Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf einen
Vorkammer-Defibrillator für das Anlegen von elektrischer Energie an
ein menschliches Herz, das eine Kardioversion benötigt. Die
vorliegende Erfindung richtet sich insbesondere auf einen
vollautomatischen implantierbaren Vorkammer-Defibrillator, welcher
in einem Testmodus für das Einstellen eines Schwellenwertes für
die kardiovertierende elektrische Energie selektiv betrieben
werden kann. Spezieller gesagt, der Vorkammer-Defibrillator der
vorliegenden Erfindung induziert, wenn der Testmodus durch einen
Arzt eingeschaltet wird, ein Vorkammerflimmern, wenn die
Vorkammern nicht im Flimmerzustand sind und legt danach wiederholt
kardiovertierende elektrische Energie an die Vorkammern mit
inkrementell erhöhten Mengen an elektrischer Energie an, bis die
Vorkammern erfolgreich kardiovertiert sind. Danach wird ein
Wert, der indikativ für die zuletzt angelegte Energiemenge ist,
im Speicher als Bezugswert während eines anschließenden normalen
Betreibens abgespeichert.
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Vorkammerflimmern ist wahrscheinlich die am meisten übliche
Herzarrhythmie. Obwohl dies gewöhnlich keine lebensbedrohende
Arrhythmie ist, wird sie von Schlägen begleitet, von denen
angenommen wird, daß sie durch Blutklümpchen verursacht werden,
die sich in Bereichen eines stagnierenden Blutflusses als
Ergebnis eines länger andauernden Vorkammerflimmerns bilden.
Zusätzlich erleiden Patienten, bei denen ein Vorkammerflimmern
auftritt, im allgemeinen ein Herzklopfen und können sogar
Schwin
delerscheinungen oder sogar den Verlust des Bewußtseins
erleiden.
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Es sind implantierbare Vorkammer-Defibrillatoren vorgeschlagen
worden, um damit Patienten zu entlasten, die unter einem
Auftreten eines Vorkammerflimmerns leiden. Leider ist zum Nachteil
für diese Patienten keiner dieser Vorkammer-Defibrillatoren
kommerzielle Wirklichkeit geworden. Zwei solche Defibrillatoren
waren, obwohl sie als implantierbar vorgestellt wurden, nicht
vollautomatisch und erforderten einen Eingriff durch den
Menschen zum Kardiovertieren oder Defibrillieren des Herzens. Diese
beiden Defibrillatoren erfordern, daß der Patient die Symptome
eines Vorkammerflimmerns erkennt, wobei der eine Defibrillator
das Aufsuchen eines Arztes erfordert, um den Defibrillator zu
aktivieren und der andere Defibrillator erfordert, daß der
Patient den Defibrillator von einer Stelle außerhalb der Haut des
Patienten mit einem Magneten aktiviert.
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Verbesserte Herzkammer-Defibrillatoren- und Leitungssysteme,
welche sowohl einen automatischen Betrieb, als auch eine
verbesserte Sicherheit aufweisen, bestehen aus einem
Vorkammer-Fibrillationsdetektor, welcher automatisch erkennt, wenn die
Herzkammern in Flimmerzustand sind und ein Kardiovertieren notwendig
ist. Eine Kardioversionsstufe spricht auf den
Vorkammer-Fibrillationsdetektor an, der das Vorkammerflimmern erkennt und
liefert automatisch kardiovertierende elektrische Energie an die
Vorkammern.
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Wenn ein Vorkammer-Defibrillator implantiert ist, dann ist es
wünschenswert, in periodischen Intervallen den Betrag an
kardiovertierender elektrischer Energie, der an die Vorkammern
geliefert wird, auf einen Energiepegel einzustellen, welcher eine
hohe Wahrscheinlichkeit für ein erfolgreiches Kardiovertieren
bietet, welcher aber nicht übermäßig groß ist. Dies wegen der
Tatsache, daß die elektrische Energie, um die Vorkammern zu
kardiovertieren, für den Patienten sehr schmerzhaft sein oder
zumindest für Unbehaglichkeit sorgen kann. Folglich ist es
höchst wünschenswert, den Energiepegel so einzustellen, daß er
eben gerade oberhalb eines Schwellenpegels liegt, welcher eine
hohe Wahrscheinlichkeit für ein erfolgreiches Kardiovertieren
bietet. Da nun der Schwellenpegel für jeden Patienten anders ist
und sich während der Zeit ändert, ist es notwendig, daß der Arzt
ein Vorkammerflimmern bei einem Patienten induziert und dann das
Anlegen einer Reihe kardiovertierender elektrischer Energiewerte
an die Vorkammer mit inkrementell ansteigendem Energiepegel
solange durchführt, bis der Schwellenwert durch das erfolgreiche
Kardiovertieren der Vorkammern bestimmt ist. Die angelegten
Energiereihen werden vorzugsweise bei einer niedrigen Energie
begonnen, von der man glaubt, daß sie nicht ausreichend ist, um
die Vorkammern des Patienten zu kardiovertieren.
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Ein Verfahren zum Induzieren eines Vorkammerflimmerns bei einem
Patienten ist, schnelle Schrittmacherimpulse an die Vorkammer
anzulegen oder eine Reihe vorzeitiger Schrittmacherimpulse an
die Vorkammern des Patienten anzulegen. Diese Herangehensweise
hat jedoch schwerwiegende Nachteile.
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Erstens kann, wenn die schnellen Schrittmacherimpulse von dem
Vorkammer-Defibrillator über das implantierte Leitungssystem des
Vorkammer-Defibrillators geliefert werden, die Energie, die
erforderlich ist, um ein Vorkammerflimmern zu induzieren, ein
übermäßiges Absinken bei der erschöpfbaren Energiequelle,
beispielsweise einer Batterie, welche Energie an den Defibrillator
liefert, verursachen. Dieses übermäßige Absinken kann die
Batterie des Vorkammer-Defibrillators vorzeitig erschöpfen und ein
häufigeres Auswechseln des Vorkammer-Defibrillators als
erwünscht erforderlich machen. Wenn die Schrittmacherimpulse nicht
durch den implantierten Vorkammer-Defibrillator, sondern durch
eine externe Schrittmacherquelle angelegt werden, dann ist eine
zusätzliche Katheterleitung erforderlich, was eine invasive
Prozedur notwendig macht, um zumindest zeitweilig den
zusätzlichen Katheter zu implantieren. Dies verursacht nicht nur eine
Belästigung und Unannehmlichkeiten für den Patienten, sondern
bringt zusätzlich Einschränkungen der Mobilität von mehr als
vier Stunden bei dem Patienten und diese begleitende
Sterblichkeit, die mit einer solchen Prozedur verbunden ist, mit sich.
Weiterhin gibt es bei einem solchen schnellen Herzkammer-
Schrittmacher immer die Wahrscheinlichkeit, daß unerwünschte
andere Arrhythmien des Herzens induziert werden.
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Der Vorkammer-Defibrillator der vorliegenden Erfindung
überwindet die vorstehend bezogen auf das vorstehend beschriebene
Verfahren des Induzierens von Vorkammer-Defibrillationsenergie zum
Zweck des Ermöglichens der Bestimmung des
Energie-Schwellenwertes für das Vorkammer-Defibrillieren des Patienten zum Ausdruck
gebrachten Nachteile. Der Vorkammer-Defibrillator der
vorliegenden Erfindung kann durch einen Arzt bei Nichtvorhandensein eines
natürlichen Herzkammerflimmerns selektiv in einen Testmodus
geschaltet werden, wobei elektrische Energie an die Vorkammern mit
einem Betrag angelegt wird, der geringer als der Betrag ist, der
für ein Vorkammer-Defibrillieren oder Kardiovertieren
erforderlich ist und dies zu einem Zeitpunkt während des Herz-Kreislauf-
Zyklus' des Herzens, zu dem das Herz am stärksten für das
Induzieren eines Vorkammerflimmerns empfänglich ist. Spezieller
gesagt, die elektrische Energie wird zeitlich abgestimmt an eine
abgefühlte elektrische Aktivierung (R-Zacke) des Herzens und
vorzugsweise in Synchronismus mit einer abgefühlten R-Zacke
angelegt, welche bei den meisten Patienten zeitlich nahe bei der
relativen Refraktion der Vorkammern liegt. Die ein
Vorkammerflimmern induzierende elektrische Energie wird folglich zu einem
Zeitpunkt während des Herz-Kreislauf-Zyklus' des Herzens
angelegt, zu dem das Herz am meisten für ein induziertes
Herzkammerflimmern empfänglich ist. Im allgemeinen ist nur ein solches
Anlegen elektrischer Energie für das Induzieren eines
Herzkammerflimmerns erforderlich. Wenn jedoch mehr als ein solches
einmaliges Anlegen erforderlich ist, dann liefert der Vorkammer-
Defibrillator zusätzliche ein Vorkammerflimmern induzierende
Lieferungen elektrischer Energie an die Vorkammern, bis ein
Vorkammerflimmern induziert ist. Selbst wenn mehr als ein
solches Anlegen erforderlich ist, wird, da ja die Energie dann
angelegt wird, wenn das Herz am stärksten für ein induziertes
Herzkammerflimmern
empfänglich ist, nur eine beschränkte Anzahl
solcher Energielieferungen erforderlich sein. Dies reduziert die
Menge an elektrischer Energie, die erforderlich ist, um ein
Herzkammerflimmern zu induzieren, verglichen mit der
Gesamtenergie, die bei einem schnellen Vorkammer-Schrittmachen
erforderlich ist, um diesen Zweck zu erreichen. Folglich wird das
Vorkammerflimmern durch den Vorkammer-Defibrillator und sein
implantiertes Leitungssystem induziert, um so die Notwendigkeit
für eine invasive Prozedur für das zeitweilige Implantieren
eines zusätzlichen Katheters zu beseitigen. Desgleichen wird, da
ja die Energie in Synchronismus mit der R-Zacke angelegt wird,
das Induzieren eines Herzkammerflimmerns oder einer anderen
unerwünschten Arrhythmie vermieden.
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Wie man im Nachstehenden und in Übereinstimmung mit einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sehen wird,
sorgt dann, wenn ein Herzkammerflimmern erfolgreich induziert
ist, der Vorkammer-Defibrillator, wenn er sich noch im Testmodus
befindet, für eine Reihe Anlegungen von kardiovertierender
elektrischer Energie an die Vorkammern. Die kardiovertierenden
Anlegungen beginnen bei einem Energiepegel, welcher niedriger als
derjenige ist, der für ein erfolgreiches Kardiovertieren
erwartet wird, und der Energiepegel wird bei jedem Anlegen
inkrementell erhöht. Wenn ein Kardiovertieren der Vorkammer erfolgreich
ist, dann wird ein Wert, der dem letzten Betrag von an die
Vorkammer angelegter kardiovertierender elektrischer Energie
entspricht, als Bezugswert für ein späteres Behandeln eines
natürlichen Herzkammerflimmerns in einem Speicher abgespeichert, und
der Vorkammer-Defibrillator verläßt den Testmodus und tritt in
seinen normalen Betriebsmodus für das Kardiovertieren der
Vorkammern, wenn die Vorkammern ein Kardiovertieren benötigen,
wieder ein.
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WO-A-92/18198 offenbart einen Vorkammer-Defibrillator, welcher
kardiovertierende elektrische Energie an die Vorkammer in
Synchronismus mit einer elektrischen Ventrikel- (Herzkammer-)
Aktivierung anlegt.
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WO-A-92/11064 beschreibt einen Herzkammer-Defibrillator. Sie
unterrichtet über das Induzieren eines Herzkammerflimmerns durch
Anlegen elektrischer Energie an Herzkammern nach der
refraktorischen Periode der Herzkammern. Dies wird vorzugsweise über eine
komplizierte Reihe von sehr schnellen Schrittmacherimpulsen
erreicht, um die refraktorische Periode der Herzkammer auf eine
bekannte Dauer zu treiben. Nach der refraktorischen Periode der
Herzkammer wird dann, wenn die Herzkammern für ein
Herzkammerflimmern empfänglich sind, elektrische Energie an die
Herzkammern angelegt, um ein Herzkammerflimmern zu induzieren.
Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf einen implantierbaren
Vorkammer-Defibrillator wie in Anspruch 1 beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines vollkommen
implantierbaren Vorkammer-Defibrillators, der die vorliegende
Erfindung verkörpert, um defibrillierende elektrische Energie an
die Vorkammer eines menschlichen Herzens anzulegen, wobei dieser
im Zusammenhang mit einem menschlichen Herzen gezeigt wird, das
eine Überwachung eines Vorkammerflimmerns und ein mögliches
Kardiovertieren der Vorkammern benötigt.
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Fig. 2 ist ein Flußbild, das die Art und Weise veranschaulicht,
in der der Vorkammer-Defibrillator von Fig. 1 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung für ein Induzieren eines
Herzkammerflimmerns des Herzens und danach ein Anlegen von
defibrillierender oder kardiovertierender elektrischer Energie an die
Vorkammer des Herzens, um den
Vorkammer-Kardiovertierungs-Schwellenwert des Herzens zu bestimmen, implementiert werden kann.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 1, so veranschaulicht diese
einen vollkommen implantierbaren Vorkammer-Defibrillator 30, der
die vorliegende Erfindung verkörpert, in Verbindung mit einem
schematisch dargestellten menschlichen Herzen 10, das eine
Überwachung des Vorkammerflimmerns und ein mögliches Kardiovertieren
der Vorkammern benötigt. Die in Fig. 1 dargestellten Teile des
menschlichen Herzens 10 sind die rechte Herzkammer 12, die linke
Herzkammer 14, die rechte Vorkammer 16, die linke Vorkammer 18,
die obere Hohlvene 20, der Koronarsinuskanal 21, welcher so, wie
hierin verwendet, den Koronarsinus 22 und die große Herzvene 23
bezeichnet, das Koronarsinus-Ostium oder -Öffnung 24, die freie
Wand der linken Herzkammer 26 und die untere Hohlvene 27.
Zusätzlich bezeichnet der Begriff "elektrische Aktivierungen" so,
wie er hierin verwendet wird, R-Zacken des Herzzyklus', welche
Depolarisationen der Herzkammern 12 und 14 sind.
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Der Vorkammer-Defibrillator 30 hat generell eine Umhüllung 32
für ein hermetisches Abdichten der internen Schaltkreiselemente
des Vorkammer-Defibrillators, die im Nachstehenden beschrieben
werden sollen, eine erste endokardiale Leitung 34 und eine
intravaskuläre zweite Leitung 36. Die Umhüllung 32 und die erste
und die zweite Leitung 34 und 36 sind so angeordnet, daß sie
unter die Haut des Patienten implantiert werden können, um den
Vorkammer-Defibrillator 30 vollkommen implantierbar zu machen.
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Die erste endokardiale Leitung 34 besteht vorzugsweise aus einer
endokardialen zweipoligen Leitung, die Elektroden 38 und 40 hat,
die so angeordnet sind, daß sie einen elektrischen Kontakt mit
der rechten Herzkammer 12 des Herzens 10 herstellen. Die
Elektroden 38 und 40 gestatten ein bipolares Abfühlen von
Herzkammeraktivierungen der rechten Herzkammer. Wie veranschaulicht,
wird die Leitung 34 vorzugsweise durch die obere Hohlvene 20 in
die rechte Vorkammer 16 und dann in die rechte Herzkammer wie
dargestellt eingeführt.
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Die zweite Leitung 36 hat generell eine erste oder
Spitzenelektrode 44 und eine zweite oder proximale Elektrode 46. Wie
veranschaulicht, ist die Leitung 36 flexibel und so angeordnet, daß
sie die obere Hohlvene 20 hinunter, in die rechte Vorkammer 16,
in das Koronarsinus-Ostium 24 geführt und in den
Koronarsinuskanal 21 des Herzens in der Nähe der linken Seite davon so
vorgeschoben wird, daß sich die erste oder Spitzenelektrode 44
innerhalb des Koronarsinuskanals 21 befindet, entweder innerhalb
des Koronarsinus' 22 angrenzend an die linke Herzkammer 14 und
unter der linken Vorkammer 18 oder, was am meisten zu bevorzugen
ist, innerhalb der großen Herzvene 23 angrenzend an die linke
Herzkammer 14 und unterhalb der linken Vorkammer 18. Die
Elektroden 44 und 46 sind in einem Abstand voneinander so
angeordnet, daß dann, wenn die erste Elektrode 44 so wie vorstehend
beschrieben positioniert ist, sich die zweite Elektrode 46 in
der rechten Vorkammer 16 befindet. Die erste Elektrode 44 sorgt
zusammen mit der zweiten Elektrode 46 für ein bipolares Abfühlen
der Herztätigkeit in den Vorkammern 16 und 18. Die erste
Elektrode 44 und die zweite Elektrode 46 sorgen weiterhin für die
Abgabe von defibrillierender elektrischer Energie an die
Vorkammern. Weil die erste Elektrode 44 unter der linken Vorkammer 18
in der Nähe der linken Herzkammer 14 angeordnet ist und sich die
zweite Elektrode 46 innerhalb der rechten Vorkammer 18 befindet,
wird die elektrische Energie, die zwischen diesen Elektroden
angelegt wird, im wesentlichen auf die Vorkammern 16 und 18 des
Herzens 10 begrenzt. Das Ergebnis ist, daß die elektrische
Energie, die an die rechte Herzkammer 12 und die linke Herzkammer 14
angelegt wird, wenn die Vorkammern kardiovertiert oder
defibrilliert werden, auf ein Minimum begrenzt wird. Dies vermindert in
starkem Maße die Möglichkeit, daß ein Herzkammerflimmern des
Herzens als Ergebnis des Anlegens defibrillierender elektrischer
Energie an die Vorkammern des Herzens induziert wird. Die
intravaskuläre zweite Leitung 36 und spezieller die erste
Elektrode 44 und die zweite Elektrode 46 sorgen weiterhin für die
Zuführung von ein Vorkammerflimmern induzierender elektrischer
Energie an die Vorkammern in einer im Nachstehenden zu
beschreibenden Art und Weise.
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Innerhalb der Umhüllung 32 hat der Vorkammer-Defibrillator 30
einen ersten Abfühlverstärker 50, einen zweiten Abfühlverstärker
52 und einen R-Zacken-Detektor 54. Der erste Abfühlverstärker 50
bildet eine erste Abfühleinrichtung, welche zusammen mit der
ersten Elektrode 44 und der zweiten Elektrode 46 der zweiten
Leitung 36, mit der sie verbunden ist, die Vorkammertätigkeit
des Herzens feststellt. Der zweite Abfühlverstärker 52 und der
R-Zacken-Detektor 54 bilden eine zweite Abfühleinrichtung,
welche zusammen mit der ersten Leitung 34, mit welcher der
Abfühlverstärker 52 verbunden ist, Herzkammertätigkeiten der rechten
Herzkammer 12 abfühlt.
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Das Ausgangssignal aus dem ersten Abfühlverstärker 50 ist mit
einem Analog-Digital-Wandler 60 gekoppelt, welcher das analoge
Signal, das für die abgefühlte Vorkammertätigkeit des Herzens
repräsentativ ist, in digitale Stichproben für ein weiteres
Verarbeiten in einer im Nachstehenden zu beschreibenden Art und
Weise umwandelt. Das Ausgangssignal aus dem zweiten
Abfühlverstärker 52 ist mit dem R-Zacken-Detektor 54 gekoppelt. Der R-
Zacken-Detektor 54 ist von einem in der Technik allgemein
bekannten Typ, welcher einen Ausgangsimpuls liefert, nachdem eine
R-Zacke während eines Herz-Kreislauf-Zyklus des Herzens
abgefühlt worden ist.
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Die Umhüllung 32 des Vorkammer-Defibrillators 30 schließt
weiterhin einen Mikroprozessor 62 ein. Der Mikroprozessor 62 wird
vorzugsweise in einer Art und Weise implementiert, wie sie in
den vorstehend erwähnten gemeinsam anhängigen EP-Anmeldungen EP-
A-0 533 917 und EP-A-0 672 434 offenbart wird und weiterhin so,
wie im Nachstehenden bezogen auf das Flußbild von Fig. 2
beschrieben. Das Implementieren des Mikroprozessors 62 führt zu
einer Vielzahl funktioneller Stufen. Die Stufen umfassen ein
Testeinschalten 64, eine Testpegel-Einstellstufe 66, eine
Fibrillationspegel-Einstellstufe 67, eine Defibrillationspegel-
Einstell- oder Speicherstufe 68, einem Vorkammer-Arrhythmie-
Detektor in der Form eines Vorkammer-Flimmerdetektors 70 und
eine Ladungsabgabe- und Energiesteuerstufe 72.
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Der Mikroprozessor 62 ist so angeordnet, daß er in Verbindung
mit einem (nicht gezeigten) Speicher arbeitet, welcher mit dem
Mikroprozessor 62 über einen Vielfachbit-Adressenbus (nicht
gezeigt) und einen Zweirichtungs-Vielfachbit-Datenbus (nicht
gezeigt) verbunden ist. Dies gestattet, daß der Mikroprozessor
62 gewünschte Speicherplätze innerhalb des Speichers für die
Ausführung von Schreib- oder Leseoperationen adressieren kann.
Während einer Schreiboperation speichert der Mikroprozessor
Daten, wie beispielsweise Zeitintervalle oder Betriebsparameter
in dem Speicher an den Adressen ab, die durch
Vielfachbit-Adressen definiert werden, die über den Adressenbus zugeführt worden
sind und transportiert die Daten zu dem Speicher 92 über den
Vielfachbit-Datenbus. Während einer Leseoperation empfängt der
Mikroprozessor 62 Daten von dem Speicher an den Speicherplätzen,
die durch die Vielfachbit-Adressen identifiziert werden, die
über den Adressenbus geliefert werden und empfängt Daten von dem
Speicher über den Zweirichtungs-Datenbus.
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Für die Eingabe von Betriebsparametern in den Mikroprozessor 62,
wie beispielsweise Fibrillations-Energiepegel in Stufe 67 oder
Defibrillations-Energiepegel in Stufe 68 oder für das Empfangen,
von Operationskommandos, wie beispielsweise des
Test-Einschaltkommandos, empfängt der Mikroprozessor 62 die programmierbaren
Betriebsparameter und Operationskommandos von einer externen
Steuereinrichtung 100, welche außerhalb der Haut des Patienten
liegt und unter Steuerung durch einen Bedienungsmann,
beispielsweise einen Arzt. Die externe Steuereinrichtung 100 ist
angeordnet, um mit einem Empfänger/Geber 102 zu kommunizieren, welcher
mit dem Mikroprozessor 62 über einen Zweirichtungsbus 104
verbunden ist. Der Empfänger/Geber 102 kann von einem Typ sein, der
in der Technik für den Transport verschiedener Informationen
allgemein bekannt ist, welche er von dem Mikroprozessor 62 für
die externe Steuereinrichtung 100 erhält oder für das Empfangen
von Programmierparametern und Operationskommandos von der
externen Steuereinrichtung 100, welche der Empfänger/Geber 102 dann
zu dem Mikroprozessor 62 für ein Abspeichern in einem internen
Speicher, wie beispielsweise den Stufen 67 und 68 oder in dem
vorstehend erwähnten externen Speicher innerhalb der Umhüllung
32 transportiert.
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Der Empfänger/Geber 102 hat eine Sendespule 106, so daß der
Empfänger/Geber 102 und Spule 106 eine Kommunikationseinrichtung
bilden. Solche Kommunikationseinrichtungen sind in der Technik
allgemein bekannt und können, wie vorstehend vermerkt, für das
Empfangen von Kommandos von außerhalb der implantierbaren
Umhüllung 32 und für das Senden von Daten zu der externen
Steuereinrichtung 100 von der implantierbaren Umhüllung 32 genutzt
werden. Ein solches Kommunikationssystem wird zum Beispiel in dem
US-Patent Nr. 4,586,508 offenbart.
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Um das Identifizieren der verschiedenen Konstruktionselemente
innerhalb der Umhüllung 32 abzuschließen, schließt der
Vorkammer-Defibrillator 30 weiterhin einen Lade- und
Speicherkondensator-Schaltkreis 74 des Typs, der in der Technik allgemein
bekannt ist, welcher einen Speicherkondensator auf einen
vorbestimmten Spannungspegel auflädt und einen Entladeschaltkreis 76
für das Entladen des Speicherkondensators innerhalb von
Schaltkreis 74 um einen vorbestimmten Betrag ein, um für einen
gesteuerten Ladungsausgang an elektrischer Energie zu sorgen, wenn
dies für die Vorkammer des Herzens erforderlich ist. Zu diesem
Zweck ist der Entladeschaltkreis 76 mit der ersten Elektrode 44
und der zweiten Elektrode 46 der zweiten Leitung 36 für das
Anlegen der kardiovertierenden oder defibrillierenden
elektrischen Energie an die Vorkammer und für das Anlegen von ein
Vorkammerflimmern induzierender elektrischer Energie an die
Vorkammer verbunden. Schließlich hat der Defibrillator 30 eine sich
erschöpfende Energiequelle 78, wie beispielweise eine Lithium-
Batterie, für die Lieferung von Energie an die elektrischen
Bauelemente des Vorkammer-Defibrillators 30.
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Wenn der Vorkammer-Defibrillator 30 in seinem normalen
Betriebsmodus funktionsfähig ist, dann überwachen der Abfühlverstärker
52 und der R-Zacken-Detektor 54 kontinuierlich das Auftreten von
elektrischen Aktivierungen der rechten Herzkammer 12. Wie in den
vorstehend erwähnten gemeinsam anhängigen EP-Anmeldungen EP-A-0
533 917 und EP-A-0 672 434 offenbart, schaltet dann, wenn die
Zeitintervalle zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden
R-Zacken die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines
Vorkammerflimmerns anzeigen, der Mikroprozessor 62 den
Vorkammer-Fibrillations-Detektor 70, den Abfühlverstärker 50 und den
Analog-Digital-Wandler 60 ein. Wenn der Vorkammer-Fibrillations-Detektor 70
feststellt, daß die Vorkammern 16 und 18 flimmern und folglich
eine Kardioversion benötigen, dann verursacht die
Ladungsabgabesteuerung 72, daß der Lade- und Speicherschaltkreis 74 den
Speicherkondensator innerhalb von Schaltkreis 74 auf einen Pegel
aufladen, der in der Defibrillator-Pegeleinstellstufe 68
eingestellt ist. Dann verursacht, wenn ein elektrischer
Aktivierungszacken (R-Zacken) durch den Abfühlverstärker 52 und den
R-Zacken-Detektor 54 abgefühlt wird, die Ladungsabgabesteuerung 76,
daß sich der Kondensator im Ladungsspeicherschaltkreis 74 in die
Elektroden 44 und 46 entlädt, um die Vorkammer zu
kardiovertieren. Das Vorstehende wird solange wiederholt, bis die Vorkammern
erfolgreich kardiovertiert sind.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann der
Vorkammer-Defibrillator 30 auch selektiv in einem Testmodus
betrieben werden, um den Schwellenwert der Defibrillationsenergie des
Patienten zu bestimmen, um der
Defibrillationspegel-Einstellstufe 68 einen Wert als Bezugswert für den
Vorkammer-Defibrillator bei seinem normalen Betreiben zu liefern, so daß die an die
Vorkammern angelegte elektrische Defibrillationsenergie vor
einer Größe ist, welche für die hohe Wahrscheinlichkeit eines
erfolgreichen Kardiovertierens sorgt, welche aber nicht
übermäßig groß ist. Das Implementieren des Vorkammer-Defibrillators
30 zu diesem Zweck wird in Fig. 2 veranschaulicht.
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Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 2, so veranschaulicht diese im
Format eines Flußbildes das Implementieren des
Vorkammer-Defibrillators 30 sowohl für den normalen Betriebsmodus, als auch
für den Test-Betriebsmodus. Der normale Betriebsmodus wird in
Übereinstimmung mit einem Abschnitt 110 für den normalen
Be
triebsmodus implementiert, und der Testmodus wird in
Übereinstimmung mit einem Abschnitt 112 für den Testmodus
implementiert.
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Sowohl der normale Betriebsmodus, als auch der
Test-Betriebsmodus erfordern ein Abfragen des
Vorkammer-Fibrillationsdetektors 70 in Übereinstimmung mit Schritt 114. Wenn in Schritt 114
ein Vorkammerflimmern festgestellt wird, dann wird der
Kondensator innerhalb des Lade-Speicher-Schaltkreises 74 in Schritt 116
auf den Pegel aufgeladen, der in der
Defibrillationspegel-Einstellstufe 68 vorgegeben ist. Danach wird in Schritt 118
bestimmt, ob eine elektrische Aktivierungs- (R-) Zacke durch den
Abfühlverstärker 52 und den R-Zacken-Detektor 54 abgefühlt
worden ist. Wenn eine R-Zacke in Schritt 118 erkannt worden ist,
dann veranlaßt der Mikroprozessor den Entladeschaltkreis 76, daß
der Speicherkondensator von Schaltkreis 74 in Übereinstimmung
mit Schritt 120 entladen wird. Die Energieentladung aus dem
Speicherkondensator wird den Elektroden 44 und 46 für ein
Anlegen über die Vorkammern 16 und 18 zum Zweck des Kardiovertierens
der Vorkammern zugeführt. Nachdem der Kondensator entladen
worden ist, springt der Mikroprozessor zurück, um den Vorkammer-
Fibrillationsdetektor erneut abzufragen. Nach Wiederholen von
Schritt 114 werden, wenn das Vorkammerflimmern immer noch
vorhanden ist, die Schritte 116, 118 und 120 wiederholt. Wenn die
Vorkammern erfolgreich kardiovertiert sind, dann kehrt der
Vorkammer-Defibrillator 30 zum normalen Abfühlen zurück.
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Wenn gewünscht wird, in den Testmodus einzutreten, dann
überträgt der Arzt von der externen Steuereinrichtung 100 ein Test-
Einschaltkommando an den Geber/Empfänger 102 des
Vorkammer-Defibrillators 30. Das Test-Einschaltkommando wird zur
Test-Einschaltstufe 64 von Mikroprozessor 62 weitergeleitet, um die
Test-Einschaltstufe 64 einzustellen.
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Wenn in Schritt 114 festgestellt wird, daß die Herzkammern nicht
flimmern, dann stellt der Mikroprozessor in Schritt 122 fest, ob
die Test-Einschaltstufe 64 eingestellt worden ist. Wenn die
Test-Einschaltstufe nicht eingestellt worden ist, dann kehrt der
Mikroprozessor zum Start zurück. Wenn die Test-Einschaltstufe
eingestellt worden ist, dann verursacht die
Ladungs-Abgabesteuerung 72, daß der Kondensator innerhalb des
Lade-Speicherschaltkreises 74 auf einen Pegel aufgeladen wird, der vorher in die
Fibrillationspegel-Einstellstufe 67 eingegeben worden ist. Der
Kondensator wird folglich in Übereinstimmung mit Schritt 124
aufgeladen. Der Fibrillationspegel ist vorzugsweise eine
Energiemenge, welche geringer als die Energiemenge für das
Defibrillieren der Vorkammern ist. Beispielsweise kann die elektrische
Energie für das Defibrillieren der Vorkammern im Bereich
zwischen 0,5 und 3,0 Joules und vorzugsweise zwischen 0,5 und 1
Joule liegen. Im Gegensatz dazu kann die Energiemenge für das
Induzieren einer Fibrillation im Bereich von 0,05 bis 0,4 Joules
liegen und vorzugsweise 0,1 Joule betragen.
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Nach Schritt 124 bestimmt der Defibrillator 30 in Schritt 126,
ob eine R-Zacke erkannt worden ist. Wenn eine R-Zacke in Schritt
126 erkannt worden ist, dann entlädt der Vorkammer-Defibrillator
unmittelbar danach in Schritt 128 den Kondensator des
Lade-Sueicherschaltkreises 75 über die Vorkammer durch Anlegen der
entladenen Energie an die Elektroden 44 und 46 der zweiten Leitung
36. Wie schon weiter vorn erwähnt, wird die ein Fibrillieren
induzierende Energie vorzugsweise an die Vorkammer in
Synchronismus mit einer R-Zacke angelegt, weil bei den meisten
Patienten eine zweite R-Zacke in einer Zeit im wesentlichen in
Korrespondenz mit der T-Zacke der Vorkammer auftritt, und folglich
zu dem Zeitpunkt, an dem die Vorkammern am stärksten für ein
induziertes Fibrillieren empfänglich sind. Wenn einmal die ein
Flimmern induzierende elektrische Energie an die Vorkammer
angelegt ist, dann wird der Vorkammer-Fibrillationsdetektor 70 in
Schritt 130 noch einmal abgefragt. Wenn die Vorkammern nicht
flimmern, dann kehrt der Vorkammer-Defibrillator zurück, um die
Schritte 124, 126, 128 und 130 zu wiederholen. Wie vorstehend
erwähnt, ist in den meisten Fällen nur ein einziges Anlegen
einer Fibrillation induzierenden Energie erforderlich, um ein
Vorkammerflimmern zu induzieren.
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Wenn einmal ein Vorkammerflimmern induziert ist, dann geht der
Vorkammer-Defibrillator zu Schritt 132 weiter, um den
Kondensator in dem Lade-Speicherschaltkreis 74 auf einen
Anfangs-Testpegel in Übereinstimmung mit einem Anfangs-Testpegelwert
aufzuladen, der von der Testpegelstufe 66 geliefert wird. Der Anfangs-
Testpegel ist vorzugsweise ein Pegel, von welchem nicht erwartet
wird, daß er für ein erfolgreiches Kardiovertieren der
Vorkammern sorgt. Dies gewährleistet, daß die Bestimmung des
Schwellenwertes für den Patienten bei einem Pegel beginnt, der unter
dem erwarteten Pegel-Schwellenwert liegt.
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Nach Schritt 132 bestimmt der Vorkammer-Defibrillator dann in
Schritt 134, ob eine R-Zacke durch den Abfühlverstärker 52 und
den R-Zacken-Detektor 54 abgefühlt wird. Wenn eine R-Zacke
abgefühlt wird, dann wird der Kondensator in Schaltkreis 74 über den
Entladeschaltkreis 76 in Schritt 136 entladen.
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Nach Schritt 136 wird der Vorkammer-Fibrillationsdetektor 70 in
Schritt 138 abgefragt, um festzustellen ob das Anlegen der Test-
Kardioversionsenergie die Vorkammer mit Erfolg kardiovertiert.
Wenn der Vorkammer-Fibrillationsdetektor 70 anzeigt, daß die
Vorkammern noch flimmern, dann erhöht der Defibrillator in
Schritt 140 inkrementell den Testpegel um beispielsweise 0,2
Joules und kehrt zu Schritt 132 zurück, um die Schritte 132,
134, 136 und 138 zu wiederholen. Dies führt zu einem
wiederholten Anlegen von kardiovertierender elektrischer Energie an die
Vorkammer, wobei das jedesmalige Anlegen während des unmittelbar
nächsten Anlegens inkrementell erhöht ist.
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Wenn in Schritt 138 festgestellt wird, daß die Vorkammern
erfolgreich kardiovertiert worden sind, dann gibt der Vorkammer-
Defibrillator in Schritt 142 in die
Defibrillationspegel-Einstellstufe 68 einen Wert ein, der dem letzten Testpegel
entspricht, welcher beim Kardiovertieren der Vorkammern erfolgreich
war. Desgleichen kann in Schritt 142 die Test-Einschaltstufe 64
zurückgestellt werden, um aus dem Testmodus auszuspringen, zu
welchem Zeitpunkt der Vorkammer-Defibrillator wieder zu dem
normalen Betriebsmodus zurückkehrt. Dann enthält die
Defibrillations-Einstellstufe 68 einen Wert, der dem letzten Testpegel
entspricht, der während des Testmodus' verwendet worden ist und
der folglich der richtige Pegel-Schwellenwert für den einzelnen
Patienten ist.
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Während eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gezeigt und beschrieben worden ist, können Modifikationen
vorgenommen werden, und es ist deshalb bei der beigefügten
Ansprüchen beabsichtigt, daß sie alle solche Veränderungen und
Modifikationen abdecken, die in den Geltungsbereich der
Erfindung fallen.