[发明专利]用于起搏频率自适应调节的装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于起搏频率自适应调节的装置和系统。

背景技术

从第三代生理性起搏器开始，起搏频率自适应调节就成为心脏起搏器的一项必不可少的功能。起搏频率自适应调节功能是一种利用传感器感知人体运动情况、代谢状态以实时调节起搏频率的技术，它可以在很大程度上弥补心脏变时功能不全的问题，极大地改善病人的生活质量和运动耐受量。相反如果不具备此功能，则安装了起搏器的患者由于心脏变时性功能的缺失，使心脏活动不能随着身体代谢的变化而变化。

起搏频率自适应调节功能主要由特殊的传感器以及起搏频率自适应调节算法实现。它通过传感器感知与人体代谢水平相关的生理或非生理参数，并利用传感器的检测结果根据一定的算法和策略计算出“传感器指示频率”，以此提供与代谢水平相适应的起搏频率进而调整心输出量。

特殊的传感器主要分为运动传感器和生理参数传感器两大类。运动传感器采集加速度或压力信息，这些参数与运动强度直接相关，而运动强度又是改变代谢状况的最主要的原因。这类传感器具有响应速度快和长期稳定性好的特点，比较而言，加速度传感器比压力传感器特异性高，较少发生误感知的情况。生理参数传感器采集血氧饱和度、每分钟通气量或Q-T间期等生理参数，从而直接获得对人体代谢量的评估。这类传感器具有更高的特异性，能够准确地感知人体代谢的变化情况，但由于其往往需要消耗额外的能量，且响应速度过慢，因此目前在临床上应用较少，只有每分钟通气量传感器应用较为广泛。

参考文献1-4对于目前用于对起搏器的起搏频率进行自适应调节的方法和相关装置进行了说明，参考文献1-4具体如下：

参考文献1：John G..Webster.Design of Cardiac Pacemakers.Piscataway：IEEE Press，1995.290-334

参考文献2：Todd J.Sheldon等的标题为“Rate Responsive Cardiac Pacemaker with Tilt Sensor”且授权公开日为1999年9月28日的美国专利5957957

参考文献3：Kenneth M.Anderson和Dennis A.Brumwell的标题为“Rate Adaptive Pacer”且授权公开日为1984年6月31日的美国专利4428378

参考文献4：Frederik H.M.Wittkampf，Kornelis A.M.Mensink，Hendrik L.Brouwer的标题为“Rate Adaptive Pacemaker and Method of Cardiac Pacing”且授权公开日为1981年12月15日的美国专利4305396

参考文献1简要介绍了人体心率的自适应调节机制，详细说明了起搏器中起搏频率自适应调节功能所采用的各类传感器和控制策略；此外，对市场上几种型号的起搏器中基于运动传感器的起搏频率自适应调节功能进行了具体介绍，给出其实现电路以及自适应控制步骤。

参考文献2(也就是美国专利5957957)介绍了一种基于倾斜度传感器对起搏频率进行自适应调节的起搏器，它采用多个加速度计辅之以后续算法处理来获得倾斜度信号和运动信号，这两个信号可以表征人体的姿势以及运动剧烈程度，并据此调节起搏频率。此外，该频率自适应功能采用额外的算法获得上下台阶时的起搏频率，从而增加起搏频率的准确度和特异性。

参考文献3(也就是美国专利4428378)介绍了一种基于压力传感器对起搏频率进行自适应调节的起搏器，其对压力信号进行处理以获得人体运动量的评估，并根据事先给定的对应曲线，在预设的上下限之间给出与所述人体运动量的评估对应的起搏频率。

参考文献4(也就是美国专利4305396)介绍了一种基于心电检测对起搏频率进行自适应调节的起搏器，它不仅可以检测心跳信号，提取相关参数，优化起搏脉冲的发放频率，还可以跟踪监测病人的刺激阈值，并提供机制以根据该刺激阈值的事先给定的函数关系式来控制发放频率。