DE60013608T2

DE60013608T2 - Herzschrittmacher

Info

Publication number: DE60013608T2
Application number: DE60013608T
Authority: DE
Inventors: Hans Strandberg
Original assignee: St Jude Medical AB
Current assignee: St Jude Medical AB
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: US6871097B1; WO2001005465A1; EP1202773B1; DE60013608D1; SE9902735D0; EP1202773A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrittmacher, der in einem Tracking-Modus und einem Nicht-Tracking-Modus betreibbar ist und eine automatische Modenschaltfunktion zum Umschalten des Schrittmachers in den Nicht-Tracking-Betriebsmodus in Reaktion auf die Detektion einer atrialen Tachykardie aufweist, wobei der genannte Schrittmacher eine atriale Detektionsvorrichtung zum Erfassen atrialer Ereignisse enthält, ferner eine ventrikuläre Detektionsvorrichtung zum Erfassen ventrikulärer Ereignisse, eine Atrialintervallbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen eines Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden atrialen Ereignissen, eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen des genannten Intervalls mit einem vorbestimmten atrialen Tachykardie-Grenzwert zum Aufzeichnen einer Tachy-Anzeige, falls das genannte Intervall kleiner als der genannte atriale Tachykardiegrenzwert ist, und eine Modenschaltvorrichtung zum Schalten des Betriebsmodus in den Nicht-Tracking-Modus, wenn die Zahl der aufgezeichneten Tachy-Anzeige eine vorbestimmte Tachy-Zählgrenze erreicht.
Stand der Technik
Patienten mit paroxysmalen (in Anfällen auftretenden) atrialen Tachykardien, die beispielsweise eine DDD-Stimulation benötigen, laufen die Gefahr, infolge des Tracking (Mitziehens) des atrialen Rhythmus in einen Zustand einer ungeeigneten schnellen Stimulation einzutreten. Es ist festgestellt worden, dass eine nichtphysiologische hohe ventrikuläre Stimulationsfrequenz im Tracking-Betriebsmodus die primäre Quelle des Leidens des Patienten ist und nicht die atriale Tachykardie selbst. Als Regel gilt, dass mehr als 50 % der Patienten die vor der Implantation eines Schrittmachers Perioden einer atrialen Tachykardie hatten, diese erneut haben werden und mehr als 30 % der Schrittmacherpatienten, die keine vermutete atriale Tachykardie gehabt haben, werden wenigstens eine Tachykardieepisode während einer Fünfjahresperiode nach der Implantation bekommen. Falls diese Patienten mit einer voreingestellten Frequenz stimuliert wurden, möglicherweise durch einen frequenzadaptierenden Sensor moduliert, würden sie während der Perioden des Sinusrhythmus keinen AV-Synchronismus aufweisen und deshalb beeinträchtigt sein. Es sind deshalb bereits mehrere Lösungen, die Modenumschaltungen enthalten, vorgeschlagen worden, um ein ungeeignetes Tracking atrialer Arrhythmien zu vermeiden und zu allen übrigen Zeiten ein Tracking des Sinusmodus vorzusehen. Üblicherweise verändert ein derartiger Modenschalter des Schrittmachers den Reaktionmodus gegenüber atrial abgefühlten Ereignissen von einem Tracking-zu einem Nicht-Tracking – Modus. Wenn der atriale Rhythmus eine vorbestimmte Detektionsfrequenz für eine eingestellte Anzahl von Intervallen überschreitet, wird nachfolgend mit einer vorbestimmten Frequenz stimuliert und wenn der Sinusrhythmus wiedererlangt wird, wird der Schrittmacher in den atrialen Tracking-Modus zurückgeschaltet.
So ist beispielsweise in der US-A-5, 085,215 ein metabolischer, frequenzadaptierender Demand-Schrittmacher beschrieben, der in einen VVI-Modus geschaltet wird, wenn eine maximale atriale Trackingfrequenz erreicht wird. Im VVI-Modus werden ventrikuläre Stimulationsimpulse mit einer Frequenz erzeugt, die eine Funktion einer metabolischen Indikationsfrequenz und unabhängig von dem atrialen Herzschlagabfihlen ist.
Die US-A-5,514,164 beschreibt einen implantierbaren Schrittmacher, der normalerweise in einem DDD-Modus arbeitet und in Reaktion auf das Abfühlen einer atrialen Depolarisation früh im Stimulationszyklus in einen modifizierten DDI-Modus zurückkehrt. Der DDI-Modus arbeitet in der gleichen Weise wie der DDD-Modus, mit der Ausnahme, dass den atrialen Signalen nicht gefolgt wird. Somit resultiert die Erfassung von P-Wellen im DDI-Modus in einer Inhibierung des atrialen Ausgangssignals mit normalem ventrikulären Zeitablauf. Der DDI-Modus setzt sich nur bis zum Ende des Stimulationszyklus fort. Während des nächsten Stimulationszyklus wird der DDI-Modus erneut nur dann initiiert, wenn eine P-Welle wiederum früh im Stimulationszyklus abgefühlt wird, ansonsten setzt sich die DDD-Stimulation fort.
Es besteht ein Bedarf für eine Verbesserung von heutzutage bekannten, automatischen Modenumschaltalgorithmen.
Einige bekannte Algorithmen können wegen einer zu langen Zeitdauer der Bestätigung, bevor die Modenumschaltung eintritt, als zu langsam betrachtet werden und einige Systeme schalten wegen eines ungeeigneten Detektoraufbaus, der in Verbindung mit einer zu kurzen Zeitdauer der Bestätigung zu falschen Angaben führt den Modus unkorrekt. Einige automatische Modenschaltsysteme weisen keine zuverlässige Signalabfühlung auf, was ebenfalls zu einer Nichterfassung einiger Herzereignisse führen kann. Ferner können unnötig lange Refraktärperioden von bekannten Systemen zu einer Blindheit gegenüber einer atrialen Tachykardie führen und die Zeitdauer vom Auftreten einer Tachykardie bis zur Modenumschaltung ist sehr unberechenbar und hängt von der Tachykardiefrequenz oder der programmierten Tachykardiegrenze ab.
Heutzutage existiert kein automatischer Modenumschaltaufbau, der für sämtliche Arten von Patienten geeignet wäre. Einige Patienten bevorzugen eine längere Zeitdauer für die Modenumschaltung, typischerweise mehrere Sekunden, falls auf diese Weise eine falsche Modenumschaltung vermieden werden kann. Die meisten Patienten wünschen es jedoch, unnötig hohe Stimulationsfrequenzen, auch für nur wenige Sekunden, zu vermeiden.
Eine korrekte Signalerfassung ist der erste und wichtigste Faktor für eine zufriedenstellende Modenumschaltfunktion. Mehrere Schrittmachertypen sind nur mit einem atrialen Signaldetektor versehen. Wenn die Empfindlichkeit dieses Detektors geeignet für die Erfassung normaler P-Wellen eingestellt ist, werden einige Arten von atrialen Tachykardien nur intermittierend erfasst. Die Modenumschaltung muss dann auf der Grundlage von "Vermutungen" erfolgen. Ferner sind während der Schrittmacherimplantation und dem damit verbundenen Nachlauf atriale Tachykardiesignale meistens nicht erhältlich. Es besteht deshalb eine offensichtliche Gefahr, dass der Arzt eine Empfindlichkeitseinstellung wählt, die für eine atriale Tachykardieerfassung zu hoch oder zu niedrig ist. Oft wird eine sehr hohe Empfindlichkeit gewählt, die zusammen mit einem ungeeigneten Filteraufbau zu einer Erfassung von R-Wellen-Fernfeldern (R-wave farfields) führt sowie auch zu Interferenzen, die die normale Stimulationsfrequenz beeinflussen können und sogar Anlass für falsche Modenumschaltungen sind.
Dieses Empfindlichkeitsdilemma des Detektors ist ein Grund für eine problematische Modenumschaltfunktion von verschiedenen vorhandenen Erzeugnissen.
So könnte es nicht ausreichend sein, eine atriale Tachykardie von einer Interferenz oder von vorzeitigen Herzsignalen nur durch Messen von atrialen Intervallen und Zählen der Anzahl derartiger Intervalle zu unterscheiden. In der Tat sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen.
Falls Fernfeld-R-Wellen (farfield R-waves) durch den atrialen Detektor abgefühlt werden, werden mit dem Neustart der Refraktärperioden auch die Impulsgeneratorzeitglieder des Schrittmachers erneut gestartet. Die ventrikulären Stimulationen mit den zugehörigen Austastperioden werden ebenfalls mit dem abgefühlten atrialen Signal synchronisiert, wobei die Stimulationsfrequenz natürlich durch die maximale Trackingfrequenz begrenz wird. Die Austastintervalle, die atriale Ereignisse überdecken können, werden folglich häufiger wiederholt. Sämtliche dieser Intervalle, die aus einem Gemisch von abgefühlten und stimulierten Ereignissen resultieren, müssen berücksichtigt werden, wenn ein automatisches Modenumschaltsystem entworfen wird, und nicht nur die freien Atrial-Atrial-Signale.
Falls spontane ventrikuläre Schläge ausbleiben, sind während einer atrialen Tachykardie bei einem DDD-Betriebsmodus eines Schrittmachers drei verschiedene Situationen von gemischten abgefühlten und stimulierten Herzereignissen möglich. Diese Situationen sind in den 1a), b) und c) anhand symbolischer EKG's dargestellt.
AF bezeichnet ein an der atrialen Elektrode abgefühltes atriales Signal, das eine P-Welle, ein Flattern oder eine Fibrillation sein kann. V bezeichnet einen ventrikulären Stimulationsimpuls und ? bezeichnet die zugehörige blinde atriale Austastperiode, während der ein atriales Signal hätte aufgetreten sein können.
Die in a) in 1 dargestellte Situation ist durch ein atriales Signal AF gekennzeichnet, das zwischen zwei ventrikulären Stimulationen V liegt. Ein atriales Signal kann während des atrialen Austastens ? versteckt sein. Da diese Situation während eines atrialen Flatterns stabil sein kann, ist es schwer, zwischen atrialem Flattern und einer normalen Situation mit einer hohen Sinusfrequenz ohne versteckte Signale zu unterscheiden. Selbst wenn nicht alle atrialen Signale während eine instabilen Tachykardie versteckt sind, kann eine ausreichende Anzahl atrialer Signale so verschwinden, dass ein Schrittmacher, dessen Steuerung auf langen/kurzen atrialen Intervallen beruht, falsch betätigt wird. Die einzig wirksame Lösung für dieses Problem besteht in einer Veränderung des Stimulationsintervalls, derart, dass, wenn die Zeit der ventrikulären Stimulation verändert wird, das atriale Austastintervall nicht auf die Hälfte des Atrial-Atrial-Signalintervalls positioniert wird.
Die Situation gemäß b) in 1 mit zwei atrialen Signalen AF zwischen zwei aufeinander folgenden ventrikulären Stimulationen V macht die Detektion für sämtliche Situationen möglich, vorausgesetzt, dass der benutzte Impulsgeneratoraufbau keine unnötigen Refraktärperioden umfasst. Die zur Steuerung des Schrittmachers benutzten Algorithmen können mehr oder weniger wirksam in Situationen des Überdeckens einiger der atrialen Signale durch die post-ventrikulär-atrialen Austastperioden ? sein, weil ein langes atriales Intervall gemessen wird, das der Tachykardiebestimmung entgegen wirken kann.
Bei c) in 1 ist eine Situation mit drei atrialen Signalen AF dargestellt, die jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden ventrikulären Stimulationen V erscheinen. In diesem Fall ist eine korrekte AV-Detektion möglich, vorausgesetzt das der Impulsgeneratoraufbau keine unnötigen Refraktärperioden umfasst und vorausgesetzt, dass kein Interferenzschutz besteht, der fälschlicherweise durch die erfasste hohe Frequenz betätigt werden könnte. Für diese Situation, mit einer sehr hohen atrialen Frequenz, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine Überdeckung von einigen der atrialen Signale durch die post-ventrikulär-atrialen Austastperioden ?. Falls lange atriale Zählungsintervalle bei den Algorithmen zum Steuern des Schrittmachers benutzt werden, kann vor der Modenumschaltung eine Verlangsamung auftreten.
Nur bei extrem hohen atrialen Frequenzen und extremen Parametereinstellungen können vier atriale Signale AF in einem V-V-Intervall auftreten. Dieser Fall ist prinzipiell ähnlich der bei c) gezeigten Situation.
Ein weiterer wesentlicher Faktor, der Anlass für Probleme sein kann, ist die Betrachtungs- bzw. Erwägungszeit von einer Erfassung eines kurzen AF-AF-Intervalls bis die Modenumschaltung stattfindet. Abhängig vom Aufbau des Signaldetektors wird die benötigte Bestätigungszeit für einen und den selben Patienten kürzer oder länger, abhängig von der Folge der Herzsignale in Verbindung mit anderen Schrittmacherzeitabläufen, wie Refraktärperioden und Stimulationsintervallen. Dies bedeutet, dass die Modenumschaltungsbestätigungszeit sehr oft nicht vorausgesagt werden kann.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es einen Schrittmacher verfügbar zu machen der in einem Tracking oder in einem Nicht-Tracking-Betriebsmodus betreibbar ist und eine verbesserte Modenumschaltfunktion zum Umschalten des Schrittmachers in den Nicht-Tracking-Betriebsmodus in Reaktion auf die Detektion einer atrialen Tachykardie aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Ziel wird bei einem in der Beschreibungseinleitung definierten Schrittmacher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
Somit werden bei dem erfindungsgemäßen Schrittmacher nicht nur atriale Intervalle, sondern auch andere Herzereignisintervalle während einer vorbestimmten Anzahl von Stimulationsintervallen analysiert, um eine sichere Angabe dafür zu erhalten, ob eine Tachykardie vorliegt oder nicht.
Falls das Atrial-Atrial-Signalintervall kürzer als der Tachykardiegrenzwert ist und kein anderes Herzereignisintervall in dem betrachteten V-V-Intervall länger als diese Grenze ist, wird dies als eine Tachy-Anzeige benutzt. Falls wenigstens ein gemessenes Intervall zwischen einer Kombination von abgefühlten Ereignissen oder Stimulationen während eines V-V-Intervalls länger als der Tachykardiegrenzwert ist, wird dies als eine Nicht-Tachy-Anzeige angesehen. Falls weder eine atriale Anzeige einer Tachy noch eine Anzeige einer Nicht-Tachy während eines V-V-Intervalls vorliegt, wird der Modenveränderungszähler nicht geändert.
Bei dem erfindungsgemäßen Schrittmacher ist, verglichen zu bekannten Ausbildungen, die notwendige Logik der Modenschaltvorrichtung reduziert. In Folge ihrer Einfachheit ist sie sicherer und einfacher zu kontrollieren. Ferner ist die Anzahl der programmierbaren Parameter gering, was demzufolge die Arbeit des Arztes reduziert und ebenso das Risiko von Fehlern. Die Zeit vom Beginn einer Tachykardie bis zur Modenumschaltung und zurück in die entgegengesetzte Richtung ist voraussagbar und unabhängig von der Tachykardiefrequenz und kann in Übereinstimmung mit den Präferenzen des Patienten ausgewählt werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittmachers enthält die atriale Detektionsvorrichtung einen P-Wellen-Detektor zum Erfassen von gewöhnlichen P-Wellen und einen atrialen Tachykardiedetekor höherer Empfindlichkeit zum Überwachen von atrialen Tachykardiesignalen. So werden Synchronisation und Stimulation durch einen Detektor gesteuert, der eine zur Erfassung normaler P-Wellen geeignete Empfindlichkeit aufweist, während die Überwachung zum Erfassen einer atrialen Tachykardie durch einen empfindlicheren Detektor durchgeführt wird. Aus diese Weise wird das oben erwähnte Dilemma der Detektorempfindlichkeit behoben.
Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schrittmachers enthält die Modenumschaltvorrichtung einen Aufwärts/Abwärts-Zähler, der geeignet ist, bei jeder Tachy-Anzeige um eins aufwärts gezählt und bei jeder Nicht-Tachy-Anzeige um eins abwärts gezählt zu werden. Wenn die Anzahl der ventrikulären Stimulationsintervalle mit angezeiger Tachy eine programmierte Grenze erreicht hat, tritt eine Modenumschaltung in den Nicht-Tracking-Modus auf. Die programmierte Grenze kann vorzugsweise im Bereich von 1 bis 8 Intervallen liegen. Auf diese Weise wird eine höhere Sicherheit zum Umschalten der Moden erhalten, nur in Reaktion auf die Detektion einer echten Tachykardie. Falls andererseits im Nicht-Tracking-Betriebsmodus längere Intervalle detektiert werden, beginnt ein Erwägungsprozess um schließlich zum Tracking-Modus zurückzuschalten. Falls Anzeigen der Nicht-Tachykardie während des Erwägungsprozesses erhalten werden, wird der Zähler abwärts gezählt und wenn der Zähler eine vorbestimmte Grenze erreicht, wird die Modenumschaltvorrichtung getriggert um den Betriebsmodus in den Tracking-Modus zurückzuändern. So ist in dem genannten Nicht-Tracking-Modus des Schrittmachers die genannte Modenumschaltvorrichtung geeignet den Betriebsmodus in den Tracking-Modus zurückzuschalten, wenn der Tachy-Anzeigezähler, ausgehend von der genannten vorbestimmten Tachyzählgrenze, um eine vorbestimmte Anzahl abwärts gezählt worden ist.
Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittmachers ist eine Vorrichtung zum Ändern des AV-Intervalls vorgesehen um mögliche atriale Ereignisse, die durch die ventrikuläre Austastperiode überdeckt sind, aufzudecken. Auf diese Weise wird eine zuverlässigere Detektion der atrialen Tachykardie erreicht und demzufolge eine zuverlässigere Modenumschaltfunktion.
Die Stimulationsfrequenz kann P-Wellen gesteuert sein, während der Übergangsphase der Erwägung einer Modenumschaltung durch ein atriales Tachykardiesignal gesteuert sein oder im Falle einer ausbleibenden Herzaktivität gleich einer Grundfrequenz sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittmachers ist die genannte Grundfrequenz Sensor gesteuert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um die Erfindung mehr im Detail zu erläutern wird nun an Hand der 2 bis 11 der Zeichnungen eine als ein Beispiel gewählte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittmachers detaillierter beschrieben, wobei
1 symbolische EKGs für drei verschiedene Situationen aus gemischten Herzereignissen zeigt,
2 einen Überblick eines erfindungsgemäßen Schrittmachersystems zeigt,
3 die Elektronik des erfindungsgemäßen Schrittmachers in Blockform zeigt,
4 die Modenumschaltelektronik des erfindungsgemäßen Schrittmachers darstellt,
5 einen verallgemeinerten Zählerblock zum Zählen von Taktsignalen für Zeitmessungen in dem erfindungsgemäßen Schrittmacher zeigt,
6 mehr im Detail den in 5 gezeigten verallgemeinerten Zählerblock darstellt,
7 den Zähler von 6 mehr im Detail zeigt,
8 den Atrial-Intervall-Zähler in Form eines verallgemeinerten Zählerblockes zeigt,
9 einen Herzereignis-Intervall-Zähler in Form eines verallgemeinerten Zählerblockes zeigt,
10 mehr im Detail den Prüfblock des automatischen Modenumschalters (AMS) von 4 zeigt und
11 mehr im Detail den in 10 gezeigten Zähler des AMS-Prüfblocks zeigt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
2 zeigt einen Überblick des gesamten Systems des erfindungsgemäßen Schrittmachers mit einem Impulsgenerator 2 mit DDD-Funktionen und einer Modenumschaltelektronik zum Ändern des Betriebsmodus vom Tracking DDD-Modus in einen Nicht-Tracking-Modus des Betriebs, wie einen DDI-Modus, in Reaktion auf die Erfassung einer atrialen Tachykardie und zurück zum Tracking DDD-Modus, wenn die Tachykardie nicht länger detektiert wird. Der Schrittmacher 2 ist über atriale und ventrikuläre Leitungen 4, 6, die zugehörige Elektroden 8, 10 einschließen, mit dem Atrium 12 bzw. dem Ventrikel 14 des Herzens 16 eines Patienten verbunden.
3 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Elektronik des Schrittmachers 2 von 2. Block 18 ist eine Serviceeinheit, die eine Elektronik für Test, Steuerung und Kommunikation, wie eine Vorrichtung für Telemetrie, Diagnose, Speicherung von gemessenen Daten, Energiezufuhrsteuerung, etc. enthält. Diese Vorrichtungen sind nicht von grundlegender Wichtigkeit für die Erfindung und dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet gut bekannt und werden deshalb nicht detaillierter beschrieben.
Der Impulsgenerator 20 ist eine Zeitgebereinheit, enthaltend DDD und DDI Zeitgeberfunktionen, einschließlich einer Elektronik zur Steuerung von Zeitintervallen und der Ausgabe des Schrittmachers.
Block 22 stellt eine Modenumschaltelektronik dar einschließlich einer Vorrichtung zur Signalüberwachung und einer Vorrichtung zur Steuerung der Betriebsmoden. Die verschiedenen Teile dieser Modenumschaltelektronik 22 werden weiter unten näher beschrieben. Block 24 und 26, die dazu dienen mit der atrialen Leitung bzw. der ventrikulären Leitung verbunden zu werden, enthalten eine Elektronik für eine atriale Stimulationsausgabe bzw. eine ventrikuläre Stimulationsausgabe sowie für Signaldetektionen. So enthalten diese Blöcke 24, 26 Herzsignalverstärker und Detektoren, Stimulationsausgabestufen, Schutzkomponenten und Entkopplungskondensatoren.
4 zeigt die Modenumschaltelektronik von Block 22 in 3 mehr im Detail. Diese Modenumschaltelektronik 22 enthält einen atrialen Tachykardiezähler 28 und einen Herzereignisintervallzähler 30 in der Form von zwei verallgemeinerten Zählerblocks zum Prüfen von Intervallen, wie es im Folgenden mehr im Detail beschrieben wird.
Ein automatischer Modenumschalt (AMS) Prüfblock 32 enthält eine Elektronik, die während einer Prüfung oder Erwägungsphase, bei der bestimmt wird, ob eine Umschaltung des Betriebsmodus des Schrittmachers auftreten soll oder nicht, aktiv wird. Der Block 32 enthält einen Zähler, der im folgenden an Hand der 10 und 11 detaillierter beschrieben wird, welcher ausgebildet ist abhängig von der Steuerung Eingangssignale aufwärts oder abwärts zu zählen.
Durch die Logik, die durch das in der Figur gezeigte Netzwerk von Logikgliedern 27, 29, 31, 33 und 35 gebildet wird, wird ein Startsignal erzeugt. So wird im DDD-Modus, wenn ein atriales Intervall kürzer als der Tachykardiegrenzwert detektiert wird, ein Startsignal erzeugt. In einem DDI-Modus wird ebenfalls ein Startsignal erzeugt, wenn ein Intervall zwischen zwei Herzereignissen, die durch den Herzereignisintervallzähler 30 gemessen werden, länger als der Tachy-Grenzwert ist.
Ein Indexregister 34 ist zum Speichern des zuletzt entschiedenen Modus während einer neuen Erwägungsphase vorgesehen, in der der automatische Modenumschaltprüfblock 32 aktiv ist.
5 zeigt einen generalisierten Zählerblock, der als Atrial-Tachykardie-Zähler 28 benutzt wird und einen zusätzlichen Herzeignisintervallzähler 30 in 4. Der Block 36 enthält eine Logik zur Steuerung, Zählung von Taktsignalen und Speichern von Angaben.
Die Funktion des Zählerblocks 36 ist wie folgt:
Nach Empfang eines Startsignals auf der Start-Ereignis-Leitung 38 wird jeder Taktimpuls 40 gezählt, bis das erste von zwei möglichen Ereignissen eintritt. Diese Ereignisse sind, dass die Anzahl der Taktimpulse 40 einen speziellen voreingestellten Wert, Einstell-Daten 42, passiert oder dass auf der Stopp-Ereignis-Leitung 44 ein Signal erscheint. Welches dieser beiden Er eignisse das zuerst auftritt, wird auf der Leitung c/o-Steuerung 46 angezeigt. Nach einem Start-Ereignis 38, während der Zählung des Blocks 36, wird auf einer Steuerung-während-Zählung-Leitung 48 angezeigt, dass der Zählerblock 36 aktiv ist.
Der als Atrial-Tachy-Zähler 28, siehe 4, benutzte Zählerblock 36 ist ein Zeitzähler zum Bestimmen der Zeit zwischen der Erfassung von zwei aufeinanderfolgenden atrialen Signalen AF. Der Zähler 28 startet und stoppt beim Erfassen von atrialen Signalen oder als Folge einer Zeitlimitüberschreitung. Andere Herzereignisse beeinflussen diesen Zähler 28 nicht. Bei einer Erfassung eines atrialen Signals AF wird der Zähler 28 mit der vorbestimmten Tachy-Zählgrenze ATI geladen und der Realzeittakt, 40 in 5, zählt den Zähler 28 abwärts. Eine neue AF-Detektion, bevor der Zähler Null erreicht hat, führt zu einer Tachy-Anzeige. Das Auftreten einer Zeitlimitüberschreitung, d.h. der Zähler 28 erreicht Null, oder einer dazwischen kommenden ventrikulären Stimulation V oder eine ventrikuläre Signalerfassung einer R-Welle, führt zu einer aufgegebenen Anzeige.
Der Zählerblock 36 in 5, der in 4 als Herzereignisintervallzähler 30 benutzt wird, wird bei jedem Herzereignis gemäß der folgenden Entscheidungstabelle gestartet und gestoppt.
Bezeichnungen für die Entscheidungstabelle
Entscheidungstabelle der Tachykardie
Entscheidungstabelle für den Moden-Umschalt-Zähler (MCC)
Alle Angaben werden während der Periode von einer ventrikulären Stimulation bis zur nächsten ventrikulären Stimulation benutzt.
Beim Start wird der Zähler 30 mit der vorbestimmten Atrial-Tachykardie-Grenze ATI geladen und der Realzeit-Takt 40, siehe 4 und 5, zählt den Zähler 30 abwärts. Irgendein Stopp des Zählers 30, bevor dieser Null erreicht, führt zu einer aufgegebenen Anzeige und einer Zeitsperre des Zählers 30 bei einer Nicht-Tachy-Anzeige, wie dies aus der obigen Entscheidungstabelle ersichtlich ist.
Die Atrial-Tachykardie-Grenze ATI, die den in der Schrittmacherelektronik benutzten Intervallgrenzwert darstellt, ist programmierbar. Die ausgewählte entsprechende Frequenzgrenze kann somit variiert werden, vorzugsweise in Schritten von 10 Schlägen pro Minute innerhalb des Bereiches von 150 bis 250 Schlägen/Minute.
6 zeigt den Aufbau des in 5 dargestellten generalisierten Zählerblocks 36.
Der Zählerblock 36 steuert andere Logikteile im Schrittmacher über die beiden Steuerleitungen c/o-Steuerung 46 und Steuerung-während-Zählung 48. Auf der Steuerung-während-Zählung Leitung 48 wird angezeigt, dass der Zähler aktiv ist, wie dies oben erwähnt wurde. Auf der c/o Steuerleitung 46 wird angezeigt, ob der Zähler die gleiche Anzahl von Taktimpulsen 40 erreicht hat wie der eingestellte binäre Wert auf Leitung 42, vergleiche 5, oder ob die Zählung durch ein Stoppereignis, 44 in 5, vor der Zeitlimitüberschreitung gestoppt worden ist. Diese beiden möglichen Ereignisse resultieren in einem entgegengesetzten Zustand auf der c/o-Steuerung 46.
Der Zählerblock 36 enthält ein Register 50, in dem eingestellte Datenwerte gespeichert sind. Diese Einstell-Daten können über Telemetrie von einer externen Vorrichtung zugeführt werden oder im Schrittmacher intern erzeugt werden, vergleiche 3, und werden normalerweise konstant gehalten. Wenn jedoch neue Einstell-Daten gespeichert werden sollen, werden diese auf Datenleitungen 52 zugeführt und diese Zufuhr wird durch die Lade-neue-Daten-Leitung 54 gesteuert.
Die Arbeitsweise des in 6 gezeigten Blocks ist wie folgt. Ein Start-Ereignis-Steuersignal 56 wird über ein UND-Glied 58, dessen einer Eingang invertiert ist, einer Einheit 60 zugeführt, zur Umformung des Signals in einen für die Verarbeitung im Zählerblock 62 geeigneten Impuls. Ein Flip-Flop 64 Zählung-Aktiv-Index wird durch den von der Impulsformereinheit 60 gelieferten umgeformten Startimpuls in den EIN-Zustand versetzt. Diese Zustandsinformation erscheint auf der Steuerung-während-Zählung Leitung 48. Der von der Impulsformereinheit 60 gelieferte umgeformte Startimpuls steuert auch das Laden, der im Einstelldatenregister 50 eingespeicherten binären Daten in die Zählerbox 62.
Wenn über das UND-Glied 66 zum Zähler 62 Taktimpulse geliefert werden und die Zählung aktiv ist, wird der Binärwert im Zähler 62 abwärts gezählt. Wenn der Zählwert Null erreicht ist, sind sämtliche binären Bits im Zähler 62 gleich Null. Beim nächsten Taktimpuls werden sämtliche Zähler im Zähler 62 auf "Eins" abgeändert. Es ist ein Bit mehr im Zähler 62 als das höchstwertigste Bit und wenn dieses Extrabit von "Null" auf "Eins" wechselt, wird auf der c/o Steuerleitung 46 eine Zählung-Aus angezeigt. Das höchstwertigste Bit wird stets aus dem Einstelldatenregister 50 als eine "Null" geladen. Im Zählung-Aus Zustand wird das Flip-Flop Zählung-Aktiv Index 64 in den AUS-Zustand gesetzt.
Die im Blockdiagramm in 6 gezeigten Glieder steuern eine sichere Verarbeitung des Zählers 62. So stellt das UND-Glied 66, welches mit dem Takteingang verbunden ist, sicher, dass der Zähler 62 nur abwärts zählt, wenn sich der Zählerblock in seinem aktiven Zustand befindet.
Die Start-Ereignis Leitung 56 ist mit der Impulsformereinheit 60 über ein UND-Glied 58, von dessen Eingängen einer invertiert ist, verbunden, um das Laden der eingestellten Daten zu schützen, nachdem der Zähler aktiv geworden ist.
Ein ähnliches UND-Glied 68 ist mit einem seiner invertierten Eingänge mit einem Zählung-Aus Index 70 verbunden, um ein Stopp-Ereignis auf der Leitung 72 daran zu hindern, über das ODER-Glied 74 und die Impulsformereinheit 76 diesen Index zu ändern, nachdem ein Vorgang Zählung-Aus aufgetreten ist. Das ODER-Glied 74 stoppt und stellt zurück den Zählung-Aktiv Index 64, entweder als Folge eines Stopp-Ereignis auf der Leitung 72 oder eines Zählung-Aus Ereignisses.
7 zeigt die Zählerbox 62 von 6 mehr im Detail. Der Zähler 62 enthält eine ausreichende Anzahl binärer Stufen 78, 80, ..., 82. Zusätzlich hierzu ist eine extra binäre Stufe 84 vorgesehen. Jede binäre Stufe 78, 80, 82, 84 kann mit einem Bit, "Null" oder "Eins", aus dem Einstelldatenregister 50 in 6 geladen werden. Diese Zuführ von eingestellten Daten erfolgt, wenn die Lade neue Daten Leitung 54, siehe 6, einen Impuls erhält. Die extra binäre Stufe 84 wird mit dem Wert "Null" geladen. Wenn der Zähler 62 in 5 in sämtlichen Stufen 58, 80, ..., 82, 84 bis zum Wert "Null" abwärts gezählt hat, schalten sämtliche Stufen 78, 80, ..., 82, 84 in Antwort auf den nächsten Impuls auf "Eins": Das Signal aus der letzten Stufe 84 steuert die Zählung-Aus Anzeige und die Deaktivierung der Zählung.
8 zeigt den Atrial-Tachy-Zähler (ATC) 28 der in 4 in Form eines generalisierten Zählerblockes dargestellten Moden-Schalt-Elektronik. Dieser Zähler mißt die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden atrialen Ereignissen und vergleicht diese Zeit mit einer vorbestimmten Atrial-Tachy-Grenze 86. Ein Ereignis kann irgendeine Detektion durch den atrialen P-Wellen Detektor oder den Detektor für ein atriales Tachykardiesignal sein, für den Fall, dass zwei getrennte atriale Detektoren benutzten werden. Falls andere Herzereignisse während der Zählprozedur vorhanden sind, beispielsweise eine ventrikuläre Stimulation, sollen diese Ereignisse nicht diesen Zähler beeinflussen.
Der eingestellte Wert des Zählers 28 ist die programmierte Atrial-Tachy-Grenze 86 für eine atriale Tachykardie.
Bei dem in 8 dargestellten Beispiel zeigt das Ausgangssignal c/o auf der Leitung 88 an, dass das zuletzt gemessene Intervall kein Tachy-Intervall war, weil ein Zählung-Aus Vorgang gewesen ist. Dies bedeutet, dass das Signal auf der c/o-Leitung 88 umgekehrt wird. Dieses ist ein wesentliches Element bei der Moden-Umschalt-Bestimmung.
9 zeigt den Herzereignisintervallzähler 30 in 3 in Form eines entsprechend generalisierten Zählerblocks. Mit diesem Zähler 30 wird die Zeit zwischen den beiden letzten Herzereignissen gemessen und mit der Atrial-Tachy-Grenze verglichen.
Startereignisse 90 können das Ende einer post-ventrikulär-atrialen Austastung (PVAB) sein, welches eine Schutzperiode bei den Detektoren nach einer ventrikulären Stimulation ist und das Ende einer post-atrial-atrialen Austastung (PAAB), welches eine Schutzperiode bei den Detektoren nach einer atrialen Stimulation ist, ferner eine atriale Tachykardiesignalerfassung, eine P-Wellen-Detektion oder R-Wellen-Detektion. Eine R-Wellen-Detektion kann nur benutzt werden, wenn der sogenannte kombipolare Modus des Abfühlens benutzt wird, siehe unten.
In einer entsprechenden Weise können Stoppereignisse 92 eine ventrikuläre Stimulation V-Stimulation, eine atriale Stimulation, eine atriale Tachykardiesignal-Detektion, eine P-Wellen-Detektion oder eine R-Wellen-Detektion sein, wobei die zuletzt genannte Detektion nur im Falle eines kombipolaren Modus des Abfühlens möglich ist.
Der Einstellwert 94 ist auch in diesem Fall die programmierte Atrial-Tachy-Grenze für eine atriale Tachykardie. Bei dem in der Figur dargestellten Beispiel zeigt eine Ausgabe c/o-Signal am Ausgang 96 an, dass das gemessene Intervall kein Tachy-Intervall war, da kein Zählung-Aus vorlag. Die Nicht-Tachy Anzeige am Ausgang 96 ist ein wesentliches Element bei der Moden-Umschalt-Bestimmung.
10 zeigt in Form eines Blockdiagramms den Automatische-Moden-Umschaltung (AMS) Prüf-Block 32 in 4. Die meisten Elemente des AMS-Prüf-Blocks sind gleich denen des generalisierten Zählerblocks 36, der in 6 dargestellt ist. Es sind die Funktionen des Aufwärtszählens des Zählers 98 und des Vergleichs des Zählwertes mit dem eingestellten Datenwert hinzugefügt. So wird nach Empfang eines Startereignisses auf der Leitung 100 der Automatische-Moden-Umschaltung-Prüf-Block 32 aktiviert bis eine aus zwei Möglichkeiten auftritt, d.h. der Zähler den Nullwert erreicht oder den eingestellten Datenwert. Dann wird der Zähler 98 deaktiviert und eine An von Zählung-Aus im Zählung-Aus Index-Register 102 gespeichert.
Das Einstell-Daten Register 104 besteht in Wirklichkeit aus zwei verschiedenen Registern, von denen jedes seinen eigenen Einstell-Daten-Wert besitzt. Einer dieser Werte wird benutzt, wenn die Zählung in einem DDD-Betriebsmodus gestartet wird und der andere Wert, wenn die Zählung in einem DDI-Modus gestartet wird. So wird, wenn ein Startimpuls erhalten wird, der relevante Wert dieser beiden Werte in den Zähler 98 geladen.
Das UND-Glied 106, von dessen Eingängen einer invertiert ist, verhindert über die Ladeneue-Daten Leitung 108 ein Laden von neuen Einstell-Daten nach Erhalt eines Startimpulses.
Der Zähler 98 wird durch jedes detektierte ventrikuläre Ereignis, d.h. eine ventrikuläre Stimulation oder eine R-Wellendetektion, die über das UND-Glied 108 zugeführt wird, gesteuert. Der Zähler 98 wird abwärtszählend gesteuert, falls eine Anzeige vorliegt, dass das fragliche gemessene Intervall im Herzereignisintervallzähler, siehe 9, länger als die Atrial-Tachy-Grenze ist. Der Zähler 98 wird so gesteuert, dass er aufwärts zählt, wenn eine Anzeige vorliegt, dass das gemessene Intervall zwischen atrialen Signalerfassungen kürzer als die Atrial-Tachy-Grenze ATI ist. Falls keine dieser Bedingungen erfüllt wird, wird die Zählung aufgegeben und der Zähler 98 über die Steuerleitung Takt-Freigabe 12 zum UND-Glied 108 gesperrt.
Falls der Zähler 98 den selben Wert wie den eingestellten Wert erreicht und dies während des Aufwärtszählens auftritt, wird durch den Zähler 98 an dessen Ausgang 114 ein Signal Rückkehr-Stopp geliefert. Dieses Signal Rückkehr-Stopp stoppt die Aktivitäten im Automatische-Moden-Umschaltung-Prüf-Block und setzt den Zählung-Aus Index 102 auf Zählung-Aus. Dieser Zählung-Aus Index 102 steuert weitere Teile der Elektronik des Schrittmachers, um den Betriebsmodus zu steuern. So führt eine Zählung-Aus Anzeige zu einem Betrieb im Nicht-Tracking-Modus (DDI) und eine entgegengesetzte Anzeige oder eine reversierte Zählung-Aus Anzeige zu einem Betrieb im normalen Tracking-Modus (DDD).
11 zeigt den Aufwärts/Abwärts-Zähler 98 mehr im Detail. Der Zähler besteht aus einer Anzahl von binären Stufen 116, 118, ..., 120 die groß genug ist, um in der Lage zu sein, den maximal gewünschten Wert zu zählen plus eine extra binären Stufe 122.
Wenn die automatische Moden-Umschalt-Prozedur aus dem normalen Tracking-Modus (DDD) gestartet wird, wie durch einen entgegengesetzten oder reversierten Zählung-Aus Index Wert, vergleiche die obige Beschreibung von 10, wird die Ladeprozedur ausgeführt.
Jede binäre Stufe 116, 118, ..., 120 wird dann aus dem Einstell-Daten-Register, 104 in 10, mit einem Bit, "Null" oder "Eins", geladen. Dieses Laden wird so gesteuert, dass es durchgeführt wird, wenn auf der Lade-Steuerung-der-Einstell-Daten Leitung 124 ein Impuls empfangen wird. Die extra binäre Stufe 122 wird dann mit dem binären Wert "Null" geladen. Wenn der Zähler auf sämtlichen Stufen 116, 118, ..., 120 bis "Null" abwärts gezählt hat, werden in Antwort auf den nächsten Impuls sämtliche Stufen 116, 118, ..., 120 auf "Eins" umgeschaltet. Das Signal aus der letzten Stufe 122 steuert die Zählung-Aus Anzeige und die Deaktivierung der Zählung.
Wenn der Automatische-Moden-Umschaltung-Prüf-Block 32 in 10 aus dem Nicht-Tracking-Modus (DDI) startet, was durch den Zählung-Aus Index angezeigt wird, wird kein Laden der Binärstufen durchgeführt, da sämtliche Bits bereits auf "Eins" gesetzt sind. Für den binären Vergleich in den Einheiten 126, 128, 130 wird jedoch ein anderer Wert benutzt, der gleich der Anzahl der für einen Wechsel aus dem DDI-Modus zum DDD-Modus geforderten ventrikulären Intervalle ist. Die Auswahl eines geeigneten Wertes für diesen binären Vergleich wird durch in der Figur nicht dargestellte Verknüpfungsglieder durchgeführt. In den Einheiten 126, 128, 130 wird ein binärer Vergleich durchgeführt und wenn der Zählerwert den eingestellten Wert erreicht, wird am Ausgang 132 ein Rückkehr-Stopp-Signal geliefert. Nach dem Start zählt der Zähler aufwärts oder abwärts, abhängig vom logischen Zustand auf der Aufwärts/Abwärts-Steuerung der Zählungsleitung 134. Die Richtung der Zählung kann nach dem Start der Zählung reversiert werden.
Oben ist eine spezielle Technik unter Verwendung von Zählern und dekodierenden Logiken zum Zählen einer speziellen Anzahl von Impulsen beschrieben. Die wesentliche Funktion der Erfindung besteht jedoch im Zählen einer Anzahl von ventrikulären Intervallen während einer Prüfung der Tachykardie-Anzeigen für die Entscheidung des Moden-Umschalters und die gleiche Funktion oder ähnliche Funktionen können auch verwirklicht werden unter Verwendung anderer Techniken, beispielsweise Mikroprozessortechniken.
Zusammenfassend wird bei dem erfindungsgemäßen Schrittmacher eine Moden-Umschaltung von einem Tracking-Betriebsmodus, beispielsweise DDD, zu einem Nicht-Tracking-Modus, beispielsweise DDI, durchgeführt, wenn eine atriale Tachykardie mit einer eine program mierte Grenze überschreitenden Frequenz vorliegt. Die Bestimmung und Bestätigung, dass tatsächlich ein Zustand einer atrialen Tachykardie vorliegt, werden durchgeführt unter Verwendung einer vorbestimmten Anzahl von Stimulationsintervallen, während welcher andere, oder vorzugsweise sämtliche, Herzsignalintervalle analysiert werden. Diese Phase nach Detektion einer atrialen Tachykardie im DDD-Modus oder einer Detektion einer verschwundenen Tachykardie im DDI-Modus wird Erwägungs- oder Prüf-Phase genannt, während der erwägt oder geprüft wird, ob der Modus umgeschaltet werden sollte oder nicht.
Atriale Ereignisse werden kontinuierlich durch einen atrialen Tachykardiesignaldetektor oder einen P-Wellen-Detektor überwacht und wenn das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden atrialen Signalen kleiner als ein programmierter atrialer Tachykardie-Grenzwert ist, wird ein Index-Speicher auf Tachy-Anzeige gesetzt. Wenn ein gemessenes Intervall zwischen irgend einem Herzereignis während eines darauffolgenden Herzzyklus vorliegt, das länger als der programmierte Tachykardie-Grenzwert ist, wird der Index-Speicher auf eine Nicht-Tachy-Anzeige gesetzt. Die Intervallmessungen werden durch zwei Intervallzähler, d.h. einen Atrial-Tachy-Zähler und einen Herzereignisintervallzähler durchgeführ. Die gemessenen Werte werden mit dem programmierten Tachykardie-Grenzwert verglichen und das Ergebnis des Vergleichs wird in EIN/AUS-Speichern gespeichert. Die Indexinformation wird bei der nächsten ventrikulären Stimulation benutzt, um die Sicherheit bei der Bestimmung zu erhöhen, ob ein Zustand einer Tachykardie vorliegt oder nicht, bevor die endgültige Entscheidung des Schrittmacher-Betriebsmodus gemacht wird. So wird bei jeder ventrikulären Stimulation die vorhergehende Anzeige im Index-Speicher dazu benutzt, den Moden-Änderungszähler aufwärts oder abwärts zu zählen. Falls wenigstens eine Anzeige während des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden ventrikulären Stimulationen vorliegt, wird der Moden-Umschalt-Zähler um eins aufwärts gezählt, falls die letzte Anzeige eine Tachy ist und falls die letzte Anzeige eine Nicht-Tachy ist, wird der Zähler um eins abwärts gezählt. Falls während des Intervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden ventrikulären Stimulationen keine neue Anzeige vorliegt, wird der Moden-Änderungs-Zähler nicht geändert. Wenn der gezählte Wert eine programmierte Grenze erreicht, findet bei der nächsten ventrikulären Stimulation eine Moden-Umschaltung statt.
Ein spontaner ventrikulärer Schlag, eine R-Welle, kontrolliert den Moden-Änderungs-Zähler in der gleichen Weise wie eine ventrikuläre Stimulation.
Nach einer Moden-Änderung in einen Nicht-Tracking oder Nicht-Synchronen Modus, z.B. DDI oder VVI, wird der Ventrikel während des Zustands der atrialen Tachykardie mit einer Grundfrequenz stimuliert. Diese Grundfrequenz kann konstant sein, z.B. bei einem etwas höheren Wert als dem der im Tracking DDD-Betriebsmodus benutzten Grundfrequenz. Die Grundfrequenz kann jedoch auch unter Steuerung einer oder mehrerer Aktivitäts- oder physiologischen Sensoren variiert werden.
Somit arbeitet der erfindungsgemäße Schrittmacher wie folgt.
Die atrialen Signale werden kontinuierlich überwacht, auch nach einer Moden-Änderung. Solange die Anzeige im Index-Speicher dann eine sich fortsetzende Tachykardie anzeigt, wird der Nicht-Tracking- oder Nicht-Synchron Betriebsmodus aufrecht erhalten. Falls eine Nicht-Tachy Anzeige erscheint, zählt der Moden-Änderungs-Zähler entsprechend bei der Ausgabe der nächsten ventrikulären Stimulation oder R-Wellen-Erfassung. Nachdem der Moden-Änderungs-Zähler bis zur programmierten Grenzzahl abwärts gezählt hat, wird der Betriebsmodus in DDD zurück gewechselt.
Bei der Detektion einer Tachykardie ist die Anzahl der mit hoher Frequenz synchronisierten Stimulationsintervalle auf eine vorprogrammierte Anzahl, beispielsweise drei, begrenzt und danach wechselt der Modus in einen Nicht-Synchronisierten Modus, wie DDI. Das gleiche Prinzip wird zum Zurückwechseln in den synchronen DDD-Modus nach dem Verschwinden der atrialen Tachykardie benutzt. Die Anzahl der Stimulationsintervalle bei der Grundfrequenz ohne eine Tachykardie ist programmierbar.
Der atriale Tachykardie-Grenzwert wird im Schrittmacher gespeichert. Dieser Grenzwert kann ein geeigneter Wert im Bereich zwischen 400 ms und 240 ms, entsprechend 150 bis 250 Schlägen/Minute, sein. Jedes gemessene atriale Intervall, das kürzer als die atriale Tachykardie-Grenze ATI und länger als ein Wert von beispielsweise 140 ms ist, wird dann als ein Tachy-Intervall angezeigt. Die atriale Tachykardie-Frequenz kann in Schritten von 10 Schlägen/Minute geeignet variiert werden.
Für die Detektoren kann, wie oben angegeben, eine kombipolare Konfiguration oder die normale bipolare Konfiguration benutzt werden. Die kombipolare Technik ist beispielsweise in Herzschrittmacher 17:2, 1997, Seite 108 und in EP-A1-0 596 319 beschrieben. Da die kombipolare Leitungskonfiguration AV-Differentialsignale liefert, ist es wichtig, dass die logischen Schlussfolgerungen geeignet ausgestaltet werden, um zu vermeiden, dass ventrikuläre Signale fälschlicherweise als atriale Signale interpretiert werden.
Eine Situation in der das gemessene Intervall zwischen zwei atrialen Signalen länger als die atriale Tachykardie-Grenze und kein anderes Intervall länger als die atriale Tachykardie-Grenze ist, könnte anzeigen, dass während der ventrikulären Austastperiode ein überdecktes atriales Signal vorliegt. Für die atriale Tachykardie-Signal-Detektion wird keine Refraktärperiode benutzt, nur eine technische Austastperiode, um ein Nebensprech-Abfühlen im Kombipolar-Modus oder ein Abfühlen bei einer ventrikulären Stimulation oder beim Auftreten einer R-Welle zu vermeiden. In einigen Tachykardie-Situationen, kann somit durch das auf die ventrikuläre Stimulation folgende Austastintervall eine stabile Überdeckung von atrialen Tachykardiesignalen auftreten. Die Grundprinzipien zum Aufdecken bestehen dann in einer Änderung der Zeit, während eines oder mehreren atrialen Stimulationsintervalls bzw. Stimulationsintervallen für die ventrikuläre Stimulation. Diese Zeitänderung kann durch temporäre Änderungen eines der Schrittmacherparameter erhalten werden, die zu einer Verkürzung oder einer Verlängerung der PV-Intervalle führt. Eine geeignete Aufdeckungsmethode für diesen Zweck ist in der US-5,683,428 beschrieben.
Wie oben erwähnt, sollten zwei Arten von atrialen Signalen detektiert werden, d.h. normale P-Wellen und atriale Signale bei einer atrialen Tachykardie. Normale P-Wellen zum Steuern des Schrittmacherstimulationsrhythmus weisen eine stabile Amplitude mit einer Variation von normalerweise weniger als ± 15 % auf. Eine zu hohe Detektorempfindlichkeit kann Anlass für Interferenzerfassungen geben, was nicht akzeptabel ist, da solche falschen Erfassung den Rhythmus des normalen Schrittmacherbetriebs beeinflussen. Im Falle einer atrialen Tachykardie oder einer beginnenden atrialen Tachykardie nimmt die Amplitude der atrialen Signale normalerweise ab, obgleich sie manchmal auch ansteigt. Atriale Fibrillationssignale haben jedoch niedrige und variierende Amplituden und auch eine schlechte Anstiegsgeschwindigkeit, verglichen zu normalen P-Wellen und es ist somit eine höhere atriale Detektionsem- pfindlichkeit zur Erfassung dieser Signale erforderlich.
Der bevorzugte Weg zur Erfassung der atrialen Signale ist es deshalb, einen atrialen Signaldetektor für normale P-Wellen und einen Detektor zu benutzen, der geeignet ist zur Erfassung atrialer Signale geringerer Amplituden. Das Verhältnis zwischen den Empfindlichkeiten des Detektors zum Erfassen atrialer Signale im Falle einer beginnenden Tachykardie und der Empfindlichkeit des normalen P-Wellendetektors kann vorzugsweise in Stufen von 0,4 im Bereich 1,2 bis 2,0 geändert werden. Für diese beiden Detektoren sind zwei getrennte Verstärker und Filterwege, die für die fraglichen Signale geeignet sind, in der Schrittmacherelektronik vorgesehen. Die Filter müssen für eine angemessene R-Wellen-Dämpfung und T-Wellen-Dämpfung ausgebildet sein. Es müssen auch myokardiale Signale gedämpft werden und die Filter müssen so ausgebildet sein, dass sie ein unkontrolliertes Schwingen bei den Signalen verhindern.
Anstelle zweier getrennter Detektoren ist es jedoch auch möglich den gewöhnlichen P-Wellen-Detektor zu benutzen und dann mit zwei getrennten Tachy-Empfindlichkeitseinstellungen eine Empfindlichkeit vorzusehen, die geeignet für die atriale Signalerfassung bei einer atrialen Tachykardie ist und eine, die für eine gewöhnliche P-Wellen-Detektion geeignet ist.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schrittmachers sind Zweikammer-Schrittmacher. Die Erfindung kann jedoch ebenso gut bei einer Stimulierung des linken Ventrikels oder bei Vierkammer-Schrittmachern angewandt werden.

Claims

Schrittmacher, der in einem Tracking-Modus und einem Nicht-Tracking-Modus betreibbar ist und eine automatische Modenschaltfunktion zum Umschalten des Schrittmachers in den Nicht-Tracking-Betriebsmodus in Reaktion auf die Detektion einer atrialen Tachykardie aufweist, wobei der genannte Schrittmacher eine atriale Detektionsvorrichtung (8, 24) zum Erfassen atrialer Ereignisse enthält, ferner eine ventrikuläre Detektionsvorrichtung (10, 26) zum Erfassen ventrikulärer Ereignisse, eine Atrialintervallbestimmungsvorrichtung (28) zum Bestimmen eines Intervalls zwischen aufeinanderfolgenden atrialen Ereignissen, eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen des genannten Intervalls mit einem vorbestimmten atrialen Tachykardie-Grenzwert zum Aufzeichnen einer Tachy-Anzeige, falls das genannte Intervall kleiner als der genannte atriale Tachykardiegrenzwert ist, und eine Modenschaltvorrichtung (32) zum Schalten des Betriebsmodus in den Nicht-Tracking-Modus, wenn die Zahl der aufgezeichneten Tachy-Anzeigen eine vorbestimmte Tachy-Zählgrenze erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf die Aufzeichnung der Tachy-Anzeige eine Herzereignisintervallbestimmungsvorrichtung (30) betätigbar ist, um zusätzliche Intervalle zwischen Herzereignissen zu bestimmen, die durch die genannte atriale Detektionsvorrichtung (8, 24) und die genannte ventrikuläre Detektionsvorrichtung (10, 26) erfasst worden sind, für die Zuführ zu der genannten Vergleichsvorrichtung, um die genannten zusätzlichen Intervalle mit dem genannten Tachykardiegrenzwert zu vergleichen und die genannte aufgezeichnete Zahl der Tachy-Anzeigen um eine Nicht-Tachy-Anzeige zu reduzieren, falls wenigstens eines der genannten zusätzlichen Intervalle während eines Schrittmacherintervalls zwischen zwei aufeinanderfolgenden ventrikulären Stimulationen oder R-Wellenerfassungen länger als der genannte Tachykardie-Grenzwert ist.
Schrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Herzereignisintervallbestimmungsvorrichtung (30) betreibbar ist, sämtliche Intervalle zwischen Herzereignissen, zu bestimmen, die durch die genannte atriale Detektionsvorrichtung (8, 24) und die genante ventrikuläre Detektionsvorrichtung (10, 26) in einem Schrittmacherintervall erfasst worden sind.
Schrittmacher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte atriale Detektionsvorrichtung (8, 24) einen P-Wellendetektor zum Erfassen normaler P-Wellen und einen atrialen Tachykardiedetektor höherer Empfindlichkeit zum Überwachen von atrialen Tachykardiesignalen enthält.
Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Modenschaltvorrichtung (32) einen Aufwärts/Abwärts-Zähler (98) enthält, der ausgelegt ist, bei jeder Tachy-Anzeige um eins aufwärts gezählt zu werden und bei jeder Nicht-Tachy-Anzeige um eins abwärts gezählt zu werden.
Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Bestimmungs- und Vergleichsvorrichtung Zähler (28, 30) enthält, die durch ein erfasstes Herzereignis gestartet werden, um Taktimpulse zu zählen bis ein voreingestellter Wert erreicht ist, der dem genannten vorbestimmten Tachykardie-Grenzwert entspricht, oder durch die genannte atriale Detektionsvorrichtung (8, 24) oder die genannte ventrikuläre Detektionsvorrichtung (10, 26) ein Stoppereignis erfasst wird.
Schrittmacher nach Anspruch 4, der in dem genannten Nicht-Tracking-Modus betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Modenschaltvorrichtung ausgelegt ist, den Betriebsmodus zum Tracking-Modus zurückzuschalten, wenn der Tachy-Anzeigezähler ausgehend von der genannten vorbestimmten Tachy-Zählgrenze um eine vorbestimmte Zahl abwärts gezählt worden ist.
Schrittmacher nach Anspruch 4, der in dem genannten Nicht-Tracking-Modus betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Modenschaltvorrichtung (32) ausgelegt ist, den Betriebsmodus zum Tracking-Modus zurückzuschalten, wenn der Tachy-Anzeigezähler (98) bis Null heruntergezählt worden ist.
Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Nicht-Tracking-Betriebsmodus ein DDI-Modus ist.
Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (18, 20) zum Ändern des AV-Intervalls vorgesehen ist, um mögliche atriale Ereignisse zu entdecken, die durch die ventrikuläre Ausblendphase verdeckt sind.
Schrittmacher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Vorrichtung (18, 20) zum Ändern des AV-Intervalls so betreibbar ist, dass sie das AV-Intervall abhängig von der Erfassung einer Abnahme des Schrittmacherintervalls unterhalb einer vorbestimmten Grenze, vorzugsweise gleich dem zweifachen des atrialen Tachykardie-Grenzwertes, kürzt.
Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stimulationsfrequenz gleich einer Grundfrequenz im Falle einer versagenden Herzaktivität ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Grundfrequenz sensorgesteuert ist.