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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69829207 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1998629207
Publication date12 Jan 2006
Filing date7 Dec 1998
Priority date15 Dec 1997
Also published asDE69829207D1, DE69836990D1, DE69836990T2, DE69836991D1, DE69836991T2, EP1039951A1, EP1039951B1, EP1477204A1, EP1477204B1, EP1477205A1, EP1477205B1, US6070100, US6219579, US6223079, US6223082, US6238420, US6754530, US20010010009, US20020143368, WO1999030777A1
Publication number1998629207, 98629207, DE 69829207 T2, DE 69829207T2, DE-T2-69829207, DE1998629207, DE69829207 T2, DE69829207T2, DE98629207
InventorsArnoldus Bakels, Roos Cobus De, Robert Leinders
ApplicantMedtronic, Inc., Minneapolis
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Vierkammer-herzschrittmachersystem zur optimierung des herzzeitvolumens Four-chamber pacemaker system for optimization of cardiac output translated from German
DE 69829207 T2
Abstract  available in
Claims(9)  translated from German
  1. Schrittmachersystem zur Bereitstellung von Schrittgebung eines linken Herzens eines Patienten, umfassend: erste Mittel ( The pacing system for providing pacing of a patient's left heart, comprising: first means ( 41 41 ) zum Erhalten von Indikationen mechanischer Kontraktionen der rechten Herzkammer; ) For obtaining indications of mechanical contractions of the right ventricle; und links-ventrikuläre Schrittgebungsmittel ( and left ventricular Schrittgebungsmittel ( 48 48 ) zur Schrittgebung der linken Herzkammer; ) For pacing the left ventricle; LV-Steuerungsmittel ( LV control means ( 40 40 ) zur Steuerung der Taktung der links-ventrikulären Schrittgebung bezüglich angezeigter rechts-ventrikulärer mechanischer Kontraktionen; ) To control the timing of the left ventricular pacing with respect displayed on the right-ventricular mechanical contractions; wobei die ersten Mittel eine Impedanzmessschaltung ( wherein said first means an impedance measuring circuit ( 45 45 ) enthalten, dadurch gekennzeichnet , dass die Impedanzmessschaltung geeignet ist, ein Impedanzsignal zu erhalten, repräsentativ für eine Impedanz zwischen einem rechten Vorhof und der rechten Herzkammer des Patienten, und Verarbeitungsmittel ( ), Characterized in that the impedance measuring circuit is adapted to obtain an impedance signal representative of impedance between a right atrium and the right ventricle of the patient, and processing means ( 40 40 ) zur Verarbeitung des Impedanzsignals, um die Taktung der Schließung des rechten Herzventils zu bestimmen. ) For processing said impedance signal to determine the timing of the closing of the right heart valve.
  2. Schrittmachersystem wie in Anspruch 1 beschrieben, umfassend zweite Mittel ( The pacemaker system as described in claim 1 comprising second means ( 32 32 ) zum Erhalten von Indikationen mechanischer Kontraktionen der linken Herzkammer, wobei die LV-Steuerungsmittel Mittel zur Steuerung der Taktung der links-ventrikulären Schrittgebung aufweisen, um somit im wesentlichen synchrone links- und rechts-ventrikuläre mechanische Kontraktionen bereitzustellen. ) For obtaining indications of mechanical contractions of the left ventricle, wherein said LV control means comprises means for controlling the timing of the left-ventricular pacing so as to provide substantially synchronous left and right ventricular mechanical contractions.
  3. Schrittmachersystem wie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben, wobei die LV-Steuerungsmittel ( The pacemaker system as described in claim 1 or 2, wherein said LV control means ( 40 40 ) Mittel zur Verabreichung eines links-ventrikulären Schrittgebungspulses unmittelbar vor der erwarteten Zeit der nächsten rechts-ventrikulären mechanischen Kontraktion aufweisen. ) Means for delivering a left-ventricular pacing pulse just before the expected time having the next right ventricular mechanical contraction.
  4. Schrittgebungssystem wie in Anspruch 2 beschrieben, umfassend linke Herzvorhofschrittgebungsmittel ( Pacing system as described in claim 2, comprising left Herzvorhofschrittgebungsmittel ( 47 47 ) zur Schrittgebung des linken Herzvorhofes des Patienten; ) For pacing of the left atria of the patient; linke AV-Steuerungsmittel ( left AV control means ( 40 40 ) zur Steuerung der linken AV-Verzögerung zwischen der Schrittgebung des linken Vorhofes und der linken Herzkammer, Herzleistungsmittel zur Messung der Leistung des linken Herzens als Funktion der linken AV-Verzögerung, und wobei die linken AV-Steuerungsmittel weiterhin Maximiermittel zur Einstellung der linken AV-Verzögerung zur Maximierung der Leistung des linken Herzens umfassen. ) To control the left AV delay between the pacing of the left atrium and the left ventricle, cardiac output means for measuring the performance of the left heart as a function of the left AV delay, and the left AV control means further maximizing agents for the adjustment of the left AV delay to maximize performance of the left heart include.
  5. Schrittmachersystem wie in Anspruch 4 beschrieben, umfassend Mittel zur Erfassung von Sinussignalen und linke Herzvorhoftaktungsmittel zur Taktung der Verabreichung eines linken Herzvorhofschrittgebungspulses mit Bezug auf die Sinussignale. The pacemaker system as described in claim 4, comprising means for sensing sinus signals, and left atrial timing means for timing the delivery of a left Herzvorhofschrittgebungspulses with respect to the sinusoidal signals.
  6. System wie in einem der vorangehenden Ansprüche beschrieben, umfassend zweite Impedanzmittel ( System as described in one of the preceding claims, comprising second impedance means ( 50 50 ) zum Erhalten eines linken Impedanzsignals, repräsentativ für eine Impedanzänderung über dem linken Herz eines Patienten, und zweite Verarbeitungsmittel zur Verarbeitung des linken Impedanzsignals, um eine Messung der Herzleistung des linken Herzens zu erhalten. ) For obtaining a left impedance signal representative of impedance change over the left heart of a patient, and second processing means for processing said left impedance signal to obtain a measurement of the cardiac output of the left heart.
  7. System wie beschrieben in Anspruch 6, umfassend Verarbeitungsmittel ( System as described in claim 6, comprising processing means ( 40 40 ) zur Verarbeitung des linken Impedanzsignals zum Erhalten von Füllsignalen, Indikativ für die Füllung der linken Herzkammer, und wobei die LV-Steuerungsmittel Mittel umfassen zur Steuerung der Taktung der links-ventrikulären Schrittgebungssignale als Funktion der Füllsignale. ) For processing said left impedance signal to obtain Füllsignalen indicative of the filling of the left ventricle, and wherein said LV control means comprises means for controlling the timing of said left ventricular Schrittgebungssignale as a function of the filling signals.
  8. System wie in einem beliebigen vorangehenden Anspruch beschrieben, weiterhin umfassend Mittel zum Erhalten von Indikationen von links-ventrikulären mechanischen Kontraktionen, und wobei die LV-Steuerungsmittel mechanische Sychronisiermittel zur Steuerung der links-ventrikulären Schrittgebung umfassen, um mechanische Gleichzeitigkeit der linken und rechten mechanischen Kontraktionen zu erreichen. System as described in any preceding claim, further comprising means for obtaining indications of left ventricular mechanical contractions, and wherein said LV control means comprises mechanical Sychronisiermittel for controlling left ventricular pacing to mechanical simultaneity of the left and right mechanical contractions reach.
  9. System wie in Anspruch 8 beschrieben, wobei die mechanischen Synchronisiermittel Einstellmittel zur Einstellung der Taktung der links-ventrikulären Schrittgebung umfassen, um so die Herzleistung des linken Herzens zu maximieren. The system as described in claim 8, wherein the mechanical synchronization means comprise adjustment means for adjusting the timing of the left-ventricular pacing so as to maximize the cardiac output of the left heart.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Diese Erfindung bezieht sich auf Herzschrittmachersysteme und genauer auf Vier-Kammern-Schrittmachersysteme und Sensoren zum Messen cardialer, mechanischer Charakteristiken, um so die Herzleistung bzw. das Herzzeitvolumen für den Patienten mit kongestiver Herzinsuffizienz und für andere Patienten zu verbessern. This invention relates to cardiac pacing systems and more particularly to four-chamber pacing systems and sensors for measuring of cardiac mechanical characteristics so as to improve cardiac output and cardiac output for the patient with congestive heart failure and for other patients.
  • [0002] [0002]
    Kongestive Herzinsuffizienz (congestive heart failure, CHF) wird allgemein definiert als das Unvermögen des Herzens, genügend Blut an das periphere Gewebe zu liefern, um metabolische Anforderungen zu erfüllen. Congestive heart failure (congestive heart failure, CHF) is generally defined as to deliver the inability of the heart, enough blood to the peripheral tissues to meet metabolic requirements. Häufig offenbart sich CHF durch Links-Herz-Fehlfunktion, aber sie kann eine Vielzahl von Ursachen haben. Often CHF revealed by left heart dysfunction, but you can have a variety of causes. Zum Beispiel können CHF-Patienten eine beliebige von mehreren unterschiedlichen Überleitungsstörungen haben. For example, CHF patients may have any of several different conduction defects. Das natürliche elektrische Aktivierungssystem durch das Herz beinhaltet sequenzielle Ereignisse, beginnend mit dem sino-atrialen Knoten (SA) und weitergehend durch die atrialen Leitungsbahnen des Bachmann'schen Interaurikularbündels und der internodalen Stränge auf atrialer Ebene, gefolgt vom atrioventrikulären (AV) Knoten, dem gewöhnlichen Hiss'schen Bündel, rechten und linken Bündelästen und der finalen Verteilung an die distalen myocardialen Terminals mittels des Purkinje-Fasernetzwerks. The natural electrical activation system through the heart involves sequential events starting with the sino-atrial node (SA) and continuing through the atrial conduction pathways of Bachmann Interaurikularbündels and the internodal strands on atrial level, followed by the atrioventricular (AV) node, the ordinary Hiss'schen bundle, right and left bundle branches and the final distribution to the distal myocardial terminals via the Purkinje fiber network. Ein gebräuchlicher Typ einer intra-atrialen Überleitungsstörung ist bekannt als intra-atriale Blockierung (IAB), ein Zustand, bei dem die atriale Aktivierung verzögert ist beim Gelangen vom rechten Herzvorhof zum linken Herzvorhof. A common type of intra-atrial conduction defect is known as intra-atrial block (IAB), a condition in which the atrial activation is delayed in getting from the right atrium to the left atrium. Bei linker Bündelastblockierung (left bundle branch block, LBBB) und rechter Bündelastblockierung (right bundle branch block, RBBB) werden die Aktivierungssignale nicht auf normale Art entlang des rechten bzw. linken Bündelastes geleitet. At left frets load lock (left bundle branch block, LBBB) and right frets load lock (right bundle branch block, RBBB) are not passed the activation signals in normal fashion along the right or left frets Lastes. Somit ist in einem Patienten mit Bündelastblockierung die Aktivierung der Herzkammer verlangsamt, und es wird beobachtet, dass das QRS sich aufweitet aufgrund der erhöhten Zeit für die Aktivierung, den Überleitungspfad zu durchqueren. Thus, in a patient with frets load blocking the activation of the ventricle is slowed, and it is observed that the QRS widens due to the increased time for the activation to traverse the conduction path.
  • [0003] [0003]
    CHF, die sich durch solche Überleitungsstörungen und/oder andere Herzmuskelerkrankungen offenbaren, sind Gegenstand erheblicher Forschung bezüglich Behandlungen zum Verbessern der Herzleistung. CHF, which are revealed by such conduction disorders and / or other cardiac disease, are the subject of considerable research into treatments for improving cardiac output. Zum Beispiel haben Arzneimittelhersteller CHF als eine Marktchance entdeckt und führen extensive klinische Studien durch, die zum Testen des Ergebnisses neu entwickelter Arzneimittel im Sinne von Verbesserung der Herzleistung in diesen Patienten organisiert werden. For example, drug manufacturers have discovered CHF as a market opportunity and perform extensive clinical studies which to test the outcome of newly developed drugs are organized in terms of improving cardiac performance in these patients. Desgleichen ist es allgemein bekannt, dass Vier-Kammern-Herzschrittgebung machbar ist und signifikante Verbesserungen für Patienten mit Links-Vorhof-Herzkammern-Fehlfunktion oder andere Formen von Herzfehlern bereitstellen kann. Similarly, it is well known that four-chamber cardiac pacing is feasible and can provide significant improvements for patients with left atrial chambers of the heart malfunction or other forms of heart disease. Obwohl es relativ geringe Kommerzialisierung von Vier-Kammern-Schrittgebung gab, verbleibt die Hypothese, dass die Herzpumpfunktion durch derartige Schrittgebung klar verbessert werden kann. Although there was relatively little commercialization of four-chamber pacing, the hypothesis remains that cardiac pump function can clearly be improved by such pacing.
  • [0004] [0004]
    Die Vorzüge von Vier-Kammern-Schrittgebung wurden allgemein offenbart und veröffentlicht in der Literatur. The benefits of four-chamber pacing has been generally disclosed and published in the literature. Cazeau et al., PACE, Vol. 17, November 1994, Teil II, Seiten 1974-1979, offenbart Untersuchungen, die zu der Schlussfolgerung führen, dass Vier-Kammern-Schrittgebung machbar ist und dass in Patienten mit erwiesener interventrikulärer Nicht-Synchronie ein besserer mechanischer Aktivierungsprozess erhalten werden kann durch Resynchronisieren der Depolarisation der rechten und linken Herzkammern und Optimieren der AV-Sequenz auf beiden Seiten des Herzens. Cazeau et al., PACE, Vol. 17, November 1994, Part II, pages 1974-1979, disclose investigations leading to the conclusion that four-chamber pacing is feasible and that in patients with a history of interventricular non-synchrony can be obtained better mechanical activation process by resynchronizing the depolarization of the right and left ventricles, and optimizing the AV sequence on both sides of the heart. In der Patentliteratur ist US-Patent Nr. 4,928,688 repräsentativ für ein System für simultane links-ventrikuläre (LV) und rechtsventrikuläre (RV) Schrittgebung; . In the patent literature, US Patent No. 4,928,688 is representative of a system for simultaneous left ventricular (LV) and right ventricular (RV) pacing; natürliche ventrikuläre Depolarisationen werden erfasst in beiden Kammern; natural ventricular depolarizations are recognized in both chambers; falls eine Kammer kontrahiert, aber die andere dies nicht tut innerhalb eines Fensters von bis zu 5 – 10 ms, dann wird die nicht kontrahierende ventrikuläre Kammer schrittgebend angeregt. if one chamber contracts but the other does not do so within a window of up to 5-10 ms, then the non-contracting ventricular chamber is excited decisive step.
  • [0005] [0005]
    Zusätzlich zu den zuvor genannten Offenbarungen bezüglich der Vorteile von im Wesentlichen simultaner oder synchroner Schrittgebung der zwei Herzkammern ist bekannt, dass es einen Vorteil gibt bei synchroner Schrittgebung des linken Herzvorhofs und des rechten Herzvorhofs für Patienten mit IAB, inter-atrialer Blockierung. In addition to the aforementioned revelations about the benefits of substantially simultaneous or synchronous pacing of the two ventricles is known that there is an advantage in synchronous pacing of the left atrium and right atrium for patients with IAB, inter-atrial block. In einem normalen Herz initialisiert sich atriale Aktivierung mit dem SA-Knoten, gelegen in der rechten Vorhofwand. In a normal heart atrial activation is initialized with the SA node, located in the right atrial wall. In einem Patienten mit IAB wird die Aktivierung langsam herüber zum linken Vorhof übermittelt, und als ein Ergebnis kann der linke Vorhof bis zu 90 ms später als der rechte Vorhof zu kontrahieren angeregt werden. In a patient with IAB, the activation is slow transmitted across to the left atrium, and as a result the left atrium may be up to 90 ms later than the right atrium can be stimulated to contract. Es kann gesehen werden, dass, wenn Kontraktionen in der linken Herzkammer und der rechten Herzkammer ungefähr zur selben Zeit sind, dann ist man von linker AV-Synchronie weit weg, da die linke Herzkammer nicht die angebrachte Zeit hat, sich aufzufüllen. It can be seen that if contractions in the left ventricle and the right ventricle are about the same time, one is of left AV synchrony far away, because the left ventricle does not have the desirable time to replenish itself. Der Vorteil von synchroner Schrittgebung der zwei Vorhöfe für Patienten mit IAB ist offenbart bei AHA 1991, Zusammenfassung der 64. Wissenschaftlichen Sitzungen, "Simultaneous Dual Atrium Pacing in High Degree Inter-Atrial Blocks: Hemodynamic Results", Daubert et al., Nr. 1804. Weiterhin ist bekannt, dass Patienten mit IAB anfällig dafür sind, die Aktivierung des linken Vorhofs zurückzunehmen mit resultierender atrialer Beschleunigung der Herzfrequenz. The advantage of synchronous pacing of the two atria for patients with IAB is disclosed at AHA 1991 Summary of the 64th Scientific Sessions, "Simultaneous Dual atrium pacing in High Degree Inter-atrial block: Hemodynamic Results" Daubert et al, No. 1804.. . It is also known that patients with IAB are susceptible to the activation of the left atrium to take back with resulting atrial acceleration of the heart rate. Atriale Resynchronisation durch Schrittgebung der Vorhöfe kann effektiv sein beim Behandeln der Situation. Atrial resynchronization through pacing the atria can be effective in treating the situation. PACE, Vol. 14, April 1991, Teil II, Seite 648, "Prevention of Atrial Tachyarrythmias Related to Inter-Atrial Block By Permanent Atrial Resynchronization", Mabo et al., No. PACE, Vol. 14, April 1991, Part II, page 648, "Prevention of Atrial Tachyarrythmias Related to Inter-atrial block By permanent atrial resynchronization" Mabo et al., No. 122. Für Patienten mit dieser Kondition ist ein Kriterium zur Schrittgebung, einen linken Vorhofreiz abzugeben, bevor die natürliche Depolarisation im linken Vorhof ankommt. 122. For patients with this condition is a criterion for pacing to make a left atrial stimulus before the natural depolarization arrives in the left atrium.
  • [0006] [0006]
    Angesichts der veröffentlichten Literatur wird beobachtet, dass bei CHF-Patienten verbesserte Pumpfunktion erreicht werden kann durch Vergrößern der Füllzeit der linken Herzkammer, dh Verrbessern der linken AV-Verzögerung und speziell der Links-Herz-mechanischen AV-Verzögerung (mechanical AV delay, MAVD); In view of the published literature, it is observed that in CHF patients improved pump function can be achieved by increasing the filling of the left ventricle, ie Verrbessern the left AV delay and specifically the left heart mechanical AV delay (mechanical AV delay, MAVD) ; Vermindern des Mitralklappen-Rückstroms (Rückstrom von Blut durch die nahezu geschlossene Klappe) durch Auslösen von Kontraktion der linken Herzkammer, wenn und während sie gefüllt wird; Reducing the mitral valve back flow (backflow of blood through the nearly closed valve) by triggering contraction of the left ventricle when and as it is filled; und Normalisieren des linksventrikulären Aktivierungsmusters, dh die Zeitsequenz der links-atrialen Kontraktion relativ zur rechts-atrialen Kontraktion. and normalizing the left ventricular activation pattern, ie, the time sequence of left atrial contraction relative to right atrial contraction. Genauer ist das Ziel für ein Herzschrittmachersystem, das zum Behandeln eines CHF-Patienten benutzt wird, den linken Vorhof zu erfassen; More specifically, the target for a pacemaker system that is used for treating a CHF patient, to capture the left atrium; die linke AV-Verzögerung zu optimieren, um so die linke Herzkammer richtig zu füllen und eine normalere AV-Verzögerung bereitzustellen; optimize the left AV delay so as to fill the left ventricle properly and provide a more normal AV delay; und die linke Herzkammer so viel wie möglich zu aktivieren in Übereinstimmung mit dem natürlichen Ausbreitungspfad eines gesunden Links-herzens. and the left ventricle as much as possible to be activated in accordance with the natural propagation path of a healthy left heart. Insbesondere ist das links-ventrikuläre Timing bzw. die Taktung bezüglich der links-atrialen Kontraktion entscheidend für das Verbessern der Herzleistung. In particular, the left-ventricular timing or the clocking with respect to the left atrial contraction is crucial for improving cardiac output. Der mechanische Schließpunkt der linken oder der Mitralklappe ist ein entscheidender Moment, welcher durch Programmieren der linken AV-Verzögerung justiert werden muss. The mechanical closing point of the left or of the mitral valve is a critical moment, which must be adjusted by programming the left AV delay. Korrekte Programmierung dieser Variablen ist der Schlüssel zum Optimieren des Füllens der linken Herzkammer und zum Optimieren der Auswurffraktion oder der Herzleistung (cardiac output, CO). Correct programming of this variable is the key to improving the filling of the left ventricle and to optimize the ejection fraction or cardiac output (cardiac output, CO).
  • [0007] [0007]
    Eine Beobachtung, welche für diese Erfindung wichtig ist, ist, dass der exakte Zeitablauf bzw. Taktung der mechanischen Ereignisse wichtig ist für die richtige Steuerung der Schrittgebung, um so die links-ventrikuläre Ausgabe zu optimieren. An observation which is important for this invention is that the exact timing or clocking of mechanical events is important for proper control of the pacing so as to optimize left ventricular output. Speziell ist bekannt, dass die tatsächliche Kontraktion einer ventrikulären Kammer vor der anderen den Effekt des Bewegens der Scheidewand hat, so dass dies die volle Kontraktion in der später aktivierten Kammer beeinträchtigt. Specifically, it is known that the actual contraction of ventricular chamber before the other has the effect of moving the septum so that this affects the full contraction in the later activated chamber. Während somit gleichzeitige oder simultane Schrittgebung der linken und rechten Herzkammer eine signifikante Verbesserung für CHF-Patienten erreichen kann, ist es ein Ziel dieser Erfindung, Schrittgebung der zwei Herzkammern in solch einer Weise bereitzustellen, dass die tatsächliche mechanische Kontraktion der linken Kammer mit dem anschließenden Schließen der Klappe in einer gewünschten zeitlichen Beziehung bezüglich der mechanischen Kontraktion der rechten Kammer und des Schließens der rechten Klappe auftritt. Thus, while concurrent or simultaneous pacing of the left and right ventricle may achieve a significant improvement for CHF patients, it is an object of this invention to provide pacing of the two ventricles provide in such a way that the actual mechanical contraction of the left ventricle with the next door closing the flap occurs at a desired time relationship with respect to the mechanical contraction of the right ventricle and the closing of the right door. Wenn zum Beispiel Übertragungspfade in der linken Kammer beeinträchtigt sind, kann das Liefern eines Schrittgebungsreizes an die linke Kammer präzise zu derselben Zeit wie zu der rechten Kammer trotzdem darin resultieren, dass die links-ventrikuläre Kontraktion leicht verzögert ist bezüglich der rechts-ventrikulären Kontraktion. For example, if transmission paths are impaired in the left ventricle, delivering a Schrittgebungsreizes of the left ventricle may result precisely the same time as to the right ventricle still is that the left-ventricular contraction is slightly delayed with respect to the right-ventricular contraction. Als eine Konsequenz ist es wichtig für diese Erfindung, eine Technik zum Messen der mechanischen Ereignisse bereitzustellen, wie einen mechanischen Schließpunkt von jeder der Kammern, um in der Lage zu sein, die Sequenz der Schrittgebung akkurat zu programmieren, um die erwünschte duale ventrikuläre Schrittgebung zu erreichen, welche die Ausstoßfraktion oder Herzleistung für den einzelnen Patienten optimiert. As a consequence, it is important for this invention to provide a technique for measuring mechanical events, such as a mechanical closure point of each of the chambers in order to be able to program the sequence of pacing accurately to achieve the desired dual ventricular pacing to achieve that optimizes ejection fraction, or cardiac output for the individual patient.
  • [0008] [0008]
    Angesichts der oben genannten Wichtigkeit der Messung mechanischer Ereignisse, wie Mitral- oder Trikuspidal-Klappenschließung, und der Wichtigkeit der Herzleistungsmessung, ist es für das Schrittgebungssystem dieser Erfindung notwendig, Sensoren zu verwenden, welche diese Informationen bereitstellen können. In view of the above-mentioned importance of measuring mechanical events, such as mitral or tricuspid valve closure, and the importance of measuring cardiac output, it is necessary for the pacing system of this invention to employ sensors which can provide this information. Es ist bekannt, Impedanzsensoren in Schrittgebungssystemen zu benutzen zum Erhalten von Informationen bezüglich der Herzfunktion. It is known to use impedance sensors in Schrittgebungssystemen for obtaining information concerning cardiac function. Zum Beispiel wird Bezug genommen auf US-Patent Nr. 5,501,702, welches die Durchführung von Impedanzmessungen aus unterschiedlichen Elektrodenkombinationen offenbart. For example, reference is made to US Pat. No. 5,501,702, which discloses the implementation of impedance measurements from different electrode combinations. In solch einem System wird eine Vielzahl von Schrittgebungs-/Erfassungselektroden an jeweiligen Orten angeordnet, und unterschiedliche Impedanzmessungen werden gemacht auf einer Zeit-/Multiplexbasis. In such a system a plurality of pace / sense electrodes is disposed at respective locations, and different impedance measurements are made on a time / multiplexing basis. Wie in dem erwähnten Patent ausgeführt, wird die Messung der Impedanz, die zwischen zwei oder mehr Erfassungsarten vorliegt, als "Rheographie" bezeichnet. As explained in the referenced patent, the measurement of the impedance present between two or more detection species "rheography" called. Eine Rheographie oder Impedanzmessung beinhaltet Liefern eines konstanten Strompulses zwischen zwei "Quell"-Elektroden, so dass der Strom durch irgendeine Region des Gewebes des Patienten geleitet wird, und dann das Messen des Spannungsdifferentials zwischen zwei "Aufnahme"-Elektroden, um die Impedanz dazwischen zu bestimmen, wobei das Spannungsdifferential durch die Leitung des Strompulses durch das Gewebe oder Fluid zwischen den zwei Aufnahmeelektroden entsteht. A rheography, or impedance measurement involves delivering a constant current pulse between two "source" electrodes, such that the current through any region of the tissue of the patient is conducted, and then measuring the voltage differential between two "recording" electrodes to the impedance therebetween determine, wherein the voltage differential arising from the conduction of the current pulse through the tissue or fluid between the two recording electrodes. Das Patent, auf das Bezug genommen wird, offenbart die Benutzung von Rheographie zum Messen von Änderungen in der Brusthöhle des Patienten; The patent is made to the reference, discloses the use of Rheography for measuring changes in the thoracic cavity of the patient; Atemfrequenz; Respiratory rate; Vor- Ausstoßintervall; Pre-ejection period; Schlagvolumen; Stroke volume; und Herzgewebe-Kontraktionsfähigkeit. and heart tissue contractility. Es ist auch bekannt, diese Technik der Vier-Punkt-Impedanzmessungen zu benutzen, angewendet an der Brust, zum Messen kleiner Impedanzänderungen während des Herzzyklus und Extrahieren der ersten Zeitableitung der Impedanzänderung, dZ/dt. It is also known to use this technique of four point impedance measurements, applied to the chest, / dt for measuring small impedance changes during the cardiac cycle, and extracting the first time derivative of the impedance change, dZ. Es wurde gefunden, dass eine im wesentlichen lineare Beziehung besteht zwischen Spitzen-dZ/dt und Spitzen-Herzausstoßrate, was die Grundlage für das Erhalten einer Messung der Herzleistung bereitstellt. It has been found that a substantially linear relationship exists between peak dZ / dt and peak cardiac output rate, which provides the basis for obtaining a measure of cardiac output. Siehe auch US-Patent Nr. 4,303,075, welches ein System zum Messen der Impedanz zwischen einem Paar von Elektroden offenbart, die an dem oder in der Nähe des Herzens angeschlossen sind, und zum Verarbeiten der Variationen der erfassten Impedanz, um eine Messung des Schlagvolumens zu ermitteln. See also US Pat. No. 4,303,075, which discloses a system for measuring the impedance between a pair of electrodes which are connected at or near the heart, and processing the variations in the impedance detected, a measurement of stroke volume to determine. Die AV-Verzögerung wird dann justiert, in dem Bestreben, das Schlagvolumen zu maximieren. The AV delay is then adjusted to maximize the stroke volume in the effort.
  • [0009] [0009]
    Mit der gegebenen demonstrierten Machbarkeit von Vier-Kammern-Herzschrittgebung und der Verfügbarkeit von Techniken zum Erfassen natürlicher cardialer Signale und mechanischer Ereignisse, verbleibt nichts desto trotz ein Bedarf für das Entwickeln eines Systems, welches an die cardiale Gegebenheit eines Patienten mit CHF angepasst ist, so dass es Schrittgebungssequenzen bereitstellt, welche abgestimmt sind auf das Verbessern der Herzleistung und insbesondere auf das Verbessern der Links-Herzfunktion. With the given demonstrated feasibility of four-chamber cardiac pacing, and the availability of techniques for sensing natural of cardiac signals and mechanical events, nothing remains nonetheless a need for developing a system which is adapted to the cardiac condition of a patient with CHF, so that it provides Schrittgebungssequenzen, which are matched to the improving the cardiac output and in particular to improving the left heart function. Es ist eine Voraussetzung dieser Erfindung, dass ein solches System begründet ist auf akkuraten Messungen von mechanischen Ereignissen und der Benutzung der Zeitsteuerung solcher mechanischer Ereignisse, um Schrittgebungssequenzen zu steuern und zu programmieren. It is a requirement of this invention that such a system is founded upon accurate measurements of mechanical events, and use of the timing of such mechanical events to control and program Schrittgebungssequenzen.
  • [0010] [0010]
    US-A-4,928,688 offenbart ein Schrittgebungssystem für die Schrittgebung der linken und rechten Herzkammern eines Patienten, wobei eine Herzkammer gleichzeitig mit der Kontraktion der anderen Herzkammer angeregt wird, wenn die erste versagt, richtig zu kontrahieren. US-A-4,928,688 discloses a pacing system for pacing the left and right ventricles of a patient with a ventricular contraction is stimulated simultaneously with the other ventricle when the first fails to contract properly.
  • [0011] [0011]
    Ein Schrittgebungssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist bekannt aus US-A 5,540,727. A pacing system according to the preamble of claim 1 is known from US-A 5,540,727.
  • [0012] [0012]
    Es ist ein übergreifendes Ziel dieser Erfindung, ein Schrittgebungssystem für Mehrfachkammern-Schrittgebung bereitzustellen, und insbesondere für Schrittgebung des Links-Herzens des Patienten in Koordination mit der elektrischen Aktivierung und den mechanischen Ereignissen des Rechts-Herzens des Patienten, um so die Links-Herzleistung zu optimieren. It is an overarching objective of this invention to provide a pacing system for multi-chamber pacing, and in particular for pacing of the left heart of the patient in coordination with the electrical activation and mechanical events of law-the patient's heart, so left heart performance optimize. In Übereinstimmung mit dieser Erfindung wird ein Schrittgebungssystem zur Bereitstellung von Schrittgebung eines Links-Herzens eines Patienten bereitgestellt, wie im Anspruch 1 definiert. In accordance with this invention, a pacing system for providing pacing of a left heart of a patient is provided, as defined in claim 1.
  • [0013] [0013]
    In einer bevorzugten Ausführungsform basiert die Steuerung der Vier-Kammern-Schrittgebung, und insbesondere der Links-Herz-Schrittgebung, primär auf der initialen Detektion eines spontanen Signals im rechten Herzvorhof und auf dem Erfassen von mechanischer Kontraktion der rechten und linken Herzkammern. In a preferred embodiment, based the control of four-chamber pacing, and in particular left heart pacing, primarily at the initial detection of a spontaneous signal in the right atrium and on the detection of mechanical contraction of the right and left heart chambers. In einem Herz mit normaler Rechts-Herzfunktion wird die rechte mechanische AV-Verzögerung überwacht, um die Zeitsteuerung zwischen der initialen Erfassung der rechten Vorhofaktivierung (P-Zacke) und der rechten ventrikulären mechanischen Kontraktion bereitzustellen. In a heart with normal right heart function, the right mechanical AV delay is monitored to provide the timing between the initial sensing of right atrial activation (P-wave) and right ventricular mechanical contraction. Das Links-Herz wird gesteuert, um Schrittgebung bereitzustellen, welche in linker ventrikulärer mechanischer Kontraktion in einer gewünschten Zeitbeziehung zur rechten mechanischen Kontraktion resultiert; The left heart is controlled to provide pacing which results in left ventricular mechanical contraction in a desired time relation to the right mechanical contraction; zB entweder simultan oder geringfügig vorausgehend bezüglich der rechten mechanischen Kontraktion; for example, either simultaneously or slightly prior respect to the right mechanical contraction; Herzleistung wird überwacht durch Impedanzmessungen, und linke ventrikuläre Schrittgebung wird zeitgesteuert, um die Herzleistung zu maximieren. Cardiac output is monitored through impedance measurements, and left ventricular pacing is timed to maximize cardiac output. Bei Patienten mit intra-atrialer Blockierung wird der linke Vorhof schrittgebend angeregt mit Vorsprung zur spontanen Depolarisation, und die linke AV-Verzögerung wird justiert, so dass die mechanischen Kontraktionen der rechten Herzkammer zeitgesteuert sind für optimierte Herzleistung von der linken Herzkammer. In patients with intra-atrial block the left atrium is exceeded critical stimulated with projection for spontaneous depolarization, and the left AV delay is adjusted so that the mechanical contraction of the right ventricle are timed for optimized cardiac output of the left ventricle.
  • [0014] [0014]
    Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich als Beispiel beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. Preferred embodiments of the invention will now be described, by way of example with reference to the drawings.
  • [0015] [0015]
    1 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, wobei vier bipolare Ableitungen bereitgestellt sind, wobei die Ableitungen gezeigt sind als bipolare Elektroden tragend, die in jeder der jeweiligen Herzkammern positioniert sind. is a schematic representation of a system in accordance with this invention, whereby four bipolar leads are provided, wherein the derivatives are shown carrying bipolar electrodes positioned in each of the respective heart chambers.
  • [0016] [0016]
    2A 2A ist ein Blockdiagramm eines Vier-Kanal-Schrittgebungssystems, in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, zur Schrittgebung und Erfassung in jeder Herzkammer, und zum Erlangen von Impedanzsignalen vom Links-Herz und vom Rechts-Herz; is a block diagram of a four-channel Schrittgebungssystems, in accordance with this invention, for pacing and sensing in each ventricle, and for obtaining impedance signals from the left heart and the right heart; 2B 2B ist eine schematische Darstellung einer Anordnung in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, zum Detektieren linker ventrikulärer Impedanz zur Bestimmung der Herzleistung. is a schematic representation of an arrangement in accordance with this invention for detecting left ventricular impedance for determination of cardiac output.
  • [0017] [0017]
    3 3 ist ein Blockdiagramm eines Vier-Kammern-Schrittmachers mit der Fähigkeit, Impedanzmessungen zeitlich zu multiplexieren, in Übereinstimmung mit dieser Erfindung. is a block diagram of a four-chamber pacemaker with the ability to time multiplex impedance measurements,. in accordance with this invention
  • [0018] [0018]
    4 4 ist ein Blockdiagramm einer Systemimplementierung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung, zur Steuerung linker ventrikulärer Schrittgebung bei einem Patienten mit LBBB. is a block diagram of a system implementation in accordance with one embodiment of this invention, for controlling left ventricular pacing in a patient with LBBB.
  • [0019] [0019]
    5 5 ist ein Flussdiagramm für eine Systemimplementierung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung, zur Steuerung linker atrialer und ventrikulärer Schrittgebung bei einem Patienten mit IAB. is a flow diagram for a system implementation in accordance with one embodiment of this invention, for controlling left atrial and ventricular pacing in a patient with IAB.
  • [0020] [0020]
    6 6 ist ein Flussdiagramm einer Routine, in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, zur Optimierung bi-ventrikulärer Schrittgebung, um maximale Herzleistung bereitzustellen. is a flow diagram of a routine, in accordance with this invention for optimizing bi-ventricular pacing to provide maximum cardiac output.
  • [0021] [0021]
    7 7 ist ein Blockschaltbild eines Schrittmachers, in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, zur Bereitstellung auswählbarer Vier-Kammern-Schrittgebung und cardialer Signalerfassung, sowie Impedanzerfassung zwischen ausgewählten Kombinationen der vier Herzkammern. is a block diagram of a pacemaker in accordance with this invention to provide a selectable four-chamber pacing and sensing of cardiac signal and impedance sensing between selected combinations of the four chambers of the heart.
  • [0022] [0022]
    8A 8A ist ein Flussdiagramm eines Prozesses, der inter-atriale oder inter-ventrikuläre Impedanzmessungen zur Bestimmung der Existenz von Herzrhythmusstörungen benutzt; is used to determine the existence of arrhythmias is a flow chart of a process of inter-atrial or inter-ventricular impedance measurements; 8B 8B ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Erlangen atrio-ventrikulärer Kreuzimpedanzmessungen zum Erlangen von Indikationen über einen Herzfehler darstellt. is a flow diagram illustrating a procedure for obtaining atrio-ventricular cross-impedance measurements for obtaining indications of a heart defect.
  • [0023] [0023]
    In der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und mit Bezug auf die Zeichnungen werden die folgenden Bezeichnungen benutzt. In the description of the preferred embodiments and with reference to the drawings, the following terms are used.
  • [0024] [0024]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 1 1 , wird dort eine schematische Darstellung eines Vier-Kammern-Schrittgebungssystems gezeigt, darstellend vier Schrittgebungsableitungen, die bipolare Elektroden bereitstellen, die zur Schrittgebung und zur Erfassung in jeder der jeweiligen Herzkammern positioniert sind, und auch für Impedanzmessungen. , There is a schematic representation of a four-chamber Schrittgebungssystems is shown, depicting the four Schrittgebungsableitungen providing bipolar electrodes positioned for pacing and sensing in each of the respective heart chambers, and also for impedance measurements. Schrittgebungsableitung Schrittgebungsableitung 38 38 ist üblicherweise positioniert, so dass ihr distales Ende in der rechten ventrikulären Scheitelposition ist. is usually positioned so that its distal end is in the right ventricular apex position. Sie trägt bipolare Elektroden It carries bipolar electrodes 38a 38a und and 38b 38b , die zur Schrittgebung und Erfassung geeignet sind; Which are suitable for pacing and sensing; zusätzlich können diese Elektroden auch zur Impedanzerfassung benutzt werden, wie nachfolgend diskutiert. additionally, these electrodes can also be used for impedance sensing as discussed below. Gleichermaßen ist die atriale Ableitung Similarly, the atrial derivative 36 36 positioniert, so dass ihr distales Ende innerhalb des rechten Vorhofs positioniert ist, mit bipolaren Elektroden positioned so that its distal end positioned within the right atrium, with bipolar electrodes 36a 36a , . 36b 36b . , Ableitung Derivation 34 34 wird durch den rechten Vorhof hindurchgeführt, so dass ihr distales Ende im Koronarsinus positioniert ist zur Schrittgebung, Erfassung und Impedanzdetektion durch Elektroden is passed through the right atrium, so that its distal end is positioned in the coronary sinus for pacing, sensing and impedance detection through electrodes 34a 34a , b, wie gezeigt. , B, as shown. Gleichermaßen ist Ableitung Similarly derivation 32 32 via dem Koronarsinus, eine Herzvene positioniert, zB die mittlere oder große Herzvene, so dass distale Elektroden positioned via the coronary sinus, a cardiac vein, such as average or great cardiac vein, so that distal electrodes 32a 32a und and 32b 32b ungefähr wie gezeigt positioniert sind zur Schrittgebung, Erfassung und Impedanzdetektion bezüglich der linken Herzkammer. are positioned approximately as shown for pacing, sensing and impedance detection with respect to the left ventricle. Die Schrittgebungsableitungen sind verbunden mit Schrittmacher The Schrittgebungsableitungen associated with pacemaker 30 30 in konventioneller Weise. in a conventional manner. Es ist zu verstehen, dass jede der vier Ablei tungen eine oder mehrere zusätzliche Elektroden haben kann; It is to be understood that each of the four lines Ablei may have one or more additional electrodes; jedoch kann durch Benutzung von Zeit-Multiplextechniken, wie nachfolgend und in der US-Patent-Nr. however, by using time multiplexing techniques as described below and in US Patent no. 5, 501,702, auf das Bezug genommen wird, diskutiert wird, Schrittgebung, Erfassung und Impedanzdetektion erreicht werden mit nur zwei Elektroden pro Ableitung. Is 5, 501.702, to which reference discussed, pacing, sensing and impedance detection can be accomplished with only two electrodes per lead. Bezugnehmend nun auf Referring now to 2A 2A und and 2B 2B wird ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Vier-Kammern-Schrittmachers in Übereinstimmung mit dieser Erfindung gezeigt, der die zusätzliche Fähigkeit von Impedanzdetektion zum Erfassen von Klappenbewegung der linken und rechten Herzkammer hat. is a simplified block diagram of a four-chamber pacemaker shown in accordance with this invention, which has the additional capability of impedance detection for detecting valve movement of the left and right ventricle. Obwohl die Diskussion der Although the discussion of the 2A 2A mit Bezug auf Klappenbewegung präsentiert wird, ist es zu verstehen, dass das Impedanzdetektionsschema abgeändert werden kann, um andere mechanische Ereignisse, wie ventrikuläre Wandkontraktion, zu detektieren in bekannter Weise. is presented with respect to valve movement, it is to be understood that the impedance detection scheme may be altered to other mechanical events, such as ventricular wall contraction, in a known manner to detect.
  • [0025] [0025]
    Das System von The system of 2A 2A enthält im Schrittmacher einen zentralen Verarbeitungsblock contains a central pacemaker processing block 40 40 , angedeutet als Zeitsteuerungsschaltung und einen Mikroprozessor einschließend, zum Ausführen logischer Schritte bei der Analyse empfangener Signale, Bestimmung, wann Schrittgebungspulse initiiert werden sollten, etc., in wohlbekannter Weise. , Indicated as a timing circuit, and a microprocessor including, for executing logical steps in analyzing received signals, determining when pacing pulses should be initiated, etc., in a well known manner. Bezugnehmend auf die obere linke Ecke des Blockdiagramms wird eine Signalverstärkerschaltung Referring to the upper left corner of the block diagram, a signal amplifier circuit 41 41 gezeigt zum Empfangen eines Signals vom rechten Vorhof. shown for receiving a signal from the right atrium. Elektrode Electrode 36a 36a ist dargestellt als die Eingabe bereitstellend, wobei zu verstehen ist, dass die zweite Eingabe entweder von bipolarer Elektrode is shown as the entry ready tory, it being understood that the second input either from bipolar electrode 36b 36b oder mittels einer indifferenten Elektrode (des Schrittmachergehäuses) im Falle von bipolarer Erfassung empfangen wird. or by means of an indifferent electrode (the pacemaker housing) is received in the case of bipolar detection. Entsprechend erzeugt ein Pulsgenerator Accordingly generates a pulse generator 42 42 , der unter der Steuerung vom Block , Under the control from block 40 40 agiert, rechte atriale Schrittgebungspulse zur Lieferung an Elektrode acts, right atrial pacing pulses for delivery to electrode 36a 36a und entweder Elektrode and either electrode 36b 36b oder die Systemmasse. or the system ground. In ähnlicher Weise werden rechte ventrikuläre Schrittgebungspulse (RPV) erzeugt bei Ausgangsstufe Similarly, right ventricular pacing pulses (RPV) are generated at the output stage 43 43 und verbunden mit Elektrode and connected to electrode 38a 38a , und erfasste rechte ventrikuläre Signale werden eingegeben in die Erfassungsschaltung And sensed right ventricular signals are inputted to the detecting circuit 44 44 , deren Ausgabe an Steuerungsblock Whose output to control block 40 40 geliefert wird. is supplied. Auch dargestellt ist Impedanzdetektor Also illustrated is impedance detector 45 45 , welcher Eingaben von Elektroden Which inputs from electrodes 36a 36a , . 38a 38a empfängt zum Liefern von Informationen, die der rechten Herzklappenschließung entsprechen, wobei Zeitablaufinformationen im Steuerungsblock receives for delivering information corresponding to right heart valve closure, which timing information in the control block 40 40 eingegeben werden. be entered. Somit ermöglicht das System Schrittgebung und Erfassung in jeder Kammer, sowie Impedanzdetektion, um eine Indikation des Zeitablaufs der rechten Herzklappenschließung bereitzustellen, welche die Zeit der mechanischen Kontraktion der rechten Klappe repräsentiert. Thus, the system enables pacing and sensing in each chamber, as well as impedance detection to provide an indication of the timing of right heart valve closure, which represents the time of mechanical contraction of the right valve.
  • [0026] [0026]
    Immer noch bezugnehmend auf Still referring to 2A 2A , werden dort zwei komplementäre Schaltungskomponenten für den linken Vorhof und die linke Kammer gezeigt. , There are two complementary circuit components for the left atrium and the left ventricle are shown. Ausgangsgeneratorstufe Output generator stage 47 47 , unter der Steuerung von Block , Under the control of block 40 40 , liefert linke atriale Schrittgebungspulse (LAP), um den linken Vorhof durch Elektrode , Delivers left atrial pacing pulses (LAP) to the left atrium through electrode 34a 34a und entweder Elektrode and either electrode 34b 34b oder Systemmasse anzuregen. encourage or system ground. Eingaben von der linken Vorhofableitung werden verbunden durch Eingabeschaltkreis Inputs from the left atrial drainage are connected by input circuit 46 46 , dessen Ausgabe verbunden wird durch Steuerungsblock Whose output is connected by control block 40 40 . , In ähnlicher Weise stellt Ausgangsstufe Similarly, output stage 48 48 unter der Steuerung von Block under the control of block 40 40 linke ventrikuläre Anregungsschrittgebungspulse (LVP) bereit, welche geliefert werden über Elektroden left ventricular Anregungsschrittgebungspulse (LVP) ready, which will be delivered via electrodes 32a 32a und entweder Elektrode and either electrode 32b 32b oder Systemmasse; or system ground; und linke ventrikuläre Signale werden von Ableitung and left ventricular signals are of derivation 32 32 erfasst und an Eingangsschaltung recorded and input circuit 49 49 eingegeben, welche eine Ausgabe an Block entered, which to an output block 40 40 bereitstellt, die indikativ ist für linke ventrikuläre Signale. providing, which is indicative of left ventricular signals. Auch werden duale Eingaben von der linken atrialen Elektrode Also, dual inputs from the left atrial electrode 34a 34a und der linken ventrikulären Elektrode and the left ventricular electrode 32a 32a in den Links-Herz-Impedanzdetektor in the left heart impedance detector 50 50 eingegeben, was Zeitsteuerungspulse am Block entered what timing pulses at the block 40 40 bereitstellt, die indikativ sind für die Zeitsteuerung der linken Herz-(Mitral-)Klappenschließung. provides, which are indicative of the timing of the left heart (mitral) valve closure. Mit dieser Anordnung hat der Schrittmacher die grundlegenden Zeitsteuerungs- und cardialen Signalinformationen, die erforderlich sind, um Lieferung von Schrittgebungspulsen an entsprechende Herzkammern in Übereinstimmung mit dieser Erfindung zu programmieren. With this arrangement, the pacemaker has the basic timing and cardiac signal information required to program delivery of pacing pulses to respective heart chambers in accordance with this invention. Block Block 40 40 enthält Stromgeneratoren zur Benutzung in der Impedanzdetektion; contains current generators for use in impedance detection; Mikroprozessor oder andere Logik- und Zeitgebungsschaltkreise; Microprocessor or other logic and Zeitgebungsschaltkreise; und den geeigneten Speicher zum Speichern von Daten und Steuerungsroutinen. and suitable memory for storing data and control routines.
  • [0027] [0027]
    Bezugnehmend auf Referring to 2B 2B , wird dort eine diagrammatische Skizze einer Anordnung zur Detektion der linken ventrikulären Impedanzänderung gezeigt, welche im Block , There is a diagrammatic sketch of an arrangement for detecting left ventricular impedance change is shown that the block 40 40 verarbeitet wird, um eine Indikation der Herzleistung zu erlangen. is processed in order to obtain an indication of cardiac output. Wie gezeigt, stellt eine Stromquelle As shown, a current source 52 52 eine konstante Stromquelle über Elektrode a constant current source across electrode 53 53 im rechten Vorhof, welche geeigneterweise Elektrode in the right atrium, which suitably electrode 36a 36a sein kann; can be; und die rechte ventrikuläre Elektrode and the right ventricular lead 54 54 , welche geeigneterweise Elektrode Which suitably electrode 38a 38a sein kann, bereit. can be prepared. Die Stromquelle kann gepulst werden oder sie kann multiplexiert werden in einer Weise, wie nachfolgend diskutiert. The current source can be pulsed or it may be multiplexed in a manner as discussed below. Impedanzsensoren Impedance sensors 57 57 und and 58 58 stellen Signale bereit, die repräsentativ sind für die Impedanzänderungen dazwischen, wobei die Impedanz eine Funktion des Blutvolumens und der Klappenschließung ist, wie eben diskutiert. provide signals representative of impedance changes therebetween, the impedance being a function of blood volume and valve closure, as just discussed. Die Ausgaben von Elektroden The expenditure of electrodes 57 57 , . 58 58 werden verbunden über Impedanzdetektor are connected via impedance detector 56 56 , welcher den Mikroprozessor und/oder andere Verarbeitungsschaltkreise in Block That the microprocessor and / or other processing circuitry in block 40 40 zur Analyse der Impedanzänderungen und zum Treffen einer Feststellung der Herzleistung darstellt. is to analyze the impedance changes and making a determination of cardiac output. Wie be kannt, kann eine Messung der Herzleistung erhalten werden durch Extrahieren der ersten Zeitableitung zyklischer Impedanzänderungen, dz/dt; As known to be a measure of cardiac output can be obtained by extracting the first time derivative of cyclical impedance changes, dz / dt; eine lineare Beziehung besteht zwischen Spitzen-dz/dt und Spitzenausstoßrate. a linear relationship exists between peak dz / dt and peak ejection rate.
  • [0028] [0028]
    Nun Bezug nehmend auf Referring now to 3 3 , wird dort ein Blockdiagramm eines Schrittmachers , There is a block diagram of a pacemaker 30 30 in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung gezeigt, zur Multiplexierung von Verbindungen zu Elektroden, um so Schrittgebung und Erfassung in einer beliebigen der vier cardialen Kammern bereitzustellen, sowie für Impedanzbestimmungen zwischen jeweiligen unterschiedlichen Ableitungselektroden. shown in accordance with a preferred embodiment of this invention, for multiplexing connections to electrodes so as to provide pacing and sensing in any one of the four cardiac chambers, as well as for impedance determinations between respective different lead electrodes. Es wird Bezug genommen auf US-Patent Nr. 5,501,702 für eine vollständige Diskussion dieser Schaltung und insbesondere der Multiplexierungsanordnung, die von Schaltmatrizen Reference is made to US Pat. No. 5,501,702 for a full discussion of this circuit and in particular the multiplexing arrangement, the switching matrices of 68 68 , . 70 70 ausgeführt wird. is executed. Der Schrittmacher The pacemaker 30 30 wird unter der Steuerung der Schaltung is under the control of the circuit 62 62 betrieben, welche einen Mikroprozessor oder eine kundenspezifische integrierte Schaltung einschließen kann, sowie zugeordneten Speicher, in einer auf dem Gebiet der Schrittmacher gut bekannten Weise. operated, which may include a microprocessor or a custom integrated circuit, as well as associated memory, in a manner well known in the field of pacemaker way. Schaltung Circuit 62 62 sorgt für die Verarbeitung von Daten und Erzeugung von Zeitsteuerungssignalen, wie erforderlich. provides for the processing of data and generation of timing signals as required. Steuerungsschaltung Control circuit 62 62 ist gekoppelt an Schrittgebungs-/Erfassungsschaltkreis is coupled to pace / detection circuit 64 64 zur Verarbeitung von Signalen, die die Detektion von elektrischen cardialen Ereignissen, zB P-Zacke, R-Zacke, etc. anzeigen, die von Leitern erfasst werden, welche elektrisch mit Elektroden for processing signals indicating the detection of electrical cardiac events, such as P-wave, R wave, etc., which are covered by conductors which is electrically connected to electrodes 32a 32a - 38b 38b , wie gezeigt, verbunden sind. Are, as shown, connected. Die zuvor genannten Ableitungen sind auch gekoppelt an eine erste Schaltmatrix The derivatives mentioned above are also coupled to a first switch matrix 68 68 und eine zweite Schaltmatrix and a second switch matrix 70 70 . , Matrix Matrix 68 68 stellt eine auswählbare Verbindung zwischen spezifischen Elektroden der Ableitungen provides a selectable connection between specific electrodes of the discharge 32 32 , . 34 34 , . 36 36 und and 38 38 her, und die Stromquelle ago, and the current source 72 72 wird gesteuert durch Schaltung is controlled by circuit 62 62 . , In ähnlicher Weise stellt Schaltmatrix Similarly, switch matrix 70 70 eine auswählbare Verbindung zwischen Ableitungsleitern, die den ausgewählten Elektroden entsprechen, und Impedanzdetektionsschaltung a selectable connection between lead conductors corresponding to selected electrodes, and impedance detection circuit 74 74 her, zwecks Auswahl von Impedanzmessungen. forth, for the purpose of selecting impedance measurements.
  • [0029] [0029]
    Immer noch Bezug nehmend auf Still referring to 3 3 , empfängt Stromquelle Receives power source 72 72 Steuersignale auf Leitung Control signals on line 73 73 vom Schaltkreis from the circuit 62 62 und antwortet darauf zum Liefern konstanter Stromrheographiepulsen auf Ableitungsleitern, die von Schaltmatrix and responds to them for providing constant Stromrheographiepulsen to lead conductors of the switching matrix 68 68 ausgewählt sind, welche wiederum durch Signale auf Bus are selected, which in turn by signals on bus 83 83 geschaltet wird. is switched. Impedanzdetektionsschaltung Impedance detection circuit 74 74 ist geeignet, die Spannung zwischen einem ausgewählten Paar von Elektroden zu überwachen, wobei das Paar auswählbar gekoppelt ist durch Operation von Schaltmatrix is adapted to monitor the voltage between a selected pair of electrodes, wherein the pair is selectable coupled by operation of switch matrix 70 70 , welche wiederum durch Signale auf Bus Which, in turn, by signals on bus 80 80 geschaltet wird. is switched. In dieser Weise bestimmt Schaltung In this manner determined circuit 74 74 die Spannung, und somit die Impedanz, die zwischen zwei ausgewählten Elektroden besteht. the voltage, and hence the impedance, existing between two selected electrodes. Die Ausgabe von Schaltung The output of circuit 74 74 ist verbunden durch A/D-Konverter is connected through A / D converter 76 76 mit Steuerschaltkreis with control circuit 62 62 zur Verarbeitung der Impedanzsignale und Bestimmung des Auftretens mechanischer Ereignisse, wie linke oder rechte Herzklappenschließung. for the processing of the impedance signals and determining the occurrence of mechanical events, such as left or right heart valve closure. Die Steuerung der Schaltmatrix The control of the switching matrix 68 68 durch Signale auf Bus by signals on bus 78 78 und die Steuerung von Schaltmatrix and the control of switch matrix 70 70 durch Signale auf Bus by signals on bus 80 80 sorgt für die Multiplexierung unterschiedlicher Impedanzsignale. provides the multiplexing of different impedance signals.
  • [0030] [0030]
    Es ist zu verstehen, dass in der Systemanordnung von It is to be understood that in the system arrangement of 3 3 Schrittgebungs/Erfassungsschaltkreis Schrittgebungs / detection circuit 64 64 separate Reizpulsausgangsstufen für jeden Kanal einschließen kann, dh jede der vier Kammern, wobei jede der Ausgangsstufen insbesondere adaptiert ist zum Erzeugen von Signalen der programmierten Signalstärke. may include separate stimulus pulse output stages for each channel, ie, each of the four chambers, each of the output stages is particularly adapted for generating signals of the programmed signal strength. Entsprechend kann der Erfassungsschaltkreis vom Block Accordingly, the detection circuit may be of block 64 64 einen separaten Erfassungsverstärker und Prozessorschaltkreis für erfasste Signale von jeder Kammer enthalten, so dass Erfassung entsprechender Wellenabschnitte, wie der P-Zacke, der R-Zacke, der T-Zacke, etc. von RH und von LH optimiert werden kann. contain a separate sense amplifier and processor circuitry for sensed signals from each chamber, so that collection of such shaft sections such as the P-wave, R wave, the T-wave, etc. from RH and can be optimized by LH. Die Pulserzeugungsschaltungen und Erfassungsschaltungen, die hierin benutzt werden, sind in der Schrittmachertechnik gut bekannt. The pulse generating circuits and detection circuits, which are used herein are well known in the pacing art. Zusätzlich können andere Funktionen ausgeführt werden durch den Steuerungsschaltkreis einschließlich Standardschrittmacherfunktionen, wie Zusammenstellen diagnostischer Daten, Betriebsartumschaltung, etc. In addition, other functions can be performed by the control circuitry including standard pacemaker functions such as compiling of diagnostic data, mode switching, etc.
  • [0031] [0031]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 4 4 , wird dort ein Logiksteuerungsflussdiagramm zur Steuerung des Systems dieser Erfindung gezeigt, um einen Patienten mit LBBB schrittgebend anzuregen. , There a logic control flow diagram is shown for controlling the system of this invention to stimulate a patient with LBBB step of print. Die Annahme ist die, dass das RH normal ist und dass Sinussignale vom SA-Knoten normal zum LA geleitet werden; The assumption is that the RH is normal and that sine signals are directed normal to LA from the SA node; dass jedoch die LBBB manifestiert ist durch langsame Leitung zum LV, so dass das LV sich nicht kontrahiert, wenn es sollte. but that the LBBB is manifested by slow conduction to the LV, such that the LV does not contract when it should. Als eine Konsequenz tritt mitrale Rückströmung oder Rückfluss von Blut durch die Klappe auf, weil das LV sich nicht kontrahiert, wenn es gefüllt ist aus dem LA; As a consequence occurs mitral backflow or back flow of blood through the valve because the LV does not contract when it is filled from the LA; und die Kontraktion des LV ist, wenn sie auftritt, später als diejenige des RV, was weiterhin dazu beiträgt, die LH-Leistung zu vermindern. and the contraction of the LV, when it occurs, is later than that of the RV, which further helps to reduce the LH output.
  • [0032] [0032]
    Wie bei As in 101 101 zu sehen, überwacht der Schrittmacher das RH und kriegt eine Messung von RMAV. to see the pacemaker monitors the RH and get a measurement of RMAV. Dies wird getan durch Erfassen der Rechtsklappenschließung durch RH-Impedanzmessung und Zeitsteuern der Verzögerung von der atrialen Depolarisation (RAS) bis zur Klappenschließung. This is done by detecting the right flap closure through RH impedance measurement and timing the delay from the atrial depolarization (RAS) to flap closure. Dann, bei Then, at 102 102 , wird der Schrittmacher gesteuert, um LV schrittgebend anzuregen mit einem LAVD, so dass LMAVD ungefähr gleich ist zu RMAVD. , The pacemaker is controlled to stimulate LV step giving a LAVD so that LMAVD is approximately equal to RMAVD. Wäh rend dieses Schrittes werden Impedanzmessungen gemacht im LV, und eine Messung von LMAVD wird erhalten. Currency ing this step impedance measurements are made in the LV, and a measure of LMAVD is obtained. Auf der Grundlage dieser Bestimmung wird der Wert von LAVD justiert, um LMAVD mit RMAVD im Wesentlichen abzugleichen. Based on this determination, the value of LAVD is adjusted to match LMAVD with RMAVD substantially. Man beachte, dass normale Leitung durch das LV eine Größenordnung von 50 – 60 ms benötigt, so dass erwartet wird, dass das LV schrittgebend angeregt werden sollte vor dem Auftreten der RV-Klappenschließung, so dass die LV-Klappenschließung ungefähr zur gleichen Zeit wie oder sogar ein wenig früher als die RV-Klappenschließung auftritt. Note that normal conduction through the LV one order of magnitude from 50 to 60 ms are required, so it is expected that that the LV should be encouraged walked factor before the occurrence of the zip flap closure so that the LV-flap closure at about the same time as or even a little earlier than the zippered flap closure occurs. Das Veranlassen des LV, sich gerade vor dem RV zu schließen, mag eine Erhöhung der LH-Leistung bereitstellen, welche die geringe resultierende RV-Funktionsstörung aufgrund dessen, dass die Scheidewand zunächst zum LV gezogen wird, ausgleicht. Causing the LV, to close just before the RV may, provide an increase of LH power that the low resulting RV dysfunction due to the fact that the partition is first drawn to the LV, compensates. Somit wird die Zeitsteuerung der Lieferung von jedem LVP justiert, um LMAVD ungefähr gleichzusetzen zu RMAVD. Thus, the timing of the delivery of each LVP is adjusted to RMAVD LMAVD equate approximately. Dann, bei Then, at 104 104 , wird der Wert von LAVD weiter justiert, während R- und L-Klappenschließung überwacht wird, und LMAVD wird relativ zu RMAVD justiert. , The value of LAVD is further adjusted, while R and L valve closure is monitored, and LMAVD is adjusted relative to RMAVD. Diese Justierung oder Variation von LMAVD kann gemacht werden durch Ändern von LAVD bei jedem Zyklus oder allen nZyklen, um diese bezüglich des Werts von RMAVD zu suchen. This adjustment or variation of LMAVD can be made by changing LAVD each cycle, or all nZyklen to find this on the value of RMAVD. Herzleistung wird erhalten durch eine Links-Herz-Impedanzmessung und geeignete Signalverarbeitung für jede Einstellung der Differenz zwischen den rechten und linken Klappenschließungen, und entsprechende Werte von CO und LMAVD werden bei Cardiac output is obtained by a left heart impedance measurement and appropriate signal processing for each setting of the difference between the right and left flap closures, and corresponding values of CO and LMAVD be at 105 105 gespeichert. stored. Der höchste oder maximale Wert der Herzleistung wird bestimmt, und LAVD wird eingestellt, so dass die resultierende MLAVD gleich der Differenz, verglichen zu RMAVD, ist, um die höchste Herzleistung zu erhalten. The highest, or maximum value of cardiac output is determined, and LAVD is set so that the resultant MLAVD the difference compared to RMAVD is the same, in order to obtain the highest cardiac output. Auf diese Weise wird die Zeitsteuerung der linksventrikulären Schrittgebungspulse eingestellt, um im Wesentlichen bi-ventrikuläre mechanische Synchronisation zu produzieren für die größte Herzleistung. In this way, the timing of left ventricular pacing pulses is set to substantially produce bi-ventricular mechanical synchronization for the greatest cardiac output. Der festgestellte Wert von LAVD und die entsprechende GV-RV-Differenz werden gespeichert. The observed value of LAVD and the corresponding GM RV difference is stored.
  • [0033] [0033]
    Immer noch Bezug nehmend auf Still referring to 4 4 , geht der Schrittmacher bei , The pacemaker goes on 106 106 dazu über, den LV schrittgebend anzuregen mit diesem festgestellten Wert von LAVD, der mechanische Synchronisation bereitstellt. over to the LV to stimulate critical step provides this value determined by LAVD, the mechanical synchronization. Wenn die natürliche Sinusrate variiert, will der Schrittmacher natürlich folgen; If the natural sinus rate varies, the pacemaker will follow naturally; wenn die spontane RAVD variiert, aber die LAVD der Änderung nicht folgt, wird die mechanische Synchronisation verloren gehen. if the spontaneous RAVD varies, but the LAVD does not follow the change, the mechanical synchronization will be lost. Dementsprechend überwacht der Schrittmacher bei Accordingly, the pacemaker monitors at 107 107 die natürliche Sinusrate oder atriale Schrittgebungsrate und stellt fest, ob eine signifikante Änderung in der atrialen Rate stattgefunden hat. the natural sinus rate or atrial pacing and determines whether a significant change has occurred in the atrial rate. Wenn ja, justiert der Schrittmacher bei If so, the pacemaker calibrated for 109 109 LAVD entsprechend, um mechanische Synchronisation für optimale Leistung beizubehalten. LAVD accordingly to maintain mechanical sync for optimum performance. Obwohl nicht gezeigt, kann der Schrittmacher periodisch zu Block Although not shown, the pacemaker can periodically block 101 101 zurückgehen, um den gewünschten Wert von LAVD erneut zu bestimmen. go back to adjust the value of LAVD again.
  • [0034] [0034]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 5 5 , wird dort ein Flussdiagramm gezeigt zur schrittgebenden Anregung eines Patienten mit IAB; , There is a flow diagram is shown for step excitation imaging of a patient with IAB; ein derartiger Patient kann auch LBBB haben. such a patient may have LBBB as well. Hier ist es notwendig, die Steuerung des LA zu übernehmen durch schrittgebende Anregung, bevor die atriale Depolarisation (spät) an den LA geleitet wird. Here it is necessary to control the LA to take decisive steps by excitation before the atrial depolarization (late) is sent to the LA. Bei With 110 110 überwacht der Schrittmacher das Muster der LA-Depolarisation relativ zur RA-Depolarisation, dh er bestimmt die inter-atriale Verzögerung. the pacemaker monitors the pattern of LA depolarization relative to RA depolarization, ie it determines the inter-atrial delay. Bei With 111 111 wird festgestellt, ob der LA schrittgebend angeregt werden sollte, auf der Grundlage des atrialen Depolarisationsmusters. it is determined whether the LA should be encouraged step factor, based on the atrial Depolarisationsmusters. Wenn ja, stellt der Schrittmacher eine RA-LA-Verzögerung bei If so, the pacemaker an RA-LA delay at 112 112 ein, welche einem gesunden Herz entspricht und welche das Erfassen des LA ermöglicht. a, which corresponds to a healthy heart, and which enables the detection of the LA. Bei With 114 114 wird der Wert von RMAVD erhalten, wie in Verbindung mit the value of RMAVD is obtained, as described in connection with 4 4 beschrieben wurde. has been described. Dann, bei Then, at 116 116 , wird LAVD bestimmt für eine erste Einstellung der mechanischen Synchronisation; , LAVD is intended for a first adjustment of the mechanical synchronization; dies kann getan werden durch Einstellen von LAVD, um LV-Kontraktion zur gleichen Zeit wie RV-Kontraktion (Klappenschließung) zu produzieren, oder früher, bei einer kleinen Zeiterhöhung. this can be done by setting LAVD to produce LV contraction at the same time as RV contraction (valve closure), or earlier, at a small time increment. Dann wird LAVD variiert, wie gezeigt bei Then, LAVD is varied, as shown at 117 117 , und LMAVD und CO werden bestimmt entsprechend zu jedem Wert von LAVD. And LMAVD and CO are determined corresponding to each value of LAVD. Der Wert von LAVD wird eingestellt auf den Wert, der maximaler Herzleistung entspricht, und dieser Wert und die mechanische LV-RV-Beziehung oder mechanischer Synchronisationswert wird gespeichert für die ausgewählte LAVD. The value of LAVD is set to the value corresponding to maximum cardiac output, and this value and the LV-RV mechanical relationship or mechanical synchronization value is stored for the selected LAVD. Bei With 118 118 regt der Schrittmacher LA und LV schrittgebend an, in Übereinstimmung mit den Werten, die bestimmt werden. stimulates the pacemaker LA and LV to step factor, in accordance with the values determined. Im Falle einer signifikanten Änderung der atrialen Rate wird LAVD justiert, um die Ratenänderung zu kompensieren und um die mechanische LV-RV-Beziehung, für die zuvor gefunden wurde, dass sie maximaler Herzleistung entspricht, im Wesentlichen beizubehalten, wie gezeigt bei In case of a significant change in atrial rate, LAVD is adjusted to compensate for the rate change, and was found to the LV-RV mechanical relation, for the previously that it corresponds to maximum cardiac output, to maintain substantially as shown at 120 120 , . 121 121 . , Obwohl nicht gezeigt, kann die Feststellung der inter-atrialen Verzögerung und der LAVD automatisch wiederholt werden im Falle großer Änderungen der Sinusrate oder eines Vorübergehens einer vorbestimmten Zeitdauer. Although not shown, the determination of inter-atrial delay and LAVD can be repeated automatically in the event of major changes in the sinus rate or a pre-walking a predetermined period of time.
  • [0035] [0035]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 6 6 , wird dort ein vereinfachtes Flussdiagramm für eine Prozedur in Übereinstimmung mit dieser Erfindung gezeigt zum Ausführen bi-ventrikulärer Schrittgebung, um so Herzleistung (CO) zu maximieren. , There is a simplified flow diagram for a procedure in accordance with this invention is shown for carrying out bi-ventricular pacing, so as to maximize cardiac output (CO). Diese Routine ist geeignet für Patienten, die rechts-ventrikuläre Schrittgebung benötigen und die auch von synchroner links-ventrikulärer Schrittgebung profitieren können. This routine is suitable for patients who need right ventricular pacing-and can also benefit from synchronous left ventricular pacing. In diesem Beispiel wird angenommen, dass atriale Schritt gebung nicht erforderlich ist, aber wenn der Patient atriale Schrittgebung erfordert, kann die Routine entsprechend angepasst werden. In this example it is assumed that atrial step environment is not required, but if the patient requires atrial pacing, the routine can be adapted appropriately.
  • [0036] [0036]
    Bei Block At block 130 130 wird zunächst ein gebräuchlicher Wert der AV-Verzögerung (AVD) eingestellt. a common value of the AV delay (AVD) is first set. Bei Block At block 132 132 werden sowohl die linke Herzkammer als auch die rechte Herzkammer schrittgebend angeregt, anfänglich mit dem zuvor eingestellten Wert von AVD, aber dann mit einer variierenden AVD. both the left ventricle and the right ventricle are stimulated step factor, initially with the previously set value of AVD, but then with a varying AVD. So wie AVD variiert oder relativ zur anfänglichen Einstellung durchprobiert wird, macht der Schrittmacher Feststellungen der Herzleistung durch Verarbeiten von Impedanzsignalen vom linken Herz oder der linken Herzkammer in der oben diskutierten Weise. Just as varied or AVD tried relative to the initial setting, the pacemaker makes determinations of cardiac output by processing impedance signals from the left heart or the left ventricle in the manner discussed above. Werte von CO werden zusammen mit unterschiedlichen Werten von AVD gespeichert, und der optimale Wert einer gebräuchlichen AVD wird entsprechend zur maximalen CO bestimmt. Values of CO are stored together with different values of AVD, and the optimal value of a common AVD is determined corresponding to maximum CO. Dann, bei Block Then, at block 134 134 , wird der Wert von LAVD relativ zu RAVD variiert, so dass der linke Schrittgebungspuls zu vom rechten Schrittgebungspuls unterschiedlichen Zeiten geliefert wird. , The value of LAVD is varied relative to RAVD, such that the left pacing pulse is delivered at different times from the right pacing pulse. Es ist daran zu erinnern, dass, wie oben diskutiert, für maximale Herzleistung es wünschenswert sein kann, die linke Herzkammer kurz vor der rechten Herzkammer schrittgebend anzuregen, und dieser Schritt ist ein Suchschritt, um die zeitliche Beziehung zwischen den zwei ventrikulären Schrittgebungspulsen zu bestimmen, welche in der besten Herzleistung resultieren. It should be recalled that, as discussed above, for maximum cardiac output, it may be desirable to stimulate the left ventricle step giving just before the right ventricle, and this step is a search step to determine the temporal relationship between the two ventricular pacing pulses, resulting in the best cardiac output. CO wird bestimmt, während die ventrikuläre Synchronisationsbeziehung variiert wird, und die entsprechende optimale LAVD wird bestimmt. CO is determined while the ventricular synchronization relationship is varied and the corresponding optimum LAVD is determined. Wenn diese erhalten wurde, geht die Routine zu Block When this has been obtained, the routine proceeds to block 136 136 und regt den Patienten schrittgebend an bei den festgestellten Werten von LAVD und RAVD. and encourages the patient to step factor in the observed values of LAVD and RAVD. Wie bei As in 138 138 angedeutet, kann der Schrittmacher periodisch feststellen, ob ein Test erwünscht ist. indicated, the pacemaker can periodically determine whether a test is desired. Wenn ja, verzweigt die Routine zurück zu If so, the routine branches back to 130 130 , um den Test zu durchlaufen und die optimalen Werte von LAVD und RAVD erneut zu bestimmen. To pass the test and to determine the optimal values of LAVD and RAVD again. Es ist anzumerken, dass die Schritte der Blöcke It is to be noted that the steps of blocks 132 132 und and 134 134 in umgekehrter Reihenfolge gemacht werden können, dh Schritt can be made in reverse order, ie step 134 134 zuerst und dann Schritt first and then step 132 132 . ,
  • [0037] [0037]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 7 7 , wird dort ein alternatives Blockdiagramm von Komponentenabschnitten eines Schrittmachers in Übereinstimmung mit dieser Erfindung gezeigt, zur Bereitstellung maximaler Flexibilität im Sinne von Schrittgebung, cardialer Signalerfassung und Impedanzerfassung. , There an alternative block diagram of components of portions of a pacemaker is shown in accordance with this invention, for providing maximum flexibility in terms of pacing, of cardiac signal sensing and impedance sensing. Zumindest zwei Elektroden sind positioniert in oder nahe von jeder Herzkammer, in der wie oben in Verbindung mit At least two electrodes are positioned in or near from each heart chamber, in the above in connection with 1 1 diskutierten Weise, und ihrerseits mit Block discussed ways and turn to block 150 150 verbunden. connected. Wie in How to 7 7 angedeutet, ist Block indicated, block 150 150 eine Ausgabe/Eingabe- Schaltmatrix und verbindet sich mit Block an output / input switch matrix and connects to block 152 152 in der in in the in 3 3 beschriebenen Weise. manner described. Somit stellt Block Thus, block 152 152 Schrittgebungspulse bereit, welche verbunden werden können durch Matrix Pacing pulses ready, which can be connected by matrix 150 150 zu jeder der vier Kammern und hat Erfassungsverstärkerschaltkreise für Erfassungssignale von jeder der vier Kammern. to each of the four chambers, and has sense amplifier circuitry for sensing signals from each of the four chambers. Block Block 150 150 stellt weiterhin eine Multiplexschaltanordnung zum Schalten einer Stromquelle über ausgewählte Paare von acht Elektroden für Impedanzmessungszwecke bereit, wiederum in Übereinstimmung mit der Diskussion der further provides a multiplex switch array for switching a current source across selected pairs of the eight electrodes for impedance measuring purposes ready to turn in accordance with the discussion 3 3 . , Die erfassten Impedanzsignale werden geeigneterweise von der Anordnung The impedance detected signals are suitably of the arrangement 150 150 zum digitalen Signalverarbeitungsschaltkreis to the digital signal processing circuit 161 161 übertragen, welcher Teil von Block transferred, which part of block 152 152 ist. is. Block Block 152 152 ist in einer Zwei-Wege-Verbindung mit den Zeitsteuermodulen, die in Block is in a two-way connection with the timing modules in block 154 154 gezeigt sind, zum Zeitsteuern der Erzeugung von Schrittgebungspulsen, Stromquellenpulsen und der Erzeugung von Erfassungsfenstern. are shown, for timing the generation of pacing pulses, current source pulses, and the generation of sensing windows. Blöcke Blocks 150 150 , . 152 152 und and 154 154 sind weiterhin miteinander verbunden durch Steuerbus are further connected by control bus 163 163 . , Daten werden übermittelt zwischen Signalverarbeitungsblock Data is transferred between signal processing block 170 170 und Block and block 154 154 über Datenbus via data bus 157 157 . , Block Block 154 154 wiederum ist verbunden mit Mikroprozessor in turn is connected to microprocessor 156 156 über Haushaltsbus on household bus 151 151 , Datenbus , Data bus 153 153 und Steuerungsbus and control bus 154 154 . , Durch diese Anordnung kann Impedanzerfassung durchgeführt werden über eine beliebige Kombination der vier Herzkammern, zB rechter Vorhof vs. By this arrangement impedance detection can be performed on any combination of the four chambers of the heart, such as right atrium vs. linker Vorhof; left atrium; rechte Herzkammer vs. right ventricle vs. linke Herzkammer; left ventricle; rechter Vorhof vs. right atrium vs. linke Herzkammer; left ventricle; und linker Vorhof vs. and left atrium vs. rechte Herzkammer. right ventricle. Impedanzmessungen zwischen diesen Kombinationen von Kammern können durchgeführt werden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung zum Zwecke der Analyse und Bestätigung von Herzrhythmusstörungen einschließlich von Fibrillieren. Impedance measurements between these combinations of chambers can be carried out in accordance with this invention for the purpose of analysis and confirmation of cardiac arrhythmias including fibrillation. Weiterhin können Änderungen in Leitungsmustern, wie sie in der Morphologie solcher Impedanzmessungen gesehen werden können, überwacht und verarbeitet werden, um Feststellungen zu machen über den Fortschritt einer Herzfunktionsstörung. Furthermore, changes in conduction patterns, as can be seen in the morphology of such impedance measurements are monitored and processed to make statements on the progress of cardiac dysfunction. Somit können Kreuzmessungen von RA-LV und LA-RV nützlich sein zur Erlangung von Verläufen, um Änderungen festzustellen, die den Fortschritt einer Herzfehlfunktion andeuten. Thus, cross-measurements of RA-LV and LA-RV can be useful for obtaining histories to determine changes that indicate the progress of heart failure.
  • [0038] [0038]
    Bezugnehmend nun auf Referring now to 8A 8A , erhält der Schrittmacher bei Block , The pacemaker replaced with block 160 160 zunächst Impedanzmessungen zwischen entweder den LA und RA oder zwischen LV und RV. first impedance measurements between either the LA and RA, or between LV and RV. Diese Impedanzwerte werden verarbeitet bei This impedance values are processed in 162 162 , und bei And wherein 164 164 wird eine Feststellung gemacht, ob die atrialen oder ventrikulären Rhythmen regulär oder nicht-physiologisch sind. a determination is made as to whether the atrial or ventricular rhythms are regular or non-physiological. Diese Feststellung kann gemacht werden einfach durch beispielsweise Erfassen von Differenzen über die Zeit und Vergleichen solcher Differenzen mit vorbestimmten Kriterien. This finding can be made simple by, for example detecting differences over time and comparing such differences to predetermined criteria. Wenn ein Rhythmus als nicht-regulär festgestellt wird, dann wird eine Feststellung der Rhythmusstörung gemacht bei When a rhythm is established as a non-regular, then a determination of arrhythmia is made at 166 166 . ,
  • [0039] [0039]
    Eine geeignete Antwort wird bei An appropriate response is in 168 168 gemacht. made. Bezugnehmend auf Referring to 8B 8B , erhält der Schrittmacher bei Block , The pacemaker replaced with block 170 170 Kreuzmessungen von Impedanzen, zB zwischen RA und LV oder zwischen LA und RV. Cross-measurements of impedances, eg between RA and LV or between LA and RV. Diese Messungen werden gespeichert und verarbeitet, wie angedeutet bei These measurements are stored and processed as indicated at 172 172 , und ausgewertet bei And evaluated at 174 174 , um festzustellen, ob sie HF oder Entwicklung hin zu HF andeuten. To determine whether they indicate HF or development towards HF. Wenn ja, kann eine geeignete Antwon gemacht werden, dargestellt bei If so, a suitable Antwon can be represented in 176 176 , zB Bereitstellung einer Warnung, welche abgerufen werden kann durch einen externen Programmierer. Such as providing a warning, which can be accessed by an external programmer.
  • [0040] [0040]
    Der Schutzbereich der Erfindung erstreckt sich auf andere Konditionen von CHF, zusätzlich zu den hier dargestellten. The scope of the invention extends to other conditions of CHF, in addition to those shown here. In jedem Fall muss auf die Kondition eines Patienten auf individueller Basis geantwortet werden. In any case, it must be replied to the condition of a patient on an individual basis. In Übereinstimmung mit dieser Erfindung schließt die Systemantwort jedoch eine Bestimmung mechanischer Ereignisse ein, zB Klappenschließung, vorzugsweise auf jeder Seite des Herzens, und Programmierung der Schrittgebungs-Escape-Intervalle auf der Grundlage der Berücksichtigung mechanischer Ereignisse und einer Bestimmung von Variationen der Herzleistung mit Variationen der LAVD und/oder mechanischer ventrikulärer Synchronisation. In accordance with this invention, however, the system response includes a determination of mechanical events, eg flap closure, preferably on each side of the heart, and programming of the Schrittgebungs escape intervals on the basis of consideration of the mechanical events and a determination of variations of cardiac output with variations of the LAVD and / or mechanical ventricular synchronization. Das System dieser Erfindung kann benutzt werden in einem implantierten Schrittmachersystem; The system of this invention can be used in an implanted pacemaker system; oder die Systemprozeduren können ausgeführt werden mit einem externen System zur Bestimmung der optimalen Programmierung eines Schrittmachers, welcher implantiert oder neu programmiert werden soll. or the system procedures can be performed with an external system to determine the optimal programming of a pacemaker, which is to be implanted or reprogrammed.
Classifications
International ClassificationA61N1/368, A61N1/362, A61N1/365
Cooperative ClassificationA61N1/3682, A61N1/36521, A61N1/368, A61N1/3627, A61N1/3622
European ClassificationA61N1/362C, A61N1/365B2, A61N1/362A2