JP3090945B2 - pacemaker - Google Patents

pacemaker

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JP3090945B2
JP3090945B2 JP02331884A JP33188490A JP3090945B2 JP 3090945 B2 JP3090945 B2 JP 3090945B2 JP 02331884 A JP02331884 A JP 02331884A JP 33188490 A JP33188490 A JP 33188490A JP 3090945 B2 JP3090945 B2 JP 3090945B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、心臓に留置されている電極により、心内心
電を検出すると共に、この電極からペーシングパルスを
出力するタイプのペースメーカに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pacemaker which detects an intracardiac electrocardiogram by an electrode placed in the heart and outputs a pacing pulse from the electrode.

発明の技術的背景 現在では、例えば、急性期心筋梗塞患者や心臓手術後
の患者或はショックにおちいった患者などにおいて、そ
の患者の心臓機能の正常化を図る必要があるときにはペ
ースメーカーと称される機器が一般的に用いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION At present, for example, in a patient with acute myocardial infarction, a patient after cardiac surgery or a patient who has fallen into shock, it is called a pacemaker when it is necessary to normalize the heart function of the patient. Equipment is commonly used.

このような患者において、心臓機能正常化の必要性が
一過性である場合には体外式のペースメーカーが用いら
れ、一方、永久的である場合には埋込式のペースメーカ
ーが用いられる。
In such patients, an extracorporeal pacemaker is used if the need for normalizing cardiac function is transient, while an implantable pacemaker is used if permanent.

例えば、体外式のペースメーカーの取付は、まず、2
つのペーシング電極を持つカテーテルを右心房あるいは
右心室に挿入して留置させ、次に、ペーシング電極から
カテーテル内を通じて体外部に導き出したリード線の末
端にペースメーカー本体を接続するという順序で行われ
る。
For example, the installation of an external pacemaker is
A catheter having two pacing electrodes is inserted into the right atrium or right ventricle and is left in place, and then the pacemaker body is connected to the end of a lead wire led out of the body through the catheter from the pacing electrode.

この体外式ペースメーカーにおいては、主としてデマ
ンド型と称する、生体の心拍がある設定した拍動数以下
になるとペーシングを行い、設定拍動数以上の心拍では
ペーシングを行わない形式のペースメーカーが使用され
る。そのため、右心室内に入れたカテーテルの2つの電
極間に生ずる心内心電(波高値2〜20mV)をペースメー
カーにて検知し、その心電のR波と次のR波の周期間隔
が設定した拍動数に相当する時間より長い場合、ペーシ
ングパルス(波高値2〜4V、パルス幅1〜3mS)を同じ
2つの電極間に与えて、これが心筋を通じて心筋の収縮
を起こすように作られている。したがって、ペーシング
時には、心臓は設定された心拍数で強制的に拍動を繰り
返すことになる。
In this extracorporeal pacemaker, a pacemaker of a type called a demand type, which performs pacing when the heartbeat of a living body falls below a set number of beats and does not perform pacing when the heartbeat exceeds the set number of beats, is used. Therefore, the intracardiac electrocardiogram (peak value 2 to 20 mV) generated between the two electrodes of the catheter placed in the right ventricle was detected by a pacemaker, and the period interval between the R wave of the electrocardiogram and the next R wave was set. If it is longer than the time corresponding to the number of beats, a pacing pulse (peak value 2 to 4 V, pulse width 1 to 3 mS) is applied between the same two electrodes, and this is made to cause contraction of the heart muscle through the heart muscle. . Therefore, at the time of pacing, the heart forcibly repeats the beat at the set heart rate.

このペースメーカーは入力と出力が同じであり、ある
時は微弱な電圧を入力し、ある時は高い電圧を出力せね
ばならない。
The input and output of this pacemaker are the same, and it must input a weak voltage at one time and output a high voltage at another time.

また、右心室内の2つの電極間に生ずる電位には心内
心電のみでなく、変化の遅い変動、すなわち、基線変動
があるとともに、ペーシングパルスを与えた後に生ずる
アフターポテンシャルと称する大きく、かつ長い時間に
わたる残留電位、すなわち、あたかも電極間に大きなキ
ャパシター(静電容量)を並列に接続したが如き残留電
位が存在し、この電位が入出力端子に入力される。この
残留電位を第12図の符号Aに示すと共に、残留電位を疑
似的に再現できるようにした疑似負荷回路2を第13図に
示す。なお、第12図中の符号Bは、ペーシングパルスで
ある。
In addition, the potential generated between the two electrodes in the right ventricle includes not only the intracardiac electrocardiogram but also a slowly changing fluctuation, that is, a baseline fluctuation, and a large and long potential called an after potential generated after giving a pacing pulse. A residual potential over time, that is, a residual potential exists as if a large capacitor (capacitance) is connected in parallel between the electrodes, and this potential is input to the input / output terminal. This residual potential is indicated by reference symbol A in FIG. 12, and a pseudo load circuit 2 capable of reproducing the residual potential in a pseudo manner is shown in FIG. The symbol B in FIG. 12 is a pacing pulse.

心内心電を検知する回路においては、ペーシングパル
スBおよびアフターポテンシャルAが検知回路に侵入す
るのを防止しないと、これらの電位を検知し、心内心電
と判別ができない。
In a circuit for detecting an intracardiac electrocardiogram, unless the pacing pulse B and the after-potential A are prevented from entering the detection circuit, these potentials are detected and cannot be discriminated as an intracardiac electrocardiogram.

心内心電を検知する回路においては、まず、入力側に
遮断周波数10〜30Hzの交流結合として基線変動を除去
し、ついで、増幅器で数100倍に増幅して、あるいは高
域周波数のノイズを除去するため、低域通過フィルター
を通し、心内心電のR波のみを強調した信号とし、これ
を比較器によって、一定以上の振幅のR波が入力したと
きに、これを検知する。
In the circuit that detects intracardiac electrocardiography, first, remove the baseline fluctuation as an AC coupling with a cutoff frequency of 10 to 30 Hz on the input side, and then amplify it by several hundred times with an amplifier or remove high frequency noise. To this end, only a signal emphasizing the R wave of the intracardiac electrocardiogram is passed through a low-pass filter, and this signal is detected by a comparator when an R wave having a certain amplitude or more is input.

また通常、検知回路は心内心電を検知した後、250〜3
00ミリ秒間は検知を停止する機能をもたせる。これは、
第14図に示すような心内心電のR波の後に続くS波、T
波、あるいは期外収縮などを検知しないようにするため
である。したがって、ペーシングパルスなどを誤って検
知してしまうと、その後250〜300ミリ秒間は心内心電を
検知できないと言う不都合を有する。
Also, usually, after the detection circuit detects the intracardiac electrocardiogram,
A function to stop detection for 00 milliseconds is provided. this is,
S wave, T following R wave of intracardiac electrocardiogram as shown in FIG.
This is to prevent the detection of waves, extraordinary contractions, and the like. Therefore, if a pacing pulse or the like is erroneously detected, there is a disadvantage that the intracardiac electrocardiogram cannot be detected for 250 to 300 milliseconds thereafter.

そこで、このようなペーシングパルス及びアフターポ
テンシャルの影響を回避するために、従来では次のよう
な回路をペースメーカーの入出力端に設けている。
Therefore, in order to avoid the influence of the pacing pulse and the after potential, conventionally, the following circuit is provided at the input / output terminal of the pacemaker.

まず、その第1の回路は第15図に示すような回路であ
る。この回路においては心内心電の入力をするときと、
ペーシングパルスを出力するときとで、入力と出力を完
全に分離するスイッチ12が設けてある。このスイッチ12
が入力側、つまり、図の実線位置に設定されているとき
には、電極からの心内心電は、入出力端子4、スイッチ
12を介して増幅回路14に至り、ここで増幅されて心内心
電のR波を検出する検知回路に出力される。一方、ペー
シングパルスを出力するときには、ペーシングパルスの
出力する時間だけスイッチ12に出力側、つまり図の点線
位置に設定する。このように入力と出力とを完全に切り
替えるようにすれば、ペーシングパルスの影響を回避す
ることができる。
First, the first circuit is a circuit as shown in FIG. In this circuit, when inputting intracardiac electrocardiogram,
A switch 12 is provided to completely separate the input and the output when outputting the pacing pulse. This switch 12
Is set to the input side, that is, the position of the solid line in FIG.
The signal is passed through 12 to an amplifier circuit 14, where it is amplified and output to a detection circuit for detecting the R wave of the intracardiac electrocardiogram. On the other hand, when outputting the pacing pulse, the output side of the switch 12 is set to the output side, that is, the position indicated by the dotted line in FIG. If the input and output are completely switched in this way, the influence of the pacing pulse can be avoided.

この第1の回路と同様な動作を行う回路として、第16
図に示すような第2の回路もある。この回路では、オー
プンコレクタまたはオープンドレン接続の出力手段が設
けられており、第1の回路と同様に、心内心電の入力を
するときとペーシングパルスを出力するときとで入力と
出力を完全に分離するスイッチ15を設けてある。
As a circuit that performs the same operation as the first circuit,
There is also a second circuit as shown. In this circuit, an open collector or open drain connection output means is provided, and, similarly to the first circuit, the input and output are completely completed when inputting an intracardiac electrocardiogram and outputting a pacing pulse. A switch 15 for separation is provided.

さらに、第3の回路としては、第17図に示すような回
路がある。この回路は基本的には、第15図に示した回路
とほぼ同様な構成を有し、図のスイッチ17は第15図のス
イッチ12と同様に動作する。ただ1箇所異なる部分は、
スイッチ17から増幅回路14に至る入力経路に、コンデン
サ18と抵抗器19とで構成される1Hz以上のカットオフ特
性を持ったRCフィルタが設けてあることである。このフ
ィルタは、変化の遅い変動、すなわち、基線変動を除去
する為に設けたものである。このフィルタを設けない
で、入出力端子に増巾器の入力端子を直結すると、基線
変動のため増巾器が飽和する恐れがある。
Further, as a third circuit, there is a circuit as shown in FIG. This circuit basically has substantially the same configuration as the circuit shown in FIG. 15, and the switch 17 in the figure operates in the same manner as the switch 12 in FIG. The only difference is that
The input path from the switch 17 to the amplifier circuit 14 is provided with an RC filter having a cutoff characteristic of 1 Hz or more, which is composed of a capacitor 18 and a resistor 19. This filter is provided in order to remove a slow change, that is, a baseline change. If the input terminal of the amplifier is directly connected to the input / output terminal without providing this filter, the amplifier may be saturated due to the baseline fluctuation.

以上、例示した3つの回路のいずれかをペースメーカ
ーの入出力端に設ければ、ペーシングパルスの影響をあ
る程度は回避することができるが、どの回路もペーシン
グパルスの出力直後にスイッチが出力側から入力側に切
り替わるようになっているので、切り替わった瞬間にア
フターポテンシャルが入力され、例えば、数100ミリ秒
間にわたって増幅回路が飽和してしまい、この間、心内
心電の検出をすることができない。
As described above, if any of the three exemplified circuits is provided at the input / output terminal of the pacemaker, the influence of the pacing pulse can be avoided to some extent. Side, the after-potential is input at the moment of the switching, and the amplifier circuit is saturated for, for example, several hundred milliseconds. During this time, the intracardiac electrocardiogram cannot be detected.

このような飽和を避けるには、アフターポテンシャル
が充分に減衰するまでスイッチを入力側に切り替えない
ようにすれば良いが、これでは切り替わるまでの間にペ
ーシング電極で検出された心内心電は入力されないの
で、根本的な解決にはならない。
In order to avoid such saturation, the switch should not be switched to the input side until the after potential is sufficiently attenuated, but in this case, the intracardiac electrocardiogram detected by the pacing electrode is not input until the switch is switched. So it is not a fundamental solution.

そこで、ペーシングパルスを出力した後、入出力側を
少しの間低いインピーダンスに保ち、残留電位を心内心
電を検出し得る程度の電位まで強制的に放電させ、その
後入出力側を高いインピーダンスにして心内心電を検出
する回路が考えられた。
Therefore, after outputting the pacing pulse, the input / output side is kept at a low impedance for a while, and the residual potential is forcibly discharged to a potential at which the intracardiac electrocardiogram can be detected. A circuit for detecting intracardiac electrocardiography was considered.

このような回路は、第18図および第19図に示してあ
る。第18図に示す回路には、アフターポテンシャル放電
用の抵抗器20を入出力端子4に接続するスイッチ21と、
ペーシングパルスを出力する時間だけ閉じるスイッチ22
と、入出力端子4からの心内心電をコンデンサ18および
抵抗器19で構成されるフィルタを介して増幅回路14に入
力させるためのスイッチ23との、3つのスイッチが設け
てある。フィルタの機能と増幅回路14の機能とは、前述
した回路と同様である。この3つのスイッチを次のよう
に動作させればアフターポテンシャルの影響を緩和する
ことができる。つまり、ペーシングパルスの出力時に
は、スイッチ22を約2ミリ秒だけ閉じて入出力端子に電
位の比較的高いパルスを出力する。このとき、スイッチ
21とスイッチ23とは開路している。このペーシングパル
スの出力後、スイッチ22の開路とほぼ同時にスイッチ21
が閉じられ、アフターポテンシャルによる残留電位を抵
抗器20を介して強制的に減衰させる。このスイッチ21
は、残留電位が心内心電の検出に影響を与えない程度ま
で減衰するまで(数10ミリ秒)閉じられる。なお、この
ときもスイッチ23は開路している。このスイッチ21の動
作によって残留電位は十分に低下するが、完全に0には
ならないと共に基線変動があるので入出力端子は0にな
らない事が多い。次に、スイッチ23が閉じられる。これ
によって、心内心電の入力が可能になるが、先に述べた
わずかに残っているアフターポテンシャルと基線変動電
位がコンデンサ18に急速に充電されるので、増幅回路14
には、第20図(B)に示したようなパルス状の電位が入
力される。このパルスの波高値が大きいときには、心内
心電と区別することができずに誤検出されてしまう。こ
のような不具合をなくすために、第19図の回路では、コ
ンデンサ18と抵抗器19との接続点の間にスイッチ24を抵
抗器19と並列に接続してある。そのスイッチ24は、スイ
ッチ21が開路する寸前から、コンデンサ18と抵抗器19と
によって決定される時定数よりも長い時間閉じられる。
このようにすれば、第20図の開路の不具合を解消するこ
とができる。しかしながら、4つのスイッチの開閉を非
常に精度よく制御する必要があることから、その制御が
複雑なため、多くの電子回路(電子部品)からなるもの
となり、機器が大きくなると共に、信頼性が低下したり
消費電流が増加するため電池寿命が短くなるという不具
合を有している。
Such a circuit is shown in FIG. 18 and FIG. The circuit shown in FIG. 18 includes a switch 21 for connecting a resistor 20 for after-potential discharge to the input / output terminal 4,
Switch 22 that closes for the duration of pacing pulse output
And a switch 23 for inputting an intracardiac electrocardiogram from the input / output terminal 4 to the amplifier circuit 14 through a filter constituted by the capacitor 18 and the resistor 19. The function of the filter and the function of the amplifier circuit 14 are the same as those of the circuit described above. By operating these three switches as follows, the influence of the after potential can be reduced. That is, when outputting the pacing pulse, the switch 22 is closed for about 2 milliseconds, and a pulse having a relatively high potential is output to the input / output terminal. At this time, switch
21 and the switch 23 are open. After the output of this pacing pulse, switch 21 is almost simultaneously opened with switch 22.
Is closed, and the residual potential due to the after potential is forcibly attenuated via the resistor 20. This switch 21
Is closed (several tens of milliseconds) until the residual potential decays to such an extent that it does not affect the detection of intracardiac electrocardiogram. At this time, the switch 23 is open. Although the residual potential is sufficiently lowered by the operation of the switch 21, the input / output terminal often does not become 0 due to the fact that it does not become completely 0 and there is a base line fluctuation. Next, the switch 23 is closed. This enables the input of an intracardiac electrocardiogram, but since the aforementioned slightly remaining after-potential and baseline fluctuating potential are rapidly charged in the capacitor 18, the amplifier circuit 14
, A pulsed potential as shown in FIG. 20 (B) is input. When the peak value of this pulse is large, it cannot be distinguished from the intracardiac electrocardiogram and is erroneously detected. In order to eliminate such a problem, in the circuit of FIG. 19, a switch 24 is connected in parallel with the resistor 19 between the connection point of the capacitor 18 and the resistor 19. The switch 24 is closed for a time longer than the time constant determined by the capacitor 18 and the resistor 19 just before the switch 21 is opened.
In this way, it is possible to solve the problem of the open circuit shown in FIG. However, since it is necessary to control the opening and closing of the four switches with high precision, the control is complicated, so that the circuit is composed of many electronic circuits (electronic parts), and the size of the equipment is increased and the reliability is reduced. And the current consumption is increased, so that the battery life is shortened.

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
しようとするものであって、極めて簡単かつ単純な動作
をする回路によってアフターポテンシャルの悪影響を最
小限とし、ペーシングパルス及びアフターポテンシャル
等を心内心電と誤検知することのないペースメーカーを
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art as described above, and to minimize the adverse effect of the after-potential by a circuit which operates extremely simply and simply, thereby pacing pulses and after-pulses. An object of the present invention is to provide a pacemaker that does not erroneously detect a potential or the like as an intracardiac electrocardiogram.

発明の概要 上記目的を達成するための本発明は、心内心電を検出
するために心臓に留置された電極と、 この電極から入力された心内心電のR波を検出し、R
波が検知された場合に、出力信号を発生するR波検知回
路と、 R波検知回路の出力信号に基づき、前記R波の周期を
判別し、R波が所定間隔以下の周期で検出される場合に
は、ペーシングパルスを前記電極から出力させず、R波
が所定間隔以上検出されない場合には、ペーシングパル
スを前記電極から出力させるペーシングパルス発生回路
と、 前記電極からの入力信号を前記R波検知回路に向けて
送り込むとともに、前記ペーシングパルス発生回路から
の出力信号を前記電極に向けて送り込む入出力端子とを
有するペースメーカであって、 前記ペーシングパルス発生回路と前記入出力端子との
間には、ほぼOVまであるいは電源電圧までの電圧を能動
的に出力する特性を有する出力回路と、互いに並列に逆
接続された一対のダイオードとが、前記入出力端子に向
けてこの順序で接続してあることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention for achieving the above object provides an electrode placed in the heart for detecting an intracardiac electrocardiogram, detecting an R wave of the intracardiac electrocardiogram input from the electrode, and
When a wave is detected, an R-wave detection circuit that generates an output signal, and a cycle of the R-wave is determined based on an output signal of the R-wave detection circuit, and the R-wave is detected at a cycle equal to or less than a predetermined interval. In such a case, a pacing pulse is not output from the electrode, and a pacing pulse generation circuit that outputs a pacing pulse from the electrode when an R wave is not detected for a predetermined interval or more, and an input signal from the electrode is the R wave. A pacemaker having an input / output terminal that sends an output signal from the pacing pulse generation circuit toward the electrode while sending the signal toward the detection circuit, wherein a pacing pulse generation circuit and the input / output terminal are provided. An output circuit having a characteristic of actively outputting a voltage up to approximately OV or a power supply voltage, and a pair of diodes reversely connected in parallel to each other, It is characterized in that towards the entry output terminal are connected in this order.

そして、前記出力回路は、最低出力電圧が0プラスマ
イナス0.6V以内、または、最高出力電圧が電源電圧マイ
ナス0.6V以上の電圧を出力できる特性を有し、逆接続さ
れた前記ダイオードは、それぞれシリコンダイオードで
あることが好ましい。
The output circuit has a characteristic that a minimum output voltage can output a voltage of 0 ± 0.6 V or less, or a maximum output voltage of a power supply voltage−0.6 V or more. Preferably it is a diode.

また、逆接続する前記ダイオードは、それぞれシリコ
ンショットキーバリアダイオードであってもよい。
Further, the diodes connected in reverse may be silicon Schottky barrier diodes.

本発明のペースメーカーによれば、単に心内心電が入
出力端子に入力しているとき、心内心電が0V付近の比較
的低い電圧範囲である±20mVの範囲内にあるため、出力
回路及び逆接続されたダイオードの作用により、入出力
端子は高インピーダンスに設定される。このため、心内
心電は減衰することなくR波検知回路に入力される。ま
た、ペーシングパルスが入出力端子から出力された直後
には、そのアフターポテンシャルは、心内心電に比較し
て非常に高い電圧範囲であるため、出力回路及びダイオ
ードの作用により、入出力端子が低インピーダンスに設
定されているため、アフターポテンシャルは、ダイオー
ドの特性によって定まる順方向電圧付近の心内心電電圧
範囲内に速やかに減衰され、それ以降は時定数に応じて
徐々に減衰される。したがって、アフターポテンシャル
のためにR波検知回路への入力を停止しなければならな
い時間は極めて短くなり、R波の検知漏れが減少する。
しかもスイッチを使用しない出力回路なので、スイッチ
のオン・オフによって生じる電位の急激な変動もない。
According to the pacemaker of the present invention, when the intracardiac electrocardiogram is simply input to the input / output terminal, the intracardiac electrocardiogram is in the range of ± 20 mV, which is a relatively low voltage range around 0 V. The input / output terminal is set to high impedance by the action of the connected diode. Therefore, the intracardiac electrocardiogram is input to the R-wave detection circuit without attenuation. Immediately after the pacing pulse is output from the input / output terminal, the after-potential is in a very high voltage range as compared with the intracardiac electrocardiogram. Since the impedance is set, the after-potential is rapidly attenuated within the intracardiac electrocardiogram voltage range near the forward voltage determined by the characteristics of the diode, and thereafter gradually attenuated according to the time constant. Therefore, the time during which the input to the R-wave detection circuit must be stopped due to the after-potential becomes extremely short, and the detection omission of the R-wave is reduced.
Moreover, since the output circuit does not use a switch, there is no sudden change in potential caused by turning on / off the switch.

発明の具体的説明 以下、本発明に係るペースメーカーによって図面に示
す実施例に基づき詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, a pacemaker according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.

第1,7図はそれぞれ本発明の一実施例に係るペースメ
ーカのブロック図、第2〜6図は第1図に示す出力回路
の変形例を示す回路図、第8〜10図は本発明に係る回路
途中の信号波形を示す概略図、第11図は第7図に示すブ
ロック図をさらに具体化した回路図である。
1 and 7 are block diagrams of a pacemaker according to one embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 6 are circuit diagrams showing modified examples of the output circuit shown in FIG. 1, and FIGS. FIG. 11 is a schematic diagram showing a signal waveform in the middle of the circuit, and FIG. 11 is a circuit diagram further embodying the block diagram shown in FIG.

第1図に示す本発明の一実施例に係るペースメーカの
回路構成は、例えば、体外式のペースメーカに適用され
る。
The circuit configuration of a pacemaker according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is applied to, for example, an extracorporeal pacemaker.

入出力端子4は、例えば、心臓内に埋め込まれる電極
を有するペーシングカテーテルにリード線などを通じて
接続される。
The input / output terminal 4 is connected to a pacing catheter having electrodes implanted in the heart, for example, through a lead wire.

心臓内に埋め込まれるペーシングカテーテルにより採
取される心内心電は、波高値2〜20mVのR波であり、そ
の極性は+である時もあれば、−である時もある。これ
はカテーテルの先端の電極の位置とし、それが接触した
心内膜の位置とにより異なる。
An intracardiac electrocardiogram collected by a pacing catheter implanted in the heart is an R wave having a peak value of 2 to 20 mV, and its polarity may be + or-. This is the position of the electrode at the tip of the catheter and will depend on the position of the endocardium with which it has contacted.

従って、心内心電検知回路としては、両極性の検知が
必要である。通常、体外式ペースメーカにおいては、心
内心電の基線変動から逃げるため、入出力端子4は交流
結合とし、約20Hz以下を減衰させているので、この交流
結合により、片極性の心電でも微分されて両極性にな
る。
Therefore, the intracardiac electrocardiographic detection circuit needs to detect both polarities. Normally, in an extracorporeal pacemaker, the input / output terminal 4 is AC-coupled in order to escape from the baseline fluctuation of the intracardiac electrocardiogram, and attenuates about 20 Hz or less. To be bipolar.

入出力端子4には、増幅回路14が接続してある。増幅
回路14では、入出力端子4から入力された微弱な心電を
数100倍に増幅する。入出力端子4に入力された心内心
電の波形を、第8,9図(A)に示す。また、この波形が
微分されて増幅回路14へ入力する前の波形を第8,9図
(B)に示す。第9図に示す波形は、第8図に示す波形
の極性が逆になったもので、前述したように、カテーテ
ルの取り付け位置などにより、いずれの波形が入出力端
子4に入るか分からない。
An amplification circuit 14 is connected to the input / output terminal 4. The amplifier circuit 14 amplifies the weak electrocardiogram input from the input / output terminal 4 several hundred times. The waveform of the intracardiac electrocardiogram input to the input / output terminal 4 is shown in FIGS. FIGS. 8 and 9B show waveforms obtained by differentiating this waveform and inputting it to the amplifier circuit 14. FIG. The waveform shown in FIG. 9 is a waveform in which the polarity of the waveform shown in FIG. 8 is reversed. As described above, it is not known which waveform enters the input / output terminal 4 depending on the mounting position of the catheter.

増幅回路14には、スイッチング回路50、フィルター回
路51及びR波検知回路52が順次接続してある。スイッチ
ング回路50は、スイッチングパルス発生回路55からの出
力信号に基づき、入出力端子4から心内心電を入力する
時と、入出力端子からペーシングルスを出力する時と
で、R波検知回路52に至る経路を接続あるいは遮断する
回路である。
A switching circuit 50, a filter circuit 51, and an R-wave detection circuit 52 are sequentially connected to the amplification circuit 14. The switching circuit 50 sends the R-wave detection circuit 52 based on the output signal from the switching pulse generation circuit 55 when the intracardiac electrocardiogram is input from the input / output terminal 4 and when the paces are output from the input / output terminal. It is a circuit that connects or cuts off the path that leads.

フィルター回路51は、低域通過、高域通過フィルター
等からなり、これによってR波成分を取り出す。このR
波を直接R波検知回路52へ入れる。フィルター回路51か
らのR波の出力信号は、第8,9図(C)に示すような波
形である。
The filter circuit 51 includes a low-pass filter, a high-pass filter, and the like, and extracts an R-wave component. This R
The wave is directly input to the R wave detection circuit 52. The output signal of the R wave from the filter circuit 51 has a waveform as shown in FIGS.

R波検知回路52は、R波を検知できるものであれば何
でも良いが、例えば比較回路からなる。比較回路として
のR波検知回路52では、例えば、正極側に若干のスレシ
ホールドを持たせてある。したがって、R波が入力して
ない時には、比較レベルの下であるので、比較回路がト
リガーせず、R波が入力して比較レベルを越した時、比
較回路が反転して、トリガーパルスを、トリガー制御回
路53に出力する。比較回路としてのR波検知回路52に入
力するR波の波形は、第8,9図(C)に示すように、入
出力端子4に入力されたR波の波形の正逆に応じて反転
変化するが、いずれにしてもR波が入力されれば、比較
レベル以上の正極性の波が比較回路に入力するため、R
波を検知することができる。ただし、入出力端子4に入
力されたR波の波形の正逆に応じて反転変化する波形が
比較回路に入力するため、第9図に示すような反転波形
が比較回路に入力された場合には、第8図に示すような
波形が入力する場合に比較して、検出時間遅れtが生じ
る。検出時間遅れtは、約30〜50ミリ秒程度あるため、
問題はない。
The R-wave detection circuit 52 may be anything as long as it can detect the R-wave, and is composed of, for example, a comparison circuit. In the R-wave detection circuit 52 as a comparison circuit, for example, a slight threshold is provided on the positive electrode side. Therefore, when the R-wave is not input, since the level is below the comparison level, the comparison circuit does not trigger, and when the R-wave is input and exceeds the comparison level, the comparison circuit is inverted to generate a trigger pulse. Output to the trigger control circuit 53. The waveform of the R-wave input to the R-wave detection circuit 52 as a comparison circuit is inverted according to the forward / reverse of the waveform of the R-wave input to the input / output terminal 4, as shown in FIG. In any case, if an R wave is input, a positive polarity wave higher than the comparison level is input to the comparison circuit.
Waves can be detected. However, since a waveform that changes inversion in accordance with the forward / reverse of the waveform of the R wave input to the input / output terminal 4 is input to the comparison circuit, when an inverted waveform as shown in FIG. 9 is input to the comparison circuit, Causes a detection time delay t as compared with the case where a waveform as shown in FIG. 8 is input. Since the detection time delay t is about 30 to 50 milliseconds,
No problem.

トリガー制御回路53は、心内心電のR波を比較回路と
してのR波検知回路52で検知した場合に、その出力信号
に基づき、検知後所定時間、R波検知回路52による検知
を停止させる作用を有すると共に、後述するようなペー
シング発生回路54からのペーシングパルスのタイマーを
リセットさせる作用を有する。R波検知後の所定時間
は、第14図に示すような心内心電のR波の後に続くS
波、T波、あるいは期外収縮などを検知しないようにす
るのに十分な時間であり、一般的には、250〜300ミリ秒
間である。このトリガー制御回路53は、ペーシングパル
ス発生回路54に接続してあり、ペーシングパルス発生回
路54は、出力回路56を介して入出力端子4に接続してあ
る。
The trigger control circuit 53 stops the detection by the R-wave detection circuit 52 for a predetermined time after the detection, based on the output signal, when the R-wave of the intracardiac electrocardiogram is detected by the R-wave detection circuit 52 as a comparison circuit. And has the function of resetting the timer of the pacing pulse from the pacing generation circuit 54 as described later. The predetermined time after the detection of the R wave is the S following the R wave of the intracardiac electrocardiogram as shown in FIG.
This is a time sufficient to prevent detection of a wave, T-wave, or extra-systole, and is generally 250 to 300 milliseconds. The trigger control circuit 53 is connected to a pacing pulse generation circuit 54, and the pacing pulse generation circuit 54 is connected to the input / output terminal 4 via an output circuit 56.

ペーシングパルス発生回路54は、本実施例では、調節
可能な所定時間周期でペーシングパルスを発生する回路
であり、比較回路としてのR波検知回路52でR波が検知
された場合には、トリガー制御回路53により、所定時間
周期を算定するタイマーをリセットし、R波が入力して
から所定時間周期以内には入出力端子4に向けてペーシ
ングパルスが出力されないようになっている。そして、
R波が検知されてから次のR波が検知されるべき所定時
間内にR波検知回路52ではR波が検知されない場合に
は、所定時間周期にペーシングパルス発生回路54から入
出力端子4に向けてペーシングパルスが出力されるよう
になっている。その後所定時間の間に、R波検知回路52
でR波が検知されない場合には、さらにペーシングパル
スを出力し、その動作は、R波検知回路52でR波が検知
されるまで続く。入出力端子4は、前述したように、心
臓内に埋め込まれた電極を有するカテーテルに接続して
あるので、入出力端子4から出力されたペーシングパル
スにより心臓のペーシングを行うことができる。
In the present embodiment, the pacing pulse generation circuit 54 is a circuit that generates a pacing pulse at a predetermined time period that can be adjusted. When the R-wave detection circuit 52 serving as a comparison circuit detects an R-wave, a trigger control is performed. The circuit 53 resets the timer for calculating the predetermined time period, so that no pacing pulse is output to the input / output terminal 4 within the predetermined time period after the input of the R wave. And
If the R-wave detection circuit 52 does not detect the R-wave within a predetermined time after the detection of the R-wave and the next R-wave should be detected, the pacing pulse generation circuit 54 sends the signal to the input / output terminal 4 in a predetermined time period. A pacing pulse is output toward the camera. Thereafter, during a predetermined time, the R-wave detection circuit 52
If the R-wave is not detected in step (3), a pacing pulse is further output, and the operation continues until the R-wave detection circuit 52 detects the R-wave. As described above, since the input / output terminal 4 is connected to the catheter having the electrode implanted in the heart, the heart can be paced by the pacing pulse output from the input / output terminal 4.

ペーシングパルス発生回路54は、スイッチングパルス
発生回路55にも接続してある。スイッチングパルス発生
回路55は、ペーシングパルス発生回路54からペーシング
パルスが出力された場合に同期して、スイッチング回路
50内のスイッチを駆動させるパルスを出力する回路であ
る。つまり、ペーシングパルスが出力されている時には
スイッチング回路50のスイッチをオフ状態にしてR波検
知回路52に至る経路を所定時間遮断し、一方、ペーシン
グパルスが出力されていない場合には、スイッチング回
路50のスイッチをオン状態にしてR波検知回路52に至る
経路を接続状態に保つ作用を有する。或は、このスイッ
チング回路は、信号をショートしてR波検知回路52に至
る経路を遮断する方式でも良い。本発明では、後述する
出力回路56及び逆接続されたダイオード37,38の作用に
より、ペーシングパルスに続いて入出力端子4に発生す
るアフターポテンシャルを短時間で減衰させているの
で、スイッチング回路50による回路遮断時間を短時間に
設定することが可能になる。回路遮断時間としては、具
体的には、ペーシングパルス出力後、50〜150ミリ秒、
好ましくは50〜80ミリ秒である。
The pacing pulse generation circuit 54 is also connected to the switching pulse generation circuit 55. The switching pulse generation circuit 55 is synchronized with the case where the pacing pulse is output from the pacing pulse generation circuit 54.
It is a circuit that outputs a pulse for driving the switches in 50. That is, when the pacing pulse is being output, the switch of the switching circuit 50 is turned off to cut off the path to the R-wave detection circuit 52 for a predetermined time, while when the pacing pulse is not being output, the switching circuit 50 is turned off. Has the effect of keeping the path to the R-wave detection circuit 52 in the connected state by turning on the switch. Alternatively, the switching circuit may be of a type in which a signal is short-circuited to cut off a path leading to the R-wave detection circuit 52. In the present invention, the after-potential generated at the input / output terminal 4 following the pacing pulse is attenuated in a short time by the action of the output circuit 56 and the reversely connected diodes 37 and 38 described later. The circuit interruption time can be set to a short time. As the circuit interruption time, specifically, 50 to 150 milliseconds after pacing pulse output,
Preferably it is 50 to 80 milliseconds.

スイッチング回路50としては、例えば、第15〜19図に
示すようなスイッチング回路またはその他の回路が用い
られ得る。なお、このようなスイッチング回路50は、増
幅回路14の入力側に設置するようにしても良い。
As the switching circuit 50, for example, a switching circuit as shown in FIGS. 15 to 19 or another circuit may be used. Note that such a switching circuit 50 may be provided on the input side of the amplifier circuit 14.

本発明においては、ペーシングパルス発生回路54と入
出力端子4との間に、出力回路56と相互に逆接続してあ
る一対のダイオード57,58とを設けるようにしている。
この出力回路56は、ほぼOVまであるいは電源電圧までの
電圧を能動的に出力する特性を有する。能動的に出力で
きる回路とは、その出力電圧範囲において、電流の吐き
出しも吸い込みもできる機能を有している回路を称する
ものとする。
In the present invention, a pair of diodes 57 and 58, which are mutually connected to the output circuit 56, are provided between the pacing pulse generating circuit 54 and the input / output terminal 4.
The output circuit 56 has a characteristic of actively outputting a voltage up to approximately OV or a power supply voltage. The circuit capable of actively outputting is referred to as a circuit having a function of discharging and sinking current in the output voltage range.

このような出力回路56の一例として、例えば第2図に
示すように、トランジスタ30〜35の6つのトランジスタ
によって構成されている回路がある。この回路は、B級
動作のエミッタフォローアーコンプリメンタリープッシ
ュプル回路である。この回路はオペーレーションアンプ
の出力回路にも良く用いられているので、OV付近でも出
力側に対して十分に低いインピーダンスが実現できる。
As an example of such an output circuit 56, for example, as shown in FIG. 2, there is a circuit constituted by six transistors 30 to 35. This circuit is a class B operation emitter follower complementary push-pull circuit. Since this circuit is often used in the output circuit of an operation amplifier, a sufficiently low impedance can be realized on the output side even near OV.

トランジスタ35のベース端子に抵抗36を介して駆動パ
ルスとしてペーシングパルスが出力されると、その駆動
パルスに伴って互いに逆極性に並列接続されているダイ
オードのうちのダイオード37を介してペーシングパルス
が出力される。このときには、出力側の入出力端子間イ
ンピーダンスはダイオード38を介して低インピーダンス
とされる。また、入出力端子4に、ペーシングパルス出
力時以外の心内心電が入力している際には、互いに並列
に逆接続したダイオード37,38及び出力回路56によって
ダイオード37,38の順方向電圧の電圧範囲は高インピー
ダンスに設定される。これで、心内心電の呈する微弱な
電圧領域では、逆接続したダイオード37,38及び出力回
路56は、高インピーダンスを示すような特性を有するこ
とになる。したがってこの場合には、心内心電は減衰す
ることなくR波検知回路52方向へ入力される。
When a pacing pulse is output as a driving pulse to the base terminal of the transistor 35 via the resistor 36, the pacing pulse is output via the diode 37 of the diodes connected in parallel with opposite polarities to each other with the driving pulse. Is done. At this time, the impedance between the input and output terminals on the output side is made low through the diode 38. Further, when an intracardiac electrocardiogram is input to the input / output terminal 4 other than at the time of pacing pulse output, the diodes 37, 38 and the output circuit 56, which are reverse-connected in parallel with each other, reduce the forward voltage of the diodes 37, 38. The voltage range is set to high impedance. As a result, in the weak voltage range exhibited by the intracardiac electrocardiography, the reversely connected diodes 37 and 38 and the output circuit 56 have characteristics such that they exhibit high impedance. Therefore, in this case, the intracardiac electrocardiogram is input to the R-wave detection circuit 52 without attenuation.

第3図および第4図に示した回路は、MOSFET39および
40によって構成されているソース接地のコンプリメンタ
リー回路(CMOS)である。第3図に示した回路では、一
方の電源端子を0電位に設定すれば、OVまで能動的に出
力することができる。第4図に示した回路では、負の電
源電圧からOVまで能動的に出力することができる。
The circuits shown in FIG. 3 and FIG.
40 is a source grounded complementary circuit (CMOS) constituted by 40. In the circuit shown in FIG. 3, if one power supply terminal is set to 0 potential, it is possible to actively output up to OV. The circuit shown in FIG. 4 can actively output from a negative power supply voltage to OV.

第3図および第4図に示した回路において、MOSFET39
および40に駆動パルスとしてのペーシングパルスが出力
されると、その駆動パルスに伴って互いに逆極性に並列
接続されているダイオードのうちのダイオード37を介し
てパルスが出力される。このときには、出力側のインピ
ーダンスはダイオード38を介して低インピーダンスとさ
れる。
In the circuits shown in FIG. 3 and FIG.
When a pacing pulse is output as a driving pulse to the and 40, a pulse is output through the diode 37 of the diodes connected in parallel with opposite polarities to each other in accordance with the driving pulse. At this time, the impedance on the output side is made low through the diode 38.

第5図および第6図に示した回路は、トランジスタ41
〜44の4つのトランジスタによって構成されているコレ
クタ出力回路である。第5図の回路では、正出力でのOV
近く(約20mV)まで出力できるようになっている。第6
図の回路では、負出力でOV近くまで出力できるようにな
っている。
The circuit shown in FIG. 5 and FIG.
This is a collector output circuit constituted by four transistors of .about.44. In the circuit of Fig. 5, OV at positive output
It can output near (about 20mV). Sixth
In the circuit shown in the figure, negative output can be output up to near OV.

両回路ともに、トランジスタ43および44のベース端子
に抵抗45を介してペーシングパルスとしての駆動パルス
が出力されると、その駆動パルスに伴って互いに逆極性
に並列接続されているダイオードのうちのダイオード37
を介してパルスが出力される。このときには、出力側の
インピーダンスはダイオード38を介して低インピーダン
スとされる。
In both circuits, when a driving pulse as a pacing pulse is output to the base terminals of the transistors 43 and 44 via the resistor 45, the diode 37 of the diodes connected in parallel with opposite polarities to each other with the driving pulse.
A pulse is output via the. At this time, the impedance on the output side is made low through the diode 38.

このように、ほぼOVあるいはほぼ電源電圧まで能動的
に出力可能な出力回路56を、互いに逆接続されたダイオ
ード37,38を通じて入出力端子4に接続した回路によれ
ば、入出力端子4を介して伝送されている信号の電位が
ダイオードの順方向電圧以内の所定範囲であれば、入出
力端子が少なくとも5キロオーム以上、好ましくは10キ
ロオーム以上の高インピーダンスに設定される一方、当
該信号の電位が所定範囲を外れる場合には低インピーダ
ンスに設定される。ここで、0V付近の所定範囲とは、−
600mV+600mVの範囲より狭い範囲、好ましくは、心内心
電の電圧範囲である±20mV(−20〜+20mV)付近の範囲
内である。
As described above, according to the circuit in which the output circuit 56 capable of actively outputting approximately OV or approximately the power supply voltage is connected to the input / output terminal 4 through the diodes 37 and 38 connected in reverse, the input / output terminal 4 If the potential of the signal being transmitted is within a predetermined range within the forward voltage of the diode, the input / output terminal is set to a high impedance of at least 5 kΩ or more, preferably 10 kΩ or more, while the potential of the signal is If it is out of the predetermined range, it is set to low impedance. Here, the predetermined range around 0 V is −
The range is narrower than the range of 600 mV + 600 mV, and preferably within a range around ± 20 mV (−20 to +20 mV) which is a voltage range of intracardiac electrocardiogram.

出力インピーダンスが高くなる範囲は、並列に逆接続
したダイオード37,38の種類を選択することにより変化
させることが可能である。つまり、使用するダイオード
として、通常のシリコンダイオードを使用すれば、±0.
7Vの出力範囲(−0.7〜+0.7Vの範囲)で、インピーダ
ンスが非常に高い領域が得られ、また、ダイオードとし
て37,38としてショットキーダイオードを用いれば、±
0.2Vの出力範囲ないし±0.5V出力範囲で出力インピーダ
ンスの非常に高い領域がそれぞれ得られる。
The range in which the output impedance is high can be changed by selecting the type of the diodes 37 and 38 connected in reverse in parallel. In other words, if a normal silicon diode is used as the diode to be used, ± 0.
In the 7V output range (the range of -0.7 to + 0.7V), a very high impedance region can be obtained.
A very high output impedance region can be obtained in the output range of 0.2V to ± 0.5V.

上記した回路以外にも、OVあるいはほぼ電源電圧まで
能動的に出力可能な出力回路は種々のものが考えられる
が、これらの回路も本発明の出力回路として適用できる
のはもちろんである。
In addition to the circuits described above, various types of output circuits capable of actively outputting OV or almost the power supply voltage are conceivable. Of course, these circuits can also be applied as the output circuit of the present invention.

但し、オープンコレクター、オープンドレーン、ある
いはスイッチなどは、オフ時のインピーダンスが極めて
高く、アフターポテンシャルを放電する能力がないから
使用できない。また、エミッター接地のコンプリメンタ
リープッシュプルは常時電流を流していないとインピー
ダンスが高いので、ペースメーカーには不向きである。
However, an open collector, an open drain, a switch, or the like cannot be used because the off-state impedance is extremely high and there is no ability to discharge an after potential. In addition, a complementary push-pull with a grounded emitter has a high impedance unless a current is constantly supplied, and is not suitable for a pacemaker.

このような本発明に係る出力回路56及び逆接続したダ
イオード37,38によれば、ペーシングパルスが発生して
いない間にはR波を入出力端子4から効率よく検出で
き、ペーシングパルスが入出力端子4から出力される場
合には、ペーシングパルスのアフターポテンシャルは急
激に減衰され、アフターポテンシャルのためにR波検知
回路への入力を停止しなければならない時間は極めて短
くなり、R波の検知漏れが減少する。しかもスイッチを
使用しない出力回路なので、スイッチのオン・オフによ
って生じる電位の急激な変動もない。
According to the output circuit 56 and the reversely connected diodes 37 and 38 according to the present invention, the R wave can be efficiently detected from the input / output terminal 4 while the pacing pulse is not generated, and the pacing pulse is input / output. When output from the terminal 4, the after potential of the pacing pulse is rapidly attenuated, and the time during which the input to the R-wave detection circuit must be stopped due to the after-potential becomes extremely short. Decrease. Moreover, since the output circuit does not use a switch, there is no sudden change in potential caused by turning on / off the switch.

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲で種々に改変することが可能であ
る。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.

例えば、本発明に係るペースメーカは、出力回路56及
びダイオード37,38以外の回路構成は、特に限定され
ず、例えば、第7図に示くような回路構成であっても良
い。
For example, in the pacemaker according to the present invention, the circuit configuration other than the output circuit 56 and the diodes 37 and 38 is not particularly limited, and may have a circuit configuration as shown in FIG. 7, for example.

第7図に示す回路では、第1図に示すスイッチングパ
ルス発生回路55及びスイッチング回路50を設けることな
く、その代わりに、絶対値回路60及びパルス引き下げ回
路62を設けている。
The circuit shown in FIG. 7 does not include the switching pulse generating circuit 55 and the switching circuit 50 shown in FIG. 1, but includes an absolute value circuit 60 and a pulse lowering circuit 62 instead.

絶対値回路60では、これに入力された信号波形を正負
いずれか一方の極性の波に変換する。その後、正負いず
れかの極性の信号をR波検知回路52にかけて、R波を検
出する。例えば、絶対値回路60の出力を正とし、正極の
波を正極側に若干のスレシホールドを持たせた比較回路
としてのR波検知回路52で検出するようにしておく。そ
うすればR波が入力してない時には、比較レベルの下で
あるので、R波検知回路52はトリガーせず、R波が入力
して比較レベルを越した時、比較回路としてのR波検知
回路52は反転して、トリガーパルスを、トリガー制御回
路53に出力する。正極性の波に変換する絶対値回路60の
出力波形は、例えば第8,9図(D)に示される。これら
図に示すように、絶対値回路を通せば、たとえ、入出力
端子4に反対極性の波形が入力されたとしても、絶対値
回路60の出力波形は、同一波形となる。
The absolute value circuit 60 converts the signal waveform input thereto into a wave of either positive or negative polarity. Thereafter, a signal of either positive or negative polarity is applied to the R-wave detection circuit 52 to detect the R-wave. For example, the output of the absolute value circuit 60 is set to be positive, and the positive-polarity wave is detected by the R-wave detection circuit 52 as a comparison circuit having a slight threshold on the positive side. Then, when the R-wave is not input, since the level is below the comparison level, the R-wave detection circuit 52 does not trigger, and when the R-wave is input and exceeds the comparison level, the R-wave detection as the comparison circuit is performed. The circuit 52 inverts and outputs a trigger pulse to the trigger control circuit 53. The output waveform of the absolute value circuit 60 that converts the wave into a positive wave is shown in, for example, FIG. As shown in these figures, if the signal passes through the absolute value circuit, the output waveform of the absolute value circuit 60 becomes the same even if a waveform of the opposite polarity is input to the input / output terminal 4.

パルス引き下げ回路62は、ペーシングパルスが入出力
端子4に向けて出力された場合に、絶対値回路60からR
波検知回路52へ入る単極性の入力信号に、その極性と反
対極性で且つその入力信号より大きい電位の引き下げパ
ルスを所定時間加え、R波検知回路52に所定値以上の入
力信号が入力することを防止する機能を有する。
When the pacing pulse is output to the input / output terminal 4, the pulse lowering circuit 62
The input signal of a predetermined value or more is applied to the R-wave detection circuit 52 for a predetermined period of time by applying, to the unipolar input signal input to the wave detection circuit 52, a pull-down pulse having a polarity opposite to that of the polarity and higher in potential than the input signal. Has the function of preventing

絶対値回路60からの出力信号が正極性の場合には、第
10図(B)で示すような正と反対極性の負極性のパルス
をR波検知回路52の入力側に入力させる。負極性のパル
ス幅(時間)Tは、入出力端子4から入力されるペーシ
ングパルス及びそのアフターポテンシャルの影響時間以
上の幅であることが必要であり、一般的には、20〜150
ミリ秒である。また、パルス電位Vは、入出力端子4か
ら入力され、増幅回路14、フィルター回路51及び絶対値
回路60を通過した第10図(A)に示すようなペーシング
パルス及びそのアフターポテンシャルの最大波形電位V2
よりも大きいことが好ましい。そうすれば、R波検知回
路52の入力側において、ペーシングパルス及びそのアフ
ターポテンシャルに相当する第10図(A)に示す波形
に、同図(B)に示すパルスが加わり、同図(C)に示
す波形となる。
If the output signal from the absolute value circuit 60 has a positive polarity,
10 A negative pulse having a positive polarity and a negative polarity as shown in FIG. 10B is input to the input side of the R-wave detection circuit 52. The pulse width (time) T of the negative polarity must be equal to or greater than the influence time of the pacing pulse input from the input / output terminal 4 and the after potential thereof.
Milliseconds. The pulse potential V is input from the input / output terminal 4 and passes through the amplifier circuit 14, the filter circuit 51, and the absolute value circuit 60, as shown in FIG. 10A, and the maximum waveform potential of the after-potential pacing pulse. V 2
It is preferably larger than. Then, on the input side of the R-wave detection circuit 52, the pulse shown in FIG. 10B is added to the waveform shown in FIG. 10A corresponding to the pacing pulse and its after potential, and FIG. The waveform shown in FIG.

同図(C)に示す波形がR波検知回路52に入力された
としても、ペーシングパルス及びそのアフターポテンシ
ャルに相当する波形は、引き下げパルスにより十分引き
下げられているため、所定値以上の信号を検知する比較
回路としてのR波検知回路52においては、その信号をR
波と誤検知することはない。上記動作の説明では、絶対
値回路60の出力が正の場合であったが、絶対値回路60の
出力を負とし、以後の極性を全部逆として回路を構成し
ても全く同様に作動する。
Even if the waveform shown in FIG. 4C is input to the R-wave detection circuit 52, the pacing pulse and the waveform corresponding to the after potential are sufficiently lowered by the down-pulse, so that a signal of a predetermined value or more is detected. The R-wave detection circuit 52 as a comparison circuit that performs
There is no false detection of a wave. In the above description of the operation, the case where the output of the absolute value circuit 60 is positive is described. However, even if the output of the absolute value circuit 60 is made negative and the polarity thereafter is completely reversed, the circuit operates in exactly the same manner.

このように構成すれば、スイッチング回路を使用しな
くとも、ペーシングパルス及びそのアフターポテンシャ
ルを比較回路としてのR波検知回路52でR波と誤検知す
ることはなくなる。また、仮にスイッチ素子を使用した
としても、その漏れ電流などによるパルスはR波検出に
影響を与えない。何故ならば、このスイッチ動作が負側
で行われているためである。(正のノイズが出ない)。
With this configuration, even if the switching circuit is not used, the pacing pulse and its after potential are not erroneously detected as the R wave by the R wave detection circuit 52 as the comparison circuit. Even if a switch element is used, a pulse due to a leakage current or the like does not affect the detection of the R wave. This is because this switch operation is performed on the negative side. (No positive noise appears).

このようなペースメーカの回路においても、ペーシン
グパルス発生回路54と入出力端子4との間に、本発明に
係る出力回路56及びダイオード57,58を接続すれば、第
1図に示す実施例と同様な作用を有する。特に、この実
施例では、スイッチング回路を使用しなくとも、ペーシ
ングパルス及びそのアフターポテンシャルを比較回路と
してのR波検知回路52でR波と誤検知することはなくな
ると共に、パルス引き下げ回路62によるパルス引き下げ
時間Tを短くできるので都合がよい。
Also in such a pacemaker circuit, if the output circuit 56 and the diodes 57 and 58 according to the present invention are connected between the pacing pulse generation circuit 54 and the input / output terminal 4, the same as the embodiment shown in FIG. It has a great effect. In particular, in this embodiment, even if a switching circuit is not used, the pacing pulse and its after potential are not erroneously detected as an R wave by the R wave detection circuit 52 as a comparison circuit, and the pulse reduction by the pulse reduction circuit 62 is performed. This is convenient because the time T can be shortened.

第7図に示すようなペースメーカのより具体的な回路
図を第11図に示す。
A more specific circuit diagram of a pacemaker as shown in FIG. 7 is shown in FIG.

第11図において、符号4aは入出力端子であり、14aは
増幅回路で、オペアンプにより構成され数百倍の増幅率
を持つ。符号51aはフィルターであり、このフィルター
は、例えば低域通過型であり、オペアンプのバッファー
を持つ。符号60aは絶対値回路であり、この絶対値回路
は、オペアンプ2台による典型的な形式であり、正極性
の出力信号を出力するようになっている。符号52aは比
較回路であり、この比較回路は、オペアンプコンパレー
ター動作をさせており、比較電位を正側に微調整して使
用するようになっている。この比較回路52aにおいて
は、比較電位より高い電位が入力した時、正極性の出力
信号を出し、それ以外で負の出力信号を出す。絶対値回
路60aからの出力は、抵抗64を介して比較手段52aの入力
端に接続するようになっている。
In FIG. 11, reference numeral 4a denotes an input / output terminal, and 14a denotes an amplifier circuit, which is constituted by an operational amplifier and has an amplification factor of several hundred times. Reference numeral 51a denotes a filter, which is, for example, a low-pass filter and has an operational amplifier buffer. Reference numeral 60a denotes an absolute value circuit, which is a typical form using two operational amplifiers, and outputs a positive output signal. Reference numeral 52a denotes a comparison circuit which operates an operational amplifier comparator and finely adjusts the comparison potential to the positive side before use. The comparator 52a outputs a positive output signal when a potential higher than the comparison potential is input, and outputs a negative output signal otherwise. The output from the absolute value circuit 60a is connected to the input terminal of the comparing means 52a via the resistor 64.

符号62aは負の電源で動作しているスイッチ信号発生
器であり、スイッチ信号発生器は、ペーシング出力をレ
ベルシフトして負のレベルとし、ペーシング出力の立ち
上がりに同期し、出力「」からは0より負の出力がで
き、出力「Q」からは負から0の出力ができる1ショッ
ト・マルチバイブレーターで構成されており、ペーシン
グパルスの立ち上がりに同期して出力が出始め、数十ミ
リ秒間後に出力が停止するようになっている。スイッチ
信号発生器62aの出力側は、抵抗66を介して比較回路52a
の入力端に接続してある。これらスイッチ信号発生器62
a及び抵抗66が、第6図に示すようなパルス引き下げ回
路62を構成している。抵抗66の代わりに、FET68を用い
るようにしても良い。また、信号発生器62aの出力から
オープンコレクター、またはオープンドレインのトラン
ジスターを比較回路52aの入力端に接続し、これらのエ
ミッター、あるいはソースを負の電源に接続し、これら
のベース、あるいはゲートを負電位でスイッチすること
によっても可能である。
Reference numeral 62a denotes a switch signal generator that operates on a negative power supply. The switch signal generator shifts the level of the pacing output to a negative level, synchronizes with the rise of the pacing output, and outputs 0 from the output "". It is composed of a one-shot multivibrator that can output more negative and can output from negative to 0 from the output "Q", output starts in synchronization with the rising of the pacing pulse, and outputs several tens of milliseconds Is to stop. The output side of the switch signal generator 62a is connected to a comparison circuit 52a via a resistor 66.
Connected to the input terminal of These switch signal generators 62
The resistor a and the resistor 66 constitute a pulse pull-down circuit 62 as shown in FIG. Instead of the resistor 66, an FET 68 may be used. Also, an open collector or open drain transistor is connected to the input terminal of the comparison circuit 52a from the output of the signal generator 62a, their emitter or source is connected to a negative power supply, and their base or gate is connected to negative. It is also possible by switching with a potential.

第11図中の符号53aは、心内心電を検知した後、約250
〜300ミリ秒間、検知を停止するための1ショットマル
チバイブレーターである。このマルチバイブレーター53
aは、比較回路52aの出力信号を受けて、ペーシングパル
ス発生回路54aにリセット信号を送り、このペーシング
パルス発生回路54aからペーシングパルスのパルス間隔
を算定するタイマーをリセットさせる作用も有する。す
なわち、このマルチバイブレーター53aは、第7図に示
すトリガー制御回路53に相当する。
Reference numeral 53a in FIG. 11 indicates that after detecting an intracardiac electrocardiogram,
This is a one-shot multivibrator for stopping detection for up to 300 milliseconds. This multivibrator 53
In response to the output signal of the comparison circuit 52a, the signal a also has a function of sending a reset signal to the pacing pulse generation circuit 54a and resetting a timer for calculating the pulse interval of the pacing pulse from the pacing pulse generation circuit 54a. That is, the multivibrator 53a corresponds to the trigger control circuit 53 shown in FIG.

なお、ペーシングパルス発生回路54は、t1とt2とでパ
ルス間隔とパルス幅を定めるようになっている。符号56
はペーシングパルス出力回路である。
Incidentally, the pacing pulse generator circuit 54 is adapted to determine the pulse interval and the pulse width between t 1 and t 2. Sign 56
Is a pacing pulse output circuit.

発明の効果 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
単に心内心電が入出力端子に入力しているとき、心内心
電が0V付近の比較的低い電圧範囲である±20mVの範囲内
にあるため、出力回路及び逆接続されたダイオードの作
用により、入出力端子は高インピーダンスに設定され
る。このため、心内心電は減衰することなくR波検知回
路に入力される。また、ペーシングパルスが入出力端子
から出力される場合には、そのアフターポテンシャル
は、心内心電に比較して非常に高い電圧範囲であるた
め、出力回路及び逆接続されたダイオードの作用によ
り、入出力端子が低インピーダンスに設定される。これ
によって、アフターポテンシャルは、ダイオードの順方
向電圧特性によって定まる0V付近の心内心電電圧範囲内
に速やかに減衰され、それ以降は時定数に応じて除々に
減衰される。したがって、アフターポテンシャルのため
にR波検知回路への入力を停止しなければならない時間
は極めて短くなり、R波の検知漏れが減少する。しかも
スイッチを使用しない出力回路なので、スイッチのオン
・オフによって生じる電位の急激な変動もない。
Effects of the Invention As is clear from the above description, according to the present invention,
Simply when the intracardiac electrocardiogram is input to the input / output terminal, because the intracardiac electrocardiogram is in the range of ± 20 mV, which is a relatively low voltage range around 0 V, by the action of the output circuit and the reverse-connected diode, The input / output terminals are set to high impedance. Therefore, the intracardiac electrocardiogram is input to the R-wave detection circuit without attenuation. When the pacing pulse is output from the input / output terminal, the after-potential is in a much higher voltage range than the intracardiac electrocardiogram. The output terminal is set to low impedance. As a result, the after-potential is rapidly attenuated within the intracardiac electrocardiogram voltage range around 0 V determined by the forward voltage characteristics of the diode, and thereafter gradually attenuated according to the time constant. Therefore, the time during which the input to the R-wave detection circuit must be stopped due to the after-potential becomes extremely short, and the detection omission of the R-wave is reduced. Moreover, since the output circuit does not use a switch, there is no sudden change in potential caused by turning on / off the switch.

[実施例] 以下、本発明をさらに具体的な実施例により説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described with more specific examples, but the present invention is not limited to these examples.

第1図に示すような回路を作成した。第1図に示す出
力回路56としては、第2図に示す構成の回路を用いた。
トランジスタ30,32,33,35としては、2SC2459を用い、ト
ランシスタ31,34としては、2SA1049を用い、ダイオード
37,38としては、ショットキーバリアダイオード(IS218
1)を用い、抵抗36としては、100キロオームのものを用
いた。
A circuit as shown in FIG. 1 was created. A circuit having the configuration shown in FIG. 2 was used as the output circuit 56 shown in FIG.
Transistors 30, 32, 33, and 35 use 2SC2459, and transistors 31 and 34 use 2SA1049, and a diode.
37, 38 are Schottky barrier diodes (IS218
1) was used, and a resistor 36 having a resistance of 100 kΩ was used.

この回路の入出力端子4に第13図に示すような疑似負
荷回路2を接続し、その評価試験を行ったところ、電源
として+4.5V、−3Vの電位を与え、入出力端子4に実際
に出力されたペーシングパルスの出力パルス波高は、3.
8Vであり、出力パルス幅は2ミリ秒が得られた。このと
きのアフターポテンシャルを図中のC点で測定したとこ
ろ、アフターポテンシャルの電位が5mV以下になるまで
の時間は、ペーシングパルスの出力後55ミリ秒にとどま
った。このためにスイッチング回路50による入力禁止時
間は70ミリ秒程度あれば十分となる。そして、この入力
禁止時間以外では心内心電の検出は2〜20mVの間で全く
問題なく検出することができた。
A dummy load circuit 2 as shown in FIG. 13 was connected to the input / output terminal 4 of this circuit, and an evaluation test was performed. The output pulse height of the pacing pulse output to 3.
8 V and an output pulse width of 2 ms was obtained. When the after-potential at this time was measured at point C in the figure, the time required for the after-potential to become 5 mV or less was only 55 milliseconds after the output of the pacing pulse. For this reason, an input inhibition time of about 70 milliseconds by the switching circuit 50 is sufficient. In addition to the input prohibition time, the intracardiac electrocardiogram could be detected without any problem between 2 and 20 mV.

このように、以上のような回路をペースメーカーの出
力段に挿入すれば、ペーシングパルスの出力後、それに
よって生じるアフターポテンシャルを速やかに減衰させ
ることができ、これによって、心内心電のR波が、その
アフターポテンシャル内に埋もれることなく確実に検出
することができることになる。
As described above, if the above circuit is inserted into the output stage of the pacemaker, after the pacing pulse is output, the after-potential generated by the pacing pulse can be rapidly attenuated. It is possible to reliably detect without being buried in the after potential.

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

第1,7図はそれぞれ本発明の一実施例に係るペースメー
カのブロック図、第2〜6図は第1図に示す出力回路の
変形例を示す回路図、第8〜10図は本発明に係る回路途
中の信号波形を示す概略図、第11図は第7図に示すブロ
ック図をさらに具体化した回路図、第12図はペーシング
パルスの波形を示すグラフ、第13図は疑似負荷回路の回
路図、第14図は心電図の概略図、第15図〜第19図はペー
スメーカに用いられるスイッチング回路の回路図、第20
図は従来のペースメーカーの回路におけるアフターポテ
ンシャルの影響を示すグラフである。 4,4a……入出力端子、37,38……ダイオード、 50……スイッチング回路、52……R波検知回路、 60……絶対値回路、 54……ペーシングパルス発生回路、 55……スイッチングパルス発生回路、 56……出力回路、 62……パルス引き下げ回路。
1 and 7 are block diagrams of a pacemaker according to one embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 6 are circuit diagrams showing modified examples of the output circuit shown in FIG. 1, and FIGS. FIG. 11 is a schematic diagram showing a signal waveform in the middle of the circuit, FIG. 11 is a circuit diagram further embodying the block diagram shown in FIG. 7, FIG. 12 is a graph showing a pacing pulse waveform, and FIG. FIG. 14 is a schematic diagram of an electrocardiogram, FIG. 15 to FIG. 19 are circuit diagrams of a switching circuit used in a pacemaker, FIG.
The figure is a graph showing the influence of the after potential in the circuit of the conventional pacemaker. 4,4a I / O terminal, 37,38 Diode, 50 Switching circuit, 52 R-wave detection circuit, 60 Absolute value circuit, 54 Pacing pulse generation circuit, 55 Switching pulse Generating circuit, 56 ... Output circuit, 62 ... Pulse pull-down circuit.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61N 1/365 A61B 5/0402 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61N 1/365 A61B 5/0402

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】心内心電を検出するために心臓に留置され
る電極と、 この電極から入力された心内心電のR波を検出し、R波
が検知された場合に、出力信号を発生するR波検知回路
と、 R波検知回路の出力信号に基づき、前記R波の周期を判
別し、R波が所定間隔以下の周期で検出される場合に
は、ペーシングパルスを前記電極から出力させず、R波
が所定間隔以上検出されない場合には、ペーシングパル
スを前記電極から出力させるペーシングパルス発生回路
と、 前記電極からの入力信号を前記R波検知回路に向けて送
り込むともに、前記ペーシングパルス発生回路からの出
力信号を前記電極に向けて送り込む入出力端子を有する
ペースメーカーであって、 前記ペーシングパルス発生回路と前記入出力端子との間
には、ほぼOVまであるいは電源電圧までの電圧を能動的
に出力する特性を有する出力回路と、互いに並列に逆接
続された一対のダイオードとが、前記入出力端子に向け
てこの順序で接続してあることを特徴とするペースメー
カー。
An electrode placed in the heart for detecting an intracardiac electrocardiogram, an R wave of the intracardiac electrocardiogram input from the electrode is detected, and an output signal is generated when the R wave is detected. An R-wave detection circuit, and a period of the R-wave is determined based on an output signal of the R-wave detection circuit. When the R-wave is detected at a period equal to or less than a predetermined interval, a pacing pulse is output from the electrode. A pacing pulse generating circuit for outputting a pacing pulse from the electrode when the R-wave is not detected for a predetermined interval or more, and an input signal from the electrode is sent to the R-wave detecting circuit, and the pacing pulse is generated. A pacemaker having an input / output terminal for sending an output signal from a circuit toward the electrode, wherein between the pacing pulse generation circuit and the input / output terminal, approximately up to OV or An output circuit having a characteristic of actively outputting a voltage up to a source voltage, and a pair of diodes reversely connected in parallel to each other are connected in this order toward the input / output terminal. pacemaker.
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