-
Diese
Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Behandeln von Herzflimmern
und insbesondere auf die Verwendung von Transducern, die zur mechanischen
Behandlung des Herzens und verwandter Zielbereiche bei Frequenzen
unterhalb des Ultraschallbereichs betrieben werden.
-
Die
Verabreichung von elektrischen Schocks hat sich als ein effektives
und relativ sicheres Mittel zur Defibrillation des Herzens oder
zur Behandlung verschiedener Arten von Herzrhythmusstörungen erwiesen.
Implantierbare Defibrillatoren, Kardioverter und kombinierte Schrittmacher-,
Kardioverter-, Defibrillatorvorrichtungen sind zur Behandlung von
verschiedenen Herzrhythmusstörungen
in großem
Umfang zur Anwendung gekommen. So effektiv diese neuen Vorrichtungen
und Systeme auch sind, bleiben einige Bereiche bestehen, in denen
wesentliche Entwicklungsarbeit notwendig ist, um die Effizienz und
Zuverlässigkeit
zu erhöhen
und sich mit den bekannten negativen Auswirkungen zu befassen. Einige
der bekannten Problembereiche betreffen Gewebeschäden in der
Umgebung der Elektroden, über die
die Schocks verabreicht werden, und die Empfindung eines scharfen
Schmerzes durch den Patienten, der durch die Überstimulierung des Nervus
phrenicus im Fall einer atrialen Defibrillation ausgelöst werden
kann. Trotz der Verbesserungen des Entwurfs von Zuleitungen und
Elektroden besteht weiterhin Bedarf, die Energiemenge, die bei einem
Schock verabreicht wird, zu reduzieren, sowohl mit dem Zweck, die
Energie der Batterie in der implantierten Vorrichtung zu schonen,
als auch mit dem wichtigen Ziel, die Angst des Patienten vor dem
Empfangen eines Schocks zu vermindern.
-
Einen
alternativen Ansatz auf dem Gebiet der Defibrilla tion, der in Betracht
gezogen, aber nicht weiter entwickelt wurde, stellt die Anwendung
von Ultraschall zur Defibrillation dar. Dies erfordert die Abgabe
von Ultraschallwellen mit hoher Energie an die betroffene Stelle,
z. B. das Atrium oder den Ventrikel. WO 93/16652, GB 2288741 and
EP 0 112 082 offenbaren alle Vorrichtungen, die die Ultraschalltherapie anwenden.
Leider hat diese Technik bisher eine niedrige Erfolgsrate in der
Größenordnung
von 30% erfahren, wobei es sich herausgestellt hat, dass sie Schaden
am Endothel und den Herzmuskelfasern verursacht. WO 85/03634 offenbart
eine Vorrichtung zur externen Therapie von Körperteilen, die Schallwellen
verwendet.
US 3.587.567 offenbart
eine Vorrichtung zur mechanischen Unterstützung der Kammer, die eine
Manschette, die über
das Herz passt, zur Unterstützung
des Pumpens aufweist. Es ist dennoch die Grundlage dieser Erfindung,
dass die mechanische Anregung des Herzen mit niedrigeren Frequenzen
viele potentielle nützliche
Effekte hat, die bisher, insbesondere bei der Behandlung eines flimmernden
Herzens oder eines Herzens, das für Flimmern oder andere Arrhythmien
anfällig
ist, nicht erfolgreich genutzt wurden. Die mechanische Anregung
des Herzens, insbesondere mit Frequenzen unter etwa 50 kHz, kann
einen direkten Defibrillationseffekt sowie andere nützliche
Effekte auf das flimmernde Herz haben. Die mechanische Anregung oder
Bewegung des Herzmuskels mit ausreichend Energie kann die Leitfähigkeit
des Muskels und somit die Schleifenverstärkung verändern und die kreisförmigen Leitungspfade
unterbrechen, die die Ursache für
das Flimmern oder andere Arrhythmien waren. In ähnlicher Weise kann die mechanische
Anregung die Dauer des Aktionspotentials der Herzmuskelzellen beeinflussen
und damit zur Beendigung des Flimmerns beitragen. Die mechanische
Anregung, die auf den Herzmuskel gerichtet ist, kann die Entspannung der
Muskelfasern erleichtern und helfen, die Fasern in die Diastole
zu bringen. Dies kann wiederum die Schwelle für die elektrische Defibrillation
senken.
US 5.433.731 offenbart
einen implantierbaren Defibrillator, der mechanische Schocks an
das Herz abgibt. Entsprechend kann die mechanische Behandlung zur
Verbesserung der Herzdurchblutung angewendet werden. Bekanntlich
ist die Durchblutung des Myokards auf die diastolische Phase beschränkt, wobei während des
Flimmerns auch dann, wenn der Aortendruck für einige Sekunden hoch bleibt,
keine Durchblutung stattfindet. Die Applikation von niederfrequenten
mechanischen Wellen auf das Myokard kann einen entspannenden Effekt,
der die Durchblutung verbessert, sowie einen direkten massierenden Effekt,
der die Durchblutung unterstützt,
haben.
-
Zusätzlich zur
direkten mechanischen Behandlung des Herzens kann auch die mechanische Vibration
der Lungen zur Behandlung eines Flimmerproblems angewendet werden.
Es ist bekannt, dass eine niederfrequente Vibration den Gasaustausch
in den Lungen verbessert. Da die Sauerstoffversorgung und das Kohlendioxid
im Flimmerzustand von entscheidender Bedeutung sind, ist eine solche
mechanische Vibration, die für
einen gesteigerten Gasaustausch in den Lungen sorgt, unterstützend und
nützlich
für die
Defibrillation. Abhängig
von den genauen Effekten der niederfrequenten Wellen an der Luft-Gewebe-Grenzfläche in den
Lungen, haben solche Wellen ferner die Fähigkeit, die pulmonalen Dehnungsrezeptoren
zu stimulieren. Dies führt über den
kardio-pulmonalen Reflex zu einer parasympathischen Ausgabe (N.
vagus) an das Herz und trägt
zur Unterdrückung
des Flimmerns bei. Im Hinblick auf diese Überlegungen ist das bedeutende
Potential für
die therapeutische Anwendung von implantierbaren Vorrichtungen mit
niederfrequenten mechanischen Wellen zur Behandlung von Rhythmusstörungen,
insbesondere des Flimmerns und der transienten ischämischen
Herzerkrankung, ersichtlich.
-
Es
ist eine Hauptaufgabe dieser Erfindung, ein System zur Anwendung
mechanischer Wellen zur Behandlung eines kardialen Zustandes wie
Flimmern durch Beaufschlagung wenigstens eines Teils des Patientenbereichs,
der das Herz und die Lungen umfasst, mit niederfrequenten Wellen
zu schaffen, wobei die Behandlung mit mechanischen Wellen in Kombination
mit einer Therapie mit elektrischen Schocks angewandt wird.
-
In Übereinstimmung
mit der obigen Aufgabe ist erfindungsgemäß ein implantierbares System
zur Beaufschlagung wenigstens eines Teils eines Patientenbereichs,
der das Herz und die Lungen des Patienten umfasst, mit mechanischen
Wellen bereitgestellt, wobei das System aufweist:
Signalmittel
zur Erzeugung niederfrequenter elektrischer Signale in einem Frequenzbereich
von 1 Hz bis 50 kHz;
Feststellungsmittel zur Feststellung einer
Patientenarrhythmie;
Wellenmittel zur Umwandlung der elektrischen
Signale in mechanische Wellen und zur Beaufschlagung eines ausgewählten Ortes
des Patientenbereiches mit den mechanischen Wellen;
Steuermittel
zur Koordinierung der Wellenmittel zur Bereitstellung der mechanischen
Wellen in Reaktion auf eine festgestellte Arrhythmie; und
Sensormittel
zur Feststellung bzw. Sensierung von Herzsignalen des Patienten,
und wobei die Steuermittel Koordinationsmittel aufweisen zur Koordination der
Bereitstellung der mechanischen Wellen zu zeitgesteuerten Intervallen
bezüglich
der sensierten Signale;
dadurch gekennzeichnet, dass das System
ferner Schockmittel zur Abgabe eines elektrischen Defibrillationsschocks
an das Herz des Patienten, und Synchronisierungsmittel zur Synchronisierung
der Abgabe des elektrischen Defibrillationsschocks mit den abgegebenen
mechanischen Wellen aufweist, und wobei die Wellenmittel wenigstens
einen Transducer aufweisen, der positionierbar und eingerichtet
ist, um mechanische Wellen an wenigstens eine Lunge des Patienten
abzugeben.
-
Das
System kann beispielsweise eine Leitung bzw. Zuleitung mit einer
Anzahl von Transducern aufweisen, die für die Positionierung im Vorhof des
Patienten und für
die mechanische Behandlung des Vorhofs eingerichtet ist. In einer
anderen Ausführungsform
werden die Wellen direkt auf die äußere Oberfläche des Patientenherzens übertragen.
Das implantierbare System umfasst Fühlelektroden zur Feststellung
bzw. Sensierung der natürlichen
Herzaktivität
des Patienten sowie der Reaktionen des Herzens auf die Stimulation
und zur Steuerung der Wellenbehandlungen, die zu zeitgesteuerten
Intervallen bezüglich
der Herzsignale des Patienten und/oder in zeitgesteuerter Beziehung
zu den erzeugten Defibrillations- oder Herzimpulsen, die dem Patienten
beaufschlagt werden, abgegeben werden müssen.
-
Die
Erfindung verkörpert
folglich ein System zur Koordinierung der mechanischen Behandlung des
Herzens und/oder der Lungen des Patienten mit der Behandlung mit
Defibrillationsschocks, die von einem Defibrillationsimpulsgenerator,
der im implantierten System eingebaut ist, abgegeben werden. Das
implantierte System weist vorzugsweise Feststellungsmittel zur Analyse
der Patientengeschichte, zur Feststellung des zeitlichen Auftretens
und der Natur der Rhythmusstörungen
und zur Wahl einer geeigneten Behandlung in Form einer gewählten Kombination
aus Behandlungen mit mechanischen Wellen und mit Defibrillations-/Kardioversionsschocks.
-
Im
Folgenden werden lediglich beispielhalber und mit Bezug auf die
begleitende Zeichnung bevorzugte Ausfüh rungsformen beschrieben.
-
1a ist eine schematische
Darstellung, die ein nicht der Erfindung entsprechendes System einer
implantierbaren Zuleitung zur mechanischen Defibrillation und Massage
des Vorhofs eines Patienten zeigt; die Zuleitung empfängt elektrische
Signale mit niedrigen Frequenzen von einem implantierten Generator
und gibt die Signale an mehrere Quarz-Transducer ab, die in oder
nahe der Vorhofswand angebracht sind;
-
1b ist eine schematische
Darstellung, die einen Generator für mechanische Wellen zur Abgabe
von mechanischen Wellen an die Lungen und die Luft-Gewebe-Grenzfläche zu den
Lungen zeigt, der in Beziehung zu den Lungen des Patienten positioniert
ist;
-
2a zeigt eine Folge von
drei Kurven, die einen normalen Sinusrhythmus, wie er auf einem EKG
zu sehen ist, und die zeitliche Abfolge von Gruppen mechanischer
Impulse, die mit Bezug auf die systolischen (Entspannung) und diastolischen
Abschnitte einer Sinusperiode abgegeben werden, darstellen;
-
2b stellt drei Kurven dar,
die die zeitgesteuerte Beziehung eines Defibrillationsschocks und einer
Vibrationsapplikation in Bezug zueinander zur Behandlung des Flimmerns
zeigen;
-
2c zeigt zwei verschiedene
Arten von Vibrationssignalapplikationen, die einem Patienten, der erst
einen normalen Sinusrhythmus und dann einen Flimmerzustand hat,
verabreicht werden;
-
Die 3a, 3b und 3c sind
Abbildungen von Anordnungen zur Abgabe von mechanischen Schocks
an ein flimmerndes Herz, um es zu defibrillieren;
-
4 ist ein Ablaufplan, der
die wichtigsten Schritte, die beim Anwenden der mechanischen Defibrillationsbehandlung
gemäß dieser
Erfindung unternommen werden, darstellt und spezifisch die mechanische
Behandlung zeigt, die mit einem elektrischen Defibrillationsschock
koordiniert wird;
-
5 ist eine Systemübersicht,
die die wichtigsten Bestandteile einer implantierbaren Vorrichtung
zur Ausführung
des Systems dieser Erfindung zeigt.
-
In 1a ist zunächst eine
schematische Darstellung gezeigt, die die Anordnung einer Zuleitung 32 im
rechten Vorhof zeigt. Die Zuleitung ist mit einem Signalgenerator 35 verbunden,
der geeigneterweise elektrische Signale, die in einem Frequenzbereich
von 1 Hz bis 50 kHz programmierbar sind, erzeugt. Verschiedene Applikationen
legen verschiedene Frequenzen nahe. Für Applikationen zur kardialen Entspannung
kann der Bereich von 10 bis 200 Hz brauchbar sein; für Applikationen
zum Gasaustausch können
50–1000
Hz einen wünschenswerten
Bereich darstellen, während
für Applikationen
zur Defibrillation 50 Hz bis 10 kHz geeigneter sein können. Es
ist zu erwarten, dass Frequenzen im Bereich von 50–100 kHz
nicht sehr brauchbar sind, aber sie können bei manchen Applikationen
angewendet werden. Der Begriff "niederfrequent", wie er hier verwendet wird,
bezieht sich auf den bevorzugten Bereich von 1–50000 Hz; der Begriff "mechanische Wellen" bezieht sich auf
Wellen mit Frequenzen von bis zu 100 kHz.
-
Die
Signale werden vom Generator zum proximalen Ende der Zuleitung 32 geschaltet
und über jeweilige
Leiter (nicht gezeigt) zu den Transducern 36, die entlang
der distalen Strecke der Leitung angeordnet sind, übermittelt.
Die Transducer 36 sind herkömmliche Quarz-Transducer, die
als Reaktion darauf, dass sie elektrische Signale erhalten haben,
mechanische Bewegung bereitstellen. Die Transducermatrix kann entsprechend
der Applikation verändert werden
und kann jede gewünschte
Anzahl von Transducern, die für
die jeweilige gewünschte
Behandlung gewählt
wird, annehmen. Alternativ kann in der Zuleitung eine kleinere Anzahl
von Transducern verwendet werden, wobei jeder eine größere individuelle
Länge hat.
Geeigneterweise ist die Zuleitung so angeordnet, dass die Transducer
einem möglichst großen Teil
der Vorhofswand nahe sind. Die Zuleitung ist biegsam bzw. flexibel
und vorgeformt, um eine Position im Vorhof, wie gezeigt ist, anzunehmen; sie
wird über
die Vena jugularis oder eine andere Vene in den rechten Vorhof eingeführt. Der
Generator 35 ist steuerbar in Bezug auf die Amplitude,
die Dauer und die Taktung der Impulssignale, die an jeden betreffenden
Transducer abgeben werden, wie in Verbindung mit 4 detaillierter besprochen wird.
-
In 1b ist zunächst eine
schematische Zeichnung einer Ausführung der Erfindung zur Beaufschlagung
des Herzens sowie der Lungen des Patienten mit mechanischen Wellen
gezeigt. Der gezeigte fluidgefüllte
Beutel 38 ist ein flexibler Behälter vom Membrantyp, der zwischen
dem Sternum und dem Perikard des Patientenherzens H eingesetzt ist. In
dem Beutel befindet sich ein Vibrationstransducer 39, der über eine
Leitung (nicht gezeigt) mit einem Generator wie etwa dem Generator 35 verbunden
ist. Der Beutel ist so angeordnet, dass, wenn der Transducer 39 elektrische
Signale erhält,
mechanische Wellen erzeugt werden, die durch den Beutel zur Übertragung
auf das Herz sowie die Lungen geleitet werden. Durch die Anordnung
des Beutels gegen das Brustbein, werden Mittel geschaffen, um die
Wellen in das Herz zu drängen.
Hierdurch gehen die Wellen effektiv an das Herz über, um es anzustoßen und/oder
zu massieren. Die effektive Koppelung wird dadurch erreicht, dass
der Beutel so angeordnet ist, dass zwischen Beutel und Herz im Wesentlichen
kein Zwischenraum ist, d. h. der Beutel über einen bedeutenden Bereich
der Perikardoberfläche
in direktem Kontakt mit dem Herzen ist. Der Beutel kann für das Anliegen
an einer oder beiden Lungen ausgelegt sein, um auch an diese Vibrationen
abzugeben.
-
In 2a sind zunächst Zeitdiagramme
gezeigt, die eine erste Applikation des Systems dieser Erfindung
zeigen. Die oberste Linie zeigt ein typisches EKG mit einem normalen
Sinusrhythmus. Die P-, QRS- und T-Wellen sind für diesen normalen Sinusrhythmus
angegeben. Das systolische Intervall befindet sich zwischen der
QRS- und der T-Welle, wie
gezeigt ist. Die kardiale Entspannungsphase erstreckt sich ab der
T-Welle über
einen kurzen Zeitraum, während
dessen sich das Herz repolarisiert; und das diastolische Intervall
folgt darauf bis zur nächsten
QRS-Welle. Die zweite
Kurve zeigt eine Folge von relativ kurzen niederfrequenten Burstsignalen 42,
von denen jedes ungefähr
in der Entspannungsphase jedes Herzzyklus gelegen ist. Wie oben besprochen
wurde, zielt eine solche mechanische Anregung wie sie durch die
Signale 42 erzeugt wird, darauf ab, den Effekt einer synchroneren
Entspannung und Repolarisation der Herzmuskelfasern zu erreichen,
was Arrhythmien und Flimmern verhindern kann. Das dritte Kurvenbild
zeigt eine Folge von etwas höherfrequenten
und längeren
Vibrationssignalen 43, die so getaktet sind, um während der
diastolischen Phase abgegeben zu werden. Wie ebenfalls oben besprochen
wurde, sind diese diastolischen Signale so getaktet, dass sie die
myokardiale Durchblutung unterstützen.
Die Linderung der Ischämie
kann helfen, Arrhythmien und Flimmern zu verhindern.
-
In 2b sind nun Zeitdiagramme
gezeigt, die eine Defibrillationssituation (oberste Kurve) und die
synchronisierte Ausgabe eines Vibrationssignals 46 sowie
eines Defibrillationsschocks 47 darstellen. In dieser Applikation
wird dann, wenn Herzflimmern erfasst und die Entscheidung zur Defibrillation
getroffen wird, zuerst ein Vibrationssignal oder ein Vibrationssignalbündel, wie
es bei 46 gezeigt ist, ausgegeben, um das Herz für den Defibrillationsschock 47, der
im Wesentlichen am Ende des mechanischen Vibrationssignals abgegeben
wird, vorzubereiten. Obwohl der Schock nicht genau am Ende der Welle
verabreicht werden muss, ist es wichtig, die Vibrations- und Schocksignale
zu koordinieren, um den früheren Steigerungsnutzen
der Vibration zu erzielen, der einen Defibrillationsschock mit niedriger
Amplitude ermöglicht.
-
In 2c sind nun zwei weitere
Zeitdiagramme gezeigt, die die Taktung der Vibrationssignale mit der
Herzaktivität
des Patienten vergleichen. Wie in der oberen Kurve gezeigt ist,
hat der Patient einen normalen Sinusrhythmus, der die P-Welle, die
QRS- und die T-Welle umfasst; an eine bestimmten Punkt wird angenommen,
dass der Patient in ein Flimmern übergeht. Eine Verzögerung T1,
die der Systolenverzögerung
von 2a entspricht, kann
als Zeitsperre gesetzt werden, an deren Ende ein mechanisches Signal 48 appliziert
wird, das eine Dauer D1 besitzt, die der Entspannungsperiode entspricht;
mit dem Zeitpunkt von QRS beginnend wird außerdem eine zweite Verzögerung T2
als Zeitsperre gesetzt, mit deren Ablauf eine zweite mechanische
Welle der Dauer D2 entsprechend der Diastole erzeugt und an das
Patientenherz abgegeben wird. Die Signale 48, 49 können ununterbrochen
und unabhängig
von irgendeinem Flimmern abgegeben werden, solange dies der Zustand
des Patienten rechtfertigt. Somit werden dann, wenn eine Ischämie erkannt
wird, diese mechanischen Behandlungen angewendet, bis keine Ischämie mehr
erfasst wird. Die Zeit T2 kann auf eine solche Länge festgelegt werden, dass
dann, wenn kein nachfolgendes QRS erfasst wird, jedoch ein Flimmern
erkannt wird, ein die Defibrillation steigerndes Signalbündel 49 abgegeben
wird. In diesem Fall wird am Ende der Dauer D2 ein elektrischer
Schock S verabreicht, um die Flimmerepisode zu beenden. In einer
alternativen Anordnung wird die T-Welle erfasst und eine Verzögerung T3
als Zeitsperre gesetzt; falls kein weiterer Herzschlag erfolgte,
wird das Signal 49 ausgegeben.
-
3a zeigt einen im Wesentlichen
in Kontakt mit dem Herzen angeordneten Beutel 50, der mit Wasser
gefüllt
ist. Ein Paar Elektroden 51, 52 liefern eine elektrische
Entladung in das Fluid, wodurch eine impulsartige mechanische Welle
hervorgerufen wird, die an das Herz übertragen wird. In 3b ist der Beutel mit Wasser
gefüllt,
wobei ein Heizwiderstand verwendet wird, um das Wasser schnell zu
erwärmen und
eine Druckwelle zu erzeugen. Außerdem
ist in 3c ein Beutel 50 gezeigt,
der nur eine kleine Wassermenge enthält, die bei 55 gezeigt
ist. Wenn ein Flimmern erfasst wird, wird Strom durch die Elektroden 56 geleitet,
um das Wasser zu hydrolisieren; nach der Hydrolyse des gesamten
Wassers wird über die
Elektroden ein Funken gezündet,
der eine durch Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion bedingte Schockwelle
erzeugt, die an das Herz übertragen
wird.
-
In 4 ist nun ein Ablaufplan
der wichtigsten Schritte, die bei der durch diese Erfindung vorgesehenen
Behandlungsmethode unternommen werden, gezeigt. Die Schritte werden
automatisch durch eine implantierbare Vorrichtung wie etwa die in 4 gezeigte ausgeführt. Im
Block 60 wird ermittelt, ob ein Ereignis erfasst worden
ist. In diesem Zusammenhang kann ein Ereignis ein Herzsignal wie
etwa eine P-Welle oder eine QRS-Welle sein; es kann ein Zustand
sein, in dem für
eine Periode kein Herzsignal empfangen worden ist, wie dies für ein Flimmern kennzeichnend
wäre; oder
es kann ein Zustand der Häufung
hoher Raten sein, der für
eine Arrythmie oder ein Flimmern kennzeichnend wäre. Bei 62 wird ermittelt,
ob eine die Applikation von mechanischen Wellen beinhaltende Behandlung
vorzunehmen ist. Wenn nein, dann endet die Routine; wenn ja, dann geht
sie zu 63 weiter und ermittelt, ob das Ereignis eine P-
oder QRS-Welle gewesen ist. Wenn ja, dann verzweigt die Routine
zu 64 und wählt
die Dauern D1 und D2. Danach werden im Block 66 die D1-, D2-Dauern als Zeitsperren
gesetzt, wobei das System bei 68 den Ablauf dieser zwei
Zeiten erwartet. Wenn D1 abgelaufen ist, geht die Routine zum Block 70 über, wo
ein Entspannungssignal erzeugt und ausgegeben wird, das entweder
dem Signal 42 in 2a oder
dem Signal 48 in 2c entspricht. Wenn
D2 abgelaufen ist, verzweigt die Routine zum Block 72,
wo ein diastolisches Signal erzeugt wird, das dem Wellensignal 43 in 2A entspricht.
-
Zu 63 zurückkehrend,
geht die Routine, falls das Ereignis keine kardiale P- oder QRS-Welle
ist, zum Block 76 über
und wählt
die zu dem erfassten Ereignis passende Behandlung. Bei 78 wird
das gewählte
Signal erzeugt und für
eine vorgegebene Zeitperiode an den Vorhof oder ein anderes gewähltes Ziel
abgegeben. Dieses Signal kann beispielsweise das Vibrationssignal 46,
wie es in 2b gezeigt
ist, oder das Signal 49, wie es in 2c gezeigt ist, sein. Darauf folgend
wird bei 79 bestimmt, ob ein Defibrillationsschock oder
ein anderer Kardioversionsschock zu verabreichen ist. Wenn ja, dann
wird in einer zeitgesteuerten Beziehung zu dem mechanischen Signal
ein Defibrillationsschock verabreicht, wie im Block 80 angegeben
ist. Die Routine zeichnet dann bei 82 Daten auf, die das
Ereignis und die Behandlung betreffen, und bestimmt bei 84,
ob die Behandlung auf der Grundlage der Patientengeschichte berichtigt
werden soll. Wenn nein, dann endet die Routine; wenn ja, dann wird
die Behandlung im Block 85 geeignet eingestellt. Beispielsweise
kann die Amplitude oder die Dauer des mechanischen Wellensignals
vergrößert oder
verkleinert werden.
-
In 5 ist nun ein Blockschaltplan
der hauptsächlichen
Funktionskomponenten einer implantierbaren Vorrichtung 90 in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung 90 kann jede
geeignete Technik einschließlich
eines Mikroprozessors mit zugehörigem
Speicher zur Softwaresteuerung der dargestellten Funktionen vereinigen. Ein
Sender-Empfänger-Block 92 steht
mit einem externen Programmiergerät 93 in Verbindung,
um programmierte Befehle zu empfangen und ferner gesammelte Daten
zur Auswertung und zum. Gebrauch durch den Arzt zu senden. Ein Block 95 empfängt Programmdaten
von dem Sender-Empfänger 92 und hält den jeweiligen
Behandlungen entsprechende Daten im Speicher. So kann dieser Block
eine Anzahl verschiedener Datengruppen zum Steuern der Zeitpunkte
und der Abfolge mechanischer und/oder elektrischer Signale enthalten.
Der Block 96, der geeigneterweise eine Softwaresteuerung
ist, bildet einen Prozessor für
die Behandlungswahl und wählt
entsprechend dem bewerteten Patientenzustand eine geeignete Behandlungsfolge.
Der Block 96 liefert Ausgangssteuersignale an den Block 97,
der eine Ausgangsschaltung zur Ausgabe von elektrischen Steuersignalen
an einen Vibrationstransducer oder eine Transducermatrix 98,
die geeignet innerhalb oder nahe des Patientenherzens positioniert
sind. Die Ausgangsschaltung 97 ist geeigneterweise ein elektrischer
Generator, der dem bei 35 in 1a gezeigten
gleicht und bezüglich
der Frequenz der Ausgabe, der Dauer der Ausgabe, der Amplitude der Ausgangswellenformen
und der Taktung solcher Wellenformen gesteuert werden kann. Der
Transducer 98 kann ein einzelner Transducer oder eine Transducermatrix
sein, wie sie etwa bei 36 in 1a gezeigt
ist. Der Prozessorblock 96 liefert ferner elektrische Steuersignale
an den Block 100, der eine herkömmliche Ausgangsschaltung zum
Erzeugen und Ausgeben von Defibrillationsschocksignalen ist, wie sie
in Defibrillatorsystemen Standard ist. Eine Defibrillatorschockabgabe
von dem Block 100 wird über eine
Zuleitung zu geeigneten Elektroden an oder in dem Patientenherzen
geschaltet, wie sie bei 102, 103 gezeigt sind.
Natürlich
kann die Steuerung 96 den Ausgang 100 zur Abgabe
anderer Arten von Kardioversionsimpulsen steuern.
-
Noch
immer mit Bezug auf 5 sind
bei 105 Sensorelektroden zum Erfassen der Herzreaktionen
an gewählten
Punkten in dem Patientenherzen, die hier in dem rechten Vorhof und
der rechten Kammer dargestellt sind, gezeigt. Die Sensoren sind über eine
oder mehrere Zuleitungen mit dem Sensorsignalprozessor 106 verbunden,
der das herkömmliche Filtern
und Verstärken
der Signale vornimmt. Die Signale sind an den Ereignisdetektor 108 geführt, der eine
herkömmliche
Erfassungsschaltungsanordnung und/oder Software zur Erfassung des
Patientenzustands wie z. B. von Flimmern, Ischämie, Dekompensation und verschiedenen
Arrhythmien bereitstellt. So liefert der Ereignisdetektor 108 die
Daten für
die Blöcke 60 und 63 in 3. Der Ausgang des Ereignisdetektors 108 ist
mit dem Prozessor 96 verbunden, um die Entscheidungen,
ob zu behandeln ist, und die Wahl der Behandlung entsprechend der
Blöcke 62, 76 und 97 in 3 zu treffen. Die bei 108 erfassten
Ereignisse werden ferner in den Block 110 eingegeben, der
für die
historienbasierte Behandlungseinstellung sorgt, die im Block 95 gespeicherte Behandlungsspeicherdaten
verändert.
Signale von 106 werden außerdem in den Pufferspeicher 112 eingekoppelt,
dessen Daten in Abhängigkeit
von bei 108 erfassten Ereignissen abgeglichen werden können. Die
Daten von dem Pufferspeicher 112 werden in den Speicher 115 eingekoppelt,
um Ereignis- und Episoden daten zu speichern, die dann in den Sender-Empfänger 92 eingekoppelt
und an die externe Programmiervorrichtung 93 gesendet werden,
wo die Patientendaten und die Patientengeschichte ausgewertet werden
können.
Wie ersichtlich ist, können
in Abhängigkeit
von dieser Auswertung neue Daten in die implantierbare Vorrichtung
einprogrammiert werden.
-
Es
ist somit ein System zur Bereitstellung einer weiterentwickelten
Herztherapie und insbesondere einer weiterentwickelten mechanischen
Behandlung von Flimmern und anderen Arrhythmien mit koordinierter
Elektroschockbehandlung gezeigt worden. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform
eine Behandlung betrifft, die auf erfasste Ereignisse reagiert,
ist das System auf die Verhinderung von Flimmern und anderen Arrhythmien
durch Beaufschlagung des Herzens und/oder der Lungen des Patienten
mit mechanischen Wellen anwendbar. In dieser Hinsicht kann die implantierte
Vorrichtung so programmiert werden, dass sie mechanische Wellen, wie
etwa die 2a gezeigten
abgibt, ohne dass ein Zustand des Flimmerns oder einer anderen Arrhythmie
auftritt; oder die historienbasierte Behandlungseinstellung kann
eine ununterbrochene mechanische Behandlung wählen, um einen Flimmerzustand
zu verhindern.