對任何優(yōu)先權申請的援引并入
本申請要求于2015年1月5日提交的美國臨時專利申請no.62/099,834的優(yōu)先權權益。藉此將該申請通過援引整體并入。
本公開大體涉及用于促進調節(jié)(例如,電神經(jīng)調節(jié))的方法和系統(tǒng),并且更具體地,涉及用于促進心臟中和周圍的一個或多個神經(jīng)的治療和校準電神經(jīng)調節(jié)的方法和系統(tǒng)。
背景技術:
急性心力衰竭是一種心臟癥狀,其中心臟的結構或功能的問題損害其提供足夠的血流來滿足身體需要的能力。這種癥狀降低生活質量,并且是西方世界中住院治療和死亡率的主要原因。治療急性心力衰竭典型地針對于去除誘因、阻止心臟功能的退化以及控制患者的充血狀態(tài)。
技術實現(xiàn)要素:
治療急性心力衰竭包括使用諸如多巴胺和多巴酚丁胺的變力性藥劑。然而,這些藥劑具有變時性和變力性作用并且在特征上來說增加了心臟收縮性,代價在于繼發(fā)于心率的提高而顯著地增加了耗氧量。結果,雖然這些變力性藥劑增加了心肌收縮性并提高了血液動力,但是臨床試驗已經(jīng)一致地證明心律失常導致過高死亡率并且心肌消耗的增加。
這樣,需要選擇性且局部地治療急性心力衰竭,并且以其他方式獲得血液動力學控制,而不會引起不想要的系統(tǒng)效應。因此,在一些實施方式中,沒有使用變力性藥劑。在其他實施方式中,使用了降低劑量的變力性藥劑,因為例如通過本文的各個實施方式提供了例如協(xié)同效應。通過減小劑量,也可以顯著地降低副作用。
本公開的若干實施方式提供了對心臟和其他失調的組織調節(jié)(例如,神經(jīng)調節(jié))的方法。例如,一些實施方式提供了用于對在患者的心臟中或附近的一個或多個神經(jīng)進行神經(jīng)調節(jié)的方法和設備。本公開的若干方法例如可以有用于對具有心臟疾病的患者(例如,具有急性或者慢性心臟病的患者)電神經(jīng)調節(jié)。本公開的若干方法包括例如對心臟的自主神經(jīng)系統(tǒng)的一個或多個目標點位的神經(jīng)調節(jié),其中感測的非電心臟活動特性用于對傳送到患者的電脈沖的一個或多個特性進行調整??梢愿鶕?jù)本公開治療的醫(yī)學癥狀的非限制性例子包括心血管醫(yī)學癥狀。
本公開的若干方法允許對患者的心臟電神經(jīng)調節(jié),例如包括通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖,從定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的至少第一傳感器感測響應于一個或多個電脈沖的一個或多個心臟活動特性(例如,非電心臟活動特性),以及響應于一個或多個心臟活動特性,調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。該方法可以提供對患者的輔助心臟治療。
從定位在第一位置處的至少第一傳感器感測可以包括從心臟的脈管系統(tǒng)中感測以下中的一個或多個:壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性。除了其他位置之外,第一傳感器可以定位在心臟的左肺動脈干、右肺動脈、肺動脈分支血管或者肺動脈干中的一個中。一個或多個電脈沖可以可選地通過定位在心臟的左肺動脈、右肺動脈或者肺動脈干中的不包含第一傳感器的一個中的導管傳送。第一傳感器還可以定位在心臟的肺動脈干中。
第一傳感器的其他位置可以包括在心臟的右心室中以及心臟的左心房中。當定位在心臟的右心房中時,第一傳感器可以可選地定位在心臟的右心房的間隔壁上。第一傳感器還可以定位在右心室的間隔壁上。右心室和左心室共享間隔壁,所以右心室中或者在右心室的間隔壁上的傳感器可以有利地用于檢測指示左心室收縮性或者心輸出量的特性。用于定位第一傳感器的附加位置包括在心臟的上腔靜脈、心臟的下腔靜脈以及在心臟的冠狀竇中。當定位在心臟的冠狀竇中時,第一傳感器可以用于感測溫度或者血氧水平中的至少一個。
在一些實施方式中,第一傳感器可以定位在左心房中(例如,通過在右心房和左心房之間的間隔壁中形成孔,或者通過使用卵圓孔未閉(pfo)或者房間隔缺損(asd))。左心房中的傳感器可以有用于檢測指示心室的特性。如果已經(jīng)進入左心房,在一些實施方式中,傳感器可以定位在左心室本身中,這可以提供與左心室關聯(lián)的特性的最直接的測量。在一些實施方式中,傳感器可以定位在左心室下游,包括主動脈、主動脈分支等。當程序完成時,可以使用諸如amplatzer,helex,cardioseal或其他裝置的封閉裝置將產(chǎn)生的或者現(xiàn)有的任何孔封閉。
一些方法可以包括從患者的皮膚表面感測一個或多個心臟特性,以及響應于來自于定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的第一傳感器的一個或多個心臟活動特性(例如,非電特性)和/或來自患者的皮膚表面的一個或多個心臟特性,調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖。從患者的皮膚表面感測的一個或多個心臟特性可以包括例如心電圖特性。
一些方法可以包括從定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的第二位置處的至少第二傳感器感測響應于一個或多個電脈沖的一個或多個心臟活動特性(例如,非電心臟活動特特性),以及響應于來自第一傳感器的一個或多個心臟活動特性和/或來自第二傳感器的一個或多個心臟活動特性,調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖。
調整一個或多個電脈沖的特性可以包括各種響應。例如,調整一個或多個電脈沖的特性可以包括改變導管上的電極或多個電極中的哪個用來傳送一個或多個電脈沖。對于另一例子,調整一個或多個電脈沖的特性可以包括移動導管以將導管的一個或多個電極重新定位在心臟的肺動脈中。對于再一例子,調整一個或多個電脈沖的特性可以包括改變以下的至少一個:一個或多個電脈沖的電極極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長和/或波形。
可以指派從其傳送第一或第二電脈沖的電極配置的層級。一個或多個電脈沖可以基于電極配置的層級傳送,其中可以分析響應于一個或多個電脈沖感測的一個或多個心臟活動特性,并且可以基于分析選擇電極配置來用于通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖。層級可以指派給通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的每個特性,其中基于每個特性的層級傳送一個或多個電脈沖。分析響應于一個或多個電脈沖感測的一個或多個非電心臟活動特性,并且可以基于該分析,選擇電極配置來用于通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖。分析一個或多個心臟活動特性可以包括分析預定數(shù)量的一個或多個心臟活動特性。
在一些實施方式中,一種促進患者的心臟的治療神經(jīng)調節(jié)的方法包括將電極定位在心臟的肺動脈中以及將傳感器定位在心臟的右心室中。該方法還包括經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第一系列電信號傳送到電極。第一系列包括多個第一電信號。第一多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第一系列的第一多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括在將第一系列電信號傳送到電極之后,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第二系列電信號傳送到電極。第二系列包括第二多個電信號。第二多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第二參數(shù)的量值。第二參數(shù)不同于第一參數(shù)。該方法還包括經(jīng)由傳感器確定指示響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù),將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到肺動脈。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。第一和第二參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。治療神經(jīng)調節(jié)信號增加心臟收縮性超過心率。
該方法還包括經(jīng)由刺激系統(tǒng),將第三系列電信號傳送到電極。第三系列包括第三多個電信號。第三多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第三系列的第三多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第三參數(shù)的量值。第三參數(shù)不同于第一參數(shù)和第二參數(shù)。該方法還包括經(jīng)由傳感器確定指示響應于傳送第三系列電信號的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)。選擇的電參數(shù)可以包括第三參數(shù)的選擇的量值。第三參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
該方法還可以包括確定第一系列和第二系列之間的期望的層級。肺動脈可以包括右肺動脈。一個或多個非電心臟活動特性可以包括壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的至少一個。確定傳感器數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)由皮膚表面上的第二傳感器確定指示響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號的心電圖特性的傳感器數(shù)據(jù)。
第一參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形,并且可選地,第二參數(shù)可以是以下中的不同的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。第二參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。第一參數(shù)可以包括電流,而第二參數(shù)可以包括與定時有關的參數(shù)(例如,頻率和占空比中的一個)。
在一些實施方式中,一種促進患者的心臟的治療神經(jīng)調節(jié)的方法包括將電極定位在心臟的肺動脈中,將傳感器定位在心臟的右心室中,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將一系列電信號中第一電信號傳送到電極,以及在傳送第一電信號之后,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將所述一系列電信號中的第二電信號傳送到電極。第二電信號與第一電信號的不同在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括經(jīng)由傳感器確定指示響應于所述一系列電信號的傳送的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù),將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到肺動脈。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值。第一參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。治療神經(jīng)調節(jié)信號增加心臟收縮性超過心率。
肺動脈可以包括右肺動脈。肺動脈可以包括左肺動脈。肺動脈可以包括肺動脈干。一個或多個非電心臟活動特性可以包括壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的至少一個。確定傳感器數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)由患者的皮膚表面上的第二傳感器確定指示響應于傳送所述一系列電信號的心電圖特性的傳感器數(shù)據(jù)。第一參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。
在一些實施方式中,一種促進患者的心臟的治療神經(jīng)調節(jié)的方法包括將第一系列電信號傳送到在第一解剖學位置中的電極,以及在將第一系列電信號傳送到電極之后,將第二系列電信號傳送到電極。第一系列包括第一多個電信號。第一多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第一系列的第一多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。第二系列包括多個第二電信號。多個第二電信號中的每個包括多個參數(shù)。第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第二參數(shù)的量值。第二參數(shù)不同于第一參數(shù)。該方法還包括經(jīng)由在不同于第一解剖學位置的第二解剖學位置中的傳感器,感測指示響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù),將治療神經(jīng)調節(jié)信號提供到第一解剖學位置。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。第一和第二參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。治療神經(jīng)調節(jié)信號增加心臟收縮性。
該方法還可以包括將第三系列電信號傳送到電極。第三系列包括第三多個電信號。第三多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第三系列的第三多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第三參數(shù)的量值。第三參數(shù)不同于第一參數(shù)和第二參數(shù)。該方法還可以包括經(jīng)由傳感器感測指示響應于傳送第三系列電信號的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)。選擇的電參數(shù)可以包括第三參數(shù)的選擇的量值。第三參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
該方法還可以包括確定第一系列和第二系列之間的期望的層級。第一解剖學位置可以包括右肺動脈。肺動脈可以包括左肺動脈。肺動脈可以包括肺動脈干。一個或多個非電心臟活動特性可以包括壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的至少一個。感測傳感器數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)由皮膚表面上的第二傳感器確定指示響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號的心電圖特性的傳感器數(shù)據(jù)。
第一參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形,并且可選地,第二參數(shù)是可以以下中的不同的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。第二參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。第一參數(shù)可以包括電流,而第二參數(shù)可以包括與定時有關的參數(shù)(例如,頻率和占空比中的一個)。
在一些實施方式中,一種促進患者的心臟的治療神經(jīng)調節(jié)的方法包括將一系列電信號中的第一電信號傳送到在第一解剖學位置中的電極,以及在傳送第一系列電信號之后,將所述一系列電信號中的第二電信號傳送到電極。第二電信號與第一電信號的不同在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括經(jīng)由在不同于第一解剖學位置的第二解剖學位置中的傳感器感測指示響應于所述一系列電信號的傳送的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù),將治療神經(jīng)調節(jié)信號提供到第一解剖學位置。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值。第一參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。治療神經(jīng)調節(jié)信號增加心臟收縮性。
第一解剖學位置可以包括右肺動脈。第一解剖學位置可以包括左肺動脈。第一解剖學位置可以包括肺動脈干。一個或多個非電心臟活動特性可以包括壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的至少一個。感測傳感器數(shù)據(jù)可以包括經(jīng)由患者的皮膚表面上的第二傳感器感測指示響應于所述一系列電信號的傳送的心電圖特性的傳感器數(shù)據(jù)。第一參數(shù)可以是以下中的一個:極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或者波形。
在一些實施方式中,一種用于促進電信號到患者的心臟的傳送的神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)包括導管和刺激系統(tǒng)。導管包括導管主體,其包括:近端,遠端,從近端朝著遠端延伸的內腔,以及外表面。導管還包括外表面上的電極。該電極配置成將電信號傳送到患者的肺動脈。導管還包括在外表面上的傳感器。該傳感器配置成從患者的脈管系統(tǒng)中的位置感測心臟活動特性。刺激系統(tǒng)包括脈沖發(fā)生器,其配置成將第一系列電信號和第二系列電信號傳送到電極。第一系列包括第一多個電信號。第一多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第一系列的第一多個電信號中的每個彼此不同僅在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。第二系列包括第二多個電信號。第二多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第二參數(shù)的量值。第二參數(shù)不同于第一參數(shù)。刺激系統(tǒng)還包括非暫時性計算機可讀介質,其配置成存儲指示響應于將第一系列電信號和第二系列電信號傳送到電極的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及處理器,其配置成至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)確定第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。非暫時性計算機可讀介質配置成存儲選擇的電參數(shù),該選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。脈沖發(fā)生器配置成使用選擇的電參數(shù)將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到電極。
在一些實施方式中,一種用于促進電信號到患者的心臟的傳送的神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)包括導管和刺激系統(tǒng)。導管包括導管主體,其包括:近端,遠端,從近端朝著遠端延伸的內腔,以及外表面。導管還包括外表面上的電極。該電極配置成將電信號傳送到患者的肺動脈。導管還包括在外表面上的傳感器。該傳感器配置成從患者的脈管系統(tǒng)中的位置感測心臟活動特性。刺激系統(tǒng)包括脈沖發(fā)生器,其配置成將一系列電信號傳送到電極。所述一系列包括第一電信號以及第二電信號。第二電信號與第一電信號的不同在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。刺激系統(tǒng)還包括非暫時性計算機可讀介質,其配置成存儲指示響應于將所述一系列電信號傳送到電極的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及處理器,其配置成至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)確定第一參數(shù)的選擇的量值。非暫時性計算機可讀介質配置成存儲選擇的電參數(shù),該選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值。脈沖發(fā)生器配置成使用選擇的電參數(shù)將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到電極。
在一些實施方式中,一種用于促進電信號到患者的心臟的傳送的神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)包括導管和成形絲線。導管包括導管主體,其包括:近端,遠端,從近端朝著遠端延伸的內腔,以及外表面。該導管還包括在外表面上的電極。該電極配置成將電信號傳送到患者的肺動脈。成形絲線配置成定位在導管主體的內腔中。該成形絲線包括屈曲部分。當成形絲線插入到導管主體的內腔中時,導管主體包括與成形絲線的屈曲部分對應的彎曲部分。
心臟活動特性可以包括非電心臟活動特性。非電心臟活動特性可以包括壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的至少一個。電極可以配置成將電信號傳送到患者的右肺動脈。電極可以配置成定位在與傳感器不同的位置中。導管系統(tǒng)可以包括多個電極,該多個電極包括所述電極。所述位置可以是肺動脈干、右心室、右心室的間隔壁、右心房、右心房的間隔壁、上腔靜脈、肺分支動脈血管、下腔靜脈或者冠狀竇。神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)還可以包括配置成從患者的皮膚表面感測心臟特性的皮膚傳感器。所述心臟活動特性可以包括非電心臟活動特性,并且其中,心臟特性包括電心臟特性。電心臟特性可以包括心電圖特性。
在一些實施方式中,一種患者的心臟的神經(jīng)調節(jié)方法包括將包括電極的導管定位在患者的肺動脈中,將傳感器定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的位置中,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第一組的一個或多個電脈沖傳送到電極,該第一組的一個或多個電脈沖具有第一脈沖特性,以及在將第一組的一個或多個電脈沖傳送到電極之后,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第二組的一個或多個電脈沖傳送到電極。該第二組的一個或多個電脈沖具有不同于第一脈沖特性的第二脈沖特性。該方法還包括使用電極配置將治療電脈沖傳送帶肺動脈,所述電極配置通過分析響應于第一和第二系列的電脈沖的傳送而經(jīng)由傳感器感測的一個或多個心臟活動特性選擇。電極配置包括至少部分基于該分析的第一脈沖特性或者第二脈沖特性。治療神經(jīng)調節(jié)信號增加心臟收縮性超過心率。
在一些實施方式中,一種患者的心臟的調節(jié)(例如,電神經(jīng)調節(jié))的方法包括通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖,從定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的至少第一傳感器感測響應于一個或多個電脈沖的一個或多個非電心臟活動特性,以及響應于一個或多個非電心臟活動特性,調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。
在一些實施方式中,從定位在第一位置處的至少第一傳感器感測可以包括從心臟的脈管系統(tǒng)中感測以下中的一個或多個:壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度或者血液化學特性。
在一個實施方式中,將第一傳感器定位在心臟的左肺動、右肺動脈或者肺動脈干中的一個中。一個或多個電脈沖通過定位在心臟的左肺動脈、右肺動脈或者肺動脈干中的不包括第一傳感器的一個中的導管傳送。
可以將第一傳感器定位在左肺動脈中??梢詫鞲衅鞫ㄎ辉谟曳蝿用}中??梢詫⒌谝粋鞲衅鞫ㄎ辉谛呐K中和周圍的其他血管中,包括但不限于:肺動脈干、肺動脈分支血管、右心室、右心室的間隔壁、右心房、右心房的間隔壁、上腔靜脈、下腔靜脈或者冠狀竇。第一傳感器(例如,在冠狀竇中)可以感測溫度或者血氧水平中的至少一個。
在若干實施方式中,該方法可以包括從患者的皮膚表面感測一個或多個心臟特性,以及響應于一個或多個非電心臟活動特性和來自患者的皮膚表面的一個或多個心臟特性,調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。從患者的皮膚表面感測的一個或多個心臟特性可以包括心電圖特性。該方法可以包括從定位在心臟的脈管系統(tǒng)中的第二位置處的至少第二傳感器感測響應于一個或多個電脈沖的一個或多個非電心臟活動特性,以及響應于由第一傳感器和第二傳感器接收的一個或多個非電心臟活動特性調整通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。在若干實施方式中,調整一個或多個電脈沖的特性可以包括以下中的一個或多個:(i)改變導管上哪個電極用來傳送一個或多個電脈沖;(ii)移動導管以將導管的電極重新定位在心臟的肺動脈中;(iii)改變以下中的至少一個:一個或多個電脈沖的電極極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長或波形。
在若干實施方式中,該方法可以包括指派從其傳送一個或多個電脈沖的電極配置的層級,至少部分基于電極配置的層級傳送一個或多個電脈沖,分析響應于一個或多個電脈沖感測的一個或多個非電心臟活動特性,以及至少部分基于分析選擇電極配置,以用于通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖。該方法可以包括對通過定位在心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的每個特性指派層級,至少部分基于每個特性的層級傳送一個或多個電脈沖,分析響應于一個或多個電脈沖感測的一個或多個非電心臟活動特性,以及至少部分基于分析選擇電極配置,以用于通過定位在患者的心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖。分析一個或多個非電心臟活動特性可以包括分析預定數(shù)量的一個或多個非電心臟活動特性。
在若干實施方式中,不提供治療神經(jīng)調節(jié)。而是,若干實施方式出于校準或優(yōu)化信號的目的(例如診斷或校準目的)而提供。
在一些實施方式中,一種非治療校準方法包括將電極定位在心臟的肺動脈中,以及將傳感器定位在心臟的右心室中。該系統(tǒng)還包括經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第一系列電信號傳送到電極。第一系列包括第一多個電信號。第一多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第一系列的第一多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括在將第一系列電信號傳送到電極之后,經(jīng)由刺激系統(tǒng)將第二系列電信號傳送到電極。第二系列包括第二多個電信號。第二多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)的第二參數(shù)的量值。第二參數(shù)不同于第一參數(shù)。該方法還包括經(jīng)由傳感器確定指示響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)。該方法還包括使用選擇的電參數(shù),確定將傳送到肺動脈的治療神經(jīng)調節(jié)信號。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。第一和第二參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
在一些實施方式中,一種非治療校準方法包括將一系列電信號中的第一電信號傳送到在第一解剖學位置中的電極,以及在傳送第一系列電信號之后,將所述一系列電信號中的第二電信號傳送到電極。第二電信號與第一電信號的不同在于多個參數(shù)的第一參數(shù)的量值。該方法還包括經(jīng)由在不同于第一解剖學位置的第二解剖學位置中的傳感器感測指示響應于所述一系列電信號的傳送的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù),確定將傳送到第一解剖學位置的治療神經(jīng)調節(jié)信號。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值。第一參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
以上概述且在以下進一步詳細闡述的方法描述了實施人員將采用的某些行動作,然而,應該理解,它們還可能包括其他方的這些動作的指令。因此,諸如“定位電極”的動作包括“指示電極的定位”。
為了概述本發(fā)明和可以獲得的優(yōu)點的目的,本文描述了某些對象和優(yōu)點。不是所有這些對象或優(yōu)點都必須根據(jù)任何特定實施方式獲得。在一些實施方式中,本發(fā)明可以以下方式實施或實現(xiàn):可以獲得或者優(yōu)化一個優(yōu)點或一組優(yōu)點,而不需要獲得其他對象或優(yōu)點。
本文中所公開的實施方式旨在本文公開的本發(fā)明的范圍內。這些和其他實施方式將從以下參照附圖的詳細描述而顯而易見,本發(fā)明并不限于任何特定公開的實施方式。參照一些實施方式描述的可選的和/或優(yōu)選的特征可以與其他實施方式組合并包括在其他實施方式中。本文中應用的包括專利和專利申請的所有參照文獻通過援引整體并入。
附圖說明
圖1a至1c是各個透視角度的心臟及周邊區(qū)域的示意圖。
圖2a至2c是適于執(zhí)行本公開的方法的示例性導管的側局部橫截面和透視圖。
圖2d示出了定位于心臟的右肺動脈中的圖2a至2c的導管。
圖3是定位于患者心臟中的示例性導管的局部橫截面和透視圖。
圖4是適于執(zhí)行本公開的方法的示例性第一導管和示例性第二導管的側局部橫截面和透視圖。
圖5是示例性算法的框圖,該示例性算法可以用于確定控制器微處理器響應于傳感器輸入而采取的動作。
具體實施方式
本公開的若干實施方式提供了能夠用于將電神經(jīng)調節(jié)施加到患者心臟中或周圍的一個或多個神經(jīng)的方法和系統(tǒng)。例如,若干實施方式可以有用于對具有心血管醫(yī)學癥狀的患者(例如,具有急性或慢性心臟疾病的患者)的電神經(jīng)調節(jié)。如本文中所討論,若干實施方式允許導管的一部分定位于患者的脈管系統(tǒng)內,在右肺動脈、左肺動脈和肺動脈干中的至少一個中。一旦被定位,導管的電極系統(tǒng)就可以提供電脈沖來刺激肺動脈周圍(例如,接近)的自主神經(jīng)系統(tǒng),以便給患者提供輔助心臟治療。感測的心臟活動特性(例如,非電心臟活動特性)可以用作進行以下調整的基礎:調整通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的一個或多個特性,以便給患者提供輔助心臟治療。
示出相似物件的附圖的某些群組遵從編號慣例,其中第一數(shù)字或前幾個數(shù)字對應于附圖圖號,剩余數(shù)字識別附圖中的元件或部件。在這樣的附圖群組之間的相似的元件或部件可以通過使用相似的數(shù)字識別。例如,110可以表示圖1中的元件“10”,相似的元件“10”可以在圖2中表示為210。如將理解的,可以增加、交換和/或刪除本文各個實施例中所示的元件,以便提供本公開的任何數(shù)量的附加實施方式。
術語“遠端”和“近端”在本文中針對沿著本公開的設備采用的相對于治療臨床醫(yī)生的位置或方向來使用?!斑h端”或“遠端地”是沿著導管采用的遠隔臨床醫(yī)生的位置或者沿著導管采用的在遠離臨床醫(yī)生的方向上的位置?!敖恕焙汀敖说亍笔茄刂鴮Ч懿捎玫呐R床醫(yī)生附近的位置或沿著導管采用的在朝向臨床醫(yī)生的方向上的位置。
在若干實施方式中,本文中提供的導管包括多個電極,其包括兩個或更多個電極。應該理解,如果需要,在本文中可以用兩個或更多個電極替代措辭“多個電極”。對于治療心血管醫(yī)學癥狀,這樣的醫(yī)學癥狀可能包括與諸如心臟和/或主動脈的心血管系統(tǒng)的部件有關的醫(yī)學癥狀。心血管癥狀的非限制性例子包括梗塞后康復、休克(低容量性、膿毒性、神經(jīng)性)、心瓣膜疾病、心力衰竭、心絞痛、微脈管缺血、心肌收縮性障礙、心肌病、包括肺動脈高血壓和系統(tǒng)性高血壓的高血壓、端坐呼吸、呼吸困難、起立性低血壓、家族性自主神經(jīng)異常、暈厥、迷走神經(jīng)反射、頸動脈竇過敏、心包積液、心力衰竭以及諸如間隔缺損和壁腫瘤的心臟結構畸形。
在一些實施方式中,例如本文所討論的導管可以與肺動脈導管(例如,swan-ganz型肺動脈導管)一起使用,以將經(jīng)血管神經(jīng)調節(jié)經(jīng)由肺動脈傳送到自主目標點位來治療心血管癥狀。在某些這樣的實施方式中,導管容納在肺動脈導管的多個內腔的一個中。導管的例子包括本文中討論的導管以及在下述申請中公開的導管:2014年5月22日提交的名稱為“catheterandcathetersystemforelectricalneuromodulation”的美國臨時專利申請no.62/001,729;在2015年5月21日提交的名稱為“catheterandcathetersystemforelectricalneuromodulation”的pct專利申請no.pct/us2015/179634;2014年9月8日提交的名稱為“catheterandelectrodesystemsforelectricalneuromodulation”的美國臨時專利申請no.62/047,270;2015年8月31日提交的名稱為“catheterandelectrodesystemsforelectricalneuromodulation”的pct專利申請no.pct/us2015/047770;和2013年11月20日提交的名稱為“methodsandsystemsfortreatingacuteheartfailurebyneuromodulation”的美國專利申請no.14/085,311,其中這些申請的內容通過援引整體并入本文。
本公開的若干實施方式提供了方法,其可以用于通過調節(jié)肺動脈(例如,右肺動脈、左肺動脈、肺動脈干)周圍的自主神經(jīng)系統(tǒng)以便給患者提供輔助心臟治療來治療急性心力衰竭,也被稱為失代償性心力衰竭。神經(jīng)調節(jié)治療可以通過影響心臟收縮性超過心率而提供幫助。在優(yōu)選實施方式中,自助神經(jīng)系統(tǒng)被調節(jié),以共同地影響心臟收縮性超過心率??梢酝ㄟ^電調節(jié)影響自主神經(jīng)系統(tǒng),該電調節(jié)包括刺激和/或抑制自主神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)纖維。
在一些實施方式中,可以根據(jù)本文所描述的方法,使用除了血管內導管之外的系統(tǒng)。例如,在心臟直視手術期間或者不經(jīng)由脈管系統(tǒng)導入的情況下植入電極、傳感器等。
如本文中將更加充分討論的若干實施方式可以允許對患者的心臟電神經(jīng)調節(jié),包括通過定位于患者心臟的肺動脈中的導管傳送一個或多個電脈沖、感測響應于一個或多個電脈沖從定位于心臟的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的至少第一傳感器的一個或多個心臟活動特性(例如,非電心臟活動特性)以及響應于一個或多個心臟活動特性調整通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性,以便于給患者提供輔助心臟治療。
導管可以包括多個電極,其可選地插入到肺動脈干中,并且定位成使得電極優(yōu)選地與肺動脈的后表面、上表面和/或下表面接觸。從這些位置,電脈沖可以傳送到電極或者從電極傳送出,以選擇性地調節(jié)心臟的自主神經(jīng)系統(tǒng)。例如,電脈沖可以傳送到電極中的一個或多個或者從電極中的一個或多個傳送出,以選擇性地調節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)的自主心肺神經(jīng),其可以調節(jié)心臟收縮性超過心率。優(yōu)選地,多個電極定位于沿著肺動脈(例如,右肺動脈)的后壁和/或上壁的點位處。從肺動脈中的這樣的位置,可以通過電極傳送一個或多個電脈沖,并且一個或多個心臟活動特性(例如,非電心臟活動特性)可以被感測到。至少部分地基于感測的心臟活動特性,可以調整傳送到或傳送出定位于心臟的肺動脈中的電極的一個或多個電脈沖的特定,以便積極地影響心臟收縮性,同時降低或最小化對于心率和/或氧消耗的影響。在某些實施方式中,對心臟收縮性的影響將增加心臟收縮性。
現(xiàn)在參照圖1a至1c,示出了人類心臟100的示意圖,其中包括肺動脈干102的部分的心臟的部分(例如,其他結構之外特別是主動脈、上腔靜脈)已經(jīng)被去除,以允許本文中討論的細節(jié)被示出。圖1a提供了從患者的前方看到(從前向后方向觀看)的心臟100的透視圖,而圖1b提供了從患者的右側看到的心臟100的透視圖。如所示,心臟100包括從右心室104的底部開始的肺動脈干102。在成人中,肺動脈干102是直徑大約3厘米(cm)且長度5cm的管狀結構。肺動脈干102在分支點110處分支成左肺動脈106和右肺動脈108。左肺動脈106和右肺動脈108用于將缺氧血傳送到每個對應的肺。
分支點110包括從肺動脈干102的后部延伸的脊部112。如所示,分支點110和脊部112一起提供了“y”或“t”形結構,其幫助限定左肺動脈106和右肺動脈108的至少一部分。例如,從脊部112,肺動脈干102的分支點110在相反方向上傾斜。在第一方向,肺動脈干102轉到左肺動脈106,在與第一方向相反的第二方向,肺動脈干102轉到右肺動脈108。分支點110可以不需要沿著肺動脈干102的縱向中心線114對準。
如圖1a中所示,肺動脈干102的部分可以用右側向平面116和與右側向平面116平行的左側向平面120限定,右側向平面116沿著肺動脈干102的右腔面118穿過,左側向平面120沿著肺動脈干102的左腔面122穿過。右側向平面116和左側向平面120在后側方向124和前側方向126上延伸。如所示,分支點110的脊部112位于右側向平面116和左側向平面120之間。分支點110定位于右側向平面116和左側向平面120之間,其中分支點110能夠幫助至少部分地限定心臟100的左肺動脈106和右肺動脈108的開始。右側向平面116和左側向平面120之間的距離大約是肺動脈干102的直徑(例如,約3cm)。
如本文中所討論,本公開包括用于對患者的心臟100電神經(jīng)調節(jié)的方法。例如,如本文中所討論,定位于患者的肺動脈102中的導管可以用于將一個或多個電脈沖傳送到心臟100。響應于一個或多個電脈沖,例如本文中所討論的,定位于心臟100的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的第一傳感器感測一個或多個心臟活動特性(例如,非電心臟活動特性)。然后,響應于一個或多個心臟活動特性,可以調整通過定位于心臟100的肺動脈102中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性,以便給患者提供輔助心臟治療。
圖1c提供了右肺動脈108的后表面121、上表面123和下表面125的附加視圖。如所示,圖1c中的心臟100的視圖從心臟100的右側。如所示,后表面121、上表面123和下表面125占右肺動脈108的腔周界的大約四分之三,其中前表面127占了剩余部分。圖1c還示出了主動脈130、肺靜脈132、上腔靜脈(svc)134以及下腔靜脈(ivc)136。
現(xiàn)在參照圖2a至2c,示出了適于執(zhí)行本公開的某些方法的示例性導管230的透視圖。導管230包括具有近端或第一端234和遠端或第二端236的細長導管主體232。細長導管主體232還包括外部或外圍表面238以及限定內腔242(以虛線示出)的內表面240,內腔242在細長導管主體232的第一端234和第二端236之間延伸。
導管230還包括沿著細長導管主體232的外圍表面238定位的多個電極244。在一些實施方式中,電極244接近導管230的遠端236。導電元件246延伸通過細長主體232,其中如本文所討論,導電元件246可以用來將電脈沖傳導到多個電極244的組合。多個電極244中的每個耦接(例如,電耦接)到對應的導電元件246。導電元件246彼此電隔離,并且從每個相應的電極244通過細長主體232的第一端234延伸通過細長主體232。導電元件246終止于連接器端口處,其中每個導電元件246能夠可釋放地耦接到刺激系統(tǒng)。還可能的是,導電元件246永久地耦接到刺激系統(tǒng)(例如,不可釋放地耦接)。如本文中更加充分討論的,刺激系統(tǒng)可以用于提供刺激電脈沖,電脈沖通過導電元件246傳導并傳送到多個電極244的組合上。電極的其他位置和配置也是可能的,例如,通過援引并入本文中的申請中描述的電極(例如,在諸如pct專利申請no.pct/us2015/031960和pct/us2015/047770中描述的可部署細絲上的電極,在諸如pct專利申請no.pct/us2015/047770和pct/us2015/047780中描述的電極矩陣以及其他電極)。
細長主體232可以包括電絕緣材料(例如,至少部分由電絕緣材料形成)。這樣的絕緣材料的例子可以包括但不限于:尤其是,醫(yī)用級聚氨酯(例如,基于聚酯的聚氨酯、基于聚醚的聚氨酯和基于碳酸酯的聚氨酯);聚酰胺、聚酰胺嵌段共聚物、聚烯烴(例如,聚乙烯(例如,高密度聚乙烯));以及聚酰亞胺。
導管230可選地包括錨固件248。錨固件248包括形成打開的框架的支桿250,其中支桿250從細長主體232(例如,從細長主體232的外圍表面238)向外側向或者徑向延伸,以至少部分限定配置成接合脈管組織的外圍表面252(例如,配置成置于形成右肺動脈和/或左肺動脈的內腔附近)。圖2a至2c示出了定位于細長導管主體232的第二端236和多個電極244之間的錨固件248。還可能的是,錨固件248可以定位于細長導管主體232的多個電極244和第二端236之間。在一些實施方式中,錨固件248可以抑制或阻止導管230的至少一部分(例如,部分254,包括電極244的一部分)延伸到比擴展的支桿250小的脈管系統(tǒng)中。例如,參照圖3,多個電極344可以在分支點310的近端,以使得導管330的在錨固件348近端的部分不會延伸到兩個額外的動脈378中。如果傳感器366在錨固件348的遠端,那么錨固件348和分支點310的相互作用可以確保傳感器366處于肺動脈分支血管378中。
支桿250可以具有這樣的橫截面形狀和尺寸——其允許支桿250提供足以在各種情況下將導管230保持在肺動脈中的植入位置的徑向力,如本文中所討論。支桿250可以由各種材料形成,例如,金屬、金屬合金、聚合物等。這樣的金屬或金屬合金的例子包括醫(yī)用級不銹鋼,例如,特別是奧氏體(austenitic)316不銹鋼等;以及稱為鎳鈦諾(nitinol)的鎳和鈦合金??梢允褂靡阎幕蛘呖赡鼙婚_發(fā)的其他材料和/或金屬合金。
細長導管主體232的部分254(例如,其可以包括多個電極244中一個、一些、沒有任何一個、或者全部)例如在處于縱向壓縮下時,可以在預定徑向方向上(例如,前、后、下、上及其組合)彎曲。為了提供部分254中的彎曲,細長導管主體232可以預加應力,和/或壁可以具有允許細長導管主體232在預定徑向方向上彎曲的厚度,例如,當處于縱向壓縮下時。此外或者備選地,諸如每單位長度具有不同匝數(shù)的線圈或者螺旋狀絲線、具有變化的切槽間距的海波管(hypotube)等的結構可以位于部分254中的細長導管主體232中、周圍和/或沿著該細長導管主體232。一個或多個這些結構可以用來允許縱向壓縮,以在部分254中在預定徑向方向上產(chǎn)生彎曲。為了獲得縱向壓縮,錨固件248可以部署在患者的脈管系統(tǒng)中(例如,在肺動脈中),其中錨固件248提供對抗細長主體232的縱向移動的阻力位置或點。因此,這允許在細長導管主體232中產(chǎn)生足以使得細長導管主體232的部分254(例如,沿著該部分254存在多個電極244)在預定徑向方向上彎曲的壓縮力。
圖2d提供了當處于縱向壓縮下時,在預定徑向方向上彎曲的細長導管主體232的部分254的視圖。在圖2d中示出的導管230與在圖2a中示出并且在本文中描述的導管230相似,但是也可以使用具有相似特征的其他導管。在圖2d所示的導管230中,傳感器266在電極244的近端。當電極處于右肺動脈208中時,傳感器266可以例如在肺動脈干202中。如果傳感器266在更近的近端,傳感器266可以在右心室、上腔靜脈等中。將傳感器266沿著導管230定位在近端可以允許傳感器266處于與電極244的位置不同的位置,而不用與定位電極244分離地定位傳感器266。如圖2d中所示,導管230至少部分定位在患者的心臟200的主肺動脈202中,其中錨固件248位于右肺動脈208的內腔中。從該位置,施加到細長導管主體232的縱向壓縮力可以使得細長導管主體232的部分254,在該實施方式中隨同多個電極244中的至少一些一起,在預定徑向方向上彎曲,在本實施方式中向上。該彎曲允許多個電極244朝向主和/或右肺動脈的腔面延伸和/或接觸腔面。優(yōu)選地,多個電極244被帶入主和/或右肺動脈的位置和/或與主和/或右肺動脈的腔面接觸。
在一些實施方式中,導管230的細長導管主體232可以使用從第一端234朝著第二端236延伸的內腔242以提供在預定徑向方向上的彎曲。例如,導管230可以包括具有第一端259和第二端261的成形絲線257,如圖2a中所示。成形絲線257可以屈曲并且保持期望形狀,一旦插入到內腔242中,該形狀可以至少部分地提供具有彎曲的導管230。內腔242的大小(例如,直徑)足以允許成形絲線257通過內腔242,其中成形絲線257的第二端261接近細長導管主體232的第二端236,以使得成形絲線257的屈曲部分263將彎曲賦予到細長導管主體232的部分254,允許多個電極244朝著主肺動脈的腔面延伸和/或接觸該腔面。在一些實施方式中,成形絲線257可以補足部分254。在一些實施方式中,成形絲線257可以用來替代部分254(例如,如果導管230未包括部分254或者由于不賦予縱向壓縮力)。在一些實施方式中,成形絲線257可以用來賦予彎曲,該彎曲與在施加壓縮力情況下部分254導致的彎曲相反。在一些實施方式中,成形絲線257可以以任何旋轉定向插入到內腔242中,以使得可以例如根據(jù)錨固件248的位置,在任何期望的徑向方向上賦予彎曲。即使例如因為導管主體232不管導管230是否錨固到管腔系統(tǒng)都順應成形絲線的形狀因而導管230不包括錨固件248,成形絲線257也可以允許彎曲的形成。在一些實施方式中,成形絲線257插入到內腔242中向部分254賦予彎曲,以使得電極244中的至少一個置于肺動脈的上/后側壁附近。
在一些實施方式中,神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)包括導管230和成形絲線257。導管230包括導管主體232、電極244和傳感器266。導管主體232包括近端234、遠端236、從近端234朝著遠端236(例如,至少在電極244的遠端)延伸的內腔242以及外表面238。電極244在外表面238上。電極244配置成將電信號傳送到患者的肺動脈(例如,以提供校準和/或治療刺激給接近肺動脈的神經(jīng))。
成形絲線257包括配置成使導管主體232屈曲的材料。例如,成形絲線257的徑向力可以大于保持導管主體232處于大致筆直配置的力。在一些實施方式中,成形絲線257包括形狀記憶材料(例如,鎳鈦諾、鉻鈷合金、銅鎳錫合金等)或者彈性材料(例如,不銹鋼等)。例如,成形絲線257可以在導管230的近端部分被加應力成筆直絲線,但是在導管230的要被屈曲的部分中,該部分可以例如弱于導管230的近端部分,成形絲線257可以在導管230中恢復到無應力的彎曲的形狀。在一些成形絲線257包括形狀記憶材料的實施方式中,成形絲線257可以利用熱形狀記憶。例如,成形絲線257可以是大致筆直形狀,直到冷或溫流體(例如,生理鹽水)使得恢復到彎曲形狀。在一些這樣的實施方式中,整個導管230可以被成形絲線257屈曲,但是一旦成形絲線257處于期望的縱向和/或徑向位置,就招致溫度改變。在一些實施方式中,整個導管230可以被成形絲線257屈曲。例如,彎曲可以沿著導桿230的長度傳播,直到彎曲處于期望位置。
成形絲線257具有比內腔242的直徑或橫截面尺寸小的直徑或橫截面尺寸。例如,如果導管主體232是20弗倫奇(fr)(大約6.67毫米(mm)),則內腔242可以是18fr(大約6mm),成形絲線257可以是16fr(大約5.33mm)。成形絲線257可以例如比內腔242小1fr(例如,比在小2fr的情況下更多的徑向力)或者比內腔242小2fr(例如,比在小1fr的情況下在導引期間更少的摩擦力)。成形絲線257可以例如比導管主體232小2fr(例如,如果內腔242比導管主體232小1fr)或者比導管主體232小4fr(例如,給內腔242的大小提供小于導管主體1或2fr的靈活性)。除了弗倫奇導管規(guī)模之外的成形絲線大小也是可能的(例如,具有小于內腔242的直徑大約0.05mm、0.1mm、大約0.2mm、大約0.25mm、大約0.5mm、在這樣的值之間的范圍等等的直徑)。
傳感器266在外表面238上。傳感器266配置成從患者的脈管系統(tǒng)中的位置感測熱活動特性(例如,非電心臟活動特性,例如,壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性)。該位置可以不同于電極244定位在其中的肺動脈。例如,如果電極244在右肺動脈中,則傳感器266的位置可以在肺動脈干、肺動脈分支血管、右心室、心室間隔壁、右心房、右心房間隔壁、上腔靜脈、下腔靜脈、左肺動脈、冠狀竇等中。成形絲線257配置成定位在導管主體232的內腔242中。成形絲線包括屈曲部分263。例如,從近端259至遠端261,成形絲線257可以在基本上筆直部分中基本上筆直,然后具有遠離筆直部分的縱向軸線延伸的屈曲部分263。屈曲部分263可以包括一個屈曲或者多個屈曲(例如,兩個屈曲(如圖2a中所示)、三個屈曲或者更多個屈曲)。成形絲線257可以可選地在屈曲部分之后包括另一個基本上筆直部分,其可以具有與近端筆直部分的縱向軸線基本上對齊的縱向軸線。當成形絲線257插入在導管主體232的內腔242中時,導管主體232包括與成形絲線257的屈曲部分263對應的彎曲部分254。例如,導管主體232或部分254可以包括能夠由于施加到導管主體232的內腔242或內表面240的壓力或應力而屈曲的材料。在一些實施方式中,成形材料257插入到內腔242對部分254賦予彎曲,以使得電極244中的至少一個置于肺動脈的上/后側壁附近。
圖2a至2c還示出了可以與導管230一起使用的示例性傳送導管256。傳送導管256可以是swan-granz型肺動脈導管,如所已知,其包括限定大小足以接收、存儲和部署導管230的內腔260的表面258。如所示,傳送導管256包括與氣囊膨脹內腔流體流通的可逆膨脹的氣囊262,氣囊膨脹內腔從傳送導管256的近端或第一端264(例如,其中膨脹內腔可以到膨脹流體源)延伸到可逆膨脹的氣囊262的內部體積。
管腔230還包括第一傳感器266。如在圖2a至2c中所示,第一傳感器266可以沿著導管230定位于多個不同的位置。在圖2a中,第一傳感器266定位于在錨固件248遠端的細長導管主體232上。接近導管230的遠端236的傳感器266還可以或者備選地有用于導管230的導引,例如,以在利用諸如swan-granz導管浮動氣囊期間確定解剖學位置。在圖2b中,第一傳感器266定位于錨固件的支桿250的一個上或者之間。在圖2c中,第一傳感器266定位于錨固件248和多個電極244的近端。在圖2d中,第一傳感器266定位于足以使第一傳感器266能夠處于不同于電極244的脈管系統(tǒng)的位置中的近端。在一些實施方式中,導管230包括在不止圖2a至2c中所示的一個位置和/或其他位置處的多個傳感器266。
導管230還包括傳感器導體268。第一傳感器266耦接到傳感器導體268并且與導電元件246和電極244隔離。耦接可以是電的、光學的、壓力的等。傳感器導體268從第一傳感器266延伸通過細長主體232,通過細長主體232的第一端234。傳感器導體268終止于連接器端口,其可以例如用于將第一傳感器266可釋放地耦接到刺激系統(tǒng),如本文所討論。
第一傳感器266可以用于感測一個或多個活動特性(例如,電和/或非電心臟活動特性)。在一些實施方式中,可以響應于使用多個電極244傳送的一個或多個電脈沖測量所述特性。非電心臟活動特性的例子包括但不限于從心臟的脈管系統(tǒng)內測量的壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度和血液化學特性中的一個或多個。如所理解的,可以通過使用導管230上的超過一個傳感器測量非電心臟活動特性中的兩個或更多個。
為了用于檢測壓力特性,第一傳感器266可以是壓力感測變換器,例如在美國專利no.5,564,434中公開的壓力感測變換器(例如,配置成檢測血壓、大氣壓力和/或血液溫度變化,并且提供調節(jié)的壓力和/或溫度相關信號),其整體通過援引并入本文。為了用于檢測加速度特性,第一傳感器266可以是加速度傳感器,例如在chinchoy的美國專利公開no.2004/0172079中公開的加速度傳感器(例如,配置成產(chǎn)生與心肌或壁(例如,冠狀靜脈竇壁、間隔壁或心室壁)的加速度成比例的信號),或者在nehls等人的美國專利7,092,759中公開的加速度傳感器(例如,配置成產(chǎn)生與心肌或壁(例如,冠狀靜脈竇壁、間隔壁或心室壁)的加速度、速度和/或位移成比例的信號),將上述公開的每一個通過援引整體并入本文。為了用于檢測聲學特性,第一傳感器266可以是壓電變換器(例如,麥克風)或者血流傳感器,例如在美國專利no.6,754,532中公開的傳感器(例如,配置成測量血液的速度以估計血流量),其通過援引整體并入本文。為了用于檢測溫度,第一傳感器266可以是溫度傳感器,例如在美國專利no.5,336,244中公開的溫度傳感器(例如,配置成檢測指示心臟的機械泵血動作的血液溫度和/或氧氣濃度的變化)和/或美國專利公開no.2011/0160790中公開的溫度傳感器(例如,配置成感測溫度和產(chǎn)生溫度信號),將上述公開的每一個通過援引整體并入本文。為了用于檢測血液化學特性,第一傳感器266可以是氧氣傳感器或者血糖傳感器,例如,在美國專利no.5,213,098中公開的傳感器(例如,配置成感測隨著心肌氧攝入而改變的血氧飽和度水平)和/或美國專利公開no.2011/0160790中公開的傳感器(例如,配置成測量血液中氧和/或血糖濃度以及/或者產(chǎn)生氧氣和/或血糖信號),將上述公開的每一個通過援引整體并入本文。其他類型的傳感器也可以用于第一傳感器266和本文描述的其他傳感器。
圖2a至2c中所示的導管230可以定位于患者的右肺動脈、左肺動脈或者肺動脈干中,如本文所描述。為了這樣做,可以將其中容納有導管230的傳送導管256通過經(jīng)皮切口引入到脈管系統(tǒng)中,并且使用已知技術導引到右心室。例如,傳送導管256可以經(jīng)由頸或胸的外周靜脈插入到脈管系統(tǒng)中(例如,與swan-granz導管一樣)?;颊叩膩碜悦}管系統(tǒng)的心電圖和/或壓力信號的變化可以用來將肺動脈導管引導和定位在患者的心臟中。一旦在合適位置,就可以將導絲經(jīng)由肺動脈引導導管導引入到患者中,其中導絲被推進到期望的肺動脈(例如,右肺動脈)中。其中容納有導管230的傳送導管256可以通過導絲推進,以將導管230定位于患者的期望的肺動脈(例如,右肺動脈或者左肺動脈)中,如本文所描述。各種成像醫(yī)療器械可以用來將本公開的導絲定位于患者的肺動脈中。這樣的成像醫(yī)療器械包括但不限于熒光鏡檢查、超聲、電磁和電位醫(yī)療器械。
當導管230定位于右肺動脈或者左肺動脈中并且傳感器266配置成在電極244的近端時,電極244(例如,從最近端的電極244)和傳感器266之間的距離可以在大約1cm和大約5cm之間(例如,大約1cm、大約2cm、大約3cm、大約4cm、大約5cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266駐留于肺動脈干中,在大約8cm和大約2cm之間(例如,大約8cm、大約9cm、大約10cm、大約11cm、大約12cm、大約13cm、大約14cm、大約16cm、大約18cm、大約20cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于右心室中,在大約16cm和大約27cm之間(例如,大約16cm、大約17cm、大約18cm、大約19cm、大約20cm、大約21cm、大約22cm、大約23cm、大約25cm、大約27cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266駐留于右心房中,或者在大約21cm和大約33cm之間(例如,大約21cm、大約23cm、大約25cm、大約26cm、大約27cm、大約28cm、大約29cm、大約30cm、大約31cm、大約32cm、大約33cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于上腔靜脈中。
當導管230定位于肺動脈干中并且傳感器266配置成在電極244遠端時,電極244(例如,從最遠端的電極244)和傳感器266之間的距離可以在大約1cm和大約5cm之間(例如,大約1cm、大約2cm、大約3cm、大約4cm、大約5cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于右肺動脈或者左肺動脈中。當導管230定位于肺動脈干并且傳感器266配置成在電極244的近端時,電極244(例如,從最近端的電極244)和傳感器266之間的距離可以在大約3cm和大約19cm之間(例如,大約3cm、大約5cm、大約6cm、大約7cm、大約8cm、大約9cm、大約10cm、大約12cm、大約15cm、大約19cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于右心室中,在大約11cm和大約26cm之間(例如,大約11cm、大約13cm、大約15cm、大約16cm、大約17cm,、大約18cm、大約19cm、大約20cm、大約22cm、大約24cm、大約26cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于右心房中,或者在大約16cm和大約32cm之間(例如,大約16cm、大約18cm、大約20cm、大約22cm、大約24cm、大約25cm、大約26cm、大約27cm、大約28cm、大約30cm、大約32cm、在這些值之間的范圍等),在這種情況下傳感器266可以駐留于上腔靜脈中。
圖3提供了定位于患者心臟300中的導管330的透視圖,其中多個電極344中的一個或多個接觸右肺動脈308的后321和/或上表面323(例如,在分支點310上側的位置處)。圖3還示出了第一傳感器366定位于錨固件348的遠端。如所示,肺動脈干302具有在平面372上截取的直徑370,該平面372基本上垂直于左側向平面320和右側向平面316。在優(yōu)選實施方式中,導管330的多個電極344定位于區(qū)域374中,該區(qū)域374在遠端延伸不超過肺動脈干302的直徑370的大約三倍,直到分支點310的右側。該區(qū)域374在圖3中以剖面陰影線示出。
右肺動脈308還可以包括分支點376,該分支點376將右肺動脈308分成至少兩個附加動脈378,附加動脈378在限定左肺動脈306和右肺動脈308的分支點310的遠端。如圖3中所示,多個電極344可以定位于限定左肺動脈306和右肺動脈308的分支點310和將右肺動脈308分成至少兩個附加動脈378的分支點376之間。換句話說,導管330的多個電極344可以定位成接觸右肺動脈308的后321和/或上表面323,直到包括分支點376。
一旦定位于患者的心臟的肺動脈(例如,如圖3中所示的右肺動脈308、左肺動脈306和/或肺動脈干302)中,則可以通過導管330的多個電極344傳送一個或多個治療和/或校準電脈沖。從定位于心臟300的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的至少第一傳感器366感測響應于一個或多個電脈沖的一個或多個心臟活動特性。
導管230,330可以能夠永久地或可逆地植入到脈管系統(tǒng)中。例如,導管230,330可以在持續(xù)時間之后從脈管系統(tǒng)縮回(例如,在去除錨固件248,348之后)。持續(xù)時間可以至少部分基于設定持續(xù)時間(例如,某些數(shù)量的小時或者天(例如,12小時、18小時、24小時、2天、3天、4天、5天、6天等))確定。持續(xù)時間可以至少部分基于患者的反應而確定(例如,當患者已經(jīng)在某些方面提高了某些量或者被認為已經(jīng)準備好使導管230,330被去除時縮回)。
圖4示出了有用于本公開的方法的示例性導管430和分離的第一傳感器466。與導管230類似,導管430包括細長導管主體432,細長導管主體432具有近端或第一端434和遠端或第二端436、外圍表面438和限定內腔442(以虛線示出)的內表面440,該內腔442在細長導管主體432的第一端434和第二端436之間延伸。導管430還包括沿著細長導管主體432的外圍表面438定位的多個電極444,以及在多個電極444和第一端434之間延伸通過細長主體432的導電元件446,如本文所討論。導管430還包括錨固件448,錨固件包括支桿450,該支桿450提供能夠接合脈管組織(例如,右肺動脈或做肺動脈的內腔)的外圍表面452。
導管430還包括例如包括多個電極444的細長導管主體432的部分454,其中部分454能夠在處于縱向壓縮下時在預定徑向方向上彎曲,如本文所討論。導管430的細長導管主體432還可以或者備選地包括可以接收成形絲線的內腔442,如本文所討論。
然而,與圖2a至2d中所示的導管相比,導管430不包括第一傳感器。而是,第二導管480包括第一傳感器466。如圖4中所示,第二導管480包括細長導管主體482,細長導管主體482具有第一端484和第二端486、外圍表面488和限定在細長導管主體482的第一端484和第二端486之間延伸的內腔492(以虛線示出)的內表面490,其中內腔492可以接收導絲以幫助將第二導管480定位在心臟的脈管系統(tǒng)中。第二導管480還包括在細長導管主體482上的第一傳感器466(如本文所討論)以及傳感器導體468,其延伸通過細長導管主體482以終止于連接器端口,該連接器端口可以用來例如將第一傳感器466可釋放地耦接到刺激系統(tǒng),如本文所討論。
因為第一傳感器466包括在第二導管480上,所以第一傳感器466可以定位于患者的脈管系統(tǒng)中的與導管430被定位的第一位置不同的位置中。例如,導管430可以定位成多個電極444定位在右肺動脈中,如本文所討論,而第一傳感器466位于左肺動脈中。這樣,一個或多個電脈沖可以通過定位于心臟的右動脈中的不包含第一傳感器466的導管430傳送。在一些實施方式中,當導管430定位成多個電極444定位于左肺動脈中時,第一傳感器466可以定位于右肺動脈中。這樣,一個或多個電脈沖可以通過定位于心臟的左肺動脈中的不包含第一傳感器466的導管430傳送。
在一些實施方式中,導管430可以定位成多個電極444定位在左肺動脈或者右肺動脈中任一個中,并且第二導管480上的第一傳感器466可以定位于心臟的右心室中。第二導管480上的第一傳感器466還可以定位于心臟的右心房中。
在一些實施方式中,第二導管480上的第一傳感器466還可以定位于右心房的間隔壁或者心臟的心室間隔壁上。第二導管480的細長導管主體482可以包括主動(positive)固定結構(例如,螺旋螺釘),其幫助將細長導管主體482和第一傳感器466緊固到心臟的右心房的間隔壁。
在一些實施方式中,第二導管480上的第一傳感器466可以定位于心臟的上腔靜脈中。在一些實施方式中,第二導管480上的第一傳感器466可以定位于心臟的下腔靜脈中。在一些實施方式中,第二導管480上的第一傳感器466可以定位于心臟的冠狀竇中。在優(yōu)選實施方式中,當?shù)谝粋鞲衅?66定位于心臟的冠狀竇中時,第一傳感器466用來感測溫度和血氧水平中的至少一個。
一個或多個心臟特性還可以或者備選地從患者的皮膚表面感測。這樣的心臟特性的例子包括心電圖特性,其中心臟的電活動可以使用已知的附接到患者皮膚表面的電極感測。這樣的心臟特性的另一個例子可以包括多普勒心回波圖,其可以用來確定血流的速度和方向。從患者皮膚表面感測的聲學信號也可以用作心臟特性。如本文所討論,可以響應于血管內測量的一個或多個心臟活動特性和/或來自患者皮膚表面的一個或多個心臟特性,然后調整通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。
在一些實施方式中,除了第一傳感器之外,還可以例如響應于一個或多個電脈沖,使用位于心臟的脈管系統(tǒng)中的第二位置處的第二傳感器來感測一個或多個心臟活動特性。第二位置不同于第一位置。例如,第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是右肺動脈;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是肺動脈干;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是右心室;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是右心房;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是右心房的間隔壁;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是心室間隔壁;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是上腔靜脈;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是下腔靜脈;第一位置可以是左肺動脈,而第二位置可以是冠狀竇;以及這些位置的其他置換。
在一些實施方式中,第二傳感器是第二導管480的傳感器466,而第一傳感器是導管230的傳感器266。在一些實施方式中,第一傳感器和第二傳感器可以位于相同導管(例如,導管230、導管480)上。例如,第一傳感器和第二傳感器都可以位于第二導管480上,以用于感測至少兩個不同的心臟活動特性。對于另一例子,第一傳感器和第二傳感器都可以位于導管230上,以用于感測至少兩個不同的心臟活動特性。如本文所討論,可以響應于從第一傳感器和第二傳感器接收的一個或多個心臟活動特性,調整通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。
根據(jù)本公開的心臟的神經(jīng)調節(jié)可以通過在肺動脈的區(qū)域中和/或周圍施加電脈沖而實現(xiàn)。例如,本公開的神經(jīng)調節(jié)可以施加電脈沖到右肺動脈的后、上壁和/或下壁。優(yōu)選地,本公開的神經(jīng)調節(jié)包括施加電脈沖到右肺動脈的后和/或上壁,但是右肺動脈、左肺動脈和肺動脈干中的其他位置也是可能的。從而,將電脈沖施加到右肺動脈周圍的自主心肺神經(jīng)。這些自主心肺神經(jīng)可以包括右自主心肺神經(jīng)和左自主心肺神經(jīng)。右自主心肺神經(jīng)包括右背側中間心肺神經(jīng)和右背側側向心肺神經(jīng)。左自主心肺神經(jīng)包括左腹側心肺神經(jīng)、左背側中間心肺神經(jīng)、左背側側向心肺神經(jīng)以及左星狀心肺神經(jīng)。接近于右肺動脈的其他神經(jīng)的刺激也是可能的。
參照圖3,導管330的多個電極344中的一個或多個可以接觸右肺動脈308的后表面321。從該位置,通過多個電極344中的一個或多個傳送的電脈沖可以更好地能夠對經(jīng)歷多種心血管醫(yī)學癥狀(例如,急性心力衰竭)的患者進行治療和/或提供治療(包括輔助治療)。電脈沖可以從自主神經(jīng)系統(tǒng)引起反應,這可以幫助調節(jié)患者的心臟收縮性。本文所描述的方法施加的電脈沖優(yōu)選地影響心臟收縮性超過心率,這可以在可能時提高血液動力學控制和/或降低或最小化不想要的系統(tǒng)效應。
刺激系統(tǒng)經(jīng)由延伸通過導管的導電元件電耦接到導管的多個電極。刺激系統(tǒng)可以用來將電脈沖傳送到肺動脈(例如,右肺動脈)周圍的自主心肺纖維。刺激系統(tǒng)用于操作和提供電脈沖到導管的多個電極。刺激系統(tǒng)控制在多個電極上傳送的電脈沖的各種特性。這樣的特性包括與電脈沖關聯(lián)的極性(例如,用作陰極或陽極)、脈沖模式(例如,單極、雙極、雙相、和/或多極)、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、停延時間、順序、波長和/或波形的控制。刺激系統(tǒng)可以操作和提供電脈沖到多個電極(包括參考電極)的不同組合和數(shù)量。刺激系統(tǒng)可以在患者身體的外部或者在患者身體的內部。當位于身體外部時,專業(yè)人員可以編程刺激系統(tǒng)并且監(jiān)測其表現(xiàn)。當位于患者內時,刺激系統(tǒng)的外殼或者包括在外殼中的電極可以用作感測和單極脈沖模式的參考電極。
非電心臟活動特性的例子包括但不限于壓力特性、加速度特性、聲學特性、溫度或血液化學特性。非電心臟活動特性可以通過定位于心臟的脈管系統(tǒng)中的第一位置處的至少第一傳感器感測。響應于一個或多個非電心臟活動特性,可以調整通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的特性。這樣的調整的例子包括但不限于改變導管上的多個電極中的哪個電極或者哪些電極用來傳送一個或多個電脈沖。調整還可以對電脈沖的特性進行,例如通過改變一個或多個電脈沖的電極極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長和波形中的至少一個。還可以的是,調整使用的電極的組合以及由電極提供的電脈沖的特性。調整一個或多個電脈沖的特性可以包括移動導管以將導管的電極重新定位在心臟的肺動脈中。這些調整的組合也是可能的。
作為例子,電脈沖可以具有在大約0.1毫伏(mv)和大約75伏(v)之間的電壓(例如,大約0.1mv、大約0.5mv、大約1mv、大約10mv、大約100mv或者大約0.1v、大約1v、大約10v、大約20v、大約30v、大約40v、大約50v、大約60v、大約75v、在這些值之間的范圍等)。電脈沖還可以具有在大約1毫安(ma)到大約40ma之間的振幅(例如,大約1ma、大約2ma、大約3ma、大約4ma、大約5ma、大約10ma、大約15ma、大約20ma、大約25ma、大約30ma、大約35ma、大約40ma、在這些值之間的范圍等)。電脈沖可以以在1赫茲(hz)和大約10000hz或者10千赫(khz)之間的頻率傳送(例如,大約1hz、大約2hz、大約10hz、大約25hz、大約50hz、大約75hz、大約100hz、大約150hz、大約200hz、大約250hz、大約500hz、大約1000hz或者1khz、大約10khz、在這些值之間的范圍等)。電脈沖可以具有在大約100微秒(μs)和大約100毫秒(ms)之間的脈沖寬度(例如,大約100μs、大約200μs、大約500μs、大約1000μs或者1ms、大約10ms、大約50ms、大約100ms、在這些值之間的范圍等)。對于占空比或者傳送電脈沖的持續(xù)時間相對未傳送電脈沖的持續(xù)時間的變化,電脈沖可以傳送持續(xù)在大約250ms和大約1秒之間的時間(例如,大約250ms、大約300ms、大約350ms、大約400ms、大約450ms、大約500ms、大約550ms、大約600ms、大約650ms、大約700ms、大約750ms、大約800ms、大約850ms、大約900ms、大約950ms、在這些值之間的范圍等),并在之后不傳送持續(xù)在大約1秒和大約10分鐘之間的時間(例如,大約1秒、大約5秒、大約10秒、大約15秒、大約30秒、大約45秒、大約1分鐘、大約2分鐘、大約3分鐘、大約5分鐘、大約10分鐘、在這些值之間的范圍等)。優(yōu)化的占空比可以例如減少響應時間,增加電池壽命、患者舒適度(減少疼痛、咳嗽等)等。電脈沖還可以具有各種波形,例如:方波、雙相方波、正弦波、電性安全、有效、可行的任意限定的波形及其組合。電脈沖可以經(jīng)由多個電極至少部分同時地和/或順序地施加到多個目標點位。
本公開的方法可以包括指派電極配置的層級,根據(jù)其傳送一個或多個電脈沖。該層級可以包括多個電極的兩個或多個預定圖案(pattern)和/或組合,以用于傳送一個或多個電脈沖。例如,可以使用電極配置的層級傳送一個或多個電脈沖??梢苑治鲰憫谑褂秒姌O配置的層級傳送的一個或多個電脈沖而感測的心臟活動特性。這樣的分析可以包括例如確定電極配置的哪個層級提供了患者的心臟的最強收縮性或者相對收縮性?;谠摲治觯梢赃x擇電極配置來用于傳送一個或多個電脈沖通過定位于患者心臟的肺動脈中的導管。
在一些實施方式中,一種方法可以包括給通過定位于心臟的肺動脈中的導管傳送的一個或多個電脈沖的一個或多個特性指派層級。該層級可以包括提供哪個特性(例如,一個或多個電脈沖的電極極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長、或波形)將被改變的順序以及改變多少,以及用于傳送到患者心臟的電脈沖的預定數(shù)量。電脈沖的預定數(shù)量可以是例如在層級的給定特性10到100個電脈沖。對于一個或多個電脈沖的給定特性,可以針對傳送到患者心臟的一個或多個電脈沖的預定數(shù)量記錄一個或多個心臟活動特性。然后可以分析響應于一個或多個電脈沖而感測的心臟活動特性。例如,可以對照其他組的記錄的特性和/或對照用于給定心臟活動特性和/或心臟特性(例如,收縮性)的預定標準,分析對于預定數(shù)量脈沖的每個組記錄的特性?;谠摲治?,可以選擇電極配置來用于將一個或多個電脈沖傳送通過定位于患者心臟的肺動脈中的導管。作為非限制性例子,可以施加1ma電流到電極,持續(xù)50個電脈沖,接著施加10ma電流到電極,持續(xù)50個電脈沖??梢员容^1ma和10ma的響應。如果10ma工作得更好,可以施加20ma電流到電極,持續(xù)50個電脈沖,并且可以比較10ma和20ma的響應。如果10ma工作得更好,可以將10ma選擇作為本發(fā)明的電流??梢允褂枚喾N多樣的選擇過程,包括但不限于迭代法(例如,包括進行比較,直到發(fā)現(xiàn)極限,在該極限處,差異可以忽略)以及蠻力法(例如,測量響應,并且在完成所有響應之后或者直到獲得某個值時,選擇一個量值)。對于一個或多個附加特性,這可以根據(jù)層級而重復(例如,電流之后是頻率)。對于層級的每個成員,選擇過程可以相同或者不同。
在一些實施方式中,將一系列電信號的第一電信號傳送(例如,經(jīng)由諸如刺激系統(tǒng)501的刺激系統(tǒng))到肺動脈(例如,右肺動脈、左肺動脈、肺動脈干)中的電極。在傳送第一電信號之后,將該系列電信號的第二電信號傳送到(例如,經(jīng)由刺激系統(tǒng))電極。第二電信號不同于第一電信號多個參數(shù)的第一參數(shù)的量值。例如,如果第一參數(shù)是電流,第一電信號可以具有諸如1ma的電壓,第二電信號可以具有諸如2ma的不同的電壓,而其他參數(shù)中的每個(例如,極性、脈沖寬度、振幅、頻率、電壓、持續(xù)時間、脈沖間隔、停延時間、順序、波長和波形)是相同的。
指示一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)可以響應于傳送一系列電信號而確定(例如,經(jīng)由脈管系統(tǒng)中的傳感器(例如,作為包括電極的相同的導管的一部分,作為不同導管的一部分)、經(jīng)由皮膚表面上的傳感器、其組合等)。可以至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)而選擇用于治療調節(jié)的電參數(shù)。例如,選擇的電參數(shù)可以包括第一參數(shù)的選擇的量值。可以使用選擇的電參數(shù)將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到肺動脈。治療神經(jīng)調節(jié)信號可以增加心臟收縮性(例如,超過心率)。
在一些實施方式中,將第一系列的電信號傳送(例如,經(jīng)由諸如刺激系統(tǒng)501的刺激系統(tǒng))到肺動脈(例如,右肺動脈、左肺動脈、肺動脈干)中的電極。所述第一系列包括多個第一電信號。多個第一電信號中的每個包括多個參數(shù)(例如,極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長、波形、其子集等)。第一系列的第一多個電信號中的每個的彼此不同僅在于多個參數(shù)的第一參數(shù)(例如,第一多個電信號中的每個的極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長、波形變化中的一個)的量值。例如,如果第一參數(shù)是電流,則所述第一系列的第一多個電信號可以由于具有不同的電流(例如,1ma、2ma、3ma、4ma等)而不同,而其他參數(shù)(例如,極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長、波形)中的每個是相同的。
在將第一系列的電信號傳送到電極之后,可以將第二系列的電信號傳送(例如,經(jīng)由刺激系統(tǒng))到電極。所述第二系列包括第二多個電信號。第二多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。所述第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的不同于第一參數(shù)的第二參數(shù)的量值(例如,第二多個電信號中的每個的極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、頻率、相位、電壓、電流、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長、波形變化中的不同的一個)。例如,如果第一參數(shù)是電流,則第二參數(shù)可以與諸如頻率或者占空比的定時有關。例如,在頻率的情況下,所述第二系列的第二多個電信號可以由于具有不同的頻率(例如,1hz、2hz、3hz、4hz等)而不同,而其他參數(shù)(例如,電流、極性、脈沖模式、脈沖寬度、振幅、相位、電壓、持續(xù)時間、脈沖間隔、占空比、停延時間、順序、波長和波形)中的每個是相同的。
指示一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)可以響應于傳送第一系列的電信號和第二系列的電信號而確定(例如,經(jīng)由脈管系統(tǒng)中的傳感器(例如,作為包括電極的相同的導管的一部分、作為不同導管的一部分)、經(jīng)由皮膚表面上的傳感器、其組合等)??梢灾辽俨糠只趥鞲衅鲾?shù)據(jù)而選擇用于治療調節(jié)的電參數(shù)。例如,選擇的電參數(shù)可以包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值??梢允褂眠x擇的電參數(shù)將治療神經(jīng)調節(jié)信號傳送到肺動脈。治療神經(jīng)調節(jié)信號可以增加心臟收縮性(例如,超過心率)。
可以將其他系列的電信號傳送到電極,例如彼此的不同僅在于多個參數(shù)中與第一參數(shù)和第二參數(shù)不同的參數(shù)的量值??梢孕驶蜃顑?yōu)化和可能被期望具有選擇的值的一樣多的參數(shù)。參數(shù)的順序可以基于層級(例如,首先選擇電流,然后選擇頻率等)。
校準或最優(yōu)化過程可以執(zhí)行一次(例如,當導管230,330被初始定位時)或者多次。例如,該過程可以周期性地或者在某個持續(xù)時間之后重復(例如,每個小時、每2個小時、每4個小時、每6個小時、每8個小時、每12個小時、每18個小時、每24個小時、每36個小時、每2天、每60個小時、每3小時等一次)。在一些實現(xiàn)方式中,該過程可以在檢測到變化(例如,通過傳感器266,366,466)時重復。例如,如果心臟活動特性變化超過某個持續(xù)時間的某個百分比(例如,在≤1分鐘、≤2分鐘、≤5分鐘等中±10%、±25%、±50%等),這可以指示導管和/或傳感器改變了位置或者系統(tǒng)或者患者中其他東西可能已經(jīng)改變(例如,患者癥狀、生理狀況、其他治療方案等)。
在本公開的方法中用于與導管一起使用的刺激系統(tǒng)的合適例子可以在以下發(fā)現(xiàn):2014年5月22日提交的名稱為“catheterandcathetersystemforelectricalneuromodulation”的美國臨時專利申請no.62/001,729;2015年5月21日提交的名稱為“catheterandcathetersystemforelectricalneuromodulation”的pct專利申請no.pct/us2015/179634;2014年9月8日提交的名稱為“catheterandelectrodesystemsforelectricalneuromodulation”的美國臨時專利申請no.62/047,270;2015年8月31日提交的名稱為“catheterandelectrodesystemsforelectricalneuromodulation”的pct專利申請no.pct/us2015/047770;以及2013年11月20日提交的名稱為“methodsandsystemsfortreatingacuteheartfailurebyneuromodulation”的美國專利申請no.14/085,311。
例如,圖5提供了刺激系統(tǒng)的視圖,該刺激系統(tǒng)類似于在2014年5月22日提交的名稱為“catheterandcathetersystemforelectricalneuromodulation”的美國臨時專利申請62/001,729中公開的刺激系統(tǒng)11600,其通過援引整體并入本文,并且更具體地,其圖11以及第41頁第5行至第42頁第19行通過援引并入本文。如圖5中所示,刺激系統(tǒng)501包括輸入/輸出連接器503,其可以可釋放地接合導管的導電元件、第二導管的導電元件和/或用于從患者的皮膚表面感測一個或多個心臟特性的傳感器,如本文所討論。導電元件和/或傳感器可以永久地耦接到刺激系統(tǒng)(例如,不可釋放地耦接)。
輸入/輸出連接器503連接到模數(shù)轉換器505。模數(shù)轉換器505的輸出通過包括例如地址、數(shù)據(jù)和控制線的外圍總線509連接到微處理器507。微處理器507可以根據(jù)使用的傳感器的類型以不同方式處理傳感器數(shù)據(jù)(在存在的時候)。微處理器507還可以控制(如本文所討論)脈沖控制輸出發(fā)生器511,其將電脈沖經(jīng)由輸入/輸出連接器503和/或外殼523傳送到一個或多個電極。
在需要時,可以通過編程到存儲器513中并由可編程脈沖發(fā)生器515執(zhí)行的指令來控制和調整電脈沖的特性。存儲器513可以包括非暫時性計算機可讀介質。存儲器513可以包括一個或多個存儲裝置,其能夠存儲數(shù)據(jù)并且允許微處理器507直接訪問的任何存儲位置,例如,隨機存取存儲器(ram)、閃存(例如,非易失性閃存)等。刺激系統(tǒng)501可以包括存儲裝置,例如,一個或多個硬盤驅動器或者獨立磁盤冗余陣列(raid),以用于存儲操作系統(tǒng)和其他相關的軟件,并且用于存儲應用軟件程序,其可以是存儲器513或者不同的存儲器。存儲器513中用于可編程脈沖發(fā)生器515的指令可以經(jīng)由微處理器507基于來自傳感器的輸入和一個或多個心臟活動特性的分析而設置和/或修改。存儲器513中用于可編程脈沖發(fā)生器515的指令還可以通過經(jīng)由通過外圍總線509連接的輸入裝置517來自專業(yè)人員的輸入而設置和/或修改。這樣的輸入裝置的例子包括鍵盤和/或鼠標(例如,結合顯示屏)、觸摸屏等。廣泛的多種輸入/輸出(i/o)裝置可以與刺激系統(tǒng)501一起使用。輸入裝置包括例如鍵盤、鼠標、觸控板、軌跡球、麥克風和手寫板。輸出裝置包括例如視頻顯示器、揚聲器和打印機。i/o裝置可以由i/o控制器控制。i/o控制器可以控制一個或多個i/o裝置。i/o裝置可以為刺激系統(tǒng)501提供存儲和/或安裝介質。刺激系統(tǒng)501可以提供usb連接以接收便攜式usb存儲裝置。刺激系統(tǒng)501可選地包括通信端口519,其連接到外圍總線509,其中數(shù)據(jù)和/或編程指令可以由微處理器和/或存儲器513接收。
來自輸入裝置517(例如,來自專業(yè)人員)、通信端口519和/或經(jīng)由微處理器507來自一個或多個心臟活動特性的輸入可以用來改變(例如,調整)電脈沖的特性。刺激系統(tǒng)501可選地包括電源521。電源521可以是電池或者由外部電源(例如,耦接到ac源的ac/dc功率轉換器)供電的電源。刺激系統(tǒng)501可選地包括外殼523。
微處理器507可以執(zhí)行一個或多個算法,以便提供刺激。微處理器507還可以由專業(yè)人員經(jīng)由輸入裝置517控制以啟動、終止和/或改變(例如,調整)電脈沖的特性。微處理器507可以執(zhí)行一個或多個算法,以進行響應于使用電極配置的層級和/或一個或多個電脈沖的每個特性的層級傳送的一個或多個電脈沖而感測的一個或多個心臟活動特性的分析,從而例如幫助識別電極配置和/或傳送給患者心臟的一個或多個電脈沖的特性。這樣的分析和調整可以使用過程控制邏輯(例如,模糊邏輯、負反饋等)進行,以便維持脈沖控制輸出發(fā)生器511的控制。
刺激系統(tǒng)501可以包括一個或多個附加部件,例如,顯示裝置、高速緩存(例如,與微處理器5078通信)、邏輯電路、信號濾波器、次級或后段(backside)總線、局部總線、局部互連總線等。刺激系統(tǒng)501可以支持任何合適的安裝裝置,例如,cd-rom驅動器、cd-r/rw驅動器、dvd-rom驅動器、各種格式的磁帶驅動器、usb裝置、硬盤驅動器、連接到服務器的通信裝置或者適合于安裝軟件和程序的任何其他裝置。刺激系統(tǒng)501可以包括通過包括但不限于標準電話線、lan或wan鏈路、寬帶連接、無線連接(例如,藍牙,wifi)、其組合等的各種連接與局域網(wǎng)(lan)、廣域網(wǎng)(wan)或者因特網(wǎng)連接的網(wǎng)絡接口。網(wǎng)絡接口可以包括內置網(wǎng)絡適配器、網(wǎng)絡接口卡、無線網(wǎng)絡適配器、usb網(wǎng)絡適配器、調制解調器或者適于將刺激系統(tǒng)501連接到能夠通信并執(zhí)行本文所述的操作的任何類型的網(wǎng)絡的任何其他裝置。在一些實施方式中,刺激系統(tǒng)501可以包括或者連接到多個顯示裝置,其可以是相同或者不同的類型和/或形式。因此,i/o裝置和/或i/o控制器中的任何一個可以包括任何類型和/或形式的合適的硬件、軟件或者硬件和軟件的組合,以支持、使能或提供連接和刺激系統(tǒng)501對多個顯示裝置的使用。刺激系統(tǒng)可以與任何工作站、臺式計算機、膝上型計算機或者筆記本計算機、服務器、手持式計算機、移動電話、任何其他計算機、或能夠通信并具有足夠的處理器能力和存儲器容量以執(zhí)行本文所述的操作和/或與刺激系統(tǒng)501通信的其他形式的計算或者通信裝置。圖5中所示的箭頭通常描繪了電流和/或信息的流向,但是電流和/或信息也可以根據(jù)硬件以相反方向流動。
本文中描述的分析、確定、調整等可以是閉環(huán)控制或者開環(huán)控制。例如,在閉環(huán)控制中,刺激系統(tǒng)可以在沒有來自用戶的輸入的情況下分析心臟活動特性并且調整電信號特性。對于另一例子,在開環(huán)控制中,刺激系統(tǒng)可以分析心臟活動特性并提示由用戶調整電信號特性的動作,例如,提供建議的調整或者多個調整選項。
在一些實施方式中,非治療校準方法包括將電極定位在心臟的肺動脈中并且將傳感器定位在心臟的右心室中。系統(tǒng)還包括通過刺激系統(tǒng)傳送第一系列電信號到電極。第一系列包括第一多個電信號。第一多個電信號中的每個包括多個參數(shù)。第一系列的第一多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括在將第一系列電信號傳送到電極之后,通過刺激系統(tǒng)將第二系列電信號傳送到電極。第二系列包括第二多個電信號。第二多個電信號中的每個包括多個參數(shù),第二系列的第二多個電信號中的每個彼此的不同僅在于多個參數(shù)中的第二參數(shù)的量值。第二參數(shù)不同于第一參數(shù)。該方法還包括響應于傳送第一系列電信號和第二系列電信號而通過傳感器確定指示一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù)。該方法還包括使用選擇的電參數(shù)確定將被傳送到肺動脈的治療神經(jīng)調節(jié)信號。該選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值和第二參數(shù)的選擇的量值。第一和第二參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
在一些實施方式中,非治療校準方法包括將一系列電信號中的第一電信號傳送到第一解剖學位置中的電極,并且在傳送第一電信號之后,將該系列電信號中的第二電信號傳送到電極。第二電信號與第一電信號的不同在于多個參數(shù)中的第一參數(shù)的量值。該方法還包括通過在不同于第一解剖學位置的第二解剖學位置中的傳感器感測指示響應于一系列電信號的傳送的一個或多個非電心臟活動特性的傳感器數(shù)據(jù),以及使用選擇的電參數(shù)確定將被傳送到第一解剖學位置的治療神經(jīng)調節(jié)信號。選擇的電參數(shù)包括第一參數(shù)的選擇的量值。第一參數(shù)的選擇的量值至少部分基于傳感器數(shù)據(jù)。
已經(jīng)闡述了前述描述和例子,僅為了示出公開而并不旨在于限制。本公開的公開的方面和實施方式中的每個可以單獨地考慮或者與本公開的其他方面、實施方式和變型組合考慮。此外,除非特別聲明,否則本公開的方法的任何步驟都不限于任何特定的執(zhí)行順序。包括本公開的精神和實質的公開的實施方式的改型對于所屬領域技術人員而言是可以想到的,并且這樣的改型落于本公開的范圍內。此外,本文所引用的所有參考文獻通過援引整體并入。
雖然本文描述的方法和設備可以存在各種改型和替代形式,但是其特定例子在附圖中已示出并且在本文中得到了詳細描述。然而,應該理解,本發(fā)明并不限于所公開的特定形式或方法,相反,本發(fā)明將覆蓋落在所描述的各個實施方式和所附權利要求書的精神和范圍內的所有改型、等效物和替代物中。此外,與一個實施方式結合的任何特定特征、方面、方法、特性、性質、特質、屬性、元素等的本文的公開可以用在本文闡述的所有其他實施方式中。本文公開的任何方法不需要按照記載的順序執(zhí)行。根據(jù)實施方式,本文所描述的算法、方法或者過程中任一個的一個或多個動作、事件或功能可以按照不同順序執(zhí)行,可以添加、合并在一起或者省略掉(例如,對于算法的實施而言,不是所有描述的動作或事件都是需要的)。在一些實施方式中,動作或者事件可以例如通過多線程處理、中斷處理、或者多處理器或多處理器核或者在其他并行架構上同時執(zhí)行,而不是順序執(zhí)行。此外,沒有元件、特征、塊或者步驟對于每個實施方式必須的或者必不可少的。此外,系統(tǒng)、方法、特征、元件、模塊、塊等的所有可能的組合、子組合和再布置落在本公開的范圍內。除非另有聲明或者在上下文中另有理解,否則諸如“然后”、“接著”、“之后”、“隨后”等的順序或者時間先后順序的詞語的使用通常旨在方便于文本的流暢,并不旨在限制執(zhí)行的操作的順序。因此,一些實施方式可以使用本文所描述的操作的順序執(zhí)行,而其他實施方式可以遵循不同的操作順序執(zhí)行。
與本文公開的實施方式結合描述的各種示出的邏輯功能塊、模塊、過程、方法和算法可以現(xiàn)實為電子硬件、計算機軟件或者其組合。為了清楚地示出硬件和軟件的可互換性,各種示出的部件、功能塊、模塊、操作和步驟在上面已經(jīng)大致就其功能性來說進行了描述。這樣的功能性是以硬件還是軟件實施取決于特定應用和在整個系統(tǒng)上施加的設計約束。所描述的功能性對于每個具體應用可以用不同方式實施,但是這種實施決定不應該被理解成導致與本公開的范圍的背離。
與本文所公開的實施方式結合描述的各種示出的邏輯塊和模塊可以通過機器實施或執(zhí)行,所述機器例如通用處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或者其他可編程邏輯器件、離散門或者晶體管邏輯、離散硬件部件或者設計成執(zhí)行本文所描述的功能的其任何組合。通用處理器可以是微處理器,但是替代地,處理器可以是控制器、微控制器、狀態(tài)機、其組合等。處理器還可以實施成計算裝置的組合,例如,dsp和微處理器的組合、多個微處理器、與dsp核結合的一個或多個微處理器或者任何其他這樣的配置。
與本文所公開的實施方式結合的所描述的方法、過程或算法的塊、操作、步驟可以直接實施在硬件中、在處理器執(zhí)行的軟件模塊中或者在二者的結合中。軟件模塊可以駐存在ram存儲器、閃存、rom存儲器、eprom存儲器、eeprom存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、光盤(例如,cd-rom或dvd)或者本領域已知的任何其他形式的易失性或非易失性計算機可讀存儲介質中。存儲介質可以耦接到處理器,以使得處理器可以從存儲介質讀取信息以及將信息寫入到存儲介質。替代地,存儲介質可以集成到處理器。處理器核存儲介質可以駐存在asic中。asic可以駐存在用戶終端中。替代地,處理器和存儲介質可以駐存為用戶終端中的離散部件。
除非特別地另有聲明,或者在上下文中另有理解,否則諸如特別是“能夠”、“可能”、“可以”、“例如”等的本文中所使用的條件性用語通常旨在傳達一些實施方式包括而其他實施方式不包括某些特征、元件和/或狀態(tài)。因此,這樣的條件性用語通常不旨在暗示特征、元件、塊和/或狀態(tài)對于一個或多個實施方式無論如何是需要的,或者一個或多個實施方式必須包括在有或沒有作者輸入或者提示的情況下決定這些特征、元件和/或狀態(tài)是否被包括在任何具體實施方式中或者在任何具體實施方式中執(zhí)行的邏輯。
本文中描述的方法可以包括實施人員采取的某些動作,然而,這些方法還可以明確地或者暗示性地包括這些動作的任何第三方指令。例如,諸如“定位電極”的動作包括“指示電極的定位”。
本文所公開的范圍還包括任何以及所有的重疊、子范圍及其組合。諸如“高達”、“至少”、“大于”、“小于”、“在......之間”等的用語包括記載的數(shù)字。諸如“約”或者“大約”的術語后的數(shù)字包括記載的數(shù)字,并且應該根據(jù)情況理解(例如,在各種情況下盡可能合理地準確,例如,±5%、±10%、±15%等)。例如,“約1v”包括“1v”。諸如“基本上”的術語后的措辭包括記載的短語,并且應該根據(jù)情況理解(例如,在各種情況下盡可能合理地多)。例如,“基本上垂直”包括“垂直”。除非另有聲明,否則所有的測量在包括溫度和壓力的標準條件下。