-
Technisches
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen implantierbaren Zweikammer-Herzstimulator
gemäß dem Oberbegriff
des unabhängigen
Anspruches.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Um
den Energieverbrauch von Herzstimulatoren zu reduzieren wird eine
automatische Schwellenwertsuchfunktion benutzt, um die Energie der
Stimulationsimpulse bei einem Pegel gerade oberhalb des Pegels zu
halten, der benötigt
wird, um ein Capture zu bewirken.
-
1 beschreibt
ein IEGM, das die Prinzipien eines Schwellenwertsuchalgorithmus
gemäß etabliertem
bekannten Standard erläutert,
siehe beispielsweise US-5,476,487 und der durch die vorliegende
Erfindung verbessert werden soll. A und V bezeichnen atriale bzw.
ventrikuläre
Stimulationsimpulse. BU ist ein hoher Backup-Ausgangsimpuls, der
geliefert wird, wenn ein Capture-Verlust
(LOC) auftritt. Wie ersichtlich (Komplex 3), wird das vorprogrammierte
AV-Intervall um Δ verlängert, wenn
ein LOC auftritt (Komplex 2). Der Grund hierfür ist es, irgendein intrinsisches
Ereignis abzuwarten, falls das erste LOC das Ergebnis eines Fusionsschlages
war. In diesem Fall ist keine intrinsische Aktivität vorhanden
und das LOC war nicht ein Ergebnis eines Fusionsschlages, sondern
war Folge einer geänderten Stimulationsschwelle
des Herzgewebes, und eine Stimulationsschwellenwertsuche wird eingeleitet. Während der
Schwellenwertsuche wird das vorprogrammierte AV-Intervall auf "AV-short" gekürzt, um
irgendwelche intrinsische Herzaktivität außer Kraft zu setzen. Die ventrikuläre Stimulationsamplitude
wird sukzessive schrittweise um einen vorbestimmten Amplitudenschritt,
von beispielsweise 0,1 bis 0,3 V, erhöht und auf jeden erfolglosen
ventrikulären
Stimulationsimpuls folgt ein Backup-Impuls. Als Alternative kann
die ventrikuläre
Stimulationsamplitude bei einer Amplitude oberhalb des Stimulationsschwellenwertes
beginnen und dann sukzessive schrittweise verringert werden, bis
ein Nicht-Capture auftritt. Dies wird durchgeführt, bis die Stimulationsschwelle
detektiert ist, d.h. ein Capture aus dem ventrikulären Stimulationsimpuls
detektiert worden ist und die Amplitude wird dann auf einen Wert
gesetzt, der gleich dem Stimulationsschwellenwert plus einer Arbeitsspanne,
beispielsweise 0,3 V ist.
-
Für die Zwecke
der nachfolgenden Diskussionen und Definitionen bezüglich der
Erfindung soll bemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung auf einen
Zweikammer-Herzstimulator gerich tet ist, der, unter anderem, eine
inhibierende Funktion derart aufweist, dass unter Verwendung allgemein
akzeptierter Terminologie das AV-Intervall auch durch eine intrinsische
atriale Herzaktivität,
eine P-Welle, gestartet werden könnte
und das gestartete Intervall ist dann ein PV-Intervall. Somit wird in dieser Anmeldung
an Stelle der Schreibweise PV/AV-Intervall der Term AV-Intervall
(AVI) benutzt, wann immer es nicht erforderlich ist zwischen diesen
Beiden zu unterscheiden. Das AVI ist somit, soweit es diskutiert, künstlich
in dem Sinne, dass es durch einen AV-Zähler im Schrittmacher gesteuert
wird. Es gibt jedoch auch ein natürliches AV-Intervall oder eine AV-Leitungszeit,
die sich auf den physiologischen Leitungsweg im Herzen bezieht.
Dieses Intervall wird auch als PR/AR-Intervall bezeichnet, da es
entweder mit einer P-Welle
oder einem A-Impuls startet und mit der natürlichen ventrikulären Depolarisation,
die durch eine R-Welle angezeigt wird, endet. Wann immer es für die Klarheit
erforderlich sein sollte, werden die soeben diskutierten spezifischeren
Terme benutzt.
-
Ein
weiteres Capture-Verifikationsverfahren und -vorrichtung für einen
implantierbaren Einkammer- oder Zweikammer-Schrittmacher unter Verwendung
von Herzrhythmusstabilisiermaßnahmen
zum Minimieren der Wahrscheinlichkeit einer Fusion ist in der US-5,766,229
beschrieben.
-
Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Zweikammer-Herzstimulator
mit einer dynamischen Bestimmung des AV-Intervalls, der für Stimulationsschwellenwertsuchen
geeignet ist, verfügbar
zu machen.
-
Kurze Beschreibung
des erfinderischen Konzeptes
-
Erfindungsgemäß wird die
oben erwähnte Verbesserung
durch einen implantierbaren Herzstimulator gemäß dem unabhängigen Anspruch erreicht.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
-
Der
beanspruchte Zweikammer-Herzstimulator führt somit Schwellenwertsuchen
unter Verwendung einer AVI durch, die eine gute Hämodynamik des
Herzens erzielt und eine Fusion vermeidet.
-
Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar, wenn die Schwellenwertsuche
in vorbestimmten Zeitintervallen aktiviert wird, bei denen die hämodynamische
Situation des Herzens dann, verglichen mit Schwellenwertsuchen,
die in Folge eines Capture-Verlustes durchgeführt werden, stabiler ist.
-
Kurze Beschreibung
der beigefügten
Zeichnungen
-
1 zeigt
ein IEGM, das einen in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
anwendbaren Schwellenwertsuchalgorithmus darstellt,
-
2 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen, implantierbaren Herzstimulators,
-
3 zeigt
ein IEGM, das einen Teil eines die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
darstellenden Herzzyklus veranschaulicht.
-
Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
-
2 offenbart
ein schematisches Blockdiagramm eines implantierbaren Zweikammer-Herzstimulators 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Herzstimulator ist ausgelegt, mit Herz-elektrodenleitungen
verbunden zu werden, die wiederum ausgelegt sind, in das Atrium
A und in den Ventrikel V des Herzens, gemäß etablierter Implantationstechniken, eingesetzt
zu werden. Der Herzstimulator enthält einen AV-Intervall-Generator 4,
einen Stimulationsimpulsgenerator 6, eine Steuereinheit 8 und
einen Stimulationsschwellenwertdetektor 10, der eine AR/PR-Intervall-Messvorrichtung 12 einschließt.
-
Ein
Stimulationsschwellenwertsuchalgorhitmus, vorzugsweise gemäß dem oben
beschriebenen Algorithmus, der in der Steuereinheit 8 gespeichert ist,
wird in vorbestimmten Zeitintervallen, beispielsweise alle 8 Stunden,
aktiviert. Wenn der Algorithmus aktiviert wird, wird das AVI gekürzt, um
die intrinsische Aktivität
außer
Kraft zu setzen. Das programmierte AVI wird anfangs auf einen Wert
von etwa 160 ms (sogenannte "Versandeinstellung") gesetzt. Einige
implantierbare Herzstimulatoren weisen verschiedene Werte für AVI und
PVI (Intervall, gestartet durch intrinsische atriale Aktivität, eine
P-Welle) auf, wo AVI länger
als PVI ist, typische Werte sind 170 ms für AVI und 150 ms für PVI. Der
Grund unterschiedliche Werte zu haben ist, die Unterschiede in der
Pumpkapazität
während
der Stimulation bzw. Inhibierung auszugleichen. Der Unterschied
in der Dauer dieser beiden Intervalle wird als "Hysterese" bezeichnet.
-
Wie
oben beschrieben, wird während
einer Stimulationsschwellenwertsuche gemäß einem Schwellenwertsuchalgorithmus
das AVI auf "AV-short" verkürzt, um
jegliche intrinsische Aktivität außer Kraft
zu setzen. Gemäß einer
Alternative eines bekannten Schwellenwertsuchalgorithmus ist "AV-short" 25 ms oder 50 ms,
abhängig
davon, ob die atriale Aktivität
eine intrinsische war (PVI) oder eine stimulierte (AVI). Gemäß einer
weiteren Alternative wird statt dessen das programmierte AVI um
eine vorbestimmte Zeit, beispielsweise zwischen 30 bis 50ms gekürzt.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die PR/AR-Leitungszeit gemessen. Die Zeit wird dann um
eine vorbestimmte Zeit gekürzt,
um eine Schwellenwertsuche AVI zu erhalten. Die vorbestimmte Zeit, um
die die gemessene Zeit verkürzt
wird, ist 30 bis 50 ms, vorzugsweise 40 ms. Die PR/AR-Leitungszeitmessung
wird auf folgende Weise durchgeführt.
Das PVI/AVI wird temporär
auf typischerweise 180/200 ms, jeweils während einer kleinen Anzahl
von Herzzyklen, typischerweise in der Größenordnung von 5, verlängert. Falls
es möglich
war, die Leitungszeit zu messen, wird dann die gemessene Leitungszeit
benutzt, um die oben beschriebene Schwellenwertsuche auszuführen. Falls
die Leitungszeit gemessen wurde, aber das resultierende Schwellenwertsuch-AVI
kürzer
als eine Schwellenwertsuch-AVI-Grenze war, wird die Schwellenwertsuche vorzugsweise
zurückgestellt
und die Leitungsmessung mit regulären Intervallen wiederholt,
bis eine Leitungszeit gemessen wird, die es erlaubt, eine Schwellenwertsuche
auszuführen.
Die Schwellenwertsuch-AVI-Grenze liegt vorzugsweise im Bereich von
80 bis 120 ms, typischerweise bei 100 ms, es sind aber auch andere
Werte möglich.
Es soll bemerkt werden, dass, falls eine Schwellenwertsuche wegen
der Tatsache, dass die Leitungszeit zu kurz war, zurückgestellt
wurde, dann keine Notwendigkeit für eine ventrikuläre Stimulation
besteht (in Folge der Tatsache, dass eine intrinsische ventrikuläre Aktivität vorliegt),
so dass mit dem Zurückstellen
der Schwellenwertsuche unter diesen Umständen kein Nachteil verbunden
ist.
-
Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, dass es, beispielsweise in Folge von Leitungsmängeln, beispielsweise
AV-Blocks, nicht möglich
ist, die Leitungszeit zu messen. In diesem Fall wird das um einen
vorbestimmten Wert gekürzte
programmierte AVI benutzt und erneut die Schwellenwertsuch-AVI-Grenze,
wie oben beschrieben, geprüft.
Die PR/AR-Intervall-Leitungszeitmessungen
werden durch die PR/AR-Intervall-Leitungszeitmessvorrichtung 12 in
Verbindung mit dem AVI-Generator 4 durchgeführt. Die
Bewertung des Ergebnisses der Messungen erfolgt durch die Steuervorrichtung 8.
-
In 3 ist
ein IEGM dargestellt, das einen Teil eines Herzzyklus zeigt, der
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Wie
ersichtlich, wird ein verlängertes
AVI (AVI-L) gestartet, wenn ein atrialer Stimulationsimpuls A zugeführt wird.
Die intrinsische ventrikuläre Aktivität R, die
während
des verlängerten
AVI auftritt, wird erfasst und die tatsächliche AR-Leitungszeit (AR)
durch die PR/AR-Intervall-Messvorrichtung
gemessen. Wenn dann eine Schwellenwertsuche durchgeführt wird,
wird ein Schwellenwertsuch-AVI (TS-AVI) durch den AV-Intervall-Generator
gesetzt und die Steuervorrichtung auf das um eine vorbestimmte Zeit
(t) gekürzte
gemessene AR.
-
Es
sind verschiedene Arten von Schwellenwertsuchen möglich. Gemäß einer
bevorzugten Schwellenwertsuche wird, wie oben kurz beschrieben,
die Suche bei der gegenwärtigen
ventrikulären Stimulationsamplitude
mit zwei Stimuli gestartet und dann die Amplitude für die folgenden
zwei Stimuli herabgesetzt usw., bis ein Capture-Verlust festgestellt wird.
Wenn ein Capture-Verlust festgestellt wird, wird die Amplitude für zwei Stimuli
vergrößert. Falls
diese Stimuli dann in einem Capture resultieren, ist der Stimulationsschwellenwert
gefunden. Eine Arbeitsspanne kann dem Schwellenwert zugefügt werden,
um die ventrikuläre
Stimulationsamplitude entsprechend der etablierten Technik zu erhalten.
-
Es
soll jedoch bemerkt werden, dass die Schwellenwertsuch-AVI die gemäß der vorliegenden Erfindung
bestimmt worden ist, bei jedem beliebigen Schwellenwertsuchalgorithmus
anwendbar ist.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen
beschränkt.
Es können
Alternativen, Modifikationen und Äquivalente benutzt werden.
Deshalb sollen die obigen Ausführungsformen
nicht als Begrenzung des Umfang der Erfindung angesehen werden, der
vielmehr durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.