基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療的脈沖發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的心臟起搏治療心力衰竭范疇，尤其涉及一種基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療的脈沖發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]CHF是所有心血管疾病的惡性歸宿之一。盡管隨著病因治療和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑、β -受體阻滯劑等藥物治療的不斷進(jìn)步，CHF患者的住院死亡率和再住院率已有所降低，但CHF的發(fā)病率仍然居高不下，嚴(yán)重影響心血管疾病患者的生存質(zhì)量和預(yù)后。1994年，法國(guó)醫(yī)生Cazeau等首先報(bào)道對(duì)1例伴有完全性左束支傳導(dǎo)阻滯(LBBB)的男性CHF患者實(shí)施四腔(雙心房、雙心室)起搏治療，明顯改善了其臨床癥狀，從此為CRT這一 CHF的新療法揭開(kāi)了序幕。臨床研究發(fā)現(xiàn)，約1/3CHF患者的QRS時(shí)限超過(guò)120ms，常見(jiàn)于LBBB ;伴L(zhǎng)BBB的CHF患者的左心室(LV)激動(dòng)明顯晚于右心室(RV)，LV心內(nèi)膜激動(dòng)發(fā)生于經(jīng)室間隔由右向左激動(dòng)之后，室間隔無(wú)法支持LV射血，LV喪失了協(xié)調(diào)的球形收縮功能；最晚激動(dòng)位點(diǎn)通常是LV側(cè)壁、側(cè)后壁，在收縮晚期，LV側(cè)壁收縮，室內(nèi)壓迅速上升，室間隔受壓力影響向右凸出，產(chǎn)生矛盾運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而減少前向射血；室間和室內(nèi)電傳導(dǎo)延遲引發(fā)的LV內(nèi)區(qū)域性機(jī)械延遲，導(dǎo)致功能性的二尖瓣返流、LV收縮功能降低。CRT通過(guò)起搏雙心室恢復(fù)室間隔和LV側(cè)壁收縮的同步性，提高LV機(jī)械功能，增加舒張期充盈時(shí)間，減少室間隔的矛盾運(yùn)動(dòng)及二尖瓣反流，從而降低CHF患者的死亡率、再入院率，改善患者癥狀和生活質(zhì)量。MIRALE、CARE-HF、COMPAN1N、PATH-CHF和MUSTIC-SR等幾項(xiàng)關(guān)鍵的循證醫(yī)學(xué)研究明確了 CRT改善CHF患者心衰癥狀及預(yù)后的作用，在此基礎(chǔ)上，美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)/美國(guó)心臟協(xié)會(huì)、歐洲心臟病學(xué)會(huì)、中華醫(yī)學(xué)會(huì)心血管病分會(huì)/心電生理與起搏分會(huì)均已將CRT作為治療CHF患者的I類適應(yīng)證進(jìn)行推薦。目前隨著CRT在臨床的廣泛應(yīng)用，針對(duì)CRT脈沖發(fā)生器和起搏電極導(dǎo)線的性能設(shè)計(jì)、植入輔助工具和相關(guān)技術(shù)正經(jīng)歷著前所未有的快速發(fā)展，成為CHF的臨床治療學(xué)、醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]目前CRT在臨床實(shí)踐中基本采用右心房(RA)和雙心室起搏模式，通過(guò)設(shè)置起搏脈沖發(fā)生器的個(gè)體化房室間期(A-V間期)、室間間期(LV-RV/RV-LV間期)、感知性能、起搏性能、頻率應(yīng)答、感知響應(yīng)、起搏/感知極性等參數(shù)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)心電圖QRS波最窄，房室順序最佳，超聲心動(dòng)圖心室同步性指標(biāo)(E-A、VT1、MR、LVEDD、LVEF、IVMD及SPWMD等)最優(yōu)，患者癥狀最輕及并發(fā)癥最少，從而達(dá)到改善CHF患者癥狀與預(yù)后的治療目的。盡管CRT對(duì)失同步化的CHF患者的治療取得了令人矚目的成績(jī)，但部分CHF患者對(duì)CRT低反應(yīng)，甚至無(wú)反應(yīng)仍然困擾著患者和臨床醫(yī)生。目前臨床研究顯示，適應(yīng)證患者術(shù)前的QRS波越寬、植入CRT后QRS波時(shí)限越窄，患者對(duì)CRT的反應(yīng)率越高；而適應(yīng)證選擇不當(dāng)(如植入時(shí)機(jī)過(guò)晚)、LV電極定位不佳或脫位、CRT參數(shù)未動(dòng)態(tài)優(yōu)化、藥物治療和心理干預(yù)不當(dāng)、合并癥等因素導(dǎo)致近三分之一的CHF患者對(duì)CRT治療無(wú)反應(yīng)，其中排在第一位的影響因素就是不恰當(dāng)?shù)腁-V間期。為了獲得100%的雙心室起搏，往往需要設(shè)置較短的A-V間期，但過(guò)短的A-V間期可縮短心室舒張期時(shí)間，導(dǎo)致心室提前收縮、二 /三尖瓣提前關(guān)閉，不僅減少心輸出量，還削弱了心房“輔助栗”的功能。單獨(dú)LV起搏可延長(zhǎng)右心室充盈時(shí)間，增加肺動(dòng)脈血流，減少靜脈系統(tǒng)淤血，間接增加了患者血氧含量及左心回血，減少房室瓣返流，延緩甚至逆轉(zhuǎn)心室擴(kuò)大。由于絕大多數(shù)CHF患者為竇性心律，房室結(jié)功能無(wú)明顯異常，且遠(yuǎn)期發(fā)生房室傳導(dǎo)阻滯的風(fēng)險(xiǎn)較低，故單純LV起搏，而非雙心室起搏，是否可能恢復(fù)心室同步性引起了學(xué)界的興趣。
[0004]EATER-EARTH注冊(cè)研究及一些樣本量略小的非劣性臨床研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于LVEF (左室射血分?jǐn)?shù))(35%、合并LBBB(QRS寬度彡130ms)的患者，經(jīng)過(guò)為期6?12個(gè)月的隨訪觀察，單純LV起搏對(duì)患者臨床狀況、運(yùn)動(dòng)耐量、LV內(nèi)徑及功能等指標(biāo)的改善程度與雙心室起搏相近。薈萃分析也進(jìn)一步肯定了單純LV起搏在治療合并心室機(jī)械運(yùn)動(dòng)失同步的心功能不全患者的地位。
[0005]基于上述理論，我們假設(shè)針對(duì)房室結(jié)功能正常的LBBB患者，設(shè)計(jì)獨(dú)特的脈沖發(fā)生器，在僅單純實(shí)施LV起搏的情況下，通過(guò)自動(dòng)動(dòng)態(tài)設(shè)置A-V間期，使其自身房室結(jié)傳導(dǎo)參與心室激動(dòng)，觸發(fā)最窄QRS以實(shí)現(xiàn)CRT療效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型提供一種具有智能化程度高、低功耗、用途廣泛、操作簡(jiǎn)便且使用成本低的基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療的脈沖發(fā)生器。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療脈沖發(fā)生器，包括雙路心腔內(nèi)心電放大器和雙路脈沖發(fā)生器以及微處理器構(gòu)成的整體運(yùn)行控制中心，所述脈沖發(fā)生器通過(guò)放置于心腔內(nèi)的右房電極和左室電極與人體心臟連通，發(fā)放基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療脈沖并接受心肌的電生理信號(hào)。
[0008]進(jìn)一步地:所述雙路心腔內(nèi)心電放大器，在接受并處理心房和心室電生理信號(hào)時(shí)，能夠雙腔同時(shí)采用雙極模式，也能夠雙腔同時(shí)采用單極導(dǎo)聯(lián)模式，也能夠一腔采用單極，另一腔采用雙極導(dǎo)聯(lián)模式。
[0009]進(jìn)一步地:所述雙路心腔內(nèi)心電放大器硬件增益是50-100倍，50/60HZ陷波電路，峰值頻率可選并通過(guò)4級(jí)巴赫曼濾波器，實(shí)現(xiàn)放大器帶通頻率為5-200HZ。
[0010]進(jìn)一步地:所述雙路心腔內(nèi)心電放大器將原始心電信號(hào)硬件處理后，進(jìn)入MCU的模數(shù)處理器(A/D轉(zhuǎn)換)，采用12倍SAR結(jié)構(gòu)。
[0011]進(jìn)一步地:所述雙路脈沖發(fā)生器脈沖寬度為0.1-1.0ms，步進(jìn)±0.1ms，刺激脈沖電壓范圍為1-10V，步進(jìn)±1.0V，刺激脈沖波形正向、負(fù)向及雙向可選，默認(rèn)負(fù)向。
[0012]進(jìn)一步地:所述微處理器通過(guò)其A/D轉(zhuǎn)換器將心電模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化后處理，包括對(duì)信號(hào)的振幅控制，50/60HZ陷波高Q值深度處理，數(shù)字四級(jí)高通和低通濾波，5-150Hz范圍的帶寬優(yōu)化處理切削。
[0013]進(jìn)一步地:所述心電信號(hào)帶寬優(yōu)化處理，是指通過(guò)脈沖發(fā)生器的MCU發(fā)出的程序，即AS/AP-VS自動(dòng)搜索所產(chǎn)生的系列心電信號(hào)實(shí)施全程邏輯算法處理，處理的內(nèi)容涵蓋每一個(gè)實(shí)時(shí)的AS/AP-VS信息，即AS/AP起始點(diǎn)坐標(biāo)，VS起始點(diǎn)和腫么點(diǎn)坐標(biāo)，并計(jì)算出AS/ΑΡ-VS間期，將坐標(biāo)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，依靠固話的邏輯算法程序，最終確定發(fā)生最窄VS實(shí)現(xiàn)的AS/AP-VS間期。
[0014]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的一種基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療的脈沖發(fā)生器至少存在以下優(yōu)點(diǎn):所述基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療的脈沖發(fā)生器對(duì)心腔內(nèi)電信號(hào)，即AS、AP、VS或VP的采集，重點(diǎn)放在其信號(hào)源低中端頻率范圍，SP5-100HZ帶寬內(nèi)，目的是易于對(duì)AS、AP、VS或VP激動(dòng)的起始點(diǎn)和終末點(diǎn)實(shí)施更精確的模擬化和數(shù)字化處理，通過(guò)硬件電路和軟件編程，濾除心腔內(nèi)電信號(hào)多重?zé)o序的高次諧波，保留住AS、AP、VS或VP起始點(diǎn)和終末點(diǎn)相對(duì)清晰的信號(hào)源低中端頻率成分，以便于邏輯算法容易通過(guò)波形的拐點(diǎn)斜率變化，進(jìn)行計(jì)算、分析和判斷，更精確測(cè)量出X軸時(shí)間向量的AS/AP初始點(diǎn)和VS/VP初始點(diǎn)和終結(jié)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型；
[0016]圖1為本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器起搏裝置硬件基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器基于自身房室傳導(dǎo)自動(dòng)搜索AS/AP-VP軟件邏輯圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的脈沖發(fā)生器自動(dòng)搜索檢測(cè)程序和CRT起搏治療工作流程圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的基于自身房室傳導(dǎo)自動(dòng)搜索AS-VP示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0021]如圖1至圖4所示，其示出了本實(shí)用新型的通過(guò)對(duì)自行研發(fā)的基于自身房室傳導(dǎo)的心臟再同步化治療(CRT)脈沖發(fā)生器(下文以CRT-GZ1代之)的起搏模式、邏輯算法、心腔內(nèi)心電信號(hào)測(cè)量和實(shí)時(shí)同步計(jì)算，以及臨床方法學(xué)的建立，研究了一套完整的建立在CHF患者自身房室傳導(dǎo)狀態(tài)下的新型CRT技術(shù)。
[0022]1、起搏電極導(dǎo)管和CRT-GZ1脈沖發(fā)生器的植入及工作原理簡(jiǎn)述
[0023]CRT產(chǎn)生的最佳血液動(dòng)力學(xué)不僅依賴LV電極安置的部位，也與最適合的A-V間期、LV-RV/RV-LV間期密切相關(guān)。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種基于自身房室傳導(dǎo)的新型CRT方案:首先，在臨床上對(duì)符合CRT植入的I類適應(yīng)癥患者，應(yīng)用常規(guī)植入CRT的RA電極和LV電極的方法，局部麻醉下經(jīng)鎖骨下靜脈途徑，僅植入RA心內(nèi)膜起搏電極導(dǎo)管和LV心外膜起搏電極導(dǎo)管(經(jīng)冠狀靜脈竇逆行置于冠狀靜脈屬支)；其次，在完成起搏電極導(dǎo)管的參數(shù)測(cè)試后，分別將RA電極和LV電極與具有房室順序雙腔起搏(DDD/DDDR)功能的CRT-GZ1的心房和心室輸入/出口連接，將電極與脈沖發(fā)生器包埋于上胸部皮下；CRT-GZ1對(duì)患者的心房感知(AS) -心室感知(VS)、心房起搏(AP)-VS、AP-心室起搏(VP)、AS_VP等四種A-V間期及其相應(yīng)的腔內(nèi)QRS時(shí)限進(jìn)行自動(dòng)搜索測(cè)量，并自動(dòng)設(shè)置觸發(fā)最窄QRS時(shí)限的AS/AP-VP間期，以雙極模式進(jìn)行起搏。值得強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型系基于患者自身房室傳導(dǎo)的CRT模式，即通過(guò)對(duì)AS/AP-VS進(jìn)行自動(dòng)搜索