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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Herzschrittmacher
mit einem System zur automatischen Bestimmung des Stimulationsschwellwertes
der Schrittsteuerenergie einer Kammer eines Herzes, und insbesondere
ein System und Verfahren, welches die zuverlässige Schrittsteuererfassung
der Kammer sicherstellt, wenn der Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie
bestimmt wird.
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Herzschrittmacher
sind in der Technik gut bekannt. Derartige Geräte geben elektrische Impulse
an eine oder mehrere Kammern des Herzes. Die Energie solcher gegebener
elektrischer Impulse ist so ausgewählt, dass sie über dem
Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie der jeweiligen
Herzkammer liegt, um den Herzmuskel dieser Kammer zu veranlassen,
zu depolarisieren oder kontrahieren. Die Depolarisation des Herzmuskels
der entsprechenden Kammer wiederum bewirkt, dass die entsprechende
Kammer kontrahiert. So wird die erforderliche Pumpaktion des Herzes
aufrechterhalten.
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Besitzt
ein gegebener Impuls eine Energie unterhalb des Stimulationsschwellwertes
der Schrittsteuerenergie der entsprechenden Kammer, ist der Schrittsteuerimpuls
unwirksam beim Bestreben, den Herzmuskel der entsprechenden Kammer
zu depolarisieren oder zu kontrahieren. Dadurch kann die Pumpaktion
des Herzes nicht aufrechterhalten werden. Daher ist es notwendig,
eine Schrittsteuerimpulsenergie einzusetzen, bei der sichergestellt
ist, dass sie über
dem Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie liegt.
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Es
ist jedoch außerdem
wünschenswert,
eine Schrittsteuerenergie einzusetzen, welche nicht exorbitant weit über dem
Schrittsteuerschwellwert liegt. Der Grund dafür ist, dass Herzschrittmacher
normalerweise unter die Haut eines Patienten implantiert werden
und daher batteriebetrieben sind. Der Einsatz einer Energie, welche
zu weit über
dem Stimulationsschwellwert liegt, würde zu einer frühzeitigen
Entleerung der Batterien führen,
wodurch wiederum der Herzschrittmacher frühzeitig ausgetauscht werden
müsste.
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Daher
ist es wünschenswert,
den Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie einer zu stimulierenden
Herzkammer festzustellen. Es kann dann eine Schrittsteuerenergie
gewählt
werden, welche über
dem Schwellwert liegt, um eine zuverlässige Stimulation sicherzustellen,
welche jedoch nicht so hoch ist, dass die Batterie unnötig belastet
wird.
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Wie
in der Technik gut bekannt ist, kann sich der Stimulationsschwellwert
einer Herzkammer aus verschiedenen Gründen mit der Zeit ändern. Daher
ist es ferner wünschenswert,
dass der Herzschrittmacher regelmäßig und automatisch den Schrittsteuerenergieschwellwert
bestimmt. So kann auf Schwankungen oder Veränderungen im Stimulationsschwellwert
reagiert werden, um sowohl eine zuverlässige Stimulation zu gewährleisten
als auch die Batterielebensdauer zu verlängern.
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Ist
ein Schrittsteuerimpuls wirksam für die Depolarisation oder Kontraktion
des Herzmuskels, wird er als „Erfassung" des Herzes bezeichnet.
Im Gegensatz dazu wird, wenn ein Schrittsteuerimpuls unwirksam für die Depolarisation
oder Kontraktion des Herzmuskels ist, dieser als „fehlende
Erfassung" des Herzes
bezeichnet.
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Ein
Elektrogramm (EGM), welches in der Technik auch gut bekannt ist,
ist die elektrische Aktivität
eines Herzmuskels. Die elektrische Manifestation der fehlenden Erfassung
in einem Herzmuskel ist typischerweise eine negative Abweichung
in der Grundlinie des Elektrogramms. Dies wird als Polarisation
(POL) bezeichnet. Die elektrische Manifestation der Erfassung in
einem Herzmuskel ist typischerweise eine übertriebene Abweichung im EGM.
Dies wird im Allgemeinen als die bewirkte Reaktion [evoked response]
plus Polarisation (ER + POL) bezeichnet.
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Wenn
ein Herzschrittmacher einen Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie-Suchvorgang oder
-Test durchführt,
ist es wichtig, dass es nicht zu einer fehlenden Erfassung kommt,
da der Patient noch immer Herzrhythmusmanagement benötigt. Im
Allgemeinen werden diese Suchvorgänge durchgeührt, indem eine Folge von Testschrittsteuerimpulsen
mit einer Grundrate angewandt wird. Die Energie jedes der aufeinanderfolgenden
Schrittsteuerimpulse wird um einen bekannten Wert verringert und
die Erfassung wird nach jedem Impuls verifiziert. Führt der
Testimpuls nicht zu einer Erfassung, wird ein Backup- oder Sicherheitsimpuls gegeben,
um die Herzaktivität
aufrecht zu erhalten. Die Energie des Testimpulses zur letzten Erfassung
wird dann als Grundlage zur Bestimmung des Energieschwellwertes
verwendet. Bei diesen Verfahren kann die Erfassung durch die Feststellung
von T-Wellen, mechanischer Herzkontraktion, Veränderungen bei der Herzblutvolumenimpedanz
oder anderen Anzeichen einer kontrahierenden Kammer verifiziert
werden.
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Außerdem sind
weitere Verfahren zur Bereitstellung der automatischen Stimulationsschwellwertbestimmung
der Schrittsteuerenergie bekannt, welche aufeinanderfolgende Paare
von Schrittsteuerimpulsen bieten. Jedes Impulspaar umfasste einen
primären
Impuls und einen sekundären
Impuls. Der sekundäre
Impuls wird verwendet, um eine Schätzung der Polarisation zu bestimmen
und Sicherheitsschrittsteuer zu bestimmen. Bei diesen Verfahren
haben die Impulse in dem bereitgestellten Paar die gleiche Amplitude
und Impulsbreite, damit die gleiche Schrittsteuerenergie bereitgestellt
wird. Die Impulse jeden Paares sind zeitlich so abgestimmt, dass,
wenn ein Impuls eine Erfassung erzeugt, der andere Impuls ein Maß der Polarisation
bietet. Die Polarisationswellenform wird von der bewirkten Reaktion
plus Polarisationswellenform subtrahiert, um zu bestimmen, ob eine
Erfassung stattgefunden hat. Leider erfolgt, wenn der Erfassungsschwellwert
unter der Energie der beiden identischen Impulse eines Impulspaares
liegt, keine Bereitstellung einer Stimulation bis zum nächsten Impulspaar.
Im Wesentlichen sind so der primäre
und sekundäre
Impuls nicht erfolgreich bei der Erfassung der Herzkammer und infolge
dessen setzt das Herz für
einen Schlag aus. Bei der Bestimmung des Stimulationsschwellwertes
des Ventrikels ist dies inakzeptabel.
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Die
Erfindung sieht daher bei einem Herzschrittmacher, welcher so ausgelegt
ist, dass einer Kammer eines Herzes elektrische Schrittsteuerimpulse
ausreichender Energie gegeben werden, so dass ein Stimulationsschwellwert
der Kammer überschritten
wird, ein System zur Bestimmung des Stimulationsschwellwertes der
Schrittsteuerenergie vor, während
gleichzeitig eine zuverlässige
Erfassung der Kammer vorgesehen ist. Das System weist einen Impulsgeber
für die
wiederholte Abgabe elektrischer Schrittsteuerimpulspaare an die Kammer
auf. Jedes elektrische Impulspaar enthält einen ersten Impuls und
einen zweiten Impuls, wobei der erste Impuls dem zweiten Impuls
vorausgeht, und das Impulspaar durch einen Interval getrennt ist,
welches geringer als die Refraktärphase
des Herzes ist, und wobei der erste Impuls eine geringere Energie
als der zweite Impuls aufweist. Der erste und zweite Impuls bewirken
eine erste Reaktion bzw. eine zweite Reaktion der Kammer. Das System
enthält
ferner Mittel zum Vergleichen der ersten Reaktion mit der zweiten
Reaktion zur Bereitstellung von Erfassungswerten, und Schwellwertauswahlmittel,
welche zur Auswahl einer minimal notwendigen Schrittsteuerenergie
zum Bewirken der Erfassung der Kammer auf die Erfassungswerte reagieren.
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Der
Erfindung bietet ferner bei einem Herzschrittmacher, welcher so
ausgelegt ist, dass er elektrische Schrittsteuerimpulse ausreichender
Energie an eine Kammer eines Herzes abgibt, so dass ein Stimulationsschwellwert
der Schrittsteuerenergie der Kammer überschritten wird, ein System
zur Bestimmung des Stimulationsschwellwertes der Schrittsteuerenergie,
während
gleichzeitig eine zuverlässige
Erfassung der Kammer stattfindet. Das System umfasst die Merkmale
nach Anspruch 1.
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Daher
bietet die Erfindung bei einem Herzschrittmacher, welcher so ausgelegt
ist, dass er elektrische Schrittsteuerimpulse ausreichender Energie
an eine Kammer eines Herzes abgibt, so dass ein Stimulationsschwellwert
der Schrittsteuerenegie der Kammer überschritten wird, ein System
zur Bestimmung des Simulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie
einschließlich
eines Impulsgebers zur wiederholten Abgabe elektrischer Schrittsteuerimpulspaare
an die Kammer. Jedes elektrische Impulspaar umfasst einen ersten
Impuls, welcher einem zweiten Impuls vorausgeht, und mindestens
entweder der erste oder zweite Impuls besitzt ausreichend Energie,
den Schrittsteuerenergieschwellwert der Kammer zu überschreiten.
Die Energie des ersten Impulses ist geringer als die Energie des
zweiten Impulses. Der erste und zweite Impuls bewirken eine erste Reaktion
bzw. eine zweite Reaktion der Kammer. Das System enthält ferner
Mittel zum Vergleichen der ersten Reaktion mit der zweiten Reaktion
zur Breitstellung von Erfassungswerten, sowie Schwellwertauswahlmittel, welche
zur Auswahl einer Schrittsteuerenergie zum Bewirken der Erfassung
auf die Vorzeichenänderung
der Erfassungswerte reagieren.
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, welche als neuartig erachtet
werden, sind insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen dargelegt.
Die Erfindung, zusammen mit weiteren Objekten und Vorteilen daraus,
ist unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Zeichnungen am besten zu verstehen, wobei in den Figuren ähnliche
Bezugszeichen für
identische Elemente stehen, und wobei:
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1 ein
Blockdiagramm eines Herzschrittmachers ist, welcher die vorliegende
Erfindung darstellt, u. zw. in Verbindung mit einem schematisch
wiedergegebenen Herz zeigt, welches Herzrhythmusmanagement benötigt;
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2 eine
Wellenform ist, welche illustrative Schrittsteuerimpulspaare zeigt,
welche in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wiederholt an eine Herzkammer gegeben
werden;
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3 eine
EGM-Wellenform einer illustrativen Reaktion eines Herzes auf die
in 2 illustrierten Schrittsteuerimpulspaare ist;
und
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4 ein
Flussdiagramm der Grundschritte ist, welche bei einer automatischen
Schwellwertbestimmung angewandt werden, welche die vorliegende Erfindung
darstellt.
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Mit
Bezug auf 1 zeigt diese ein schematisch
dargestelltes Herz 10, welches Herzrhythmusmanagements
bedarf, in Verbindung mit einem Herzschrittmacher 20, welcher
die vorliegende Erfindung darstellt, und welcher mit dem Herz 10 verbunden
ist, um das Herzrhythmusmanagement des Herzes 10 vorzusehen. Wie
dargestellt, weist das Herz im Allgemeinen einen rechten Vorhof 12,
einen linken Vorhof 14, einen rechten Ventrikel 16 und
einen linken Ventrikel 20 auf.
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Der
Herzschrittmacher 20 ist durch ein Paar endokardiale Leitungen 22 und 24 mit
dem Herz 10 verbunden. Die Leitung 22 ist eine
rechte Vorhofleitung und enthält
ein bipolares Elektrodenpaar 26 an ihrem distalen Ende
zum Herstellen des elektrischen Kontaktes mit dem rechten Vorhof 12 auf
eine in der Technik gut bekannte Art und Weise. Die Leitung 24 ist
eine rechte Ventrikelleitung und enthält ähnlich ein bipolares Elektrodenpaar 28 an
ihrem distalen Ende zum Herstellen des elektrischen Kontaktes mit
dem rechten Ventrikel auf eine in der Technik gut bekannte Art und
Weise. Der Herzschrittmacher 20 weist ein hermetisches
Gehäuse 30 auf,
wodurch der Herzschrittmacher 20 vollständig unter die Haut eines Patienten
implantiert werden kann. Innerhalb des Gehäuses 30 weist der
Herzschrittmacher 20 einen Vorhofwahrnehmungsverstärker 34,
einen Analog/Digital-Wandler 36 und einen Impulsgeber 38 auf.
Der Herzschrittmacher 20 enthält ferner einen Mikroprozessor 40,
einen Speicher 60 und eine Telemetriestufe 70.
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Der
Mikroprozessor 40 ist so ausgelegt, dass er in Verbindung
mit dem Speicher 60 arbeitet, welcher durch einen Mehrbitadressbus 72 und
einen bidirektionalen Mehrbitdatenbus 74 an den Mikroprozessor
gekoppelt ist. So kann der Mikroprozessor 40 gewünschte Speicherorte
innerhalb des Speichers zum Ausführen von
Schreib- oder Lesevorgängen
ansprechen. Während
eines Schreibvorgangs speichert der Mikroprozessor Daten im Speicher
an den auf dem Adressbus 72 definierten Adressen und verschiebt
die Daten über
den Mehrbitdatenbus 74 in den Speicher 60. Während eines
Lesevorgangs erhält
der Mikroprozessor 40 Daten oder Modidefinierende Betriebsanweisungen
vom Speicher an den auf dem Adressbus 72 definierten Speicherorten,
und empfängt
die Betriebsanweisungen und Daten über den bidirektionalen Datenbus 74 aus
dem Speicher. Zu diesem Zweck weist der Speicher 60 einen
Speicherabschnitt 62 auf, welcher Betriebsanweisungen enthält, welche
verschiedene Betriebsmodi des Herzschrittmachers 20 definieren,
wie den VVI-Modus, DDD-Modus oder VOO-Modus. Jeder dieser Modi ist
in der Technik gut bekannt. Der Speicherabschnitt 62 enthält außerdem bevorzugt
Betriebsanweisungen, welche einen automatischen Schwellwertsuchmodus
definieren, welcher die vorliegende Erfindung darstellt. Der Speicher
kann außerdem
einen zusätzlichen
Speicherabschnitt 64 zur Speicherung von Daten aufweisen,
welche eine EGM-Vorlage darstellen, sowie einen weiteren Speicherabschnitt 66,
welcher Daten speichern kann, welche eine Erfassungsschwellwerdaufzeichnung
nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Bei
der Implementierung der Programmbetriebsanweisungen, welche im Speicher 60 enthalten
sind; durchläuft
der Mikroprozessor mehrere Funktionsstufen. Zu diesen Stufen zählt eine
VVI-Modusstufe 42, eine DDD-Modusstufe 44, eine
VOO-Modusstufe 46 und eine automatische Schwellwertsuchstufe 48,
welche die vorliegende Erfindung verkörpert. Zu den Funktionsstufen
zählen
außerdem
eine Subtraktorstufe 50, eine Vergleichsstufe 52,
eine Anstiegsbestimmungsstufe 54, eine Amplitudenbestimmungsstufe 56 und
eine Integratorstufe 57. Schließlich enthält der Mikroprozessor 40 einen
internen Cache 58 zum lokalen Speichern von Daten, welche
bei der Ausführung
von zum Beispiel der automatischen Schwellwertsuche 58,
welche die vorliegende Erfindung darstellt, erforderlich sind.
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Wie
in 1 dargestellt verbindet die Leitung 22 das
Elektrodenpaar 26 mit den Eingängen 33 des Vorhofwahrnehmungsverstärkers 32.
Der Vorhofwahrnehmungsverstärker 32 stellt
so an seinem Ausgang ein Elektrogramm bereit, welches die Vorhofaktivität des rechten
Vorhofes 12 darstellt. Obwohl nicht dargestellt, kann der
Vorhofwahrnehmungsverstärker 32 mit
Bandpassfilterung ausgestattet sein, auf eine Art und Weise, die
in der Technik gut bekannt ist.
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Ähnlich verbindet
die Leitung 24 das Elektrodenpaar 28 innerhalb
des rechten Ventrikels mit den Eingängen 35 des Ventrikelwahrnehmungsverstärkers 34.
Der Ventrikelwahrnehmungsverstärker 34 bietet
so ein Elektrogramm, welches die Ventrikelaktivität des rechten
Ventrikels darstellt. Der Ventrikelwahrnehmungsverstärker 34 kann
auch mit Bandpassfilterung ausgestattet sein, welche in der Technik
gut bekannt ist.
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Die
Vorhof- und Ventrikelelektrogramme werden in den Analog/Digital-Wandler 36 eingegeben.
Der Analog/Digital-Wandler 36 ist bevorzugt ein Multiplex-Analog/Digital-Wandler, um den Mikroprozessor 40 an einem
Eingang 41 mit digitalen Mustern zu versorgen, welche sowohl
die Vorhofaktivität
als auch die Ventrikelaktivität
des Herzes 10 darstellen.
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Die
Leitung 22 verbindet ferner das Elektrodenpaar 26 mit
dem Vorhofausgang 37 des Impulsgeber 38. Dadurch
kann der Impulsgeber 38 Schrittsteuerimpulse an den rechten
Vorhof geben. Ähnlich
verbindet Ableitung 24 das Elektrodenpaar 28 mit
dem Ventrikelausgang 39 des Impulsgebers 38. Dadurch
kann der Impulsgeber 38 Schrittsteuerimpulse an den rechten
Ventrikel geben. Solche Anordnungen sind in der Technik auch gut
bekannt.
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Schließlich kann
der Herzschrittmacher 20 über die Telemetriestufe 70 mit
der Außenwelt,
und insbesondere mit einem externen Programmierer kommunizieren.
Zu diesem Zweck umfasst die Telemetriestufe 70 eine Empfangs-
und Übertragungsspiralantenne 76.
Sie ist über
einen bidirektionalen Bus 78 mit dem Mikroprozessor 40 verbunden,
damit der Mikroprozessor 40 mittels der Telemetriestufe 70 Daten
an den externen Programmierer ausgeben oder Programmierungsparameter
von dem externen Programmierer empfangen kann. Wiederum sind solche
Anordnungen in der Technik gut bekannt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung gibt der Herzschrittmacher 20 automatisch, zu
vorbestimmten Zeiten oder gesteuert durch den externen Programmierer
die automatische Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie-Suchroutine 48 entweder
für den
rechten Vorhof oder den rechten Ventrikel ein. Zum Zweck dieser
Diskussion wird angenommen, dass der Herzschrittmacher 20 die
Schwellwertsuchroutine für
den rechten Ventrikel 16 des Herzes 10 eingegeben
hat.
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Bei
der Durchführung
der automatischen Schwellwertsuche gibt der Impulsgeber 38 des
Herzschrittmachers 20 wiederholt elektrische Schrittsteuerimpulspaare
an den rechten Ventrikel.
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Jedes
elektrische Impulspaar enthält
einen ersten Impuls und einen zweiten Impuls. Der erste Impuls geht
dem zweiten Impuls voraus und besitzt eine geringere Energie als
der zweite Impuls. Jedoch besitzt der zuerst gegebene erste Impuls
ausreichend Energie, um die Erfassung des rechten Ventrikels mit
dem ersten Impuls zu Beginn der Routine sicherzustellen.
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Der
erste und zweite Impuls jedes Impulspaares bewirken eine erste Reaktion
bzw. eine zweite Reaktion der Kammer. Nach der Abgabe jedes Impulspaares
an den rechten Ventrikel, werden die erste Reaktion und die zweite
Reaktion verglichen, um Erfassungswerte bereitzustellen. Insbesondere
wird die zweite Reaktion durch die Subtraktorstufe 50 von
der ersten Reaktion subtrahiert, um Erfassungswerte bereitzustellen. Normalerweise,
wenn der erste Impuls eines Impulspaares den rechten Ventrikel erfasst,
ist der Erfassungswert erheblich, relativ konstant und besitzt eine
bestimmte Polarität.
Wenn jedoch eine Amplitude des ersten Impulses unter den Erfassungsschwellwert
sinkt, ergibt die Erfassungswertsubtraktion einen Erfassungswert, welcher
erheblich ist und die entgegengesetzte Polarität aufweist. Wenn dies geschieht,
wird der Erfassungsschwellwert des rechten Ventrikels als die letzte
Amplitude des ersten Impulses definiert, bei der eine Erfassung
des Herzes stattgefunden hat.
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Selbst
wenn durch den zuletzt gegebenen ersten Impuls keine Erfassung des
Herzes stattgefunden hat, wird, weil der zweite Impuls dieses Impulspaares
eine höhere
Energie besitzt als der erste Impuls, der rechte Ventrikel noch
immer durch den zweiten Impuls erfasst, um das Herzrhythmusmanagement
des Patienten aufrechtzuerhalten.
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Das
Vorhergehende ist spezieller in 2 wiedergegeben,
auf die sich nun bezogen wird. Wie aus 2 ersichtlich,
stellt der Impulsgeber 38 wiederholt elektrische Schrittsteuerimpulspaare 80, 84 und 88 bevorzugt
mit einer Rate über
der Sinusrate des Herzes 10 bereit, zum Beispiel 70-90
Impulspaare pro Minute. Das Impulspaar 80 weist einen ersten
Impuls 81 und einen zweiten Impuls 82 auf. Das
Impulspaar 84 weist einen ersten Impuls 85 und
einen zweiten Impuls 86 auf. Schließlich umfasst das Impulspaar 88 einen
ersten Impuls 89 und einen zweiten Impuls 90.
Wie aus 2 ersichtlich, geht jeder der
ersten Impulse 81, 85 und 89 seinem entsprechenden
zweiten Impuls 82, 86 bzw. 90 voraus.
Außerdem
besitzt jeder der ersten Impulse 81, 85 und 89 eine
geringere Energie als sein entsprechender zweiter Impuls 82, 86 und 90.
Insbesondere besitzt der Impulsgeber 38 eine programmierbare
Impulsamplitudeninkrementauflösung.
Zum Beispiel kann die Impulsamplitudeninkrementauflösung des
Impulsgebers 38 0,125 Volt betragen. Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform
ist die Energie jedes der ersten Impulse so ausgewählt, dass
sie mindestens ein, bevorzugt zwei Auflösungsinkremente niedriger ist
als der entsprechende zweite Impuls. Zu diesem Zweck ist, wie in 2 ersichtlich,
jeder der ersten Impulse 0,250 Volt niedriger
als sein entsprechender zweiter Impuls.
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Jeder
der ersten und zweiten Impulse besitzt die gleiche Impulsbreite.
Wie der Fachmann erkennen wird, kann die Energie des ersten und
zweiten Impulses gemäß dieser
Ausführungsform
unterschiedlich ausfallen, indem anstelle der Spannungsamplituden
die Impulsbreite der Impulse variiert wird. Ferner erhält man die
unterschiedliche Energie durch Variierung der angelegten Ströme, während die
Impulsbreiten konstant gehalten werden. Demnach wird erachtet, dass
alle diese Möglichkeiten
der Variierung der Energie der Impulse in den Umfang der vorliegenden
Erfindung fallen.
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Nochmals
in Bezug auf 2, ist jedes erste und zweite
Impulspaar zeitlich um einen eher kleinen Zeitintervall von zum
Beispiel 40-100 Millisekunden getrennt. Die Energie des ersten Impulses 81 wird
ausgewählt
um sicherzustellen, dass sie für
den Beginn der automatischen Schwellwertsuche über dem Erfassungsschwellwert
des rechten Ventrikels liegt. Wie auch aus 2 ersichtlich
ist, wird die Energie des ersten und zweiten Impulses aufeinanderfolgender
Impulspaare verringert. Gemäß dieser
bevorzugten Ausführungsform werden
die aufeinanderfolgenden ersten und zweiten Impulspaare um eine
gleiche Menge, zum Beispiel das Energieauflösungsinkrement des Impulsgebers 38 oder 0,125 Volt
verringert.
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Wie
aus 3 ersichtlich, bewirken der erste und zweite Impuls
jedes Impulspaares eine erste bzw. zweite Reaktion des rechten Ventrikels.
Der erste Impuls 81 erfasst den rechten Ventrikel zur Bereitstellung einer
Spitzenreaktion 91 gleich der bewirkten Reaktion plus Polarisation
(ER+POL). Der zweite Impuls 82 bewirkt, dadurch dass er
sich nahe dem ersten Impuls 81 befindet, nur die Polarisationsreaktion
(POL) 92.
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Nach
dem Impulspaar 81 und 82 wird die zweite Reaktion 92 von
der ersten Reaktion 91 subtrahiert. Wie aus 3 ersichtlich
ergibt dies einen Erfassungswert, welcher erheblich ist und positive
Polarität
aufweist.
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Das
nächste
an den rechten Ventrikel abgegebene Impulspaar, welches den ersten
Impuls 85 und den zweiten Impuls 86 aufweist,
bewirkt die erste Reaktion 95 und die zweite Reaktion 96.
Hier ist auch ersichtlich, dass der erste Impuls 85 dieses
Impulspaares den rechten Ventrikel erfasst hat. Wenn also die zweite
Reaktion 96 von der ersten Reaktion 95 subtrahiert
wird, ist der so erhaltene Erfassungswert wieder erheblich und weist positive
Polarität
auf. Er ist außerdem
im Wesentlichen gleich dem aus Reaktion 91 und 92 erhaltenen
Erfassungswert.
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Das
Impulspaar 88 erzielt ein anderes Resultat. Hier ist ersichtlich,
dass der erste Impuls 89 dieses Paares den rechten Ventrikel
nicht erfasst hat und nur die Polarisations- (POL) Reaktion 99 erreicht,
während der
zweite Impuls 90 dieses Paares den rechten Ventrikel erfasst und
die ER + POL Reaktion 100 erreicht. Wenn nun die zweite
Reaktion 100, bewirkt durch den Impuls 90, von
der Reaktion 99, bewirkt durch den Impuls 89,
subtrahiert wird, ist der resultierende Erfassungswert auch erheblich,
jedoch im Vergleich zu den zuvor erhaltenen Erfassungswerten von
entgegengesetzter Polarität.
An dieser Stelle kann die automatische Schwellwertsuchroutine abgeschlossen
werden, indem die Schrittsteuerimpulsamplitude auf die letzte die
Erfassung bewirkende Amplitude des ersten Impulses plus die inkrementelle
Auflösung
des Impulsgebers eingestellt wird. Gemäß dieser Ausführungsform
wäre dieser
Wert die Spannung des Impulses 85 oder 2,375 Volt plus
die inkrementelle Auflösung
des Impulsverstärkers
oder 0,125 Volt, was eine Schrittsteuerimpulsamplitude von 2,50
Volt ergibt.
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Zu
keiner Zeit während
der automatischen Stimulationsschwellwertsuche der Schrittsteuerenergie ging
die Erfassung des rechten Ventrikels verloren. Dies wurde aufgrund
der Tatsache erreicht, dass mindestens entweder der erste oder zweite
Impuls jedes Impulspaares eine Energie besitzt, welche höher ist
als die Energie, welche für
die Erfassung des rechten Ventrikels erforderlich ist.
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Der
so erhaltene Schwellwert kann durch den Mikroprozessor im Speicherabschnitt 66 gespeichert werden,
um es dem Herzschrittmacher zu ermöglichen, Erfassungsschwellwertaufzeichnungen
zu führen. Dann
muss der Ausgangspunkt des nächsten
Erfassungsschwellwerttests nicht die maximal programmierbare Impulsenergie
sein, sondern vielmehr ein Wert zwischen der maximal programmierbaren
Impulsenergie und dem letzten aufgezeichneten Erfassungsschwellwert
(z.B. der Durchschnittswert der beiden).
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Zum
Zweck der Isolierung der Erfassungsreaktion aus der Polarisierungsreaktion
jedes Schrittsteuerimpulspaares kann die Vergleichsstufe 52 verwendet
werden, um einen Morphologievergleich durch einen Punkt-zu-Punkt-Wellenformvergleich
der in Cache 58 gespeicherten Reaktionen mit einer Vorlage,
welche zuvor im Speicherabschnitt 64 des Speichers 60 gespeichert
wurde, durchzuführen.
Die Erfassungsreaktion kann ferner oder alternativ durch Merkmalsextraktion
wie Anstiegsbestimmung mittels der Anstiegsstufe 54, Spitzen-
oder Durchschnittsamplitude mittels der Amplitudenbestimmungsstufe 56 oder
ein Integral der Reaktion mittels der Integratorstufe 57 von
der Polarisierungsreaktion unterschieden werden. All diese Verfahren sind
in der Technik gut bekannt. Zusätzlich
zum Vorgenannten kann die Unterscheidung der Polarisierungsreaktion
von der Erfassungsreaktion auch mittels der Polarisierungsreaktion
aus dem Sicherungsimpuls des derzeitigen Impulspaares oder aus dem
vorherigen Impulspaar erfolgen. Eine genauere Unterscheidung kann
jedoch erfolgen, wenn die Polarisierungsreaktion aus dem derzeitigen
Impulspaar verwendet wird, da die zuletzt erfolgte Polarisierungsreaktion
aus einem Schrittsteuerimpuls erzeugt wird, der mit seiner Amplitude
näher an seinem
entsprechenden Primärimpuls
liegt.
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Bezugnehmend
auf 4, illustriert diese ein Flussdiagramm 110,
welches im Wesentlichen die Methodik zusammenfasst, welche bezüglich 2 und 3 beschrieben
wurde. Wenn der Herzschrittmacher 20 die automatische Schwellwertsuchroutine
startet, gibt er zuerst einen ersten Impuls und einen zweiten Impuls
gemäß Schritt 112 ab.
Wie zuvor erwähnt,
ist die Energie des ersten Impulses geringer als die Energie des
zweiten Impulses, und er geht dem zweiten Impuls voraus. Der erste
Impuls und der zweite Impuls bewirken eine erste bzw. zweite Reaktion
der Herzkammer. Gemäß Schritt 114 wird
die zweite Reaktion von der ersten Reaktion subtrahiert, um einen
Erfassungswert zu erhalten. Gemäß Schritt 114 wird
abgefragt, ob der Erfassungswert negativ ist. Ist der Erfassungswert
nicht negativ, bedeutet dies, dass der erste Impuls die Kammer erfasst
und der zweite Impuls die Polarisierungsreaktion bewirkt hat. Daraus
resultierend werden die Energien des ersten und zweiten Impulses
gemäß Schritt 116 verrigert
und der Prozess kehrt zu Schritt 112 zurück.
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Ist
der Erfassungswert wie in Schritt 114 bestimmt negativ,
wird der Prozess mit Schritt 118 fortgesetzt, bei dem der
Stimulationsschwellwert der Schrittsteuerenergie der Kammer bestimmt
wird. Wie zuvor erwähnt kann
der Energieschwellwert als die Energie des ersten Impulses bestimmt
werden, welche zuletzt die Kammer erfasst hat, plus die inkrementelle
Energieauflösung
des Impulsgebers. Wurde der Erfassungsschwellwert gemäß Schritt 118 bestimmt,
ist der Prozess abgeschlossen.
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Nach
Abschluss des vorangehenden Prozesses, kann die an die Kammer abzugebende
Energie so ausgewählt
werden, dass sie über
der bestimmten Erfassungsschwellwert der Schrittsteuerenergie liegt.
Zum Beispiel kann gemäß dieser
Ausführungsform
die an die Kammer abzugebende Energie zum Beispiel 0,5 Volt über dem
bestimmten Schwellwert liegen. Dies stellt eine zuverlässige Erfassung
der Kammer sicher, wann immer ein Schrittsteuerimpuls an die Kammer
gegeben wird.
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Während hier
eine bestimmte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, können Modifikationen
erfolgen. Zum Beispiel wird, auch wenn hierin endokardiale Leitungen
gezeigt und beschrieben wurden, der Fachmann leicht verstehen, dass
die Erfindung gleichermaßen
auch epikardiale und intravaskuläre
Leitungen betrifft und mit diesen in der Praxis eingesetzt werden
kann. Außerdem
kann die Erfindung mit unipolarer Stimulation ausgeführt werden,
wobei das Gerätegehäuse elektrisch
leitend ist und als eine gewöhnliche
Elektrode verwendet wird, und zwar auf eine Art und Weise, die in
der Technik gut bekannt ist.
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Deutsche Übersetzung
der Zeichnungsbeschriftung
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