DE69826530T2

DE69826530T2 - Anti-arrhytmischer vorhofsschrittmacher

Info

Publication number: DE69826530T2
Application number: DE69826530T
Authority: DE
Inventors: F. Michael HESS; A. Kathleen PRIEVE
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2018-12-31
Also published as: WO1999043384A1; DE69826530D1; EP1077740A1; US5928271A; CA2337120A1; EP1077740B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf medizinische Stimulatoren und Leitungen bzw. Zuleitungen allgemein und insbesondere auf implantierbare atriale bzw. Herzvorhof-Antiarrythmieschrittmacher.
In Verbindung mit Stimulatoren, die Vorhof-Arrythmien behandeln, ist es häufig entweder zu therapeutischen Zwecken, um erfasste Vorhof-Arrythmien zu beenden, oder zu Zwecken der elektrophysiologischen Prüfung, um Arrythmien unter ärztlicher Kontrolle hervorzurufen und zu beenden, von Vorteil, die Fähigkeit der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate mit aufzunehmen. Bei den meisten Patienten wirken sich während einer Vorhof-Tachyarrythmie oder während einer schnellen Vorhofstimulation Vorhofdepolarisationen so aus, dass sie Ventrikeldepolarisationen auslösen, die ausreichen, um eine zur Unterstützung des Patienten angemessene ventrikuläre Rate bzw. Frequenz zu liefern. Jedoch kann im Kontext mit Patienten, die einen totalen oder zeitweiligen AV-Block haben, deren ventrikuläre Rate während einer Vorhof-Antitachykardiestimulation oder während einer schnellen Vorhofstimulation zu Testzwecken bei Ausbleiben einer Sicherheits-Ventrikelstimulation auf ein extrem niedriges Niveau abfallen. Aus diesem Grund haben Vorhof-Antitachykardieschrittmacher und Defibrillatoren die Sicherheits-Ventrikelstimulation in Verbindung mit der schnellen Vorhofstimulation angewandt.
Beispielsweise kann der Intermedics Relay^TM-Schrittmacher während einer zeitweiligen Vorhofstimulation mit hoher Rate eine Ventrikelstimulation mit einem gewählten Mehrfachen des Vorhof-Escapeintervalls liefern. Mit anderen Worten, in Gegenwart einer schnellen Vorhofstimulation kann nach jeweils X Vorhofschrittmacherpulsen ein Ventrikelschrittmacherpuls angegeben werden. Ein ähnliches Merkmal ist in dem Medtronic Thera^®-Schrittmacher, der zurzeit von Medtronic auf den Markt gebracht wird, verfügbar.
Bei Defibrillatoren ist außerdem vorgeschlagen worden, eine Ventrikel-Sicherheitsstimulation bzw. Back-up-Stimulation in Verbindung mit einer schnellen Vorhofstimulation, die zu Zwecken der elektrophysiologischen Prüfung verwendet wird, bereitzustellen. Beispielsweise ist die verlangte WI-Stimulation als Sicherheit für eine schnelle Vorhofstimulation in den implantierbaren Kardiovertern/Defibrillatoren Ventak AV Modell 1810 und 1815, die gegenwärtig von Cardiac Pacemakers, Inc. vertrieben werden, vorgesehen. Eine Sicherheits-WI-Stimulation wird auch in dem US-Patent Nr. 5.653.737, erteilt an van Lake, vorgeschlagen.
Die in den Intermedics Relay^TM- und Medtronic Thera^®-Vorrichtungen vorgesehene Sicherheits-Ventrikelstimulation ist asynchron zu dem zu Grunde liegenden Ventrikelrhythmus, wobei der Ventrikel-Leseverstärker während der Abgabe von schnellen Vorhofschrittmacherpulsen abgeschaltet wird. In dem Ventak AV ist die Ventrikel-Bedarfsstimulation jedoch mit einer programmierten Stimulationsrate vorgesehen, wie ebenfalls in dem oben zitierten US-Patent Nr. 5.653.737 vorgeschlagen worden ist. In beiden Patenten wird jedoch das Escapeintervall offensichtlich unabhängig von der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen sowie unabhängig von der zu Grunde liegenden ventrikulären Rate des Patienten festgelegt. Im Kontext mit dem Vorsehen einer Sicherheits-Ventrikelstimulation während einer schnellen Vorhofstimulation sei jedoch an gemerkt, dass das Erfassen von Ventrikeldepolarisationen infolge der Forderung, dass der Ventrikel-Leseverstärker in Verbindung mit der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen unterdrückt wird, häufig schwierig sein kann. Wegen der Schwierigkeit eines Erfassens in dem Ventrikel während der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate bleibt das Potential für eine Konkurrenz zwischen abgegebenen Ventrikelschrittmacherpulsen und der zu Grunde liegenden ventrikulären Rate des Patienten bei jeder Lösung substanziell.
Die vorliegende Erfindung schafft einen Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher mit
einem Vorhof-Pulsgenerator,
einem Ventrikel-Pulsgenerator und mit
einer Takt- und Steuerschaltung, die mit dem Vorhof- und dem Ventrikel-Pulsgenerator verbunden ist und das Takten der Vorhof- und Ventrikelschrittmacherpulse steuert, wobei die Takt- und Steuerschaltung Folgendes umfasst
Mittel zum Auslösen der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen in hoher Rate, dadurch gekennzeichnet, dass die Takt- und Steuerschaltung weiterhin umfasst:
Mittel zur Festlegung eines Kriteriums anhand des Auftretens von Ventrikulärereignissen vor der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate,
Mittel zur Feststellung, ob die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehenden Ereignisse dieses Kriterium erfüllen, und
Mittel zur Abgabe von Ventrikelschrittmacherpulsen während der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate in Antwort auf eine Feststellung, dass die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehenden Ereignisse dieses Kriterium erfüllen. Die vorliegende Erfindung sieht somit eine Sicherheits-Ventrikelstimulation während einer Vorhofstimulation in hoher Rate mittels einer einfachen, automatischen Art und Weise der Stimulation vor, die eine Sicherheitsstimulation bewirkt, wo es erforderlich ist, eine ventrikuläre Konkurrenz vermeidet, wenn es möglich ist, und außerdem eine Synchronisation der abgegebenen Ventrikelschrittmacherpulse mit abgegebenen Antitachykardie-Schrittmacherpulsen hoher Rate ermöglicht. Die vorliegende Erfindung erzielt diese Ergebnisse entweder durch eine (asynchrone) VOO- oder eine (gehemmte) WI-Ventrikelstimulationsweise.
Im Kontext mit der VOO-Betriebsart der vorliegenden Erfindung verwenden die Stimulatoren die Ventrikelintervalle (V-V-Intervalle) vor der Einleitung einer Ventrikelstimulation in bzw. mit hoher Rate, um ein erwünschtes Ventrikel-Escapeintervall für die Sicherheits-Ventrikelstimulation festzustellen. Dies kann das mittlere V-V-Intervall über die vorangehende Serie von Ventrikulärereignissen oder das mittlere V-V-Intervall abzüglich eines Minderungsbetrags sein. A-A-Intervalle, die abgegebene Vorhofschrittmacherpulse trennen, werden dann nacheinander mit der Abgabe eines jeden Vorhofpulses zu einer laufenden Intervall-Gesamtsumme addiert. Wenn die laufende Intervall-Gesamtsumme größer oder gleich dem erwünschten Ventrikel-Escapeintervall ist, wird ein kurzes Ventrikel-Escapeintervall von beispielsweise 30 Millisekunden eingeleitet, nach dessen Ablauf ein Ventrikelschrittmacherpuls abgegeben wird. Somit entspricht das effektive Ventrikel-Escapeintervall für die Sicherheitsstimulation im Allgemeinen der zu Grunde liegenden ventrikulären Rate vor der Vorhofstimulation in hoher Rate, die automatisch so eingestellt wird, dass sie kurz nach einem abgegebenen Vorhofimpuls folgt. Um eine konkurrierende Ventrikelstimulation stets dann, wenn eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im VOO-Modus arbeitet, möglichst zu vermeiden, wird vorzugsweise gefordert, dass ein festgelegter Prozentsatz der vorangehenden Serie von Ventrikulärereignissen schrittmachererzeugte Ereignisse als Voraussetzung für die Aktivierung einer Ventrikel-Sicherheitsstimulation während einer schnellen Vorhofstimulation haben muss. Beispielsweise kann die Vorrichtung fordern, dass alle vier vorangehenden Ventrikulärereignisse schrittmachererzeugte Ventrikulärereignisse waren, wobei die Ventrikel-Sicherheitsstimulation bei Auftreten eines einzigen erfassten Ventrikulärereignisses gesperrt wird. Alternativ können andere Prozentsätze, Verhältnisse oder Muster des Auftretens von schrittmachererzeugten Ventrikulärereignissen über die vorangehende Serie von Ventrikulärereignissen gefordert werden, bevor während einer Vorhofstimulation in hoher Rate eine Ventrikel-Sicherheitsstimulation zugelassen wird.
Falls die vorliegende Erfindung im WI-Modus oder gehemmten Modus arbeitet, kann das erwünschte Escapeintervall für eine Ventrikel-Sicherheitsstimulation ein programmierter voreingestellter Wert sein. Die Feststellung des Abgabezeitpunkts des Ventrikelschrittmacherpulses erfolgt in gleicher Weise für den VOO-Modus, indem aufeinander folgende A-A-Intervalle bei Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen zu einer laufenden Intervall-Gesamtsumme addiert werden und die laufende Summe mit dem erwünschten Escapeintervall verglichen wird. Außerdem wird die laufende Intervall-Gesamtsumme bzw. Zeit bei Auftreten eines erfassten Ventrikulärereignisses während der Verabreichung einer Vorhofstimulation in hoher Rate auf null zurückgesetzt. Wenn eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im WI-Modus arbeitet, kann optional auch gefordert werden, dass ein festgelegter Prozentsatz der vorangehenden Ventrikulärereignisse schrittmachererzeugte Ereignisse als Voraussetzung für eine Aktivierung einer Ventrikel-Sicherheitsstimulation während einer schnellen Vorhofstimulation haben muss.
Mit Bezug auf die Zeichnung werden nun ausschließlich beispielhalber bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines implantierbaren Antiarrythmie-Stimulatorsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen schematischen Funktionsplan eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, bei dem die Erfindung in nützlicher Weise in Verbindung mit den in 1 gezeigten Elektroden eingesetzt werden kann.
3 zeigt eine erste Art und Weise der Ventrikel-Sicherheitsstimulation während einer Vorhofstimulation in hoher Rate.
4 zeigt eine zweite Art und Weise der Ventrikel-Sicherheitsstimulation während einer Vorhofstimulation in hoher Rate.
5 ist ein Ablaufplan, der das Funktionieren des ersten und des zweiten Ventrikel-Sicherheitsstimulationsmodus veranschaulicht.
6 ist ein Ablaufplan, der eine alternative Ausführungsform des Funktionierens der Ventrikel-Sicherheitsstimulationsmodi veranschaulicht.
1 zeigt ein Antiarrythmie-Stimulatorsystem, das die vorliegende Erfindung enthält. Die Ventrikelzuleitung enthält einen lang gestreckten isolierenden Zuleitungskörper 16, der drei konzentrische gewickelte Leiter, die durch röhrenförmige Isolierhüllen voneinander getrennt sind, führt. In der Nähe des distalen Endes der Zuleitung sind eine Ringelektrode 24, eine streckbare Helixelektrode 26, die einziehbar in einem isolierenden Elektrodenkopf 28 angebracht ist, und eine lang gestreckte Spulenelektrode 20 angeordnet. Jede der Elektroden ist mit einem der gewickelten Leiter in dem Zuleitungskörper 16 verbunden. Die Elektroden 24 und 26 werden für die Herzstimulation und für die Erfassung von Ventrikeldepolarisationen verwendet. Am proximalen Ende der Zuleitung befindet sich ein Gabelverbinder 14, der drei elektrische Verbinder trägt, wovon jeder mit einem der gewickelten Leiter gekoppelt ist.
Die Vorhof/SVC-Zuleitung umfasst einen lang gestreckten isolierenden Zuleitungskörper 15, der drei konzentrische gewickelte Leiter, die durch röhrenförmige Isolierhüllen voneinander getrennt sind, führt und der Struktur der Ventrikelzuleitung entspricht. In der Nähe des J-förmigen distalen Endes der Zuleitung befinden sich eine Ringelektrode 21 und eine streckbare Helixelektrode 17, die einziehbar in einem isolierenden Elektrodenkopf 19 angebracht ist. Jede der Elektroden ist mit einem der gewickelten Leiter in dem Zuleitungskörper 15 gekoppelt. Die Elektroden 17 und 21 werden für die Vorhofstimulation und für das Erfassen von Vorhofdepolarisationen verwendet. Proximal zur Elektrode 21 ist eine lang gestreckte Spulenelektrode 23 vorgesehen, die mit dem dritten Leiter in dem Zuleitungskörper 15 verbunden ist. Am proximalen Ende der Zuleitung befindet sich ein Gabelverbinder 13, der drei elektrische Verbinder führt, wovon jeder mit einem der gewickelten Leiter gekoppelt ist.
Die Koronarsinuszuleitung umfasst einen lang gestreckten isolierenden Zuleitungskörper 6, der einen gewickelten Leiter führt, der mit einer lang gestreckten gewickelten Defibrillationselektrode 8 gekoppelt ist. Die durch eine gestrichelte Kontur angedeutete Elektrode 8 ist in dem Koronarsinus und der Sammelvene angeordnet. Am proximalen Ende der Zuleitung ist ein Anschlussstecker 4 angeordnet, der einen elektrischen Verbinder trägt, der mit dem gewickelten Leiter verbunden ist. Die Koronarsinus/Sammelvene-Elektrode 8 kann etwa 5 cm lang sein.
Ein implantierbarer Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 10 ist in Kombination mit den Zuleitungen gezeigt, wobei die Leitungsverbindereinheiten 4, 13 und 14 in den Verbinderblock 12 eingesetzt sind. Optional kann die Isolation des nach außen gerichteten Abschnitts des Gehäuses 11 des Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators 10 durch Verwendung einer Kunststoffbeschichtung, beispielsweise aus Parylen oder Silikongummi, wie sie gegenwärtig in manchen unipolaren Herzschrittmachern verwendet wird, vorgesehen sein. Jedoch kann der nach außen gerichtete Abschnitt stattdessen unisoliert bleiben oder eine andere Einteilung zwischen isolierten und unisolierten Abschnitten verwendet werden. Der unisolierte Abschnitt des Gehäuses 11 dient optional als subkutane Defibrillationselektrode, die zur Defibrillation entweder des Vorhofs oder der Ventrikel verwendet wird.
2 ist ein schematischer Funktionsplan eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, in dem die vorliegende Erfindung sinnvoll praktiziert werden kann. Dieses Diagramm sollte als exemplarisch für den Typ einer Vorrichtung, in der die Erfindung aufgenommen sein kann, und nicht als begrenzend angesehen werden, da die Erfindung in sehr verschiedenartigen Vorrichtungsausführungen, die Schrittmacher, die keine Kardioversions- oder Defibrillationstherapien vornehmen, umfassen, sinnvoll praktiziert werden kann.
Die Vorrichtung ist mit einem Elektrodensystem versehen, das Elektroden umfasst, wie sie in 1 gezeigt sind.
Optional entspricht die Elektrode 310 der Elektrode 11 und ist der unisolierte Abschnitt des Gehäuses des implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators. Die Elektrode 320 entspricht der Elektrode 20 und ist eine Defibrillationselektrode, die im rechten Ventrikel angeordnet ist. Die Elektrode 311 entspricht der Elektrode 23 und ist im rechten Vorhof und SVC angeordnet. Die Elektrode 318 entspricht der Elektrode 8 und ist eine Defibrillationselektrode, die in dem Koronarsinus und der Sammelvene angeordnet ist. Die Elektroden 324 und 326 entsprechen den Elektroden 24 und 26 und werden zur Erfassung und Stimulation im Ventrikel verwendet. Die Elektroden 317 und 321 entsprechen den Elektroden 17 und 21 und werden zur Stimulation und Erfassung im Vorhof verwendet.
Die Elektroden 310, 311, 318 und 320 sind mit einer Hochspannungs-Ausgangsschaltung 234 gekoppelt. Die Hochspannungs-Ausgangsschaltung 234 umfasst Hochspannungsschalter, die durch eine CV/Defib-Steuerlogik 230 über den Steuerbus 238 gesteuert werden. Die Schalter in der Schaltung 234 steuern, welche Elektroden verwendet werden und welche mit den positiven und den negativen Anschlüssen der Kondensatorbank, die die Kondensatoren 246 und 248 umfasst, während der Abgabe der Defibrillationsimpulse gekoppelt werden.
Die Elektroden 324 und 326 sind an oder in dem Ventrikel angeordnet und mit dem R-Zacken- bzw. R-Wellen-Verstärker 200 gekoppelt, der vorzugsweise in Form eines Verstärkers mit automatisch gesteuerter Verstärkung auftritt und eine in Abhängigkeit von der gemessenen R-Wellen-Amplitude einstellbare Erfassungsschwelle liefert. Auf einer R-Ausgang-Leitung 202 wird stets dann, wenn das zwischen den Elektroden 312 und 314 erfasste Signal die gegebene Erfassungsschwelle überschreitet, ein Signal erzeugt.
Die Elektroden 317 und 321 sind an oder in dem Vorhof angeordnet und mit dem P-Zacken- bzw. P-Wellen-Verstärker 204 gekoppelt, der vorzugsweise ebenfalls in Form eines Verstärkers mit automatisch gesteuerter Verstärkung auftritt und eine in Abhängigkeit von der gemessenen R-Wellen-Amplitude einstellbare Erfassungsschwelle liefert. Auf einer P-Ausgang-Leitung 206 wird stets dann, wenn das zwischen den Elektroden 317 und 321 erfasste Signal die gegebene Erfassungsschwelle überschreitet, ein Signal erzeugt. Die allgemeine Funktionsweise der R-Wellen- und P-Wellen-Verstärker 200 und 204 kann jener entsprechen, die in dem US-Patent Nr. 5.117.824 an Keimel u. a., erteilt am 2. Juni 1992, für Apparatus for Monitoring Electrical Physiologic Signals, offenbart ist.
Eine Schaltmatrix 208 wird verwendet, um auszuwählen, welche der verfügbaren Elektroden mit dem Breitbandverstärker 210 (0,5-200 Hz) zur Verwendung bei der digitalen Signalanalyse gekoppelt wird. Die Auswahl von Elektroden wird von dem Mikroprozessor 224 über einen Daten-/Adressenbus 218 gesteuert, wobei die Auswahl nach Bedarf verändert werden kann. Signale von den zur Kopplung mit dem Bandpassverstärker 210 ausgewählten Elektroden werden an einen Multiplexer 220 geliefert und anschließend von einem A/D-Umsetzer 222 zur Speicherung in einem Direktzugriffsspeicher 226 unter Steuerung einer Direktzugriffsschaltung 228 in Mehrbit-Digitalsignale umgesetzt. Der Mikroprozessor 224 kann digitale Signalanalysetechniken anwenden, um die in dem Direktzugriffsspeicher 226 gespeicherten digitalisierten Signale zur Erkennung und Klassifizierung des Herzrhythmus des Patienten zu kennzeichnen, wobei irgendeine von zahlreichen an sich bekannten Signalverarbeitungsmethoden angewandt werden können.
Der Rest der Schaltungsanordnung ist den Herzstimulations-, Kardioversions- und Defibrillationstherapien vorbehalten und kann im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich einer an sich bekannten Schaltungsanordnung unter Hinzufügung der vorliegenden Erfindung entsprechen. Es wird eine exemplarische Vorrichtung offenbart, die die Funktionen Stimulation, Kardioversion und Defibrillation wie folgt ausübt. Die Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 umfasst programmierbare digitale Zähler, die die Basiszeitintervalle steuern, die mit DDD, VVI, DVI, VDD, AAI, DDI und anderen Betriebsarten der Ein- und Zweikammerstimulation verbunden sind und an sich bekannt sind. Die Schaltungsanordnung 212 steuert außerdem Escapeintervalle, die mit der Antitachyarrhythmie-Stimulation und der Stimulation zu Zwecken der elektrophysiologischen Prüfung sowohl im Vorhof als auch im Ventrikel verbunden sind, wobei irgendeine der an sich bekannten Antitachyarrhythmie-Stimulationstherapien angewandt wird.
Intervalle, die von der Schrittmacher-Schaltungsanordnung 212 definiert werden, umfassen die Vorhof- und Ventrikelstimulations-Escapeintervalle, die Refraktärperioden, während denen erfasste P-Wellen und R-Wellen zum Neustarten der Taktung der Escapeintervalle unwirksam sind, und die Impulsbreiten der Schrittmacherimpulse. Die Dauern dieser Intervalle wird von dem Mikroprozessor 224 in Antwort auf in dem Speicher 226 gespeicherte Daten bestimmt und über den Adressen-/Datenbus 218 an die Schrittmacher-Schaltungsanordnung 212 übermittelt. Die Schrittmacher-Schaltungsanordnung 212 bestimmt außerdem unter Steuerung des Mikroprozessors 224 die Amplitude der Herzschrittmacherpulse.
Während der Stimulation werden die Escapeintervallzähler in der Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 auf das Erfassen von R-Wellen und P-Wellen, die durch Signale auf den Leitungen 202 und 206 angegeben werden, und, in Übereinstimmung mit dem gewählten Modus der Stimulation, auf die durch Zeitauslösung gesteuerte Erzeugung von Schrittmacherimpulsen durch die mit den Elektroden 317, 321, 324 und 326 gekoppelten Schrittmacher-Ausgangsschaltungen 214 und 216 hin rückgesetzt. Die Escapeintervallzähler werden außerdem auf die Erzeugung von Schrittmacherimpulsen hin rückgesetzt und steuern dadurch die grundlegende Synchronisierung der Herzschrittmacherfunktionen einschließlich der Antitachyarrhythmie-Stimulation. Die Dauern der von den Escapeintervallzeitgebern definierten Intervalle werden durch den Mikroprozessor 224 über den Daten-/Adressenbus 218 festgelegt. Der Wert des in den Escapeintervallzählern vorhandenen Zählstands, wenn diese durch erfasste R-Wellen und P-Wellen rückgestellt werden, kann verwendet werden, um die Dauern von R-R-Intervallen, P-P-Intervallen, P-R-Intervallen und R-P-Intervallen zu messen, wobei die Messwerte in dem Speicher 226 gespeichert und zum Erfassen des Auftretens von Tachyarrhythmien verwendet werden.
Der Mikroprozessor 224 arbeitet unter der Steuerung durch programmierte Befehle, die in dem darin enthaltenen ROM gespeichert sind, und als unterbrechungsgesteuerte Einrichtung, die auf Unterbrechungen von der Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 entsprechend dem Auftreten von erfassten P-Wellen und R-Wellen und entsprechend der Erzeugung von Herzschrittmacherimpulsen reagiert. Diese Unterbrechungen werden über den Daten-/Adressenbus 218 geliefert. Alle erforderlichen mathematischen Berechnungen, die durch den Mikroprozessor 224 durchgeführt werden, und jegliche Aktualisierung der Werte oder Intervalle, die von der Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 gesteuert werden, findet auf solche Unterbrechungen hin statt. Die laufende Intervall- Gesamtsumme, die von dem Mikroprozessor verwendet wird, um Abgabezeiten von Ventrikelschrittmacherpulsen festzulegen, kann im RAM 226 gespeichert werden, wobei Zeitgeber in der Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 verwendet werden, um die A-A-Intervalle, die abgegebene Vorhofschrittmacherpulse hoher Rate trennen, und das kurze Ventrikel-Escapeintervall, das der Abgabe des Ventrikelschrittmacherpulses folgt und in Verbindung mit dem die laufende Intervall-Gesamtsumme das erwünschte Ventrikel-Escapeintervall für Sicherheitsstimulation überschreitet, zu takten.
In Antwort bzw. Reaktion auf eine erfasste oder schrittmachererzeugte Ventrikeldepolarisation oder R-Welle können die Intervalle, die jene R-Welle von der unmittelbar vorangehenden schrittmachererzeugten oder erfassten R-Welle trennen, (R-R-Intervall) und das Intervall, das die schrittmachererzeugte oder erfasste R-Welle von der vorangehenden schrittmachererzeugten oder erfassten Vorhofdepolarisation trennt, (P-R-Intervall) in dem Speicher 226 gespeichert werden. Ähnlich können in Antwort auf das Auftreten einer erfassten oder schrittmachererzeugten Vorhofdepolarisation (P-Welle) die Intervalle, die die erfasste P-Welle von der unmittelbar vorangehenden schrittmachererzeugten oder erfassten Vorhofkontraktion trennen, (P-P-Intervall) und das Intervall, das die erfasste P-Welle von der unmittelbar vorangehenden erfassten oder schrittmachererzeugten Ventrikeldepolarisation trennt, (R-P-Intervall) gespeichert werden. Vorzugsweise ist ein Teil des Speichers 226 (4) aus mehreren Registrierpuffern aufgebaut, die eine vorangehende Serie von gemessenen Intervallen halten können, die in Antwort auf das Auftreten einer Stimulations- oder Erfassungsunterbrechung analysiert werden kann, um zu bestimmen, ob das Herz des Patienten gerade Vorhof- oder Ventrikel-Tachyarrhythmien zeigt.
Die Erfassung von Vorhof- oder Ventrikel-Tachyarrhythmien, wie sie bei der vorliegenden Erfindung angewandt wird, kann an sich bekannten Tachyarrhythmie-Erfassungsalgorithmen entsprechen. Beispielsweise kann das Auftreten einer Vorhof- oder Ventrikel-Tachyarrhythmie mittels Erfassung einer anhaltenden Serie von kurzen R-R- oder P-P-Intervallen mit einer mittleren Rate, die für eine Tachyarrhythmie kennzeichnend ist, oder einer ununterbrochenen Serie von kurzen R-R- oder P-P-Intervallen bestätigt werden. Die Plötzlichkeit des Einsetzens der erfassten hohen Raten, die Stabilität der hohen Raten oder eine Anzahl anderer an sich bekannter Faktoren können ebenfalls zu dieser Zeit gemessen werden. Geeignete Verfahrensweisen zur Erfassung von Ventrikel-Tachyarrhythmien, die solche Faktoren messen, sind in dem US-Patent Nr. 4.726.380, erteilt an Vollmann, dem US-Patent Nr. 4.880.005, erteilt an Pless u. a. und in dem US-Patent Nr. 4.830.006, erteilt an Haluska u. a., beschrieben. Eine weitere Gruppe von Verfahrensweisen zur Erkennung von Tachykardien ist in dem Artikel "Onset and Stability for Ventricular Tachyarrhythmia Detection in an Implantable Pacer-Cardioverter-Defibrillator" von Olson u. a., veröffentlicht in Computers in Cardiology, 7.-10. Oktober 1986, IEEE Computer Society Press, Seiten 167-170 offenbart. Jedoch ist einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung der, dass sie in Verbindung mit den meisten Tachykardie-Erfassungsalgorithmen für praktikabel gehalten wird. Verfahrensweisen zur Erfassung von Tachykardie und Fibrillation sind insbesondere in dem US-Patent Nr. 5.546.186, erteilt an Olson u. a., in der veröffentlichten PCT-Anmeldung lfd. Nr. US92/02829, in der Veröffentlichung Nr. WO92/18198 von Adams u. a. und in dem Artikel "Automatic Tachycardia Recognition" von Arzbaecher u. a., veröffentlicht in PACE, Mai-Juni 1984, S. 541-547, offenbart.
Falls eine Vorhof- oder Ventrikel-Tachyarrhythmie erfasst wird und eine Antitachyarrhythmie-Stimulationsmaßnahme gewünscht wird, werden vom Mikroprozessor 224 geeignete Zeitintervalle zur Steuerung der Erzeugung von Antitachyarrhythmie-Stimulationstherapien in die Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 geladen, um darin den Betrieb der Escapeintervallzähler zu steuern und Refraktärperioden, während denen die Erfassung von R-Wellen und P-Wellen zum Neustarten der Escapeintervallzähler unwirksam ist, zu definieren.
Alternativ könnte auch eine Schaltungsanordnung zur Taktung und Erzeugung von Antitachyarrhythmie-Schrittmacherpulsen, wie sie in dem US-Patent Nr. 4.577.633, erteilt an Berkovits u. a. am 25. März 1986, dem US-Patent Nr. 4.880.005, erteilt an Pless u. a. am 14. November 1989, dem US-Patent Nr. 4.726.380, erteilt an Vollmann u. a. am 23. Februar 1988 und dem US-Patent Nr. 4.587.970, erteilt an Holley u. a. am 13. Mai 1986 beschrieben sind, verwendet werden.
Falls die Erzeugung eines Kardioversions- oder Defibrillationsimpulses bzw. -pulses erforderlich ist, setzt der Mikroprozessor 224 den Escapeintervallzähler zur Steuerung der Taktung solcher Kardioversions- und Defibrillationsimpulse sowie zugehöriger Refraktärperioden ein. In Antwort auf die Erfassung einer Vorhof- oder Ventrikelfibrillation oder -tachyarrhythmie, die einen Kardioversionsimpuls erfordert, aktiviert der Mikroprozessor 224 eine Schaltungsanordnung 230 zur Steuerung der Kardioversion/Defibrillation, die das Aufladen der Hochspannungskondensatoren 246, 248 über eine Ladeschaltung 236 unter Steuerung der Hochspannungs-Ladesteuerleitungen 240 und 242 auslöst. Die Spannung an den Hochspannungskondensatoren wird über eine VCAP-Leitung 244 überwacht, die über den Multiplexer 220 geführt ist und in Antwort auf das Erreichen eines von dem Mikroprozessor 224 eingestellten, vorgegebenen Wertes zur Erzeugung eines Logiksignals auf einer CF-Leitung 254 (CF = Cap Full), das das Laden beendet, führt. Danach wird die Taktung der Abgabe des Defibrillations- oder Kardioversionsimpulses von der Schrittmacher-Takt-/Steuerschaltungsanordnung 212 gesteuert. Auf die Verordnung der Fibrillations- oder Tachykardietherapie folgend führt der Mikroprozessor dann die Vorrichtung zur Herzstimulation zurück und wartet auf die nächstfolgende, durch eine Stimulation oder das Auftreten einer erfassten Vorhof- oder Ventrikeldepolarisation bedingte Unterbrechung.
Eine Ausführungsform eines für die Abgabe und die Synchronisation von Ventrikel-Kardioversions- und -Defibrillationsimpulsen und für die Steuerung der diesbezüglichen Zeitfunktionen geeigneten Systems ist in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5.188.105 an Keimel, erteilt am 23. Februar 1993, näher dargelegt. Ausführungsformen eines für die Abgabe und die Synchronisation von Vorhof-Kardioversions- und -Defibrillationsimpulsen und für die Steuerung der diesbezüglichen Zeitfunktionen geeigneten Systems sind in dem US-Patent Nr. 5.269.298 an Adams u. a., erteilt am 14. Dezember 1993, und in dem US-Patent Nr. 4.316.472 an Mirowsky u. a., erteilt am 23. Februar 1982, näher dargelegt.
Jedoch wird jede bekannte Kardioversions- oder Defibrillationsimpuls-Steuerschaltungsanordnung als in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendbar eingeschätzt. Beispielsweise kann auch die die Taktung und Erzeugung von Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen steuernde Schaltungsanordnung, die in dem US-Patent Nr. 4.384.585, erteilt an Zipes am 24. Mai 1983, in dem oben zitierten US-Patent Nr. 4.949.719, erteilt an Pless u. a., und in dem US-Patent Nr. 4.375.817, erteilt an Engle u. a, offenbart ist, verwendet werden.
In der gezeigten Vorrichtung wird die Abgabe der Kardioversions- oder Defibrillationsimpulse von der Ausgangsschaltung 234 unter Steuerung der Steuerschaltungsanordnung 230 über einen Steuerbus 238 vollzogen. Die Ausgangsschaltung 234 bestimmt, ob ein einphasiger oder ein zweiphasiger Impuls abgegeben wird, bestimmt die Polarität der Elektroden und bestimmt, welche Elektroden an der Abgabe des Impulses beteiligt sind. Die Ausgangsschaltung 234 enthält außerdem Hochspannungsschalter, die steuern, ob Elektroden während der Abgabe des Impulses zusammengekoppelt werden. Alternativ können Elektroden, die dazu vorgesehen sind, während des Impulses zusammengekoppelt zu werden, ohne weiteres entweder außerhalb oder innerhalb des Vorrichtungsgehäuses ständig zusammengekoppelt sein, wobei die Polarität in ähnlicher Weise wie bei gegenwärtigen implantierbaren Defibrillatoren voreingestellt werden kann. Ein Beispiel einer Ausgangsschaltungsordnung für die Verordnung von zweiphasigen Impulskuren lässt sich in dem oben zitierten, an Mehra erteilten Patent und in dem US-Patent Nr. 4.727.877 finden.
Ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die zum Steuern der Abgabe von einphasigen Impulsen verwendet werden kann, ist in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5.163.427 an Keimel, erteilt am 17. November 1992 dargelegt. Jedoch könnte eine Ausgabe-Steuerschaltungsanordnung, wie sie in dem US-Patent Nr. 4.953.551, erteilt an Mehra u . a . am 4 . September 1990 , oder in dem US-Patent Nr. 4.800.883, erteilt an Winstrom am 31. Januar 1989, offenbart ist, gleichfalls in Verbindung mit einer Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung enthält, zur Abgabe von zweiphasigen Impulsen verwendet werden.
Falls wie in 1 sowohl die Vorhof- als auch die Ventrikeldefibrillation verfügbar ist, kann die Ventrikeldefibrillation unter Verwendung höherer Impulsenergiepegel, als für die Vorhofdefibrillation erforderlich ist, erfolgen und die gleiche oder eine unterschiedliche Elektrodengruppe verwenden. Beispielsweise können die Elektroden 310, 311, 318 und 320 oder nur die Elektroden 311, 318 und 310 für die Vorhofdefibrillation verwendet werden. Die Elektroden 311, 320 und 310 könnten für die Ventrikeldefibrillation verwendet werden, wobei die Elektrode 311 (rechter Vorhof/SVC) mit der Elektrode 310 (Vorrichtungsgehäuse) gekoppelt würde. Alternativ können die Elektroden 310, 318 und 320 verwendet werden, wobei die Elektrode 318 (Koronarsinus/Sammelvene) mit der Elektrode 310 gekoppelt wird. Als weitere Alternative könnten die Elektroden 311, 310, 318 und 320 alle für die Ventrikeldefibrillation verwendet werden, wobei die Elektroden 310, 311 und 320 zusammengekoppelt würden. Als nochmals weitere Alternative könnten nur die Elektroden 310 und 320 für die Ventrikeldefibrillation verwendet und zur Behandlung der Ventrikelfibrillation einer der beiden Elektroden 311 und 318 hinzugefügt oder für diese substituiert werden.
In modernen implantierbaren Kardioverter/Defibrillatoren werden die speziellen Therapien von dem Arzt im Voraus in die Vorrichtung programmiert, wobei gewöhnlich ein Menü von Therapien vorgesehen ist. Beispielweise kann bei einer anfänglichen Erfassung einer Vorhof- oder Ventrikel-Tachykardie eine Antitachykardie-Stimulationstherapie gewählt werden und derjenigen Kammer, in der die Tachykardie diagnostiziert wird, oder beiden Kammern verordnet werden. Bei einer erneuten Erfassung einer Tachykardie könnte eine aggressivere Antitachykardie-Stimulationsthe rapie festgelegt werden. Wenn wiederholte Versuche mit Antitachykardie-Stimulationstherapien fehlschlagen, könnte anschließend ein Kardioversionsimpuls mit einem höheren Pegel gewählt werden. Therapien für das Beenden einer Tachykardie könnten sich auch mit der Rate der erfassten Tachykardie ändern, wobei die Therapien in der Aggressivität zunehmen, wenn die Rate der erfassten Tachykardie ansteigt. Beispielsweise müssten bei der Antitachykardie-Stimulation vor der Abgabe von Kardioversionsimpulsen weniger Versuche unternommen werden, wenn die Rate der erfassten Tachykardie über einer vorgegebenen Schwelle liegt. Die oben im Zusammenhang mit Beschreibungen der Tachykardieerfassung und der Tachykardie-Behandlungstherapien des Standes der Technik zitierten Quellen sind hier ebenso anwendbar.
Falls eine Vorhof- oder Ventrikelfibrillation identifiziert ist bzw. wird, kann die typische Therapie die Abgabe eines Defibrillationsimpulses mit einer hohen Amplitude sein, der im Fall einer Ventrikelfibrillation im Allgemeinen 10 Joule übersteigt und im Fall einer Vorhofdefibrillation etwa bei 1 Joule oder darunter liegt. Für die Kardioversion können niedrigere Energiepegel verwendet werden. Wie im Fall der zurzeit verfügbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillatoren und wie in den oben zitierten Quellen abgehandelt ist, kommt in Betracht, die Amplitude des Defibrillationsimpulses in Antwort auf ein Fehlschlagen eines oder mehrerer anfänglicher Impulse zu erhöhen, um die Fibrillation zu beenden. Patente des Standes der Technik, die solche voreingestellten Therapiemenüs von Antitachyarrythmie-Therapien aufzeigen, umfassen das oben zitierte US-Patent Nr. 4.830.006, erteilt an Haluska u. a., das US-Patent Nr. 4.727.380, erteilt an Vollmann u. a., und das US-Patent Nr. 4.587.970, erteilt an Holley u. a.
3 ist ein Zeitdiagramm, das die Funktionsweise einer Vorrichtung, die die vorliegende Erfindung enthält, im VOO-Modus zeigt. In dem gezeigten Zeitdiagramm sind erfasste Vorhofereignisse durch kurze, nach oben verlaufende Linien, wie sie bei 400 gezeigt sind, angegeben, während Ventrikelschrittmacherpulse durch längere, nach unten verlaufende Linien, wie sie bei 404 gezeigt sind, angegeben sind. Abgegebene Vorhofschrittmacherpulse sind durch längere, nach oben verlaufende Linien, wie sie bei 402 gezeigt sind, angegeben. Eine Abtastung von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate, die mit dem Impuls 402 beginnt, ist so geplant, dass sie auf die Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses bei 416 folgt. Die Dauer der vorangehenden vier V-V-Intervalle, die W1, W2, W3 und W4 umfassen, werden gemittelt, um ein erwünschtes Escapeintervall für Ventrikel-Sicherheitsstimulation, die mit Ave VV_1-4 bezeichnet ist, zu bestimmen. Das erwünschte Escapeintervall 410 für Sicherheitsstimulation wird als Ziel festgelegt, wobei mit jeder verabreichten Vorhofstimulation eine laufende Summe 412 von A-A-Intervallen durch den Mikroprozessor aktualisiert und im Speicher gespeichert wird, Die laufende Summe umfasst das anfängliche R-P-Intervall, das die Schrittmacherpulse 416 und 402 trennt. Wenn die laufende Summe 412 von A-A-Intervallen gleich dem erwünschten Escapeintervall 410 ist oder dieses überschreitet, wird die laufende Summe bei 414 auf die Abgabe eines Vorhofschrittmacherpulses hoher Rate folgend auf null rückgesetzt. Mit der Abgabe eines Vorhofschrittmacherpulses 406 wird ein kurzes Escapeintervall von z. B. 10-30 Millisekunden eingeleitet, wobei nach Ablauf dieses kurzen Escapeintervalls ein Ventrikelschrittmacherpuls 408 abgegeben wird, der den Ventrikelschrittmacherpuls auf den Vorhofschrittmacherpuls 406 synchronisiert. Dieser Prozess setzt sich bis zur Abgabe des letzten Ventrikelschrittmacherpulses hoher Rate fort.
In dem in 3 gezeigten Zeitdiagramm sind alle vier Ventrikulärereignisse, die der Abgabe des Vorhofschrittmacherimpulszuges, der mit dem Impuls 402 ausgelöst wird, vorangehen, schrittmachererzeugte bzw. stimulierte Ventrikulärereignisse. Wie oben besprochen worden ist, wird dann, wenn eine vorgegebene Anzahl, ein vorgegebener Prozentsatz oder ein vorgegebenes Muster der vorangehenden Ventrikulärereignisse das Kriterium des geforderten Auftretens von schrittmachererzeugten Ventrikulärereignissen nicht erfüllt, die Verabreichung einer VOO-Sicherheits-Ventrikelstimulation während einer Vorhofstimulation in hoher Rate gesperrt. In dem in 3 gezeigten spezifischen Beispiel müssen vier der vorangehenden vier Ventrikulärereignisse schrittmachererzeugt sein, damit eine Sicherheits-Ventrikelstimulation zugelassen wird. Alternativ könnte die Vorrichtung beispielsweise fordern, dass vier der vorangehenden fünf Ventrikulärereignisse schrittmachererzeugt waren und/oder dass die vorangehenden fünf Ventrikulärereignisse wenigsten drei aufeinander folgende schrittmachererzeugte Ereignisse umfassten.
4 zeigt die Funktionsweise einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im WI-Modus. In der gezeigten Ausführungsform ist es für die Vorrichtung nicht notwendig, dass irgendein bestimmter Prozentsatz der vorangehenden Ventrikulärereignisse als Voraussetzung einer Sicherheits-Ventrikelstimulation schrittmachererzeugt war. Jedoch sollte ebenso klar sein, dass der VVI-Sicherheitsstimulationsmodus stattdessen, genau wie im Fall des oben beschriebenen VOO-Sicherheitsstimulationsmodus, das Auftreten einer vorgegebenen Anzahl, eines vorgegebenen Prozentsatzes oder eines vorgegebenen Musters der vorangehenden schrittmachererzeugten Ventrikulärereignisse als Vorbedingung hat. Bei handelsüblichen Vorrichtungen wird erwartet, dass diese Option durch den Arzt programmierbar sein wird.
Die kürzeren, nach oben verlaufenden Linien, die der Linie 500 entsprechen, sind für erfasste Vorhofereignisse kennzeichnend bzw. Indikativ, während die längeren, nach oben verlaufenden Linien wie bei 502 für abgegebene Vorhofschrittmacherpulse kennzeichnend sind. Ähnlich sind die kürzeren, nach unten verlaufenden Linien wie bei 506 für erfasste Ventrikulärereignisse kennzeichnend, während die längeren, nach unten verlaufenden Linien wie bei 504 für Ventrikelschrittmacherpulse kennzeichnend sind. In dem gezeigten Zeitdiagramm tritt ein erfasstes Ventrikulärereignis bei 506 auf. Wenn die Vorrichtung jedoch während der Sicherheits-Ventrikelstimulation im WI-Modus arbeitet, sperrt das Auftreten eines oder mehrerer erfassten Ventrikulärereignisse vor der Vorhofstimulation in hoher Rate nicht die Verabreichung einer Ventrikel-Sicherheitsstimulation während der Vorhofstimulation in hoher Rate.
Auf die Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses bei 504 folgend verwendet die Vorrichtung ein durch den Arzt programmiertes erwünschtes Ventrikel-Escapeintervall, das bei 514 gezeigt ist. Die laufende Summe 516 von A-A-Intervallen wird wie in dem oben besprochenen VOO-Modus mit jedem abgegebenen Vorhofschrittmacherpuls inkrementiert. Bei 510 tritt ein erfasstes Ventrikulärereignis auf, bevor die Summe 516 gleich oder größer als das Escapeintervall 514 mit der erwünschten Zahl ist, wodurch die laufende Summe bei 518 auf null rückgesetzt wird. Das Inkrementieren der laufenden Summ wird bei 520 wieder aufgenommen und mit dem Gleichwerden oder Überschreiten des erwünschten Escapeintervalls 514 von abgegebenen Schrittmacherpulsen bei 522 auf die Abgabe eines Vorhofschrittmacherpulses 508 folgend rückgesetzt. Zehn bis 30 Millisekunden später wird bei 512 ein Ventrikelschrittmacherpuls ausgelöst.
5 ist ein Ablaufplan, der die Funktionsweise der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei 600 wird mit der Abgabe des ersten Vorhofimpulses eine Vorhofstimulation in hoher Rate eingeleitet, wobei die Vorrichtung zuerst bei 602 prüft, um zu festzustellen, ob eine Ventrikel-Sicherheitsstimulation im VVI- oder im VVO-Modus zu verabreichen ist. Falls die Sicherheitsstimulation im VOO-Modus zu verabreichen ist, prüft die Vorrichtung bei 608, um festzustellen, ob die letzten vier Ventrikulärereignisse alle schrittmachererzeugte Ereignisse waren. Falls dies nicht zutrifft, wird die Sicherheits-Ventrikelstimulation bei 614 gesperrt.
Falls die letzten vier Ventrikulärereignisse vor der Einleitung der Vorhofstimulation in hoher Rate alle schrittmachererzeugt waren, schaltet der Mikroprozessor bei 610 die ventrikuläre Erfassung ab, schaltet den Betrieb vom Ventrikelstimulationsmodus auf asynchron um und berechnet bei 612 das mittlere V-V-Intervall zwischen den vorangehenden vier Schlägen. Dieser Mittelwert wird verwendet, um das erwünschte Escapeintervall zu bestimmen, das dem mittleren Intervall entspricht oder, wie oben angemerkt worden ist, dem mittleren Intervall abzüglich eines vorgegebenen Minderungsbetrags, entsprechen kann.
Falls die Vorrichtung bei 602 für einen VVI-Betrieb für Ventrikel-Sicherheitsstimulation festgelegt wird, wird das erwünschte Ventrikel-Escapeintervall auf ein vom Arzt programmiertes Escapeintervall eingestellt. Bei 606 wird die laufende Summe von A-A-Intervallen (im Folgenden als V-Akkumulator" bezeichnet) in Antwort auf die Abgabe des ersten Vorhofschrittmacherpulses hoher Rate gleich dem R- P-Intervall, das dem anfänglichen Vorhofschrittmacherpuls vorangeht, eingestellt. In der gezeigten Ausführungsform fordert die Vorrichtung nicht, dass als Voraussetzung für eine Sicherheits-Ventrikelstimulation irgendein bestimmter Prozentsatz der vorangehenden Ventrikulärereignisse schrittmachererzeugte Ereignisse sind. Jedoch sollte ebenso klar sein, dass dann, wenn der VVI-Sicherheitsstimulationsmodus stattdessen das Auftreten einer vorgegebenen Anzahl oder eines vorgegebenen Prozentsatzes von vorangehenden schrittmachererzeugten Ventrikulärereignissen als Vorbedingung hat, die Vorrichtung stattdessen die bei 608 und 610 gezeigten Operationen ausführen könnte, bevor sie bei 602 bestimmt, ob der Sicherheitsstimulationsmodus VOO oder VVI ist.
Bei 616 wartet der Prozessor auf das nächstfolgende Ventrikulärereignis. Wenn ein ventrikuläres Erfassungsereignis eintritt (was nur im WI-Modus geschehen kann), wird die laufende Summe von A-A-Intervallen bei 618 auf null rückgesetzt, worauf der Mikroprozessor wieder auf das nächste Ereignis wartet. In Antwort auf jeden abgegebenen Vorhofschrittmacherpuls wird die laufende Summe von A-A-Intervallen bei 620 inkrementiert, indem das dem abgegebenen Vorhofschrittmacherpuls vorangehende A-A-Escapeintervall hinzugefügt wird, und die laufende Summe bei 622 mit dem erwünschten Escapeintervall verglichen. Wenn die laufende Summe größer oder gleich dem erwünschten Escapeintervall ist, verändert der Mikroprozessor vorübergehend den Modus des Schrittmachers zum VOO-Modus und stellt, wie oben besprochen worden ist, ein kurzes Escapeintervall ein. In diesem Fall beträgt das gewählte kurze Escapeintervall 20 Millisekunden. Nach Ablauf eines kurzen Escapeintervalls wird ein Ventrikelschrittmacherpuls abgegeben, worauf der Mikroprozessor die Vorrichtung in den AOO-Modus zurück versetzt, das Escapeintervall für die Abgabe des nächstfolgenden Vorhofschrittmacherpulses auf das programmierte A-A-Escapeintervall abzüglich des kurzen 20-Millisekunden-Ventrikel-Escapeintervalls einstellt und die laufende Summe von A-A-Intervallen auf null rückstellt. Wenn beim Auftreten eines Vorhofschrittmacherpulses die laufende Summe von A-A-Intervallen nicht größer oder gleich dem erwünschten Escapeintervall ist, wartet der Mikroprozessor bei 616 das Auftreten des nächstfolgenden Ereignisses ab. Dieser Prozess setzt sich bis zum Auftreten entweder eines ventrikulären Erfassungsereignisses (im WI-Modus) oder der Abgabe des letzten Vorhofschrittmacherpulses hoher Rate fort. Auf die Abgabe des letzten Vorhofschrittmacherpulses hoher Rate folgend wird die Ventrikelerfassung bei 628 wieder freigegeben, falls der Sicherheits-Ventrikelstimulationsmodus VOO war, und kehrt die Vorrichtung bei 630 zum Normalbetrieb in dem programmierten Bradykardiemodus zurück.
6 zeigt eine alternative Betriebsweise einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Modifikation des Ablaufplans von 5 und sollte in Verbindung damit nachgesehen werden. Bei der oben in Verbindung mit 5 besprochenen Betriebsweise muss dann, wenn dem spezifizierten Ventrikel-Escapeintervall eine erfasste Vorhofdepolarisation dicht vorangeht, die Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses das Auftreten des nächstfolgenden Vorhofschrittmacherpulses und anschließend den Ablauf des kurzen VOO-Escapeintervalls abwarten. In manchen Fällen kann dies zu einem Intervall zwischen abgegebenen Sicherheits-Ventrikelstimulationsimpulsen führen, das das erwünschte Escapeintervall wesentlich übersteigt. Die alternative Ausführungsform von 6 ist auf das Verhindern solcher verlängerter V-V-Intervalle gerichtet.
Im Kontext mit einer Vorrichtung, die gemäß 6 arbei tet, vergleicht die Vorrichtung nach dem Erfassen einer Vorhofdepolarisation bei 616 (5) und dem Inkrementieren des V-Akkumulatorwertes bei 620 (5) den Wert des V-Akkumulators mit dem erwünschten Ventrikel-Escapeintervall, wobei sie dann, wenn der Wert größer oder gleich dem erwünschten Ventrikel-Escapeintervall ist, bei 624 mit dem Einleiten der Taktung des kurzen VOO-Escapeintervalls fortfährt, wie oben beschrieben worden ist. Wenn der Wert des V-Akkumulators jedoch kleiner als das erwünschte Ventrikel-Escapeintervall ist, prüft die Vorrichtung bei 623, um festzustellen, ob der Wert des V-Akkumulators kleiner als das erwünschte Ventrikel-Escapeintervall abzüglich eines vorgegebenen Prozentsatzes "A" (von z. B. 50 %) des dann gültigen A-A-Stimulationsintervalls ist. Falls dies zutrifft, stößt die Vorrichtung bei 624 die Zeit des kurzen VOO-Escapeintervalls an (5). Andernfalls wartet die Vorrichtung bei 616 (5) das Auftreten des nächsten erfassten Ereignisses ab.
Mit Hilfe des in 6 gezeigten Verfahrens vermeidet die Vorrichtung übermäßig verlängerte V-V-Intervalle durch Anstoßen der Einleitung des kurzen VOO-Escapeintervalls, das sehr dicht auf das Auftreten von abgegebenen Vorhofschrittmacherpulsen, jedoch vor Ablauf des erwünschten V-V-Intervalls folgt. Bei einer Vorrichtung, die die Verbesserung von 6 aufnimmt, kann das angezeigte V-V-Escapeintervall geringfügig kürzer oder geringfügig länger als das erwünschte V-V-Escapeintervall sein, jedoch weist es eine kleinere maximale Abweichung von dem erwünschten V-V-Escapeintervall auf, als es in Verbindung mit einer gemäß der in 5 gezeigten Verfahrensweise arbeitenden Vorrichtung allein möglich wäre.
Die vorliegende Erfindung, wie sie oben offenbart worden ist, besitzt die Form einer Mikroprozessor-Steuervorrichtung, die unter Steuerung einer gespeicherten Software arbeitet. Jedoch kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch im Kontext einer vollkundenspezifischen digitalen integrierten Schaltung, die spezifisch so konfiguriert ist, dass sie dieselben Funktionen, wie sie oben beschrieben worden sind, erfüllt, aufgenommen sein. Ähnlich kann die Erfindung, obwohl sie in Verbindung mit einem implantierbaren Vorhof-Ventrikel-Defibrillator offenbart worden ist, auch in Verbindung mit Antitachyarrythmie-Schrittmachern, die keine Defibrillationsfähigkeiten aufweisen, und in Verbindung mit implantierbaren Schrittmachern/Defibrillatoren mit der Fähigkeit, lediglich im Vorhof oder lediglich in den Ventrikeln zu defibrillieren, sinnvoll sein.

Claims

Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher mit einem Vorhof-Pulsgenerator (204)), einem Ventrikel-Pulsgenerator (200) und mit einer Takt- und Steuerschaltung (212), die mit dem Vorhof- und dem Ventrikel-Pulsgenerator verbunden ist und das Takten der Vorhof- und Ventrikelschrittmacherpulse steuert, wobei die Takt- und Steuerschaltung folgendes umfasst Mittel zum Auslösen der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen in hoher Rate, dadurch gekennzeichnet, dass die Takt- und Steuerschaltung weiterhin umfasst: Mittel zur Festlegung eines Kriteriums anhand des Auftretens von Ventrikulärereignissen vor der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate, Mittel zur Feststellung, ob die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehenden Ereignisse dieses Kriterium erfüllen und Mittel (216) zur Abgabe von Ventrikelschrittmacherpulsen während der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate in Antwort auf eine Feststellung, dass die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehenden Ereignisse dieses Kriterium erfüllen.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher gemäß Anspruch 1, bei dem die das Kriterium festlegenden Mittel Mittel zur Festlegung eines Kriteriums basierend auf dem Auftreten von schrittmachererzeugten Ventrikulärereignissen vor der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate umfassen, die Mittel zur Feststellung Mittel zur Feststellung umfassen, ob schrittmachererzeugte, der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehende Ventrikelereignisse dieses Kriterium erfüllen, und die Abgabemittel (216) Mittel zur Abgabe von Ventrikelschrittmacherpulsen während der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate in Antwort auf eine Feststellung, dass die schrittmachererzeugten Ventrikelereignisse, die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorhergehen, dieses Kriterium erfüllen, umfassen.
Schrittmacher nach Anspruch 2, bei dem das Kriterium dergestalt ist, dass alle Ereignisse einer Serie von vorangehenden Ventrikelereignissen schrittmachererzeugt waren.
Schrittmacher nach Anspruch 2, bei dem das Kriterium dergestalt ist, dass ein notwendiger Prozentsatz der Serie von vorangehenden Ventrikelereignissen schrittmachererzeugt war.
Schrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die die Ventrikelschrittmacherpulse abgebenden Mittel (216) Mittel zur Abgabe von Ventrikelschrittmacherpulsen im VOO-Modus umfassen.
Schrittmacher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die die Ventrikelschrittmacherpulse abgebenden Mittel (216) Mittel zur Abgabe von Ventrikelschrittmacherpulsen im WI-Modus umfassen.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend: Mittel (226) zur Festlegung eines erwünschten Ventrikel-Escapeintervalls, Mittel zum Aufrechnen einer laufenden Gesamtsummen von A-A-Intervallen, die die Vorhofschrittmacherpulse hoher Rate trennen, Mittel zum Vergleich der laufenden Gesamtsumme von A-A-Intervallen mit dem erwünschten Ventrikel-Escapeintervall und Mittel zum Auslösen einer Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses, wenn die laufende Gesamtsumme der A-A-Intervalle das erwünschte Ventrikel-Escapeintervall überschreitet.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend: Mittel (224) zur Festlegung eines erwünschten Ventrikel-Escapeintervalls, Mittel zum Aufrechnen einer laufenden Gesamtsumme von A-A-Intervallen, die die Vorhofschrittmacherpulse hoher Rate voneinander trennen, Mittel zum Vergleich der laufenden Summe von A-A-Intervallen mit dem gewünschten Ventrikel-Escapeintervall und Mittel zum Auslösen der Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses, wenn die laufende Summe der A-A-Intervalle weniger als einen festgelegten Unterschiedsbetrag zum erwünschten Ventrikel-Escapeintervall aufweist.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die das Escapeintervall festlegenden Mittel Mittel zur Bestimmung von V-V-Intervalldauern umfassen, die Ventrikelereignisse voneinander trennen, die der Abgabe von Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate vorangehen, und Mittel zum Ableiten des erwünschten Ventrikelescapeintervalls als eine Funktion der V-V-Intervalldauern umfassen.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Steuer- und Taktschaltkreis (212) Mittel zum Synchronisieren von Ventrikelschrittmacherpulsen, die während den Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate abgegeben wurden, mit den abgegebenen Vorhofschrittmacherpulsen hoher Rate umfasst.
Herzvorhof- und Ventrikelschrittmacher nach Anspruch 10, bei dem die Synchronisierungsmittel Mittel zur Festlegung eines kurzen Escapeintervall auf die Abgabe eines Vorhofschrittmacherpulses hoher Rate und Mittel zur Abgabe eines Ventrikelschrittmacherpulses bei Ablauf dieses kurzen Escapeintervalls umfassen.