DE69421897T3

DE69421897T3 - Vorrichtung zum Steuern eines Herzschrittmachers als Funktion von mindestens einem physiologischen Parameter

Info

Publication number: DE69421897T3
Application number: DE69421897T
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Bonnet; Anne Bonhour
Original assignee: Ela Medical SAS
Current assignee: Sorin CRM SAS
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2014-12-31
Also published as: EP0661076B1; FR2714610B1; FR2714610A1; US5540726A; EP0661076B2; DE69421897D1; DE69421897T2; EP0661076A1

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der aktiven implantierbaren Vorrichtungen und insbesondere dasjenige der Herzschrittmacher, deren Stimulationsfrequenz einem physiologischen Parameter unterworfen ist.
Die Herzschrittmacher der "Doppelkammer-Familie" haben unter anderem zur Funktion, dem spontanen Rhythmus zu folgen, der auf Höhe des Vorhofs erfasst wurde, und synchron das Ventrikel zu stimulieren. Jedoch weist diese Synchronisation eine obere Grenze auf, die "maximale Frequenz der ventrikulären Stimulation" genannt wird. Tatsächlich, wenn der Patient eine Krise der atrialen Tachykardie entwickelt (ebenfalls "supra-ventrikuläre Tachykardie" oder TSV genannt), ist es notwendig, die Synchronisierung auf einen gegebenen Bereich zu begrenzen, um eine zu schnelle Stimulation des Ventrikels jenseits einer maximal durch das Individuum vertragbaren Frequenz zu vermeiden.
Verschiedene Lösungen wurden verwirklicht, um die ventrikuläre Stimulation zu steuern, im Fall einer derartigen exzessiven Beschleunigung der atrialen Frequenz. Alle diese Vorrichtungen haben als gemeinsamen Punkt, zu versuchen, eine bestimmte Synchronisation jenseits der maximalen Frequenz zu bewahren und, wenn die atriale Frequenz fortfährt, die maximale Synchronisationsfrequenz zu überschreiten, lösen sie einen asynchronen Stimulationsmodus aus, der gegen eine niedrigere ventrikuläre Frequenz tendiert. Sobald die atriale Frequenz unter die maximale Synchronisationsgrenze zurückkehrt, wird eine Phase der schrittweisen Resynchronisation eingeleitet.
FR-A-2 544 989 beschreibt ein Verfahren zur Synchronisation jenseits der maximalen Synchronisationsfrequenz durch Verlängerung der atrio-ventrikulären Verzögerung (AV-Verzögerung) für einen ersten Bereich von atrialen Frequenzen, dann des Nicht-Hörens eines atrialen Signals unter einigen, in einem Bereich von oberen Frequenzen. Wenn diese Bedingungen fortbestehen, desynchronisiert sich die ventrikuläre Stimulation von der atrialen Frequenz und vermindert sich bis zu einer Basisfrequenz. Dieser Betriebsmodus wird "Rückfall" (fallback) genannt.
US-A-4 932 046 nimmt im Wesentlichen die gleiche Idee auf. Jedoch ist die Desynchronisation dort unmittelbar ab der Überschreitung der maximalen Synchronisationsfrequenz durch den Vorhof und die ventrikuläre Frequenz tendiert dann zu der Sollfrequenz, die durch einen physiologischen Sensor angegeben wird.
EP-A-0 448 193 stellt ein unterschiedliches Herangehen an das Problem dar. Die durch den physiologischen Sensor gelieferte Information dient zum Bestimmen der maximalen Synchronisationsfrequenz des Ventrikels und, wenn das durch den Stimulator erfasste Kopplungsintervall diese maximale Synchronisationsfrequenz des Ventrikels zu oft überschreitet, geht der Schrittmacher in den Desynchronisationsmodus über, wobei diese Desynchrnnisation ähnliche Phasen zu denjenigen in den vorhergehenden Fällen beschriebenen folgt.
In allen diesen Vorschlägen des Standes der Technik wird die Information des Sensors in diesem niemals direkt benutzt, um das Auftreten einer pathologischen Beschleunigung des Vorhofs zu erkennen und zu bestätigen.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist gerade, die Information des Sensors direkt zu benutzen, um das Vorhandensein einer supra-ventrikulären Tachykardie zu erfassen und zu bestätigen, um in Antwort eine Desynchronisationsphase auszulösen, gefolgt, wenn notwendig, von einer Rückfallphase.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Fehlen der Erfassung im Fall eines atrialen Flimmerns auszugleichen, um die Notwendigkeit einer Desynchronisation und eventuell eines Rückfalls zu bestätigen.
Hierzu schlägt die Erfindung einen Schrittmacher vor, der die in Anspruch 1 erwähnten Eigenschaften besitzt. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die einzige beigefügte Zeichnung ersichtlich, die ein Organigramm ist, das den Ablauf des vorteilhaft in der Erfindung verwendeten Verfahrens veranschaulicht.
Zunächst wird man bemerken, dass der veranschaulichte Algorithmus vorteilhaft durch Programmieren eines Mikroprozessors der implantierbaren Vorrichtung oder mit Hilfe von äquivalenten geeigneten Schaltungen ausgeführt werden kann. Eine derartige Realisierung liegt im Rahmen des Wissens eines Spezialisten dieser Technik und wird aus diesem Grund nicht mehr im Detail beschrieben werden.
Außerdem wird dieser Algorithmus nur ausgeführt, wenn der physiologische Sensor (oder zumindest einer der physiologischen Sensoren) in Aktivität ist und die Rückfallfunktion zuvor durch Programmierung aktiviert worden ist.
Man überwacht daher den atrialen Rhythmus, gleich, ob er spontan oder stimuliert ist. Das Zeitintervall (Herzzyklus) zwischen zwei aufeinanderfolgenden spontanen oder stimulierten atrialen Ereignissen, wird "Kopplungsintervall" oder "PP-Intervall" genannt. Das Erfassen dieser Daten wird bei jedem atrialen Schlagen ausgeführt, und das entsprechende Datum wird gleichzeitig in einem Speicher oder in einem Zähler der implantierten Vorrichtung aktualisiert.
Die Vorrichtung weist außerdem eine Regelschaltung auf, die in Antwort auf einen physiologischen Sensor (oder unterschiedliche physiologische Sensoren) arbeitet. Diese Schaltung berechnet und liefert ein Sollsignal, das man "Regel-Auslöseintervall" nennt und das mit IE_ASSERV bezeichnet wird, das zum Bestimmen der Stimulationsfrequenz im geregelten Modus dient.
Die Vorrichtung weist außerdem einen ersten Zähler auf, der die Gesamtanzahl von analysierten Herzzyklen anzeigt (hiernach mit C_CC bezeichnet).
Ebenfalls ist ein zweiter Zähler vorgesehen, der eine Anzahl von Zyklen (hiernach mit C_STSV bezeichnet) zählt, die man "TSV-Verdachtszyklen" nennen wird und die als Zyklen definiert sind, für die das Kopplungsintervall PP kürzer als ein Wert ist, der gleich dem Regel-Auslöseintervall (Sollwert) ist, verringert um eine gegebene Menge oder Anteil, den man "Prämaturitätsfaktor" nennt. In dem beschriebenen Beispiel definiert man diesen "Prämaturitätsfaktor" als denjenigen, der ein gegebener Prozentteil x des Regel-Auslöseintervalls ist, aber diese Wahl ist nicht beschränkend und man könnten den Prämaturitätsfaktor auch in absoluter Form durch eine programmierbare Dauer ausdrücken.
Im Wesentlichen besteht das Verfahren darin, eine Folge von N Herzzyklen zu überprüfen und, wenn bei diesen N Zyklen die Anzahl von TSV-Verdachtszyklen einen programmierbaren Prozentanteil der gesamten Anzahl der Zyklen der Sequenz erreicht, zu berücksichtigen, das ein effektives Vorhandensein eines TSV vorliegt, und einen Rückfall einzuleiten.
Der entsprechende Algorithmus ist in der einzigen Figur veranschaulicht.
Dieser Algorithmus beginnt bei Schritt 100, wenn man ein atriales Ereignis erfasst (sei es spontan oder stimuliert).
Bei Schritt 200, vergleicht man das Kopplungsintervall PP dieses Ereignisses mit dem Regel-Auslöseintervall IE_ASSERV, das durch den Sensor bestimmt ist. verringert um den Prämaturitätsfaktor x.
Wenn das Kopplungsintervall PP kleiner als dieser Wert ist, was anzeigt, dass die Frequenz des Vorhofs eindeutig größer als die von dem Sensor gelieferte Sollfre quenz ist, erhöht man (Schritt 300) den Zähler C_STSV der TSV-Verdachtszyklen. Im gegenteiligen Fall geht man direkt zum Schritt 400.
Bei diesem Schritt 400, bestimmt man, ob die Zählung der Herzzyklen C_CC eine vorbestimmte Grenze N erreicht hat, die dem Ausmaß der Analysesequenz entspricht. Wenn die Grenze nicht erreicht ist, wird der Zähler C_CC erhöht (Schritt 410) und die Vorrichtung geht in einen Wartezustand des nächsten atrialen Ereignisses in 100 über. Im gegenteiligen Fall überprüft man im Schritt 500 den Anteil der Anzahl von TSV-Verdachtszyklen bezüglich der Gesamtanzahl von Zyklen N.
Wenn diese Verhältnis kleiner als ein programmierbarer Wert ist, wird angenommen, dass keine erwiesene TSV vorliegt und man reinitialisiert (Schritt 510) die beiden Zähler C_STSV und C_CC und geht dann in den Wartezustand eines neuen atrialen Ereignisses in 100.
Umgekehrt, wenn das Verhältnis größer oder gleich y ist, d. h., wenn man eine große Anzahl von verdächtigen Zyklen unter den N-Zyklen gefunden hat, wird angenommen, dass ein effektives Auftreten eines TSV vorliegt und man löst demzufolge den Rückfallmodus (Schritt 600) aus. Dieser Rückfallmodus ist selbst bekannt und wird daher nicht im Detail beschrieben werden. Man könnte sich beispielsweise auf die zu Beginn der vorliegenden Beschreibung zitierten Veröffentlichungen beziehen.
Wenn der Rückfall beendet ist (Test des Schritts 610), reinitialisiert man bei Schritt 700 Zähler C_STSV und C_CC und geht in den Wartezustand eines neuen atrialen Ereignisses über.
Wie man erkennen kann, dient die Information des Auslöseintervalls des Sollwertes IE_ASSERV, die von einem oder mehreren physiologischen Parametern abgeleitet ist, die durch den oder die Sensoren gemessen werden, dazu, zu bestimmen, ob der Rückfallmodus ausgelöst werden soll oder nicht. Sie wird daher gemäß der Erfindung vor jedem Rückfall ausgewertet. Selbstverständlich kann sie auf an sich bekannte Weise dazu dienen, den Ablauf des darauffolgenden Rückfalls durch Einwirken auf das Regelsystem zu steuern, das unter der Steuerung des oder der Sensoren arbeitet.
Man wird bemerken, dass man auch, wenn das obigen Beispiel Vergleiche anwendet, die Werte mit Prozentteilen (z. B. x und y) verwenden, absolute Werte (Dauer oder bzw. Anzahl von Zyklen) anstelle der Prozentwerte verwenden könnte, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso könnten bestimmte programmierbare Werte im Voraus bestimmt und festgelegt sein.
Die nachfolgende Tabelle gibt Beispiele von programmierbaren Werten an, die ins Auge gefasst werden können, um die Erfindung auszuführen.

Claims

Herzschrittmacher, der eine Regelung mit mindestens einem physiologischen Parameter aufweist, und einen Desynchronisationsmodus der ventrikulären Stimulation besitzt, wenn der Vorhofrythmus zu schnell ist, umfassend: Mittel zum Auslösen des Desynchronisationsmodus (REPLI) in Antwort auf einen Vergleich des erfassten Kopplungsintervalls (PP) mit dem eingestellten Ausstoßintervall (IE_ASSERV), welches durch die Regelung berechnet wird, und Mittel zur Erfassung der Anzahl (C_STSV) der Zyklen bei Verdacht einer supraventrikulären Tachykardie, die geeignet sind, konditional die Mittel zum Auslösen des Desynchronisationsmodus zu steuern, wenn der entsprechende Zählwert (C_STSV) eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
Herzschrittmacher nach Anspruch 1, in welchem die Bedindungen des Vergleichs einerseits das erfasste Kopplungsintervall und andererseits das eingestellte Ausstoßintervall, vermindert um einen Prämaturitätsfaktor umfassen.
Herzschrittmacher nach Anspruch 2, in welchem der Prämaturitätsfaktor in Form eines programmierbaren Prozentsatzes (x) des festgelegten Ausstoßintervalls ausgedrückt ist.
Herzschnittmacher nach Anspruch 3, in welchem der programmierbare Prozentsatz des festgelegten Ausstoßintervalls zwischen 0 und 50%, vorzugsweise um 37,5% liegt.
Herzschrittmacher nach Anspruch 2, bei dem der Prämaturitätsfaktor in Form einer programmierbaren Dauer ausgedrückt ist.
Herzschrittmacher nach Anspruch 5, bei dem die programmierbare Dauer zwischen 50 und 300 ms, vorzugsweise ungefähr 150 ms beträgt.
Herzschrittmacher nach Anspruch 1, bei dem die Erfassungsmittel Mittel sind, um, nachdem das erfasste Kopplungsintervall mit dem festgelegten Ausstoßintervall verglichen worden ist, die Anzahl von Herzzyklen zu zählen, bei denen das erfasste Kopplungsintervall kleiner als dieses festgelegte Ausstoßintervall ist.
Herzschrittmacher nach Anspruch 7, bei dem der gegebene Schwellwert in Form eines programmierbaren Prozentsatzes (y) der Gesamtanzahl (N) von analysierten Herzzyklen ausgedrückt ist.
Herzschrittmacher nach Anspruch 8, bei dem der programmierbare Prozentteil der Gesamtanzahl von analysierten Herzzyklen zwischen 50 und 75%, vorzugsweise um 75% liegt.
Herzschrittmacher nach Anspruch 7, bei dem der gegebene Schwellwert in Form einer programmierbaren Anzahl von Zyklen ausgedrückt ist.
Herzschrittmacher nach Anspruch 10, bei dem die programmierbare Anzahl von Zyklen zwischen 10 und 255, vorzugsweise um 100 liegt.