NL8100636A - Werkwijze voor het maximaal maken van het slagvolume door atrioventriculaire stimulatie onder gebruik van een geimplanteerde cardiovertor/stimulator en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze. - Google Patents

Description

4¾ J

VO 1613

Titel : Werkwijze voor het maximaal maken van het slagvolume door atrio-ventrieulaire stimolatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator en inrichting voor het toepassen van deze werkwijze. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 81 0 0 63 6

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het maximaal maken van het slagvolume door atrioventriculaire stimulatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator en een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

2

Het vermogen de hartfrequentie door middel van elektrische: sti 3 mulatie te regelen heeft de cardioloog een belangrijk werktuig in han 4 den gegeven voor de behandeling van patiënten, die aan een abnormale 5 hartwerking lijden.. De medische technologie is ontwikkeld tot het punt, 6 waarop met een batterij bedreven stimulatoren, zowel tijdelijk als im- 7 planteerbaar, met karakteristieken, die geschikt zijn voor verschillende 8 klijische situaties, beschikbaar zijn. Bij de werking van dergelijke 9 hartstimulatoren (ook bekend als pacemakers) wordt een goed begrip van 10 de werking van het hart vooraf verondersteld.

11

Het hart is verdeeld in een linkeratrium, een rechter atrium, 12 een linker ventrieula en een rechter ventricula en bezit een sinoatriaal 13 (SA) knooppunt, hetgeen een gebied van gespecialiseerd weefsel in de 14 wand van het rechter atrium is. Dit is de natuurlijke stimulator van 15 het hart doordat uit dit punt een reeks elektrische pulsen wordt ge 16 ëmitteerd, die elk een hartactiviteitscyclus trekken. Wanneer de puls 17 uit het SA-knooppunt zich over de atriale wanden verspreidt, leidt de puls een atriale contractie in teneinde bloed in de ventrieulae te pompen. De puls wordt dan gedetecteerd door een ander gebied van gespecialiseerd weefsel, bekend als het atrioventriculaire (AV) knooppunt en wordt vervolgens langs speciale wegen van geleidend weefsel naar de 2$ centriculae geleid. Terwijl de puls zich door de geleidende weefsels naar de weefsels van de ventrieulae beweegt, wordt door de atriale contractie bloed naar de ventrieulae bewogen. Op het moment, dat de ven-triculaire contractie begint (tengevolge van de aankomst van de puls in de ventrieulae), worden de ventrieulae geëxpandeerd en zijn deze ge-30 reed om bloed naar de longen en het circulatiestelsel van het lichaam, te pompen, ifa elke contractie ontspant het hart zich, worden de atria opnieuw met bloed gevuld en wordt in het SA-knooppunt weer een puls opgewekt om de volgende hartactiviteitscyclus in te leiden.

- 2 -

Eet normale ritme (bekend als het!,sinusritme") ontstaat in Eet - SA^knooppunt van het hart, Er hunnen zich evenwel verstoringen van het ritme (hetend, als "arrhythmias") voordoen. Indien bijvoorbeeld de gelei dende hanen naar of in de ventriculae om de een of andere reden zijn on 5 derbroken, tan het voorhouten, dat de atriaal opgewekte pulsen de ventri eulaire activiteit niet langer trekken en kan het zijn, dat de ventricu laire contractie niet langer met de atriale activiteit is gesynchroni-' seerd. Er bestaan taltijke arrhythmias, waarbij de normaal sequentiële . contracties van de atria en de ventriculae afwezig zijn. Dergelijke 10 arrhythmias hebben geleid tot de ontwikkeling van de elektronische stimulator, welke de functie van het stimuleren van de ventriculae om • met een normale frequentie (bijvoorbeeld 70 slagen per minuut) te contracteren overneemt. Bij de thans gevraagde elektronische stimulatoren, is de werking meer in het bijzonder met de elektrische hartactiviteit 15 gesynchroniseerd door elektrocardiografische (ECG) controle.

Eet normale ECG bestaat uit een reeks spanningsveranderingen, welke een gevolg zijn van de contractie van de atria en de contractie en het herstel van de ventrieulaein het hart. Een normaal elektrocardiogram, dat uit ECG-controle afkomstig is, omvat een reeks op een 20 afstand van elkaar gelegen golfvormgebieden, bekend als het QRS-com-plex, bestaande uit : een kleine opwaartse afbuiging (de P-golf), tengevolge van atriale contractie; een korte, naar beneden gerichte zwaai (de Q-golf), gevolgd door een grote opwaartse zwaai (de R-golf) en daarna een verdere naar beneden gerichte zwaai (de S-golf), welke 25 een gevolg is van de ventrieulaire contractie; en een kleine naar boven gerichte afbuiging (de T-golf), die het herstel van de ventriculae aangeeft. Derhalve kunnen verstoringen van het geleidingsmechanisme of de wegen tussen de atria en de ventriculae (bekend als "heart blocks") door ECG-controle worden gedetecteerd. Wanneer de mate van geleiding 30 vanuit het AV-knooppunt over de geleidende banen wordt verlengd, is het P-E-interval langer dan normaal en dit wordt een atrioventriculair (AV) blok van de eerste graad genoemd. Een ander type arrhythmia (een onvolledige hartblokkering of blokkering van de tweede graad) treedt op wanneer de ventriculae niet op elke atriale slag reageren. Een derge-35 lijke situatie kan worden veroorzaakt door een te grote atriale snelheid of door een zieke AY-baan en kan door ECG-controle worden gedetecteerd. Tenslotte treedt een volledige hartblokkering (of volledige AV- 8100636 - 3 - dissociatie) op -wanneer de hoofdgeleidingsbaan tussen de atria en ven-triculae wordt onderbroken. In een dergelijks situatie blijven de atria normaal slaan, doch de ventriculae slaan met hun eigen, dikwijls zeer trage, ontsnappingssnelheid en ook een dergelijke situatie kan door ECG-controle worden gedetecteerd. Het optreden van een van de laatstgenoemde toestanden is een indicatie voor de noodzaak tot een kunstmatige stimulatie van het hart.

De atrioventriculaire (AV) stimulatie is ontwikkeld om de laatstgenoemde hartstoringen te bestrijden. Als een voorbeeld daarvan werkt een bepaald type AV-stimulator meer in het bijzonder als volgt. De AV-stimulator controleert de elektrische activiteit van het hart en wacht op een ventriculaire contractie (als aangegeven door een R-golf in het ECG). Indien geen venticulaire contractie optreedt na een eerste periode (bekend als het "atriale ontsnappingsinterval"), levert de stimulator een stimulatiepuls, die aan het atrium van het hart wordt toegevoerd. Daarna wacht de stimulator weer op een ventriculaire contractie. Indien aan het eind van een tweede periode (bekend als het 'Ventriculaire ontsnappingsinterval”) geen ventriculaire contractie is opgetreden, wordt een ventriculaire stimulatiepuls opgewekt, die aan de ventricula van het hart wordt toegevoerd. Het verschil in tijd tussen het atriale ontsnappingsinterval en het ventriculaire ontsnappingsinterval is gelijk aan de vertraging tussen het leveren van de atriale puls en de ventriculaire puls en staat bekend als de ''AV” vertraging. Het normale hart zendt meer in het bijzonder atriale en ventriculaire pulsen met een natuurlijke AV-vertraging van 150 - 250 millisec. uit.

Bij een moderne AV-stimulator zijn de elektronische stelsels zodanig vooraf geprogrammeerd, dat in de inrichting een constante AV-vertraging wordt ingesteld, meer in het bijzonder in het gebied van de genoemde 150 - 250 millisec. Omdat harten van individu tot individu variëren, kan een bepaalde AV-vertraging optimaal zijn voor een persoon, terwijl dezelfde vertraging voor een andere persoon slechts adekwaat kan zijn. Deze minder dan optimale tempering van de ventriculaire stimulatiepuls kan leiden tot een minder dan optimale pompwerking van het gestimuleerde hart. Er bestaat derhalve vraag naar een elektronische stimulator, waarbij de hoeveelheid bloed, die door het hart wordt gepompt (of ''slagvolume*') voor elke ventriculaire stimulatiepuls maximaal wordt gemaakt.

8100636 % h -

De uitvinding heeft "betrekking op een werkwijze en inrichting voor het maximaal maken van. het slagvolume door atrioventriculaire (AV) stimulatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een 5 werkwijze en inrichting voor AV-stimulatie, waarbij de afstand tussen de atriale en de ventrieulaire pulsen instelbaar is en onafhankelijk van QRS-detectie en hartsnelheidsberekeningen plaats vindt, waardoor de nauwkeurigheid en het rendement maximaal worden gemaakt.

In het algemeen wordt bij de werkwij ze en inrichting volgens de 10 uitvinding het interval tussen de atriale en ventrieulaire stimulatie-pulsen (AV-vertraging) vergroot of verkleind overeenkomstig de detectie van toenemende of afnemende slagvolumina, gemeten of gedetecteerd vanaf êên hartcyclus naar de volgende. Volgens de uitvinding wordt het slagvolume gecontroleerd door de impedantie tussen een paar elektroden 15 te meten, die met het hart zijn verbonden of zich in de nabijheid daarvan bevinden, en door de variatie van deze impedantie zodanig te verwerken, dat een parameter wordt opgewekt, die evenredig is met het slag-volume. Voorts is een terugkoppellus aanwezig, welke dient cm het slagvolume maximaal te maken.

20 Derhalve vindt volgens de uitvinding de AV-stimulatie op een zodanige wijze plaats, dat de AV-vertraging aan een bepaalde patient wordt aangepast. Dientengevolge kan men volgens de uitvinding een betere nauwkeurigheid verkrijgen ten aanzien van de bij de bekende inrichtingen toegepaste methoden.

25 Verder voorziet, aangezien volgens de uitvinding gebruik wordt gemaakt van impedantieverwerking en aangezien impedantieverwerking ook een nuttige methode voor het detecteren van ventrieulaire -fibrilatie vormt, de uitvinding in het vermogen van het integraal incorporeren van AV-stimulatie en fibrilatiedetectie (en defibrilatie) in een enkele in-30 richting. Ten aanzien van de impedantie-aftasting is het bekend, dat de impedantie over een normaal hart op een regelmatige (pulserende) wijze toeneemt en afneemt, terwijl gedurende ventrieulaire fibrilatie dergelijke pulserende impedantieveranderingen minimaal of afwezig zijn. Derhalve kan de impedantieverwerking zowel voor AV-stimulatie als voor 35 fibrilatiedetectie dienen.

De uitvinding beoogt derhalve te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het maximaal maken van het slagvolume door atrioventricu-

- 5 - laire stimulatie onder gebruik van een geïmplant eerde cardiovertor/ stimulator.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een vèrksrijze en inrichting, waarbij de AV-stimulatie op een zodanige wijze 5 plaats vindt, dat de AV-vertraging aan een bepaalde patient wordt aangepast, waardoor in het proces een maximale nauwkeurigheid wordt verkregen.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze en inrichting, waarbij voor het uitvoeren van een AV-stimula-10 tie gebruik wordt gemaakt van impedantieverwerking.

De uitvinding beoogt voorts te voorzien in een werkwijze en inrichting voor AV-stimulatie, waarbij tegelijkertijd, indien nodig, wordt voorzien in fibrilatiedetectie en defibrillatie.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder ver-15 wijzing naar de tekening. Daarbij toont : fig. 1 een schematische weergave van een inrichting volgens de uitvinding voor atrioventriculaire stimulatie; fig. 2 een grafische voorstelling van het slagvolume als functie van de AV-vertraging; 20 fig. 3 een tijddiagram van de werking van de inrichting volgens fig. 1; fig. 4 een schema van de piek-tot-piek impedantieveranderings-detectorl8 van fig. 1; fig. 5 een schema van de laatste impedantieveranderingsgrendel-25 inrichting 20 volgens fig. 1; en · fig. 6 een logisch diagram van de kiezer 3^· volgens fig. 1.

De uitvinding zal nu onder verwijzing naar fig. 1 en 2 nader worden beschreven.

In fig. 1 is de atrioventriculaire (AV) stimulator aangegeven 30 bij 10, waarbij deze stimulator is voorzien van een paar elektroden 12 en 13 (en overeenkomstige geleiders), atriale en verticulaire stimula-torelektroden 'ik respectievelijk. 15 (en overeenkomstige geleiders), een impedantieprocessor 16, een piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector 18, een laatste impedantieyeranderingsschakelinriehting 20, een verge-35 lijkingsinrichting 22, een êênperiode multivibratorketen 2k, een flipflop 26", een op-afteller 28, een klokgenerator 30, een AV-pulsyertra-gingsgenerator 32, een kiezer 3^·, een normale stimulator 36, beschermen- 8 1 0 0 63 6 - 6 - de ketens 3θ en ko, en een bedieningsinrichting k2.

De elektroden 12' en 13 zijn respectievelijk weergegeven als een tovenste vena cava-catheterelektrode en een conformele apex-elektrode, verbonden met of opgesteld in de nabijheid van het hart. De elektroden 12 en 13 kunnen bijvoorbeeld van het type zijn, beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage j6 10'. 830 en de Amerikaanse octrooischriften l4-.l8i4-.U93 en l4.'202.3l40.

De impedantie van het hart, gemeten door de elektroden 12 en 13» varieert tussen hoge en lage waarden overeenkomstig de relatieve afwezigheid of aanwezigheid van bloed daarin. De impedantie wordt gedetecteerd en verwerkt door de impedantieprocessor 16, welke een analoog signaal levert, dat de fluctuerende impedantie van het hart voorstelt.

De impedantie van het hart fluctueert tussen een minimum waarde' (overeenkomende met de aanwezigheid van bloed in het hart, juist voor een contraetieperiode) en een maximum waarde (overeenkomende met de afwezigheid van bloed in het hart, juist na een contraetieperiode). De verandering of zwaai' in waarden tussen maximale en minimale impedantie is evenredig met het "slagvolume" van het hart.

Eet analoge signaal uit de impedantieprocessor 16 wordt ·toegevoerd aan de piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector 18, welke een spanning levert, die evenredig is met de piek-tot-piek zwaai in de fluctuerende impedantiewaarde, gemeten door de elektroden 12 en 13» en geleverd door de impedantieprocessor 16. Het is de piek-tot-piek zwaaispan-ning, welke het slagvolume van het hart benadert. De piek-tot-piek detector 18 wekt ook een uitgangspuls op, welke aangeeft wanneer de slag-volume-informatie geldig is, d.w.z. zijn maximale waarde bezit. De uit-gangsspanning van de piek-tot-piek detector 18 wordt als een ingangssignaal (NIEUWE WAARDE) aan zowel de laatste-impedantieveranderings-grendelinrichting 20 als aan de negatieve ingang van de vergelijkings-inrichting 22 toegevoerd. De grendelinriehting 20 slaat elk NIEUWE WAARDE-uitgangssignaal van de detector 18 gedurende één periode op en levert dit signaal aan de positieve ingang van de vergelijkingsinrich-ting 22 als het LAATSTE WMRDE uitgangssignaal. De vergelijkingsinrich-ting 22 voert dan een vergelijking tussen de laatste impedantie-zwaai-waarde van de grendelinriehting 20 en de nieuwe impedantiezwaaivaarde van de detector 18 uit. Tengevolge van de vergelijking wekt de yerge-lijkingsinrichting 22 of een ’’laag" of een "hoog" uitgangssignaal op, 81 0 0 63 6

- 7 - waarbij dit uitgangssignaal aan de kiezer 34 wordt toegevoerd.

De kiezer 34 werkt samen met de flip—flop 26 en de ingangen van de kiezer zijn respectievelijk met de Q- en Q-uitgangen van de flipflop 26 verbonden. Afhankelijk van het ingangssignaal uit de vergelij-kingsinrichting 22, voert de kiezer 34 (zoals later zal blijken) of het Q-uitgangs signaal of het Q-uitgangssignaal aan de D—ingang van de flipflop 26 toe. Derhalve wordt veroorzaakt, dat de flip-flop 26 of zijn huidige toestand onderhoudt naar de andere toestand daarvan overgaat.

Doordat het Q-uitgangs signaal van de flip-flop 26 of ,,laag,, of "hoog" is, bestuurt deze flip-flop de op-afteller 28 zodanig, dat deze laatste selectief in dezelfde richting als tijdens de voorgaande hartslag telt (wanneer de nieuwe impedantiezwaaiwaarde de voorafgaande impedantiezwaaiwaarde overschrijdt) of in de tegengestelde richting telt (wanneer de nieuwe impedantiezwaaiwaarde de voorafgaande impedantiezwaaiwaarde niet overschrijdt). De teller 28 telt overeenkomstig een klokingangssignaal uit de multivibrator 24 (welke wordt gebruikt· als een vertragingselement), wanneer deze door de bedieningsinrichting 42 wordt beïnvloed.

De teller 28 onderhoudt een telwaarde, welke een gewenste AV-pulsvertraging voorstelt, die aan de AV-pulsvertragingsgenerator 32 wordt toegevoerd. De generator 32 wekt onder invloed van de normale stimulator 36 een .atriale puls op, indien het atriale ontsnappings-interval is overschreden, welke atriale puls via een beveiligings- en koppelschakeling 38 aan de atriale stimulatorelektrode 14. wordt toegevoerd. Daarna wekt de generator 32, gebaseerd op de AV-vertraging, die door de teller 28 aan de generator wordt medegedeeld, na het uittellen van het aantal pulsen, voorgesteld door het digitale ingangssignaal uit de teller 28, een ventrieulaire trekkerpuls op, wanneer wordt aangenomen, dat geen ventrieulaire responsie op de atriale contractie plaats vindt. De trekkerpuls wordt omgezet in een stimulatorpuls en wordt via een beveiligings- en koppelschakeling 40 toegevoerd aan de ventrieulaire stimulatorelektrode 15- Zoals uit fig. 1 blijkt, is de generator 32 zodanig aangesloten, dat deze uit de gebruikelijke schakeling in de stimulator 36 een "entsnappingsoverschrijdings" (stimulator-) uitgangssignaal ontvangt, welke stimulator met de ingang daarvan met de uitgang van de beveiligings- en koppelschakeling 40 is verbonden teneinde een bron van SCG-signalen uit de ventrieulaire elektrode te verschaf- 8100636 -δ ίκη. Indien na een atriale stimulatorpuls een ventriculaire responsie optreedt, "belemmert de R-golflijn liet opwekken van een ventriculaire puls.

Derhalve wordt de in de AV-pulsvertragingsgenerator 32 inge-5 stelde AV-pulsvertraging gevarieerd (vergroot of verkleind) door middel van de op-aftelwerking, die door de teller 28 wordt uitgevoerd onder invloed van de flip-flop 26, waarbij de generator 32 de ingestelde AV-pulsvertraging gebruikt om atriale en ventriculaire pulsen met deze vertraging op te wekken.

10 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de stimulator 10 een be dieningsinrichting k2 voor bet leveren van een signaal teneinde zowel de impedantieprocessor 16 als de teller 28 te beïnvloeden. De inrichting b2 omvat een schakelaar bb voor het leveren van het commando signaal in responsie op een "hoog" uitgangssignaal van de OF-poort bj, en een tong-15 schakelaar bj en een tempeerinrichting b6, die met respectieve ingangen van de OF-poort ^7 zijn verbonden. Tijdens het bedrijf kan een van twee bedieningsmodes worden gebruikt; (1) de "tempeer"-modus, waarbij de schakelaar kk met voorafbepaalde intervallen het commandosignaal levert en (2) de "commando"-modus, waarin een magneet ^8 (die zich buiten het 20 liehaam bevindt) in de nabijheid van de schakelaar i+5 kan worden gebracht om deze te beïnvloeden, waardoor door de schakelaar (via de OF-poort !+7) een commandosignaal wordt opgewekt. Derhalve kan de impedantie-verwerking door de processor 16 en het tellen door de teller 28 met ge-tempeerde intervallen (modus (1)), of Op commando (modus (2)) worden 25 ingeleid.

Uit fig. 2, welke een grafische voorstelling is van een fractio-neel gedeelte van het slagvolume als functie van de AV-pulsvertraging (in millisec.) blijkt, dat er een optimale waarde van de AV-pulsvertraging bestaat (bij benadering 150 millisec. ) waarbij een piekwerking in 30 termen van het fractionele gedeelte van het slagvolume, dat door het hart wordt verkregen, optreedt. Derhalve dienen de impedantieprocessor 16 en de detector 18 om opeenvolgende imp edant i e zwaai vaar d en te bepalen, d.w.z. opeenvolgende waarden van de zwaai in impedantie vanaf maximum tot minimum. Daarna vergelijkt de vergelijkingsinrichting 22 35 de voorafgaande impedantiezvaaiwaarde met de geldende impedantiezvaai-waarde teneinde de trend te bepalen (toenemende of afnemende impedantie-zwaaiwaardenJ. Derhalve kan een toename of afname in slagvolume worden 8100636 - 9 - gedetecteerd.

In liet algemeen overschrijdt, wanneer een toename in het slag-volume wordt gedetecteerd, het -uitgangssignaal van de detector 18 het uitgangssignaal van de grendelinrichting 20, waarbij de vergelijkings-5 inrichting 22 een negatief of "laag" uitgangssignaal levert, de flipflop 26 zijn geldende toestand onderhoudt, en de teller 28 in dezelfde richting blijft tellen, zodat het slagvolume blijft toenemen wanneer de optimale AV-pulsvertraging wordt gezocht. Omgekeerd is, wanneer een afnemend slagvolume wordt gedetecteerd, het uitgangssignaal 10 van de grendelinrichting 20 groter dan het uitgangssignaal van de detector 18, levert de vergelijkingsinrichting 22 een positief of "hoog" uitgangssignaal, verandert de flip-flop 26 van toestand en keert de telrichting van de teller 28 om, waardoor een toename in slagvolume en de optimale waarde van de AV-pulsvertraging wordt gezocht.

15 Meer in het bijzonder zal, volgens de uitvinding, de AV-stimula- tor 10, beginnende in een initieel punt van de in fig. 2 af geheelde kromme, het punt (9) van de optimale AV-pulsvertraging voor het maximaal maken van het slagvolume naderen. Derhalve detecteert, rekening houdende met het feit, dat in die initiële toestand de grendelinrich-20 ting 20 een waarde nul bezit, de vergelijkingsinrichting 22, dat de nieuwe waarde groter is dan de laatste waarde, waarbij de vergelij-kingsinrichting aan de kiezer 31* een negatief of "laag" uitgangssignaal toevoert.

Fig. 6 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van de kiezer 3^·, 25 welke laatste is voorzien van EN-poorten 50 en 52, een 0F-poort 5½ en een invertor 56» die met de ingang van de M-poort 52 is verbonden om het KIES-ingangssignaal, d.w.z. het uitgangssignaal van de vergelijkings-isrichting 22 volgens fig,. 1, am 'te keren, voordat dit aan de ingang van de EJF-poort 52 wordt toegevoerd. Zoals uit fig. 6 blijkt, ontvangt 30 de M-poort 50 het Q-uitgangssignaal van de flip-flop 26, terwijl de M-poort 52 het Q-uitgangssignaal van de flip-flop 26 ontvangt.

Terugkerende tot het overwegen van de initiële toestand levert de vergelijkingsinrichting 22, wanneer deze detecteert, dat de nieuwe waarde groter is dan de laatste waarde (willekeurig ingesteld op nul), 35 een negatief (logische nul) uitgangssignaal, dat veroorzaakt, dat de M-poort 52 (fig. 6} het Q-uitgangssignaal van de flip-flop 26 aan de D-ingang daarvan toevoert. Derhalve wordt de flip-flop 26 in de huidige 8100636 η 3 Q. τι toestand gehouden en "Blieft 'de telrichting dezelfde.

Thans wordt "beschouwd het geval, dat de huidige (d.w.z. initiële) toestand wan de flip-flop 26 de Q = 1-toestand is, hetgeen een optel-werking van de teller·-28 vereist, waardoor een toename van de AV-pulsver-5 traging optreedt. Onder deze omstandigheden zal het volgende punt (in fig. 2).het punt 2 zijn en zal de nieuwe waarde van het" slagvolume kleiner zijn dan de laatste waarde van het slagvolume.. Derhalve zal de vergelij-kingsinriehting 22 een positief (logische 1) uitgangssignaal aan de kiezer 3^· toevoeren, waardoor de EN-poort 50 in staat wordt gesteld Q 10 aan de D-ingang van de flip-flop 26 toe te voeren. Hierdoor gaat de flip-flop 26 van toestand veranderen van Q - 1 tot Q = 0 "bij de stijgende vlakken van de uitgangsgolfvorm E (fig. 3) en zal de teller 28 in de aftelmodus worden gebracht.

Voorts zal onder verwijzing naar fig, 2 op deze wijze de AV-15 pulsvertraging achtereenvolgens via de posities 3, U en 5 afnemen.

De positie 5 stelt het optimale slagvolume en derhalve de optimale AV-pulsvertraging (in dit geval 15Ό millisec.) voor. Uit fig. 2 "blijkt, dat een .verdere afname van de AV-pulsvertraging naar de positie 6 veroorzaakt, dat de nieuwe waarde van de piek-tot-piek impedantieverandering (over-20' eenkomende met het slagvolume) kleiner is dan de laatste .impedantiever-anderingswaarde, waarbij de vergelijkingsinrichting 22 een positief (logische 1) uitgangssignaal aan de kiezer 3^ zal toevoeren, waardoor het Q-uitgangssignaal van de flip-flop 26 aan de D-ingang daarvan -zal worden toegevoerd, waardoor de flip-flop 26 van toestand verandert van 25 Q = 0 naar Q = 1. Derhalve zal de teller 28 in de optelmodus worden gebracht en zal een zoekwerking van de AV-stimulator 10 via de posities 7, 8 en 9 in fig. 2 voortduren,

Eig, k toont een gedetailleerd schema van de. piek-tot-piekim-pedantieveranderingsdetector 18 van fig. 1. Zoals uit deze figuur blijkt, 30 omvat de detector 18 condensatoren 60 en 70, differentiaalversterkers 63 en 66, dioden 6k en 68, een weerstand 72 en een pulsvormingsinrich-ting 7^. Tijdens het "bedrijf vergrendelen de condensator 60, de versterker 62 en de diode 6b de ingangsgolfvorm A op een.nulreferentie, waardoor de uitgangsgolfvorm B optreedt.

35 Verder verwijzende naar fig. 3 en it, wordt het signaal B aan de positieve ingang van de versterker 66 toegevoerd, waarvan de negatieve ingang via een terugkoppellus met de uitgang van de diode 68 is 8100636 - 11 verbonden, van welke laatste de ingang met de uitgang van de versterker 66 is verbonden... Derhalve leveren de versterker· 66 en de diode 68 de uitgangsgolfvorm C, die slechts een piek-gedet eet eerde versie van het maximale slagvolume is, d.v.z. de maximale verandering in waarden tussen 5 de maximale en minimale pieken van de golfvormen A en B.

Voorts wordt bet uitgangssignaal D van de versterker 66 (een rechthoekige puls, die via de achterrand daarvan de aanwezigheid van de geldige volume-informatie, d.v.z. de maximale impedantieverandering . aangeeft) toegevoerd aan de pulsvormingsinrichting waarin het sig-10 naai wordt geïnverteerd en tot een '’schonere" puls wordt gevormd, waardoor het uitgangssignaal E optreedt. Zoals reeds is vermeld, wordt het uitgangssignaal E als een klokingangssignaal aan de flip-flop 26 toegevoerd en tevens als een ingangssignaal aan de éenperiode-inrichting 2h toegevoerd. Voorts geeft de in negatieve richting verlopende puls 15 E geldige informatie via de in positieve richting verlopende rand daarvan aan.

Fig. 5 is een gedetailleerd schema van een voorkeursuitvoerings-vorm van de grendelinrichting 20 volgens fig. 1. Zoals uit fig. 5 blijkt, omvat de grendelinrichting 20 een normale analoge schakelaar 80, vaar-20 van de uitgang via een condensator 82 is geaard.

Zoals uit fig. 3 en 5 blijkt, ontvangt tijdens het bedrijf de analoge schakelaar 80 het uitgangssignaal C (NIEUWE WAARDE) uit de detector 18' (fig. 1) en voert dit signaal in responsie op een selecteer-ingangssignaal aan de uitgangscondensator 82 toe. Meer in het bijzonder 25 is het selecteeringangssignaal, dat de analoge schakelaar 80 beïnvloedt, de uitgangspuls 'F uit de inrichting 2k, d.v.z., dat de in negatieve richting verlopende rand van de puls F de analoge schakelaar 80 selecteert om het uitgangssignaal NIEUWE WAARDE uit de detector 18. aan de uitgangscondensator 82 toe te voeren. Op deze wijze wordt de NIEUWE 30 WAARDE uit de detector 18 na een tijdyertraging (overeenkomende met de duur. van de puls F) het ingangssignaal LAATSTE WAARDE voor de positieve ingang van de vergelijkingsinrichting 22.

Uit het bovenstaande blijkt, dat volgens de uitvinding bijzonder goede resultaten in termen van AV-stimulatie worden verkregen.

35 Door de impedantieproeessor 16. (fig, 1). volgens de uitvinding toe te passen, verkrijgt men twee grote voordelen. In de eerste plaats verkrijgt men een uitstekende nauwkeurigheid bij het instellen van de A7- 81 00 63 6 - 12 - pulsvertr aging op'een wijze, welke instelbaar is teneinde aan de speciale fysiologische noden van de patient tegemoet te komen. In de tweede plaats kan men door gebruik te maken van de impedantieprocessor 16 in de AV-stimulator 10 volgens de uitvinding het verdere voordeel ver-5 krijgen, dat door middel van dezelfde schakeling, die met fibrilatie-detectie- en defibrilatieketens 13^ is gekoppeld, zowel een AV-stimu-latie als een ventriculaire fibrilatiedetectie wordt verkregen (de impedantieprocessor 16 is van het type, dat ook van nut is bij een ventriculaire fibrilatiedetectie en ventriculaire defibrilatie, zoals beschre-10 ven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift U.202.3^0).

Derhalve verkrijgt men een aanzienlijke besparing aan onderdelen voor het vervullen van deze twee functies.

8 1 0 0 63 6

Claims (12)

1. Werkwijze voor het maximaal maken van het slagvolume van een hart door atrioventriculaire stimulatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator, die stimulatorpulsen emitteert, met het kenmerk, dat wordt voorzien in een paar elektroden, die in de 5 nabijheid van het hart zijn aangesloten, opeenvolgende impedantiever-anderingen over deze elektroden vanuit een hartcyclus naar de volgende worden gemeten, de opeenvolgende impedantieveranderingen worden verwerkt voor het detecteren van variaties en variatierichtingen daarvan, atriale en ventriculaire stimulatiepulsen worden opgewekt, die ge-10 scheiden door een tijdinterval, aan respectievelijk de atria en ven-triculae van het hart worden toegevoerd, en het tijdinterval tussen de atriale en ventriculaire stimulatiepulsen selectief wordt vergroot of verkleind in afhankelijkheid van de variatieriehtingen van de opeenvolgende impedantieveranderingen.

2. Stelsel voor het maximaal maken van het slagvolume van een hart door atrioventriculaire stimulatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator, die stimulatorpulsen emitteert, gekenmerkt door een paar elektroden, die in de buurt van het hart zijn aangesloten, organen om opeenvolgende impedantieveranderingen over deze elektroden 20 vanaf êên hartcyclus naar de volgende te meten, organen om de opeenvolgende impedantieveranderingen te verwerken teneinde variaties en variatieriehtingen daarvan te detecteren, organen om atriale en ventriculaire stimulatiepulsen, die door een interval van elkaar zijn gescheiden, aan de respectieve atria en ventriculae van het hart toe te voeren, en orga-25 nen cm het tijdinterval tussen de atriale en ventriculaire stimulatiepulsen selectief te vergroten of te verkleinen in afhankelijkheid van de variatierichtingen van de opeenvolgende impedantieveranderingen.

3. Stelsel volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat de organen voor het verwerken van de opeenvolgende impedantieveranderingen zijn voorzien 30 van een piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector met een uitgangssignaal, dat de variaties· van de opeenvolgende impedantieveranderingen voorstelt, een laatste-impedantieveranderingsgrendelinriehting, die met de uitgang van de piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector is verbonden voor het ontvangen en vasthouden van elk van de opeenvolgende 35 impedantieveranderingen, en een vergelijkingsinrichting met ingangen, 8 1 0 0 63 6 5 - 1¼ - die respectievelijk met de piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector en de laatste-impedantieveranderingsgrendelinrichting zijn verbonden teneinde een eerste uitgangssignaal te leveren -wanneer de opeenvolgende impedanti ever ander ingen in waarde toenemen en een. tweede uitgangssignaal te leveren, wanneer de opeenvolgende impedantieveranderingen in waarde afnemen. U. Stelsel volgens conclusie 3 gekenmerkt door telorganen voor 10 15 20 25 30 selectief' in opwaartse of neerwaartse richting tellen teneinde een tel-uitgangssignaal op te wekken, dat het interval tussen de atriale en ventriculaire stimulatórpulsen voorstelt, waarbij de organen voor het selectief vergroten of verkleinen van het interval tussen de atriale en ventriculaire stimulatórpulsen zijn voorzien van een besturings flipflop met een eerste uitgang om te veroorzaken, dat telorganen in opwaartse richting tellen en een tweede uitgang om te veroorzaken, dat de telorganen in neerwaartse richting tellen, en een kiezer, welke in responsie op het eerste uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting de besturings flip-flop zodanig bestuurt, dat deze in de huidige toestand daarvan blijft, en in responsie op een tweede -uitgangssignaal van de vergelijkingsinrichting de besturings flip-flop zodanig bestuurt, dat deze van toestand verandert.

5. Stelsel volgens conclusie k met het kenmerk, dat de piek-tot-piek impedantieveranderingsdetector is voorzien van organen voor het leveren van een puls, die de aanwezigheid van geldige informatie ten aanzien van opeenvolgende impedantieveranderingen aangeeft, waarbij het stelsel voorts is voorzien -van tempeerorganen, die in responsie op de genoemde puls het tellen van de telorganen synchroniseren met de aanwezigheid van de geldige informatie ten aanzien van opeenvolgende impedantieveranderingen.

6. Stelsel volgens conclusie 3 gekenmerkt door tempeerorganen om de verwerking van opeenvolgende impedantieveranderingen te synchroniseren met de selectieve vergroting of verkleining van.het interval tussen de atriale en ventriculaire stimulatórpulsen.

7. Stelsel.volgens conclusie 2 gekenmerkt door tempeerorganen om de verwerking van de opeenvolgende impedantieveranderingen te synchroniseren met de selectieve vergroting of verkleining van het interval tussen de atriale en ventriculaire stimulatórpulsen.

8. Stelsel volgens conclusie 2 gekenmerkt door bedieningsorganen 35 8100636 - 15 - die in responsie op een bedieningscommandosignaal. de organen voor het verwerken "beïnvloeden cm de opeenvolgende impedantieveranderingen te verwerken en de organen voor het selectief vergroten of verkleinen van het interval tussen de atriale en ventrieulaire stimulatorpulsen be-5 invloeden.

9· Stelsel volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de bedienings- organen zijn voorzien van tempeerorganen cm met bepaalde tijdintervallen het bedieningscommandosignaal te leveren.

10. Stelsel volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de bedienings-10 organen zijn voorzien van tongschakelaarorganen, die in responsie op een uitwendige commando-inrichting, welke in de buurt daarvan wordt gebracht, het bedieningscommandosignaal leveren.

11. Implanteerbare cardiovertor en atrioventriculaire stimulator gekenmerkt door eerste en tweede elektroden, die in de'buurt van het 15 hart kunnen worden aangesloten,. impedantiemeetorganen om opeenvolgende impedantieveranderingen over deze elektroden uit êën hartcyclus naar de volgende te meten, verwerkingsorganen om variaties en variatierich-tingen van de gemeten impedantieveranderingen te detecteren, pulsorga-nen om atriale en ventrieulaire stimulatorpulsen, die door een tijdin-20 terval van elkaar zijn gescheiden, respectievelijk aan de atria en ventriculae van het hart toe te voeren, tempeerorganen om het tijdinterval tussen de atriale en ventrieulaire stimulatorpulsen selectief te vergroten of te verkleinen, detectororganen om vast te stellen of de impedantieveranderingen over de elektroden pulserend zijn en cardio-25 vertororganen voor het leveren van een puls van cardiovertorenergie in het geval, dat de impedantieveranderingen niet pulserend zijn.

12. Werkwijze voor het maarimaal maken van het slagvolume yan een hart door atrioventriculaire stimulatie onder gebruik van een geïmplanteerde cardiovertor/stimulator, die atriale en ventrieulaire stimulator- 35 30 pulsen uitzendt, welke door een tijdinterval van elkaar zijn gescheiden met het kenmerk, dat opeenvolgende impedantieveranderingen oyer het hart vanuit êën hartcyclus naar de volgende worden gemeten teneinde een variatie in de opeenvolgend gemeten impedantieveranderingen te detecteren en het tijdinterval tussen de atriale en ventrieulaire stimulatorpulsen selectief wordt vergroot of verkleind overeenkomstig de variatie in de achtereenvolgens gemeten impedantieveranderingen, zoals deze tijdens de meetfaze zijn gedetecteerd teneinde het slagvolume van het hart

- 16 - maximaal te maken.

13. Inrichting voor het maximaal maken van het slagvolume van een hart door atrioventriculaire stimulator onder gebruik van geïmplanteerde cardiovertor/stimulator, die atriale en ventriculaire stimulator-5 pulsen uitzent, die door een tijdinterval van elkaar zijn gescheiden gekenmerkt door meetorganen voor het meten van opeenvolgende impedantie-veranderingen over het hart vanuit een hartcyclus naar de volgende teneinde een variatie in de achtereenvolgens.gemeten impedantieverande-ringen te detecteren, en instelorganen voor het selectief vergroten 10 of verkleinen van het interval tussen de atriale en ventriculaire sti-mulatorpulsen overeenkomstig de variatie van de achtereenvolgens gemeten impedantieverandering, als gemeten door de meetorganen, teneinde het slagvolume van het hart maximaal te maken. 8 1 0 0 63 6