DE69826924T2

DE69826924T2 - Gerät und Verfahren zur Behandlung atrialer Arrhythmien

Info

Publication number: DE69826924T2
Application number: DE69826924T
Authority: DE
Inventors: Anne Bonhour; Marcel Limousin; Jean-Luc Bonnet
Original assignee: Ela Medical SAS
Current assignee: Sorin CRM SAS
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-06-22
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JPH1199210A; FR2764810A1; DE69826924D1; EP0885626A1; EP0885626B1; US5938687A; FR2764810B1

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive implantierbare medizinische Vorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung aus der Familie der Stimulatoren, der Defibrillatoren oder der Kardioverter, die mit einer Doppelkammerfunktion für die Behandlung von Störungen des atrialen Rhythmus ausgestattet sind.
Derartige Vorrichtungen sind z. B. in der Richtlinie 90/385/EWG vom 20. Juni 1990 des Rat der Europäischen Gemeinschaften definiert. Unter diesen Vorrichtungen werden als „Doppelkammer"-Apparate bezeichnete gefunden, insoweit diese in den oberen (Vorhof) und unteren (Ventrikel) Kammern des Herzens Signale empfangen und abgeben. Diese Vorrichtungen sind entworfen, dem Herzrhythmus des Patienten zu folgen und bestimmte Funktionen der Diagnose und/oder der Therapie von atrialen (AA) und/oder ventrikulären (AV) Arythmien zu bewirken.
Ein derartiger Herzschrittmacher im Fall einer ventrikulären Extrasystole (ESV) wird z. B. in der Patentanmeldung EP-A-0 550 342 beschrieben. In diesem Dokument wird ein Mittel zur Vorbeugung von Herzrhythmusstörungen beschrieben, welche bei Auftreten einer ventrikulären Extrasystole (ESV) auftreten können. Eine ventrikuläre Extrasystole kann eine Pause induzieren, welche das Einsetzen einer Rhythmusstörung durch die Desynchronisation der ventrikulären Refraktärperioden begünstigen kann. Unter diesen Bedingungen kann eine Tachycardie einsetzen.
Es ist nicht möglich, das Auftreten einer ventrikulären Extrasystole vorherzusehen, aber es ist Dank dem in der Patentanmeldung EP-A-0 550 342 beschriebenen Verfahren möglich, den verhängnisvollen Konsequenzen eines derartigen Ereignisses vorzubeugen.
Gemäß dieser Vorrichtung des Standes der Technik wird bei Detektion einer Extrasystole, der Vorhof begleitend zum Auftreten der ventrikulären Extrasystole stimuliert, dann wird der Vorhof in einem Rhythmus stimuliert, der schneller ist, als der, welcher vor dem Auftreten der ventrikulären Extrasystole existierte, die atrio-ventrikuläre Verzögerung (AV) wird bei dieser schnellen Stimulation vermindert und langsam schrittweise zu der vor dem Auftreten der ventrikulären Extrasystole existierenden Basisfrequenz zurückgekehrt. Die ventrikuläre Pause wird so vermieden.
Diese Technik wurde mit Hilfe von ferngeladenen Programmen verwirklicht, insbesondere in den Apparaten der Chorus-Reihe, die durch die Gesellschaft ELA Medical hergestellt werden.
Indessen sind bei Beobachtung von Erkenntnissen der klinischen Anwendung bestimmte Beschränkungen aufgetaucht. Einer der Nachteile der oben erwähnten Vorrichtung ist, dass sie nur Extrasystolen ventrikulären Ursprungs behandelt und sich nicht mit atrialen Extrasystolen (ESA) befasst, welche zu dem gleichen Phänomen der Desynchronisation führen, die für eine guten Stabilität des Herzrhythmus schädlich sind. Außerdem wird bei dem Auftreten von Dubletten oder Tripeln von Extrasystolen, die jeweils eine Folge von zwei Extrasystolen (ESA oder ESV) oder eine Folge von drei Extrasystolen ohne dazwischen liegendes nicht-extrasystolisches Ereignis sind, die Vorrichtung deaktiviert und behandelt diese Art von Herzereignis nicht besonders.
Ferner wurde bemerkt, dass die Schwankung des Rhythmus bei der Beschleunigungsphase nach Detektion einer ventrikulären Extrasystole nicht hinreichend physiologisch war, weil sie die Vorzeitigkeit der Extrasystole nicht berücksichtigt. Und, bei einem wiederholten Auftreten einer ventrikulären Extrasystole während der Aktivierung des Algorithmus' des Verfahrens, hat dieser die Tendenz den Rhythmus auf eine mehr und mehr erhöhte Frequenz zu beschleunigen, typischerweise bis zur maximalen programmierten Frequenz. Eine derartige schrittweise Beschleunigung, die normalerweise günstig ist, stellt das Problem, dass die Stimulationsfrequenz sehr of nicht den physiologischen Bedürfnissen des Patienten entspricht. Zum Beispiel ist eine Beschleunigung, welche die Frequenz von 100 bis 120 cpm überschreitet, nicht problematisch, jedoch ist eine Beschleunigung von 50 cpm bis zu einer maximalen Frequenz (typischerweise von 120 cpm) nicht angemessen, wenn der Patient sich im Ruhezustand befindet.
Die Aufgabe der folgenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Vorbeugung von atrialen Rhythmusstörungen vorzuschlagen, die im Stande sind, nach dem Ereignis einer oder mehrerer atrialer Extrasystolen aufzutreten, wobei das Hauptkennzeichen des Verfahrens ist, nicht nur eine isolierte atriale Extrasystole sondern auch atriale Extrasystolen zu berücksichtigen, die in Form von Dubletten oder Tripeln auftreten.
Eine weitere Aufgabe der folgenden Erfindung ist eine bessere Anpassung der Beschleunigung des Herzrhythmus nach Detektion einer atrialen Extrasystole (isoliert oder mehrfach), indem die Kopplung dieser atrialen Extrasystole mit dem ihrem Auftreten vorhergehenden atrialen Ereignis berücksichtigt wird.
Außerdem ist eine weitere Aufgabe der folgenden Erfindung, dass die maximale Frequenz, zu welcher die Vorrichtung im Fall der Reaktivierung des Algorithmus auf nachfolgende Weise tendiert, die mittlere Frequenz des vorderen sinusalen Rhythmus berücksichtigt. Im Fall eines geregelten Apparates kann die Vorrichtung auch die mittlere Frequenz berücksichtigen, welche durch den Sensor angegeben wird, mit dem die Vorrichtung zum Auswerten der maximalen Beschleunigungsfrequenz ausgestattet ist.
Hierzu umfasst die aktive implantierbare medizinische Vorrichtung gemäß der Erfindung Mittel zur Detektion von Signalen der atrialen Herzaktivität, Mittel zur Herzstimulation im Vorhof und dem im Ventrikel des Herzens, Mittel zur Detektion des Ereignisses von atrialen Extrasystolen und Mittel zum Auslösen eines zwischenliegenden atrialen Auslöseintervalls, dass bei der Detektion einer atrialen Extrasystole angewandt wird.
Die Dokumente WO-A-98/25670, EP-A-0 488 841 und US-A-5 226 415 offenbaren jedes eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. WO-A-98/25670 gehört gemäß Artikel 54 (3) EPÜ zum Stand der Technik.
In für die Erfindung kennzeichnender Weise ist das zwischenliegende atriale Auslöseintervall abhängig von der Kopplung der detektierten atrialen Extrasystole im Verhältnis zum vorhergehenden atrialen Ereignis und dem augenblicklichen Auslöseintervall, welches die Vorrichtung angewandt hätte, in Abwesenheit dieser atrialen Extrasystole.
Zum Beispiel kann das zwischenliegende atriale Auslöseintervall dem Mittel zwischen dem Zeitintervall, welches die detektierte atriale Extrasystole von dem vorgehenden atrialen Ereignis trennt, und dem mittleren Intervall der atrialen Frequenz entsprechen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem Mittel zum Vermindern des augenblicklichen Auslöseintervalls (programmierter Beschleunigungsmodus) und in vorteilhafter Weise wird das augenblickliche Auslöseintervall in iterativer Weise bei jeder Detektion einer Frequenz von atrialen Extrasystolen vermindert, bis zu einer vorherbestimmten oder durch einen Regelungssensor angegebenen Maximalfrequenz.
Wenn eine Beschleunigungsphase bei Erscheinen der atrialen Extrasystole programmiert wurde, ist die Stimulationsfrequenz abhängig von der Kopplung der Extrasystole und dem beschleunigten augenblicklichen Auslöseintervall, das für die Extrasystole berechnet wurde.
In einer Ausführungsform der Erfindung entspricht das augenblickliche Auslöseintervall dem mittleren Intervall minus einem ersten Prozentsatz, wenn das mittlere Intervall der atrialen Frequenz kleiner als ein erstes Zeitintervall ist, und dem mittleren Intervall minus einem zweiten Prozentsatz, im umgekehrten Fall. Vorzugsweise beträgt dieses Zeitintervall 600 ms, der erste Prozentsatz 12% und der zweite Prozentsatz 6%.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel zur erneuten Durchführung des zwischenliegenden Auslöseintervalls vorgesehen, um das zwischenliegende Auslöseintervall erneut durchzuführen, wenn eine neue atriale Extrasystole im zwischenliegenden Auslöseintervall detektiert wurde. Das Mittel zur Verminderung des augenblicklichen Auslöseintervalls (IE) vermindert das genannte Intervall in iterativer Weise bei jeder Folge der Detektion von atrialen Extrasystolen (ESA) bis zu einer vorherbestimmten maximalen Beschleunigungsfrequenz (Fmacc). Diese vorherbestimmte maximale Beschleunigungsfrequenz kann zuvor programmiert werden, berechnet oder in jeder geeigneten Weise bestimmt werden.
Vorzugsweise entspricht diese maximale Beschleunigungsfrequenz der mittleren Frequenz plus 30 cpm unterhalb von 100 cpm oder der mittleren Frequenz plus 20 cpm oberhalb dieses Schwellwerts.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung ersichtlich.
1 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall einer vorzeitigen isolierten atrialen Extrasystole ohne Beschleunigung dar.
2 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall einer verspäteten isolierten atrialen Extrasystole ohne Beschleunigung dar.
3 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall einer Dublette von vorzeitigen atrialen Extrasystolen ohne Beschleunigung dar.
4 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall einer Dublette von verspäteten atrialen Extrasystolen ohne Beschleunigung dar.
5 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall eines Tripels von vorzeitigen atrialen Extrasystolen mit Beschleunigung dar.
6 stellt das Funktionieren der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall eines Tripels von verspäteten atrialen Extrasystolen mit Beschleunigung dar.
1 zeigt das Funktionsprinzip der Vorrichtung gemäß der Erfindung im Fall einer vorzeitigen isolierten atrialen Extrasystole.
Eine Welle oder ein Ereignis P (der Empfang einer spontanen Aktivität, die ihren Ursprung im Vorhof hat) wird definiert als eine atriale Extrasystole ESA, wenn das Zeitintervall, das diese Welle P vom vorhergehenden atrialen Ereignis trennt, kleiner als ein Bruchteil des mittleren Intervalls „PPmoy" der atrialen Frequenz ist, die z. B. über acht vorhergehende Herzzyklen berechnet wird, die keine Extrasystole enthalten. In den Figuren bezeichnet PRAPA die Dauer der Ermittlung der post-atrialen Beschleunigung.
Es wird definiert, dass eine atriale Extrasystole verspätet ist, wenn das Zeitintervall, das die atriale Extrasystole von der vorhergehenden Welle P trennt, größer als 50% des mittleren Intervalls PPmoy ist. Wenn dieses Intervall kleiner oder gleich diesem Schwellwert ist, handelt es sich um eine vorzeitige atriale Extrasystole.
Wenn die atriale Extrasystole vorzeitig ist (1), wird ein zwischenliegendes Auslöseintervall „PPinter" bestimmt. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform entspricht dieses zwischenliegende Auslöseintervall PPinter dem Mittelwert der Kopplung der atrialen Extrasystole und des augenblicklichen Auslöseintervalls IE, das durch die Vorrichtung in an sich bekannter Weise berechnet wurde. Das augenblickliche Auslöseintervall IE ist das mittlere Intervall PPmoy im Fall der 1 ohne programmierte Beschleunigung.
Vorzugsweise ist das beschleunigte augenblickliche Auslöseintervall IEA gleich dem mittleren Intervall PPmoy minus 12% (dieses Intervalls), wenn das mittlere Intervall PPmoy kleiner als 600 ms ist und es ist PPmoy minus 6% im gegenteiligen Fall.
Eine Abwandlung besteht in der unterschiedlichen Gewichtung der Kopplung und von PPmoy. Auf diese Weise wird die atriale Pause, die sich nach Auftreten der atrialen Extrasystole hätte einstellen können, durch die atriale Stimulation unterdrückt, welche am Ende des zwischenliegenden Auslöseintervalls PPinter stattfindet.
Im Fall einer verspäteten atrialen Extrasystole (2) bleiben die für die vorzeitige atriale Extrasystole bereit gestellten Mittel angewandt. Jedoch wird zusätzlich eine atrio-ventrikuläre Verzögerung DAV ausgelöst, welche die Verzögerung zwischen einer Welle P oder einem Ereignis A und einer folgenden ventrikulären Stimulation V ist, wenn das ventrikuläre Intervall, das sich aus dieser Verzögerung DAV ergibt, größer als ein programmierbarer Wert ist, z. B. von 400 ms. Im gegenteiligen Fall wird keine Verzögerung DAV ausgelöst.
Die Tatsache der Berücksichtigung der Kopplung der atrialen Extrasystole erlaubt, den atrialen Rhythmus in optimaler Weise zu regulieren. Die Einführung einer Verzögerung DAV im Falle einer verzögerten atrialen Extrasystole stabilisiert ihrerseits den ventrikulären Rhythmus und im Ergebnis wird daher eine Glättung des Herzrhythmus erhalten und eine bessere physiologische Anpassung.
Im Fall von Dubletten von atrialen Extrasystolen (3 und 4) wird der gleiche Unterschied zwischen einer vorzeitigen atrialen Extrasystole und einer verspäteten gemacht.
3 zeigt den Fall von Dubletten von vorzeitigen atrialen Extrasystolen. Die Berechnung des zwischenliegenden Auslöseintervalls PPinter folgt den gleichen Gesetzen wie zuvor im Fall einer isolierten atrialen Extrasystole.
Auf eine atriale Extrasystole ESA₂ wird das mit der Kopplung der ersten atrialen Extrasystole ESA₁ berechnete Intervall PPinter auf die zweite atriale Extrasystole ESA₂ erneut ausgeführt. Es wird nur auf die letzte atriale Extrasystole der Folge ausgeführt, hier der zweiten atrialen Extrasystole ESA₂.
4 zeigt das Beispiel von Dubletten von verspäteten Extrasystolen. Auf die erste atriale Extrasystole ESA'₁ der Folge, die als eine isolierte atriale Extrasystole angesehen wird, wird die Auslösung der atrio-ventrikulären Verzögerung DAV durchgeführt wie in dem Fall einer isolierten atrialen Extrasystole (siehe oben). Für die folgende atriale Extrasystole ESA'₂ wird das zwischenliegende Auslöseintervall PPinter erneut ausgeführt. Es gibt keine neue Auslösung der Verzögerung DAV (Wenkebach-Betrieb bei 2 : 1) und die Vorrichtung stimuliert den Vorhof am Ende der Verzögerung PPinter.
Der Fall von Tripeln von atrialen Extrasystolen bildet eine Verallgemeinerung desjenigen der Dubletten und ist in den 5 und 6 mit Programmierung einer Beschleunigungsphase dargestellt.
Die beiden ersten atrialen Extrasystolen ESA₁ und ESA₂ werden durch die Vorrichtung als Dublette wahrgenommen und die Verzögerung PPinter wird auf die letzte atriale Extrasystole ESA₃ wirksam.
In einer weiteren bevorzugten und in den 5 und 6 für den Fall von Tripeln von atrialen Extrasystolen dargestellten Ausführungsform, wird auf jede isolierte atriale Extrasystole (wahre isolierte und häufige atriale Extrasystole oder erste atriale Extrasystole einer Folge) das augenblickliche Auslöseintervall IE, das durch die Vorrichtung berechnet wird, um 12% vermindert, wenn das mittlere Intervall PPmoy kleiner als 600 ms ist, und um 6% im gegenteiligen Fall, bis die maximale Beschleunigungsfrequenz Fmacc (beschleunigtes Auslöseintervall IEA) erreicht ist. Bei Abwesenheit einer häufigen atrialen Extrasystole verlängert sich das Auslöseintervall gemäß einer programmierten Glättung, wie etwa beschrieben in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 550 342. Die maximale Beschleunigungsfrequenz Fmacc wird abhängig vom aktuellen Rhythmus berechnet. Vorzugsweise beträgt sie Fmoy (die Frequenz, welche dem mittleren Intervall PPmoy entspricht) plus 30 cpm unterhalb von 100 cpm und Fmoy plus 20 cpm oberhalb dieses Schwellwerts.
Für die Berechung des Auslöseintervalls IE wird sich vorteilhafterweise auf das Dokument EP-A-0 488 841 bezogen.
Wenn man jedoch begonnen hat, auf eine atriale Extrasystole zu beschleunigen, verfügt man nicht mehr über Informationen über den aktuellen Herzrhythmus. Die maximale Beschleunigungsfrequenz wird daher durch die Information gesteuert, welche durch einen Sensor geliefert wird, der in der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Solange häufige atriale Extrasystolen auftreten, wird die beschleunigte maximale Frequenz beibehalten, die mit Hilfe der mittleren Frequenz Fmoy vor dem Beginn der Beschleunigung berechnet wurde, außer wenn der Sensor eine Erholung anzeigt oder außer wenn die maximale Beschleuni gungsfrequenz Fmacc_capt, die abhängig von der durch den Sensor erhaltenen Frequenz berechnet wurde, über die maximale Beschleunigungsfrequenz Fmacc hinausgeht, wobei die maximale Beschleunigungsfrequenz, welche durch den Sensor erhalten wurde, in der gleichen Weise berechnet wird wie die maximale Beschleunigungsfrequenz.
In diesen beiden letzten Fällen wird der maximalen Beschleunigungsfrequenz Fmacc der Wert der maximalen Beschleunigungsfrequenz Fmacc_capt zugewiesen, welcher durch den Sensor erhalten wird. So erhält man eine maximale Frequenz Fmax, welche dem Zustand der physiologischen Belastung des Patienten entspricht.

Claims

Aktive implantierbare medizinische Vorrichtung umfassend: a) Mittel zur Detektion von Signalen der atrialen Herzaktivität, b) Mittel zur Herzstimulation in den zwei Herzkammern, c) Mittel zur Detektion des Auftretens von atrialen Extrasystolen (ESA), d) Mittel zum Bestimmen und Auslösen eines atrialen Zwischenauslöseintervalls (PPinter), angewandt bei der Detektion einer atrialen Extrasystole, dadurch gekennzeichnet, dass das atriale Zwischenauslöseintervall (PPinter) abhängig von der Kopplung der detektierten atrialen Extrasystole (ESA) im Verhältnis zu dem vorhergehenden atrialen Ereignis ist und dem augenblicklichen Auslöseintervall (IE), welches die Vorrichtung in Abwesenheit dieser atrialen Extrasystole (ESA) angewandt hätte.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das atriale Zwischenauslöseintervall (PPinter) das Mittel zwischen dem Zeitintervall ist, welches die detektierte atriale Extrasystole (ESA) von dem vorhergehenden atrialen Ereignis trennt, und dem mittleren Intervall (PPmoy) der atrialen Frequenz.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Wiederauslösen des Zwischenauslöseintervalls (PPinter) zum Wiederauslösen des Zwischenauslöseintervalls (PPinter) vorgesehen sind, wenn eine neue atriale Extrasystole (ESA) in dem Zwischenauslöseintervall (PPinter) detektiert wird.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner Mittel zum Vermindern des augenblicklichen Auslöseintervalls (IE) umfasst, in iterativer Weise bei jedem Detektieren einer Sequenz von atrialen Extrasystolen (ESA) bis zu einer vorherbestimmten maximalen Frequenz.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verminderung des augenblicklichen Auslöseintervalls (IE) das Intervall vermindert, bis zu einer maximalen Frequenz, welche durch einen Regelungssensor angezeigt wird.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das unmittelbare Auslöseintervall (IE) dem mittleren Intervall (PPmoy) minus einem ersten Prozentsatz, vorzugsweise 12%, entspricht, wenn das mittlere Intervall (PPmoy) der atrialen Frequenz kleiner als ein vorherbestimmtes Zeitintervall ist, vorzugsweise 600 ms, und ist das mittlere Intervall (PPmoy) minus einem zweiten Prozentsatz, vorzugsweise 6%, in dem gegenteiligen Fall.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Beschleunigungsfrequenz (Fmacc) die mittlere Frequenz (Fmoy) plus 30 cpm unterhalb eines typischen Werts von 100 cpm ist oder die mittlere Frequenz (Fmoy) plus 20 cpm oberhalb dieses Werts von 100 cpm.