CH474271A - Herz-Stimulator - Google Patents

Description

  



     Herz-Stimulator   
Bei Herz-Stimulatoren werden bisher als Energiequelle nicht aufladbare elektrische Batterien verwendet. Es ist daher in gewissen Zeitintervallen, z. B. nach etwa einem Jahr, nötig, den Herz-Stimulator aus dem Körper des Patienten herauszuoperieren, um die Batterie zu ersetzen. Um diesen chirurgischen Eingriff zu vermeiden ist neuerdings ein Vorschlag bekannt geworden, nach welchem ein Herz-Stimulator als Energiequelle mit einem Akkumulator versehen werden soll, der durch Hochfrequenzenergie aufgeladen wird.

   Ein derartiger Herz-Stimulator muss einen elektrischen Impulsgenerator aufweisen, sowie Leitungen, welche die erzeugten Impulse Elektroden zuführen, die in der Nähe des Herzens des Patienten anzuordnen bestimmt sind, einen zur Speisung des Impulsgenerators dienenden Akkumulator und einen Empfänger für hochfrequente elektrische Wellen, deren Energie zum Laden des Akkumulators dient. Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Herz-Stimulator dieser Art und bezweckt, dessen Funktionssicherheit zu erhöhen. Hierzu zeichnet sich der Herz-Stimulator nach der Erfindung dadurch aus, dass er auch einen vom Akkumulator gespeisten Sender umfasst, der elektromagnetischen Wellen aussendet, die sich mit dem Funktionszustand mindestens eines Bestandteiles des Stimulators verändern.



   Durch diese Massnahme wird es möglich, von Zeit zu Zeit zu prüfen, ob der betreffende Bestandteil noch voll funktionsfähig ist, z. B. ob der Akkumulator noch genügend geladen ist, um ihn, wenn nötig, durch Aussenden von Hochfrequenzwellen rechtzeitig wieder zu laden. Der Sender wird vorzugsweise so ausgebildet, dass die von ihm ausgesandten Wellen zugleich eine Kontrolle des Ladezustandes des Akkumulators und des richtigen Arbeitens des Impulsgenerators gestatten.



   Die Zeichnung zeigt das elektrische Schema eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes. Der dargestellte Herz-Stimulator weist eine Empfängerspule 1 auf, der von einem Speise-Sender hochfrequente elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von beispielsweise etwa 20 MHz zugeführt werden können.



  An die Spule 1 ist eine Gleichrichterbrücke 2 angeschlossen, die beim Empfang dieser Wellen über Leitungen 3 und 4 einen Akkumulator 5 auflädt, der z. B. aus fünf in Serie geschalteten Nickel-Cadmium-Zellen 6 besteht. Jeder Zelle 6 ist eine Diode 7 in Sperr-Richtung parallell geschaltet. Durch diese Dioden 7 wird erreicht, dass, falls infolge eines Defektes der innere Widerstand einer Zelle 6 sehr hoch werden sollte, die Spannung der anderen Zellen doch noch den Betrieb des Stimulators aufrecht erhalten kann.



   An die normalerweise von dem Akkumulator 5 gespeisten Leitungen 3 und 4 ist ein Impulsgenerator 8 angeschlossen, der sechs Transistoren   T1 ....      T6    umfasst, die auf die aus dem Schema ersichtliche Weise über Widerstände und Kondensatoren mit den Leitungen 3 und 4 und untereinander verbunden sind. Der Impulsgenerator 8 liefert seinen beiden Ausgangsklemmen 9 Impulse, deren Frequenz z. B. 70 Impulse pro Minute und deren Impulsbreite z. B.   2 ms    beträgt.



  Massgebend für die Impulsfrequenz ist die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 10 und dem Kondensator 11 gebildeten R-C-Gliedes, während für die Impulsbreite die Zeitkonstante des aus dem Widerstand 12 und dem Kondensator 13 gebildeten R-C-Gliedes massgebend ist. Die Widerstände 10 und 11 sowie der Kondensator 12 sind an den Kollektor des als Schalter wirkenden Transistors 6 angeschlossen, während die Transistoren   Tut....      T5 als    Verstärker wirken. Es ist klar, dass der Impulsgenerator 8 auch auf andere Weise aus Transistoren, Widerständen und Kondensatoren aufgebaut werden kann, und da der Aufbau derartiger Impuls generatoren wohlbekannt ist, erübrigt sich eine eingehende Beschreibung.

   Zwischen dem Impulsgenerator 8 einerseits und Energieempfangs- und Speicherungsteil 1-7 besteht keine unerwünschte Wechselwirkung, zumal auch eine räumliche Trennung und elektrische Abschirmung vorgesehen ist.



   An die Klemmen 9 werden über entsprechende isolierte Leitungen die Elektroden angeschlossen, die in  üblicher Weise in der Nähe des Herzens des Patienten angebracht werden.



   Der Akkumulator 5 speist auch einen Sender 14, der einen Sperrschwinger 15, einen Verstärker 16 und eine Sendespule 17 umfasst. Der Sender 14 dient zur Übermittlung von den Zustand des Stimulators betreffenden Daten an einen   Überwachungsempfänger.    Der Sperrschwinger 15 weist zwei miteinander induktiv gekoppelte Spulen 18 und 19 auf. Die Spule 18 ist einerseits mit dem +Pol der Batterie 5 und andererseits über einen Widerstand 20 und einen kleinen Kondensator 21 mit der Basis eines Transistors T7 verbunden.



  Der Emitter des Transistors   T7    ist mit dem +Pol und der Kollektor mit einem Ende der Spule 19 und mit der Basis   eines    Transistors T8 verbunden, dessen Emitter an das andere Ende dieser Spule 19 angeschlossen ist.



  Der Kollektor des Transistors Ts ist mit dem -Pol verbunden und seine Kollektor-Emitterstrecke ist durch eine Zenerdiode 22 überbrückt.



   Über eine Leitung 23, in deren Zuge sich ein Widerstand 24 befindet, erhält die Basis des Transistors T7 vom Impulsgenerator 8 Steuerimpulse, die in bezug auf Frequenz und Dauer mit den Ausgangsimpulsen dieses Generators 8 übereinstimmen.



   Der Schwinger 15 ist so ausgelegt, dass er jeweils nur schwingt, solange ein Impuls vom Generator 8 zur Basis des Transistors T7 gelangt, also immer während 2 ms in einer Periode von   l/o    Minute, und zwar mit einer Frequenz, die in Funktion der Batteriespeisung zwischen weiten Grenzen variabel ist, z. B. zwischen etwa 6 und 11 kHz für eine Batteriespannung von etwa 7 bis 4,5 Volt. Die vom Sperrschwinger 15 erzeugten Schwingungen werden der Basis eines Transistors T9 zugeführt, welcher das Verstärkungselement des Verstärkers 16 bildet und die verstärkten Schwingungen der Spendespule 17 zuführt. Weitere gemäss dem Schema im Sender 14 enthaltene Widerstände und Kondensatoren brauchen nicht einzeln erwähnt zu werden.



   Der zum Empfangen der vom Sender 14 ausgesendeten Signale dienende   Überwachungsempfänger    ist mit Messvorrichtungen für die Frequenz der vom Sperrschwinger erzeugten Trägerschwingungen, für die Dauer der aus diesen Trägerschwingungen bestehenden Impulse und für die Impulsfrequenz versehen. Der Empfänger gestattet also, zu überwachen, ob der Stimulator mit der gewünschten Herztaktfrequenz von 70 Impulsen pro Minute arbeitet, ob seine Impulse noch die vorgeschriebene Zeitdauer von etwa 2 ms haben und schliesslich ergibt sich aus der Frequenz der Trägerschwingungen der Ladungszustand der Batterie 5.



  Wenn die Batteriespannung zu stark gesunken ist, wird der Speise-Sender in Betrieb genommen und über die Ladespule 1 und die Gleichrichterbrücke 2 die Batterie 5 wieder auf ihre normale Spannung gebracht.



   Die Schaltungselemente des Stimulators können zwischen zwei runden Kunstharzplatten von etwa 70 mm Durchmesser angeordnet und mit einer Ver  gussmasse,    z. B. der unter der Marke  Araldit  bekannten Vergussmasse, zu einem scheibenförmigen Block miteinander verbunden sein. Dabei kann die eine Platte mit einer gedruckten Schaltung versehen sein, welche die meisten Verbindungsleitungen darstellt, und die andere Platte mit einem gedruckten Leiter, der die Empfangsspule bildet, sowie mit einigen anderen Verbindungsleitungen. Die Verbindungsleitungen sind dabei auf den Aussenseiten der beiden Platten angeordnet. Die Ausgangsklemmen 9 sind vorzugsweise radial aus dem Vergusskörper herausgeführt.

   Ein von den Windungen der Ladespule 1 umgebener zentraler Flächenteil der betreffenden Kunstharzplatte kann mit einem als Abschirmung dienenden, leitenden Belag versehen sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Herz-Stimulator mit einem elektrischen Impulse nerator, Leitungen, welche die erzeugten Impulse Elektroden zuführen, die in der Nähe des Herzens des Patienten anzuordnen bestimmt sind, einem zur Speisung des Impulsgenerators dienenden Akkumulator und mit einem Empfänger für hochfrequente elektrische Wellen, deren Energie zum Laden des Akkumulators dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Herz-Stimulator auch einen vom Akkumulator (5) gespeisten Sender (14) umfasst, der elektromagnetische Wellen aussendet, die sich mit dem Funktionszustand mindestens eines Bestandteiles des Stimulators verändern.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Herz-Stimulator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektromagnetischen Wellen des Senders (14) mindestens mit dem Ladungszustand des Akkumulators verändern.

   2. Herz-Stimulator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Wellen des Senders (14) sich mindestens mit dem Funktionszustand des Impulsgenerators (8) verändern.

   3. Herz-Stimulator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) mehrere in Serie geschaltete Zellen (6) aufweist, denen je eine Diode (7) in Sperr-Richtung parallel geschaltet ist.

   4. Herz-Stimulator nach Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (14) einen Oszillator (15) aufweist, der vom Impulsgenerator (8) Steuerimpulse erhält und nur während der Dauer dieser Steuerimpulse schwingt, so dass der Sender getastete Oszillatorschwingungen aussendet.

   5. Herz-Stimulator nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator ein Sperrschwinger (15) ist, dessen Frequenz von der Spannung des Akkumulators (5) abhängt.

   6. Herz-Stimulator nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Sender zugeführten Steuerimpulse in bezug auf ihre Frequenz und Dauer mit den den Elektroden zugeführten Impulsen übereim- stimmen.

   7. Herz-Stimulator nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrschwinger (15) über einen Transistorverstärker (16) mit einer Sendespule (17) verbunden st.

   8. Herz-Stimulator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass seine Schaltungselemente mit Ausnahme der Elektroden, der Elektrodenleitungen und einer Empfängerspule, zwischen zwei Platten angeordnet sind, die auf ihrer Aussenseite mit gedruckten Schaltungen versehen sind, von denen die eine auch die Empfängerspule bildet, wobei die Schaltungselemente durch eine Vergussmasse mit den beiden Platten zu einem scheibenförmigen Körper verbunden sind.

   9. Herz-Stimulator nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gedruckte Empfängerspule einen als Abschirmung dienenden leitenden Belag umgibt.

   10. Herz-Stimulator nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator (5) aus mehreren an der Peripherie des scheibenförmigen Körpers verteilten und in dessen Vergussmasse eingebetteten Zellen besteht.

   11. Herz-Stimulator nach Patentanspruch oder Unteranspruch 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akkumulator aus mehreren Cd-Ni-Zellen besteht.

   12. Herz-Stimulator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sein Energieempfangs- und Speicherungsteil vom Impulsgenerator elektrisch und räumlich so getrennt ist, dass keine unerwünschten Wechselwirkungen auftreten.