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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung
mit der es möglich
ist beide Ventrikel eines Herzens zu stimulieren, d.h. auf einen
bi-ventrikulären
Stimulator.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein System, das eine solche Vorrichtung
enthält.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Es
sind mehrere verschiedene implantierbare Vorrichtungen zum Stimulieren
eines Herzens bekannt. Die Vorrichtungen sind normalerweise in der
Lage die elektrische Aktivität
des Herzens abzufühlen.
Einige implantierbare Vorrichtungen sind in der Lage Stimulationsimpulse
sowohl zum linken wie auch zum rechten Ventrikel des Herzens zu
liefern und manchmal auch zum linken und zum rechten Atrium.
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Vorrichtungen,
die in der Lage sind Stimulationsimpulse zum linken wie auch zum
rechten Ventrikel zu liefern, werden bi-ventrikuläre Stimulatoren
oder Schrittmacher genannt. Derartige Vorrichtungen können benutzt
werden, Patienten zu behandeln, die an verschiedenen schwerwiegenden
Herzproblemen leiden, beispielsweise Patienten, die an einem kongestiven
Herzfehler (CHF) leiden. CHF wird im Allgemeinen als Unfähigkeit
des Herzens definiert eine ausreichende Blutmenge in den Körper zu
liefern. CHF kann verschiedene Ursachen haben. Es kann beispielsweise
durch einen Linksschenkelblock (LBBB) oder einen Rechtsschenkelblock
(RBBB) verursacht werden. Durch Verwendung einer bi-ventrikulären Stimulation
kann beispielsweise die Kontraktion der Ventrikel gesteuert werden,
um die Fähigkeit
des Herzens zu verbessern, Blut zu pumpen. Die Stimulationsimpulse
zu den beiden Ventrikeln können
gleichzeitig geliefert werden; es ist aber auch bekannt, dass die
Stimulationsimpulse zu den beiden Ventrikeln mit einer kurzen Zeitverzögerung dazwischen geliefert
werden, um die Pumpleistung des Herzens zu optimieren.
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Die
US-A-5 720 768 beschreibt verschiedene mögliche Elektrodenpositionen,
um die verschiedenen Kammern des Herzens zu stimulieren oder abzufühlen.
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Die
US-A-6 070 100 beschreibt, dass die Elektroden im linken und im
rechten Atrium, wie auch im linken und rechten Ventrikel positioniert
sein können.
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In
Verbindung mit implantierbaren Stimulatoren, insbesondere Stimulatoren,
die nur die Möglichkeit besitzen,
den rechten Ventrikel zu stimulieren und manchmal auch das rechte
Atrium, ist es bekannt, ein Capture des Herzens zu detektieren,
d.h. zu detektieren, ob das Herz tatsächlich auf einen gelieferten
Stimulationsimpuls reagiert. Falls das Herz nicht zur Reaktion gebracht
wird, ist es möglich
den Stimulator so auszubilden, dass er einen Back-Up-Impuls mit
einer höheren
Impulsenergie als der des ersten Impulses liefert. Es ist auch möglich die
Impulsenergie für
zukünftige
Stimulationsimpulse anzuheben, falls kein Capture detektiert wird.
Um Batterieenergie zu sparen ist es wichtig, dass die Stimulationsimpulse
nicht mit unnötig
hoher Energie geliefert werden. Durch Verändern der Energie der Stimulationsimpulse
und durch Detektieren des Captures ist es möglich einen Schwellenwert für die Stimulationsimpulsenergie
zu finden. Beruhend auf dem Schwellenwert kann eine geeignete Stimulationsimpulsenergie
bestimmt werden.
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Die
Detektion eines Captures bedingt mehrere Probleme. Es können verschiedene
Signale aus dem Herzen oder durch den Schrittmacher erzeugte Signale
miteinander interferieren, was die Detektion eines Captures erschwert.
Die evozierte Reaktion, die detektiert werden soll, kann so wegen
anderer elektrischer Erscheinungen versteckt sein. Es ist insbesondere
schwierig ein Capture bei einem bi-ventrikulären Stimulator zu detektieren,
da in einem solchen Stimulator mehr gelieferte und detektierte Signale
vorhanden sind, die miteinander interferieren können.
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Die
US-A-6, 148, 234 beschreibt ein System zum Detektieren eines Captures
in Verbindung mit einer bi-ventrikulären oder bi-atrialen Stimulation.
Das Dokument beschreibt die Tatsache, dass, falls in einer Kammer
ein Capture erfolgt, dann dort eine biologische Refraktärperiode
auftritt, während
der diese Kammer nicht erneut stimuliert werden kann. Das in diesem
Dokument beschriebene System überwacht
die Refraktärperioden
für die
verschiedenen Kammern, beispielsweise für die beiden Ventrikel. Wenn
in beiden Ventrikeln ein Capture erzielt wird, können während der folgenden Refraktärperiode
keine intrinsischen Depolarisationssignale abgefühlt werden. Wo der Ausgangspegel
eines der Stimulationsimpulse unzureichend ist, um bei einem Ventrikel
ein Capture hervorzurufen, im anderen Ventrikel jedoch ein Capture
erzielt wird, kann in dem Ventrikel, in dem kein Capture hervorgerufen
worden ist, ein verzögertes
Depolarisati onsmuster detektiert werden. Diese verzögert Depolarisation
beruht auf einer interventrikulären
Leitung aus dem Ventrikel, in dem ein Capture erzielt wurde, zu
dem Ventrikel, in dem kein Capture erfolgte. Das System nach diesem
Dokument überwacht
so das Refraktärintervall,
welches jeweils auf die Ausgabe von Stimulationsimpulsen zu den
Ventrikeln folgt. Ein Capture-Verlust
wird in dem Fall angezeigt, dass eine solche verzögerte Depolarisation
während
der Refraktärperiode
abgefühlt
wird.
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Auch
die US 2001/0049542 A1 beschreibt ein System zum Detektieren eines
Captures in Verbindung mit einer bi-ventrikulären oder bi-atrialen Stimulation.
Das System enthält
einen in ein Mikrosteuergerät
eingebauten Morphologie-Detektor, um eine Verarbeitung der abgefühlten Intrakardialen
Elektrogrammsignale (IEGM) zu ermöglichen. Die Morphologie des
IEGM kann davon abhängig
sein, ob in beiden Ventrikeln (oder Atrien) ein Capture erfolgte
oder nicht. Durch Detektieren der Form des IEGM kann somit ein Capture
detektiert werden.
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Die
US 6,456,881 B1 beschreibt
eine Mehrkammerstimulationsvorrichtung und ein Verfahren zum Unterscheiden
einer Fusion von einem Capture-Verlust während der ventrikulären Stimulation.
Ein im atrialen Kanal vorhandenes Fernfeldsignal wird auf eine Fernfeld-R-Welle
hin untersucht, immer dann, wenn der ventrikuläre Kanal einen Capture-Verlust
detektiert. Falls eine solche Fernfeld-R-Welle vorhanden ist, wird
die Fusion bestätigt.
Falls eine solche Fernfeld-R-Welle
ausbleibt, wird der Capture-Verlust bestätigt.
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Die
US 4,955,376 beschreibt
einen mit einem verbesserten automatischen Regelkreis ausgestatteten Schrittmacher,
der in der Lage ist, zwischen einem Fusionsschlag und einem Capture-Verlust zu unterscheiden.
Falls kein evoziertes Reaktionssignal nach einem Stimulus abgefühlt wird,
erzeugt der Schrittmacher einen Hochenergie-Backup-Impuls, kurz
nach der Stimulation. Ein Fehlen des Captures durch den Backup-Impuls
ist eine Anzeige dafür,
dass ein Fusionsschlag vorlag.
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Ein
weiteres auf diesem technischen Gebiet benutztes Konzept ist das
Konzept „Fusion". Eine Fusion kann
auftreten, wenn eine intrinsische Depolarisation des Herzens gleichzeitig
oder im Wesentlichen gleichzeitig mit einem Stimulationsimpuls aus
der Herzstimulationsvorrichtung stattfindet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine implantierbare
Herzstimulationsvorrichtung mit einer Steuerschaltung, enthaltend:
eine
erste Stimulationsvorrichtung, die ausgelegt ist, mit einer ersten
Stimulationselektrode verbunden zu werden, welche geeignet ist,
in oder an einem ersten Ventrikel eines Herzens positioniert zu
werden und von der genannten ersten Stimulationsvorrichtung Signale
zu empfangen, so dass die genannte erste Stimulationsvorrichtung
fähig ist,
den genannten ersten Ventrikel zu stimulieren;
eine erste Abfühlvorrichtung,
die ausgelegt ist, mit einer ersten Abfühlelektrode verbunden zu werden,
welche geeignet ist, in oder an dem genannten ersten Ventrikel des
Herzens positioniert zu werden und zur genannten ersten Abfühlvorrichtung
Signale zu übertragen,
so dass die genannte erste Abfühlvorrichtung
fähig ist,
den genannten ersten Ventrikel abzufühlen;
eine zweite Stimulationsvorrichtung,
die ausgelegt ist mit einer zweiten Stimulationselektrode verbunden
zu werden, welche geeignet ist in oder an einem zweiten Ventrikel
des Herzens positioniert zu werden und aus der genannten zweiten
Stimulationsvorrichtung Signale zu empfangen, so dass die genannte
zweite Stimulationsvorrichtung fähig
ist, den genannten zweiten Ventrikel zu stimulieren;
eine zweite
Abfühlvorrichtung,
die ausgelegt ist, mit einer zweiten Abfühlelektrode verbunden zu werden,
welche geeignet ist in oder an dem genannten zweiten Ventrikel des
Herzens positioniert zu werden und zu der genannten zweiten Abfühlvorrichtung
Signale zu übertragen,
so dass die genannte zweite Abfühlvorrichtung fähig ist,
den genannten zweiten Ventrikel abzufühlen;
wobei die genannte
Steuerschaltung und die genannte erste Abfühlvorrichtung so ausgebildet
sind, dass sie fähig
sind, ein für
eine evozierte Reaktion auf einen durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
ausgegebenen Stimulationsimpuls typisches Signal durch Abfühlen innerhalb
eines ersten Zeitintervalls zu detektieren, das auf einen Stimulationsimpuls
folgt, der durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung ausgegeben worden
ist;
die genannte Steuerschaltung und die genannte erste Abfühlvorrichtung
außerdem
so ausgebildet sind, dass sie fähig
sind, innerhalb eines ersten Zeitfensters ein Signal zu detektieren,
das typisch für
die Art einer, von dem genannten zweiten Ventrikel oder von irgendeinem
anderen Teil des Herzens zu dem genannte ersten Ventrikel übertragenen
R-Welle ist, wobei dieses erste Zeitfenster nicht identisch mit
dem genannten ersten Zeitintervall ist,
die genannte Steuervorrichtung
so ausgebildet ist, dass sie fähig
ist, mit Zeitzyklen zu arbeiten, die normalen Herzzyklen entsprechen;
die
genannte Steuervorrichtung so ausgebildet ist, dass, falls innerhalb
eines solchen Zeitzyklus Stimulationsimpulse sowohl durch die genannte
erste Stimulationsvorrichtung als auch durch die genannte zweite
Stimulationsvorrichtung geliefert werden, diese Stimulationsimpulse
dann im Wesentlichen gleichzeitig geliefert werden.
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Es
soll bemerkt werden, dass durch „im Wesentlichen gleichzeitig" hier gemeint ist,
dass die Stimulationsimpulse exakt gleichzeitig sind oder dass zwischen
ihnen nur eine kurze Zeitspanne liegt. Die Stimulationsimpulse sollten
im Wesentlichen gleichzeitig so geliefert werden, dass der durch
die zweite Stimulationsvorrichtung gelieferte Stimulationsimpuls
nicht mit der Detektion einer evozierten Reaktion auf einen Stimulationsimpuls
interferiert, der durch die erste Stimulationsvorrichtung geliefert
wird. Es soll auch bemerkt werden, dass es nicht erforderlich ist,
dass die Stimulationsimpulse während
jedes Zeitzyklus sowohl durch die erste Stimulationsvorrichtung
als auch durch die zweite Stimulationsvorrichtung geliefert werden,
da es auch möglich
ist, dass die Ausgabe eines Stimulationsimpulses inhibiert wird.
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In
Verbindung mit der oben beschriebenen Vorrichtung kann es schwierig
sein einen Capture-Verlust in
einem Ventrikel von einer Situation zu unterscheiden, in der eine
Fusion auftritt. Bei einem Fusionsschlag sind durch eine spontane
Depolarisation, die im Wesentlichen gleichzeitig mit einem Stimulationsimpuls
auftritt, bereits einige Herzzellen aktiviert worden. Hierdurch
kann das evozierte Reaktionssignal schwächer sein, als wenn keine Fusion
vorgelegen hätte.
Demzufolge mag die erwähnte
erste Abfühlvorrichtung
nicht irgendeine evozierte Reaktion detektieren, obwohl der fragliche
Ventrikel während
des Fusionsschlags depolarisiert worden ist.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung
der oben definierten Art vorzusehen, mit der es möglich ist,
die Situation, in der ein realer Capture-Verlust auftritt, von der Situation
zu unterscheiden, bei der eine Fusion vorliegt, und bei der die
Arbeitsweise der Vorrichtung demgemäß gesteuert wird. Ein weiteres
Ziel ist es, eine solche Vorrichtung vorzusehen, die relativ unkompliziert
ist und die durch relativ einfache Mittel implementiert werden kann.
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Die
obigen Ziele werden durch eine implantierbare Herzüberwachungsvorrichtung
der oben beschriebenen Art erreicht, bei der die Steuervorrichtung
so ausgebildet ist, dass sie die folgenden Schritte ausführt:
- a) Bestimme, ob während eines Zeitzyklus das
genannte Signal, das typisch für
eine evozierte Reaktion auf einen durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
gelieferten Stimulationsimpuls ist, innerhalb des genannten ersten
Zeitintervalls abgefühlt
wird,
- b) Bestimme, ob während
des selben Zeitzyklus das genannte Signal von der Art, die typisch
für eine
von dem genannten zweiten Ventrikel oder von irgendeinem anderen
Teil des Herzens zu dem genannten ersten Ventrikel übertragene
R-Welle ist, innerhalb des genannten ersten Zeitfensters detektiert
wird,
wobei die Steuerschaltung so ausgebildet ist, dass
die Arbeitsweise der Vorrichtung, davon abhängt, ob die Bedingungen von
a) und b) erfüllt
werden.
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Durch
Bestimmen der Bedingungen a) und b) ist es möglich zu bestimmen, ob eine
Fusion aufgetreten ist. Da die Arbeitsweise der Vorrichtung vorzugsweise
in der Situation, bei der eine Fusion auftritt, verschieden zu der
Situation sein sollte, bei der ein realer Verlust auftritt, ist
die Steuerschaltung so ausgebildet, dass die Arbeitsweise der Vorrichtung
davon abhängt,
ob die Bedingungen von a) und b) erfüllt werden. Hierdurch kann die
Arbeitsweise der Vorrichtung im Hinblick auf die tatsächlich auftretende
Bedingung optimiert werden.
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Es
soll bemerkt werden, dass mit dem Konzept „realer Verlust" in diesem Dokument
gemeint ist, dass der fragliche Ventrikel nicht depolarisiert worden
ist, d.h. dass kein Capture vorliegt und dass auch keine Fusion
aufgetreten ist.
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Vorzugsweise
ist die Steuerschaltung so ausgebildet, dass die Vorrichtung in
einer Arbeitsweise L1 arbeitet, falls die Bedingung von a) nicht
erfüllt
ist auch die Bedingung von b) erfüllt ist und in einer anderen Arbeitsweise
F1, falls die Bedingung von a) nicht erfüllt ist und auch die Bedingung
b) nicht erfüllt
ist. Vorzugsweise bedeutet die Arbeitsweise L1, dass die Vorrichtung
funktionell so arbeitet, wie wenn im ersten Ventrikel ein realer
Capture-Verlust aufgetreten wäre
und die Arbeitsweise F1, dass die Vorrichtung funktionell so arbeitet,
wie wenn in dem genannten ersten Ventrikel eine Fusion aufgetreten
wäre. Falls
die Bedingung von a) nicht erfüllt
ist, bedeutet dies, dass keine evozierte Reaktion durch die erste
Abfühlvorrichtung
detektiert worden ist. Dies kann entweder durch einen realen Capture-Verlust
oder eine Fusion bedingt sein. Falls die Situation von b) nicht
erfüllt
ist, bedeutet dies, dass eine übertragene
R-Welle durch die erste Abfühlvorrichtung
detektiert worden ist. Dies ist nur dann der Fall, wenn der erste
Ventrikel nicht depolarisiert war. Demzufolge zeigt diese Situation
an, dass ein realer Capture-Verlust aufgetreten ist. Falls analog
hierzu keine derartige übertragene R-Welle
detektiert wird, zeigt dies an, dass wahrscheinlich eine Fusion
vorliegt. Es soll bemerkt werden, dass die Bezeichnungen L1 und
F1 nur benutzt werden, um die Arbeitsweisen voneinander zu unterscheiden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
ist die Steuerschaltung so ausgebildet, dass sie, falls ein realer
Capture-Verlust (d.h. L1) eine vorbestimmte Anzahl von Malen bestimmt
worden ist, dann die Energie der durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
gelieferten Stimulationsimpulse variiert und mit der genannten ersten
Abfühlvorrichtung
während
des genannten ersten Zeitintervalls Signale detektiert, die typisch für evozierte
Reaktionen sind, derart, dass eine geeignete Impulsenergie für die durch
die erste Stimulationsvorrichtung gelieferten Stimulationsimpulse
bestimmt wird. Falls ein realer Verlust auftritt, ist es somit vorteilhaft,
eine Schwellensuche durchzuführen,
um eine geeignete Impulsenergie zu bestimmen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Steuervorrichtung so ausgebildet, dass sie, wenigstens wenn
eine Fusion (d.h. F1) eine vorbestimmte Anzahl von Malen bestimmt
worden ist, wenigstens eine Zeitperiode modifiziert, die die Arbeitsweise
der Vorrichtung steuert. Diese Zeitperiode kann entweder verlängert oder
verkürzt
werden. Eine Möglichkeit
besteht somit darin, die Zeitperiode zu verlängern. Falls die Zeitperiode verlängert wird,
dann wird ein möglicher
Stimulationsimpuls später
geliefert. Hierdurch ist es weniger wahrscheinlich, dass der Stimulationsimpuls
mit der intrinsischen Depolarisation interferiert, d.h. die Gefahr
einer Fusion nimmt ab. Analog ist es möglich die Zeitperiode so zu
verkürzen,
dass ein möglicher
Stimulationsimpuls früher
geliefert wird. Auch in diesem Fall ist die Gefahr einer Fusion
verringert.
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Das
erwähnte
erste Zeitintervall kann 0-30 ms nach der Ausgabe eines Stimulationsimpulses
durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung beginnen und kann
zwischen 25 ms und 100 ms lang sein. Das erwähnte erste Zeitfenster kann
zwischen 0 ms und 150 ms nach der Ausgabe des genannten Stimulationsimpulses
durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung beginnen. Das erste
Zeitfenster endet vorzugsweise wenigstens vor Ablauf von 400 ms
nach der Ausgabe des genannten Stimulationsimpulses durch die genannte
erste Stimulationsvorrichtung. Die erwähnten Zeiten sind als geeignet
zum Detektieren eines evozierten Reaktion bzw. einer übertragenen
R-Welle ermittelt worden. Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform beginnt
das erste Zeitfenster nicht vor dem Ende des ersten Zeitintervalls.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist die Steuerschaltung auch so ausgebildet, dass sie in einer der
oben entsprechenden Weise ausführt
- c) bestimme, ob während eines Zeitzyklus das
genannte Signal, das typisch für
eine evozierte Reaktion auf einen durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung
gelieferten Stimulationsimpuls ist, innerhalb eines zweiten Zeitintervalls
abgefühlt
wird,
- d) bestimme, ob während
des selben Zeitzyklus das genannte Signal von der Art, die typisch
für eine
von dem genannten ersten Ventrikel oder von irgend einem anderen
Teil des Herzens zu dem genannten zweiten Ventrikel übertragene
R-Welle ist, innerhalb eines zweiten Zeitfensters detektiert wird,
wobei
die Steuerschaltung so ausgebildet ist, dass die Arbeitsweise der
Vorrichtung auch davon abhängt,
ob die Bedingungen von c) und d) erfüllt werden. Hierdurch werden
die oben beschriebenen Vorteile auch in Verbindung mit der zweiten
Stimulations- und Abfühlvorrichtung
erreicht.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann auch bezüglich
des anderen Ventrikels ein realer Verlust von einer Fusion unterschieden
werden. Auch bezüglich
dieses anderen Ventrikels kann die Steuerschaltung in einer Weise
ausgebildet sein, die den oben beschriebenen Ausführungsformen
entspricht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung sieht die Erfindung eine implantierbares
Herzstimulationssystem vor, das eine Vorrichtung nach einer der
obigen Ausführungsformen
enthält,
und eine erste und eine zweite Leitung, die mit der genannten Vorrichtung
verbunden sind, wobei die genannte erste Stimulationselektrode an
der genannten ersten Leitung angeordnet ist und die genannte zweite
Stimulationselektrode an der genannten zweiten Leitung angeordnet
ist. Vorzugsweise ist die genannte erste Abfühlelektrode die selbe Elektrode
wie die genannte erste Stimulationselektrode und die genannte zweite
Abfühlelektrode
ist die selbe Elektrode wie die genannte zweite Stimulationselektrode.
Mit einem derartigen System werden die oben beschriebenen Vorteile
zielt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
schematisch ein Herzstimulationssystem mit einer Herzstimulationsvorrichtung,
die mit Abfühl-
und Stimulations-Elektroden verbunden ist, welche in einem Herzen
positioniert sind.
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2 zeigt
schematisch eine Steuervorrichtung, die einen Teil der Vorrichtung
bilden kann.
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3 zeigt
schematisch eine etwas detailliertere Darstellung eines Teils der
Steuerschaltung von 2.
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4 zeigt
schematisch über
einer Zeitskala Signale, die sich auf die ersten und die zweiten
Stimulations- und Abfühl-Vorrichtungen
beziehen.
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Beschreibung
bevorzugte Ausführungsformen
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1 zeigt
schematisch eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung 10 gemäß der Erfindung. Die
Vorrichtung 10 enthält
ein Gehäuse 22.
Das Gehäuse 22 enthält eine
Steuerschaltung 14. Die Vorrichtung 10 enthält auch
einen Verbinderteil 13. Über den Verbinderteil 13 kann
die Vorrichtung 10 mit verschiedenen Leitungen verbunden
werden. In 1 ist die Vorrichtung 10 mit
einer ersten Leitung 30 und mit einer zweiten Leitung 40 verbunden.
Die Vorrichtung 10 bildet zusammen mit der ersten und der
zweiten Leitung 30 bzw. 40 ein erfindungsgemäßes implantierbares
Herzstimulationssystem. Die erste Leitung 30 enthält eine
Stimulations- und Abfühl-Elektrode 31, 32.
In diesem dargestellten Beispiel ist die Elektrode 31, 32 eine
bipolare Elektrode mit einem Spitzenteil 31 und einem Ringteil 32.
Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, dass stattdessen unipolare
Elektroden eingesetzt werden können,
wie es dem Fachmann bekannt ist. Die zweite Leitung 40 besitzt
entsprechende Elektroden 41, 42.
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1 zeigt
auch schematisch ein Herz mit einem rechten Atrium RA, einem linken
Atrium LA, einem ersten Ventrikel 1V (welcher in diesem
Fall der rechte Ventrikel RV ist) und einem zweiten Ventrikel 2V (welcher in
diesem Fall der linke Ventrikel LV ist). Die Elektrode 31, 32 ist
im ersten Ventrikel 1V positioniert, um in der Lage zu
sein, diesen Ventrikel 1V zu stimulieren und abzufühlen. Die
Elektrode 41, 42 ist so positioniert, dass sie
den zweiten Ventrikel 2V stimulieren und abfühlen kann.
Die zweite Leitung 40 kann beispielsweise über das
rechte Atrium RA und den koronaren Sinus eingeführt werden, so dass die Elektrode 41, 42 zum
Beispiel in der mittleren oder in der großen Herzvene des Herzens positioniert
wird. Wie die Leitung 40 auf diese Weise einzuführen ist,
ist dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet bekannt. Obgleich in 1 nicht
dargestellt, ist es auch möglich,
dass das System mit weiteren Leitungen mit Elektroden in Verbindung
steht, welche zum Abfühlen
und/oder Stimulieren des rechten Atriums RA und des linken Atriums
LA positioniert sind.
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2 zeigt
schematisch die Steuerschaltung 14 mehr im Detail. Die
Steuerschaltung 14 enthält
einen mit einem Steuerteil 20 verbundenen Speicher 15.
Die Steuerschaltung 14 enthält eine ers te Stimulationsvorrichtung 18.
Diese Vorrichtung 18 ist ausgelegt, mit einer ersten Stimulationselektrode 31, 32,
verbunden zu werden, die, wie in 1 gezeigt,
so positioniert ist, dass sie aus der ersten Stimulationsvorrichtung 18 Signale aufnimmt,
so dass die erste Stimulationsvorrichtung 18 in der Lage
ist, den ersten Ventrikel 1V zu stimulieren. Die Steuerschaltung 14 enthält auch
eine erste Abfühlvorrichtung 16.
Diese Vorrichtung 16 ist in der Lage mit einer ersten Abfühlelektrode 31, 32 verbunden
zu werden, die in dem ersten Ventrikel 1V positioniert
werden kann, um zur ersten Abfühlelektrode 16 Signale
zu übertragen.
Auf diese Weise ist die erste Abfühlvorrichtung 16 in
der Lage den ersten Ventrikel 1V abzufühlen. Obgleich die erste Stimulationselektrode
eine von der ersten Abfühlelektrode
verschiedene Elektrode sein könnte,
wird vorzugsweise die selbe Elektrode 31, 32 sowohl für die Stimulation,
wie auch für
das Abfühlen
benutzt.
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Die
Steuerschaltung 14 enthält
auch eine zweite Stimulationsvorrichtung 19, die ausgelegt
ist, mit einer zweiten Stimulationselektrode 41, 42 zum
Stimulieren des zweiten Ventrikels 2V des Herzens verbunden zu
werden. Die Steuerschaltung 14 enthält auch eine zweite Abfühlvorrichtung 17,
die ausgelegt ist, mit einer zweiten Abfühlelektrode 41, 42 verbunden
zu werden, um in der Lage zu sein, den zweiten Ventrikel 2V des Herzens
abzufühlen.
Die zweite Stimulationselektrode ist vorzugsweise die selbe Elektrode,
wie die zweite Abfühlelektrode.
Die Steuerschaltung 14 kann natürlich auch Mittel zum Stimulieren
und Abfühlen
der Atrien des Herzens enthalten.
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4 zeigt
schematisch über
einer Zeitskala Ereignisse, die sich auf den ersten Ventrikel 1V und
den zweiten Ventrikel 2V beziehen. Die Markierung 11 stellt
einen durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 ausgegebenen
Stimulationsimpuls und die Markierung 12 einen durch die
zweite Stimulationsvorrichtung 19 ausgegebenen Stimulationsimpuls
dar.
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Die
Steuerschaltung 14 und die erste Abfühlvorrichtung 16 sind
so ausgebildet, dass sie in der Lage sind, durch Abfühlen innerhalb
eines ersten Zeitintervalls ER1, ein Signal zu detektieren, das
typisch für
eine evozierte Reaktion auf einen Stimulationsimpuls 11 ist,
der durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 ausgegeben
worden ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Steuerschaltung 14 und die zweite Abfühlvorrichtung 17 auch
so ausgebildet, dass sie in der Lage sind, durch Abfühlen innerhalb
eines zweiten Zeitintervalls ER2 ein Signal zu detektieren, das
typisch für
eine evozierte Reaktion auf einen Stimulationsimpuls 12 ist,
der durch die zweite Stimulationsvorrichtung ausgegeben worden ist.
Wie die Steuerschaltung 14 auszubilden ist, um eine evozierte
Reaktion zu detektieren, ist dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet
bekannt. Das erste Zeitintervall ER1 kann beispielsweise so eingestellt
sein, dass es 15 ms nach der Ausgabe eines Stimulationsimpulses 11 durch
die erste Stimulationsvorrichtung 18 beginnt. Die Länge des
ersten Zeitintervalls ER1 kann beispielsweise 50 ms sein. Analog
kann das zweite Zeitintervall ER2 15 ms nach der Ausgabe
eines Stimulationsimpulses 12 durch die genannte zweite
Stimulationsvorrichtung 19 beginnen und eine Länge von
etwa 50 ms haben.
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Die
Steuerschaltung 14 und die erste Abfühlvorrichtung 16 sind
auch so ausgebildet, dass sie in der Lage sind innerhalb eines ersten
Zeitfensters RW1 ein Signal von der Art zu detektieren, die typisch
für eine R-Welle
TR1 ist, welche vom zweiten Ventrikel 2V oder von irgendeinem
anderen Teil des Herzens zum ersten Ventrikel 1V übertragen
wurde. Das erste Zeitfenster RW1 ist nicht identisch mit dem ersten
Zeitintervall ER1. Wie oben beschrieben, wird, falls z.B. der erste
Ventrikel 1V depolarisiert wird, dieser Ventrikel 1V dann
z.B. 350 ms lang in der biologischen Refraktärperiode sein, nachdem der
Ventrikel 1V depolarisiert worden ist,. Während dieser
biologischen Refraktärperiode
kann der erste Ventrikel 1V nicht erneut depolarisiert
werden. Für
den Fall, dass der erste Ventrikel 1V jedoch nicht depolarisiert
wurde, aber der zweite Ventrikel 2V depolarisiert wurde,
wird dann die Depolarisation des zweiten Ventrikels 2V über das
Myokard den ersten Ventrikel 1V erreichen und kann als
eine verzögerte
Depolarisation des ersten Ventrikels 1V detektiert werden.
Es ist auch möglich,
dass eine übertragene
R-Welle TR1 aus irgendeinem anderen Teil des Herzens, wie aus dem A-V-Knoten
herrühren
kann. Eine solche übertragene
R-Welle TR1 kann innerhalb des erwähnten ersten Zeitfensters RW1
detektiert werden. Die Zeit, die für eine solche übertragene
R-Welle TR1 verstreicht, um durch die erste Abfühlvorrichtung 16 abgefühlt zu werden,
hängt von
dem speziellen Fall ab. Die Steuerschaltung 14 sollte deshalb
so ausgebildet sein, dass sie das erste Zeitfenster RW1 derart definiert,
dass es in der Lage ist, eine übertragene
R-Welle TR1 in dem speziellen Fall zu detektieren. Das erste Zeitfenster
RW1 kann z.B. 80 ms nach der Ausgabe eines Stimulationsimpulses
durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 beginnen. Das erste
Zeitfenster RW1 kann beispielsweise 200 ms lang sein. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
kann das erste Zeitfenster RW1 unmittelbar nach der Ausgabe eines
Stimulationsimpulses 11 durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 beginnen.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
beginnt das erste Zeitfenster RW1 jedoch nicht vor dem Ende des
ersten Zeitintervalls ER1. Es soll bemerkt werden, dass für den Fall,
dass das erste Zeitfenster RW mit dem Zeitpunkt übereinstimmt, zu dem ein Stimulationsimpuls,
wie ein Backup-Impuls durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 ausgegeben
wird, dann das Abfühlen
einer übertragenen R-Welle
TR1 vorzugsweise für
eine kurze Zeit um einen solchen Zeitpunkt herum verhindert werden
sollte. Mit anderen Worten sollte das Zeitfenster RW1 in diesem
Fall eine kurze Austastperiode umfassen, während der das Abfühlen einer übertragenen
R-Welle nicht möglich
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Steuerschaltung 14 und die zweite Abfühlvorrichtung 17 auch
so ausgebildet, dass sie in der Lage sind innerhalb eines zweiten
Zeitfensters RW2 ein Signal einer Art zu detektieren, die typisch
für eine
R-Welle TR2 ist, welche von dem ersten Ventrikel 1V oder
von irgendeinem anderen Teil des Herzens zu dem zweiten Ventrikel 2V übertragen
worden ist. Das zweite Zeitfenster RW2 ist nicht mit dem zweiten
Zeitintervall ER2 identisch. Analog zu der obigen Beschreibung kann das
zweite Zeitfenster RW2 beispielsweise 80 ms nach der Ausgabe eines
Stimulationsimpulses durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung 19 beginnen.
Das zweite Zeitfenster RW2 kann beispielsweise 200 ms lang sein.
Obwohl es möglich
ist, dass das zweite Zeitfenster RW2 unmittelbar nach der Ausgabe
eines Stimulationsimpulses 12 durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 beginnt,
beginnt gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
das zweite Zeitfenster RW2 nicht vor dem Ende des zweiten Zeitintervalls
ER2. Auch das zweite Zeitfenster RW2 umfasst vorzugsweise eine Austastperiode
für den
Fall, dass ein Backup-Impuls während
des zweiten Zeitfensters RW2 durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 ausgegeben
wird.
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Es
soll bemerkt werden, dass sich die Schaltungsanordnung zum Detektieren
einer evozierten Reaktion vorzugsweise von der Anordnung zur Detektierung
anderer Signale, wie einer übertragenen
R-Welle TR1, TR2 unterscheidet. 3 zeigt
schematisch einen Teil der Steuerschaltung 14 mehr im Detail. 3 zeigt, dass
die erste Abfühlvorrichtung 16 mit
einer Detektionslogik 50 für die evozierte Reaktion und
einer R-Wellen-Detektionslogik 51 verbunden ist. Es ist
ersichtlich, dass die Detektionslogik 50 und die Detektionslogik 51 einen
Teil des Steuerteils 20 bilden, der in 2 dargestellt
ist. Vorzugsweise sind ähnliche
Detektionslogik-Anordnungen natürlich
auch für
die zweite Abfühlvorrichtung 17 vorgesehen.
Die Detektionslogik 50 ist somit dahin gehend optimiert,
eine evozierte Reaktion abzufühlen
und die Detektionslogik 51 ist dahin gehend optimiert,
eine R-Welle abzufühlen.
Die Detektionslogik 50 ist somit während des ersten Zeitintervalls
ER1 aktiv und die Detektionslogik 51 ist während des
ersten Zeitfensters RW1 aktiv. Es ist möglich, dass sich das erste Zeitfenster
RW1 mit dem ersten Zeitintervall ER1 überlappt, falls die Detektionslogik-Vorrichtungen 50, 51 ausreichend
verschieden sind, um die ver schiedenen Signale voneinander zu unterscheiden.
Insbesondere ist es in diesem Fall wichtig, in der Lage zu sein,
eine übertragene
R-Welle TR1 von einem Signal zu unterscheiden, das typisch für einen
Fusionsschlag ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform überlappt
das erste Zeitfenster RW1 jedoch nicht das erste Zeitintervall ER1.
Analog überlappt,
gemäß einer
Ausführungsform,
das zweite Zeitfenster RW2 nicht das zweite Zeitintervall ER2.
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Die
Steuerschaltung 14 ist so ausgebildet, dass sie in der
Lage ist, mit Zeitzyklen zu arbeiten, die den normalen Herzzyklen
entsprechen. Ein derartiger Betrieb ist für eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung
normal. Der Zeitzyklus wird durch voreingestellte Zeitgeberintervalle
bestimmt, die auch von detektierten Signalen abhängig sein können.
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Die
Steuerschaltung 14 kann so ausgebildet sein, dass bei jedem
Zeitzyklus sowohl durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung 18 als
auch durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung 19 Stimulationsimpulse
geliefert werden. Jedoch ist es auch möglich, die Steuerschaltung 14 so
auszubilden, dass sie Ausgabe von Stimulationsimpulsen durch die
genannte erste Stimulationsvorrichtung 18 und/oder die
genannte zweite Stimulationsvorrichtung 19 inhibiert, wie
es dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet bekannt ist. Falls trotzdem
Stimulationsimpulse sowohl durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung 18 als
auch durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung 19 während eines
Zeitzyklus ausgegeben werden, dann werden diese Stimulationsimpulse
wenigstens im Wesentlichen gleichzeitig ausgegeben. Wäre dies
nicht der Fall, sondern würde
z.B. ein Stimulationsimpuls 20 durch die zweite Stimulationsvorrichtung
während
des ersten Zeitintervalls ER ausgegeben werden, dann wäre es schwierig
eine evozierte Reaktion auf einen Stimulationsimpuls 11 zu
detektieren, der durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 ausgegeben
worden ist. Die durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 und
die zweite Stimulationsvorrichtung 19 ausgegebenen Stimulationsimpulse
sollten deshalb wenigstens im Wesentlichen gleichzeitig so ausgegeben
werden, dass die Stimulationsimpulse nicht in das erste oder das
zweite Zeitintervall ER1, ER2 fallen.
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Erfindungsgemäß ist die
Steuervorrichtung (14) so ausgebildet ist, dass sie die
folgenden Schritte ausführt:
- a) Bestimme, ob während eines Zeitzyklus ein
Signal, das typisch für
eine evozierte Reaktion auf einen durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 gelieferten
Stimulationsimpuls ist, innerhalb des ersten Zeitintervalls ER1
abgefühlt
wird,
- b) Bestimme, ob während
des selben Zeitzyklus ein Signal, das typisch für eine von dem zweiten Ventrikel 2V oder
von irgendeinem anderen Teil des Herzens zu dem ersten Ventrikel 1V übertragene
R-Welle ist, innerhalb des ersten Zeitfensters RW1 detektiert wird.
Die Steuerschaltung 14 ist so ausgebildet ist, dass die
Arbeitsweise der Vorrichtung 10 davon abhängt, ob
die Bedingungen von a) und b) erfüllt werden.
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Für den Fall,
dass die Bedingung von a) nicht erfüllt ist und die Bedingung von
b) erfüllt
ist, ist dies eine Anzeige für
einen realen Capture-Verlust im ersten Ventrikel 1V. Die
Steuerschaltung 14 betreibt hierbei die Vorrichtung 10 in
einer Arbeitsweise L1. Diese Arbeitsweise L1 kann z.B. umfassen,
dass in dem Speicher 15 die Angabe gespeichert wird, dass
im ersten Ventrikel 1V ein Capture-Verlust detektiert worden
ist. Die Steuerschaltung 14 kann so ausgebildet sein, dass
sie, wenn ein solcher Verlust eine vorbestimmte Anzahl von Malen
(dies kann 1 Mal, 2 Mal oder irgendeine Anzahl von Malen sein) bestimmt
worden ist, dann die Energie der durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 gelieferten
Stimulationsimpulse 11 variiert, um eine Schwellenwertsuche
zum Ausfindigmachen einer geeigneten Energie für die Stimulationsimpulse durchzuführen. Wie
eine derartige Schwellenwertsuche durchzuführen ist, ist dem Fachmann
bekannt und wird deshalb nicht mehr im Einzelnen beschrieben.
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Falls
andererseits die Bedingung von a) nicht erfüllt ist und auch die Bedingung
von b) nicht erfüllt
ist, dann ist dies ein Anzeichen für die Tatsache, dass wahrscheinlich
eine Fusion aufgetreten ist. Die Steuerschaltung 14 ist
hierbei so ausgebildet, dass sie die Vorrichtung 10 in
einer anderen Arbeitsweise F1 betreibt. Diese Arbeitsweise F1 kann
beispielsweise einschließen,
dass in dem Speicher 15 die Angabe gespeichert wird, dass
eine derartige Fusion detektiert worden ist. Ferner kann die Steuerschaltung 14 so
ausgebildet sein, dass sie für
den Fall, dass eine solche Fusion eine vorbestimmte Anzahl von Malen
(dies kann 1 Mal, 2 Mal oder irgendeine Anzahl von Malen sein) detektiert
worden ist, dann eine Zeitperiode modifiziert, die den Betrieb der Vorrichtung 10 steuert.
Die Steuerschaltung 14 kann beispielsweise so ausgebildet
sein, dass sie abhängig vom
Arbeitsmodus der Vorrichtung 10 das Escape-Intervall vergrößert oder
dass sie das A-V- bzw. P-V-Intervall vergrößert. Diese Maßnahme bedeutet,
dass ein möglicher
Stimulationsimpuls zu einer späteren
Zeit ausgegeben wird. Hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit einer
Fusion verringert. Falls die Vorrichtung 10 so eingestellt
ist, dass sie in einem Inhibitions-Modus arbeitet, bedeutet dies,
dass es wahrscheinlicher ist, die intrinsische Depolarisation abzufühlen, so
dass ein Stimulationsimpuls inhibiert werden kann.
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Es
soll auch bemerkt werden, dass, falls die Steuerschaltung 14 so
ausgebildet ist, dass sie während des
ersten Zeitfensters RW1 eine mögliche übertragene
R-Welle TR1 abfühlt,
dann die Steuerschaltung 14 vorzugsweise so ausgebildet
ist, dass während
des fraglichen Zeitzyklus kein Backup-Impuls, wenigstens nicht durch
die erste Stimulationsvorrichtung 18, geliefert wird, da
ein solcher Backup-Impuls mit einer Detektion der übertragenen
R-Welle TR1 interferieren könnte.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist die Steuerschaltung 14 so ausgebildet, dass sie auch bezüglich des
zweiten Ventrikels 2V Schritte ausführt, die jenen entsprechen,
welche oben beschrieben worden sind. Mit anderen Worten ist die
Steuerschaltung 14 ausgebildet, zu
- c)
bestimmen, ob während
eines Zeitzyklus ein Signal, das typisch für eine evozierte Reaktion auf
einen durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 gelieferten
Stimulationsimpuls ist, innerhalb des zweiten Zeitintervalls ER2
abgefühlt
wurde,
- d) bestimmen, ob während
des selben Zeitzyklus ein Signal, das typisch für eine von dem ersten Ventrikel 1V oder
von irgend einem anderen Teil des Herzens zu dem zweiten Ventrikel 2V übertragene
R-Welle ist, innerhalb des zweiten Zeitfensters RW2 detektiert wurde.
Die Steuerschaltung 14 ist so ausgebildet, dass die Arbeitsweise
der Vorrichtung 10 davon abhängt, ob die Bedingungen von
c) und d) erfüllt
sind.
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Die
Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie, falls die
Bedingung von c) nicht erfüllt
ist und die Bedingung von d) erfüllt
ist, dann in der Arbeitsweise L2 arbeitet, d.h. in einer Weise,
die geeignet ist für
den Fall, dass ein realer Capture-Verlust im zweiten Ventrikel 2V aufgetreten
ist. Die Vorrichtung 10 kann so ausgebildet sein, dass
sie dann eine Schwellenwertsuche der gleichen Art, wie oben beschrieben,
ausführt, um
eine geeignete Impulsenergie für
die durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 ausgegebenen
Stimulationsimpulse zu finden.
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Die
Vorrichtung 10 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie,
falls die Bedingung von c) nicht erfüllt ist und die Bedingung von
d) ebenfalls nicht erfüllt
ist, dann in einer anderen Arbeitsweise F2 arbeitet, d.h. in einer Arbeitsweise,
die auf der Annahme beruht, dass im zweiten Ventrikel 2V eine
Fusion aufgetreten ist. Die Steuerschaltung 14 kann hierbei
ausgebildet sein, so zu arbeiten, dass in einer zu der obigen, in
Verbindung mit dem ersten Ventrikel 1V beschriebenen analogen
Weise eine Zeitperiode vergrößert wird.
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Die
nachfolgende Tabelle zeigt ein Beispiel der durch die Vorrichtung 10 getroffenen
Entscheidungen darüber,
wie die verschiedenen detektierten Signale und die gelieferten Impulse
zu interpretieren sind.
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In
der Tabelle betrifft 1 den ersten Ventrikel 1V (und bezieht
hierbei auf die erste Stimulationsvorrichtung 18 und die
erste Abfühlvorrichtung 16).
2 betrifft den zweiten Ventrikel 2V (und bezieht sich hierdurch
auf die zweite Stimulationsvorrichtung 19 und die zweite
Abfühlvorrichtung 17).
L bedeutet, dass während
des entsprechenden Zeitintervalls ER1 bzw. ER2 keine evozierte Reaktion
abgefühlt
wird. C bedeutet auf der anderen Seite, dass während des genannten Zeitintervalls
ER1 bzw. ER2 eine evozierte Reaktion abgefühlt wird. i betrifft eine Inhibition,
d.h. dass während
des fraglichen Zeitzyklus durch die fragliche Stimulationsvorrichtung kein
Stimulationsimpuls geliefert worden ist. In der ersten Spalte (Detektion)
bezieht sich somit die erste Position auf den ersten Ventrikel 1V und
die zweite Position bezieht sich auf den zweiten Ventrikel 2V.
Die dritte Position betrifft die Detektion eines Signals, das typisch
für eine
während
des ersten Zeitfensters RW1 übertragenen
R-Welle zum ersten Ventrikel 1V ist, d.h. die Detektion
eines Signals TR1. Ein Gedankenstrich (–) an dieser Stelle bedeutet,
dass kein derartiges Signal TR1 detektiert worden ist. Analog betrifft
die vierte Position den zweiten Ventrikel 2V und die Frage,
ob ein übertragenes
Signal TR2 während
des Zeitfensters RW2 detektiert worden ist.
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Die
zweite und die dritte Spalte in der Tabelle geben an, wie die Signale
durch die Vorrichtung 10 funktionell interpretiert werden.
Insbesondere kann der Unterschied zwischen einem realen Verlust
und einer Fusion, wie er oben beschrieben wurde, in der Tabelle
festgestellt werden. Die Vorrichtung 10 ist so ausgebildet, dass
sie gemäß den Entscheidungen
in der Tabelle arbeitet. Der Fachmann auf dem betreffenden Gebiet
weiß, wie
die Vorrichtung hierbei geeignet auszubilden ist, um in Reaktion
auf die verschiedenen Situationen, wie einem realen Verlust, Fusion,
Capture und Inhibition zu arbeiten.
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Das
erfindungsgemäße System
kann wie folgt benutzt werden. Das System wird in ein menschliches oder
tierisches Wesen implantiert und die erste Stimulationselektrode 31, 32 wird
im oder am ersten Ventrikel 1V positioniert und die zweite
Stimulationselektrode 41, 42 wird im oder am zweiten
Ventrikel 2V positioniert, wie dies oben beschrieben ist.
Vorzugsweise wird das System bei einem menschlichen oder tierischen
Wesen eingesetzt, das an einem kongestiven Herzfehler leidet, der
beispielsweise durch einen Schenkelblock verursacht wird.
