SE451670B - Hjertstimulator med formaksstyrd funktion - Google Patents

Description

451 670 10 15 20 25 so, 35 2. enligt kammarhjälpfunktionen.

Ett problem, som ibland inträffar i den tidigare teknikens förmaksstyrda stimulatorer, då dessa arbetar vid minimifrekvensen enligt kammarhjälpfunktionen, är att det under vissa omständigheter är möjligt att stimula- torn avger en kammarstimuleringspuls alltför snabbt efter en föregående kammarkontraktion. Denna alltför täta kopp- ling av en stimuleringspnls kan infalla i kamrarnas sårbara period under ompolarisering från den föregående kammarkontraktionen och kan få farliga konsekvenser, Under de omständigheterna lätt missförstâs av medi- cinsk personal sâsom en felaktigt fungerande stimulator. inbegripet kammarfibrillering. kan elektrokardiogrammet också Orsaken till detta problem är âtskiljandet av för- maks- och kammaraktivitet i hjärtat under kammarhjälp- funktionen samt den efterföljande avkänningen av en förmaks- kontraktion (P~vâg), som uppträder mycket tätt på en kammar- händelse. Detta kan inträffa i fallet med förmaksbrady- kardi, varvid den naturliga förmaksfrekvensen minskar till en frekvens, som ligger under kammarhjälpsminimi- frekvensen, vilken exempelvis kunde vara 60 slag per minut.

Under dessa omständigheter stimuleras hjärtats kammare vid kammarhjälpfrekvensen på 60 slag per minut, men under förutsättning att ingen tillbakaledning sker i hjärtat fortsätter förmaket sin egenstimulering vid den lägre frekvensen. Då förmaket och kamrarna nu arbetar oberoende av varandra och vid olika frekvenser, är elektrokardio- grammets P-våg ej längre fixerad eller synkroniserad relativt QRS-vågkomplexet. För successiva pulser kommer P-vågen att driva in i och genom QRS~komplexet. Slut- ligen kommer en P-våg att uppträda just som förmaksav- känningsförstärkaren slås till vid slutet av dennas okäns- « lighetsperiod efter en kammarhändelse eller mycket kort därefter. Förmaksavkänningsförstärkaren kommer då att detektera P-vågen och åstadkomma avgivande av en kammar- stimuleringspuls en FK-fördröjningsperiod senare. Resultatet är att kammaren matas med en snabb kammarstimuleringspuls ett alltför kort tidsintervall efter den föregående kammar- d. 10 1.5 20 25 30 35 451 670 y kontraktionen, och denna snabba stimuleringspuls kan in- falla i den sårbara perioden.

Det är ej praktiskt att lösa ovanstående problem genom att ytterligare förlänga den okänsliga perioden för förmaksavkänningskretsen. Ehuru detta säkert skulle flytta den snabbast avkända P-vågen bortom den sårbara perioden efter en kammardepolarisering, skulle en sådan koppling effektivt sänka stimulatorns maximala förmake- följningsfrekvensgräns. Detta är ett dåligt resultat,a eftersom många patienter med den typ av problem som kräver en förmaksstyrd stimulator fortfarande kan röra sig normalt och få naturliga hjärtslagsfrekvenser upp till 150 slag per minut eller högre. Med en förlängd förmaksokänslighetsperiod skulle emellertid förmaksav- känningskretsarna ej vara klara att mottaga den nästa P-vågen vid dessa höga normala hjärtslagsfrekvenser.

Det är möjligt att undvika ovan angivna problem med alltför tätt kopplade pulser genom användandet av en dubbelavkännande/dubbelstimulerande förmaks-kammarstimula~ tor. Den typen av anordning är ej utsatt för samma problem, eftersom förmaket stimuleras för upprätthållande av minimifrekvensen, vilket håller både förmaken och kamrarna synkroniserade. Något särskiljande av P- och R-vågorna inträffar därför ej. Ehuru en dubbelavkännande/dubbe1- stimulerande stimulator löser detta problem, kan det använda avsevärt mer ström än en förmaksstyrd stimulator och har därför nackdelen av förkortad batterilivslängd eller större storlek. Ett behov kvarstår därför av förmaks- styrda stimulatorer för de patienter, hos vilka full- ständig dubbelavkännande/dubbelstimulerande förmaks-kammar- synkroniserad stimulering ej erfordras.

Föreliggande uppfinning löser ovannämnda problem genom åstadkommande av en variabel övre frekvensgräns och anordnande av avkännande organ för omkoppling till den övre, normalt höga gränsen (som kan vara programmerad och som typiskt är 150 slag per minut) under förmaksstyrd stimulering samt för automatisk omkoppling till en lägre övre frekvensgräns (exempelvis 100 slag per minut) vid l0 l5 20 25 30 35 451 670 4 arbete enligt kammarhjälpstimuleringsfunktionen. Då förmaksstyrning åter uppnås, âterföres den övre frekvens- gränsen automatiskt till det högre programmerade värdet.

Pâ detta sätt hindraförmaksavkänningskretsen effektivt att avkänna en P~våg omedelbart efter en R-våg samtidigt som förmaksstyrd drift vid höga hjärtslagsfrekvenser under träning ej är utesluten.

Enligt föreliggande uppfinning är en förbättrad hjärtstimulator åstadkommen, vilken har funktionen för- maksstyrd stimulering och funktionen kammarhjälpstimule- ring vid en minimifrekvens. En triggningskopplingskrets är anordnad för att hindra en kammarstimuleringspuls att följa alltför nära inpå en föregående kammarkontrak- tion. Stimulatorn innefattar förmaks- och kammaranslut- ningar för koppling till förmaket respektive kammaren i patientens hjärta. Utpulsgenereringsorgan är anordnade för selektivt avgivande av elektriska stimuleringsutpulser till kammaranslutningen. Förmaks- och kammaravkännings- förstärkarorgan är anordnade kopplade till förmaks- resp kammaranslutningarna för avkänning av förmaks- resp kammarkontraktioner i hjärtat. Styrorgan är anordnade att selektivt trigga pulsgenereringsorganen att avge utpul- ser, som är synkroniserade med och fördröjda relativt avkända förmakskontraktioner, som uppträder med högre frekvens än en förutbestämd minimifrekvens, och för att bringa utpulsgenereringsorganen att avge utpulser för upprätthållande av hjärtats kammarfrekvens vid den förut- bestämda minimifrekvensen vid frånvaron.av avkända förmaks- kontraktioner, som uppträder vid ovannämnda minimifrekvens.

Styrorganen innefattar vidare organ för att förhindra avgivandet av en utpuls vid en stimuleringsfrekvens över en förutbestämd maximal stimuleringsfrekvens med avseende på den föregående spontana eller stimulerade kammarkontrak- tionen. Styrorgan är vidare innefattade för att höja den förutbestämda maximala stimuleringsfrekvensgränsen under förmaksstyrd stimulering och för att sänka den förutbestämda maximala stimuleringsfrekvensen till en lägre gräns vid stimulering vid den förutbestämda minimistimuleringsfrek- vensen. 10 15 20 25 30 35 451 670 5.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande - under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är ett blockschema över en förmaksstyrd stimulator med en kammar- hjälpstimuleringsfrekvens. Fig 2 är ett diagram, som, åskådliggör utseende av medelutfrekvensen gentemot förmaks- frekvensen vid drift av en sådan stimulator som den i fig l. Pig 3 är ett tidsdiagram, som åskådliggör ett vid den tidigare teknikens stimulatorer förefintligt problem, vilket inbegriper tätt kopplade kammarstimuleringspulser.

Fig 4 är ett blockschema över en stimulator enligt före- liggande uppfinning. Fig 5 är ett tidsdiagram, som visar arbetssättet för stimulatorn i fig 4 enligt föreliggande uppfinning vid lösning av problemet med tätt kopplade stimuleringspulser.

Pig l och 2 åskådliggör allmänt en P-vågstyrd (P-vâgsynkroniserad) eller förmaksstyrd (förmakssynkroni- serad) stimulator med särdraget av kammarhjälpstimulering vid en minimifrekvens. Föreliggande uppfinning är av den allmänna typ som är visad i fig l och 2, men föreliggande uppfinning innehåller särskilda medel, som ej är särskilt visade i fig l eller 2 och som löser det tidigare nämnda problemet med tätt kopplade kammarstimuleringspulser. De särskilda medel som är anordnade i föreliggande uppfinning för att lösa detta problem diskuteras nedan under hänvis- ning till fig 4 och 5.

I fig 1 anger hänvisningsnumret 10 allmänt ett hjärta, med vilket stimulatorn användes. En ledare ll sträcker elektrod sig till sträcker elektrod hjärtats sig till hjärtats förmak och innefattar en 12 i kontakt med detta. Elektrdden ll sträcker stimulatorns förmaksanslutning 13. En ledare l4 sig till hjärtats kammare och innefattar en 15 vid sin ände i kontakt med vävnaderna i kammarområde. Tilledaren l4 sträcker sig till och är förbunden med stimulatorns anslutning 16. Inuti stimulatorn är anslutningen 13 förbunden med en förmaks- och -detektor 20, vilken är anordnad att detektera förmaksdepolariseringar (P-vågor). Dess avkänningsförstärkare utgång på en ledare 21 är ansluten till en ingång till 10 15 20 25 30 35 451 670 6. en tidkrets 22 för förmaks-kammarfördröjning. Tidkretsens 22 triggutgång är via en ledare 23 ansluten till en hög- frekvensgränstidkrets 24. Utgången från denna tidkrets är ansluten till en utgångskrets 30. Kammarstimulerings- pulser, som alstras av utgångskretsen 30, avges via en ledare 31 till anslutningen 16 och till hjärtats kammare.

En ledaravgrening 31 är ansluten till en kammar- avkänningsförstärkare och -detektor 40, som är anordnad att detektera R-vågor, som utmärker kammarkontraktioner, ehuru den också reagerar för alstrade stimuleringspulser från utgångskretsen. Kammaravkänningsförstärkarens 40 utgång är via en ledare 41 ansluten till återställninge- ingângar till FK-tidkretsen 22 och högfrekvensgränstid- kretsen 24. En avgrening är också förbunden med en åter- ställningsingång till en lågfrekvensgränstidkrets 42.

Utgången från denna tidkrets är också ansluten till utgångskretsen 30.

Fig 2 visar den kamarstimuleringsfrekvens som kommer att upprätthållas av stimulatorn enligt fig l som gensvar på varierande förmakshjärtslagsfrekvenser. För âskâdliggörande ändamål har i fig 2 175 slag per minut visats såsom den övre frekvensgränsen och 60 slag per minut har visats såsom den undre frekvensgränsen. Det är emellertid klart att andra numeriska värden kunde användas på dessa gränser och vidare att, i fallet med programmerbara stimulatorer, dessa gränser liksom andra driftsparametrar för donet kan programmeras genom en radiofrekvensöverförings- och programmeringsteknik, såsom känt på omrâdet. I exemplet enligt fig 2 överensstämmer kammarfrekvensen med förmaksfrekvensen i ett l:l-förhål- lande, när hjärtats spontana förmaksstimuleringsfrekvens ligger mellan 60 och 175 slag per minut. I detta område arbetar stimulatorn under styrning av P-vågen. P-vågen från en förmakskontraktion uppfångas på ledaren ll och avkännes av förstärkaren 20, som då triggar tidkretsen 22, som bestämmer den rätta förmaks-kammartidsfördröjningen, vid vars slut en triggningspuls sändes över ledaren 23.

Om denna trigningspuls ej uppträder inom ett alltför 10 15 20 25 30 35 451 670 7 snävt intervall från den sista kammarhändelsen, släppes den fram genom tidkretsen 24 för att trigga alstringen av en stimuleringsutpuls i kretsen 30. En stimulerad kammarkontraktion inträffar således synkroniserad med den spontana förmakskontraktionen. Om före avgivandet av kammarstimuleringspulsen en spontan kammarkontraktion inträffar, skulle denna avkännas av förstärkaren 40 och en återställningssignal, som uppträder på ledaren 41, skulle återställa tidkretsarna 22, 24 och 44 för att förhindra en kammarpuls, eftersom ingen sådana behövs.

I vartdera fallet upprätthålles l:l-överensstämmelsen mellan kammarfrekvensen och förmaksfrekvensen i den rätta förmaks-kammarsynkronismen för maximal effektivitet.

Om förmaksfrekvensen minskar under den undre gränsen, som är 60 slag per minut i exemplet enligt fig 2, skulle P-vågstyrd stimulering resultera i en låg hjärtfrekvens.

Under 60 slag per minut återgår stimulatorn därför till kammarbehovsstimulering vid den undre frekvensgränsen.

Detta åstadkommas genom användandet av lâgfrekvens- gränstidkretsen 42 eller ekvivalenta anordningar. För varje kammarhändelse, oavsett om en spontan kontraktion eller en stimuleringspuls, âterställes tidkretsen 42 av en signal på ledaren 41. Den börjar då mäta ut sin tidsgräns, som svarar mot undkomstintervallet mellan slag vid den lägre gränsfrekvensen. I fallet med en lägre gräns på 60 slag per minut är fördröjningsintervallet 1000 ms.

Om tidkretsen 42 mäter upp detta intervall, kommer den att trigga utgångskretsen 30 att avge en stimulerings- puls. Om en naturligt uppträdande kammarkontraktion uppträder före fördröjningsintervallets slut, kommer tidkretsen 42 att återställas.

Problemet med alltför nära koppling mellan kammar- stimuleringspulser, vilket problem finns i den tidigare tekniken, är åskådliggjort i tidsdiagrammet i fig 3.

I fig 3 representerar den horisontella axeln tiden och sex tillämpliga parametrar, som visar hjärtats och är visade och betecknade stimulatorns funktionssätt, enligt figuren. Den övre linjen visar P-vågor från hjärtat, 10 15 20 25 30 35 451 670 3. såsom detekterade och förstärkta av förmaksavkännings- förstärkaren. I den del av diagrammet som är visad i fig 3 visas fem P-vågor uppträda. I åskådliggörande syfte resulterar den första P-vågen i funktionssättet förmaks- styrd stimulering. Närmare bestämt utlöser den första P-vägens uppträdande FK-fördröjningsintervallstidkretsen, som i det visade exemplet har fördröjningstiden 175 ms.

Vid slutet av den tiden avges kammarstimuleringspulsen.

Samtidigt göres förmaksavkänningsförstärkaren okänslig under ungefär 125 ms och tidkretsarna för den övre och den undre frekvensen âterställes.

Tidkretsen för den övre frekvensgränsen är inställd på 343 ms, motsvarande en övre hjärtslagsfrekvens på 175 slag per minut, vilket innebär att kretsen är klar att avge en stimuleringspuls (som gensvar på en P-våg) vid slutet av den höga frekvensgränsens tidsperiod på 343 ms, såsom skulle kunna inträffa i det fall att patienten tränar med hög hjärtslagsfrekvens. Varje FK-tidkrets- utsignal som uppträder tidigare än slutet av fördröj- ningstiden för tidkretsen för den övre frekvensgränsen, skulle emellertid helt enkelt fördröjes fram till för- dröjningstidens utgång och kammarstimuleringen skulle avges vid den punkten. Detta förklarar formen av kurvan i fig 2 bortom den övre frekvensgränsen 175 slag per minut. I det området detekteras snabba P-vågor men de motsvarande kamarpulserna fördröjes av tidkretsen för den övre frekvensgränsen för att frekvensen skall hållas på den övre gränsen på 175 slag per minut. Som följd av fördröjningsverkan blockeras några P-vågor. Den momen- tana stimuleringsfrekvensen ligger vid den övre frekvens- gränsen. Eftersom några P-vågor blockeras, har medel- frekvensen emellertid det i fig 2 visade utseendet. Detta slag av uppförande vid den övre frekvensgränsen förklaras ytterligare i US patentskriften 4 059 116. Återgående till exemplet i fig 3 resulterade den första P-vågen i avgivande av en förmakssynkroniserad kammarstimuleringspuls. Det antages emellertid nu att patientens spontana förmaksfrekvens är låg, med ett l0 15 20 25 30 35 451 670 9 undkomstintervall på ungefär ll00 ms, vilket motsvarar ungefär 54,5 slag per minut. Vid den andra P-vågen i fig 3 utlöses därför FK-intervallet men innan det kan löpa ut har tidkretsen för den låga frekvensgränsen mätt upp l000 ms och förorsakar en kammarstimuleringspuls.

Detta upprepas för de närmaste tre kammarstimulerings- pulserna i det visade exemplet. I vartdera fallet är P-vågintervallet alltför långt, så att stimulering vid frekvensen 60 slag per minut äger rum.

De översta två raderna i fig 3 visar åtskiljandet mellan förmakets och kammarens arbete under detta hjälp- funktionssätt vid den låga frekvensgränsen. P-vågen och kammarstimuleringspulsen är ej synkroniserade med varandra utan arbetar vid olika frekvenser. Detta bringar P-vågen att driva in i och genom kammarstimuleringspulsen, såsom sett i tiden över varje successiv cykel. Slutligen kommer P-vågen att i förhållande till kammarstimulerings- pulsen infalla vid en tidpunkt strax efter slutet av förmaksokänslighetsperioden. Detta är i fig 3 visat vid den femte P-vågen. Detta utlöser ett FK-tidsintervall och slutet av det intervallet infaller fortfarande något innanför tidsintervallet för tidkretsen för den övre frekvensgränsen, så att kammarpulsen fördröjes fram till slutet av fördröjningen av tidkretsen för den övre frekvensen. För en övre frekvensgräns på 175 slag per minut är resultatet avgivandet av en tätt kopplad kammar- stimuleringspuls endast 343 ms från den föregående pulsen.

Denna tätt kopplade puls kan olyckligtvis infalla i kamrarnas sårbara period under ompolarisering från den föregående kontraktionen. Detta kan vara farligt och under vissa omständigheter leda till kammarfibr llering.

Elektrokardiogrammet för en patient med denna typ av stimulator kan också vara förbryllande och kan lätt misstolkas såsom en felaktigt fungerande stimulator på grund av den tätt kopplade pulsen som uppträder i mitten av annars normalt åtskilda pulser.

Genom studium av följden av händelser, som inbegriper den femte P-vågen i fig 3, är det klart att den oönskade 451 670 10 15 20 25 30 35 10- täta kopplingen mellan kammarstimuleringspulserna kan lindras genom ökning av tidsintervallet för tidkretsen för den övre frekvensgränsen. Detta skulle få verkan av att fördröja eller åt höger i fig 3 förflytta den slut- liga visade stimuleringspulsen, så att den förflyttas utanför den sårbara perioden. Att göra på detta sätt skulle emellertid sänka den övre frekvensgränsen till en nivå där stimulatorn ej kunde följa P-vågor, som uppträder snabbare än kanske l00 slag per minut. Detta skulle allvarligt begränsa stimulatorns användbarhet, eftersom stimulatorer av detta slag ofta användes hos patienter med förmåga till hjärtslagsfrekvenser på 150 eller däröver under träning. Under dessa omständigheter skulle synkronismen gå förlorad vid låg frekvens och anordningen skulle ge mindre fysiologisk vinst.

Båda ovanstående oönskade effekter undvikes vid föreliggande uppfinning. I fig 4 anger hänvisningsnumret 10 åter ett hjärta med en förmakstilledare ll och en elektrod 12 i förmaket samt en kammartilledare 14 och en elektrod 15 i kammaren. Ledaren ll är förbunden med anslutningen 13 och ledaren 14 är förbunden med kammar- anslutningen 16. .

Inuti stimulatorn är förmaksanslutningen 13 för- bunden med ingången till en förmaksavkänningsförstärkare och -detektor 20, vilken är anordnad att detektera P-vågor, som utmärker förmakskontraktioner. Förmaksavkännings- förstärkaren 20 sänder signaler över ledaren 21 till startingången till FK-fördröjningstidkretsen 22. Såvida den ej återställes av en signal, som tillföres dess återställningsingång från ledaren 41, lämnar tidkretsen 22 en triggningspuls på sin triggningsutgång vid FK-för- dröjningsintervallets slut efter mottagning av en start- signal från ledaren 21. Denna triggningssignal matas över ledaren 23 till styrkretsar för den övre frekvensgränsen, vilka kretsar är beskrivna i detalj nedan.

Kammaranslutningen 16 är via ledaren 31 förbunden med utgången från en utpulsgenereringskrets 30, vilken på inom den tidigare tekniken känt sätt är anordnad att _ 11- 10 15 20 25 30 ifu| vav 451 670 ll alstra kammarstimuleringspulserna. Generatorn 30 alstrar sina pulser som gensvar på kammarstimulerings- eller förmakstriggningssignaler, som tillföres dess ingång via ledaren 32. En gren av ledaren 3l är förbunden med kammar- avkänningsförstärkaren och -detektorn 40, som är anordnad att alstra signaler på sin utgång till ledaren 41, vilka signaler anger kammarhändelser, dvs antingen en kammar- kontraktion eller en kammarstimuleringspuls.

Både förmaksavkänningsförstärkaren 20 och kammar- avkänningsförstärkaren 40 har kretsorgan för åstadkommande av okänslighetsperioder för avkänningsförstärkaren efter detektering av avkända förmaks- respektive kammarhändelser.

I den föredragna utföringsformen göres förmaksförstärkaren overksam vid uppträdande av en förmaks- eller kammar- händelse och den förblir okänslig under kammarförstärkarens okänslighetsperiod och under en överlappningsperiod där- efter. Den föredragna utföringsformen använder en förmaks- okänslighetsstyrning.

En gren av ledaren 41 är förbunden med återställninge- ingângen till tidkretsen 42 för den lägre frekvensen.

Tidkretsen 42 är anordnad att alstra en signal på sin utgång till ledaren 43 vid slutet av sitt fördröjnings- intervall, motsvarande det lägre undkomstintervallet för kammarhjälpfrekvens. ' En programstyrkrets 50 är anordnad, vilken arbetar på det inom området kända sättet för att mottaga styr- signaler i form av radiofrekvensenergi, som överföras -från kroppens utsida och mottages av en antenn 51. Styr- kretsen 50 avkodar och behandlar de mottagna radiofrekvens- signalerna för sändning av programsignaler till tidkretsen 22 via en databuss 52, till den lägre frekvensens tidkrets 42 via en databuss 53 och till den övre frekvensgräns- styrningen via en databuss 54. Ehuru enkla linjer är visade på ritningen för tydlighets skull är det klart att programsignalerna till de tre tidkretsarna företrädesvis 10 15 20 25 30 35 451 670 12 har formen av digitala styrord och databussarna 52, 53 och S4 därmed kan innefatta flera parallella dataled- ningar för överföring av de digitala styrsignalerna för programmering av intervallen. Medelst programstyrkretsarna kan en av flera möjliga tidsfördröjningar väljas för tidkretsen 22, alltefter vad_som kan vara lämpligt för patienten. Likaledes kan de övre och undre frekvens- värdena i slag per minut väljas alltefter vad som är lämpligt för en given individ.

I styr- eller triggningskopplingskretsen för den övre frekvensgränsen finns en tidkrets 60 för denna övre frekvensgräns, vilken tidkrets mottager startsignaler över en ledare 6l från en ELLER-grind 62. Tidkretsen 60 avger en tidslutsignal på sin utgång till en ledare 63 vid slutet av det övre frekvensintervallet, exempelvis 343 ms i fallet med en övre frekvensgräns på 175 slag per minut. Ledaren 63 är förbunden med en ingång till en OCH-grind 64, vars andra ingång är kopplad till ledaren 23. OCH-grindens 64 utgång är via en ledare 65 förbunden med en ingång till en ELLER-grind 70 och med återställ- ningsingången till en vippa 7l.

En gren av ledaren 41 är förbunden med en ingång till ELLER-grinden 62 och en gren av ledaren 43 är för- bunden med dess andra ingång. En gren av ledaren 43 är också förbunden med en ingång till ELLER-grinden 70 och med inställningsingângen till vippan 71.

Databussen 54 är förbunden med ett flertal OCH-grindar 72a-72n. Det exakta antalet grindar motsvarar antalet parallella bitar i programinformationen, men för tydlighets skull är endast de minst och mest signifikanta bitarna visade på ritningen. De andra ingångarna till grindarna 72a-72n är förbundna via ledaren 73 med vippans 71 Ü-utgång.

OCH-grindarnas 72a-72n utgångar är över ledare 74a-74n förbundna med ingångar till ELLER-grindar 75a-75n. Antalet ELLER-grindar motsvarar åter antalet bitar i den digitala styrningen för tidkretsens programvärde. Utgångarna från dessa ELLER-grindar är via ledare 76a-76n förbundna med programingångarna till tidkretsen 60 för den övre frek- vensen. -1 ._10 10 15 20 25 30 35 451 670 ll En krets 80 är anordnad att alstra ett digitalt styr- utord, som motsvarar ett tidsfrekvensintervall på 100 slag per minut, vilket är lika med ett undkomstintervall på 600 ms. Detta styrord matas ut på ledare 8la-8ln,, vilka är förbundna med ingångar till OCH-grindar 82a-82n.

Dessa grindars utgångar leder via ledare 83a-83n till de andra ingångarna till ELLER-grindarna 75a-75n¿ De andra ingångarna till OCH-grindarna 82 är kopplade från vippans 7l Q-utgång medelst en ledare 84.

Vid drift i den normala förmaksstyrda funktionen (motsvarande hjärtslagsområdet 60-175 slag per minut i fig 2) detekteras P-vågor av avkänningsförstärkaren 20 och starttidkretsen 22. Vid slutet av FK-fördröjnings- intervallet utsändes en triggningspuls på ledaren 23, vilken puls kommer att kopplas via OCH-grinden 64 och ELLER-grinden 70 till pulsgeneratorn 30 och bringar denna att alstra och avge en kammarstimuleringspuls. Senna följd förutsätter att tidkretsen 60 för den övre frekvensen skulle ha mätt upp sitt intervall före triggningspulsen på ledaren 23, vilket naturligtvis skulle vara fallet i ovannämnda 1:1-omrâde av arbetskurvan i fig 2. I fallet med förmaksstyrd drift vid en frekvens över den övre frekvensgränsen presenteras triggningssignalen 23 av 22 men hålles vid grinden 64 till dess att 60 slutfört sitt tidmätningsintervall, efter triggningssignalen grindstyres för att bringa tidkretsen tidkretsen vilken tid generatorn 30 att avge sin utpuls. På det sättet tjänar tidkretsen 60 för den övre frekvensen till att förhindra avgivandet av stimuleringspulser vid en högre frekvens än programvärdet.

När triggningspulsen transmitteras genom ledaren 65 till grinden 70 och generatorn 30, återställer den också vippan 71. Detta verksamgör grindarna 72 och overksamgör grindarna 82, så att det övre frekvensgränsintervall som är tillämpbart för tidkretsen 60 är programvärdet från programstyrenheten 50.

Uppträdandet av antingen en kamarstimuleringspuls eller en naturlig kammarkontraktion detekteras av kretsen 10 15 20 25 30 35 451 670 _ l4 40, som sänder en signal på ledaren 41 för återställning av tidkretsarna 22 och 42 samt återstart av tidkretsen 60.

Arbetssättet för kretsen i fig 4 vid den lägre frek- vensens kammarhjälpsfunktion är följande. Om en kammar- händelse ej inträffar före slutet av tidmätningen i den undre frekvensens tidkrets 42, kommer en utpuls att alstras. Om det exempelvis antages att det programmerade värdet för tidkretsen är 1000 ms, kommer tidkretsen 42 i motsvarighet till en stimuleringsfrekvens på 60 slag per minut att sända en signal över ledaren 43 genom grinden 70 till generatorn 30, vilken signal bringar generatorn att avge en stimuleringsutpuls, när tidkret- sens 42 tidmätning är slutförd. Ännu en puls kommer att åstadkommas av tidkretsen 42 1000 ms senare, såvida ej före den tidpunkten antingen en spontan kamarkontraktion äger rum eller en kammarstimuleringspuls utsändes orsakad av styrbanan, som innefattar förmaksförstärkaren 20, fördröjningstidkretsen 22 och grinden 64.

Samtidigt bringar den undre frekvensens tidkrets 42 generatorn 30 att avge en utpuls, varvid signalen på ledaren 43 återställer vippan 71. Detta åstadkommer i sin tur en signal på ledaren 84 från Q-utgången för verksam- göring av grindarna 82a-82n samt en signal på ledaren 73 för overksamgöring av grindarna 72a-72n. Denna omkoppling av vippan 71 styr koden för frekvensen 100 slag per minut från anordningen 80 till tidkretsens 60 programingångar.

Den övre frekvensens tidkrets 60 kommer att förbli programmerad för undkomstintervalltidmätningen 100 slag per minut eller 600 ms så länge hjärtats stimulering sker under styrning av tidkretsen 42 för den undre frek- vensen. När förmaksstyrning återvinnes och en stimule- ringssignal överföres via ledaren 65 till utgångskretsen, âterställes vippan 7l och tidregleringen 100 pulser per minut-600 ms avlägsnas och programmets övre frekvensgräns från databussen 54 grindstyres till tidkretsen 60 för den övre frekvensen.

Arbetssättet för stimulatorn enligt fig 4 vid över- 10 15 20 25 30 35 451 670 h l5 vinnande av problemet med tätt kopplade kammarpulser, u vilket problem förefinns i den tidigare tekniken, framgår med hjälp av fig 5. I fig 5 representerar den horisontella axeln åter tiden och de sex hjärt- och stimulatorparametrar- na som är angivna i fig 3 är också visade i fig 5 men avser där arbetssättet för kretsen enligt fig 4. För åskådlig- görande ändamål uppvisade den första P-vågen och kammar- stimuleringspulsen stimulering enligt den förmaksstyrda funktionen. De därefter följande pulserna visar emellertid stimulering vid den undre kammarhjälpfrekvensen. Detta beror på att P-vågorna uppträder med undkomstintervall på ungefär 1075 ms, vilket grovt motsvarar 56 slag per minut, som är en långsammare frekvens än det programmerade 60 slag per minut-1000 ms undkomstintervallet för tid- kretsen för den undre frekvensen. De andra, tredje, fjärde och femte kammarstimuleringspulserna avges följaktligen med intervall på 1000 ms, och P-vågorna och kammarstimule- ringspulserna skiljes åt, varvid P-vågen driver genom kammarstimuleringspulstiden. Vid den femte P-vågen i fig 5 uppträder denna våg strax efter slutet av okänslighets- perioden för förmaksavkänningsförstärkaren efter karnmar- stimuleringspulsen. Det påminnes om att i fallet med den tidigare tekniken enligt fig 3 denna situation resulterade i avgivandet av den tätt kopplade andra kammarpulsen, som var skild från den föregående pulsen med enbart den övre frekvensgränsens undkomstintervall på 343 ms. Upp- finningen enligt fig 4 löser emellertid detta problem på grund av att den övre frekvensgränsens tidkrets har kopplats om till en lägre övre frekvens med ett undkomst- intervall på 600 ms-100 slag per minut.

Detta framgår av fig 5, där den övre frekvensens tidkrets mäter ut ett kort intervall på 343 ms vid den första cykeln, som triggades via förmaksavkänningsbanan.

Den andra visade hjärtslagscykeln triggades av den lägre frekvensens tidkrets och vippan 71 inställdes för omkopp- ling av tidkretsens 60 programvärde. För de andra, tredje, fjärde och femte cyklerna, visade i fig 5, är därför kammarens tidmätningsfrekvens omkopplad till intervallet 10 15 20 25 30 451 670 16 600 ms-100 slag per minut. För den femte cykeln, där P-vågen uppträder omedelbart efter förmaksförstärkarens okänslighetsperiod, triggas därför FK-fördröjningstid- kretsen och dess fördröjningstid löper ut, men grinden 64 fördröjer avgivandet av en stimuleringspuls till ut- gângskretsen fram till slutet av tidkretsens 60 tidmät- ningsperiod, vilken ligger på nivån 600 ms. 600 ms efter den sista kammarstimuleringspulsen släppes triggnings- signalen genom till utgången och en ytterligare kammar- puls avges. Det framgår att den sjätte kammarpulsen i fig 5, fastän den är mer tätt kopplad till den femte än de föregående pulserna, fortfarande är âtskild tillräcklig tid för undvikande av att pulsen faller i hjärtats sårbara period. Problemet med tätt kopplade pulser som faller i den sårbara perioden är sålunda eliminerat.

Eftersom den sjätte kammarstimuleringspulsen, visad i fig 5, var resulatet av triggning via förmaksbanan, âterställes vippan 71 och återupprättas den normala övre frekvensgränsen pâ 175 pulser per minut-343 ms. I den sista hjärtslagscykel som är visad i fig 5 har förmaks- styrning återuppnåtts och kammarstimuleringspulsen avges synkront efter detektering av P-vågen, och den kortare tidsperioden för den övre frekvensens tidkrets är till- lämplig. När den övre frekvensens tidkrets är i sin normala programfunktion är stimulatorn klar att följa hjärtats P-vågor vid en hög frekvens upp till den programmerade gränsen samtidigt som den kan koppla om till den lägre arbetsgränsen i händelse av kammarhjälpstimulering i och för att hindra tätt kopplade kammarpulser att infalla i hjärtats sårbara period. f? [w

Claims (3)

l0 15 20 25 30 451 670 17 PATENTKRAV

1. Hjärtstimulator med förmaksstyrd funktion och kammarhjälpstimuleringsfunktion vid minimifrekvens, vilken stimulator innefattar organ för att hindra tätt intill varandra kopplade kammarstimuleringspulser, k ä n n e - t e c k n a d av förmaks- och kammaranslutningsorgan (13 resp 16) för anslutning till förmaket och kammaren i en patients hjärta, utpulsgenereringsorgan (30) för selektivt avgivande av elektriska kammarstimuleringspulser till kammaranslutningsorganet, kammaravkänningsförstärkarorgan (40), som är kopplade till kammaranslutningsorganet för avkänning av hjärtats kammarslag, förmaksavkänningsför- stärkarorgan (20), som är kopplade till förmaksanslutnings- organet för avkänning av hjärtats förmakskontraktioner, styrorgan (22) för att selektivt bringa utpulsgenererings- organen att avge kammarutpulser, vilka styrorgan är anord- nade att åstadkomma fördröjda synkroniserade utpulser som gensvar på avkända förmakskontraktioner, vilka uppträder snabbare än med en förutbestämd minimifrekvens, och är anordnade att åstadkomma utpulser för upprätthållande av kammarfrekvensen på den förutbestämda minimifrekvensen vid frånvaro av avkända förmakskontraktioner över minimi- frekvensen, varjämte nämnda styrorgan innefattar organ för att hindra avgivande av en utpuls vid en stimulerings- frekvens över en förutbestämd maximal frekvensgräns (42) med avseende på en föregående spontan eller stimulerad kammarkontraktion och vidare innefattar organ för att hö- ja den förutbestämda maximala frekvensgränsen (42) under förmaksstyrd stimulering samt sänka den till en lägre maximal frekvensgräns vid stimulering vid den förutbestäm- da minimistimuleringsfrekvensen.

2. Stimulator enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av att styrorganen innefattar, förmaks-kammarför- dröjningstidkretsorgan (22), som är verksamt kopplade till förmaksavkänningsförstärkarorganen och är anordnade 10 15 20 25 30 35 451 670 18 att alstra en triggningsutsignal (23), som är fördröjd i överensstämmelse med ett valt förmaks-kammarfördröjnings- intervall som gensvar på en avkänd förmakskontraktion, grindorgan (64) för selektiv överföring av triggningsut- signalen till pulsgenereringsorganen för att åstadkomma alstringen av en elektrisk kammarstimuleringspuls, en maximifrekvensgränstidskrets (60), som är verksamt kopp- lad till grindorganen för att hindra överföringen av triggningsutsignalen under tidkretsens tidsintervall, en minimifrekvensgränstidkrets (42), som innefattar organ för avgivande av en stimuleringspuls för att bringa puls- genereringsorganen att avge en elektrisk kammarstimule- ringspuls vid slutet av minimifrekvensgränstidkretsens tidsintervall, organ för att starta och återställa minimi- och maximifrekvensgränstidkretsarna vid avgivande av en elektrisk kammarstimuleringsutpuls, samt organ för att selektivt ändra maximifrekvensgränstidkretsens tidsinter- vall till ett första tidsintervall vid avgivande av en stimuleringsutpuls som gensvar på en triggningsutsignal från förmaks-kammarfördröjningstidkretsen och till ett andra tidsintervall, som är längre än det första tidsin- tervallet, vid avgivande av en elektrisk stimuleringsut- puls som gensvar på en stimuleringssignal från minimi- frekvensgränstidkretsen.

3. Stimulator enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att maximifrekvensgränstidkretsen innefattar en programmerbar tidskrets samt att organen för selektiv ändring innefattar en bistabil krets, vilken är känslig för en triggningsutsignal från förmaks-kammar- tidsfördröjningstidkretsen eller en stimuleringssignal från minimifrekvensgränstidkretsen, samt programmerbara grindorgan, som är känsliga för den bistabila kretsen för att selektivt grindstyra programsignaler till den programmerbara tidkretsen i motsvarighet till de första och andra tidsintervallen. p;