PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 17/11

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. A61B 5/02 ( ) A61B 5/053 ( ) A61B 5/0402 ( ) A61B 5/0428 ( ) A61B 5/0452 ( ) A61B 5/0472 ( ) (54) Sposób wspomagania terapii resynchronizującej serca (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 17/11 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/16 (72) Twórca(y) wynalazku: JERZY WTOREK, Jankowo, PL MAGDALENA LEWANDOWSKA, Pszczółki, PL ADAM BUJNOWSKI, Piętki, PL LESZEK MIERZEJEWSKI, Gdańsk, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Czesław Popławski

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wspomagania terapii resynchronizującej serca, mający zastosowanie w szczególności w stanach desynchronii skurczu serca, zwłaszcza desynchronii mechanicznej Dotychczas do oceny jakości synchronizacji komór serca wykorzystywane jest głównie badanie elektrokardiograficzne (EKG). Kryteria wykorzystujące badanie EKG oparte są na szerokości zespołu QRS. Jednak wśród pacjentów zakwalifikowanych do leczenia na podstawie badania EKG u 25 30% nie jest widoczna poprawa synchronizacji serca (G. Boriani i inn.: Cardiac resynchronization therapy in clinical practice: Need for electrical, mechanical, clinical and logistic synchronization. J Interv Card Electrophysiol (2006) 17:215224). Znane jest zastosowanie badania echokardiograficznego w sercowej terapii resynchronizującej. Badanie to stosowane jest zarówno przy selekcji pacjentów jak i przy optymalizacji ustawień stymulatora. Ze względu na nieinwazyjność oraz możliwość oceny mechanicznej czynności serca badanie to jest obecnie szeroko stosowane (S. Lafitte, P. Reant, K. Serri, R. Roudaut: Echocardiographic algorithm for cardiac resynchronization. Echocardiography: A Journal of CV Ultrasound & Allied Tech, Vol. 25, No 9, 2008). Znane jest zastosowanie kardiografii impedancyjnej do oceny parametrów hemodynamicznych. Na ich podstawie możliwa jest optymalizacja parametrów sercowej terapii resynchronizującej (M. U. Braun, A. Schnabel, T. Rauwolf, M. Schulze, R. H. Strasser: Impedance cardiography as a noninvasive technique for atrioventricular interval optimization in cardiac resynchronization therapy. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology 13, , 2005). Standardowo do tego typu pomiarów stosuje się technikę czteroelektrodową z elektrodami umiejscowionymi na ciele pacjenta u podstawy szyi oraz na tułowiu w linii pachowej środkowej na wysokości wyrostka mieczykowatego mostka. Znane są urządzenia do kardiografii impedancyjnej, na przykład firmy Niccomo, które umożliwiają monitorowanie hemodynamiczne w czasie stymulacji serca. Istnieje możliwość analizy efektu hemodynamicznego różnych ustawień stymulatora, takich jak AV-delay czy pacing rates limits. Praktyka lekarska wykazała, że nie w każdym przypadku znane metody pomiaru były wystarczające do dokładnego określenia stanu zdrowia pacjenta kardiologicznego, gdyż sposoby te nie określają wszystkich uwarunkowań związanych z pracą serca, zwłaszcza w przypadku zaburzeń desynchronicznych pracy Metoda EKG nie odzwierciedla desynchronii mechanicznej. Badanie ultrasonograficzne nie umożliwia oceny pracy jamy serca w całej objętości i jest badaniem obciążonym oceną obiektywną, natomiast znane metody pomiarów impedancyjnych stosowane są do oceny parametrów hemodynamicznych. Z tego wynika, że znane rozwiązania charakteryzują się ograniczeniami. Synchronizacja polegająca na modyfikacji kształtu zespołu QRS nie musi prowadzić do optymalnych warunków mechanicznej pracy serca, gdyż dyssynchronia elektryczna, której wskaźnikiem jest poszczerzenie zespołów QRS nie odwierciedla dyssynchronii mechanicznej. W wyniku niewydolności serca zmieniają się właściwości elektryczne miokardium, co jest związane z wieloma procesami zachodzącymi w wyniku przebudowy lewej komory serca od zmian na poziomie komórkowym po zmianę orientacji włókien mięśniowych i zastąpienie tkanki mięśniowej tkanką włóknistą. Przywrócenie kształtu i zwężenie załamka QRS nie musi oznaczać powrotu do stanu takiego samego jak w przypadku fizjologicznym. W przypadku badania ultrasonograficznego problem stanowi dobór techniki oceny synchronii skurczu i standaryzacja tego badania. Badanie ultrasonograficzne nie jest badaniem integralnym na jego podstawie można dokonać np. oceny ruchu ścian komór i pierścieni zastawek czy odkształcenia miokardium, nie jest jednak możliwe uzyskanie informacji o pracy całej objętości lewej komory podczas pojedynczego skurczu. Istnieje wiele parametrów echokardiograficznych, na podstawie których kwalifikuje się pacjentów do terapii resynchronizującej serca, jednak nadal problematyczne jest określenie, na podstawie którego z nich ta selekcja będzie najbardziej skuteczna (I. Wiliński, D. Czarnecka, M. Kloch-Badełek: Terapia resynchronizująca w leczeniu przewlekłej niewydolności serca. Przew Lek 2008; 4:48 53). Problemem w kardiografii impedancyjnej jest to, że sygnał zmian impedancji jest rezultatem zmian przewodności wewnątrz jej objętości pochodzących od różnych źródeł, na przykład zmian objętości poszczególnych części serca ale również zmian objętości aorty czy zmian związanych z ukrwieniem płuc i procesem oddychania. Separacja tych sygnałów nie jest trywialna ze względu na ich nakładanie się zarówno w dziedzinie czasu i widma. Lekarz nie ma w związku z tym możliwości

3 PL B1 3 analizy składowych sygnału określających poprawną synchroniczną pracę serca. Znane są jednak próby dekompozycji sygnałów bioimpedancyjnych (A. Krivoshei, V. Kukk, M. Min: Decomposition method of an electrical bio-impedance signal into cardiac and respiratory components. Physiol. Meas. 29 (2008) S15 S25) Znane są badania symulacyjne mające na celu określenie wpływu zmian przewodności wewnątrz klatki piersiowej na rejestrowany na jej powierzchni sygnał zmian impedancji (J. Wtorek, Techniki elektroimpedancyjne w medycynie, Wyd. PG, Seria Monografie 43, 2003). Na mierzony na powierzchni klatki piersiowej sygnał zmian impedancji wpływ mają zmiany przewodności wewnątrz jej objętości wywołane różnorodnymi zjawiskami. Sygnały te wnoszą się do mierzonego sygnału zmian impedancji z różnymi współczynnikami wagowymi określonymi przez funkcję czułości (D. B. Geselowitz, An application of electrocardiographic lead theory to impedance pletysmography. IEEE Trans. Biomed. Eng. 18: 38 41, 1971). O udziale poszczególnych składowych decyduje wielkość zmian przewodności, objętość w jakiej zmiany te nastąpiły oraz układ elektrod. Odpowiednie rozmieszczenie elektrod pozwala na modyfikację przestrzennego rozkładu funkcji czułości w taki sposób, aby osiągnąć jej maksimum w określonym obszarze. Dotychczas w sercowej terapii resynchronizującej nie jest znane zastosowanie jednoczesnej wielokanałowej rejestracji sygnału zmian impedancji klatki piersiowej, mierzonych na jej powierzchni i sygnału elektrokardiograficznego. Do tej pory nie wykorzystuje się również możliwości rozkładu sygnału impedancyjnego na składowe pochodzące z różnych obszarów klatki, w tym z poszczególnych Sposób wspomagania terapii resynchronizującej serca, charakteryzuje się według wynalazku tym, że mierzy się impedancję elektryczną klatki piersiowej oraz zmiany impedancji, przy czym jednocześnie dokonuje się pomiaru sygnału elektrycznej czynności serca oraz pomiaru sygnału impedancyjnego klatki piersiowej. Sygnały rejestruje się wielokanałowo dla poszczególnych jam serca, po czym rejestruje się przebiegi czasowe zarówno sygnału elektrycznych czynności serca jak i sygnału zmian impedancji. Następnie na podstawie uzyskanych pomiarów odtwarza się sekwencję skurczów poszczególnych jam serca i określa się wartość opóźnienia występującego pomiędzy skurczem poszczególnych Zastosowanie wynalazku umożliwia wielokanałową rejestrację czynności elektrycznej serca i zmian impedancji klatki piersiowej za pomocą elektrod umieszczonych na jej powierzchni według kryterium optymalnego rozkładu czułości przestrzennej. Wynalazek umożliwia wyselekcjonowanie składowych pochodzących od jam serca i w konsekwencji umożliwia dokładniejszą niż w przypadku standardowej kardiografii impedancyjnej ocenę mechanicznej pracy serca. Wynalazek jest bliżej opisany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym na fig. 1 przedstawiono układ do realizacji sposobu według wynalazku, a na fig. 2 przedstawiono przykładowe rozmieszczenie elektrod pomiarowych do realizacji sposobu według wynalazku. Zestawia się układ zawierający dwa kanały pomiarowe wielokanałowy tor pomiaru elektrycznej czynności serca 1, wielokanałowy tor pomiaru impedancji elektrycznej klatki piersiowej i jej zmian 2. Każdy kanał pomiarowy podłączony jest do odpowiedniego zestawu elektrod. Kanały toru pomiaru elektrycznej czynności serca 1 podłączone są do zespołu elektrod E 1, E 2...E n a kanały toru pomiaru elektrycznej impedancji i jej zmian 2 podłączone są do zespołu elektrod prądowych I1, I2 i elektronapięciowych E v1 E v2,...e vn. Wyjścia kanałów pomiarowych podłączone są do układu sterowania pomiarami, akwizycji danych i wizualizacji 3. Sposób do wspomagania terapii resynchronizującej serca polega na tym, że mierzy się impedancję elektryczną klatki piersiowej oraz zmiany impedancji. Jednocześnie dokonuje się pomiaru sygnału elektrycznej czynności serca oraz pomiaru sygnału impedancyjnego klatki piersiowej, a następnie sygnały rejestruje się wielokanałowo dla poszczególnych Następnie rejestruje się przebiegi czasowe zarówno sygnału elektrycznych czynności serca jak i sygnału zmian impedancji. Na podstawie uzyskanych pomiarów odtwarza się sekwencję skurczów poszczególnych jam serca i określa się wartość opóźnienia występującego pomiędzy skurczem poszczególnych Sygnały wytworzone w torach pomiarowych 1 i 2 przesyłane są do układu sterowania, akwizycji, przetwarzania i wizualizacji 3, w którym określona zostaje wartość współczynnika desynchronizacji i wraz z rejestrowanymi sygnałami prezentowana jest osobie przeprowadzającej tę operację.

4 4 PL B1 Zastrzeżenie patentowe Sposób wspomagania terapii resynchronizującej serca, znamienny tym, że mierzy się impedancję elektryczną klatki piersiowej oraz zmiany impedancji, przy czym jednocześnie dokonuje się pomiaru sygnału elektrycznej czynności serca oraz pomiaru sygnału impedancyjnego klatki piersiowej, a następnie sygnały rejestruje się wielokanałowo dla poszczególnych jam serca, po czym rejestruje się przebiegi czasowe zarówno sygnału elektrycznych czynności serca jak i sygnału zmian impedancji, a następnie na podstawie uzyskanych pomiarów odtwarza się sekwencję skurczów poszczególnych jam serca i określa się wartość opóźnienia występującego pomiędzy skurczem poszczególnych jam serca.

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)