專利名稱：用于骨骼肌或平滑肌的心臟同步刺激的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，其用于針對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激。病人可以是人類或其它諸如賽馬的哺乳動物，或者也可以是其它具有心臟和心血管系統(tǒng)的動物，例如袋鼠(狀況良好的袋鼠心臟可作為瓣膜替代物用于人體中)。
背景技術(shù)：
下文中引用病人的部分將涵蓋上述所有內(nèi)容，而不僅僅指健康狀況不佳的病人，因為使用本發(fā)明進(jìn)行的治療可用于這樣的人體或動物體，它們并未生病但是在某些方面存在改進(jìn)它們的生理或精神狀況的需要。
這類裝置和方法例如在公開號為WO01/013990的國際專利申請中得到描述。
申請人已經(jīng)確定，上述文獻(xiàn)WO01/013990中所描述的裝置和方法可有益于大量不同的應(yīng)用。所述裝置和方法的主要應(yīng)用在于，改進(jìn)病人心臟狀況，例如降低心臟病發(fā)作的可能性，或者改進(jìn)心臟病發(fā)作之后心臟的狀況，或者幫助病人在導(dǎo)管手術(shù)后進(jìn)行康復(fù)，或者治療具有慢性疾病特別是慢性心臟衰竭的病人以及受缺乏新陳代謝并發(fā)癥困擾的病人。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所采用的治療可以做出微小改動，以便改進(jìn)向身體各部分的血液流動，并改進(jìn)來自身體各部分的淋巴液流動。而且，已經(jīng)顯示可以使用治療來改進(jìn)范圍較廣的病人的綜合狀況，例如那些處于病中或從疾病康復(fù)的病人的綜合狀況。在WO01/013990中也了解和描述了較寬范圍的其它應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)在文獻(xiàn)WO01/013990中所描述的裝置和方法，并且特別地提供一種非常靈活的系統(tǒng)，其使病人能夠作為門診病人治療，并且實際上還可以在病人進(jìn)行其日常生活的長時間內(nèi)得到治療。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供如下裝置和方法，其能夠靈活地改變?nèi)魏尾∪怂邮盏闹委?，并且使該治療能夠考慮到在這類治療中的進(jìn)展，這種進(jìn)展隨著時間推進(jìn)而發(fā)生，并且隨著使用所述裝置和方法的實際經(jīng)歷的增加以及成功治療的數(shù)據(jù)庫變得更大，這種進(jìn)展為人們所期待。
本發(fā)明的又一目的是使關(guān)聯(lián)到病人的裝置物理尺寸最小化，使得其輕便、緊湊、易于攜帶、可靠，并且不以任何明顯的方式對病人產(chǎn)生妨礙，從而使得例如包含其中的電池具有較長的使用壽命。
本發(fā)明的又一目的是提供一種裝置和方法，其使得病人對他正在接受的治療的反應(yīng)可以被遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且優(yōu)選地，該裝置和方法還用于，如果監(jiān)控顯示該治療并非理想地適合特定病人的需要，就改變或者中斷該治療。
為了滿足所提供的上述目的，根據(jù)本發(fā)明，原先所稱的那種裝置包括-至少一個有源電極和至少一個無源電極，它們適于連接到所述病人，-信號處理器，其優(yōu)選地具有相關(guān)聯(lián)的配置輸入，用來至少改變與反搏模式刺激相關(guān)聯(lián)的時間延遲，-感應(yīng)系統(tǒng)，用于感應(yīng)與病人心臟的性能相關(guān)的信息，并用于將信息信號傳送到所述信號處理器，-所述信號處理器適于產(chǎn)生與刺激信號相關(guān)的控制信號信息，所述刺激信號以反搏模式被施加到所述至少一個有源電極，-與所述有源電極相關(guān)聯(lián)的刺激信號發(fā)生器，用于產(chǎn)生刺激信號-無線傳輸裝置，用于將所述控制信號信息從所述信號處理器傳送到所述刺激信號發(fā)生器，由此所述刺激信號發(fā)生器根據(jù)所述控制信號信息，以反搏模式將刺激信號施加到所述有源電極。在獨(dú)立權(quán)利要求41中闡述了滿足上述目的的另一種相關(guān)方式。
與心臟性能相關(guān)的信息典型地從包括如下內(nèi)容的組中選出心率信息、ECG信息、ECG導(dǎo)出信息、ECG信息及由電刺激形成的信息、ECG導(dǎo)出觸發(fā)信號、R-R信息、T波終點(diǎn)(end)信息、血壓信息和血壓導(dǎo)出信息。
所述感應(yīng)系統(tǒng)可包括侵入式感應(yīng)器、內(nèi)腔感應(yīng)器、非侵入式感應(yīng)器、體表感應(yīng)器和與病人身體分開的遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)中的至少一種。
如果提供了遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)，則信號處理器可被集成到所述遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)中。
不過，所述感應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)選地適于將所述心臟信息無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥鳌?br> 可替換地，所述感應(yīng)系統(tǒng)適于將所述心臟信息傳送到與信號處理器相關(guān)聯(lián)的醫(yī)療評估單元，然后，所述醫(yī)療評估單元優(yōu)選地適于將信號配置信息傳送到所述信號處理器，使得所述信號處理器在產(chǎn)生所述控制信號信息時采納所述配置信息。
上述類型的裝置具有的優(yōu)點(diǎn)在于，從信號處理器到刺激信號發(fā)生器的無線傳輸使信號處理器能夠遠(yuǎn)離病人，并使得刺激信號發(fā)生器被造得小而緊湊，因為對于刺激信號發(fā)生器而言產(chǎn)生觸發(fā)信號所必要的處理容量位于分離的信號處理器中，并且不必被病人攜帶。另外，與病人所攜帶的刺激信號發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的電池不必為信號處理器的運(yùn)行提供功率，因此能夠被造得較小且較輕。
特別優(yōu)選的是，如果用于感應(yīng)與病人心臟性能相關(guān)的信息并用于傳送信息信號的感應(yīng)系統(tǒng)適于將所述信息信號直接無線傳輸?shù)叫盘柼幚砥鳎蛘呖赡艿赝ㄟ^醫(yī)療評估單元傳輸信號處理器，這將是特別有益的。如果從感應(yīng)系統(tǒng)使用這種無線傳輸，則病人完全不需要線路來將他(或她)連接到相關(guān)聯(lián)的裝置，例如醫(yī)療評估單元和信號處理器。
如下過程足以用來實現(xiàn)本發(fā)明的目的如果用于提供與心臟性能相關(guān)的信息的感應(yīng)系統(tǒng)簡單地檢測病人心律的R峰，并確認(rèn)這些峰在哪一時刻出現(xiàn)，以便由這些峰預(yù)測針對每個連續(xù)心跳的心律的T波終點(diǎn)，從而能夠在預(yù)測的T波終點(diǎn)之處或附近處例如以反搏模式執(zhí)行刺激。這種信息可被心電圖儀或心電示波鏡所傳送，但是簡單的一套ECG電極也基本可行，該ECG電極能夠與簡單輕質(zhì)的監(jiān)控器相組合。同樣地，公知的器件，例如“Polar”TM帶或腕式血壓檢測器也可以可靠地提供與病人心律相關(guān)的信號跡線，從這些跡線可以導(dǎo)出R-R峰和/或T波終點(diǎn)上的信息。也存在特定的能夠傳送相應(yīng)信息的遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)。
如果使用電檢測，例如使用ECG電極，那么還具有這樣的好處，施加于病人的電刺激也可以被ECG電極獲取，并且能夠被添加在病人心律的跡線上顯示。采用這種方式，可以更好地達(dá)到電刺激與病人心律的同步及其對病人心律的效果。
可以使感應(yīng)系統(tǒng)自身具有發(fā)射器，用于將與病人心臟性能相關(guān)的信息傳送到信號處理器，或者傳送到與信號處理器相關(guān)聯(lián)的醫(yī)療評估單元，以及使刺激信號發(fā)生器具有天線，用于從信號處理器接收觸發(fā)信號，并可選地接收其它信息。
可以使感應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)射器和刺激信號發(fā)生器的接收器組合成收發(fā)器，其由病人所攜帶，并且例如被電線連接到感應(yīng)系統(tǒng)以及連接到刺激信號發(fā)生器。這種收發(fā)器易于得到，例如采用移動電話的形式。移動電話可具有如下優(yōu)勢它們具有足夠的信號處理功率，使得相關(guān)軟件能夠存儲于它們之中，作為與病人心律以及心臟性能相關(guān)的數(shù)據(jù)以及與所采用的或待采用的刺激相關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，自動程序允許將這種信息在間隔時間處傳送到醫(yī)療評估單元，以便于在醫(yī)療評估單元處監(jiān)控多個不同病人的醫(yī)療從業(yè)者進(jìn)行訪問。而且，熟練的醫(yī)療從業(yè)者不必執(zhí)行所有評估。如果某處出現(xiàn)差錯，則程序也可以擬定哪些例行程序可以被僅僅受到提醒的醫(yī)療從業(yè)者用來執(zhí)行檢測。
信號處理器自身也能夠被實現(xiàn)作為移動電話或作為與之類似的專用單元。這就易于從例如與信號感應(yīng)系統(tǒng)和/或刺激信號發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的移動電話進(jìn)行通訊，因為這兩個系統(tǒng)，即與感應(yīng)系統(tǒng)和/或刺激信號發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的移動電話以及與信號處理器相關(guān)聯(lián)的移動電話，可自然兼容。此外，在任何現(xiàn)在的移動電話中可得到的處理功率足以存儲信號處理器為了分析來自感應(yīng)系統(tǒng)的信息而所需的軟件程序，從而預(yù)測產(chǎn)生T波終點(diǎn)的時間，并從而產(chǎn)生用于直接傳送到刺激信號發(fā)生器的必需的觸發(fā)器信號。如果信號處理器被實現(xiàn)為移動電話，則它可被病人所攜帶，而不需要讓病人與電話連線，并且形成信號處理器的移動電話可通過其內(nèi)建的天線接收從感應(yīng)系統(tǒng)的天線(或從刺激信號發(fā)生器)傳送的信號，并能夠?qū)⒖刂菩盘杺魉偷酱碳ば盘柊l(fā)生器。
使用移動電話或與移動電話類似的系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)勢在于，與其它任何移動電話或與移動電話類似系統(tǒng)的通訊包括電話號碼，而電話號碼可用于唯一地標(biāo)識將要與之建立通訊的一方和所接收的通訊來自的一方。因此，一個信號處理器可與多個不同的刺激信號發(fā)生器通訊，并且事實上與大量的刺激信號發(fā)生器通訊，并且該信號處理器能夠基于用戶的特定需要或者基于相關(guān)聯(lián)刺激信號發(fā)生器的特定需要，而將不同的觸發(fā)器信息和其它信息提供給這些發(fā)生器中的每一個。
沒有必要與多個用戶同時進(jìn)行這種通訊，但是可替換為，可以在離散的時刻處將相關(guān)信息分批地傳遞到單獨(dú)的用戶。例如，一旦已經(jīng)構(gòu)建了觸發(fā)信號的定時方案，則它可以保持一定時期，只要病人心律保持基本恒定。因此，由信號處理器傳遞到刺激信號發(fā)生器的觸發(fā)定時信息可存儲在刺激信號發(fā)生器的存儲器中，并循環(huán)地用于觸發(fā)電刺激。因為刺激信號發(fā)生器能夠容易地與感應(yīng)系統(tǒng)通訊，因此由信號處理器構(gòu)建的定時也可以被刺激信號發(fā)生器保持并重復(fù)使用，從而將刺激施加于病人，直到提供心臟信息的感應(yīng)系統(tǒng)顯示情況已經(jīng)改變并且需要由觸發(fā)信號的定時中的變化來反映。一旦發(fā)生上述情況，則可以自動呼叫信號處理器，直到提供變化的定時。
特別優(yōu)選的是，醫(yī)療評估單元向醫(yī)療從業(yè)者給出改變由信號處理器所使用的程序以產(chǎn)生定時信號的可能性。采用這種方式，可根據(jù)由醫(yī)療從業(yè)者所評估的病人需求，適用由信號處理器供給到刺激信號發(fā)生器的定時信號。
如果通過結(jié)合移動電話元件也實現(xiàn)了醫(yī)療評估單元，從而可以在醫(yī)療評估單元和刺激信號發(fā)生器之間直接進(jìn)行通訊，這是非常受歡迎的。例如，如果醫(yī)療從業(yè)者個人地或者響應(yīng)在醫(yī)療評估單元處產(chǎn)生的警告信號而做出如下感應(yīng)，即，使用于特定病人的治療例如因為諸如事故等事件而并不令人滿意或者具有潛在的危險性，那么，存在直接關(guān)閉刺激信號發(fā)生器的可能性，從而防止進(jìn)一步治療，直到問題已經(jīng)得到補(bǔ)救的時刻。
醫(yī)療評估單元也可適于將配置信息無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥鳌?br> 在可替換實施例中，由感應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的心臟信息并不發(fā)送到醫(yī)療評估單元，而是通過無線傳輸發(fā)送到信號處理器，并且信號處理器可以適于將所述心臟信息傳送到醫(yī)療評估單元(通過有線傳輸或通過無線傳輸)。同樣地，然后醫(yī)療評估單元可適于將信號配置信息通過有線傳輸或通過無線傳輸傳送到信號處理器，然后，信號處理器在產(chǎn)生所述信號信息時采納所述配置信息。
在特別優(yōu)選的實施例中，提供了多個有源電極，每個有源電極均具有相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器，所述信號處理器適于將與所述有源電極中一個唯一相關(guān)的相應(yīng)控制信號傳送到每個所述刺激信號發(fā)生器。
例如，每個有源電極可以具有通過相應(yīng)導(dǎo)線與其相連接的相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器。
可替換地，相應(yīng)的導(dǎo)線可被提供用于每個有源電極，并且所述刺激信號發(fā)生器可關(guān)聯(lián)有一裝置，該裝置用來將刺激信號通過所述導(dǎo)線順序施加到所述有源電極。
當(dāng)所述信號處理器具有單一發(fā)射器，其適于將控制信號信息發(fā)送到多個刺激信號發(fā)生器，則提供一裝置，其用來將特定控制信號唯一地關(guān)聯(lián)到所述刺激信號發(fā)生器中相應(yīng)的一個。
可替換地，所述信號處理器可具有多個發(fā)射器，每一個均適于將控制信號信息傳送到所述刺激信號發(fā)生器中相應(yīng)的一個或一組。在后一種情況中，提供一裝置，其用于將特定控制信號唯一地關(guān)聯(lián)到所述刺激信號發(fā)生器中相應(yīng)的一個。
所述信號處理器優(yōu)選地適于發(fā)送針對施加到有源電極的一串刺激信號的控制信號信息，所述控制信號信息從如下組中選出，所述組包括
刺激信號的幅度，刺激信號的頻率，刺激信號串的持續(xù)時間，所述串的單獨(dú)的刺激信號的寬度，刺激信號串相對于選擇用于反搏刺激的參照的延遲，和識別碼，所述刺激信號發(fā)生器通過該識別碼識別出所述控制信號信息是打算提供給它的。
如上文所述，在所述刺激信號發(fā)生器處或在每個所述刺激信號發(fā)生器處優(yōu)選地提供一裝置，該裝置用于存儲與任何對應(yīng)相關(guān)聯(lián)的有源電極有關(guān)的控制信號信息。
特別優(yōu)選的是，在所述信號處理器處提供裝置，該裝置用于傳送用于處理所述控制信號信息的程序、隨后對所述程序的任何變化、以及用于處理所述控制信號信息的新程序中的至少一個。
所述刺激信號發(fā)生器或每個所述刺激信號發(fā)生器中包括如下項目中的至少一些其自身的控制器，其自身的時鐘，其自身的接收器天線(RX)，功率電路，和電池。
特別有益的是，所述刺激信號發(fā)生器或每個所述刺激信號發(fā)生器包括如下額外項目中的至少一些發(fā)射器(TX)，用于數(shù)據(jù)存儲的裝置，用于程序存儲的裝置，和信號發(fā)生器觸發(fā)器。
本發(fā)明的特別有益的實現(xiàn)方式包括所述刺激信號發(fā)生器或每個所述刺激信號發(fā)生器被提供以提供蘇醒模式、睡眠模式和消亡(death)模式的程序。采用這種配置，與刺激信號發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的電池僅僅在蘇醒模式期間傳送數(shù)量可觀的功率，而不會在睡眠模式期間或者消亡模式期間進(jìn)行傳送，在睡眠模式期間信號發(fā)生器可被喚醒，而在消亡模式期間信號發(fā)生器不再被喚醒，除非對電池進(jìn)行更換或重新充電。即使在一次心跳期間，這種刺激信號發(fā)生器也可被開啟和關(guān)閉以便節(jié)省能量，并且這增大了電池在對其更換或重新充電之前的工作壽命。
特別有利的是，在所述信號發(fā)生器、與所述裝置相關(guān)聯(lián)的所述刺激信號發(fā)生器和醫(yī)療評估單元中的至少一個處提供顯示器，所述顯示器用于顯示所述心臟信號信息。
所述顯示器也可適于顯示表示施加到所述病人的電刺激圖像的數(shù)據(jù)。所述顯示器優(yōu)選地適于顯示實際ECG跡線和其上添加有所述圖像的ECG跡線的表示中的一個。
當(dāng)提供了醫(yī)療評估單元時，所述醫(yī)療評估單元也優(yōu)選地具有用于打印所述顯示數(shù)據(jù)的相關(guān)聯(lián)打印機(jī)。
所述感應(yīng)系統(tǒng)也優(yōu)選地適于將定時信號傳遞到一個或多個所述刺激信號發(fā)生器。這使觸發(fā)信號(特別是上文提到的所存儲的觸發(fā)信號)與待檢測的病人心律能夠同步。
所述感應(yīng)系統(tǒng)包括非電學(xué)感應(yīng)器，并將數(shù)據(jù)從所述非電學(xué)感應(yīng)器傳送到所述信號處理器。這種系統(tǒng)避免了施加到病人的電刺激被不正確地解釋為心臟信息。
所述感應(yīng)系統(tǒng)包括相關(guān)聯(lián)的信號處理器和發(fā)射器。這使得，在向信號處理器或醫(yī)療評估單元傳送之前，信號處理器(其也可以為移動電話或移動電話相關(guān)單元的一部分)能夠壓縮心臟信息和與施加于病人的電刺激相關(guān)的信息。
感應(yīng)系統(tǒng)可方便地包括A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲存儲器和數(shù)據(jù)壓縮器中的至少一個。所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述數(shù)據(jù)存儲存儲器和所述數(shù)據(jù)壓縮器中的至少一個可被包含在所述相關(guān)聯(lián)的信號處理器中。
當(dāng)所述感應(yīng)系統(tǒng)包括將用于向所述信號處理器傳送的信息壓縮成包的數(shù)據(jù)壓縮器時，信號處理器和/或醫(yī)療評估單元適于將所述數(shù)據(jù)包匯集成連續(xù)的數(shù)據(jù)流，可選地采用帶有添加的電刺激信號的ECG跡線的形式。
相應(yīng)的編碼優(yōu)選地被唯一地關(guān)聯(lián)到所述感應(yīng)系統(tǒng)、所述信號處理器和一個或多個所述電刺激信號發(fā)生器中的每一個，使得每個項目可被唯一地標(biāo)識。
電刺激信號發(fā)生器優(yōu)選地具有相關(guān)聯(lián)的電源，該電源采用電池和升壓轉(zhuǎn)換器的形式。
一種對裝置進(jìn)行操作的方法，所述裝置用于針對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激，例如操作根據(jù)任一項裝置權(quán)利要求所述的裝置，所述方法包括使用感應(yīng)系統(tǒng)提供來自病人的心臟信息從而通過無線裝置將所述心臟信息傳遞到信號處理器和醫(yī)療評估單元中至少一個的步驟，和使用信號處理器將觸發(fā)數(shù)據(jù)傳遞到一個或多個刺激信號發(fā)生器的步驟，所述醫(yī)療評估單元適于將配置數(shù)據(jù)輸入到信號處理器中，所述刺激信號發(fā)生器適于將電刺激信號施加到病人身上或體內(nèi)的電極。
所述信號處理器可將所述觸發(fā)數(shù)據(jù)即所述控制信號信息通過無線傳輸發(fā)送到所述一個或多個刺激信號發(fā)生器。
權(quán)利要求48闡述了一種相關(guān)方法。在權(quán)利要求書中并且在進(jìn)一步的描述中闡述了所述裝置和方法的優(yōu)選改造。


現(xiàn)在將僅通過示例并參照附圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明，所述附圖如下圖1為示出了描述根據(jù)第一實施例運(yùn)行本發(fā)明的第一示意圖，圖2為示出了本發(fā)明第二實施例的類似于圖1的視圖，圖3為示出了本發(fā)明第三實施例的類似于圖1的進(jìn)一步視圖，
圖3A為與圖3所示相關(guān)但是示出了用于信號處理器的配置輸出與信號處理器之間的雙向無線通訊的視圖，圖4為示出了本發(fā)明第四實施例的類似于圖1的第四視圖，圖5為示出了圖4中實施例的可能替換版本的類似于圖4的示意圖，圖6為示出了本發(fā)明又一替換實施例的類似于圖4的另一視圖，圖7為與圖4所示相關(guān)但是示出了本發(fā)明又一實施例的另一示意圖，圖7A為與圖7所示相關(guān)但是示出了醫(yī)療評估單元和信號處理器之間的雙向無線通訊的可能性的視圖，圖7B為類似于圖7A但是示出了通過導(dǎo)線與刺激信號發(fā)生器相連或者與其集成的信號處理器的視圖，圖8為示出了升壓轉(zhuǎn)換器的第一實施例的示意圖，其中升壓轉(zhuǎn)換器能夠用于本發(fā)明以將電池的輸出電壓增大到用于電刺激目的的較高電壓，圖9示出了類似于圖8但是為實現(xiàn)本發(fā)明目的而進(jìn)一步改造的第二升壓轉(zhuǎn)換器的示意圖，圖10示出了刺激信號發(fā)生器的示意圖，該刺激信號發(fā)生器可用于本發(fā)明并可與圖8的電路或圖9的電路一起操作，圖11A為表示取自病人并且其上添加有電刺激脈沖的ECG跡線的示意圖，該視圖可顯示于感應(yīng)系統(tǒng)處、與感應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的醫(yī)療評估單元處、或與感應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的信號處理器處，圖11B為以放大比例示出圖11A所示的電刺激脈沖的兩個連續(xù)兩階段脈沖的形狀的視圖，圖12為闡釋圖8的升壓轉(zhuǎn)換器運(yùn)行的示意圖，圖13為闡釋圖9的升壓轉(zhuǎn)換器運(yùn)行的示意圖，圖14A和14B為示出與適于用在本發(fā)明任一實施例中的一對有源和無源刺激電極的刺激信號發(fā)生器的視圖，并且圖14A實際上采用俯視圖形式，而圖14B實際上采用側(cè)視圖形式，圖15為示出了帶有四對有源和無源電極的病人的視圖，
圖16A和16B為類似于圖11A但是示出了刺激信號如何依次施加到每對有源電極的視圖，圖16A和16B的視圖對應(yīng)于國際專利申請PCT/EP2004/012618(代理編號C5147PWO)中的圖6和圖8，圖17A和17B為對應(yīng)于國際專利申請PCT/EP2004/012619(代理編號C5148PWO)中圖5A和5B的視圖，其示出了針對病人的一次心跳而向一對有源和無源電極提供的電刺激的一種可能的方案。
具體實施例方式
在不同附圖的實施例中，相同附圖標(biāo)記將用于標(biāo)識同樣的元件，所述同樣的元件彼此一樣或者具有相同的功能?？梢岳斫獾氖?，在任一附圖中針對具有特定附圖標(biāo)記的任意元件所給出的描述也可應(yīng)用于在任意其它附圖中具有相同附圖標(biāo)記的任意元件，除非具有相反的申明。
首先從圖1開始，可以看見裝置10，其用于心臟同步刺激人12身上或體內(nèi)、或者其他病人身上或體內(nèi)、或者諸如賽馬等動物體身上或體內(nèi)具有的骨骼肌或平滑肌，所述人、病人或動物體具有心臟和心血管系統(tǒng)。骨骼肌或平滑肌理論上可位于病人身體上的任意位置。
例如采用如下方式典型地通過諸如14、16的電極實現(xiàn)刺激，即公開號為WO 01/01 3990的國際專利申請中所描述的方式；或者均在2004年11月08日提交的國際專利申請PCT/EP2004/012618(代理編號C5147PWO)、PCT/EP2004/012619(代理編號C5148PWO)、PCT/EP2004/012617(代理編號C5150PWO)或歐洲專利申請EP 04026453.3(代理編號C5152PEP2)中所描述的方式，這些專利申請的內(nèi)容通過引用并入于此。
裝置10包括如下項目-至少一個有源電極14和至少一個無源電極16，它們適于連接到接受治療的病人12上，-信號處理器18，其具有相關(guān)的配置輸入20，用于至少改變與反搏模式刺激相關(guān)的時間延遲，
-感應(yīng)系統(tǒng)22，用于感應(yīng)與病人心臟性能相關(guān)的信息，并用于將信息信號傳送到信號處理器18，信號處理器18適于產(chǎn)生與刺激信號相關(guān)的控制信號信息，該控制信號信息采用反搏模式施加到所述至少一個有源電極14，-刺激信號發(fā)生器24，其與所述至少一個有源電極相關(guān)聯(lián)，并用于產(chǎn)生施加到所述至少一個有源電極的刺激信號，和-無線傳輸裝置26，它被包含在信號發(fā)生器18中或與其相關(guān)聯(lián)，并用于將控制信號信息從信號發(fā)生器18傳送到在刺激信號發(fā)生器24處的接收器27。
采用這種方式，根據(jù)從信號處理器18接收的控制信號信息，刺激信號發(fā)生器24以反搏模式將刺激信號施加到所述至少一個有源電極。
與心臟性能相關(guān)的信息可具有不同類型，并且例如能夠從包括如下內(nèi)容的組中選出，即心率信息(例如來自“Polar”beltTM)、ECG信息(例如來自心電圖儀或心電示波鏡)、ECG導(dǎo)出信息、ECG信息及從電刺激產(chǎn)生的信息、ECG導(dǎo)出觸發(fā)信號、R-R信息、T波信息、血壓信息(例如來自血壓監(jiān)控器)、和血壓導(dǎo)出信息。
所述感應(yīng)系統(tǒng)22可包括侵入式感應(yīng)器、內(nèi)腔感應(yīng)器、非侵入式感應(yīng)器、體表感應(yīng)器和與病人身體分開的遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)中的至少一種。
上文所列的單獨(dú)項目的工作將得到更為詳細(xì)的闡述。如上文所述，采用如上述WO01/013990中所描述的反搏模式來施加刺激?；径?，這意味著，在與病人心律的T波終點(diǎn)相對應(yīng)的某一時間，初始電刺激被施加于病人，并且更具體地，該時間位于所述T波終點(diǎn)之前的R-R路徑的5％以及所述T波終點(diǎn)之后的R-R路徑的45％的范圍內(nèi)的時間窗。
與T波終點(diǎn)的病人心律的同步而將初始刺激通過電極施加于病人的精確時間，被稱為延遲。如果刺激的施加時間處于T波終點(diǎn)之前的R-R路徑的5％范圍之中，則所述延遲視為負(fù)，而如果所施加的延遲處于所述T波終點(diǎn)之后的R-R路徑的45％的范圍之中，則所述延遲視為正。如果初始刺激對應(yīng)所述T波終點(diǎn)，則所述延遲為零。作為測量相對于T波終點(diǎn)的延遲的替代方案，更為方便的是，從先前的R峰測量延遲，在這種情況下延遲總是為正。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，例如在心電圖上所示的在心律的連續(xù)R峰之間的距離所對應(yīng)的R-R路徑長度的概念，以及心電圖中被稱為T波終點(diǎn)的點(diǎn)，是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域業(yè)已確定的術(shù)語。它們例如被示于圖11A和圖16B中。進(jìn)一步，可以理解的是，例如以毫秒表示的R-R路徑的實際長度，反比于在任一時刻所主導(dǎo)的病人心率，并且根據(jù)心臟狀況以及根據(jù)病人是否處于休息或正在鍛煉、或興奮、或緊張、或正在執(zhí)行艱巨任務(wù)，該實際長度還受到相當(dāng)大的變化的影響。使用所謂的Bazett關(guān)系或者參照針對不同種類人員或病人的統(tǒng)計表，可以從R峰的發(fā)生時刻預(yù)測T波終點(diǎn)。當(dāng)根據(jù)目前的示教而使用心臟刺激時，需要從R-R路徑長度的歷史值，例如從即刻之前的R-R路徑長度或從先前若干心搏的R-R路徑長度的近期平均值，預(yù)測下一T波終點(diǎn)將在何時發(fā)生，并且還需要使用合適的延遲對在所預(yù)測的T波終點(diǎn)之處或附近將發(fā)生的電刺激信號的觸發(fā)進(jìn)行定時。
在上述專利申請PCT/EP2004/012618(代理編號C5147PWO)中能夠找到從過去的R-R值預(yù)測T波終點(diǎn)的方式以及對所出現(xiàn)難點(diǎn)的討論。另外，專利申請PCT/EP2004/012619(代理編號C5148PWO)描述了通過在初始刺激脈沖之后的每個心搏期間施加額外的電肌肉刺激脈沖來有益地延長肌肉收縮的方式。專利申請PCT/EP2004/012617(代理編號C5150PWO)描述了一種裝置和方法，通過該裝置和方法，以預(yù)定圖案為根據(jù)或者隨機(jī)地改變電刺激脈沖，從而避免長時間施加刺激的肌肉或肌肉群變得疲勞。所有這些技術(shù)需要諸如18的信號處理器來確定相對于病人實際感應(yīng)心率或心律的單獨(dú)的電信號脈沖的定時。
如下文所闡釋的，僅僅設(shè)置單一的有源電極是很罕見的。本申請人的先前方案通常包括與肌肉群相關(guān)的四個有源電極，并且刺激信號接著被施加到每個有源電極，使得每個有源電極每經(jīng)過四個心搏就接收刺激信號。這有助于避免肌肉變得疲勞或者過于習(xí)慣于所采用的刺激。雖然一些附圖僅僅示出一個有源電極16，不過，如下文所闡釋的，一般采用多個有源電極。不過，本示教可采用僅僅一個有源電極。在下文中將參照圖15、16和17描述使用多個有源電極的概念。
信號處理器18便于傳送觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號在刺激信號發(fā)生器中觸發(fā)產(chǎn)生施加于病人的實際電刺激信號。在歐洲專利申請EP 04026453.3(代理編號C5152PEP2)中給出了針對刺激信號發(fā)生器的一種設(shè)計，其設(shè)計內(nèi)容也通過引用并入于此。下文將描述另一種刺激信號發(fā)生器。
通過提供與刺激信號發(fā)生器24分開的信號處理器18，可以將刺激信號發(fā)生器24標(biāo)準(zhǔn)化，并可以減小其尺寸，使得其能夠被病人所攜帶，而不會成為病人的負(fù)擔(dān)，也不會以任何方式限制他的活動。本示教的另一目的是，在改進(jìn)刺激信號發(fā)生器性能的同時進(jìn)一步減小其尺寸。本發(fā)明的又一目的是，使一個刺激信號發(fā)生器能夠連接到每一對有源電極14和無源電極16，使得有多個有源電極14就有同樣多個刺激信號發(fā)生器24。
另外，通過增加信號處理器18的智能，信號處理器18可以變得非常靈活，并且適于應(yīng)付多種不同環(huán)境。信號處理器18也可以被改編程序而采納最新的發(fā)現(xiàn)，例如，從而執(zhí)行特別有益的脈沖定時或脈沖輪廓或特別有益的處理進(jìn)程，而不必改變病人所攜帶的裝置。
同樣地，一個信號處理器18可與多個不同的感應(yīng)系統(tǒng)22一起使用，并能夠適于或被更新，從而通過處理從感應(yīng)系統(tǒng)22輸出的信號，從相應(yīng)的感應(yīng)系統(tǒng)22獲取所需要的信息，以使得觸發(fā)脈沖的正確定時能夠用于在刺激信號發(fā)生器24(或者，在存在多個刺激信號發(fā)生器的情況下，就采用多個刺激信號發(fā)生器)處觸發(fā)電刺激脈沖。另外，信號處理器可被設(shè)計為傳送毫伏量級的觸發(fā)脈沖，盡管刺激信號處理器傳送的電刺激脈沖具有基本較高的幅度，例如高達(dá)50伏。
對上文所述的基礎(chǔ)裝置可以實現(xiàn)大量不同的改造。
例如，如圖2所示，當(dāng)提供了遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)22時，信號處理器18可被集成到所述遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)22中，或者通過導(dǎo)線23與其連接。不過，如圖2中的虛線所示，遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)22和信號處理器之間的通訊也可以通過發(fā)射器28和接收器30進(jìn)行。
因為遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)還未得到良好地開發(fā)，不過，優(yōu)選地使用連接到病人的感應(yīng)系統(tǒng)22，然后對于所述感應(yīng)系統(tǒng)22而言優(yōu)選的是，其適用于將所述心臟信息無線傳輸?shù)叫盘柼幚砥?8。如圖1所示，通過被包含在感應(yīng)系統(tǒng)22中或者與其相關(guān)聯(lián)的無線發(fā)射器28，以及包含在信號處理器18中或者與其相關(guān)聯(lián)的天線30，可以實現(xiàn)上述過程。
不過，如圖3所示，即使使用連接到病人的感應(yīng)系統(tǒng)或單元22，即并非是遠(yuǎn)程感應(yīng)單元，但信號處理器18仍然能夠集成到感應(yīng)系統(tǒng)中，或者通過導(dǎo)線23與其相連接。能夠用于所有實施例中并被圖3A示出的另一種可能為，使信號處理器18適于在接收器30處接收從配置輸入處的發(fā)射器46傳送到接收器18的配置信息。作為進(jìn)一步的選擇，可以在配置輸入處設(shè)置接收器38′，例如從而接收來自信號處理器18或者來自醫(yī)療評估單元的信息。這就具有如下優(yōu)勢，即，例如可以包括鍵盤和尺寸可用的顯示屏的配置輸入20所處的位置遠(yuǎn)離病人所攜帶的信號處理器，使得病人自由運(yùn)動而不受鍵盤和屏幕的妨礙。通過移動電話、帶電話功能的個人數(shù)字助理、或帶有發(fā)射器和/或接收器功能的任何器件、或者具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件，可實現(xiàn)在配置輸入20與信號處理器18之間和/或配置輸入20與醫(yī)療評估單元32之間的無線連接。
如果根據(jù)圖4，感應(yīng)系統(tǒng)適于將所述心臟信息傳送到醫(yī)療評估單元32，并且醫(yī)療評估單元32適于將信號配置信息傳送到所述信號處理器18，則也可以是優(yōu)選的，其中信號處理器18在產(chǎn)生控制信號信息時采納所述配置信息。
醫(yī)療評估單元可以是計算機(jī)，例如，適于編程的PC，或者可以采用由熟練操作員觀察的信息展示系統(tǒng)的形式，然后，操作員將輸入信息提供給信號處理器-例如，通過配置輸入20，或者直接通過在醫(yī)療評估單元處的輸入，該輸入經(jīng)導(dǎo)線34傳到信號處理器18-從而確保了在刺激信號發(fā)生器處觸發(fā)合適的刺激信號。
配置輸入20適于將所有參數(shù)輸入到信號處理器18，這些參數(shù)對于信號處理器18而言，是產(chǎn)生一個或多個刺激信號發(fā)生器24所需要的操作或觸發(fā)信號所必要的。醫(yī)療評估單元可以連接到配置輸入20(或與其無線通訊)，并且可能非常有必要檢測在配置輸入20處當(dāng)前輸入的操作數(shù)據(jù)，因此，配置單元20被設(shè)計為使所需要的信息可用于醫(yī)療評估單元32或可被其訪問。同樣地，對于信號處理器18有用的是，其不僅接收來自配置輸入20(或者來自醫(yī)療評估單元32)的操作參數(shù)，而且接收信號處理器所用的或者可用于或可被配置輸入20和/或醫(yī)療評估單元32訪問的實際運(yùn)行參數(shù)，從而也優(yōu)選提供用于將所述操作數(shù)據(jù)從信號處理器18傳輸?shù)脚渲脝卧?0和/或傳輸?shù)结t(yī)療評估單元32。
更具體地，醫(yī)療評估單元32適于顯示和/或打印出來自感應(yīng)系統(tǒng)的信號，例如，采用心電圖的形式，或者簡單地采用R-R峰的連續(xù)形式，可能的話，結(jié)合以顯示了T波位置或T波預(yù)測終點(diǎn)的條目，結(jié)合以表示所施加刺激的信號。這使熟練的操作員能夠通過他在醫(yī)療評估單元處或在信號處理器處(可選地，在配置輸入或另一專用輸入處)輸入的信號，觀察顯示從而控制信號處理器，從而改變施加于病人的刺激治療。如果醫(yī)療評估單元32被實現(xiàn)為計算機(jī)或者包括微處理器(通常情況就是這樣)，那么它優(yōu)選地被編程以控制信號處理器產(chǎn)生觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號用于觸發(fā)一個或多個刺激信號發(fā)生器以將合適的刺激信號施加于病人。來自醫(yī)療評估單元的控制信號進(jìn)入信號處理器的位置也可被考慮作為配置輸入。
在圖4的示例中，使用了非遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)22，即，該系統(tǒng)連接到病人，并且來自感應(yīng)系統(tǒng)22的信號被導(dǎo)線25傳送到醫(yī)療評估單元32。如文中所提，醫(yī)療評估單元32通過導(dǎo)線34連接到信號處理器18。如前所述，信號處理器18將用于電刺激脈沖的定時信號通過發(fā)射器26傳送到刺激信號發(fā)生器處的接收器27。
不過，對于醫(yī)療評估單元32而言優(yōu)選的是，如圖5所示，其適于將所述配置信息無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥?8。通過在醫(yī)療評估單元處與信號處理器處的接收器30或配置輸入20處的接收器38′通訊的發(fā)射器36，可以實現(xiàn)上述方案。在一替換方案(未示出)中，接收器30可與發(fā)射器26集成，并被配置為收發(fā)器。這種配置使醫(yī)療評估單元和信號處理器能夠被容納于不同的房間中，并且實際上處于完全隔離的遠(yuǎn)程位置處。例如，醫(yī)療評估單元可位于醫(yī)院中的特殊設(shè)備，而信號處理器可位于不同建筑物、城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村中的醫(yī)生診所中。特別優(yōu)選的是，如圖6所示，感應(yīng)系統(tǒng)適于將所述心臟信息通過無線傳輸傳送到所述醫(yī)療評估單元。出于此目的，感應(yīng)系統(tǒng)22具有發(fā)射器28，醫(yī)療評估單元具有接收器38。
這種變化具有的優(yōu)勢在于，病人可以完全移動，并且可以處于離醫(yī)療評估單元32和信號處理器18相當(dāng)大的距離。病人僅需要在其身上攜帶配有發(fā)射器28的感應(yīng)系統(tǒng)22和配有接收器27的一個或多個刺激信號發(fā)生器24。感應(yīng)系統(tǒng)(22)和刺激信號發(fā)生器27均能夠被造得非常小，從而不妨礙病人的移動性并且他可以在他日常生活中得到長期治療。在圖6所示的改造中，在醫(yī)療評估單元處的接收器38和發(fā)射器36可以被組合成收發(fā)器。即使作為一種可能性，病人自身攜帶形式為移動電話的信號處理器18，這也不會對他造成過度妨礙，因為他并不連線到電話。
也可以將感應(yīng)系統(tǒng)22處的信號發(fā)射器28和刺激信號發(fā)生器24處的信號接收器27組合成單一收發(fā)器。另外，刺激信號發(fā)生器和感應(yīng)系統(tǒng)可集成為單一器件，如圖6虛線所示。
這類單一器件的一種特別受歡迎的實現(xiàn)方式是專用單元，該專用單元采用的形式例如為移動電話、帶電話功能的個人數(shù)字助理、或帶有發(fā)射器和/或接收器功能的任何器件、或者具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘以及必要接口的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件，所述接口用于連接到病人處的一個或多個諸如ECG感應(yīng)器的感應(yīng)器21，并連接到有源電極14和無源電極16。專用單元還可以包括屏幕，其用于顯示表征和涉及R-R峰和T波終點(diǎn)的位置，并且可能的話還顯示與所施加刺激相關(guān)的信號。以移動電話來實現(xiàn)是特別吸引人的，因為移動電話具有專用單元的所有必要元件，或者如果必要可提供有額外的接口。具體而言，移動電話具有極大的存儲容量，以便存儲與為實施本示教所必須執(zhí)行的額外功能相關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)。實際上，它可以進(jìn)一步發(fā)展用作心臟監(jiān)控器，并且，如果心臟病開始發(fā)作，就適時向例如在醫(yī)療評估單元處的接收器提供警報，從而能夠在早期階段例如通過從醫(yī)療評估單元處的操作員向所關(guān)注的病人發(fā)出的電話呼叫，或者通過提醒急救部門，來采取治療措施。
另外，信號處理器18也能夠采用專用單元的形式，該專用單元可以采用的形式例如為移動電話、帶電話功能的個人數(shù)字助理、或帶有發(fā)射器和/或接收器功能的任何器件、或者具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘以及輸入的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件，所述輸入用于配置數(shù)據(jù)和/或控制信號信息。它還可以包括移動電話相關(guān)單元，該單元除了具有一條或多條電話天線外還具有一個或多個信號接收器、發(fā)射器。
在圖7所示的另一改造中，感應(yīng)系統(tǒng)22將心臟信號信息傳送到信號處理器18，并且該信號處理器適于將心臟信息通過導(dǎo)線44傳送或傳播到醫(yī)療評估單元32，而且醫(yī)療評估單元適于將信號配置信息通過導(dǎo)線34傳送到所述信號處理器。然后，信號處理器18在產(chǎn)生所述信號信息時采納配置信息。
在圖7A更為詳細(xì)示出的替換方案中，信號處理器18適于通過如醫(yī)療評估單元處的虛線所示的接收器38所指示的無線傳輸將所述心臟信息傳送到所述醫(yī)療評估單元32，并且，醫(yī)療評估單元32適于將所述配置信息通過發(fā)射器36無線傳輸?shù)叫盘柼幚砥?8處的接收器30。在這種情況下，接收器30和發(fā)射器26可形成一個收發(fā)器，接收器38和發(fā)射器36可形成第二收發(fā)器。而且，發(fā)射器28和接收器27也可被組合成收發(fā)器，并且所有收發(fā)器可被實現(xiàn)為移動電話或被實現(xiàn)為移動電話相關(guān)單元。
圖7B示出了圖7A中實施例的可能的進(jìn)一步改造。在一種改造中，配置輸入20如結(jié)合圖3A所討論的連接那樣通過無線傳輸與信號處理器18通訊，和/或，通過無線傳輸與醫(yī)療評估單元32通訊。例如，在配置輸入20處的發(fā)射器46可與在信號處理器18處的接收器30通訊，和/或與醫(yī)療評估單元32處的接收器38通訊。另外，在信號處理器處的發(fā)射器26可將信息發(fā)送到在配置輸入20處的接收器38′。在配置輸入處的接收器38′能夠可替換地或另外地通過由提供在醫(yī)療評估單元32處的發(fā)射器36而來的無線傳輸，接收來自醫(yī)療評估單元的信息。例如，醫(yī)療評估單元可以通過將新配置數(shù)據(jù)直接發(fā)送到信號處理器18或者通過配置輸入20發(fā)送到該信號處理器，來重置施加到病人的刺激的參數(shù)，并且還能夠?qū)⑾l(fā)送到配置輸入20，以便在病人觀察或打開與配置輸入20相關(guān)聯(lián)的屏幕時告知他改變的參數(shù)。
進(jìn)一步，圖7B通過線48示出了信號處理器也可以通過導(dǎo)線連接到刺激信號發(fā)生器24。如果存在多個刺激信號發(fā)生器24，那么信號處理器18可以通過導(dǎo)線連接到一個或多個刺激信號發(fā)生器，而其它信號發(fā)生器可以通過導(dǎo)線互連，或者以無線方式彼此通訊。
在進(jìn)一步的替換方案中，信號處理器可以與全部或一個刺激信號發(fā)生器24集成，并可以無線方式與每個刺激信號發(fā)生器24通訊。在這些情況中，即當(dāng)信號處理器通過導(dǎo)線連接到一個或多個刺激發(fā)生器24或者與它們中的一個或多個集成時，信號處理器18被病人隨身攜帶。這不成問題，因為信號處理器18可以造得非常小，并且只需要極小的功率來驅(qū)動它。通過與每個刺激信號發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的電池，就能夠易于供給該功率。下文參照圖14A和14B描述了刺激信號發(fā)生器如何能夠用于每對有源電極14和無源電極16，以及例如怎樣能夠與它們夾緊連接。完全可能且事實上很明智的是，將信號處理器18集成到其中一個刺激信號發(fā)生器24中，或者可能的話，具有集成到每個刺激信號發(fā)生器24中的信號處理器18。這就可以針對每一對電極使用一個經(jīng)濟(jì)程度的標(biāo)準(zhǔn)集成元件(刺激信號發(fā)生器+信號處理器)，因為在制造中僅需要一個標(biāo)準(zhǔn)器件。而且，因為每個刺激信號發(fā)生器具有自己的電池，因此使得單獨(dú)的電池相對較小，而且所分配的重量對于病人而言不成問題。
另外，應(yīng)該注意到，圖3A的實施例也可以被改造成包括通過無線傳輸(優(yōu)選地為如結(jié)合圖7B所討論的雙向傳輸)與配置輸入20和信號處理器18之一或全部進(jìn)行通訊的醫(yī)療評估單元32。
如上文所提，本發(fā)明的其中一個目的是改進(jìn)刺激信號發(fā)生器的設(shè)計，從而將其造得更輕、更緊湊，并改進(jìn)所使用的電池的工作壽命。對此的一種實現(xiàn)方式是避免大而重的變壓器用于功率電路。
上述概念的理由如下如果電池電壓Vo較低并且功率電路處于給定最大刺激終端電壓Vmax，則變壓器就會變得過大并且過重，因為變壓器的比率必須增大以達(dá)到Vmax，Vo越大比率越小。示例如下當(dāng)Vo＝7.4V且Vmax＝45V時，通過將輸出電壓從5V增大到50V，可以使用例如1∶10的標(biāo)準(zhǔn)變壓器比率，從而允許Vmax達(dá)到45V而不發(fā)生失真。如果Vo為1.2V，則必須使用1∶50的比率來將輸出電壓從1.0V增大到50V，從而允許Vmax達(dá)到45V而不發(fā)生失真。這種變壓器將非常重。本發(fā)明所提供的基本解決方案是，使用圖8所示的升壓轉(zhuǎn)換器。它包括電感器50“L”、二極管52“D”、電容器54“C”、切換元件56“So”和升壓控制器58。在升壓轉(zhuǎn)換器的改進(jìn)版中，使用圖9所示的第二切換元件60“Soo”，其連接到電池電源Vo，并接地GND。圖10所示的完整電路進(jìn)一步包括以所謂的H橋形式構(gòu)建的切換器，其包括開關(guān)S1、S2、S3、S4，并連接到兩個輸出(+Vx和GND)，以允許所期望的配電器被H橋控制器控制。在集成電路中，來自電池的電壓Vo目前典型地等于1.2V。
針對開關(guān)So、Soo、S1、S2、S3和S4可采用任何切換元件，例如電子模擬開關(guān)、晶體管、三端雙向可控硅開關(guān)元件等等，無論哪一種均非常適于微集成以保持小尺寸。升壓轉(zhuǎn)換器如何能被切換，存在多種方式。下文中描述一種具體的示例。下文的描述作為優(yōu)選示例顯示了如何使用升壓轉(zhuǎn)換器將如圖11的脈沖圖所示的所期望的恒壓信號、完全平衡的加/減信號實現(xiàn)施加到病人。
如任何心臟病專家所熟知的，在圖11A中的圖11的視圖示出了典型的e.c.g跡線，其帶有重復(fù)的信號元素QRSTPQR...。迭加于在該跡線上并開始于T波終點(diǎn)處的；即，在圖11A中的時間QT之后的，為包括第一串脈沖的刺激信號，所述第一串脈沖具有在圖11B中以放大比例示出的該串中兩個連續(xù)脈沖(它們可以代表所有脈沖)的持續(xù)時間D。需要注意的是，圖11A中脈沖的相對幅度處于不同比例。實際上，在間隔時間D期間刺激脈沖的幅度處于高達(dá)±45伏特的范圍中，盡管R峰的峰值幅度處于毫伏量級。
圖11B的視圖示出了脈沖信號Vp如何作為時間函數(shù)而變化(所示的時間相對圖11A比例放大)。圖11B的脈沖為所謂的兩階段脈沖。也就是說，脈沖信號Vp經(jīng)過相對陡峭的上升時間而從零增大到最大值，停留在峰值處的時間約等于W/2，然后，急劇下降到最小值，在該處持續(xù)約等于W/2的另一時間，接著，它返回零并在再次重復(fù)之前在時期Tb內(nèi)保持處于該電平。因此，所期望的兩階段信號近似地為方波信號，其帶有平衡幅度的正負(fù)成分，其中脈沖所具有的持續(xù)時間W短于脈沖間隔Tb。該信號導(dǎo)致病人的最小凈電負(fù)載和最小凈能耗，從而實現(xiàn)特定的肌肉收縮并將這種肌肉收縮保持一定時期，該時期實際上大于D并高達(dá)持續(xù)時間D的兩倍到三倍。在申請PCT/EP2004/012619(代理編號C5148PWO)中描述了特別優(yōu)選的激勵信號。
為了使用圖8的電路實現(xiàn)圖11B的正恒壓側(cè)部(flank)，切換元件So被升壓控制器持續(xù)切換，從而如圖12所示以小數(shù)字階躍增大到所期望的最大電壓V，所述階躍作為其中一個參數(shù)由控制器設(shè)置到信號發(fā)生器，進(jìn)而設(shè)置到升壓控制器，以便在脈沖串組的持續(xù)時間D期間調(diào)整所期望的恒定輸出電壓+Vx，參見圖11A的脈沖圖。為了達(dá)到此目的，升壓控制器具有來與地“GND”相比為的正輸出的電容器C的有效電壓Vc的反饋，因此，它能夠調(diào)節(jié)數(shù)值Vx變成并恒定停留在設(shè)置值Vs。升壓控制器使用時鐘(未示出)來開啟和關(guān)閉處于高頻的切換元件So。
初始時，H橋控制器關(guān)閉開關(guān)S2+S4(S1+S3開啟)。有源和無源電極(14、16)連接到GND，并且在病人處的Vp＝0V。在所期望的時刻Td(2)處，控制器關(guān)閉開關(guān)S3+S2(S1+S4開啟)。結(jié)果，+Vx連接到病人處的有源電極14，GND連接到病人處的無源電極16。在電極之間流動有電流，該電流對應(yīng)于實際主導(dǎo)電壓差Vp以及人體的電阻和電容值。
因為開關(guān)So以升壓控制器所確定的頻率被持續(xù)關(guān)閉并打開以及關(guān)閉并打開，并且因為二極管D防止電流回流，因此在開關(guān)So每次開啟時電容器被充電并且其電壓增大，結(jié)果，病人處的電壓Vp遞增地增大(3)，直到時間Tx之后設(shè)置的電壓Vs等于電壓Vx，因此現(xiàn)在病人處的電壓已經(jīng)變?yōu)閂p＝+Vx(4)。電壓梯度增加在時間上正比于So的切換頻率，并且電壓階躍正比于所選擇的階躍。典型地，1MHz升壓控制器58例如可以以每伏特20個階躍將電壓從0V升壓到50V，每個要求在1毫秒的時間Tx中進(jìn)行一個切換步驟(50V乘以20階躍/V＝1000階躍；1000階躍除以1,000,000階躍/秒＝0.001秒或1毫秒)。
切換元件So繼續(xù)被切換，隨著S3+S2被關(guān)閉(S1+S4開啟)，從而對電容器再次充電，以補(bǔ)償流向病人的電流。電壓+Vx＝Vp被施加到病人的有源電極14，并且相應(yīng)的電流流動所期望的時間Tw。
為了在所期望的時刻Tw1處實現(xiàn)負(fù)恒壓側(cè)部(5)，H橋控制器即刻切換，并關(guān)閉S1+S4(現(xiàn)在S3+S2開啟)現(xiàn)在，病人上的有源電極14連接到GND，并且無源電極16變?yōu)?Vx，因為電容器上的電壓Vc不能躍變?，F(xiàn)在，病人上的電壓Vp為負(fù)電壓-Vx，并且現(xiàn)在相應(yīng)的電流從無源電極流到有源電極。圖12中通過虛線示出了升壓轉(zhuǎn)換器的輸出處的電壓+Vx的這種反相。該視圖示出了，升壓轉(zhuǎn)換器的輸出總是停留在恒定電平+Vx，不過它為H橋的切換，其使得病人處的有效Vp反相。升壓控制器繼續(xù)切換開關(guān)So，并且負(fù)電壓-Vx正被保持在病人上達(dá)第二時期Tw2(6)。這就是如何能夠通過相應(yīng)地切換H橋而簡單地產(chǎn)生相同的但是反相的(負(fù))信號的過程。
在已經(jīng)經(jīng)過時期Tw2后，H橋現(xiàn)在在點(diǎn)(6)處被切換，并且關(guān)閉S2+S4(S1+S3開啟)?，F(xiàn)在，無源和有源電極16、14現(xiàn)在再次連接到GND，并且人體電容器被即刻放電，隨著該過程，病人上的電壓Vp馬上降到零?，F(xiàn)在，可以停止So的切換而保存電池功率，或者它繼續(xù)被切換，隨著該過程，電容器保持電荷長達(dá)相當(dāng)于時期Tb(7)的中斷。
在中斷Tb(7)(所述中斷正在被計算為將間隔時間I減去脈沖寬度W(參見圖11B))的時期已經(jīng)消逝后，H橋控制器開關(guān)關(guān)閉開關(guān)S3+S2(S1+S4開啟)?，F(xiàn)在，被充電的電容器能夠即刻將正電壓+Vx＝Vp向病人放電，并且重復(fù)上述導(dǎo)致正側(cè)部和負(fù)側(cè)部的過程。
隨著H橋的上次切換關(guān)閉S2+S4而使得持續(xù)時間D的時期終止(8)，進(jìn)而有源和無源電極均被連接到GND和Vp＝0，在此之后，由此停止切換，并且電容器可以通過關(guān)閉S1+S2而放電，以便直接對電容器放電，或者可替換地，電容器保持其電荷，直到下一次設(shè)置值Vs限定所述電壓是否必須增大或減小。
因此對于下一串的脈沖而言，可以再次開始上述過程，以設(shè)計具有相同或不同幅度A的恒壓信號。當(dāng)電容器還未被放電時，它可以升壓到新近期望的電平(變高或變低)。
使用這種升壓轉(zhuǎn)換器和H橋，任何信號可以被設(shè)計為輸出處的時間函數(shù)。所述和所示的示例被簡單地給出作為一種可能的示例。
現(xiàn)在將參照圖9和13描述升壓電容器及其操作的優(yōu)選實施例。
如上所述，圖9所示的實施例包括與圖8相比是額外的切換元件Soo，并且在需要時，升壓控制器提供該切換元件Soo，并且也對切換元件Soo進(jìn)行切換。
上述設(shè)置的工作理論上與參照圖8的實施例所述的方式相同，不同之處在于，為了實現(xiàn)針對第一時間的正側(cè)部，正升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)Soo被開啟，這意味著，所設(shè)計的增大到Vx的電壓的正側(cè)部不能被傳送到有源電極14，并且構(gòu)建的電壓Vx被存儲在電容器中。在所期望的時間Td2(9)處，Soo被關(guān)閉，并且所存儲的電壓Vx被即刻傳送到有源電極，而不會出現(xiàn)與設(shè)計相關(guān)的延遲Tx。在電容器中所期望的電壓+Vx的構(gòu)建必須早于時間Td-Tx而進(jìn)行，以允許全電壓Vx的即刻傳送。
其它所有步驟保持與參照圖8和12所述的相同。
也就是說，需要采取一些措施將切換元件Soo集成到微集成電路中，不過存在該過程如何進(jìn)行的方式。雖然圖13的視圖是理想化的，不過可以接受僅使用圖12的設(shè)置作為可接受的折衷方案。
如上文所述，優(yōu)選地提供多個成對的有源/無源電極14、16，并且每對有源/無源電極14、16具有其自身的刺激信號發(fā)生器24或功率電路24，從而在此可以參照多功率電路。多功率電路中的每個功率電路被直接放置到相應(yīng)的一對有源和無源電極上，以彼此接近的方式放置到病人皮膚上，從而避免了在功率電路單元和電極之間連線的需要。每個電極的一個端子用于連接和攜帶相應(yīng)的功率電路單元，進(jìn)而保持最少連線。每個刺激信號發(fā)生器24裝配以切換元件，以形成所謂的H橋，S1-S4和一個升壓轉(zhuǎn)換器由設(shè)計電壓Vo的電池所激勵，如上文參照圖8或圖9所述的那樣。
刺激信號發(fā)生器接收信息的三個不同片段。首先，它接收A)延遲信息，即，當(dāng)功率電路必須相對心跳進(jìn)行刺激時的確切時刻，刺激信號發(fā)生器從信號處理器18經(jīng)信號處理器的發(fā)射器26和刺激信號發(fā)生器的接收器(RX)27接收延遲信息B)參數(shù)，即來自數(shù)據(jù)存儲60的單串或多串的刺激包的幅度、頻率、持續(xù)時間、信號寬度的組合，數(shù)據(jù)存儲60中存儲了這些參數(shù)。通過接收器RX接收這些參數(shù)，而無論何時從信號處理器18通過無線通訊發(fā)送對應(yīng)的新參數(shù)。如果延遲信息保持基本恒定并且可以根據(jù)需要從信號處理器18更新(例如取決于病人心率)，則延遲信息也可以存儲在存儲器或數(shù)據(jù)存儲60中。
C)升壓控制器58，具有時鐘(未示出)，其以這樣的方式控制信號發(fā)生器和H橋控制器64，使得它們能夠在正確的延遲時間傳送所需要的帶有存儲參數(shù)的信號。
因此，接收器RX27從信號處理器18的發(fā)射器26接收尋址(編碼)無線信息
●針對每次心跳的正確延遲●無論在何時已經(jīng)改變的參數(shù)，和●睡眠和蘇醒信息，以便在不需要之時使信號發(fā)生器進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而節(jié)省電池功率刺激信號發(fā)生器24優(yōu)選包括發(fā)射器TX(它可以是發(fā)射器28或可以是分離的發(fā)射器)，其能夠向信號處理器提供反饋信息(例如，通過接收器30)，例如●關(guān)于刺激信號發(fā)生器處于睡眠狀態(tài)還是蘇醒狀態(tài)(準(zhǔn)備接收參數(shù))的信息●已經(jīng)接收并存儲參數(shù)改變的確認(rèn)●關(guān)于剩余電池容量等等的信息每個功率電路單元(刺激信號發(fā)生器24)自身具有無線通訊裝置(天線)，其針對RX和TX(例如27、28)所共有或者分開，這取決于無線通訊的方式。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖14A和14B，可以看見存在一對有源和無源電極14、16，它們設(shè)置有端子70、72，端子70、72上夾持有相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器24，使得該發(fā)生器與兩個端子70、72電接觸。刺激信號發(fā)生器24例如能夠如圖10所示而設(shè)計，并且自身可具有天線74，其可以僅僅是如圖10所示的接收器天線27，或者是也為圖10中所示出的用于組合的接收器/發(fā)射器27、28的天線。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖15，可以看見存在四對有源和無源電極14′、16′；14″、16″；14、16；14″″、16″″，每一對均設(shè)置有相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器24′，24″；24，24″″。每個刺激信號發(fā)生器24自身并不提供以天線74，該天線可以是接收器天線或收發(fā)器天線，不過，每個刺激信號發(fā)生器可連接到在此所圖示為移動電話形式的收發(fā)器76，并且實際上通過導(dǎo)線78′，78″，78，78″″連接。同樣地，如果以這種方式使用移動電話，它可以連接到ECG電極21′、21″、21，或者連接到其它任何合適的感應(yīng)系統(tǒng)。進(jìn)一步，在這種情況下的連接采用的是導(dǎo)線80′、80″、80。因為導(dǎo)線78′、78″、78、78″″和80′、80″、80是可選的，因此它們被示為虛線。因為所使用的導(dǎo)線可以非常之輕，因此它們并不給病人造成明顯的不便。
現(xiàn)在，圖16A和16B圖示了如何向成對的有源和無源電極供給能量。注意到，圖16B涉及信道1、2、3和4，它們關(guān)聯(lián)到圖15中的四個電極對14′、16′；14″、16″；14、16″″；14″″、16″″以及相關(guān)聯(lián)的刺激信號發(fā)生器24′，24″；24。
信道5、6、7和8是額外可選的，它們能夠關(guān)聯(lián)到另外四對有源/無源電極，它們帶有相關(guān)聯(lián)的刺激信號發(fā)生器(未示出)。如PCT申請PCT/EP2004/012618(代理編號C5147PWO)中所述，這類系統(tǒng)可用來改進(jìn)向身體不同區(qū)域的血液流動，或用來改進(jìn)來自身體不同區(qū)域的淋巴液流動。為了實現(xiàn)這種流動，有必要使在一組信道5-8中的電刺激信號與信道1-4中的刺激信號存在偏移。在這里不對此進(jìn)行進(jìn)一步解釋，因為此概念在上文所提的PCT申請中得到詳細(xì)描述和申明。
在圖16B頂部的ECG跡線的示意圖示出了對應(yīng)四次心跳的四個R-R峰，并且從該視圖能夠看出，第一電刺激信號D′(對應(yīng)于圖11A中的D)在第一心跳期間通過信道1施加到第一電極對14′、16′。然后，第二串電刺激脈沖D″在隨后的第二心跳期間通過信道2施加到電極對14″、16″。在第三心跳期間，另一串電刺激脈沖D通過信道3施加到第三對電極14、16，并且在第四心跳期間，又一串電刺激脈沖D″″通過信道4施加到第四對電極14″″、16″″。在第五心跳(未示出)期間，對應(yīng)于D′的再一串電刺激脈沖再次通過信道1施加到第一對電極14′、16′，以此類推。
圖16A再次圖示了信道1-5和信道5-8這兩個信道組之間的偏移，并且從圖16A中可以看出，刺激信號施加到肌肉群1，例如與電極對14′、16′配合的肌肉群，該刺激信號具有的持續(xù)時間明顯短于其所產(chǎn)生的肌肉收縮。
在圖11A中以及在圖16A和16B中，示出了一種相對直接的方法來進(jìn)行肌肉刺激，其包括五個單獨(dú)的兩階段脈沖D。在圖17A中再次圖示了這五個單獨(dú)的兩階段脈沖，并結(jié)合了以伏特為單位的兩階段脈沖的幅度和以毫秒示出的持續(xù)時間所對應(yīng)的可能值。
不過，可以在初始的刺激脈沖組D之后使用額外的刺激脈沖，以便延長肌肉收縮而又將針對病人的電輸入最小化，這既有益于病人，又有益于包含于刺激信號發(fā)生器中的電池的壽命。
在圖17B所示的方案中，第一組脈沖D所緊接著的是單獨(dú)脈沖E、F，在該示例中，單獨(dú)脈沖E、F為單一兩階段脈沖，它們與單獨(dú)的兩階段脈沖組D相同，不過具有脈沖之間更大的脈沖間隔。實際操作中，可以存在更多的諸如E和F的單獨(dú)脈沖。另外，這類刺激方案可以進(jìn)行大量變化，這些變化在專利申請PCT/EP2004/012619(代理編號C5148PWO)中得到更為詳細(xì)的描述。在此將不對它們進(jìn)行詳細(xì)討論。
權(quán)利要求
1.一種裝置(10)，其用于對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激，所述裝置包括-至少一個有源電極(14；14′，14″，14，14′)和至少一個無源電極(1 6；1 6′，16″，16，16′)，它們適于連接到所述病人，-具有相關(guān)聯(lián)的配置輸入(20)的信號處理器(18)，用于至少改變與反搏模式刺激相關(guān)聯(lián)的時間延遲，-感應(yīng)系統(tǒng)(22)，用于感應(yīng)與病人心臟的性能相關(guān)的信息，并用于將信息信號傳送到所述信號處理器(18)，-所述信號處理器(18)適于產(chǎn)生與刺激信號相關(guān)的控制信號信息，所述刺激信號以反搏模式施加到所述至少一個有源電極(14)，-與所述有源電極(14)相關(guān)聯(lián)的至少一個刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)，用于產(chǎn)生刺激信號，-無線傳輸裝置(26)，用于將所述控制信號信息從所述信號處理器(18)傳送到所述至少一個刺激信號發(fā)生器(24)，由此所述刺激信號發(fā)生器(24)根據(jù)所述控制信號信息以反搏模式將刺激信號施加到所述有源電極(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述與心臟性能相關(guān)的信息從如下組中選出，所述組包括心率信息、ECG信息、ECG導(dǎo)出信息、ECG信息及由電刺激形成的信息、ECG導(dǎo)出觸發(fā)信號、R-R信息、T波終點(diǎn)信息、血壓信息和血壓導(dǎo)出信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)包括侵入式感應(yīng)器、內(nèi)腔感應(yīng)器、非侵入式感應(yīng)器、體表感應(yīng)器和與病人身體分開的遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中提供遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)(22)，所述信號處理器(18)被集成到所述遠(yuǎn)程感應(yīng)系統(tǒng)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)適于將所述心臟信息無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥?18)。
6.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)適于將所述心臟信息傳送到一醫(yī)療評估單元(32)，并且所述醫(yī)療評估單元適于將信號配置信息傳送到所述信號處理器(18)，并且所述信號處理器在產(chǎn)生所述控制信號信息時采納所述配置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)適于通過無線傳輸將所述心臟信息傳送到所述醫(yī)療評估單元(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中所述醫(yī)療評估單元(32)適于將所述配置信息無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥?18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號處理器(18)適于將所述心臟信息傳送到醫(yī)療評估單元(32)，并且所述醫(yī)療評估單元(32)適于將信號配置信息傳送到所述信號處理器(18)，并且所述信號處理器在產(chǎn)生所述控制信號信息時采納所述配置信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述信號處理器(18)適于通過無線傳輸將所述心臟信息傳送到所述醫(yī)療評估單元(32)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述醫(yī)療評估單元(32)適于將所述配置信息無線傳輸?shù)脚c所述信號處理器(1 8)相關(guān)聯(lián)的配置輸入。
1 2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中提供多個有源電極(14；14′，14″，14，14′)，每個有源電極具有相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)，所述信號處理器適于將與所述有源電極(14；14′，14″，14，14′)之一唯一相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)控制信號傳送到每個所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中提供多個有源電極(14；14′，14″，14，14′)，每個有源電極具有通過相應(yīng)導(dǎo)線與其相連接的相應(yīng)的刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中為每個有源電極(14；14′，14″，14，14′)提供相應(yīng)的導(dǎo)線，并且所述刺激信號發(fā)生器(24)與一裝置相關(guān)聯(lián)，該裝置用于將刺激信號通過所述導(dǎo)線順序施加到所述有源電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述信號處理器(18)具有單一發(fā)射器(26)，其適于將控制信號信息傳送到所有的所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)，存在一裝置，用于將相關(guān)聯(lián)的控制信號唯一地關(guān)聯(lián)到所述刺激信號發(fā)生器中相應(yīng)的一個。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述信號處理器(18)具有多個發(fā)射器，每一個發(fā)射器適于將控制信號信息傳送到所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)中相應(yīng)的一個或一組，存在一裝置，用于將相關(guān)聯(lián)的控制信號唯一地關(guān)聯(lián)到所述刺激信號發(fā)生器中相應(yīng)的一個。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述信號處理器(18)適于傳送針對被施加到有源電極(14；14′，14″，14，14′)的一串刺激信號的控制信號信息，所述控制信號信息從如下組中選出，所述組包括刺激信號的幅度，刺激信號的頻率，刺激信號串的持續(xù)時間，所述串中單獨(dú)刺激信號的寬度，刺激信號串相對于選擇用于反搏刺激的參照的延遲，和識別碼，所述刺激信號發(fā)生器通過該識別碼識別出所述控制信號信息是針對它的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述信號處理器(18)適于傳送針對通過所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)中對應(yīng)的一個而施加到有源電極(1 4；14′，14″，14，14′)的一串刺激信號的控制信號信息，所述控制信號信息從如下組中選出，所述組包括刺激信號的幅度，刺激信號的頻率，刺激信號串的持續(xù)時間，所述串中單獨(dú)刺激信號的寬度，刺激信號串相對于選擇用于反搏刺激的參照的延遲，和識別碼，所述刺激信號發(fā)生器中相關(guān)聯(lián)的一個通過該識別碼識別出所述控制信號信息是針對它的。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述刺激信號發(fā)生器(24)處或在每個所述刺激信號發(fā)生器(24′，24″，24，24′)處提供一裝置，該裝置用于存儲與任意對應(yīng)相關(guān)聯(lián)的有源電極有關(guān)的控制信號信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中在所述信號處理器(18)處提供一裝置，該裝置用于接收、存儲以及可選地傳送用于處理所述控制信號信息的程序、隨后對所述程序的任何變化、以及用于處理所述控制信號信息的新程序中的至少一個。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)或每個所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)包括如下項目中的至少一些其自身的控制器，其自身的時鐘，其自身的接收器天線(RX)，功率電路，和電池。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)或每個所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)包括如下額外項目中的至少一些發(fā)射器(TX)，用于數(shù)據(jù)存儲的裝置，用于程序存儲的裝置，和信號發(fā)生器觸發(fā)器。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)或每個所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)具有用于提供蘇醒模式、睡眠模式和消亡模式的程序。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中在所述信號發(fā)生器(18)、與信號處理器相關(guān)聯(lián)的所述配置輸入(20)、所述刺激信號發(fā)生器(24)、以及與所述裝置相關(guān)聯(lián)的醫(yī)療評估單元(32)中的至少一個處提供顯示器，所述顯示器用于至少顯示所述控制信號信息。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述顯示器適于顯示用于表示施加到所述病人的電刺激的圖像的數(shù)據(jù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述顯示器適于顯示實際ECG跡線和其上添加有所述圖像的ECG跡線的表示中的一個。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中提供醫(yī)療評估單元(32)，并且所述醫(yī)療評估單元具有用于打印所述數(shù)據(jù)的相關(guān)聯(lián)的打印機(jī)。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)適于將定時信號發(fā)送到一個或多個所述刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)包括非電學(xué)感應(yīng)器，并將數(shù)據(jù)從所述非電學(xué)感應(yīng)器傳送到所述信號處理器(18)。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)包括相關(guān)聯(lián)的信號處理器和發(fā)射器(28)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)包括A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲存儲器和數(shù)據(jù)壓縮器中的至少一個。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述A/D轉(zhuǎn)換器、所述數(shù)據(jù)存儲存儲器和所述數(shù)據(jù)壓縮器中的至少一個被包含在所述相關(guān)聯(lián)的信號處理器(18)中。
33.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)包括數(shù)據(jù)壓縮器，其用于將傳送到所述信號處理器的信息壓縮成包，并且所述醫(yī)療評估單元適于將所述數(shù)據(jù)包匯集成連續(xù)的數(shù)據(jù)流，可選地采用ECG跡線形式。
34.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中編碼被唯一地關(guān)聯(lián)到所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)、所述信號處理器和所述電刺激信號發(fā)生器(24)。
35.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中編碼被唯一地關(guān)聯(lián)到所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)、所述信號處理器(18)、所述醫(yī)療評估單元(32)和所述電刺激信號發(fā)生器(24)。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電刺激信號發(fā)生器具有相關(guān)聯(lián)的電源，該電源的形式為電池和升壓轉(zhuǎn)換器(50、52、54、56、58；50、52、54、56、58、Soo)。
37.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中所述刺激信號發(fā)生器(24)為移動電話、帶有電話功能的個人數(shù)字助理、或任何設(shè)備專用件或設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件中的一個，其中所述設(shè)備具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源、時鐘和用于與病人處的諸如ECG感應(yīng)器的一個或多個感應(yīng)器(2 1)相連接的以及與有源和無源電極(14，16；14′，16′，14″，16″，14，16，14′，16′)相連接的必要的一個或多個接口。
38.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述信號處理器(18)為移動電話、帶有電話功能的個人數(shù)字助理、或任何設(shè)備專用件或設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件中的一個，其中所述設(shè)備具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘。
39.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述醫(yī)療評估單元(32)為個人計算機(jī)、大型計算機(jī)、一系列互連計算機(jī)、上述任一種帶有內(nèi)建收發(fā)器的計算機(jī)系統(tǒng)、帶有電話功能的個人數(shù)字助理、或任何設(shè)備專用件或設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件，所述設(shè)備具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘。
40.根據(jù)權(quán)利要求37、38或39所述的裝置，其中，所述感應(yīng)系統(tǒng)(22)、所述刺激信號發(fā)生器(24)、所述信號處理器(18)、與信號處理器(18)相關(guān)聯(lián)的配置輸入(20)、或所述醫(yī)療評估單元(32)中的任一個包括屏幕，該屏幕用于顯示用來表征R-R峰和T波終點(diǎn)的位置并與這些位置相關(guān)的跡線，并且還可能顯示與所施加的刺激相關(guān)的信號。
41.一種裝置(10)，其用于對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激，所述裝置包括-至少一個有源電極(14；14′，14″，14，14′)和至少一個無源電極(16；16′，16″，16，16′)，它們適于連接到所述病人，-具有相關(guān)聯(lián)的配置輸入(20)的信號處理器(18)，用于至少改變與反搏模式刺激相關(guān)聯(lián)的時間延遲，-感應(yīng)系統(tǒng)(22)，用于感應(yīng)與病人心臟的性能相關(guān)的信息，并用于將信息信號無線傳輸?shù)剿鲂盘柼幚砥?18)，-所述信號處理器(18)適于產(chǎn)生與刺激信號相關(guān)的控制信號信息，所述刺激信號以反搏模式施加到所述至少一個有源電極(14)，-與所述有源電極(14)相關(guān)聯(lián)的刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)，用于產(chǎn)生刺激信號，-所述信號處理器通過導(dǎo)線連接到所述刺激信號發(fā)生器或者與其集成在一起，用于將所述控制信號信息從所述信號處理器(18)傳遞到所述刺激信號發(fā)生器(24)，由此所述刺激信號發(fā)生器(24)根據(jù)所述控制信號信息以反搏模式將刺激信號施加到所述有源電極(14)。
42.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的裝置，其中，配置輸入(20)適于通過無線方式與所述信號處理器和/或與醫(yī)療評估單元通訊。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的裝置，其中，所述通訊為雙向的。
44.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的裝置，其中，所述配置輸入為移動電話、帶有電話功能的個人數(shù)字助理、或任何設(shè)備專用件或設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)件中的一個，其中所述設(shè)備具有收發(fā)器、微處理器、用于存儲軟件和數(shù)據(jù)的存儲器、電池或其它電源和時鐘。
45.根據(jù)權(quán)利要求41-44中任一項所述的裝置，其中，針對每個刺激信號發(fā)生器提供相應(yīng)的信號處理器，并且每個刺激信號發(fā)生器關(guān)聯(lián)到至少一個無源電極和至少一個有源電極，并與其或者持久地或者可釋放地連接。
46.一種對裝置(10)進(jìn)行操作的方法，所述裝置(10)用于對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激，例如操作根據(jù)之前任一項裝置權(quán)利要求所述的裝置的方法，所述方法包括使用感應(yīng)系統(tǒng)(22)提供來自病人的心臟信息從而通過無線裝置(28)將所述心臟信息傳送到信號處理器(1 8)和醫(yī)療評估單元(32)中的至少一個的步驟，和使用信號處理器將觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送到一個或多個刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)的步驟，其中所述醫(yī)療評估單元(32)適于將配置數(shù)據(jù)輸入到信號處理器(18)中，所述刺激信號發(fā)生器適于將電刺激信號施加到病人身上或體內(nèi)的電極(14，16；14′，16′，14″，16″，14，16，14′，16′) 。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中，所述信號處理器通過無線傳輸將所述觸發(fā)數(shù)據(jù)，即所述控制信號信息，發(fā)送到所述一個或多個刺激信號發(fā)生器。
48.一種對裝置(10)進(jìn)行操作的方法，所述裝置(10)用于對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激，例如操作根據(jù)之前任一項裝置權(quán)利要求所述的裝置的方法，所述方法包括使用感應(yīng)系統(tǒng)(22)提供來自病人的心臟信息從而將所述心臟信息傳送到被至少一條導(dǎo)線連接到感應(yīng)系統(tǒng)的或與感應(yīng)系統(tǒng)集成在一起的信號處理器的步驟，和使用信號處理器通過無線傳輸將觸發(fā)數(shù)據(jù)即控制信號信息發(fā)送到一個或多個刺激信號發(fā)生器(24；24′，24″，24，24′)的步驟，所述刺激信號發(fā)生器適于將電刺激信號施加到病人身上或體內(nèi)的電極(14，16；14′，16′，14″，16″，14，16，14′，16′)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種裝置，其用于針對具有心臟和心血管系統(tǒng)的病人采用反搏模式對骨骼肌或平滑肌但不包括心肌進(jìn)行心臟同步刺激。所述裝置包括至少一個有源電極(14)和至少一個無源電極(16)，它們適于連接到所述病人；信號處理器(18)，其具有相關(guān)聯(lián)的配置輸入(20)，用來至少改變與反搏模式刺激相關(guān)聯(lián)的時間延遲；感應(yīng)系統(tǒng)(22)，用于感應(yīng)與病人心臟的性能相關(guān)的信息，并用于將信息信號傳送到所述信號處理器，所述信號處理器適于產(chǎn)生與刺激信號相關(guān)的控制信號信息，所述刺激信號以反搏模式被施加到所述至少一個有源電極(14)；與所述有源電極相關(guān)聯(lián)的刺激信號發(fā)生器(24)，用于產(chǎn)生刺激信號；無線傳輸裝置(26、27)，用于將所述控制信號信息從所述信號處理器傳送到所述刺激信號發(fā)生器，由此所述刺激信號發(fā)生器根據(jù)所述控制信號信息以反搏模式將刺激信號施加到所述有源電極。
文檔編號G06F19/00GK101084039SQ200580039147
公開日2007年12月5日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者克里斯蒂安·斯圖爾辛格, 拉里·拉帕納什維利, 托馬斯·齊默曼, 阿明·埃格利, 克里斯蒂安·皮古埃特, 讓-菲利克斯·佩羅托 申請人:卡迪歐拉有限公司