JPH09206387A - 心臓刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 心房の捕捉の検証に係わる問題を解決するこ
と 【解決手段】 比較ユニットを設け、該比較ユニットは
心室電極に接続され、前記比較ユニットは、心房刺激パ
ルスと関連して連続的に検出された脱分極信号間の第２
の間隔を設定し、さらに第１の間隔における変化と第２
の間隔における変化を比較するか又は所定数の第１の間
隔における複数の変化と所定数の第２の間隔における複
数の変化を比較し、前記比較結果の値が所定の最小値よ
りも小さい場合には心房の捕捉の存在を確定するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、心房パルス発生器
と、心室検出器と、カウンタを含み、前記心房パルス発
生器は、心房内に配置された少なくとも１つの心房電極
を介して刺激パルスを心房に送出し、前記心室検出器
は、心室内に配置された心室電極を介して心室内の脱分
極信号を検出し、前記カウンタは、心房へ連続的に送出
される刺激パルス間の第１の間隔の変更と設定のため
に、前記心房パルス発生器に接続されている形式の、心
臓の心房の捕捉確認機能を備えた心臓刺激装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】心臓刺激においては、心臓のポンプ機能
を支援するために、心房及び（又は）心室収縮を誘発す
るための電気パルス、例えば心臓刺激パルスが心房及び
（又は）心室内の心臓組織に供給される。“捕捉”は刺
激パルスによって生起される心臓細胞の脱分極に関係す
る。この脱分極は通常は、心臓組織の収縮に帰する。刺
激パルスにおいて心臓細胞の脱分極を生ぜしめるのに必
要な最低エネルギー量は、通常は“刺激閾値”である。
刺激パルスに対する心臓組織の反応は、捕捉可能か又は
捕捉不可能な“誘発反応（ＥＲ）”とみなされる。

【０００３】“オートキャプチャ（ＡＵＴＯＣＡＰＴＵ
ＲＥ^TM）”は刺激閾値レベルの自動コントロールと自動
設定に関係する。この機能が心室の捕捉に対して使用さ
れるならば、“刺激閾値”は、少なくとも２つの心臓刺
激パルスが捕捉に帰する最低刺激レベルとして定義され
る。刺激閾値のチェックは所定の間隔で行われる。

【０００４】米国特許第１６５４０４号明細書からは、
刺激パルスの刺激閾値を検出する手段の含まれた心臓刺
激装置が公知である。この明細書に記載の公知技術で
は、刺激閾値が刺激パルスのエネルギ量における連続的
な低減と各刺激パルスへの心臓の反応の検証によって定
められる。心臓停止に反応した場合にはこの刺激閾値が
心臓の反応を誘発する最低刺激パルス振幅として確定さ
れる。

【０００５】刺激閾値の識別においては、前述のように
刺激パルスの振幅の低減によって捕捉が行われる最低レ
ベルが定められる。刺激パルスのエネルギ量は刺激の達
成を決定付けるので、刺激パルスの持続時間も刺激の達
成には重要である。刺激閾値の同定は有利にプログラム
された持続時間の使用下で行われる。刺激パルスの持続
時間に対する典型的な値は、０.０３ｍｓ〜１.０ｍｓで
ある。

【０００６】一般に使用されているオートキャプチャ系
は、心室のオートキャプチャである。この場合は誘発反
応に対する信号レベルは容易に検出と識別ができるよう
に高く設定されている。しかしながら心房の信号は非常
に弱く、送出される刺激パルスも測定に支障を来す。こ
のことは誘発反応の検出が何らかの別の手段で行われな
ければならないことを意味している。しかしながら心室
で使用されるオートキャプチャは、そのまま心房には適
用できない。

【０００７】刺激電圧のレベルが周期的にチェックされ
るオートキャプチャ手段は、ペースメーカの作動をより
確実にする。このオートキャプチャのその他の効果は、
消費電流の最小化である。これによりペースメーカのバ
ッテリの寿命が延ばされる。特にデュアルチャンバペー
スメーカ（例えばＤＤＤペースメーカ、これは心房と心
室の両方において刺激と検出を行う）の場合では、より
確実な刺激と消費電流の最小化のための心房でのオート
キャプチャ機能が必要とされる。

【０００８】ＤＤＤペースメーカは、心臓コンディショ
ンの変化の幅が大きい患者に使用される。しかしながら
心房心室間の内的伝導（房室伝導）機能を有している患
者もいれば、有していない患者もいる。心房機能として
のポンプ機能も患者によってまちまちである。また何人
かの患者の心房では電気的な作用で拍動が生ぜしめら
れ、心臓細胞の脱分極が生起される。しかしながらこの
脱分極は、心房の収縮を誘発させ、心房のポンプ機能を
損なわせる。

【０００９】米国特許第９０５６９６号明細書では、心
室内で測定されたインピーダンス信号が心房収縮におい
て迅速に容易に検出される変化を受けることが開示され
ている。測定は、心室内の電極チップとペースメーカの
金属囲繞部又は刺激電極に対する不関電極閉塞器の間で
電極チップから供給される高周波信号を用いて行われ
る。心房収縮は、血液の充満した心室のように心室内の
インピーダンスを低下させる。

【００１０】これは迅速に検出可能なインピーダンス信
号内の変化を生ぜしめる。前記米国特許９０５６９６号
に示された公知技術でも心房内の電極を用いた心房収縮
検出の別の手法が示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、心房
の捕捉の検証に係わる問題を解決することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、比較ユニットが設けられており、該比較ユニットは
心室電極に接続されており、前記比較ユニットは、心房
刺激パルスと関連して連続的に検出された脱分極信号間
の第２の間隔を設定し、さらに第１の間隔における変化
と第２の間隔における変化を比較するか又は所定数の第
１の間隔における複数の変化と所定数の第２の間隔にお
ける複数の変化を比較するように構成され、前記比較結
果の値が所定の最小値よりも小さい場合には心房の捕捉
の存在が確定されるように構成されて解決される。

【００１３】本発明の心臓刺激装置によれば、心房内へ
送出される２つの連続する刺激パルスの間の時間経過が
変更され、それに応じた心室イベントの変化が検証され
る。これは患者において房室伝導が損なわれているかど
うかの検証を可能にする。心室イベントがこの期間に心
房内に送出された刺激パルスと同じように変化するなら
ば、房室伝導と心房の捕捉の存在が確定される。

【００１４】本発明の有利な実施例によれば、刺激装置
に心房と心室の間のインピーダンスを測定するためのイ
ンピーダンス計が含まれており、このインピーダンス計
は、連続する心室脱分極間の間隔が心房への刺激パルス
間の間隔と同じように変化しなくなった場合にインピー
ダンスを測定するように設けられており、捕捉は前記イ
ンピーダンス測定において心房収縮の存在が認められ、
心室脱分極信号において付随する心室活動が何も検出さ
れない場合に存在する。

【００１５】本発明では、房室伝導機能の欠如が患者に
おいて確認された場合には、心房へ供給された刺激パル
スが心房収縮を生起しているかどうか、すなわち機能し
ている心房を患者が有しているかどうかを確かめるため
の試験が行わなければならない。これは心房刺激中の心
房電極と心室電極との間のインピーダンス変化の検査に
よって調べられる。インピーダンス変化が心房収縮によ
って引き起こされ、付随する心室活動によっては引き起
こされないことを保障するために、付随する心室活動が
存在しないことを確かめる上で心室内の脱分極信号が検
証される。心房での捕捉は、前述のように心房収縮が確
認され、付随する心室活動が検出されない場合に存在す
る。

【００１６】測定されたインピーダンス値が最大刺激エ
ネルギの使用にもかかわらず心房収縮の存在を何も示さ
ない場合には、心房は機能不全状態であり、本発明によ
る心臓刺激装置の別の有利な実施例によれば、心室刺激
のみの（例えばＶＶＩ又はＶＶＩーＲ）刺激モードへ自
動的に切換られる。心房の捕捉の確認は、常時もしくは
所定の期間のみ（例えば１時間）作動可能な機能であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明を図面に基づき詳細に
説明する。

【００１８】図１には心臓刺激装置がブロック回路図で
示されている。この心臓刺激装置は、心房電極２，心房
検出器４，心房パルス発生器６、心室電極８，心室検出
器１０，心室パルス発生器１２を含んでいる。心房検出
器４は、カウンタ１４を介してプログラマブル制御装置
１６に接続されている。このプログラマブル制御装置１
６には心房パルス発生器６，心室検出器１０及び心室パ
ルス発生器１２が接続されている。心室検出器１０は、
インピーダンス計１８，比較ユニット２０，及び測定ユ
ニット２２に接続されている。表示手段２４は、インピ
ーダンス計１８，比較ユニット２０及び測定ユニット２
２に接続されている。この表示手段２４は、プログラマ
ブル制御装置１６に接続されている。心房検出器２は、
心房の脱分極信号を検出し、心房パルス発生器４は、心
房電極２を介して心房へ刺激パルスを供給する。心室検
出器１０は、心室の脱分極信号を検出し、心室パルス発
生器１２は、心室電極８を介して刺激パルスを心室に供
給する。

【００１９】プログラマブル制御装置１６は、ここには
示されていない外部プログラマと遠隔測定手段によって
コミュニケーション可能である（無線信号）。心臓刺激
作動モード（例えばＶＶＩ，ＤＤＤ）に対する種々のパ
ラメータ、チェックされるべき捕捉周波数等はプログラ
マによって設定可能である。プログラマによる心臓ペー
スメーカの再プログラミングは、当業者には周知なもの
なのでここでの詳細な説明は省く。これは本発明の範囲
外のものである。

【００２０】心房の刺激においては、制御装置１６が心
房パルス発生器６から心臓にとって十分なプリセットエ
ネルギーの刺激パルスを発生させる。この制御はカウン
タ１４を介して実施される。このカウンタ１４は、所定
の周期期間の間隔の短縮又は延長による連続して送出さ
れる刺激パルス間の第１の間隔を変化させる。前記期間
は、連続して送出される心房への刺激パルス間の間隔に
関連して短い。この所定の周期期間（この周期期間によ
って第１の間隔が短縮又は延長される）は、１０〜１０
０ｍｓのオーダーである。カウンタ１４は、第１の間隔
の期間中に情報を比較ユニット２０へ送出する。

【００２１】心室検出器１０は、心室内の心臓脱分極信
号を検出する。この信号は比較ユニット２０へ送出され
る。この比較ユニット２０は、脱分極信号内で心房刺激
パルスと関連する連続するＱＲＳ群間の期間を測定す
る。それにより第２の間隔が形成される。比較ユニット
２０は、第１の間隔と第２の間隔を比較する。測定の確
実性は、所定の数の連続する第１の間隔が変更され所定
の数の第２の間隔が関連する第１の時間間隔と比較され
る場合には高レベルに達する。

【００２２】第１の間隔と第２の間隔の間の比較は、例
えば時間間隔の間の差分の検出によって実施可能であ
る。この差分が所定の最小値よりも小さい場合には、こ
れらの間隔は等しいものと考えられる。

【００２３】ＱＲＳ群の間の時間が、心房に送出された
刺激パルス間の時間と同じように変化するならば、心房
心室間の電気的伝導（房室伝導）は損なわれておらず、
心房の捕捉が存在する。このようにして心房の捕捉が認
められる場合には、第１の信号２６が“ハイレベル”と
なる。この第１の信号２６は、表示手段２４に送出され
る。この第１の信号２６は通常の状態で“ローレベル”
である。ＱＲＳ群の間の時間が心房刺激パルスと同じよ
うに変化しない場合、すなわち前記間隔の間の差分が所
定の最小値を超えている場合には、第２の信号２８は
“ハイレベル”となり、これはインピーダンス計１８に
送出される。通常は第２の信号２８は“ローレベル”で
ある。

【００２４】心室検出器１０に接続されているインピー
ダンス計１８は、比較ユニット２０から受け取った第２
の信号２８が“ハイレベル”である場合には、心房刺激
中の心房内の電極と心室内の電極との間のインピーダン
スを測定する。心房収縮においては、容易に検出可能な
インピーダンス変化が存在する。このインピーダンスは
心房収縮検出のためにインピーダンス計１８に用いられ
る。このインピーダンス測定は、当業者に周知の種々の
手法で（例えば前記米国特許第４９０５６９号）実施さ
れてもよい。

【００２５】インピーダンス測定において心房収縮の存
在が現れている場合には、第３の信号３０が“ハイレベ
ル”となる。この信号はインピーダンス計１８から発せ
られ、表示手段２４と測定ユニット２２に送出される。
この第３の信号の通常の状態は、“ローレベル”である
が、心房収縮が検出された際の周期期間に対しては“ハ
イレベル”になる。

【００２６】このようにして第３の信号３０は測定ユニ
ット２２に送出される。この測定ユニット２２には心室
検出器１０によって検出された脱分極信号も送出され
る。この第３の信号３０が“ハイレベル”で、脱分極信
号が同時に心室活動を示さない場合には、第４の信号３
２が“ハイレベル”となる。この第４の信号３２は、表
示手段２４へ送出される。従ってこの第４の信号３２
は、インピーダンス測定が心房収縮の存在を表し、同時
に心室活動の検出がない場合に“ハイレベル”となる。
第４の信号３２の生起は心房の捕捉の存在を証明する。

【００２７】このように第１の信号２６、第２の信号２
８及び第４の信号３２は、表示手段２４へ送出される。

【００２８】図２には表示手段２４のブロック回路図が
示されている。この表示手段２４はＯＲゲート３４とＮ
ＯＴゲート３６を含んでいる。第１の信号２６と第４の
信号３２はＯＲゲート３４へ送出される。この第１の信
号２６又は第４の信号３２が“ハイレベル”であるなら
ば、ＯＲゲート３４は第１の表示信号３８を送出する。
これは“ハイレベル”であって心房の捕捉の存在を表示
する。第２の信号２８は、ＮＯＴゲート３６に送出され
る。第３の信号が所定の周期期間に対して“ローレベ
ル”で、所定時点での心房収縮がない場合には、ＮＯＴ
ゲート４０は入力信号の逆である出力信号、第２の表示
信号４０を送出し、これは所定の時点で“ハイレベル”
であり、心房収縮が存在せず心房での捕捉の存在もない
ことを表している。第２の表示信号４０が関係する場合
に確定される所定の時点は、インピーダンス測定が行わ
れる時点に依存し、これは心房が刺激される期間にも依
存する。プログラマブル制御装置１６が、送出された各
心房刺激パルスの後で時間窓を形成し、第２の信号２８
が“ハイレベル”であるならば、第２の表示信号４０
は、この時間窓の期間中に検討され、第２の表示信号４
０に対する“ハイレベル”の状態は容易に識別可能であ
る。

【００２９】第２の表示信号が“ハイレベル”であるな
らば、この意味は心房収縮存在の否定である。従って心
房はなんらかの心機能に欠けており、心臓刺激装置は、
相応に心房刺激がない場合の刺激モード（例えばＶＶ
Ｉ，ＶＶＩ−Ｒ）への切換が可能である。

【００３０】心房の捕捉の存在のチェックは各心房刺激
の後か又は第２又は第３の心房刺激毎に実施可能であ
る。その他の選択として所定の間隔、例えば１時間毎に
チェックを実施することも可能である。

【００３１】刺激閾値は心房での捕捉が検出された場合
にチェックすることができる。そのようなチェックは、
例えば１時間、２時間、４時間、８時間等の所定の間隔
で行ってもよい。定義によれば、刺激閾値は、少なくと
も２つの連続する刺激パルスが捕捉に帰する最低刺激レ
ベルである。刺激閾値がチェックされた場合には、刺激
の有意なレベルはスタート時点であり、このレベルは予
め定められた量で徐々に低減される。少なくとも２つの
連続する捕捉がまだ存在する場合には、捕捉が検出され
なくなくなるまでレベルが再び所定の量で低減される。
新たな刺激閾値は、捕捉の存在する最低レベルとして識
別され、新たな刺激レベルは、識別された刺激閾値に余
裕幅が加えられた場合に得られる。

【００３２】図には示されていない、刺激レベルチェッ
ク実施手段は、プログラマブル制御装置１６内部に配設
される。

【００３３】前述の心房への刺激レベルのチェック手法
は、当業者にとって既に周知の心室内への刺激レベルチ
ェックと同じように働く。

【００３４】心房電極２と心室電極８は、心房内と心室
内へそれぞれ設けられた個別のリード電極上に配設され
るか又はシングルリードとして提供される同じリード電
極上に配設されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による心臓ペースメーカのブロック回路
図である。

【図２】本発明による表示手段のブロック回路図であ
る。

【符号の説明】

２ 心房電極 ４ 心房検出器 ６ 心房パルス発生器 ８ 心室電極 １０ 心室検出器 １２ 心室パルス発生器 １４ カウンタ １６ プログラマブル制御装置 １８ インピーダンス計 ２０ 比較ユニット ２２ 測定ユニット ２４ 表示手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 心臓の心房の捕捉確認機能を備えた心臓
   刺激装置であって、心房パルス発生器（６）と、心室検
   出器（１０）と、カウンタ（１４）を含み、前記心房パ
   ルス発生器（６）は、心房内に配置された少なくとも１
   つの心房電極（２）を介して刺激パルスを心房内に送出
   し、前記心室検出器（１０）は、心室内に配置された心
   室電極（８）を介して心室内の脱分極信号を検出し、前
   記カウンタ（１４）は、心房内へ連続的に送出される刺
   激パルス間の第１の間隔の変更と設定のために、前記心
   房パルス発生器（６）に接続されている形式のものにお
   いて、 比較ユニット（２０）が設けられており、該比較ユニッ
   ト（２０）は心室電極（１０）に接続されており、前記
   比較ユニット（２０）は、心房刺激パルスと関連して連
   続的に検出された脱分極信号間の第２の間隔を設定し、
   さらに第１の間隔における変化と第２の間隔における変
   化を比較するか又は所定数の第１の間隔における複数の
   変化と所定数の第２の間隔における複数の変化を比較す
   るように構成され、前記比較結果の値が所定の最小値よ
   りも小さい場合には心房の捕捉の存在が確定されること
   を特徴とする、心臓刺激装置。
2. 【請求項２】 前記刺激装置にさらに心房検出器（４）
   と、心室パルス発生器（１２）と、心房心室間のインピ
   ーダンス測定用のインピーダンス計（１８）が含まれて
   おり、前記心房検出器（４）は、心房電極を介して心房
   の脱分極信号を検出し、前記心室パルス発生器（１２）
   は、心室電極（８）を介して心室内へ刺激パルスを送出
   し、前記インピーダンス計（１８）は、第１の間隔と第
   ２の間隔の間の変化の比較又は複数の第１の間隔と複数
   の第２の間隔の間の変化の比較の結果の値が所定の最小
   値よりも小さい場合にインピーダンスを測定するように
   構成され、前記インピーダンス測定が収縮の存在を表し
   心室脱分極信号内で心房収縮と同時の心室活動が何も検
   出されない場合に心房での捕捉の存在が認められる、請
   求項１記載の心臓刺激装置。
3. 【請求項３】 前記比較ユニット（２０）は、心室内で
   検出された脱分極信号間の間隔が心房内へ送出された刺
   激パルス間の間隔と同じように変化する場合に、第１の
   信号（２６）をハイレベルに設定し、さらに前記比較ユ
   ニット（２０）は、心室内で検出された脱分極信号間の
   間隔が心房内へ送出された刺激パルス間の間隔と同じよ
   うに変化しない場合に、インピーダンス計（１８）へ送
   出する第２の信号（２８）をハイレベルに設定する、請
   求項１又は２記載の心臓刺激装置。
4. 【請求項４】 前記心臓刺激装置は、さらに測定ユニッ
   ト(２２)を含んでおり、該測定ユニット（２２）は前記
   心室検出器（１０）とインピーダンス計（１８）に接続
   されており、前記心ピーダンス計（１８）は、測定され
   たインピーダンス値が心房収縮の存在を示している場合
   に第３の信号（３０）をハイレベルに設定し、前記測定
   ユニット（２２）は、測定された脱分極信号が心房収縮
   と同時の心室内での脱分極の存在を何も示さなく、第３
   の信号がハイレベルな場合に、第４の信号（３２）をハ
   イレベルに設定する、請求項３記載の心臓刺激装置。
5. 【請求項５】 前記第１の信号（２６）と、第３の信号
   （３０）と、第４の信号（３２）は、表示手段（２４）
   に送出され、該表示手段（２４）は第１の表示信号（３
   ８）を設定し、該第１の表示信号（３８）は、前記１の
   信号（２６）又は第４の信号（３２）がハイレベルであ
   る場合に心房の捕捉の存在を表示するためにハイレベル
   で制御装置（１６）に送出される、請求項４記載の心臓
   刺激装置。
6. 【請求項６】 前記表示手段（２４）は第２の表示信号
   （４０）を設定し、該第２の表示信号（４０）は、測定
   されたインピーダンス値が心房収縮の存在を示さない場
   合に心房収縮の存在がないことを表示するためにハイレ
   ベルで制御装置（１６）に送出され、それによって心臓
   刺激装置はＶＶＩモードに切り換えられる、請求項５記
   載の心臓刺激装置。
7. 【請求項７】 心房の捕捉が存在する場合に、捕捉の生
   起に要する最低刺激エネルギの値を得るための心房刺激
   閾値を確定するために、心房の刺激エネルギが自動的に
   連続して低減される、請求項１〜５いずれか１項記載の
   心臓刺激装置。