CN107106845A - 具有用于速率自适应起搏的活动传感器的植入式医疗设备 - Google Patents

具有用于速率自适应起搏的活动传感器的植入式医疗设备 Download PDF

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Abstract

植入式医疗设备(100)包括活动传感器(212)、脉冲发生器(202)、以及控制模块(206)。控制模块被配置成从活动信号确定活动度量，并在活动度量的预定百分位处确定活动度量值。控制模块基于预定百分位处的活动度量值来设置较低速率设置点。

Description

具有用于速率自适应起搏的活动传感器的植入式医疗设备
技术领域
本公开涉及具有活动传感器的植入式医疗设备以用于监测患者活动以及用于将心脏活动从活动传感器信号过滤出来的相关联的方法。
背景
用于递送治疗、监测患者的生理状况或其组合的各种植入式医疗设备(IMD)已经临床植入或提出用于临床植入患者体内。一些IMD可采用携载刺激电极、感测电极、和/或其它传感器的一条或多条细长电引线。其他IMD可包括沿着IMD的外壳或在IMD的外壳内的电极和/或其他传感器，该IMD的外壳封围IMD的电路与电子部件。
IMD可向各种器官、神经、肌肉或组织(诸如，心脏、大脑、胃、脊髓、盆骨底等等)递送治疗和/或监测它们的状况。诸如心脏起搏器之类的一些IMD监测患者的心脏活动并经由耦合到起搏器的电极将治疗电刺激提供到患者的心脏。由IMD提供的电刺激可包括诸如起搏脉冲之类的信号以处理诸如心动过缓之类的异常心律。
在一些情况下，IMD感测表示患者的代谢需求的信号，以便以旨在满足患者的代谢需求的速率来提供心脏起搏。例如，可从与身体活动相关联的加速计信号确定患者的身体活动水平的指示，以便提供速率响应的起搏以动态地维持满足患者的代谢需求的心率。
发明内容
一般而言，本公开涉及用于控制心脏起搏的技术，该技术避免了由于被错误地检测为患者的身体活动的心脏活动而增加起搏速率。根据本文中所公开的技术的起搏器操作基于活动传感器信号确定较低起搏速率设置点。较低速率设置点建立从活动传感器信号所确定的活动度量的水平，在该活动度量以下，预期所感测的活动主要由于心脏运动，并且不是由于身体活动而导致的增加的代谢需求的指示。仅当活动度量在基底速率设置点之上是才将起搏速率增加到较低起搏速率之上。
在一个示例中，本公开提供了一种方法，该方法包括：感测与患者的代谢需求相关联的活动信号，从活动信号确定第一多个活动度量，在该第一多个活动度量的预定百分位处确定活动度量值，基于预定百分位处的活动度量值设置较低速率设置点，从活动信号确定下一个活动度量，并响应于至少下一个活动度量少于或等于较低速率设置点，以较低基础起博速率来递送心脏起搏。
在另一示例中，本公开提供了一种植入式医疗设备(IMD)，该植入式医疗设备包括：活动传感器，该活动传感器被配置成产生与患者的代谢需求相关联的信号；脉冲发生器，该脉冲发生器被配置成经由耦合到植入式医疗设备的一对电极产生起搏脉冲并将起搏脉冲递送到患者的心脏；以及控制模块，该控制模块耦合到脉冲发生器以及活动传感器。控制模块被配置成：从活动信号确定多个活动度量，在该多个活动度量的预定百分位处确定活动度量值，基于预定百分位处的活动度量值设置较低速率设置点，从活动信号确定下一个活动度量，并响应于至少下一个活动度量少于或等于较低速率设置点，以较低基础起博速率来控制脉冲发生器递送心脏起搏脉冲。
在另一示例中，本公开提供了一种非暂态、计算机可读存储介质，该存储介质存储一组指令，该指令当由植入式医疗设设备的控制模块执行时，使得设备：感测与患者的代谢需求相关联的活动信号，从活动信号确定多个活动度量，在该多个活动度量的预定百分位处确定活动度量值，基于预定百分位处的活动度量值设置较低速率设置点，从活动信号确定下一个活动度量，并响应于至少下一个活动度量少于或等于较低速率设置点，以较低基础起博速率来递送心脏起搏脉冲。
本发明内容旨在提供对本公开中所描述的主题的概览。它不旨在提供以下的附图和描述内所详细描述的装置与方法的排他性或穷尽性解释。一个或多个示例的进一步细节在以下的附图和描述中阐述。
附图说明
图1是示出可用于感测心脏电信号并将治疗提供给患者的心脏的心脏内起搏系统的概念图。
图2A是可对应于图1中所示的右心房起搏器或右心室起搏器的心脏内起搏器的概念图。
图2B是心脏内起搏器的替代实施例的概念图。
图2C是心脏内起搏器的又一实施例的概念图。
图3是图2A中所示的心脏内起搏器的示例配置的功能框图。
图4是根据一个示例的使用从加速计信号确定的活动计数由图3的起搏器所确定的传感器指示的速率(SIR)传递函数的图。
图5是由图3的起搏器执行的用于设置用于根据SIR来控制速率响应起搏的较低速率(LR)设置点的方法的流程图。
图6是根据一个示例的用于自动地调整LR设置点的方法的流程图。
图7是根据一个示例的用于基于编程的患者活动百分位来建立LR设置点并随时间更新LR设置点的方法的流程图。
图8是在时间周期内积累的活动计数的频率图并示出用于调整LR设置点的一种方法。
图9是在时间周期上积累的活动计数的频率图并示出用于调整LR设置点的另一种方法。
图10是根据另一示例的用于调整LR设置点的方法的流程图。
具体实施方式
本文中公开了植入式医疗设备(IMD)系统，该植入式医疗设备系统包括心脏内起搏器，该心脏内起搏器被配置成完全植入到患者的心脏的腔室中并包括用于产生与患者活动相关联的信号的患者活动传感器。在各个示例中，IMD系统可包括不需要经静脉引线的心房心脏内起搏器、心室心脏内起搏器或心房与心室心脏内起搏器两者。活动传感器信号用于建立传感器指示的起搏速率，以提供自动调整的速率响应的心脏起搏以满足患者的代谢需求。包括在心脏内起搏器中的活动传感器(例如，加速计)经受(subjected to)心脏运动，使得活动传感器信号包括心脏运动信号。本文中公开的技术使得心脏内起搏器能够基于患者活动来调整起搏速率并且避免基于包含在加速计信号内的心脏运动伪像(artifact)来调整起搏速率。
图1是示出可用于感测心脏电信号并将治疗提供给患者的心脏8的心脏内起搏系统10的概念图。IMD系统10包括右心室(RV)心脏内起搏器14和右心房(RA)心脏内起搏器12。采用本文中公开的技术的起搏系统不限于包括RA起搏器12与RV起搏器14两者的系统。相反，采用所公开的技术的心脏起搏系统可包括一个或多个起搏器，该起搏器被配置成被定位在心脏8里面或外面并包括经受跳动心脏8的运动的基于运动的患者活动传感器。
在所示的示例中，起搏器12和14是被适配用于完全植入到心脏腔室内(例如，完全在心脏8的RV内、完全在心脏8的左心室(LV)内、完全在心脏8的RA内或完全在心脏8的左心房(LA)内)的经导管的心脏内起搏器。RA起搏器12被示成沿着RA的心内壁(例如，沿着RA侧壁或RA隔膜)进行定位。RV起搏器14被示成沿着RV的心内壁(例如，在RV尖端附近)进行定位。然而，本文中所公开的技术不限于在图1的示例中所示的起搏器位置，并且可能是相应心脏腔室内的其他相对位置。
起搏器12和14与皮下植入的起搏器相比在尺寸上被减少，并且在形状上通常是圆柱形的，以实现经由递送导管的经静脉植入。在其他示例中，起搏器12和14可被定位在心脏8里面或外面的任何其他位置处，包括心外膜位置。例如，起搏器12可被定位在右心房或左心房的外面或之内，以提供相应的右心房或左心房起搏。起搏器14可被定位在右心室或左心室的外面或之内，以提供相应的右心室或左心室起搏。
起搏器12和14各自能够产生经由起搏器的外壳上的一个或多个电极被递送到心脏8的电刺激脉冲，即，起搏脉冲。RA起搏器12被配置成使用基于外壳的电极来感测RA中的心脏内电描记图(EGM)信号并递送RA起搏脉冲。RV起搏器14被配置成使用基于外壳的电极来感测RV中的EGM信号并递送RV起搏脉冲。
起搏器12和14各自能够与外部设备20进行双向无线通信。外部设备20常常被称为“编程器”，因为它通常由内科医生、技术员、护士、临床医生或其他有资格的用户来使用，以用于对起搏器12和14中的操作参数进行编程。外部设备20可位于诊所、医院或其他医疗设施中。外部设备20可替代地被实现为可在医疗设施中、患者的家中或另一位置中进行使用的家庭监测器或手持设备。可使用外部设备20将操作参数(诸如感测与治疗递送控制参数)编程到起搏器12和14中。外部设备20的各方面可通常对应于美国专利No.5,507,782(Kieval等人)中公开的外部编程/监测单元，以此方式通过引用将其整体合并于此。
外部设备20包括处理器52、存储器53、用户显示器54、用户界面56以及遥测模块58。处理器52控制外部设备操作并处理从起搏器12和14接收到的数据与信号。根据本文中所公开的技术，处理器52可用于基于活动传感器信号对在控制速率响应的心脏起搏中所使用的传感器指示的速率传递函数的初始设置点以及患者活动百分位进行编程。传感器52可提供具有数据的用户显示器54以用于向用户生成图形用户界面，以用于选择并编程由起搏器12或起搏器14在控制速率响应的起搏中以及其他起搏功能中所使用的控制参数。
外部设备20可向用户显示与起搏器12或14功能相关的其他数据与信息，以用于回顾起搏器操作与编程的参数以及EGM信号或在询问会话期间从起搏器12和14所得到的其他生理数据。用户界面56可包括鼠标、触摸屏、键盘和/或小键盘，以使得用户能够与外部设备20交互，以发起与起搏器12和14的遥测会话以用于从起搏器12和14得到数据和/或将数据传送到起搏器12和14，以用于选择并编程期望的感测和治疗递送控制参数。
遥测模块58被配置用于与包括在起搏器12和14中的植入式遥测模块进行双向通信。遥测模块58使用适当地寻址目标起搏器12或14的通信协议与RA起搏器12建立无线射频(RF)通信链路22并与RV起搏器14建立无线RF通信链路24。可在系统10中实施的示例RF遥测通信系统通常被公开在美国专利No.5,683,432(Goedeke等人)中，以此方式通过引用将其整体合并于此。遥测模块58被配置成与处理器52协同操作，以用于经由通信链路22或24发送并接收与起搏器功能相关的数据。可使用在医疗植入通信服务(MICS)频带、医疗数据服务(MEDS)频带中的射频(RF)链路、或Wi-Fi将通信链路22与24建立在相应的RF起搏器12和RV起搏器14与外部设备20之间。
遥测模块58可能够在宽距离范围(例如，高达大约10米)内与起搏器12和14进行双向通信。在其他示例中，遥测通信可需要使用放置在RA起搏器12或RV起搏器14的附近中的编程头以促进数据传送。可以构想，外部设备20可经由遥测模块58有线或无线连接到通信网络，以用于将数据传送到远程数据库或计算机，以允许对患者12的远程管理。
图2A是可对应于图1中所示的RA起搏器12或RV起搏器14的心脏内起搏器100的概念图。起搏器100包括沿着起搏器100的外壳150被间隔开的电极162与164，以用于感测心脏EGM信号并递送起搏脉冲。电极164被示成从起搏器100的远端102延伸的尖端电极，并且电极162被示成沿着外壳150的中部(例如，邻近近端104)的环电极。远端102被称作“远端的”，因为预期在它前进穿过递送工具(诸如，导管)并放置抵靠目标起搏位置时是前端(leadingend)。
电极162和164形成阴极和阳极对，以用于双极心脏起搏与感测。电极162与164可被定位在相应的近端104与远端102上或尽可能靠近相应的近端104与远端102，以增加电极162与164之间的电极间的间距。
在替代的实施例中，起搏器100可包括两个或更多个环电极、两个尖端电极、和/或沿着起搏器外壳150暴露的其他类型的电极，以用于将电刺激递送到心脏8并感测EGM信号。电极162和164可以是但不限于，钛、铂、铱或它们的合金，并可包括低极化涂层，诸如，尤其是氮化钛、氧化铱、氧化钌、铂黑。电极162和164可被定位在沿着起搏器100除了所示位置的位置处。
外壳150由生物相容的材料形成，诸如不锈钢或钛合金。在一些示例中，外壳150可包括绝缘涂层。绝缘涂层的示例尤其包括聚对二甲苯、尿烷、PEEK、或者聚酰亚胺。外壳150的整体可以是绝缘的，但是仅电极162和164是未绝缘的。在其他示例中，外壳150的整体可用作电极，而非提供诸如电极162之类的局部电极。替代地，电极162可与外壳150的其他部分电隔离。
外壳150包括控制电子器件子组件152(外壳容纳电子器件)，以用于感测心脏信号、产生起搏脉冲并控制治疗递送以及起搏器100的其他功能。外壳150进一步包括电池子组件160，该电池组件160将电力提供给控制电子器件子组件152。电池子组件160可包括在共同转让的美国专利No.8,433,409(Johnson等人)和美国专利No.8,541,131(Lund等人)中所公开的电池的特征，以此方式通过引用将这两个专利中的两者整体合并于此。
起搏器100可包括一组固定尖齿166，以例如通过与心室骨小梁相互作用来将起搏器100固定到患者组织。固定尖齿166被配置成锚固起搏器100以将电极164定位成可操作地邻近目标组织，以用于递送治疗电刺激脉冲。多种类型的有源和/或无源固定构件可用于将起搏器100锚固或稳固在植入位置中。起搏器100可包括在共同转让的预授权公开U.S.2012/0172892(Grubac等人)中所公开的一组固定尖齿，以此方式通过引用将其整体合并于此。
起搏器10可进一步包括递送工具界面158。递送工具界面158可位于起搏器100的近端104处，并被配置成连接到递送设备(诸如导管)，该递送设备用于在植入过程期间将起搏器100定位在植入位置处(例如，在心脏腔室内)。
起搏器100减小的尺寸实现了完全植入到心脏腔室内。在图1中，RA起搏器12与RV起搏器14可具有不同的尺寸。例如，RA起搏器12可以在体积上小于起搏器14(例如，通过减少电池尺寸)以适应植入在较小的心脏腔室中。如此，可以理解，起搏器100可根据其将被植入的腔室或位置而在尺寸、形状、电极位置或其他物理特征中进行适配。
图2B是心脏内起搏器100的替代实施例的概念图。起搏器110包括外壳150、控制组件152、电池组件160、固定构件166以及沿着远端102的电极164，并可包括沿着近端104的递送工具界面158，如以上结合图2A所描述的。起搏器100被示作包括沿着延长器165延伸离开外壳150的电极162’。如此，代替了沿着外壳150携载一对电极(这限制了最大可能的电极间间距)，延长器165可使用必要的电馈通件被耦合到外壳150，以将电极162’以离远侧尖端电极164的增加的电极间距离进行定位。
图2C是具有延长器165的心脏内起搏器120的替代实施例的概念图，该延长器165被耦合到起搏器外壳150的远端102以将远侧电极164’延伸离开沿着外壳150靠近近端104或在近端104处进行定位的电极162。图2B与图2C中所示的延长器165是绝缘的导电体，其经由横跨外壳150的电馈通件将电极162’(图2B)或电极164’(如2C)电耦合到起搏器电路。具有用于增加电极间间距的绝缘、导电延长器165的起搏器120可通常对应于共同转让的预授权美国公开No.2013/0035748(Bonner等人)中所描述的植入式设备与柔性导体，以此方式通过引用将其整体合并于此。
在图2A、2B和2C中所示的示例中，用于产生与患者活动相关的信号的活动传感器可被封围在控制电子器件组件152内。在其他示例中，活动传感器可沿着延长器165或外壳150的任何其他部分进行定位。在一些示例中，活动传感器可被实现为压电加速计。
图3是图2A中所示的起搏器100的示例配置的功能框图。起搏器100包括脉冲发生器202、感测模块204、控制模块206、存储器210、遥测模块208以及电源214。如本文中所使用的，术语“模块”指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、或提供所描述的功能的其他合适的部件。RA起搏器12与RV起搏器14中的每一个可包括如由图3中所示的起搏器100所表示的类似的模块，然而应当理解，模块可根据需要进行不同地配置以执行分开的RA与RV起搏器12和14的功能。
例如，当起搏器100配置成操作为RV起搏器14时，控制模块206被配置成设置用于控制心室起搏脉冲的递送的各种心室起搏逸搏(escape)间期。当起搏器100被实现为RA起搏器12时，控制模块206被配置成设置心房起搏逸搏间期以控制RA起搏脉冲的递送。
归属于本文中的起搏器100的功能可实现为一个或多个处理器、控制器、硬件、固件、软件、或他们的任意组合。将不同特征描绘为特定电路或模块旨在强调不同的功能方面，并且不一定隐含此类功能必须通过分开的硬件或软件部件或通过任何特定架构来实现。相反，与一个或多个模块、处理器、或电路相关联的功能可由单独的硬件或软件部件来执行，或者被集成在共同的硬件或软件部件内。例如，由起搏器100执行的起搏控制操作可在控制模块206中实现，该控制模块206执行储存在相关联的存储器210中的指令并依赖来自感测模块204的输入。
脉冲发生器202产生电刺激脉冲，该电刺激脉冲经由电极162和164被递送到心脏组织。电极162和164可以是如图2A中所示的基于外壳的电极，但是电极162与164中的一个或两个可替代地由从起搏器外壳延伸离开的绝缘、电导体来携载，如结合图2B与图2C所描述的。
脉冲发生器202可包括一个或多个电容器以及充电电路以将电容器(多个)充电到编程的起搏脉冲电压。在适当时间，如由包括在控制模块206中的起搏定时与控制模块所控制的，电容器被耦合到起搏电极162与164以对电容器电压进行放电并藉此递送起搏脉冲。通常在以上合并的美国专利NO.5,507,782(Kieval等人)中以及在共同转让的美国专利No.8,532,785(Crutchfield等人)中公开了起搏电路，这些专利中的两者通过引用整体合并于此、可在起搏器100中实现以用于在控制模块206的控制下将起搏电容器充电到预定的起搏脉冲振幅并递送起脉冲。
控制模块206根据储存在存储器210中的经编程的治疗控制参数并响应于起搏逸搏间期的期满来控制脉冲发生器202递送起搏脉冲。被包括在控制模块206中的起搏定时与控制模块可包括逸搏间期计时器，该逸搏间期计时器被设置成用于控制起搏脉冲相对于起搏或感测事件的定时的起搏逸搏间期。当起搏逸搏间期期满时，递送起搏脉冲。如果在起搏定时间期期间通过感测模块204感测到心脏事件，则可抑制预定的起搏脉冲，且起搏逸搏间期可被重新设置成新的时间间期。如下文所描述的，控制模块206使用来自活动传感器212的信号，以用于确定用于控制起搏脉冲递送的速率的传感器指示的速率(SIR)。例如，包括在控制模块206中的逸搏间期计时器可被设置成对应于SIR的起搏逸搏间期，并且可响应于活动传感器信号当SIR变化时调整起搏逸搏间期。
感测模块204接收跨电极162与164产生的心脏EGM信号。可由感测模块204在EGM信号跨过感测阈值时感测到心脏事件，该感测阈值可以是自动调整的感测阈值。响应于感测阈值交叉，感测模块204将感测到的事件信号传递到控制模块206以用于控制起搏脉冲的定时。
存储器210可以包括计算机可读指令，这些指令在由控制模块206执行时，使控制模块206执行贯穿本公开归属于起搏器100的各种功能。可在存储器210内对计算机可读指令进行编码。存储器210可包括非暂态计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括任何易失性、非易失性、磁的、光的、或电的介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存存储器、或其他数字介质(其中唯一例外是暂态传播信号)。存储器210存储定时间期、计数(counters)、或由控制模块206用于控制通过脉冲发生器202的起搏脉冲的递送的其他数据。例如，存储器210可存储设置点与斜率关系，该设置点与斜率关系用于基于由控制模块206接收到的来自活动传感器212的信号来确定SIR。
活动传感器可实现为压电加速计，以用于产生于患者身体运动相关的信号。通常在2014年2月6日提交的美国专利申请S/N.14/174,514(Nikolski等人)中公开了用于获得患者活动信号的在心脏内设备中加速计的使用，通过引用将其整体合并于此。通常在美国专利No.7,031,772(Condie等人)中公开了用于提供速率响应起搏的患者活动信号的使用，通过引用将其整体合并于此。
控制模块206从活动传感器212接收活动信号，并从期望的频率处的信号确定活动度量，以用于确定传感器指示的起搏速率。传感器指示的速率(SIR)可在休息周期期间的编程的较低速率(LR)与最大用力(exertion)周期期间的编程的最大较高起搏速率之间变化。如下所述，可根据SIR传递函数来控制SIR，该SIR传递函数可包括在活动度量的不同的范围内的SIR变化的不同速率。
在一些示例中，活动度量被确定为活动计数。在这些实例中，控制模块206包括计数器，以将活动计数追踪为在活动计数间期(例如，2秒间期)期间来自活动传感器212的信号跨过阈值的次数。在每个活动计数间期的结束处的计数与活动计数间期期间的患者身体运动相关联，并因此与患者代谢需求相关联。应用于活动传感器信号的阈值(其在被活动传感器信号穿过时使得活动计数增加)可以是默认或可编程的阈值，或者可以是自动调整的阈值。通常在共同转让的美国专利No.5,,720,769(van Oort)中公开了用于在n秒间期内获得活动计数以及用于调整用于获得活动计数的活动传感器信号阈值的方法，通过引用将其整体合并于此。
由控制模块206使用在监测间期内所确定的活动计数，以用于确定在其以下SIR将保持在编程的LR处的活动计数。该活动计数在本文中被称为“LR设置点”。大于LR设置点的活动计数导致大于较低速率的并根据SIR传递函数所确定的SIR。等于或少于LR设置点的活动计数导致SIR等于编程的LR。
在其他示例中，可通过在活动计数间期内集成或合并活动信号样本点来从活动传感器信号获得活动度量，活动计数间期例如两秒间期，但是较长或较短的时间间期可用于确定活动度量。在调整间期内累积的活动度量被用于确定LR设置点。在调整间期之后的监测间期内累积的活动度量可被用于更新LR设置点。
本文中所描述的技术适用于这样的活动传感器：该活动传感器对患者身体运动敏感，但在患者处于休息状态时产生导致非零活动度量(例如，由于心脏活动)的传感器信号。该技术可用于在患者正在休息时由于心脏或其他身体运动(其不是身体活动或增加的代谢需求的结果)而产生非零活动度量的其他活动传感器信号。
其他类型的活动传感器可产生与呼吸活动相关联的信号，诸如，每分通气量、血液或组织氧饱和、或患者身体运动或身体活动的另一指示。其他类型的活动传感器可用于将代谢需求相关联的信号提供给控制模块206。通常在美国专利No.5,755,740(Nappholz等人)、美国专利No.5,,507,785(Deno)、以及美国专利No.5,312,454(Roline)中描述了可与相应的起搏设备一起实现以用于基于代谢需求来控制起搏速率的其他类型的植入式传感器的各种示例。本文中公开的技术可与任何类型的活动传感器协同实施，该活动传感器具有产生包括心脏活动的信号的倾向，并因此甚至在不存在由患者的实际身体活动或用力时指示由于心脏活动的非零患者活动水平。
起搏器100可进一步包括用于监测患者的一个或多个其他生理传感器，例如血压传感器、听觉传感器、氧传感器、或任何其他植入式生理传感器。在其他示例中，活动传感器212可以实现为三维加速计并除了监测患者活动之外用于检测患者身体姿势的改变。通常在美国专利No.5,593,431(Sheldon)中公开了用于检测患者姿势改变的多维加速计，通过引用将其整体合并于此。
电源214根据需要将电力提供给起搏器100的其他模块与部件中的每一个。控制模块206可执行功率控制操作以在各种部件或模块被上电以执行各种起搏器功能时进行控制。电源214可包括一个或多个能量存储设备，诸如一个或多个可再充电或非可再充电电池。为了清楚起见，在图3中未示出电源214与其他起搏器模块与部件之间的连接。
遥测模块208包括收发器以及相关联的天线，以用于如上所述的经由射频(RF)通信链路从外部设备20转移并接收数据。起搏器100可接收起搏与感测控制参数值，该起博与感测控制参数值被存储在存储器210中并经由由遥测模块208从外部设备20接收的编程命令由控制模块206进行访问。
图4是根据一个说明性示例的由起搏器100使用从活动传感器信号确定的活动计数所确定的SIR传递函数的图300。在图300中，沿着y轴302将SIR绘制成沿着x轴304绘制的活动计数的函数。控制模块206基于对在时间间期内确定的活动计数的分析来建立较低速率(LR)设置点308，如下所述。不将起搏速率调整到较低速率306(有时被称作“基础起搏速率”)之上，只要活动计数在LR设置点308处或之下。
随着活动计数增加到LR设置点308之上，可根据SIR与活动计数之间建立的分布图来确定SIR。例如，日常生活活动(ADL)较低设置点312以及ADL较高设置点318可被建立为活动计数范围的较低边界与较高边界，预期该活动计数范围包含正常日常活动与适度(moderate)活动(诸如，在房子走动、开车、轻活(light chores)等)期间的患者的活动水平。可根据LR设置点308与ADL较低设置点312之间的斜率310将SIR从LR 306增加到ADL速率314。SIR在ADL较低设置点312与ADL较高设置点318之间的ADL范围316上保持在ADL速率314。在较高ADL设置点318之上的活动计数将使起搏器100根据第二斜率320将SIR调整为高达最大较高速率设置点322的活动计数的函数。对于大于最大较高速率设置点322的所有活动计数，SIR被设置成最大较高起搏速率324。较低ADL设置点312、较高ADL设置点318以及最大较高速率设置点322中的每一个可基于活动计数历史被定制成患者的特定需求。
在一些示例中，由起搏器100基于对在调整间期内所采样的活动计数的分析来建立LR设置点308。在预定义时间间期内对活动计数的分析可被认为是对预定义时间间期上活动计数分布的分析，如由图4中的频率图340所示。对于沿着x轴344所示的每个活动计数值，在预定义时间间期期间发生的活动计数的数量被示作沿着y轴342。在一个示例中，可能活动计数值的范围可被分到预定的活动计数面元(bin)中。在一个示例中，在预定义时间间期上对每个面元中出现的活动计数进行计数。预定的患者活动百分位345处的活动计数面元被标识并被设置成LR设置点308。
例如，可在24小时调整间期内每两秒确定活动计数。在一个示例中，在调整间期内累积的所有活动计数值的预定百分位345处的活动计数值被选为LR设置点308。预定百分位345可被建立为预期患者在LR 306处需要起搏的时间的百分比，预定百分位345还可被认为是预期患者处于休息或非活跃状态的时间的百分比。在从0活动计数延伸高达百分位345的休息范围346中的活动计数表示期望在患者处于休息状态时发生的活动计数。在该范围346中的活动计数很有可能主要是由于归因于活动传感器信号的心脏运动。
在从百分位345延伸到最大可能活动计数的非休息活动范围348中的活动计数值表示预期在患者活跃(不是休息)并需要大于LR 306的起搏速率时发生的活动计数。在一个示例中，百分位345被选择为85％，使得SIR大约时间的85％是处于LR 306，并大约时间的15％将被增加到LR 306以上。
如下文所描述的，LR设置点308可被增加或减少，以将大于LR设置点308的活动计数的数量维持在大于LR设置点的活动计数的预期数量的可接受变化范围内。继续以上给出的示例，如果患者活动百分位345是85％，则预期大于LR设置点308的范围348中的活动计数是在监测间期内所确定的所有活动计数的大约15％。如果多于15％的活动计数大于LR设置点308，则可增加LR设置点308。如果少于15％的活动计数大于LR设置点308，则可通过控制模块206来减少LR设置点308。
对LR设置点308的调整可使LR 306与ADL速率314之间的斜率310改变。然而，对LR设置点308的调整不一定使较低ADL设置点312改变。如果斜率310超过斜率限制，则可改变较低ADL设置点312，在此情况下ADL设置点312可被增加。
图5是由起搏器100执行的用于设置用于根据SIR来控制速率响应起搏的LR设置点308的方法的流程图400。在框402处，启用速率响应的起搏。可在起搏器植入时或在植入之后的任何时间处启用速率响应的起搏。在一些示例中，除了启用速率响应的起搏之外，可在框402处启用速率分布优化，以便用于起搏器100对于各个患者定制LR设置点308。在其他示例中，在启用速率响应起搏时自动地执行基于给定患者中的累积的活动度量的速率分布优化。
在框404处，建立患者活动百分位。患者活动百分位是期望患者不活跃的或处于活动的休息水平的时间的百分比。更具体地，患者活动百分位是预期编程的较低速率足够满足患者的代谢需求的时间的百分比。活动的休息水平可包括不需要用于满足增加的代谢需求的心脏速率增加到较低起搏速率之上的任何活动。休息活动的示包括但不限于安静地睡觉与躺着并可包括坐着例如同时阅读或看电视。
在一些示例中，患者活动百分位是从外部设备20接收的可编程的值。可在框404处基于由用户编程的指示预期患者正在休息并不需要大于编程的较低速率的起搏速率的时间的百分比的设置来建立患者活动百分位。时间的百分比可基于24小时周期、每周周期、每月周期或其他时间间期。在一些示例中，编程器20可显示1到4、1到5或其他数值范围的数值设置，其中，1指示相对久坐的患者，并且4或5或其他最大范围值指示患者预期的活动的最高水平。
为了说明，编程值1可被选择用于预期每24小时周期至少90％是不活跃的患者。预期该患者仅在时间的大约10％需要在编程的LR之上的起搏速率处的起搏。编程值“2”指示预期患者至少时间的至少85％是不活跃的并仅时间的大约15％需要LR之上的起搏速率。数值“3”可被编程用于预期时间的至少80％是不活跃、时间的大约20％利用在LR之上的起搏的患者，并且数值“4”可被编程用于预期仅时间的大约73％是不活动的、时间的大约27％利用在LR之上的起搏的活跃患者。最高值“5”可被编程用于期望时间的大约65％需要在LR处的起搏的以及时间的大约35％需要在LR之上的起搏的高度活跃的患者。
在其他示例中，与此处所给出的示例不同的百分比可用于预选的可编程患者活动百分位。此外或替代地，用户可具有手动选择并编程最佳适合患者的日常或每周生理活动分布的任何期望的百分位值的选择权。
在框406处，在LR设置点调整间期内对活动度量进行采样。控制模块206在调整间期期满时在框408处确定在患者活动百分位处的活动度量值。在框410处，LR设置点被设置成在患者活动百分位处的活动度量值。
在一些示例中，在框406处确定的活动度量是在24小时调整间期内每2秒确定的活动计数。在调整间期的结束处，以每2秒间期累积的活动计数被排序成最小到最大。在框408处确定在调整间期内存储的所有活动计数值中的第N个百分位的活动计数，其中第N个百分位等于建立的患者活动百分位。基于所建立的患者活动百分位，第N个百分位活动计数表示患者的非休息范围的活动计数的较低边界。换言之，第N个百分位活动计数表示可在患者处于休息状态或非活跃状态时由于心脏运动而发生的休息范围的活动计数的较高边界。
在框410处，第N个百分位活动计数被设置为LR设置点。等于或少于第N个百分位的活动计数表示将产生等于编程的LR的SIR的活动计数。在第N个百分位之上的活动计数表示其余部分之上的患者活动的真实增加，并因此是将产生大于编程的LR的SIR的活动计数。在第N个百分位之上的活动计数表示时间的(100-N)％预期患者是活跃的并需要大于LR的起搏速率，其中N是所建立的患者活动百分位。以此方式，从用于将SIR调整到LR之上的活动计数值过滤在患者处于休息时主要由于心脏运动而产生的非零活动计数值。
图6是根据一个示例的用于自动地调整所建立的LR设置点的方法的流程图500。在框502处，根据图5中所示的方法通过控制模块206建立LR设置点。在另一示例中，LR设置点可最初被设置成标称(nominally)编程值。在框504处，启动监测间期，该监测间期可以是24小时周期或其他期望的时间周期。监测间期是在调整间期之后的时间间期，该调整间期用于在启用速率响应的起搏时建立LR设置点。在框506处，在监测间期内累积活动度量。如前所述，活动度量可以是在24小时监测间期内累积的2秒活动计数。
如在框508处所确定的，如果监测间期期满，则在框510处控制模块206确定在监测间期期间累积的大于建立的LR设置点的活动度量的百分比。在框512和516处，将大于LR设置点的活动度量的百分比与预期大于LR设置点的活动度量的百分比进行比较。预期百分比是(100-N)％，其中N是用于在由图5的流程图400所示的过程中建立LR设置点的患者活动百分位。
如在框512处所确定的，如果大于LR设置点的活动度量的百分比大于预期的百分比，则在框514处增加LR设置点。如在框516处所确定的，如果大于LR设置点的活动度量的百分比少于预期的百分比，则在框518处减少LR设置点。否则，LR设置点保持不变，并且过程返回到框504以开始下一个监测间期。
通过将LR设置点设置在监测间期内所确定的活动度量中的所有的预定百分位处，从使得SIR增加到LR设置点之上的活动计数有效地过滤心脏运动。如果在监测间期期间的活动计数的数量大于基于患者的活动百分位的活动计数的预期数量(框512的“是”分支)，则较高活动计数中的一些活动计数可以起因于心脏运动而非患者活动的实际增加。心脏运动对活动传感器信号的贡献可随着时间改变，例如，在起搏器100的位置相对于心脏改变时。如此，在框514处向上调整LR设置点，以在时间的预期(100-N)％处促进(promote)起搏在SIR之上，并等于患者活动百分位的时间的N％促进起搏在LR处。
如果活动计数趋向更低(框516的“是”分支)，则心脏运动可对活动传感器信号贡献更少。在此情况下，在框518处减少LR设置点，以在时间的预期(100-N)％将起搏维持在SIR之上，并等于患者活动百分位的时间的N％将起搏维持在LR处。
对活动传感器信号的心脏运动贡献可随着时间变化。患者姿势的变化或心脏内的起搏器100相对于心脏的旋转可改变加速计活动传感器相对于心脏运动的轴。对LR设置点的调整允许从活动度量中过滤对活动传感器的心脏运动贡献，使得SIR在可能有代谢需求的真实增加时被适当地增加到LR之上。
LR设置点分别在框514与518处被增加或减少的量可在各实施例之间变化。在一个示例中，将LR设置点调整一个活动度量单元(例如，一个计数)的最大值。在此示例中，LR设置点在每个监测间期后被调整了+1,-1或0。通过限制增量或缩量尺寸，LR设置点响应于患者非常不活跃的一个监测周期或者患者非常活跃的一个监测周期没有急剧地变化。在患者高度活跃期间的监测间期相比于预期的患者活动百分位将具有将LR设置点增加一个计数的效果。在患者高度久坐(例如，由于疾病)期间的监测间期可具有将LR设置点减少一个计数的效果。当患者恢复正常活动时，LR设置点将返回到期望的百分位，以根据之前建立的患者活动百分位来将起搏提升到LR处。如果患者实际上活跃的时间的百分比增加或减少(例如，由于健康的变化)，则可相应地重新建立患者活动百分位，以允许LR设置点根据需要被调整到活动计数的较高或较低百分位。例如，随着患者生活方式改变，临床医生或其他用户可重新编程患者活动百分位。
在其他示例中，可基于大于LR设置点的活动计数的百分比与预期百分比之间的差异，来将LR设置点308调整一成比例的增量或减量。在一些情况下，可在监测间期期满时基于差异来将LR设置点调整不止一个活动度量单元或活动度量单元的一部分。
在一些示例中，将大于LR设置点308的活动度量的百分比与预期的(100-N)％目标范围进行比较。如果大于LR设置点308的活动度量的实际数量落入目标范围之内，则不作出对LR设置点的改变。在一些实例中，由预期在每个监测间期期间大于LR设置点308的活动计数的最大数量以及预期大于LR设置点的活动计数的最小数量来限定目标范围。目标范围的最大和最小边界可被存储在起搏器存储器210中，并且可以是用户可编程的值，例如被编程为在监测间期内累积的活动度量的百分比。如果超出预期大于LR设置点的活动计数的编程的最大数量，则增加LR设置点。如果在监测间期期间没有达到预期大于LR设置点的活动计数的最小数量，则减少LR设置点。
应认识到，可构想很多方案以用于响应于在监测间期期间检测到大于LR设置点的的活动度量的实际数量与大于LR设置点的活动度量的预期数量之间的差异来调整LR设置点，其中，预期数量可基于编程的患者活动百分位。通常，LR设置点调整可受限于最大调整尺寸(例如，一个活动计数)，以避免由于不代表患者的正常每日日常的一个相对久坐的监测间期或一个非常活跃的监测间期而造成的LR设置点的大波动。
图7是根据一个示例的用于基于编程的患者活动百分位来建立LR设置点并随时间更新LR设置点的方法的流程图600。在框601处，起搏器100可确定需要建立或重新建立LR设置点。可最初在起搏器植入时建立LR设置点，但是可在重新编程起搏器的操作参数之后重新建立LR设置点，诸如启用速率响应的起搏、启用起搏速率分布优化、在患者的健康相关、生活方式或处方改变之后将患者活动百分位编程到新值、或可影响从起搏器100所期望的速率响应的起搏性能的其他编程变化。在框602处建立患者活动百分位，例如，作为存储在起搏器存储器210中的默认的标称值或用户编程的值。
在框604处，开始调整间期，在该调整间期期间，将基于在调整间期期间累积的活动度量来将LR设置点从初始值进行迅速地调整。在一些示例中，LR设置点的初始值是默认值或编程值，可保守地(conservatively)设置该值，以避免由于心脏运动对活动传感器信号的影响而导致起搏速率的增加。可例如在起搏器植入之后使用该策略，因为预期患者在恢复期间相对不活跃并不需要在LR之上的起搏。将基于在调整间期期间从患者累积的活动计数以及编程的患者活动百分位，在调整间期期间将LR设置点从初始保守值调整到用于患者的适当值。
在其他示例中，LR设置点的初始值是之前建立的LR设置点，该之前建立的LR设置点在一个或多个监测间期之后在不同的编程参数下已经被自动地调整。该之前建立的LR设置点可以是在起搏器100确定是时候重新设置LR设置点时在流程图600中所示的过程的起始点。
在框604处开始的调整间期期间，将根据在调整间期期间所确定的活动度量来调整LR设置点。在一个示例中，调整间期是24小时，但在替代的实施例中，调整间期可以更短，例如，八小时、十二小时，或者更长，例如两天到七天。
在框606处，在第一采样周期内从活动传感器信号确定一系列活动度量。在流程图600的示例中，活动度量是在每个2秒(或其他预定的)活动计数间期的结束处存储在存储器210中的活动计数。在框604处开始的调整间期被分成多个采样周期。在第一采样周期期满时，基于在采样间期期间累积的2秒活动计数来这只初始LR设置点，如将在以下描述的。
采样周期可以是一个小时、1.5小时、2小时、4小时或调整间期的其他部分。通过在调整间期内的每个相对短的采样周期的期满处调整LR设置点，可将LR设置点迅速的从其初始值调整向新的LR设置点。在一个示例中，调整间期是24小时周期，在此周期期间，在每个90分钟采用周期后基于在采样周期期间的n秒间期处累积的活动计数来调整LR设置点。如以上所指示的，在调整间期的开始时的LR设置点的初始值可以是默认值、保守值或者是可在新的环境(例如，新编程的参数)下不再相关的之前建立的值。初始值基于他们的每日日常和/或新编程的参数被迅速地调整向最适合患者的新的LR设置点。
替代地，可在第一采样周期期间建立LR设置点的初始值。在流程图600中，在框606处，在第一采样周期内确定一系列活动计数。当第一采样周期期满时，在框608处确定在采样周期期间在建立的患者活动百分位处的活动计数。基于在第一采样周期期满时被确定为在等于编程的患者活动百分位的第N个百分位处的活动计数而在框610处设置LR设置点。在其他示例中，初始LR设置点是编程值，并基于在第一采样周期期间大于初始编程的LR设置点的活动计数的数量与等于N％的活动计数的预期数量的比较，在第一采样周期期满时从初始值进行调整。
可在确定需要建立LR设置点之后，基于在一个采样周期内的患者活动度量将LR设置点从初始值进行调整。例如，在起搏器植入时，基于实际活动度量数据在植入之后的一个采样周期内调整LR设置点。通过在植入时以相对保守的LR设置点开始，LR设置点可在从植入过程恢复的期间开始变高，并将被频繁地调整，例如，在每个采样周期之后、在当患者返回到正常活动时的调整间期内。
在框612处，在下一个采样周期期间的n秒间期处继续确定活动计数。当下一个采样周期期满时，在框614处确定大于LR设置点的采样周期期间的活动计数的百分比。如果在采样周期期间大于LR设置点的活动计数的百分比大于预期的百分比(100–N)％(决策框616的“是”分支)，则在框618处增加LR设置点。如果在下一个采样周期期间大于LR设置点的活动计数的百分比少于患者活动百分位(框620的“是”分支)，则在框621处减少LR设置点。
如上所述，可基于预定义的LR设置点增量或减量，分别在框618或621处将LR设置点增加或减少一个计数、一个计数的一部分、或者不止一个计数。LR设置点增量或减量可以是基于在框614处所确定的百分比与预期百分比之间的差异的成比例的增量或减量。
应认识到，当采样周期具有固定的持续时间时，将在每个采样间期期间确定n秒间期的已知数量，例如，活动计数的已知数量。如此，在框614处所作的判定可以是大于LR设置点的活动计数的数量而非百分比的判定，并且在框616处，活动计数的该数量可直接与活动计数的预期数量进行比较而非百分比的比较。例如，可在90分钟采样周期内累积2700个2秒活动计数。如果患者活动百分位被编程为85％，则预期2700个活动计数的15％或405个活动计数大于LR设置点。如果活动计数的实际数量大于或少于预期的405个活动计数，则可调整IR设置点。
如果大于LR设置点的下一个采样间期期间的活动计数的百分比不大于或少于患者活动百分位(框620的“否”分支)，则过程前进到框612以在下一个采样周期内累积活动计数并且如果需要则在下一个采样周期期满时调整LR设置点。循环回框612的该过程继续直到调整间期期满(如在框622处判定的)。一旦调整间期期满，在调整间期内通过多次调整(在每个采样周期的期满时)对给定的患者已经建立了LR设置点。
在另一示例中，不是在每个采样周期的期满时调整实际LR设置点，更新的LR设置值可在每个采样周期的期满时在没有调整实际LR设置点的情况下被存储在存储器中。可在每个采样间期的期满时在没有改变存在于调整间期的开始处(或者，在替代中，在一个采样周期之后所建立的)的初始LR设置点值的情况下调整存储的、更新的LR设置点值。在框622处，实际LR设置点可在调整间期的期满时被调整成存储的、更新的LR设置点值。以此方式，实际IR设置点在调整间期的结束处被单次调整，但可根据需要被调整一单个大的增量或减量，以匹配根据需要在每个采样周期之后已经被调整的存储的、更新的LR设置点值。
在调整间期之后，控制模块206可在定期的监测间期的期满时根据需要来更新LR设置点，如在框624处所指示的。可根据以上结合图6所描述的方法在每个监测间期的期满时在框624处更新LR设置点。
监测间期可以是24小时或比用于在调整间期期间迅速调整LR设置点的采样周期长的另一时间间期。监测间期可以是与调整间期相同的持续时间，但是在一些示例中可以更长或更短。在一个示例中，LR设置点在24小时调整间期期间每90分钟被调整，并随后在其后的每24小时监测间期的期满时每24小时仅被更新一次。在另一示例中，LR设置点在48小时调整间期期间在每90分钟采样周期之后被更新，并随后在其后的每24小时监测间期之后被更新一次。采样周期、调整间期以及监测间期可在各实施例之间变化，并可以是基于患者需要的预定义或可编程的时间周期。
图8是在时间周期(其可以是在调整间期期间的采样周期)内或在调整间期之后的监测间期内累积的活动计数的频率图700。沿x轴704示出活动计数，并且沿着y轴702标绘出在每个活动计数值处在时间周期期间发生的活动计数的频率或数量。已经建立了LR设置点706。在调整间期内的每个采样间期的期满时或在监测间期器的期满时，对大于LR设置点706的活动计数708进行计数，以获得大于LR设置点706的计数的总数710。计数的总数710可被确定为以大于LR设置点706的活动计数结束的时间周期期间的n秒间期的计数。替代地，活动计数的总数710可被确定为时间周期期间的所有活动计数(对于所有计数时间间期)的百分比。
超过LR设置点706的计数的总数710与在时间周期期间预期超过LR设置点706的活动计数的最大数量714进行比较，并与在时间周期期间预计超过LR设置点706的活动计数的最小数量712进行比较。由最大活动计数数量714与最小活动计数数量712来限定可接受的活动计数变化范围716。大于LR设置点706的活动计数的目标数量718等于在时间周期内累积的总活动计数的(100–N)％，其中，N是建立的患者活动百分位。变化范围716可被限定为大于和少于活动计数的目标数量718的固定增量，或被限定为大于或少于计数的目标数量718的总的累积活动计数的预定百分比，例如+5％,+10％或在时间间期期间的总累积的活动计数的另一百分比。
向上或向下调整LR设置点706，以将大于LR设置点706的活动计数的总数710移向活动计数的目标数量718(其是100％减去患者活动百分位)。如果大于LR设置点706的计数的总数710落入范围716，则在时间周期的期满时不作出对LR设置点的调整。
可不同地限定最大活动计数714以及最小活动计数712，如果已经在调整间期期间在相对较短的采样周期内累积了总数活动计数710，而非如果已经在相对较长的监测间期(在调整间期之后)期间累积了活动计数的总数710的话。例如，对于采样周期可限定相对较窄的范围716，并且对于较长、监测周期可限定相对较宽的范围。
在所示示例中，大于LR设置点706的活动计数的总数710超过活动计数的最大数量714，指示LR设置点706可能被设置得太低。控制模块206通过根据预定的增量增加LR设置点706来调整LR设置点706，该预定的增量可以是基于大于LR设置点706的活动计数的总数710的固定值或成比例的值，如上所述。
图9是在时间周期(其可以是在调整间期期间的采样周期)内或在调整间期之后的监测间期内累积的活动计数的频率图800。在此示例中，超过LR设置点806的活动计数的总数810(在LR设置点之上的所有活动计数808)少于预期大于LR设置点806的活动计数的最小数量812。因为超过LR设置点806的活动计数的总数810落在活动计数的目标数量818的可接受活动计数变化范围816(由预期大于LR设置点806的活动计数的的最大数量814以及活动计数的最小数量812进行限定)的外面，所以在时间周期的期满时调整或更新LR设置点806。在此情况下，根据基于大于LR设置点806的活动计数的总数量810的固定减量或成比例的减量来减少设置点806，以便在下一个时间间期期间将大于LR设置点806的活动计数的总数810移向活动计数的目标数量818。
除了确定大于LR设置点806的活动计数的总数之外，控制模块206可被配置成确定超出大于LR设置点806的第二较高阈值820和/或少于LR设置点806的第三阈值822的活动计数的数量。在一些示例中，控制模块206包括计数器，该计数器对超过LR设置点806的活动计数的总数810进行计数。除了该计数器之外，控制模块可包括第二计数器，该第二计数器确定在第二较高阈值820之上的活动计数的总数834，以及包括第三计数器，该第三计数器确定大于第三、较低阈值822的活动计数的总数836。
在一个示例中，第二较高阈值820被设置成LR设置点加上固定增量，例如LR设置点806加上两个活动计数单元。第三较低阈值822可被设置在LR设置点806减去固定缩减量处，例如，LR设置点806减去三个活动计数单元。在另一示例中，较高阈值820被设置成大于LR设置点806处的百分位处的百分位，并且较低阈值822被设置成少于LR设置点806被设置处的百分位的百分位。例如，如果患者活动百分位是85％，则LR设置点806被设置在之前累积的活动计数的第85个百分位处(例如，基于在前一采样周期或前一监测间期期间的活动计数)。较高阈值820可被设置成之前累积的活动计数的第90个百分位，并且较低阈值822可被设置成之前累积的活动计数的第80个百分位。
如本文中前文所述，可基于活动计数的总数810与可接受变化范围816之间的比较，在调整间期期间在每个采样周期的结束处将LR设置点806调整0、+1、或-1。在其他实例中，可将LR设置点806调整大于+1的增量，如果大于较高阈值820的活动计数的总数834大于活动计数的预期数量的话。同样地，可将LR设置点806调整比-1更大的减量，如果大于较低阈值阈值822的活动计数的总数836少于活动计数的预期数量的话。
为说明，如果患者活动百分位被设置成85％，则预期在LR之上的起搏大约为时间的15％。预期大于LR设置点806的活动计数的总数808为在采样周期期间累积的活动计数的总数的大约15％。控制模块206可被配置成确定大于较高阈值820的活动计数的总数834，该较高阈值820可被设置成比患者活动百分位高5％的活动计数，例如，之前累积的活动计数的第90个百分位。大于较高阈值820的活动计数的总数834可与在采样周期期间累积的活动计数的总数逇预期10％进行比较。如果大于较高阈值820的活动计数的总数834表示不止活动计数的总数的预期10％，则LR设置点806可被增加不止+1。在一些示例中，LR设置点被增加+2或+3而非+1。
较低阈值822可被设置成在少于LR设置点806被设置成的百分位的百分位处的活动计数，例如，在以上给出的说明性示例中，少5％或者在第80个百分位处。当被设置在第80个百分位处时，预期在当前采样周期期间累积的所有活动计数中的所有的大约20％大于较低阈值822。如果大于较低阈值822的活动计数的总数836少于在采样周期期间的总累积活动计数的预期20％，则LR设置点806可在采样周期的期满时被调整大于-1的减量，例如-2或-3。
以此方式，在采样周期的结束时增加或减少LR设置点806的量可基于对在不同的活动计数阈值806、820以及822之上的活动计数的频率的分析。以此方式作出的对LR设置点806的调整可相对较快地将LR设置点806移动到患者活动百分位处的活动计数。在一些实施例中，如上所述，可根据对活动计数的的分析来调整存储的LR设置点值，对所述活动计数的分析包括，在调整间期已经期满之前没有调整实际LR设置点的情况下，确定大于多个活动计数阈值的活动计数的总数量。用于在调整间期期间设置起搏速率的LR设置点806可保持固定在初始LR设置点处，并且初始LR设置点806在一个步骤中被调整成存储的、更新的LR设置点值，该存储的、更新的LR设置点值在每个采样周期之后已经被更新。
图10是根据结合图8的频率图所描述的方法的用于调整LR设置点的方法的流程图900。如上所示，控制模块206可被配置成在调整间期期间的每个采样周期的期满时调整LR设置点。基于在不同阈值之上发生的活动计数的频率与对于相应阈值中的每一个的预期频率的比较，在调整间期期间对LR设置点的调整可以是不同尺寸的，即，根据需要的不同增量或减量。
当在框902处的采样周期期满时，在框904处，控制模块确定在采样周期期间大于LR设置点的活动计数的总数。在框906处，控制模块206将大于LR设置点的活动计数的总数与大于LR设置点的活动计数的目标的、预期的数量的可接受变化范围进行比较。在框906处，如果大于LR设置点的活动计数的总数在变化范围内，则在框908处，不调整LR设置点。在框924处开始下一个采样周期。
在框906处，如果大于LR设置点的活动计数的总数在变化范围的外面，则控制模块206确定大于较高活动计数阈值的活动计数的总数，较高活动计数阈值例如是，LR设置点加上W，其中W可以是1、2、3或活动计数单元的其他数量或者是LR设置点的百分比。在框912处，大于LR设置点+W的活动计数的数量与预期大于LR设置点+W的活动计数的数量进行比较。
如果大于LR设置点+W的活动计数的总数大于预期数量，则在框914处，LR设置点被增加大于+1活动计数单元的增量X。例如，响应于大于LR设置点+W的活动计数的总数大于预期，LR设置点可被增加+3。如果大于LR设置点+W的活动计数的总数不大于预期，则在框916处，控制模块确定大于LR设置点–Y的活动计数的数量。
如在框918处所确定的，如果大于较低阈值(LR设置点–Y)的活动计数的数量少于预期，则在框922处，LR设置点被减少减量Z，该减量Z是比-1活动计数单元更大的减量。例如，在框918处，LR设置点可被减少-2，如果大于LR设置点–Y的活动计数的总数少于预期的话。
在框918处，如果活动计数的数量不少于预期(并且在框912处不大于预期)，则在框920处，LR设置点被调整了+1。在此情况下，大于LR设置点的活动计数的数量在可接受变化范围外面(框906的“是”分支)但不大于较高阈值(框912的“否”分支)并且不少于较低阈值(框918的“否”分支)。因此，指示了调整，但在框920处对LR设置点做出比在框914处所作的增量或在框922处所作的减量相对较小的增量或减量。
在框920处所作的调整是对LR设置点增加+1(或其他预定的增量)，如果大于LR设置点的活动计数的数量大于可接受变化范围的较高边界，并且大于LR设置点+W的活动计数的数量不大于预期的话。在框920处所作的调整是对LR设置点减少-1(或者其他预定减量)，如果大于LR设置点的活动计数的数量少于可接受变化范围的较低边界，并且大于LR设置点-Y的活动计数的数量不少于预期的话。基于对在期满的采样周期期间累积的大于LR设置点以及一个或多个附加阈值的活动计数的分析，在框914、920或922中的一个处调整LR设置点，或在框908处不调整LR设置点。在框924处开始下一个采样周期。
控制模块206继续该过程，直到调整间期期满。在一个示例中，仅在调整间期期间执行由图10所示的过程。基于与大于LR设置点的活动计数的目标数量的可接受变化范围的比较，在调整间期之后的监测间期的期满时所作的调整可被限制成单个步骤调整，例如-1、0、或+1。在其他示例中，可基于与较高以及较低阈值的比较，在监测间期的期满时做出对LR设置点的较大调整，如结合图10所描述的。
应当认识到，本文中所呈现的结合流程图以及附图所描述的技术可被结合到与本文所示与所描述的不同结合中。例如，除了本文中所描述的特定示例与结合外的活动度量分析与LR设置点调整的其他组合可用于限定SIR转移函数，该SIR转移函数对于各个患者优化起搏器100的速率响应行为。
因此，已经描述了医疗设别以及方法的各个实施例，以建立较低速率设置点以用于控制速率响应的起搏。然而，在不偏离所附权利要求书的范围的情况下，本领域的普通技术人员将理解可对所述实施例作出各种更改。

Claims (13)

1.一种植入式医疗设备，包括：
活动传感器，所述活动传感器被配置成产生与患者的代谢需求相关联的信号；
脉冲发生器，所述脉冲发生器被配置成经由耦合到所述植入式医疗设备的一对电极产生起搏脉冲并将起搏脉冲递送到患者的心脏；以及
控制模块，所述控制模块耦合到所述脉冲发生器以及所述活动传感器，并且被配置成：
从所述活动传感器信号确定第一多个活动度量，
在所述第一多个活动度量的预定百分位处确定活动度量值，
基于所述预定百分位处的所述活动度量值来设置较低速率设置点，
从所述活动传感器信号确定下一个活动度量，以及
响应于至少所述下一个活动度量少于或等于较低速率设置点，控制所述脉冲发生器以较低基础起搏速率递送心脏起搏脉冲。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括无线遥测模块，所述无线遥测模块被耦合到所述控制模块，并被配置成接收所述预定百分位作为可编程的患者活动百分位。
3.如权利要求1-2中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成：
从所述活动传感器信号确定第二多个活动度量；
确定大于所述较低速率设置点的所述第二多个活动度量的第一总数；
将大于所述较低速率设置点的所述第二多个活动度量的所述第一总数与调整标准进行比较；以及
响应于所述第二多个活动度量的所述第一总数满足所述调整标准，调整所述较低速率设置点。
4.如权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成，通过将所述第一总数与预期大于所述较低速率设置点的所述第二多个活动度量的第一预期数量进行比较，来将所述第二多个活动度量的所述第一总数与所述调整标准进行比较。
5.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成，通过基于所述第一总数与所述第一预期数量之间的差异将所述较低速率设置点调整成比例的增量与成比例的减量中的一个来调整所述较低速率设置点。
6.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成：
确定大于第二阈值的所述第二多个活动度量的活动度量的第二总数，所述第二阈值大于所述较低速率设置点；
将活动度量的所述第二总数与预期大于所述第二阈值的所述第二多个活动度量的第二预期数量进行比较；
响应于所述第二多个活动度量的所述第一总数大于所述第一预期数量以及活动度量的所述第二总数少于所述第二预期数量，将所述较低速率设置点增加第一增量；以及
响应于活动度量的所述第二总数大于所述第二预期数量，将所述较低速率设置点增加大于所述第一增量的第二增量。
7.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成：
确定大于第二阈值的所述第二多个活动度量的活动度量的第二总数，所述第二阈值少于所述较低速率设置点；
将活动度量的所述第二总数与预期大于所述第二阈值的所述第二多个活动度量的第二预期数量进行比较；
响应于所述第二多个活动度量的所述第一总数少于所述第一预期数量以及，活动度量的所述第二总数至少是所述第二预期数量，将所述较低速率设置点减少第一减量；以及
响应于活动度量的所述第二总数少于所述第二预期数量，将所述较低速率设置点减少大于所述第一减量的第二减量。
8.如权利要求1-7中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成：
通过在第一时间间期期间的多个采样周期中的每一个采样周期期间确定一系列活动度量，来确定所述第一多个活动度量；
通过对所述多个采样周期中的每一个采样周期确定所述一系列活动度量的所述预定百分位处的活动度量值，来确定所述活动度量值；
通过在所述多个采样间期中的每一个采样间期的期满时将所述较低速率设置点调整成对所述多个采样间期中的相应采样间期所确定的活动度量值，来设置所述较低速率设置点。
9.如权利要求1-8中任一项所述的设备，进一步包括：
在所述第一时间间期之后的第二时间间期期间确定第二多个活动度量；
在所述第二时间间期的期满时，确定所述第二多个活动度量的所述预定百分位处的活动度量值；
将所述较低速率设置点调整成在所述第二时间间期的所述期满时所确定的所述活动度量值。
10.如权利要求1-9中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成：
通过在第一时间间期期间的多个采样周期中的每一个采样周期期间确定一系列活动度量，来确定所述第一多个活动度量；
通过对所述多个采样周期中的每一个采样周期确定所述一系列活动度量的所述预定百分位处的活动度量值，来确定所述活动度量值；
在所述多个采样周期中的每一个的所述期满时，将对所述多个采样周期中的每一个采样周期所确定的所述活动度量值存储为更新的活动度量；以及
通过在所述第一时间间期的所述期满时将所述较低速率设置点设置成最新更新的活动度量值，来设置所述较低速率设置点。
11.如权利要求1-10中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被配置成，通过确定活动计数来确定所述活动度量，确定所述活动计数是通过在预定计数时间间期期间对所述活动传感器信号穿过阈值的次数进行计数。
12.如权利要求1-11中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制模块被进一步配置成，响应于至少下一个活动度量，确定传感器指示的起搏速率，其中，所述传感器指示的起搏速率是所述较低基础起搏速率，如果至少所述下一个活动度量少于或等于所述较低速率设置点的话。
13.如权利要求1-12中任一项所述的设备，进一步包括外壳，所述外壳封围至少所述控制模块以及所述脉冲发生器，其中，所述一对电极中的至少一个电极沿着所述外壳。
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