植入后，無(wú)論何種類(lèi)型的心臟瓣膜假體的運(yùn)行狀態(tài)一般在專(zhuān)業(yè)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)以周期性的隨訪以及用成像系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)，因?yàn)樵诮M織瓣膜假體中由于鈣化現(xiàn)象可能出現(xiàn)瓣膜小葉的變化，這可能導(dǎo)致所述瓣膜假體功能的變化，而在機(jī)械瓣膜假體中，可動(dòng)關(guān)閉和打開(kāi)元件(典型地為熱解碳制成的盤(pán)或半盤(pán))的運(yùn)行狀態(tài)可能被血栓栓塞(trombo-embolic)現(xiàn)象危害，這可以用適當(dāng)?shù)目鼓獎(jiǎng)┲委焷?lái)消除和控制。

由于具有植入式心臟系統(tǒng)的患者數(shù)量大大地增加，對(duì)于廣大公眾來(lái)說(shuō)具有可獲得的傳感化的(sensorized)瓣膜假體將是有用的，它可以與具有例如智能電話或平板電腦的尺寸和重量的外部監(jiān)測(cè)終端交互，以使得在家檢查所述瓣膜假體的運(yùn)行狀態(tài)成為可能，以便當(dāng)所述監(jiān)測(cè)終端檢測(cè)到傳感化的假體的運(yùn)行中的異常并發(fā)出警告時(shí)，患者可以到專(zhuān)業(yè)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)去。

明顯的是，這樣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)提高具有植入瓣膜假體的患者的生活質(zhì)量，也減少了在所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)指示涉及瓣膜假體劣化的高可能性狀態(tài)的警報(bào)的情形的情況下患者的死亡率，使得患者自己可以被警告并且可以在所述心臟瓣膜假體損壞之前到專(zhuān)業(yè)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行所述心臟瓣膜假體的可能的早期更換。

作為現(xiàn)有技術(shù)，可參考下面所引用的例子。

專(zhuān)利US 5,487,760涉及一種機(jī)械型心臟瓣膜假體，其裝備有電容式或電感式傳感器或例如壓電式的振動(dòng)傳感器，連接到設(shè)置在瓣膜外部結(jié)構(gòu)和涂覆縫合環(huán)的材料之間的電子微電路，以便檢測(cè)與所述心臟瓣膜假體的小葉的打開(kāi)和閉合運(yùn)動(dòng)相關(guān)的信號(hào)，并且還描述通過(guò)患者體外的遙感裝置如何向所述內(nèi)部微電路供能以及如何與所述內(nèi)部微電路交互。專(zhuān)利申請(qǐng)WO2010/062223的公開(kāi)內(nèi)容涉及要插入到右側(cè)心腔或冠狀竇中用于心臟起搏的引線，其裝備有電極并且連接到用于測(cè)量電阻抗并且用于通過(guò)這監(jiān)測(cè)自然心臟瓣膜的運(yùn)行的工具。專(zhuān)利US 7,643,879描述了如何通過(guò)配置成用于在心臟瓣膜的附近檢測(cè)心臟電信號(hào)的生理傳感器以及配置成用于檢測(cè)血液動(dòng)力參數(shù)的傳感器來(lái)傳感化心臟瓣膜假體，其中所述傳感器包括用于檢測(cè)血液流動(dòng)的流量傳感器，或者壓力傳感器，或者用于檢測(cè)瓣膜小葉的偏轉(zhuǎn)的傳感器(例如電磁型、或者壓阻型、或者壓電型、或者霍爾效應(yīng)型的傳感器)，聲學(xué)傳感器或光學(xué)傳感器。另外，專(zhuān)利US2012/0296382A1的公開(kāi)內(nèi)容以通用的方式描述了心臟瓣膜假體，所述心臟瓣膜假體包括生理傳感器和電子微電路，電子微電路能夠?qū)⒂伤鰝鞲衅鳈z測(cè)到的生命生理信息傳輸?shù)交颊唧w外的工具。專(zhuān)利US 7,089,051以非常通用的方式描述了如何用在位于心臟竇和心大靜脈內(nèi)的瓣膜外電極之間進(jìn)行的電阻抗測(cè)量來(lái)監(jiān)測(cè)主動(dòng)脈瓣膜的打開(kāi)。專(zhuān)利US 5,792,194描述了用于測(cè)量設(shè)置在心房中和心室中的電極之間電阻抗的裝置，用于測(cè)量身體活動(dòng)期間有用的參數(shù)以通過(guò)電子心臟起搏裝置來(lái)控制心臟刺激(RR功能)。另外專(zhuān)利US 4,730,619描述了用于調(diào)節(jié)諸如起搏器的植入裝置的電刺激頻率的裝置，該調(diào)節(jié)是根據(jù)在這種情況下檢測(cè)到的設(shè)置在插入到心腔內(nèi)的電導(dǎo)管上的電極和位于所述起搏器的殼體上的電極之間電阻抗的變化。最后，專(zhuān)利US 5,902,325描述了借助電阻抗測(cè)量檢測(cè)心臟捕獲的心臟刺激設(shè)備。

從已知技術(shù)可以表明在插入心臟起搏引線中的兩個(gè)或更多個(gè)電極之間進(jìn)行的電阻抗的測(cè)量或血流圖(rheographic)測(cè)量是已經(jīng)使用了超過(guò)三十年的技術(shù)，到目前為止是統(tǒng)一的，很易于實(shí)現(xiàn)的，并呈現(xiàn)出高的技術(shù)可靠性。迄今為止血流圖技術(shù)已經(jīng)基本上用于檢測(cè)主要參數(shù)(分鐘通氣量或房室阻抗)，用于修改可植入電心臟起搏裝置中的起搏速率(速率響應(yīng)起搏)，并且當(dāng)它已經(jīng)被用于檢測(cè)自然瓣膜的打開(kāi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如以上在US 7,089,051中考慮的，已經(jīng)在設(shè)置在插入到冠狀竇和心大靜脈中的起搏引線中的電極之間實(shí)現(xiàn)這種檢測(cè)，給定電極的瓣膜外位置，因此獲得電阻抗的測(cè)量值，所述電阻抗的測(cè)量值與瓣膜小葉的運(yùn)動(dòng)相關(guān)，但可以被插入測(cè)量電極的心腔和血管自身中呈現(xiàn)的血容量的變化以及心肌形狀的相當(dāng)大的改變明顯地歪曲。

本發(fā)明人已經(jīng)具有驗(yàn)證上文提到的血流圖技術(shù)是否可以適用于單獨(dú)檢測(cè)位移的直覺(jué)和創(chuàng)造性的激勵(lì)，所述位移是非常局部的，由自然心臟瓣膜的小葉或人工瓣膜的可動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉元件的打開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)引起，并且由發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)試已經(jīng)令人驚奇地顯示出，從瓣膜內(nèi)電阻抗的測(cè)量值，也就是伴隨局限在心臟瓣膜假體的受限制范圍內(nèi)的電場(chǎng)的生成，可以推導(dǎo)出積極、精確和高度可靠的結(jié)果。本發(fā)明因此提出了使用所述阻抗計(jì)量(impedentiometric)技術(shù)用于單獨(dú)檢測(cè)用瓣膜成形術(shù)介入修復(fù)的自然心臟瓣膜的小葉或者機(jī)械或組織心臟瓣膜假體的可動(dòng)的開(kāi)關(guān)和閉合元件或者還有用經(jīng)導(dǎo)管系統(tǒng)植入的組織瓣膜的運(yùn)動(dòng)，并提出了傳感化的心臟瓣膜，其呈現(xiàn)出高的技術(shù)可靠性，預(yù)先布置用于與外部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)交互，根據(jù)權(quán)利要求1和隨后的從屬權(quán)利要求，其利用了以下布置：電極設(shè)置在假體瓣膜裝置的環(huán)形底座內(nèi)用于生成電場(chǎng)，電場(chǎng)的場(chǎng)線橫貫所述環(huán)形主體的截面或內(nèi)腔，在所述環(huán)形主體上自然小葉或所述心臟瓣膜假體的可動(dòng)打開(kāi)和閉合元件循環(huán)地運(yùn)動(dòng)，決定所述電場(chǎng)的變化，所述電場(chǎng)的變化通過(guò)所述電極或補(bǔ)充電極檢測(cè)，并且通過(guò)還可以完全或部分地集成在心臟瓣膜假體內(nèi)的ASIC型的專(zhuān)用電子電路轉(zhuǎn)換成瓣膜內(nèi)電阻抗的變化，這呈現(xiàn)了與瓣膜小葉或植入的假體瓣膜裝置的可動(dòng)元件的打開(kāi)和關(guān)閉狀況有關(guān)的演變。在瓣膜上運(yùn)行的內(nèi)部電子電路包括遙感工具，通過(guò)該遙感工具所述內(nèi)部電路可以與外部終端通信，該外部終端能夠進(jìn)行所述內(nèi)部電路的啟動(dòng)和供能，并由此檢測(cè)所述電阻抗或?qū)?yīng)信號(hào)的變化，然后它可以為了監(jiān)測(cè)、預(yù)防的目的，以及為了其它可能的目的處理和分析這些變化。所述內(nèi)部電子電路可以完全集成在所述假體瓣膜裝置內(nèi)，或者可以部分地位于所述假體裝置內(nèi)并通過(guò)導(dǎo)線連接到設(shè)置在經(jīng)皮下植入患者體內(nèi)的殼體內(nèi)的其他電子電路，其可以同樣地容納用于與外部查詢終端通信的所述內(nèi)部遙感裝置，并且其可以包含自主的電力供應(yīng)源(見(jiàn)下文)。用于處理由關(guān)聯(lián)到瓣膜假體的、用于檢測(cè)瓣膜內(nèi)電阻抗變化的電極獲得的信號(hào)的電路可以位于患者體內(nèi)的所述電子電路中或者可以位于外部終端中。

從隨后的一些優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明進(jìn)一步的特征以及得自這些特征的優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)得更清楚，這些優(yōu)選實(shí)施例在附圖的三個(gè)所附的平面內(nèi)通過(guò)非限制性的示例完全地示出，其中：

-圖1和2是具有用于測(cè)量瓣膜內(nèi)電阻抗變化的所述電極的不同布置的機(jī)械心臟瓣膜假體的示意圖和俯視圖；

-圖3示意性例示出了根據(jù)線III-III所截的圖1的心臟瓣膜假體；

-圖4例示出了設(shè)置在患者體內(nèi)的電子部件和用于檢測(cè)瓣膜內(nèi)電阻抗變化的外部組件的方框圖；

-圖5和6是在裝備有根據(jù)本發(fā)明的傳感化的心臟瓣膜假體的患者體內(nèi)的電子部件的兩個(gè)不同的可能位置的示意性例示；

-圖7例示出了能用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)檢測(cè)到的、與傳感化的心臟瓣膜假體的小葉的模擬打開(kāi)和閉合運(yùn)動(dòng)有關(guān)的瓣膜內(nèi)電阻抗變化的曲線圖。

圖1、2和3例示出了機(jī)械型的心臟瓣膜假體HV，裝備有環(huán)形形狀的底座主體1，在其中安裝有形狀像半盤(pán)的可動(dòng)元件3、103，具有繞橫向和中間軸線2、102振蕩的可能性，在所述假體HV運(yùn)行期間，可動(dòng)元件3、103從由實(shí)線表示的打開(kāi)位置轉(zhuǎn)到由虛線表示的閉合位置。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的介紹，根據(jù)本發(fā)明對(duì)其作出改進(jìn)的其它類(lèi)型的心臟瓣膜假體在此沒(méi)有例示出，至于所述改進(jìn)本質(zhì)上涉及假體的環(huán)形底座主體1，其固有地呈現(xiàn)在瓣膜成形術(shù)環(huán)以及人工心臟瓣膜兩者中，無(wú)論它們是機(jī)械型的或組織型的，或者用經(jīng)導(dǎo)管技術(shù)植入的組織型。

根據(jù)本發(fā)明，在制造心臟瓣膜假體的時(shí)刻，在所述環(huán)形主體1中或在它的涂覆101的外表面上，例如在所述環(huán)形整體1、101的縫合區(qū)域中，集成由合適的材料制成的電極4、104和其它可能的電極5、105(見(jiàn)下文)，優(yōu)選在例示出機(jī)械瓣膜HV的情況下徑向彼此相對(duì)并且根據(jù)基本上正交于軸線2、102的方向相互對(duì)準(zhǔn)。電極4、104和5、105例如可以如圖1所示根據(jù)所述環(huán)形主體1的長(zhǎng)度定位，或者可以位于所述主體1內(nèi)，具有例如如圖2所示的橫向的布置，或者具有既是橫向也是縱向的布置，例如具有傾斜的布置(未例示出)。

電極4、104和5、105連接微電子電路6，所述微電子電路6也關(guān)聯(lián)到主體1并被保護(hù)在對(duì)應(yīng)的殼體101中，并且所述電路6可以由一個(gè)或多個(gè)部件形成，不管它們?cè)鯓友厮鲋黧w1的長(zhǎng)度分布以及在功能上連接在一起。使用四個(gè)電極4、104和5、105以及對(duì)應(yīng)的四極測(cè)量已經(jīng)獲得良好的電響應(yīng)結(jié)果，但仍應(yīng)理解的是，即使以電路6的實(shí)現(xiàn)的更大的復(fù)雜性為代價(jià)，可以使用在激發(fā)和接收的功能中快速交替(用于雙極測(cè)量)的僅僅兩個(gè)電極，或三個(gè)電極，具有共同電極用于所述激發(fā)和接收的功能(用于三極測(cè)量)。

本發(fā)明的目的在下文中做了描述并在圖3中示意性地例示出。向電極4、104供應(yīng)有已知和恒定值的電流I以在它們之間生成電場(chǎng)7，在心臟瓣膜的自然小葉或人工心臟瓣膜假體的可動(dòng)元件3、103的打開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)期間，電場(chǎng)7的場(chǎng)線干擾它們。由自然小葉或心臟瓣膜假體的可動(dòng)元件的周期性運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)的變化用例如電極5、105之間的電壓V的測(cè)量來(lái)檢測(cè)，以通過(guò)將歐姆定律Z＝V/I(其中I是已知且恒定的值)應(yīng)用到該電壓V的變化ΔV以得到電阻抗變化ΔZ，其中ΔZ得自瓣膜的小葉的打開(kāi)和關(guān)閉運(yùn)動(dòng)，使得可能驗(yàn)證傳感化的瓣膜假體的任何故障。

在圖7的圖表中，信號(hào)25表示對(duì)應(yīng)于受監(jiān)測(cè)的心臟瓣膜假體的小葉的關(guān)閉125和打開(kāi)225運(yùn)動(dòng)的瓣膜內(nèi)阻抗信號(hào)在時(shí)間“t”上的曲線圖，而出現(xiàn)在底部的信號(hào)26是瓣膜內(nèi)阻抗信號(hào)的時(shí)間“t”上的一階導(dǎo)數(shù)的信號(hào)的對(duì)應(yīng)的時(shí)間曲線圖。

本發(fā)明中使用的技術(shù)不受心臟瓣膜假體HV的底座1、101上可能的纖維化生長(zhǎng)或血管翳形成的影響，這將不會(huì)改變系統(tǒng)的可靠性，只要所述生長(zhǎng)是橫向的不會(huì)通過(guò)電場(chǎng)7的線以及通過(guò)將在下文中提到的RF電磁輻射呈現(xiàn)任何實(shí)質(zhì)的抵抗。因此可以理解根據(jù)本發(fā)明的解決方案是如何隨時(shí)間高度可靠的，也因?yàn)樗灰匀魏畏绞阶兓匀恍∪~的或在此被植入的情況下心臟瓣膜假體的可動(dòng)關(guān)閉元件的形態(tài)、動(dòng)力學(xué)和因此的功能。

參考圖4，現(xiàn)在描述微電子電路6可能的簡(jiǎn)化實(shí)施例，它包括：電力供應(yīng)單元14(見(jiàn)下文)，和借由接口8和9連接到電極4、104以及可能的電極5、105的控制和處理單元10，用于測(cè)量電流的生成和用于調(diào)節(jié)所檢測(cè)的信號(hào)，諸如放大、濾波等，有連接到所述單元10的可能的存儲(chǔ)單元11和至少具有對(duì)應(yīng)的天線13的收發(fā)器單元12。省略部件8、9和10的詳細(xì)描述，只要后者可以由分支領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有技術(shù)的知識(shí)的基礎(chǔ)上容易地得到，該現(xiàn)有技術(shù)是本公開(kāi)的引言部分中引用的現(xiàn)有技術(shù)以及所有那些使用阻抗或血流圖技術(shù)用于檢測(cè)患者分鐘和/或肺通氣的變化的解決方案的現(xiàn)有技術(shù)。

電路6可以與例如智能手機(jī)或平板電腦大小的小的外部終端15交互，外部終端15內(nèi)部攜帶：至少具有對(duì)應(yīng)的天線17的收發(fā)器單元16；電力供應(yīng)單元18；處理器19；可能的存儲(chǔ)單元20；用于顯示檢測(cè)到的狀況和可能的警報(bào)狀況的單元21；以及可能的調(diào)制解調(diào)器22或等效布置，用于與這樣的工具或等效的遠(yuǎn)程通信工具連接。

圖4的系統(tǒng)如后文中所述行使功能。如在圖4和5中所例示的，終端15用它自己專(zhuān)用的端部115擱置在患者的胸部P上或者設(shè)置在足夠靠近患者的位置，并且從所述終端15啟動(dòng)傳輸步驟。通過(guò)終端15的天線17，發(fā)出例如RF信號(hào)的電磁信號(hào)29并且其被植入系統(tǒng)6的天線13接收，所述信號(hào)含有數(shù)據(jù)和電磁能量?jī)烧撸撾姶拍芰繉?duì)于充電例如電容型的單元14是必需的。瓣膜假體內(nèi)部的微電子電路6是從外部供能的，并且通過(guò)單元10和接口8，和可能的接口9，連接到電極4、104，以及可能的電極5，105，檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于瓣膜內(nèi)電阻抗ΔZ的變化的電信號(hào)，所述數(shù)據(jù)可能存儲(chǔ)在單元11內(nèi)并發(fā)送到切換到傳輸器功能的單元12，單元12通過(guò)天線13，傳輸所述數(shù)據(jù)到外部單元15的天線17，并且因此到在接收模式下的單元16，然后將所述數(shù)據(jù)到處理單元19，處理單元19分析它們，將它們存儲(chǔ)在單元20中并且通過(guò)單元21傳達(dá)結(jié)果的結(jié)局，例如借助顯示器。

在執(zhí)行所述檢查期間或在隨后的時(shí)刻，通過(guò)單元22以及通過(guò)電信服務(wù)23，所述檢查中的所檢測(cè)的數(shù)據(jù)有可能被傳輸?shù)綄?zhuān)業(yè)的醫(yī)療中心的遠(yuǎn)程服務(wù)器24，醫(yī)療中心可以將所述數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步檢查，用于預(yù)防的目的和其它可能的目的。

圖6例示了本發(fā)明可能的變形實(shí)施例，其設(shè)想將心臟瓣膜假體HV載有的電子部件最小化，限制它們?yōu)榛镜牟考?，諸如例如，借助電線27(圖6)連接到圖4的塊106和206的所有電子元件的圖4的至少兩個(gè)或更多個(gè)電極4、104和5、105，現(xiàn)在被容納在植入到患者皮膚下的密閉容器28內(nèi)，該密閉容器28類(lèi)似于可植入的電心臟起搏裝置的外殼。在這種情況下，圖4的部件14可以是上文提到的類(lèi)型，通過(guò)感應(yīng)可從外部充電，或者可以由與起搏器中使用的電池相同類(lèi)型電池所取代，隨之而來(lái)的可想到的簡(jiǎn)化，既關(guān)于植入的電子電路，出于電力供應(yīng)的目的所述電子電路將是自給自足的，也關(guān)于外部終端15，其現(xiàn)在將只需要發(fā)出對(duì)內(nèi)部電路的喚醒和啟動(dòng)的命令并收集至少對(duì)應(yīng)于瓣膜內(nèi)電阻抗的變化的數(shù)據(jù)。

仍然要理解的是說(shuō)明書(shū)涉及本發(fā)明的優(yōu)選和基本實(shí)施例，除了上面指示的那些，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例可以做出許多的變化和修改，其目的例如在于通過(guò)瓣膜內(nèi)電阻抗的變化檢測(cè)心臟活動(dòng)的其他參數(shù)，例如被監(jiān)測(cè)的瓣膜的小葉的打開(kāi)和關(guān)閉的速率和/或指示被植入的患者的臨床狀況的其它參數(shù)。變形也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)，由此從外部單元15通過(guò)處理所述單元15從內(nèi)部單元6接收的電場(chǎng)的變化的原始信號(hào)獲得關(guān)聯(lián)到瓣膜內(nèi)電阻抗ΔZ的變化的信號(hào)。

上述的和所有的修改和技術(shù)等同物不偏離所描述的、如附圖的三個(gè)所附的平面的圖中所例示出的并且如下文所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，其中上述的和所有的修改和技術(shù)等同物在另一方面可由分支領(lǐng)域的技術(shù)人員設(shè)想。在權(quán)利要求中，出現(xiàn)在括號(hào)內(nèi)的附圖標(biāo)記完全是指示性的，并不限制權(quán)利要求本身的保護(hù)范圍。