[发明专利]一种基于右心室血液温度的心脏起搏频率自适应系统

摘要

本发明一种基于右心室血液温度的心脏起搏频率自适应系统，按照下述循环重复执行，对温度传感器检测的右心室血液温度信号进行响应，控制起搏器在静息态、阶跃响应态以及运动态之间转换；起搏器以固定间期采集测量右心室血液温度，依据右心室血液温度采样周期采集右心室血液温度信号，并计算右心室血液温度变化速率；查询起搏器当前控制状态，按照当前控制状态为静息态、阶跃响应态和运动态，分别对右心室血液温度信号做对应处理；在对右心室血液温度缓慢变化响应时，以与右心室血液温度变化幅度成正比的期望起搏频率调整量调整起搏频率，因此在右心室血液温度因节律和情绪变化等出现波动时，能够适应性地调整起搏频率。

主权项

1.一种基于右心室血液温度的心脏起搏器起搏频率自适应系统，其特征在于，包括心脏起搏器；心脏起搏器以固定间期检测右心室血液温度，获取右心室血液温度值，依据右心室血液温度采样周期检测右心室血液温度信号，并计算右心室血液温度变化速率；查询心脏起搏器当前控制状态，若当前控制状态为静息态，则对右心室血液温度信号做对应处理；若当前控制状态为阶跃响应态，则对右心室血液温度信号做对应处理；若当前控制状态为运动态，则对右心室血液温度信号做对应处理；心脏起搏器当前控制状态为静息态时，对右心室血液温度信号做如下处理；3.1阶跃响应触发条件包括如下三个条件：阶跃响应触发条件一，检测到右心室血液温度正在下降，且下降速率大于或等于触发阶跃响应右心室血液温度下降速率阈值；阶跃响应触发条件二，检测到右心室血液温度下降幅度大于或等于触发阶跃响应右心室血液温度下降幅度阈值；阶跃响应触发条件三，检测到之前静息态的持续期大于或等于触发阶跃响应静息态持续阈值；若阶跃响应触发条件一、阶跃响应触发条件二和阶跃响应触发条件三中有一个未达到，则心脏起搏器当前控制状态继续维持在静息态；若阶跃响应触发条件一、阶跃响应触发条件二和阶跃响应触发条件三均达到，则触发阶跃响应，设置心脏起搏器当前控制状态为阶跃响应态，同时在期望起搏频率中加入阶跃响应增量，清零静息态计时变量，并将阶跃响应触发标识变量置1；3.2若检测到右心室血液温度下降，且下降速率小于触发阶跃响应右心室血液温度下降速率阈值，则心脏起搏器当前控制状态维持在静息态，仅对起搏频率作出调整；将右心室血液温度下降速率存入右心室血液温度下降速率数组中，直至右心室血液温度下降速率数组中元素个数达到设定值时调整起搏频率，此时，期望起搏频率的计算如公式（2）所示：  （2）其中，R代表依据当前右心室血液温度确定的期望起搏频率；RD为对应于每摄氏度右心室血液温度下降的期望起搏频率调整量；DS(1)、……、DS（MDSC）表示右心室血液温度下降速率数组，MDSC为预设的右心室血液温度下降速率数组中存放元素最大个数；P为右心室血液温度采样周期；以得到的期望起搏频率更新和调整当前起搏频率并清空右心室血液温度下降速率数组；此后每得到一个满足右心室血液温度下降速率小于触发阶跃响应右心室血液温度下降速率阈值条件的右心室血液温度变化速率，即使用公式（3）更新期望起搏频率：  （3）以由公式（3）得到的期望起搏频率更新和调整当前起搏频率，式中，R代表依据当前右心室血液温度确定的期望起搏频率；RD为对应于每摄氏度右心室血液温度下降的期望起搏频率调整量；Abs表示绝对值， TCS表示右心室血液温度变化速率，其单位为℃/秒；同时通过静息态右心室血液温度峰值重置周期计时变量判断是否到达静息态右心室血液温度峰值的重置时间；在到达静息态右心室血液温度峰值的重置时间时将右心室血液温度峰值重置为右心室血液温度均值，同时将静息态右心室血液温度更新为右心室血液温度均值；3.3若检测到右心室血液温度上升，且上升速率小于运动起始判定右心室血液温度上升速率阈值，此时控制状态维持在静息态，仅调整起搏频率；若右心室血液温度下降速率数组中存在元素，则先以公式（4）计算对应的期望起搏频率调整量：  （4）上式中，为对应于右心室血液温度下降速率数组中元素的期望起搏频率调整量；RD为对应于每摄氏度右心室血液温度下降的期望起搏频率调整量；DS（1）、……、DS（MDSC）为右心室血液温度下降速率数组，MDSC为预设的右心室血液温度下降速率数组中可存放元素的最大个数；P为右心室血液温度采样周期；期望起搏频率按照公式（5）计算：  （5）式中，R代表依据当前右心室血液温度确定的期望起搏频率；RR为对应于每摄氏度右心室血液温度上升的期望起搏频率调整量；TCS表示右心室血液温度变化速率，其单位为℃/秒；P为右心室血液温度采样周期；以上式得到的期望起搏频率更新和调整起搏频率并保存当前起搏频率为静息态起搏频率；清空右心室血液温度下降速率数组，判断是否到达静息态右心室血液温度峰值重置时间，若是，则将右心室血液温度峰值和静息态右心室血液温度重置为右心室血液温度均值；否则比较右心室血液温度峰值与右心室血液温度均值，若右心室血液温度峰值小于右心室血液温度均值，则将右心室血液温度峰值更新为右心室血液温度均值；3.4若检测到右心室血液温度上升，且上升速率大于或等于运动起始判定右心室血液温度上升速率阈值，清空右心室血液温度变化速率数组，并将心脏起搏器当前控制状态设置为运动态；心脏起搏器当前控制状态为阶跃响应态时，对右心室血液温度信号做如下处理；4.1若直至预设的阶跃响应最大维持期末右心室血液温度持续下降，或上升且上升速率一直小于运动起始判定右心室血液温度上升速率阈值，则将心脏起搏器当前控制状态设置为静息态，相应地，调整期望起搏频率为当前起搏频率减去阶跃响应增量，并清零阶跃响应态持续期计时变量和阶跃响应触发标识变量；4.2若在预设的阶跃响应最大维持期内右心室血液温度降低，或右心室血液温度上升速率低于运动起始判定右心室血液温度上升速率阈值，则仍然保持心脏起搏器当前控制状态为阶跃响应态，不调整起搏频率；4.3若心脏起搏器检测到右心室血液温度上升，且上升速率大于或等于运动起始判定右心室血液温度上升速率阈值，则清空右心室血液温度变化速率数组并将心脏起搏器当前控制状态设置为运动态；心脏起搏器当前控制状态为运动态时，对右心室血液温度信号做如下处理；5.1判断右心室血液温度快速下降标识位取值，右心室血液温度快速下降标识位用于标识当前时刻前右心室血液温度是否经历过快速下降；若右心室血液温度快速下降标识位为1，表明在当前运动态的之前时刻检测到了由停止运动导致的右心室血液温度的快速下降，当前时刻处于运动后的恢复期；若右心室血液温度快速下降标识位为0，则判断当前时刻仍处于运动期；若检测到右心室血液温度上升且右心室血液温度快速下降标识位取值为0，首先判断是否已确定运动态稳定频率；若未确定，则先以一个固定的起搏频率增量，增加调整起搏频率，直至增加到预定值；在此期间将各个温度采样间期计算得到的右心室血液温度变化速率存入运动早期右心室血液温度上升速率数组；当期望起搏频率增加至预设值时对运动早期右心室血液温度上升速率数组中的右心室血液温度变化速率进行统计，依据右心室血液温度变化速率均值与右心室血液温度上升速率分界点的相对大小判定运动负荷强度等级，从而选择对应的运动态稳定频率；若已确定，则以相应于运动负荷强度等级的起搏频率调整速率调整起搏频率直至相应的运动态稳定频率；5.2若检测到右心室血液温度下降，且下降速率小于运动终止判定右心室血液温度下降速率阈值，同时查询此刻右心室血液温度快速下降标识位为0，则不调整起搏频率，维持心脏起搏器当前控制状态为运动态；5.3若检测到右心室血液温度下降，且下降速率大于运动终止判定右心室血液温度下降速率阈值，或查询此刻右心室血液温度快速下降标识位为1，则以与运动态稳定频率相关的起搏频率调整速率降低起搏频率直至静息态下保存的静息态起搏频率；若右心室血液温度已经降低至静息态下保存的静息态右心室血液温度的±0.2℃范围内，则将心脏起搏器当前控制状态转换为静息态，同时将阶跃响应触发标识变量、运动态稳定频率和右心室血液温度快速下降标识位恢复到初始值。