DE60318635T2

DE60318635T2 - Herzstimulationsvorrichtung

Info

Publication number: DE60318635T2
Application number: DE60318635T
Authority: DE
Inventors: Sven-Erik Hedberg; Anders Björling; Nils HOLMSTRÖM; Per Lagercrantz
Original assignee: St Jude Medical AB
Current assignee: St Jude Medical AB
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: WO2005028030A1; EP1670548B1; US20070055312A1; DE60318635D1; US7353061B2; AU2003263723A1; EP1670548A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine biventrikuläre Stimulationsvorrichtung, enthaltend einen Impulsgenerator zum Liefern von Stimulationsimpulsen wenigstens zu den Ventrikeln des Herzens eines Patienten und einen Detektor für eine evozierte Reaktion mit voneinander unabhängigen ersten und zweiten ventrikulären Abfühlkanälen zur Detektion einer ventrikulären evozierten Reaktion in den Ventrikeln, wobei der Impulsgenerator so gesteuert wird, dass er die genannten Stimulationsimpulse zu dem zweiten Ventrikel mit einer VV-Zeitverzögerung nach Abgabe des Stimulationsimpulses zu dem ersten stimulierten Ventrikel liefert, die kürzer als das Detektionszeitfenster einer evozierten Reaktion ist, welches auf die Abgabe eines Stimulationsimpulses zu dem ersten stimulierten Ventrikel folgt.
Hintergrund
Im Folgenden wird der Ventrikel, der dafür bestimmt ist, als erster stimuliert zu werden als „der erste Ventrikel" und der Ventrikel, der dafür bestimmt ist, als zweiter stimuliert zu werden, als „der zweite Ventrikel" bezeichnet. Selbst wenn ein Unterschied sowohl in der Stimulationsschwelle als auch in der Amplitude der intrinsischen Signale für den linken und den rechten Ventrikel besteht, besteht dennoch kein Unterschied in der Stimulationsstrategie, je nachdem ob der linke oder der rechte Ventrikel zuerst stimuliert wird. Die Bezeichnungen „erste" und „zweite" beziehen sich nur auf das Programmieren der Stimulationsvorrichtung.
In einem biventrikulären Schrittmacher mit einer verhältnismäßig kurzen VV-Zeitverzögerung von weniger als beispielsweise 40 ms wird das Zeitfenster der evozierten Reaktion, ERW, für den zuerst stimulierten Ventrikel durch einen Simulationsimpuls unterbrochen, der zum zweiten Ventrikel, das heißt dem zuletzt stimulierten Ventrikel des Herzens geliefert wird. Damit ist eine Schlag-zu-Schlag Detektion der evozierten Reaktion, ER, beim ersten Ventrikel mit einer derartig kurzen VV-Zeitverzögerung nicht möglich.
Wie oben erwähnt ist jedoch in einigen Fällen eine ER-Detektion beim ersten Ventrikel trotz der kurzen VV-Zeitverzögerung möglich.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Möglichkeit auszunutzen um eine biventrikuläre Stimulationsvorrichtung mit einer verbesserten Möglichkeit für eine ER-Detektion im ersten Ventrikel, trotz einer kurzen VV-Zeitverzögerung verfügbar zu machen.
Beschreibung der Erfindung
Dieses Ziel wird bei einer biventrikulären Stimulationsvorrichtung der im einleitenden Teil definierten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.
Für ein normales Stimulationsmuster ist in biventrikulären Stimulationsvorrichtungen der linke Ventrikel die als erste stimulierte Herzkammer und der rechte Ventrikel die als zweite stimulierte Herzkammer, da LBBB viel häufiger als RBBB vorliegt. Eine intrinsische R-Welle, die beispielsweise von einer geleiteten P-Welle herrührt, wird somit, wahrscheinlich kurz nachdem der Stimulationsimpuls zum linken Ventrikel geliefert worden ist, im rechten Ventrikel abgefühlt. In der Stimulationsvorrichtung gemäß der Erfindung wird immer nach jedem einzelnen der Stimulationsimpulse zu dem ersten Ventrikel ein ERW gestartet, selbst wenn eine kurze VV-Zeitverzögerung programmiert ist. Der Detektor der Stimulationsvorrichtung für die evozierte Reaktion ist dann so ausgebildet, dass er in Reaktion auf die Ausgabe eines Stimulationsimpulses zum zweiten Ventrikel während des ERW des ersten stimulierten Ventrikels das ERW schließt oder Detektionen in diesem verwirft. Somit wird nur dann, wenn ein Stimulationsimpuls zum zweiten Ventrikel ausgegeben wird keine Entscheidung über Capture oder Capture-Verlust des ersten Ventrikels vorgenommen. Ein wichtiges Merkmal der Stimulationsvorrichtung nach der Erfindung ist es, dass der Detektor der evozierten Reaktion mit einem ersten und einem zweiten unabhängigen ventrikulären Abfühlkanal zur Detektion der ventrikulär evozierten Reaktion in dem betreffenden Ventrikel ausgestattet ist, wie in beispielsweise dem „Epic-HF" (Markenname von St. Jude Medical für einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator).
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Inhibierungsvorrichtung zum Inhibieren der Stimulation in dem zweiten Ventrikel in Reaktion auf die Detektion eines abgefühlten intrinsischen Herzereignisses in diesem vorgesehen und die VV-Zeitverzögerung ist kleiner als 40 ms, vorzugsweise im Bereich von 10–30 ms und die Dauer des ERW liegt im Bereich von 40–100 ms.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um die Erfindung weiter zu erläutern wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beigefügten Zeichnungen mehr im Detail beschrieben, wobei
1 eine typische Anordnung von Leitungen einer erfindungsgemäßen Stimulationsvorrichtung im Herzen, auch mit einer implantieren atrialen Leitung darstellt
2 ein Blockdiagramm der wesentlichen Schaltungseinheiten einer Stimulationsvorrichtung ähnlich dem in 1 gezeigten Schrittmacher ist,
3 ein Blockdiagramm ist, das die Eingangs/Ausgangs-Stufe in 2 mehr im Detail darstellt,
4 ein Flussdiagramm ist, das die Funktion der in Verbindung mit den vorausgehenden Figuren beschriebenen Ausführungsform darstellt, und
5 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Funktion der beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter darstellt.
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt eine Herzstimulationsvorrichtung in Form eines Schrittmachers 10 mit einer atrialen Leitung 20 und zwei ventrikulären Leitungen 24, 30 zum Stimulieren und unabhängigen Abfühlen im linken Atrium und in den Ventrikeln des Herzens 12. Die Figur zeigt typische Positionen für eine atriale Elektrode 22, rechtsventrikuläre Elektroden 32, 34 und eine linksventrikuläre Elektrode 26, die im koronaren Sinus angeordnet ist. Die biventrikuläre Schrittmacherleitungkonfiguration enthält eine unipolare linksventrikuläre Leitung 24, 26 und eine bipolare rechtsventrikuläre Leitung 30, 32, 34. Durch Implantieren einer atrialen Leitung 20, 22 sind auch AV synchrone Stimulationsmoden möglich.
2 ist ein Blockdiagramm einer elektronischen Schaltung der Hauptbauteile des Schrittmachers 10 in 1. Die implantierten Leitungen 20, 24, 30 in der Figur sind mit einer Eingangs/Ausgangs-Stufe 40 des Schrittmachers 10 verbunden. Die Stufe 40 enthält ein Stimulations- und ein Abfühl-Modul, wie es in Verbindung mit 3 weiter beschrieben werden wird. Der Betrieb des Schrittmachers wird durch eine CPU 42 gesteuert. Der Schrittmacher enthält auch einen Speicher 44 zum Speichern von Informationen, beispielsweise wie sich die Stimulationsschwelle über der Zeit geändert hat, wie viel Stimulation gegeben wurde, über den Energieverbrauch, etc. Diese Informationen werden bei Nachfolgeuntersuchungen ausgelesen. Es auch eine Telemetrievorrichtung 46 für die Kommunikation zwischen dem implantierten Schrittmacher und einem externen Programmiergerät vorgesehen.
Die Eingangs/Ausgangs-Stufe 40, mit der die Leitungen 20, 24 und 30 verbunden sind, ist in 3 in einem größeren Maßstab gezeigt. So enthält diese Stufe drei Kanäle, von denen an jeden eine Leitung 20, 24 bzw. 30, angeschlossen ist. Jeder Kanal enthält ein Stimulationsmodul und ein Abfühlmodul und jedes Stimulationsmodul enthält eine Stimulationsstufe 48, 50, 52, die mit einem Verstärker 54, 56, 58 in Verbindung steht. Die Leitungen 20, 24, 30 sind jeweils mit den Ausgängen der Verstärker 54, 56, 58 für die von der CPU 42 gesteuerte Ausgabe von Stimulationsimpulsen zu dem Herzen des Patienten, verbunden.
Die Leitungen 20, 24, 30 werden auch zum Abfühlen von Signalen im Herzen benutzt und können über Schalter 60, 62, 64 mit dem Abfühlmodul des jeweiligen Kanals verbunden werden. Jedes Abfühlmodul enthält einen Verstärker 66, 68, 70, in dem abgefühlte Signale verstärkt werden und die verstärkten Signale werden dann einem Ereignisdetektor 72, 74, 76 und einem ER-Detektor 78, 80, 82 zum Detektieren einer möglichen evozierten Reaktion des Herzens zugeführt. Es ist wichtig, dass die drei Kanäle für das Stimulieren und das Abfühlen voneinander getrennt sind.
Die Schalter 60, 62, 64 werden so gesteuert, dass sie immer wenn ein Stimulationsimpuls auf irgendeinem der Kanäle geliefert wird alle Abfühlmodule abtrennen, um zu verhindern, dass die Stimulation zu Betriebsstörungen und einer Sättigung in den Abfühlmodulen Anlass gibt. Die Schalter 60, 62, 64 werden so gesteuert, dass sie ansonsten die Abfühlmodule mit ihren zugehörigen Leitungen 20, 24, 30 verbinden.
Die CPU 42 enthält eine Inhibierungsvorrichtung zum Inhibieren einer Stimulation im zweiten Ventrikel, beispielsweise dem rechten Ventrikel, in Reaktion auf die Detektion eines abgefühlten Herzereignisses in diesem durch das zugehörige Abfühlmodul innerhalb der VV-Zeitverzögerung. Der Detektor der evozierten Reaktion ist so ausgebildet, dass er in Reaktion auf die Ausgabe eines Stimulationsimpulses zum zweiten Ventrikel während des Detektionszeitfensters der evozierten Reaktion des ersten stimulierten Ventrikels das Detektionszeitfenster der evozierten Reaktion des ersten Ventrikels schließt oder Detektionen in diesem ignoriert.
Der Arbeitsablauf der obigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stimulationsvorrichtung ist in 4 durch ein Flussdiagramm dargestellt. So wird ein Befehl zum Auslösen einer Stimulation des ersten Ventrikels V1 gegeben. In Block 84 wird eine Sammlung der Daten für eine Detektion der evozierten Reaktion ER im ersten Ventrikel eingeleitet. Falls innerhalb der vorbestimmten VV-Zeitverzögerung im zweiten Ventrikel kein Herzereignis, wie eine R-Welle, R2, detektiert wird, Blöcke 86 und 88, wird zum zweiten Ventrikel V2 ein Stimulationsimpuls geliefert, Block 90. Die Verbindung der ER 1 Daten wird dann abgebrochen, Block 92, und eine mögliche resultierende evozierte Reaktion ER 2 wird ausgewertet und die Hauptprozedur fortgesetzt.
Falls vor Ablauf der VV-Zeitverzögerung im zweiten Ventrikel ein Herzereignis, R2, detektiert wird, wird die Stimulation zu dem zweiten Ventrikel, V2, durch die Inhibierungsvorrichtung inhibiert, Block 94. Falls die Sammlung der Daten ER1 der evozierten Reaktion aus dem ersten Ventrikel dann fertig gestellt ist, Block 96, werden diese Daten für eine Detektion einer möglichen evozierten Reaktion bewertet, Block 98, ansonsten wird die Sammlung der Daten ER1 wiederholt oder bis zur Fertigstellung fortgesetzt, vergleiche Block 96. Nach einer Beendigung der Detektion der evozierten Reaktion in dem ersten Ventrikel wird die Hauptprozedur wiederholt.
Ein Beispiel des Arbeitsablaufes der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch durch ein Zeitablaufdiagramm in 5 dargestellt. Linie A bezieht sich auf das Atrium und die Linien LV und RV auf den linken bzw. den rechten Ventrikel. Bei 100, 102 sind P-Wellen gezeigt. Der linke Ventrikel LV wird bei 104 zuerst stimuliert und auf diesen Stimulationsimpuls 104 folgt ein Detektionszeitfenster ERW 106 der evozierten Reaktion. Falls zu dem zweiten Ventrikel RV ein Stimulationsimpuls 107 geliefert wird, wird das ERW des ersten Ventrikels 106 geschlossen und die Ergebnisse werden ignoriert. Es wird dann eine Entscheidung bezüglich Capture oder Captureverlust getroffen.
Auf den Stimulationsimpuls 107 zu dem rechten zweiten Ventrikel folgt ein ERW 108 zum Detektieren eines Captures oder eines Capture-Verlustes in der üblichen Weise.
Falls im zweiten Ventrikel RV eine intrinsische R-Welle 110 detektiert wird, die beispielsweise von einer geleiteten P-Welle 102 stammt, wird diese intrinsische R-Welle 110 im zweiten Ventrikel RV, wahrscheinlich kurz nach dem Stimulationsimpuls im ersten Ventrikel LV, abgefühlt. Die im zweiten Ventrikel RV abgefühlte R-Welle 110 steuert dann die Inhibierungsvor richtung um den zweiten Stimulationsimpuls 114 zu inhibieren und es wird die ER-Detektion im zugehörigen ERW 112 des ersten Ventrikels LV ausgeführt. Somit wird, zusammengefasst, keine ER-Detektion im LV durchgeführt, falls während des Detektionszeitfensters der evozierten Reaktion im linken Ventrikel LV ein RV-Stimulationsimpuls ausgegeben wird, sonst aber wird die ER-Detektion immer im LV durchgeführt.
Das obige Beispiel bezieht sich auf Patienten, für die die LV-Stimulation so programmiert ist, dass sie zuerst kommt, beispielweise auf die meisten LBBB-Patienten. Für die meisten RBBB-Patienten ist die Situation analog, wobei der erste und der zweite Ventrikel vertauscht sind.

Claims

Biventrikuläre Stimulationsvorrichtung, enthaltend einen Impulsgenerator zum Liefern von Stimulationsimpulsen wenigstens zu den Ventrikeln des Herzens eines Patienten und einen Detektor für eine evozierte Reaktion mit unabhängigen ersten und zweiten Abfühlkanälen für die Detektion einer evozierten ventrikulären Reaktion in den Ventrikeln, wobei der genannte Impulsgenerator so gesteuert wird, dass er die genannten Impulse zu dem zweiten Ventrikel mit einer Zeitverzögerung nach einer Stimulationsimpulsabgabe zu dem ersten stimulierten Ventrikel liefert, die kürzer als das Detektionszeitfenster einer evozierten Reaktion ist, welches auf die Abgabe eines Stimulationsimpulses zu dem ersten stimulierten Ventrikel folgt, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Detektor für eine evozierte Reaktion ausgebildet ist, in Reaktion auf die Ausgabe eines Stimulationsimpulses zu dem zweiten Ventrikel während des genannten Detektionszeitfensters für die evozierte Reaktion des ersten stimulierten Ventrikels das genannte Detektionszeitfenster für die evozierte Reaktion zu schließen oder Detektionen in diesem zu ignorieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Inhibierungsvorrichtung zum Inhibieren einer Stimulation in dem zweiten Ventrikel in Reaktion auf die Detektion eines in diesem abgefühlten intrinsischen Herzereignisses vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Zeitverzögerung weniger als 40 ms beträgt, vorzugsweise im Bereich von 10–30 ms liegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Detektionszeitfensters für die evozierte Reaktion im Bereich von 40–100 ms liegt.