[go: up one dir, main page]

JPH08229142A - Automatic threshold evaluation method in implantable pacemaker - Google Patents

Automatic threshold evaluation method in implantable pacemaker

Info

Publication number
JPH08229142A
JPH08229142A JP35018795A JP35018795A JPH08229142A JP H08229142 A JPH08229142 A JP H08229142A JP 35018795 A JP35018795 A JP 35018795A JP 35018795 A JP35018795 A JP 35018795A JP H08229142 A JPH08229142 A JP H08229142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
energy
pair
capture
pacemaker
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35018795A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jason A Sholder
エイ シヨルダー ジエイソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pacesetter Inc
Original Assignee
Pacesetter Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pacesetter Inc filed Critical Pacesetter Inc
Publication of JPH08229142A publication Critical patent/JPH08229142A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a capture threshold automatically assessable by giving a twined sequence of stimulus to a heart tissue, measuring a repolarizing time to re-polarize a heart tissue and determing the capture threshold approximately equal to a prior stimulating energy content. SOLUTION: A pacemaker 10 is connected to the heart 12 by way of leads 14, 16. Each of the lead 14, 16 carries an electric stimulating pulse from an atrium pulse generator 18 and an atrium pulse generator 20 to electrodes 15, 17. And a succeeding stimulus of each pair of twined stimulus always has more energy content than a capture threshold and provide the twined stimulating sequence to the heart tissue with adjusting a prior stimulating energy content to the capture threshold. Then, a repolarizing time is measured as a required time for the heart tissue to repolarize subsequently to each twined pairs. And, the capture threshold is determined approximately equal to a stimulating energy content of the each twined pair that precedes a change in the repolarizing time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は植え込み可能な医学
装置および方法に関し、一層詳細には、植え込み可能な
ペースメーカの捕獲しきい(“自動しきい”)を自動的
に評価するための簡単で実行容易な技術を提供する植え
込み可能なペースメーカまたはペースメーカシステムに
関する。いったん捕獲しきいが知られていれば、刺激エ
ネルギーは、出力刺激が捕獲を成し遂げること(“自動
捕獲”)を保証するため、必要に応じて自動的に調節さ
れ得る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to implantable medical devices and methods, and more particularly to a simple and straightforward method for automatically assessing the capture threshold ("automatic threshold") of an implantable pacemaker. An implantable pacemaker or pacemaker system that provides easy technology. Once the capture threshold is known, the stimulation energy can be automatically adjusted as needed to ensure that the output stimulus achieves capture ("auto-capture").

【0002】[0002]

【従来の技術】ペースメーカが近い内に、所与の患者の
捕獲しきいが定期的に決定されることを可能にし、それ
によりペーサ刺激の出力エネルギーが捕獲しきいよりも
高いが高過ぎはしない値に最適に設定されることを可能
にする自動捕獲および自動しきいの特徴を取り入れるよ
うになると予測されている。出力エネルギーがしきいよ
りも高いことを保証することは捕獲が生起することを保
証し、他方において、出力エネルギーがしきいよりも高
過ぎない値に保つことはペースメーカ電池で利用可能な
制限された電力を節減する。
2. Description of the Related Art In the near future, a pacemaker allows the capture threshold of a given patient to be determined on a regular basis so that the output energy of the pacer stimulus is higher than the capture threshold but not too high. It is expected to incorporate the features of auto-capture and auto-threshold that allow the values to be optimally set. Ensuring that the output energy is above the threshold ensures that capture occurs, while keeping the output energy below the threshold is a limited availability of pacemaker batteries. Save electricity.

【0003】植え込み可能なペーサ内の捕獲を確実に決
定することはこれまで手におえない仕事であった。“捕
獲”は、ペースメーカにより発生されて供給された電気
的刺激のエネルギーが心臓筋肉組織を刺激または脱分極
し、それにより心臓の収縮を生じさせるのに十分なエネ
ルギーである時に生起する。捕獲は、供給された刺激の
エネルギーが心臓組織を刺激または脱分極するのに不十
分なエネルギーである時には生起しない。言うまでもな
く、心臓ペースメーカがその意図される機能を正しく実
行するためには、それが発する電気的刺激が心臓を捕獲
するのに、すなわち心臓組織を脱分極させるのに十分な
エネルギーを有することが臨界的に重要である。
Reliable determination of capture within implantable pacers has heretofore been a daunting task. "Capture" occurs when the energy of the electrical stimulation generated and delivered by the pacemaker is sufficient to stimulate or depolarize the heart muscle tissue, thereby causing the heart to contract. Capture does not occur when the energy of the delivered stimulation is insufficient to stimulate or depolarize heart tissue. Needless to say, for a cardiac pacemaker to properly perform its intended function, it is critical that the electrical stimulus it emits has sufficient energy to capture the heart, ie depolarize the heart tissue. Importantly.

【0004】捕獲を決定するための古典的なアプローチ
は心室刺激(Vパルス)を心臓の心室に与え、またこう
して与えられた各Vパルスによる喚起されたR波応答を
捜すことである。要請されたR波応答は通常、ペースメ
ーカの検出回路に接続されている双極リードの尖端とリ
ングとの間でモニターされる。喚起されたR波応答はリ
ング電極とペースメーカケースとの間でもモニターされ
得る。いずれの場合にも、双極整調リードが、喚起され
た応答を検出するために、一般に必要とされている。
The classical approach to determining capture is to apply a ventricular stimulation (V pulse) to the ventricles of the heart and look for the evoked R wave response by each V pulse so applied. The required R-wave response is usually monitored between the tip of the bipolar lead and the ring connected to the pacemaker's detection circuitry. The evoked R-wave response can also be monitored between the ring electrode and the pacemaker case. In either case, bipolar pacing leads are generally needed to detect the evoked response.

【0005】喚起されたR波応答は、分極電圧すなわち
電気的刺激が電極を介して組織に与えられる時に電極/
組織インターフェースに現われる電圧が比較的高い時点
で直ちに(5〜20ミリ秒内)整調パルス(Vパルス)
についてモニターされる。分極電圧の検出およびその喚
起されたR波応答としての分類化を避けるためには、電
極に低分極材料を使用することが必要である。さらに計
算アルゴリズムは典型的には、喚起されたR波応答と分
極電圧とが同時に起こるので、喚起されたR波応答しき
い電圧を設定するために必要とされる。こうして分極電
圧が非常に高い場合喚起されたR波応答を確実に検出す
ることは不可能であろう。
The evoked R-wave response is the result of the electrode / when the polarization voltage or electrical stimulus is applied to the tissue via the electrode.
Immediately (within 5-20 ms) pacing pulse (V pulse) when the voltage appearing at the tissue interface is relatively high
Being monitored for. In order to avoid the detection of the polarization voltage and its classification as a evoked R-wave response, it is necessary to use a low polarization material for the electrodes. Moreover, computational algorithms are typically needed to set the evoked R-wave response threshold voltage, since the evoked R-wave response and the polarization voltage occur at the same time. Thus it would not be possible to reliably detect the evoked R-wave response if the polarization voltage is very high.

【0006】喚起されたR波応答が検出され得ると仮定
して、本来のペーサパルスからの喚起されたR波応答が
検出されない時(すなわち捕獲の喪失が生起する時)に
高出力のバックアップパルスが与えられ得る。2つの継
続する捕獲喪失事象が生起したとすると、ペーサの自動
捕獲ルーチンが、新しい増されたエネルギーの本来の刺
激からの喚起されたR波応答を検出することにより決定
されたように捕獲が生起するまで、本来の刺激の振幅を
インクレメンタルに増大させる。
Assuming that a evoked R-wave response can be detected, a high-power backup pulse is generated when no evoked R-wave response from the original pacer pulse is detected (ie, when loss of capture occurs). Can be given. Given that two consecutive loss-of-capture events occurred, capture occurred as determined by Pacer's automatic capture routine by detecting the evoked R-wave response from the original stimulus of new increased energy. Until the original stimulation amplitude is incrementally increased.

【0007】自動しきいアルゴリズムは周期的に、たと
えば1日に1回または2回呼び出されてもよく、その間
にペーサは捕獲が喪失される(喚起される応答なし)ま
でその出力刺激の振幅を減少させる。出力は次いで、捕
獲が回復されるまで、インクレメンタルに増される。捕
獲の喪失のつど、患者の心臓リズムを維持するために、
本来の刺激は高出力のバックアップ刺激により続けられ
る。
The automatic threshold algorithm may be invoked periodically, for example once or twice a day, during which the pacer changes its output stimulus amplitude until capture is lost (no evoked response). Reduce. The output is then incremented incrementally until the capture is restored. With each loss of capture, to maintain the patient's heart rhythm,
The original stimulation is continued by the high-power backup stimulation.

【0008】すべての従来の自動捕獲および自動しきい
の計画は双極の整調システム、または少なくとも双極の
検出構成を必要とする。こうして、これまで、単極の整
調のみが用いられる時に自動捕獲および自動しきいの特
徴を確実に具備することは可能でなかった。さらに、自
動捕獲および/または自動しきいはすべての整調リード
と共には働き得ない。(すなわち高い分極ポテンシアル
を呈するリードと共には働き得ない)。追加的に、整調
パルスごとに捕獲を立証することは、分極電圧が喚起さ
れたR波応答として誤って検出されないことを保証する
ために、整調回路にかなりの追加費用を必要とし得る。
All conventional auto-capture and auto-threshold schemes require a bipolar pacing system, or at least a bipolar detection configuration. Thus, it has heretofore not been possible to reliably provide the features of automatic capture and automatic threshold when only monopolar pacing is used. Moreover, autocapture and / or autothreshold cannot work with all pacing leads. (Ie cannot work with leads that exhibit high polarization potential). Additionally, demonstrating capture on every pacing pulse may require significant additional expense to the pacing circuit to ensure that the polarization voltage is not falsely detected as a evoked R-wave response.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従って、捕獲しきいを
確実に評価するための改良された仕方が必要とされる。
特に、喚起されたR波応答の検出を必要とせず、またこ
うして喚起されたR波応答を分極電圧から区別すること
と結び付けられる問題を無くし、また電極に低分極材料
を使用する必要を避ける捕獲評価技術が必要とされる。
Accordingly, there is a need for an improved method for reliably assessing capture thresholds.
In particular, capture that does not require detection of the evoked R-wave response, and thus eliminates the problems associated with distinguishing the evoked R-wave response from the polarization voltage, and avoids the need to use low polarization materials for the electrodes. Evaluation technology is required.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記お
よび他の必要性に応えるため、心臓組織の不応周期より
も小さい時間、たとえば約60〜100ミリ秒だけ隔て
られている刺激パルスの対を発することにより捕獲が評
価される植え込み可能なペースメーカが提供される。刺
激対の第2のパルスは捕獲を生じさせる高い確率を有す
るエネルギーレベル、たとえば最大のエネルギーレベル
に常に設定されており、またそのレベルにとどまる。好
ましい実施態様では、刺激対の第1のパルスも捕獲を生
じさせる高い確率を有するエネルギーレベル、たとえば
その対の第2のパルスと同一のエネルギーレベルに最初
は設定され、またそのエネルギーレベルはその後に系統
的に減ぜられる。たとえば、固定された振幅を有するパ
ルスの2つまたは3つの対を最初に発生した後、その対
の第1のパルスの振幅が、刺激パルスの対が発せられる
つど、設定された大きさだけ減ぜられ得る。各刺激対の
刺激パルスの1つは常に捕獲を生じさせる。これは
(1)そのエネルギーレベルが捕獲しきいよりも大きい
時には第1のパルス(この場合、第2のパルスは不応の
心臓組織のなかに発せられるが、効果を有していない)
であり、また(2)第1のパルスのエネルギーが捕獲し
きい以下に低下する時には第2のパルスである。捕獲パ
ルスが第1のパルスであっても、第2のパルスであって
も、いずれの場合にも、T波が捕獲パルスに続き、心臓
組織の再分極を表す。
According to the present invention, to meet the above and other needs, stimulation pulses separated by a time less than the refractory period of the heart tissue, eg, about 60-100 milliseconds. Is provided to provide an implantable pacemaker whose capture is assessed. The second pulse of the stimulus pair is always set to, and remains at, the energy level with a high probability of causing capture, eg the maximum energy level. In a preferred embodiment, the first pulse of the stimulation pair is also initially set to an energy level that has a high probability of causing capture, eg the same energy level as the second pulse of the pair, and that energy level is then Systematically reduced. For example, after initially generating two or three pairs of pulses with a fixed amplitude, the amplitude of the first pulse of that pair is reduced by a set magnitude each time a pair of stimulation pulses is emitted. Can be struck. One of the stimulation pulses of each stimulation pair always causes capture. This is (1) the first pulse when its energy level is greater than the capture threshold (in this case the second pulse is emitted into refractory heart tissue but has no effect).
And (2) the second pulse when the energy of the first pulse drops below the capture threshold. Whether the capture pulse is the first pulse or the second pulse, a T-wave follows the capture pulse and represents repolarization of the cardiac tissue.

【0011】有利には、T波は分極電圧が電極/組織イ
ンタフェースにもはや存在しない時に捕獲パルスに続く
時点で生起する。こうして捕獲しきいは、刺激対と結び
付けられた固定された参照点、たとえば第1のパルスと
T波との間の時間間隔を測定することにより評価され
る。この時間間隔の有意義な変化、たとえば少なくとも
20%または近似的に60〜100ミリ秒の変化は、第
1のパルスが捕獲しきい以下に低下したことを指示す
る。
Advantageously, the T-wave occurs at the point following the capture pulse when the polarization voltage is no longer present at the electrode / tissue interface. The capture threshold is thus evaluated by measuring the fixed reference point associated with the stimulus pair, eg the time interval between the first pulse and the T-wave. A significant change in this time interval, for example a change of at least 20% or approximately 60-100 ms, indicates that the first pulse has dropped below the capture threshold.

【0012】こうして、本発明は有利には、刺激を与え
た直後の喚起された応答を捜すのではなく、刺激‐T波
間の時間周期を簡単に測定することにより、捕獲実現ま
たは捕獲不実現を決定する。有利には、与えられる刺激
にすぐ続く喚起された応答を捜すのではなく刺激‐T波
間の時間周期を測定することにより、電極/組織インタ
フェースにおける比較的高い分極電圧と結び付けられる
問題が無くされる。
Thus, the present invention advantageously provides capture realization or non-capture realization by simply measuring the time period between the stimulus and the T wave, rather than looking for the evoked response immediately after the stimulus is applied. decide. Advantageously, by measuring the time period between the stimulus and the T wave rather than looking for the evoked response immediately following the applied stimulus, the problems associated with the relatively high polarization voltage at the electrode / tissue interface are eliminated.

【0013】T波は好ましくは、標準検出増幅器から隔
てられている心臓内電位記録図(IEGM)増幅器を使
用して検出される。このようなIEGM増幅器は尖端電
極とペーサケースとの間で活動を検出する。こうして、
双極もしくは単極のリードまたは整調構成がこの目的に
対して使用され得る。
The T-wave is preferably detected using an intracardiac electrogram (IEGM) amplifier which is separated from the standard detection amplifier. Such IEGM amplifiers detect activity between the tip electrode and the pacer case. Thus
Bipolar or monopolar leads or pacing configurations can be used for this purpose.

【0014】本発明は広く、心臓組織に電気的に接続さ
れている植え込み可能なペースメーカの捕獲しきいを自
動的に評価する方法として考えられ得る。この方法を実
施するため、ペースメーカは、制御されたエネルギー含
有量を各々有する電気的刺激のシーケンスを発生するた
めの手段と、時間間隔を測定するための手段とを含んで
いなければならない。本方法は、(a)対にされた刺激
のシーケンスを予め定められた整調レートで発生する過
程を含んでおり、対にされた刺激の各対の先行の刺激は
捕獲しきいの1つの側のエネルギー含有量で始まる調節
可能なエネルギー含有量を有し、また対にされた刺激の
各対の後続の刺激は常に捕獲しきいよりも上のエネルギ
ー含有量を有しており、(b)先行の刺激のエネルギー
含有量を捕獲しきいに向けて調節しながら、対にされた
刺激のシーケンスを心臓組織に与える過程と、(c)対
にされた刺激の各対に続いて心臓組織が再分極するのに
要する時間の長さとして再分極時間を測定する過程と、
(d)再分極時間中の実質的な変化にすぐ先行する対に
された刺激の各対の先行の刺激のエネルギー含有量に近
似的に等しく捕獲しきいを定める過程とを含んでいる。
The present invention can be broadly considered as a method for automatically assessing the capture threshold of an implantable pacemaker electrically connected to heart tissue. To implement this method, the pacemaker must include means for generating a sequence of electrical stimuli each having a controlled energy content, and means for measuring time intervals. The method includes (a) generating a sequence of paired stimuli at a predetermined pacing rate, the preceding stimulus of each pair of paired stimuli being on one side of the capture threshold. Has a tunable energy content beginning with the energy content of, and subsequent stimuli of each pair of paired stimuli always have an energy content above the capture threshold, (b) The process of imparting a sequence of paired stimuli to the heart tissue while adjusting the energy content of the preceding stimulus towards the capture threshold; and (c) each pair of paired stimuli following heart tissue Measuring the repolarization time as the length of time it takes to repolarize, and
(D) defining a capture threshold approximately equal to the energy content of the preceding stimulus of each pair of paired stimuli immediately preceding a substantial change in repolarization time.

【0015】このような方法では、各対の先行の刺激は
各対の後続の刺激から固定された大きさ、通常は60〜
100ミリ秒だけ隔てられていなければならない。“再
分極時間”と呼ばれ得るT波の生起までの測定される時
間内に生起する“実質的な変化”を生ぜしめるのは各対
の刺激におけるこの隔離時間である。しかしここに使用
されているような“再分極時間”は必ずしも“生理学的
再分極時間”ではなく、対にされた刺激、たとえば第1
のパルスと結び付けられる固定された参照点およびT波
の生起から測定された時間であることに注意すべきであ
る。固定された参照点が第1のパルスであるとすれば、
また第1のパルスが捕獲を生じさせるパルスであるとす
れば、測定される“再分極時間”は真の生理学的再分極
時間である。生理学的再分極時間(刺激捕獲‐T波間の
時間)は通常200〜300ミリ秒であり、測定される
再分極時間内の“実質的な変化”は通常少なくとも20
%の変化である。
In such a method, the leading stimulus of each pair is of fixed magnitude from the trailing stimulus of each pair, typically 60-.
Must be separated by 100 ms. It is this isolation time in each pair of stimuli that causes the "substantial change" that occurs within the measured time to the occurrence of the T wave, which can be referred to as the "repolarization time." However, "repolarization time" as used herein is not necessarily "physiological repolarization time", but rather a paired stimulus, such as the first
It should be noted that it is a fixed reference point associated with the pulse and the time measured from the occurrence of the T wave. Given that the fixed reference point is the first pulse,
Also, if the first pulse is the pulse that causes capture, the measured "repolarization time" is the true physiological repolarization time. Physiological repolarization time (time between stimulus capture and T-wave) is typically 200-300 ms, and "substantial changes" in the measured repolarization time are usually at least 20
% Change.

【0016】本発明による方法の上記の広範囲な説明か
らわかるように、本発明は心室内で実施されることに制
限されない。実際問題として、T波が心室再分極時間の
測定を許す好都合な信号を与えるので、それは通常は心
室内で実施される。しかし、心房再分極時間を測定する
方法が開発されるとすれば、本発明は心房捕獲しきいを
容易に評価するのに使用され得よう。
As can be seen from the above broad description of the method according to the invention, the invention is not limited to being performed in the ventricle. As a practical matter, it is usually performed intraventricularly because the T wave provides a convenient signal that allows measurement of ventricular repolarization time. However, if methods were developed to measure atrial repolarization time, the present invention could be used to easily assess the atrial capture threshold.

【0017】上記の広範囲な説明からわかるように、刺
激対の先行の刺激は最初に捕獲しきいよりも下もしくは
上であってよい。実際問題として、それは通常、捕獲し
きいよりも上の初期値に、たとえば後続の刺激に等しく
設定されるが、そうである必要はない。本発明の目的に
対して重要なすべてのことは、先行の刺激のエネルギー
が系統的に調節されること、たとえば刺激対が発生され
るつど、場合によってはそれを捕獲しきいと交叉させる
方向にインクレメンタルに調節されることである。この
ような交叉が生起する時、測定される“再分極時間”内
の実質的な変化が生じている。
As can be seen from the broad description above, the preceding stimulus of a stimulus pair may be below or above the initial capture threshold. As a practical matter, it is usually, but need not be, set to an initial value above the capture threshold, eg equal to the subsequent stimulus. All that is important for the purposes of the present invention is that the energy of the preceding stimulus is systematically regulated, e.g. in the direction that whenever a stimulus pair is generated it may cross the capture threshold. It is to be adjusted incrementally. When such a crossover occurs, there is a substantial change in the measured "repolarization time".

【0018】本発明は、植え込み可能なペースメーカに
おいて使用するための捕獲しきい評価システムとしても
特徴付けられ得る。本システムは、(a)整調間隔タイ
マー、(b)整調間隔タイマーに応答するパルス発生
器、(c)T波を検出する検出増幅器、(d)時間間隔
を測定するストップタイマー、(e)時間比較回路、お
よび(f)時間比較回路に応答する捕獲喪失信号発生器
を含んでいる。
The present invention may also be characterized as a capture threshold evaluation system for use in an implantable pacemaker. This system includes (a) pacing interval timer, (b) pulse generator responsive to the pacing interval timer, (c) detection amplifier for detecting T-wave, (d) stop timer for measuring time interval, and (e) time. It includes a comparator circuit and (f) a loss of capture signal generator responsive to the time comparator circuit.

【0019】作動中、整調間隔タイマーは整調される間
隔を定める。捕獲しきいが評価されるべき時、パルス発
生器が整調間隔と同期して刺激パルスの対を発生する。
対の第1のパルスは第1のプログラムされる振幅を有
し、また対の第2のパルスは第2のプログラムされる振
幅を有し、第1のプログラムされる振幅は最初に知られ
ている値、たとえば捕獲を生じさせる値に設定され、ま
た第2のプログラムされる振幅は捕獲を生じさせること
が知られている値に設定され、また第1のパルス振幅は
その後に系統的に変更される。第1および第2のパルス
は時間周期tS だけ隔てられており、ここでtS は心臓
組織の不応周期よりも小さい。時間周期tS は通常約6
0〜100ミリ秒である。検出増幅器は刺激パルスの対
の結果として生起するT波を検出し、対の刺激パルスの
1つは常に捕獲を生じさせる。ストップタイマーは各整
調間隔において、パルス発生器が刺激パルスの1つ(固
定された参照点)を発生する時に開始し、また検出増幅
器がT波を検出する時に停止する時間間隔を測定する。
こうして測定される時間間隔は、T波がパルス対の固定
された参照点に続いて各整調間隔において生起するのに
要する時間についての尺度を与える。時間比較回路はス
トップタイマーにより測定された時間間隔を参照時間間
隔と簡単に比較する。ここで参照時間間隔は捕獲を生じ
させる刺激パルスとこのような捕獲の結果として生起す
るT波との間の定格遅延を定める。捕獲喪失信号発生器
が次いで、ストップタイマーにより測定された時間間隔
がtS に近似的に等しい大きさだけ参照時間間隔から異
なる時には常に捕獲喪失信号を発生する。
In operation, the pacing interval timer defines the pacing interval. When the capture threshold is to be evaluated, the pulse generator produces a pair of stimulation pulses in synchronization with the pacing interval.
The first pulse of the pair has a first programmed amplitude and the second pulse of the pair has a second programmed amplitude, the first programmed amplitude first known. Is set to a value that causes capture, the second programmed amplitude is set to a value known to cause capture, and the first pulse amplitude is then systematically changed. To be done. The first and second pulses are separated by a time period t S , where t S is less than the refractory period of heart tissue. The time period t S is typically about 6
0 to 100 milliseconds. The sense amplifier detects the T-wave that occurs as a result of the pair of stimulation pulses and one of the stimulation pulses of the pair always causes capture. The stop timer measures at each pacing interval the time interval that starts when the pulse generator generates one of the stimulation pulses (fixed reference point) and stops when the sense amplifier detects the T wave.
The time interval thus measured gives a measure of the time it takes for the T wave to occur at each pacing interval following the fixed reference point of the pulse pair. The time comparison circuit simply compares the time interval measured by the stop timer with the reference time interval. The reference time interval here defines the rated delay between the stimulation pulse that causes capture and the T-wave that occurs as a result of such capture. The loss of capture signal generator then generates a loss of capture signal whenever the time interval measured by the stop timer differs from the reference time interval by an amount approximately equal to t S.

【0020】与えられた刺激にすぐ続く喚起された応答
を検出する必要なしに、また潜在的可能性として干渉す
る分極電圧が電極/組織インタフェースに存在していな
い時点で捕獲が評価され得る植え込み可能なペースメー
カを提供することは本発明の特徴および利点である。
Implantable, where capture can be evaluated without having to detect a evoked response immediately following a given stimulus, and at the potentially absence of interfering polarization voltages at the electrode / tissue interface It is a feature and advantage of the present invention to provide a flexible pacemaker.

【0021】双極の整調リードも特殊な低分極電極材料
も必要としない簡単な捕獲決定技術を提供することは本
発明の他の特徴および利点である。
It is another feature and advantage of the present invention to provide a simple capture determination technique that does not require bipolar pacing leads or special low polarization electrode materials.

【0022】捕獲しきいを確実に検出する自動しきい特
徴が定期的かつ自動的に喚起され、また自動捕獲特徴
が、予め定められた安全余裕だけ決定された捕獲しきい
よりも高いレベルに刺激エネルギーを設定するべく、そ
の後に選択的にトリガーされる整調システムを提供する
ことは本発明のさらに他の特徴および利点である。
The automatic threshold feature that reliably detects the capture threshold is periodically and automatically invoked, and the automatic capture feature stimulates to a higher level than the determined capture threshold by a predetermined safety margin. It is yet another feature and advantage of the present invention to provide a pacing system that is then selectively triggered to set energy.

【0023】[0023]

【実施例】本発明の上記および他の局面、特徴および利
点は添付の図面を参照した以下の一層詳細な説明から明
らかになろう。
The above and other aspects, features and advantages of the present invention will become apparent from the more detailed description below in conjunction with the accompanying drawings.

【0024】以下の説明は本発明を実施するために現在
考えられている最良の形態に関するものである。この説
明は本発明の範囲を限定するものではなく、単に本発明
の一般的原理を説明する目的で行われる。本発明の範囲
は特許請求の範囲を参照して決定されるものとする。
The following description is of the best presently contemplated mode of carrying out the invention. This description is not intended to limit the scope of the invention, but merely to illustrate the general principles of the invention. The scope of the invention should be determined with reference to the claims.

【0025】本発明は植え込み可能なペースメーカにお
いて使用することを意図されている。本発明が使用され
得る代表的なペースメーカの機能ブロック図が図1に示
されている。図1中に見られるように、ペースメーカ1
0はリード14および16を経て心臓12に接続されて
いる。(後続の図面、たとえば図6中ではリード14お
よび16はリードシステム19と呼ばれている。)リー
ド14は心臓の心房の1つと接触している電極15を有
し、またリード16は心臓の心室の1つと接触している
電極17を有する。リード14および16は電気的刺激
パルス(刺激)をそれぞれ心房パルス発生器(A‐P
G)18および心室パルス発生器(V‐PG)20から
電極15および17へ運ぶ。さらに、心房からの電気信
号がリード14を通じて心房チャネル検出増幅器(P‐
AMP)22の入力端子へ運ばれ、また心室からの電気
信号がリード16を通じて心室チャネル検出増幅器(R
‐AMP)24の入力端子へ運ばれる。加えて、本発明
によれば、後で一層詳細に説明されるように、T波増幅
器(T‐AMP)110が心室内のT波を検出するのに
使用されている。
The present invention is intended for use in an implantable pacemaker. A functional block diagram of a typical pacemaker in which the present invention may be used is shown in FIG. As seen in FIG. 1, pacemaker 1
0 is connected to the heart 12 via leads 14 and 16. (In the subsequent figures, eg, FIG. 6, leads 14 and 16 are referred to as lead system 19.) Lead 14 has an electrode 15 in contact with one of the atria of the heart, and lead 16 is of the heart. It has an electrode 17 in contact with one of the ventricles. Leads 14 and 16 provide electrical stimulation pulses (stimulation) to the atrial pulse generator (AP), respectively.
G) 18 and ventricular pulse generator (V-PG) 20 to electrodes 15 and 17. Further, an electrical signal from the atrium is transmitted through the lead 14 to the atrial channel detection amplifier (P-
The electrical signal from the ventricle is transmitted to the input terminal of the AMP) 22 through the lead 16 and the ventricular channel detection amplifier (R).
-AMP) 24 input terminal. In addition, in accordance with the present invention, a T-wave amplifier (T-AMP) 110 is used to detect T-waves in the ventricles, as described in more detail below.

【0026】デュアルチャンバペーサ10を制御するの
は制御回路または制御システム26である。制御システ
ム26は信号線28を経て心房増幅器22からの出力信
号を受信する。同様に、制御システム26は信号線30
を経て心室増幅器24からの出力信号を受信し、また信
号線111を経てT波増幅器110出力信号を受信す
る。信号線28および30上の出力信号はP波またはR
波が心臓12内で検出されるつど発生される。同様に、
信号線111上の出力信号はP波またはR波が心臓12
の心室内で検出されるつど発生される。また制御回路ま
たはシステム26は、それぞれ信号線32および34を
経て心房パルス発生器18および心室パルス発生器20
へ送られるトリガー信号を発生する。これらのトリガー
信号は刺激パルスがそれぞれのパルス発生器18または
20により発生されるべきつど発生される。A‐PG1
8により発生される刺激パルスは“Aパルス”と呼ばれ
ており、またV‐PG20により発生される刺激パルス
は“Vパルス”と呼ばれている。本発明の目的に対して
は、後で説明されるように、ペースメーカ20が自動し
きいモード、すなわち心臓12の捕獲しきいが評価され
るべきモードで作動している時には常に、V‐PG20
がVパルスの対を発生する。AパルスもしくはVパルス
が心臓に供給されている時間中、対応する増幅器P‐A
MP22および/またはR‐AMP24およびT‐AM
P114は典型的にこれらの増幅器にそれぞれ信号線3
6、38および113を経て制御システムから与えられ
るブランキング信号によりディエーブルされている。こ
のブランキング作用は増幅器22、24および110が
この時間中にこのような増幅器の入力端子に存在してい
るそれぞれ比較的大きいAパルスまたはVパルスにより
飽和状態になるのを阻止する。このようなブランキング
作用はペーサ刺激の結果として筋肉組織内に存在する残
留電気信号がP波またはR波として解釈されることを阻
止するのを助ける。
Controlling the dual chamber pacer 10 is a control circuit or control system 26. Control system 26 receives the output signal from atrial amplifier 22 via signal line 28. Similarly, control system 26 uses signal line 30.
To receive the output signal from the ventricular amplifier 24, and to receive the output signal of the T-wave amplifier 110 via the signal line 111. The output signals on the signal lines 28 and 30 are P waves or R waves.
A wave is generated each time a wave is detected in the heart 12. Similarly,
As for the output signal on the signal line 111, the P wave or the R wave is the heart 12
It is generated each time it is detected in the ventricle. The control circuit or system 26 also includes atrial pulse generator 18 and ventricular pulse generator 20 via signal lines 32 and 34, respectively.
Generate a trigger signal that is sent to. These trigger signals are generated whenever a stimulation pulse is to be generated by the respective pulse generator 18 or 20. A-PG1
The stimulation pulse generated by 8 is called "A pulse", and the stimulation pulse generated by V-PG20 is called "V pulse". For the purposes of the present invention, as will be explained later, whenever the pacemaker 20 is operating in an automatic threshold mode, i.e. the mode in which the capture threshold of the heart 12 is to be evaluated, the V-PG 20 is used.
Generate a pair of V pulses. During the time that the A or V pulse is being delivered to the heart, the corresponding amplifier PA
MP22 and / or R-AMP24 and T-AM
P114 typically connects each of these amplifiers with signal line 3
It is disabled by a blanking signal provided by the control system via 6, 38 and 113. This blanking action prevents the amplifiers 22, 24 and 110 from becoming saturated by the relatively large A or V pulses respectively present at the input terminals of such amplifiers during this time. Such a blanking effect helps prevent residual electrical signals present in muscle tissue as a result of pacer stimulation from being interpreted as P or R waves.

【0027】続けて図1を参照すると、ペーサ10は適
当なデータ/アドレスバス42を経て制御システム26
に接続されているメモリ回路40を含んでいる。メモリ
回路40は、ペースメーカの作動を制御するのに使用さ
れるいくつかの制御パラメータがプログラム可能に記憶
され、また特定の患者のニーズに適するようにペーサの
作動をカストマー化するために必要に応じて修正される
ことを許す。このようなデータは、プログラムされる心
房逸走間隔(AEI)のようなペースメーカの作動中に
使用される基本的タイミング間隔を含んでいる。本発明
の目的に対して、このようなデータは、自動しきい作動
中にVパルスを最初に設定するのに、および/または系
統的に減ずるのに使用されるエネルギー(振幅)データ
と、後で一層完全に説明されるように、測定される捕獲
しきいのどのくらい上に刺激エネルギーを設定すべきか
を指定する安全係数とを含んでいてよい。さらに、測定
された捕獲しきいのようなペーサの作動中に検出される
データは後で検索し解析するためメモリ40に記憶され
得る。
Continuing to refer to FIG. 1, pacer 10 controls system 26 via a suitable data / address bus 42.
A memory circuit 40 connected to. The memory circuit 40 is programmable in that it stores a number of control parameters used to control the operation of the pacemaker, and optionally as necessary to customize the operation of the pacer to suit the needs of a particular patient. Allowed to be modified. Such data includes the basic timing intervals used during pacemaker operation, such as the programmed atrial escape interval (AEI). For the purposes of the present invention, such data includes energy (amplitude) data used to initially set and / or systematically reduce V-pulses during automatic thresholding, and And a safety factor that specifies how above the measured capture threshold the stimulation energy should be set, as described more fully in. Further, data detected during operation of the pacer, such as measured capture thresholds, can be stored in memory 40 for later retrieval and analysis.

【0028】さらにテレメトリ回路44がペーサ10内
に含まれている。このテレメトリ回路44は適当な指令
/データバス46を経て制御システム26に接続されて
いる。植え込み可能なペーサ10内に含まれているテレ
メトリ回路44は適切な通信リンク50により外部のプ
ログラマ48に選択的に接続され得る。通信リンク50
はRF(無線周波数)チャネルのような任意の適当な電
磁リンクであってよい。有利には、外部プログラマ48
および通信リンク50を通じて、所望の指令が制御シス
テム26へ送られ得る。同様に、この通信リンク50お
よび外部プログラマ48を通じて、データ(制御システ
ム26に、たとえばデータラッチに保持されているデー
タもしくはメモリ40に記憶されているデータ)がペー
サ10から遠隔受信され得る。この仕方で、遠隔の植え
込まれていない位置から植え込まれているペーサ10と
の非侵襲的通信が時々確立され得る。テレメトリ回路4
4として本発明により使用され得る多くのテレメトリ回
路は従来から知られている。たとえば米国特許第 4,84
7,617号明細書を参照されたい。
Further included in the pacer 10 is a telemetry circuit 44. The telemetry circuit 44 is connected to the control system 26 via a suitable command / data bus 46. The telemetry circuit 44 contained within the implantable pacer 10 may be selectively connected to an external programmer 48 by a suitable communication link 50. Communication link 50
May be any suitable electromagnetic link, such as an RF (radio frequency) channel. Advantageously, the external programmer 48
And desired commands may be sent to the control system 26 via the communication link 50. Similarly, data may be received remotely from the pacer 10 through the communication link 50 and the external programmer 48 (data held in the control system 26, such as data held in a data latch or stored in the memory 40). In this way, non-invasive communication with the pacer 10 being implanted from a remote, non-implanted location may sometimes be established. Telemetry circuit 4
Many telemetry circuits that can be used according to the invention as 4 are known in the art. For example, U.S. Pat.
See 7,617.

【0029】図1中のペーサ10は、心房および心室の
双方とインタフェースするので、デュアルチャンバペー
スメーカと呼ばれる。心房とインタフェースするペーサ
10の部分、たとえばリード14、P波検出増幅器2
2、Aパルス発生器18および制御システム26の対応
する部分は一般に心房チャネルと呼ばれる。同様に、心
室とインタフェースするペーサ10の部分、たとえばリ
ード16、R波検出増幅器24、T波増幅器110、V
パルス発生器20および制御システム26の対応する部
分は一般に心室チャネルと呼ばれる。しかし、協調すべ
きこととして、本発明の自動しきい評価能力はデュアル
チャンバペースメーカのみと共に使用することに限定さ
れておらず、単一チャンバペースメーカ、すなわち心臓
のただ1つのチャンバ内で検出かつ整調するペースメー
カと共にも使用され得る。実際、単一チャンバもしくは
デュアルチャンバのペースメーカと共に本発明を使用し
得ることは本発明の利点の1つである。
The pacer 10 in FIG. 1 interfaces with both the atrium and the ventricle and is therefore referred to as a dual chamber pacemaker. The portion of pacer 10 that interfaces with the atrium, such as lead 14, P-wave detector amplifier 2
2, the A pulse generator 18 and corresponding portions of the control system 26 are commonly referred to as the atrial channel. Similarly, the portion of pacer 10 that interfaces with the ventricles, such as lead 16, R-wave detection amplifier 24, T-wave amplifier 110, V
Corresponding portions of pulse generator 20 and control system 26 are commonly referred to as ventricular channels. However, it should be appreciated that the automatic threshold evaluation capability of the present invention is not limited to use with dual chamber pacemakers only, it senses and paces within a single chamber pacemaker, ie, only one chamber of the heart. It can also be used with a pacemaker. In fact, it is one of the advantages of the present invention that it can be used with single chamber or dual chamber pacemakers.

【0030】本発明を実施するいくつかのペースメーカ
では、ペースメーカ10が適当な接続線54を経てペー
サの制御システム26に接続されている1つまたはそれ
以上の生理学的センサ52を含んでいる。センサ52は
ペーサ10内に含まれているものとして図1中に示され
ているが、センサはペーサ10の外部に置かれてもよ
く、さらに患者の内部に植え込まれ、または患者により
携帯されてもよい。一般的な形式のセンサはペースメー
カのケースに取付けられる圧電性結晶のような活動セン
サである。血液の酸素含有量、呼吸率、血液のpH、身
体運動などを検出するセンサのような他の形式のセンサ
も活動センサの代わりにまたはそれに追加して使用され
得る。センサが使用される場合、使用されるセンサの形
式は本発明にとって臨界的ではない。心臓が拍動すべき
レートに関係する生理学的パラメータを検出し得る任意
のセンサまたはその組み合わせが使用され得る。このよ
うなセンサを使用するペースメーカは一般に“レート応
答”(PR)ペースメーカと呼ばれている。なぜなら
ば、このようなペースメーカは患者の生理学的ニーズを
追跡する仕方でペーサのレート(基本整調間隔または逸
走間隔)を調節するからである。
In some pacemakers embodying the present invention, pacemaker 10 includes one or more physiological sensors 52 connected to pacer control system 26 via suitable connection lines 54. Although the sensor 52 is shown in FIG. 1 as being contained within the pacer 10, the sensor may be external to the pacer 10 and may be further implanted inside the patient or carried by the patient. May be. A common type of sensor is an activity sensor such as a piezoelectric crystal that is attached to the pacemaker case. Other types of sensors, such as sensors that detect oxygen content of blood, respiration rate, pH of blood, physical activity, etc., may be used instead of or in addition to activity sensors. If a sensor is used, the type of sensor used is not critical to the invention. Any sensor or combination thereof that can detect physiological parameters related to the rate at which the heart should beat can be used. Pacemakers that use such sensors are commonly referred to as "rate response" (PR) pacemakers. This is because such pacemakers regulate pacer rates (basic pacing or escape intervals) in a manner that tracks the patient's physiological needs.

【0031】ペースメーカの制御システム26はさまざ
まな形態をとってよく、そのいずれも本発明の目的に適
している。制御システム26の詳細は、それがマイクロ
プロセッサ、状態機械または他の形式の制御装置であろ
うとシミュレートされた制御装置であろうと、本発明の
理解または実施のために臨界的ではなく、従ってここに
は示されていない。このような詳細は、所望であれば、
文献中に見い出され得る。たとえばペースメーカの状態
機械形式の作動が説明されている米国特許第 4,712,555
号明細書、ペースメーカ内で使用される種々のタイミン
グ間隔およびそれらの相互関係が一層完全に説明されて
いる米国特許第 4,788,980号明細書、心房レートに基づ
くプログラム可能なペースメーカが説明されている米国
特許第 4,944,298号明細書を参照されたい。これらの特
許明細書の内容を参照によりここに組み入れるものとす
る。本発明の目的にとって重要なことのすべては、下記
のように、ペースメーカの制御システムが、他のペース
メーカ回路と共同して、自動しきいモードの間に発せら
れたVパルスの対(その少なくとも1つは常に心臓を捕
獲する)のVパルスの1つとこうしてVパルスの対によ
り生ぜしめられたT波との間の時間間隔を測定し得るこ
とである。
The pacemaker control system 26 may take a variety of forms, any of which are suitable for the purposes of the present invention. The details of the control system 26, whether it be a microprocessor, a state machine or other type of controller or a simulated controller, are not critical to the understanding or practice of the present invention and are therefore not Not shown in. Such details, if desired,
It can be found in the literature. For example, U.S. Pat. No. 4,712,555 describing the operation of a state machine type pacemaker.
U.S. Pat. No. 4,788,980, which more fully describes the various timing intervals used within a pacemaker and their interrelationships, U.S. Pat. No. 4,788,980, which describes an atrial rate based programmable pacemaker. See No. 4,944,298. The contents of these patent specifications are incorporated herein by reference. All that is important for the purposes of the present invention is that the pacemaker's control system, in conjunction with other pacemaker circuits, will generate a pair of V-pulses (at least one of which is at least 1) issued during an automatic threshold mode, as will be described below. One is to always measure the time interval between one of the V-pulses of the heart) and thus the T-wave generated by the V-pulse pair.

【0032】次に図2を参照すると、本発明が捕獲しき
いを自動的に評価または決定する仕方を概念的に示すタ
イミング波形図が示されている。図2の波形図は心室整
調サイクルの間に生起する主要な心臓事象を示す。図2
に示されている心臓事象は、水平軸に沿って時間をとっ
て、このような事象が心臓内電位記録図(IEGM)中
に現れるかのように現れている。こうして、整調サイク
ルは、図2の目的に対して、心室刺激の間の時間間隔T
P1として、すなわち第1のVパルス60と第2のVパ
ルス62との間の時間間隔として定められている。60
拍毎分(bpm)のレートで拍動するべく整調される心
臓に対して、時間間隔TP1はこうして1000ミリ秒
(1秒)である。(注:心房事象、たとえばP波および
/またはAパルスは図2中に示されていない。)
Referring now to FIG. 2, there is shown a timing waveform diagram that conceptually illustrates how the present invention automatically evaluates or determines a capture threshold. The waveform diagram of FIG. 2 shows the major cardiac events that occur during the ventricular pacing cycle. Figure 2
The cardiac events shown in Figure 2 appear over time along the horizontal axis as if such events appeared in an intracardiac electrogram (IEGM). Thus, the pacing cycle is, for the purpose of FIG. 2, a time interval T between ventricular stimulations.
It is defined as P1, that is, the time interval between the first V pulse 60 and the second V pulse 62. 60
For a heart that is paced to beat at a rate of beats per minute (bpm), the time interval TP1 is thus 1000 milliseconds (1 second). (Note: atrial events such as P-waves and / or A-pulses are not shown in Figure 2.)

【0033】図2中に示されているように、各Vパルス
60および62は心臓組織を捕獲するのに十分なエネル
ギーを有する。従って、各Vパルス60および62にす
ぐ続いて、それぞれ喚起されたR波64および66が生
じている。R波は心室筋肉組織の脱分極を表す。この筋
肉組織の脱分極は心室組織を物理的に収縮させ、それに
より血液をポンピングする(もちろん血液をポンピング
することは心臓の機能である)。こうして、Vパルスが
心臓を捕獲する時、それは心臓の心室を収縮させ、それ
により血液を設定されたレートでポンピングするように
心臓に強制する。
As shown in FIG. 2, each V pulse 60 and 62 has sufficient energy to capture cardiac tissue. Therefore, each V pulse 60 and 62 is immediately followed by a evoked R wave 64 and 66, respectively. The R wave represents the depolarization of ventricular muscle tissue. This depolarization of muscle tissue physically contracts ventricular tissue, thereby pumping blood (which is of course a function of the heart). Thus, when the V-pulse captures the heart, it causes the heart's ventricles to contract, thereby forcing the heart to pump blood at a set rate.

【0034】図2中には、電極/組織分極領域と呼ばれ
る時間周期または“時間窓”も示されている。分極電圧
が電極/組織インタフェースに存在しそうなのはこの領
域、たとえばVパルス60に続く領域68およびVパル
ス62に続く領域70の間である。このような分極電圧
は、上述のように、喚起された応答、たとえばR波64
またはR波66を検出しようと試みるプロセスを複雑に
する。こうして分極電圧は、捕獲が生起したか否かにつ
いての正確な評価に干渉する障害となる。有利には、本
発明は、分極領域の間は喚起された応答を検出しないこ
とにより、分極電圧と結び付けられる問題を避ける。
Also shown in FIG. 2 is a time period or "time window" called the electrode / tissue polarization region. It is during this region that the polarization voltage is likely to be present at the electrode / tissue interface, for example between region 68 following V pulse 60 and region 70 following V pulse 62. Such a polarization voltage causes a evoked response, such as an R wave 64, as described above.
Or complicate the process of trying to detect the R wave 66. The polarization voltage is thus an obstacle to the accurate assessment of whether capture has taken place. Advantageously, the present invention avoids the problems associated with polarization voltage by not detecting an evoked response during the polarization region.

【0035】さらに図2中に示されているように、捕獲
するVパルス60または62の供給に続いて、それぞれ
T波72または74が生起する。T波は常に心臓組織の
脱分極に続く。T波は心室組織の再分極を示す。(注:
心房活動が図2中に含まれていないが、心房組織がたと
えば心房刺激パルス、たとえばAパルスにより脱分極さ
せられている時、それは再分極もする。通常、このよう
な心房再分極を示すIEGM内の検出可能な波は存在し
ない。なぜならば、それはR波によりマスクアウトされ
ているからである。)T波が心臓整調サイクル内で生起
するまで脱分極に続く時間周期の間、心室組織は不応で
ある。すなわち、それは収縮することができない。なぜ
ならば、それはまさに脱分極/収縮から回復しているか
らである。喚起された応答であるR波64または66か
らT波68または70の生起までの時間間隔はこうして
再分極時間を含んでいる。与えられたVパルスが心室を
捕獲すると仮定して、この再分極時間間隔はこうしてV
パルスとその結果としてのT波との間の時間間隔に近似
的に等しい。このような時間間隔は時間TW として図2
中に示されている。
Further, as shown in FIG. 2, a T wave 72 or 74 occurs, respectively, following the application of the capturing V pulse 60 or 62. The T wave always follows the depolarization of the heart tissue. The T wave indicates repolarization of ventricular tissue. (note:
Although atrial activity is not included in FIG. 2, it also repolarizes when atrial tissue is being depolarized, eg, by an atrial stimulation pulse, eg, an A pulse. There are usually no detectable waves in the IEGM that indicate such atrial repolarization. Because it is masked out by the R wave. 3.) Ventricular tissue is refractory during the time period following depolarization until the T-wave occurs within the cardiac pacing cycle. That is, it cannot contract. Because it is just recovering from depolarization / contraction. The time interval from the evoked response R wave 64 or 66 to the occurrence of the T wave 68 or 70 thus includes the repolarization time. Assuming a given V pulse captures the ventricles, this repolarization time interval is thus V
It is approximately equal to the time interval between the pulse and the resulting T-wave. Such a time interval is referred to as time T W in FIG.
Shown inside.

【0036】本発明によれば、自動しきいモードが捕獲
しきいを評価または決定するのに使用される。図2中
で、自動しきいモードは、それぞれ高エネルギーのバッ
クアップ刺激VB により続けられる減少するエネルギー
のVi パルスのシーケンスを与え、またVi パルスと後
続のT波との間の時間間隔Ti を測定することにより開
始する。シーケンス中のVパルスの各対はこうしてバッ
クアップパルスVB により続けられる本来のVパルスV
i を含んでいる。自動しきいモードはこうして時点76
で最初の本来のVパルスV1 により開始する。バックア
ップパルスVB は時間tS だけ遅れて本来の刺激Vi
続く。ここでtS は典型的には60〜100ミリ秒(心
臓の自然不応周期よりも小さい時間周期)である。バッ
クアップ刺激VB は捕獲を保証するのに十分なエネルギ
ー、たとえば十分な振幅を有する。本来の刺激Vi も捕
獲を生じさせるのに十分なエネルギーで開始する。たと
えば、本来の刺激Vi はバックアップ刺激VB と同一の
振幅に最初は設定され得る。本来の刺激Vi が心臓を捕
獲する時、バックアップ刺激VB が心臓へ発せられる
が、それは不応状態であり、また害を生じさせない。本
来の刺激Vi が捕獲を成就するのに十分なエネルギーを
有していなかったとすると、バックアップ刺激VB が心
臓を捕獲する。いずれの場合にも、捕獲する刺激に続い
てT波が時間TWだけ遅れて生起する。従って、Vi
B パルス対のシーケンスを心臓に与えることにより
(各Vi パルスは先のパルス対のVi-1 から減ぜられた
エネルギーを有する)、またVi パルスと後続のT波と
の間の時間間隔Ti (時間間隔Ti は、もしVi パルス
が捕獲を生じさせたならば、近似的にTW に等しいが、
もしVi パルスが捕獲を生じさせなかったならば、実質
的にTW よりも長い)を測定することにより、捕獲しき
いが容易に決定され得る。
According to the present invention, an automatic threshold mode is used to evaluate or determine the capture threshold. In FIG. 2, the autothreshold mode provides a sequence of decreasing energy V i pulses each followed by a high energy backup stimulus V B , and also the time interval T between the V i pulse and the subsequent T wave. Start by measuring i . Each pair of V pulses in the sequence is thus the original V pulse V followed by the backup pulse V B.
contains i . The automatic threshold mode is thus 76
Then, it starts with the first original V pulse V 1 . The backup pulse V B follows the original stimulation V i with a delay of time t S. Here, t S is typically 60 to 100 milliseconds (time period smaller than the natural refractory period of the heart). The backup stimulus V B has sufficient energy, eg sufficient amplitude, to ensure capture. The original stimulus V i also begins with sufficient energy to cause capture. For example, the original stimulus V i may initially be set to the same amplitude as the backup stimulus V B. When the original stimulus V i captures the heart, a backup stimulus V B is delivered to the heart, which is refractory and does no harm. If the original stimulus V i did not have enough energy to accomplish the capture, the backup stimulus V B captures the heart. In each case, a T-wave occurs with a delay of time T W following the capture stimulus. Therefore, V i-
By providing the heart with a sequence of V B pulse pairs (each V i pulse has energy reduced from V i -1 of the previous pulse pair), and also between the V i pulse and the subsequent T wave. Time interval T i (time interval T i is approximately equal to T W if the V i pulse caused capture, but
If the V i pulse did not cause capture, then the capture threshold can be easily determined by measuring (which is substantially longer than T W ).

【0037】図2中に示されているように、定格(平
均)刺激‐T波間時間間隔TW は最初に、予め定められ
た数、たとえば3〜10の整調される心臓サイクルをモ
ニターし、各サイクルに対してTW (VパルスからT波
までの時間間隔)を測定し、またこうして測定されたT
W の値の平均をとることにより決定され得る。このTW
の決定は好ましくは、患者が安静にしており、また心臓
リズムが安定している間に行われる。
As shown in FIG. 2, the rated (mean) stimulation-T interwave time interval T W first monitors a predetermined number of pacing heart cycles, eg 3-10, For each cycle, T W (the time interval from the V pulse to the T wave) is measured and the T thus measured
It can be determined by taking the average of the values of W. This T W
Is preferably made while the patient is at rest and the heart rhythm is stable.

【0038】いったん定格または平均TW が知られる
と、自動しきいルーチンが時点76で刺激パルスの第1
の対である本来のV1 およびその60〜100ミリ秒後
に続くバックアップパルスVB を発することにより開始
する。パルス対の本来のV1 からその結果としてのT波
(図2中にT1 として示されている)までの時間間隔が
測定される。図2中に示されている状況に対して、第1
の刺激対の第1のパルスV1 は捕獲を成就し、また測定
された時間間隔T1 はこうしてTW の予め決定された値
に近似的に等しい。刺激パルスの第2の対であるバック
アップパルスVBにより続けられるV2 が次いで発せら
れる。V2 はV1 よりも小さいエネルギー(振幅)を有
する。本来のVパルスとT波との間の時間間隔が再び測
定され、またT2 (=TW )に等しいことが見い出さ
れ、パルスV2 が捕獲を生じさせたパルス対の心室刺激
であったことを指示する。刺激パルスの第3の対である
バックアップパルスVB により続けられるV3 が次いで
発せられる。V3 はV2 よりも小さいエネルギー(振
幅)を有する。VパルスとT波との間の時間間隔が再び
測定され、またT3 に等しくない(≠TW )ことが見い
出され、それによりV3 が捕獲を成就するのに不十分な
エネルギーであったこと、またバックアップパルスVB
が捕獲の役割をしたことを指示する。
Once the rating or average T W is known, the automatic threshold routine begins at time 76 the first of the stimulation pulse.
It starts by issuing a backup pulse V B which follows the original V 1 and its 60 to 100 milliseconds. The time interval from the original V 1 of the pulse pair to the resulting T-wave (shown as T 1 in FIG. 2) is measured. First to the situation shown in FIG.
The first pulse V 1 of the stimulus pair of D 1 achieves capture, and the measured time interval T 1 is thus approximately equal to the predetermined value of T W. A second pair of stimulation pulses, V 2 , followed by a backup pulse V B is then emitted. V 2 has a smaller energy (amplitude) than V 1 . The time interval between the original V pulse and the T wave was measured again and found to be equal to T 2 (= T W ), with pulse V 2 being the pulse pair ventricular stimulation that caused capture. Instruct that. V 3 is then emitted, followed by the third pair of stimulation pulses, the backup pulse V B. V 3 has smaller energy (amplitude) than V 2 . The time interval between the V pulse and the T wave was measured again and found not to be equal to T 3 (≠ T W ), which caused V 3 to have insufficient energy to achieve capture. Also, backup pulse V B
Indicates that he played the role of capture.

【0039】こうして、本発明は、一連の心室パルス対
に対する本来のVパルスとT波との間の時間間隔Ti
有意な変化を捜すことにより捕獲を評価する。その際
に、各対の第1のパルスは先の対の本来または第1のパ
ルスのエネルギーから減少するエネルギーを有し、また
各対のバックアップパルスは常に捕獲を成就するのに十
分なエネルギーを有する。T波は常にパルス対に続く。
なぜならば、第1の刺激パルスもしくはバックアップパ
ルスが捕獲を生じさせる、すなわち心臓を脱分極させる
ので、T波が心臓の再分極の結果として生起するからで
ある。
Thus, the present invention evaluates capture by looking for significant changes in the time interval T i between the original V and T waves for a series of ventricular pulse pairs. In doing so, the first pulse of each pair has energy that is reduced from the energy of the original or first pulse of the previous pair, and the backup pulse of each pair always has sufficient energy to achieve capture. Have. The T wave always follows a pulse pair.
Because the first stimulation pulse or backup pulse causes capture, ie depolarizes the heart, a T-wave occurs as a result of repolarization of the heart.

【0040】図2中に示されている自動しきいプロセス
は有利には、図3のフローチャートに示されているよう
な方法を使用する植え込み可能なペースメーカにおいて
実施され得る。このような方法はしきいを決定するだけ
でなく、整調刺激のエネルギーを決定されたしきいのす
ぐ上のレベルに設定し、それによりペースメーカに捕獲
特徴を与える。(図3のフローチャートにおいて方法の
各主要ステップは参照の目的で数字を付されている“ボ
ックス”または“ブロック”中に示されている。)
The automatic threshold process shown in FIG. 2 may advantageously be implemented in an implantable pacemaker using the method as shown in the flow chart of FIG. Such a method not only determines the threshold, but also sets the energy of the pacing stimulus to a level just above the determined threshold, thereby providing the pacemaker with a capture feature. (In the flow chart of FIG. 3, each major step of the method is shown in a numbered "box" or "block" for reference purposes.)

【0041】図3を参照すると、ペースメーカが所望の
プログラムされたモードで作動していること、またその
所望のプログラムで作動するのにペースメーカにより必
要とされる整調パラメータのすべてが設定されているこ
とが仮定されている(ブロック80)。通常の整調パラ
メータに追加して、このようなパラメータは、本発明の
目的で、各パルス対で本来のVパルスのエネルギーを減
ずる段階の大きさ(Vパルス減少段階サイズ)、自動し
きい評価プロセスが要請されるべき頻度(たとえば1日
に4回)および安全率SFを含んでいる。安全率SF
は、決定された捕獲しきいのどれだけ上に心室刺激が設
定されるべきかを定める。また、自動しきいモードが要
請されるべき頻度が指定され得る(たとえば1日に1
回、1日に4回など)。
Referring to FIG. 3, the pacemaker is operating in the desired programmed mode and all of the pacing parameters required by the pacemaker to operate in the desired program have been set. Are assumed (block 80). In addition to the usual pacing parameters, such parameters are, for the purposes of the present invention, the size of the step of reducing the energy of the original V pulse in each pulse pair (V pulse decrease step size), an automatic threshold evaluation process. Contains the frequency (eg, four times a day) and the safety factor SF that should be requested. Safety factor SF
Defines how above the determined capture threshold the ventricular stimulation should be set. Also, the frequency with which the automatic threshold mode should be requested can be specified (eg, 1 per day).
Times, 4 times a day, etc.).

【0042】次いで、整調パラメータのすべてが設定さ
れていることを仮定して(ブロック80)、自動しきい
評価プロセスを開始すべき時点であるか否かについての
最初の決定がなされる(ブロック81)。典型的には、
自動しきいはたとえば8〜12時間ごとに1回または2
回または1日ごとに3〜6回の指定された頻度で自動的
に開始する。また、自動しきいルーチンが外部プログラ
マからの指令により、またはペースメーカ内の特定の事
象の生起時にトリガーされ得る。もし自動しきいを開始
する時点でないならば(ブロック82のノー分岐)、ペ
ースメーカは単にそのプログラムされたモードで整調し
続ける(ブロック83)。
Then, assuming that all of the pacing parameters have been set (block 80), an initial decision is made as to whether it is time to start the automatic threshold evaluation process (block 81). ). Typically,
The automatic threshold is, for example, once every 8 to 12 hours or 2 times.
Starts automatically once or at a specified frequency of 3-6 times per day. Also, an automatic threshold routine may be triggered by an instruction from an external programmer or upon the occurrence of a particular event within the pacemaker. If it is not time to start the automatic threshold (No branch of block 82), the pacemaker simply continues to pace in its programmed mode (block 83).

【0043】もし自動しきいルーチンを開始する時点で
あれば(ブロック82のイエス分岐)、最初の過程は自
動しきい評価ルーチンを正確に実行する適当な条件が存
在することを立証することである。一般に、このような
条件は、ペースメーカが安定なレートで(たとえば患者
が安静にしている時)心室整調(Vパルス発生)に携わ
っていることを必要とする。このような条件が存在する
ことを立証するべく、心室出力が自然に生起するR波に
より禁止されているか否かについての決定がなされる
(ブロック85)。もし自然に生起するR波がVパルス
の発生を禁止しているならば(ブロック85のイエス分
岐)、いくつかの作用が心室整調を確実にするべく、す
なわちペースメーカにVパルスの発生を強制するべく行
われなけれならない。典型的には、これは、もしペース
メーカが単一チャンバペースメーカであれば,整調レー
トを増すことにより、またもしペースメーカがデュアル
チャンバペースメーカであれば,AV遅延を短くするこ
とにより行われる(ブロック87)。このような作用は
心室整調を強制すべきである(ブロック85のノー分
岐)。他の作用が同一の結果である心室整調を達成する
べく行われ得る。
If it is time to start the automatic threshold routine (yes branch of block 82), the first step is to establish that there are appropriate conditions for the correct execution of the automatic threshold evaluation routine. . Generally, such conditions require the pacemaker to be engaged in ventricular pacing (V-pulse generation) at a steady rate (eg, when the patient is at rest). To establish that such a condition exists, a determination is made as to whether ventricular output is inhibited by the naturally occurring R wave (block 85). If the naturally occurring R-wave inhibits the generation of V-pulses (yes branch of block 85), some action will ensure ventricular pacing, ie force the pacemaker to generate V-pulses. It must be done. Typically, this is done by increasing the pacing rate if the pacemaker is a single chamber pacemaker, and by shortening the AV delay if the pacemaker is a dual chamber pacemaker (block 87). . Such action should force ventricular pacing (no branch of block 85). Other effects may be performed to achieve the same result, ventricular pacing.

【0044】いったん心室整調が達成されると、検出さ
れた患者の活動が存在するか否かについての決定がなさ
れる(ブロック89)。検出された患者の活動は、もし
ペースメーカがレート応答ペースメーカであれば、ペー
スメーカの生理学的センサにより発生されたセンサ指示
レート(SIR)を簡単にチェックすることにより、容
易に決定され得る。もしペースメーカが自然に生起する
P波を検出する能力のあるデュアルチャンバペースメー
カであれば、患者の活動は、P波レートに簡単に注目す
ることにより検出され得る。もしP波レートが高いなら
ば、たとえば90〜100パルス毎分(ppm)よりも
大きいならば、そのことは患者がおそらく運動している
こと(または他のなんらかの非安静活動に携わっている
こと)を指示する。もし患者活動が検出されるならば
(ブロック89のイエス分岐)、そのことは患者が安静
にしていないことを示唆する。こうして、自動しきい評
価手続がx分だけ遅らされる。ここでxは5〜10分で
あってよく、この遅延の間はペースメーカはそのプログ
ラムされたモードで作動し続ける。x分の遅延の終了時
に、ペーサは再び自然に生起しているR波がVパルスを
禁止していることを決定し(ブロック85)、またプロ
セスが繰り返す。もし患者の活動が検出されないならば
(ブロック89のノー分岐)、自動しきい評価を行うた
めの正しい条件が立証されており、また自動しきい評価
手続が開始する。
Once ventricular pacing is achieved, a determination is made as to whether there is detected patient activity (block 89). Detected patient activity can be readily determined, if the pacemaker is a rate-responsive pacemaker, by simply checking the sensor-indicated rate (SIR) generated by the physiological sensor of the pacemaker. If the pacemaker is a dual chamber pacemaker capable of detecting naturally occurring P-waves, patient activity can be detected by a simple focus on the P-wave rate. If the P-wave rate is high, eg, greater than 90-100 pulses per minute (ppm), it is likely that the patient is exercising (or engaging in some other non-resting activity). Instruct. If patient activity is detected (Yes branch of block 89), it indicates that the patient is not resting. Thus, the automatic threshold evaluation procedure is delayed by x minutes. Here x can be 5 to 10 minutes and the pacemaker continues to operate in its programmed mode during this delay. At the end of the x minute delay, the pacer again determines that the naturally occurring R wave inhibits the V pulse (block 85) and the process repeats. If no patient activity is detected (No branch of block 89), the correct conditions for performing an automatic threshold assessment have been established and the automatic threshold assessment procedure begins.

【0045】自動しきい評価手続の最初の過程は、いっ
たんその使用のための正しい条件が立証されていると、
典型的に定格Vパルス‐T波時間周期の決定を含んでい
る(ブロック84)。この時間周期はTW と呼ばれてい
る。このような定格TW は任意の適当な技術を使用して
決定され得る。TW を決定するのには、ペースメーカが
心臓サイクルごとにVパルスを発することが必要であ
る。心臓リズムが比較的安定している時にTW が決定さ
れることも好ましい。こうして、患者が安静にしている
間にTW が決定されることは好ましい。このような条件
は先行の立証段階から既に保証されている。たとえば、
ペースメーカのAV遅延は予め定められた大きさ、たと
えば──ないし──ミリ秒だけ短くされており、またS
IRレートまたはP波レートは患者が安静にしているこ
とを立証するべくチェックされている。心室整調を保証
するための他の技術は後で説明される。いったん心室整
調が保証されると、TW 時間周期が予め定められた数、
たとえば3ないし10の整調サイクルに対して測定され
る。次いで平均TW が計算され得る。その後にこの平均
または定格TW は参照符号時間間隔として使用され、そ
れと自動しきいルーチンの間に測定されたVパルス‐T
波間時間間隔が比較され得る。
The first step in the automatic threshold evaluation procedure is that once the correct conditions for its use have been established,
It typically includes determining the nominal V pulse-T wave time period (block 84). This time period is called T W. Such a rating T W may be determined using any suitable technique. To determine T W , the pacemaker needs to issue a V pulse every cardiac cycle. It is also preferred that T W be determined when the heart rhythm is relatively stable. Thus, it is preferred that T W be determined while the patient is at rest. Such conditions have already been assured from the preceding proof stage. For example,
The AV delay of the pacemaker is shortened by a predetermined amount, eg ─────milliseconds, and S
The IR rate or P-wave rate is checked to establish that the patient is resting. Other techniques for ensuring ventricular pacing are described below. Once ventricular pacing is guaranteed, the T W time period is a predetermined number,
For example, it is measured for 3 to 10 pacing cycles. The average T W can then be calculated. This average or rated T W is then used as a reference code time interval and the V pulse-T measured during it and the automatic threshold routine.
The interwave time intervals can be compared.

【0046】定格TW が決定された後、インデックスポ
インタiが初期化され(ブロック86)、たとえばiが
1に等しく設定される。次いで、第i心室刺激対、すな
わち心臓の不応周期よりも小さく選ばれている時間tS
だけ時間的に隔てられているバックアップ刺激VB によ
り続けられる本来のパルスVi が発せられる(ブロック
88)。バックアップ刺激VB が捕獲を生じさせるのに
十分なエネルギーを有すること、また第1または最初の
パルス対に対する本来の刺激Vi も捕獲を生じさせるの
に十分なエネルギーを有することが重要である。この目
標を達成する容易な方法は簡単に第1のパルス対の第1
の本来のパルスV1 をバックアップパルスVB に等しく
設定することである。次いで、第iパルス対の発生後
に、パルス対の本来のパルスVi からその結果としての
T波までの時間周期TWiが測定される(ブロック9
0)。この測定された時間TWiは次いでブロック84で
先に決定されたTW の参照値と比較される(ブロック9
2)。もし2つの時間が近似的に等しいならば、すなわ
ちもしTW ≒TWiであれば(これはブロック92のイエ
ス分岐に対応する)、そのことはパルス対の本来のパル
スVi が心室組織を捕獲したパルスであることを示す。
従って、ポインタがインクレメントされ(ブロック9
4)、Vi パルスのエネルギーがプログラムされた段階
サイズだけ減ぜられ(ブロック96)、また適切な時点
で、すなわち次回の整調サイクルの開始時に、他のパル
ス対が発せられる(ブロック88)。
After the rating T W is determined, the index pointer i is initialized (block 86), for example i is set equal to one. Then, the i-th ventricular stimulation pair, that is, the time t S selected to be smaller than the refractory period of the heart
The actual pulse V i is emitted, which is followed by the backup stimuli V B, which are separated in time only (block 88). It is important that the backup stimulus V B has sufficient energy to cause capture, and that the original stimulus V i for the first or first pulse pair also has sufficient energy to cause capture. An easy way to achieve this goal is simply to use the first of the first pulse pair.
Is to set the original pulse V 1 of the same as the backup pulse V B. Then, after the generation of the i-th pulse pair, the time period T Wi from the original pulse V i of the pulse pair to the resulting T-wave is measured (block 9).
0). This measured time T Wi is then compared to the previously determined reference value of T W at block 84 (block 9).
2). If the two times are approximately equal, ie T W ≈T Wi (which corresponds to the yes branch of block 92), it means that the original pulse V i of the pulse pair is ventricular tissue. Indicates a captured pulse.
Therefore, the pointer is incremented (block 9
4) The energy of the V i pulse is reduced by the programmed step size (block 96) and another pulse pair is emitted (block 88) at the appropriate time, ie at the beginning of the next pacing cycle.

【0047】上記の仕方で、次いで、一連の心室パルス
対が発せられ、各対の本来または第1のパルスは心室を
捕獲するのに十分なエネルギーで開始するが、新しいパ
ルス対が発せられるつど減少するエネルギーを有し、ま
た各対のバックアップパルスは心室を捕獲するのに十分
な固定されたエネルギーを有する(ブロック88、9
0、92、94および96)。場合によっては、各パル
ス対の先行のパルスのエネルギーは捕獲しきい以下に低
下する。このことが起こる時、TWiは参照時間間隔TW
に等しくないが、TW よりも実質的に大きい(ブロック
92のノー分岐)。なぜならば、捕獲が先行のパルスV
i ではなくバックアップパルスVB により生ぜしめられ
るからである。従って、TWiはおよそtS +TW に等し
い。ここでtS はVi とVB との間の時間間隔である。
もしtS が60〜100ミリ秒に等しいならば、先行の
パルスVi からT波までの測定される時間TWiは参照V
パルス‐T波間時間間隔よりも60〜100ミリ秒長
い。捕獲しきいはこうして現在のVi パルスのエネルギ
ーの少し上に決定される。従って、Vパルスのエネルギ
ーは現在のVi パルスのエネルギーと安全率との和に等
しい値にリセットされ得る(ブロック93)。Vパルス
のエネルギーがこうしてリセットされると、ペーサの作
動は次いで、プログラムされたモードに従って継続し得
る(ブロック83)。
In the manner described above, a series of ventricular pulse pairs is then emitted, each pulse of the original or first pulse starting with sufficient energy to capture the ventricle, but each time a new pulse pair is emitted. It has decreasing energy, and each pair of backup pulses has a fixed energy sufficient to capture the ventricle (blocks 88, 9).
0, 92, 94 and 96). In some cases, the energy of the preceding pulse of each pulse pair drops below the trap threshold. When this happens, T Wi is the reference time interval T W
But substantially greater than T W (no branch of block 92). This is because the pulse V that precedes the capture is V
This is because it is generated not by i but by the backup pulse V B. Therefore, T Wi is approximately equal to t S + T W. Where t S is the time interval between V i and V B.
If t S is equal to 60-100 ms, the measured time T Wi from the preceding pulse V i to the T wave is the reference V
60-100 ms longer than the pulse-T wave interval. The capture threshold is thus determined just above the energy of the current V i pulse. Accordingly, the energy of the V pulse may be reset to a value equal to the sum of the energy of the current V i pulse and the safety factor (block 93). Once the energy of the V pulse has been reset, pacer operation may then continue according to the programmed mode (block 83).

【0048】多くの場合に、本発明は、一連のパルス対
の第1のパルスのエネルギーが系統的に減ぜられるにつ
れて、心室刺激‐T波間時間間隔TWiの有意な変化を捜
すことにより簡単に実施され得る。こうして実施される
時、定格(または平均)TWを最初に測定することは必
要でない。必要とされることのすべては、パルスの第1
の対の先行のパルスが捕獲しきいの上であることを確か
め、第1のパルス対に対するTWIを測定し、また次いで
系統的にエネルギーを減ぜられる先行パルスを有する追
加的なパルス対を発し続け、また簡単にTWiの有意な変
化を捜すことである。ここで有意な変化はおよそバック
アップ刺激を先行または本来の刺激から隔てる時間間隔
S 、たとえば60〜100ミリ秒である。
In many cases, the present invention simplifies by looking for significant changes in ventricular stimulation-T interwave time interval T Wi as the energy of the first pulse of a series of pulse pairs is systematically reduced. Can be carried out. When so implemented, it is not necessary to first measure the rated (or average) T W. All that is needed is the first of the pulse
Make sure that the leading pulse of the pair is above the capture threshold, measure T WI for the first pair of pulses, and then add an additional pair of pulses with the leading pulse being systematically deenergized. Keep on going and also easily look for significant changes in T Wi . Here significant change is approximately the time interval t S separating from the preceding or the original stimulating backup stimulation, for example 60 to 100 milliseconds.

【0049】本発明は、捕獲しきいが到達されているこ
とを信号するのに刺激‐T波間時間間隔の変化に頼って
いるので、時間間隔測定が常に各パルス対の先行のVパ
ルスからT波へ行われることは必要でない。必要とされ
ることのすべては、このような時間測定が常に整調サイ
クル内の同一の参照点から行われることである。たとえ
ば、バックアップパルスVB からT波までの時間間隔が
各パルス対の後に容易にモニターされ得よう。先行のパ
ルスが捕獲を生じさせるパルスであると直ちに、VB
T波間時間間隔は(近似的にtS だけTW よりも短い)
1つの値をとる。先行のパルスがもはや捕獲を生じさせ
ないと直ちに、VB ‐T波間時間間隔は他の値(≒
W )をとり、それにより捕獲しきいが越えられている
ことを信号する。
Since the present invention relies on changes in the stimulus-T interwave time interval to signal that the capture threshold has been reached, the time interval measurement is always T from the preceding V pulse of each pulse pair. It doesn't have to be done to the waves. All that is required is that such time measurements are always taken from the same reference point within the pacing cycle. For example, the time interval from the backup pulse V B to the T wave could easily be monitored after each pulse pair. As soon as the preceding pulse is the pulse causing the capture, V B
The time interval between T waves is (approximately approximately shorter than T W by t S )
Takes one value. As soon as the preceding pulse no longer causes capture, the V B -T inter-wave time interval is at another value (≈
T W ), thereby signaling that the capture threshold has been exceeded.

【0050】次に図4および図5を参照すると、1つの
実施例に従って本発明を実施するのに使用される整調シ
ステムの構成要素を示す機能ブロック図(図4)と、こ
のような整調システムの作動を示すタイミング波形図
(図5)とが示されている。なお図4のブロック図は植
え込み可能なペースメーカの構成要素のすべてを含んで
はいない。それはペースメーカの従来の構成要素に追加
して本発明を実施するのに必要とされる構成要素のみを
含んでいる。植え込み可能なペースメーカの構成要素の
すべてを一層完全に展望するためにはたとえば上記の図
1または下記の図6〜図8を参照すべきである。さらに
指摘すべきこととして、図4のブロック図が機能ブロッ
ク図であるということは、示されている種々のブロック
が実行される必要のある機能を示すことを意味する。専
用のハードウェア回路およびプログラム制御のプロセッ
サ回路(たとえばマイクロプロセッサ)を含めてさまざ
まな異なる形式の回路が図4に教示されている本発明の
所望の機能を実行するために当業者により構成され得よ
う。
Referring now to FIGS. 4 and 5, a functional block diagram (FIG. 4) showing the components of a pacing system used to implement the present invention according to one embodiment, and such a pacing system. And a timing waveform diagram (FIG. 5) showing the operation of FIG. Note that the block diagram of FIG. 4 does not include all of the implantable pacemaker components. It contains only the components needed to practice the present invention in addition to the conventional components of the pacemaker. For a more complete view of all of the implantable pacemaker components, reference should be made, for example, to FIG. 1 above or FIGS. 6-8 below. It should be further pointed out that the block diagram in FIG. 4 is a functional block diagram, which means that the various blocks shown are indicative of the functions that need to be performed. A variety of different types of circuits, including dedicated hardware circuits and program controlled processor circuits (eg, microprocessors), can be configured by one of ordinary skill in the art to perform the desired functions of the invention taught in FIG. See.

【0051】図4に示されているように、本発明を実施
するため、ペースメーカはペースメーカの基本整調間隔
PIを設定または画定する第1のタイマー102を含ん
でいる。この第1のタイマー102は図4中に“TPI
イマー”として記入されている。図5のタイミング波形
図中に見られるように、TPIタイマーはTPI秒ごとにT
P パルスを発することにより整調間隔を定める。ここで
PIはたとえば800ミリ秒であってよい(75bpm
の整調レートに対応して)。TPIタイマー102は、予
め定められた隔離時間tS をおいてTP パルスに続く整
調間隔の間にTB パルスをも発する。tS の値はたとえ
ば60〜100ミリ秒であってよい。TP パルスはパル
ス増幅器106に与えられるトリガーパルスとして使用
される。同様に、TB パルスはパルス増幅器108に与
えられるトリガーパルスとして使用される。パルス増幅
器106および108は、TP およびTB パルスにより
トリガーされる時、それぞれVi およびVB パルスを発
生する。こうして発生されるパルスの振幅(またはエネ
ルギー含有量)は振幅変調器116により制御される。
振幅変調器116は2つの信号すなわち(1)Vi 増幅
器106により発生されるVi パルスの振幅を定めるA
i 信号、および(2)バックアップパルスVB の振幅
を定めるAVB 信号を発生する。振幅変調器は、部分的
に、パルス対インデックスカウンタまたは“iカウン
タ”118により制御される。カウンタ118は、Vパ
ルスの対が発生されるつど、たとえばTPIカウンタ10
2により発せられるTB トリガーパルスの数をカウント
することによりインクレメントされる。従って、パラメ
ータまたはフラグ“i”は、どれだけ多くのパルス対が
発せられてきたかを追跡し続ける。
As shown in FIG. 4, to practice the present invention, the pacemaker includes a first timer 102 that sets or defines the pacemaker's basic pacing interval T PI . This first timer 102 is marked as " TPI timer" in FIG. As can be seen in the timing waveform diagram of FIG. 5, the T PI timer is T PI every T PI seconds.
The pacing interval is determined by issuing a P pulse. Here, T PI may be, for example, 800 milliseconds (75 bpm).
Corresponding to the pacing rate). The T PI timer 102 also issues a T B pulse during the pacing interval following the T P pulse with a predetermined isolation time t S. The value of t S may be, for example, 60-100 ms. The T P pulse is used as a trigger pulse applied to the pulse amplifier 106. Similarly, the T B pulse is used as a trigger pulse provided to the pulse amplifier 108. The pulse amplifiers 106 and 108 generate V i and V B pulses, respectively, when triggered by the T P and T B pulses. The amplitude (or energy content) of the pulse thus generated is controlled by the amplitude modulator 116.
Amplitude modulator 116 defines the amplitude of the V i pulse generated by the two signals, (1) V i amplifier 106 A
The V i signal and (2) the AV B signal that determines the amplitude of the backup pulse V B are generated. The amplitude modulator is controlled in part by a pulse-to-index counter or “i counter” 118. Counter 118 is, for example, T PI counter 10 each time a pair of V pulses is generated.
It is incremented by counting the number of T B trigger pulses emitted by 2. Therefore, the parameter or flag "i" keeps track of how many pulse pairs have been emitted.

【0052】ペースメーカには“ストップタイマー”1
04も含まれている。ストップタイマー104は“スト
ップウォッチ”と同一の機能をする。すなわち、それは
開始パルスが受信される時点から停止パルスが受信され
る時点までの時間間隔を測定する。図5のタイミング図
中に見られるように、TPIカウンタ102はTP ‐TB
対のTP パルスの発生の直前の整調サイクル中の時点で
ストップタイマー104をリセットする。ストップタイ
マー104はTT パルスにより停止される。TT パルス
はT波検出増幅器110により発生される。
A "stop timer" for pacemakers 1
04 is also included. The stop timer 104 has the same function as a "stop watch". That is, it measures the time interval from the time the start pulse is received to the time the stop pulse is received. As can be seen in the timing diagram of FIG. 5, T PI counter 102 has T P -T B
The stop timer 104 is reset at a point during the pacing cycle immediately before the generation of the pair of T P pulses. The stop timer 104 is stopped by the T T pulse. The T T pulse is generated by the T wave detection amplifier 110.

【0053】T波検出増幅器110はT波の生起を検出
するようにペースメーカ患者の心臓12と接続されてい
るリード19に接続されている。T波検出増幅器110
を大きい心室パルス対Vi ‐VB から保護するため、整
調サイクル中のパルス対Vi‐VB が存在する部分の間
およびその後のたとえば10〜20ミリ秒の間はブラン
キング信号TBLANK がTPIタイマー102により発生さ
れる。ブランキング信号はこうしてT波検出増幅器11
0をイネーブルまたはディスエーブル(および保護)す
る機能に役立つ。TBLANK 信号が終了した後にイネーブ
ルされる時、T波検出増幅器はこうしてT波の生起に関
して心室をモニターする。T波が検出される時、T波検
出増幅器はTT パルスを発生する。TT パルスの存在は
こうしてT波が検出されていることを示す。
The T wave detection amplifier 110 is connected to a lead 19 which is connected to the heart 12 of the pacemaker patient so as to detect the occurrence of the T wave. T wave detection amplifier 110
To protect against large ventricular pulse pairs V i -V B and between during and after the example 10-20 ms moieties present pulse pair V i -V B in pacing cycle blanking signal T BLANK Generated by TPI timer 102. The blanking signal is thus the T-wave detection amplifier 11
Useful for the ability to enable or disable (and protect) zeros. When enabled after the T BLANK signal is terminated, the T-wave sense amplifier thus monitors the ventricle for the occurrence of a T-wave. When a T-wave is detected, the T-wave detection amplifier produces a T T pulse. The presence of the T T pulse thus indicates that the T wave is being detected.

【0054】ストップタイマー104はこうして、パル
ス対が発生される各整調サイクルの間にTP パルスとT
T パルスとの間の時間間隔Ti を測定する。すなわち、
ストップタイマー104は各パルス対の先行のパルスと
T波との間の時間を測定する。図5のタイミング図中に
見られるように、第1の時間間隔T1 が第1のパルス対
1 ‐VB に対応して測定され、第2の時間間隔T2
第2のパルス対V2 ‐VB に対応して測定され、また第
3の時間間隔T3 が第3のパルス対V3 ‐VBに対応し
て測定される。
The stop timer 104 thus provides a T P pulse and a T P pulse during each pacing cycle in which a pulse pair is generated.
The time interval T i between the T pulse is measured. That is,
Stop timer 104 measures the time between the preceding pulse and the T wave of each pulse pair. As can be seen in the timing diagram of FIG. 5, the first time interval T 1 is measured corresponding to the first pulse pair V 1 -V B and the second time interval T 2 is the second pulse pair. V 2 -V B is measured and a third time interval T 3 is measured corresponding to the third pulse pair V 3 -V B.

【0055】ストップタイマー104により測定された
時間間隔Ti は差回路112により参照時間間隔TR
比較される。差回路112は測定された時間間隔Ti
参照時間間隔TR との間の時間差を表す出力信号ΔTi
を発生する。決定された時間差ΔTi は次いで、それが
予め定められた許容値を越えるか否かを決定するべく、
参照許容信号TTOL と比較される。もし否定であれば、
捕獲喪失(LOC)信号は発生されない。もし肯定であ
れば、LOC信号は発生される。図5中では、第1の測
定された時間間隔T1 は参照時間間隔TR に近似的に等
しいので、差信号ΔT1 はは予め定められた許容信号T
TOL よりも小さい非常に狭い信号である。従って、LO
C信号は発生されない。同様に、第2の測定された時間
間隔T2は参照時間間隔TR に近似的に等しいので、差
信号ΔT2 は予め定められた許容信号TTOL よりも小さ
い非常に狭い信号である。従って、同じくLOC信号は
発生されない。しかし、第3の測定された時間間隔T3
は参照時間間隔TR よりも実質的に大きいので、差信号
ΔT3 はは予め定められた許容信号TTOL を越える大き
い(広い)信号である。従って、LOC信号が発生さ
れ、先行の刺激パルスがV3 であった時に捕獲喪失信号
が第3のパルス対に対して生起したことを指示する。
The time interval T i measured by the stop timer 104 is compared with the reference time interval T R by the difference circuit 112. The difference circuit 112 outputs an output signal ΔT i representing the time difference between the measured time interval T i and the reference time interval T R.
Occurs. The determined time difference ΔT i then determines whether it exceeds a predetermined tolerance value,
It is compared with the reference acceptance signal T TOL . If not,
No lost capture (LOC) signal is generated. If yes, the LOC signal is generated. In FIG. 5, the first measured time interval T 1 is approximately equal to the reference time interval T R , so that the difference signal ΔT 1 is equal to the predetermined tolerance signal T 1.
It is a very narrow signal that is smaller than the TOL . Therefore, LO
No C signal is generated. Similarly, since the second measured time interval T 2 is approximately equal to the reference time interval T R , the difference signal ΔT 2 is a very narrow signal that is smaller than the predetermined tolerance signal T TOL . Therefore, similarly, no LOC signal is generated. However, the third measured time interval T 3
Is substantially larger than the reference time interval T R , so that the difference signal ΔT 3 is a large (wide) signal that exceeds a predetermined tolerance signal T TOL . Therefore, a LOC signal is generated, indicating that the loss of capture signal occurred for the third pulse pair when the previous stimulation pulse was V 3 .

【0056】LOC信号は自動しきいモードを終了させ
るのにペースメーカにより使用される。LOC信号は
“iカウンタ”にもそのなかにカウントを保持するのに
与えられ得る。このカウントは次いで捕獲が喪失された
エネルギーを決定するべく振幅変調器116または他の
プロセッサにより使用される。たとえば振幅変調器11
6は予め定められた段階サイズΔAVP だけ各パルス対
の先行パルスの振幅を減ずるべくプログラムされ得る。
こうして各パルス対の先行パルスの振幅はAVi =AV
P −i(ΔAVP )により表され得る振幅を有する。こ
こでAVP は第1のパルスの初期振幅である。従って、
いったん捕獲が喪失されると、このような捕獲を喪失す
る先行パルスを有するパルス対の番号またはインデック
スiを簡単に知ること、また振幅を決定するのに上記の
関係を使用することにより、捕獲を喪失した先行パルス
の振幅(この振幅は捕獲しきいのすぐ下である)を決定
するのは簡単なことである。インデックスは簡単にカウ
ンタ118に保持されているカウントである。
The LOC signal is used by the pacemaker to end the automatic threshold mode. The LOC signal can also be provided to the "i counter" to hold the count therein. This count is then used by the amplitude modulator 116 or other processor to determine the energy lost capture. For example, the amplitude modulator 11
6 can be programmed to reduce the amplitude of the preceding pulse of each pulse pair by a predetermined step size ΔAV P.
Thus, the amplitude of the preceding pulse of each pulse pair is AV i = AV
It has an amplitude that can be represented by P- i (ΔAV P ). Where AV P is the initial amplitude of the first pulse. Therefore,
Once the capture is lost, the capture can be done by simply knowing the number or index i of the pulse pair with the preceding pulse that loses such capture, and by using the above relationship to determine the amplitude. It is straightforward to determine the amplitude of the missing preceding pulse, which is just below the capture threshold. The index is simply the count held in counter 118.

【0057】他の技術も捕獲が喪失されたエネルギーを
決定するのに、上記の技術、または先行パルスが固定さ
れたインクレメントだけエネルギーを減ぜられた回数に
基づいて捕獲喪失エネルギーを計算することに追加し
て、またはその代わりに使用され得る。たとえば、各パ
ルス対の先行パルスの振幅が(もしディジタルであれ
ば)レジスタに保持され、または(もしアナログであれ
ば)キャパシタに蓄積され、また新しいパルス対が発生
されるつど更新され得よう。次いで、LOC信号が発生
される時、このような振幅が検索され、また捕獲喪失し
きいの指示として使用され得よう。
Other techniques also determine the energy lost capture by calculating the lost capture energy based on the above techniques, or the number of times the preceding pulse has been depleted by a fixed increment. May be used in addition to, or instead of. For example, the amplitude of the preceding pulse of each pulse pair could be held in a register (if digital) or stored in a capacitor (if analog) and updated each time a new pulse pair was generated. Such amplitudes could then be retrieved and used as an indication of a loss of capture threshold when the LOC signal is generated.

【0058】いったん捕獲喪失しきいが知られると、自
動捕獲モードを要請することが簡単な仕事になる。自動
捕獲モードでは、Vパルスのエネルギーは予め定められ
た捕獲喪失しきいよりも予め定められた安全率(SF)
だけ上の値に設定される。
Once the capture loss threshold is known, requesting an automatic capture mode can be a simple task. In automatic capture mode, the energy of the V-pulse is a predetermined safety factor (SF) rather than a predetermined loss-of-capture threshold.
Only set to the value above.

【0059】上記の例では、パルス対の先行パルスのエ
ネルギー含有量はその振幅を減ずることにより調節され
る。振幅の調節は電気パルスのエネルギーを制御する唯
一の方法ではない。エネルギーは刺激のパルス幅の変更
または振幅およびパルス幅の双方の変更によっても調節
され得る。
In the above example, the energy content of the preceding pulse of the pulse pair is adjusted by reducing its amplitude. Amplitude regulation is not the only way to control the energy of an electrical pulse. Energy can also be adjusted by changing the pulse width of the stimulation or both the amplitude and the pulse width.

【0060】さらに図4中に見られるように、自動しき
いおよび/または自動捕獲モードでペースメーカを作動
させるのに必要とされる作動パラメータは好ましくはペ
ースメーカのメモリ120に記憶されている。このよう
な作動パラメータは次いで、所与の患者に対して適切な
値にそれらを設定するため、従来のペースメーカプログ
ラミング技術を使用してプログラムされ得る。作動パラ
メータは典型的に、バックアップ刺激パルスの振幅AV
B 、第1のパルス対の先行刺激パルスの振幅AVP (こ
れはAVB に等しくてよい)、先行パルスの振幅がパル
ス対ごとに減ぜられる段階サイズΔAVP 、基本整調間
隔TPI(これは他の整調回路により発生され得る)、T
波検出増幅器ブランキング周期TBLANK 、各パルス対の
先行パルスとバックアップパルスとの間の隔離時間
S 、参照時間間隔TR 、測定された時間間隔Ti と参
照時間間隔TR との間にLOC条件の宣言以前に存在し
得る変化または許容値の大きさTTOL を含んでいる。T
R の値は、上記のように、以前の3〜10の整調サイク
ルの間に測定された刺激‐T波間時間間隔の平均に基づ
いて決定され得る。
As further seen in FIG. 4, the operating parameters required to operate the pacemaker in the autothreshold and / or autocapture modes are preferably stored in pacemaker memory 120. Such operating parameters can then be programmed using conventional pacemaker programming techniques to set them to the appropriate values for a given patient. The operating parameter is typically the amplitude AV of the backup stimulation pulse.
B , the amplitude of the preceding stimulation pulse AV P of the first pulse pair (which may be equal to AV B ), the step size ΔAV P at which the amplitude of the preceding pulse is reduced per pulse pair, the basic pacing interval T PI (this Can be generated by other pacing circuits), T
Wave detector amplifier blanking period T BLANK , isolation time t S between the leading and backup pulses of each pulse pair, reference time interval T R , between measured time interval T i and reference time interval T R. It contains the magnitude T TOL of the change or tolerance that may exist prior to the declaration of the LOC condition. T
The value of R can be determined based on the average of the stimulation-T interwave time intervals measured during the previous 3-10 pacing cycles, as described above.

【0061】再び、図4で説明したことは機能について
の説明であることを強調しておく。当業者は上記の機能
を実行するさまざまな形式の回路およびプログラムされ
たプロセッサを容易に構成することができよう。たとえ
ば、Vi およびVB パルス発生器106、108および
T波検出増幅器110はディジタルコントローラ回路ま
たはプログラムされたプロセッサに容易に組み入れられ
得る。
Again, it is emphasized that what has been described with reference to FIG. 4 is a description of the function. One of ordinary skill in the art could readily configure various types of circuits and programmed processors that perform the functions described above. For example, the V i and V B pulse generators 106, 108 and the T-wave detection amplifier 110 can be easily incorporated into a digital controller circuit or programmed processor.

【0062】パルス発生器106、108は通常の設計
であってよく、また典型的にはペースメーカ10(図
1)により使用される同一の心室パルス発生器である。
この点に関して、注記すべきこととして、別々のパルス
発生器がパルス対を発生するのに使用されることは必要
でないが、別々のパルス発生器が、もし所望であれば、
使用されてよい。むしろ、2回(1回はTP パルスによ
り、1回はtS 秒後にTB パルスにより)トリガーされ
る単一のパルス発生器が使用され得る。
The pulse generators 106, 108 may be of conventional design and are typically the same ventricular pulse generators used by the pacemaker 10 (FIG. 1).
In this regard, it should be noted that separate pulse generators need not be used to generate the pulse pairs, but separate pulse generators could be used if desired.
May be used. Rather, a single pulse generator triggered twice (once with a T P pulse and once with a T B pulse after t S seconds) may be used.

【0063】T波検出増幅器110は同様に通常の設
計、すなわち心室脱分極を検出するのに使用される形式
の検出増幅器(図1中のR増幅器)であってよい。しか
し、好ましくは、R波またはP波の検出に使用されるも
のとは別の増幅器がT波増幅器110に対して使用され
るべきである。なぜならば、T波増幅器の帯域幅はR波
またはP波増幅器の帯域幅よりも若干広く選定されなけ
ればならないからである。さらに、別のT波増幅器を使
用することにより、T波が任意のリード構成、すなわち
単極、通常の双極(尖端‐リング)または変更された双
極(リング‐ケースまたは尖端‐ケース)リード構成に
より検出され得る。
The T-wave detector amplifier 110 may likewise be of conventional design, that is, a detector amplifier of the type used to detect ventricular depolarizations (R amplifier in FIG. 1). However, preferably an amplifier other than the one used for R-wave or P-wave detection should be used for the T-wave amplifier 110. This is because the bandwidth of the T wave amplifier must be selected to be slightly wider than that of the R wave or P wave amplifier. In addition, the use of a separate T-wave amplifier allows the T-wave to be of any lead configuration, ie monopole, normal dipole (tip-ring) or modified dipole (ring-case or tip-case) lead configurations. Can be detected.

【0064】有利には、本発明はほとんどの形式のペー
スメーカと共に使用され得る。もし本発明が使用される
ペースメーカがレート応答(RR)ペースメーカであれ
ば、すなわち患者の新陳代謝需要を検出しようと試みて
1つまたはそれ以上の生理学的センサを使用し、またペ
ースメーカの基本整調間隔を変更するべくこうして検出
された情報からセンサ指示レート(SIR)を発生する
ものであれば、本発明の自動しきい特徴は好ましくは、
患者が安静にしている時にのみ実行されるべきである。
こうして、レート応答ペースメーカと共に本発明を実施
する際の予備的過程は、SIR信号に注目し、またSI
R信号により患者が安静にしていることが指示されるま
で本発明の自動しきいモードを留保することである。
Advantageously, the present invention may be used with most types of pacemakers. If the pacemaker in which the present invention is used is a rate response (RR) pacemaker, that is, one or more physiological sensors are used in an attempt to detect the metabolic demand of the patient and the pacemaker's basic pacing interval is used. If the sensor indication rate (SIR) is generated from the information thus detected to be changed, the automatic threshold feature of the present invention is preferably
It should only be done when the patient is at rest.
Thus, a preliminary step in practicing the present invention with a rate responsive pacemaker is to focus on the SIR signal and
Retaining the automatic threshold mode of the present invention until the R signal indicates that the patient is resting.

【0065】前記のように、成功裡に呼び出されるべき
自動しきいルーチンに対して、心室整調モードにあるこ
と、すなわち自然に生起するR波をモニターし、また単
に時折Vパルスを発生するだけのモードと対照的に、心
室を整調するべくVパルスが発生されるモードにあるこ
とが必要である。心室整調を保証するべく、ペーサが自
然の心臓レートを測定する能力(多くのRRペーサで一
般に利用可能な特徴)を含んでいることは好ましい。も
しこのような測定により、心臓レートはたとえば75b
pmであるが、整調レートは60bpmに設定されてい
ることが明らかされれば(このことは整調が生起してい
ないことを意味する)、本発明は、好ましくは、心室整
調が生起することを保証するべく、基本整調レートを測
定された心臓レートよりも大きい値、たとえば75bp
mに増す能力を含んでいる。もしRR整調が使用されて
いるならば、基本整調間隔のこの調節は、患者が活動的
であるか否かを決定するべく、SIR信号のチェックと
リンクされ得る。もし活動的であれば、より速い心臓レ
ートが考慮に入れられる。もし活動的でないならば、ペ
ーサは測定されたレートよりも大きい値に整調レートを
自動的に調節する。
As mentioned above, for an automatic threshold routine to be successfully called, it is in ventricular pacing mode, that is, it monitors the naturally occurring R-waves and only occasionally generates V-pulses. In contrast to the mode, it is necessary to be in the mode in which the V pulse is generated to pace the ventricle. To ensure ventricular pacing, it is preferred that the pacer include the ability to measure the natural heart rate, a feature commonly available on many RR pacers. If such a measurement results in a heart rate of, for example, 75b
pm, but if it is clear that the pacing rate is set to 60 bpm (which means that pacing has not occurred), the present invention preferably determines that ventricular pacing does occur. To ensure that the basic pacing rate is greater than the measured heart rate, eg 75 bp
Includes the ability to increase to m. If RR pacing is used, this adjustment of the basic pacing interval can be linked with a check of the SIR signal to determine if the patient is active. If active, a faster heart rate is taken into account. If inactive, the pacer automatically adjusts the pacing rate to a value greater than the measured rate.

【0066】代替的に、全体的な基本整調間隔(V‐A
間隔またはVA間隔とA‐V遅延またはAV遅延との和
から成る)を調節するのではなく、全体的な基本整調間
隔は同一の値に保ちながら(すなわちAV遅延が短くさ
れた大きさと近似的に同一の大きさだけVA間隔を増し
ながら)ペーサのAV遅延が短くされ得る。
Alternatively, the overall basic pacing interval (VA
Interval or VA interval plus AV delay or AV delay) is adjusted, but the overall basic pacing interval is kept at the same value (ie, AV delay is of a magnitude and approximate The AV delay of the pacer can be shortened (while increasing the VA interval by the same amount).

【0067】さらに、もしP波が追跡されているペーサ
モードでペーサが作動しているならば、P波または心房
レートがモニターされ得る。もし高い心房レートが存在
するならば、またもしSIR信号が速いレートを指示す
るならば、本発明の自動しきい特徴は、患者が安静状態
にあるまで(すなわち心房レートが減速するまで)留保
されるべきである。しかし、心房レートが高い時に同時
に患者が安静状態にあることをSIR信号が指示したと
すると(このようなことはたとえば、SIR信号が患者
の検出された活動に基づいており、また患者が情緒的に
チャージされた事象を経験しながら安静状態にあるとき
に生起するかもしれない)、自動しきいルーチンの開始
前に整調が心室内で生起することを保証するため、AV
遅延が短くされ、および/または基本整調間隔が短くさ
れ得る。
In addition, if the pacer is operating in the pacer mode where the P wave is being tracked, the P wave or atrial rate can be monitored. If a high atrial rate is present, and if the SIR signal indicates a fast rate, the automatic threshold feature of the present invention is reserved until the patient is at rest (ie, the atrial rate slows down). Should be. However, if the SIR signal indicates that the patient is at rest at the same time when the atrial rate is high (such as if the SIR signal is based on the detected activity of the patient and the patient is emotionally To ensure that pacing occurs in the ventricle prior to the initiation of the automatic threshold routine, which may occur when in rest while experiencing a charged event in the AV.
The delay may be shortened and / or the basic pacing interval may be shortened.

【0068】実際、心室整調を保証するのに使用され得
るさまざまな技術があり、それらのいずれも本発明によ
る自動しきい評価に使用され得よう。どの技術が使用さ
れても、どの形式の整調モードが使用されても、本発明
の自動しきいルーチンは、必要とされる時(たとえば1
日に1〜4回)に、簡単に(1)捕獲を成し遂げるのに
十分なエネルギーレベルで開始し、その後に所定の仕方
でエネルギーを減ずる先行のパルスと、捕獲を成し遂げ
るのに十分なエネルギーレベルで開始し、かつそのエネ
ルギーレベルにとどまる後続のパルスとをそれぞれ対と
して有する一連の刺激パルス対を発すること、また
(2)一定の参照点、たとえば各パルス対の第1のパル
スから各整調サイクルのT波までの時間間隔を測定する
ことにより実行される。各パルス対の先行パルスのエネ
ルギーが減ぜられる際にT波までの時間間隔が比較的一
定にとどまるかぎり、捕獲しきいは先行パルスによりま
だ到達されていない。T波までの時間間隔が有意に長く
なるやいなや、捕獲しきいは先行パルスにより越えられ
ており、また超過の瞬間、すなわち測定されたT波まで
の時間間隔が有意に増大する瞬間における先行パルスの
エネルギーが捕獲しきいのインジケータとして使用され
得る。
In fact, there are a variety of techniques that can be used to ensure ventricular pacing, any of which could be used in the automatic threshold assessment according to the present invention. Regardless of which technique is used and what type of pacing mode is used, the automatic threshold routine of the present invention will operate when needed (eg, 1
(1-4 times a day), with a preceding pulse that simply (1) starts with an energy level sufficient to achieve capture, and then reduces the energy in a predetermined manner, and an energy level sufficient to achieve capture Emitting a series of stimulation pulse pairs, each pair having a subsequent pulse starting at, and staying at that energy level, and (2) a constant reference point, eg, the first pulse of each pulse pair to each pacing cycle. It is performed by measuring the time interval until the T wave of. As long as the time interval to the T-wave remains relatively constant as the energy of the leading pulse of each pulse pair is reduced, the capture threshold has not yet been reached by the leading pulse. As soon as the time interval to the T-wave is significantly longer, the capture threshold has been exceeded by the preceding pulse, and the leading pulse of Energy can be used as an indicator of capture threshold.

【0069】次に図6を参照すると、本発明が使用され
得る好ましいペースメーカの主なハードウェア構成要素
のブロック図が示されている。システムは外部プログラ
マ48、植え込み可能なペースメーカ10およびリード
システム19を含んでいる。リードシステム19は、前
記のように、通常の心房および心室リードおよび電極を
含んでいる。リードシステム19は酸素センサリードを
も含んでいてよく、このリードは血液の酸素含有量を測
定するのに使用されるLED検出器を含んでいる。この
ようなリードはたとえば米国特許第 4,815,469号明細書
に記載されており、その内容を参照によりここに組み入
れるものとする。
Referring now to FIG. 6, there is shown a block diagram of the main hardware components of a preferred pacemaker in which the present invention may be used. The system includes an external programmer 48, implantable pacemaker 10 and lead system 19. Lead system 19 includes conventional atrial and ventricular leads and electrodes, as described above. Lead system 19 may also include an oxygen sensor lead, which includes an LED detector used to measure the oxygen content of blood. Such leads are described, for example, in US Pat. No. 4,815,469, the contents of which are incorporated herein by reference.

【0070】外部プログラマ48は、通信リンクがペー
スメーカ10と外部プログラマ48との間に確立される
べき時には常に植え込み可能なペースメーカ10の付近
に置かれているテレメトリヘッド49を含んでいる。外
部プログラマたとえば米国特許第 4,809,697号明細書に
記載されているような通常の設計であってよい。この特
許明細書の内容を参照によりここに組み入れるものとす
る。
The external programmer 48 includes a telemetry head 49 that is located near the implantable pacemaker 10 whenever a communication link is to be established between the pacemaker 10 and the external programmer 48. The external programmer may be of conventional design such as that described in U.S. Pat. No. 4,809,697. The contents of this patent specification are hereby incorporated by reference.

【0071】ペースメーカ10の構成要素は適当な密封
されたケースまたはハウジング400(このケースまた
はハウジングは破線400により図6中に示されてい
る)のなかに収容されている。ケース400は好ましく
はチタン金属ケースである。ケース400内の構成要素
はRFコイル402、メモリチップ404、電池40
6、センサ回路408内の1つまたはそれ以上のセン
サ、水晶412、出力/保護回路網412、アナログチ
ップ420およびディジタルチップ440を含んでい
る。
The components of pacemaker 10 are housed in a suitable sealed case or housing 400 (which case or housing is shown in FIG. 6 by dashed line 400). Case 400 is preferably a titanium metal case. The components inside the case 400 are the RF coil 402, the memory chip 404, and the battery 40.
6, including one or more sensors in sensor circuit 408, crystal 412, output / protection circuitry 412, analog chip 420 and digital chip 440.

【0072】体積の点ではペースメーカにおいて最大の
構成要素である電池406は通常の設計のものであって
よく、またペースメーカ内の電子回路のすべてに作動電
力を供給するリチウム電池である。RFコイル402は
テレメトリヘッド49との通信リンク50を確立するの
に使用される。水晶412はディジタルチップ440
(下記)上の水晶発振器回路と組み合わせてペースメー
カ回路に対して安定なクロック周波数を与えるのに使用
される。任意の適当な周波数が使用され得るが、好まし
い実施例では、水晶発振器の周波数は32kHzであ
る。センサ回路408は、ペースメーカがレート応答整
調機能を実行する際にペースメーカにより使用される適
切なセンサを含んでいる。たとえば、1つの実施例で
は、センサ回路408は患者の活動を検出するべく構成
された加速度計を含んでいる。
Battery 406, which is the largest component in a pacemaker in terms of volume, can be of conventional design and is a lithium battery that provides operating power to all of the electronic circuitry within the pacemaker. The RF coil 402 is used to establish the communication link 50 with the telemetry head 49. The crystal 412 is a digital chip 440.
Used in combination with the crystal oscillator circuit above (below) to provide a stable clock frequency for the pacemaker circuit. In the preferred embodiment, the frequency of the crystal oscillator is 32 kHz, although any suitable frequency may be used. The sensor circuit 408 includes suitable sensors used by the pacemaker in performing the rate responsive pacing function. For example, in one embodiment sensor circuit 408 includes an accelerometer configured to detect patient activity.

【0073】メモリチップ404は低電力のスタティッ
クランダムアクセスメモリ(RAM)チップであり、そ
のなかにペースメーカの作動パラメータ、たとえば制御
変数も、検出されたデータも必要に応じて記憶され得
る。アナログチップ420およびディジタルチップ44
0はペースメーカの主要な処理および制御回路を含んで
いる。これらのチップは有利には、ペースメーカの作動
のためにその外部に必要とされる構成要素の数を最小化
するように設計されている。アナログチップ420は出
力および保護回路網412を通じてリードシステム19
とインタフェースする。回路網412は、植え込み可能
な医学装置に一般に使用されているような出力キャパシ
タ、密封されたケースを通じての電気的接続を許す適切
なフィードスルーなどを含んでいる。
The memory chip 404 is a low power static random access memory (RAM) chip in which pacemaker operating parameters such as control variables and sensed data may be stored as desired. Analog chip 420 and digital chip 44
0 contains the main pacemaker processing and control circuitry. These chips are advantageously designed to minimize the number of components externally required for pacemaker operation. The analog chip 420 is connected to the lead system 19 through the output and protection network 412.
Interface with. The circuitry 412 includes output capacitors, such as are commonly used in implantable medical devices, and suitable feedthroughs to allow electrical connection through a sealed case.

【0074】次に図7を参照すると、アナログチップ4
20のブロック図が示されている。アナログチップはリ
ードシステム19およびディジタルチップ440とイン
タフェースするべく必要なサブシステムおよびモジュー
ルのすべてを含んでいる。たとえば始動/バイアス電流
/参照モジュール422は電池が最初に用いられる時に
ペーサ回路を初期化するのに使用されるパワーアップ信
号を含んでいる。低電池モジュール424は電池の状態
を決定するため電池電圧の4つの電圧レベルを検出す
る。ケース増幅器426は検出およびIEGM(心臓内
電位記録図)増幅器モジュール428に対する参照とし
て使用されるケースバイアス電圧を発生する。モジュー
ル428は図1で説明したP波増幅器22、R波増幅器
24およびT波増幅器110を含んでいる。測定された
データモジュール430は電池電圧および電流および整
調システムの他のアナログパラメータを測定する。AD
Cおよび論理モジュール432はペースメーカのアナロ
グ信号を8ビットのディジタル語に変換するのに使用さ
れるアナログ‐ディジタル変換器およびタイミング論理
を含んでいる。これらのディジタル語は次いでディジタ
ルモジュール434に通される。このディジタルモジュ
ールはデータがアナログチップ420とディジタルチッ
プ440との間を往復する際に基本タイミングおよびバ
ス制御機能のすべてを発生するのに使用される。
Next, referring to FIG. 7, the analog chip 4
Twenty block diagrams are shown. The analog chip contains all of the subsystems and modules necessary to interface with the lead system 19 and digital chip 440. For example, the start-up / bias current / reference module 422 includes a power-up signal used to initialize the pacer circuit when the battery is first used. The low battery module 424 detects four voltage levels of the battery voltage to determine the state of the battery. Case amplifier 426 produces a case bias voltage that is used as a reference for detection and IEGM (intracardiac electrogram) amplifier module 428. Module 428 includes P wave amplifier 22, R wave amplifier 24 and T wave amplifier 110 described in FIG. The measured data module 430 measures battery voltage and current and other analog parameters of the pacing system. AD
The C and logic module 432 contains the analog-to-digital converter and timing logic used to convert the pacemaker analog signal to an 8-bit digital word. These digital words are then passed to digital module 434. This digital module is used to generate all of the basic timing and bus control functions as data travels back and forth between analog chip 420 and digital chip 440.

【0075】続けて図7を参照すると、ランアウェイ保
護(RAP)回路発振器436もディジタルモジュール
434と接続されていることが見られる。このような発
振器436はペースメーカにより許される最高の整調レ
ートを制限するための独立したタイムベースを与える。
さらにディジタルモジュール434にセンサ回路網40
8が接続されている。センサ回路網408は活動および
他のパラメータを検出するための適切なセンサを含んで
いる。たとえば、O2 センサ回路409が患者の血液酸
素を測定するべく酸素センサリードと結び付けて使用さ
れ得る。活動センサ408もたとえば加速度計により測
定されたものとして患者の活動を検出するのに使用され
得る。チャージポンプ回路438は患者の心臓に供給さ
れる刺激パルスに対する出力電圧を発生する。出力スイ
ッチの回路網439はポンプ回路438により発生され
たチャージを、適切な刺激パルスを形成するべく適切な
時点で出力リードに接続する。
Continuing to refer to FIG. 7, it can be seen that the run-away protection (RAP) circuit oscillator 436 is also connected to the digital module 434. Such oscillator 436 provides an independent time base for limiting the maximum pacing rate allowed by the pacemaker.
Further, the digital circuit 434 is connected to the sensor circuit network 40.
8 are connected. The sensor circuitry 408 includes suitable sensors for detecting activity and other parameters. For example, O 2 sensor circuit 409 may be used in conjunction with an oxygen sensor lead to measure blood oxygen in a patient. Activity sensor 408 may also be used to detect patient activity, as measured by, for example, an accelerometer. The charge pump circuit 438 produces an output voltage for the stimulation pulse delivered to the patient's heart. The output switch network 439 connects the charge generated by the pump circuit 438 to the output lead at the appropriate time to form the appropriate stimulation pulse.

【0076】こうしてアナログチップ420は心房また
は心室事象を検出し、IEGM波形、測定されたデータ
および他の種々のアナログ信号をディジタル化し、また
このような検出かつディジタル化された信号をディジタ
ルチップ440による使用のためにディジタルモジュー
ル434に与えるべく必要な回路を含んでいる。チャー
ジポンプ回路438は高出力パルス能力のための電圧二
倍器/三倍器として作用する。出力パルス幅は出力スイ
ッチ439により制御される。電池の条件はモニターさ
れ、また独立したランアウェイ保護が与えられている。
The analog chip 420 thus detects an atrial or ventricular event, digitizes the IEGM waveform, the measured data and various other analog signals, and such detected and digitized signal is provided by the digital chip 440. It contains the circuitry necessary to provide the digital module 434 for use. Charge pump circuit 438 acts as a voltage doubler / triple for high output pulse capability. The output pulse width is controlled by the output switch 439. Battery conditions are monitored and independent runaway protection is provided.

【0077】次に図8を参照すると、ペースメーカの主
要な制御要素はマイクロプロセッサ442であることが
見られる。このマイクロプロセッサはディジタルチップ
440に含まれている。ディジタルチップ440はアナ
ログチップ420と内部のマイクロプロセッサ442と
の間をインタフェースするべく必要な論理のすべてを含
んでいる。マイクロプロセッサ442は基本CPU(中
央処理ユニット)および8KのスタティックRAMを含
んでいる。加えて、8K×8のスタティックRAM44
6がデータおよびプログラムを記憶するべくマイクロプ
ロセッサ442に接続されている。同じくマイクロプロ
セッサ442に接続されているマイクロプロセッサ支援
論理回路444は割込み論理回路、タイマー論理回路、
ノイズ/検出された事象論理回路および磁石状態論理回
路を含んでいる。さらにバスコントローラ448が、ア
ナログ‐ディジタル変換器432(図7)のタイミング
および制御およびテレメトリデータを含めてアナログチ
ップ420とのデータ転送のDMAタイミングおよび制
御を与えるべくディジタルチップ440の上に含まれて
いる。テレメトリシチャネル論理回路450はクロック
論理回路、IEGMおよびマーカー論理回路、テレメト
リ指令プロトコル論理回路、テレメトリ割込み論理回
路、誤り検査論理回路およびCPUリセット論理回路を
含んでいる。RFコイル402に接続されているRFト
ランシーバ452はテレメトリヘッド49(図6)を通
じて外部プログラマ48との間でデータを送受信する。
水晶発振器回路456は、(ディジタルチップ440の
外部の)水晶と結び付いて、ペースメーカシステムのタ
イムベースを与える。電流発生器454はディジタルチ
ップに対するバイアス電流を与える。リードスイッチ回
路458は磁界の存在を検出する。この磁界はテレメト
リヘッド49がペースメーカの植え込み位置の上で患者
の皮膚の上に置かれている時には常に存在する。
Referring now to FIG. 8, it can be seen that the main control element of the pacemaker is the microprocessor 442. This microprocessor is included in digital chip 440. Digital chip 440 contains all of the logic necessary to interface between analog chip 420 and internal microprocessor 442. Microprocessor 442 includes a basic CPU (Central Processing Unit) and 8K static RAM. In addition, 8K × 8 static RAM44
6 is connected to the microprocessor 442 for storing data and programs. The microprocessor support logic 444, also connected to the microprocessor 442, includes interrupt logic, timer logic,
Includes noise / detected event logic and magnet state logic. In addition, a bus controller 448 is included on digital chip 440 to provide DMA timing and control of data transfer with analog chip 420, including timing and control of analog-to-digital converter 432 (FIG. 7) and telemetry data. There is. Telemetry channel logic 450 includes clock logic, IEGM and marker logic, telemetry command protocol logic, telemetry interrupt logic, error checking logic and CPU reset logic. The RF transceiver 452 connected to the RF coil 402 transmits / receives data to / from the external programmer 48 through the telemetry head 49 (FIG. 6).
A crystal oscillator circuit 456 is associated with the crystal (external to the digital chip 440) to provide the time base for the pacemaker system. Current generator 454 provides a bias current for the digital chip. Reed switch circuit 458 detects the presence of a magnetic field. This magnetic field is present whenever the telemetry head 49 is placed on the patient's skin over the implanted position of the pacemaker.

【0078】図6〜図8に結び付けて以上に説明したペ
ースメーカ回路は図1に結び付けて説明したペースメー
カの基本機能と当分野で知られている他の整調/検出機
能とを与える。本発明の目的に対して、図6〜図8のペ
ースメーカ回路はAV間隔およびVA間隔の設定を含め
て整調間隔の基本タイミングを設定する。このペースメ
ーカ回路は自然心室事象(R波)、自然心房事象(P
波)、再分極事象(T波)の検出のためにも、整調され
た心室事象8(Vパルス)とその結果としてのT波との
間の時間間隔の測定(すなわち再分極時間の測定)のた
めにも必要な措置を講ずる。
The pacemaker circuit described above in connection with FIGS. 6-8 provides the basic functions of the pacemaker described in connection with FIG. 1 and other pacing / sensing functions known in the art. For the purposes of the present invention, the pacemaker circuits of Figures 6-8 set the basic timing of the pacing interval, including the setting of the AV and VA intervals. This pacemaker circuit is used for natural ventricular events (R waves), natural atrial events (P waves).
Wave), also for the detection of repolarization events (T waves), the measurement of the time interval between the pacing ventricular event 8 (V pulse) and the resulting T wave (ie repolarization time measurement). To take necessary measures for this.

【0079】上記のように、与えられた刺激にすぐ続く
喚起された応答を検出する必要なしに、また潜在的可能
性として干渉する分極電圧が電極/組織インタフェース
に存在しない時点で、捕獲が評価され得る植え込み可能
なペースメーカが提供される。さらに、本発明は、双極
の整調リードも特殊な低分極電極材料も必要としない簡
単な捕獲決定技術を提供する。
As noted above, capture is assessed without the need to detect the evoked response immediately following a given stimulus, and at the potentially absence of potentially interfering polarization voltages at the electrode / tissue interface. An implantable pacemaker is provided. Further, the present invention provides a simple capture determination technique that does not require bipolar pacing leads or special low polarization electrode materials.

【0080】以上に本発明を特定の実施例および応用に
ついて説明してきたが、特許請求の範囲にあげられてい
る本発明の範囲内でさまざまな変更が可能であることは
当業者により理解され得よう。
While the present invention has been described in terms of particular embodiments and applications, it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made within the scope of the invention as claimed. See.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が使用され得る代表的なペースメーカの
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary pacemaker in which the present invention may be used.

【図2】本発明による捕獲しきいの決定の仕方を概念的
に示すタイミング波形図。
FIG. 2 is a timing waveform chart conceptually showing a method of determining a capture threshold according to the present invention.

【図3】図2に概念的に示されている本発明の方法を示
すフローチャート。
3 is a flow chart illustrating the method of the present invention as shown conceptually in FIG.

【図4】本発明を実施するのに使用される整調システム
の構成要素を1つの実施例に従って示す機能ブロック
図。
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating components of a pacing system used to implement the present invention, according to one embodiment.

【図5】図4の整調システムの作動を示すタイミング
図。
5 is a timing diagram illustrating the operation of the pacing system of FIG.

【図6】本発明が使用され得る好ましいペースメーカの
ブロック図。
FIG. 6 is a block diagram of a preferred pacemaker in which the present invention may be used.

【図7】図6のペーサのアナログチップのブロック図。7 is a block diagram of an analog chip of the pacer of FIG.

【図8】図6のペーサのディジタルチップのブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram of a digital chip of the pacer of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ペースメーカ 12 心臓 14、16 リード 15、17 電極 49 テレメトリヘッド 400 ケース 420 アナログチップ 440 ディジタルチップ 10 Pacemaker 12 Heart 14, 16 Lead 15, 17 Electrode 49 Telemetry Head 400 Case 420 Analog Chip 440 Digital Chip

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 心臓組織に電気的に接続されている植え
込み可能なペースメーカの捕獲しきいを自動的に評価す
る方法において、(a)対にされた刺激のシーケンスを
予め定められた整調レートで発生する過程を含んでお
り、対にされた刺激の各対の先行の刺激は捕獲しきいの
1つの側のエネルギー含有量で始まる調節可能なエネル
ギー含有量を有し、また対にされた刺激の各対の後続の
刺激は常に捕獲しきいよりも上のエネルギー含有量を有
しており、(b)先行の刺激のエネルギー含有量を捕獲
しきいに向けて調節しながら、対にされた刺激のシーケ
ンスを心臓組織に与える過程と、(c)対にされた刺激
の各対に続いて心臓組織が再分極するのに要する時間の
長さとして再分極時間を測定する過程と、(d)再分極
時間中の実質的な変化にすぐ先行する対にされた刺激の
各対の先行の刺激のエネルギー含有量に近似的に等しく
捕獲しきいを定める過程とを含んでいることを特徴とす
る植え込み可能なペースメーカの捕獲しきいの自動的評
価方法。
1. A method for automatically assessing the capture threshold of an implantable pacemaker electrically connected to cardiac tissue, the method comprising: (a) paired stimulation sequences at a predetermined pacing rate. The pair of stimuli, including the process that occurs, has a tunable energy content, with the preceding stimulus of each pair of paired stimuli having an adjustable energy content beginning with the energy content on one side of the capture threshold. Subsequent stimuli of each pair of s always had an energy content above the capture threshold, and (b) were paired while adjusting the energy content of the preceding stimulus towards the capture threshold. (C) measuring a repolarization time as the length of time it takes for the heart tissue to repolarize following each pair of paired stimuli; ) Substantial changes during repolarization time Of the implantable pacemaker capture threshold, characterized by including a process of defining a capture threshold approximately equal to the energy content of the preceding stimulus of each pair of immediately preceding paired stimuli. Automatic evaluation method.
【請求項2】 対にされた刺激のシーケンスを発生する
過程が先行の刺激の60〜100ミリ秒の後に各対の刺
激の後続の刺激を発生する過程を含んでいることを特徴
とする請求項1記載の方法。
2. The step of generating a sequence of paired stimuli comprises the step of generating a subsequent stimulus of each pair of stimuli 60-100 ms after the preceding stimulus. The method according to item 1.
【請求項3】 対にされた刺激のシーケンスを調節する
過程が、後続の刺激のエネルギー含有量に等しく先行の
刺激のエネルギー含有量を最初に設定し、またその後に
予め定められた大きさだけ先行の刺激のエネルギー含有
量を系統的に減少させる過程を含んでいることを特徴と
する請求項2記載の方法。
3. The process of adjusting the sequence of paired stimuli first sets the energy content of the preceding stimulus equal to the energy content of the subsequent stimulus and thereafter only by a predetermined magnitude. 3. The method of claim 2 including the step of systematically reducing the energy content of the preceding stimulus.
【請求項4】 対にされた刺激のシーケンスを調節する
過程が、捕獲しきいの下の値に先行の刺激のエネルギー
含有量を最初に設定し、またその後に予め定められた大
きさだけ先行の刺激のエネルギー含有量を系統的に増大
させる過程を含んでいることを特徴とする請求項2記載
の方法。
4. The process of adjusting the sequence of paired stimuli first sets the energy content of the preceding stimulus to a value below the capture threshold and then precedes it by a predetermined amount. 3. The method of claim 2 including the step of systematically increasing the energy content of said stimulus.
【請求項5】 先行の刺激のエネルギー含有量を調節す
る過程が、新たな対にされた刺激が発生されるつど先行
の刺激のエネルギー含有量を変更する過程を含んでいる
ことを特徴とする請求項2記載の方法。
5. The step of adjusting the energy content of the preceding stimulus comprises the step of altering the energy content of the preceding stimulus each time a new paired stimulus is generated. The method of claim 2.
【請求項6】 捕獲しきいを定める過程が、少なくとも
20%の再分極時間の変更にすぐ先行する対にされた刺
激の先行の刺激のエネルギー含有量に近似的に等しく捕
獲しきいを定める過程を含んでいることを特徴とする請
求項1記載の方法。
6. The step of defining a capture threshold is a step of defining a capture threshold approximately equal to an energy content of a preceding stimulus of a paired stimulus immediately preceding a change in repolarization time of at least 20%. The method of claim 1, comprising:
【請求項7】 再分極時間を測定する過程が各対の刺激
の先行の刺激とT波の生起との間の時間間隔を測定する
過程を含んでいることを特徴とする請求項6記載の方
法。
7. The method of claim 6 wherein the step of measuring repolarization time comprises the step of measuring the time interval between the preceding stimulus of each pair of stimuli and the occurrence of the T wave. Method.
【請求項8】 再分極時間を測定する過程が各対の刺激
の後続の刺激とT波の生起との間の時間間隔を測定する
過程を含んでいることを特徴とする請求項6記載の方
法。
8. The method of claim 6, wherein the step of measuring repolarization time includes the step of measuring the time interval between the subsequent stimulation of each pair of stimulation and the occurrence of the T wave. Method.
【請求項9】 対にされた刺激のシーケンスを心臓組織
に与える過程が、対にされた刺激を心室組織に与える過
程を含んでいることを特徴とする請求項1記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein the step of providing the paired stimulation sequence to the cardiac tissue comprises the step of providing the paired stimulation to the ventricular tissue.
【請求項10】 対にされた刺激のシーケンスを心臓組
織に与える過程が、対にされた刺激を心房組織に与える
過程を含んでいることを特徴とする請求項1記載の方
法。
10. The method of claim 1, wherein the step of providing the paired stimulation sequence to the cardiac tissue comprises the step of providing the paired stimulation to the atrial tissue.
【請求項11】 (e)いったん捕獲しきいが定められ
ると、対にされた刺激の発生を終了する過程と、 (f)その後にペースメーカにより発生される電気的刺
激のエネルギーを捕獲しきいと安全率との和に等しく設
定する過程とを含んでいることを特徴とする請求項1記
載の方法。
11. (e) Once the capture threshold has been determined, the process of terminating the generation of paired stimuli, and (f) capturing the energy of the electrical stimulus subsequently generated by the pacemaker. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of setting the sum equal to the safety factor.
【請求項12】 心室筋肉組織の脱分極を要請するため
に心臓サイクルを定めるレートで心室刺激を選択的に発
生する手段と、その脱分極に続く心室筋肉組織の再分極
を表すT波を検出する手段とを有する植え込み可能なペ
ースメーカにおいて捕獲しきいを決定する方法におい
て、 (a)各心臓サイクルの間に心室刺激パルスの対を発生
する過程を含んでおり、心室刺激パルスの対は本来の心
室刺激パルス(Vi )と本来の心室刺激パルスから60
〜100ミリ秒以内に続くバックアップ刺激パルス(V
B )とを含んでおり、本来の心室刺激パルスは設定され
たスケジュールに従って減少する第1のエネルギーを有
し、またバックアップ刺激パルスは第2のエネルギーを
有し、また第2のエネルギーは心室を捕獲するのに十分
なエネルギーであり、また(b)心室刺激パルスの各対
の本来の心室刺激パルス(Vi )の供給とT波の検出と
の間の時間間隔が存在するかを測定する過程と、 (c)もし過程(b)で測定された時間間隔が先の測定
から近似的に60〜100ミリ秒の変化を受けるなら
ば、捕獲条件の喪失を定める過程とを含んでいることを
特徴とする植え込み可能なペースメーカの捕獲しきいの
決定方法。
12. A means for selectively generating ventricular stimulation at a rate defining a cardiac cycle to request depolarization of ventricular muscle tissue, and detecting a T wave representative of the repolarization of ventricular muscle tissue following the depolarization. A method of determining a capture threshold in an implantable pacemaker, the method comprising: (a) generating a pair of ventricular stimulation pulses during each cardiac cycle, the pair of ventricular stimulation pulses being 60 from the ventricular stimulation pulse (V i ) and the original ventricular stimulation pulse
Backup stimulation pulse (V
B ) and the original ventricular stimulation pulse has a first energy that decreases according to a set schedule, the backup stimulation pulse has a second energy, and the second energy has a ventricular Measure whether there is sufficient energy to capture and (b) there is a time interval between the delivery of the original ventricular stimulation pulse (V i ) of each pair of ventricular stimulation pulses and the detection of the T wave And (c) defining a loss of capture conditions if the time interval measured in step (b) undergoes an approximate 60-100 millisecond change from the previous measurement. Of determining the capture threshold of an implantable pacemaker, characterized by:
【請求項13】 捕獲しきいを自動的に決定する植え込
み可能な心臓ペースメーカにおいて、 心臓のサイクルを定めるためのタイミング手段と、各心
臓サイクルの間に心室刺激パルスの対を発生するための
手段とを含んでおり、心室刺激パルスの対は本来の心室
刺激パルス(Vi )と本来の心室刺激パルスから時間T
S 以内に続くバックアップ刺激パルス(VB )とを含ん
でおり、ここでTS は心臓組織の自然の不応周期よりも
小さく、また本来の心室刺激パルスは第1のエネルギー
を有し、またバックアップ刺激パルスは第2のエネルギ
ーを有し、また第1のエネルギーは調節可能なエネルギ
ーであり、また第2のエネルギーは常に心室を捕獲する
のに十分なエネルギーであり、また予め定められたスケ
ジュールに従って心室刺激パルスの各対の本来の心室刺
激パルスのエネルギーを系統的に変更するための手段
と、 T波の生起を検出するための手段と、 心室刺激パルスの対が発生される各心臓サイクルに対す
る心室刺激パルス‐T波(V‐T)間の時間周期Ti
測定するための手段とを含んでおり、時間周期Ti は心
室刺激パルスの対の指定されたものから同一の心臓サイ
クルの間のT波の生起までの時間間隔を含んでおり、ま
た測定された時間周期Ti をモニターするため、また測
定された時間周期Ti の実質的な変化が生ずる心臓サイ
クルの間の本来の心室刺激パルスのエネルギーに近似的
に等しく捕獲しきいを定めるための手段とを含んでいる
ことを特徴とする植え込み可能な心臓ペースメーカ。
13. An implantable cardiac pacemaker for automatically determining a capture threshold, comprising: timing means for defining a cycle of the heart; and means for generating a pair of ventricular stimulation pulses during each cardiac cycle. And the pair of ventricular stimulation pulses is the original ventricular stimulation pulse (V i ) and the time T from the original ventricular stimulation pulse.
A backup stimulation pulse (V B ) that lasts within S , where T S is less than the natural refractory period of the heart tissue, and the native ventricular stimulation pulse has a first energy, and The backup stimulation pulse has a second energy, the first energy is adjustable energy, the second energy is always sufficient energy to capture the ventricles, and a predetermined schedule Means for systematically altering the energy of the original ventricular stimulation pulse of each pair of ventricular stimulation pulses, means for detecting the occurrence of a T wave, and each cardiac cycle in which the pair of ventricular stimulation pulses is generated. what includes a means for measuring the time period T i of between ventricular stimulation pulse -T wave (V-T), the time period T i is specified pair of ventricular stimulation pulses for Includes the time interval until the occurrence of the T-wave between the Luo same cardiac cycle, and the cardiac for monitoring the measured time period T i and the substantial change in the measured time period T i occurs And a means for defining a capture threshold approximately equal to the energy of the native ventricular stimulation pulse during the cycle.
【請求項14】 TS が60ミリ秒から100ミリ秒ま
での時間周期を含んでいることを特徴とする請求項13
記載のペースメーカ。
14. The method of claim 13 wherein T S comprises a time period of 60 milliseconds to 100 milliseconds.
Pacemaker listed.
【請求項15】 本来の心室刺激パルスの第1のエネル
ギーが最初はバックアップ刺激パルスの第2のエネルギ
ーに等しく、また本来の心室刺激パルスのエネルギーを
系統的に変更するための手段が本来の心室刺激パルスの
エネルギーを系統的に減少させるための手段を含んでい
ることを特徴とする請求項13記載のペースメーカ。
15. The first energy of the original ventricular stimulation pulse is initially equal to the second energy of the backup stimulation pulse, and the means for systematically altering the energy of the original ventricular stimulation pulse is the original ventricle. 14. A pacemaker according to claim 13, including means for systematically reducing the energy of the stimulation pulse.
【請求項16】 本来の心室刺激パルスの第1のエネル
ギーが最初は心室を捕獲するのに不十分な低いエネルギ
ーであり、また本来の心室刺激パルスのエネルギーを系
統的に変更するための手段が本来の心室刺激パルスのエ
ネルギーを系統的に増大させるための手段を含んでいる
ことを特徴とする請求項13記載のペースメーカ。
16. The first energy of the original ventricular stimulation pulse is initially low energy insufficient to capture the ventricle, and means for systematically altering the energy of the original ventricular stimulation pulse are provided. 14. A pacemaker according to claim 13, including means for systematically increasing the energy of the native ventricular stimulation pulse.
【請求項17】 モニターするための手段が測定された
時間間隔Ti を参照時間間隔TW と比較するための手段
を含んでおり、また参照時間間隔TW が心室刺激パルス
の対の発生に先行する少なくとも3つの連続的な整調さ
れる心臓サイクルに対する平均V‐T間時間周期を含ん
でいることを特徴とする請求項13記載のペースメー
カ。
17. The means for monitoring includes means for comparing the measured time interval T i with a reference time interval T W , and the reference time interval T W is for the generation of a pair of ventricular stimulation pulses. 14. The pacemaker of claim 13, including an average VT inter-T time period for at least three consecutive pacing cardiac cycles.
【請求項18】 比較するための手段が、測定された時
間間隔Ti と参照時間間隔TW との間の差が少なくとも
0.9×TS である時にのみ捕獲しきいを定めることを
特徴とする請求項17記載のペースメーカ。
18. The means for comparing defines a capture threshold only when the difference between the measured time interval T i and the reference time interval T W is at least 0.9 × T S. The pacemaker according to claim 17.
【請求項19】 植え込み可能なペースメーカにおいて
使用するための捕獲しきい評価システムにおいて、 整調される間隔を定めるタイマーと、 タイマーに応答して、整調される間隔と同期して刺激パ
ルスの対を発生するパルス発生器とを含んでおり、パル
スの対の第1のパルスは第1のプログラムされた振幅を
有し、またパルスの対の第2のパルスは第2のプログラ
ムされる振幅を有し、第1および第2のパルスは時間周
期tS により隔てられており、ここでt S は心臓組織の
不応周期よりも小さく、また第2のプログラムされる振
幅は常に捕獲を生じさせる高い値に設定されており、ま
た脱分極した心臓筋肉組織の再分極を表すT波を検出す
るべく構成されている検出増幅器と、 パルス発生器が第1の刺激パルスを発生する時に開始
し、また検出増幅器がT波を検出する時に停止する計時
される間隔を各整調される間隔で発生し、こうして計時
される間隔の大きさとしてT波がパルス対の第1の刺激
パルスに続く各整調される間隔で生起するのに要する時
間の長さの尺度を与える時間間隔測定手段と、 パルスの対の第1のパルスの第1のプログラムされる振
幅を系統的に調節するためのエネルギー調節手段と、 エネルギー調節手段が第1のパルスの第1のプログラム
された振幅を系統的に調節している際に、測定された計
時間隔を、捕獲を生じさせる刺激パルスとこのような捕
獲の結果としてのT波との間の定格遅延を定める参照計
時間隔と比較するための比較手段と、 測定された計時間隔がtS に近似的に等しい大きさだけ
参照計時間隔から異なる時には常に捕獲喪失信号を発生
するための手段とを含んでいることを特徴とする捕獲し
きい評価システム。
19. In an implantable pacemaker
In a capture threshold evaluation system for use, a timer defining a pacing interval and, in response to the timer, a stimulation pattern synchronized with the pacing interval.
And a pulse generator that generates a pair of lus.
The first pulse of the pair of scans has a first programmed amplitude
And the second pulse of the pair of pulses has a second program
The first and second pulses have a
Period tSAre separated by, where t SOf heart tissue
Less than the refractory period and the second programmed swing
The width is always set to a high value that causes capture,
To detect T waves that represent repolarization of depolarized cardiac muscle tissue
Starts when the pulse generator generates the first stimulation pulse, with the sense amplifier configured to
Also, the clock that stops when the detection amplifier detects the T wave
Occurs at each tuned interval, thus
The first stimulus of the pulse pair is the T wave as the size of the interval
The time it takes to occur at each pacing interval following the pulse
A time interval measuring means for providing a measure of the length of the interval, and a first programmed oscillation of the first pulse of the pulse pair.
Energy adjusting means for systematically adjusting the width, and the energy adjusting means for the first program of the first pulse
Measured systematic while adjusting the measured amplitude systematically.
The time interval is defined by the stimulation pulse that causes capture and such capture.
A reference meter that defines the rated delay to and from the T-wave as a result of the catch.
A comparing means for comparing with the time interval, and the measured time interval is tSA size approximately equal to
Generates a loss-of-capture signal whenever it differs from the reference time interval
Capture means characterized by including means for
Threshold evaluation system.
【請求項20】 エネルギー調節手段がパルスの対の第
1のパルスの第1のプログラムされた振幅を捕獲を生じ
させる値に最初に設定するための手段と、その後に第1
のプログラムされた振幅を系統的に減少させるための手
段とを含んでいることを特徴とする請求項19記載の捕
獲しきい評価システム。
20. Means for the energy adjusting means to initially set the first programmed amplitude of the first pulse of the pair of pulses to a value that causes capture, followed by the first.
20. A capture threshold assessment system according to claim 19 including means for systematically reducing the programmed amplitude of.
JP35018795A 1994-12-20 1995-12-22 Automatic threshold evaluation method in implantable pacemaker Pending JPH08229142A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35627894 1994-12-20
US08/356278 1994-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08229142A true JPH08229142A (en) 1996-09-10

Family

ID=23400825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35018795A Pending JPH08229142A (en) 1994-12-20 1995-12-22 Automatic threshold evaluation method in implantable pacemaker

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08229142A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5476487A (en) Autothreshold assessment in an implantable pacemaker
US5814077A (en) Pacemaker and method of operating same that provides functional atrial cardiac pacing with ventricular support
US5788717A (en) Atrial rate determination and atrial tachycardia detection in a dual-chamber implantable pacemaker
US6567701B2 (en) Method and system for discriminating captured beats from non-captured beats in a cardiac pacing system
US6324427B1 (en) Implantable cardiac stimulation device having T-wave discrimination of fusion events during autocapture/autothreshold assessment
EP0872260B1 (en) Implantable pacemaker
EP0751804B1 (en) Apparatus for dual chamber cardiac pacing
US6654637B2 (en) Method and system for ventricular fusion prevention
US7831303B2 (en) Cardiac pacing apparatus and method for continuous capture management
US7908002B2 (en) Heart stimulator detecting atrial arrhythmia by determining wall distension by impedance measuring
US20040138715A1 (en) Synchronized atrial anti-tachy pacing system and method
US5800472A (en) Recommended replacement time trigger for use within an implantable rate-responsive pacemaker
US6434426B1 (en) Method and system for determining a noise floor in a cardiac pacing system
US20040230242A1 (en) Pacemaker post pace artifact discriminator
US6901291B2 (en) Distinguishing valid and invalid cardiac senses
US5713934A (en) Evoked and spontaneous cardiac activity detection in a dual-chamber electronic pacemaker and method
JP2002521156A (en) Algorithm for automatically checking the pacing safety margin of a cardiac pacing system
US20080243203A1 (en) Intracardiac Polarization Signal Stabilization
US6658295B1 (en) Method and apparatus for preventing atrial fusion during automatic pacing threshold determination in a cardiac stimulation device
US7027865B2 (en) Pacemaker with vasovagal syncope detection and therapy
JPH08229142A (en) Automatic threshold evaluation method in implantable pacemaker
US7957801B2 (en) Dynamic pacing interval extension for detection of intrinsic ventricular activity
EP1078651B1 (en) Implantable pacemaker and method of detecting a pacemaker mediated tachycardia