JPS58103470A - 頻拍停止装置 - Google Patents

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】 本発明は、心拍信号によってのみ影響され得る入力部と
、入力部に接続されており頻拍生起の際に出力信号を生
ずる頻拍検出器と、頻拍検出器の出力信号を与えられる
と可変の設定可能な遅延時間の後に出力信号を生ずる遅
延回路と、遅延回路の出力信号を与えられると電極を介
して心臓に刺戟パルスを与える出力回路とを含んでおり
、それにより心拍信号と同期して少なくとも１つの刺戟
パルスを心臓に与えるべく構成された頻拍停止装置に関
する。

このような装置はたとえば米国特許第３９４２５３４号
明細書から公知である。頻拍とは、不自然に高い心拍数
たとえば毎分１８０回を越える心拍数の心拍をいう。こ
のような頻拍が電気的刺戟パルスにより停止され得る（
すなわち正常化され得る）ことは知られている。そのだ
めの前提条件は、刺戟パルスが心拍後の特定の時間間隔
いわゆる窓時間の間に心臓に与えられることである０こ
の窓時間は心拍に続く心臓の不応期の直後まだは次回の
心拍の直前に位置する。さらに、研究の結果、この窓時
間の幅およびその位置は身体の姿勢、生理的活動、薬剤
効果などにより変化することが知られている。その際、
種々の条件に対して、窓時間は重なり合わないように位
置し得る。従って、各患者に対して心拍と同期して固定
的な刺戟時間を設定することは不可能である。

上記米国特許から公知の装置は不応期の終了と次回心拍
との間の全時間間隔を等間隔のステップに分割する。こ
れはたとえば、最初の刺戟パルスが不応期の終了の時点
で、その次の刺戟パルスが１０ミリ秒遅れた時点で、さ
らにその次の刺戟パルスがさらにｌＯミリ秒遅れた時点
で（以Ｆ同様）発せられることを意味する。窓時間の幅
は非常に狭いことが多く、その場合に上記の方法では個
々の刺戟パルス間の間隔が相応に小さく選定されなけれ
ばならない。しかし、これはすべての可能な間隔の掃過
のだめに多数の相い異なるパルスが必要であることを意
味する。従って、公知の装置の欠点は、特定の時間間隔
中に位置する刺戟パルスにより頻拍が停止されるまでに
、場合によっては非常に長い時間がかかることである。

検討の結果、最悪の場合には１５分も経過しないと頻拍
が停止されないことが判明している〇 別の検討の結果、刺戟時点が的中しているはど頻拍が容
易に停止され得ることが判明している。

特にこの１ことはＡＶ結節を襲う頻拍に対してあてはま
る。

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の装置を、頻拍の
停止のために有効な窓時間が従来の装置による場合にく
らべてはるかに迅速に探し出され得るように改良するこ
とである。この目的は、本発明によれば、２つの心拍信
号の間の時間（ＲＲ待時間を測定するだめの装置が設け
られており、測定されたＲＲ待時間値から予め選定可能
な数の相い異なる遅延時間を定める演算ユニットを遅延
回路が含んでおり、これらの遅延時間のうち最短の遅延
時間は予め設定可能な値を有し、またそれよりも長い遅
延時間は隣隣する遅延時間の差分が単調増大するように
最長の遅延時間に向がって逐次大きな値に定められ、こ
うして定められだ遅延時間を遅延回路が予め選定可能な
順序で掃過することにより達成される。本発明しＬ、窓
時間が不応期と後続の心拍との間の時間間隔中で後のほ
うに位置するほど広いという認識に立脚している。最初
に検査の際に心臓の不応期が頻拍中に公知の仕方で求め
られ、その値が刺戟パルスの遅延時間に対する下限値と
して定められる。次に、装置自体が頻拍の際のＲＲ，時
間と上記の下限値との間の差を求め、こうして求められ
た時間間隔を適当な数のステップ（たとえば６ないしＩ
Ｏステップ）に分割する。最も簡単な場合には、これら
のステップは残余時間間隔をそのつど二分することによ
り定められ得る。しかし、他の分割の仕方たとえばその
つど三分することも可能である。必要なことは、これら
のステップが不応期に向かって単調短縮していることだ
けである。刺戟パルスが下限遅延１１□１間から始まる
か上限遅延時間から始まるかに関係なく、いずれの場合
にも全時間間隔が少数のステップでおおわれる。１つの
実施態様では、時間間隔の掃過が中央の遅延時間のステ
ップから始めて交互にそれよ゛りも長い遅延時間または
短い遅延時間のステップに移行するように行なわれる。

このような掃過の仕方を゛遠心的”な順序の掃過と呼ぶ
。

本発明の実施態様として、種々の遅延時間を記憶するだ
めのメモリが設けられていることは有利である。遅延時
間はあたかも表のようにメモリに記憶され、選定可能な
パターンに従って相次ぐ刺戟パルスを遅延させるために
利用され得る。

探索時間を一層短縮するため、本発明の実施態様として
、頻拍の停止に通ずる遅延時間がメモリに記憶され、新
たな頻拍の生起の際に最初に設定される遅延時間として
用いられることは有利である。この場合、２回目以後の
遅延時間が遠心的な順序で掃過されることは特に有利で
ある。

新たな頻拍に対する窓時間は前回の頻拍に対する窓時間
と同一ではないまでもその付近に位置する確率が大きい
。前回の頻拍の停止時に記憶された遅延時間値はすべて
の可能な遅延時間値の中央に位置するとは限らないので
、記憶された値から両方向に相い異なる数めステップが
存在し得る。

すべての可能な遅延時間を遠心的な順序で掃過する際、
一方の側のステップを掃過し終った時に他方の側には未
掃過のステップが残されているｏＪ能性がある。このよ
うな場合、他方の側のステップを掃過し終るまで一方の
側の限界値が何回か繰返されてもよいし、他方の側の未
掃過ステップの掃過のみが続けられてもよい。

本発明の１つの実施態様として、心拍信欠・と同期して
そのつと１個ではなく複数個の刺戟パルスが発せられ、
これらのパルスの相互間隔が固定的に予め選定可能であ
ることは有利である。たとえば種々の遅延時間の掃過後
に頻拍が停止されていない場合には、中１１戟パルスの
個数を変更してＩ【ｊｊ　−のサイクルが繰返され得る
。それにより装置のバリエーションの可能性が著しく高
めらｔする。すなわち、遅延時間だけではなく、そのっ
ど発せられるパルスの個数も変更され得るし、さらには
これらのパルスの間の時間間隔も変更され得る。さらに
、種々の掃過サイクルを用いる順序も変更されイｎる。

種々のバリエーションを特に簡単に実現するだめ、種々
の選定または設定可能な量の少なくとも一部分がプログ
ラマブルであることは有利である。

そのだめに、入力部および出力回路を除いて装置のすべ
ての構成要素がマイクロプロセッサにより形成されてい
ることは特に有利である。マイクロプロセッサには、た
とえば １　頻拍条件 ２　最短遅延時間（通常は頻拍の際の不応期よりもわず
かに大きく選定される） ３　心拍信号に同期して発せられるべき刺戟パルスの個
数（たとえば２個、３個まだはそれ以−ヒ）および場合
によってはその増大の仕方４１群の刺戟パルスの間の時
間間隔 が変数としてプログラムされ得る。

さらに、装置の始動が頻拍生起時に自動的に行なわれる
か、外部からたとえば磁石によりロックを解除した後に
行なわれるかの選択が可能であることが好ましい。さら
に、装置が頻拍停止のための作動を継続する時間を定め
得ることが好捷しい１、なぜならば、刺戟パルスによる
頻拍停止が常に可能であるとは限らないからである。装
置が体内に植込まれだ心臓ペースメーカと共に用いられ
る場合には、その心臓ペースメーカのベース禁止心拍数
もプログラマブルであることは有利である。頻拍停止後
に心拍を正常な心拍に落ち着かせるため、正常心拍数と
一致するいくつかの刺戟パルスを也・臓に与えることは
有利である。

本発明の輸囲内で、ここに詳細には言及しない種々の組
合わせおよびバリニー／コンが可能である０ たとえば、本装置はヨーロッパ特許出願第７９３０１５
３．９．７号から公知の仕方で全部または一部を体外の
装置のなかに配置され、植込まれだ心臓ペースメーカと
共同作用して、頻拍生起の際に心臓ペースメーカを制御
するように構成され得る。

以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

第１図には、心臓に通ずる電極が接続される端子が参照
符号１を付して示されている。この電極を介して、パル
スが心臓に供給され得るし、１だ心臓の活動（心拍）が
検出され得る。検出された心拍は導線１１を経て入力増
幅器２に供給される。

その出力信号は心拍信号のみに応答する検出器３に到達
する。この検出器を通過した信号は導線３１およびゲー
ト４を経てカウンタ５に到達する。ゲート４はクロック
パルス発生器６を介してそのつど特定の時間たとえば２
秒間だけ開かれる。この時間中にカウンタに到達するパ
ルスの数が所定の数に達しまたはそれを越えると、頻拍
が生じているとみなされ、カウンタ５は導線５１上に出
力信号を発し、それによりもう１つのカウンタ７が始動
される。さらに、第２図に詳細に示されているように内
部演算ユニットを有するメモリ８が設は−られている。

導線８１を経てメモリ８から特定の遅延時間値がカウン
タ７に入力される。さらにカウンタ７はクロックパルス
発生器６からたとえばｌ　ｋＨｚの周波数を有するクロ
ックパルスを受ける０カウンタ７の出力信号は導線７１
を経て出力回路９に与えられ、この信号により制御され
て出力回路９は所定の数の刺戟パルスを導線９１を経て
端子１に与える。カウンタ７の出力信号はさらに導線７
５を経てカウンタ５に与えられ、そこでリセット信号と
しての役割をする。さらにカウンタ７の出力端は導線７
８を経てメモリ８と接続されており、それによりメモリ
８からカウンタ７へ与えられる遅延時間値の変化を制御
する。メモリ８はさらに周波数の高いクロック信号を与
えられる。

さらに導＃３２を経て検出器３の出力信号がメモリ８に
与えられている。別の制御信号として導線５２を経てカ
ウンタ５の出力信号すなわち実際上頻拍検出器の出力信
号がメモリ８に与えられる。

この装置の作動の仕方を以下に第４図のパルス゛ダイア
グラムにより説明する。

正常な心臓活動が行なわれていれば、すなわち心拍数が
たとえば毎分１５０拍以下であれば、カラ／り５はゲー
ト４が開かれている時間中に出力信号を発するために必
要な値に達しない。従って、刺戟パルス発生用装置緯始
動されない。これは第４図に上側部分に期間Ａとして示
されている。第４図の中央部分には、検出された心拍信
号が示さトている。下側部分の期間Ａには、頻拍が指示
されず、従ってまた刺戟パルスが発生されないことが示
されている。

期間Ａに続く期間Ｂでは、頻拍が検出されてい′〜る。

それに上りカウンタ５は出力信号とカウンタ７に与えて
、それを始動する。カラ／り７はたとえばメモリ８から
転送された遅延時間値ｄ１からクロック周波数で零まで
ダウンカウントし、続いて刺戟パルス発生のだめ出力回
路９を制御する出力信号を発する。第４図の下側部分に
は、遅延時間が方形パルスとして示されている。遅延時
間の終了時に、第４図の中央部分に負パルスとして示さ
れている最初の刺戟パルスが発せられる。いまの例では
、この刺戟パルスは先行の心拍に対して頻拍停止のだめ
の正しい時間間隔に位置していない。

従って、カウンタ５は所定の数の頻拍、第４図の例では
４つの頻拍の新たな生起後に始動し、前ｌｒ−！１より
も長い遅延時間ｄ２の終了時に再び刺戟パルスを発する
。この遅延時間後に発せられる刺戟パルスが頻拍を停止
するものと仮定する。第４図の期間Ｃでは、心臓は再び
その正常な心拍に戻されている。

第１図で、カウンタ７が出力回路９を制御するつど、同
時にカウンタ５がその初期状態にリセットされ、さらに
信号がメモリ８に与えられ、それにより他の遅延時間値
がカウンタ７に入力される。

この遅延時間の後に頻拍が停止されれば、すなわち所定
の時間の終了時にカウンタ５から出力信号が生じなけれ
ば、導線５２を経てメモリ８は反対方向に駆動されるの
で、カウンタ７は再び古い遅延時間値を受ける。それに
より、装置は頻拍の停止、のための正しい遅延時間値を
パ想起”することができる。頻拍の新たな生起時には、
最初に発せられた刺戟パルスと同一の遅延時間で再び刺
戟ノ々ルスが発せられる。

第２図には、メモリ８０１つの実施例が詳細に示されて
いる。このメモリの主要な構成部分はい捷の例では８つ
の記憶場所を有するレジスタ８１である。最も上側の記
憶場所にはたとえば最小可能な時間遅延が固定記憶され
る。この時間遅延は不応期に相当し、またはそれよりも
ごくわずかに大きいに過ぎない。最も下側の記憶場所に
は、２つの頻拍信号の間隔に相当する最大可能な時間遅
延が記憶される。この時間はたとえば、導線６１を経て
クロックパルス発生器６からクロックツ；ルスを与えら
れまだ導線３２を経て心拍信号を与えられるカウンタ８
２で求められる。２つの心拍信号の間に生ずるクロック
パルスの数は測定すべき時間間隔に対する尺度である。

遅延時間の最小値はレジスタ８３に入力され、最大値は
先ずレジスタ８４に入力される。これらの両値から回路
８５で〔（レジスタ８３の値）＋（（レジスタ８４の値
）−（レジスタ８３の値））／２〕の値が形成され、導
線８６を経てレジスタ８１の次の記憶場所に伝達される
。次いで、この値が新しい値としてレジスタ８４に入力
される。レジスタ８１のすべての記憶場所に記憶が行な
われるまで、上記のような過程が繰返される。

礪 一例では、２つの頻拍の間の間隔は４００２１７秒であ
り、また心臓の不応期およびそれと等しく設定される最
小遅延時間は２００ミリ秒であると仮定されている。こ
の場合の遅延時間は記憶場所のすぐ右横に記入されてい
る値となる。

遅延時間値のすぐ右横には、２つの心拍の間の間隔が遠
心的な順序で探索されるべき場合に、第１図の実施例に
おけるカウンタ７に遅延時間値がどのような順序で与え
られるかが示されている。

遅延時間値ｄ＋　＝２１２　ミ！７秒で開始され、それ
により頻拍が終了しなければ２回目のｄ２＝２２５ミリ
秒が続き、それでも頻拍が終了しなければ３回目のｄｓ
＝２０６　ミＩＪ秒が続く（以下同様）。第４図に示さ
れている例では、２回目の遅延時間値ｄ２で既に頻拍が
停止しているので、この値が新たな頻拍の生起の際の１
回目の遅延時間値として用いられる。その際にカウンタ
に与えられる遅延時間値の順序が第２図の右端にｄ１〜
ｄ８として示されている。

第３図には、もう１つの実施例がブロック回路図で示さ
れている。第１図と同様に、心臓に通ずる電極に対する
端子が参照符号ｌを付して示されている。この端子から
信号は導線１１を経て、増幅器および検出器を含む回路
１０に到達する。そこから信号はマイクロプロセッサ１
００に与えられ、そこで種々の遅延時間値が計算され記
憶される。このマイクロプロセッサ１００の出力は中］
ｊ戟パルス発生用の出力回路９を制御する。

さらに第３図には、マイクロプロセッサ１００が受信装
置２０１を備えたプログラミング装置２００によりプロ
グラムされ得ることが示されている。同様なプログラミ
ング装置が第１図の装置にも設けられ得る。

以上に例として示した同装置は、頻拍以外の心拍異常の
際にも刺戟パルスを心臓に与え得る細込み心臓ペースメ
ーカの一部分であってよい。

図面をわかりやすくするため、遅延時間の経過のつど１
つの刺戟パルスが発せ？れるものとして図示したが、予
め選定可能な相互間隔を有する仲数個の刺戟パルスが１
群としてそのつど心臓に発せられるように構成し得るこ
とはもちろんである、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の第１の実施例のブロック回
路図、 第２図は第１図の装置の一部分の詳細な回路図、第３図
は本発明による装置の第２の実施例のブロック回路図、 第４図は本発明による装置の作動の仕方を説明するだめ
のパルスダイアグラムである。 １・・・電極接続端子、　　２・・・入力増幅器、　　
３・・・心拍検出器、　４・・・ゲート、　５・・・カ
ウンタ、６・・・クロックパルス発生器、　　７・・・
カラ／り、８・・・メモ１ハ　９・・・出力回路、　　
１０・・・入力部、８１・・・レジスタ、　　８２・・
・カウンタ、　　８３゜８４・・・レジスタ、　　１０
０・・°マイクロプロセッサ、２００・・プログラミン
グ装ｆｉｔ、２０１・・・受信装置 ［ ＦＩＧ２　　　　　　ｍｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）心拍信号によってのみ影響され得る入力部と、入力
   部に接続されており頻拍生起の際に出力信号を生ずる頻
   拍検出器と、頻拍検出器の出力信号を与えられると可変
   の設定可能な遅延時間の後に出力信号を生ずる遅延回路
   と、遅延回路の出力信号を与えられると電極を介して心
   臓に刺戟パルスを与える出力回路とを含んでおり、それ
   により心拍信号と同期して少なくとも１つの刺戟パルス
   を心臓に与えるべく構成されだ頻拍停止装置において、
   ２つの心拍信号の間の時間（ＲＲ待時間を測定するだめ
   の装置（８２）が設けられており、測定されたＲＲ待時
   間値から予め選定可能な数の相い異なる遅延時間を定め
   る演算ユニットを遅延回路が含んでおり、これらの遅延
   時間のうち最短の遅延時間は予め設定可能な値を有し、
   まだそれよりも長い遅延時間は隣隣する遅延時間の差分
   が単調増大するように最長の遅延時間に向かって逐次大
   きな値に定められ、こうして定められた遅延時間を遅延
   回路が予め選定可能な順序で掃過することを特徴とする
   頻拍停止装置。 ２）ＲＲ待時間最短遅延時間との間の差から形成される
   時間間隔が残余時間間隔の二分を繰返すことにより最短
   遅延時間に向かって単調減少するステップに分割される
   ように遅延時間が定められることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ３）遅延時間を記憶するだめのメモリが設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の装置。 ４）頻拍の停止に通ずる遅延時間がメモリ（８）に記憶
   され、新たな頻拍の生起の際に最初に設定される遅延時
   間として用いられることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。 ５）２回目以後の遅延時間が゛１遠心的゛１な順序で掃
   過されることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   装置。 ６）出力回路（９）がそのつど複数個の刺戟パルスを発
   し、これらのパルスの相互間隔が固定的に予め選定可能
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のいずれかに記載の装置。 ７）１つの遅延時間サイクルの完了後直ちに次のサイク
   ルが開始し、遅延時間あたりの刺戟パルスの数および（
   まだは）これらのパルスの相互間隔が可変であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
   かに記載の装置０ ８）種々の選定まだは設定可能な量の少なくとも一部分
   がプログラマブルであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の装置。 ９）入力部（１０）および出力回路（９）を除いて、装
   置のすべての構成要素がマイクロプロセッサ（１００）
   により形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第８項のいずれかに記載の装置。 ｌＯ）ロック回路を有し、そのロック解除後に始動する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項の
   いずれかに記載の装置。 １１）　　体内に植込まれる心臓ペースメーカのなかに
   配置されることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第１０項のいずれかに記載の装置。 １２）体外に配置され、体内に植込まれる心臓ペースメ
   ーカと共同作用して、頻拍生起の際に心臓ペースメーカ
   を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第１０項のいずれかに記載の装置。