專利名稱：一種用于控制有害心臟重構(gòu)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)通常涉及心臟的相關(guān)治療，更具體地涉及控制和防止跟隨心肌梗塞的有害心臟重構(gòu)。
背景技術(shù)：
心臟的重構(gòu)是和心臟衰竭、心臟病發(fā)作和心臟疾病一起發(fā)生的在心臟中的有害身體變化。重構(gòu)的特征在于心臟的擴(kuò)大和心臟壁的變薄。例如，在心臟病發(fā)作后，雖然正常心肌正常地響應(yīng)興奮脈沖，被心臟病發(fā)作損壞的組織不能響應(yīng)或者比正常速度更慢地響應(yīng)興奮脈沖。雖然該健康組織繼續(xù)正常地運(yùn)行，卻在被損害和邊際(marginalized)組織上布置增加的應(yīng)力，從而使其“伸長(zhǎng)”。該伸長(zhǎng)增加了心臟保持的血液體積，經(jīng)由Frank-Sterling機(jī)制導(dǎo)致短期的增加血液輸出。這樣，心肌運(yùn)行有點(diǎn)像橡皮圈—其伸展地越長(zhǎng)，則心臟產(chǎn)生越多的“銳聲(snap)”。然而，如果心肌伸展過(guò)長(zhǎng)，或者如果心臟長(zhǎng)時(shí)期重復(fù)拉伸，其最后失去其“銳聲”以及變得弛緩(重構(gòu)的一種形式)。重構(gòu)分階段進(jìn)行。跟隨心臟病突發(fā)或作為心臟疾病的結(jié)果，心臟變得更圓更大。心肌細(xì)胞死亡以及作為泵的心臟變得更虛弱。如果重構(gòu)被允許發(fā)展，則心臟的主增壓室—左心室—擴(kuò)大以及改變形狀即變得更圓。心臟還經(jīng)歷細(xì)胞水平的變化。
心臟被劃分為左側(cè)和右側(cè)。右側(cè)，包括右心房和右心室，收集和泵出脫氧血液到肺以獲得氧氣。左側(cè)，包括左心房和左心室，收集和泵出氧化血液到身體。從身體返回的缺氧血液通過(guò)腔靜脈進(jìn)入右心房。右心房收縮，推動(dòng)血液通過(guò)三尖瓣進(jìn)入右心室。右心室收縮，以泵出血液通過(guò)肺動(dòng)脈瓣并進(jìn)入肺動(dòng)脈，該肺動(dòng)脈連接到肺。血液在肺中得到氧氣，然后通過(guò)肺靜脈回到心臟。肺靜脈倒空到左心房中，左心房收縮以推動(dòng)氧化血液進(jìn)入左心室。左心室收縮，推動(dòng)血液通過(guò)主動(dòng)脈瓣并進(jìn)入主動(dòng)脈，該主動(dòng)脈連接到身體的其他部分。從主動(dòng)脈延伸的冠狀動(dòng)脈提供心臟血液。
心臟自身的起搏器位于心房中，并且負(fù)責(zé)心跳的啟動(dòng)。心跳始于起搏器區(qū)域中的心房組織(也就是竇房節(jié)或者“SA”節(jié))的激活，跟著是在心房到處的興奮的細(xì)胞到細(xì)胞傳播。將主動(dòng)脈連接到心室的易興奮組織的唯一正常鏈接是位于主動(dòng)脈和心室之間的邊界處的房室(AV)節(jié)。傳播以較慢的速度發(fā)生，但是在心室端His束(也就是位于心室間隔中的電傳導(dǎo)路徑)以及束辮以1-2m/s的相對(duì)高的速度將興奮傳送到右心室和左心室中的很多位置。在AV結(jié)中的慢傳導(dǎo)導(dǎo)致了主動(dòng)脈興奮和心室興奮之間的大約0.1秒的延遲。此時(shí)間便利在心室收縮之前的源于主動(dòng)脈收縮的心室的末期充盈。在AV節(jié)點(diǎn)的減慢之后，His束分離為兩個(gè)沿著隔膜的每側(cè)傳播的束分支(左和右)。該束分枝(ramify)為浦肯野纖維，其分叉到心室壁的側(cè)。這確保了在心室傳導(dǎo)系統(tǒng)中的興奮脈沖的傳播與通過(guò)AV節(jié)的傳播相比以相對(duì)較高的速度進(jìn)行。
“心臟衰竭”的綜合病癥是很多形式的心臟疾病的發(fā)展的常見(jiàn)經(jīng)歷。心臟衰竭可以被認(rèn)為是其中心臟功能的異常對(duì)心臟不能以與新陳代謝組織的需求相稱的速度泵出血液或只能在異常增高的充盈壓處以與新陳代謝組織的需求相稱的速度泵出血液負(fù)責(zé)。典型的，增高的充盈壓導(dǎo)致左心室腔室的擴(kuò)張?？梢詫?dǎo)致這種形式的心衰的病因?qū)W包括特發(fā)性心肌病、病毒性心肌病以及萎縮性心肌病。
心臟衰竭是影響超過(guò)五百萬(wàn)美國(guó)人的慢性病，以及其也是老年人中住院治療的最常見(jiàn)原因。與其名字相反，心臟衰竭不是心臟病突發(fā)，心臟也不是突然停止跳動(dòng)。心臟衰竭意味著心臟不能泵出足夠血液來(lái)滿足人體的需求。其通常發(fā)生在心臟被心臟病突發(fā)或其他情況削弱或損害的病人中。隨著心臟繼續(xù)衰竭，病人可能經(jīng)歷喘不過(guò)氣、肢體中的液體積聚以及嚴(yán)重的疲勞。在隔膜對(duì)于興奮脈沖的響應(yīng)中的延遲可能導(dǎo)致非同時(shí)的收縮，因此心室收縮模式是非同心的。以這種模式，心臟無(wú)效率地跳動(dòng)。
當(dāng)心臟適當(dāng)?shù)毓ぷ鲿r(shí)，其兩個(gè)下腔室(心室)在同時(shí)泵出并且與兩個(gè)上腔室(心房)的泵出同步。然而，達(dá)到40％的心臟衰竭病人在電脈沖到心室的傳導(dǎo)中存在干擾(例如束分支阻塞或室間傳導(dǎo)延遲)。結(jié)果，左心室和右心室在不同時(shí)間被激活。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，左心室(在全部人體中負(fù)責(zé)泵出血液的腔室)壁不是同時(shí)地收縮，這降低了心臟作為泵的效率。心臟典型地通過(guò)更快地跳動(dòng)和擴(kuò)張來(lái)響應(yīng)。這導(dǎo)致進(jìn)一步擴(kuò)張的惡性循環(huán)、人體中的血管的收縮、鹽和水的滯留以及心臟衰竭的進(jìn)一步惡化。這些傳導(dǎo)延遲不響應(yīng)抗心律不齊劑或其他藥物。
具有心臟衰竭的病人可以是接收起搏器的候選者。雙心室起搏器是設(shè)計(jì)來(lái)治療心臟衰竭的一種類型的可植入起搏器。雙心室起搏器可以通過(guò)同時(shí)地向左心室和向右心室發(fā)送電信號(hào)來(lái)協(xié)助同步下腔室。通過(guò)刺激兩個(gè)心室(雙心室起搏)，起搏器使得右心室和左心室的壁再一次一起泵出。由此心臟再同步，更有效地泵出同時(shí)促成對(duì)于心肌自身的更少磨損和撕裂。這就是雙心室起搏器為什么也被稱為心臟再同步治療(CRT)的原因。
對(duì)于遭受心臟衰竭的病人，可能發(fā)生心臟的重構(gòu)。與心臟衰竭相關(guān)聯(lián)的重構(gòu)的特征在于心臟的左心室的擴(kuò)張。此外，左心室壁變得更薄。其具有氧氣的增加使用、更大程度的二尖瓣回流以及減少的射血分?jǐn)?shù)。重構(gòu)引起對(duì)于心臟細(xì)胞的進(jìn)一步損害的“多米諾效應(yīng)”以及更嚴(yán)重的心臟疾病。本發(fā)明的雙心室起搏可以可能地反向過(guò)程。該對(duì)于心臟的有益效果被稱為“反向重構(gòu)”。典型的雙心室起搏器在心房中使用2.5伏特的陰極脈沖以及在心室中使用5伏特的陰極脈沖。
心臟病發(fā)作心臟病發(fā)作是一種導(dǎo)致永久心臟損害或死亡的事件。其也已知為心肌梗塞，因?yàn)椴糠中呐K肌肉(心肌)可能照字面意思地死亡(梗塞)。當(dāng)冠狀動(dòng)脈的一條變得嚴(yán)重或全部通常被血液凝塊阻塞時(shí)，心臟病發(fā)作。當(dāng)心臟肌肉沒(méi)有接收到其需要的氧化血液時(shí)，其開(kāi)始死亡。心臟病發(fā)作的嚴(yán)重性通常取決于在心臟病發(fā)作期間心臟肌肉被損害或死亡的程度。
雖然心臟病發(fā)作通常是許多慢性心臟病(例如冠狀動(dòng)脈疾病)的結(jié)果，心臟病發(fā)作的觸發(fā)器經(jīng)常是血液凝塊，其阻塞了通過(guò)冠狀動(dòng)脈的血液流。如果動(dòng)脈已經(jīng)被脂肪動(dòng)脈粥樣斑(一種稱為動(dòng)脈硬化癥的疾病)變窄，血液凝塊可能大到足夠嚴(yán)重或完全阻塞血液流。受害者可能經(jīng)歷心臟缺血發(fā)作(cpisode)，其是一種其中心臟得不到足夠氧化血液的情況。這經(jīng)常伴隨著絞痛(一種類型的胸腔疼痛、胸腔壓力或不適)，雖然無(wú)聲疼痛不顯示任何征兆。嚴(yán)重或長(zhǎng)期的心臟缺血可以觸發(fā)心臟病發(fā)作。根據(jù)心臟病發(fā)作和并發(fā)創(chuàng)傷的嚴(yán)重性，心臟病發(fā)作可以導(dǎo)致以下
心臟衰竭，一種慢性病，其中心臟的至少一個(gè)腔室泵出不夠好，以至于不能滿足人體的需求。
心臟的電不穩(wěn)定性，其可以引發(fā)潛在危險(xiǎn)的異常心律(心律不齊)。
心臟停滯，其中心臟全部停止跳動(dòng)，在缺乏即時(shí)醫(yī)療的情況下導(dǎo)致突然的心臟死亡。
心原性休克，一種其中損害的心肌不能正常泵出血液以及進(jìn)入經(jīng)常是致命的休克類似狀態(tài)。
死亡。
在心臟病突發(fā)后心肌是否繼續(xù)起作用取決于其被損害的程度或在病人可以得到醫(yī)療之前其壞死的程度。在心肌中的損害的定位也是重要的。因?yàn)椴煌墓跔顒?dòng)脈供應(yīng)心臟的不同區(qū)域，損害的嚴(yán)重性將取決于動(dòng)脈被阻塞的程度以及依靠該阻塞的動(dòng)脈的心肌區(qū)域。
如之前指出的，被心臟病突發(fā)損害的組織不響應(yīng)或比正常速度更慢地響應(yīng)興奮脈沖。健康組織正常地起作用，但是結(jié)果在這些邊際組織上布置增加的應(yīng)力，從而“伸展”它。期望醫(yī)治心臟病突發(fā)以最小化繼續(xù)的有害重構(gòu)的可能性。這可以通過(guò)減少正常心臟組織的收縮強(qiáng)度、通過(guò)增加邊際心臟組織的收縮強(qiáng)度或通過(guò)執(zhí)行兩種治療的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
心臟疾病和心律不齊影響AV結(jié)的疾病可能導(dǎo)致對(duì)于正常AV傳導(dǎo)的干擾。這通過(guò)不同程度的阻塞來(lái)說(shuō)明。在一級(jí)阻塞中，效應(yīng)僅僅減慢了傳導(dǎo)；在二級(jí)阻塞中，具有周期性的下降的心跳；但是在三級(jí)阻塞中，沒(méi)有信號(hào)到達(dá)心室。后者的情況也被稱為完全性心臟傳導(dǎo)阻塞。在這種情況下，心室完全從心房退耦(decouple)。盡管心房心率依然在AV節(jié)點(diǎn)處確定，心室被異位心室部位起搏。因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，心室被心房驅(qū)動(dòng)，潛在的心室起搏器必須具有更低的速度。因此，在完全性心臟傳導(dǎo)阻塞中，心室以低速度跳動(dòng)(心搏徐緩)。甚至這種情況可能不需要醫(yī)療，但是如果心率太慢，已知為Stokes-Adams綜合癥的狀態(tài)，則該狀態(tài)變得危及生命。在完全性心臟阻塞和Stokes-Adams的情況下，預(yù)后是50％的一年內(nèi)死亡率。
另一種情況，已知為有病竇(sick sinus)綜合癥，對(duì)于該綜合癥人工起搏器是治療選擇。在這些情況下，心搏徐緩由心房速度反常低而引起。因此，即使AV結(jié)是正常的，心室也以很低的速度驅(qū)動(dòng)。
相當(dāng)多種的心律不齊可以在急性心肌梗塞之后發(fā)生。室上快速性心律不齊，包括竇心動(dòng)過(guò)速、心房纖維性顫動(dòng)以及心房顫振，相對(duì)常見(jiàn)以及通常不威脅生命。心室心律不齊具有較大的影響范圍過(guò)早心室跳動(dòng)在高達(dá)90％的病人中發(fā)生，心室心動(dòng)過(guò)速在高達(dá)40％的病人中發(fā)生，以及心室纖維性顫動(dòng)在高達(dá)5％的病人中發(fā)生。心室纖維性顫動(dòng)在心肌梗塞發(fā)生之后的第一24到48小時(shí)內(nèi)最常見(jiàn)，并且是威脅生命的。雖然非持續(xù)性的心室心動(dòng)過(guò)速在梗塞形成后期中有預(yù)后意義，如果治療將改變預(yù)后則其不是確定的。傳導(dǎo)異常和徐緩心律不齊，以及急性心肌梗塞的頻繁并發(fā)癥，當(dāng)有癥狀時(shí)需要起搏治療。
首先典型地使用臨時(shí)起搏。如果癥狀持續(xù)，可能需要永久起搏器。起搏器是一種來(lái)電氣協(xié)助起搏心臟從而使得心臟可以更有效地泵出血液的人工裝置?？芍踩腚娮友b置已被開(kāi)發(fā)以治療異常慢心率(心搏徐緩)以及過(guò)分快速心率(心動(dòng)過(guò)速)。起搏器的工作是通過(guò)對(duì)增壓腔合適地傳遞代替心臟的正常節(jié)律脈沖的定時(shí)電脈沖來(lái)維持安全心率。該裝置設(shè)計(jì)為執(zhí)行該維持生命任務(wù)，其由銀元大小的電源(包括電池)以及將該電源連接到心臟腔室的控制電路、電線或“導(dǎo)線”組成。它們?cè)试S起搏器根據(jù)需要該起搏器的地方來(lái)以多種組合感應(yīng)和刺激。
沒(méi)有心律不齊的診斷的情況下，抵抗心律不齊的起搏不是典型地用作心肌梗塞受害者的治療。
心肌梗塞是否導(dǎo)致心臟衰竭很大程度上取決于剩余正常心臟肌肉表現(xiàn)得如何。心室擴(kuò)張(重構(gòu))的過(guò)程通常是對(duì)于心肌的慢性體積過(guò)載或特殊損害的結(jié)果。在經(jīng)受長(zhǎng)期的增加心臟輸出需求的正常心臟例如運(yùn)動(dòng)員的心臟中，具有輕微心室擴(kuò)張和肌細(xì)胞肥大的適應(yīng)過(guò)程。這樣，心臟完全補(bǔ)償增加的心臟輸出要求。然而，在具有對(duì)于心肌的損害或慢性體積過(guò)載的情況下，在收縮心肌上施加增加的需求達(dá)到這樣的程度，使得該補(bǔ)償狀態(tài)不能達(dá)到，并且心臟繼續(xù)擴(kuò)張。
較大擴(kuò)張左心室的基本問(wèn)題是在舒張期充盈期間和收縮期收縮期間在壁張力和/或應(yīng)力上有顯著增加。在正常心臟中，肌肉肥大(變厚)的適應(yīng)(或重構(gòu))和心室擴(kuò)張為了收縮期收縮維持相當(dāng)恒定的壁應(yīng)力。然而，在衰竭心臟中，正在進(jìn)行的擴(kuò)張大于肥大以及結(jié)果是對(duì)于收縮期收縮的增加壁應(yīng)力需求。這被認(rèn)為是導(dǎo)致進(jìn)一步肌肉損害的對(duì)于肌細(xì)胞的正在進(jìn)行的損害。壁應(yīng)力中的增加對(duì)于舒張期充盈也是正確的。另外，因?yàn)樾呐K輸出的缺乏，通常具有來(lái)自多個(gè)生理機(jī)制的心室充盈壓力的增加。此外，在心臟舒張期期間，具有超出正常的直徑增加和壓力增加，兩者都導(dǎo)致更高壁應(yīng)力水平。在舒張期壁應(yīng)力中的增加被認(rèn)為是腔室的現(xiàn)在進(jìn)行的擴(kuò)張的主要貢獻(xiàn)者。
利用心臟不充分地泵出血液到動(dòng)脈系統(tǒng)有時(shí)被稱為“前向衰竭”，而“后向衰竭”表示導(dǎo)致充血的在肺和全身靜脈中的結(jié)果高壓。后向衰竭是如在肺部和靜脈系統(tǒng)中的血液不能泵出的前向衰竭的自然結(jié)果。前向衰竭可以由心室的受損收縮性或由增加的后負(fù)載(也就是抵抗血液噴出的力)導(dǎo)致，其應(yīng)歸于例如全身性高血壓或瓣膜功能失常。一種起到增加心臟輸出的作用的生理補(bǔ)償機(jī)構(gòu)歸結(jié)于后向衰竭，其增加心室的舒張期充盈壓從而增加了預(yù)載(也就是在心臟舒張期的末期利用在心室中的血液體積伸長(zhǎng)心室的程度)。預(yù)載中的增加導(dǎo)致了在收縮期間的搏出量的增加，已知為Frank-Starling原理的現(xiàn)象。因此，心臟衰竭可以至少部分地由該機(jī)制來(lái)補(bǔ)償，但是代價(jià)是可能的肺部和/或全身充血。
當(dāng)心室在一定時(shí)期中由于增加的預(yù)載而伸展時(shí)，心室變得擴(kuò)大。心室體積的放大導(dǎo)致在給出心臟收縮壓處的增加心室壁應(yīng)力。和由心室完成的增加的壓力體積作用一起，其作為用于導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的改變的心室心肌的肥大的刺激，該過(guò)程被稱作心室重構(gòu)。
肥大可以增加心臟收縮壓但是也降低心室的順從性，并因此增加心臟舒張充盈壓以導(dǎo)致更多的充血。還顯示，導(dǎo)致肥大的持續(xù)的應(yīng)力可能引發(fā)心肌細(xì)胞的細(xì)胞死亡(也就是程序化(programmed)細(xì)胞死亡)，以及最后的壁變薄導(dǎo)致在心臟功能中的進(jìn)一步惡化。因此，雖然心室擴(kuò)張和肥大可能先是補(bǔ)償性的以及增加心臟輸出，過(guò)程最終導(dǎo)致心臟收縮和心臟舒張功能異常。顯示心室重構(gòu)的程度確實(shí)與在CHF病人中的增加的死亡率相關(guān)聯(lián)。
在過(guò)去的幾年中，完成了無(wú)數(shù)隨機(jī)臨床試驗(yàn)，其顯示兩種藥物可以顯著地提高具有迫近心臟衰竭的征兆(低左心室射血分?jǐn)?shù)或增加的心室擴(kuò)張)的病人的全部成活率。這些藥物是β-受體阻滯藥和ACE抑制劑。β-受體阻滯藥通過(guò)阻斷在心臟上的腎上腺素的效果來(lái)起作用，以及被注意到在多種類型的心臟疾病中具有許多有益效果。β-受體阻滯藥降低了在具有冠狀動(dòng)脈疾病的病人中的絞痛風(fēng)險(xiǎn)，顯著地提高了具有心臟衰竭的病人的成活率，顯著地降低了病人在心臟病突發(fā)后突然死亡的風(fēng)險(xiǎn)，以及看來(lái)延遲或防止了在心臟病突發(fā)后在左心室中看到的重構(gòu)。然而，具有嚴(yán)重哮喘或具有其他肺部疾病的病人的確(simply)不能安全地使用這些藥物。
ACE抑制劑阻斷血管緊縮素轉(zhuǎn)化酶，由此在心臟血管系統(tǒng)上產(chǎn)生許多有益效果。這種藥物顯著地提高了在急性心肌梗塞的存活者中的長(zhǎng)期成活率，以及另外降低了心臟衰竭(通過(guò)防止或延遲重構(gòu)明顯地降低)、再發(fā)生的心臟病突發(fā)、中風(fēng)(stroke)以及突然死亡的發(fā)生率。
雖然使用藥物可能是有益的，在心肌梗塞之后，心臟的未損害區(qū)域依然需要更辛苦地工作以及被梗塞損害的組織保持未治愈。
真會(huì)有用的是提供治療心臟衰竭和心肌梗塞之后情況的可選擇方法，其將減少或阻止有害重構(gòu)以及允許損害的組織被治愈。這樣的可選擇方法將代替或與傳統(tǒng)藥劑治療以及與新組織再生治療合作地提供。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于治療在心肌梗塞(MI)之后的心臟的方法。電刺激被提供給選擇的心臟部分，而與是否作出心律不齊的診斷無(wú)關(guān)。刺激可以為使用陰極、陽(yáng)極和兩相波形的興奮性或非興奮性的脈沖的形式。選擇用于刺激的心臟部分可以確定為基于執(zhí)行的刺激的類型以及心臟組織承受的損害程度來(lái)選擇。在示例性實(shí)施例中，只刺激健康心臟組織。
在本發(fā)明的可選擇示例性實(shí)施例中，邊際心臟組織也可以被刺激，這樣心臟以更平穩(wěn)的方式跳動(dòng)。
在示例性實(shí)施例中，雙相、雙心室刺激致力于心臟的未損害區(qū)域，以增強(qiáng)健康組織的肌肉收縮，從而允許心臟來(lái)完成正?；蚪咏５臋C(jī)能。心臟被刺激部分的增強(qiáng)的肌肉收縮減少了不均勻的心臟負(fù)載以及防止或減少了在心肌梗塞之后的心臟的重構(gòu)的不利狀態(tài)(form)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例的雙相、雙心室刺激包括通過(guò)電極將陰極和陽(yáng)極脈沖同時(shí)地連續(xù)施加到右心室和左心室，該電極接觸心臟的未損害部分。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，和用于控制心律不齊的起搏器不同，非興奮性雙相刺激不響應(yīng)于感應(yīng)指示心律不齊的心臟信號(hào)來(lái)施加到心臟。而是，非興奮性雙相刺激連續(xù)地施加以允許心臟補(bǔ)償被MI影響的心臟組織，同時(shí)避免不期望的重構(gòu)狀態(tài)?？蛇x擇的，雙相刺激的應(yīng)用被定時(shí)為與去極波的初始化一致，該去極波的初始化如心臟傳感器所確定。
另外，示例性實(shí)施例的刺激可以與心臟組織被損害的部位處與干細(xì)胞植入相結(jié)合。該干細(xì)胞治療再生損害的心臟組織，這樣隨著時(shí)間過(guò)去，刺激治療可以終止。
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，不利重構(gòu)的防止源自許多機(jī)制。雙心室起搏的效果提供增加的變力性效應(yīng)，同時(shí)減少心臟的氧氣需求和消耗，以及通過(guò)減少和使得壁張力均衡，在實(shí)際上減少伸展心臟的被損害區(qū)域的趨勢(shì)。同樣的，用于干細(xì)胞植入的刺激和適合的定位取決于在被損害區(qū)域上的適合壁張力和電活動(dòng)。這些情況適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)該治療來(lái)建立。此外，將被損害的心臟組織暴露給電流可以直接治愈被損害區(qū)域。這類似于使用適合極性的電流來(lái)治愈其他組織例如骨折和皮膚切口。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道的，示例性實(shí)施例的描述不是限制性的。在雙相時(shí)，這里描述了雙心室刺激，可以采用其他波形和刺激部位來(lái)減少在未損害心臟組織上的工作負(fù)載，從而允許心臟反向或避免不期望的重構(gòu)。另外，治療可以使用興奮或非興奮脈沖。如之前指出的，被心臟病突發(fā)損害的組織不響應(yīng)或比正常速度更慢地響應(yīng)興奮脈沖。健康組織在該邊際組織上放置增加的應(yīng)力，從而“伸展”它。需要治療心臟病突發(fā)，以最小化繼續(xù)有害重構(gòu)的可能性。這可以通過(guò)減少健康心臟組織的收縮強(qiáng)度、通過(guò)增加邊際心臟組織的收縮強(qiáng)度或通過(guò)執(zhí)行兩種治療的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
因此本發(fā)明的一個(gè)方面是促進(jìn)被MI影響的心臟組織的治愈。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是通過(guò)更協(xié)調(diào)(心臟收縮來(lái)增加未被MI影響的心臟組織的心臟輸出，該更協(xié)調(diào)的心臟收縮導(dǎo)致具有需要更少心臟工作的更大搏出量。
本發(fā)明的又一個(gè)方面是刺激心臟組織的邊際區(qū)域，這樣它們收縮到一定程度，導(dǎo)致MI后的心臟的更平衡操作。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面是施加刺激的組合到被損害的組織以及到未被MI損害的組織，以促進(jìn)MI后的心臟組織的平衡機(jī)能。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面是減少緊跟MI之后的心臟的重構(gòu)的不利狀態(tài)。
本發(fā)明的又有一個(gè)方面是使用刺激脈沖連續(xù)地刺激未被MI影響的心臟的選擇部分。
本發(fā)明的還有一個(gè)方面是使用干細(xì)胞促進(jìn)被MI影響的心臟組織的治愈。
本發(fā)明的另一方面是在忍受心臟疾病的病人中將心臟中的壁張力維持在可接收水平。
本發(fā)明的另一方面是促進(jìn)壁應(yīng)力的正常化，從而促進(jìn)在損害組織中的干細(xì)胞的植入。
本發(fā)明的這些和其他方面從以下的大體和詳細(xì)描述中將變得明顯。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種用于最小化無(wú)心律不齊的病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其包括心臟刺激裝置、左心室電極組以及右心室電極組。左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的LV電極。右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的RV電極。心臟刺激裝置適用于刺激心臟組織的健康和損害(compromised)區(qū)域。
心臟刺激裝置連接到LV和RV電極，以及產(chǎn)生與不應(yīng)期一致的定時(shí)信號(hào)。響應(yīng)該定時(shí)信號(hào)，心臟刺激裝置發(fā)送脈沖給順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，以及后來(lái)脈沖到達(dá)距離AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR電極和RV電極。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖是興奮性的。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，脈沖是非興奮性的。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，脈沖是雙相的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，雙相脈沖包括具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀以及第一相持續(xù)時(shí)間的第一刺激相，從而預(yù)處理心肌以接收后續(xù)刺激。該雙相脈沖還包括具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀以及第二相持續(xù)時(shí)間的第二刺激相。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一相極性是正的，而第二相急性是負(fù)的。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第一相振幅在最大閾下振幅處。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，干細(xì)胞被淀積在心臟組織上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以電刺激淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備包括心臟刺激裝置、左心室電極組、右心室電極組和傳感器。該傳感器感應(yīng)心臟腔室的興奮。
左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的LV電極。右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的RV電極。心臟刺激裝置適用于刺激心臟組織的健康和損害區(qū)域。
心臟刺激裝置連接到LV電極和RV電極以及傳感器。響應(yīng)來(lái)自傳感器的信號(hào)，心臟刺激裝置發(fā)送脈沖到順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，以及后續(xù)脈沖到達(dá)距離AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR和RV電極。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖是興奮性的。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，脈沖是非興奮性的。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，脈沖是雙相的。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，雙相脈沖包括具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀以及第一相持續(xù)時(shí)間的第一刺激相，以預(yù)處理心肌來(lái)接收后續(xù)刺激。該雙相脈沖還包括具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀和第二相持續(xù)時(shí)間的第二刺激相。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一相極性是正的，而第二相極性是負(fù)的。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第一相振幅在最大閾下振幅處。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，干細(xì)胞淀積在心臟組織上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以電刺激淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)可選擇實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法。干細(xì)胞被施加到病人的心肌梗塞(MI)區(qū)域。雙相雙心室刺激被連續(xù)地施加到MI區(qū)域之外的心臟組織。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，雙相脈沖包括具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀和第一相持續(xù)時(shí)間的第一刺激相，以預(yù)處理心肌來(lái)接收后續(xù)刺激。該雙相脈沖還包括具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀和第二相持續(xù)時(shí)間的第二刺激相。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一相極性是正的，而第二相極性是負(fù)的。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，第一相振幅在最大閾下振幅處。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，干細(xì)胞被淀積在心臟組織上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以電刺激其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的刺激。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備包括心臟刺激裝置、左心室電極組、右心室電極組以及傳感器。該傳感器感應(yīng)心臟腔室的興奮。
左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的LV電極。右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的RV電極。心臟刺激裝置適用于刺激心臟組織的健康和損害區(qū)域。心臟的損害區(qū)域其上淀積有干細(xì)胞。
心臟刺激裝置連接到LV電極和RV電極以及傳感器。響應(yīng)來(lái)自傳感器的信號(hào)，心臟刺激裝置發(fā)送脈沖給順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，以及后續(xù)脈沖到達(dá)距離AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR和RV電極。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，干細(xì)胞淀積在心臟組織上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以電刺激其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)可選擇實(shí)施例中，LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。


圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有連接到心室的外表面的多個(gè)心室電極的心臟，該多個(gè)心室電極包括用于右心室和左心室的分離電極組。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)(leading)陽(yáng)極雙相刺激的示意性表示。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊跟有陰極刺激的低電平和長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的引導(dǎo)陽(yáng)極刺激的示意性表示。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊跟有陰極刺激的斜坡低電平和長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的引導(dǎo)陽(yáng)極刺激的示意性表示。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的緊跟有陰極刺激的連續(xù)執(zhí)行的低電平和短持續(xù)時(shí)間的引導(dǎo)陽(yáng)極刺激的示意性表示。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于治療在心肌梗塞(MI)之后的心臟的方法。電刺激被提供到心臟的選擇部分，而與是否給出任何心律不齊的診斷無(wú)關(guān)。刺激可以是使用陰極、陽(yáng)極和雙相波形的興奮或非興奮的形式。所選擇的用于刺激的心臟部分基于執(zhí)行的刺激類型和心臟組織承受的損害程度來(lái)選擇。在示例性實(shí)施例中，只刺激健康心臟組織。
在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，雙相雙心室刺激致力于心臟的未損害區(qū)域，以增強(qiáng)健康組織的肌肉收縮，從而允許心臟獲得正常或接近正常機(jī)能。心臟的刺激部分的增強(qiáng)肌肉收縮減少了心臟負(fù)載以及防止和減少了心肌梗塞之后的心臟的重構(gòu)的不利狀態(tài)。該雙相雙心室刺激包括通過(guò)接觸心臟的未損害部分的電極同時(shí)地對(duì)于右心室和左心室的陰極和陽(yáng)極脈沖的連續(xù)施加。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，和用于控制心律不齊的起搏不同，雙相刺激不是響應(yīng)感應(yīng)到表示心律不齊的心臟信號(hào)而施加到心臟。而是，雙相刺激連續(xù)地施加以允許心臟補(bǔ)償被MI影響的心臟組織，同時(shí)避免不期望的重構(gòu)狀態(tài)?？蛇x擇的，雙相刺激的施加被定時(shí)以與由心臟傳感器確定的去極波的開(kāi)始一致。
此外，示例性實(shí)施例的雙相刺激與在心臟組織被損害的部位處的干細(xì)胞植入結(jié)合。干細(xì)胞治療再生被損害心臟組織，這樣隨著時(shí)間過(guò)去，雙相刺激治療可以終止。
參考圖1，心臟的示圖描述了四個(gè)腔室右心房(RA)、左心房(LA)、右心室(RV)和左心室(LV)。電極引線201連接到RV電極組201A，其包括獨(dú)立的電極202、204、206、208和210，顯示為具有連接到右心室的外表面上的多個(gè)點(diǎn)的各個(gè)電極。電極引線301連接到LV電極組301A，其包括獨(dú)立的電極302、304、306、308和310，顯示為具有連接到左心室的外表面上的多個(gè)點(diǎn)的各個(gè)電極。雖然RV電極組201A和LV電極組301A被描述為每個(gè)組具有五個(gè)電極，這不意圖是限制性的。其他的組大小也可以使用而不偏離本發(fā)明的范圍。
在可選擇的實(shí)施例中，在圖1中的各個(gè)電極(202、204、206、208和210；以及302、304、306、308和310)的位置被選擇以避免對(duì)于損害心臟組織例如作為MI的結(jié)果損害的組織的刺激。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，脈沖施加到電極，以模仿正常心室去極波的正常生理流。在該實(shí)施例中，在給出心拍期間首先刺激最接近(或位于)A-V節(jié)的區(qū)域。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，房興奮被感應(yīng)到(P-Q區(qū)間)或心室興奮被感應(yīng)到(QRS區(qū)間)，以及外部興奮脈沖被施加到第一電極(在適當(dāng)?shù)难舆t后)以與心室去極波的開(kāi)始一致。后續(xù)興奮脈沖致力于距離A-V節(jié)逐漸更遠(yuǎn)的區(qū)域。在這兩個(gè)極端之間的區(qū)域在成比例的時(shí)間基礎(chǔ)上(on a scaled time basis)適合地被刺激，其再一次模仿便利最有效的心臟收縮的正常固有傳導(dǎo)路徑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖給施加到?jīng)]有被MI影響的健康心臟組織，從而允許被損害組織被治愈以及刺激電壓較低。
該改進(jìn)的刺激實(shí)施例需要每個(gè)電極相對(duì)于其他各個(gè)電極的布置的特殊知識(shí)，以及各個(gè)電極相對(duì)于心臟中的電氣傳導(dǎo)路徑的布置。因此，預(yù)期電極的“類”是適合的，其中，例如電極根據(jù)它們何時(shí)被激發(fā)來(lái)識(shí)別或分類。在簡(jiǎn)單化的五層系統(tǒng)中，例如第一層電極(也就是最接近A-V節(jié)的電極)設(shè)計(jì)為首先被激發(fā)，緊跟著(以及根據(jù)正常傳導(dǎo)路徑暫時(shí)逐漸地)是第二、第三、第四和第五層電極，其中第五層電極將是最后被激發(fā)的，以及其在心室上的位置將對(duì)應(yīng)于在正常心室收縮/心拍的過(guò)程中最后被去極的區(qū)域?？梢允褂靡环N甚至更簡(jiǎn)單的(也就是二、三或四)層系統(tǒng)，或更復(fù)雜的系統(tǒng)(也就是具有大于五層的層系統(tǒng)，或具有其他電極布置的基礎(chǔ)的系統(tǒng)，例如具有已知或待檢驗(yàn)的病狀例如節(jié)律性、再進(jìn)入、傳導(dǎo)、收縮性等的在特定區(qū)域中的蜂巢狀陣列。此外，在給出層中的多個(gè)電極可以編號(hào)或另外清楚識(shí)別，這樣醫(yī)師可以測(cè)試和使用關(guān)于心臟中的已知位置的電極，例如，以預(yù)期和/或給電氣阻塞的區(qū)域設(shè)旁路。在該實(shí)施例中，多個(gè)小電極以生理順序方式產(chǎn)生興奮脈沖。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，用于刺激心室的以上描述的技術(shù)應(yīng)用于心房。在該實(shí)施例中，電極逐漸地從靠近SA節(jié)(首先放電)到靠近AV節(jié)(最后放電)布置，模仿心房的正常固有傳導(dǎo)路徑。
本發(fā)明還期望對(duì)損害組織的區(qū)域設(shè)置旁路，以及可以通過(guò)首先識(shí)別這樣的區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)，識(shí)別這樣的區(qū)域可以例如通過(guò)確定電極之間的心肌電阻值。電脈沖然后盡可能接近地沿著正常固有傳導(dǎo)路徑的傳導(dǎo)線，發(fā)送到那些具有適當(dāng)較低電阻的心肌區(qū)域。電極之間的通信、控制和電阻測(cè)量，以及開(kāi)發(fā)用于特定病人的旁路協(xié)議，可以利用外部計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。該外部計(jì)算機(jī)可以通過(guò)任何方便的方法來(lái)與起搏器通信，該方便的方法例如生物遙測(cè)學(xué)、直接耦合(如通過(guò)將來(lái)自起搏器的外部線連接到病人的皮膚表面)等。
圖2到圖5表示雙相刺激協(xié)議的范圍。這些協(xié)議已經(jīng)在授予Mower的美國(guó)專利5,871,506中公開(kāi)，該專利通過(guò)參考全部包括在這里。
圖2描述了其中第一刺激相包括利用振幅204和持續(xù)時(shí)間206執(zhí)行的陽(yáng)極刺激202的雙相電刺激。該第一刺激相緊跟著是包括陰極刺激208的第二刺激相，其與陽(yáng)極刺激202的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間相同。
圖3描述了其中執(zhí)行包括低電平長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間陽(yáng)極刺激302的第一刺激相的雙相電刺激，該陽(yáng)極刺激302具有振幅304和持續(xù)時(shí)間306。該第一刺激相緊跟著是第二刺激相，其包括傳統(tǒng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的陰極刺激308。在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激302在最大閾下振幅處。在本發(fā)明的又一個(gè)可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激302小于3伏特。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激302持續(xù)時(shí)間大約2到8毫秒。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激308持續(xù)時(shí)間短。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激308大約是0.3到1.5毫秒。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激308具有較高振幅。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激308在3到20伏特的大約范圍內(nèi)。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激308具有小于0.3毫秒的持續(xù)時(shí)間以及處于大約20伏特的電壓處。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激302控制在心拍之后超過(guò)200毫秒時(shí)。以這些實(shí)施例公開(kāi)的方式，以及經(jīng)由本說(shuō)明書(shū)的閱讀將變得明顯的那些改變和修改，在刺激的第一相中得到?jīng)]有激活的最大膜電勢(shì)。
圖4描述了一種雙相電刺激，其中包括陽(yáng)極刺激402的第一刺激相在時(shí)期404上控制為具有上升強(qiáng)度的電平406。上升強(qiáng)度電平406的斜坡可以是線性或非線性的，以及斜率可以改變。該陽(yáng)極刺激緊跟著是包括傳統(tǒng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的陰極刺激408的第二刺激相。在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激402上升到最大閾下振幅。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激402上升到小于3伏特的最大振幅。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激402具有大約2到8毫秒的持續(xù)時(shí)間。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激408具有較短持續(xù)時(shí)間。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激408大約是0.3到1.5毫秒。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激408具有較高振幅。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激408在大約3到20伏特的范圍中。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激408具有小于0.3毫秒的持續(xù)時(shí)間以及在大于20伏特的電壓處。在另一可選擇實(shí)施例中，陽(yáng)極刺激402被控制在心拍之后超過(guò)200毫秒時(shí)。以這些實(shí)施例以及經(jīng)由本說(shuō)明書(shū)的閱讀將變得明顯的改變和修改所公開(kāi)的方式，在第一刺激相中得到不激活的最大膜電勢(shì)。
圖5描述了一種雙相電刺激，其中第一刺激相包括控制在振幅504處的陽(yáng)極脈沖的序列502。在一個(gè)實(shí)施例中，休眠期506具有與刺激期508相同的持續(xù)時(shí)間，以及控制在基線振幅處。在可選擇實(shí)施例中，休眠期506具有不同于刺激期508的持續(xù)時(shí)間，以及控制在基線振幅處。休眠期506在每個(gè)刺激期508之后發(fā)生，除非第二刺激相緊跟著序列502的完成，該第二刺激相包括具有傳統(tǒng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的陰極刺激510。在本發(fā)明的可選擇實(shí)施例中，通過(guò)陽(yáng)極刺激的序列502傳送的全部電荷處于最大閾下電平處。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，第一刺激脈沖序列502控制在心拍之后超出200毫秒時(shí)。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激510具有較短持續(xù)時(shí)間。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激510大約0.3到1.5毫秒。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激510具有較高振幅。在本發(fā)明的又一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激510在3到20伏特的大約范圍內(nèi)。在本發(fā)明的另一可選擇實(shí)施例中，陰極刺激510具有小于0.3毫秒的持續(xù)時(shí)間以及處于大于20伏特的電壓處。脈沖序列的各個(gè)脈沖可以是方波，或它們可以是任何其他形狀，例如從初始閾下振幅線性衰減或曲線衰減到更低振幅的脈沖。
在本發(fā)明實(shí)踐的雙相刺激協(xié)議中，陽(yáng)極相的振幅不超出最大閾下振幅。該陽(yáng)極相用來(lái)預(yù)處理刺激的心肌，從而降低興奮閾值，這樣比正常更少的強(qiáng)度的陰極刺激將產(chǎn)生導(dǎo)致收縮的去極。
壁應(yīng)力的起搏和后來(lái)的正常化促進(jìn)在損害組織中的干細(xì)胞的植入，以及在細(xì)胞的成熟期間引導(dǎo)它們的合適定位。
持續(xù)時(shí)間和振幅的值取決于這些因數(shù)，例如特定電極的布置/位置(包括例如電極是否在專門傳導(dǎo)或起搏組織中的完全肌肉組織中)、損害/創(chuàng)傷組織是否很接近電極、電極在組織中的深度、局部組織電阻、大范圍的局部病狀的任何的存在或缺乏等。雖然典型的陽(yáng)極相持續(xù)時(shí)間經(jīng)常落在從2毫秒到大約8毫秒的范圍內(nèi)，但是典型的陰極持續(xù)時(shí)間經(jīng)常落在從大約0.3毫秒到大約1.5毫秒的范圍內(nèi)。與從大約3伏特到大約20伏特的典型陰極相振幅對(duì)比，典型的陽(yáng)極相振幅(最常在最大閾下振幅處)經(jīng)常落在從大約0.5伏特到3.5伏特的范圍內(nèi)。
因?yàn)樾呐K被不變地刺激，起搏脈沖被施加，而不需要要求感應(yīng)。此外，不變一致的起搏減少了心臟上的應(yīng)力。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，損害的組織被定位，以及通過(guò)插入或施加供體或“干”細(xì)胞來(lái)治療。用于插入的裝置和用于施加干細(xì)胞到被損害心臟組織的裝置在標(biāo)題為“用于活體組織的細(xì)胞和電氣治療的方法和設(shè)備”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.60/429,954以及在2003年11月25日提交的其的實(shí)用新型申請(qǐng)中描述，這兩個(gè)申請(qǐng)為了所有目的被全部包括在這里。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，治療被損害的組織，以及雙心室起搏脈沖被連續(xù)地施加到心臟的機(jī)能部分。在一個(gè)實(shí)施例中，起搏部位被選擇以確保利用干細(xì)胞治療的組織沒(méi)有被電刺激。在一個(gè)可選擇實(shí)施例中，起搏部位被選擇為利用干細(xì)胞治療的組織接收電刺激脈沖，其具有低于使得心臟組織興奮所需要的振幅。
公開(kāi)了一種用于管理在心肌梗塞之后的有害心臟重構(gòu)的系統(tǒng)和方法。還要知道，本發(fā)明可以以其他特定形式實(shí)施而不偏離公開(kāi)的本發(fā)明的范圍，以及這里描述的例子和實(shí)施例在所有方面都是說(shuō)明性的而不是限制性的。本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道使用這里描述的概念的其他實(shí)施例也是可以的。此外，任何對(duì)于單數(shù)的權(quán)利要求元素，例如使用冠詞“一個(gè)(a)”、“一個(gè)(an)”或“該(the)”不被解釋為將元素限制為單數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其包括心臟刺激裝置，其適用于刺激心臟組織，其中該心臟組織包括健康和損害的區(qū)域；左心室電極組，其中該左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加的距離處連接到左心室的LV電極；以及右心室電極組，其中該右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加的距離處連接到左心室的RV電極，以及其中，該心臟刺激裝置還適用于連接到LV電極和RV電極；產(chǎn)生與不應(yīng)期一致的定時(shí)信號(hào)；以及響應(yīng)該定時(shí)信號(hào)，發(fā)送脈沖給順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，以及后續(xù)脈沖到達(dá)從AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR和RV電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是興奮性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是非興奮性的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是雙相的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述雙相脈沖包括第一刺激相，其具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀以及第一相持續(xù)時(shí)間，以預(yù)處理心肌來(lái)接收后續(xù)的刺激，以及第二刺激相，其具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀以及第二相持續(xù)時(shí)間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述第一相極性是正的，而第二相極性是負(fù)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中第一相振幅處于最大閾下振幅處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中心臟組織的損害區(qū)域其上淀積有干細(xì)胞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中LV和RV電極這樣布置，以電刺激其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。
11.一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其包括心臟刺激裝置，其適用于刺激心臟組織，其中該心臟組織包括健康和損害區(qū)域；左心室電極組，其中該左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加的距離處連接到左心室的LV電極；右心室電極組，其中該右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加的距離處連接到左心室的RV電極；以及傳感器，以及其中，該傳感器適用于感應(yīng)心臟腔室的興奮，以及其中，該心臟刺激裝置還適用于連接到LV和RV電極；連接到傳感器；以及響應(yīng)來(lái)自該傳感器的信號(hào)，發(fā)送脈沖到順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，以及后續(xù)脈沖到達(dá)距離AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR和RV電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是興奮性的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是非興奮性的。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述脈沖是雙相的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中所述雙相刺激包括第一刺激相，其具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀和第一相持續(xù)時(shí)間，以預(yù)處理心肌來(lái)接收后續(xù)刺激，以及第二刺激相，其具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀和第二相持續(xù)時(shí)間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中第一相極性是正的，而第二相極性是負(fù)的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中第一相振幅在最大閾下振幅處。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中心臟組織的損害區(qū)域其上淀積有干細(xì)胞。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中LV和RV電極這樣布置，以電刺激其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中LV和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。
21.一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法，其包括對(duì)病人的心肌梗塞(MI)區(qū)域施加干細(xì)胞；連續(xù)地對(duì)MI區(qū)域之外的心臟組織施加雙相雙心室刺激，其中該雙相刺激包括第一刺激相，其具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀以及第一相持續(xù)時(shí)間，以預(yù)處理心肌來(lái)接收后續(xù)的刺激，以及第二刺激相，其具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀以及第二相持續(xù)時(shí)間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法，其中所述第一相極性是正的，而第二相極性是負(fù)的。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法，其中所述第一相振幅處于最大閾下振幅處。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法，其中所述雙相刺激被執(zhí)行，以電刺激對(duì)其施加有干細(xì)胞的MI區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的方法，其中所述雙相刺激被執(zhí)行，以排除對(duì)于MI區(qū)域的電刺激，已經(jīng)對(duì)該MI區(qū)域施加干細(xì)胞。
26.一種用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其包括心臟刺激裝置，其適用于刺激心臟組織，其中該心臟組織包括健康和損害區(qū)域，以及其中該損害區(qū)域其上淀積有干細(xì)胞；左心室電極組，其中該左心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的LV電極；右心室電極組，其中該右心室電極組包括在距離AV節(jié)增加距離處連接到左心室的RV電極；以及傳感器，以及其中，該傳感器適用于感應(yīng)心臟腔室的興奮，以及其中，該心臟刺激裝置還適用于連接到LV電極和RV電極；連接到傳感器；以及響應(yīng)來(lái)自傳感器的信號(hào)，發(fā)送雙相刺激到順序的LV和RV電極，這樣初始脈沖到達(dá)最接近AV結(jié)的LV電極和RV電極，而后續(xù)脈沖到達(dá)距離AV結(jié)逐漸更遠(yuǎn)的LR和RV電極，以及其中所述雙相刺激包括第一刺激相，其具有第一相極性、第一相振幅、第一相形狀和第一相持續(xù)時(shí)間，以及第二刺激相，其具有第二相極性、在絕對(duì)值上大于第一相振幅的第二相振幅、第二相形狀和第二相持續(xù)時(shí)間。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中LV電極和RV電極這樣布置，以電刺激其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的用于最小化無(wú)心律不齊病人的心臟重構(gòu)的設(shè)備，其中LV電極和RV電極這樣布置，以排除對(duì)于其上淀積有干細(xì)胞的心臟組織的損害區(qū)域的電刺激。
全文摘要
一種用于管理和抑制在MI病人中的心臟重構(gòu)的系統(tǒng)和方法。雙心室刺激不變地提供，其具有感應(yīng)或不設(shè)置感應(yīng)，以促進(jìn)在一致基礎(chǔ)上的心臟的正常泵出。脈沖使用跟隨有陰極脈沖的陽(yáng)極脈沖來(lái)施加，以刺激心臟肌肉收縮。干細(xì)胞被施加到MI區(qū)域以促進(jìn)在被損害區(qū)域中的心臟組織的再生。刺激可以提供給健康的和損害的心臟組織。
文檔編號(hào)A61N1/362GK101076369SQ200580025177
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者莫頓·M·莫厄爾 申請(qǐng)人:莫頓·M·莫厄爾