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JPH07171218A - レート適合型心臓ペースメーカ - Google Patents

レート適合型心臓ペースメーカ

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Publication number
JPH07171218A
JPH07171218A JP4153728A JP15372892A JPH07171218A JP H07171218 A JPH07171218 A JP H07171218A JP 4153728 A JP4153728 A JP 4153728A JP 15372892 A JP15372892 A JP 15372892A JP H07171218 A JPH07171218 A JP H07171218A
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JP
Japan
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heart
generating
cardiac pacemaker
adaptive
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JP4153728A
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Publication date
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Publication of JPH07171218A publication Critical patent/JPH07171218A/ja
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Publication of JP3485330B2 publication Critical patent/JP3485330B2/ja
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
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    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/362—Heart stimulators
    • A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
    • A61N1/36514—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure
    • A61N1/36521—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential controlled by a physiological quantity other than heart potential, e.g. blood pressure the parameter being derived from measurement of an electrical impedance

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レート制御パラメータとして心室駆出率を利
用して患者の代謝要求変化にレートを高速応答、高感度
で適合する内移植ペースメーカを提供する。 【構成】 搬送波発振器から駆動電極間に高周波定電流
を注入し、マイクロプロセッサは、センス電極間に発生
する振幅被変調搬送波信号の二つの異なる時刻ｎとｎ＋
ｋにおけるサンプルをＲＡＭに記憶し（５２，５４）、
これらのサンプルの大小を比較し（５６，５８）、その
結果から終収縮期容量、終拡張期容量をそれぞれ示す心
臓内インピーダンスの最大値Ｚmax 、最小値Ｚmin を求
めてＲＡＭに記憶し（６０，６２）、これから駆出率
（ＥＦ）＝一回拍出量／終拡張容量＝（Ｚmax −
Ｚmin ）／Ｚmin を計算し（６４）、駆出率に応じた制
御信号をパルス発生器に送り、刺激電極に印加する刺激
パルスのレートを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、心臓ペースメ
ーカの設計、特に、タイミング回路に対する制御信号が
拍動している心臓の心室駆出率（ＥＦと略称される）か
ら導出され、したがって、代謝要求に応答するようなレ
ート適合型心臓ペースメーカのタイミング制御に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】重症余脈不全又は変時性不全を煩ってい
る患者を、正常な安静心拍数を回復するように設計され
た内移植心臓ペースメーカによって救助できることは、
周知である。典型的な先行技術のペースメーカは、通
常、固定レートを有するか又は外部からプログラム制御
可能なレートの狭い範囲を有し、したがって、これらの
ペースメーカは、また、低レベル運動での代謝要求に適
合するのに有効である。しかしながら、安静時及び運動
中の代謝要求に適合するためにはこのような固定レート
型ペースメーカが不適合性であることが、“レート適合
型ペースメーカ”と称されるペースメーカのクラスの開
発に継がった。この後者のクラスのペースメーカには、
代謝要求と共に変化するパラメータを検出する手段が備
えられ、その検出値は心臓刺激パルスが生成されるレー
トを変更するのに使用される。
【０００３】先行技術のペースメーカは、種々な技術及
び研究調査を通して代謝要求を評価する。例えば、血液
ｐＨ、血液温度、ＱＴ期間、肉体活動、呼吸数等のよう
なパラメータが、先行技術に開示されている。このよう
なペースメーカは、早期の固定レート型ペースメーカの
改善と考えられるが、しかし、現在出回っている大部分
のレート適合型ペースメーカは、状態変化に対する感度
の欠如、特定性の欠如、又は代謝要求の変化に応答する
充分な速度の欠如のいずれかに陥っている。特定性の欠
如しているペースメーカの例は、メドトロニック社（Ｍ
ｅｄｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｃ．）から発売されているＡｃ
ｔｉｖｉｔｏｒａｘTMペースメーカである。このペース
メーカは、その刺激レートを変調する制御信号を発生す
る運動トランスジューサを使用する。身体運動又は振動
を受動振動運動又は代謝要求の増大に関連しない運動に
よって生じる人工産物から区別しようとするに当たっ
て、種々の困難が持ち上がる。例えば、このような活動
に基づくセンサを付けた患者は乗物に乗りかつ静かに座
っているかもしれないが、しかし、もしその乗物がでこ
ぼこ道路上を走行するとしたならば、そのペーシングレ
ートは不適合に加速されるであろう。その他の比較的不
特定性ペースメーカは、胸部インピーダンスのような、
呼吸パラメータのレート変化に基づくペースメーカであ
る。このようにして得られる呼吸インピーダンス信号
は、運動人工産物によって汚染されることがある。この
人工産物の１例は、腕の運動の付加効果であって、この
効果がその患者の支配的代謝要求によって表現されるレ
ートを不当に加速する。このペースメーカにおいては、
胸部インピーダンスを検出するために、インピーダンス
容積描写法が使用され、この容積描写法においては一定
搬送波波信号が持久的に要求され、これが内移植蓄電池
式電源の寿命を短縮する。
【０００４】温度制御レート適合型ペースメーカは、感
度が欠如しているペースメーカの例である。この欠如
は、運動の開始及びレベルと患者の体温がペースメーカ
刺激パルスレートの上昇を起こす量だけ上昇する点との
間に正常な生理的遅れがあることに起因している。この
低速応答は、また予測不可能なことである。
【０００５】制御パラメータとしてＱＴ期間を使用する
ペースメーカは、代謝要求の変化に反応するのが極めて
遅く、及び不特定になりかつ多少の誤りを発生する傾向
があることが判っている。自動加速がこれらのペースメ
ーカには普通であるが、これはレート制御に使用される
生理的信号がこれらのペースメーカに正帰還させ易くす
るからであり、したがって、不安定である。
【０００６】最も正確かつ生理的なペースメーカは、心
臓内信号、特に心室量導出、例えば、一回拍出量、ｄＶ
／ｄｔ（容積変化率）、前駆出期、のような心臓内信号
を使用するペースメーカである。オルソン（Ｏｌｓｏ
ｎ）の米国特許第４，５３５，７７４号、セーロ（Ｓａ
ｌｏ）の米国特許第４，６８６，９８７号、及びシェー
ペル（Ｓｃｈｏｅｐｐｅｌ）の米国特許第４，８０２，
４８１号に示されたような一回拍出量制御レート応答型
ペースメーカは、いずれも特定性が欠如しており、これ
は、これらのペースメーカが前負荷依存性の傾向がある
からである。心臓前負荷は、循環系から心臓へ帰還する
血液量として定義される。静脈帰還は、心周期長（その
拡張期が長いほど、血液量毎拍動は大きくなる）、呼
吸、及び特に体位変化によって強く影響されるが、これ
らのどれも代謝要求の変化を真に反映していない。
【０００７】一回拍出量制御レート適合型ペースメーカ
は、一回拍出量、心拍数、心拍出量、及び代謝要求の間
に正常に存在する関係に基づいている。したがって、運
動中正常で健康な個人の場合には、一回拍出量、すなわ
ち、各拍動において駆出される血液量は、比較的一定で
あるか又は極めて僅かにしか増大しない。この場合にお
ける心拍出量の増大は、心拍数増大によってほとんど独
占的に起こされる（心拍出量＝一回拍出量×心拍数）。
代謝要求の増大に比例して心拍数を増大させることので
きない完全な心ブロックにかかっている患者では、一回
拍出量の増大に起因して心拍出量を増大させる。すなわ
ち、各拍動に伴い駆出される血液は、代謝要求に比例し
て増大する。逆に、もし（例えば、代謝要求の相当する
増大がないのにペーシングによって）安静中のこの患者
の心拍数を人工的に増大させるならば、一回拍出量の減
少が起こり、これら２つの量の積、すなわち、心拍出量
を一定に維持するであろう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一回拍出量ベースレー
ト適合型ペースメーカのアルゴリズムは、一回拍出量の
増大が起こるときペーシングレートの上昇を命じ、また
一回拍出量に減少が起こるときはペーシングレートの低
下を命じる。その目的は、心拍出力量を一定に維持する
ことである。このようなアルゴリズムは、代謝要求のい
かなる付随的変化も伴なわずに右心室への静脈からの帰
還（したがって、一回拍出量）に強く影響するような、
体位変化、呼吸、咳等のような併発因子が発生しなかっ
たならば、適当であるかもしれない。例えば、もし一回
拍出量ベースレート適合型ペースメーカを付けた患者が
直立姿勢から横臥姿勢へ移行するならば、心臓への静脈
帰還に突然の増大が起こり、これに伴い下肢からの血が
一回拍出量を増大するであろう。この結果、ペーシング
レートが上昇するが、これは不必要かつ生理的でない。
正常な個人は、正にこれと反対のように反応する。先と
同じ患者が立ち上がると、血液がその下肢に流れ込み、
心臓への静脈帰還を減少させる。これが一回拍出量の減
少を起こし、この減少はこのペースメーカアルゴリズム
に従いそのペーシングレートを低下させ、これは起こっ
ていなくてはならないことの正に反対である。
【０００９】一回拍出量は終拡張期容量（ＥＤＶと略称
される）、前負荷又は静脈帰還の反映、及び心臓の収縮
力（収縮性）に依存することは、明らかである。代謝媒
介収縮性変化の欠如の下では、一回拍出量に変動は、い
わゆるフランク・スターリン（Ｆｒａｎｋ−Ｓｔａｒｌ
ｉｎｇ）の心臓法則に大きく関連し、この法則は（前負
荷によって生成された）心筋繊維伸長が大きいほど、一
回拍出量が大きいことを唱えている。云い換えれば、駆
出される血液量毎拍動は終拡張期においてその心室内に
含まれる血液容量に比例するであろう。
【００１０】前負荷の一回拍出量への影響を減少される
１つの方法は、同じ拍動内の終拡張期容量を同時に計算
に入れることである。一回拍出量の終拡張期容量に対す
る比を決定することによって、収縮性の容量変化への効
果をより正確に評価することが可能である。この比は、
駆出率（ＥＦと略称される）と呼ばれ、かつその心室か
ら駆出される一回拍出量の終拡張期容量に対するのパー
センテージとして、通常、表示される。したがって、駆
出率は、前負荷への依存性はより少なく、一回拍出量の
みによるよりも心収縮性の遙かに正確な推定である。同
じことは、駆出率の片割れである残留率についても成り
立ち、残留率もまた心収縮状態を表示する。残留率は、
拡張期が終結した後にその心室内に残留する血液のパー
センテージである。
【００１１】先行技術であるオリーブ他の米国特許第
４，７３３，６６７号に記載されているように、心収縮
状態の間接測定は、レート適合型ペースメーカが動作す
るレートを制御するのに有効な信号である。前駆出期、
及び時間に対する圧力又は容量の変化率は、間接収縮性
指標の例である。
【００１２】本発明の主目的は、改善されたレート適合
型ペースメーカを提供することにある。
【００１３】本発明の他の目的は、先行技術のペースメ
ーカより変化する状態に対して遙かに高感度であり、か
つ代謝要求の変化に遙かに特定的であるレート適合型ペ
ースメーカを提供することにある。
【００１４】本発明の更に他の目的は、駆出率をレート
決定パラメータとして採用するレート適合型ペースメー
カを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的及び
利点は、身体の代謝要求によって心臓に課せられる要求
の量導出指標である心室駆出率を使用する新規なレート
適合型ペースメーカを提供することによって達成され
る。標準レート適合型ペースメーカのタイミング回路に
印加される制御信号として駆出率を使用することは、患
者が日常の活動を遂行するに従いその患者の変化する代
謝要求に直接関連して応答するこのペースメーカの能力
を強化する。本発明によれば、心臓内インピーダンス検
出リードが右心室又は左心室のいずれか内に配置され、
かつ搬送波発振器がこのリード上の１対の駆動電極間に
比較的高周波数の定電流を印加するように配置される。
センス増幅器は、なおまたこのリード上に配置される第
２の１対の電極間に接続される。このセンス増幅器から
の出力は、被変調搬送波信号を含み、ここでこの変調は
その心臓の収縮期作用に帰せられる。
【００１６】この被変調波信号の振幅は、自然Ｒ−波又
はペースされた拍動の起こる時刻にサンプリングされ、
かつこの時刻のその振幅は拡張期レベルを表示する。Ｒ
−波又はペースされた拍動の検出は、また、タイマの運
転を開始させ、かつ所定時間、例えば、２００ｍｓが経
過したとき、この被変調搬送波信号は再びサンプリング
され、この時刻のこのサンプルは収縮期レベルを表示す
る。また、終収縮期容量に相当する、収集期中のこの搬
送波の最大振幅を検出する手段が配設される。収縮期レ
ベルと拡張期レベルトとの間の差を拡張期レベルで除し
た駆出率を計算する手段が備えられる。結果の量は、次
いで、ペーシングパルス発生器の逸脱期間を調整するア
ルゴリズムによって利用される。
【００１７】本発明のペースメーカは、アナログ回路素
子を使用して実現されることもあり、又はディジタル、
マクロプロセッサに基づく装置を含むこともある。
【００１８】駆出率の値は、臨床心臓病学における心収
縮状態の評価にとって周知である。一回拍出量を終拡張
期容量で除算することによって、一回拍出量への前負荷
の影響が極めて減少されて、収縮状態のより優れた推定
を可能とする。終拡張期容量と一回拍出量との間の関係
は非線形であるから、より精巧な修正因子が秩序をとっ
ているであろう。本発明には、ＳＶ／ＥＤＶ関係におけ
る非線形性に対する修正手段が備えられる。
【００１９】右心室及び左心室双方の駆出率がレート制
御に使用されるけれども、簡単のために右心室パラメー
タのみについてここでは説明する。更に、残留率（又は
終収縮期容量）も駆出率と類似の含蓄を有し、そのレー
ト制御パラメータが上の場合と極めて類似した方法で実
現されるのでこれを測定することができ、レート適合型
ペースメーカは残留率又は終収縮期容量を使用すること
もある。本発明のペースメーカは、利用可能なモード
（ＶＶＩＲ，ＤＤＤＲ，ＤＤＩＲ，ＡＡＩＲ）のほとん
どにおいて動作可能であり、かつ多重プログラム制御
性、データ記憶、双方向遠隔測定、中でも標準機能に対
する用意を整えている。
【００２０】本発明の上述の目的、利点、及び特徴は、
好適実施例についての次の詳細な説明を、特に付図との
関連において考察するとき、より良く理解されるであろ
う。
【００２１】
【実施例】駆出率（ＥＦ）又は残留率を測定するため
に、この好適実施例は、心臓容量を測定しかつ推定する
のに適したいかなる方法をも使用することができる。し
かしながら、明確のために、この好適実施例は、相対終
拡張期容量、相対終収縮期容量、これら２つの間の差、
すなわち、一回拍出量（ＳＶと略称される）、駆出率で
ある比ＳＶ／ＥＤＶ、及び残留率である比ＳＶ／ＥＤＶ
の推定のための心臓内インピーダンスを採用するとして
説明される。
【００２２】このことに留意してかつ図２を参照する
と、符号１０によって心臓が全体的に指示され、この心
臓はカテーテル、すなわち、ペーシングリード１２をそ
の右心室１４内に挿入されている。リード１２は、電極
を担持し、これらの電極のうち先端電極１６はこの心臓
の心尖近くに配置され、近位電極１８は右心室空洞内に
配置されている。定電流特性を有する高周波発振器を近
位電極１８と先端電極１６との間に接続することによっ
て、これらの電極間に発生される瞬時インピーダンスに
比例する信号を導出することができる。図２において、
この定電流発振器は、符号２４によって識別される。
【００２３】図１を参照すると、発振器２４からの搬送
波信号は、収縮期事象によって振幅変調される。すなわ
ち、右心室への及びこれからの血液の流入及び流出は、
波形２６によって示されるように、この搬送波信号に振
幅変調を起こさせる。波形２６は、１心周期中の右心室
容量の変動を描いている。この心室が血液で満たされる
終拡張期において検出されたインピーダンスは低いこと
が、判る。血液がこの心臓から流出するに従い、このイ
ンピーダンスは増大して、終収縮期において最大にな
り、ここでこの心室に残留している血液量は最少にな
る。この最大ピークインピーダンスとこの最小インピー
ダンスとの差は、この心臓の一回拍出量に比例する。一
回拍出量を終拡張期容量によって除算することによっ
て、駆出率が得られる。
【００２４】図２を再び参照すると、心臓内電極間に発
生された被変調波信号は、センス増幅器３０に印加され
る。この信号は、次いで、マイクロプロセッサ３４に送
られ、このマイクロプロセッサは典型的にバス３６を含
み、後者を通してアドレス表示信号、データ信号、及び
制御信号が伝送されて、このバスに接続されているＲＯ
Ｍ３８及びＲＡＭ４０への及びこれらからのデータ、プ
ログラムの記憶及び読出しを実施する。
【００２５】図２の実施例において、リード１２上の先
端電極１６は、また、ＱＲＳ検出回路４２に接続され、
この検出回路の線路４４上の出力はマイクロプロセッサ
３４に印加される。この入力の目的は、下に更に詳細に
説明される。
【００２６】マイクロプロセッサ３４からの出力は、可
変レートパルス発生器４６を制御するのに使用され、こ
の発生器の出力は、次いで、リード１２及び刺激電極で
ある先端電極１６を経由してこの心臓に印加される結
果、正常心活動の欠如下においてペースされた応答を喚
起する。もし可変レートパルス発生器４６がアナログ構
成ならば、計算された駆出率（ＥＦ）値はアナログ信号
に変換される。もしパルス発生器４６がディジタル装置
ならば、駆出率（ＥＦ）を表示するデータ語は、技術上
周知のようにこのパルス発生器のベースレートを変更す
るためにレートレジスタに印加される。
【００２７】図１及び図２を再び参照すると、ＱＲＳ検
出回路４２は、自然Ｒ−波の起こる際又はペースされた
拍動の起こる際にマイクロプロセッサ３４へのトリガ信
号を生成する。マイクロプロセッサ３４へのこのトリガ
入力は、右心室の終拡張期容量のディジタル化値をサン
プリングさせかつＲＡＭ４０内に記憶させ、またこの入
力はマイクロプロセッサ３４の内部タイマ（図には示さ
れていない）上の時間間隔を開始させ、この時間間隔は
１５０から３００ｍｓの範囲にある。この時間間隔の満
了の際に、右心室容量のディジタル化値が再びＲＡＭ４
０内に記憶される。マイクロプロセッサ３４の内部タイ
マ内にプログラムされたこの時間間隔は、心臓の収縮が
ほぼ完了しかつ右心室容量がその最大になるような長さ
である。これら２つのデータ入力を記憶すると、マイク
ロプロセッサ３４は、その駆出率及びを計算するプログ
ラムを実行し、この駆出率に直接関連する量が所定の変
換アルゴリズムに従って可変レートパルス発生器４６の
逸脱期間を修正するために使用される。
【００２８】したがって、図２に示されたような心臓ペ
ースメーカはレート適合性質を有し、ここではそのペー
シングレートはベース又は安静時レートからその心室の
駆出率の増加に基づく高レートまで上昇するように作ら
れていることが、判る。
【００２９】図２の実施例において、終拡張期容量はＲ
−波又はペースされた拍動の起こるときに測定され、他
方、終収縮期容量はＲ−波又はペースされた拍動の起こ
るときに続く所定時刻に測定される。図３の実施例にお
いては、終拡張期容量及び終収縮期容量は、図１の右心
室容量波形２８の最大及び最小を検出することによって
決定される。定電流発振器２４は、このペースメーカが
接続することのできる２９で示される身体の部分とリー
ド１２上の電極１６との間に高周波数搬送波信号を印加
し、他方、センス増幅／復調回路３０はセンス電極１８
と２０との間に発生される振幅被変調搬送波信号を検出
して線路３１上にインピーダンス対時間（以下、Ｚ対ｔ
で表す）アナログ信号を生成する。この信号は、アナロ
グ対ディジタル変換器（以下、ＡＤ変換器と称される）
３２内でディジタル化されかつ結果のディジル量がマイ
クロプロセッサ３４のデータ入力に印加される。この場
合も、マイクロプロセッサ３４は、バス３６を有し、こ
のバスにプログラム記憶ＲＯＭ３８及びデータ記憶ＲＡ
Ｍ４０が接続される。マイクロプロセッサ３４は、駆出
率を計算する図４の流れ図によって示されるルーチンを
実行するようにプログラムされ、かつその計算結果は可
変レートパルス発生器４６に印加されて、後者の逸脱期
間を低い安静時レートから生理的要求に基づく高いレー
トに変更する。
【００３０】クロック５０によって決定される所定増分
時間間隔で駆出率を計算するために、ＡＤ変換器３２か
らのデータ入力がサンプリングされ、ブロック５２によ
って示されるようにＲＡＭ４０内に記憶される。所定時
間後に、このＺ対ｔ波形のディジル化波形は、更にまた
サンプリングされてブロック５４によって示されるよう
にＲＡＭ４０内に記憶される。
【００３１】いったん２つのサンプルが記憶され、ブロ
ック５６及び５８によって示されるように２つの試験が
実施される結果、時刻ｎ＋ｋにおけるインピーダンスが
時刻ｎにおけるよりも大きいかどうか、及び時刻ｎにお
けるインピーダンスが時刻ｎ＋ｋにおけるインピーダン
スより小さいかどうかが判定される。もしブロック５６
において遂行される試験が時刻ｎ＋ｋにおけるインピー
ダンスは時刻ｎにおけるそれよりも大きいことを示すな
らば、ｎの値が所定時刻値だけ増分され、かつブロック
５２及び５４によって示されるように、新しいサンプル
の組が取り上げられる。この過程は、ブロック５６の比
較が表示された試験は真ではないことを示すまで続けら
れる。真ではないことを示したこの時点において、イン
ピーダンス最大値（以下、Ｚmax で表す）が決定され、
かつブロック６０によって示されるように記憶される。
【００３２】同じように、もしブロック５８に表示され
た試験が真でないならば、ｎが増分されかつブロック５
２及び５４によって示される２つの新しいサンプルが取
り上げられる。ブロック５８に示される試験基準が真で
あるとき、云うまでもなく、最小インピーダンス（以
下、Ｚmin で表す）の点が決定されており、かつＺmin
が図４のブロック６２によって示されるようにＲＯＭ４
２内に記憶される。
【００３３】いったんＺmax 及びＺmax が決定される
と、Ｚmax からＺmin を減算しかつこの減算結果をＺ
min で除算することによって駆出率を計算する（ブロッ
ク６４）ことが可能である。
【００３４】同じように、Ｚmax のＺmin に対する比は
残留率に相当し、かつ残留率は収縮性依存であるから、
レート適合型心臓ペースメーカにとってレート制御パラ
メータとして採用されることがある。
【００３５】駆出率は逐次続く心拍動にわたり数回計算
されるとこ、及び数反復にわたる移動平均が可変レート
パルス発生器４６の逸脱期間を決定するためにそのペー
シングレートを修正するのに使用されることが、考察さ
れる。
【００３６】終拡張期インピーダンスの変化とその結果
の終収縮期インピーダンスの変化との間の関係は安静状
態の下で非線形であるから、この結果の駆出率を代謝要
求の増大に関連しない前負荷から更に無関係にするため
に修正係数をＲＡＭ４０内に記憶する必要があること
が、また、考察される。
【００３７】本発明は、特許法に従うために及び当業者
に新規な原理を応用し、要求されるような特殊化された
構成要素を構成し、及び使用するに必要な情報を提供す
るために可なり詳細にここに説明された。しかしなが
ら、本発明は、特定のために、種々異なる機器及び装置
によって実施され得ること、かつ機器の詳細及び動作手
順双方に関しては本発明自体の範囲から逸脱することな
く達成され得ることは、云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるペースメーカの好適実施例の動作
原理の理解を助ける一連の波形図。
【図２】本発明によるペースメーカの第１実施例の概略
ブロック線図。
【図３】本発明によるペースメーカの代替実施例の概略
ブロック線図。
【図４】駆出率の計算のために図３の実施例におけるマ
イクロプロセッサ内に使用されるサブルーチンのソフト
ウエア流れ図。
【符号の説明】
１２ ペーシングリード １６ 先端電極又は刺激電極 １８ 近位電極 ２４ 定電流発振器 ２６ 被変調搬送波信号波形 ２８ １心周期中の右心室容量変動波形 ３０ センス増幅器 ３４ マイクロプロセッサ ３６ バス ３８ ＲＯＭ ４０ ＲＡＭ ４２ ＯＱＳ検出回路 ４６ 可変レートパルス発生器 ５０ クロック

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ） 心臓刺激パルスが生成されるレ
    ートを決定するタイミング手段を有するパルス発生器
    と、 （ｂ） 心臓組織に前記刺激パルスを印加する手段と、 （ｃ） 心臓の残留率と駆出率との少なくとも１つに比
    例する制御信号を発生する制御信号発生手段と、 （ｄ） 心臓の収縮性の関数として前記心臓刺激パルス
    が生成されるレートを変動させるために前記タイミング
    手段に前記制御信号を印加する手段と、を組み合わせて
    含むレート適合型心臓ペースメーカ
  2. 【請求項２】 請求項１記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、心臓の駆出率に比例する制御信号を発
    生する前記制御信号発生手段は、 （ａ） 心臓の一回拍出量に比例する第１信号を発生す
    る手段と、 （ｂ） 心臓の終拡張期容量に比例する第２信号を発生
    する手段と、 （ｃ） 前記第１信号の前記第２信号に対する比として
    の前記制御信号を生成する手段と、 （ｄ） 代謝要求が安定しているときに終拡張期容量の
    変化と終収縮期容量の変化との間の非線形性を補償する
    手段と、を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記第１信号を発生する手段と前記第
    ２信号を発生する手段とは心臓内インピーダンスを検出
    する手段を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記心臓内インピーダンス検出手段
    は、 （ａ） 心臓内の２つの隔てられた点間に所定周波数の
    交流搬送波電圧を印加する手段と、 （ｂ） 心臓の収縮期活動に起因する前記交流搬送波電
    圧の振幅の瞬時変化を検出する手段と、を含む、レート
    適合型心臓ペースメーカ。
  5. 【請求項５】 請求項４記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記第１信号を発生する手段は、 （ａ） 前記交流搬送波電圧の最大振幅偏移運動と最小
    振幅偏移運動との間の差を計算する手段、を含む、レー
    ト適合型心臓ペースメーカ。
  6. 【請求項６】 請求項４記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記第２信号を発生する手段は、 （ａ） 前記交流搬送波電圧の最小振幅偏移運動を測定
    する手段、を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
  7. 【請求項７】 （ａ） 心臓刺激パルスが生成されるレ
    ートを決定する可変タイミング手段を有するパルス発生
    器と、 （ｂ） 心臓に前記刺激パルスを印加する手段と、 （ｃ） 心臓の収縮期事象によって起こされる心臓内イ
    ンピーダンスを検出する手段と、 （ｄ） 前記心臓内インピーダンスを検出する手段に応
    答して心臓の駆出率を計算する手段と、 （ｅ） 前記計算された駆出率に関連して前記タイミン
    グ手段を調整する手段と、を組み合わせて含むレート適
    合型心臓ペースメーカ。
  8. 【請求項８】 請求項７記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記駆出率を計算する手段は、 （ａ） 終拡張期容量（ＥＤＶと略称される）を決定す
    るためにＲ−波の発生の際に又はＲ−波を欠いている場
    合は心臓刺激パルスの発生の際に心臓内インピーダンス
    の振幅をサンプリングする手段と、 （ｂ） 前記サンプリングされた振幅に比例する終拡張
    期容量値を少なくとも一時的に記憶する手段と、 （ｃ） 終収縮期容量値（ＥＳＶと略称される）値を決
    定するためにＲ−波又は心臓刺激パルスの発生に続く所
    定時刻において心臓内インピーダンスの振幅をサンプリ
    ングする手段と、 （ｄ） 一回拍出量（ＳＶと略称される）を決定するた
    めに前記記憶された値から終収縮期容量値を減算する手
    段と、 （ｅ） 前記一回拍出量値を前記終収縮期容量値で除算
    する手段と、を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
  9. 【請求項９】 請求項７記載のレート適合型心臓ペース
    メーカにおいて、前記駆出率を計算する手段は、 （ａ） 終拡張期容量値を決定するために心臓内インピ
    ーダンス変動の最小偏移運動をサンプリングする手段
    と、 （ｂ） 終拡張期容量値を一時的に記憶する手段と、 （ｃ） 終収縮期容量値を決定するために心臓内インピ
    ーダンス変動の最大偏移運動をサンプリングする手段
    と、 （ｄ） 終収縮期容量値を一時的に記憶する手段と、 （ｅ） 比（ＥＳＶ−ＥＤＶ）／ＥＤＶを計算する手段
    と、を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載のレート適合型心臓ペー
    スメーカにおいて、残留率に比例する制御信号を発生す
    る前記制御信号発生手段は、 （ａ） 心臓の終収縮期容量に比例する第１信号を発生
    する手段と、 （ｂ） 心臓の終拡張期容量に比例する第２信号を発生
    する手段と、 （ｃ） 前記第１信号を前記第２信号で除算する手段
    と、を含む、レート適合型心臓ペースメーカ。
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