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Diese Erfindung bezieht sich allgemein
auf implantierbare Impulsgeneratoren, die verwendet werden, um eine
Stimulation zu liefern, die das Herz eines Patienten in Schritt
hält bzw.
ein Schrittmacher des Herzens bewerkstelligt, und insbesondere auf
jene, die eine Vorhof-Tachykardie erfassen und beim Entdecken von
Anzeichen für
eine Vorhof-Tachykardie oder eine Vorhof-Tachyarrhythmie entweder
in eine Antitachy-Betriebsart bzw. Schrittmacherbetriebsart oder
eine andere Betriebsart umschalten (d. h. Betriebsartumschaltung).
"Tachy" ist als Situation definiert, in der ein Herz pathologisch
schnell schlägt. Diese
Erfindung befasst sich mit der Vorhof-Tachykardie. Von einem Herzschrittmacher
wird gewöhnlich
eine Variable gehalten bzw. unterhalten, die definiert, was die
Länge eines
Tachyintervalls ist, während
eine weitere Variable definiert, was ein normales Intervall ist,
oder ein "Normalintervall" kann als ein Intervall definiert sein,
das länger
als das für
Tachy definierte Intervall ist. Im Allgemeinen werden diese zu definierenden
Zeitperiodenwerte vom Hersteller definiert, jedoch können sie
umprogrammierbare Werte sein, die, falls erwünscht, von einem Arzt definierbar sind.
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Als Reaktion auf solche Anzeichen
(d. h., dass der Betrag des A-A-Intervalls kürzer als das Tachyintervall
ist), kann ein Herzschrittmacher auf verschiedenartige Weise vorgehen,
wobei es nicht der Zweck dieser Erfindung ist, auf solche Reaktionen näher einzugehen.
Statt dessen ist diese Erfindung dazu bestimmt, falsche Reaktionen,
was für
die meisten Herzschrittmachervorrichtungen der heutigen Generation
eine Betriebsartumschaltung wäre,
zu ver hindern oder zu verringern.
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Ein Verfahren der Reaktion auf Anzeichen
für eine
Tachykardie ignoriert im Allgemeinen die hohen intrinsischen Vorhof-Arbeitstakte
bzw. -Raten und schaltet auf die Herzkammerstimulation um, wie in dem
US-Patent Nr. 5.144.949 (Olson) beschrieben ist. Dies ist ein Typ
der Betriebsartumschaltung. Andere Systeme gehen in einer Antitachy-Betriebsart alternativ
vor, wie etwa jenes, das in dem US-Patent Nr. 4.587.970 (Holley
u. a.) beschrieben ist, das eine Umsteuerungsstimulation anwendet,
um zu versuchen, die Tachykardie zu unterbrechen und auszusetzen.
Ein ziemlich ausführlicher
Hintergrund der Herzschrittmachertechnik für Betriebsartumschaltung lässt sich
in dem US-Patent Nr. 4.562.841 (Brockway u. a.) finden .
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Die Betriebsartumschaltung hatte
in der Technik der Herzschrittmacher und Impulsgeneratoren verschiedenartige
Definitionen und Zwecke. Beispiele neben den oben erwähnten umfassen
die US-Patente Nrn. 5.284.491 (Sutton u. a.), 4.856.523 (Sholder
u. a.) und 4.363.325 (Roline u. a.). Diese verwenden einen Sensor-Arbeitstakt
oder einen langfristigen oder wechselnden Vorhof-Arbeitstakt, um
zu bestimmen, wann bei den bestimmten Problemen, auf die sich jene
Patente richten, eine Betriebsartumschaltung zu erfolgen hat. Im
Allgemeinen sind sie Erfindungen, die auf Probleme eingehen, die
wegen oder während
der arbeitstaktangepassten Stimulation entstehen. Die Betriebsartumschaltung
lässt sich
am besten als Rückkehr
des Herzschrittmachers zu einer Betriebsart, in der er den Vorhof-Arbeitstakt nicht
verfolgt (d. h., die Herzkammer nicht synchron dazu stimuliert)
beschreiben. Mit anderen Worten, in einem in der Betriebsart umgeschalteten
Zustand synchronisiert die Reizimpulsgabe das Inschritthalten der
Herzkammer nicht mit der Tätigkeit
des Herz vorhofs.
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Verfahren und Merkmale der Betriebsartumschaltung
sind in einem Artikel der Ausgabe der Zeitschrift PACE vom 19. Noyember
1994 (Bd. 17, Teil II) mit dem Titel "A New Automode Switch-Algorithm
for Supraventricular Tachycardias" von Levine u. a. auf den Seiten
1895–9
beschrieben. (In derselben Ausgabe von PACE sind auf den Seiten
1900 (Den Dulk), 1908 (Ovsyshcher) und 1913 (Provenier) zusätzliche Artikel über Vorrichtungen
mit automatischer Betriebsartumschaltung veröffentlicht.)
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Seit einiger Zeit stehen arbeitstaktangepasste
Herzschrittmacher, die der physiologischen Anforderung eines Patienten
folgen, zur Verfügung.
Ein jüngstes
Beispiel ist in dem US-Patent Nr. 5.271.395 (Wahlstrand u. a.) angeführt. Das
US-Patent Nr.-4.856.524 (Baker, Jr.) verwendet einen AV-Intervall-Zeitgeber
anstelle eines Aktivitätssensors
(wie in dem US-Patent Nr. 5.052.388 an Sivula u. a.) oder einer
Minutenventilation (wie in 5.271.395 an Wahlstrand) zur Bestimmung
des geeigneten Schrittmachertaktes:
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Wenn jedoch die Betriebsartumschaltung angewandt
wird, kann das Vorhandensein von Fernfeld-R-Wellen (FFRW) zu falschen-positiven
Indikatoren führen.
(Eine FFRW ist eine im Vorhof erfasste ventrikuläre Depolarisation.) Gerade
diesem Problem der unangebrachten bzw. ungeeigneten Tachyerfassung
wendet sich diese Erfindung zu.
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Die Herzschrittmachertechnik ist
seit etwa 30 Jahren bekannt. Die Technik der Implantation solcher hermetisch
verschlossener elektrischer Impulsgeneratoren (gewöhnlich mit
Batterien als Energiequelle), die auf die Bedürfnisse eines Patienten bei
der Herzstimulation eingehen, sind in vielen Aspekten, die hier
nicht im Einzelnen beschrieben werden, wohlbekannt. Statt dessen
sei der Leser auf die auf dem Fachgebiet verfügbaren und in dieser Anmeldung
zitierten Beschreibungen sowie auf weitere ohne weiteres zugängliche
Literatur verwiesen.
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Als Reaktion auf das Problem der
zur Betriebsartumshaltung führenden
FFRW-Erfassung gaben die implantierbaren Impulsgeneratoren (IPG oder
Schrittmacher) in der Vergangenheit vor, während und nach der durch einen
fehlerhaften Indikator verursachten Schrittmacherreaktion in dem
oder nahezu in dem programmierten niedrigeren Arbeitstakt Reizimpulse
aus. Gewöhnlich
wurde diese Reaktion als Betriebsartumschaltungsepisode bezeichnet,
wobei die FFRW-Erfassung während
solcher Episoden gestoppt wird. Solche Episoden waren im Allgemeinen
von kurzer Dauer (kürzer
als eine Minute). Die über
mehrere Schrittmacherzyklen aufrechterhaltenen AP-VR-AR- und AP-AR-VS-Taktfolgen
(in denen das AP-AR-Intervall
relativ zur Größe des langen
Intervalls AR-AP kurz ist) wurden im Allgemeinen als verantwortlich
für die
falschen positiven Tachyerfassungen und somit für das Herbeiführen dieser
Betriebsartumschaltungsepisoden angesehen. (Definitionen: AP = Vorhof-Reizimpuls,
V = Herzkammerereignis, AR = Vorhof-Refraktär- bzw. Refraktionärerfassung).
Da ein Schrittmacher diese Ereignisse über eine oder mehrere intrakardiale
elektrische Zuleitungen erfasst, wird angenommen, dass diese Muster das
Ergebnis der Fernfeld-R-Wellen-Erfassung sein können. Testergebnisse unter
Verwendung von Markierungskanalinformationen (wie sie in dem an
Markowitz u. a, erteilten US-Patent Nr. 4.374.382 beschrieben sind)
sind in Ausgaberegistrierstreifen verfügbar. Das Dokument WO-A-92/09331
offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Unsere Algorithmen verwenden vorzugsweise eine Zeitvariable, die
zweckmäßigerweise
mittleres Vorhofintervall (oder MAI = Mean Atrial Interval oder
AAI = Atrial Average Interval) genannt werden kann und das wiedergibt,
was die Schrittmachervorrichtung oder der "Schrittmacher" als wahres
Vorhofintervall ansieht. Unser AAI ist außerdem so angelegt, dass es auf
das kürzeste
A-A-Intervall konvergiert (wenn Lang-kurz-Intervallmuster auftreten).
In bestimmten Situationen kann dieser AAI/MAI-Algorithmus auf das (obenbeschriebene)
kurze AP-AR-Intervall konvergieren und diese Folgen somit auch bei
Fehlen einer wirklichen Vorhof-Tachykardie als Vorhof-Tachykardie
identifizieren. Diese Algorithmen der Erfindung sind auf jedem Schrittmacher,
der eine Tachykardie oder ein Vorhofflattern falsch erfasst, anwendbar,
jedoch findet eine bevorzugte Ausführungsform Anwendung auf das
MAI beim TheraTM-Medtronic-Herzschrittmacher.
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Weiter können Anpassungen auch in dem modernen
Schrittmacher, die hier bezüglich
alternativer bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben werden, vorgenommen werden.
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Im folgenden werden mit Bezug auf
die beigefügte
Zeichnung beispielhaft bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
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1 ist
ein Markierungskanaldiagramm, das ein Beispiel eines Zeitablaufszenarios
anführt, das
zu einer falschen positiven Tachyerfassung und Betriebsartumschaltung
führen
kann.
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2 ist
ein Blockschaltbild eines implantierbaren Impulsgenerators (IPG
oder Schrittmacher), der von dieser Erfindung verwendet werden kann.
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Die 3 und 4 sind verbesserte Markierungskanaldiagramme.
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5 ist
ein heuristischer Zeitablaufplan, der zur Festlegung der Terminologie
verwendet wird.
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Die 6a und 6b sind gepaarte Markierungskanal- und
Oberflächen-EKG-Diagramme.
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7 ist
ein Ablaufplan algorithmischer Prozesse.
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Die 8 und 9 sind Markierungskanaldiagramme.
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Es werden alternative Verfahren zur
Verhinderung falscher positiver Reaktionen auf eine nicht vorhandene
Vorhof-Tachykardie
oder ein nicht vorhandenes Vorhof- bwz. Herzflattern beschrieben. Eine
Aufgabe dieser Erfindung ist somit das Verhindern potenzieller Indikatoren
für eine
Tachyerfassung, die zu unangebrachten Schrittmachereaktionen führen.
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Jedoch besteht bei jedem zur Verhinderung einer
falschen positiven Tachyerfassung verwendeten korrigierenden al-gorithmischen Prozess,
der AS-Ereignisse ignoriert, die Gefahr, dass Anzeigen bzw. Anzeichen
für wahre
Tachyarrhythmien fehlen. Deshalb lehrt diese Erfindung Operationen
zur Umgehung dieses Problems durch ausschließliches Erfassen und Verwenden
von auf der Basis von klassierenden bzw. Klassifizierenden Kriterien
(Screening-Kriterien) ausgewählten
FFRW-Ereignissen.
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Zunächst folgt eine Beschreibung
des Herzschrittmachersystems .
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2 ist
ein Blockschaltplan, der eine mögliche
Form eines für
die Ausführung
dieser Erfindung geeigneten Herzschrittmachers 10 zeigt.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer mikroprozessorbasierten
Architektur beschrieben wird, könnte
sie selbstverständ-lich in einer anderen Technologie
wie etwa einer auf digitaler Logik basierenden, kundenspezifischen
Architektur in integrierter Schaltungsbauweise und, falls erwünscht, in Form
analoger Schaltungen usw. implementiert werden. Selbstverständlich kann
die vorliegende Erfindung in Kardiovertern, Defibrillatoren und
dergleichen implementiert werden.
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Bevorzugte Ausführungsformen verwenden zwei
Zuleitungen 14, 15 .Die Zuleitung 14 enthält eine
Elektrode 24, die sich in der Nähe ihres distalen Endes, das
in der rechten Herzkammer 16 positioniert ist, befindet.
Die Elektrode 24 ist durch einen Zuleitungsleiter 14 über einen
Eingangskondensator 26 mit dem Knoten 28 und mit
den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen
einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 verbunden. Die Zuleitung 15 besitzt
eine im rechten Vorhof 17 positionierte distale Elektrode.
Die Elektrode 22 Bist durch einen Zuleitungsleiter 15 über einen Eingangskondensator 75 mit
einem Knoten 76 und mit den Eingangs-/Ausgangsanschlüssen der
Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 verbunden.
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Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 umfasst
die analogen Ein-/Ausgangsschaltungen für den Betrieb der digitalen
Steuerungs- und Zeitgeberschaltungen zur Erfassung von vom Herzen
stammenden elektrischen Signalen wie etwa das Herz-Elektrogramm
(EGM oder EKG). Sie empfängt außerdem das
Ausgangssignal von Sensoren (die nicht gezeigt sind, jedoch mit
den Zuleitungen 14 und 15 verbunden sein können) und
ist jener Teil, der die stimulierenden Impulse, gesteuert von als
Software implementierten Algorithmen in einer Mikrocomputerschaltung 32,
an das Herz überträgt.
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Die Mikrocomputerschaltung 32 umfasst eine
im selben Chip integrierte Schaltung bzw. On-Board Schaltung 34 und
eine nicht im selben Chip integrierte Schaltung bzw. Off-Board Schaltung 36.
Die im selben Chip integrierte Schaltung 34 enthält einen
Mikroprozessor 38, einen Systemtaktgeber 40 und
im selben Chip integrierte RAM 42 und ROM 44.
Die nicht im selben Chip integrierte Schaltung 36 enthält eine
nicht im selben Chip integrierte RAM/ROM-Einheit 46. Die
Mikrocomputerschaltung 32 ist durch einen Datenkommunikationsbus 48 mit einer
digitalen Controller/Zeitgeber-Schaltung 50 verbunden.
Die Mikrocomputerschaltung 32 kann aus kundenspezifischen,
durch Standard-RAM/ROM-Komponenten erweiterten IC-Bausteinen gefertigt
sein.
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Fachleuten ist klar, dass die in 2 gezeigten elektrischen
Komponenten durch eine geeignete Batterie-Leistungsquelle (nicht
gezeigt) der implantierbaren Güte
gespeist werden.
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Zum Zwecke der Aufwärts/Abwärts-Telemetrie
durch eine Radiofrequenz-(RF)-Sende-Empfangsschaltung (RF TX/RX) 54 ist
eine Antenne 52 mit der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 verbunden. Das
Fernübertragen
sowohl von analogen als auch von digitalen Daten zwischen der Antenne 52 und
einer externen Vorrichtung wie etwa einer externen Programm ereinrichtung
(nicht gezeigt) wird in der bevorzugten Ausführungsform durch Mittel n,
die im Wesentlichen in dem am 7. Juli 1992 erteilten US-Patent Nr.
5.127.404 mit dem Titel "Telemetry Format for Implantable Medical
Device" beschrieben sind. Wie an sieh bekannt ist, ist ein Reed-Schalter 51 mit
der E Eingangs/Ausgangsschaltung 30 verbunden, um durch Sperren
des Leseverstärkers 146 und
Freigeben der Telemetrie- und Programmierfunktionen ein Patienten-Nachfolgen
zu ermöglichen.
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Eine Quarzoszillatorschaltung 56, üblicherweise
ein quarzgesteuerter 32.768-Hz-Oszillator, liefert Haupt-Steuertaktsignale
an die digitale Controller/Zeitgeberschaltung 50. Die meisten
Taktimpulsperioden hängen
von einem Taktgeber ab, der programmgesteuert ein- oder ausschaltet,
wobei die Länge
des Taktimpulses im Allgemeinen bezüglich einer Anzahl von Taktzyklen
eingestellt wird. Eine Vref-/Vorspannungsschaltung 58 erzeugt
eine stabile Spannungsreferenz und Vorströme für die analogen Schaltungen
der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30. Eine A/D-Umsetzung/Multiplexer-Schaltung (ADC/MUX) 60 digitalisiert
analoge Signale und Spannungen, um die Telemetrie und eine Angabe
für ein
erforderliches Austauschen oder eine Betriebszeitablauf-Funktion
(EOL = end of life) zu ermöglichen.
Eine Schaltung 62 zum Rücksetzen
nach dem Einschalten (POR = Power-on-Reset) dient zur Initialisierung
des Herzschrittmachers 10 mit programmierten Werten während des
Einschaltens und zum Zurücksetzen
der Programmwerte auf Vorgabezustände bei der Erfassung eines
niedrigen Ladezustandes der Batterie oder vorübergehend bei Eintreten bestimmter
unerwünschter
Zustände
wie beispielsweise einer unannehmbar starken elektromagnetischen
Störung
(EMI).
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Die Bedienbefehle zur Steuerung des
Zeitablaufs des in 2 gezeigten
Schrittmachers sind über
den Bus 48 mit der digitalen Controller/Zeitgeber-Schaltung 50 gekoppelt,
in der digitale Zeitgeber das Gesamtumschaltintervall des Schrittmachers
sowie verchiedene Refraktionärund
Austastfenster und andere Zeitfenster zur Steuerung des Betriebs
der peripheren Komponenten in der Eingangs/Ausgangsschaltung 50 steuern.
Bei dieser Erfindung sind dies insbesondere die PVAB- und MAI-Werte.
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Die digitale Controller/Zeitgeber-Schaltung 50 ist
mit den Leseverstärkern
(LESEN) 64 und 67 und den Elektrogramm-(EGM)-Verstärkern 66 und 73 zum
Empfangen an der Elektrode 24 über die Zuleitung 14 und
den Kondensator 26 abgenommener verstärkter und verarbeiteter Signale
und zum Empfängen
an der Elektrode 22 über
die Zuleitung 15 und den Kondensator 75 abgenommener
verstärkter
und verarbeiteter Signale, die für
die elektrische Tätigkeit der
Herzkammer 16 bzw. des Herzvorhofs 17 des Patienten
repräsentativ
sind, verbunden. Ähnlich
erzeugen die Lese-Verstärker 64 und 67 Leseereignissignale
für das
Zurücksetzen
des Umschaltintervall-Zeitgebers in der Schaltung 50. Das
vom EGM-Verstärker 66 gebildete
Elektrogrammsignal wird bei den Ereignissen verwendet, bei denen
die implantierte Vorrichtung durch die/den externe/externen Pnogrammiervorrichtung/Sender-Empfänger bzw.
Transceiver (nicht gezeigt) abgefragt wird, um eine Darstellung
des Elektrogramms der elektrischen Herzaktivität des Patienten durch Aufwärtstelemetrie zu übertragen,
wie in dem an-Thompson u. a. erteilten US-Patent Nr. 4.556.063 mit
dem Titel "Telemetry System for a Medical Device" beschrieben ist.
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Die Ausgangsimpulsgeneratoren 68 und 71 liefern über die
Aüsgangskondensatoren 74 und 77 und
die Zuleitungen 14 und 15 Schrittmacherreize für das Herz 11 eines
Patienten als Reaktion auf ausgegebene Auslösesignale, die von der digitalen
Controller/Zeitgeber-Schaltung 50 stets dann, wenn das Umschaltintervall
bzw. Escapeintervall abläuft
oder ein von außen übertragener
Schrittmacherbefehl empfangen worden ist, gebildet werden, oder
als Reaktion auf andere gespeicherte Befehle, wie es in der Herzschrittmachertechnik
wohlbekannt ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Herzschrittmacher 10 geeignet,
in verschiedenen nicht auf den Arbeitstakt reagierenden Be triebsarten,
die DDD, DDI, VVI, VOO und VVT umfassen, sowie in entsprechenden auf
den Arbeitstakt reagierenden Betriebsarten DDDR, DDIR, WIR, VOOR
und VVTR, zu arbeiten. Ferner kann der Herzschrittmacher 10 programmierbar
konfiguriert werden, damit er so arbeitet, dass er seinen Arbeitstakt
nur in Antwort auf ein ausgewähltes
Sensorausgangssignal oder, falls erwünscht, in Antwort auf beide
Sensorausgangssignale verändert. Es
können
viele andere Merkmale und Funktionen von Herzschrittmachern aufgenommen
werden, ohne über
den Umfang dieser Erfindung hinauszugehen.
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Einige Hintergrundinformationen über Markierungskanäle und wie
Schrittmacher Informationen hinsichtlich der A-A-Intervalle aufbewahren,
werden ebenfalls benötigt.
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Die 8 und 9 zeigen Fälle, in
denen eine falsche Tachyerfassung erfolgte, wie in den Markierungskanaldiagrammen
(als Linien 81 und 82 gezeigt) gezeigt ist. Die
Vorhof-Schrittmacher- bzw. Inschritthalte-, Vorhof-Refraktionär- und Herzkammer-Inschritthalteereignisse
sind einfach mit AP, AR bzw. VP angegeben. In 8 kann ein erfasstes Ereignis in einer
Nach-Herzkammer-Vorhof-Refraktionärperiode
(PVARP 88) (hier als AR gezeigt) durch Fernfeld-R-Wellen
(FFRW) bedingt oder irgendeine fassung während der. PV Er g ARP 88 sein.
(Für heuristische
Zwecke und als Referenz ist innerhalb der PVARP 26 in 11 außerdem
eine PVAB-Periode 29 gezeigt.) In einem zweiten Fall (9) kann eine Erfassung während des
Vorhof-Herzkammer-(AV)-Intervalls durch eine Herzkammer-Fusionsstimulation,
den Verlust eines Vorhof-Capture oder irgendeine andere Erfassung
während
des AV-Intervalls, die einen Tachyerfassungsalgorithmus fehlleiten
kann, indem sie den AAI-Schätzalgorithmus
darauf schließen
lässt,
dass das wahre Vorhofintervall sehr kurz ist, bedingt sein.
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Eine Fernfeld-R-Wellen-Erfassung
kann in Fällen
erfolgen, die sich von einem AP-AR-AP-Takt bzw. -Rhythmus unterscheiden.
Es ist auch möglich, eine
Fernfeld-R-Welle nach einem Sinustakt, zu erlangen, was eine AS-VP-AR-Markierungskanalfolge erzeugt.
Obwohl im Allgemeinen angenommen werden darf, dass das Markierungskanaldiagramm
der 8 und 9 angemessen bezeichnete
Markierungssignale aufweist, können
diese falsch sein, was bedeutet, dass der Schrittmacher falsch reagieren kann.
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Bei anderen Impulsgeneratoren kann
es sein, dass es keine Markierungskanalreferenz gibt und die Vorrichtung
dennoch Signale falsch interpretiert. Der Markierungskanal wird
in dieser Beschreibung verwendet, da er viel leichter als Registrierstreifen
zu lesen ist und angibt, wie der, Schrittmacher die erfassten Signale,
die er vom Herzen und dessen Umgebung empfängt, interpretiert.
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Schätzung des "AAI" oder "MAI"
(eine Variable, die vom Schrittmacher gespeichert und aktualisiert
wird)
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Der Momentanwert bzw. aktuelle Wert
des mittleren Vorhofintervalls (AAI) wird normalerweise durch eine
Mikroprozessorschaltung 32 (2)
eingestellt, was kontinuierlich auf ein Vorhofintervall, das in
einem intrinsischen Ereignis (bei nicht in Schritt gehaltenem Vorhof)
endet, und auf jene Intervalle zwischen zwei Vorhof-Inschritthalteereignissen folgt.
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Es gibt zahlreiche Möglichkeiten,
das AAI einzustellen. Diese fallen in drei Kategorien. 1) Ignorieren
gewisser individueller kardialer Erfassungsereignisse, die während Austastperioden
eintreten, 2) Ignorieren weiterer individueller Ereignisse, die sich
wegen der Art oder des Zeitpunkts des empfangenen Signals nicht
qualifizieren lassen, und 3) Gruppe von Verfahren durch Manipulation
des zum Bestimmen und Aktualisieren des AAI verwendeten Algorithmus
selbst. Obwohl viele Funktionen des Schrittmachers von der zur Auswertung
einer solchen AAT-Variablen angewandten Berechnung abhängen können, besteht
deren klarste Indikation darin, zu bestimmen, ob eine Tachykardie
vorliegt oder nicht. Im allgemeinen gilt AAI = F(N). Wobei N ein kontinuierlich
aktualisierter Wert ist, der von der Bestimmung erfasster Vorhofereignisse
und der zeitlichen Abstimmung zwischen einem erfassten Vorhofereignis
und dem nächsten
abhängt.
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Somit kann der Wert des AAI durch
Ignorieren gewisser Vorhofereignisse, die im Allgemeinen zu nahe
an dem vorhergehenden Ereignis liegen, in der Amplitude zu klein
sind oder zu lange nach einem vorhergehenden Ereignis eintreten,
verschoben werden. Bei Auftreten eines gültigen A-zu-A-Ereignis-Intervalls
wird der Wert dieser Zeitperiode zwischen dem Eintreten des ersten
Ereignisses und dem Eintreten des zweiten Ereignisses dazu verwendet,
den Wert des AAI zu erhöhen
oder zu erniedrigen. Dies kann direkt oder indirekt geschehen, wobei
verschiedene agorithmische Filter und Schranken für diese Additionsoder
Subtraktionsfunktion so eingerichtet werden können, wie es im Ermessen des
mit diesem Fachgebiet vertrauten Lesers liegt.
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Ein Hauptanliegen dieses Patents
ist, einen Wert für
das geeignete A-zu-A-Intervall zu bestimmen, um eine Beurteilung
darüber
zu treffen, ob ein Tachyarrhythmie-Ereignis eintritt oder nicht.
Beispielsweise würde
im Fall einer Sinusverfolgung, bei der jedes Vorhofereignis ein
erfasstes (intrinsisches) Ereignis ist, jedes A-A-Intervall zur
Einstellung des AAI verwendet werden. In einer konkurrierenden Schrittmacher-
bzw. Inschritthaltesituation, in der das Vorhof-Inschritthalten
eng mit einer intrinsischen Vorhoftätigkeit verknüpft ist,
sollte das Refraktionär-Reizimpulserfassungsintervall
nicht verwendet werden, da es möglicherweise
die zugrunde liegende intrinsische Tätigkeit nicht wirklich wiedergibt.
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In Abhängigkeit von der Ausgereiftheit
des Schrittmachers oder der implantierten Impulserzeugungsvorrichtung
kann die interne Aufzeichnung des AAI an verschiedenen Orten aufbewahrt
werden, wobei, falls erwünscht,
mehrere unterschiedliche Werte, ein Wert für jeden bestimmten Zweck, verwendet werden
können.
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In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform
ist die Aktualisierung des AAI eine Operation mit "vorbelastetem
Delta". Jede Einstellung modifiziert das AAI um einen festen Betrag.
Wenn das zum Aktualisieren des AAI verwendete gemessene A-A-Intervall
kleiner oder gleich dem momentanen AAI ist, wird das AAI um einen
festen Betrag, der als "DELTADEC" bezeichnet wird, verkleinert. Ähnlich wird
das AAI dann, wenn das zum Aktualisieren des AAI verwendete A-A-Intervall
größer als
das momentane AAI ist, um einen anderen festen Betrag, "DELTAINC"
vergrößert. DELTRDEC
und DELTAINC sind in den programmierbaren Werten, die, von einem Arzt
ausgewählt
und modifiziert oder manipuliert werden können, enthalten. Ein solches Ändern von
Werten wird unter Verwendung der Telemetrie-Programmierungseinrichtungen des Impulsgenerators
vorgenommen, um bestimmte Speicherorte in der Vorrichtung zu modifizieren.
Eine solche Telemetrie und Kommunikation ist eine an sich wohlbekannte
Praxis.
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Für
eine gegebene Aktualisierung kann sich das in der bevorzugten Ausführungsform
verwendete AAI nie um mehr als die DELTADEC- und DELTAINC-Werte ändern. In
der gegenwärtig
bevorzugten Implementierung der Erfindung ist DELTADEC größer als
DELTAINC. Dies führt
zu einem den Arbeitstakt glättenden
Muster, das zunehmende Vorhof-Arbeitstakte schnell und schneller
als abnehmende Arbeitstakte verfolgt .
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Ein Ergebnis des schrittweisen Erhöhens und
Erniedrigens des AAI besteht darin, dass das AAI den intrinsischen
Vorhof-Arbeitstakt übertreffen kann.
Wenn beispielsweise angenommen wird, dass (1) der aktuellen
AAI-Wert 600 ms (Millisekunden) beträgt, (2) der programmierte
DELTADEC-Wert 24 ms
beträgt,
(3) der programmierte DELTRINC-Wert 8 ms beträgt und (3)
ein auf ein vorhergehendes Varhof-Lesen folgendes Vorhof-Lesen alle 550
ms erfolgt (d. h. ein gemessenes Vorhofintervall von 550 ms), führt dies
zu einem aktualisierten AAI-Wert von 576 (600 – 24) ms. Wenn (4)
das nächste
intrinsische Vorhofereignis 576 ms nach jenem, bei dem
das AAI auf 576 ms aktualisiert wurde, eintritt, wurde die nächste AAI-Aktualisierung
wieder das Erniedrigen des momentanen AAI um 24 ms zur Folge haben. Diese
Einstellung würde
jedoch zu einem AAI von 552, das geringfügig kleiner als das gerade
gemessene intrinsische A-A-Intervall (von 560 ms) ist, führen. Wenn
das nächste
intrinsische Vorhofereignis 560 ms nach dem letzen stattfindet,
wird DELTAINC zu 552 hinzugezählt, was ein neues AAI von
560 ms ergibt.
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Einstellen des AAI/MAI zum
Ausschließen
bestimmter Folgen
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Die 3 und 4 sind Markierungskanaldiagramme 50 und 51,
die PVARP (Nach-Herzkammer-Vorhof-Refraktionärperioden) zeigen und außerdem Vorhof-Refraktionärerfassungen
AR zeigen. Obwohl das Problem der FFRW-Erfassung, das die Tachyerfassungsalgorithmen
durcheinanderbringt, aus den 8 und 9 ersichtlich ist, wird es
in diesen 3 und 4 augenfällig. Nahezu jede
AR-Erfassung ist in einer Vorhof-Refraktionärperiode versteckt oder kann
auch durch eine Herzkammer-Fusionsstimulation
verdeckt sein. Nur wenn die PVARP-Erfassung zugelassen ist und einige
Intelligenz darauf verwendet wird, zu bestimmen, welche AR-Ereignissse
zu ignorieren und welche ernst zu nehmen sind, kann ein genaues
A-A-Intervall eingerichtet werden, auf das sich die Schrittmachervorrichtung
stützen
kann. Sobald ein vernünftiger
Wert für
das Vorhofintervall festgelegt worden ist, kann eine gültige Bestimmung einer
Vorhof-Tachykardie
vorgenommen werden.
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FFRW-Erfassung
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Wenn die Vorrichtung FFRWs erfassen kann,
ist eine Alternative zur Vermeidung einer falschen Tachyerfassung
verfügbar,
da manche der FFRWs nacheinander in der Berücksichtigung bei der Bestimmung
der Größe des Vorhof-(A-A)-Intervalls gestrichen
werden können.
Dazu wird angenommen, dass der Leseverstärker der Vorhof-Zuleitung während der
Teils der PVARP, der sich nicht mit der PVAB überlappt, auf "Ein" belassen
wird. Durch Bestimmen, ob das bestimmte erfasste Ereignis, das während dieser
Zeitperiode festgestellt wurde, gezählt werden soll oder nicht,
kann es zum Einstellen der Darstellung des Wertes für das A-A-Intervall,
das MAI/AAI-Intervall oder das "wahre A-A-Intervall" durch den Schrittmacher
verwendet werden.
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Dieses besondere Verfahren zur Behandlung
von FFRW wurde zunächst
entwickelt, um für Patienten
mit einer hypertrophen obstruktiven Kardiomyopathie (HOCM), die
außerdem
paroxysmatische Vorhof-Tachykardien (PAT) haben können, einen
vorteilhaften Betriebsartumschaltungsalgorithmus anzubieten. Es
ist bekannt, dass DDD (R)-Stimulation bei HOCM-Patienten die kardiale
Hämodynamik
verbessern kann, indem für
ein Herzkammer-Inschritthalten gesorgt wird, um dass AV-Intervall
auf weniger als die natürliche
AV-Leitungszeit zu verkürzen.
Es wird angenommen, dass dies das (HOCM-vergrößerte) interventrikuläre Septum
rechtzeitig vor der vollständigen
Herzkammerkontraktion aus dem Weg des linken ventrikulären Ausflusstraktes
schiebt. Bei einem Patienten, bei dem diese Bedingungen gegeben
sind, und bei großen
FFRW die in den DDD(R)-Betriebsarten pulsieren, waren die FFRW in
Vorhof-Austastperioden versteckt; wenn der Schrittmacher jedoch
in der Betriebsart (in gesperrte Betriebsarten) umgeschaltet wird,
verlässt
er die Vorhof-Verfolgung (was bedeutet, einem erfassten Ereigniss
durch einen gesteuerten Herzkammer-Reizimpuls zu folgen) und erlaubt
statt dessen eine intrinsische Leitung (was bedeutet, die Ausbreitung
des natürlichem
Vorhoftakts in die Herzkammern oder bei Nichtausbreitung das Inschritthalten
mit dem Basis-Arbeitstakt oder dem Sensor-Arbeitstakt (in den -IR-Betriebsarten
zuzulassen) ) .
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Die 6a und b zeigen die zeitliche Entsprechung zwischen
einem Markierungskanal 90 und einem EKG 91. Es
sei langemerkt, dass beim intrinsischen Herzkammerereignis (VS)
der QSR-Komplex schmäler
als nach dem durch den Schrittmacher hervorgerufenen Ereignis (QRS2)
ist.
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Es wird nun auf 10 .
Bezug genommen, in der der verallgemeinerte Algorithmus 40 in
einem Ablaufplan dargestellt ist. Jedoch wird zunächst ein heuristischer
Orientierungsgraph 7 von 5 beschrieben,
um die in den Ablaufplänen
verwendete Terminologie zu klären.
Die Markierungen A0, A1, A2 und A3 repräsentieren eine Zeitfolge von
Vorhofereignissen. Ein dazwischen liegendes Intervall, w, x und
y, tritt eines nach dem anderen entlang derselben Zeitlinie 125 ein,
die bei einem Anfangszeitpunkt t0 beginnt. Bei den nachfolgenden
Flussdiagrammen ist das vom Algorithmus herangezogene momen tane Vorhofereignis
A2, das als aktuelles Ereignis bezeichnet werden kann. Das letzte
Intervall ist x, während
das vorhergehende letzte Intervall w ist und das nächste Intervall
y ist.
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Dieser Algorithmus ermöglicht eine
Tachyerfassung, wenn eine konkurrierende Stimulation im Vorhof stattfindet.
Er beginnt mit dem Eintreten eines Vorhofereignisses 41 (A2),
wobei eine Bestimmung 42 erfolgt, ob dieses Ereignis (A2)
ein erfasstes oder ein durch den Schrittmacher hervorgerufenes Ereignis
ist. Wenn es kein durch den Schrittmacher hervorgerufenes Ereignis
war, wird der Rest dieses Algorithmus nicht angewandt, weshalb das
Flussdiagramm zum Block 47, dem Ende, übergeht (und dann das nächste Vorhofereignis
abwarten kann).
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Falls es (A2) ein durch den Schrittmacher hervorgerufenes
Ereignis war, prüft
der Algorithmus dann bei 43, um zu bestimmen, ob das vorhergehende
Ereignis (A1) ein Vorhof-Refraktionärereignis
war. Falls dies nicht zutrifft, endet das Programm wieder. Falls
es zutrifft, wird eine weitere Prüfung durchgeführt, um
zu bestimmen, ob das vorhergehende Vorhof-zu-Vorhof-Intervall (w)
größer als
das Tachyintervall ist, Schritt 44. (Das "Tachyintervall"
ist ein Zeitlänge,
die entweder durch den Arzt oder durch den Herzschrittmacher-Lieferanten
oder durch eine Kombinat on von beiden so kurz, wie es pathologisch
ist, definiert wird. Falls es (w) nicht die Länge eines Tachyintervalls besitzt
oder kürzer
ist, endet der Algorithmus wieder. Falls es (w) größer als
das Tachyintervall ist; wird eine letzte Prüfung durchgeführt, um zu
bestimmen, ob das letzte Intervall (x) tatsächlich ein Tachyintervall war.
Falls es keines war, endet das Programm wieder, falls es (x) jedoch
eines war, dann ist die Fernfeld-R-Welle bei der Bestimmung des wahren
Vorhofintervallwertes (d. h. wie etwa das AAI) zu ignorieren.
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Der Schritt 46 stellt zur
Bestimmung des wahren Vorhofintervallwertes fest, ob das Intervall
(x) mit dem Intervall (w) kombiniert ist, was bedeutet, dass jedes
AP-AR-Intervall,
das den Schritt 46 erreicht (d. h., A1 das AR dieser Folge
ist), vom Schrittmacher als vernachlässigbare FFRW (wiederum den Anteil
der Folge, der das AR-Ereignis
A1 ist) betrachtet werden sollte und jegliche Zustandsänderungen, Zählerinkrementierungen
oder anderen Schnitte, die der Schrittmacher auf Grund dieses FFRW-Signals unternommen
hat, rückgängig gemacht
werden sollten.
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In den 3 und 4 sind spezielle Beispiele gezeigt. In
diesen Fällen ändert sich
zwischen den 3 und 4 lediglich die Vorhof-Refraktionärperiode (PVARP).
Wenn jedoch das Vorhof-Lesen die PVARP auslöst, wie in 3, dann wird das nächste Lesen als refraktionär markiert
oder berücksichtigt.
In 4 wird die lange
PVARP verwendet, wobei die P-Welle in diese PVARP-Periode fällt und
die Fernfeld-R-Welle als nichtrefraktionäres Vorhof-Lesen erscheint. Einer dieser Fälle könnte zutreffen,
wobei der in 7 beschriebene
Algorithmus dazu bestimmt ist, diese Fälle zu behandeln.
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Bei sämtlichen obigen Vorrichtungen
tritt eine Feststellung eines Tachyarrhythmieproblems nach oder
bei dem Ereignis eines Vorhof-Schrittmachers- bzw. Inschritthaltens
ein. Somit wäre
ein einfacher Weg, viele der Probleme zu behandeln, obwohl er nicht
bei allen Patienten gangbar ist, die Betriebsartumschaltung oder
jegliche Antitachytherapie während
der Vornahme des Vorhof-Inschritthaltens zu vermeiden.