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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herzschrittmachersysteme und
im Besonderen der Doppelkammerschrittmachersysteme, welche die Leistungsfähigkeit
haben, einen plötzlichen
Abfall der spontanen Herzfrequenz des Patienten zu detektieren und
auf einen derartigen plötzlichen
Abfall mit einer speziellen Schrittsteuerungsroutine zu reagieren.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
ist allgemein bekannt, dass einige Patienten einen Verlust des Bewusstseins
auf Grund eines plötzlichen
Abfalls des Blutdrucks und/oder der Herzfrequenz erleiden. Bei vielen
Patienten mit einem solchen Herzversagungsproblem kann eine Unterstützung durch
eine Schrittgebung bzw. einen Schrittmacher helfen, die Symptome
zu verzögern
oder zu reduzieren. Die angezeigten Arten von Schrittmachern, um
eine solche Hilfe bereitzustellen, sind DDD- und DDD(R)-Schrittmacher
(beide nachfolgend als DDD zitiert), bei welchen die AV-Synchronität so weit
wie möglich
aufrechterhalten wird, oder DDI oder DDI(R) oder AV sequentielle
Schrittmacher (beide nachfolgend als DDI zitiert). Bei den bekannten
programmierbaren Herzschrittmachern werden Algorithmen zur Erkennung
eines plötzlichen
Frequenzabfalls bereitgestellt, aber sie sind allgemein nur von
begrenztem Nutzen und können
keinen plötzlichen
Frequenzabfall über
die gesamte Breite physiologischer Frequenzen zuverlässig detektieren,
welche ein Patient erfahren kann. Derartige bekannte Lösungen basieren
allgemein auf dem Erhaltenen einer Patienteninformation über die
fortlaufende intrinsische Frequenzhistorie und können einige Arten von Hysteresefrequenzen
integrieren, um die Häufigkeit
zu minimieren, zu der der Herzschrittmacher gebraucht wird, um die
intrinsischen Frequenzen mit den abgegebenen Schrittmacherpulsen
zu überschreiben.
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Das
Merkmal der Hysteresefrequenz ist für Herzschrittmacher allgemein
bekannt. Zum Beispiel stellen viele Einkammer-VVI-Herzschrittmacher
eine Art von Hysteresefrequenz bereit, welche gestaltet ist, den
nächsten
Schrittmacherausgleichsintervall zu prolongieren, welches nach einem
spontanen oder natürlichen
Herzkammerschlag gesetzt wird. Zum Beispiel kann der Herzschrittmacher
programmiert werden, 70 Schläge
pro Minute (bpm) zu machen, aber so lange wie natürliche Schläge mit einer
Frequenz von über
70 bpm erfasst werden, kann das Schrittmacherausgleichsintervall
gesetzt werden, um mit einer etwas niedrigeren Frequenz, zum Beispiel 60–65 bpm,
zu korrespondieren. Der Vorteil einer solchen Hysterese ist, dass
sie es dem Schrittmacher ermöglicht,
einem schwach geringeren natürlichen Rhythmus
zu folgen, zum Beispiel einem, welcher gerade leicht unter der unteren
Frequenzgrenze (LRL) sein könnte,
welche zum Schrittmachen programmiert wurde, aber noch hoch genug
ist, dass es nicht notwendig wird, diese natürlichen Herzschläge mit dem
Schrittmacher zu überschreiben.
Dieses leistet die Vorteile der Aufrechterhaltung der Herz-AV-Synchronität so lange
wie möglich
und verlängert
die Schrittmacherlebensdauer, da nicht so viele Schrittmacherpulse
abgegeben werden. Bei Doppelkammerherzschrittmachern ermöglicht zum Beispiel
ein DDD-Herzschrittmacher,
bei welchem die Maximierung der AV-Synchronität das Ziel ist, bereitstellend
eine Hysterese mit Bezug auf die Vorkammererfassung, ein verbessertes
Verfolgen der natürlichen
Vorkammerschläge.
Gerade bei einem DDI-Herzschrittmacher, welcher nicht die natürlichen Vorkammerschläge verfolgt,
bleibt es wünschenswert,
die Anzahl der Vorkammerermittlungs-Herzkammerermittlungs-(AS-VS)-Zyklen
zu maximieren, um die kardialen Zyklen zu maximieren, da, wo es dem
Herz gestattet ist, mit seiner natürlichen AV-Synchronität zu schlagen.
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Ein
bekanntes Problem mit Hysterese bei Herzschrittmachersystemen ist,
dass es zu exzessiven Änderungen
in der Frequenz führen
kann. Gewöhnlich
wird eine Hysteresefrequenz eingestellt, welche die Frequenz der
natürlichen
Schläge
kurz vor einem plötzlichen
Frequenzabfall nicht beachtet. Bei konventioneller Hysterese, ob
die zuvor natürliche
Frequenz dicht an der unteren Frequenzgrenze ist oder diese weit übersteigt,
liefert der Herzschrittmacher einen Schrittmacherpuls mit einer
Frequenz, welche mit der Hysteresefrequenz korrespondiert, wann
immer die natürliche
Frequenz unter die Hysteresefrequenz fällt. Folglich könnte einer
normalen Frequenz von 80–85
bpm gefolgt werden von einem Schrittmacherpuls, kommend aus einem
Intervall, korrespondierend mit einer Frequenz von nur 60. Ein derart
großer
Abfall der Herzfrequenz kann mögliche hämodynamische
Konsequenzen haben und der Patient kann einen Herzschlag infolge
der plötzlichen Änderung
erleiden. Daneben geht die Herzschrittmacherfrequenz in den meisten
Hystereseschemata dann zur Schrittmachergrenze, welche vor den Verlust
der natürlichen
Frequenz gesetzt wurde, und wird an der Frequenzgrenze aufrechtgehalten
bis sich eine natürliche
Frequenz oberhalb dieser Grenze spontan wieder einstellt. Dies kann
die Existenz einer darunter liegenden natürlichen Frequenz knapp unter
der Herzschrittmachergrenze maskieren und den Gesamteffekt des Verlustes
der AV-Synchronität verschlimmern.
Es ist deshalb zu sehen, dass die Herzschrittmacherleistung verbessert
werden würde durch
eine Korrelation der Hysteresefunktion mit der zuvor natürlichen
Frequenz und durch eine Verbesserung der Möglichkeit irgendeine unten
liegende natürliche
Frequenz wiederzuerlangen, nachdem der Herzschrittmacher übernommen
hat. Es wurde eine Vielzahl von verschiedenen Anordnungen entworfen, um
das Hysteresemerkmal in Herzschrittmachern zu verbessern. Siehe
zum Beispiel US Pat. Nr. 5,016,630, welches einen Frequenz-reagierenden Herzschrittmacher
offenbart, der die Schrittmacherfrequenz variiert und ein Hystereseintervall
bereitstellt, welches variiert als eine Funktion des Ausgleichsintervalls,
korrespondierend mit der dynamischen Herzschrittmacherfrequenz.
Es ist ebenfalls bekannt, die Frequenz der Änderung in den spontanen Intervallen
vor dem Hysterese-Schrittmachen zu verwenden, um den Ausgleichsintervall
nach dem Verlust der natürlichen
Frequenz und der Übernahme des
Hysterese-Schrittmachens zu variieren. Siehe US Pat. Nr. 5,284,491
und 5,782,886. Siehe ebenfalls US Pat. Nr. 3,921,642, welches ein
Hysterese-„Suchen" nach einem unten
liegenden natürlichen Schlag
beschreibt.
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Jedoch
verbleibt im Stand der Technik das Bedürfnis nach einem Herzschrittmachersystem, welches
die Hysterese so optimiert, um einen plötzlichen Frequenzabfall irgendwo
mitten im Frequenzspektrum zu detektieren, zum Beispiel von der
oberen Herzschrittmachergrenze bis zur unteren Herzschrittmachergrenze,
und zu reagieren auf den detektierten plötzlichen Frequenzabfall (SRD)
mit einer Schrittmachermodalität,
die graduell eine Schrittmacherfrequenz als Sicherheitsfrequenz
einstellt, während
der Optimierung der Möglichkeit,
eine unten liegende natürliche
Frequenz zu finden und die AV-Synchronität so schnell wie möglich wiederherzustellen. Es
ist wichtig sowohl eine zuverlässige
Erfassung des SRD als auch eine op timierte Reaktion um die intrinsischen
physiologischen Herzschläge
wieder herzustellen, bereitzustellen.
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Es
ist ein Ziel dieser Erfindung, bereitzustellen einen Herzschrittmacher
mit einer verbesserten Art der Erfassung eines plötzlichen
Frequenzabfalls von einer natürlichen
Frequenz an irgendeinem Punkt im Schrittmacherfrequenzbereich und
eine verbesserte Art der Reaktion auf solch einen plötzlichen
Frequenzabfall, um so die intrinsische AV-Synchronität in einem
Doppelkammerherzschrittmacher zu maximieren.
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Das
obige Ziel wird erreicht durch ein Doppelkammersystem für die Schrittsteuerung
eines Patienten, mit einem Schrittmacher und Leitungseinrichtungen
zur Abgabe der Schrittmacherpulse von dem Schrittmacher an das Herz
des Patienten und zur Abgabe von Signalen bezüglich erfasster spontaner Herzschläge vom Herzen
des Patienten an den Schrittmacher, wobei der Schrittmacher umfasst:
Schrittsteuereinrichtungen
zur Erzeugung von Schrittmacherpulsen bei time out eines Ausgleichsintervalls
ohne einen dazwischen liegenden spontanen Herzschlag,
Vorkammerfrequenzeinrichtungen
zur Bestimmung der Vorkammerfrequenz des Patienten, wenn spontane
Vorkammerschläge
auftreten und für
das zur Verfügungstellen
einer phys_rate, bei der es sich um eine Frequenz handelt, die im
Wesentlichen die Vorkammerfrequenz verfolgt, ausgenommen bei schnellen Änderungen,
Hystereseeinrichtungen
zur Bestimmung einer dynamischen Vorkammerhysteresefrequenz, welche
der Vorkammerfrequenz durch einen Frequenzbereich hindurch folgt,
welcher durch eine untere Frequenzgrenze begrenzt ist, wobei die
Hystereseeinrichtungen Einrichtungen zur Speicherung eines Hysteresebandwertes
umfassen, und
Ausgleichseinrichtungen zur Einstellung des Ausgleichsintervalls,
korrespondierend mit der Vorkammerhysteresefrequenz, und
Übergangseinrichtung
zur Bestimmung eines Übergangs,
wenn ein Schrittmacherpuls an eine der Herzkammern des Patienten
abgegeben wird, infolge eines Zyklus' in dem ein spontaner Herzschlag in
der Kammer erfasst wurde, gekennzeichnet durch
SRD-Einrichtungen
zur Erfassung, ob der Übergang eine
physiologische Bradykardie oder einen plötzlichen Frequenzabfall darstellt,
wobei die SRD-Einrichtungen Einrichtungen zur Speicherung einer
Erfassungs-off-rate umfassen, und Einrichtungen zur Bestimmung,
ob die phys_rate unmittelbar vor dem Übergang unterhalb der Erfassungs-off-rate
lag, und wobei die SRD-Einrichtungen Einrichtungen zum Vergleich
der spontanen Vorkammerfrequenz des Patienten mit dem Hystereseband
umfassen und zum Vergleich und zur Bestimmung, dass der Übergang
einen plötzlichen
Frequenzabfall darstellt, wenn die spontane Vorkammerfrequenz unter
das Hystereseband fällt,
aber die phys_rate nicht unter die Erfassungs-off-rate fällt, und
zur Bestimmung, dass der Übergang
eine physiologische Bradykardie darstellt, wenn die spontane Vorkammerfrequenz
unter das Hystereseband fällt
und die phys_rate unter die Erfassungs-off-rate fällt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
berechnet der Herzschrittmacher kontinuierlich eine phys_rate, welche
im Wesentlichen der natürlichen Vorkammerfrequenz
folgt, ausgenommen bei schnellen Änderungen, und welche sich
entlang der Herzschrittmacherfrequenz bewegt, wenn es keine Vorkammerfrequenz
gibt, der gefolgt werden kann. Eine dynamische Schrittmacherfrequenz
(DPL) folgt einer gegebenen Zahl (z.B. 0–2,5) bpm unterhalb der phys_rate
und eine Vorkammerhysteresefrequenz folgt einem gegebenen ms-Band
unterhalb der DPL. Ein plötzlicher
Frequenzabfall wird detektiert, wenn die natürliche Frequenz in das Hystereseband
fällt und
es keine Vorkammererfassung gibt nach n1 (z.B. 1–5) Erfassungsschrittgebungen
zur Hysteresefrequenz. Folgend der Erfassung, schaltet der Herzschrittmacher
in einen Interventionsmodus, phys_rate und DPL werden durch eine
programmierte Interventionsfrequenz eingestellt und die Schrittsteuerung
wird durch die DPL-Frequenz bewirkt mit einer langsamen Schwungrad-
bzw. Flywheel-Verlangsamung bis hin zur programmierten unteren Frequenzgrenze.
Die Intervention ist demnach vorzugsweise charakterisiert durch
eine Wiederherstellungssuche, worin eine Vorkammerhysterese alle
n2 Schrittmacherpulse erzwungen wird, z.B.
wird die Schrittmacherfrequenz von der DPL-Frequenz durch einen
programmierbaren Hysteresebetrag reduziert. Wenn zu irgendeiner
Zeit während
der Intervention die spontane Frequenz während einer Hysteresesuche
oder auf andere Weise zurückkehrt
und für
1 oder mehrere aufeinander folgende Zyklen bestehen bleibt, wird
die Schrittmacherfrequenz (DPL) normalerweise verlangsamt und der
Herzschrittmacher kehrt zurück
zur Normalsituationsfunktionsweise.
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In
einer Situation, worin die spontane Frequenz und damit die phys_rate
sanft in eine programmierte Erfassungs-off-rate fällt, stellt
der Herzschrittmacher logischerweise nicht fest, dass es einen plötzlichen
Frequenzabfall gibt, das heißt,
er unterscheidet zwischen einer physiologischen Bradykardie und
einem pathologischen Frequenzabfall. In dieser Situation ist die Schrittsteuerung
an eine untere Frequenzgrenze gebunden und der Herzschrittmacher
ist in einen „Unbekannte
Situation"-Zustand
zur weiteren Handhabung geschaltet.
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Bevorzugte
Ausführungsform
werden nun durch Beispiele beschrieben mit Verweisung auf die beiliegenden
Zeichnungen.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
eines gesamten Herzschrittmachersystems, entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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2(a) ist ein Entscheidungsfrequenzdiagramm,
welches eine Änderung
der spontane Herzfrequenz, der phys_rate, der DPL, der Hysteresefrequenz
und der Schrittsteuerfrequenz in einem System ohne SRD-Intervention
darstellt;
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2(b) ist ein Frequenzdiagramm, darstellend
einen normalen plötzlichen
Frequenzabfall, worin die Erfassungs-off-rate nicht erreicht wird
und der Herzschrittmacher logisch daraus schließt, dass es einen plötzlichen
Frequenzabfall gibt; und
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2(c) ist ein Frequenzdiagramm, darstellend
eine physiologische Bradykardie mit einem Frequenzabfall in der
Erfassungs-off-rate, wobei nicht auf einen plötzlichen Frequenzabfall geschlossen werden
kann.
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3(a) ist ein Frequenzdiagramm, darstellend
eine Intervention auf einen plötzlichen
Frequenzabfall mit einer langsamen Schwungradverlangsamung durch
eine programmierte Interventionsfrequenz;
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3(b) ist ein Frequenzdiagramm, darstellend
die Einbeziehung der Wiederherstellungshysteresesuche und eine Rückkehr zur
normalen Schwungradverlangsamung nach einer Rückkehr der spontanen Schläge; und
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3(c) ist ein Frequenzdiagramm, darstellend
eine physiologische Bradykardie mit einem Frequenzabfall im Hystereseband,
was in einer unzuverlässigen
Situationshandhabung resultiert.
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4(a) ist ein Flussdiagramm, darstellend einen Überblick über den
Ablauf einer plötzlichen-Frequenzabfall-Routine
innerhalb einer Haupthandlungsroutine in Übereinstimmung mit dieser Erfindung;
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4(b) ist ein Überblickflussdiagramm einer
plötzlichen-Frequenzabfall-Routine,
darstellend die SRD-Zustände.
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5 ist
ein Flussdiagramm einer Normalzustand-Routine in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung, zeigend, wann der Herzschrittmacher in den SRD-Erfassungszustand
schaltet.
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6 ist
ein Flussdiagramm einer Erfassungszustand-Routine in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung, darstellend die zyklischen Schritte, die durchgeführt werden,
nachdem dort ein Erfassung/Schrittmacherübergang stattfand.
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7 ist
ein Flussdiagramm zum Starten jeweils des Interventionszustandes
und des Unbekannt-Zustandes.
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8A ist
ein Flussdiagramm zu Handhabung entweder im Interventionszustand
oder im Unbekannt-Zustand, darstellend die zyklischen Schritte, die
durchgeführt
werden, solange wie der Herzschrittmacher in einem dieser Zustände ist;
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8B zeigt
eine Variation der Routine der 8A für einen
DDI-Schrittmacher.
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9 ist
ein Flussdiagramm, darstellend den Vorkammerhysterese-Scan, welcher
ein Teil der Interventionsroutine in einer bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung ist.
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Nun
Bezug nehmend auf 1 wird ein Blockdiagramm der
primären
funktionellen Komponenten eines illustrativen Herzschrittmachersystems zur
Verwendung in dieser Erfindung gezeigt. Ein VP-Generator 15 stellt
Schrittmacherpulse bereit, generiert unter Steuerung von Block 20,
zur Abgabe durch Leitung 16 an eine oder mehrere Vorkammerelektroden 16E,
angebracht in der rechten Vorkammer des Patienten. Gleichermaßen stellt
der AP-Generator 18 Vorkammerschrittmacherpulse bereit, ebenfalls
erzeugt unter der Steuerung von Block 20, zur Lieferung
durch die Leitung 19 an eine oder mehrere Vorkammerelektroden 19E,
angebracht in der rechten Vorkammer des Patienten. Obwohl nicht
gezeigt, ist es klar, dass die Erfindung darüber hinaus in anderen Multikammerkonfigurationen
anwendbar ist. Die Signale, erfasst von den Elektroden 16E,
werden verbunden mit einer QRS-Erfassungsschaltung 24, welche
die Signale verarbeitet und eine V-Erfassung bereitstellt oder VS
signalisiert an Block 20. Signale von den Kammerelektroden 16E werden
ferner zur T-Wave-Erfassungsschaltung 26 geleitet,
welche T-Erfassungssignale für
Block 20 bereitstellt, zur Verwendung, z.B. in der Frequenzsteuerung,
basierend auf einem QT-Intervall. Signale von den Vorkammerelektroden 19E werden
verbunden mit einer P-Wave-Erfassungsschaltung 25, welche
eine A-Erfassung ausgibt oder AS signalisiert an Block 20. Block 20 steuert
die Herzschrittmacherfunktionen, z.B. die zyklischen Funktionen
des Einstellens und des timing-out-Ausgleichsintervalls, erhaltend die vom
Patientenherz erfassten Signale und zurücksetzend die Ausgleichsintervalle,
basierend auf diesen Signalen und ausführend spezieller Funktionen,
wie die SRD-Funktion dieser Erfindung. Block 20 umfasst vorzugsweise
einen Mikroprozessor und assoziierten Speicher, gezeigt an 21,
zum Speichern der erforderlichen Softwareroutinen.
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Der
Speicher 21 schließt
zweckmäßiger Weise
zugewiesenen RAM und ROM ein. Steuerparameter und Werte können durch
einen externen Programmierer mittels eines Programmreceivers 29 in
einer bekannten Weise programmiert werden. Der Herzschrittmacher
kann programmiert werden, um in verschiedenen Modi zu arbeiten,
diese Erfindung wird dargestellt mittels eines Doppelkammerherzschrittmachersystems,
arbeitend entweder in dem DDD/DDD(R)- oder in dem DDI/DDI(R)-Modus.
Sensor 28 kann verwendet werden, um einen Frequenz reagierenden
Parameter, z.B. die Aktivität,
bereitzustellen, um alleine oder in Kombination mit anderen Parametern,
wie QT, verwendet zu werden.
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Nun
Bezug nehmend auf die 2(a), (b) und
(c) werden Frequenzdiagramme gezeigt, welche den Hintergrund für ein Verständnis der
SRD-Erfassungs- und Interventionsschemen diese Erfindung bereitstellen.
Es wird auf das US Pat. Nr. 5,247,930 verwiesen, auf eine Offenbarung
eines dynamischen physiologischen Verfolgens, basierend auf Entscheidungsfrequenzen,
welche im Wesentlichen die spontane Frequenz verfolgen, solange
wie sie präsent und
physiologisch ist. 2(a) stellt Entscheidungsfrequenzen
dar für
normales Verhalten und einen Herzschrittmacher ohne einen aktiven
SRD-Algorithmus. Die Figur zeigt eine Schwungrad- und Vorkammerhysterese
mittels einer spontanen Frequenz, der phys_rate, der dynamischen
Schrittmachergrenze (DPL), der Vorkammerhysteresefrequenz und der Schrittmacherfrequenz.
Die phys_rate, welche im Referenz-Pat. Nr. 5,247,930 offenbart wird,
folgt der spontanen Herzfrequenz mit Änderungen, begrenzt auf z.B.
2 bpm pro Zyklus; ohne eine spontane Frequenz verringert sich die
Phys_rate langsam bis zur unteren Frequenzgrenze (LRL). Wie dargestellt
in 2(a), verringert sich die spontane
Frequenz anfänglich
langsam mit der Zeit (200) und die phys_rate (201)
folgt ihr im Wesentlichen; die DPL (202) folgt der Phys_rate
in einem Schwungradbereich (in bpm) unterhalb der Phys_rate, jedoch
ist die Änderung
in DPL stärker
begrenzt. Eine Vorkammerhysteresefrequenz (203) ist unterhalb
der DPL in einem voreingestellten Band in ms unterhalb der phys_rate
gezeigt. Wenn die Vorkammerhysterese eingeschaltet wird, dann wird
das Ausgleichsintervall durch das Hystereseband nach einer physiologischen
spontanen Vorkammerfrequenz erweitert. Der Herzschritt macher wird
nicht mit der Schrittsteuerung beginnen, wenn die spontane Herzfrequenz
die DPL erreicht hat, jedoch lediglich nachdem sie das erweiterte
Ausgleichsintervall erreicht hat, nach welchem Punkt er die Schrittsteuerung
an DPL starten würde.
Wie in der Zeichnung gesehen, wenn die spontane Frequenz sich schneller
verringert (204), folgt die Phys_rate jedoch mit einer
geringeren Frequenz (205); DPL und die Hysteresefrequenz
verringern sich langsamer als die Phys_rate (206). Wenn
die spontane Frequenz den Grund des Hysteresebands (207)
erreicht, übernimmt
der Herzschrittmacher bei DPL, wie gezeigt.
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Bezug
nehmend nun auf 2(b) wird ein Beispiel
einer Situation dargestellt, bei der es einen plötzlichen Frequenzabfall gibt,
bei der eine programmierbare Frequenz, identifiziert als Erfassungs-off-rate,
nicht durch die Phys_rate erreicht wird. Unter normalen Umständen wird
ein großes Hystereseband
verwendet, um ein SRD zu überprüfen. Wie
gezeigt, ist das Erfassungshystereseband größer als das Schwungradband;
das Schwungradband ist vorzugsweise schmal, 2,5 ppm oder weniger. Ein
breites Hystereseband ist gewünscht
und so programmiert, dass eine normale Herzfrequenzfluktuation nicht
zu einer SRD-Intervention führt.
Mit dieser Erfassungshysterese am Ort kann bestimmt werden die Differenz
zwischen einer normalen Fluktuation und einer SRD, so einfach wie
die Differenz zwischen dem Erfassen und dem Schrittmachen, das heißt einem
AS/AP-Übergang.
In einem DDD-Herzschrittmacher, welcher das Ziel hat, die AV-Synchronität zu maximieren,
kann es häufiger
Probleme geben, als einen plötzlichen
Frequenzabfall, z.B. einen AV-Block. Konsequenterweise ist ein AV-Block
nicht ein Grund für
die Bestimmung einer SRD in einem DDD-System, und nur ein Vorkammerschrittmacher kann
zu einer SRD-Intervention führen.
Für ein DDI-Schrittmachersystem
kann die Intervention stattfinden, wenn entweder die Vorkammerfrequenz
oder die Kammerfrequenz abfällt;
das ist immer dann, wenn AS/AV nicht aufrechterhalten wird, einschließlich des
Auftretens eines AV-Blocks. Daher kann ein AS/AV- oder ein VS/VP-Übergang
einen vermuteten SRD in einem DDI-Herzschrittmacher anzeigen. Wie folgend
verwendet, bezeichnet ein „Übergang" ein AS/AP in einem
DDD oder DDI, oder ein VS/VP in einem DDI.
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Wie
gesehen in 2(b), fällt die spontane Herzfrequenz
durch das Hystereseband (208), wobei die Phys_rate oberhalb
einer programmierten Erfassungs-OFF-rate bleibt. Diese Situation
wird als ein pathologischer Frequenzabfall interpretiert und SRD wird
vermutet. Jedoch war in dieser Situation, gezeigt in 2(c), die spontane Frequenz leicht durch
das Hystereseband abgefallen, und die Phys_rate folgte ihr, so dass
sie unterhalb der Erfassungs-OFF-rate ist, wenn die spontane Frequenz
unter das Hystereseband geht. Der Übergang von AS zu AP reicht nicht
aus, SRD zu vermuten, und diese Situation wird interpretiert als
physiologische Bradykardie; der Herzschrittmacher wird in den „Unbekannte
Situation"-Zustand
gehen und irgendwie anders reagieren, wie in 3(c) gezeigt.
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Bezug
nehmend nun auf 3(a), worin ein Frequenzdiagramm
gezeigt wird, welches eine Situation anzeigt, bei der SRD erfasst
wird und eine erste Art des Interventionsschrittmachens bereitgestellt wird.
In dem Diagramm ist die spontane Frequenz sich anfänglich relativ
langsam mit der Zeit (209) verringernd gezeigt und dann
nehmend einen steileren Abfall (210) bis zu einem Punkt,
indem die unten liegende Frequenz nicht länger erfasst wird (211).
An diesem Punkt, an dem das Vorkammerhystereseintervall endet, gibt
es einen AS/AP-Übergang,
Schrittsteuerung ist eingeschaltet in einer Frequenz, korrespondierend
zum unteren Teil des Hysteresebands für eine programmierbare Anzahl
von Zyklen, z.B. 1–5
Vorkammerschritte (212). Danach, wo kein Intervenieren
AS war, wird die Schrittmacherfrequenz zum Anstieg zu einer programmierbaren
Interventionsfrequenz (213) veranlasst und dann langsam
gesenkt durch eine Schwungradverlangsamung (214).
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3(b) stellt eine modifizierte Art des
Interventionsschrittmachens dar, wie programmiert in einer bevorzugten
Ausführungsform,
worin periodische Vorkammerhysterese-Scans oder Suchen verwendet werden,
um zu versuchen, einen unten liegenden spontanen Schlag aufzufinden.
Wenn die Schrittmacherfrequenz bezüglich Schwungrad verlangsamt runter
auf die LRL geht, wird alle paar Zyklen, z.B. alle 30–31 Schritte,
eine Vorkammerhysterese erzwungen (215), bedeutend, dass
mindestens ein AP gegeben wird nach einem Ausgleichsintervall, welches
um einen Hysteresebetrag erweitert wird. In der dargestellten Situation
wird während
der vierten Suche (216) eine unten liegende spontane Frequenz gefunden,
nach drei Zyklen in dieser spontanen Frequenz (217) kehrt
der Herzschrittmacher zurück
zur normalen Reaktion, mit normaler Schwungradverlangsamung der
DPL und einem breiten Hystereseband. Alternativ wird in der Situation,
gezeigt in 3(c), die Erfassungs-OFF-rate
vorbeigelassen von der Phys_rate, wenn die spontane Frequenz abfällt durch
das Hystereseband (218), sodass die Situationen als „Unzuverlässige Situation" behandelt wird,
wobei die Schrittmacherfrequenz zu der DPL (219) zurückkehrt
(welche an die untere Frequenzgrenze gebunden war), an Stelle zur
Interventionsfrequenz zu gehen. Diese Situation wird interpretiert
als physiologische Bradykardie. Beachte, dass die DPL an die programmierte
untere Fre quenzgrenze gebunden ist und die Hysteresefrequenz in ähnlicher
Weise an eine untere Grenze gebunden ist. Entsprechend wird die
physiologische Bradykardie indiziert, wann immer die phys_rate unterhalb
der programmierbaren Erfassungs-OFF-rate ist, wenn ein "Übergang" erfasst wird.
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Bezug
nehmend nun auf 4(a), wird ein Blockdiagramm
gezeigt, zeigend den Ort der SRD-Routine 33 innerhalb eines
Gesamthauptflusses, welche zyklisch übertragen wird. Der Hauptfluss tritt
ein an 30 und an 31 werden die Entscheidungsfrequenzen
aktualisiert, basierend auf Phys_rate. Es wird angemerkt, dass das
der Punkt ist, an dem die Schwungradverlangsamung vollzogen wird,
wie sie während
der Intervention folgend der SRD-Erfassung durchgeführt wird.
Dann schreitet der Hauptfluss voran zur SRD-Routine, gezeigt an 33,
und detaillierter diskutiert unten in Verbindung mit den 4(b), 5–9.
Wie angezeigt, kann die Routine 33 auf drei verschiedenen
Wegen enden und in jedem Fall geht der Hauptfluss zunächst zu
Block 34 und erstellt geeignete Werte des Ausgleichsintervalls
A_esc und V_esc. Danach führt
der Herzschrittmacher den Rest des Hauptflusses aus, wie angezeigt
an 35, einschließlich
der Vorkammer- und Herzkammerereignisbehandlung.
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Bezugnehmend
auf 4(b), wird ein Flussdiagramm gezeigt,
welches einen Überblick über verschiedene
Zustände
bereitstellt, in welche die SRD-Routine den Herzschrittmacher schalten
kann, wobei die Zustände
innerhalb des Blocks 42 gruppiert werden, und wie die SRD-Funktion
die Zustände erkennt.
Folgend der Ausführung
von Block 31, führt der
Herzschrittmacher die SRD-Subroutine 33 aus, gezeigt hier
als Blöcke 37–40 und 42–49.
An 37 überprüft der Herzschrittmacher,
ob der SRD-Modus als AN programmiert ist. Wenn nicht, verzweigt
die Routine zu SRD_End, an 47. Wenn ja, schreitet die Routine
voran, um festzustellen, welcher Zustand gerade gesetzt ist. Wie
in dieser Diskussion der 4(b) verwendet,
meint eine Feststellung, dass ein Zustand „gesetzt" ist, entweder, dass der Herzschrittmacher zum „Start"-Teil eines solchen
Zustandes gehen soll oder zum „Behandlungs"-Teil, wie es nachfolgend
im Detail diskutiert wird. An 38 wird festgestellt, ob
der Unbekannt-Zustand gesetzt ist. Wenn ja, geht die Routine zu
Block 43, die Unbekannter-Zustand-Routine, der Start-Teil
davon wird im Detail dargestellt in 7. Andernfalls
wird an 39 festgestellt, ob der Interventionszustand gesetzt
wurde. Wenn ja, geht der Herzschrittmacher in die Interventionszustand-Routine 44 (Der
Start-Teil dieser Interventionszustand-Routine wird in 7 gezeigt,
der Interventionsbehandlung-Teil wird in 8A, 8B gezeigt.).
Wenn die Ant wort an 39 „NEIN" ist, geht der Herzschrittmacher zum
Entscheidungsblock 40 und stellt fest, ob der Erfassungszustand
gesetzt wurde, bedeutend, dass ein plötzlicher Frequenzabfall vermutet
wird, entsprechend eines AS-AP-Übergangs eines
DDD-Herzschrittmachers oder entsprechend eines AS-AP- oder VS-VP-Übergangs
eines DDI-Herzschrittmachers. Wenn ja, geht der Herzschrittmacher
in die Erfassungszustand-Routine 45, im Detail gezeigt
in 6. Jedoch wenn NEIN, dann wird logisch der Normalzustand
angenommen und der Herzschrittmacher geht in die Normalzustand-Routine 46,
im Detail gezeigt in 5. Die Zustände haben drei mögliche Wege,
die SRD-Routine zu verlassen und zurückzukehren zum Hauptfluss, hauptsächlich durch
SRD_End 47, Atrial_Hyst_Scan_End 48 oder Detect_End 49,
wie unten diskutiert.
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Bezugnehmend
nun auf 5 wird gezeigt eine Subroutine
zum Starten des Normalzustandes und eine zur Behandlung eines Zyklus
im Normalzustand. Der Normalzustand wird in jedem Zyklus ausgeführt, wenn
der SRD AN ist, kein Magnet wird erfasst (in diesem Fall geht der
Herzschrittmacher in den Unbekannte-Situation-Zustand), und weder
der Erfassungs-, der Interventions- noch der Unbekannte-Situation-Zustand
wird eingeleitet. Ein Normalzustand-Start wird eingeleitet von einem
anderen Zustand an 53. An 54 setzt die SRD-Steuerung
die anderen Zustände
zurück.
An 55 wird die Vorkammerhysterese, A_Hyst gleichgesetzt
mit der SRD_A_Hyst, welche als breites Hystereseband gesetzt wird,
um eine falsche Erfassung eines plötzlichen Frequenzabfalls zu
vermeiden. An 56 wird die Schwungradverlangsamung auf eine
normale Frequenz gesetzt und die Routine endet an SRD_End 47.
Wenn im Normalzustand, wird eine Behandlung zyklisch an 58 eingeleitet.
An 59 überprüfte der
Herzschrittmacher, ob Nachtzeit-Bedingungen anzeigen, dass SRD AUS
ist, wenn ja, da SRD nicht erfasst werden kann, verzweigt die Routine,
um in die Unbekannt-Zustand-Start-Routine an 64 einzutreten.
Andernfalls schreitet die Routine fort zu 61, wo festgestellt
wird, dass es einen Erfassung/Schrittmacherübergang gibt, in diesem Fall
wird ein SRD-Ereignis vermutet. Wenn nein, endet die Subroutine
an 47. Aber wenn es einen Erfassung/Schrittmacherübergang
in der Vorkammer für
einen DDD-Herzschrittmacher oder in der Vorkammer oder Herzkammer
für einen
DDI-Herzschrittmacher gibt, geht die Routine zu Block 62 und
stellt fest, ob die Phys_rate unter der Erfassung_OFF_rate ist.
Wenn ja, ist die Situation unsicher, wie diskutiert in Verbindung
mit 2(c), und die Subroutine verzweigte
zu 64, um den Unbekant-Zustand
zu starten. Wenn jedoch die Phys_rate oberhalb der Erfassungs_OFF_rate
ist, verzweigt der Herzschrittmacher zum Start des Erfassungszustandes
an 63.
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Bezugnehmend
nun auf 6 wird eine Erfassungszustand-Routine 45 gezeigt.
Wenn ein Übergang
während
der Normalzustand-Behandlung erfasst wurde, tritt der Herzschrittmacher
in den Erfassungszustand-Start an 63 ein, und dann wird
an 70 die Detection_int gesetzt, das heißt, das
Intervall, in welchem die Schrittsteuerung während des Erfassungszustandes
eingeschaltet wird. Dieses Intervall wird gesetzt, um zu korrespondieren
mit der Zeitdauer des letzten abgelaufenen Zyklus, welcher endete mit
einem AP für
DDD oder DDI, einem VP für
DDI. An 71 wird ein A_Hyst auf einen Normal_A_Hyst gesetzt
und an 72 wird die SRD-Steuerung
auf Erfassungszustand gesetzt, was bedeutet, dass der Herzschrittmacher
an Block 74 während
des nächsten
Zyklus' eintreten
wird. An 73 wird der SRD_Pace_Counter auf Null zurückgesetzt,
um die Schrittgebungen zu zählen,
abgegeben während
des Erfassungszustandes, und dann wird der Zähler inkrementiert an 78.
Wenn die Erfassungszustand-Behandlung an 74 eingeleitet
wird, stellt der Herzschrittmacher zuerst fest, ob noch Schrittpulse
abgegeben werden (76). Wenn nein, was bedeutend, dass die spontanen
Vorkammerschläge
(DDD oder DDI) oder spontane Herzkammerschläge (DDI) zurückgekommen
sind, geht die Routine zu 53, um den Normalzustand zu starten.
Jedoch wenn das Schrittmachen weitergeht, wird der SRD_Counter inkrementiert
an 78. An 79 wird festgestellt, ob der Zähler noch
geringer als der programmierbare Max-Wert ist, z.B. 1–5. Wenn
nicht, bedeutet dies, dass SRD bestätigt wird, da keine spontane
Frequenz oberhalb der Detection_int zurückgekommen ist. Konsequenterweise
schaltet der Herzschrittmacher in den Interventionszustand-Start
an 84. Jedoch, wenn der Erfassungszustand weiter fortfährt Schritte
zu zählen,
geht die Routine von 79 zu 80 und setzt V_esc
auf Detection_Int. Die Routine kehrt zurück zum Hauptfluss durch Detect_End
Block 49.
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Bezugnehmend
nun auf 7 werden Routinen gezeigt zum
Starten jeweils der Unbekannt- und Interventionszustände. Jede
Start-Routine wird verwendet während
eines Zyklus zum Setzen verschiedener Zähler und Bedingungen; während der
folgenden Zyklen schreitet der Herzschrittmacher direkt zur Interventions-Unbekannt-Behandlungs-Routine
(gezeigt in 8A, 8B). Der
Unbekannt-Zustand-Start wird an 64 eingeleitet, wenn es
einen AS/AP-Überganl;
gibt in DDD oder DDI oder einen VS/VP-Übergang in DDI, und die Phys_rate
unterhalb der Erfassung_OFF_rate ist, wie oben diskutiert. Die Routine
schaltet auch ein an 64, wenn ein Magnet angewendet wurde
oder die Nachtzeit-Bedingung indizieren, dass SRD aus ist. An 142 werden
die Bits, welche den Interventionszustand und Erfassungszustand
anzei gen, zurückgesetzt
und an 143 wird das Bit, repräsentativ für den Unbekannt-Zustand, gesetzt,
um anzuzeigen, dass der Unbekannt-Zustand aktiv ist. An 144 wird
die Vorkammerhysterese auf Normal_A_Hyst gesetzt und an 145 wird
die Verlangsamung auf Normal_Verlangsamung gesetzt, wobei es der
Frequenz erlaubt ist, einmal alle 2n Zyklen
herunterzugehen. An 146 wird A_HScan_Count gelöscht oder
zurückgesetzt,
um bereit zu sein, die Schrittgebungen für das Starten eines Vorkammerhysterese-Scans
zu zählen.
An 147 wird der SRD_Sense_Counter zurückgesetzt, um bereit zu sein,
die Normalerfassungen zu zählen,
um festzustellen, ob der Herzschrittmacher in den Normalzustand
zurückkehren
kann.
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Der
Interventionszustand-Start wird an 84 eingeleitet, z.B.
wenn SRD an Block 79 (6) der Erfassungsroutine
bestätigt
wurde. An 151 werden der Erfassungszustand-Bit zurückgesetzt
und der Interventionszustand-Bit gesetzt. An 152 wird die Phys_int
auf ein Minimum der programmierten Intervention_Int oder Erfassung_int
gesetzt; gewöhnlicherweiser
der Intervention_int, die mit einer höheren Frequenz korrespondiert.
An 153 wird die DPL_int auf dasselbe Intervall wie die
Phys_int gesetzt. An 154 wird der Counter_SRD aktualisiert,
wobei Episoden von SRD gezählt
werden. An 155 wird die Verlangsamungsfrequenz auf SRD_Verlangsamung
gesetzt, was generell langsamer für den Interventionszustand
als für
andere Zustände
ist. An 156 wird der A_HScan_Count zurückgesetzt, und an 157 wird
der SRD_Sense_Counter zurückgesetzt.
Nach jeder Startroutine beendet der Herzschrittmacher durch SRD_End,
um zum Hauptfluss zurückzukehren.
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Bezugnehmend
nun auf 8A wird gezeigt ein Flussdiagramm
einer Routine in einem DDD-Herzschrittmacher zum Handhaben im Interventionszustand
und auch, wenn der Herzschrittmacher in dem Unbekannte Situation
Zustand ist. Obwohl die Behandlungs-Routine für jeden dieselbe ist, sind
die Schrittmacherfrequenzen ein wenig verschieden, aufgrund der
verschiedenen anfänglichen Einstellungen,
wie oben diskutiert. Die Interventions-Unbekannt-Behandlungs-Routine wird eingeleitet
an 100. An 102 wird festgestellt, ob der Herzschrittmacher
in der Vorkammer abtastet, z.B. ob eine spontane P-wave stattgefunden
hat. Wenn ja, geht die Routine zu 104 und löscht den A_HScan_Counter.
Danach, für
einen DDD-Herzschrittmacher,
wird der SRD_Sense_Counter an 105 inkrementiert. An 106 wird
festgestellt, ob der Sense_Counter höher ist als der programmierbare Max-Wert,
z.B. 3. Wenn nein, soll der Herzschrittmacher im Interventionszustand
bleiben, und die Routine endet. Jedoch, wenn ja, bedeutet dies,
dass die Rückkehr
der natürlichen
Frequenz bestätigt
wird und die Intervention zu beenden ist. Die Routine geht dann
zu 53, um den Normalzustand zu starten.
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Zurückkehrend
zu Block 102, wenn keine P-wave abgetastet wird, wird an 107 der
SRD Sense Counter gelöscht,
wenn die Rückkehr
zum Normalen mit nur n nacheinander folgenden Erfassungen bestätigt wird.
An 108 wird festgestellt, ob die Vorkammer-Scan-Funktion
programmiert ist. Wenn nicht, kehrt die Routine zum Hauptfluss zurück durch 47. Aber
wenn ein Atrial Hyst Scan programmiert ist, leitet der Herzschrittmacher
die Atrial Hyst Scan – Routine
ein (110, gezeigt in 9) an 125.
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Die
Routine von 8A wird für einen DDI-Herzschrittmacher
verändert,
wie dargestellt in 8B. Nach Ausführen des
Schrittes von Block 104, geht die Routine zu 115 und
stellt fest, ob es eine R wave Abtastung gibt, das heißt, gibt
es ein VS? Wenn ja, gibt es keinen Unterschied zum DDD-Fall und
die Routine schreitet voran zu Block 105. Aber wenn nicht,
wird der SRD_Sense_Counter gelöscht
an 117, sodass das Abtastzählen erneut startet, wobei
der Interventionszustand erweitert wird.
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Bezugnehmend
zu 9 wird an 126 festgestellt, ob das letzte
Herzkammerereignis eine Herzkammerextrasystole (VES) war. Das Zählen der Schrittgebungen
wird eingefroren im Falle von VES, sodass wenn eine vorgekommen
ist, der Herzschrittmacher zum Hauptfluss durch 47 zurückkehrt.
Andernfalls wird der A_HScan_Count inkrementiert an 127 und
an 128 wird der Zähler
mit dem programmierbaren Max-Zählwert
verglichen. Wenn der Zähler
nicht gleich oder größer als
Max ist, endet die Routine, aber wenn es ist, dass schreitet die
Routine zu 129 voran und stellt fest, ob es einen Herzkammerhysterese-Scan
während
dieses Zyklus' gibt.
Da ein Vorkammerhysterese-Scan in demselben Zyklus, wie dem Herzkammerhysterese-Scan, nicht erlaubt ist,
endet die Routine, wenn es einen Herzkammerhysterese-Scan gibt.
Aber wenn nicht, dann wird der A_HScan_Count an 130 gelöscht und
an 131 wird das Herzkammerausgleichsintervall auf DPL_int gesetzt.
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Es
wurde somit ein Herzschrittmachersystem zum Erfassen von SRD offenbart,
welches zwischen einem pathologischen und einem physiologischen
Frequenzabfall unterscheiden kann. Die Erfassung von SRD wird auf
einfache Weise durch ein Feststellen geleistet, wann es einen Erfassung/Schrittmacherübergang
gab und die spontane Frequenz nicht für eine voreinge stellte Anzahl
von Zyklen wieder gefunden wird. Dieses zuverlässige Erfassungsschema wird
möglich
durch Verwendung eines großen
dynamischen Hystereseerfassungsbandes und durch Anwendung einer Erfassungs_OFF_rate
zum Unterscheiden zwischen physiologischen Bradykardie und SRD.