JPH1052507A - 心臓ペーシング装置 - Google Patents
心臓ペーシング装置Info
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- JPH1052507A JPH1052507A JP9159626A JP15962697A JPH1052507A JP H1052507 A JPH1052507 A JP H1052507A JP 9159626 A JP9159626 A JP 9159626A JP 15962697 A JP15962697 A JP 15962697A JP H1052507 A JPH1052507 A JP H1052507A
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- JP
- Japan
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- pacing
- electrodes
- steering
- electrode
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/38—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
- A61N1/39—Heart defibrillators
- A61N1/3918—Heart defibrillators characterised by shock pathway, e.g. by electrode configuration
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- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
- A61N1/368—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential comprising more than one electrode co-operating with different heart regions
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/37—Monitoring; Protecting
- A61N1/371—Capture, i.e. successful stimulation
- A61N1/3712—Auto-capture, i.e. automatic adjustment of the stimulation threshold
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 捕捉の改善を行うための、且つしきい値レベ
ルが変化したときに単に刺激電力を増大し又は植込みリ
ードを取り換える必要性を伴うことなく刺激パルスの調
整を容易に行うための、刺激パルスを一つ以上の選択さ
れた心臓場所へ操舵する装置を提供する。 【解決手段】 心臓ペーシング装置は、心臓環境におい
て、二つ以上の電極対に実質上同時のパルスを供給す
る。各成分パルスは結果として生じる複合パルスを目標
の心臓場所に向けて操舵するために振幅、持続時間及び
／又は位相に関して調整される。実施例においては、左
心房のペーシングのためにパルスを操舵すること、多重
室ペーシングのためにパルスを操舵すること、単一リー
ドを使用して心房に浮動電極を配置し、心房パルスの特
定の操舵によりＶＤＤシステムの改善を与えること、心
房及び／又は心室細動除去刺激の操舵された供給、並び
に不整脈予防のための操舵された刺激、が含まれてい
る。他の特定の実施例においては、操舵パルスシステム
が捕捉検出、及び操舵パラメータの自動調整と組み合わ
される。
ルが変化したときに単に刺激電力を増大し又は植込みリ
ードを取り換える必要性を伴うことなく刺激パルスの調
整を容易に行うための、刺激パルスを一つ以上の選択さ
れた心臓場所へ操舵する装置を提供する。 【解決手段】 心臓ペーシング装置は、心臓環境におい
て、二つ以上の電極対に実質上同時のパルスを供給す
る。各成分パルスは結果として生じる複合パルスを目標
の心臓場所に向けて操舵するために振幅、持続時間及び
／又は位相に関して調整される。実施例においては、左
心房のペーシングのためにパルスを操舵すること、多重
室ペーシングのためにパルスを操舵すること、単一リー
ドを使用して心房に浮動電極を配置し、心房パルスの特
定の操舵によりＶＤＤシステムの改善を与えること、心
房及び／又は心室細動除去刺激の操舵された供給、並び
に不整脈予防のための操舵された刺激、が含まれてい
る。他の特定の実施例においては、操舵パルスシステム
が捕捉検出、及び操舵パラメータの自動調整と組み合わ
される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は心臓の刺激システ
ムの分野に、更に詳しくは、効率及び順応性を高めるた
めにペーシング（歩調取り）又は細動除去パルスを所与
の電極配置から種々の心臓目標場所に向ける能力を有す
る心臓ペーシング装置及び細動除去装置に関係してい
る。
ムの分野に、更に詳しくは、効率及び順応性を高めるた
めにペーシング（歩調取り）又は細動除去パルスを所与
の電極配置から種々の心臓目標場所に向ける能力を有す
る心臓ペーシング装置及び細動除去装置に関係してい
る。
【０００２】
【従来の技術】所望の場所へのペーシング及び細動除去
パルスの有効且つ確実な供給が非常に重要であることは
長い間理解されてきた。それゆえ、効率のよい電池、低
電力消費のチップ回路構成及びペーシングしきい値を最
適化するためのプログラム能力のような分野において行
われた有意の改善にもかかわらず、発生パルスの心臓組
織への供給を改善する必要性が存続している。リードか
ら心臓場所へのエネルギーが非効率的に供給されるなら
ば、その結果、捕捉のための有効しきい値の増大、電力
消費量の増大及びペースメーカ寿命の当然の減少を招
く。捕捉の失敗が生じた場合には、所望のペーシング機
能が全く実施されない。支援回路部及びソフトウェア
は、捕捉の喪失を検出し且つより大きいエネルギーのペ
ーシングパルスを供給することによって、応答するよう
に実現されることができる。しかしながら、この対策は
ペースメーカをプログラムし直す必要性並びに付随する
患者の不安及び不快感を含む、その結果として生じる長
期にわたる性能上の問題を克服しない。
パルスの有効且つ確実な供給が非常に重要であることは
長い間理解されてきた。それゆえ、効率のよい電池、低
電力消費のチップ回路構成及びペーシングしきい値を最
適化するためのプログラム能力のような分野において行
われた有意の改善にもかかわらず、発生パルスの心臓組
織への供給を改善する必要性が存続している。リードか
ら心臓場所へのエネルギーが非効率的に供給されるなら
ば、その結果、捕捉のための有効しきい値の増大、電力
消費量の増大及びペースメーカ寿命の当然の減少を招
く。捕捉の失敗が生じた場合には、所望のペーシング機
能が全く実施されない。支援回路部及びソフトウェア
は、捕捉の喪失を検出し且つより大きいエネルギーのペ
ーシングパルスを供給することによって、応答するよう
に実現されることができる。しかしながら、この対策は
ペースメーカをプログラムし直す必要性並びに付随する
患者の不安及び不快感を含む、その結果として生じる長
期にわたる性能上の問題を克服しない。
【０００３】通常のペースメーカ植込み、特に単一室ペ
ースメーカ植込みにおいては、また付きリード又はその
他の固定手段の使用により患者の心臓壁に関してリード
の遠位先端部を注意深く固定し、その後直ちに満足な長
期しきい値を得るようにペースメーカをプログラムし直
すことによって適当な長期しきい値を得ることができ
る。ただ一つの場所が刺激されており、且つ電極（単数
又は複数）を支持しているリードの部分がその場所に接
近して固定され得るような場合には、問題は最小限であ
る。二重室ペースメーカシステムにおいては第２リード
を心房へ導入して、やはり固定することができる。しか
しながら、これは植込み手順を複雑にし且つ長くして、
プログラムされなければならない二つのしきい値を生じ
る結果になる。この問題に対する一つの解決策は、単一
のリードを備えていてリードにはその遠位端部に通常の
電極配列（単極式か又は二極式）があり且つ一対の「浮
動」電極が心房に配置されているＶＤＤペースメーカシ
ステムによって与えられた。浮動心房電極は心房に固定
されず、従って固定電極と同等の性能を提供することが
できない。その結果として、そのような浮動電極は一般
に心房信号を検知するが、有効なペーシングパルスを供
給することができない。浮動電極及び心房ペーシングを
達成するためのペーシングパルス波形を設計して、これ
により単一リードでＤＤＤシステムを提供するために幾
つかの試みが行われてきたけれども、これらの試みは予
定された心房ペーシング場所からの電極の離脱のために
あまり成功していない。要するに、電極がペーシング場
所によく固定されていないときには常に、有効なペーシ
ングしきい値を達成して維持するという問題が拡大され
る。
ースメーカ植込みにおいては、また付きリード又はその
他の固定手段の使用により患者の心臓壁に関してリード
の遠位先端部を注意深く固定し、その後直ちに満足な長
期しきい値を得るようにペースメーカをプログラムし直
すことによって適当な長期しきい値を得ることができ
る。ただ一つの場所が刺激されており、且つ電極（単数
又は複数）を支持しているリードの部分がその場所に接
近して固定され得るような場合には、問題は最小限であ
る。二重室ペースメーカシステムにおいては第２リード
を心房へ導入して、やはり固定することができる。しか
しながら、これは植込み手順を複雑にし且つ長くして、
プログラムされなければならない二つのしきい値を生じ
る結果になる。この問題に対する一つの解決策は、単一
のリードを備えていてリードにはその遠位端部に通常の
電極配列（単極式か又は二極式）があり且つ一対の「浮
動」電極が心房に配置されているＶＤＤペースメーカシ
ステムによって与えられた。浮動心房電極は心房に固定
されず、従って固定電極と同等の性能を提供することが
できない。その結果として、そのような浮動電極は一般
に心房信号を検知するが、有効なペーシングパルスを供
給することができない。浮動電極及び心房ペーシングを
達成するためのペーシングパルス波形を設計して、これ
により単一リードでＤＤＤシステムを提供するために幾
つかの試みが行われてきたけれども、これらの試みは予
定された心房ペーシング場所からの電極の離脱のために
あまり成功していない。要するに、電極がペーシング場
所によく固定されていないときには常に、有効なペーシ
ングしきい値を達成して維持するという問題が拡大され
る。
【０００４】ある種の、より新しい形式のペーシングシ
ステムの出現は、ペーシング電極（単数又は複数）が所
望のペーシング場所に直接取り付けられ得ない場合に、
有効なペーシングを達成するという問題を更に拡大し
た。そのような一つのシステムは多重場所又は二心房ペ
ーシングであり、これにおいては右及び左心房の検知又
は刺激が不適当な心房内遅延を有する患者の心臓出力を
改善する。この概念は、言及によりそっくりそのままこ
の明細書に組み込まれた米国特許第５４１４１６１号に
記述されている。この特許に開示されたように、右心房
検知及びペーシングは通常の右側ＤＤＤペーシングプラ
クティスに従って植め込まれた一般に入手可能な心臓内
能動固定リードを用いて実施される。しかしながら、左
心房検知及びペーシングは、一般にまた付きの心臓内リ
ードか又はメドトロニック（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ）モデ
ル番号２１８８リード（言及により全体としてこの明細
書に組み込まれた、１９９６年４月２９日出願の米国特
許出願番号０８／６３９４５８に実質上記述されたよう
なもの）を冠状洞を経由して左心房に近接して配置する
ことによって実施される。冠状洞リードは配置するのが
困難であることは一般に知られている。すなわち、適切
なしきい値が得られるような冠状洞における初期場所を
決定することは多くの場合困難である。植込み時の難点
は植込み手順の延長、患者の不快感、費用の増大及びし
きい値の上昇を生じる結果になっていたが、これらはす
べて植込み装置の寿命を短くする。そのうえ、冠状洞電
極が植込み後にしばしば移動して、長期しきい値の「移
動」を生じる結果になることは周知である。これはしば
しば捕捉の喪失を生じる結果になり、患者のペースメー
カがより高いパルス振幅又は幅にプログラムされること
を必要とする。これは又植込みペースメーカの寿命を短
縮させることになる。装置をプログラムし直すことはし
ばしば捕捉又は十分な安全裕度の準備を不能にする結果
になる。医師はその場合追加の手術手順中にリードを再
配置しなければならず、それによって費用及び感染の危
険性が増大する。
ステムの出現は、ペーシング電極（単数又は複数）が所
望のペーシング場所に直接取り付けられ得ない場合に、
有効なペーシングを達成するという問題を更に拡大し
た。そのような一つのシステムは多重場所又は二心房ペ
ーシングであり、これにおいては右及び左心房の検知又
は刺激が不適当な心房内遅延を有する患者の心臓出力を
改善する。この概念は、言及によりそっくりそのままこ
の明細書に組み込まれた米国特許第５４１４１６１号に
記述されている。この特許に開示されたように、右心房
検知及びペーシングは通常の右側ＤＤＤペーシングプラ
クティスに従って植め込まれた一般に入手可能な心臓内
能動固定リードを用いて実施される。しかしながら、左
心房検知及びペーシングは、一般にまた付きの心臓内リ
ードか又はメドトロニック（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ）モデ
ル番号２１８８リード（言及により全体としてこの明細
書に組み込まれた、１９９６年４月２９日出願の米国特
許出願番号０８／６３９４５８に実質上記述されたよう
なもの）を冠状洞を経由して左心房に近接して配置する
ことによって実施される。冠状洞リードは配置するのが
困難であることは一般に知られている。すなわち、適切
なしきい値が得られるような冠状洞における初期場所を
決定することは多くの場合困難である。植込み時の難点
は植込み手順の延長、患者の不快感、費用の増大及びし
きい値の上昇を生じる結果になっていたが、これらはす
べて植込み装置の寿命を短くする。そのうえ、冠状洞電
極が植込み後にしばしば移動して、長期しきい値の「移
動」を生じる結果になることは周知である。これはしば
しば捕捉の喪失を生じる結果になり、患者のペースメー
カがより高いパルス振幅又は幅にプログラムされること
を必要とする。これは又植込みペースメーカの寿命を短
縮させることになる。装置をプログラムし直すことはし
ばしば捕捉又は十分な安全裕度の準備を不能にする結果
になる。医師はその場合追加の手術手順中にリードを再
配置しなければならず、それによって費用及び感染の危
険性が増大する。
【０００５】別の比較的使用されていないが潜在的には
有利なペーシングシステムはただ一つのリードによるＤ
ＤＤペーシングシステムであり、このシステムにおいて
は一つのリードが一つ以上の電極を支持していてペーシ
ング（歩調取り）及びセンシング（検知）は心房及び心
室の両室において実施される。米国特許第５２６５６０
１号は冠状洞又は深い心臓静脈に配置された単一の電極
から心房及び心室をペーシングするためのそのようなシ
ステムを記述している。そのようなシステムにおいて
は、刺激振幅は心房ペーシングパルスが比較的低い振幅
を有し且つ心室ペーシングパルスが比較的高い振幅を有
するように変えられる。それぞれのパルスはペースメー
カの心臓サイクルの追跡に従って時間決めされる。前述
の概念はある用件下では良好な結果を与えるが、早期
（ｐｒｅｍａｔｕｒｅ）心房収縮（ＰＡＣ）、早期心室
収縮（ＰＶＣ）、２：１ブロック、遠界Ｒ波の過剰検知
などはそのようなシステムを混乱状態にして、分裂した
タイミング及び機能の喪失を生じさせる結果になること
がある。加えて、そのようなシステムにおける信号出力
は電極形態に関して全方向性である。これはしきい値変
動及び低捕捉効率を生じる結果になる。更に、信号の全
方向性特性のために、Ｖ又はＡペーシングパルスは対立
する室が不応期間の外側で刺激されたならばこの室の意
図されない刺激を引き起こすかもしれない。最後に、そ
のようなシステムは最大ＡＶ遅延を心房心筋組織の不応
期間よりも小さい値に制限するが、これはそうでなけれ
ばＶペースパルスが心房を刺激することになるであろう
からである。
有利なペーシングシステムはただ一つのリードによるＤ
ＤＤペーシングシステムであり、このシステムにおいて
は一つのリードが一つ以上の電極を支持していてペーシ
ング（歩調取り）及びセンシング（検知）は心房及び心
室の両室において実施される。米国特許第５２６５６０
１号は冠状洞又は深い心臓静脈に配置された単一の電極
から心房及び心室をペーシングするためのそのようなシ
ステムを記述している。そのようなシステムにおいて
は、刺激振幅は心房ペーシングパルスが比較的低い振幅
を有し且つ心室ペーシングパルスが比較的高い振幅を有
するように変えられる。それぞれのパルスはペースメー
カの心臓サイクルの追跡に従って時間決めされる。前述
の概念はある用件下では良好な結果を与えるが、早期
（ｐｒｅｍａｔｕｒｅ）心房収縮（ＰＡＣ）、早期心室
収縮（ＰＶＣ）、２：１ブロック、遠界Ｒ波の過剰検知
などはそのようなシステムを混乱状態にして、分裂した
タイミング及び機能の喪失を生じさせる結果になること
がある。加えて、そのようなシステムにおける信号出力
は電極形態に関して全方向性である。これはしきい値変
動及び低捕捉効率を生じる結果になる。更に、信号の全
方向性特性のために、Ｖ又はＡペーシングパルスは対立
する室が不応期間の外側で刺激されたならばこの室の意
図されない刺激を引き起こすかもしれない。最後に、そ
のようなシステムは最大ＡＶ遅延を心房心筋組織の不応
期間よりも小さい値に制限するが、これはそうでなけれ
ばＶペースパルスが心房を刺激することになるであろう
からである。
【０００６】上の諸例はより良い方法で刺激パルスを所
望の心臓場所に供給する必要性が存在する場合の例を網
羅してはいない。以下で更に詳細に論述されるように、
改善された場所分解能で所望の場所に刺激パルスを供給
する能力が細動除去システムにおいて、及び心房頻搏の
ような心臓不整脈を治療する際に望まれる。必要とされ
るものは関心のある各特定の場所に電極を固定している
多数のリードを使用することなく最大の順応性及び制御
を提供するシステムである。
望の心臓場所に供給する必要性が存在する場合の例を網
羅してはいない。以下で更に詳細に論述されるように、
改善された場所分解能で所望の場所に刺激パルスを供給
する能力が細動除去システムにおいて、及び心房頻搏の
ような心臓不整脈を治療する際に望まれる。必要とされ
るものは関心のある各特定の場所に電極を固定している
多数のリードを使用することなく最大の順応性及び制御
を提供するシステムである。
【０００７】脊髄刺激の領域において行われた対策が、
言及により全体としてこの明細書に組み込まれた米国特
許第５５０１７０３号に開示されている。この特許は硬
膜外脊髄刺激のための多重チャネル装置を開示してい
る。この発明は刺激誘発性感覚異常が多数の電極を使用
し且つ供給刺激パルスのパラメータを変更することによ
って集束させられ且つ変化させられるという観察に基づ
いている。多数のパルス発生器及び対応する電極により
与えられる同時刺激によって発生された潜在的な電界の
重畳は、刺激脊髄領域の大きさ及び形状における有意の
変化を生じることになるものとして記述されている。リ
ードは電極配列を硬膜外空間に配置して脊髄から数ミリ
メートル植え込まれたものとして記述されている。供給
刺激パルスのパラメータ変更は電極配列に近接したどの
神経線維が刺激され且つどれが刺激されないかについて
若干の制御を与える。この技法は脊髄刺激のこの限定さ
れた分野においては好結果であると判明しているが、類
似の応用はペーシング又は心臓刺激に関しては開発され
ていない。
言及により全体としてこの明細書に組み込まれた米国特
許第５５０１７０３号に開示されている。この特許は硬
膜外脊髄刺激のための多重チャネル装置を開示してい
る。この発明は刺激誘発性感覚異常が多数の電極を使用
し且つ供給刺激パルスのパラメータを変更することによ
って集束させられ且つ変化させられるという観察に基づ
いている。多数のパルス発生器及び対応する電極により
与えられる同時刺激によって発生された潜在的な電界の
重畳は、刺激脊髄領域の大きさ及び形状における有意の
変化を生じることになるものとして記述されている。リ
ードは電極配列を硬膜外空間に配置して脊髄から数ミリ
メートル植え込まれたものとして記述されている。供給
刺激パルスのパラメータ変更は電極配列に近接したどの
神経線維が刺激され且つどれが刺激されないかについて
若干の制御を与える。この技法は脊髄刺激のこの限定さ
れた分野においては好結果であると判明しているが、類
似の応用はペーシング又は心臓刺激に関しては開発され
ていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】心臓の応用に関して望
まれるものは、心臓刺激パルスを、これが選択された心
臓室を有効に捕捉し若しくは細動除去し、又はそうでな
ければ心臓不整脈を制御するように有効に「操舵する
（ｓｔｅｅｒ）」ためのシステム及び対応する方法であ
る。そのようなシステム及び方法は、心臓応用において
は室が分離しており且つ単一の脊髄に沿って整列した神
経に類似していないという事実を考慮に入れなければな
らない。むしろ、一つ以上の分離した室における心臓筋
肉組織は種々の刺激目標場所に実質上近接して電極の配
列を配置しておくことなく刺激されなければならない。
まれるものは、心臓刺激パルスを、これが選択された心
臓室を有効に捕捉し若しくは細動除去し、又はそうでな
ければ心臓不整脈を制御するように有効に「操舵する
（ｓｔｅｅｒ）」ためのシステム及び対応する方法であ
る。そのようなシステム及び方法は、心臓応用において
は室が分離しており且つ単一の脊髄に沿って整列した神
経に類似していないという事実を考慮に入れなければな
らない。むしろ、一つ以上の分離した室における心臓筋
肉組織は種々の刺激目標場所に実質上近接して電極の配
列を配置しておくことなく刺激されなければならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は近接して配置
された一組の電極から一つ以上の心臓場所をペーシング
し又はそうでなければ刺激するためのシステムであっ
て、出力が複合刺激パルスへと組み合わされるような方
法で複数のパルス成分の個個のパルスパラメータが制御
されるようになっている。この発明は、それぞれのその
ような複合パルスを選択された場所へ有効に操舵（ｓｔ
ｅｅｒｉｎｇ）すること、及びしきい値変化に適応する
ように操舵パラメータを調整することを可能にする。あ
る範囲の心臓領域にわたって刺激の分野を変えることに
よって、この発明はより迅速な植込み手順を可能にする
が、これはリードが左心房又は冠状洞のような一般的な
領域に配置され得るからである。後程一つ以上の領域に
おいて刺激を行うための最適しきい値が、それぞれの複
合刺激パルスのそれぞれのペーシング又は細動除去パル
ス成分に対応する種種のパルスパラメータを設定するこ
とによって選択され且つプログラムされることができ
る。
された一組の電極から一つ以上の心臓場所をペーシング
し又はそうでなければ刺激するためのシステムであっ
て、出力が複合刺激パルスへと組み合わされるような方
法で複数のパルス成分の個個のパルスパラメータが制御
されるようになっている。この発明は、それぞれのその
ような複合パルスを選択された場所へ有効に操舵（ｓｔ
ｅｅｒｉｎｇ）すること、及びしきい値変化に適応する
ように操舵パラメータを調整することを可能にする。あ
る範囲の心臓領域にわたって刺激の分野を変えることに
よって、この発明はより迅速な植込み手順を可能にする
が、これはリードが左心房又は冠状洞のような一般的な
領域に配置され得るからである。後程一つ以上の領域に
おいて刺激を行うための最適しきい値が、それぞれの複
合刺激パルスのそれぞれのペーシング又は細動除去パル
ス成分に対応する種種のパルスパラメータを設定するこ
とによって選択され且つプログラムされることができ
る。
【００１０】一般的なシステム形態においては、この発
明は三つ以上の電極が配置されている少なくとも一つの
リードを準備している。植込み中に電極は心臓内の又は
心臓に近接した選択された場所に配置され、複合刺激パ
ルスは一つ以上の選択された心臓場所に向けられ又は操
舵される。この発明の簡単な配置においては三つの電極
が使用される。すなわち、二つの能動電極及び一つの共
通電極（又は「接地」が二つのパルスを供給するが、こ
の二つのパルスは選択場所に向けて操舵される電気的刺
激を発生するようにプログラムされた複合パルス成分で
ある。これらのパルス成分は大きさ（振幅又は持続時
間）、極性、及び位相（タイミング）を含む出力パルス
パラメータに関してプログラムされる。各パルスは能動
電極の一つと共通電極との間に供給される。より複雑な
配置においては、リードは３より大きい若干数（ｎ）の
電極を有していて、電極はスイッチマトリックスを通し
て能動又は共通であるように制御可能に接続される。こ
の配置はパルスパラメータ制御と電極選択との両方によ
り操舵制御を与える。制御は又、更なるパルス捕捉の最
適化及び正確な検知のために、刺激パルスの供給の切換
え及び二極式又は単極式配置の検知を組み込むことがで
きる。更なる実施例においては、隔置された電極が検知
信号の相対的タイミングを比較して検知信号の源泉を心
室又は心房におけるものとして確認する。
明は三つ以上の電極が配置されている少なくとも一つの
リードを準備している。植込み中に電極は心臓内の又は
心臓に近接した選択された場所に配置され、複合刺激パ
ルスは一つ以上の選択された心臓場所に向けられ又は操
舵される。この発明の簡単な配置においては三つの電極
が使用される。すなわち、二つの能動電極及び一つの共
通電極（又は「接地」が二つのパルスを供給するが、こ
の二つのパルスは選択場所に向けて操舵される電気的刺
激を発生するようにプログラムされた複合パルス成分で
ある。これらのパルス成分は大きさ（振幅又は持続時
間）、極性、及び位相（タイミング）を含む出力パルス
パラメータに関してプログラムされる。各パルスは能動
電極の一つと共通電極との間に供給される。より複雑な
配置においては、リードは３より大きい若干数（ｎ）の
電極を有していて、電極はスイッチマトリックスを通し
て能動又は共通であるように制御可能に接続される。こ
の配置はパルスパラメータ制御と電極選択との両方によ
り操舵制御を与える。制御は又、更なるパルス捕捉の最
適化及び正確な検知のために、刺激パルスの供給の切換
え及び二極式又は単極式配置の検知を組み込むことがで
きる。更なる実施例においては、隔置された電極が検知
信号の相対的タイミングを比較して検知信号の源泉を心
室又は心房におけるものとして確認する。
【００１１】この発明の第１の特定の実施例において
は、左心房ペーシングシステム及び方法が準備されてお
り、これにおいては二つの能動電極及び一つの共通電極
の配列を有するリードが左心房に近接して冠状洞に配置
されている。二つの別々の発生器から二つのパルスを発
生することによって複合ペーシングパルスが生成される
が、この場合各パルスは少なくとも振幅に関して制御さ
れて能動電極と共通電極との間に供給される。パルスパ
ラメータは、組織刺激の領域をそれが右から中心へそし
て左へと掃引するように操舵するために制御されること
が望ましい。一たんパルスパラメータが標準しきい値決
定技法によって最適化されると、その値はペースメーカ
における記憶場所に記憶される。独立にプログラムされ
たパルス振幅、パルス幅、及びパルス間の重なり（又は
位相）の程度のような出力パルス刺激パラメータを最適
化すると、リード移動の場合における再捕捉及びしきい
値最適化が可能になる。それゆえに、移住又は移動した
リードを配置し直すための追加の手術処置が不必要にな
る。
は、左心房ペーシングシステム及び方法が準備されてお
り、これにおいては二つの能動電極及び一つの共通電極
の配列を有するリードが左心房に近接して冠状洞に配置
されている。二つの別々の発生器から二つのパルスを発
生することによって複合ペーシングパルスが生成される
が、この場合各パルスは少なくとも振幅に関して制御さ
れて能動電極と共通電極との間に供給される。パルスパ
ラメータは、組織刺激の領域をそれが右から中心へそし
て左へと掃引するように操舵するために制御されること
が望ましい。一たんパルスパラメータが標準しきい値決
定技法によって最適化されると、その値はペースメーカ
における記憶場所に記憶される。独立にプログラムされ
たパルス振幅、パルス幅、及びパルス間の重なり（又は
位相）の程度のような出力パルス刺激パラメータを最適
化すると、リード移動の場合における再捕捉及びしきい
値最適化が可能になる。それゆえに、移住又は移動した
リードを配置し直すための追加の手術処置が不必要にな
る。
【００１２】この発明の第２実施例は、冠状洞又は深い
心臓静脈に配置された少なくとも二つの能動電極及び少
なくとも一つの共通電極を有する単一のリードからのＤ
ＤＤペーシングを準備する。異なった二つのパルス成分
の複合刺激波が心室パルス及び心房パルスのそれぞれの
ために発生される。心室刺激に関しては、大きい方の複
合振幅が使用されて、パルスは共通電極に関して各能動
電極を横切って供給されたパルス成分のパラメータの適
当な調整によって心室の方へ操舵される。心房刺激に関
しては、小さい方の振幅が使用されてパルスパラメータ
は結果として生じる電界を心房の方へ操舵するように変
えられる。パルスは各室からの検知信号を考慮に入れて
心臓サイクルに従って時間決めされればよい。リードは
心臓信号が発出する方向の識別を可能にして、ＰＡＣ及
びＰＶＣのように異常な信号に関してのどのようなあい
まいさも除かれるようにするために一つ以上の付加的な
検知電極を有することが望ましい。この発明のこの実施
例及びその他においては、自動しきい値決定の特徴はし
きい値変化が最適性能を求めてパルス操舵パラメータを
自動的に調整するために使用されるように保護されるこ
とが望ましい。
心臓静脈に配置された少なくとも二つの能動電極及び少
なくとも一つの共通電極を有する単一のリードからのＤ
ＤＤペーシングを準備する。異なった二つのパルス成分
の複合刺激波が心室パルス及び心房パルスのそれぞれの
ために発生される。心室刺激に関しては、大きい方の複
合振幅が使用されて、パルスは共通電極に関して各能動
電極を横切って供給されたパルス成分のパラメータの適
当な調整によって心室の方へ操舵される。心房刺激に関
しては、小さい方の振幅が使用されてパルスパラメータ
は結果として生じる電界を心房の方へ操舵するように変
えられる。パルスは各室からの検知信号を考慮に入れて
心臓サイクルに従って時間決めされればよい。リードは
心臓信号が発出する方向の識別を可能にして、ＰＡＣ及
びＰＶＣのように異常な信号に関してのどのようなあい
まいさも除かれるようにするために一つ以上の付加的な
検知電極を有することが望ましい。この発明のこの実施
例及びその他においては、自動しきい値決定の特徴はし
きい値変化が最適性能を求めてパルス操舵パラメータを
自動的に調整するために使用されるように保護されるこ
とが望ましい。
【００１３】この発明のなお別の実施例においてはＤＤ
Ｄモードペーシングのために単一パスリードが使用され
ており、この場合リードは心室におけるペーシング及び
センシングのための一つ又は二つの電極、及び心房にお
けるペーシング及びセンシングのために心房に配置され
た浮動電極の配列を有している。心房配列は望ましくは
三つ電極、すなわち、二つの能動電極及び一つの共通又
は不関電極を有している。種種のパルスが各能動／共通
対を横切って、同時に又は非常に小さい位相差で供給さ
れる。パルスパラメータは刺激の改善を求めてペーシン
グパルスの最適操舵を可能にするために必要に応じて調
整される。
Ｄモードペーシングのために単一パスリードが使用され
ており、この場合リードは心室におけるペーシング及び
センシングのための一つ又は二つの電極、及び心房にお
けるペーシング及びセンシングのために心房に配置され
た浮動電極の配列を有している。心房配列は望ましくは
三つ電極、すなわち、二つの能動電極及び一つの共通又
は不関電極を有している。種種のパルスが各能動／共通
対を横切って、同時に又は非常に小さい位相差で供給さ
れる。パルスパラメータは刺激の改善を求めてペーシン
グパルスの最適操舵を可能にするために必要に応じて調
整される。
【００１４】この発明の上の諸実施例に加えて、この発
明のシステム及び方法は心房細動除去、心房不整脈予
防、心室細動除去、及び場所特有の頻搏防止治療に向け
られた他の実施例において利用されることができる。こ
の発明のシステム及び方法は又特定のリード及びパルス
出力サブシステムを使用することができる。
明のシステム及び方法は心房細動除去、心房不整脈予
防、心室細動除去、及び場所特有の頻搏防止治療に向け
られた他の実施例において利用されることができる。こ
の発明のシステム及び方法は又特定のリード及びパルス
出力サブシステムを使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１乃至図４は、この発明に従っ
て特定の場所へ操舵される複合刺激パルスを供給するた
めのリードを有する患者の心臓の概略図を示している。
図１乃至図４は例示的なものであって、この発明のすべ
ての実施例を示唆するように意図されていない。リード
３０はその遠位端部分が患者の冠状洞に配置されてお
り、三つの電極３１，３２，３３を有しているが、ここ
で電極３２は望ましくは共通電極である。そのほか、刺
激器４５のケース３５も共通電極として使用されること
ができる。リード３０は刺激器４５に接続されている
が、これはペースメーカ、細動除去器、又は組合せ式ペ
ースメーカ／カーディオバータ／除細動器の刺激器であ
る。リード３０は、複合パルスを供給するために刺激器
４５からのパルス発生器出力を対応する電極対３１，３
２及び３３，３２に接続する導線を有している。個個の
パルスパラメータは複合パルスを特定の場所へ操舵する
ように選ばれる。例えば、パルスは図示された場所から
右若しくは左心房へ又は心房と心室とへ操舵されること
ができる。リード３６（図２乃至図４）は通常単独で使
用されるが、リード３０と共に使用されることもでき
る。リード３６も同様に刺激器４５に接続されており、
どちらか一方又は両方の電極組３７，３８，３９及び４
１，４２，４３を有することができる。心室電極３７，
３８，３９は望ましくは対３７，３８及び３９，３８間
のパルス成分パルスを受けるように接続されており、又
はそのような電極の任意の一つとケース３５との間に接
続されることもできる。心房電極４１，４２，４３は望
ましくは対４１，４２及び４３，４２間のパルス成分パ
ルスを受けるように接続されており、又はそのような電
極の任意の一つとケース３５との間に接続されている。
任意の選択された電極形態においては、結果として生じ
る複合パルスを所望の場所へ操舵するためにパルス成分
パラメータの適当な制御が利用される。例えば、浮動心
房電極４１，４２，４３は単一パスリード３６によるＤ
ＤＤモードにおける心房ペーシングのために使用される
ことができる。任意特定の電極形態においても、選択さ
れた又は付加的な電極は心臓信号を検知することができ
る。二つの能動電極及び一つの共通電極（例えば、二つ
の陽極及び一つの陰極）の電極組が例示されているけれ
ども、電極組はより大きい数（ｎ）の電極からなっても
よく、共通電極としてのペースメーカ又は刺激器のケー
スに関連して切換可能であってもよい。心臓内ペーシン
グ応用に関しては、電極表面積は望ましくはほぼ３４〜
５０ｍｍ2 である。各能動電極と共通電極との間の離隔
距離は約７ｍｍを超えることが望ましい。心臓室の外側
の（例えば冠状洞における）電極配置に関しては、各中
立電極と共通電極との間の離隔距離は約１ｃｍを超える
ことが望ましい。二つの能動電極間の対応する距離は望
ましくは約１．４ｃｍを超え、最も望ましくは約２ｃｍ
を超える。細動除去及び他の電気除細動応用において
は、電極表面積及び電極間間隔はより大きい。
て特定の場所へ操舵される複合刺激パルスを供給するた
めのリードを有する患者の心臓の概略図を示している。
図１乃至図４は例示的なものであって、この発明のすべ
ての実施例を示唆するように意図されていない。リード
３０はその遠位端部分が患者の冠状洞に配置されてお
り、三つの電極３１，３２，３３を有しているが、ここ
で電極３２は望ましくは共通電極である。そのほか、刺
激器４５のケース３５も共通電極として使用されること
ができる。リード３０は刺激器４５に接続されている
が、これはペースメーカ、細動除去器、又は組合せ式ペ
ースメーカ／カーディオバータ／除細動器の刺激器であ
る。リード３０は、複合パルスを供給するために刺激器
４５からのパルス発生器出力を対応する電極対３１，３
２及び３３，３２に接続する導線を有している。個個の
パルスパラメータは複合パルスを特定の場所へ操舵する
ように選ばれる。例えば、パルスは図示された場所から
右若しくは左心房へ又は心房と心室とへ操舵されること
ができる。リード３６（図２乃至図４）は通常単独で使
用されるが、リード３０と共に使用されることもでき
る。リード３６も同様に刺激器４５に接続されており、
どちらか一方又は両方の電極組３７，３８，３９及び４
１，４２，４３を有することができる。心室電極３７，
３８，３９は望ましくは対３７，３８及び３９，３８間
のパルス成分パルスを受けるように接続されており、又
はそのような電極の任意の一つとケース３５との間に接
続されることもできる。心房電極４１，４２，４３は望
ましくは対４１，４２及び４３，４２間のパルス成分パ
ルスを受けるように接続されており、又はそのような電
極の任意の一つとケース３５との間に接続されている。
任意の選択された電極形態においては、結果として生じ
る複合パルスを所望の場所へ操舵するためにパルス成分
パラメータの適当な制御が利用される。例えば、浮動心
房電極４１，４２，４３は単一パスリード３６によるＤ
ＤＤモードにおける心房ペーシングのために使用される
ことができる。任意特定の電極形態においても、選択さ
れた又は付加的な電極は心臓信号を検知することができ
る。二つの能動電極及び一つの共通電極（例えば、二つ
の陽極及び一つの陰極）の電極組が例示されているけれ
ども、電極組はより大きい数（ｎ）の電極からなっても
よく、共通電極としてのペースメーカ又は刺激器のケー
スに関連して切換可能であってもよい。心臓内ペーシン
グ応用に関しては、電極表面積は望ましくはほぼ３４〜
５０ｍｍ2 である。各能動電極と共通電極との間の離隔
距離は約７ｍｍを超えることが望ましい。心臓室の外側
の（例えば冠状洞における）電極配置に関しては、各中
立電極と共通電極との間の離隔距離は約１ｃｍを超える
ことが望ましい。二つの能動電極間の対応する距離は望
ましくは約１．４ｃｍを超え、最も望ましくは約２ｃｍ
を超える。細動除去及び他の電気除細動応用において
は、電極表面積及び電極間間隔はより大きい。
【００１６】図５はこの発明の刺激器の主要な構成部分
のブロック図を示している。発生器１，２，───Ｎは
４６，４７，４８で示されており、パルス成分を発生す
るための発生器である。発生器は可能化されたりされな
かったりし、パルスパラメータ・タイミング制御ブロッ
ク６４によってパルスパラメータ及びタイミングに関し
て制御される。選択された発生器出力はスイッチマトリ
ックス５０（やはりブロック６４により制御される）を
通して接続されており、従って選択されたパルス成分は
選択されたリード電極５１に接続される。選択された電
極と刺激器／接地（ケース）３５との間には一つ以上の
発生器出力を接続することができる。検知された信号は
スイッチマトリックス５０を通して、５２，５３，５４
で示されたようなセンス（検知）回路１，２，───Ｎ
に送られるが、これらの回路の出力はマイクロプロセッ
サ／しきい値検出ブロック６０に接続されている。ブロ
ック６０は、刺激器４５のすべての通常の必要な論理及
びタイミング機能を実施し且つ又供給されたパルスが捕
捉を生じる結果になった時に検出する。ブロック６０は
又しきい値を決定し、そして記憶装置６２に接続されて
おり、ここで操舵パラメータに関するデータが記憶され
る。パラメータデータはしきい値検出の関数として内部
的に発生され又は外部プログラマから受信される。パラ
メータデータ及びタイミングがブロック６０において決
定されたことの結果として、パルスパラメータ及びタイ
ミング制御のためのデータがブロック６４に結合され
る。供給刺激パルスのパルスパラメータを制御するため
の閉ループシステムがそれゆえに準備される。
のブロック図を示している。発生器１，２，───Ｎは
４６，４７，４８で示されており、パルス成分を発生す
るための発生器である。発生器は可能化されたりされな
かったりし、パルスパラメータ・タイミング制御ブロッ
ク６４によってパルスパラメータ及びタイミングに関し
て制御される。選択された発生器出力はスイッチマトリ
ックス５０（やはりブロック６４により制御される）を
通して接続されており、従って選択されたパルス成分は
選択されたリード電極５１に接続される。選択された電
極と刺激器／接地（ケース）３５との間には一つ以上の
発生器出力を接続することができる。検知された信号は
スイッチマトリックス５０を通して、５２，５３，５４
で示されたようなセンス（検知）回路１，２，───Ｎ
に送られるが、これらの回路の出力はマイクロプロセッ
サ／しきい値検出ブロック６０に接続されている。ブロ
ック６０は、刺激器４５のすべての通常の必要な論理及
びタイミング機能を実施し且つ又供給されたパルスが捕
捉を生じる結果になった時に検出する。ブロック６０は
又しきい値を決定し、そして記憶装置６２に接続されて
おり、ここで操舵パラメータに関するデータが記憶され
る。パラメータデータはしきい値検出の関数として内部
的に発生され又は外部プログラマから受信される。パラ
メータデータ及びタイミングがブロック６０において決
定されたことの結果として、パルスパラメータ及びタイ
ミング制御のためのデータがブロック６４に結合され
る。供給刺激パルスのパルスパラメータを制御するため
の閉ループシステムがそれゆえに準備される。
【００１７】図６及び図７はこの発明の操舵の特徴を有
する多重室ペースメーカを示しており、この場合左心房
が操舵パルスでペーシングされることができる。図６
は、言及により全体として、この明細書に組み込まれた
米国特許第５４４１５２５号における図２に関して変更
されている。この発明はマイクロプロセッサ準拠式アー
キテクチャに従って記述されているけれども、この発明
がディジタル論理準拠式、注文集積回路（ＩＣ）アーキ
テクチャのような他の技術を用いて、又はこの技術にお
いて通常の技能を有する者にはなじみのハードウェア及
びソフトウエアの任意の他の組合せで実施され得ること
は理解されるであろう。
する多重室ペースメーカを示しており、この場合左心房
が操舵パルスでペーシングされることができる。図６
は、言及により全体として、この明細書に組み込まれた
米国特許第５４４１５２５号における図２に関して変更
されている。この発明はマイクロプロセッサ準拠式アー
キテクチャに従って記述されているけれども、この発明
がディジタル論理準拠式、注文集積回路（ＩＣ）アーキ
テクチャのような他の技術を用いて、又はこの技術にお
いて通常の技能を有する者にはなじみのハードウェア及
びソフトウエアの任意の他の組合せで実施され得ること
は理解されるであろう。
【００１８】図６において、ペースメーカ（刺激器）４
５は左心房，右心房又は右心室をペーシングするために
複数の成分複合操舵パルスを発生するための多数の発生
器（発生器１，２及び発生器３，４，５）を準備するよ
うに通常のＤＤＤペースメーカに関して変更されてい
る。１１１で一括して示された発生器１及び２は、電極
対３１，３２（共通）及び３３，３２間にパルス成分を
供給するために、それらの出力が少なくとも一つのコン
デンサ１１７を通してリード３０に結合されている。各
パルス成分のパラメータは複合パルスを正確に操舵して
左心房が捕捉されるようにするために調整される。発生
器３及び４（１０８で示されている）も同様に操舵パル
スを電極対４１，４２及び４３，４２間の右心房に供給
するためにそれらの出力がリード３６に接続されてい
る。発生器５（やはり１０８で示されている）は右心室
の単極ペーシングのために遠位電極３９に、又は二極ペ
ーシングのために電極３９と３８の間に接続されてい
る。
５は左心房，右心房又は右心室をペーシングするために
複数の成分複合操舵パルスを発生するための多数の発生
器（発生器１，２及び発生器３，４，５）を準備するよ
うに通常のＤＤＤペースメーカに関して変更されてい
る。１１１で一括して示された発生器１及び２は、電極
対３１，３２（共通）及び３３，３２間にパルス成分を
供給するために、それらの出力が少なくとも一つのコン
デンサ１１７を通してリード３０に結合されている。各
パルス成分のパラメータは複合パルスを正確に操舵して
左心房が捕捉されるようにするために調整される。発生
器３及び４（１０８で示されている）も同様に操舵パル
スを電極対４１，４２及び４３，４２間の右心房に供給
するためにそれらの出力がリード３６に接続されてい
る。発生器５（やはり１０８で示されている）は右心室
の単極ペーシングのために遠位電極３９に、又は二極ペ
ーシングのために電極３９と３８の間に接続されてい
る。
【００１９】入出力回路７０は心臓において発出し且つ
リード３０及び３６に接続されたセンサ（図示されてい
ない）により検知される電気信号の検出のために必要な
入出力アナログ回路及びディジタル制御・タイミング回
路を含んでいる。入出力回路７０は更に、マイクロコン
ピュータ回路７２におけるソフトウエア実現式アルゴリ
ズムの制御の下で心臓に操舵刺激パルスを印加するため
に必要とされる回路部を含んでいる。
リード３０及び３６に接続されたセンサ（図示されてい
ない）により検知される電気信号の検出のために必要な
入出力アナログ回路及びディジタル制御・タイミング回
路を含んでいる。入出力回路７０は更に、マイクロコン
ピュータ回路７２におけるソフトウエア実現式アルゴリ
ズムの制御の下で心臓に操舵刺激パルスを印加するため
に必要とされる回路部を含んでいる。
【００２０】マイクロコンピュータ回路７２はオンボー
ド回路７４及びオフボード回路７６を含んでいる。オン
ボード回路７４はマイクロプロセッサ７８、システムク
ロック８０、並びにオンボードＲＡＭ８２及びＲＯＭ８
４を含んでいる。オフボード回路７６はオフボードＲＡ
Ｍ／ＲＯＭユニット８６を含んでいる。マイクロコンピ
ュータ回路７２はデータ通信母線８８によってディジタ
ル制御器／タイマ回路９０に結合されている。マイクロ
コンピュータ回路７２は注文ＩＣデバイスにより製作さ
れ且つ標準ＲＡＭ／ＲＯＭ構成部分によって拡張される
ことができる。技術に通じた者により理解されることで
あろうが、図６に表示された電気的構成部分は明白には
示されていない適当な植込み可能級の電池電源によって
給電される。
ド回路７４及びオフボード回路７６を含んでいる。オン
ボード回路７４はマイクロプロセッサ７８、システムク
ロック８０、並びにオンボードＲＡＭ８２及びＲＯＭ８
４を含んでいる。オフボード回路７６はオフボードＲＡ
Ｍ／ＲＯＭユニット８６を含んでいる。マイクロコンピ
ュータ回路７２はデータ通信母線８８によってディジタ
ル制御器／タイマ回路９０に結合されている。マイクロ
コンピュータ回路７２は注文ＩＣデバイスにより製作さ
れ且つ標準ＲＡＭ／ＲＯＭ構成部分によって拡張される
ことができる。技術に通じた者により理解されることで
あろうが、図６に表示された電気的構成部分は明白には
示されていない適当な植込み可能級の電池電源によって
給電される。
【００２１】無線周波（ＲＦ）送受信機回路（ＲＦ Ｔ
Ｘ／ＲＸ）９４によるアップリンク／ダウンリンク・テ
レメトリーのために入出力回路７０にアンテナ９２が接
続されている。アンテナ９２と外部プログラマ（図示さ
れていない）のような外部装置との間のアナログ及びデ
ィジタルデータの遠隔通信は好適な実施例においては、
言及により全体としてこの明細書に組み込まれた、１９
９２年７月７日発行の「植込み可能な医用装置のための
テレメトリー・フォーマット（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ Ｆ
ｏｒｍａｔ ｆｏｒ Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄ
ｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）」という名称の米国特許第５
１２７４０４号に実質上記述されたように、すべてのデ
ータを最初ディジタル的に符号化して次に減衰ＲＦ搬送
時においてパルス位置変調することによって実施され
る。テレメトリー及びプログラミング機能を通して患者
の継続管理を可能にするために入出力回路７０にリード
スイッチ９１が接続されている。
Ｘ／ＲＸ）９４によるアップリンク／ダウンリンク・テ
レメトリーのために入出力回路７０にアンテナ９２が接
続されている。アンテナ９２と外部プログラマ（図示さ
れていない）のような外部装置との間のアナログ及びデ
ィジタルデータの遠隔通信は好適な実施例においては、
言及により全体としてこの明細書に組み込まれた、１９
９２年７月７日発行の「植込み可能な医用装置のための
テレメトリー・フォーマット（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ Ｆ
ｏｒｍａｔ ｆｏｒ Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｍｅｄ
ｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）」という名称の米国特許第５
１２７４０４号に実質上記述されたように、すべてのデ
ータを最初ディジタル的に符号化して次に減衰ＲＦ搬送
時においてパルス位置変調することによって実施され
る。テレメトリー及びプログラミング機能を通して患者
の継続管理を可能にするために入出力回路７０にリード
スイッチ９１が接続されている。
【００２２】水晶発振器回路９６（一般的には３２７６
８Ｈｚ水晶制御発振器）はディジタル制御器／タイマ回
路９０に主タイミングクロック信号を供給する。Ｖｒｅ
ｆ／バイアス回路９８は入出力回路７０のアナログ回路
のための安定な電圧基準及びバイアス電流を発生する。
ＡＤＣ／マルチプレクサ回路（ＡＤＣ／ＭＵＸ）１００
はテレメトリー及び取替え表示信号又は寿命終了機能
（ＥＯＬ）を与えるためにアナログ信号及び電圧をディ
ジタル化する。パワーオン・リセット回路（ＰＯＲ）１
０２はパワーアップ中にプログラム値でペースメーカ４
０を初期化し、又低電池状態の検出時に、又は許容不可
能なほど高い電流干渉（妨害）（ＥＭＩ）のようなある
種の望ましくない状態の存在時にプログラム値をデフォ
ールト状態にリセットするように機能する。
８Ｈｚ水晶制御発振器）はディジタル制御器／タイマ回
路９０に主タイミングクロック信号を供給する。Ｖｒｅ
ｆ／バイアス回路９８は入出力回路７０のアナログ回路
のための安定な電圧基準及びバイアス電流を発生する。
ＡＤＣ／マルチプレクサ回路（ＡＤＣ／ＭＵＸ）１００
はテレメトリー及び取替え表示信号又は寿命終了機能
（ＥＯＬ）を与えるためにアナログ信号及び電圧をディ
ジタル化する。パワーオン・リセット回路（ＰＯＲ）１
０２はパワーアップ中にプログラム値でペースメーカ４
０を初期化し、又低電池状態の検出時に、又は許容不可
能なほど高い電流干渉（妨害）（ＥＭＩ）のようなある
種の望ましくない状態の存在時にプログラム値をデフォ
ールト状態にリセットするように機能する。
【００２３】図６に図示されたペースメーカ４５のタイ
ミングを制御するための動作指令はデータ通信母線８８
によってディジタル制御器／タイマ回路９０に結合さ
れ、ここではディジタルタイマがペースの全逸脱期間並
びに入出力回路９０における周辺構成部分の動作を制御
するための種種の不応、ブランキング及びその他の時間
窓をセットする。
ミングを制御するための動作指令はデータ通信母線８８
によってディジタル制御器／タイマ回路９０に結合さ
れ、ここではディジタルタイマがペースの全逸脱期間並
びに入出力回路９０における周辺構成部分の動作を制御
するための種種の不応、ブランキング及びその他の時間
窓をセットする。
【００２４】ディジタル制御器／タイマ回路９０は、そ
れぞれ、患者の心室及び心房の電気的活動度を表示して
いる増幅され且つ処理された信号を受けるためにセンス
（検知）増幅器１０４及び１０７とＥＧＭ（電気記録
図）増幅器１０６及び１１３とに結合されている。それ
らの信号はどの心臓場所がペーシングされているかに依
存して一つ以上の電極３１，３２，３３，３７，３９，
４１，４２，４３によって検知される。ただ二つのセン
ス増幅器が図６に示されているけれども、複数のセンス
増幅器、及びスイッチングマトリックスも又、例えば図
５において５０及び５２，５３，５４で示されたよう
に、使用されることができる。言及により全体としてこ
の明細書に組み込まれた米国特許第５４２３８７３号も
又参照されたい。これにおいてはペースメーカ出力及び
入力端子を多重電極配列における種々の電極に切り換え
るためのスイッチング配列が開示されている。センス増
幅器１０４及び１０７は回路９０内の逸脱期間タイマを
リセットするためにセンス（検知）事象信号を発生す
る。ＥＧＭ増幅器１０６により与えられた電気記録図信
号は植込み装置が患者の電気的心臓活動度のアナログ電
気記録図の表示をアップリンク・テレメトリーにより送
信するように外部プログラマ／トランシーバ（図示され
ていない）によって質問されているときに使用されるこ
とができる。例えば、「医用装置のためのテレメトリー
・システム（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏ
ｒ ａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）」という名称
のトンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）外に対する米国特許
第４５５６０６３号を参照されたい。これは言及により
全体としてこの明細書に組み込まれる。
れぞれ、患者の心室及び心房の電気的活動度を表示して
いる増幅され且つ処理された信号を受けるためにセンス
（検知）増幅器１０４及び１０７とＥＧＭ（電気記録
図）増幅器１０６及び１１３とに結合されている。それ
らの信号はどの心臓場所がペーシングされているかに依
存して一つ以上の電極３１，３２，３３，３７，３９，
４１，４２，４３によって検知される。ただ二つのセン
ス増幅器が図６に示されているけれども、複数のセンス
増幅器、及びスイッチングマトリックスも又、例えば図
５において５０及び５２，５３，５４で示されたよう
に、使用されることができる。言及により全体としてこ
の明細書に組み込まれた米国特許第５４２３８７３号も
又参照されたい。これにおいてはペースメーカ出力及び
入力端子を多重電極配列における種々の電極に切り換え
るためのスイッチング配列が開示されている。センス増
幅器１０４及び１０７は回路９０内の逸脱期間タイマを
リセットするためにセンス（検知）事象信号を発生す
る。ＥＧＭ増幅器１０６により与えられた電気記録図信
号は植込み装置が患者の電気的心臓活動度のアナログ電
気記録図の表示をアップリンク・テレメトリーにより送
信するように外部プログラマ／トランシーバ（図示され
ていない）によって質問されているときに使用されるこ
とができる。例えば、「医用装置のためのテレメトリー
・システム（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏ
ｒ ａ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ）」という名称
のトンプソン（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）外に対する米国特許
第４５５６０６３号を参照されたい。これは言及により
全体としてこの明細書に組み込まれる。
【００２５】１０８及び１１１で表示された複数の出力
パルスの発生器は、逸脱期間が時間切れになるか、外部
送信のペーシング指令が受信されるたびごとにディジタ
ル制御器／タイマ回路９０により出力されたペーシング
トリガ信号に応答して又は他の記憶された指令に応答し
て出力コンデンサ１１４及び１１７並びにリード３０及
び３６を通して患者の心臓にペーシング刺激を供給す
る。上に論述されたように、各供給パルスは実際上複数
の成分パルスの複合波であって、この場合各成分パルス
はこれと関連した特定のプログラムされた又は調整され
た一組の振幅、持続時間（幅）及び位相パラメータを持
っている。
パルスの発生器は、逸脱期間が時間切れになるか、外部
送信のペーシング指令が受信されるたびごとにディジタ
ル制御器／タイマ回路９０により出力されたペーシング
トリガ信号に応答して又は他の記憶された指令に応答し
て出力コンデンサ１１４及び１１７並びにリード３０及
び３６を通して患者の心臓にペーシング刺激を供給す
る。上に論述されたように、各供給パルスは実際上複数
の成分パルスの複合波であって、この場合各成分パルス
はこれと関連した特定のプログラムされた又は調整され
た一組の振幅、持続時間（幅）及び位相パラメータを持
っている。
【００２６】図７及び図８はパルスを発生し且つ操舵す
るための配置を更に詳細に示している。図７において、
発生器１〜５はタイミング、並びに振幅、持続時間及び
位相パラメータに関してディジタル制御器／タイマ回路
９０によって制御される。１２１における発生器１はコ
ンデンサＣ１を通してリード導線３１Ｃに結合されてお
り、このリード導体は出力に、リード３０を通して電極
３１に接続されている。１２２における発生器２の出力
は導線３３Ｃ上のコンデンサＣ２を通して電極３３に接
続されている。ペースメーカ接地又は共通は導体３２Ｃ
上のコンデンサＣＣを通して電極３２に接続されてい
る。ディジタル制限器／タイマ回路（パルスパラメータ
制御回路）９０は、図８に例示されたように、複合パル
スが左心房に供給されるときにこのパルスが有すること
になる方向を決定する。例えば、中心に向けられたパル
スに関しては電極対３１，３２及び３３，３２における
振幅は実質上等しい。右に向けられたパルスに関しては
電極３３，３２における振幅は電極３１，３２における
よりも大きい。左に向けられたパルスに関しては、相対
的振幅は、発生器１において発生して電極３１，３２間
に供給されるパルスが電極３３，３２間に供給されるも
のよりも大きい振幅を有するように切り換えられる。出
力パルスパラメータは標準しきい値決定技術及び記憶装
置に記憶された最適化されたパラメータによって調整さ
れることができる。
るための配置を更に詳細に示している。図７において、
発生器１〜５はタイミング、並びに振幅、持続時間及び
位相パラメータに関してディジタル制御器／タイマ回路
９０によって制御される。１２１における発生器１はコ
ンデンサＣ１を通してリード導線３１Ｃに結合されてお
り、このリード導体は出力に、リード３０を通して電極
３１に接続されている。１２２における発生器２の出力
は導線３３Ｃ上のコンデンサＣ２を通して電極３３に接
続されている。ペースメーカ接地又は共通は導体３２Ｃ
上のコンデンサＣＣを通して電極３２に接続されてい
る。ディジタル制限器／タイマ回路（パルスパラメータ
制御回路）９０は、図８に例示されたように、複合パル
スが左心房に供給されるときにこのパルスが有すること
になる方向を決定する。例えば、中心に向けられたパル
スに関しては電極対３１，３２及び３３，３２における
振幅は実質上等しい。右に向けられたパルスに関しては
電極３３，３２における振幅は電極３１，３２における
よりも大きい。左に向けられたパルスに関しては、相対
的振幅は、発生器１において発生して電極３１，３２間
に供給されるパルスが電極３３，３２間に供給されるも
のよりも大きい振幅を有するように切り換えられる。出
力パルスパラメータは標準しきい値決定技術及び記憶装
置に記憶された最適化されたパラメータによって調整さ
れることができる。
【００２７】リード３６により供給されるパルスは発生
器１２３，１２４，１２５（発生器３，４，５）によっ
て発生され、そしてそれぞれコンデンサＣ３及び導線４
１Ｃ、コンデンサＣ４及び導線４３Ｃ、並びにコンデン
サＣ５及び導線３９Ｃを通して電極４１，４２並びに３
９に結合されている。明確には示されていないが、電極
対４１，４２及び４３，４２間に発生され且つ供給され
るパルスも同様に、これらの浮動電極からの右心房のペ
ーシングを最適化するために振幅、持続時間又は両方を
調整される。リード３６の遠位端部は右電極の頂部に固
定されることができるので、電極３９，３８への供給の
ために複合操舵パルスを発生する必要性はない。もちろ
ん、心房及び心室ペースパルスは（通常のＤＤＤペース
メーカにおけるように）それらが供給される時間順序に
関して制御される。
器１２３，１２４，１２５（発生器３，４，５）によっ
て発生され、そしてそれぞれコンデンサＣ３及び導線４
１Ｃ、コンデンサＣ４及び導線４３Ｃ、並びにコンデン
サＣ５及び導線３９Ｃを通して電極４１，４２並びに３
９に結合されている。明確には示されていないが、電極
対４１，４２及び４３，４２間に発生され且つ供給され
るパルスも同様に、これらの浮動電極からの右心房のペ
ーシングを最適化するために振幅、持続時間又は両方を
調整される。リード３６の遠位端部は右電極の頂部に固
定されることができるので、電極３９，３８への供給の
ために複合操舵パルスを発生する必要性はない。もちろ
ん、心房及び心室ペースパルスは（通常のＤＤＤペース
メーカにおけるように）それらが供給される時間順序に
関して制御される。
【００２８】図９は、多室ペーシング・システムの一部
として、患者の心臓の２，３、又は４室に操舵されるペ
ーシング・パルスを供給する、図３に示されたペーシン
グ・システムのブロック図を示している。
として、患者の心臓の２，３、又は４室に操舵されるペ
ーシング・パルスを供給する、図３に示されたペーシン
グ・システムのブロック図を示している。
【００２９】図１０は、図９のペーシング・システムの
出力パルス発生器の部分を詳細に示している、この発明
のブロック図を示している。
出力パルス発生器の部分を詳細に示している、この発明
のブロック図を示している。
【００３０】図１１，図１２，図１３及び図１４は単一
リードからの多重場所ペーシングのための配置及び方法
を図解している。ここで、パルス信号の発生に関して図
６及び図７に示されたペースメーカと、言及により全体
としてこの明細書に組み込まれた米国特許第５２６５６
０１号とを参照する。リード３０の遠位端部分は図１１
に図解されたように冠状洞又は深い心臓静脈に配置され
ていて、ペースメーカ（刺激器）４５に接続されてい
る。心房と心室の両方におけるペーシングのために、電
極対３１，３２が心房ペーシングパルスを供給し、且つ
電極対３３，３２が心室ペーシングパルスを供給する。
個個のパルス成分は望ましくは（図７に示されたよう
に）発生器１２１及び１２２によって発生され、そして
振幅、幅及び位相に関して適当に制御される。
リードからの多重場所ペーシングのための配置及び方法
を図解している。ここで、パルス信号の発生に関して図
６及び図７に示されたペースメーカと、言及により全体
としてこの明細書に組み込まれた米国特許第５２６５６
０１号とを参照する。リード３０の遠位端部分は図１１
に図解されたように冠状洞又は深い心臓静脈に配置され
ていて、ペースメーカ（刺激器）４５に接続されてい
る。心房と心室の両方におけるペーシングのために、電
極対３１，３２が心房ペーシングパルスを供給し、且つ
電極対３３，３２が心室ペーシングパルスを供給する。
個個のパルス成分は望ましくは（図７に示されたよう
に）発生器１２１及び１２２によって発生され、そして
振幅、幅及び位相に関して適当に制御される。
【００３１】一つ、二つ又はより多くの場所のペーシン
グは図１２，図１３及び図１４に図解されたように実施
されることができる。図１２は各サイクルに対して発生
される単一の複合パルスを示しており、左又は右心房を
ペーシングするために使用されることができる。操舵は
成分ペースパルスの相対的大きさを調整することによっ
て実施される。すなわち、電極対３１，３２間に、供給
される信号の大きさは電極対３３，３２間に供給される
それを超えている。
グは図１２，図１３及び図１４に図解されたように実施
されることができる。図１２は各サイクルに対して発生
される単一の複合パルスを示しており、左又は右心房を
ペーシングするために使用されることができる。操舵は
成分ペースパルスの相対的大きさを調整することによっ
て実施される。すなわち、電極対３１，３２間に、供給
される信号の大きさは電極対３３，３２間に供給される
それを超えている。
【００３２】図１３は各サイクルに対して二つの心臓場
所をペーシングするためのパルス列を例示しており、心
房及び心室を別別にペーシングするために使用されるこ
とができる。第１のパルス成分は等しくない振幅、位相
又は幅を有していて、第１方向における電界の操舵を生
じることになる。第２のパルス成分は等しい振幅、位相
又は幅を有していて、正統な電界パターンを生じること
になる。組合せ心房及び心室ペーシングのためには、心
室が刺激されないように比較的低い大きさのものであれ
ばよい。同様に、複合心室パルスは比較的高い大きさの
ものでよいが、心室刺激だけが生じるように心臓の自然
の不応期間中に供給されればよい。心房センス増幅器
（単数又は複数）は、低い方の大きさの心房信号が心房
増幅器のしきい値だけを超え且つ高い方の大きさの心室
信号が両方の増幅器のしきい値を超えるように、心室増
幅器より低い検知のためのしきい値を有するように調整
されればよく、従って適当な論理で認められることがで
きる。例えば、米国特許第５２６５６０１号を参照せ
よ。
所をペーシングするためのパルス列を例示しており、心
房及び心室を別別にペーシングするために使用されるこ
とができる。第１のパルス成分は等しくない振幅、位相
又は幅を有していて、第１方向における電界の操舵を生
じることになる。第２のパルス成分は等しい振幅、位相
又は幅を有していて、正統な電界パターンを生じること
になる。組合せ心房及び心室ペーシングのためには、心
室が刺激されないように比較的低い大きさのものであれ
ばよい。同様に、複合心室パルスは比較的高い大きさの
ものでよいが、心室刺激だけが生じるように心臓の自然
の不応期間中に供給されればよい。心房センス増幅器
（単数又は複数）は、低い方の大きさの心房信号が心房
増幅器のしきい値だけを超え且つ高い方の大きさの心室
信号が両方の増幅器のしきい値を超えるように、心室増
幅器より低い検知のためのしきい値を有するように調整
されればよく、従って適当な論理で認められることがで
きる。例えば、米国特許第５２６５６０１号を参照せ
よ。
【００３３】図１４は三つの場所を刺激するための波形
を例示しており、この場合各心臓サイクルに対して三つ
の異なった複合パルスが発生されて電極対３１，３２及
び３３，３２間に供給される。電極対３１，３２間より
も大きい電極対３３，３２間の電圧を有する第３の複合
パルスが供給され、従って第１及び第３の複合パルスは
異なった方向に向けられる。個個の成分パルスの位相を
わずかに変えることによって操舵が援助され得ることに
も注意せよ。
を例示しており、この場合各心臓サイクルに対して三つ
の異なった複合パルスが発生されて電極対３１，３２及
び３３，３２間に供給される。電極対３１，３２間より
も大きい電極対３３，３２間の電圧を有する第３の複合
パルスが供給され、従って第１及び第３の複合パルスは
異なった方向に向けられる。個個の成分パルスの位相を
わずかに変えることによって操舵が援助され得ることに
も注意せよ。
【００３４】図１１及び図１５はこの発明の実施例を示
しており、これにおいては検知信号が心房で生じた時及
びそれが心室で生じた時を決定する単一リードシステム
の能力が高められ、それによってより良い且つより確実
なペースメーカ動作を可能にしている。リード３０には
遠位電極に近接して配置された一対のセンス電極１４
０，１４１があり、従ってリード３０が植え込まれたと
きにはこれらの電極は心房に近接して配置される。この
相対的配置のために、心房で生じる信号は電極対３２，
３３で検出される前に電極対１４０，１４１で検出され
る。同様に、心室で生じる信号は電極対１４０，１４１
に達する前に電極対３２，３３で検出される。図１５に
示されたように、これら二つの電極対からの信号は電極
対１０４，１０７で検知され、そして比較器１４５で時
間比較される。このような比較は単に到来信号の先行縁
部を検出してフリップフロップを心房起源の信号に信号
Ａを出力し且つ心室起源の信号については信号Ｖを出力
するようにセットすることによって実施されることがで
きる。別の方法として、ドップラ検出器及び信号処理器
によって、検知信号が生じた場所を決定してもよい。そ
のようなドップラ検出器は心臓室収縮から生じる圧力波
を検知するために電極対１４０，１４１の代わりに又は
これに加えて使用されることができる。
しており、これにおいては検知信号が心房で生じた時及
びそれが心室で生じた時を決定する単一リードシステム
の能力が高められ、それによってより良い且つより確実
なペースメーカ動作を可能にしている。リード３０には
遠位電極に近接して配置された一対のセンス電極１４
０，１４１があり、従ってリード３０が植え込まれたと
きにはこれらの電極は心房に近接して配置される。この
相対的配置のために、心房で生じる信号は電極対３２，
３３で検出される前に電極対１４０，１４１で検出され
る。同様に、心室で生じる信号は電極対１４０，１４１
に達する前に電極対３２，３３で検出される。図１５に
示されたように、これら二つの電極対からの信号は電極
対１０４，１０７で検知され、そして比較器１４５で時
間比較される。このような比較は単に到来信号の先行縁
部を検出してフリップフロップを心房起源の信号に信号
Ａを出力し且つ心室起源の信号については信号Ｖを出力
するようにセットすることによって実施されることがで
きる。別の方法として、ドップラ検出器及び信号処理器
によって、検知信号が生じた場所を決定してもよい。そ
のようなドップラ検出器は心臓室収縮から生じる圧力波
を検知するために電極対１４０，１４１の代わりに又は
これに加えて使用されることができる。
【００３５】図１６はこの発明の別の実施例を実施する
際に含まれる主要なステップの簡単化された一般的流れ
図を示している。ステップ１８０で示されたように、操
舵パラメータデータ（又はパルス成分パラメータデー
タ）がペースメーカに記憶される。データは最初に外部
プロダクミングによって獲得されてもよく又はしきい値
試験によって自動的に生成されてもよい。
際に含まれる主要なステップの簡単化された一般的流れ
図を示している。ステップ１８０で示されたように、操
舵パラメータデータ（又はパルス成分パラメータデー
タ）がペースメーカに記憶される。データは最初に外部
プロダクミングによって獲得されてもよく又はしきい値
試験によって自動的に生成されてもよい。
【００３６】心臓ペーシング応用においては、各パルス
成分の振幅は望ましくは約０．５ボルトの増分で約０．
５ないし約７．５ボルトの範囲を通して変えられ、パル
ス幅は望ましくは約０．０３ミリ秒の増分で約０．０３
ないし約１．５ミリ秒の範囲を通して変えられ、一つの
パルスの別のものに対する位相遅延は望ましくは約０．
０３ミリ秒の増分で約−１．０ないし約＋１．０ミリ秒
の範囲にわたって変えられる。
成分の振幅は望ましくは約０．５ボルトの増分で約０．
５ないし約７．５ボルトの範囲を通して変えられ、パル
ス幅は望ましくは約０．０３ミリ秒の増分で約０．０３
ないし約１．５ミリ秒の範囲を通して変えられ、一つの
パルスの別のものに対する位相遅延は望ましくは約０．
０３ミリ秒の増分で約−１．０ないし約＋１．０ミリ秒
の範囲にわたって変えられる。
【００３７】細動除去のための振幅変化ははるかに大き
い。振幅成分は約２５又は約５０ボルトの増分で約２５
ないし約７５０ボルトの範囲にわたって変えられればよ
い。
い。振幅成分は約２５又は約５０ボルトの増分で約２５
ないし約７５０ボルトの範囲にわたって変えられればよ
い。
【００３８】ステップ１８２において刺激は供給される
ことができる（例えば、心室又は心房パルス、左心房パ
ルス、細動除去パルスなど）。刺激形成が選択された
後、ステップ１８４において適当なパラメータデータが
操舵パルスに対して選択される。ステップ１８６におい
て複数成分パルスが発生されて供給される。ステップ１
８８において、捕捉が生じたかどうかを決定し且つ供給
パルスを記憶しきい値パルスと比較するためにしきい値
試験が行われる。ステップ１９０において操舵パラメー
タがしきい値試験の結果に従って調整されればよい。そ
のような調整が行われたならば、一つ以上のパルスパラ
メータが調整される。
ことができる（例えば、心室又は心房パルス、左心房パ
ルス、細動除去パルスなど）。刺激形成が選択された
後、ステップ１８４において適当なパラメータデータが
操舵パルスに対して選択される。ステップ１８６におい
て複数成分パルスが発生されて供給される。ステップ１
８８において、捕捉が生じたかどうかを決定し且つ供給
パルスを記憶しきい値パルスと比較するためにしきい値
試験が行われる。ステップ１９０において操舵パラメー
タがしきい値試験の結果に従って調整されればよい。そ
のような調整が行われたならば、一つ以上のパルスパラ
メータが調整される。
【００３９】図６及び図７において、この発明による操
舵パルスの使用は図示されたような単一パスリード３６
を使用したＶＤＤ形ペースメーカシステムの変化の改善
を可能にすることが理解され得る。心房における一対の
浮動電極から心房をペーシングする試みは知られてお
り、これは首尾よく行われると一つの浮動リードによる
有効なＤＤＤペーシングシステムを提供する。図１７に
示されたような従来技術の配置においては、単一パスリ
ードは心室におけるペーシング及びセンシングのために
遠位先端部に又はこれの近くにおける二つの浮動心房電
極及び一つ又は二つの電極１６４を持っている。二つの
反対位相の重なり合ったパルスを利用して複合二相パル
スを与えることが開示されている。各パルスは電極１６
０又は１６２間に供給され、そしてペースメーカは、又
は代替的に１６０及び１６２はそれぞれ一対の電極であ
ることができる。しかしながら、そのような二相パルス
は全方向性であり、大きさは任意の電極配置の場合のよ
うに捕捉を達成しようと試みて調整されることができる
が、心房ペースパルスを操舵することができること及び
心房を捕捉するための最良の方向を見つけることが望ま
しい。上述のようなペースメーカ及びリード３６の組合
せを用いることによって、ＶＤＤシステムのそのような
単一パスＤＤＤ改善が成し遂げられ得る。別の言い方を
すれば、ただリード３６を伴っただけの図６及び図７の
システムの使用は従来技術のＶＤＤシステムについてそ
のような改善を与える。
舵パルスの使用は図示されたような単一パスリード３６
を使用したＶＤＤ形ペースメーカシステムの変化の改善
を可能にすることが理解され得る。心房における一対の
浮動電極から心房をペーシングする試みは知られてお
り、これは首尾よく行われると一つの浮動リードによる
有効なＤＤＤペーシングシステムを提供する。図１７に
示されたような従来技術の配置においては、単一パスリ
ードは心室におけるペーシング及びセンシングのために
遠位先端部に又はこれの近くにおける二つの浮動心房電
極及び一つ又は二つの電極１６４を持っている。二つの
反対位相の重なり合ったパルスを利用して複合二相パル
スを与えることが開示されている。各パルスは電極１６
０又は１６２間に供給され、そしてペースメーカは、又
は代替的に１６０及び１６２はそれぞれ一対の電極であ
ることができる。しかしながら、そのような二相パルス
は全方向性であり、大きさは任意の電極配置の場合のよ
うに捕捉を達成しようと試みて調整されることができる
が、心房ペースパルスを操舵することができること及び
心房を捕捉するための最良の方向を見つけることが望ま
しい。上述のようなペースメーカ及びリード３６の組合
せを用いることによって、ＶＤＤシステムのそのような
単一パスＤＤＤ改善が成し遂げられ得る。別の言い方を
すれば、ただリード３６を伴っただけの図６及び図７の
システムの使用は従来技術のＶＤＤシステムについてそ
のような改善を与える。
【００４０】図１８は単一パスリードを備えたＤＤＤシ
ステムについて、この発明に従って操舵パルスを用いて
捕捉を確実にするための閉ループシステムの諸ステップ
を実行するための簡単な流れ図を例示している。ステッ
プ２２０において、規定の心房逸脱期間内に心房センス
が存在したかどうかが決定される。Ｙｅｓならば、心房
刺激は必要とされず、ルーチンはステップ２３０に分岐
して心室センスを捜す。しかし、心房信号が検知されな
ければ、ルーチンはステップ２２２へ行って、最適捕捉
のために操舵された心房刺激を供給する。ステップ２２
４において、捕捉があったかどうかが決定される。Ｙｅ
ｓならば、ステップ２２８で示されたように刺激を減少
するために一つ以上のパルスパラメータが変えられる。
Ｎｏならば、ステップ２２６においてパルスをより有効
に操舵するために、又は単に複合パルスレベルを増大す
るために心房刺激パラメータが変えられる。ステップ２
３０において、ペースメーカは心室逸脱期間の時間切れ
の前に検知（センス）心室信号があったかどうかを見る
ために待機する。Ｙｅｓならばルーチンを出、Ｎｏなら
ば心室刺激が供給される。図示されていないけれども、
ペースメーカは捕捉検出ルーチン及び心室パルスのため
のしきい値調整をも又通ることができる。
ステムについて、この発明に従って操舵パルスを用いて
捕捉を確実にするための閉ループシステムの諸ステップ
を実行するための簡単な流れ図を例示している。ステッ
プ２２０において、規定の心房逸脱期間内に心房センス
が存在したかどうかが決定される。Ｙｅｓならば、心房
刺激は必要とされず、ルーチンはステップ２３０に分岐
して心室センスを捜す。しかし、心房信号が検知されな
ければ、ルーチンはステップ２２２へ行って、最適捕捉
のために操舵された心房刺激を供給する。ステップ２２
４において、捕捉があったかどうかが決定される。Ｙｅ
ｓならば、ステップ２２８で示されたように刺激を減少
するために一つ以上のパルスパラメータが変えられる。
Ｎｏならば、ステップ２２６においてパルスをより有効
に操舵するために、又は単に複合パルスレベルを増大す
るために心房刺激パラメータが変えられる。ステップ２
３０において、ペースメーカは心室逸脱期間の時間切れ
の前に検知（センス）心室信号があったかどうかを見る
ために待機する。Ｙｅｓならばルーチンを出、Ｎｏなら
ば心室刺激が供給される。図示されていないけれども、
ペースメーカは捕捉検出ルーチン及び心室パルスのため
のしきい値調整をも又通ることができる。
【００４１】図１９Ａ，Ｂ及び図２０は細動除去及び不
整脈を防止するためのこの発明の付加的な実施例を図解
している。心房細動除去器は技術上既知であり使用され
ていて、心房細動除去の傾向がある患者にとって重要な
役割を演じている。心房細動除去システムの例として
は、言及によりこの明細書に組み込まれた米国特許第５
２６９２９８号を参照されたい。既知のように、現行の
細動除去器の主要な欠点は印加されるショック、一般的
には２ジュール程度のもの、と関連した痛みである。心
房細動除去応用のために一般に使用されるリードは図１
乃至図４に図解されたリード３０に類似した冠状洞リー
ドであるが、より大きい細動除去パルス（単数又は複
数）を供給するように適応させられた電極を有してい
る。この応用においても又、リード移動が問題である
が、これは電極位置の小さい移動でさえも外科的介入に
よりリードを再配置する必要性又はより大きいエネルギ
ーを有するパルスを供給するように細動除去器を再プロ
グラムする必要性を生じることがあるからである。どち
らの形成のそのような介入も供給される各ショック治療
に対する患者の苦痛及び不安を増大する。この発明の一
実施例においては、図１９Ａに２４１，２４２，２４３
で示されたような電極を有するリードが初期の植込み時
に配置され、そしてしきい値は電極対２４１，２４２，
及び２４３，２４２におけるそれぞれのパルスに対する
成分パルスパラメータを調整することによって最適化さ
れる。刺激はそれゆえに、心房だけを細動除去するため
の刺激をプログラミングすることを含めて、最適長期供
給のために最適化されることができ、これにより、心室
に影響を及ぼすのを避けるために刺激ショックが厳密に
時間決めされなければならない従来技術のシステムに比
べて改善が行われる。リードが時間と共に移動するなら
ば、パルスパラメータは最適化複合刺激ショックを回復
するように再プログラムされることができる。図２０に
言及すると、参照される特許第５２６９２９８号の図面
に示された細動除去器回路の一部分の変更例が示されて
おり、これにより回路はこの発明について使用可能に適
応させられている。ここで、プログラマ２５０が示され
ているが、これはパルス操舵パラメータを再プログラム
するために送受信機２５１と通信する。パラメータデー
タは制御器２５４に結合されており、これは細動除去パ
ルスのタイミング及びパラメータ混合物を制御する。図
示されたように第１コンデンサ２５６は充電され、そし
て回路２５８を通して改善させられて電極対２４１，２
４２間に第１成分を発生し、又第２コンデンサ２５７は
充電され、そして回路２５９を通して放電させられて電
極対２４３，２４２間に第２成分を供給する。制御器
は、例えば、各コンデンサにおける充電を、従って成分
パルスの大きさを、且つ又放電の持続時間を制御するこ
とができる。
整脈を防止するためのこの発明の付加的な実施例を図解
している。心房細動除去器は技術上既知であり使用され
ていて、心房細動除去の傾向がある患者にとって重要な
役割を演じている。心房細動除去システムの例として
は、言及によりこの明細書に組み込まれた米国特許第５
２６９２９８号を参照されたい。既知のように、現行の
細動除去器の主要な欠点は印加されるショック、一般的
には２ジュール程度のもの、と関連した痛みである。心
房細動除去応用のために一般に使用されるリードは図１
乃至図４に図解されたリード３０に類似した冠状洞リー
ドであるが、より大きい細動除去パルス（単数又は複
数）を供給するように適応させられた電極を有してい
る。この応用においても又、リード移動が問題である
が、これは電極位置の小さい移動でさえも外科的介入に
よりリードを再配置する必要性又はより大きいエネルギ
ーを有するパルスを供給するように細動除去器を再プロ
グラムする必要性を生じることがあるからである。どち
らの形成のそのような介入も供給される各ショック治療
に対する患者の苦痛及び不安を増大する。この発明の一
実施例においては、図１９Ａに２４１，２４２，２４３
で示されたような電極を有するリードが初期の植込み時
に配置され、そしてしきい値は電極対２４１，２４２，
及び２４３，２４２におけるそれぞれのパルスに対する
成分パルスパラメータを調整することによって最適化さ
れる。刺激はそれゆえに、心房だけを細動除去するため
の刺激をプログラミングすることを含めて、最適長期供
給のために最適化されることができ、これにより、心室
に影響を及ぼすのを避けるために刺激ショックが厳密に
時間決めされなければならない従来技術のシステムに比
べて改善が行われる。リードが時間と共に移動するなら
ば、パルスパラメータは最適化複合刺激ショックを回復
するように再プログラムされることができる。図２０に
言及すると、参照される特許第５２６９２９８号の図面
に示された細動除去器回路の一部分の変更例が示されて
おり、これにより回路はこの発明について使用可能に適
応させられている。ここで、プログラマ２５０が示され
ているが、これはパルス操舵パラメータを再プログラム
するために送受信機２５１と通信する。パラメータデー
タは制御器２５４に結合されており、これは細動除去パ
ルスのタイミング及びパラメータ混合物を制御する。図
示されたように第１コンデンサ２５６は充電され、そし
て回路２５８を通して改善させられて電極対２４１，２
４２間に第１成分を発生し、又第２コンデンサ２５７は
充電され、そして回路２５９を通して放電させられて電
極対２４３，２４２間に第２成分を供給する。制御器
は、例えば、各コンデンサにおける充電を、従って成分
パルスの大きさを、且つ又放電の持続時間を制御するこ
とができる。
【００４２】図１９Ｂ及び図２０は細動除去パルスを心
室に供給し且つ心室だけのショック作用を最適化するた
めのこの発明の二リードシステムを図解している。この
システムにおいて、第１リードは冠状洞に配置された一
対の電極２４５，２４６、及び心室における共通の又は
不関の電極２４７（及び標準ＲＶペーシング・センシン
グ電極）を準備している。この場合に、操舵パルスはそ
れぞれの電極対２４５，２４７、及び２４６，２４７間
に印加されて、心室だけへパルスを正確に操舵するよう
にそれらのパルスパラメータに関して調整されて、最適
化パルス成分を心室に供給するようにする。ここでも
又、パラメータは植込み後のリード移動の場合にはプロ
グラミングによって調整されることができる。不関電極
２４７、及び標準ＲＶペーシング・センシング電極は技
術上周知のように標準右心室ペーシング及びセンシング
のために使用される。
室に供給し且つ心室だけのショック作用を最適化するた
めのこの発明の二リードシステムを図解している。この
システムにおいて、第１リードは冠状洞に配置された一
対の電極２４５，２４６、及び心室における共通の又は
不関の電極２４７（及び標準ＲＶペーシング・センシン
グ電極）を準備している。この場合に、操舵パルスはそ
れぞれの電極対２４５，２４７、及び２４６，２４７間
に印加されて、心室だけへパルスを正確に操舵するよう
にそれらのパルスパラメータに関して調整されて、最適
化パルス成分を心室に供給するようにする。ここでも
又、パラメータは植込み後のリード移動の場合にはプロ
グラミングによって調整されることができる。不関電極
２４７、及び標準ＲＶペーシング・センシング電極は技
術上周知のように標準右心室ペーシング及びセンシング
のために使用される。
【００４３】図１乃至図４，及び図５におけるシステム
は又心房不整脈の最適化予防を与えるために変更される
ことができる。言及によりこの明細書に組み込まれた米
国特許第５４０３３５６号を参照すると、これは心房不
整頻搏を防止するためにコッホ（Ｋｏｃｈ）の三角形及
び／又は心房内のほかの場所で長くされた有効不応期間
の区域をペーシングする方法を記述している。このシス
テムにおいては、二つのリードが、一つは電極対をコッ
ホ領域の三角形に配置するために且つ一つは一対の電極
を右心房付属器に配置するために使用される。電極配置
を変えることができるけれども、リード移動又は刺激し
きい値の長期にわたる変化の問題が常に存在するが、こ
れはこの発明の操舵技術を用いることによって低減され
得る問題である。この参照される特許のシステムは図１
９Ａ，Ｂ及び図２０に又は図７に示されたものに類似し
た方法で、すなわち、付加的な出力段を付加し且つ第１
リードに三電極形態を与えることによって変更される。
は又心房不整脈の最適化予防を与えるために変更される
ことができる。言及によりこの明細書に組み込まれた米
国特許第５４０３３５６号を参照すると、これは心房不
整頻搏を防止するためにコッホ（Ｋｏｃｈ）の三角形及
び／又は心房内のほかの場所で長くされた有効不応期間
の区域をペーシングする方法を記述している。このシス
テムにおいては、二つのリードが、一つは電極対をコッ
ホ領域の三角形に配置するために且つ一つは一対の電極
を右心房付属器に配置するために使用される。電極配置
を変えることができるけれども、リード移動又は刺激し
きい値の長期にわたる変化の問題が常に存在するが、こ
れはこの発明の操舵技術を用いることによって低減され
得る問題である。この参照される特許のシステムは図１
９Ａ，Ｂ及び図２０に又は図７に示されたものに類似し
た方法で、すなわち、付加的な出力段を付加し且つ第１
リードに三電極形態を与えることによって変更される。
【００４４】言及によりこの明細書に組み込まれた米国
特許第５４４７５１９号は単一形又は多形の不整脈の検
出及びこの検出に基づいての治療の選択のための方法及
び装置を記述している。この発明の別の実施例において
は、それぞれのそのような選択された治療は記述された
操舵技術を利用することができる。すなわち、操舵能力
が形態選択された特定の治療に付加される。米国特許第
５４４７５１９号に記述されたように、形態特有の治療
が植込み時に選択されて、特定の不整頻搏を解消させる
ために使用される適当な波形と共に記憶される。この発
明に従って、選択された治療は更に操舵されたパルスの
供給の包含によって最適化される。この実施例において
は、米国特許第５４４７５１９号の用語を引用して、次
の諸パラメータが刺激を目標場所に最も良く導くように
制御される。すなわち、Ｓ0 〜Ｓ1 期間、Ｓ1 〜Ｓ2 期
間、バースト長、パルス振幅、パルス幅又は持続時間、
走査過剰駆動／過小駆動、並びに複合電気除細動及び細
動除去パルスの成分パルスのパルス振幅、幅及び位相パ
ラメータ。この実施例の実施には図１乃至図４、及び図
１９Ａの諸例により一組の三つ以上の操舵電極が利用さ
れる。
特許第５４４７５１９号は単一形又は多形の不整脈の検
出及びこの検出に基づいての治療の選択のための方法及
び装置を記述している。この発明の別の実施例において
は、それぞれのそのような選択された治療は記述された
操舵技術を利用することができる。すなわち、操舵能力
が形態選択された特定の治療に付加される。米国特許第
５４４７５１９号に記述されたように、形態特有の治療
が植込み時に選択されて、特定の不整頻搏を解消させる
ために使用される適当な波形と共に記憶される。この発
明に従って、選択された治療は更に操舵されたパルスの
供給の包含によって最適化される。この実施例において
は、米国特許第５４４７５１９号の用語を引用して、次
の諸パラメータが刺激を目標場所に最も良く導くように
制御される。すなわち、Ｓ0 〜Ｓ1 期間、Ｓ1 〜Ｓ2 期
間、バースト長、パルス振幅、パルス幅又は持続時間、
走査過剰駆動／過小駆動、並びに複合電気除細動及び細
動除去パルスの成分パルスのパルス振幅、幅及び位相パ
ラメータ。この実施例の実施には図１乃至図４、及び図
１９Ａの諸例により一組の三つ以上の操舵電極が利用さ
れる。
【００４５】図２１の流れ図は、この発明の操舵技術を
利用した場所特有の治療の方法の主要な諸ステップを示
している。ステップ２８１において、種種の形態特有の
治療に対応するパラメータデータは刺激器に記憶され
て、ステップ２８２において不整脈が検出され、そして
ステップ２８４において利用可能な治療の適当な一つが
検出不整脈に対応して選択される。次に、ステップ２８
５において、選択された治療に対するパラメータデータ
が得られ、そして治療がステップ２８７において、選択
されたパラメータデータにより発生された操舵されたパ
ルスを用いて加えられる。
利用した場所特有の治療の方法の主要な諸ステップを示
している。ステップ２８１において、種種の形態特有の
治療に対応するパラメータデータは刺激器に記憶され
て、ステップ２８２において不整脈が検出され、そして
ステップ２８４において利用可能な治療の適当な一つが
検出不整脈に対応して選択される。次に、ステップ２８
５において、選択された治療に対するパラメータデータ
が得られ、そして治療がステップ２８７において、選択
されたパラメータデータにより発生された操舵されたパ
ルスを用いて加えられる。
【００４６】図２２，図２３及び図２４はこの発明の幾
つかの代替的電極形態を図解している。これらの例は三
リング電極形態を超えた若干数の形態が使用され得るこ
とを示しているが、この発明は選ばれた形態に限定され
ない。上述のように、ペーシング適用のための能動電極
間の距離は有効な操舵を与えるために２ｃｍより大きい
ことが望ましい。図２２における電極形態２９０におい
ては二つの長い方の電極２９１，２９２と又小さい方の
電極２９３とを有するリードの遠位部分を図解しており
電極２９３は適当には共通電極であり、且つ２９１及び
２９２はそれぞれ陽極であって、パルス成分は電極対２
９１，２９３、及び２９３，２９２間に供給される。相
対的に長い陽極はより良いパルス方向制御を与えること
ができる。この配置は心外膜の又はパッチ形の電極に一
層適しているが、経静脈法のリードに適応させられるこ
ともできる。図２３は変更形電極形態２９５を図解して
おり、これにおいては電極対の選択を与えるために四つ
の能動電極２９６，２９７，２９８，２９９が共通電極
３００との組合せにおいて使用されている。図２４にお
いては通常の経静脈法のリードの変更例を示しており、
これにおいては操舵のためのパルス成分の最良の組合せ
を見つける際に付加的な順応性を与えるために三つ以上
の分割リング電極が使用されている。この実施例におい
ては電極３０６，３０７及び３０８がリード３０５の遠
位端部分に示されている。各電極はリングの一部分を形
成し、すなわち３６０度未満の周囲を有し、且つリード
長に沿って軸方向に隔置されたものとして図解されてい
る。代替的に、二つの能動電極３０６，３０８は多重巻
回を有することができ、又各電極間の共通電極３０７も
同様に３６０度を超える周囲を有することができる。例
えば、二つの共通電極は多重巻回を有していてもよく、
且つそれらの間の共通電極はわずか１回巻き又はこれの
一部分を有している。この設計によって、適当な最適パ
ラメータを見つける際の増大した順応性が与えられる。
つかの代替的電極形態を図解している。これらの例は三
リング電極形態を超えた若干数の形態が使用され得るこ
とを示しているが、この発明は選ばれた形態に限定され
ない。上述のように、ペーシング適用のための能動電極
間の距離は有効な操舵を与えるために２ｃｍより大きい
ことが望ましい。図２２における電極形態２９０におい
ては二つの長い方の電極２９１，２９２と又小さい方の
電極２９３とを有するリードの遠位部分を図解しており
電極２９３は適当には共通電極であり、且つ２９１及び
２９２はそれぞれ陽極であって、パルス成分は電極対２
９１，２９３、及び２９３，２９２間に供給される。相
対的に長い陽極はより良いパルス方向制御を与えること
ができる。この配置は心外膜の又はパッチ形の電極に一
層適しているが、経静脈法のリードに適応させられるこ
ともできる。図２３は変更形電極形態２９５を図解して
おり、これにおいては電極対の選択を与えるために四つ
の能動電極２９６，２９７，２９８，２９９が共通電極
３００との組合せにおいて使用されている。図２４にお
いては通常の経静脈法のリードの変更例を示しており、
これにおいては操舵のためのパルス成分の最良の組合せ
を見つける際に付加的な順応性を与えるために三つ以上
の分割リング電極が使用されている。この実施例におい
ては電極３０６，３０７及び３０８がリード３０５の遠
位端部分に示されている。各電極はリングの一部分を形
成し、すなわち３６０度未満の周囲を有し、且つリード
長に沿って軸方向に隔置されたものとして図解されてい
る。代替的に、二つの能動電極３０６，３０８は多重巻
回を有することができ、又各電極間の共通電極３０７も
同様に３６０度を超える周囲を有することができる。例
えば、二つの共通電極は多重巻回を有していてもよく、
且つそれらの間の共通電極はわずか１回巻き又はこれの
一部分を有している。この設計によって、適当な最適パ
ラメータを見つける際の増大した順応性が与えられる。
【００４７】心臓場所へ刺激又はショックパルスを操舵
するためのシステム及び方法が提供された。有効な電極
配置、能動電極間の十分な電極間距離、及び複数成分複
合パルスの各パルス成分のパラメータの適当な制御、こ
れらはすべて心臓ペーシング、細動除去又は電気除細動
のための最適化操舵を可能にする。
するためのシステム及び方法が提供された。有効な電極
配置、能動電極間の十分な電極間距離、及び複数成分複
合パルスの各パルス成分のパラメータの適当な制御、こ
れらはすべて心臓ペーシング、細動除去又は電気除細動
のための最適化操舵を可能にする。
【図１】患者の心臓を図解しており、且つ刺激パルスを
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの実施例を示している。
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの実施例を示している。
【図２】患者の心臓を図解しており、且つ刺激パルスを
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの別の実施例を示している。
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの別の実施例を示している。
【図３】患者の心臓を図解しており、且つ刺激パルスを
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの更に別の実施例を示している。
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの更に別の実施例を示している。
【図４】患者の心臓を図解しており、且つ刺激パルスを
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの更に別の実施例を示している。
種種の心臓場所へ操舵する、この発明のシステムにおい
て使用されたリードの更に別の実施例を示している。
【図５】患者の心臓内又はこれに近接して配置された電
極から、一つ以上の心臓場所へパルスを操舵する、この
発明の主要なシステム構成部分のブロック図を示してい
る。
極から、一つ以上の心臓場所へパルスを操舵する、この
発明の主要なシステム構成部分のブロック図を示してい
る。
【図６】多重室ペーシングシステムの一部分として患者
の左心房及びその他の心臓場所へ操舵される刺激パルス
を供給する、この発明のペーシングシステムのブロック
図を示している。
の左心房及びその他の心臓場所へ操舵される刺激パルス
を供給する、この発明のペーシングシステムのブロック
図を示している。
【図７】この発明のブロック図を示しており、これにお
いては図６のシステムの出力パルスの発生器部分の細部
が示されている。
いては図６のシステムの出力パルスの発生器部分の細部
が示されている。
【図８】図６のシステムの複合刺激パルスの成分のパル
ス振幅における変動を図解した時間図を示しており、こ
の場合変動は種種の心房場所への複合信号の操舵を生じ
させる。
ス振幅における変動を図解した時間図を示しており、こ
の場合変動は種種の心房場所への複合信号の操舵を生じ
させる。
【図９】多室ペーシング・システムの一部として、患者
の心臓の２，３，又は４室に操舵されるペーシング・パ
ルスを供給する、図３に示されたペーシング・システム
のブロック図を示している。
の心臓の２，３，又は４室に操舵されるペーシング・パ
ルスを供給する、図３に示されたペーシング・システム
のブロック図を示している。
【図１０】図９のペーシング・システムの出力パルス発
生器の部分を詳細に示している、この発明のブロック図
を示している。
生器の部分を詳細に示している、この発明のブロック図
を示している。
【図１１】心臓のすぐ近くに配置された、この発明のリ
ードの遠位端部分を示しており、この場合リードは種種
の心臓場所へ操舵されるそれぞれのペーシングパルスの
供給のために複数の電極を有している。
ードの遠位端部分を示しており、この場合リードは種種
の心臓場所へ操舵されるそれぞれのペーシングパルスの
供給のために複数の電極を有している。
【図１２】心臓サイクル当り一つの複合操舵信号の供給
を図解した時間図を示している。
を図解した時間図を示している。
【図１３】心臓サイクル当り二つの複合操舵信号の供給
を図解した時間図を示している。
を図解した時間図を示している。
【図１４】心臓サイクル当り三つの複合操舵信号の供給
を図解した時間図を示している。
を図解した時間図を示している。
【図１５】検知信号の源泉を検出して検知心房及び心室
信号の向上した識別を与えるようにするためのシステム
変更例のブロック図を示している。
信号の向上した識別を与えるようにするためのシステム
変更例のブロック図を示している。
【図１６】操舵パラメータの閉ループ調整を実施する、
この発明のルーチンの流れ図を示している。
この発明のルーチンの流れ図を示している。
【図１７】浮動心房電極から全方向性二相刺激パルスを
供給するために使用される典型的な従来技術の単一パス
リードの遠位部分の略図を示している。
供給するために使用される典型的な従来技術の単一パス
リードの遠位部分の略図を示している。
【図１８】図１７のリードと共に使用可能な操舵パラメ
ータの閉ループ調整を与える、この発明のルーチンの流
れ図を示している。
ータの閉ループ調整を与える、この発明のルーチンの流
れ図を示している。
【図１９】図１９Ａは操舵された心房細動除去又は電気
除細動刺激を心房に印加するために配置された電極を有
する、この発明のリードの透視図を示している。図１９
Ｂは操舵された心室細動除去又は電気除細動刺激を心室
に印加するために配置された電極を有する、この発明の
一対のリードの透視図を示している。
除細動刺激を心房に印加するために配置された電極を有
する、この発明のリードの透視図を示している。図１９
Ｂは操舵された心室細動除去又は電気除細動刺激を心室
に印加するために配置された電極を有する、この発明の
一対のリードの透視図を示している。
【図２０】操舵された細動除去又は電気除細動刺激を図
１９Ａ又は図１９Ｂの電極に供給する、この発明のシス
テムの主要構成部分のブロック図を示している。
１９Ａ又は図１９Ｂの電極に供給する、この発明のシス
テムの主要構成部分のブロック図を示している。
【図２１】操舵された電気的刺激を用いて形態特有の心
臓治療を加えるためのルーチンにおける、この発明の主
要な諸ステップの流れ図を示している。
臓治療を加えるためのルーチンにおける、この発明の主
要な諸ステップの流れ図を示している。
【図２２】操舵されたパルスを一つ以上の心臓目標部に
印加する、この発明の代替的三電極実施例を示してい
る。
印加する、この発明の代替的三電極実施例を示してい
る。
【図２３】操舵されたパルスを一つ以上の心臓目標部に
印加する、この発明の代替的五電極実施例を示してい
る。
印加する、この発明の代替的五電極実施例を示してい
る。
【図２４】操舵されたパルスを一つ以上の心臓目標部に
印加する、この発明の代替的電極実施例を示しており、
この場合管状心臓内リードが使用されている。
印加する、この発明の代替的電極実施例を示しており、
この場合管状心臓内リードが使用されている。
３０，３６ リード ３１，３２，３３ 電極 ３７，３８，３９ 電極 ４１，４２，４３ 電極 ４５ 刺激器（ペースメー
カ） ４６，４７，４８ 発生器 ５０ スイッチマトリックス ５１ リード電極 ５２，５３，５４ センス回路 ６０ マイクロプロセッサ／
しきい値検出ブロック ６２ 記憶装置 ６４ パルスパラメータ・タ
イミング制御ブロック ７０ 入出力回路 ７２ マイクロコンピュータ
回路 ７４ オンボード回路 ７６ オフボード回路 ７８ マイクロプロセッサ ８０ システムクロック ８２ ＲＡＭ ８４ ＲＯＭ ８６ ＲＡＭ／ＲＯＭユニッ
ト ８８ データ通信母線 ９０ ディジタル制御器／タ
イマ回路 ９１ リードスイッチ ９４ ＲＦ送受信機 ９６ 水晶発振器回路 ９８ Ｖｒｅｆ／バイアス回
路 １００ ＡＤＣ／マルチプレク
サ １０２ パワーオンリセット回
路 １０４，１０７ センス増幅器 １０６，１１３ ＥＧＭ増幅器 １０８，１１１ 発生器 ６６，１１４，１１５，１１７ コンデンサ
カ） ４６，４７，４８ 発生器 ５０ スイッチマトリックス ５１ リード電極 ５２，５３，５４ センス回路 ６０ マイクロプロセッサ／
しきい値検出ブロック ６２ 記憶装置 ６４ パルスパラメータ・タ
イミング制御ブロック ７０ 入出力回路 ７２ マイクロコンピュータ
回路 ７４ オンボード回路 ７６ オフボード回路 ７８ マイクロプロセッサ ８０ システムクロック ８２ ＲＡＭ ８４ ＲＯＭ ８６ ＲＡＭ／ＲＯＭユニッ
ト ８８ データ通信母線 ９０ ディジタル制御器／タ
イマ回路 ９１ リードスイッチ ９４ ＲＦ送受信機 ９６ 水晶発振器回路 ９８ Ｖｒｅｆ／バイアス回
路 １００ ＡＤＣ／マルチプレク
サ １０２ パワーオンリセット回
路 １０４，１０７ センス増幅器 １０６，１１３ ＥＧＭ増幅器 １０８，１１１ 発生器 ６６，１１４，１１５，１１７ コンデンサ
フロントページの続き (72)発明者 ゲイリー・ダブリュー・キング アメリカ合衆国ミネソタ州55432，フリッ ドレー，ヒルクレスト・ドライブ・ノース イースト 1319 (72)発明者 グレゴリー・エイ・フルドリッカ アメリカ合衆国ミネソタ州55447，プリマ ス，サーティエイス・プレース・ノース 14010
Claims (40)
- 【請求項１】 少なくとも患者の左心房におけるペーシ
ングのための心臓ペーシング装置であって、 患者の左心房におけるペーシングのための多電極リード
であって、前記の多電極リードが遠位端部並びにこの遠
位端部の近くに配置された少なくとも二つの能動電極及
び一つの共通電極を有しており、前記の電極が所定の幾
何的配置により互いに隔置されており、前記の多電極リ
ードがパルス発生器に接続するための近位端部並びにそ
れぞれの電極を前記の近位端部に接続するそれぞれの導
線を有している、前記の多電極リード、 少なくとも二つのパルス出力を発生して、前記のパルス
出力の第１のパルス出力を前記の能動電極の第１の能動
電極と前記の共通電極との間に供給し、且つ前記のパル
ス出力の第２のパルス出力を前記の能動電極の第２の能
動電極と前記の共通電極との間に供給するためのパルス
発生器手段であって、前記のパルス出力が大きさ、極性
及び位相パラメータを有している、前記のパルス発生器
手段、前記のパルスパラメータの少なくとも一つに関し
て前記のパルス出力のそれぞれを制御するための制御手
段、並びに前記の多電極リード遠位端部が患者の左心房
に配置されたときに有効な場所への複合操舵パルスの供
給を操舵するためのパルスを発生するように各パルス出
力に対して前記の少なくとも一つのパルスパラメータを
選択するための操舵手段、を含んでいる心臓ペーシング
装置。 - 【請求項２】 前記の操舵手段が、前記のパルス出力の
それぞれに対して相対的パルス振幅を選択するための手
段を有している、請求項１に記載の心臓ペーシング装
置。 - 【請求項３】 前記の操舵手段が、前記のパルス出力の
それぞれに対してパルスの大きさ及びパルスの極性を選
択するための手段を有している、請求項１に記載の心臓
ペーシング装置。 - 【請求項４】 前記のリード電極から供給された一対の
パルス出力が患者の心房を捕捉した時を決定するための
捕捉検出手段を更に含んでいる、請求項１に記載の心臓
ペーシング装置。 - 【請求項５】 前記の操縦手段を制御して、前記の少な
くとも一つのパルスパラメータを所定順序のパラメータ
値により調整するための調整手段と、捕捉がそれぞれの
前記のパラメータ値に対して決定されたかどうかの関数
として前記の少なくとも一つのパラメータをリセットす
るためのパラメータリセット手段とを含んでいる、請求
項４に記載の心臓ペーシング装置。 - 【請求項６】 前記のパルス発生器手段が、それぞれの
パルス出力を発生するように制御可能な複数のパルス発
生器を含んでおり、前記の多電極リードが複数の電極を
含んでおり、更に、前記の発生器の出力の所定のものを
前記の電極の選択されたものに切り換えるための切換手
段が含まれている、請求項１に記載の心臓ペーシング装
置。 - 【請求項７】 前記の制御手段が、前記の複数のパルス
発生器を制御して各心臓サイクルごとに複数の複合パル
スを発生するようにし、前記の複合パルスのそれぞれが
前記のパルスパラメータに関して制御された少なくとも
二つの実質上同時のパルスで構成されている、請求項６
に記載の心臓ペーシング装置。 - 【請求項８】 前記の多電極リードが、操舵パルスを患
者の心房に供給するための第１組の電極と、操舵パルス
を患者の心室に供給するための第２組の電極とを有して
いる、請求項１に記載の心臓ペーシング装置。 - 【請求項９】 前記の電極の選択されたものにおける患
者の自然の心臓信号を検知するための検知手段を含んで
おり、且つ更に、前記の電極のそれぞれのものを前記の
検知手段に制御された時点で切り換えるための検知切換
手段を含んでいる、請求項１に記載の心臓ペーシング装
置。 - 【請求項１０】 患者の二重室ペーシングのための心臓
ペーシング装置であって、 患者の心臓に供給可能なペーシングパルスを発生するた
めのパルス発生器手段であって、制御可能なそれぞれの
第１の大きさ、極性及び位相値を持った第１ペーシング
パルスを発生するための第１パルス手段と、制御可能な
それぞれの第２の大きさ、極性及び位相値を持った第２
ペーシングパルスを前記の第１ペーシングパルスと実質
上同時に発生するための第２パルス手段とを有している
前記のパルス発生器手段、 前記の第１及び第２ペーシングパルスを受けるように前
記のパルス発生器手段に接続されたペーシングリードで
あって、前記のペーシングリードが患者の心臓に近接し
て又はこれに配置可能に適応した遠位端部分を有してい
て、前記の遠位端部分が第１及び第２の能動電極と共通
電極とを有しており、且つ前記のリードが前記の第１ペ
ーシングパルスを前記の第１能動電極と前記の共通電極
との間に接続し且つ前記の第２ペーシングパルスを前記
の第２の能動電極と前記の共通電極との間に接続するた
めの接続手段を有している前記のペーシングリード、 前記のパルス発生器手段を制御して、それぞれの操舵パ
ルスが前記の第１及び第２ペーシングパルスの組合せで
ある、それぞれの操舵心室及び心房ペーシングパルスを
発生させるようにするための制御手段、並びに前記のパ
ルス発生器手段が心室ペーシングパルスを発生している
ときには前記の第１及び第２ペーシングパルスのそれぞ
れに対して第１組の値の大きさ、極性及び位相を選択
し、且つ前記のパルス発生器手段が心房ペーシングパル
スを発生しているときには前記の第１及び第２ペーシン
グパルスのそれぞれに対して第２組の値の大きさ、極性
及び位相を選択するように前記の第１及び第２パルス手
段を制御するための操舵手段、を含んでいる心臓ペーシ
ング装置。 - 【請求項１１】 前記の制御手段が、それぞれの発生さ
れた心室及び心房パルスのタイミングを制御するための
タイミング手段を含んでいる、請求項１０に記載の心臓
ペーシング装置。 - 【請求項１２】 患者の心臓からの電気信号を検知する
ために前記の能動電極及び前記の共通電極に接続された
検知手段を含んでおり、且つ前記のタイミング手段が前
記のタイミングを検知された前記の電気信号の関数とし
て制御する、請求項１１に記載の心臓ペーシング装置。 - 【請求項１３】 患者の心臓信号を検知するために前記
のリード遠位端部分から離れて配置された付加的な検知
手段と、検知された前記の心臓信号からこれが心房信号
を表しているか心室信号を表しているかを決定するため
の決定手段とを含んでいる、請求項１２に記載の心臓ペ
ーシング装置。 - 【請求項１４】 患者の二重室ペーシングのための心臓
ペーシング装置であって、 患者の心臓への供給のためのペーシングパルスを発生す
るためのパルス発生器手段であって、制御可能なそれぞ
れの第１の大きさ、極性及び位相値を有する第１ペーシ
ングパルスを発生するための第１パルス手段と、制御可
能なそれぞれの第２の大きさ、極性及び位相値を有する
第２ペーシングパルスを前記の第１パルスと実質上同時
に発生するための第２パルス手段とを有する、前記のパ
ルス発生器手段、 患者の右心室に配置可能な遠位部分並びに患者の右心房
に浮動可能に配置された中間部分を有する単一パスペー
シングリードであって、前記の中間部分が第１及び第２
の能動電極並びに共通電極を有しており、前記のリード
が実質上これの遠位端部に配置された少なくとも一つの
ペーシング電極と、前記のパルス発生器手段に接続する
ための近位端部と、前記の第１ペーシングパルスを前記
の第１の能動電極及び前記の共通電極に且つ前記の第２
ペーシングパルスを前記の第２の能動電極及び前記の共
通電極に接続するための接続手段とを有している、前記
の単一パスペーシングリード、並びに前記の第１パルス
手段を選択された第１組の値の大きさ、極性及び位相に
より制御し、且つ前記の第２パルス手段を選択された第
２組の値の大きさ、極性及び位相により制御し、これに
より操舵心房複合ペーシングパルスを前記の患者の右心
房に供給するための操舵手段、を含んでいる心臓ペーシ
ング装置。 - 【請求項１５】 前記のパルス発生器手段を制御して心
室ペーシングパルスを発生させるための制御手段、及び
発生された前記の心室ペーシングパルスを前記の少なく
とも一つの遠位端部の電極に接続するための心室接続手
段を更に含んでいる、請求項１４に記載の心臓ペーシン
グ装置。 - 【請求項１６】 前記の制御手段がそれぞれの発生心室
及び操舵心房パルスのタイミングを制御するためのタイ
ミング手段を含んでいる、請求項１５に記載の心臓ペー
シング装置。 - 【請求項１７】 供給された操舵心房ペースパルスが心
房捕捉を達成した時を決定するための捕捉検出手段、及
び前記の操舵心房パルスに対する捕捉しきい値を決定す
るために前記の捕捉検出手段と共に動作するしきい値検
出手段を更に含んでいる、請求項１４に記載の心臓ペー
シング装置。 - 【請求項１８】 前記の心房パルスの前記の第１及び第
２ペーシングパルスの少なくとも一つのパラメータを変
えて、患者の心房をペーシングするための最適しきい値
に対応する一組のパラメータ値を捜索するための捜索手
段を更に含んでいる、請求項１７に記載の心臓ペーシン
グ装置。 - 【請求項１９】 操舵複合ペースパルスを発生して患者
の心臓の少なくとも複数の場所に供給するための心臓ペ
ーシング装置であって、 それぞれの刺激パルス成分を供給するための複数の発生
器からなっていて、前記の発生器のそれぞれがそれのパ
ルス成分の少なくとも振幅及び極性に関して制御可能で
ある発生器手段、 患者の心臓における異なったそれぞれの心臓位置に複数
の電極を提供するための電極手段であって、各それぞれ
の心臓位置において二つの能動電極及び一つの共通電極
を構成する少なくとも三つの電極を提供する前記の電極
手段、 前記の心臓位置の選択された位置から自然の心臓鼓動信
号を検知するための複数のセンス増幅器、 前記の発生器の出力の選択されたものを前記の電極のそ
れぞれの選択されたものに接続し、且つ前記の電極の選
択されたものを前記のセンス振幅器の選択されたものに
接続するためのスイッチマトリックス手段であって、複
数のパルス成分からなる複合刺激パルスを前記の選択さ
れた位置に接続する、前記のスイッチマトリックス手
段、並びに前記のスイッチマトリックス手段により行わ
れる接続を制御して、これにより選択心臓場所が操舵複
合刺激パルスを受け且つ前記の複合刺激パルスが検知さ
れた患者の自然心臓鼓動信号の関数として時間決めされ
るようにするためのパルスパラメータ・タイミング制御
手段、を含んでいる心臓ペーシング装置。 - 【請求項２０】 前記の複合刺激パルスの所与の一つが
心臓捕捉を生じる結果になった時を検出するためのしき
い値検出手段、及び前記の成分のパラメータを前記のし
きい値検出の関数として制御するための手段を含んでい
る、請求項１９に記載の心臓ペーシング装置。 - 【請求項２１】 患者の心臓における少なくとも一つの
場所に操舵刺激を供給する心臓ペーシング方法であっ
て、 少なくとも二つのパルス成分を有する操舵複合パルスの
前記の少なくとも二つのパルス成分の少なくとも振幅及
び極性データを含む操舵パラメータデータを記憶するス
テップ、 前記の少なくとも二つのパルス成分のパラメータを選択
するステップ、 前記の少なくとも二つの成分パルスを有する複合操舵刺
激を前記の場所に供給するステップ、 前記の複合パルスの調整がより有効な操舵を提供するこ
とができるときを決定するステップ、並びに前記の選択
されたパルス成分パラメータの一つ以上のものを変える
ことによって前記の操舵複合パルスを調整するステッ
プ、を含んでいる心臓ペーシング方法。 - 【請求項２２】 患者の心臓内に又はこれに近接して電
極の配列を最初に配置することを含んでおり、且つ前記
の供給するステップが前記の電極の配列の間に前記の操
舵複合パルスを供給することを含んでいる、請求項２１
に記載の方法。 - 【請求項２３】 患者の鎖骨下静脈内に三つの電極を配
置するステップを含んでおり、前記の供給するステップ
が二成分パルスを供給するステップを含んでいて、前記
の二成分パルスの第１の成分パルスが前記の電極の第１
のものと第２のものとの間に供給され、且つ第２の成分
パルスが前記の電極の前記の第２のものと第３のものと
の間に供給される、請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 患者の左心房へ刺激パルスを操舵する
ように前記のパルス成分のパラメータを選択するステッ
プを含んでいる、請求項２３に記載の方法。 - 【請求項２５】 第１及び第２の操舵刺激パルスのため
の刺激パラメータデータを選択するステップを含んでお
り、且つ第１及び第２の操舵刺激パルスを患者の心臓サ
イクル中にそれぞれの異なった心臓目標部に供給するス
テップを含んでいる、請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２６】 患者の心臓室の選択された一つにペー
シングパルスを供給するために前記の刺激パラメータデ
ータを選択するステップを含んでいる、請求項２１に記
載の方法。 - 【請求項２７】 患者の右心房に細動除去パルスを供給
するために前記の刺激パラメータデータを選択するステ
ップを含んでいる、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 患者の右心室に細動除去パルスを供給
するために前記の刺激パラメータデータを選択するステ
ップを含んでいる、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２９】 患者の心房に浮動電極の配列を配置す
るステップを含んでおり、且つ操舵刺激パルスを供給す
る前記のステップが、前記の操舵パルスを浮動電極の前
記の配列に供給することによって患者の心房に前記の操
舵パルスを供給することを含んでいる、請求項２１に記
載の方法。 - 【請求項３０】 供給された操舵心房刺激パルスが心房
捕捉を生じることになったかどうかを決定するステップ
を含んでおり、且つ更に、前記の心房刺激パルスを心房
捕捉が検知されたかどうかの関数として調整するステッ
プを含んでいる、請求項２１に記載の方法。 - 【請求項３１】 パラメータデータを記憶する前記のス
テップが形態特有の治療に対応するパラメータデータを
記憶するステップを含んでおり、且つ更に、患者の不整
脈を検出するステップ、 前記の検知された不整脈の関数として治療を選択するス
テップ、 選択された治療に対応するパラメータデータを前記の記
憶されたパラメータデータから得るステップ、及び前記
のパラメータデータにより制御されたパルス成分を有す
る操舵複合パルスを供給することによって前記の選択さ
れた治療を施すステップ、を含んでいる、請求項２１に
記載の方法。 - 【請求項３２】 少なくとも一つの選択された患者の心
臓場所に刺激パルスを供給するための植込み可能な装置
であって、 少なくとも二つのパルス成分を有する複合パルスを発生
するための発生器手段、 患者の心臓における又はこれに近接した区域において前
記の二つのパルス成分を供給するためのリード手段、及
び前記の複合パルスを前記の選択された場所へ操舵する
ために前記のパルス成分のそれぞれの成分のパラメータ
を制御するための制御手段、を含んでいる植込み可能な
装置。 - 【請求項３３】 前記の発生器手段が複合ペーシングパ
ルスを発生するためのペーシング手段を有しており、且
つ前記の制御手段がそれぞれの前記のパルス成分の振
幅、パルス幅及び位相の一つ以上を調整するためのパラ
メータ調整手段を含んでいる、請求項３２に記載の装
置。 - 【請求項３４】 前記のパラメータ調整手段が前記のパ
ルス成分の振幅を所定の増分量だけ増分するための振幅
増分手段を含んでいる、請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３５】 前記のパラメータ調整手段が前記のパ
ルス成分のパルス幅を所定の増分量だけ増分するための
パルス幅手段を含んでいる、請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３６】 前記のパラメータ調整手段が前記のパ
ルス成分の位相を所定の増分量だけ増分するための位相
手段を含んでいる、請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３７】 前記の発生器手段が更に、複合細動除
去パルスを発生するための細動除去器手段を含んでい
る、請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３８】 前記のリードが、二つの能動電極及び
一つの共通電極を構成する三つの電極、並びに前記のパ
ルス成分の第１のものを前記の能動電極の第１のものと
前記の共通電極との間に、且つ前記のパルス成分の第２
のものを前記の能動電極の他方のものと前記の共通電極
との間に供給するための導線手段を有している、請求項
３２に記載の装置。 - 【請求項３９】 前記の電極のそれぞれが少なくとも１
ｃｍの距離だけ隔離されている、請求項３８に記載の装
置。 - 【請求項４０】 前記の二つの能動電極が少なくとも２
ｃｍの距離だけ隔離されている、請求項３８に記載の装
置。
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