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Diese
Erfindung liegt in dem Gebiet von Herzschrittmachern und insbesondere
Schrittmachern, welche Stimulierungsbehandlungen bereitstellen,
die ausgelegt sind, um gefährliche
atriale Arrhythmien zu verhindern oder zu supprimieren.
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Eine
Arrhythmie, wie hier verwendet, wird beschrieben als eine Störung in
der normalen Rate, dem Rhythmus oder der Leitung des Herzschlags. Insbesondere
ist eine atriale Arrhythmie solch eine Arrhythmie, welche ihren
Ursprungsort im Atrium hat. Eine atriale Tachykardie ist ein Zustand,
wo das Atrium in einer hohen Rate kontrahiert, zum Beispiel 100 oder
mehr Schläge
pro Minute. In paroxystischer (temporaler) atrialer Tachykardie
(PAT) wird ein ektopisches atriales Zentrum bzw. Reizbildungszentrum ein
Schrittmacher für
das Herz für
die Dauer der Tachykardie. Diese Dauer kann von Sekunden bis zu mehreren
Tagen variieren. Der empfindliche atriale Reizbildungszentrum, der
die atriale Tachykardie verursacht, verursacht normalerweise in
derselben Häufigkeit
ventrikuläre
Tachykardie, wenn AV-Überleitung
normal ist. Eine andere Arrhythmie wird als „atriales Vorhofflattern" bezeichnet, in welcher
Situation ein Reentry-Kreislauf in der Atrium-Wand der Herzschrittmacher
ist, der es mit einer Frequenz von annähernd 200 bis 300 Schlägen pro
Minute stimuliert. In dieser Situation blockiert der AV-Knoten normalerweise
jeden zwiten, dritten oder vierten Puls vom Atrium, und die ventrikuläre Frequenz
variiert dadurch von 60 zu 50 Schlägen pro Minute; die ventrikuläre Frequenz
ist regelmäßig, wenn
die Blockierung konstant ist, aber unregelmäßig, wenn die Blockierung variiert.
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In
atrialer Fibrillation (AF) gibt es chaotische und turbulente Aktivierung
des atrialen Wandgewebes. Die Anzahl von Depolarisationen pro Minute übersteigt
400 und die Reize bzw. Stimuli treten in der Refraktär-Periode
des umliegenden atrialen Myokardiums auf. Unter diesen Bedingungen
ist die Depolarisation der Atrium-Wand nicht koordiniert und eine
chao tische und uneffektive Aktivierung steuert das Herz. Mit dieser
irregulären
atrialen Aktivierung leitet der AV-Knoten nicht jeden atrialen Reiz
bzw. Stimulus, und der Ventrikel empfängt Pulse irregulär.
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Eine
andere Art von atrialer Arrhythmie ist die prämature Vorhofkontraktion (PAC)
oder Vorhofextrasystole. Die PAC ist grundlegend eine Vorhofkontraktion,
welche früh,
bevor sie erwartet wird, eintrifft. Während der Sinus-Knoten normalerweise
der Schrittmacher des Herzens ist, übernimmt, wenn eine PAC auftritt,
ein Reizbildungszentrum die Funktion des Sinus-Knotens für einen
Schlag. Nach solch einer atrialen Extrasystole bzw. einem ektopischen atrialen
Schlag wird der nächste
Schlag vom Sinus-Knoten leicht verzögert. Folglich löst die PAC
einen irregulären
Herzrhythmus aus. Diese Irregularität kann, in bestimmten Situationen,
regelmäßig sein, wie
in Bigeminie oder Trigeminie, das heißt ein oder zwei normale Schläge zwischen
jeder PAC.
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PACs
können
eine Einleitung zu atrialer Tachykardie sein. Wie bekannt ist, stellen
Tachyarrhythmien eine Gefahr von Fibrillation dar, was dann lebensbedrohlich
sein kann. Tachyarrhythmien werden auch mit anderen Low-Cardiac-Output-Syndromen (vermindertes
Herzzeitvolumen) verbunden, wie Müdigkeit oder Ohnmacht und anderen
unerwünschten Erscheinungen.
Während
viele supra-ventrikuläre Tachyarrhythmien
(SVT) vorübergehend
sind und durch abruptes Auftreten, aber auch abruptes Aufhören gekennzeichnet
sind, verursachen sie beträchtliche
Patientenleiden und können,
wenn unbehandelt, zu gefährlichen
lebensbedrohlichen Bedingungen führen.
Die Hauptgefahr von supra-ventrikulären Tachyarrhythmien, speziell
chronische atriale Fibrillation, ist die Entwicklung von Blutgerinnseln,
welche einen Anfall oder möglicherweise
den Tod verursachen können.
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Bei
Patienten, bei denen atriale Tachykardie das Ergebnis von ektopischem
atrialen ReizbildungsZentrum im Schrittmacher ist, besteht ein Behandlungsverfahren
aus der Ablation des Herzgewebes, wo das Reizbildungszentrum zu
finden ist. Jedoch ist dies ein teures und gefährliches Procedere. Andere Techniken
umfassen Anti-Tachykardie- oder kardioversionsartige Stimulation,
bei denen entweder eine Folge von Hochfrequenzpulsen oder einer
oder mehrere Hochenergie Pulse an das Herz des Patienten abgegeben
wird in einem Versuch, einen normaleren Rhythmus wiederherzustellen.
Während
diese Techniken wertvoll sein können
und einigen Erfolgs erreicht haben, ist es eindeutig wünschenswerter,
einen Patienten mit einem beginnenden atrialen Problem zu behandeln,
um es zu supprimieren oder andererseits zu verhindern, dass die
gefährliche
atriale Arrhythmie auftritt. Folglich ist bekannt, dass Vorkommen
von PACs, wenn sie nicht behandelt werden, sich zu einer gefährlicheren
atrialen Arrhythmie, umfassend Tachykardie oder Fibrillation, entwickeln können.
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Eine
andere mögliche
Ursache von atrialer Arrhytmie ist Ischämie, welche aufgrund von eingeschränkter Blutzirkulation
zum Herzgewebe hervorgerufen wird. Wenn jemand körperliche Belastung ausübt, kann
der Körper
ein Sauerstoffdefizit oder eine Sauerstofferschöpfung aufbauen. Unter normalen
Post-Belastungs-Umständen
bleibt, für
einen gesunden Patienten, die Herzfrequenz für eine Zeitperiode hoch, was
einen ausreichenden Blutfluss zum Herzen sicherstellt. Jedoch, wenn
die Post-Belastungs-Frequenz zu schnell sinkt, kann dies in Ischämie resultieren.
Während
der Effekt von dem Belastungslevel und der Dauer der körperlichen
Belastung abhängt,
besteht für
Patienten mit Risiko von atrialer Tachykardie oder Fibrillation
die Notwendigkeit sicherzustellen, dass die Herzfrequenz nach den
Belastungsphasen nicht zu schnell abnimmt.
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Die
US 5,312,453 offenbart einen
auf Frequenzen reagierenden Herzschrittmacher, in welchem Verzögerung der
Stimulations gemäß kürzlicher
Aktivität
oder Arbeit des Patienten moduliert ist.
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Die
US 5,134,997 offenbart einen
auf Frequenzen reagierenden Schrittmacher und ein Stimulationsverfahren
zur Optimierung der Stimulierungsverzögerungskurve nach einer Periode
von gesteigerter Aktivität.
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Was
in der Stimulationskunst benötigt
wird, ist ein neuer Therapieansatz, um Stimulationsbehandlungen
bereitzustellen, welche die Ursachen von solchen gefährlichen
atrialen Arrhythmien voraussehen bzw. vorausberechnen und welche,
wenn benötigt,
reagieren, um den Beginn einer solchen Arrhythmie zu supprimieren.
Zum Beispiel gibt es einen Bedarf für eine Stimulationstherapie,
die ausgelegt ist, um das Herz eines Patienten zu konditionieren, um
stabile konsistente Leitungsbahnen und refraktäre Perioden im Atrium bereitzustellen,
welche erreicht werden können
mittels Stimulierung des Atriums von derselben Seite und bei stabilisierten
Frequenzen. Ähnlich
kann das Auftreten von PACs reduziert werden mittels Erhöhung der
Herzfrequenz, wenn angebracht, zum Beispiel mittels Erhöhung der Herzfrequenz
zu ei ner stabilisierten höheren
Frequenz im Anschluss an das Auftreten einer PAC. Außerdem kann
Herzrefraktärdispersion
reduziert werden mittels Bereitstellen eines fließenden Übergangs von
einem PAC-Kopplungs-Intervall zu der zu Grunde liegenden Herzfrequenz.
Ferner kann im Anschluss an körperliche
Belastung des Patienten die Gefahr von Ischämie und Refraktärdispersion
reduziert werden durch Übernehmen
der Stimulation und Limitierung der Verringerung der Stimulationsfrequenz,
so dass eine höhere
als intrinsische Frequenz für
einige Zeitperioden aufrechterhalten wird, so dass folglich postbelastend
eine höhere
Abgabe von Sauerstoff an das Herz bereitgestellt wird.
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Angesichts
der o. g. Bedürfnisse
zum Behandeln von Patienten, welche eine Neigung zur Entwicklung
von gefährlicher
atrialer Tachykardie aufweisen, wird ein Stimulationssystem, wie
in Anspruch 1 beansprucht, bereitgestellt, welches eine Vielzahl von
speziellen Stimulationsbehandlungsmerkmalen bzw. -funktionen, AFP(atriale
Fibrillationsvorbeugung)-Funktionen
genannt, umfassen kann. Jede dieser Funktionen kann in den implantierbaren Schrittmacher
einprogrammiert werden und durch den behandelnden Mediziner bei
einer Detektion von Bedingungen, die vermuten lassen, dass Behandlung
wünschenswert
sei, freigegeben werden. Alternativ kann der Schrittmacher diagnostische
Informationen sammeln und automatisch irgendeine der speziellen
Behandlungsfunktionen freigeben.
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Eine
erste AFP-Steuerungsfunktion des Schrittmachers der bevorzugten
Ausführungsform
ist eine Stimulationskonditionierungsfunktion, wobei der Schrittmacher
normale atriale Erfassung bzw. Abtastung überspringt und die Stimulation
des Patienten bei einer Frequenz größer als die darunter liegende intrinsische
Frequenz für
einen hohen Prozentsatz der Zeit bereitstellt. In einer bevorzugten
Ausführungsform
wird bei Abtastung eines physiologischen atrialen Schlags die Stimulationsfrequenz
um eine vorbestimmte Stufe bzw. Schritt über der intrinsischen Frequenz
erhöht,
und bei einer programmierten Frequenzverringerung zum unteren bzw.
tieferen Frequenzenlimit zurück
verringert, bis einer oder mehr zusätzliche intrinsische Schläge detektiert
werden, woraufhin die höhere
Konditionierungs-Stimulation wieder übernimmt.
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Eine
Routine wird offenbart, die jedoch keine Ausführungsform der Erfindung bildet,
zur Post-PAC-Suppressions-Stimulation, wobei im Anschluss an eine
abgetastete PAC oder ein vorbestimmtes Muster von PACs, die Stimulations
um eine vorbestimmte Stufe angehoben wird, zum Beispiel 15 ppm über der
darunter liegenden intrinsischen Frequenz. Die erhöhte Stimulationsfrequenz
wird über ein
vorbestimmtes Muster aufrechterhalten; die erhöhte Frequenz kann für eine vorbestimmte
Anzahl von abgegebenen Stimulationspulsen gehalten werden und ihr
dann ermöglicht
werden, zum unteren Frequenzlimit zurückzusinken. Die Periode von Hochfrequenzstimulation
kann beendet werden durch Abtastung eines normalen Sinus-Rhythmus, aber
die Routine verhindert zusätzliche
Schritte über die
Schritte (für
den Fall) hinaus, dass eine andere PAC während der Hochfrequenz-PAC-Suppressions-Stimulation detektiert
wird.
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In
einer anderen Stimulationsbehandlung, die hier offenbart wird, jedoch
keine Ausführungsform der
Erfindung bildet, wird eine Routine bereitgestellt, welche auf eine
erfasste bzw. abgetastete PAC antwortet, indem zuerst versucht wird,
die PAC mit einem synchronen ventrikulären Stimulationspuls aufzuspüren bzw.
zu verfolgen und dann einen oder mehr nachfolgende atriale Stimulationspulse
zeitlich zu bestimmen, um die nachfolgenden Herzschlagintervalle
auszugleichen. In dem nächsten
Zyklus nach der PAC kann Stimulation bei einer Frequenz ausgeführt werden,
die der Durchschnitt aus der zu Grunde liegenden intrinsischen Frequenz
und der PAC-Frequenz ist (die Frequenz entsprechend dem Intervall vom
letzten normalen atrialen Schlag bis zur PAC).
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt der Schrittmacher Post-Belastungs-Stimulation
bereit, welche bei einer höheren als
normalen Frequenz ausgeführt
wird, um einen höheren
als normalen Blutfluss zum Herzen im Anschluss an körperliche
Belastung bereitzustellen, dabei die Risiken resultierender Ischämie reduzierend. In
der Post-Belastungs-Ausführungsform
erzeugt der Schrittmacher kontinuierlich eine AFP-Stimulationsfrequenz,
welche berechnet ist, um zu übernehmen und
das Herz des Patienten zu stimulieren, bevor es eine wesentliche
Verringerung in der Stimulationsfrequenz im Anschluss an das Ende
körperlicher
Belastung gibt. Nachdem die Post-Belastungs-Stimulation übernimmt,
nimmt die Stimulationsfrequenz langsamer ab als die normale Frequenz
abnehmen würde und
die Verringerungsrate ist limitiert, um exzessiv hohe Stimulation
für zu
lange Zeit zu vermeiden, aber um Stimulation bei einer höheren als
normalen Frequenz sicherzustellen, wenn die Frequenz nach unten
zurück
zur intrinsischen Frequenz driftet.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun nur lediglich beispielhaft beschrieben
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
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1 zeigt
ein Blockdiagramm eines Stimulationssystems gemäß dieser Erfindung, das die
primären
funktionellen Komponenten eines solchen Systems darstellt.
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2 zeigt
ein Flussdiagramm, das die primären
Subroutinen darstellt, welche zyklisch zur Unterstützung von
Stimulationsbehandlungen durchgeführt werden, die von dieser
Erfindung bereitgestellt werden.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm, das primäre Schritte
in der Handhabung verschiedener Ereignisse als Teil des Ausführens von
Stimulation in einer exemplarische Schrittmachersystemausführungsform
dieser Erfindung darstellt.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine Übersicht
von repräsentativen
Routinen zur Steuerung von Stimulation bereitstellt, um Prävention
und Behandlung von atrialen Arrhythmien gemäß dieser Erfindung bereitzustellen.
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5 zeigt
ein detailliertes Flussdiagramm einer Stimulationskonditionierungsroutine
gemäß dieser
Erfindung.
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6 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm einer
PAC-Suppressions-Routine.
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7a zeigt
ein verallgemeinertes Flussdiagramm, das eine Routine für Post-Belastungs-Stimulation gemäß dieser
Erfindung darstellt; 7b zeigt ein detailliertes Flussdiagramm
einer spezifischen Ausführungsform
einer Post-Belastungs-Routine; und 7c zeigt
ein Zeitdiagramm, das Veränderung
der Post-Belastungs-Frequenz darstellt, mit einer langsamen Abnahmerate
unter ungefähr
70 ppm.
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8 zeigt
ein detailliertes Flussdiagramm einer Routine zur Verringerung der
Stimulierungsfrequenz, wenn eine Frequenzverringerung von einem aus
Stimulationskonditionierung, PAC-Suppression oder Post-Belastungs-Routinen
aufgerufen wird.
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9 zeigt
ein Flussdiagramm einer Routine zur Bestimmung, ob die normale Stimulationsfrequenz
von der AFP-Frequenz übersprungen
wird, die durch eine der speziellen Routinen zur Prävention von
atrialen Arrhythmien entwickelt wird.
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10a zeigt ein Flussdiagramm eines ersten PAC-Antwort-Routine-Durchlaufs
nach einer abgetasteten PAC, um zu versuchen, die PAC zu verfolgen
oder einen ersten atrialen synchronen Puls abzugeben; 10b zeigt ein Flussdiagramm einer zweiten PAC-Antwort-Routine, welche nach
dem ventrikulären
Ereignis ausgeführt
wird, um die Herzfrequenz auszugleichen.
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Nun
Bezug nehmend auf 1, es ist ein Blockdiagramm
der primären
Komponenten eines illustrativen Schrittmachersystems dargestellt,
welches die Merkmale bzw. Funktionen dieser Erfindung inkorporiert.
Ein ventrikulärer
Schrittmachergenerator 15, der durch einen Steuerblock 20 gesteuert wird,
erzeugt ventrikuläre
Stimulationspulse und gibt sie an den Ventrikel durch eine Leitung,
welche eine oder mehrere ventrikuläre Elektroden 16 trägt, ab.
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Gleichermaßen werden
atriale Stimulationspulse durch einen Generator 18 erzeugt,
auch unter Steuerung von Block 20, welche atrialen Stimulationspulse
durch eine Leitung an eine oder mehrere atriale Elektroden 19 abgegeben
werden. Abgetastete QRS-Signale von den ventrikulären Elektroden
werden am QRS-Abtastungs-Block 24 bearbeitet und an Steuerungsblock 20 abgegeben.
Steuerungsblock 20 umfasst entsprechend einen Mikroprozessor
und ist mit Speicher 21 verbunden. Signale von den ventrikulären Elektroden
sind auch mit T-Wellen-Abtastungs-Block 26 verbunden,
zum Auswählen
von T-Wellen und zum Verbinden dieser mit Block 20. Die T-Wellen-Information
wird zum Beispiel in einem auf QT-Frequenzen reagierenden Schrittmacher
verwendet. Ähnlich
sind P-Wellen, die von atrialen Elektroden aufgenommen werden, mit
P-Wellen-Abtastungs-Block 25, welcher P-Wellen-Signal-Daten
an Steuerblock 20 bereitstellt, verbunden. Ein Sensor 28,
wie ein Aktivitätssensor,
kann für
einen auf Frequenzen reagierenden Schrittmacher eingesetzt werden,
einen Ausgang bereitstellend, welcher mit Steuerblock 20 verbunden
ist. Ebenso kann ein Programmierempfänger 29 Daten und/oder
heruntergeladene Steuerungssoftware empfangen, welche mit Steuerungsblock 20 verbunden
ist und von dort an Speicher 21 transferiert werden kann.
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Speziell
der Mediziner des Patienten kann programmieren, ob die jeweiligen
Behandlungs-Routinen
dieser Erfindung ausgeführt
werden sollen oder nicht. In dem Schrittmachersystem dieser Erfindung wird
die Software für
die dargestellten Routinen in geeignetem RAM-Speicher gespeichert, zur Verwendung
durch den Mikroprozessor bei der Bestimmung der atrialen und ventrikulären Escape-Intervalle
bzw. Intervalle von Zyklus zu Zyklus. Die Wahl des Mikroprozessors
und Art und Größe des Speichers
ist eine Frage der Konstruktionswahl. Solche Softwaresteuerung von
Schrittmacherfunktionen ist aus dem Stand der Technik bekannt und
innerhalb der Fähigkeit
von Schrittmacher-Konstrukteuren.
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Nun
Bezug nehmend auf 2, es ist ein Flussdiagramm
der Hauptroutinen gezeigt, welche zyklisch als Teil der Steuerung
des Schrittmacherbetriebs ausgeführt
werden. Es ist zu beachten, dass dieses Flussdiagramm vereinfacht
ist, um den Ort der primären
Routinen, die für
spezifische Stimulationsbehandlungen dieser Erfindung benötigt werden,
anzuzeigen, und keine Routinen enthält, die zur Buchführung bzw.
Buchhaltung oder anderen Steuerungszwecken benötigt werden.
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Die
Hauptflussroutine wird bei Block 31 eingeführt, wo
der Mikroprozessor gemischte Routinen ausführt. Einige dieser Routinen
sind von buchhalterischer Natur, für unsere Erklärung dieser
Erfindung nicht wichtig. Eine andere Funktion kann Sammlung oder
Analyse von diagnostischen Daten, zum Treffen von Entscheidungen,
sein. Bei 32 updatet der Schrittmacher Entscheidungsraten,
zum Beispiel dynamisches Stimulierungslimit bzw. -grenze, dynamisches Überwachungslimit
bzw. -grenze und Phys_Frequenz. Bezug genommen wird auf U.S. Patent
Nr. 5,247,930, welches eine ausführliche
Diskussion von Entscheidungsfrequenzen enthält. Für gegenwärtige Zwecke ist es ausreichend
zu beachten, dass die Phys_Frequenz im Grunde die zu Grunde liegende
intrinsische Frequenz widerspiegelt, oder die atriale Frequenz,
wenn Stimulation die intrinsische Frequenz übernimmt. Wie hiernach verwendet, kann
der Begriff „zu
Grunde liegende" Frequenz
die Phys_Frequenz sein oder irgendein Maß der gegenwärtigen Sinus-Frequenz.
Aus praktischen Gründen ist
jede Erhöhung
in Phys_Frequenz auf 2 ppm pro Schlag limitiert. Ebenso ist zu beachten,
dass das dynamische Stimulationslimit oder die Stimulationsfrequenz
durch die Sensorfrequenz überlagert
wird, wenn der Schrittmacher die auf Frequenzen reagierenden Funktionen
inkorporiert.
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Im
Anschluss an das Updating von Entscheidungsfrequenzen bei Block 32,
führt der
Schrittmacher bei 33 alle bis auf eine der speziellen atrialen
Fibrillations-Präventions(AFP)-Routinen durch, welche gemäß dieser
Erfindung inkorporiert sind. Wie hier verwendet, bezieht sich AFP
auf all die Subjekt-Behandlungen zum Umgang mit verschiedenen gefährlichen
atrialen Arrhythmien oder die Entstehung solcher Arrhythmien. Es
ist zu beachten, dass diese Routinen nach dem ventrikulären Ereignis
ausgeführt werden,
entweder eine ventrikuläre
Erfassung bzw. Abtastung (VS) oder eine ventrikuläre Stimulation (VP).
Als nächstes,
bei 34, bereitet der Schrittmacher die atrialen und ventrikulären Escape-Intervalle
vor und geht dann zu der normalen Stimulationsroutine, wie bei 35 angezeigt.
Wie unten diskutiert, ist Teil der Stimulationsroutine eine PAC_Antwort_Pre-Routine auszuführen, welche
nach einem atrialen Ereignis als Teil der Stimulationsroutine eingegeben
wird.
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Nun
Bezug nehmend auf 3, es ist ein Blockdiagramm
dargestellt, welches die Hauptlogikschritte illustriert, die in
Stimulationsroutine 35 unternommen werden. Subroutine 40,
als „Ereignis-Detektion" dargestellt, ist
eine Routine zur Interpretation von Ereignissen und Bestimmung,
auf welche Art der Schrittmacher antworten wird. Eine Anzahl von
verschiedenen Ereignissen wird angezeigt, und es ist zu beachten,
dass andere Ereignisse umfasst sein können, welche in diesem Flussdiagramm
nicht dargestellt sind. Wenn das ventrikuläre Escape-Intervall (V_Esc) abgelaufen ist, zweigt
die Routine zu 41 ab und bereitet eine VP zur Abgabe vor.
Wenn es eine VS gegeben hat, geht die Routine zu Block 43 zur Verarbeitung
bzw. Handhabung. Dann, bei 47, führt die Routine gemischte Funktionen,
wie Updating des AV-Intervalls,
aus und beendet dann. Zu beachten ist, dass die Routine nur nach
einem ventrikulären
Ereignis endet.
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Zu
dem Ereignis-Detektions-Block 40 zurückkommend, wenn das atriale
Escape-Intervall (A_Esc) abgelaufen ist, geht der Schrittmacher
zu Block 44 und handhabt die Vorbereitung und Abgabe eines
atrialen Pulses (AP). Danach geht der Schrittmacher zu Block 48 und
kann die PAC_Antwort_Pre-Routine (wenn sie freigegeben ist) aktivieren,
was in Verbindung mit 10a diskutiert
wird. Andere Funktionen können
dabei auch ausgeführt
werden. Gleichermaßen,
wenn eine atriale Erfassung bzw. Abtastung (AS) bei Block 40 detektiert
wird, geht die Routine zu Subroutine 45 zur AS-Handhabung.
Wenn das abgetastete atriale Signal angenommen wird, zweigt die
Routine zu Block 48 ab; wenn es zurückgewiesen wird, kommt die Routine
zu Block 40 zurück.
Ebenso, wie dargestellt, wenn andere Ereignisarten detektiert werden,
geht der Schrittmacher zu Block 46 zur spezifischen Handhabung.
Solche anderen Ereignisse können
die Detektion einer T-Welle, wo T-Wellen verwendet werden, umfassen;
Ablauf des refraktären
Intervalls, etc. In Antwort auf solch andere Ereignisse kommt der Schrittmacher
zur Ereignis-Detektion bei 40 zurück.
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Nun
Bezug nehmend auf 4, es ist ein Übersichts-Flussdiagramm
von einer Vielzahl von Routinen dargestellt, welche für spezielle
Stimulation vorgesehen sind, entweder um gefährliche atriale Arrhythmien
zu vermeiden oder um schnell auf eine PAC zu antworten. Diese Routinen
werden als respektive Blöcke
in 2 dargestellt und werden einmal pro Zyklus, nach
dem letzten ventrikulären
Ereignis, gehandhabt bzw. verarbeitet. Wie in den spezifischen Flussdiagrammen,
die die vier illustrativen Behandlungsroutinen erfassen, dargestellt,
kann jede solche Routine an- oder aus-programmiert werden, zum Beispiel
kann der Schrittmacher durch irgendwelche ausgewählte oder alle der Routinen,
die in dem Schrittmacher zur Verfügung stehen, gehen. Die Routinen
werden durch den Mediziner entsprechend an- oder aus-programmiert,
basierend auf Evaluation von Daten, die die Herzgeschichte und -kondition
des Patienten darstellen. Alternativ trifft der Schrittmacher die
Entscheidung automatisch, basierend auf akkumulierten Ereignis-Daten
(wie in 2 bei Block 31 erlangt).
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Weiter
Bezug nehmend auf 4 führt der Schrittmacher bei Block 50 die Verarbeite_AFP_Sprung-Routine
aus. Diese Routine beobachtet verschiedene Schrittmacher-Bedingungen und bestimmt,
ob die AFP-Routinen eingegeben werden sollten. Zum Beispiel prüft der Schrittmacher nach,
um zu sehen, ob es dort ein Ende-der-Lebensdauer(EOL)-Signal gibt,
und wenn es so ist, stoppt er die Aktivierung der AFP-Routinen für die verbleibende
Lebensdauer des Schrittmachers. Gleichermaßen prüft die Routine nach, um zu
sehen, ob der Schrittmacher in einem Magnet-Modus ist oder ob Programmierung
aktiv ist, in welchem Fall er die AFP-Routinen temporär sperrt.
Wenn die AFP-Routinen nicht übersprungen
werden müssen,
setzt diese Sprung-Routine den Erlaube_Dec-Flag bzw. -Merker ein,
welches eine gesteuerte Frequenzenverringerung erlaubt, wann immer
eine der AFP-Routinen bestimmt, dass die Frequenz verringert werden
sollte.
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Vorausgesetzt,
dass die AFP-Routinen nicht übersprungen
werden, ist die erste AFP-Routine, die eingegeben und ausgeführt wird,
die Stimulations Konditionierungs-Routine 51. Das Prinzip
dieser Routine ist, das atriale Aktivierungs-Muster und die refraktäre Periode
zu kon ditionieren mittels Einleitung bzw. Induzierung atrialer Stimulation
in den meisten Herzzyklen während
eines normalen Rhythmus, zum Beispiel in mehr als 95% der Herzzyklen. Wie
im Detail in Verbindung mit dem Stimulations_Konditionierungs-Flussdiagramm
bei 5 diskutiert, reguliert die Routine die Stimulationsfrequenz,
basierend auf der zu Grunde liegenden intrinsischen Frequenz, so
dass die Stimulationsfrequenz gewöhnlich die zu Grunde liegende
intrinsische Frequenz leicht übersteigt.
Wann immer spontane Aktivität
abgetastet wird, was als normal klassifiziert oder interpretiert
wird, wird die Frequenz um eine vorbestimmte Stufe, zum Beispiel
15 ppm, erhöht,
um einen stimulierten Rhythmus zu erhalten. Die Frequenz wird dann
anschließend
sehr langsam verringert, bis entweder ein nächster normaler atrialer Schlag
abgetastet wird oder bis die Sensorfrequenz oder das untere Frequenzenlimit
(LRL) erreicht wird. Um kumulative Frequenzenerhöhungen zu vermeiden, können folgende
Stufen auf eine vorbestimmte Anzahl von Pulsen pro Minute, zum Beispiel
2 ppm, limitiert werden. Eine Stufenerhöhung ist durch eine abgetastete
PAC oder einen Tachy-Schlag
nicht induziert, und wird limitiert, wenn eine maximale Stimulations-Konditionierungs-Frequenz
erreicht ist. Über
diese Routine hinausgehend wurde ein AFP_Int, bezogen auf eine AFP-Frequenz, eingestellt,
welche zur Vorbereitung der atrialen und ventrikulären Escape-Intervalle
verwendet werden wird, wie in Block 34, 2,
dargestellt, bis eine höhere
AFP-Frequenz durch eine der nachfolgenden Routinen eingestellt wird.
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Weiter
Bezug nehmend auf 4, führt der Schrittmacher die PAC_Suppressions-Routine 52 aus.
Das Ziel dieser Routine ist, die Anzahl der PAC mittels Erhöhung der
Stimulationsfrequenz zu unterdrücken.
Diese Routine kann zum Beispiel angezeigt werden, wo einigermaßen reguläre PACs
beobachtet werden. Wann immer eine PAC abgetastet wird, erhöht der Algorithmus
die Frequenz um eine Stufe, zum Beispiel 15 ppm. Die Frequenz wird
dann für eine
bestimmte Periode stabilisiert, zum Beispiel 400–1.000 Schläge, wonach die Frequenz sehr
langsam zur LRL verringert wird. Solch eine stabile Periode wird
beendet werden, und die Frequenz wird vor dem Ende der Periode verringert,
wenn eine stabile Sinusfrequenz (zum Beispiel fünf aufeinanderfolgende normale
atriale Schläge)
oder eine Tachykardie (zum Beispiel fünf Sekunden von atrialen Tachy-Erfassungen
bzw. -Abtastungen) detektiert werden. Sukzessive Stufen könnten zugelassen
werden. Jedoch ist, um exzessive Frequenzenerhöhungen zu vermeiden, eine zweite
Stufenerhöhung
(15 ppm in Bezug auf die Phys_Frequenz) vorzugsweise während der
Periode von erhöhter
Stimulationsfrequenz inhibiert bzw. gehemmt, bis eine stabile intrinsische Herzfrequenz
eingreift, dabei einen uner wünschten kumulativen
Effekt von Frequenzerhöhungen
vermeidend. Es wird bemerkt, dass die Erhöhung vorzugsweise mit einem
festen ppm-Wert gemacht wird, zum Beispiel 15 ppm relativ zur Phys_Frequenz,
um einen Erhöhungseffekt
bei hohen Frequenzen zu eliminieren. Wenn der Algorithmus der PAC_Suppressions-Routine
in Antwort auf eine PAC aktiviert worden ist und die Hochfrequenzstimulation nicht
abgeschlossen wurde, überspringt
der Schrittmacher die Post-Belastungs-Routine 53 und geht
zur Prüfe_Verzögere-Routine 55,
wo bestimmt wird, ob die AFP-Frequenz verringert werden muss.
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Die
Post-Belastungs-Routine 53 hat zum Ziel die Limitierung
der Geschwindigkeit der Frequenzverringerung, die der körperlichen
Belastung durch den Patienten folgt, wobei das Limitieren von dem Level
und der Dauer der körperlichen
Belastung abhängt.
Die Motivation dieser Routine ist, die Phys_Frequenz während körperlicher
Belastung zu verfolgen mittels Einstellung der AFP-Frequenz ausreichend
nahe der Phys_Frequenz, um einen signifikanten Frequenzenabfall
im Anschluss an körperliche
Belastung zu vermeiden; aber in einer Distanz, die groß genug
ist, um potenzielle Fusionssystolen bzw. -schläge zu minimieren. Zum Beispiel
wird eine Post-Belastungs(PE)-Ziel-Frequenz kontinuierlich bis auf
90% der Phys_Frequenz eingestellt. Wenn Stimulation bei der PE-Ziel-Frequenz übernimmt, wird
diese Frequenz nur sehr langsam zum unteren Frequenzlimit verringert,
um die Elimination des Sauerstoffdefizits zu beschleunigen und Ischämie und Refraktärdispersion
nach körperlicher
Belastung zu vermeiden. Folglich ist die Frequenzabnahme nach körperlicher
Belastung programmierbar, um langsamer zu sein als der intrinsische
Frequenzabfall und langsamer als der Frequenz-Antwort-Sensor ansonsten anzeigen würde. Die
Frequenzabnahme wird bei hohen Frequenzen schneller vorgenaommen
als bei tiefen Frequenzen, um das Risiko, dass die Frequenz bei
ungeeigneten Frequenzen für
eine lange Zeitperiode stehen bleiben könnte, zu reduzieren, während der
Prozentsatz der Stimulation bei tiefen Frequenzen erhöht wird.
Dies kann erreicht werden mittels Definieren der Frequenzabnahme
in ppm pro Schlag. Folglich wird eine Verringerung von 2 ppm pro
32 Schläge
in einer Frequenzverringerung von 20 ppm in 2–3 Minuten resultieren, wenn
die Durchschnitts-Stimulationsfrequenz 120 ppm ist; und in 4–5 Minuten,
wenn die Durchschnitts-Stimulationsfrequenz 70 ppm ist.
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Routine 57 PAC_Antwort_Post
verbindet sich mit PAC_Antwort_Pre-Routine 48 (3),
um Post-PAC-Pausen zu eliminieren und einen fließenden Übergang von dem verkürzten PAC-Kopplungs-Intervall
zu der zu Grunde liegenden Frequenz bereitzustellen. Das Ziel die ser
PAC-Antwort ist, Refraktärdispersion
in dem Atrium zu vermeiden mittels Bereitstellung eines fließenden Übergangs
von dem PAC-Kopplungs-Intervall zu der zu Grunde liegenden Herzfrequenz.
In der PAC_Antwort_Pre-Routine wird die PAC, wenn möglich, mit
der AV-Verzögerung verfolgt
bzw. aufgespürt,
die von einer AV-Verzögerungs-Erweiterung
verlängert
wird, um Verfolgung der PAC zu erlauben. Wenn die PAC nicht verfolgt wird,
wird das atriale Escape-Intervall modifiziert, um eine atriale Synchronisations-Stimulation
(ASP) bei einem gesteuerten Kopplungs-Intervall nach der PAC bereitzustellen
und auch V_Esc wird modifiziert, um eine korrekte AV-Verzögerung zwischen
der ASP und der folgenden VP zu erlangen. Nach dem ventrikulären Ereignis
bei Routine 57, werden PACs (in der Abwesenheit einer ASP)
von einem atrialen Escape-Intervall gefolgt, entsprechend einer
Frequenz, welche der Durchschnitt aus der zu Grunde liegenden Frequenz,
wie durch die Phys_Frequenz bestimmt, und der Frequenz entsprechend
dem PAC-Kopplungs-Intervall ist. Der zweite Schlag nach der PAC
wird bei einer Frequenz gleich der Phys_Frequenz abgegeben.
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Routine 58,
betitelt als Prüfe_Und_Verwende_AFP_Frequenz,
bestimmt, ob die AFP-Frequenz
innerhalb eines vorbestimmten oberen AFP-Limits (UAFPL) und des
dynamischen Stimulationslimits (DPL) ist. Wenn die AFP-Frequenz höher als
die bestehende DPL ist, wird die DPL von der AFP-Frequenz überschrieben,
welche dann beim Definieren von Escape-Intervallen des nächsten Schlags verwendet wird
(wie bei Block 34, Figur 2, durchgeführt).
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Nun
Bezug nehmend auf 5, es ist ein detailliertes
Flussdiagramm einer Stimulations_Konditionierungs(PC)-Routine dargestellt,
welche als Block 51 in 4 dargestellt
ist. Bei 60 bestimmt der Schrittmacher, ob das AFP_Steuerungs.PC-Flag
WAHR ist, zum Beispiel, ist der Schrittmacher programmiert, um diese
Routine zu aktivieren? Falls nein, so endet die Routine direkt an
der PAC-Suppressions-Routine 52. Jedoch, wenn das Flag
eingestellt ist, geht die Routine zu Block 61 und bestimmt,
ob irgendeines der atrialen Tachy-Flags WAHR eingestellt ist, das
bedeutet, dass es eine erste atriale Tachy-Abtastung gegeben hat.
Falls ja, so geht die Routine zu Block 65 und stellt den
Suspekt_PMT-Zähler
auf Null zurück.
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Zurückkommend
zu 61, wenn das atriale Tachy-Flag nicht WAHR eingestellt
ist, geht die Routine zu 66 und bestimmt, ob das letzte
atriale Ereignis eine normale atriale Abtastung (NAS) war. Falls
ja, so springt die Routine zu Block 70; falls nein, so
prüft der Schrittmacher
bei 68 nach, um zu bestimmen, ob die atriale Abtastung
von einer Frequenz ist, die in das Wentkebach(WB)-Fenster fällt. Falls
nein, so endet die Routine, da eine Stufenerhöhung nur nach einer NAS oder
WB erlaubt ist. Jedoch, falls ja, so geht die Routine zu Block 70,
um zu bestimmen, ob ein VA-Test im Gang befindlich ist (nach PMT
prüfend). Falls
ja, so springt die Routine zu Block 65, aber falls nein,
so geht sie zu 71 weiter und bestimmt, ob das AFP-Intervall gleich
oder geringer als das UAFPL-Intervall ist (entsprechend dem programmierten
oberen Limit für
die AFP-Frequenz). Falls ja, das bedeutet, dass die AFP-Frequenz
größer ist
als die obere AFPL-Frequenz, endet die Routine. Falls nein, so geht die
Routine zu Block 72 und überprüft das VA-Intervall in Bezug
auf das retrograde bzw. rückläufige Leitungs(RC)-Kriterium. Falls
das VA-Intervall geringer ist als das RC-Kriterium, wird schrittmachervermittelte
Tachykardie vermutet und die Routine geht zu Block 74 und
erhöht
den Suspekt_PMT-Zähler.
Bei 76 wird bestimmt, ob dieser Zähler einen vorbestimmten Wert
erreicht hat, zum Beispiel 15. Falls ja, so wird bei 77 ein
VA-Test initiiert, um zu detektieren, ob dort PMT ist. Falls nein,
zweigt die Routine zu Block 78 ab. Zurückkommend auf Block 72,
wenn das VA-Intervall nicht RC vorschlägt, zweigt die Routine zu 75 ab
und stellt den Suspekt_PMT-Zähler
auf Null. Bei Block 78 wird eine Subroutine, betitelt als „Jump_15", initiiert. Der
variable AKKU wird eingestellt, um eine Erhöhung in der Stimulationsfrequenz von
15 ppm relativ zu der Phys_Frequenz bereitzustellen. Diese Subroutine
stellt das Intervall bereit, das einer Frequenz entspricht, welche
15 ppm über der
Phys_Frequenz ist. Die ganze Stufe ist vorzugsweise mit einem festen
ppm-Wert gemacht, um den Effekt von hohen Frequenzen zu eliminieren,
verglichen mit dem Programmieren der Frequenzen in ms. Während eine
Stufe von 15 ppm geeignet ist, ist zu beachten, dass die Stufe eine
Ausführungsvariable sein
kann, zum Beispiel kann sie in einem Bereich von 10–20 ppm,
gemäß dem oberen
Frequenzlimit, sein. Es ist zu beachten, dass es eine 2 ppm Limitierung
der Veränderung
der Phys_Frequenz pro Schlag gibt; infolgedessen kann im Anschluss
an eine Stufe eine nächste
Stufe die Frequenz nur um 2 ppm pro Schlag erhöhen, dabei exzessive kumulative
Frequenzerhöhungen
vermeidend. Diese nächste Erhöhung ist
eine Ausführungswahl,
zum Beispiel kann sie in dem Bereich von 1–3 ppm sein. Bei Block 79 ist
AFP_Int auf die AKKU-Variable, eingestellt und bei Block 80 ist
das Erlaube_Dec-Flag FALSCH eingestellt, um irgendeine Verringerung
in der Stimulationsfrequenz zu verhindern, während die 15-ppm-Stufe im Gange
ist.
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Es
ist zu beachten, dass beim Start jedes Zyklus das Erlaube_Dec-Flag
WAHR in der AFP_Sprung-Routine eingestellt ist. Infolgedessen, wann
immer die PC-Routine die AFP- Frequenz
nicht stufenweise erhöht,
ist das Erlaube_Dec-Flag WAHR. Nach Durchführung der PC-Routine geht der Schrittmacher
zu der PAC_Suppressions-Routine; wenn diese Routine nicht die Einstellung
der AFP-Frequenz steuert, kann der Schrittmacher zu der Prüfe_Verzögere-Routine 55 gehen,
um die AFP-Frequenz zu verringern, wenn das Erlaube_Dec-Flag durch
die PC-Routine nicht FALSCH eingestellt worden ist. Die maximale Stimulations_Konditionierungs-Frequenz
ist entsprechend gleich zu der maximalen Sensor-Frequenz für einen auf Frequenzen reagierenden
Schrittmacher eingestellt, mit einem Limit von 20 ppm unter dem oberen
Verfolgungslimit, um Öffnung
des Wenckebach-Fensters zu vermeiden.
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Während die
PC-Routine als eine Stufenfrequenzerhöhung bereitstellend illustriert,
worden ist als Antwort auf eine einzelne NAS, ist zu entnehmen, dass
die Stufenverringerung auf einem Muster von ASs konditioniert werden
kann, zum Beispiel 2–3
aufeinanderfolgende atriale Abtastungen, und nicht auf die spezifische
Ausführungsform
von 5 beschränkt
ist. Ferner kann, nach der Stufenerhöhung, die höhere Frequenz für eine Periode
aufrechterhalten werden, zum Beispiel für n Schläge. Folglich kann die Frequenz
nach der Stufenerhöhung
in Übereinstimmung
mit irgendeinem vorbestimmten Frequenzeinstellungsprogramm eingestellt
werden, welches Erhalten der erhöhten
Frequenz und dann Verringern der Frequenz beinhalten kann; alternativ
Erhalten der Frequenz und Verringern; einfaches Verringern; etc.
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Nun
wird Bezug genommen auf 6, welche
ein detailliertes Flussdiagramm der PAC_Suppressions-Routine zeigt,
dargestellt als Block 52 von 4. Es ist
das Ziel dieser Routine, das Auftreten von PACs zu reduzieren mittels
Erhöhen
der Stimulationsfrequenz nach einem vorbestimmten Muster von PACs;
das Muster kann die Abtastung einer einzelnen PAC sein. Das Basisverfahren
ist, eine Stufenerhöhung
in der Stimulationsfrequenz (AFP-Frequenz)
nach einer PAC bereitzustellen oder nach der ersten Tachy-Abtastung
(TAS), die nicht durch eine PAC eingeleitet worden ist, wie es durch
die Schrittmacherinterpretation bestimmt ist. Die Stufenerhöhung ist
vorzugsweise eine vorbestimmte Anzahl von ppm in Bezug auf die Phys_Frequenz,
zum Beispiel wird die Frequenz auf 15 ppm über der Phys_Frequenz angehoben.
Die höhere
Frequenz wird für
eine vorbestimmte Periode weitergeführt, zum Beispiel 400–1.000 Schläge, aber wird
beendet, wenn fünf
aufeinanderfolgende normale atriale Schläge (NAS) abgetastet werden,
oder wenn drei NAS abgetastet werden, während die Schrittmacher-Konditionierungs-Routine
läuft.
Die Detektion der Rückkehr
zu einem normalen Sinusrhythmus kann variieren, zum Beispiel 2–50 Schläge, oder
eine andere programmierte Sequenz, die normale atriale Abtastungen
umfasst. Gleichermaßen wird,
wie in 6 gesehen, die stabile Periode
von Hochfrequenzstimulation beendet, wenn atriale Tachykardie für eine vorbestimmte
Zeit, zum Beispiel 5 Sekunden, abgetastet wird. Im Anschluss an
diese stabile Periode wird die Frequenz bei einer Abnahmerate, welche
in ppm pro Schlag, zum Beispiel 1–3 ppm pro 24–40 Schläge, definiert
ist, verringert.
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Speziell
auf 6 Bezug nehmend, prüft die Routine
bei 82 nach, um zu sehen, ob das PAC_Suppressions(PS)-Flag
WAHR ist. Dies kann zum Beispiel WAHR eingestellt sein, wenn der
Patient PACs mit einiger Regelmäßigkeit
erfahren hat. Falls nein, wird der Schrittmacher diese Routine nicht durchlaufen,
und er schließt
mit der Post-Belastungs-Routine. Aber wenn das Flag eingestellt
ist, geht die Routine zu 83 und bestimmt, ob der PS_Status
im LEERLAUF ist. Falls LEERLAUF, was bedeutet, dass der Algorithmus
aufgrund des Auftretens einer PAC nicht aktiviert worden ist, zweigt
die Routine zu Block 84 ab, wo bestimmt wird, ob das Flag
eingestellt wurde, um eine PAC oder eine erste TAS anzuzeigen. Falls
nicht, so endet die Routine, doch falls ja, so geht die Routine
weiter zu Subroutine 85. Subroutine 85 führt die
Jump-in-Stimulationsfrequenz auf 15 ppm über der Phys_Frequenz weiter, einen
variablen AKKU definierend. Subroutine 85 bestimmt das
Intervall entsprechend der AFP-Frequenz, welche 15 ppm über der
Phys_Frequenz ist. Bei 88 wird das AFP_Int gleich dem variablen
AKKU eingestellt, jegliches AFP-Intervall überlagernd, das durch die Stimulations_Konditionierungs-Routine von 5 eingestellt
ist. Das PAC_Suppressions-Intervall
(PS_Int) wird gleich dem AFP_Int eingestellt. Bei 89 werden
der PS-Zähler,
der PS-Tachy-Zähler und
die Normal-SinusFrequenzn(NSR)-Zähler
gleich Null eingestellt. Bei 90 wird das Erlaube_Dec_Flag FALSCH
eingestellt, was Verringerung in der AFP-Frequenz verhindert. Diesem
folgend wird bei 91 das PS_Status_Flag auf PS-Therapie
eingestellt, und die Routine schließt mit Prüfe_Verzögere-Routine.
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Zu
Block 83 von 6 zurückkommend, wenn
der PS-Status nicht im LEERLAUF ist, geht die Routine zu 94 und
prüft nach,
um zu sehen, ob es der PS_END_Status ist, das bedeutet, dass die
stabile Periode zu einem Ende gelangt ist. Falls ja, so geht die
Routine zu Block 95 und bestimmt, ob ein Flag eingestellt
wurde, um anzuzeigen, dass eine andere PAC oder Tachy-Abtastung
aufgetreten ist. Falls ja, so wird bei 96 eine Jump- bzw.
Sprung-Routine eingegeben, um eine AKKU-Variable zu definieren,
welche 15 ppm über
dem unteren Stimulati onslimit (LPL) ist. Bei 98 wird bestimmt,
ob die gegenwärtige AFP_Frequenz
kleiner als LPL + 15 ist. Falls ja, so zweigt die Routine zu Block 88 ab,
wobei das PS_Int zurückgestellt
wird, um dem LPL + 15 zu entsprechen, woraufhin der PS-Status auf
den Therapie-Status bei Block 91 zurückgestellt wird. Wenn bei 98 die AFP-Frequenz
höher als
der LPL + 15 ist, geht die Routine zu Block 102, um zu
bestimmen, ob das atriale Tachy-Flag gesetzt ist, das heißt eine
atriale Tachy-Arrhythmie vorliegt. Falls ja, so wird bei 104 der PS_Tachy-Zähler erhöht und bei 105 wird
bestimmt, ob dieser Zähler
ein vorbestimmtes Limit, zum Beispiel 10, erreicht hat. Falls nein,
so wurde Tachy bis jetzt noch nicht bestätigt, und die Routine schließt mit zu
der Verzögerungs-Subroutine.
Falls der Zähler
bei 105 das Limit erreicht hat, wird Tachy bestätigt und der
PS_Status wird gleich der PS_Tachy, wie bei 106 dargestellt,
eingestellt. Bei 108 wird der NSR(Normal-Sinusfrequenzen)-Zähler auf
Null zurückgestellt.
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Zu
Block 94 zurückkommend,
dann geht sie weiter zu Block 110 und bestimmt, ob er in PS_Therapie-Status
ist. Falls nein, so kann der einzige Status, in dem er sein kann,
der Tachy-Status sein,
und die Routine zweigt zu 111 ab und bestimmt, ob das A_Tachy-Flag
gesetzt ist. Falls ja, so endet die Routine; falls nein, so wird
bei 112 der PS_Status in den BS_End-Status gestellt. Zu 110 zurückkommend,
wenn die Routine im Therapie-Status ist, das bedeutet, dass sie
in eine höhere
Frequenz gesprungen ist und für
eine vorbestimmte Anzahl an Stimulationsschlägen aufrechterhalten werden
muss, in Abwesenheit der Rückkehr
eines intrinsischen Rhythmus. Die Routine geht zu 114 und
bestimmt, ob das AFP_Int geringer als das PS_Int ist. Falls nein,
das bedeutet, dass die PS-Frequenz höher als die bestehende AFP-Frequenz
ist, geht die Routine zu Block 115 und setzt das Erlaube_Dec-Flag
auf FALSCH. Dann wird der PS-Zähler
bei 117 erhöht
und bei 118 ist der PS-Zähler vergleichsweise bei 600.
Wenn der PS-Zähler 600 erreicht
hat, das bedeutet, dass die stabile Periode abgeschlossen worden
ist, geht die Routine zu Block 120 und setzt das Flag auf
den PS_End_Status; wenn der PS-Zähler das
vorbestimmte Limit nicht eingestellt hat, überspringt die Routine Block 120.
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Zu
Block 102 zurückkommend,
wenn bestimmt wird, dass das atriale Tachy-Flag nicht gesetzt worden
ist, geht die Routine zu Block 124 und stellt den PS_Tachy-Zähler zurück auf Null.
Bei 125 wird bestimmt, ob es eine normale atriale Abtastung
gegeben hat. Falls nein, so prüft
die Routine bei 126 nach, um zu sehen, ob eine atriale
Abtastung in dem Wenckebach-Fenster
aufgetreten ist. Falls nein, so geht die Routine zu 127 und
bestimmt, ob die Stimulations_Konditionierungs-Routine gestartet worden
ist. Falls ja, so endet die Routine; falls nein, so geht sie zu 108 und
stellt den NSR-Zähler
zurück auf
Null. Falls jedoch bei 125 oder 126 bestimmt wird, dass
die Antwort ja lautet, geht die Routine zu Block 128 und
erhöht
den NSR-Zähler,
das heißt,
zählt atriale
Abtastungen, die bei einer normalen Sinusfrequenz hinzukommen. Bei 130 wird
bestimmt, ob der Zähler
die vorbestimmte Anzahl an Schlägen
zur Detektion von NSR erreicht hat, zum Beispiel 5, und falls ja,
wird bei 132 das Status-Flag auf LEERLAUF gesetzt, das
Ende der Therapie anzeigend. Beachte, dass wenn die Stimulations_Konditionierungs-Routine
nicht läuft,
fünf aufeinanderfolgende
normale atriale Abtastungen detektiert werden müssen, um die stabile Periode
zu beenden. Dies ist so, weil das Fehlen von einer NAS oder WBS
darin resultiert, dass die Routine durch 127 zu 108 abzweigt,
den NSR-Zähler auf
Null zurückstellend.
Folglich wird eine Steuerungs-Routine bereitgestellt, zur Stufung
der Stimulationsfrequenz auf ein Level über der normalen atrialen Frequenz
(Phys_Frequenz), wann immer ein normales atriales Signal abgetastet
wird, und dort für eine
vorbestimmte Periode aufrechterhalten, oder bis ein normaler Sinusrhythmus
detektiert wird. Solange die stabile Periode läuft, wird das Erlaube_Dec-Flag auf
FALSCH gesetzt, damit die Frequenz nicht verringert wird. Sobald
die stabile Periode vorüber
ist, kehrt die Routine zu dem End-Status zurück, und in der Abwesenheit
einer anderen PAC oder TAS wird das Erlaube_Dec-Flag im nächsten Zyklus
auf WAHR gesetzt, anschließende
Verringerung der Stimulationsfrequenz erlaubend. Selbstverständlich steigt,
wann immer der intrinsische Rhythmus wieder über die Stimulationsfrequenz
steigt, die Konditionierungs-Routine sprunghaft wieder an und führt eine
andere Stimulations-Konditionierungs-Episode über der intrinsischen Frequenz
durch.
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Nun
Bezug nehmend auf 7a–7c, sind
verallgemeinerte und spezifische Ausführungsformen der Post-Belastungs-Behandlung
gemäß dieser
Erfindung illustriert. Die allgemeine Philosophie der Behandlung
wird in dem Flussdiagramm von 7a dargelegt.
Bei Block 140, mit jeden Zyklus eingegeben, bestimmt der
Schrittmacher, ob der Patient sich in Post-Belastung befindet. Wie hier verwendet,
meint der Begriff „Post-Belastung" das Folgen einer
Periode von relativer Aktivität,
während welcher
die intrinsische Frequenz oder die Sensor-Frequenz des Patienten fällt. Folglich
kann, wie in 7c gesehen, Post-Belastung Episoden
relativ heftiger bzw. starker physischer Aktivität folgen, aber kann auch während Perioden
von relativer Ruhe nach normaler Aktivität, wie Nachtschlaf oder kurzen Ruhe-Perioden
während
des Tages, auftreten. Die Art und Weise des Bestimmens von Post-Belastung basiert vorzugsweise
auf Detektion von einer fallenden intrinsischen oder Sensor-Frequenz
oder einer Kombination von beiden.
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Wenn
der Patient sich nicht in Post-Belastung befindet, dann erlangt
der Schrittmacher bei 141 Belastungs-Daten, die die Länge und
Stärke
der Belastung oder Aktivität
widerspiegeln. Diese Daten können
von Sensoren erlangt werden, zum Beispiel Ansammeln von Aktivitäts-Zahlen für einen
Schrittmacher, der einen Aktivitäts-Sensor
aufweist. Also ist selbstverständlich
auch die gegenwärtige
Sensor-Frequenz und/oder intrinsische Frequenz und folglich Phys_Frequenz
wichtig, um die Intensität
der Dauer der Belastung widerzuspiegeln. Bei 142 wird die
PE_Frequenz, welche eine Zielfrequenz für Stimulation am Ende der Belastung
ist, abhängig
von den angesammelten Belastungs-Daten bestimmt. Wie in der Ausführungsform,
die in 7b illustriert ist, gesehen,
ist die PE_Frequenz entsprechend gebildet, um sich kontinuierlich
zur Phys_Frequenz zu bewegen, zum Beispiel sich zu einem bestimmten ppm-Differential unter
der Phys_Frequenz zu bewegen.
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Zurückkommend
auf 140, wenn sich der Patient in Post-Belastung befindet,
geht die Routine zu 143 und verringert die PE-Frequenz
mit einer langsameren als der intrinsischen Verfallfrequenz. Die
Aufgabe ist hier eine höhere
A-A-Frequenz für
einige Zeit im Anschluss an eine Belastungs-Episode aufrechtzuerhalten,
um das Herz zu regenerieren und Bedingungen zu vermeiden, welche
zu einer atrialen Tachykardie führen
können.
Die PE-Frequenz kann im Anschluss an Belastung bei einer konstanten
Verfallfrequenz, zum Beispiel 1–3
ppm pro 24–40
Schläge,
abgesenkt werden, oder einem komplexeren Algorithmus kann gefolgt
werden. Ein Beispiel für
einen komplexeren Algorithmus ist eine erste Abnahmerate, wann immer
die PE-Frequenz über
90 ppm ist; eine zweite langsamere Abnahmerate, wenn die PE-Frequenz
unter 90, aber über
70 ppm ist; und eine dritte noch langsamere Abnahmerate, wenn die PE-Frequenz unter 70
ppm ist. Indem man die Abnahmerate sehr langsam unter 70 ppm macht,
kann die Post-Belastungs-Behandlung das Stimulationsverhalten anders
als nach Belastung beeinflussen. Folglich kann dies, wie in 7c gesehen,
als tägliche
Frequenzsteuerung bzw. Frequenzkontrolle dienen, ein effektives
dynamisches unteres Frequenzlimit bereitstellend. Für einen
Patienten mit einer mittelmäßigen Höhe an Aktivität während des
Tages, wird die PE_Frequenz das LRL nicht erreichen. Jedoch über längere Ruhezeiten
hinweg, zum Beispiel Schlaf, geht die Frequenz graduell nach unten
zum LRL. Durch Optimieren der Abnahme, so dass sie um unter 70 ppm
sehr langsam ist, kann das effektive LRL während der Ta geszeit zwischen
60 und 70 ppm aufrechterhalten werden, und unter diese nur bei Nacht
oder nach einer anhaltenden Ruhedauer gehen.
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Nun
Bezug nehmend auf 7b, ist ein detaillierteres
Flussdiagramm einer Post-Belastungs-Routine
dargestellt, entsprechend Block 53 von 4.
Wenn die PE-Routine freigegeben wird, wird das PE-Flag bei Block 150 WAHR
vorgefunden. Falls nicht, so endet die Routine und geht zu der Prüfe_Verzögere-Routine.
Für PE_WAHR,
bei 151, stellt die Routine die PE_Frequenz auf ungefähr 90% der
Phys_Frequenz ein. Folglich ist die PE gesteuert, um die Phys_Frequenz
zu verfolgen, und PE_Int wird jeden Zyklus eingestellt, um einer
Frequenz zu entsprechen, die 90% der Phys_Frequenz ist. Bei 152 wird
PE_Int mit dem gegenwärtigen
AFP_Int verglichen. Wenn das PE_Int größer ist, das bedeutet, dass
die AFP-Frequenz
höher als
die PE-Frequenz ist, so beendet die Routine zu Prüfe Verzögere. Wenn
bei 152 die Antwort nein ist, geht die Routine zu 154 und
bestimmt, ob das AFP_Int dem PE_Int entspricht. Falls ja, so beendet
die Routine zu PAC Antwort. Falls nein, das bedeutet, dass die AFP-Frequenz
tiefer als die PE-Ziel-Frequenz ist und erhöht werden sollte. Bei 156 erzeugt
die Routine eine Stufenerhöhung
der AFP-Frequenz, welche proportional zu der Differenz der PE-Frequenz
minus der AFP-Frequenz ist. Die Stufe wird in Form von ms erzeugt,
und bei Block 158 wird die Stufe von dem gegenwärtigen AFP_Int
subtrahiert, um das neue AFP_Int zu bekommen, entsprechend einer
erhöhten AFP-Frequenz.
Zum Beispiel, wenn die Differenz zwischen der AFP-Frequenz und der
PE-Frequenz größer als
eine vorbestimmte Höhe
ist, kann die AFP-Frequenz alle 8 Schläge erhöht werden; wenn diese Differenz
kleiner ist, wird die AFP-Frequenz alle 32 Schläge erhöht. Auf diesem Wege wird die AFP-Frequenz
kontinuierlich zu der Ziel-PE-Frequenz erhöht, wann immer detektiert wird,
dass sie kleiner als diese Frequenz ist, während die Phys_Frequenz kontinuierlich
verfolgt wird. Beachte selbstverständlich, dass wann immer körperliche
Belastung endet oder abnimmt, Stimulation übernimmt und die Phys_Frequenz
mit der Stimulationsfrequenz herunter geht. Als eine Folge sinkt
die PE-Frequenz bei Block 151. Das bedeutet, dass die Routine
bei 152 postbelastend alsbald zu Prüfe_Verzögere abzweigt, die erwünschte langsame
Verringerung in der AFP-Frequenz erlaubend.
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Es
ist zu beachten, dass in der Ausführungsform von 7b die
effektive Entscheidung, wann der Patient sich in Post-Belastung
befindet, durch die Natur der anhaltenden Einstellung der AFP-Frequenz
zu der PE-Frequenz und die Übernahme
der intrinsischen Frequenz durch Stimulation gefällt wird. Beachte, dass durch
Stufung der AFP-Frequenz zu der Ziel-PE-Frequenz proportional zu der Differenz die
AFP-Frequenz die Ziel-Frequenz nur mit einer relativ langen und
heftigeren körperlichen
Belastungsperiode erreicht. Für
eine höhere
Sinusfrequenz erhöht
sich die Stimulationsfrequenz schneller und erreicht ein höheres Level
als für
tiefere Sinusfrequenz. Auch für
länger
andauernde körperliche
Belastung wird die Stimulationsfrequenz (AFP-Frequenz) freigegeben,
um einen höheren
Wert zu erreichen. Durch Einstellung der Stufenerhöhung der
AFP-Frequenz kann diese Frequenz freigegeben werden, um 90% der
Phys_Frequenz in annähernd
5–10 Minuten zu
erreichen. Die Beschleunigung der AFP-Frequenz durch Erhöhungen,
die proportional zu der Frequenzdifferenz sind, stellt eine Annäherung einer
exponentialen Frequenzerhöhung
bereit.
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Nun
Bezug nehmend auf 8, ist ein Flussdiagramm einer
Prüfe_Verzögere-Routine
dargestellt. Bei 160 wird der Zähler überprüft, um zu bestimmen, ob 32
Zyklen abgelaufen sind. Falls nein, so beendet die Routine zu der PAC_Antwort_Post-Routine,
da die AFP-Frequenz nicht verringert werden kann. Wenn jedoch 32
Zyklen abgelaufen sind, dann wird bei 161 bestimmt, ob
das Erlaube_Dec-Flag WAHR ist. Falls ja, so führt der Schrittmacher bei 162 eine
Subroutine zur Kalkulation einer Stufe in ms zur Erhöhung der
AFP-Frequenz aus. Die Stufe entspricht einer 2 ppm Frequenzverringerung
für die
dann gegenwärtige
AFP-Frequenz. Im Anschluss daran wird das AFP_Int bei Block 165 um
die kalkulierte bzw. berechnete Stufe erhöht, dabei die AFP-Frequenz
um 2 ppm verringernd.
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Nun
Bezug nehmend auf 9, es ist ein Flussdiagramm
der Routine dargestellt zur Verwendung der passenden AFP-Frequenz,
die durch eine der jeweiligen Behandlungs-Routinen erzeugt worden
ist. Bei 170 wird bestimmt, ob die PC, PS oder PE-Routinen
WAHR sind, das heißt
betriebsbereit bzw. tätig
sind. Falls nein, so geht die Routine zu 181 und setzt
die verschiedenen AFP-Flags auf FALSCH. Wenn jedoch eine oder mehrere
der Routinen laufen, erhält
der Schrittmacher bei 171 das Intervall entsprechend dem
oberen Limit der AFP-Frequenz,
das heißt
UAFPL_Int. Bei 172 wird dies mit dem AFP_Int verglichen,
das heißt,
ist UAFPL_Int > AFP_Int?
Falls nicht, bedeutet das, dass die AFP-Frequenz tiefer ist als
das Limit, und die Routine zweigt zu 178, 179 ab, um
das untere Stimulationslimit (LPL) abzugleichen. Wenn die AFP-Frequenz
bei 179 tiefer als das LPL vorgefunden wird, zweigt die
Routine zu Block 174 ab; wenn sie höher vorgefunden wird, ist die AFP-Frequenz
in einem verwendbaren Bereich und die Routine zweigt zu Block 176 ab.
Beachte, dass bei Block 174 das AFP_Int eingestellt wird,
um entweder dem hohen Limit oder dem LPL-Limit zu entsprechen. Bei 176 wird
bestimmt, ob das AFP_Int größer oder
gleich dem DPL_Int ist. Falls nein, bedeutet das, dass die AFP-Frequenz
höher ist
und die DPL-Frequenz überlagert
und bei Block 180 das DPL_Int gleich dem AFP_Int eingestellt
wird. Falls die Antwort bei 176 ja ist, bedeutet das, dass
die dynamische Stimulationsfrequenz höher ist und die Routine endet.
Der Wert der DPL, wie bei Block 32 von 2 bestimmt,
wird bei Block 34 verwendet, um die Escape-Intervalle zu
bestimmen.
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Nun
Bezug nehmend auf 10a, es ist eine Routine dargestellt,
welche im Anschluss an eine AS-Handhabung ausgeführt wird, wie bei Block 48 von 3 gesehen.
Diese Routine wird durch Detektion einer PAC initiiert und hat die
Zielsetzung, die Herzzyklen im Anschluss an den verfrühten Schlag auszugleichen.
Bei 200 bestimmt der Schrittmacher, ob die AFP-Steuerung übersprungen
werden sollte. Falls nein, so wird bei 201 bestimmt, ob
das TAS-Bit WAHR ist, was bedeutet, dass es eine PAC- oder eine
Tachy-Abtastung gibt. Falls nein, ist keine Antwort gefordert und
die Routine endet. Jedoch falls ja, so geht die Routine zu 202 und
setzt ein Flag, um anzuzeigen, dass eine PAC oder TAS aufgetreten
ist. In 203 wird bestimmt, ob die PAC_Antwort-Routine freigegeben
wird. Falls ja, geht die Routine weiter zu 204 und bestimmt,
ob das atriale Tachy-Flag WAHR gesetzt ist, das bedeutet, dass eine
atriale Tachy-Episode identifiziert worden ist. Falls ja, so endet
die Routine. Falls nein, bedeutet das, dass es eine PAC gibt und
die Routine weiter zu 205 geht und bestimmt, ob sich die
PAC_Antwort-Routine gegenwärtig
im LEERLAUF-Zustand befindet. Falls ja, so bildet die Routine bei 206 ein
minimales VV-Intervall, PR_min_VV, welches entsprechend als Phys_Int/2+150
ms berechnet wird, ungefähr
30 ppm über
der Phys_Frequenz. Im Anschluss daran wird bei 207 dieses
minimale VV-Intervall mit dem oberen Verfolgungs-Limit-Intervall
verglichen. Wenn es nicht größer ist,
dann wird das Intervall bei 208 gleich dem UTL_Int eingestellt.
Bei 209 wird eine variable „Zeit" für
das VV-Intervall eingestellt, das gleich dem VA_Int + PR_AV_Verzögerung ist.
Dann wird bei 212 bestimmt, ob diese Variable größer ist
als das vorher bestimmte Minimum. Falls ja, kann die PAC verfolgt werden
und die Routine geht zu Block 232 und stellt das V_Escape-Intervall
auf der Zeit-Variable ein. Bei 234 werden bestimmte Flags
FALSCH eingesetzt, um mit den Verfolgungs-Bedingungen überein zu stimmen.
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Zurückkommend
auf 212, wenn der VV-Wert nicht lang genug ist, um das
minimale VV-Intervall aufrechtzuerhalten,
geht die Routine zu 214, um zu bestimmen, ob Verfolgung
mit einer Erweiterung des AV_Intervalls durchgeführt werden kann. Falls ja,
so zweigt die Routine zu 230 ab und stellt die Zeit-Variable
auf PR_min_VV, da die vollständige
AV-Erweiterung nicht
gebraucht wird. Dann wird bei 232 das ventrikuläre Escape-Intervall
entsprechend eingestellt.
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Zu 214 zurückkommend,
wenn die Bestimmung ergibt, dass die PAC selbst mit einer AV-Erweiterung nicht
verfolgt werden kann, geht der Schrittmacher zu Block 216 und
berechnet ein Intervall zur Abgabe eines atrialen synchronen Pulses,
ASP_Int. ASP_Int wird entsprechend berechnet, um einem Durchschnitt
aus der PAC-Frequenz und der Phys_Frequenz zu entsprechen. Bei 218 wird
das atriale Escape-Intervall gleich dem ASP_Int eingestellt und
bei 220 wird das ventrikuläre Escape-Intervall gleich
A_Escape + AV_Verzögerung
eingestellt, so dass die VP bei einem geeigneten Intervall im Anschluss
an die ASP abgegeben wird. Im Anschluss daran wird bei 224 der
Steuerungsmodus auf einen AP-Modus eingestellt und das ASP_Hängige-Flag wird
bei 226 WAHR eingestellt, Abgabe der ASP erlaubend. Bei 228 wird
der PR_Aktiv_Status eingestellt, das bedeutet, dass eine PAC gerade
eben gehandhabt wurde, was den Betrieb der PAC_Antwort_Post-Routine
informiert, welche nach dem ventrikulären Ereignis ausgeführt wird.
-
Nun
Bezug nehmend auf 10b, ist ein detailliertes Flussdiagramm
der PAC_Antwort_Post-Routine dargestellt. Der Zweck dieser Routine
ist, die Herzzyklen im Anschluss an eine PAC zu verteilen. Kurz,
wenn die PAC verfolgt oder von einer VS gefolgt wird, wird der erste
Stimulationsschlag nach der PAC bei einer Frequenz abgegeben, welche
der Durchschnitt aus der Phys_Frequenz und der PAC-Frequenz ist,
während der
zweite Schlag bei der Phys_Frequenz abgegeben wird. Wenn die PAC
nicht verfolgt wurde, aber eine ASP im Anschluss an die PAC abgegeben
wurde, dann wird der folgende Schlag bei der Phys_Frequenz abgegeben.
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Bei 240 prüft der Schrittmacher
nach, um zu sehen, ob das PAC_Antwort-Flag WAHR gesetzt ist. Falls
ja, so geht die Routine weiter zu 242 und bestimmt, ob
der PR Status im LEERLAUF ist. Falls ja, bedeutet das, dass es keine
PAC gegeben hat, um die Routine zu initiieren, und diese daher endet.
Falls jedoch nein, dann geht die Routine weiter zu 244 und prüft nach,
um zu sehen, ob sie in dem PHYS-Status ist. Falls ja, bedeutet das,
dass ein postatrialer Puls abgegeben wurde, und die Routine geht
weiter zu 261 und stellt den PR_Status in LEERLAUF. Dann wird
bei 264 die variable Zeit gleich dem Phys_Int eingestellt.
Im Anschluss daran wird bei 260 das dynamische Stimulations-Limit-Intervall
gleich dem Phys_Int eingestellt, wobei die zweite Stimulation im Anschluss
an die PAC bei der Phys_Frequenz abgegeben wird.
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Zu 244 zurückkommend,
falls sich die Routine nicht im PHYS-Status befindet, muss sie im
AKTIV-Status sein, und bei 245 prüft der Schrittmacher nach,
um zu sehen, ob gerade eine ASP abgegeben worden ist. Falls ja,
so zweigt die Routine zu 261 ab, so dass das Stimulationslimit
gleich der Phys_Frequenz eingestellt wird. Wenn bei 245 bestimmt
wird, dass es keine ASP gegeben hat, dann wird bei 246 bestimmt,
ob es eine PAC gegeben hat. Falls ja, so wird bei 250 der
PR-Status auf PR_PHYS eingestellt, und bei 252 wird die
variable Zeit eingestellt, um dem Durchschnitt aus der Phys_Frequenz und
der PAC_Frequenz zu entsprechen (wo PAC_Frequenz dem Intervall von
dem vorherigen atrialen Ereignis bis zur PAC entspricht). Dieses
Intervall wird mit UPL_Int bei 254 verglichen. Wenn es nicht
größer ist,
bedeutet das, dass die entsprechende Frequenz größer als das obere Stimulationslimit ist,
geht die Routine zu 255 und stellt die Zeit auf UPL_Int.
Wenn das Intervall größer als
das UPL_Int ist, geht die Routine zu 256 und vergleicht
es mit dem minimal zulässigen
VV-Intervall. Wenn
dieser Vergleich negativ ist, dann wird die Variable auf PR_min_VV
bei 258 eingestellt, das bedeutet dann, dass das Stimulationslimit
gleich dem minimalen VV-Wert bei 260 eingestellt wird.
Falls jedoch der Vergleich positiv ist, dann wird das Durchschnitts-Intervall, das bei 252 erlangt
wurde, bei 260 als Stimulationsintervall verwendet, so
dass der erste Schlag im Anschluss an die PAC ein Intervall aufweist,
das dem Durchschnitt aus der Phys_Frequenz und der PAC-Frequenz
entspricht.