用于心臟感測和事件檢測的搏動形態(tài)匹配方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及可植入醫(yī)療設(shè)備，并且更具體地，涉及用于執(zhí)行用于將所感測的心臟波形與已知模板相比較的匹配方案的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可植入心臟復(fù)律除顫器(I⑶)通常具有提供各種抗心動過速起搏(ATP)治療方案(regimen)以及心臟復(fù)律/除顫治療的能力。通常，取決于檢測到的心動過速的類型，根據(jù)從不太激進到更加激進治療的預(yù)編程順序施加心律不齊治療。通常，通過回復(fù)到其中連貫的自發(fā)R波分離開至少一限定間期的按需起搏的心律或竇性心律間期來確認心律不齊的偏移。當ATP嘗試不能偏移心動過速時，可傳送高壓心律轉(zhuǎn)復(fù)沖擊。由于電擊對患者而言是痛苦的且與起搏脈沖相比耗費相對更多的電池電荷，因此期望通過在可能時使用不太激進的起搏治療成功地偏移心動過速來避免對遞送沖擊的需要。然而，必要時，需要響應(yīng)于快速性心律失常檢測及時遞送挽救生命的電擊治療。
[0003]心動過速治療的成功部分地取決于心動過速檢測的精度。在一些情況下，源于心房的心動過速(即，室上性心動過速(SVT))難以與源于心室的心動過速(S卩，室性心動過速(VT))區(qū)分開。例如，當SVT被傳導(dǎo)到心室時或者當VT被逆行傳導(dǎo)到心房時，心房腔室和心室腔室兩者都可呈現(xiàn)類似的心動過速周期長度。因此，需要用于在有最高的成功可能性且在偏移心動過速時沒有不可接受的延遲嘗試的情況下將檢測到的心動過速準確地歸類為VT或SVT以允許I⑶傳送最合適的治療的方法。
[0004]快速性心律失常檢測可開始于檢測快速心室率，被稱為基于速率或間期的檢測。在作出治療決策之前，尤其是當感測到快速的1:1房室率時，快速性心律失常檢測可進一步要求利用心臟信號波形形態(tài)分析來區(qū)分SVT和VT。其中影響形態(tài)波形匹配方案的靈敏度和特異性的因素是用于將未知信號波形與已知波形模板對齊的方法、用于比較未知和已知波形的樣本數(shù)據(jù)點的數(shù)量、和在對齊的、所選擇的采樣數(shù)據(jù)點上執(zhí)行的匹配分析。仍然需要用于提供用于心臟事件檢測的可靠的心臟搏動形態(tài)匹配方案的設(shè)備和方法。
【附圖說明】
[0005]圖1和2是其中可有效實施本文所描述的方法的可植入醫(yī)療設(shè)備(MD)的示意圖。
[0006]圖3是包括在用于實施本文所描述的方法的圖1中所示的MD 14的一個實施例中的電子電路的功能框圖。
[0007]圖4為根據(jù)一個實施例的用于建立形態(tài)模板的方法的流程圖。
[0008]圖5是利用兩種不同技術(shù)對齊的ECG信號波形的示例記錄。
[0009]圖6是用于使未知的搏動的ECG信號與已知的形態(tài)模板對齊的方法的流程圖。
[0010]圖7是根據(jù)一個實施例的用于計算形態(tài)度量以確定在與未知的心動周期信號對齊的已知的模板之間的相似度的方法的流程圖。
[0011]圖8是示出了根據(jù)一個實施例的用于計算歸一化波形面積差(NWAD)的技術(shù)的經(jīng)對齊的未知信號和模板的標繪圖。
[0012]圖9是示出了根據(jù)另一個實施例的用于確定R波寬度和計算NWAD的技術(shù)的與四階差分模板對齊的未知的四階差分信號的標繪圖。
【具體實施方式】
[0013]根據(jù)本公開的ηω或其他設(shè)備通過確定心動周期信號和具有對應(yīng)于已知心律的已知形態(tài)的模板之間的形態(tài)相似度的量來確定對應(yīng)于未知心律的心動周期信號的形態(tài)。該模板可具有正常心動周期(例如，被植入MD的患者的正常竇性心搏的心動周期)、或基于多個正常心動周期的平均心動周期的形態(tài)。在一些示例中，臨床醫(yī)生可基于從MD接收的數(shù)據(jù)來生成模板，且于是隨后將所生成的模板上傳至頂D。在其他示例中，頂D可自動地生成模板并在操作期間周期地更新模板。本文公開了用于生成模板、使模板與未知搏動的心動周期信號對齊、以及計算心動周期信號和模板之間的相似度的形態(tài)匹配度量的改進的技術(shù)。
[0014]圖1和2是其中可有效實施本文所描述的方法的ηω的示意圖。如圖1所示，根據(jù)一個實施例的頂D 14被皮下地植入到患者12的胸腔外并且在心切跡之前。頂D 14包括用于封圍該設(shè)備14的電子電路的外殼15。
[0015]與IMD 14電通信的感測和心臟復(fù)律/除顫治療遞送引線18皮下地隧穿到毗鄰患者12的背闊肌的一部分的位置中。具體而言，引線18從IMD14的中間植入袋側(cè)向并后向隧穿患者的背部到與心臟相對的位置，使得心臟16設(shè)置在頂D 14和引線18的遠端電極線圈24和遠端感測電極26之間。
[0016]皮下引線18包括遠端除顫線圈電極24、遠端感測電極26、絕緣柔性引線主體和用于經(jīng)由連接器25連接到皮下設(shè)備14的近端連接器引腳27 (如圖2所示)。此外，一個或多個電極28A、28B、28C(統(tǒng)稱為28)(如圖2所示)沿著外殼的外表面布置以形成基于外殼的皮下電極陣列(SEA)。遠端感測電極26大約尺寸設(shè)定成匹配基于外殼的皮下電極陣列的感測阻抗?？梢岳斫?，雖然MD 14被顯示為具有布置在外殼15上的電極28，但電極28可替代地沿著經(jīng)由連接器25連接至14的一個或多個單獨引線布置。如圖1所示的引線和電極配置僅說明了可用于感測皮下ECG信號和遞送心臟復(fù)律/除顫電擊的電極的一種布置。可以構(gòu)想包括用于利用植入在皮膚、患者體內(nèi)的肌肉或其他組織層之下的血管外電極、心外電極實現(xiàn)ECG信號的感測的一個或多個基于外殼的電極和/或一個或多個基于引線的電極的多種配置。
[0017]進一步參考圖1，編程器20被示為通過RF通信鏈路22與頂D 14遙測通信。通信鏈路22可以是任何合適的RF鏈路，諸如藍牙、WiF1、或醫(yī)療植入式通信服務(wù)(MICS)。
[0018]圖1和2所示的ηω 14是可適合于實現(xiàn)本文所描述的方法的該類設(shè)備的一個說明性實施例。由于電極的皮下布置，皮下MD系統(tǒng)經(jīng)受肌肉和其他噪聲和運動偽影。本文所描述的方法良好地適合于解決皮下IMD系統(tǒng)中的精確的心臟事件檢測。因為引線18被皮下地置于血管外位置中，因此MD 14及相關(guān)聯(lián)的引線18被稱為“皮下頂D系統(tǒng)”。例如，可以理解，雖然MD 14和引線28可被置于患者的皮膚和肌肉層之間，但頂D 14及任何相關(guān)聯(lián)的引線可置于患者的任何血管外位置中，諸如在肌肉層之下或胸腔內(nèi)。此外，雖然本文所描述的技術(shù)和方法的說明性實施例涉及皮下MD系統(tǒng)，但可以構(gòu)想，所公開的技術(shù)可有用于配置成利用沿著IMD外殼和/或從IMD外殼延伸的引線攜載的電極檢測心臟心律失常的其他頂D設(shè)備，例如，引線可包括攜載心外膜電極、心內(nèi)膜電極或皮下電極的任何組合的經(jīng)靜脈和/或血管外引線。
[0019]在本文所描述的說明性實施例中，結(jié)合能夠響應(yīng)于快速性心律失常檢測遞送治療的ηω描述了所公開的方法。在替代的實施例中，可在不包括治療遞送能力的監(jiān)測設(shè)備(諸如，ECG記錄設(shè)備或可植入心臟血流動力監(jiān)視器)中實現(xiàn)本文所描述的心臟事件檢測方法。
[0020]圖3是包括在用于實施本文所描述的方法的圖1中所示的IMD的一個實施例中的電子電路的功能框圖。頂D 14包括電感測模塊102、信號發(fā)生器模塊104、通信模塊106、處理和控制模塊110及相關(guān)聯(lián)的存儲器112、和用于為模塊102、104、106、110和存儲器112中的每一個供電的電源108。電源108可包括一個或多個能量儲存設(shè)備，諸如一個或多個主或可再充電電池。本文中所使用的“模塊”指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或組)和存儲器、組合邏輯電路、或提供所描述的功能的其他合適的部件。
[0021]包括在ηω 14中的模塊表示可包括在本公開的頂D 14中的功能。本公開的模塊可包括任何分立的和/或集成的電子電路組件，其實現(xiàn)了能產(chǎn)生歸屬于本文的模塊的功能的模擬和/或數(shù)字電路。例如，這些模塊可包括模擬電路，如放大電路、濾波電路、和/或其他信號調(diào)節(jié)電路。這些模塊也可以包括數(shù)字電路，例如，組合的或順序的邏輯電路、存儲器設(shè)備等。存儲器可包括任何易失性、非易失性、磁或電非瞬態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，例如，隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(R0M)、非易失性RAM(NVRAM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、閃存、或任何其它存儲器設(shè)備。而且，存儲器112可包括存儲指令的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)，當這些指令被一個或多個處理電路執(zhí)行時，使得這些模塊執(zhí)行歸因于本文中的模塊的各種功能。存儲指令的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)可包括以上列出的介質(zhì)中的任一個，僅除瞬態(tài)傳播信號之外。
[0022]屬于本文的模塊的功能可具體實施為一個或多個處理器、硬件、固件、軟件、或其任何組合。將不同的特征描繪為模塊旨在強調(diào)不同的功能方面，并且不一定暗示這些模塊必須通過單獨的硬件或軟件組件來實現(xiàn)。相反，與一個或多個模塊相關(guān)聯(lián)的功能可由單獨的硬件或軟件部件執(zhí)行，或者集成在共同的硬件或軟件部件內(nèi)。
[0023]處理和控制模塊110與信號發(fā)生器模塊104和電感測模塊102通信以用于感測心臟電活動并響應(yīng)于所感測的信號生成心臟治療。信號發(fā)生器模塊104和電感測模塊102電耦合至沿著MD外殼15合并但與頂D外殼15電絕緣的皮下SEA電極28、基于引線的電極24和26以及外殼15，外殼15的至少一部分還用作共同接地電極并因此也被稱為“外殼電極”15。
[0024]電感測模塊102被配置成監(jiān)