DE3415732C2 - Aurikulo-ventrikulärer Herzschrittmacher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen aurikulo-ventrikulären Herzschrittmacher.

Die aurikulo-ventrikulären Herzschrittmacher stimu­ lieren den Ventrikel, wenn eine vorbestimmte Zeit, aurikulo-ventrikuläre Verzögerung genannt, nach einer aurikulären Kontraktion ohne Detektion bzw. Feststellen einer ventrikulären Kontraktion überschritten ist. Der Schrittmacher stimuliert dann den Herzvorhof, wenn eine entsprechende ventrikulo-aurikuläre Ver­ zögerung ohne Detektion einer aurikulären Kontraktion überschritten ist. Der Schrittmacher besteht somit aus einem künstlichen aurikulären Stimulator und einer Vorrichtung der künstlichen aurikulo-ventri­ kulären Leitung.

Es besteht bei zahlreichen Patienten ein Weg rück­ läufiger bzw. retrograder (Fort-)Leitung von der Ventrikel (Kammer) zum Herzvorhof. Wenn dieser Leitungsweg außerhalb seiner natürlichen refraktären Periode bzw. Phase auftritt, kann eine ventrikuläre Depolarisation zum Herzvorhof geleitet werden und eine aurikuläre Depolarisation hervorrufen, die vom Schrittmacher festgestellt werden kann. Der Schritt­ macher stimuliert dann nicht den Vorhof und beginnt die Zeiteinteilung einer aurikulo-ventrikulären Verzögerung, nach der er den Ventrikel stimuliert. Die sich daraus ergebende ventrikuläre Depolarisation wird von Neuem durch den retrograden Weg bis zum Vorhof geleitet und der Prozess bzw. die Verarbeitung beginnt wieder. Die Zeiten der retrograden Leitung ergeben sich im allgemeinen zu 160 bis 450 msec. Die aurikulo-ventrikuläre Verzögerung des Stimulators ist im allgemeinen im voraus auf einen Wert von 0 bis 250 msec festgelegt. Somit kann bei den Schrittmachern ohne Begrenzung der ventrikulären Frequenz eine vom Schrittmacher übertragene Tachykardie mit einer Periode bzw. Phase zwischen 160 und 700 msec, entsprechend den ventrikulären Frequenzen von 86 bis 375 Impulsen/­ pro Minute (ppm) auftreten. Eine solche Tachykardie kann für den Patienten gefährlich und unangenehm sein, woraus eine Herzleistung resultiert, die den Bedürf­ nissen des Patienten schlecht angepaßt oder vollkommen ungenügend ist.

Der größte Teil der aurikulo-ventrikulären Schritt­ macher, über die man derzeit verfügt, liefern ein minimales ventrikuläres Stimulationsintervall, das im allgemeinen Frequenzen zwischen 100 und 160 ppm entspricht. Wenn ein aurikuläres Ereignis bzw. Vorgang festgestellt wird, so daß die aurikulo- ventrikuläre Verzögerung vor dem Ende des minimalen ventrikulären Stimulationsintervalls endet, stimuliert der Schrittmacher den Ventrikel bis zum Ende dieses Minimalintervalls, d. h., bis zur maximalen ventri­ kulären Frequenz. Wenn eine retrograde Leitung vor­ handen ist, stimuliert somit ein solcher Schritt­ macher den Ventrikel bei seiner im voraus fixierten maximalen Frequenz, bis die retrograde Leitung aufhört. Der Nachteil einer solchen Einrichtung ist der, daß der Arzt die maximale Frequenz bei einem Kompromiss­ wert wählen muß, der es zuläßt, hohen aurikulären Frequenzen im Falle einer physischen Anstrengung zu folgen, die aber keine hohen ventrikulären Frequenzen im Falle einer vom Schrittmacher übertragenen retro­ graden Tachykardie erlauben.

Aus J. Beyer, W. Hemmer: Physiologische Stimulation mit Herzschritt­ machern, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1983, Seiten 124-135, ist es bekannt, programmierbare oder im Schrittmacher festgelegte Parameter zur Unterdrückung bzw Terminierung von Rhythmusstörungen vorzusehen. Schrittmacher-re-entry Tachykardien werden vermieden, wenn die atriale Refraktärzeit länger ist als AV- und VA-Überleitungszeit zusammen. Weiterhin ist ein ab der vierten ventrikulären Stimulation konstant gekoppeltes P bei retrograder Leitung dargestellt.

Aus der Zeitschrift PACE, vol. 8, March-April 1983, part II, Seiten 382-384 (Elmqvist: "Prevention of Pacemaker Mediated Arrhythmias") sind verschiedene Methoden bekannt, Schrittmacher-induzierte Arrhythmien zu verhindern. Als wirksamste Methode wird eine Verlängerung der aurikulären refraktä­ ren Periode beschrieben, um eine durch eine retrograde P-Welle ausgelö­ ste ventrikuläre Stimulation zu verhindern. Als Bedingung, die für die Auslösung einer Tachykardie notwendig ist, wird angegeben, daß die retrograde P-Welle nach der atrialen refraktären Periode, aber vor dem nächsten Herzschlag oder dem Stimulationsimpuls auftritt. Eine refraktäre Periode von 300 ms wird als ausreichend für die meisten Fälle angege­ ben.

In DE 31 45 149 A1 ist ein implantierbarer Herzschrittmacher beschrieben, der fortwährend eine Tachyarrhythmie überwacht und automatisch in eine besondere Arrhythmie-Reaktionsbetriebsart ein und aus ihr heraus tritt. Wenn die Tachyarrhythmie eine voreinstellbare Schwellbedingung überschreitet, wird eine besondere Arrhythmie-Routine mit bezüglich der Herzkammer gesperrter Schrittmacherbetriebsart automatisch angewählt. Die Schrittmacher-Geschwin­ digkeit nimmt jeweils nach einigen Sekunden ab, bis eine voreingestellte Rück­ sprunggeschwindigikeit erreicht ist. Nach einem vorbestimmten Intervall von normaler Herzvorkammeraktivität kehrt der Schrittmacher zur ursprünglichen Schrittmacherroutine zurück.

In DE 32 17 197 A1 ist ein Herzschrittmacher beschrieben, bei dem retrograde Überleitungen gesperrt werden, indem nach Erkennen der Extrasystolen die Atri­ umrefraktärzeit für einen Zyklus auf einen bestimmten Wert gesetzt wird, so daß für einen ausreichend langen Zeitraum das Atrium für eine Signalaufnahme ge­ sperrt ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen aurikulo-ventrikulären Herzschrittmacher zu schaffen, der sicher das Vorhandensein einer retrograden Tachykardie erfasst, sie beendet und ihr Wiederauftreten verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Die vorliegende Erfindung weist eine erste Einrichtung auf, mit der überprüft wird, ob das zwischen einer ventrikulären Stimulation und einer nachfolgenden aurikulären Abtastung gemessene Zeitintervall kleiner als ein vorgegebenes Zeitintervall ist. Dies bedeutet, daß die aurikuläre Abtastung verführt war.

Durch eine zweite Einrichtung wird überprüft, ob das Ergebnis der ersten Prüfung bei einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden ventrikulären Zyklen vorliegt und es sich somit nicht um ein isoliertes Ereignis handelt. Damit wurde festgestellt, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Tachykardie vorliegt.

Eine dritte Einrichtung dient dazu, durch Modulation des AV-Intervalls über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden ventrikulären Zyklen und durch Prüfung, ob das gemessene Zeitintervall (VP') in diesen Zyklen konstant bleibt, eine Schrittmacher-induzierte Tachykardie sicher zu bestätigen.

Nachdem so eine Schrittmacher-induzierte Tachykardie sicher festgestellt worden ist, verlängert eine vierte Einrichtung die vom Ventrikel ausgelöste aurikuläre refraktäre Periode, um die Tachykardie zu beenden.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltschild eines bei der vorliegenden Erfindung benutzten Schaltkreises gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die Darstellung der Erfindung in Anwendung bei einem Herzschrittmacher für zwei Herzkammern,

Fig. 3 die Darstellung des Zeitlaufplanes der ventrikulo-aurikulären Phase nach der ventrikulären absoluten refraktären Phase gemäß des beim erfindungsgemäßen Herzschrittmacher ausgeführten Prozesses,

Fig. 4 die Darstellung des beim erfindungsgemäßen Herzschrittmacher ausgeführten Prozesses zum Feststellen einer retrograden Tachykardie, zum Treffen von Maßnahmen für die Unterbrechung und zum Treffen von Maßnahmen für das Verhindern ihres Wiederauftretens,

Fig. 5 einen Zeitlaufplan der aurikulo-ventrikulären Verzögerung,

Fig. 6 den Vorgang, der am Ende jedes ventrikulären Zyklus den Zustand eines Magnetlamellen-Unterbrechers testet,

Fig. 7 den Vorgang, der das Sperrintervall bestimmt, außer wenn der Magnetlamellen- Unterbrecher geschlossen ist,

Fig. 8 die Anwendung der Erfindung bei Zeit­ einteilung der ventrikulären absoluten refraktären Phase.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaltkreis steuert einen Schrittmacher für zwei Herzkammern mittels eines Mikro­ prozessors 1. Der Schrittmacher besitzt ein aurikuläres Katheter 2, das mit einem Detektions- bzw. Abtastmittel 3 und mit einem Stimulationsmittel 4 verbunden ist, ebenso ein ventrikuläres Katheter 5, das mit einem Ab­ tastmittel 6 und mit einem Stimulationsmittel 7 verbunden ist.

Der Schaltkreis verwendet die in der französischen Patentanmeldung 80 22 117 beschriebene Technik, um die Energie vom Mikroprozessor verbrauchte zu redu­ zieren, und um so die Lebensdauer der Batterie- oder Akkuzellen des Schrittmachers zu verlängern. Gemäß dieser Technik sind mindestens zwei Sollzeit- bzw. Zeiteinteilungs- oder Synchronisationsmittel vorhanden; ein Taktgeber 8 des Mikroprozessors, der auf einer relativ hohen Frequenz geregelt wird, damit der Mikro­ prozessor beim Verarbeiten der Ereignisse schnell reagieren kann, und ein Sollzeittaktgeber 9, der einen Zähler 10 durch Zeitintervalle auf Befehl des Mikroprozessors 1 ansteuert. Dies erlaubt es, daß der Mikroprozessor inaktiv bleibt, wobei sein Takt­ geber 8 während des Zeitplanes bzw. -einteilung der Intervalle angehalten ist, wenn keine Verarbeitung der Ereignisse bewirkt wird.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ver­ wendet gleichermaßen einen Mikroprozessor mit 8 bit mit internen nicht permanenten und Permanent-(Festwert-) Speichern, die es ermöglichen, modifizierbare und per­ manente Speicherprogramme einzuspeichern. Dieser Mikro­ prozessor steht mit dem restlichen Schaltkreis durch Zwischenfügen eines Datenbus 11 und eines Steuerbus 12 in Verbindung, die die peripheren Interface- Anpassungs-Elemente (PIA) 13, 14, 15 und 16 laden und/oder auslesen.

Der Schaltkreis kann in vier Abschnitte unterteilt sein. Erstens ist ein Interface-Abschnitt des Mikro­ prozessor vorhanden, der es dem Mikroprozessor ermöglicht, folgende Ereignisse zu verarbeiten: Überschreiten eines im voraus festen Intervalles im Zähler 10, Überschreiten eines einzigen Zyklus des Taktgebers 9 von 12,5 msec, Überschreiten eines einzigen Zyklus des Taktgebers 17 von 25 msec, auriku­ läre Detektion bzw. Abtastung außerhalb der auriku­ lären refraktären Phase 18 und ventrikuläre Detektion bzw. Abtastung außerhalb der ventrikulären Löschperiode 19. Zweitens sind die o. g. Stimulations- und Detektions­ mittel 3, 4, 6 und 7 vorhanden.

Drittens ist ein Schaltkreis für die aurikuläre refraktäre Phase vorhanden, der sich aus monostabilen Multivibratoren 20, 21 und 22 und aus entsprechenden Gattern (logischen Verknüpfungselementen) zusammengesetzt. Viertens ist ein Schaltkreis für die ventrikuläre Löschperiode vorhanden, der sich aus einem mono­ stabilem Multivibrator 23 und entsprechenden Gattern zusammensetzt.

Die Verwendung eines Mikroprozessors mit 8 bit bildet die bevorzugte Ausführungsform vorliegender Erfindung, jedoch könnten auch andere sequenzielle oder parallele Prozessoren bzw. Datenverarbeitungsvorrichtungen ein­ gesetzt werden, um die Lehre vorliegender Erfindung zu verwirklichen. Darüber hinaus ist die Verwendung von dargestellten Zeiteinteilungsschaltkreisen bevorzugt, aber auch andere Zählschaltkreise können für die Zeitgebung bzw. -einleitung der refraktären und der Löschperiode mit Hilfe des Taktgebers von 12,5 msec verwendet werden, oder diese Intervalle könnten im Mikroprozessor festgelegt sein.

Wie oben bereits erläutert, reagiert in diesem Schalt­ kreis der Mikroprozessor 1 auf mindestens 5 Ereignisse. Es ist ein Zähler 10 vorhanden, der vorhergehend auf jedes ganzes Vielfaches bis 255 der Periode des Taktgebers 9 von 12,5 msec durch den Mikroprozessor unter Zwischenfügen des PIA 14 und der Leitung 24 "PRESET CTR" (vorlaufende Regelung des Zählers) geregelt werden kann. Es handelt sich um einen regressiven Zähler, dessen Ausgang 25 ein niedriges Niveau annimmt, wenn Null erreicht ist. Der Mikro­ prozessor kann die Werte auslesen, die sich jeweils im Zähler befinden und die der verbleibenden Zeit entsprechen, und zwar durch Zwischenfügen des PIA 15. Wenn der Zähler 10 Null erreicht, zeigt dieser an, daß die im voraus feste Zahl der Grenzen des Taktgebers von 12,5 msec angeboten wird, seit der Mikroprozessor die vorhergehende Regelung des Zählers ausgeführt hat. Somit verwendet der Mikroprozessor den Zeitintervall­ zähler. Bei bestimmten Mikroprozessoren, die man im Handel findet, kann der Zähler im Mikroprozessor baulich integriert sein.

Die bistabile Kippschaltung 26 (Multivibrator) wird vom Taktgeber 9 von 12,5 msec gesteuert.

Der Mikroprozessor kann gleichermaßen die Leitung 27A "CLOCK WAKEUP" (Alarmtaktgeber) durch Zwischen­ fügen des PIA 13 auf 1 setzen, was der Kippschaltung 26 ermöglicht, daß sie bei jeder oder bei einer von zwei Bezugskanten des positiven Taktgebers von 12,5 msec entsprechend der Wahl des Mikroprozessors kippt. Diese Kippschaltung wird jedes Mal, wenn der Mikroprozessor den PIA 16 liest, auf Null zurückgestellt, wie es noch beschrieben wird.

Die Kippschaltung 26 wird gleichermaßen auf ihren hohen Wert durch eine Bezugsgröße des Taktgebers von 12,5 msec gesetzt, wenn entweder die Kippschaltung 27 der aurikulären Abtastung oder die Kippschaltung 28 der ventrikulären Abtastung auf 1 gesetzt wird. Der Mikroprozessor kann unabhängig die Kippschaltung 27 oder 28 durch die Zwischenschalten des PIA 13 und der Leitung 29 "ATR SEN OFF" (aurikuläre Abtastung unter­ brochen) oder der Leitung 30 "VEN SEN OFF" (ventrikuläre Abtastung unterbrochen) auf Null zurückgestellt. Die Kippschaltungen 27 und 28 werden, ohne daß die Leitungen 29 oder 30 auf Null gesetzt sind, durch aurikuläres Abtasten außerhalb der aurikulären refrak­ tären Periode 18 oder durch ventrikuläre Abtastung außerhalb der ventrikulären Löschperiode 19 auf ihren hohen Wert gestellt. Somit kann eine Abtastung im einen oder anderen Herzhohlraum (Herzkammer) mit der Kippschaltung 26 nur bei dem folgenden positiven Bezugswert des Taktgebers von 12,5 msec erfolgen.

Zusammengefaßt heißt dies, der Ausgang 31 der Kipp­ schaltung 26 und der Ausgang 25 des Zählers 10 können ihren niedrigen Wert nur synchron mit einem Bezug des Taktgebers von 12,5 msec einnehmen, und die Kippschaltung 26 kann durch den Mikroprozessor auf 1 gesetzt werden, um einen niedrigen Wert, sei es an einer Bezugskante des Taktgebers von 12,5 msec, einen hohen Pegel von 25 msec und den Grenzwert des Takt­ gebers von 12,5 msec, sei es durch eine aurikuläre oder ventrikuläre Abtastung im Verlaufe der vorher­ gehenden Periode des Taktgebers von 12,5 msec ein­ nehmen.

Der Taktgeber 8 des Mikroprozessors wird nur dann laufen, wenn mindestens eine der Leitungen 31 oder 25 auf ihrem niedrigen Niveau ist, wobei ange­ zeigt ist, daß ein Ereignis auftritt, oder gleicher­ maßen dann, wenn die Leitung 32 "HALT" auf ihren niedrigen Wert durch den Mikroprozessor durch Zwischen­ schalten des PIA 13 gesetzt ist. Durch Zwischenfügen des PIA 16 kann der Mikroprozessor den Zustand der Kippschaltungen 27 und 28 und des Zählers lesen. Es sei angemerkt, daß das Gatter 33 bewirken wird, daß der Mikroprozessor lesen wird, daß nur die Kipp­ schaltung 28 auf 1 gesetzt ist, wenn die Kippschaltungen 27 und 28 gleichzeitig auf 1 gesetzt werden. Dies gilt ebenso, damit die ventrikuläre Abtastung immer als erste durch den Mikroprozessor verarbeitet wird, wie weiter unten noch erläutert werden wird. In Anbetracht, daß der Mikroprozessor sich abfragt, ermöglicht er in demselben Augenblick, daß der Taktgeber von 12,5 oder 25 msec die Kippschaltung 26 auf 1 setzt; er kann bestimmen, indem er diesen Speicher und das PIA 16 verwendet, welche Ereignisse in dem Augenblick auf­ treten, in dem er zu arbeiten beginnt.

Der Mikroprozessor arbeitet in folgender Weise: Es sei angenommen, daß kein Ereignis während einer bestimmten Zeit auftritt und daß der Mikroprozessor die Leitung "HALT" 32 auf 1 setzt, so daß sein Takt­ geber 8 angehalten wird. Ein Ereignis tritt auf und der Taktgeber 8 beginnt zu laufen. Der Mikro­ prozessor beginnt, die Leitung "HALT" 32 auf Null zurückzustellen, prüft dann das PIA 16 und seinen Speicher, um zu sehen, ob ein Alarmsignal des Takt­ gebers vorhanden war und ob ein Ereignis aufgetreten ist. Die Reihenfolge der Prüfung ist in der Logik und durch das Gatter 33 festgelegt. Wenn er ein Er­ eignis entdeckt hat, das den Taktgeber in Lauf gesetzt hat, führt der Mikroprozessor die logischen Operationen aus, die notwendig sind, um auf dieses Ereignis zu reagieren, wie es durch sein Programm und durch den anderen Speicher festgelegt ist. Am Ende der Verarbeitung stellt der Mikroprozessor die Kippschaltung auf Null zurück, die dem Ereignis entspricht, und setzt die Leitung "HALT" 32 in Erwartung des folgenden Ereignisses auf 1. Mehrere Ereignisse innerhalb derselben Periode von 12,5 msec werden in derselben Weise sequenziell verarbeitet.

Die Geschwindigkeit des Taktgebers des Mikroprozessors wird bei einer relativ hohen Frequenz gewählt, im allgemeinen von 0,5 MHz, um zuzulassen, daß eine beliebige Kombination von Ereignissen, die inner­ halb der einen Periode von 12,5 msec auftritt, in diesen 12,5 msec des Grenzwertes des Taktgebers zu von 12,5 msec verarbeitet wird. Auf diese Weise werden die Ereignisse, die innerhalb einer gegebenen Periode des Taktgebers von 12,5 msec auftreten, in der folgenden Periode verarbeitet, und der Wert des Rechners in dem Fall, in dem die Ereignisse durch den Mikroprozessor verarbeitet werden, liegt unter 1, in dem Moment, in dem das Ereignis durch den Mikro­ prozessor wirksam verarbeitet wird, d. h., es war in dem Moment, in dem das Ereignis aufgetreten ist, und zwar unter der Bedingung, daß der Taktgeber von 12,5 msec dann zur Steuerung der Kippschaltung 26 verwendet wird.

Die aurikuläre refraktäre Periode kann in drei Inter­ valle aufgeteilt werden, die durch die monostabilen Kippschaltungen 20, 21 und 22 getaktet sind, die die absolute Periode, die relative Periode bzw. die Löschperiode zeitlich einteilen bzw. takten.

Die absolute refraktäre Periode bzw. Phase ist im allgemeinen 125 msec und im Verlauf dieser Periode hat die aurikuläre Abtastung keinen Einfluß auf die Funktion des Schrittmachers. Diese Periode kann durch eine aurikuläre Stimulation bzw. Anregung 34 wieder ausgelöst werden, zu jedem Moment, zu dem es not­ wendig ist, in Anbetracht, daß eine aurikuläre Stimulation den aurikulären Abtastverstärker 3 während des Hauptteils dieser absoluten refraktären Periode in die Sättigung bringen wird. Diese Periode kann in gleicher Weise durch eine aurikuläre Abtastung wieder ausgelöst werden, vorausgesetzt, daß die folgenden drei Bedingungen erfüllt sind. Erstens darf die Kippschaltung 28 der ventrikulären Abtastung nicht auf 1 gesetzt sein. Wenn sie es wäre, würde sie kennzeichnen, daß eine ventrikuläre Abtastung gerade aufgetreten ist und von Mikroprozessor noch nicht verarbeitet worden ist. Eine solche eventuelle ventrikuläre Abtastung bzw. Detektion ist im Laufe der letzten 25 msec aufgetreten. Eine aurikuläre Abtastung, die nahe einer ventrikulären Abtastung folgt, wird als eine aurikuläre Abtastung des ventri­ kulären Ereignisses angenommen, und auch diese auri­ kuläre Abtastung läßt es nicht zu, daß eine aurikuläre refraktäre Periode ausgelöst wird, in Anbetracht, daß sie ein aurikuläres ursprüngliches Ereignis nicht darstellt. Zweitens darf die aurikuläre absolute refraktäre Periode nicht im Gange sein. Drittens darf der Mikroprozessor die Leitung 29 nicht dazu verwendet haben, die aurikuläre Abtastung zu unterbrechen, wie dies der Fall ist, nachdem ein ventrikuläres Ereignis verarbeitet worden ist. Die absolute aurikuläre refraktäre Periode endet 125 msec nach ihrem letzten Wiederauslösen. Sie kann in gleicher Weise bei der absoluten refraktären Periode in einem Zeitraum von 25 msec nach ihrem letzten Wiederauslösen beendet werden, wenn eine ventrikuläre Abtastung außerhalb der Löschperiode während dieser Zeit auftritt, wie dies erläutert worden ist.

Die relative refraktäre Periode beginnt nur, wenn die absolute refraktäre Periode endet, ausgenommen, wenn die absolute refraktäre Periode in einem Zeit­ raum von 25 msec nach ihrem letzten Wiederauslösen endet, wenn eine ventrikuläre Abtastung während dieser Zeit auftritt. Die relative refraktäre Periode ist durch die monostabile Kippschaltung 21 zeitlich eingeteilt bzw. getaktet und endet entweder, wenn die absolute refraktäre Periode 20 wieder ausge­ löst ist oder wenn 125 msec seit dem letzten Wiederauslösen der relativen refraktären Periode abgelaufen sind.

Die löschbare refraktäre Periode beginnt, wenn die absolute refraktäre Periode ebenfalls beginnt und endet 25 msec später, denn sie ist von der monostabilen Kippschaltung 22 getaktet. Im Verlauf dieser Periode wird die aurikuläre refraktäre Periode bzw. Phase (die im Verlauf dieser Periode zwingend absolut sein muß) gelöscht, wenn eine ventrikuläre Abtastung außerhalb der ventrikulären Löschperiode auftritt. Dies ist so, denn eine ventrikuläre Abtastung in diesen 25 msec einer aurikulären Abtastung kennzeichnet, daß die aurikuläre Abtastung sich auf das ventriku­ läre Ereignis bezogen haben kann, das wahrscheinlich in dem oberen Bereich des Ventrikels auftritt und folglich zuerst durch den aurikulären Katheter 2 abgetastet ist. Es ist nicht nützlich, eine aurikuläre refraktäre Periode bei diesem ventrikulären Ereignis zu beginnen, auch löscht der Schaltkreis die refrak­ täre Periode, die begonnen hat.

Es ist hier anzumerken, daß eine wiederholte aurikuläre Abtastung der unteren Periode bei 250 msec bewirken wird, daß die refraktäre Periode sich weiterhin wieder auslösen wird und niemals die Logik erwarten wird, denn sie wird durch die Gatter 35 und 36 blockiert werden. Auf diese Weise ist der Schrittmacher bei einem "flutter" und einer auri­ kulären Tachykardie bei oberen Frequenzen von 240 Impulsen/min. unempfindlich gemacht.

Die ventrikuläre Löschperiode beginnt, wenn der Mikro­ prozessor eine aurikuläre Anregung bzw. Stimulation auf der Leitung 34 erfaßt. Sie endet am Ende der 25 msec, die von der monostabilen Kippschaltung 23 getaktet sind. Sie verhindert, daß eine ventrikuläre Abtastung den Interface-Schaltkreis des Mikroprozessors erreicht. Dies ist deshalb, weil bei einer unipolaren Stimulationsanordnung eine aurikuläre Stimulation eine indifferente Elektrode bei der ventrikulären Abtastung (im Falle des Herzschrittmachers) als Stimulationsanode verwendet. Somit ist jede Polarisation am Niveau der Anode durch den ventrikulären Abtast­ verstärker 6 abgetastet. Der ventrikuläre Löschschalt­ kreis verhindert, daß diese falsche ventrikuläre Abtastung zur Logik übertragen wird.

Die Fig. 2 zeigt die Erfindung, wie sie bei einem Herzschrittmacher für zwei Herzkammern angewendet ist. Weitere Merkmale, wie die Programmier­ barkeit und andere Funktionsarten können innerhalb des Rahmens der Erfindung, der zur Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung verwendet ist, hinzugefügt werden, in Anbetracht, daß ein sequenzieller Prozessor, wie der Mikroprozessor optimal ist. Das Verfahren und die Einrichtung, die beschrieben sind, können gemäß den Lehren vor­ liegender Erfindung durch klassische Logik-Schaltkreise realisiert werden, in welchem Falle das Verfahren bzw. der Prozeß gleichermaßen dadurch beschrieben werden könnte, daß es durch äquivalente Blockschaltbilder bestimmter Schaltkreise dargestellt ist. Die Vorteile des Mikroprozessors sind in der weiter oben erwähnten französischen Patentanmeldung 80 22 117 dargelegt.

Der Schrittmacher stimuliert den Ventrikel am Ende einer vorbestimmten aurikulo-ventrikulären Verzögerung und in Abwesenheit einer ventrikulären Abtastung während dieser Verzögerung, stimuliert dann den Vorhof, wenn eine entsprechende ventrikulo- aurikuläre Verzögerung ohne aurikuläre Abtastung überschritten ist. Die Summe dieser beiden Ver­ zögerungen wird als "ventrikuläres Hemmungs- bzw. Sperr­ intervall" bezeichnet.

In Fig. 2 ist die ventrikulo-aurikuläre Verzögerung im Flußdiagramm PVAH (37) zusammengestellt, das in Fig. 3 dargestellt ist. Die Abtastung einer retro­ graden Tachykardie wird im Flußdiagramm PRET (38) bewirkt, das in Fig. 4 dargestellt ist und das vom PVAH ausgeht und zum PVAH zurückkehrt. Das Beenden der ventrikulo-aurikulären Periode ohne ventrikuläre Abtastung startet in PDAV (39) die aurikulo-ventrikuläre Periode. Das Ende dieser Periode oder einer ventri­ kulären Abtastung im Verlaufe des PVAH (37) führt zu einer Prüfung eines Magnetlamellenunterbrechers PMAG (40). Wenn dieser Unterbrecher durch Zwischenfügen eines Magneten geschlossen ist, der am Herzschritt­ macher angewendet ist, ist das Hemmungs- bzw. Sperr­ intervall im PMAG bestimmt und ein neuer ventrikulärer Zyklus beginnt wieder in PVAH (37). Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Sperrintervall in PMAX (41) errechnet, der in Fig. 7 dargestellt ist. Danach wird die absolute ventrikuläre refraktäre Periode, die einen Teil der ventrikulo-aurikulären Verzögerung ausmacht, in PREF (42) getaktet, der in Fig. 8 dargestellt ist, wonach das Programm zum PVAH (37) zurückkehrt.

Beim Eintritt in PVAH (37) enthält der Speicher EV die Zeit, die vergangen ist, bis zum Ende der ventrikulo-aurikulären Periode, wenn keine Abtastung erfolgt ist. Der Zähler 10 ist so geladen, daß er in diesem Augen­ blick Null erreicht und den Taktgeber des Mikroprozessors in Gang setzt. Der Mikroprozessor beginnt durch Setzen der Leitung "HALT" 32 auf 1, um seinen Taktgeber 8 anzuhalten, um dann eine ventrikuläre Abtastung, eine aurikuläre Abtastung oder ein Über­ schreiten des ventrikulo-aurikulären Intervalles durch den Zähler 10 zu erreichen.

Wenn der Taktgeber 8 zu laufen beginnt, bestimmt der Mikroprozessor 1, wie dies bei der Erläuterung der Fig. 1 beschrieben worden ist, welches Ereignis den Taktgeber 8 in Gang zu setzen bewirkt und folgt dem geeigneten Weg des Flußdiagrammes.

Im Falle einer ventrikulären Abtastung kann es sich um eine plötzliche ventrikuläre Kontraktion, oder um eine Reaktion auf eine aurikuläre Kontraktion handeln.

Bei (43) wird die Zeit, die seit dem Beginn des ventrikulären Zyklus bis zu dieser ventri­ kulären Abtastung vergangen ist, in den Speicher EV gespeichert. Wenn keine aurikuläre Abtastung im ventrikulären Zyklus (44) bereits aufgetreten ist, handelt es sich um eine plötzliche ventrikuläre Kontraktion, die bei (45) verarbeitet wird. Wenn vorher eine aurikuläre Abtastung in diesem ventrikulärem Zyklus vorhanden gewesen ist, wenn diese aber früher als ein vorbestimmtes aurikulo-ventrikuläres Intervall PD vor der ventrikulären Abtastung (46) aufgetreten ist, geht man davon aus, daß es sich um eine plötzliche ventrikuläre Kontraktion handelt, die ebenfalls bei (45) verarbeitet werden wird. Wenn bei (47) das Inter­ vall, das zwischen einer vorhergehenden aurikulären Abtastung und der ventrikulären Abtastung abgelaufen ist, kürzer ist, als ein vorherbestimmtes Intervall (im allgemeinen 37,5 msec), so war die aurikuläre Abtastung wahrscheinlich aufgrund eines ventrikulären Ereignisses, nämlich wenn dieses Ereignis im oberen Bereich des Ventrikels an der Seite des Vorhofes stattgefunden hat. Dies wird gleichermaßen als eine plötzliche ventrikuläre Kontraktion aufgefaßt, die bei (45) verarbeitet werden wird.

Wenn jetzt eine plötzliche ventrikuläre Kontrak­ tion auftritt, befindet sich wahrscheinlich die natürliche Leitung vom Ventrikel zum Vorhof außer­ halb seiner natürlichen refraktären Periode und ist doch für eine retrograde Leitung geeignet, die zu einer retrograden Tachykardie führt. Ebenso wird bei (45), wenn diese Bedingung identifiziert ist, gefordert, daß eine lange aurikuläre refraktäre Phase bzw. Periode, die durch den Ventrikel ausgelöst wird, durch den folgenden Zyklus im PREF durch Zwischenfügen eines Speichers FR errichtet wird. Dies wird eine Abtastung der retrograden Welle P im Vorhof und den Beginn einer retrograden Tachykardie verhindern.

Wenn dagegen (48) eine ventrikuläre Abtastung, die nach den Versuchen (44), (46) und (47) nicht plötzlich da ist, auftritt, wird jeder vorhergehende Befehl FR für eine lange refraktäre Periode im folgenden Zyklus gelöscht. Im einen und im anderen Falle (45) oder (48) wird die Abtastung unterbrochen, um eine ventrikuläre absolute refraktäre Periode zu beginnen, und ein neuer ventrikulärer Zyklus beginnt bei PMAG in Fig. 6.

Wenn statt einer ventrikulären Abtastung eine aurikuläre Abtastung (49) auftritt, wird die Zeit, die bis zur Abtastung vom Beginn des ventri­ kulären Zyklus vergangen ist, in den Speicher SA eingespeichert.

Wenn diese aurikuläre Abtastung innerhalb einer vorbestimmten aurikulären refraktären Periode AR (50) auf­ tritt, die am Anfang des ventrikulären Zyklus beginnt, muß sie absolut nicht eine Wirkung auf die ventrikuläre Zeiteinteilung haben, ausgenommen in dem Falle, in dem eine aurikuläre Stimulation in diesen 250 msec der aurikulären Abtastung programmiert ist. Dies ist deshalb so, weil diese aurikuläre Ab­ tastung eine natürliche aurikuläre refraktäre Periode auslöst, in deren Verlauf die aurikuläre Stimulation ohne Wirkung sein wird. Diese aurikuläre Stimulation wird nicht zu den Ventrikeln geführt und so wird eine ventrikuläre Stimulation, die auf die aurikuläre Stimulation mit der vorbestimmten aurikulo-ventri­ kulären Verzögerung folgt, die ventrikulo-aurikulären Leitungswege außerhalb ihrer natürlichen refraktären Periode finden und wird folglich für eine retro­ grade Leitung und evtl. für eine retrograde Tachykardie geeignet sein. Um dies zu verhindern, verifiziert (51), wenn eine aurikuläre Stimulation in den 250 msec einer aurikulären Abtastung in der durch den Ventrikel ausgelösten aurikulären refraktären Periode programmiert ist. Wenn ja, verzögert (52) diese programmierte aurikuläre Stimulation um 250 msec nach dieser aurikulären Abtastung und der neue Zeit­ raum des programmierten Überschreitens wird als Reserve in den Speicher EV gebracht. Das Programm kehrt zu PVAH (37) zurück, um eine ventrikuläre Abtastung, eine andere aurikuläre Abtastung oder ein ventrikulo-aurikuläres Überschreiten zu erreichen. Somit hat eine aurikuläre Abtastung in der aurikulären refraktären Periode, die vom Ventrikel ausgelöst ist, nur eine einzige Wirkung auf die Zeiteinteilung bzw. Taktung des Schrittmachers, nämlich eine eventuelle aurikuläre Stimulation (und folglich die ventrikuläre Stimulation, die folgt) auf ein Minimum von 250 msec nach der aurikulären Abtastung zu verzögern.

Wenn sich die aurikuläre Abtastung außerhalb der durch den Ventrikel ausgelösten aurikulären refrak­ tären Periode befindet, wird jetzt der Speicher der aurikulären Abtastung FS auf 1 gesetzt (53), so daß der Vorhof im PDAV (Fig. 5) am Anfang der aurikulo- ventrikulären Verzögerung nicht stimuliert werden wird.

PRET (38) (Fig. 4) verifiziert dann, ob eine retrograde Tachykardie vorhanden ist, wie dies beschrieben werden wird.

Wenn jetzt diese aurikuläre Abtastung früh genug im ventrikulären Zyklus auftritt, damit nach dieser aurikulären Abtastung die ventrikuläre Stimu­ lation mit der vorbestimmten aurikulo-ventrikulären Verzögerung PD die vorbestimmte maximale Frequenz der ventrikulären Stimulation überschreitet, wird die aurikuläre Abtastung als verfrüht angesehen. Der Speicher NP zählt die freien ventrikulären Zyklen derartiger aurikulärer verfrühter Ereignisse und addiert zu dieser Zahl eine 1. Ein verfrühtes Auf­ treten wird als isoliert betrachtet, wenn die beiden vorhergehenden ventrikulären Zyklen keines davon beinhalten, d. h. wenn NP = 3. Wenn die Vergleiche (54) und (55) ein isoliertes Verfrühtsein feststellen, wird eine von Ventrikel ausgelöste lange aurikuläre refraktäre Periode gefordert (56). Dies ist deshalb, weil der ventrikuläre Zyklus (in Abwesenheit der aurikulo- ventrikulären Leitung), mit einer ventrikulären Stimu­ lation mit einer Verzögerung endet, die größer ist, als die vorhergehende aurikulo-ventrikuläre Ver­ zögerung, die auf die verfrühte aurikuläre Abtastung folgt. Der Weg der retrograden Leitung in das Herz kann sich außerhalb ihrer natürlichen refraktären Periode befinden und ist folglich für eine retro­ grade Leitung und evtl. zum Auslösen einer retro­ graden Tachykardie geeignet. Die vom Ventrikel aus­ gelöste lange aurikuläre refraktäre Periode, die für den folgenden ventrikulären Zyklus gefordert ist, wird verhindern, daß eine retrograde Welle P, die evtl. auf die isolierten ventrikulären Stimulation folgt, im Vorhof abgetastet, und daß eine retro­ grade Tachykardie ausgelöst wird.

Es sei jetzt angenommen (57), daß die verfrühte aurikuläre Abtastung nicht isoliert war. In diesem Falle besteht eine andauernde aurikuläre Frequenz oberhalb der maximalen ventrikulären Stimulations­ frequenz. Der Schrittmacher stimuliert dann mit der maximalen ventrikulären Frequenz bei jedem Zyklus mit einer immer längeren Verzögerung zwischen der aurikulären Abtastung und der ventrikulären Stimulation, in Anbetracht, daß der Vorhof schneller schlägt als der Schrittmacher den Ventrikel stimulieren kann.

Nach einem oder mehreren Zyklen bei der maximalen ventrikulären Stimulationsfrequenz wird ein aurikuläres Schlagen in die vom Ventrikel ausgelösten aurikulären refraktären Periode fallen und der Schrittmacher wird den Vorhof und den Ventrikel mit seinem Hemmungs­ intervall stimulieren. Diese Art wird "Wenkebach- Modus" genannt, in Anbetracht, daß er in gewisser Weise der von Wenkebach beschriebenen Herzzone ähnlich ist.

Wenn die Untersuchung bzw. Prüfung (54) gezeigt hat, daß die aurikuläre Abtastung nicht verfrüht war, kann jetzt bei (58) die aurikulo-ventrikuläre Verzögerung unmittelbar im PDAV (Fig. 5) beginnen. Der gesamte vorhergehende Befehl für eine lange aurikuläre refraktäre Periode in dem folgenden ventrikulären Zyklus wird gelöscht, in Anbetracht, daß die aurikulo- ventrikuläre Synchronisation ohne die Gefahr der retro­ graden Leitung sich im PDAV aufbauen wird. Die auri­ kuläre Abtastung wird unterbrochen in Anbetracht, daß sie nicht dazu verwendet wird, die Funktion des Schrittmachers während der aurikulo-ventrikulären Verzögerung zu beeinflussen.

In dem Fall, bei dem keine Abtastung in der ventrikulo-aurikulären Periode auftritt und bei dem der Zähler (10) Null erreicht, ist es notwendig, den Vorhof und danach den Ventrikel bei PDAV (Fig. 5) zu stimulieren. Diese Notwendigkeit der aurikulären Stimulation zeigt an, daß keine retrograde Tachykardie vorhanden ist und das Programm ruft PRET (38) vor dem Übergang zu PDAV auf, um jeder Suche nach einer retrograden Tachykardie, die in PRET im Gange sein kann, ein Ende zu setzen.

In Fig. 4 ist das durch den erfindungsgemäßen Herzschrittmacher ausgeführte Verfahren erläutert, das es ermöglicht, eine retrograde Tachykardie zu erfassen, Maßnahmen zur Unterbrechung zu treffen und Maßnahmen zum Verhindern eines Wiederauftretens zu treffen.

Eine bestimmte Anzahl von Speichern wird bei diesem Vorgang verwendet. Dies sind:

MP, welcher den gewünschten Typ der Untersuchung der retrograden Tachykardie angibt (programmierbar),
= 0 gibt eine Untersuchung mit Verzögerungsmodulation AV (aurikulo-ventrikulär) an,
= 1 gibt eine Untersuchung ohne Verzögerungs­ modulation AV an,
= 2 gibt das Nichtvorhandensein der Untersuchung an.

MR, welches angibt, wenn der Schrittmacher eine retrograde Tachykardie abgetastet hat,
= 0 gibt an, wie dargestellt worden ist, daß keine Tachykardie vorhanden ist,
= 1 gibt an, daß eine Tachykardie vorhanden sein kann, aber daß noch keine Maßnahmen getroffen werden dürfen, um die Unterbrechung zu versuchen,
= 2 gibt an, daß eine Tachykardie vorhanden sein kann, wenn MP = 1 oder sicher vorhanden ist, wenn MP = 0, und daß die Mittel jetzt zum Unterbrechen verwendet werden können.

M3, welches angibt, daß eine solche Situation vor­ handen ist, daß der Zeitraum der retrograden Bedingung nicht gemessen werden kann.

RR, welches dazu dient, den Zeitraum der retro­ graden Leitung in Reserve zu setzen.

RP, welches dazu dient, aufeinanderfolgende ver­ mutete Auswirkungen der retrograden Leitung zu zählen, oder, zuweilen, wenn M3 auf 1 gesetzt wird, um die Zyklen zu zählen, bis der Zeitraum der retrograden Leitung von neuem gemessen werden kann.

X, welches angibt, daß die Verzögerungsmodulation AV in Verwendung ist, um eine retrograde Tachykardie abzutasten bzw. zu erfassen.

Die Abtastsysteme, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, verwenden die folgenden Kriterien, um zu identifizieren, ob eine retrograde Tachykardie im Gange bzw. vorhanden ist:

Wenn (59) die Zeit, die seit Beginn eines ventriku­ lären Zyklus bis zur aurikulären Abtastung vergangen ist, 450 msec (36 Zyklen des Taktgebers von 12,5 msec) überschreitet, ist sicher keine retrograde Tachykardie vorhanden. Es sei hier angemerkt, daß (60 und 38 in Fig. 3) die Bedingung (59) verifiziert, wenn keine aurikuläre Abtastung im Verlaufe eines ventrikulären Zyklus auftritt.

Wenn (61) ein ventrikuläres Schlagen vorhanden ist, so daß der vorhandene Zyklus eine aurikuläre Abtastung, der keine ventrikuläre Stimulation vorhergegangen ist, besitzt, ist es sicher keine retrograde Tachykardie. Es sei hier angemerkt, daß (62) (Fig. 8) den Speicher M3 auf 1 setzt, nachdem die ganze verfrühte ventrikuläre Kontraktion bei 45 (Fig. 3) eine lange refraktäre Befehlsperiode bewirkt hat, sobald (63) (Fig. 4) sicherstellt, daß, wenn (61) verifiziert hat, dieses sicher auf ein ventrikuläres Schlagen zu führen ist und nicht auf eine verfrühte ventrikuläre Kontraktion.

Wenn diese beiden Bedingungen (59) und (61) nicht verifiziert sind und wenn die Zeit, die zwischen der ventrikulären Stimulation und der aurikulären Abtastung verstrichen ist, und die im folgenden als "Zeit der vermuteten retrograden Leitung" abgekürzt VP' be­ zeichnet wird, in den vorbestimmten Grenzen für eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden ventri­ kulären Zyklen konstant ist, kann eine retrograde Tachykardie vorhanden sein.

Wenn die Bedingungen des vorhergehenden Paragraphen bei Vorhandensein der aurikulo-ventrikulären Ver­ zögerungsmodulation, wie oben beschrieben, erfüllt sind, vermutet man gemäß vorliegender Erfindung, daß eine retrograde Tachykardie sicherlich vorhanden ist.

Es gibt zwei Arten von Untersuchungen für eine retrograde Tachykardie, die von einem Arzt durch eine Programmierung gewählt werden kann.

Wenn eine Untersuchung ohne Verzögerungsmodulation AV programmiert ist (MP = 1), wie oben erläutert, kann erfasst werden, ob eine retrograde Tachy­ kardie gewiß nicht vorhanden ist oder ob eine retro­ grade Tachykardie vorhanden sein kann. Bei einer Untersuchung mit Modulation gemäß der Erfindung (MP = 0), wird festgestellt, ob sicher keine retrograde Tachykardie vor­ handen ist, oder ob diese sicher vorhanden ist.

Wenn eine Tachykardie vorhanden sein kann, ist es wünschenswert, zu versuchen, sie schnell zu unterbrechen, nachdem sie erfaßt worden ist. In Anbetracht, daß es nicht sicher ist, ob sie wirklich vorhanden ist, muß es nur eine Übereinstimmung mit zeitlichen Änderungen der Parameter des Schrittmachers haben, um die Unterbrechung zu versuchen. Wenn nach dem Versuch der Unterbrechung die Einrichtung gemäß der Erfindung abtastet, daß eine Tachykardie noch vorhanden sein kann, ist es wünschenswert, zu versuchen, die Tachykardie weniger häufig in der Art zu unterbrechen, um ein unbegründetes Stören zu vermeiden, was vielleicht ein natürlicher Rhythmus sein kann.

Wenn gewiß eine Tachykardie vorhanden ist, ist es wünschenswert, zu versuchen, schnell zu unterbrechen, nachdem sie erfaßt worden ist. Wenn sie nach diesem Unterbrechungsversuch weiter fortbesteht, muß man nochmals mit anderen Mitteln die Unterbrechung versuchen, ggf. einschließlich evtl. andauernder Änderungen der programmierten Parameter. Solange die Tachykardie sicherlich vorhanden ist, bleibt es wünschenswert, Unterbrechermittel schnell anzu­ wenden.

Somit gibt es zumindest zwei Such­ intervalle zwischen Unterbrechungsversuchen einer retrograden Tachykardie. Es ist ein kurzes Inter­ vall vorhanden, das hier aus zehn ventrikulären Zyklen besteht, die man verwendet, wenn die Unter­ brechung der Tachykardie nicht mehr versucht worden ist, oder wenn die Modulation zeigt, daß sicherlich eine Tachykardie vorhanden ist. Es ist auch ein langes Intervall vorhanden, das hier aus 100 ventrikulären Zyklen besteht, und das man verwendet, wenn eine Tachykardie nach einem derartigen Unterbrechungsversuch vorhanden sein kann.

Es gibt mindestens drei Mittel zum Versuchen, eine Tachy­ kardie zu unterbrechen. Diese Mittel sind vom Speicher MR, wie oben beschrieben, gesteuert.

Das erste Mittel (65) besteht aus einer vom Ventrikel ausgelösten langen aurikulären refraktären Periode (sie ist hier 450 msec). Wenn eine retrograde Tachykardie im Gange ist, wird die retrograde Welle P in diese refraktäre Phase fallen und im Vorhof nicht abgetastet werden. Der Schrittmacher beginnt keine aurikulo-ventrikuläre Verzögerung bei diesem Ereignis und somit wird die Tachykardie unterbrochen werden. In Anbetracht, daß das erste Mittel nur aus einer zeitlichen Modifikation der Parameter des Schrittmachers besteht, ist es das einzige Mittel, das man verwendet, wenn man nicht sicher ist, daß eine Tachykardie vorhanden ist. Es gilt gleichermaßen für das erste der drei Mittel, das man verwendet, wenn man sicher ist, daß eine Tachykardie vorhanden ist.

Das zweite Mittel (66) besteht darin, die aurikulo- ventrikuläre Verzögerung auf 100 msec zu verringern und die lange refraktäre Periode wie beim ersten Mittel zu liefern. Dies wird eine Unterbrechung der retrograden Tachykardie bei einem bestimmten Patienten zur Folge haben, bei dem eine vorlaufende bzw. anterograde Zone vorhanden ist, und die Summe der Zeiträume der retrograden Leitung bis zum Ort der Zone und der Verzögerung AV hat den obigen natürlichen refraktären Zeitraum oberhalb des Ortes dieser Zone überschritten. Dies wird sich im allge­ meinen ergeben, wenn lange Verzögerungen AV von bspw. 200 msec aus Versehen programmiert worden sind. Man verwendet das zweite Mittel, wenn das erste Mittel allein verwendet worden ist und man sicher ist, daß die Tachykardie nach diesem fortbesteht, und wenn die programmierte Verzögerung AV größer als 100 msec ist (67).

Das dritte Mittel (68) besteht darin, die vom Ventrikel ausgelöste aurikuläre refraktäre Periode in dauerhafterweise auf 450 msec zu modifizieren, um die Abtastung der gesamten retrograden Welle P in den Tachykardien zu verhindern, die mit Sicher­ heit vorhanden sind, nachdem das erste und das zweite obige Mittel verwendet worden sind.

Wenn man das erste Mittel verwendet oder wenn eine vorzeitige ventrikuläre Kontraktion auftritt, kann VP' über mehrere ventrikuläre Zyklen gestört sein und folglich nicht verwendbar sein, um zu entscheiden, ob eine Tachykardie vorhanden ist. Somit setzt bei PREF (42) (Fig. 8) das Element (62) der Speicher M3 jedesmal auf 1, wenn eine lange refraktäre Periode gefordert ist, entweder durch eine vorzeitige ventrikuläre Kon­ traktion (PVC), durch ein Mittel zur Unterbrechung der Tachykardie oder durch ein anderes Ereignis. Danach wird für eine Anzahl im voraus fester Zyklen, hier gleich 3, (69, 70), die in RP gezählt werden (71), bis M3 auf 0 zurückgestellt wird (72), kein Versuch gemacht, eine retrograde Tachykardie festzu­ stellen.

Damit das zweite und das dritte Mittel verwendet werden, muß es sicher sein, daß eine retrograde Tachykardie vorhanden ist, und folglich, daß eine Verzögerungsmodulation AV, wie bereits angegeben, verwendet werden muß (MP = 0). Das Prinzip dieser Detektionsmethode besteht darin, einen festen Betrag der programmierten aurikulo-ventrikulären Verzögerung bei jedem zweiten ventrikulären Zyklus abzuziehen, oder diesen Betrag hinzuzuzählen, wenn die programmierte Verzögerung zu kurz ist, um ihn von ihr abzu­ ziehen, und zu zeigen, daß VP' trotz dieser Modulation relativ konstant ist. Wenn statt einer retrograden Tachykardie ein natürlicher ventrikulärer Rhythmus vorhanden war, wird die Verzögerungs­ modulation AV die Verzögerung VP' ändern, in Anbetracht, daß die Zeit, die zwischen den Wellen P verstreicht, ein natürliches Intervall des Herzes ist. Bei der retrograden Leitung ist VP' bezüglich der Verzögerung P'V relativ unsensibel.

Die Modulation ist sichergestellt, wenn der Speicher X auf 1 gesetzt ist. Es ist hier zu bemerken, daß dieser dazu verwendet werden kann, die für VP' erlaubte Toleranz zu modifizieren, da man erwarten könnte, daß eine Änderung von VP' etwas größer mit Modulation als ohne Modulation ist. Die Verzögerung AV wird bei PDAV (39) (Fig. 5) modifiziert, wenn (73) X = 1, indem (74) 62,5 msec von der Verzögerung AV, die auf einen von zwei ventri­ kulären Zyklen (75) programmiert ist, abgezogen werden. Wenn (76) die Verzögerung AV ein Kürzen nicht zuläßt, werden 62,5 msec hinzugezählt (77). Andernfalls (78) ist es die programmierte Verzögerung AV, die verwendet wird. Der zur Verzögerung AV hinzugezählte Betrag ist derart gewählt, daß eine konstante aurikuläre Frequenz nur bei Vorhandensein einer Modulation genügen könnte (71, 72).

Es wird nützlich sein, die Funktion des PRET (38) mit und ohne programmierter Modulation nochmals anzusehen.

Der Zyklus beginnt, wenn sicher ist, daß keine Tachykardie vorhanden ist, weil die eine oder andere Bedingung (59) oder (61) verifiziert ist, und MR auf Null zurückgestellt ist (79).

Wenn die erste Welle P ankommt, so daß die beiden Bedingungen (59) und (61) nicht verifiziert worden sind, wird VP' in RR (80) eingespeichert und der Zähler der retrograden Wellen P, der RP vermutet hat, wird auf Null zurückgestellt. Jetzt wird ein solcher eventueller Zyklus mit VP', der von RR mehr abweicht als von den Toleranzen bei (71, 72) wie die erste Welle P verarbeitet werden. Jede spätere bzw. weitere Welle P innerhalb dieser Grenzen wird gezählt werden (81), bis RP einen Grenzwert der im voraus festgelegten Warte- bzw. Suchzeit erreicht (82).

Bei dem Beispiel, bei dem eine Modulation nicht programmiert worden ist (83), hat man festgestellt, daß dies eine retrograde Tachykardie sein könnte, deshalb ist der Speicher MR auf zwei gestellt (84), um anzuzeigen, daß das erste Mittel zum Unterbrechen der Tachykardie (65) verwendet werden muß. Wenn darüber hinaus (84) diese Situation andauert, wird das genannte erste Mittel zum Unterbrechen nur alle 100 Zyklen verwendet, um zu vermeiden, daß das gestört wird, was vielleicht ein natürlicher auri­ kulärer Rhythmus ist. Das erste Mittel zum Unter­ brechen (65) wird, wie oben beschrieben, versucht.

Dauert danach die Abtastung auf von neuem an, wird das erste Unterbrechermittel alle 100 Zyklen derart versucht werden, daß die Grenzen (71, 72) respektiert werden, und es wird noch bei 10 Zyklen nach dem ersten VP' außerhalb von (71, 72) versucht werden, vorausgesetzt, daß diese 10 Zyklen all die neuen Grenzen (71, 72) beachten. Zusammen­ gefaßt heißt dies, wenn die Modulation nicht programmiert ist, wird eine zeitliche Modifikation der Parameter des Schrittmachers zugelassen, um die Tachykardie nach ihrer Detektion schnell zu unterbrechen, und weniger schnell nach der ersten Versuchsunterbrechung.

In dem Falle, in dem 10 relativ konstante VP' er­ kannt worden sind und die Modulation programmiert worden ist (83), wird die Modulation (86, 87) für 10 Zyklen 88 aktiviert. Wenn diese 10 Zyklen alle innerhalb der erweiterten Grenzen (71, 72) fallen, ist man bei (89) sicher, daß eine retrograde Tachykardie vorhanden ist. Das erste Unterbrecher­ mittel 65 wird erprobt, wie oben beschrieben. Der Prozeß bzw. die Verarbeitung wird für das zweite und das dritte Unterbrechermittel wiederholt, unter der Bedingung, daß die Grenzen (71, 72) immer eingehalten werden. Zehn Zyklen sind ohne Modulation und mit relativ konstantem VP er­ forderlich, dann sind zehn Zyklen mit Modulation und relativ konstantem VP erforderlich. Die Modu­ lation wird unterbrochen (89A), nachdem jedes Unterbrechermittel ausprobiert worden ist.

Die Erfindung setzt voraus, daß es extrem unwahr­ scheinlich ist, einem natürlichen aurikulären Rhythmus zu begegnen, der eine relative Stabilität auf zehn Zyklen zeigt und danach synchron mit der Modulation der Verzögerung AV für zehn weitere Zyklen variiert.

Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daß, unmittel­ bar bevor die Modulation beginnt (87), der aktuelle Wert von VP' in RR eingespeichert wird, um als Grund­ lage für Vergleiche (71, 72) im Verlauf der Modulation zu dienen.

Wenn VP' sich außerhalb dieser Grenzen zu irgendeinem Zeitpunkt (90) befindet, ausgenommen im Verlaufe des ersten Zyklus, nachdem die Unterbrechermittel verwendet worden sind oder nachdem man sicher­ gestellt hat, daß keine Tachykardie vorhanden ist, wird bei (91) MR auf 1 zurückgestellt, um anzuzeigen, daß, obwohl eine Tachykardie vor­ handen sein könnte, keine Zeit mehr besteht, irgend­ ein Unterbrechermittel auszuprobieren. Die Zeit­ einteilung der Bereitschaft bzw. der Suchzeit RP ist auf Null zurückgestellt (92), so daß eine neue vollständige Untersuchung erforderlich ist, um zu zeigen, daß eine Tachykardie vorhanden ist, jedesmal wenn eine Untersuchung endet, sei es durch das Ende einer Warteperiode (82), sei es durch eine Modifikation des Zustandes von MR (59 oder 61 oder 71 oder 72).

Wenn die Bedingung (59) oder (61) im ersten Zyklus (RP = 0) nach MR = 0 nach der Versuchsunter­ brechung (94) ausreichend ist, kann bei (95) der Schrittmacher in einem Speicher die von der retro­ graden Tachykardie erzielten Unterbrechungen zählen.

Fig. 5 zeigt den Vorgang der Zeiteinteilung der aurikulo-ventrikulären Verzögerung, genannt PDAV (39). Dieser Teil des Programmes wird nach einer aurikulären Abtastung oder einem Überschreiten des Zählers in PVAH (37) erreicht.

Dieses Unterprogramm beginnt (96) durch das Unter­ brechen der aurikulären Abtastung, in Anbetracht, daß der Herzschrittmacher nicht auf eine aurikuläre Abtastung im Verlaufe der aurikulo-ventrikulären Verzögerung reagiert. Die Anzeigevorrichtung der ventrikulären Stimulation, die bei (61) (Fig. 4) als Vorbedingung für die retrograde Leitung verwendet wird, ist in dem Augenblick auf 0 zurückgestellt, um nur im Falle einer ventrikulären Stimulation am Ende der Verzögerung AV (97) auf 1 gestellt zu werden.

Danach wird die Verzögerung AV gewählt und in den Rechner (73 bis 78), wie bereits beschrieben, eingegeben, und der Speicher EV wird auf den neuesten Stand gebracht, um die Zeit, die seit dem Beginn des ventrikulären Zyklus bis zum Ende der Verzögerung AV vergangen ist, im Falle eines Überschreitens bzw. Überlaufens des Zählers (98) zu halten.

Wenn (99) keine aurikuläre Abtastung im PVAH (37) stattgefunden hat, wird das Kennzeichen PS der aurikulären Abtastung auf 0 gestellt werden und der Schrittmacher wird den Vorhof (100) stimulieren. Dann wird die aurikulo-ventrikuläre Verzögerung (101) beginnen. Diese kann durch eine ventrikuläre Detektion bzw. Abtastung oder durch ein Überlaufen des Zählers enden. Im Falle einer ventrikulären Ab­ tastung wird die Zeit, die seit dem Anfang des ventrikulären Zyklus vergangen ist, errechnet (103). In dem Falle, in dem der ventrikulären Abtastung eine aurikuläre Abtastung (104) in der Zeit SA vorangegangen ist, die bei 49 in einen vorbestimmten Zeitraum (105) eingespeichert ist, der hier gleich 2-3 Zyklen des Taktgebers von 12,5 msec ist, nimmt das Programm an, daß die aurikuläre Abtastung nicht so schnell bis zu den Ventrikeln geleitet werden kann und daß eine Abtastung eines ventrikulären Ereignisses vorhanden sein muß, das wahrscheinlich im oberen Bereich des Ventrikels sehr nahe am Herz­ vorhof auftritt. Somit wird die ventrikuläre Abtastung identifiziert, als ob sie eine vorzeitige bzw. verfrühte ventrikuläre Kontraktion ist, wobei die Leitungswege außerhalb ihrer natürlichen refraktären Periode liegen und folglich zu einer retrograden Leitung geeignet sind. Das Programm stellt den Speicher FR auf 1 (106) und fordert eine vom Ventrikel ausgelöste lange aurikuläre refraktäre Periode in dem folgenden ventrikulären Zyklus, damit die gesamte retrograde Welle P vom Schrittmacher nicht erfaßt wird.

Im Falle eines Überlaufens des Zählers (97) Erkennt dieser, daß das vorbestimmte Intervall AV ohne ventrikuläre Abtastung vergangen ist, und es ist folglich notwendig, den Ventrikel zu stimulieren. Der Speicher FV wird auf 1 gestellt, damit er bei (61) (Fig. 4) getestet wird.

Wenn das Ende der Periode AN durch Abtastung bei ventrikulärer Stimulation erreicht ist, wird die ventrikuläre Abtastung unterbrochen (107), um die ventrikuläre absolute refraktäre Periode zu beginnen.

Fig. 6 zeigt den Vorgang PMAG 40, der am Ende jedes ventrikulären Zyklus den Zustand eines Magnet­ lamellenunterbrechers untersucht. Dieser Unterbrecher zeigt, wenn er geschlossen ist, an, daß ein Magnet oberhalb des Schrittmachers angeordnet ist, um zu bewirken, daß der Schrittmacher bei einer festen Frequenz ohne aurikuläre oder ventrikuläre Abtastung funktioniert, damit ein Arzt sein Funktionieren verifizieren kann.

Wenn der Magnetlamellenunterbrecher geschlossen ist (108) wird in (109) der Speicher FM auf 1 gesetzt, das Kennzeichen FS der aurikulären Abtastung auf 0 zurückgestellt, so daß eine aurikuläre Stimulation (100) in PDAV (Fig. 5) auftritt, das Sperrintervall mit einem anderen Speicher A4 erhalten wird und das Programm unmittelbar in PVAH (Fig. 3) beginnt, so daß die aurikuläre und ventrikuläre Abtastung niemals aktiviert werden. Das aurikuläre Sperr­ intervall ist in den Rechner eingegeben und wird im PVAH überschritten werden (60). Der Vorhof (100) und der Ventrikel (97) werden im PDAV (39) (Fig. 5) stimuliert werden.

Wenn man jetzt zuerst feststellt, daß der Unter­ brecher am Ende eines ventrikulären Zyklus geöffnet ist, was durch FM = 1 signalisiert ist (110), wird FM auf 0 (111) zurückgestellt und FR wird auf 1 gesetzt, um eine vom Ventrikel ausgelöste auri­ kuläre refraktäre Periode von 450 msec im folgenden ventrikulären Zyklus zu fordern. Dies ist deshalb so, weil im Verlauf des vorhergehenden Zyklus eine aurikuläre oder ventrikuläre Abtastung nicht vor­ handen ist, weshalb der Zustand der natürlichen refraktären Periode des Weges der retrograden Leitung bei der ventrikulären Stimulation, die diesen Zyklus beginnt, unbekannt ist. Es ist möglich, daß eine retrograde Leitung entsteht und eine retrograde Tachykardie beginnt. Die lange refraktäre Periode verhindert, daß diese Tachykardie beginnt, wie bereits erläutert worden ist.

Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, ist gemäß dieser Erfindung auch vorgesehen, daß eine solche vom Ventrikel ausgelöste lange aurikuläre refraktäre Periode in irgendeinem Zyklus notwendig ist, nachdem die aurikuläre oder ventrikuläre Abtastung nicht verfügbar ist, so daß der Zustand des Weges der retrograden Leitung unbekannt ist. Dies bedeutet aber, daß dies nicht auf eine Änderung des pro­ grammierten Modus der von einem Modus an programmiert ist, in welchem die Abtastung nicht verwendet wird, des Endes eines zeitlich nicht programmierten Modus, in welchem die Abtastung nicht verfügbar ist, usw. begrenzt ist.

Fig. 7 beschreibt das Verfahren bzw. den Vorgang in PMAX 41, der die Hemmungs- bzw. Sperrintervalle bestimmt, außer, wenn der Unterbrecher, wie oben beschrieben, geschlossen ist.

Zu Beginn von PMAX (112) sind das aurikuläre und ventrikuläre Sperrintervall festgelegt und der Speicher FS der aurikulären Abtastung ist auf 0 zurückgestellt, um bei einer aurikulären Abtastung außerhalb der aurikulären refraktären Periode im folgenden Zyklus auf 1 gesetzt zu werden (53).

Es sei an dieser Stelle zu bemerken, daß wenn (113) eine kurze Verzögerung AV im vorhergehenden Zyklus (74) erforderlich ist, es notwendig ist (114), das Sperrintervall hinsichtlich der Quantität zu verlängern, dessen Verzögerung AV im letzten Zyklus verkürzt worden ist, damit die beiden Zyklen die Gesamtlänge der beiden ventrikulären Sperrintervalle besitzen. Auf diese Weise ist die Modulation der Verzögerung AV ohne Änderung der mittleren ventrikulären Frequenz bewirkt worden. Dies sollte für gewisse hämodynamische Vorteile sorgen und gleichermaßen die Änderung des VP' mit der Modulation reduzieren. Der Speicher FI wird auf 1 gesetzt (74), um eine kurze Verzögerung AV anzuzeigen; er wird bei 113 getestet und auf 0 (114) zurückgesetzt, um im folgenden Zyklus verwendet zu werden.

Die minimale Periode CN wird in PMAX (115) errechnet und verwendet, um zu bestimmen, wann eine aurikuläre Abtastung verfrüht ist (54 in Fig. 3).

Die Fig. 8 zeigt die Anwendung der Erfindung bei der Zeiteinteilung der ventrikulären absoluten refraktären Periode, genannt PREF (42).

Das Unterprogramm beginnt durch Auffüllen (116) des Speichers NP bis (117) zu einem Wert von 3 in jedem ventrikulären Zyklus. NP ist gleich 1 plus der Zahl der Zyklen ohne verfrühter aurikulärer Abtastung; sie wird untersucht (45) im PVAH, um zu sehen, wann ein verfrühter Wert isoliert ist, und sie wird auf 0 (57) im PVAH zurückgesetzt, wenn ein verfrühter Wert auftritt.

Wenn (118) eine vom Ventrikel ausgelöste lange auri­ kuläre refraktäre Periode für diesen Zyklus anderswo im Programm im vorhergehenden Zyklus durch Setzen des Speichers FR oder FQ auf 1 gefordert worden ist, wird in (62) eine aurikuläre refraktäre Periode von 450 msec mit Hilfe des Speichers AR geliefert, der in PVAH (Fig. 3) getestet worden ist (50), um zu bestimmen, ob eine aurikuläre Abtastung in die refraktäre Periode fällt. Wenn eine lange refraktäre Periode verwendet wird, stellt das Programm den FR und FQ auf 0 zurück, damit sie im folgenden Zyklus verwendet werden. Er löst gleichermaßen eine Periode von 3 Zyklen (62, 69, 70, 72) in dem Falle aus, in dem eine retrograde Tachykardie im PRET (39) nicht untersucht worden ist, wie in der Beschreibung zu Fig. 4 erläutert ist.

Wenn dagegen eine lange refraktäre Periode in diesem Zyklus nicht gefordert ist, wird in (119) die vom Ventrikel ausgelöste vorbestimmte oder programmierte aurikuläre refraktäre Periode PR verwendet.

Nachdem die aurikuläre refraktäre Periode aus­ gewählt worden ist, wird bei (120) die ventrikuläre absolute refraktäre Periode PA in den Rechner eingegeben und der Mikroprozessor erwartet (121) das Ende dieser Periode. Dann wird das aurikuläre Sperrintervall in den Rechner eingegeben (122) und die programmierte Überlaufzeit des Rechners wird im EV beiseite gelegt bzw. als Reserve eingegeben. Das Programm läuft mit ventrikulo-aurikulärer Verzögerung im PVAH (Fig. 3) ab.

Claims (1)

1. Aurikulo-ventrikulärer Herzschrittmacher zur Wahrnehmung und Beendigung einer Schrittmacher-induzierten Tachykardie

   • - mit folgenden Merkmalen zur Wahrnehmung einer Schrittmacher­ induzierten Tachykardie:
     • a) eine erste Einrichtung (1, 38, 59, 61) zur Prüfung, ob das zwischen einer ventrikulären Stimulation und einer nachfolgenden aurikulären Abtastung gemessene Zeitinterval (VP') kleiner als ein vorgegebenes Zeitintervall ist,
     • b) eine zweite Einrichtung (1, 38, 82) zur Prüfung, ob das Ergebnis der Prüfung gemäß a) bei einer vorbestimmten Anzahl von aufeinanderfolgenden ventrikulären Zyklen vorliegt,
     • c) eine dritte Einrichtung (1, 39, 87, 74, 76, 77) zur Modulation des AV- Intervalls über eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden ventrikulären Zyklen und zur Prüfung, ob das gemessene Zeitintervall (VP') in diesen Zyklen konstant bleibt, und
   • - mit folgendem Merkmal zur Beendigung der Schrittmacher-induzierten Tachykardie
     • a) eine vierte Einrichtung (1, 62, 65) zur Verlängerung der vom Ventrikel ausgelösten aurikulären refraktären Periode.