用于使用心脏起搏器进行心肌重塑的技术以及相关系统和方法技术方案

根据一些方面，提供了一种用于植入对象内的心脏起搏器，该起搏器包括：壳体；至少一个传感器，其被配置成检测对象的活动水平；以及耦接至所述传感器的至少一个处理器，其被配置成：基于来自至少一个传感器的输出检测对象的不活动；产生第一信号，该第一信号被配置成在第一时间段期间将对象的心率提高至第一心率，其中，第一心率高于静息心率且低于每分钟100次心跳；以及响应于确定第一时间段已经过去，则产生第二信号，该第二信号被配置成在第二时间段期间将对象的心率提高至第二心率，其中，第二心率为每分钟100次心跳至每分钟140次心跳。

Technologies, systems and methods for myocardial remodeling using cardiac pacemakers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用心脏起搏器进行心肌重塑的技术以及相关系统和方法
技术介绍
众所周知，具有久坐的生活方式并缺乏锻炼的个体通常比活跃个体具有更多与心脏有关的健康问题。久坐的生活方式可导致心脏主腔室的大小减小。这也可能作为长期高血压的结果而发生，长期高血压提高肌肉厚度，从而减小心脏腔室大小。无论其原因如何，心腔容积的减小都会减少每搏输出量，这可以影响心脏的心输出量。心输出量的限制大大降低了运动能力。射血分数正常的心力衰竭(heartfailurewithpreservedejectionfraction，HFpEF)现在是心力衰竭的最常见原因。HFpEF通常与高血压(HTN)、向心性左心室肥厚(leftventricularhVpertrophV，LVH)、左心室(leftventricular，LV)腔室大小减小和LV僵硬度提高有关。受损的LV充盈和小腔室大小通过限制心输出量储备降低功能容量。
技术实现思路
根据一些方面，提供了用于植入对象内的心脏起搏器，该起搏器包括：壳体；至少一个传感器，其被配置成检测对象的活动水平；以及至少一个处理器，其位于壳体内并且耦接至传感器，该至少一个处理器被配置成通过以下操作调节对象的心率来刺激对象的心肌的重塑：基于来自至少一个传感器的输出检测对象的不活动；在检测到对象的所述不活动时，产生第一信号，第一信号被配置成在第一时间段期间将对象的心率提高至第一心率，其中，第一心率高于静息心率并且低于每分钟100次心跳；以及响应于确定第一时间段已经过去，则产生第二信号，第二信号被配置成在第二时间段期间将对象的心率提高至第二心率，其中，第二心率为每分钟100次心跳至每分钟140次心跳。根据一些实施方案，至少一个传感器包括运动检测器。根据一些实施方案，至少一个处理器还被配置成：在基于来自至少一个传感器的输出检测到对象的活动时，停止产生第一信号或第二信号。根据一些实施方案，第二心率至少部分地基于对象的身高、体重和/或性别。根据一些实施方案，第一心率高于每分钟90次心跳并且低于每分钟100次心跳。根据一些实施方案，响应于通过至少一个处理器确定在先前数小时内尚未产生第二信号，则产生第二信号。根据一些实施方案，先前数小时是6小时。根据一些实施方案，第一时间段是长度为至少2分钟且小于10分钟的时间段。根据一些实施方案，第一时间段是大约5分钟的时间段。根据一些实施方案，第二时间段是长度为至少30分钟且小于2小时的时间段。根据一些实施方案，第二时间段是大约1小时的时间段。根据一些实施方案，第二心率为每分钟110次心跳至每分钟140次心跳。根据一些方面，提供了一种方法，其包括使用至少一个处理器：基于来自至少一个传感器的输出来检测对象的不活动；在检测到对象的所述不活动时，产生第一信号，第一信号被配置成在第一时间段期间将对象的心率提高至第一心率，其中，第一心率高于静息心率并且低于每分钟100次心跳；以及响应于确定第一时间段已经过去，则产生第二信号，第二信号被配置成在第二时间段期间将对象的心率提高至第二心率，其中，第二心率为每分钟100次心跳至每分钟140次心跳。根据一些实施方案，所述对象并不适合使用目前为人接受的利用起搏器的治疗。根据一些实施方案，对象是肥胖的。根据一些实施方案，对象患有高血压和/或射血分数正常的心力衰竭或松弛心肌的能力受损。根据一些实施方案，检测到对象的所述不活动包括检测到对象正在睡觉。根据一些实施方案，第二心率至少部分地基于对象的身高、体重和/或性别。根据一些实施方案，响应于通过至少一个处理器确定在先前数小时内尚未产生第二信号，则产生第二信号。根据一些实施方案，先前数小时是6小时。根据一些实施方案，第二心率为每分钟110次心跳至每分钟140次心跳。附图说明将参照以下附图描述各个方面和一些实施方案。应当该理解的是，附图不一定按比例绘制。在附图中，在各个附图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相似的附图标记表示。为清楚起见，可能并未在每个图中标记每个部件。图1描绘了根据一些实施方案的植入体内的具有延伸至心脏中的导线(wire)的心脏起搏器；图2示出了根据一些实施方案的心脏起搏器的细节；以及图3是根据一些实施方案的操作心脏起搏器的方法的流程图。具体实施方式心率提高至高于正常静息率可以扩大心脏。如果心率升高很多和/或在长时间内升高，则对象可形成扩大的心脏腔室和/或心力衰竭。这是通常被称为心动过速诱发的心肌病的一种临床表型。或者，如果心率适度或间歇地升高，则腔室的扩大可以是有益的。例如，耐力运动员(例如职业自行车手)可将其腔室大小增加至被认为是扩大的水平。这使他们能够将心输出量提高至异常的水平，从而将他们的运动能力提高到超生理水平。因为这些变化可以随着不活动而消退，所以它们被认为是良性的并且被称为运动员的心脏。然而，患有心房颤动伴不受控制的快速心室传导的对象也可形成其心脏腔室容积的类似扩大。如果心率长时间不受控制，则可导致心动过速诱发的心肌病。无论是否使用药物，心率恢复至正常水平都可以迅速使心脏腔室的大小回归正常。一般而言，心肌组织具有可塑性并且能够重塑。心肌也迅速适应循环需求的变化，例如通常被称为左心室肥大(LVH)的高血压诱发的心肌增厚的变化。心率(heartrate，HR)也影响心肌重塑。耐力运动以及在妊娠期间HR的提高会导致LV腔室扩大到正常大小的两倍。这种类型的LV重塑是良性且可逆的。通过心动过速起搏也可以在动物中诱发LV腔室扩张而LV质量不增加。这种表型在恢复正常心率时也会迅速逆转。在心房颤动伴室性心动过速后的对象中也可以看到心动过速诱发的LV腔室扩大。在这种情况下，假设恢复正常心室率将足以减小LV腔室大小。专利技术人已经认识并理解到用于产生心肌起搏诱发的LV重塑的技术。特别地，在控制心室率之后，已经观察到患有心房颤动伴快速心室传导后的HFpEF的对象的症状改善，其恢复正常LV腔室尺寸并改善舒张功能。专利技术人已经认识并理解了以下技术：该技术用于通过配置起搏器以在不活动时段期间提高对象的心率来实现这样的改善，而不是通过在活动时段期间执行的常规调节。因此，可以产生对象的心脏的有益重塑。例如，当对象睡觉时，对象的心率可以提高至足以产生对象的心脏腔室的有益扩大的水平。这种提高可以模拟运动的一个或更多个生理方面，并从而使心肌适应。专利技术人进一步认识并理解了特定的心率范围，在对象的心率升高至该范围内时，该特定的心率范围可安全地产生对象的心脏腔室的有益变化(例如，增加其容积)，而不会给对象产生不适。具体地，已经观察到高于每分钟100次心跳(bpm)并低于140bpm的心率产生例如血压轻度至中度的降低、左心室舒张末压(leftventricularend-diastolicpressure，LVEDP)降低、更高的热量利用或其组合的生理效果。还发现该窗口内的心率在对象不活动的时段例如睡眠或发生有限运动的其他情况期间被施加时不会引起对象的显著不适。根据一些实施方案，安装至对象的起搏器可以被配置成：在确定对象不活动时将对象的心率提高至101bpm至140bpm窗口内的频率(在本文中使用101bpm仅为了清楚地指代高于100bpm的心率的较低界限，但是可以等效地使用高于100bpm的任何心率，例如100.5bpm)。在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于植入对象内的心脏起搏器，所述起搏器包括：壳体；至少一个传感器，其被配置成检测所述对象的活动水平并且产生指示所述活动水平的输出；以及所述壳体内的至少一个处理器，所述至少一个处理器响应于来自所述传感器的输出，并且被配置成通过以下操作调节所述对象的心率来刺激所述对象的心肌重塑：基于来自所述至少一个传感器的输出检测所述对象的不活动；在检测到所述对象的所述不活动时，产生第一信号，所述第一信号被配置成在第一时间段期间将所述对象的心率提高至第一心率，其中，所述第一心率高于静息心率并且低于每分钟100次心跳；以及响应于确定所述第一时间段已经过去，则产生第二信号，所述第二信号被配置成在第二时间段期间将所述对象的心率提高至第二心率，其中，所述第二心率为每分钟100次心跳至每分钟140次心跳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.06 US 62/404,9081.用于植入对象内的心脏起搏器，所述起搏器包括：壳体；至少一个传感器，其被配置成检测所述对象的活动水平并且产生指示所述活动水平的输出；以及所述壳体内的至少一个处理器，所述至少一个处理器响应于来自所述传感器的输出，并且被配置成通过以下操作调节所述对象的心率来刺激所述对象的心肌重塑：基于来自所述至少一个传感器的输出检测所述对象的不活动；在检测到所述对象的所述不活动时，产生第一信号，所述第一信号被配置成在第一时间段期间将所述对象的心率提高至第一心率，其中，所述第一心率高于静息心率并且低于每分钟100次心跳；以及响应于确定所述第一时间段已经过去，则产生第二信号，所述第二信号被配置成在第二时间段期间将所述对象的心率提高至第二心率，其中，所述第二心率为每分钟100次心跳至每分钟140次心跳。2.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，所述至少一个传感器包括运动检测器。3.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，所述至少一个处理器还被配置成：在基于来自所述至少一个传感器的输出检测到所述对象的活动时，停止产生所述第一信号或第二信号。4.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，所述至少一个处理器还被配置成：至少部分地基于所述对象的身高、体重和/或性别来选择所述第二心率。5.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，所述第一心率高于每分钟90次心跳并且低于每分钟100次心跳。6.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，响应于通过所述至少一个处理器确定在先前数小时内尚未产生所述第二信号，则产生所述第二信号。7.根据权利要求6所述的心脏起搏器，其中，所述先前数小时是6小时。8.根据权利要求1所述的心脏起搏器，其中，所述第一时间段是长度为至少2分钟且小于10分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯·梅耶尔，
申请(专利权)人：佛蒙特大学及州农业学院，
类型：发明
国别省市：美国,US