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JPH0414005B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0414005B2
JPH0414005B2 JP58143601A JP14360183A JPH0414005B2 JP H0414005 B2 JPH0414005 B2 JP H0414005B2 JP 58143601 A JP58143601 A JP 58143601A JP 14360183 A JP14360183 A JP 14360183A JP H0414005 B2 JPH0414005 B2 JP H0414005B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
cardiac
signal
local
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58143601A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5982831A (en
Inventor
Niiru Goorudoraiaa Buruusu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
APURAIDO KAADEIATSUKU EREKUTOROFUIJIOROJII
Original Assignee
APURAIDO KAADEIATSUKU EREKUTOROFUIJIOROJII
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by APURAIDO KAADEIATSUKU EREKUTOROFUIJIOROJII filed Critical APURAIDO KAADEIATSUKU EREKUTOROFUIJIOROJII
Publication of JPS5982831A publication Critical patent/JPS5982831A/en
Publication of JPH0414005B2 publication Critical patent/JPH0414005B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/056Transvascular endocardial electrode systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/28Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electrocardiography [ECG]
    • A61B5/283Invasive
    • A61B5/287Holders for multiple electrodes, e.g. electrode catheters for electrophysiological study [EPS]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362Heart stimulators
    • A61N1/365Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Physiology (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Surgery (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、心臓内電気信号を感知するために技
術および装置に関し、特定すると、感知装置下の
局部的心臓内電気的パターンを弁別的に感知し、
それを所望しないすべてのフイールド外電気事象
から区別する技術および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to techniques and devices for sensing intracardiac electrical signals, and in particular to differentially sensing local intracardial electrical patterns under a sensing device;
It relates to techniques and devices for distinguishing it from all unwanted out-of-field electrical events.

人間の心臓は基本的にポンプであり、血液は、
このポンプを通つて心房すなわち上部室に引き込
まれ、ついで接続弁を介して心室すなわち下部室
を充たす。血液は、ついで心室から身体の器官へ
と送り出される。このポンプの各サイクルは、特
定の順序で起こる一連の事象で開始される。心臓
のポンプとして特定の効率を決定するのは、一部
はこれらの電気的事象の順序および関係である。
電気的サイクルは、洞房結節の細胞の自発的デポ
ラリゼーシヨンで始まる。洞房結節とは、上大静
脈−右心房境界に隣接する小領域の特定の組織を
いう。デポラリゼーシヨン(減極)の前面は、洞
房結節内を緩やかに拡がり、次いで結節周辺組織
を通つて心房心筋を賦活する。心房心筋組織塊が
賦活されると、電気的事象が発生する。これは、
心体表面で検出されるとき、P液と称される。心
臓室内から検出されるとき、この同じ事象は「心
房電気図」と指称される。心房電気図および表面
記録P液の特性は、賦活された心房心筋の質量と
その人間の心臓内で生ずる特定の賦活動作態様の
関数である。心房心筋の収縮および心室の少くと
も部分的充填をもたらすのはこの電気的賦活動作
態様である。
The human heart is basically a pump, and the blood
Through this pump it is drawn into the atrium or upper chamber, which then fills the ventricle or lower chamber via a connecting valve. Blood is then pumped from the ventricle to the body's organs. Each cycle of this pump begins with a series of events occurring in a specific order. It is, in part, the order and relationship of these electrical events that determines the heart's particular efficiency as a pump.
The electrical cycle begins with spontaneous depolarization of cells in the sinoatrial node. The sinoatrial node refers to a small area of specific tissue adjacent to the superior vena cava-right atrium border. The depolarization front spreads slowly within the sinoatrial node and then through the perinodal tissue to activate the atrial myocardium. When the atrial myocardial tissue mass is activated, an electrical event occurs. this is,
When detected on the surface of the body, it is called P fluid. When detected from within the heart chamber, this same event is referred to as an "atrial electrogram." The properties of the atrial electrogram and surface recording P fluid are a function of the activated atrial myocardial mass and the specific activation mode that occurs within the human heart. It is this electrical activation mode that results in contraction of the atrial myocardium and at least partial filling of the ventricle.

しかしながら、心房電気励起波は、もしも特定
の多成分心房心室(AV)伝達系が、心房と心室
間の繊維状境界を横切る電気的情報の伝達を引き
受けなければ、繊維状境界で終つてしまうであろ
う。AV結節は、冠状洞の入口と心臓の中央繊維
体間の途中の心房の床に配置された小さい1〜2
cmの構造体である。この構造体は、別個の3種の
細胞より成るもので、電気的フイルタとして働
き、適当な心房の充填を許容するに十分の減速伝
達領域を心房および心室間に提供する。AV結節
への電気的入力は、一部は普通の心房心筋を介し
て、一部は、洞房結節に隣接する領域と心房−心
筋結節の上部、中部および下部領域間の電気的情
報の伝達を司る3つの特定の心房内路を介して行
なわれる。AV結節内の伝達は、自律感応、心臓
血管の薬物処理や心臓疾患の作用にきわめて敏感
である。
However, the atrial electrical excitation wave may terminate at the filamentous boundary if a specific multicomponent atrioventricular (AV) transmission system does not undertake the transmission of electrical information across the fibrillar boundary between the atria and ventricles. Probably. The AV node is a small 1- to 2-hole AV node located on the floor of the atrium midway between the entrance of the coronary sinus and the central fibrous body of the heart.
It is a cm structure. This structure, consisting of three distinct cell types, acts as an electrical filter and provides sufficient deceleration transmission area between the atrium and ventricle to allow adequate atrial filling. Electrical input to the AV node occurs partly through the normal atrial myocardium and partly through the transmission of electrical information between regions adjacent to the sinoatrial node and the upper, middle, and lower regions of the atrial-myocardial node. This occurs through three specific intraatrial pathways. Transmission within the AV node is highly sensitive to autonomic responses, cardiovascular drug processing, and the effects of heart disease.

電気的デポラリゼーシヨンの前面がAV結節を
前進すると、AVまたはHis束に入る。これは、
解剖学的心房と心室間の電気的インパルスの伝達
を司る。この構造体は、実際には、心臓の繊維骨
格を横切り、膜状心室内隔壁内を数センチ進む。
心室内隔壁の頂点にて、特別AV伝達系は、2つ
の主ブランチ、すなわち右束と左束に分割され
る。左束は、心室隔壁賦活、高部側面の心室心筋
の賦活を司る特定の繊維、および隔壁塊および左
心室心筋の賦活を司る後部部分に分けられる。右
束は右心室の賦活を司る。
As the front surface of the electrical depolarization advances through the AV node, it enters the AV or His bundle. this is,
Responsible for the transmission of electrical impulses between the anatomical atria and ventricles. This structure actually traverses the fibrous skeleton of the heart and advances several centimeters within the membranous intraventricular septum.
At the apex of the intraventricular septum, the special AV transmission system is divided into two main branches: the right bundle and the left bundle. The left bundle is divided into ventricular septal activation, specific fibers responsible for activation of the upper lateral ventricular myocardium, and a posterior portion responsible for activation of the septal mass and left ventricular myocardium. The right bundle controls activation of the right ventricle.

電気的活動は、特別の技術を使用することによ
り、心臓の伝達系の特定の領域から検出される
が、表面心電図技術では、AV結節、AV束、ま
たは束ブランチのいずれかに起こる別個の電気的
事象を示すことができない。電気的活性は、心室
心筋塊が賦活され始め、QRS群が刻まれるまで、
P波に続く表面電気図上に認められない。このパ
ルス群は、一般に身体表面で記録されるとき、P
波よりも当大きい振幅を有する。何故ならば、相
当大きな心室心筋塊がこれを発生しているからで
ある。心膜室の内部から記録するとき、この事象
は「心室電気図」と称される。心房心筋のリポラ
リゼーシヨン事象は、心体表面または心室内部の
いずれから検出されるかに拘らず、T波と称され
る。
Electrical activity is detected from specific regions of the heart's conduction system by using special techniques, whereas surface electrocardiography techniques detect discrete electrical activity occurring in either the AV node, AV bundle, or bundle branch. It is not possible to indicate a specific event. The electrical activity continues until the ventricular myocardial mass begins to be activated and the QRS complex is formed.
Not observed on the surface electrogram following the P wave. This group of pulses, when recorded at the body surface, is generally P
It has a larger amplitude than the wave. This is because a fairly large ventricular myocardial mass causes this. When recorded from inside the pericardial chamber, this event is referred to as a "ventricular electrogram." Atrial myocardial lipolarization events, whether detected from the cardiac surface or from within the ventricles, are referred to as T waves.

洞房結節の通常の拡張期デポラリゼーシヨンと
それに続く心房および心室中の電気的励起の通常
の伝搬で、洞房結節の放電割合および心房および
心臓励起の速度を変える神経系の作用に応答する
周波数を有する通常の心臓リズムを生ずる。しか
しながら、種々の疾患状態は、支配的な自然の心
臓ペースメーカのリズムならびに電気的励起パタ
ーンに作用することがある。異常なリズムは次の
ような場合に発生される。すなわち、洞房結節イ
ンパルスが洞房結節から間欠的に導出されない場
合。心房心筋の異常の場合、これは動悸や細動の
ような急速な心房の不整脈をもたらす。AV結節
伝達の異常または存在の場合、これは心室内の下
部から緩速の不十分な固有のペースメーカを出現
させ、異常に緩速の心臓リズムをもたらす。束ブ
ランチの1つまたは全部の疾患の場合、これは部
分的または完全なAVブロツクをもたらし、これ
も緩速で不十分な心臓速度をもたらす。心室心筋
の異常の場合、これは急速な頻拍、心室細動や死
をもたらす。現代の医術は、このような欠陥性の
電気的デポラリゼーシヨン動作態様が、一般的に
ペースメーカとして考えられる外部または植込み
電子的装置を用いて心臓を電子的に刺激すること
より微候的に処置され得るところまで進んだ。
Normal diastolic depolarization of the sinoatrial node followed by normal propagation of electrical excitation through the atria and ventricles, the frequency in response to the actions of the nervous system that change the discharge rate of the sinoatrial node and the rate of atrial and cardiac excitation. produces a normal heart rhythm with However, various disease states can affect the dominant natural cardiac pacemaker rhythm as well as the electrical excitation pattern. Abnormal rhythms occur in the following cases: That is, if sinoatrial node impulses are not derived intermittently from the sinoatrial node. In the case of atrial myocardial abnormalities, this results in rapid atrial arrhythmias such as palpitations and fibrillation. In the case of an abnormality or presence of AV nodal transmission, this causes an insufficiently slow intrinsic pacemaker to emerge from the lower part of the ventricle, resulting in an abnormally slow heart rhythm. In the case of disease of one or all of the bundle branches, this results in partial or complete AV block, which also results in a slow and inadequate heart rate. In the case of ventricular myocardial abnormalities, this results in rapid tachycardia, ventricular fibrillation and death. Modern medical technology has shown that this defective electrical depolarization mode of operation is more subtle than electronic stimulation of the heart using an external or implanted electronic device, commonly thought of as a pacemaker. It has progressed to the point where it can be treated.

もつとも簡単でもつともしばしば採用される電
子的装置は、標準的VVI型ペースメーカである。
この装置は、心室電気図を感知し、デポラリゼー
シヨンレートが予定されたレベル以下に落ちる
と、刺激が心室心筋に供給され、電気的デポラリ
ゼーシヨン波を生じさせ、それに続いて心室心筋
収縮を起こさせる。このような電気的な逃避また
は補助装置は、心室(VVI)または心房(AAI)
レベルに埋め込まれて、AV伝達または洞戻結節
関数の異常を修正することができる。もつと新式
のペースメーカ装置は、心房および心室の電気的
励起の通常の動作態様を復旧させるため、心房お
よび心室レベルに電極を採用し、いずれかのまた
は両部位にて感知および調速を行なう。他の植込
み可能な電気的装置は、心房および/または心室
頻拍を変換し、入力の一部を心室細動を終了させ
るように設計された植込み可能な電気的装置に供
給するために使用された。
The simplest and most frequently employed electronic device is the standard VVI pacemaker.
The device senses the ventricular electrogram and when the depolarization rate falls below a predetermined level, a stimulus is delivered to the ventricular myocardium, creating an electrical depolarization wave, followed by a cause contractions. Such electrical escape or assist devices can be used in ventricular (VVI) or atrium (AAI)
implanted at the level to correct abnormalities in AV transmission or sinus return node function. Newer pacemaker devices employ electrodes at the atrial and ventricular levels to sense and regulate at either or both locations in order to restore normal operating patterns of atrial and ventricular electrical excitation. Other implantable electrical devices may be used to convert atrial and/or ventricular tachycardia and provide a portion of the input to an implantable electrical device designed to terminate ventricular fibrillation. Ta.

しかしながら、これらのどの装置も、それが適
当に機能するかどうかの能力は、心房または心室
内から感知される電気的信号の適切さによつて決
して決定されない。けれども、適当なペースメー
カ出力は、適切な信号すなわち感知入力によつて
のみ決定されるものである。一般にたいていの従
来装置は、刺激の不存在の際に心筋のデポラリゼ
ーシヨンを感知するため心筋の刺激に使用される
のと同じ電極を利用している。一般に、たいてい
の装置は、心房または心室心筋に埋め込まれた1
つの電極、または同じカテーテル本体に沿つて刺
激電極に近接して配置されたリングの形式(双極
感知)またはペースメーカそれ自体より成る(単
極感知)第2の電極より成つていた。単極または
双極感知を使用して検出されたPおよびQRS群
の平均信号振幅は、10年以上にわたり心臓の文献
に十分記載されていた。
However, the ability of any of these devices to function properly is in no way determined by the adequacy of the electrical signals sensed from within the atria or ventricles. However, the appropriate pacemaker output is determined only by the appropriate signal or sensing input. Generally, most conventional devices utilize the same electrodes used for myocardial stimulation to sense myocardial depolarization in the absence of stimulation. Generally, most devices are implanted into the atrial or ventricular myocardium.
a second electrode in the form of a ring (bipolar sensing) or the pacemaker itself (unipolar sensing) placed in close proximity to the stimulation electrode along the same catheter body. The mean signal amplitudes of P and QRS complexes detected using unipolar or bipolar sensing have been well described in the cardiac literature for more than a decade.

植込み電極が接触して配置される心筋からのみ
誘導される信号を提供することの必要性は、確認
されている。外部磁界や電界および電気かみそり
や電子レンジにより発生される電・磁界のような
患者の外部の電気機械的干渉の問題も、いまでは
一般公衆により十分認められている。しかしなが
ら、10年来、身体内で起こる他の電気的事象に起
因して心臓電気事象の誤測定を生じ易いという認
識が高まつて来た。例えば、電磁干渉シンポジウ
ム、PACE,Vol.5,1982年1〜2月、参照。特
に、単極電極装置において、ペースメーカアノー
ド自体に隣接する骨格心筋からの電気信号の感知
(筋電位感知)は、これらのペースメーカの誤抑
止の頻繁な原因として認識されている。標準双極
リング電極は、筋電位およびEMI感知が行なわ
れる割合を減ずるのに役立つが、これらの装置
は、外界や患者や周囲で発生される電気現象にあ
まり不感知でなさすぎる。EMIに不感知な装置
は大なる臨床的価値があろう。
The need to provide signals derived only from the myocardium in contact with which implanted electrodes are placed has been identified. The problem of electromechanical interference external to the patient, such as external magnetic and electric fields and the electromagnetic fields generated by electric shavers and microwave ovens, is also now well recognized by the general public. However, over the past decade there has been increasing recognition that it is easy to mismeasure cardiac electrical events due to other electrical events occurring within the body. See, for example, Electromagnetic Interference Symposium, PACE, Vol. 5, January-February 1982. Particularly in unipolar electrode devices, the sensing of electrical signals from the skeletal myocardium adjacent to the pacemaker anode itself (myopotential sensing) has been recognized as a frequent cause of false inhibition of these pacemakers. Although standard bipolar ring electrodes help reduce the rate at which myopotential and EMI sensing occurs, these devices are too insensitive to the outside world and to electrical phenomena generated in the patient and surroundings. A device that is insensitive to EMI would be of great clinical value.

心室心筋の賦活(心室電気図)を感知するため
に心室内に単極または双極の接触電極装置のいず
れかを配置すると、一般に10〜12mvの十分な心
室電気図信号が得られ、そして心房心筋に比して
心室心筋の質量は大きいため、心房デポラリゼー
シヨンを反映する電気的活性は、このカテーテル
によつてあつてもほとんど感知されない。しかし
ながら、これは本当でなく電気図は心房内の種々
の位置から誘導される。接触している電気的感知
装置は、単極であれ双極であれ、すべて同じ欠点
を受けており、右心房付属器内における位置づ
け、右心房の側壁または基部−末端冠状洞内でほ
とんど独立である。問題は、心臓解剖学的に固有
のものと思われる。すなわち、心房の質量は小さ
く、その結果、P液も、心房内から感知されてさ
え一般に相当小さく1〜2mvである。心室心筋の
質量は、心房心筋の質量をある程度越すから、心
室のデポラリゼーシヨンは、心房内からでも別個
の電気事象として捕えることができる。しかし
て、この電気事象は、信号の大きさおよび形態に
おいて心房の電気事象から差別し得るものであ
る。
Placing either a monopolar or bipolar contact electrode device within the ventricle to sense activation of the ventricular myocardium (ventricular electrogram) generally yields a sufficient ventricular electrogram signal of 10-12 mv, and the atrial myocardium Due to the large mass of the ventricular myocardium compared to the ventricular myocardium, electrical activity reflecting atrial depolarization is hardly detected by this catheter. However, this is not the case and electrograms are derived from various locations within the atrium. Contacting electrical sensing devices, whether unipolar or bipolar, all suffer from the same drawbacks: their location within the right atrial appendage, their location within the right atrium lateral wall or the proximal-distal coronary sinus is largely independent. . The problem appears to be unique to cardiac anatomy. That is, the mass of the atrium is small, and as a result, P fluid, even sensed from within the atrium, is generally quite small, 1-2 mv. Since the mass of ventricular myocardium exceeds the mass of atrial myocardium to some extent, ventricular depolarization can be captured as a separate electrical event even from within the atrium. This electrical event is thus distinguishable from the atrial electrical event in signal magnitude and form.

ほとんどの欠点のみのために、心房抑止
(AAI)およびP液同期(VATまたはVDD)型
システムの開発と発達は非常に遅いものとなつ
た。これは、心房および心室両レベルで感知する
ように設計されたデユアルチヤンバデマンド型ペ
ースメーカ(DDDシステム)の開発においては、
殆んど打勝ち難い問題となつた。心室および心房
レベルにおける適当な急速心拍変換ペースメーカ
の開発も、標準ペースメーカシステムにより感知
される心房および心室事象間の信号弁別の欠如に
より著しく阻害された。
The development and development of atrial arrest (AAI) and P fluid gated (VAT or VDD) type systems has been very slow due to most of the drawbacks. This is important in the development of dual chamber demand pacemakers (DDD systems), which are designed to sense at both the atrial and ventricular levels.
It has become an almost insurmountable problem. The development of suitable rapid rate conversion pacemakers at the ventricular and atrial levels has also been severely hampered by the lack of signal discrimination between atrial and ventricular events sensed by standard pacemaker systems.

これらのペースメーカ技術では、静脈を介して
心臓に挿入されるカテーテルにより電気図を感知
することにより、刺激パルスのための確実なトリ
ガ信号を発生させようと試みた。一般に、1つの
心臓室で感知される信号またはその不存在は、そ
の同じ心臓室を調速するに必要とされる情報を提
供していた。心臓の上部、すなわち心房における
電気的活性を感知し、心房で感知された速度に適
当な速度で心室を調速できるようなペースメーカ
システムを作ることが心臓学者の長い間の志向で
あつた。ほとんどの従来のシステムは、2つのカ
テーテルを採用しており、1つは右心房付属器と
接触して配置され、他方は右心室頂点と接触して
配置される。このようにして、心房において感知
される信号をパルスジエネレータで取り出し、刺
激を適当な速度で心室に供給できる。
These pacemaker technologies attempt to generate reliable trigger signals for stimulation pulses by sensing electrograms through catheters inserted into the heart via veins. Generally, a signal sensed in one heart chamber, or its absence, provided the information needed to govern that same heart chamber. It has long been the goal of cardiologists to create pacemaker systems that sense electrical activity in the upper part of the heart, the atria, and regulate the ventricles at a rate appropriate to the rate sensed in the atria. Most conventional systems employ two catheters, one placed in contact with the right atrial appendage and the other placed in contact with the right ventricular apex. In this way, the signal sensed in the atrium can be extracted by a pulse generator and stimulation can be delivered to the ventricle at the appropriate rate.

心房活動を感知して心室レベルで調速を行なう
のに使用できる単一のカテーテルについての従来
技術に関する記述も数種存在する。一般に、各場
合とも、感知要素は刺激電極に類似の電極である
が、カテーテルの軸に沿つてどこへでも配置され
た。例えば、心房電気図を感知するために心房レ
ベルに1または2つのリング電極を配置するもの
が、Thalerの「P液制御、R波抑止心室刺激装
置」と題する米国特許第4091817号に示されてい
る。他の類似の設計は、O′Neillの「変形可能な
心臓ペーサリードおよび組立および体器官への取
付け」と題する米国特許第4154247号、
BerKovitsの「心房および心室刺激のための単一
カテーテル」と題する米国特許第3825015号、
Buresの「静脈横断軸方向カテーテル」と題する
米国特許第3865118号に記載されている。たいて
いの場合、従来は、電極を心房の内表面と物理的
に接触させるのが必須と思われた。何故ならば、
心臓波は心筋組織内で発生され、O′Neillおよび
Buresの米国特許に示されるように接触が必須で
あると考えられたからである。
There are also several prior art descriptions of single catheters that can be used to sense atrial activity and regulate at the ventricular level. Generally, in each case the sensing element was an electrode similar to the stimulation electrode, but placed anywhere along the axis of the catheter. For example, placing one or two ring electrodes at the atrial level to sense the atrial electrogram is shown in Thaler, U.S. Pat. There is. Other similar designs include U.S. Pat.
U.S. Pat. No. 3,825,015 entitled "Single Catheter for Atrial and Ventricular Stimulation" to BerKovits;
Bures, US Pat. No. 3,865,118 entitled "Transvenous Axial Catheter." In most cases, it has hitherto been considered necessary to physically contact the electrode with the inner surface of the atrium. because,
Heart waves are generated within myocardial tissue, and O'Neill and
This is because contact was considered essential as shown in the Bures patent.

ある従来技術では、心房接触は必須であると考
えられなかつた。1つの従来装置は、Thalerの
米国特許第4091817号に記載されている。これは、
2つの周囲リング電極E1およびE2からP液を
感知し、心室刺激を発生するペースメーカを示し
ている。Thalerの特許は、従来の技術が、心室
デポラリゼーシヨンおよび後続の心臓波群の波要
素からP液を区別するために考案しようとした複
雑な回路の例示である。これは重要な問題であ
る。何故ならば、非接触リング電極から感知され
るP波は、実質的に後続のQRS群と実質的に同
一であるからである。同時に、P波をそれに伴な
うQRST波列から自動化手段によりスペクトル分
析その他の方法で弁別する確実な方法はない。心
臓ペーサと関連して使用される他の複雑な回路
は、Berkovits,Lin等の「可変P−Rインター
バルペースメーカ」と題する米国特許第4060090
号およびFunkeの「不整脈防止装置」と題する米
国特許第3937226号に図示、論述されている。
In some prior art, atrial contact was not considered essential. One prior art device is described in U.S. Pat. No. 4,091,817 to Thaler. this is,
A pacemaker is shown sensing P fluid and generating ventricular stimulation from two circumferential ring electrodes E1 and E2. The Thaler patent is illustrative of the complex circuits that the prior art attempted to devise to distinguish P fluid from the wave elements of ventricular depolarization and subsequent cardiac wave complexes. This is an important issue. This is because the P wave sensed from the non-contact ring electrode is substantially identical to the subsequent QRS complex. At the same time, there is no reliable way to distinguish P waves from their associated QRST wave trains by automated means, by spectral analysis or otherwise. Another complex circuit used in conjunction with cardiac pacers is U.S. Pat. No. 4,060,090 to Berkovits, Lin et al.
No. 3,937,226 to Funke, entitled "Anti-Arrhythmia Device."

心房および心室両レベルにおける信号弁別の問
題は、心房または心室レベルにおけるペースメー
カそれ自体による電気的刺激の影響を考慮すると
一層複雑となる。単極または双極の5ボルトの電
気的人工的刺激により惹起される心筋デポラリゼ
ーシヨンをその刺激に使用されるのと同じ電極に
より感知しようとすると、電極−心筋境界に電気
的な現象(後電位として使われる)が生じる。こ
れは、数ボルトの振幅および200〜500msecの継
続時間の電位である。これは、惹起された隣接す
る心筋応答を圧倒してしまい、もしも極度に複雑
な回路がないと、刺激された心筋事象はペースメ
ーカそれ自体によつて感知されない。この結果、
従来技術においては、すべての刺激ないし惹起さ
れたデポラリゼーシヨンに続いて「難感知期間」
と称されるものが認識されている。「後電位」は、
心室刺激のみの結果として心室レベルで作用する
が、心房レベルでは、心房または心室のいずれか
の刺激の結果、相当の期間心房電気図の不明瞭化
をもたらす。
The problem of signal discrimination at both the atrial and ventricular levels is further complicated when considering the effects of electrical stimulation by the pacemaker itself at the atrial or ventricular level. When attempting to sense myocardial depolarization induced by unipolar or bipolar 5 volt artificial electrical stimulation with the same electrode used for the stimulation, an electrical phenomenon (later (used as electric potential) is generated. This is a potential with an amplitude of a few volts and a duration of 200-500 msec. This will overwhelm the evoked adjacent myocardial response and, absent extremely complex circuitry, the stimulated myocardial event will not be sensed by the pacemaker itself. As a result,
In conventional technology, every stimulus or induced depolarization is followed by a "difficult period".
What is called is recognized. "After potential" is
It acts at the ventricular level as a result of ventricular stimulation only, but at the atrial level, stimulation of either the atria or the ventricles results in obscuring the atrial electrogram for a significant period of time.

いずれにしても、従来技術では、P液をそれに
続く心臓波群から好く取り出すことができないた
め、容認できるP同期、VDDおよびDDDデマン
ド型ペースメーカを考案することが殆んど成功せ
ず、座折した。この座折は、感知電極および付属
の回路がペースメーカ自体により発生される強い
刺激パルスにより圧倒され、その結果デポラリゼ
ーシヨンが好く刺激されたか否かにペースメーカ
が盲目となつたという事実により悪化された。
In any case, the prior art has had little success in devising acceptable P-synchronized, VDD, and DDD demand pacemakers because P fluid cannot be extracted well from the subsequent heart wave complex; Folded. This collapse was exacerbated by the fact that the sensing electrodes and associated circuitry were overwhelmed by the strong stimulation pulses generated by the pacemaker itself, thus blinding the pacemaker to whether or not depolarization had been successfully stimulated. It was done.

複雑なデユアルチヤンバペーサシステムにおけ
る周波数の増大で遭遇する問題は、心房の異常な
逆行賦活の問題である。これは、心室の自発的な
早期のデポラリゼーシヨン、または心室とAV結
節を横切る逆行ないし逆伝達との整速から起こ
る。逆行伝達は、AV結節の通常の能力であり、
洞房結節機能障害をもつ患者の90%にみられる。
それゆえ、この問題は、DDDペーサシステムに
対してきわめて重要な問題である。逆行伝達が所
与のP液の原因となるかどうかを決定する試み
は、心筋賦活が起こつている方向を正確に分析す
る普通の電気的センサを本質的に欠くため、極度
に複雑な回路の使用に依存した。
A problem encountered with increasing frequency in complex dual chamber pacer systems is that of abnormal retrograde activation of the atria. This results from spontaneous premature depolarization of the ventricles or slowing of retrograde or retrograde conduction across the ventricles and the AV node. Retrograde transmission is a normal ability of the AV node;
Occurs in 90% of patients with sinoatrial node dysfunction.
Therefore, this problem is of critical importance for DDD pacer systems. Attempts to determine whether retrograde transmission is responsible for a given P fluid require extremely complex circuits, essentially lacking common electrical sensors to accurately analyze the direction in which myocardial activation is occurring. Depends on usage.

この同じ困難性は、標準心室感知システムを利
用して、通常導生されるインパルスと心室内の異
常病巣により発生されるインパルスを区別しよう
とすると、すなわち通常の前方伝達を心室の早期
デポラリゼーシヨンから区別しようとする場合、
かゝるシステムでも遭遇する。この後者の能力
は、頻拍変換ペースメーカの問題を考慮するとき
わめて重要となる。いまゝでは、適切なセンサを
欠くため、心室事象が起こる割合のみが不所望の
頻拍から所望のものを区別するのに使用できる。
通常の洞房リズム、1:1の伝達をもつ心房頻
拍、可変伝達をもつ心房フラツタ、同様に心室頻
拍は、すべて心室頻拍変換に対して予め選択され
た割合を越える割合で生じよう。かくして、心室
頻拍の存在を決定するのに割合のみを使用する
と、相当の診断エラーが生ずることになろう。
This same difficulty is compounded when attempting to utilize standard ventricular sensing systems to distinguish between normally conducted impulses and those generated by abnormal lesions within the ventricle, i.e., between normal forward conduction and premature depolarization of the ventricle. When trying to distinguish it from Shion,
It is also encountered in such systems. This latter capability becomes extremely important when considering the problems of tachycardia conversion pacemakers. Currently, lacking a suitable sensor, only the rate at which ventricular events occur can be used to distinguish desired from unwanted tachycardia.
Normal sinoatrial rhythm, atrial tachycardia with 1:1 transmission, atrial flutter with variable transmission, as well as ventricular tachycardia, will all occur at a rate that exceeds the preselected ratio to ventricular tachycardia conversion. Thus, using percentages alone to determine the presence of ventricular tachycardia would result in substantial diagnostic error.

それゆえ、必要なものは次のような方法と装置
である。
What is needed, therefore, is the following method and apparatus.

1 調速カテーテルに隣接する組織から得られる
局部的電気図が、同じ室の他の領域、供給され
る電気的刺激または反対の室のデポラリゼーシ
ヨンにより発生されるすべての外界電気事象か
ら弁別的に感知され得ること。
1 The local electrogram obtained from the tissue adjacent to the regulating catheter is differentiated from all external electrical events generated by other regions of the same chamber, the applied electrical stimulation or depolarization of the opposite chamber. something that can be sensed.

2 局部的電気図が、EMIおよび筋電位感知の
影響に不感知にされること。
2. The local electrogram is rendered insensitive to the effects of EMI and myopotential sensing.

3 惹起されるデポラリゼーシヨンが、電極心筋
界面におけるデポラリゼーシヨンの作用(後電
位感知)により干渉を受けることなく感知され
得ること。
3. The induced depolarization can be sensed without interference due to the action of depolarization at the electrode-myocardial interface (afterpotential sensing).

4 心房心筋から誘導される電気図が、相当の高
振幅で記録でき、心房事象を生じさせる電気力
の大きさが本質的に大きくしても心房電気事象
から明瞭に弁別できること。
4. Electrograms derived from the atrial myocardium can be recorded at fairly high amplitudes and can be clearly distinguished from atrial electrical events even though the magnitude of the electrical force causing the atrial events is essentially large.

5 多領域から記録された局部的心筋デポラリゼ
ーシヨンが、通常の賦活パターンを異常な賦活
パターンから弁別するのに使用できること。
5. Local myocardial depolarization recorded from multiple regions can be used to discriminate normal activation patterns from abnormal activation patterns.

この種の別個の特定の電気的センサの開発は、
心博の電気的乱調の処理に遭遇する問題に応用さ
れるとき、心臓不整脈の治療に正確で確実な電気
的装置の開発をもたらすであろう。
The development of separate specific electrical sensors of this kind
When applied to the problems encountered in handling electrical disturbances of the heart, it will lead to the development of accurate and reliable electrical devices for the treatment of cardiac arrhythmias.

発明の概要 本発明は、局部的励起波が感知される1対の点
に近接する心臓組織内のデポラリゼーシヨンベク
トルにほゞ垂直な平面に存する1または複数の点
を介して所望の電気図を感知することにより、複
雑な一連の波、ペースメーカ刺激および/または
心臓外の電気的事象から所望の局部的心臓電気事
象を弁別することを含む心臓の電気的活動を感知
する方法の改良に係る。この1対または複数対の
点で感知される信号は、所望の局部的電気図に特
有の差信号を誘導するように電気的に比較される
が、これらの信号は、複雑な心臓波の他のすべて
の要素または外部の電気的事象から実質的に無関
係である。それは、後者が「フイールド外」電気
的事象であるという事実に依る。この方法に依る
と、如何なる心臓の電気的事象も、確実かつ明白
に感知され、どのような複雑な心臓波または非局
部的電気的事象からも選択される。そしてこれ
は、たとえこれらの非局部的事象が相当大きい大
きさを有する信号を発生しても可能である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides the ability to generate a desired electrical current through one or more points in a plane substantially perpendicular to a depolarization vector in cardiac tissue proximate to a pair of points at which localized excitation waves are sensed. Improving methods for sensing cardiac electrical activity, including discriminating desired local cardiac electrical events from complex series of waves, pacemaker stimulation, and/or extracardiac electrical events by sensing diagrams. It depends. The signals sensed at this pair or pairs of points are electrically compared to induce a difference signal that is specific to the desired local electrogram, but these signals are not unique to complex cardiac waves. Virtually independent of all elements or external electrical events. It depends on the fact that the latter is an "out-of-field" electrical event. According to this method, any cardiac electrical event is reliably and unambiguously sensed and selected from any complex cardiac wave or non-local electrical event. And this is possible even though these non-local events generate signals with fairly large magnitudes.

所望の局部的電気図の弁別は、特に、心筋(心
臓組織)と必ず接触する対の感知電極を備えない
ことにより特徴づけられる。換言すると、感知電
極は、心臓キヤビテイ内に自由に浮動している。
また、特に、心筋刺激に利用されない電気図感知
に専用の電極を備え、電極−心筋界面におけるポ
ラリゼーシヨン効果(後電位感知)により隠され
ない態様で惹起(刺激)された電気的事象の感知
を可能にすることにより特徴づけられる。
The desired local electrogram discrimination is characterized in particular by not having a pair of sensing electrodes necessarily in contact with the myocardium (heart tissue). In other words, the sensing electrode is free floating within the cardiac cavity.
In particular, it is equipped with an electrode dedicated to electrogram sensing that is not used for myocardial stimulation, making it possible to sense electrical events evoked (stimulated) in a manner that is not hidden by the polarization effect (afterpotential sensing) at the electrode-myocardial interface. It is characterized by

さらに詳述すると、心房内電気図(P液)を、
心室レベルで生ずるデポラリゼーシヨンのような
すべての他のデポラリゼーシヨンから弁別する段
階は、心臓組織と接触する感知電極を備えないこ
とにより特徴づけられる。右心房または右心房付
属器のいずれに位置づけられるにせよ、感知電極
は心臓キヤビテイ内に自由に浮動している。
To explain in more detail, the intraatrial electrogram (P fluid) is
The stage that distinguishes it from all other depolarizations, such as depolarization that occurs at the ventricular level, is characterized by the absence of sensing electrodes in contact with cardiac tissue. Whether located in the right atrium or the right atrial appendage, the sensing electrode is free floating within the heart cavity.

本発明の第2の具体例においては、P液を弁別
する段階も、近傍の心臓組織内におけるデポラリ
ゼーシヨンベクトルに垂直な平面内の2以上の点
においてP波を感知することを含む。1つの具体
例においては、心臓信号は、この平面内にある円
の回りに等間隔で離間された3または4の点で感
知され、そしてこの感知から、2または複数の信
号が誘導される。
In a second embodiment of the invention, the step of discriminating P fluid also includes sensing P waves at two or more points in a plane perpendicular to the depolarization vector in adjacent cardiac tissue. In one embodiment, cardiac signals are sensed at three or four equally spaced points around a circle in this plane, and two or more signals are derived from this sensing.

加えて、通常の心房または心室の賦活動作態様
すなわち心臓内における電気的活性の通常の拡が
りから生ずる賦活動作態様は、心房または心室の
種々の部分に2またはそれ以上のセンサを利用す
ることにより、急速不整脈、単一の早期のデポラ
リゼーシヨンや逆行伝達のような異常な賦活動作
態様から区別できる。各領域のセンサの特性は、
前述したものと同一である。たゞし、各誘導され
た電気図の賦活動作態様を指示する感知信号に、
通常または異常賦活パターンが確実に弁別できる
ように論理が適用されるものとする。
In addition, normal atrial or ventricular activation behavior, that is, activation behavior that results from the normal spread of electrical activity within the heart, can be improved by utilizing two or more sensors in different parts of the atrium or ventricle. Rapid arrhythmias can be distinguished from abnormal activation modes such as single early depolarization and retrograde transmission. The characteristics of the sensor in each area are
This is the same as described above. However, the sensing signal that directs the activation mode of each induced electrogram is
Logic shall be applied to ensure that normal or abnormal activation patterns can be distinguished.

本発明のこれらおよびその他の目的は、図面を
参照して行なつた以下の好ましい具体例について
の説明から明らかとなろう。
These and other objects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, taken in conjunction with the drawings.

以下、本発明の好ましい実施例について添付図
面を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明は、局所心臓信号が他のすべての所望し
ない電気信号から、これら電気信号が同じ心臓の
室の他の領域で発生されたか、他の心臓の室で発
生されたか、あるいは骨格筋または外部の電気雑
音で発生されたような心臓の外部の電気的事象と
して生じたかに関係なく、識別可能に感知される
態様で、限局性の心臓の電気的活動が感知される
方法を含む。
The present invention distinguishes local cardiac signals from all other undesired electrical signals, whether these electrical signals are generated in other regions of the same heart chamber, in other heart chambers, or in skeletal muscle or external The method includes a method in which focal cardiac electrical activity is sensed in a manner that is identifiably sensed, regardless of whether it occurs as an electrical event external to the heart, such as generated by an electrical murmur.

本発明の方法論が根拠とする電磁界機構は十分
に理解されていない。しかしながら、最も近いま
たは隣接する心筋組織における局所デポラリゼー
シヨンベクトルの方向と直角な平面内に実質的に
ある2つまたはそれ以上の点において心臓波を感
知し、そしてこれら2つ以上の感知された信号を
差動的に増幅することによつて、高振幅の局所電
気図が非常に高い信号対雑音比(SN比)でもつ
て生成されることが分つた。例えば、非常に高振
幅のQRS群、随伴するT波、あるいは関連する
ペースメーカーによつて発生される多量の刺激パ
ルスは心臓の非常に小さいP液を確実に感知し、
それによつてこのP液を他のすべての自然のまた
は人工的に導入された電気的活動から確実に識別
するために、本方法論の効力に全く影響しないこ
とが分つた。
The electromagnetic field mechanism on which the methodology of the present invention is based is not well understood. However, sensing the heart waves at two or more points that lie substantially in a plane perpendicular to the direction of the local depolarization vector in the nearest or adjacent myocardial tissue, and It has been found that by differentially amplifying the signals, high-amplitude local electrograms can be generated with very high signal-to-noise ratios. For example, very high amplitude QRS complexes, accompanying T waves, or large stimulation pulses generated by an associated pacemaker reliably sense the very small P fluid in the heart;
It has been found that this does not in any way affect the efficacy of the methodology to reliably distinguish this P fluid from all other natural or artificially introduced electrical activity.

第1図は正常な心拍の通常の表面すなわち皮膚
心電図(EKG)をライン10で例示するもので、
この心電図は心房心筋のデポラリゼーシヨンの表
面表示であるP波12、同様に心室心筋のデポラ
リゼーシヨンを反映するP波12に続くQRS群
14、および心室のリポラリゼーシヨンを反映す
る、その後に続くT波16を示す。ライン18は
心房内で浮動しているか、あるいは右心房付属器
と接触している従来技術のリング電極プローブに
よつて代表的には測定されたような通常の心房
EKGである。通常の心房EKGは代表的には、参
照数字20で総括的に指示された双極のP波レス
ポンスとこれに続く、参照数字22で総括的に指
示された若干振幅の小さい双極のQRSレスポン
スとを有する。QRSレスポンス22の波形はP
波レスポンス20とおおむね同じであるが、しか
しより滑らかでかつ振幅が小さい傾向がある。し
かしながら、正常な個人間でさえ、1人の心臓波
群は他の個人の測定された心臓波群とは、あるい
は同じ個人でも別の時間に測定された心臓波と
は、大きく相違する可能性がある。各成分レスポ
ンスの相対振幅の変動を含む、心房EKGにおけ
るライン18で示す成分レスポンスからの種々の
成分レスポンス間の間隔の僅かな変動は異常心臓
において予期されることである。P波レスポンス
20およびQRSレスポンス22の波形および振
幅の変動は、人間の観察者であつても、あらゆる
環境においてこの2つを完全に区別することは非
常に困難なことである。従つて、電子回路および
論理がP波レスポンス20とQRSレスポンス2
2とを確実に区別することは、人間の観察者の場
合よりもさらに困難であり、この欠点が現在の心
臓ペースメーカーの開発に一般的に制限を与えて
いた。
Figure 1 illustrates the normal surface of a normal heartbeat, or skin electrocardiogram (EKG), at line 10.
This electrocardiogram shows a P wave 12 which is a surface representation of depolarization of the atrial myocardium, a QRS complex 14 following the P wave 12 which also reflects depolarization of the ventricular myocardium, and a ventricular lipolarization. , showing the T-wave 16 that follows. Line 18 is a normal atrium as measured typically by a prior art ring electrode probe floating within the atrium or in contact with the right atrial appendage.
It's an EKG. A normal atrial EKG typically consists of a bipolar P-wave response, indicated generally by reference numeral 20, followed by a slightly smaller amplitude bipolar QRS response, indicated generally by reference numeral 22. have The waveform of QRS response 22 is P
It is roughly the same as wave response 20, but tends to be smoother and of lower amplitude. However, even among normal individuals, one person's heart waves may differ significantly from the measured heart waves of another individual, or from the same individual's heart waves measured at different times. There is. Slight variations in the intervals between the various component responses from the component responses shown by line 18 in the atrial EKG, including variations in the relative amplitudes of each component response, are to be expected in an abnormal heart. The waveform and amplitude fluctuations of the P-wave response 20 and the QRS response 22 make it extremely difficult for even a human observer to completely distinguish between the two in any environment. Therefore, the electronic circuits and logic are P wave response 20 and QRS response 2.
It is even more difficult to reliably distinguish between 2 and 2 than for a human observer, and this shortcoming has generally limited the development of current cardiac pacemakers.

ライン24は標準の接触電極システムから得ら
れた通常の心室電気図であり、ライン10の表面
心電図に示されたQRSおよびT波に対応する参
照数字26で総括的に指示した心室活動に対する
比較的大きなレスポンスを示す。この心室EKG
はP波12に対応する認識できるレスポンスがな
い。
Line 24 is a normal ventricular electrogram obtained from a standard contact electrode system, relative to the ventricular activity indicated generally by reference numeral 26, which corresponds to the QRS and T waves shown on the surface electrogram in line 10. Shows great response. This ventricular EKG
has no discernible response corresponding to P wave 12.

ライン28は本発明によつて考案された直交プ
ローブを使用することにより右心房付属器から取
つた電気図である。感知された信号はP波を示す
参照数字30で総括的に指示されたレスポンスで
あり、2〜10mV、15〜40ミリ秒の持続時間の鋭
い認識できるスパイクの形状を有し、他の心臓の
電気的事象に対する他のレスポンスは事実上存在
しない。ライン32は本発明に従つて感知された
心室電気図であり、参照数字34で総括的に指示
された大きな認識できるQRSレスポンスと、参
照数字36で総括的に指示された非常に小さいT
波レスポンスとを示しており、他の心臓事象に対
する、心房P波を含む他の認識できるレスポンス
は存在しない。
Line 28 is an electrical diagram taken from the right atrial appendage by using the orthogonal probe devised by the present invention. The sensed signal is a response collectively indicated by the reference numeral 30, indicating a P wave, having the shape of a sharp recognizable spike of 2-10 mV, duration of 15-40 milliseconds, and similar to that of other cardiac There are virtually no other responses to electrical events. Line 32 is a ventricular electrogram sensed in accordance with the present invention, with a large recognizable QRS response, indicated generally by reference numeral 34, and a very small T, indicated generally by reference numeral 36.
There are no other discernible responses, including atrial P waves, to other cardiac events.

ライン10,18、および24は、ライン28
および32と比較して、本発明に従つて取り出さ
れた心内電気図で得られた限局性の個々のレスポ
ンスを、従来技術の装置および方法によつて感知
できるものと比較したときに、顕著に例示してい
る。本発明のライン28および32で示す電気図
では信号対雑音比が相当によくなるだけでなく、
レスポンスの持続時間が限局されたフイールドま
たは近傍の心臓の事象のみを示す。例えば右心房
付属器に置かれたプローブはライン28で例示さ
れたレスポンスを発生し、ライン18で例示され
た通常の心房電気図とは著るしく対照的に、心室
でのいかなる心臓の活動によつても全く影響を受
けない。
Lines 10, 18, and 24 are line 28
and 32, the focal individual responses obtained in intracardiac electrograms retrieved in accordance with the present invention are significant when compared to those detectable by prior art devices and methods. For example: The electrical diagram shown by lines 28 and 32 of the present invention not only has a considerably better signal-to-noise ratio;
The duration of the response indicates only localized fields or nearby cardiac events. For example, a probe placed in the right atrial appendage would generate the response illustrated in line 28, in marked contrast to the normal atrial electrogram illustrated in line 18, and would respond to any cardiac activity in the ventricles. It is completely unaffected by twisting.

第2図は本発明が心臓のフイールド近傍の事象
のみを感知し、それに応答して非常に高い信号対
雑音比で鋭いデポラリゼーシヨンスパイクを提供
するということをさらに例示するものである。表
面EKGは第2図にライン16として再現されて
おり、通常の心房電気図は第2図にライン18と
して再現されている。これは複数の直交する感知
電極を有するカテーテルで感知された電気図、す
なわち、右心房上部に配置された感知電極からの
ライン38で例示する電気図および右心房下部に
配置された感知電極からのライン40で例示する
電気図と比較される。正常な漸進的な伝導中、右
心房上部で感知されるP液レスポンス42はP波
の初期の段階中のある時間に始まるようにライン
38で明瞭に示されている。しかしながら、右心
房下部の電極によつて感知されるライン40のP
波はレスポンス42と比較して遅れた時間に現わ
れるP波レスポンス44を示す。この間隔は心房
の上部から下部への心臓内の正常な伝播遅延を示
す。各場合に、右心房上部領域あるいは下部領域
で取られた電気図は心室近傍で発生される大きな
心室信号に事実上応答しない。
FIG. 2 further illustrates that the present invention senses only events near the field of the heart and provides sharp depolarization spikes in response with a very high signal-to-noise ratio. The surface EKG is reproduced as line 16 in FIG. 2, and the normal atrial electrogram is reproduced as line 18 in FIG. This is an electrogram sensed with a catheter having multiple orthogonal sensing electrodes, namely the electrogram exemplified by line 38 from the sensing electrode placed in the upper right atrium and the sensing electrode placed in the lower right atrium. A comparison is made with the electrical diagram illustrated by line 40. During normal progressive conduction, the P fluid response 42 sensed in the upper right atrium is clearly indicated by line 38, starting at some time during the early phase of the P wave. However, P of line 40 sensed by the electrode in the lower right atrium
The wave shows a P-wave response 44 that appears at a delayed time compared to response 42. This interval represents the normal propagation delay within the heart from the top to the bottom of the atrium. In each case, electrograms taken in the upper or lower regions of the right atrium are virtually unresponsive to large ventricular signals generated near the ventricles.

第2図を続けて参照すると、逆方向で伝播する
心臓波の通常の表面電気図がライン46で例示さ
れており、P波レスポンス12′が反転され、
QRS群が続いている。その出力がライン38お
よび40で描かれている第1図に使用されたのと
同じ感知電極が右心房上部からライン48で示す
ような電気図を、また右心房下部からライン50
で示すような電気図を発生する。前記したよう
に、右心房上部レスポンスは鋭いP波レスポンス
52であり、また右心房下部レスポンスは鋭いP
波レスポンス54である。これらEKG48およ
び50の波形は、それらの時間シーケンスが互い
に逆であるという点を除き、EKG38および4
0の波形と本質的に同じである。右心房上部P波
レスポンス52は右心房下部レスポンス54より
明らかに時間的に遅れている(この逆行する心房
のデポラリゼーシヨンはP波12′の反転をもた
らす)。しかしながら、ライン53で示すような、
逆行する心臓波に対応する通常の心房電気図はラ
イン18で示すような正常な心臓波に対応する通
常の心房電気図と事実上、区別ができない。かく
して、本発明による複数の感知領域を使用するこ
とによつて、初めて特定の心臓の室内の事象の伝
播シーケンスが正確に検出でき、そして正常な心
拍を異常な心拍から識別するために使用できるよ
うになつたのである。
Continuing to refer to FIG. 2, the normal surface electrogram of a counter-propagating heart wave is illustrated by line 46, with the P-wave response 12' inverted and
The QRS complex continues. The same sensing electrodes used in FIG. 1, whose outputs are depicted at lines 38 and 40, produce electrograms as shown at line 48 from the upper right atrium and line 50 from the lower right atrium.
Generates an electrical diagram as shown. As mentioned above, the upper right atrium response is a sharp P wave response 52, and the lower right atrium response is a sharp P wave response.
This is a wave response 54. These EKG 48 and 50 waveforms are similar to EKG 38 and 4 except that their time sequences are opposite to each other.
It is essentially the same as the waveform of 0. The right atrial upper P-wave response 52 clearly lags in time than the right atrial lower response 54 (this retrograde atrial depolarization results in an inversion of the P-wave 12'). However, as shown by line 53,
A normal atrial electrogram corresponding to a retrograde heart wave is virtually indistinguishable from a normal atrial electrogram corresponding to a normal heart wave such as line 18. Thus, by using multiple sensing regions according to the present invention, for the first time, the propagation sequence of events within a particular cardiac chamber can be accurately detected and used to distinguish normal heart beats from abnormal heart beats. It became.

第3図は本発明の方法を人間の心臓に実施した
場合を示す。参照数字56で総括的に指示された
心臓の一部分の断面斜視図が第3図に概略的に例
示されており、通常の医術によつて主静脈の1つ
を通じて心臓56中へ挿入される単一の繊条のカ
テーテル58を示している。第3図は心臓内の一
般化した位置を表わすが、少なくとも心房あるい
は心室内の任意の場所を含むものと解釈すべきで
ある。カテーテル58で隣接する心筋組織64の
デポラリゼーシヨンベクトル62にほぼ直角な平
面にあるように配置された少なくとも2つの電極
60を備えている。デポラリゼーシヨンベクトル
62は心筋組織64内で進行する心臓波の方向を
数学的にシンボル化したものであり、各点におい
て波面に直角である。電極60で受信された感知
信号はカテーテル58内に含まれる通常の可撓性
導電性リードによりペースメーカー回路(図示せ
ず)に送信される。本発明は従来は実現不可能な
多くのペースメーカーを生み出すことが予期され
るけれど、通常のペースメーカー回路が使用でき
る。
FIG. 3 shows the method of the present invention applied to a human heart. A cross-sectional perspective view of a portion of the heart, designated generally by the reference numeral 56, is schematically illustrated in FIG. A single filament catheter 58 is shown. Although FIG. 3 represents a generalized location within the heart, it should be interpreted to include any location within at least the atrium or ventricle. The catheter 58 includes at least two electrodes 60 positioned in a plane substantially perpendicular to a depolarization vector 62 of adjacent myocardial tissue 64 . Depolarization vector 62 is a mathematical symbolization of the direction of the heart wave traveling within myocardial tissue 64 and is perpendicular to the wavefront at each point. Sensing signals received at electrodes 60 are transmitted by conventional flexible conductive leads contained within catheter 58 to a pacemaker circuit (not shown). Conventional pacemaker circuits can be used, although the present invention is expected to yield many pacemakers that were not previously possible.

第4図は第3図を4−4線にて切断した概略断
面図であり、心筋組織64に隣接するカテーテル
58内の電極60の近傍を例示するものである。
第4図に例示した平面内での電極60の角度的配
向状態に関係なく、電極60はこれら電極60の
極く近傍における電気的活動のみを感知するとい
うことが本発明によつて決定された。電極60は
心臓の他の室で生じる、心臓の外部であるが、し
かし隣接する筋組織で生じる心臓の活動、あるい
は外部の電磁界干渉に対してはレスポンスを発生
しない。第4図においてカテーテル58および電
極60は心臓56の内壁に接触していないが、従
来技術において間違つて信じられていたように、
有益な信号を発生するためにカテーテル58およ
び電極60が心臓56の内壁に接触する必要はな
いということを注意すべきである。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the line 4--4 in FIG. 3, illustrating the vicinity of the electrode 60 in the catheter 58 adjacent to the myocardial tissue 64.
It has been determined by the present invention that, regardless of the angular orientation of the electrodes 60 in the plane illustrated in FIG. 4, the electrodes 60 only sense electrical activity in their immediate vicinity. . Electrode 60 produces no response to cardiac activity occurring in other chambers of the heart, external to the heart, but occurring in adjacent muscle tissue, or to external electromagnetic interference. Although catheter 58 and electrode 60 are not in contact with the inner wall of heart 56 in FIG. 4, as was incorrectly believed in the prior art,
It should be noted that catheter 58 and electrode 60 do not need to contact the inner wall of heart 56 to generate a useful signal.

第5図は第3図を5−5線にて切断した断面図
であり、点線68によつてシンボル化された平面
内でのカテーテル58の電極60の配置状態を例
示するものである。この平面68は隣接する心筋
組織64における局所デポラリゼーシヨンベクト
ル62にほぼ直角である。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5--5 of FIG. 3, illustrating the arrangement of electrodes 60 of catheter 58 within a plane symbolized by dotted line 68. This plane 68 is approximately perpendicular to the local depolarization vector 62 in the adjacent myocardial tissue 64.

第6図は心臓56の液体で満たされた室、すな
わち右心房70および右心室72、内へのカテー
テル58の挿入状態を心臓56の概略断面図で例
示する。心房感知および心室刺激の実施例での第
6図に示す感知電極60は第6A図に拡大して示
す右心房上部の領域6Aに位置付けされている。
カテーテル58は心房70を通り、三尖弁を通つ
て心臓56の頂点76へと下方に延在している。
第6図に6Bと指示された心臓56の領域を例示
する第6B図に拡大して示すように、刺激用チツ
プ78が心室の頂点76内に植設するためにカテ
ーテル58の端部に設けられている。心室の頂点
76の心筋組織と直接接触するために刺激用チツ
プ78がカテーテル58の端部に設けられてい
る。通常のペースメーカーによつて大電圧の刺激
用パルスがチツプ78に与えられ、確立された医
学上の原理によつて必要な心室の収縮を開始させ
る。刺激用チツプ78は心室頂点76の隣接する
心筋組織内にチツプ8の植え込みおよび係留を容
易にする任意の固定具(図示せず)を含む任意の
通常のチツプでよい。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of heart 56 illustrating the insertion of catheter 58 into the fluid-filled chambers of heart 56, namely right atrium 70 and right ventricle 72. The sensing electrode 60 shown in FIG. 6 in the atrial sensing and ventricular stimulation embodiment is located in the upper right atrium region 6A, shown enlarged in FIG. 6A.
Catheter 58 extends through atrium 70 and down through the tricuspid valve to apex 76 of heart 56 .
A stimulating tip 78 is provided at the end of the catheter 58 for implantation within the apex 76 of the ventricle, as shown enlarged in FIG. 6B illustrating the region of the heart 56 designated 6B in FIG. It is being A stimulating tip 78 is provided at the end of the catheter 58 for direct contact with the myocardial tissue at the apex 76 of the ventricle. High voltage stimulation pulses are applied to chip 78 by a conventional pacemaker to initiate the necessary ventricular contractions according to established medical principles. Stimulating tip 78 may be any conventional tip, including any fixation device (not shown) that facilitates implantation and anchoring of tip 8 within the myocardial tissue adjacent to ventricular apex 76.

第7図は心室72を拡大して概略的に、断片的
に例示するように、心室72内に含まれた感知電
極80を含むものとしてカテーテル58が図示さ
れている本発明の他の実施例を例示する。電極8
0は心臓56の心室壁中の心室の心筋組織82の
近傍に配置されている。前記したように、電極8
0によつて感知される信号は引続く処理およびチ
ツプ78に供給される刺激用パルスの発生のため
に、通常のペースメーカー回路に通常の可撓性リ
ードを介して結合されている。
FIG. 7 schematically and fragmentarily illustrates an enlarged view of ventricle 72 in accordance with another embodiment of the present invention in which catheter 58 is shown as including a sensing electrode 80 contained within ventricle 72. exemplify. Electrode 8
0 is located in the ventricular wall of the heart 56 near ventricular myocardial tissue 82 . As mentioned above, the electrode 8
The signal sensed by 0 is coupled via conventional flexible leads to a conventional pacemaker circuit for subsequent processing and generation of stimulation pulses delivered to chip 78.

従来技術の方法に従つて感知が行なわれると、
チツプ78に供給される大きな刺激用パルスが心
室内に置かれた刺激手段に付属の感知回路を完全
に圧倒することになる。それ故、チツプ78に与
えられる刺激用パルスによつて開始され得る心臓
の活動が従来技術で知られているいかなる方法に
よつても確実には感知できない。しかしながら、
心臓の電気的活動が隣接する心筋組織82の最も
近いデポラリゼーシヨンベクトルにほぼ直角な平
面内に位置付けられた電極80の場所で感知さ
れ、該感知された信号が差動増幅器において差を
取られると、第1図のライン32で示すような
個々の限局された電気図レスポンス34が確実に
発生され、このレスポンスは、たとえ感知電極8
0が刺激用パルスの1〜3cmの供給領域内にある
第7図に示す適用例においてさえ、チツプ78に
供給される刺激用パルスによつて影響を受けな
い。
When sensing is performed according to prior art methods,
The large stimulation pulses delivered to chip 78 will completely overwhelm the sensing circuitry associated with the stimulation means placed within the ventricle. Therefore, cardiac activity that may be initiated by the stimulation pulses applied to chip 78 cannot be reliably sensed by any method known in the art. however,
The electrical activity of the heart is sensed at a location of electrode 80 positioned in a plane approximately perpendicular to the nearest depolarization vector of adjacent myocardial tissue 82, and the sensed signal is differenced in a differential amplifier. 1, a discrete, localized electrogram response 34, as shown by line 32 in FIG.
Even in the application shown in FIG. 7, where 0 is within the 1-3 cm delivery range of the stimulation pulse, it is unaffected by the stimulation pulse delivered to the tip 78.

それ故、本発明の方法は初めての真のデマンド
型ペースメーカーをもたらす。換言すれば、刺激
用パルスは前の心室刺激用パルスが心臓の収縮を
引き起したか否かに応答してだけ発生できる。
The method of the invention therefore results in the first true demand pacemaker. In other words, a stimulation pulse can only be generated in response to whether a previous ventricular stimulation pulse caused a contraction of the heart.

第8図は心臓の刺激が拡大して概略的に、断片
的に例示する、参照数字86で指示された右心房
付属器に与えられる本発明の第3の実施例を示
す。カテーテル88は電極90による上部横方向
の心房壁での、すなわち右心房付属器86での心
房感知を可能にするためにJ形状に形成されてい
る。再び、電極90は隣接する心筋組織(図示せ
ず)の最も近いデポラリゼーシヨンベクトルにほ
ぼ直角な平面内におおむね存在する。カテーテル
88の端部は第7図に示し、第7図と関連して記
載した通常の刺激用チツプ8と類似の刺激用チツ
プ92を備えている。第8図に例示した心房付属
器86は参照数字94で指示した右心室の流出路
に接近している。心室すなわち流出路94と関連
し得る電気的活動にも拘わらず、心房付属器86
内の電極90はフイールド近傍の最も近い心臓の
活動のみを感知し、第1図にライン28で例示し
たように、大きな信号対雑音出力信号を発生す
る。
FIG. 8 shows a third embodiment of the invention in which stimulation of the heart is applied to the right atrial appendage, designated by the reference numeral 86, illustrated schematically and in fragments on an enlarged scale. Catheter 88 is J-shaped to allow atrial sensing by electrode 90 at the upper lateral atrial wall, ie at right atrial appendage 86 . Again, electrode 90 lies generally in a plane that is approximately perpendicular to the nearest depolarization vector of adjacent myocardial tissue (not shown). The end of the catheter 88 is shown in FIG. 7 and is provided with a stimulation tip 92 similar to the conventional stimulation tip 8 described in connection with FIG. The atrial appendage 86 illustrated in FIG. 8 is in close proximity to the right ventricular outflow tract designated by reference numeral 94. Despite electrical activity that may be associated with the ventricle or outflow tract 94, the atrial appendage 86
Electrodes 90 within the field sense only the nearest cardiac activity in the vicinity of the field and produce a large signal-to-noise output signal, as illustrated by line 28 in FIG.

本発明は複数の領域から局所心筋デポラリゼー
シヨンを感知することが達成できる第9図に示す
第4の実施例を実現することができる。電気図は
右心房下部領域98から電極100によつて、ま
た心房床102の近傍から電極104によつて記
録される。前記したように、上部右心房信号は電
極60によつて感知される。電極60,100,
および104のそれぞれは隣接する心筋組織にお
ける最も近いデポラリゼーシヨンベクトルにおお
むね直角である。電極60,100および104
のそれぞれは第2図のライン38,40,48お
よび50に示すような種類の最も近い、局所の心
臓の活動を示す個々のスパイク形状のレスポンス
を発生する。これら電極60,100および10
4のそれぞれは、引続く処理および刺激用パルス
の適当な発生のために、カテーテル106内の対
応する可撓性リードを通じてペースメーカー回路
(図示せず)に結合されている。第9図に例示さ
れたような複数の感知電極の使用は心臓内の心臓
の活動の単に不存在または存在に基づくものでは
ない、心臓の活動の逐次の進行状態に基づく心臓
の処理を生じさせる。
The present invention can implement a fourth embodiment shown in FIG. 9 in which sensing local myocardial depolarization from multiple regions can be achieved. Electrograms are recorded by electrode 100 from the lower right atrial region 98 and by electrode 104 from near the atrial bed 102. As mentioned above, the upper right atrial signal is sensed by electrode 60. electrodes 60, 100,
and 104 are approximately perpendicular to the nearest depolarization vector in the adjacent myocardial tissue. Electrodes 60, 100 and 104
each produces an individual spike-shaped response indicative of local cardiac activity, of the type shown in lines 38, 40, 48, and 50 of FIG. These electrodes 60, 100 and 10
Each of 4 is coupled to a pacemaker circuit (not shown) through a corresponding flexible lead within catheter 106 for subsequent processing and appropriate generation of stimulation pulses. The use of multiple sensing electrodes, as illustrated in FIG. 9, results in processing of the heart that is not based on the mere absence or presence of cardiac activity within the heart, but is based on the sequential progression of cardiac activity. .

かくして、本発明の方法論およびプローブは心
臓構造のまたはその近傍の任意の場所で、多種類
の形状のプローブで使用できることは明白であ
る。例えば、心房付属器、心房内の種々の場所
で、および心室で感知するように図示されている
けれど、冠状静脈洞にプローブを配置することも
できる。この場合にも、冠状静脈洞の局所のすな
わちフイールド近傍の事象のみがプローブによつ
て受信され、これら事象が近くの大振幅信号源か
らの干渉なしに確実に監視できる。
Thus, it is clear that the methodologies and probes of the present invention can be used anywhere in or near cardiac structures and with a wide variety of probe shapes. For example, although shown sensing in the atrial appendage, various locations within the atrium, and in the ventricle, the probe can also be placed in the coronary sinus. Again, only events local or near the field of the coronary sinus are received by the probe, ensuring that these events can be monitored without interference from nearby large amplitude signal sources.

第10ないし12図はプローブの種々の実施例
を拡大して概略的に、断片的に例示するものであ
る。例えば、第10図に拡大して例示したプロー
ブは前の図面のそれぞれにおいてシンボル的に使
用されたものであり、2つの対向する電極板10
8および110より構成されている。各電極板1
08,110は対応する可撓性のワイヤリード1
12および114をそれぞれ有する。電極板10
8および110は仮想の円筒118の表面上で、
カテーテル116のまわりに、円周に配置されて
いる。円筒118の表面はカテーテル116の物
理的表面120の直下に実際にあつてもよい。外
部保護および絶縁被覆材でよいカテーテル116
の表皮は電極板108および110を露出させる
ように切除され、取囲む血液と直接接触するよう
にしてある。
Figures 10 to 12 illustrate various embodiments of probes in an enlarged and schematic manner, in fragments. For example, the probe illustrated enlarged in FIG.
8 and 110. Each electrode plate 1
08, 110 is the corresponding flexible wire lead 1
12 and 114, respectively. Electrode plate 10
8 and 110 are on the surface of the virtual cylinder 118,
They are arranged circumferentially around catheter 116. The surface of cylinder 118 may actually be directly beneath the physical surface 120 of catheter 116. Catheter 116 with external protective and insulating sheathing
The epidermis of the electrode plate 108 and 110 is excised to expose the electrode plates 108 and 110, which are in direct contact with the surrounding blood.

このようにして電極板108および110はリ
ード112および114をそれぞれ介して第10
図に概略的に示す差動増幅器122に結合され
る。この差動増幅器122の出力は第1図および
第2図に図示し、記載したトリガパルスである。
リード112および114は直線として概略的に
図示したが、実際の場合には、これらリードは人
間の心臓内で予期される屈曲に順応するように開
発された非常に高い疲労公差を有するマルチラン
ドのコイルワイヤより構成されている。2つの
点、すなわち電極板108および110のみが最
も近いデポラリゼーシヨンベクトル150を感知
するために使用される第10図に例示した場合に
は、2つの信号が通常の差動増幅器122に対す
る入力として使用される。差動増幅器122の出
力、すなわちスパイク形状のレスポンスは参照数
字126によつて概略的に指示された皮下に配置
されたペースメーカー内に含まれる、通常の設計
のものでよい処理およびパルス発生回路124に
結合される。処理およびパルス発生(論理)回路
124は差動増幅器122によつて提供されるト
リガパルスに基づいたこの技術分野で周知の原理
に従つて応答して刺激用パルスを発生する。この
刺激用パルスは通常の可撓性リード128により
カテーテル116(図示せず)を通つて刺激用電
極チツプに結合される。
In this way, the electrode plates 108 and 110 are connected to the tenth electrode via the leads 112 and 114, respectively.
It is coupled to a differential amplifier 122, which is shown schematically in the figure. The output of this differential amplifier 122 is the trigger pulse shown and described in FIGS. 1 and 2.
Although leads 112 and 114 are shown schematically as straight lines, in reality these leads are multi-land, with very high fatigue tolerances developed to accommodate the expected curvature within the human heart. Consists of coil wire. In the case illustrated in FIG. 10 where only two points, electrode plates 108 and 110, are used to sense the nearest depolarization vector 150, the two signals are input to a conventional differential amplifier 122. used as. The output of the differential amplifier 122, ie, the spike-shaped response, is passed to a processing and pulse generation circuit 124, which may be of conventional design, contained within a subcutaneous pacemaker, generally indicated by the reference numeral 126. be combined. Processing and pulse generation (logic) circuitry 124 generates stimulation pulses in response to trigger pulses provided by differential amplifier 122 according to principles well known in the art. The stimulation pulses are coupled by a conventional flexible lead 128 through catheter 116 (not shown) to the stimulation electrode tip.

第11図は4つの感知電極132〜138を備
えたカテーテル130の一部分を概略的に例示す
るものである。第10図の電極板108および1
10の場合と同様に、電極132〜138はそれ
ぞれカテーテル130内に定められた仮想円筒1
40の表面にある。実際には、仮想円筒140と
してここでは記載される円筒の支持表面はカテー
テル130の下側にある被覆材であつても、ある
いは電極132〜138を支持するための型とし
て作用する非導電性の円筒状リングであつてもよ
い。4つの電極が第11図に示すように使用され
る場合には、真の直交感知の信号を取り出すこと
ができる。例えば、電極132〜138はカテー
テル130の円周に沿つて等間隔に配置されてお
り、従つて互いに90゜ずつ離れている。電極13
4は電極138と対をなし、また電極136は電
極132と対をなしている。各対はそれらの対応
する可撓性のリードを介して関連する差動増幅器
に導びかれる。例えば、電極134および138
は入力信号を差動増幅器142に提供し、一方電
極136および132は入力信号を差動増幅器1
44に提供する。差動増幅器142および144
の出力は皮下のペースメーカー148内に含まれ
る、回路124に類似する処理およびパルス発生
回路146に対して入力信号として与えられる。
2つの差動増幅器の出力は、第10図ないし第1
2図に矢印150としてシンボル的に図示された
局所デポラリゼーシヨンベクトルに直角な平面内
でのカテーテル130の角度配向には関係のない
絶対大きさの信号を得るためにその後処理するこ
とができるXおよびY信号を構成する。
FIG. 11 schematically illustrates a portion of catheter 130 with four sensing electrodes 132-138. Electrode plates 108 and 1 in FIG.
10, the electrodes 132-138 each have a virtual cylinder 1 defined within the catheter 130.
It is on the surface of 40. In reality, the cylindrical support surface, described herein as virtual cylinder 140, may be a sheathing on the underside of catheter 130 or a non-conductive material that acts as a mold for supporting electrodes 132-138. It may also be a cylindrical ring. If four electrodes are used as shown in FIG. 11, true orthogonal sensing signals can be extracted. For example, electrodes 132-138 are equally spaced around the circumference of catheter 130, and thus are 90 degrees apart from each other. Electrode 13
4 is paired with electrode 138, and electrode 136 is paired with electrode 132. Each pair is routed to an associated differential amplifier via their corresponding flexible leads. For example, electrodes 134 and 138
provides the input signal to differential amplifier 142, while electrodes 136 and 132 provide the input signal to differential amplifier 1.
44. Differential amplifiers 142 and 144
The output of is provided as an input signal to a processing and pulse generation circuit 146, similar to circuit 124, contained within subcutaneous pacemaker 148.
The outputs of the two differential amplifiers are shown in Figures 10 to 1.
2 can be subsequently processed to obtain a signal whose absolute magnitude is independent of the angular orientation of catheter 130 in a plane perpendicular to the local depolarization vector, illustrated symbolically as arrow 150 in FIG. Configure the X and Y signals.

第12図の実施例では、電極152〜156が
カテーテル160内に定められた仮想円筒158
の表面に等間隔で配置されている。3つの電極が
使用されるこの実施例では、各電極は120゜ずつ離
れているが、これら電極の2つ、例えば電極15
2および156が直径の両側に対向配置され、電
極154が電極152および156のそれぞれか
ら90゜ずつ離間されたそれらの中間に離間されて
いる場合にも感知が可能であることが分つた。い
ずれの場合でも、電極152〜156は擬似直交
信号を引き出すための電極対を形成するように任
意の論理態様で関連付けることができる。例え
ば、電極156は共通電極として随意に選択する
ことができ、第1の信号が差動増幅器162にお
いて電極152と156との間で発生される。第
2の信号が同様にして電極156と154間で発
生でき、差動増幅器164に入力として提供され
る。かくして差動増幅器162および164の出
力は第11図と関連して記載した態様で回路14
6によつてその後処理できる擬似XおよびY信号
を構成する。
In the embodiment of FIG. 12, electrodes 152-156 are located within a virtual cylinder 158 defined within catheter 160.
are arranged at equal intervals on the surface. In this example where three electrodes are used, each electrode is 120° apart, but two of these electrodes, e.g.
It has been found that sensing is also possible when electrodes 152 and 156 are placed diametrically opposite each other, with electrode 154 spaced midway therebetween and spaced 90 degrees from each of electrodes 152 and 156. In either case, electrodes 152-156 may be associated in any logical manner to form electrode pairs for deriving quasi-orthogonal signals. For example, electrode 156 can optionally be selected as a common electrode, and a first signal is generated between electrodes 152 and 156 in differential amplifier 162. A second signal can similarly be generated between electrodes 156 and 154 and provided as an input to differential amplifier 164. The outputs of differential amplifiers 162 and 164 are thus routed to circuit 14 in the manner described in connection with FIG.
Construct pseudo X and Y signals that can be subsequently processed by 6.

第10図ないし第12図は、あたかも電極が第
1図ないし第9図と関連して記載した適用例にお
ける感知環境と関連した点であるかのように、た
とえ電極が記載されても、これら電極が明らかに
2次元であることを例示している。明らかに、点
感知は実際には決して実現されない算学上の概念
である。しかしながら、これら電極は十分に小さ
く、従つて点感知に近い。カテーテルの直径は1
〜4mmの範囲内でよく、各電極に対する最適の領
域は約1〜4mm2であるということが実験的に決定
された。各電極の面積が例えば10mm2に増大される
と信号の振幅が低下することが分つた。
FIGS. 10-12 illustrate that even though the electrodes are described as if they were points associated with the sensing environment in the applications described in connection with FIGS. 1-9, This illustrates that the electrodes are clearly two-dimensional. Obviously, point sensing is an arithmetic concept that is never realized in practice. However, these electrodes are small enough and therefore close to point sensing. The diameter of the catheter is 1
It has been experimentally determined that the optimal area for each electrode is approximately 1-4 mm2 . It has been found that the amplitude of the signal decreases as the area of each electrode is increased to, for example, 10 mm 2 .

第10図ないし第12図を観察すると、矢印1
50は各カテーテルの感知電極に最も近い隣接す
る心筋組織におけるデポラリゼーシヨンベクトル
の方向をシンボル的に表わす。デポラリゼーシヨ
ンベクトルに関する電極の角度配向は、これら電
極が互いに接近している限り、すなわち互いに1
cm以内にある限り、かつ各電極の幾何中心がデポ
ラリゼーシヨンベクトル150と実質的に直角な
平面内におおむねある限り、重要なことではな
い。各電極の表面の平面が、デポラリゼーシヨン
ベクトルが存在する仮想平面にほぼ平行であると
きに、最大の感知が生じるようである。この理想
状態からの小さな変動は本発明の動作能力あるい
は有効性を実質的に低下させない。
Observing Figures 10 to 12, we see that arrow 1
50 symbolically represents the direction of the depolarization vector in the adjacent myocardial tissue closest to the sensing electrode of each catheter. The angular orientation of the electrodes with respect to the depolarization vector is determined as long as these electrodes are close to each other, i.e.
It does not matter, as long as they are within cm and as long as the geometric center of each electrode lies generally in a plane substantially perpendicular to the depolarization vector 150. Maximum sensing appears to occur when the plane of each electrode's surface is approximately parallel to the imaginary plane in which the depolarization vector lies. Small variations from this ideal condition do not materially reduce the operational ability or effectiveness of the present invention.

さらに、第1図ないし第9図と関連して記載し
た各実施例において、感知電極は隣接する心筋組
織と接触しないように心臓内に配置された。これ
は、信頼できる有益な信号を得るためには電極を
組織と接触させる必要があるという従来技術の信
念と正反対のことである。これは刺激パルスを心
臓に提供する場合にはおおむね真実であつたけれ
ど、しかし感知信号に関しては間違つていること
が分つている。実際に、最も近い心筋組織から局
所の電気的心臓事実を感知する有効さは、接触し
ていない場合に増大される。長期にわたる接触は
線維症を導びき、肉体組織によつてカテーテルの
接触している部分の全体または一部分をおおう結
果を生じる。線維症はこのようにおおわれた電極
から感知し得る信号をおおむね減衰させることが
分つた。不完全にしか理解されていないけれど、
電極が隣接する心筋組織と直接の物理的接触状態
にない場合、局所の電気的心臓事象がより有効に
感知できるようである。かくして、電極を隣接す
る組織に接触させるまたは固定するための用意は
従来技術の教示とは正反対に、本発明の方法論内
には含まれていない。実際に、第10〜12図に
示した各実施例と関連して記載した電極はそれぞ
れのカテーテル内で僅かに凹んでおり、従つて、
万一カテーテルが隣接する組織と物理的に接触し
ても、電極それ自体は物理的に接触されないであ
ろう。
Furthermore, in each of the embodiments described in connection with FIGS. 1-9, the sensing electrodes were placed within the heart so as not to contact adjacent myocardial tissue. This is contrary to the prior art belief that the electrode must be in contact with tissue to obtain a reliable and useful signal. This has been largely true when it comes to delivering stimulation pulses to the heart, but has been found to be false when it comes to sensing signals. Indeed, the effectiveness of sensing local electrical heart facts from the nearest myocardial tissue is increased in the absence of contact. Prolonged contact can lead to fibrosis, resulting in covering all or part of the contacting portion of the catheter with bodily tissue. It has been found that fibrosis generally attenuates the signal that can be sensed from such covered electrodes. Although it is only incompletely understood,
It appears that local electrical cardiac events can be sensed more effectively when the electrodes are not in direct physical contact with adjacent myocardial tissue. Thus, provision for contacting or securing the electrode to adjacent tissue is not included within the methodology of the present invention, contrary to the teachings of the prior art. In fact, the electrodes described in connection with each of the embodiments shown in FIGS. 10-12 are slightly recessed within their respective catheters, thus
Even if the catheter were to make physical contact with adjacent tissue, the electrodes themselves would not be in physical contact.

第13図は第10〜12図に例示されたプロー
ブで第2〜9図に記載した実施例と関連して記載
した方法の実施を一般的に要約する流れ図であ
る。第13図の流れ図は単一の心臓サイクルを例
示するものである。
FIG. 13 is a flowchart generally summarizing the implementation of the method described in connection with the embodiments described in FIGS. 2-9 with the probe illustrated in FIGS. 10-12. The flow diagram of FIG. 13 illustrates a single cardiac cycle.

心臓波がステツプ166において感知され、上
記したように局所電気図を得る。第10図のカテ
ーテルの場合には、差動増幅器122の出力とし
て単一の信号が発生され、一方、第11図および
第12図の各実施例では対応する複数の差動増幅
器から多極性信号が発生される。
The heart wave is sensed at step 166 and a local electrogram obtained as described above. In the case of the catheter of FIG. 10, a single signal is generated as the output of differential amplifier 122, whereas in each of the embodiments of FIGS. 11 and 12, a multipolar signal is generated from a corresponding plurality of differential amplifiers. is generated.

いずれの場合にも、複数対の信号がステツプ1
66において感知され、各関連する対の差がステ
ツプ168において取られ、1つ以上のトリガま
たはレスポンスパルスを発生する。例示の実施例
では、差を取ることはアナログ差動増幅器によつ
て行なわれるように記載した。しかしながら、感
知信号をデイジタル化し、それらの演算平均をス
テツプ166において取るような任意の等価の手
段が使用できる。
In either case, multiple pairs of signals are
66 and the difference of each associated pair is taken at step 168 to generate one or more trigger or response pulses. In the illustrated embodiment, the difference taking is described as being performed by an analog differential amplifier. However, any equivalent means can be used, such as digitizing the sensed signals and taking an arithmetic average of them in step 166.

ステツプ166で得られたトリガ信号は十分に
理解された設計原理に従つて、および信頼できる
感知信号が本発明のように得られるとした場合に
確立されると予測できる原理に従つて、随意の多
数の異なる方法の任意の1つでステツプ168に
おいて処理される。
The trigger signal obtained in step 166 may be optionally determined in accordance with well-understood design principles and in accordance with principles that would be expected to be established if a reliable sensing signal were obtained as in the present invention. Processed at step 168 in any one of a number of different ways.

信号がステツプ168において処理できる1つ
の方法は可変の振幅調整を実現させる。一連の刺
激パルスの電圧はすぐ前のパルスの成功に依存し
て、あるいは応答性心臓収縮を刺激する際に前の
一群のパルスの成功パーセントに依存して、変化
できる。かくして、刺激パルスが不十分な強度の
ために心筋をデポラリゼーシヨンさせることがで
きない場合には、この不首尾が感知され、感知電
極に結合された差動増幅器の出力にレスポンスま
たはトリガパルスがないことがステツプ168に
おいて処理回路で検知される。次のパルスは刺激
強度をあらかじめ定められた値増大させて発生さ
せることができる。成功したパルス出力が得られ
るまで繰返えすことができ、この点で心臓の状態
が再び変化するまで、調整パルス出力が安定に保
持できる。これは、例えば、心筋組織の応答度が
薬あるいはイシエミーによつて変更された状態に
おいて予期できることである。
One way the signal can be processed in step 168 is to provide variable amplitude adjustment. The voltage of the series of stimulation pulses can be varied depending on the success of the immediately preceding pulse or the percent success of the previous series of pulses in stimulating responsive heart contractions. Thus, if the stimulation pulse is unable to depolarize the myocardium due to insufficient strength, this failure will be sensed and there will be no response or trigger pulse at the output of the differential amplifier coupled to the sensing electrode. This is detected by the processing circuitry in step 168. The next pulse can be generated with a predetermined increase in stimulation intensity. It can be repeated until a successful pulse output is obtained, at which point the regulated pulse output can be held stable until the cardiac condition changes again. This is to be expected, for example, in situations where the responsiveness of myocardial tissue is altered by drugs or ischemia.

かくして、刺激パルスの電流の大きさは心臓の
収縮あるいは任意の他のあらかじめ定められたパ
ターンの心臓活動を生じさせる際に前のパルスの
あるいは任意の前のパルス群の成功に依存して増
大できる。刺激パルスの時間的間隔あるいはパル
スの大きさが条件付けられる基準は十分に理解さ
れた医学上の原理に従つて多種の方法で決定でき
る。情報がこの中で記載された感知方法によつて
処理される態様は本発明を限定するものではな
い。
Thus, the magnitude of the current in a stimulation pulse can be increased depending on the success of a previous pulse, or any group of previous pulses, in producing a cardiac contraction or any other predetermined pattern of cardiac activity. . The criteria by which the time interval or pulse magnitude of the stimulation pulses is conditioned can be determined in a variety of ways according to well-understood medical principles. The manner in which information is processed by the sensing methods described herein is not a limitation of the invention.

ステツプ170は心臓刺激パルスの発生を禁止
する決定をもたらし、それによつてステツプ17
2においてペースメーカーをその初期状態にリセ
ツトする判断論理を含んでいてもよい。これに反
し、客観的基準に基づいて、心臓刺激を発生また
はトリガするように決定を行ない、それによつて
適当な刺激が発生され、送給されるステツプ17
4に入るようにしてもよい。その後、ペースメー
カーはリセツトされ、ステツプ176においてそ
の初期設定状態に房る。
Step 170 results in a decision to inhibit the generation of cardiac stimulation pulses, thereby prompting step 17.
2 may include decision logic to reset the pacemaker to its initial state. On the contrary, a decision is made to generate or trigger a cardiac stimulus based on objective criteria, whereby an appropriate stimulus is generated and delivered step 17.
It may be set to 4. Thereafter, the pacemaker is reset to its default state at step 176.

ステツプ170での処理の結果、刺激パルスを
発生すべきか否か、発生すべき場合にはどの形式
の刺激パルスかについての決定が処理規則に従つ
て行なわれる。パルスのタイミングおよび振幅が
上記したように変化できるだけでなく、パルスの
供給場所も選択できる。例えば、2つの刺激電極
を同じまたは異なるカテーテルに設け、刺激が隣
接する心臓組織に与えられる点の選択を行なつて
もよい。また、2または状のまたは多チツプのカ
テーテルにより複数の心臓の場所、例えば一方は
心室の頂点、他方は心房付属品、の任意の1つに
適当な刺激を供給してもよい。同様に、心房およ
び心室の選択的刺激が心臓内の任意の点で本発明
に従つて観察された心臓の活動に依存して容易に
実現できる。
As a result of the processing at step 170, a decision is made in accordance with processing rules as to whether or not a stimulation pulse should be generated, and if so, what type of stimulation pulse. Not only can the timing and amplitude of the pulses be varied as described above, but the location of the pulses can also be selected. For example, two stimulation electrodes may be provided on the same or different catheters, allowing for selection of points at which stimulation is applied to adjacent heart tissue. Alternatively, a two- or multiple-tip catheter may provide suitable stimulation to any one of a plurality of cardiac locations, eg, one to the apex of the ventricle and one to the atrial appendage. Similarly, selective stimulation of the atria and ventricles can be easily achieved depending on the cardiac activity observed according to the invention at any point within the heart.

かくして、第13図は本発明の感知方法論の融
通性および能力を例示している。人間の心臓に存
在する自然のおよび人工の両電子信号のうねりか
ら局所の電気心臓波を確実に、識別可能に取り出
すことができるということによつて、初めて心臓
が事実上、制限のない、随意の態様で調整する
(ペースをとる)ことができる。心臓内の任意の
場所での局所の心臓波事象を感知する本方法の能
力は従来心臓内の監視されなかつた状態およびパ
ターンを検出し、それに選択的に応答する能力を
相当に増大させる。
FIG. 13 thus illustrates the flexibility and power of the sensing methodology of the present invention. It is only by being able to reliably and identifiably extract local electrical heart waves from the undulations of both natural and artificial electronic signals present in the human heart that the heart becomes capable of virtually unrestricted, voluntary control. You can adjust (pace) in this manner. The ability of the present method to sense local heart wave events anywhere within the heart considerably increases the ability to detect and selectively respond to previously unmonitored conditions and patterns within the heart.

上記した本発明の方法の種々の実施例は例示の
目的のためにのみ記載されたものであり、本発明
の範囲を限定するものではないということを理解
すべきである。特許請求の範囲に記載された本発
明の精神から逸脱することなしに、多くの変更お
よび変形がこの分野の技術者によつてなし得るこ
とはいうまでもない。
It should be understood that the various embodiments of the method of the invention described above are set forth for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. It will be appreciated that many modifications and variations can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention as claimed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は通常の表面心電図と、右心房付属器お
よび右心室頂点から得られた心房および心室電気
図間の時間関係を、本発明の感知プローブにより
記録された電気図と比較するために示すグラフ、
第2図は正常心拍の通常の表面心電図と、標準の
心房付属器の電気図と、本発明の感知プローブに
より得られた上部右心房および下部右心房の電気
図との間の時間関係を示すグラフ、第3図は心筋
組織に隣接して本発明のセンサを含むカテーテル
を示す断片的な概略斜視図、第4図は第3図を4
−4線にて切断した断面図、第5図は第3図を5
−5線で切断した断面図、第6図は本発明のカテ
ーテルを挿入した人間の心臓の右心房および右心
室を示す概略図、第6A図は第6図の円で囲つた
部分6Aの拡大図、第6B図は第6図の円で囲つ
た部分6Bの拡大図、第7図は心室の頂点にある
心室感知および心室刺激用プローブの断片的概略
図、第8図は右心房付属器に配置されたJ形状の
心房感知および心房刺激用プローブの断片的概略
図、第9図は心房内に置かれた複数の感知電極を
有する単一繊条カテーテルを示す概略断面図、第
10図は2つの電極が感知のために設けられたカ
テーテルの一部分を拡大して示す断片的概略図、
第11図は4つの電極が使用される実施例を示す
カテーテルの拡大した概略図、第12図は3つの
電極が使用される実施例を示すカテーテルの一部
分を拡大して示す概略図、第13図は本発明の方
法論の概要を示す流れ図である。 56……心臓、58……単一の繊条のカテーテ
ル、60……電極、62……デポラリゼーシヨン
ベクトル、64……心筋組織、70……右心房、
72……右心室、76……心臓の頂点、78……
刺激用チツプ、80……感知電極、82……心筋
組織、86……右心房付属器、88……カテーテ
ル、90……電極、92……刺激用チツプ、94
……右心室流出路、98……下部右心房領域、1
00……電極、102……心房床、104……電
極、108,110……電極板、112,114
……可撓性ワイヤリード、116……カテーテ
ル、118……仮想円筒、120……カテーテル
116の物理的表面、122……差動増幅器、1
24……処理およびパルス発生回路、126……
ペースメーカー、130……カテーテル、132
〜138……感知電極、140……仮想円筒、1
42,144……差動増幅器、146……処理お
よびパルス発生回路、148……ペースメーカ
ー、152〜156……電極、158……仮想円
筒、160……カテーテル、162,164……
差動増幅器、165……ペースメーカー。
FIG. 1 shows the temporal relationship between a conventional surface electrogram and atrial and ventricular electrograms obtained from the right atrial appendage and right ventricular apex for comparison with the electrogram recorded by the sensing probe of the present invention. graph,
FIG. 2 shows the temporal relationship between the normal surface electrogram of a normal heartbeat, the standard atrial appendage electrogram, and the upper and lower right atrium electrograms obtained with the sensing probe of the present invention. Graphs, FIG. 3 is a fragmentary schematic perspective view showing a catheter containing a sensor of the present invention adjacent to myocardial tissue, and FIG.
A cross-sectional view taken along line -4, Figure 5 is the same as Figure 3.
6 is a schematic diagram showing the right atrium and right ventricle of a human heart with the catheter of the present invention inserted, and FIG. 6A is an enlarged view of the circled area 6A in FIG. 6. Figure 6B is an enlarged view of the circled area 6B in Figure 6, Figure 7 is a fragmentary schematic of the ventricular sensing and stimulation probe at the apex of the ventricle, and Figure 8 is the right atrial appendage. FIG. 9 is a fragmentary schematic diagram of a J-shaped atrial sensing and stimulation probe positioned in the atrium; FIG. is a fragmentary schematic diagram showing an enlarged portion of a catheter in which two electrodes are provided for sensing;
FIG. 11 is an enlarged schematic diagram of a catheter showing an embodiment in which four electrodes are used; FIG. 12 is an enlarged schematic diagram of a portion of the catheter showing an embodiment in which three electrodes are used; FIG. The figure is a flowchart outlining the methodology of the present invention. 56... Heart, 58... Single filament catheter, 60... Electrode, 62... Depolarization vector, 64... Myocardial tissue, 70... Right atrium,
72...Right ventricle, 76...Apex of the heart, 78...
Stimulation tip, 80... Sensing electrode, 82... Myocardial tissue, 86... Right atrial appendage, 88... Catheter, 90... Electrode, 92... Stimulation tip, 94
...Right ventricular outflow tract, 98 ...Lower right atrial region, 1
00... Electrode, 102... Atrial floor, 104... Electrode, 108, 110... Electrode plate, 112, 114
... flexible wire lead, 116 ... catheter, 118 ... virtual cylinder, 120 ... physical surface of catheter 116, 122 ... differential amplifier, 1
24... Processing and pulse generation circuit, 126...
pacemaker, 130...catheter, 132
~138...Sensing electrode, 140...Virtual cylinder, 1
42,144...Differential amplifier, 146...Processing and pulse generation circuit, 148...Pacemaker, 152-156...Electrode, 158...Virtual cylinder, 160...Catheter, 162,164...
Differential amplifier, 165...pacemaker.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 近接する心臓組織内のデポラリゼーシヨンベ
クトルにほぼ垂直な平面内にある1対の点にて局
部的心臓波を感知することにより、局部的心臓信
号を他の心臓内信号から弁別するプローブと、前
記平面内にある前記プローブの前記1対の点で感
知された信号を相互に比較して、前記局部的心臓
信号を指示しかつ前記他の心臓内信号と実質的に
無関係の差信号を誘導する回路とを含み、前記局
部的心臓波信号を前記他の心臓内信号から確実か
つ明瞭に感知、選択せしめることを特徴とする、
心臓活動を感知するための装置。 2 前記局部的心臓信号を弁別するプローブが、
前記心臓組織に近接する前記平面内の位置にて前
記心臓活動を感知し、前記プローブ内の前記1対
の点のいずれも前記心臓組織と接触されない特許
請求の範囲第1項記載の心臓活動感知装置。 3 前記の局部的心臓信号を弁別するプローブ
が、前記プローブ内における前記平面内の2以上
の点で前記心臓活動を感知する特許請求の範囲第
1または2項記載の心臓活動感知装置。 4 前記の局部的心臓信号を弁別するプローブ
が、該プローブ内の3点で前記心臓活動を感知す
る特許請求の範囲第3項記載の心臓活動感知装
置。 5 前記心臓活動が、前記プローブ内における前
記平面内に存する円の回りに等間隔で離間された
3点で感知される特許請求の範囲第4項記載の心
臓活動感知装置。 6 前記の局部的心臓信号を弁別する前記プロー
ブが、心室組織に近接して前記心臓活動を感知す
る特許請求の範囲第1項記載の心臓活動感知装
置。 7 前記回路が、前記差信号を処理して、前記プ
ローブから得られる前記の弁別的に感知された局
部的心臓信号に対する応答を発生する特許請求の
範囲第1項記載の心臓活動感知装置。 8 前記回路が、前記応答として心室調速信号を
発生する特許請求の範囲第7項記載の心臓活動感
知装置。 9 前記の回路での心室調速信号の発生が、前記
プローブにおける前記の弁別的に感知される局部
心臓信号の存在の確認を条件とし、前記回路が、
前記プローブから得られる前記の弁別的に感知さ
れる局部的心臓信号が不存在の場合に、前記心室
調速信号を発生する特許請求の範囲第8項記載の
心臓活動感知装置。 10 前記回路が、前記プローブから得られる先
に弁別的に感知された局部的心臓信号の複数のも
のの計算された測定値により決定される割合で、
前記心室調速信号を発生する特許請求の範囲第9
項記載の心臓活動感知装置。 11 前記回路が、前記プローブから得られる先
に弁別的に感知された局部的心臓信号の存在また
は不存在に応答して電流の大きさを可変的に変え
て、前記心室調速信号を発生する特許請求の範囲
第8項記載の心臓活動感知装置。 12 前記の局部的心臓信号を弁別するプローブ
が、心房心臓組織に近接して前記心臓活動を感知
する特許請求の範囲第1項記載の心臓活動感知装
置。 13 前記の局部的心臓活動を感知するプローブ
が、心房の後部側面領域に近接して前記心臓活動
を感知する特許請求の範囲第12項記載の心臓活
動感知装置。 14 前記の心臓活動を感知するプローブが、心
房付属器に近接して前記心臓活動を感知する特許
請求の範囲第12項記載の心臓活動感知装置。 15 前記の心臓活動を感知するプローブが、冠
状静脈洞に近接して前記心臓活動を感知する特許
請求の範囲第12項記載の心臓活動感知装置。 16 前記の心臓活動を感知するプローブが、心
房床に近接して前記心臓活動を感知する特許請求
の範囲第12項記載の心臓活動感知装置。 17 前記回路が、前記差信号を処理して、前記
プローブから得られる前記の弁別的に感知された
局部的心臓信号に対する応答を選択的に発生する
特許請求の範囲第1項記載の心臓活動感知装置。 18 前記回路が、前記応答として心室調速信号
を発生する特許請求の範囲第17項記載の心臓活
動感知装置。 19 前記回路が、前記応答として心房調速度信
号を発生する特許請求の範囲第17項記載の心臓
活動感知装置。 20 一平面内にある少なくとも2つの近接した
位置にて心臓内の心臓活動を感知するプローブ
と、前記プローブ内の少なくとも2つの位置にお
いて感知された信号の差を取つて、前記局部的心
臓信号を指示するトリガパルスを誘導する回路と
を含み、前記局部的心臓信号を、前記心臓内にお
ける前記局部的心臓信号の発生源に拘りなくプロ
ーブで確実かつ明瞭に感知し、前記心臓波から弁
別せしめることを特徴とする、心臓内において心
臓内信号から局部的心臓信号を弁別するためのプ
ローブおよび回路組合せ装置。 21 前記の心臓活動を感知するプローブが、前
記平面内または該平面近傍にある該プローブ内の
3つの位置にて前記局部的心臓信号を感知し、前
記プローブ内の前記3つの位置が前記プローブ内
の2対の位置を含むように関連づけられており、
前記プローブ内の前記3つの位置の1つがこの関
連づけのため前記プローブ内の共通の位置として
働く特許請求の範囲第20項記載のプローブおよ
び回路組合せ装置。 22 前記の心臓活動を感知するプローブが、該
プローブ内の3つの等間隔位置にて前記局部的心
臓信号を感知する特許請求の範囲第21項記載の
プローブおよび回路組合せ装置。 23 前記プローブにおける前記位置にて前記局
部的心臓信号を感知するプローブが、該プローブ
に近接する心筋組織内の前記デポラリゼーシヨン
ベクトルに概平行な平面にほぼ存在する電極によ
り前記プローブ内の前記各位置にて前記局部的心
臓信号を感知する特許請求の範囲第20項記載の
プローブおよび回路組合せ装置。 24 前記の心臓活動を感知するプローブが、回
転面を有する前記プローブ内の電極により前記プ
ローブ内の各位置にて前記局部的心臓信号を感知
する特許請求の範囲第20または23項記載のプ
ローブおよび回路組合せ装置。 25 前記プローブ内の前記電極により前記局部
的心臓信号を感知するプローブが、1〜4mm2の範
囲内の平坦な幾何的平面により限定された幾何的
形態を有する電極により前記局部的心臓信号を感
知し、前記プローブ内の前記各位置が10mm以内前
記プローブ内の前記各位置から分離されている特
許請求の範囲第24項記載のプローブおよび回路
組合せ装置。 26 近接する心筋組織内のデポラリゼーシヨン
ベクトルに該垂直な平面内または該平面近傍に存
する複数の近接離間した点にて局部的電気的活動
を感知するためのプローブと、該プローブ内の前
記複数の点で感知された前記局部的電気的活動度
の差を取つて、局部的心臓信号を指示する少なく
とも1つのトリガパルスを得、少なくとも1つの
トリガパルス信号を処理して、刺激パルスが発生
されるべきか否かを決定し、前記刺激パルスを発
生して、該刺激パルスを前記プローブを介して心
臓に結合して心臓の収縮を刺激する回路とを含
み、それにより心臓の真のデマンド調速を行うこ
とを特徴とする、心臓波コンプレツクス信号およ
び心臓外電磁雑音から局部的心臓信号を弁別的に
感知するためのプローブおよび回路組合せ装置。 27 前記の電気的活動度を感知するプローブ
が、該プローブ内の前記複数の点に位置づけられ
た対応する複数の電極で前記プローブ内の前記複
数の点で感知し、前記電極のいずれもが前記プロ
ーブと近接する前記心筋組織と接触されない特許
請求の範囲第26項記載のプローブおよび回路組
合せ装置。 28 前記回路の信号処理部が、先行の刺激パル
スに続くP波の存在または不存在に依存して刺激
パルスを発生するか否かを決定する特許請求の範
囲第26項記載のプローブおよび回路組合せ装
置。 29 前記回路の信号処理部が、直前の刺激パル
スの発生に続く時点に前記プローブにより感知さ
れる位置における前記心臓波コンプレツクスに前
記プローブからの特定の局部的心臓信号が存在し
たか否かにしたがつて、刺激パルスの大きさを増
減するかどうかを決定し、前記プローブおよび回
路が、前記プローブからの前記特定の局部的心臓
信号の不存在を指示するときには、前記刺激パル
スの大きさを増大し、前記プローブからの前記特
定の局部的心臓信号の存在を指示するときには、
前記刺激パルスの大きさを減じる特許請求の範囲
第26または28項記載のプローブおよび回路組
合せ装置。 30 前記回路が、前記プローブからの特定の局
部的心臓信号の存在または不存在を指示するかど
うかにしたがつて、連続する刺激パルス間の時間
的間隔を決定する特許請求の範囲第26項記載の
プローブおよび回路組合せ装置。 31 前記の電気的活動を感知するプローブが、
該プローブにおける複数の位置にて前記電磁的活
動度を感知し、前記プローブ内における各位置
が、前記プローブに近接する心筋組織内のデポラ
リゼーシヨンベクトルに概垂直の平面上または該
平面近傍にある複数の近接離間した点に配置され
る特許請求の範囲第26項記載のプローブおよび
回路組合せ装置。 32 前記回路が、前記プローブにおける前記対
応する複数の点にて前記プローブの各位置におけ
る前記電気的活動度の差を取つて、対応する複数
のトリガ信号を発生する特許請求の範囲第31項
記載のプローブおよび回路組合せ装置。 33 前記の回路の信号処理部が、前記複数のト
リガ信号を処理して、前記プローブから得られる
心臓活動度の弁別的に感知された局部的な逐次の
パターンを検出する特許請求の範囲第31または
32項記載のプローブおよび回路組合せ装置。
[Scope of Claims] 1. Local cardiac signals are transmitted to other cardiac tissues by sensing local cardiac waves at a pair of points in a plane substantially perpendicular to the depolarization vector in adjacent cardiac tissue. a probe that discriminates from intracardiac signals and signals sensed at the pair of points of the probe in the plane are compared to each other to determine the local cardiac signal and to differentiate it from the other intracardiac signals. and a circuit for inducing a differential signal that is unrelated to the other intracardiac signals to reliably and unambiguously sense and select the local heart wave signal from the other intracardiac signals,
A device for sensing heart activity. 2 the probe for discriminating the local cardiac signal,
2. The cardiac activity sensing of claim 1, wherein the cardiac activity is sensed at a location in the plane proximate to the cardiac tissue, and neither of the pair of points in the probe is in contact with the cardiac tissue. Device. 3. The cardiac activity sensing device according to claim 1 or 2, wherein the probe for discriminating local cardiac signals senses the cardiac activity at two or more points within the plane within the probe. 4. The cardiac activity sensing device according to claim 3, wherein the probe for discriminating local cardiac signals senses the cardiac activity at three points within the probe. 5. The cardiac activity sensing device according to claim 4, wherein the cardiac activity is sensed at three equally spaced points around a circle existing in the plane within the probe. 6. The cardiac activity sensing device of claim 1, wherein the probe for discriminating the local cardiac signal senses the cardiac activity in close proximity to ventricular tissue. 7. The cardiac activity sensing apparatus of claim 1, wherein said circuit processes said difference signal to generate a response to said differentially sensed local cardiac signals obtained from said probe. 8. The cardiac activity sensing device of claim 7, wherein said circuit generates a ventricular regulating signal as said response. 9. Generation of a ventricular regulating signal in said circuit is conditional on confirmation of the presence of said differentially sensed local cardiac signal at said probe, said circuit comprising:
9. The cardiac activity sensing device of claim 8, wherein said ventricular regulating signal is generated in the absence of said differentially sensed local cardiac signal obtained from said probe. 10 said circuit at a rate determined by calculated measurements of a plurality of previously differentially sensed local cardiac signals obtained from said probe;
Claim 9 for generating the ventricular rate regulating signal
The cardiac activity sensing device described in Section 1. 11 the circuit variably varies the magnitude of the current in response to the presence or absence of a previously differentially sensed local cardiac signal obtained from the probe to generate the ventricular regulating signal; A cardiac activity sensing device according to claim 8. 12. The cardiac activity sensing device of claim 1, wherein the probe for discriminating local cardiac signals senses the cardiac activity in close proximity to atrial heart tissue. 13. The cardiac activity sensing device according to claim 12, wherein the local cardiac activity sensing probe senses the cardiac activity in close proximity to a posterior lateral region of the atrium. 14. The cardiac activity sensing device of claim 12, wherein the cardiac activity sensing probe senses the cardiac activity in close proximity to an atrial appendage. 15. The cardiac activity sensing device according to claim 12, wherein the probe for sensing cardiac activity senses the cardiac activity in close proximity to the coronary sinus. 16. The cardiac activity sensing device according to claim 12, wherein the probe for sensing cardiac activity senses the cardiac activity in close proximity to the atrial floor. 17. The cardiac activity sensing of claim 1, wherein said circuit processes said difference signal to selectively generate a response to said differentially sensed local cardiac signals obtained from said probe. Device. 18. The cardiac activity sensing device of claim 17, wherein said circuit generates a ventricular regulating signal as said response. 19. The cardiac activity sensing device of claim 17, wherein said circuit generates an atrial cadence signal as said response. 20 a probe that senses cardiac activity within the heart at at least two proximate locations in a plane, and a difference between signals sensed at at least two locations within the probe to determine the local cardiac signal; a circuit for inducing instructive trigger pulses to reliably and unambiguously sense and distinguish the local cardiac signal from the heart wave with a probe, regardless of the source of the local cardiac signal within the heart. A probe and circuit combination device for discriminating local cardiac signals from intracardiac signals within the heart, characterized in that: 21 The cardiac activity sensing probe senses the local cardiac signal at three locations within the probe in or near the plane, and the three locations within the probe are located within the probe. are related to include two pairs of positions,
21. The probe and circuit combination of claim 20, wherein one of said three locations within said probe serves as a common location within said probe for this association. 22. The probe and circuit combination of claim 21, wherein said cardiac activity sensing probe senses said localized cardiac signals at three equally spaced locations within said probe. 23. A probe that senses the local cardiac signal at the location on the probe is configured to detect the local cardiac signal in the probe by an electrode that lies generally in a plane generally parallel to the depolarization vector in myocardial tissue proximate the probe. 21. The probe and circuit combination of claim 20, wherein the probe and circuit combination senses the local cardiac signal at each location. 24. The probe according to claim 20 or 23, wherein the cardiac activity sensing probe senses the local cardiac signal at each position within the probe by an electrode within the probe having a rotating surface. Circuit combination device. 25. Sensing the local cardiac signals by the electrodes in the probe; wherein the probe senses the local cardiac signals by electrodes having a geometry defined by a flat geometric plane in the range of 1 to 4 mm2 ; 25. The probe and circuit combination device of claim 24, wherein each of said locations within said probe is separated from each of said locations within said probe by less than 10 mm. 26. A probe for sensing localized electrical activity at a plurality of closely spaced points in or near a plane perpendicular to a depolarization vector in adjacent myocardial tissue; taking a difference in the local electrical activity sensed at a plurality of points to obtain at least one trigger pulse indicative of a local cardiac signal; and processing the at least one trigger pulse signal to generate a stimulation pulse. a circuit for determining whether the true demand of the heart should be met, generating said stimulation pulses, and coupling said stimulation pulses to the heart via said probe to stimulate contractions of the heart; A probe and circuit combination device for differentially sensing local cardiac signals from cardiac wave complex signals and extracardiac electromagnetic noise, characterized by speed regulation. 27. The electrical activity sensing probe senses at the plurality of points within the probe with a plurality of corresponding electrodes positioned at the plurality of points within the probe; 27. The probe and circuit combination of claim 26, wherein said probe and said myocardial tissue adjacent to said probe are not contacted. 28. The probe and circuit combination of claim 26, wherein the signal processing portion of the circuit determines whether to generate a stimulation pulse depending on the presence or absence of a P-wave following a preceding stimulation pulse. Device. 29 The signal processing portion of the circuit determines whether a particular local cardiac signal from the probe was present at the cardiac wave complex at the location sensed by the probe at a time following the occurrence of the previous stimulation pulse. Thus, determining whether to increase or decrease the magnitude of the stimulation pulse, and when the probe and circuitry indicate the absence of the particular local cardiac signal from the probe, increase or decrease the magnitude of the stimulation pulse. when increasing and indicating the presence of the particular local cardiac signal from the probe;
29. A probe and circuit combination according to claim 26 or 28, wherein the magnitude of the stimulation pulse is reduced. 30. Claim 26, wherein said circuitry determines the temporal interval between successive stimulation pulses depending on whether the circuit indicates the presence or absence of a particular local cardiac signal from the probe. probe and circuit combination equipment. 31 The probe sensing said electrical activity is
sensing the electromagnetic activity at a plurality of locations in the probe, each location in the probe being on or near a plane generally perpendicular to a depolarization vector in myocardial tissue proximate to the probe; 27. The probe and circuit combination device of claim 26, which is arranged at a plurality of closely spaced points. 32. The circuit of claim 31, wherein the circuit takes the difference in electrical activity at each position of the probe at the plurality of corresponding points on the probe to generate a plurality of corresponding trigger signals. probe and circuit combination equipment. 33. Claim 31, wherein a signal processing portion of said circuit processes said plurality of trigger signals to detect differentially sensed local sequential patterns of cardiac activity obtained from said probe. or the probe and circuit combination device according to item 32.
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