[发明专利]终止生物组织的高频心律失常电状态的装置和方法

说明书

本申请是申请号为201280035067.8、申请日为2012年6月14日、发明名称为“终止生物组织的高频心律失常电状态的装置和方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及用于终止生物组织的高频心律失常电状态的装置和方法。通常，该组织可以是任何生物组织。更特别地，它是肌肉或神经组织。特别地，该生物组织是心脏或脑组织。甚至更特别地，它是存活动物的心脏或脑，该存活动物可以是人。

背景技术

在正常心脏中，细胞膜的通电去极化的规则波传播以触发机械收缩。心脏的危及生命的心律失常一般与高频旋转电场波或螺旋线相关。常常被称为去纤颤的终止心律失常的一种标准方法将高强度电击施加到心脏。然而，多达几千伏的高电压和因而产生的一些安培的电流可引起对心脏和邻近组织的严重损害。此外，去纤颤对于患者来说是痛苦的，这限制了植入式去纤颤器的接受性。不过，到目前为止，植入这样的去纤颤器是处于危及生命的心律失常的危险下的患者选择的方法。

心脏心律失常的另一确立的疗法是抗心动过速起搏(ATP)。在ATP中，心脏在心室性心动过速的情况下起搏得比其内在速率更快。然而，ATP未能终止高频心律失常和完全显现的心室纤颤。

专利申请公布文本US 2006/0100670A1提出了提供用于多脉冲去纤颤的心脏刺激方法和系统。这些方法和系统包括感测纤颤事件，确定与纤颤事件相关的纤颤周期长度，以及传送多个去纤颤脉冲以处理纤颤事件。使用皮下和胸内电极的组合来传送去纤颤脉冲。在第一去纤颤波形之后的每个去纤颤波形的传送在时间上分开了与纤颤周期长度相关的一延迟。特别地，在去纤颤波形传送之间的延迟与纤颤周期长度的百分比相关。在US2006/0100670A1的实施例中传送的去纤颤脉冲的实际数量是2或3，特别是2。在各个的脉冲之间的实际延迟在平均周期长度的大约50％和大约125％之间，且一般它在平均周期长度的大约75％和大约100％之间，其中对多个分开的脉冲的心脏响应类似于对单个脉冲的心脏响应。这个区域(其被认为类似于心脏响应对分开的脉冲的分开的响应的相长干涉的区域)已知提供了去纤颤的提高的功效和/或对去纤颤系统的降低的能量要求的机会。

A.Pumir等人的“Wave Emission from Heterogeneities Opens a Way to Controlling Chaos in the Heart”(PRL 99,208101(2007))建议使用由电场的周期性脉冲引起的异质性波发射(wave emission from heterogeneities；WEH)作为心脏中的波的混沌控制的方法。这种方法被认为比ATP更有效，且比去纤颤电击需要少得多的能量。特别地，单个脉冲具有如此低的电场，以使得它们不终止旋转波，但在WEH中施加的脉冲列能够终止旋转波。

仍然存在对使用低电场脉冲终止生物组织的高频心律失常电状态、引起尽可能少的组织损害和疼痛的容易可行的疗法的需要。

发明内容

本发明涉及用于终止生物组织的高频心律失常电状态的装置，该装置包括：用于提供表示生物组织的当前电状态的电信号的至少一个传感器；依据电信号确定生物组织的当前电状态的至少一个优势频率并依据至少一个优势频率确定生物组织的当前电状态是否是高频心率失常电状态的确定单元；用于根据至少一个优势频率以一定间隔产生至少一个电脉冲系列的电脉冲发生器；以及连接到脉冲发生器的用于将电脉冲施加到生物组织的至少一个电极。为了终止生物组织的所确定的高频心律失常电状态，确定单元依据电信号确定指示该至少一个优势频率在高频心律失常电状态中如何占优势的优势水平；并触发电脉冲发生器以产生在所确定的优势水平超过预定义的阈值时的时间点开始的该至少一个电脉冲系列。

在另一方面中，本发明涉及终止生物组织的高频心律失常电状态的方法，该方法包括：获得表示生物组织的当前电状态的电信号；依据电信号确定生物组织的当前电状态的至少一个优势频率；依据至少一个优势频率确定生物组织的当前电状态是否是高频心率失常电状态；依据电信号确定指示该至少一个优势频率在高频心律失常电状态中如何占优势的优势水平；根据至少一个优势频率以一定间隔产生至少一个电脉冲系列；以及对于在所确定的高频心律失常电状态中的生物组织，将在优势水平超过预定义的阈值时的时间点开始的电脉冲施加到生物组织。