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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf den Bereich implantierbarer therapeutischer
Vorrichtungen, und insbesondere auf ein Herzschrittmachersystem
mit einem Herzschrittmacher, der einen Drucksensor in Kombination
mit einer Schrittsteuerleitung enthält, die Reizimpulse an das
Herz des Patienten anlegt und die funktionsmäßig mit dem Herzschrittmacher so
verbunden ist, dass Herzdrucksignale zum Drucksensor übermittelt
werden.
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Hintergrund
der Erfindung
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Im
Bereich der implantierbaren therapeutischen Vorrichtungen hat man
eine beträchtliche
Anstrengung zur Entwicklung von Sensoren unternommen, um Informationen
von einem Körperorgan,
wie dem Herzen, oder bezogen auf eine Körperfunktion, wie die Atmung,
zu erhalten. Für
diese Zwecke hat man in weitem Rahmen Katheter und Leitungen mit sowohl
externen als auch implantierbaren therapeutischen Vorrichtungen
verwendet, zu denen Herzschrittmacher, Kardioverter/Defibrillatoren,
Arzneimittelspender, Herzmonitoren und eine Vielzahl unterschiedlicher
Arten von Stimulatoren gehören.
Die übliche
Systemanordnung hat einen oder mehrere Katheter oder Leitungen,
welche die Vorrichtung mit dem Körperorgan
oder einer Körperstelle
verbinden. Die Ausdrücke
Katheter und Leitung werden hier austauschbar verwendet. Gemäß der Verwendung bei
dieser Beschreibung verbindet entweder eine Leitung oder ein Katheter
die Vorrichtung mit der Körperstelle
derart, dass elektrische Signale zwischen ihrem distalen Ende und
der Vorrichtung und/oder Druck oder andere Signale von der Körperstelle
zu der Vorrichtung übermittelt
werden. Eine Schrittsteuerleitung kann beispielsweise eine oder
mehrere Elektroden in etwa an ihrem distalen Ende haben, während ein
Leiter sich über
die Länge
der Leitung erstreckt, um Reizimpulse auf das Herz zu übertragen
und um Signale zurück
zum Herzschrittmacher zu leiten. Bekannt ist auch der Einschluss
von Sensoren in die Leitung zum Fühlen von Parametern für einen
funktionellen und diagnostischen Einsatz, wobei zusätzliche
Leiter die Sensorsignale zurück
zum proximalen Ende der Leitung/des Katheters zum Anschluss an den
Herzschrittmacher oder eine andere Vorrichtung führen. Zusätzlich zum Fühlen einer elektrischen
Herzaktivität
werden Sensoren verwendet, um beispielsweise Blutdruckwellen, Schallwellen,
Atmungsgeräusche,
usw. zu erfassen. Es besteht deshalb für eine breite Vielfalt von
Anwendungen ein Bedürfnis für eine effiziente Übermittlung
von Signalen von einer Körperstelle
zu einer implantierten Vorrichtung. Obwohl diese Erfindung sich
auf zahlreiche solche Anwendungen erstreckt, wird sie hauptsächlich in
dem Umfeld der bevorzugten Ausgestaltung, nämlich einem Herzschrittmachersystem, erörtert.
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Moderne
Herzschrittmachersysteme sind eine Entwicklung, die weit über die
ursprünglichen Herzschrittmacher
hinausgeht, welche lediglich eine festgelegte Rate von Schrittsteuerimpulsen
lieferten. Schrittmacher sind in breitem Rahmen programmierbar,
damit sie in unterschiedlichen Betriebsarten und mit unterschiedlichen
Schrittsteuersystemen arbeiten. Insbesondere sind viele Herzschrittmacher
frequenzansprechend, was bedeutet, dass sie automatisch das Bedürfnis des
Patienten oder die Notwendigkeit für eine Frequenzänderung
erfassen und die Schrittsteuerrate entsprechend einstellen. Herzschrittmachersysteme
umfassen auch mehr Sensorinformationen bezogen auf die metabolischen
Bedürfnisse
und die Herzhistorie des Patienten. Die Fähigkeit des Herzschrittmachers,
zusätzliche
diagnostische Funktionen zu übernehmen
und die Herzschrittmacherleistung genau an metabolische Erfordernisse
anzupassen, hängt
von guten Sensorinformationen ab.
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Bekanntlich
können
frequenzansprechende oder frequenzanpassende Schrittmacher eine
Anzahl unterschiedlicher Sensoren zur Erzielung unterschiedlicher
Signale mit physiologischer Basis verwenden. Sensoren, die eine
Anzeige der tatsächlichen
Herzleistung geben, werden immer mehr verwendet. Beispielsweise
setzt man Sensoren zum Messen des Drucks innerhalb der rechten Herzkammer
des Patienten, des Intramyokardialdrucks oder der Herzmuskelkontraktionsfähigkeit
ein. Das Erfassen eines Drucks innerhalb des Herzens des Patienten
bietet bekanntlich ein gutes Potenzial für eine genaue Bestimmung der
Bedürfnisse
des Patienten. Das Medtronic, Inc., gehörende US-Patent 5,353,800 diskutiert
viele unterschiedliche Arten von Drucksensoren, die in Herzschrittsteuersystemen
eingesetzt werden.
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Wie
beim Stand der Technik erörtert
wurde, gehören
zu dem Versuch zum Messen von Druckänderungen im Herzen gewöhnlich spezielle
Leitungen, die für
das Tragen eines Sensors ausgelegt sind, der in dem Herzen positioniert
ist. So befindet sich ein Drucksensor an der Schrittsteuerleitung
in der Nähe des
distalen Endes, das vorzugsweise so angeordnet ist, dass das Ansprechen
des Sensors maximiert ist. Eine solche Leitung erfordert extra Drähte für die ganze
Länge der
Leitung, um eine Verbindung für das
Sensorsignal zum Herzschrittmacher herzustellen. Außerdem ist
das Packen eines Sensors in ein Leitungsende unter Beibehaltung
der erforderlichen minimalen Leitungsabmessungen ziemlich schwierig.
Es wäre
deshalb vorteilhaft, sowohl für
neu implantierte Schrittsteuersysteme als auch für Austauschsysteme den Herzschrittmacher
mit einem oder mehreren Drucksensoren zu versehen, die Drucksignale
empfangen, die eine Herzbewegung anzeigen, wobei die Signale über eine
Standard-Schrittsteuerleitung übermittelt
und zu dem am Herzschrittmacher angebrachten Sensor transportiert
werden. Eine solche Anordnung, wie sie durch diese Erfindung wiedergegeben
ist, macht einen speziellen Leitungsaufbau unnötig und umgeht die Probleme
der Herstellung eines Sensors an der Leitung und der geeigneten
Positionierung des Sensors im Herzen. Außerdem ist es für einen
Patienten, der einen Herzschrittmacher oder einen Impulsgeneratoraustausch
braucht und bereits eine Standardleitung hat, besonders vorteilhaft,
den Herzschrittmacher durch einen solchen austauschen zu können, der
eine Vorrichtung für
ein zuverlässiges
Empfangen eines Drucksignals enthält, das über die implantierte Schrittsteuerleitung übertragen
wird.
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Nach
dem Stand der Technik hat man sich bemüht, ein implantierbares System
mit einem Katheter oder einer Leitung zu schaffen, der/die ein Drucksignal
von einer Körperstelle,
beispielsweise der Rückseite
des Herzens, zu der Steuervorrichtung überträgt, beispielsweise den Herzschrittmacher. Siehe
beispielsweise die US-Patente 4,763,646 von Lekholm und 5,353,800
von Pohndorf et al.. Diese Patente zeigen Vorschläge zur Übertragung
von Drucksignalen ins Innere eines Herzschrittmachergehäuses, offenbaren
jedoch keine wirksame Konstruktion, um dies zu erreichen. Es besteht
deshalb ein beträchtliches
Bedürfnis
auf dem Gebiet implantierbarer Vorrichtungen und insbesondere der
Herzschrittmacher für
ein System, das eine zuverlässige
und zweckmäßige Dauerübertragung
von Signalen, wie Drucksignalen, von einer Stelle im Inneren des
Körpers
zu der implantierten Vorrichtung bereitstellt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist deshalb ein Ziel dieser Erfindung, ein implantierbares therapeutisches
Vorrichtungssystem, und insbesondere ein Herzschrittmachersystem bereitzustellen,
mit dem sich eine zuverlässige
und wirksame Übertragung
und Kopplung von Drucksignalen von einer Körperstelle, beispielsweise
dem Herzen, zu einer implantierten Vorrichtung, wie einem Herzschrittmacher,
erreichen lässt,
wodurch man genaue Informationen aus derartigen Drucksignalen erhalten
kann.
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Die
bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein Schrittsteuersystem
bereit, das dem Ziel genügt,
einen Drucksensor einzusetzen, der in dem implantierbaren Herzschrittmacher im
Gegensatz zu einem System angeordnet ist, bei dem ein Drucksensor
in den Leitungsabschnitt eingearbeitet ist, der im Herzen des Patienten
positioniert wird. Die Erfindung ermöglicht die Nutzung von relativen
Drucksignalen, die vom Herz des Patienten durch das Lumen einer
Standardschrittsteuerleitung oder durch irgendeine Schrittsteuerleitung übertragen
werden, wobei die Signale mit einem Drucksensor in Verbindung gebracht
werden, der entweder in dem Herzschrittmacher-Anschlussblock oder
in dem eingekapselten Herzschrittmachergehäuse angeordnet ist. Mit dieser
Anordnung empfängt
der am Herzschrittmacher montierte Sensor erfassbare Druckänderungen,
die eine Herzbewegung anzeigen, d. h. eine Kontraktion und Relaxation,
und ist in der Lage, solche relativen Drucksignale in Parametersignale zur
Verwendung bei der Steuerung einer Herzschrittmacher-Betriebsvariablen
umzuformen, beispielsweise der Schrittsteuerfrequenz. Das System
kann einen zweiten Referenzsensor sowie mehrere Leitungen/Katheter
zur Übertragung
der Drucksignale zu der implantierten Vorrichtung verwenden.
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Dementsprechend
wird ein Herzschrittmachersystem bereitgestellt, das eine Standardschrittsteuerleitung
mit einem zentralen Lumen hat, wobei das distale Ende der Schrittsteuerleitung
in das Herz des Patienten eingeführt
ist, während
ihr proximales Ende mit dem implantierten Herzschrittmacher an dem
Herzschrittmacher-Anschlussblock verbunden ist. Die physikalische
Bewegung des Herzens erzeugt Druckänderungen in der Außenwand
oder dem Gehäuse
des distalen Abschnitts der Leitung, wobei die relativen Änderungen
auf das im Inneren befindliche Lumen und über die Länge des Lumens zum proximalen
Ende der Leitung übertragen
werden. Bei einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist in dem Kopfstück
oder Anschlussblock in einer Entfernung von der Lumenöffnung an
dem proximalen Ende der Leitung ein Druckwandler so positioniert,
dass die relativen Drucksignale wirksam zu dem Drucksensor gefördert werden.
Ausgangssignale aus dem Drucksensor werden über einen geeigneten Durchgang dem
Schrittmacher übermittelt,
der die Signale für
irgendeinen gewünschten
Zweck verwendet, zu dem die Steuerung der Schrittfrequenz und das
Sammeln von diagnostischen Informationen gehören. Bei einer anderen Ausgestaltung
ist der Drucksensor in dem hermetisch abgedichteten Herzschrittmachergehäuse angeordnet,
wobei die über
das Leitungslumen übertragenen
relativen Druckänderungen
durch einen Durchgang weiter übertragen
werden, der die proximate Lumenöffnung
und den Drucksensor verbindet. Das System dieser Erfindung ist dafür ausgelegt,
einen Austausch-Herzschrittmacher
bereitzustellen, der in jeden Patienten implantiert werden kann,
der eine Standard-Schrittsteuerleitung oder Standard-Schrittsteuerleitungen
mit einem Lumen hat, wodurch man den Vorteil der Nutzung von Drucksignalen
erhält,
die aus dem Herzen oder aus dessen Umgebung stammen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine schematische
Perspektive eines Schrittsteuersystems nach der Erfindung, bei dem
ein implantierbarer Herzschrittmacher mit einer Schrittsteuerleitung
verbunden ist, wobei der distale Abschnitt der Schrittsteuerleitung
in das Herz des Patienten eingeführt
ist.
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2 zeigt in einer Einzelheit
schematisch eine erste Ausgestaltung mit einem Druckwandler, der
in einem Hohlraum in dem Anschlussabschnitt des Herzschrittmachers
angeordnet ist.
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3 ist eine Darstellung einer
Einzelheit, die eine weitere Ausführungsform zeigt, bei welcher das
Drucksignal aus der Leitung über
eine Durchführung
von dem Anschlussabschnitt zu einem Drucksensor geleitet wird, das
sich in dem Schrittmachergehäuse
befindet.
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4 ist ein Blockschaltbild,
das die Hauptteile des Herzschrittmachers gemäß dieser Erfindung und die
Verbindung der Schrittsteuerleitung mit dem Herzschrittmacher zeigt.
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5 ist ein Ablaufschema,
das die hauptsächlichen
Behandlungsschritte zeigt, die für
die Nutzung der erfindungsgemäß erhaltenen
Drucksignaldaten ausgeführt
werden.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 ist ein Herzschrittmachersystem nach
der Erfindung dargestellt, das insgesamt einen Herzschrittmacher 28 und
eine Leitung 34 aufweist. Der Herzschrittmacher 28 hat
ein Gehäuse
oder einen Behälter 30,
in dem sich die Herzschrittmacherelektronik befindet, sowie einen
Kopf- oder Anschlussabschnitt 32, auf den manchmal als
Anschlussanordnung Bezug genommen ist. Das Gehäuse 30 ist ein hermetisch
abgedichteter Behälter zum
Schutz des Impulsgenerators und der übrigen in ihm enthaltenen Elektronik
vor Körperflüssigkeiten. Die
Anschlussanordnung 32 sorgt in bekannter Weise für die mechanische
und elektrische Verbindung zwischen dem Herzschrittmacher und der
Leitung. Es wird auf die US-Patente 5,188,078; 5,312,441 und 5,342,406
Bezug genommen, welche den Aufbau einer Anschlussanordnung zusammen
mit einem implantierbaren Impulsgenerator oder einem implantierbaren
Herzschrittmacher-Kardioverter-Defibrillator offenbaren.
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Die
gezeigte Leitung 34 hat eine Spitzenelektrode 35 etwa
am distalen Ende 35E, die in geeigneter Weise in den Apex
der rechten Herzkammer eingesetzt ist. Obwohl nur eine einzige einpolige
Leitung gezeigt ist, kann die Erfindung auch mit einer einzigen
Kammerleitung oder Doppelkammerleitungen ausgeführt werden, wobei die Leitungen
einpolig oder zweipolig sein können.
Die Leitung hat ein proximales Ende 36, das in eine Öffnung oder
Bohrung 31 eingeführt
ist, die in einem Anschlussgehäuse 33 ausgebildet
ist, das in geeigneter Weise aus farblosem transparentem Epoxid
zusammengesetzt ist. Gezeigt sind ein erster Anschlussblock 38,
der zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einem Leiter
verwendet wird, der sich zu der Ringelektrode einer bipolaren Leitung
erstreckt, sowie ein zweiter Anschlussblock 39 zur Herstellung
eines elektrischen Kontakts mit einem Leiter, der sich zur Spitzenelektrode
erstreckt. Die Anschlussblöcke
können
eine Schraube zur Befestigung der eingeführten Leitung oder einen Leitungshalter
mit einem Federkontakt aufweisen. Dargestellt sind auch ein Druckwandler 44,
der für
die Aufnahme von Drucksignalen angeordnet ist, die über das
Lumen der Leitung 34 zugeführt werden, sowie ein Durchführelement 45 zum Überführen der
elektrischen Signale vom Sensor 44 zum Inneren des Herzschrittmachers.
Der hier verwendete Ausdruck Standard-Schrittsteuerleitung bezieht
sich auf eine Leitung, die ein zentrales Lumen hat, beispielsweise
auf eine Leitung, durch die ein Führungsstab während des
Implantiervorgangs eingeführt
werden kann, sowie ein herkömmliches
distales und proximales Ende hat.
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2 ist im Einzelnen das proximale
Ende 36 der Leitung und seine Anordnung bezogen auf einen
Druckwandler 44 gezeigt. Die Leitung hat ein inneres Lumen 37,
das sich gewöhnlich
zentral innerhalb einer Spule befindet, die sich über die
Länge der Leitung
erstreckt und für
elektrische Verbindungen zwischen dem proximalen Ende und der distalen Elektrode
oder den distalen Elektroden sorgt. Das Lumen 37 mündet bei 43,
wobei die Größe der Öffnung für die Aufnahme
des Führungsstabs
bemessen ist. Die Öffnung 43 mündet in
einen Hohlraum 66, der in dem Anschlussabschnitt vorgesehen
ist. In unmittelbarer Nähe
der Lumenöffnung 43 ist
ein Drucksensorelement 44 angeordnet. In der Praxis ist
es wesentlich, den Hohlraum so klein wie möglich zu machen, um eine gute Übertragungsanpassung
des Lumens an den Hohlraum zu haben. Das Volumen dieses Hohlraums
oder dieser Kammer addiert sich zu dem Volumen des Lumens hinzu,
so dass die verfügbare
Druckänderung
umso kleiner ist, je größer dieser
Hohlraum ist. Das Hohlraumvolumen ist vorzugsweise beträchtlich
kleiner als das Volumen des Lumens. Für eine Leitung mit einem Lumenraum
im Bereich von 110 bis 140 mm3 wurde ein
Hohlraumvolumen, das nur 10% so groß ist, etwa 14 mm3 betragen.
Das Drucksensorelement ist aus zwei Schichten aufgebaut, nämlich einer
Siliciumtragplatte 65 und einer Siliciummembran 68,
die dichtend miteinander verbunden sind. Der Hohlraum innerhalb
dieses Aufbaus ist evakuiert, um einen Absolutdrucksensor zu erhalten.
Bei dieser Ausgestaltung wird das Ausgangssignal aus dem Sensor
von den Leitungen 70 aufgenommen und durch ein Durchführelement
in das Innere des Herzschrittmachergehäuses 30 übermittelt,
wie es im Einzelnen anhand von 4 erörtert wird.
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In 3 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt,
bei der das Drucksignal von der Lumenöffnung 43 durch das
Gehäuse 30 zu
einem Wandler 50 über
ein Durchführkapillarrohr 45 übertragen
wird, die es sowohl durch das Gehäuse 30 als auch eine keramische
Durchführplatte 73,
wie gezeigt, hindurchführt.
Das Kapillarrohrmaterial kann ein Isolator, beispielsweise ein geeignetes
Kunststoffrohr, oder ein Metallrohr für eine elektrische und eine Druckdurchführung sein.
Das Medium in dem Rohr kann einfach aus Luft bestehen oder das Rohr
kann mit geeignetem Gel gefüllt
sein, welches die Drucksignale überträgt. Das
Ende des Durchführrohres 45, das
sich in dem Herzschrittmachergehäuse
befindet, schließt
direkt an das Sensorelement des Sensors 50 an, der seinerseits
in einem Hohlraum angeordnet ist, der von der Durchführplatte 73 und
einer abgedichteten inneren Abdeckung 72, wie gezeigt,
gebildet wird. Die abgedichtete innere Abdeckung bietet Schutz gegen
eine Beschädigung
der Sensormembran und einer daraus erfolgenden Leckage ins Innere
des Schrittmachers. Der Raum innerhalb der Abdeckung 72 ist
evakuiert, um jeglichen Einfluss des Gasdrucks in ihm aufgrund einer
Temperaturänderung
zu vermeiden. Der Signalausgang des Sensors ist für eine oder
mehrere Drähte 74 mit
einer Hybridschaltung verbunden, die bei 75 gezeigt ist.
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Bei
einer speziellen Ausgestaltung eines kombinierten Durchführrohres 45 wird
ein Metallrohr verwendet, um sowohl das Kapillarrohr für die Übertragung
des Drucksignals als auch die elektrische Verbindung mit der Spitzenelektrode
herzustellen. Das Metallrohr muss so geformt sein, dass es richtig an
den Klemmenabschnitt 39 sowie auch an die Öffnung 43 des
Lumens anschließt.
Bei dieser Ausgestaltung enthält
die keramische Durchführplatte 73 einen
Leiter (nicht gezeigt), um die elektrischen Signale aus dem Metallrohr
aufzunehmen und sie mit der Hybridschaltung zu koppeln.
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In 4 ist ein Schema eines Herzschrittmacherteils
des Schrittsteuersystems der Erfindung gezeigt. Wie angegeben, ist
die Leitung 34 mit ihrem proximalen Ende mit dem Schrittmacher
in dem Anschlussabschnitt 32 verbunden. Für den Transport von
elektrischen Signalen zwischen der Leitung und dem Inneren des Herzschrittmachergehäuses 30 ist eine
Durchführung 47 gezeigt.
Ferner ist eine Kapillardurchführung 45 für den Transport
von Drucksignalen zwischen der Leitung und einem Sensor 50 gezeigt,
der im Inneren des Herzschrittmachers angeordnet ist. Bei der Ausgestaltung
von 2 transportiert
die Durchführung 47 natürlich auch
Signale aus dem Drucksensor, während
bei der Ausgestaltung von 3 die
Durchführung 45 die
Drucksignale zwischen dem Anschlussblock und dem Inneren des Herzschrittmachers
transportiert.
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Unabhängig davon,
ob der Sensor in dem Anschlussstück 32 oder
in dem Gehäuse 30 angeordnet
ist, werden die Sensorsignale zu einem Sensorsignalverstärker 54 und
die folgende Verarbeitungsschaltung 55 überführt, die u. a. die Gleichstromkomponente
herausfiltert (im Falle eines Absolutdrucksensors) und ein geeignetes
Signal zur Speicherung und Verwendung durch den Mikroprozessor erzeugt,
was weiter anhand von 5 erörtert wird. Diese
Schaltungen können
Teil einer Hybridschaltung sein, wie sie in 3 bei 75 dargestellt ist. Die behandelten
Sensorsignale werden zu einem Steuerblock 56 geführt, der
in 4 so gezeigt ist,
dass zu ihm ein Mikroprozessor gehört. Der Mikroprozessor erzeugt,
wie es für
Herzschrittmacher bekannt ist, eine Anzahl von Steuersignalen zum
Steuern des Schrittsteuerimpulsgenerators 48. Eines dieser
Signale, das als Frequenz angezeigt wird, wird erfindungsgemäß aus den
verarbeiteten Drucksensorsignalen abgeleitet. Der Ausgang des Schrittsteuerimpulsgenerators
ist über
eine Durchführung 47 mit
der Schrittsteuerleitung verbunden. Der Ausgang des Schrittsteuerimpulsgenerators
ist auch zurück
mit der Steuerschaltung verbunden, so dass die Steuerschaltung Informationen
erhält,
wann ein Schrittsteuerimpuls abgegeben wurde, und auch, wann ein
Signal aus dem Herzen von der Leitung 34 zurück zum Herzschrittmacher übermittelt
wird. Ferner ist ein Diagnoseblock 58 gezeigt, der in geeigneter
Weise einen Speicher zum Speichern diagnostischer Informationen
enthält,
wozu auch die Informationen gehören, die
aus dem Drucksensor stammen. Diese Informationen können zur
weiteren Steuerung des Herzschrittmacherbetriebs verwendet oder
für ein
an sich bekanntes Anzeigen an einer externen Vorrichtung gespeichert
werden.
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Zu
vermerken ist, dass die beschriebene Erfindung keine spezielle Leitung
benötigt.
Somit kann jede Schrittsteuerleitung, die ein sich über ihre
Länge erstreckendes
Lumen hat, wie es bei einer Standard-Schrittsteuerleitung der Fall
ist, und die für
die Aufnahme eines Führungsstabs
ausgelegt ist, für den
Einsatz bei dieser Erfindung verwendet werden. Es wurden Versuche
mit einem Drucksensor des Typs KPY43A ausgeführt, bei denen eine Leitung vom
Typ IS-1 in einen Anschluss eingeführt wurde, wobei an das distale
Ende der Leitung Druckänderungen
angelegt wurden. Die Druckänderungen
verursachen eine Kompression des Leitungsrohrs, was eine relative
Druckänderung
in dem Lumen herbeiführt.
Messungen haben gezeigt, dass eine Druckänderung am distalen Ende von
40 mmHg eine Druckänderung
in dem Lumen von etwa 0,4 mmHg gemessen am proximalen Ende verursacht.
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Die
Erfindung, wie sie offenbart ist, kann mit einer Standard-Schrittsteuerleitung
verwendet werden, jedoch auch mit Leitungen, die so modifiziert sind,
dass sie an speziellen Punkten und insbesondere am distalen Ende
empfindlicher sind. Die Leitung kann gegenüber Druckänderungen am distalen Ende
empfindlicher gemacht werden, d. h. sie kann eine höhere Druckübertragungsfähigkeit
haben oder so modifiziert sein, dass sie für die Umwandlung von Biegedruckänderungen
in relative Druckänderungen empfindlicher
ist. Selbst wenn die erfassten Druckänderungen relativ sind, haben
sie eine Morphologie, die zu einer signifikanten Information zur
Verwendung in einer Schrittsteuerumgebung verarbeitet werden kann.
Bei Versuchen an Hunden, die unter Verwendung des Systems dieser
Erfindung durchgeführt
wurden, zeigte das aufgezeichnete Drucksignal atriale Kontraktionen
und ventrikulare Kontraktionen. Obwohl die atrialen Kontraktionen
durch kleinere Peaks als die ventrikularen Kontraktionen wiedergegeben
werden, können
sie so getrennt oder ausgefiltert werden, dass sowohl die P-Welle
als auch die QRS-Informationen verfügbar sind. Somit kann das System
der Erfindung, das entweder eine Standard-Schrittsteuerleitung oder
eine Leitung verwendet, die speziell zum Leiten von Drucksignalen
aus dem Herzen modifiziert ist, im Zusammenhang mit einer dualen
Kammerschrittsteuerung und insbesondere für einen Herzschrittmacher mit
VDD-Modus verwendet werden. Die geeignete Verarbeitung der Drucksignale
kann somit so ausgeführt
werden, dass eine ventrikulare Schrittsteuerung bezogen auf die erfassten
atrialen Kontraktionen synchronisiert werden kann. Die Drucksignale
können
auch andere nützliche
Informationen enthalten, die die Atmung, das Atemminutenvolumen,
usw. betreffen.
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In 5 ist ein vereinfachtes
Blockdiagramm mit den Hauptschritten der elektrischen Verarbeitung
des Analogausgangs aus dem Sensor gezeigt. Im Block 85 wird
das Analogsignal verstärkt und
dann dem Block 86 für
eine Bandpassfilterung zugeführt,
die für
die Signale ausgelegt ist, nach denen das System sucht. Wie oben
erwähnt,
kann zu dem Filtern das Herausfiltern der Gleichstromkomponente
im Falle eines Absolutdrucksensors gehören, obwohl dieser Schritt
in einem System nicht notwendig ist, das Relativdrucksensoren verwendet.
Danach wird im Block 88 das gefilterte Signal durch eine
Ausschnitts- und Schwellenerfassung gespeichert. Anschließend werden
die identifizierten Teile des Signals in Digitalform umgewandelt
und für
die gewünschten
Steuerzwecke verarbeitet, beispielsweise zum Steuern der nächsten Ventrikular-
und/oder Atrialschrittsteuerimpulsen. Für einen Zwei-Kammer-Herzschrittmacher
können
natürlich
zwei Leitungen zur Bildung von getrennten atrialen und ventrikularen
Ducksignalen vorhanden sein. Bei dem Verarbeitungsschritt können diese
jeweiligen Signale in geeigneter Weise verglichen werden, um verstärkte Atrial- und Ventrikularsignale
mit minimaler Übersprechung
zu erhalten. Alternativ werden bei der VDD-Ausgestaltung die entsprechenden
Atrial- und Ventrikularsignale basierend auf Aus schneiden und Vergleichsfrequenz-
oder Morphologieeigenschaften der Signale aussepariert.
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Die
beanspruchte Erfindung ist nicht auf die Anwendungen, bei denen
die von dem System erhaltenen Druckdaten verwendet werden können, entweder
in einem Schrittmacher oder in einer anderen Umgebung einer therapeutischen
Vorrichtung beschränkt.
Beispielsweise können
in der Herzschrittmacherumgebung Druckdaten zur Bestätigung hervorgerufener
Antworten oder in Kombination mit einem Aktivitätssensor zum Ausschluss von
Falschmessungen verwendet werden. Die Drucksignale können mit
gemessenen Herzsignalen kombiniert werden, beispielsweise ARS- und
T-Wellen entweder für
die Steuerung oder für
diagnostische Zwecke. In gleicher Weise können durch Verwendung der Drucksignale
die EMI-Erfassung und Zurückweisung
verstärkt
werden.