DE69115148T2

DE69115148T2 - Gerät und Verfahren zur Reizung des Vorhofes vor dem Herzkammerschock in einem Zweikammer-Arrhythmiekontrollsystem.

Info

Publication number: DE69115148T2
Application number: DE69115148T
Authority: DE
Inventors: Norma Louise Gilli
Original assignee: Telectronics NV
Current assignee: Telectronics NV
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2011-07-17
Also published as: EP0467652B2; EP0467652A3; EP0467652B1; EP0467652A2; DE69115148T3; US5074301A; DE69115148D1

Description

Die Erfindung betrifft implantierbare medizinische Vorrichtungen, die den Herzzustand eines Patienten durch Erfassen von Sinusrhythmus, Herzkammertachykardie und von Herzkammerflimmern überwachen und die eine Therapie in Form von elektrischer Energie an das Herzgewebe verabreichen, um Tachykardie zu revertieren und einen Sinusrhythmus wiederherzustellen.
Wie Antitachykardiestimulierung hier verwendet wird, bezeichnet sie jede Stimulierung zur Reversion von Tachykardie. Der Begriff Tachyarrhythmie bezeichnet jeden schnellen abnormen Rhythmus des Herzens, der möglicherweise einer Behandlungen durch elektrische Entladungen zugänglich ist. Dies schließt insbesondere Herzkammertachykardie (VT), supraventrikuläre Tachykardie (SVT), Herzkammerflattern und Herzkammerflimmern (VF), Vorhoftachykardie (AT) und Vorhofflattern und Vorhofflimmern (AF) ein.
Der Begriff Therapie. wie er hier verwendet wird, schließt die Prozesse zwischen der Ermittlung und der Reversion einer Tachyarrhythmie ein und schließt die Arbeitsschritte der Antitachykardiestimulierung, Kardioversion und/oder Defibrillierschocks ein. Der Begriff Kardioversion bezeichnet die Entladung von elektrischer Energie in das Herzgewebe mit dem angestrebten Ziel, eine Tachyarrhythmie zu beenden oder zu revertieren. Dies kann die Form einer Hochenergieentladung (bis 40 Joules oder mehr) oder einer Niedrigenergieentladung (unter 1 Joule) erfolgen. Die Entladung kann einphasig oder zweiphasig sein, ist jedoch nicht auf diese Wellenformen beschränkt. Kardioversionsschocks können, müssen jedoch nicht mit dem Rhythmus des Herzens synchronisiert sein. Defibrillieren ist ein besonderes Beispiel für Kardioversion.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen Vorrichtungen, die mit einer R-Welle synchronisierte Energie liefern. und solche. die dies nicht tun, und sie betrifft Vorrichtungen, die niedrigere Energieimpulse verwenden, wie auch Vorrichtungen, die höhere Energieimpulse verwenden. Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, die Kardioversionsschocks allein verabreichen, wie auch Vorrichtungen, die Kardioversionsschocks in Kombination mit Antitachykardiestimulierungsimpulsen verabreichen. Die Erfindung betrifft normalerweise implantierbare Mehrkammernkardiovertierer oder -defibrillierer, ist jedoch gleichermaßen auf Herzkammernkardiovertierer und Vorhofkardiovertierer anwendbar. Die Erfindung betrifft auch die Verabreichung jeglicher Antitachykardiestimulierungsimpulse und einer Postreversionsstimulierungstherapie.
US-A-4940054 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 15.
Das an Rubin erteilte US-Patent 3857398 mit dem Titel "Electrical Cardiac Defibrillator" beschreibt eine kombinierte Herzschrittmacher- und Defibrillierervorrichtung, die eine Stimulier- oder Defibrillierfunktion in Abhängigkeit von dem ermittelten Zustand erfüllt. Wenn die Vorrichtung eine Tachykardie ermittelt, schaltet sie auf einen Defibrilliermodus um und verabreicht dem Patienten nach einer Zeitdauer, während der eine Ladung angesammelt worden ist, einen Defibrillierschock. Wenn die Vorrichtung ermittelt, daß die Herzrate unter einen vorbestimmten Wert gefallen ist, schaltet der Schrittmacher auf einen Bedarfsstimulierungsmodus um und liefert Stimulierungsimpulse an das Herz.
In American Journal of Cardiology, Vol. 45, Januar 1980, Seite 72-78 beschreibt R.J. Sung et al. die vollständige Abschaffung der Zone der wiedereintretenden supraventrikulären Tachykardie unter Verwendung einer neuen Modalität der Herzstimulierung mit gleichzeitiger atrioventrikulärer Stimulierung. Es wird eine Vorrichtung beschrieben zum Vermeiden von durch einen Herzschrittmacher bewirkter Tachykardie, wodurch eine gleichzeitige atrioventrikuläre Stimulierung sowohl den Vorhof als auch die Herzkammer gleichzeitig in einem Refraktärzustand zum Schlagen bringt.
Die spanische Patentschrift ES-A-8306959 offenbart, daß leitende Wege im Herzen und in einem Miokardgewebe refraktäre Eigenschaft haben.
Supraventrikuläre Tachykardien sind nach Beendigung einer ventrikulären Tachykardie entweder mittels Kardioversion oder Antitachykardiestimulierung beobachtet worden, wie in dem Artikel "Comparative Efficacy of Transvenous Cardioversion and Pacing in Patients With Sustained Ventricular Tachycardia: A Prospective. Randomized, Crossover Study" von Saksena et al. in Circulation, Vol. 72, No. 1. Seite 153-160 (1985) beschrieben. Der Abschluß mit einer transvenösen Kardioversion wurde gefolgt vom Auftreten von Vorhofflimmern, Vorhofflattern und Sinustachykardie.
Postkardioversionsarrhythmien sind auch von Saksena und Calvo beobachtet worden, wie beschrieben in dem Artikel "Transvenous Cardioversion and Defibrillation of Ventricular Tachyarrhythmias: Current Status and Future Directions" in PACE. Vol. 8. Seite 715-731 (1985). Laut dieser Studie war das Auftreten von supraventrikulären Tachyarrhythmien nach transvenöser Kardioversion sehr deutlich.
Somit ist offensichtlich, daß das Herz nach Kardioversions- Antitachyarrhythmietherapie für Arrhythmien anfällig ist. Bei Patienten, die Kardioversionsschocks unter Verwendung von bekannten Vorrichtungen erhalten, ist in einigen Fällen beobachtet worden, daß solche Posttherapiearrhythmien auf den Schock zurückzuführen sind, der während der verletzlichen Zone des Vorhofes verabreicht wird. In diesen Fällen, wo Posttherapie-Vorhofarrhythmien auftreten. besteht die Wahrscheinlichkeit, daß diese Arrhythmie als Herzkammertachykardie oder Herzkammerflimmern ermittelt wird, was dazu führt, daß der Patient einen unnötigen Schock verabreicht bekommt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Wahrscheinlichkeit des Wiedereinleitens oder des Einleitens einer Arrhythmie zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine implantierbare Kardioversionsvorrichtung bereitgestellt, die geeignet ist, mit einem Herzens eines Patienten zwecks Reversion von Tachyarrhythmien elektrisch verbunden zu werden, mit: einer Einrichtung zum Ermitteln des Vorhandenseins einer Tachyarrhythmie; einer Einrichtung, die auf das Ermitteln einer Tachyarrhythmie durch die Ermittlungseinrichtung anspricht, zum Liefern eines Vorhofstimulierungsimpulses an das Herz, so daß der Vorhof depolarisiert werden kann und ein Vorhofrefraktärzustand für eine begrenzte Zeitdauer darin erzeugt werden kann; und einer Einrichtung, die anspricht auf die Ermittlung der Tachyarrhythmie durch die Ermittlungseinrichtung, zum Verabreichen einer Kardioversionsschocktherapie an das Herz; gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum zeitlichen Bemessen einer vorbestimmten Zeit, die der begrenzten Zeitdauer entspricht, so daß die Einrichtung zum Verabreichen des Schocks den Schock nach der vorbestimmten Zeit ab der Lieferung des Vorhofstimulierungsimpulses verabreichen kann, wodurch sowohl der Vorhof als auch die Herzkammer gleichzeitig unmittelbar nach der Verabreichung der Kardioversionsschocktherapie in einen Refraktärzustand sind.
In bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wird der Vorhof unmittelbar vor der Verabreichung eines Herzkammerschocks stimuliert. Der Stimulierungsimpuls depolarisiert den Vorhof und erzeugt dabei eine Vorhofrefraktärperiode. Die Verabreichung einer Kardioversionsschocktherapie während dieser Refraktärperiode stellt sicher, daß die verletzliche Zone des Vorhofes vermieden wird, wodurch Nachschockarrhythmien, die auf die Verabreichung des Schocks während der verletzlichen Vorhofzone zurückzuführen sind, minimiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine implantierbare kombinierte Zweikammernstimulierungs- und Kardioversionsvorrichtung zur Reversion von Tachyarrhythmie bereitgestellt, die eine Bradykardie-Unterstützungsstimulierungseinrichtung sowohl für den Vorhof als auch für die Herzkammer aufweist.
Die Vorrichtung weist auch eine Einrichtung zum Umschalten der Bradykardie-Unterstützungsstimulierung nach einer Posttherapieverzögerungszeitdauer auf, die wesentlich länger ist als das normale Bradykardie- Unterstützungsstimulierungshilfsintervall.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zum Betreiben einer implantierbaren Kardioversionsvorrichtung bereitgestellt, um Tachyarrhythmie im Herzen eines Patienten zu revertieren, und zwar mit den Schritten: Ermitteln des Vorhandenseins einer Tachyarrhythmie; Verabreichen eines Vorhofstimulierungsimpulses an das Herz, so daß der Vorhof depolarisiert werden kann und ein Vorhofrefraktärzustand für eine begrenzte Zeitdauer darin erzeugt werden kann; Verabreichen einer Kardioversions-schocktherapie an das Herz; und zeitliches Bemessen einer vorbestimmten Zeit, die der begrenzten Zeitdauer entspricht, und Verabreichen des Schocks nach der vorbestimmten Zeit ab der Lieferung des Stimulierungsimpulses, wodurch der Vorhof und die Herzkammer gleichzeitig unmittelbar nach der Lieferung der Kardioversionsschocktherapie in einem Refraktärzustand sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Bradykardie-Unterstützungsstimulierung nach einer Posttherapieverzögerungszeitdauer eingeführt, die wesentlich länger ist als das normale Bradykardie-Unterstützungsstimulierungshilfsintervall. Die Verzögerungsdauer beträgt normalerweise zwischen im wesentlichen zwei und im wesentlichen fünf Sekunden und vorzugsweise zwischen drei und vier Sekunden.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen deutlich. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Zweikammernarrhythmiesteuersystems, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Schrittmachers, der in Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Mikroprozessors, der in Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 4A ein EKG-Diagramm, das eine bekannte Defibrillierschockfolge darstellt, wobei die Defibrillierschocktherapie während der verletzlichen Zone des Vorhofs verabreicht wird, ohne den Vorteil einer Vorschock- Vorhofstimulierung;
Fig. 4B ein weiteres EKG-Diagramm, das eine Defibrillierschockfolge darstellt, bei der der Defibrillierschocktherapie eine Vorschock- Vorhofstimulierung vorausgeht;
Fig. 4C ein weiteres EKG-Diagramm, das eine Defibrillierschockfolge darstellt, bei der der Defibrillierschocktherapie eine Vorschock- Vorhofstimulierung vorausgeht und die von einer Nachschockverzögerung und dann von einer Bradykardie-Unterstützungsstimulierung nach der Nachschockverzögerung gefolgt wird; und
Fig. 5 ein Ablaufplan der Software, die von dem erfindungsgemäßen Mikroprozessor gemäß Fig. 3 ausgeführt wird.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Arrhythmiesteuersystems 1 dargestellt. Das System 1 ist so ausgeführt, daß es in einen Patienten implantiert werden kann und ein Impulsmodul 10 und entsprechende Leitungen zum Verbinden des Moduls 10 mit einem Herzen 11 eines Patienten aufweist. Insbesondere weist das System im allgemeinen auf: eine Vorhof-Herzzuleitung 12, die sich zum Vorhof des Herzens des Patienten zur Verabreichung einer Therapie an den Vorhof erstreckt, und eine Herzkammer-Herzzuleitung 13, die sich zur Herzkammer des Herzens des Patienten zur Verabreichung einer Therapie an die Herzkammer erstreckt. Das System 1 weist im allgemeinen außerdem auf: einen Herzschrittmacher 17 zur Ermittlung von Analogsignalen, die die elektrische Aktivität des Herzens darstellen, und zur Lieferung von Stimulierungsimpulsen an das Herz; einen Mikroprozessor 19, der als Antwort auf verschiedene Eingangssignale, die vom Schrittmacher 17 wie auch von einem Defibrillierer 16 empfangen werden, verschiedene Arbeitsschritte durchführt, um verschiedene Steuer- und Datenausgangssignale sowohl für den Schrittmacher 17 als auch für den Defibrillierer 16 zu erzeugen; und eine Stromversorgung 18 zur Bereitstellung eines zuverlässigen Spannungspegels an den Schrittmacher 17, den Mikroprozessor 19 und den Defibrillierer 16 über geeignete elektrische Leiter (nicht dargestellt). Der Defibrillierer 16 erzeugt eine Hochspannung. um seine Kondensatoren zu laden. und entlädt diese dann als Antwort auf Steuersignale vom Mikroprozessor 19. Eine Defibrillierer-Elektrodenzuleitung 14 überträgt die Energie eines Defibrilliererschocks 15 vom implantierten Impulsmodul 10 zur Oberfläche des Herzens 11.
Der Mikroprozessor 19 ist mit einer RAM/ROM-Einheit 121 über einen Adreß- und Datenbus 122 verbunden. Ein Lebensdauerende-(EOL-)Signalleitung 124 wird verwendet, um an den Mikroprozessor 19 ein logisches Signal zu liefern, das den Beginn des Ausfalls der Stromversorgung 18 anzeigt.
Im einzelnen sind der Mikroprozessor 19 und der Schrittmacher 17 über einen Kommunikationsbus 42, eine Vorhofmeßleitung 45, eine Vorhofstimulierungssteuerleitung 46, einen Vorhofempfindlichkeitssteuerbus 43, einen Vorhofstimulierungsenergiesteuerbus 44, eine Herzkammermeßleitung 49, eine Herzkammerstimulierungssteuerleitung 50, einen Herzkammerempfindlichkeitssteuerbus 47 und einen Herzkammerstimulierungsenergiesteuerbus 48 verbunden. Wie ebenfalls unten ausführlicher beschrieben, ist der Mikroprozessor 19 mit dem Defibrillierer 16 durch eine Ladungsspannungspegelleitung 61, einen Ladungssteuerbus 60, einen Schocksteuerbus 59 und einen Ladungsabgabesteuerbus 58 verbunden.
Gemäß Fig. 2 weist der Schrittmacher 17 auf: eine Schaltung zur Vorhofstimulierung 24, Herzkammerstimulierung 34, Vorhoferfassung 25, Herzkammererfassung 35 und Fernübertragung 30. Außerdem weist der Schrittmacher 17 einen Steuerblock 39 auf, der eine Schnittstelle zum Mikroprozessor 19 aufweist.
Im Betrieb ermitteln die Erfassungsschaltungen 25 und 35 ein analoges Vorhofsignal 23 bzw. ein analoges Herzkammersignal 33 vom Herzen 11 und wandeln die ermittelten Signale in digitale Signale um. Außerdem empfangen die Erfassungsschaltungen 25 und 35 ein Vorhoferfassungssteuereingangssignal 27 bzw. ein Herzkammererfassungssteuereingangssignal 37 vom Steuerblock 39, der die Empfindlichkeit bestimmt, mit der die Ermittlungsschaltung arbeitet. Wie unten ausführlicher beschrieben wird, beeinflußt eine Änderung dieser Empfindlichkeit die Spannungsabweichung, die in der Erfassungselektrode für eine zu registrierende Erfassung erforderlich ist. Der Logikablauf, der die Empfindlichkeit ändert, ist ausführlicher beschrieben in der US-Patentschrift 4940054 von Richard Grevis und Norma Louise Gilli, erteilt am 10. Juli 1990, mit dem Titel "Apparatus And Method For Controlling Multiple Sensitivities In Arrhythmia Control System Including Post Therapy Pacing Delay", das auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
Die Vorhofstimulierungsschaltung 24 empfängt vom Steuerblock 39 über einen Vorhofstimulierungssteuerbus 28 ein Vorhofstimulierungssteuereingangssignal und ein Vorhofstimulierungsenergiesteuereingangssignal. Ebenso empfängt die Herzkammerstimulierungsschaltung 34 vom Steuerblock 39 über einen Herzkammerstimulierungssteuerbus 38 ein Herkammerstimulierungssteuereingangssignal und ein Herzkammerstimulierungsenergiesteuereingangssignal. Das Vorhof- und das Herzkammerstimulierungssteuereingangssignal bestimmen das Auftreten der jeweiligen Art der Stimulierung, nämlich der Vorhof- und der Herzkammerstimulierung, während das Vorhof- und das Herzkammerstimulierungssteuereingangssignal die jeweiligen Stärken der Impulsenergie bestimmen. Der Logikablauf, der die Impulsenergie ändert, ist ausführlicher beschrieben in der US-Patentschrift 4869252 von Norma Louise Gilli, erteilt am 26. September 1989, mit dem Titel "Apparatus And Method For Controlling Pulse Energy In Antitachyarrhythmia And Bradykardia Pacing Devices", die auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist und auf die hier Bezug genommen wird.
Die Fernübertragungsschaltung 30 ermöglicht eine bidirektionale Verbindung zwischen dem Steuerblock 39 des Schrittmachers 17 und einer externen Vorrichtung, z.B. einem Programmiergerät. Sie ermöglicht, daß Daten, z.B. Betriebsparameter, aus dem implantierten Impulsmodul 10 gelesen oder in diesem geändert werden können.
Gemäß Fig. 3 weist der Mikroprozessor 19 auf: zwei 16-Bit-Zeitgeber 51 und 52, eine CPU 53, einen Vektor-Unterbrechungsblock 54, einen ROM 55, einen RAM 56, einen externen Speicher 57, Kanäle 41 und einen internen Kommunikationsbus 40. Der RAM 56 dient als Notizblock und aktiver Speicher während der Ausführung der verschiedenen Programme, die im ROM 55 gespeichert sind und vom Mikroprozessor 19 verwendet werden. Zu diesen Programmen gehören Systemüberwachungsprogramme, Ermittlungsalgorithmen zum Ermitteln verschiedener Arrhythmien und das Progammieren, das den logischen Ablaufplan gemäß Fig. 5 implementiert, sowie Speicherproramme zum im externen Speicher 57 erfolgenden Speichern von Daten, die das Funktionieren des Moduls 10 betreffen, und des Elektrogramms, das durch die Herzkammer- Herzzuleitung 13 (Fig. 1) bereitgestellt wird. Die Zeitgeber 51 und 52 und die dazugehörige Steuersoftware implementieren bestimmte Zeitsteuerfunktionen, die vom Mikroprozessor 19 ohne Rückgriff auf die gesamte Software gefordert werden, wobei die Belastungen der CPU 53 durch das Rechnen und die Verlustleistung der CPU 53 verringert werden.
Die Signale, die von der Fernübertragungsschaltung 30 empfangen werden, ermöglichen es, daß ein externes Programmiergerät (nicht dargestellt) die Betriebsparameter des Schrittmachers 17 ändert, indem geeignete Signale an den Steuerblock 39 übergeben werden. Der Kommunikationsbus 42 dient dazu, Signale, die eine solche Steuerung anzeigen, an den Mikroprozessor 19 zu übergeben. Daher ist es auch möglich, daß ein externes Programmiergerät den Betrieb des Defibrillierers 16 mittels Signalen, die vom Mikroprozessor 19 bereitgestellt werden, steuert.
Geeignete Fernübertragungsbefehle können bewirken, daß die Fernübertragungsschaltung 30 Daten an das externe Programmiergerät überträgt. Die gespeicherten Daten werden vom Mikroprozessor 19 an den Kommunikationsbus 42 über den Steuerblock 39 im Schrittmacher 17 und in die Fernübertragungsschaltung 30 zum Übertragen an das externe Programmiergerät mittels eines Senders in der Fernmeßschaltung 30 übergeben.
Der Mikroprozessor 19 empfängt verschiedene Status- und/oder Steuereingangssignale vom Schrittmacher 17 und vom Defibrillierer 16, z.B. die Erfassungssignale in den Erfassungsleitungen 45 und 49. Er führt Arbeitsschritte durch, z.B. die Arrhythmieermittlung, und erzeugt Ausgangssignale, z.B. das Vorhofstimulierungssteuersignal auf der Leitung 46 und das Herzkammerstimulierungssteuersignal auf der Leitung 50, die die Art der Stimulierung, die stattfinden soll, bestimmen. Weitere Steuerausgangssignale, die vom Mikroprozessor 19 erzeugt werden, sind das Vorhof- und Herzkammerstimulierungsenergiesteuersignal auf den Leitungen 44 bzw. 48, die die Größe der Impulsenergie bestimmen, das Schocksteuersignal auf der Leitung 59, das signalisiert, daß ein Schock an den Patienten zu verabreichen ist, das Ladungsabgabesteuersignal auf dem Bus 58, das anzeigt, das ein Schock bei einer internen Last im Defibrillierer abzugeben ist, das Ladungssteuersignal auf dem Bus 60, das den Spannungspegel des zu verabreichenden Schocks bestimmt, und das Vorhof- und das Herzkammerempfindlichkeitssteuersignal auf den Bussen 43 bzw. 47, die die Empfindlichkeitseinstellungen der Erfassungsschaltungen bestimmen. Die Ladungsspannungspegelschaltung 61 stellt ein digitales Signal, das die Ladungsspannung darstellt, aus einem Analog-Digital-Umsetzer im Defibrillierer 16 bereit, wobei eine Regelschleife entsteht, die sicherstellt, daß ein Schock mit einem richtigen Energiepegel vom Defibrillierer 16 geliefert wird.
In Fig. 4A ist ein EKG-Diagramm dargestellt, das eine bekannte Defibrillierschockfolge darstellt, wobei die Defibrillierschocktherapie während der verletzlichen Zone des Vorhofes angewendet wird, ohne den Vorteil einer Vorschock-Vorhofstimulierung. Bei 70 hat sich eine VT/VF- Arrhythmie entwickelt. Die Defibrillierschocktherapie wird bei 71 angewendet. Wie bei 72 zu sehen ist, hat der Defibrillierschock die VT/VF- Arrhythmie erfolgreich revertiert. Bei 73 ist jedoch eine SVT-Arrhythmie aufgrund der Tatsache aufgetreten, daß der Schock während der verletzlichen Zone des Vorhofes verabreicht wurde.
In Fig. 4B ist ein EKG-Diagramm dargestellt, das eine Defibrillierschockfolge darstellt, bei der der Defibrillierschocktherapie eine Vorschock-Vorhofstimulierung vorausgeht. Bei 80 hat sich eine VT/VF- Arrhythmie entwickelt. Vor der Verabreichung der Defibrillierschocktherapie bei 82 wird bei 81 ein Stimulierungsimpuls an den Vorhof verabreicht. Der Stimulierungsimpulses läuft zeitlich so ab, daß er den Vorhof während der nachfolgenden Verabreichung des Schocks depolarisiert. Das Intervall zwischen der Verabreichung des Stimulierungsimpulses und der Verabreichung des Schocks ist normalerweise kurz. Bei dieser Ausführungsform beträgt das Intervall 100 ms, aber es kann auch länger oder kürzer als dieser Wert sein, vorausgesetzt, daß der Vorhof zur Zeit der Verabreichung des Herzkammerschocks depolarisiert ist. Wie bei 83 dargestellt, hat der Defibrillierschock die VT/VF-Arrhythmie erfolgreich revidiert, und ein normaler Sinusrhythmus ist vorhanden.
In Fig. 4C ist ein EKG-Diagramm für eine kombinierte Kardioversions- und Bradykardie-Unterstützungsstimulierungsvorrichtung dargestellt. Der Bradykardie-Unterstützungsstimulierungsteil dieser Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgeführt, wie in der oben erwähnten US-A-4940054 von Richard Grevis und Norma Louise Gilli beschrieben. Wie in Fig. 4C zu sehen ist, stellt das EKG-Diagramm eine Defibrillierschockfolge dar, bei der der Defibrillierschocktherapie eine Vorschock-Vorhofstimulierung vorausgeht und die von einer Nachschockverzögerung vor dem Auslösen der Bradykardie- Unterstützungsstimulierung gefolgt wird. Bei 90 hat sich eine VT/VF- Arrhythmie entwickelt. Ein Stimulierungsimpuls wird bei 91 an den Vorhof geliefert, der etwa 100 ms vor der Verabreichung der Defibrillierschocktherapie bei 92 auftritt. Dieser Stimulierungsimpuls depolarisiert den Vorhof während der nachfolgenden Verabreichung des Schocks.
Wie ferner in Fig. 4C dargestellt. wird der Defibrillierschock, der die VT/VF-Arrhythmie erfolgreich revertiert hat, von einer Nachschockverzögerung gefolgt, wie bei 93 dargestellt. Bei 94 wird eine Asystolie ermittelt, und somit beginnt die Bradykardiestimulierung etwa vier Sekunden nach der Verabreichung des Defibrillierschocks. Bis zu dieser Zeit ist der Pro-Arrhythmie-Effekt eines zu frühen Wiederbeginns der Bradykardie- Unterstützungsstimulierung unmittelbar nach der Reversion vermieden worden, da ausreichend Zeit vorhanden war, daß sich das Leitungssystem des Herzens des Patienten reorganisieren konnte und für eine Bradykardie- Unterstützungsstimulierung empfänglich wurde. Das Verhindern der Bradykardie-Unterstützungsstimulierung für programmierbare oder festgelegte Zeitdauern (normalerweise zwischen im wesentlichen zwei und im wesentlichen fünf Sekunden und vorzugsweise zwischen drei und vier Sekunden) nach Antitachyarrhythmiedefibrillierung, um jegliche Pro-Arrhythmie-Wirkung zu vermeiden, ist ausführlicher in der oben erwähnten US-Patentschrift 4940054 von Richard Grevis und Norma Louise Gilli. erteilt am 10. Juli 1990, beschrieben.
Fig. 5 ist ein Logik-Ablaufplan der Mikroprozessorablaufsteuerung zum Steuern des Ablaufs des Arrhythmiesteuersystems 1, wobei die Bereitschafts- oder Startposition mit 100 bezeichnet ist. Bei 101 wird bestimmt, ob eine Tachyarrhythmie ermittelt worden ist oder nicht. Wenn Tachyarrhythmie nicht ermittelt worden ist, wie bei 102. erfolgt eine Rückkehr zur Bereitschaftsposition 100, und es erfolgt erst eine Änderung oder Verabreichung einer Therapie, wenn eine Tachyarrhythmie ermittelt wird. Wenn Tachyarrhythmie ermittelt wird, wie bei 103, findet bei 104 dann eine Entscheidung in bezug auf eine Tachyarrhythmiebestätigung statt. Wenn keine Tachyarrhythmie ermittelt wird, wie bei 105 dargestellt, erfolgt eine Rückkehr zu 100, und es erfolgt erst eine Änderung oder Verabreichung einer Therapie, wenn eine Tachyarrhythmie ermittelt wird. Wenn eine Tachyarrhythmie ermittelt worden ist, wie bei 106 dargestellt, dann wird versucht, die R-Welle zu erfassen, wie bei 107 dargestellt.
Wenn die R-Welle nicht erfaßt wird, wie bei 108 dargestellt, fordert das Programm, daß ein Vorhofstimulierungsimpuls, wie bei 109 dargestellt, und ein nichtsynchronisierter Defibrillierschock, wie bei 110 dargestellt, an den Patienten verabreicht wird. Der Vorhofstimulierungsimpuls, der bei 109 verabreicht wird, ist zeitlich so abgestimmt, daß er etwa 100 ms vor der Verabreichung des Defibrillierschocks bei 110 auftritt.
Wenn die R-Welle erfaßt wird, wie bei 111 dargestellt, fordert das Programm, daß ein Vorhofstimulierungsimpuls, wie bei 112 dargestellt, und ein in diesem Fall synchronisierter Defibrillierschock, wie bei 113 dargestellt, an den Patienten verabreicht wird. Der Vorhofstimulierungsimpuls, der bei 112 verabreicht wird. wird synchron mit der R-Welle verabreicht. Außerdem wird der Vorhofstimulierungsimpuls relativ zum Defibrillierschock so abgestimmt, daß der Defibrillierschock etwa 100 ms nach dem Vorhofstimulierungsimpuls auftritt, während der Vorhofrefraktärperiode.
In beiden Fällen, nämlich ganz gleich, ob ein nichtsynchronisierter Schock, wie bei 110, oder ein synchronisierter Schock, wie bei 113, an den Patienten verabreicht wird, fordert das Programm als nächstes, daß bestimmt wird, ob jetzt Tachyarrhythmie vorhanden ist oder nicht, wie in 114 dargestellt. Wenn Tachyarrhythmie ermittelt wird, wie bei 115 dargestellt, erfolgt eine Rückkehr in die Bereitschaftsposition 100, und es wird erst dann eine weitere Verabreichung der Therapie erfolgen, wenn eine nachfolgende Ermittlung einer Tachyarrhythmie auftritt. Wenn Tachyarrhythmie ermittelt wird, wie bei 116 dargestellt, erfolgt eine Rückkehr zu 104 zwecks erneuter Bestätigung, und der Ablauf geht weiter von diesem Punkt, wie im Zusammenhang mit Punkt 104 beschrieben.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, daß diese Ausführungsform lediglich illustrativen Charakter in bezug auf die Anwendung der erfindungsgemäßen Prinzipien hat. Die Verabreichung eines Defibrillierschocks nach der Ermittlung einer Tachyarrhythmie kann beispielsweise unmittelbar sein, oder sie kann von der Ladungszeit eines Kondensators abhängen. Als Alternative kann die Zeit der Verabreichung des Schocks vom hämodynamischen Zustand des Patienten abhängen. In diesem Zusammenhang wird auf US-Patentschrift 4895151 von Lorraine Holley und Richard Grevis verwiesen, erteilt am 23. Januar 1990, mit dem Titel "Apparatus And Method For Therapy Adjustment In Implantable Cardioverter". die an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Es sind zahlreiche andere Modifikationen möglich und weitere Anordnungen denkbar, ohne daß vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewichen werden muß.

Claims

1. Implantierbare Kardioversionsvorrichtung (10), die geeignet ist, mit einem Herzen (11) eines Patienten zwecks der Reversion von Tachyarrhythmien elektrisch verbunden zu werden, mit:

einer Einrichtung (17) zum Ermitteln des Vorhandenseins einer Tachyarrhythmie;

einer Einrichtung (17, 19), die auf die Ermittlung einer Tachyarrhythmie durch die Ermittlungseinrichtung anspricht, zum Verabreichen eines Vorhofstimulierungsimpulses an das Herz, so daß der Vorhof depolarisiert werden kann und ein Vorhof-Refraktärzustand für eine begrenzte Zeitdauer in ihm erzeugt werden kann;

einer Einrichtung (16 bis 19), die auf die Ermittlung der Tachyarrhythmie durch die Ermittlungseinrichtung anspricht, zum Verabreichung einer Kardioversionsschocktherapie (16) an das Herz;

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zur zeitlichen Bemessung einer vorbestimmten Zeit, die der begrenzten Zeitdauer entspricht, so daß die Einrichtung zum Verabreichen des Schocks den Schock nach der vorbestimmten Zeit ab der Verabreichung des Vorhofstimulierungsimpulses verabreichen kann, wodurch sowohl der Vorhof als auch die Herzkammer des Herzens gleichzeitig unmittelbar nach der Verabreichung der Kardioversionsschocktherapie in einem Refraktärzustand sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. wobei die Vorrichtung ferner eine Zweikammemstimulierungs- und Kardioversionsvorrichtung aufweist, die geeignet ist, mit dem Vorhof und der Herzkammer des Herzens (11) eines Patienten elektrisch verbunden zu werden, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (16 bis 19) zum Durchführen einer Bradykardie- Unterstützungsstimulierung sowohl für den Vorhof als auch für die Herzkammer aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einer Einrichtung zum Verzögern, um eine Posttherapie-Verzögerungsdauer (93), des Durchführens der Bradykardie- Unterstützungstimulierung, nachdem die Therapieeinrichtung die Kardioversionsschocktherapie verabreicht hat, wobei die Posttherapie- Verzögerungsdauer eine Zeitdauer ist, die wesentlich länger ist als ein normales Bradykardie-Unterstützungsstimulierungshilfsintervall.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Posttherapie-Verzögerungsdauer zwischen im wesentlichen 2 und im wesentlichen 5 Sekunden beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Einrichtung zum Synchronisieren der Verabreichung des Vorhofstimulierungsimpulses mit der R-Welle des Herzens.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer Einrichtung zum Verabreichen einer Antitachykardiestimulierungstherapie an den Vorhof.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Einrichtung zum Verabreichen einer Antitachykardiestimulierungstherapie an die Herzkammer.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Einrichtung zum Verabreichen einer Antitachykardiestimulierungstherapie sowohl an den Vorhof als auch an die Herzkammer.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kardioversionsschocktherapie eine einphasige Wellenform aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kardioversionsschocktherapie eine zweiphasige Wellenform aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei die Posttherapie- Verzögerungsdauer eine feste Zeitdauer ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei die Posttherapie- Verzögerungsdauer ein programmierbarer Parameter ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, wobei die Posttherapie- Verzögerungsdauer zwischen im wesentlichen 3 und im wesentlichen 4 Sekunden beträgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vorhofstimulierungsimpuls etwa 100 Millisekunden vor der Kardioversionsschocktherapie verabreicht wird.

15. Verfahren zum Betreiben einer implantierbaren Kardioversionsvorrichtung, um Tachyarrhythmie in einem Herzen eines Patienten zu revertieren, mit den folgenden Schritten:

Ermitteln des Vorhandenseins einer Tachyarrhythmie;

Verabreichen eines Vorkammerstimulierungsimpulses an das Herz, so daß der Vorhof depolarisiert werden kann und ein Vorhof-Refraktärzustand für eine begrenzte Zeitdauer in ihm erzeugt werden kann;

Verabreichen einer Kardioversionsschocktherapie an das Herz; und gekennzeichnet durch

ein zeitliches Bemessen einer vorbestimmten Zeit, die der begrenzten Zeitdauer entspricht, und Verabreichen des Schocks nach der vorbestimmten Zeit ab der Verabreichung des Stimulierungsimpulses, wodurch sowohl der Vorhof als auch die Herzkammer des Herzens gleichzeitig unmittelbar nach Verabreichung der Kardioversionsschocktherapie in einen Refraktärzustand sind.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Verfahren ferner eine Bradykardie-Unterstützungsstimulierung des Herzens durchführt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bestimmen, daß die Tachyarrhythmie revertiert worden ist; und danach bei Bedarf Verabreichen einer Bradykardie-Unterstützungsstimulierung an das Herz.

17. Verfahren nach Anspruch 16, das nach dem Schritt des Bestimmens, daß die Tachyarrhythmie revertiert worden ist und vor dem Schritt des Verabreichens einer Bradykardie-Unterstützungsstimulierung den folgenden weiteren Schritt aufweist: Verzögern der Verabreichung der Bradykardie- Unterstützungsstimulierung für eine Zeitdauer, die im wesentlichen länger ist als das normale Bradykardie-Unterstützungsstimulierungshilfsintervall.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Dauer der Verzögerung der Verabreichung der Bradykardie-Unterstützungsstimulierung zwischen im wesentlichen 2 und im wesentlichen 5 Sekunden beträgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der Vorhofstimulierungsimpuls synchron mit der R-Welle des Herzens geliefert wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18 mit dem Schritt des Verabreichens einer Antitachykardiestimulierung an den Vorhof.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18 mit dem Schritt des Verabreichens einer Antitachykardiestimulierung an die Herzkammer.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18 mit dem Schritt des Verabreichens einer Antitachykardiestimulierung sowohl an den Vorhof als auch an die Herzkammer.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Kardioversionstherapie eine einphasige Wellenform aufweist.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Kardioversionstherapie eine zweiphasige Wellenform aufweist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der Stimulierungsimpuls an den Vorhof ungefähr 100 Millisekunden vor der Kardioversionsschocktherapie verabreicht wird.

26. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Dauer der Verzögerung der Verabreichung der Bradykardie-Unterstützungsstimulierung eine feste Dauer ist.

27. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Dauer der Verzögerung der Verabreichung der Bradykardie-Unterstützungsstimulierung ein programmierbarer Parameter ist.