DE69533097T2 - Implantierbarer Vorhofschrittmacher mit einem Detektor für Fibrillationen der in Intervallen aktiviert wird - Google Patents

Implantierbarer Vorhofschrittmacher mit einem Detektor für Fibrillationen der in Intervallen aktiviert wird Download PDF

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Kenneth Ross Redmond Infinger
Joseph M. Seattle Bocek
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen automatischen, implantierbaren Vorhofdefibrillator zum Zuführen kardiovertierender oder defibrillierender elektrischer Energie zu den Vorhöfen eines menschlichen Herzens. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen solchen Vorhofdefibrillator, der einen diskontinuierlich aktivierten Vorhofflimmerndetektor aufweist, welcher einen verringerten Energieverbrauch einer erschöpfbaren Energiequelle, wie zum Beispiel einer Batterie, innerhalb des Vorhofdefibrillators gewährleistet.
  • Vorhofflimmern ist wahrscheinlich die am häufigsten vorkommende Herzarrhytmie. Obwohl sie normalerweise keine lebensbedrohende Arrhythmie ist, ist sie mit Herzschlägen verbunden, von denen angenommen wird, dass sie durch Blutgerinnsel verursacht werden, die sich in Bereichen eines stagnierenden Blutstroms im Ergebnis einer längeren Vorhofflimmerns bilden. Weiterhin treten bei Patienten, die von einem Vorhofflimmern betroffen sind, allgemein Herzpalpitationen ein (schnelles und unregelmäßiges Schlagen des Herzens) und es kann sogar ein Schwindelanfall oder sogar der Verlust des Bewusstseins auftreten.
  • Vorhofflimmern tritt plötzlich auf und kann manchmal nur durch Abgabe von elektrischer Energie durch die Haut des Patienten durch einen externen Defibrillator eines im Fachgebiet gut bekannten Typs korrigiert werden. Diese Behandlung wird allgemein als synchronisierte Kardioversion bezeichnet und beinhaltet, wie der Name sagt, das Anlegen defibrillierender Energie an das Herz, synchron mit einer erkannten elektrischen Aktivierung (R-Welle) des Herzen. Die Behandlung ist sehr schmerzvoll und führt leider sehr oft nur zu einer zeitweiligen Erleichterung für die Patienten, die nur wenige Wochen anhält.
  • Um das Auftreten von Vorhofflimmern zu verringern, stehen Arzneimittel zur Verfügung. Diese Arzneimittel weisen jedoch viele Nebenwirkungen auf und viele Patienten sind ihnen gegenüber resistent, was die therapeutische Wirkung stark verringert.
  • Es sind implantierbare Vorhofdefibrillatoren vorgeschlagen worden, um Patienten, die unter dem Auftreten von Vorhofflimmern leiden, Erleichterung zu bieten. Leider ist, zum Nachteil solcher Patienten, keiner dieser Vorhofdefibrillatoren kommerzielle Wirklichkeit geworden.
  • Die in der Vergangenheit vorgeschlagenen Vorhofdefibrillatoren haben eine Anzahl von Nachteilen gezeigt, die wahrscheinlich die Ursache dafür gewesen sind, dass diese Defibrillatoren nicht zur kommerziellen Wirklichkeit geworden sind. Zwei solcher Defibrillatoren waren, obwohl sie als implantierbar vorgestellt wurden, nicht vollständig automatisch und erforderten den menschlichen Eingriff zum Kardiovertieren oder Defibrillieren des Herzens. Diese beiden Defibrillatoren erfordern, dass der Patient die Symptome des Vorhofflimmerns erkennt, wobei ein Defibrillator einen Arztbesuch erfordert, um den Defibrillator zu aktivieren und der andere Defibrillator erfordert, dass der Patient den Defibrillator von außerhalb der Haut des Patienten mit einem Magnet aktiviert.
  • Implantierbare Herzkammerdefibrillatoren zum Anlegen defibrillierender elektrischer Energie an die Herzkammern sind gut bekannt und sind seit mehreren Jahren im Handel erhältlich. Weil Herzkammerflimmern lebensbedrohend ist und in wenigen Sekunden zur Bewusstlosigkeit und in nur wenigen Minuten zum Tod führt, sind implantierbare Herzkammerdefibrillatoren vollkommen auto matisch, um Herzkammerflimmern zu erkennen und schnell die defibrillierende elektrische Energie an die Kammern anzulegen. Solche Defibrillatoren sind in ihren Abmessungen recht groß im Vergleich zu der Größe eine Schrittmachers, zum Beispiel wegen der ziemlich großen Batterie und der großen Speicherkondensatoren, die zum Bereitstellen von defibrillierender Energie von zehn Joule oder mehr erforderlich sind. Wegen ihrer recht großen Abmessungen müssen diese Vorrichtungen in einen Unterleibbereich des menschlichen Körpers implantiert werden.
  • Jede Form einer implantierbaren Vorrichtung muss durch eine tragbare, erschöpfbare Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, mit Energie versorgt werden. Wenn die Energie der Batterie erschöpft ist, ist es erforderlich, die Vorrichtung zu explantieren und eine Ersatzvorrichtung zu implantieren. Deswegen kann man allgemein annehmen, dass eine implantierbare Vorrichtung, die als kommerziell durchsetzbar zu betrachten ist, eine vorhergesagte Lebensdauer von mehreren Jahren, beispielsweise von fünf Jahren, haben sollte.
  • Eine vorhergesagte Lebensdauer von weniger als fünf Jahren für Herzkammerdefibrillatoren hat das kommerziellen Naturell dieser Vorrichtungen nicht abgeschwächt, weil die Herzkammerdefibrillation lebensbedrohend ist. Da jedoch das Vorhofflimmern allgemein nicht als lebensbedrohend betrachtet wird, ist man allgemein der Annahme, dass Vorhofdefibrillatoren eine Lebensdauer in der Größenordnung von fünf Jahren haben sollten, um ihr kommerzielles Naturell zu erhalten. Um das kommerziellen Naturell dieser Vorrichtungen weiter zu stärken, ist es erwünscht, die körperlichen Abmessungen eines Vorhofdefibrillators auf die Größe eines großen Schrittmachers zu begrenzen, um es zum Beispiel dem Vorhofdefibrillator zu gestatten, wie ein Schrittmacher in den Brustkasten des menschlichen Körpers implantiert zu werden. Wenn auch die vorhergesagte Lebensdauer und die körperlichen Abmessungen das kommerzielle Naturell der Vorhofdefibrillatoren nicht nachteilig beeinträchtigt haben, sind solche Einschränkungen wahrscheinlich die Ursache dafür gewesen, dass bis heute noch kein Vorhofdefibrillator kommerziell zur Verfügung steht.
  • Es ist lange angenommen worden, dass soviel elektrische Energie zum Kardiovertieren oder Defibrillieren der Vorhöfe des Herzens erforderlich ist, wie für das Kardiovertieren oder Defibrillieren der Herzkammern, nämlich Energie in der Größenordnung von zehn Joule oder mehr. Ferner treten Episoden des Vorhofflimmerns viel häufiger auf als die Episoden des Herzkammerflimmerns. Deswegen hat man auf Grund der angenommenen erforderlichen Pegel der kardiovertierenden oder defibrillierenden Energie für das Kardiovertieren oder Defibrillieren der Vorhöfe des Herzen und auf Grund der vorhergesagten erforderlichen Häufigkeit des Lieferns solcher Energie lange Zeit angenommen, dass ein implantierbarer Vorhofdefibrillator entweder eine solche unangemessen kurze und kommerziell nicht akzeptierbare vorgesagte Lebensdauer oder eine Batterie und einen Speicherkondensator mit solch großen Abmessungen haben würde, dass der Vorhofdefibrillator in seinen körperlichen Abmessungen zu groß sein würde. Glücklicherweise ist ein Leitungskabelssystem für einen Vorhofdefibrillator offenbart worden, der in hohem Maße die Energiemenge verringert, die erforderlich ist, um die Vorhöfe zu defibrillieren oder zu kardiovertieren. Dieses Leitungskabelsystem ist vollständig in dem US-Patent Nr. 5,279,291 beschrieben, das am 18. Januar 1994 für ein "Verfahren zur Vorhofdefibrillation" ausgegeben und dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Das in diesem Patent beschriebene Leitungskabelsystem weist eine erste Elektrode in dem Sinus Koronarius oder in der Großen Herzvene und eine zweite Elektrode in dem rechten Vorhof oder der oberen Hohlvene des Herzens auf. Bei einer solchen Elektrodenanordnung wird die kardiovertierende Energie, die an diese Elektroden angelegt wird, im Wesentlichen auf die Vorhöfe begrenzt, wodurch die Energiemenge, die erforderlich ist, um die Vorhöfe zu kardiovertieren, auf eine Größenordnung von ein Joule oder weniger verringert. Man hat weiterhin lange angenommen, dass ein Vorhofdefibrillator, wie ein Herzkammerdefibrillator, seinen Speicherkondensator schnell aufladen sollte, um eine im Wesent lichen sofortige Kardioversion zu gestatten. Ein solcher schneller Speicherkondensator erlegt der Batterie eine extreme Ableitung auf, wodurch die vorhergesagte Lebensdauer eines implantierbaren Vorhofdefibrillators weiter eingeschränkt und ferner dazu beigetragen wird, das nicht-kommerzielle Naturell dieser Vorrichtungen zu verstärken.
  • Vor kurzem ist erkannt worden, dass, da das Vorhofflimmern nicht lebensbedrohend ist, der Speicherkondensator eines Vorhofdefibrillators nicht so schnell aufgeladen werden muss, wie der Speicherkondensator eines Herzkammerdefibrillators. Diese Erkenntnis hat zu einer anderen Verbesserung bei einem Vorhofdefibrillator geführt, der vollständig in dem US-Patent Nr. 5,251,624 "Impulsgenerator für die Verwendung in einem implantierbaren Vorhofdefibrillator" beschrieben ist, und das am 12. Oktober 1993 an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung ausgegeben wurde. Der in diesem Patent beschriebene Impulsgenerator speichert Batterieenergie, wobei noch ausreichend elektrische Energie bereitgestellt wird, um die Vorhöfe des Herzens zu kardiovertieren oder zu defibrillieren, um das Vorhofflimmern abzustellen. Das wird durch ein verhältnismäßig langsames Aufladen des Speicherkondensators erreicht, um die Ableitung an der Defibrillatorbatterie zu minimieren, jedoch in einer ausreichenden Zeit, um das Vorhofflimmern abzustellen. Gemäß der beschriebenen bevorzugten Ausführung erfolgt das durch Umwandeln der ziemlich niedrigen Spannung der Batterie in eine pulsierende Hochspannung von 300 bis 400 Volt, zum Beispiel mit einem Rücklauftransformator mit einer primären Wicklung, die mit einem Oszillator verbunden ist, der für die primäre Wicklung einen hochfrequenten Niedrigleistungs-Zyklus-Eingang liefert. Durch diese Anordnung wird ausreichende elektrische Energie für das Kardiovertieren oder Defibrillieren des Herzen in dem Speicherkondensator gespeichert, ohne der Defibrillatorbatterie eine hohe Ableitung aufzuerlegen. Es kann sogar eine Minute erforderlich sein, um die Speicherkapazität aufzuladen. Das ist für das Abstellen des Vorhofflimmerns ausreichend und bringt dem Patienten Erleichterung.
  • Schließlich messen die Herzkammerdefibrillatoren, da das Herzkammerflimmern lebensbedrohend ist, kontinuierlich die Herzaktivität und erkennen das Flimmern. Wenn auch Messverstärker, die verwendet werden, um die Herzaktivität zu messen, als wenig Energie verbrauchend bekannt sind, ist durch den kontinuierlichen Betrieb über Zeiträume von Monaten und Jahren die durch diese Schaltungen verbrauchte Energie beträchtlich. Ferner führt die kontinuierliche Analyse der gemessenen Herzaktivität über die Zeit dazu, dass noch weitere beträchtliche Energie verbraucht wird. Daher kann die während der kontinuierlichen Messung der Herzaktivität und der Erkennung des Flimmerns durch eine implantierbare Vorrichtung verbrauchte Energie bei der Vorhersage der Lebensdauer der Vorrichtung nicht unberücksichtigt bleiben. Vor der vorliegenden Erfindung wurde angenommen, dass ein vollkommen automatischer Vorhofdefibrillator kontinuierlich die Herzaktivität messen und Flimmern erkennen sollte. Somit hat auch dieser Faktor des weiteren Energieverbrauchs zu der Annahme geführt, dass ein vollkommen automatischer Vorhofdefibrillator wegen der nicht akzeptablen vorhergesagten Lebensdauer ein nichtkommerzielles Naturell hat.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ein implantierbarer Vorhofdefibrillator legt kardiovertierende elektrische Energie an die Vorhöfe eines menschlichen Herzens an, das eine Kardioversion benötigt. Der Vorhofdefibrillator weist Leitungskabelmittel zum Messen der elektrischen Aktivität des Herzen einschließlich der Vorhöfe und eine Vorhofflimmernerkennungseinrichtung zum Erkennen von Vorhofflimmern des Herzen auf. Die Vorhofflimmernerkennungseinrichtung befindet sich in einem normalerweise deaktivierten Zustand. Der Vorhofdefibrillator weist ferner ein Kardiovertierungseinrichtung, die an das Leitungskabelmittel angeschlossen ist und auf die Vorhofflimmernerkennungseinrichtung anspricht, die das Vorhofflimmern des Herzens erkennt, um kardiovertierende elektrische Energie an die Vorhöfe des Herzens anzulegen, um die Vorhöfe des Herzens zu kardiovertieren und eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren der Vorhofflimmernerkennungseinrichtung zu vorgegebenen, voneinander beabstandeten Zeiten auf.
  • Der Vorhofdefibrillator kann ferner eine Datensammeleinrichtung aufweisen, das an das Leitungskabelmittel angeschlossen ist, um Daten zu sammeln, die zu der gemessenen Aktivität des Herzens gehören. Die Datensammeleinrichtung weist eine Speichereinrichtung zum Speichern der gesammelten Daten auf. Die Vorhofflimmernerkennungseinrichtung kann ferner eine Verarbeitungseinrichtung aufweisen, um die gespeicherten Daten für die Erkennung von Vorhofflimmern des Herzens zu verarbeiten, wobei die Datensammeleinrichtung sich normalerweise in einem deaktivierten Zustand befindet. Die Aktivierungseinrichtung aktiviert die Datensammeleinrichtung vor dem Aktivieren der Vorhofflimmernerkennungseinrichtung.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die einzige Figur ist ein schematisches Blockdiagramm eines vollständig implantierbaren Vorhofdefibrillators, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Nun auf 1 Bezug nehmend, ist dort ein implantierbarer, automatischer Vorhofdefibrillator 30 dargestellt, der die vorliegende Erfindung verkörpert.
  • Der Vorhofdefibrillator 30 weist ein implantierbares Gehäuse 32 und ein implantierbares Leitungskabelsystem mit einem intravaskulären Leitungskabel 34 und einem enkordialen Leitungskabel 36 auf. Das enkordiale Leitungskabel 36 weist die Spitzen- und Ringelektroden 38 und 40 auf, die jeweils für die Anordnung in der rechten Herzkammer 12 ausgestaltet sind. Das intravaskuläre Leitungskabel 34 weist eine Spitzenelektrode 44 auf, die für die Anordnung in dem Sinus Koronarius 22 oder in der Großen Herzvene 23 ausgestaltet ist, und eine Ringelektrode 46, die für die Anordnung in der oberen Hohlvene 20 oder in dem rechten Vorhof 16 ausgestaltet ist. Ein alternatives Leitungskabelsystem kann getrennte Leitungskabel für die Elektroden 44 und 46 aufweisen. Das erfordert ein zusätzliches endokordiales Leitungskabel (in 1 nicht dargestellt), das für das Anordnen der Elektrode 46 in der oberen Hohlvene 20 oder im rechten Vorhof 16 ausgestaltet ist.
  • Die Elektroden 44 und 46 des Leitungskabels 34 messen die elektrische Aktivität des Herzen. Die Elektroden 44 und 46 erfüllen die zusätzliche Funktion des Anlegens von kardiovertierender elektrischer Energie an die Vorhöfe 16 und 18 des Herzens.
  • Die Elektroden 38 und 40 messen die R-Wellen des Herzen und können hierin als erstes Elektrodenpaar bezeichnet werden. Die Elektrode 44 misst zusammen mit entweder der Elektrode 38 oder der Elektrode 40 ebenfalls die R-Wellen des Herzen und können hierin als zweites Elektrodenpaar bezeichnet werden. Das doppelte Messen der R-Wellen durch das erste und zweite Elektrodenpaar wird zum Zweck des zuverlässigen Messens der R-Wellen durchgeführt.
  • Das implantierbare Gehäuse 32 weist einen Mikroprozessor 66 und einen Speicher 80 auf. Der Mikroprozessor steuert die Gesamtfunktion des Vorhofdefibrillators 30 mit Hilfe einer Software, die durch in dem Speicher 80 gespeicherte Betriebsanweisungen gesteuert wird. Der Speicher 80 weist einen Prozessspeicherabschnitt 88 zum Speichern von Elektrokardiogramm-Daten-Abtastwerten, die durch den Mikroprozessor 66 zu verarbeiten sind, wie es nachfolgend beschrieben wird, auf.
  • In dem Gehäuse 32 weist der Vorhofdefibrillator 30 ferner eine Datensammeleinrichtung 48 mit den Messverstärkern 50, 52 und 58, einen Filter 62, einen Multiplexer 64, einen Analog/Digital- Wandler 60, eine Steuereinrichtung für den Direktzugriff auf den Speicher 68 und einen Speicher 80 auf. Der Messverstärker 50 ist mit den Elektroden 38 und 40 des Leitungskabels 36 verbunden und der Messverstärker 52 ist mit der Elektrode 44 des Leitungskabels 34 und entweder mit der Elektrode 38 oder der Elektrode 40 des Leitungskabels 36 verbunden. Die Messverstärker 50 und 52 verstärken die Elektrokardiogrammsignale, die durch das erste bzw. zweite Elektrodenpaar geliefert werden und liefern an die R-Wellendetektoren 54 bzw. 56 einen verstärkten Ausgang. Die R-Wellendetektoren 54 und 56 weisen jeweils eine Schwellenwertschaltung auf, welche die R-Wellen von den verstärkten Elektrokardiogrammen trennt, die durch die Messverstärker 50 und 52 geliefert werden. Die Ausgänge der R-Wellendetektoren 54 und 56 sind mit dem Mikroprozessor verbunden, um die getrennten R-Wellen zu dem Mikroprozessor 66 zu übertragen.
  • Der Messverstärker 58 ist mit den Elektroden 44 und 46 des Leitungskabels 34 verbunden. Der Messverstärker 58 liefert einen verstärkten Ausgang der durch das erste Elektrodenpaar, bestehend aus den Elektroden 44 und 46, gemessenen Elektrokardiogramme. Die durch den Messverstärker 58 bereitgestellten Elektrokardiogramme stellen vorwiegend die Vorhofaktivität des Herzens 10 dar.
  • Die Ausgänge der Messverstärker 50 und 58 sind mit einem Analog/Digital-Wandler 60 über den Filter 62 und den Multiplexer 64 verbunden. Der Analog/Digital-Wandler 60 digitalisiert die von den Verstärkern 50 und 58 gelieferten Elektrokardiogramme, um digitale Elektrokardiogramm-Daten-Abtastwerte zu erzeugen. Die Elektrokardiogramm-Daten-Abtastwerte werden zu dem Speicherdirektzugriff 68 übertragen, der die Elektrokardiogramm-Daten-Abtastwerte dann in dem Speicherbereich 88 des Speichers 80 speichert.
  • Bei der Steuerung der Funktion des Vorhofdefibrillators 30 arbeitet der Mikroprozessor 66 einen Vorhofflimmern-Erkennungsalgorithmus ab, der durch einen Vorhofflimmerndetektor 70 dar gestellt wird. Wenn der Vorhofflimmerndetektor 70 feststellt, dass sich das Herz im Vorhofflimmerzustand befindet, führt der Mikroprozessor 66 unter Steuerung durch die Software Lade- und Abgabesteueroperationen gemäß den Betriebsanweisungen durch, die von dem Speicher 80 erhalten werden, um die Lade- und Abgabesteuerung 74 zu realisieren. Die Lade- und Abgabesteuerung 74 bewirkt zuerst, dass die Ladeeinrichtung der Schaltung 75 den Speicherkondensator darin bis zu einer gewählten Spitzenspannung auflädt. Die Lade- und Abgabesteuerung 74 überwacht das Laden des Kondensators. Wenn die Lade- und Abgabesteuerung 74 feststellt, dass die Spannung über den Speicherkondensator die gewählte Spitzenspannung erreicht hat, beendet der Mikroprozessor über die Lade- und Abgabesteuerung 74 das Laden.
  • Nachdem das Laden des Speicherkondensators abgeschlossen ist, erstellt der Mikroprozessor ein Sicherheitsprotokoll 72. Dieses bestätigt, dass die R-Wellen zuverlässig gemessen sind und erkennt ein Herzintervall, das länger ist, als ein vorgewähltes Zeitintervall, wie es vollständig in dem US-Patent Nr. 5,207,219 beschrieben ist, das am 4. Mai 1993 für "Vorhoffibrillator und Verfahren zur zeitlichen Intervallsteuerung vor der Kardioversion" ausgegeben und an den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen wurde.
  • Nach dem erfolgreichen Abschluss des Sicherheitsprotokolls bewirkt die Lade- und Abgabesteuerung 74, dass eine Entladeschaltung 77, die mit dem Speicherkondensator der Schaltung 75 verbunden ist, einen Teil der in dem Speicherkondensator gespeicherten Energie entlädt. Die entladene Energie wird an die Elektroden 44 und 46 des intravaskularen Leitungskabels 34 angelegt, um die kardiovertierende elektrische Energie an die Vorhöfe 16 und 18 des Herzens 10 anzulegen.
  • Nachdem die kardiovertierende elektrische Energie an die Vorhöfe angelegt ist, ermittelt der Vorhofdefibrillator 30, ob die Kardioversion bei der Abstellung der Vorhofflimmerepisode erfolgreich war. Wenn die Kardioversion nicht erfolgreich war, erkennt der Vorhofflimmerndetektor 70 erneut, dass Vorhofflimmern vorhanden ist. Darauf wird die Kardioversionsfolge bei einem nächsten höheren Energiepegel wiederholt.
  • Schließlich weist der Vorhofdefibrillator 30 in dem Gehäuse 32 einen Funksender/Funkempfänger 94 auf. Der Funksender/Funkempfänger 94 weist eine gewendelte Antenne 96 zum telemetrischen Kommunizieren mit einer externen Programmiereinrichtung 100 auf. Die durch den Funksender/Funkempfänger 94 und die externe Programmiereinrichtung 100 bereitgestellte Telemetrieverbindung gestattet es dem Kardiologen, den Vorhofdefibrillator 30 in Bezug auf seine verschiedenen programmierbaren Parameter zu programmieren und ermöglicht es ihm, aus dem Vorhofdefibrillator 30 bestimmte Daten auszulesen, die in dem Speicher 80 gespeichert sind.
  • Die gesamte Kardioversionsfolge von der ursprünglichen Erkennung einer Vorhofflimmerepisode bis zur erfolgreichen Kardioversion wird zu vorgegebenen, voneinander beabstandeten Zeiten unter Steuerung durch eine Aktivierungseinrichtung 83 ausgelöst, die einen Aktivierungszeitgeber 90 und einen Aktivierer 81 des Mikroprozessors 66 aufweist. Die vorgegebenen Zeiten sind ein programmierbarer Parameter des Vorhofdefibrillators 30 und sichern das Aktivieren des Vorhofdefibrillators 30 in voneinander beabstandeten Zeiten zum Erkennen und zur Kardioversion von Vorhofflimmern. Im Ergebnis dessen kann der Aktivierungszeitgeber 90 nach dem Abschluss einer solchen Therapie und nach Abschluss jeder Vorhofflimmern-Erkennung, die keinen Eingriff erfordert, zurückgestellt werden.
  • Das Vorhofflimmern ist keine lebensbedrohende Krankheit. Daher erkennt, anders als bei Herzkammerdefibrillatoren, die ein Herzkammerflimmern kontinuierlich erkennen müssen, der Vorhofdefibrillator 30 Vorhofflimmern zu voneinander beanstandeten Zeiten, die durch das Zeitintervall vorgegeben sind, das durch den Aktivierungszeitgeber 90 zeitlich zu steuern sind. Die Erkennung von Vorhofflimmern kann zum Beispiel von einmal in jeder Minute bis einmal in jeden zwanzig Minuten ausgelöst werden, um Energie zu sparen, die von einer Batterie 92 bereitgestellt wird, welche den Vorhofdefibrillator antreibt, wobei noch ein für den Patienten rechtzeitiger Eingriff gesichert ist.
  • Es wird nun die Art und Weise beschrieben, in welcher der Vorhofdefibrillator 30 eine Vorhofflimmerepisode erkennt und sie kardiovertiert. Der Mikroprozessor 66 und somit der Vorhofflimmerndetektor 70 befinden sich zusammen mit den Messverstärkern 50, 52 und 58, den R-Wellen-Detektoren 54 und 56, dem Multiplexer 64, dem Analog/Digital-Wandler 60 dem Direktspeicherzugriff 68 und dem Speicher 80 normalerweise in einem deaktivierten Zustand. Wie vorher erwähnt, bewirkt der Aktivierer 81 des Vorhofdefibrillators 30, wenn der Aktivierungszeitgeber 90 ein vorgegebenes Zeitintervall steuert, dass das Erkennen einer möglichen Vorhofflimmerepisode ausgelöst wird. Wenn der Vorhofdefibrillator 30 eine Vorhofflimmerepisode erkennt, aktiviert der Aktivierungszeitgeber 90 zuerst den Aktivierer 81 des Mikroprozessors 66, welcher dann die Messverstärker 50, 52 und 58, den Analog/Digital-Wandler 60, den Direktspeicherzugriff 68 und den Speicher 80 aktiviert, um eine acht Sekunden dauernde Erfassungsperiode auszulösen. Während dieser Erfassungsperiode bewirkt der Mikroprozessor 66, dass der Multiplexer 64 abwechselnd die Ausgänge der Messverstärker 50 und 58 mit dem Analog/Digital-Wandler 60 verbindet, um das Speichern der digitalen Abtastwerte der Elektrokardiogramme zu gestatten, die von den Elektroden 44 und 46 des Leitungskabels 34 und den Elektroden 38 und 40 des Leitungskabels 36 gemessen werden. Die digitalen Elektrokardiogramm-Abtastdaten für die gesamten acht Sekunden werden in dem Prozessspeicherabschnitt 88 des Speichers 80 gespeichert.
  • Wenn die acht Sekunden dauernde Erfassung abgeschlossen ist, implementiert der Mikroprozessor 66 den Vorhofflimmerdetektor 70 durch Verarbeiten der in dem Prozessspeicherabschnitt 88 gespeicherten Daten, um Vorhofflimmern gemäß einem Vorhofflimmern-Erkennungsalgorithmus zu erkennen. Wenn kein Vorhofflimmern entdeckt wird, deaktiviert der Aktivierer 81 des Mikroprozessors die Datensammeleinrichtung 48, stellt den Aktivierungszeitgeber 90 zurück und deaktiviert darauf den Mikroprozessor 66. Der Aktivierungszeitgeber 90 geht dann dazu über, sein vorgegebenes Zeitintervall zu steuern, um zu einer nächsten Zeit, in welcher eine mögliche Vorhofflimmerperiode zu erkennen ist, den Aktivierungszeitgeber 81 des Mikroprozessors 66 erneut zu aktivieren.
  • Wenn von dem Vorhofflimmerndetektor 70 Vorhofflimmern erkannt wird, bewirkt die Lade- und Abgabesteuerung 74, dass die Lade- und Speicherkondensatorschaltung 75 den Speicherkondensator auf eine vorgewählte Spitzenspannung auflädt. Wenn der Kondensator aufgeladen ist, ermittelt der Vorhofflimmerndetektor 70, ob sich die Vorhöfe 16 und 18 des Herzens noch im Flimmerzustand befinden. Wenn ja, führt der Vorhofdefibrillator eine weitere acht Sekunden dauernde Erfassungsperiode aus. Die Elektrokardiogramm-Abtastwerte, die während dieser weiteren acht Sekunden dauernden Erfassungsperiode erfasst werden, werden verwendet, um die vorher gespeicherten Elektrokardiogramm-Abtastwerte in dem Prozessspeicherabschnitt 88 zu speichern.
  • Wenn der Vorhofflimmerndetektor 70 feststellt, dass sich die Vorhöfe nicht noch im Flimmerzustand befinden, wird der Prozess abgeschlossen und der Aktivierer 81 deaktiviert die Datensammeleinrichtung 48, stellt den Aktivierungszeitgeber 90 zurück und deaktiviert dann den Mikroprozessor 66. Der Aktivierungszeitgeber 90 geht dann dazu über, sein vorgegebenes Zeitintervall zu steuern. Wenn sich die Vorhöfe jedoch nicht im Flimmerzustand befinden, implementiert der Mikroprozessor 66 das Sicherheitsprotokoll 72. Das Sicherheitsprotokoll erkennt ein Herzintervall, welches länger ist, als ein vorgewähltes minimales Intervall. Genauer ausgedrückt, die R-Wellen-Detektoren 54 und 56 trennen die R-Welle jedes Herzzyklus ab. Wenn das Sicherheitsprotokoll 72 des Mikroprozessors 66 zwei unmittelbar aufeinanderfolgende R-Wellen erkennt, die zeitlich um eine Zeit voneinander beabstandet sind, die größer ist, als das vorgewählte minimale Intervall, ist das Sicherheitsprotokoll abgeschlossen.
  • Wenn das Sicherheitsprotokoll abgeschlossen ist, bewirkt die Lade- und Abgabesteuerung 74, dass die Entladeschaltung 77 einen Teil der in dem Speicherkondensator der Schaltung 75 zwischen den Elektroden 44 und 46 gespeicherten Energie zum Kardiovertieren des Herzens abgibt.
  • Nach der Abgabe der kardiovertierenden elektrischen Energie an die Vorhöfe, ermittelt der Vorhofflimmerndetektor 70 erneut, ob noch Vorhofflimmern vorhanden ist. Wenn ja, wird eine weitere acht Sekunden dauernde Datenerfassung durchgeführt. Wenn die Vorhöfe erfolgreich kardiovertiert worden sind, wird der Prozess abgeschlossen und der Aktivierer 81 deaktiviert die Datensammeleinrichtung 48, stellt den Aktivierungszeitgeber 90 zurück und deaktiviert dann den Mikroprozessor 66. Der Aktivierungszeitgeber 90 geht dann dazu über, sein vorgegebenes Zeitintervall zu steuern und löst erneut das Erkennen einer möglichen Vorhofflimmerepisode zu der nächsten vorgegebenen Zeit aus.
  • Wenn festgestellt wird, dass sich das Herz noch im Zustand des Vorhofflimmerns befindet, ermittelt der Mikroprozessor 66 über einen Zähler 76, ob die Vorhöfe für die vorliegende Flimmerepisode vorgegeben oft mit kardiovertierender elektrischer Energie versorgt wurden. Wenn die Vorhöfe vorgegeben oft mit kardiovertierender elektrischer Energie versorgt wurden, ohne die Vorhöfe erfolgreich zu kardiovertieren, wird der Prozess als abgeschlossen angesehen und der Aktivierer 81 deaktiviert die Datensammeleinrichtung 48, stellt den Aktivierungszeitgeber 90 zurück und deaktiviert dann den Mikroprozessor 66. Wenn jedoch zusätzliche Kardioversionsversuche verbleiben, lädt der Vorhofdefibrillator 30 den Kondensator der Schaltung 75 in der gleichen Weise auf, wie es vorher beschrieben ist und die Kardioversionsfolge wird wiederholt, jedoch bei einem höheren Energiepegel.
  • Im Ergebnis des Vorhergehenden befinden sich der Vorhofflimmerndetektor 70 und die Datensammeleinrichtung 48 normalerweise in einem deaktivierten Zustand und werden nur zu den vorgegebenen, beabstandeten Zeiten aktiviert. Das spart in hohem Maße Energie für das Verlängern der Lebensdauer des Defibrillators 30, weil das Erkennen von Vorhofflimmern nicht kontinuierlich durchgeführt wird. Wenn kein Vorhofflimmern erkannt wird oder wenn ein Eingriff für eine Vorhofflimmerepisode abgeschlossen ist, wird der Aktivierungszeitgeber 90 zurückgestellt, um die Vorhofflimmernerkennung bei der nächsten vorgegebenen Zeit erneut zu aktivieren.
  • Wenn auch eine spezielle Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, können Modifikationen durchgeführt werden und in den beigefügten Ansprüchen ist es daher beabsichtigt, alle solche Änderungen und Modifikationen einzubeziehen, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (5)

  1. Ein implantierbarer Vorhofdefibrillator mit einem Leitungskabelsystem (34, 36) zum Messen der elektrischen Aktivität des Herzen einschließlich der Vorhöfe des Herzen, mit einem Vorhofflimmerdetektor (70) zur Ermittlung, ob das Herz sich im Vorhofflimmern befindet, wenn der Vorhofflimmerdetektor aktiviert ist, wobei der Vorhofflimmerdetektor einen normalerweise deaktivierten Zustand hat, mit einem Kardioverter (77), der an das Leitungskabelsystem angeschlossen ist und auf den Vorhofflimmerdetektor anspricht, der das Vorhofflimmern des Herzen erkennt, um kardiovertierende elektrische Energie an die Vorhöfe des Herzen anzulegen, um die Vorhöfe des Herzen zu kardiovertieren, wobei der Vorhofdefibrillator (30) gekennzeichnet ist durch einen Aktivierer (81) zum Aktivieren des Vorhofflimmerdetektors (70) zu vorgegebenen, voneinander beabstandeten Zeiten.
  2. Vorhofdefibrillator nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Datensammelschaltung (48), die an das Leitungskabelsystem angeschlossen ist, um Daten zu sammeln, die zu der gemessenen Aktivität des Herzen gehören, wenn die Datensammelschaltung aktiviert ist, wobei die Datensammelschaltung einen Speicher (80) zum Speichern der gesammelten Daten aufweist, wobei der Vorhofdefibrillator (30) einen Prozessor (66) einschließt, um die gespeicherten Daten zu verarbeiten für die Erkennung von Vorhofflimmern des Herzen, wobei die Datensammelschaltung einen normalerweise deaktivierten Zustand hat, und wobei der Aktivierer die Datensammelschaltung vor dem Aktivieren des Vorhofflimmerdetektors aktiviert.
  3. Vorhofdefibrillator nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Aktivierer einen Zeitgeber zum zeitlichen Steuern eines vorgegebenen Zeitintervalls aufweist.
  4. Vorhofdefibrillator nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber das vorgegebene Zeitintervall in Abhängigkeit von dem Vorhofflimmerdetektor zeitlich steuert, der kein Vorhofflimmern entdeckt.
  5. Vorhofdefibrillator nach Anspruch 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber das vorgegebene Zeitintervall in Abhängigkeit von dem Kardioverter zeitlich steuert, der die Vorkammern des Herzen kardiovertiert.
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