DE69527570T2

DE69527570T2 - Zweikammer-Herzschrittmacher mit gezwungener atro-ventrikulären Synchronität

Info

Publication number: DE69527570T2
Application number: DE69527570T
Authority: DE
Inventors: Tibor Nappholz
Original assignee: Telectronics NV
Current assignee: Pacesetter Inc
Priority date: 1994-04-12
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2015-03-29
Also published as: US5441523A; DE69527570D1; EP0681851B1; EP0681851A2; EP0681851A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Doppelkammer-Herzschrittmacher und insbesondere einen Betriebsmodus bei der Anwesenheit von hohen eigentümlichen Herzraten.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Hauptfunktion eines Schrittmachers (Herzimpulsgenerators) ist die Erfassung von eigentümlichen (natürlichen) Ereignissen, d. h. P-Wellen und R-Wellen, und wenn derartige nicht vorhanden sind, um eine Stimulation oder Schrittsteuerungsimpulse in dem Atrium (der Vorkammer) und/oder dem Ventrikel (der Herzkammer) bereitzustellen.
Ein Doppelkammer-Schrittmacher stimuliert das Herz eines Patienten in der physiologisch effizientesten Weise, wenn er eine atrioventrikulare [AV] Synchronität bereitstellt. Dies bedeutet, dass jeder Atrium-Kontraktion [P-Welle] nach einer geeigneten AV-Verzögerung eine ventrikulare Kontraktion [R- Welle] folgt, wobei dies die Sequenz ist, die von einem gesunden Herzen aufgezeigt wird.
Einige Patienten weisen jedoch nicht nur langsamere als normale Herzraten (Bradykardie), sondern auch schnellere als normale Herzraten (Tachykardie) auf. Atriumbezogene Tachykardien können entweder physiologisch oder pathologisch sein. Eine physiologische atriumbezogene Tachykardie bezeichnet eine schnelle Sinusrate (einen Rhythmus), bei der die Vorkammer (Atrium) von dem Sinusknoten schrittmäßig gesteuert wird, und ist die normale Reaktion des Körpers, um zu trainieren. Eine pathologische atriumbezogene Tachykardie ist ein abnormaler Rhythmus, der von einem Krankheitszustand verursacht wird. Ein Doppelkammer-Schrittmacher sollte in einer geeigneten Weise auf eine Bradykardie und physiologische und pathologische Tachykardien reagieren.
In einem Doppelkammer-Schrittmacher wird die Rate von Ventrikel-Schrittsteuerungsimpulsen [V-Schrittsteuerung], die bei Abwesenheit einer erfassten eigentümlichen Ventrikel-Aktivität [V-Erfassung] bereitgestellt werden, durch den Atriumkanal bestimmt. Der Atriumkanal kann entweder eine P-Welle [A- Erfassung] erfassen oder bei Abwesenheit einer A-Erfassung einen Schrittsteuerungsimpuls [A- Schrittsteuerung] bereitstellen. Wenn der Atriumkanal eine P-Welle erfasst, folgt der Ventrikelkanal jeweils einzeln, wobei ein Schrittsteuerungsimpuls [V-Schrittsteuerung] bei der Abwesenheit einer V-Erfassung bereitgestellt wird. Dies erlaubt die beabsichtigte Therapie mit einem erhöhten hemodynamischen Ausgang mit einer erhöhten Sinus-Atriumrate.
Jedoch muss der Doppelkammer-Schrittmacher Atrium-Tachykardien behandeln können, und der Mechanismus, um dies zu tun, ist die "programmierte maximale Rate". Diese maximale Rate ist gewöhnlicherweise der obere Ratengrenzwert sowohl (i) wenn der Ventrikelkanal A-Erfassungen in dem Atriumkanal verfolgt (oder diesen folgt), als auch (ii) wenn für den Fall eines Sensor-gesteuerten auf eine Rate ansprechenden Schrittmacher der Atriumkanal einer Schrittsteuerung unterzogen wird, d. h. A- Schrittsteuerungen bereitgestellt werden. Ein auf eine Rate ansprechender Schrittmacher weist einen unabhängigen Sensor auf, der einen physikalischen oder metabolischen Parameter misst. Die Sinusrate wird mit der vom Sensor angezeigten Rate kombiniert, um die Atrium-Schrittsteuerungsrate zu bestimmen. Dies stellt einen erhöhten hemodynamischen Ausgang für einen Patienten bereit, der eine Sinusknotenkrankheit aufweist.
Das Verhalten eines Schrittmachers, wenn er die programmierte maximale Rate erreicht, wird als die "obere Ratenantwort" bezeichnet. Herkömmliche Doppelkammer-Schrittmacher verwenden eine oder mehrere einer Vielzahl von bekannten oberen Ratenantworten. Die drei am besten bekannten sind (i) "Block", (ii) "Wenckebach" und (iii) "Rückfall".
In dem "Block" ignoriert der Schrittmacher jede zweite oder dritte etc. A-Erfassung in Abhängigkeit von der Atriumrate und eine V-Schrittsteuerung wird für jede ignorierte A-Erfassung weggelassen.
In der "Wenckebach"-Antwort verlängert der Schrittmacher progressiv die A V- Verzögerung nach jeder A-Erfassung, so dass eine konstante Ventrikelrate, die maximale Rate, aufrechterhalten wird. Es kommt eine Zeit, und zwar in Abhängigkeit von den programmierten Schrittmacherintervallen und der Atriumrate, zu der eine A-Erfassung ignoriert wird und die entsprechende V-Schrittsteuerung weggelassen wird. Das ist im Endeffekt eine intermittierende "Block"-Antwort und, wenn die Atriumrate ansteigt wird ein größerer Anteil der A-Erfassungen ignoriert. Dies führt zu einem progressiv höheren Grad eines "Blocks", was zu großen kardiologischen Zyklus-zu-Zyklus-Veränderungen in der Ventrikelrate und zu einer intermittierenden A-V-Synchronität führt.
In der "Rückfall"-Antwort verlängert der Schrittmacher beim Erfassen einer Atriumrate, die ein programmierte "Tachykardie-Erfassungsrate" übersteigt, die gleich oder größer als die maximale Rate sein kann, progressiv den VV-Zyklus, bis eine programmierte niedrigere Ventrikelrate erhalten wird. Sobald diese niedrigere Rate erhalten wird, schließt sich eine Schrittsteuerung in dem WI-Modus an, bis die Atriumrate unter die Tachykardierate fällt. Eine AV-Synchronität geht für die Dauer der "Rückfall"- Antwort verloren.
In dem U.S.-Patent 5085215, erteilt am 4. Februar 1992 für T. A. Nappholz et al. für einen "Metabolie Demand Driven Rate-Responsive Pacemaker", ist ein Schrittmacher gezeigt, der automatisch entweder einen DDDR- oder VVIR-Schrittsteuerungsmodus auf Grundlage einer Analyse der eigentümlichen Atriumrate des Patienten im Vergleich mit der von einem metabolischen Sensor angezeigten Rate wählt. Dieser Vergleich stellt eine Klassifikation einer derartigen eigentümlichen Atriumrate als entweder physiologisch oder pathologisch bereit. Diese obere Atriumratenantwort, die als automatische Modusumschaltung bezeichnet wird [wobei AMS eine Marke von Telectronics Pacing Systems, Inc.] ist, stellt eine AV-Synchronität für normale Sinus-Atriumraten von der minimalen zu der maximalen Rate in den DDDR-Modus bereit und stellt eine stabile Ventrikelrate in den VVIR-Modus bereit, aber mit dem Verlust einer AV-Synchronität bei Anwesenheit von Atrium-Rhythmusstörungen (Arrhythmie).
In dem U.S.-Patent 5273035 und der PCT/US92/11328 werden Doppelkammer-Schrittmacher mit einem Betriebsmodus offenbart, bei dem dann, wenn ein Atriumereignis in der postventrikularen refraktären Atriumperiode (PVARP) erfasst wird, ein Intervall zeitlich auslaufen gelassen wird, welches eine Periode einer Verletzbarkeit oder fehlenden Anregbarkeit des Atriums darstellt, und wobei danach ein Atrium-Schrittsteuerungsimpuls angelegt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung stellt einen Doppelkammer-Schrittmacher mit einer oberen Atriumratenantwort bereit, die eine AV-Synchronität und eine stabile Ventrikelrate bereitstellt. Dieses Ergebnis wird erhalten, indem sichergestellt wird, dass jedem Ventrikelereignis ein Atriumereignis bei einem akzeptablen physiologischen Intervall vorausgeht. Wenn keine A-Erfassung zu der geeigneten Zeit vorhanden ist, dann wird eine A-Schrittsteuerung bereitgestellt. Eine minimale physiologisch akzeptable programmierte Zeit zwischen zwei sukzessiven Atriumereignissen, die als das Atriumschutzintervall bezeichnet wird [für das API eine Marke von Telectronics Pacing Systems, Inc. ist], wird benötigt, bevor eine AV- Verzögerungszeitsteuerung beginnt.
Das API schließt eine Schrittsteuerung des Atriums während seiner relativen refrektären Periode, die manchmal, als die verletzbare Periode bezeichnet wird, aus, wenn Rhythmusstörungen verursacht werden können. Nach Erfüllen der API-Anforderung wird die AV-Verzögerung des Schrittmachers eingestellt, um ein stabiles VV-Intervall aufrechtzuerhalten. Diese obere Ratenantwort wird als "erzwungene Synchronität" bezeichnet und stellt eine stabile Ventrikelrate mit einer AV-Synchronität, aber bei einem Verlust einer Aufrechterhaltung einer stabilen AV-Verzögerung, bereit. Jedoch wird die AV- Verzögerung innerhalb von physiologischen Grenzen aufrechterhalten.
Die Hauptverbesserung dieser Erfindung gegenüber den Begrenzungen von herkömmlichen Doppelkammer-Schrittmachern ist die Bereitstellung eines gewissen Maßes einer AV-Synchronität für eigentümliche Atriumraten, die über der maximalen zulässigen Ventrikelschrittsteuerungsrate sind, mit der Beseitigung von Ratenveränderungen als Folge eines höheren Blocks in Wenckebach. Eine andere Verbesserung ist, dass Fälle einer vom Schrittmacher vermittelten Tachykardie [PMT] minimiert werden, weil eine AV-Synchronität aufrechterhalten wird.
Herkömmliche Schrittmacher, die die automatische obere Ratenantwort einer Modusumschaltung verwenden, können eine vom Schrittmacher vermittelte Tachykardie verursachen, nachdem eine Atriumrhythmusstörung beendet worden ist, wenn von dem VVI- oder dem VVIR-Modus auf den DDD- oder DDDR-Modus umgeschaltet wird. Während des ersten kardiologischen Zyklusses nach der Modusumschaltung ist der Ursprung der ersten A-Erfassung nicht bekannt. Er könnte entweder ein Atriumursprung, d. h. eine P-Welle, oder eine rückläufige (retrograd) P-Welle verursacht von der vorangehenden V-Schrittsteuerung sein. Mit einer Wenckebach-Antwort wird die AV-Verzögerung verlängert und somit weist das Atrium eine längere Periode auf, um eine Repolarisierung vorzunehmen und dadurch einen rückläufigen Pfad für eine Leitung bereitzustellen, was eine vom Schrittmacher vermittelte Tachykardie erlauben kann. Jedoch fugt die erzwungene Synchronitätsfünktion der vorliegenden Erfindung eine A-Schrittsteuerung nach einer A-Erfassung ein und dadurch wird der rückläufige Pfad refraktär gemacht, so dass eine vom Schrittmacher vermittelte Tachykardie durch eine rückläufige Leitung nicht verursacht werden kann.
Ein Merkmal dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Doppelkammer-Schrittmachers mit einer erzwungenen Synchronitätsfünktion, die konstant überwacht, wann in dem Herzzyklus Atriumereignisse auftreten.
Wenn das Atriumereignis innerhalb eines Zeitfensters auftritt, welches als der "Alarm" bezeichnet wird, dann wird dieses als eine P-Welle eines Sinus-Atriumursprungs angesehen und wird verfolgt. In diesem Fall gibt es keinen erzwungenen Synchronitätsbetrieb.
Wenn das Atriumereignis vor dem Alarmfenster auftritt, dann wird eine erzwungene Synchronität bereitgestellt. Eine erzwungene Synchronität hält ein stabiles VV-Intervall mit einer AV-Synchronität durch Bereitstellen einer A-Schrittsteuerung nach dem API, wenn erforderlich, aufrecht.
Es gibt zwei Kategorien von Atriumereignissen, die außerhalb des Alarm-Fensters auftreten können:
(i) Ein Atriumereignis, welches in dem API oder PVARP auftritt, so dass der Rest des W- Intervalls größer als die programmierte maximale AV-Verzögerung ist, die gewöhnlicherweise 260 ms ist - in diesem Fall werden ein API und eine AV- Verzögerung berechnet und eine A-Schrittsteuerung wird an dem Ende des API bereitgestellt. Dies stellt den hemodynamischen Vorteil einer AV-Synchronität bereit. Dies macht das Atrium [die Vorkammer] und den AV-Knoten refraktär, um eine PMT auszuschließen.
(ii) Ein Ereignis, welches bei höheren Raten in dem PVARP oder API auftritt, so dass die Verlängerung der AV-Verzögerung die Erfordernisse einer Stabilisierung der Rate nicht erfüllen wird.
Die Berechnung des Rests des VV-Intervalls ist ein konstanter Prozess und wird durch eine Einrichtung ausgeführt, die als der "ventrikulare kardiologische Zykluszeitgeber [Ventricular Cardiac Cycle Timer, VCCT] bezeichnet wird. In Abhängigkeit von dem vorherrschenden Herzrhythmus wird es aus einer von drei Quellen bestimmt:
(i) Der "durchschnittlichen Atriumrate" [AAR] (gewöhnlicherweise über die letzten vier Zyklen) in den DDD- und DDDR-Moden.
(ii) Der vom Sensor abgeleiteten "metabolischen angezeigten Rate" [MIR] (z. B. Minutenvolumen) in dem VVIR-Modus.
(iii) Der programmierten minimalen Rate (bei Abwesenheit eines Sensors).
Wenn zwischen diesen Quellen umgeschaltet wird, gibt es einen allmählichen Übergang, um sprunghafte ventrikulare Raten zu vermeiden.
Eine erzwungene Synchronität kann in mehreren Vorgehensweisen implementiert werden, entweder durch Verwendung einer getrennten Steuereinrichtung, oder als eine modifizierte Antwort eines herkömmlichen Doppelkammer-Schrittmachers. Die hier offenbarte bevorzugte Ausführungsform modifiziert das API, die AV-Verzögerung und das Alarm-Fenster, wie aus einer Zyklus-für-Zyklus-Basis (Einzelzyklusbasis) benötigt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich bei Betrachtung der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines auf eine Rate ansprechenden Doppelkammer-Schrittmacher, der den Gegenstand der Erfindung verkörpert;
Fig. 2 ein Blockdiagramm der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 der Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm des Mikroprozessors 19 der Fig. 1;
Fig. 4 ein Funktionsblockdiagramm der Steuereinrichtung 53 der Fig. 3;
Fig. 5 ein Zustandsdiagramm, das den Betrieb des Schrittmachers der Fig. 1 charakterisiert;
Fig. 6 ein Linien-Zeitsteuerungsdiagramm, das den Betrieb des Schrittmachers der Fig. 1 charakterisiert;
Fig. 7 ein Zeitsteuerungsdiagramm, das den Effekt einer von einem Sensor abgeleiteten metabolischen Anzeigerrate zeigt;
Fig. 8 ein Linien-Zeitsteuerungsdiagramm, das die Betriebsintervalle für eine kurze gesamte atriumbezogene refraktäre Periodenbasis zeigt;
Fig. 9 ein Linien-Zeitsteuerungsdiagramm, das die Betriebsintervalle für eine mittlere gesamte atriumbezogene refraktäre Periodenbasis zeigt;
Fig. 10 ein Linien-Zeitsteuerungsdiagramm, das die Betriebsintervalle für eine lange gesamte atriumbezogene refraktäre Periodenbasis zeigt;
Fig. 11 ein Funktionsblockdiagramm der Atriumraten-Überwachungseinrichtung 53B der Steuereinrichtung der Fig. 4;
Fig. 12, 13, 14 und 15 Logikdiagramme, die Betriebsvorgänge zeigen, die von dem Schrittmacher der Fig. 1 ausgeführt werden, wenn er auf eine P-Wellen-Atrium-Dipolarisation reagiert;
Fig. 16 ein Zeitsteuerungsdiagramm für zwei Herzzyklen, die den Betrieb des Schrittmachers der Fig. 1 im Ansprechen auf natürliche Atrium-Depolarisationen bei einer Rate ohne Rhythmusstörungen darstellt;
Fig. 17 und 18 Zeitsteuerungsdiagramme für zwei Herzschlagzyklen, die den Betrieb des Schrittmachers der Fig. 1 im Ansprechen auf natürliche Atrium-Depolarisationen bei einer Rate mit Rhythmusstörungen darstellt; und
Fig. 19 mehrere Zeitdauern, die zum Verstehen des Logikdiagramms der Fig. 15 hilfreich sein werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Schrittmachers 1. Der Schrittmacher 1 ist dafür ausgelegt, um in einen Patienten implantiert zu werden, und umfasst einen Pulsgenerator 10 und geeignete Zuleitungen zum elektrischen Verbinden des Pulsgenerators mit dem Herzen 11 eines Patienten. Der Schrittmacher umfasst eine Atriumherzzuleitung 12, die sich zu dem Atrium (der Vorkammer) des Herzens des Patienten für die Einrichtung einer Schrittsteuerungstherapie für das Atrium erstreckt, und eine Ventrikelherzzuleitung 13, die sich an das Ventrikel (die Herzkammer) des Herzens des Patienten für die Einrichtung einer Schrittsteuerungstherapie für das Ventrikel erstreckt. Der Pulsgenerator 10 umfasst eine Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 für die Erfassung von analogen Signalen, die eine kardiologische elektrische Aktivität darstellen, und für die Lieferung von Schrittsteuerungsimpulsen an das Herz; einen Mikroprozessor 19, der im Ansprechen auf zahlreiche Eingänge, die von der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 empfangen werden. Betriebsvorgänge ausführt, um verschiedene Steuer- und Datenausgänge an der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 zu erzeugen; und eine Energieversorgung 18, die einen zuverlässigen Spannungspegel an der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 und den Mikroprozessor 19 durch elektrische Leiter (nicht gezeigt) bereitstellt.
Der Mikroprozessor 19 ist mit einer Einheit 121 mit einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff/einem Nur-Lese-Speicher über einen Adressen- und Datenbus 122 verbunden. Eine Leitung 124 für ein Lebensdauerendsignal wird verwendet, um an dem Mikroprozessor 19 ein Logiksignal bereitzustellen, welches die Annäherung eines Batterieausfalls in der Energieversorgung anzeigt. Der Mikroprozessor 19 und die Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 sind durch einen Kommunikationsbus 42, eine Atriumerfassungsleitung 45, eine Atriumschrittsteuerungsleitung 46, einen Atriumempfindlichkeitssteuerbus 43, einen Atriumschrittsteuerungs-Energie-Steuerbus 44, eine Ventrikelerfassungsleitung 49, eine Ventrikelschrittsteuerungsleitung 50, einen Ventrikelempfindlichkeits-Steuerbus 47 und einen Ventrikelschrittsteuerungs-Energie-Steuerbus 48 verbunden.
Fig. 2 zeigt die Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17, die eine Schaltungsanordnung für einen Atriumschrittsteuerungs-Pulsgenerator 24, einen Ventrikelschrittsteuerungs-Pulsgenerator 34, einen Atriumherzschlagsensor 45, einen Ventrikelherzschlagsensor 35 und eine Telemetrieschaltung 30 einschließt. Die bevorzugte Ausführungsform der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 umfasst eine Impedanzmessschaltung 14 zum Messen eines physiologischen Parameters, der den metabolischen Bedarf bzw. die Anforderungen des Patienten anzeigt. Femer umfasst die Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 einen Steuerblock 39, der eine Schnittstelle zu dem Mikroprozessor 19 aufweist.
Im Betrieb erfassen die Atrium- und Ventrikelherzschlagsensor-Schaltungen 25 und 35 jeweilige Atrium- und Ventrikelanalogsignale 23 und 33 von dem Herzen 11 und wandeln die erfassten Analogsignale in digitale Signale um. Zusätzlich empfangen die Herzschlagsensorschaltungen 25 und 35 eine eingegebene Atriumerfassungssteuerung 27 und bzw. eine eingegebene Ventrikelerfassungssteuerung 37 von dem Steuerblock 39, der die Empfindlichkeiten der Sensorschaltungen bestimmt. Die Empfindlichkeit bestimmt die minimale Spannungsabweichung, die an einer Erfassungselektrode benötigt wird, damit eine Erfassung registriert wird, d. h. ein Depolarisierungssignal, das von dem Schrittmacher erkannt werden soll.
Die Atriumschrittsteuerungs-Pulsgeneratorschaltung 24 empfängt von dem Steuerblock 39 über einen Atriumschrittsteuerungsbus 28 einen Atriumschrittsteuerungseingang und einen Atriumschrittsteuerungsenergie-Steuereingang, um einen Atriumschrittsteuerungsimpuls 22 [A-Steuerung] zu geeigneten Zeiten zu erzeugen. In ähnlicher Weise empfängt die Ventrikelschrittsteuerungs- Pulsgeneratorschaltung 34 von dem Steuerblock 39 über einen Ventrikelschrittsteuerungsbus 38 einen Ventrikelschrittsteuerungseingang und einen Ventrikelschrittsteuerungs-Energiesteuereingang zum Erzeugen eines Ventrikelschrittsteuerungsimpulses [V-Schrittsteuerung] 32. Die Atrium- und Ventrikelschrittsteuerungs-Steuereingänge bestimmen die jeweiligen Typen einer Atrium- und Ventrikelschrittsteuerung, die stattfinden, während die Atrium- und Ventrikelschrittsteuerungs- Energiesteuereingänge die jeweiligen Größen der Pulsenergien bestimmen.
Der Schrittmacher 1 führt eine Impedanzmessung aus, wenn der Mikroprozessor 19 ein Signal auf der Impedanzsteuerleitung 21 sendet, um die Impedanzmessschaltung 14 zu aktivieren. Die Impedanzmessschaltung 14 legt dann einen Strom an die Ventrikelherzzuleitung 13 an und misst eine Spannung, die sich von dem angelegten Strom ergibt, um die Impedanz zu überwachen. Die Strom- und Spannungssignale werden zusammengenommen als Impedanzsignal 20 bezeichnet.
Die Telemetrieschaltung 30 stellt eine bidirektionale Strecke zwischen dem Steuerblock 39 der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 und einer externen Einrichtung, beispielsweise einem Programmierer, bereit. Sie erlaubt, dass Daten, beispielsweise die Betriebsparameter, von dem implantierten Schrittmacher gelesen oder geändert werden. Ein beispielhafter Programmierer ist der 9600 Network Programmer, hergestellt von Telectronics Pacing Systems, Inc. aus Englewood, Colorado, U.S.A.
Fig. 3 zeigt den Mikroprozessor 19, so wie er eine Zeitsteuerungsschaltung (einen Zeitgeber) 51 umfasst, der mehrere einzelne 16-Bit-Zeitgeberschaltungen, eine Steuereinrichtung 53, einen Block 54 für vektorisierte Interrupts (Unterbrechungen), ein ROM 55, ein RAM 56, einen externen Speicher 57 und einen Block 41 für Ports (Eingänge/Ausgänge) einschließen kann. Diese Schaltungen kommunizieren untereinander unter Verwendung eines internen Kommunikationsbusses 40. In einer Ausführungsform der Erfindung werden fünf Zeitgeberschaltungen benötigt (z. B. ein Ventrikelherzzykluszeitgeber 51A, ein AV- Verzögerungs- und PVARP-Zeitgeber 51B, ein Automatikmodusumschalt-(AMS)-Zeitgeber 51C, ein Atriumschutzintervall-(API)-Zeitgeber 51D und ein Atriumherzzykluszeitgeber 51E). Somit kann der Zeitgeber 51 fünf einzelne Schaltungen einschließen oder kann ein oder mehrere Zeitgeberschaltungen mit einem einzelnen Zeitgeber umfassen, der mehrere Zeitsteuerungsoperationen ausführt (wie der Zeitgeber 51B), und zwar unter der Anweisung einer Software, die auf der Steuereinrichtung 53 läuft. Das RAM 56 dient als ein Arbeitspuffer und aktiver Speicher während einer Ausführung der Programme, die in dem ROM 55 gespeichert und von dem Mikroprozessor 19 verwendet werden. Diese Programme umfassen Systemüberwachungsprogramme, Erfassungsalgorithmen zum Erfassen und Bestätigen von Rhythmusstörungen, und eine Programmierung zum Implementieren des Logikdiagramms der Fig. 12, 13, 14 und 15, sowie Speicherprogramme zum Speichern von Daten bezüglich der Funktion des Impulsgenerators 10 und des Elektrogramms, das von der Ventrikelherzzuleitung 13 bereitgestellt wird, in einem externen Speicher 57. Die Zeitgeber 51 und deren zugehörige Steuersoftware implementieren einige Zeitsteuerungsfunktionen, die von dem Mikroprozessor 19 benötigt werden, ohne vollständig auf Software zurückzugreifen, wodurch Rechnungslasten an der und ein Energieverlust von der Steuereinrichtung 53 verringert werden.
Signale, die von der Telemetrieschaltung 30 empfangen werden, ermöglichen, dass ein externer Programmierer (nicht gezeigt) die Betriebsparameter der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 durch Liefern von geeigneten Signalen an den Steuerblock 39 ändert. Der Kommunikationsbus 42 dient zum Bereitstellen von Signalen, die eine derartige Steuerung anzeigen, an dem Mikroprozessor 19.
Geeignete Telemetriebefehle werden die Telemetrieschaltung 30 veranlassen, Daten an den externen Programmierer zu senden. Gespeicherte Daten werden von dem Mikroprozessor 19 auf den Kommunikationsbus 42 durch den Steuerblock 39 in der Schrittsteuerungs- und Erfassungsschaltung 17 und in die Telemetrieschaltung 30 für die Übertragung an den externen Programmierer durch einen Sender in der Telemetrieschaltung 30 ausgelesen.
Der Mikroprozessor 19 empfängt durch seinen Ports-Block 41 Status- und/oder Steuereingänge von der Schrittsteuerungs- und Erfässungsschaltung 17, beispielsweise die Erfassungssignale auf den Erfassungsleitungen 45 und 49. Er führt Operationen, einschließlich einer Rhythmusstörungs-Erfassung, aus und erzeugt Ausgänge, beispielsweise die Atriumschrittsteuerung auf der Leitung 46 und die Ventrikelschrittsteuerung auf der Leitung 50, die den Typ der Schrittsteuerung bestimmen, der stattfinden soll. Andere Steuerausgänge, die von dem Mikroprozessor 19 erzeugt werden, umfassen die Atrium- und Ventrikelschrittsteuerungs-Energiesteuerungen auf den Bussen 44 bzw. 48, die die Größe der Impulsenergie bestimmen, und die Atrium- und Ventrikelempfindlichkeitssteuerungen auf den Bussen 43 und 47, die die Empfindlichkeiten der Erfassungsschaltungen einstellen.
Der Schrittmacher 1 kann einen metabolischen Sensor verwenden, um zu unterscheiden, ob Atriumherzschläge bei einer physiologischen Rate oder einer pathologischen Rate auftreten. Der Schrittmacher 1 spricht auf eine physiologische Atriumrate durch Arbeiten in einem AV-synchronen Schrittsteuerungsmodus mit Schrittsteuerungsimpulsen in dem Ventrikel, die zu einem vorgegebenen Intervall einem Atriumherzschlag folgend, zugeführt werden, an. Wenn der Schrittmacher 1 eine pathologische Atriumrate, definiert durch eine A-Erfässung in API oder PVARP, erfasst, spricht er durch Arbeiten in dem erzwungenen Synchronitätsbetriebsmodus an. Ein System mit einem metabolischen Sensor, welches sich zum Betrieb in der vorliegenden Erfindung eignet, kann aus einem oder mehreren bekannten Sensoren, entweder allein oder in Kombination mit anderen Sensoren, einschließlich aber nicht begrenzt auf ein Minutenvolumen, einen Ventrikeldepolarisationsgradienten, ein QT-Intervall, eine Sauerstoffsättigung, Ph, eine zentrale Venenbluttemperatur, einem Druck des rechten Ventrikels, einem Schlagvolumen, systolischen Zeitintervallen, einer Atmungsrate und einer Ultraschall- oder Drucküberwachung des Herzausgangs, gebildet sein. Der Schrittmacher 1 der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von irgendeinem metabolischen Anzeigeratensystem richtig arbeiten, vorausgesetzt, dass das System in der Lage ist, den erfassten Parameter mit einer metabolischen Anforderungsschrittsteuerungsrate zuverlässig in Beziehung zu setzen. Das U.S.-Patent Nr. 4766901 von F. Callaghan, erteilt am 30. August 1988 für ein "Rate Responsive Pacing System Using the Integrated Evoked Potential" bezieht sich auf den Betrieb eines auf eine Rate ansprechenden Schrittsteuerungssystems unter Verwendung eines integrierten angeregten Ventrikeldepolarisationspotentials als ein Anzeiger für eine Schrittsteuerungsrate mit einer metabolischen Anforderung. Das U. S. -Patent Nr. 4702253 von T. Nappholz et al., erteilt am 27. Oktober 1987 für einen "Metabolic-Demand Pacemaker and Method of Using the Same to Determine Minute Volume", das U. S. -Patent Nr. 4901725 von T. Nappholz et al., erteilt am 20. Februar 1990 für einen "Minute Volume Rate-Responsive Pacemaker" und das U.S.-Patent Nr. 5201108 von B. Steinhaus et al., erteilt am 13. April 1993 für ein "Minute Volume Rate-Responsive Pacemaker Emloying Impedance Sensing On A Unipolar Lead" offenbaren auf Raten ansprechende Schrittmacher, die einen anderen Anzeiger für eine Schrittsteuerungsrate für eine metabolische Anforderung, ein Atmungs- Minutenvolumen, für den Ratensteuerparameter beschreiben.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet einen Impedanzsensor 14, der in Fig. 2 gezeigt ist und der die Messungen des Atmungs-Minutenvolumen der Nappholz-et-al.-Patente ausführen kann.
Fig. 4 zeigt das Funktionsblockdiagramm der Steuereinrichtung 53 der Fig. 3. Der Minutenvolumen-Prozessor 53A verwendet die Daten, die über den internen Bus 40 und den Kommunikationsbus 42 von dem Impedanzmessblock 14 zugeführt werden, um das metabolische angezeigte Ratenintervall [Metabolie Indicated Rate Interval, MIR] zu erzeugen, das von dem Schrittsteuerungs- und Erfassungssystem (symbolisch als der "DDD-Schrittsteuerer-Block" 53C in Fig. 4 gezeigt) verwendet wird, um die Länge von jedem der Intervalle, die in dem Zeitsteuerungszyklus verwendet werden, zu bestimmen. Die Atriumraten-Überwachungseinrichtung 53B, deren Funktionsblockdiagramm in Fig. 11 dargestellt ist, erzeugt ein AMS-Signal, welches näher nachstehend beschrieben werden wird. Fig. 4 zeigt die Signale, die mehrere der Betriebsvorgänge steuern, die an der Ablaufsteuerung der erzwungenen Synchronität beteiligt sind.
Das Zustandsdiagramm des Schrittmachers ist in Fig. 5 gezeigt. Die PVARP ist die postventrikulare atriumbezogene refraktäre Periode (Post Ventricular Atrial Refractory Period). Eine A- Erfassung, die während dieses Intervalls auftritt, wird als pathologisch angesehen, mit größter Wahrscheinlichkeit als Folge eines rückläufig geleiteten Ventrikelereignisses, wird aber noch für eine A- Erfassungs-Zählung (um die durchschnittliche Atriumrate zu bestimmen) verwendet. Eine V-Erfassung, die zu irgendeiner Zeit auftritt, startet die PVARP.
Das API ist das Atriumschutzintervall und definiert die minimale Zeit zwischen einer pathologischen A-Erfassung (d. h. in der PVARP) und der nächsten A-Schrittsteuerung. Das API ist dafür vorgesehen, zu verhindern, dass eine A-Schrittsteuerung während des verletzbaren Teils der atriumbezogenen Repolarisationsperiode, d. h. der relativen refraktären Periode, in der Rhythmusstörungen bewirkt werden können, bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann ein API gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die Summe der AV-Verzögerung, der PVARP und des Alarmintervalls kleiner als 70% des VV-Ratenintervalls ist, das von der MIR angezeigt wird. Das API wird eingestellt, um die Grenzen zu erfüllen, die von der Physiologie des Herzens vorgegeben werden. Das API kann ein spezifisches Fenster in dem Zeitsteuerungszyklus sein, wie in Fig. 6 gezeigt. Wenn andererseits die Zielrichtung darin besteht, die Ventrikelrate zu stabilisieren, dann verschiebt sich das API von einem Ereignis in der PVARP und wird zeitlich davon gesteuert.
Der Alarm ist das Intervall, in dem A-Erfassungen klassifiziert werden, um P-Wellen (d. h. von einem Sinusursprung) innerhalb des richtigen Ratenbereichs zu sein. Derartige P-Wellen werden 1 : 1 durch den Ventrikelkanal verfolgt. Der Alarm ist der Rest eines VV-Intervalls nach der Summe der AV- Verzögerung plus der PVARP plus dem API.
Die AV-Verzögerung ist dafür vorgesehen, um die natürliche P-Welle auf ein R-Wellen-Intervall zu imitieren und ist die Zeit zwischen einer A-Erfässung (oder A-Schrittsteuerung) und einer V- Schrittsteuerung (bei Abwesenheit einer V-Erfassung).
Es gibt vier Eingänge, nämlich A-Erfassung, V-Erfassung, AMS und die MIR an der Steuereinrichtung 53, die die Zustands-Ablaufsteuerung (Sequenzer) ist. Die A-Erfässungs- und V- Erfassungssignale werden von dem atriumbezogenen Herzschlagsensor 25 bzw. dem ventrikelbezogenen Herzschlagsensor 35 verarbeitet, wobei refraktäre Perioden verwendet werden, um die erfassten analogen Signale für vorgegebene Perioden auszutasten. Irgendwelche A-Erfassungs- und V-Erfassungssignale, die zu der Steuereinrichtung 53 gelangen, werden so angesehen, dass sie dem Ursprung nach kardiologisch sind.
Die folgenden Regeln treffen unabhängig von der Dauer der Zeitintervalle von jedem der Zustände zu. Die A-Schrittsteuerungs- und V-Schrittsteuerungs-Zustände weisen nicht ein Zeitintervall auf, welches ihnen zugeordnet ist. Die anderen vier Zustände weisen Zeitintervalle auf (die in einigen Fällen Null sein können).
(i) Bei Abwesenheit der A-Erfassungs- und V-Erfassungssignale werden die Zustände sequenziell und wiederholt zeitlich gesteuert - V-Schrittsteuerung, PVARP, API, Alarm, A-Schrittsteuerung und AV-Verzögerung.
(ii) Wenn eine V-Erfassung zu irgendeiner Zeit auftritt, dann wird die PVARP sofort gestartet und die Sequenz wird an diesem Punkt wieder aufgenommen. Was auch immer zu der Zeit der V-Erfassung aufgetreten ist, wird unmittelbar beendet.
(iii) Wenn eine A-Erfassung während des API auftritt, wird der Rest des API zeitlich gesteuert, die Alarm- und A-Schrittsteuerungs-Zustände werden übergangen und die AV- Verzögerung wird am Ende des API gestartet, was zu einer verlängerten AV-Verzögerung (verlängert um diesen Teil des API nach der A-Erfassung) führt.
(iv) Wenn eine A-Erfassung während des Alarms auftritt, wird der A-Schrittsteuerungs- Zustand übergangen und die AV-Verzögerung wird gestartet.
(v) Wenn eine A-Erfassung in der PVARP auftritt, wird sie in der Ratendurchschnittsbildung gezählt und startet ein API. Dies wird die Antwort sein, wenn die atriumbezogene durchschnittliche Rate schneller als die MIR-Rate ist.
(vi) Wenn eine A-Erfassung zu irgendeiner anderen Zeit als während der PVARP, API und Alarm-Zustände auftritt, wird sie ignoriert und weist keinen Effekt auf die Zustands- Ablaufsteuerung auf.
Fig. 6 zeigt die Sequenz von Zuständen als eine Zeitlinie, so dass nur die vier Intervalle gezeigt sind. Die Punkte, an denen die A-Schrittsteuerung und die V-Schrittsteuerung auftreten, werden in diesem Diagramm angezeigt, sind aber zur Verdeutlichung in weiteren Diagrammen weggelassen.
Der Effekt der MIR besteht darin, jedes dieser vier Intervalle zu modifizieren, wie in Fig. 7 gezeigt. Die vier Intervalle sind auf der horizontalen Achse gezeigt, ähnlich zur Fig. 6. Die vertikale Achse ist die MIR, im Bereich von der programmierten minimalen Schrittsteuerungsrate zu der programmierten maximalen Schrittsteuerungsrate. Es gibt fünf Regem, die vorgeben, wie sich die vier Intervalle mit der MIR ändern:
(i) Das Alarmintervall ist immer größer als 0 ms bei der minimalen Rate; ansonsten kann das Atrium nicht verfolgt werden (d. h. wenn der Alarm 0 ms gleicht, ist eine DDDR- Schrittsteuerung nicht möglich).
(ii) Das Alarmintervall ist immer gleich zu 0 ms bei der maximalen Rate. Dies bedeutet, dass das Atrium über der maximalen Schrittsteuerungsrate nicht verfolgt werden kann. Hierbei definiert die maximale MIR die maximale Ventrikel-Schrittsteuerungs-(und Verfolgungs)-Rate.
(iii) Die AV-Verzögerung, einem Ereignis in einem Alarm folgend, kann entweder ein fester Wert überall in dem Bereich der MIR sein oder sich verkürzen, wenn die MIR ansteigt (in dem dargestellten Fall mit einer Steigung von 1 : 16).
(iv) Die PVARP kann sich verkürzen, aber nicht verlängern, wenn die MIR ansteigt.
(v) Es gibt eine Atrium-nicht-Wettbewerbs-Regel, die angibt, dass immer eine minimale Zeit zwischen einer nicht-verfolgten atriumbezogenen Erfassung (pathologische A-Erfassung) und einer atriumbezogenen Schrittsteuerung vorhanden sein muss. Dies wird erfüllt, indem sichergestellt wird, dass die gesamte atriumbezogene refraktäre Periode (Total Atrial Refractory Period, TARP) (TARP gleicht AV-Verzögerung plus der PVARP) kleiner als oder gleich wie 70% (in der illustrierten Ausführungsform der Erfindung) der Gesamtzykluslänge (der Summe der vier Intervalle) ist. Dies wird teilweise durch die PVARP-Anpassung (d. h. Änderung), wenn die MIR ansteigt und abfällt, oder durch geeignetes Einstellen (d. h. Programmieren) des API erreicht. Die Regel legt Grenzen für die möglichen Kombinationen der minimalen Rate, der AV-Verzögerung und der PVARP fest.
Das API wird durch den externen Programmierer unter Verwendung der Werte für die gewählten minimalen und maximalen Raten, der AV-Verzögerung und der "PVARP-Basis" (so genannt, weil sie die PVARP bei der minimalen oder Basisrate ist) berechnet:
(a) Das API bei der maximalen Rate wird berechnet, um zwei Beziehungen zu erfüllen:
(i) maximale Rate gleicht 60.000/(A-V Verzögerung plus PVARP plus API), und
(ii) das API muss wenigstens 30% des Gesamtzyklusses bei der maximalen Rate (60.000/maximale Rate) sein, um die Nicht-Wettbewerbs-Regel zu erfüllen. Da die AV-Verzögerung für irgendeine Rate bekannt ist, wird die PVARP, wenn erforderlich, verringert, um das API auf wenigstens 30% des gesamten Zyklusses zu verlängern.
(b) Das API bei der minimalen Rate wird ebenfalls berechnet, um zwei Beziehungen zu erfüllen:
(i) die minimale Rate gleicht 60.000/(A V-Verzögerung plus PVARP plus API plus Alarm), und
(ii) die AV-Verzögerung plus PVARP plus API (bei der minimalen Rate) ist größer als oder gleich zu einem Maximalratenintervall. Das Ergebnis dieser Beziehungen ist, dass die Summe der AV-Verzögerung plus PVARP plus API entweder konstant ist oder sie nimmt ab, wenn die MIR ansteigt. Dies liegt daran, weil die Summe von diesen Intervallen die Ventrikelverfolgungsgrenze für sämtliche Werte der MIR definiert und die Verfolgungsgrenze (in der Rate) mit der MIR ansteigt. Bei gegebenen Werten für das API bei den minimalen und maximalen Raten gibt es eine lineare Änderung zwischen diesen zwei Werten über den Bereich der MIR (d. h. minimalen bis maximalen Rate).
Die folgenden Beispiele illustrieren einen Bereich von API-Werten für verschiedene Sätze von programmierten Intervallen (zur Verdeutlichung wird eine konstante AV-Verzögerung verwendet):
(i) Fig. 8: In diesem Beispiel gibt es einen relativ kurzen Wert der PVARP, so dass die atriumbezogene Nicht-Wettbewerbs-Regel nicht verletzt wird (d. h. TARP, was die AV- Verzögerung plus PVARP ist, ist kleiner als 70% des Schrittsteuerungszyklusses für sämtliche Werte der MIR). Deshalb muss die PVARP sich nicht anpassen (d. h. verkürzen), bei Annäherung an die maximale Rate. Per Definition ist der Alarm 0 ms bei einer maximalen Rate; deshalb wird das API bei der maximalen Rate so berechnet, dass 60.000/maximale Rate (die Zyklusdauer) der A V- Verzögerung plus PVARP plus API gleicht. Bei der minimalen Rate ist das API erforderlich, so dass die Ventrikelverfolgungsgrenze (bei der minimalen Rate) wenigstens der programmierten maximalen Rate gleicht.
(ii) Fig. 9: Hier ist eine längere PVARP als bei dem vorangehenden Beispiel gewählt worden, so dass sie sich mit der MIR anpassen muss, um die atriumbezogene Nicht-Wettbewerbs- Regel zu erfüllen. Das API bei der maximalen Rate wird so berechnet, dass es 30% der 60.000/maximalen Rate gleicht. Dieses relativ lange API-Intervall ist auf Kosten der PVARP, die sich verkürzt. Wie in dem ersten Beispiel ergibt sich das API bei der minimalen Rate von der Anforderung, dass die Ventrikelverfolgungsgrenze (bei der minimalen Rate) wenigstens gleich zu der programmierten maximalen Rate sein (oder größer als diese sein) muss.
(iii) Fig. 10; In diesem Beispiel ist eine noch längere PVARP gewählt worden, aber nicht zu lang, da die atriumbezogene Nicht-Wettbewerbs-Regel noch erfüllt ist. Das API bei einer maximalen Rate wird in der gleichen Weise wie in dem vorangehenden Beispiel berechnet. Kein API wird bei der minimalen Rate benötigt, weil die TRAP bei der minimalen Rate kleiner als 70% der Gesamtzykluszeit ist.
Der Zweck der Funktion für die automatische Modusumschaltung [Automatic Mode Switching, AMS] besteht darin, eine nicht physiologische Atriumrate und einen Rhythmus zu erfassen und daraufhin automatisch auf einen Ventrikelschrittsteuerungsmodus umzuschalten, bei dem eine Atriumschrittsteuerung vorübergehend abgeschaltet wird und atriumbezogene erfasste Ereignisse in dem Ventrikelkanal nicht verfolgt werden. Wenn der Schrittmacher in einem VDD- oder DDD-Modus gerade arbeitet, dann wird er sich auf das WI bei der programmierten Bereitschaftsrate verschieben. Wenn der Schrittmacher in einem VDDR- oder DDDR-Modus gerade arbeitet, dann wird er sich auf die VVIR bei der metabolischen angezeigten Rate verschieben. Wenn der Schrittmacher gerade in einem VDDR- oder DDDR-Modus arbeitet, dann wird er sich auf die VVIR bei der metabolischen angezeigten Rate verschieben. Diese Umschaltfünktion wird von der Atriumraten-Überwachungseinrichtung [ARM] gesteuert, die für eine Schwellenherzschlag-Hochrate und die Anzahl (der Zählwert) von Herzschlägen auf oder über dieser hohen Rate programmiert sein muss In einer beispielhaften ARM sind die möglichen Raten 150, 175 oder 200 Schläge pro Minute; und die möglichen Zählwerte sind 5 oder 10 Schläge.
Die ARM 53B ist als ein Block in Fig. 4 und als ein Logikdiagramm in Fig. 11 gezeigt. Die ARM misst Intervalle zwischen Atriumereignissen, unabhängig davon, ob eine Schrittsteuerung ausgeführt wird oder eine Erfassung oder beides. Sie überwacht und zählt als "lange" Intervalle diejenigen, die länger als das Intervall der programmierten AMS-Rate sind, und als "kurze" Intervalle diejenigen, die kürzer als das Intervall der programmierten AMS-Rate sind.
Die Intervallmesseinrichtung 53B1 arbeitet mit der externen programmierten AMS-Rate (150, 175 oder 200 Schläge pro Minute) von dem internen Bus 40 und den Steuerungen für die A-Erfassung 45 und die A-Schrittsteuerung 46. Es sind zwei Zähler 53B2 und 53B3 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Länge des gemessenen Intervalls und der programmierten AMS-Rate inkrementiert (+1) oder dekrementiert (-1) werden. Nur ein Zähler wird zu einer Zeit aktiviert. Wenn eine AMS keinen Effekt aufweist, wird der Kurzintervallzähler 53B2 aktiviert. Dieser Zähler wird inkrementiert, wenn ein kurzes Intervall gemessen wird (d. h. die Atriumrate ist über der AMS-Rate) und dekrementiert, wenn ein langes Intervall gemessen wird. Wenn der Kurzintervallzähler eine bestmimte Grenze (extern programmierbar auf 5 oder 11 Zählungen) erreicht, dann ist eine hohe Atriumrate erfasst worden, die AMS-Steuerung wird aktiviert und der Modus wird umgeschaltet, um eine atriumbezogene Verfolgung zu unterbinden.
Wenn die Steuerung für die automatische Modusumschaltung [AMS] betriebsfähig wird, dann wird der Kurzintervallzähler 53B2 gelöscht (auf Null gesetzt) und der Langintervallzähler 53B3 wird aktiviert. Dieser Zähler wird inkrementiert, wenn ein langes Intervall gemessen wird (d. h. die Rate ist unter der AMS-Rate) und dekrementiert, wenn ein kurzes Intervall gemessen wird. Wenn er 3 erreicht (in dieser Implementierung nicht programmierbar), dann wird die AMS-Steuerung deaktiviert. Die AMS-Steuerung wird auch deaktiviert, wenn das gemessene Intervall eine Sekunde übersteigt.
Wenn die AMS-Steuerung deaktiviert wird, dann wird der Modus auf die atriumbezogene Modus auf die atriumbezogene Verfolgung zurückgeführt, der Kurzintervallzähler wird aktiviert und der Langintervallzähler wird gelöscht.
Der voranstehend beschriebene Schrittmacher wird durch die Hinzufügung der Funktion für die erzwungene Synchronität (Forced Synchrony Function) verbessert, die die -Begrenzungen der herkömmlichen oberen Ratenantworten, nämlich den Verlust einer AV-Synchronität und von sprunghaften VV-Intervallen, beseitigt. Die erzwungene Synchronitätsfünktion modifiziert das Zustandssequenz- Logikdiagramm der Fig. 5, wie m den Logikdiagrammen der Fig. 12, 13, 14 und 15 gezeigt.
Der Hauptzweck der erzwungenen Synchronität besteht darin sicherzustellen, dass ein Atriumereignis, entweder eine P-Welle oder eine A-Schrittsteuerung immer jeder V-Schrittsteuerung vorangeht und dass sämtliche AV-Verzögerungsintervalle innerhalb eines definierten Bereichs sind, gesteuert von dem durchschnittlichen V-V-Intervall.
Fig. 12 zeigt die Logik der Steuerung für die erzwungene Synchronität. Der Block 66 ist mit näheren Einzelheiten der Fig. 13 gezeigt (in der der Block 128 gestartet wird), der Block 68 ist mit näheren Einzelheiten in Fig. 14 gezeigt (in der ein Block 170 gestartet wird), und ein Block 70 ist mit näheren Einzelheiten in Fig. 15 gezeigt (in der der Block 200 gestartet wird). Die von sämtlichen von diesen Blöcken dargestellten Funktionen werden unter einer Softwaresteuerung von dem Mikroprozessor 19 ausgeführt. Das Atriumschutzintervall und die AV-Verzögerung werden nicht mehr direkt von der metabolischen Anzeigerate gesteuert. Anstelle davon werden sie von der Steuerung für die erzwungene Synchronität der Fig. 12 auf einer kardiologischen Zyklus-zu-Zyklus-Basis bestimmt. Wenn ferner eine erzwungene Synchronität in Betrieb ist, wird das Alarmintervall auf 0 ms für diesen bestimmten Zyklus gesetzt, d. h. A-Erfassungen werden nicht verfolgt.
Die durchschnittliche atriumbezogene Rate [Average Atrial Rate, AAR] ist der Kehrwert des durchschnittlichen P-Wellen-zu-P-Wellen-Intervall, genommen über eine Anzahl von Zyklen, z. B. 4 Zyklen. Die Anzahl wird von dem Doktor programmiert. Somit überwacht die AAR sämtliche atriumbezogenen Ereignisse, sowohl P-Welle als auch A-Schrittsteuerung, über eine Anzahl von Zyklen und wird kontinuierlich aktualisiert, unabhängig von dem bestimmten Betriebsmodus des Schrittmachers.
Atriumbezogene Erfassungen, die außerhalb des Alarmintervalls auftreten, werden die AMS nicht triggern, bis die Raten- und Zählkriterien erfüllt sind, da sie aber über der Ventrikelmaximumrate sind, werden sie in einer speziellen Weise behandelt. Wie voranstehend beschrieben, wenn die AMS Raten- und Zählkriterien erfüllt sind, zeigt dies allgemein atriumbezogene Rhythmusstörungen an und die AMS wird dann eine Umschaltung m den Moden auf die VVIR bewirken.
Deshalb trifft eine erzwungene Synchronität (Forced Synchrony) auf erfasste atriumbezogene Ereignisse zu, die entweder nicht bei einer ausreichend hohen Rate oder nicht ausreichend konsistent sind, um eine AMS zu verursachen.
Immer dann, wenn ein atriumbezogenes Ereignis in Block 60 erfasst wird, wird die AAR im Schritt 64 aktualisiert; dann wird ihre Zeitsteuerung im Block 66 überprüft, um zu bestimmen, ob eine erzwungene Synchronität benötigt wird. Die Einzelheiten des Blocks 66, die bei dieser Überprüfung beteiligt sind, sind in Fig. 13 gezeigt:
(i) Wenn im Block 130 bestimmt wird, dass die A-Erfassung während des Alarmintervalls aufgetreten ist, dann muss sie eine P-Welle gewesen sein. Im Block 132 wird der Modus auf synchron gesetzt, im Block 134 wird die AV-Verzögerung initiiert und es gibt keine Funktion für eine erzwungene Synchronität; der Rest der Schrittmacher-Zeitsteuerung geht vor sich wie voranstehend für die Normalzustandssequenz der Fig. 5 beschrieben. In diesem Fall übergeht der Logikfluss, der in Fig. 12 gezeigt ist, den Block 68 für die Bestimmung des VV-Intervalls und den Block 70 für die Berechnung des API und der AV-Verzögerung. Jedoch werden im Block 136 in Fig. 13 die Anzahl von aufeinander folgenden P-Wellen, die in dem Alarmintervall aufgetreten sind, mit einer Grenze verglichen ("N" ist programmierbar), um zu bestimmen, ob ein jüngster Nicht-AVsynchroner Betrieb vorhanden war. Diese Information wird später verwendet, um das VV-Intervall zu bestimmen. Wenn keine P-Wellen in den Alarmintervallen von N (z. B. drei) aufeinander folgenden Zyklen vorhanden gewesen sind, dann ist dies eine Anzeige, dass ein synchroner Betrieb eben gerade gestartet hat, d. h. ein Übergang von einem nichtsynchronen zu einem synchronen Betrieb geht vor sich.
(ii) Wenn die A-Erfassung während des Alarmintervalls nicht aufgetreten ist, wie im Block 130 bestimmt, dann können atriumbezogene Rhythmusstörungen auftreten. Der Modus wird auf einen Nicht-AV-synchronen im Block 142 gesetzt und ein Betrieb für eine erzwungene Synchronität wird freigegeben. Dies bedeutet, dass die Werte des API und der AV-Verzögerung neu berechnet werden, um die Regeln für die erzwungene Synchronität zu erfüllen, die nachstehend aufgeführt sind. Femer wird im Block 146 auch eine Überprüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob die A-Erfassungen konsistent außerhalb des Alarmintervalls aufgetreten sind; wenn nicht, findet ein Übergang von einem synchronen zu einem nichtsynchronen Betrieb statt. Diese Information wird später verwendet, um das VV-Intervall zu bestimmen. Die Anzahl von aufeinander folgenden Zyklen "M" ist programmierbar und typischerweise ist M = 8.
Um stabile VV-Intervalle aufrechtzuerhalten, sollte die Information über die am besten geeignete Rate verwendet werden. Der Block 68 der Fig. 12 ist mit mehreren Einzelheiten in Fig. 14 gezeigt - die in der erzwungenen Synchronität verwendete Logik zum Bestimmen von welcher der drei Quellen, auf Grundlage des gegenwärtigen Modus wie in der voranstehenden Verarbeitung bestimmt (Fig. 13), wird das VV-Intervall bestimmt. Die drei Quellen sind die AAR, die MIR und die programmierte minimale Rate. Um plötzliche Änderungen in der Ventrikelrate zu vermeiden, gibt es Fälle, bei denen das VV-Intervall so eingerichtet wird, dass es sich sanft von einer dieser Quellen auf eine andere ändert. Dies tritt auf, wenn der Modus in einem Übergang von einem AV-synchronen Betrieb oder auf einem AV-synchronen Betrieb stattfindet, wie voranstehend in den Blöcken 138 und 148 in Fig. 13 bestimmt.
Wenn der gegenwärtige Modus ein AV-synchroner ist, wie im Block 172 bestimmt und im Block 174 bestimmt wird, dass ein Übergang nicht vor sich geht, dann wird das VV-Intervall auf die AAR im Block 184 gesetzt. Dies ist der Betrieb der gewöhnlichen Routine, falls P-Wellen in dem Alarmintervall auftreten würden und keine atriumbezogene Rhythmusstörungen in den letzten N Zyklen vorhanden waren.
Wenn aber der gegenwärtige Modus ein AV-synchroner ist und eine A-Erfassung außerhalb des Alarmintervalls aufgetreten ist, dann befindet sich das Herz im Übergang (dies ist potenziell der Start einer Rhythmusstörung). Im Block 176 wird das VV-Intervall auf den letzten Wert der AAR gesetzt, der AVsynchron war, d. h. den letzten Wert der AAR, bevor P-Wellen außerhalb des Alarmintervalls erfasst wurden.
Wenn aber der gegenwärtige Modus nicht AV-synchron ist, dann sind entweder Rhythmusstörungen vorhanden oder sind gerade beendet worden. In dem ersten Fall wird der Test im Block 180 negativ beantwortet. Wenn im Block 190 bestimmt wird, dass die MIR aktiv ist, dann wird die MIR verwendet, um die Rate im Block 192 zu bestimmen. Wenn die MIR nicht aktiv ist, dann wird das VV- Intervall allmählich im Block 196 auf die programmierte minimale Rate geändert (die allmähliche Verkleinerung und Erhöhung in V-V-Intervallen in den Blöcken 186 und 196 ist typischerweise 5 Schläge pro Minute pro Zyklus). Dieser letztere Fall ist für Schrittmacher entweder ohne einen Sensor oder wenn der Sensor aus programmiert worden ist, gedacht. Sobald das VV-Intervall der minimalen Rate gleicht, bleibt es auf diesem Wert, bis die Rhythmusstörung endet.
Sobald eine Rhythmusstörung endet und im Schritt 180 bestimmt wird, dass der Modus in einem Übergang auf einen AV-synchronen ist, wird dann das VV-Intervall allmählich im Block 186 während sukzessiven Zyklen verändert, so dass es gleich zu der AAR wird.
Bezug nehmend auf die Steuerung für die erzwungene Synchronität der Fig. 12 werden das API und die A V- Verzögerungsintervalle berechnet, sobald das VV-Intervall im Block 68 bestimmt ist (siehe Fig. 14). Die Logik zum Bestimmen von Intervallen ist in Fig. 15 gezeigt. Der Wert des Ventrikelherzzyklus-Zeitgebers [Ventricular Cardiac Cycle Timer, VCCT] wurde anfänglich auf das letzte VV-Intervall gesetzt und wurde während des gegenwärtigen Zyklus kontinuierlich dekrementiert, bis die P- Welle, die betrachtet wird, erfasst wurde. Die verbleibende Zeit im W-Zyklus, d. h. der gegenwärtige Wert von VCCT, wird im Block 206 erhalten. Dies ist die Zeit, die in dem gegenwärtigen VV-Intervall verbleibt, zwischen der A-Erfassung im Block 60 der Fig. 12 und der Zeit, zu der die nächste V-Schrittsteuerung fällig ist, außer wenn die durch das Auftreten einer eigentümlichen R-Welle gesperrt wird. Wenn der VCCT-Wert innerhalb des zulässigen Bereichs für die AV-Verzögerung, bestimmt im Block 208, ist, dann wird der Rest des VV-Intervalls im Block 210 zeitlich gesteuert. In dieser Weise muss sich das W- Intervall nicht ändern. Eine Ventrikelschrittsteuerung tritt somit bei der gewünschten Rate auf und ihr geht eine AV-Verzögerung voran, die m einem physiologischen Bereich ist.
Wenn andererseits in den Blöcken 208 und 214 bestimmt wird, dass der VCCT kleiner als die minimale AV-Verzögerung ist, dann ist es nicht möglich, sowohl eine physiologische AV-Verzögerung als auch das gewünschte VV-Intervall zu haben - es ist nicht ausreichend Zeit in dem VCCT vorhanden (wobei am Ende davon eine V-Schrittsteuerung erzeugt wird), um sogar die minimale AV-Verzögerung zu ermöglichen. Der Vorgang wird dadurch bestimmt, ob eine AV-Synchronität oder eine VV-Intervall- Stabilität bevorzugt ist (dies kann eine programmierbare Option sein). Wenn eine VV-Intervallstabilität bevorzugt wird, wird ein Zweig von dem Block 218 zu dem Block 210 genommen - VCCT wird nicht verändert und der Rest des VV-Intervalls wird zeitlich gesteuert, bevor eine V-Schrittsteuerung erzeugt wird. Wenn eine AV-Synchronität bevorzugt ist, wird die minimale AV-Verzögerung zeitlich gesteuert und VCCT wird auf diesen Wert im Block 218 eingestellt (der minimale Wert der AV-Verzögerung wird verwendet, um das VV-Intervall so wenig wie möglich zu ändern).
Wenn der Block 222 erreicht wird, dann muss der VCCT (d. h. die wahrscheinliche Zeit von der A- Erfassung, die eben erfasst wurde, zu der V-Schrittsteuerung) größer als die maximale AV-Verzögerung sein. Hier kommt eine erzwungene Synchronität ins Spiel. Der Wert des VCCT zeigt an, dass noch ein Teil des API und die gesamte A V-Verzögerung noch ablaufen muss, bevor eine V-Schrittsteuerung erzeugt werden soll. Wenn diese gesamte Zeit mit keiner A-Schrittsteuerung vergeht, dann wird das Zeitintervall zwischen der eben erfassten P-Welle und der zu erzeugenden V-Schrittsteuerung länger als die maximale AV-Verzögerung sein. Für eine physiologische Schrittsteuerung wird eine A-Schrittsteuerung gewünscht. Wenn sie aber zu nahe zu der eben erfassten P-Welle ist, dann wird die Nicht-Wettbewerbs-Regel verletzt werden - es muss ein minimales API zwischen irgendeiner P-Welle (tatsächlich erfasst oder nicht erfasst) und einer A-Schrittsteuerung vorhanden sein. Deshalb wird eine A-Schrittsteuerung zwischen der erfassten P-Welle und der V-Schrittsteuerung, die nach der AV-Verzögerung erzeugt werden wird, erzeugt. Die A- Schrittsteuerung wird zu einer Zeit erzeugt, die ein neues API von wenigstens einer minimalen Dauer und eine physiologische AV-Verzögerung erlaubt. Nachdem das API zeitlich gesteuert ist, wird eine A- Schrittsteuerung bereitgestellt, die das Atrium und den AV-Knoten refraktär machen wird. Im Allgemeinen wird dieser Block eine rückläufige Leitung von Ventrikelereignissen blocken. Da diese A-Schrittsteuerung effektiv das zweite Atriumereignis für den W-Herzzyklus, der vor sich geht, ist, wird sie von der AAR nicht verwendet und beeinflusst die Logik der Fig. 12 nicht, d. h. sie startet nicht erneut den Berechnungsprozess, weil dies bereits für diesen W-Herzzyklus durchgeführt worden ist (irgendwelche anderen A-Schrittsteuerungen, die an dem Ende des Alarmintervalls auftreten, werden in Übereinstimmung mit der Logik in Fig. 12 verarbeitet).
Wenn im Block 222 bestimmt wird, dass der Ventrikelherzzyklus-Zeitgeber nicht kleiner als die Summe des minimalen API und der minimalen AV-Verzögerung ist, d. h. es ist eine relativ lange Zeit belassen, bevor eine V-Schrittsteuerung fällig ist, versucht der Schrittmacher, was in Fig. 15 als die "gegenwärtige programmierte" AV-Verzögerung gezeigt ist - die AV-Verzögerung wie durch die MIR bestimmt oder die AV-Verzögerung wie für einen Nicht-Sensor-Schrittmacher programmiert zu verwenden. Wenn der VCCT nicht kleiner als die gegenwärtige AV-Verzögerung plus dem minimalen API ist, wie im Block 224 bestimmt, dann wird die gegenwärtige AV-Verzögerung verwendet, wie im Block 226 gezeigt. Der Rest des VCCT wird für das API verwendet, d. h. das API wird gleich zu dem VCCT minus der gegenwärtigen AV-Verzögerung gemacht. Im Block 226 wird die Notwendigkeit für eine A- Schrittsteuerung nach dem API registriert (das Konzept der erzwungenen Synchronität). Wenn im Block 224 bestimmt wird, dass der VCCT kleiner als die Summe der gegenwärtigen AV-Verzögerung und des minimalen API ist, ist ausreichend Zeit in dem VCCT sowohl für das minimale API als auch für die gegenwärtige AV-Verzögerung belassen. Die Parameterwerte werden wie im Block 232 gezeigt gesetzt, d. h. das API wird auf seinen minimalen Wert gesetzt (die Nicht-Wettbewerbs-Regel muss erfüllt werden) und die AV-Verzögerung wird auf den VCCT minus das minimale API gesetzt. Die übergeordnete Anforderung ist, dass das API wenigstens gleich zu oder größer als der programmierte minimale API-Wert sein muss. Im Block 232 wird die Notwendigkeit für eine A-Schrittsteuerung nach dem API-Intervall registriert.
Wenn im Block 222 bestimmt wird, dass der VCCT kleiner als die Summe des minimalen API und der minimalen AV-Verzögerung ist, dann werden die minimalen Werte verwendet und das VV-Intervall muss erweitert werden, wie im Block 230 gezeigt, d. h. die AV-Verzögerung wird auf die minimale AV- Verzögerung gesetzt, das API wird auf das minimale API gesetzt und der VCCT wird auf das minimale API plus die minimale AV-Verzögerung gesetzt. Es gibt keine Wahl, das VV-Intervall auf die Summe der zwei minimalen Werte zu verlängern. Wiederum erfordert der Betrieb für die erzwungene Synchronität eine A- Schrittsteuerung an dem Ende des API, um eine mögliche rückläufige Leitung zu blocken.
Das Logikdiagramm der Fig. 15 ist zu einem gewissen Ausmaß durch die Darstellung in Fig. 19 zusammengefasst. Die Absicht hier besteht darin, mehrere unterschiedliche VCCT-Bereiche (die horizontalen Linien), A-Erfassungen, die auftreten (die vertikalen Pfeile), wenn die übrigen VCCT-Werte innerhalb dieser Bereiche sind, und welche Blöcke (216, 226, 230 und 232) auf Fig. 15 die neuen API und AV-Verzögerungs-Einstellungen bestimmen, zu zeigen.
Der obere linke Teil der Fig. 19 zeigt eine A-Erfässung, die auftritt, wenn der VCCT kleiner als die minimale AV-Verzögerung (bestimmt im Block 214 der Fig. 15) ist. Da es nicht möglich ist sowohl eine physiologische AV-Verzögerung als auch das gewünschte VV-Intervall in einem derartigen Fall zu haben (das gewünschte VV-Intervall würde mit dem Ende der AV-Verzögerungs-Zeitsteuerung enden, aber die AV-Verzögerung in einem derartigen Fall würde zu kurz sein, d. h. kleiner als die minimal gewünschte), muss eine Auswahl zwischen einer W-Stabilität und einer AV-Synchronität getroffen werden. Dies.wird im Logikblock 216 durchgeführt.
Die obere horizontale Linie in Fig. 19 zeigt das minimale API der minimalen AV-Verzögerung folgend, aber die Zeichnung ist nicht dafür vorgesehen, um sukzessive Zeitintervalle zu zeigen. Anstelle davon zeigt die Zeichnung gesamte VCC-Werte. Die rechte Hälfte der oberen Linie zeigt eine A-Erfässung, die auftritt, wenn der VCCT länger als der eben betrachtete Fall ist. Die Zeit, die in dem gewünschten W- Intervall verbleibt (VCCT), ist länger als die minimale AV-Verzögerung, aber kürzer als die Summe der minimalen AV-Verzögerung und des minimalen API. Da eine A-Erfässung auftritt, wenn der VCCT kleiner als die minimale A V-Verzögerung ist und dies dazu führt, dass der Logikblock 216 in Fig. 15 ausgeführt wird, ist die einzige Vorgehensweise, dass ein Logikblock 222 in Fig. 15 erreicht werden kann, wenn eine A-Erfassung auftritt, wenn VCCT länger als die minimale AV-Verzögerung ist. Wenn der VCCT kürzer als die Zeitgrenze des Tests im Block 222 ist, dann wird der Block 230 ausgeführt, wie in Fig. 19 gezeigt. Die minimalen Werte der AV-Verzögerung und des API werden nun gesetzt und das VV-Intervall ist lediglich geringfügig länger als das gewünschte (die verbleibende Zeit in dem gewünschten VV-Intervall - VCCT - wird von dem linken Ende der oberen horizontalen Linie in Fig. 19 zu dem vertikalen Pfeil 230 gemessen und die Verlängerung des VV-Intervalls ist derjenige Teil der Linie rechts von dem Pfeil).
Die ersten und zweiten Segmente auf der unteren horizontalen Linie der Fig. 19 addieren sich zu einem längeren Zeitintervall als dasjenige, welches von der oberen horizontalen Linie dargestellt wird, weil die gegenwärtige programmierte AV-Verzögerung länger als die minimale AV-Verzögerung ist. Wenn der VCCT größer als die Summe der minimalen AV-Verzögerung und des minimalen API ist (rechts von der oberen horizontalen Linie), bestimmt durch eine negative Antwort auf die Frage im Block 222 der Fig. 15, aber kleiner als die Summe des minimalen API und der gegenwärtig programmierten AV-Verzögerung, bestimmt durch eine Ja-Antwort auf die Frage im Block 224, dann wird der Block 232 ausgeführt wie mit dem Pfeil 232 in Fig. 19 gezeigt. Das API wird auf das Minimale gesetzt, so dass dann, wenn das verbleibende VV-Intervall (der gegenwärtige Wert von VCCT) zeitlich eingerichtet wird, die AV- Verzögerung so lang wie möglich sein wird (obwohl geringfügig kleiner als der gegenwärtig programmierte Wert).
Wenn schließlich die Antwort auf die Frage im Block 224 nein ist, d. h. VCCT länger als die Summe des minimalen API und der gegenwärtig programmierten AV-Verzögerung ist, dann wird, wie mit dem Pfeil 226 in Fig. 19 gezeigt, der Block 226 in Fig. 15 ausgeführt. Die gegenwärtige programmierte AV-Verzögerung wird nicht verwendet und das API wird auf das Gleichgewicht des VCCT (ein Wert länger als das minimale API) gesetzt.
Nachdem die Werte des API und der AV-Verzögerung berechnet sind, wird der Zyklus durch Starten des API-Zeitgebers und dann des AV-Verzögerungs-Zeitgebers im Block 74 der Fig. 12 gestartet. Wenn das VV-Intervall erweitert werden musste, wird der VCCT-Wert in dem Block 76 aktualisiert.
Die Fig. 16, 17 und 18 zeigen die zyklischen Abläufe mit verfolgten und frühen P-Wellen. Fig. 16 zeigt eine ventrikulare Verfolgung einer P-Welle, die in dem Alarmintervall auftritt. Fig. 17 zeigt ein Atriumereignis unmittelbar bevor das Alarmintervall beginnt, wobei der VCCT länger als die maximale AV-Verzögerung, aber kleiner als die Summe des minimalen API plus der minimalen AV-Verzögerung ist. Das minimale API wird zeitlich eingerichtet und dann wird eine A-Schrittsteuerung für eine erzwungene Synchronität erzeugt. Die minimale AV-Verzögerung folgt der A-Schrittsteuerung, wonach eine V- Schrittsteuerung erzeugt wird (siehe Fig. 15, Block 230).
Fig. 18 zeigt ein Atriumereignis sogar früher als dasjenige der Fig. 17. Hierbei wird ein API länger als der minimale Wert des API verwendet und dann wird eine A-Schrittsteuerung erzeugt. Die AV- Verzögerung ist der gegenwärtige Wert (siehe Fig. 15, Block 226).
Aus der voranstehenden Diskussion ergibt sich, dass der Schrittmacher der vorliegenden Erfindung die Antwort auf eine obere Rate eines Doppelkammer-Herzschrittmachers stark verbessert, indem eine Herzschrittsteuerung mit einer erzwungenen Synchronität bereitgestellt wird, wodurch eine AV- Synchronität und ein verbessertes hemodynamisches Verhalten über einem breiteren Bereich von Herzbedingungen aufrechterhalten wird. Der Stimulator der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Schrittsteuerung mit nicht-physiologischen AV-Verzögerungsintervallen, die ansonsten vom Schrittmacher hervorgerufene Tachykardien hervorrufen könnten, nicht.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass diese Ausführungsformen lediglich für die Anwendung der Prinzipien der Erfindung illustrativ sind. Demzufolge sollte die Ausführungsform, die besonders beschrieben wurde, als beispielhaft, nicht beschränkend, in Bezug auf die folgenden Ansprüche angesehen werden.

Claims

1. Doppelkammer-Schrittmacher, umfassend:

eine Einrichtung zum Erfassen eines Atrium-Herzschlags (A-Erfassung) (45);

eine Einrichtung zum Erfassen eines Ventrikel-Herzschlags (V-Erfassung) (49);

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Atrium-Schrittsteuerungsimpulses (A-Schrittsteuerung) (22, 24);

eine Einrichtung zum Erzeugen eines Ventrikel-Schrittsteuerungsimpulses (V-Schrittsteuerung) (32, 34);

eine Zeitsteuerungseinrichtung (51) zur zeitlichen Steuerung:

(i) eines Ventrikel-Ereignisses auf ein Ventrikel-Ereignisintervall (VV-Intervall), wobei ein derartiges VV-Intervall entweder mit einer V-Erfassung oder einer V-Schrittsteuerung beginnt,

(ii) eines Atrium-Ereignisses auf ein V-Schrittsteuerungsintervall (AV Verzögerung), wobei ein derartiges AV-Verzögerungsintervall entweder mit einer A-Erfassung oder einer A-Schrittsteuerung beginnt,

(iii) einer postventrikularen Atrium-bezogenen refraktären Periode (PVARP),

(iv) eines Alarmintervalls (Alarm), wobei ein derartiges Alarmintervall ein Zeitfenster ist, in dem dann, wenn eine A-Erfassung auftritt, dieses so angesehen wird, dass es ein natürlicher Atrium-Herzschlag ist;

und dadurch gekennzeichnet, dass:

die Zeitsteuerungseinrichtung (51) ferner ein Atrium-Schützintervall (API) zeitlich steuert, wobei ein derartiges API eine Zeitdauer darstellt, in der eine Schrittsteuerung des Atriums ausgeschlossen wird; und

eine Steuereinrichtung (53) vorgesehen ist, zum Bereitstellen einer Zeitsteuerungsschleife der Sequenz AV-Verzögerung, PVARP, API und Alarm, mit einem maximalen Zeitwert für die AV- Verzögerung und minimalen Zeitwerten für die AV-Verzögerung und das API, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn eine A-Erfassung während der PVARP oder dem API auftritt, dann

die Zeitsteuerungseinrichtung eine verbleibende Zeit bestimmt, wobei die verbleibende Zeit die Zeit ist, die in dem VV-Intervall verbleibt, und

(a) wenn die verbleibende Zeit länger als die maximale AV-Verzögerung ist, ein API zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird und danach eine geeignete AV- Verzögerung so zeitlich gesteuert wird, dass das VV-Intervall stabilisiert wird, oder

(b) wenn die verbleibende Zeit kürzer als die maximale AV-Verzögerung ist, eine geeignete AV-Verzögerung zeitlich so gesteuert wird, dass das VV-Intervall stabilisiert wird, und keine A- Schrittsteuerung erzeugt wird.

2. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in dem VV-Intervall kürzer als die Summe des minimalen API und der minimalen AV-Verzögerung ist, dann ein minimales API zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine minimale AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird.

3. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung zum Bestimmen einer gewünschten AV-Verzögerung (gegenwärtige AV-Verzögerung), und wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in dem VV-Intervall länger als die Summe der gegenwärtigen AV-Verzögerung und des minimalen API ist, dann ein API gleich zu der verbleibenden Zeit in dem VV-Intervall minus der gegenwärtigen AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine AV-Verzögerung gleich zu der gegenwärtigen AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird.

4. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung zum Bestimmen einer gewünschten AV-Verzögerung (gegenwärtige AV-Verzögerung), und wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in dem VV-Intervall kürzer als die Summe des minimalen API und der gegenwärtigen AV-Verzögerung, aber länger als die Summe des minimalen API und der minimalen AV-Verzögerung ist, dann ein minimales API zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine AV-Verzögerung gleich zu der verbleibenden Zeit in dem VV-Intervall minus des minimalen API zeitlich gesteuert wird.

5. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung zum Wählen einer AV-Synchronität oder einer W-Stabilität als einen bevorzugten Modus, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in dem VV-Intervall kleiner als die minimale AV- Verzögerung ist und der bevorzugte Modus eine AV-Synchronität ist, dann eine AV-Verzögerung gleich zu der minimale AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird, um das VV-Intervall abzuschließen.

6. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Einrichtung zum Wählen einer AV-Synchronität oder einer W-Stabilität als einen bevorzugten Modus, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in dem VV-Intervall kleiner als die minimale AV- Verzögerung ist und der bevorzugte Modus eine W-Stabilität ist, dann die verbleibende Zeit zeitlich gesteuert wird, um das VV-Intervall abzuschließen.

7. Doppelkammer-Schrittmacher nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtung einen gegenwärtigen Betriebsmodus aus einem AV-synchronen, einem nicht AVsynchronen, und einem Übergang zwischen einem der Moden auf den anderen bestimmt, und in jeder Schleifenzeitsteuerungs-Sequenz das VV-Intervall auf einen Wert in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Modus eingestellt wird.

8. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Einrichtung zum Bestimmen der durchschnittlichen Atriumrate und eine Einrichtung zum Bestimmen eines minimalen W- Intervalls, und wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann (i) wenn der gegenwärtige Modus ein Übergang von einem AV-synchronen auf einen nicht AV-synchronen ist, dann das VV-Intervall in Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Atriumrate während des letzten synchronen Modus eingestellt wird, (ii) wenn der gegenwärtige Modus ein AV-synchroner ist, dann das VV-Intervall in Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Atriumrate eingestellt wird, (iii) wenn der gegenwärtige Modus ein nicht-AVsynchroner ist, dann das VV-Intervall allmählich über eine Anzahl von Zyklen erhöht wird, um dem maximalen VV-Intervall zu entsprechen.

9. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 7, ferner umfassend eine Raten ansprechende Sensoreinrichtung und wobei die Steuereinrichtung das VV-Intervall als eine Funktion des Betriebs der Raten-ansprechenden Sensoreinrichtung einstellt.

10. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 1, modifiziert dahingehend, dass die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn eine A-Erfassung während des API auftritt, die verbleibende Zeit die Zeit ist, die in der Schleifenzeitsteuerungssequenz verbleibt.

11. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit relativ kurz ist, ein minimales API zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine minimale A V- Verzögerung zeitlich gesteuert wird.

12. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Einrichtung zum Bestmimen einer gewünschten AV-Verzögerung (gegenwärtige AV-Verzögerung), und wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit relativ lang ist, dann ein API gleich zu der verbleibenden Zeit minus der gegenwärtigen AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine AV-Verzögerung gleich zu der gegenwärtigen AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird.

13. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 12, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit in einem Zwischenbereich ist, ein API zeitlich gesteuert wird, an dem Ende davon eine A-Schrittsteuerung erzeugt wird, und danach eine AV-Verzögerung gleich zu der verbleibenden Zeit minus des minimalen API zeitlich gesteuert wird.

14. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Einrichtung zum Wählen einer AV-Synchronhät oder einer W-Stabilität als einen bevorzugten Modus, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit sehr kurz ist und der bevorzugte Modus eine AV- Synchronität ist, eine AV-Verzögerung gleich zu der minimalen AV-Verzögerung zeitlich abgestimmt wird, um die Schleifenzeitsteuerungssequenz abzuschließen.

15. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 14, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn der bevorzugte Modus eine W-Stabilität ist, dann die verbleibende Zeit zeitlich gesteuert wird, um die Schleifenzeitsteuerungssequenz abzuschließen.

16. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 10, ferner umfassend eine Einrichtung zum Wählen einer AV-Synchronität oder einer W-Stabilität als einen bevorzugten Modus, wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, wenn die verbleibende Zeit sehr kurz ist und der bevorzugte Modus eine AV- Synchronität ist, eine AV-Verzögerung gleich zu der minimalen AV-Verzögerung zeitlich gesteuert wird, um die Schleifenzeitsteuerungssequenz abzuschließen.

17. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 16, wobei dann, wenn der bevorzugte Modus eine W-Stabilität ist, dann die verbleibende Zeit zeitlich gesteuert wird, um die Schleifenzeitsteuerungssequenz abzuschließen.

18. Doppelkammer-Schrittmacher nach den Ansprüchen 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, wobei die Steuereinrichtung einen gegenwärtigen Betriebsmodus aus einem AV-synchronen, einem nicht AVsynchronen und einem Übergang zwischen einem der Moden auf den anderen bestimmt, und in jeder Schleifenzeitsteuerungssequenz eine Schleifenzeit, die die Gesamtheit der Zeitintervalle ist, die die Schleifenzeitsteuerungssequenz bilden, auf einen Wert in Abhängigkeit von dem gegenwärtigen Modus gesetzt wird.

19. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 18, ferner umfassend eine Einrichtung zum Bestimmen der durchschnittlichen Atriumrate und einer Einrichtung zum Bestimmen einer minimalen Schleifenzeit und einer maximalen Schleifenzeit, und wobei die Steuereinrichtung derart arbeitet, dass dann, (i) wenn der gegenwärtige Modus ein Übergang von einem AV-synchronen zu, einem nicht AVsynchronen ist, dann die Schleifenzeit in Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Atriumrate während des letzten synchronen Modus eingestellt wird, (ii) wenn der gegenwärtige Modus ein AV-synchroner ist, dann die Schleifenzeit in Übereinstimmung mit der durchschnittlichen Atriumrate eingestellt wird, (iii) wenn der gegenwärtige Modus im Übergang von einem nicht AV-synchronen auf einem AV-synchronen ist, die Schleifenzeit allmählich über eine Anzahl von Zyklen verkleinert wird, um der durchschnittlichen Atriumrate zu entsprechen, (iv) wenn der gegenwärtige Modus ein nicht AV-synchroner ist, dann die Schleifenzeit allmählich über einer Anzahl von Zyklen vergrößert wird, um der maximalen Schleifenzeit zu entsprechen.

20. Doppelkammer-Schrittmacher nach Anspruch 18, ferner umfassend eine Raten ansprechende Sensoreinrichtung und wobei die Steuereinrichtung die Schleifenzeit als eine Funktion des Betriebs der Raten-ansprechenden Sensoreinrichtung einstellt, wenn der gegenwärtige Modus ein nicht AV-synchroner ist.