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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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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, um von der 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, um 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, um 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, um 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 so ausgebildet ist, dass sie fähig ist, eine evozierte Reaktion
auf einen durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung ausgegebenen
Stimulationsimpuls, durch Abfühlen
mit der genannten ersten Abfühlvorrichtung
innerhalb eines ersten Zeitintervalls zu detektieren, das auf einen
Stimulationsimpuls folgt, der durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
ausgegeben worden ist;
die genannte Steuerschaltung so ausgebildet
ist, dass sie fähig
ist, eine evozierte Reaktion auf einen durch die genannte zweite
Stimulationsvorrichtung ausgegebenen Stimulationsimpuls, durch Abfühlen mit
der genannten zweiten Abfühlvorrichtung
innerhalb eines zweiten Zeitintervalls zu detektieren, das auf einen
Stimulationsimpuls folgt, welcher durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung
ausgegeben worden ist;
die genannte Steuerschaltung so ausgebildet
ist, dass sie fähig
ist mit Zeitzyklen zu arbeiten, die normalen Herzzyklen entsprechen;
die
genannte Steuerschaltung ausgebildet ist, innerhalb eines solchen
Zeitzyklus Stimulationsimpulse sowohl mit der genannten ersten Stimulationsvorrichtung
als auch mit der genannten zweiten Stimulationsvorrichtung auszugeben,
mit einem Zeitabstand (V-V) zwischen einem Stimulationsimpuls, der
durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung ausgegeben worden
ist und einem Stimulationsimpuls, der durch die genannte zweite
Stimulationsvorrichtung ausgegeben worden ist, wobei die Steuerschaltung so
ausgebildet ist, dass sie mit einem solchen Zeitabstand (V-V) arbeitet,
dass ein durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung ausgegebener
Stimulationsimpuls wenigstens im Wesentlichen in das genannte erste
Zeitintervall fällt.
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In
einer solchen Vorrichtung ist die Detektion einer evozierten Reaktion
auf einen durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung gelieferten
Stimulationsimpuls schwierig, da während des Zeitintervalls, in
dem durch die genannte erste Abfühlvorrichtung
eine evozierte Reaktion abzufühlen
ist, durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung ein Impuls
geliefert wird.
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Es
ist deshalb ein Ziel der Erfindung eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung
vorzusehen, die das, im vorgehenden Absatz beschriebene Problem überwindet.
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 Steuerschaltung so
ausgebildet ist, dass sie eine solche temporärere Modifikation der Arbeitsweise
der Vorrichtung ausführt,
dass in dem genannten ersten Zeitintervall während wenigstens eines Zeitzyklus
durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung kein Stimulationsimpuls
geliefert wird.
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Da
durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung während des
ersten Zeitintervalls kein Stimulationsimpuls geliefert wird, interferiert
kein Stimulationsimpuls aus der zweiten Stimulationsvorrichtung
mit dem Abfühlvorgang
einer evozierten Reaktion während
des genannten ersten Zeitintervalls. Demzufolge ist es möglich festzustellen,
ob während des
genannten ersten Zeitintervalls eine evozierte Reaktion abgefühlt wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Vorrichtung ist die Steuerschaltung so ausgebildet, dass die genannte
temporäre
Modifikation der Arbeitsweise durch Nichtliefern eines Stimulationsimpulses
durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung während des
genannten Zeitzyklus ausgeführt
wird.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform wird
der genannte Zeitabstand (V-V) derart verringert, dass der durch
die genannte zweite Stimulationsvorrichtung ausgegebene Stimulationsimpuls
im Wesentlichen zur gleichen Zeit, wie der durch die genannte erste
Stimulationsvorrichtung gelieferte Stimulationsimpuls kommt. Mit "im Wesentlichen zur gleichen
Zeit" ist hier gemeint,
dass der durch die zweite Stimulationsvorrichtung gelieferte Stimulationsimpuls
wenigstens vor dem genannten ersten Zeitintervall kommt. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass, obgleich ein Capture im ersten Ventrikel bestätigt werden
kann, der zweite Ventrikel noch stimuliert werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Alternative wird statt dessen der genannte Zeitabstand
(V-V) derart vergrößert, dass
der durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung ausgegebene
Stimulationsimpuls nach dem genannten ersten Zeitintervall kommt.
Diese Alternative kann beispielsweise vorteilhaft sein, falls während der
normalen Arbeitsweise der Vorrichtung der durch die zweite Stimulationsvorrichtung
gelieferte Stimulationsimpuls zeitlich ziemlich spät innerhalb
des genannten ersten Zeitintervalls auftritt. Diese Ausführungsform
bedeutet, dass der durch die zweite Stimulationsvorrichtung gelieferte
Stimulationsimpuls derart verzögert
wird, dass er nach dem genannten ersten Zeitintervall kommt. Deshalb
kann auch in diesem Fall ein Capture im ersten Ventrikel bestätigt werden.
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Vorzugsweise
wird die genannte temporäre Modifikation
der Arbeitsweise während
einer Vielzahl von Zeitzyklen ausgeführt. Diese Zeitzyklen können entweder
unmittelbar aufeinander folgen oder mit einem Zwischenraum von einem
oder mehreren Zeitzyklen dazwischen. Um die Zuverlässigkeit
der Capture-Detektion hinsichtlich des ersten Ventrikels zu erhöhen, wird
somit die temporäre
Modifikation vorzugsweise mehrere Male durchgeführt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
die Steuerschaltung so ausgebildet, dass während der genannten mehreren
Zeitzyklen die Energie der durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
gelieferten Stimulationsimpulse variiert wird und mit der genannten
ersten Abfühlvorrichtung
mögliche
evozierte Reaktionen während
des genannten ersten Zeitintervalls detektiert werden, derart, dass
für die, durch
die genannte erste Stimulationsvorrichtung ausgegebenen Stimulationsimpulse
eine geeignete Impulsenergie bestimmt wird. Gemäß dieser Ausführungsform
wird so eine sogenannte Stimulationsschwellensuche für die, durch
die erste Stimulationsvorrichtung ausgegebenen Stimulationsimpulse
ausgeführt.
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Die
Steuerschaltung kann entweder so ausgebildet sein, dass sie die
genannte temporäre
Modifikation der Arbeitsweise der Vorrichtung bei vorbestimmten
Zeitereignissen automatisch einleitet oder in Reaktion auf Signale
einer Art, die eine Anzeige für ein
Nicht-Capture des genannten ersten Ventrikels sein könnten. Eine
Möglichkeit
hierzu besteht darin, die Vorrichtung mit einem ersten Zeitfenster
zu betreiben und während
des genannten ersten Zeitfensters mit der genannten ersten Abfühlvorrichtung
Signale abzufühlen,
die typisch für
eine R-Welle sind, die aus dem genannten zweiten Ventrikel zum genannten
ersten Ventrikel übertragen
worden ist (oder aus irgendeinem anderen Teil des Herzens, wie beispielsweise
dem A-V-Knoten), wobei die Detektion eines solchen für eine R-Welle
typischen Signals die genannte Anzeige für ein Nicht-Capture bildet. Wie oben beschrieben,
kann ein verzögertes
Depolarisationsmuster eine Anzeige für die Tatsache sein, dass der
fragliche Ventrikel kein Capture erfahren hat. Eine Detektion einer
typischen R-Welle während
des genannten ersten Zeitfensters ist somit eine Anzeige für die Tatsache,
dass im ersten Ventrikel kein Capture erfolgt ist. Deshalb ist es
vorteilhaft eine derartige Detektion für die Einleitung der oben beschriebenen temporären Modifikation
der Arbeitsweise der Vorrichtung zu benutzen, um zu bestätigen, ob
ein Capture erfolgt ist oder nicht.
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Das
erwähnte
erste Zeitfenster endet vorzugsweise wenigstens vor 400 ms nach
der Ausgabe des genannten Stimulationsimpulses durch die genannte
erste Stimulationsvorrichtung und beginnt zwischen 0 ms und 150
ms nach der Ausgabe des genannten Stimulationsimpulses durch die
genannte erste Stimulationsvorrichtung. Das erwähnte erste Zeitfenster fällt so in
die Periode, die der normalen biologischen Refraktärperiode
des ersten Ventrikels entspricht.
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Das
erwähnte
erste Zeitintervall beginnt vorzugsweise 0 bis 30 ms nach der Ausgabe
eines Stimulationsimpulses durch die genannte erste Stimulationsvorrichtung
und ist zwischen 25 ms und 100 ms lang. Analog beginnt das zweite
Zeitintervall vorzugsweise 0 ms bis 30 ms nach der Ausgabe eines
Stimulationsimpulses durch die genannte zweite Stimulationsvorrichtung
und ist zwischen 25 ms und 100 ms lang. Diese Zeitintervalle sind
zur Detektion einer möglichen
evozierten Reaktion in dem betreffenden Ventrikel geeignet.
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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 Vorteiler
zielt.
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Zur
Verwendung der Erfindung wird das System in ein menschliches oder
tierisches Wesen implantiert, wobei die genannte erste Stimulationselektrode
in oder an einem ersten Ventrikel des Herzens des genannten menschlichen
oder tierischen Wesens positioniert wird, und wobei die genannte
zweite Stimulationselektrode in oder an einem zweiten Ventrikel
des Herzens positioniert wird. Das System wird vorzugsweise bei
einem menschlichen oder tierischen Wesen eingesetzt, das an einem
kongestiven Herzversagen leidet. Das fragliche Wesen kann an einem
Schenkelblock leiden.
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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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5a, 5b, 5c zeigen
schematisch die Arbeitsweise der Vorrichtung.
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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 erste 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 ist so ausgebildet, dass sie in der
Lage ist, innerhalb eines ersten Zeitintervalls ER1, durch Abfühlen mit
der ersten Abfühlvorrichtung 16,
eine evozierte Reaktion auf einen Stimulationsimpuls 11,
der durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 ausgegeben
worden ist, zu detektieren. Die Steuerschaltung 14 ist
auch so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, durch Abfühlen mit
der zweiten Abfühlvorrichtung 17 innerhalb
eines zweiten Zeitintervalls ER2 eine evozierte Reaktion auf einen
Stimulationsimpuls 12 zu detektieren, 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 ist so ausgebildet, dass sie in der
Lage ist, mit Zeitzyklen zu arbeiten, die den normalen Herzzyklen
entsprechen. Eine solche Arbeitsweise ist für eine implantierbare Herzstimulationsvorrichtung üblich. Die
Zeitzyklen werden durch voreingestellte Zeittaktintervalle bestimmt,
die auch von detektierten Signalen abhängig sein können. Die Steuerschaltung 14 ist
so ausgebildet, dass sie innerhalb eines solchen Zeitzyklus Stimulationsimpulse
mittels sowohl der ersten Stimulationsvorrichtung 18 als
auch der zweiten Stimulationsvorrichtung 19 mit einem Zeitabstand
V-V zwischen diesen Stimulationsimpulsen liefert.
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Es
sei bemerkt, dass es für
einen bi-ventrikulären
Stimulator bekannt ist, dass es manchmal vorteilhaft ist, die Stimulationsimpulse
mit einem solchen Zeitabstand V-V zu liefern, dass die Blutpumpeigenschaft
des Herzens optimiert werden. In der Situation, auf die sich die
vorliegende Erfindung bezieht, ist der Zeitabstand V-V derart, dass
durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 ein Stimulationsimpuls 12 zu einem
Zeitpunkt geliefert wird, der in das erwähnte erste Zeitintervall ER1
fällt.
Es ist deshalb schwierig eine evozierte Reaktion auf einen durch
die erste Stimulationsvorrichtung 18 gelieferten Stimulationsimpuls 11 zu
detektieren. Gemäß der Erfindung
ist die Steuerschaltung 14 so ausgebildet, dass sie eine temporäre Modifikation
der Arbeitsweise der Vorrichtung 10 derart ausführt, dass
während
wenigstens eines Zeitzyklus durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 kein
Stimulationsimpuls geliefert wird, so lange das genannte erste Zeitintervall
ER1 andauert.
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Die
Steuerschaltung 14 kann so ausgebildet sein, dass sie die
temporäre
Modifikation des Betriebes der Vorrichtung 10 während einer
Vielzahl von Zeitzyklen, entweder aufeinanderfolgen den Zyklen oder
intermittierenden Zyklen ausführt.
Während
der temporären
Modifikation des Betriebes ist es möglich eine evozierte Reaktion
auf den durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 gelieferten
Stimulationsimpuls 11 zu detektieren, da während des
ersten Zeitintervalls ER1 durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 kein
Stimulationsimpuls ausgegeben wird. Durch Modifizieren des Betriebes
der Vorrichtung 10 über eine
Vielzahl von Zeitzyklen ist es möglich
die Steuerschaltung 14 so auszubilden, dass sie die Energie der
durch die erste Stimulationsvorrichtung 18 gelieferten
Stimulationsimpulse 11 variiert und mögliche evozierte Reaktionen
während
des ersten Zeitintervalls ER1 mit der ersten Abfühlvorrichtung 16 detektiert.
Durch Variieren der Stimulationsenergie kann ein Schwellenwert der
Impulsenergie bestimmt werden. Wie eine derartige Schwellensuche
auszuführen
ist, ist dem Fachmann auf dem betreffenden Gebiet bekannt.
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Die
Steuerschaltung 14 kann so ausgebildet sein, dass sie die
temporäre
Modifikation der Vorrichtung 10 bei bestimmten Zeitereignissen,
beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Malen pro Tag oder pro
Stunde, automatisch einleitet. Alternativ ist es auch möglich die
Steuerschaltung 14 so auszubilden, dass sie die temporäre Modifikation
des Betriebes bei Erfassung von- Signalen
einleitet, die eine Anzeige für
einen Capture-Verlust in dem ersten Ventrikel 1V sein können.
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Mit
erneuter Bezugnahme auf 4 ist es schwierig, eine evozierte
Reaktion auf den Stimulationsimpuls 11 zu detektieren,
da der Stimulationsimpuls 12 innerhalb des ersten Zeitintervalls
ER1 auftritt. Falls im ersten Ventrikel 1V jedoch tatsächlich in Reaktion
auf den Stimulationsimpuls 11 ein Capture erfolgt ist,
dann befindet sich der erste Ventrikel 1V nach dem Capture-Ereignis im Ventrikel 1V während beispielsweise
350 ms in der biologischen Refraktärperiode. Während dieser biologischen Refraktärperiode
kann der erste Ventrikel 1V nicht erneut depolarisiert
werden. Falls im ersten Ventrikel 1V jedoch kein Capture
erzielt wurde, aber im zweiten Ventrikel 2V ein Capture
erzielt wurde (wie es während
des zweiten Zeitintervalls ER2 detektiert werden kann), dann kann
entsprechend der obigen Beschreibung die Depolarisation des zweiten
Ventrikels 2V über das
Myokard den ersten Ventrikel 1V während der Periode erreichen,
die der biologischen Refraktärperiode
entspricht. Es ist auch möglich,
dass eine so übertragene
R-Welle TR aus irgendeinem anderen Teil des Herzens entspringt,
wie beispielsweise aus dem A-V-Knoten. Eine derartige übergeleitete
R-Welle TR kann durch die erste Abfühlvorrichtung 18 detektiert
werden. Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Steuerschaltung 14 deshalb
so ausgebildet, dass sie mit einem ersten Zeitfenster RW1 arbeitet, und
während
dieses ersten Zeitfensters RW1 mit der genannten ersten Abfühlvorrichtung 16 Signale
abfühlt,
die typisch für
eine R-Welle TR sind, welche vom zweiten Ventrikel 2V zum
ersten Ventrikel 1V übertragen
worden sind. Die Zeit, die in Anspruch genommen wird, bevor eine
derartige übergeleitete
R-Welle TR durch die erste Abfühlvorrichtung 16 abgefühlt wird,
hängt von
dem besonderen Fall ab. Die Steuerschaltung 14 ist so ausgebildet,
dass sie ein geeignetes derartiges erstes Zeitfenster RW1 definiert.
Das erste Zeitfenster RW1 kann beispielsweise unmittelbar nach der
Ausgabe des Stimulationsimpulses 11 durch die erste Stimulationsvorrichtung 19 beginnen.
Das erste Zeitfenster RW1 kann zum Beispiel 300 ms lang sein. Es
soll bemerkt werden, dass, falls das erste Zeitfenster RW1 mit dem
Zeitpunkt übereinstimmt,
in dem ein Stimulationsimpuls 12 oder ein Back-up-Impuls
durch die zweite Stimulationsvorrichtung 19 geliefert wird,
das Abfühlen
einer übertragenen
R-Welle TR dann vorzugsweise für
eine kurze Zeitdauer um einen solchen Zeitpunkt oder solche Zeitpunkte
unmöglich
gemacht werden sollte. Mit anderen Worten: Das Zeitfenster RW1 sollte
in diesem Fall kurze Austastperioden enthalten, während derer
das Abfühlen
einer übertragenen
R-Welle nicht möglich
ist.
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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
TR 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 P- oder 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. Ähnliche Detektionslogik-Anordnungen
können
natürlich
auch für
die zweite Abfühlvorrichtung 17 vorgesehen
werden. 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 teilweise mit dem ersten Zeitintervall ER1 überlappt, falls die Detektionslogik-Anordnungen 50, 51 ausreichend
verschieden sind, um die verschiedenen Signale voneinander zu unterscheiden. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform überlappt
das erste Zeitfenster RW1 jedoch nicht das erste Zeitintervall ER1.
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Erneut
zurückkommend
auf 4 kann die Steuerschaltung 14 so ausgebildet
werden, dass die Detektion einer übertragenen R-Welle TR während des
ersten Zeitfensters RW1 die oben beschriebene temporäre Modifikation
des Betriebes der Vorrichtung 10 einleitet.
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5a, 5b, 5c stellen
drei verschiedene Arten zur Ausführung
der temporären
Modifikation des Betriebes der Vorrichtung 10 dar. Jede der
Darstellungen in 5 zeigt zwei Zeitzyklen,
in denen der Betrieb der Vorrichtung 10 normal ist und einen
dritten Zeitzyklus, in dem die temporärere Modifikation ausgeführt ist.
Gemäß 5a ist
die Steuerschaltung 14 so ausgebildet, dass die temporäre Modifikation
des Betriebs dadurch bewirkt wird, dass durch die genannte zweite
Stimulationsvorrichtung während
des fraglichen Zeitzyklus überhaupt
kein Stimulationsimpuls geliefert wird. Gemäß 5b ist die
Steuerschaltung 14 so ausgebildet, dass die temporäre Modifikation
durch Verkleinern des Zeitabstandes V-V derart bewirkt wird, dass
die durch die erste und die zweite Stimulationsvorrichtung 18 bzw. 19 gelieferten
Stimulationsimpulse nahezu gleichzeitig vorliegen. Gemäß 5c ist
die Steuerschaltung so ausgebildet, dass die temporäre Modifikation
bewirkt, dass der Zeitabstand V-V so vergrößert wird, dass der durch die
zweite Stimulationsvorrichtung 19 gelieferte Stimulationsimpuls
nach dem ersten Zeitintervall ER1 kommt. In allen Fällen ist
es so möglich eine
evozierte Reaktion auch im ersten Ventrikel 1V während des
ersten Zeitintervalls ER1 zu detektieren.
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Die
Erfindung betrifft auch ein implantiertes Herzstimulationssystem,
wie es in 1 dargestellt ist. Das System
wird somit 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 es 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 worden ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche variiert
und modifiziert werden.