一種心臟起搏器系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種心臟起搏器系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 心臟起搏器是治療心律失常的有效醫(yī)療器械，它能發(fā)放一定頻率的脈沖電流刺激 心臟完成泵血功能。所述心臟起搏器通過脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)感知心臟自身電信號(hào)，并根據(jù)需 要發(fā)送起搏脈沖。例如，在心臟起搏器感知到一次心房自身心電信號(hào)之后，脈沖發(fā)生器能感 知到心房感知信號(hào)，并設(shè)定心房感知不應(yīng)期、下限頻率，在相應(yīng)的時(shí)間發(fā)出起搏脈沖。
[0003] 最初的心臟起搏器的起搏控制機(jī)制由數(shù)碼電路完成，數(shù)字電路的狀態(tài)機(jī)控制完成 起搏功能。隨著起搏功能的復(fù)雜化，心臟起搏器廠商在數(shù)字電路的基礎(chǔ)上增加了微處理器 內(nèi)核，所述微處理器內(nèi)核主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及高級(jí)功能治療功能的實(shí)現(xiàn)，數(shù)字電路中仍然 保留了與心臟起搏器功能相關(guān)的邏輯控制功能。
[0004] 現(xiàn)有的一種心臟起搏器系統(tǒng)中，數(shù)字電路要完成大量與心臟起搏器功能相關(guān)的邏 輯控制，如DDD、VVI等各種模式判斷都由數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，使得心臟起搏器系統(tǒng)功能對硬件 的依賴性高，不利于功能擴(kuò)展。而且數(shù)字電路的可靠性驗(yàn)證將花費(fèi)大量的人力物力，心臟起 搏器系統(tǒng)功能的驗(yàn)證也不容易實(shí)現(xiàn)。
[0005] 現(xiàn)有的另一種心臟起搏器系統(tǒng)對起搏時(shí)序的邏輯功能由微處理器內(nèi)核以及相應(yīng) 配合的數(shù)字電路狀態(tài)機(jī)共同完成，但這種心臟起搏器系統(tǒng)對專用集成電路的設(shè)計(jì)工作量的 要求較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種心臟起搏器系統(tǒng)及其控制方法，以解決現(xiàn)有心臟起搏 器系統(tǒng)對數(shù)字電路的設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工作量較大的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種心臟起搏器系統(tǒng)，包括：
[0008] 微處理器，包括主控制單元、第一定時(shí)器、第二定時(shí)器、輸入輸出端口及微處理器 串行接口，其中，所述第一定時(shí)器、第二定時(shí)器、所述輸入輸出端口及所述微處理器串行接 口分別與所述主控制單元連接；以及
[0009] 外圍集成電路，包括起搏感知控制接口、起搏控制單元、感知控制單元及外圍集成 電路串行接口，所述起搏感知控制接口分別與所述起搏控制單元和所述感知控制單元電性 連接；
[0010] 其中，所述第二定時(shí)器及所述輸入輸出端口分別與所述起搏感知控制接口通過第 一電平信號(hào)和第二電平信號(hào)進(jìn)行通訊，所述起搏感知控制接口通過所述第一電平信號(hào)將心 房或心室事件傳送至所述第二定時(shí)器，所述輸入輸出端口通過所述第二電平信號(hào)將起搏請 求發(fā)送至所述起搏感知控制接口；所述微處理器串行接口與所述外圍集成電路串行接口電 性連接，所述微處理器通過串口通訊信號(hào)控制所述外圍集成電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
[0011] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，所述主控制單元處于休眠狀態(tài)，當(dāng)所述外 圍集成電路檢測到心電信號(hào)或發(fā)出起搏脈沖時(shí)，所述外圍集成電路以中斷的形式喚醒所述 主控制單元；當(dāng)所述主控制單元被喚醒后，所述主控制單元對當(dāng)前事件進(jìn)行處理并不再即 時(shí)響應(yīng)其他新中斷，所述主控制單元完成了對當(dāng)前狀況的處理后，再響應(yīng)其他新中斷。
[0012] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，所述第二定時(shí)器包括多個(gè)捕獲寄存器，當(dāng) 所述外圍集成電路檢測到心電信號(hào)或發(fā)出起搏脈沖時(shí)，所述外圍集成電路通過所述第一電 平信號(hào)通知所述第二定時(shí)器，所述第二定時(shí)器捕獲代表心房或心室事件的所述第一電平信 號(hào)，所述第一電平信號(hào)對應(yīng)所述心房或心室事件發(fā)生的真實(shí)時(shí)間，所述第二定時(shí)器將對應(yīng) 的所述真實(shí)時(shí)間記錄在所述多個(gè)寄存器中的一個(gè)寄存器中。
[0013] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，還包括一程控接口，所述程控接口用于與 程控儀進(jìn)行通訊，所述心臟起搏器系統(tǒng)通過所述程控接口將代表所述心房或心室事件及所 述真實(shí)時(shí)間的信息進(jìn)行組合后，發(fā)送給所述程控儀；所述心臟起搏器系統(tǒng)內(nèi)不設(shè)置起搏模 式程序單元，所述程控儀將用戶設(shè)置的起搏模式以功能控制位組群的值來表示，并將所述 功能控制位組群的值通過所述程控接口發(fā)送給所述心臟起搏器系統(tǒng)，所述心臟起搏器系統(tǒng) 根據(jù)所述功能控制位組群的值進(jìn)行起搏控制。
[0014] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，所述第一定時(shí)器以增計(jì)數(shù)模式運(yùn)作，所述 第二定時(shí)器以連續(xù)模式運(yùn)作；
[0015] 其中，所述第一定時(shí)器包括第一比較寄存器、第二比較寄存器和第三比較寄存器； 第一比較寄存器工作于比較模式，用于逸搏計(jì)數(shù)控制；第二比較寄存器工作于比較模式，用 于心房/心室感知不應(yīng)期控制；第三比較寄存器工作于比較模式，用于室后心房感知不應(yīng) 期控制；
[0016] 所述第二定時(shí)器包括第四捕獲寄存器、第五捕獲寄存器、第六捕獲寄存器及第七 比較寄存器，第四捕獲寄存器工作于捕獲模式，用于凍結(jié)記錄發(fā)出起搏脈沖的時(shí)間；第五捕 獲寄存器工作于捕獲模式，用于凍結(jié)記錄心房感知的真實(shí)時(shí)間；第六捕獲寄存器工作于捕 獲模式，用于凍結(jié)記錄心室感知的真實(shí)時(shí)間；第七比較寄存器工作于比較模式，用于產(chǎn)生中 斷，為器械提供時(shí)鐘體系。
[0017] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，外圍集成電路包括數(shù)字電路，其中所述 數(shù)字電路包括：寄存器單元和內(nèi)部分頻時(shí)鐘單元；所述寄存器單元分別與所述起搏控制單 元、所述外圍集成電路串行接口、所述感知控制單元及所述程控接口電性連接；所述內(nèi)部分 頻時(shí)鐘單元分別與所述第一定時(shí)器和所述第二定時(shí)器電性連接。
[0018] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，所述外圍集成電路還包括模擬電路，所述 模擬電路包括電荷泵、感知放大器以及天線模塊，所述電荷泵與所述起搏控制單元連接；所 述感知放大器與所述感知控制單元連接；所述天線模塊與所述程控接口連接。
[0019] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)中，用于控制上述任一所述的心臟起搏器系 統(tǒng)，包括：
[0020] 當(dāng)所述外圍集成電路檢測到心電信號(hào)或發(fā)出起搏脈沖時(shí)，通過所述第一電平信號(hào) 將心房或心室事件通知所述微處理器，使得所述第二定時(shí)器捕獲代表心房或心室事件的第 一電平信號(hào)，并將所述心房或心室事件發(fā)生的真實(shí)時(shí)間記錄在所述第二定時(shí)器的捕獲寄存 器中，以記錄所述心房或心室事件發(fā)生的時(shí)間；
[0021] 當(dāng)所述微處理器捕獲到所述心房或心室事件時(shí)，所述微處理器根據(jù)當(dāng)前起搏模式 設(shè)置下一個(gè)起搏的心腔，并計(jì)算下一起搏時(shí)間，置入所述第一定時(shí)器的比較寄存器中；當(dāng)所 述第一定時(shí)器計(jì)數(shù)到與所述比較寄存器中的值相等時(shí)，所述微處理器通過第二電平信號(hào)向 所述外圍集成電路做出相應(yīng)的起搏請求，設(shè)置應(yīng)當(dāng)被起搏的心腔；
[0022] 使所述外圍集成電路將起搏脈沖已發(fā)出作為另一心房或心室事件通知所述微處 理器。
[0023] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)的心臟起搏器系統(tǒng)的控制方法中，使所述主 控制單元處于休眠狀態(tài)，當(dāng)所述外圍集成電路檢測到所述心電信號(hào)或發(fā)出起搏脈沖時(shí)，以 中斷的形式喚醒所述主控制單元；當(dāng)所述主控制單元被喚醒后，使所述主控制單元對當(dāng)前 事件進(jìn)行處理，在運(yùn)行中即不再即時(shí)響應(yīng)其他新中斷，在所述主控制單元完成了當(dāng)前任務(wù) 后，再使所述主控制單元響應(yīng)其他新中斷。
[0024] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)的心臟起搏器系統(tǒng)的控制方法中，用于控制 所述的心臟起搏器系統(tǒng)，包括：
[0025] 將所述程控儀中設(shè)置的起搏模式及其相匹配的參數(shù)，通過所述程控接口傳輸至所 述外圍集成電路中，并通過所述程控接口存入所述外圍集成電路中的寄存器單元；所述微 處理器通過所述微處理器串行接口讀取所述寄存器單元中的參數(shù)；同時(shí)在所述程控儀的使 用界面顯示當(dāng)前所述心臟起搏器的工作模式和運(yùn)行參數(shù)。
[0026] 進(jìn)一步的，在所述的心臟起搏器系統(tǒng)的心臟起搏器系統(tǒng)的控制方法中，還包括：將 用戶設(shè)置的起搏模式以功能控制位組群的值來表示，并將所述功能控制位組群的值通過所 述程控接口發(fā)送給所述心臟起搏器系統(tǒng)，所述心臟起搏器系統(tǒng)根據(jù)所述功能控制位組群的 值進(jìn)行起搏控制。