DE69824170T2

DE69824170T2 - Ratenstabilisierender herzschrittmacher

Info

Publication number: DE69824170T2
Application number: DE69824170T
Authority: DE
Inventors: R. Michael HILL
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: WO1998046303A1; AU6273498A; EP0975387A1; US5814085A; DE69824170D1; EP0975387B1

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein Herzstimulatoren und insbesondere Herzschrittmacher.
Wie in dem Artikel "Rate Stabilization by Right Ventricular Pacing in Patients With Atrial Fibrillation" von Wittkampf u. a., veröffentlicht in PACE, Band 9, Nov.–Dez., 1986, Teil II, S. 1147–1153 dargelegt ist, haben schnelle, veränderliche, ventrikuläre Rhythmen negative hämodynamische Konsequenzen. In dem Artikel von Wittkampf wird daher eine VVI-Stimulation mit einer selbstadaptierenden Stimulationsfrequenz vorgeschlagen, die so ausgewählt wird, daß sie dazu führt, daß 91% aller Depolarisationen stimuliert sind. In dem Artikel wird ausgesagt, daß dieses Verfahren bei Vorhandensein einer atrialen Fibrillation bei einer nur gemäßigten Erhöhung der Gesamtfrequenz stabile ventrikuläre Frequenzen bzw. Raten bereitstellt. Ein Doppelkammer-Schrittmacher, der das gleiche Problem adressiert, ist im Greenhut u. a. erteilten US-Patent US-A-5 480 413 offenbart. Diese Vorrichtung erkennt das Vorhandensein einer atrialen Tachyarrhythmie und einer gleichzeitigen unregelmäßigen ventrikulären Depolarisation und erhöht die ventrikuläre Stimulationsfrequenz, bis der ventrikuläre Rhythmus reguliert ist. Bei diesen beiden Ansätzen aus dem Stand der Technik wird eine Folge vorhergehender ventrikulärer Depolarisationen analysiert und allmählich die Stimulationsfrequenz moduliert, bis ein stabiler ventrikulärer Rhythmus erreicht wird.
Im Mehra u. a. erteilten US-Patent US-A-4 941 471 und im Denker erteilten US-Patent US-A-5 545 185 sind Schrittmacher offenbart, die dafür ausgelegt sind, die Kurz-Lang-Depolarisationsintervallmuster zu verhindern, die mit PVCs einhergehen, welche häufig mit dem Einsetzen ventrikulärer Tachyarrhythmien verbunden sind. Diese Schrittmacher modulieren anders als jene in den Entgegenhaltungen von Wittkampf und Greenhut das Stimulationsintervall Schlag für Schlag, um ein Stimulationsintervall bereitzustellen, das etwas länger ist als ein vorhergehendes natürliches Intervall. In dem Patent von Mehra ist die Stimulationsmodalität als fortlaufend aktiviert offenbart. In dem Patent von Denker wird die Stimulationsmodalität nur bei Erfassung eines Lang-Kurz-Intervallmusters aktiviert.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung an den in den vorstehend zitierten Patenten von Mehra und Denker beschriebenen frequenzstabilisierenden Schrittmachern. Wenn in diesen Patenten eine frequenzstabilisierende Stimulation aktiv ist, unterscheidet sich das vom Schrittmacher definierte Escape-Intervall von einem vorhergehenden natürlichen Escape-Intervall oder vom Schrittmacher definierten Escape-Intervall (nachstehend beide als "Zyklen" bezeichnet) durch ein vorgegebenes Inkrement dT, das entweder ein fester Wert oder ein Prozentsatz der Dauer des vorhergehenden Zyklus oder der vorhergehenden Zyklen sein kann. Wenngleich diese Schrittmacher das gewünschte Ergebnis des Verhinderns des Kurz-Lang-Zyklusmusters, das manchmal mit dem Einsetzen von Tachykardien verbunden ist, erreichen, berücksichtigen sie nicht die zugrundeliegende Herzfrequenz oder den Grad der Verfrühtheit der erfaßten Herzdepolarisationen beim Berechnen des Werts des Inkrements.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Herzschrittmacher vorgesehen mit:
Erfassungsmitteln zum Erfassen von Depolarisationen eines Herzens,
Impulserzeugungsmitteln zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Herz, und
Zeitgebermitteln, die auf die Erfassungsmittel ansprechen bzw. reagieren und mit den Impulserzeugungsmitteln gekoppelt sind, wobei die Zeitgebermittel Escape-Intervalle definieren, die auf die festgestellten Depolarisationen und die abgegebenen Stimulationsimpulse folgen, und die Impulserzeugungsmittel nach Ablauf der Escape-Intervalle auslösen,
Herzzyklusmeßmitteln zum Messen und Speichern von Zeitdauern von Herzzyklen, und
Steuermitteln, die auf die Erfassungsmittel reagieren, zur Einstellung des Escape-Intervalls, das durch die Zeitgebermittel nach einer erfaßten Depolarisation bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel das Escape-Intervall, das durch die Zeitgebermittel definiert ist, einstellen, so daß es die gleiche Länge aufweist wie ein erster Herzzyklus, der der erfaßten Depolarisation unmittelbar vorausgeht, zuzüglich eines Zeitinkrements, das durch die Steuermittel auf der Grundlage der Länge eines zweiten Herzzyklus, der dem ersten Herzzyklus vorangeht, bestimmt wird.
Die vorliegende Erfindung ändert das Inkrement nach einem Zyklus, der in einer erfaßten Depolarisation endet, als Funktion der zugrundeliegenden Herzfrequenz und kann zusätzlich das Inkrement als Funktion der Verfrühtheit der zuletzt erfaßten Depolarisation in bezug auf die vorhergehende Depolarisation ändern. Ein größeres Inkrement wird im allgemeinen bereitgestellt, falls die zugrundeliegende Zykluslänge größer ist, während das Inkrement nach verfrühteren Depolarisationen verringert werden kann. Die Verfrühtheit kann durch Vergleichen des Zyklus (CLnew), der in der zuletzt erfaßten Depolarisation endet, mit der vorhergehenden Zykluslänge (CLold) bestimmt werden, beispielsweise indem CLnew/CLold oder CLold – CLnew berechnet wird. Der Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen der Dauer des Inkrements bietet eine schnellere Rückkehr zu einer niedrigeren zugrundeliegenden Herzfrequenz, während weiter das Kurz-Lang-Intervallmuster vermieden wird, das manchmal mit dem Einsetzen einer Tachykardie verbunden ist. Es wird angenommen, daß dieser Mechanismus zum Steuern der Escape-Intervalle in einem frequenzstabilisierenden Stimulationsmodus dabei helfen kann, Arrhythmien zu verhindern, indem der Betrag der vom Schrittmacher induzierten Schwankung der Refraktärperiode des Herzens reduziert wird.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann der Wert von dT direkt als Funktion (f1) der durchschnittlichen Länge der Zyklen, die dem in der erfaßten Depolarisation endenden Zyklus (CLnew) vorhergehen, festgelegt werden. Beispielsweise kann dT gleich A*(avgCL) – D gesetzt werden, wobei A ein programmierter oder fester Wert sein kann und D ein programmierter oder fester Wert sein kann oder ein programmierter oder fester Bruchteil des minimalen Schrittmacher-Escape-Intervalls (Tmin) sein kann.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann der Wert von dT zusätzlich als Funktion (f2) der Dauer des Zyklus, der in der zuletzt erfaßten Depolarisation endet, und der relativen Verfrühtheit der erfaßten Depolarisation modifiziert werden. Beispielsweise kann dT gleich f1(avgCL) + B*(CLnew/CLold) – D oder gleich f1(avgCL) + B/(CLold – CLnew) – D gesetzt werden, wobei B ein programmierter oder fester Wert sein kann und D ein programmierter oder fester Wert sein kann oder ein programmierter oder fester Bruchteil des minimalen Schrittmacher-Escape-Intervalls (Tmin) sein kann. Alternativ kann dT gleich fl(avgCL) – B*(CLold/CLnew) – D oder f1(avgCL) – B/(CLold – CLnew) – D gesetzt werden. Bei manchen Ausführungsformen kann der gegenwärtige Wert von CLnew zusätzlich die Bestimmung von dT beeinflussen, das beispielsweise gleich fl(avgCL) + B*(CLnew*(CLnew/CLold)) – D gesetzt werden könnte. Die Werte der verschiedenen Konstanten und/oder Variablen werden so gewählt, daß die Änderung des Inkrements dT in erster Linie als Funktion der zugrundeliegenden Frequenz erreicht wird, wobei das Inkrement bei einer Erhöhung der relativen Verfrühtheit verringert wird. Andere Berechnungsmechanismen zum Erreichen einer ähnlichen Änderung von dT können auch verwendet werden.
Die Erfindung kann unter Verwendung entweder erfaßter oder stimulierter atrialer Depolarisationen oder ventrikulärer Depolarisationen zum Festlegen der Zykluslängen, die zum Berechnen des Inkrements dT und des Schrittmacher-Escape-Intervalls verwendet werden, verwirklicht werden. Die Erfindung kann auch nutzbringend in Vorrichtungen verwirklicht werden, welche das maximale Stimulations-Escape- Intervall (Tmax) und das minimale Stimulations-Escape-Intervall (Tmin) als Funktion eines Sensors des Bedarfs an Herzleistung regeln, wie einem Aktivitätssensor, einem Bluttemperatursensor, einem Sauerstoffsättigungssensor, einem Minutenvolumensensor oder einem Herzschlagvolumen-Sensor.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
1 zeigt ein simuliertes EKG-Streifendiagramm, das die Arbeitsweise des im vorstehend zitierten Patent von Mehra beschriebenen Schrittmachers zeigt.
Die 2a–2b sind simulierte EKG-Streifendiagramme, die die Arbeitsweise einer ersten Ausführungsform eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 3a–3e sind simulierte EKG-Streifendiagramme, die die Arbeitsweise einer zweiten Ausführungsform eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 4a–4e sind simulierte EKG-Streifendiagramme, die die Arbeitsweise einer dritten Ausführungsform eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein erstes Funktionsflußdiagramm, in dem die Grundarbeitsweise eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
7 ist ein zweites Funktionsflußdiagramm, in dem ein Verfahren zum Steuern der Stimulationsfrequenz in einem Herzschrittmacher gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
1 zeigt die Arbeitsweise eines Schrittmachers gemäß dem vorstehend erwähnten Patent von Mehra aus dem Stand der Technik. Zum Verstehen der Arbeitsweise eines Schrittmachers nach dem Patent von Mehra und gemäß der vorliegenden Erfindung müssen einige grundlegende Zeitintervalle verstanden werden. Hier bezeichnet Tmax das maximal zulässige Intervall zwischen einem erfaßten Schlag und einem stimulierten Schlag oder zwischen zwei stimulierten Schlägen. Te ist das Escape-Intervall, das der Schrittmacher zu Beginn jedes neuen Herzzyklus berechnet, und es legt die Abgabe des nächsten Stimulationsimpulses fest. dT ist ein inkrementelles Intervall, das bei der Berechnung des Intervalls Te verwendet wird. Für die Zwecke von 1 ist das der minimalen Stimulationsfrequenz entsprechende Intervall (Tmax) auf 1200 ms gelegt und der Wert für das Erhöhen des Stimulationsintervalls (dT) mit jedem Zyklus auf 100 ms gelegt. Zu Beginn der Aufzeichnung beim Stimulationsimpuls 20 wird das effektive Escape-Intervall (Te) auf 1000 ms gelegt. Nach Verstreichen dieses Zeitraums bei 22 wird ein Stimulationsimpuls erzeugt und Te um 100 ms auf 1100 ms inkrementiert. Eine natürlich ausgeführte Depolarisation geschieht bei 24, 900 ms nach der stimulierten Depolarisation bei 22. An diesem Punkt wird Te neu berechnet und auf 1000 ms gelegt (das vorhergehende natürliche Escape-Intervall zuzüglich 100 ms). Das Escape-Intervall Te wird bei 25 und 26 ähnlich um 100 ms inkrementiert. Bei 26 ist Te = Tmax. Bei Nichtvorhandensein der zugrundeliegenden Herzaktivität bleibt Te bei Tmax, wie bei 27 und 28 dargestellt ist. Dies veranschaulicht die grundlegende Funktionsweise des Stimulationsmodus eines Schrittmachers gemäß dem Patent von Mehra. Zu Beginn jedes neuen Escape-Intervalls wird beim Auftreten entweder einer stimulierten oder einer erfaßten atrialen oder ventrikulären Depolarisation das folgende Stimulationsintervall so berechnet, daß es dem vorhergehenden Stimulationsintervall zuzüglich einem festen Inkrement dT (beispielsweise 100 ms) gleicht. Das Inkrementieren wird fortgesetzt, bis das Escape-Intervall Te dem minimalen Stimulationsfrequenzintervall Tmax gleicht.
Der zweite Abschnitt von 1 zeigt die Reaktion eines Schrittmachers gemäß dem Patent von Mehra auf das Auftreten einer PVC. Das minimale Stimulationsfrequenzintervall Tmax ist wiederum auf 1200 ms gelegt, und das Escape-Intervall des Schrittmachers Te ist beim stimulierten Schlag 40 auf 1000 ms gelegt. Nach Ablauf des Escape-Intervalls von 1000 ms bei 42 wird das Escape-Intervall Te als 1100 ms neu berechnet. 400 ms nach dem stimulierten Schlag bei 42 tritt bei 44 eine PVC auf. An diesem Punkt wird das Escape-Intervall Te als 500 ms (das tatsächliche vorhergehende Escape-Intervall zuzüglich 100 ms) neu berechnet. Nach diesem Escape-Intervall von 500 ms wird bei 46 ein Stimulationsimpuls erzeugt und das Escape-Intervall Te als 600 ms neu berechnet. 600 ms später tritt bei 48 ein anderes stimuliertes Ereignis auf, und das Escape-Intervall Te wird ähnlich neu berechnet. Als eine Alternative zu einem festen Inkrement dT schlägt das Patent von Mehra auch vor, daß das Inkrement ein vordefinierter Anteil der letzten Zykluslänge, beispielsweise 20%, ist.
Die 2a und 2b sind simulierte Elektrokardiogramme, in denen eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, wobei sich die Dauer des Inkrements dT direkt als Funktion der zugrundeliegenden Herzfrequenz ändert. In diesem Fall wird das Inkrement entsprechend der Gleichung dT = 0,3(avgCL) – 80 festgelegt, wobei avgCL über die drei Zyklen berechnet wird, die vor dem Zyklus enden, in dem die letzte Depolarisation erfaßt wurde. Für die Zwecke von 2a sei angenommen, daß die durchschnittliche Dauer der drei Zyklen, die der erfaßten Depolarisation 200 vorhergehen, 1100 Millisekunden ist, so daß der Wert von avgCL bei der Depolarisation 202 auch 1100 ms ist. Nach der erfaßten Depolarisation 204 berechnet der Mikroprozessor einen neuen Wert für dT unter Verwendung der vorhergehenden Gleichung, woraus sich ein Wert von 250 Millisekunden für dT ergibt, so daß das nächste Escape-Intervall, bei dessen Verstreichen bei 206 ein Stimulationsimpuls erzeugt wird, auf 670 Millisekunden gelegt wird. Bei 206 inkrementiert der Mikroprozessor das Escape-Intervall wiederum um 250 bis 920 Millisekunden usw.
2b zeigt die Wirkung einer höheren zugrundeliegenden Herzfrequenz auf die Berechnung der Dauer von dT. Es sei angenommen, daß vor der erfaßten Depolarisation 208 die drei vorhergehenden Zyklen Längen von 600 Millisekunden aufwiesen, so daß beim Auftreten einer erfaßten Depolarisation 210 der Wert von avgCL auch 600 Millisekunden ist. Bei 212 geschieht eine relativ verfrühte erfaßte Depolarisation, 420 Millisekunden nach der Depolarisation 210. Unter Verwendung der dargelegten Gleichung berechnet der Mikroprozessor den Wert von dT als 100 Millisekunden, so daß das Escape-Intervall auf 520 Millisekunden gelegt wird. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls 214 wird ein Stimulationsimpuls abgegeben und das Escape-Intervall wieder um 100 Millisekunden auf einen Wert von 620 Millisekunden inkrementiert, wobei nach dessen Verstreichen ein Stimulationsimpuls bei 216 erzeugt wird usw., wodurch das kleinere Inkrement dT erläutert wird, das bei Vorhandensein einer höheren Herzfrequenz bereitgestellt wird.
Die 3a–3e sind simulierte Elektrogramme, welche eine erste alternative Ausführungsform der Erfindung veranschaulichen, wobei der Wert von dT unter Verwendung der Gleichung dT = 0,125(avgCL) + 0,134(CLnew*(CLnew/CLold)) – 11 festgelegt wird. Unter Verwendung dieses Mechanismus zum Festlegen des Werts des Inkrements dT liefert die Vorrichtung ein Inkrement, das im allgemeinen bei sich verringernder Herzfrequenz zunimmt, jedoch als Funktion der relativen Verfrühtheit der letzten erfaßten Depolarisation abnimmt. Die 3a–3e zeigen zusammen das Verhalten einer solchen Vorrichtung unter einer Vielzahl von Umständen.
In 3a sei angenommen, daß vor der Depolarisation 220 der Durchschnitt der vorhergehenden 3 Herzzykluslängen 1000 Millisekunden beträgt, so daß bei der Depolarisation 222 der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden ist. Ein relativ verfrühter Schlag 224 tritt bei 400 Millisekunden auf, und der Mikroprozessor aktualisiert den Wert von dT unter Verwendung der vorstehenden Gleichung, wodurch ein Wert von 150 Millisekunden für das Inkrement erreicht wird und ein Wert von 550 Millisekunden für das Escape-Intervall erreicht wird. Bei 226 läuft das Escape-Intervall ab und wird wieder um 150 Millisekunden inkrementiert, um ein Escape-Intervall von 700 Millisekunden zu erzeugen, bei dessen Verstreichen bei 228 ein Stimulationsimpuls abgegeben wird.
3b zeigt eine ähnliche Situation mit einem weniger verfrühten Schlag. Vor der erfaßten Depolarisation 230 sei angenommen, daß der Durchschnitt der vorhergehenden 3 Zyklen 1000 Millisekunden beträgt, so daß bei 234 der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden ist. Ein etwas weniger verfrühter Schlag 236 tritt 600 Millisekunden später auf, und der Mikroprozessor berechnet unter Verwendung der vorstehenden Gleichung den Wert von dT als 162 Millisekunden, woraus sich ein Escape-Intervall von 762 Millisekunden ergibt. Weil die erfaßte Depolarisation 236 weniger verfrüht war als die erfaßte Depolarisation 224, wird ein längeres Inkrement dT bereitgestellt. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 762 Millisekunden wird bei 238 ein Stimulationsimpuls abgegeben, und der Wert des Escape-Intervalls wird wieder um 162 Millisekunden auf 924 Millisekunden inkrementiert.
3c zeigt die Wirkung eines relativ wenig verfrühten Schlags unter Umständen, die ansonsten denjenigen aus den vorstehenden 3a und 3b entsprechen. Vor einer erfaßten Depolarisation 240 sei angenommen, daß die drei vorhergehenden Zyklen eine durchschnittliche Länge von 1000 Millisekunden aufwiesen, so daß bei einer erfaßten Depolarisation 242 der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden ist. Eine erfaßte Depolarisation 244 tritt 800 Millisekunden später auf, und der Mikroprozessor berechnet unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichung einen Wert von 200 Millisekunden für dT, woraus sich ein Escape-Intervall von 1000 Millisekunden ergibt, bei dessen Verstreichen bei 246 ein Stimulationsimpuls erzeugt wird. Bei 246 wird das Escape-Intervall wieder neu berechnet, so daß es das kleinere von dem maximalen Escape-Intervall Tmax und 1200 Millisekunden ist.
3d zeigt die Situation, in der die zugrundeliegende Frequenz erheblich höher ist als in den 3a–c. Vor einer erfaßten Depolarisation 250 sei angenommen, daß die vorhergehenden drei Zyklen einen Durchschnittswert von 600 Millisekunden hatten, so daß bei einer erfaßten Depolarisation 252 der Wert von avgCL auch 600 Millisekunden ist. 400 Millisekunden später tritt ein erfaßter Schlag 254 auf, wodurch bewirkt wird, daß der Mikroprozessor den Wert von dT unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichung aktualisiert, woraus sich ein Wert von 100 Millisekunden für dT ergibt. Weil die zugrundeliegende Frequenz erheblich höher ist, ist der entsprechende Wert von dT erheblich niedriger als in der vorstehend erörterten 3a. Das Inkrement dT von 100 Millisekunden wird zum Escape-Intervall addiert, um ein Escape-Intervall von 500 Millisekunden zu erzielen, bei dessen Verstreichen bei 256 ein Stimulationsimpuls abgegeben wird. Der Mikroprozessor addiert ein zusätzliches Inkrement von 100 Millisekunden zum Escape-Intervall, um ein Escape-Intervall von 600 Millisekunden zu definieren, bei dessen Verstreichen ein Stimulationsimpuls bei 258 erzeugt wird usw.
3e zeigt eine Situation mit einer zugrundeliegenden Frequenz, die zwischen denjenigen liegt, die in den 3a und 3d dargestellt sind. Vor einer erfaßten Depolarisation 260 sei angenommen, daß die drei vorhergehenden Zyklen einen Durchschnittswert von 800 Millisekunden aufwiesen, so daß bei 262 der Wert von avgCL auch 800 Millisekunden beträgt. Ein relativ verfrühter Schlag 264 tritt 400 Millisekunden später auf, wodurch der Mikroprozessor veranlaßt wird, den Wert von dT zu 152 Millisekunden zu aktualisieren, woraus sich ein Escape-Intervall von 552 Millisekunden ergibt. Es sei bemerkt, daß die in einer in 3e dargestellten Situation bereitgestellten Inkremente zwischen den entsprechenden Inkrementen liegen, die unter den in den 3a und 3d dargestellten Umständen berechnet wurden. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 552 Millisekunden bei 266 wird ein Stimulationsimpuls erzeugt, und der Mikroprozessor aktualisiert das Escape-Intervall durch Addieren zusätzlicher 152 Millisekunden, um ein Escape-Intervall von 704 Millisekunden zu erzielen. Beim Verstreichen dieses Escape-Intervalls wird bei 268 ein Stimulationsimpuls abgegeben usw.
Die 4a–4e erläutern die Arbeitsweise einer dritten Ausführungsform eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung in den gleichen Situationen wie in den 3a–3e. In diesem Fall wird der Wert von dT jedoch unter Verwendung der Gleichung dT = 0,25(avgCL) – 0,125(CLold – CLnew) – 25 berechnet. Wenngleich sich das Berechnungsverfahren erheblich von demjenigen unterscheidet, das in Zusammenhang mit den 3a–3e erläutert wurde, ist das Gesamtverhalten der Vorrichtung ähnlich.
In 4a sei angenommen, daß vor einer erfaßten Depolarisation 270 die vorhergehenden drei Zyklen eine durchschnittliche Zykluslänge von 1000 Millisekunden aufwiesen, so daß bei einer erfaßten Depolarisation 272 der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden ist. Ein relativ verfrühter Schlag 274 tritt 400 Millisekunden später auf und veranlaßt den Mikroprozessor, den Wert von dT unter Verwendung der vorstehenden Gleichung zu berechnen, woraus sich ein Wert von 150 Millisekunden für dT ergibt, was zu einem Escape-Intervall von 550 Millisekunden führt. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 550 Millisekunden bei 276 wird ein Stimulationsimpuls abgegeben, und der Mikroprozessor aktualisiert das Escape-Intervall durch Addieren von zusätzlich 150 Millisekunden, um ein Escape-Intervall von 700 Millisekunden zu erhalten. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 700 Millisekunden wird bei 278 ein Stimulationsimpuls erzeugt usw.
In 4b sei angenommen, daß vor einer erfaßten Depolarisation 280 die vorhergehenden drei Zykluslängen eine durchschnittliche Dauer von 1000 Millisekunden aufwiesen, so daß bei einer erfaßten Depolarisation 282 der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden beträgt. 600 Millisekunden später tritt bei 284 eine erfaßte Depolarisation auf, wodurch der Mikroprozessor veranlaßt wird, den Wert von dT unter Verwendung der vorstehenden Gleichung zu aktualisieren, woraus sich ein Wert von 175 Millisekunden für dT und ein Escape-Intervall von 775 Millisekunden ergibt. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 775 Millisekunden wird bei 286 ein Stimulationsimpuls erzeugt, und das Escape-Intervall wird wieder um 175 Millisekunden inkrementiert usw.
In 4c sei vor einer erfaßten Depolarisation 290 angenommen, daß die durchschnittliche Zykluslänge der drei vorhergehenden Zyklen 1000 Millisekunden betrug, so daß bei einer bei 292 auftretenden erfaßten Depolarisation der Wert von avgCL auch 1000 Millisekunden beträgt. 800 Millisekunden danach tritt bei 294 eine erfaßte Depolarisation mit einer relativ geringen Verfrühtheit auf, und der Mikroprozessor verwendet die vorstehende Gleichung, um einen Wert von 200 Millisekunden für dT bei einem Wert von 1000 Millisekunden für das Escape-Intervall zu berechnen. Bei 296 setzt der Mikroprozessor beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 1000 Millisekunden das Escape-Intervall zurück, so daß es gleich dem kleineren von Tmax und 1200 Millisekunden wird, wie vorstehend erwähnt wurde. Die 4a, 4b und 4c zeigen zusammen ein relativ lineares Fortschreiten des Werts von dT bei Vorhandensein derselben zugrundeliegenden Herzfrequenz als Funktion einer durch die Differenz zwischen CLnew und CLold gemessenen erhöhten Verfrühtheit.
4d zeigt die Situation, in der die zugrundeliegende Frequenz erheblich höher ist als in den 4a–c. Es sei angenommen, daß vor einer erfaßten Depolarisation 300 die vorhergehenden drei Zyklen einen Durchschnittswert von 600 Millisekunden aufwiesen, so daß bei einer erfaßten Depolarisation 302 der Wert von avgCL auch 600 Millisekunden beträgt. 400 Millisekunden danach tritt ein erfaßter Schlag 304 auf, wodurch der Mikroprozessor veranlaßt wird, den Wert von dT unter Verwendung der vorstehend erwähnten Gleichung zu aktualisieren, woraus sich ein Wert von 100 Millisekunden für dT ergibt. Weil die zugrundeliegende Frequenz erheblich höher ist, ist der entsprechende Wert von dT erheblich niedriger als in 4a, wie vorstehend erörtert wurde. Das Inkrement dT von 100 Millisekunden wird zum Escape-Intervall addiert, um ein Escape-Intervall von 500 Millisekunden zu erhalten, bei dessen Verstreichen ein Stimulationsimpuls bei 306 abgegeben wird. Der Mikroprozessor addiert ein zusätzliches Inkrement von 100 Millisekunden zum Escape-Intervall, um ein Escape-Intervall von 600 Millisekunden zu definieren, bei dessen Verstreichen bei 308 ein Stimulationsimpuls erzeugt wird usw.
4e zeigt eine Situation mit einer zugrundeliegenden Frequenz, die zwischen denjenigen liegt, die in den 4a und 4d dargestellt sind. Es sei angenommen, daß vor einer erfaßten Depolarisation 310 die drei vorhergehenden Zyklen einen Durchschnittswert von 800 Millisekunden aufwiesen, so daß bei 312 der Wert von avgCL auch 800 Millisekunden beträgt. Ein relativ verfrühter Schlag 314 tritt 400 Millisekunden später auf, wodurch der Mikroprozessor veranlaßt wird, den Wert von dT auf 125 Millisekunden zu aktualisieren, wodurch sich ein Escape-Intervall von 525 Millisekunden ergibt. Es sei bemerkt, daß die in einer in 4e dargestellten Situation bereitgestellten Inkremente zwischen den entsprechenden Inkrementen liegen, die unter den in den 4a und 4d dargestellten Umständen berechnet wurden. Beim Verstreichen des Escape-Intervalls von 525 Millisekunden bei 316 wird ein Stimulationsimpuls erzeugt, und der Mikroprozessor aktualisiert das Escape-Intervall durch Addieren zusätzlicher 125 Millisekunden, woraus sich ein Escape-Intervall von 650 Millisekunden ergibt. Beim Verstreichen dieses Escape-Intervalls wird bei 318 ein Stimulationsimpuls abgegeben usw.
Die simulierten Elektrogramme aus den 2a, 2b, 3a–3e und 4a–4e zeigen alle Implementationen der Erfindung, wobei der Wert von dT nach den erwähnten Gleichungen nur in Reaktion auf erfaßte Schläge berechnet wird und nach stimulierten Schlägen konstant bleibt. Alternative Implementationen der Erfindung können jedoch den Wert von dT auch nach stimulierten Schlägen unter Verwendung derselben Gleichungen aktualisieren. Beispielsweise könnte in 2b der Wert von dT nach dem Stimulationsimpuls 214 unter Verwendung der vorhergehenden Zykluslängen von 600 ms, 600 ms, 600 ms und 420 ms aktualisiert werden, um avgCL unter Verwendung des Intervalls von 420 ms zwischen den erfaßten Depolarisationen 210 und 212 als CLold und der Zykluslänge von 520 ms zwischen der erfaßten Depolarisation 212 und dem Stimulationsimpuls 216 als CLnew zu berechnen. Bei Verwendung dieses Verfahrens würde der Wert von dT nach dem Stimulationsimpuls 214 86,5 ms betragen, woraus sich ein Escape-Intervall von 606,5 ms ergibt. Der Wert von dT würde dann entsprechend nach dem Stimulationsimpuls 216 aktualisiert werden usw. Ähnlich könnte der Wert von dT nach jedem stimulierten Schlag in den in den 3a–3e und 4a–4e dargestellten Implementationen aktualisiert werden.
5 ist ein Blockdiagramm der in Form eines mikroprozessorbasierten Schrittmachers verwirklichten vorliegenden Erfindung. Die hier dargelegte Grundarchitektur ähnelt derjenigen, die im vorstehend erwähnten Patent von Mehra dargelegt ist. Es wird jedoch angenommen, daß ein Fachmann in der Lage wäre, die vorliegende Erfindung in mikroprozessorbasierte Schrittmacher mit einer anderen Architektur oder in Schrittmacher, bei denen eine andere Analog- und Digitalschaltungsarchitektur verwendet wird, aufnehmen könnte. Der Grundbetrieb des Schrittmachers wird, von einem gespeicherten Programm gesteuert, das sich im Nurlesespeicher 102 befindet, vom Mikroprozessorchip 100 gesteuert. Auf das gespeicherte Programm wird vom Mikroprozessor über den Datenbus 104 zugegriffen. Der Zugriff auf den Nurlesespeicher 102 wird über den Adreßbus 106 gesteuert. Programmierbare oder veränderbare Parameter (wie Tmax) sind im Direktzugriffsspeicher 108 gespeichert. Die Eingabe von Daten in den Direktzugriffsspeicher 108 und das Auslesen aus dem Direktzugriffsspeicher 108 werden vom Mikroprozessor 100 gesteuert. Die Analogschaltung 110 des Schrittmachers weist eine Ausgangsstufe, die Stimulationsimpulse zum Stimulieren des Herzens erzeugt, und einen Meßverstärker, der die zugrundeliegende Herzaktivität erfaßt, auf. Sowohl der Ausgabeverstärker als auch der Meßverstärker sind mit dem Herzen 112 durch Elektroden 114 und 116 gekoppelt, von denen wenigstens eine am oder im Herzen 112 angebracht ist. Die Analogschaltung 110 weist auch eine Schaltung zum Empfangen von Telemetriesignalen von einer externen Programmiereinrichtung über eine Antenne 118 und zum Senden von Signalen über die Antenne 118 zu einer externen Programmiereinrichtung auf. Die Analogschaltung 110 wird von einer Digitalschaltung 120 gesteuert. Die Digitalschaltung 120 wird über eine Steuer-/Statusleitung 122 vom Mikroprozessor 100 gesteuert. Die Digitalschaltung 120 weist einen oder mehrere Intervallzähler zum Erleichtern von Zeitsteuerungsfunktionen und zum Auslösen des Betriebs der Ausgangsstufe in der Analogschaltung 110 ansprechend auf den Ablauf des Escape-Intervalls des Schrittmachers auf. Die Digitalschaltung 120 steuert auch die Telemetrie von digitalen Daten aus dem Schrittmacher über die Analogschaltung 110 und die Eingabe von der Analogschaltung 110 empfangener Daten in den Mikroprozessor 100 und den Direktzugriffsspeicher 108.
6 zeigt ein verallgemeinertes Flußdiagramm des Funktionsbetriebs des Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung bei Implementation in einen bedarfsweise arbeitenden atrialen oder ventrikulären Schrittmacher. Wenngleich die vorliegende Erfindung in beliebigen der gegenwärtig verfügbaren elektronischen Technologien konfiguriert werden kann, welche diskrete Komponenten, kundenspezifische Logikschaltungen oder mikroprozessorbasierte Schaltungen einschließen, wird angenommen, daß der bevorzugte Modus die Form eines mikroprozessorbasierten Schrittmachers annimmt.
Der Schrittmacher ist mit einem grundlegenden, minimalen Stimulationsfrequenzintervall Tmax versehen. Tmax ist vorzugsweise ein programmierbarer Parameter, der das maximale Intervall definiert, welches eine stimulierte Depolarisation von der unmittelbar vorhergehenden erfaßten oder stimulierten Depolarisation trennen kann. Bei der in 5 dargestellten mikroprozessorbasierten Ausführungsform wird ein sich in der Digitalschaltung 120 befindender Intervallzähler verwendet, um Zeitintervalle festzulegen, wie es im vorstehend zitierten Patent von Mehra der Fall war. Tmax ist daher ein Zählwert, der dem gewünschten Zeitintervall entspricht. Typischerweise entspricht Tmax Intervallen von 600 bis 1500 ms und beträgt typischerweise etwa 800 bis 100 ms. Ähnlich ist Tmin ein Zählwert, der der maximal zulässigen Stimulationsfrequenz (dem minimalen Stimulationsintervall) entspricht. dT ist ein berechneter Wert, der dem zu jedem aufeinanderfolgenden Stimulationszyklus addierten Zeitinkrement entspricht, das typischerweise zwischen 50 und 300 ms liegt. "T" ist der Wert des Zeitintervallzählers, der an dem Punkt gespeichert ist, an dem ein Zyklus entweder mit einem stimulierten Schlag oder einer erfaßten Depolarisation endet. "Ta" ist der Wert, der im Intervallzähler zu einem bestimmten Zeitpunkt gehalten wird. Beim Verstreichen eines Depolarisationsintervalls wird dieser Wert auf 0 zurückgesetzt, so daß das Zählen des nachfolgenden Intervalls beginnen kann. "Te" ist die Variable, die dem operativen Escape-Intervall des Schrittmachers entspricht. Wenn Ta gleich Te ist, wird ein Stimulationsimpuls abgegeben. Teol ist ein Zeitintervall, typischerweise 100 ms oder dergleichen, das zum effektiven Escape-Intervall addiert wird, wenn der Schrittmacher das Einsetzen des Lebensdauerendes oder eine Batterieerschöpfung erfaßt. Tr ist die der Refraktärperiode entsprechende Zahl von typischerweise 100 bis 500 ms. Wenn Ta gleich Tr ist, wird der Meßverstärker des Schrittmachers aktiviert, so daß er das Auftreten der natürlichen Depolarisationen erfassen kann.
Der Grundbetrieb des Schrittmachers ist zyklisch. Der beliebige Anfangspunkt A ist die Zeit unmittelbar nach der Abgabe eines Stimulationsimpulses oder nach dem Auftreten einer erfaßten Depolarisation. T wird bei r gleich Ta (dem tatsächlichen Escape-Intervall) gesetzt. Der Intervallzähler wird dann bei 52 zurückgesetzt, wobei Ta auf 0 zurückgesetzt wird. Bei 54 wird ein Test ausgeführt, um festzustellen, ob sich der Schrittmacher im Magnetmodus befindet.
Wie es bei Schrittmachern aus dem Stand der Technik typisch ist, ist vorgesehen, daß ein Schrittmacher gemäß der vorliegenden Erfindung ein das Lebensdauerende angebendes Verhalten ansprechend auf das Vorhandensein eines über dem Schrittmacher angeordneten Magneten anzeigt. Alternativ könnte das Vorhandensein des Programmierkopfs eines Programmierers eines Herzschrittmachers über dem Schrittmacher verwendet werden, um das Eintreten in den Lebensdauerendeindikator-Stimulationsmodus auszulösen. Die bestimmte Wahl des Lebensdauerendeverhaltens ist für das Verwirklichen der Erfindung nicht entscheidend. In jenen Fällen, in denen eine Änderung der Stimulationsfrequenz zum Angeben des Lebensdauerendes gewählt wird, wird jedoch vorgeschlagen, daß eine Modifikation des Escape-Intervalls gemäß der vorliegenden Erfindung während des Prüfens des Lebensdauerendes ausgesetzt wird, um die EKG-Interpretation zu erleichtern.
Unter der Annahme, daß ein Magnet oder ein Programmierkopf vorhanden ist, prüft der Schrittmacher bei 51, ob die Batteriespannung angibt, daß sich der Schrittmacher seinem Lebensdauerende nähert. Falls die Batteriespannung kleiner als ein vorgegebener Betrag ist, setzt der Schrittmacher das Escape-Intervall Te gleich dem maximalen Stimulationsintervall Tmax zuzüglich einem inkrementellen Intervall Teol. Falls die Batteriespannung innerhalb normaler Grenzen liegt, setzt der Schrittmacher das Escape-Intervall Te gleich Tmax. Weil der Meßverstärker nicht zu jeder Zeit aktiviert ist, zu der sich der Schrittmacher im Magnetmodus befindet, stimuliert der Schrittmacher asynchron mit dem Escape-Intervall von entweder Tmax oder Tmax + Teol, wodurch eine zweckmäßige Prüfung zur Bestimmung, ob die Batterieentleerung bevorsteht, bereitgestellt wird.
Unter der Annahme, daß kein Magnet oder Programmierkopf vorhanden ist, bestimmt der Schrittmacher das nächste Escape-Intervall Te bei 56. Der Algorithmus für das derartige Bestimmen des Escape-Intervalls ist in der nachstehenden 7 dargestellt. Nach dem Bestimmen des Escape-Intervalls Te prüft der Schrittmacher bei 58 fortlaufend, um festzustellen, ob der Zählwert Ta im Intervallzähler gleich dem Refraktärperioden-Zählwert Tr ist. Der Intervallzähler wird bei 60 weiter inkrementiert, bis Ta gleich Tr ist, woraufhin der Meßverstärker 62 bei 62 aktiviert wird, so daß der Schrittmacher die zugrundeliegende Herzaktivität erfassen kann. Nach dem Aktivieren des Meßverstärkers prüft der Schrittmacher fortlaufend, um festzustellen, ob bei 64 eine Depolarisation erfaßt wurde und bei 66 das Escape-Intervall verstrichen ist. Bis eines dieser Ereignisse auftritt, wird der Intervallzähler bei 68 weiter inkrementiert. Unter der Annahme, daß eine Depolarisation vor dem Verstreichen des Escape-Intervalls Te erfaßt wird, wird der Meßverstärker bei 71 deaktiviert, und der Zählwert Ta im Intervallzähler wird bei 50 gespeichert, wie vorstehend erörtert wurde. Der Herzzyklus wird danach bei 52 durch Rücksetzen des Intervallzählers wieder eingeleitet. Falls andererseits das Escape-Intervall vor dem Erfassen einer Depolarisation verstreicht, wird der Meßverstärker bei 69 deaktiviert und bei 70 ein Stimulationsimpuls erzeugt. Die Zeit, zu der der Stimulationsimpuls erzeugt wird, wird, wie vorstehend erörtert wurde, bei 50 gespeichert, und der Zeitzyklus wird durch Rücksetzen des Intervallzählers auf 0 bei 52 wieder eingeleitet.
7 zeigt das Verfahren zum Berechnen des Escape-Intervalls eines Schrittmachers gemäß der vorliegenden Erfindung. 7 entspricht dem "Festlegen von Te"-Schritt im Kästchen 56 in 6. Bei 320 prüft der Mikroprozessor nach dem Ende des vorhergehenden Zyklus, ob das Ereignis, das den Zyklus beendet hat, eine erfaßte Depolarisation war. Falls dies nicht der Fall ist, wird der zuvor bestimmte Wert von dT zur Verwendung beim Berechnen der Dauer des nächsten Escape-Intervalls festgehalten. Falls das Ereignis eine erfaßte Depolarisation war, wird ihr Wert bei 322 aktualisiert. Bei 324 prüft der Mikroprozessor, ob T + dT kleiner als Tmin ist. Falls dies der Fall ist, wird Te bei 332 gleich Tmin gesetzt. Falls dies nicht der Fall ist, prüft der Mikroprozessor bei 328, ob T + dT größer als Tmax ist. Falls dies der Fall ist, wird Te bei 330 gleich Tmax gesetzt. Falls dies nicht der Fall ist, wird Te bei 332 gleich T + dT gesetzt.
Falls die vorstehend erörterte alternative Implementation erwünscht ist, bei der der Wert von dT nach jedem stimulierten oder erfaßten Schlag aktualisiert wird, kann das Flußdiagramm aus 7 bei 320 durch einfaches Löschen der Funktion oder Prüfen, ob das Ereignis, das den Zyklus beendet hat, ein erfaßtes Ereignis war, modifiziert werden. Mit dieser Änderung wird der Wert von dT nach jedem erfaßten Schlag und jedem stimulierten Schlag aktualisiert.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Erfassung während der Refraktärperiode deaktiviert. Falls die Erfassung, wie bei manchen Schrittmachern, während der Refraktärperiode aktiviert ist, ist der Schrittmacher vorzugsweise so konfiguriert, daß, wie gemäß der offenbarten Ausführungsform, das Aktualisieren der Werte von dT und des Escape-Intervalls nur ansprechend auf erfaßte Ereignisse geschieht, welche das Escape-Intervall wieder einleiten.
Wenngleich der in der Beschreibung dargelegte Schrittmacher ein ventrikulärer oder atrialer beschränkter Schrittmacher ist, wird angenommen, daß die hier erörterte Stimulationsmodalität auch in Zusammenhang mit einem Doppelkammer-Schrittmacher verwendbar und wertvoll wäre. Beispielsweise könnte die vorliegende Erfindung in Doppelkammer-Schrittmachern verwirklicht werden, die im VDD-, DVI-, DDI- oder DDD-Modus arbeiten. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann die vorliegende Erfindung auch in frequenzadaptierenden Schrittmachern des Typs verwirklicht werden, der im Bornzin am 28. August 1984 erteilten US-Patent U5-A-4 467 807 "Rate Adaptive Demand Pacemaker" offenbart ist. Solche Schrittmacher ändern ihre Escape-Intervalle ansprechend auf die Erfassung eines physiologischen Parameters, der einen Bedarf an Herzleistung angibt. In diesem Fall wird vorgeschlagen, daß der physiologische Parameter verwendet wird, um Tmax und Tmin zu modulieren und dadurch die Dauer von jedem bei einem erfaßten erhöhten Bedarf an Herzleistung zu verringern, wobei die Arbeitsweise ansonsten derjenigen des vorstehend offenbarten Schrittmachers entspricht.

Claims

Herzschrittmacher mit Erfassungsmitteln (114, 116) zum Erfassen von Depolarisationen eines Herzens, Impulserzeugungsmitteln (110) zur Abgabe von Stimulationsimpulsen an das Herz; und Zeitgebermitteln (120), die auf die Erfassungsmittel reagieren und mit den Impulserzeugungsmitteln gekoppelt sind, wobei die Zeitgebermittel Escape-Intervalle definieren, die auf die festgestellten Depolarisationen und die abgegebenen Stimulationsimpulse folgen, und die Impulserzeugungsmittel nach Ablauf der Escape-Intervalle auslösen; Herzzyklusmessmitteln (120) zum Messen und Speichern von Zeitdauern von Herzzyklen; und Steuermitteln (100), die auf die Erfassungsmittel reagieren, zur Einstellung des Escape-Intervalls, das durch die Zeitgebermittel nach einer erfassten Depolarisation bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel das Escape-Intervall, das durch die Zeitgebermittel definiert ist, einstellen, so dass es die gleiche Länge aufweist wie ein erster Herzzyklus, der der erfassten Depolarisation unmittelbar vorausgeht, zuzüglich eines Zeitinkrements, das durch die Steuermittel auf der Grundlage der Länge eines zweiten Herzzyklus, der dem ersten Herzzyklus vorangeht, bestimmt wird.
Schrittmacher nach Anspruch 1, bei dem die Steuermittel Mittel zur Feststellung der Zeitdauer des Inkrements auf der Grundlage von Zeitdauern bzw. Längen einer Folge von Zyklen, die dem ersten Herzzyklus vorangehen, aufweisen.
Schrittmacher nach Anspruch 2, bei dem die Steuermittel Mittel zur Feststellung der Zeitdauer des Inkrements auf der Grundlage der durchschnittlichen Zeitdauer einer Folge von Zyklen, die dem ersten Herzzyklus vorausgehen, aufweisen.
Schrittmacher nach Anspruch 2, bei dem die Steuermittel (100) Mittel zur Feststellung der Zunahme der Zeitdauer des Inkrements in Reaktion auf Zunahmen in den Zeitdauern der vorangehenden Folge von Zyklen aufweisen.
Schrittmacher nach einem der Ansprüche 1,2, 3 oder 4, bei dem die Steuermittel (100) Mittel zur Feststellung des relativen Verfrühtseins einer festgestellten Depolarisation und Mittel zur Feststellung der Zeitdauer des Inkrements auf der Grundlage des relativen Verfrühtseins der festgestellten Depolarisation aufweisen.
Schrittmacher nach Anspruch 5, bei dem die Mittel zur Feststellung des Verfrühtseins Mittel zum Vergleichen von Zeitdauern der ersten und der zweiten Herzzyklen aufweisen.
Schrittmacher nach Anspruch 5, bei dem die Steuermittel (100) Mittel zur Verkleinerung der Zeitdauer des Inkrements in Reaktion auf Zunahmen des relativen Verfrühtseins der festgestellten Depolarisation aufweisen.
Schrittmacher nach Anspruch 5, bei dem die Steuermittel (100) auf die Impulserzeugungsmittel (110) reagierende Mittel zur Einstellung des durch die Zeitgebermittel festgestellten Escape-Intervalls nach einem abgegebenen Stimulationsimpuls aufweisen, wobei die Steuermittel das durch die Zeitgebermittel definierte Escape-Intervall so einstellen, dass es gleich der Zeitdauer eines Herzzyklus, der dem Stimulationsimpuls unmittelbar vorangeht, zuzüglich des Inkrements, das im Anschluss an eine vorangehende erfasste Depolarisation durch die Steuermittel festgestellt wird, ist.
Schrittmacher nach Anspruch 5, bei dem die Steuermittel auf die Impulserzeugungsmittel (110) reagierende Mittel zur Einstellung des durch die Zeitgebermittel festgestellten Escape-Intervalls nach einem abgegebenen Stimulationsimpuls aufweisen, wobei die Steuermittel das durch die Zeitgebermittel definierte Escape-Intervall so einstellen, dass es gleich der Zeitdauer eines ersten Herzzyklus, der dem Stimulationsimpuls unmittelbar vorangeht, zuzüglich eines Zeitinkrements, das durch die Steuermittel auf der Grundlage der Zeitdauer eines zweiten Herzzyklus, der dem ersten Herzzyklus vorangeht, festgestellt wird, ist.