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Hintergrund
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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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.
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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.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
einzige Figur ist ein schematisches Blockdiagramm eines vollständig implantierbaren Vorhofdefibrillators,
der die vorliegende Erfindung verkörpert.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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Nun
auf 1 Bezug nehmend, ist dort ein implantierbarer,
automatischer Vorhofdefibrillator 30 dargestellt, der die
vorliegende Erfindung verkörpert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.