一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法

摘要

本发明涉及一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法，含如下步骤：对CRT适应症的患者植入右房心内膜电极和左室心外膜起搏电极；电极与脉冲发生器连接；设置智能化脉冲发生器参数；执行采集实时心电信号和左室起搏命令的扫描搜索程序；通过脉冲发生器对扫描搜索的资源进行时间定点测量和逻辑算法分析，以寻找发生最窄QRS时限的AS/AP-VP间期；并以此AS/AP-VP间期，由脉冲发生器执行定时性CRT。上述过程结束后，脉冲发生器返至心电信号采集和起搏扫描搜索，重新寻找发生最窄QRS时限的AS/AP-VP间期；并以此AS/AP-VP间期执行定时性CRT；如此重复循环。本发明具有智能化程度高、用途广泛、操作简便且使用成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗卫生领域的心脏起搏治疗心力衰竭(CHF)范畴，尤其 涉及一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗(CRT)方法。

背景技术

CHF是所有心血管疾病的恶性归宿之一。尽管随着病因治疗和血管紧张素 转换酶抑制剂、β-受体阻滞剂等药物治疗的不断进步，CHF患者的住院死亡率 和再住院率已有所降低，但CHF的发病率仍然居高不下，严重影响心血管疾病 患者的生存质量和预后。1994年，法国医生Cazeau等首先报道对1例伴有完 全性左束支传导阻滞(LBBB)的男性CHF患者实施四腔(双心房、双心室)起 搏治疗，明显改善了其临床症状，从此为CRT这一CHF的新疗法揭开了序幕。 临床研究发现，约1/3CHF患者的QRS时限超过120ms，常见于LBBB。伴LBBB 的CHF患者的左心室(LV)激动明显晚于右心室(RV)，LV心内膜激动发生于 经室间隔由右向左激动之后，室间隔无法支持LV射血，LV丧失了协调的球形 收缩功能；最晚激动位点通常是LV侧壁、侧后壁，在收缩晚期，LV侧壁收缩， 室内压迅速上升，室间隔受压力影响向右凸出，产生矛盾运动，进而减少前向 射血；室间和室内电传导延迟引发的LV内区域性机械延迟，导致功能性的二 尖瓣返流、LV收缩功能降低。CRT通过起搏双心室恢复室间隔和LV侧壁收缩 的同步性，提高LV机械功能，增加舒张期充盈时间，减少室间隔的矛盾运动 及二尖瓣反流，从而降低CHF患者的死亡率、再入院率，改善患者症状和生活 质量。MIRALE、CARE-HF、COMPANION、PATH-CHF和MUSTIC-SR等几项关键的循 证医学研究明确了CRT改善CHF患者心衰症状及预后的作用，在此基础上，美 国心脏病学会/美国心脏协会、欧洲心脏病学会、中华医学会心血管病分会/心 电生理与起搏分会均已将CRT作为治疗CHF患者的I类适应证进行推荐。目 前随着CRT在临床的广泛应用，针对CRT脉冲发生器和起搏电极导线的性能设 计、植入辅助工具和相关技术正经历着前所未有的快速发展，成为CHF的临床 治疗学、医学生物工程学领域的研究热点。

目前,CRT在临床实践中基本采用右心房(RA)和左右双心室起搏模式，通 过设置起搏脉冲发生器的个体化房室间期(A-V间期)、室间间期(LV-RV/RV-LV 间期)、感知性能、起搏性能、频率应答、感知响应、起搏/感知极性等参数， 力争实现心电图QRS波最窄，房室顺序最佳，超声心动图心室同步性指标(E-A、 VTI、MR、LVEDD、LVEF、IVMD及SPWMD等)最优，患者症状最轻及并发症最少， 从而达到改善CHF患者症状与预后的治疗目的。尽管CRT对失同步化的CHF患 者的治疗取得了令人瞩目的成绩，但部分CHF患者对CRT低反应，甚至无反应 仍然困扰着患者和临床医生。目前临床研究显示，适应证患者术前的QRS波越 宽、植入CRT后QRS波时限越窄，患者对CRT的反应率越高；而适应证选择不 当(如植入时机过晚)、LV电极定位不佳或脱位、CRT参数未动态优化、药物 治疗和心理干预不当、合并症等因素导致近三分之一的CHF患者对CRT治疗无 反应，其中排在第一位的影响因素就是不恰当的A-V间期。为了获得100％的双 心室起搏，往往需要设置较短的A-V间期，但过短的A-V间期可缩短心室舒张 期时间，导致心室提前收缩、二/三尖瓣提前关闭，不仅减少心输出量，还削 弱了心房“辅助泵”的功能。单独LV起搏可延长右心室充盈时间，增加肺动 脉血流，减少静脉系统淤血，间接增加了患者血氧含量及左心回血，减少房室 瓣返流，延缓甚至逆转心室扩大。由于绝大多数CHF患者为窦性心律，房室结 功能无明显异常，且远期发生房室传导阻滞的风险较低，故单纯LV起搏，而 非双心室起搏，是否可能恢复心室同步性引起了学界的兴趣。

EATER-EARTH注册研究及一些样本量略小的非劣性临床研究发现，对于 LVEF(左室射血分数)≤35％、合并LBBB(QRS宽度≥130ms)的患者，经过为 期6～12个月的随访观察，单纯LV起搏对患者临床状况、运动耐量、LV内径及 功能等指标的改善程度与双心室起搏相近。荟萃分析也进一步肯定了单纯LV 起搏在治疗合并心室机械运动失同步的心功能不全患者的地位。

基于上述理论，我们针对房室结功能正常的LBBB患者，设计独特的脉冲 发生器，在仅单纯实施LV起搏的情况下，通过自动动态设置A-V间期，使其 自身房室结传导参与心室激动，触发最窄QRS以实现CRT疗效。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供具有智能化程度高、低功耗、用 途广泛、操作简便且使用成本低的一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗 方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现：一种基于自身房 室传导心脏再同步化治疗方法，其特征在于，包括如下步骤：

对基于自身房室传导的心脏再同步化治疗适应症的患者植入右房心内膜 起搏电极和左室心外膜起搏电极；

将右房心内膜起搏电极和左室心外膜起搏电极分别与脉冲发生器对应口 连接；

通过连接程控仪，设置脉冲发生器初始参数；

脉冲发生器通过与起搏电极可靠衔接，采集实时心电信号，并独立执行起 搏扫描搜索测量；

通过脉冲发生器对执行起搏扫描搜索测量采集获得的资料，进行时间定点 测量计算；

通过脉冲发生器对测量计算结果进行模块逻辑算法分析，以寻找发生最窄 QRS时限的AS/AP-VP间期，并以此AS/AP-VP间期，由脉冲发生器执行定时性 CRT，以实现基于自身房室传导状态下的左右心室协调性舒张和收缩；脉冲发 生器在执行该次定时CRT后，重新返至心电信号采集和起搏扫描搜索程序，并 通过模块逻辑算法分析，寻找扫描搜索过程中发生最窄QRS时限的AS/AP-VP 间期；并再次以新的AS/AP-VP间期执行定时性CRT，如此循环。

进一步地：所述脉冲发生器通过起搏电极，对所述心电信号进行采集、检 测和存储，同时开始执行起搏扫描搜索并测量AS/AP-VS间期程序；对AS/AP-VS 间期的扫描搜索，脉冲发生器按初始设置，决定其正向还是负向扫描方式；设 置动态AS/AP-VP扫描间期范围是70～300ms，步进值为±5ms或±10ms或±15ms 或±20ms。

进一步地：在所述动态AS/AP-VP间期负性扫描和正性扫描过程中，需要 自动测量每一次按步进变更的动态AS/AP-VP间期的QRS(VP)波时限，通过扫 描搜索AS/AP-VS间期，寻找触发最窄QRS时限的AS/AP-VP间期。

进一步地：在触发最窄QRS时限的AS/AP-VP间期后，脉冲发生器工作程 序转向以此AS/AP-VP间期，通过脉冲发生器对患者执行初始设置固定起搏时 间为：以6、12、24、36、48、60、72小时7档可供选择的定时设置，进行基 于自身房室传导心脏再同步化起搏治疗，在CRT定时起搏时间结束后，脉冲发 生器再次执行动态AS/AP-VP起搏扫描搜索程序，重新寻找触发最窄QRS时限 的AS/AP-VP间期，并以此AS/AP-VP间期，按初始设置固定CRT起搏时间，执 行自身房室传导心脏再同步化治疗，如此循环，直至患者到医院进行CRT起搏 器随访而改变脉冲发生器初始设置。

进一步地：在上述CRT治疗起搏LV的时程中，当脉冲发生器检测到AS-AS 间期持续10分钟较上一次扫描基数的变化绝对值≥200ms，自动转向执行以 AS/AP-VP为70-300ms范围的负扫或正扫，以重新搜索最窄QRS时限的AS/AP -VP间期，以建立新的固定时间(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择) 的CRT起搏治疗过程，如此重复循环。

进一步地：所述起搏工作模式由程序提供AAI/AAIR、VVI/VVIR、VAT及 DDD/DDDR子模块，腔内心电信号输入计算机A/D后，两路单极或双极模拟心电 信号快速转化为数字信号，并对该信号进行批量性智能化处理，包含信号显示 预处理与外部程控仪通信处理，单极及/或双极心腔内信号识别和时间相位处 理，选择性双极或单极信号起始与终止识别、时间测量处理等，均是本发明逻 辑算法的构成基础，脉冲发生器根据初始设置的参数和起搏工作模式转换，通 过起搏扫描和搜索测量，计算心房和心室激动的时限，对心房和心室波形时间 相位差进行识别，最终以发生最窄QRS时限的AS/AP-VP间期，执行CRT起搏 治疗功能。

进一步地：处理器逻辑算法对所述已经过A/D转换的心电信号，实施数字 模块处理，包括:4级数字带通滤波、50/60Hz数字陷滤波、心电信号自动增 益控制、实时波型初始/终末最大斜率变化计算和定点计时、自动基线校正。

进一步地：所述脉冲发生器包括双路心腔内心电放大器及双路脉冲发生 器，所述双路腔内心电放大器在使用腔内单极状态信号采集时，拟衔接起搏电 极导管的远端电极且与脉冲发生器的金属层构成回路，所述起搏电极导管的两 个电极产生腔内双极电图信号源，形成的刺激脉冲形态具有正向、负向与双向 可选，默认形态为负向。

进一步地：所述双路心腔内心电放大器包括双路与双极/单极腔内心电信 号放大器，双路心电信号放大器增益定格在50-100倍的生物放大器，50/60Hz 陷波电路，4级巴赫曼带通滤波器，频率带宽为5-200Hz；单极电图硬件模块 增益，也定格在50-100倍，4级巴赫曼带通滤波器，频率为5-200Hz。

进一步地：所述脉冲宽度0.1-1.0ms，步进±0.1ms，10档可选，刺激脉 冲电压范围1-10V，步进±1.0V，10档可供选择。

相较于现有技术，本发明的基于自身房室传导心脏再同步化治疗方法具有 以下优点：所述基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法及脉冲发生器根据 初始参数设置和起搏模式实施自动转换；独立对整个搜索测量周期的心房、心 室和房室传导时间进行识别、测量、分析和判断；脉冲发生器独立通过其逻辑 算法的步进程控，自动搜索出现最窄QRS时限的AS/AP-VP间期，并以此 AS/AP-VP间期执行定时CRT治疗，最大限度利用自身房室传导在室性融合波形 成中的参与，具有智能化程度高、低功耗、用途广泛、操作简便、使用成本低 等特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的脉冲发生器起搏装置硬件基本结构示意图。

图2为本发明的脉冲发生器基于自身房室传导自动搜索AS/AP-VP软件逻 辑图。

图3为本发明的脉冲发生器自动搜索检测程序和CRT起搏治疗工作流程 图。

图4为本发明的基于自身房室传导自动搜索AS-VP示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解， 下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，其示出了本发明的一种基于自身房室传导的心脏再同步 化治疗方法，包括如下步骤：设置脉冲发生器；对基于自身房室传导的心脏 再同步化治疗适应症的患者植入RA心内膜起搏电极和LV心外膜起搏电极；连接 脉冲发生器对心电信号进行检测和扫描搜索测量；通过脉冲发生器进行时间定 点测量计算和分析；通过脉冲发生器进行起搏功能模块逻辑算法；通过脉冲发 生器建立可编程的基于自身房室传导的心脏再同步化治疗起搏程序；实现基于 自身房室传导状态下的双心室同步化。

一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法，其特征在于，包括如下

步骤：

对基于自身房室传导的心脏再同步化治疗适应症的患者植入右房心内膜 起搏电极和左室心外膜起搏电极；

将上述起搏电极与脉冲发生器对应口连接；

通过外部相关程控仪，设置脉冲发生器初始参数；

脉冲发生器通过起搏电极，采集实时心电信号，并执行起搏扫描搜索测量；

通过脉冲发生器对执行起搏扫描搜索测量采集获得的资料，并实时进行时 间定点测量计算；

通过脉冲发生器对测量计算结果进行模块化逻辑算法分析，以寻找发生最 窄QRS时限的AS/AP-VP间期，并以此AS/AP-VP间期，由脉冲发生器执行定时 性CRT，以实现基于自身房室传导状态下的左右心室协调性舒张和收缩；脉冲 发生器在执行该次定时CRT后，重新返至心电信号采集和起搏扫描搜索程序， 并通过模块逻辑算法分析，重新寻找扫描搜索过程中发生最窄QRS时限的 AS/AP-VP间期；并再次以新的AS/AP-VP间期执行定时性CRT。

脉冲发生器通过起搏电极，对所述心电信号进行采集、检测和存储，同时 开始执行起搏扫描搜索并测量AS/AP-VS间期程序。对AS/AP-VS间期的扫描搜 索，脉冲发生器按初始设置，决定其正向还是负向扫描方式；本发明设置动态 AS/AP-VP扫描间期范围是70～300ms，即动态AS/AP-VP扫描间期最小值为70ms, 动态AS/AP-VP扫描间期最大值为300ms；步进值为：±5ms、±10ms、±15ms 和±20ms。

在所述动态AS/AP-VP间期负性扫描或正性扫描过程中，需要自动测量每 一次按步进变更的动态AS/AP-VP间期的QRS(VP)波时限，目的是通过扫描搜 索AS/AP-VS间期，寻找触发最窄QRS时限的AS/AP-VP间期。

在明确触发最窄QRS时限的AS/AP-VP间期后，脉冲发生器工作程序转向 以此AS/AP-VP间期，通过脉冲发生器对患者执行初始设置固定起搏时间为： 以6、12、24、36、48、60、72小时7档可供选择的定时设置，进行基于自身 房室传导心脏再同步化起搏治疗。在CRT定时起搏时间结束后，脉冲发生器再 次执行动态AS/AP-VP起搏扫描搜索程序，重新寻找触发最窄QRS时限的 AS/AP-VP间期，并以此AS/AP-VP间期，按初始设置固定CRT起搏时间，执行 自身房室传导心脏再同步化治疗。如此循环，直至患者到医院进行CRT起搏器 随访而改变脉冲发生器初始设置。

考虑到接受CRT治疗患者在执行CRT起搏中可能出现心律失常，心率不齐 等因素，本发明设计具有频率自适应性扫描模式，即在上述CRT治疗起搏LV 的时程中，当脉冲发生器检测到AS-AS间期持续10分钟较上一次扫描基数的 变化绝对值≥200ms，自动转向执行以AS/AP-VP为70-300ms范围的负扫或正 扫，以重新搜索最窄QRS时限的AS/AP-VP间期，以建立新的固定时间(6、 12、24、36、48、60、72小时可供选择)的CRT起搏治疗过程……，如此重复 循环。

起搏工作模式由脉冲发生器程序提供AAI/AAIR、VVI/VVIR、VAT及 DDD/DDDR子模块。腔内心电信号输入计算机A/D后，两路单极或双极模拟心电 信号快速转化为数字信号，并对该信号进行批量性智能化处理，包含信号显示 预处理与外部程控仪通信处理，单极及/或双极心腔内信号识别和时间相位处 理，选择性双极或单极信号起始与终止识别、时间测量处理等，是本发明逻辑 算法的构成基础。脉冲发生器根据初始设置的参数和起搏工作模式转换，通过 起搏扫描和搜索测量，计算心房和心室激动的时限，对心房和心室波形时间相 位差进行识别，最终以发生最窄QRS时限的AS/AP-VP间期，执行CRT起搏治 疗功能。

CRT相关设备，即脉冲发生器，硬件包括双路心腔内心电放大器及双路脉 冲发生器，双路腔内心电放大器在使用腔内单极状态信号采集时，拟衔接起搏 电极导管的远端电极且与脉冲发生器的金属层构成回路；所述双路腔内心电放 大器在使用腔内双极状态信号采集时，拟衔接起搏电极导管的两个电极构成回 路。所述双路脉冲输出器的刺激脉冲形态具有正向、负向与双向可选，默认形 态为负向。双路心腔内心电放大器包括双路与双极/单极腔内心电信号放大器， 双路心电信号放大器增益定格在50-100倍的生物放大器，50/60Hz陷波电路， 4级巴赫曼带通滤波器，频率带宽为5-200Hz；单极电图硬件模块增益，也定 格在50-100倍，4级巴赫曼带通滤波器，频率为5-200Hz。脉冲宽度0.1-1.0ms， 步进±0.1ms，10档可选，刺激脉冲电压范围1-10V，步进±1.0V，10档可供 选择。脉冲发生器内部的处理器软件逻辑算法对所述已经通过A/D转换的心电 信号，实施数字模块处理，包括:4级数字带通滤波、50/60Hz数字陷滤波、 心电信号自动增益控制、实时波形初始/终末最大斜率变化计算和定点计时、 自动基线校正。

本发明是通过对自行研发的基于自身房室传导的心脏再同步化治疗 (CRT)脉冲发生器(下文以CRT-GZ1代之)的起搏模式、逻辑算法、心腔内 心电信号测量和数字化实时同步计算，以及临床方法学的建立，研究了一套完 整的建立在CHF患者自身房室传导状态下的新型CRT技术。

1.起搏电极导管和CRT-GZ1脉冲发生器的植入及工作原理简述

CRT产生的最佳血液动力学不仅依赖LV电极安置的部位，也与最适合的 A-V间期、LV-RV/RV-LV间期密切相关。本发明设计一种基于自身房室传导的 新型CRT方案：首先，在临床上对符合CRT植入的I类适应症患者，应用常规 植入CRT的RA电极和LV电极的方法，局部麻醉下经锁骨下静脉途径，仅植入 RA心内膜起搏电极导管和LV心外膜起搏电极导管(经冠状静脉窦逆行置于冠 状静脉属支)；其次，在完成起搏电极导管的参数测试后，分别将RA电极和LV 电极与具有房室顺序双腔起搏(DDD/DDDR)功能的CRT-GZ1的心房和心室输入 /出口连接，将电极与脉冲发生器包埋于上胸部皮下；CRT-GZ1对患者的心房感 知(AS)-心室感知(VS)、心房起搏(AP)-VS、AP-心室起搏(VP)、AS-VP 等四种A-V间期及其相应的腔内QRS时限进行自动搜索测量，并自动设置触发 最窄QRS时限的AS/AP-VP间期，以双极模式进行起搏。值得强调的是，本发 明系基于患者自身房室传导的CRT模式，即通过对AS/AP-VS进行自动搜索测 量，进而自动设置脉冲发生器的AS/AP-VP间期，以执行CRT治疗。因此，CRT-GZ1 一般不适用于II～III°房室传导阻滞、心房扑动、心房颤动等不具备确切 1:1房室关系的心律失常患者。

2.CRT-GZ1的物理设施

(1)CRT-GZ1的硬件包括：

①两路心腔内心电放大模块：主要涉及双路、双极/单极腔内心电信号 放大器。双路腔内心电放大器，即RA电信号及LV电信号均具有单极或双极采 集可选择放大模式。在使用腔内单极状态信号采集时，拟衔接起搏电极导管的 远端电极，并与CRT-GZ1的金属层构成回路。腔内双极电图信号源则完全取自 起搏电极导管的两个电极。其硬件模块包括：增益定格在50-100倍的生物放 大器；50/60Hz陷波电路；4级巴赫曼带通滤波器，频率带宽为5-200Hz。腔内 单极电图硬件模块增益，也定格在50-100倍，4级巴赫曼带通滤波器，频率为 5-200Hz。心腔内信号经硬件处理后，进入A/D转换处理成数字信号，按CPU 控制器的程序逻辑算法，对该信号再进行数字信号幅值、滤波、陷波、相位计 算、X轴波形拐点斜率分析等处理，以提供执行CRT起搏功能所需要的数据。

②双路脉冲发生器：本发明的刺激脉冲形态具有正向/负向/双向可选， 默认形态负向。脉冲宽度0.1-1.0ms，步进±0.1ms，10档可选。刺激脉冲电 压范围1-10V，步进±1.0V，10档可选。基础刺激脉冲TS1S1＝2000-400ms (30-150PPM)之间选择设置。

(2)心腔内心电信号采集的特殊技术

对RA和LV心腔内电图识别和测量的可靠性，是关系到整个CRT治疗是否 成功的最大影响因素之一。传统心电生理系统对心腔内心电信号的处理方法， 均是基于心腔内信号频谱的主要成分,即频率相对较高的、无序的高次谐波， 因此普通心电生理设备对心腔内电信号的涉取，主要是放大其高端频率信号 源，获取的图形通常是提供临床心电生理定性分析和手动测量时间使用。传统 埋藏式心脏起搏器对心腔内心房或心室信号的采集，也不涉及对信号源的时间 轴测量和计算，大都是将采集到的心腔内信号经过比较级电路，转化为TTL电 平传给CPU控制中心，作为计算心率和感知使用。

本发明的脉冲发生器CRT-GZ1是在DDD/DDDR起搏脉冲发生器平台上设计 的，其起搏工作流程由程序软件提供AAI/AAIR、VVI/VVIR、VVT、VAT及DDD/DDDR 模式完成。本发明的特点之一是CRT-GZ1对心腔内心电信号的处理，即RA和 LV电图的特殊识别和测量技术。本发明首先提出对心腔内电信号，即AS、AP、 VS或VP的采集，重点放在其信号源低中端频率范围，即5-100HZ带宽内，目 的是易于对AS、AP、VS或VP激动的起始点和终末点实施更精确的模拟化和数 字化处理。通过硬件电路和软件编程，滤除心腔内电信号多重无序的高次谐波， 保留住AS、AP、VS或VP起始点和终末点相对清晰的信号源低中端频率成分， 以便于逻辑算法容易通过波形的拐点斜率变化，进行计算、分析和判断，更精 确测量出X轴时间向量的AS/AP初始点和VS/VP初始点和终结点。当心腔内模 拟信号输入计算机A/D后，软件将两路单极或双极模拟心电信号快速转化为数 字信号，并对该信号进行批量智能化处理，包括数字带通滤波、50/60Hz数字 陷滤波、心电信号自动放大缩小增益控制、实时波型初始/终末斜率变化计算 和定点计时、自动基线校正；信号显示预处理与相关程控仪通信处理等等。其 中单极或双极心腔内信号识别和时间相位处理，选择性双极或单极信号起始与 终止识别、时间测量处理是本发明逻辑算法的重要基础。此外，对RA及LV腔 内电图信号处理采用单极放大模式或双极放大模式，由临床医生自行设置选择 和组合，初始默认状态为双极模式。

3.CRT-GZ1的间期扫描、起搏模式及参数的设置

本发明在DDD/DDDR起搏脉冲发生器的平台上，对自身房室传导正常的CHF 患者提出了新型CRT方案：有关AS/AP-VS间期和QRS时限自动搜索测量方法 学建立；有关AS/AP-VP间期的相关逻辑算法与自动设置。

在CRT-GZ1与相关的RA电极和LV电极可靠连接的前提下，通过CRT-GZ1 和与其配合的程控仪通信，设置起搏器工作状态和起搏参数。根据患者心律、 心率的实时表现，设置起搏参数，包括基础起搏频率，脉冲刺激强度(高于起 搏阈值的1.5-2.5倍)，脉冲宽度(默认值0.2ms，0.1-1.0ms可选择)，感 知灵敏度(默认值心房为0.1-1.0mv，心室为0.5-5.0mv)等。基于AP/AS-VS/VP 最大扫描间期，以及与之密切相关的QRS时限的确定，是实现CRT-GZ1执行CRT 的基础，因此，在自动搜索测量和CRT起搏工作未开始前，设定和判断 AP/AS-VS/VP最大扫描间期是CRT-GZ1很重要的工作。我们对CRT治疗的 AS/AP-VP间期的扫描筛选分为固定负向自动扫描和固定正向自动扫描两种类 型，由临床医生根据患者状态设定。无论负扫或正扫，其自动搜索扫描范围均 固定设置在70-300ms的內，即负扫从300ms开始，按步进负扫至70ms；正扫 由70ms开始，按步进正扫至300ms。扫描步进分为4档：5、10、15、20ms， 自行设定。值得强调的是，为确保房室激动顺序的同步性，我们对设计CRT-GZ1 负扫状态起搏的最小AP/AS-VP间期不低于70ms，正扫状态起搏的最大 AP/AS-VP间期不高于300ms。自动搜索测量的内容包括以下几个部分。

(1)AS-AS间期、AS/AP-VS/VP间期及VS/VP的QRS时限测量

基本参数测量含实时AS、AP、VS及/或VP腔内电图时限的独立测量。根 据X轴向时间测量的AS/AP初始点和VS/VP初始点，以获取AS-VS、AP-VS、AS-VP 及AP-VP间期；根据X轴向时间测量的VS/VP初始点和终结点，以获取VS/VP 的QRS时限。所有实时AS、AP、VS及/或VP腔内电图时限的独立测量，均根 据获取心腔内信号波形的初始及/或终末最大拐点斜率函数变化，由CRT-GZ1 的逻辑算法处理获得，并进入阶段数据库保存。值得强调的是，在CRT-GZ1与 其配合的程控仪通信状态下，还可实现最近的CRT-GZ1自动搜索测量周期过程 的资料转移，以及资料存储，回放显示，后处理，包括编辑、打印等后台工作。

(2)治疗性AS/AP-VP间期的自动建立

此部分为本发明的核心技术。在自动搜索测量、并获取AS/AP-VS间期的 基础上，通过动态AS/AP-VP间期的自动起搏扫描，实时测量以步进变化的动 态AS/AP-VP间期所产生的系列LV的QRS时限，并筛查出触发QRS波时限最窄 时的AS/AP-VP间期。其后，CRT-GZ1的逻辑算法将在5～10秒钟内，自动建立 以该AS/AP-VP间期发放的CRT治疗起搏脉冲，实现LV起搏激动与经房室结下 传的自身心室激动的真性融合，从而达到房室之间、LV与RV之间再同步化的 治疗目的。

(3)可重复扫描的CRT起搏治疗模式

鉴于不同生理、病理及药理条件下，患者自身AS/AP-VS间期所存在的动 态变化(其中心率快慢与AS/AP-VS间期呈正比)，为确保最大化利用自身房室 传导参与LV起搏的CRT疗效，我们设计CRT-GZ1可以反复实现上述自动测量、 设置起搏的功能：

①固定时限扫描模式，即根据程序的设定，自动按触发最窄QRS时限的 AS/AP-VP间期进行固定时间(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择)的 CRT起搏治疗后，再次重新执行AS/AP-VP为70-300ms范围的负扫描或正扫描 搜索，以寻找下次CRT起搏治疗新的AS/AP-VP间期，即自动按AS/AP-VP为 70-300ms范围，负性或正性扫描搜索最窄QRS时限的AS/AP-VP间期,以进行固 定时间(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择)的CRT起搏治疗过程……， 如此重复循环。

②频率自适应性扫描模式，在上述CRT治疗起搏LV的时程中，当AS-AS 间期持续10分钟较上一次扫描基数的变化绝对值≥200ms，CRT-GY1自动转向 执行以AS/AP-VP为70-300ms范围的负扫或正扫，以重新搜索最窄QRS时限的 AS/AP-VP间期，以建立新的定时(6、12、24、36、48、60、72小时可供选 择)CRT起搏治疗过程……，如此重复循环。

如图1中所示，人体信号通过2路心内信号模拟处理，经A/D转换后，成 为数字信号进入MCU。MCU通过程控仪系统获取参数设置等信息。MCU通过电池 管理系统控制电源管理。MCU通过脉冲发生系统、脉冲整形系统、脉冲参数调 整系统来控制2路输出人体的刺激脉冲。

图2中N为设置的每个扫描周期单步进起搏个数(1、2、4、8四档可选择)， n为扫描周期中剩余的起搏次数；t为设置的扫描步长(5、10、15、20四档可 选择)，单位ms；T为AS/AP-VP值，单位ms；x为正、负扫描次数，初始值为 0；Tx为第x次扫描时的AS/AP-VP值；Q为QRS波长度，单位ms；Qn为每个 扫描周期第n次起搏时的QRS波长度，Qx为第x次扫描时的平均QRS波长度， 单位均为ms。程序从将N赋值给n开始，经过正、负扫判断；每个周期起搏个 数循环；是否超越自动搜索范围判断；Qx取平均值等等步骤，最后在一系列 QX值中选取最小值，然后计算出对应的AS/AP-VP值，即为需要的AS/AP-VP 值，程序结束。

图3中简单介绍了自动搜索检测程序和CRT起搏治疗工作的流程。从参数 设置、安装连接电极开始，然后自动搜索检测程序，得出AS/AP-VP数值，以 此数值进行长程CRT治疗起搏，在起搏过程中如出现患者自身心率发生较明显 改变时，停止CRT治疗起搏工作，并重新开始自动搜索测量部分工作；或直至 完成预定CRT起搏治疗工作，后进入下一阶段自动搜索测量程序。

图4中设置CRT-GY1的搜索测量程序为正向扫描，步进10ms，单步进固定 起搏个数为1。在第一个正向扫描周期，AS-VP＝70ms，起搏1次；在第二个正 向扫描周期，AS-VP＝80ms，起搏1次；在第三个正向扫描周期，AS-VP＝90ms， 起搏1次，……。当正向扫描至AS-VP≥160ms时(第10个心动周期)，出现 AS-VS(即心房激动经自身房室结下传激动心室)。此次搜索扫描中AS-VP间期 为130ms时(第7个心动周期)，QRS波时限最窄(130ms)。

本发明主要依赖于患者自身房室传导状态，在房室结功能基本无异常的状 态下，自动执行AS/AP-VP为70-300ms范围的正扫或负扫搜索，并在此过程中 自动搜索并检测AS/AP-VP间期和QRS时限，即AS/AP-VP间期按预设的步进， 动态改变AS/AP-VP间期(AS/AP-VP间期＝AS/AP-VS间期±步进)，进行递减/ 递增搜索式扫描起搏，同时实时自动测量AS/AP-VP间期和VP的QRS时限。其 目的是通过AS/AP-VP间期进行的动态扫描起搏，搜索VP心室融合波达到最窄 时限的AS/AP-VP间期。然后以搜索到的最窄QRS波时限所对应的AS/AP-VP间 期为起搏参数，执行相对长时间固定对患者进行再同步化CRT起搏治疗。以下 根据患者自身心率快慢与否，提供CRT-GZ1起搏RA和非起搏RA方式的两个具 体实施例。

实施例1：非起搏RA方式

(1)实施条件

患者为窦性心律，无明显心律不齐、平均心室率>50～60bpm、心电图显示P 波与QRS波为1：1相关固定关系。

(2)起搏电极导管植入并与CRT-GZ1连接

应用常规技术在局部麻醉下，经锁骨下静脉途径植入RA电极和LV电极(LV 电极置于冠状静脉的侧静脉或侧后静脉)，在完成起搏电极导管的参数测试后， 分别将RA电极和LV电极与CRT-GZ1的心房和心室输入/出口可靠连接，并将 电极与CRT-GZ1固定、包埋于上胸部皮下。

(3)参数设置

CRT-GZ1起搏模式为心房同步心室起搏型(VAT)；设置针对患者的基础起 搏频率(TS1S1间期)低于自身平均心率5、10、15、20Bpm(次/分，为自身搏 动)，具体参数可选择；设置负向和/或正向扫描步进(5、10、15、20ms)、AS-VP 最小和最大值分别固定为70ms和300ms。无论负扫或正扫，其自动搜索扫描范 围均固定设置为70-300ms，负扫即为从300ms开始，按步进负扫至70ms结束； 正扫即为由70ms开始，按步进正扫至300ms结束。每一个AS-VP间期设置单 步进固定起搏个数为1、2、4、8四档可选择，设计默认值为2。此外，为每个 治疗性AP-VP间期设置固定CRT治疗时程(6、12、24、36、48、60、72小时 可供选择，默认值12小时)。

(4)腔内心电信号的采集与AS-VS间期的扫描

CRT-GZ1起搏器开始工作后，采集到源自起搏电极导管双极/单极的心腔内 电图模拟信号，首先通过硬件放大处理，立即输入计算机A/D，将模拟心腔内 电图快速转化为数字信号，在CPU控制下以CRT-GY1逻辑算法对该信号进行批 量智能化系统性处理，包含通过对数字信号波形拐点斜率变化的识别、计算和 定点，测量出X轴向的AS初始点、VS/VP初始点和终结点和AS-VS间期。

(5)CRT治疗性AS-VP间期的筛选与建立

在RA电极和LV电极与CRT-GZ1的心房和心室输入/出口可靠连接、固定 状态下，CRT-GZ1起搏器立即开始工作，执行CRT-GZ1设定的AS-VP间期 (70-300ms)，采用负向或正向VAT起搏扫描。例如，当CRT-GY1程序设置的 搜索测量程序为负向扫描，步进10ms，单步进固定起搏个数为2，则在第一个 负向扫描周期，AS-VP＝300ms，连续起搏2次；在第二个负向扫描周期， AS-VP＝290ms，连续起搏2次；在第三个负向扫描周期，AS-VP＝280ms，连续起 搏2次，……。当负向扫描至AS-VP≤70ms时，搜索测量程序自动停止，并自 动通知CRT-GZ1，查询此次搜索测量扫描过程中，AS-VP间期在什么值的状态 下，QRS波时限最窄，并在5-10秒钟内，CRT-GZ1自动将触发最窄QRS波时限 的AS-VP间期设置为CRT治疗性AS-VP间期，立即进入相对较长时程的VAT方 式的CRT起搏治疗。又例如，当CRT-GY1程序设置的搜索测量程序为正向扫描， 步进5ms，单步进固定起搏个数为3，则在第一个正向扫描周期，AS-VP＝70ms， 起搏3次；在第二个正向扫描周期，AS-VP＝75ms，起搏3次；在第三个正向扫 描周期，AS-VP＝80ms，起搏3次，……。当正向扫描至AS-VP≥300ms时，搜 索测量程序自动停止，并自动通知CRT-GZ1，查询此次搜索扫描中AS-VP间期 在什么值的状态下，QRS波时限最窄，并在5-10秒钟内，CRT-GZ1自动将触发 最窄QRS波时限的AS-VP间期设置为CRT治疗性AS-VP间期，立即进入相对较 长时程的VAT方式的CRT起搏治疗。

(6)治疗性AS-VP间期的重复筛选与建立

以治疗性AS-VP间期进行CRT治疗起搏的固定时程(6、12、24、36、48、 60、72小时可供选择，默认6小时)结束后，再次重新执行搜索测量AS-VP 间期，自动正性或负性扫描搜索AS-VP间期，以触发最窄QRS时限的AP-VP间 期进行固定时间(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择，默认6小时) 的VAT模式的CRT起搏治疗过程……，如此重复循环。

在以治疗性AS-VP间期进行CRT起搏的过程中，当患者自身心率发生较明 显改变(预设为AS-AS间期持续10分钟较上一次扫描时基数的变化绝对值≥ 200ms)时，即自动重启搜索测量AS-VS间期，即在70-300ms范围内，负性或 正性扫描测量AS-VP间期，以寻求最窄QRS时限的AS-VP间期，并以VAT模式 重新执行CRT起搏LV治疗。

实施例2：起搏RA方式

(1)实施条件

患者存在明显窦性心动过缓、窦房传导阻滞或窦性停搏，平均心室率 <50bpm。

(2)起搏电极导管和CRT-GZ1的连接

应用常规技术在局部麻醉下，经锁骨下静脉途径植入RA电极和LV电极(LV 电极置于冠状静脉的侧静脉或侧后静脉)，在完成起搏电极导管的参数测试后， 分别将RA电极和LV电极与CRT-GZ1的心房和心室输入/出口可靠连接、固定， 将电极与CRT-GZ1固定、包埋于上胸部皮下。

(3)参数设置

CRT-GZ1起搏模式为DDD/DDDR；设置针对患者的基础起搏频率(TS1S1间 期)高于自身平均心率5、10、15、20bpm，具体参数可选择；设置正向及/ 或负向扫描步进(5、10、15、20ms)、最小或最大AP-VP值(范围70-300ms)， 设置动态AP-VP间期(动态AP-VP间期＝AP-VS间期±步进，步进5、10、15、 20ms可选，设计默认值为10ms)。为每一个AP-VP间期扫描设置单步进固定起 搏个数为1、2、4、8四档可选择，设计默认值为2。此外，为每个治疗性AP-VP 间期设置固定CRT治疗时程(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择，默 认值12小时)。

(4)腔内心电信号的采集与AP-VS间期的扫描

采集起搏电极导管双极/单极的心腔内电图模拟信号源，首先通过硬件放 大处理，立即输入计算机A/D，将模拟心腔内电图快速转化为数字信号，在CPU 控制下以CRT-GY1逻辑算法对该信号进行批量智能化系统性处理，包含对数字 信号波形拐点斜率变化的识别、计算和定点，测量出X轴向的AS/AP初始点、 VS/VP初始点和终结点和AS/AP-VP间期。

(5)CRT治疗性AP-VP间期的筛选与建立

根据预设动态AP-VP间期，采用负向和正向DDD/DDDR起搏扫描。在RA电 极和LV电极与CRT-GZ1的心房和心室输入/出口可靠连接、固定状态下， CRT-GZ1起搏器开始工作，按正向或负向起搏扫描，执行CRT-GZ1设定的AP-VP 间期(70-300ms)。例如，当程序设置为负向扫描，步进10ms，单步进固定起 搏个数为4，则在第一个负向扫描周期，AP-VP＝300ms，连续起搏4次；在第 二个负向扫描周期，AP-VP＝290ms，连续起搏4次；在第三个负向扫描周期， AP-VP＝280ms，连续起搏4次，……。当负向扫描至AP-VP≤70ms时，搜索测 量程序自动停止，并自动通知CRT-GZ1，查询此次搜索扫描过程中AP-VP间期 在什么值的状态下，QRS波时限最窄，并在5-10秒钟内，CRT-GZ1自动将触发 最窄QRS波时限的AP-VP间期设置为CRT治疗性AP-VP间期，立即进入相对较 长时程的DDD/DDDR方式的CRT起搏治疗。又例如，当CRT-GY1程序设置为正 向扫描，步进20ms，单步进固定起搏个数为2，则在第一个正向扫描周期， AP-VP＝70ms，连续起搏2次；在第二个正向扫描周期，AP-VP＝90ms，连续起 搏2次；在第三个正向扫描周期，AP-VP＝110ms，连续起搏2次，……。当正 向扫描至AP-VP≥300ms时，搜索测量程序自动停止，并自动通知CRT-GZ1，查 询此次搜索扫描过程中AS-VP间期在什么值的状态下，QRS波时限最窄，并在 5-10秒钟内，CRT-GZ1自动将触发最窄QRS波时限的AP-VP间期设置为CRT治 疗性AP-VP间期，立即进入相对较长时程的DDD/DDDR方式的CRT起搏治疗。

(6)治疗性AP-VP间期的重复筛选与建立

以治疗性AP-VP间期进行CRT治疗起搏的固定时程(6、12、24、36、48、 60、72小时可供选择，默认6小时)结束后，再次重新执行搜索测量AP-VS 间期，自动负性或正性扫描搜索AP-VP间期，以触发最窄QRS时限的AP-VP间 期进行固定时间(6、12、24、36、48、60、72小时可供选择，默认6小时) 的DDD起搏治疗过程……，如此重复循环。

在以治疗性AP-VP间期进行CRT起搏的过程中，当患者自身心率发生较明 显改变(预设为AS-AS间期持续10分钟较上一次扫描时基数的变化≥200ms) 时，即心率加快或减慢，心室率周期平均缩短或增大超过200ms以上，CRT-GY1 自动重启负性或正性扫描测量AS-VP间期，以重新寻求最窄QRS时限的 AS/AP-VP间期，执行CRT起搏LV治疗。

值得特别说明的是，尽管本发明包含了上述的非起搏RA和起搏RA两种搜 索测量工作的模式，但在实际临床使用中，CRT-GY1执行算法软件是一个整体 协调的操作范畴。例如，在自身窦性频率较快的情况下，执行非起搏RA方式 (即AS-VP间期)，而当患者自身窦性频率较低或存在窦房结功能障碍时， CRT-GZ1的DDD/DDDR工作模式会在预先设定的起搏参数条件下，即在基础刺激 脉冲TS1S1间期内，自动转向执行起搏RA方式(即AP-VP间期)。然后动态执 行AS/AP-VP间期扫描搜索测量功能，并通过负向或正向扫描，寻找触发最窄 QRS波时限的治疗性AS/AP-VP间期。

通过上述2项实施例的工作流程，表明本发明的CRT-GY1脉冲发生器是 其结构的主要核心。主要包括双路心腔内心电放大器、双路刺激脉冲、微处理 器(MCU)构成的整体运行控制中心。脉冲发生器通过放置于心腔内的右房电 极和左室电极与人体心脏连通，发放CRT脉冲并接收心肌的电生理信号。双路 心腔内心电放大器在采集并处理心房和心室电生理信号时，可双腔同时采用双 极模式，也可双腔同时采用单极导联模式；也可一腔采用单极，另一腔采用双 极导联模式。双路心腔内心电放大器硬件增益是50-100倍，50/60Hz陷波电路， 峰值频率可选；同时通过4级巴赫曼滤波器，实现放大器带通频率为5-200Hz。 双路心腔内心电放大器，将原始心电信号硬件处理后，进入MCU的模数处理器 (A/D转换)，其采用12倍SAR结构。双路脉冲发生器，其脉冲宽度0.1-1.0ms 可调(步进±0.1ms)；刺激脉冲电压范围1-10V可调(步进±1.0V)；刺激脉 冲波形正向、负向及双向可选，默认负向。起搏器微处理器(MCU)，通过其A/D 转换器将心电模拟信号转变为数字信号后，立即对该信号进行数字化后处理， 包括对信号的振幅控制，50/60Hz陷波高Q值深度处理，数字4级带通滤波， 带宽优化处理切削(5-150Hz范围)。心电信号带宽优化处理，是指通过脉冲发 生器的MCU发出的程序，即AS/AP-VS自动搜索所产生的系列心电信号实施全 程逻辑算法处理，处理的内容涵盖每一个实时的AS/AP-VS信息，即AS/AP起 始点坐标，VS起始点和终末点坐标，并计算出AS/AP-VS间期。将坐标数据存 储于数据库内，依靠固化的逻辑算法程序，最终确定发生最窄VS实现的 AS/AP-VS间期。逻辑算法程序确定发生最窄QRS波时限的AS/AP-VS间期，MCU 立即按设置的CRT治疗定时时间，执行以AS/AP-VS间期的CRT治疗。MCU执行 的CRT治疗是以设置的定时时间进行限制，CRT治疗的定时时间固定为 6/12/24/36/48/72小时可设定。一经此次CRT治疗完成，MCU开始重复执行新 的AS/AP-VS自动搜索程序。具有正向程序的扫描和负向程序扫描选择设置功 能。设计参数还包括正向/负向扫描步进设置，分为5/10/15/20ms4档可选， 负向扫程控状态，最小AP/AS-VP间期不低于70ms；正向扫程控状态最大 AP/AS-VP间期不大于300ms。

以上叙述表明，CRT-GZ1工作模式及其脉冲发生器，与现行的CRT设计已 明显不同，前者不仅减少了一根RV起搏电极导管的植入和LV-RV/RV-LV间期 的调整设置，而且可实现独立完成大量需要人工和程控设备对植入CRT患者术 后的经常性随访。同时，由于CRT-GZ1在可设置的时间内，自动反复执行 AS/AP-VS/VP搜索测量，以随时寻求到有自身房室传导参与、LV起搏触发最窄 QRS时限的AS/AP-VP间期的可能性大大提高，进一步提升了CRT的自适性应答 率。因此，CRT-GZ1根据初始参数设置和起搏模式实施自动转换，独立对整个 搜索测量周期的心房、心室和房室传导时间进行识别、测量、分析和判断，并 自动、重复执行动态最佳AS/AP-VP间期的CRT起搏，最大限度利用自身房室 传导在室性融合波形成中的参与，是本发明最核心的基础。

本发明一种基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法,至少存在以下优 点：所述基于自身房室传导的心脏再同步化治疗方法及脉冲发生器根据初始参 数设置和起搏模式实施自动转换，独立对整个搜索测量周期的心房、心室和房 室传导时间进行识别、测量、分析和判断，并自动、重复执行动态最佳AS/AP-VP 间期起搏，最大限度利用自身房室传导在室性融合波形成中的参与，具有智能 化程度高、低功耗、用途广泛、操作简便、使用成本低等特点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，以及本发明的优点。本 行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本 发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围 内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。