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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abfühlen elektrischer Signale im
ventrikulären Herzgewebe und zum Unterscheiden der abgefühlten elektrischen Signale, die
durch atriale Depolarisationen verursacht sind, von abgefühlten elektrischen Signalen, die
durch ventrikuläre Depolarisationen verursacht sind.
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In einem gesunden Herzen beginnt ein Herzschlag mit einem spontan erzeugten elektrischen
Impuls im Sinusknoten. Der Impuls induziert zuerst eine atriale Depolarisation, die eine
Kontraktion des atrialen Herzmuskels zur Folge hat (atriale Systole). Die Kontraktion der
atrialen Muskulatur pumpt Blut aus dem betreffenden Atrium hinunter zu den Ventrikeln.
Nach einer Verzögerung wird der Impuls dann zu den Ventrikeln über den A-V-Knoten
geleitet und verursacht eine ventrikuläre Depolarisation, die eine Kontraktion des
ventrikulären Herzmuskels zur Folge hat (ventrikuläre Systole). Die Kontraktion des
ventrikulären Muskels stößt Blut aus dem Herzen in den Körperkreislauf und in den
Lungenkreislauf. Das Herzgewebe im Atrium und im Ventrikel repolarisiert sich dann
wiederum und das Muskelgewebe entspannt sich (Diastole). Das Herz füllt sich dann erneut
mit Blut aus den Venen. Wenn der Sinus-Knoten einen neuen Impuls erzeugt beginnt der
Zyklus erneut.
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Für Menschen mit bestimmten Herzfehlern kann ein Schrittmacher eine ausgezeichnete
Hilfe sein, der in der Lage ist, die Stimulation des Herzgewebes zu übernehmen, wenn die
natürliche, spontane Eigenstimulation unwirksam ist. Wenn beispielsweise der A-V-Knoten
die Übertragung der Signale aus dem Atrium blockiert, der Sinus-Knoten aber geeignet
arbeitet, um eine atriale Depolarisation in natürlicher Weise zu triggern, würde ein
Schrittmacher, der in der Lage ist, das ventrikuläre Herzgewebe so zu stimulieren, dass der
stimulierte Herzzyklus an einen Herzzyklus eines gesunden Herzens so weit wie möglich
erinnert, vorteilhaft sein.
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Um dies zu erreichen, muß es möglich sein, atriale Depolarisationen zu detektieren;
gleichzeitig muss es möglich sein zum ventrikulären Gewebe Stimulationsimpulse zu
liefern. Hier ist der Einsatz von Zweikammerschrittmachern bekannt, bei denen eine erste
Elektrode mit einer Elektrodenoberfläche im rechten Atrium plaziert ist, um atriale
Depolarisationen abzufühlen und eine zweite Elektrode mit einer Elektrodenoberfläche im
Apex des rechten Ventrikels plaziert ist, um das ventrikuläre Gewebe zu stimulieren. Ein
derartiger Schrittmacher ist in der US-A-4,343,311 beschrieben. Wenigstens zwei
Elektroden müssen in das Herz eingeführt werden, die das System komplizierter machen.
Während der Implantation der Elektroden können sich Komplikationen entwickeln, und es
besteht ein erhöhtes Risiko von Fehlern. Außerdem behindert eine Vielzahl von Elektroden
den Rückfluß des Blutes zum Herzen in einem gewissen Ausmaß.
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Um die Anzahl der Elektroden, die über das Venensystem in das Herz eingeführt werden
müssen, zu verringern, kann eine multipolare Elektrode so ausgebildet werden, dass sie
wenigstens eine Elektrodenoberfläche im Ventrikel aufweist, um diesen zu stimulieren und
wenigstens eine Elektrodenoberfläche im Atrium um atriale Depolarisationen abzufühlen.
Eine derartige Elektrode ist in der US-A-4,444,195 beschrieben. Für eine zuverlässige
Erfassung atrialer Depolarisationen sollte die Elektrodenoberfläche im Atrium in enger
Nachbarschaft zum atrialen Gewebe sein. Die Elektrode muß deshalb so steif sein, dass sie
in einem virtuellen, konstanten Kontakt mit dem atrialen Gewebe bleibt. Dies könnte das
Herzgewebe während der Muskelkontraktionen irritieren. Im Allgemeinen hat eine
multipolare Elektrode auch einen größeren Durchmesser als eine unipolare Elektrode.
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Sowohl, wenn eine Vielzahl von Elektroden jeweils mit einem Elektrodenleiter benutzt
wird, wie auch, wenn multipolare Elektroden mit einer Vielzahl von Elektrodenleitern
benutzt werden, sind Leiterbrüche stets ein Risiko. Je mehr Leiter eingesetzt werden, desto
größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass einer von Ihnen einen geringfügigen Fehler oder
eine verringerte Verschleißfertigkeit aufweist, trotz sorgfältiger Herstellung und
Qualitätskontrolle.
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In der US-A-4,905,696 ist ein Detektor beschrieben, der unipolar die Herzimpedanz im
Ventrikel mißt und aus dem Impedanzsignal können Depolarisationen identifiziert werden
als schnelle, kurze Änderungen.
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Im nächstliegenden bekannten Dokument EP-A-0 600 200, das unter Art. 54(3) EPÜ fällt,
ist ein Detektor beschrieben, der wenigstens zwei Integratoren enthält. Die elektrischen
Signale des Herzens werden abgefühlt. Monophasische und biphasische Signale können
voneinander unterschieden werden, wenn der betreffende Integrator Signale mit
unterschiedlicher Polarität integriert. Da die Depolarisationen im Atrium monophasisch
sind, wenn das Signal im Ventrikel abgefühlt wird und ventrikuläre Depolarisationen
biphasisch sind, wenn sie im Ventrikel abgefühlt werden, kann dieser Detektor zwischen
einer Depolarisation im Atrium bzw. im Ventrikel auf der Grundlage von elektrischen
Signalen unterscheiden, die unipolar im Ventrikel erfaßt werden. Die vorgenannte
Patentanmeldung berücksichtigt jedoch ebensowenig, wie der andere genannte Stand der
Technik die Art, in der die Signale aufgenommen werden sollten, damit die zuverlässigste
Unterscheidung, die möglich ist, erreicht wird. Außerdem befassen sie sich nicht mit dem
Problem, wie die Irritation verringert werden kann, der das Herzgewebe unterworfen wird.
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Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Durchführung eines Verfahrens zu
schaffen, um atriale Depolarisationen von ventrikulären Depolarisationen zu unterscheiden,
wenn elektrische Signale im Ventrikel abgefühlt werden und zwar auf die sicherste und
effektivste Weise, die möglich ist. Das Verfahren wird gleichzeitig die natürlichst mögliche
Stimulation des Ventrikels erlauben und die in das Herz implantierte Elektrode wird die
Herzbewegungen so wenig wie möglich behindern.
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Erfindungsgemäß ist der Elektrodenleiter so ausgebildet, dass die erste Elektrodenfläche in
einer Weise positioniert werden kann, dass sie die elektrischen Signale in dem Teil des
ventrikulären Gewebes abfühlt, das der atrialen Hälfte des Herzens am Nächsten liegt.
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Ein Abfühlen von elektrischen Signalen im oberen Teil des Herzgewebes des Ventrikels
erleichtert es, Signale sowohl aus dem Atrium, wie aus dem Ventrikel zu erfassen. Hier
können für die Unterscheidung von Signalen unterschiedliche Typen von Detektoren benutzt
werden. Einige werden in Verbindung mit der Beschreibung einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens beschrieben. Um im oberen Teil des Ventrikels elektrische
Signale abzufühlen, wird die Elektrode in das Herz in der Weise eingeführt, dass es eine
sanfte Biegung im Ventrikel annimmt und die Elektrodenoberfläche wird so positioniert,
dass sie in das Herzgewebe eingebettet wird. Die sanfte Biegung der Elektrode reduziert die
Irritation, die durch den Elektrodenleiter während der Kontraktionsphase des Herzens
hervorgerufen wird. Dies deshalb, weil das Herz das Septum zwischen dem Atrium und
dem Ventrikel (die Klappen-Ebene) an welchem die Ausgänge in die Blutkreisläufe liegen,
während jeder ventrikulären Kontraktion nach unten zum Apex hin zieht. Die sanfte
Biegung verteilt die Oberfläche der Elektrode federnd über einen größeren Teil des
Herzgewebes. So wird deshalb der durch die Elektrode bei Kontraktionsbewegungen
ausgeübte mechanische Druck reduziert. Das Risiko einer Entzündung, etc. im Gewebe
nimmt demzufolge ab. Die mechanische Belastung der Elektrode und das Risiko eines
Ermüdungsfehlers nehmen ebenfalls gleichzeitig ab.
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In Verbindung hiermit ist es vorteilhaft, wenn die erste Elektrode so positioniert wird, dass
sie elektrische Signale im ventrikulären Septum abfühlt.
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Da die Depolarisationswelle in einem gesunden Herzen über den A-V-Knoten, der im
oberen Teil des ventrikulären Septums gelegen ist, zum Ventrikel geleitet wird, vereinfacht
diese Elektrodenposition das Abfühlen und die Identifikation von atrialen Signalen, da die
Elektrodenoberfläche näher bei der atrialen Muskulatur liegt. Darüber hinaus erzeugt diese
Position den natürlichsten Depolarisationseffekt, der möglich ist, wenn der Ventrikel
stimuliert wird.
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Wie zuvor bemerkt, werden atriale Depolarisationen als monophasisch erfahren, wenn im
Ventrikel abgefühlt wird, und ventrikuläre Depolarisationen als biphasisch. Es ist deshalb
ein Vorteil, wenn atriale Depolarisationen von ventrikulären Depolarisationen unterschieden
werden, durch Feststellen, ob die abgefühlten elektrischen Signale einen monophasischen
oder biphasischen Verlauf aufweisen, wobei monophasische Verläufe als atriale
Depolarisationen und biphasische Verläufe als ventrikuläre Depolarisationen interpretiert
werden. Außerdem wird der biphasische Aspekt des Signals für die ventrikuläre
Depolarisation ausgeprägter, wenn die Messung hoch oben im Ventrikel erfolgt, verglichen
zu einer Messung im Apex. Ein Detektor, der in der Lage ist, dies auszuführen, ist, wie
oben bemerkt, Gegenstand einer früher angemeldeten Patentanmeldung. Weitere Detektoren
werden nachfolgend in der vorliegenden Anmeldung beschrieben.
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Um die Zuverlässigkeit bei der Identifikation der atrialen Depolarisation zu vergrößern, ist
es vorteilhaft, wenn die Dauer der monophasischen Verläufe bestimmt wird und nur
monophasische Verläufe mit einer Dauer, die kleiner als eine vorbestimmte Dauer sind, als
atriale Depolarisationen interpretiert werden. Dies bedeutet, dass, da auch ventrikuläre
Repolarisationen, die ebenfalls einen monophasischen Verlauf aufweisen, abgefühlt werden,
diese leicht von atrialen Depolarisationen unterschieden werden können, da die ersteren eine
viel längere Dauer aufweisen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Feststellen, ob elektrische Signale in einem
Herzen durch eine atriale Depolarisation oder eine ventrikuläre Depolarisation verursacht
werden, enthält eine Elektrodenleitung mit einer ersten Elektrodenoberfläche, einen
Detektor zum Abfühlen elektrischer Signale über die erste Elektrodenoberfläche und eine
Steuervorrichtung zum Unterscheiden von atrialen Depolarisationen gegenüber
ventrikulären Depolarisationen auf der Grundlage der durch den Detektor abgefühlten
elektrischen Signale. Die Elektrodenleitung ist ausgelegt, um in den rechten Ventrikel
eingeführt zu werden und mit einer sanften Biegung so positioniert, dass sie am oberen Teil
des ventrikulären Septums anbringbar ist. Der Detektor enthält Mittel zum Unterscheiden
zwischen Signalen, die durch atriale Depolarisationen verursacht werden und Signalen, die
durch ventrikuläre Depolarisationen verursacht werden.
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Die Mittel zum Unterscheiden zwischen Signalen, die durch atriale Depolarisationen
verursacht werden und Signalen, die durch ventrikuläre Depolarisationen verursacht
werden, enthalten ein Tiefpaßfilter zum Eliminieren hochfrequenter Störsignale, einen
ersten Komparator, der die Amplitude des gefilterten Signals mit einem ersten Schwellwert
vergleicht und ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Amplitude des gefilterten Signals den
ersten Schwellwert überschreitet, ferner einen zweiten Komparator, der die Amplitude des
gefilterten Signals mit einem negativen zweiten Schwellwert vergleicht und ein
Ausgangssignal abgibt, wenn die Amplitude des gefilterten Signals kleiner als der zweite
Schwellwert ist, wobei die Steuervorrichtung Signale, die ein Ausgangssignal nur aus dem
ersten Komparator erzeugen, als eine atriale Depolarisation und Signale, die ein
Ausgangssignal aus beiden Komparatoren erzeugen, als eine ventrikuläre Depolarisation
interpretiert.
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Da die Signale unterschieden werden können, weil atriale Depolarisationen monophasisch
sind, während ventrikuläre Depolarisationen biphasisch sind, ist eine Identifikation des
betreffenden Signals mit einem Detektor einfach, bei dem die Amplitude des Signals mit
einem Schwellwert an jeder Seite eines Grundlinienpegels verglichen wird. Monophasische
Signale können nur die Bedingung für einen Schwellwert erfüllen, während ein biphasisches
Signal die Bedingungen für beide Schwellwerte erfüllen kann.
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In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung einen Zeitmesser
enthält, zum Messen der Zeit, während der der erste Komparator ein Ausgangssignal
abgibt, wobei ein abgefühltes Herzsignal, das ein Ausgangssignal aus dem ersten
Komparator mit einer Dauer von weniger als eine vorgegebene Zeitdauer erzeugt, als eine
atriale Depolarisation interpretiert wird. Dies würde eine falsche Interpretation der
ventrikulären Repolarisation als atriale Depolarisation verhindern.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Impulsgenerator zum Erzeugen und
Ausgeben von Stimulationsimpulsen zum ventrikulären Gewebe über die erste
Elektrodenoberfläche enthält, und dass die Steuervorrichtung den Impulsgenerator auf der
Grundlage der durch den Detektor abgefühlten elektrischen Signale steuert.
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Die Erfindung wird im Folgenden mehr im Detail anhand von vier Figuren beschrieben,
wobei
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Fig. 1 eine Ausführungsform eines unipolaren Schrittmachers zeigt;
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Fig. 2 das von einem Herzen abgenommene elektrische Signal darstellt;
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Fig. 3 in einem Blockdiagramm den Aufbau des unipolaren Schrittmachers mehr im Detail
zeigt;
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Fig. 4 eine Ausführungsform eines Detektors darstellt, der monophasische Signale von
biphasischen Signalen trennen kann;
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Fig. 5 die Ausgangssignale aus dem Detektor gemäß der ersten Ausführungsform darstellt;
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Fig. 6 eine Ausführungsform eines bipolaren Schrittmachers zeigt; und
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Fig. 7 in einem Blockdiagramm den Aufbau des bipolaren Schrittmachers mehr im Detail
zeigt.
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Ein unipolarer Schrittmacher 2, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist durch eine Elektrodenleitung
6 mit einem Herzen 4 verbunden. Am Ende der Elektrodenleitung 6 ist eine
Spitzenelektrode 8, die am oberen Teil des ventrikulären Septums 10 im rechten Ventrikel
des Herzens 4 angebracht ist. Die Elektrodenleitung 6 weist einen Elektrodenleiter 12 auf,
der die Spitzenelektrode 8 mit der Schrittmacherelektronik verbindet. Am Schrittmacher 2
ist eine indifferente Elektrode 14 so angeordnet, dass zum Herzen 4 ein Stimulationsimpuls
aus dem Schrittmacher 2 über die Elektrodenleitung 6 und die Spitzenelektrode 8 zum
Septum 10 geliefert werden kann. Der Stimulationsimpuls wird dann durch das
Körpergewebe zur indifferenten Elektrode 14 zurückgeleitet. Die elektrischen Signale des
Herzens können auch über die Spitzenelektrode 8 abgefühlt werden.
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Die sanfte Biegung der Elektrodenleitung 6 im Ventrikel und die Position der
Spitzenelektrode 8 hoch oben im Septum 10 übt auf das Herzgewebe eine geringere
Irritation aus, als wenn die Spitzenelektrode 8 im Apex angeordnet wäre. Da die
Kontraktion des Herzmuskels, die Klappenebene nach unten zum Apex hin zieht, um Blut in
die entsprechenden Blutkreisläufe hinaus zu pumpen, wird die Oberfläche der
Elektrodenleitung 6 über einen größeren Teil des Herzgewebes verteilt und die
Nachgiebigkeit der Leitung folgt den Änderungen in der Form des Ventrikels. Die sanfte
Biegung und die Position hoch oben im Septum 10 behindert nicht die natürlichen
Bewegungen des Herzens und die auf den Elektrodenleiter 12 ausgeübte Last wird ebenfalls
reduziert.
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Herzsignale 15 werden über die Spitzenelektrode 8, wie in Fig. 2 gezeigt, abgefühlt.
Herzsignale können in drei Gruppen unterteilt werden, erstens die atriale Depolarisation,
d. h. die P-Welle, gefolgt von der ventrikulären Depolarisation, d. h. der QRS-Welle, und
der ventrikulären Repolarisation, d. h. der T-Welle. Das Atrium wird auch repolarisiert,
aber das Signal aus dieser Repolarisation wird im Allgemeinen durch die QRS-Welle
"überschwemmt". Wie das Signal 15 zeigt, sind die P-Welle und die T-Welle
monophasisch, während die QRS-Welle biphasisch ist. Dies wird in dem unipolaren
Schrittmacher 2 ausgenutzt, um zuverlässig zwischen einer atrialen Depolarisation und einer
ventrikulären Depolarisation zu unterscheiden.
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In Fig. 3 ist der unipolare Schrittmacher 2 in einem Blockdiagramm gezeigt. Ein
Impulsgenerator 16 erzeugt Stimulationsimpulse und liefert diese über den Elektrodenleiter
12 zur Spitzenelektrode 8. Der Impulsgenerator 16 ist auch mit der indifferenten Elektrode
14 verbunden. Die Aussendung von Stimulationsimpulsen des Generators 16 und die
Amplitude und die Dauer der Stimulationsimpulse werden durch die Steuervorrichtung 18
gesteuert. Ein Detektor 20 ist zum Ausgangsanschluß des Impulsgenerators 16 parallel
geschaltet, um die Herzsignale abzufühlen. Die Position der Elektrodenspitze 8 hoch oben
am Septum 10 (Fig. 1) vereinfacht die Detektion der Signale sowohl aus dem Atrium als
auch aus dem Ventrikel durch den Detektor 20. Das Abfühlen der Herzsignale durch den
Detektor 20 und die Bestimmung des Schwellwertes für detektierbare Signale werden durch
die Steuervorrichtung 18 gesteuert.
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Der Schrittmacher 2 enthält auch eine Telemetrieeinheit 28, die mit der Steuervorrichtung
18 verbunden ist. Über die Telemetrieeinheit 28 können Informationen übertragen werden
zu und von der Steuervorrichtung 18 von/zu einer extrakorporalen Programmiereinheit.
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Eine Ausführungsform des Detektors 20 ist in Fig. 4 gezeigt. Die Spitzenelektrode 8 ist
über den Elektrodenleiter 12 mit einem Kondensator 21 verbunden, der Gleichstrom-
Komponenten eliminiert und einen vorgegebene Grundlinienpegel für das Signal
aufrechterhält. Die abgefühlten Signale werden dann durch ein Tiefpaßfilter 22 geführt, das
in geeigneter Weise eine Grenzfrequenz von 100 Hz aufweist, um die von Muskelsignalen
herrührenden Störsignale und andere Störsignale zu reduzieren. Das gefilterte Signal geht
dann zu einem ersten Komparator 23 und einem zweiten Komparator 24. Das gefilterte
Signal wird mit einem positiven Schwellwert Vers im ersten Komparator 23 verglichen und
das gefilterte Signal wird mit einem negativen Schwellwert VNEG in dem zweiten
Komparator verglichen. Die beiden Schwellwerte können den gleichen oder
unterschiedliche absolute Werte aufweisen. Der erste Komparator 23 und der zweite
Komparator 24 erzeugen ein Ausgangssignal solange das gefilterte Signal größer als der
erste Schwellwert bzw. kleiner als der zweite Schwellwert ist. Ausgangssignale der
Komparatoren 23, 24 werden zur Steuervorrichtung 18 ausgesandt.
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In Fig. 5 sind die Ausgangssignale aus dem betreffenden Komparator 23, 24 für das
Eingangssignal 15 zum Detektor 20, wie in Fig. 2 gezeigt, dargestellt. Das Signal 25 zeigt
das Ausgangssignal aus dem ersten Komparator 23 und das Signal 26 zeigt das
Ausgangssignal aus dem zweiten Komparator 24. Die P-Welle aus dem Signal 15 in Fig. 2
erzeugt eine Rechteckwelle 27 aus dem ersten Komparator 23, die QRS-Welle erzeugt eine
kurze Rechteckwelle 29 aus dem ersten Komparator 23 und eine kurze Rechteckwelle 31
aus dem zweiten Komparator 24 und die T-Welle erzeugt eine Rechteckwelle 33 langer
Dauer aus dem ersten Komparator 23. Da der zweite Komparator 24 nur ein
Ausgangssignal erzeugt, wenn ein biphasisches Signal vorliegt, sind ventrikuläre
Depolarisationen sehr einfach zu identifizieren. Da die T-Welle eine lange Rechteckwelle 33
erzeugt, kann die Steuervorrichtung 18 in geeigneter Weise so ausgelegt werden, dass nur
Ausgangssignale vom ersten Komparator 23, die kleiner als eine vorgegebene Zeitdauer
sind, als atriale Depolarisationen interpretiert werden.
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In Fig. 6 ist ein bipolarer Schrittmacher 132 gezeigt, der über eine Elektrodenleitung 136
mit einem Herzen 134 in Verbindung steht. Die Elektrodenleitung 136 ist in den rechten
Ventrikel eingeführt und mit einer Spitzenelektrode 138 im oberen Teil des ventrikulären
Septums 140 verankert. Die Elektrodenleitung 136 ist in den Ventrikel mit einer sanften
Biegung eingeführt, die zu einer Verringerung in der Irritation des Herzgewebes um die
Spitzenelektrode 138 beiträgt. Eine Ringelektrode 142 ist in einem vorgegebenen Abstand
von der Spitzenelektrode 138 angeordnet und drückt gegen das Septum 140. Die
Spitzenelektrode 138 ist mit der Schrittmacherelektronik über einen ersten Elektrodenleiter
144 verbunden und die Ringelektrode 142 ist mit der Schrittmacherelektronik über einen
zweiten Elektrodenleiter 146 verbunden. Der Schrittmacher 132 enthält auch eine
indifferente Elektrode 148, die ebenfalls mit der Schrittmacherelektronik in Verbindung
steht. Stimulationsimpulse können zum ventrikulären Gewebe entweder unipolar über den
ersten Elektrodenleiter 144, die Spitzenelektrode 138, das Herzgewebe und die indifferente
Elektrode 148 geliefert werden oder bipolar über den ersten Elektrodenleiter 144, die
Spitzenelektrode I38, das Herzgewebe, die Ringelektrode 142 und den zweiten
Elektrodenleiter 146. Die Ringelektrode 142 funktioniert dann als eine indifferente
Elektrode. Sowohl die Spitzenelektrode 138 als auch die Ringelektrode 142 können die
elektrische Aktivität des Herzens 134 abfühlen.
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Der Schrittmacher 132 ist in Fig. 7 als Blockdiagramm dargestellt und hat einen
Stimulationsimpulsgenerator 150, der mit dem ersten Elektrodenleiter 144 und mit dem
zweiten Elektrodenleiter 146 verbunden ist. Der Impulsgenerator 150 ist auch mit der
indifferenten Elektrode 148 verbunden. Eine Steuervorrichtung 152 steuert die Ausgabe der
Stimulationsimpulse des Impulsgenerators und die Impulsamplitude und -dauer. Die
Steuervorrichtung 152 entscheidet auch, ob der Impulsgenerator 150 unipolare oder bipolare
Stimulationsimpulse auszugeben hat.
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Eine Detektoreinheit 154 (die nicht als erfindungsgemäß beansprucht ist) ist zum
Ausgangsanschluß des Impulsgenerators 150 parallel geschaltet. Hier enthält die
Detektoreinheit 154 einen ersten Detektor 156, der zwischen den ersten Elektrodenleiter
144 und die indifferente Elektrode 148 geschaltet ist, um die Herzsignale an der
Spitzenelektrode 138 zu erfassen und einen zweiten Detektor 158, der mit dem zweiten
Elektrodenleiter 146 und der indifferenten Elektrode 148 verbunden ist, um an der
Ringelektrode 142 Herzsignale abzufühlen. Die abgefühlten Signale werden zur
Steuervorrichtung 152 ausgesandt, die wiederum die Detektoreinheit 154 steuern kann,
beispielsweise, wann die Detektoren 156, 158, Herzsignale abfühlen sollen, und die
Empfindlichkeit, mit der die Herzsignale abzufühlen sind.
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Ähnlich wie beim unipolaren Schrittmacher 2 in Fig. 3 enthält der bipolare Schrittmacher
132 eine Telemetrieeinheit 160 über die Informationen übermittelt werden können, zu/von
der Steuervorrichtung 152 von/zu einer Programmiereinheit 162.
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Wenn eine atriale Depolarisation auftritt, wird das atriale Herzsignal durch die
Spitzenelektrode 138 abgefühlt und deshalb als atriale Depolarisation interpretiert. Im
oberen Teil des ventrikulären Septums 140 hat die ventrikuläre Depolarisation eine
Ausbreitungsrichtung vom Boden nach oben, d. h. sie wird erst durch die Ringelektrode 142
und dann durch die Spitzenelektrode 138 abgefühlt. Die Steuervorrichtung 152 kann deshalb
leicht zwischen einer atrialen Depolarisation, die nur durch die Spitzenelektrode 138
abgefühlt wird, und einer ventrikulären Depolarisation, die sowohl durch die Ringelektrode
142 als auch die Spitzenelektrode 138 abgefühlt wird, unterscheiden.
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In den Fällen, in denen die Detektoren 156, 158 nicht mit Filtern ausgerüstet sind, die die
T-Welle eliminieren, kann diese Welle ebenfalls leicht identifiziert werden. Dies deshalb,
weil die ventrikuläre Repolarisation einen mehr stochastischen Verlauf der Ausbreitung
aufweist, als die Depolarisation und deshalb beispielsweise gleichzeitig durch die
Spitzenelektrode 138 und die Ringelektrode 142 oder selbst zunächst durch die
Spitzenelektrode 138 und dann durch die Ringelektrode 142 abgefühlt werden kann. Die
Repolarisation kann auch identifiziert werden in einer entsprechenden Weise, wie bei dem
unipolaren Schrittmacher 2.
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Eine ventrikuläre Repolarisation weist eine relativ konstante Amplitude auf, wenn sie auf
eine spontane Depolarisation folgt. Da die Steuervorrichtung 152 auch die Amplitude der
Herzsignale abfühlt, kann das Repolarisationssignal leicht identifiziert werden. Dieser
Umstand kann ausgenutzt werden zum Unterscheiden zwischen spontanen und stimulierten
ventrikulären Depolarisationen.
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Falls eine ventrikuläre Repolarisation identifiziert wird, wird eine Identifikation der
Depolarisation möglich, da die ventrikuläre Repolarisation nicht auf eine atriale
Depolarisation ohne dazwischen liegende ventrikuläre Depolarisation folgen kann.
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Ähnlich wie beim unipolaren Schrittmacher 2 kann der bipolare Schrittmacher 132 auch
ausgebildet sein, abzufühlen, ob Herzsignale monophasisch oder biphasisch sind und das
Intervall zwischen verschiedenen Depolarisationen und Repolarisationen messen. Falls
Herzsignale an der Spitzenelektrode 138 daraufhin abgefühlt werden, ob sie monophasisch
oder biphasisch sind, kann der bipolare Schrittmacher 132 auch nur in einem unipolaren
Modus arbeiten, d. h. falls der zweite Elektrodenleiter 146 brechen würde, würde der
Schrittmacher 138 in der gleichen Weise arbeiten, wie der unipolare Schrittmacher 2.
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Eine Vielzahl der beschriebenen Funktionen kann benutzt werden in entsprechender Weise
bei sowohl unipolaren als auch bipolaren Elektroden.