(57)【要約】  内因性伝導を優先して心室ペーシングを低減するか、又は最小限に抑えるペーシングプロトコルが提供される。心室ペーシングを提供するモードにおいて動作するときに、一連の伝導性検査が実行され、内因性伝導が戻っているか否かが判定される。これらの伝導性検査は、一般的には後続の試行間ほど長くなる間隔を含む所定のパターンに従って行われる。二腔ペーシングのために提供されるＡＶ間隔が調節され、一般的には、成功しなかった伝導性検査間の間隔が長くなるのに応じて、長い値から名目値に移行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）であって、
前記埋め込み可能医療デバイスを制御すると共に心房ペーシングモード又は二腔ペーシングモードにおいて前記埋め込み可能医療デバイスを選択的に動作させるための心室ペーシングプロトコルモジュールを含む処理ユニットと、
前記処理ユニットの制御下で心臓ペーシングを選択的に提供するためのパルス発生器と、
前記処理ユニットと通信可能に接続され、前記二腔ペーシングモードにおいて動作するときに前記処理ユニットに伝導性検査を実行させるための内因性伝導性検査モジュールであって、該伝導性検査は所定のパターンに従って行われる、内因性伝導性検査モジュールと、
前記二腔ペーシングモードにおいて動作するときに、前記所定のパターンに基づいて、ＡＶ間隔の持続期間を変更するためのＡＶ間隔モジュールと
を備える、埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）。
【請求項２】
前記ＡＶ間隔は第１の持続期間から名目的な持続期間まで次第に短くなり、該第１の持続期間は該名目的な持続期間よりも長い、請求項１に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項３】
前記ＡＶ間隔は、第１の持続期間から名目的な持続期間までステップ関数として減少し、該第１の持続期間は該名目的な持続期間よりも長い、請求項１に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項４】
前記内因性伝導性検査モジュールは最大間隔を含み、該最大間隔に達するときに、前記ＡＶ間隔は名目値に設定される、請求項１に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項５】
前記ＡＶ間隔は、前記所定のパターンにおける伝導性検査間の間隔の持続期間に反比例する、請求項１に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項６】
前記埋め込み可能医療デバイスが前記二腔ペーシングモードにおいて動作する時間のパーセンテージを求める比較モジュールをさらに備え、前記ＡＶ間隔モジュールは、前記時間のパーセンテージに基づいて前記ＡＶ間隔を選択する、請求項１に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項７】
埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）であって、
心臓ペーシングを選択的に提供するための手段と、
心室ペーシングプロトコルに従って前記心臓ペーシングを提供するための手段と、
二腔ペーシングモードにおいて前記心室ペーシングプロトコルの動作中に伝導性検査を実行するための手段と、
前記二腔ペーシングモードにおいて動作している間にＡＶ間隔を変更するための手段と
を備える、埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）。
【請求項８】
前記変更するための手段は、前記伝導性検査に成功しなかった場合に、前記ＡＶ間隔の持続期間を次第に短くする、請求項７に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項９】
前記変更するための手段は、前記伝導性検査に成功しなかった場合に、前記ＡＶ間隔の持続期間をステップ関数として調整する、請求項７に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項１０】
前記変更するための手段は、前記埋め込み可能医療デバイスが前記二腔ペーシングモードにおいて動作する時間のパーセンテージを求めるための手段をさらに備え、少なくとも部分的に該パーセンテージに基づいて前記ＡＶ間隔を求める、請求項７に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項１１】
前記伝導性検査を実行するための手段は、最大伝導性検査間隔を含む所定のパターンに従い、前記ＡＶ間隔を変更するための手段は、前記最大伝導性検査間隔に達するときに、前記ＡＶ間隔を名目値に設定する、請求項７に記載の埋め込み可能医療デバイス。
【請求項１２】
内因性伝導が存在する場合には心房ペーシングモードにおいて、内因性伝導が存在しない場合には心室ペーシングプロトコルに従って二腔ペーシングモードにおいて、心臓ペーシング能力を有する埋め込み可能医療デバイス（ＩＭＤ）を動作させること、
前記二腔ペーシングモードにおいて動作している間に、所定の間隔で伝導性検査を実行することであって、該所定の間隔は、前記伝導性検査に連続して成功しなかった場合に与えられる所定のパターンに従って変化し、該所定のパターンは初期最小間隔及び最大間隔を含む、実行すること、
前記伝導性検査に成功しない度に、前記最大間隔に達するまで、前記所定のパターンから後続の間隔を選択すること、及び
前記二腔ペーシングモードのためのＡＶ間隔を求めること
を含み、前記ＡＶ間隔は、前記所定のパターンで進行するのに応じて、第１の持続期間から第２の持続期間まで変化し、前記第１の持続期間は前記第２の持続期間よりも長い、方法。
【請求項１３】
前記ＡＶ間隔は前記持続期間を徐々に短くすることによって変更される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＡＶ間隔はステップ関数に従って変更される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記埋め込み可能医療デバイスが前記二腔ペーシングモードにおいて動作するパーセンテージ時間を求めることをさらに含み、前記ＡＶ間隔は、少なくとも部分的に該パーセンテージに基づいて求められる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＡＶ間隔は前記所定の間隔に反比例する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＡＶ間隔は、前記伝導性検査間隔が最大値であるときに、名目値に設定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記最大間隔における伝導性検査の前に、所定の数の心周期にわたって前記ＡＶ間隔を前記名目値から長くすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には埋め込み可能医療デバイスに関し、より具体的には、心臓ペーシングのための埋め込み可能医療デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓ペーシングを提供する際に、心室の内因性伝導及び内因性脱分極を促進すること、及び心室ペーシングを低減するか又は最小限に抑えることが好ましい。内因性伝導を促進し、種々の度合いで成功に導くための種々のプロトコルが提供されている。たとえば、いくつかのモードでは、プログラムされたＡＶ（房室）遅延が延長され、根底を成す伝導が内在する場合には、心室事象を検知するのに応じて、後続の心室ペーシングが抑制されるであろう。有用ではあるが、利用可能な最大間隔を従来どおりのペーシング方式の能力に合わせておかなければならないという点で、そのようなＡＶ延長は制限される。すなわち、そのようなＡＶ間隔は、たとえば、ＤＤＤモード又はＤＤＤＲモードの中で定義することができる。任意の所与の心周期において、心室活動が検知されないＡＶ遅延の終わりに、心室ペーシングが送出されることになる。それゆえ、或る最大のＡＶ遅延があり、それを超えると、所与の心周期において、心室ペーシングが安全に送出されないことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明のプロトコルによれば、且つ上記で援用された特許出願においてさらに詳細に記載されるように、心室事象が検知されない場合であっても、心室ペーシングを用いることなく、１つの心周期全体が良好に経過できるようにするモードが提供される。これは、所与の心周期中に、内因性伝導が起こる最大限の機会を与える。そのようなプロトコルはまとめて、「管理式心室ペーシング（商標）」（ＭＰＶ（商標））又は「心室ペーシングプロトコル」（ＶＰＰ）と呼ばれることがある。
【０００４】
実際に、心室ペーシングを提供しない所与のＶＰＰによって、所与の患者が申し分なく動作することができる。すなわち、内因性伝導が常に存在するか、又はＶＰＰによって容認されるほど稀にしか欠如しない限り、所与の患者が、ＡＡＩＲモード、ＡＡＩモード、ＡＤＩモード又はＡＤＩＲモードにあるかのように効果的に振舞うことができる。他の患者、たとえば、完全心ブロックを起こしている患者は、ペースメーカに依存し、一定の心室ペーシングを必要とすることがある。そのような場合には、そのペーシングは生きる上で欠くことができないので、ＶＰＰが心室ペーシングを低減する機会はない。最後に、２つの極端な状態の間で絶えず変化する患者がいる。これらの患者は、心室ペーシングを必要とするときもあるが、他のときには、正常な間隔又は延長された間隔において、内因性伝導を示すであろう。
【０００５】
絶えず変化する患者では、ＶＰＰは、許容可能なときには心房ペーシングモードで動作することになり、心室ペーシングが必要とされるときには、二腔ペーシングモードで動作するであろう。本説明は概要として提供されており、限定することは意図していないものと理解されたい。すなわち、ＶＰＰは、場合によって、モードを切り替えることもあれば、心房を基にする機能及び二腔を基にする機能の両方を達成する単一のモードを含むことにある。したがって、説明上、心房モード又は二腔モード（ＶＰＰを参照）は、与えられる機能を指示しており、実際のモード状態／切替を含むか、又は両方の態様を含んだ単一モードを用いるＶＰＰの機能状態かのいずれかを含む。さらに、心房ペーシングモードは単に、一般的に心室ペーシングが（所与の周期中）提供されないことを意味しており、二腔モードは、心室ペーシングが（所与の周期中）利用可能であることを意味する。したがって、本明細書において用いられるときに、これらのモードを区別することは、三腔ペーシング構成、四腔ペーシング構成、又は他の多部位ペーシング構成を除外するものではない。
【０００６】
上記で示されたように、種々の患者が、心室ペーシングを必要とすること及び必要としないことの間で絶えず変化するであろう。その場合に、二腔ペーシングモードへの変更は、一般的には、永続的であることは期待されない。すなわち、そのデバイスは、周期的に伝導性検査を実行して、内因性伝導が存在するか否か、それゆえ、心房ペーシングモードに戻るのを促進するか否かを判定するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明に従って用いられるようになっている埋め込み可能医療デバイスシステムの図である。図１に示される医療デバイスシステムは、患者１２に埋め込まれているペースメーカのような、埋め込み可能医療デバイス（「ＩＭＤ」）１０を含む。ＩＭＤ１０はペースメーカにすることができるか、又はＩＭＤ１０は埋め込み可能カーディオバータ−ディフィブリレータ（ＩＣＤ）等のカーディオバージョン能力及び／又はディフィブリレーション能力を含むこともできるものと理解されたい。ＩＭＤ１０は、気密封止され、生物学的に不活性の外部ケーシング内に収容され、ケーシングそのものは導電性であり、ペーシング／検知回路内の不関電極としての役割を果たすことができる。図１においてまとめて参照番号１４で特定される、１つ又は複数のペースメーカリード線が、従来どおりにＩＭＤ１０に電気的に接続され、静脈１８を介して、患者の心臓１６の中まで延在する。リード線１４の概ね遠位端付近には、電気心臓信号を受信し、且つ／又は心臓１６に電気的なペーシング刺激を送出するための１つ又は複数の露出した導電性電極が配置される。心臓１６の心房内及び／又は心室内にその遠位端が位置するようにリード線１４を埋め込むことができることは当業者には理解されよう。
【０００８】
ＩＭＤ１０は、図１において、通常胸筋下に画定される「ポケット」内に埋め込まれるように示されており、リード線１４は脈管構造を通って心臓の中まで延在する。代替的に、ＩＭＤ１０は、皮下に埋め込まれるデバイスとして具現化することができ、そのデバイスは心臓１６から離れて位置する電極を有するか、又は心臓１６の内部又は外部まで延在するリード線を備えるかのいずれかである。
【０００９】
また図１には、後にさらに詳細に説明されることになる、アップリンク通信チャネル及びダウンリンク通信チャネルを介して、埋め込み式デバイス１０と非侵襲的に通信するための外部プログラミングユニット２０も示される。従来の医療デバイスプログラミングシステムに従って、ＩＭＤ１０とプログラマ２０との間の双方向通信を容易にするために、プログラミングユニット２０にプログラミングヘッド２２が関連付けられる。数多くの既知の埋め込み可能デバイスシステムでは、図１に示されるようなプログラミングヘッドが、そのデバイスの埋め込み部位上の、患者の人体の直ぐ近くに配置され（通常は、皮膚接触の２〜３インチ以内）、当該技術分野における一般的な手法に従って、ヘッド内の１つ又は複数のアンテナが、埋め込み式デバイスの気密封入体内に配置されるか、又はデバイスのコネクタブロック内に配置されるアンテナにＲＦ信号を送信すると共にアンテナからＲＦ信号を受信できるようにする。その代わりに、又はそれに加えて、プログラミングユニット２０との通信は、ＩＭＤ１０内に適切な送受信器を組み込むことによって、さらに長距離にわたって、ＲＦ伝送を通じて行われる。図２は、現在開示されている本発明によるプログラミングユニット２０の一実施形態の斜視図である。
【００１０】
図３は、ＩＭＤ１０内のパルス発生器を構成する電子回路機構の一実施形態のブロック図である。一次刺激制御回路２５が、ＩＭＤのペーシング機能及び検知機能を制御する。たとえば、図２の刺激制御回路２５は、検知増幅器回路２４と、刺激パルス出力回路２６と、水晶クロック２８と、ランダムアクセスメモリ及びリードオンリーメモリ（ＲＡＭ／ＲＯＭ）ユニット３０と、中央演算装置（ＣＰＵ）３２とを備える。またＩＭＤ１０は、内部通信回路３４も備えており、ＩＭＤ１０が外部プログラマ／制御ユニット２０と通信できるようにする。
【００１１】
続けて図３を参照すると、ＩＭＤ１０は、コネクタブロックアセンブリ１１において、１つ又は複数のリード線１４に接続されており、それらのリード線は、埋め込まれるときに、経静脈的に、埋め込み部位と患者の心臓１６との間に延在する。電気的には、リード線の導体とパルス発生器１０の内部電気部品との間の接続は、リードインターフェース回路１９によって容易に実施することができ、リードインターフェース回路１９は、マルチプレクサのようにして、たとえば、心房の先端電極導体ＡＴＩＰ及びリング電極導体ＡＲＩＮＧ、並びに心室の先端電極導体ＶＴＩＰ及びリング電極導体ＶＲＩＮＧを含む、リード線１４内の種々の導体と、ＩＭＤ１０の個々の電気部品との間に必要な接続を選択的且つ動的に確立するための役割を果たす。
【００１２】
図４は、Ｍａｒｋｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ（登録商標）図でＡＤＩ／ＲモードのＩＭＤ動作を示すラダー図である。ＮＢＧコードの助けを借りて、最新技術に精通している人は、以下のことを理解することができるであろう。最初に位置する文字（Ａ）は、心房検知事象が存在しない場合に、ペースメーカ（又は他の埋め込み式デバイス）が心房をペーシングすることを意味する。第２の文字（Ｄ）は、ペースメーカが二腔、すなわち心房及び心室の両心腔において検知することを意味する。第３の文字（Ｉ）は、いずれかの心腔において検知すると、その特定の心腔においてペーシングが抑制されることを意味する。最後の文字Ｒは、そのデバイスがレート応答性であり、すなわち圧電結晶、加速度計、換気量等のような人工センサに応答して、心房レートを変更できることを意味する。
【００１３】
ＡＤＩ／Ｒモードにおける動作は、以下のように、ラダー図で示される。心房ペーシング（又は検知）事象１は、プログラムできない自己調整（たとえば、１００〜１５０ミリ秒）ブランキング時間４を開始し、それに、自己調整（auto-adjusting）心房感度（図示せず）が続く。検知回路（図３を参照）が、心室検知事象２が生じているか否かを判定する。検出された場合には、タイミング回路部（図３を参照）は、ＶＡ間隔９を開始する。他のタイミング、ブランキング時間、及び不応期は以下の目的を果たす。プログラム可能な心室ブランキング時間８は、「クロストーク」とも呼ばれることがある、心室チャネルにおいて心房ペース１が検知されるのを防ぐ。心室検知事象２は、１２０ミリ秒の事後心室心房ブランキング（ＰＶＡＢ）時間６を開始し、それに自己調整心房感度が続く。ＰＶＡＢ６は、「遠方場Ｒ波検知」と呼ばれる、心房チャネルにおいてＲ波又はＴ波が検知されるのを防ぐという目的を果たす。心室検知事象２も、１００ミリ秒の心室ブランキング７を開始し、それに自己調整心室感度が続く。この時間は、心室出力パルス又は心室脱分極そのものが検知されるのを防ぐという目的を果たす。Ｒ波２に、再分極、すなわちＴ波３が続く。検知回路（図３を参照）によって検出される心室事象２は、タイミング回路部に信号を送出してＶＡ間隔９を開始し、結果として、次の心房ペーシング周期が開始される。
【００１４】
このモードが、完全な、又は或る程度損なわれていないＡＶ伝導を有する洞不全患者で主に用いられることを考慮に入れると、ＡＤＩ／Ｒモードの場合に図示されるような、このタイプの動作は、臨床医又は医師が発生することを予想する動作である。完全なＡＶ伝導の存在時には、それが延長される場合であっても、ペースメーカはＡＤＩ／Ｒ動作／モードを保持するであろう。検知される心室事象は、心周期の大部分（すなわち、ＰＱＲＳＴ）において生じるであろう。図５は、１心周期又は数心周期にわたって患者が一過性ＡＶブロックを発症する場合に、何が生じることになるかを教示する。
【００１５】
図５は、患者が一過性ＡＶブロックを発症する場合のコミット（committed）ＤＤＩ／Ｒ動作のラダー図である。コミットＤＤＩ／Ｒ動作の目的は、ＡＶブロックの存在時に、心室支援を保持することである。簡単に説明すると、埋め込み式デバイスは、１つの周期の間、好ましいＡＤＩ／ＲからコミットＤＤＩ／Ｒにモードを切り替える。
【００１６】
コミットＤＤＩ／Ｒのタイミングは以下のとおりである。ＤＤＩ／Ｒモード（ＤＤＩ／Ｒを付される第３のペーシング周期）では、第２の心房ペーシング事象と第３の心房ペーシング事象との間でいかなる心室事象も検知されないことに起因して、Ｐ波がペーシングされた後に、ＡＶ間隔５が短い８０ミリ秒に設定される。この短いＡＶ間隔５の目的は、ペーシングされたＲ波１３において終了する心室ペーシングパルスと、前にペーシングされた心房事象から伝導が遅れている任意の潜在的な内因性Ｒ波が、競合しないようにすることである。そのような内因性Ｒ波が存在するものと仮定すると、通常は、心室出力パルスのタイミングの結果として、心室ペーシングパルスが内因性の伝導されるＲ波の絶対不応期に入ることになり、結果として偽性融合収縮（pseudo-fusion beat）（図示せず）が生じる。一般的に「ｐａｃｉｎｇ  ｏｎ  Ｔ」現象と呼ばれるような、心室ペーシングパルスが心室の相対不応期に入る場合に、この動作は、心室頻脈の発症を防ぐことを意図している。
【００１７】
図５のタイミングで続けると、ペーシングされたＲ波１３は、１２０ミリ秒の心室ブランキング時間７を開始し、それに自己調整心室感度（図示せず）が続く。ペーシングされたＲ波１３も、１２０ミリ秒のＰＶＡＢ６を開始し、それに自己調整心房感度（図示せず）が続く。一過性ＡＶブロックが自己修正し、ペーシングされたＲ波が検出されるものと仮定すると、図４に示されるように、次のペーシングＰ波又は検知Ｐ波で、好ましいＡＤＩ／Ｒが再開する。
【００１８】
図６は、患者が２周期以上にわたって持続するＡＶブロックを発症する場合の一実施形態におけるペーシング動作を示すラダー図である。本発明の好ましい実施形態によれば、拍動が一度見逃された（すなわち、Ｖｓがない）だけでは、モードが切り替えられることなく、特に相対的に信頼性があるＡＶ伝導が存在する場合にはそうであることに留意されたい。ＤＤＩ／Ｒに１周期だけモードを切り替えた後に、ＶＡ間隔９はタイムアウトし、結果として、心房ペーシング事象１が生じる。ＡＶ伝導を促進しようと試みるために、非常に長い間隔（たとえば、４００ミリ秒又はセンサによって指示されたＡＶ間隔の６５％まで）１７が用いられる。しかしながら、第１の周期（ＡＤＩ／Ｒを付される）において示されるように、ＡＶ間隔１７が検知された内因性Ｒ波によって中断されない場合には、ペースメーカは直ちにＤＤＤ／Ｒモードに切り替わる。内因性Ｒ波が検知される場合には、デバイスは、ＡＤＩ／Ｒ動作（図示せず）に戻る。ＡＶ間隔がプログラムされているＤＤＤ／Ｒ動作は、検知された内因性Ｒ波が検出されるまで持続される。強制的にＡＤＩ／Ｒ動作を回復しようとする試みが周期的に実行される（図７に示される）。心房頻脈が検出される場合には、ＤＤＩ／Ｒモードにモードが切り替えられるであろう（図８を参照）。
【００１９】
図７は、持続ＤＤＤ／Ｒ動作中にＡＤＩ／Ｒ動作を回復するように周期的に試みることを示すラダー図である。上記のように、ＤＤＤ／Ｒモードは、患者が、心拍依存性ＡＶブロックで生じることがあるような、遷延性ＡＶブロックを発症する場合には、持続動作モードになることがある。そのような場合には、デバイスは、プログラム可能な数のＤＤＤ／Ｒ周期後に、ＡＤＩ／Ｒ１に戻るようにプログラムされることがある。その後、デバイスは、たとえば、心房ペース１後の２３において、心室検知事象を探索する。検知された内因性Ｒ波が検出された場合には、ＡＤＩ／Ｒ動作が直ちに再開される。心室検知事象が存在しない場合には、デバイスは、図７の第３の周期において示されるように、ＤＤＤ／Ｒモードにおいて動作し続ける。
【００２０】
図８は、患者が心房頻脈を発症した場合のペーシング動作のラダー図である。洞不全患者は多くの場合に、心房頻脈、心房粗動又は心房細動のエピソードを有する。これらのエピソード中には、心室ペーシングレートが速い心房レートにも、症状を引き起こすほどの遅いレートにも同期しないように、ペーシング動作が実施されなければならない。
【００２１】
図５では、ＡＤＩ／Ｒモードにおいて動作している間に、デバイスがＤＤＩ／Ｒモードに切り替わることができることが言及された。ＤＤＩ／Ｒモードによれば、心室が速い心房レートに同期できないようにするだけでなく、心室ペーシングレートがプログラムされた低い方のレートを下回らないようにすることができるので、心房頻脈の存在時にペーシングするのに非常に適している。それゆえ、図８に示されるように、心房頻脈が生じるときに、心室事象が伝導されることがない速い心房検知事象２７でも、心室タイミング９には影響を及ぼさない。心室事象がないので、その動作は直ちにＤＤＩ／Ｒモードに切り替わる。心房頻脈の存在時に、Ｖ−Ｖ間隔９はタイムアウトし、プログラムされた低いレートよりも速いレートにおいて、又はＤＤＩ／Ｒモードにおいてセンサによって指示されるレートにおいて、ペーシングされたＲ波８が生じる。図８において示される動作は、心房頻脈が持続する限り続く。心房頻脈の終了時に、心臓が心房頻脈性不整脈からいかに回復したかによって、図４又は図７に示されるように、好ましいＡＤＩ／Ｒが再開する。心房頻脈性不整脈が突然に終了する場合には、ＡＤＩ／Ｒモードの迅速な回復が行われる（図４を参照）。しかしながら、心房頻脈性不整脈がゆっくり「鎮まる」場合には、ＤＤＤ／Ｒペーシングの期間が存在することがあり、図７に示されるように、周期的にＡＤＩ／Ｒペーシングに回復することが試みられる。
【００２２】
図９を包括的に参照すると、心室ペーシングプロトコルは、以下の態様の内１つ又は複数を含む。モードスーパーバイザが組み込まれ、モード変更に関連する広範な動作を制御する。モードスーパーバイザとして、ハードウエア、ソフトウエア又はファームウエアに基づくモジュールを用いることができる。モードスーパーバイザの一態様は、患者の心房−心室状態をモニタすると共に、必要なときに、従来のペーシングモード（すなわち、ＤＤＤ／Ｒ及びＤＤＩ／Ｒ）への持続的なモード切替を呼び出すことによって介入することである。モードスーパーバイザは、一実施形態では、許容できる（又は「相対的に信頼性がある」）ＡＶ伝導状態と、許容できない（又は「相対的に信頼性がない」）ＡＶ伝導状態とを区別するために重要な意味を持つＡＶ伝導許容比を定義するウェンケバッハパターンに従って、信頼性のないＡＶ伝導を定義する。たとえば、４：３のＡＶ伝導許容比であれば、４つの生理的心房事象毎に少なくとも３つの心室事象が存在する限り、好ましいＡＤＩ／Ｒ動作が持続できるようになる。Ａ事象とＶ事象との比が、予め定義された許容比未満になる場合には、従来のＤＤＤ／Ｒペーシングへの持続的な切替が生じるであろう。非生理的と分類される（すなわち、ＡＲＰ内の）心房事象は、Ａ：Ｖ比の計算において考慮されない。それにより、頻繁な非伝導の心房性期外収縮（ＰＡＣ）の存在時に、不適切なＤＤＤ／Ｒへのモード切替が避けられる。
【００２３】
信頼性のないＡＶ伝導の存在時にＤＤＤ／Ｒペーシングを呼び出すと、モードスーパーバイザは直ちに、ＡＤＩ／Ｒペーシングを回復しようと試みる役割を果たす。ＡＶ伝導疾患は通常徐々に進行し、疾患進行の早期の段階において、高度ブロックの短い徴候が予想されることがわかっているので、モードスーパーバイザは、新たに開始されたＤＤＤ／Ｒペーシングの、ほんの短期のエピソード後に、ＡＤＩ／Ｒ動作を回復しようと試みるであろう。したがって、ＤＤＤ／Ｒペーシングからわずかな時間（たとえば、１分）が経過した後に、完全なＡＶ伝導を明らかにすると共にＡＤＩ／Ｒペーシングを回復しようとする最初の再試行が生じる。ＡＤＩ／Ｒ回復が失敗する場合には、２分、４分、８分、１６分及び３２分において、その後、１時間、２時間、４時間、８時間、１２時間及び１６時間において、再試行が行われる。もちろん、周期的及び非周期的に（そして、ローカル及びリモートで臨床医又は患者によって起動される心房ペーシングの開始時に）、他のタイミングシーケンスが用いられることができる。
【００２４】
上記で示されたように、ＩＭＤ１０は周期的に、心房ペーシングモードに戻ろうと試みるであろう。同様に、後に説明されるように、頻繁にモードを切り替える結果として、二腔モードに持続的に切り替わることがあり、その後、所与の間隔で、心房モードに戻ろうとする試みがなされる。このように二腔モードから心房モードに戻ろうと意図的に試みる過程は、本明細書において包括的には「伝導性検査（"conduction check" or "conduction checking"）」と呼ばれる。上記の実施形態において言及されたように、各伝導性検査間の遅延は漸増する。提供される例では、２分間隔、４分間隔、８分間隔、１６分間隔及び３２分間隔で、その後、１時間間隔、２時間間隔、４時間間隔、８時間間隔、１２時間間隔及び１６時間間隔で試みられる。選択される個々の値、及び長い間隔に移行する前に所与の間隔で行われる試行回数は変更することができる。たとえば、１、１、２、２、４、４、８、８、８等のパターンを用いることができる。
【００２５】
本発明の一実施形態では、伝導性検査タイミングの間隔又は進行は、患者が予測できないように、且つ／又は概日性反復を避けるように選択される。一般的に、心室脱分極が時々存在しなくても、患者には気付かれないであろう。しかしながら、拍動が頻繁に抜けると、知覚できることがある。そのような場合に、伝導性検査が毎分、又は３分毎に（たとえば、比較的短い間隔で）実行され、拍動が飛び越されたことを患者が知覚したなら、患者側への生理的又は心理的いずれかの影響の結果として、伝導性検査に失敗することがある。たとえば、その患者は、予想して緊張した状態又はストレスを受けた状態になることがあり、結果として心拍が高くなり、条件が揃うと、これが、根底を成す内因性伝導の発生を妨げることがある。したがって、そのパターンは、時間差を付けられ（staggered）、徐々に長くなる間隔に設定され、患者によって伝導性検査が予想されないようにする。単なる例示であるが、おそらく、患者は２分において伝導性検査を知覚し、緊張する。４分後に、その患者は依然として緊張している可能性がある。８分後又は１６分後には、その患者はその問題への集中を失っている可能性が高く、緊張が緩和されており、より効果的な伝導性検査が助長される。
【００２６】
段階的に試みられるときに伝導性検査が失敗するものと仮定すると、或る最大値に達する。上記の例では、この値は１６時間である。すなわち、伝導性検査が１６時間毎に一度実行される。この値は、概日性反復を避ける。これは単に、伝導性検査は、毎日同じ時刻に行われないことを意味する。伝導性検査間隔が最大値に達するほど十分に長く継続する一過性ブロックを発症する仮定的な患者について考える。その後、内因性伝導が再開する（又はペーシングが行われないことになる）が、睡眠時間中にブロックが生じる。最大間隔が２４時間であったなら、伝導性検査は、連続して、患者が眠っているときに試みられる可能性があり、それゆえ失敗することになる。そのような状況は、起きている時間中に心室ペーシングが低減されるという利点を捨てることになるであろう。たとえば、１６時間の最大値を利用することによって、一日の異なる時刻において伝導性検査が行われ、上記のシナリオが回避される。もちろん、これを同じように達成するために、１６時間以外の間隔を選択することもできる。しかしながら、選択される間隔が２４時間に比較的近い（たとえば、２３時間である）場合には、何日も続けて、同じ概日間隔中に（たとえば、夜間又は睡眠時間中に）伝導性検査が行われる可能性がある。
【００２７】
したがって、伝導性検査を進めるタイミングを判定する際に、いくつかの要因がある。最初に、その検査は頻繁に、且つ短い持続期間で実施される。それらの検査が失敗するものと仮定すると、その間隔は、最大値に達するまで長くなる。この最大値は、資源を無駄にしないように十分に長くすべきであり、内因性伝導が戻る場合には、比較的迅速に患者に利益をもたらすことができるように十分に短くすべきであり、概日性反復を回避するために時間差を設けるべきであり、オプションでは、時間差を設けることによって、概日周期における反復が延長される（たとえば、２３時間）のを避けるように選択されるべきである。
【００２８】
図１０は、伝導性検査を実行するための過程を示す流れ図である。上記のような心室ペーシングプロトコルに従って心房ペーシングモードにおいて動作しているとき、患者は内因性伝導を喪失している（２００）。任意の所与のプロトコルが、それを果たすのに数周期かかることがあるとき、しばらくすると、そのデバイスは一般的には、二腔ペーシングモード（たとえば、ＤＤＤ／Ｒ）において動作する（２１０）。ＩＭＤ１０は、伝導性検査間隔（ＣＣＩ）を開始する（２２０）。これはタイマ、ペーシング周期のカウント、又はデバイスが伝導性検査を試みるべきときを指示するために用いられる類似の仕組みである。ＣＣＩの満了時に（２３０）、ＩＭＤ１０は伝導性検査を実行し（２４０）、内因性伝導（２５０）があるか否かを判定する。内因性伝導がある場合には、ＩＭＤ１０は、心房ペーシングモードにおいて動作する（２６０）。
【００２９】
内因性伝導が見つからない場合には（２５０）、或る所定の量だけＣＣＩを増加させる（２７０）。ＣＣＩが評価され（２８０）、最大値以下である場合には、その過程はＣＣＩの開始（２２０）に戻る。これは、ＣＣＩの最大値にあるか、又はＣＣＩの増加した値にある（２７０）かのいずれかであろう。このようにして、最大値に達するまで、ＣＣＩを徐々に増加させる。すなわち、ＣＣＩが最大値よりも大きい場合には（２８０）、ＣＣＩは最大値に変更され、その過程は（２２０）に戻る。プログラムされたパターンによって、任意の所与の増加量が求められる。上記で示されたように、これは、一実施形態では、１分、２分、４分、８分、１６分及び３２分、その後、１時間、２時間、４時間、８時間及び１６時間にすることができ、１６時間が最大値である。このように進めることは単なる例示であり、それよりも多くの、又は少ない反復が利用されることがあり、それに応じて、値が選択されることがあることは理解されたい。さらに、ステップ（２８０）は、カウンタを組み込んで、その値を増加させる前に、所与の値において何度も試行が行われることがあるように変更することができる。
【００３０】
図１１は、周期的に行われる伝導性検査を示す概略的なタイミング図である。バー３００及び３２０はいずれも時間を示し、具体的には１２時間間隔が示されている。矢印３１０は、最大値において行われる伝導性検査のパターンを示す。パターン「ａ」では、伝導性検査が１６時間毎に行われている。時間バー３２０及び時間帯指標３３０を参照すると、最初の伝導性検査が１６時に行われ、それが午後であることが容易に明らかになる。次の伝導性検査は８時に行われることになり、それは午前であり、次の伝導性検査は２４時（真夜中）に行われ、夜間の評価を表す。１６時間間隔が保持される場合には、このパターンが繰り返されることになり、概日性の区別が達成される。伝導の喪失は開始事象であり、最終的に用いられる実際の時間帯は、トリガ事象から得られることは理解されたい。
【００３１】
個別に図示されないが、この変形形態は、さらに概日可変性を達成するためにわずかに変更されることがある。上記で示されたように、１６時間間隔の場合、午後、午前及び夜間の進行が繰り返されることになり、伝導性検査は概ね同じ時刻に行われる（たとえば、１６時、８時、２４時）。この１組の伝導性検査は、完全な概日サブセットとして分類することができる。すなわち、日常の３つの主な時間中にそれぞれ、少なくとも１回の検査が行われる。１つの概日サブセット（又は或る所定の数のサブセット）後に、オフセット値を導入することができる。オフセットのために選択される値は重要ではない。１時間、２時間又は３時間が一般的であるが、任意の値（正又は負）を許容できる。こうして、概日サブセット（所定の概日サブセット数の、最後のサブセット）が終了した後に、もう一度繰り返すために、ＣＣＩ値にオフセット値が加えられる。したがって、この例では、ＣＣＩ最大時間は１６時間であり、１つの概日サブセット後に、１時間のオフセット値が加えられて、次の伝導性検査が、１６時間後ではなく、１７時間後に行われるようにする。しかしながら、オフセット値は保持されず、後続の伝導性検査は１６時間後に起こる。したがって、例示的なパターンは１６−１６−１６−１７−１６−１６等になるであろう。別の言い方をすると、伝導性検査は、１６時、８時、２４時、１７時、９時等において行うことができる。このようにして、概日区別が後続の各伝導性検査間で常に保持され、所定期間にわたって、毎日の時間の中でそれぞれ、さらに変化が与えられる。
【００３２】
フィードバック機構を用いることができ、成功した伝導性検査が注目され、オフセット値を用いて、過去において成功したことがわかっている時間中に伝導性検査が行われるようにすることができる。言い換えると、ＩＭＤ１０は、伝導性検査に成功する可能性を高める患者特有のパラメータを学習することができ、それに応じて、その進行を調整することができる。
【００３３】
図１１に戻ると、パターン「ｂ」は、３２時間間隔において行われる伝導性検査を示す。これは概日可変性を保持するが、間隔が長くなるので、後続の伝導性検査間で、さらに長い時間が経過し、任意の所与の時間帯における反復検査間でもさらに長い時間が経過する。パターン「ｃ」は、所定の時間として１６時間間隔を用いるが、成功しない場合には、３２時間まで最大値を増加させることを表す。その数は限定するものではないが、概念的には、長期にわたって伝導性検査が失敗し続ける場合には、成功の可能性が小さくなり、伝導性検査の頻度を下げることを正当化することができる。パターン「ｄ」は、２０時間間隔で行われる伝導性検査を示す。したがって、所望の時間的な関係を達成するために、種々のパターンが用いられることがあることは明らかである。
【００３４】
一実施形態では、完全なＡＶ伝導を探索し、ＡＤＩ／Ｒを回復するために用いられるアルゴリズムは、２つのオプションのうちの１つに従って定義される。第１のオプションは、ＤＤＤ／Ｒ動作中に心室ペース刺激を単に控えることである。心室ペーシングが控えられた生理的心房事象に続いて、心室検知が生じる場合には、ＡＤＩ／Ｒペーシングが再開される。そうでない場合には、ＤＤＤ／Ｒペーシングが継続し、その後、予定どおりに再試行されるか、又は手動で起動することによって再試行される（上記で詳述されている）。完全なＡＶ伝導の第２のオプションの探索は、ＤＤＤ／Ｒペーシング中のＡＶ遅延を、予め指定されたＡＶ伝導（探索）間隔（ＡＶＣＩ）まで延長することを伴う。たとえば、ＡＶＣＩが４００ｍｓである場合、生理的心房事象（検知又はペーシング）後に、ＡＶ遅延が４００ｍｓまで延長される。ＡＶ間隔が心室検知によって中断され、それにより、ＤＤＤ／Ｒ動作において心室ペースを回避する場合には、モードスーパーバイザはＡＤＩ／Ｒ動作に戻る。そうでない場合には、ＡＶＣＩ間隔の満了時に、心室ペースが送出され、ＤＤＤ／Ｒ動作が再開し、上記のように予定どおりに（又は手動による起動で）再試行される。
【００３５】
モードスーパーバイザは、一実施形態において最大試験持続期間で、繰返し失敗したＡＶ伝導試験をモニタする。したがって、たとえば、１６時間間隔で、ＡＶ伝導の試験が７回立て続けに失敗する場合には、モードスーパーバイザは、ＡＶ伝導試験を一時中止することができ、その際、デバイスは無期限にＤＤＤ／Ｒモードに留まることができる。代替的に、本発明は、最大間隔において、伝導性検査を実行し続けることができる。これにより、プログラミングオプションを簡単にできるようになる。すなわち、完全心ブロックが生じる場合であっても、そのプロトコルは、患者にとって都合よく機能し、起こりそうもない場合であっても、内因性伝導の戻りを確認することができる。
【００３６】
上記で示されたように、ＡＶＣＩは、名目値（たとえば、１５０ｍｓ）から、或る所定の値、たとえば、上記で述べられた４００ｍｓまで延長されることがある。名目値は、ＤＤＤモード又はＤＤＤＲモードのようなモードにおける標準的な動作のために用いられる、従来どおりにプログラムされたパラメータを示すことを意図している。通常、名目値は約１５０ｍｓ〜１８０ｍｓの範囲内にある。延長されたＡＶ間隔は、より長い窓を提供し、その最中に、内因性伝導が戻ることがあり、それにより心房ペーシングモードに戻ることができるようになる。デバイスが二腔ペーシングモードに留まるとき、必要に応じて、その間隔の終わりに心室ペーシングが提供される。
【００３７】
図１２は、この全過程を示す流れ図である。例示するために、デバイスは、心房モードにあるものと仮定される（５００）。上記で説明されたように、デバイスは内因性伝導をモニタする。存在する場合には（５１０）、デバイスは心房モードに留まる（５００）。内因性伝導が失敗する場合には（５１０）、デバイスは、二腔ペーシングモードへの変更が必要とされるか否かを判定する（５２０）。必要とされない場合には、デバイスは再び、心房ペーシングモードに留まる（５００）。
【００３８】
適切な場合には、そのデバイスは、適切に求められるＡＶ間隔（５３０ｂ）において、二腔ペーシングモードにおいて動作するであろう（５３０ａ）。周期的に伝導性検査が実行され（５４０）、結果として（５５０）、デバイスが二腔ペーシングモードにおいて動作するか、又は心房ペーシングモードにおいて動作するかが判定される。
【００３９】
図１３は、二腔ペーシングモードにおいて動作している間に、ＡＶ間隔を求めるための種々のオプションを示す。取り扱われる３つの包括的なカテゴリが存在する。第１のカテゴリは、二腔ペーシングモードにおいて動作する初期周期又は最初の数周期の間である（５６０）。第２のカテゴリ（６００）は、最大ＣＣＩ未満において行われている、周期的又は漸進的な伝導性検査の時間中である。第３のカテゴリは、ＣＣＩが最大値である間（６８０）、代替的に伝導性検査が終了されたときの、二腔ペーシングモードにおける動作である。
【００４０】
第１のカテゴリ（５６０）では、動作は、心室脱分極が欠如した直後の１周期又は数周期を含むことがある。したがって、一実施形態では、二腔モードにおけるこの最初の周期では、ＡＶ間隔は、名目値よりも短くなることがある（５７０）。たとえば、短縮されたＡＶ間隔は８０ｍｓに設定されることがある。代替的に、ＡＶ間隔は、プログラムし直された名目値に設定されることがある（５８０）。他の実施形態では、この最初の周期は、ＡＶＣＩのような、延長された（たとえば、名目値よりも長い）ＡＶ間隔を含むことがある。選択されたＶＰＰは、このモードにおける最初の周期、及び／又は最初の数周期のために適した二腔ペーシングプロトコルを判定することになり、このカテゴリを分けることは、ＡＶ間隔を設定することに関する以下のオプションが、このカテゴリ（５６０）においてオプションで適用されることがあることを例示することを単に意図している。
【００４１】
第２のカテゴリ（６００）は、伝導性検査が実行されている間の二腔ペーシングモードにおける動作を参照する。上記で説明されたように、そのような伝導性検査間の間隔、たとえば、ＣＣＩは異なることがあり、一般的には、連続して試行が成功しないと、最大間隔に達するまで長くなる。このカテゴリでは、ＡＶ間隔は名目値（６１０）に設定されることがある。もちろん、名目的なＡＶ間隔中に、内因性事象が生じることもあり得るであろう。しかしながら、このオプションによれば、ＶＰＰは主に伝導性検査そのものに基づいて、内因性伝導が戻っているか否かを判定している。
【００４２】
別の実施形態では、ＡＶ間隔は、或る最大安全延長値、又は名目的なＡＶ間隔よりも長い少なくとも１つの固定値（たとえば、ＡＶＣＩ）に設定される（６２０）。したがって、心周期毎に、二腔ペーシングモードにおいて心室ペーシング能力を依然として提供しながら、内因性伝導が戻るための機会が、最大ではないにしても増える。
【００４３】
別の実施形態では、伝導性検査が進行するのに応じて、ＡＶ間隔が調節される（６３０）。一般的に、これは、ＡＶ間隔が最初に長くなり（第１のカテゴリ（５６０）中にいかなる変化も生じない）、伝導性検査が進行し、連続して失敗するのに応じて短くされることを意味する。ＡＶ間隔の変化又は調節は、ＣＣＩの変化に関連し得る。
【００４４】
一実施形態では、ＡＶ間隔は、第２のカテゴリ（６００）中の伝導性検査過程にわたって、所定の割合で次第に短くなるであろう（６４０）。代替的に、ＡＶ間隔は、ＣＣＩが変化する度にステップ関数として減少することがある（６５０）。次第に短くなること、又はステップ関数は、所定の時間間隔に基づくことがあるか、又はパーセンテージを基にする変化に基づくことがある。同様に、ＡＶ間隔は、ＣＣＩに反比例するように調整されることがある（６６０）。
【００４５】
一般的に、上記の変化は、連続して成功しなかった伝導性検査に直に適用される。伝導性検査が間欠的に成功する場合には、心周期又は一連の心周期が成功する度に、ＶＰＰは、この過程を再開する。これは完全に許容することができる。しかしながら、これらの間欠的な事象が生じる場合には、所望により、ＡＶ間隔は、名目値に近い値又は等しい値に設定されることがあり、次第に短くする割合を増やすことができ、ステップ毎の変化を大きくすることができ、比例（反比例）の割合を増やして、名目的なＡＶ間隔にさらに迅速に導くことができる。
【００４６】
一実施形態では、心房ペーシングモードにおいて費やされる時間のパーセンテージが、二腔ペーシングモードにおいて費やされる時間のパーセンテージと比較される。二腔ペーシングモードにおいて費やされる時間のパーセンテージが所定のしきい値を超える場合には、上記の動作のうちのいずれかを行って、ＡＶ間隔を、より迅速に減少させるか、又は名目値に設定する。代替的に、デバイスがＡＶ間隔を変更するための仕組みは、所与の数の心周期にわたるモード切替の回数、又は所定の時間枠内のモード切替の回数を含むことがある。
【００４７】
一実施形態では、ＡＶ間隔は、成功しない伝導性検査が生じるのに応じて、徐々に低減される。或る時点において、ＣＣＩは最大値に達することがある（６８０）。上記で説明されたように、この最大ＣＣＩにおいて（変化の有無にかかわらず）、伝導性検査が終わることがあるか、または行われることがある。いずれにしても、ＡＶ間隔は名目値に設定される（６９０）。最大ＣＣＩにおいて行われることがある伝導性検査に加えて、内因性伝導が戻るのを容易にするために、この伝導性検査の前に数周期にわたって、ＡＶ間隔が延長されることがある。ＡＶ間隔の周期的な延長は、予め決められたように実行することができる代替の伝導性検査機能としての役割を果たすこともできる。
【００４８】
そのデバイスは実際には二腔動作にあり、名目的なＡＶ間隔は従来の一般に認められているペーシングプログラミングパラメータに従って設定されるので、ＣＣＩが最大値にあるときに、ＡＶ間隔は名目値に設定される。代替的に、ＣＣＩが最大値にある場合であっても、ＡＶ間隔が、連続的に又は間欠的に調節されることがある（７００）。これは、患者を、最大値に設定されたＡＶ間隔下に連続して置くことなく、心室ペーシングを保持しながら、定期的に実行されることがある伝導性検査の変形形態としての役割も果たすであろう。
【００４９】
本発明は、医療デバイスによってセーブされる（又は、医療デバイスにダウンロードされる）実行可能ソフトウエアコード及び／又は動作パラメータを用いて実施することができる。そのようなデバイスは、体内に配置され、本発明に従って後にプログラムされることもできるし、又は埋め込む前にプログラムされることもできる（たとえば、遠隔測定技法等を用いてプログラムし直されることがあるか、又は変更されることがあるファームウエアを用いる）。しかしながら、本発明は、ファームウエア又はハードウエアの実施態様だけには限定されない。実際には、本発明は、当該技術分野において知られており、用いられているデバイスプログラミング技法を用いて、所望のように混成形態で、又は組み合わせて実施することができる。
【００５０】
上記の説明が例示することを意図しており、限定することを意図していないことは理解されたい。上記の説明を読み、理解すると、当業者には数多くの他の実施形態が明らかになるであろう。それゆえ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲を参照することによって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】患者に埋め込まれる気密封止デバイス及び外部プログラミングユニットを含む、本発明による人体に埋め込み可能なデバイスシステムの図である。
【図２】図１の外部プログラミングユニットの斜視図である。
【図３】図１の埋め込み式デバイスのブロック図である。
【図４】ＡＤＩ／Ｒ動作のラダー図である。
【図５】患者が一過性ＡＶブロックを発症する場合のコミットＤＤＤ／Ｒ動作のラダー図である。
【図６】患者が２周期以上にわたって持続するＡＶブロックを発症する場合のペーシング動作を示すラダー図である。
【図７】持続ＤＤＤ／Ｒ動作中にＡＤＩ／Ｒ動作を回復するように周期的に試みることを示すラダー図である。
【図８】患者が心房頻脈を発症する場合のペーシング動作のラダー図である。
【図９】本発明によるモードスーパーバイザの一実施形態を示す流れ図である。
【図１０】伝導性検査を実行するための過程を示す流れ図である。
【図１１】周期的に行われる伝導性検査を示す概略的なタイミング図である。
【図１２】心室ペーシングプロトコルでＡＶ間隔を調節するための過程を示す流れ図である。
【図１３】ＡＶ間隔調節オプションを示す概略図である。
【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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【国際調査報告】
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