(57)【要約】  心室頻脈を終了させる埋め込み可能デバイスが開示される。デバイスは、Ｎ個のパルスの第１の抗頻脈パルスルーチンを決定するように構成されるプロセッサを備える。ルーチンでは、第１のＮ−１個のパルスは、第１のサイクル長によって分離され、Ｎ番目のパルスは、第１のサイクル長より短い第２のサイクル長によって分離される。デバイスは、プロセッサに結合したリード線も備える。リード線は、頻脈を検知するように構成されると共に、プロセッサの制御下で、抗頻脈パルスルーチンを与えるようにさらに構成される電極を備える。【選択図】  図１
2008535557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心室頻脈を終了させるように内部カーディオバータ−ディフィブリレータ(cardioverter defibrillator)を動作させる方法であって、
第１のサイクル長だけ離間している一連のパルスと第２のサイクル長だけ離間している第１の最終パルスとを含む第１の抗頻脈パルスルーチンを生成することであって、前記第２のサイクル長は前記第１のサイクル長より短い、第１の抗頻脈パルスルーチンを生成すること、及び
前記第１の抗頻脈パルスルーチンが、前記心室頻脈を終了させるのに失敗する場合、第１のサイクル長だけ離間している第２の一連のパルスと最終サイクル長だけ離間している第２の最終パルスを含むさらなる抗頻脈ルーチンを生成することであって、前記最終サイクル長は、前記心室頻脈が終了するまで、連続する抗頻脈ルーチンにおいて減少する、さらなる抗頻脈ルーチンを生成すること
を含む、方法。
【請求項２】
心室頻脈波の戻りサイクル長(return cycle length)に基づいて前記第２の最終パルスの最終サイクル長を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の最終パルスの最終サイクル長を決定することは、
現在の戻りサイクル長を以前の戻りサイクル長と比較すること、
前記現在の戻りサイクル長が、前記以前の戻りサイクル長を所定のしきい値だけ超える場合、第１の量だけ前記最終サイクル長を減少させること、及び
前記現在の戻りサイクル長が、前記以前の戻りサイクル長を前記所定のしきい値だけ超えない場合、第２の量だけ前記最終サイクル長を減少させることであって、該第２の量は前記第１の量より大きい、減少させること
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の一連のパルスを含む第１の抗頻脈パルスルーチンを生成することは、前記第１のサイクル長より短いサイクル長だけ離間している２つ以上のパルスを含む前記第１の最終パルスを有する前記第１の抗頻脈パルスルーチンを生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらなる抗頻脈パルスルーチンを生成することは、前記第１のサイクル長より短いサイクル長だけ離間している２つ以上のパルスを含む前記第２の最終パルスを有する前記さらなる抗頻脈パルスルーチンを生成することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
患者の心臓内の第１のロケーションで生理的データを検知すること、及び
前記患者の心臓内の第２のロケーションで前記第１の抗頻脈パルスルーチンを送出することであって、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションは離間している、送出すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記患者からの前記生理的データを解析すること、及び
前記患者が心室細動に罹っていることを前記生理的データが示す場合、ディフィブリレーションパルスを送出すること
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
心室頻脈を終了させる埋め込み可能デバイスであって、
プロセッサであって、第１のサイクル長だけ離れているＮ−Ｘ番目までのパルスと、前記第１のサイクル長より短い第２のサイクル長だけ離れているＮ−Ｘ＋１番目〜Ｎ番目のパルスとを含むＮ個のパルスの第１の抗頻脈パルスルーチンを生成する手段を有する、プロセッサと、
前記第１の抗頻脈パルスルーチンが前記心室頻脈を終了させるのに失敗する場合、前記第１のサイクル長だけ離れているＮ−Ｘ番目までのパルスと、戻りサイクル長に基づいて選択される最終サイクル長だけ離れているＮ−Ｘ＋１番目〜Ｎ番目のパルスとのさらなる抗頻脈パルスルーチンを、前記心室頻脈が終了するまで生成する手段と、
前記プロセッサに結合されるリード線であって、前記心室頻脈を検知するように構成されると共に、前記プロセッサの制御下で前記第１の抗頻脈パルスルーチン及び前記さらなる抗頻脈パルスルーチンを与える（administer）ようにさらに構成される電極を備える、リード線と
を備える、デバイス。
【請求項９】
前記プロセッサは、
現在の戻りサイクル長を以前の戻りサイクル長と比較する手段と、
前記現在の戻りサイクル長が、前記以前の戻りサイクル長を所定のしきい値だけ超える場合、第１の変化量だけ前記最終サイクル長を減少させる手段と、
前記現在の戻りサイクル長が、前記以前の戻りサイクル長を前記所定のしきい値だけ超えない場合、第２の変化量だけ前記最終サイクル長を減少させる手段であって、前記第２の変化量は前記第１の変化量より大きい、減少させる手段と
をさらに備える、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
Ｘは１に等しい、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記リード線は、第１のロケーションで生理的データを検知するように構成される第１の電極、及び第２のロケーションで前記第１の抗頻脈パルスルーチンと前記第２の抗頻脈パルスルーチンとを送出するように構成される第２の電極を備え、前記第１のロケーションと前記第２のロケーションは離間している、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記プロセッサは、患者が心室細動に罹っていることを前記生理的データが示す場合、ディフィブリレーションパルスを生成する手段をさらに備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
心室頻脈サイクル長で心室頻脈回路内を循環する心室頻脈波を特徴とする心室頻脈を制御する方法であって、
複数の等間隔のパルスを第１のサイクル長で送出することであって、第１のサイクル長は前記心室頻脈サイクル長より短い、送出すること、及び
前記複数の等間隔のパルスに続く最終パルスによって前記心室頻脈波を終了させることであって、前記最終パルスは第２のサイクル長で送られ、該第２のサイクル長は前記第１のサイクル長より短く、前記最終パルスは前記心室頻脈回路の不均一領域内で正方向性ブロック(orthodromic block)を生成する、終了させること
を含む、方法。
【請求項１４】
前記心室頻脈波を終了させることは、前記心室頻脈波の戻りサイクル長に基づいて前記第２のサイクル長を選択することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１の最終パルスが前記心室頻脈を終了させるのに失敗することに応答して、固定サイクル長だけ離間している一連のパルスと最終サイクル長だけ離間している第２の最終パルスとを含むさらなる抗頻脈パルスルーチンを形成することをさらに含み、前記最終サイクル長は、前記心室頻脈が終了するまで、前記さらなる抗頻脈パルスルーチンのそれぞれについて減少する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記心室頻脈を同調する(entrain)前に前記心室頻脈回路内の不応性をピールバックする(peel back)ことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記心室頻脈回路内の前記不応性をピールバックすることは、前記心室頻脈サイクル長と前記第１のサイクル長の差の２分の１に等しい、１パルス当たりの不応性の量をピールバックすることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記心室頻脈波を終了させることは、前記不均一領域内で前記心室頻脈波を終了させることをさらに含み、前記不均一領域は病気に罹っている心臓組織を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
第１の検知部位で前記心室頻脈波を検知すること、及び
ペーシング部位において、前記複数の等間隔のパルス及び前記最終パルスを送出することであって、前記検知部位と前記ぺーシング部位は離間している、送出すること
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
第１の最終パルスによって前記心室頻脈波を終了させることは、２つ以上の第１の最終パルスによって前記心室頻脈波を終了させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋め込み可能なカーディオバータ−ディフィブリレータの分野に関し、より具体的には、ペーシングによって心室頻脈を終了させる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部カーディオバータ−ディフィブリレータ（ＩＣＤ）は、心臓を監視すると共に、不規則な心拍動（不整脈）が起こったときに不規則な心拍動（不整脈）を停止するための電気パルスを提供するために、体内、通常、胸部領域の皮膚下に設置される小さなデバイスである。特に、ＩＣＤを使用して、心室頻脈及び心室細動を処置することができる。心室頻脈（ＶＴ）は、心室内で生じる高速な心調律（heart rhythm）を特徴とする不整脈である。ＶＴ中、心臓出力は、高速な心室レート及び適切にタイミングをとられているか又は協調した（coordinated）心房収縮の欠如のために減少する。ＶＴは、心臓の出力の減少によって死をもたらす可能性がある。
【０００３】
心室細動（ＶＦ）は、血液を圧送することができない「振動する(quivering)」心室をもたらす可能性のある高速で不規則な心調律を特徴とする不整脈である。ＶＦの患者は、パルスの喪失に罹り、わずか数秒で意識不明になる場合がある。
【０００４】
ＶＴ及びＶＦについて異なる種々の手法が存在する。ＶＦが突然発生する場合、外部ディフィブリレータからの電気ショック（又はパルス）は、通常、患者の心臓を正常調律に戻すための最も有効な方法である。電気ショックは、緊急事態における急性ＶＴに対して有効な処置でもある。不整脈のおそれがある、慢性の（長期間にわたる）心臓疾患を有する患者の場合、好ましい処置は、ＩＣＤの埋め込みから成る。ＩＣＤは、危険な不整脈を検出する場合、いくつかの処置のうちの１つを提供することができる。
【０００５】
まず、不整脈がＶＴである場合、ＩＣＤは、抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ）を提供することができる。すなわち、一連の小さな電気パルスが、設定された時間の間、心調律を超えるレートでＩＣＤによって生成される。最初のＡＴＰがＶＴを停止させるのに失敗する場合、ＡＴＰは、異なるペーシング調律で繰り返されることができる。ペーシングがＶＴを停止させるのに失敗する場合か、又は検出された生理的データに基づいてカーディオバージョンを提供するようにＩＣＤがプログラムされる場合、ＩＣＤは、カーディオバージョンを提供することもできる。カーディオバージョンは、高速な心拍動を停止させるための心臓への軽いショックの遂行を含む。カーディオバージョンが失敗する場合、又はＶＦが検出される場合、ＩＣＤはディフィブリレーションショックを提供することができる。ディフィブリレーションショックはカーディオバージョンショックより強いが、ＶＴ及びＶＦを停止させるのに非常に有効である。
【０００６】
ＶＴの処置の場合、カーディオバージョン又はディフィブリレーション用のショックの使用が、ＶＴを停止させるのに著しく有効である。しかし、カーディオバージョン及びディフィブリレーションの大きな電気ショックは、患者にとって不快であり、またＩＣＤのエネルギー源をより早く枯渇させる可能性がある。したがって、ＡＴＰの使用を通じてＶＴを停止させることが好ましい。しかし、現行のＡＴＰは、ＶＴを停止させるのに使用することができるが、プロセスは、ＶＴが終了する前に異なるサイクル長のＡＴＰルーチンを使用して、いくつかの異なる種々の試みを行う場合がある。したがって、ペーシングによって心室頻脈の終了を改善する方法及び装置が必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施の形態では、内部カーディオバータ−ディフィブリレータを動作させる方法が開示される。はじめに、第１の抗頻脈パルスルーチンが心組織に送出される。第１の抗頻脈パルスは第１のサイクル長だけ離間している一連のパルスと第２のサイクル長だけ離間している第１の最終パルスとを含む。第２のサイクル長は第１のサイクル長より短い。次のステップでは、第１の抗頻脈パルスルーチンが、心室頻脈を終了させるのに失敗する場合、さらなる抗頻脈パルスルーチンが生成される。さらなる抗頻脈パルスルーチンは固定サイクル長だけ離間している一連のパルスと最終サイクル長だけ離間している第２の最終パルスを含む。最終サイクル長は、心室頻脈が終了するまで、さらなる抗頻脈パルスルーチンのそれぞれにおいて減少する。
【０００８】
本発明の別の実施の形態では、心室頻脈を終了させる埋め込み可能デバイスが開示される。当該デバイスは、第１のサイクル長だけ離れているＮ−Ｘ個のパルスと、第１のサイクル長より短い第２のサイクル長だけ離れている第２のＮ−Ｘ＋１個のパルスとの第１の抗頻脈パルスルーチンを決定するように構成されるプロセッサを備える。第１の抗頻脈パルスルーチンが、心室頻脈を終了させるのに失敗する場合、心室頻脈が終了するまで、当該プロセッサは第１のサイクル長だけ離れているＮ−Ｘ番目までのパルスのさらなる抗頻脈パルスルーチンを生成するように構成され、Ｎ−Ｘ＋１番目〜Ｎ番目のパルスは戻りサイクル長に基づいて選択される最終サイクル長だけ分離している。当該デバイスは、プロセッサに結合されるリード線も備える。心室頻脈を検知するように構成される電極を備え、また、当該電極はプロセッサの制御下で、抗頻脈パルスルーチン及びさらなる抗頻脈ルーチンを与えるようにさらに構成される。
【０００９】
本発明のさらに別の実施形態では、心室頻脈サイクル長で心室頻脈回路内を循環する心室頻脈波を特徴とする心室頻脈を制御する方法が開示される。当該方法では、心室頻脈回路内の心室頻脈波は、心室頻脈サイクル長より短い第１のサイクル長で、複数の等間隔のパルスを送出することによって同調される(乗っ取られる)(entrained)。次に、心室頻脈回路の不均一領域内で正方向性ブロックを生成することによって、第１のサイクル長より短い第２のサイクル長の最終パルスによって心室頻脈波が終了する。
【００１０】
本発明は、添付図面に関連して以下に述べられる。図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の以下の詳細な説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明又は本発明の適用及び使用を制限することを意図しない。さらに、本発明の従来の背景技術又は本発明の以下の詳細な説明で提示される、明示又は示唆される任意の理論によって拘束されるという意図は存在しない。
【００１２】
図１は、ＩＣＤ１０４を埋め込まれている患者１０２を示す。図１に見られるように、典型的な実施形態では、ＩＣＤ１０４は、鎖骨１０５に近い皮膚の下に埋め込まれる。或いは、ＩＣＤ１０４は、腹部等の体の別のエリアに埋め込まれることができる。
【００１３】
ＩＣＤ１０４は、ＩＣＤ１０４に結合した１つ又は複数のリード線１０６を含む。リード線１０６は、心調律を検知すると共に、情報をＩＣＤ１０４に送る。リード線１０６は、ＩＣＤによって生成されたパルスをリード線１０６の端部まで伝導させることができる。典型的なリード線１０６は、２つ以上の電極を含み、１つ又は複数の電極は検知能力を提供し、１つ又は複数の電極はパルス伝導能力を提供する。１つ又は複数のリード線１０６は、ＩＣＤ１０４から心臓１０８へ、上大静脈１１２、右心房１１４を通って、右心室１１０内に送り込まれる。典型的な実施形態では、リード線１０６は、右心室１１０の端部に達する。
【００１４】
図２は、本発明によるカーディオバータ／ペースメーカの例示的な実施形態のブロック図である。図示するように、デバイスは、マイクロプロセッサベースの刺激器として具体化される。しかし、他のデジタル回路要素の実施形態及びアナログ回路要素の実施形態は、本発明の範囲内にある。図２のデバイスは、ＩＣＤの形態をとるが、本発明は、心房ペーシング及びカーディオバージョン能力を利用するデバイス等の他の埋め込み可能デバイスにおいて有効に採用されてもよい。図２は、本発明の範囲に関して制限的であるのではなく、例示である。
【００１５】
図２に見られるように、ＩＣＤ１０４は、デジタルコントローラ２０２に結合されるマイクロプロセッサ２０４を備え、デジタルコントローラ２０２は、次に、ＩＣＤ入力２１０、ＩＣＤ出力２０８、及びテレメトリ／プログラミングユニット２１４に結合される。メモリ２０６は、マイクロプロセッサ２０４とデジタルコントローラ２０２との両方に結合される。図１では、リード線１０６は、同じロケーションにおいて、検知能力及びパルス伝導能力を提供するものとして示される。しかし、これらの能力は、心臓内の異なるロケーションにおいて設けることができる。たとえば、検出電極は右心室に設置されることができ、パルス伝導電極は左心室心外膜に設置されることができる。メモリ２０６は、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、又は、ランダムアクセスメモリと読み出し専用メモリとの組合せを含んでもよい。メモリ２０６は、ＩＣＤ１０４用の基本プログラミングを記憶することができ、また、医師によってデバイス内にプログラムされる、プログラム式ペーシングレート、プログラム式カーディオバージョン間隔、パルス幅、パルス振幅等のような可変制御パラメータを記憶するのに役立つこともできる。
【００１６】
マイクロプロセッサ２０４は、本発明による、治療の選択に関連する全ての動作を含む、要求されるどんな数学的計算も実行するように構成される。たとえば、マイクロプロセッサ２０４は、頻脈性不整脈又は細動が存在するか否か、また、ＡＴＰルーチン、カーディオバージョンパルス、又はディフィブリレーションパルスを開始すべきか否かを判定することができる。ＡＴＰルーチンが選択される場合、マイクロプロセッサ２０４は、ＩＣＤ１０４によって収集されるデータに基づいて、個々の頻脈性不整脈拍動を分離する間隔を決定することができる。
【００１７】
コントローラ２０２は、ＩＣＤ１０４の全ての基本制御及びタイミング機能を実施する。ペーシングパルスが必要とされるとき、又は、カーディオバージョンパルス又はディフィブリレーションパルスが送出されるべきであるという判定に応答して、コントローラ２０２は、以下で説明するように、出力２０８から適切な出力パルスをトリガすることができる。
【００１８】
ＩＣＤ出力２０８は、リード線１０６を介して患者の心臓に印加されるカーディオバージョンパルスを生成することが可能な高出力パルス発生器を含む。この高出力パルスはディフィブリレーション又はカーディオバージョンに用いることができる。通常、この高出力パルス発生器は、採用される電極に対して単相又は２相のカーディオバージョンパルス又はディフィブリレーションパルスの送出を可能にするための、高電圧コンデンサ、充電回路、及びスイッチのセットを含む。ＩＣＤ出力２０８は、電極においてパルスを送出することによって、心室心臓ペーシングを達成するためのペーシングパルス発生器回路を含んでもよい。ＩＣＤ出力２０８は、送出されるパルスの時間、振幅、及びパルス幅を決定するコントローラ２０２によって制御される。
【００１９】
心室脱分極の検知は、リード線１０６に結合するＩＣＤ入力２１０によって達成される。自然な心室収縮とペーシングされた心室収縮との両方の発生を示す信号が、コントローラ２０２に提供される。コントローラ２０２は、こうした心室収縮の発生を示すデータをマイクロプロセッサ２０４に渡し、マイクロプロセッサ２０４は、任意の必要な計算又はメモリ２０６内に記憶されている値の更新を実施する。
【００２０】
テレメトリ／プログラミングユニット２１４は、ＩＣＤ１０４と外部プログラマとの間の通信を可能にする。任意の従来のプログラミング／テレメトリ回路要素を、本発明で使用することができる。テレメトリ／プログラミングユニット２１４からＩＣＤ１０４に入る情報は、コントローラ２０２に渡される。同様に、ＩＣＤ１０４からの情報は、コントローラ２０２からテレメトリ／プログラミングユニット２１４に提供されることができる。
【００２１】
上述したように、ＩＣＤを装着し、且つ、ＶＴを罹っている患者についての処置は、ＶＦ心拍数より速いレートで心臓に低電圧ショックを提供することである。これは、抗頻脈ペーシング（ＡＴＰ）として知られる。たとえば、ＶＴレートが１５０拍動／分である場合、ＶＴサイクル長（ＶＴＣＬ）は、４００ｍｓ（すなわち、各拍動間に４００ｍｓが存在する）。抗頻脈ペーシングサイクル長（ＡＴＰ  ＣＬ）は、ＶＴＣＬより短いサイクル長に設定される。一実施形態では、ＡＴＰ  ＣＬは、ＶＴＣＬの７０％〜８０％に設定されてもよい。次に、設定された数のパルスについて、そのサイクル長を使用してパルスが送出される。任意の数のパルスを利用することができる。しかし、パルスの数は、通常、４〜２４パルスに設定される。パルスが送出された後、ＩＣＤ１０４は、ＶＴが終了しているか否かを判定することができる。終了していない場合、同じＡＴＰルーチンが、再び試みられることができ、より短いサイクル長及び／又は異なる数のパルスを有する新しいＡＴＰルーチンが試みられることができ、又は、カーディオバージョン／ディフィブリレーションパルスが送出されることができる。一般に、ディフィブリレーション又はカーディオバージョンよりもＡＴＰが使用されることは、患者及びＩＣＤ１０４の寿命のいずれにとってもよりよい。
【００２２】
ＶＴの典型的な場合、不整脈は、心臓組織の異常な興奮から生じる可能性があり、ＡＴＰ−ＶＴ相互作用の説明を簡略化するために環状領域として以下で述べる閉回路の周りをたどるインパルスをもたらす。ＡＴＰルーチンは、ＶＴＣＬより速いレートで送られる多数の離間している電気インパルスを導入することによって、ＶＴを終了させようと試みる。理論上は、パルスは環状領域に入り、ＶＴを消滅させようと試みる。図３は、例示的な環状領域及びＶＴ波を示す。図３では、ＶＴ回路３０２は、一定の回路長で進むＶＴ波３０４を有する。ＶＴ回路３０２は、少なくとも１つの入口／出口３１０を有する。一部のＶＴ回路３０２では、入口及び出口は、互いに離間することができる。さらに、ＶＴ回路３０２は、通常、少なくとも１つの不均一領域３１１を含み、不均一領域３１１は、ＶＴ波３０４が、ＶＴ回路３０２の残りの部分より遅い速度で伝播するエリアを表す。この領域は、一般に、クリティカルな峡領域(critical isthmus region)とも呼ばれる。さらに、この不均一な／クリティカルな峡領域の電気生理学的特性は、下にある組織の不応性が、ＶＴ回路３０２の正常領域の不応性と比較して延びるようなものである。不応性は、興奮した心臓組織が、再興奮することができるのにかかる時間の尺度である。不均一領域３１１は、損傷した、又は疾患のある心臓組織のエリアである可能性がある。
【００２３】
検出／ペーシング部位は、不整脈を検知すること、及びペーシングパルス３１６を放出することの両方が可能である。ぺーシングパルスはＡＴＰルーチンのパルスのうちの１つである。検出／ペーシング部位３１８から放出されるペーシングパルス３１６は、入口３１０に入り、２つの方向に進む波に分離することができる。ペーシングパルス３１６の或る部分は、ＶＴ波３０４と同じ方向（正方向(orthodromic direction))に進み、或る部分は、反対方向（反方向(antidromic direction))に進む。反方向に進むペーシングパルス３１６は、ＶＴ波３０４の頭部３０６と相互作用することができ、正方向に進むペーシングパルス３１６は、ＶＴ波３０４の尾部３０８と相互作用することができる。反方向では、ペーシングパルス３１６は、ＶＴ波３０４の頭部３０６に衝突し、２つの波が互いに消滅する。ペーシングパルス３１６が、ＶＴ波３０４の不応性の尾部３０８に追いつくことができると仮定すると、正方向においても遠回りの活動及びＶＴは消滅する。ペーシングパルス３１６とＶＴ波３０４とのこうした相互作用は、損傷している心臓組織を表す不均一領域３１１で起こる。
【００２４】
しかし、正方向性領域内を進むペーシングパルス３１６が、不応性状態にあるときのＶＴ波３０４の尾部３０８と相互作用するのに失敗する場合、ＶＴ波３０４は、終了する可能性が最も高いのではなく、代わりに、ペーシングパルス３１６によって、再設定される、又は、同調される可能性がある。単一パルスがＶＴ回路３０２に入り、ペーシングパルスがＶＴ回路３０２に入らなかったシナリオに比べて拍動の検知が速く起こるようにＶＴを進める場合、ＶＴは、再設定されると言われる。第１のパルスが、回路内でＶＴを進め、後続の各パルスが、次に、この進められたＶＴと相互作用するような、複数のパルスがＶＴ回路３０２に入った場合、ＶＴは同調される。さらに、後続の３つのパルスとの相互作用する時点での回路内のＶＴの状態は、全てのパルスについて全く同じである。
【００２５】
ＶＴ波３０４と相互作用するＡＴＰルーチンの能力に影響を及ぼすいくつかの因子が知られている。第１の因子は、ＶＴ回路３０２のサイズ及びＶＴ回路３０２内のＶＴ波３０４の速度に依存するＶＴＣＬである。第２の因子は、検出／ペーシング部位３１８及びＶＴ回路３０２における不応期である。不応期は、心臓組織がその間興奮することができない、心臓組織の興奮に続く期間である。第３の因子は、検出／ペーシング部位３１８からのペーシングパルス３１６のうちの１つが、ＶＴ回路３０２に達するのにかかる時間である。第４の因子は、ＶＴ回路３０２内の興奮可能なギャップのサイズ（持続期間）である。興奮可能なギャップは、ＶＴ波３０４の頭部３０６と尾部３０８との間の興奮可能な組織の領域である。従来技術のＡＴＰルーチンでは、最初のペーシングパルスは、後続のパルスが早期に回路に入ることを可能にする不応性を「ピールバックする」と考えられる。しかし、従来技術のＡＴＰルーチンは、どのタイプのパルスレート及びパターンがＶＴを停止させるように最もうまく働くかを考慮することなく、一連の等間隔のパルス（おそらく、１つ又は複数の他の一連の等間隔のパルスがそれに続く）に依存していた。
【００２６】
本発明の一実施形態では、新規なＡＴＰルーチンが提示される。本発明の例示的なＡＴＰルーチンは、一連のＮ−１個の等間隔のパルスから成る（これらのパルスのそれぞれのサイクル長はＶＴＣＬの或るパーセンテージに設定される）。最終パルス、つまりＮ番目のパルスは、前のＮ−１番目のパルスのサイクル長より短いサイクル長で送出される。
【００２７】
図４〜図１５は、本発明の例示的な一実施形態を示す。図４〜図１５の例では、最初、ＶＴＣＬは、６タイムユニットであり、興奮可能なギャップは、２タイムユニットである。ＶＴ回路３０２の入口／出口３１０と検出／ペーシング部位３１８との間の距離は、１タイムユニットであり、ＡＴＰサイクル長は、最初、５タイムユニットに設定される。各タイムユニットは、或る時間量を表す。たとえば、例示的な実施形態では、各タイムユニットは、１００ｍｓの時間に等しいであろう。図４では、ＶＴ波３０４は、ＶＴ回路３０２内を進み、検出／ペーシング部位３１８で検出される。ＶＴの検出は、設定された数（たとえば、８〜２４）のＶＴ波を検出／ペーシング部位３１８で検出した後に確認される。図４では、ＶＴ検出は、ゼロタイムユニットで起こる。ＶＴの検出が確認されると、ＡＴＰルーチンが始動される。図４〜図１５は、ペーシング機能及び検出機能が同じロケーションで起こる一実施形態を示すが、実際には、ペーシング及び検出は、心臓の２つの異なる領域に位置する２つの全く異なる電極によって達成される。
【００２８】
上述したように、検出電極は右心室尖部に位置することができ、ペーシング電極は左心室心外膜に位置することができる。後者の場合、適した時間遅延が組み込まれて、検出電極とペーシング電極との間の距離を反映すると共に、ＡＴＰパルスのタイミングを調整してもよい。図５は、５タイムユニット後のＶＴ回路３０２を示す。５タイムユニットで、ＶＴ波３０４はＶＴ回路３０２の全周を進んだわけではない。同様に、最初のパルス４０２は、検出／ペーシング部位３１８で始動されている。最初のパルスは、ＡＴＰルーチンの最初のパルスである。
【００２９】
検出／ペーシング部位３１８からＶＴ回路３０２までの距離は、１タイムユニットであるため、図５の状態の２分の１タイムユニット後では、最初のパルス４０２は、ＶＴ回路３０２の方へ半分進むであろう。これは、図６に見られる。同様に、図６には、ＶＴ波３０４が示される。ＶＴ波３０４もまた、２分の１タイムユニット移動しており、入口／出口３１０で分離する。ＶＴ波３０４の一部は、ＶＴ回路３０２に沿って継続して進み、ＶＴ波３０４の一部は、ＶＴ回路３０２を出て、最初のＡＴＰパルス４０２に衝突する。図７を参照すると、第２のパルス４０４は、１０タイムユニットで始動される。図７のＶＴ回路３０２の状態を図５と比較すると、ＶＴ波３０４は、ＶＴ回路３０２内で１ユニットだけ後方にシフトしたことが見てわかる。図７では、ＶＴ波３０４の一部は、不均一領域３１１内にあることに留意されたい。この領域では、ＶＴ波３０４が伝播するのに、また、組織が、次のＶＴ波の伝播をサポートすることができるように回復するのに長い時間がかかる。興奮パルスから回復するための、また、心臓組織が再び興奮することができるまでに、心臓組織によって要求される時間は、不応期として知られる。ＶＴ回路３０２の不均一領域３１１では、不応期はＶＴ回路３０２の他の部分より長い。
【００３０】
次に、図８に示すように、図７の状態の１ユニット後に、第２のパルス４０４がＶＴ回路３０２の入口／出口３１０に達した。ＶＴ波３０４は、１タイムユニットだけ前に移動した。第２のパルス４０４及びＶＴ波３０４は、ＶＴ回路３０２の入口３１０で衝突する。これは、元のＶＴ波３０４を終了させ、ＶＴ回路３０２内のＶＴ波３０４は、ここでは、第２のペーシングパルス４０４の結果である。図４から図８で、ＶＴ波３０４がＶＴ回路内で元のＡＴＰ前のレートで移動するのを見ることができるが、最初の２つのＡＴＰパルスは、不応性を徐々にピールバックしてＶＴ回路に達した。一般に、それぞれのパルスによってピールバックされる不応性の量は、（ＶＴＣＬ−ＡＴＰ  ＣＬ）／２である。
【００３１】
第３のパルス４０６は、図９に示すように、１５タイムユニットが経過した後に始動される。ＶＴ波３０４は、第２のパルス４０４が始動された図７の状態に比較して、１タイムユニットだけ後方にシフトしている。その後、図１０に示すように、１．５タイムユニット後に、第３のパルス４０６は、検出／ペーシング部位３１８からＶＴ回路３０２の入口３１０まで移動し（１タイムユニットかかる）、次に、第３のパルス４０６は、ＶＴ回路へ入るときに分離し、第３のパルス４０６の一部は正方向に進み、パルスの一部は反方向に進む。
【００３２】
反方向に進む第３のパルス４０６の一部は、ＶＴ波３０４（すなわち、以前のペーシングによる波）と衝突する。正方向性領域で進む第３のパルス４０６は、ＶＴ波３０４の尾部３０８に達しず、消滅を引き起こさない。代わりに、第３のパルス４０６は、新しいＶＴ波３０４の頭部３０６になる。この時点で、ＶＴ波３０４は同調していると言われ、同じサイクル長で送られる後続のいかなるパルスも、同じ結果を生じる。たとえば、図１１に見られるように、１２タイムユニット後に始動された第４のパルス４０８は、図９と同じ相互作用を生じる。図１２は、図１１に示す状態の１．５タイムユニット後の状態を表し、図１０の場合と同じである。
【００３３】
図１３は、パルス４１０の始動を示す。これは、ＡＴＰ列の最終パルス４１０であり、最初の４つのパルスと異なる間隔で送られる。図１３の例では、パルスは、５タイムユニットではなく、直前のパルスの４．５タイムユニット後に始動される。
【００３４】
図１４は、図１３の状態の１．７５タイムユニット後の図１３の最終パルス４１０を示す。反方向のパルス４１０の第１の部分は、それ自体が以前のペーシングによるパルスの結果であるＶＴ波３０４と衝突する。図１４では、新しいＶＴ波３０４の前部と尾部との間の距離（興奮可能なギャップ）は、減少していることに留意されたい。
【００３５】
図１５は、図１４の状態の２分の１タイムユニット後のＶＴ回路３０２の状態を示す。正方向性経路のパルスは、不均一領域３１１においてＶＴ波３０４に追いついた。ＶＴ波３０４は、不均一領域３１１では速度が落ちるため、最終パルス４１０は、ＶＴ波３０４に追いつくことができる。さらに、不均一領域３１１の組織の不応性が長いため、最終ペーシングパルスの頭部は、ＶＴ波３０４の尾部と相互作用する可能性がある。これは、パルス伝播における正方向性ブロック及びＶＴ終了を可能にする。
【００３６】
上述の説明からわかるように、ＶＴより積極的である（すなわち、ＡＴＰ  ＣＬ＞ＶＴＣＬ）等間隔のパルスを使用するＡＴＰルーチンは、最終的に回路に入り、元のＶＴを消し、ＶＴの再設定又はＶＴの同調（entrainment）のいずれかをもたらす。
【００３７】
ＶＴ終了を達成するために、正方向性ブロック（不均一領域におけるパルスとＶＴ波３０４の尾部との相互作用）が起こる必要がある。一実施形態では、パルスの正方向性部分がＶＴ波３０４に追いつき、且つ不均一領域３１１内に十分な不応性の延長が存在するときに、正方向性ブロックが起こる可能性がある。正方向性ブロックを達成するのに必要な不応性の実際の延長量は、ΔＥＲＰｃ＞ＣＬｎ−ＥＲＰｐとして表現することができ、ここで、ＣＬｎは、ＡＴＰルーチンの最終パルスのサイクル長であり、ＥＲＰｐは、ペーシングによる波面の有効な不応期である。
【００３８】
上記新しいＡＴＰルーチンは、開ループルーチンである。すなわち、最終パルスについてのサイクルは、全体の系がどのように反応するかを知ることなく選択される。本発明の別の実施形態では、閉ループルーチンを使用することができる。閉ループルーチンでは、ＶＴ回路３０２のパラメータが調査され、調査されたパラメータに基づいて最終パルスのサイクル長が減分される。調査することができるＶＴ回路３０２の１つの特定のパラメータは戻りサイクル長である。ＶＴ回路の戻りサイクル長（ＲＣＬ）は、ＶＴを首尾よく同調したＡＴＰルーチンの最終パルスが検出／ペーシング部位３１８から送られた後に、ＶＴ波３０４を検知するのにかかる時間である。たとえば、図１０ではＲＣＬは８である。これは、（図８以降）回路が同調されたため、また、検出／ペーシング部位３１８からＶＴ回路３０２まで進むのに１タイムユニット、ＶＴ回路３０２の周囲を進むのに６タイムユニット、及びＶＴ波３０４を検知することができるペーシング部位に戻るのにさらに１タイムユニットかかるためである。ＲＣＬが、ＶＴ回路３０２内で増加する場合、ＶＴ波３０４の尾部３０８は、クリティカルな領域（不均一領域３１１）内のパルスの頭部によって作用を及ぼされる。
【００３９】
そのため、ＲＣＬの変化が大きい場合、ＶＴ波は、終了に近いはずであり、最終パルスのサイクル長に対する調整が小さい可能性がある。しかし、ＲＣＬの変化が小さい場合、ＶＴ終了は、差し迫っておらず、心室頻脈終了をより迅速に達成するために、最終パルスのサイクル長の大幅な変更が行われる可能性がある。ＲＣＬの変化がそれを超えると大きいと考えることができ、且つ、ＲＣＬの変化がそれを下回ると小さいと考えることができるしきい値を選択することができる。しきい値の選択は、各心室頻脈に特有の因子に基づいて変わる可能性がある。
【００４０】
図１６は、ＡＴＰルーチンの最終パルス４１０を調整する閉ループ法を示すフローチャートである。第１のステップ１６０２にて、最初のＡＴＰルーチンが送出される。最初のＡＴＰルーチンは、或るサイクル長で離間している複数のパルス及び短いサイクル長で離間している最終パルスを含むことができる。ステップ１６０４にて、最初のＡＴＰルーチンが首尾よく行われたか否かが判定される。ステップ１６０６にて、最初のＡＴＰルーチンが首尾よく行われた場合、方法は終了する。ステップ１６０８にて、最初のＡＴＰルーチンが、ＶＴを終了させるのに失敗した場合、次のＡＴＰについての最終パルスのサイクル長は、第１のサイクル長変化だけ減少する。第１のサイクル長変化は、通常、所定の値であり、最初のパルスのサイクル長が、最終パルスのサイクル長を決定するために減少することになる時間量を表す。第１のサイクル長変化は、最終パルスのサイクル長のどれだけの変化が望まれるかについての何らかの判定に基づいて選択することができる。最終パルスについて積極的なサイクル長の変化が必要とされる場合、まだサイクル長の変化が判定されていないので、サイクル長において選択される第１の変化は、小さくより積極的でない変化であるように選択されてもよい。
【００４１】
ステップ１６１０にて、第２のＡＴＰが送出される。第２のＡＴＰルーチンは、最終パルスについてのサイクル長の変化が第１のサイクル長変化だけ減少したことを除いて、第１のＡＴＰルーチンと同じであることができる。ＶＴが終了した場合（ステップ１６１２）、本方法はステップ１６１４にて終了する。
【００４２】
ＶＴが終了しなかった場合、戻りサイクル長の変化は、ステップ１６１６にて判定される。これは、現在のＲＣＬを確定すると共に、現在のＲＣＬを以前のＡＴＰ列のＲＣＬと比較することによって判定される。次に、ステップ１６１６において、ＲＣＬの変化が所定のしきい値より大きいか、又は小さいかが判定される。ＲＣＬの変化がしきい値より大きい場合、このことはＲＣＬの延長を示すと共に、パルスの頭部がＶＴ波の尾部に近いことを示す。そのため、最終パルスのサイクル長における小さな変化だけが必要とされる。したがって、一実施形態では、ステップ１６２０にて、最終パルスのサイクル長は第１のサイクル長変化だけ減少し、本方法はステップ１６１０で継続する。
【００４３】
ＲＣＬの変化がしきい値より小さい場合、ＶＴを停止させることになるパルスにより迅速に移行するために、より積極的なサイクル長の変化を選択することができる。したがって、ステップ１６１８にて、最終パルスについてのサイクル長の第２の変化は、現在のサイクル長から減算され、第１のサイクル長変化より大きくなるように選択される。その後、本方法はステップ１６１０で継続する。
【００４４】
ＡＴＰルーチンにおいて、最終パルスが、他のパルスより短いサイクル長で送られるときの、例示的な実施形態が提示されたが、最終パルスは、ＡＴＰ  ＣＬより短いサイクル長で送出される２つ以上のパルスであることができる。すなわち、最終パルスは、１つ又は複数の最終パルスを表すことができる。たとえば、Ｎ個のパルスのＡＴＰルーチンが与えられると、Ｘ個の最終パルス及びＮ−Ｘ個の初期パルスが存在することができ、ここで、Ｘは１以上の値である。それぞれの連続するＸ個の最終パルスのサイクル長は変化することができる。
【００４５】
少なくとも１つの例示的な実施形態が、上述の詳細な説明で提示されたが、多数の変形が存在することが理解されるべきである。１つ又は複数の例示的な実施形態は例に過ぎず、本発明の範囲、適用性、又は構成をいずれの点でも制限することを意図しないことも理解されるべきである。むしろ、上述の詳細な説明は、１つ又は複数の例示的な実施形態を実施するための、好都合なロードマップを当業者に提供するであろう。添付の特許請求の範囲及び添付の特許請求の範囲の法的な均等物に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、要素の機能及び配置構成において、種々の変更を行うことができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】患者の体内に設置されている例示的なＩＣＤを示す図である。
【図２】例示的なＩＣＤのブロック図である。
【図３】ＶＴがどのように起こるかを示すモデルである。
【図４】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図５】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図６】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図７】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図８】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図９】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１０】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１１】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１２】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１３】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１４】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１５】心室頻脈に対する本発明の例示的な一実施形態の作用を示す図である。
【図１６】新規なＡＴＰルーチンの例示的な一実施形態のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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