JPH08252330A - 2腔ペースメーカー - Google Patents
2腔ペースメーカーInfo
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Abstract
非同期モードに切り替えて応答するようにできる2腔ペ
ースメーカーを提供する。 【解決手段】 RCへのペースメーカーの応答は、少な
くとも心室補充収縮間隔で第1の非同期心室ペーシング
パルスを供給すること含む。パルスは、次の予想される
自発的脈拍後に適切な房室遅延で生じさせる。この心室
補充収縮間隔は、Vesc=VA+AAavg+AVm
in(VAは先行する心室パルスから逆行心房感知(P
AC)への逆行時間、AAavgはRC前の平均自然心
房レート、AVminは房室遅延の予め定められた値で
ある。)として算出する。最適なVescが、第1の延
長した心室パルス後の自然の洞同期トラッキングを回復
させる。また応答は、N(Vesc=AAavg+Δ、
Δ=(AVmin+VA)/N)周期でトラッキングを
回復させる。
Description
ステムに関し、特に、逆行伝導(RC)を検出し、正常
の同期動作に戻るために能動的に反応する2腔ペースメ
ーカーに関する。
ーシングの利点、特に異なる患者の状態に応じて選択さ
れた異なるモードでペーシングする技術がよく知られて
いる。初期のペーシングシステムは心室だけについての
ものであるが、完全な心臓ブロックのある患者とAda
ms−Stokes発作の処理には十分だった。しかし
ながら、心室デマンド型ペースメーカは心房体動を利用
するためには装備されておらず、したがって効率的に限
定されていた。その後、心房同期型心室ペースメーカー
が開発された。このタイプのペースメーカーは、心房か
らP信号を感知するとともに、適当なP−R(A−V)
間隔後に心室をペーシングするために別の信号を送るリ
ードを有する。そのようなペースメーカー、たとえばV
DIかVDDは、心房が心臓の応答レートを制御するの
を可能にし、心室は予め定められた上限レートを限度と
して心房レートでペーシングされる。このような同期型
ペースメーカーは、「ブロック」及び「Wenckeb
ach」技術等により、心房頻拍の処理手段を含む。
他の形態は、順次ペースメーカー(DVI)で、心房と
心室をペースメーカーによってタイミングをとった適切
なA−V遅延を伴ってペーシングする。公知のペーシン
グモードにプログラマブルな多くのペースメーカーが市
販されている。これらのペースメーカーでは、種々の作
動モードは、与えられた患者で起こり得る所定の状況に
適合させられる。
ーカーが市販されるようになって以来、他のペースメー
カーモードの不利の多くを補正することができるように
なった。典型的なDDDペースメーカーは、米国特許第
4,920,965号(Funke等)で開示されてい
る。米国特許第4,539,991号、同第4,55
4,921号はDDD−タイプのペースメーカーの他の
形態を開示している。
いられるようになってきた。このタイプのペースメーカ
ーでは、1つ以上のセンサーを備え、ペースメーカーの
レート応答を可能とし、ペーシング間隔や補充収縮間隔
がプログラムされた値で固定されるのではなく、パラメ
ーターを示す一個以上の感知されたレートの関数として
可変される。DDDRペースメーカーでは、心房と心室
の自然の脈拍が、それぞれのレート応答補充収縮間隔よ
り前にかぎって生じ得る。2腔レート応答ペースメーカ
ーの実例が米国特許第4,467,807号と同第4,
951,667号に開示されている。
じてモードを切り替える手段を有する多重モードペース
メーカーが開示されている。ほとんどの2腔ペースメー
カーは異なる複数のモードに、即ち、1つのモードから
所定の規定された状態下の他のモードに自動的に切り替
わるようにプログラムできる(例えば米国特許第4,5
27,568号と同第4,920,965号)。しかし
ながら、2腔ペースメーカーがモード変化するように制
御されるべき、あるいは制御できる状態を感知するため
に、または二個以上の動作モードを混用するための最適
な柔軟性を供給するために、ペーシング公知技術では相
当の必要性が残る。従って、患者の経歴が別の異なるモ
ードへの切り替えを可能にするまでペースメーカーに別
のモードで作動することを強制する代わりに、感知され
た事象に対して周期ごとに最適に反応することをペース
メーカーが可能とする。例えば、可能なときはいつで
も、感知された心房性信号に対して供給する心室刺激を
同期させることが望ましく、同時にペースメーカーは、
所望のときはいつでも別のより最適な応答を採用するよ
うに制御されるべきである。従って、ペースメーカー
が、逆行伝導状態を検出するとき、自然の洞脈拍が再び
トラッキングできるレートで検出されるまで、非同期心
室ペーシングモードに切り換えることが知られている。
逆行伝導(RC)を検出するための公知技術としては、
たとえば、米国特許第5,247,929号が知られて
いる。そのようなペースメーカーは、逆行伝導(RC)
が検出されたときに同期トラッキングに戻るために逆行
伝導(RC)を終わらせることについての課題が残る。
VDD(R)ペースメーカーでは、洞調律が制御を回復
するのを待つことが必要である。これは、心室レートが
十分に低いときにだけ通常は生じる。そのようなセンサ
ーレート制御により、しばらくの間ペースメーカー症候
群による十分なレート降下を生じさせないことが可能で
ある。フライホィール制御によりレートの減少が生じる
が、これは、再びペースメーカー症候群が明白になるま
での間に、いくらか時間が掛かる。非同期動作への直接
的なモード変更が、即時に下限レート心室ペーシングを
引き起こす。非同期ペーシングが回復するときは偶然で
ある。従って、同期動作への復帰のためにペースメーカ
ーを位置付けるためのレートで直接心室ペーシングを制
御することによって能動的に応答するペースメーカーが
必要である。
行伝導(RC)を検出する手段を有し、心室ペーシング
の効率的制御が可能で、逆行伝導(RC)の検知後にす
ぐに同期トラッキングを回復させるペースメーカーを提
供することを目的とする。逆行伝導(RC)が検出され
ると、たとえば心房性頻脈の開始に続いてモードを切り
換えて、心房感知トラッキングを停止させる。一個以上
の非同期心室ペーシングを、十分に低いレートか長い補
充収縮間隔で制御し、正常の心房感知が可能な同期トラ
ッキングの再開を確実にする。より長い心室補充収縮間
隔は、生理的な洞信号から最近得られたA−A間隔を得
て、VA間隔(すなわち、逆行伝導時間)及び房室遅延
(AVmin)の最小値を加えることによって算出でき
る。また、補充収縮間隔は、潜在的洞脈拍が自発的に定
速度で生じているものとして、N間隔後に同期トラッキ
ングを再生するために計算した値だけA−A間隔延長さ
れる。本発明は一般的な2腔ペースメーカーを対象とす
るが、特にVDDペースメーカーに望ましい。
参照して説明する。図1において示すように、ペースメ
ーカー50はハードウェア部分51とソフトウェア部分
52を有している。これら2つの部分は互いに連係して
いる。ソフトウェアは、パラメーター駆動のものであ
る。即ち、ペーシング挙動、診断上の機能等を制御する
種々のパラメーターが存在する。ハードウェアは、一個
以上の電極55と一個以上のセンサー接続54によって
患者の心臓と相互に連結される。2腔ペースメーカーで
は周知のように、2つのリード、心房リードと心室リー
ドがあり、各リードは、心臓内に位置決めされた少なく
とも1つの電極、ユニポールかバイポール電極を有す
る。QT−タイプセンサー装置として心臓につながって
いる線54が示されるが、これはペースメーカーの外部
ケースに接続することもでき、あるいはレート応答型ペ
ーシングシステムで使用される人体パラメーター情報を
感知するために他の使用可能なセンサーにも接続するこ
ともできる。また、本発明のペーシングシステムの好ま
しい実施形態では、センサーリンク54は、一対のセン
サー、たとえばQT及び体動センサー(米国特許第5,
065,759号参照)を含むこともできる。
50は、プログラマー56とテレメトリー接続する。ユ
ーザはパラメーターを選択することができ、プログラマ
ー56を通してそれらをプログラムすることができる。
またパラメーターや診断上のデータを得るために植え込
まれたペースメーカーへ応答指令信号を送ることができ
る。ペースメーカーからの情報を、プリンター58に直
接テレメトリーによって送ることができる。入出力装置
57は、プログラマーにユーザによって情報を入力する
ために、あるいは、プログラマーによってペースメーカ
ーから受信された情報を表示するために使用される。
要なハードウェア構成要素の基本的ブロック図を示す。
心房ジェネレーター61は、それは患者の心房と連絡す
るリード62に接続する出力を有している。Aセンスア
ンプ65は、心房リード62にも接続する。心室ジェネ
レーター63は、リード64を通して患者の心室に接続
する。Vセンスアンプ66は、患者の心室から信号を受
信、感知するためにリード64にも接続する。QTレー
ト制御を好ましくは含む本発明の1つの実施形態で、V
−感知ブロック66も誘発されたT波のタイミングを取
り上げて判断する手段を含む。ジェネレーター61、6
3と感知ブロック65、66は、マイクロプロセッサシ
ステム60と接続している。マイクロプロセッサはハー
ドウェアユニットの作用を制御するためのパラメータ駆
動のソフトウェアを有する。マイクロプロセッサシステ
ム60を、ハードウェア論理及び/またはタイミング回
路68と接続してもよい。マイクロプロセッサシステム
は、適当なマイクロプロセッサに及びROM、RAMメ
モリを有する。周知の態様で、ソフトウェアは、RAM
ルーチンへのエスケープポイントが使用可能なたくさん
の戦略上の場所を含む。ソフトウェアとハードウェアど
のように組み合わせるかは設計選択的事項である。従っ
て、本発明のペーシングシステムで実行される多くのタ
イミング機能のために、マイクロプロセッサは、ビルト
インタイミング回路を有するか、あるいは、適当な外部
ハードウェアのタイマー回路を制御するかもしれない。
ペーシング機能のソフトウェア制御は、周知であり、ソ
フトウェアの仕様についての以下の詳細な説明が、本発
明の範囲内で機能を実行するためのシステムを設計する
ことを当業者が可能にする。プログラマー56から入力
されたデータは、マイクロプロセッサのメモリに記憶さ
れる。
イクロプロセッサシステム60への入力を備えている。
センサーSは、所望のペーシングレートを示すための公
知の一個以上の人体パラメーターをモニターする一個以
上のセンサーである。米国特許第5,247,930号
で述べられるように、本発明のペースメーカーはレート
応答型とし得る。
実行される主な論理的ステップのフローチャートを示
す。ルーチンは、ステップ101で初期化される。その
後、ペースメーカーに組み込まれた診断がステップ10
3で遂行され、クロックルーチンがステップ105で実
行され、測定が行われて測定データがステップ107で
記憶され、プログラマー56のような外部の装置との連
絡がステップ109で行われる。それからルーチンはス
テップ111へ進み、AescとVescを次の周期の
ために決定する。もちろんVDDペースメーカーではA
escは決定しない。その後ペースメーカーは、ステッ
プ112で事象処理を実行する。即ち、心房及び/又は
心室感知に反応し、補充収縮間隔のタイムアウトによっ
て必要であればペーシングパルスを供給する。心室事象
後、VSであれVPであれ、ペースメーカーは次周期に
戻る。
めの主要なステップ、即ち図3のステップ111を示
す。ステップ116で、RCが検出されたのかどうかを
決定する。この実施形態でペースメーカーは、RCカウ
ンターが0より大きい値を有するかどうかをチェックす
る。カウンターの役割を、図4B、5に基づいてさらに
説明する。ステップ116は、RCが検出されたかどう
かをチェックするためだけのステップである。NOであ
れば、ペースメーカーは、ステップ118へ進み、従来
の態様でVescをセットする。従って図示のように、
Vescは洞レートの関数としてセットできる。即ち、
可能ならば患者の自己調律をトラッキングするか、ある
いはセンサーデータにレート応答できる。その後、Ae
scはVesc−AVに等しくセットされるが、AVは
プログラム値とするかペースメーカーによって決定した
値とする。また、もしステップ116でRCが存在する
ことが決定されれば、ペースメーカーはステップ122
へ進み、本発明に従ってVescをVesc=f(N)
と決定する。後述のように、Vesc=f(N)は、患
者の現在の自然の洞脈拍のトラッキングに最適となるよ
うに算定される。ステップ124でカウンターは、1だ
けデクリメントされ、ほとんどのN箇の心室ペーシング
パルスでVesc=f(N)の特殊な決定が実行され
る。
の次の予想洞感知で再同期を達成するためのVescの
最適の誘導を示すタイミング図である。図示のように、
心室ペーシングは、逆行伝導とRASの結果として生じ
る。この図は、RASとこれに続くVPの結合を示し、
VPとRASの間の時間をVAとして表示している。図
示のタイミングは、2番目のRASと次の予想自発的洞
脈拍の間の時間を示す。この時間をAAavgとして示
し、これは洞レートの移動平均を保持することによっ
て、あるいはレート応答センサー情報からペースメーカ
ーによって得られる。タイミング図に示すように、次の
予想自然の洞感知(AS)で再同期するために、算出さ
れた補充収縮間隔は、最短の房室遅延、即ちAVmin
だけ次の予想ASを越えて延びる期間である。従って、
予想される洞脈拍の適当な同期を可能にする次のVP供
給のためのVescの最も短い算出値は、VA+AAa
vg+AVminである。それゆえに、逆行伝導が、ペ
ースメーカーによって決定されると、Vesc=VA+
AAavg+AVminという式が次心房感知後に再同
期を達成するための心室補充収縮間隔を算出するために
採用される。
で結果として生じることがわかっている。あまり長い間
隔を避けることが望まれるものとし、少ない周波数
(N)で徐々に再同期を達成するのであれば、図4Bの
技術が使用できる。ここでは、補充収縮間隔は、要素Δ
を加えたAAaAvg間隔、即ちΔ=(AVmin+V
A)/Nとされる。この式は、心室ペーシングパルスが
自然の洞脈拍に対してAVmin+VAによって遅延さ
れることを示し、この遅延は、N周期にわたって生じ
る。従って、もしペースメーカーが連続するVPを遅延
させ、N周期後に再同期を達成するとき、Δは(AVm
in+VA)/Nにセットされなければならない。図5
(B)の例では、N=3であり、3番目のVPは、3番
目の自発的ASのAVmin後に供給される。図示の例
の延長したVescを伴う1番目のVPはRASを引き
起こさない。逆行伝導経路によって洞脈拍による心房不
応が見分けられるからである。同様に、予想される洞脈
拍の時間ぐらいで生じる次のVPによって心房不応が見
分けられる。同期化はシーケンスの第3周期と共に達成
される。もしN=1ならば、第1の心室ペーシングパル
スは、補充収縮間隔(Vesc=VA+AAavg+A
Vmin)で供給される。
るための特定のステップを示すフローチャートである。
このフローチャートは、各周期においてペースメーカー
によって実行される全てのステップは含まないが、RC
後の速い再同期を達成する心室補充収縮間隔を適合させ
るための構成を示す。図6はVDDペースメーカーを想
定しており、したがって心房パルスのための構成はな
い。
あるいは心室の次の事象を待つ。もしステップ126で
ASが存在するならば、ペースメーカーはVA間隔を決
定して記憶する。それからステップ128で、ペースメ
ーカーは、心房感知を解釈する。即ち、心房感知の相対
的タイミングを検査して、そして論理的に分類する。ペ
ースメーカーは、RC分析も行う。第1の場合でRCを
決定するための分析には、いかなる技術でも使用可能で
あり、本発明に特定のものではない。例えば米国特許第
5,247,929号では、心房感知の解釈だけでなく
RCを決定するための手段を有するペースメーカーを開
示する。
ーはステップ130へ進み、患者のRAS特性を習得し
てRC分析を更新するために、RASの特性に関する情
報を記憶する。それからステップ131で、RCがスタ
ートしたかどうか、即ちカウンターが0であるかどうか
を判断する。もしカウンターが0より大きければ、ペー
スメーカーはまだRCを終わらせようとしており、この
ルーチンを出る。もしカウンターが0であれば、ペース
メーカーは、RCの最後において新規な試みが可能かど
うか見るために、ステップ132へ進む。この時点で、
RCを終わらせる最後の試み、たとえば前もって決定し
た64あるいは128の周期の数が長かったかどうかペ
ースメーカーが決定する。もしNOであれば、ペースメ
ーカーは、再試行する前により長い間を待ち、ステップ
125へ分岐分岐する。もしYESならばルーチンはス
テップ134へ進んで、N、即ち再同期を達成するため
のある範囲内の周波数を決定する。ペースメーカーがN
の最適の値を決定することが望ましく、それは最大のプ
ログラム値より大きくなく、結果として生じる延長され
たVescは、先のVescかA−Aavgについてミ
リ秒でもパーセンテージ(>100%)でもプログラム
された長さより短いままとなる。またNはペースメーカ
ーにプログラムするだけである。ほとんどの適用例で
は、Nは1〜3の範囲内である。ステップ135でカウ
ンターは、Nの決定値にセットされる。上記式により再
同期を達成するために延長されたVescが、Vesc
(N)としてステップ136で決定される。
れず、RASに似たPACがあれば、それはRASとし
て治療され、プログラムはステップ134に分岐する。
もし心房感知解釈が、トラッキングされ得たASを示す
ならば、ルーチンはステップ140へ進み、AAavg
を更新する。それからステップ142へ進み、カウンタ
ーを0にリセットする。ステップ144でペースメーカ
ーは、VA−int+AV−intの通常値にVesc
をセットする。そして最後に、もしステップ128でト
ラッキングされ得たRAS、PACあるいはASの解釈
が存在しなければ、ASは「他のAS」と解釈されて、
ルーチンはステップ125へ戻り、そして待つ。これは
図5(B)で示すように、RCが検出されたあとに検出
されたASが存在するときに生じる。
あるとき、ペースメーカーはVSを感知するか、VPを
供給し、それからルーチンを出る。
VDDでは、検出されたRC状態に反応するための改良
された容量を伴う。ペースメーカーは、一個以上の非同
期ペーシングパルスのVescを決定し、そのVesc
は患者の洞脈拍の同期トラッキングにペースメーカーを
最適に戻す。
全体的システムのブロック図である。
を有する本発明のペースメーカーの基本的構成要素を示
すブロック図である。
される主なシーケンシャルステップを示すフローチャー
トである。
間隔(Vesc)を判断するためのステップとRCが検
出されたときのVescを判断するための代替経路を示
すフローチャートである。
るために最適な心室補充収縮間隔を示すタイミング図
(A)と、本発明のペースメーカーの作用を示すタイミ
ング図(B)である。
に応答する主要なステップを示すフローチャートであ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 患者の心房から信号を感知する心房感知
手段、患者の潜在的洞レートを表す間隔(A−AIn
t)を決定する洞間隔手段、患者の心室へ供給するペー
シングパルスを発生させる心室ペーシング手段、上記ペ
ーシングパルスのタイミングを制御する制御手段、及び
上記心房感知がトラッキングされ得るとき及び上記心房
感知が逆行伝導(RC)を示すときを解釈する解釈手段
からなる2腔ペースメーカーであって、上記制御手段
が、トラッキングされ得ると上記解釈手段が解釈すると
きに感知された心房性信号とのトラッキングの関係によ
りペーシングパルスを発生させる上記ペーシング手段を
制御するトラッキング手段、及び上記ペーシング手段を
制御し、上記逆行伝導(RC)を示すと解釈された心房
感知後に少なくとも1つの非同期パルスを供給する非同
期手段を含み、上記非同期手段が、上記ペーシング手段
を制御し、上記心房感知の表示後に上記洞間隔より長く
上記少なくとも1つのパルスを供給するタイミング手段
を含むことを特徴とする2腔ペースメーカー。 - 【請求項2】 上記タイミング手段が、補充収縮間隔
(Vesc=VA+A−AInt+AVmin)におい
て上記少なくとも1つのパルスの供給を制御し、上記V
Aが先行する心室パルスから上記感知表示までの時間で
あり、上記AVminが房室遅延の予め定められた最小
値である請求項1の2腔ペースメーカー。 - 【請求項3】 上記タイミング手段が、補充収縮間隔
(Vesc=A−AInt+A)を各々有するNパルス
の供給を制御し、上記ΔがΔ=(AVmin+VA)/
Nであり、上記VAが、先行する心室パルスから上記感
知表示までの時間であり、上記AVminが、房室遅延
の予め定められた最小値である請求項1の2腔ペースメ
ーカー。 - 【請求項4】 上記非同期手段が、少なくとも次の心室
ペーシングパルスを、上記洞間隔を加えた最後のVA間
隔より大きいV−V間隔で供給する上記ペーシング手段
を制御する手段を有し、上記VA間隔が、先行する心室
パルスから上記感知表示までの時間である請求項1の2
腔ペースメーカー。 - 【請求項5】 上記非同期手段が、上記心室ペーシング
手段を制御する手段を有し、上記最後のVA間隔に上記
洞間隔を加えた間隔より大きい各V−V間隔で複数の心
室ペーシングパルスを供給する請求項4の2腔ペースメ
ーカー。 - 【請求項6】 多くてもN個の連続する周期にわたって
作用する上記非同期手段を制限するための制限手段を含
む請求項4の2腔ペースメーカー。 - 【請求項7】 上記N=3である請求項6の2腔ペース
メーカー。 - 【請求項8】 VDDペースメーカーである請求項7の
2腔ペースメーカー。
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