[發(fā)明專利]一種心臟起搏頻率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置和心臟起搏裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110168602.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN112933411B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建飛;黎貴玲;黃敏;方成;熊建劬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹源醫(yī)學(xué)科技（杭州）有限公司
• 主分類號(hào): A61N1/362
• 分類號(hào): A61N1/362;A61N1/365
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發(fā)明公開了一種心臟起搏頻率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置和心臟起搏裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于利用三軸加速度傳感器采集身體活動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的三軸加速度數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；數(shù)據(jù)處理模塊，用于依據(jù)預(yù)處理后的三軸加速度數(shù)據(jù)計(jì)算三軸最大急動(dòng)度，根據(jù)三軸最大急動(dòng)度和多檔次的急動(dòng)度閾值同步檢測(cè)并評(píng)估當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)量；起搏頻率調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)量調(diào)節(jié)控制下一時(shí)刻的心臟起搏頻率并輸出。三軸加速度傳感器可獲取患者在運(yùn)動(dòng)時(shí)完整的加速度信息，能更為準(zhǔn)確地評(píng)估患者在各種日常活動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)量；采用急動(dòng)度代替加速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)量評(píng)估，可消除絕大多數(shù)外界環(huán)境干擾；多閾值同步檢測(cè)的方法，可使運(yùn)動(dòng)量評(píng)估更為實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種心臟起搏頻率的自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置和心臟起搏裝置。

背景技術(shù)

隨著單腔/雙腔心臟起搏器(Pacemaker)及心臟再同步治療(CardiacResynchronization Therapy,CRT)等心臟植入式電子設(shè)備(Cardiac ImplantableElectronic Devices)在臨床中的廣泛應(yīng)用，越來(lái)越多的心律失常及心功能不全患者從中獲益，大大改善了患者的預(yù)后、延長(zhǎng)了生存期。

對(duì)于體弱、臥病不起或久坐少動(dòng)的起搏器患者，單一的基礎(chǔ)起搏頻率就能滿足其代謝需要；但對(duì)于活動(dòng)較多的患者，即使只是進(jìn)行日常活動(dòng)，單一的基礎(chǔ)起搏頻率可能不能滿足他們的代謝需要。起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)(Rate adaptive pacing)就是為滿足起搏器患者在不同代謝需求下獲得足夠的心輸出量而設(shè)置的一項(xiàng)重要功能。起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)可在相當(dāng)程度上彌補(bǔ)心臟變時(shí)性功能不全的癥狀，極大地提高了起搏器患者的運(yùn)動(dòng)耐受量。目前在我國(guó)每年植入起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)的心臟起搏器的比例超過了起搏器植入總量的50％。

起搏器可利用感知到的生理/非生理參量來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)起搏頻率。目前臨床應(yīng)用的起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)方案主要是基于每分通氣量、閉環(huán)刺激和加速度傳感器。

每分通氣量(Minute volume,MV)是通氣頻率和潮氣量的乘積，與運(yùn)動(dòng)期間的有氧耗氧量呈線性關(guān)系，是最能反映運(yùn)動(dòng)代謝需求的生理變量。通過標(biāo)準(zhǔn)的雙極導(dǎo)線測(cè)量胸阻抗，根據(jù)胸阻抗可得到通氣頻率和幅度信息，進(jìn)而計(jì)算得到每分通氣量，然后利用特定算法即可計(jì)算得到起搏頻率。每分通氣量的缺點(diǎn)為：電外科手術(shù)、射頻消融等場(chǎng)景下無(wú)法正常工作；咳嗽和過度換氣會(huì)增加心率；憋氣、運(yùn)動(dòng)中說(shuō)話會(huì)降低預(yù)期的起搏心率；靈敏度差，存在滯后。

閉環(huán)刺激(Close loop stimulation,CLS)是通過測(cè)量整個(gè)心室收縮期間的心內(nèi)阻抗得到。CLS的理論基礎(chǔ)為自主神經(jīng)系統(tǒng)(ANS)對(duì)心輸出量的閉環(huán)調(diào)控機(jī)制。CLS可在運(yùn)動(dòng)、精神活動(dòng)和血液動(dòng)力學(xué)變化條件下進(jìn)行自適應(yīng)起搏，研究表明，CLS可以顯著改善變時(shí)性功能不全患者以及血管迷走性暈厥患者的生活質(zhì)量，房顫患者亦可以從CLS中獲益。但CLS的缺點(diǎn)為：調(diào)節(jié)過于靈敏，心率可能會(huì)不恰當(dāng)增加，導(dǎo)致患者出現(xiàn)不適癥狀；且CLS在模式轉(zhuǎn)換期間無(wú)法正常工作。

加速度傳感器是目前在起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)的起搏器中應(yīng)用最廣泛的傳感器。加速度傳感器是置于起搏器機(jī)殼內(nèi)，通過檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的加速度信號(hào)，經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)換為患者運(yùn)動(dòng)量的估計(jì)，之后通過一定的算法調(diào)整起搏頻率。運(yùn)動(dòng)傳感器的優(yōu)點(diǎn)為長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、靈敏度高，缺點(diǎn)為特異性較差、不能直接感應(yīng)代謝變化。

人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)可看作一個(gè)加速度時(shí)變系統(tǒng)，加速度的主頻率反映了運(yùn)動(dòng)的步頻，幅度反映了運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。只有綜合考慮運(yùn)動(dòng)的幅度和頻率特征，才能獲得患者運(yùn)動(dòng)量的準(zhǔn)確評(píng)估。但由于心臟起搏器對(duì)功耗的要求十分苛刻，運(yùn)動(dòng)量評(píng)估無(wú)法采用復(fù)雜方法，所以現(xiàn)有的基于加速度傳感器的起搏頻率自適應(yīng)調(diào)節(jié)方案，通常是采用單軸加速度傳感器獲取人體前后運(yùn)動(dòng)方向的加速度，經(jīng)過帶通濾波等預(yù)處理后，通過設(shè)定固定時(shí)間間隔(通常大于1秒)循環(huán)調(diào)整閾值來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)值加權(quán)后作為運(yùn)動(dòng)量的評(píng)估值。