DE1296283B

DE1296283B -

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Publication number: DE1296283B
Application number: DE19641296283
Authority: DE
Current assignee: Warner Lambert Co LLC
Priority date: 1964-06-19
Filing date: 1964-09-29
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE1296283C2; US3345990A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Eine Anordnung zur Erzielung einer geregelten Herzschrittmacher, der dem Zweck dient, die Herzschlagfolge mit einem Impulsgenerator zur Erunregelmäßige oder auch aussetzende Herztätigkeit zeugung von elektrischen Reizimpulsen, die dem eines Patienten zu unterstützen bzw. wieder anzu- Herzen zugeführt werden, und mit einer den Herzregen. 5 schlag des Patienten überwachenden Vorrichtung, Durch die britische Patentschrift 826766 ist eine welche den Reizstrom-Impulsgenerator so steuert, derartige Herzschrittmacheranordnung bekannt- daß dieser, wenn die natürliche Herzschlagfolge geworden, die aus einem unter der Steuerung eines nachläßt, die Reizstromimpulse für das Herz abgibt, Herzschlagdetektors (Elektrokardiographen) arbei- kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, tenden Impulsgenerator besteht. Bei dieser bekannten io daß die Steuerung des Reizstrom-Impulsgenerators Anordnung erzeugt der Impulsgenerator, der durch durch die Überwachungsvorrichtung so ausgebildet einen über einen Vorwiderstand aufgeladenen Kon- ist, daß dieser Impulsgenerator jeweils nach einer densator mit einer als Entladevorrichtung dienenden vorbestimmten, die gewöhnliche Herzschlagfolge nur gesteuerten Gasentladungsröhre gebildet wird, elek- geringfügig überschreitenden Zeitspanne nach einem irische Impulse, deren Rhythmus dem Herzschlag- *5 erfolgten natürlichen Herzschlag oder einem erfolgrhythmus entspricht und die zur Unterstützung bzw. ten Reizstromimpuls, jedoch nur, falls die Über-Wiederanfachung der Herztätigkeit dem Patienten wachungsvorrichtung dann keinen neuen natürlichen zugeführt werden. Die Steuerung dieses Impuls- Herzschlag feststellt, einen einzelnen Reizstromgenerators durch den Herzschlagdetektor ist derart, impuls für das Herz abgibt. Mit der Anordnung nach daß, wenn zwischen zwei dem Patienten zugeführten 20 der Erfindung wird somit eine Lücke bzw. jede elektrischen Schrittmacherimpulsen ein spontaner Lücke in der natürlichen Herzschlagfolge durch Herzschlag des Patienten von dem Herzschlagdetek- einen Reizstromimpuls ausgefüllt, wobei der tor festgestellt wird, der Impulsgenerator für eine Apparat dem Patienten keine Reizimpulse zuZeitspanne von etwa 6 Sekunden gesperrt wird und führt, wenn ein natürlicher Herzschlag des Patienten seine Impulserzeugung erst wieder aufnimmt, wenn 25 vorliegt.

innerhalb dieser 6-Sekunden-Zeitspanne kein weiterer Eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung spontaner Herzschlag des Patienten durch den Herz- nach der Erfindung mit einem Reizstrom-Impulsschlagdetektor festgestellt wird. Die Anordnung ist generator, bei dem die Impulsfolgefrequenz durch auch so ausgebildet, daß periodisch überwacht wird, die Aufladung eines Kondensators bestimmt ist, ist ob etwa synchron mit den künstlich erzeugten 30 dadurch gekennzeichnet, daß einem im Rhythmus Schrittmacherimpulsen ein spontaner Herzschlag des der Herzschlagfolge sich aufladenden Ladekonden-Patienten auftritt, und wenn dies der Fall ist, wird sator zwei sich steuerbare Stromzweige für eine Entebenfalls der elektrische Impulsgenerator für eine ladung parallel geschaltet sind, von denen der erste Zeitspanne von mindestens 6 Sekunden gesperrt. Stromzweig, wenn die Aufladung des Kondensators Tritt innerhalb einer derartigen 6-Sekunden-Sper- 35 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, leitend wird, rung des Impulsgenerators ein weiterer spontaner so daß sich der Ladekondensator über diesen Strom-Herzschlag des Patienten auf, so wird dadurch eine zweig entlädt und dadurch den Reizstromimpuls neue 6-Sekunden-Sperrperiode des Impulsgenerators auslöst, während der zweite Stromzweig einen von eingeleitet. der Überwachungsvorrichtung gesteuerten Neben-Diese Arbeitsweise des Schrittmachergerätes bringt 40 schluß hierzu bildet, der beim Feststellen eines Herzes mit sich, daß ein kontinuierlicher Herzschlag- Schlages durch ein Steuersignal von der Überrhythmus des Patienten nicht zustande kommt, daß wachungsvorrichtung in seinen leitenden Zustand vielmehr bei unregelmäßiger Tätigkeit des Herzens aufgetastet wird, so daß sich der Ladekondensator des Patienten Zeitspannen der periodischen elek- dann über diesen Nebenschlußweg entlädt und kein irischen Impulserzeugung und Zeitspannen abwech- 45 Reizstromimpuls ausgelöst wird, sein, die durch das Auftreten eines spontanen Herz- Eine erfindungsgemäße Anordnung erzielt eine Schlages eingeleitet werden, jeweils 6 Sekunden geregelte Herzschlagfolge dadurch, daß jede Lücke, dauern und beispielsweise so erfolgen können, daß die zwischen natürlichen Herzschlägen auftreten ein spontaner Herzschlag nur alle 5 Sekunden dem kann, durch einen Einzelreizstromimpuls, oder, falls Herzen des Patienten geliefert wird. 5o erforderlich, durch mehrere derartige Impulse aus-Die deutsche Patentschrift 1 067 538 beschreibt gefüllt wird. Treten jedoch natürliche Herzschläge einen Apparat zur Steuerung bzw. Unterstützung der auf, so werden keine elektrischen Reizimpulse auf Herztätigkeit durch elektrische Reizimpulse, bei der das Herz des Patienten zur Einwirkung gebracht. Reizimpulse dem Patienten kontinuierlich zugeführt -■ Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreiwerden, und zwar werden bei Vorliegen einer 55 bung im Zusammenhang mit den Figuren erörtert, schwachen natürlichen Herztätigkeit synchron zum Es zeigt

natürlichen Herzschlag gesteuerte elektrische Reiz- Fig. 1 ein Blockschaltbild der hauptsächlichen

impulse der natürlichen Herztätigkeit zur Unter- Teile eines erfindungsgemäßen Apparates,

Stützung überlagert, während bei einer für eine F i g. 2 eine schematische Wiedergabe der elek-

solche Selbststeuerung zu schwachen Herztätigkeit ^6o irischen Wellen, die bei normaler Herztätigkeit von

Reizimpulse mit frei einstellbarer Impulsfolge- dem Herzen erzeugt werden,

frequenz (Fremdsteuerung) dem Patienten zugeführt F i g. 3 eine schematische Darstellung der Schalwerden, tung des Verstärkergerätes der in F i g. 1 wieder-

Die Erfindung dagegen bezweckt, elektrische Reiz- gegebenen Anordnung,

impulse nur dann dem Patienten zuzuführen, wenn ⁶5 F i g. 4 eine schematische Darstellung der bei dem

der natürliche Herzschlag nicht vorhanden ist, und erfindungsgemäßen Apparat zur Anwendung gelan-

auf diese Weise Lücken in der natürlichen Herz- genden Impulserzeugungsmittel,

schlagfolge auszufüllen. Fig. 5 eine schematische Darstellung der bei

einem erfindungsgemäßen Apparat zur Erregung des Herzens vorgesehenen Mittel.

Der in Fig. 1 dargestellte Apparat zum Intritthalten des Herzschlages besteht aus einer Vorrichtung 10, welche den natürlichen Herzschlag des S Patienten überwacht und anzeigt, und umfaßt ferner eine den Zwecken der Herzerregung dienende Vorrichtung 12, die — für die Zwecke der Anregung der Herzschläge — elektrische Reizstromimpulse dem Herzen des Patienten zuführt. Die Anzeigevorrichtung liefert Steuersignale entsprechend dem Auftreten der natürlichen Herzschläge, und durch diese Steuersignale werden die Mittel zur Erzeugung der elektrischen Reizstromimpulse so gesteuert, daß solche Impulse nur dann erfolgen, wenn ein natürlicher Herzschlag nicht vorliegt. Die zur Anregung der Herzschläge dienenden Mittel werden daher so gesteuert, daß sie elektrische Reizstromimpulse nur dann liefern, wenn bei dem betreffenden Zeitintervall der natürliche Herzschlag ausbleibt, so daß auf diese Weise ein Zusammenwirken der angeregten Herzschläge und der natürlichen Herzschläge stattfindet und dadurch die gewünschte Herzschlagfolge aufrechterhalten wird.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße An-Ordnung umfaßt eine Vorrichtung 14, die die durch die natürliche Herztätigkeit erzeugten elektrischen Signale feststellt, und eine Vorrichtung 16, welche diese natürlichen Herzsignale verstärkt. Die Anzeigemittel umfassen ferner einen Impulsverstärker 18, der auf die verstärkten Herzsignale anspricht und bei einer der Frequenz der Herzschläge bestimmten Frequenz Steuersignale an den Reizstrom-Impulsgenerator 12 liefert. Es können auch eine Oszillographenanordnung 20 und akustische Anzeigemittel 22 vorgesehen sein, die auf die verstärkten Herzsignale oder auf die aus diesen abgeleiteten Steuerimpulse ansprechen und optisch oder hörbar das Auftreten der natürlichen oder angeregten Herzschläge wiedergeben. In ähnlicher Weise kann ein Ratemeter 24 vorgesehen sein, welches auf die verstärkten Herzsignale oder die aus diesen abgeleiteten Steuersignale anspricht und die Herzschlagzahl des Patienten angibt. Es ist zu beachten, daß der natürliche Herzschlag elektrische Signale von einer Wellenform erzeugt, die charakteristisch für die verschiedenen Phasen während eines Herzschlages ist. Im normalen periodisch wiederkehrenden Rhythmus erzeugt ein Herz elektrische Signale mit Signalspitzen, die als P-, Q-, R-, S- und T-Spitzen gemäß F i g. 2 bezeichnet werden, wobei beispielsweise R charakteristisch ist für die Zusammenziehung der Herzkammern. In üblicher Weise werden Elektrokardiographen an Elektroden angeschlossen, die mit den Handgelenken und Fußgelenken oder der Brust oder anderen Teilen des Körpers des Patienten verbunden werden und die die charakteristischen Herzsignale übertragen und aufschreiben. Der dargestellte erfindungsgemäße Apparat enthält auch einen Elektrokardiographen zur Beobachtung der Herzsignale des Patienten. Ausgangsleitungen 28 und 30 übertragen elektrische Signale, die den Herzströmen entsprechen. Die Elektrokardiographenanordnung ist von üblicher Bauart und nur schematisch in F i g. 1 im Block 14 wiedergegeben. Es ist zweckmäßig, die i?-Spannungsspitze zur Steuerung des Impulsverstärkers 18 zu verwenden. Es kann auch ein Umschalter 32 vorgesehen sein, der die Polarität der Signale in den Leitungen 28, 30 umzukehren gestattet, zu dem Zweck, nach Wunsch eine positive oder negative Spannungsspitze für die Steuerimpulse auszuwählen.

Die von dem Elektrokardiographen 14 gelieferten und über die Leitung 28, 30 geleiteten Signale werden in üblicher Weise in einem Verstärker 16 verstärkt. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Verstärkers ist in Fig. 3 gezeigt und weist die Doppeltrioden 34, 36 und 38 auf. Die Kathoden dieser Röhren werden indirekt geheizt. Die Doppeltrioden sind als Gegentaktverstärker geschaltet und durch Kapazitäten und Widerstände als Kaskadenverstärker geschaltet.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Leitungen 28, 30 an die Gitterelektroden der ersten Doppeltriode 34 über die Widerstände 40, 42 angeschlossen, wobei Neonröhren 44, 46 und Widerstände 50, 52 die Gitterelektroden der Trioden gegen unerwünschte hohe Schaltspannungsstöße sichern. Die Kathoden der Röhren 34 sind an die negative Klemme der Stromquelle angeschlossen, und zwar über die Leitung 54 und die Kathodenwiderstände 56, 57 und 58; dabei ist eine feste Vorspannungsquelle, bestehend aus der Batterie 60, dem Schalter 62 und den Widerständen 64 und 66, an die Kathoden angeschaltet. Jede Anode der Doppeltriode 34 ist mit der Anodenspannungsquelle verbunden, und zwar durch die Leitung 68 und die Anodenwiderstände 70, 72 und ein Abgleichpotentiometer 74. Eine Entkopplung der Anodenkreise wird durch Nebenschlußkondensatoren 76, 78 bewirkt. Die Anoden sind über die Kapazitäten 80 und 82 und die Widerstände 84 und 86 mit den Gitterelektroden der Röhre 36 verbunden. Eine geeignete Gitterspannung wird an den Gitterelektroden durch die Widerstände 88, 90 erzeugt, die an den gemeinsamen Erdungspunkt einseitig angeschlossen sind, während die Kathoden der Röhre 36 über den Widerstand 92 an die Leitung 54 der negativen Spannungsquelle angeschlossen sind. Die Anoden der Röhre 36 sind durch die Anodenwiderstände 94, 96 mit der positiven Spannungsleitung 68 verbunden. Eine Filterkapazität 98 ist zwischen den Anoden eingeschaltet und hat eine Filterwirkung gegenüber den hohen Frequenzkomponenten der zu verstärkenden Wellen zur Folge. Eine Neonröhre 100 ist ebenfalls zwischen die Anoden der Röhre 36 geschaltet und begrenzt das Ausgangssignal der Röhre, falls ein Potentialunterschied zwischen den Anoden sich ergibt, der oberhalb der Durchbruchsspannung der Neonröhre liegt. Die Anoden der Röhre 36 sind mit den Gitterelektroden der Röhre 38 über Kapazitäten 102, 104 und durch Teile des einstellbaren Spannungsteilers 106, 108 verbunden, wobei die Abgriffe des Spannungsteilers miteinander mechanisch gekoppelt sind, so daß sich eine Verstärkerregelung ergibt. Das Gitterpotential wird über die Widerstände 106, 108 zugeführt. Die Kathoden der Röhre 38 sind über den gemeinsamen Vorwiderstand 110 an die negative Spannungsleitung 54 angeschlossen, und die Anoden der Röhre sind an die positive Spannungsleitung 68 über die Anodenwiderstände 112, 114 und den einstellbaren Spannungsteiler 116 angeschlossen. Die Zuleitungen 118, 120 verbinden die Anoden der Doppeltriode 38 mit dem einen Paar der Ablenkplatten des Oszillographen 22 für die Zwecke der optischen Anzeige der Herzwellen, die

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durch den Elektrokardiographen 14 aufgenommen zität 152 bewirken eine Bevorzugung der hohen Frewerden. Der Spannungsteiler 116 kann als Mitten- quenzen, wodurch eine bessere Kippwirkung der einstellung für den Oszillographen dienen. Kippstufe 148 erzeugt wird; die Kippstufe 148 besteht

Bei einer in Fi g. 4 dargestellten Ausführungsform aus einer Doppeltriode. Eine feste Vorspannung wird eines Apparates nach der Erfindung besteht der 5 dem linken Gitter der Kippröhre 148 von der die Impulsverstärker 18 aus der Trennstufe (Clipper) 122, negative Spannung führenden Leitung 54 über den die vorzugsweise durch eine Doppeltriode gebildet Widerstand 158 zugeführt. Die Anoden der Kippstufe wird. Das eine Gitter dieser Röhre 122 ist in Fig. 4 sind mit der die positive Spannung führenden Leitung links mit der Ausgangsklemme des Verstärkers 16 68 über die Anodenwiderstände 160,162 verbunden, durch die Leitung 124 und die Kapazität 126 gekop- io und die Kathoden sind durch den gemeinsamen pelt, wobei über den Widerstand 128 eine Gitter- Kathodenwiderstand 164 mit dem Erdungspunkt vervorspannung der Gitterelektrode zugeführt wird. Die bunden. Die Anode der linken Triode ist über die Anode der linken Triode der Röhre 122 ist mit der Kapazität 166 und den Widerstand 168 mit dem die positive Spannung führenden Leitung 68 ver- Gitter der rechten Triode verbunden, so daß diese bunden, und die zugehörige Kathode der Röhre 122 15 Gitterelektrode ein in bezug auf den Erdungspunkt ist an den Erdungspunkt über den Widerstand 130 positives Potential erhält. Bei dieser Schaltungsangeschlossen. Da der Widerstandswert des Wider- anordnung ist die linke Hälfte der Kippröhre norstandes 130, der in der Kathoden-Erd-Leitung dieser malerweise gesperrt, während die rechte Hälfte Triode der Röhre 122 liegt, hoch ist, entwickelt ein stromführend ist. Wenn das Signal eines Herzschlages geringer Strom durch den Widerstand 130 eine hin- 20 die Trennstufe 122 durchsetzt, wird die linke Hälfte reichend hohe Vorspannung, welche sich über den der Kippstufe momentan stromführend und liefert Widerstand 128 an der Gitterelektrode der Triode einen starken Impuls an ihre Anode. Zweckmäßigerauswirkt und die Triode sperrt, so daß negative weise wird das Anodenpotential auf einen bestimmten Impulse, die der Gitterelektrode zugeführt werden, Wert oberhalb des Erdpotentials durch die Zenerohne Einfluß auf den Anodenstrom sind. Ein positiver 35 Diode 172 festgelegt. Falls es erforderlich ist, kann Impuls indessen, sofern er eine hinreichend hohe die Ausgangsleitung 174 der linken Anode der Kipp-Amplitude hat und über die Kapazität 126 der Gitter- stufe über die Leitung 175 an die in F i g. 1 mit 22 elektrode zugeführt wird, überwindet die Gitter- bezeichnete akustische Vorrichtung angeschlossen vorspannung und bewirkt einen Stromimpuls hin- werden, um ein Hörsignal zu liefern, welches den reichender Stärke in dem Widerstand 130, wodurch 30 Herzschlägen entspricht.

sich eine positive Spannungsspitze in bezug auf den Der die Reizstromimpulse liefernde Impulsgene-

Erdungspunkt an dem Kathodenpunkt A ergibt, und rator 12 weist einen doppelpoligen Dreifachumschaldiese Spannungsspitze wird dem Gitter der rechten ter 177 auf, der von Hand eingestellt werden kann. Triode der Röhre 122 über den Widerstand 134 und Wenn die beweglichen Schaltarme 178,180 auf die die Kapazität 132 zugeführt. Da die maximale Span- 35 festen Kontakte 182,184 eingestellt sind, arbeitet die nungsspitze, die von den Herzwellen erzeugt wird, Stufe zur Anregung der Herzschläge nicht. Wenn die entweder positiv oder negativ sein kann, gestattet der beweglichen Schaltarme 178,180 auf die festen Kon-Schalter 32, die gewünschte Polarität der Spannungs- takte 186,188 eingestellt sind, liefert der Reizstromspitze auszuwählen, damit die linke Hälfte der Impulsgenerator 12 kontinuierlich Reizstromimpulse Doppeltriode 122 einmal während eines jeden Herz- 40 mit einer Impulsfrequenz, welche unabhängig von Schlages für eine kurze Zeitspanne stromleitend den normalen Herzschlägen ist, die möglicherweise wird. gleichzeitig auftreten. Wenn andererseits die Schalt-

Das Ausgangssignal der linken Hälfte der Röhre arme auf die Kontakte 190 und 192 eingestellt sind, 122 wird der Gitterelektrode der rechten Hälfte der wie dies F i g. 5 zeigt, so liefert der Impulsgenerator Röhre über die Kapazität 132 und den Widerstand 45 Reizstromimpulse nur in strenger Korrelation zu den 134 zugeführt. Die Widerstände 136 und 138 liefern natürlichen Herzschlägen, so daß die künstlich ereine Gittervorspannung, und eine feste Spannung zeugten und die natürlichen Herzschläge die Aufwird dem Gitter über den Widerstand 140 von der rechterhaltung des Herzschlagrhythmus bewirken, die negative Spannung führenden Leitung 54 züge- Der in Fig.5 dargestellte Impulsgenerator 12 zui

führt. Die Anode der rechten Triode der Röhre ist 50 Erzeugung der Reizstromimpulse ist über den Widerüber den Anodenwiderstand 142 mit der die positive stand 194 an die positive Spannungsquelle 68 und Spannung führenden Leitung 68 verbunden, und die über den einstellbaren Widerstand 196 an die Spei-Kathode ist über den Widerstand 144 mit dem cherkapazität 198 angeschlossen. Eine Diode 200 ist Erdungspunkt verbunden. Zweckmäßigerweise ist parallel zu der Kapazität 198 geschaltet. Der Widereine Diode 146 vorgesehen, die die Gitterelektrode 55 stand 196 kann so eingestellt werden, daß die für die auf ein bestimmtes Potential festlegt. Die Gitter- Aufladung der Kapazität 198 erforderliche Zeitelektrode des rechten Teiles der Röhre ist normaler- spanne einen entsprechenden Wert hat. weise so vorgespannt, daß die Röhre gesperrt ist; Beim Apparat gemäß der Erfindung ist die Kapa-

diese Vorspannung wird jedoch verringert, wenn der zität 198 über die Induktivität 202 mit der Anode linke Röhrenteil Strom führt und einen Stromfluß 60 der gasgefüllten gittergesteuerten Röhre 204 verdurch den rechten Teil der Röhre auslöst, wodurch bunden und über den Widerstand 206 mit der Gitterder Strom verstärkt wird, der durch den linken elektrode derselben. Die Gitterelektrode erhält ferner Röhrenteil infolge der Trennwirkung von dem Ein- von der an die negative Spannungsklemme angangssignal abgetrennt wurde. geschlossenen Leitung 54 eine negative Vorspannung

Bei dem Apparat gemäß der Erfindung wird das 65 über den Widerstand 208, so daß normalerweise die Ausgangssignal der Trennröhre 122 der Kippstufe Röhre 204 gesperrt ist. Die der Gitterelektrode über über die Leitung 150 zugeführt. Der in dieser den Widerstand 206 zugeführte Spannung macht Leitung vorgesehene Widerstand 154 und die Kapa- jedoch die Röhre stromleitend, wenn die Kapazität

198 auf einen bestimmten Spannungswert aufgeladen negatives Potential von der negativen Spannungsist. Die Kathode der Röhre 204 ist mit dem Schirm- klemme 54 über die Widerstände 230 und 232. gitter der Röhre verbunden und über den Widerstand Zweckmäßigerweise ist auch eine Kapazität 227 zwi-210 und die parallel dazu liegende Neonlampe 211 sehen der Eingangsleitung 174 und dem Erdungsund den Widerstand 212 mit dem Erdungspunkt ver- S punkt eingeschaltet. Die Gitterelektrode der Röhre bunden. 228 ist mit der Kathode verbunden. Bei dieser An-In einer durch die Einstellung des veränderbaren Ordnung ist die zweite Thyratronröhre 228 zwischen Widerstandes 196 bestimmten Zeitspanne wird die der Kapazität 198 und dem Erdungspunkt einKapazität 198 auf einen bestimmten Wert aufgeladen. geschaltet, ist jedoch normalerweise gesperrt durch Wenn die Kapazität geladen wird, wird die Anode io die negative Spannung an ihrer Gitterelektrode. Wenn der Röhre 204 stärker positiv. Das zunehmende posi- ein elektrischer Impuls von dem Impulsverstärker 18, tive Potential wird auch der Gitterelektrode der ausgelöst durch einen natürlichen Herzschlag der Röhre über den Widerstand 206 zugeführt, so daß Gitterelektrode, der Röhre 228 zugeführt wird, so das zuvor negative Gitterpotential aufgehoben wird. wird die Röhre 228 stromführend und bildet einen Wenn die Kapazität 198 eine bestimmte Ladespan- 15 Entladungsweg für die Kapazität 198. Die Induknung erreicht hat, haben die Anode und das Gitter tivität 202 liegt in dem gemeinsamen Teil der der Röhre 204 eine solche Spannung, daß plötzlich Anodenkreise der beiden Entladungsröhren 204 und die Anodenstrecke der Röhre 204 stromführend wird 228 und bewirkt, wenn eine dieser beiden Röhren und dadurch sofort die Kapazität 198 über einen gezündet wird, daß die betreffende Röhre sofort nach Entladungsweg entladen wird, der außer der Röhre 20 Entladung der Kapazität 198 nichtleitend wird, so 204 den einstellbaren Widerstand 210 und die Neon- daß es zu einer schnellen Wiederaufladung der Kapalampe 212 umfaßt. Wenn die Kapazität praktisch zität 198 kommt.

vollständig entladen ist, wirkt sich wiederum die Bei dieser Anordnung hat die Kapazität 198 die Gitterspannung der Röhre 204 aus, und die Röhre Neigung, auf einen Spannungswert oberhalb der 204 wird gesperrt. Diese Stromsperrung wird unter- 25 Zündspannung der Röhren 204 und 228 innerhalb stützt durch den Zusammenbruch des Feldes in der einer Zeitperiode aufgeladen zu werden, die durch Induktivität 202, so daß die Kapazität schnell einen den Widerstand 196 und den Innenwiderstand der Zustand annimmt, in dem sie vollständig entladen ist. Spannungsquelle bestimmt ist. Wenn jedoch ein natür-Der in der Induktivität 202 induzierte Strom fließt licher Herzschlag auftritt während der Zeit, während dabei durch die Diode 200 und reduziert momentan 30 der die Kapazität noch aufgeladen wird, und den die Anodenspannung der Röhre 204, so daß die Spannungswert oberhalb der Zündspannung noch Rohre 204 gesperrt wird. Die Entladung der Kapa- nicht erreicht hat, so wird die Kapazität sofort durch zität 198 kann als ein Durchbrucheffekt betrachtet die von ihrer Gitterelektrode her gezündete Röhre werden. Wenn die Röhre 204 wiederum nach der 228 entladen, ohne daß dem Herzen ein Reizstrom-Entladung der Kapazität gesperrt ist, so findet ein 35 impuls zugeführt wird. Es beginnt dann ein neuer neuer Ladevorgang der Kapazität statt. Aufladevorgang der Kapazität. Wenn während einer

Beim Zünden der Röhre 204 ergibt sich ein elek- längeren Zeitspanne natürliche Herzschläge mit getrischer Impuls in der Primärwicklung 214 des Trans- wünschter Frequenz auftreten, wird die Kapazität 198 formators 216. Die Elektroden 218, welche an die immer wieder aufgeladen und durch die Entladungs-Primärwicklung angeschlossen sind, dienen dazu, 4° röhre 228 entladen, bevor die Kapazität den der Züneinen elektrischen Impuls dem Herzen des Patienten dung der Röhren entsprechenden Spannungswert zuzuführen; es kann auch die Sekundärwicklung 222 erhält. Wenn jedoch während der vorbestimmten Zeitdes Transformators verwendet werden, um einen klei- spanne kein natürlicher Herzschlag erfolgt, so wird neren elektrischen Reizimpuls dem Herzen des die Kapazität 198 auf den zur Zündung erforder-Patienten zuzuführen, wobei die relative Stärke dieses 45 liehen Spannungswert aufgeladen, und es wird die Impulses von dem Verhältnis der Windungszahlen Kapazität automatisch durch die Entladungsröhre 204 der Transformatorwicklungen abhängt. Die Elek- entladen, und ein elektrischer Reizstromimpuls wird troden 218 können beispielsweise dazu dienen, ver- dem Herzen des Patienten durch die Elektroden 218 hältnismäßig starke Reizimpulse dem Herzen des oder 220 zugeführt, durch den ein einzelner Herz-Patienten von außen her zuzuführen, während die 50 schlag angeregt wird. Dieser angeregte Herzschlag Elektroden 220 chirurgisch an das Herz des Patienten erfolgt an Stelle des ausgefallenen natürlichen Herzangeschlossen sein können und schwächere elek- Schlages zum richtigen Zeitpunkt. Die Kapazität wird trische Impulse direkt dem Herzen des Patienten zu- dann wieder geladen, damit sie durch die Entladungsführen können. Der einstellbare Widerstand 210 ge- röhre 228 oder 204 entladen wird, je nachdem, ob stattet, die Amplitude der Reizstromimpulse, welche 55 dann ein natürlicher Herzschlag auftritt oder noch über die Elektroden 218 und 220 zur Wirkung ge- ausbleibt. Auf diese Weise werden elektrische Impulse bracht werden, einzustellen. Die Neonlampe 211 dem Herzen des Patienten nur zu einer vorbestimmleuchtet jedesmal auf, wenn die Kapazität 198 über ten Zeit nach dem letzten natürlichen oder angeregten die Entladungsröhre 204 entladen wird, und zeigt an, Herzschlag zugeführt. Wenn längere Zeit keine natürdaß ein Reizstromimpuls dem Herzen geliefert 60 liehen Herzschläge auftreten, wird die Kapazität 198 wurde. Die Neonlampe dient auch dem Zweck, die wiederholt aufgeladen und durch die Entladungsröhre Amplitude des Impulses, der den Elektroden 218 204 entladen, wodurch das Herz des Patienten in dem oder 220 zugeführt wird, zu begrenzen. Zustand gehalten wird, daß mit der gewünschten

Ferner verbindet eine Leitung 174 den Ausgangs- Frequenz Herzschläge erzeugt werden. Man sieht,

kreis des Impulsgenerators 18 über den Widerstand 65 daß auf diese Weise, wenn die Schaltarme 178,180

224 und die Kapazität 226 mit dem Gitter einer zwei- auf die Kontakte 190,192 geschaltet sind, die zur

ten Thyratronröhre 228. Gemäß F i g. 5 erhält die Erzeugung von das Herz erregenden Impulsen vor-

Gitterelektrode dieser Thyratronröhre ebenfalls ein gesehene Stufe 12 elektrische Reizstromimpulse dem

Herzen des Patienten in solcher Weise zuführen, daß alle erregten Herzschläge in geeigneter Weise mit den natürlichen Herzschlägen integriert werden, so daß hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Herzschlagfolge die künstlich erregten Herzschläge und die natürlichen Herzschläge zusammenwirken. Wenn jedoch die Schaltarme 178,180 auf die Kontakte 186, 188 geschaltet sind, wird eine andere Betriebsweise ausgewählt, und die Entladungsröhre 228 tritt nicht in Tätigkeit, um die Kapazität 198 zu entladen, und der Impulsgenerator 12 liefert Reizstromimpulse an das Herz des Patienten mit einer vorbestimmten Impulsfrequenz, die von dem Auftreten oder der Abwesenheit der natürlichen Herzschläge unabhängig ist.

Unter praktischen Verhältnissen haben die vorstehend erörterten Schaltelemente die nachstehenden Werte:

Widerstände 40, 42, 56, 58, 84, 86,

144 IkQ ao

Widerstand 164 18 kQ

Widerstand 134 33 kß

Widerstände 110,130, 160, 210 .... 100 kQ

Widerstände 116, 196 250 kfi

Widerstand 140 820 kQ

Widerstände 64, 66 1,25 Ω

Widerstände 158, 208 2,2 Ω

Widerstand 206 3,3 Ω

Widerstand 230 15 Ω

Widerstand 212 10 kQ

Widerstand 194 22 kQ

Widerstände 112,114,138, 162 .... 47 kΩ

Widerstand 142 220 kΏ

Widerstände 57, 70, 72, 92 470 kQ

Widerstände 74, 94,96,128,224, 232 1 ΜΩ

Widerstand 170 1,5 Ω

Widerstände 106, 108 2,5 Ω

Widerstände 50, 52, 88, 90,136,154,

168 10 Ω

Kapazität 98 0,0047 uF

Kapazität 227 0,05 μΈ

Kapazitäten 80, 82, 166, 226 0,1 μ¥

Kapazität 126 0,47 μΡ

Kapazitäten 102, 104, 132 2μΈ

Kapazitäten 76, 78, 198 10 yF

Induktivität 202 100 μΗ

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erzielung einer geregelten Herzschlagfolge mit einem Impulsgenerator zur Erzeugung von elektrischen Reizstromimpulsen, die dem Herzen zugeführt werden, und mit einer den Herzschlag des Patienten überwachenden Vorrichtung, welche den Reizstrom-Impulsgenerator so steuert, daß dieser, wenn die natürliche Herzschlagfolge nachläßt, die Reizstromimpulse für das Herz abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Reizstrom-Impulsgenerators (12) durch die Überwachungsvorrichtung (14) so ausgebildet ist, daß dieser Impulsgenerator (12) jeweils nach einer vorbestimmten, die gewöhnliche Herzschlagfolge nur geringfügig überschreitenden Zeitspanne nach einem erfolgten natürlichen Herzschlag oder einem erfolgten Reizstromimpuls, jedoch nur, falls die Überwachungsvorrichtung dann kernen neuen natürlichen Herzschlag feststellt, einen einzelnen Reizstromimpuls für das Herz abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 mit einem Reizstrom-Impulsgenerator, bei dem die Impulsfolgefrequenz durch die Aufladung eines Kondensators bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß einem im Rhythmus der Herzschlagfolge sich aufladenden Ladekondensator (198) zwei steuerbare Stromzweige für seine Entladung parallel geschaltet sind, von denen der erste Stromzweig (202, 204, 210), wenn die Aufladung des Kondensators (198) einen vorbestimmten Wert erreicht hat, leitend wird, so daß sich der Ladekondensator über diesen Stromzweig entlädt und dadurch den Reizstromimpuls auslöst, während der zweite Stromzweig (202,192,180, 228) einen von der Überwachungsvorrichtung gesteuerten Nebenschluß hierzu bildet, der beim Feststellen eines Herzschlages durch ein Steuersignal von der Überwachungsvorrichtung (14) in seinen leitenden Zustand aufgetastet wird, so daß sich der Ladekondensator (198) dann über diesen Nebenschlußweg entlädt und kein Reizstromimpuls ausgelöst wird (Fig. 5).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stromzweig für die Entladung des Kondensators ein gesteuertes elektronisches Schaltelement wie ein Thyratron (204) enthält.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nebenschlußweg ein gesteuertes, elektronisches Schaltelement, wie ein Thyratron (228), eingeschaltet ist, das durch ein Steuersignal gezündet wird, welches von einem von der Überwachungsvorrichtung beim Auftreten eines Herzschlages angestoßenen Signalimpulsgeber (18) erzeugt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladungsweg des Ladekondensators (198) in der gemeinsamen Zuleitung zu den beiden parallelen Stromzweigen eine Induktivität (202) eingeschaltet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen