JPH04227280A - レート応答ペースメーカ - Google Patents

レート応答ペースメーカ

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JPH04227280A
JPH04227280A JP3109810A JP10981091A JPH04227280A JP H04227280 A JPH04227280 A JP H04227280A JP 3109810 A JP3109810 A JP 3109810A JP 10981091 A JP10981091 A JP 10981091A JP H04227280 A JPH04227280 A JP H04227280A
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JP
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signal
rate
sensor
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JP3109810A
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Anders Lekholm
アンデルス レクホルム
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362Heart stimulators
    • A61N1/37Monitoring; Protecting
    • A61N1/3702Physiological parameters
    • A61N1/3704Circuits specially adapted therefor, e.g. for sensitivity control
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362Heart stimulators
    • A61N1/365Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
    • A61N1/36585Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by two or more physical parameters

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にレート応答心臓
ペースメーカに関し、一層詳細には、生理学的デマンド
を示す2つまたはそれ以上のセンサが、患者の生理学的
必要性に密に適合するであろう最適なペーシングレート
でペースメーカを作動させるのに使用されるレート指令
信号を与える回路内に、両センサの利点を実現するべく
設計された仕方で利用されている植え込み可能なレート
応答ペースメーカに関する。
【0002】
【従来の技術】ペースメーカは心拍を所望のレートに維
持するために患者の心臓に電気的刺激パルスを供給する
植え込み可能な医学装置である。初期のペースメーカは
70パルス毎分(ppm)のような固定されたレートま
たは周波数で刺激パルスを与え、それにより心拍をその
固定されたレートに維持した。その後に、ペースメーカ
は、心臓を刺激するだけでなく心臓のモニタもするよう
に設計された。もし自然心拍が予め定められた周期(通
常“エスケープ間隔”と呼ばれる)内に検出されるなら
ば、刺激パルスは供給されず、それにより、ペースメー
カの制限された電力を消費することなく、または心臓の
正常な作動と干渉することなく、心臓がそれ自体で拍動
することを許す。このようなペースメーカは“デマンド
ペースメーカ”と呼ばれる。なぜならば、刺激パルスが
心臓により要求されたときにのみ与えられるからである
【0003】初期のデマンドペースメーカはそれらと結
び付けられた固定されたベースレートを有した。その後
の形式では、ベースレートはプログラム可能に選択可能
とされ、またその後に一般に“プログラムドレート”と
して知られるようになった。もし心臓がベース(または
プログラムド)レートを越えるレートでそれ自体で拍動
し得たならば、刺激パルスは与えられなかった。しかし
、もし心臓がベースレートを越えるレートでそれ自体で
拍動し得なかったならば、心臓が常に少なくとも1つの
ベース(またはプログラムド)レートで拍動することを
保証するべく、刺激パルスが与えられた。このような作
動はエスケープ間隔の間の自然拍動に関して心臓を簡単
にモニタすることにより達成された。もし自然活動性が
検出されたならば、エスケープ間隔を定めたタイマーは
リセットされた。もし自然活動性が検出されなかったな
らば、エスケープ間隔がタイムアウトし終わると直ちに
刺激パルスが与えられた。ベース(またはプログラムド
)レートの変更はエスケープ間隔の継続時間を簡単に変
更することにより成就された。
【0004】近年、検出された生理学的パラメータの関
数としてペースメーカが刺激パルスを与えるレートを自
動的に変更するレート応答ペースメーカが開発されてき
た。生理学的パラメータは、ペースメーカ使用者の生理
学的必要性に関係して、心臓がより速く拍動すべきか、
またはより遅く拍動すべきかのなんらかの指示を与える
。こうして、たとえば、もし患者が休息していれば、一
般に正常よりも速い心臓レートの必要性は存在せず、従
ってレート応答ペースメーカは60パルス毎分(ppm
)のような正常値での“ベースレート”を維持する。
【0005】しかし、もし患者が運動していれば、また
はそうでなくても生理学的に活動性であれば、心臓がた
とえば100ビート毎分のようにはるかに速く拍動する
必要性が存在する。患者によっては、心臓がそれ自体で
より速く拍動し得ないので、ペースメーカが助けなけれ
ばならない。これを効率的に列うためには、心臓がより
速く拍動する生理学的必要性が先ず検出されなければな
らず、またレート応答ペースメーカの“ベースレート”
がそれに従って調節されなければならない。従って、検
出された生理学的必要性の関数として“ベースレート”
を増大または減少させるレート応答ペースメーカは従来
から知られている。
【0006】レート応答ペースメーカと共に使用するた
め多数の形式のセンサが従来から教示されている。各々
で、モニタされているパラメータの増大または減少が、
ペーシングパルスが与えられるレートを増大または減少
させる必要性を信号する。なお、ここで使用される“ペ
ーシングレート”という用語は、ペースメーカが刺激パ
ルスを与えるレート、またはデマンドペースメーカの場
合には、自然に生起する心拍の不存在時にペースメーカ
が刺激パルスを与えるレートを意味する。
【0007】一般的な形式のセンサは患者の身体活動レ
ベルを検出する活動度センサである。たとえば米国特許
第 4,140,132号明細書および第4,485,
813号明細書を参照されたい。これらの明細書によれ
ば、圧電性結晶が活動度センサとして使用されている。 このような結晶は、よく知られている原理に従って、物
理的運動および応力を受けるときに電気的信号を発生す
る。結晶により発生された電気的信号は処理され、また
ペーシングレートを変更するのに使用され得る。
【0008】従来のレート応答ペースメーカに使用され
ている他の形式のセンサは、呼吸率、呼吸1分間容積、
血液酸素レベル、血液および/または身体温度、血圧、
Q‐T間隔の長さ、P‐R間隔の長さなどを検出するセ
ンサを含んでいる。レート応答ペースメーカに使用され
得るセンサのすべては特定の利点および欠点を有する。
【0009】次世代のレート応答ペースメーカはペーシ
ングレートを制御するのに同時に2つまたはそれ以上の
センサを使用するであろう。ペーシングレートを制御す
るのに使用されるべき2つまたはそれ以上のセンサから
の信号の組み合わせは困難かつ複雑な仕事であることは
当業者により理解されるであろう。
【0010】2つまたはそれ以上のセンサを使用するシ
ステムの目標は、センサの各々の最良の特性を利用する
こと、他方においてそれらの欠点を消去または最小化す
ることにある。たとえば、活動度センサは運動の開始に
非常に迅速に反応し、健康な心臓内の洞結節の応答を密
に模擬する。しかし、活動度センサは身体の真の生理学
的変数をどれも測定せず、従って仕事レベルおよび最適
心臓レートを予測する目的には劣っている。
【0011】代替的に、呼吸1分間容積または静脈血液
温度を測定するセンサは運動のより高いレベルにおいて
運動のレベルへの非常に良好な相関を与える。しかし、
呼吸1分間容積センサまたは静脈血液温度センサのセン
サ応答はSA結節の応答よりもはるかに遅く、典型的に
60ないし90秒のオーダーである。こうして、すべて
の単一のセンサシステムは有意な利点および欠点の双方
を有することが理解されよう。
【0012】理論的には、活動度センサと呼吸1分間容
積センサまたは静脈血液温度センサとの組み合わせが、
別々のセンサのいずれよりも生理学的な仕方でペーシン
グレートを制御するのに使用され得よう。しかし、組み
合わせ技術はその実列が非常に複雑であることが判明し
ている。たとえば、2つの信号の加算または平均化は下
記の理由で最適でないであろう。運動の開始時に、活動
度センサは信号を供給するであろうが、他のセンサはま
だ反応していないであろう。こうして、心臓活動度の開
始は活動度を単独で使用する場合よりも遅いであろう。
【0013】延長された運動の間は、呼吸1分間容積セ
ンサまたは血液温度センサの良好なセンサ応答が活動度
センサのより劣った応答により平均化されるであろう。 この場合、結果は呼吸1分間容積センサまたは血液温度
センサを単独で使用する場合と同じように正確ではない
ことになろう。低レベルでの延長された運動の間は、活
動度センサは呼吸1分間容積センサまたは血液温度セン
サと同じように良好であろう。なぜならば、後二者は運
動の低レベルでは不正確であるからである。(たとえば
でこぼこの道路上で車に乗っていることにより惹起され
る)活動度センサの誤ったポジティブな活動度指示の場
合には、活動度センサの劣った応答が呼吸1分間容積セ
ンサまたは血液温度センサの良好な応答により平均化さ
れるであろう。こうして、結果は再び呼吸1分間容積セ
ンサまたは血液温度センサを単独で使用する場合と同じ
ように正確ではないことになろう。
【0014】2つのセンサからの入力を組み合わせるの
に使用され得る他の可能な技術は、2つのセンサの最高
の値をとることであろう。これは、少なくともいくつか
の場合には、上記の平均化技術よりも良好な結果を与え
る。しかし、この組み合わせは、活動度センサにより検
出される外部振動に起因するペーシングレートの誤った
増大を消去しないであろう。
【0015】こうして、この技術はいくつかの状況で運
動への良好な応答を与えるが、それはセンサの誤った応
答に起因して生起する問題を消去しないであろう。上記
の外部振動の問題に加えて、もし使用される他のセンサ
が血液温度センサであったならば、このセンサの欠点が
伝播されるであろう。たとえば、重い衣服着用または外
部温度変化がペーシングレートに誤った変化を招くであ
ろう。要約すると、各センサの欠点を急増させることな
しに各センサの利点を増すようなインテリジェントな仕
方で1つよりも多いセンサからの入力を利用することは
困難かつ複雑であることが当業者に理解されよう。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、ペースメーカのペーシングレートを制御するセンサ
指示されるレート信号を与えるべく2つまたはそれ以上
のセンサからの入力を利用するシステムを提供すること
にある。センサの各々の最良の特性を利用し、しかもそ
れらの欠点を最小化または消去することが本発明のシス
テムの主な課題である。制御ストラテジーは、出力とし
て健康な心臓の生理学的応答に匹敵する制御ストラテジ
ーを正確にフォローする高度にフレキシブルなセンサ指
示されるレート信号を与えるのに十分に複雑なものでな
ければならない。
【0017】その実列が植え込み装置であるために寸法
が必然的に制限されているペースメーカ内で成就するの
に比較的簡単かつ容易であることが本発明の他の課題で
ある。本発明のシステムは少なくとも2つのセンサと共
に使用可能でなければならないが、2つよりも多いセン
サと共に動作することも可能でなければならない。本シ
ステムは消費電力の点で経済的でなければならず、他の
レート応答システムよりも大きい電力を必要としてはな
らない。最後に、前記の利点および課題のすべてが、な
んらの実質的な相対的な欠点を招くことなしに達成され
ることも本発明の課題である。
【0018】
【課題を解決するための手段】この課題は刺激パルスを
発生し、また選択されたレート信号に応答して患者の心
臓に供給するためのパルス発生手段と、患者の第1の生
理学的パラメータを検出し、またそれに応答して第1の
信号を発生するための第1のセンサ手段と、患者の第2
の生理学的パラメータを検出し、またそれに応答して第
2の信号を発生するための第2のセンサ手段と、前記第
1の信号を第1のアドレス信号に変換するための第1の
変換手段と、前記第2の信号を第2のアドレス信号に変
換するための第2の変換手段と、入力として前記第1お
よび第2のアドレス信号を有し、また出力として前記第
1および第2のアドレス信号の値に相応する独特の選択
されたレート信号を有するアドレス指定可能なレートマ
トリックスとを含んでおり、前記の選択されたレート信
号が前記パルス発生手段に供給されていることにより解
決される。
【0019】
【作用】上記の従来技術の欠点および制限は本発明によ
り克服される。本発明によれば、2つまたはそれ以上の
センサが、各センサからの重要な情報を抽出し、またこ
れらの信号を、パルス発生器出力のレートを制御する信
号を生ずるように最適な仕方で組み合わせる回路に入力
を供給するのに使用される。この回路は以下ではレート
応答プロセッサと呼ばれる。好ましい実施態様では、2
つのセンサが使用され、それらの一方は(速く応答する
)活動度センサであり、また他方は血液温度センサまた
は呼吸1分間容積センサのように一層生理学的に応答し
得る(しかしより遅く応答する)センサである。使用さ
れ得る他のセンサは血液酸素センサ(血液酸素飽和もし
くは血液酸素分圧)、pHセンサ、pCO2 センサ、
QT間隔センサ、呼吸率センサ、脈容積センサ、QRS
形態変化センサなどを含んでいる。代替的に、システム
は、一方は運動の低レベルに対して良好な特有の応答を
有し、他方は運動の高レベルに対して良好な特有の応答
を有する2つのセンサからの信号を組み合わせるのに使
用され得る。いずれの場合にも、センサからの生信号を
処理されたセンサ信号にコンディショニングするのに処
理回路が使用されている。
【0020】本発明の最も簡単な実施態様では、二次元
レートマトリックスのコンセプトが使用されている。レ
ートマトリックスの座標はセンサからの処理された信号
であり、処理された信号の一方の値はレートマトリック
スの一方の軸(たとえば列)を選択するのに使用されて
おり、処理された信号の他方の値はレートマトリックス
の他方の軸(たとえば行)を選択するのに使用されてい
る。
【0021】処理されたセンサ信号はレートマトリック
スのサイズに相応する所望の数のインクレメントにディ
ジタル化されている。たとえば10×10のレートマト
リックスが使用され得る。この場合、活動度センサから
の処理された信号は、活動度センサからの処理された信
号が10の範囲の1つのなかにあるようにディジタル化
される。同様に、一層生理学的に応答し得るセンサから
の処理された信号は、一層生理学的に応答し得るセンサ
からの処理された信号が10の範囲の1つのなかにある
ようにディジタル化される。
【0022】レートマトリックスはそのセルのなかに、
パルス発生器出力レートの選択された値に相応する値を
有する。こうして、レートマトリックスは本質的にルッ
クアップテーブルであり、選択されたレートの値は独特
であり、またセンサからの信号の値に関係している。こ
の選択されたレートは次いで、従来技術で通常のように
、反応兼回復時間回路に供給される。反応兼回復時間回
路は、どのように速くペーシングレートが増大または減
少し得るかを制限する装置である。反応兼回復時間回路
からの出力はセンサ指示されるレート信号としてペース
メーカの他の回路に供給され、また装置のペーシングレ
ートを制御する。反応兼回復時間機能を実現する代替的
アプローチは、これらの機能をシステムの出力側ではな
く入力側に含むことである。反応兼回復時間回路はセン
サ出力をマスクする傾向があるので、反応兼回復時間回
路をレートマトリックスの後に置くことが通常有利であ
る。
【0023】好ましい実施態様では、レートマトリック
スのなかに記入される値はプログラム可能である。外部
プログラマーがレートマトリックスの値をプログラムす
るのに使用されている。レートマトリックスはこうして
、年令、活動度レベルおよび身体的条件のような因子を
レートマトリックスのなかに記入される値を選択するの
に使用して、各患者に対する個々の条件およびライフス
タイルに対して合わせられ得る。外部プログラマーは医
師を適切なマトリックス値に案内するべくエクスパート
システムを具現し得る。
【0024】代替的に、使用されるべき特定のレートマ
トリックスがプログラミングにより選択可能である多重
レートマトリックスが植え込み装置のなかに設けられ得
る。外部プログラマーは、レートマトリックスのどれが
選択されるべきかをプログラムするのに使用される。種
々のレートマトリックスが種々のライフスタイル、年令
、活動度レベルまたは身体的条件に対して合わせられ得
る。
【0025】本発明の好ましい実施態様では、システム
の多面性およびインテリジェンスがスイッチマトリック
スおよびそれを駆動するための処理回路の使用を通じて
高められている。この実施態様では、複数個のレートマ
トリックスのどれが使用されるかを選択するのに使用さ
れるスイッチマトリックスが設けられている。こうして
、スイッチマトリックスのなかに存在するセルの数だけ
のレートマトリックスが植え込み装置のなかに存在する
【0026】処理回路は、センサからの処理された信号
をモニターし、またスイッチマトリックスのなかの行お
よび列の選択を可能にする入力を供給する論理回路およ
びタイミング回路から成っている。タイミング回路は、
時間に関係するレート変更を扱うのに使用されており、
また論理回路は特定の条件の生起を必要とする種々のト
ランスファ機能を実列するのに使用されている。
【0027】処理回路の出力は、センサにより現在遭遇
されている条件の正確な集合に相応するスイッチマトリ
ックス内のセルを選択するのに使用されている。こうし
て、たとえば、もしスイッチマトリックスが5×7であ
れば、第1のセンサからの処理された信号が明示し得る
7つの異なる条件が存在する。同様に、第2のセンサか
らの処理された信号が明示し得る5つの異なる条件が存
在する。こうして、2つのセンサが遭遇し得る35の異
なる条件の集合が存在し、またシステムにより使用され
得る35の相応するレートマトリックスが存在する。
【0028】スイッチマトリックスにより選択されてい
る特定のレートマトリックスは入力としてセンサからの
処理された信号を有する。こうして、選択されたレート
マトリックスはペースメーカーのペーシングレートを制
御するのに使用される特定の選択されたレートを出力す
る。スイッチマトリックスも好ましくはプログラム可能
とされる。上記の例で、35の異なるレートマトリック
スが存在し、その各々がそのなかに含まれている100
の異なる値を有することは明らかである。これらの値は
すべてルックアップテーブルの形態でメモリのなかに含
まれている。
【0029】この例では、各々が1つのレート値を含ん
でいる3500のメモリセルが存在する。半導体メモリ
が現在得られる最も密にパッケージされたデバイスであ
る。この複雑なシステムがこうして現在のテクノロジー
で実現可能である。より小さいスイッチマトリックスで
は、必要とされるメモリスペースが実質的に減ぜられ得
る。
【0030】このように、センサからの信号により指示
される特定の状況を解析するのにスイッチマトリックス
が使用されることが当業者に理解されるであろう。特定
の状況のもとに使用するために特別に設計されているレ
ートマトリックスが選択されており、またセンサからの
処理された信号は選択されたレートマトリックスに供給
されている。これらのセンサ信号は選択されたレートマ
トリックスのなかの、センサにより指示された特定の状
況のもとにペースメーカを作動させるのに使用される所
望のペーシングレートを含んでいる特定のセルを指示す
るであろう。
【0031】代替的な実施態様では、センサのただ1つ
からの処理された信号が処理回路を介してスイッチマト
リックスに供給されている。そのセンサからの信号によ
り指示される特定の状況に基づいて、特定のレートマト
リックスが指示されている。両センサからの処理された
信号は選択されたレートマトリックスに供給されており
、そこで選択されたレートがセンサからの処理された信
号の値により指示されている。その選択されたレートは
次いでペースメーカのペーシングレートを制御するのに
使用されている。この状況はサイズ1×Nのスイッチマ
トリックスを有することに等価である。換言すれば、ス
イッチマトリックスはベクトルに縮退している。
【0032】活動度センサおよび呼吸1分間容積センサ
を使用する下記の例を考察する。いずれのセンサからも
信号が生じない休息の周期に続いて、活動度センサが患
者による適度の運動を指示する出力を与える。呼吸1分
間容積センサは、予期されるように、反応する時間を有
しておらず、運動を指示しない。予め定められた時間の
間に、活動度センサからの運動の指示されたレベルに関
係して、スイッチマトリックスが、活動度センサが活動
度センサにより指示された全範囲にペーシングレートを
制御するのを許すレートマトリックスを選択する。
【0033】予め定められた時間の後に、スイッチマト
リックスは、以前と同一のレートを達成するのに活動度
センサおよび呼吸1分間容積センサの双方からの入力を
必要とする他のレートマトリックスに切換わるであろう
。運動の高いレベルでの延長された運動に対しては、ス
イッチマトリックスは、活動度センサの影響を一層減少
し、またペースメーカを一層密に呼吸信号にフォローさ
せるさらに他のレートマトリックスを選択するであろう
。延長された低レベル運動に対しては、運動の低レベル
における1分間容積センサのより低い精度を補償するべ
く、センサ信号の種々の組み合わせが選択され得る。
【0034】従って、本発明が、ペースメーカのペーシ
ングレートを制御するセンサ指示されるレート信号を与
えるべく2つまたはそれ以上のセンサからの入力を利用
するシステムを教示することは明らかである。本発明の
システムはセンサの各々の最良の特性を利用し、しかも
それらの欠点を最小化または消去し得る。制御ストラテ
ジーは出力として健康な心臓の生理学的応答を模擬する
制御ストラテジーを正確にフォローする高度にフレキシ
ブルなセンサ指示されるレート信号を与えるのに十分な
複雑さである。高度にフレキシブルであることに追加し
て、本発明の好ましい実施態様の制御ストラテジーは外
部プログラマーの使用により完全にプログラム可能でも
ある。
【0035】
【実施例】本発明の好ましい実施例を図1に示されてい
るレート応答ペースメーカ20により説明する。ペース
メーカ20は第1のレート応答センサ22および第2の
レート応答センサ24を有している。本発明の好ましい
実施態様として示されているこの実施例は、図1中に破
線で示されている第Nのレート応答センサ26により示
されているように2つよりも多いセンサを利用すること
もできるが、2つのセンサを利用している。第1のレー
ト応答センサ22の出力は生信号1として、また第2の
レート応答センサ24は生信号2として識別されている
【0036】第1のレート応答センサ22および第2の
レート応答センサ24の出力、それぞれ生信号1および
生信号2はレート応答プロセッサ28に供給されている
。レート応答プロセッサ28は本発明の心臓部であり、
その作動は以下に詳細に説明される。レート応答プロセ
ッサ28はメモリ回路30にアクセスし、また出力とし
てセンサ指示されるレート信号を生ずる。センサ指示さ
れるレート信号は、第1のレート応答センサ22および
第2のレート応答センサ24からの入力に基づいて、ペ
ースメーカ20がペーシングレートとして使用すべきも
のとしてレート応答プロセッサ28が計算したレートを
指示する信号である。
【0037】ペースメーカ20は典型的には少なくとも
パルス発生器34、タイミング兼制御回路36およびテ
レメトリ回路38を含んでいる通常のペースメーカ回路
32をも含んでいる。パルス発生器34は患者の心臓4
4との電気的接触を形成する2つのリード40および4
2に電気的パルスを与える。リード40および42は単
極リード、双極リードまたは他の多極リードのいずれで
あってもよく、それらのすべては従来から知られている
。図1に示されているシステムはデュアルチャンバ‐ペ
ースメーカであるが、本発明の原理はシングルチャンバ
‐ペースメーカにも同じく容易に応用可能である。
【0038】外部プログラマー46はプログラミング信
号をテレメトリ回路38に送るのにも使用されている。 これらのプログラミング信号は図1中に波線としてシン
ボリックに示されている。信号は外部プログラマー46
からペースメーカ20へ、もしくはペースメーカ20か
ら外部プログラマー46へ送られ得る。
【0039】機能としては、パルス発生器34は、パル
ス発生器34への入力であるレート制御信号により決定
されたレートでリード40および42に供給される刺激
パルスを発生する。これらの刺激パルスは通常の仕方で
リード40および42を通じて心臓44に供給される。 第1のレート応答センサ22および第2のレート応答セ
ンサ24はペースメーカ20の内部に含まれているもの
として図1中に示されているが、第1のレート応答セン
サ22および第2のレート応答センサ24の一方または
双方はリード40および42の一方の内部に含まれてい
てもよいし、またはそれに結合されていてもよい。加え
て、第1のレート応答センサ22およびまたは第2のレ
ート応答センサ24はペースメーカ20の外部に置かれ
ていてもよい。
【0040】また、リード40および42は心臓内P波
およびR波(それぞれ心房および心室の自然心臓活動度
を明示する)のような、心臓44の内部で生起する電気
的信号をタイミング兼制御回路36に与える。従って、
たとえば、作動のデマンドモードにプログラムされてい
るとき、ペースメーカ20は通常の仕方で、自然心臓活
動度が指定された周期内に検出される時にペーシングパ
ルスの発生を禁止し得る。
【0041】ペースメーカ回路32およびその作動の一
層完全な説明はいくつかの特許に見い出され得る。たと
えば米国特許第 4,232,679号明細書、第 4
,686,988号明細書および第 4,712,55
5号明細書を参照されたい。正確に同一のペースメーカ
回路32または本発明の好ましい実施態様に使用されて
いる回路を開示してはいないけれども、これらの特許明
細書は通常のペーシングシステムの主要な構成要素を開
示し、またその基本的作動を教示している。
【0042】作動中、レート応答ペースメーカ20はセ
ンサ‐オン‐モードまたはセンサ‐オフ‐モードで作動
し得る。所望の作動モードの選択は機能的に図1中にス
イッチとして示されているセンサ‐オン/オフ選択器4
8により制御されている。センサ‐オン/オフ選択器4
8はタイミング兼制御回路36から供給されるベースレ
ート信号もしくはレート応答プロセッサ28から供給さ
れるセンサ指示されるレート信号をレート制御信号入力
としてパルス発生器34に接続する。センサ‐オン/オ
フ選択器48の制御はタイミング兼制御回路36から得
られており、その制御は外部プログラマー46から受信
された適当なプログラミング信号により選択され得る。
【0043】センサ‐オフ‐モードが選択されていると
きには、センサ‐オン/オフ選択器48はタイミング兼
制御回路36により発生されるベースレート信号をパル
ス発生器34へのレート制御信号入力として通す。この
ベースレート信号はこうして通常の仕方でペースメーカ
20のペーシングレートを制御する。
【0044】センサ‐オン‐モードが選択されていると
きには、パルス発生器34へのレート制御信号入力はセ
ンサ‐オン/オフ選択器48を経てレート応答プロセッ
サ28からのセンサ指示されるレート信号入力に接続さ
れている。(もちろん、センサ‐オン/オフ機能を成就
する他の仕方もあることは当業者により理解されよう。 )上記のようにセンサ指示されるレート信号はそれぞれ
第1のレート応答センサ22および第2のレート応答セ
ンサ24からの生信号1および生信号2から導き出され
ている。
【0045】典型的に、レート制御信号は簡単に(同じ
くタイミング兼制御回路36により発生される)エスケ
ープ間隔のタイムアウト時にトリガパルスを発生するた
めに応答可能な信号として考えられ得る。しかし、もし
自然心臓活動がエスケープ間隔の間に検出されると、ト
リガパルスがパルス発生器34により発生されず、エス
ケープ間隔の発生のために応答可能なタイミング兼制御
回路36の部分はリセットされ、それにより新しいエス
ケープ間隔を開始する。従って、レート制御信号の源(
タイミング兼制御回路36からのベースレート信号もし
くはレート応答プログラム28からのセンサ指示される
レート信号)にかかわりなく、このような信号はもしペ
ースメーカ20がそのようにプログラムされていれば自
然心臓活動の検出によりオーバーライドされ得る。
【0046】次に図2には、図1のレート応答プロセッ
サ28の1つの可能な構造が示されている。好ましい実
施例では、信号処理回路が第1のレート応答センサ22
からの生信号1および第2のレート応答センサ24から
の生信号2を処理するのに使用されている。このような
処理回路は従来から知られており、また必ずしも本発明
の不可欠の部分ではない。増幅、フィルタリングおよび
直線化は外部プログラミングユニットにより再プログラ
ミングにより変更され得る。この処理回路は広範囲に変
化し得るので、処理回路の下記の説明は単に例示である
【0047】第1の増幅器50が第1のレート応答セン
サ22からの生信号1を増幅するのに使用されている。 第1の増幅器50からの増幅された信号は、第1のレー
ト応答センサ22からの信号へのノイズの影響を最小化
するのに使用される第1のフィルタ52に供給されてい
る。第1のフィルタ52の出力は第1の直線化回路54
に供給されており、この第1の直線化回路54は、もし
第1のレート応答センサ22からの信号が非直線的に変
化するならば、それを直線化する役割をする。このよう
な直線化回路はたとえば、センサを特徴付ける非直線的
応答を補正するべく設計された非線形増幅器である。第
1の直線化回路54の出力は処理されたセンサ1信号で
ある。
【0048】同様に、第2の増幅器56が第2のレート
応答センサ24からの生信号2を増幅するのに使用され
ている。第2の増幅器56からの増幅された信号は、第
2のレート応答センサ24からの信号へのノイズの影響
を最小化するのに使用される第2のフィルタ58に供給
されている。第2のフィルタ58の出力は第2の直線化
回路60に供給されており、この第2の直線化回路60
は、もし第2のレート応答センサ24からの信号が非直
線的に変化するならば、それを直線化する役割をする。 第2の直線化回路60の出力は処理されたセンサ2信号
である。
【0049】第1の直線化回路54および第2の直線化
回路60の出力は入力としてレートマトリックス論理回
路62に供給されている。レートマトリックス論理回路
62はメモリ回路30にアクセスする。レートマトリッ
クス論理回路62の作動は後で図3の説明と結び付けて
明らかにする。この点では、レートマトリックス論理回
路62が処理されたセンサ1信号および処理されたセン
サ2信号を取り入れ、またそれらから選択されたレート
を生ずると言っておけば十分である。選択されたレート
は処理されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信
号からの入力の値により指示される。各マトリックス値
、Rnm、は特定のレートを表す。
【0050】選択されたレートは入力として反応兼回復
時間回路64に供給されている。反応兼回復時間回路6
4は、ペーシングレートが上昇を許容されるレートおよ
びペーシングレートが下降を許容されるレートの双方を
制限する役割をする。こうして、反応兼回復時間回路6
4は、どのように速くレートを変化するかを制限されて
いる健康な心臓の自然作動を模擬する。反応兼回復時間
回路64はこうして、活動度センサが使用されている場
合のようにセンサ信号が正常な心臓よりも速く反応する
場合に、レートマトリックス論理回路62からの選択さ
れたレート出力をレート制限するのに使用されている。 反応兼回復時間回路64の出力はセンサ指示されるレー
ト信号である。
【0051】反応兼回復時間機能を実現する代替的なア
プローチは、ここに示されているように出力側にではな
くシステムの入力側にこれらの機能を含むことである。 反応兼回復時間機能を実現する他の方策はスイッチマト
リックスの使用によるものである。より簡単なシステム
では、反応兼回復時間機能は、レートマトリックス処理
の後に列われる代わりに、初期信号処理の部分であって
よい。このようなシステムでは、入力信号の時間的傾斜
が制限される。
【0052】レートマトリックス論理回路62の作動は
レートマトリックス論理回路62の一例を示す図3に結
び付けて説明され得る。図示されているレートマトリッ
クスは全体で100セルを有する10×10のレートマ
トリックスである。セルは各々、処理されたセンサ1信
号および処理されたセンサ2信号に対する特定の値の組
に対してレートマトリックス論理回路62から出力され
る特定の選択されるレートを表す。
【0053】処理されたセンサ1信号の値は、どの行の
選択されるレートが指示されるかを選択するのに使用さ
れ、また処理されたセンサ2信号の値は、どの列の選択
されるレートが指示されるかを選択するのに使用される
。たとえば、もし処理されたセンサ1信号が32%であ
れば、第4の行が指示される。同様に、もし処理された
センサ2信号が78%であれば、第8の列が指示される
。こうして、これらの条件に対しては、選択されるレー
トはR37である。
【0054】図示されている例では、処理されたセンサ
1信号および処理されたセンサ2信号は共にアナログ信
号である。この例は、説明を簡単にするため、アナログ
表現でなされている。好ましい実施例では、処理された
センサ1信号および処理されたセンサ2信号は、図3に
示されているマトリックスの行および列をそれぞれ選択
するのに使用されるディジタル信号である。本発明の制
御回路の実現はアナログ回路であってもディジタル回路
であってもよい。
【0055】レートマトリックス論理回路62は、処理
されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信号によ
り指示された選択されるレートを見い出すべくメモリ回
路30(例えばRAM)にアクセスするルックアップメ
モリデバイスである。こうして、本発明のシステムが処
理されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信号の
各個別の組み合わせに対して独特の選択されるレートを
有することは当業者に理解されよう。これは2つのセン
サからの入力を利用する上で従来の技術では知られてい
ない多面性の度合を表し、また従来にくらべて非常に大
きい改善である。
【0056】処理されたセンサ1信号および処理された
センサ2信号の値は規則的な間隔でサンプリングされ、
その後にレートマトリックス内の適切な選択されるレー
ト値のルックアップが続く。オーバーオールな伝達関数
が任意の所望の仕方で直線的または非直線的であってよ
いことは明らかである。所望であれば、センサの一方ま
たは双方に対するしきい値がビルトインされていてよく
、その場合にセンサ信号は、レート変更が実列される以
前に、予め定められたレベルを超過する必要がある。
【0057】遅い新陳代謝センサと共に活動度センサを
使用するときには、新陳代謝センサが応答するのに十分
に長く患者が運動し続けるまで、新陳代謝活動の不存在
中に活動度センサがより大きい影響をレートに有するこ
とを許すことが容易である。同様に、新陳代謝活動が検
出されるときには、新陳代謝センサは活動度センサより
も大きい影響をレートに有するようにプログラムされて
いてよい。このシステムの多面性はこうしてその部分の
和よりも真に良好であるシステム内の各センサの利点を
保つ。
【0058】同様に、システムは2つのセンサ、一方は
運動の低いレベル(低い仕事レベル)に対して良好な特
有の応答を有するセンサ、他方は運動の高いレベル(高
い仕事レベル)に対して良好な特有の応答を有するセン
サからの信号を組み合わせるように使用され得る。運動
の低いレベルに対して良好な応答を有するセンサは主と
して運動レベルが低い状況の間の制御に用いられ、また
運動の高いレベルに対して良好な応答を有するセンサは
主として運動レベルが高い状況の間の制御に用いられる
。再び、センサの各々の利点が保たれ、しかも欠点が本
発明のシステムにより無くされている。
【0059】この点で指摘すべきこととして、本発明の
有用性は、2つよりも多い次元を有するレートマトリッ
クスの使用により、2つよりも多いセンサを有するシス
テムに拡張され得る。こうして、3つのセンサを有する
システムに対しては三次元のレートマトリックスが使用
され得る。処理されたセンサ値の各独特な組み合わせに
対して、相応する独特な選択されるレート値が存在する
【0060】好ましい実施例では、レートマトリックス
のなかに記入される値はプログラム可能である。外部プ
ログラマーがレートマトリックスのなかに記憶されてい
るレート値の各々を選択的にプログラムするのに使用さ
れ得る。レートマトリックスはそれにより、レートマト
リックスのなかに記入された値を選択するのに使用され
ている年令、活動度レベルおよび身体的条件のような因
子を有する異なるライフスタイルに対して合わせられ得
る。外部プログラマーは医師を異なる種々の患者の質に
対する適切なマトリックス値に案内するべくソフトウェ
アでエクスパートシステムを具現し得る。
【0061】この第1の実施例の変形として、多重レー
トマトリックスが、代わりに、使用されるべきレートマ
トリックスがプログラム可能に選択可能であるメモリ回
路30のなかに記憶され得る。外部プログラマー46(
図1)がメモリ回路30のなかに記憶されている複数個
のレートマトリックスから所望のレートマトリックスを
選択するのに使用される。こうして、レートマトリック
スは所望のレートマトリックスを選択するのに使用され
ている年令、活動度レベルおよび身体的条件のような因
子を有する異なるライフスタイルに対して合わせられ得
る。
【0062】このシステムは完全にフレキシブルである
が、本発明の好ましい実施例はさらに一層精巧かつ多面
性である。好ましい実施例では、複数個のレートマトリ
ックスが設けられており、使用されるべき特定のレート
マトリックスはスイッチマトリックスにより選択される
。どの特定のレートマトリックスが使用されるべきかを
選択するのに使用される規範はセンサ応答の種々のタイ
ミング特性または種々の論理条件の満足であってよい。 好ましい実施例では、これらの規範の組み合わせが使用
されている。
【0063】この好ましい実施例では、図2のレートマ
トリックス論理回路62およびメモリ回路30は図4に
示されている装置により置換され得る。図4中に使用さ
れている例は第1のレート応答センサ22(図1)とし
て利用される活動度センサおよび第2のレート応答セン
サ24(図1)として利用される温度センサを有する。 もちろん、任意の組み合わせが本発明の作動の原理を利
用し得ることは当業者により理解されよう。
【0064】いま図4を参照すると、多数の処理回路が
入力として処理されたセンサ1信号および処理されたセ
ンサ2信号を受けることは容易に明らかである。これら
の処理回路は、第1の優先順位論理回路63もしくは第
2の優先順位論理回路65に供給される出力を与える。 優先順位論理回路63および65は各々、スイッチマト
リックス66への複数の導線の1つに入力を与える。こ
れらの入力は単一のレートマトリックスのスイッチマト
リックス66による選択を可能にする。スイッチマトリ
ックス66からの出力はスイッチマトリックス行番号i
およびスイッチマトリックス列番号jであり、これらは
共にレートマトリックス68を含むメモリのなかに含ま
れている特定のレートマトリックスを指定する。
【0065】優先順位論理回路63および65の機能は
多数の入力を受けることであり、それらの1つよりも多
くはディジタル1であってよい。優先順位論理回路63
および65は複数の導線上に信号を出力し、優先順位論
理回路63および65の各々からのそれらのただ1つは
任意の所与の時点においてディジタル1であってよい。 従って、優先順位論理回路63および65は各々、複数
個のディジタル信号のどの1つがスイッチマトリックス
66への出力として与えられるべき入力として受けられ
るかを決定するべく機能する。
【0066】スイッチマトリックス66へ入力を供給す
る種々の処理回路を以下に説明する。第1のコンパレー
タ70はその入力として処理されたセンサ1信号を有し
、また活動が検出されていないことを処理されたセンサ
1信号が指示したか否かを決定するのに使用される。 図4では他方の入力端は接地されているが、それは小さ
いしきい信号であってもよい。もし活動が検出されてい
ないならば(またはしきい以下の活動のレベルが検出さ
れていれば)、第1のコンパレータ70は第1の優先順
位論理回路63にディジタル1信号を出力する。
【0067】第1のタイマー72はその入力として処理
されたセンサ1信号を有し、また活動がA秒よりも短い
時間にわたり検出されているか否かを決定する。もし活
動が実際にA秒よりも短い時間にわたり検出されていれ
ば、第1のタイマー72は第1の優先順位論理回路63
にディジタル1信号を出力する。第2のタイマー74は
その入力として処理されたセンサ1信号を有し、また活
動がA秒よりも長く、ただしB秒よりも短い時間にわた
り検出されているか否かを決定するのに使用されている
。ここでB秒はA秒よりも長い。もし活動が実際にA秒
よりも長く、ただしB秒よりも短い時間にわたり検出さ
れていれば、第2のタイマー74は第1の優先順位論理
回路63にディジタル1信号を出力する。
【0068】第3のタイマー76はその入力として処理
されたセンサ1信号を有し、また活動がC秒よりも長い
時間にわたり検出されているか否かを決定するのに使用
されている。ここでC秒は延長された運動を指示する時
間の考慮に入れるべき長さ、または誤ったポジティブで
ある。もし活動が実際にC秒よりも長い時間にわたり検
出されていれば、第3のタイマー76は第1の優先順位
論理回路63にディジタル1信号を出力する。
【0069】高い正の傾斜の検出器78はその入力とし
て処理されたセンサ1信号を有し、また処理されたセン
サ1信号のなかの高い正のレート変化の存在を検出する
のに使用されている。もし処理されたセンサ1信号のな
かのこの高い正のレート変化が高い正の傾斜の検出器7
8により検出されれば、またもし活動がB秒よりも長く
、ただしC秒よりも短い時間にわたり検出されていれば
、高い正の傾斜の検出器78は第1の優先順位論理回路
63にディジタル1信号を出力する。
【0070】低い正の傾斜の検出器80はその入力とし
て処理されたセンサ1信号を有し、また処理されたセン
サ1信号のなかの、高い正の傾斜の検出器78により検
出される正のレート変化よりも低い正のレート変化の存
在を検出するのに使用されている。もし処理されたセン
サ1信号のなかのこのより低い正のレート変化が低い正
の傾斜の検出器80により検出されれば、またもし活動
がB秒よりも長く、ただしC秒よりも短い時間にわたり
検出されていれば、低い正の傾斜の検出器80は第1の
優先順位論理回路63にディジタル1信号を出力する。 高い正の傾斜の検出器78および低い正の傾斜の検出器
80は相互に排他的なディジタル1出力を有する。
【0071】負の傾斜の検出器82はその入力として処
理されたセンサ1信号を有し、また処理されたセンサ1
信号のなかの負のレート変化の存在を検出するのに使用
されている。もし処理されたセンサ1信号のなかの負の
レート変化が負の傾斜の検出器82により検出されれば
、またもし活動がB秒よりも長く、ただしC秒よりも短
い時間にわたり検出されていれば、負の傾斜の検出器8
2は第1の優先順位論理回路63にディジタル1信号を
出力する。優先順位論理回路63および65は、条件の
いくつかが同時に満足されているときに、入力信号の相
対的な優先順位を決定する。それらは優先順位を先列の
入力に関係させるシーケンシャル回路を含んでいてもよ
い。優先順位論理回路は完全にまたは部分的に処理回路
の部分として組み入れられていてよい。
【0072】もし第1のコンパレータ70からのディジ
タル1信号が存在すれば、第1の優先順位論理回路63
はこの信号をスイッチマトリックス66に通す。もし第
1のタイマー72からのディジタル1信号が存在すれば
、第1の優先順位論理回路63はこの信号をスイッチマ
トリックス66に通す。もし第2のタイマー74からの
ディジタル1信号が存在すれば、第1の優先順位論理回
路63はこの信号をスイッチマトリックス66に通す。 もし第3のタイマー76からのディジタル1信号が存在
すれば、第1の優先順位論理回路63はこの信号をスイ
ッチマトリックス66に通す。第1のコンパレータ70
、第1のタイマー72、第2のタイマー74および第3
のタイマー76からの信号は相互に排他的である。
【0073】もし高い正の傾斜の検出器78からのディ
ジタル1信号が存在し、また第1のコンパレータ70、
第1のタイマー72、第2のタイマー74または(活動
がB秒よりも長く、ただしC秒よりも短い時間にわたり
検出されていることを示す)第3のタイマー76からの
ディジタル1信号が存在しないならば、第1の優先順位
論理回路63は高い正の傾斜の検出器78からの信号を
スイッチマトリックス66に通す。
【0074】もし低い正の傾斜の検出器80からのディ
ジタル1信号が存在し、また第1のコンパレータ70、
第1のタイマー72、第2のタイマー74または(活動
がB秒よりも長く、ただしC秒よりも短い時間にわたり
検出されていることを示す)第3のタイマー76からの
ディジタル1信号が存在しないならば、第1の優先順位
論理回路63は低い正の傾斜の検出器80からの信号を
スイッチマトリックス66に通す。
【0075】もし負の傾斜の検出器82からのディジタ
ル1信号が存在し、また第1のコンパレータ70、第1
のタイマー72、第2のタイマー74または(活動がB
秒よりも長く、ただしC秒よりも短い時間にわたり検出
されていることを示す)第3のタイマー76からのディ
ジタル1信号が存在しないならば、第1の優先順位論理
回路63は負の傾斜の検出器82からの信号をスイッチ
マトリックス66に通す。コンパレータ70、第1のタ
イマー72、第2のタイマー74、第3のタイマー76
、高い正の傾斜の検出器78、低い正の傾斜の検出器8
0および負の傾斜の検出器82はすべて、後で図5と結
び付けての説明で明らかになるように、スイッチマトリ
ックス66の列を選択するのに使用されている。説明さ
れるべき残りの処理回路はスイッチマトリックス66の
列を選択するのに使用されている。
【0076】第2のコンパレータ84はその入力として
処理されたセンサ2信号を有し、またセンサ2の活動が
検出されていないことを処理されたセンサ2信号が指示
したか否かを決定するのに使用される。図4では他方の
入力端は接地されているが、それは小さいしきい信号で
あってもよい。もしセンサ2の活動が検出されていない
ならば(またはしきい以下の活動のレベルが検出されて
いれば)、第2のコンパレータ84は第2の優先順位論
理回路65にディジタル1信号を出力する。
【0077】第3のコンパレータ86はその入力として
処理されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信号
を有する。もし処理されたセンサ1信号が処理されたセ
ンサ2信号よりも大きいならば、第3のコンパレータ8
6は第2の優先順位論理回路65にディジタル1信号を
出力する。(これは、もちろん、少なくともいくつかの
活動がセンサ2により検出されており、身体活動の不存
在中に体温が高いこと、もしくは第2のセンサが第1の
センサよりも高い運動レベルを指示することが指示され
るときにのみ生起する。こうして、第2のコンパレータ
84および第3のコンパレータ86は相互に排他的なデ
ィジタル1出力を有する。)
【0078】初期ディップ検出器88はその入力として
処理されたセンサ2信号を有し、また処理されたセンサ
2信号の長い周期の不活動に続く処理されたセンサ2信
号のなかの低下により特徴付けられる温度の初期ディッ
プを検出するのに使用されている。もし処理されたセン
サ2信号のなかのこの初期ディップが初期ディップ検出
器88により検出されると、初期ディップ検出器88は
第2の優先順位論理回路65にディジタル1信号を出力
する。
【0079】正の傾斜の検出器90はその入力として処
理されたセンサ2信号を有し、また処理されたセンサ2
信号のなかの正の変化レートの存在を検出するのに使用
されている。もし処理されたセンサ2信号のなかの正の
変化レートが正の傾斜の検出器90により検出されると
、正の傾斜の検出器90は第2の優先順位論理回路65
にディジタル1信号を出力する。
【0080】負の傾斜の検出器92はその入力として処
理されたセンサ2信号を有し、また処理されたセンサ2
信号のなかの負の変化レートの存在を検出するのに使用
されている。もし処理されたセンサ2信号のなかの負の
変化レートが負の傾斜の検出器92により検出されると
、負の傾斜の検出器92は第2の優先順位論理回路65
にディジタル1信号を出力する。もし第2のコンパレー
タ84からのディジタル1信号が存在すると、第2の優
先順位論理回路65はこの信号をスイッチマトリックス
66に通す。もし第3のコンパレータ86からのディジ
タル1信号が存在すると、第2の優先順位論理回路65
はこの信号をスイッチマトリックス66に通す。もし初
期ディップ検出器88からのディジタル1信号が存在す
ると、またもし第3のコンパレータ86からの出力がデ
ィジタル1信号でないと、第2の優先順位論理回路65
は初期ディップ検出器88からの信号をスイッチマトリ
ックス66に通す。
【0081】もし正の傾斜の検出器90からのディジタ
ル1信号が存在すると、また第4のコンパレータ86か
らの出力がディジタル1信号でないと、第2の優先順位
論理回路65は正の傾斜の検出器90からの信号をスイ
ッチマトリックス66に通す。もし負の傾斜の検出器9
2からのディジタル1信号が存在すると、また初期ディ
ップ検出器88からの出力がディジタル1信号でないと
、第2の優先順位論理回路65は正の傾斜の検出器90
からの信号をスイッチマトリックス66に通す。
【0082】いま図4に追加して図5を参照して、スイ
ッチマトリックス66の動作を説明する。図5中のスイ
ッチマトリックス66はレートマトリックス68を含ん
でいるメモリのなかに含まれている特定のレートマトリ
ックスを選択するのに使用される7×5スイッチマトリ
ックスである。図5のレートマトリックスのなかのセル
の選択はこうして、スイッチマトリックスにより指定さ
れる特定の条件に対してペースメーカーを最適化するべ
く意図される特定のレートマトリックスの選択に相応す
る。
【0083】図5のスイッチマトリックスのなかの特定
のセルを選択するのに使用されるプロセスを以下に説明
する。もし第1のコンパレータ70が第1の優先順位論
理回路63により与えられている信号をスイッチマトリ
ックス66に出力すると、図5のスイッチマトリックス
の第1の行が選択される。もし第1のタイマー72が第
1の優先順位論理回路63により与えられている信号を
スイッチマトリックス66に出力すると、図5のスイッ
チマトリックスの第2の行が選択される。もし第2のタ
イマー74が第1の優先順位論理回路63により与えら
れている信号をスイッチマトリックス66に出力すると
、図5のスイッチマトリックスの第3の列が選択される
【0084】もし高い正の傾斜の検出器78が第1の優
先順位論理回路63により与えられている信号をスイッ
チマトリックス66に出力すると、図5のスイッチマト
リックスの第4の行が選択される。もし低い正の傾斜の
検出器80が第1の優先順位論理回路63により与えら
れている信号をスイッチマトリックス66に出力すると
、図5のスイッチマトリックスの第5の行が選択される
。もし負の傾斜の検出器82が第1の優先順位論理回路
63により与えられている信号をスイッチマトリックス
66に出力すると、図5のスイッチマトリックスの第6
の行が選択される。もし第3のタイマー76が第1の優
先順位論理回路63により与えられている信号をスイッ
チマトリックス66に出力すると、図5のスイッチマト
リックスの第7の行が選択される。
【0085】もし第2のコンパレータ84が第2の優先
順位論理回路65により与えられている信号をスイッチ
マトリックス66に出力すると、図5のスイッチマトリ
ックスの第1の列が選択される。もし初期ディップ検出
器88が第2の優先順位論理回路65により与えられて
いる信号をスイッチマトリックス66に出力すると、図
5のスイッチマトリックスの第2の列が選択される。も
し正の傾斜の検出器90が第2の優先順位論理回路65
により与えられている信号をスイッチマトリックス66
に出力すると、図5のスイッチマトリックスの第3の列
が選択される。
【0086】もし負の傾斜の検出器92が第2の優先順
位論理回路65により与えられている信号をスイッチマ
トリックス66に出力すると、図5のスイッチマトリッ
クスの第4の列が選択される。もし第3のコンパレータ
86が第2の優先順位論理回路65により与えられてい
る信号をスイッチマトリックス66に出力すると、図5
のスイッチマトリックスの第5の列が選択される。これ
はセルの選択を完了する。なぜならば、行および列の双
方が選択され終わっているからである。
【0087】この説明は例示の目的でのみされている。 現実的なシステムでは、各センサ信号のいくつかの条件
を定める個々のセンサ処理回路からの出力が、検出され
た条件の優先順位を確立する(プログラム可能な)論理
回路網によりスイッチマトリックスに相互接続され得る
。たとえば、第1のセンサからの零信号を有する周期に
続いて、第1のタイマー72が傾斜検出器78、80お
よび82よりも高い優先順位を与えられ得る。
【0088】たとえば、もし第2のタイマー74が信号
を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリ
ックス66に出力すると(活動が実際にA秒よりも長く
、ただしB秒よりも短い時間にわたり検出されているこ
とを指示すると)、図5のスイッチマトリックスのなか
の第3の行が選択される。もし第3のコンパレータ86
が信号を第2の優先順位論理回路65を通じてスイッチ
マトリックス66に出力すると(処理されたセンサ2信
号が処理されたセンサ1信号よりも大きいことを指示す
ると)、図5のスイッチマトリックスのなかの第5の列
が選択される。こうしてレートマトリックスRM35が
選択されている。
【0089】レートマトリックスRM35は、図5のス
イッチマトリックスのなかに示されている他のすべての
レートマトリックスと同じく、図4のレートマトリック
スを含んでいるメモリ68のなかに含まれている。こう
して、スイッチマトリックス66からレートマトリック
スを含んでいるメモリ68へ供給されるiの値は3であ
り、またスイッチマトリックス66からレートマトリッ
クスを含んでいるメモリ68へ供給されるjの値は5で
ある。明らかなように、処理されたセンサ1信号および
処理されたセンサ2信号もレートマトリックスを含んで
いるメモリ68に、従ってまた選択されたレートマトリ
ックスRM35に供給されている。
【0090】こうして、適切なレートマトリックスの選
択に続いて、処理されたセンサ1信号および処理された
センサ2信号の入力は、選択されたレートマトリックス
が処理されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信
号に相応する特定のセルを見い出すことをを可能にする
。そのセルはレートマトリックスを含んでいるメモリ6
8から出力されている選択されたレートを含んでいる。 他の作動は図1および図2を参照して説明したとおりで
ある。
【0091】こうしてスイッチマトリックス66がセン
サからの信号により指示された特定の状況を解析するの
に使用されていることは当業者により理解され得る。特
定の状況のもとでの使用のために特別に設計されている
レートマトリックスが指示されており、またセンサから
の処理された信号はレートマトリックスを含んでいるメ
モリ68のなかに含まれている選択されたレートマトリ
ックスに供給されている。センサからの処理された信号
の値により選択されたレートマトリックスのなかで指示
されたレートが選択され、またペースメーカー20のペ
ーシングレートを制御するのに使用されている。
【0092】好ましい実施例では、スイッチマトリック
スは外部プログラマーを使用するプログラム可能なもの
である。これはさらにペースメーカーの作動が医師によ
り個別に合わせられることを許す。再び、医師がスイッ
チマトリックスをプログラミングするのを助けるのにエ
クスパートプログラムが使用されよう。加えて、スイッ
チマトリックスを駆動するのに使用される論理回路は少
なくとも或る範囲でプログラム可能であってもよい。時
間値はたとえばタイマーでプログラム可能であってもよ
い。こうしてシステムは、もし所望であれば、事実上完
全にプログラム可能であり得る。
【0093】例として、信号が最初に活動度センサから
与えられているとき、温度信号の変化の不存在中により
高い値にレートを駆動することが許され得る。たとえば
、活動度信号中の最初の45秒の活動中は、温度センサ
により指示される活動なしの活動度センサからの高信号
がペースメーカーのレートを高いレートに駆動するのを
許され得る。
【0094】次いで、もし活動が実際に生起したならば
温度信号の変化が期待されるような時間の後に、もし活
動を指示する温度信号の変化が存在しないならば、別の
レートマトリックスがアクセスされ、選択されたレート
を減少させる。たとえば、活動度信号の開始後の45秒
と90秒との間の間隔中には、温度センサにより指示さ
れる活動なしの活動度センサからの高信号がペースメー
カーのレートを適度のレートにのみ駆動するのを許され
る。
【0095】次いで、もし活動が実際に生起したならば
温度信号の変化が確実に存在するような時間間隔の後に
、もし活動を指示する温度信号の変化が存在しないなら
ば、さらに別のレートマトリックスがアクセスされ、選
択されたレートをさらに減少させる。たとえば、活動度
信号の開始から90秒の後には、温度センサにより指示
される活動なしの活動度センサからの高信号がほとんど
完全に放棄され、ペースメーカーを休息レートにまたは
そのごく少し上に駆動する。
【0096】図4の実施例と異なる代替的な実施例では
、スイッチマトリックスはシステムへの2つのセンサ入
力の1つのみと共に使用され得る。いま図6を参照する
と、図4のシステムが、第1のセンサのみがスイッチマ
トリックスを作動させるのに使用されているように変更
されて示されている。この構成は、センサが実際上アー
ティファクトなしのほぼ理想的な応答を有するときに良
好に動作する。このようなセンサの一例は酸素飽和セン
サである。図6中に使用されている例は、第1のレート
応答センサ22(図1)として利用される活動度センサ
および第2のレート応答センサ24(図1)として利用
される温度センサを有する。もちろん、センサの任意の
組み合わせが本発明の作動の原理を利用し得ることは当
業者により理解されよう。
【0097】多数の処理回路が入力として処理されたセ
ンサ1信号を受けることは容易に明らかである。これら
の処理回路は第1の優先順位論理回路63を通じて入力
としてスイッチマトリックス96に供給される出力を与
える。これらの入力はスイッチマトリックス96による
単一のレートマトリックスの選択を可能にする。スイッ
チマトリックス96からの出力はレートマトリックスを
含んでいるメモリ98のなかに含まれている特定のレー
トマトリックスを指定するスイッチマトリックス列番号
iである。
【0098】第1の優先順位論理回路63に入力を供給
する種々の処理回路は第1のセンサ入力に対する図4中
に使用されているものに類似している。第1のコンパレ
ータ70、第1のタイマー72、第2のタイマー74、
第3のタイマー76、高い正の傾斜の検出器78、低い
正の傾斜の検出器80および負の傾斜の検出器82は処
理されたセンサ1信号を処理するのに、またレートマト
リックスを含んでいるメモリ98に入力を供給するのに
使用されている。これらの構成要素の動作は図4と結び
付けて先に説明されたものと同一である。第1の優先順
位論理回路63の作動も図4と結び付けて先に説明され
たものと同一である。
【0099】いま図6に追加して図7を参照すると、ス
イッチマトリックス96の動作は明らかである。図7中
に示されているスイッチマトリックスはレートマトリッ
クスを含んでいるメモリ98のなかに含まれている特定
のレートマトリックスを選択するのに使用される7×1
スイッチマトリックスである。図7中のレートマトリッ
クスのなかのセルの選択はこうして特定のレートマトリ
ックスの選択に相応する。
【0100】図7のスイッチマトリックスのなかの特定
のセルを選択するのに使用されるプロセスは図4のシス
テムのなかの特定の行を選択するのに使用されるプロセ
スに類似している。もし第1のコンパレータ70が信号
を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリ
ックス96に出力すると、図7のスイッチマトリックス
の第1の行が選ばれる。もし第1のタイマー72が信号
を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリ
ックス96に出力すると、図7のスイッチマトリックス
の第2の行が選ばれる。もし第2のタイマー74が信号
を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリ
ックス96に出力すると、図7のスイッチマトリックス
の第3の行が選ばれる。
【0101】もし高い正の傾斜の検出器78が信号を第
1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリック
ス96に出力すると、図7のスイッチマトリックスの第
4の行が選ばれる。もし低い正の傾斜の検出器80が信
号を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマト
リックス96に出力すると、図7のスイッチマトリック
スの第5の行が選ばれる。もし負の傾斜の検出器82が
信号を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマ
トリックス96に出力すると、図7のスイッチマトリッ
クスの第6の行が選ばれる。もし第3のタイマー76が
信号を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマ
トリックス96に出力すると、図7のスイッチマトリッ
クスの第7の行が選ばれる。これはセルの選択を完了す
る。なぜならば、図7のスイッチマトリックスに対して
は一つの行しか選択される必要がないからである。
【0102】たとえば、もし第2のタイマー74が信号
を第1の優先順位論理回路63を通じてスイッチマトリ
ックス96に出力すると(活動が実際にA秒よりも長く
、ただしB秒よりも短い時間にわたり検出されているこ
とを指示すると)、図7のスイッチマトリックスの第3
の行が選ばれる。こうしてレートマトリックスRM3 
が選択されている。レートマトリックスRM3 は、図
7のスイッチマトリックスのなかに示されているすべて
の他のレートマトリックスと同様に、図6のレートマト
リックスを含んでいるメモリ98のなかに含まれている
。 こうして、スイッチマトリックス96からレートマトリ
ックスを含んでいるメモリ98に供給されるiの値は3
である。再び言及しておくと、処理されたセンサ1信号
および処理されたセンサ2信号は共にレートマトリック
スを含んでいるメモリ98に、従ってまた選択されたレ
ートマトリックスRM3 に供給されている。
【0103】こうして、適切なレートマトリックスの選
択に続いて、処理されたセンサ1信号および処理された
センサ2信号の入力が、選択されたレートマトリックス
が処理されたセンサ1信号および処理されたセンサ2信
号に相応する特定のセルを見い出すことを可能にする。 そのセルは、レートマトリックスを含んでいるメモリ9
8から出力される選択されたレートマトリックスを含ん
でいる。作動の残りは再び図1および図2を参照して説
明されている。
【0104】従って、本発明の好ましい実施例の上記の
詳細な説明から、それがペースメーカーのペーシングレ
ートを制御するセンサ指示されるレート信号を与えるの
に2つまたはそれ以上のセンサからの入力を利用するシ
ステムを教示することは理解されよう。本発明のシステ
ムはセンサの各々の最良の特性を利用し、しかもそれら
の欠点を最小化または消去する。制御ストラテジーは、
出力として心臓の生理学的応答を模擬する制御ストラテ
ジーをフォローする高度にフレキシブルなセンサ指示さ
れるレート信号を与えるのに十分に複雑なものである。 高度にフレキシブルであることに加えて、本発明の好ま
しい実施例の制御ストラテジーは、外部プログラマーの
使用により完全にプログラム可能でもある。
【0105】
【発明の効果】本発明の実行はペースメーカー内で成就
するのに比較的簡単かつ容易であり、ペースメーカーの
サイズを増大させない。本発明のシステムは2つのセン
サと共に使用可能であり、また2つよりも多いセンサと
共に作動させることも可能である。本システムは電力に
関して経済的であり、また他のレート応答プロセッサが
必要とする電力よりも多い電力を必要としない。最後に
、前記の利点および課題のすべてはなんらの実質的な相
対的な欠点を招くことなしに達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の特徴を組み入れたレート応答ペースメ
ーカーの機能ブロック図。
【図2】図1に示されているペースメーカーのレート応
答プロセッサの機能ブロック図。
【図3】センサからの処理された信号に従って選択され
る100の異なる選択可能なレートを示す10×10レ
ートマトリックス。
【図4】処理回路、スイッチマトリックス、および複数
個のレートマトリックスを含んでいるメモリが図2のレ
ートマトリックスを置換している本発明の好ましい実施
例の機能ブロック図。
【図5】図4に示されている処理回路により実列される
規範に従って選択される35の異なるレートマトリック
スを示す7×5スイッチマトリックス。
【図6】センサの1つと複数個のレートマトリックスを
含んでいるメモリとの間に挿入された処理回路およびス
イッチマトリックスを有する本発明の別の実施例の機能
ブロック図。
【図7】図6に示されている処理回路により実列される
規範に従って選択される7つの異なるレートマトリック
スを示す7×1スイッチマトリックス。
【符号の説明】
20    レート応答ペースメーカー22〜26  
レート応答センサ 28    レート応答プロセッサ 30    メモリ 34    パルス発生器 36    タイミング兼制御回路 38    テレメトリ回路 40、42    リード線 44    心臓 46    外部プログラマー 50、56    増幅器 52、58    フィルタ 54、60    直線化回路 62    レートマトリックス論理回路63、65 
   優先順位論理回路 64    反応兼回復時間回路 66    スイッチマトリックス 68    レートマトリックスを含んでいるメモリ7
0    コンパレータ 72〜76    タイマー 78    高い正の傾斜の検出器 80    低い正の傾斜の検出器 82    負の傾斜の検出器 84、86    コンパレータ 88    初期ディップ選択器 90    正の傾斜の検出器 92    負の傾斜の検出器 96    スイッチマトリックス 98    レートマトリックスを含んでいるメモリ

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  患者の心臓を刺激するためのレート応
    答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また選
    択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給するた
    めのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメー
    タを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生する
    ための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パラ
    メータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発生
    するための第2のセンサ手段と、前記第1の信号を第1
    のアドレス信号に変換するための第1の変換手段と、前
    記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための第
    2の変換手段と、入力として前記第1および第2のアド
    レス信号を有し、また出力として前記第1および第2の
    アドレス信号の値に相応する独特の選択されたレート信
    号を有するアドレス指定可能なレートマトリックスとを
    含んでおり、前記の選択されたレート信号が前記パルス
    発生手段に供給されていることを特徴とするレート応答
    ペースメーカ。
  2. 【請求項2】  前記第1のセンサ手段が活動度センサ
    を含んでいることを特徴とする請求項1記載のレート応
    答ペースメーカ。
  3. 【請求項3】  前記第2のセンサ手段が温度センサを
    含んでいることを特徴とする請求項2記載のレート応答
    ペースメーカ。
  4. 【請求項4】  前記第2のセンサ手段が呼吸1分間容
    積センサを含んでいることを特徴とする請求項2記載の
    レート応答ペースメーカ。
  5. 【請求項5】  前記第2のセンサ手段がQT間隔セン
    サを含んでいることを特徴とする請求項2記載のレート
    応答ペースメーカ。
  6. 【請求項6】  前記第2のセンサ手段が呼吸率センサ
    を含んでいることを特徴とする請求項2記載のレート応
    答ペースメーカ。
  7. 【請求項7】  前記第2のセンサ手段が脈容積センサ
    を含んでいることを特徴とする請求項2記載のレート応
    答ペースメーカ。
  8. 【請求項8】  前記第2のセンサ手段が心臓内圧力セ
    ンサを含んでいることを特徴とする請求項2記載のレー
    ト応答ペースメーカ。
  9. 【請求項9】  前記第1および第2のセンサ手段の1
    つが血液酸素飽和センサを含んでいることを特徴とする
    請求項1記載のレート応答ペースメーカ。
  10. 【請求項10】  前記第1および第2のセンサ手段の
    1つが血液酸素分圧センサを含んでいることを特徴とす
    る請求項1記載のレート応答ペースメーカ。
  11. 【請求項11】  前記第1のセンサ手段が比較的速い
    応答を有し、また前記第2のセンサ手段が比較的遅い応
    答を有することを特徴とする請求項1記載のレート応答
    ペースメーカ。
  12. 【請求項12】  前記第1のセンサ手段が活動度セン
    サ、血液酸素飽和センサ、血液酸素分圧センサおよびp
    CO2 センサから成る群からのセンサの1つを含んで
    いることを特徴とする請求項11記載のレート応答ペー
    スメーカ。
  13. 【請求項13】  前記第2のセンサ手段が呼吸1分間
    容積センサ、温度センサ、呼吸率センサ、心臓内圧力セ
    ンサ、脈容積センサ、心臓内心電図形態センサ、血液p
    HセンサおよびQT間隔センサから成る群からのセンサ
    の1つを含んでいることを特徴とする請求項11記載の
    レート応答ペースメーカ。
  14. 【請求項14】  前記第1のセンサ手段が運動の低レ
    ベルに対して高度に正確な応答を有し、また前記第2の
    センサ手段が運動の高レベルに対して高度に正確な応答
    を有することを特徴とする請求項1記載のレート応答ペ
    ースメーカ。
  15. 【請求項15】  前記第1のセンサ手段が活動度セン
    サ、血液酸素飽和センサ、血液酸素分圧センサおよびp
    CO2 センサから成る群からのセンサの1つを含んで
    いることを特徴とする請求項14記載のレート応答ペー
    スメーカ。
  16. 【請求項16】  前記第2のセンサ手段が呼吸1分間
    容積センサ、温度センサ、心臓内圧力センサ、脈容積セ
    ンサ、心臓内心電図形態センサおよびQT間隔センサか
    ら成る群からのセンサの1つを含んでいることを特徴と
    する請求項14記載のレート応答ペースメーカ。
  17. 【請求項17】  前記第1の変換手段が、前記第1の
    信号を増幅するための、第1の増幅器出力を有する第1
    の増幅器と、前記第1の増幅器出力をフィルタするため
    の、第1のフィルタ出力を有する第1のフィルタと、前
    記第1のフィルタ出力を直線化するための第1の直線化
    手段とを含んでいることを特徴とする請求項1記載のレ
    ート応答ペースメーカ。
  18. 【請求項18】  前記第2の変換手段が、前記第2の
    信号を増幅するための、第2の増幅器出力を有する第2
    の増幅器と、前記第2の増幅器出力をフィルタするため
    の、第2のフィルタ出力を有する第2のフィルタと、前
    記第2のフィルタ出力を直線化するための第2の直線化
    手段とを含んでいることを特徴とする請求項1記載のレ
    ート応答ペースメーカ。
  19. 【請求項19】  前記のアドレス指定可能なレートマ
    トリックスが、複数個のレート信号を記憶するためのメ
    モリと、前記第1および第2のアドレス信号に相応する
    前記メモリのなかに記憶された前記レート信号の1つを
    選択するためのレートメモリ論理手段とを含んでいるこ
    とを特徴とする請求項1記載のレート応答ペースメーカ
  20. 【請求項20】  前記メモリのなかに記憶される前記
    の複数個のレート信号がプログラム可能であることを特
    徴とする請求項19記載のレート応答ペースメーカ。
  21. 【請求項21】  反応兼回復時間回路が前記のアドレ
    ス指定可能なレートマトリックスと前記パルス発生手段
    との間に設けられており、前記パルス発生手段に供給さ
    れる前記の選択されたレート信号が上昇および下降する
    のを許されるレートを制限することを特徴とする請求項
    1記載のレート応答ペースメーカ。
  22. 【請求項22】患者の第3の生理学的パラメータを検出
    し、またそれに応答して第3の信号を発生するための第
    3のセンサ手段と、前記第3の信号を第3のアドレス信
    号に変換するための第3の変換手段とを含んでおり、前
    記のアドレス指定可能なレートマトリックスも入力とし
    て前記第3のアドレス信号を有し、また前記のアドレス
    指定可能なレートマトリックスからの前記の独特の選択
    されたレート信号出力が前記第1、第2および第3のア
    ドレス信号の値に相応することを特徴とする請求項1記
    載のレート応答ペースメーカ。
  23. 【請求項23】入力として前記第1および第2のアドレ
    ス信号を有し、また出力として前記第1および第2のア
    ドレス信号の値に相応する独特の選択されたレート信号
    を有する少なくとも1つの追加的なアドレス指定可能な
    レートマトリックスと、前記のアドレス指定可能なレー
    トマトリックスからの出力が前記パルス発生手段に供給
    されるか、前記の少なくとも1つの追加的なアドレス指
    定可能なレートマトリックスからの出力が前記パルス発
    生手段に供給されるかを選択するための手段とを含んで
    いることを特徴とする請求項1記載のレート応答ペース
    メーカ。
  24. 【請求項24】  前記選択手段が、前記第1の信号の
    1つまたはそれ以上の特性を示す第1のスイッチマトリ
    ックス入力信号を与えるべく前記第1の信号を処理する
    ための第1の処理手段と、前記第2の信号の1つまたは
    それ以上の特性を示す第2のスイッチマトリックス入力
    信号を与えるべく前記第2の信号を処理するための第2
    の処理手段と、入力として前記第1および第2のスイッ
    チマトリックス入力信号を有し、また出力として前記の
    アドレス指定可能なレートマトリックスおよび前記第1
    および第2のスイッチマトリックス入力信号の値に相応
    する前記の少なくとも1つの追加的なレートマトリック
    スの1つを選択する信号を有するアドレス指定可能なス
    イッチマトリックスとを含んでいることを特徴とする請
    求項23記載のレート応答ペースメーカ。
  25. 【請求項25】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、患者の第3の生理学
    的パラメータを検出し、またそれに応答して第3の信号
    を発生するための第3のセンサ手段と、 前記第1の信号を第1のアドレス信号に変換するための
    第1の変換手段と、 前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための
    第2の変換手段と、 前記第3の信号を第3のアドレス信号に変換するための
    第3の変換手段と、 入力として前記第1、第2および第3のアドレス信号を
    有し、また出力として前記第1、第2および第3のアド
    レス信号の値に相応する独特の選択されたレート信号を
    有するアドレス指定可能なレートマトリックスとを含ん
    でおり、前記の選択されたレート信号が前記パルス発生
    手段に供給されていることを特徴とするレート応答ペー
    スメーカ。
  26. 【請求項26】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、患者の第3の生理学
    的パラメータを検出し、またそれに応答して第3の信号
    を発生するための第3のセンサ手段と、患者の第4の生
    理学的パラメータを検出し、またそれに応答して第4の
    信号を発生するための第4のセンサ手段と、前記第1の
    信号を第1のアドレス信号に変換するための第1の変換
    手段と、前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換す
    るための第2の変換手段と、前記第3の信号を第3のア
    ドレス信号に変換するための第3の変換手段と、前記第
    4の信号を第4のアドレス信号に変換するための第4の
    変換手段と、入力として前記第1、第2、第3および第
    4のアドレス信号を有し、また出力として前記第1、第
    2、第3および第4のアドレス信号の値に相応する独特
    の選択されたレート信号を有するアドレス指定可能なレ
    ートマトリックスとを含んでおり、前記の選択されたレ
    ート信号が前記パルス発生手段に供給されていることを
    特徴とするレート応答ペースメーカ。
  27. 【請求項27】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、前記第1の信号を第
    1のアドレス信号に変換するための第1の変換手段と、
    前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための
    第2の変換手段と、入力として前記第1および第2のア
    ドレス信号を有し、出力として前記第1および第2のア
    ドレス信号の値に相応する独特の選択されたレート信号
    を与えるための計算手段とを含んでおり、前記の選択さ
    れたレート信号が前記パルス発生手段に供給されている
    ことを特徴とするレート応答ペースメーカ。
  28. 【請求項28】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、前記第1の信号を第
    1のアドレス信号に変換するための第1の変換手段と、
    前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための
    第2の変換手段と、複数個のアドレス指定可能なレート
    マトリックスと、前記レートマトリックスの特定の1つ
    を選択するための手段とを含んでおり、前記選択手段は
    入力として前記第1および第2のアドレス信号を有し、
    選択される前記レートマトリックスの特定の1つは入力
    端として第1および第2のアドレス信号を有し、また出
    力として前記第1および第2のアドレス信号の値に相応
    する独特の選択されたレート信号を有しており、前記の
    選択されたレート信号が前記パルス発生手段に供給され
    ていることを特徴とするレート応答ペースメーカ。
  29. 【請求項29】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、前記第1の信号を第
    1のアドレス信号に変換するための第1の変換手段と、
    前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための
    第2の変換手段と、前記第1の信号の1つまたはそれ以
    上の特性を示す第1のスイッチマトリックス入力信号を
    与えるべく前記第1の信号を処理するための第1の処理
    手段と、前記第2の信号の1つまたはそれ以上の特性を
    示す第2のスイッチマトリックス入力信号を与えるべく
    前記第2の信号を処理するための第2の処理手段と、複
    数個のアドレス指定可能なレートマトリックスと、入力
    として前記第1および第2のスイッチマトリックス入力
    信号を有し、また出力として前記第1および第2のスイ
    ッチマトリックス入力信号の値に相応する前記レートマ
    トリックスの独特の1つを選択する信号を有するアドレ
    ス指定可能なスイッチマトリックスとを含んでおり、前
    記レートマトリックスの前記の選択された1つは入力と
    して前記第1および第2のアドレス信号を有し、また出
    力として前記第1および第2のアドレス信号の値に相応
    する独特の選択されたレート信号を有しており、前記の
    選択されたレート信号が前記パルス発生手段に供給され
    ていることを特徴とするレート応答ペースメーカ。
  30. 【請求項30】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカにおいて、刺激パルスを発生し、また
    選択されたレート信号に応答して患者の心臓に供給する
    ためのパルス発生手段と、患者の第1の生理学的パラメ
    ータを検出し、またそれに応答して第1の信号を発生す
    るための第1のセンサ手段と、患者の第2の生理学的パ
    ラメータを検出し、またそれに応答して第2の信号を発
    生するための第2のセンサ手段と、前記第1の信号を第
    1のアドレス信号に変換するための第1の変換手段と、
    前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換するための
    第2の変換手段と、前記第1の信号の1つまたはそれ以
    上の特性を示す第1のスイッチマトリックス入力信号を
    与えるべく前記第1の信号を処理するための第1の処理
    手段と、複数個のアドレス指定可能なレートマトリック
    スと、入力として前記第1および第2のスイッチマトリ
    ックス入力信号を有し、また出力として前記第1および
    第2のスイッチマトリックス入力信号の値に相応する前
    記レートマトリックスの独特の1つを選択する信号を有
    するアドレス指定可能なスイッチマトリックスとを含ん
    でおり、前記レートマトリックスの前記の選択された1
    つは入力として前記第1および第2のアドレス信号を有
    し、また出力として前記第1および第2のアドレス信号
    の値に相応する独特の選択されたレート信号を有してお
    り、前記の選択されたレート信号が前記パルス発生手段
    に供給されていることを特徴とするレート応答ペースメ
    ーカ。
  31. 【請求項31】  患者の心臓を刺激するためのレート
    応答ペースメーカの刺激レートを選択する方法において
    、刺激パルスを発生し、また選択されたレート信号に応
    答して患者の心臓に供給する過程と、患者の第1の生理
    学的パラメータを検出し、またそれに応答して第1の信
    号を発生する過程と、患者の第2の生理学的パラメータ
    を検出し、またそれに応答して第2の信号を発生する過
    程と、 前記第1の信号を第1のアドレス信号に変換する過程と
    、 前記第2の信号を第2のアドレス信号に変換する過程と
    、 前記第1および第2のアドレス信号を、出力として前記
    第1および第2のアドレス信号の値に相応する独特の選
    択された信号を有するアドレス指定可能なレートマトリ
    ックスに入力として与える過程とを含んでおり、前記の
    選択されたレート信号が前記パルス発生手段に供給され
    ていることを特徴とするレート応答ペースメーカの刺激
    レートの選択方法。
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