DE19925853A1 - Kardioversionsanordnung - Google Patents

Abstract

Kardioversionsanordnung mit einer Elektrodenanordnung zur intrakardialen Abgabe von elektrischen Impulsen im Atrium eines Herzens, mit einer Elektrodenleitung und mehreren Elektroden im Bereich ihres distalen Endes, die über die Elektrodenleitung elektrisch mit einer elektrische Impulse abgebenden Vorrichtung sowie einem Defibrillator verbindbar sind, wobei der elektrodentragende Bereich am distalen Ende der Elektrodenanordnung in zwei Zweige aufgespalten ist, von denen einer als septaler Zweig und der andere als lateraler Zweig zum Annahmen einer septalen und einer lateralen Position im Atrium eines Herzens ausgebildet ist, und die Zweige jeweils derart mit Elektroden versehen sind, daß jede Elektrode eines Zweiges einer Elektrode eines anderen Zweiges zur Abgabe bipolarer Impulse paarweise zugeordnet ist und die Kardioversionsanordnung zur Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels der Elektroden durch Aufnahme elektrischer Signale zwischen jeweils zwei der Elektroden im bipolaren Betrieb ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kardioversionsanordnung mit einer Elektrodenanordnung zur intrakardialen Abgabe von elektrischen Impulsen im Atrium eines Herzens, mit einer Elektrodenleitung und mehreren Elektroden im Bereich ihres distalen Endes, die über die Elektrodenleitung elektrisch mit einer elektrische Impulse abgebenden Vorrichtung, wie einem Defibrillator, verbunden sind.

Bestimmte Herzrhythmusstörungen, darunter insbesondere Herz- und Vorhof­ flimmern (ventrikuläre bzw. atriale Fibrillation), aber gegebenenfalls auch sich beschleunigende Tachykardien, die noch nicht in das Stadium der Fibrillation übergegangen sind, werden elektrotherapeutisch mit guten Erfolgsaussichten durch Zuführung kurzzeitiger elektrischer Impulse oder Schocks an das reizbare Herzge­ webe behandelt.

Traditionell werden dabei, um mit hoher Sicherheit schnell eine Beendigung dieser lebensbedrohlichen Arrhythmien zu erreichen, relativ hohe Spannungen angewandt, und dem Herzgewebe hohe Energiebeträge zugeführt, was vielfach zu Gewebe­ schädigungen und erheblichen Belastungen, wie Schmerzen, für den Patienten führt. Darüberhinaus erfordert die Bereitstellung dieser hohen Spannungen und Energien bei implantierbaren Geräten eine kostenaufwendige Realisierung mit speziellen Bau- und Isolationselementen besonders leistungsfähiger Batterien und Kondensatoren. Schließlich waren - und sind - großflächige Elektrodenanordnungen zur Übertragung der Kardioversionsenergie an das Herzgewebe in Gebrauch, deren Herstellung und Implantation hohen Aufwand erfordert.

Die Ausgestaltung von Kardiovertern bzw. Defibrillatoren (nachfolgend gemeinsam unter dem Begriff "Kardioverter" gefaßt) und der zugehörigen Elektrodenanord­ nungen hat eine zunehmende Vervollkommnung erfahren. Dabei wurden zum einen zahlreiche technische Lösungen zu einer möglichst differenzierten Ermittlung und Bereitstellung der für die Kardioversion der speziellen vorliegenden Herzrhythmus­ störungen erforderlichen Spannung und Energie sowie vorteilhafte Impulsformen und -folgen und zum anderen verschiedene Elektrodenanordnungen vorgeschlagen, die jeweils unter bestimmten Gesichtspunkten als vorteilhaft angesehen wurden. Tatsächlich sind wesentliche praktische Verbesserungen gelungen, die den breiten praktischen Einsatz implantierter Kardioverter bzw. Defibrillatoren und kombinierter Schrittmacher/Kardioverter gefördert haben.

Im Zuge dieser Entwicklung sind zunehmend verfeinerte und leistungsfähige endokardiale Defibrillations-Elektrodenleitungen beschrieben worden, die erhebliche Vorteile bei der Implantation und hinsichtlich der Operationsrisiken haben, ver­ gleiche etwa WO/A-94/03233, EP-A 0 602 356 oder die ältere Anmeldung DE 196 26 352.2 der Anmelderin. Die Bemühungen gehen hierbei unter anderem dahin, durch das Vorsehen mehrerer und/oder großflächiger Elektroden auf einer endokardialen Leitung mit einem Kardioversionsschock größere Bereiche des Herzgewebes zu erfassen und den Wirkungsbereich endokardialer Elektrodenanord­ nungen damit dem von subkutanen bzw. epikardialen Flächenelektroden anzunä­ hern.

Weitere neuere Entwicklungen betreffen die Kombination endokardialer Elektroden­ leitungen mit subkutanen bzw. epikardialen Flächenelektroden - vergleiche hierzu unter anderem die Druckschriften WO-A-92/09329 und EP-A-0 522 693 - oder auch mit Gefäßelektroden, vgl. EP-A-0 601 338.

In der EP-A-0 281 219 wird die Nutzung biphasischer (zeitlich aufeinanderfolgen­ der) Impulse mit exponentiell abfallender Amplitude für einen Defibrillator vor­ geschlagen. Bei diesem sind drei auf einer endokardialen Elektrodenleitung angeord­ nete Ring- bzw. Spitzenelektroden und eine subkutane Plattenelektrode vorgese­ hen, und die Schockenergie wird über zwei - in verschiedenen Varianten mit den Elektroden verbundene - Ausgänge ausgekoppelt. Durch die Nutzung der biphasi­ schen Impulse konnte eine Verringerung des mittleren Energiebedarfs für eine Defibrillation erreicht werden.

In der EP-A 0 648 514 wird ein Defibrillator mit einem Impulserzeuger für mehr­ phasige Schockimpulse beschrieben. In der EP-A-0 574 609 und in der EP-A- 0 646 391 werden unter dem Blickwinkel einer verbesserten Stromverteilung im Herzgewebe verfeinerte Anwendungen des Prinzips der biphasischen Impulse für einen Defibrillator mit mehreren Ausgängen für eine Mehrzahl von Elektroden beschrieben, bei denen die zeitliche Abgabe von Impulsen unterschiedlicher Polari­ tät an verschiedene Elektroden vorgesehen ist.

Den vorstehend erwähnten und den übrigen bekannten Kardioversionsanordnungen haften verschiedene Nachteile an. Insbesondere erlauben sie in vielen Fällen noch nicht eine den Patienten schonende und zuverlässige Defibrillation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kardioversionsanordnung zu schaffen, die eine zuverlässige und den Patienten schonende Defibrillation er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kardioversionsanordnung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Elektroden tragende Bereich am distalen Ende der Elektrodenleitungen in zwei Zweige aufgespalten ist, von denen einer als septaler Zweig und der andere als lateraler Zweig zum Annehmen einer septalen und einer lateralen Position im Atrium eines Herzens ausgebildet ist, wobei die Zweige jeweils derart mit Elektroden versehen sind, daß jede Elektrode eines Zweiges einer Elektrode des anderen Zweiges zur Abgabe bipolarer Impulse paar­ weise zugeordnet ist, und daß die Kardioversionsanordnung zur Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels der Elektroden durch Aufnahme elektrischer Signale zwischen jeweils zwei der Elektroden im bipolaren Betrieb ausgebildet ist.

Die bipolare Abgabe von Stimulationsimpulsen über mehrere, paarweise einander zugeordnete Elektroden im Atrium eines Herzens erlaubt eine im wesentlichen schmerzfreie Defibrillation. Indem die Elektroden außerdem als Sensoren zur Aufnahme elektrischer Signale ausgebildet sind, können die Zustände des Herzens sehr differenziert aufgenommen werden und die Abgabe von Stromimpulsen über die Elektroden entsprechend genau gesteuert werden.

Die Elektroden sind auf den beiden Zweigen der Elektrodenleitung jeweils vorzugs­ weise äquidistant angeordnet. Zusammen mit der paarweisen Zuordnung der Elektroden zueinander kann das Atrium eines Herzens mit einer derartigen Elek­ trodenleitung praktisch schichtweise durch Aufnahme elektrischer Signale ver­ messen bzw. durch Abgabe elektrischer Impulse stimuliert werden. Diese Schich­ ten werden durch die paarweise einander zugeordneten Elektroden bestimmt und können beispielsweise im Abstand von einem Zentimeter aufeinanderfolgend im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein.

Bevorzugt wird eine Kardioversionsanordnung mit einer zusätzlichen neutralen Elektrode, wie dem Gehäuse eines implantierbaren Defibrillators, wobei die Kardio­ versionsanordnung zur Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels der Elektroden durch Aufnahme elektrischer Endsignale zwischen der Neutralelektrode und jeweils einer Elektrode im unipolaren Betrieb ausgebildet ist. Durch eine der­ artige Anordnung vergrößert sich die Zahl erfaßbarer Parameter, so daß eine Elektrotherapie noch gezielter auf das Krankheitsbild abgestimmt werden kann.

Bevorzugt werden auch Kardioversionsanordnungen, die entweder alternativ oder in Kombination zur Abgabe eines elektrischen Impulses über die neutrale Elektrode und eine der Elektroden im unipolaren Betrieb bzw. über zweite Elektroden im bipolaren Betrieb ausgebildet sind. Mit derartigen Kardioversionsanordnungen lassen sich sehr differenzierte Stimulationsmuster erzeugen, die darüberhinaus sehr genau an ein Krankheitsbild angepaßt sein können, so daß eine Therapie von Fibrillationen sehr frühzeitig eingeleitet und gleichzeitig sehr effizient und patienten­ schonend durchgeführt werden kann.

Weiterhin besitzt eine Kardioversionsanordnung vorzugsweise Mittel zur Abgabe von Reizimpulsen über die Elektroden im bipolaren und/oder im unipolaren Betrieb sowie Mittel zur anschließenden Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels Elektroden zur Aufnahme elektrischer Signale zwischen der Neutralelektrode und jeweils einer der Elektroden im unipolaren Betrieb und/oder zwischen zwei der Elektroden im bipolaren Betrieb. Eine derartige Kardioversionsanordnung erlaubt eine gezielte Reizung des Herzgewebes vor Aufnahme der bereits angesprochenen Elektrogramme zur Bestimmung des Krankheitsbildes. Damit kann letzteres noch differenzierter ermittelt werden.

Weiterhin wird eine Kardioversionsanordnung mit einer Neutralelektrode und Steuermitteln bevorzugt, die so gestaltet sind, daß jeweils mindestens zwei paar­ weise einander zugeordnete Elektroden des lateralen und des septalen Zweiges gleichzeitig zur Aufnahme von elektrischen Signalen zwischen der Neutralelektrode und den Elektroden im unipolaren Betrieb ansteuerbar sind sowie mit Analyse- und Vergleichsmitteln, die so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode im lateralen Zweig und einer Elektrode im septalen Zweig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer relativen Phasenlage bzw. der Isochronizität vergleichbar sind. Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der Vergleichsmittel zeichnen sich dadurch aus, daß die mittels einer Elektrode im lateralen Zweig und einer Elektrode im septalen Zweig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Dauer und/oder ihrer Regularität und/oder ihrer isoelektrischen Zeitdauer und/oder ihres Spannungs­ anstiegs oder -abfalls und/oder ihrer Morphologie vergleichbar sind. Die verschiede­ nen angesprochenen Ausführungsvarianten der Vergleichsmittel erlauben eine sehr differenzierte Bestimmung des Krankheitsbildes.

Entsprechend wird eine Kardioversionsanordnung bevorzugt, deren Steuermittel so gestaltet sind, daß jede der Elektroden mit der ihr paarweise zugeordneten Elek­ trode des anderen Zweiges bipolar zur Aufnahme von elektrischen Signalen zwi­ schen diesen Elektroden ansteuerbar ist und deren Vergleichsmittel so ausgebildet sind, daß sie gleichzeitig mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer relativen Phasenlage bzw. der Isochronizität vergleichbar sind. Alternativ oder zusätzlich können Vergleichsmittel so ausgebildet sein, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Dauer und/oder ihrer Regularität und/oder ihrer isoelektrischen Zeitdauer und/oder ihres Spannungs­ anstiegs oder -abfalls und/oder hinsichtlich ihrer Morphologie vergleichbar sind. Die Aufnahme elektrischer Signale sowohl im unipolaren Betrieb zwischen einer Elek­ trode und einer Neutralelektrode oder einem bipolaren Betrieb zwischen zwei Elektroden und die Analyse der Signale hinsichtlich der beschriebenen Parameter führt zu einer Vielzahl von Informationen, die zur Steuerung gegebenenfalls erfor­ derlicher Defibrillationsimpulse verwertbar sind.

Zur effektiven Steuerung der Defibrillationsimpulse besitzt die Kardioversionsanord­ nung vorzugsweise einen Vergleichsmusterspeicher, der mit den Analyse- und Vergleichsmitteln verbunden ist und in dem Vergleichswerte für die von den Analyse- und Vergleichsmitteln erzeugten Werte speicherbar sind.

Eine weitere bevorzugte Kardioversionsanordnung zeichnet sich durch Steuermittel aus, die mit den Elektroden des septalen und des lateralen Zweiges verbunden und so gestaltet sind, daß die Elektroden des septalen und des lateralen Zweiges zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses im bipolaren Betrieb ansteuerbar sind. Die Impulssteuermittel sind dazu zusätzlich vorzugsweise mit dem Vergleichsmuster­ speicher und mit den Analyse- und Vergleichsmitteln verbunden. Besonders bevor­ zugt wird eine Kardioversionsanordnung, deren Impulssteuermittel so ausgebildet sind, daß die Elektroden des septalen Zweiges stärker ansteuerbar sind, als die Elektroden des lateralen Zweiges oder umgekehrt.

Vorzugsweise sind die Impulssteuermittel zum gleichzeitigen Ansteuern der Elek­ troden des septalen und des lateralen Zweiges sowie der Neutralelektrode ausgebil­ det. Bevorzugt wird auch eine Kardioversionsanordnung, die eine zum Annehmen einer Position im Ventrikel ausgebildete Elektrodenleitung mit Ventrikelelektroden besitzt und deren Impulssteuermittel zum gleichzeitigen Ansteuern der Elektroden des septalen und lateralen Zweiges sowie der Ventrikelelektrode ausgebildet sind. Außerdem sind die Impulssteuermittel vorzugsweise so gestaltet, daß die Elek­ troden des septalen und des lateralen Zweiges zur Abgabe eines Defibrillations­ impulses im bipolaren Betrieb gleichzeitig ansteuerbar sind. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform sind die Impulssteuermittel so gestaltet, daß die Paare einander zugeordneter Elektroden des septalen und des lateralen Zweiges zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses im bipolaren Betrieb nacheinander ansteuerbar sind. Mit Hilfe der letztgenannten Ausführungsvariante ist es insbesondere möglich, die von den Elektroden des lateralen und des septalen Zweiges definierten Schich­ ten im Atrium eines Herzens der Reihenfolge nach zu stimulieren. Dies ermöglicht eine besonders wirkungsvolle und schmerzfreie Defibrillation.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der beigefügten Figuren näher erläutert werden.

Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Elektrodenanordnung eingesetzt in ein mensch­ liches Herz;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des distalen Endes der Elektrodenanord­ nung aus Fig. 1;

Fig. 4 eine alternative Elektrodenanordnung zu der in Fig. 3 dargestellten Elektrodenanordnung;

Fig. 5 eine Elektrodenanordnung ohne Ventrikelelektrode;

Fig. 6 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer elektrische Impulse abgebenden Vorrichtung wie einem Defibrillator.

In Fig. 1 ist das distale Ende einer Elektrodenleitung 10 in der Position dargestellt, die es in einem Herzen 12, genauer in dessen rechtem Atrium 14 und in dessen rechtem Ventrikel 16 einnimmt. Das distale Ende der Elektrodenleitung 10 weist drei Zweige auf, einen ventrikulären Zweig 20, einen septalen Zweig 22 und einen lateralen Zweig 24. Der ventrikuläre Zweig 20 reicht in das Ventrikel 16 des Herzens 12. Das distale Ende des ventrikulären Zweiges 20 ist über eine Einschraubspitze 26 im Herzgewebe (Myokard) fixiert und über Abstandshalter 28, auch Tines genannt, im vorbestimmten Abstand zum Myokard gehalten.

Der septale Zweig 22 und der laterale Zweig 24 liegen an den Wänden des Atriums 14 an, und zwar der septale Zweig 22 an der inneren, der Scheidewand oder dem Septum zugewandten Seite des Atriums und der laterale Zweig an der äußeren Seitenwand des Atriums.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, sind sowohl der laterale als auch der septale Zweig 22 und 24 mit als Elektroden dienenden elektrisch leitenden Oberflächenabschnitten versehen, die als Ringelektroden 30 und als Tipelektroden 32 ausgebildet sind. Jeder der beiden Zweige 22 und 24 ist auf seinen letzten fünf Zentimetern mit insgesamt sechs Elektroden 30 und 32 versehen, nämlich jeweils einer Tipelektrode 32 und darauf im Abstand von jeweils einem Zentimeter aufein­ anderfolgend fünf Ringelektroden 30. Die beiden Tipelektroden 32 sowie die jeweils folgenden Ringelektroden 30 des septalen und des lateralen Zweiges 22 und 24 sind einander jeweils paarweise zugeordnet. Auf diese Weise formen die Elektroden 30 und 32 jeweils Bipole, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und das Atrium 14 in fünf identische Scheiben unterteilen, von denen jede ein Zentimeter hoch ist, beginnend am Übergang der oberen Körperhohlvene zum rechten Atrium und von dort aus fünf Zentimeter nach unten reichend.

Der ventrikuläre Zweig 20 trägt an seinem Ende ebenfalls eine Ringelektrode als Ventrikelelektrode 36. Durch die Abstandshalter 28 wird die Elektrode 36 im we­ sentlichen ohne Kontakt zum Myokard im Ventrikel 16 gehalten.

Jede der Elektroden 30, 32 und 36 ist über eine eigene Steuer- und Signalleitung 40 mit einer nicht dargestellten Vorrichtung zur Aufnahme elektrischer Signale und Abgabe elektrischer Spannungsimpulse verbunden. Außerdem ist ein Verstelldraht 32 zur Winkelverstellung der Abstandshalter 28 und damit zur Einstellung des Myo­ kard-Abstandes der Elektrode 36 vorgesehen. Zum Einführen des distalen Endes der Elektrodenleitung 10 in das rechte Atrium 14 bzw. das rechte Ventrikel (Herz­ kammer) 16 sind in der Elektrodenleitung im Bereich des lateralen Zweiges 24 und des septalen Zweiges 22 vorzugweise Memory-Metallstrukturen, die Titanium enthalten, vorgesehen, die es erlauben, daß der septale Zweig 22 und der laterale Zweig 24 beim Einführen der Elektrodenleitung ganz dicht an dem ventrikulären Zweig 20 anliegen. Durch Durchwärmen der in dem septalen Zweig 22 und im lateralen Zweig 24 vorhandenen Memory-Metallstruktur nimmt diese eine vor­ gegebene Form ein, die sich in dem septalen und dem lateralen Zweig 22 und 24 an die Wände des Atriums 14, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, anlegen läßt.

Fig. 3 zeigt das in Fig. 1 und 2 abgebildete distale Ende der Elektrodenleitung 10 in vergrößertem Maßstab. Zu erkennen sind der septale Zweig 22, der laterale Zweig 24 und der ventrikuläre Zweig 20 mit den darauf angeordneten Elektroden 30, 32 und 36. Zu erkennen sind ebenfalls die Abstandhalter 28 sowie die Ein­ schraubspitze 26. Außerdem sind die Signal- und Steuerleitungen 40 zu den Elektroden 30, 32 und 36 dargestellt, die zu einem Bus 44 zusammengefaßt sind.

Fig. 4 zeigt eine Alternative zu der in den Fig. 1 und 3 abgebildeten Aus­ bildung des distalen Endes der Elektrodenleitung. Bei der in Fig. 4 abgebildeten Elektrodenleitung 10' ist der laterale Zweig 24 genauso ausgeführt wie in den Fig. 1 bis 3. Der septale Zweig 22' ist jedoch verlängert und geht direkt in den ventrikulären Zweig 20' über. Um bei der in Fig. 4 abgebildeten Elektrodenanord­ nung eine ähnliche Konfiguration zu erzielen, wie bei derjenigen in den Fig. 1 bis 3, weist der septale Zweig 22' anstelle einer Tipelektrode eine weitere Ringelek­ trode 30' auf. Im übrigen ist die Anordnung der zur Lage im Atrium bestimmten Elektroden 30, 30' und 32 im wesentlichen die gleiche wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3. In Fig. 4 gestrichelt dargestellt ist im übrigen die bereits in Zu­ sammenhang mit Fig. 3 angesprochene Memory-Metallstruktur 50.

Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Elektrodenleitung 10", die keinen ventrikulären Zweig besitzt und im übrigen der in den Fig. 1 bis 3 abgebildeten Elektroden­ anordnung entspricht.

Fig. 6 ist ein Funktions-Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Aufnahme elek­ trischer Signale und zur Abgabe von elektrischen Impulsen, genauer gesagt deren Steuervorrichtung 100 zur Steuerung der Schockimpulsabgabe bei einem Kardio­ verter mit einer Elektrodenanordnung nach den Fig. 1 bis 5.

Die Steuervorrichtung 100 ist über den Steuer- und Signalleitungsbus 44 (Fig. 3) über die Elektrodenleitung 10 mit den Elektroden 30, 32 und 36 verbunden. Da der Steuer- und Signalleitungsbus 44 zur Aufnahme elektrischer Signale sowie zur Abgabe elektrischer Impulse bidirektional ausgelegt ist, ist die Steuervorrichtung 100 sowohl eingangsseitig als auch ausgangsseitig mit dem Steuer- und Signallei­ tungsbus 44 verbunden. Eingangsseitig schließt sich an den Steuer- und Signallei­ tungsbus 44 ein Detektor 102 an, der über einen Datenausgang mit dem Eingang einer als erstes Vergleichsmittel dienenden Arrhythmiemustervergleichereinheit 104 verbunden ist, die über einen zweiten Eingang zu dem mit einem Arrhythmiemu­ sterspeicher 106 als erster Vergleichsmusterspeicher verbunden ist. Weiterhin weist der Detektor 102 einen Steuerausgang auf, über den er mit einem Controller 108 verbunden ist, der ausgangsseitig in Steuersignalverbindung mit der Ver­ gleichereinheit 104, einem Reizleitungsspeicher 110 als zweiten Vergleichsmuster­ speicher und einer Verarbeitungseinheit 112 steht.

Der Reizleitungsmusterspeicher 110 hat einen Eingang 111, mit dem das Ergebnis einer abbildenden Erfassung der spezifischen Reizleitungsstrukturen des Herzens des Patienten (Mapping) eingespeichert wird, und er ist ausgangsseitig mit der Verarbeitungseinheit 112 verbunden, die bei Erhalt eines Übergabesignals vom Controller 108 den Speicherinhalt übermittelt.

Auch ein von der Vergleichereinheit 104 ausgegebenes Arrhythmie-Klassifizie­ rungssignal wird der Verarbeitungseinheit 112 zugeführt, sowie vorab (über den Eingang 115) in einem Elektrodenkonfigurationsspeicher 114 gespeicherte Daten für die konkrete Elektrodenkonfiguration und die aktuellen Kardioversionsdaten, die dem Arrhythmie-Klassifizierungssignal zugeordnet sind. Die Funktionseinheiten 108 und 112 sind bevorzugt als Mikrorechner ausgeführt, was durch die gestrichelte gemeinsame Umrandung symbolisiert ist.

Mit Hilfe der zuvor beschriebenen Vorrichtung lassen sich die verschiedenen Signale durch paarweise bipolares Ansteuern der Elektroden oder durch Ansteuern einer Elektrode zusammen mit der Neutralelektrode im unipolaren Betrieb mit oder ohne vorhergehende Abgabe von Reizimpulsen an das Myokard gewinnen und untereinander sowie mit den gespeicherten Vergleichsmustern vergleichen. Aus dem Vergleich dieser Werte mit gespeicherten Vergleichswerten leitet der Control­ ler 112 Steuersignale für die Impulsabgabe ab. Soweit die Steuervorrichtung bis hierin beschrieben ist, ist sie in der Lage, die unipolar oder bipolar aufgenommenen atrialen Elektrogramme Zentimeter für Zentimeter vom Sinusknotenbereich bis zum Koronarsinusbereich zu analysieren. Dabei wird jedes unipolare atriale Elektro­ gramm des lateralen Zweiges 24 mit dem entsprechenden septalen unipolaren atrialen Elektrogramm hinsichtlich der Isochronizität, der Dauer, der Regelmäßigkeit, der elektrischen Zeitdauer des Spannungsanstiegs oder -abfalls, und optional der Morphologie verglichen. Die gleiche Analyse wird durch die paarweise einander zugeordneten Elektroden Bipol für Bipol (oder auch Scheibe für Scheibe der zuvor angesprochenen Scheiben) durchgeführt und mit dem Sinusknotenmuster ver­ glichen.

Nach Durchführung der Analyse steuert die Verarbeitungseinheit 112 entsprechend eine erste und zweite Impulserzeugereinheit 116, 118 und eine mit der ersten Impulserzeugereinheit 116 verbundene steuerbare Ausgangsstufe 120 sowie eine mit dem zweiten Impulserzeuger 118 verbundene steuerbare Ausgangsstufe 122 derart, daß an einem ersten Kardioversionsausgang 121 ein erster Spannungs­ impuls vorbestimmter Amplitude mit negativer Polarität und an einem zweiten Kardioversionsimpulsausgang 123 ein zweiter Spannungsimpuls mit positiver Polarität - jeweils bezogen auf die Gerätemasse - bereitgestellt wird. Weiterhin ist die Verarbeitungseinheit 112 über einen Steuerausgang mit einer Schalteinheit 124 verbunden, die die Masse als den Spannungsreferenzpunkt und die Ausgänge 121 und 123 über entsprechende Elektrodenanschlüsse gemäß dem Verarbeitungs­ ergebnis mit ausgewählten der in der Anordnung verfügbaren Elektroden über den Steuer- und Signalleitungsbus 44 verbindet. Hierdurch wird entsprechend der patientenspezifischen Reizleitungsstruktur und dem aktuellen Fibrillationsergebnis gezielt in einem vorbestimmten Bereich des Myokards ein Schockimpulsfeld mit oberhalb der Kardioversionsschwelle liegender Intensität erzeugt, wobei zugleich der Einfluß auf das übrige Herzgewebe minimiert wird. Konkret wird zur Defibrilla­ tion im Atrium ein sehr geringer Schock abgegeben zwischen:

• - dem septalen und dem lateralen Zweig 22 und 24, gleichmäßig auf beide Zweige verteilt oder auch nicht,
• - beiden Zweigen gleichzeitig und dem Defibrillatorgehäuse,
• - beiden Zweigen gleichzeitig und dem Ventrikulärzweig,
• - beiden Zweigen gleichzeitig, dem Ventrikulärzweig und dem Defibrillatorgehäuse.

Die gesamte Menge der abgegebenen Energie kann auch durch die Anzahl der durch die Elektrodenordnung gebildeten atrialen Myokardscheiben geteilt werden und entweder gleichzeitig bipolar an jede der Scheiben abgegeben werden oder kaskadenartig zueinander zeitlich verzögert nacheinander an die bipolaren Scheiben abgegeben werden.

Insgesamt ermöglicht die beschriebene Vorrichtung eine sehr wirkungsvolle und weitestgehend schmerzfreie Defibrillation aufgrund optimierter Signalanalyse und Impulsabgabemöglichkeiten.

Claims (26)

1. Kardioversionsanordnung mit einer Elektrodenanordnung zur intrakardialen Abgabe von elektrischen Impulsen im Atrium eines Herzens (12), mit einer Elektrodenleitung (10) und mehreren Elektroden (30, 32, 36) im Bereich ihres distalen Endes, die über die Elektrodenleitung (10) elektrisch mit einer elektrische Impulse abgebenden Vorrichtung sowie einem Defibrillator ver­ bindbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektrodentragende Bereich am distalen Ende der Elektrodenleitung (10) in zwei Zweige (22, 24) aufgespalten ist, von denen einer als septaler Zweig (22) und der andere als lateraler Zweig (24) zum Annehmen einer septalen und einer lateralen Position im Atrium (14) eines Herzens (12) aus­ gebildet ist, wobei die Zweige (22, 24) jeweils derart mit Elektroden (30, 32) versehen sind, daß jede Elektrode (30, 32) eines Zweiges (22; 24) einer Elektrode (30, 32) des anderen Zweiges (24; 22) zur Abgabe bipolarer Im­ pulse paarweise zugeordnet ist, und
daß die Kardioversionsanordnung zur Aufnahme von intraatrialen Elektro­ grammen mittels der Elektroden (30, 32) durch Aufnahme elektrischer Signale zwischen jeweils zwei der Elektroden (30, 32) im bipolaren Betrieb ausgebildet ist.

2. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30, 32) jedes Zweiges (22, 24) äquidistant auf dem jeweiligen Zweig (22, 24) angeordnet sind.

3. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 2, mit einer zusätzlichen Neutralelek­ trode wie dem Gehäuse eines implantierbaren Defibrillators, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kardioversionsanordnung zur Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels der Elektroden durch Aufnahme elektrischer Signale zwischen der Neutralelektrode und jeweils einer der Elektroden (30, 32) im unipolaren Betrieb ausgebildet ist.

4. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardioversionsanordnung zur Abgabe eines elektrischen Impulses über die Neutralelektrode und eine der Elektroden (30, 32) im unipolaren Betrieb ausgebildet ist.

5. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kardioversionsanordnung zur Abgabe eines elektrischen Impulses über zwei der Elektroden (30, 32) im bipolaren Betrieb ausgebildet ist.

6. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel (112, 114, 116, 118, 120, 122, 124) zur Abgabe von Reizim­ pulsen über die Elektroden (30, 32) im bipolaren und/oder im unipolaren Betrieb sowie durch Mittel (102, 108) zur anschließenden Aufnahme von intraatrialen Elektrogrammen mittels der Elektroden durch Aufnahme elektris­ cher Signale zwischen der Neutralelektrode und jeweils einer der Elektroden (30, 32) im unipolaren Betrieb und/oder zwischen jeweils zwei der Elektroden (30, 32) im bipolaren Betrieb.

7. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Steuermittel (102), die so gestaltet sind, daß jede der Elektroden (30, 32) mit der ihr paarweise zugeordneten Elektrode (30, 32) des jeweils anderen Zweiges (22, 24) bipolar zur Aufnahme von elektrischen Signalen zwischen diesen Elektroden (30, 32) ansteuerbar ist.

8. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Steuermittel (102), die so gestaltet sind, daß jeweils mindestens zwei paarweise einander zugeordnete Elektroden (30, 32) des lateralen und des septalen Zweiges (24, 22) gleichzeitig zur Aufnahme von elektrischen Signalen zwischen der Neutralelektrode und den Elektroden (30, 32) im unipolaren Betrieb ansteuerbar sind, sowie durch Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110), die so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 32) im septalen Zweig (22) ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer relativen Phasenlage bzw. der Isochronizität vergleichbar sind.

9. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 32) im septalen Zweig (22) ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Dauer vergleichbar sind.

10. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 32) im septalen Zweig (30, 32) ermittelten elektrischen Signale hin­ sichtlich ihrer Regularität vergleichbar sind.

11. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 32) im septalen Zweig (22) ermittelten elektrischen Signale hin­ sichtlich ihrer isoelektrischen Zeitdauer vergleichbar sind.

12. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 23) im septalen Zweig (22) ermittelten elektrischen Signale hin­ sichtlich ihres Spannungsanstiegs oder -abfalls vergleichbar sind.

13. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels einer Elektrode (30, 32) im lateralen Zweig (24) und einer Elektrode (30, 32) im septalen Zweig (22) ermittelten elektrischen Signale hin­ sichtlich ihrer Morphologie vergleichbar sind.

14. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 6 und einem der Ansprüche 6 bis 13, gekennzeichnet durch Steuermittel (102), die so ausgebildet sind, daß die Elektroden (30, 32) mit der ihr paarweise zugeordneten Elektrode (30, 32) des jeweils anderen Zweiges bipolar zur Ausnahme von elektrischen Signalen zwischen diesen Elektroden (30, 32) gleichzeitig ansteuerbar ist und durch Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110), die so ausgebildet sind, daß die gleichzeitig mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer relativen Phasenlage bzw. der Isochronizität vergleichbar sind.

15. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Dauer vergleichbar sind.

16. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Regularität vergleichbar sind.

17. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer isoelektrischen Zeitdauer vergleichbar sind.

18. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihres Span­ nungsanstiegs oder -abfalls vergleichbar sind.

19. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsmittel (104, 106, 108, 110) so ausgebildet sind, daß die mittels der Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) gleichzeitig ermittelten elektrischen Signale hinsichtlich ihrer Morphologie vergleichbar sind.

20. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch einen Vergleichsmusterspeicher (106; 110), der mit den Analyse- und Vergleichsmitteln (104, 108) verbunden ist und in dem Vergleichswerte für die von den Analyse- und Vergleichsmitteln (104, 108) erzeugten Werte speicherbar sind.

21. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch Impulssteuermittel (112, 114, 124), die mit den Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (22, 24) verbunden und so gestaltet sind, daß die Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (22, 24) zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses im bipolaren Betrieb ansteuerbar sind.

22. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuermittel (112, 114, 124) so ausgebildet sind, daß die Elektroden (30, 32) des septalen Zweiges (22) stärker ansteuerbar sind, als die Elektroden (30, 32) des lateralen Zweiges (24) oder umgekehrt.

23. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 20 oder 21, mit einer Neutralelek­ trode wie dem Gehäuse eines implantierbaren Defibrillators, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulssteuermittel (112, 114, 124) zum gleichzeitigen Ansteuern der Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (22, 24) sowie der Neutralelektrode ausgebildet sind.

24. Kardioversionsanordnung nach Anspruch 20 oder 21, mit einer zum Anneh­ men einer Position im Ventrikel ausgebildeten Elektrodenleitung (20) mit mindestens einer Ventrikelelektrode (36), dadurch gekennzeichnet, daß die Im­ pulssteuermittel (112, 114, 124) zum gleichzeitigen Ansteuern der Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (22, 24) sowie der Ventrikelelektrode (36) ausgebildet sind.

25. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuermittel (112, 114, 124) so gestaltet sind, daß die Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (22, 24) zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses im bipolaren Betrieb gleichzeitig ansteuerbar sind.

26. Kardioversionsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulssteuermittel (112, 114, 124) so gestaltet sind, daß die Paare einander zugeordneter Elektroden (30, 32) des septalen und des lateralen Zweiges (24, 22) zur Abgabe eines Defibrillationsimpulses im bipolaren Betrieb nacheinander ansteuerbar sind.