DE60022754T2

DE60022754T2 - Diagnose und behandlung von arrhythmien

Info

Publication number: DE60022754T2
Application number: DE60022754T
Authority: DE
Inventors: R. Michael HILL; F. Michael HESS
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2020-06-17
Also published as: DE60022754D1; WO2000078390A1; EP1194183A1; US6442429B1; EP1194183B1

Description

Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen, welche Tachyarrhythmien (schnelle Herzrhythmen) erfassen und/oder behandeln, und insbesondere die Operation von Arrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi, welche die Stimulationsfrequenz in solchen Vorrichtungen auf einer Schlag-für-Schlag-Basis ändern.
Zusätzlich zur Abgabe von Stimulationsimpulsen zum Beenden von Tachyarrhythmien und zum Behandeln von Bradykardien wurde in letzter Zeit eine Anzahl von Stimulationsmodi entwickelt, welche vorgesehen sind, um das Auftreten von Tachyarrhythmien zu verhindern. Diese Stimulationsmodalitäten können allgemein als "Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi" beschrieben werden und umfassen beispielsweise eine ventrikuläre Frequenzstabilisierungsstimulation, wie im Mehra erteilten US-Patent US-A-4 941 471 offenbart ist, eine verbesserte Version der ventrikulären Frequenzstabilisierungsstimulation, wie im Denker u.a. erteilten US-Patent US-A-5 545 185 offenbart ist, eine atriale Frequenzstabilisierungsstimulation, wie im Peterson u.a. erteilten US-Patent US-A-5 846 263 offenbart ist, und eine atriale Stimulationspräferenzmodalität, wie im Hess u.a. erteilten US-Patent US-A-5 522 859 offenbart ist.
Die in den vorstehenden Patenten beschriebenen Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodalitäten ver suchen, das Auftreten von Tachyarrhythmien durch Ändern des Intervalls zwischen Stimulationsimpulsen in einer Herzkammer, entweder im Atrium oder im Ventrikel, auf einer Schlag-für-Schlag-Basis zu verhindern. Wenn sie in implantierbare Vorrichtungen aufgenommen werden, werden diese Stimulations-Verhinderungsmodi typischerweise einzeln aktiviert, weil sich die vorgeschlagene Änderung der Stimulationsfrequenz von Schlag zu Schlag von einer Stimulationsmodalität zu einer anderen erheblich ändern kann. Wenngleich vorgeschlagen wurde, einen Schrittmacher bereitzustellen, der automatisch wählt, welcher einer Anzahl verfügbarer Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi verwendet wird, wie im Mehra u.a. am 17. August 1998 erteilten US-Patent US-A-6 185 459 beschrieben ist, ist im Stand der Technik typischerweise vorgesehen, dass zu jeder gegebenen Zeit nur ein einziger Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodus wirksam ist.
Die vorliegende Erfindung sieht vor: einen implantierbaren Schrittmacher mit einem Messverstärker, der auf Depolarisationen einer Herzkammer anspricht, eine Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung, die mit dem Messverstärker gekoppelt ist und einen Stimulationsmodus verwaltet, und einen Impulsgenerator, der mit der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung gekoppelt ist und Herzstimulationsimpulse entsprechend dem verwalteten Stimulationsmodus erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung mehrere Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi verwaltet, die gleichzeitig aktiv sind, wobei die Stimulationsmodi einen ersten und einen zweiten Modus einschließen,
eine Escapeintervall-Berechnungseinrichtung ein erstes Escapeintervall für den ersten Stimulationsmodus und ein zweites Escapeintervall für den zweiten Stimulationsmodus ermittelt und
eine Escapeintervall-Auswahlschaltung eines von dem ersten und dem zweiten Escapeintervall auswählt, um während des nächsten Herzzyklus als das wirksame atriale Escapeintervall zu dienen.
Die vorliegende Erfindung strebt an, einen Schrittmacher bereitzustellen, bei dem mehrere Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi gleichzeitig aktiv sein können, wobei die Escapeintervalle für jeden Modus auf einer Schlag-für-Schlag-Basis berechnet und aktualisiert werden, wobei die Vorrichtung das geeignetste der verschiedenen berechneten Escapeintervalle für die Verwendung während des nächsten Herzzyklus auswählt. Die Vorrichtung trifft die Entscheidung, welche Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodalität eingesetzt wird, um das Escapeintervall des aktuellen Herzzyklus zu steuern, damit das geeignetste Verfahren zum Berechnen des Escapeintervalls auf der Grundlage des gegenwärtigen Zustands des Patienten ausgewählt werden kann.
Es kann eine Vielzahl von Kriterien verwendet werden, um zwischen den Escapeintervallen auszuwählen, die von den gleichzeitig wirksamen Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi bereitgestellt werden. Beispielsweise würde eine einfache Implementation darin bestehen, einfach das kürzere der berechneten Escapeintervalle auszuwählen. Ein alternativer Mechanismus könnte darin bestehen, das Escapeintervall zu verwenden, das die kleinste Nettoänderung des Escapeintervalls von Schlag zu Schlag darstellt. Eine weitere Alternative würde darin bestehen, die berechnete Stimulationsfrequenz von einer der Stimulationsmodalitäten bevorzugt zu verwenden, es sei denn, dass sie um mehr als einen vorgegebenen Prozentsatz von dem durch die zweite Stimulationsmodalität berechneten Escapeintervall abweicht, wobei in diesem Fall das von der zweiten Stimulationsmodalität berechnete Escapeintervall verwendet werden würde. Ein zusätzlicher alternativer Mechanismus zum Auswählen zwischen den von den zwei Stimulationsmodalitäten bereitgestellten Escapeintervallen würde darin bestehen, ein kriteriumbasiertes Entscheidungsverfahren zu verwenden, bei dem die Auswahl des Stimulations-Escapeintervalls als Funktion der Vorgeschichte des Betriebs der Vorrichtung bestimmt wird, wobei verschiedene Auftrittshäufigkeiten von Arrhythmien betrachtet werden, die den verschiedenen Stimulationsmodalitäten in ähnlichen Situationen wie derjenigen zugeordnet sind, die dem gegenwärtigen Escapeintervall zugeordnet ist.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die verfügbaren Arrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodalitäten gemäß bevorzugten Ausführungsformen ansprechend auf eine Erfassung oder Vorerfassung von Tachyarrhythmien in den Atria und/oder Ventrikeln des Herzens automatisch deaktiviert werden können. Die für das Deaktivieren der Arrhythmieverhinderungs-Stimulations modalitäten verwendeten Kriterien können für die jeweiligen Stimulationsmodalitäten gleich sein, oder sie können voneinander abweichen.
Einer der von der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi kann ein atrialer Frequenzstabilisierungs-Stimulationsmodus sein, wie im Peterson u.a. erteilten US-Patent US-A-5 843 263 beschrieben ist. Der atriale Frequenzstabilisierungs-(ARS)-Stimulationsmodus ähnelt in gewisser Hinsicht demjenigen, der im Mehra u.a. erteilten US-Patent US-A-5 713 929 offenbart ist, er ist jedoch speziell für das Steuern der atrialen Stimulationsfrequenz eingerichtet. Bei dieser Stimulationsmodalität wird das vom Schrittmacher definierte Escapeintervall nach einem stimulierten oder erfassten Schlag gleich dem Intervall, das den stimulierten oder erfassten Schlag vom vorhergehenden stimulierten oder erfassten Schlag (vorhergehende Herzzykluslänge) trennt, zuzüglich einem Inkrement gesetzt. Das Inkrement kann entweder ein Festwert oder bevorzugter ein Wert sein, der sich als Funktion der vorhergehenden Zykluslänge ändert. Diese Stimulationsmodalität beseitigt die Pausen nach verfrühten atrialen Schlägen und führt den atrialen Zyklus allmählich zu seinem programmierten oder auf andere Weise festgelegten Basiswert zurück.
Ein zweiter Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodus, der von der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, kann ein atrialer Stimulationspräferenzmodus (APP-Modus) sein, wie im Hess u.a. erteilten US-Patent US-A-5 522 859 beschrieben ist. Diese Stimulationsmodalität ist dafür eingerichtet, atriale Stimulationsimpulse gerade oberhalb der Sinus frequenz abzugeben, um die Frequenz der atrialen Tachykardie und atrialen Fibrillation zu beseitigen oder zu verringern. Im Allgemeinen ist die Sinusfrequenz eine durch periodisches oder zu vorgegebenen Zeiten erfolgendes Verringern der Stimulationsfrequenz, bis im Atrium ein natürlicher Rhythmus der Herzschläge gefunden wird (d.h. im Sinusknoten erzeugte atriale Depolarisationen), und anschließendes Erhöhen der stimulierten Frequenz wieder um einen vorgegebenen Betrag bestimmte Frequenz. Wenn sie aktiviert ist, arbeitet diese Stimulationsmodalität durch anfängliches Verringern des atrialen Escapeintervalls aufeinander folgender Schläge, bis eine atriale Stimulation erfasst wird. Nach einer programmierbaren Anzahl von Schlägen muss das Escapeintervall inkrementell erhöht werden, bis wieder eine natürliche atriale Aktivität entdeckt wird. Wenn natürliche atriale Depolarisationen erfasst werden, wird das Escapeintervall in Inkrementen verringert, bis eine konsistente atriale Stimulation wiederhergestellt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators eines zur Verwendung bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung geeigneten Typs in Zusammenhang mit einem menschlichen Herzen.
2 zeigt ein schematisches Funktionsdiagramm eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, worin die Erfindung verwirklicht werden kann.
Die 3 – 5 zeigen die Wirkungsweise des atrialen Frequenzstabilisierungs-Stimulationsmerkmals gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die 6 – 8 zeigen die Funktionsweise des Sinusatrialen Stimulationspräferenzmerkmals gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die 9 – 11 zeigen die Wechselwirkung des atrialen Frequenzstabilisierungsmodus und des atrialen Stimulationspräferenzmodus gemäß der vorliegenden Erfindung zum Regeln der Stimulationsfrequenz auf einer Schlag-für-Schlag-Basis.
1 zeigt einen Defibrillator und einen Leitungssatz eines Typs, der zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Es sei bemerkt, dass die Erfindung auch in einem Schrittmacher verwirklicht werden kann, der keine Kardioversions- oder Defibrillationsfähigkeiten aufweist. Die ventrikuläre Leitung weist einen lang gestreckten, isolierenden Leitungskörper 16 auf, der drei voneinander isolierte Leiter trägt. Neben dem distalen Ende der Leitung befinden sich eine Ringelektrode 24, eine ausfahrbare Helixelektrode 26, die zurückziehbar in einem isolierenden Elektrodenkopf 28 angebracht ist, und eine lang gestreckte gewickelte Elektrode 20. Jede der Elektroden ist mit einem der Leiter innerhalb des Leitungskörpers 16 gekoppelt. Die Elektroden 24 und 26 werden zur Herzstimulation und zum Erfassen ventrikulärer Depolarisationen verwendet. Am proximalen Ende der Leitung befindet sich ein gegabelter Verbinder 14, der drei elektrische Verbinder trägt, die jeweils mit einem der gewickelten Leiter gekoppelt sind. Die Defibrillationselektrode 20 kann aus Platin, einer Platinlegierung oder anderen Materialien hergestellt werden, von denen bekannt ist, dass sie bei implantierbaren Defibrillationselektroden verwendbar sind, und sie kann etwa 5 cm lang sein.
Die atriale Leitung bzw. die SVC-Leitung weist einen lang gestreckten, isolierenden Leitungskörper 15 auf, der drei Leiter trägt, die im Wesentlichen der Struktur der ventrikulären Leitung entsprechen. Neben dem J-förmigen distalen Ende der Leitung befinden sich eine Ringelektrode 21 und eine ausfahrbare Helixelektrode 17, die zurückziehbar innerhalb eines isolierenden Elektrodenkopfs 19 angebracht ist. Jede der Elektroden ist mit einem der gewickelten Leiter innerhalb des Leitungskörpers 15 gekoppelt. Die Elektroden 17 und 21 werden zur atrialen Stimulation und zum Messen atrialer Depolarisationen verwendet. Eine lang gestreckte gewickelte Elektrode 23 ist proximal zur Elektrode 21 bereitgestellt und mit dem dritten Leiter innerhalb des Leitungskörpers 15 gekoppelt. Die Elektrode 23 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass sie sich vom SVC zur Trikuspidalklappe erstreckt. Am proximalen Ende der Leitung befindet sich ein gegabelter Verbinder 13, der drei elektrische Verbinder trägt, welche jeweils mit einem der Leiter gekoppelt sind.
Die Koronarsinusleitung weist einen lang gestreckten, isolierenden Leitungskörper 6 auf, der einen Leiter trägt, welcher mit einer lang gestreckten, gewickelten Defibrillationselektrode 8 gekoppelt ist. Die Elektrode 8, die in unterbrochenen Umrisslinien dargestellt ist, befindet sich innerhalb des Koronarsinus und der großen Vene des Herzens. Am proximalen Ende der Leitung befindet sich ein Verbindungsstecker 4, der einen elektrischen Verbinder trägt, welcher mit dem Leiter gekoppelt ist.
Ein implantierbarer Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 10 ist in Kombination mit Leitungen dargestellt, wobei die Leitungsverbinderanordnungen 4, 13 und 14 in den Verbinderblock 12 eingefügt sind. Wahlweise kann eine Isolation des nach außen weisenden Abschnitts des Gehäuses 11 des Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators 10 unter Verwendung einer Kunststoffbeschichtung, beispielsweise aus Parylen oder Silikongummi, bereitgestellt werden, wie sie gegenwärtig bei manchen unipolaren Herzschrittmachern verwendet wird. Der nach außen weisende Abschnitt kann jedoch stattdessen unisoliert gelassen werden, oder es kann eine andere Unterteilung zwischen den isolierten und den nicht isolierten Abschnitten verwendet werden. Der nicht isolierte Abschnitt des Gehäuses 11 dient wahlweise als eine subkutane Defibrillationselektrode, die zum Defibrillieren entweder der Atria oder der Ventrikel verwendet wird. Natürlich können austauschend auch andere Leitungskonfigurationen und Elektrodenorte für den dargestellten Leitungssatz verwendet werden. Beispielsweise könnten atriale Defibrillations- und Erfassungselektroden entweder zur Koronarsinusleitung oder zur rechten ventrikulären Leitung hinzugefügt werden, statt sie an einer getrennten atrialen Leitung anzuordnen, wodurch ein zwei Leitungen aufweisendes System ermöglicht wird.
2 ist ein schematisches Funktionsdiagramm eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, in dem die vorliegende Erfindung nutzbringend angewendet werden kann. Dieses Diagramm sollte als einen Typ einer Vorrichtung, in der die Erfindung verwirklicht werden kann, beispielhaft erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, weil angenommen wird, dass die Erfindung nutzbringend in einer großen Vielzahl von Vorrichtungsimplementationen, einschließlich Vorrichtungen, die Therapien zum Behandeln atrialer Arrhythmien und/oder ventrikulärer Arrhythmien, Kardiovertern und Defibrillatoren, welche keine Antitachykardie-Stimulationstherapien bereitstellen, Antitachykardie-Schrittmachern, die keine Kardioversion oder Defibrillation bereitstellen, und Vorrichtungen, welche andere Formen von Antiarrhythmietherapien, wie eine Nervenstimulation oder eine Arzneimittelverabreichung, ausführen, verwirklicht werden kann.
Die Vorrichtung ist mit einem Elektroden aufweisenden Leitungssystem versehen, das dem in 1 dargestellten entsprechen kann. Alternative Leitungssysteme können natürlich austauschend verwendet werden. Falls die Elektrodenkonfiguration aus 1 verwendet wird, ergibt sich die folgende Entsprechung mit den dargestellten Elektroden. Die Elektrode 311 entspricht der Elektrode 11, und sie ist der nicht isolierte Abschnitt des Gehäuses des implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators. Die Elektrode 320 entspricht der Elektrode 20, und sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich im rechten Ventrikel befindet. Die Elektrode 310 entspricht der Elektrode 8, und sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich im Koronarsinus befindet. Die Elektrode 318 entspricht der Elektrode 28, und sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich in der oberen Hohlvene befindet. Die Elektroden 324 und 326 entsprechen den Elektroden 24 und 26, und sie werden zum Messen und Stimulieren im Ventrikel verwendet. Die Elektro den 317 und 321 entsprechen den Elektroden 19 und 21, und sie werden zum Stimulieren und Messen im Atrium verwendet.
Die Elektroden 310, 311, 318 und 320 sind mit einer Hochspannung-Ausgangs- bzw. Ausgabeschaltung 234 gekoppelt. Die Elektroden 324 und 326 sind mit dem R-Wellen-Verstärker 200 gekoppelt, der vorzugsweise die Form eines automatischen verstärkungsgesteuerten Verstärkers annimmt, welcher eine einstellbare Messschwelle als Funktion der gemessenen R-Wellen-Amplitude bereitstellt. Ein Signal wird immer dann auf der R-Ausgangsleitung 202 erzeugt, wenn das zwischen den Elektroden 324 und 326 gemessene Signal die vorliegende Messschwelle übersteigt.
Die Elektroden 317 und 321 sind mit dem P-Wellen-Verstärker 204 gekoppelt, der vorzugsweise auch die Form eines automatischen verstärkungsgesteuerten Verstärkers annimmt, welcher eine einstellbare Messschwelle als Funktion der gemessenen R-Wellen-Amplitude bereitstellt. Ein Signal wird immer dann auf der P-Ausgangsleitung 206 erzeugt, wenn das zwischen den Elektroden 317 und 321 gemessene Signal die vorliegende Messschwelle übersteigt. Die allgemeine Arbeitsweise des R-Wellen-Verstärkers 200 und des P-Wellen-Verstärkers 204 kann derjenigen entsprechen, die im am 2. Juni 1992 Keimel u.a. erteilten US-Patent US-A-5 117 824 "Apparatus for Monitoring Electrical Physiologic Signals" offenbart ist.
Die Schaltmatrix 208 wird verwendet, um auszuwählen, welche der verfügbaren Elektroden mit dem Breitbandverstärker (0,5 – 200 Hz) 210 zur Verwendung bei der digitalen Signalanalyse gekoppelt werden. Die Auswahl der Elektroden wird vom Mikroprozessor 224 über einen Daten-/Adressbus 218 gesteuert, wobei diese Auswahl nach Wunsch geändert werden kann. Von den Elektroden zur Kopplung mit dem Bandpassverstärker 210 ausgewählte Signale werden einem Multiplexer 220 zugeführt und dann von einem A/D-Wandler 222 in digitale Mehrbitsignale umgewandelt, um sie, von einer Direktspeicherzugriffs-Schaltung 228 gesteuert, im Direktzugriffsspeicher 226 zu speichern. Der Mikroprozessor 224 kann digitale Signalanalysetechniken verwenden, um die im Direktzugriffsspeicher 226 gespeicherten digitalisierten Signale zu charakterisieren und den Herzrhythmus des Patienten unter Verwendung beliebiger der zahlreichen auf dem Fachgebiet bekannten Signalverarbeitungsverfahren zu erkennen und zu klassifizieren.
Der Rest der Schaltungsanordnung ist für das Bereitstellen von Herzstimulations-, Kardioversions- und Defibrillationstherapien vorgesehen, und er kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung der im Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnung entsprechen. Es wird nachstehend eine als Beispiel dienende Vorrichtung zum Ausführen von Stimulations-, Kardioversions- und Defibrillationsfunktionen dargelegt. Die Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 weist programmierbare Digitalzähler auf, welche die DDD-, VVI-, DVI-, VDD-, AAI-, DDI- und andere Modi der Einzelkammer- und Doppelkammerstimulation zugeordneten Grundzeitintervalle steuern, wie auf dem Fachgebiet wohlbekannt ist. Die Schaltungsanordnung 212 steuert auch der Antitachyarrhythmiestimulation zugeordnete Escapeintervalle sowohl im Atrium als auch im Ventrikel, wobei jeweilige auf dem Fachgebiet bekannte Antitachyarrhythmie-Stimulationstherapien verwendet werden.
Die von der Stimulationsschaltungsanordnung 212 festgelegten Intervalle umfassen atriale und ventrikuläre Sti mulations-Escapeintervalle, die Refraktärperioden, während derer gemessene P-Wellen und R-Wellen unwirksam sind, die Zeitsteuerung der Escapeintervalle neu einzuleiten, und die Impulsbreiten der Stimulationsimpulse. Die Dauern dieser Intervalle werden vom Mikroprozessor 224 ansprechend auf im Speicher 226 gespeicherte Daten festgelegt und über den Adress-/Datenbus 218 zur Stimulationsschaltungsanordnung 212 übertragen. Die Schrittmacher-Schaltungsanordnung 212 bestimmt, vom Mikroprozessor 224 gesteuert, auch die Amplitude der Herzstimulationsimpulse.
Während der Stimulation werden die Escapeintervallzähler innerhalb der Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 beim Erfassen von R-Wellen und P-Wellen, wie durch Signale auf den Leitungen 202 und 206 angegeben ist, und entsprechend dem ausgewählten Stimulationsmodus bei der Zeitablauf-Auslösesignalerzeugung von Stimulationsimpulsen durch die Schrittmacher-Ausgangsschaltungen 214 und 216, die mit den Elektroden 317, 321, 324 und 326 gekoppelt sind, zurückgesetzt. Die Escapeintervallzähler werden auch bei der Erzeugung von Stimulationsimpulsen zurückgesetzt und steuern dadurch den grundlegenden Zeitablauf von Herzstimulationsfunktionen einschließlich der Antitachyarrhythmiestimulation.
Die Dauern der von den Escapeintervall-Zeitgebern festgelegten Intervalle werden über den Daten-/Adressbus 218 vom Mikroprozessor 224 festgelegt. Der Zählwert, der in den Escapeintervallzählern vorhanden ist, wenn sie durch erfasste R-Wellen und P-Wellen zurückgesetzt werden, kann zum Messen der Dauern von R-R-Intervallen, P-P-Intervallen, P-R-Intervallen und R-P-Intervallen verwendet werden, und diese Messungen werden im Speicher 226 gespeichert und in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet, um das Auftreten einer Vielzahl von Tachyarrhythmien zu diagnostizieren, wie nachstehend in weiteren Einzelheiten erörtert wird.
Der Mikroprozessor 224 arbeitet als eine unterbrechungsgesteuerte Vorrichtung und spricht auf Unterbrechungssignale von der Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 an, die dem Auftreten erfasster P-Wellen und R-Wellen und der Erzeugung von Herzstimulationsimpulsen entsprechen. Diese Unterbrechungssignale werden über den Daten-/Adressbus 218 bereitgestellt. Alle erforderlichen mathematischen Berechnungen, die vom Mikroprozessor 224 auszuführen sind, und alle Aktualisierungen der Werte oder Intervalle, die von der Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 gesteuert werden, finden nach solchen Unterbrechungssignalen statt. Der Mikroprozessor 224 weist einen zugeordneten ROM auf, in dem sich das gespeicherte Programm befindet, das seinen Betrieb steuert, wie nachstehend beschrieben wird. Ein Abschnitt des Speichers 226 (4) kann als eine Anzahl von Umlaufpuffern konfiguriert werden, die eine Reihe gemessener Intervalle speichern können, die ansprechend auf das Auftreten eines Stimulations- oder Mess-Unterbrechungssignals analysiert werden können, um festzustellen, ob das Herz des Patienten gegenwärtig eine atriale oder ventrikuläre Tachyarrhythmie aufweist.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Arrhythmieerfassung kann Tachyarrhythmie-Erfassungsalgorithmen aus dem Stand der Technik aufweisen. Wie nachstehend beschrieben wird, entspricht das von der offenbarten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus geführte Arrhythmieerfassungs- und -klassifizierungsverfahren demjenigen, das gegenwärtig in den implantierbaren Schrittmachern/Kardiovertern/Defibrillatoren Gem^TM von Medtronic verwendet wird. Das Arrhythmieerfassungs- und -klassifizierungssystem gemäß dieser Ausführungsform verwendet einen mit Prioritäten versehenen Satz aufeinander bezogener Regeln zur Arrhythmieerfassung, wie im Olson u.a. erteilten US-Patent US-A-5 855 593 oder im Gillberg u.a. erteilten US-Patent US-A-5 755 736 beschrieben ist.
Es können jedoch auch beliebige der verschiedenen auf dem Fachgebiet bekannten Arrhythmieerfassungsverfahren bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung nutzbringend eingesetzt werden, welche jene einschließen, die im Pless u.a. erteilten US-Patent US-A-4 830 006, im Steinhaus erteilten US-Patent US-A-4 217 021, im Lanard u.a. erteilten US-Patent US-A-5 086 772, im Nappholz u.a. erteilten US-Patent US-A-5 161 527, im Olive erteilten US-Patent US-A-5 107 850, im Cohen erteilten US-Patent US-A-5 330 505 oder im Cohen erteilten US-Patent US-A-5 269 301 beschrieben sind.
Wenn eine atriale oder ventrikuläre Tachyarrhythmie erfasst wird und eine Antitachyarrhythmie-Stimulationsbehandlung erwünscht ist, werden geeignete Zeitintervalle zum Steuern der Erzeugung von Antitachyarrhythmie-Stimulationstherapien vom Mikroprozessor 224 in die Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 geladen, um die Arbeitsweise der sich darin befindenden Escapeintervallzähler zu steuern und Refraktärperioden festzulegen, während derer die Feststellung von R-Wellen und P-Wellen unwirksam ist, die Escapeintervallzähler neu zu starten. Alternativ kann auch eine Schaltungsanordnung zum Steuern des Zeitablaufs und der Erzeugung von Antitachykardie-Stimulationsimpulsen verwendet werden, wie im Berkovits u.a. am 25. März 1986 erteilten US-Patent US-A-4 577 633, im Pless u.a. am 14. November 1989 erteilten US-Patent US-A-4 880 005, im Vollmann u.a. am 23. Februar 1988 erteilten US-Patent US-A-7 726 380 und im Holley u.a. am 13. Mai 1986 erteilten US-Patent US-A-4 587 970 beschrieben ist.
Wenn die Erzeugung von Kardioversions- oder Defibrillationsimpulsen erforderlich ist, verwendet der Mikroprozessor 224 den Escapeintervallzähler zum Steuern des Zeitablaufs dieser Kardioversions- und Defibrillationsimpulse sowie zugeordneter Refraktärperioden. Ansprechend auf die Erfassung einer atrialen oder ventrikulären Fibrillation oder Tachyarrhythmie, die einen Kardioversionsimpuls benötigt, aktiviert der Mikroprozessor 224 die Kardioversions-/Defibrillations-Steuerschaltungsanordnung 230, welche das Laden der Hochspannungskondensatoren 246, 248 über eine Ladeschaltung 236, von einer Hochspannungs-Ladesteuerleitung 240 gesteuert, einleitet. Die Spannung an den Hochspannungskondensatoren wird über eine VCAP-Leitung 244 überwacht, welche über den Multiplexer 220 geführt ist, und sie führt ansprechend auf das Erreichen eines vom Mikroprozessor 224 festgestellten vorgegebenen Werts zur Erzeugung eines Logiksignals auf der Cap-Full-Leitung (CF-Leitung) 254, wodurch das Laden beendet wird. Danach wird der Zeitablauf der Abgabe des Defibrillations- oder Kardioversionsimpulses durch die Schrittmacher-Zeitgeber-/Steuerschaltungsanordnung 212 gesteuert. Nach der Abgabe der Fibrillations- oder Tachykardietherapie führt der Mikroprozessor die Vorrichtung zur Herzstimulation zurück und wartet auf das nächstfolgende Unterbrechungssignal infolge einer Stimulation oder des Auftretens einer erfassten atrialen oder ventrikulären Depolarisation.
Eine Ausführungsform eines für die Abgabe und die Synchronisation von ventrikulären Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen und für die Steuerung der entsprechenden Zeitfunktionen geeigneten Systems ist detaillierter in dem auf den Erwerber der vorliegenden Anmeldung übertragenen, am 23. Februar 1993 erteilten US-Patent US-A-5 188 105 von Keimel offenbart.
Wenn atriale Defibrillationsfähigkeiten in der Vorrichtung enthalten sind, lassen sich für die Abgabe und die Synchronisation von ventrikulären Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen und für die Steuerung der entsprechenden Zeitfunktionen geeignete Systeme in der am 29. Oktober 1992 veröffentlichten PCT-Patentanmeldung WO92/18198 von Adams u.a. sowie in dem am 23. Februar 1982 erteilten US-Patent US-A-4 316 472 von Mirowski u.a. finden. Zusätzlich können hochfrequente Impulsstöße an die Elektroden 317 und 321 abgegeben werden, um atriale Tachyarrhythmien zu beenden, wie in der von Duffin u.a. eingereichten PCT-Patentveröffentlichung WO95/28987 und in der von Mehra u.a. eingereichten PCT-Patentveröffentlichung WO95/28988 beschrieben ist.
Es wird jedoch angenommen, dass jede bekannte Kardioversions- oder Defibrillationsimpuls-Steuerschaltungsanordnung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Beispielsweise kann auch eine Schaltungsanordnung verwendet werden, die den Zeitablauf und die Erzeugung von Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen steuert, wie im Zipes am 24. Mai 1983 erteilten US-Patent US-A-4 384 585, im vorstehend zitierten Pless u.a. erteilten US-Patent US-A-4 949 719 sowie im Engle u.a. erteilten US-Patent US-A-4 375 817 offenbart ist.
In der gezeigten Vorrichtung wird die Abgabe der Kardioversions- oder Defibrillationsimpulse von der Ausgabeschaltung 234 unter Steuerung der Steuerschaltungsanordnung 230 über einen Steuerbus 238 ausgeführt. Die Ausgabeschaltung 234 bestimmt, ob ein einphasiger oder ein zweiphasiger Impuls abgegeben wird, ob das Gehäuse 311 als Kathode oder als Anode dient, und welche Elektroden an der Abgabe des Impulses beteiligt sind. Ein Beispiel der Ausgabeschaltungsanordnung zur Ausführung zweiphasiger Impulsbehandlungen kann im vorstehend zitierten, Mehra erteilten Patent und in US-A-4 727 877 vorgefunden werden.
Ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die zum Steuern der Abgabe von einphasigen Impulsen verwendet werden kann, ist in dem gemeinhin übertragenen, Keimel am 17. November 1992 erteilten US-Patent US-A-5 163 427 dargelegt. Es kann jedoch auch eine Ausgabeschaltungsanordnung, wie sie im Mehra u.a. am 4. September 1990 erteilten US-Patent US-A-4 953 551 oder im Winstrom am 31. Januar 1989 erteilten US-Patent US-A-4 800 883 offenbart ist, in Zusammenhang mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Abgabe zweiphasiger Impulse verwendet werden.
Bei modernen implantierbaren Kardiovertern/Defibrillatoren werden die speziellen Therapien im voraus vom Arzt in die Vorrichtung programmiert, wobei gewöhnlich ein Therapiemenü bereitgestellt wird. Beispielsweise kann bei einer anfänglichen Erfassung einer atrialen oder ventrikulären Tachykardie eine Antitachykardie-Stimulationstherapie ausgewählt werden und an die Kammer, in der die Tachykardie diagnostiziert wurde, oder an beide Kammern abgegeben werden. Bei einer erneuten Erfassung einer Tachykardie kann eine aggressivere Antitachykardie-Stimulationstherapie geplant werden. Falls wiederholte Versuche von Antitachykardie-Stimulationstherapien fehlschlagen, kann anschließend ein Kardioversionsimpuls auf einem höheren Niveau ausgewählt werden. Therapien zur Tachykardiebeendigung können sich auch mit der Frequenz der erfassten Tachykardie ändern, wobei die Aggressivität der Therapien zunimmt, wenn die Frequenz der erfassten Tachykardie zunimmt. Beispielsweise können vor der Abgabe von Kardioversionsimpulsen weniger Versuche einer Antitachykardiestimulation ausgeführt werden, falls die Frequenz der erfassten Tachykardie oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt. Die vorstehend in Zusammenhang mit Beschreibungen von Tachykardieerfassungs- und -behandlungstherapien aus dem Stand der Technik zitierten Entgegenhaltungen sind hier auch anwendbar.
Falls eine Fibrillation identifiziert wird, kann die vorstehend erwähnte Hochfrequenz-Burststimulation als anfänglich versuchte Therapie verwendet werden. Nachfolgende Therapien können Defibrillationsimpulse hoher Amplitude, typischerweise mit mehr als 5 Joule, abgeben. Niedrigere Energieniveaus können zur Kardioversion verwendet werden. Wie im Fall der gegenwärtig verfügbaren implantierbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillatoren und wie in den vorstehend erwähnten Entgegenhaltungen erörtert wurde, ist vorgesehen, dass die Amplitude des Defibrillationsimpulses ansprechend darauf erhöht werden kann, dass es nicht gelingt, mit einem anfänglichen Impuls oder Impulsen eine Fibrillation zu beenden. Patente aus dem Stand der Technik, die solche vorab festgelegten Therapiemenüs von Antitachyarrhythmietherapien darstellen, umfassen das vorstehend zitierte Haluska u.a. erteilte US-Patent US-A-4 830 006, das Vollmann u.a. erteilte US-Patent US-A-4 727 380 und das Holley u.a. erteilte US-Patent US-A-4 587 970.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sind mehrere Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi vorgesehen, welche gleichzeitig einsetzbar sind, um Escapeintervalle zu berechnen, die dem nächsten abgegebenen Stimulationsimpuls vorhergehen. Zum Verständnis der Arbeitsweise der Vorrichtung folgt eine Beschreibung von jedem von zwei Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi. Eine Beschreibung der Verfahren, durch die die Vorrichtung zwischen den entsprechend den beiden Stimulationsmodalitäten berechneten Escapeintervallen auswählen kann, folgt danach.
Eine ARS- und APP-Stimulation wird von der Vorrichtung in der gleichen Weise wie andere Stimulationsmodalitäten bereitgestellt, wobei die zeitliche Festlegung von Escapeintervallen und Refraktärperioden und die Messung von Intervallen zwischen erfassten und stimulierten Ereignissen von der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung 212 ausgeführt wird, wie vorstehend beschrieben wurde. Der Mikroprozessor 224 führt die erforderlichen Berechnungen, wie nachstehend beschrieben wird, auf der Grundlage einer in seinem zugeordneten ROM gespeicherten Programmierung aus und steuert die Arbeitsweise der Zeitgeber und der zugeordneten Logik in der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung 212. Die verschiedenen programmierten und abgeleiteten Werte, die nachstehend beschrieben werden, werden im RAM 226 gespeichert. Gemäß der hier offenbarten Ausführungsform der Erfindung sind ARS- und APP-Stimulationsmodi verfügbar, wenn der permanente Stimulationsmodus AAI, AAIR, DDD oder DDDR ist.
Die folgenden Begriffe sollten in Zusammenhang mit der folgenden Erörterung der ARS- und APP-Stimulationsmodi verstanden werden:
Untere-Frequenz-Intervall (LRI) – das Intervall, das der programmierten Grundstimulationsfrequenz entspricht. Dieser Wert kann beispielsweise entsprechend 40 – 120 Schlägen je Minute programmiert werden. In Zusammenhang mit frequenzadaptierenden Stimulationsmodi, beispielsweise DDDR und AAIR, kann er als die niedrigste verfügbare Stimulationsfrequenz dienen.
ARS-Intervallinkrement (AARS) – das Inkrement, das zur vorhergehenden atrialen Zykluslänge addiert wird, um das atriale Escapeintervall bei der ARS-Stimulation zu definieren. Das Inkrement kann entweder ein programmierter Festwert sein oder bevorzugter ein Wert sein, der von der vorhergehenden atrialen Zykluslänge abhängt. Beispielsweise kann AARS auf 12 – 50 % des vorhergehenden A-A-Intervalls, typischerweise auf 25 % davon gelegt werden.
Erfassungs-AV-Verzögerung (SAV) – das programmierte AV-Escapeintervall, das einer erfassten atrialen Depolarisation folgt.
Stimulierte AV-Verzögerung (PAV) – das programmierte AV-Escapeintervall, das einem atrialen Stimulationsimpuls folgt. Sie ist auf die DDD- und die DDDR-Stimulation anwendbar. Typische Werte reichen von 100 – 250 ms. Bei einer frequenzadaptierenden Vorrichtung kann die Dauer von SAV und PAV mit zunehmenden Stimulationsfrequenzen abnehmen, wie es bei manchen gegenwärtig vertriebenen Schrittmachern der Fall ist. Wenngleich es hier nicht offenbart ist, können bei manchen Ausführungsformen der Erfindung die SAV- und PAV-Intervalle auch mit zunehmenden erfassten atrialen Frequenzen abnehmen, wie es auch bei manchen gegenwärtig vertriebenen Schrittmachern der Fall ist.
Ventrikuläre-Obere-Frequenz-Intervall (UTRI) – das minimale Intervall, das ventrikuläre Stimulationsimpulse trennt. Es beträgt typischerweise 400 – 600 ms.
Vorhergehendes A-A-Intervall (AAlast) – das Intervall, das ein stimuliertes oder erfasstes atriales Ereignis von dem unmittelbar vorhergehenden stimulierten oder erfassten atrialen Ereignis trennt. Dieses ist auf AAI-, AAIR-, DDD- und DDDR-Stimulationsmodi anwendbar.
Atriale Refraktärperiode (ARP) – die atriale Refraktärperiode, die einem atrialen Ereignis folgt. Diese ist auf die AAI-Stimulation anwendbar. Sie beträgt typischerweise 250 – 400 ms.
Postventrikuläre atriale Refraktärperiode (PVARP) – die atriale Refraktärperiode, die einem ventrikulären Ereignis folgt. Sie ist auf die DDD- und die DDDR-Stimulation anwendbar. Sie beträgt typischerweise 250 – 400 ms.
PVC-postventrikuläre atriale Refraktärperiode (PVARPpvc) – die atriale Refraktärperiode, die einem außerhalb der SAV- oder PAV-Intervalle erfassten ventrikulären Ereignis folgt, falls das Merkmal aktiviert ist. Sie ist auf die DDD- und die DDDR-Stimulation anwendbar. Sie beträgt typischerweise etwa 400 ms und ist vorzugsweise größer als PVARP und kleiner als LRI – PAV – 300 ms.
Gesamte atriale Refraktärperiode (TARP) – die Summe von SAV oder PAV und PVARP im DDD-Modus.
Minimales ARS-Intervall (ARSImin) – die programmierte minimale Dauer von ARSI. Gilt für den AAI-, AAIR-, DDD- und DDDR-Modus. Es reicht von 300 – 700 ms. Es beträgt typischerweise etwa 500 – 600 ms.
Obere-Sensorfrequenz-Intervall (USRI) – das Escapeintervall, das der maximalen vom Sensor angegebenen Stimulationsfrequenz gleicht. Dieser Wert kann gleich UTRI gesetzt werden.
Aktuelles Escapeintervall (CEI) – das vom Sensor im DDDR- und im AAIR-Stimulationsmodus bestimmte Escapeintervall oder das programmierte Untere-Frequenz-Intervall (LRI) im AAI- oder DDD-Modus.
Atriales Stimulationspräferenz-Intervall (APPI) – das berechnete Escapeintervall zur Verwendung bei der atrialen Präferenzstimulation (APP).
Minimales APP-Intervall (APPImin) – die programmierte minimale Dauer von APPI, die gleich ARSImin gesetzt ist.
APP-Dekrement (APPID) – das schrittweise Dekrement, das von der atrialen Stimulationspräferenz-Modalität während Zeiten verwendet wird, in denen die Stimulationsfrequenz erhöht wird. Es kann beispielsweise von 30 bis 150 Millisekunden reichen und typischerweise etwa 50 Millisekunden betragen.
Atriales Stimulationspräferenzintervall-Inkrement (APPII) – das Inkrement von Schlag zu Schlag bei Escapeintervallen, das beim atrialen Stimulationspräferenzmodus (APP-Modus) während Verringerungen der Stimulationsfrequenzen verwendet wird. Es kann beispielsweise 10 bis 150 Millisekunden und typischerweise etwa 20 Millisekunden betragen. Es muss kleiner als APPID sein.
Atriale Stimulationspräferenz-Verzögerungsschläge (APP-Verzögerungsschläge) – die Anzahl der aufeinander folgenden atrialen Stimulationen, die erforderlich sind, um Verringerungen der APP-definierten Stimulationsfrequenz einzuleiten.
1. ARS-Stimulation
Die ARS-Stimulation ist dafür vorgesehen, das Auftreten von Kompensationspausen bei folgenden verfrühten Schlägen zu verhindern, wie im vorstehend zitierten Patent mit der End nummer 929 von Mehra beschrieben ist, in der hier offenbarten bestimmten Ausführungsform wird sie jedoch auf der Grundlage atrialer Ereignisse zeitlich festgelegt. Bei jedem nichtrefraktären atrialen Ereignis wird das atriale Escapeintervall auf das ARS-Intervall (ARSI) gelegt, das anhand des gemessenen vorhergehenden A-A-Intervalls (AAlast), des programmierten ARS-Intervallinkrements (AARS), des aktuellen Escapeintervalls (CEI) und des programmierten minimalen ARS-Intervalls (ARSImin) berechnet wird. Das ARSI-Intervall ist nach der folgenden Gleichung so begrenzt, dass es größer oder gleich ARSImin und kleiner oder gleich CEI ist: ARSI = Min{Max(ARSImin, AAlast + AARS)CEI}. Mit anderen Worten wird ARSI gleich dem Wert des stimulierten oder erfassten vorhergehenden A-A-Intervalls, zuzüglich des programmierten Inkrements, gelegt, solange die Summe kleiner als CEI und größer als ARSImin ist, und es wird andernfalls gleich CEI oder ARSImin gelegt. In dem Fall, in dem CEI kleiner als ARSImin ist, wird ARSI gleich CEI gesetzt, so dass die vom Sensor angegebenen Frequenzen im DDDR- und AAIR-Modus Vorrang über den andernfalls berechneten Wert von ARSI erhalten. Falls AAlast unbekannt ist und beispielsweise einer Therapie oder dem ARS-Stimulationsmodus folgt, welche beide durch Programmieren eingeschaltet sind, ist ARSI gleich LRI.
Im DDD- und im DDDR-Modus wird nur ansprechend auf atriale Ereignisse, die während einer atrialen Refraktärperiode und außerhalb des definierten minimalen R-P-Intervalls eines vorhergehenden stimulierten oder erfassten ventrikulären Ereignisses innerhalb des SAV- oder PAV-Intervalls erfasst werden, das wirksame atriale ARSI-Escapeintervall aufgehoben und das atriale Escapeintervall (zeitlich von der vorhergehenden nichtrefraktären erfassten atrialen Depolarisation oder vom atrialen Stimulationsimpuls festgelegt) nach der folgenden Gleichung zurückgesetzt. ARSI = Min(Max((2·AAlast + AARS), (AAlast + ARSImin))ARSIlast). Andernfalls bleibt das wirksame ARSI unverändert. Sobald ein ARSI durch ein erfasstes refraktäres atriales Ereignis aufgehoben worden ist, haben nachfolgende erfasste refraktäre atriale Ereignisse keine Wirkung auf das gerade ablaufende atriale Escapeintervall. Erfasste refraktäre Ereignisse und dazwischen liegende A-A-Intervalle werden jedoch verwendet, um den Wert des am kürzesten zurückliegenden A-A-Intervalls zu bestimmen, um das nächste ARSI zu berechnen.
Weil ein erfasstes refraktäres atriales Ereignis nicht den Zeitablauf eines beim erfassten Ereignis initialisierten ARSIs einleitet, ist das "wirksame" minimale ARS-Intervall die atriale Refraktärperiode (ARP) zuzüglich AARS im AAI- oder AAIR-Modus und die gesamte atriale Refraktärperiode (TARP) zuzüglich AARS im DDD- oder DDDR-Modus. TARP beträgt im DDD- oder DDDR-Modus typischerweise etwa 450 ms. Bei manchen Patienten kann dies zu lang sein, damit ARS wirksam wird. In diesen Fällen muss eine kürzere PVARP programmiert werden, falls eine ARS-Stimulation erwünscht ist. Die ARP und die TARP definieren minimale Kopplungsintervalle für erfasste atriale Ereignisse, auf die die ARS-Stimulation angewendet wird. ARSImin begrenzt das sich ergebende atriale Stimulations-Escapeintervall. Dabei könnte eine lange programmierte TARP oder ARP ein kurzes programmiertes ARSImin funktionell überschreiben, und Benutzer sollten daher diese beiden Parameter in koordinierter Weise programmieren. Der Mikroprozessor verhindert, dass die Programmierung von ARSImin kleiner als VTDI ist, wie vorstehend definiert wurde, falls die VT-Erfassung eingeschaltet ist, oder kleiner als VFDI ist, wie vorstehend definiert wurde, falls die VF-Erfassung eingeschaltet ist. Diese Verriegelungen schützen vor einem Übersprechen bei der atrialen Stimulation in den ventrikulären Messverstärker, was zu einer ungeeigneten Erfassung von VT oder VF führen würde.
Ventrikuläre Ereignisse, die innerhalb der programmierten PAV- und SAV-Intervalle erfasst werden, einschließlich ventrikulärer Stimulationsimpulse, die am Ende der PAV- und SAV-Intervalle abgegeben werden, haben keine Wirkung auf die zeitliche Festlegung des gerade ablaufenden ARSIs. Die Wirkung eines erfassten ventrikulären Ereignisses in der Art eines PVC-Ereignisses außerhalb des PAV- oder SAV-Intervalls im DDD- oder DDDR-Modus besteht darin, ein neues atriales Escapeintervall oder V-A-Intervall einzuleiten, das nach der folgenden Gleichung berechnet wird: V-A = Min(CEI, ARSI) – PAVcurrent. Falls das SAV-Intervall bis zum Verstreichen von UTRI erweitert wird, wie es während des "Pseudo-Wenckebach"-Verhaltens bei der oberen Frequenz geschieht, welches im Adams erteilten US-Patent US-A-4 059 116 beschrieben ist, wird davon ausgegangen, dass eine erfasste Depolarisation, die während der Erweiterung über den programmierten Wert von SAV hinaus auftritt, außerhalb des SAV-Intervalls auftritt, und wie vorstehend erwähnt behandelt. Ein am Ende eines erweiterten SAV-Intervalls abgegebener ventrikulärer Stimulationsimpuls wird auch wie eine erfasste Depolarisation außerhalb des SAV-Intervalls behandelt.
Der ARS-Stimulationsmodus wird vorzugsweise automatisch aktiviert und deaktiviert, statt ständig wirksam zu sein. Falls die ARS-Stimulation auf EIN programmiert ist, bleibt sie wirksam, wenn sie nicht aufgehoben oder auf AUS programmiert wird. ARS kann beispielsweise ansprechend auf die Erfassung oder Vorerfassung einer atrialen oder ventrikulären Tachyarrhythmie, wie in dem vorstehend zitierten Patent von Peterson u.a. erörtert ist, oder ansprechend auf die Erfassung oder Vorerfassung von Tachyarrhythmien unter Verwendung alternativer Erfassungsverfahren ausgesetzt werden. Beispielsweise kann die ARS-Stimulation ansprechend auf einen medianen oder mittleren R-R-Intervallwert über eine vorhergehende Reihe einer definierten Anzahl ventrikulärer Ereignisse, die eine definierte Dauer unterschreiten, ausgesetzt werden. In Zusammenhang mit einer Vorrichtung, die Tachyarrhythmien auf der Grundlage definierter Intervalldauerbereiche erfasst, kann die definierte Dauer zweckmäßigerweise der größten R-R-Intervalldauer entsprechen, die als eine ventrikuläre Tachykardie oder eine schnelle ventrikuläre Tachykardie oder eine ventrikuläre Fibrillation angebend klassifiziert wurde, was davon abhängt, welche Tachyarrhythmien behandelt werden sollen. Die ARS-Stimulation kann auch ansprechend auf eine Feststellung, dass gerade eine atriale oder ventrikuläre Tachykardie abläuft oder durch eine Antitachykardietherapie behandelt wird, oder ansprechend auf die Ausführung von Modusumschaltfunktionen ausgesetzt werden, falls die Vorrichtung so eingerichtet ist. Wenn die ARS ausgesetzt wird, ist das atriale Escapeintervall, das nichtrefraktären atrialen Ereignissen folgt, CEI, ebenso als ob ARS auf AUS programmiert wäre. Wenn die ARS-Stimulation von einem Aussetzzustand wiederaufgenommen wird, ist AAlast un bekannt, was dazu führt, dass das erste ARS-Intervall gleich LRI gesetzt wird, wie vorstehend erörtert wurde. Dies verhindert, dass atriale Ereignisse während des Aussetzzustands den ARS-Betrieb beeinflussen.
In 3 ist der Normalbetrieb der ARS-Stimulation im DDD-Modus dargestellt. Nach einer nichtrefraktären erfassten atrialen Depolarisation 800 wird der Zeitablauf des atrialen Escapeintervalls ARSI₀ (802) angehalten, die ARSI₁-Zykluslänge (804) berechnet, und sie wird gleich dem vorhergehenden A-A-Intervall AA₀ (806) zuzüglich AARS gelegt. Nach der Erfassung im Ventrikel bei 808 wird der geplante ventrikuläre Stimulationsimpuls beim Verstreichen des SAV-Escapeintervalls 810 aufgehoben und PVARP 812 eingeleitet. Nach dem Verstreichen von ARSI₁ wird bei 814 ein atrialer Stimulationsimpuls abgegeben, und ARSI₂ (816) wird gleich dem vorhergehenden A-A-Intervall AA₁ (818) plus AARS gesetzt. Ein ventrikulärer Stimulationsimpuls wird nach dem Verstreichen des PAV-Escapeintervalls 822 bei 820 abgegeben, und PVARP 824 wird eingeleitet. Bei Nichtvorhandensein erfasster atrialer Ereignisse würde ARSI allmählich bis auf CEI inkrementiert werden. Bei 826 wird jedoch eine nichtrefraktäre atriale Depolarisation vor dem Ablaufen von ARS erfasst, wodurch bewirkt wird, dass der Wert von ARSI₃ (828) auf das vorhergehende A-A-Intervall AA₂ (830) zuzüglich AARS gelegt wird. Die Wirkung nicht-refraktärer atrialer Depolarisationen im AAI-Modus ist die gleiche.
4 zeigt den Vorgang der ARS-Stimulation im DDD-Modus ansprechend auf eine erfasste refraktäre atriale Depolarisation außerhalb des minimalen R-P-Intervalls. Bei 850 wird eine nichtrefraktäre atriale Depolarisation erfasst, wodurch bewirkt wird, dass der zeitliche Ablauf des gerade verstreichenden atrialen Escapeintervalls ARSI₀ (852) angehalten wird und ARSI₁ (854) auf das vorhergehende A-A-Intervall AA₀ (856) zuzüglich AARS gesetzt wird. Bei 858 wird beim Verstreichen des SAV-Escapeintervalls 860 ein ventrikulärer Stimulationsimpuls erzeugt. Bei 862 wird innerhalb der PVARP 864, jedoch außerhalb des minimalen R-P-Intervalls, eine atriale Depolarisation erfasst. Der Zeitablauf von ARSI₁, das gegenwärtig verstreicht, wird ausgesetzt, AAlast wird gleich AA₁ gesetzt (866), und das atriale Escapeintervall wird so modifiziert, dass geplant wird, dass der nächste atriale Stimulationsimpuls beim Verstreichen von 2·AAlast + AARS (868) nach dem erfassten nichtrefraktären atrialen Ereignis 850 (gleich AAlast + AARS von der erfassten refraktären Depolarisation 862) auftritt. Bei 870 wird eine nichtrefraktäre atriale Depolarisation erfasst, wodurch der Zeitablauf von ARSI₂ (872) eingeleitet wird, das gleich AA₂ zuzüglich AARS gesetzt ist. Die erfasste refraktäre atriale Depolarisation 862 wird zur Messung des A-A-Intervalls verwendet, um den Wert von AAlast zur Verwendung bei dieser Berechnung abzuleiten.
5 zeigt den Vorgang der ARS-Stimulation im DDD-Modus ansprechend auf das Auftreten von PVC oder anderer stimulierter oder erfasster ventrikulärer Ereignisse, welche außerhalb eines PAV- oder SAV-Escapeintervalls auftreten. Bei 900 wird ein atriales Ereignis erfasst, wodurch der Zeitablauf von ARSI₁ eingeleitet wird (902). Bei 904 wird nach einer PVC bei 906 eine ventrikuläre Depolarisation erfasst, wodurch der Zeitablauf einer neuen PVARP 908, die in diesem Fall PVARPpvc gleicht, eingeleitet wird. Ein neues atriales Escapeintervall oder V-A-Intervall 910 wird eingeleitet, welches ARSI₁ – PAV gleicht. Nach dem Verstreichen des V-A-Intervalls wird ein atrialer Stimulationsimpuls 910 erzeugt, und ARSI₂ wird eingeleitet, welches gleich ARSI₁ + AARS gelegt wird.
Bei der ARS-Stimulation im AAI- oder AAIR-Modus wird anders als bei typischen AAI- oder AAIR-Stimulationsmodi der ventrikuläre Messverstärker der Vorrichtung verwendet, um ventrikuläre Depolarisationen zu erfassen, welche ebenso wie beim DDD- oder DDDR-Modus zum Einleiten minimaler R-P-Intervalle verwendet werden. Erfasste atriale Depolarisationen außerhalb der minimalen R-P-Intervalle verursachen eine Neuberechnung des ARSIs nach dem vorstehend in Zusammenhang mit 3 beschriebenen Verfahren, wobei ARSI gleich AAlast + AARS gesetzt wird. Im AAI- und im AAIR-Modus beeinflussen erfasste ventrikuläre Ereignisse jedoch nicht die zeitliche Festlegung des atrialen Escapeintervalls oder modifizieren den Wert von ARSI.
2. APP-Stimulation
Der atriale Stimulationspräferenz-(APP)-Modus ist dafür vorgesehen, den maximalen Betrag der atrialen Stimulation zu erreichen, während sich der Patient nicht in einer atrialen Arrhythmie befindet. Änderungen an dem APP-definierten Stimulationsintervall (APPI) werden nach erfassten nichtrefraktären atrialen Ereignissen oder nachdem die Anzahl der aufeinander folgenden abgegebenen atrialen Stimulationsimpulse (APP-Stimulationszähler) zumindest dem programmierten Wert für APP-Verzögerungsschläge (APPDB) gleicht, vorgenommen. Bei einer nichtrefraktären atrialen Erfassung wird der Wert von APPI um das APP-Dekrement (APPID) dekrementiert, während nach dem Auftreten der erforderlichen Anzahl aufeinander folgender atrialer Stimulationsimpulse APPI um das APP-Inkrement (APPII) inkrementiert wird und der Zählwert der aufeinander folgenden abgegebenen atrialen Stimulationsimpulse (APP-Stimulationszähler) auf "0" zurückgesetzt wird. Die Werte für APPI sind durch den Wert von APPImin und durch das aktuelle Escapeintervall CEI begrenzt, welches entweder der programmierten Grundstimulationsfrequenz oder der vom Sensor angegebenen Stimulationsfrequenz, die zu der Zeit gegenwärtig wirksam ist, entsprechen kann.
Insbesondere wird nach einem nichtrefraktären atrialen Erfassungsereignis APPI innerhalb der verfügbaren Grenzen von ARSImin und CEI nach der folgenden Gleichung um APPID verringert: APPI = Min(Max(APPI – APPID, APPImin)CEI). Falls CEI kleiner als APPImin ist, definiert CEI wie bei der Berechnung von ARSI das nächste wirksame Escapeintervall, so dass im AAIR- und im DDDR-Modus der Sensor Stimulationsfrequenzsteuerungen angibt. Zusätzlich wird der Wert des APP-Stimulationszählers auf "0" zurückgesetzt.
Ansprechend auf einen abgegebenen atrialen Stimulationsimpuls wird der Wert des APP-Stimulationszählers um 1 inkrementiert und mit dem programmierten Wert für APP-Verzögerungsschläge verglichen. Falls der APP-Stimulationszähler größer oder gleich den APP-Verzögerungsschlägen ist, wird APPI, begrenzt durch APPImin und CEI, wie vorstehend erörtert wurde, um APPII erhöht. In diesem Zusammenhang wird der Wert von APPI nach der folgenden Gleichung berechnet: APPI = Min(Max(APPI + APPII, APPImin)CEI). Der APP-Stimulationszähler wird auch auf Null zurückgesetzt.
Falls der APP-Stimulationszähler kleiner als die APP-Verzögerungsschläge ist, wird der gegenwärtige Wert von APPI mit CEI verglichen. Falls CEI kleiner als APPI ist, wird APPI gleich CEI gesetzt, wie in der folgenden Gleichung angegeben ist: APPI = Min(Max(APPI, APPImin)CEI). Auf diese Weise bleibt APPI unverändert, es sei denn, dass es größer als CEI ist, wobei es in diesem Fall sofort auf CEI gesetzt wird. Dieses Merkmal ermöglicht, dass Änderungen von CEI, beispielsweise ansprechend auf Änderungen der vom Sensor angegebenen Stimulationsfrequenz, selbst wenn nicht die erforderliche Anzahl aufeinander folgender atrialer Stimulationsimpulse abgegeben wird, sofort nach atrialen Stimulationsimpulsen angewendet werden.
Nach jeder außerhalb der SAV- oder PAV-Intervalle erfassten ventrikulären Kontraktion wird ein atriales Escapeintervall (VA-Intervall) berechnet, wie in der folgenden Gleichung angegeben ist: VA = Min(APPI, CEI) – PAV. Ansprechend auf ein erfasstes refraktäres atriales Ereignis bleiben der APPI- und der APP-Stimulationszähler unverändert. Solche erfassten ventrikulären Ereignisse können beispielsweise auf verfrühte ventrikuläre Kontraktionen oder auf eine ventrikuläre Erfassung außerhalb des SAV-Intervalls wegen einer Verzögerung eines geplanten ventrikulären Stimulationsimpulses bis zum Verstreichen von UTRI zurückzuführen sein.
Der APP-Stimulationsmodus wird vorzugsweise automatisch aktiviert und deaktiviert, statt fortlaufend wirksam zu sein. Falls er auf EIN programmiert ist, bleibt die APP-Stimulation wirksam, es sei denn, dass sie ausgesetzt wird oder auf AUS programmiert wird. APP kann beispielsweise ansprechend auf die Erfassung oder Vorerfassung einer atrialen oder ventrikulären Tachyarrhythmie, wie im vorstehend zitierten Patent von Peterson u.a. erörtert ist, oder ansprechend auf die Erfassung oder Vorerfassung von Tachyarrhythmien unter Verwendung alternativer Erfassungsverfahren ausgesetzt werden. Beispielsweise kann die APP-Stimulation ansprechend auf einen medianen oder mittleren R-R-Intervallwert über eine vorhergehende Reihe einer definierten Anzahl ventrikulärer Ereignisse, die eine definierte Dauer unterschreiten, ausgesetzt werden. In Zusammenhang mit einer Vorrichtung, die Tachyarrhythmien auf der Grundlage definierter Intervalldauerbereiche erfasst, kann die definierte Dauer zweckmäßigerweise der größten R-R-Intervalldauer entsprechen, die als eine ventrikuläre Tachykardie oder eine schnelle ventrikuläre Tachykardie oder eine ventrikuläre Fibrillation angebend klassifiziert wurde, was davon abhängt, welche Tachyarrhythmien behandelt werden sollen. Die APP-Stimulation kann auch ansprechend auf eine Feststellung, dass gerade eine atriale oder ventrikuläre Tachykardie abläuft oder durch eine Antitachykardietherapie behandelt wird, oder ansprechend auf die Ausführung von Modusumschaltfunktionen ausgesetzt werden, falls die Vorrichtung so eingerichtet ist. Wenn die APP-Stimulation ausgesetzt wird, ist das atriale Escapeintervall, das nichtrefraktären atrialen Ereignissen folgt, CEI, ebenso als ob APP auf AUS programmiert wäre. Wenn die APP-Stimulation von einem Aussetzzustand wiederaufgenommen wird, wird das erste APP-Escapeintervall auf CEI gesetzt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung während des APP-Stimulationsmodus ist in den 6 – 8 dargestellt. In 6 ist die Arbeitsweise der Vorrichtung nach einem erfassten nichtrefraktären atrialen Ereignis dargestellt. Ein atrialer Stimulationsimpuls 700 und ein ventrikulärer Stimulationsimpuls 702, die durch ein PAV-Intervall 716 getrennt sind, leiten den simulierten Elektrogrammstreifen ein. Beim Stimulationsimpuls 700 wird das APP-definierte Escapeintervall APPI₀ eingeleitet. Nach dem Verstreichen von APPI₀ wird ein atrialer Stimulationsimpuls 704 abgegeben, dem ein ventrikulärer Stimulationsimpuls 706 folgt, welcher nach dem Verstreichen des PAV-Intervalls 718 abgegeben wird. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, wird der APP-Stimulationszähler bei 700 inkrementiert. Unter der Annahme, dass die Anzahl der aufeinander folgend abgegebenen atrialen Stimulationsimpulse kleiner als diejenige der APP-Verzögerungsschläge ist, wird bei 726 ein neues APP-definiertes Escapeintervall APPI₁ eingeleitet, welches APPI₀ gleicht. Bei 708 geschieht ein nichtrefraktäres atriales Erfassungsereignis, dem bei 710 eine normal ausgeführte ventrikuläre Depolarisation folgt, bevor das SAV-Intervall 720 verstreicht. Nach dem Auftreten eines erfassten nichtrefraktären atrialen Ereignisses 708 wird bei 728 ein neues APP-definiertes Escapeintervall APPI₂ definiert. APPI₂ beträgt APPI₁ – APPID. Wenngleich dies in 8 nicht dargestellt ist, ist zu verstehen, dass bei 708 der Wert des APP-Stimulationszählers auf "0" zurückgesetzt wird. Nach dem Verstreichen von APPI₂ wird ein atrialer Stimulationsimpuls 712 abgegeben, dem beim Verstreichen der PAV-Verzögerung 722 ein ventrikulärer Stimulationsimpuls 714 folgt. Gleichzeitig mit der Abgabe des atrialen Stimulationsimpulses 712 wird ein neues APPI-Escapeintervall APPI₃ bei 720 eingeleitet. APPI₃ gleicht APPI₂.
7 zeigt die Arbeitsweise der Vorrichtung allgemein in Zusammenhang mit dem Wert des APP-Stimulationszählers (APPPC), der APP-Verzögerungsschlägen (APPDB) gleicht. Das simulierte Elektrokardiogramm wird durch die Abgabe eines atrialen Stimulationsimpulses bei 732 eingeleitet, dem bei 734 eine Abgabe eines ventrikulären Stimulationsimpulses folgt, woraufhin das PAV-Intervall 744 verstreicht. Gleichzeitig mit der Abgabe des atrialen Stimulationsimpulses 732 wird bei 750 ein APP-Escapeintervall APPI₀ eingeleitet, und der Wert des APP-Stimulationszählers wird bei 756 erhöht. Beim Verstreichen von APPI₀ wird bei 730 ein atrialer Stimulationsimpuls abgegeben, wodurch das PAV-Intervall 746 eingeleitet wird, nach dessen Verstreichen der ventrikuläre Stimulationsimpuls 736 abgegeben wird. Gleichzeitig mit der Abgabe des atrialen Stimulationsimpulses 730 wird der APP-Stimulationszähler bei 758 auf einen Wert inkrementiert, der APP-Verzögerungsschlägen gleicht, wodurch wiederum bei 752 die Berechnung eines neuen Werts für das APP-definierte Escapeintervall APPI₁ ausgelöst wird. APPI₁ gleicht APPI₀ + APPI. In Zusammenhang mit der Berechnung von APPI₁ bei 752 wird der APP-Stimulationszähler bei 760 auf "0" zurückgesetzt. Beim Verstreichen von APPI₁ wird ein atrialer Stimulationsimpuls 740 abgegeben, wodurch ein PAV-Intervall 748 eingeleitet wird, nach dessen Verstreichen ein ventrikulärer Stimulationsimpuls 742 abgegeben wird. Das APP-Escapeintervall APPI₂ wird bei 754 nach dem atrialen Stimulationsimpuls 740 eingeleitet und ist gleich APPI₁. Der Wert des atrialen Stimulationsimpulszählers wird bei 762 ansprechend auf die Abgabe des atrialen Stimulationsimpulses 740 inkrementiert.
8 zeigt die Arbeitsweise des APP-Stimulationsmodus ansprechend auf außerhalb der SAV- oder PAV-Intervalle erfasste ventrikuläre Depolarisationen. Ein abgegebener atrialer Stimulationsimpuls 764 leitet das simulierte Elektrokardiogramm ein, woraufhin beim Verstreichen des PAV-Intervalls 776 ein ventrikulärer Stimulationsimpuls 766 folgt. Das APP-definierte Escapeintervall APPI₀ wird bei 780 nach dem atrialen Stimulationsimpuls 764 eingeleitet. Eine verfrühte ventrikuläre Kontraktion 768 tritt vor dem Verstreichen von APPI₀ außerhalb des PAV-Intervalls 776 auf. Ansprechend darauf berechnet die Vorrichtung ein atriales Escapeintervall VA₁, das APPI₀ – PAV gleicht (776). Gleichzeitig mit dem ventrikulären Ereignis 768 wird ein verlängerndes Frequenzintervall 788 eingeleitet, welches, wenngleich es nicht dargestellt ist, natürlich ansprechend auf andere abgegebene erfasste und stimulierte ventrikuläre Ereignisse eingeleitet wird. Während des atrialen Escapeintervalls VA₁ bei 786 tritt eine natürliche atriale Depolarisation 770 auf, wodurch der Zeitablauf des SAV-Intervalls 778 und des APP-definierten Escapeintervalls APPI₁ bei 782 eingeleitet wird. Weil das obere Verfolgungsfrequenzintervall (UTRI) 788 beim Verstreichen des SAV-Intervalls 778 noch nicht verstrichen ist, wird die Abgabe eines ventrikulären Stimulationsimpulses bis zum Verstreichen des oberen Verfolgungsfrequenzintervalls 788 unterbunden. Die spontane ventrikuläre Depolarisation 772 tritt demgemäß außerhalb des SAV-Intervalls 778 auf, wodurch das Einleiten eines atrialen Escapeintervalls VA₂ bei 790 hervorgerufen wird. VA₂ wird gleich APPI₁ minus PAV gesetzt (776). Beim Verstreichen des Escapeintervalls 790 wird ein atrialer Stimulationsimpuls bei 774 abgegeben, und das APP-definierte Escapeintervall APPI₃ wird bei 784 eingeleitet. APPI₃ ist gleich APPI₁.
Die 9, 10 und 11 zeigen die Arbeitsweise einer Vorrichtung, bei der die APP-Stimulation und die ARSI-Stimulation gleichzeitig aktiviert sind. In diesem Fall werden die Werte für APPI und ARSI nach jedem Ereignis aktualisiert, bei dem eine Aktualisierung angemessen ist, wobei dies erfasste atriale Ereignisse, abgegebene atriale Stimulationsimpulse und erfasste ventrikuläre Ereignisse außerhalb des SAV- oder des PAV-Intervalls einschließt. Nach der Bestimmung der Werte von APPI und ARSI wählt die Vorrichtung einen der zwei Werte aus, so dass er als das nächste wirksame atriale Escapeintervall dient. Dieser Wert wird auch für nachfolgende Berechnungen von APPI als der Wert von APPI verwendet, der für dieses Escapeintervall wirksam ist. Gemäß den hier erörterten Ausführungsformen werden die APP-Stimulation und die ARSI-Stimulation ansprechend auf denselben Ereignissatz aktiviert und deaktiviert. Es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, dass sie ansprechend auf verschiedene Ereignissätze aktiviert oder deaktiviert werden können, wobei in diesem Fall natürlich die wirksam bleibende Arrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodalität angewendet wird, um das nächste folgende wirksame atriale Escapeintervall zu bestimmen.
9 zeigt die Gesamtarbeitsweise der Vorrichtung, wobei das kürzeste der entsprechend dem APP- und dem ARSI-Stimulationsmodus definierten zwei berechneten Escape intervalle ausgewählt wird, um das Escapeintervall festzulegen, das erfassten oder stimulierten atrialen Ereignissen und ventrikulären Ereignissen, die außerhalb der SAV- oder PAV-Intervalle auftreten, folgt. Bei 600 tritt ein atriales ventrikuläres Ereignis auf, und die Vorrichtung stellt fest, ob es sich dabei um ein Ereignis der Art handelt, welches, wie vorstehend erörtert wurde, eine Aktualisierung von einem oder beiden von dem APP- und dem ARS-definierten Escapeintervall bei 602 erfordert. Bei 604 aktualisiert die Vorrichtung die Werte nach Bedarf, und sie vergleicht bei 606 die Werte des APP- und des ARS-definierten Escapeintervalls, wobei sie das Escapeintervall auswählt, das zur baldigsten Abgabe des nächsten folgenden atrialen Stimulationsimpulses führt. Falls ARSI als das wirksame atriale Escapeintervall ausgewählt wird, wird der Wert von APPI so modifiziert, dass er gleich ARSI ist, um ihn bei folgenden Berechnungen von APPI entsprechend dem atrialen Stimulationspräferenzmodus zu verwenden. Bei 608 führt die Vorrichtung weiter die anderen Funktionen aus, die der Aktualisierung von Tachyarrhythmieerfassungskriterien und/oder der Bradykardiestimulation zugeordnet sind.
10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der bevorzugt eine atriale Frequenzstabilisierungsstimulation angewendet wird, es sei denn, dass die atriale Stimulationspräferenz zu einem Escapeintervall führt, das um mehr als 100 Millisekunden kürzer ist als die atriale Frequenzstabilisierungsstimulation. Ansprechend auf ein atriales oder ventrikuläres Ereignis bei 610 bestimmt die Vorrichtung bei 612, ob eine Aktualisierung des APP- oder ARS-definierten Escapeintervalls erforderlich ist. In dem erforderlichen Maße werden die Werte bei 614 entsprechend den vorstehend beschriebenen Verfahren aktualisiert, und die Vorrichtung wählt bei 616 das ARS-definierte Escapeintervall als das atriale Escapeintervall aus, es sei denn, dass das APP-definierte Escapeintervall um mehr als 100 Millisekunden kürzer ist als das ARS-definierte Escapeintervall, wobei in diesem Fall das APP-definierte Escapeintervall als das atriale Escapeintervall ausgewählt wird. Falls ARSI als das wirksame atriale Escapeintervall ausgewählt wird, wird der Wert von APPI so modifiziert, dass er gleich ARSI wird, um ihn bei folgenden Berechnungen von APPI entsprechend dem atrialen Stimulationspräferenzmodus zu verwenden. Bei 618 führt die Vorrichtung weiter Operationen aus, die der Tachyarrhythmieerfassung und der Bradykardiestimulation zugeordnet sind.
11 zeigt die Arbeitsweise einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung das eine von APPI und ARSI auswählt, das die kleinste Änderung gegenüber dem vorhergehenden wirksamen atrialen Escapeintervall bereitstellt. Nach einem atrialen oder ventrikulären Ereignis bei 620 bestimmt die Vorrichtung bei 622, nach den vorstehend beschriebenen Verfahren, ob eine Aktualisierung des APP- oder ARS-definierten Escapeintervalls erforderlich ist. Bei 624 werden die Werte des APP- und/oder des ARS-definierten Escapeintervalls nach den vorstehend beschriebenen Verfahren aktualisiert, und bei 626 bestimmt die Vorrichtung, welches der definierten Escapeintervalle die geringste Änderung gegenüber dem vorhergehenden atrialen Escapeintervall aufweist, und wählt dieses Intervall als das nächste wirksame atriale Escapeintervall aus. Falls ARSI als das wirksame atriale Escapeintervall ausgewählt wird, wird der Wert von APPI so modifiziert, dass er gleich ARSI wird, um ihn bei folgenden Berechnungen von APPI entsprechend dem atrialen Stimulationspräferenzmodus zu verwenden. Bei 628 führt die Vorrichtung weiter Operationen aus, die der Tachyarrhythmieerfassung und der Bradykardiestimulation zugeordnet sind.
Wenngleich in den vorstehenden 9 – 11 vorgesehen ist, dass die gleichen Auswahlkriterien angewendet werden, um zwischen APP- und ARS-definierten Escapeintervallen auszuwählen, die nach beliebigen atrialen oder ventrikulären Ereignissen auftreten, welche zur Modifikation des von einem Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodus definierten Escapeintervalls führen, kann die Erfindung auch unter Verwendung anderer Auswahlkriterien nach atrialen und ventrikulären Ereignissen verwirklicht werden. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem die beiden Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi unterschiedliche Ergebnisse für Escapeintervalle liefern, die ventrikulären Ereignissen folgen, das kleinere der definierten Escapeintervalle nach atrialen Ereignissen eingesetzt werden, wobei das größere der zwei definierten Escapeintervalle oder ein vorgewähltes der Escapeintervalle stets nach ventrikulären Ereignissen eingesetzt wird. Ebenso können in manchen Fällen auch unterschiedliche Kriterien zur Auswahl zwischen Escapeintervallen nach stimulierten und erfassten Ereignissen vorteilhaft sein.
Wenngleich es wahrscheinlich scheint, dass bei gewerblichen Ausführungsformen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Mikroprozessor verwendet wird, um die erforderlichen Berechnungen und Analyseschritte auszuführen, ist es mög lich, dass entlang den allgemeinen Linien der Schaltungen, die im Markowitz u.a. erteilten US-Patent US-A-5 088 488 und im Sivula u.a. erteilten US-Patent US-A-5 052 388 offenbart sind, einige oder alle der vorstehend beschriebenen Funktionen stattdessen durch eine vollständig kundenspezifische integrierte Schaltung, insbesondere eine Schaltung, bei der ein Zustandszähler an Stelle gespeicherter Software verwendet wird, bereitgestellt werden, um den sequenziellen Betrieb der Digitalschaltungsanordnung zu steuern.

Claims

Implantierbarer Schrittmacher mit einem Messverstärker (200, 204), der auf Depolarisationen einer Herzkammer anspricht, einer Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung (212), die mit dem Messverstärker gekoppelt ist und einen Stimulationsmodus verwaltet, und einem Impulsgenerator (214, 216), der mit der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung gekoppelt ist und Herzstimulationsimpulse entsprechend dem verwalteten Stimlationsmodus erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung (212) mehrere Tachyarrhythmieverhinderungs-Stimulationsmodi verwaltet, die gleichzeitig aktiv sind, wobei die Stimulationsmodi einen ersten und einen zweiten Modus einschließen, eine Escapeintervall-Berechnungseinrichtung ein erstes Escapeintervall für den ersten Stimulationsmodus und ein zweites Escapeintervall für den zweiten Stimulationsmodus ermittelt und eine Escapeintervall-Auswahlschaltung eines von dem ersten und dem zweiten Escapeintervall auswählt, um während des nächsten Herzzyklus als das wirksame atriale Escapeintervall zu dienen.
Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Escapeintervall-Auswahlschaltung das eine von dem ersten und dem zweiten Escapeintervall auswählt, das die kleinste Änderung gegenüber dem vorhergehenden wirksamen Escapeintervall bereitstellt.
Schrittmacher nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Escapeintervall-Berechnungseinrichtung und die Escapeintervall-Auswahlschaltung einen programmierten Mikroprozessor aufweisen, der Berechnungen ausführt, um das erste und das zweite Escapeintervall einzurichten.
Schrittmacher nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor einen Escapeintervall-Zeitgeber in der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung steuert.
Schrittmacher nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor das erste Escapeintervall beim Auftreten jedes nichtrefraktären atrialen Ereignisses auf der Grundlage des vorhergehenden A-A-Intervalls, eines programmierten ARDI-Inkrements, des aktuellen Escapeintervalls (CEI) und eines programmierten Minimalwerts des ersten Escapeintervalls berechnet.
Schrittmacher nach Anspruch 3, wobei der Mikroprozessor das zweite Escapeintervall beim Auftreten jedes nichtrefraktären atrialen Ereignisses auf der Grundlage einer Verringerung des zweiten dann wirksamen Escapeintervalls um einen APP-Dekrementwert berechnet.
Schrittmacher nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einer Arrhythmie-Erfassungsschaltungsanordnung (224), die mit der Schrittmacher-Zeitgeber- und Steuerschaltungsanordnung gekoppelt ist, einer Kardioversions- und Defibrillations-Steuerschaltungsanordnung (230), die mit der Arrhythmie-Erfassungsschaltungsanordnung gekoppelt ist, und einer Hochspannungs-Ausgabeschaltung (234), die mit der Kardioversions- und Defibrillations-Steuerschaltungsanordnung gekoppelt ist, um eine Kardioversions- oder Defibrillationstherapie auszuführen.