JP3548182B2 - 左心ａ−ｖ間隔を最適化するための自動ａ−ｖプログラム機能を備えた心臓ペースメーカ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般的には心臓ペースメーカ装置の設計に係わり、更に詳細には左心房室間隔を最適化するために右心房室間隔の自動調整機能を備えた二室心房心室（ＡＶ）順序ペースメーカに関する。これは従来技術によるペースメーカ装置に於て心室機能に損傷を与えることで知られている、ペースメーカ刺激で誘導される心房内および心室内の伝達遅れを補償する事によって実現されている。
【０００２】
【従来の技術】
心臓ペースメーカ技術は正常で本来備わっている心筋刺激が無いかまたは非常に遅い場合に、電気的な心筋刺激を提供する。最初に刺激電極、電気波形、または脱分極はあたかも刺激が自然であるかのように心筋内に存在している経路を伝搬するように設置される。しかしながら通常のペース電極が、正常な心拍の発生場所近くに置かれることは希である。これらは通常右心房付属器官の壁または右心室尖近くに設置される。この配置のために、人工的に刺激された脱分極は心臓を横切って異なる距離を伝搬せざるを得ず、従って本来備わっている心拍が伝搬する経路とは別の経路を使用する。
【０００３】
心臓の正常な収縮サイクルは、図１に示すように、上大動脈３０６近くの右心房壁３０４内の心房洞節３０２から始まる。ここに配置されている特化された神経組織は動作ポテンシャルを発生する能力が強化されているので、全ての心筋細胞の能力を無効と出来て収縮を開始させる。これらの細胞の強化された能力によって周期的な脱分極および再分極が行われるが、この遺伝子座は心臓の自然ペースメーカとして知られている。脱分極はこの場所から秒速約１メートルで右心房３０８および左心房３１０そして心房付属器３１２、３１４に伝搬し、心房収縮を引き起こす。従って正常な場合は、右心房および左心房の収縮は互いに１５から２０ミリ秒の間に発生する。
【０００４】
波はついには心房心室接合部３１６に到達し、ここは特別に伝搬が遅くなるようになっている。これは心房と心室との間の唯一正常な電気的接続であって、確実に心房の収縮が完了した後に、心室が刺激されるように保証している。刺激が心室の上に到達すると、これは特定の線維、ヒス束（ｂｕｎｄｌｅ ｏｆ Ｈｉｓ）３１８およびパーキンジェ（Ｐｕｒｋｉｎｊｅ） 線維に達する（経路Ｆ−Ｇ−ＨおよびＦ−Ｊ−Ｋ）。これらの線維は心房筋よりも更に早い速度、毎秒約５メートルで伝搬させる。これらの特化された線維は心室を覆うネットワークを形成し、真の心筋３２４、３３２の集まりに対して脱分極刺激を伝達する。この過程は厳密には同時には起こらない、なぜなら刺激は右束枝３２０−３２２に対して、左束枝３３０−３３２よりも少しだけ遅れて（．０１秒）到達する傾向があるためである。従って心室中隔３２６の左右表面は脱分極が左から右へ移動するよう異なるように刺激される。しかしながらこの違いは全体として心室神経刺激伝導期間を考慮するとそれほど明らかなものではない、なぜなら一度波形が心室自由壁３４０、３５０に達するとこれは右心室側３５０に於てより速やかに垂直経路を伝搬するためである。これは薄い右自由壁の右側筋肉質量が小さいためであり、このためさきに述べた遅れのいくらかが補正される。この様にして正常な心室脱分極はほぼ同時に行われ、０．１秒未満で完了する。従って、心房から心室への収縮順序は、心臓の左側および右側でほぼ同時に発生する。
【０００５】
本技術分野で良く知られている心房と心室の両方にペースを与える典型的なリード線構造が図２に示されている。カテーテル１２は右心房に適合し、もう一つのカテーテル１４は右心室の先端に適合している。両方とも一つまたは二つの電極を有し、それらの内の一つは各々の先端に設置されている。電気的刺激はいずれかの遺伝子座に供給され、正常の方法で心臓組織を伝って伝搬される、これについては後ほど更に詳しく説明する。
【０００６】
正常な収縮経路の概略が図３ａの心臓図に示されている。正常な脱分極は心房洞節（Ａ）から開始される。これは右心房付属器官（Ｂ）、内心房中隔（Ｃ）、左心房および付属器官（Ｄ）および心房心室節（Ｅ）に伝搬する。これは心室を横切りヒス束（Ｆ）に達する。それからこれは分かれて中隔の両側（ＦからＧ、ＧからＨ；ＦからＪ、ＪからＫ）を、右分岐束（ＦからＧからＨ）および左分岐束（ＦからＪからＫ）に沿って走る。それからパキンジェ組織を伝って右心室（Ｉ）および左心室（Ｌ）の個別の心筋線維に広がる。
【０００７】
心臓ペースメーカ装置はこの正常な周期に妨害を与えるが、それは通常のペースメーカ拍動が本来の拍動とは異なって心房洞節（Ａ）から始まらないためである。従って典型的な心房拍動は心室に到達するために異常な脱分極経路に従う必要がある。
【０００８】
その様な異常分極経路の一例は、図３ｂに示すようにペースメーカ電極が右心房付属器官に設置された結果として生じる。刺激は電極設置箇所（Ａ’）から付属器官の付け根に伝搬する。さきに述べたようにこの伝導は刺激を筋肉細胞から筋肉細胞に通過させることによって発生し、正常な心臓でも毎秒約１メートルしかなく、疾患を持った心臓ではおそらくより遅くなるであろう。この結果第一の脱分極および収縮周期が右心房（Ａ’からＢ’，Ａ’からＣ’，Ａ’からＥ）で生じ、続いて第二脱分極および収縮周期が左心房（Ｃ’からＤ’，ＥからＤ）で生じる。これら二つの収縮間の遅れ（右心房および左心房）は、７０から２００ミリ秒の範囲となる。
【０００９】
別の異常脱分極経路の例は図３ｃに示されるように、心室をペースメーカで動かす場合に発生する。心房をペースメーカで動かす場合と同様の遅れが、右心室をペースメーカ駆動する場合に見られる。右心室の先端（Ａ”）が刺激され、脱分極は経路Ｇ−Ｈ−Ｉに沿って流れる。これはまた右パーキンジェ組織の分岐束（Ａ”からＢ”）を通ってヒス束（Ｂ”）まで逆行し、続いて左心室パーキンジェ組織へ流れる（Ｂ”からＪからＫ）。この結果二つの心室間での脱分極および収縮の遅れは、６０から１００ミリ秒となる。この過程に於て心筋線維が互いに刺激し合う速度は更に遅いために、収縮刺激を心室中隔を通して、また右自由壁から左自由壁に、それに刺激点から左心室（Ａ”からＪ）へ通過させるのにはそれほど重要な役割は果たさない。
【００１０】
このことは病理学的状態を取り扱う場合に重要な示唆を与えている、なぜならば全ての患者は最適なＡＶ遅延を有するためである。ＡＶ遅延が短すぎたり長すぎたりすると、心室充填量が減少しその結果、単位時間に心臓を通る血液量で定義される心臓出力が減少する。心房が心臓出力（ＣＯ）に貢献することは良く知られており、これが二室ＡＶ順序ペースメーカ開発の一つの目的であった。しかしながら徐々に明かとなってきたことは、ペースメーカにプログラムを組み込んでＡＶ間隔を”生理学的”範囲内に保持するように調整することは、ペースメーカパルスを右心房そして／または右心室に供給することを基本とする場合には正しくないと言うことである、なぜなら収縮に際して先に述べた遅れがあることと、知られているように標準の表面ＥＣＧから左心房および左心室脱分極の正確なタイミングを評価することは困難だからである。
【００１１】
さらに、いくつかの病理学的条件は間欠的である。良く設計されたペースメーカ装置は、自発的に開始し終了する間欠的収縮の問題を感知しかつこれに反応出来なければならない。この様な条件の一例は間欠心臓ブロックである。この様な条件のひとつの監視方法は標準の心電図脱分極波形に基づくものである。
【００１２】
心臓ペースメーカ装置は脱分極が心臓を横切って広がる動きを、標準の心電図ＰＱＲＳＴ波形を利用して感知するように設計されている。心臓ブロックの様なある種の病理学的条件では、ＡＶ間隔が過度に延長されることがあって心室機能に種々の程度の変質を与える原因となるが、これはＱＲＳ波症候群とＰ波との関係に存在する。ＡＶ解離が存在する場合はこれらの適正タイミングのＰ波を備えた心拍は、これらを備えていないものよりも強いことが知られている。ＡＶの同期を人工的なペースメーカで回復することにより、これらの患者では通常心臓機能が改善される。しかしながら注意しておかなければならないのは、真のＡＶ同期は使用されるペースメーカ装置が心拍調整過程で本来固有の収縮時機の違いを考慮するようにプログラムされている時にのみ得られるということである。
【００１３】
心房にペースメーカ刺激を与え心室を感知する場合には、これらの違いを考慮することは可能であって、これは測定された全ＡＶ間隔（ＡＶ）および心房内収縮遅れに基づいて左心ＡＶ間隔（ＬＡＶ）を計算して行われる。計算式
ＬＡＶ＝ＡＶ−ＩＡＣＴを使用して、刺激された心拍が適正な範囲内に伝搬されているか否かの判定が可能である。
【００１４】
二つの例を説明する：
患者が瘻徐脈を患っていて右心房付属器官にリード線を当てて右心房にペースメーカ刺激が与えられているとすると、患者自身のＰＲ間隔（すなわち通常は１５０ミリ秒）は表面ＥＣＧからわかるように保存されている。インパルスが右心房付属器官から発せられるので、これが左心房に達するには幾ばくかの時間（例えば１００ミリ秒）かかる、従って真の左心ＡＶ間隔（ＬＡＶ）はかなり短く（５０ミリ秒）なり、これは生理学的な範囲外となる。
【００１５】
同様に、仮に患者が第三度ＡＶブロックを患っていてＡＶ順序ペースメーカ刺激が使用されているとすると、Ｐ波が感知された１５０ミリ秒後に右心室にペースメーカ刺激を与えることにより、左心ＡＶ間隔を心室間伝導時間の間だけ長くできる。従って心室を感知しつつ心房にペースメーカ刺激を与えている間の、実際の左心ＡＶは測定されたＡＶに心室間伝導時間を加えたものとなる。
【００１６】
以上の観察から明らかなように、右側事象の測定に基づいて”生理学的”ＡＶ間隔を保持するようにペースメーカ装置のプログラムを組むと間違いの元となる、何故なら左心房および左心室脱分極を標準の表面ＥＣＧから評価するのが困難なためである。タイミングをさらに適切に調整するためには、これらの間隔に影響を与える要因を知る事が重要である。
【００１７】
異なるペースメーカ刺激方式中で右および左心臓のＡＶ間隔を個別に測定し、心臓収縮時間間隔に基づいて左心室心臓収縮機能の評価を行う研究がなされた。心房間伝導時間（ＩＡＣＴ）は右心房ペースメーカ刺戟スパイクから、食道電極で感知される左心房脱分極の開始時間までの時間として測定された。
【００１８】
心室間伝導時間は右心房ペースメーカ刺激によって左心室活性収縮を行う際の付加遅れである。これはＲＶペースメーカ刺戟期間と自発脱分極期間の両方での左心予排出期間の長さを測定する事によって予測評価された。従って収縮開始時のこれらのモードでの違いが心室間伝導時間の概略値となる。
【００１９】
上述の研究によって、条件によっては右側ＡＶ間隔が生理学的範囲に入っているという事から判断して明らかに生理学的なペースメーカ刺激を与えても左心ＡＶ間隔は生理学的に妥当でないものとなることが有り得る事が示された。さらに良く知られているように生理学的に妥当でない左心ＡＶ（ＬＡＶ）間隔は心室機能に害を及ぼす。従って、右心房および右心室のどちらにペースメーカ刺激を加えるかまたは感知を行うかによって、左心ＡＶ間隔に変化を生じるか生じないかが決まる。右心房の感知が行われる場合は右心室の感知が行われる場合と同様左心ＡＶには変化を生じないが、右心室にペースメーカ刺激を加える場合はＬＡＶが延長される。右心房にペースメーカ刺戟が加えられ、右心室の感知が行われる場合はＬＡＶが短められるが、右心室にもペースメーカ刺激が加えられる場合は遅れは部分的に相殺される。
【００２０】
【発明の目的と要約】
従って本発明の基本的な目的は、右心ＡＶ間隔を自動的に調整し、ペースメーカ刺激によって誘導される心房間および心室間遅れを補償することによって左心ＡＶ間隔の最適化をはかる、新規で改良された方法と装置を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、左心ＡＶ間隔を補償する二室ＡＶ順序ペースメーカ装置を提供することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、右心室への心臓ペースメーカ刺激中に左心ＡＶ間隔を計算するための新規で改良された方法並びに装置を提供することである。
【００２３】
本発明の以上の目的および特長はペースメーカ刺激で誘起される心房間および心室間伝導遅れを補償する能力を備えた二室ＡＶ順序ペースメーカ装置の為のアルゴリズムを提供することによって達成される。この結果左心ＡＶ間隔を最適化するように右心ＡＶ間隔が自動的に調整されるペースメーカ装置が得られる。
【００２４】
従来からあるＤＤＤおよびＤＤＤＲ回路が利用されている、また感知速度制御のプログラミングはオプション機能である。患者固有の低速度およびＡＶ間隔によって必要なペースメーカ刺激および感知動作が決定される。これらの要求にしたがってペースメーカ装置は適切なＡＶ間隔を選択する。心房間および心室間遅れの値は標準の公知の技術を用いて推定または測定され、これはペースメーカ装置の中にプログラムされている。この様にして、これらの遅れを補償する右心ＡＶ間隔がペースメーカ装置によって自動的に選択される。
【００２５】
【実施例】
本発明を具体化する心臓刺戟装置の好適な実施例を、図４にブロック図の形で示す。この図には２本の別個のリード線を備えた心臓１０が図式的に示されており、そのリード線の一本は心房１２にもう一本は心室１４に配置されている。リード線１２は図示されるように、上大静脈を通り右心房を通過して、その先端電極１３を右心房付属器官の中に突き出させている、またリード線１４は図示されるように電極１５を右心室の先端に位置づけている。
【００２６】
これは感知器ＤＤＤＲによる速度制御を具備した、従来型ＤＤＤ回路を構成している。患者自身の心拍率、感知器速度および固有心房心室（ＡＶ）間隔によって決定されるペースメーカ刺激および感知動作に応じて、ペースメーカ装置は適切なペースメーカ刺戟ＡＶ間隔を選定する。右心ＡＶは心房間および心室間遅れを補償するように適合されている。これらの値はペースメーカ装置にプログラムされている公知の技術を用いて計算することもできるし、これとは別にデフォルト値を使用することもできる。デフォルトの心房間伝導時間（ＩＡＣＴ）および心室間伝導時間（ＩＶＣＴ）は通常ペースメーカを利用している人々で観測される平均値からなっている。
【００２７】
以下に例として記述する本発明のペースメーカ刺激アルゴリズムは、左心ＡＶ間隔の補償を実行する多くの方法の一つであって、下記の前提に基づいている：１．右心房付属器官へのペースメーカ刺激は左心房収縮遅れを引き起こす（心房
間伝導時間，ＩＡＣＴ）。
２．右心室先端部へのペースメーカ刺激は、左分岐束ブロックで観測されるのに
似た左心室収縮遅れを引き起こす。
３．心室収縮への心房の貢献度はＡＶ間隔に依存する。
４．左心ＡＶ順序を維持することは、左心室効率を維持するために右心ＡＶ順序
よりも重要である。
【００２８】
ペースメーカ装置は二段階の動作機構を有する：
１．分析段階、この期間中は心拍、例えば患者固有のリズムの４つの連続した心拍のプログラム可能数のタイミングを分析し、４ＡＶ間隔を測定し心拍毎に更新される移動平均を得る。この段階のＡＶ間隔は２５０ミリ秒に設定され
ていて、固有ＡＶ間隔に対してゆったりとした範囲を許している。
２．ペースメーカ刺激段階、この期間中は心拍のプログラム可能数がペースメーカ刺激される、例えば次の１００個の連続した心拍が測定された値（固有ＡＶ、Ｐ波繰り返し数）、ペースメーカ装置のその他の選択された動作パラメータ（左心ＡＶ、繰り返し数下限、繰り返し数上限およびその他の従来からある変数）および感知器速度に従って刺激される。ペースメーカ刺激される
ＡＶ間隔は左心ＡＶ間隔を生理学的な範囲とするように選択される。
【００２９】
図４には、ここに開示されている多重リード線ペースメーカ／感知装置を取り付けた心臓１０が図式的に示されている。電極１３を有するリード線１２は右心房にペースメーカ刺激を与える様に示され、電極１５を有するリード線１４は右心室先端に配置されている。近接中立電極１８は心臓の外部に設置されている。
【００３０】
リード線１２の本体に１または２本（単極または双極構造）の導体と、心拍の感知制御に必要な導体そして／または機構が通っており、従来からの方法で点線の箱２２で囲われた埋め込み型刺激装置に接続されている。
【００３１】
点線の箱２２で囲われた心拍数検出および刺激装置は、感知増幅器ユニット２４を有し、その入力は導体２６によってリード線１２の先端電極１３に接続されている。したがって感知増幅器ユニット２４は心臓１０の心拍動作の結果生じる標準心電図のＰ波成分からの信号を検出し増幅できる。もう一つの感知増幅器３０は同様に標準心電図のＱＲＳ複合成分の検出および増幅を行う。感知増幅器ユニット２４からの出力は心拍数検出器回路３２に供給され、その名の示すように、検出されたＰ−Ｐ間隔を心拍数／分を単位とする心拍値、Ｒ_１ に変換する。この測定された心拍値、Ｒ_１ は、次にブロック３４で示されるように予め定められている心拍基準値Ｒ_２ と比較され、メモリ３６に格納される。この値はペースメーカ刺激モードを決定する際に使用される。
【００３２】
ＡＶ間隔を評価するために、刺激装置モジュール２２は更にＲ波検出器と増幅器３０およびＡＶ検出回路３８とを含み、心臓の右ＡＶ間隔の検出を行う。ＡＶ間隔は心房および心室脱分極間の経過時間として測定され、本来のＰ波または心房ペースメーカ刺激スパイクと本来のＲ波または心室ペースメーカ刺激スパイクとの間の時間差を反映している。
【００３３】
ＡＶ間隔のプログラム可能数はＡＶ検出器３８で評価される。信頼できる平均値を与える間隔の推奨数は４である。検出器３８からのＡＶ間隔に関する検出値信号は、ＡＶ比較器４０に送られる。４つの連続した固有ＡＶ間隔の平均値を計算するようにプログラムされている場合は、この４心拍平均値が予め定められている固定閾値、例えば１７０ミリ秒と比較される。この比較結果はメモリ４２に格納され論理回路４４で使用されて、ペースメーカ刺激モードの選択および実行を行う。心房ペースメーカ刺激４６または心室ペースメーカ刺激４８またはその両方のいずれかが選択される。次に刺激パルスが導体５０および５２経由で出力される。従って、右心房ペースメーカ刺激および感知は同一の心房リード線電極を共有し、心室ペースメーカ刺激および感知は同一の心室リード線電極を共有する。
【００３４】
本発明の新規なタイミング機構を備えたペースメーカ装置は標準の感知方法を使用している。これらの中には種々の感知器制御心拍応答ペースメーカ刺激方法がある。感知器信号は心室リード線または心臓外のリード線から得られる。心室リード線から導かれる標準制御パラメータの例は、拍出量（単一心拍中に心室から送り出される血液量）、拍出量の時間微分値、圧力、温度、呼吸間隔、心電図またはＱ−Ｔ間隔であり、外部制御パラメータの一例は、動作感知器から導かれる信号である。これらの信号のいずれも本技術分野で良く知られている感知器プロセッサ５４で受信出来て、これは感知器制御心拍応答ペースメーカ刺激を実行するための標準回路を有する。好適な実施例のこの例に於て、感知器としては、インピーダンス検出型が使用されており、ここでは駆動信号が心室内電極に導かれ、その結果の電圧が同一電極で検出され感知器プロセッサで処理され、次に論理回路４４に送られてペースメーカ刺激心拍数を決定する。従ってこの装置では、プログラムされている下限心拍値または感知器が決定する心拍数のいずれかが制御ペースメーカ刺激心拍数となる。
【００３５】
分析段階：
図５に於て、ペースメーカ装置は最初に長いＡＶ間隔（すなわちＰＡＶ＝２５０ミリ秒）を設定し、４つの連続固有ＡＶ間隔（ＩＡＶ）を測定しこれらの移動平均が得られるようにする（ブロック２）。同時に、また心拍毎にペースメーカ装置はＰ波繰り返し数を測定する。
【００３６】
判定ブロック４に示されるように、比較器は測定された平均ＡＶ間隔（ＲＡＶ）が基準値、例えば２００ミリ秒より大きい場合は論理状態”１”を”ＹＥＳ”出力５に出力する。もしも患者の固有ＡＶが２００ミリ秒の基準値以下の場合は、論理状態”１”が”ＮＯ”出力６に出力される。
【００３７】
同様に、各心拍毎に患者のＰ波繰り返し数が判定ブロック７で、ペースメーカ装置の心拍下限値（ＬＲ）と比較されるか（ＤＤＤ装置内で）、または通常行われている感知器繰り返し数（ＳＲ）と比較される（ＤＤＤＲ装置内で）。もしも固有繰り返し数がＬＲまたはＳＲのいずれよりも低い場合は、論理状態”１”が”ＹＥＳ”出力８に出力される。基準値以上の場合は、論理状態”１”が”ＮＯ”出力９に出力される。
【００３８】
比較器４および７の出力はＡＮＤゲート１１０から１１３に送られて、ペースメーカ刺激モードを実行する。ブロック１１４から１１７に示されるように、心室の感知またはペースメーカ刺激または心房の感知またはペースメーカ刺激の任意の組合せが可能である。
【００３９】
ペースメーカ刺激段階：
ペースメーカ装置は、例えば、心拍上限値、心拍下限値、感度、反射周期等の従来からあるプログラム可能パラメータ、またこれに加えて心房間および心室間伝導遅れおよび選択された左心ＡＶ間隔（ＳＡＶ）を格納するためのレジスタを有する。オプションとしてＰ波検出オフセット（ＰＳＯ）も含まれる。ＰＳＯはペースメーカ刺激を受けた心房心拍と検出された心房心拍との間のＡＶ間隔の差である。Ｐ波の検出には少し時間がかかるため、この時間はＡＶ間隔を少し延ばす。
【００４０】
判定ブロック４および７での比較結果に応じて、論理ＡＮＤゲート１１０から１１３およびＩＡＣＴとＩＶＣＴの値、ペースメーカ刺激モードおよびＡＶ間隔が選択される。
【００４１】
例えば、ＩＡＣＴが１２０ミリ秒、ＩＶＣＴが６０ミリ秒そしてＰ波検出オフセットが４０ミリ秒であり、ペースメーカ刺激ＡＶ間隔が心房および心室が感知またはペースメーカ刺激されることによって定まると仮定する。例えば選択された左心ＡＶ間隔（ＳＡＶ）が１５０ミリ秒、患者固有のＡＶが２００ミリ秒以上、そして固有心拍が心拍下限値または感知器心拍より低い場合は、ＡＮＤゲート１１０が活性化されてペースメーカ装置は心房と心室とに下記のＡＶ間隔で順番にペースメーカ刺激を加える：
ＡＶ＝ＳＡＶ＋ＩＡＣＴ−ＩＶＣＴ＝１５０＋１２０−６０＝２１０ｍｓ（ブロック１１４）
この場合、左心ＡＶを１５０ミリ秒とするためには、右心が２１０ミリ秒のＡＶでペースメーカ刺激されなければならないことが判る。
【００４２】
同様に、同一の患者でＰ波繰り返し数が増加したとすると、比較器７の出力は”ＮＯ”（線路９）、また比較器４は”ＹＥＳ”を出力し続ける（要求条件：ＩＡＶ＞２００ミリ秒）。この場合はＡＮＤゲート１１１が活性化され、ペースメーカ装置はＰ波に追従し、右心室を下記のＡＶ遅れでペースメーカにより刺激する：
ＡＶ＝ＳＡＶ−ＩＶＣＴ−ＰＳＯ＝１５０−６０−４０＝５０ｍｓ、
これで１５０ミリ秒の左心ＡＶが提供され、これは生理学的なものであり、まさにプログラムされた通りである。
【００４３】
これとは対照に感知心拍数の方が優勢で心房チャンネルを駆動し、仮に固有ＡＶが基準値（この場合は２００ミリ秒に対して１８０ミリ秒）よりも短い場合は、この患者に対しては心房みのにペースメーカ刺激が加えられ、これは従来型ＤＤＤＲ装置の場合と同様であって左心ＡＶは以下のようになる：
ＬＡＶ＝ＩＡＶ−ＩＡＣＴ＝１８０−１２０＝６０ ミリ秒
これは短すぎ、生理学的に妥当でない範囲となる。この刺激に於いて左心室収縮を遅らせる唯一の方法は右心室（ＲＶ）先端にペースメーカ刺激を与える事によって左心ＡＶより生理学的に妥当なものとする事によって実現できる、右心室先端への刺激は心室間伝導遅れに等しい左心室活性化遅れを導き出す。従ってペースメーカ刺激ＡＶは次のようになる：
ＰＡＶ＝ＳＡＶ＋ＩＡＣＴ−ＩＶＣＴ−Ｋ＝１５０＋１２０−６０−４０＝１７０ ミリ秒
この場合、ペースメーカ刺激が１７０ミリ秒となるため結果としての左心ＡＶは次にようになる：
ＬＡＶ＝ＰＡＶ−ＩＡＣＴ＋ＩＶＣＴ＝１７０−１２０＋６０＝１１０ ミリ秒
４０ミリ秒の定数Ｋは、Ｒ波検出遅れオフセットとして使用されており、連合現象の発生を阻止している。連合心拍とは、ペースメーカ刺激スパイクとＱＲＳ複合成分とが互いに重畳された場合に発生する。
【００４４】
最後に、もしも固有心拍数が感知心拍数よりも早く、（判定ブロック７は”ＮＯ”を出力）かつ、固有ＡＶが２００ミリ秒未満（判定ブロック４は”ＮＯ”を出力）の場合は、両方の部屋ともペースメーカ装置で感知される（ステップ１７）、この場合右心および左心ＡＶ間隔は患者自身のＡＶ遅れである、１８０ミリ秒と同等となる。
【００４５】
多くの患者を対象とした実験から、各々の患者が最適のＡＶ間隔を有する事がわかっている。特に式、ＬＡＶ＝ＡＶ−ＩＡＣＴ＋ＩＶＣＴは、左心ＡＶ間隔は測定されたＡＶ間隔と、心房間伝導時間プラス心室間伝導時間との差に等しい関係を表している。この式、および従来技術の記述に関して示した例から、生理学的範囲に入るようにＡＶ間隔を保持するようなペースメーカ装置のプログラミングは、心臓右側事象の測定に基づいている場合は左心に対しての正確なタイミングを与えない事が判る。これは脱分極の経路と、左心房および左心室脱分極のタイミングを標準表面ＥＣＧから評価する事が難しいために発生する。
【００４６】
本技術分野で知られているように、感知モードおよびペースメーカ刺激モードは共にプログラム可能である。この特に４／１００周期順序または同等の繰り返し数では、心臓状態が変化した場合にペースメーカ刺激モードの急速な修正が可能である。この様な変化の例としては運動によって生じる間欠心臓ブロックがあげられる。したがって装置はこの様な変化に速やかに応答する、強化された柔軟性を許している。しかしながらこれらの値は修正可能であって、個々の患者の要求に応じて調整される。したがってＤＤＤペースメーカ装置が図５に示すアルゴリズムに従って運転されている場合は、右心ＡＶ間隔は左心ＡＶ間隔を最適化するように自動的に調整される。これはペースメーカ刺激を心房洞節から離れた場所に与える結果生じる、ペースメーカ刺激で誘導される心房間および心室間伝導遅れを補償する事によって実現できる。これはまた、心房がペースメーカ刺激を受けているかまたは自然に発生するＰ波が存在するかによって異なる要求を補償する、閾値遅れ間隔を選択する事によっても実現できる。
【００４７】
ここまで本発明を特許法の要求に合わせ、当業者が新規な原理を理解しこの様な特定の部品要素を構築し使用するのに必要な情報を与えるためにかなり詳細に記述してきた。しかしながら、本発明を、本発明自体の範囲から逸脱する事無く、異なる器具および装置を使用し、また器具の詳細および動作手順の両方を種々に変更して実施できることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】心臓の伝導組織の解剖図。
【図２】装置で使用される典型的なリード線構造を示す図。
【図３】心臓脱分極経路を示し、正常な心臓の場合（ａ）、右心房にペースメーカ刺激を与える場合（ｂ）、そして右心室にペースメーカ刺激を与える場合（ｃ）である。
【図４】本発明による技術を実施している装置の機能ブロック図。
【図５】本発明に従って左心ＡＶ間隔の補償を行うための、好適なアルゴリズムのソフトウェア構成の流れ図。
【符号の説明】
１２，１４ リード線
１３，１５，１８ 電極
２２ 埋め込み型刺激装置
２６，２８ 導体
５０，５２ 導体
３０２ 心房洞節
３０４ 右心房壁
３０６ 上大動脈
３０８ 右心房
３１０ 左心房
３１２，３１４ 心房付属器官
３１６ 心房心室接合部
３１８ ヒス束
３２０，３２２ 右束枝
３２４，３３２ 心筋
３２６ 心室中隔
３４０ 左心室自由壁
３５０ 右心室自由壁

Claims (8)

1. 心臓ペースメーカ装置であって、心房脱分極信号感知装置と、心室脱分極信号感知装置と、前記心房および心室脱分極信号を受信する制御装置と、刺激パルスを心房および心室に供給するための心房および心室ペースメーカ刺激装置とを含むペースメーカ装置において、前記制御装置の改善されたタイミング装置が：
   （ａ）前記心房脱分極信号感知装置に結合され、前記心房脱分極信号が発生する頻度が予め定められた値より小さいか否かの判定を行うための装置と；
   （ｂ）前記心房および心室脱分極信号感知装置に結合され、心房脱分極信号とそれに続く心室脱分極信号の発生時間の差の平均値が予め定められている心房心室（ＡＶ）間隔値を超えるか否かの判断を行い、超えた場合は前記心室ペースメーカ刺激装置にトリガをかけて、各々が先行する心房脱分極信号から予め定められた時間遅れた一連の心室刺激パルスを発生するためのＡＶ間隔決定装置と：
   （ｃ）心房及び心室にペースメーカ刺激が加えられるかまたは感知されるかによって生じる、ペースメーカ刺激が誘導されるタイミングの遅れが修正された有効な左心ＡＶ間隔を発生するようにペースメーカ刺激が誘導されるＡＶ間隔を調整する装置とを備えた前記ペースメーカ装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記心房脱分極信号感知装置が自発心房拍動が存在するか欠落しているかの検出を行い、もしも自発心房拍動が予め定められている生理学的に妥当な時間内に検出されなかった場合は前記心房ペースメーカ刺激装置に制御信号を送り、前記刺激パルスを前記ＡＶ間隔決定装置が駆動される前に心房に供給する前記ペースメーカ装置。
3. 請求項１に記載の装置において、前記ＡＶ間隔決定装置がさらに、ＡＶ間隔の数のプログラム可能数を決定しその平均値を求める装置と、前記平均ＡＶ間隔を予めプログラムされている間隔と比較するための比較器とを有する前記ペースメーカ装置。
4. 請求項１に記載の装置において、前記予め定められたＡＶ間隔がプログラム可能である前記ペースメーカ装置。
5. 請求項１に記載の装置において、前記心房脱分極信号の発生 頻度を決定するために前記心房脱分極信号感知装置に結合されている前記装置が、さらに第一および第二自発心房脱分極の間の時間間隔を検出するための心房心拍検出装置と、前記第二自発心房脱分極の発生頻度が、予め定められた値より小さいか否かの判定を行うための心房拍動比較装置とを含む前記ペースメーカ装置。
6. 請求項１に記載の装置において、前記心房感知装置がさらに自発心房心拍数と、予め定められた心拍下限値とを比較するための比較装置と、該比較装置に結合され、その比較結果に基づいて前記心房ペースメーカ刺激装置と前記心室ペースメーカ刺激装置とを駆動させるための論理装置とを含む前記ペースメーカ装置。
7. 請求項３に記載の装置において、さらに前記心房脱分極信号感知装置に結合され、測定された心房心拍数と予め定められた基準値とを比較し、前記心房および心室ペースメーカ刺激装置を制御するための比較装置を含む前記ペースメーカ装置。
8. 請求項３に記載の装置において、前記比較装置の出力が左心ＡＶ間隔を最適化するように右心ＡＶ間隔を決定する前記ペースメーカ装置。

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