臟病學者和電生理學學者是公知的。機械AV延遲在臨床上是重要的，因為如果延遲太長，通常大於250毫秒，則心房收縮對左心室不具有有效的增壓/增容起動效應，因此相反地影響LV收縮性，心搏量和心輸出量。如果機械AV延遲太短，通常少於120毫秒，心房收縮相對於已閉合的或閉合中的二尖瓣而發生，也相反地影響心房排空，和LV泵的壓力/容積升高。太長和太短的LA-LV機械延遲可以通過進一步升高LA壓力，潛在地惡化心力衰竭。這些情況以下列方式從LA壓力追蹤中可潛在地引發的。過長的LA-LV延遲將說明LA壓力「v」波相對於「a」波的幅度增加和「x」降支加大。過短的LA-LV機械延遲可以從LA壓力波形直接測量，作為從LA壓力「a」波表示的LA收縮起始至「c」波表示的二尖瓣關閉的間隔。在一種實施方式中，通過反饋控制系統或算法，利用測量的機械AV延遲調整電子AV延遲，以得到預設的理想AV延遲，或者通過最小化LV平均壓力來實施。在另一種實施方式中，左心房壓力變換器的頻率響應足夠高，以致能夠檢測二尖瓣閉合的或其它心血管的能產生現象的聲能或聲音。這些頻率對心音描記法領域的技術人員是公知的。在一種實施方式中，這允許對AV機械延遲或用於調節起搏和/或其它治療方法的其它機械間隔進行更精確的定時。在另一種實施方式中，提供了一個包括心內擴音器的傳感器。在一種實施方式中，該傳感器的採樣率足以捕捉所需的聲學波形，包括但不限於200Hz或2000Hz等。
在LA壓力波形中還存在其它特徵，可以用來修改起搏參數例如備用心房起搏速率(backup atrial pacing rate)和速率響應算法，這對於本領域技術人員是明顯的。例如，為了增加心輸出量，並潛在地降低左心房壓力，可以將休息心率從患者處於補償性心力衰竭時(平均LAP＜16-20mmHg)的、範圍為每分鐘60至70次心跳的、典型備用心房起搏速率，增加至患者處於LAP增加的代償失調時的較快備用心率。相似地，可以利用平均左心房壓力修改速率響應算法，這通常是基於活動性，分鐘通氣量或其它生理參數，以使速率響應對於充血性心力衰竭也是特異的。
在另一種實施方式中，信號處理器、動態處方和患者發信號裝置完全包含在被植入的CRM設備殼體中。從植入的裝置中向患者發信號的幾種方法是本領域中公知的，包括使用輕度電刺激(例如，美國專利號4,140,131，4,619,653和5,076,272)，或可以聽見的聲音(例如，美國專利號4,345,603和4,488,555)，包括可以理解的語音(例如，美國專利號6,247,474)，在此以引用方式將這些專利併入本文。
在另一種實施方式中，壓力或其它生理參數的測量值可以與起搏信號多路復用(如下面更詳細描述)，以使壓力傳感和遙測在起搏信號之間發生，例如Barcel(美國專利號5,275,171)或Weijand等人(美國專利號5,843,135)所公開，在此將這兩篇專利以引用方式併入本文。
在一種實施方式中，壓力傳感器電子裝置被集成到植入心臟的微型氣密密封傳感器組件中，從而使傳感器和CRM設備發生器殼體之間的引線所需的導體數目減至最小。在此實施方式中，壓力傳感器引線也可以被用於起搏，傳感器組件或其部分被用來包含CRM設備的電極中的一個。此外，在一種實施方式中，一些起搏電子裝置被集成在植入心臟內的傳感器組件中。這具有引線導體與起搏電極隔離的優勢，例如當患者處於磁共振成像儀的快速變化的強磁場中時，提供了對感應電流的抗擾性。
在臨床應用中，傳統的心臟起搏器在起搏器發生器和心臟之間的引線上使用模擬電壓進行起搏、傳感和生理測量。這樣，特別地，傳感信號會遭受噪聲影響，該噪聲是由於肌肉運動、射頻(RF)幹擾以及生理和電傳感信號之間的潛在串擾而產生的。由於磁共振成像(MRI)掃描儀中所用的RF能的原因，攜帶模擬信號的引線導體起到了RF噪音和感應電壓天線的作用。傳感導體上的RF噪音可能會引起錯誤的起搏，即使帶有通常用於起搏器傳感系統的複雜濾波算法。RF和變化磁場所感應的電壓是MRI掃描不適於利用植入式心臟起搏器來治療患者的主要原因。
在一種實施方式中，提供了一個起搏器，其中生成起搏波輸出和用於感測ECG的電子裝置在起搏電極位置處被集成在一個傳感器組件中，該起搏電極通常被植入在心臟中。這使得引線導體基本上與起搏電極隔離，從而提供了對感應電流的抗擾性，例如患者處於磁共振成像儀的快速變化的強磁場中。引線可以合併一個或多個傳感器而不需要附加的引線導體。
在一種實施方式中，近測殼體(例如植入在肩部附近的殼體)中的電子裝置的操作電壓低於起搏所需的電壓，因此，其是利用較小特徵尺寸的CMOS技術製成的。這允許較小的組件或封裝和較低的功耗。遠側起搏器組件(例如位於心臟中的起搏器組件)，是利用較大特徵尺寸的CMOS技術製成的，以處理較高的起搏電壓(Vpace)。
在一種實施方式中，該系統允許在心臟中處理傳感信號，從而消除了引線導體中採集噪音的風險。提供了獨立的傳感電極和起搏電極，而未附加引線導體。這允許傳感電極和起搏電極被獨立地優化。起搏電極的面積優選較小，以使起搏所需的電壓減至最小，而傳感電極的面積優選較大，以使電阻減至最小。
現在參考圖22和圖23，示出了傳感器組件200的兩種實施方式，其中包括獨立的傳感電極202和起搏電極204。在圖22的實施方式中，傳感電極202位於傳感器組件200的近側部分或節段208，而起搏電極204位於該組件的遠側部分或節段210。傳感電極202和起搏電極204通過絕緣節段或環206電隔離。在一種實施方式中，絕緣環206是圓柱形陶瓷節段，傳感器組件200的金屬近側和遠側節段208和210氣密地固定於絕緣環206。氣密加固可以利用本領域技術人員公知的方法實現，例如蒸燜(braising)。
在一種實施方式中，通過利用絕緣材料塗覆金屬遠側節段210的選定區域，以降低起搏電極204的表面面積。在一種實施方式中，絕緣材料是粘著力強的薄塗層，例如聚對二甲苯。在塗覆之前，可以掩蓋一個或多個選定的小區域，以提供一個或多個導電的起搏電極204。在一種實施方式中，起搏電極204包括一個環形區域212。在另一種實施方式中，起搏電極204包括遠側固定構件214上的若干區域，以使起搏電流優選施加到隔膜的左心房壁上。在一種實施方式中，起搏電極204包括金屬電極，其被固定在一個或多個遠側固定構件214的尖端。在一種實施方式中，金屬尖端電極是由鉭製成的，鉭具有所需的性質，能夠被製成多孔的高表面面積的材料。正如本領域技術人員所熟悉的，此類材料降低了與生理組織的接觸阻抗。本領域中製造高效起搏電極的其它已知材料包括氮化鈦，以及被稱為「鉑黑」的精細分離的鉑塗層。鉭還具有高x射線密度的性質，這使得固定尖端可在螢光檢測中被顯現出來，以便校驗固定器214的定位和布置情況。
現在參考圖23，在另一種實施方式中，提供了兩個絕緣的陶瓷片段216，218，其將傳感器組件殼體200分成遠側、中間和近側金屬節段220，222和224。在一種實施方式中，遠側和近側金屬節段220和224基本上未塗覆有塗層，並且充當了傳感電極202，而中間金屬節段222包括起搏電極204。在進一步的實施方式中，中間金屬節段204的若干部分上塗覆有諸如聚對二甲苯之類的材料，以產生一個或多個較小面積的起搏電極。
在一種實施方式中，圖22和圖23的起搏電極和傳感電極被電耦合到位於傳感器組件200中的起搏電子裝置上。在另一種實施方式中，傳感器組件的起搏電子裝置被設計為，檢測心臟內的特異電子事件，例如體內電描記圖的p波，這是電生理學、心臟病學和心臟起搏領域中的技術人員所公知的。在一種實施方式中，傳感器組件的起搏電子裝置被進一步配置成，將一個表示所測事件的數位訊號(例如P波的檢測)發送到近側殼體內的起搏電子裝置，如下面進一步所描述的。
在本發明的一種實施方式中，將除纖顫器和植入式心臟監測器(例如上面參考圖1至圖5所述的)組合起來，以通過僅具有兩個導體的、基本上標準的起搏/除纖顫器引線提供下列功能(1)向一個生理最佳劑量計(POD)測量模塊提供功率；(2)為心房和/或心室起搏和傳感提供信號；(3)通過連接到除纖顫器電極的第三引線，提供心房和/或心室除纖顫；(4)提供生理傳感器組件的程序；和(5)將來自生理傳感器組件的測量數據提供到監測器/除纖顫器殼體，以便例如醫生或患者通過患者發信號模塊存儲和恢復。
在一種實施方式中，利用數位訊號提供有效的雙向數據通信，並通過雙線引線進行起搏。在一種實施方式中，數位訊號包括將確定時長的「幀」分成許多不同的子幀間隔，每個子幀具有一個確定的功能，如圖24的脈衝時序圖所示。在一個間隔中，可以提供功率脈衝，以為傳感器/起搏模塊的電源充電。在一種實施方式中，在每幀的第一間隔期間提供一個功率脈衝，以使該功率脈衝定義了一個幀的終點和下一個幀的起點。在一種實施方式中，功率脈衝以精確定時的頻率在發生器模塊中產生，並且此定時被用在傳感器/起搏模塊中以調整體內的RC或電源時鐘，用於更好地同步遠側傳感器/起搏模塊和引線近端的發生器模塊。在一個功率脈衝間隔和下一個間隔之間，可以根據需要定義其它間隔，以便通過引線傳送數據和信號。在一種實施方式中，功率脈衝的振幅或大小與數據脈衝的振幅和大小相同，如圖24所示。然而，在其它實施方式中，功率脈衝的振幅或大小，大於或小於數據脈衝的振幅或大小。在一種實施方式中，功率脈衝的振幅在脈衝之間是不變的，和在另一種實施方式中，功率脈衝的振幅在脈衝之間或在脈衝內是變化的。
在圖24中描述的實施方式中，下兩個間隔用於從CRM模塊發信號至傳感器/起搏模塊。在一種實施方式中，這兩個間隔被稱為「下載間隔」。CRM模塊聲明第一間隔用於命令施加起搏刺激脈衝(例如，A-脈衝觸發器)。CRM模塊聲明第二間隔用於指示，隨後的是在傳感器/起搏模塊的操作模式中產生變化的命令(例如，編程位集(ProgrammingBit set))。下載間隔之後，可以提供「上傳」間隔以將傳感器/起搏模塊的信息傳回發生器模塊。如圖24所示，此信息可以包括一個位，如果被表明，那麼該位將表示一個左心房和/或心室被測事件，和/或測量數據，和/或關於傳感器/起搏模塊當前操作模式的狀態信息。
在一種實施方式中，A-傳感上傳間隔之後的那類數據可以是上傳數據或下載數據，例如，這取決於編程或起搏命令是否被聲明。在圖24的實施方式中，如果在當前幀或前一幀中所述的兩個下載位都未被聲明，那麼傳感器/起搏模塊利用A-傳感間隔之後的時間間隔上傳被測數據，例如壓力、溫度和電描記圖(IEGM)波形數據。為了節約功率，可以在低工作循環下測量壓力、溫度和IEGM數據並將其輸出。如果在當前幀中聲明了編程位，那麼應設置傳感器/起搏模塊，以監聽CRM模塊所發出的編程命令位(programming command bit)。如果在前一幀中設置了A-脈衝觸發器或編程位，那麼傳感器/起搏模塊將會提供表示該命令是否成功的狀態信息。
在一種實施方式中，下載間隔和上傳間隔被細分為含有預定位數的數據字，以便傳遞多個信息塊。例如，下載間隔可由一個跟有一個或多個編程位的起搏命令脈衝組成。上傳間隔可以由一個傳感位組成(如果測量模塊探測到內部心電圖的P波或R波，則設置該傳感位)，而且該傳感位之後跟有預定位數的壓力數據，其後又跟有第二預定位數的溫度數據。所有信號(包括壓力、IEGM和溫度)在某些方式中是「可選的」，不需要全都包括在所有的單個幀中，以便顧及到較短的幀，並顧及到更頻繁的功率供應支持和同步。本領域技術人員應該清楚的是，可以按照相同方式來添加那些來自額外傳感器的數據。在一種實施方式中，增添了一個或多個額外校驗和位，以防止發生數據傳輸錯誤。
在一種實施方式中，上述功率和信號脈衝在CRM模塊和測量模塊之間通過一個雙導體引線攜帶。每個導體均被內連接在兩個模塊中。第一導體也可被連接到「中性」電極，其定義了傳感和起搏的基線電位。在一種實施方式中，低阻抗常規導體(例如DFT引線)延伸於中性電極和測量模塊之間，以防止信號脈衝影響對電描記圖的傳感。在另一種實施方式中，中性電極通過第三導體連接到傳感/起搏模塊。第二導體與身體電絕緣。有優勢的是，該導體的每一末端由外同軸第一導體和殼體物理地包含。為了確保CRM組件處的電絕緣，將一個不帶固定螺釘和密封的彈簧觸點設置在第二計時器導體上，而不是將其按CRM裝置中的常規方式設置在外導體上。在下載間隔中，測量模塊將來自一個或多個功率脈衝的電能存儲起來，並且當從CRM模塊接收到起搏命令時，就向起搏電極施加一個合適的起搏脈衝。重要的是，起搏電極和中性電極之間的距離被大大降低，從而大大降低了磁共振成像(MRI)或電灸過程中的所有感應電壓。在一種實施方式中，例如在下載間隔中，傳感器/起搏模塊將來自一個或多個功率脈衝的電能存儲起來，並且當從CRM模塊接收到起搏命令時，就向起搏電極施加一個合適的起搏脈衝。在一種替換性實施方式中，起搏電壓和/或起搏定時是由傳感器/起搏模塊中的電路提供的，其獨立於CRM模塊。在這兩種實施方式中，傳感器/起搏模塊都可以產生或存儲電能，以便按照CRM模塊所決定的間隔、或者傳感器/起搏/測量模塊中的電路本身所決定的間隔，向起搏電極施加一個合適的起搏脈衝。在另一種實施方式中，通過將合適的命令下載到傳感器/起搏/測量模塊中，通過發生器模塊，利用另一位置的第二數字電極對起搏間隔進行修改或同步。在一種實施方式中，該電路包括本領域技術人員公知的電流和電壓限制特徵，以對外部除纖顫器或植入式除纖顫器的除纖顫器放電提供保護。在一種實施方式中，提供了串連的反向齊納二極體用於除纖顫保護，例如Langer在美國專利號4,440,172中所描述的，在此以引用方式將該專利的內容併入本文。
參考圖25，描述了三種實施方式，以實現一種混合型方案，以便利用同一引線來進行起搏和生理傳感。
在第一種實施方式中，起搏脈衝期間的輸出電壓由CRM設備306提供。或者在另一種實施方式中，輸出電壓存儲電容器和電荷泵由一個包含在心內模塊中的設備320提供。
可以根據至少三種不同的實施方式來進行傳感。在一種實施方式中，電路位於心內模塊320中，並且當檢測到p波時會提供一個數位訊號。在第二種實施方式中，電極328通過提供一個開關322換接到輸出電容器326之前或之後的引線導體324上，而且CRM設備306含有所述傳感電路。在這種實施方式中，可以將引線324預加電到所述電極電壓，以避免在電極328上產生信號。第三種實施方式是前兩種實施方式的結合。在第三種實施方式中，IECG信號被放大器(Amp)330放大，並且施加到引線324上。對於所有這三種選擇，IEGM採樣按照幀順序時分復用的。
在設備320中提供了片上或背靠背的齊納二極體332，從而(在MRI期間)保持較短的RF路徑，以提高抗幹擾能力。
2.從獨立系統升級為組合系統現在參考圖26A，在一種實施方式中，可以將相同的傳感器和引線318用作獨立系統的一部分(例如現在監測系統、壓力監測和反饋系統、HeartPOD、POD，或用於治療充血性心力衰竭的設備，如上所述)或者用作組合系統的一部分，該組合系統包括CRM或自動治療系統。當需求增加時，這種靈活性允許對植入的獨立傳感器進行升級，以包括起搏和/或除纖顫治療而不必植入另外的引線。組合系統也允許用於治療充血性心力衰竭的設備的通信線圈302(如上面參考圖4所述的)被去除，並用CRM 306來替代。而且在一種實施方式中，傳感器電子裝置(在一種實施方式中，其位於植入患者心臟內的遠側傳感器組件中，如圖26B中示意性地說明的)所包括的起搏/傳感電路可與CRM設備一起被用作智能的「數字」電極，如下面所述。
在一種替換性實施方式中包括有一個附加的引線導體，以允許利用起搏和傳感電子裝置操作，所述起搏和傳感電子裝置位於CRM裝置的CRM殼體306中。在一種實施方式中，一個傳感器或傳感器模塊320被耦合到引線318的遠端，其具有近側IS1連接器316，這是本領域技術人員所熟悉的。在一種實施方式中，升級是通過外科手術切開皮下凹穴，從RF線圈天線302或壓力監測及反饋植入模塊中拔除IS1連接器316，並將引線318插入CRM殼體306的IS1埠317來實施的，對此後文將會更加詳細地描述。
在一種實施方式中，包含該傳感器的心內模塊(ICM)是通過一對125kHz(儘管可以應用任何其它合適的頻率)的調諧線圈320和303(獨立型結構)來提供功率，或者是通過被植入的CRM的「功率」脈衝以幀頻率(CRM配置)來提供功率。在該獨立型結構中，利用反射阻抗將來自傳感器的數據遙測發送至患者諮詢模塊(圖中未示出)。也可以利用其它的遙測方案，例如在授予Silvian的美國專利號4,681,111和5,058,581中所公開的，在此將該專利以引用方式併入本文。和心內模塊一起提供的電子裝置所包含的電路將檢測輸入信號是否為125kHz的信號(在一種實施方式中，其可由體外患者諮詢模塊提供)，或者檢測輸入信號是否為處於約50Hz至20kHz之間某個頻率的幀功率脈衝(在一種實施方式中，其可由CRM裝置提供)。在一種實施方式中，所用的幀速率處於約600至約800Hz之間。此自動傳感功能允許此處所述的壓力監測和反饋系統被「升級」。藉此，僅需修改或利用另一個植入組件或模塊來替換一個植入組件或模塊，就可為一個CRM系統(例如起搏器或除纖顫器或其它此類設備)提供附加功能。提供了至少兩種方法用於檢測哪種結構(獨立型或組合型)是可以操作的，如下面參考圖26A-圖26D所述的。一個方法是基於頻率鑑別，另一方法基於幅度鑑別。在兩種情況下，通過整流器300對這些信號進行半波整流，以為傳感器(和起搏/傳感)電子裝置提供功率。如本領域技術人員所認識到的，作為一種替換性方式，也可使用全波整流。圖26C-圖26D中提供了整流器300的兩種實施方式。
在一種實施方式中，在所述的獨立型結構中(例如當不存在CRM306時)，所述的125kHz信號從位於皮下凹穴中的調諧線圈302輸出。125kHz信號被整流，以便為傳感器模塊320的傳感器電子裝置以及用於操作和計時的125kHz時鐘提供DC功率。一個短接的FET(在一種實施方式中，其位於通信模塊304中)被放置跨接在125kHz的輸入上，以提供一個反射阻抗信號，該反射阻抗信號可以被用於遙測傳感器輸出的體外裝置檢測到。在加電之後，FET被禁能，直至POD確定該獨立型結構是可操作的。儘管可以使用全波整流，但在一種實施方式中是使用半波整流。檢測未使用的半個周期是區分兩種操作模式的方法之一。在一種實施方式中，為了節省功率，可以關斷獨立型結構中的起搏和傳感電子裝置的電源。
在一種實施方式中，在CRM結構中，傳感器引線318被連接到CRM設備306，其以固定的幀速率提供了一個功率脈衝、一個觸發信號以及用於改變心內模塊(ICM)中存儲寄存器的設備。對該功率脈衝進行整流，以便為ICM電子裝置提供直流電。用於該獨立型結構中的反射阻抗短接FET在加電時和CRM模式中被禁能。如圖26B所示，利用幀時鐘檢測器308得到輸入DPLL(數字式鎖相環)310的幀時鐘。例如，DPLL 310可包括或者被耦合到一個具有電子式頻率調節器的振蕩器311，其輸出用於ICM電子裝置的操作和定時。該時鐘通過一個時鐘選擇開關314被饋入一個N分頻計數器或位計數器312。位計數器312的輸出端被耦合到DPLL 310的另一個輸入端，DPLL 310的輸出端被連接到振蕩器311的頻率調節器。這提供了一個內部時鐘，其是N倍於幀時鐘並與幀時鐘同步。在該獨立型結構中，N分頻計數器312從125kHz的時鐘分配器313中接收時鐘信號。在另一種實施方式中，利用一種模擬PLL(鎖相環)來代替數字PLL。DPLL 310還提供了一個表示運行模式(頻率鑑別方法)的信號。如果DPLL 310被鎖定在其限值(未同步)，則表示是獨立型操作。在CRM模式中，CRM裝置306在上傳周期中的功率脈衝之間變為高阻抗，從而允許ICM發送(一個或多個)傳感器輸出以及一個起搏感測信號到CRM裝置3(6。在一種實施方式中，幀時鐘檢測器308的輸出也被用來重置振蕩器311和N分頻計數器312。
由於在兩種操作模式之間的物理連接是不同的，因此可選地，用於模式確定的檢測機制可在加電時被鎖存，而且隨後被禁能，以節省功率。
本發明的一種實施方式為標準的IS1接頭316提供了一種新的變型。在傳統的IS1接頭中，對於外部導體通常是採用一個彈簧連接器，而對於內部導體，使用了一個固定螺釘。出於患者安全考慮，獨立型設備的125kHz信號和組合設備的數字功率/信令信號與肌體(特別是心臟)是絕緣的。有優勢的是，在本發明的一種實施方式中，有效導體是同軸引線中的內導體，彈簧連接器被用於IS1接頭的內導體，而固定螺釘用於固定外導體。這確保了，即使在引線損害或固定螺釘的密封漏電的情況下，能夠到達肌體的所有漏電路徑均被公共同軸外導體完全包圍，因此仍然與肌體絕緣。
在一種實施方式中，該系統被設計為以至少兩種不同的結構和至少兩種操作模式工作。第一種模式是「獨立型結構」，第二種模式是「CRM組合」(或「組合結構」)。多結構系統的一個優勢是，其允許設備作為獨立型系統植入用於CHF治療，而以後，如果患者的情況發生變化，利用CRM設備將其升級使用。在組合結構的一種實施方式中，傳感器模塊320充當了用於CRM設備的起搏/傳感電極。
在一種實施方式中，基於該結構存在三種操作模式(1)「加電模式」，其被用來自動檢測獨立型結構或組合結構是否存在。當對傳感器模塊320加電時，進入該模式。如下面通過示例方式所述的，描述了至少兩種替換性方法來檢測該結構。對於本領域技術人員而言，替換性方法是顯而意見的；(2)獨立型結構；和(3)組合結構。
在一種實施方式中，CRM模塊邏輯包括利用傳感器320模塊檢測任意問題的邏輯。如果檢測到任何不可恢復的問題，CRM模塊停止向傳感器模塊320發送功率脈衝，並重新啟動，從而允許進行一個新的加電過程。在另一種實施方式中，重新啟動可能被限制成在醫生監督下進行。
通信塊在一種實施方式中，提供了一個通信塊。在一種實施方式中，通信塊304負責雙向通信。Mode(模式)和PwrUp(加電)輸入限定了裝置如何運行。在一種優選實施方式中，輸入通信(incomingcommunication)對於獨立型結構是由FSK(頻移鍵控)在125kHz載波上傳輸的，而對於組合結構，是由功率脈衝之間的數字命令信號傳輸的。在一種實施方式中，輸出通信(outgoing communication)對於獨立型結構是通過反射阻抗實現的，而對於組合結構，是通過功率脈衝之間的數位訊號實現的。在加電模式期間，禁止了所有的輸出通信。組合結構信號圖描述了RZ代碼。本領域技術人員應該理解的是，根據本發明的幾種實施方式，也可以應用其它解碼方法，例如NRZ(不歸零制)、Manchester(曼徹斯特)等。
電壓檢測器塊在一種實施方式中，提供了一個電壓檢測器塊322。在一種實施方式中，電壓檢測器塊322在加電之後((在加電模式期間))檢測操作結構。在一種實施方式中，僅需在這個短暫的時間內對其提供功率，因而可以被禁能以節約功率。在一種實施方式中，電壓檢測器塊322檢測是否存在高於Vdd的125kHz偏移，這將出現在獨立型結構中，而不會出現在組合結構中。
時鐘檢測器塊在一種實施方式中，提供了一個時鐘檢測器塊308。在一種實施方式中，時鐘檢測器塊308是一個具有兩個閾值的比較器，其根據引線上的信號輸出一個數字時鐘信號。在獨立型結構中，閾值被設置為Vdd，而輸出是一個125kHz方波。在組合結構和加電模式中，閾值被設置為低於Vdd約0.5V(儘管可以使用其它閾值)，而輸出被用來再現幀同步信號，其在組合模式中是功率脈衝，在獨立型結構中是加電期間的125kHz信號。關於0.5V閾值的一個原因是，其使信令脈衝的幅度比功率脈衝的低，因而不會被錯誤地檢測為時鐘脈衝(從而也就減少了功率浪費)。或者，如果DPLL 310和相關計時在上一個信令脈衝和下一個功率脈衝之間提供有一個規定的間隙，那麼中點電源電壓(midpoint supply voltage)可被用作閾值，其具有等幅的功率和信令脈衝。
時鐘分頻器塊(clock divider block)在一種實施方式中，提供了一個時鐘分頻器塊314。在一種實施方式中，此時鐘分頻器塊314對所述125kHz信號進行分頻，從而在獨立型結構中提供一個位時鐘。其在CRM構造中被禁能。
振蕩器塊在一種實施方式中，提供了一個振蕩器塊311。在一種實施方式中，振蕩器塊311包含一個電容器，其從Vss被充電至一個可設定的閾值電壓。達到閾值後，且如果提供了一個重置脈衝，則一個短重置脈衝被提供以使電容器完全放電。該閾值是通過振蕩器控制線來確定的，這些控制線指示使閾值增加或降低一個小的ΔV。在一種替換性實施方式中，該電容器被布置在一個二進位陣列中，而DPLL 310是一個增值/降值計數器。
時鐘選擇塊在一種實施方式中，提供了一個時鐘選擇塊314。在一種實施方式中，對於CRM結構和加電模式期間，時鐘選擇塊314將位時鐘切換到傳感器模塊的內部振蕩器輸出。對於獨立型結構，位時鐘314被切換到125kHz時鐘分頻器的輸出。
位計數器塊在一種實施方式中，提供了一個位計數器塊312。在一種實施方式中，位計數器塊312是一個N分頻計數器，其由CRM結構中加電期間的幀同步信號重置。它為每一幀提供了位定時序列(bittiming sequence)。在獨立型結構中，加電期間，它由125kHz「幀同步」脈衝基本上持續重置。
DPLL塊在一種實施方式中，提供了一個DPLL塊310。在一種實施方式中，DPLL 310提供反饋，以將內部振蕩器的頻率控制為幀同步信號的N倍。在一種實施方式中，它在加電模式期間還通過檢測位計數器312是否被持續重置來確定結構。
整流器塊在一種實施方式中，提供了一個整流器塊300。在圖26C-圖26D中詳細示出了兩種替換性實施方式。在圖26C的實施方式中，Vdd連接於外引線繞組，該外引線繞組連接於中性電極。提供了一個肖特基二極體來保護CMOS，以免被獨立型結構中內部「引線」繞組上的正擺動破壞。或者，可以使用全波整流器。提供了一個獨力的電荷泵和起搏輸出電壓存儲罩(storage cap)，產生和存儲起搏電壓。在第二種整流器實施方式中(如圖26D所示)，在傳感器模塊中省略了電荷泵和存儲罩。而是在「Vdd」和「中性」之間提供了一個MOS開關。該開關是常開開關，但在起搏脈衝期間轉變成關斷狀態，因此，起搏電壓存儲在CRM裝置中並切換輸出到遠側電極。提供了附加電路來處理啟動和充分切換問題。
控制電路塊再次參考圖26B，在一種實施方式中，提供了一個控制電路塊324。在一種實施方式中，控制電路塊324基本上提供運行所需的所有存儲裝置、邏輯和計時。
測量電路塊在一種實施方式中，提供了一個測量電路塊326。在一種實施方式中，測量電路塊326基本上提供了測量壓力、溫度等的所有測量電路。
輸入放大器和過濾器塊(Input Amp Filter Block)在一種實施方式中，提供了一個輸入放大器和過濾器塊328。在一種實施方式中，輸入放大器和過濾器塊包含AC耦合放大器、過濾器和窗口比較器，用於檢測心臟去極化信號(P波和/或R波)。用於這種功能的電路在本領域中是公知的。圖中所示的輸入放大器和過濾器塊328被連接到一個獨立的傳感電極。通常，起搏和傳感電極是相同的，這在本發明中也仍然是可能，僅需將這些點短接在一起即可。有優勢的是，一種實施方式提供了獨立的起搏電極和傳感電極，而不必使用獨立的引線導體和額外的插針。這可使每一電極能夠被獨立地優化。此外，在傳感電極上消除了恢復放電電壓，從而允許對感應P或R波進行傳感，以便獲得確認和/或閾值追蹤。這個好處歸因於，在傳感器模塊中遠程含有起搏和傳感電極。如果採用兩種不同電極，對於該傳感放大器，可能需要附加的除纖顫器保護。這種保護相當容易，因為阻抗非常之高，很容易處理感應電流。
除纖顫保護塊在一種實施方式中，提供了一個除纖顫保護塊330。在一種實施方式中，除纖顫保護塊330由兩個背靠背連接的齊納二極體或本領域公知的其它方法組成。
圖28和圖29中說明了可升級系統的一種實施方式。圖28的系統說明了一種「獨立型」的實施方式，其包括一個植入式殼體400，並利用連接器404將該殼體與耦合到一根植入式引線402。在一種實施方式中，殼體400是前文所述的殼體7。在另一種實施方式中，引線402是前文所述的引線318或引線10。在一種實施方式中，連接器404是前文所述的IS1接頭316、IS1埠317或連接器10。連接器404可以是本領域技術人員公知的、用於連接植入式引線和植入式殼體的任何連接器。
如上面已詳細描述的，引線402連接於傳感器模塊(圖中未示出)。引線402也電連接於中性電極406，如本領域技術人員所公知的。獨立型實施方式的植入式殼體400包括天線408。在一種實施方式中，天線408是上文已詳細描述的天線162或線圈302。天線408可以是本領域技術人員公知的任何金屬線圈，其可以被用於與體外裝置(例如患者諮詢模塊，圖中未示出)進行遙測通信，如上面參考圖4和圖5所詳細描述的。在一種實施方式中，天線408經由連接器404被耦合到引線402，其功能如上文所述。
現參考圖29來描述「組合」單元的一種實施方式。如上所述，在一種實施方式中，當獨立型系統被升級以提供除左心房壓力感測和患者反饋之外的CRM功能時，獨立型系統的殼體可以被換成組合系統的殼體，而且不必提供用於心律調節的附加引線。
如圖29所示，在一種實施方式中，如上所述，組合單元的殼體400經由連接器404耦合到引線402。同樣如上所述，在一種實施方式中，該引線被耦合到中性電極406。在一種實施方式中，組合單元的殼體400與獨立型單元的殼體400或CRM殼體306相同，如上文中已詳細描述的。
組合單元的殼體400包括天線408、電池410、遙測模塊412、通信和功率脈衝模塊414、編程模塊416、和起搏電路418。如上所述，電池410為殼體410中的組件以及傳感器模塊中的組件(圖中未示出)提供功率。遙測模塊412提供了組合單元和患者諮詢模塊(圖中未示出)之間的通信。通信和功率脈衝模塊414控制傳感器模塊(圖中未示出)和殼體400元件之間的通信，而且也控制從電池410至傳感器模塊的功率分配。編程模塊416在該系統上(包括起搏模塊418)提供了編程控制，其根據CRM設備的要求來控制功率脈衝或電刺激的傳輸。
圖29描述了CRM組合結構的一種實施方式。在這種結構中，殼體400包含一個為CRM裝置和傳感器模塊(圖中未示出)提供功率的電池410。通信和功率脈衝電路414經由引線導體402向傳感器提供功率並與其進行通信，在一種實施方式中，這是利用例如參照圖24描述的編碼方案來實現的。通信電路414還對生理傳感器信號(例如壓力信號，a波和/或p波傳感信號)進行解碼，這些信號是經由引線402從傳感器模塊中接收的。通信電路414接收的傳感器信號被傳送到起搏電路418，在此它們被用於確定是否提供、以及何時提供起搏刺激。
在一種實施方式中，起搏電路418通過向通信電路414發出信號，觸發起搏刺激，這對傳感器模塊設置了合適的脈衝觸發位，如上面參考圖24所描述的。在一種實施方式中，在設置了脈衝觸發位、以及命令了傳感器模塊以允許起搏刺激從引線402、經由傳感器模塊電子裝置、到起搏電極之後的預定間隔，起搏電路418釋放起搏刺激至引線402。在另一種實施方式中，當傳感器模塊從通信電路414接收到脈衝觸發位時，起搏刺激從傳感器模塊內的存儲電容器被施加到起搏電極。
在一種實施方式中，利用體外編程設備(圖中未示出)對各種操作模式和參數進行編程，應用遙測系統412使體外編程設備和植入式起搏器經皮通信，遙測系統對程序器的編程命令進行解碼並將它們傳遞至編程電路416。在一種實施方式中，生理傳感器信號(例如但不限於，壓力信號、溫度信號或體內心電圖信號)，從心律電路414中穿過，到達用於遙測的遙測電路412，到達體外患者諮詢模塊，如上面參考圖4描述和說明的患者諮詢模塊。在一種實施方式中，生理傳感器信號也從通信電路414傳輸至程序電路416，其處這些生理傳感器信號至少部分被用於根據患者的情況控制起搏器的操作。
3.自動化治療根據本發明的一種實施方式，治療患者心血管疾病的方法包括，在患者體內植入生理傳感器組件和治療輸送單元(例如，「治療系統」)，操作生理傳感器組件以生成表示生理參數的信號，將表示生理參數的信號傳給信號處理設備，操作信號處理設備以生成表示合適治療措施的信號，並將表示合適治療措施的信號傳達給患者。然後，患者可以對他自己或她自己應用該信號或指令所指示的處方治療措施。在另一種實施方式中，表示合適治療措施的信號被傳輸到自動化治療單元，以產生自動化治療方案。
a.動態處方在一種實施方式中，自動化治療方案是基於程序化的動態處方。此處所用的術語「動態處方」意味著提供給患者的治療信息，包括如何根據患者生理參數的變化改變治療的指示。指示可以由醫生，實施者，藥劑師，護理者，自動伺服器，資料庫等提供。傳遞給患者的信息包括授予患者新的處方和修改患者的藥物劑量和服藥時間表。「動態處方」信息也包括傳遞其傳統意義上不是「處方」的信息，如指示患者上床休息，改變液體攝入量，改變體力活動，改變營養攝入，改變酒精攝入，進行「藥丸計數(pill count)」，測量附加生理參數，與醫生進行約定，緊急趕到急救室，呼叫急救人員等。本領域技術人員應該理解的是，其它許多指令可以被有益地提供給患者，所述其它指令指示部分是在測量了根據本發明各種實施方式的一個或多個生理參數後被斷定的。
b.治療輸送單元根據另一種實施方式，提供了一個治療輸送單元，其包括但不限於，一個用於從一個被植入的貯存器中釋放生物活性物質的系統，一個用於控制心臟電起搏的系統，以及心臟輔助設備，包括泵、氧發生器、人工心臟、心臟抑制裝置、超濾設備、血管內和血管外反博裝置，連續正向氣壓設備和許多用於治療各種心血管狀況的相關設備，所述心血管狀況中，知道左心房壓力將有益於最佳的治療輸送。根據本發明，可以響應生理參數的變化控制心電起搏，這是通過，例如，AV最佳化或任何數目的其它方法實施的，如心臟病學領域中的技術人員所公知的。
根據本發明的一種實施方式，根據此處描述的用於壓力變換器的方法，植入治療輸送單元。
i.藥物輸注在本發明的一種實施方式中，提供了藥物輸送單元。在此實施方式中，當遇到某些預定情況時，信號超濾設備可以觸發或調節藥物從植入式藥物輸送單元中進行靜脈內或皮下、丸劑或連續輸注。在一種實施方式中，當監測的生理參數指示患者的情況需要緊急治療反應時，自動藥物輸送或其它治療方法被用作最後的手段「救援方式」。典型地，在「救援方式」中，患者的情況不限於口服藥物劑量的變化(參見「動態處方」)，因此，在一種實施方式中，本發明包括帶有患者發信號的動態處方，和經電刺激，藥物輸注，或其它治療輸送單元的自動治療。可以給予的藥物包括但不限於利鈉肽(例如，鈉催擴(Natricor))，利尿劑(例如，呋甾嘧得(furosimide))，和心肌收縮力增強劑(inotropes)(例如，腎上腺素，去甲腎上腺素，多巴胺，多巴酚丁胺，米力農)。在一種實施方式中，救援方式緊急藥物輸注，除纖顫或其它治療是至少部分基於信號而自動進行的，所述信號來自本發明的一個或多個傳感器，指示患者的狀況。在另一種實施方式中，僅在接收醫生輸送該治療的指令時，救援方式治療被本發明所啟動。在一種實施方式中，醫生指令是通過將密碼輸入外部患者發信號/通信模塊而給予的。這使得僅在與有資格的健康護理專家商談並獲得許可之後，進行潛在危險的緊急治療。
在一種實施方式中，對多種藥物或其它相關治療設備的劑量測量，是基於如輸出至參數驅動處方的參數值而被傳遞的。在一種實施方式中，在家庭環境下，系統基本上複製了醫院的重症監護室(ICU)中，基於醫生的標準指令管理患者的方式。在ICU中，護士從診斷導管定期查看實時生理值，並根據患者的主治醫生預定的指示給予藥物。本發明的一種實施方式完成了同樣的事情。在一種實施方式中，對無線通信技術和心臟病學中充分確立的診斷治療方法進行整合。這樣，該系統的設計對患者和醫生都是方便和高時效的。監測關鍵的生理參數和患者的醫生處方相結合，以驅動一個維持肌體穩定的實時反饋迴路控制系統。因此，在一種實施方式中，該系統包括將植入式傳感器診斷和藥物治療及其它治療緊密地和直接地連接起來的集成患者管理系統。作為結果，此治療方法使得能夠更好地，在成本上更有效的進行護理，改善了醫院外的時間，並使患者在他們自身的健康護理中能夠起更大和更有效的作用。
在一種實施方式中，提供了持續或常規地監測一個或多個指示生理狀態的生理參數的可攜帶系統。根據指示的狀態的變化，系統根據來自患者醫生的參數驅動指示，確定治療的具體過程。治療過程被設計為，儘可能地管理或糾正患者的慢性狀態。在一種實施方式中，系統直接傳遞治療過程給患者或在患者的日常護理中協助患者的人，例如但不限於，配偶，幫助者或家庭護士等。
C.遙測技術在本發明的一種實施方式中，一個或多個信號在系統的永久植入部件和患者體外的系統部件之間進行通信。在一種實施方式中，從被植入的部件向體外部件發信號，是利用來自體外裝置的射頻能量通過反射阻抗獲得的，而從體外元件向體內元件發信號，是通過將來自體外裝置的射頻能量的頻率或幅度的轉換而獲得的。因此，在一種實施方式中，本發明允許遙測來自心臟內的數據，不需從被植入中設備傳輸射頻能量，與通過在體內傳輸信號進行遙測的植入物相比，有利地顯著降低了能耗。
在另一種實施方式中，從被植入的部件向體外部件發信號，是利用Silvian(美國專利6,301,504號)的方法，通過被植入設備的金屬殼體來實現的，在此將該專利以引用方式併入本文。
在又一種實施方式中，從含有CRM設備部件的被植入殼體發信號，是通過嵌入殼體周圍絕緣體中的天線來實現的，例如Amundson等人在美國專利號6,614,406中所講授的，在此以引用方式將其內容併入本文。
D.功率在本發明的一種實施方式中，被植入設備是由一個被植入殼體(類似於心臟起搏器所用的，這是心臟起搏領域的技術人員公知的)中的電池來提供功率的。在另一種實施方式中，被植入設備是由體外電源通過感應、聲學或RF耦合來提供功率的。在一種實施方式中，利用位於體外的電線圈發射的125kHz電磁波向植入設備提供功率。在一種實施方式中，功率和數據遙測是由相同的能量信號提供的。在該系統的一種實施方式中，第二電線圈在患者鎖骨附近皮下的一個位置處被植入肌體內，這與植入式起搏器的發生器殼體的放置類似。
E.系統部件的物理位置在本發明的一種實施方式中，診斷和治療心血管疾病的設備是模塊化的，其由多個模塊組成。每個模塊包括硬體並可包括一個或多個軟體程序。組件模塊可以被物理地定位於不同位置，它們的功能可以根據模塊的特定設計而不同。圖4示出了本發明的一種實施方式，其中設備的第一植入式模塊5被植入患者。患者諮詢模塊6被植入患者體外，並通常存在於患者或其直接護理者處。第三模塊(圖4中未顯示)可以存在於醫生處。每個模塊執行多種功能，而且某些功能可以在多模塊上執行。在一種實施方式中，模塊由執行某種特定功能的組件子模塊組成，如上所述。
1.引線儘管這種實施方式中的壓力變換器產生了表示其附近壓力的電信號，而且電引線相應地被用於將信號傳輸至電路，但是也可以應用其它類型的壓力變換器。例如，壓力變換器和引線可包括一個充滿不可壓縮流體的管，其從肌體內一個壓力即將被測量的位點處引導到另一位置的變換器。不可壓縮流體的壓力形式的信號指示所需位置處的壓力，並且，在產生表示合適治療措施的信號中，那些壓力是由變換器感測和由電路利用的。其它形式的信號也可以被應用並傳遞，例如，通過光纖裝置或任何其它合適的電，機電，機械，化學或其它模式的信號傳遞。
而且，儘管一種實施方式中的信號引線有合適的長度，以至於包含電路的殼體可以被植入患者肩部的區域，在替換性實施方式中，引線實際上可以是任何有效長度，包括零。在一種實施方式中，應用集成單元，其中壓力變換器直接位於殼體上，和整個裝置被植入或非常接近需要測量壓力的位置，例如，患者心臟的左心房。
II.系統操作A.信號處理圖27是操作電路的示意圖，在一種實施方式中位於殼體7內，並適於根據本發明的實施方式而應用。圖27中描述的設備包括數字處理器，但是相同概念也可以在模擬電路中應用，如本領域技術人員所公知的。
如上所述，在一種實施方式中，本發明的系統包括永久植入以監測患者心臟左心房內流體壓力的壓力變換器73。而且，系統可以包括一個或多個附加的傳感器75，其被設計為監測左心房外位置的壓力，或左心房內或其它位置的不同物理參數。對於每個傳感器73和75，傳感器引線77和80從傳感器73，75傳遞信號到該單元的殼體內的監測單元82。或者，幾個傳感器可以位於壓縮傳感器組件或傳感器模塊中，例如圖1、2、4、22和23所示。在此情況下，幾個傳感器可以共享單一的信號引線，用於從傳感器向監測單元或遙測天線傳遞信號。也應該指出，連接壓力變換器至監測設備的傳感器引線也可以和另一引線組合或平行，如電EKG傳感器引線或心臟起搏引線，每一引線可以被放置在左心房中或接近左心房。
在一種實施方式中，當來自左心房壓力變換器73的信號進入監測單元82時，信號首先通過低通濾波器85以使信號平滑和降低噪音。然後，信號被傳遞至模數轉換器88，其將信號轉化為一個數字數據值流，其又被保存在數字存儲器90中。數值從存儲器90傳輸至數據總線92，並沿著數據總線92傳輸至的其它部件，以便被處理和存儲。隨著通過一個連續逼近的模數轉換器按照從最高有效位至最低有效位來生成所述的二進位數字流時，該二進位數字流可被立即傳送給患者體外的遙測裝置，每次一位。只要存在這樣的傳感器75，那麼可為每個選的光學傳感器75提供一個附加過濾器95、模數轉換器97和數字存儲區100，如圖所示。在另一種實施方式中，幾個傳感器共享一個模數轉換器。
在一種實施方式中，數據總線92上的數據被存儲在一個非易失性數據存儲裝置存儲區103中。存儲裝置103存儲數據用於稍後取出，例如由醫生在患者下一次定期拜訪時。數據可以被取出，例如利用通過併入該單元的收發器的經皮遙測技術。相同的收發器可以作為傳遞信號進入該單元的路徑，例如重新編程單元而不從患者移植出。因此，例如，當新的治療被開發時或根據任何個別患者的病史和狀況，醫生可以制定、調整或改進該單元的操作。以一個附加示例來舉例，對被植入的裝置重新編程可以包括，改變用於數位化壓力、IECG或其它波形的採樣頻率，或選擇欲監測哪個傳感器數據。用於經皮信號輸送的裝置以及起搏器和植入式心臟除纖顫器相連(被統稱為心臟節律管理設備)在本領域中是是公知的，而本發明中所用的收發器與這類公知設備基本相似。
在本發明的一種實施方式中，表示左心房中被測壓力的數字數據，以及對應於其它傳感器所測的其它狀況的數據，其中這包括通過數據總線92傳入中央處理單元107，其部分基於存儲在非易失性程序儲存器110中的算法和其它數據來處理數據。然後，基於數據和處理結果，中央處理單元107將合適的命令發送到患者發信號裝置113，患者發信號裝置113發送出患者可以理解的信號，患者可以基於該信號採取合適的行動，例如維持或改變患者的藥物治療或聯繫他或她的醫生。
用於從壓力波形中抽取有關分量的電路對於本領域的技術人員是熟悉的。例如，低通濾波元件可以被用於抽取長期平均值或「DC」分量。在一種實施方式中，重疊低通濾波器的輸出量，在每個心臟周期的固定時間被採樣並被相減以得到呼吸分量，其中所述重疊低通濾波器中一個的頻率被設計為僅包括低於呼吸周期頻率，而另一個的頻率被設計為包括呼吸周期頻率而不是心臟周期頻率。一般地，呼吸對波形的貢獻在呼氣期間是負的，在呼氣期間是正的，且平均貢獻為零。因此，壓力波形的長期平均數與心臟分量的平均數相等。選出的長期平均數的期限與呼吸率相比較長，但與平均壓力變化相比較短，壓力變化是由於患者狀況變化而引起的變化，因此，相對於管理患者情況的緩慢變化的生理信息沒有丟失。
B.信號傳遞在本發明的幾種實施方式中，患者發信號裝置113包括位於相同殼體內的機械振動器。在一種實施方式中，振動器向患者輸送小的、無害的、但易覺察的電擊。在一些實施方式中，低功率發送器設計為經皮傳輸信息至遠程接收器，其可包括顯示屏或其它方式，用於向患者傳遞指示。在一種實施方式中，系統包括通信裝置，用於將信息傳送回基礎位置。這些遠程通信裝置和方法包括但不限於，行動電話裝備或陸線電話裝備或連接於網際網路的設備，用於將信息傳送回基礎位置(base location)。在一種實施方式中，利用這些遠程通信裝置和方法將關於患者狀況的信息傳回醫院或醫生辦公室，或將關於患者處方用法的信息傳送回藥房。在另一種實施方式中，可以雙向地使用這些遠程通信裝置和方法，以使醫生、診所、醫院、藥房、疾病管理機構和/或資料庫等，可以基於從與患者耦合的設備中傳送的信息來修改患者指令和動態處方。
在一種實施方式中，本發明的信號處理和患者發信組件被集成到患者體外的患者諮詢模塊中。患者諮詢模塊進一步包括遙測模塊以通過無線遙測方法從被植入的傳感器系統接收壓力和其它生理數據。這種結構的優勢在於所述體外裝置可以部分基於通用計算機(例如個人數字助理(PDA))，從而提高信號處理、處方算法處理的靈活性和複雜性，並提供遠程通信能力或其它基於有線或無線的通信能力。無線通信平臺包括但不限於，Bluetooth(藍牙)，IEEE 802.11(a)、(b)和(g)標準，射頻通信，和其它本領域技術人員公知的平臺。附加優勢是，為來自患者的數字生理數據、以及藥物信息和其它幫助患者和醫生管理充血性心力衰竭的相關信息提供了基本上不受限制的存儲。
具體患者發信號裝置組件的進一步的優勢在於，利用與患者的顯示屏和/或音頻通信，使得與患者的交互更加充分和容易。在一種實施方式中，提醒功能被併入該體外裝置中，這樣，只要是在預定的藥物治療或其它治療之前，就會提示患者開始測量。然後，根據測量值和醫生的動態處方，向患者建議合適的藥物劑量和/或其它治療。
在一種實施方式中，患者諮詢模塊位於體外，並起到治療和服藥記錄的作用。在此用途中，將要求患者檢驗，服用了哪種處方藥物以及不論哪種原因，省略了哪種藥物，因而隨動態管理系統產生了依從性記錄。此功能將允許醫生更好地管理患者，另外可將改進患者的依從性。具體的患者諮詢模塊的又一種優勢在於，它可以與蜂窩電話或PDA/蜂窩電話組合進行集成，從而允許自動地將警報和/或生理數據遙測到遠處的健康護理提供者，例如患者的醫生、醫院、看護門診或監測機構。
此處描述的設備也可以用來幫助患者遵守其藥物治療時間表。在那種情況下，患者諮詢模塊可以被編程，在患者每次服藥時向患者發信號，例如，每日四次。這可以通過上文所述的聽覺信號或振動信號進行。在患者發信號裝置包括將信息傳輸至手持設備、桌面顯示器或另一遠程裝置的設備中，可以提供書面或視覺指令。在一種實施方式中，設備生成口語指令，例如，合成語音或真實錄製的醫生聲音，以精確地指導患者服用哪種藥、何時服藥。
當該系統包括將信息傳輸回到基礎位置(例如醫院、醫生辦公室、或藥房)的設備時，在一種實施方式中，系統追蹤每一處方中剩餘的劑量，並在任何具體藥物的剩餘劑量變低時自動地重新安排。
在本發明的一種實施方式中，體外裝置與醫生辦公室的個人計算機(PC)通信，或是當患者進行拜訪時直接通信或溝通，或是提供電子通信，包括但不限於電話數據機或網際網路。在此通信期間，數據從體外裝置上傳至PC，包括生理測量值、症狀和服藥依從性的記錄、以及有關操作和校正植入設備的信息。PC上的軟體顯示患者信息，並且醫生輸入新的動態處方或編輯現有處方。然後，PC下載新的或編輯後的動態處方至體外裝置。可以相對於醫生辦公室的參照壓力計來重新校正體外裝置中的壓力變換器。
在一種實施方式中，醫生的PC維持有一個該醫生利用本發明的裝置醫治的所有患者的資料庫。資料庫包括患者識別、人口統計學和醫學信息、植入式裝置的唯一校驗數字。對於每個患者，該資料庫維持有從體外裝置上傳的所有數據的記錄、裝置校正記錄、患者動態處方記錄和依從性記錄。
在一種實施方式中，在患者定期拜訪時，存儲在體外患者諮詢模塊中的數據被上傳至醫生的PC中。體外裝置放置在連接於PC的數據接口支架(data interface cradle)中，而且數據被傳輸。在數據傳輸的一種實施方式中，體外裝置包括個人數字助理(例如PALM PILOTS(Palm Computing，Inc.))，而且數據接口支架是這種PDA設備所用的支架，用於與個人計算機的數據同步。
在另一種實施方式中，來自體外裝置的數據通過網際網路、電話或蜂窩電話網絡被上傳至醫生PC。在此情況下，數據可以按照固定的間隔被上傳，或無論何時，在患者或醫生確定需要醫生評價患者管理時被上傳。
處方編輯器是醫生PC上的一個軟體程序，允許醫生創建、查看和修改每個患者的動態處方。動態處方可以由規定的治療措施集組成，規定的治療措施集取決於一個或多個生理參數值，和/或患者症狀，和/或變化和/或測量值或症狀變化率(統稱為輸入參數)。處方編輯器允許醫生定義每一輸入參數的閾值，並為所有輸入參數的可能組合定義要採取的治療措施組合。在一種實施方式中，處方編輯器有圖形用戶界面，顯示輸入參數範圍的可能組合和相應治療，顯示方式是，醫生可以清楚地看到，根據他對患者的有意管理來定義所有的可能性。在另一種實施方式中，處方編輯器提供醫生進入和/或編輯一組規則、所述規則從患者中收集的有關數據和要進行的治療、以及患者要遵照的指令。
在一種實施方式中，修訂的動態處方和/或校正數據從醫生的PC下載至體外裝置，其方式與從體外裝置上傳數據至醫生PC的方式相同。例如，通過直接的硬體連接(例如，串行接口，USB，Firewire(火線)等)，或通過無線連接，或通過網際網路，將患者體外裝置與醫生PC連接起來，從而可以進行這種下載和/或上傳。在一種實施方式中，來自體外裝置的唯一校驗數字被用來驗證患者和處方之間的正確匹配。唯一校驗數字是體外裝置從被植入的裝置中獲得的，被植入裝置中的唯一校驗數字是在製造時被編程到其集成的處理晶片中的。在一種實施方式中，27位元組的唯一校驗碼在製造時被永久編程到被植入裝置中。該校驗數字隨來自被植入裝置的數據一起發出到體外裝置，以向體外裝置軟體唯一地標識被植入裝置。
C.功率管理在一種實施方式中，本發明的電路也可以包括功率管理模塊115，其被設計為，在系統的某些組件的使用時間之間，對其進行斷電。這樣的組件包括但不限於，模數轉換器88和97，數字存儲器90和100和中央處理單元107，如圖27所示。這幫助節約電池能量，從而延長了該裝置的使用壽命，因此，它可以在維護或更換之間，長時間在患者體內保持工作。本領域的技術人員可以設計其它的電路和發信號模式。
在一種實施方式中，被植入的壓力監測器是通過從體外傳輸的功率進行工作的，這排除了對植入電池的需要。當需要進行周期性監測(相對於連續檢測而言)時，這種方法就是特別適合的。在一種實施方式中，125kHz射頻能量從體外線圈中被傳遞，經過患者的皮膚，由植入式天線線圈接收，植入式天線線圈連接於植入式壓力監測器的電子組件上，如上所述。對天線線圈的信號進行整流，並將其用來為電容器充電，電容器又向測量元件供電。被測數據的低功率遙測是通過改變天線線圈電路的阻抗來實施的。在又一種實施方式中，線圈天線被集成到心臟內的壓力傳感器中或直接靠近該壓力傳感器。
III.系統應用的實施例A.實施例1下面將描述用於本發明系統一種實施方式的示例性操作模式。下面的實施例說明了本發明的各種實施方式，但其並無意限制本發明。
在一種實施方式中，系統被編程為每小時加電一次，以測量左心房壓力以及特定系統配置和可能存在的任何其它傳感器所規定的其它條件。左心房壓力測量的採樣率為20赫茲，且持續60秒，從而產生1200個反映左心房內流體壓力的數值。中央處理單元接著將基於所存儲的數值來計算所述的平均左心房壓力。然後，如果該平均左心房壓力高於患者醫生預定的某個閾值，那麼中央處理單元促使一個合適的信息經由患者發信號裝置發送給患者。
發送給患者的一組編碼信息可以由進行治療的醫生給出，並且被編碼到該裝置中，這是在植入時或植入之後通過將數據經由收發器105傳送到非易失性程序存儲器110的經皮編程來實施的。例如，假設醫生已經確定了在最佳藥物治療下能夠將特定患者的平均左心房壓力控制在15-20mmHg之間。可能已發現，這種最佳藥物治療包括藥物治療，該藥物治療含有5毫克(mg)賴諾普利，40mg速尿，20毫當量(mEq)氯化鉀，0.25mg地高辛，和25mg卡維地洛，所有藥物每日服用一次。
將該裝置植入患者體內，並按如下方式對該裝置進行編程。該設裝置包括一個壓力變換器，該壓力變換器被植入在心房隔膜上(跨過心房隔膜)，以使該變換器能夠對左心房和右心房間的壓力差產生響應。此壓力差獨立於大氣壓力的變化，而且在大多數情況下與左心房壓力很好地相關，因而可表示左心房壓力。該裝置的編程提供有四個可能的「警報級別」，這些警報級別是根據變換器檢測的、並在中央處理單元中計算的平均心房壓力差來指定的，而且患者發信號裝置是一個機械振動器，能夠產生易被患者察覺的脈衝振動。
該裝置按照預定的時間間隔，例如每小時、每日、每周、每月、每日3-4次，或者響應某種檢測到的事件、響應某種症狀，或者響應某個指令，來測量上面所述的患者的平均左心房壓力，並且根據醫生指定的程序來確定一個合適的警報級別通知患者。例如，平均左心房壓力低於15mmHg時可能表示某種程度的用藥過度，其對應於警報級別1。該壓力處於15-20mmHg之間時將表示最佳治療，其對應於警報級別2。該壓力處於20和30mmHg之間時將表示輕度的治療不足或患者狀況輕度惡化，其對應於警報級別3。最後，高於30mmHg的平均左心房壓力將表示患者狀況嚴重惡化，其對應於警報級別4。
當確定了合適的警報級別時，該裝置將發出一個兩秒振動脈衝，以通知患者，裝置將通過一系列進一步的振動來傳達警報級別。幾秒鐘之後，一系列的一至四個相對較短(1秒)的振動脈衝(數目對應於所用的警報級別)將由裝置生成，並被患者感知。患者能夠容易地數出脈衝的個數以確定警報級別，然後參考醫生為他準備的圖表或其它指令，來繼續或修改他自己的治療。
例如，兩個脈衝對應於警報級別2，表示這個特定患者處於最佳狀態或接近最佳狀態。在此情況下，醫生的指令告訴患者，完全像以前一樣繼續他或她的治療。每24小時給出一次警報級別2的信號，而且是在每日的一個固定時間給出。這主要是起到使患者安心的目的，表明該裝置正在工作、且治療一切順利，而且鼓勵患者堅持按照正規的時間日程來服藥。
相反，一個脈衝對應於警報級別1，近期很可能出現了一定程度的用藥過度。然後，醫生的命令通知患者減少或省去其治療中的某些部分，直至恢復到警報級別2。例如，醫生的指令可能告訴患者臨時停用速尿，並將賴諾普利的劑量減半至每日2.5mg。這種編碼信號每24小時發給患者一次，直至恢復到警報級別2的情況。
三個脈衝代表警報級別3，即患者狀況輕度惡化的情況。因此，醫生的指令指示患者，增加治療中的利尿劑成分，直至回到警報級別2。例如，可能指示患者向正常劑量中加入另外80mg速尿(每日兩次)，和30mEq氯化鉀(也是每日兩次)。級別為3的警報信號將每四小時發出一次，直至患者的狀況恢復到警報級別2。
四個脈衝代表警報級別4，表示患者狀況嚴重惡化。在此情況下，指示患者聯繫他的醫生，而且增加利尿劑的劑量、增加血管擴張劑、並停用β阻滯劑。例如，患者可能被指示，對其治療加入80mg速尿(每日兩次)，另外30mEq的氯化鉀(每日兩次)，60mg依姆多(每日兩次)，並停用3阻滯劑卡維地洛。對應警報級別4的信號將每兩小時給出一次，或者直到醫生能夠直接幹預時為止。
B.實施例2在一種實施方式中，系統被配置成一種在外部提供功率的植入式裝置，其具有一個被植入在內心房隔膜中的傳感器。該傳感器的壓力變換器被暴露給左心房中的壓力。在一種實施方式中，將傳感器固定在隔膜中，以使壓力變換器與左心房壁基本平齊，並與左心房中的血液保持流體接觸。在另一種實施方式中，固定器被設計成使壓力傳感器向左心房延伸一段預定距離。在這兩種實施方式中，壓力傳感器組件均位於隔膜中，其近端伸展回右心房內。柔性引線從傳感器組件的近端伸展回來，穿過右心房，進入上腔靜脈，到達鎖骨下靜脈，並通過鎖骨下靜脈穿出，終止於位於患者鎖骨附近的皮下凹穴的天線線圈裝置，類似於起搏器發生器殼體。
傳感器位置的溫度和體內心電圖(IEGM)也被傳感器所檢測。數位訊號經過植入患者皮膚下的天線線圈傳遞至體外遙測裝置，並通過柔性引線連接於傳感器。傳感器由射頻能量驅動，所述能量由可植入線圈從連接於體外遙測裝置的體外線圈接收。體外遙測裝置形成部分體外患者諮詢模塊，它也包括電池功率源，信號處理器，和由帶有顯示屏的個人數字助理(PDA)和用於和患者通信的軟體組成的患者發信號裝置。
體外患者諮詢模塊被編程為，在醫生確定的時間向患者報警，優選地是在患者被定時服藥處方藥物時，典型地是每日一至三次。在一種實施方式中，警報包括聽覺警報和患者發信號裝置圖形界面上的書寫信息顯示。信息指示患者進行「心臟檢查」，即，從被植入裝置獲得生理測量值。對患者的指示另一包括建立一些標準狀態的指示，如，開始測量之前，安靜地坐在椅子上。患者被指示，在植入的天線線圈上放置體外遙測/功率線圈，然後按下按鈕開始測量順序。一旦患者按下按鈕，體外裝置開始經天線線圈發射能量，以驅動和與被植入裝置。在一種實施方式中，當通信正在被建立時，體外裝置發射可聽信號，然後在通信已經被建立和進行測量時，發射不同於第一信號的第二可聽信號。一旦測量結束，典型地是5至20秒之後，不同於前兩個信號的第三信號被發射，以發出測量結束的信號給患者。
在一種實施方式中，體外裝置將進一步包括，利用圖形界面指示患者輸入有關患者狀況的附加信息，如體重，外周血壓和症狀。然後，體外裝置的信號處理設備將來自被植入裝置的測量的生理參數與患者輸入的信息一起，和相應於如醫生預定的不同治療並作為動態處方或DynamicRx存儲在體外裝置中的範圍和界限相比較。然後，處方治療行為將在圖形顯示器上被傳遞給患者。
在一種實施方式中，患者發信號裝置將促進患者確認，已經進行了每一處方的治療。例如，如果治療是服用特殊劑量的口服藥物，當服用藥物時，患者將被促使按壓圖形界面上的按鈕。在本發明的一種實施方式中，應用信息追蹤從上次注滿患者的處方起剩餘的丸劑數目，因此，當到達重新注入處方的時間時，患者或護理者可以被提醒。
作為充血性心力衰竭的DynamicRx的示例，左心房(LAP)的變化水平和變化速度可以被醫生用來確定利尿劑的劑量。如果LAP維持在該患者的正常範圍，患者發信號裝置會顯示正常範圍的利尿劑。如在上面的實施例1中，如果LAP降至患者正常範圍以下，醫生可以處方為降低或停用利尿劑，和該指示將顯示在圖形界面上。在DynamicRx的另一種實施方式中，患者可以被指示，採取以下其它類型的行動，如呼叫醫生或護理者，改變飲食或液體攝入，或進行附加的休息。因此，本發明的設備和方法允許醫生按情況對患者開出治療，和相應於患者醫療狀況的動態變化將合適的治療傳遞給患者。
在一種實施方式中，醫生在個人計算機上輸入對患者的治療計劃，例如，DynamicRx，然後，DynamicRx從PC裝載進入患者諮詢模塊。在一種實施方式中，患者諮詢模塊是用PALM OS(Palm Computing，Inc.)的PDA或類似裝置，作業系統和DynamicRx是通過HOTSYNCO(Palm Computing，Inc.)從醫生的PC加載的，或類似材料，PALM OS工具包。從醫生的PC加載DynamicRx可以在醫生辦公室進行，或可以經過電話數據機或經過計算機網絡入網際網路進行。
在一種實施方式中，PC上運行的DynamicRx軟體包括幫助醫生創建全部DynamicRx的治療模板，這樣就提供了對患者生理參數所有可能值的合適治療/行為。
在本發明的一種實施方式中，DynamicRx包括患者指令。在一種實施方式中，患者指令可以包括服藥指示或說明，休息指示；或呼叫醫生或醫療護理提供者。在本發明的另一種實施方式中，提供一個或多個裝置，以使醫生或醫療護理提供者能夠向患者提出指示。這些設備包括但不限於，工作站，模板，PC-to-PALMHOTSYNCDynamicRx操作方法，上傳程序，下載程序，連結裝置，無線連接，網絡，數據卡，存儲卡，和接口裝置，其允許醫生指令被裝載到患者的信號處理器上。在另一種實施方式中，提供了用戶指示，其中所述用戶包括患者、醫生或第三方。
C.實施例3植入上述兩個實施例的實施方式的心力衰竭患者，在植入時或隨後，可能發生CRM設備的並發植入適應症。例如，所需的用β阻滯藥物的心力衰竭治療足以減慢心率，以誘發諸如疲勞之類的症狀，或者可能阻止心率隨勞力適當地增加，一種被稱為變時性機能不全的狀況。這些狀況是心房起搏或心率響應於起搏器類型的心房起搏的適應症。通常地，這包括放置起搏器發生器和心房起搏引線(通常位於右心耳)。在許多情況下，放置雙腔起搏器，以通過一根引線同步起搏右心房和通過第二起搏引線起搏右心室。在其它情況下，這種心力衰竭患者的心臟內可能具有異常的導電率，已知在一種稱為左束支阻滯的狀態下會發生這種情況，稱為左束支阻滯的狀態會引起不同步的左心室收縮，從而惡化心力衰竭。已經顯示，雙心室起搏器的植入改善了許多這樣的患者。由於嚴重的心力衰竭因心室性心臟不規則運動過速(ventricularcardiac tachyarrhythmia)也帶有心性猝死增加的風險，現在利用植入式心臟除纖顫器(ICDs)來治療這些患者。在某些情況下，組合式心律管理設備包括雙心室起搏器，而且植入了ICD。
在需要CRM的這種情況下，如果心律管理設備和心力衰竭管理設備集成，利用附加作為心房起搏引線的傳感引線產生表示左心房壓力，將對患者有益，心力衰竭管理設備由Eigler等人在美國專利號6,328,699和美國專利申請公開號2003/0055344和2003/0055345中描述的，在此以引用方式將這些專利的全部內容併入本文。如果實施例2中描述的LAP傳感引線系統可以升級，以組合心臟衰竭管理/CRM設備，將進一步有益，這是通過利用合適的集成CRM發生器來替代線圈天線而不去除或改變LAP傳感引線來實施的。
在一種實施方式中，通過用合適的集成CRM發生器和附加起搏/ICD引線來替代被植入的通信線圈，修改上面實施例2的植入的心力衰竭設備。LAP傳感引線作為心房起搏引線連接於發生器。發生器具有合適的電路以驅動心房引線的傳感電路。LAP通過體外PDA和集成管理發生器殼體中的遙測線圈之間的遙測被讀出。如果臨床上適合，右心室和左心室起搏或除纖顫引線可以被放置和連接於發生器。除了從每一系統得到的臨床益處，從這種組合的心律和心力衰竭管理系統存在許多潛在益處。組合系統可以應用較少的需要引線放置在心臟中的引線和單一的靜脈插入位點。已顯示，從內心房隔膜的心房起搏抑制突發性心房纖顫，這在心力衰竭患者中是普通的心律失常。患者可以被滴定更高或更多的3阻滯劑劑量水平，具有潛在增加的生存益處。另外地，LAP傳感器可以被用於起搏參數。如上所述，LAP波形在調整機械的左側AV延遲以最佳化LV灌注中是有用的。同樣，當LAP在所需正常範圍內和因此患者不處於機械心力衰竭時，可以抑制同步的心室起搏以延長電池壽命。本領域的技術人員如心臟病學者和心臟外科醫生將理解，心力衰竭和心律管理設備組合，可以給予附加的臨床益處。
儘管已參照其實施方式具體地示出和描述了本發明，但本領域技術人員應該理解的是，可以在其中進行各種形式和細節的變化，而不脫離本發明的範圍。對於上述所有實施方式，所述方法中的步驟不需要按順序進行。
權利要求
1.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個傳感器，其是可操作的，以生成表示心臟左心房內的流體壓力的傳感器信號；一個植入式心律管理設備，所述心律管理設備包括一個殼體和一個電極，所述電極是可操作的，以向心臟內的一個位置施加電刺激；至少一根植入式引線，其被耦合到所述植入式殼體，並被耦合到所述電極；一個信號處理器，其是可操作的，以生成表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的；以及一個發信號裝置，其是可操作的，以生成至少兩利可被患者彼此區分的治療信號，每種信號表示一種治療措施，其中所述至少兩種治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
2.根據權利要求1所述的設備，所述電刺激是至少部分基於所述傳感器信號而被施加的。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述至少一根植入式引線將所述傳感器信號傳輸到所述植入式殼體。
4.根據權利要求3所述的設備，其中所述傳感器信號和所述電刺激是由所述至少一根植入式引線提供的。
5.根據權利要求1所述的設備，其中至少一根植入式引線在所述植入式殼體和所述傳感器之間提供一個或多個功率脈衝。
6.根據權利要求1所述的設備，其中所述至少一根植入式引線在所述植入式殼體和所述傳感器之間提供一個數據信號。
7.根據權利要求6所述的設備，其中所述數據信號包括一個信號，該信號選自一個包括下列一項或多項的組中壓力信號、非壓力傳感信號、起搏信號和編程信號。
8.根據權利要求1所述的設備，進一步包括一個自動治療裝置。
9.根據權利要求8所述的設備，其中所述自動治療裝置選自一個治療裝置，該治療裝置選自下列治療裝置中的一個或多個動態處方、藥物輸送單元和心律管理設備。
10.根據權利要求8所述的設備，其中所述自動治療裝置控制雙腔起搏器的AV間隔。
11.根據權利要求8所述的設備，其中所述自動治療裝置是基於表示充血性心力衰竭的參數而被至少部分地控制的。
12.根據權利要求8所述的設備，其中所述自動治療裝置是基於表示心房纖顫的參數而被至少部分地控制的。
13.根據權利要求1所述的設備，其中所述信號處理器是部分基於醫生的動態處方而生成所述處理器輸出的，所述動態處方包括對應於至少兩種不同生理狀況的至少兩種治療指令。
14.根據權利要求13所述的設備，進一步包括一個醫生工作站，其被配置為接收和存儲一個動態處方。
15.根據權利要求14所述的設備，進一步包括一個接口，其用於將所述存儲的動態處方從所述醫生工作站傳輸到所述信號處理器。
16.根據權利要求1所述的設備，其中至少一種治療信號包括一個患者指令。
17.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括第一傳感器和第二傳感器，其中所述第一傳感器是可操作的，以生成表示心臟左心房內的流體壓力的第一傳感器信號；一個心律管理設備，其是可操作的，以向心臟內的一個位置施加電刺激，所述電刺激是至少部分基於所述傳感器信號而被施加的；至少一根植入式引線，其被耦合到所述心律管理設備；一個信號處理器，其是可操作的，以生成表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述第一傳感器信號的；以及一個發信號裝置，其是可操作的，以生成至少兩種可被患者彼此區分的治療信號，每種信號表示一種治療措施，其中所述至少兩種治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
18.根據權利要求17所述的設備，其中所述第二傳感器位於所述患者的體外。
19.根據權利要求17所述的設備，其中所述第二傳感器測量一個參數，該參數選自一個包括下列一項或多項的組中第二壓力、心臟的電活動、溫度、心房隔膜位置、心臟結構的速度、心臟結構的加速度、電阻、胸部電阻抗、呼吸換氣量、呼吸率、每分鐘呼吸量、總體重、氧飽和度、氧分壓、心臟左腔的氧分壓、心臟右腔的氧分壓、和心輸出量。
20.根據權利要求17所述的設備，其中所述第二傳感器包括一個自動心房壓力縛帶。
21.根據權利要求17所述的設備，其中所述第二傳感器包括一個體重計。
22.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個植入式傳感器模塊，其是可操作的，以生成表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號；一根植入式柔性引線，其將所述傳感器模塊連接至一個植入式殼體，所述殼體包括遙測設備，該遙測設備被配置為穿過患者皮膚傳輸所述傳感器信號；一個體外遙測裝置，其被配置為與所述植入式設備通信；一個信號處理設備，其是可操作的，以至少部分基於所述傳感器信號，生成表示合適治療措施的信號；以及一個患者發信號裝置，其是可操作的，以生成至少兩種可被患者彼此區分的治療信號，每種信號表示一種治療措施。
23.根據權利要求22所述的設備，其中所述傳感器信號包括一個壓力信號。
24.根據權利要求23所述的設備，其中所述壓力信號包括一個左心房壓力的參數。
25.根據權利要求24所述的設備，其中所述參數是根據一個參數信號確定的，該參數信號選自一個包括下列一項或多項的組中波幅、波形的上升速率、波形的下降速率、相對於心動周期的波特徵定時、相對於另一個波特徵的波特徵定時、t波和c波之間的時間差、a波和v波之間的時間差、以及v波和c波之間的時間差。
26.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式柔性引線是可升級的。
27.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式引線被配置為工作於各種配置結構中。
28.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式引線被配置為工作於遙測配置結構中。
29.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式引線被配置為工作於遙測配置結構和心臟管理配置結構中。
30.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式引線被配置為工作於遙測配置結構和治療配置結構中。
31.根據權利要求22所述的設備，其中所述植入式引線包括自動地感測所述合適配置結構的電子裝置。
32.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個傳感器，其是可操作的，以生成表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號；一個心律管理設備，所述心律管理設備包括一個電極，所述電極是可操作的，以向心臟內的一個位置施加電刺激，所述電刺激是至少部分基於所述壓力信號而被施加的；一個遙測設備，其是可操作的，以將所述壓力信號傳輸到所述患者體外的一個位置；至少一根耦合到所述電極的植入式引線；一個信號處理器，其是可操作的，以至少部分基於所述壓力信號生成表示合適治療措施的處理器輸出；以及一個發信號裝置，其是可操作的，以將所述處理器輸出傳輸到所述患者。
33.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個傳感器，其是可操作的，以生成表示心臟內流體壓力的壓力信號；一個遙測設備，其是可操作的，以將所述壓力信號傳輸到所述患者體外的一個位置；一個信號處理器，其是可操作的，以至少部分基於所述壓力信號生成表示治療措施的治療信號；以及一個發信號裝置，其是可操作的，以將所述治療信號傳輸到所述患者。
34.根據權利要求33所述的設備，進一步包括一個體外患者諮詢模塊。
35.根據權利要求34所述的設備，其中所述患者諮詢模塊進一步包括一個用於感測大氣壓力的氣壓計。
36.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個傳感裝置，用於生成表示一個或多個心臟壓力的信號；一個向所述患者心臟內的一個位置施加電刺激的裝置；一個信號處理器，用於生成表示治療措施的治療信號，其中所述治療信號是至少部分基於所述壓力信號的；至少一根植入式引線，其被耦合到所述用於向所述患者心臟內的一個位置施加電刺激的裝置；以及一個發信號裝置，用於將所述治療信號傳達到一個用戶。
37.一種用於治療患者心血管疾病的設備，所述設備包括一個傳感器，其是可操作的，以生成表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號；一個心律管理設備，其是可操作的，以向所述心臟內的一個位置施加電刺激；一個信號處理器，其是可操作的，以生成表示治療措施的處理器輸出，其中所述治療信號是至少部分基於所述傳感器信號的；以及一個發信號裝置，其是可操作的，以生成至少兩種可被患者彼此區分的信號，每種信號表示一種治療措施，其中所述至少兩種治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
38.一種治療患者心血管疾病的方法，其包括生成表示心臟左心房內流體壓力的傳感器信號；向所述心臟內的一個位置施加電刺激；向一個發信號裝置生成表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的；並且向所述患者提供至少兩種治療信號，其中所述至少兩種治療信號是可被患者彼此區分的；其中所述至少兩種治療信號表示治療措施；且其中所述至少兩種治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
39.根據權利要求38所述的方法，其中所述電刺激是至少部分基於所述傳感器信號而被施加的。
40.一種治療患者心血管疾病的方法，其包括生成表示心臟內流體壓力的傳感器信號；向所述患者施加電脈衝，所述施加是至少部分基於所述傳感器信號的；向一個發信號裝置提供一個處理器輸出，其中所述處理器輸出表示治療措施，其其中所述處理器輸出是至少部分基於所述傳感器信號的；向所述患者提供一個治療信號，其中所述治療信號是至少部分基於所述處理器輸出的。
41.一種用於治療患者心血管疾病的方法，所述方法包括生成表示心臟內流體壓力的壓力信號；將所述壓力信號傳輸到所述患者體外的一個位置；生成表示治療措施的處理器輸出，其中所述處理器輸出是至少部分基於所述壓力信號的；並且將所述處理器輸出傳達給所述患者。
42.一種用於治療患者心血管疾病的工具包，其包括一根引線，其中所述引線被耦合到一個傳感器，其中所述傳感器測量所述患者的生理參數；一個殼體，其中所述殼體是可操作的，以耦合到所述引線，且其中所述殼體包括至少一個通信裝置，該通信裝置是可操作的，以傳輸表示所述生理參數的信號；以及一個患者諮詢模塊，其中所述患者諮詢模塊包括一個信號處理器和適於與通信裝置發送或接收數據的遙測硬體。
全文摘要
用於治療患者心血管疾病的設備，包括一個或多個傳感器(155)，植入式殼體(7)，至少一根植入式引線(10)，信號處理器(157)，和信號裝置(166)。傳感器(155)是可操作的，以生成傳感器信號，它指示心臟(33)的左心房(36)內的流體壓力。植入式殼體(7)包括心律管理設備(159)，如起搏器或除纖顫器。心律管理設備(159)包括電極(15)，電極(15)是可操作的，向心臟(33)的特定區域施加電刺激。電刺激至少一部分是基於傳感器信號被釋放的。引線(10)連接於植入式殼體(7)，並與電極(14)連接。信號處理器(157)是可操作的，產生表示治療措施的處理器輸出，和至少一部分是基於傳感器信號。發信號裝置(166)是可操作的，產生至少兩種不同的治療信號，它們可以被患者彼此區別。每個信號指示不同的治療方法，和至少一部分基於處理器輸出。
文檔編號A61N1/365GK1819855SQ200480019377
公開日2006年8月16日 申請日期2004年5月12日 優先權日2003年5月13日
發明者N·L·艾格勒, J·S·威廷博士, B·曼恩 申請人:薩瓦柯公司