DE69916686T2

DE69916686T2 - Gerät zur Behandlung von Atemstillstand im Schlaf

Info

Publication number: DE69916686T2
Application number: DE69916686T
Authority: DE
Inventors: Ivan Bourgeois; Richard London Sutton
Original assignee: Medtronic Inc
Current assignee: Medtronic Inc
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2019-02-04
Also published as: EP0940155A3; EP0940155B1; DE69916686D1; EP0940155A2; US6126611A; GB9802382D0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Apparat bzw. eine Vorrichtung zur Behandlung der Schlafapnoe.
Schlafapnoe ist seit einiger Zeit bekannt als ein medizinisches Syndrom in zwei allgemein anerkannten Formen. Die erste ist die zentrale Schlafapnoe, die mit der Fehlfunktion des Körpers in Verbindung steht, automatisch die neuromuskuläre Stimulation zu erzeugen, die notwendig ist, um den Atemzyklus zur rechten Zeit anzuregen und zu kontrollieren. Arbeiten, die in Verbindung stehen mit der Anwendung elektrischer Stimulation, um diesen Zustand zu behandeln, werden bei Glenn, "Diaphragm Pacing: Present Status", Pace, V. I, Seiten 357–370 (Juli-September 1978), diskutiert.
Das zweite Schlafapnoesyndrom ist bekannt als obstruktive Schlafapnoe. Gewöhnlich erlaubt die Kontraktion des Dilatormuskels der oberen Atemwege (Nase und Rachen) deren Durchgängigkeit während der Einatmung. Bei der obstruktiven Schlafapnoe resultiert die Obstruktion (der Verschluss) der Atemwege aus einem Ungleichgewicht zwischen den Kräften, die versuchen, sie zu schließen (negativer Einatmungs- bzw. Inspirationstranspharyngealdruckgradient), und denen, die zu ihrem Öffnen beitragen (Muskelkontraktion). Der Mechanismus, dem das Auslösen der obstruktiven Schlafapnoe unterliegt, schließt eine Abnahme der Größe der oberen Atemwege, ein Anwachsen ihrer Compliance, und eine Verminderung der Aktivität der Dilatormuskeln ein. Die Dilatormuskeln sind eng mit den Atemmuskeln verbunden, und diese Muskeln reagieren in ähnlicher Weise auf eine Stimulation oder eine Depression des Atemzentrums. Die Atemschwankungen, die während des Schlafes beobachtet werden (entweder Hyper- oder Hypoventilation der periodischen Atmung) begünstigen eine Instabilität der oberen Atemwege und das Auftreten von oropharyngealer Obstruktion. Insbesondere wurde beobachtet, dass die Atemaktivierung des Genioglossus während des Schlafes wirkungslos ist. Die kardiovaskulären Folgen der Apnoe schließen Herzrhythmusstörungen (Bradykardie, auriculoventrikuläre Blockade, ventrikuläre Extrasystolie, Tachyarrhythmie) und Störungen der Hemodynamik (pulmonaler und systemischer Bluthochdruck) ein. Dies führt zu einem Stimulationseffekt auf das autonome Nervensystem. Das elektroenzephalografische Erwachen ist für die Unterbrechung des Schlafs verantwortlich. Das Syndrom ist deshalb mit einer erhöhten Sterblichkeit (die Folge von täglicher Hypersomnoleszenz und kardiovaskulären Komplikationen) verbunden.
Eine Methode zur Behandlung des obstruktiven Schlafapnoesyndroms ist, elektrische Signale zu erzeugen, um die Nerven zu stimulieren, die die oberen Atemwegsmuskeln des Patienten ansteuern, um die Durchgängigkeit der oberen Atemwege aufrecht zu erhalten. Zum Beispiel wird im U.S. Patent 4,830,008 von Meer der Atemaufwand überwacht und elektrische Signale werden zu den oberen Atemwegsmuskeln geleitet als Antwort auf den überwachten Atemaufwand. Im U.S. Patent 5,123,425 enthält ein Halsband einen Sensor, um die Atemfunktion zu überwachen, um ein Apnoeereignis festzustellen, sowie ein elektronisches Modul, das elektrische Signalfolgen bzw. Bursts an den Elektroden, die am Halsband festgelegt sind, erzeugt. Die elektrischen Bursts werden von den Elektroden zu den Nerven transcutan abgegeben, die die oberen Atemwegsmuskeln anregen. Im U.S. Patent 5,174,287 von Kallok überwachen Sensoren die elektrische Aktivität, die mit der Kontraktion des Zwerchfells verknüpft ist, und auch den Druck innerhalb des Thorax und der oberen Atemwege. Immer, wenn die elektrische Aktivität des Zwerchfells vermuten lässt, dass ein Atemzug stattfindet, und die Drucksensoren einen abnormalen Druckunterschied über den Atemweg zeigen, wird das Auftreten einer obstruktiven Schlafapnoe angenommen, und elektrische Stimulation an die Muskulatur der oberen Atemwege abgegeben. Im U.S. Patent 5,178,156 von Wataru et al. beinhaltet die Atmungsüberwachung bzw. -erfassung Sensoren zur Überwachung der Atmung durch das linke und rechte Nasenloch und durch den Mund, was das Auftreten eines Apnoeereignisses identifiziert und dabei die elektrische Stimulation des Genioglossus auslöst. Im U.S. Patent 5,190,053 von Meer wird eine intraorale, sublinguale Elektrode zur elektrischen Stimulation des Genioglossus benutzt, um die Durchgängigkeit der oberen Atemwege aufrecht zu erhalten. In der europäischen Anmeldung Nr. 0507580 (Kallok et al.) stellt ein Simulationsgenerator auf das Erkennen des Eintretens einer Apnoe hin ein elektrisches Signal zur Stimulation der Muskeln der oberen Atemwege zur Verfügung mit einer veränderbaren Intensität, so dass die Intensität allmählich während des Stimulationsablaufs anwächst.
Bei den bekannten Systemen hat es sich als schwierig erwiesen, die Stimulation der richtigen muskulären Strukturen in den oberen Atemwegen jedes Patienten sicherzustellen, z. B. liegt der hypoglossale Nerv nahe bei anderen Strukturen, die nicht stimuliert werden sollten. Ferner muss eine Elektrode zur Stimulation des Hypoglossalnerves durch einen winzigen Einschnitt platziert werden, was die anatomische Identifikation schwierig und Volumenstrommessungen unmöglich macht.
Als Alternative wurden mehrere Ausgestaltungen mit selbstdimensionierenden oder mit halboffenen Manschetten vorgeschlagen (siehe z. B. U.S. Patente 4,573,481; 4,602,624; 5,095,905 und 5,344,438). Aber auch mit solchen Ausgestaltungen muss der Chirurg, der die Elektrode implantiert, in der Lage sein, die Elektrode präzise an dem Ort des Nervs zu platzieren, an dem eine effektive Stimulation bereitgestellt werden kann, um die Atemwege zu öffnen.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt diese Probleme zu lösen, indem sie eine Vorrichtung zur Behandlung der Schlafapnoe bereitstellt, die Mittel zur Feststellung bzw. Detektion eines Apnoeereignisses und Mittel, die auf die Feststellung eines Apnoeereignisses hin durch Stimulation des Herzens mit einer höheren Rate bzw. Frequenz als der natürlichen Herzfrequenz reagieren, aufweist.
Die Erfinder haben beobachtet, dass Patienten mit implantierten Herzschrittmachern, die eine feste Frequenz (z. B. 70 bpm bzw. Schläge pro Minute) bereitstellen, oft an Schlaflosigkeit leiden. Es wurde festgestellt, dass hohe Frequenzen bei Herzschrittmachern oft das Schlafmuster eines Patienten verändern, manchmal sogar zum Erwachen des Patienten führen. Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, diesen klinischen Effekt als positiven Effekt bei der Behandlung von Schlafapnoe zu verwenden.
Die Erfindung beinhaltet eine Feststellung der Schlafapnoe, wie es weiter unten erörtert wird, und als Antwort auf eine solche Feststellung eine Bereitstellung von Schrittmacherpulsen an das Herz mit einer ansonsten nicht physiologischen hohen Frequenz, d. h. eine höhere Frequenz als benötigt, aber unter einer pathologischen Frequenz.
Während des Schlafs schlägt das Herz typischerweise 30- bis 55-mal pro Minute. Bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden bei einer Feststellung einer Schlafapnoe Schrittmacherpulse mit einer Frequenz von 70 bis 100 bpm an das Herz abgegeben. Diese Herzschrittmacherfrequenz kann allmählich oder durch eine abrupte Anhebung bereitgestellt werden.
Während des Schlafs würde eine solch hohe Schrittmacherfrequenz darauf abzielen, den Patienten aufzurütteln oder aufzuwecken. Dies würde die Apnoe beenden und dem Patienten erlauben zu atmen.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detaillierter, rein beispielhaft, bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
1 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Blockdiagramm eines Herzstimulators, der für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
3 zeigt Wellenformen bzw. Kurven der Herz- und Atmungsfrequenz über die Zeit, wobei das Auftreten eines Apnoeereignisses abgebildet ist.
Die bevorzugte Ausführungsform erkennt niedrige Herzfrequenzen als ein Zeichen der Ruhe. Vorzugsweise benutzt die Erfindung einen typischen frequenzabhängigen Bradykardie-Schrittmacher, der auf die Feststellung einer Schlafapnoe und des Aussetzens der Atmung während des Schlafs hin dem Herz bei einer relativ höheren Frequenz Schrittmacht bzw. das Herz mit einer relativ höheren Frequenz stimuliert, und eine transvenöse medizinische elektrische Leitung bzw. Zuleitung.
Schlafapnoe ist oft verbunden mit Bradykardie. In einer Ausführungsform kann deshalb eine niedrige Herzfrequenz unter einer vorbestimmten Apnoegrenze (bzw. Apnoeschwellwert), der durch ein bekanntes Bradykardie-Feststellungssystem festgestellt wird, als ein Zeichen für Schlafapnoe benutzt werden. Solch eine vorbestimmte Apnoegrenze wird übrigens vorzugsweise von einem Arzt gesetzt oder programmiert. So könnte die Feststellung eines Abfallens der Herzfrequenz unter die eingestellte Grenze durch einen Bradykardie-Schrittmacher auch ein Auslöser für eine schnelle Schrittmacherfrequenz sein, welche das Schlafmuster des Patienten verändert.
Anstelle der Benutzung der Feststellung von niedrigen Herzfrequenzen als ein Zeichen für eine Schlafapnoe gibt es auch andere leicht detektierbare physiologische Phänomene, die vorhanden sind, wenn eine Veränderung des Schlafpegels höchst erstrebenswert ist. Andere Feststellungsmaßnahmen wie Minutenventilation bzw. Atemvolumen pro Minute oder Atemfrequenz, wie sie beim Schrittmacher verwendet werden, der im U.S. Patent Nr. 4,901,725 beschrieben wird, oder Druck- oder Widerstandserfassungen, können benutzt werden. Darüber hinaus können diese zusätzlichen Feststellungsmaßnahmen alleine oder in Verbindung mit allen anderen Maßnahmen benutzt werden. Darüber hinaus kann jede eine vorbestimmte Grenze aufweisen, die vom Arzt eingestellt werden kann. Wenn eine Apnoe festgestellt wird, sollte sie unabhängig von einer niedrigen Herzfrequenz festgestellt werden bzw. es sollte festgestellt werden, ob eine niedrige Herzfrequenz vorliegt oder nicht.
Einmal durch die Feststellung einer niedrigen Herzfrequenz, der Minutenventilation oder der Atemfrequenz ausgelöst, würde das Schrittmachersystem der vorliegenden Erfindung beginnen, rasch zu stimulieren, z. B. mit 90 bpm. Viele unterschiedliche Schrittmachermoden sind möglich, die alle in der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten. Es wird erwartet, dass VVI Stimulation am erfolgreichsten sein könnte.
Bezugnehmend auf die Zeichnung werden nun bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Die Erfindung kann in Patienten, die bereits einen implantierten Schrittmacher besitzen, verwendet werden oder kann in Patienten implantiert werden, speziell um die Schlafapnoe zu behandeln. Wenn ein Patient bereits mit einem Schrittmacher ausgestattet ist, z. B. um Bradykardie zu behandeln, wird der Schrittmacher bereits eingestellt sein, um mit einer vorgegebenen, normalen Frequenz zu stimulieren. Der Schrittmacher kann gemäß der vorliegenden Erfindung programmiert werden müssen.
In jedem Fall ist die Vorrichtung eingerichtet, ein Apnoeereignis zu erfassen. In einer Ausführungsform wird das Abfallen der Herzfrequenz unter eine vorgegebene Grenze als Anzeichen des Auftretens einer Schlafapnoe angenommen. Vorrichtungen sind bekannt, die ein Abfallen der Herzfrequenz erkennen und in Reaktion auf einen festgestellten Abfall einen Pulsgenerator aktivieren. Eine solche Vorrichtung ist der Bradykardie-Schrittmacher, der in 2 gezeigt ist.
Leitung 14 enthält eine intrakardiale Elektrode 24, die nahe an ihrem distalen bzw. entfernten Ende innerhalb des rechten Ventrikels 16 positioniert ist. Elektrode 24 ist über einen Leitungsverbinder 14 durch einen Eingangskondensator 26 mit dem Knoten 28 und mit den Eingangs-/Ausgangsklemmen einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 gekoppelt.
Auf ähnliche Weise weist die Leitung 15 eine entfernt bzw. distal angebrachte intrakardiale Elektrode auf, die im rechten Atrium 17 positioniert ist. Elektrode 22 ist über einen Leitungsverbinder 15 durch einen Eingangskondensator 75 mit einem Knoten 76 und mit den Eingangs-/Ausgangsklemmen einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 gekoppelt.
Die Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 beinhaltet die arbeitenden Eingangs- und Ausgangsanalogschaltungen für die digitalen Steuerungs- und Taktgeberschaltungen, die zur Feststellung von vom Herzen abgeleiteten bzw. gelieferten elektrischen Signalen notwendig sind, wie ein kardiales Elektrogramm, Ausgänge bzw. Ausgangssignale der Sensoren (nicht gezeigt), die mit den Leitungen 14 und 15 verbunden sind, sowie für die Bereitstellung von Stimulationspulsen an das Herz, um dessen Frequenz als eine Funktion hiervon unter der Steuerung von softwareimplementierten Algorithmen in einer Mikrocomputerschaltung 32 zu steuern.
Die Mikrocomputerschaltung 32 weist eine On-Board-Schaltung 34 und eine Off-Board-Schaltung 36 auf. On-Board-Schaltung 34 weist einen Mikroprozessor 38, einen Systemzeitgeber 40 und ein On-Board-RAM 42 und -ROM 44 auf. Off-Board-Schaltung 36 weist eine Off-Board RAM/ROM-Einheit 46 auf. Mikrocomputerschaltung 32 ist über den Datakommunikationsbus 48 mit einer Digital-Steuerungs-/Taktgeberschaltung 50 verbunden. Mikrocomputerschaltung 32 kann mit gewöhnlichen IC-Vorrichtungen hergestellt werden, angereichert mit Standard-RAM/ROM-Komponenten.
Die Antenne 52 ist mit der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 verbunden, zum Zwecke der Uplink-/Downlinktelemetrie durch eine Hochfrequenz(RF)-Transmitter-/Receiverschaltung (RF TX/RX) 54. Die Telemetrie- bzw. Fernmessung der analogen und digitalen Daten zwischen der Antenne 52 und einer externen Vorrichtung, wie einem externen Programmierer (nicht gezeigt), ist in der bevorzugten Ausführungsform dadurch bewerkstelligt, dass alle Daten zuerst digital kodiert werden und dann auf eine gedämpfte RF-Trägerwelle als Pulsposition aufmoduliert werden, wie es im wesentlichen im U.S. Patent Nr. 5,127,404 beschrieben ist, ausgestellt am 7. Juli 1992, mit dem Titel "Telemetry Format for Implantable Medical Device". Ein Reed-Schalter 51 ist mit der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30 verbunden, um durch das Abschalten des Erfassungsverstärkers 146 und das Einschalten der Telemetrie- und Programmierfunktionen das Follow-Up des Patienten zu ermöglichen, wie es Stand der Technik ist.
Eine Schwingquarzschaltung 56, typischerweise ein quarzgesteuerter Oszillator mit 32.768 Hz, stellt Haupttaktgebersignale an die Digital-Steuerungs-/Taktgeberschaltung 50 bereit. Eine Referenz-/Vorspannungsschaltung (Vref/BIAS) 58 erzeugt eine stabile Referenzspannung und Biasströme für die analogen Schaltungen der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30. Eine ADC-/Multiplexerschaltung (ADC/MUX) 60 digitalisiert analoge Signale und Spannungen, um Telemetrie und eine Ersatzfunktion zur Zeitangabe oder zum Ende-der-Lebenszeit (EOL) bereitzustellen. Eine Power-On-Reset-Schaltung (POR) 62 wirkt, um den Schrittmacher 10 mit eingestellten Werten während des Einschaltens bzw. Hochfahrens zu initialisieren, und stellt die Programmwerte auf voreingestellte Werte zurück, z. B. bei Feststellung eines schwachen Batteriezustandes oder vorübergehend beim Vorhandensein von gewissen unerwünschten Bedingungen, wie z. B. unakzeptabel hohen elektromagnetischen Interferenzen (EMI).
Die Betriebsbefehle zur Steuerung der Taktung des Schrittmachers sind über den Bus 48 mit der Digital-Steuerungs-/Taktgeberschaltung 50 gekoppelt, wobei digitale Taktgeber das allgemeine Escape-Intervall des Schrittmachers einstellen, genauso wie verschiedene Refraktär-, Ausblendungs- bzw. Blanking- und andere Taktungs- bzw. Zeitfenster zur Steuerung der Arbeit der peripheren Komponenten innerhalb der Eingangs-/Ausgangsschaltung 30.
Die Digital-Steuerungs-/Taktgeberschaltung 50 ist mit Erfassungsverstärkern (SENSE) 64 und 67 und mit den Elektrogramm(EGM)-Verstärkern 66 und 73 gekoppelt, um verstärkte und verarbeitete Signale zu empfangen, die von der Elektrode 24 durch die Leitung 14 und den Kondensator 26 empfangen wurden, und um verstärkte und verarbeitete Signale zu empfangen, die von der Elektrode 22 durch die Leitung 15 und den Kondensator 75 empfangen wurden, die jeweils die elektrische Aktivität des Ventrikels 16 und des Atriums 17 des Patienten repräsentieren. Auf ähnliche Weise erzeugen die SENSE-Verstärker 64 und 67 Ereigniserfassungssignale, um den Escape-Intervalltaktgeber innerhalb der Schaltung 50 zurückzusetzen. Das Elektrogrammsignal, das vom EGM-Verstärker 66 ausgebildet wird, wird in den Fällen benutzt, in denen die implantierte Vorrichtung von einem externen Programmierer/Transceiver (nicht gezeigt) abgefragt wird, um durch Uplink-Telemetrie eine Darstellung des analogen Elektrogramms der elektrischen Herzaktivität des Patienten zu übermitteln, wie es im U.S. Patent Nr. 4,556,063 beschrieben ist, ausgestellt auf Thomson et al., mit dem Titel "Telemetry System for a Medical Device".
Die Ausgangspulserzeuger 68 und 71 stellen die Schrittmacherstimulationspulse an das Herz 11 des Patienten durch Ausgangskondensatoren 74 und 77 und Leitungen 14 und 15 bereit, in Reaktion auf getaktete Trigger- bzw. Auslösesignale, die von der Digital-Steuerungs-/Taktgeberschaltung 50 bereitgestellt werden, jedes Mal wenn das Escape-Intervall ausläuft oder wenn ein extern übermitteltes Schrittmacherkommando empfangen wird, oder in Reaktion auf andere gespeicherte Befehle, wie es Stand der Schrittmachertechnik ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Schrittmacher 10 in der Lage, in verschiedenen nicht-frequenzabhängigen Moden zu arbeiten, die z. B. DDD, DDI, VVI, VOO, AOO, VDD, DVI, AAT und VVT einschließen, genauso wie in entsprechenden frequenzabhängigen Moden wie DDDR, DDIR, VVIR, VOOR und VVTR. Ferner kann Schrittmacher 10 über ein Programm dahingehend konfiguriert werden, dass er so arbeitet, dass er seine Frequenz nur in Reaktion auf eine ausgewählte Sensorausgabe ändert, oder in Reaktion auf beide Sensorausgaben wenn gewünscht.
Alternativ könnte Apnoe erfasst werden durch Aufzeichnung des Einatmungsaufwandes, wie z. B. im U.S. Patent Nr. 4,830,008 von Meer, oder durch Aufzeichnung der Atemfunktion, wie z. B. im U.S. Patent Nr. 5,123, 425. Eine andere Methode zur Feststellung der Apnoe, wie im U.S. Patent Nr. 5,174,287 von Kallok beschrieben, umfasst die Aufzeichnung der elektrischen Aktivität, die mit der Kontraktion des Zwerchfells in Verbindung steht, und auch des Druckes innerhalb des Thorax und der oberen Atemwege. Im U.S. Patent Nr. 5,178,156 von Wataru et al. umfasst die Atmungserfassung Sensoren, um die Atmung durch das linke und rechte Nasenloch und durch den Mund zu erfassen, um ein Apnoeereignis festzustellen.
Die U.S. Patente 5,201,808 von Steinhaus et al.; 5,271,395 von Wahlstrand et al, und 4,596,251 von Plicchi et al. offenbaren Widerstandssensoren wie diejenigen, die bei der Messung der Minutenventilation zur Steuerung der Ausgangsfrequenz von Herzschrittmachern benutzt werden, welche benutzt werden können, um einen Atmungsaufwandsensor bereitzustellen, um eine Apnoe festzustellen. US 5,540,732 von Testerman offenbart auch eine Methode zur Feststellung der Schlafapnoe, wobei ein Widerstandsensor benutzt wird. Viele andere Methoden zur Feststellung der Schlafapnoe, wie sie z. B. in EP 0 702 978 und EP 0 706 808 offenbart werden, sind bekannt und können in der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
In Reaktion auf das Feststellen der Schlafapnoe in Schritt 1 der 1 stellt die Stimulationsvorrichtung Schrittmacherpulse mit einer höheren als normalen Frequenz, z. B. 90 bpm, an das Herz zur Verfügung (Schritt 2).
Die Schrittmacherpulse mit hoher Frequenz können erzeugt und auf das Herz gegeben werden, indem eine Vorrichtung wie in 2 gezeigt benutzt wird, wie oben beschrieben. Natürlich sind viele andere Typen von Schrittmachersystemen bekannt, und jedes davon kann in der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung mit einem An-/Ausschaltungsmechanismus (wie etwa ein Reed-Schalter) ausgestattet, um die Apnoeschaltung zu verbinden/zu trennen.
In einer Ausführungsform, bei der z. B. die Apnoe über die Minutenventilation festgestellt wird, schaltet die Herzschrittmacherfrequenz auf eine höhere Frequenz, wenn die Apnoe für eine vorbestimmte Zeit, z. B. 10 Sekunden, anhält. Dieses Modusumschalten kann abrupt oder allmählich geschehen. Nach einer festen Zeitspanne oder wenn die Apnoe beendet ist, wird die Stimulation zurückgenommen.
Der Patient muss den Modusumschaltungsmechanismus mit einem Magneten anschalten, wenn er schlafen geht, und ausschalten, wenn er erwacht. (Diese Funktion ist gegenteilig zu der für die VVIR-Pulserzeugung). Wenn der Pulsgenerator einen Aktivitätssensor aufweist, kann das Schalten automatisch geschehen, wenn eine Körperaktivität unter einer vorbestimmten Grenze oder eine Minutenventilation, die auf Schlaf hinweist, für eine vorbestimmte Zeit, z. B. 10 Sekunden, festgestellt wird. Wenn danach Körperaktivität über einen Zeitraum von wenigen Sekunden festgestellt wird, schaltet der Pulserzeuger zurück zu seiner normalen Arbeitsweise.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Modusumschalter ausgelöst, wenn die arterielle oder venöse Sauerstoffsättigung in Abwesenheit von Minutenventilation unter ein vorbestimmtes Level bzw. Niveau fällt. Dieses vorbestimmte Level könnte ein festes Level oder eine Kombination aus Sauerstoffsättigungsabfall und einem gesetzten Level sein.
Alternativ könnte ein An-/Ausschalter durch z. B. einen Drucksensor im Thorax, wie er z. B. in US 5,540,732 von Testerman offenbart wird, ausgelöst werden.
Die ungewöhnlich hohe Herzschrittmacherfrequenz wird das Erwachen des Patienten verursachen und dies sollte das Apnoeereignis beenden (Schritt 3).
3 zeigt den Effekt der vorliegenden Erfindung auf die Herzfrequenz und die Atemfrequenz des Patienten. Die obere Kurve zeigt die Aktivität des Patienten über die Zeit. Die nächste Kurve darunter zeigt die Minutenventilation über die Zeit, wobei eine vorbestimmte Apnoegrenze eingezeichnet ist.
Die dritte Kurve von oben zeigt die Herzfrequenz des Patienten über die Zeit und die unterste Kurve zeigt die Schrittmacherfrequenz des Patienten über die Zeit, wobei die gepunktete Linie die Ruheherzfrequenz des Patienten anzeigt. Die gezeigten Kurven beziehen sich auf solche für einen Patienten, der bereits einen implantierten Herzschrittmacher besitzt, der eingestellt ist, bei einer ersten niedrigen Schrittmacherfrequenz, z. B. 60 bpm, zu stimulieren. Diese Frequenz wird niedriger als die Ruheherzfrequenz des Patienten gewählt, damit keine Schrittmachertherapie bereitgestellt wird, während der Patient lediglich ruht.
Zum Zeitpunkt T2 sinkt die Minutenventilation unter die Apnoegrenze. Dieser Abfall in der Atemfrequenz, der ein Zeichen für ein Apnoeereignis ist, führt auch zu einem Abfall der Herzfrequenz, wie gezeigt. In Reaktion auf diese Feststellung, im Zusammenhang mit der Feststellung des Apnoeereignisses, wird eine höhere Schrittmacherfrequenz, z. B. 90 bpm, vom Schrittmacher bereitgestellt. Die erhöhte Schrittmacherfrequenz führt zu einer Erhöhung der Herzfrequenz.
Die Apnoe wird auf diese Weise rasch beendet und die Stimulation mit der hohen Frequenz von 90 bpm wird beendet, was dazu führt, dass die Herzfrequenz zur Ruhefrequenz zurückkehrt.
Die Eigenschaft der Aktivitätserfassung ist eine optionale Eigenschaft.
Nachdem die Apnoe beendet ist, kehrt die Vorrichtung in ihren Stand-by-Modus zurück, und ist bereit, ein weiteres Apnoeereignis festzustellen. Wenn der Patient den Schrittmacher auch zur Behandlung einer Brady- oder Tachyarrhythmie benutzt, kehrt der Schrittmacher zu der voreingestellten niedrigen (normalen) Schrittmacherfrequenz zurück.

Claims

System zur Behandlung einer Schlafapnoe mit Mitteln (24, 64, 67) zum Erfassen einer Schlafapnoe; und Mitteln (68, 71) die zur elektrischen Stimulation des Herzens in Reaktion auf das Erfassen einer Schlafapnoe eingerichtet sind.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zum Nachweis der Schlafapnoe Mittel zum Erfassen der Minutenventilation eines Patienten aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 2, bei dem die Mittel zum Erfassen der Minutenventilation einen vorbestimmten Apnoe-Minutenventilationsschwellwert aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zum Nachweis der Schlafapnoe Mittel zum Nachweis der Atmungsfrequenz eines Patienten aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zum Nachweis einer Schlafapnoe Mittel zum Nachweis einer auf eine Apnoe hinweisenden Herzfrequenz eines Patienten aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach einem der Ansprüche 2, 3, 4 oder 5, bei dem die Mittel zur Feststellung einer Schlafapnoe ferner einen Aktivitätssensor aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Mittel (68, 71) zur elektrischen Stimulierung des Herzens Mittel zur elektrischen Stimulierung des Herzens eines Patienten mit einer Frequenz, die höher ist als die anderweitig vorliegende bzw. übliche physiologische Frequenz des Patienten ist, aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 7, bei dem die Frequenz, die höher ist als die anderweitige physiologische Frequenz des Patienten, größer als 90 Schläge pro Minute ist.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Mittel zur elektrischen Stimulierung des Herzens Mittel zur Feststellung der aktuellen physiologischen Herzfrequenz des Patienten und zur Stimulierung des Patientenherzens über eine vorbestimmte Zeitdauer umfassen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Mittel zur elektrischen Stimulierung des Herzens ferner eine medizinische elektrische Zuleitung aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 10, bei dem die Mittel zur elektrischen Stimulierung des Herzens ferner eine transvenöse medizinische elektrische Zuleitung aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit Modusschaltmitteln zum Schalten des Systems von einem ersten Modus, in dem eine Apnoe festgestellt werden kann, zu einem zweiten Modus, in dem eine Apnoe nicht festgestellt werden kann.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe gemäß Anspruch 12, bei dem die Modusschaltmittel einen Reedschalter aufweisen.
System zur Behandlung einer Schlafapnoe nach Anspruch 12 in Kombination mit Anspruch 6, bei dem die Modusschaltmittel durch den Aktivitätssensor, der ein Aktivitätsniveau, das kleiner ist als ein vorbestimmtes Aktivitätsniveau, erfasst, getriggert bzw. ausgelöst werden.