用于递送心脏起搏脉冲的医疗装置和方法与流程

本公开整体涉及一种用于递送心脏起搏脉冲的医疗装置和方法。

背景技术：

1、医疗装置可感测来自心脏、大脑、神经、肌肉或其他组织的电生理信号。此类装置可以是可植入的且可穿戴的或是使用可植入的和/或表面(皮肤)电极来感测电生理信号的外部装置。在一些情况下，此类装置可被配置为基于感测到的电生理信号来递送治疗。例如，植入式或外部的心脏起搏器、心律转复除颤器、心脏监测器等感测来自患者的心脏的心脏电信号。医疗装置可以感测来自心脏的心脏电信号并且使用电极向心脏递送电刺激治疗，诸如心脏起搏脉冲和/或心律转复或除颤(cv/df)电击，这些电极可以由从医疗装置延伸的医疗电引线承载以将电极定位在患者心脏内或附近。

2、心脏起搏器或心律转复除颤器可经由由耦合至医疗装置的一个或多个医疗电引线承载的电极向心脏递送治疗性电刺激。可以分析从心脏感测到的心脏信号以检测异常节律。在检测到异常节律诸如心动过缓、心动过速或纤维性颤动时，可递送一个或多个适当的电刺激脉冲以恢复或维持心脏的更正常节律。例如，植入式心律转复除颤器(icd)可以在没有感测到的固有心肌去极化信号(例如，r波)的情况下向患者的心脏递送心动过缓起搏脉冲，响应于检测到心动过速而递送抗心动过速起搏脉冲，或者在检测到心动过速或纤维性颤动时向心脏递送cv/df电击。

技术实现思路

1、总体上，本公开涉及一种用于使用高表面积、低阻抗电极递送心脏起搏脉冲的医疗装置和技术。医疗装置可以是起搏器或icd，该起搏器或icd被配置为使用心脏外电极(例如，由非经静脉引线或定位在心脏外位置的经静脉引线承载的电极)递送心脏起搏脉冲。根据本文公开的技术操作的医疗装置可生成心脏起搏脉冲，这些心脏起搏脉冲可通过经由高电压输出电路递送起搏脉冲而经由高表面积、低阻抗电极向量递送，该高电压输出电路包括用于递送高电压cv/df电击的第一开关电路，该第一开关电路被绕过以递送起搏脉冲。高电压输出电路包括第二开关电路，从而为经由高表面积、低阻抗电极递送的cv/df电击或心脏起搏脉冲提供返回路径。输出电路的第一开关电路和第二开关电路可以在递送高电压cv/df电击脉冲期间被启用。

2、第一开关电路可以由医疗装置的控制电路禁用，并且在递送心脏起搏脉冲期间通过启用将心脏起搏电压源耦合到高电压输出电路的一部分的旁路电路而被绕过。在一些示例中，医疗装置可以使用用于递送心脏起搏脉冲的相同的高表面积、低阻抗电极向量来递送cv/df电击，这是通过经由与心脏起搏输出通路(其排除了第一开关电路)不同的输出通路(其包括第一开关电路)经由高电压输出电路对用于递送cv/df电击的高电压保持电容器进行充电来实现的。

3、在一个示例中，本公开提供了一种医疗装置，该医疗装置包括高电压治疗电路、心脏起搏电压源和旁路电路。高电压治疗电路包括：高电压电容器，该高电压电容器可充电至电击电压幅度；高电压充电电路，该高电压充电电路被配置为将高电压电容器充电至电击电压幅度以生成心律转复/除颤电击脉冲；和高电压输出电路，该高电压输出电路包括第一部分和第二部分，第一部分被配置为将高电压电容器耦合到第一电极端子，第二部分被配置为将高电压电容器耦合到第二电极端子，第一部分和第二部分用于递送心律转复/除颤电击脉冲。心脏起搏电压源被配置为生成具有小于电击电压幅度的起搏电压幅度的心脏起搏脉冲信号。旁路电路被配置为将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路，该心脏起搏输出通路排除了高电压输出电路的第一部分并且包括高电压输出电路的第二部分，以经由第一电极端子和第二电极端子递送心脏起搏脉冲信号。

4、在另一个示例中，本公开提供了一种方法，该方法包括通过医疗装置的治疗递送电路的心脏起搏电压源生成心脏起搏脉冲信号，并且使医疗装置的旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。心脏起搏输出通路排除了治疗递送电路的高电压输出电路的第一部分，该第一部分被配置为将治疗递送电路的高电压电容器耦合到第一电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。心脏起搏输出通路包括高电压输出电路的第二部分，该第二部分被配置为将高电压电容器耦合到第二电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。该方法进一步包括经由第一电极端子和第二电极端子递送心脏起搏脉冲信号。

5、在又一个示例中，本公开提供了一种存储一组指令的非暂态性计算机可读介质，这组指令当由医疗装置的控制电路执行时使医疗装置通过医疗装置的治疗递送电路的心脏起搏电压源生成心脏起搏脉冲信号，并且使医疗装置的旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。心脏起搏输出通路排除了治疗递送电路的高电压输出电路的第一部分，该第一部分被配置为将治疗递送电路的高电压电容器耦合到第一电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。心脏起搏输出通路包括高电压输出电路的第二部分，该第二部分被配置为将高电压电容器耦合到第二电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。这些指令进一步使医疗装置经由第一电极端子和第二电极端子递送心脏起搏脉冲信号。

6、本文还公开了以下实施例的主题：

7、实施例1.一种包括治疗递送电路的医疗装置，该医疗装置包括高电压治疗电路，该高电压治疗电路包括高电压电容器、高电压充电电路和高电压输出电路。高电压电容器可充电至电击电压幅度。高电压充电电路被配置为将高电压电容器充电至电击电压幅度，以生成心律转复/除颤电击脉冲。高电压输出电路包括第一部分和第二部分，第一部分被配置为将高电压电容器耦合到第一电极端子，第二部分被配置为将高电压电容器耦合到第二电极端子，第一部分和第二部分用于递送心律转复/除颤电击脉冲。治疗递送电路进一步包括心脏起搏电压源，该心脏起搏电压源被配置为生成具有小于电击电压幅度的起搏电压幅度的心脏起搏脉冲信号。

8、治疗递送电路进一步包括旁路电路，该旁路电路被配置为将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路，该心脏起搏输出通路排除高电压输出电路的第一部分并且包括高电压输出电路的第二部分，以经由第一电极端子和第二电极端子递送心脏起搏脉冲信号。

9、实施例2.根据实施例1所述的医疗装置，该医疗装置进一步包括：

10、感测电路，该感测电路被配置为感测至少一个心脏信号；

11、和控制电路，该控制器与感测电路和治疗递送电路通信，控制电路被配置为基于至少一个心脏信号确定对心脏起搏的需要，以及响应于确定对心脏起搏的需要，通过使旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路来控制治疗递送电路递送心脏起搏脉冲信号。

12、实施例3.根据实施例1至2中任一项所述的医疗装置，其中高电压输出电路的第一部分包括位于第一电极端子和高电压电容器的正极端子之间的第一高操作电流开关装置以及位于第二电极端子和高电压电容器的正极端子之间的第二高操作电流开关装置。高电压输出电路的第二部分包括位于第一电极端子和高电压电容器的负极端子之间的第三开关装置以及位于第二电极端子和高电压电容器的负极端子之间的第四开关装置。旁路电路被配置为将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路，该心脏起搏输出通路排除了高电压输出电路的包括第一开关装置和第二开关装置的第一部分。实施例4.根据实施例2至3中任一项所述的医疗装置，其中旁路电路包括至少一个旁路开关装置，并且控制电路被进一步配置为通过控制至少一个旁路开关装置将心脏起搏脉冲信号传导至心脏起搏输出通路来启用旁路电路。

13、实施例5.根据实施例2至4中任一项所述的医疗装置，其中旁路电路包括第一通道和第二通道，第一通道包括至少第一开关装置，第二通道包括至少第二开关装置。控制电路被进一步配置为选择性地启用第一通道的第一开关装置或第二通道的第二开关装置，以将心脏起搏脉冲信号分别传导到第一电极端子或第二电极端子中的一者，从而绕过高电压输出电路的第一部分。

14、实施例6.根据实施例1至5中任一项所述的医疗装置，其中高电压充电电路被进一步配置为通过将高电压电容器充电至小于电击电压幅度的电压来生成轨电压，并且心脏起搏电压源进一步包括电压调节器，该电压调节器被配置为接收轨电压并且生成心脏起搏脉冲信号作为电压调节输出信号。旁路电路被进一步配置为当被启用时将电压调节器耦合到心脏起搏输出通路。

15、实施例7.根据实施例1至5中任一项所述的医疗装置，其中心脏起搏电压源进一步包括用于生成心脏起搏脉冲信号的至少一个电荷泵。旁路电路被配置为通过将至少一个电荷泵耦合到心脏起搏输出通路来将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

16、实施例8.根据实施例1至7中任一项所述的医疗装置，其中心脏起搏电压源进一步包括：第一电压源，该第一电压源被配置为生成第一心脏起搏脉冲，该第一心脏起搏脉冲具有高达起搏脉冲电压幅度的第一范围的第一最大电压幅度；和第二电压源，该第二电压源被配置为生成第二心脏起搏脉冲信号，该第二心脏起搏脉冲信号具有高达起搏脉冲电压幅度的第二范围的第二最大电压幅度，第二最大电压幅度大于第一最大电压幅度。旁路电路被进一步配置为通过选择性地将第一电压源或第二电压源中的一者耦合到心脏起搏输出通路来将治疗递送电路的心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

17、实施例9.根据实施例8所述的医疗装置，其中第一电压源包括：低电压电容器，该低电压电容器可充电至起搏脉冲电压幅度的第一范围的第一最大电压；和低电压充电电路，该低电压充电电路被配置为将低电压电容器充电至高达起搏脉冲电压幅度的第一范围的第一最大电压幅度。当第一电压源被选择用于递送第一心脏起搏脉冲信号时，旁路电路被进一步配置为通过将低压电容器耦合到心脏起搏输出通路来选择性地将心脏起搏电压源的第一电压源耦合到心脏起搏输出。

18、实施例10.根据实施例8至9中任一项所述的医疗装置，其中旁路电路包括第一通道和第二通道。第一通道可以包括第一开关装置和第二开关装置。第二开关可以耦合到第一电极端子。

19、第二通道可以包括第三开关装置和第四开关装置，第四开关装置可以耦合到第二电极端子。医疗装置进一步可以包括控制电路，该控制电路被配置为：建立心脏起搏脉冲电压幅度；将心脏起搏脉冲电压幅度与起搏脉冲电压幅度的第一范围和起搏脉冲电压幅度的第二范围进行比较；以及基于心脏起搏脉冲电压幅度落入起搏脉冲电压幅度的相应第一范围和起搏脉冲电压幅度的第二范围中的一者，选择第一电压源和第二电压源中的一者。响应于选择第一电压源，控制电路被配置为启用第一通道的第二开关装置或第二通道的第四开关装置中的一者，以将第一心脏起搏电压信号传导至第一端子或第二端子中的相应一者。响应于选择第二电压源，控制电路被配置为启用以下中的一者：(a)

20、第一通道的第一开关装置和第二开关装置，或(b)第二通道的第三开关装置和第四开关装置，以将第二心脏起搏电压信号传导至第一电极端子或第二电极端子中的相应一者。

21、实施例11.根据实施例8至10中任一项所述的医疗装置，其中第二电压源包括电压调节器或一连串至少两个电荷泵中的一者。

22、实施例12.根据实施例2至11中任一项所述的医疗装置，其中控制电路被进一步配置为基于至少一个感测的心脏信号来检测快速性心律失常。响应于控制电路检测到快速性心律失常，高电压治疗电路被进一步配置为：将高电压充电电路充电至电击电压幅度以生成心律转复/除颤电击脉冲；以及使高电压输出电路的第一部分和第二部分能够递送心律转复/除颤电击脉冲。

23、实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的医疗装置，其中第一电极端子可耦合至第一高表面积电极，并且第二端子可耦合至第二高表面积电极。第一高表面积电极和第二高表面积电极可以由心脏外引线承载。

24、实施例14.一种可以由医疗装置执行的方法包括：通过医疗装置的治疗递送电路的心脏起搏电压源生成心脏起搏脉冲信号，使医疗装置的旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。心脏起搏输出通路排除了治疗递送电路的高电压输出电路的第一部分，该第一部分被配置为将治疗递送电路的高电压电容器耦合到第一电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。心脏起搏输出通路包括高电压输出电路的第二部分，该第二部分被配置为将高电压电容器耦合到第二电极端子以递送心律转复/除颤电击脉冲。该方法进一步包括经由第一电极端子和第二电极端子递送心脏起搏脉冲信号。

25、实施例15.根据实施例14所述的方法，该方法进一步包括通过感测电路感测至少一个心脏信号并且通过医疗装置的控制电路基于至少一个感测的心脏信号确定对心脏起搏的需要。该方法进一步包括响应于确定对心脏起搏的需要，通过控制电路启用旁路电路以将治疗递送电路的心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

26、实施例16.根据实施例14至15中任一项所述的方法，该方法进一步包括：通过从心脏起搏输出通路排除位于治疗递送电路的高电压电容器的正极端子和第一电极端子之间的第一高操作电流开关装置以及位于高电压电容器的正极端子和第二电极端子之间的第二高操作电流开关装置，排除第一部分，使旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。高电压电容器可充电至电击电压幅度。该方法进一步包括通过在心脏起搏输出通路中包括位于第一电极端子与高电压电容器的负极端子之间的第三开关装置和位于第二电极端子与高电压电容器的负极端子之间的第四开关装置中的至少一者来包括第二部分。

27、实施例17.根据实施例14至16中任一项所述的方法，其中启用旁路电路包括控制旁路电路的至少一个开关装置以将心脏起搏脉冲信号传导至心脏起搏输出通路。

28、实施例18.根据实施例14至17中任一项所述的方法，其中启用旁路电路进一步包括通过医疗装置的控制电路选择性地启用旁路电路的第一通道或旁路电路的第二通道中的一者的至少一个开关装置，以将心脏起搏脉冲信号分别经由至少一个开关装置传导至第一电极端子或第二电极端子中的一者，以绕过高电压输出电路的第一部分。

29、实施例19.根据实施例14至18中任一项所述的方法，该方法进一步包括：通过将高电压电容器充电至小于电击电压幅度的电压来生成轨电压而生成心脏起搏脉冲信号；通过电压调节器接收轨电压；以及生成心脏起搏脉冲信号作为电压调节器的电压调节输出信号。该方法进一步可以包括通过使旁路电路能够将电压调节器耦合到心脏起搏输出通路，使医疗装置的旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

30、实施例20.根据实施例14至18中任一项所述的方法，该方法进一步包括通过治疗递送电路的至少一个电荷泵生成心脏起搏脉冲信号，以及通过将至少一个电荷泵耦合到心脏起搏输出通路来使旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

31、实施例21.根据实施例14至20中任一项所述的方法，其中生成心脏起搏脉冲信号包括以下中的一者：通过心脏起搏电压源的第一电压源生成心脏起搏脉冲信号作为具有高达起搏脉冲电压幅度的第一范围的第一最大电压幅度的第一心脏起搏脉冲信号，或者通过心脏起搏电压源的第二电压源生成心脏起搏脉冲信号作为具有高达起搏脉冲电压幅度的第二范围的第二最大电压幅度的第二心脏起搏脉冲信号。第二最大电压幅度大于第一最大电压幅度。该方法进一步包括通过选择性地将第一电压源或第二电压源中的一者耦合到心脏起搏输出通路，使旁路电路能够将心脏起搏电压源耦合到心脏起搏输出通路。

32、实施例22.根据实施例21所述的方法，该方法进一步包括选择第一电压源或第二电压源中的一者生成心脏起搏脉冲信号。当选择第一电压源时，该方法包括：通过将治疗递送电路的低电压电容器充电至高达起搏脉冲电压幅度的第一范围的第一最大电压幅度，由第一电压源生成第一心脏起搏脉冲信号；以及通过将低电压电容器耦合至心脏起搏输出通路，由旁路电路选择性地将心脏起搏电压源的第一电压源耦合至心脏起搏输出。

33、实施例23.根据实施例21至22中任一项所述的方法，其中旁路电路包括第一通道，该第一通道包括第一开关装置和第二开关装置。第二开关装置耦合到第一电极端子。旁路电路进一步包括具有第三开关装置和第四开关装置的第二通道。第四开关装置耦合到第二电极端子。该方法进一步包括：建立心脏起搏脉冲电压幅度；将心脏起搏脉冲电压幅度与起搏脉冲电压幅度的第一范围和起搏脉冲电压幅度的第二范围进行比较；以及基于心脏起搏脉冲电压幅度落入起搏脉冲电压幅度的相应第一范围或起搏脉冲电压幅度的第二范围中的一者，选择第一电压源和第二电压源中的一者。当选择第一电压源时，启用第一通道的第二开关装置或第二通道的第四开关装置中的一者以将第一心脏起搏电压信号传导到第一电极端子或第二电极端子中的相应一者。当选择第二电压源时，启用以下中的一者：(a)第一通道的第一开关装置和第二开关装置，或(b)第二通道的第三开关装置和第四开关装置，以将第二心脏起搏电压信号传导到第一电极端子或第二电极端子中相应一者。

34、实施例24.根据实施例21至23中任一项所述的方法，其中第二电压源包括电压调节器或一连串至少两个电荷泵中的一者。

35、实施例25.根据实施例15至24中任一项所述的方法，该方法进一步包括：基于至少一个感测的心脏信号检测快速性心律失常；

36、将治疗递送电路的高电压电容器充电至电击电压幅度以生成心律转复/除颤电击脉冲；以及使高电压输出电路的第一部分和第二部分能够递送心律转复/除颤电击脉冲。

37、实施例26.根据实施例14至25中任一项所述的方法，其中递送心脏起搏脉冲信号进一步包括经由耦合至第一高表面积电极的第一电极端子和耦合至第二高表面积电极的第二端子递送心脏起搏脉冲。第一高表面积电极和第二高表面积电极可由心脏外引线承载。

38、本
技术实现要素：
旨在提供对本公开所描述的主题的概述。其并不旨在提供对在以下附图和描述中详细描述的设备和方法的排他性或穷尽性解释。在以下附图和描述中阐述了一个或多个示例的进一步的细节。