一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置和心脏起搏装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，通过增加延时响应设置模块，使患者在高强度运动结束后起搏频率延迟下降，满足患者较高的代谢需求；利用患者的目标心率和当前实际心率共同判别患者的运动状态，能够及时、准确地跟踪起搏频率的变化，有效改善患者的日常生活质量；目标心率

【技术实现步骤摘要】
一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置和心脏起搏装置


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置和心脏起搏装置。

技术介绍

[0002]起搏频率自适应调节(Rate adaptive pacing)是为满足起搏器患者在不同代谢需求下获得足够的心输出量而设置的一项重要功能。起搏器可利用感知到的生理/非生理参量来实时调节起搏频率。目前在临床应用的频率自适应起搏实现方案主要是基于每分通气量、闭环刺激和加速度传感器。每分通气量(Minute volume,MV)是通气频率和潮气量的乘积，与运动期间的有氧耗氧量呈线性关系，是最能反映运动代谢需求的生理变量，但其缺点也十分明显：在复杂的电磁干扰环境下无法正常工作、过渡换气会增加起搏频率、憋气会降低起搏频率、灵敏度差、响应速度慢等。闭环刺激(Close loop stimulation,CLS)是通过测量整个心室收缩期间的心内阻抗得到，其理论基础为自主神经系统对心输出量的闭环调控机制，可在运动、精神活动和血液动力学变化条件下进行自适应起搏，但其缺点为：调节过于灵敏导致心率不恰当增加、模式转换期间无法正常功能工作等。加速度传感器是根据人体运动的加速度信号调整起搏频率，是目前在起搏器中应用最广泛的传感器，其优点为长期稳定性好、灵敏度高，缺点为特异性较差、不能直接感应生理状态变化。
[0003]采用加速度传感器进行起搏频率自适应调节，需经过以下步骤：根据加速度信号评估运动量，根据运动量计算目标心率，从当前起搏频率逐步过渡到目标心率。为满足不同患者个性化的需求，频率自适应起搏相关的程控参数通常包括：运动量评估阈值、目标心率计算曲线斜率、起搏频率过渡曲线正/负时间常数等。但由于加速度传感器仅是以患者的身体运动信号作为输入，所以当患者开始运动时，心率会立刻快速上升；但当患者运动结束后，心率会马上开始下降。
[0004]健康人的心脏受心交感神经和副交感神经
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迷走神经支配。运动时，心交感节后神经元末梢会释放去甲肾上腺素，与心肌细胞膜上的β型肾上腺素能受体结合，可导致心率加快、房室交界传导加速、心肌收缩力加强。运动结束后，心迷走神经节后纤维末梢释放的递质乙酰胆碱作用于心肌细胞的M型胆碱能受体，可导致心率减慢、心房肌收缩能力减弱、心房肌不应期缩短。在实际情况中，人体剧烈运动刚结束时代谢需求仍然较大，由于心交感神经和迷走神经的拮抗作用，心率并不会马上开始下降，而是会维持较高心率一段时间后才开始下降。
[0005]对于加速度传感器进行频率自适应调节的起搏器患者，若运动结束后心率立刻快速下降，无法满足起搏器患者的代谢需要，严重时会导致患者产生头晕、恶心等不适症状甚至晕厥，从而严重影响患者的日常生活质量。

技术实现思路

[0006]针对采用加速度传感器的频率自适应起搏器的起搏频率在患者运动结束后立刻下降的问题，本专利技术提供了一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置和心脏起搏装置。
[0007]第一方面，实施例提供一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，包括数据采集模块、运动量评估模块、目标心率计算模块、延时响应设置模块和起搏频率调节模块；
[0008]所述数据采集模块用于将加速度传感器采集的患者身体活动信号转换为加速度信号；
[0009]所述运动量评估模块用于根据加速度信号评估当前的运动量；
[0010]所述目标心率计算模块用于依据运动量确定当前运动状态所应达到的目标心率；
[0011]所述延时响应设置模块用于依据当前心率和目标心率的相对关系，判断延时响应状态并设定延时时长，使起搏频率在运动结束保持一段时间后再开始下降；
[0012]所述起搏频率调节模块用于根据延时响应状态确定下一时刻的心脏起搏频率并输出，实现心脏起搏频率的自适应调节。
[0013]第二方面，实施例提供了一种心脏起搏装置，其特征在于，包括：
[0014]第一方面所述的具备延时响应功能的心脏起搏频率自适应调节装置；
[0015]起搏控制单元，与所述自适应调节装置通信连接，用于依据所述自适应调节装置输出的心脏起搏频率发送心脏起搏事件，即心脏起搏脉冲信号。
[0016]上述实施例提供的技术方案，具有的有益效果至少包括：
[0017]实施例提供的起搏频率自适应调节装置，通过增加延时响应设置模块，使患者在高强度运动结束后起搏频率延迟下降，满足患者较高的代谢需求；利用患者的目标心率和当前实际心率共同判别患者的运动状态，能够及时、准确地跟踪起搏频率的变化，有效改善患者的日常生活质量；目标心率
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延时响应曲线中目标心率阈值、最大延时响应时间、曲线类型可根据患者的实际情况程控为不同参数，能够满足不同患者个性化的需求。
[0018]实施例提供的心脏起搏装置，采用了起搏频率自适应调节装置能够在运动结束后延迟下降心脏起搏频率，依据该心脏起搏频率发送心脏起搏脉冲信号，能够提升起搏效果，保证生命安全。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0020]图1是一实施例提供的具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置的结构示意图；
[0021]图2是一实施例提供的采用三阈值比较法的运动量评估流程图；
[0022]图3是一实施例提供的运动量
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目标心率曲线，其中，(a)和(b)分别是不同运动量阈值Tm时和不同斜率slope时的运动量
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目标心率曲线；
[0023]图4是一实施例提供的目标心率
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延时响应曲线，其中，(a)、(b)、(c)分别是阶跃函数型、线性函数型、S型函数型的目标心率
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延时响应曲线；
[0024]图5是一实施例提供的不同上升时间时的时间
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起搏频率上升曲线，其中，(a)和(b)分别是不同上升时间时的线性和指数型的时间
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起搏频率上升曲线；
[0025]图6是一实施例提供的不同下降时间时的时间
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起搏频率下降曲线，其中，(a)和(b)分别是不同下降时间时的线性和指数型的时间
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起搏频率下降曲线；
[0026]图7是一实施例提供的结合延时响应功能的起搏频率调节流程图；
[0027]图8是另一实施例提供的具备延时响应功能的起搏频率的自适应调节装置的结构示意图；
[0028]图9是一实施例提供的心脏起搏装置的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，其特征在于，包括数据采集模块、运动量评估模块、目标心率计算模块、延时响应设置模块和起搏频率调节模块；所述数据采集模块用于将加速度传感器采集的患者身体活动信号转换为加速度信号；所述运动量评估模块用于根据加速度信号评估当前的运动量；所述目标心率计算模块用于依据运动量确定当前运动状态所应达到的目标心率；所述延时响应设置模块用于依据当前心率和目标心率的相对关系判断延时响应状态并设定延时时长，使起搏频率在运动结束保持一段时间后再开始下降；所述起搏频率调节模块用于根据延时响应状态确定下一时刻的心脏起搏频率并输出，实现心脏起搏频率的自适应调节。2.根据权利要求1所述的具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，其特征在于，在所述运动量评估模块中，根据每一采样时刻的加速度信号计算主轴相对加速度值，并与设定的单个或多个档位相对加速度阈值比较，主轴相对加速度值位于不同相对加速度阈值区间，对应不同权重的运动量得分，将一段时间内所有采样时刻的运动量得分之和作为当前时刻的运动量。3.根据权利要求1所述的具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，其特征在于，在所述目标心率计算模块中，预设运动量阈值，在当前时刻的运动量评估值小于运动量阈值时，判断当前时刻处于静止状态，静止状态对应的目标心率为基准心率；在当前时刻的运动量不小于运动量阈值时，判断当前时刻处于运动状态，运动状态对应的目标心率根据运动量、运动量阈值、运动量
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目标心率曲线斜率计算得到，其中，目标心率处于基准心率与最大心率之间。4.根据权利要求1所述的具备延时响应功能的起搏频率自适应调节装置，其特征在于，在所述延时响应设置模块中，延时响应设置过程包括：第一步骤，判断当前实际心率是否小于或等于目标心率，若是则开启延时响应功能并直接进入起搏频率调节模块，若否则进入第二步骤；第二步骤，判断延时响应是否开启，若是则关闭延时响应功能，根据目标心率
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延时响应曲线确定延时响应的总时长，并进入起搏频率调节模块，若否则进入第三步骤；第三步骤，判断延时响应的时长是否大于零，若是则令延时响应时长减去当前时刻与上一次起搏频率更新时刻的时间间隔，并进入起搏频率调节模块，若否则进入第四步骤；第四步骤，在上述条件都不满足时进入起搏频率调节模块。5.根据权利要求4所述的具备延时响应功能的起...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建飞，黎贵玲，黄敏，方成，熊建劬，
申请(专利权)人：丹源医学科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：