可植入裝置中的交叉通道噪聲檢測器的製作方法

2023-05-29 13:46:21 3

專利名稱：可植入裝置中的交叉通道噪聲檢測器的製作方法
可植入裝置中的交叉通道噪聲檢測器要求優先權在此要求2009年2月6日提交的美國臨時專利申請序列號61/150，682的優先權， 其說明書全文通過引用併入本文。背景可植入醫療裝置(IMDs)是設計用於植入患者中的裝置。這些裝置的一些實例包括心臟功能管理(CFM)裝置。CFM包括可植入起搏器，可植入心臟復律除顫器(I⑶s)，和包括起搏和除顫(包括心臟再同步治療)的組合的裝置。所述裝置典型地使用電療法來治療患者和通過內部監測患者的狀態輔助醫師或護理者診斷患者。所述裝置可包括與讀出放大器通信的電導線用於監測患者內的心電活動，並常常包括傳感器用於監測其它內部患者參數。可植入醫療裝置的其它實例包括可植入胰島素泵或被植入用於向患者施用藥物的裝置。另外，一些IMD通過監測心電活動信號檢測事件。在CFM裝置中，這些事件包括心室擴張或收縮。通過監測指示擴張或收縮的心臟信號，IMD能夠檢測異常緩慢的心率，或心動過緩。IMD也能夠檢測異常快速的心率，或快速性心律失常(tachyarrhythmia)。一些快速性心律失常通過用IMD遞送高能電衝擊治療(high-energy electrical shock therapy) 來治療。使用IMD的患者可能受到IMD感測電路感測到的噪聲的不利影響。如果IMD不正確地解釋噪聲，IMD可能不適當地遞送衝擊治療，導致患者不適。概述本文件大體上涉及用於監測患者或受試者的心臟電生理參數的系統、設備和方法。在實例1中，設備包括配置用於感測至少第一心臟信號的初級心臟信號感測電路，配置用於感測至少第二心臟信號的至少一個次級心臟信號感測電路，和通信耦合到所述初級和次級心臟信號感測電路的心律失常檢測電路。所述初級心臟信號感測電路包括至少第一和第二可植入電極或配置用於耦合到至少第一和第二可植入電極，並且所述次級心臟信號感測電路包括至少第三可植入電極或配置用於耦合到至少第三可植入電極，所述第三可植入電極不同於所述第一和第二電極並且被配置用於遞送高能衝擊治療。所述心律失常檢測電路配置用於使用所述初級感測電路檢測快速性心律失常，確定用初級感測電路感測到的事件和用次級感測電路感測到的事件之間的對應性(correspondence)；和根據所確定的對應性判定檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常。在實例2中，實例1的心律失常檢測電路任選地配置用於計算用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的延遲的可變性，並且當計算的延遲可變性超過閾值可變性值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例3中，實例1和2中任意一個或多個的心律失常檢測電路任選地配置用於計算所述可變性的移動平均數，並且當所述計算的所述可變性的移動平均數超過閾值可變性值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例4中，實例1-3中任意一個或多個的心律失常檢測電路任選地配置用於確定用所述初級感測電路感測到的事件的數目和用所述次級感測電路感測到的事件的數目，並且當在一個時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目超出在所述相同時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目以閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例5中，實例4的心律失常檢測電路任選地配置用於計算在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目與用所述次級感測電路感測到的事件的數目的比率，並且當所述計算的比率超過閾值比率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例6中，實例1-5中任意一個或多個的心律失常檢測電路任選地配置用於確定所述第一心臟信號形態的複雜性量度和所述第二心臟信號形態的複雜性量度(measure of complexity)，並且當所述第一心臟信號的複雜性量度與所述第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例7中，實例1-6中任意一個或多個的心律失常檢測電路任選地配置用於計算所述第一和第二心臟信號之間的相似性量度(measure of similarity)，並且當所述相似性量度滿足相似性量度閾值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。所述相似性量度包括所述第一和第二心臟信號的互協方差、所述第一和第二心臟信號的互相關性和所述第一和第二心臟信號的相干性中的至少一個。在實例8中，實例1-7中任意一個或多個的心律失常檢測電路任選地配置用於計算所述第一和第二心臟信號之間的交叉熵(cross entropy)，並且當所述計算的交叉熵滿足閾值交叉熵值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。在實例9中，實例1-8中任意一個或多個的設備任選地包括開關電路，所述開關電路通信耦合到所述初級感測電路、次級感測電路、和所述心律失常檢測電路。所述開關電路配置用於包括在所述初級感測電路中的第一濾波電路到所述次級感測電路的切換和包括在所述次級感測電路中的第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換。所述心律失常檢測電路被任選地配置用於當檢測所述節律時，確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個感測到的事件的發生率；所述初級感測電路包括的所述第一濾波電路到所述次級感測電路的切換，和所述次級感測電路包括的所述第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換；確定當所述濾波電路被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，並且當所述濾波電路被切換後所確定的去極化事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例10中，實例1-8中任意一個或多個的設備任選地包括開關電路，其通信耦合到所述初級感測電路、次級感測電路、和所述心律失常檢測電路。所述開關電路配置用於所述初級感測電路的電極到所述次級感測電路的切換和所述次級感測電路的電極到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換。所述心律失常檢測電路任選地配置用於當檢測所述節律時，確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個感測到的事件的發生率；所述初級感測電路到所述次級感測電路和所述次級感測電路到所述初級感測電路中的至少一個的電極的切換；確定當所述電極被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，並且當所述電極被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例11中，實例1-10中任意一個或多個的設備任選地包括通信耦合到所述初級感測電路和次級感測電路的電極的治療電路，和通信耦合到所述初級感測電路和次級感測電路的快速性心律失常檢測電路。所述快速性心律失常檢測電路配置用於確定被判定是心律失常而非噪聲的檢測到的節律是否是有效的快速性心律失常，和當所述快速性心律失常被確定為有效時開始使用所述治療電路向心臟遞送治療。在實例12中，一種方法包括使用初級感測電路感測第一心臟信號，所述初級感測電路包括第一和第二可植入電極或配置用於耦合到第一和第二可植入電極；使用至少一個次級感測電路感測第二心臟信號，所述次級感測電路包括至少第三可植入電極或配置用於耦合到至少第三可植入電極，所述第三可植入電極不同於所述第一和第二電極並且配置用於遞送高能衝擊治療；使用所述初級感測電路檢測快速性心律失常；確定用所述初級感測電路感測到的所述第一心臟信號中的事件和用所述次級感測電路感測到的所述第二心臟信號中的事件之間的對應性；和根據所確定的對應性判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常。在實例13中，實例12所述的確定事件之間的對應性任選地包括計算用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的延遲的可變性，並且判定所述檢測到的節律指示噪聲還是指示心律失常包括當所述計算的延遲的可變性超過閾值可變性值時，判定用所述初級感測電路感測到的去極化事件指示噪聲。在實例14中，實例13所述的計算延遲的可變性任選地包括計算所述可變性的移動平均數，和判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括當所述計算的延遲的可變性平均數超過閾值可變性值時判定用所述初級感測電路感測到的事件指示噪聲。在實例15中，實例12-14中任意一個或多個所述的確定事件之間的對應性任選地包括確定在一個時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目和在所述相同時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目，和判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括，當在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目超出在所述時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目以閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例16中，實例15的方法任選地包括計算在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目與在所述時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目的比率，和判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括當所述比率超過閾值比率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例17中，實例12-16中任意一個或多個所述的確定所述初級感測電路中感測到的事件和所述次級感測電路中感測到的事件之間的對應性任選地包括確定所述第一心臟信號形態的複雜性量度和所述第二心臟信號形態的複雜性量度，和判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括，當所述第一心臟信號的複雜性量度與所述第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例18中，實例17所述的確定心臟信號形態的複雜性量度包括確定所述第一和第二心臟信號之間的交叉熵。在實例19中，實例12-18中任意一個或多個所述的確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性任選地包括確定所述第一和第二心臟信號之間的相似性量度，和判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括，當所述相似性量度滿足相似性量度閾值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。所述相似性量度包括所述第一和第二心臟信號的互協方差、所述第一和第二心臟信號的互相關性和所述第一和第二心臟信號的相干性中的至少一個。在實例20中，實例12-19中任意一個或多個所述的確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性任選地包括確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個時的事件的發生率，所述初級感測電路包括的第一濾波電路到所述次級感測電路的切換和所述次級感測電路包括的第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換，和確定當所述濾波電路被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，並且判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括，當所述濾波電路被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例21中，實例12-20中任意一個或多個所述的確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性任選地包括確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中至少一個所感測到的事件的發生率，所述初級感測電路到所述次級感測電路和所述次級感測電路到所述初級感測電路中的至少一個的電極的切換， 和確定當所述電極被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，和判定所述檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常包括，當所述電極被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。在實例22中，實例12-21中任意一個或多個所述的方法任選地包括，當所述檢測到的節律被判定是心律失常時，確定所述檢測到的節律是否是有效的快速性心律失常，並且當所述檢測到的節律被判定是有效的快速性心律失常時，使用至少一個可植入電極遞送抗-心動過速起搏和高能衝擊治療中的至少一個。本章節意圖提供對本專利申請主題的概述。並無意提供本發明的唯一的或窮盡的解釋。包含詳細的描述以便提供關於本專利申請的更多信息。附圖簡述在附圖中，類似的數字可以描述不同視圖中的基本上類似的組件，這些附圖不一定按比例繪製。具有不同字母後綴的類似數字可以代表基本上類似的組件的不同例子。附圖通常，作為實施例，但不作為限制，舉例說明本文件中討論的多個實施方案。

圖1是使用IMD的系統的各部分的圖示。圖2A至2D顯示包括不正確鑑別膈肌肌電位的事件的幾個內部電描記圖信號。圖3A至3C顯示包括快速性心律失常的事件的內部電描記圖。圖4是在通過IMD感測到的信號中鑑別噪聲的方法的實例的圖。圖5顯示用於檢測心臟事件的裝置的實施方案的框圖。詳細描述可植入醫療裝置(IMD)可包括本文描述的一種或多種特徵、結構、方法或其組合。 例如，可應用心臟監護儀或心臟刺激器以包括下文描述的一種或多種有利的特徵或過程。 意圖所述監護儀、刺激器或其它可植入或可部分植入的裝置不必包括本文描述的所有特徵，但是可應用以包括選擇的提供獨特結構或功能性的特徵。所述裝置可應用於提供多種治療或診斷功能。本申請特別地討論用於檢測室性快速性心律失常(ventriculartachyarrhythmia)的系統和方法。當檢測到快速性心律失常如室性心動過速(ventricular tachycardia)時，IMD被設計用於向患者提供治療。I⑶通過向心臟遞送高能電衝擊治療 VT。其它IMD提供抗-心動過速起搏(anti-tachycardia pacing, ATP)。ATP使用低能起搏能量來在心臟中建立規則的節律。這允許將心動過速轉變為正常心律，而不將患者暴露於高能除顫治療，對於患者來說，高能除顫治療可能是痛苦的。一些IMD能夠提供ATP和除顫兩者。當檢測到心動過速時，該裝置可嘗試在採取高能除顫之前用ATP轉變心律失常。檢測的快速性心律失常的類型可決定在嘗試轉變心律失常時所述裝置使用何種類型的治療。圖1是使用IMD 110的系統的各部分的圖示。IMD 110的實例非限制性地包括起搏器、除顫器、心臟再同步治療(cardiac resynchronization therapy, CRT)裝置或所述裝置的組合。該系統也典型地包括IMD編程器或其它外部裝置170，所述外部裝置將與IMD 110通信無線信號190，如通過使用射頻(RF)或其它遙測信號進行。IMD 110通過一個或多個導線108A-C耦合到心臟105。心導線108A-C包括耦合到IMD 110的近端和通過一個或多個電極耦合到心臟105的一個或多個部分的遠端。電極典型地遞送心臟復律、除顫、起搏或再同步治療或其組合到心臟105的至少一個室。電極可電耦合到讀出放大器以感測心臟電信號。心臟105包括右心房100A，左心房100B，右心室105A，左心室105B，從右心房100A 延伸的冠狀竇120。動脈導線108A包括電極(電觸點，如環狀電極125和尖端電極(tip electrode) 130)，所述電極布置於心臟105的心房100A中用於感測信號，或向心房100A遞
送起搏治療，或兩者。心室導線108B包括一個或多個電極，如尖端電極135和環狀電極140，所述電極用於感測信號、遞送起搏治療，或感測信號和遞送起搏治療兩者。導線108B任選地還包括額外的電極，如用於向心臟105遞送心房心臟復律，心房除顫，心室心臟復律，心室除顫，或它們的組合。此類電極典型地比起搏電極具有更大表面積以便處理在除顫中涉及的更大能量。導線108B任選地向心臟105提供再同步治療。IMD 110可包括通過頂蓋155連接到IMD 110的第三心導線108C。第三心導線 108C包括環狀電極160和165，所述電極經冠狀靜脈120放置於位於左心室(LV) 105B上心外膜的冠狀靜脈中。導線108B可包括位於尖端電極和環狀電極135，140附近的用於放置於右心室 (RV)中的第一除顫線圈電極(coil electrode) 175，和位於第一除顫線圈175、尖端電極 135和環狀電極140附近的用於放置於上腔靜脈(SVC)中的第二除顫線圈電極180。在一些實例中，高能衝擊治療從第一或RV線圈175遞送到第二或SVC線圈180。在一些實例中， SVC線圈180電連接到在密封的IMD外殼150上形成的電極。這通過在心室肌上方更均勻地從RV線圈175遞送電流來改善除顫。在一些實例中，將治療僅從RV線圈175遞送到在 IMD外殼150上形成的電極。其它形式的電極包括網狀電極和膜片電極，它們可應用於心臟105的各部分或可植入至身體的其它區域用於輔助「導引」由IMD 110產生的電流。本方法和系統將以多種配置和使用多種電觸點或「電極」工作。不同組電極中的感測常常提供關於心臟信號傳播的方向信息並且常常被稱為在不同向量中的感測。例如，在單室ICD中，從右心室尖端電極135到右心室環狀電極140的感測將是第一向量，以及從RV線圈175到在外殼150或頂蓋 155上的電極的感測將是第二向量。通過IMD 110對信號的感測可能易於產生噪聲。信號噪聲可以本質是生理學或非生理學的。非生理學信號噪聲可以是心內來源的，其由於分開的提供電治療的電子裝置所引起。IMD 110可感測該治療。心內非生理學信號噪聲也可以由於與廢棄的導線碎片發生電接觸的感測電極或導線所引起。非生理學噪聲也可以是心外來源的(心臟外部的)。噪聲可以由於裝置本身所引起，如由於IMD導線的斷裂，錯誤放置的用於固定IMD導線的螺絲或適配器或由IMD導線獲得的電子「振動聲(chatter)」。與IMD分開的非生理學噪聲源包括外科手術過程中的電烙術、磁共振成像、碎石術操作或來自電子監視設備的傳輸。生理學噪聲也可以是心內或心外來源的。心內生理學噪聲的實例包括感測到的心臟激活信號的低振幅R波或延長的Q-T段，其使T波的鑑別變得複雜，和心室導線的移動， 其使得感測和鑑別P波變得複雜或導致R波的重複計算。心外生理學噪聲包括腹部或膈肌肌電位(DMPs)的過度感測。DMP是與膈收縮相關的電激活信號。由於用於感測心肌電位的植入的導線的位置或由於植入的導線絕緣的失靈，導致DMP可被IMD感測到。在沒有導線異常時，導致不適當地遞送心臟復律或除顫衝擊治療的對噪聲的過度感測最常見地是由於DMP引起的。DMP被IMD不正確地鑑別為心室快速性心律失常，諸如例如心室纖顫(VF)或VT。因此，從真正的心律失常中精確地分辨出DMP 減少從具有心臟復律器/除顫器能力的裝置遞送不適當的衝擊。圖2顯示數個內部電描記圖信號(e-圖(e-grams))，其包括五個帶時間標記的不正確地鑑別DMP的事件。該e-圖包括三個記錄的信號。頂部信號205是用植入至心房中或心房附近的電極感測的心房e-圖，有時稱為心房通道。例如，在圖2中心房感測通道或心房向量可包括尖端電極130和環狀電極125。中間信號210是心室e-圖，其用植入至心室中或心室附近的電極記錄；有時稱為心室通道。例如，在圖2中，心室通道或向量可包括尖端電極135和環狀電極140 (對於RV)或環狀電極160和165 (對於LV)。心房通道和心室通道有時也稱為速率通道(rate channel)，因為它們可用於感測心臟的去極化率。底部信號 215是用電極感測的e_圖，所述電極也用於遞送高能衝擊治療，有時稱為衝擊通道(shock channel)或衝擊向量(shock vector)。例如，在圖2中，衝擊通道可包括除顫線圈電極175 和外殼電極150。心室e-圖畫圈的部分表示感測到的DMP的事件，所述事件導致IMD將不適當地衝擊遞送到患者或受試者。左側的時間標記顯示不正確地將DMP鑑別為快速性心律失常可能涉及不正確地檢測和不適當地遞送衝擊治療的多個連續事件。衝擊通道不感測心室通道或速率通道中明顯的DMP。感測中的差別的一個原因是在兩個感測通道之間電極配置的差別。心室通道的導線或電極(例如，尖端電極13 可位於接近膈的位置，而衝擊通道的導線和電極典型地不在這樣的位置。另一個原因是衝擊通道在感測心臟信號中可使用不同的濾波。衝擊通道可具有比心室通道更低的濾波器通帶 (例如，對於衝擊通道2. 2Hz-80. 3Hz和對於心室通道20. 8Hz_171Hz)。這種濾波導致與DMP 相關的較高頻率被衝擊通道濾波減弱了。圖3顯示內部e_圖信號，其包括快速性心律失常(VF)的事件。頂部描記線310是通過心室通道感測到的心室e_圖，底部描記線315是用衝擊通道感測到的e_圖。注意到用心室通道感測到的活動與用衝擊通道感測到的活動之間存在對應性。在圖中顯示的VF 事件過程中，由心室通道感測到的信號與由衝擊通道感測到的信號共同變化(covariate)。 監測一個或多個速率通道和衝擊通道之間的對應性可導致IMD更精確地從快速性心律失常中分辨出噪聲。圖4是在IMD感測到的信號中鑑別噪聲的方法400的實例的圖。在方框405，第一心臟信號使用初級感測電路感測。在一些實例中，初級感測電路是速率通道並且包括第一和第二可植入電極，如心室速率通道電極對，如前面所討論的那樣。在方框410，心臟的第二心臟信號使用至少一個次級感測電路感測。在一些實例中，次級感測電路是衝擊通道並且包括第三可植入電極，所述第三可植入電極不同於初級通道的第一和第二電極。所述第三可植入電極配置用於遞送高能衝擊治療，如圖1中的RV 線圈電極175。在次級感測電路中使用至少兩個電極。其它電極可以是速率通道電極如環狀電極140，或可以是另一個衝擊通道電極如外殼電極(can electrode) 150。在某些實例中，第三電極是組合電極，如通過電連接RV線圈電極175和SVC線圈電極180形成的電極。在方框415，快速性心律失常使用初級感測電路檢測。例如，初級感測電路可檢測超過快速性心律失常速率帶閾值的速率，或可以檢測在指定時間段內發生的快速心跳 (fast beast)的特定數目。在方框420，確定用初級感測電路感測到的第一心臟信號中的事件和用次級感測電路感測到的第二心臟信號中的事件之間的對應性。在一些實例中，所述事件初步被檢測為正在發生心臟去極化。在方框425，根據所確定的對應性判定或宣布檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常。因此，可見方法400使用級聯噪聲檢測技術。首先，心律失常用初級感測通道進行檢測。其次，初級感測通道和次級感測之間的關聯性用於確定檢測到的事件實際上是心律失常還是噪聲。圖5顯示檢測心臟事件的裝置500的實施方案的框圖。裝置500包括用於感測第一心臟信號的初級心臟信號感測電路505。初級心臟信號感測電路505包括至少第一和第二可植入電極。裝置510還包括至少一個次級心臟信號感測電路510以感測至少第二心臟信號。次級心臟信號感測電路510包括不同於所述第一和第二電極的至少第三可植入電極。所述第三可植入電極用於遞送高能衝擊治療。裝置500還包括心律失常檢測電路515，其通信耦合到所述初級和次級心臟信號感測電路。通信耦合允許心律失常檢測電路515與初級和次級心臟信號感測電路通信信號，即使可能存在介入電路(intervening circuitry)。在一些實例中，心律失常檢測電路 515包括處理器。該處理器可包括數位訊號處理器，專用集成電路(ASIC)，微處理器或其它類型的處理器，在軟體或固件中解釋或執行指令。處理器可包括一個或多個組件以提供本文描述的功能。組件可包括軟體，硬體，固件或其任何組合。例如，組件可包括在處理器上執行或由處理器解釋的軟體中的指令。多種功能可通過一個或多個組件執行。心律失常檢測電路515配置用於使用初級感測電路505檢測快速性心律失常，確定用初級感測電路505感測到的事件和用次級感測電路510感測到的事件之間的對應性， 和根據所確定的對應性判定檢測到的節律指示噪聲還是指示心律失常。
為檢測快速性心律失常，心律失常檢測電路515可使用初級感測電路505感測到的心臟去極化。初級感測電路505的實例包括感測右或左心室去極化的一個或多個感測電路，如在通過起搏療法來治療心動過緩的裝置中典型使用的，和在通過再同步療法治療充血性心力衰竭的裝置中典型使用的。快速性心律失常，如VT，可通過比較感測到的P-波(心房去極化)和R-波(心室去極化)來進行檢測。P-波和R-波之間分離的突然高的心室率可指示VT。使用速率通道檢測心動過速的系統和方法的描述見Gilkerson，等人，2000年5月13日提交的美國專利號6，522，925，「System and Method for Detection Enhancement Programming(用於檢測增強編程的系統和方法)」，其全文通過引用併入本文。在正常心臟事件過程中，初級感測電路和次級感測電路之間將存在緊密關聯(例如，一對一關聯)。在真正的快速性心律失常事件(例如，VF和VT)過程中，在初級感測電路和次級感測電路之間一般仍然存在緊密關聯。關聯可不再是一對一，但每個感測電路上感測到的事件將以相同的方式(例如增加)進行改變。在存在噪聲時，每個電路感測到的事件將具有更低的關聯性或更低的對應性。如前面所討論的，這種關聯性的改變可能是因為次級感測電路510對存在的噪聲的類型更不太易感，這是由於電極排列中的差異或兩個感測電路之間信號過濾的差異所造成的。在一些實例中，為了確定用初級感測電路505感測到的事件和用次級感測電路 510感測到的事件之間的對應性，心律失常檢測電路515監測用初級感測電路505感測到的事件和用次級感測電路510感測到的事件之間的延遲。心律失常檢測電路515測量該延遲並計算延遲的可變性(例如通過確定方差)。當計算的延遲可變性超過閾值可變性值時， 心律失常檢測電路515判定檢測到的節律(其被懷疑為是可能的快速性心律失常)指示噪聲。在一些實例中，心律失常檢測電路515計算可變性量度的移動平均數，並當計算的所述可變性的移動平均數超過閾值可變性值時，判定檢測到的節律指示噪聲。在一些實例中，為確定對應性，心律失常檢測電路515確定用初級感測電路505感測到的事件的數目和用次級感測電路510感測到的事件的數目。如果檢測到的節律是噪聲而非快速性心律失常，在有噪聲的通道上比在其它通道上將存在多得多的事件。當在一個時間段期間用初級感測電路505感測到的事件的數目超出在所述相同時間段期間用次級感測電路510感測到的事件的數目以閾值時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律指示噪聲。在某些實例中，心律失常檢測電路515計算在某個時間段期間用初級感測電路 505感測到的事件的數目與用次級感測電路510感測到的事件的數目的比率。當計算的比率超過閾值比率值時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律指示噪聲。一些類型的噪聲可能同樣地影響所有感測電路。例如，電磁幹擾(EMI)可同時被心房速率通道、心室速率通道和衝擊通道獲得。因此，與其它類型的噪聲(例如EMI)相比， 本文描述的方法可更好地檢測一些類型的噪聲(例如，DMP)。由於導線失靈引起的噪聲典型地導致高振幅偽信號，其通過心內感測電路和通過衝擊通道被感測。在一些實例中，心律失常檢測電路515監測通過次級感測電路510 (例如， 當該電路是衝擊通道時)感測到的事件的數目，也監測兩個感測電路之間的對應性。當對應性的確定指示噪聲並且用次級感測電路510感測到的事件的數目超過事件的閾值數目時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律是EMI噪聲或導線斷裂噪聲。當對應性的確定指示心律失常並且用次級感測電路510感測到的事件的數目少於該閾值時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律是心律失常。在一些實例中，為了確定用初級感測電路505感測到的事件和用次級感測電路 510感測到的事件之間的對應性，心律失常檢測電路515比較初級感測電路和次級感測電路感測到的信號的複雜性。對大多數心臟事件(與噪聲相比)信號複雜性或信號規律性應當是緊密共變的(co-variant)。如果檢測到的節律是感測到的噪聲，共變將不再維持。在一些實例中，心律失常檢測電路515確定用初級感測電路505感測到的第一心臟信號形態的複雜性量度和用次級感測電路510感測的第二心臟信號形態的複雜性量度。 當第一心臟信號的複雜性量度與第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律指示噪聲。在某些實例中，心臟信號形態的複雜性量度包括相似性量度。心律失常檢測電路 515計算第一和第二心臟信號之間的相似性量度並且當所述相似性量度滿足相似性量度閾值時判定檢測到的節律指示心律失常。相似性量度可包括第一和第二心臟信號的互協方差，第一和第二心臟信號的互相關性，和第一和第二心臟信號的相干性中的一個或多個。在一些實例中，形態的複雜性量度包括感測到的第一和第二心臟信號之間的交叉熵的量度。心律失常檢測電路515計算第一和次級心臟信號之間的交叉熵，並且當計算的交叉熵滿足閾值交叉熵值時判定檢測到的節律指示心律失常。在某些實例中，形態的複雜性量度可與監測用次級感測電路感測到的事件的數目聯合使用以便分辨噪聲是否是EMI或是由於導線失靈所引起的噪聲。當第一心臟信號的複雜性量度與第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值，且用次級感測電路檢測的事件的數目超過閾值時，心律失常檢測電路515判定檢測到的節律指示噪聲。在一些實例中，裝置500包括第一開關電路520或開關網絡。心律失常檢測電路 515能夠使用開關電路520改變電極和感測電路的排列方式。在某些實例中，開關電路520 將一個多個電極從初級感測電路505切換到次級感測電路510。在某些實例中，開關電路 520將一個或多個電極從次級感測電路510切換到初級感測電路505。當檢測可能是快速性心律失常的節律時，心律失常檢測電路515確定用初級感測電路505感測到的事件的發生率(rate of event)和用次級感測電路510感測到的事件的發生率中之一或兩者。然後心律失常檢測電路515進行將一個或多個電極從初級感測電路 505切換到次級感測電路510，和將一個或多個電極從次級感測電路510切換到初級感測電路505中的一個或兩個切換。心律失常檢測電路515確定當一個或多個電極被切換時事件的發生率，並且當所述電極被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時， 判定檢測到的節律指示噪聲。例如，如果用初級感測電路505檢測到高發生率的事件，並且然後當所述感測電極被切換時在次級感測電路510上存在高發生率時，判定所述節律是噪聲。在一些實例中，裝置500包括第二開關電路535。所述第二開關電路535可以是除第一開關電路520以外的或裝置500可僅包括所述開關電路中的一個。心律失常檢測電路515能夠進行包括在初級感測電路505中的濾波電路525到次級感測電路510的切換和包括在次級感測電路510中的濾波電路530到初級感測電路505的切換中的一個或多個切
14換。在某些實例中，第一濾波電路525包括大約20.8HZ-171HZ的頻寬。在某些實例中，第二濾波電路包括大約2. 2Hz-80. 3Hz的頻寬。當檢測可能是快速性心律失常的節律時，心律失常檢測電路515確定用初級感測電路505感測到的事件的發生率和用次級感測電路510感測到的事件的發生率中之一或兩者。然後心律失常檢測電路515進行第一濾波電路525從初級感測電路505到次級感測電路510的切換和第二濾波電路530從次級感測電路510到初級感測電路505的切換中之一
或兩者。心律失常檢測電路515確定當濾波電路或多個電路被切換時所感測到的事件的發生率，並且當所述濾波電路被切換後所確定的去極化事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定檢測到的節律指示噪聲。根據一些實例，裝置500包括治療電路MO，其通信耦合到初級感測電路和次級感測電路的電極。治療電路540使用次級感測電路510的至少一個可植入電極遞送高能衝擊心臟復律治療或除顫治療。在一些實例中，治療電路540任選地遞送ATP治療。所述裝置還包括快速性心律失常檢測電路M5，其通信耦合到初級感測電路和次級感測電路。當心律失常檢測電路515判定檢測到的節律是心律失常而非噪聲時，快速性心律失常檢測電路545確定該心律失常是否是有效的快速性心律失常(例如VF或VT)。當所述快速性心律失常被確定為有效時，快速性心律失常檢測電路545使用治療電路540啟動向心臟遞送治療。在一些實例中，在採取高能衝擊治療之前，快速性心律失常檢測電路 545首先啟動ATP以轉變檢測到的心律失常。在一些實例中，快速性心律失常檢測電路M5 從VF或VT中分辨室上性心動過速(SVT)。在某些實例中，快速性心律失常檢測電路545在檢測SVT時啟動ATP。正確地確定檢測到的可能的快速性心律失常是噪聲還是真是心律失常減少給予患者不適當的衝擊的數目，由此減少患者的不適和延長IMD的電池壽命。在一些實例中，一旦檢測到的節律被確定為噪聲，心律失常檢測電路515可以對醫師產生警報。基於所感測到的噪聲的性質，該警報可指示該噪聲是否更像是EMI，導線失靈或DMP。該警報可包括檢查導線完整性的建議或改變可編程的設置以降低初級感測電路505和次級感測電路510中之一或兩者的感測靈敏度的建議。在一些實例中，裝置500包括通信電路以與外部裝置無線通信，並且將所述警報通信給該外部裝置。另外的注釋上面的詳述包括對附圖的引用，所述附圖形成詳述的一部分。附圖通過舉例說明顯示可以實施本發明的具體實施方案。這些實施方案在本文中也成為「實施例」。在本文件中提及的所有出版物、專利和專利文件的全部內容通過引用結合入本文中，如同個別地通過引用結合一樣。在本文件和如此通過引用結合的那些文件之間出現不一致的用法的情況下，在結合的參考文獻中的用法應該被認為是本文件的補充；對於相矛盾的不一致，以本文中的用法為準。在本文件中，使用術語「一個(a) 」或「一個(an) 」來包括一個或多餘一個，不依賴於「至少一個」或「一個或多個」的任何其他情況或用法，如在專利文件中普遍的那樣。在本文件中，術語「或」用來指非唯一性，或使得「A或B」包括「A但非B」，「B但非A」以及「A和 B」，除非另外指明。在附帶的權利要求中，術語「包括(including)」和「其中(in which)」分別用作術語「包括(comprising)」和「其中(wherein) 」的平易英語(plain-English)等價物。此外，在下面的權利要求中，術語「包括」是開放式的，即，包括除權利要求中此術語之後列舉的那些以外的要素的系統、裝置、物品或方法仍被認為包括在該權利要求的範圍內。 此外，在下列的權利要求中，術語「首先」，「其次」和「第三」等僅作為符號使用，並且不意在對其對象施加數字性的要求。本文所述的方法實施例可以至少部分地由機器或計算機來實施。一些實施例可以包括用指令編碼的計算機可讀媒介或機器可讀媒介，所述指令可操作用來配置電子裝置以執行上述實施例中所述的方法。所述方法的實現可以包括代碼，諸如微碼，彙編語言代碼， 高級語言代碼等。這樣的代碼可以包括用於執行各種方法的計算機可讀指令。所述代碼可以形成電腦程式產品的多部分。此外，所述代碼在執行期間或在其他時刻可以有形地存儲在一個或多個易失的或非易失的計算機可讀媒介上。這些計算機可讀媒介可以包括，但不限於，硬碟，可換式磁碟，可換式光碟(例如，壓縮光碟和數字視頻光碟)，磁盒(magnetic cassette)，存儲卡或記憶棒，隨機存儲存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)等。上面的描述意在是說明性的，而非限制性的。例如，上述的實施例(或其一個或多個方面)可以彼此組合使用。可以使用其他實施方案，諸如由閱讀了上述描述的本領域普通技術人員所使用。提供摘要以符合37C.F.R. § 1.72(b)的規定，從而允許讀者快速地明確技術公開內容的本質。要理解其被提交並不用來解釋或限制權利要求的範圍或含義。此外，在上述詳述中，各種特徵可以組合在一起以使公開內容合理化。這不應該解釋為意在使未要求保護的公開特徵對於任何權利要求是必不可少的。而是，本發明的主題可以以少於具體公開的實施方案的所有特徵的特徵存在。因此，下列的權利要求據此結合入詳述中，每個權利要求本身獨立地作為單獨的實施方案。本發明的範圍應該參照附帶的權利要求，以及這些權利要求有資格獲得權利的等價形式的全部範圍來確定。
權利要求
1.一種設備，包括初級心臟信號感測電路，其配置用於感測至少第一心臟信號，所述初級心臟信號感測電路包括至少第一和第二可植入電極或配置用於耦合到至少第一和第二可植入電極；至少一個次級心臟信號感測電路，其配置用於感測至少第二心臟信號，所述次級心臟信號感測電路包括不同於所述第一和第二電極的至少第三可植入電極或配置用於耦合到不同於所述第一和第二電極的至少第三可植入電極，所述第三可植入電極配置用於遞送高能衝擊治療；和心律失常檢測電路，其通信耦合到所述初級和次級心臟信號感測電路，其中所述心律失常檢測電路配置用於使用所述初級感測電路檢測快速性心律失常；確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性；和至少部分地基於所確定的對應性判定檢測到的節律是指示噪聲還是指示心律失常。
2.權利要求1的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於計算用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的延遲的可變性；和當計算的延遲可變性超過閾值可變性值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
3.權利要求2的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於計算所述可變性的移動平均數；和當所述計算的所述可變性的移動平均數超過閾值可變性值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
4.權利要求1-3中任意一項的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於確定用所述初級感測電路感測到的事件的數目和用所述次級感測電路感測到的事件的數目；和當在一個時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目超出在所述相同時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目以閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
5.權利要求4的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於計算在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目與用所述次級感測電路感測到的事件的數目的比率；和當所述計算的比率超過閾值比率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
6.權利要求1-5中任意一項的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於確定所述第一心臟信號形態的複雜性量度和所述第二心臟信號形態的複雜性量度；和當所述第一心臟信號的複雜性量度與所述第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
7.權利要求1-6中任意一項的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於計算所述第一和第二心臟信號之間的相似性量度，其中所述相似性量度包括所述第一和第二心臟信號的互協方差、所述第一和第二心臟信號的互相關性和所述第一和第二心臟信號的相干性中的至少一個；和當所述相似性量度滿足相似性量度閾值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。
8.權利要求1-7中任意一項的設備，其中所述心律失常檢測電路配置用於 計算所述第一和第二心臟信號之間的交叉熵；和當所述計算的交叉熵滿足閾值交叉熵值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。
9.權利要求1-8中任意一項的設備，包括開關電路，所述開關電路通信耦合到所述初級感測電路、次級感測電路、和所述心律失常檢測電路，其中所述開關電路配置用於包括在所述初級感測電路中的第一濾波電路到所述次級感測電路的切換和包括在所述次級感測電路中的第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換，和其中，當檢測所述節律時，所述心律失常檢測電路配置用於確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個感測到的事件的發生率；所述初級感測電路包括的所述第一濾波電路到所述次級感測電路的切換，和所述次級感測電路包括的所述第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換； 確定當所述濾波電路被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，和當所述濾波電路被切換後所確定的去極化事件的發生率的改變超過閾值發生率值時， 判定所述檢測到的節律指示噪聲。
10.權利要求1-9中任意一項的設備，包括開關電路，其通信耦合到所述初級感測電路、次級感測電路、和所述心律失常檢測電路，其中所述開關電路配置用於所述初級感測電路的電極到所述次級感測電路的切換和所述次級感測電路的電極到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換，和其中，當檢測所述節律時，所述心律失常檢測電路配置用於確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個感測到的事件的發生率；所述初級感測電路到所述次級感測電路和所述次級感測電路到所述初級感測電路中的至少一個的電極的切換；確定當所述電極被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，和當所述電極被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
11.權利要求1-10中任意一項的設備，包括治療電路，其通信耦合到所述初級感測電路和次級感測電路的電極； 快速性心律失常檢測電路，其通信耦合到所述初級感測電路和次級感測電路，所述快速性心律失常檢測電路配置用於確定被判定是心律失常而非噪聲的檢測到的節律是否是有效的快速性心律失常，和其中所述快速性心律失常檢測電路配置用於當所述快速性心律失常被確定為有效時開始使用所述治療電路向心臟遞送治療。
12.權利要求11的設備，其中所述治療電路配置用於使用至少一個可植入電極提供抗-心動過速起搏和高能衝擊治療中的至少一個，和其中所述快速性心律失常檢測電路配置用於當所述快速性心律失常被確定為有效時開始遞送抗-心動過速起搏和高能衝擊治療中的至少一個。
13.一種方法，包括使用初級感測電路感測第一心臟信號，其中所述初級感測電路包括第一和第二可植入電極或配置用於耦合到第一和第二可植入電極；使用至少一個次級感測電路感測第二心臟信號，所述次級感測電路包括不同於所述第一和第二電極的至少第三可植入電極或配置用於耦合到不同於所述第一和第二電極的至少第三可植入電極，所述第三可植入電極配置用於遞送高能衝擊治療； 使用所述初級感測電路檢測快速性心律失常；確定用所述初級感測電路感測到的所述第一心臟信號中的事件和用所述次級感測電路感測到的所述第二心臟信號中的事件之間的對應性；和至少部分地基於所確定的對應性判定檢測到的節律是否指示噪聲。
14.權利要求13的方法，其中確定事件之間的對應性包括計算用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的延遲的可變性，和其中判定所述檢測到的節律指示噪聲還是指示心律失常包括當所述計算的延遲的可變性超過閾值可變性值時，判定用所述初級感測電路感測到的去極化事件指示噪聲。
15.權利要求14的方法，其中計算所述延遲的可變性包括計算所述可變性的移動平均數，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括當所述計算的延遲的可變性平均數超過閾值可變性值時判定用所述初級感測電路感測到的事件指示噪聲。
16.權利要求13-15中任意一項的方法，其中確定事件之間的對應性包括確定在一個時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目和在所述相同時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括，當在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目超出在所述時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目以閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
17.權利要求16的方法，包括計算在所述時間段期間用所述初級感測電路感測到的事件的數目與在所述時間段期間用所述次級感測電路感測到的事件的數目的比率，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括當所述比率超過閾值比率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
18.權利要求13-17中任意一項的方法，其中確定所述初級感測電路中感測到的事件和所述次級感測電路中感測到的事件之間的對應性包括確定所述第一心臟信號形態的複雜性量度和所述第二心臟信號形態的複雜性量度，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括，當所述第一心臟信號的複雜性量度與所述第二心臟信號的複雜性量度的差值超過閾值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
19.權利要求18的方法，其中確定心臟信號形態的複雜性量度包括確定所述第一和第二心臟信號之間的交叉熵。
20.權利要求13-19中任意一項的方法，其中確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性包括確定所述第一和第二心臟信號之間的相似性量度，其中所述相似性量度包括所述第一和第二心臟信號的互協方差、所述第一和第二心臟信號的互相關性和所述第一和第二心臟信號的相干性中的至少一個，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括，當所述相似性量度滿足相似性量度閾值時，判定所述檢測到的節律指示心律失常。
21.權利要求13-20中任意一項的方法，其中確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性包括確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中的至少一個時的事件的發生率； 所述初級感測電路包括的第一濾波電路到所述次級感測電路的切換和所述次級感測電路包括的第二濾波電路到所述初級感測電路的切換中的至少一個切換； 確定當所述濾波電路被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括，當所述濾波電路被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
22.權利要求13-21中任意一項的方法，確定用所述初級感測電路感測到的事件和用所述次級感測電路感測到的事件之間的對應性包括確定用所述初級感測電路和所述次級感測電路中至少一個所感測到的事件的發生率；所述初級感測電路到所述次級感測電路和所述次級感測電路到所述初級感測電路中的至少一個的電極的切換；確定當所述電極被切換時用所述感測電路感測到的事件的發生率，和其中判定所述檢測到的節律是否指示噪聲包括，當所述電極被切換後所確定的事件的發生率的改變超過閾值發生率值時，判定所述檢測到的節律指示噪聲。
全文摘要
一種設備，包括用於感測第一心臟信號的初級心臟信號感測電路，用於感測第二心臟信號的次級心臟信號，和心律失常檢測電路。所述初級感測電路包括至少第一和第二可植入電極，並且所述次級感測電路包括用於遞送高能衝擊治療的第三可植入電極。所述心律失常檢測電路使用初級感測電路檢測快速性心律失常，確定用初級感測電路感測的事件和用次級感測電路感測到的事件之間的對應性，並且根據所確定的對應性判定檢測到的節律指示噪聲還是指示心律失常。
文檔編號A61N1/08GK102307619SQ201080006729
公開日2012年1月4日 申請日期2010年1月26日 優先權日2009年2月6日
發明者戴維·L·佩爾施巴謝, 李丹 申請人:心臟起搏器股份公司