[發明專利]一種基于右心室血液溫度的心臟起搏頻率自適應系統

有效

• 申請號: 201710109173.0
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106924877B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 陳翔;姚銳杰;李津;金華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: A61N1/365
• 分類號: A61N1/365
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李宏德

本發明一種基于右心室血液溫度的心臟起搏頻率自適應系統，按照下述循環重復執行，對溫度傳感器檢測的右心室血液溫度信號進行響應，控制起搏器在靜息態、階躍響應態以及運動態之間轉換；起搏器以固定間期采集測量右心室血液溫度，依據右心室血液溫度采樣周期采集右心室血液溫度信號，并計算右心室血液溫度變化速率；查詢起搏器當前控制狀態，按照當前控制狀態為靜息態、階躍響應態和運動態，分別對右心室血液溫度信號做對應處理；在對右心室血液溫度緩慢變化響應時，以與右心室血液溫度變化幅度成正比的期望起搏頻率調整量調整起搏頻率，因此在右心室血液溫度因節律和情緒變化等出現波動時，能夠適應性地調整起搏頻率。

技術領域

本發明屬于生物醫學工程領域，涉及心臟起搏器起博頻率自適應調節系統，具體為一種基于右心室血液溫度的心臟起搏頻率自適應系統。

背景技術

理想的具有起博頻率自適應功能的心臟起搏器針對使用者不同強度的運動以及其他代謝需要如焦慮、精神壓力和發燒等時應盡可能自然地模仿正常心臟竇房結的功能，為機體提供及時、適量的血液供應。從而調節使用者的心輸出量和對運動的耐受性，明顯改善生存質量。

與感知其它參數的起博頻率自適應系統相比，感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統由溫度傳感器檢測全身各處靜脈回流血液的混合溫度，通過右心室血液溫度反映與全身新陳代謝緊密相關的熱量產生信息，據此對心臟起搏頻率做出相應的調整，從而達到調節心輸出量的目的。然而在以往的實際應用中，感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統必須使用帶有專門設計溫度傳感器的電極，而無法使用標準電極導線，這極大地限制了感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統的臨床應用范圍，導致目前市場上幾無可用的感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統。近年來，隨著無導線起搏器的出現，感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統可以將溫度傳感器置于無導線起搏器內部而不再需要使用帶有額外設計溫度傳感器的電極系統，不僅降低了系統的復雜度和成本，而且也增加了系統的可靠性。在上述因素的共同影響下，感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統未來可能在臨床上得到較為廣泛的應用。

決定感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應系統性能的主要因素是感知右心室血液溫度的起搏頻率自適應算法。歷史上，William A.Cook等人于1985年提出了Kelvin500系列起搏頻率自適應算法，該方法設置了四個右心室血液溫度變化速率閾值，即運動頻率切換最大閾值HX、運動頻率切換最小閾值HN、靜息頻率切換最大閾值LX以及靜息頻率切換最小閾值LN。以右心室血液溫度的變化速率與上述閾值的相對大小決定起搏頻率在靜息頻率HR，中間頻率Hinc和運動頻率HE之間相互切換。同時，該算法還設置了運動初期典型的右心室血液溫度下降的檢測與響應機制，一旦檢測到運動初期因溫度較低的環境和血管的突然舒張造成大量流經外周的血液回流右心室所引起的溫度降低，算法不僅不降低起搏頻率，反而以階躍的方式迅速提高起搏頻率，以滿足機體對血液的迅速需求。然而該算法的起搏頻率僅限于靜息頻率，中間頻率和運動頻率三個值，且不同起搏頻率之間的轉換并不平滑，與生理狀況下的竇房結反應并不相同，特別是在停止運動后的恢復期，右心室血液溫度的正常降低可能被誤認為是運動初期的血液溫度下降，造成算法繼續提高起搏頻率，從而延緩了起搏頻率和右心室血液溫度的正常恢復。同時受算法自身結構的限制，Kelvin 500算法不能對晝夜節律等因素引起的右心室血液溫度的緩慢變化產生響應。