DE69631568T2

DE69631568T2 - Zweikammer-Herzschrittmacher

Info

Publication number: DE69631568T2
Application number: DE69631568T
Authority: DE
Inventors: Marcel Limousin; Jean-Luc Bonnet
Original assignee: Ela Medical SAS
Current assignee: Sorin CRM SAS
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2016-07-20
Also published as: EP0755696A2; US5713928A; DE69631568D1; EP0755696A3; JPH09117519A; EP0755696B1

Description

Die folgende Erfindung betrifft die Behandlung von atrialen Extrasystolen (ESA) in einem Herzschrittmacher, sowie das korrelative Funktionieren im Fallback-Modus und bei der Resynchronisation bei Ausgang einer Fallback-Phase.
Diese Fragen wurden insbesondere in EP-A-0 488 840 von ELA Medical angesprochen, welches ein Behandlungsverfahren für ESA und ein Funktionieren im Fallback beschreibt, welches demjenigen entspricht, das in dem Schritt im Schrittmacher Chorus II 6234 der gleichen Gesellschaft eingesetzt wird.
Im Wesentlichen weist dieses bekannte Verfahren zur Behandlung von ESA, bestimmt für einen Doppelkammer-Herzschrittmacher, der einen Desynchronisationsmodus der ventrikulären Stimulation aufweist, wenn der atriale Rhythmus ein zulässiges Niveau überschreitet, darauf eine fortschreitende Resynchronisation im Fall der Rückkehr des atrialen Rhythmus auf das zulässige Niveau, die folgenden Schritte auf:

(a) bei jeder Detektion einer atrialen Depolarisation wird ein Fenster der Detektion der Beschleunigung des atrialen Rhythmus oder DARA definiert, dessen Dauer abhängig ist vom vorherigen atrialen Rhythmus, berechnet nach der Dauer eines oder mehrerer der vorhergehenden atrialen Intervalle, und
(b) bei der Detektion der folgenden atrialen Depolarisation wird der Ablauf eines atrialen Auslassintervalls oder IEA gezählt und
(c) wenn diese Depolarisation im DARA-Fenster präsent ist, wird, wenn nötig, eine folgende atriale Stimulation abhängig von dem so definierten IEA gesteuert.

Dieser Betriebsmodus ist allerdings nicht ohne Nachteil.
Zunächst, da die ESA zu Störungen des atrialen Rhythmus (TdRA) führen können, ist es wichtig, diese mit Präzision zu erkennen und genau zu unterscheiden zwischen einer wirklichen ESA und einer einfachen physiologischen Beschleunigung des Herzrhythmus. In dieser Hinsicht, mit dem bekannten Verfahren zur Behandlung von ESA, ist insbesondere festzustellen, dass

– eine bei 25% festgelegte DARA nicht erlaubt, zwischen einer physiologischen Beschleunigung (Beginn einer Anstrengung) und einer isolierten ESA zu unterscheiden, was so eine schlechte Antwort des Gerätes nach sich ziehen kann;
– auf der anderen Seite, bei einer isolierten ESA, ist die atrio-ventrikuläre Verzögerung (DAV) von 31 ms, die dieser ESA folgt, für den Patienten schwer erträglich.

Zweitens, im Fall von TdRA, um zu vermeiden, dass die Rhythmusstörungen sich einrichten, ist es notwendig, das Verhalten des Schrittmachers in Folge der Detektion einer ESA zu verändern. Aber:

– bei Detektion eines atrialen Flimmerns (FA) wechselt das Gerät seinen Funktionsmodus von DDD zu VVI (Fallback-Modus); im Fall des späteren Verlustes der Detektion kehrt er in den DDD-Modus zurück und die Analyse, die er verfolgt, erlaubt ihm nicht, in den VVI-Modus zurückzukehren;
– schließlich, bei Ausgang des Fallback-Modus, d. h. wenn die atriale Frequenz unterhalb der maximalen Synchronisationsfrequenz gefallen ist, gibt es eine Resynchronisation, jedoch ist die Verzögerung für die Rückkehr zu DDD manchmal viel zu lang, was eine retrograde Leitung oder eine Bradycardie begünstigen kann, mit dem Risiko einer Rückkehr des TdRA.

Die vorliegende Erfindung schlägt einen Schrittmacher vor, der Mittel aufweist zur Behandlung der ESA und zum Fallback-Betrieb und Resynchronisation, welche der Gesamtheit der so in den bekannten Geräten angetroffenen Nachteile abhilft.
Der Schrittmacher der Erfindung ist vom weiter oben dargestellten allgemeinen Typ, offenbart z. B. in EP-A-0 488 840.
Die durch die Erfindung herbeigeführte Verbesserung wird im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dargestellt. Die Unteransprüche stellen die vorteilhaften Ausführungsformen dar.
Es wird nun ein detailliertes Beispiel der Verwirklichung der Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige anliegende Figur gegeben, welche die verschiedenen in der Erfindung einbegriffenen Perioden im Fall von ESA zeigt. Der obere Verlauf entspricht einer spontanen Welle P, die außerhalb von DARA präsent ist, wohingegen der untere Verlauf der Abwesenheit einer derartigen spontanen Welle P entspricht, was das Auslösen einer atrialen Stimulation durch das Gerät mit sich zieht.
Der Fallback basiert auf der Fähigkeit, eine normale sinusale Aktivität von einer atrialen Extrasystole (ESA) zu unterscheiden. Das Fenster zur Detektion der Beschleunigung des atrialen Rhythmus (DARA) erlaubt, diese Unterscheidung vorzunehmen. Das DARA-Fenster ist eine Zeitspanne, die bei einem atrialen Ereignis beginnt und 75% des vorhergehenden sinusalen Intervalls dauert, wenn es einem Rhythmus größer oder gleich 80 min^–1 entspricht, oder 62,5% des vorhergehenden sinusalen Intervalls, wenn es einem Rhythmus kleiner als 80 min^–1 entspricht. Wenn das vorhergehende atriale Intervall um mehr als 25% im Verhältnis zum letzten sinusalen Zyklus stimuliert oder abgeschwächt wird, ist das DARA-Fenster gleich 75% oder 62,5% des Mittels der acht letzten als sinusal erkannten Zyklen.
Eine normale sinusale Aktivität wird definiert als atriales Ereignis, welches außerhalb des DARA-Fensters präsent ist. Eine ESA ist ein atriales Ereignis, das innerhalb des DARA-Fensters detektiert wird.
Wenn eine ESA detektiert wird, wird keine atrio-ventrikuläre Verzögerung (DAV) gestartet, die Herzkammer nicht stimuliert und das atriale Auslassintervall (IEA) wird erneut gestartet mit einem Wert gleich dem Wert des DARA-Fensters. Durch erneutes Starten des IEA wird eine verfrühte atriale Stimulation vermieden, welche eine atriale Arrhythmie induzieren könnte, und man gibt einem weiteren atrialen Ereignis Zeit, im Fall einer atrialen Arrhythmie aufzutreten.
Fall einer isolierten ESA: Nach der Detektion einer ESA wird das IEA erneut gestartet. Wenn kein atriales Ereignis vor dem Ende des IEA detektiert wird, wird der Herzvorhof stimuliert und das DAV der Anstrengung wird angewandt, wenn es kleiner oder gleich 109 ms ist, falls nicht, wird ein DAV von 109 ms angewandt (siehe unterer Verlauf in 1). Die Verwendung eines hinreichend kurzen DAV minimiert die überschüssige Verlängerung des ventrikulären Auslassintervalls. Das folgende DARA-Fenster ist gleich 75% oder 62,5% des Mittels der vorhergehenden acht sinusalen Zyklen.
Fall einer Störung des atrialen Rhythmus (TdRA): Wenn eine atriale Aktivität nach dem ESA detektiert wird und vor dem Ende des IEA, wird in einer Phase des Vermutens von TdRA eingetreten. Ein DAV von 31 ms wird ausgelöst bei einer atrialen Detektion während des IEA (siehe oberer Verlauf der 1). Hingegen wird bei einer atrialen Stimulation am Ende des IEA der DAV der Anstrengung angewandt, wenn es kleiner oder gleich 109 ms ist, falls nicht, wird ein DAV von 109 ms angewandt. Die ventrikuläre Stimulationsfrequenz wird auf 120 min^–1 begrenzt, oder auf den programmierten Wert der Maximalfrequenz, wenn sie kleiner als 120 min^–1 ist. Der Wert des DARA-Fensters ist derjenige, der vor dem Eintritt in die Phase des Vermutens von TdRA benutzt wird.
Wenn während des DARA eine atriale Aktivität detektiert wird, wird die atriale Detektionsperiode 31 ms vor dem Ende des minimalen Stimulationsintervalls (Intervall, das der Begrenzung der ventrikulären Stimulationsfrequenz entspricht) erneut gestartet.
So wird in Abhängigkeit von der Frequenz des TdRA ein stabiles Funktionieren in N : 1 sichergestellt. Die ventrikuläre Stimulation wird begrenzt auf 120 min^–1 oder auf die maximale programmierte Frequenz, wenn letztere niedriger ist.
Vermuten von TdRA durch den Sensor: Diese Funktion ist automatisch verfügbar, wenn der Fallback auf "Ja" programmiert ist und der Regelungsmodus auf "RRauto". Sie erlaubt Störungen des atrialen Rhythmus zu detektieren, welche der Vermutung des TdRA über das DARA-Fenster entgangen wären.
Es wird angenommen, dass ein Herzzyklus in der Phase des Vermutens von TdRA durch den Sensor ist, wenn der atriale Rhythmus größer oder gleich 120 min^–1 ist, d. h., dass die Regelungsfrequenz kleiner als 98 min^–1 ist.
Bestätigung von TdRA: Alle 32 Herzzyklen wird die Anzahl der Zyklen in der Phase des Vermutens von TdRA und die Anzahl der Zyklen in der Phase des Vermutens von TdRA durch den Sensor gezählt. Ein TdRA wird bestätigt, wenn eine der drei folgenden Bedingungen erfüllt ist:

– die letzte Gruppe von 32 Zyklen sind 28 Zyklen oder mehr in der Phase des Vermutens von TdRA (Fall eines TdRA mit einer guten atrialen Detektion),
– über die zwei letzten Gruppen von 32 Zyklen sind 18 Zyklen pro Gruppe, oder mehr, in der Phase des Vermutens von TdRA (Fall eines TdRA mit einer mittleren atrialen Detektion),
– über die letzten vier Gruppen von 32 Zyklen sind 24 Zyklen pro Gruppe, oder mehr, in der Phase des Vermutens von TdRA durch den Sensor (Fall eines TdRA, welcher langsam beginnt und nicht durch das DARA-Fenster detektiert wird).

Fallback: Wenn eine Störung des atrialen Rhythmus bestätigt wird, wird im VDI-Modus betrieben. Das ventrikuläre Auslassintervall wird um 31 ms alle 12 Zyklen verlängert, bis die Stimulationsfrequenz die Basisfrequenz, die Gipfelfrequenz oder die Regelungsfrequenz erreicht (wenn der Regelungsmodus RRauto, RRfix, DDD/VVIRauto oder DDD/VVIRfix ist). Wenn keine atriale Aktivität detektiert wird, wird der Herzvorhof und das Ventrikel stimuliert mit einem DAV gleich dem DAV der Anstrengung, wenn es kleiner als 109 ms ist; falls nicht, wird ein DAV von 109 ms benutzt. Das Ziel ist eine atrio-ventrikuläre Synchronisation zu gewährleisten, wenn die Störung des atrialen Rhythmus aufhört.
Alle 12 Herzzyklen werden die atriale Frequenz und die ventrikuläre Frequenz gemessen. Solange eine dieser beiden Frequenzen größer als 120 min^–1 ist oder die maximale programmierte Frequenz (wenn diese kleiner als 120 min^–1 ist), wird im Fallback verblieben. Sobald die atrialen und ventrikulären Frequenzen kleiner als 120 min^–1 oder als die maximale programmierte Frequenz (wenn diese kleiner als 120 min^–1 ist) werden, wird das ventrikuläre Auslassintervall um 63 ms alle 12 Zyklen verkürzt, bis dieses die atriale Frequenz (oder die Regelungsfrequenz) erreicht. Herzvorhof und Ventrikel werden daher resynchronisiert.
Man wird ferner feststellen, dass, wenn der Regelungsmodus DDD/VVIRauto oder DDD/VVIRfix ist, der Betriebsmodus ungeregelt ist, solange der atriale Rhythmus normal ist. Sobald eine Störung des atrialen Rhythmus detektiert wird, wird die Regelung angewandt während der Fallback-Phase. Schließlich wird, wenn der Regelungsmodus DD/VVIRauto ist, das Vermuten des TdRA durch den Sensor nicht angewandt.

Claims

Ein Zweikammer-Herzschrittmacher, aufweisend einen Modus der Desynchronisation der ventrikulären Stimulation wenn der Herzvorhofrhythmus ein zulässiges Niveau überschreitet, darauf progressive Resynchronisation im Fall der Rückkehr des Herzvorhofrhythmus auf ein zulässiges Niveau, wobei dieser Schrittmacher umfasst: a) dazu geeignete Mittel, zu jeder Erkennung einer Herzvorhof-Depolarisation ein Fenster der Erkennung der Beschleunigung des Herzvorhofrhythmus oder DARA zu definieren, dessen Dauer abhängt vom vorderen Herzvorhofrhythmus, bewertet nach der Dauer eines oder mehrerer vorhergehender Herzvorhofintervalle, und b) dazu geeignete Mittel, bei Erkennen der darauffolgenden Herzvorhof-Depolarisation den Abfluss eines Auslassintervalls des Herzvorhofs oder IEA zu berechnen, und c) dazu geeignete Mittel, wenn diese Depolarisation im Fenster der DARA anwesend ist, falls nötig eine darauffolgende Herzvorhofstimulation abhängig von der so bestimmten IEA zu steuern, wobei der Schrittmacher dadurch gekennzeichnet ist, dass die zur Festlegung eines Fensters der DARA geeigneten Mittel geeignete Mittel umfassen, die Dauer des Fensters der DARA abhängig vom vorderen Herzvorhofrhythmus anzupassen durch Definieren eines Fensters von einer ersten Dauer oder eines Fensters von einer zweiten Dauer, welche kürzer als besagte erste Dauer ist, wobei die erste Dauer definiert ist durch die ersten Werte des vorderen Herzvorhofrhythmus und die zweite Dauer definiert ist durch die zweiten Werte des vorderen Herzvorhofrhythmus, welche langsamer als besagte erste Werte sind, um eine Unterscheidung zwischen Herzvorhof-Extrasystolen oder ESA und physiologischen Beschleunigungen des Herzvorhofrhythmus zu erlauben.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die geeigneten Mittel zur Festlegung eines Fensters der DARA geeignete Mittel umfassen zur Erkennung, ob der vordere Herzvorhofrhythmus den besagten ersten Werten des Herzvorhofrhythmus oder den besagten zweiten Werten des Herzvorhofrhythmus angehört, den Wert des vorderen Herzvorhofrhythmus mit einer Schwelle zu vergleichen und besagtes Fenster einer ersten Dauer, falls der Rhythmus die Schwelle überschreitet, und das besagte Fenster einer zweiten Dauer im gegenteiligen Fall festzulegen.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Dauer des Fensters der DARA gleich einem Bruchteil des Intervalls ist, das zwei vordere, auf einander folgende physiologische Herzvorhof-Depolarisationen trennt.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Dauer des Fenster der DARA gleich einem Bruchteil des Durchschnitts einer vorherbestimmten Anzahl von Intervallen ist, die zwei vordere sukzessive physiologische Herzvorhof-Depolarisationen trennen.
Schrittmacher nach Anspruch 3 oder 4, wobei besagter Bruchteil ungefähr 62,5% ist, wenn besagtes Fenster einer zweiten Dauer festgelegt ist, und ungefähr 75%, wenn besagtes Fenster einer ersten Dauer festgelegt ist.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Mittel, die dazu geeignet sind bei Vorliegen der Depolarisation im Fenster der DARA falls notwendig eine Herzvorhofstimulation zu steuern, Mittel umfassen, die im Fall der Erkennung einer Herzvorhof-Depolarisation im Inneren des Fensters der DARA dazu geeignet sind: – falls keine andere folgende Herzvorhof-Depolarisation innerhalb der von dieser Herzvorhof-Depolarisation ausgelösten IEA vorliegt: (i) zu erwägen, ob eine isolierte ESA vorliegt und (ii) wenn die Herzvorhofkavität am Ende der IEA stimuliert wird, eine lange atrio-ventrikuläre Verzögerung oder DAV festzulegen, – andernfalls: (i) zu erwägen, ob ein Verdacht auf Störung des Herzvorhofrhythmus oder TdRA vorliegt und eine Analyseprozedur des Herzvorhofrhythmus auszulösen und TdRA zu bestätigen/verneinen und (ii) eine kurze DAV von einer kürzeren Dauer als die der langen DAV festzulegen.
Schrittmacher nach Anspruch 6, wobei die Dauer der langen DAV abhängig vom vorhergehenden atrialen Rhythmus festgelegt wird, gegebenenfalls unter Berücksichtigung unter anderem eines Sensors eines physiologischen Parameters, der repräsentativ für das Niveau der Aktivität oder der Anstrengung eines Patienten ist.
Schrittmacher nach Anspruch 7, wobei die Dauer der langen DAV, festgelegt abhängig von dem vom Sensor abgegebenen Signal, verkürzt wird auf einen vorherbestimmten Grenzwert.
Schrittmacher nach Anspruch 6, wobei die Dauer der kurzen DAV eine feste Dauer ist, gebunden an die vorprogrammierte minimale Periode der ventrikulären Stimulation.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Mittel, die dazu geeignet sind, wenn die Depolarisation im Fenster der DARA vorhanden ist falls notwendig eine Herzvorhofstimulation zu steuern, Mittel umfassen, die dazu geeignet sind: – wenn eine Herzvorhof-Depolarisation innerhalb des Fensters der DARA erkannt wird und wenn wenigstens eine andere, darauffol gende Herzvorhof-Depolarisation innerhalb der von dieser Herzvorhof-Depolarisation ausgelösten IEA erkannt wird, dann zu erwägen, ob ein Verdacht auf Störung des Herzvorhofrhythmus oder TdRA vorliegt und eine Analyseprozedur des Herzvorhofrhythmus auszulösen und TdRA zu bestätigen/verneinen, – wenn ein mehrheitlicher Anteil von x1% der Herzzyklen über M1 aufeinander folgende Zyklen das Kriterium des Verdachts von TdRA anlässlich der Analyse des Herzvorhofrhythmus bestätigen, oder ein mehrheitlicher Anteil von x2% der Herzzyklen über M2 aufeinander folgende Zyklen das Kriterium des Verdachts der TdRA bestätigen, mit M2 > M1 und x2 < x1, dann das Vorhandensein einer TdRA zu bestätigen, – wenn somit das Vorhandensein der TdRA am Ende der Analyseprozedur bestätigt ist, den Schrittmacher dann in den Modus der desynchronen ventrikulären Stimulation umzuschalten.
Schrittmacher nach Anspruch 10, wobei M2 = 2·M1, insbesondere M1 = 32 und M2 = 64, und x1 = 87,5% und x1 = 56% ungefähr.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die dazu geeigneten Mittel, falls notwendig eine Herzvorhofstimulation zu steuern, wenn die Depolarisation in dem Fenster der DARA vorliegt, Mittel umfasst, die dazu geeignet sind: – wenn innerhalb des Fensters der DARA eine Herzvorhof-Depolarisation erkannt wird und wenn wenigstens eine andere, folgende Herzvorhof-Depolarisation innerhalb der durch diese Herzvorhof-Depolarisation ausgelösten IEA erkannt wird, dann zu erwägen, ob ein Verdacht auf Störung des Herzvorhofrhythmus oder TdRA vorliegt und eine Analyseprozedur des Herzvorhofrhythmus auszulösen und TdRA zu bestätigen/verneinen, – wenn nach Ende dieser Analyseprozedur das Andauern einer TdRA bestätigt wird, dann den Schrittmacher in den Modus einer de synchronen ventrikulären Stimulation umzuschalten und eine neue Analyseprozedur über das Andauern der TdRA auszulösen, – wenn durch diese neue Analyseprozedur des Herzvorhofrhythmus das Verschwinden der TdRA erkannt wird, den Schrittmacher dann in den Modus der progressiven Resynchronisation der ventrikulären Stimulation in Richtung auf eine synchronisierte Stimulation umzuschalten und eine Analyseprozedur der ventrikulären und Herzvorhofrhythmen auszulösen und das Verschwinden der TdRA zu bestätigen, – wenn durch diese Analyseprozedur der ventrikulären und Herzvorhofrhythmen das Verschwinden der TdRA bestätigt ist, den Schrittmacher dann in den synchronen Modus mit Doppelkammerstimulation oder den Modus DDD umzuschalten.