DE69702845T2

DE69702845T2 - Sich auf prioritätsregeln beziehendes gerät für diagnose und behandlung von herzarhythmie

Info

Publication number: DE69702845T2
Application number: DE69702845T
Authority: DE
Inventors: M. Gillberg; H. Olson
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2000-12-21
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: US5755736A; EP0993842B1; US6052620A; EP0902707B1; DE69702845D1; WO1997043002A1; EP0902707A1; EP0993842A1; AU3056397A; DE69718523D1; DE69718523T2; US6178350B1

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Erfassen und/oder Behandeln von Tachyarrhythmien (schnellen Herzrhythmen) und insbesondere einen Mechanismus zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Tachyarrhythmien und zur Abgabe geeigneter Therapien zur Behandlung der identifizierten Tachyarrhythmien.
Frühe automatische Tachyarrhythmie-Erfassungssysteme für automatische Kardioverter/Defibrillatoren arbeiteten auf der Basis des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer elektrischen und mechanischen Herzaktivität (wie dem Intramyokardialdruck, dem Blutdruck, der Impedanz, dem Schlagvolumen oder der Herzbewegung) und/oder der EKG-Rate, um eine sich hämodynamisch auswirkende ventrikulare Tachykardie bzw. ein Flimmern festzustellen.
Bei den Schrittmachern/Kardiovertern/Defibrillatoren, die gegenwärtig kommerziell vertrieben werden oder die sich in der klinischen Erprobung befinden, wird ein Flimmern von einer ventrikularen Tachykardie mittels Kriterien unterschieden, die auf der ventrikularen Rate beruhen. Bei solchen Geräten ist es üblich, die Raten oder die Intervallbereiche anzugeben, die im Gegensatz zu einem Flimmern eine Tachyarrhythmie charakterisieren. Manche Patienten leiden jedoch an einer ventrikularen Tachykardie und an einem Ventrikelflimmern mit ähnlichen oder sich überlappenden Raten, was es schwierig macht, ein langsames Flimmern von einer schnellen Tachykardie zu unterscheiden. Zusätzlich kann ein Ventrikelflimmern R-R-Intervalle aufweisen, die beträchtlich variieren, mit dem Ergebnis, daß Intervalle sowohl in die Rate oder den Intervallbereich für eine Tachykardie als auch die Rate oder den Intervallbereich für ein Flimmern fallen oder aus beiden Bereich herausfallen. Gleichermaßen können supraventrikulare Arrhythmien die Ursache von schnellen Ventrikelraten sein oder während ventrikularer Arrhythmie vorhanden sein, was die Möglichkeiten für eine Fehldiagnose erweitert.
Bei den gegenwärtig verfügbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator- Arrhythmie-Kontrollgeräten wie dem Modell 7219 und dem Modell 7217, die kommerziell von Medtronic, Inc., erhältlich sind, werden programmierbare Intervallbereiche für ein Flimmern und programmierbare Intervallbereiche für die Erfassung einer Tachykardie zusammen mit Meßwerten für die Schnelligkeit von Einsetz- und Ratenvariabilitäten verwendet. Für die nächste Generation der Geräte wurden bereits viele Erfassung- und Klassifizierungssystem vorgeschlagen. In zahlreichen Patenten, wie dem US-Patent Nr. 5 217 021, ausgegeben an Steinhaus et al., dem US-Patent Nr. 5 086 772, ausgegeben an Lanard et al., dem US-Patent Nr. 5 058 599, ausgegeben an Andersen, und dem US-Patent Nr. 5 312 441, ausgegeben an Mader et al., werden die Morphologie von Wellenformen analysierende Systeme zum Bestimmen der Art und des Ursprungs von erfaßten Arrhythmien vorgeschlagen. Andere Patente, wie das US-Patent Nr. 5 205 583, ausgegeben an Olson, das US-Patent Nr. 5 913 550, ausgegeben an Duffin, das US-Patent Nr. 5 193 535, ausgegeben an Bardy et al., das US-Patent Nr. 5 161 527, ausgegeben an Nappholz et al., das US-Patent Nr. 5 107 850, ausgegeben an Olive, und das US-Patent Nr. 5 048 521, ausgegeben an Pless et al., beschreiben Systeme zur Analyse der Reihenfolge und der Zeitpunkte von atrialen und ventrikularen Ereignissen.
Bei den genannten existierenden und vorgeschlagenen Geräten werden in der Regel jeweils eine oder zwei Grundstrategien verfolgt. Die erste Strategie ist, Herzereignisse, Ereignisintervalle oder Ereignisraten zu identifizieren, wenn sie das Auftreten von bestimmten Arten von Arrhythmien anzeigen könnten, wobei jede Arrhythmie eine vorgegebene Gruppe von Kriterien aufweist, die vor einer Erfassung oder Klassifizierung erfüllt sein müssen. Beim Fortschreiten der Ereignisse werden alle Kriterien für die Identifizierung der verschiedenen Arrhythmien weiter überwacht, wobei der erste Satz von Kriterien, der erfüllt ist, die Erfassung und Diagnose der Arrhythmie zur Folge hat. Eine zweite Strategie ist es, einen Satz von Kriterien für Ereignisse, Ereignisintervalle und Ereignisraten anzugeben, die im allgemeinen einer Gruppe von Arrhythmien angehören, und nach dem Erfüllen dieser Kriterien vorherige oder nachfolgende Ereignisse zu analysieren, um festzustellen, welche spezielle Arrhythmie vorliegt.
Bei Geräten des Modells 7219 von Medtronic wird ein Arrhythmie-Erfassungs- und Klassifizierungssystem verwendet, wie es generell im US-Patent Nr. 5 342 402, ausgegeben an Olson et al., beschrieben ist, wobei beide Strategien zusammen angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem Aspekt eine implantierbare Antitachyarrhythmievorrichtung mit einer Einrichtung zur Abgabe einer Antitachyarrhythmietherapie an das Herz; einer Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie, die auf der Basis der Zeitpunkte von Herzdepolarisationen das Vorliegen einer atrialen Tachyarrhythmie anzeigen; einer Einrichtung zur Überwachung des Herzrhythmusses; einer Einrichtung zur Anzeige, ob der überwachte Herzrhythmus zur Zeit die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie erfüllt; und mit einer Einrichtung zur Erkennung einer Beendigung einer atrialen Tachyarrhythmie, nachdem die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie erfüllt wurden, mit einer Einrichtung zum Festlegen von Beendigungskriterien auf der Basis der Zeitpunkte von Herzdepolarisationen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Beendigungskriterien vom Fehlen eines derzeitigen Erfül lens der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie unterscheiden, so daß die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie nicht mehr erfüllt zu sein brauchen, während die Beendigungskriterien weiterhin nicht erfüllt sind, wobei die Beendigungserkennungseinrichtung außerdem eine Einrichtung zur Angabe, ob der überwachte Herzrhythmus zur Zeit die Beendigungskriterien erfüllt, aufweist; und wobei die Vorrichtung außerdem gekennzeichnet ist durch eine Zeitgebereinrichtung, die mit dem Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie gestartet wird und mit der Zeitgabe fortfährt, bis eine Beendigung der atrialen Tachyarrhythmie erfaßt wird, wobei der Zeitgeber auch dann mit der Zeitgabe fortfährt, wenn die Kriterien für die atriale Tachyarrhythmie nicht mehr erfüllt sind; und durch eine Einrichtung, die darauf reagiert, daß die Zeitgebereinrichtung den Ablauf eines festgelegten Zeitintervalls seit dem Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie angibt, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig das derzeitige Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie anzeigt, um die Abgabe der Antitachyarrhythmietherapie einzuleiten.
Bei dem Arrhythmie-Erfassungs- und Klassifizierungssystem der vorliegenden Erfindung wird ein mit Prioritäten versehener Satz von miteinander in Beziehung stehenden Regeln für die Arrhythmieerfassung verwendet. Jede Regel enthält einen Satz von einer oder mehreren "Klauseln", die eingehalten werden müssen (Kriterien, die erfüllt werden müssen). Wenn alle Klauseln einer Regel eingehalten werden, wird angezeigt, daß die Regel erfüllt ist. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird dies als "Freigabe" einer Regel bezeichnet. Es ist möglich, daß gleichzeitig mehrere Regeln "freigegeben" werden, wobei die Regel mit der höchsten Priorität an die erste Stelle tritt. Einige Regeln lösen bei ihrer Freigabe die Abgabe einer Therapie aus. Andere Regeln unterdrücken bei ihrer Freigabe die Abgabe einer Therapie. Zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmt die freigebende Regel mit der höchsten Priorität das Verhalten der Vorrichtung. Zum Beispiel wird die Freigabe einer Regel, die die Abgabe einer Therapie auslöst, durch die Freigabe einer Regel mit höherer Priorität aufgehoben, die die Abgabe einer Therapie verhindert. Die Freigabe der Regel endet, wenn ihre Klauseln nicht mehr eingehalten werden, unabhängig davon, ob von der Regel die Abgabe einer Therapie ausgelöst wird.
Jede Regel umfaßt einen Satz von Klauseln oder Kriterien, die, wenn sie erfüllt sind, anzeigen, daß wahrscheinlich eine bestimmte Art von Herzrhythmus aufgetreten ist, einschließlich verschiedener Tachyarrhythmien, Sinus-Tachykardien und normaler Sinusrhythmen. Ein bestimmter Rhythmus oder eine bestimmte Tachyarrhythmie kann mehr als eine zugehörige Regel umfassen. Die Regeln stehen derart miteinander in Beziehung, daß der Vorgang zur Erfüllung der Erfordernisse einer Klausel einer Regel auch Gegenstand einer Klausel einer anderen Regel sein kann.
Die durch die Klauseln der verschiedenen Regeln vorgegeben Kriterien umfassen eine Anzahl von bekannten Kriterien zum Bewerten des Herzrhytmusses einschließlich des gesamten Arrhythmie-Erfassungs- und Klassifizierungssystems, das bei dem gegewärtig zur Verfügung stehenden Medtronic-7219-Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator verwendet wird, sowie die Kriterien, die im US-Patent Nr. 5 330 508, ausgegeben an Gunderson, beschrieben sind, wie es weiter unten noch angegeben wird. Zusätzlich ist in die Klauseln der verschiedenen Regeln eine Anzahl von neuen Bewertungskriterien eingeschlossen. Eine solche neue Erfassungsmethodologie beruht auf der Klassifizierung der Ereignisse, die in Verbindung mit der Abfolge von zwei ventrikularen Depolarisationen bei einer begrenzten Anzahl von Ereignismustern auf der Basis der Anzahl und der Zeitpunkte von Atrialereignissen vor den beiden letzten Ventrikelereignissen auftreten. Für jedes einzelne Ventrikelereignis wird ein Ereignismuster entwickelt, so daß sich aufeinanderfolgende Ereignismuster überlappen. Die Erfinder haben festgestellt, daß bestimmte Folgen von Ereignismustern sehr stark auf bestimmte Arten von Herzrhythmen hinweisen. Für Herzrhythmen, für die dies zutrifft, wird ein definierter Satz von darauf hinweisenden Folgen von Ereignissen oder eine "Grammatik" festgelegt. Die Zugehörigkeit eines Herzrhythmusses zu der Grammatik von verschiedenen Herzrhythmen wird durch das gleichzeitige Betreiben von kontinuierlichen Erkennungsmaschinen bestimmt, deren Ausgangssignale den Gegenstand einer oder mehrerer Klauseln innerhalb der Hierarchie der Regeln bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung mit Regeln ausgestattet, die, wenn sie erfüllt sind, das Vorhandensein eines fortgesetzten atrialen Flimmerns und eines fortgesetzten atrialen Flatterns anzeigen und die in Reaktion darauf Therapien gegen das atriale Flimmern oder die atriale Tachykardie abgeben. Diese Regeln umfassen einen Satz von verschiedenen neuen Klassifikationskriterien wie einen Ereigniszähler für ein atriales Flimmern oder eine atriale Tachykardie, der Schlag für Schlag hoch- und runtergezählt und mit einem definierten Schwellenzählwert oder Zählwerten verglichen wird, die als Anzeige eines atrialen Flimmerns oder einer atrialen Tachykardie angesehen werden. Die atriale Rate und Regelmäßigkeit wird ebenfalls überwacht, und ein atriales Flimmern oder eine atriale Tachykardie wird vorläufig dann festgestellt, wenn der Ereigniszähler eine solche Schwelle erreicht oder überschreitet und der atriale Rhythmus definierte Ratenbereichskriterien für ein atriales Flimmern oder eine atriale Tachykardie erfüllt. Wenn sowohl das Ereigniszähler- als auch das Ratenbereichs kriterium erfüllt sind, wird die vorliegende Arrhythmie vorläufig als ein atriales Flimmern oder eine atriale Tachykardie eingestuft, abhängig davon, welches Ratenbereichskriterium erfüllt ist. Es wird dann ein Zeitgeber für die Dauer einer fortgesetzten atrialen Tachykardie gestartet, der läuft, bis das Ende der atrialen Tachyarrhythmie festgestellt wird. Die Zeitspanne ab der vorläufigen Erfassung der atrialen Tachyarrhythmie wird fortlaufend mit einem oder mehreren Werten für die minimale Dauer für die gerade vorliegende, bestimmte atriale Tachyarrhythmie und/oder die als nächstes vorgesehene Therapie gegen diese Arrhythmie verglichen. Wenn die Zeitspanne seit der vorläufigen Erfassung der atrialen Arrhythmie den jeweiligen Minimalwert für die Dauer erreicht oder übersteigt und außerdem andere, dazugehörende Kriterien erfüllt sind, wird die als nächstes vorgesehene Therapie gegen die atriale Arrhythmie abgegeben.
Zusätzliche Kriterien, die als Voraussetzung für die Abgabe einer Therapie gegen eine atriale Tachyarrhythmie erfüllt sein müssen, können der Ablauf eines minimalen Intervalls seit der als letztes abgegebenen Therapie, der keine Erfassung des Endes der atrialen Tachyarrhythmie folgte, eine Bestätigung, daß der neueste Herzzyklus keine Rückkehr zum Sinusrhythmus anzeigt, sein oder wenn die Zeitspanne seit der vorläufigen Erfassung der atrialen Tachyarrhythmie kleiner ist als eine maximale Zeitspanne, die Tageszeit, die einem vorgegebenen Zeitbereich entspricht, und/oder der Fall sein, daß weniger als eine vorgegebene Anzahl von Therapien gegen die atriale Arrhythmie in einer vorhergehenden Zeitspanne abgegeben wurde.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators einer Art, die für die Verwendung bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, in Verbindung mit einem menschlichen Herzen.
Fig. 2 zeigt ein funktionales Blockschaltbild eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, bei dem die Erfindung ausgeführt werden kann.
Fig. 3 zeigt die Basis-Zeitintervalle, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Klassifizieren von Folgen von Herzereignissen verwendet werden.
Fig. 4 zeigt das Klassifikationssystem, das bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Klassifizieren von Folgen von Herzereignissen verwendet wird.
Fig. 5 ist eine Tabelle, die die Arbeitsweise einer kontinuierlichen Erkennungsmaschine zeigt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zum Durchführen der Klassifizieren von Folgen von Herzereignissen gemäß dem System der Fig. 4 verwendet wird.
Fig. 6 ist eine Tabelle, die die Arbeitsweise einer kontinuierlichen Erkennungsmaschine zeigt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Identifikation des möglichen Auftretens eines normalen Sinusrhythmusses oder einer Sinus-Tachykardie auf der Basis einer Reihe von Herzereignisfolgen bei einer Klassifizierung mit der kontinuierlichen Erkennungsmaschine der Fig. 5 verwendet wird.
Fig. 7 ist eine Tabelle, die die Arbeitsweise einer kontinuierlichen Erkennungsmaschine zeigt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Identifikation des möglichen Auftretens eines normalen Sinusrhythmusses oder einer Sinus-Tachykardie bei Vorliegen einer Weitfeld-R-Wellenerfassung im Atrium auf der Basis einer Reihe von Herzereignisfolgen bei einer Klassifizierung mit der kontinuierlichen Erkennungsmaschine der Fig. 5 verwendet wird.
Fig. 8 ist eine Tabelle, die die Arbeitsweise einer zweiten kontinuierlichen Erkennungsmaschine zeigt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Identifikation des möglichen Auftretens eines atrialen Flimmerns oder Flatterns auf der Basis einer Reihe von Herzereignisfolgen bei einer Klassifizierung mit der kontinuierlichen Erkennungsmaschine der Fig. 5 verwendet wird.
Fig. 9 ist eine Tabelle, die die Arbeitsweise einer kontinuierlichen Erkennungsmaschine zeigt, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Identifikation des möglichen Auftretens einer AV-Knoten-Tachykardie auf der Basis einer Reihe von Herzereignisfolgen bei einer Klassifizierung mit der kontinuierlichen Erkennungsmaschine der Fig. 5 verwendet wird.
Fig. 10 ist ein funktionelles Flußdiagramm für die Arbeitsweise der Herzrhythmus-Klassifikationsmethologie, die bei der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Fig. 11 ist ein funktionelles Flußdiagramm für die Wechselwirkung der verschiedenen Regeln zum Einleiten und Verhindern von Anti-Arrhythmietherapien.
Fig. 12 ist ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsweise des Ereigniszählers für ein atriales Flimmern/eine atriale Tachykardie.
Die Fig. 1 zeigt einen Defibrillator und einen Zuleitungssatz gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ventrikelzuleitung umfaßt einen langgestreckten, isolierenden Zuleitungskörper 16, der drei konzentrische Wickelleiter enthält, die voneinander durch rohrförmige Isolierhüllen getrennt sind. An das distale Ende der Zuleitung grenzt eine Ringelektrode 24, eine ausfahrbare Helixelektrode 26, die zurückziehbar in einem isoliereden Elektrodenkopf 28 untergebracht ist, und eine langgestreckte Spulenelektrode 20 an. Jede der Elektroden ist mit einer der Wickelleiter im Zuleitungskörper 16 verbunden. Die Elektroden 24 und 26 werden zum kardialen Schrittmachen und zum Erfassen von ventrikularen Depolarisationen verwendet. Am proximalen Ende der Zuleitung befindet sich ein gegabelter Verbinder 14, der drei elektrische Stecker trägt, die jeweils mit einem der Wickelleiter verbunden sind. Die Defibrillationselektrode 20 kann aus Platin, einer Platinlegierung oder einem anderen Material bestehen, von dem bekannt ist, daß es für implantierbare Defibrillationselektroden verwendet werden kann, sie kann etwa 5 cm lang sein.
Die Atrial/SVC-Zuleitung umfaßt einen langgestreckten, isolierenden Zuleitungskörper 15 mit drei konzentrischen Wickelleitern, die voneinander durch rohrförmige Isolierhüllen getrennt sind, sie entspricht im Aufbau der Ventrikelzuleitung. An das J- förmige distale Ende der Zuleitung grenzt eine Ringelektrode 21 und eine ausfahrbare Helixelektrode 17 an, die zurückziehbar in einem isolierenden Elektrodenkopf 19 untergebracht ist. Jede der Elektroden ist mit einem der Wickelleiter im Zuleitungskörper 15 verbunden. Die Elektroden 17 und 21 werden für ein atriales Schrittmachen und zum Erfassen von atrialen Depolarisationen verwendet. Proximal zur Elektrode 21 ist eine langgestreckte Spulenelektrode 23 vorgesehen, die mit dem dritten Leiter im Zuleitungskörper 15 verbunden ist. Die Elektrode 23 hat vorzugsweise eine Länge von 10 cm oder mehr und ist so ausgestaltet, daß sie sich vom SVC zur Trikuspidalklappe erstreckt. Bei einer von den Erfindern getesteten, bevorzugten Ausführungsform befinden sich etwa 5 cm der Elektrode für das rechte Atrium/SVC im rechten Atrium und die restlichen 5 cm im SVC. Am proximalen Ende der Zuleitung ist ein gegabelter Verbinder 13 vorgesehen, der drei elektrische Stecker trägt, die jeweils mit einem der Wickelleiter verbunden sind.
Die Koronarsinuszuleitung umfaßt einen langgestreckten, isolierenden Zuleitungskörper 6 mit einem Wickelleiter, der mit einer länglichen Defibrillations-Spulenelektrode 8 verbunden ist. Die Elektrode 8, die gestrichelt dargestellt ist, befindet sich im Koronarsinus und der großen Vene des Herzens. Am proximalen Ende der Zuleitung ist ein Verbindungsstecker 4 vorgesehen, der einen elektrischen Stecker trägt, der mit dem Wickelleiter verbunden ist. Die Elektrode 8 für den Koronarsinus/die große Vene kann etwa 5 cm lang sein.
In Verbindung mit den Zuleitungen ist ein implantierbarer Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator 10 gezeigt, wobei die Zuleitungsverbindungsanordnungen 4, 13 und 14 in den Verbindungsblock 12 eingesetzt sind. Wahlweise kann eine Isolierung des nach außen zeigenden Teils des Gehäuses 11 des Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillator 10 mit einer Kunststoffbeschichtung vorgesehen werden, zum Beispiel aus Parylen oder Silikonkautschuk, wie es gegenwärtig bei manchen unipolaren Herz schrittmachern gemacht wird. Der nach außen zeigende Teil kann jedoch auch unisoliert bleiben, oder es kann eine andere Aufteilung zwischen isolierten und nicht isolierten Teilen vorgesehen werden. Ein nicht isolierter Teil des Gehäuses 11 kann wahlweise als subkutane Defibrillationselektrode bei der Defibrillation des Vorhofes oder der Ventrikel dienen. Es können natürlich statt des gezeigten Zuleitungssatzes auch andere Zuleitungskonfigurationen und Elektrodenplazierungen vorgesehen werden. Zum Beispiel können atriale Defibrillations- und Erfassungselektroden entweder zu der Koronarsinuszuleitung oder der Zuleitung zum rechten Ventrikel hinzugefügt werden, statt an einer eigenen atrialen Zuleitung angeordnet zu werden, was dann ein Zweileitersystem ermöglicht.
Die Fig. 2 ist ein funktionelles Blockschaltbild eines implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators, bei dem die vorliegende Erfindung nutzvoll angewendet werden kann. Dieses Schaltbild sollte als Beispiel für die Art der Geräte gesehen werden, bei denen die Erfindung angewendet werden kann, und nicht als einschränkend verstanden werden, da angenommen wird, daß die Erfindung bei einer großen Anzahl von Geräteausführungen eingesetzt werden kann, einschließlich Geräten, die Therapien zur Behandlung von atrialen Arrhythmien anstelle von oder zusätzlich zu ventrikularen Arrhythmien abgeben, Kardiovertern und Defibrillatoren, die keine Antitachykardie- Schrittmachertherapien abgeben, Antitachykardieschrittmacher, bei denen keine Kardioversion oder Defibrillation vorgesehen ist, und Geräte, die verschiedene Formen von Antiarrhythmietherapien wie Nervenstimulationen oder Medikamente abgeben.
Die gezeigte Vorrichtung ist mit einem Zuleitungssystem mit Elektroden versehen, die wie in der Fig. 1 gezeigt ausgestaltet sein können. Es können natürlich auch alternative Zuleitungssysteme verwendet werden. Wenn die Elektrodenkonfiguration der Fig. 1 verwendet wird, ist die Entsprechung zu den dargestellten Elektroden wie folgt. Die Elektrode 311 entspricht der Elektrode 11, sie stellt den nicht isolierten Teil des Gehäuses des implantierbaren Schrittmachers/Kardioverters/Defibrillators dar. Die Elektrode 320 entspricht der Elektrode 20, sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich im rechten Ventrikel befindet. Die Elektrode 310 entspricht der Elektrode 8, sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich im Koronarsinus befindet. Die Elektrode 318 entspricht der Elektrode 28, sie ist eine Defibrillationselektrode, die sich in der oberen Hohlvene befindet. Die Elektroden 324 und 326 entsprechen den Elektroden 24 und 26, sie werden zum Erfassen und Schrittmachen im Ventrikel verwendet. Die Elektroden 317 und 321 entsprechen den Elektroden 19 und 21, sie werden zum Schrittmachen und Erfassen im Atrium verwendet.
Die Elektroden 310, 311, 318 und 320 sind mit der Hochspannungsausgangsschaltung 234 verbunden. Die Elektroden 324 und 326 sind mit dem R-Wellen-Verstärker 200 verbunden, der vorzugsweise die Form eine Verstärkers mit automatischer Verstärkungssteuerung hat und der als Funktion der gemessenen Amplitude der R-Welle eine einstellbare Erfassungsschwelle erzeugt. Immer dann, wenn das zwischen den Elektroden 324 und 326 erfaßte Signal die vorliegende Erfassungsschwelle übersteigt, wird auf der R- Ausgangsleitung 202 ein Signal ausgegeben.
Die Elektroden 317 und 321 sind mit dem P-Wellen-Verstärker 204 verbunden, der vorzugsweise ebenfalls die Form eine Verstärkers mit automatischer Verstärkungssteuerung hat und der als Funktion der gemessenen Amplitude der P-Welle eine einstellbare Erfassungsschwelle erzeugt. Immer dann, wenn das zwischen den Elektroden 317 und 321 erfaßte Signal die vorliegende Erfassungsschwelle übersteigt, wird auf der P- Ausgangsleitung 206 ein Signal ausgegeben. Die Arbeitsweise des R-Wellen- und des P- Wellen-Verstärkers 200 bzw. 204 kann im allgemeinen der entsprechen, die im US-Patent Nr. 5 117 824 von Keimel et al., ausgegeben am 2. Juni 1992 für eine Vorrichtung zum Überwachen elektrischer physiologischer Signale, beschrieben ist.
Die Schaltmatrix 208 wird dazu verwendet, um auszuwählen, welche der zur Verfügung stehenden Elektroden für eine digitale Signalanalyse mit einem Breitbandverstärker 210 (0,5-200 Hz) verbunden wird. Die Auswahl der Elektroden wird über einen Daten/Adressbus 218 von einem Mikroprozessor 224 gesteuert, wobei die Auswahl wie gewünscht variiert werden kann. Die Signale von den Elektroden, die mit dem Bandpaßverstärker 210 verbunden sind, werden zu einem Multiplexer 220 geführt und dann durch einen A/D-Konverter 222 in digitale Multibitsignale umgewandelt, die unter der Steuerung der Direktspeicherzugriffsschaltung 228 im Direktzugriffsspeicher 226 gespeichert werden. Im Mikroprozessor 224 kann eine digitale Signalanalysetechnik ausgeführt werden, um die digitalisierten Signale zu charakterisieren, die im Direktzugriffsspeicher 226 gespeichert sind, um den Herzrhythmus des Patienten mittels eines der zahlreichen bekannten Signalverarbeitungsverfahren zu erkennen und zu klassifizieren.
Der Rest der Schaltung ist zum Herzschrittmachen und für die Abgabe von Kardioversions- und Defibrillationstherapien vorgesehen und kann für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bekannten Schaltungen dafür entsprechen. Für die Ausführung der Schrittmacher-, Kardioversions- und Defibrillationsfunktionen wird eine beispielhafte Vorrichtung wie folgt beschrieben. Die Schrittmacherzeitgeber/Steuerschaltung 212 umfaßt programmierbare digitale Zähler, die die Basis-Zeitintervalle kontrollieren, die zu den DDD-, VVI-, DVI-, VDD-, AAI-, DDI- und anderen Moden des bekannten Ein- und Zweikammerschrittmachens gehören. Die Schaltung 212 steuert auch die Pausenintervalle für das Antitachyarrhythmieschrittmachen im Atrium oder im Ventrikel unter Verwendung einer der bekannten Antitachyarrhythmie-Schrittmachertherapien.
Die von der Schrittmacherschaltung 212 festgelegten Intervalle umfassen atriale und ventrikulare Schrittmacher-Pausenintervalle, die Refraktärperioden, in denen erfaßte P- und R-Wellen keinen Neustart der Zeitgebung für die Pausenintervalle und für die Impulsbreiten der Schrittmacherimpulse auslösen können. Die Dauer dieser Intervalle wird vom Mikroprozessor 224 in Reaktion auf die im Speicher 226 gespeicherten Daten bestimmt und über den Adressen/Datenbus 218 zu der Schrittmacherschaltung 212 geführt. Die Schrittmacherschaltung 212 legt auch die Amplitude der Herzschrittmacherimpulse unter der Steuerung des Mikroprozessors 224 fest.
Beim Schrittmachen werden die Pausenintervallzähler in der Schrittmacherzeitgeber/Steuerschaltung 212 beim Erfassen von R-Wellen und P-Wellen, die durch Signale auf den Leitungen 202 und 206 angezeigt werden, zurückgesetzt, und es wird entsprechend dem gewählten Schrittmachermodus beim Zeitablauf die Erzeugung von Schrittmacherimpulsen durch die Schrittmacher-Ausgangsschaltungen 214 und 216, die mit den Elektroden 317, 321, 324 und 326 verbunden sind, ausgelöst. Die Pausenintervallzähler werden auch beim Erzeugen von Schrittmacherimpulsen zurückgesetzt, wodurch die Basiszeitsteuerung der Herzschrittmacherfunktionen einschließlich dem Antitachyarrhythmieschrittmachen erfolgt.
Die Dauer der von den Pausenintervallzeitgebern festgelegten Intervalle werden über den Daten/Adressbus 218 vom Mikroprozessor 224 festgelegt. Der Wert des Zählerstandes in den Pausenintervallzählern beim Zurücksetzen durch erfaßte R- und F- Wellen kann dazu verwendet werden, die Dauer der R-R-Intervalle, der P-P-Intervalle, der P-R-Intervalle und der R-P-Intervalle zu messen, wobei die Meßwerte im Speicher 226 gespeichert und in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, das Auftreten einer Vielzahl von verschiedenen Tachyarrhythmien zu diagnostizieren, wie es genauer noch weiter unten beschrieben wird.
Der Mikroprozessor 224 arbeitet interruptgesteuert, er reagiert auf Interrupts von der Schrittmacherzeitgeber/Steuerschaltung 212 beim Auftreten von erfaßten P-Wellen und R-Wellen und bei der Erzeugung von Herzschrittmacherimpulsen. Diese Interrupts werden über den Daten/Adressbus 218 zugeführt. Nach solchen Interrupts führt der Mikroprozessor 224 die erforderlichen mathematischen Berechnungen durch und erneuert gegebenenfalls die Werte oder Intervalle, die von der Schrittmacherzeitgeber/Steuerschaltung 212 gesteuert werden. Ein Teil des Speichers 226 (Fig. 4) kann als eine Anzahl von rezirkulierenden Pufferspeichern ausgebildet sein, die Folgen von gemessenen Intervallen festhalten können, die dann in Reaktion auf das Auftreten eines Schrittmacher- oder Erfassungsinterrupts analysiert werden, um festzustellen, ob das Herz des Patienten gerade eine atriale oder ventrikulare Tachyarrhythmie zeigt.
Das bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Arrhythmie-Erfassungsverfahren kann bekannte Tachyarrhythmie-Erfassungsalgorithmen umfassen. Wie im folgenden beschrieben, wird die gesamte ventrikulare Arrhythmie-Erfassungsmethologie der gegenwärtig erhältlichen Medtronic Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillatoren als Teil des Arrhythmie-Erfassungs- und -Klassifikationsverfahrens bei einer Vorrichtung gemäß der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet. Es kann jedoch jedes der verschiedenen bekannten Arrhythmie-Erfassungsverfahren, etwa die oben im Abschnitt über den Stand der Technik genannten Verfahren, bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden.
Wenn eine atriale oder ventrikulare Tachyarrhythmie erfaßt wird und ein Antitachyarrhythmieschrittmachen erfolgen soll, werden die geeigneten Zeitintervalle zum Steuern der Erzeugung der Antitachyarrhythmie-Schrittmachertherapien vom Mikroprozessor 224 zur Schrittmacherzeitgeber- und Steuerschaltung 212 gegeben, um den Betrieb der Pausenintervallzähler darin zu steuern und um die Refraktärperioden festzulegen, in denen die Erfassung von R- und P-Wellen keinen Neustart der Pausenintervallzähler bewirkt. Alternativ können auch Schaltungen zum Steuern der Zeiten und der Erzeugung von Antitachykardieschrittmacherimpulsen verwendet werden, wie sie im US-Patent Nr. 4 577 633, ausgegeben an Berkovits et al. am 25. März 1986, im US-Patent Nr. 4 880 005, ausgegeben an Pless et al. am 14. November 1989, im US-Patent Nr. 7 726 380, ausgegeben an Vollmann et al. am 23. Februar 1988 und im US-Patent Nr. 4 587 970, ausgegeben an Holley et al. am 13. Mai 1986, beschrieben sind.
Wenn die Erzeugung von Kardioversions- oder Defibrillationsimpulsen erforderlich ist, verwendet der Mikroprozessor 224 den Pausenintervallzähler, um die Zeiten für solche Kardioversions- und Defibrillationsimpulse und für die dazugehörige Refraktärperiode zu kontrollieren. In Reaktion auf die Erfassung eines atrialen oder ventrikularen Flimmerns oder einer Tachyarrhythmie, die einen Kardioversionsimpuls erforderlich macht, aktiviert der Mikroprozessor 224 die Kardioversions/Defibrillationssteuerschaltung 230, die mit dem Aufladen der Hochspannungskondensatoren 246, 248 mittels der Ladeschaltung 236 unter Überwachung der Hochspannungsladesteuerleitung 240 beginnt. Die Spannung an den Hochspannungskondensatoren wird auf der VCAP-Leitung 244 überwacht, die durch den Multiplexer 220 läuft, und in Reaktion auf das Erreichen eines vorgegebenen Wertes, der vom Mikroprozessor 224 eingestellt wird, wird auf der CAPFUL-Leitung (CF) 254 ein logisches Signal erzeugt, das das Laden beendet. Danach werden die Zeiten der Abgabe der Defibrillations- oder Kardioversionsmpulse durch die Schrittmacherzeitgeber/Steuerschaltung 212 gesteuert. Nach der Abgabe der Flimmer- oder Tachykardietherapie läßt der Mikroprozessor dann die Vorrichtung zum Herzschrittmachen zurückkehren und erwartet den nächsten Interrupt aufgrund des Schrittmachens oder dem Auftreten einer atrialen oder ventrikularen Depolarisation.
Eine Ausführungsform eines geeigneten Systems zur Abgabe und Synchronisation von ventrikularen Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen und zum Steuern der zeitlichen Funktionen dafür ist genauer im US-Patent Nr. 5 188 105 von Keimel, ausgegeben am 23. Februar 1993, beschrieben. Wenn die Vorrichtung auch die Möglichkeit der atrialen Defibrillation umfaßt, können geeignete Systeme zur Abgabe und Synchronisation von atrialen Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen und zum Steuern der zeitlichen Funktionen dafür in der PCT-Patentanmeldung Nr. WO 92/18198 von Adams et al. veröffentlicht am 29. Oktober 1992, und im US-Patent Nr. 4 316 472 von Mirowski et al., ausgegeben am 23. Februar 1982, gefunden werden. Außerdem können Hochfrequenzimpulsfolgen an den Elektroden 317 und 321 abgegeben werden, um atriale Tachyarrhythmien zu beenden, wie es in der PCT-Patentveröffentlichung Nr. WO 95/28987, eingereicht von Duffin et al., und der PCT-Patentveröffentlichung Nr. WO 95/28988, eingereicht von Mehra et al., beschrieben ist.
Es wird angenommen, daß jede bekannte Kardioversions- oder Defibrillations- Impulssteuerschaltung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist. Zum Beispiel können Schaltungen zum Steuern der Zeiten und der Erzeugung von Kardioversions- und Defibrillationsimpulsen verwendet werden, wie sie im US-Patent Nr. 4 384 585, ausgegeben an Zipes am 24. Mai 1983, im oben erwähnten US-Patent Nr. 4 949 719, ausgegeben an Pless et al., und im US-Patent Nr. 4 375 817, ausgegeben an Engle et al., beschrieben sind.
Bei der gezeigten Vorrichtung erfolgt die Abgabe von Kardioversions- oder Defibrillationsimpulsen durch die Ausgangsschaltung 234 unter der Kontrolle der Steuerschaltung 230 über den Steuerbus 238. Die Ausgangsschaltung 234 bestimmt, ob ein Monophasen- oder ein Biphasenimpuls abzugeben ist, ob das Gehäuse 311 als Kathode oder als Anode dient und welche Elektroden an der Abgabe der Impulse beteiligt sind. Beispiele für Ausgangsschaltungen zur Abgabe von Biphasenimpulsmustern können im oben erwähnten Patent an Mehra und im US-Patent Nr. 4 727 877 gefunden werden.
Ein Beispiel für eine Schaltung, die zum Steuern der Abgabe von Monophasenimpulsen verwendet werden kann, ist im US-Patent Nr. 5 163 427 an Keimel, ausgege ben am 17. November 1992, beschrieben, das hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Es kann jedoch auch eine Ausgangssteuerschaltung, wie sie im US-Patent Nr. 4 953 551, ausgegeben an Mehra et al. am 4. September 1990, oder im US-Patent Nr. 4 800 883, ausgegeben an Winstrom am 31. Januar 1989, in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abgabe von Biphasenimpulsen verwendet werden.
Bei modernen implantierbaren Kardiovertern/Defibrillatoren werden die jeweiligen Therapien vorab vom Arzt in das Gerät einprogrammiert, wobei in der Regel eine Abfolge an Therapien vorgesehen wird. Zum Beispiel kann bei der ersten Erfassung einer atrialen oder ventrikularen Tachykardie eine Antitachykardie-Schrittmachertherapie ausgewählt und an die Kammer, in der die Tachykardie festgestellt wurde, oder an beide Kammern abgegeben werden. Bei der erneuten Erfassung der Tachykardie kann eine aggressivere Antitachykardie-Schrittmachertherapie gewählt werden. Wenn wiederholte Versuche mit Antitachykardie-Schrittmacherimpulsen fehlschlagen, kann dann ein höherwertiger Kardioversionsimpuls ausgewählt werden. Die Therapien zur Beendigung einer Tachykardie können auch von der Rate der erfaßten Tachykardie abhängen, wobei die Agressivität der Therapien mit der Rate der erfaßten Tachykardie zunimmt. Es können zum Beispiel weniger Versuche mit einem Antitachykardieschrittmachen vor der Abgabe von Kardioversionsimpulsen unternommen werden, wenn die Rate der erfaßten Tachykardie über einer vorgegebenen Schwelle liegt. Die oben in Verbindung mit der Beschreibung der bekannten Tachykardie-Erfassungs- und -Behandlungstherapien genannten Druckschriften sind hier auch anwendbar.
Wenn ein Flimmern festgestellt wird, kann die oben erwähnte Hochfrequenz- Impulsstimulation als erster Versuch einer Therapie angewendet werden. Nachfolgende Therapien können die Abgabe eines Defibrillationsimpuses mit hoher Amplitude und mit in der Regel mehr als 5 Joule umfassen. Für eine Kardioversion können geringere Energiepegel verwendet werden. Wie bei den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Schrittmachern/Kardiovertern/Defibrillatoren und wie in den erwähnten Druckschriften angegeben, wird angenommen, daß die Amplitude der Defibrillationsimpulse in Reaktion auf das Fehlschlagen eines ersten Impulses oder von Impulsen zum Beenden des Flimmerns erhöht werden kann. Patente, die solche voreingestellten Therapieabfolgen von Antitachyarrhythmietherapien zeigen, umfassen wie erwähnt das US-Patent Nr. 4 830 006, ausgegeben an Haluska et al., das US-Patent Nr. 4 727 380, ausgegeben an Vollmann et al., und das US-Patent Nr. 4 587 970, ausgegeben an Holley et al.
Wie oben angegeben werden bei jedem ventrikularen Ereignis die Zeiten der atrialen und ventrikularen Ereignisse analysiert, die während der vorangehenden zwei R-R- Intervalle auftreten, um einen "Mustercode" zu entwickeln. Die Fig. 3 zeigt die verschiedenen definierten Zeitintervalle, die bei der Ableitung des Mustercodes Anwendung finden. Jedes der beiden R-R-Intervalle ist in vier Zonen unterteilt, wobei die Zone 1 die ersten 50 Millisekunden umfaßt, die dem ventrikularen Ereignis folgten, das das R-R-Intervall einleitet, und die Zone 2 sich vom Ende der Zone 1 bis zur Mitte des R-R-Intervalls erstreckt. Die Zone 3 erstreckt sich von der Mitte des R-R-Intervalls bis 80 Millisekunden vor dem ventrikularen Ereignis, das das R-R-Intervall beendet, und die Zone 4 umfaßt die letzten 80 Millisekunden des R-R-Intervalls.
Um den Mustercode zu bestimmen, wird jedem einzelnen R-R-Intervall ein "Schlagcode" auf der Basis der Anzahl von im R-R-Intervall auftretenden atrialen Ereignissen und deren Stellung hinsichtlich der vier festgelegten Zonen zugeordnet. Um jedem R-R-Intervall einen Schlagcode zuzuordnen, werden drei Kriterien bewertet, nämlich die Anzahl von atrialen Ereignissen, die im R-R-Intervall auftreten, die als "P-Zählwert" bezeichnet wird, die Dauer des zum R-R-Intervall gehörenden R-P-Intervalls und die Dauer des zum R-R-Intervall gehörenden P-R-Intervalls. Das R-P-Intervall ist die Zeit in Millisekunden vom beginnenden ventrikularen Ereignis im R-R-Intervall bis zum ersten atrialen Ereignis, das gegebenenfalls im Intervall auftritt. Das P-R-Intervall ist die Zeit in Millisekunden vom letzten atrialen Ereignis im R-R-Intervall, falls vorhanden, bis zum abschließenden ventrikularen Ereignis im R-R-Intervall. Es ist anzumerken, daß, wenn im R-R- Intervall mehrere atriale Ereignisse auftreten, die Summe der R-P- und P-R-Intervalle nicht gleich dem R-R-Intervall ist. Auf der Basis des P-Zählwertes und der Zeiten des Auftretens der atrialen Depolarisationen wird ein Schlagzahl von Null bis Neun erzeugt. Der Algorithmus zum Erzeugen des Schlagcodes ist wie folgt.
Wenn der P-Zählwert gleich 1 ist und ein atriales Ereignis in der Zone 3 auftritt, ist der Schlagcode Null. Wenn der P-Zählwert gleich 1 ist und das atriale Ereignis in der Zone 1 auftritt, ist der Schlagcode 1. Wenn der P-Zählwert gleich 1 ist und das atriale Ereignis in der Zone 4 auftritt, ist der Schlagcode 2. Wenn der P-Zählwert gleich 1 ist und das atriale Ereignis in der Zone 2 auftritt, ist der Schlagcode 3.
Wenn der P-Zählwert gleich 2 ist und ein atriales Ereignis in der Zone 3, jedoch nicht in der Zone 1 auftritt, ist der Schlagcode 9. Wenn der P-Zählwert gleich 2 ist und ein atriales Ereignis in der Zone 3 und in der Zone 1 auftritt, ist der Schlagcode 4. Wenn der P-Zählwert gleich 2 ist und atriale Ereignisse in den Zonen 1 und 4 auftreten, ist der Schlagcode 5. Alle anderen R-R-Intervalle, die zwei atriale Ereignisse enthalten, ergeben einen Schlagcode von 6.
Wenn der P-Zählwert größer oder gleich 3 ist, ist der Schlagcode 8. Wenn der P-Zählwert gleich 0 ist, ist der Schlagcode 7.
Mit 10 Schlagcodes ist anzunehmen, daß für zwei R-R-Intervallfolgen 100 entsprechende Mustercodes erzeugt werden. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, daß die Bibliothek von Ereignismustern wesentlich verkleinert werden kann, und haben einen Satz von 18 Mustercodes abgeleitet, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist. In der Zeichnung sind zwei aufeinanderfolgende R-R-Intervalle dargestellt, wobei sich nach unten ersteckende Linien ventrikulare Ereignisse und sich nach oben erstreckende Linien atriale Ereignisse anzeigen. Die Zone 1 ist als kurzer horizontaler Balken dargestellt, der sich vom ersten ventrikularen Ereignis in jedem R-R-Intervall weg erstreckt. Die Zone 4 ist als kurzer horizontaler Balken dargestellt, der sich vom letzen ventrikularen Ereignis in jedem R-R-Intervall zurück erstreckt. Eine vertikal verlaufende gestrichelte Linie zeigt die Trennlinie zwischen der Zone 2 und der Zone 3 in der Mitte des R-R-Intervalls an, und die sich nach oben erstreckenden Linien, die mit der horizontalen Basislinie verbunden sind, zeigen atriale Ereignisse an, die in der jeweiligen Zone auftreten. Sich nach oben erstreckende Linien, die über der Basislinie schweben, zeigen atriale Ereignisse an, die in jeder der beiden Zonen auftreten können, an die sie angrenzen.
Der Mustercode A, der dem Schlagcodepaar (0,0) entspricht, ist ein Mustercode für eine Sinus-Tachykardie.
Der Mustercode B, der dem Schlagcode (0,7) entspricht, erscheint unter anderem dann, wenn eine Kammerextrasystole auftritt, und wird vor der nächsten atrialen Depolarisation erfaßt.
Der Mustercode C entspricht dem Schlagcodepaar (7,4) oder (7,9) und erscheint unter anderem nach isolierten Kammerextrasystolen.
Der Mustercode D, der dem Schlagcodepaar (0,4) oder (0,9) entspricht, erscheint unter anderem dann, wenn eine isolierte Vorhofextrasystole ohne entsprechendem ventrikularem Ereignis auftritt.
Der Mustercode E, der dem Schlagcodepaar (4,0) oder (9,0) entspricht, erscheint unter anderem nach einer isolierten Vorhofextrasystole mit der Wiederaufnahme eines normalen Sinusrhythmusses.
Der Mustercode F, der dem Schlagcodepaar (1,1) entspricht, erscheint unter anderem während eines Verbindungsrhythmusses, bei dem die atrialen Depolarisationen unmittelbar nach Depolarisationen in den Ventrikeln erfaßt werden. Er erscheint auch bei gestörten Rhythmen, bei denen das Atrium und die Ventrikel unabhängig und leicht in der Phase gegeneinander versetzt schlagen.
Der Mustercode G, der dem Schlagcodepaar (2,2) entspricht, erscheint unter anderem, wenn ein Rhythmus einen Verbindungsursprung hat und die ventrikularen Depolarisationen unmittelbar nach den atrialen Depolarisationen erfaßt werden. Er erscheint auch bei gestörten Rhythmen, bei denen das Atrium und die Ventrikel unabhängig mit nahezu derselben Rate, aber etwas in der Phase versetzt schlagen.
Der Mustercode H, der dem Schlagcodepaar (5,7) entspricht, erscheint unter anderem bei Verbindungsrhythmen, bei denen atrialen und ventrikulare Depolarisationen eng beieinander, aber nicht in der richtigen Reihenfolge erfaßt werden.
Sowohl der Mustercode I, der dem Schlagcodepaar (7,5) entspricht, als auch der Mustercode J, der dem Schlagcodepaar (7,1) entspricht, werden zur Erkennung von AV-Knoten-Wiedereintritts-Tachykardien verwendet.
Der Mustercode K, der dem Schlagcodepaar (2,7) entspricht, erscheint unter anderem bei Knotenrhythmen sowie bei einer ventrikularen Tachykardie, einem ventrikularen Flimmern und einem ventrikularen Flattern, jedoch selten, wenn überhaupt, bei einem atrialen Flimmern.
Der Mustercode L, der dem Schlagcodepaar (0,2) entspricht, erscheint gelegentlich in Fällen einer dualen Tachykardie, bei der das Atrium und die Kammern unabhängig und nicht in Phase zueinander schlagen.
Der Mustercode M mit dem Schlagcodepaar (2,0) erscheint in solchen Situationen auch.
Der Mustercode N, der dem Schlagcodepaar (3,3) entspricht, erscheint bei einer ventrikularen Tachykardie mit einer retrograden Leitung von eins zu eins.
Der Mustercode O ist ein vorgegebener Mustercode, wenn der Mustercode keinem der obigen Codes A-N entspricht, mit dem zusätzlichen Erfordernis, daß der P- Zählwert für das erste R-R-Intervall gleich 1 und der P-Zählwert für das zweite R-R- Intervall gleich 2 ist. Dieser Mustercode tritt häufig bei einem atrialen Flimmern und anderen schnellen atrialen Rhythmen auf. Der Mustercode P ist auch ein vorgegebener Mustercode, der dafür vorgesehen ist, daß das Schlagcodepaar keinem der Schlagcodepaare entspricht, die in Verbindung mit den obigen Mustercodes A-N genannt wurden, mit einem P- Zählwert für das erste R-R-Intervall von 2 und einem P-Zählwert für das zweite R-R- Intervall von 1.
Der Mustercode Q ist ein vorgegebener Mustercode für Schlagcodepaare, die keinem der obigen Mustercodes A-N entsprechen und bei denen beide P-Zählwerte gleich 2 sind. Wie die Mustercodes O und P zeigt dieser Mustercode ein atriales Flimmern und/oder schnelle atriale Rhythmen an.
Der Mustercode Y ist ein vorgegebener Mustercode für alle Schlagcodepaare, die nicht unter einen der oben definierten Mustercodes A-Q fallen und bei denen wenigstens ein atriales Ereignis in jedem R-R-Intervall auftritt und die Summe der beiden P- Zählwerte größer als 3 ist. Der Mustercode Z ist ein vorgegebener Mustercode für alle Schlagcodepaare, die keinem der obigen Mustercodes A-Y entsprechen.
Auch wenn diese Regeln sehr kompliziert erscheinen, können sie doch sehr gut mittels einer Nachschlagetabelle wie in der Fig. 5 gezeigt angewendet werden, wobei in der Tabelle der Fig. 5 jedem der 100 möglichen Schlagcodepaare einer der angegebenen Mustercodes zugeordnet ist. Mit der im Speicher gespeicherten Nachschlagetabelle kann der Mikroprozessor in der Vorrichtung schnell und einfach den Mustercode bestimmen, der zu jedem sukzessiven ventrikularen Ereignis gehört. Die Mustercodes können als Zahlen, wie in der Fig. 4 in Klammern gezeigt, gespeichert werden, und ihre Reihenfolge kann mit einer durch Software implementierten kontinuierlichen Erkennungsmaschine analysiert werden, um festzustellen, ob die Folge von Mustercodes einer definierten Grammatik für bestimmte Arrhythmien oder Gruppen von Arrhythmien entspricht. Die Arbeitsweise der kontinuierlichen Erkennungsmaschine zum Erreichen dieses Ergebnisses wird genauer weiter unten erläutert. Zum Zwecke des Verstehens der allgemeinem Wirkungsweise der Vorrichtung braucht man in Verbindung mit den funktionellen Flußdiagrammen der Fig. 11 nur zu verstehen, daß die kontinuierliche Erkennungsmaschine einen Zählwert ausgibt, der den Grad der Entsprechung des erfaßten Rhythmusses mit der definierten Grammatik für jede Arrhythmie anzeigt, und daß die Regeln zur Identifizierung der verschiedenen Arrhythmien Klauseln umfassen, die Kriterien enthalten, mit denen der von der kontinuierlichen Erkennungsmaschine ausgegebene Zählwert verglichen wird.
Einige der Regeln der kontinuierlichen Erkennungsmaschine, die vom Mikroprozessor implementiert wird, wenden Folgen von Mustercodes oder Schlagcodes, die für jedes ventrikulare Ereignis erzeugt werden, auf die entsprechende Nachschlagetabelle an. Jede Nachschlagetabelle legt einen Satz von aufeinanderfolgenden Zuständen fest, die durch Zahlen in eckigen Klammern bezeichnet werden, beginnend mit dem Resetzustand [0], und einen Satz von anderen definierten Zuständen, die horizontal über die Tabelle angeordnet sind. Mögliche Mustercodes oder Schlagcodes sind vertikal aufgelistet. Im Betrieb bestimmt der Prozessor bei jedem ventrikularen Ereignis den gegenwärtigen Zustand und den zuletzt vorliegenden Muster- oder Schlagcode. Auf der Basis der Tabelle geht der Prozessor zum nächsten Zustand über und wartet auf den nächsten Muster- oder Schlagcode. Solange der Muster- oder Schlagcode der festgelegten Grammatik für den fraglichen Rhythmus entspricht, wird der Resetzustand vermieden. Das Verbleiben bei der festgelegten Grammatik über eine längere Folge von Schlägen wird mittels eines entsprechenden Zählwertes festgestellt, der mit jedem der Grammatik zugehörigen Muster- oder Schlagcode hochgezählt werden kann, und der in Reaktion auf Muster- oder Schlagcodes, die nicht zu der Grammatik gehören, durch eine Rückkehr in den Resetzustand [0] zurück oder auf Null gesetzt werden kann. Der laufende Zählwert für jede kontinuierliche Erkennungsmaschine wird für ein oder mehr Klauseln in einer oder mehr Regeln mit einem festgelegten Schwellenwert verglichen.
Die kontinuierliche Erkennungsmaschine zum Erkennen einer Sinus-Tachykardie und von normalen Sinusrhythmen wendet die Nachschlagetabelle der Fig. 6 an, wobei sowohl ein striktes Verbleiben bei der Grammatik (Grundverhalten) als auch ein weniger striktes Verbleiben bei der Grammatik (exponentieller Abfall) mit Übergängen zwischen den beiden Arten von Zählverhalten Anwendung findet, die gemäß den im folgenden genannten Regeln festgelegt sind. Die kontinuierliche Erkennungsmaschine für eine Sinus-Tachykardie und einen normalen Sinusrhythmus verwendet einen Zählwert "CRMedST", der in Reaktion auf jeden Übergang zu einem Nicht-Resetzustand (oder in Reaktion auf das erste R-R-Intervall nach einem Einschaltreset oder einem anderen Vorrichtungsreset mit unbekanntem Mustercode) bis auf einen maximalen Zählwert von z. B. 13 hochgezählt wird. Bei jedem ventrikularen Ereignis werden alle CRM-Zählwerte vom Prozessor aktualisiert und mit den jeweils anzuwendenden Erkennungsschwellenwerten verglichen. Der Wert von CRMedST wird in einer Klausel der Regel zum Erkennen einer Sinus-Tachykardie mit dem entsprechenden CRM-Schwellenwert verglichen, z. B. 6.
Wenn der zu dem vorliegenden Schlag gehörende Mustercode die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 6 zurücksetzt und das Zählverhalten auf "Grundverhalten" eingestellt ist, wird CRMedST auf 0 zurückgesetzt. Wenn der zu dem vorliegenden Schlag gehörende Mustercode die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 6 zurücksetzt und das Zählverhalten auf "exponentieller Abfall" eingestellt ist, wird CRMedST um die CRMedST-Dekrementmenge verringert. Wenn nach der Verringerung CRMedSt dann kleiner als 0 ist, wird das Zählverhalten auf "Grundverhalten" eingestellt und CRMedST auf 0 gesetzt. Wenn nach der Verringerung CRMedST größer als 0 ist, wird entweder die CRMedST-Dekrementmenge auf das Doppelte der vorliegenden Dekrementmenge oder auf den dekrementierten Wert von CRMedST gesetzt, je nachdem, was jeweils kleiner ist. Mit diesem Mechanismus nimmt die Dekrementmenge mit jedem aufeinanderfolgenden Versagen des Erfüllens der Mustergrammatik um einen Faktor zwei zu, weshalb der Wert von CRMedST mit jedem aufeinanderfolgenden Versagen des Erflullens der Mustergrammatik exponentiell abfällt.
Wenn der Mustercode, der zu dem vorliegenden Schlag gehört, die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 6 nicht zurücksetzt oder unbekannt ist, wird der Wert von CRMedST um 1 bis zu einem Maximalwert von 13 hochgezählt. Wenn das CRMedST-Zählverhalten auf "Grundverhalten" eingestellt ist und der inkrementierte Wert von CRMedST größer als oder gleich dem zugehörigen CRM-Schwellenwert von z. B. 6 ist, wird das CRMedST-Zählverhalten auf "exponentieller Abfall" gesetzt und die CRMedST-Dekrementmenge auf 2. Wenn das CRMedST-Zählverhalten auf "exponentieller Abfall" gesetzt ist und der inkrementierte Wert von CRMedST gleich dem Maximalwert wird, wird die CRMedST-Dekrementmenge auf 2 gesetzt.
Die Fig. 7 zeigt die Nachschlagetabelle, die in Verbindung mit der kontinuierlichen Erkennungsmaschine zum Erkennen von Schlagcodefolgen verwendet wird, die beim Vorhandensein einer Weitfeld-R-Wellenerfassung im Atrium einem normalen Sinusrhythmus oder einer Sinus-Tachykardie entsprechen. Die Regeln zum Inkrementieren und Dekrementieren des zugehörigen Zählwerts CRMedSTFR entsprechen denen zum Inkrementieren und Dekrementieren des Wertes von CRMedST, die oben angegeben sind.
Wenn der zum vorliegenden Schlag gehörende Schlagcode die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 7 zurücksetzt und das Zählverhalten auf "Grundverhalten" eingestellt ist, wird CRMedSTFR auf 0 zurückgesetzt. Wenn der zum vorliegenden Schlag gehörende Schlagcode die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 7 zurücksetzt und das Zählverhalten auf "exponentieller Abfall" eingestellt ist, wird CRMedSTFR um die CRMedSTFR-Dekrementmenge verringert. Wenn nach der Verringerung CRMedSTFR kleiner ist als 0, wird das Zählverhalten auf "Grundverhalten" gestellt und CRMedSTFR auf 0 gesetzt. Wenn nach der Verringerung CRMedSTFR größer ist als 0, wird entweder die CRMedSTFR-Dekrementmenge auf das Doppelte der vorliegenden Dekrementmenge gesetzt oder die Dekrementmenge auf CRMedSTFR, je nachdem, was jeweils kleiner ist.
Wenn der Mustercode, der zu dem vorliegenden Schlag gehört, die kontinuierliche Erkennungsmaschine der Fig. 7 nicht zurücksetzt oder unbekannt ist, wird der Wert von CRMedSTFR um 1 bis zum maximalen Zählwert von z. B. 13 hochgezählt. Wenn das CRMedSTFR-Zählverhalten auf "Grundverhalten" eingestellt ist und der inkrementierte Wert von CRMedSTFR größer als oder gleich dem zugehörigen CRM-Schwellenwert von z. B. 6 ist, wird das CRMedSTFR-Zählverhalten auf "exponentieller Abfall" gesetzt und die CRMedST-Dekrementmenge auf 2. Wenn das CRMedSTFR-Zählverhalten auf "expo nentieller Abfall" gesetzt ist und der inkrementierte Wert von CRMedSTFR gleich dem Maximalwert wird, wird die CRMedST-Dekrementmenge auf 2 gesetzt.
Die Fig. 8 ist eine Nachschlagetabelle für die kontinuierliche Erkennungsmaschine, die dazu verwendet wird, das Auftreten eines atrialen Flimmerns oder Flatterns zu erfassen. Der zu der kontinuierlicher Erkennungsmaschine gehörende Zählwert ist "CRMAL". Der Wert von CRMAL wird in einer Klausel einer Regel zum Erkennen eines atrialen Flimmerns oder Flatterns verwendet. Diese kontinuierliche Erkennungsmaschine erfordert ein striktes Verbleiben bei der Mustergrammatik. Der Wert von CRMAL wird in Reaktion auf einen Mustercode, der die kontinuierliche Erkennungsmaschine nicht zurücksetzt, um eins bis zum maximalen Zählwert von z. B. 13 erhöht und immer dann auf 0 zurückgesetzt, wenn die kontinuierliche Erkennungsmaschine zurückgesetzt wird.
Die Fig. 9 ist eine Nachschlagetabelle für die kontinuierliche Erkennungsmaschine, die dazu verwendet wird, das Auftreten einer atrial-ventrikularen Knoten-Tachykardie zu erfassen. Der zu der kontinuierlicher Erkennungsmaschine gehörende Zählwert ist "CRMAVNRT". Der Wert von CRMAVNRT wird in einer Klausel einer Regel zum Erkennen einer AV-Knoten-Wiedereintritts-Tachykardie verwendet. Der Wert von CRMAVNRT wird in Reaktion auf einen Mustercode, der die kontinuierliche Erkennungsmaschine nicht zurücksetzt, um eins bis zum maximalen Zählwert von z. B. 13 erhöht und immer dann auf 0 zurückgesetzt, wenn die kontinuierliche Erkennungsmaschine zurückgesetzt wird.
Zusätzlich zum Anhaften an den festgelegten Grammatiken werden bei den Regeln der vorliegenden Erfindung auch Erkennungskriterien auf Raten- und Intervallbasis angewendet, wie sie gegenwärtig bei dem implantierbaren Schrittmacher/Kardioverter/Defibrillator von Medtronic, Modell 7219, verwendet werden. Diese Kriterien sind detailliert im US-Patent Nr. 5 342 402, ausgegeben an Olson, beschrieben. Diese Kriterien werden auch im folgenden beschrieben.
Bei den gegenwärtig zur Verfügung stehenden Schrittmacher-Kardioverter- Defibrillator-Vorrichtungen, wie bei dem Modell 7219 PCD von Medtronic Inc., werden programmierbare Flimmerintervallbereiche und Tachykardie-Erfassungsintervallbereiche verwendet. Bei diesen Geräten besteht der Intervallbereich, der zur Anzeige eines Flimmerns vorgesehen ist, aus Intervallen, die kleiner sind als ein programmierbares Intervall (VFDI), und der Intervallbereich, der zur Anzeige einer Ventrikel-Tachykardie vorgesehen ist, aus Intervallen, die kleiner sind als ein programmierbares Intervall (VTDI) und größer oder gleich VFDI. R-R-Intervalle, die in diesen Bereichen liegen, werden gemessen und ausgezählt, um einen Zählerstand (VTEC) für R-R-Intervalle, die in den Intervallbereich für eine Ventrikel-Tachykardie fallen, und einen Zählerstand (VFEC) für die Anzahl der Intervalle in einer vorherigen Folge einer vorgegebenen Anzahl (FEB) von Intervallen zu bestimmen, die in den Intervallbereich für ein Ventrikelflimmern fallen. VTEC wird in Reaktion auf R-R-Intervalle erhöht, die größer oder gleich VFDI und kürzer als VTDI sind, und in Reaktion auf Intervalle zurück oder auf Null gesetzt, die größer oder gleich VTDI sind. VTEC ist gegenüber Intervallen kleiner als VFDI unempfindlich. VTEC wird mit einem programmierten Wert (VTNID) und VFEC mit einem entsprechenden programmierbaren Wert (VFNID) verglichen. Wenn einer der Zählerstände gleich seinem entsprechenden programmierten Wert ist, stellt die Vorrichtung das Vorhandensein der entsprechenden Arrhythmie fest, d. h. einer Tachykardie oder einem Flimmern, und gibt eine geeignete Therapie ab, z. B. ein Antitachykardieschrittmachen, einen Kardioversionsimpuls oder einen Defibrillationsimpuls. Zusätzlich kann der Arzt wahlweise fordern, daß die gemessenen R-R-Intervalle ein schnelles Einsetzkriterium erfüllen, bevor VTEC erhöht werden kann, und er kann auch wahlweise fordern, daß, sollte ein Ratenstabilitätskriterium nicht erfüllt sein, VTEC auf Null zurückgesetzt wird. Wenn die Vorrichtung des weiteren so programmiert wird, daß das Auftreten einer schnellen Ventrikel-Tachykardie identifiziert wird, stellt die Erfassung eines Ventrikelflimmerns oder einer Tachykardie mit diesen Methoden eine vorläufige Erfassung dar, die modifiziert werden kann, wie es noch beschrieben wird. Ein beispielhafter Satz von Parametern ist etwa VFDI = 320 ms, VFNID = 18/24 vorhergehende Intervalle, VTDI = 400 ms, VTNID = 16 Intervalle.
Zusätzlich zu diesen Erfassungskriterien für eine Tachykardie und ein Flimmern (VTEC > = VTNID, VFEC > = VFNID) kann die Erfassung einer Tachykardie oder eines Flimmerns wahlweise auch unter Verwendung eines kombinierten Zählwertes für alle Intervalle erfolgen, die eine Tachykardie oder ein Flimmern anzeigen. Dieser kombinierte Zählwert (VFEC + VTEC) wird mit einer kombinierten Zählwertschwelle (CNID) verglichen. Wenn VTEC + VFEC gleich oder größer als CNID ist, prüft, die Vorrichtung, ob VFEC wenigstens gleich einer vorgegeben Zahl ist (z. B. 6). Wenn ja, stellt die Vorrichtung fest, wie viele einer Anzahl (z. B. 8) der unmittelbar vorhergehenden Intervalle größer oder gleich VFDI sind. Wenn eine vorgegebene Anzahl (z. B. 8) größer oder gleich VFDI ist, wird eine Tachykardie erfaßt, anderenfalls ein Ventrikelflimmern festgestellt. Wenn die Vorrichtung des weiteren so programmiert ist, daß das Auftreten einer schnellen Ventrikel- Tachykardie identifiziert wird, stellt die Erfassung eines Ventrikelflimmerns oder einer Tachykardie mit dem obigen Verfahren eine vorläufige Erfassung dar, die wie beschrieben modifiziert werden kann.
Außerdem ist bei dem Modell 7219 PCD ein Verfahren zun Unterscheiden einer schnellen Ventrikeltachykardie von sowohl einem Ventrikelflimmern als auch einer langsamen Ventrikeltachykardie vorgesehen. In Verbindung mit der Erfassung einer schnellen Ventrikeltachykardie stellt der Arzt fest, ob die Erfassung der schnellen Ventrikeltachykardie nach einer vorläufigen Diagnose einer Ventrikeltachykardie, nach der vorläufigen Diagnose eines Ventrikelflimmems oder weder noch erfolgte. Wenn die Erfassung einer schnellen Ventrikeltachykardie freigegeben ist und dann die vorläufige Erfassung einer Ventrikeltachykardie oder eines Ventrikelflimmems erfolgt, werden die unmittelbar vorhergehend gemessenen Intervalle untersucht, um festzustellen, ob die verläufige Erfassung eines Flimmerns oder einer Tachykardie bestätigt oder abgeändert werden soll, um die Erfassung einer schnellen Ventrikeltachykardie anzuzeigen.
Wenn nach der vorläufigen Erfassung einer Ventrikeltachykardie die Erfassung einer schnellen Ventrikeltachykardie freigegeben ist, wird ein Wert VFTDImax festgelegt, der größer oder gleich VFDI ist. Wenn nach der vorläufigen Erfassung eines Ventrikelflimmerns die Erfassung einer schnellen Ventrikeltachykardie freigegeben wird, wird ein Wert VFTDImin festgelegt, der kleiner oder gleich VFDI ist. Wenn vorläufig eine Ventrikeltachykardie festgestellt wird, dienen Intervalle, die kleiner sind als VFDImax, zur Anzeige einer schnellen Ventrikeltachykardie. Wenn vorläufig ein Ventrikelflimmern erfaßt wurde, dienen Intervalle, die größer oder gleich VFTDImin sind, als Anzeige für eine schnelle Ventrikeltachykardie.
Wenn vorläufig ein Flimmern festgestellt wurde, kann die Vorrichtung fordern, daß wenigstens 7 oder alle 8 der vorhergehenden 8 Intervalle in den Intervallbereich (größer oder gleich VFTDImin) für eine schnelle Ventrikel-Tachykardie fallen, um eine schnelle Ventrikel-Tachykardie zu erfassen. Anderenfalls wird die vorläufige Feststellung eines Ventrikelflimmerns bestätigt. Wenn vorläufig eine Ventrikel-Tachykardie festgestellt wurde, kann die Vorrichtung nur fordern, daß wenigstens 1 oder 2 der vorhergehenden 8 Intervalle in den Intervallbereich (kleiner als VFTDImax) für eine schnelle Ventrikel- Tachykardie fallen, um eine schnelle Ventrikel-Tachykardie zu erfassen. Anderenfalls wird die vorläufige Feststellung einer (langsamen) Ventrikel-Tachykardie bestätigt.
In der beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht die gesamte Arrhythmie-Erfassungsmethodologie des Modells 7219 PCD enthalten, da die oben beschriebenen Kriterien zum Erfassen einer schnellen Ventrikel-Tachykardie nicht angewendet werden, sondern die Kriterien zum Erfassen einer Ventrikel-Tachykardie und eines Ventrikelflimmerns als die beiden Regeln mit niedrigster Priorität zum Auslösen der Abgabe von ventrikularen Antitachyarrhythmietherapien verwendet werden. Falls ge wünscht, können jedoch die oben beschriebenen Erkennungskriterien für eine schnelle Tachykardie hinzugefügt werden, wobei dann die Kriterien zum Erfassen eines Ventrikelflimmerns, einer schnellen Ventrikel-Tachykardie und einer Ventrikel-Tachykardie nach dieser Methodologie die drei Regeln niedrigster Priorität für die Erfassung einer Ventrikel- Tachyarrhythmie darstellen.
Das von der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendete Arrhythmie-Erfassungs- und -Klassifizierungsschema umfaßt auch eine Messung der Variabilität des R-R-Intervalls, wie es im US-Patent Nr. 5 330 508, ausgegeben an Gunderson, beschrieben ist. Die Variabilität des R-R-Intervalls wird vom Prozessor durch Einsortieren der letzten 12 bis 18 gemessenen R-R-Intervalle in Fächer im RAM gemessen, wobei jedes Fach eine Breite von 10 ms über den Bereich von 240 ms bis 2019 ms umfaßt. Die Summe (RR-Modussumme) der Anzahl von Intervallen in den beiden Fächern, die jeweils die höchste Anzahl von Intervallen enthalten, wird berechnet und mit vorgegebenen Schwellenwerten verglichen. Je höher der Wert von RR-Modussumme ist, um so kleiner ist die Variabilität der R-R-Intervalle, und es ist um so wahrscheinlicher, daß der Rhythmus eine monomorphe Ventrikel-Tachykardie ist. Die RR-Modussumme wird mit verschiedenen Schwellenwerten in den Klauseln der Regeln zum Erfassen einer Ventrikel-Tachykardie, einer Ventrikel-Tachykardie bei Vorhandensein einer supraventrikularen Tachykardie, eines atrialen Flimmerns oder Flatterns und einer AV-Knoten-Rückeintritt-Tachykardie verglichen. Im RAM ist auch ein Puffer für 18 gemessene Intervalle vorgesehen. Kürzere Intervalle als 240 ms erscheinen nicht in den Fächern, werden jedoch in den Puffer geladen. Bei einer Erfassungsinitialisierung oder einem Einschaltreset wird der Puffer gelöscht, danach werden die Intervalle in den Puffer eingegeben. Wenn im Puffer weniger als 12 Intervalle sind, gilt der Wert von RR-Modussumme als "unbekannt". Wenn im Puffer 12 oder mehr Intervalle sind, ist RR-Modussumme gleich dem Bruchteil, der durch die Anzahl von im Puffer gespeicherten Intervallen für die beiden Fächer mit der größten Anzahl von Intervallen, geteilt durch die Anzahl von Intervallen im Puffer. Wenn zum Beispiel die RR- Modussummenschwelle auf 0,85 eingestellt ist, liegen RR-Modussummen von 9/12, 12/16, 14/18 usw. über der Schwelle.
In Verbindung mit der Wirkungsweise der Regeln, die dafür vorgesehen sind, das wahrscheinliche Auftreten einer ventrikularen oder supraventrikularen Tachykardie festzustellen, verfolgt der Mikroprozessor auch die Anzahl an R-R-Intervallen in der vorhergehenden Folge von R-R-Intervallen, die wahrscheinlich erfaßte atriale Ereignisse enthalten, die von Weitfeld-R-Wellen ausgelöst werden. Wenn ein R-R-Intervall bestimmt wird, das wahrscheinlich eine Weitfeld-R-Welle enthält, ist für dieses R-R-Intervall das Weitfeld-R-Wellen-Kriterium erfüllt. Der Mikroprozessor stellt mit der folgenden Methode fest, daß ein Ereignis, das im Atrium erfaßt wird, wahrscheinlich eine Weitfeld-R-Welle ist.
Der Mikroprozessor unterhält im RAM einen Weit-RP-Puffer, der die acht letzten R-P-Intervalle enthält, die kürzer sind als 160 ms, und einen Weit-PR-Puffer, der die acht letzten P-R-Intervalle enthält, die kürzer sind als 60 ms. In Reaktion auf das Auftreten von R-R-Intervallen mit einem P-Zählwert gleich 2 werden die R-P- und P-R- Intervalle für das R-R-Intervall mit festen Schwellen verglichen. Zum Beispiel kann der Prozessor prüfen, ob das P-R-Intervall kleiner oder gleich 60 Millisekunden ist oder ob das R-P-Intervall kleiner oder gleich 160 Millisekunden ist. Man sollte daran denken, daß in Verbindung mit einem R-R-Intervall mit einem P-Zählwert von 2 das R-P-Intervall zwischen dem Ventrikelereignis, das das R-R-Intervall einleitet, und dem ersten auftretenen atrialen Ereignis gemessen wird und das P-R-Intervall zwischen dem zweiten auftretenden atrialen Ereignis und dem Ventrikelereignis, das das R-R-Intervall beendet.
Wenn das P-R-Intervall kleiner oder gleich 60 Millisekunden ist, subtrahiert der Prozessor das kürzeste P-R-Intervall (PRmin) im Weit-PR-Puffer vom längsten (PRmax). Wenn der Wert der Differenz kleiner oder gleich 30 Millisekunden ist, vergleicht der Prozessor das P-P-Intervall zwischen den beiden atrialen Ereignissen im betrachteten R-R-Intervall mit dem P-P-Intervall, das das erste atriale Ereignis im betrachteten R-R- Intervall vom letzten atrialen Ereignis im vorhergehenden R-R-Intervall trennt. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Werten größer oder gleich 30 Millisekunden ist, subtrahiert der Prozessor das gegenwärtige P-R-Intervall vom Mittelwert (PRave) der P-R- Intervalle im Puffer. Wenn der Absolutwert der Differenz kleiner ist als ein festgelegter Weit-R-Stabilitätswert, z. B. 20 ms, enthält das betrachtete R-R-Intervall wahrscheinlich eine Weitfeld-R-Welle, und das Weitfeld-R-Wellen-Kriterium ist erfüllt.
Gleichermaßen subtrahiert, wenn das gemessene R-P-Intervall im fraglichen R- R-Intervall kleiner oder gleich 160 Millisekunden ist, der Prozessor die kürzeste (RPmin) der acht R-P-Intervalle im Weit-RP-Puffer vom längsten (RPmax) R-P-Intervall im Puffer. Wenn die Differenz · kleiner oder gleich 50 ms ist, vergleicht der Prozessor das P-P- Intervall im fraglichen R-R-Intervall mit dem P-P-Intervall, das das letzte atriale Ereignis im vorhergehenden R-R-Intervall vom ersten atrialen Ereignis im fraglichen R-R-Intervall trennt. Wenn wie oben angegeben der Unterschied zwischen den beiden P-P-Intervallen größer oder gleich 30 Millisekunden ist, subtrahiert der Prozessor das gegenwärtige R-P- Intervall vom Mittelwert (RPave) der R-P-Intervalle im Puffer. Wenn der Absolutwert der Differenz kleiner ist als der Weit-R-Stabilitätswert, enthält das betrachtete R-R-Intervall wahrscheinlich eine Weitfeld-R-Welle, und das Weitfeld-R-Wellen-Kriterium ist erfüllt.
Der Prozessor verfolgt die Anzahl von R-R-Intervallen in einer vorhergehenden Folge von Intervallen (z. B. 12 Intervalle), die wahrscheinlich eine Weitfeld-R-Welle enthalten. Diese Anzahl (Weit-R-Zählwert) wird mit einem Schwellenwert (Weit-R- Schwellenwert, z. B. 10) verglichen, um festzustellen, ob es wahrscheinlich ist, daß ein Herzrhythmus, der scheinbar eine hohe atriale Rate aufweist, nicht tatsächlich das Ergebnis der Erfassung einer Weitfeld-R-Welle ist.
Fig. 10 zeigt die grundlegende Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Reaktion auf das Auftreten von atrialen und ventrikularen Ereignissen. In Reaktion auf ein atriales oder ventrikulares Ereignis bei 100 wird die Art des Ereignisses gespeichert und auch eine Anzahl der oben angegebenen Zählerstände und Werte aktualisiert. Insbesondere speichert der Prozessor in Reaktion auf ein atriales oder ventrikulares Ereignis Informationen über den P-Zählerstand, d. h. die Anzahl von atrialen Ereignissen, die seit dem letzten ventrikularen Ereignis aufgenommen wurden, und einen R-Zählerstand, d. h. den Zählerstand über die Anzahl von ventrikularen Ereignissen, die seit dem letzten atrialen Ereignis aufgenommen wurden, sowie, falls erforderlich die R-R-, R-P-, P-P und P-R- Intervalle. Der Prozessor unterhält im RAM dazu Puffer, in denen die folgenden Informationen gespeichert werden: Die 12 letzten P-P-Intervalle, die 12 letzten R-R-Intervalle, die 8 unmittelbar vorhergehenden R-P-Intervalle, die 8 letzten P-R-Intervallwerte und die Zeitpunkte des Auftretens von atrialen und ventrikularen Ereignissen über die vorhergehenden 12 R-R-Intervalle, die in Verbindung mit der Erfassung von Weitfeld-R-Wellen verwendet werden, wie es oben angegeben ist. Zusätzlich unterhält der Prozessor auch einen Pufferspeicher für die Fachindizes für die vorhergehenden 18 R-R-Intervalle, wie es oben in Verbindung mit der Berechnung des Wertes der RR-Modussumme angegeben ist, und einen Puffer, der die Anzahl von R-R-Intervallen über die vorhergehende Folge einer programmierbaren Anzahl von R-R-Intervallen enthält, deren Dauer kürzer ist als FDI, wie es oben in Verbindung mit dem Erfassungskriterium beschrieben ist, das von der Vorrichtung Modell 7219 PCD übernommen wird.
Bei 102 aktualisiert der Prozessor alle Zeiten auf der Basis von Merkmalen, die mit dem Auftreten von atrialen und ventrikularen Ereignissen verbunden sind, und führt alle Berechnungen aus, die zum Aktualisieren der oben angegeben Puffer erforderlich sind, sowie die Berechnungen aller Werte auf Zeitbasis für das obige Erfassungskriterium des Modells 7219, einschließlich der Aktualisierung der Werte von VTEC, VFEC, der Einsetz- und Stabilitätszähler und der Aktualisierung des Wertes von RR-Modussumme, der Be rechnung des Mittelwertes der 12 vorher gespeicherten R-R-Intervalldauern, der Berechnung des Mittelwertes der gespeicherten vorherigen 12 P-P-Intervalle und der R-R- Intervalle, soweit erforderlich, und im Falle eines ventrikularen Ereignisses aktualisiert er den Schlagcode für das R-R-Intervall, das mit dem ventrikularen Ereignis endet.
Zusätzlich zu diesen Funktionen berechnet der Prozessor bei 103 in Reaktion auf das Auftreten eines ventrikularen Ereignisses den entsprechenden Mustercode, wie es oben angegeben ist, der zu dem R-R-Intervall gehört, das mit dem ventrikularen Ereignis endet, und aktualisiert bei 104 die Zähler der kontinuierlichen Erkennungsmaschine, wie es oben angegeben ist, und die anderen Diagnosekriterien, die im folgenden in Verbindung mit den verschiedenen Regeln beschrieben sind. Der Prozessor hat dann im RAM alle Informationen gespeichert, die erforderlich sind, um den hierarchischen Satz von Regeln anzuwenden, die dazu verwendet werden, die jeweilige Art des vorliegenden Rhythmusses zu identifizieren.
Bei 105, 106 und 107 bestimmt der Prozessor, von welchen der verschiedenen verfügbaren Regeln jeweils alle Klauseln erfüllt sind. Wie oben angegeben, können alle Klauseln von einer, von mehr als einer, oder von keiner Regel erfüllt sein. Wenn mehr als eine Regel wahr ist oder "auslöst", wird bei 108 die Regel mit der höchsten Priorität ausgewählt, was bei 109 zu einer Rhythmusklassifikation führt, die dieser Regel entspricht. In Reaktion auf die Klassifikation des Rhythmusses gibt die Vorrichtung in Abhängigkeit vom identifizierten Rhythmus eine Therapie ab oder verhindert die Abgabe einer Therapie. Wenn überhaupt keine Regel identifiziert wird, hält die Vorrichtung Antitachykardietherapien zurück. Wenn die Vorrichtung darauf programmiert ist, ein Bradykardie-Unterstützungs-Schrittmachen durchzuführen, fährt sie damit fort. Wenn nicht, fährt die Vorrichtung einfach damit fort, den Herzrhythmnus zu überwachen, bis eine oder mehrere Regeln auslöst bzw. auslösen.
Im Zusammenhang mit der hier beschriebenen, besonderen Ausführungsform sind mit dem Satz von Regeln mehrere Rhythmusklassifikationen möglich. Diese umfassen ein Ventrikelflimmern, eine Ventrikel-Tachykardie, eine gleichzeitige ventrikulare und supraventrikulare Tachykardie, ein Ventrikelflimmern mit einer supraventrikularen Tachykardie, ein atriales Flimmern oder Flattern, eine Sinus-Tachykardie, eine AV-Knoten- Wiedereintritts-Tachykardie, einen normalen Sinusrhythmus und "nicht klassifizierte" Rhythmen, wenn keine Regeln "auslösen".
In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wendet die Vorrichtung vorzugsweise 12 separate Regeln an, um die obigen Rhytmen zu identifizieren. Diese Regeln sind in der Reihenfolge ihrer Priorität:
1. VF + SVT-Regel
2. VT + SVT-Regel
3. A-Flatter-Regel
4. A-Flimmern-Regel
5. ST-Regel
6. AVNRT-Regel
7. NSR-Regel
8. VT*-Regel
9. VF-Regel-7219
10. VT-Regel-7219
11. Fortgesetzte AF-Regel
12. Fortgesetzte AT-Regel.
Von diesen Regeln verhindern die A-Flatter-Regel, die A-Flimmern-Regel, die ST-Regel, die AVNRT-Regel und die NSR-Regel jeweils die Abgabe einer ventrikularen Antitachyarrhythmietherapie. Die VF + SVT-Regel, die VT + SVT-Regel, die VT*-Regel, die VF-Regel - 7219 und die VT-Regel - 7219 lösen jeweils die Abgabe von ventrikularen Antitachyarrhythmietherapien aus. Die Fortgesetzte AF-Regel und die Fortgesetzte AT- Regel lösen die Abgabe von atrialen Antitachyarrhythmietherapien aus. Als solches ist die hierarchische Struktur der Regelbasis so aufgebaut, daß die fünf Regeln niedrigster Priorität eine Therapie auslösen. Darüber stehen fünf Regeln mittlerer Priorität, die die Abgabe einer Antitachyarrhythmietherapie unterdrücken, über denen wiederum zwei Regeln hoher Priorität stehen, die die Abgabe einer Antitachykardietherapie auslösen. Es wird angenommen, daß diese hierarchische Regelstruktur im Zusammenhang mit automatisierten Geräten zum Auslösen der Abgabe von Antitachykardietherapien einmalig ist.
Die Fig. 11 zeigt die Priorität der einzelnen Regeln in der Form eines Flußdiagramms. In Reaktion auf das Auftreten einer R-Welle wird bei 600 jede Regel vom Prozessor in der Reihenfolge der oben angegebenen Priorititäten überprüft, bis eine erfüllt ist. Wenn die erste erfüllte Regel die VF + SVT-Regel oder die VT + SVT-Regel bei 602 oder 604 ist, wird bei 628 oder 630 eine VF-Therapie oder eine VT-Therapie abgegeben und die Abgabe von atrialen Antiarrhythmietherapien verhindert. Wenn eine der Regeln bei 606, 608, 610, 612 oder 614 erfüllt ist, die eine Behandlung von ventrikularen Tachyarrhythmien verhindert, prüft der Prozessor, ob die Fortgesetzte AF-Regel oder die Fortgesetzte AT- Regel bei 622 oder 624 erfüllt ist. Wenn eine dieser Regeln erfüllt ist, wird bei 632 oder 634 eine AF-Therapie oder AT-Therapie abgegeben. Wenn keine der mit ventrikularen Therapien belegten Regeln erfüllt ist, prüft der Prozessor, ob die Regeln bei 616, 618 oder 620 erfüllt sind, und wenn ja, löst er bei 628 oder 630 die Abgabe einer VF- oder VT- Therapie aus und verhindert die Abgabe einer AF- oder AT-Therapie. Gleichermaßen stellt der Prozessor fest, ob die Fortgesetzte AF-Regel oder die Fortgesetzte AT-Regel bei 622 und 624 die erste erfüllte Regel ist, und wenn ja, löst er die Abgabe der geeigneten Therapie bei 620 oder 630 aus, wenn keine der Regeln erfüllt ist, die eine ventrikulare Antitachyarrhythmietherapie verhindert oder auslöst. Die Regeln und ihre einzelnen Klauseln werden zur Erläuterung der Beziehung der verschiedenen Kriterien auf Zeit- und Musterbasis genauer im folgenden beschrieben.

1. VF + SVT-Regel

Die VF + SVT-Regel ist die Regel mit der höchsten Priorität, die von der Vorrichtung angewendet wird, sie erfaßt das gleichzeitige Vorhandensein von VF und SVT. Wenn sie erfüllt ist, löst sie die Abgabe der nächsten vorgesehenen Ventrikelflimmertherapie aus, in der Regel einen Defibrillationsimpuls hoher Spannung. Diese Regel umfaßt fünf Klauseln und wird als wahr angesehen oder "löst aus", wenn alle fünf Klauseln erfüllt sind. Die erste Klausel erfordert, daß die Erfassung eines Ventrikelflimmerns auf Ein programmiert ist und daß eine der Regeln 3-7 für die Verhinderung der Abgabe von ventrikularen Antitachyarrhythmietherapien ebenfalls auf Ein programmiert ist und daß VFEC größer oder gleich VFNID ist, wie es oben in Verbindung mit dem VF-Erfassungkriterium für das Modell 7219 beschrieben wurde. Die zweite Klausel erfordert, daß der Mittelwert für die vorhergehenden 12 R-R-Intervalle (RR-Mittelwert) kleiner ist als eine vorgegebene minimale Zykluslänge. Diese minimale Zykluslänge kann VTDI sein, wenn die VT- Erfassung auf Ein programmiert ist, oder VFDI, wenn die VT-Erfassung auf Aus Programmiert ist, oder ein Intervall, das vom Arzt separat einprogrammiert werden kann oder das in der Vorrichtung als fester Wert vorgegeben ist. Die dritte Klausel erfordert, daß der Mittelwert für die vorhergehenden 12 R-R-Intervalle größer ist als eine vorgegebene SVT- Minimalzykluslänge. Diese SVT-Minimalzykluslänge muß kleiner sein als VTDI, wenn die VT-Erfassung auf Ein programmiert ist, und größer als VFDI, wenn die VT-Erfassung auf Aus programmiert ist, und kann ein Intervall sein, das vom Arzt in Verbindung mit dem Einprogammieren von VTDI und VFDI separat vorgegeben wird.
Die vierte Klausel wendet ein AF*-Nachweis-Zählkriterium an, das das Vorhandensein eines atrialen Flimmerns anhand eines vom Prozessor durchgeführten Auf-Ab- Zählalgorithmusses, der einen AF*-Nachweiszähler auf der Basis von Informationen über atriale und ventrikulare Muster erhöht oder erniedrigt, anzeigt oder nicht anzeigt. Das AF*- Nachweis-Zählkriterium ist erfüllt, wenn der AF*-Nachweiszählwert größer oder gleich einem vorgebenen AF*-Zielschwellwert ist, z. B. 6. Wenn das AF/AT-Nachweis-Zählkriterium einmal erfüllt ist, bleibt es erfüllt, solange der AF*-Nachweis-Zählwert größer oder gleich einem vorgegebenen AF*-Zielhystereseschwellwert ist, z. B. 5. Die vierte Klausel ist erfüllt, solange das AF*-Zählkriterium erfüllt ist.
Der AF*-Nachweiszählwert wird wie folgt hoch und runtergezählt. Wenn die Anzahl von atrialen Ereignissen oder der P-Zählwert im laufenden R-R-Intervall gleich 1 ist und der laufende Schlagcode der gleiche wie der vorhergehenden Schlagcode, wird der AF*-Nachweiszählwert um 1 herabgesetzt, bis herunter zu einem Minimum von 0. Wenn die Anzahl von atrialen Ereignissen gleich 1 ist, die Schlagcodes jedoch unterschiedlich sind, bleibt der AF*-Nachweiszählwert unverändert. Wenn die Anzahl von atrialen Ereignissen im laufenden R-R-Intervall größer als 2 ist, wird der AF*-Nachweiszählwert um 1 erhöht, bis hoch zu einem AF*-Zielmaximalwert von z. B. 10. Wenn die Anzahl von atrialen Ereignissen im laufenden R-R-Intervall gleich 2 ist und der laufende Schlagcode und der vorherige Schlagcode gleich sind und das obige Weitfeld-R-Wellenkriterium für das vorherige R-R-Intervall erfüllt ist, bleibt der AF*-Nachweiszählwert unverändert. Anderenfalls wird der AF*-Nachweiszählwert um 1 erhöht, bis hoch zum AF* -Zielmaximalwert.
Die fünfte und letzte Klausel der Regel wendet ein AV-Dissoziationszählkriterium an, das vom Prozessor ausgeführt wird, der einen AV-Dissoziationszählwert festlegt, der gleich der Anzahl einer vorhergehenden Folge von R-R-Intervallen ist, z. B. 8 R-R-Intervalle, die ein AV-Dissoziationskriterium erfüllen. Das AV-Dissoziationskriterium ist erfüllt, wenn sich im laufenden R-R-Intervall keine atrialen erfaßten oder Schrittmacherereignisse befinden oder der Absolutwert des Unterschieds zwischen dem laufen P-R-Intervall und dem Mittelwert der vorigen 8 P-R-Intervalle größer ist als 40 ms. Das AV-Dissoziationszählkriterium ist erfüllt, wenn der AV-Dissoziationszählwert größer oder gleich einem definierten AV-Dissoziationsschwellenwert ist, z. B. 4. Wenn das AV- Dissoziationszählkriterium ist erfüllt ist, ist die fünfte Klausel erfüllt.
Wenn alle diese Klauseln erfüllt sind, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst" die Abgabe der nächsten vorgesehenen Ventrikelflimmertherapie aus. Das Auslösen der VF + SVT-Regel geht allen anderen Regeln vor.

2. VT + SVT-Regel

Die Regel mit zweithöchsten Priorität ist dafür vorgesehen, das gleichzeitige Auftreten einer ventrikularen Tachykardie und einer supraventrikularen Tachykardie zu identifizieren. Diese Regel enthält sechs Klauseln, die alle erfüllt sein müssen, damit die Regel als wahr betrachtet wird oder "auslöst". Die erste Klausel erfordert, daß die Erfassung einer ventrikularen Tachykardie freigegeben ist und daß der Wert von VTEC größer oder gleich VTNID ist (wie es oben in Verbindung mit dem Erfassungskriterium des Modells 7219 erläutert wurde). Die zweite Klausel erfordert, daß das obige AF* -Nachweiszählkriterium erfüllt ist. Die dritte Klausel erfordert, daß das obige AV-Dissoziationszählkriterium erfüllt ist. Die vierte Klausel erfordert, der der R-R-Mittelwert kleiner ist als VDTI. Die fünfte Klausel erfordert, daß der R-R-Mittelwert größer ist als die obige SVT- Minimalzykluslänge. Die sechste und letzte Klausel erfordert, daß die obige RR-Modussumme entweder unbekannt oder größer als ein definierter VT-Plus-RR-Modussummen- Schwellenwert ist, z. B. 0,75 der vorhergehenden 12-18 R-R-Intervalle.
Wenn alle diese Klauseln erfüllt sind, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst" die Abgabe der nächsten vorhergesehenen ventrikularen Tachykardietherapie aus. Das Auslösen der VT + SVT-Regel geht allen anderen Regeln vor, ausgenommen die obige VF + SVT-Regel.

SVT-Zurückweisungsregeln

Die SVT-Zurückweisungsregeln 3-7 können nicht angewendet werden, wenn nicht die VT-Erfassung auf Ein programmiert ist und wenigstens genug Intervalle seit der Initialisierung der Erfassung vorliegen, um den RR-Puffer zu füllen, z. B. 12, und der RR- Mittelwert größer ist als die SVT-Minimalzykluslänge. Die Regel umfassen auch die folgenden Sätze von zusätzlichen Klauseln.

3. A-Flattern-Regel

Da es wichtig ist, schnelle ventrikulare Rhythmen aufgrund eines atrialen Flimmerns oder Flatterns von Tachykardien ventrikularen Ursprungs zu unterscheiden, sind zur Identifikation des möglichen Auftretens eines atrialen Flimmerns oder Flatterns (oder einer anderen atrialen Tachykardie) zwei separate Regeln vorgesehen. Die erste dieser beiden Regeln umfaßt zwei Klauseln, die erfüllt sein müssen, damit die Regel erfüllt ist. Die erste Klausel erfordert, daß der Wert von CRMAL größer oder gleich der entsprechenden Erkennungsschwelle ist, z. B. 6. Die zweite Klausel erfordert, daß das Weitfeld-R- Wellenzählkriterium erfüllt ist. Das Weitfeld-R-Wellenzählkriterium ist erfüllt, wenn der Weitfeld-R-Wellenzählwert kleiner ist als ein definierter Weitfeld-R-Wellenzählschwellenwert, z. B. 10 der vorherigen 12 R-R-Intervalle. Wenn beide Klauseln erfüllt sind, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst aus". Wenn dies die auslösende Regel höchster Priorität ist, wird die Abgabe einer ventrikularen Antitachyarrhythmietherapie verhindert, auch wenn Regeln niedrigerer Priorität für eine ventrikulare Tachykardie oder ein Ventrikelflimmern erfüllt sind, während die Regel zutrifft.
Die A-Flattern-Regel ist eine "haltende" Regel, das heißt wenn sie erfüllt ist, bleibt sie erfüllt, bis ihre Klauseln über eine Folge von R-R-Intervallen nicht mehr erfüllt sind. Der Prozessor stellt dies durch Einstellen des zugehörigen AF-Zurückweisungs- Haftwertes auf einen vorgegebenen Wert von z. B. 6 beim Erfüllen der Regel fest. Für jedes R-R-Intervall, bei dem entweder die erste oder die zweite Klausel nicht zutrifft, wird der Haftzählwert um 1 bis zu einem Minimum von 0 verringert. Die Regel bleibt solange erfüllt, als der Haftzählwert über 0 liegt.

4. A-Flimmern-Regel

Die zweite Regel für das Erfassen des Auftretens eines atrialen Flimmerns oder Flatterns (oder einer anderen atrialen Tachykardie) umfaßt vier Klauseln, die erfüllt sein müssen. Die erste Klausel erfordert, daß das obige Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist. Die zweite Klausel erfordert, daß der Mittelwert des P-P-Intervalls über die vorigen 12 R-R-Intervalle bekannt und kleiner als ein vorgebener Wert von z. B. 87,5% des entsprechenden RR-Mittelwertes über die vorigen 12 Intervalle ist. Die dritte Klausel erfordert, daß das obige AF*-Nachweiszählkriterium erfüllt ist. Die vierte Klausel erfordert, daß die RR-Modussumme kleiner oder gleich einer definierten AF-Modussummenschwelle ist, z. B. 0,5 der vorigen 12-18 Intervalle. Wenn alle vier Klauseln der Regel erfüllt sind, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst aus". Wenn diese Regel die auslösende Regel mit der höchsten Priorität ist, wird die Abgabe von ventrikularen Antiachyarrhythmietherapien verhindert.
Die A-Flimmern-Regel ist eine "haltende" Regel, das heißt wenn sie erfüllt ist, bleibt sie erfüllt, bis ihre Klauseln über eine Folge von R-R-Intervallen nicht mehr erfüllt sind. Der Prozessor stellt dies durch Einstellen des zugehörigen AFib-Zurückweisungs- Haftwertes auf einen vorgegebenen Wert von z. B. 6 beim Erfüllen der Regel fest. Für jedes R-R-Intervall, bei dem eine der vier Klauseln nicht zutrifft, wird der Haftzählwert um 1 bis zu einem Minimum von 0 verringert. Die Regel bleibt solange erfüllt, als der Haftzähhlwert über 0 liegt. Der Haftzählwert wird bei der Initialisierung der Erfassung und immer dann, wenn eine SVT-Zurückweisungsregel höherer Priorität erfüllt ist, auf 0 zurückgesetzt.

5. ST-Regel

Diese Regel ist auf die Erkennung einer Sinus-Tachykardie gerichtet, sie umfaßt drei Klauseln, von denen entweder die erste Klausel oder die zweite und dritte Klausel erfüllt sein muß bzw. müssen, damit die Regel auslöst. Die Klausel erfordert, daß CRMedST über der entsprechenden Erkennungsschwelle von z. B. 6 liegt. Wenn diese Klausel erfüllt ist, löst die Regel aus. Die zweite Klausel erfordert, daß das obige Weitfeld- Zählkriterium erfüllt ist, und die dritte Klausel erfordert, daß CRMedSTFR über der entsprechenden Erkennungsschwelle von z. B. 6 liegt. Wenn die zweite und dritte Klausel erfüllt sind, löst die Regel aus. Wenn die ST-Regel die auslösende Regel mit der höchsten Priorität ist, wird die Abgabe von Antitachykardietherapien verhindert.
Die ST-Regel ist eine "haltende" Regel, das heißt wenn sie erfüllt ist, bleibt sie erfüllt, bis ihre Klauseln über eine Folge von R-R-Intervallen nicht mehr erfüllt sind. Der Prozessor stellt dies durch Einstellen des zugehörigen Sinus-Zurückweisungs-Haftwertes auf einen vorgegebenen Wert von z. B. 6 beim Erfüllen der Regel fest. Für jedes R-R- Intervall, bei dem entweder die erste Klausel nicht zutrifft oder eine oder beide der zweiten und dritten Klauseln nicht zutrifft, wird der Haftzählwert um 1 bis zu einem Minimum von 0 verringert. Die Regel bleibt solange erfüllt, als der Haftzählwert über 0 liegt. Der Haftzählwert wird bei der Initialisierung der Erfassung und immer dann, wenn eine SVT- Zurückweisungsregel höherer Priorität erfüllt ist, auf 0 zurückgesetzt.

6. AVNRT-Regel

Diese Regel ist auf die Erfassung einer AV-Knoten-Wiedereintritts-Tachykardie gerichtet. Die Regel umfaßt zwei Klauseln, von denen jede erfüllt sein muß, damit die Regel auslöst. Die erste Klausel erfordert, daß CRMAVNRT über dem entsprechenden Schwellenwert von z. B. 6 liegt. Die zweite Regel erfordert, daß RR-Modussumme größer oder gleich einer definierten AVNRT-Modussummenschwelle ist, z. B. 0,25 der vorigen 12 -18 R-R-Intervalle. Wenn beide Klauseln erfüllt sind, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst aus". Wenn es die auslösende Regel mit der höchsten Priorität ist, verhindert sie die Abgabe von ventrikularen Antitachykardietherapien.
Die AVNRT-Regel ist eine "haltende" Regel, das heißt wenn sie erfüllt ist, bleibt sie erfüllt, bis ihre Klauseln über eine Folge von R-R-Intervallen nicht mehr erfüllt sind. Der Prozessor stellt dies durch Einstellen des zugehörigen AVNRT-Haftwertes auf einen vorgegebenen Wert von z. B. 6 beim Erfüllen der Regel fest. Für jedes R-R-Intervall, bei dem entweder die erste oder die zweite Klausel nicht zutrifft, wird der Haftzählwert um 1 bis zu einem Minimum von 0 verringert. Die Regel bleibt solange erfüllt, als der Haft zähhlwert über 0 liegt. Der Haftzählwert wird bei der Initialisierung der Erfassung und immer dann, wenn eine SVT-Zurückweisungsregel höherer Priorität erfüllt ist, auf 0 zurückgesetzt.

7. NSR-Regel

Diese Regel ist auf die Erfassung eines normalen Sinusrhythmusses gerichtet, sie umfaßt drei Klauseln, von denen entweder die erste Klausel erfüllt sein muß oder die zweite und dritte Klausel erfüllt sein müssen, damit die Regel auslöst. Die Klausel erfordert, daß CRMedST über der entsprechenden Erkennungsschwelle von z. B. 6 liegt. Wenn diese Klausel erfüllt ist, löst die Regel aus. Die zweite Klausel erfordert, daß das obige Weitfeld-Zählkriterium erfüllt ist. Die dritte Klausel erfordert, daß CRMedSTFR über der entsprechenden Erkennungsschwelle von z. B. 6 liegt. Wenn die zweite und dritte Klausel erfüllt sind, löst die Regel aus. Wenn die ST-Regel die auslösende Regel mit der höchsten Priorität ist, wird die Abgabe von Antitachykardietherapien verhindert.
Die ST-Regel ist eine "haltende" Regel, das heißt wenn sie erfüllt ist, bleibt sie erfüllt, bis ihre Klauseln über eine Folge von R-R-Intervallen nicht mehr erfüllt sind. Der Prozessor stellt dies durch Einstellen des zugehörigen Sinus-Zurückweisungs-Haftwertes auf einen vorgegebenen Wert von z. B. 6 beim Erfüllen der Regel fest. Für jedes R-R- Intervall, bei dem entweder die erste Klausel nicht erfüllt ist oder sowohl die zweite als auch die dritte Klausel nicht zutrifft, wird der Haftzählwert um 1 bis zu einem Minimum von 0 verringert. Die Regel bleibt solange erfüllt, als der Haftzählwert über 0 liegt. Der Haftzählwert wird bei der Initialisierung der Erfassung und immer dann, wenn eine SVT- Zurückweisungsregel höherer Priorität erfüllt ist, auf 0 zurückgesetzt.
Die nächsten drei Regeln sind Erfassungsregeln für ein Ventrikelflimmern und eine Ventrikel-Tachykardie, die die Abgabe von ventrikularen Antitachyarrhythmietherapien auslösen.

8. VT*-Regel

Die VT*-Regel unterscheidet eine schnelle VT mit regelmäßiger Zykluslänge von VF. Die Regel umfaßt drei Klauseln, die erfüllt sein müssen, damit die Regel als zutreffend betrachtet wird. Die erste Klausel erfordert lediglich, daß die VF-Erfassung und die VT-Erfassung freigegeben sind und daß die VF-Erfassungskriterien des Modells 7219 erfüllt sind, d. h. VFEC größer oder gleich VFNID ist. Die zweite Klausel erfordert, daß der RR-Mittelwert größer oder gleich der obigen schnellen VT-Minimalzykluslänge ist. Die dritte Klausel erfordert, daß das VT*-RR-Modussummenkriterium erfüllt ist. Das VT*- RR-Modussummenkriterium ist erfüllt, wenn die RR-Modussumme entweder unbekannt oder größer oder gleich einer definierten schnellen VT-Modusummenschwelle von z. B. 0,75 der vorigen 12-18 R-R-Intervalle ist.

9. VF-Regel - 7219

Diese Regel entspricht dem Erfassungskriterium für ein Ventrikelflimmern, wie es oben in Verbindung mit der Beschreibung des Geräts Modell 7219 angegeben wurde. Wenn mit diesen Kriterien ein VF festgestellt wird, wird die Regel als wahr betrachtet und "löst aus", wenn sie die höchste auslösende Regel ist, sie löst die Abgabe der nächsten vorgesehenen Therapie für ein Ventrikelflimmern aus.

10. VT-Regel - 7219

Diese Regel umfaßt alle Erfassungskriterien für eine Ventrikel-Tachykardie des Geräts Modell 7219 mit einer Nichtfreigabe der Erfassung einer schnellen Ventrikel- Tachykardie. Wenn diese Regel die höchste auslösende Regel ist, löst sie die Abgabe der nächsten vorgesehenen VT-Therapie aus.
In Verbindung mit dem obigen Satz von Regeln ist anzumerken, daß in dem Fall, daß eine Regel zutrifft, die die Abgabe einer Therapie für eine Ventrikel-Tachykardie auslöst, die folgende Auslösung einer Regel nicht möglich ist, die das Auftreten einer supraventrikularen Tachykardie anzeigt, da nach der Initiierung einer Antitachykardietherapie die Mustergrammatik und/oder andere Zeitkriterien nicht mehr erfüllt sein können. Es ist jedoch möglich, daß eine Regel auslöst, die das Auftreten einer Ventrikel-Tachykardie anzeigt, während eine Regel zutrifft, die das Auftreten einer supraventrikularen Tachykardie anzeigt. In einem solchen Fall dominiert die auslösende Regel mit der höchsten Priorität. Es ist auch anzumerken, daß die obigen Regeln 1-8 "haltende" Regeln sind, was heißt, daß, nachdem eine Regel einmal ausgelöst hat, sie auslösend bleibt, bis für eine Folge mit einer vorgegebenen Anzahl von R-R-Intervallen eine oder mehrere Klauseln der Regel nicht mehr erfüllt sind. Ein nomineller Wert für diese vorgegebene Anzahl von R-R- Intervallen ist drei, es ist jedoch vorgesehen, daß der Parameter vom Arzt einprogrammiert werden kann. Dieses Merkmal ist vorgesehen, damit eine vorübergehende Nichterfüllung einer der Klauseln einer Regel für einen oder zwei Schläge nicht das Auslösen der Regel beendet. Dies ist besonders wichtig im Zusammenhang der Regeln für eine Erfassung des möglichen Auftretens von atrialen Tachykardien, bei denen eine Nichterfüllung der Regel für einen oder zwei Schläge in Verbindung mit dem Auslösen einer VT- oder VF-Erfassungsregel niedrigerer Priorität die Abgabe einer ventrikularen Antitachykardietherapie auslösen kann, mit dem Ergebnis der unerwünschten Abgabe der ventrikularen Antitachykardietherapie.

11. und 12. Fortgesetzte AF- und Fortgesetzte AT-Regeln

In Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch Regeln zum Auslösen der Abgabe von Antiarrhythmietherapien in Reaktion auf ein erfaßtes fortgesetztes atriales Flimmern und/oder eine fortgesetzte atriale Tachykardie vorgesehen. Diese Regeln stehen im Betrieb miteinander in Verbindung und werden deshalb miteinander beschrieben. Es können nicht beide Regeln gleichzeitig erfüllt sein. In Verbindung mit diesen Regeln wird ein zusätzlicher Satz von festgelegten Parametern verwendet. Die zusätzlichen Parameter umfassen ein Atrialflimmern-Erfassungsintervall (AFDI), das zum Beispiel 150-300 ms lang sein kann, ein Atrial-Tachykardie-Erfassungsintervall (ATDI), das zum Beispiel bis zu 450 ms lang sein kann, aber in jedem Fall größer als AFDI ist, und ein minimales Atrial-Tachykardie-Intervall (AT-Minimalintervall), das zum Beispiel 100-300 ms lang sein kann und in jedem Fall kleiner als ATDI ist. Diese und andere Parameter werden vom Prozessor in Verbindung mit einem zusätzlichen Satz von Diagnosekriterien angewendet, wie es im folgenden beschrieben ist.
Ein erstes Kriterium, das mit der Erfassung eines Atrialflimmerns in Verbindung steht, ist das AF-Ratenbereichskriterium. Dieses Kriterium basiert auf zwei gemessenen Eigenschaften des Herzrhythmusses, dem mittleren Intervall, das vorherige atriale Depolarisationen trennt (PP-Mittelwert), und der Regelmäßigkeit der atrialen Zykluslänge (Zykluslängenregelmäßigkeitszählkriterium). Bei jedem ventrikularen Ereignis wird der Puffer, der die vorhergehenden 12 atrialen Zykluslängen enthält, überprüft, um das mittlere P-P-Intervall und die Regelmäßigkeit festzustellen. Die atriale Zykluslänge wird bei einem gegebenen ventrikularen Ereignis als regulär klassifiziert, wenn der Unterschied zwischen der zweitlängsten und der zweitkürzesten atrialen Zykluslänge im Puffer kleiner oder gleich dem PP-Mittelwert, geteilt durch 4, ist. Das atriale Zykluslängenregelmäßigkeitskriterium ist erfüllt, wenn die Bedingung für die atriale Zykluslängenregelmäßigkeit bei 6 der letzten 8 ventrikularen Ereignisse erfüllt ist. Das AF-Ratenbereichskriterium ist erfüllt, wenn der PP-Mittelwert kleiner als das einprogrammierte AFDI ist, wenn die Fortgesetzte AT-Erfassung auf Aus programmiert ist. Wenn die Fortgesetzte AT-Erfassung auf Ein programmiert ist, ist das AT-Ratenbereichskriterium erfüllt, wenn der PP-Mittelwert kleiner als das einprogrammierte AFDI ist, und entweder ist der PP-Mittelwert kleiner als das einprogrammierte AT-Minimalintervall, oder das Zykluslängenregelmäßigkeitszählkriterium ist nicht erfüllt.
Ein zweites Kriterium für die Erfassung einer atrialen Tachykardie ist das AT- Ratenbereichskriterium. Das AT-Ratenbereichskriterium wendet den PP-Mittelwert und das atriale Zykluslängenregelmäßigkeitskriterium an, um eine AT zu identifizieren und sie von einem AF zu unterscheiden. Das AT-Ratenbereichskriterium ist erfüllt, wenn der PP- Mittelwert kleiner als das einprogrammierte ATDI und größer oder gleich dem einprogrammierten AFDI ist oder wenn der PP-Mittelwert kleiner als AFDI, jedoch größer oder gleich dem einprogrammierten AT-Minimalintervall ist und das atriale Zykluslängenregelmäßigkeitskriterium erfüllt ist.
Ein drittes Kriterium für die Erfassung sowohl eines AF als auch einer AT ist das AF/AT-Nachweiszählkriterium, das das Vorhandensein einer atrialen Arrhythmie mittels eines Auf-Ab-Zählalgorithmusses anzeigt, wobei der Zählalgorithmus einen AF/AT-Nachweiszählwert auf der Basis von Informationen über atriale und ventrikulare Muster erhöht oder erniedrigt. Das AF/AT-Nachweiszählkriterium ist erfüllt, wenn der AF/AT-Nachweiszählwert größer oder gleich einer vorgegebenen AF/AT-Zielschwelle ist, z. B. 32. Wenn das AF/AT-Nachweiskriterium einmal erfüllt ist, bleibt es bestehen, solange der AF/AF-Nachweiszählwert größer oder gleich einer vorgegebenen AF/AT-Zielhystereseschwelle ist, z. B. 27.
In Verbindung mit dem AF/AT-Nachweiszählkriterium werden mehrere zusätzliche Eigenschaften des Herzrhythmusses überwacht. Eine zusätzlich überwachte Eigenschaft ist das Sinusrhythmuszählkriterium, das reguläre Sinusrhythmen mit einer 1 : 1- Leitung oder einen Schrittmacherrhythmus identifiziert. Der Sinusrhythmuszählwert (SR- Zählwert) wird vom oben definierten Schlagcode wie folgt beeinflußt. Wenn der Schlagcode 0 ist, wird bis zu einem Maximum von 255 eine 1 zum SR-Zählwert hinzuaddiert. Anderenfalls wird der SR-Zählwert auf 0 gesetzt. Das Sinusrhythmuszählkriterium ist erfüllt, wenn der SR-Zählwert größer oder gleich einer vorgegebenen AF-Resetzählschwelle ist, z. B. 5. Das Sinusrhythmuszählkriterium wird ausgesetzt, wenn eine Therapieoperation im Gange ist. Der SR-Zählwert wird bei der Initialisierung der Erfassung auf Null gesetzt.
In Verbindung mit dem AT/AF-Nachweiszähler wird auch das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenkriterium verwendet, das Sinusrhythmen bei Vorliegen von Weitfeld-R-Wellen identifiziert. Bei jedem ventrikularen Ereignis wird ein Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählwert wie folgt aktualisiert. Wenn das obige Weitfeld-R- Wellenkriterium für das laufende R-R-Intervall erfüllt und der laufende ventrikulare Schlagcode gleich 9, 4 oder 6 ist, wird bis zu einem Maximum von 255 eine 1 zum Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählwert hinzuaddiert. Anderenfalls wird der Si nusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählwert auf 0 zurückgesetzt. Das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium ist erfüllt, wenn der Sinusrhythmus mit Weitfeld-R- Wellenzählwert größer oder gleich der AF-Resetzählschwelle ist. Das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium wird ausgesetzt, wenn eine Therapieoperation im Gange ist. Bei der Initialisierung der Erfassung wird der Sinusrhythmus mit Weitfeld-R- Wellenzählwert zu 0 initialisiert.
Bei jedem ventrikularen Ereignis wird der AF/AT-Nachweiszähler wie folgt aktualisiert. Wenn das Sinusrhythmuszählkriterium erfüllt ist oder das angegebene Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist, wird der AF/AT-Nachweiszählwert auf 0 zurückgesetzt.
Wenn weder das Sinusrhythmuszählkriterium noch das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist und wenn der P-Zählwert (die Anzahl der atrialen Ereignisse im R-R-Intervall, oben in Verbindung mit den Schlagcodes beschrieben) kleiner oder gleich 1 ist und der AF/AT-Nachweiszählwert beim letzten ventrikularen Ereignis erhöht wurde, wird bis einem vorgegebenen AF-Zielmaximalwert von z. B. 47 eine 1 zum AF/AT-Nachweiszählwert hinzuaddiert.
Wenn weder das Sinusrhythmuszählkriterium noch das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist und wenn der P-Zählwert gleich 2 ist und das obige Weitfeld-R-Wellenkriterium für das laufende ventrikulare Ereignis erfüllt ist sowie der AF/AT-Nachweiszählwert beim letzten ventrikularen Ereignis erhöht wurde, wird bis zum vorgegebenen AF-Zielmaximalwert eine 1 zum AF/AT-Nachweiszählwert hinzuaddiert.
Wenn weder das Sinusrhythmuszählkriterium noch das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist und wenn der P-Zählwert gleich 2 ist und das obige Weitfeld-R-Wellenkriterium für das laufende ventrikulare Ereignis nicht erfüllt ist, wird bis zum AF-Zielmaximalwert eine 1 zum AF/AT-Nachweiszählwert hinzuaddiert.
Wenn weder das Sinusrhythmuszählkriterium noch das Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist und wenn der P-Zählwert größer als 2 ist, wird bis zum AF-Zielmaximalwert eine 1 zum AF/AT-Nachweiszählwert hinzuaddiert.
Wenn keine der obigen Bedingungen erfüllt ist, wird bis zu einem Minimalwert von 0 eine 1 vom AF/AT-Nachweiszählwert abgezogen.
Die Erfassung eines fortgesetzten atrialen Flimmerns oder einer fortgesetzten atrialen Tachykardie beginnt mit einer vorläufigen Feststellung dieser Rhythmen. Die vorläufige Feststellung eines AF erfolgt, wenn sowohl das AF/AT-Erfassungsnachweiszählkriterium als auch das AF-Ratenbereichskriterium erfüllt ist. Die vorläufige Feststel lung von AF hat den Start des Zeitgebers für die Dauer fortgesetzter AF/AT zur Folge, der weiter unten genauer beschrieben ist. Die vorläufige Feststellung einer AT erfolgt, wenn sowohl das AF/AT-Erfassungsnachweiszählkriterium als auch das AT-Ratenbereichskriterium erfüllt ist. Die vorläufige Feststellung einer AT hat ebenfalls den Start des Zeitgebers für die Dauer fortgesetzer AF/AT zur Folge. Die vorläufige Feststellung von AT oder AF ist nur möglich, wenn die Vorrichtung nicht anhand der obigen Regeln eine VT oder ein VF festgestellt hat. Eine AT- oder AF-Erfassung wird unterbrochen, wenn eine erfaßte VT- oder VF-Episode im Gange ist.
Der Zeitgeber für die Dauer fortgesetzer AF/AT wird bei einer vorläufigen Feststellung von AF oder AT initiiert und stellt die Zeit fest, bis ein Ende der atrialen Tachyarrhythmie erfaßt wird. Der Zeitgeber für die fortgesetzte Dauer läuft bei der Abgabe von atrialen Antitachyarrhythmietherapien weiter. Der Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT wird in Verbindung mit einer oder mehreren definierten erforderlichen Minimalzeitspannen von z. B. 1 bis 1440 Minuten verwendet, die von Arzt einprogrammiert werden und die entweder mit der im Gange befindlichen Arrhythmie und/oder der Art der als nächstes zur Abgabe vorgesehenen Therapie in Beziehung stehen. Zum Beispiel ist die minimale fortgesetzte Dauer für eine vorgesehene Therapie auf Schrittmacherimpulspegel in der Regel kürzer als die für eine in Reaktion auf die Erfassung eines AF abgegebene Hochspannungstherapie. Nach der Abgabe einer Therapie für eine erfaßte Arrhythmie wie AT oder AF mit einer längeren festgesetzten minimalen fortgesetzten Dauer kann keine Therapie für die gleiche Arrhythmie abgegeben werden. Die Art der vorliegenden Arrhythmie nach der Aktivierung des Zeitgebers für die Dauer fortgesetzter AF/AT kann AT oder AF oder undefiniert sein und wird mit der folgenden Methode bestimmt. Die oben beschriebenen Kriterien für eine vorläufige Feststellung von AF oder AT werden nach der ersten Erfassung kontinuierlich angewendet. Das gegenwärtig erfüllte Kriterium (AF oder AT) stellt die vorliegende Arrhythmie dar. Wenn das AF/AT-Nachweiszählkriterium oder das AT- oder AF-Ratenbereichskriterium nicht erfüllt ist, hat das zur Folge, daß die Arrhythmie als nicht klassifiziert bezeichnet wird. Wenn die Arrhythmie als AT oder AF klassifiziert wird und wenn die jeweils erforderliche minimale Dauer für die erfaßte Arrhythmie und/oder die nächste vorgesehene Therapie abgelaufen ist, wird die nächste vorgesehene Therapie abgegeben, bis im folgenden beschriebene, andere, zusätzliche Vorbedingungen für die Therapie ebenfalls erfüllt sind. Wenn die Arrhythmie nicht klassifiziert ist, kann keine Therapie abgegeben werden.
Die Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen dem Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT, den AF/AT-Nachweiszählwert und das AF- und das AT-Ratenbereichs kriterium beim Erfassen einer fortgesetzten AF oder AT und dem Auslösen der Abgabe von atrialen Antiarrhythmietherapien. Bei 500 beginnt sich der AF/AT-Nachweiszählwert wie beschrieben zu erhöhen. Gleichzeitig werden der PP-Mittelwert, das AF-Ratenbereichskriterium und das AT-Ratenbereichskriterium überwacht. Die vorläufige Feststellung einer AT erfolgt, wenn der AF/AT-Nachweiszählwert die erforderliche minimale Dauer bei 502 erreicht, wobei eine erste Klassifizierung der Arrhythmie als AT bei 504 erfolgt, wenn gleichzeitig auch das AT-Ratenbereichskriterium erfüllt ist. Bei 506 wird die Arrhythmie als AF umklassifiziert, da das AF-Ratenbereichskriterium auch erfüllt ist. Es folgen weitere Änderungen in der Klassifizierung, da die Arrhythmie bei 510 in Reaktion auf die Nichterfüllung des AF/AT-Nachweiszählkriteriums bei 508 als nicht klassifiziert gilt. Wenn das AF/AT-Nachweiszählkriterium bei 512 wieder erfüllt ist, wird aufgrund des erfüllten AT-Ratenbereichskriteriums die Arrhythmie als AT klassifiziert. Wie gezeigt wird auch ein AF/AT-Nachweishystereseschwellwert festgelegt.
In der Fig. 12 ist bei 522 eine einzige definierte minimale fortgesetzte Dauer gezeigt. Dies ist der Fall, wenn die minimale fortgesetzte Dauer nur durch die Art der als nächstes vorgesehenen Therapie (z. B. ein Hochspannungsschock gegenüber Therapien mit niedriger Energie auf Schrittmacherimpulsebene) festgelegt wird. Für verschiedene Arrhythmiearten können jedoch auch, wenn dies gewünscht ist, verschiedene minimale fortgesetzte Dauern festgelegt werden, wie es oben beschrieben ist. Bei 516 wird diese minimale fortgesetzte Dauer erreicht, gleichzeitig wird die Arrhythmie als AF klassifiziert, was die Abgabe der als nächstes vorgesehenen AF-Therapie auslöst. Nach der Abgabe der Therapie wird der AF/AT-Nachweiszähler bei 518 zurückgesetzt, und bei 520 wird erneut ein AF erfaßt, wenn der AF-Nachweiszählwert wieder den Schwellenwert erreicht.
Wie angegeben läuft der Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT weiter, bis das Ende der atrialen Tachyarrhythmie festgestellt wird. Eine Erfüllung des AF/AT- Episodenendekriteriums definiert das Ende einer fortgesetzten AF/AT-Episode, setzt den Zeitgeber für die Dauer einer fortgesetzten AF/AT zurück und stellt die vorherigen Bedingungen für eine AF/AT-Erfassung wieder her. Das AF/AT-Episodenendekriterium ist erfüllt, wenn entweder das obige Sinusrhythmuszählkriterium erfüllt ist oder das obige Sinusrhythmus mit Weitfeld-R-Wellenzählkriterium erfüllt ist oder die Erfassung für eine vorgegebene Zeitspanne von z. B. drei Minuten nach einer Aussetzung (wie oben beschrieben) wieder aufgenommen wurde und die Arrhythmie in dieser Zeitspanne nicht als AF oder AT klassifiziert wurde oder eine VT-Episode oder eine VF-Episode erfaßt wird, wie es oben angegeben ist.
Jede AF/AT-Erfassung wird vorübergehend ausgesetzt, wenn eine atriale Antitachyarrhythmietherapie im Gange ist. Bei der Unterbrechung einer Erfassung arbeitet die Vorrichtung wie folgt. Die Arrhythmieklassifizierung wird auf nicht klassifiziert gesetzt, die Vorrichtung fährt jedoch fort, den Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT zu aktualisieren, wenn er gegenwärtig in Betrieb ist. Gleichermaßen fährt die Vorrichtung fort, nach einem AF/AT-Ende zu schauen, während sie sich im Unterbrechungszustand für die Erfassung befindet. Wenn die Unterbrechung der Erfassung endet, initialisiert die Vorrichtung die Erfassungskriterien außer dem Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT so, daß eine volle Erfassungssequenz (oder Wiedererfassungssequenz) erforderlich ist, um die Rhythmus zu klassifizieren oder das Ende einer Episode festzustellen. Die vorübergehende Unterbrechung der Erfassung endet mit dem Ende der Abgabe einer Therapie.
Wahlweise kann die Vorrichtung auch so programmiert sein, daß nach der Abgabe einer Therapie die AF/AT-Erfassung für 16 ventrikulare Intervalle unterbrochen ist. Während dieser Periode wird die effektive AFDI und ATDI auf Null gesetzt (d. h. die AF- und AT-Erfassungsbereiche werden gesperrt). Es wird angenommen, daß dieses Merkmal besonders in Verbindung mit den Hochfrequenzstimulationstherapien in den oben zitierten Patenten von Mehra und Duffin von Nutzen ist und die zusätzliche Zeit bereitstellt, die erforderlich ist, um eine mit einer solchen Terapie behandelte atriale Tachyarrhythmie zu beenden.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können weitere Kriterien für die Auslösung einer Abgabe von atrialen Antitachyarrhythmietherapien vorgesehen werden. Zum Beispiel kann eine AF/AT-Therapie durch eine ventrikulare Arrhythmieerfassung nach einer AF/AT-Therapie gesperrt sein. Die Bestätigung von AF/AT und/oder dem Ablauf einer minimalen Verzögerungszeit nach der Abgabe einer vorherigen Therapie können Bedingungen sein wie auch eine bestimmte Tageszeit eine Bedingung für die Abgabe einer AF/AT-Therapie sein kann. Der Ablauf einer maximalen Dauer für eine fortgesetzte AF/AT und/oder die Abgabe einer vorgegebenen Anzahl von Therapien in einer vorherigen Zeitspanne kann die Abgabe einer AT/AF-Therapie verhindern. Diese zusätzlichen Kriterien werden im folgenden beschrieben.
Eine VT- oder VF-Erfassung nach der Abgabe einer AF/AT-Therapie vor entweder einer Neuerfassung von AF/AT oder einem AF/AT-Episodenende kann wahlweise die Vorrichtung veranlassen, alle folgenden AF/AT-Therapien zu sperren, bis der Zustand durch den Arzt geklärt wurde. Ein vom Mikroprozessor in diesem Fall gesetztes Flag für die Sperrung von AF/AT-Therapien kann dann per Telemetrie vom Arzt gelöscht werden.
Dieses Merkmal verhindert eine weitere AT/AF-Therapie, wenn sie in enger Beziehung zu einer erfaßten VT- oder VF-Episode steht. Die AT/AF-Erfassung kann nach dem Ende der VT- oder VF-Episode fortgeführt werden, es werden dabei jedoch keine AF/AT-Therapien abgegeben.
Wahlweise kann die Vorrichtung einen laufenden Zählwert für die Anzahl von in den letzten 24 Stunden abgegebenen Hochspannungs-AF/AT-Therapien festhalten. Ein Kriterium für atriale Hochspannungstherapien in 24 Stunden ist erfüllt, wenn der Zählwert für die atrialen Hochspannungstherapien kleiner ist als eine programmierte maximale Anzahl von atrialen Hochspannungstherapien in 24 Stunden. Eine Erfüllung des Kriterium für atriale Hochspannungstherapien in 24 Stunden kann eine Bedingung für die Abgabe von Hochspannungs-AT/AF-Therapien sein.
Wie im US-Patent Nr. 5 630 834 von Bardy für einen "Atrial Defibrillator and Method of Use", eingereicht am 3. Mai 1995, beschrieben, kann es auch wünschenswert sein, die Abgabe von Hochspannungstherapien auf eine festgelegte Zeitspanne zu beschränken, wenn der Patient wahrscheinlich schläft. Ein Kriterium für die Tageszeit für eine atriale Hochspannungstherapie kann verhindern, daß außerhalb eines programmierten Zeitfensters automatisch eine atriale Defibrillationstherapie abgegeben wird.
Wenn eine fortgesetzte Episode für AF oder AT lange genug besteht, kann der Arzt wünschen, weitere Versuche der Vorrichtung zur Beendigung der Arrhythmie zu verhindern. In diesem Fall kann ein Kriterium für einen Zeitpunkt zum Beenden von Therapien angewendet werden, um AF- und AT-Therapien zu sperren, wenn der Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT eine programmierten Zeit zum Beenden von Therapien von z. B. mehr als 48 Stunden überschreitet.
Als Bedingung für die Abgabe einer AF/AT-Therapie kann eine Bestätigung verlangt werden, daß ein Sinusrhythmus nicht wieder aufgenommen wurde. Ein AF/AT- Therapiebestätigungskriterium verhindert den Beginn einer atrialen Therapie, wenn ein Sinusrhythmus wieder vorhanden ist, aber ein AF/AT-Episondenende noch nicht erfaßt wurde. Das AF/AT-Therapiebestätigungskriterium kann für das laufende ventrikulare Intervall erfüllt sein, wenn entweder die Anzahl atrialer Ereignisse im laufenden ventrikularen Intervall größer ist als zwei oder die Anzahl von atrialen Ereignissen im laufenden ventrikularen Intervall zwei ist und das atriale Intervall für beide Ereignisse entweder kleiner als ATDI, wenn die AT-Erfassung auf EIN ist, oder als AFDI ist, wenn die AT- Erfassung auf AUS ist.
Ein Minimalintervall zwischen abgegebenen Therapien kann auch eine Bedingung für eine AF-Therapie sein. Es kann ein Nachtherapie-AF-Therapieverzögerungs kriterium angewendet werden, um den Beginn der Abgabe einer AF-Therapie nach einer vorigen AF-Therapie zu verzögern. Dadurch kann ein nicht fortgesetztes atriales Flimmern, das eine Folge der Therapie ist, spontan beendet werden, bevor eine AF-Therapie einschreitet. Es kann auch dazu verwendet werden, zwischen AF-Therapien eine Verzögerung zu erzeugen. Die Nach-AF-Therapieverzögerung kann zum Beispiel 240 Sekunden betragen. Das Nachtherapie-AF-Therapieverzögerungskriterium ist erfüllt, wenn in der laufenden AF/AT-Episode entweder keine AF-Therapien abgegeben wurden oder die Anzahl der Sekunden seit der letzten Therapieabtastung mit der Freigabe der Nachtherapie-AF- Therapieverzögerung größer ist als die Nachtherapie-AF-Therapieverzögerung, und eine Erfüllung dieses Kriteriums kann eine Bedingung für die Abgabe einer AF-Therapie sein.
In Verbindung mit kommerziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird angenommen, daß die Auswahl, welche der verschiedenen zur Verfügung stehenden Regeln in der Vorrichtung aktiviert werden sollen, den Arzt durchaus überfordern kann. Es wird daher vorgeschlagen, daß eine VF-, VT-, AF- und AT-Erfassung und Behandlung mit den Regeln 8, 9, 10, 11 und 12 nur bei speziellen Kombinationen einprogrammiert werden. So müssen etwa, wenn eine AF-, AT- oder VT-Erfassung und Therapien freigegeben sind, zur Sicherheit auch VF-Erfassung und -Therapien freigegeben sein. Gleichermaßen müssen die AF- und VF-Erfassung und -Therapien freigegeben sein, wenn die AT-Erfassung- und -Therapien freigegeben sind.
Die Regeln 3 bis 7 können einzeln vom Arzt auf Ein oder Aus programmiert werden. In Reaktion auf die Freigabe einer der Regeln 3 bis 7 zusammen mit einer VF- Erfassung und -Therapie anhand der Regel 9 werden gleichzeitig eine VF- und SVT- Erfassung und -Therapie automatisch freigegeben. Gleichermaßen wird in Reaktion auf die Freigabe einer der Regeln 3 bis 7 zusammen mit einer VT-Erfassung und -Therapie mittels Regel 8 oder 10 automatisch gleichzeitig eine VT- und SVT-Erfassung und -Therapie mittels der Regel 2 freigegeben. Es ist auch anzumerken, daß bei diesem Vorschlag zur Auswahl des Satzes von zu aktivierenden Regeln die Regeln 1 und 2 höchster Priorität, die die Abgabe einer Therapie auslösen, ohne Freigabe von einer oder mehreren der Regeln 3 bis 7 mit mittlerer Priorität, die die Abgabe einer Antitachykardietherapie unterdrücken, nicht freigegeben werden. Der Grund dafür ist, daß die Regeln 1 und 2 höherer Priorität strengere Anforderungen an die Erfassung eines ventrikularen Flimmerns und einer ventrikularen Tachykardie stellen als die Regeln 8 bis 10 und daher bei Abwesenheit der Regeln 3 bis 7 mittlerer Priorität unnötig sind, die in der Lage sind, die von diesen Regeln festgelegten VT- und VF-Erfassungskriterien außer Kraft zu setzen.
Auch wenn der obige Satz von Regeln mit Hinsicht auf die Ersterfassung einer Tachyarrhythmie beschrieben wurde, kann ein solches Regelsystem mit Prioritäten auch in Verbindung mit der Wiedererfassung einer Tachyarrhythmie oder in Verbindung mit der Erfassung einer Änderung der Art von ventrikularer Tachyarrhythmie angewendet werden. Wegen der Komplexität eines solchen Systems wird jedoch vorgeschlagen, daß aus praktischen Gründen die Vorrichtung einfach so programmiert wird, daß nach der Abgabe einer ersten Tachykardietherapie zum leichteren und einfacheren Gebrauch die Erfassung des Endes der Arrhythmie und die Wiedererfassung von ventrikularen Tachyarrhythmien wie beim Modell 7219 durchgeführt wird. Bei einer solchen Ausführungsform hat die Abgabe einer ersten ventrikularen Antitachyarrhythmietherapie eine Sperre der Regeln 1 bis 8 bis zur folgenden Erfassung des Endes der erfaßten ventrikularen Tachyarrhythmie zur Folge, wonach die Regeln 1 bis 8 nach Auswahl des Arztes reaktiviert werden können. Die Wiedererfassung einer atrialen Tachyarrhythmie erfolgt mit den Kriterien für die vorläufige Erfassung, wie es oben in Verbindung mit den Regeln 11 und 12 beschrieben ist.
Auch wenn der AF/AT-Nachweiszähler, die AF- und AT-Ratenbereiche und der Zeitgeber für die Dauer fortgesetzter AF/AT als nützlich bei der Erfassung von atrialen Tachyarrhythmien beschrieben wurden, ist anzumerken, daß der damit geschaffene Rahmen für die Arrhythmieerfassung auch bei der Erfassung von ventrikularen Tachyarrhythmien nützlich sein kann. Insbesondere können die grundlegenden funktionellen Beziehungen dieser Elemente der Vorrichtung auf analoge Weise zur Unterscheidung zwischen ventrikularen Tachykardien und/oder Knoten-Tachykardien verwendet werden.
Die obige Beschreibung umfaßt eine Vorrichtung, bei der im Atrium und im Ventrikel erfaßte Ereignisse zum Steuern der Abgabe von elektrischen Therapien oder zur Behandlung von Tachyarrhythmien verwendet werden. Die grundlegende hierarchische, auf Regeln basierende Arrhythmieerfassungsmethodik kann jedoch gleichermaßen auf Vorrichtungen angewendet werden, die andere Therapiearten abgeben, wie bei der automatischen Abgabe von Antiarrhythmiemedikamenten. In solchen Vorrichtungen hat die Identifikation des Ursprungs der Arrhythmie und die Abgabe oder das Zurückhalten von Therapien von einer oder mehreren Kammern des Herzens in Reaktion auf eine genaue Diagnose des Ursprungs der Arrhythmie ebenfalls hohen Wert. Auch wenn es wahrscheinlich ist, daß kommerzielle Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung die Verwendung eines Mikroprozessors erfordern, um die zahlreichen Berechnungen und Analyseschritte durchzuführen, liegt es im Bereich der Möglichkeit, daß einige oder alle der in der obigen Beschreibung vom Mikroprozessor vorgegebenen Erfassungskriterien mittels einer kundenspezifischen integrierten Schaltung durchgeführt werden, insbesondere einer Schaltung, in der ein Zustandszähler anstelle von gespeicherter Software verwendet wird, um die sequentielle Operation der digitalen Schaltung zu steuern, wie es allgemein für die Schaltungen beschrieben ist, die im US-Patent Nr. 5 088 488, ausgegeben an Markowitz et al., und im US-Patent Nr. 5 052 388, ausgegeben an Sivula et al., beschrieben ist.

Claims

1. Implantierbare Anti-Tachyarrhythmievorrichtung, mit

einer Einrichtung (10) zur Abgabe einer Antitachyarrhythmietherapie an das Herz;

einer Einrichtung (212) zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie, die auf der Basis der Zeitpunkte von Herzdepolarisationen das Vorliegen einer atrialen Tachyarrhythmie anzeigen;

einer Einrichtung (317, 321, 324, 326) zur Überwachung des Herzrhythmusses;

einer Einrichtung zur Anzeige, ob der überwachte Herzrhythmus zur Zeit die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie erfüllt; und mit

einer Einrichtung zur Erkennung einer Beendigung einer atrialen Tachyarrhythmie, nachdem die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie erfüllt wurden, mit einer Einrichtung zum Festlegen von Beendigungskriterien auf der Basis der Zeitpunkte von Herzdepolarisationen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Beendigungskriterien vom Fehlen eines derzeitigen Erfüllens der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie unterscheiden, so daß die Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie nicht mehr erfüllt zu sein brauchen, während die Beendigungskriterien weiterhin nicht erfüllt sind, wobei die Beendigungserkennungseinrichtung außerdem eine Einrichtung zur Angabe, ob der überwachte Herzrhythmus zur Zeit die Beendigungskriterien erfüllt, aufweist; und wobei die Vorrichtung außerdem gekennzeichnet ist durch

eine Zeitgebereinrichtung (212), die mit dem Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie gestartet wird und mit der Zeitgabe fortfährt, bis eine Beendigung der atrialen Tachyarrhythmie erfaßt wird, wobei der Zeitgeber auch dann mit der Zeitgabe fortfährt, wenn die Kriterien für die atriale Tachyarrhythmie nicht mehr erfüllt sind; und durch

eine Einrichtung (212), die darauf reagiert, daß die Zeitgebereinrichtung den Ablauf eines festgelegten Zeitintervalls seit dem Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie angibt, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig das derzeitige Erfüllen der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie anzeigt, um die Abgabe der Antitachyarrhythmietherapie einzuleiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie Einrichtungen zum Festlegen erster und zweiter Kriterien, die ein atriales Flimmern bzw. eine atriale Tachykardie anzeigen, aufweist;

die Zeitgebereinrichtung eine Zeitgebereinrichtung aufweist, die gestartet wird, wenn entweder die ersten oder die zweiten Kriterien erfüllt sind;

die Therapieabgabeeinrichtung eine Einrichtung zur Abgabe einer ersten und einer zweiten Antitachyarrhythmietherapie beinhaltet; und

die genannte reagierende Einrichtung eine Einrichtung aufweist, die darauf reagiert, daß die Zeitgebereinrichtung angibt, daß ein festgelegtes Zeitintervall abgelaufen ist, seit die ersten oder die zweiten Kriterien erfüllt wurden, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig angibt, daß die ersten Kriterien zur Zeit erfüllt sind, um die Anwendung der ersten Antitachyarrhythmietherapie einzuleiten, und eine Einrichtung aufweist, die darauf reagiert, daß die Zeitgebereinrichtung angibt, daß ein festgelegtes Zeitintervall abgelaufen ist, seit die ersten oder die zweiten Kriterium erfüllt wurden, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig angibt, daß die zweiten Kriterien zur Zeit erfüllt sind, um die Anwendung der zweiten Antitachyarrhythmietherapie einzuleiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie die ersten und zweiten Kriterien so festlegt, daß sie nicht gleichzeitig erfüllt sein können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie Einrichtungen zur Festlegung von Kriterien für ein atriales Flimmern und für eine atriale Tachykardie beinhaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei

die Therapieabgabeeinrichtung eine Einrichtung zur Abgabe einer Therapie für ein atriales Flimmern und einer Therapie für eine atriale Tachykardie aufweist; und

die reagierende Einrichtung eine Einrichtung aufweist, die darauf reagiert, daß die Zeitgebereinrichtung angibt, daß ein festgelegtes Zeitintervall abgelaufen ist, seit die Kriterien für ein atriales Flimmern oder die Kriterien für eine atriale Tachykardie erfüllt wurden, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig angibt, daß die Kriterien für ein atriales Flimmern zur Zeit erfüllt sind, um die Abgabe der Therapie für ein atriales Flimmern einzuleiten, und eine Einrichtung aufweist, die darauf reagiert, daß die Zeitgeberein richtung angibt, daß ein festgelegtes Zeitintervall abgelaufen ist, seit die Kriterien für ein atriales Flimmern oder eine atriale Tachykardie erfüllt wurden, während die Angabeeinrichtung gleichzeitig angibt, daß die Kriterien für eine atriale Tachykardie zur Zeit erfüllt sind, um die Abgabe der Therapie für eine atriale Tachykardie einzuleiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachykardie und die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für ein atriales Flimmern eine Einrichtung zur Festlegung des Ratenbereichs für eine atriale Tachykardie bzw. ein atriales Flimmern aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei sowohl die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachykardie als auch die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für ein atriales Flimmern auch eine Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine reguläre atriale Zykluslänge aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie eine Einrichtung zur Festlegung des Ratenbereiches für eine atriale Tachyarrhythmie aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine atriale Tachyarrhythmie außerdem eine Einrichtung zur Festlegung der Kriterien für eine reguläre atriale Zykluslänge aufweist.