JP2005518256A - 適応的な不整脈検出ウィンドウを有するペースメーカ - Google Patents

Abstract

【課題】 改良された不整脈の検出方法を有する心臓ペースメーカを提供する。
【解決手段】 デバイスにより実施されるソフトウェアシステムは、頻脈性不整脈の兆候をチェックする手段と、ＴＬＲＩとＤＶＡＩの間の値を計算する手段と、前記値を計算する手段から得られた結果に基づいてＰＡＶを設定する手段と、ＴＬＲＩをＤＶＡＩとＰＡＶの和に等しく設定する手段とを備える。チェックする手段、ＰＡＶを設定する手段、およびＴＬＲＩを設定する手段は、該ソフトウェアシステムを作動論理により制御する。ソフトウェアシステムは、検出ウィンドウを動作させ、不整脈の兆候の存在または検出を確認した後に必要に応じてＰＡＶを調整する。検出ウィンドウは監視され、検出ウィンドウが必要であるよりも短い場合、特定のペーシングレートに合わせて間隔を調整する。ソフトウェアシステムは、不整脈の兆候があると、ペーシングよりも検出を優先する。

Description

本発明は、包括的には心臓ペースメーカに関する。特に、本発明は、改良された不整脈の検出方法を有する心臓ペースメーカに関する。
〔背景技術〕
不整脈は、生命を維持する心臓の血液ポンピング作用を妨害する心調律の異常である。不整脈の例には、心室性頻脈および心房性頻脈がある。心室性頻脈は下側の心腔すなわち心室で生じ、心房性頻脈は上側の心腔すなわち心房で生じる。心室性頻脈は、心室内で始まる、３回以上の連続した心室性期外収縮を特徴とする速い心拍である。心室性頻脈は、心臓が体中に十分な血液をポンピングできなくなる可能性があるため、致命的となる可能性がある不整脈である。Medtronic社等の企業は、心室性頻脈が検出された場合に、心室ペーシングパルスを心臓に送出することによって心室性頻脈を上手く処置するために用いることができる埋め込み可能ペースメーカを開発している。

二腔ペーシングモードがペーシング治療に広く採用されている。二腔動作モードの中には、心房および心室にペーシングを行い、心房と心室の両方を検知し、両腔へのペーシング刺激を禁止またはトリガすることができる「ＤＤＤ」モードがある。このモードは、「ＤＤＤＲ」と呼ばれる、センサにより増強される可変モードを有し、ここで「Ｒ」はレート適応的またはレート変調を表す。

ＤＤＤペースメーカは、心臓の心房脱分極を検出するための心房検知増幅器と、心臓の心室脱分極を検出するための心室検知増幅器とを含む。心臓の心房が、事前に定められた時間間隔（心房補充間隔）中に拍動しなかった場合、ペースメーカは、適切なリード線システムを介して心房へ心房刺激を供給する。（検知されたかまたはペーシングによる）心房事象および房室（Ａ−ＶまたはＡ２Ｖ）間隔の後で、心室が独力で脱分極しなかった場合、ペースメーカは、適切なリード線システムを介して心室へ心室ペーシング刺激を供給する。この機能を行うペースメーカは、患者の自然な洞調律を追跡し、高範囲の心拍にわたる心房収縮の血行力学的な貢献を維持する能力を有する。

従来技術において様々なタイプのペースメーカが開示されており、現在広く使用されている。ペーシングの文献は、様々なタイプのペースメーカとその特性を広範囲にわたって記録してきた。ペースメーカの各タイプの進化および特性の概要、特に様々なタイプの二腔ペースメーカが、参照により本明細書中に援用される米国特許第４，９５１，６６７号に記載されている。

心臓ペーシングシステムの分野における別のより最近の進歩は、運動や他の身体的要求に応答して心拍出量を増加させるレート応答性ペースメーカに関するものである。このようなペースメーカは、身体活動量、血液ｐＨ、呼吸数、ＱＴ間隔、または心房活動の履歴等の様々な身体パラメータのいずれか１つまたはそれらの組み合わせの検知に基づいて、ペーシングレートを制御することができる。例えば、検知された患者の活動に応答してペーシングレートを変化させるペースメーカを開示する米国特許第４，４２８，３７８号（Anderson他）、およびＱ−Ｔ間隔に応じたペーシングレートの制御を開示する米国特許第４，２２８，３０８号（Rickards）を参照のこと。さらに、レート応答制御は、二腔ペーシングシステム、例えばＤＤＤＲおよびＤＤＩＲシステムに統合されている。「Rate Responsive Dual Chamber Pacing」（PACE, vol.9, pp. 987-991）、米国特許第４，４６７，８０７号（Bornzin）、および上記の米国特許第４，９５１，６６７号を参照のこと。

本発明に直接関連する背景情報をさらに詳細に述べる。心房はＡ−ｐａｃｅ（Ａペース）によりペーシングされることができる。Ａ−ｐａｃｅからのエネルギーは、心室増幅器によりＶ−ｓｅｎｓｅ（Ｖ検知）事象として検知される可能性がある。これはオーバーセンスまたは腔間（cross-chamber）検知と呼ばれる。これは実際には心室の収縮ではなく、心房の電気活動が心室内のセンサにより検出されたものである。この状況では、心室は実際には収縮していない可能性がある。Ｖ−ｓｅｎｓｅ事象がＡ−ｐａｃｅ事象に近すぎる場合、Ｖ−ｓｅｎｓｅが実際に、心室性頻脈として継続する可能性のある心室性期外収縮を示す場合に備えて、心室安全ペース（ventricular safety pace:ＶＳＰ）刺激パルスが心室に与えられる。

多くの患者において、予期される自然な心室の収縮時間に近くなるまで待つことが望ましい。しかし、あまり長く待ちすぎると、ＶＳＰパルスがＴ波と略同時になってしまい、これは、Ｔ波の最中におけるペーシングは不整脈の原因となる可能性があるため望ましくない。ＶＳＰパルスは、実際の心室収縮を示すものではないと考えられている期外Ｖ−ｓｅｎｓｅが原因で与えられる。Ｖ−ｓｅｎｓｅが実際の心室収縮を反映すれば、次の自然な事象まで心室からは何も認められなくなる。したがって、長期間待ったところで何の得にもならない。Ｖ−ｓｅｎｓｅがオーバーセンスであった場合、実際の心室収縮を反映するＶ−ｓｅｎｓｅを待つことは、あまりに長時間待つことが必要となり、必要なＶ−ｐａｃｅがＴ波に近づき過ぎてしまう。したがって、この状況では、Ｖ−ｓｅｎｓｅが実際の心室性期外収縮を反映したものであることは分からないが、心室が収縮することは望ましい。したがって、ＶＳＰパルスが生成され、心室が確実に収縮するようにする。

ペースメーカがＤＤＤモードで動作している場合、心房は、自然な事象が検知されない場合にペーシングされる。Ａ−ｐａｃｅの後には、Ｖ−ｓｅｎｓｅを検出することのできる期間、すなわちトリガウィンドウがある。このウィンドウ中にＶ−ｓｅｎｓｅが検出された場合、ＶＳＰパルスがＶＳＰタイミングウィンドウまたは間隔の最後にスケジュールされる。

一例において、約１２０拍／分の所望のペーシングレートが望ましい場合、ＶＳＰは、仮に行われる場合、Ａ−ｐａｃｅの約６０ミリ秒後にスケジュールされる。約６０拍／分のより遅い所望のペーシングレートが望ましい事例では、ＶＳＰは、仮に行われる場合、Ａ−ｐａｃｅの約１１０ミリ秒後にスケジュールされる。ＶＳＰは通常、Ｔ波に近づき過ぎることを防ぐために、Ｖ−ｓｅｎｓｅの遅くとも約８０ミリ秒後にスケジュールされる。Ａ−ｐａｃｅ後のトリガウィンドウ中にＶ−ｓｅｎｓｅ事象がない場合、次にスケジュールされるＶ−ｐａｃｅは通常、より長い期間、例えば約１５０ミリ秒のあいだ行われない。このＡ−ｐａｃｅからＶ−ｐａｃｅまでの間隔は、ＰＡＶ間隔に基づいたものとすることができる。

ペーシングされる心周期には、ペースメーカが不整脈を検知できないブランキング期間が３つある。１つ目のブランキング期間はＡ−ｐａｃｅの後である。２つ目のブランキング期間はＶ−ｓｅｎｓｅの後である。これは、ペーシングデバイスがＶ−ｓｅｎｓｅ事象をダブルカウントすることが望ましくないためである。３つ目のブランキング期間はＶ−ｐａｃｅの後である。したがって、速いレートで生じている心室不整脈がある場合、ペーシングデバイスは、１拍おきの、通常の心拍に似たものしか検知できない。

以前の開示で提案されている手法よりも強力に、ペーシングよりも検出を優先させるアルゴリズムを提供することが望ましい。さらに、不整脈の兆候と同時に生じている検出ウィンドウが十分に長いシステムを提供することが望ましい。また、心室事象と次にスケジュールされる心房ペースとの間に長い間隔を設け、心房ペースが検出を妨害しないことが望ましい。
［発明の概要］
本発明は、他の方法では不整脈を検出するためのウィンドウがかなり短くなる、ペーシングレートが高いペーシングの状況、および／または不整脈を検出するための長いウィンドウを維持するために遅いペーシングレートを受け入れなくてはならないペーシングの状況に特に役立つ改良された心臓ペーシング方法を提供する。

本発明の改良された態様によれば、不整脈の検出または兆候があった場合、デバイスにより実施される（device-implemented）ソフトウェアシステムが検出ウィンドウを開く。その後、ソフトウェアシステムは、ＰＡＶを調整する必要があるかを確かめるためのチェックを行う。検出ウィンドウが十分な長さでない場合、ソフトウェアはＰＡＶを最小に設定する。その後、検出ウィンドウをチェックして、その長さが十分であるかを確かめる。検出ウィンドウが必要であるよりも短いことが分かった場合、ＴＬＲＩ（一時的な低レート間隔）をそのペーシングレート用の一時的な低レート間隔に変える。

本発明のさらに別の態様は、ペーシングよりも検出を優先的に選択する。具体的には、不整脈の兆候がある場合、検出ウィンドウをチェックして、その長さが十分であるかを確かめる。これは、心室事象と次にスケジュールされる心房ペースとの間の時間を確実に長く保ち、心房ペースが検出を妨害しないようにするためである。

以下の詳細な説明は図面を参照して読むべきである。図面中、異なる図面の同様の要素には同一の番号を付した。必ずしも一定の縮尺で描かれていない図面は、選択された実施形態を示すものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。本発明のいくつかの形態を図示し説明してきたが、当業者には今や他の形態も明らかであろう。図面に示し上記で説明した実施形態は例示を目的としたものに過ぎず、添付の特許請求項に規定される本発明の範囲を限定することは意図していないことが理解されるだろう。

図１は、心室３０４および心房３２２を有する心臓３０２の断面図である。心臓３０２の心室３０４は左心室３０８および右心室３２０を含み、心臓３０２の心房３２２は左心房３２４および右心房３２６を含む。図１では、心臓３０２が、心房３２２と心室３０４との間に延びる伝達経路３２８を含むことが理解できる。心臓３０２において、伝達経路３２８は、房室（ＡＶ）結節３３０、ヒス束３３２、右脚３３４、および左脚３３６を含む。

心臓３０２はまた、洞房（ＳＡ）結節３３８を含む。健康な心臓では、ＳＡ結節は、生命を維持する心臓の血液ポンピング作用を制御する自然のペースメーカの役割を果たす。適切な時点で、ＳＡ結節から生じる電気インパルスが左右の心房腔へ伝達される。このインパルスは、心房を取り囲む筋肉組織を脱分極および収縮させ、これによりＰ波と呼ばれる電気信号が発生する。ＳＡ結節から生じる同じ電気インパルスは、房室（ＡＶ）結節を通じて右心室および左心室にも伝わる。ＡＶ結節が受け取ったインパルスは、ヒス束、右脚、左脚、および心室の心内膜表面の大部分を取り囲む複数のプルキンエ繊維を通じて伝達される。心室の筋肉組織は脱分極した後で収縮する。これにより、心室内に収容されていた血液が動脈を通じて身体の様々な場所へ送り出される。この活動がリズミカルな周期で繰り返され、その間に、心房腔および心室腔が交互に収縮してポンピングし、その後弛緩して充満する。

図２は、本発明によるペーシングシステム３４０の線図である。ペーシングシステム３４０は、複数のリード線３４４および電極３４６によって図１の心臓３０２につながれたペースメーカ３４２を含む。ペースメーカ３４２は、自然なペーシングシステムが正常に働かなくなった心臓を処置するために用いられることができる。ペースメーカ３４２は、ペーシング電流が電極３４６とペースメーカ３４２のハウジングとの間に流れる単一電極動作を有してもよい。ペースメーカ３４２はまた、ペーシング電流が２つ以上の電極間に流れる二電極動作を有してもよい。

本発明によるいくつかの方法は、心房３２２と心室３０４との間の伝導経路を切断するステップを含んでもよい。いくつかの方法において、伝導経路を切断するステップは、心臓のＡＶ結節を焼灼するステップを含んでもよい。ＡＶ結節を焼灼するステップは、例えば電波源または他の形態の周波数エネルギー源に結合された焼灼電極を含むカテーテルを用いて達成することができる。図１と図２を比較することにより、図２の実施形態では心臓３０２のＡＶ結節が焼灼されていることが理解できる。

図３は、心室安全ペーシング（ＶＳＰ）機能を用いた標準的なペーシング方法を例示する。心室安全ペースは、心房ペース後の短いウィンドウ中に心室検知が検出された場合に、心房ペースの後に送出される心室ペース事象である。本方法では、一定の心房−心室（Ａ２Ｖ）心室安全ペーシング（ＶＳＰ）間隔がある。例示される方法では、Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔３０の長さは１１０ミリ秒である。Ａ２Ｖ間隔は、３０ミリ秒の腔間ブランキングゾーン３２と、８０ミリ秒のトリガゾーン３４とを含む。Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔３０は心房ペース３６とともに開始する。トリガゾーン中に心室検知事象が生じた場合、デバイスは、Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔３３の最後に心室安全ペースを送出する。

図３はまた、Ａｐａｃｅ３６から心室ペース（Ｖｐａｃｅ）３１まで延びるペーシングによる心房−心室（ＰＡＶ）間隔を３７で示す。Ｖｐａｃｅ３１の後にはＶｐａｃｅブランキング間隔３５が続き、その後にはＶ２Ａ検出間隔３８が続く。２回目のＡｐａｃｅ３９で、１心周期が終わり、心臓Ａ２Ａ間隔ならびにＶ２Ｖ間隔を画定することができる。

不整脈の検出プロセスは、心房ペース３６から、心室安全ペースで始まる心室ペースブランキング３５の最後までブラインド化する（blind）ことができる。これは、３３における心室安全ペースと次の心房ペース３９との間の間隔が十分に長く、次の心房ペースの前に不整脈事象を検知できる限り問題にならない。心室検知事象の検出時に心室安全ペーシングの衝撃を最小にする一方法は、Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔を短くすることである。図３では、腔間ブランキング間隔３２の長さは３０ミリ秒である。

図４は、図３よりも短いＡ２Ｖ ＶＳＰ間隔を利用する方法を例示する。ブランキング間隔４２の長さはここでも３０ミリ秒であり、本方法ではその後、より短い４０ミリ秒の長さのトリガゾーン４４が続く。ブランキングゾーン４２とトリガゾーン４４はともに、継続時間が約７０ミリ秒であるＡ２Ｖ ＶＳＰタイミング間隔４０を形成する。この方法に伴う１つの問題は、より遅いペーシングレートでは、１１０ミリ秒未満のＡ２Ｖ間隔は望ましくない可能性があることである。

それでもなお、患者は、より速いレートではより長いＡ２Ｖ ＶＳＰ間隔を有するほうが良い可能性がある。ＶＳＰペースの回数が非常に少ない場合、検出はより長いＶＳＰで上手くいく。これらの場合、高いペーシングレートにおいて、以下の図５のようなＶＳＰに切り替わったアルゴリズムが、ＶＳＰ事象の回数を減らす。所定の時間中に複数のＶＳＰ事象が発生した場合、デバイスは、図４において説明したＶＳＰ方法に切り替わる。

図５は、短いトリガゾーンを有する心室安全ペーシング方法を例示する。図５の心室安全ペーシング方法は、ＶＳＰペースポイント５８で終了する１１０ミリ秒の長さのＡ２Ｖ ＶＳＰタイミング間隔５０を含み、デバイスがトリガゾーン中に心室事象を検知した場合、ＶＳＰペースが送出される。３０ミリ秒のブランキング間隔を５２で示し、その後、５４で示す４０ミリ秒の長さのトリガゾーンが続く。ブランキング間隔は上記と同様に心房ペーシング事象５６で始まる。

本発明による１方法を、図６を参照して簡単に説明する。ステップ６０において高レートペーシングが望ましくない場合、図３の心室安全ペーシング方法６１を用いる。ステップ６０において高レートのペーシングが望ましい場合、ステップ６２において、最後のＭ秒間にＮ回のＶＳＰペースが行われたかどうかを判定しなければならない。言い換えれば、時間ウィンドウＭ中に制限数のＮ回のペースが行われたかどうかを判定する。時間ウィンドウ中に十分な回数のＶＳＰペースが行われた場合、６３において、図４のＶＳＰ方法を用いる。一方、時間ウィンドウ中に不十分な回数のＶＳＰが行われていない場合、６４において、図５のＶＳＰ方法を用いる。この方法全体により、ＶＳＰ事象が高ペーシングレートにおける検出に及ぼす悪影響があれば、それを低減することができる。検出に対するこれらの悪影響は、デバイスが、ＶＳＰ事象がある場合にペーシングレートを下げ、ＶＳＰ事象がない場合にペーシングレートを上げれば排除することができる。

図７は、心室安全ペーシングがある場合にペーシングレートを適応させる方法を例示する。本明細書中で用いる場合、「Ｖ２Ｖ間隔」は、前の心室事象から現在の心室事象までの間の間隔として定義される。本明細書中で用いる場合、「心室事象」は、ＶｓｅｎｓｅおよびＶｐａｃｅを含むが、心室安全ペースは含まない。ステップ１００において、方法は心室事象を待つ。ＶＳＰを除くＶｓｅｎｓｅまたはＶｐａｃｅのいずれかの心室事象を検出すると、経路１０２を辿り、ステップ１０４を実行する。ステップ１０４において、心室事象がＶｓｅｎｓｅであり、かつトリガゾーン中であったかどうかの判定を行う。検出された心室事象がトリガゾーン中のＶｓｅｎｓｅであった場合、経路１０８を辿る。そうでない場合、検出された心室事象にペーシングを行い、経路１０６を辿る。経路１０６を辿る場合、ステップ１２４を実行する。

ステップ１２４において、動的上限活動間隔（dynamic upper activity interval:ＤＵＡＩ）が上限活動間隔（upper activity interval:ＵＡＩ）よりも大きいかどうかの判定を行う。ＵＡＩは、徐脈ペーシングのためのプログラムされた最小Ｖ２Ｖ補充である。ＤＵＡＩは動的上限活動レベルである。この間隔は、ＵＡＩ以上であり、かつＶＳＰＶ２Ｖ以下である。１２４においてＤＵＡＩがＵＡＩよりも大きくない場合、ＤＵＡＩは既に最小であるので、減少するＤＵＡＩに関してさらなるチェックを行う必要はない。この状況では、経路１２６を辿ってステップ１００を再び実行し、次の心室事象を待つ。ＤＵＡＩがＵＡＩよりも大きい場合、経路１２８をステップ１２４からステップ１３０まで辿る。ステップ１３０において、最後のＮ回のＶ２Ｖ間隔が全てＤＶ２Ｖ、すなわち検出を妨害しないほど十分に長い心室ペース中に終了する最小Ｖ２Ｖ間隔以上であるかどうかの判定を行う。１３０において、最後のＮ回のＶ２Ｖ間隔が全てＤＶ２Ｖ以上でない場合、経路１３４を辿ってステップ１２０を実行する。

ステップ１２０において、現在のＶ２Ｖ補充を計算する際に動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）を上限活動間隔（ＵＡＩ）として用いる。ステップ１２０を実行した後、経路１２２を辿り、制御をステップ１００に戻して別の心室事象を待つ。

決定ステップ１０４において、心室事象がトリガゾーンにある場合、経路１０８を辿ってステップ１１０を実行する。ステップ１１０において、動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）を増分ＶＳＰＩだけ増やす。ここでＶＳＰＩは、ＶＳＰ事象が行われる場合のＤＵＡＩに対する増分である。ＤＵＡＩを増加させた後、ステップ１１２を実行する。

決定ステップ１１２において、動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）がＶＳＰＶ２Ｖ、すなわち心室安全ペースの後の、不整脈検出を妨害しない安全ペースを保証する最小Ｖ２Ｖ補充未満であるかどうかの判定を行う。１１２において、動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）がこの最小Ｖ２Ｖ補充すなわちＶＳＰＶ２Ｖ未満でない場合、経路１１６を辿ってステップ１１８を実行する。ステップ１１８では、動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）を最小Ｖ２Ｖ補充すなわち上述のＶＳＰＶ２Ｖに等しく設定する。ステップ１１８を実行した後、ステップ１２０を実行し、その後、上述のようなステップ１００が続く。

再びステップ１３０を参照して、前のＮ回のＶ２Ｖ間隔が全て最小Ｖ２Ｖ間隔すなわちＤＶ２Ｖ以上であった場合の実行を解析し、その場合、経路１３２を辿ってステップ１３６へ進む。いくつかの方法においてＮは１０である。ステップ１３０は、全ての最近の短いＶ２Ｖ間隔（正常な洞調律を意味する）があるかどうかの判定として考えることができる。最近正常な洞があった場合、ＤＵＡＩを減らし、ペーシングレートを上げることができる。ステップ１３６において、動的上限活動間隔（ＤＡＵＩ）をＶＳＰＩの量だけ減らす。ステップ１３６においてＤＡＵＩを減らした後、実行は決定ステップ１３８へ進む。決定ステップ１３８において、動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）が、徐脈ペーシングのためのプログラムされた最小Ｖ２Ｖ補充である上限活動間隔ＵＡＩよりも大きいかどうかの判定を行う。動的上限活動間隔（ＤＵＡＩ）が上限活動間隔（ＵＡＩ）よりも大きい場合、経路１４０を辿って、ステップ１２０を上述のように実行する。動的上限活動間隔が上限活動間隔よりも大きくない場合、経路１４２を辿り、ステップ１４４を実行する。ステップ１４４では、上限活動間隔（ＤＵＡＩ）を上限活動間隔（ＵＡＩ）に等しく設定する。ステップ１４４を実行した後、経路１４６を辿り、実行をステップ１００に戻して次の心室事象を待つ。

本発明の方法は、ペーシングレートを徐々に遅くして、不整脈の適正な検出を確実にする。不整脈および／または任意のクロストークがない場合、本方法は、ペーシングレートを所望の徐脈ペーシングレートに徐々に戻すことを可能にする。間隔を変更するレートは、パラメータＶＳＰＩおよびＶＳＰＤを設定することによって制御される。ここでＶＳＰＩは、ＶＳＰ事象が行われる場合に加えられる増分である。ＶＳＰＤは、ＶＳＰが行われない場合に差し引かれる減少である。

本発明の別の態様において、ＰＡＶ間隔の長さは適応的に変化させることができる。ある種の状況では、心房ペースから次にスケジュールされる心室ペースまでの時間ＰＡＶを、速いペーシングレートであっても長い値に設定することが有利である。こうすることによって、患者は、心室収縮の伝達を受け取る可能性が高くなる。このことは不整脈の検出を難しくする可能性がある。検出では、短いＶ２Ｖ間隔を有する心室事象およびＶ２Ｖ間隔中の心房ペーシング事象を伝導された事象として扱うべきか、あるいは不整脈事象として扱うべきかが分からない場合がある。短いＶ２Ｖ間隔がある場合に、心室事象から心室ペースまでのＶ２Ｖ補充は維持されたまま、心房ペースから心室ペースまでのＰＡＶが減った場合、デバイスは、心房ペースを行うことによって生じる一連の短いＶ２Ｖ間隔を防止することができる。したがって、ＶｐａｃｅではなくＡｐａｃｅを遅延させ、Ｖ２Ａ間隔を増やす。

図８は上記の状況を例示する。図８は、一連の３回の心室事象Ｖ１（１８２）、Ｖ２（１８４）、およびＶ３（１８６）を有する時間線１８０を含む。時間線１８０はまた、第１の心房ペーシング事象Ａ１（１８８）、および第２の心房ペーシング事象Ａ２（１９０）を含む。図８を検討すれば分かるように、心室事象Ｖ２（１８４）と心室事象Ｖ３（１８６）の間の間隔は、前の心室事象から現在の心室事象までの補充時間（Ｖ２Ｖ）は維持したまま、心房ペースから次にスケジュールされる心室ペースまでの時間（ＰＡＶ）を減らすことによって、心室事象Ｖ１（１８２）と心室事象Ｖ２（１８４）の間の間隔と比べて増えている。よって図８は、心房ペースから次にスケジュールされる心室ペースまでの時間（ＰＡＶ）を短いＶ２Ｖ間隔に適応させる方法を示す。

図９は、Ａ２Ｖ間隔を適応させる方法２００を例示する。ステップ２０２において、方法は心室事象を待つ。ＶＳＰを除くＶｓｅｎｓｅまたはＶｐａｃｅのいずれかの心室事象を検知すると、実行は経路２０４を辿ってステップ２０６へ進む。決定ステップ２０６において、前の心室事象から現在の心室事象までの時間、すなわちＶ２Ｖ間隔がＤＶ２Ｖ未満であるかどうかの判定を行う。ＤＶ２Ｖは、検出を妨害しないほど十分に長い心室ペース中に終了する最小Ｖ２Ｖ間隔として定義される。Ｖ２Ｖ間隔が最小値すなわちＤＶ２Ｖ未満である場合、実行は経路２１０を辿ってステップ２１２へ進む。ステップ２１２において、動的ＰＡＶすなわちＤＰＡＶをＰＡＶＤ、すなわち長いＶ２Ｖ間隔が生じた場合に用いられる減少量の量だけ減らす。

実行は決定ステップ２１４へ進む。決定ステップ２１４では、動的ＰＡＶ（ＤＰＡＶ）がＭＩＮＰＡＶすなわち許容される最小（ＭＩＮ）ＰＡＶの値未満であるかどうかの判定が行われる。動的ＰＡＶが許容される最小ＰＡＶ未満でない場合、実行は経路２１８を辿ってステプ２１９へ進む。ステップ２１９では、動的ＰＡＶ（ＤＰＡＶ）の値を、許容される最小ＰＡＶの値（ＭＩＮＰＡＶ）に等しく設定する。次に実行はステップ２２０へ進む。

決定ステップ２１４において、動的ＰＡＶ（ＤＰＡＶ）が最小ＰＡＶ（ＭＩＮＰＡＶ）未満であると判定された場合、実行は経路２１６を辿ってステップ２２０へ進む。ステップ２２０では、次の心房および心室ペースをスケジュールする際に、ＤＰＡＶの値を現在のＰＡＶとして用いる。ステップ２２０を実行した後、方法は経路２２２を辿ってステップ２０２へ進み、別の心室事象を待つ。

再びステップ２０６を参照して、決定ステップ２０６において、前の心室事象から現在の心室事象までの時間すなわちＶ２Ｖ間隔が最小Ｖ２Ｖ間隔すなわちＤＶ２Ｖ未満でないと判定された場合、実行は経路２０８を辿ってステップ２２４へ進む。決定ステップ２２４では、動的ＰＡＶ（ＤＰＡＶ）がＰＡＶ、すなわち心房ペースから次にスケジュールされる心室ペースまでの時間未満であるかどうかを判定する。動的ＰＡＶがＰＡＶ未満でない場合、実行は経路２２６を辿ってステップ２０２へ進み、心室事象を待つ。決定ステップ２２４において、ＤＰＡＶの値がＰＡＶの値未満であると判定された場合、実行は経路２２８を辿ってステップ２３０へ進む。

決定ステップ２３０では、最後のＮ回のＶ２Ｖ間隔が全て最小Ｖ２Ｖ間隔すなわちＤＶ２Ｖ以上であるかどうかを判定する。ここでＮはいくつかの方法において１０とすることができる。最後のＮ回のＶ２Ｖ間隔のうちのいくつかがＤＶ２Ｖ以上でない場合、実行は経路２３２を辿って、上述のステップ２２０を実行する。決定ステップ２３０において、最後のＮ回のＶ２Ｖ間隔の値が全てＤＶ２Ｖ以上であると判定された場合、実行は経路２３４を辿ってステップ２３６へ進む。

ステップ２３６において、動的ＰＡＶ（ＤＰＡＶ）の値をＰＡＶＩの量だけ増やす。ここでＰＡＶＩは、短いＶ２Ｖ間隔中に心房ペースが行われた場合にＤＰＡＶを増加させるために用いられる量である。実行は続いてステップ２３８へ進む。決定ステップ２３８において、動的ＰＡＶの値（ＤＰＡＶ）が心房ペースから次にスケジュールされる心室ペースまでの時間すなわちＰＡＶ以上であるかどうかについての判定を行う。ＤＰＡＶの値がＰＡＶの値以上でない場合、実行は経路２４２を辿って、上述のステップ２２０を実行する。決定ステップ２３８により、ＤＰＡＶの値がＰＡＶの値以上であると判定された場合、実行は経路２４０を辿ってステップ２４４を実行する。ステップ２４４では、動的ＰＡＶの値（ＤＰＡＶ）をＰＡＶの値に等しく設定する。次に実行は経路２４６を辿ってステップ２０２に進み、次の心室事象を待つ。

図１０は、本発明の例示的な実施形態によるペーシングシステム４４０のブロック図である。図１０に示すように、ペーシングシステム４４０は、コントローラ４７６を含むペースメーカ４４２を備える。コントローラ４７６は、例えばマイクロプロセッサを備えてもよい。

ペースメーカ４４２の心室（Ｖ）パルス発生器４７８は、コントローラ４７６の制御下で生成され、心室パルス（ＶＰ）発生器のＶＰリード線４８０を介して１つまたは複数の心室電極４４６へ送出されるペーシングパルスを供給する。図１０の実施形態において、心室電極４４６は、心臓４０２の右心室４２０に配置された状態で示される。本発明による方法および装置は、多腔ペーシングに用いることもできることが理解されるべきである。したがって、ある種の応用では、１つまたは複数の心室電極もまた、心臓４０２の左心室４０８内またはその近くに配置されることができる。ペースメーカ４４２の心房（Ａ）パルス（ＡＰ）発生器４８６は、同じくコントローラ４７６の制御下で生成され、ＡＰリード線４８８を介して１つまたは複数の心房電極４８４へ送出される心房パルスを供給する。心房パルス発生器４８６および心室パルス発生器４７８はそれぞれ、１つまたは複数のコンデンサと、コンデンサ（複数可）をエネルギー源に結合することによってコンデンサ（複数可）を充電するとともに、電極によりコンデンサ（複数可）を放電させることが可能な切り替え回路とを含んでもよい。

ペースメーカ４４２はまた、心臓４０２からの自発性信号を検知および処理するために用いることができる信号プロセッサ４９０を含む。例えば、信号を右心房４２６から心房電極４８４を介して検知することができる。第２の例として、右心室４２０からの信号を心室電極４４６を介して検知することができる。本発明による方法は、心臓４０２からの自発的信号を検知するステップと、検知された心室信号に応じて所望の心室ペーシングレートを求めるステップとを含んでもよい。信号プロセッサ４９０は、例えば、１つまたは複数の増幅器と、１つまたは複数のフィルタとを備えてもよい。

ペースメーカ４４２はメモリ４９４も備える。メモリ４９４は、コントローラ４７６のための動作命令を記憶するために用いることができる。メモリ４９４はまた、本発明に従って値を記憶するために用いることができる。記憶することのできる値の例としては、選択されたレートおよび所望の心室ペーシングレートがある。ペースメーカ４４２はテレメトリアンテナ４９６も含む。テレメトリアンテナは、例えば、コントローラ４７６により命令および値をメモリ４９４にロードするために用いることができる。

ペーシングシステム４４０は、当業者に既知の標準的な方法を用いて本発明の方法を実施するために用いることができる。方法は、完全なプログラムまたは他の論理システム、例えばブール論理、ゲートおよびタイマの任意の組み合わせとして表すことができる。論理および／またはプログラムは、メモリ４９４に存在して、コントローラ４７６によって実行されることができる。

図１１を参照すると、ソフトウェアシステム５００は、心室事象の入力により開始される。決定ステップ５０２において、頻脈性不整脈の可能性を示す兆候をチェックする。頻脈性不整脈の可能性を示す兆候が確認された場合、論理は決定ステップ５０４へ進み、ＴＬＲＩ（心房ペースと次にスケジュールされる心房ペースとの間の時間）とＤＶＡＩ（頻脈性不整脈の検出を妨害しない心房ペースを確実にするために必要な心室−心房間隔）との差がＰＡＶ（心房ペースとスケジュールされる心室ペースとの間の時間）以上である場合、ＰＡＶまたはＴＬＲＩの変更は推奨せず、ソフトウェアロジックは論理ステップ５１６において終了する。そうでない場合、論理ステップは決定ステップ５０８へ進むことができ、ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差が最小ＰＡＶ以上である場合、ＰＡＶをＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差に設定し、論理ステップは５１６で終了する。さらに、ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差が最小ＰＡＶ以上である場合、ＰＡＶを最小ＰＡＶに設定する。その後、ＴＬＲＩをＤＶＡＩとＰＡＶとの和に等しく設定し、プロセスはステップ５１６において終了する。

したがって、本発明のアルゴリズムは、頻脈性不整脈の兆候が検出された場合に心房ペーシングの影響を最小にするようにＰＡＶを調整する。ＰＡＶの変化が、頻脈性不整脈の検出を妨害しない心房ペーシングを確保するのに十分でない場合、アルゴリズムは、全体的なペーシングレートすなわちＰＬＲＩを調整する。さらに、頻脈性不整脈の可能性がある場合、ペーシングによるかまたは検知された心室事象と、次にスケジュールされる心房ペースとの間の時間ＶＡＩをチェックして、心房ペースが頻脈性不整脈の検出を確実に妨害しないようにする。これは、心房事象と次にスケジュールされる心房ペースとの間の時間を調整するだけでなく、心房ペースと次にスケジュールされる心室ペースとの間の時間すなわちＰＡＶを調整することによって達成される。

心室および心房を有する心臓の断面図である。 本発明によるペーシングシステムの線図である。 一定のＡ２Ｖ ＶＳＰ間隔および腔間ブランキング間隔とそれに続くトリガゾーンを有し、トリガゾーンがＡ２Ｖ ＶＳＰ間隔と同時に終了する心臓ペーシングサイクルの概略的なタイミング図である。 図３と同様であるが、Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔およびトリガゾーンが短くなっており、トリガゾーンがＡ２Ｖ ＶＳＰ間隔と同時に終了する心臓ペーシングサイクルの概略的なタイミング図である。 図３と同様であるが、トリガゾーンが短くなっており、Ａ２Ｖ ＶＳＰ間隔よりも早く終了するタイミング図である。 図３、図４、および図５の心臓ペーシング方法間で切り替えを行う方法の高次のフローチャートである。 ＶＳＰがある場合にペーシング間隔全体を適応させる方法のフローチャートである。 ペーシングによる心房−心室間隔（ＰＡＶ）を短いＶ２Ｖ間隔に適応させる方法のタイミング図である。 ＶＳＰがある場合にペーシングによる心房−心室（ＰＡＶ）間隔を適応させる方法のフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態によるペーシングシステムのブロック図である。 本発明の改良された例示的な実施形態によるペーシングシステムのブロック図である。

Claims (9)

1. 検出ウィンドウを監視、制御および調整するように動作する、デバイスにより実施されるソフトウェアシステムであって、
   頻脈性不整脈の兆候をチェックする手段と、
   ＴＬＲＩとＤＶＡＩの間の値を計算する手段と、
   前記値を計算する手段から得られた結果に基づいてＰＡＶを設定する手段と、
   ＴＬＲＩをＤＶＡＩとＰＡＶの和に等しく設定する手段と、
   を備えること、
   前記チェックする手段、前記ＰＡＶを設定する手段、および前記ＴＬＲＩを設定する手段は、該ソフトウェアシステムを作動論理により制御すること、
   からなるソフトウェアシステム。
2. 前記頻脈性不整脈をチェックする手段は、心室事象を入力する手段を含む請求項１に記載のソフトウェアシステム。
3. 前記値を計算する手段は、ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差を計算する手段を含む請求項１に記載のソフトウェアシステム。
4. 前記ＰＡＶを設定する手段は、ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差を再検討して、該差の値をＰＡＶと比較する手段を含む請求項１に記載のソフトウェアシステム。
5. 前記ＴＬＲＩを設定する手段は、ＤＶＡＩとＰＡＶとの和をとる手段を含む請求項１に記載のソフトウェアシステム。
6. 検出された頻脈性不整脈のエピソードにおいて心房ペーシングの入力を最小化するようにＰＡＶを調整する方法であって、
   頻脈性不整脈の可能性を示す兆候を監視すること、
   頻脈性不整脈の可能性を示す兆候が確認された場合に、ＴＬＲＩとＤＶＡＩの差をＰＡＶと比較すること、
   ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差がＰＡＶ未満である場合に、ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差を最小ＰＡＶと比較すること、
   ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差が最小ＰＡＶ未満である場合に、ＰＡＶを前記最小ＰＡＶに設定すること、および
   ＴＬＲＩをＤＶＡＩとＰＡＶの和に等しく設定すること、
   を含む、ＰＡＶを調整する方法。
7. 前記ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差をＰＡＶと比較する方法は、該差がＰＡＶ以上である場合に、ＰＡＶまたはＴＬＲＩの変更を指示しないことを含む請求項６に記載のＰＡＶを調整する方法。
8. 前記ＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差を最小ＰＡＶと比較する方法は、該差が最小ＰＡＶ以上である場合に、ＰＡＶをＴＬＲＩとＤＶＡＩとの差に等しく設定することを含む請求項６に記載のＰＡＶを調整する方法。
9. 前記ＴＬＲＩをＤＶＡＩとＰＡＶとの和に等しく設定する方法は、前記ＰＡＶを最小ＰＡＶに等しく設定することの後に行われる請求項６に記載のＰＡＶを調整する方法。

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