專利名稱：用于數(shù)據(jù)外部傳輸?shù)钠鸩g隔的速率編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及心臟起搏器系統(tǒng)，尤其涉及這樣的心臟起搏器系統(tǒng)，它們響應(yīng)于用于傳輸信息的外部信號(hào)而改變起搏模式。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代心臟起搏器系統(tǒng)已經(jīng)變得越來越高級(jí)，從它們能完成的功能來看以及從與植入的起搏器互相傳輸信息來看都是如此。于是，典型的現(xiàn)代起搏器含有基于微處理器的控制以及在植入的起搏器與外部程序裝置之間的RF遙測(cè)。遙測(cè)能夠?qū)⒊绦蛑噶顐鬏斨林踩氲钠鸩?，以及下載數(shù)據(jù)至起搏器和將從起搏器收集到的數(shù)據(jù)上載回外部程序裝置。特別，對(duì)于高級(jí)或優(yōu)質(zhì)型起搏器，能夠通過系統(tǒng)RF上行鏈接或上載能力獲得涉及起搏器工作條件的大量數(shù)據(jù)和收集到診斷數(shù)據(jù)，只要醫(yī)生具有必需的外部程序裝置。此信息中的某些是極其重要的，醫(yī)生必須定期地獲得。必需定期地監(jiān)視的起搏器工作條件的例子是剩余的電池壽命和引線牢固性。對(duì)醫(yī)生有價(jià)值的診斷或病人事件數(shù)據(jù)包括是否出現(xiàn)房性或室性心動(dòng)過速；跟蹤心房感知雙腔(chamble)起搏器的周期的百分?jǐn)?shù)；適合于用直方圖形式表示的病人心率史；室性早搏(PVC)的數(shù)目；檢測(cè)不全的數(shù)目；等等。
只要起搏器具有這種遙測(cè)能力，以及值班醫(yī)生具有所需的程序裝置，就可根據(jù)需要上載由起搏器收集到的所有數(shù)據(jù)。然而，在現(xiàn)在的許多情形中，在整個(gè)世界的范圍內(nèi)，醫(yī)生或是沒有程序裝置，或是不愿使用程序裝置。實(shí)際情況是，占很大百分?jǐn)?shù)的起搏器隨動(dòng)裝置工作時(shí)仍然沒有程序裝置，即，醫(yī)生只使用磁鐵來啟動(dòng)一個(gè)或二個(gè)簡(jiǎn)單的起搏器測(cè)試，或者對(duì)有限數(shù)目的起搏器變量重新編程。在心臟起搏領(lǐng)域里早已公知，設(shè)計(jì)一種在所設(shè)計(jì)的方式下，對(duì)于磁鐵信號(hào)起反應(yīng)的植入式起搏器，從而使值班醫(yī)生能夠在心電圖(EKG)紙帶上監(jiān)視連續(xù)的起搏，并確定有限數(shù)量的信息。于是，在起搏器附近放置磁鐵，使起搏器進(jìn)入磁鐵模式，其中，起搏器以固定的速率工作，該固定速率包含了代表具體工作條件的信息。例如，起搏器可以作出響應(yīng)，對(duì)于一電壓值以固定的速率起搏，所述電壓值調(diào)至二個(gè)或三個(gè)表示電池情況的值中之一，例如，電池是否已經(jīng)到達(dá)規(guī)定的“壽命結(jié)束”值?；蛘?，接收到的磁鐵信號(hào)可以啟動(dòng)閾值測(cè)試(這是本領(lǐng)域中公知的)，根據(jù)在一范圍內(nèi)改變起搏脈沖的幅度，從而在EKG紙帶上提供何時(shí)脈沖不能控制住心臟的指示，由引指出閾值。一般，這種消息只輸出一次，從而，如果丟失了EKG紙帶的開頭部分，則此信息就沒有了。于是，到目前為止，通過響應(yīng)磁鐵信號(hào)調(diào)節(jié)起搏脈沖，起搏器只能提供很有限的數(shù)據(jù)傳輸。
現(xiàn)有技術(shù)給出了磁鐵模式工作的數(shù)個(gè)例子，其中，將延遲加到時(shí)間間隔中，以指出條件或邏輯狀態(tài)。在第4,190,055號(hào)美國(guó)專利中，起搏器設(shè)置有一個(gè)電路，用于指出寄存器的內(nèi)容，該寄存器控制與起搏器相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。來自寄存器的數(shù)據(jù)通過并行-串行變換器移位，并且當(dāng)?shù)谝粋€(gè)邏輯狀態(tài)(例如，邏輯1)出現(xiàn)時(shí)，在起搏脈沖之間加入延遲；而當(dāng)另一個(gè)邏輯狀態(tài)(例如，邏輯0)出現(xiàn)時(shí)，不加延遲。藉助于這種安排，當(dāng)起搏器處于其磁鐵模式時(shí)，通過觀察起搏脈沖之間的連續(xù)的時(shí)間間隔，能夠在外部確定參數(shù)狀態(tài)。在第4,522,208號(hào)美國(guó)專利中，示出了脈沖位置調(diào)制的另一種形式，通過偏移三個(gè)連續(xù)的起搏脈沖的中間一個(gè)脈沖的位置，對(duì)參數(shù)值進(jìn)行編碼，控制偏移方向和大小以指出參數(shù)值。然而，雖然這些例示的安排揭示了用于在磁鐵模式工作期間輸出數(shù)據(jù)的起搏器設(shè)計(jì)，但它們只能提供極為有限的數(shù)據(jù)流。所需要的是在磁鐵模式中傳輸更大量的數(shù)據(jù)(例如，多于一個(gè)或兩個(gè)條件狀態(tài))的改進(jìn)的能力，并且最好以這樣的方式傳輸，從而由醫(yī)生檢查EKG紙帶很容易加以辨別。
發(fā)明概述提供了一種起搏器系統(tǒng)和方法，用于在磁鐵模式期間以經(jīng)過編碼的速率產(chǎn)生起搏脈沖，其編碼方案能夠傳輸有效的數(shù)據(jù)，通過觀看EKG紙帶能夠確定這些數(shù)據(jù)，或者這些數(shù)據(jù)能被自動(dòng)譯碼。數(shù)據(jù)編碼方案提供了一種起搏間隔圖形(pattern)，每個(gè)間隔相應(yīng)于一種起搏速率，其中，在具有預(yù)定速率的間隔中間間置一個(gè)或多個(gè)具有選定速率的間隔；通過把所述間隔的每一個(gè)間隔調(diào)節(jié)為多個(gè)離散的速率之一，對(duì)選出的速率間隔進(jìn)行獨(dú)立的編碼；由每個(gè)經(jīng)過編碼的間隔獨(dú)立地?cái)y帶數(shù)據(jù)，而序列代表曾經(jīng)存儲(chǔ)在起搏器中的數(shù)據(jù)。在給出的較佳實(shí)施例中，第一組連續(xù)的間隔(例如，4個(gè))包括具有給定磁鐵速率的起搏脈沖，后面跟著第二組連續(xù)的間隔，在第二組中的每個(gè)間隔用一組不同速率中選出的一個(gè)速率編碼。于是，例如，一個(gè)序列可以包括四個(gè)速率為85bpm的連續(xù)間隔，后面跟著兩個(gè)連續(xù)的間隔，它們以四種不同速率(90、95、100和105)之一編碼，此后發(fā)送另一序列，直至發(fā)送完所有所需的信息為止。經(jīng)編碼的信息可以識(shí)別一個(gè)或多個(gè)情況(諸如房性心動(dòng)過速，或室性心動(dòng)過速)，后面跟有后繼的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)提供了涉及情況的更具體的信息。
附圖概述
圖1是按照本發(fā)明的起搏器系統(tǒng)的透視圖，圖中示出連至病人心臟的植入式起搏器和在磁鐵模式期間檢測(cè)經(jīng)編碼的起搏脈沖圖形的EKG紙帶記錄器。
圖2是按照本發(fā)明的起搏器系統(tǒng)和方法的主要功能部件的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的，在磁鐵模式期間，傳輸來自植入的起搏器的數(shù)據(jù)的主要步驟的流程圖。
圖4是第一實(shí)施例的流程圖，該實(shí)施例用于在磁鐵模式期間改變速率，從而發(fā)送隨起搏脈沖速率的變化而編碼數(shù)據(jù)，脈沖速率的變化可在EKG紙帶上看出。
圖5是按照本發(fā)明的更一般的編碼方案的流程圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1示出雙腔起搏器6的外部結(jié)構(gòu)，該起搏器設(shè)置有緊密地密封的外殼8，它典型地是用諸如鈦等生物適合的金屬制成的。雖然描繪的是雙腔起搏器，但應(yīng)理解，本發(fā)明也可用于單腔起搏器。在外殼8的頂部裝有接頭部分組件12，該組件容納位于引線14和16近端的電氣接頭。引線16是心房起搏引線，具有兩個(gè)電極20和21。電極20和21既用于感知心房除極化又用于傳遞心房起搏脈沖。心房起搏脈沖可在電極20和電極21之間傳遞，或在電極21和起搏器6的外殼8之間傳遞。心房除極化的感知可以在電極20和電極21之間進(jìn)行，或者在電極20和21之一和起搏器6的外殼8之間進(jìn)行。
類似地，引線14代表心室雙極起搏引線，具有兩個(gè)電極28和29。如上面結(jié)合心房引線16所討論的，電極28和29用于感知和起搏心室?？梢栽陔姌O28和29之間或者在電極29和起搏器6的導(dǎo)電外殼8之間完成心室起搏。包括除極化(QRS波)和復(fù)極化(T波)的心室信號(hào)感知可以在電極29和28之間或者在電極29和28之一與起搏器6的外殼8之間進(jìn)行。起搏器可以工作于任何所需的模式，例如，房室順序收縮雙腔觸發(fā)抑制型起搏器(DDD)、心房同步心室按需型起搏器(VDD)、心室抑制型起搏器(VVI)，等等。然而，如下面所詳細(xì)討論的，當(dāng)工作于磁鐵模式時(shí)，它異步地起搏，其速率圖形攜帶經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。通過將病人與外部設(shè)備30掛鉤，可以檢測(cè)起搏脈沖和病人的心跳，所述外部設(shè)備包含一臺(tái)EKG紙帶記錄器31，如圖所示?；蛘撸O(shè)備30可以具有接收機(jī)，用于接收從起搏器傳送來的信號(hào)，并且能自動(dòng)地分析磁鐵模式工作，和/或提供標(biāo)記通道輸出，供醫(yī)生檢查用。當(dāng)然，也可以把設(shè)備30通過電話線連至由病人操作的程序裝置，用以接收磁鐵模式數(shù)據(jù)。
圖2示出圖1中描繪的起搏器(與人的心臟10相連)的方框功能圖。所示的電路都位于圖1所示的起搏器的導(dǎo)電外殼或容器8中，而把雙極引線14和16示意地畫成直接與電路耦合。然而，當(dāng)然，在實(shí)際裝置中，如圖1所示，這些引線是通過可卸下的電氣接頭(它們插入接頭組件12)與電路耦合的。
一般，把起搏器分為微計(jì)算機(jī)電路302和起搏電路320。脈沖發(fā)生器電路340包括心室脈沖發(fā)生器電路和心房脈沖發(fā)生器電路，前者藉助于在引線14上的電極29和28與心臟10耦合，后者通過位于引線16上的心房電極20和21耦合至心臟10。類似地，起搏電路320包括在感知放大器電路360中的心房感知放大器和心室感知放大器，它們也通過引線14和16耦合至心房和心室。心室感知放大器用已知的方式提供對(duì)于QRS波和T波的分開的檢測(cè)和識(shí)別。輸出電路340和感知放大器電路360可以包含這樣的脈沖發(fā)生器和感知放大器，它們相應(yīng)于在市售的心臟起搏器中目前所使用的那些電路中的任何電路。由數(shù)字控制器/定時(shí)器電路300提供在起搏器電路中定時(shí)和其他功能的控制，該數(shù)字控制器/定時(shí)器電路包括一組定時(shí)器和相關(guān)聯(lián)的邏輯。數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330確定裝置的基本起搏時(shí)間間隔，它可以取心房-心房逸搏(A-Aescape)時(shí)間間隔或者心室-心室逸搏(V-Vescape)時(shí)間間隔，前者由心房感知或起搏起始，并且在時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)觸發(fā)心房起搏，后者由心室感知或起搏起始，并在時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)觸發(fā)心室脈沖起搏。對(duì)于同步起搏，數(shù)字控制器/定時(shí)器330類似地確定了心房-心室逸搏(A-Vescape)時(shí)間間隔。由微計(jì)算機(jī)電路302藉助于數(shù)據(jù)和控制總線306來控制所確定的的時(shí)間間隔的具體值。把感知的心房除極化經(jīng)心房事件(A event)線352傳送至數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330；把心室除極化(QRS波)經(jīng)心室事件(V event)線354傳送至數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330；以及把心室復(fù)極化(T波)經(jīng)T波(T-wave)線353連至電路330。為了觸發(fā)心室起搏脈沖的產(chǎn)生，數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330在心室觸發(fā)(V trig)線342上產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。類似地，為了觸發(fā)心房起搏脈沖，數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330在心房觸發(fā)(A trig)線344上產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。存儲(chǔ)器310、312用于存儲(chǔ)例行程序和已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)(例如，起搏器工作條件和事件數(shù)據(jù))。
數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330也為控制感知放大器電路360中的感知放大器的工作而確定時(shí)間間隔。典型地，數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330將確定在傳遞心房起搏脈沖后的心房隱匿(blanking)時(shí)間間隔，在該間隔內(nèi)，禁止心房感知，電路330還將確定在傳遞心房和心室起搏脈沖后的心室隱匿時(shí)間間隔，在該間隔內(nèi)，禁止心室感知。數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330還將確定心房不應(yīng)期(refractory)時(shí)間間隔，在該間隔內(nèi)，禁止心房感知，此不應(yīng)期時(shí)間間隔由跟在感知的或起搏的心房除極化后，從A-V逸搏時(shí)間間隔開始而延伸，并且延伸到跟跚心室除極化感知或傳遞心室起搏脈沖之后的預(yù)定時(shí)刻。數(shù)字控制器/定時(shí)器電路類似地確定了跟在心室感知或傳遞心室起搏脈沖后的心室不應(yīng)期時(shí)間間隔，典型地，心室不應(yīng)期時(shí)間間隔比跟在心室感知或起搏后的心房不應(yīng)期時(shí)間間隔的部分要短，數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330還藉助于靈敏度控制350控制感知放大器360的靈敏度設(shè)定。這種靈敏度控制可以用來區(qū)分QRS波和T波。參見第4,665,919號(hào)美國(guó)專利，該文獻(xiàn)通過參照而引用于此。雖然起搏器是作為雙腔起搏器來描述的，但應(yīng)理解，本發(fā)明可同等地用于單腔起搏器。
在圖2所描述的實(shí)施例中，起搏器設(shè)置有壓電傳感器316，打算用它來監(jiān)視病人的活動(dòng)，為的是允許提供對(duì)速率敏感的起搏，從而使確定的起搏速率(A-A逸搏間隔或V-V逸搏間隔)隨著含氧血液需要量的增加而增加。響應(yīng)于感知的體力活動(dòng)，傳感器316產(chǎn)生電信號(hào)，這些電信號(hào)被活動(dòng)電路332處理，并且提供給數(shù)字控制器/定時(shí)器電路330?；顒?dòng)電路332和相關(guān)聯(lián)的傳感器316相應(yīng)于授于Betzold等人的第5,052,388號(hào)美國(guó)專利中和授于Anderson等人的第4,428,378號(hào)美國(guó)專利中揭示的電路，這兩篇文獻(xiàn)全部通過參照而引用于此。
在圖2中描述的與外部程序裝置9來往的傳輸是由天線334和相關(guān)聯(lián)的射頻(RF)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)322來完成的，RF發(fā)射機(jī)和接收機(jī)322既用于對(duì)接收到的下行線路的遙測(cè)進(jìn)行解調(diào)，也用于發(fā)射上行線路的遙測(cè)。晶體振蕩器電路338對(duì)于電路提供基本的定時(shí)時(shí)鐘，而電池318提供電源。電源通復(fù)位電路336響應(yīng)于電路至電池的起始連接，以確定起始工作條件，而類似地，電源通復(fù)位電路響應(yīng)于電池電壓低的情況的檢測(cè)，使裝置的工作狀態(tài)復(fù)位?；鶞?zhǔn)模式電路326對(duì)于起搏器電路320內(nèi)的模擬電路產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)和電流，而模擬-數(shù)字變換器ADC和多路復(fù)用器電路328使模擬信號(hào)和電壓數(shù)字化，以提供對(duì)來自感知放大器360的心臟信號(hào)的實(shí)時(shí)遙測(cè)，用于經(jīng)RF發(fā)射機(jī)和接收機(jī)電路332作上行線路傳輸。電壓基準(zhǔn)和偏置電路326、ADC和多路復(fù)用器電路、電源通復(fù)位電路336和晶體振蕩器電路338可以相應(yīng)于當(dāng)前市售的植入式心臟起搏器中使用的那些電路中的任何電路。在典型情形中，程序裝置9也具有磁鐵9M，而起搏器也包含舌簧開關(guān)RS，當(dāng)把程序裝置放在起搏器附近時(shí)，該舌簧開關(guān)由于磁鐵的磁場(chǎng)而閉合?；蛘撸绻貌坏匠绦蜓b置，也可以單獨(dú)地把磁鐵9M放在植入式起搏器附近。舌簧開關(guān)的閉合使得信號(hào)通過接收機(jī)332進(jìn)入電路330，啟動(dòng)磁鐵模式工作。
微計(jì)算機(jī)電路302控制數(shù)字控制器/定時(shí)器330的運(yùn)行功能，規(guī)定使用何種定時(shí)間隔，并且通過數(shù)據(jù)和控制總線306控制各種定時(shí)間隔的持續(xù)時(shí)間。微計(jì)算機(jī)電路302分別包含微處理器304和相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)時(shí)鐘308和在處理器上的RAM電路310和312。此外，微計(jì)算機(jī)電路302包括分開的RAM/ROM芯片314。微處理器304是由中斷驅(qū)動(dòng)的，通常工作于低功耗的模式，并且響應(yīng)于確定的中斷事件而被喚醒，中斷事件可以包括心房和心室起搏脈沖以及感知的心房和心室除極化的傳遞。此外，如果裝置作為對(duì)速率敏感的起搏器而工作，則可以提供定時(shí)的中斷(例如，每個(gè)循環(huán)或每?jī)擅腌?，以允許微處理器分析傳感器數(shù)據(jù)并且更新裝置的基本的速率間隔(A-A或V-V)。此外，在本發(fā)明的較佳的實(shí)施例中，微處理器304也可以用來確定可變的A-V逸搏間隔以及心房和心室不走應(yīng)期間隔，它們的持續(xù)時(shí)間會(huì)隨著基本速率間隔的持續(xù)時(shí)間的減小而減小。具體而言，用微處理器來執(zhí)行圖4-7中描述的程序。
圖2描述的電路僅僅是作為舉例，并且相應(yīng)于目前市售的大多數(shù)由微處理器控制的心臟起搏器的一般功能組織。應(yīng)該知道，在許多情形中，可以用不太高級(jí)的起搏器來實(shí)踐本發(fā)明，尤其是用不帶先進(jìn)的遙測(cè)系統(tǒng)的起搏器系統(tǒng)來實(shí)踐本發(fā)明。
現(xiàn)在參看圖3，該圖示出描述按照本發(fā)明的磁鐵模式工作的主要工作步驟的流程圖。如在方框34處所指出的，起搏器收集數(shù)據(jù)，它可以是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過程，和/或響應(yīng)于編程的指令而進(jìn)行。例如，由電路330監(jiān)視電池情況，而把電池情況的表示(包括ERI(“可選替換指示器”)或EOL(“壽命結(jié)束”))存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。起搏器也能用已知的技術(shù)自動(dòng)測(cè)試引線，并將“心房引線可疑”或“心室引線可疑”的指示加以存儲(chǔ)。除了各種起搏器情況之外，還收集事件數(shù)據(jù)。事件數(shù)據(jù)的例子包括室性心動(dòng)過速(VT)、房性心動(dòng)過速(AT)、期前心房復(fù)合波(PAC)、速率變化、起搏和自發(fā)事件的百分?jǐn)?shù)、以及其他診斷數(shù)據(jù)。例如能夠以直方圖的形式對(duì)這些數(shù)據(jù)中的一些數(shù)據(jù)分類，并且如在方框35所示的那樣存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在方框36處，起搏器接收磁鐵信號(hào)，并且進(jìn)入磁鐵模式。在此之后，如下面進(jìn)一步討論的，在方框37處，起搏器控制異步起搏速率，從而對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
當(dāng)產(chǎn)生了經(jīng)編碼的起搏器間隔后，在方框38處產(chǎn)生EKG，醫(yī)生能夠在該EKG上看出磁鐵模式的速率情況。例如，在85-105ppm的范圍內(nèi)切換磁鐵速率是安全的并且提供了傳輸有效數(shù)據(jù)的能力。于是，對(duì)于25mm/sec的標(biāo)準(zhǔn)的EKG圖紙速度，能夠容易地識(shí)別約30-40ms的間隔差。對(duì)于85和90ppm，間隔差是39ms；對(duì)于90和95，是35ms；對(duì)于95和100，是32ms；而對(duì)于100和106，是29ms。于是，在85-105范圍內(nèi)具有5ppm差的V-V或A-A間隔能夠根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的紙帶圖確定出來。此外，由EKG紙帶，尤其是與標(biāo)準(zhǔn)間隔并列在一起之處，能夠檢測(cè)較小的間隔差，從而能夠容易地識(shí)別攜帶數(shù)據(jù)的間隔。于是，在方框39處指出的“對(duì)數(shù)據(jù)譯碼”的步驟在本發(fā)明的大多數(shù)應(yīng)用中能夠由醫(yī)生完成，用或不用卡規(guī)(caliper)來對(duì)數(shù)據(jù)譯碼。
雖然在較佳實(shí)施例中由人來進(jìn)行譯碼，但應(yīng)指出，本發(fā)明也包括對(duì)速率圖形的機(jī)器譯碼。于是，只要保證譯碼機(jī)器具有識(shí)別起搏脈沖和確定其時(shí)間的方法，它就能計(jì)算速率并且藉助于查找表顯示與速率直接相應(yīng)的消息，該查找表存儲(chǔ)在機(jī)器的存儲(chǔ)器中。
能夠把滿足上述準(zhǔn)則的各種程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器310、312中，并且在微處理器304的控制下工作。例如，對(duì)于確定的間隔數(shù)(例如，4)，能夠重復(fù)85ppm的標(biāo)準(zhǔn)磁鐵速率。在此之后，對(duì)于下面的數(shù)個(gè)(例如，3個(gè))間隔，以不同的組合使用90、95或100，從而對(duì)于3個(gè)間隔有27種組合。注意，對(duì)于此例，最小的間隔改變是32ms(在95和100ppm之間)，而最大的間隔改變是100ms(在85和100ppm之間)。當(dāng)然，通過使用更多的不同速率和更多的數(shù)據(jù)間隔，可以對(duì)更多的數(shù)據(jù)編碼。于是，四種不同的速率，經(jīng)4個(gè)間隔，得出256種組合。實(shí)際上，使用的組合的數(shù)目可合適的僅在8-32的數(shù)量級(jí)，為進(jìn)行譯碼，醫(yī)生可以使用基準(zhǔn)卡。例如，16種組合的安排可以對(duì)四個(gè)獨(dú)立情況的每個(gè)情況的是/否狀況進(jìn)行編碼，并且能夠用四種可能的速率和兩種經(jīng)編碼的間隔來提供；為了對(duì)與一個(gè)或多個(gè)情況有關(guān)的附加數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，能夠使用一個(gè)或更多個(gè)附加間隔。
作為一個(gè)具體的例子，考慮四個(gè)獨(dú)立變量(或情況)，即房性心動(dòng)過速、室性心動(dòng)過速、心房引線牢固和心室引線牢固。使用兩個(gè)經(jīng)編碼的間隔，下面的編碼方案是用作說明的。
這種安排在圖4中描述。在方框40，起搏器從存儲(chǔ)器得到數(shù)據(jù)組，例如，四種情況的是/否狀況。在41，計(jì)數(shù)器置0。在42，起搏器以85ppm起搏，然后在43計(jì)算遞增。在44，判定計(jì)數(shù)是否為4；如果不為4，則程序循環(huán)，直至在相應(yīng)于85ppm的間隔傳遞4個(gè)起搏脈沖。然后，在45，作為四種可能速率之一，選擇第一速率，并且在相應(yīng)的間隔傳遞第一數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖。在46，選擇第二速率，并且以相應(yīng)于數(shù)據(jù)的速率傳遞第二數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的脈沖，在47，程序判定是否有更多的數(shù)據(jù)傳遞，例如，代表其他情況的數(shù)據(jù)，或者涉及第一情況的更多的數(shù)據(jù)。如果是，則程序返回至方框40；如果否，則至48，并且判定，為了冗余度，是否重復(fù)傳送同一數(shù)據(jù)組。如果是，則程序返回至方框41。
現(xiàn)在參見圖5，該圖示出覆蓋數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔的多個(gè)組合的程序，這些間隔位于標(biāo)準(zhǔn)速率的間隔之后或在其間。使用標(biāo)準(zhǔn)速率間隔能夠保持大體上恒定的速率，這樣做使病人的不舒服感降至最低；并且也構(gòu)造了數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔，從而能更容易地識(shí)別它們。在50，起搏器至存儲(chǔ)器并且獲得m組n比特的數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)可以代表三組(每組有16比特)或組合。在51，把計(jì)數(shù)器置0。在52，設(shè)定速率R，例如，85ppm。在53，起搏器以選出的速率R傳遞y個(gè)間隔(例如，4個(gè))。然后，在54，起搏器對(duì)于組m得到x個(gè)數(shù)據(jù)比特，這里m由計(jì)數(shù)器確定。在55，數(shù)據(jù)用y種速率之一經(jīng)x個(gè)間隔編碼，這里n可以是任何選出的數(shù)，從而y種速率經(jīng)x個(gè)間隔得出n種組合。此后，在56，計(jì)數(shù)遞增，并且在57判定計(jì)數(shù)是否等于m。如果不等于m，則程序返回至52，并且重復(fù)從52至55的序列，以送出后繼的數(shù)據(jù)組。
其他的編碼算法在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，速率序列可以有下面的形式“85，85，85，85，A，85，B，85，C，85，D，85，E，…”，這里，A至E間隔中的每個(gè)有關(guān)的間隔是在兩個(gè)極限(相應(yīng)于兩種速率)之間的一個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔。這樣，如果速率極限是90和105ppm，則每個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔具有在極限667和571ms之間的預(yù)定的數(shù)目的值之一。例如，對(duì)于4種可能值，可以用約為33ms的增量來代表數(shù)據(jù)；對(duì)于5種可能值，可以用約為24ms的增量；較小的增量將提供較多數(shù)目的值，但可能需要機(jī)器譯碼。算法包括數(shù)據(jù)間隔的預(yù)定次序，例如，數(shù)據(jù)間隔A可以包含有關(guān)房性心動(dòng)過速的信息；數(shù)據(jù)間隔B可以相應(yīng)于室性心動(dòng)過速；數(shù)據(jù)間隔C相應(yīng)于PVC的數(shù)目；D相應(yīng)于測(cè)得的電池電壓；等等。如果對(duì)于其他的指示用其他的傳感器，例如阻抗的局部量度、長(zhǎng)期氧飽和趨勢(shì)等等，則能采用其他的數(shù)據(jù)間隔(E、F、G等等)，用來作植入狀態(tài)或病人情況報(bào)告的這些指示或其他指示。
于是提供了一種系統(tǒng)和方法，用于在磁鐵模式時(shí)從植入式起搏器傳輸較多的數(shù)據(jù)。本發(fā)明能夠用一種比較簡(jiǎn)單的方法向醫(yī)生提供來自起搏器的數(shù)據(jù)，而在醫(yī)生手頭不需要程序裝置來接收數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)滿足了下述兩種情況的需要一種情況是，起搏器系統(tǒng)不很高級(jí)，不具備遙測(cè)能力，另一種情況是，病人在遠(yuǎn)處的地方，那里的醫(yī)生沒有程序裝置，而僅僅依靠磁鐵來做起搏器定期隨訪。提出權(quán)利要求的本發(fā)明通過對(duì)起搏器數(shù)據(jù)(例如，代表起搏器情況的數(shù)據(jù)、起搏事件和病人事件數(shù)據(jù))進(jìn)行編碼，在磁鐵模式期間以選出的起搏間隔的序列提供較大的數(shù)據(jù)傳輸能力。
權(quán)利要求
1. 一種植入式起搏器，其特征在于，具有以可控制的速率把起搏脈沖傳遞給病人的起搏脈沖裝置；用于收集代表至少一組選出的起搏器工作條件和事件的起搏器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)裝置；以及用于至少對(duì)于某些所述數(shù)據(jù)從外部源接收請(qǐng)求的接收裝置，所述接收裝置包括用于響應(yīng)所述請(qǐng)求的響應(yīng)裝置，所述響應(yīng)裝置具有用于調(diào)節(jié)被傳遞的所述起搏脈沖的起搏速率的速率調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置具有用于控制所述脈沖裝置以一種起搏間隔圖形傳遞所述起搏脈沖的控制裝置，每一個(gè)所述起搏脈沖的至少一部分可以被獨(dú)立地調(diào)節(jié)至多個(gè)預(yù)定的速率之一，從而所述部分?jǐn)y帶所述被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的起搏器，其特征在于，所述接收裝置具有用于接收磁鐵產(chǎn)生的請(qǐng)求的磁性裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的起搏器，其特征在于，所述起搏器工作情況包括電池情況和起搏脈沖閾值，并且所述起搏器具有用于測(cè)試所述電池并確定剩余電池壽命的量度的電池測(cè)試裝置，以及用于確定對(duì)所傳遞的所述起搏脈沖的閾值的閾值測(cè)試裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的起搏器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)裝置包括用于收集代表事件的數(shù)據(jù)的裝置，所述事件包括房性心動(dòng)過速、室性心動(dòng)過速、心房引線牢固和心室引線牢固。
5. 如權(quán)利要求1所述的起搏器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置具有用于按照n種速率中所選擇的一種速率調(diào)節(jié)所述起搏脈沖的所述圖形的部分m的每一個(gè)的速率的裝置，以及用于按照所述被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)對(duì)所述經(jīng)調(diào)節(jié)的速率編碼的編碼裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的起搏器，其特征在于，所述控制裝置具有這樣的裝置，它用于控制要以給定的速率傳遞的所述圖形的所述起搏脈沖中的某幾個(gè)起搏脈沖，而將以經(jīng)調(diào)節(jié)的速率傳遞的所述起搏脈沖中選出的一些起搏脈沖用所述被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)編碼。
7. 如權(quán)利要求6所述的起搏器，其特征在于，所述控制裝置具有控制所述起搏脈沖的圖形傳遞的圖形裝置，所述起搏脈沖包括給定速率的x個(gè)連續(xù)起搏脈沖的子圖形，每個(gè)所述子圖形后面跟著以n種不同的速率之一編碼的m個(gè)連續(xù)的起搏脈沖。
8. 如權(quán)利要求7所述的起搏器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)裝置把每個(gè)所述經(jīng)編碼的起搏脈沖的速率調(diào)節(jié)至多個(gè)被選擇的速率中之一，這些速弦所述被選擇的速率至少相隔5bpm。
9. 如權(quán)利要求6所述的起搏器，其特征在于，所述控制裝置控制所述間隔的圖形的傳遞，這些所述間隔包括一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的間隔和一些后續(xù)的間隔，前者的速率代表一種情況或事件，而后者攜帶與每個(gè)所述情況或事件有關(guān)的信息。
10. 一種起搏器，具有以可控制的速率用于產(chǎn)生起搏脈沖的脈沖發(fā)生器；用于存儲(chǔ)起搏器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置；用于把起搏速率控制為預(yù)定的多個(gè)離散的速率之一的速率控制裝置，所述離散速率相應(yīng)于可在標(biāo)準(zhǔn)的EKG紙帶記錄器讀出的起搏間隔，而所述速率控制裝置具有對(duì)所述起搏器數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)編碼裝置，其做法是把多個(gè)所述起搏間隔的每一個(gè)調(diào)節(jié)至所述離散速率之一，每個(gè)所述間隔代表與其他間隔無關(guān)的數(shù)據(jù)，由此所述多個(gè)間隔用所述數(shù)據(jù)編碼，從而可從EKG紙帶記錄器確定所述間隔。
11. 如權(quán)利要求10所述的起搏器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)編碼裝置還具有這樣的裝置，它用于把所述多個(gè)離散速率間隔安插在具有給定速率的所述起搏間隔之間，由此能在所述EKG紙帶圖上更好地察覺所述經(jīng)編碼的間隔。
12. 如權(quán)利要求10所述的起搏器，其特征在于，所述存儲(chǔ)裝置具有用于存儲(chǔ)事件數(shù)據(jù)和與所述事件數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)值數(shù)據(jù)的裝置，而所述數(shù)據(jù)編碼裝置具有事件裝置和數(shù)值裝置，前者用于對(duì)給定事件的出現(xiàn)進(jìn)行編碼，而后者對(duì)于與所述事件相關(guān)聯(lián)的數(shù)值進(jìn)行編碼。
13. 一種從處于磁鐵模式的植入式起搏器發(fā)送起搏器數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，包括以不同的間隔傳遞起搏脈沖的圖形，所述不同的間隔相應(yīng)于預(yù)定的離散速率，所述圖形包括數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖的組合，每個(gè)所述數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖具有從預(yù)定數(shù)目的速率中選出的一個(gè)速率，并且把所述數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖安插在具有預(yù)定速率的所述起搏脈沖之間。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，包括當(dāng)正在傳遞所述起搏脈沖的圖形時(shí)，在紙帶記錄器上打印出EKG的步驟。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括這樣的步驟，即，通過確定所述數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖的間隔，對(duì)來自所述紙帶記錄器EKG的所述起搏器數(shù)據(jù)譯碼。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述起搏脈沖的圖形的所述傳遞包括按預(yù)定的序列傳遞所述數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖和所述預(yù)定速率的起搏脈沖。
全文摘要
提供了一種系統(tǒng)和方法，用于當(dāng)起搏器處于磁鐵模式時(shí)增加來自植入式起搏器的數(shù)據(jù)傳輸。例如包括起搏器工作條件、起搏事件和病人事件等的起搏器數(shù)據(jù)通過改變異步起搏速率為選出的可用速率之一，且用一預(yù)定的序列而輸出，使得能在EKG紙帶圖上讀出數(shù)據(jù)。在一較佳實(shí)施例中，帶有相應(yīng)于選出的速率的數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的起搏脈沖與固定速率的無數(shù)據(jù)間隔以預(yù)定的序列傳遞。例如，以85ppm傳遞四個(gè)脈沖，后面跟以一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的脈沖，每個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的脈沖的速率為90、95或100ppm，此后，對(duì)此序列與附加的數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔加以重復(fù)。對(duì)于數(shù)據(jù)經(jīng)編碼的間隔的每個(gè)間隔的速率組合代表了起搏器數(shù)據(jù)，并且能夠通過觀察在起搏脈沖的圖形期間所取得的EKG紙帶而譯碼。本發(fā)明提供了來自植入式起搏器的增多的數(shù)據(jù)的傳輸，而無需用程序裝置來接收數(shù)據(jù)，因而對(duì)于這樣的環(huán)境特別有用，其中，對(duì)于起搏器隨訪僅僅可以用簡(jiǎn)單的磁鐵。
文檔編號(hào)A61N1/372GK1239896SQ97180325
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月5日
發(fā)明者約翰·C·呂特 申請(qǐng)人:麥德托尼克公司