DE3130872A1 - Implantierbarer herzschrittmacher - Google Patents
Implantierbarer herzschrittmacherInfo
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/37—Monitoring; Protecting
Description
130872
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 5264 DE
Implantierbarer Herzschrittmacher
Die Erfindung betrifft einen implantierbaren Herzschrittmacher
mit einer Batterie, deren Innenwiderstand vom Batterieladezustand abhängt, sowie einem an die Batterie
angeschlossenen Reizimpulsgenerator mit einem Ausgangskondensator, der jeweils langsam aufgeladen und anschliessend
zur Erzeugung eines Stimulierungsimpulses schnell entladen wird.
Derartige moderne implantierbare Herzschrittmacher verwenden Batterien mit konstanter elektromotorischer Kraft,
deren innerer Widerstand ansteigt, je stärker die Batterie entladen wird. Das führt dazu, dass, die Amplitude
der Stimulierungsimpulse mit zunehmender Entladung der Batterie abnimmt, da der Ausgangskondensator mit einem
immer kleiner werdenden Strom aufgeladen werden muss und
somit in der für die Aufladung zur Verfügung stehenden
Zeit nicht mehr seine volle Spannung erreicht. Wenn die Amplitude der Stimulierungsimpulse unter den für den
Patienten charakteristischen Schwellwert absinkt, werden die Stimulierungsimpulse ineffektiv.
Es sind bereits Versuche unternommen, worden, die Betriebsdauer
eines derartigen Herzschrittmachers zu verlängern, indem die Breite der Stimulierungsimpulse vergrössert
wird, wenn sich die Batterie entlädt (DE-OS 2 301 055). Da sich jedoch der Schwellwert nur in ganz geringem Masse
durch die Breite der Stimulierungsimpulse beeinflussen lässt, ist auf diesem Wege nur eine unbedeutende Verlängerung
der Lebensdauer erzielbar. Darüber hinaus ergibt sich bei dieser Methode der Nachteil eines erhöhten
Stromverbrauches pro Impuls und damit einer beschleunigten Entladung der Batterie.
-pi- VPA 81 P 5264 DE
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe- zugrunde, bei einem Herzschrittmacher der eingangs genannten Art
dafür zu sorgen, dass auch bei fortschreitender Entladung der Batterie stets eine gewisse Mindestamplitude
der Stimulierungsimpulse für eine sichere Reizung des Herzens zur Verfügung gestellt und gleichzeitig ein
Anzeichen für den kritisch werdenden Zustand der Batterie geliefert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
die Entladung ausgewählter Impulse erst beim Erreichen einer bestimmten Mindestspannung V_. am Ausgangskondensator
auslösbar ist. Der Herzschrittmacher gibt dadurch Impulse ab, die zumindest die eingestellte Mindestamplitude
aufweisen,- Da. diese oberhalb des Stellwertes liegen,
wird das Herz, sicher stimuliert. Handelt es sich beispielsweise um einen Herzschrittmacher, der mit einer bestimmten,
einstellbaren. Grundfrequenz arbeitet, so kann diese. Grundfrequenz aufrechterhalten werden, bis die
dadurch festgelegte Aufladezeit bei steigendem'Innenwiderstand der Batterie nicht mehr ausreicht, um den
Ausgangskondensator auf die festgesetzte. Mindestspannung aufzuladen. Die Frequenz beginnt dann mit steigendem
Batterieinnenwiderstand derart zu sinken, dass die Amplitude der Ausgangsimpulse konstant dem Mindestwert entspricht.
Dabei kann für jeden Impuls die Mindestamplitude sichergestellt werden» Es kann aber auch für einzelne
Impulse darauf verzichtet werden.
in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, dass die Mindestspannung V . einstellbar ist. Insbesondere bei modernen programmierbaren Herzschrittmachern
sollte auch diese Spannung programmierbar sein. Die Regelung des Impulsgenerators kann sowohl analog als
auch digital erfolgen.
VpA 81 ρ 5264 DE
Da bei. dem erfindungsgemässen Herzschrittmacher die Frequenz
bis zu einem gewissen Grenzwert des Batterieinnenwiderstandes konstant bleibt und dann anfängt, kontinuierlich
zu sinken, stellt der Knickpunkt in der Frequenzkurve eine sichere Marke für den Batterieladezustand dar.
Eine vorteilhaft einfache und sichere Ausführungsform
eines erfindungsgemässen Herzschrittmachers mit einem
• bekannten Kurzschlussschalter, insbesondere einem Transistorschalter,
ergibt sich dadurch, dass der Schalter durch eine monostabile Kippstufe betätigbar ist, deren
Schaltzeit t im Bereich der gewünschten Entladezeitdauer
liegt. Der Eingang dieser monostabilen Kippstufe ist mit dem Ausgang eines NOR-Gatters verbunden, dessen einer
Eingang mit dem Ausgang einer weiteren monostabilen Kippstufe mit einer eine Grundfrequenz des Herzschrittmachers
festlegenden Schaltzeit und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines Komparators verbunden ist. Der Ausgang
der ersten monostabilen Kippstufe ist weiterhin mit dem Eingang der weiteren monostabilen Kippstufe verbunden. An
dem einen Eingang des Komparators liegt die Mindestspannung V. und an dem anderen Eingang die Spannung des
Ausgangskondensators an. Die weitere monostabile Kippstufe legt dabei die Grundfrequenz und dadurch auch die
Aufladezeit für den Ausgangskondensator fest. Erreicht die Spannung am Ausgangskondensator in dieser Zeit die
Mindestspannung V. oder übersteigt diese sogar, so
wird am. Ende der Schaltzeit der weiteren monostabilen Kippstufe die erste monostabile Kippstufe .angesteuert
und der Ausgangskondensator für eine kurze Zeitdauer kurzgeschlossen. Erreicht hingegen die Ladespannung am
Ausgangskondensator in der vorgegebenen Schaltzeit nicht die Mindestspannung, so wird die erste monostabile
Kippstufe und damit die Kurzschliessung des Ausgangskondensators blockiert, bis die Spannung den Minimalwert
erreicht hat. Die Amplitude der Stimulierungsimpulse
- jS- VPA 81 P 5264 DE
kann daher niemals unter die Mindestspannung V . absin-
mxn
ken. Gleichzeitig nimmt bei sinkender Frequenz- der Stromverbrauch
pro Zeiteinheit im Gegensatz zu bekannten Herzschrittmachern, bei denen bei erhöhtem Batterieinnenwiderstand
die Impulsbreite der Stimulierungsimpulse vergrössert wird, ab. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen
Herzschrittmachers besteht in einem gewissen Schutz gegen eine unkontrollierte Erhöhung der Herzschrittmacherfrequenz
durch einen auftretenden Fehler.
Die Impulse können stets erst dann abgegeben werden, wenn die Spannung am Kondensator die Mindestspannung übersteigt.
An Hand zweier Figuren ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Dabei zeigt
Fig. 1 in einem Blockschaltbild die wesentlichsten Teile zur Verdeutlichung des erfindungsgemässen Herzschrittmachers
, und
Fig. 2 den zeitlichen Verlauf verschiedener Kenngrössen,
wie z. B. der Frequenz.
In Fig. 1 ist gestrichelt eine Batterie 1 mit einem vom
Ladezustand abhängigen Innenwiderstand R. dargestellt. Die Klemmspannung der Batterie ist mit V_ bezeichnet. Ein
. Pol der Batterie liegt auf Masse., d^h. er ist mit dem
Körper eines Patienten verbunden. Der andere Pol ist über einen festen Widerstand 2 mit dem Kollektor eines Transistors
3 und einem Anschluss 4 des Ausgangskondensators 5 verbunden. Der andere Anschluss 6 des Kondensators 5
ist über eine Elektrode mit dem Herzen des Patienten, hier als veränderbarer Widerstand 7 dargestellt, verbunden.
Der Stromkreis ist über den Körper des Patienten
- y- VPA 81 P 5264 DE
geschlossen. Weiterhin ist der Anschluss 4 mit dem Minuseingang eines Komparators 8 verbunden, an dessen Pluseingang
eine Vergleichsspannung V . angelegt ist. Der Emitter des Transistors 3 ist mit Masse verbunden; die
Basis über einen Widerstand 9 mit dem Ausgang einer monostabilen Kippstufe 10 mit einer Schaltzeit t . von etwa
0,5 ms* Der Ausgang dieser monostabilen Kippstufe 10 ist
gleichzeitig mit dem Eingang einer weiteren monostabilen Kippstufe 11 mit einerSchaltzeit t ~ von etwa o,8 s verbunden.
Die Ausgänge dieser weiteren monostabilen Kippstufe 11 und des Komparators 8 sind an die Eingänge eines
NOR-Gatters 12 angeschlossen, dessen Ausgang die erste monostabile Kippstufe 10 ansteuert. Die Funktionsweise
dieser Schaltung ist folgende:
Die beiden monostabilen Kippstufen befinden sich in ihrer Anfangsstellung, d.h. die Ausgänge liegen auf niedrigem
Potential. Dadurch ist der Transistor 3 gesperrt und der Kondensator 5 lädt sich über den Widerstand 2 langsam auf.
Solange die Spannung am Kondensator 5 noch nicht die Vergleichsspannung
V . erreicht hat, liegt der Ausgang des Komparators 8 auf hohem Potential. Dadurch liegen an den
Eingängen des NOR-Gatters 12 verschiedene Potentiale und
der Ausgangswert dieses Gatters liegt auf Null. Erreicht die Spannung am Kondensator 5 die Vergleichsspannung V . ,
so wird die Ausgangsspannung des Komparators 8 niedrig,
so dass an beiden Eingängen des NOR-Gatters. eine logische Null liegt. Der Ausgang des NOR-Gatters wird damit lo-
gisch eins, wodurch die monostabile Kippstufe für die Schaltzeit t , in ihre Arbeitslage übergeht. Für diese
Zeit weist der Ausgang dieser monostabilen Kippstufe 10 ein hohes Potential auf, wodurch der Transistor 3 durchgesteuert wird. Der Kondensator 5 kann sich schnell über
den Transistor 3 entladen, wodurch dem Herzen ein Stimulierungsimpuls zugeführt, wird. Gleichzeitig wird beim
Umschalten der monostabilen Kippstufe 10 die weitere
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monostabile Kippstufe 11 gestartet, wodurch deren Ausgang
für die Schaltzeit t~ eine logische Eins annimmt. Das
NOR-Gatter 12 wird damit wieder gesperrt.
Solange der Innenwiderstand R. noch so klein ist, dass die Spannung am Kondensator 5 in der Schaltzeit t ~
monostabilen Kippstufe 11 die Vergleichsspannung erreicht und sogar.übersteigt, wird die Frequenz der
Stimulierungsimpulse durch die Schaltzeit dieser monostabilen Kippstufe 11 festgesetzt. Ist der Innenwiderstand
R. der Batterie 1 so. weit angewachsen, dass die Spannung- am Kondensator 5 in der Schaltzeit t ~ die Vergleichsspannung
V . noch nicht erreicht hat, so sperrt das NOR-Gatter 12 bis zum Erreichen der Vergleichsspannung.
Erst dann wird die monostabile Kippstufe 10 gestartet und der Kondensator 3 durchgeschaltet. Die Frequenz
der Stimulierungsimpulse nimmt daher von dem Zeitpunkt an mit wachsendem Innenwiderstand R, der Batterie
1 ab.
Zur Änderung der Grundfrequenz des Herzschrittmachers kann die Schaltzeit t ~ äer monostabilen. Kippstufe 11
veränderbar sein. Ebenso kann die Vergleichsspannung
V . veränderbar ausgebildet sein." Diese und andere Grossen können vorteilhafterweise programmierbar sein.
In Fig. 2 ist in willkürlichem Massstab in einem Diagramm der zeitliche Verlauf der Frequenz des Herzschrittmachers,
der Amplitude der Stimulierungsimpulse sowie der Innenwiderstand der Batterie dargestellt. Wie man
diesem Diagramm entnehmen, kann, steigt der Innenwiderstand
R. der Batterie 1 linear mit der Zeit an. Gleichzeitig sinkt die Amplitude der Stimulierungsimpulse ab.
Solange diese Amplitude aber noch oberhalb der Mindestspannung V .liegt, bleibt die Frequenz des Herzschritt-
O β
VPA 81 P 5264 DE
machers unverändert. Zu einem bestimmten Zeitpunkt t,
würde die Amplitude üblicherweise die Mindestspannung V· . unterschreiten, so dass die sichere Stimulierung
des Herzens durch den Stimulierungsimpuls nicht mehr gewährleistet
wäre. Durch die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung beginnt zu diesem Zeitpunkt die Frequenz der
Stimulierungsimpulse derart abzunehmen,' dass- die Spannung
am Kondensator 5 und damit die Amplitude der Stimulierungsimpulse konstant der Mindestspannung V. entspricht.
Weiterhin ist in diesem Diagramm gestrichelt der Schwellwert S des Herzens eingezeichnet, um anzudeuten, dass die
Amplitude der Stimulierungsimpulse stets grosser ist als
der Schwellwert.
2 Figuren
4 Patentansprüche
Leerseite
Claims (4)
- VPA 81 P 5264 DEPatentansprüche(ΛJ Implantierbarer Herzschrittmacher mit einer Batterie, deren Innehwiderstand vom Batterieladezustand abhängt, sowie einem an die Batterie angeschlossenen Reizimpulsgenerator mit einem Ausgangskondensator, der jeweils langsam aufgeladen und anschliessend zur Erzeugung eines Stimulierungsimpulses schnell entladen wird, dadurch gekennzeichnet , dass die Entladung ausgewählter Impulse erst bei Erreichen einer bestimmten Mindestspannung (V . ) am Ausgangskondensator (5) auslösbar ist.
- 2. Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestspannung (VJ1Jfn) einstellbar, insbesondere programmierbar ist.
- 3. Herzschrittmacher nach'Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung am Ausgangskondensator (5) analog erfasst und über.einen Analog-Digital-Wandler in ein digitales ■ Signal umgewandelt wird, das mit digitalen Mitteln mit einem der Mindestspannung (Vj) entsprechenden Digitalsignal verglichen wird.
- 4. Herzschrittmacher nach Anspruch 1 oder 2 mit einem bekannten Kurzschlussschalter, insbesondere einem Transistorschalter, zum Entladen des Ausgangskondensators, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (3) durch eine monostabile Kippstufe (10) betätigbar ist, deren Schaltzeit (t ,) im Bereich der gewünschten Entladezeitdauer liegt, dass der Eingang dieser monostabilen Kippstufe (10) mit dem Ausgang eines NOR-Gatters (12) verbunden ist, dessen einer Eingang mit dem Ausgang einer weiteren monostabilen Kippstufe (11) mit einer eine Grenzfrequenz des Herzschrittmachers festlegen den Schaltzeit (t ~) und dessen anderer Eingang mit demVPA 81 P 5264 DEAusgang eines Komparators (8) verbunden ist, dass der Ausgang der ersten monostabilen Kippstufe (10) mit dem Eingang der weiteren monostabilen Kippstufe (11) verbunden ist und' dass am einen Eingang des Komparators (8) die Mindestspannung (V . ) und am anderen. Eingang die Spannung des Ausgangskondensators (5) anliegt.
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9002129D0 (sv) * | 1990-06-15 | 1990-06-15 | Siemens Elema Ab | Anordning foer stimulering av levande vaevnad |
US6662049B1 (en) | 1997-12-17 | 2003-12-09 | Pacesetter, Inc. | Implantable device with a programmable reset mode and method of operation |
US8483822B1 (en) | 2009-07-02 | 2013-07-09 | Galvani, Ltd. | Adaptive medium voltage therapy for cardiac arrhythmias |
US8750990B1 (en) | 2012-12-12 | 2014-06-10 | Galvani, Ltd. | Coordinated medium voltage therapy for improving effectiveness of defibrillation therapy |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3842844A (en) * | 1972-06-30 | 1974-10-22 | Medtronic Inc | Electromedical pulse generator with continuous pulse width adjustment circuitry |
US3901247A (en) * | 1972-01-13 | 1975-08-26 | Medtronic Inc | End of life increased pulse width and rate change apparatus |
DE2301055C2 (de) * | 1972-01-13 | 1985-11-07 | Medtronic, Inc., Minneapolis, Minn. | Elektromedizinisches Reizstromgerät |
DE2342030A1 (de) * | 1973-08-20 | 1975-03-27 | Siemens Ag | Elektrischer herzschrittmacher |
US4031899A (en) * | 1976-01-22 | 1977-06-28 | Vitatron Medical B.V. | Long life cardiac pacer with switching power delivery means and method of alternately delivering power to respective circuit portions of a stimulus delivery system |
US4120307A (en) * | 1976-10-26 | 1978-10-17 | Medtronic, Inc. | Cardiac pacemaker |
US4114628A (en) * | 1977-05-31 | 1978-09-19 | Rizk Nabil I | Demand pacemaker with self-adjusting threshold and defibrillating feature |
DE2913399A1 (de) * | 1979-03-31 | 1980-10-09 | Biotronik Mess & Therapieg | Schaltung zur kontrolle des batteriezustands bei einem herzschrittmacher |
US4423733A (en) * | 1981-08-21 | 1984-01-03 | Gino Grassi | Relay circuit for cardiac pacemaker implant |
-
1981
- 1981-08-04 DE DE19813130872 patent/DE3130872A1/de not_active Withdrawn
-
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Also Published As
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US4463760A (en) | 1984-08-07 |
DE3275905D1 (en) | 1987-05-07 |
EP0071965B2 (de) | 1993-04-07 |
EP0071965A1 (de) | 1983-02-16 |
EP0071965B1 (de) | 1987-04-01 |
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