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Die Erfindung betrifft einen Zweikammer-Herzschrittmacher mit einer atrialen
Detektionseinheit, die zum Erfassen elektrischer Signale im Atrium eines Herzens
als atriales Sense-Ereignis ausgebildet ist, einer ventrikulären Detektionseinheit, die
zum Erfassen elektrischer Signale eines Ventrikels des Herzens als ventrikuläres
Sense-Ereignis ausgebildet ist, einer Stimulationseinheit, die zumindest zum
Auslösen der Abgabe elektrischer Impulse an den Ventrikel als ventrikuläre
Stimulationsereignisse ausgebildet ist, sowie einer Steuereinheit, die mit der atrialen
und der ventrikulären Detektionseinheit sowie der Stimulationseinheit verbunden
und ausgebildet ist, das Auslösen der Impulsabgabe in Abhängigkeit von der atrialen
Detektionseinheit und der ventrikulären Detektionseinheit so zu steuern, dass eine
Impulsabgabe an den Ventrikel nach Ablauf einer AV-Zeit nach Erfassen eines
atrialen Sense- oder Stimulationsereignisses ausgelöst wird, falls vor Ablauf der AV-
Zeit kein ventrikuläres Sense-Ereignis durch die ventrikuläre Detektionseinheit
erfasst
wird, wobei die Steuereinheit weiterhin ausgebildet ist, ventrikuläre Sense-
Ereignisse in mindestens zwei Kategorien einzuteilen, von denen eine erste
Kategorie einer natürlichen Reizleitung vom Atrium zum Ventrikel zuzuordnende
ventrikuläre Sense-Ereignisse betrifft, während eine zweite Kategorie ventrikulären
Extrasystolen oder vorzeitigen ventrikulären Kontraktionen (PVC) zuzuordnende
ventrikuläre Sense-Ereignisse betrifft und die Steuerung des Herzschrittmachers
danach differenziert wird, ob ein ventrikuläres Sense-Ereignis der ersten Kategorie
zugeordnet wird, oder nicht.
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Herzschrittmacher werden üblicherweise mit drei Buchstaben bezeichnet, von denen
der erste Buchstabe die stimulierte Kammer, der zweite Buchstabe die
wahrnehmende Kammer (Sensing) und der dritte Buchstabe einen
Schrittmacherbetriebsmodus bezeichnet. Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie VDD-
oder DDD-Schrittmacher. VDD-Schrittmacher sind geeignet, den Ventrikel eines
Herzens zu stimulieren, elektrische Signale sowohl im Ventrikel als auch im Atrium
aufzunehmen und sowohl in einem inhibierten als auch in einem getriggerten Modus
zu arbeiten. DDD-Schrittmacher sind zusätzlich in der Lage, auch das Atrium eines
Herzens zu stimulieren.
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Bei solchen Schrittmachern ist üblicherweise eine atriale Refraktärzeit vorgesehen,
in der elektrische Signale im Atrium eines Herzens entweder gar nicht detektiert
werden, oder detektierte Signale nicht weiter verarbeitet werden. Typische, zu
detektierende Signale sowohl im Atrium als auch im Ventrikel eines Herzens sind
atriale bzw. ventrikuläre Kontraktionen des Herzens, die mit einer Depolarisation des
Herzgewebes einhergehen, welche elektrisch detektierbar ist.
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Auf ein detektiertes und verarbeitetes elektrisches Signal im Atrium eines Herzens
wird üblicherweise eine AV-Zeit ausgelöst, zu deren Ende ein elektrischer
Stimulationsimpuls an den Ventrikel des Herzens abgegeben wird, falls nicht
während der AV-Zeit eine natürliche Kontraktion des Ventrikels detektiert wird.
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Die zeitliche Abstimmung einer atrialen Kontraktion, auf die eine ventrikuläre
Kontraktion folgt, ist von großer Bedeutung für die hämodynamische Leistung, also
die Pumpleistung eines Herzens. Zunächst erfolgt eine Kontraktion des Atriums, auf
die im bestimmten Abstand eine Kontraktion eines Ventrikels folgt. Nach einer
weiteren Zeit, der VA-Zeit ist wieder eine Kontraktion des Atriums fällig, auf die
nach einer weiteren AV-Zeit wieder eine Kontraktion des Ventrikels folgt und so
fort.
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Bei der Stimulation insbesondere des Ventrikels ist es zu vermeiden, dass diese
nicht allzu schnell auf eine vorangehende natürliche oder stimulierte Kontraktion des
Ventrikels folgt, da es aufgrund der elektrischen Reizleitung im Herzgewebe
(Myokard) ansonsten zu einem Kammerflimmern des Ventrikels kommen kann,
welches einen Ausfall der Pumpleistung des Herzens zur Folge hat und tödlich
enden kann, sofern es nicht rechtzeitig beendet wird.
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Weiterhin ist es möglich, dass ventrikuläre Stimulationsereignisse oder auch
natürliche Kontraktionen des Ventrikels über eine elektrische Fernfeldwirkung im
Atrium als elektrische Signale wahrgenommen werden. Eine solche
Fernfeldwahrnehmung kann ebenfalls zu einer Schrittmacher-vermittelten Tachykardie
führen.
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Schließlich kann es auch zu einer retrograden (rückwärts gerichteten) Reizleitung
vom Ventrikel zum Atrium kommen, die eine vorzeitige Kontraktion des Atriums zur
Folge hat (PAC: premature atrial contraction). Wenn ein Herzschrittmacher auf
Grund einer solchen vorzeitigen atrialen Kontraktion das AV-Intervall startet und zu
dessen Ende eine ventrikuläre Stimulation auslöst, kann diese wiederum zu einer
weiteren PAC führen, so dass es zu einer Schrittmacher-verursachten Tachykardie,
einer überhöhten Herzrate kommt.
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Um dies zu verhindern, ist bei Schrittmachern üblicherweise eine postventrikuläre
atriale Refraktärzeit (PVARP = Postventricular Atrial Refractary Period) vorgesehen.
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Dieses Intervall wird nach einem ventrikulären Stimulationsereignis ausgelöst und
hat die Wirkung, dass während des PVARP-Intervalls wahrgenommene atriale
Sense-Ereignisse nicht zum Auslösen eines AV-Intervalls weiterverarbeitet werden.
Es ist bekannt, das PVARP-Intervall nach vorzeitigen ventrikulären Kontraktionen
(PVC) oder ventrikulären Extrasystolen (VES) zu verlängern, um eine
schrittmacherverursachte Tachykardie (PMT) zu vermeiden.
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Es ist möglich, dass natürliche atriale Ereignisse insbesondere während einer
verlängerten PVARP nicht wahrgenommen werden. Die Folge ist, dass eine
natürliche ventrikuläre Kontraktion, die auf eine nicht wahrgenommene atriale
Kontraktion erfolgt, nicht als natürliche ventrikuläre Kontraktion, sondern als
ventrikuläre Extrasystole wahrgenommen wird, und so fort. Dieses Phänomen ist
als VES-Lockin bekannt. VES-Lockin kann sowohl im VDD- oder auch im DDD-
Betrieb bei Schrittmachern mit herkömmlichem atrialen Refraktärzeitkonzept (relativ
lange PVARP) vornehmlich bei höheren Stimulationsraten auftreten, falls ein Patient
zumindest temporär eine relativ langsame Überleitung atrialer Reize zum Ventrikel
(AV-Überleitung) hat.
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Ein VES-Lockin entsteht, wenn ein vorzeitiges atriales Sense-Ereignis in eine atriale
Refraktärzeit nach einem ventrikulären Ereignis fällt zum Beispiel im Falle von
- - vorzeitigen atrialen Kontraktionen mit Sinusknotenreset während PVARP
nach einem ventrikulären Stimulationsereignis
- - vorzeitige atriale Kontraktion mit Sinusknotenreset während der PVARP nach
einem ventrikulären Sense-Ereignis
- - vorzeitige oder reguläre atriale Kontraktion während einer verlängerten
PVARP nach einer vorzeitigen ventrikulären Kontraktion (der oben
geschilderte Fall)
- - wenn sich ein Schrittmacher im Wenckebach-Zustand befindet, bei dem die
ventrikuläre Stimulation nicht am Ende des AV-Intervalls erfolgt, wenn zu
diesem Zeitpunkt das mit allen ventrikulären Sense- und
Stimulationsereignissen gestartete "upper tracking intervall" noch nicht beendet ist, sondern
die ventrikuläre Stimulation an das Ende des "upper tracking intervalls"
verschoben wird. Hier ist es aufgrund der häufigen Asynchronizität von
atrialen und ventrikulären Ereignissen möglich, daß ein reguläres atriales
Sense-Ereignis in die PVARP (postventrikuläre atriale Refraktärzeit) nach
ventrikulärer Stimulation fällt und (langsam) natürlich übergeleitet wird. Eine
solche auf natürlicher Überleitung beruhende ventrikuläre Kontraktion wird
dann als ventrikuläre Extrasystole VES klassifiziert.
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Neben den genannten Ursachen für ein VES-Lockin gibt es Weitere.
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Im Zusammenhang mit dem Verhindern von schrittmacherverursachten
Tachykardien (PMT) und der dazu dienenden Verlängerung der PVARP nach einer
ventrikulären Extrasystole passiert es, dass eine vorzeitige atriale Kontraktion oder ein
atriales Sense-Ereignis im Herzen langsam vom Atrium zum Ventrikel übergeleitet
wird und im Ventrikel nach Ablauf der im Schrittmacher vorgesehenen
Überleitungszeit eine ventrikuläre Depolarisation und Kontraktion des Ventrikels
verursacht, die dann vom Schrittmacher als ventrikuläre Extrasystole klassifiziert
wird. Dies wiederum hat eine Verlängerung der PVARP zur Folge.
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Das nächste antegrade Erregung des Atriums fällt in die verlängerte PVARP und löst
durch natürliche Reizleitung vom Atrium zum Ventrikel die nächste Kontraktion des
Ventrikels aus, die wiederum als ventrikuläre Extrasystole klassifiziert wird. Dieses
Verhalten des Herzschrittmachers stellt sich nach außen wie ein temporärer Verlust
der Detektion atrialer Ereignisse, des atrialen Sensings, dar.
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Für den Patienten bedeuten längere AV-Zeiten eine Verschlechterung der
Ventrikelfüllung, da sich die Klappen zwischen Atrium und Ventrikel frühzeitig
verschließen. Dies ist bei einigen Patienten problematisch. Außerdem kann die
Depolarisierung des Atriums (P-Welle) bei höheren Frequenzen in eine ventrikuläre
Systole fallen, mit der Folge, dass Patienten unter Vorhofpfropungen, die eine
potentielle Flimmergefahr birgen, wie bei einem Schrittmachersyndrom leiden.
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Ein solches VES-Lockin wird erst dann beendet, wenn das spontane (natürliche)
atriale Intervall länger als das von einer atrialen Depolarisation (P-Welle) zu einer
ventrikulären Depolarisation (Q-Zacke) reichende PQ-Intervall plus dem PVARP ist
oder wenn ein mit einer ventrikulären Extrasystole gestarteter Maintimer eines
Herzschrittmachers vor dem nächsten ventrikulären Sense-Ereignis abläuft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine möglichst weitgehende Abhilfe
bezüglich der zuvor geschilderten Probleme zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Zweikammer-Herzschrittmacher
der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem für die Steuerung des Auslösens
der Impulsabgabe ein AV-Überwachungsintervall derart vorgesehen ist, dass das
AV-Überwachungsintervall von jedem atrialen Sense-Ereignis ausgelöst wird,
welches außerhalb einer atrialen Refraktärzeit liegt, wobei der Herzschrittmacher
ausgebildet ist, innerhalb des AV-Überwachungsintervalls auftretende ventrikuläre
Ereignisse der ersten Kategorie (auf natürlicher Reizleitung beruhende ventrikuläre
Kontraktion) zuzuordnen. Ein hiervon unabhängiger, aber grundsätzlich synergetisch
wirkender Lösungsaspekt besteht darin, dass für die Steuerung des Auslösens der
Impulsabgabe ein Fernfeldschutzintervall sowie ein PMT-Schutzintervall vorgesehen
sind,
- - derart, dass das Fernfeldschutzintervall von jedem ventrikulären
Stimulationserereignis und von jedem von der ventrikulären Detektionseinheit
erfassten ventrikulären Sense-Ereignis ausgelöst wird, wobei das
Fernfeldschutzintervall hinsichtlich seiner Zeitdauer so bemessen ist, dass
ein atriales Sense-Ereignis infolge einer Fernfeldwirkung eines ventrikulären
Ereignisses in das Fernfeldschutzintervall fällt, und wobei das
Fernfeldschutzintervall die Wirkung hat, dass während des Fernfeldschutzintervalls von
der atrialen Detektionseinheit erfasste atriale Ereignisse für das Auslösen der
Impulsabgabe durch die Stimulationseinheit unberücksichtigt bleiben, so
dass ein Auslösen der Impulsabgabe nach einem atrialen Sense-Ereignis
infolge von Cross-Sensing oder Fernfelderfassung ventrikulärer Ereignisse
unterbleibt sowie
- - derart, dass das PMT-Schutzintervall von jedem ventrikulären
Stimulationsereignis und von jedem, von der ventrikulären Detektionseinheit erfassten
ventrikulären Sense-Ereignis ausgelöst wird, wenn dieses ventrikuläre
Ereignis außerhalb einer vorgebenen AV-Zeit oder außerhalb eines AV-
Überwachungsintervalls erfasst wurde, wobei sich das PMT-Schutzintervall,
falls es ausgelöst wurde, an das jeweilige Fernfeldschutzintervall anschließt
und dieses verlängert und wobei das PMT-Schutzintervall die Wirkung hat,
dass während des PMT-Schutzintervalls von der atrialen Detektionseinheit
erfasste atriale Ereignisse für das Auslösen der Impulsabgabe durch die
Stimulationseinheit unberücksichtigt bleiben, so dass ein Auslösen der
Impulsabgabe infolge eines atrialen Ereignisses, welches auf eine retrograde
Reizleitung vom Ventrikel zum Atrium zurückgeht, unterbleibt.
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Das Konzept der konventionellen atrialen Refraktärzeit, die gegen auf
Fernfeldwirkung ventrikulärer Ereignisse beruhende atriale Sense-Ereignisse und retrograde
Reizleitung vom Ventrikel zum Atrium gleichermaßen schützen soll, ist somit bei
dem erfindungsgemäßen Herzschrittmacher einerseits durch eine Differenzierung der
auf ein ventrikuläres Ereignis folgenden atrialen Refraktärzeit in ein
Fernfeldschutzintervall und ein daran anschließendes PMT-Schutzintervall realisiert. Außerdem
wird das AV-Überwachungsintervall neu eingeführt, das eine verbesserte
Klassifizierung von auf natürlicher Reizleitung beruhenden ventrikulären Ereignissen
einerseits und PVC's bzw. VES' andererseits ermöglicht. Das Fernfeldschutzintervall
startet mit jedem nicht refraktären ventrikulären Ereignisses. Es ist gerade so lang
bemessen, dass das Atrium vor einer Fernfeldwirkung eines ventrikulierenden
Ereignisses ausreichend geschützt ist. Atriale Ereignisse innerhalb des
Fernfeldschutzintervalls bleiben für die weitere Schrittmachersteuerung
unberücksichtigt.
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Das PMT-Schutzintervall startet dagegen ausschließlich nach ventrikulären
Stimulations-Ereignissen oder solchen Sense-Ereignissen, die außerhalb der AV-Zeit
oder außerhalb des AV-Überwachungsintervalls liegen, d. h. nur nach ventrikulären
Stimulationsereignissen und solchen ventrikulären Sense-Ereignissen, die der
zweiten Kategorie zugeordnet werden und entsprechend als VES bzw. PVC
kategorisiert werden. Während des PMT-Schutzintervalls wird verhindert, dass
retrograde Reizleitungen vom Ventrikel zum Atrium eine AV-Überleitung der Reize
vom Atrium zum Ventrikel starten oder einen Maintimer des Herzschrittmachers
zurücksetzen können. Atriale Sense-Ereignisse innerhalb des PMT-Schutzintervalls
und außerhalb der atrialen Refraktärzeit werden jedoch als Sense-Ereignisse
wahrgenommen und für die weitere Herzschrittmachersteuerung weiterverarbeitet.
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Das bereits angesprochene und auch unabhängig von dem Fernfeldschutzintervall
und dem PMT-Schutzintervall vorzusehende AV-Überwachungsintervall wird mit
allen atrialen Sense-Ereignissen außerhalb einer atrialen Refraktärzeit und - sofern
vorhanden - des Fernfeldschutzintervalls gestartet. Sämtliche, sowohl auf
antegrader Reizleitung als auch auf retrograder Reizleitung beruhenden
Depolarisationen, auch solche in einem PMT-Schutzintervall, starten das AV-
Überwachungsintervall. Das AV-Überwachungsintervall wird von ventrikulären
Stimulationsereignissen und ventrikulären Sense-Ereignissen der ersten Kategorie
(auf natürlicher Reizüberleitung beruhend) wieder gelöscht.
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Bei einem bevorzugten Herzschrittmacher sind sowohl ein atriales
Überwachungsintervall als auch ein Fernfeldschutzintervall und ein PMT-Schutzintervall
vorgesehen. Fällt bei einem solchen Herzschrittmacher eine atriale Depolarisation, also
ein atriales Sense-Ereignis, in das PMT-Schutzintervall, so wird das nächste
ventrikuläre Ereignis innerhalb des AV-Überwachungsintervalls als natürliches
ventrikuläres Sense-Ereignis der ersten Kategorie und nicht wie herkömmlich, als
PVC oder VES klassifiziert. Ein solches ventrikuläres Sense-Ereignis der ersten
Kategorie startet im Gegensatz zu einer PVC oder einer VES kein
PMT-Schutzintervall und das nächste atriale Sense-Ereignis wird als für die Steuerung weiter zu
verarbeitendes atriales Sense-Ereignis erfasst und kann eine AV-Überleitung starten.
Auf diese Weise wird das zuvor beschriebene VES-Lockin verhindert.
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Da das AV-Überwachungsinterval mit allen atrialen Sense-Ereignissen außerhalb der
atrialen Refraktärzeit gestartet wird, wird im Wenckebach-Betrieb eine ventrikuläre
Wahrnehmung, die innerhalb des upper tracking intervalls und außerhalb des
AV-Intervalls liegt, als reguläres ventrikuläres Sense-Ereignis und nicht als VES
interpretiert, solange das AV-Überwachungsinterval noch andauert. Damit wird ein
VES-Lockin hier ebenfalls verhindert.
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Vorteilhafterweise weist ein Herzschrittmacher, bei dem ein
AV-Überwachungsintervall vorgesehen ist, eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf, unabhängig
davon, ob bei dem Herzschrittmacher auch ein Fernfeldschutzintervall oder ein PMT-
Schutzintervall vorgesehen ist:
- - Eine postventrikuläre atriale Refraktärzeit (PVARP) wird verlängert, falls ein
ventrikuläres Sense-Ereignis der zweiten Kategorie zuzuordnen ist und wird
unverlängert belassen, falls das ventrikuläre Sense-Ereignis der ersten
Kategorie zuzuordnen ist.
- - Der Herzschrittmacher, insbesondere dessen Steuereinheit, ist ausgebildet,
im Falle innerhalb des AV-Überwachungsintervalls auftretender ventrikulärer
Sense-Ereignisse ein VA-Intervall zu starten, welches vorzeitig beendet wird,
falls vor dessen Ablauf ein atriales Sense-Ereignis auftritt. Dabei ist diese
Herzschrittmacher und insbesondere dessen Steuereinheit vorzugsweise so
ausgebildet, dass er mit einem atrialen Sense-Ereignis ein AA-Intervall
startet, welches vorzeitig beendet wird, falls innerhalb des
AV-Überwachungsintervalls ein ventrikuläres Sense-Ereignis auftritt und das VA-
Intervall gestartet wird, oder falls vor Ablauf des AA-Intervalls ein atriales
Sense-Ereignis auftritt. Im Zusammenhang mit diesen bevorzugten
Ausführungsformen ist es besonders bevorzugt einen Herzschrittmacher mit einer
atrialen Stimulationseinheit vorzusehen, die zum Auslösen der Abgabe
elektrischer Impulse an das Atrium als atriale Stimulationsereignisse
ausgebildet ist, wobei der Herzschrittmacher, insbesondere dessen
Steuereinheit, ausgebildet ist, die Abgabe eines atrialen
Stimulationsimpulses mit Ablauf des VA-Intervalls oder des AA-Intervalls auszulösen, falls das
VA-Intervall oder das AA-Intervall nicht vorzeitig beendet werden.
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Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe den Figuren
näher erläutert werden. Von den Figuren zeigt:
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Fig. 1 Ein schematisches Blockschaltbild der Steuerung eines
Herzschrittmachers der erfindungsgemäßen Art.
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Fig. 2 Ein mit der Steuerung aus Fig. 1 bewirktes Timing eines
Herzschrittmachers.
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Die wesentlichen Bestandteile des in der Fig. 1 abgebildeten Blockschaltbildes sind
eine atriale Detektionseinheit 10 und eine ventrikuläre Detektionseinheit 12. Die
Detektionseinheiten 10 und 12 sind beim Betrieb eines Herzschrittmachers mit
Elektroden im Atrium bzw. im Ventrikel eines Herzens verbunden und ausgebildet,
eine atriale bzw. eine ventrikuläre Depolarisation kennzeichnende elektrische Signale
aufzunehmen und zu verarbeiten und entsprechende Steuersignale abzugeben, falls
eine atriale oder eine ventrikuläre Depolarisation vorliegt. Diese Steuersignale
werden über Signalleitungen 14 bzw. 16 an eine Steuereinheit 18 weitergegeben.
Innerhalb dieser Steuereinheit 18 werden die Signale verarbeitet. Je nach Ablauf der
Signalverarbeitung gibt die Steuereinheit 18 über Steuerleitungen 20 und 22
Steuersignale an eine atriale Stimulationseinheit 24 bzw. eine ventrikuläre
Stimulationseinheit 26 ab. Die Stimulationseinheiten 24 und 26 sind mit im Atrium
bzw. in Ventrikel des Herzens angeordneten Elektroden verbunden und geeignet
ausgebildet, über diese Elektroden elektrische Impulse an das Myokard des Atriums
bzw. des Ventrikels abzugeben und auf diese Weise eine Kontraktion des Atriums
bzw. des Ventrikels zu stimulieren.
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Im Folgenden soll nun die Steuereinheit 18 näher erläutert werden.
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Allem voran sei bemerkt, dass eine Steuereinheit eines Herzschrittmachers über die
Merkmale der Steuereinheit 18 hinaus weitere Merkmale aufweisen kann. Der
Übersichtlichkeit halber sind bei der Steuereinheit 18 aus der Fig. 1 all die
Funktionseinheiten weggelassen, die beispielsweise der Überprüfung eines
Stimulationserfolges, der sogenannten Capture-Control dienen, sowie
Funktionseinheiten zur Erfassung statistischer oder medizinischer Taten des Patienten.
Wesentliche Einheiten der Steuereinheit 18 sind Timer, nämlich ein atrialer
Refraktärzeittimer 30, ein AA-Timer (Maintimer) 32, ein AV-Timer 34, eine AV-
Überwachungseinheit 36, eine Fernfeldschutzeinheit 38, eine PMT-Schutzeinheit
40 und ein VA-Timer 42. Neben diesen Timern sind eine atriale
Stimulationssteuereinheit 44 und eine ventrikuläre Stimulationssteuereinheit 46 vorgesehen. Hinzu
kommen eine V-Sense-Klassifikationseinheit 48 und ein Fernfeldschutzinhibitor 50
sowie ein PMT-Schutzinhibitor 52.
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Allen Timern 30 bis 42 ist gemein, dass sie durch ein auslösendes Steuersignal ein
jeweiliges Zeitintervall starten und je nach Art des Timers während dieses
Zeitintervalls oder mit Ablauf des jeweiligen Zeitintervalls Signale ausgeben, bzw.
die Weiterleitung von Signalen unterdrücken. Die Timer 32-42 können
darüberhinaus über Reset-Signale zurückgesetzt werden.
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Die beiden Inhibitoren 50 und 52 sind jeweils über eine Steuerleitung 60 bzw. 62
mit jeweils einen Timer, nämlich zum einen der Fernfeldschutzeinheit 38 und zum
anderen der PMT-Schutzeinheit 40 verbunden. Die Inhibitoren 50 und 52 haben die
Eigenschaft, die Weiterleitung von Signalen solange zu unterbrechen, solange über
die Steuerleitungen 60 bzw. 62 ein entsprechendes Signal anliegt.
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Die beiden Stimulationssteuereinheiten 44 und 46 sind so ausgebildet, dass sie zum
einen auf entsprechende, an Steuerleitungen 64, 66 oder 68 anliegende
Steuersignale hin über die Steuerleitungen 20 und 22 Steuerausgangssignale an die
Stimulationseinheiten 24 bzw. 26 ausgeben und auf diese Weise eine Stimulation
des Atriums bzw. des Ventrikels auslösen. Die Stimulationssteuereinheiten 44 und
46 umfassen weiterhin nicht näher dargestellte Capture-Control-Einheiten, die
ausgebildet sind, ein Signal zu erzeugen, wenn die Stimulation des Atriums oder des
Ventrikels über die Stimulationseinheit 24 bzw. 26 erfolgreich war. In diesem Fall
geben die Stimulationssteuereinheiten 44 und 46 jeweils über Steuerrückleitungen
70 und 72 Signale aus.
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Das Zusammenwirken der genannten Einheiten sowie die bisher nicht benannten
Steuerleitungen sollen nun ausgehend vom Auftreten eines atrialen Sense-
Ereignisses beschrieben werden.
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Ein atriales Sense-Ereignis wird durch die atriale Detektionseinheit 10 erfasst, die
daraufhin ein Steuersignal über die Steuerleitung 14 an den atrialen
Refraktärzeittimer 30 abgibt. In diesem wird nun ein atriales Refraktärintervall gestartet und
gleichzeitig ein Ausgangssignal über eine Steuerleitung 74 und durch die
Fernfeldschutzeinheit 50 hindurch über Steuerleitungen 76.1, 76.2 und 76.3 an den AA-
Timer 32, die AV-Überwachungseinheit 36 sowie durch den PMT-Schutzinhibitor
52 und über die Steuerleitung 78 an den AV-Intervalltimer 34 weitergeleitet.
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Der AA-Timer, die AV-Überwachungseinheit 36 sowie der AV-Intervalltimer 34
werden auf diese Weise durch ein atriales Sense-Ereignis gestartet.
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Solange das atriale Refraktärzeitintervall des atrialen Refraktärzeittimers 30 läuft,
wird ein an der Steuerleitung 14 anliegendes, ein atriales Sense-Ereignis
kennzeichnendes Signal nicht weitergeleitet. Ein die atriale Refraktärzeit auslösendes
atriales Sense-Ereignis wird über die Steuerleitung 74 weitergeleitet, gelangt jedoch
nur dann zu den Steuerleitungen 76.1, 76.2 und 76.3, falls an dem
Fernfeldschutzinhibitor 50 kein entsprechendes Steuersignal über die Steuerleitung 60 anliegt. In
gleicher Weise wird ein, ein atriales Sense-Ereignis kennzeichnendes Signal nur
dann von der Steuerleitung 76.2 zur Steuerleitung 78 weitergeleitet und somit der
AV-Intervalltimer 34 ausgelöst, wenn der PMT-Schutzinhibitor 52 nicht auf Grund
eines an der Steuerleitung 62 anliegenden Sperrsignals gesperrt ist.
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Der Fernfeldschutzintervalltimer 38 wird ausgelöst, wenn über die Steuerleitung 16
ein ventrikuläres Sense-Ereignis kennzeichnendes Signal oder über die
Steuerrückleitung 72 ein ventrikuläres Stimulationsereignis kennzeichnendes Signal eintreffen.
In diesem Fall wird ein Fernfeldschutzintervall gestartet, währenddessen über die
Steuerleitung 60 ein Sperrsignal an den Fernfeldschutzinhibitor 50 abgegeben wird,
so dass ein ggf. an der Steuerleitung 74 anliegendes, atriales Sense-Signal nicht zur
Steuerleitung 76.1 weitergeleitet wird.
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Der PMT-Schutzintervalltimer 40 wird nach ventrikulären Stimulationsereignissen
mit Ablauf des Fernfeldschutzintervalls durch ein Signal über eine Steuerleitung 80
gestartet, falls das Fernfeldschutzintervall durch ein ventrikuläres
Stimulationsereignis ausgelöst wurde, also ein Steuersignal über die Steuerleitung 72 abgegeben
wurde. Der Fernfeldschutzintervall wird somit nur ausgelöst, wenn im vorgegebenen
zeitlichen Abstand zunächst ein Signal über die Steuerleitung 72 und anschließend
ein Signal über die Steuerleitung 80 bei der PMT-Schutzintervalleinheit 40
eintreffen.
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Der PMT-Schutzintervalltimer 40 wird außerdem nach dem Auftreten ventrikulärer
Extrasystolen oder vorzeitiger ventrikulärer Kontraktionen mit Ablauf des
Fernfeldschutzintervalls ebenfalls durch ein Signal über die Steuerleitung 80 gestartet, falls
nach Auslösen des entsprechenden Fernfeldschutzintervalls ein Steuersignal über
eine Steuerleitung 82 eintrifft. Dieses Steuersignal über die Steuerleitung 82
kennzeichnet das das Fernfeldschutzintervall auslösende und somit den
Fernfeldschutztimer 38 startende ventrikuläre Ereignis als VES oder PVC. Das Signal über
die Steuerleitung 82 stammt von der V-Sense-Klassifikationseinheit 48.
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Im Ergebnis startet jedes atriale Sense-Ereignis, welches nicht innerhalb bereits
gestarteter Intervalle wie der atrialen Refraktärzeit, dem Fernfeldschutzintervall und
dem PMT-Schutzintervall auftritt, den AV-Intervalltimer 34, da in diesen Fällen der
atriale Refraktärzeittimer 30, der Fernfeldschutzinhibitor 50 und der PMT-
Schutzinhibitor 52 nicht sperrten. Wird der AV-Intervalltimer 34 durch ein, ein
atriales Sense-Ereignis kennzeichnendes Steuersignal über die Steuerleitung 78
gestartet, beginnt ein AV-Intervall, welches mit seiner Dauer angibt, wann auf eine
atriale Kontraktion spätestens eine ventrikuläre Kontraktion folgen sollte, damit sich
eine effektive Pumpleistung des Herzens ergibt.
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Der AV-Intervalltimer 34 wird nicht nur durch spontane atriale Ereignisse, also
atriale Sense-Ereignisse, über die Steuerleitung 78 gestartet, sondern auch mit
Abgabe eines atrialen Stimulationsimpulses nach Ablauf eines weiter unten
erläuterten AA-Intervalls oder eines VA-Intervalls. Hierzu ist der AV-Intervalltimer
34 über Steuerleitungen 64.1 und 66.1 mit dem Ausgang des entsprechenden AA-
Timers 32 bzw. dem Ausgang des VA-Timers 42 verbunden.
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Falls innerhalb des AV-Intervalls ein ventrikuläres Sense-Ereignis von der
ventrikulären Detektionseinheit 12 erfasst wird, empfängt der AV-Intervalltimer 34 ein
Signal über die Steuerleitungen 16, 16.1 und 16.2. Durch ein solches Steuersignal
über die Leitung 16.2 wird der AV-Intervalltimer zurückgesetzt.
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Empfängt der AV-Intervalltimer 34 während eines laufenden AV-Intervalls kein
Steuersignal über die Leitung 16.2, wird er nicht zurückgesetzt und gibt mit Ablauf
des vorgegebenen AV-Intervalls ein Steuersignal über die Steuerleitung 68 aus, mit
dem die ventrikuläre Stimulationssteuereinheit 46 veranlasst wird, die ventrikuläre
Stimulationseinheit 26 zu starten. Im Falle einer erfolgreichen Stimulation des
Ventrikels gibt die ventrikuläre Stimulationssteuereinheit 46 über die
Steuerrückleitung 72 ein Signal an den AV-Intervalltimer 34 ab, mit dem das die
entsprechende Stimulation auslösende Steuersignal auf der Steuerleitung 68 gelöscht wird.
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Eine Besonderheit der Steuereinheit 18 besteht in der AV-Überwachungseinheit 36
und deren Zusammenspiel mit der V-Sense-Klassifikationseinheit 48. Die AV-
Überwachungseinheit 36 startet ein AV-Überwachungsintervall mit jedem über die
Steuerleitung 76.3 eintreffenden, ein atriales Sense-Ereignis kennzeichnenden
außerhalb der atrialen Refraktärzeit und des Fernfeldschutzintervalls. Während der
Dauer des auf diese Weise gestarteten AV-Überwachungsintervalls gibt die AV-
Überwachungseinheit 36 über eine Steuerleitung 84 ein Signal an die V-Sense-
Klassifikationseinheit 48 ab.
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Neben dem Steuersignal von der AV-Überwachungseinheit 36 über die
Steuerleitung 84 empfängt die V-Sense-Klassifikationseinheit 48 auch von der ventrikulären
Detektionseinheit 12 abgegebene Signale im Falle der Detektion ventrikulärer Sense-
Ereignisse. Falls die V-Sense-Klassifikationseinheit 48 ein solches, ein ventrikuläres
Sense-Ereignis kennzeichnendes Signal über die Leitung 16.1 empfängt, während
gleichzeitig auf der Steuerleitung 84 ein Ausgangssignal der
AV-Überwachungseinheit 36 anliegt - falls also das ventrikuläre Sense-Ergeignis in das
AV-Überwachungsintervall fällt -, gibt die V-Sense-Klassifikationseinheit 48 über die
Steuerleitungen 82 und 86 Signale an den PMT-Schutzintervalltimer 40 bzw. den
VA-Intervalltimer 42 ab.
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Die AV-Überwachungseinheit 36 wird durch jedes ventrikuläre Sense- oder
Stimulations-Ereignis zurückgesetzt, d. h., das jeweils entsprechende
AV-Überwachungsintenrall abgebrochen. Ein ein ventrikuläres Sense-Ereignis
kennzeichnendes Signal empfängt die AV-Überwachungseinheit hierzu über eine Steuerleitung
16.3, während ein eine erfolgreiche ventrikuläre Stimulation kennzeichnendes Signal
über eine Steuerleitung 72.2 eintrifft. Somit bewirken Signale über die
Steuerleitungen 16.3 oder 72.2 jeweils einen Reset der AV-Überwachungseinheit 36 und damit
einen Abbruch des jeweiligen AV-Überwachungsintervalls.
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Bereits erwähnt wurde, dass die V-Sense-Klassifikationseinheit 48 ausgebildet ist,
außerhalb eines jeweiligen AV-Überwachungsintervalls auftretende ventrikuläre
Sense-Ereignisse als ventrikuläre Extrasystolen (VES) oder vorzeitige ventrikuläre
Kontraktion (PVC) zu klassifizieren und in solchem Fall ein Steuersignal über die
Steuerleitung 82 auszugeben.
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Wird das ventrikuläre Sense-Ereignis hingegen durch die
V-Sense-Klassifikationseinheit 48 als reguläres ventrikuläres Sense-Ereignis klassifiziert, welches nicht in ein
laufendes AV-Intervall fällt, gibt die V-Sense-Klassifikationseinheit 48 über die
Steuerleitung 86 ein Signal an den VA-Intervalltimer 42 ab. Zum Unterdrücken der
Abgabe eines Ausgangssignals der V-Sense-Klassifikationseinheit 48 über die
Steuerleitung 86 während eines laufenden AV-Intervalls ist die
V-Sense-Klassifikationseinheit 48 über eine Steuerleitung 85 mit dem AV-Intervalltimer 34 verbunden.
Somit wird der VA-Intervalltimer 42 durch ein Ausgangssignals der V-Sense-
Klassifikationseinheit 48 gestartet, wenn nach einem atrialen Signal, das in ein
PMT-Schutzintervall fällt und das AV-Überwachungsintervall startet, ein
ventrikuläres Signal in das AV-Überwachungsintervall fällt.
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Wenn in einem definierten Zeitraum vor dem Eintreffen eines Signals über die
Steuerleitung 86 ein ein atriales Sense-Ereignis kennzeichnendes Signal über die
Steuerleitung 76.4 bei dem Intervalltimer 42 eingetroffen ist, welches in ein PMT-
Schutzintervall fällt, gekennzeichnet durch ein Signal, welches über die
Steuerleitung 62.1 an dem VA-Intervalltimer 42 anliegt, startet der VA-Intervalltimer 42 ein
VA-Intervall und gibt gleichzeitig ein Steuersignal über eine Steuerleitung 88 an den
AA-Intervalltimer 32 ab, welches diesen zurücksetzt. Das auf diese Weise
gestartete VA-Intervall kann durch ein weiteres innerhalb dieses VA-Intervall
eintreffendes Steuersignal über die Steuerleitung 76.4 zurückgesetzt werden.
Gleichzeitig wird auch der AA-Intervalltimer 32 neu gestartet.
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Zusammengefasst ist die Voraussetzung für das Starten eines VA-Intervalls durch
den VA-Intervalltimer 42, das in definiertem zeitlichen Zusammenhang zunächst ein
ein atriales Sense-Ereignis kennzeichnendes Signal über die Steuerleitung 76.4 bei
dem VA-Intervalltimer 42 eintrifft, während gleichzeitig ein den Lauf eines PMT-
Schutzintervalls kennzeichnendes Steuersignal über die Steuerleitung 62.1 bei dem
VA-Intervalltimer 42 anliegt und ein, ein natürliches ventrikuläres Sense-Ereignis
kennzeichnendes Signal über die Steuerleitung 86 folgt.
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Läuft das VA-Intervall in dem VA-Intervalltimer 42 ohne vorhergehenden Reset ab,
wird zum Ende des VA-Intervalls ein Steuersignal über die Steuerleitung 66 an die
atriale Stimulationssteuereinheit 44 ausgegeben, die darauf über ein Signal über die
Steuerleitung 20 die atriale Stimulationseinheit 24 startet und eine atriale
Stimulation auslöst.
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Der AA-Intervalltimer 32 wird ebenfalls durch ein ein atriales Sense-Ereignis
kennzeichnendes Signal über die Steuerleitung 76.1 gestartet. Trifft innerhalb
dieses AA-Intervalls kein weiteres Steuersignal über die Steuerleitung 76.1 oder
über die Steuerleitung 88 ein, welche den AA-Intervalltimer zurücksetzen und ein
neues AA-Intervall auslösen, gibt der AA-Intervalltimer 32 über die Steuerleitung 64
ein Steuersignal an die atriale Stimulationssteuereinheit 44 ab, die daraufhin die
atriale Stimulationseinheit 24 auslöst. Im Falle erfolgreicher Stimulation und
entsprechend erfolgreicher Capture-Control gibt die atriale Stimulationssteuereinheit
44 über die Steuerrückleitung 70 ein Signal an den AA-Intervalltimer 32 ab,
welches ebenfalls ein Zurücksetzen des jeweils laufenden AA-Intervalls und des
Starten eines neuen AA-Intervalls bewirkt.
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Nicht in der Fig. 1 dargestellt ist eine ebenfalls im Bereich der Erfindung liegende
Variante der Steuereinheit 18 für einen VDD-Herzschrittmacher, der keine atriale
Stimulationseinheit umfasst. Bai einem solchen VDD-Schrittmacher können somit
die atriale Stimulationseinheit 24, die atriale Stimulationssteuereinheit 44, der VA-
Intervalltimer und ggf. auch der AA-Intervalltimer wegfallen. Auch bei einem VDD-
Schrittmacher sind jedoch in der Regel sowohl ein AA-Timer 32 als auch ein VA-
Intervalltimer 42 vorgesehen, deren jeweilige Ausgangssignale wie zuvor
beschrieben dem Starten des AV-Intervalltimers 34 über die Steuerleitungen 64.1
bzw. 66.1 dienen.
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Ebenfalls nicht in der Fig. 1 dargestellt ist eine Variante, bei der der jeweilige
Schrittmacher eine Statistikeinheit umfasst. In solch einem Falle ist die V-Sense-
Klassifikationseinheit vorzugsweise mit dieser Statistikeinheit verbunden, sodass
mit der Statistikeinheit das Auftreten von der V-Sense-Klassifikationseinheit
klassifizierte ventrikuläre Extrasystolen oder vorzeitiger ventrikulärer Kontraktionen
erfasst und verarbeitet werden kann.
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Neben diesen Varianten fallen auch sämtliche alternativen Ausgestaltungen der
Steuereinheit 18, die das gleiche Verhalten bewirken, wie das hier beschriebene,
in den Schutzumfang der Erfindung.
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Zur Verdeutlichung dieses Verhaltens ist in Fig. 2 beispielhaft der Ablauf der
verschiedenen Intervalle in Abhängigkeit entsprechend atrialer Sense- und
ventrikulärer Sense- und Stimulationsereignisse dargestellt. Atriale Sense-Ereignisse
sind mit AS bezeichnet, ventrikuläre Sense-Ereignisse mit VS und ventrikuläre
Stimulationsereignisse mit VP. Das AV-Überwachungsintervall ist mit AVC
gekennzeichnet, die atriale Refraktärzeit mit ARef und das AV-Intervall mit AV.
Außerdem ist das Fernfeldschutzintervall mit FF und das PMT-Schutzintervall mit
PMT bezeichnet.
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Ein Timing wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wird durch die Steuereinheit 18 aus
Fig. 1 bewirkt.