JP2010522059A - 同期不全の閉ループ再同期治療 - Google Patents

Abstract

装置は、第１インピーダンス検出回路と、第２検出回路と、インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器とを備える。インピーダンス検出回路は、第１心臓領域の心臓局所壁運動を示す心臓内局所インピーダンス信号を、植え込み可能な双極型の第１インピーダンス検出電極ペアから検出する。第２検出回路は、心血管活動を示す第２センサ信号を生成するように構成される。インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器は、心臓同期不全を、第１心臓内局所インピーダンス信号と第２センサ信号との関係を使用して検出するように構成される。他の装置及び方法が開示される。

Description

本技術分野は概して、植え込み可能な医療装置に関し、特に、これに制限されないが、被験者の心臓インピーダンスをモニタリングして、心室の同期不全（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｙｓｓｙｎｃｈｒｏｎｙ）の検出率を高める方法に関する。
（優先権の主張）
２００７年３月２３日出願の米国特許出願第１１／６９０，７００号の優先権の利益をここに主張するものであり、この出願は本明細書において参照されることにより本明細書に組み込まれる。

植え込み可能な医療装置（Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ：ＩＭＤｓ）は、患者に植え込まれるように設計される装置である。これらの装置の幾つかの例として、植え込み可能なペースメーカーのような心機能管理（ｃａｒｄｉａｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ＣＦＭ）装置、植え込み型心臓除細動器（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒｓ：ＩＣＤｓ）、心臓再同期装置、及びこのような機能の組み合わせを含む装置を挙げることができる。これらの装置は通常、患者を電気療法または他の療法を利用して治療するために、または患者の診断に際して、患者の症状を内部モニタリングすることにより医師または介護者を支援するために使用される。これらの装置は、一つ又は複数のセンスアンプと通信して患者の電気的な心臓活動をモニタリングする一つまたは複数の電極を含み、そして多くの場合、一つ又は複数の他の内部患者パラメータをモニタリングする一つ又は複数のセンサを含むことができる。植え込み可能な医療装置の他の例として、植え込み型診断用医療機器、植え込み型薬剤投与システム、または神経刺激機能を持つ植え込み可能な装置を挙げることができる。

更に、幾つかのＩＭＤ（植え込み可能な医療装置）はイベントを、一つまたは複数の電気的な心臓活動信号をモニタリングすることにより検出する。ＣＦＭ（心機能管理）装置では、これらのイベントは、心腔の拡張または心腔の収縮を含む。拡張または収縮を示す心臓信号をモニタリングすることにより、ＩＭＤ（植え込み可能な医療装置）は、右心室及び左心室が同期して収縮しない場合などの心室同期不全を検出することができる。心臓再同期療法（ＣＲＴ）を施行して、心臓の同期不全を改善することができる。通常、心臓の同期不全を検出するＩＭＤ（植え込み可能な医療装置）は、心臓の収縮において広範囲に見られる心臓イベントを監視し、例えば心腔の容積を推定する。しかしながら、心臓の同期不全を規定し、かつ測定することは困難である。

本文書は概して、心臓内局所インピーダンスを通して示されるような患者の心臓同期不全を分析する装置及び方法に関するものである。装置例は、第１インピーダンス検出回路と、第２検出回路と、インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器とを含む。インピーダンス検出回路は、第１心臓領域の心臓局所壁運動を示す心臓内局所インピーダンス信号を、植込み可能な双極型の第１インピーダンス検出電極ペアから検出する。第２検出回路は、心血管活動を示す第２センサ信号を生成するように構成される。インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器は、心臓同期不全を、第１心臓内局所インピーダンス信号と第２センサ信号との関係を使用して検出するように構成される。

方法例は、心臓局所壁運動を示す心臓内局所インピーダンス信号を、植え込み可能な医療装置（ＩＭＤ）を使用して検出すること、心血管活動を示す少なくとも一つの第２センサ信号を検出すること、心臓同期不全を、心臓内局所インピーダンス信号と第２センサ信号との関係を使用して検出することを含む。

この要約は、本特許出願の主題の概要を提供するために行なわれる。この要約は、本発明を排他的に説明する、または網羅的に説明するために行なわれるのではない。詳細な説明を行なって、本特許出願の主題についての更に詳細な情報を提供する。

ＩＭＤを使用するシステムの一部のブロック図である。 複数の電極を含む左心室リード２２５の一部の説明図である。 被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする装置の一つの例の一部のブロック図である。 心臓内局所インピーダンス信号を、植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図である。 心臓内局所インピーダンス信号を、２つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図である。 被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする方法のフロー図である。 心臓内局所インピーダンス信号を２つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の別の説明図である。 心臓内局所インピーダンス信号を、３つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図である。 被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする装置の別の例の一部分のブロック図である。

以下の詳細な説明では、詳細な説明の一部を構成する添付の図面を参照する。これらの図面は、例示として特定の実施形態を示し、これらの実施形態において本発明を実施することができる。本明細書では「例」とも表記されるこれらの実施形態について十分詳細に説明して、この技術分野の当業者が本発明を実施することができるようにしている。これらの実施形態は組み合わせることができる、他の実施形態を利用することができる、または構造的、論理的、及び電気的変更を本発明の範囲から逸脱しない限り加えることができる。従って、以下の詳細な説明は、制限的な意味として捉えられるべきではなく、そして本発明の範囲は、添付の請求項及びこれらの請求項の均等物によって規定される。

本文書では、「一つの」という用語は、特許文書に広く使用されているように、「一つ」、または「一つ以上」という意味を含む。本文書では、「または」という用語は、非排他的な意味を示すために使用され、または特に断らない限り、「ＡまたはＢ」が「Ｂ以外のＡ」、「Ａ以外のＢ」、及び「ＡかつＢ」を含むように使用される。更に、本文書において参照される全ての刊行物、特許、及び特許文書は、本明細書において参照されることにより、これらの出版物の全ての内容が本明細書に、参照により本明細書に個々に組み込まれるものとして組み込まれる。用法の不一致が、本文書と、参照により細書に組み込まれるこれらの文書との間に発生する場合には、組み込まれる参考文献（複数の参考文献）における用法は、本文書における用法を補完するものとして捉えられるべきであり、相容れない不一致がある場合、本文書における用法が優先する。

図１は、植え込み可能な医療装置（ＩＭＤ）１０５を使用するシステム１００の一部を示している。ＩＭＤ１０５の例として、これらには制限されないが、ペースメーカー、心臓除細動器、除細動器、心臓再同期療法（ＣＲＴ）装置、及び他の心臓モニタリング治療装置を挙げることができ、他の心臓モニタリング治療装置は、一つまたは複数の神経刺激装置、薬剤、薬剤投与システム、または他の療法を含む心臓装置、または、一つまたは複数の神経刺激装置、薬剤、薬剤投与システム、または他の療法と連携して治療する心臓装置を含む。一つの例として、図示のシステム１００を使用して心不整脈を治療する。ＩＭＤ１０５は通常、一つまたは複数の心臓リード１１０，１１５，１２５を介して患者または被験者の心臓に接続される電子ユニットを含む。ＩＭＤ１０５の電子ユニットは通常、ハーメチックシール容器または密閉「缶」に封止される部品群を含む。システム１００は通常、例えば無線周波数（ＲＦ）信号、または一つ以上の他のテレメトリ信号を使用することによりＩＭＤ１０５との間で一つ又は複数の無線信号１８５を授受するＩＭＤプログラマーまたは他の外部システム１９０も含む。

図示の例は、近位端１１１及び遠位端１１３を有する右心房（ＲＡ）リード１１０を含む。近位端１１１は、ＩＭＤ１０５のヘッダコネクタ１０７に接続される。遠位端１１３は、心房中隔の、または心房中隔の近傍のＲＡに配置されるように構成される。ＲＡリード１１０は、ＲＡチップ電極１１４Ａ及びＲＡリング電極１１４Ｂのような双極型の電極ペアを含むことができる。ＲＡ電極１１４Ａ及び１１４Ｂはリードボディに遠位端１１３で埋め込まれて、心房中隔に、または心房中隔の近傍に配置され、そしてそれぞれＩＭＤ１０５に、リードボディ内を延びる導体を介して電気的に接続される。幾つかの実施形態では、ＲＡ電極１１４Ａ及び１１４Ｂは、ＲＡインピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＲＡ局所インピーダンス信号を検出する。ＲＡチップ電極１１４ＡとＲＡリング電極１１４Ｂとの間の距離は、約２ミリメートル〜２０ミリメートルの範囲であり、約５ミリメートルを特定の例として挙げることができる。

図示の例は、近位端１１７及び遠位端１１９を有する右心室（ＲＶ）リード１１５も含む。近位端１１７はヘッダコネクタ１０７に接続される。遠位端１１９は、ＲＶに配置されるように構成される。ＲＶリード１１５は、近位除細動電極１１６、遠位除細動電極１１８、ＲＶチップ電極１２０Ａ、及びＲＶリング電極１２０Ｂのうちの一つまたは複数の電極を含むことができる。除細動電極１１６はリードボディに、ＲＡ（右心房）内、及び／又は上大静脈内に、かつ心室の上方に配置するために適する位置で埋め込まれる。除細動電極１１８はリードボディに遠位端１１９の近傍で埋め込まれてＲＶ内に配置される。ＲＶ電極１２０Ａ及び１２０Ｂは、双極型の電極ペアを構成することができ、そしてリードボディに遠位端１１９で埋め込まれる。電極１１６，１１８，１２０Ａ，及び１２０ＢはそれぞれＩＭＤ１０５に、リードボディ内を延びる導体を介して電気的に接続される。近位除細動電極１１６、遠位除細動電極１１８、及び／又はＩＭＤ１０５の缶の上に形成される電極によって、カルジオバージョン（ｃａｒｄｉｏｖｅｒｓｉｏｎ）パルス及び／又はデフィブリレーション（ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｉｏｎ）パルスを心臓に供給することができる。

ＲＶチップ電極１２０Ａ、ＲＶリング電極１２０Ｂ、及び／又はＩＭＤ１０５の缶の上に形成される電極によって、ＲＶの脱分極を表わすＲＶ電位図を検出し、そしてＲＶペーシングパルスを供給することができる。検出及びペーシングによって、ＩＭＤ１０５は心腔の収縮のタイミングを調整することができる。例えば、ＩＭＤ１０５は、ＲＡにおける収縮を検出し、ＲＶを所望の心房−心室（ＡＶ）遅延時間においてペーシングすることにより、心室の収縮のタイミングを心房の収縮の遅延のタイミングに対して調整することができる。一つの実施形態では、ＲＶ電極１２０Ａ及び１２０Ｂは、ＲＶインピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＲＶ局所インピーダンス信号を検出する。ＲＶチップ電極１２０ＡとＲＶリング電極１２０Ｂとの間の距離は、約２ミリメートル〜２０ミリメートルの範囲にあり、約８ミリメートルを特定の例として挙げることができる。幾つかの例では、ＲＶリング電極１２０Ｂは、除細動電極１１８との双極型の電極ペアを構成することができる。ＲＶリング電極１２０Ｂ及び除細動電極１１８は、ＲＶインピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＲＶインピーダンス信号を検出することができる。

更に図示されるのは、左心室（ＬＶ）リード１２５である。ＬＶリード１２５は、冠状動脈ペーシング及び／又は検出リードであり、このリードは、近位端１２１及び遠位端１２３を有する細長リードボディを含む。近位端１２１はヘッダコネクタ１０７に接続される。遠位端１２３は、冠状静脈に配置される、または挿入されるように構成される。ＬＶリード１２５は、ＬＶチップ電極１２８Ａ及びＬＶリング電極１２８Ｂを含むことができる。リード１２５の遠位部分は、冠状静脈洞及び冠状静脈に配置されて、ＬＶ電極１２８Ａ及び１２８Ｂが冠状静脈に配置されるように構成される。ＬＶ電極１２８Ａ及び１２８Ｂは、双極型の電極ペアを構成することができ、そしてリードボディに遠位端１２３で埋め込まれ、更に各電極はＩＭＤ１０５に、リードボディ内を延びる導体を介して電気的に接続される。ＬＶチップ電極１２８Ａ、ＬＶリング電極１２８Ｂ、及び／又はＩＭＤ１０５の缶の上に形成される電極によって、ＬＶの脱分極を表わすＬＶ電位図を検出し、そしてＬＶペーシングパルスを供給することができる。一つの例では、ＬＶ電極１２８Ａ及び１２８Ｂは、ＬＶ局所インピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＬＶ局所インピーダンス信号を検出する。ＬＶチップ電極１２８ＡとＬＶリング電極１２８Ｂとの間の距離は、約２ミリメートル〜４０ミリメートルの範囲にあり、約１１ミリメートルを特定の例として挙げることができる。

幾つかの例では、ＬＶリード１２５は更に別の電極を含む。図２は、ＬＶリード２２５のうち、ＬＶ電極２２８Ａ，２２８Ｂ，２２８Ｃ，及び２２８Ｄを含む部分の説明図である。ＬＶ電極２２８Ａはチップ電極またはリング電極とすることができ、そしてＬＶ電極２２８Ｂ，２２８Ｃ，及び２２８Ｄはリング電極である。一つの例では、ＬＶ電極２２８Ｂ及び２２８Ｃは、ＬＶインピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＬＶ局所インピーダンス信号を検出する。別の例では、ＬＶ電極２２８Ｃ及び２２８Ｄが、ＬＶインピーダンス検出電極ペアとして機能して、ＬＶ局所インピーダンス信号を検出する。

電極の他の形態として、メッシュ電極及びパッチ電極を挙げることができ、これらの電極は、心臓の一つまたは複数の部分に取り付けることができる、または体の一つまたは複数の他の領域に植え込んで、図１のＩＭＤ１０５によって生成される電流を「誘導する」ことができる。ＩＭＤは、種々の電極構造を用いて構成することができ、これらの電極構造として、経静脈電極、心内膜電極、または心外膜電極（例えば、胸腔内電極）、または缶電極、ヘッダ電極、または不関電極のような皮下非胸腔内電極、或いは皮下アレイ電極またはリード電極（例えば、非胸腔内電極）を挙げることができる。心臓活動に関係する電気信号をモニタリングすることにより、直ぐにではないが、心臓疾患を早期に診断することができる。

図３は、被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする装置３０５の一つの例の一部分のブロック図を示している。幾つかの例では、これらの部分はＩＭＤに含まれる。装置３０５は、インピーダンス検出回路３１０及び第２検出回路３１５を含む。インピーダンス検出回路３１０は、心臓内局所インピーダンス信号を、植え込み可能な双極型の第１インピーダンス検出電極ペアから検出する。インピーダンス検出回路３１０は、既知の電流を注入し、そして電流から生じる電圧信号を検出する。電圧信号を電流で除算することにより、心臓内局所インピーダンス信号を形成する。心臓内局所インピーダンス信号は、心臓領域の心臓の局所的な壁運動を示している。

図４は、このような局所インピーダンス信号を、植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図を示している。この例では、インピーダンス検出電極４２８Ａ及び４２８Ｂを心臓リード４２５に設け、この心臓リードは、冠状静脈洞に挿入され、かつ左心室（ＬＶ）自由壁に配置される形状及びサイズになるように構成される。インピーダンス検出電極４２８Ａ，４２８Ｂは、インピーダンス検出回路３１０に通信可能に接続される。インピーダンス検出電極４２８Ａ，４２８Ｂは、双極型の電極ペアとして構成される。インピーダンス検出回路３１０は、インピーダンス検出電極４２８Ａ，４２８Ｂを使用して、電流を注入し、そして結果として生じ、かつＬＶ心臓内局所インピーダンスを表わす電圧を検出する。検出される心臓内局所インピーダンス信号は、インピーダンス検出電極４２８Ａ，４２８Ｂの近傍の心筋領域のＬＶ局所壁運動及び／又は構造変化を示している。

図４は更に、検出される心臓内局所インピーダンス信号４５０の一つの例を示している。心臓内局所インピーダンス信号４５０は、インピーダンス検出電極４２８Ａ，４２８Ｂを使用して検出されるインピーダンス信号を表わす。心臓内局所インピーダンス信号４５０の変化は、心周期の収縮期におけるＬＶ局所壁運動を表わす。図４は更に、検出される心臓内局所インピーダンス信号４５０から生成される心臓インピーダンス信号の変化レート４５５の一つの例の説明図を示している。心臓内局所インピーダンス信号から得られる信号の変化レート４５５の変動は、心周期の収縮期における局所壁運動の変化レートを表わす。運動のこの変化レートは、心臓壁の速度であると見なすことができる。幾つかの例では、装置３０５は、インピーダンス検出回路３１０に接続され、検出される心臓内局所インピーダンス信号Ｚ（ｔ）のｄＺ／ｄｔとして変化レートを計算する微分器を含む。幾つかの例では、微分器は、ΔＺ／Δｔの測定を使用して、ｄＺ／ｄｔの推定値としての変化レートを、
ΔＺ／Δｔ＝（Ｚ_２−Ｚ_１）／（ｔ_２−ｔ_１） （１）
のように計算し、上の式では、Ｚ_１及びＺ_２は、時刻ｔ_１及びｔ_２でそれぞれサンプリングされる心臓内局所インピーダンス信号Ｚ（ｔ）の値である。

心臓内局所インピーダンス信号は、ペーシングリードまたは除細動リードに取り付けられる双極型電極のような双極型電極で検出される。従って、心臓内局所インピーダンス信号は、局所心臓領域のインピーダンスの指標である。局所領域のサイズは、双極型電極の間隔によって決まる。幾つかの例では、２つのインピーダンス検出電極の間の距離は、約２ミリメートル〜４０ミリメートルの範囲に収めることができる。幾つかの例では、２つのインピーダンス検出電極の間の距離は、約２０ミリメートル以下とすることができる。この距離は、心腔容積インピーダンスを測定する場合とは大きく異なる。心腔容積の測定では、心腔全体としてのインピーダンスの変化の指標を使用して、心腔における血液の排出を満たすことによる容積変化を推定する。これらの心腔容積測定は、通常の植え込み可能な心臓電極の性質に起因して測定するのが困難である。心臓内局所インピーダンスの測定において、心筋壁運動をインピーダンス検出電極４２８Ａ及び４２８Ｂの領域で推定する。

図３に戻ってこの図を参照すると、第２検出回路３１５は第２センサ信号を生成する。第２センサ信号は心血管活動を示している。装置３０５は更に、インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器３２０を含む。心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、第１心臓内局所インピーダンス信号と第２センサ信号との関係を使用して検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、第１心臓内局所インピーダンス信号の変化レートと第２センサ信号の変化レートとの関係を使用して検出する。

幾つかの例では、第２検出回路３１５は、第２心臓内局所インピーダンス信号を、双極型の第１電極ペアとは異なる心臓領域に配置される双極型の第２インピーダンス検出電極ペアから検出する第２インピーダンス検出回路を含む。双極型の第２ペアは、第１ペアとは異なる心臓壁の内部に、または心臓壁の上に配置されることが好ましい。このようにして、第２センサ信号は、異なる心臓壁の心臓局所壁運動を示している。心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、第１心臓領域から得られる第１心臓内局所インピーダンス信号と第２心臓領域から得られる第２心臓内局所インピーダンス信号との関係を使用して検出する。

図５は、心臓内局所インピーダンス信号を、２つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図である。この例では、インピーダンス検出電極５２８Ａ及び５２８Ｂを心臓リード５２５に設け、この心臓リードは、冠状静脈洞に挿入され、かつＬＶ自由壁に配置される形状及びサイズになるように構成される。インピーダンス検出電極５２０Ａ及び５２０Ｂは、双極型の電極ペアとして構成され、そして心臓リード５１５に設けられ、この心臓リードは、右心室（ＲＶ）心尖部または先端部に配置される形状及びサイズになるように構成される。インピーダンス検出電極５２０Ａ及び５２０Ｂは、第２インピーダンス検出回路の一部であり、そして心臓内局所インピーダンス信号をＲＶ自由壁から検出する。心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、ＬＶ自由壁からの第１心臓内局所インピーダンス信号と、ＲＶ尖部からの第２心臓内局所インピーダンス信号との時間的関係を使用して検出する。ＬＶ及びＲＶが同期して収縮する場合、ＬＶ及びＲＶからの局所インピーダンス信号による心臓収縮指標が、各心周期においてほぼ同時に、またはわずかな心室間遅延の範囲内で現れる。

図５は、ＬＶ心臓内局所インピーダンス信号５５０及びＲＶ心臓内局所インピーダンス信号５６０を示している。これらの心臓内局所インピーダンス信号５５０，５６０の変化は、心周期の収縮期におけるＲＶ及びＬＶ局所壁運動を表わす。ＲＶ及びＬＶが同期して収縮しない場合、心臓収縮指標は、或る時間間隔だけ異なる、または心室間遅延閾値を超える時間間隔だけ異なることになる。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、ＬＶ及びＲＶの局所インピーダンス信号により示される収縮期の時間差を使用して検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、ＬＶ及びＲＶの検出収縮期の間の時間間隔５７０が、特定の時間差閾値を超える場合に検出する。

幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、相関分析のように、２つの局所インピーダンス信号の相関を使用して同期不全を検出する。幾つかの例では、相関分析において、２つの局所インピーダンス信号の相関係数を計算する。２点間の形態比較が、心臓同期不全検出器３２０によって、検出される２つの局所インピーダンス信号の間で行なわれる。比較結果には、特徴相関係数（ｆｅａｔｕｒｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：ＦＣＣ）と呼ばれることがあるスコアを付ける。ＦＣＣがＦＣＣ閾値を下回る場合、２つの局所インピーダンス信号は同期不全であると見なされる。

図６は、被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする方法６００のフロー図である。ブロック６０５では、心臓内局所インピーダンス信号を、図３の装置３０５のような装置を使用して検出する。心臓内局所インピーダンス信号は心臓局所壁運動を示している。ブロック６１０では、第２センサ信号を検出する。第２センサ信号は心血管活動を示している。幾つかの例では、第２センサ信号は第２心臓内局所インピーダンス信号である。ブロック６１５では、心臓同期不全を、心臓内局所インピーダンス信号と第２センサ信号との関係を使用して検出する。幾つかの例では、この関係は時間的関係を含む。幾つかの例では、心臓同期不全を、心臓内局所インピーダンス信号及び第２センサ信号の相関分析を利用して検出する。

図３に戻ってこの図を参照すると、幾つかの例では、図３の心臓同期不全検出器３２０は基準モジュール３２５を含む。基準モジュール３２５は、図５のＬＶ心臓内局所インピーダンス信号５５０とＲＶ心臓内局所インピーダンス信号５６０との基準時間間隔を設定する。心臓同期不全検出器３２０は、心臓同期不全を、心臓内局所インピーダンス信号５５０と５６０との間の測定時間間隔５７０が、基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に検出する。

或る例では、基準モジュール３２５は基準相関係数を設定する。心臓同期不全検出器３２０は心臓同期不全を、測定相関係数が、基準相関係数とは特定の閾値だけ異なる場合に検出する。

他の構成のインピーダンス検出電極を使用して、他の心臓領域からの心臓内局所インピーダンス信号を比較することができる。例えば、ＲＶ自由壁からの心臓内局所インピーダンス測定を用いることができる。別の例では、心室中隔壁からの心臓内局所インピーダンス測定を用いることができる。

図７は、心臓内局所インピーダンス信号を２つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の別の説明図である。この例では、インピーダンス検出電極７２８Ａ及び７２８Ｂを心臓リード７２５に設け、この心臓リードは、冠状静脈洞に挿入され、かつ左心室（ＬＶ）自由壁に配置される形状及びサイズになるように構成される。インピーダンス検出電極７２０Ａ及び７２０Ｂは、双極型の電極ペアとして構成され、そしてＲＶ中隔壁に配置される形状及びサイズになるように構成される心臓リード７１５に設けられる。これらの電極は、インピーダンス検出回路に通信可能に接続され、そして心臓内局所インピーダンス信号を、ＬＶ自由壁及びＲＶ中隔壁から検出する。微分器は、心臓内インピーダンスの変化レートを、これらの信号から求めることができる。

図７は、ＬＶ心臓内局所インピーダンス変化レート信号７５５、及びＲＶ心臓内局所インピーダンス変化レート信号７６５を示している。心臓内局所インピーダンス変化レート信号７５５，７６５の変化量は、心周期の収縮期におけるＲＶ及びＬＶの局所壁運動の変化レートを表わしている。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は心臓同期不全を、ＲＶ及びＬＶの局所インピーダンス変化レート信号において示される収縮期の間の時間差から検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は心臓同期不全を、ＲＶ局所インピーダンス信号において示される心腔の収縮とＬＶ局所インピーダンス信号において示される心腔の収縮との間の時間間隔７７０が、特定の時間間隔閾値を超える場合に検出する。心臓同期不全検出器３２０は、収縮期を示す変化レート信号における容易に識別可能な特徴を使用して、時間間隔７７０を設定することができる。幾つかの例では、心臓同期不全検出器は、変化レート信号のピークを使用して、これらの信号の収縮期の間の時間間隔を求める。

幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は基準モジュール３２５を含み、そしてこれらの変化レート信号の間の基準時間間隔を設定する。心臓同期不全検出器３２０は同期不全を、測定時間間隔７７０が、基準時間間隔から、特定の時間間隔閾値だけ変化する場合に検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、これらの変化レート信号の相関係数を求め、そして同期不全を、当該相関係数が特定の値よりも小さい場合に検出する。幾つかの例では、基準相関係数を設定し、そして心臓同期不全を、測定相関係数が、基準相関係数から特定の閾値だけ変化する場合に検出する。

図８は、心臓内局所インピーダンス信号を、３つの心臓領域に配置される植え込み可能な電極を使用して検出する一つの例の説明図である。この例では、インピーダンス検出電極８２８Ａ及び８２８Ｂを心臓リード８２５に設け、この心臓リードは、冠状静脈洞に挿入され、かつＬＶ自由壁に配置される形状及びサイズになるように構成される。インピーダンス検出電極８２０Ａ及び８２０Ｂは、双極型の電極ペアとして構成され、そしてＲＶ心尖部に配置されるように構成される心臓リード８１５に設けられる。インピーダンス検出電極８１４Ａ及び８１４Ｂは、双極型の電極ペアとして構成され、そしてＲＶ中隔壁に配置されるように構成される心臓リード８１０に設けられる。電極８１４Ａ及び８１４Ｂは、第３インピーダンス検出回路の一部であり、そして心臓内局所インピーダンス信号をＲＶ中隔壁から検出する。図３の心臓同期不全検出器３２０は心臓同期不全を、インピーダンス検出電極から得られる心臓内局所インピーダンス信号を使用して検出する。

図示の３つの心臓領域は例示であり、そして他の構成があることは、この技術分野の当業者には、上の説明を読み返したときに明らかになる。例えば、インピーダンス検出電極８２０Ａ及び８２０Ｂは、インピーダンス検出電極８２８Ａ及び８２８Ｂと一緒に、ＬＶ自由壁に配置することにより、ＬＶ自由壁の２つの異なる局所心臓領域を検出することもできる。２つの局所心臓領域は、ＬＶ自由壁の後部及び前部を含むことができる、または２つの局所心臓領域は、ＬＶ自由壁の心尖部（ａｐｉｃａｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）及び心基部（ｂａｓａｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）を含むことができる。インピーダンス検出電極８２０Ａ，８２０Ｂ，８２８Ａ，及び８２８Ｂは、単一の心臓リードに設けることができる。

幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、検出される心臓内局所インピーダンス信号の変化レートを使用して心臓同期不全を検出する。心臓同期不全検出器３２０は、検出される３つの心臓内局所インピーダンス信号に含まれる心腔収縮指標の関係を使用して、心臓同期不全を検出することもできる。

図８は、ＬＶ心臓内局所インピーダンス変化レート信号８５５、ＲＶ中隔壁（Ｓ）心臓内局所インピーダンス変化レート信号８６５、及びＲＶ心尖部（ＲＶ）心臓内局所インピーダンス変化レート信号８７５を示している。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、３つの心臓内局所インピーダンス変化レート信号を使用して同期不全を検出する。幾つかの例では、時間的関係を使用する。心臓同期不全検出器３２０は、３つの心臓領域の収縮期の指標の間の一つまたは複数の時間間隔８７０Ａ，８７０Ｂを求める。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、これらの信号のピーク８８０Ａ，８８０Ｂ，及び８８０Ｃの間の時間間隔を使用して同期不全を検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は、これらの時間間隔に対応する一つまたは複数の基準を設定し、そして同期不全を、少なくとも一つの測定時間間隔が、少なくとも一つの基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は相関分析を、３つの心臓内インピーダンス信号の間で行なって同期不全を検出する。

幾つかの例によれば、図３の第２検出回路３１５は、内因性心臓信号センサを含み、そして第２センサ信号は、心臓の電気的活動を表わす内因性心臓信号を含む。心臓同期不全検出器３２０は心臓同期不全を、心臓内局所インピーダンス信号の関係、及び内因性心臓信号の特徴を使用して検出する。内因性心臓信号は心腔収縮指標を含む。或る例では、心臓収縮指標は、検出されるＱＲＳ群（ＱＲＳ ｃｏｍｐｌｅｘ）を含み、ＱＲＳ群は第１心室の脱分極を示している。心臓内局所インピーダンス信号は、第２心室の収縮期の指標のような心腔収縮の指標も含む。心臓同期不全検出器３２０は同期不全を、心収縮指標が、或る時間間隔だけ異なる、または心室間遅延閾値を超える時間間隔だけ異なる場合に検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は同期不全を、内因性心臓信号、及び心臓内局所インピーダンス信号の変化レートを使用して検出する。

幾つかの例では、第２検出回路３１５は、加速度計のような植え込み可能な加速度センサを含む。第２センサ信号は、心臓壁運動を示す心内加速度信号を含む。或る例では、加速度計は心臓リードに設けられ、そして心筋壁に対向配置されて、心臓壁運動を検出する。心臓同期不全検出器３２０は同期不全を、加速度計信号に現われる心収縮指標が、心臓内局所インピーダンス信号に現われる心腔収縮指標とは、或る時間間隔だけ異なる、または心室間遅延閾値を超える時間間隔だけ異なる場合に検出する。幾つかの例では、心臓同期不全検出器３２０は同期不全を、加速度計信号、及び心臓内局所インピーダンス信号の変化レートを使用して検出する。

図９は、被験者の心臓インピーダンスをモニタリングする装置９０５の別の例の一部分のブロック図を示している。装置９０５は、インピーダンス検出回路９１０と、心血管活動を示す第２センサ信号を生成する第２検出回路９１５と、インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器９２０とを含む。装置９０５は、電気刺激エネルギーを心室に供給するように構成される、チップ電極９２８Ａまたはリング電極９２８Ｂのような少なくとも一つの電極も含む。装置９０５は更に、当該電極に接続されるペーシング回路９３０を含む。ペーシング回路９３０は、心室への電気刺激エネルギーの供給のタイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変更する。例えば、図５に戻ってこの図を参照すると、ペーシング回路９３０は、ＬＶをペーシングすることにより、またはペーシングを変更することにより、ＲＶの収縮とＬＶの収縮との間の時間間隔５７０を最小にして同期不全を補正することができる。

幾つかの例では、装置は、少なくとも一つの第１電極を含むことにより、電気刺激エネルギーを第１心腔に供給し、そして少なくとも一つの第２電極を含むことにより、電気刺激エネルギーを第１心腔とは異なる第２心腔に供給する。ペーシング回路９３０は、第１及び第２心腔への電気刺激エネルギーの供給の相対タイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変更する。例えば、ペーシング回路９３０は、ＲＶ及びＬＶの両方をペーシングし、そしてＲＶ及びＬＶに供給されるペーシングエネルギーの相対タイミングを変更して、ＲＶの収縮とＬＶの収縮との間の時間間隔を短くする、または最小にすることにより同期不全を補正することができる。

幾つかの例では、ペーシング回路９３０は心腔内ペーシング電極選択を、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変更する。例えば、ペーシング回路９３０は電気刺激エネルギーを、図２の電極２２８Ａと２２８Ｂとの間に供給することができる。示される心臓同期不全に基づいて、ペーシング回路９３０は、代わりに、電極２２８Ｂと２２８Ｃとの間に供給することができる。

上の説明は、例示として行なわれるのであり、制限的な意味で行なわれるのではないことを理解されたい。例えば、上に説明したこれらの実施形態（及び／又は本発明の態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。他の多くの実施形態が、この技術分野の当業者には、上の説明を読み返すことにより明らかになると思われる。従って、本発明の範囲は、添付の請求項を参照することにより、このような請求項の範囲の構成に相当すると判断される均等物の全範囲とともに判断されるべきである。添付の請求項では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という表現は、該当する用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の平易な等価の英語表現として使用される。また、以下の請求項では、「含む」及び「備える」は非限定的用語であり、すなわち要素群を、一つの請求項においてこのような用語の後ろに列挙される要素群の他に含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）システム、デバイス、物品、またはプロセスであっても、当該請求項の範囲に含まれると見なされる。更に、以下の請求項では、「第１」、「第２」、及び「第３」などの用語は、単なる指標として使用され、これらの用語の目的語に数値的要件を課すために用いられるのではない。

要約は、この要約によって読者が技術的開示内容の特徴を直ぐに理解することができるように要求する米連邦規則集３７の１．７２（ｂ）条に従って提出される。要約は、当該要約が、請求項の技術範囲または意味を解釈する、または制限するために使用されるのではないという認識の下で提出される。また、上の詳細な説明では、種々の特徴をグループにまとめて、開示を簡素化している。これが、開示されているが請求されていない特徴が全ての請求項に必須のものであるという意図として解釈されるべきではない。そうではなく、発明の主題事項は、開示される特定の実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴に含めることができる。従って、以下の請求項は、本明細書において詳細な説明に、各請求項が個別の実施形態として当該請求項単独で実現するように組み込まれている。

Claims (31)

1. 装置であって、
   第１心臓内局所インピーダンス信号を植え込み可能な双極型の第１インピーダンス検出電極ペアから検出する第１インピーダンス検出回路であって、前記第１心臓内局所インピーダンス信号は、第１心臓領域の心臓局所壁運動を示す、前記第１インピーダンス検出回路と、
   心血管活動を示す第２センサ信号を生成するように構成される第２検出回路と、
   心臓同期不全を、前記第１心臓内局所インピーダンス信号と前記第２センサ信号との関係を使用して検出するように構成される、インピーダンスに基づく心臓同期不全検出器と
   を備える装置。
2. 前記第２検出回路は、第２心臓内局所インピーダンス信号を双極型の第２インピーダンス検出電極ペアから検出する第２インピーダンス検出回路を含み、前記第２センサ信号は、前記第２心臓内局所インピーダンス信号を含み、かつ第２心臓領域の心臓局所壁運動を示す、請求項１記載の装置。
3. 前記心臓同期不全検出器は、心臓同期不全を、前記第１心臓内局所インピーダンス信号と前記第２心臓内局所インピーダンス信号との相関を使用して検出するように構成される、請求項２記載の装置。
4. 第３心臓内局所インピーダンス信号を双極型の第３電極ペアから検出するように構成される第３インピーダンス検出回路を含み、前記第３心臓内局所インピーダンス信号は、第３心臓領域の心臓局所壁運動を示し、
   前記双極型の第１、第２、及び第３電極ペアは、少なくとも一つの心室自由壁領域及び心室中隔壁領域を含む第１、第２、及び第３心臓領域に配置されるように構成され、
   前記心臓同期不全検出器は更に、心臓同期不全を、前記第１、第２、及び第３心臓内局所インピーダンス信号を使用して検出するように構成される、請求項２記載の装置。
5. 前記第１、第２、及び第３心臓領域のうちの少なくとも一つの心臓領域は心室先端部である、請求項４記載の装置。
6. 前記第２検出回路は、内因性心臓信号センサを含み、前記第２センサ信号は、心臓の電気的活動を表わす内因性心臓信号を含み、前記心臓同期不全検出器は、心臓同期不全を、前記心臓内局所インピーダンス信号の関係、及び前記内因性心臓信号の特徴を使用して検出するように構成される、請求項１記載の装置。
7. 前記第２検出回路は、植え込み可能な加速度計を含み、前記第２センサ信号は、心臓壁運動を示す加速度計信号を含む、請求項１記載の装置。
8. 前記心臓同期不全検出器は、
   前記心臓内局所インピーダンス信号に関連する心腔収縮の第１指標と、該第２センサ信号に関連する心腔収縮の第２指標との間の基準時間間隔を設定するように構成される基準モジュールを含み、
   前記心臓同期不全検出器は、前記第１指標と前記第２指標との間の測定時間間隔が前記基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に、心臓同期不全を検出するように構成される、請求項１，２，３，４，５，６，又は７記載の装置。
9. 前記心臓同期不全検出器は、心臓同期不全を、前記心臓内局所インピーダンス信号の変化レートを使用して検出するように構成される、請求項１，６，又は７記載の装置。
10. 前記第２検出回路は、第２心臓内局所インピーダンス信号を双極型の第２電極ペアから検出する第２インピーダンス検出回路を含み、前記第２センサ信号は、前記第２心臓内局所インピーダンス信号を含み、かつ第２心臓領域の心臓局所壁運動を示し、
    前記心臓同期不全検出器は更に、
    前記第１心臓内局所インピーダンス信号の変化レートに関連する心腔収縮の第１指標と、前記第２心臓内局所インピーダンス信号の変化レートに関連する心腔収縮の第２指標との間の基準時間間隔を設定するように構成される基準モジュールを含み、
    前記心臓同期不全検出器は、前記第１指標と前記第２指標との間の測定時間間隔が前記基準時間間隔から特定の時間間隔閾値だけ変化する場合に、心臓同期不全を検出するように構成される、請求項９記載の装置。
11. 前記双極型の第１電極ペアの第１電極と第２電極との間の距離は、約２ミリメートル〜４０ミリメートルの範囲にある、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，又は１０記載の装置。
12. 前記双極型の第１インピーダンス検出電極ペアの第１電極と第２電極との間の距離は、約２０ミリメートル以下である、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，又は１０記載の装置。
13. 電気刺激エネルギーを第１心腔に供給するように構成される少なくとも一つの第１電極と、
    電気刺激エネルギーを、前記第１心腔とは異なる第２心腔に供給するように構成される少なくとも一つの第２電極と、
    前記第１及び第２電極に接続されるペーシング回路であって、該ペーシング回路が、前記第１及び第２心腔への電気刺激エネルギーの供給の相対タイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変化させるように構成される、前記ペーシング回路と
    を備える、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，又は１０記載の装置。
14. 電気刺激エネルギーを第１心腔に供給するように構成される少なくとも一つの第１電極と、
    電気刺激エネルギーを、前記第１心腔とは異なる第２心腔に供給するように構成される少なくとも一つの第２電極と、
    前記第１及び第２電極に接続されるペーシング回路であって、該ペーシング回路が、心腔内ペーシング電極選択を、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変更するように構成される、前記ペーシング回路と
    を備える、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，又は１０記載の装置。
15. 電気刺激エネルギーを心室に供給するように構成される少なくとも一つの電極と、
    該電極に接続されるペーシング回路であって、該ペーシング回路が、前記心室への電気刺激エネルギーの供給のタイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変化させるように構成される、前記ペーシング回路と
    を備える、請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，又は１０記載の装置。
16. 心臓同期不全を植え込み可能な医療装置（ＩＭＤ）で検出する方法であって、該方法は、
    心臓局所壁運動を示す心臓内局所インピーダンス信号を、ＩＭＤを使用して検出すること、
    心血管活動を示す少なくとも一つの第２センサ信号を検出すること、
    心臓同期不全を、前記心臓内局所インピーダンス信号と前記第２センサ信号との関係を使用して、前記ＩＭＤで検出すること
    を備える方法。
17. 前記心臓同期不全を検出することは、
    前記心臓内局所インピーダンス信号に関連する心腔収縮の第１指標と、前記第２センサ信号に関連する心腔収縮の第２指標との間の基準時間間隔を設定すること、
    心臓同期不全を、前記第１指標と前記第２指標との間の測定時間間隔が、前記基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に検出すること
    を含む、請求項１６記載の方法。
18. 前記心臓内局所インピーダンス信号を検出することは、第１局所心室領域の局所心臓壁運動を示す第１局所インピーダンス信号を検出することを含み、
    前記第２センサ信号を検出することは、第２局所心室領域の心臓壁運動を示す第２局所インピーダンス信号を検出することを含む、請求項１６記載の方法。
19. 前記心臓同期不全を検出することは、前記第１局所インピーダンス信号と前記第２局所インピーダンス信号との間の相関を使用することを含む、請求項１８記載の方法。
20. 前記第１局所心室領域は、左心室自由壁の局所領域を含み、前記第２局所心室領域は、右心室中隔壁の局所領域を含む、請求項１８記載の方法。
21. 前記第１局所心室領域は、左心室自由壁の局所領域を含み、前記第２局所心室領域は、右心室自由壁の局所領域を含む、請求項１８記載の方法。
22. 前記第１局所心室領域は、左心室自由壁の局所領域を含み、前記第２局所心室領域は、右心室心尖部の局所領域を含む、請求項１８記載の方法。
23. 前記第２センサ信号を検出することは、内因性心臓信号センサにより生成される内因性心臓信号を検出することを含み、前記内因性心臓信号は心臓活動を表わす、請求項１６記載の方法。
24. 前記第２センサ信号を検出することは、心臓壁運動を示す心内加速度信号を検出することを含み、前記心内加速度信号は、植え込み可能な加速度センサにより生成される、請求項１６記載の方法。
25. 前記心臓同期不全を検出することは、前記心臓内局所インピーダンス信号の変化レートを使用することを含む、請求項１６記載の方法。
26. 前記心臓内局所インピーダンス信号を検出することは、第１局所心室領域の局所心臓壁運動を示す第１局所インピーダンス信号を検出することを含み、
    前記第２センサ信号を検出することは、少なくとも一つの第２局所心室領域の心臓壁運動を示す少なくとも一つの第２局所インピーダンス信号を検出することを含み、
    前記心臓同期不全を検出することは、
    前記第１心臓内局所インピーダンス信号の変化レートに関連する心腔収縮の第１指標と、前記第２センサ信号の変化レートに関連する心腔収縮の第２指標との間の基準時間間隔を設定すること、
    心臓同期不全を、前記第１指標と前記第２指標との時間間隔が、前記基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に検出すること
    を含む、請求項２５記載の方法。
27. 前記第１局所インピーダンス信号を検出することは、前記第１局所インピーダンス信号を左心室自由壁の局所領域から検出することを含み、
    前記少なくとも一つの第２局所インピーダンス信号を検出することは、前記第２局所インピーダンス信号を、右心室中隔壁及び右心室自由壁のうちの少なくとも一つの局所領域から検出することを含む、請求項２６記載の方法。
28. 前記少なくとも一つの第２局所インピーダンス信号を検出することは、
    前記第２局所インピーダンス信号を右心室中隔壁の局所領域から検出すること、
    第３局所インピーダンス信号を、右心室自由壁の局所領域から検出すること
    を含み、
    前記心臓同期不全を検出することは、
    前記第１指標と、前記第２指標と、前記第３センサ信号の変化レートに関連する心腔収縮の第３指標との間の一つ又は複数の基準時間間隔を設定すること、
    心臓同期不全を、前記第１、第２、及び第３指標の間の少なくとも一つの測定時間間隔が、前記基準時間間隔から特定の量だけ変化する場合に検出すること
    を含む、請求項２７記載の方法。
29. 第１心腔及び第２心腔への電気刺激エネルギーの供給の相対タイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変化させることをさらに含む、請求項１６記載の方法。
30. 心腔内ペーシング電極選択を、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変更することをさらに含む、請求項１６記載の方法。
31. 心室への電気刺激エネルギーの供給のタイミングを、局所インピーダンスにより示される心臓同期不全に応じて変化させることをさらに含む、請求項１６記載の方法。

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