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CN111346299A - 基于机械振动检测的用于心脏除颤的可植入医疗设备 - Google Patents

基于机械振动检测的用于心脏除颤的可植入医疗设备 Download PDF

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CN111346299A CN201911324866.7A CN201911324866A CN111346299A CN 111346299 A CN111346299 A CN 111346299A CN 201911324866 A CN201911324866 A CN 201911324866A CN 111346299 A CN111346299 A CN 111346299A
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Abstract

本公开涉及一种可植入医疗设备,尤其是心脏除颤器,该可植入医疗设备包括可植入除颤器,其被配置成生成电除颤信号;可植入电极,其通过引线与可植入除颤器相连接且被配置成将电除颤信号递送至患者;可植入传感器装置,其被配置成检测由患者的心脏所致的机械振动并基于所检测到的机械振动来提供检测信号;以及控制器,其被配置成分析所检测到的信号以确定表征机械振动的至少一个参数,并且基于仅表征机械振动的所确定的参数来启动或不启动可植入除颤器的除颤操作。

Description

基于机械振动检测的用于心脏除颤的可植入医疗设备
技术领域
本公开涉及可植入医疗设备,尤其涉及用于患者心脏的除颤(例如用于治疗快速性心律失常)的可植入医疗设备的领域。
背景技术
心脏快速性心律失常代表越来越多的患者正遭受的严重健康问题。具体而言,遭受充血性心力衰竭的患者发生快速性心律失常(诸如心房颤动(AF)、室性心律失常(室性心动过速(VT)和心室颤动(VF))、和心房扑动,尤其是当潜在发病是冠状动脉疾病、心肌病、二尖瓣脱垂或其他瓣膜性心脏病的形式时)的风险增加。由于交感神经纤维在心脏内、心脏上或心脏周围的神经元作用以及通过肾上腺素(epinephrine)(肾上腺素(adrenaline))的释放,交感肾上腺激活也显著地增加了快速性心律失常的风险和严重程度,这可加剧已经升高的心率。
VT仅起源于或心室组织或浦肯野(Purkinje)纤维中的下部心脏。在VT期间,心室内的电信号开始异常激发并导致迅速的心室收缩速率;该速率如此迅速以至于心脏无法正常充盈,由此大大减少了前向流量,这导致通过主动脉瓣喷射到周围血管系统的血液量急剧减少。由于大脑和其他重要器官系统需要足够的血液灌注以维持其生物完整性,因此血流量的突然减少可能会立即造成有害后果。当血液短缺时,即使是短的时间段,重要器官系统也可能受到损伤。大脑对心输出量的降低尤其敏感。最初,在低流量情况期间(诸如在VT期间),大脑的电系统受到影响,并且患者的意识可能会受到损害。如果这种低流量或无流量情况持续数分钟,则脑组织损伤开始。在六到八分钟后,这种损伤可能会变成永久性的,并可能最终导致慢性伤残或死亡,除非由VT引起的血液动力学损害被立即且彻底地纠正。在VT期间,在心室中循环的动作电位发生碰撞并干扰来自窦房(SA)结的动作电位的正常传播,并且由此产生的迅速的心率致使心腔过早收缩并且没有充分充盈,因而阻止了正常的血液流动并潜在地致使致命的血液动力学损害。
因而,VT可呈现出危及生命的风险,并可能恶化成VF、心搏停止和心源性猝死。VT和VF两者以及潜在地危及生命的快速性心律失常的其他形式都必须被及时治疗,以使心脏恢复正常的窦性心律。按照递增的医疗紧迫性的顺序,当前用于治疗VT的护理标准包括:抗心律失常药物治疗、心脏复律、射频消融和心脏手术。
US 7,277,761公开了用于改善心力衰竭患者的心功能的迷走神经刺激。使用经由适用于递送多腔心内膜刺激和电击疗法的三条引线与心脏处于电连通的刺激设备来刺激自主神经以影响心功能。在刺激设备旨在作为可植入心脏复律器-除颤器(ICD)操作的情况下,该设备检测心律失常的发生并以终止所检测到的心律失常为目的对心脏应用治疗。除颤电击通常是中度至高能级的、被异步地递送的,并且专门用于颤动的治疗。
US 7,813,805和US 7,869,869两者都公开了心下阈值(subcardiac threshold)迷走神经刺激。迷走神经刺激器被配置成生成低于心脏阈值的电脉冲,这些电脉冲被传送到迷走神经,以便抑制或减少由缺血产生的伤害。对于心律失常的检测,心脏刺激器利用心房和心室感测电路来感测心脏信号,以确定心律是生理性的还是病理性的。在低能量心脏复律中,ICD设备通常与QRS波群同步地递送心脏复律刺激;因而,避免了T波的易损期且避免了VF启动的增加的风险。一般而言,如果抗心动过速起搏或心脏复律未能终止心动过速,则例如在编程的时间区间之后,或者如果心动过速加速,ICD设备启动除颤治疗。
US 2011/0098587公开了一种ICD设备,该ICD设备使用非电生理学源传感器来感测与心脏电活动无关的信号(诸如心脏心音的声学信号),以在由于电噪声或伪影的存在而无法通过多个皮下非胸腔内电极标识出清晰的心电信号的情形中快速地搜索感兴趣的信号。信号处理器被配置成在从非电生理学信号的使用确定的开始时间处启动检测窗,以使用该检测窗从多个电信号标识心脏信号。
然而,可植入除颤器中最关键的功能之一是要确保对快速性心律失常事件的敏感性和特异性检测。需要良好的灵敏度以便提供电击脉冲的及时递送,从而使患者尽可能快地恢复窦性心律。同时,使不必要的除颤电击(已知其具有若干严重的不良影响)最小化是非常重要的。因此,可植入医疗设备在其检测算法方面需要具有良好的特异性。在本领域中,心脏电信号(体表心电图或心内电描记图)被用来在需要立即干预的心动过速事件和其中电击递送可能被延迟或甚至被完全避免的其他事件之间进行区分。然而,基于电信号的分析的对除颤是否要被提供的决策尚未被证明是足够可靠的。
鉴于以上所述,本公开的目的是提供一种可植入医疗设备,如与现有技术相比,该可植入医疗设备具有对心脏的异常和危险性心律失常的检测的增加了的灵敏度和特异性。
发明内容
上面提到的问题通过可植入医疗设备,尤其是心脏除颤器来解决,该可植入医疗设备包括被配置成生成电除颤信号的可植入除颤器;通过引线与可植入除颤器相连接且被配置成将电除颤信号递送至患者的可植入电极;传感器装置,尤其是可植入传感器装置,其被配置成检测由患者的心脏所致的机械振动并基于所检测到的机械振动来提供检测信号;以及控制器,其被配置成分析该检测信号以确定表征这些机械振动的至少一个参数并且基于仅表征机械振动的所确定的一个或多个参数来启动或不启动可植入除颤器的除颤操作。
应当理解,机械振动可以尤其涉及心音。对心音的检测可以经由对与其相关联的振动的检测来达成,并且对心音的检测可以基于声学或振动信号。根据一种变型,传感器装置可以是可植入传感器装置,或者根据另一变型,传感器装置能附连到患者的皮肤。
在此,机械振动因而与心脏的血液动力学活动密切相关。在正常循环期间,心脏瓣膜有节奏地打开和关闭,从而产生特征性振动,这些特征性振动是心音的主要决定因素之一。由于心脏瓣膜的打开和关闭是由跨瓣膜区段的血流量驱动的,因此心音的存在可能与脉管系统中血流量的存在相关联,且反之亦然,缺少心音可能指示血液循环的不足,以及因此组织灌注的不足。因而,与US2011/0098587不同,非电生理学信号不被用来确定要在其中搜索心电信号的时间窗,而是由控制器直接用于在适合提供电击的境况与其中不必立即行动的境况之间的可靠区分。具体而言,在血液动力学不稳定的室性心动过速(VT)事件期间,例如在心内膜加速度描记中记录的心音具有如与在窦性心律或血液动力学稳定的VT发作期间发生的振幅相比显著地减小了的振幅(请参见下面对图1的详细描述)。因而,基于对尤其是在心内膜加速度描记中的心音的振幅的分析,可植入除颤器的操作可以被控制。尽管在US 2011/0098587中缺少非电生理学信号将指示所感测到的电信号与电噪声有关,但是根据本发明,缺少此类信号将触发除颤动作,因为其与患者心脏的不充分的收缩有关。
控制器还被配置成基于无附加的检测信号,尤其是无心电信号来控制可植入除颤器的操作。因而,可植入除颤器的操作仅基于表征机械振动的至少一个参数。该实施例中的可植入除颤器的操作是仅基于对所检测到的音信号的分析来控制的。
根据一实施例,所确定的参数可以是振幅、相关性(尤其是自相关)、形态(例如,在所检测到的信号中的双峰的存在)中的至少一者。例如,如果音信号的振幅下降至低于预定的第一阈值,则除颤信号可以被递送至患者。此处,形态与信号的形状有关,例如,信号的宽度、双峰的存在等。
由心脏生成的振动可以通过合适的传感器来检测和测量,并且信号中所包含的信息可以被处理并使得对若干用途可用。传感器装置可以被定位在引线中,以便其在使用时将位于心脏内或附近,或者被定位成与引线分开,例如在包括控制器的壳体中。例如,可植入传感器装置可包括用于获得所检测到的声学信号的声学传感器、和/或用于获得加速度计信号的加速度计。
在所有上面描述的实施例中,对检测信号的分析可以包括提取例如由加速度计获得的检测信号的包络,和/或将所提取的包络用作表征机械振动的参数。例如,如果表征机械振动的参数,尤其是所提取的包络(例如,加速度计信号的包络)低于预定阈值(例如,第一预定阈值),则控制器可以被配置成致使除颤器向患者递送电除颤信号,也请参见下面的详细描述。阈值化可以被认为是用于促成确定是否必须递送治疗性电击的可靠手段。代替检测信号本身,所提取的检测信号的包络或基于检测信号的相关值的参数可被用于与阈值的比较(也请参见下文)。形态(例如,信号的宽度或信号的双峰的存在)也可以递送必要的信息。
在所有上面描述的实施例中,可提供被配置成检测心音的一个以上的传感器装置,例如,被配置成检测机械振动并提供附加检测信号的至少一个附加传感器装置可被定位在引线中。被配置成检测机械振动的两个或更多个传感器装置可以在不同位置处被定位在引线中。控制器可以被配置成基于由附加传感器装置获得的附加检测信号来控制除颤器的操作。在该情形中,控制器可以被配置成基于作为表征机械振动的参数的在检测信号与附加检测信号之间的相关性和/或检测信号与附加检测信号的信噪比来控制除颤器的操作,以便更进一步提高灵敏度和特异性。
根据进一步的实施例,控制器可以被配置成分析在第一电除颤信号已被递送至患者之后获得的检测信号,并且基于该检测信号来控制可植入除颤器的操作,以使得第二电除颤信号基于所分析的检测信号来被递送至或不被递送至患者。例如,基于所分析的检测信号,可以确定在由除颤器和电极向患者递送治疗性电击之后,不稳定的室性心动过速(VT)或心室颤动(VF)是否已被终止。如果不稳定的VT或VF的终止已被达成,则控制器可致使除颤器递送另一治疗性电击。否则,可以避免不必要地递送附加电击。
附图说明
将参考附图描述本公开的附加特征和优点。在说明书中,参考了旨在解说本公开的优选实施例的附图。应当理解,此类实施例不代表本公开的全部范围。
图1解说了窦性心律、稳定的室性心动过速和不稳定的室性心动过速的左心室压力和左心室压力上升率以及相应的检测信号。
图2示出了根据本发明的一示例的包括用于检测心音的单个传感器装置,尤其是加速度计的可植入医疗设备的配置。
图3示出了根据本发明的一示例的包括用于检测心音的两个传感器装置,尤其是两个加速度计的可植入医疗设备的配置。
图4解说了在检测信号的分析的上下文中的包络提取和阈值化。
图5是解说根据一示例性实施例的可植入设备的操作的流程图。
图6是解说根据另一示例性实施例的可植入设备的操作的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本公开。仅出于解释的目的并且为了不使本公开被本领域技术人员公知的细节所混淆,在附图中示意性地描绘了各种结构、系统和设备。然而,包括了附图以描述和解释本公开的说明性示例。在此所使用的单词和短语应当被理解和解释为具有与相关领域的技术人员对那些单词和短语的理解相一致的含义。除非另有明确说明,否则本文中术语或短语的一致用法无意暗示术语或短语的特殊定义,即与本领域技术人员所理解的普通或习惯含义不同的定义。
以足够的细节来描述以下实施例,以使本领域技术人员能够利用本公开。应当理解,基于本公开,其他实施例将是显而易见的,并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出系统、结构、过程或机械改变。在以下描述中,给出因数值而异的细节以提供对本公开的透彻理解。然而,显而易见的是,可以在没有具体细节的情况下实践本公开的实施例。为了避免模糊本公开,未详细公开一些公知的电路、系统配置、结构配置和过程步骤。
在此,公开了一种能够响应于事件的检测而递送治疗性电信号的可植入医疗设备。该事件可以是不稳定的室性心动过速(VT)或心室颤动(VF)。该事件基于与心音相关联的机械振动来检测。一般而言,心脏收缩的有效性可以通过检测心音的机械振动来确定。
图1分别显示了窦性心律、稳定的VT和不稳定的VT的特性。在上排中,显示了心电信号。尽管在稳定和不稳定VT状况中的心电信号与窦性心律显著不同,但基于心电信号是不可能在稳定和不稳定VT之间进行可靠区分的。图1的第二行和第三行中示出了窦性心律、稳定的室性心动过速和不稳定的室性心动过速的左心室压力和左心室压力上升率。可以看出,在不稳定的VT状况中几乎没有血流量存在。这可被用来基于对心脏噪声的检测来检测不稳定的VT。如在图1的最下面一排中可以看见的,与稳定的VT和窦性心律状况相比,在不稳定的VT状况中,EA轨迹中记录的心音被显著地降低。具体而言,心音可被分析,以便基于如第一心音(S1)复振幅、第二心音(S2)复振幅、彼此相关的S1和/或S2定时或另一音复合存在(S3、S4)等参数来检测需要电击以被递送至患者的事件。
因而,基于对机械振动的检测,治疗性电信号可以被递送。例如,被植入到患者中的心脏除颤器被激活。另外,在电击的递送之后回复至窦性心律(或其他血液动力学稳定的境况)可以基于所检测到的与心音有关的机械振动来确认。由此,可以避免在对境况的解释令人怀疑的情形中递送另一电击,或者在第一个电击无法有效恢复窦性心律的情形中,或者如果VT从稳定状况恶化至不稳定的状况,则可以加速另一电击的递送。
图2示出了根据本公开的一实施例的皮下可植入心脏除颤器(S-ICD)形式的可植入医疗设备。该设备包括除颤器单元20和控制器21(也被称为数据处理单元)。
除颤器20可以包括电脉冲发生器,该电脉冲发生器被调谐以通过触发在神经内传入和传出两者的动作电位来改善自主调节功能。除颤器单元20可以被封闭在由生物相容性材料(诸如钛)构造的气密密封的壳体中。壳体可以包含由电池(诸如锂碳单氟化物一次电池或可充电二次电池)供电的电子电路系统。
可以使用互补金属氧化物半导体集成电路来实现电子电路系统,该电子电路系统可以包括调节系统功率、逻辑和控制电路系统(包括在其内部存储除颤参数的可记录存储器)的电压调节器,该控制电路系统控制整体脉冲发生器功能,从外部编程器或其他外部源接收并实现编程命令,收集和存储遥测信息,处理感觉输入,以及控制经调度的和基于感觉的治疗输出;收发器,其使用射频信号与外部编程器进行远程通信;天线,其接收编程指令并将遥测信息传送到外部编程器;以及簧片开关或检测磁体的存在的其他装置,其使用外部编程器、简单的患者磁体或电磁控制器提供对除颤器20的操作的远程访问。
数据处理单元/控制器21被配置成根据所存储的除颤参数和定时周期执行控制程序。电极26经由引线22连接到除颤器20。可以以各种形式提供电极26,诸如举例而言,螺旋电极、探针电极、袖带电极。一对这样的电极可以被提供。根据一示例,除颤器20的壳体可以用作返回电极。在操作中,电极26可以被皮下放置在胸骨上,而除颤器20可以被侧向植入在皮下袋中。电极26可以被附连到患者的迷走神经。
在图2中示出的示例中,传感器装置23位于引线22中。传感器装置23可以是用于检测来自心脏并撞击到胸骨且被传送至引线的机械振动的加速度计或声学传感器。传感器装置23基于所检测到的振动来提供检测信号。可以借助于除颤器20中提供的数据处理单元/控制器21来处理(分析)检测信号,以确定代表机械振动的至少一个参数。可以至少部分地在频域中执行检测信号的处理,即,检测信号经历一些时频处理(例如,借助于(移动窗)FFT或小波变换)。在图2中示出的实施例中,数据处理单元/控制器21包括具有恒定或可变增益的放大器装置24-a、具有时间常数或时间可调滤波器系数的滤波装置24-b、包络提取装置24-c、阈值化装置24-d以及决策装置24-e。
放大器装置24-a(例如,与供电或偏置电路系统耦合以激活传感器装置23)放大由传感器装置23获得的检测信号。滤波装置24-b可以包括带通滤波器。包络提取装置24-c提取检测信号的包络,由此促成随后执行的阈值化过程。可以在包络提取装置24-c的上游提供(全波)整流器装置,以便将负峰转换为正峰,或反之亦然。由阈值化装置24-d将所提取的包络与预定阈值进行比较。
基于比较结果,决策装置24-e致使除颤器20的动作,即是否将治疗性电信号释放至患者。具体而言,如果所提取的包络下降至低于预定阈值,则决策装置24-e致使除颤器20递送电击以便终止所设想的血液动力学不稳定的心动过速或心室颤动。在该情形中,心脏无法正确地将血液泵入到脉管系统中。预定阈值可以是固定的或可以是动态可调整的。具体而言,阈值电平可以与检测信号的特定属性成比例,可以被动态地评估(诸如举例而言,在特定时间窗上平均的功率),可以相对于基线、噪声电平或被动态地评估的检测信号的另一参数具有固定或可变的偏移,阈值可被强制包括在一个或两个限度内(钳位)内,并且它可以是从原始加速度计信号计算出来的,或者是从以与同阈值比较的信号不同的方式(例如,利用不同的滤波器)处理的加速度计信号计算出来的。
阈值化装置24-d可以采用迟滞并且可以具有延迟,使得一旦从低到高的转变被完成,从高到低的转变便可以不在预定时间之前发生。这对于合并若干转变是有用的,以便在心脏运行良好时可生成连续的高电平而不是一系列脉冲,而在缺少血液循环的情况下可生成连续的低电平。阈值化装置24-d也可以采用某个释抑(hold-off)周期,即在脉冲结束之后在新脉冲可被生成之前的预定时间段。
决策装置24-e基于仅由传感器装置23提供的检测信号来提供输出。作为示例,加速度计或声学传感器信息可以与同可辨别的心电图复合体的存在(或不存在)相关的信息整合在一起。
图3示出了与图2中示出的设备类似的设备,但是包括两个传感器装置33-a和33-b,这两个传感器装置被提供在将电极36连接至除颤器30的引线32中。除颤器30包括处理装置/控制器31,其包括两个放大器装置34-a和34-b,其具有用于放大由两个传感器装置33-a和33-b提供的检测信号的恒定或可变增益;两个滤波装置34-c和34-d,其具有用于过滤经放大的检测信号的时间常数或时间可调滤波器系数;组合器装置34-e,用于组合经放大和经过滤的检测信号;又一处理装置34-f,用于处理经组合的经放大和经过滤的检测信号,其中该处理可以包括包络提取和阈值化;以及决策装置34-e。对经组合的经放大和经过滤的检测信号的处理可以类似于参照图2所描述的对经放大和经过滤的检测信号的处理。这两个传感器装置可以是加速度计和/或声学传感器。
相对于包括图2中示出的一个传感器装置(23)的配置,包括图3中示出的一个以上的传感器装置(33-a、33-b)的配置可以提供一些优点。另一方面,当一个以上的传感器装置被提供时,复杂度增加。在图3中示出的配置中,由传感器装置33-a和33-b获得的检测信号的质量因数(例如,在基线噪声与峰值之间的比率)可以被确定,并且基于确定结果,仅检测信号之一或检测信号的组合部分可以被进一步处理。以此方式,该设备可能关于在加速度计与机械振动的耦合中的可能差异(例如,归因于患者体内的引线位置或患者与患者之间的变化的特性)来改善其顺应性。代替简单地切断一个或多个传感器装置,该设备可以经由例如相关过程将分开的信号组合成一个信号,由此所得到的信号与两个或更多个个体加速度计之间的相关水平成比例。这可以允许在实际心脏信号与外来噪声之间更好地区分,该外来噪声可能出现在诸传感器装置之一中,而没有出现在其他传感器装置中。
如已经在图2中示出的配置和图2中示出的配置两者中所描述的,(经组合的)检测信号的包络可以被提取。图4解说了检测信号的包络(虚线)。该信号可以与阈值进行比较。比较结果被以二进制表示显示在图4的下部(“0”表示包络不超过阈值,“1”表示包络超过阈值)。由此,可以可靠地将稳定的VT与需要激活除颤器20、30的不稳定的VT(低于阈值的包络)区分开。
在图2和3中示出的实施例中,传感器装置23或33a、33b被定位在引线中,以使得其在使用时将位于心脏内或附近。根据变型,传感器装置可以与引线分开地布置,例如,被定位在包括控制器21、31的除颤器单元20、30的壳体中。根据又一变型,传感器装置也可以是不可植入的传感器装置,例如被包含在贴剂中或者能通过胶带固定。
图2和3中示出的设备的示例性操作模式在图5和6中解说。图5中解说的过程流在50处开始。在所示的示例中,基于加速度计或声学传感器信号、或由检测心音的传感器装置(分别参见图2和图3的23以及33-a和33-b)获得的任何其他检测信号做出是否要递送电击的决策。
在步骤52中,确定加速度计或声学信号或由检测心音或其包络的传感器装置获得的任何其他检测信号是否超过预定阈值;还请参见图2至图4的描述。如果确定存在显著的脉冲,因而超过阈值(是),则假定血液动力学稳定的VT是存在的并且没有任何特殊情况发生。如果确定检测信号或该检测信号的包络未超过阈值(否),则假定血液动力学不稳定的VT或VF是存在的,并且参考图2和图3所描述的决策装置决定除颤器20、30必须递送53电击以便终止所假定的血液动力学不稳定的VT或VF。
图2和图3中示出的设备的另一操作模式如图6中所示。该规程在60处开始。在61处,确定治疗性电除颤信号是否要被递送至患者。例如,可以如参考图5所描述的那样决定该治疗性电除颤信号的释放。在治疗性电除颤信号已被递送(是)之后,可任选地,其等待61达预定时间段以便虑及恢复正常心律。
在步骤63(类似于图5的步骤52)中,确定加速度计或声学传感器信号(或由检测心音的传感器装置获得的任何其他检测信号)或其包络是否超过预定阈值。如果该信号或其包络高于预定阈值(是),这指示响应于先前递送的治疗性电除颤信号而周期性地打开和关闭瓣膜,则例如可以断言不稳定的VT或VF已被成功地终止,并且算法可以进入待机状态,等待下一个事件的到来。相反,如果该信号低于阈值(否),则可以假定VT或VF的终止不成功。在该情形中,另一治疗性电除颤信号(电击)可被递送至患者。
所有先前讨论的实施例并不旨在作为限制,而是用作解说本发明的特征和优点的示例。应该理解的是,上面描述的特征和实施例中的一些或全部也可以以不同的方式组合。

Claims (9)

1.一种可植入医疗设备,尤其是心脏除颤器,包括
可植入除颤器(20、30),所述可植入除颤器(20、30)被配置成生成电除颤信号;
可植入电极(26、36),所述可植入电极(26、36)通过引线(22、32)与所述可植入除颤器相连接且被配置成将所述电除颤信号递送至患者;
传感器装置(23、33a),尤其是可植入传感器装置,所述传感器装置(23、33a)被配置成检测由所述患者的心脏所致的机械振动且基于所检测到的机械振动来提供检测信号;以及
控制器(21、31),所述控制器(21、31)被配置成分析所述检测信号以确定表征所述机械振动的至少一个参数,并且基于仅表征所述机械振动的所确定的一个或多个参数来启动或不启动所述可植入除颤器的除颤操作。
2.根据权利要求1所述的可植入医疗设备,其特征在于,所确定的参数是所检测到的信号中的振幅;相关性,尤其是自相关;形态或双峰的存在中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述传感器装置(23、33a)被定位在所述引线(22、32)中或包括所述控制器(21)的壳体中。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述传感器装置(23、33a)包括加速度计,并且所述检测信号是加速度计信号和/或声学传感器,并且所述检测信号是声学信号。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述控制器(21、31)被配置成:如果表征所述机械振动的所述参数,尤其是所提取的所述加速度计信号的包络低于预定阈值,则致使所述除颤器将所述电除颤信号递送至所述患者。
6.根据前述权利要求中的一项所述的可植入医疗设备,其特征在于,进一步包括至少一个附加传感器装置(33b),尤其是被定位在所述引线(32)中的至少一个附加传感器装置(33b),所述至少一个附加传感器装置(33b)被配置成检测心音以获得附加检测信号。
7.根据权利要求6所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述传感器装置(33a)和所述附加传感器装置(33b)在不同位置处被定位在所述引线(32)中,并且其中所述控制器被配置成基于由所述附加传感器装置获得的所述附加检测信号来控制所述除颤器的操作。
8.根据权利要求7所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述控制器(31)被配置成将在所述检测信号与所述附加检测信号之间的相关性和/或所述检测信号与所述附加检测信号的信噪比确定为表征所述机械振动的参数。
9.根据前述权利要求中的一项所述的可植入医疗设备,其特征在于,所述控制器(21、31)被配置成分析在第一电除颤信号已被递送之后获得的所述检测信号,并且基于所述检测信号来控制所述可植入除颤器的操作,以使得第二电除颤信号基于所分析的检测信号而被递送或不被递送。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040225332A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Ursula Gebhardt Use of accelerometer signal to augment ventricular arrhythmia detection
US20130289430A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Medtronic, Inc. Method and apparatus for cardiac function monitoring
US8996101B2 (en) * 2012-03-12 2015-03-31 Medtronic, Inc. Heart sound sensing to reduce inappropriate tachyarrhythmia therapy
CN105102060A (zh) * 2013-01-31 2015-11-25 美敦力公司 用于无引线起搏和电击治疗的系统和方法
CN106163611A (zh) * 2014-04-15 2016-11-23 心脏起搏器股份公司 具有自主抗心动过速起搏的起搏装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6485344A (en) 1988-05-19 1989-03-30 Kanebo Ltd Blended spun fabric of wool and polyester and its production
FR2718035B1 (fr) * 1994-04-05 1996-08-30 Ela Medical Sa Procédé de commande d'un stimulateur cardiaque auriculaire double du type triple chambre programmable en mode de repli.
US5697957A (en) * 1996-08-29 1997-12-16 Pacesetter Ab Adaptive method and apparatus for extracting an evoked response component from a sensed cardiac signal by suppressing electrode polarization components
US6249700B1 (en) * 1997-06-12 2001-06-19 Eckhard Alt Defibrillator with improved hemodynamic response and enhanced myocardial stability
FR2764810B1 (fr) * 1997-06-20 1999-08-13 Ela Medical Sa Dispositif et procede pour le traitement des troubles du rythme auriculaire
US6440082B1 (en) * 1999-09-30 2002-08-27 Medtronic Physio-Control Manufacturing Corp. Method and apparatus for using heart sounds to determine the presence of a pulse
US7277761B2 (en) 2002-06-12 2007-10-02 Pacesetter, Inc. Vagal stimulation for improving cardiac function in heart failure or CHF patients
US7865233B2 (en) 2003-04-11 2011-01-04 Cardiac Pacemakers, Inc. Subcutaneous cardiac signal discrimination employing non-electrophysiologic signal
US7499750B2 (en) * 2003-04-11 2009-03-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Noise canceling cardiac electrodes
US7209786B2 (en) * 2004-06-10 2007-04-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for optimization of cardiac resynchronization therapy using heart sounds
US7212849B2 (en) * 2004-10-28 2007-05-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and apparatuses for arrhythmia detection and classification using wireless ECG
US7869869B1 (en) 2006-01-11 2011-01-11 Pacesetter, Inc. Subcardiac threshold vagal nerve stimulation
US7813805B1 (en) 2006-01-11 2010-10-12 Pacesetter, Inc. Subcardiac threshold vagal nerve stimulation
US20070208390A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Von Arx Jeffrey A Implantable wireless sound sensor
US7914452B2 (en) * 2006-10-10 2011-03-29 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for controlling cardiac therapy using ultrasound transducer
US8301267B2 (en) * 2009-09-18 2012-10-30 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for sensing mechanical energy of an implantable lead
EP2588190A1 (en) * 2010-07-01 2013-05-08 Cardiac Pacemakers, Inc. Rhythm correlation diagnostic measurement
US20120296387A1 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Xusheng Zhang Phrenic nerve stimulation detection using heart sounds
US8812102B2 (en) * 2011-05-23 2014-08-19 Cardiac Pacemakers, Inc. Sensor response delay for hemodynamic stability detection during arrhythmia
US9320906B2 (en) * 2013-03-12 2016-04-26 Cardiac Pacemakers, Inc. Heart sounds template comparison to identify true pacing mode
EP3013410A4 (en) * 2013-06-26 2017-03-15 Zoll Medical Corporation Therapeutic device including acoustic sensor
CN106068141B (zh) * 2014-01-10 2019-05-14 心脏起搏器股份公司 用于检测心脏心律失常的系统和方法
WO2015200527A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems and methods for treating cardiac arrhythmias
EP3413968B1 (en) * 2016-02-12 2022-11-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Triggering storage of onset of physiologic condition
CN109475743B (zh) * 2016-07-20 2022-09-02 心脏起搏器股份公司 在无引线心脏起搏器系统中利用心房收缩定时基准的系统
US10864378B2 (en) * 2017-03-09 2020-12-15 Cardiac Pacemakers, Inc. Pacemaker with diagnostic intrinsic beat search
EP3606607B1 (en) * 2017-04-03 2021-03-17 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable medical device with a tethered transmit coil for transmitting power to another implantable medical device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040225332A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Ursula Gebhardt Use of accelerometer signal to augment ventricular arrhythmia detection
US8996101B2 (en) * 2012-03-12 2015-03-31 Medtronic, Inc. Heart sound sensing to reduce inappropriate tachyarrhythmia therapy
US20130289430A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Medtronic, Inc. Method and apparatus for cardiac function monitoring
CN105102060A (zh) * 2013-01-31 2015-11-25 美敦力公司 用于无引线起搏和电击治疗的系统和方法
CN106163611A (zh) * 2014-04-15 2016-11-23 心脏起搏器股份公司 具有自主抗心动过速起搏的起搏装置

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