-
"Vorrichtung zur Anregung der Herzwirkung".
-
(Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung N 29 320 VIIIc/21g))
Die Erfindung bezieht sich auf eine zu implantierende Vorrichtung, die elektrische
Impulse zum Anregen der Herzwirkung liefert, und aus einem Gehäuse besteht, das
einen Wechselstrom@@nerator -en enthalt, dessen Läufer durch eiunen Dauermagnet/gebildet
wird, und das nit :, iitteln versehen ist, die bewerkstelligen, dass infolge der
Herzwirkung der Läufer des Generators gemäss einer hin- und hergehenden Drehbewegung
wirksam bleibt, welche Vorrichtung in der Patentanmeldung
N 29 320VIIIc/21g
beschrieben worden ist. bei dieser vorrichtung ist der Läufer zwischen den Polen
eines Magnetjochs angeordnet und die Drehbewegung des Läufers wird durch eine um
eine Welle drehbare Unr@h bewirkt, die einerseits durch ein erstes nachgiebiges
Glied mit dem Gehäuse und andererseits durch ein zweites nachgiebiges Glied L. it
den Läufer verbunden ist. Dadurch, dass das gehäuse auf geeignete *.', Weise mit
dem Herzmuskel verbunden ist, erfährt es die Bewegungen dieser Muskels, was die
Unruh betätigt, die ihrerseitz über das nachgiebige giebige Glied den Laufer antreibt.
Die Bewegung des Läufers erzeugt magnetische Feldstärkeänderungen im Magnetijoch,
das mit einer elektrischen Drahtwicklung versehen ist, in der die Feldstärkeänderungen
elektrische Impulse erzeugen, die abgenommen und de m Herzmuckel zugefilhrt werden,
was den Reiz zur Yerstärkur. g der Herzwirkung herbeif@nrt.
-
Die Erfindung bezweckt, die anregungsimpulse dadurch zu verstärken,
dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Läufers erhöht wird.
-
CemSs3 der Erfindung besteht die ueresserur. in der erwähnten Patentanmeldung
beschriebenen Vorrichtung aus einem um die L@uferwelle drehbar angebrachten Glied,
das nachgiebig mit der Unruh verbunden ist und von dieser angetrieben wird und mit
mechanischen Kupplungselementen zum Antreiben des Lasers versehen is. t.
-
Weitere :.. erkaale der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung
hervorgehen, in der an Eand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
-
In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 einen längs der Aches A-A' geführten
Schnitt durch eine Vorrichtung zur Anregung der Herzwirkung gecass dar Erfindung,
Fig. 2 die schematisch angegebenen beweglichen Teile der Vorrichtung,
Fi,
3 ein Schaltbild inca Umschalters, der zwischen den Wechselstom2enerator und die
Elektroden geschaltet ist, welche dem ; ^erzr. uskel die elektrischen Impulse zuführen.
. . . . . . . . . . .
-
Fig. 4a eine Ansicht einer Vorrichtung @@@ss der Erfindung zur Implantation
im menschlichen Förper, und Fie. 4b eine Seitenansicht dieser Vorrichtung.
-
FiC. in der Hauptanmeldung beschrieben worden ist, ist der in tentliche
Impulsgenerator in einem luftdicht verschlossenen Geh@@se 1 untergebracht, das entlüftet
oder mit einem inerten Gas gef@llt und mit einer dünnen Schicht eines vom Organismus
gut vertragenen Kunststoffs überzogen ist.
-
Der Impulsgenerator enthält eine Uniuh 2, die aiu einer Welle 3 drehbar
im Gehäuse 1 angeordnet ist. Zur Vermeidung von axi-@lem Spiel und unerwässchtem
@@ialem Druck ist die Welle 3 zwischen Spitzen 4 und 5 in Kugellagern 6 und 7 gelagert.
Am Umfang der Unruh 2 ist ein ringförmiger @nker angebracht, der aus einem magn@tkern
8a, z@@@ aus lamelliertem Mu-Metall, besteht, der mit einer Kupferdrahtwicklung
8b versehen ist. Der Generator hat als Läufer 9 einen in einer Richtung quer zur
Achse 10 magnetisierten Zylinder, der in einer UnterbrechungdosrinfrcigenAnkersunter/'ebrachtistunddessen
Rotationsachse im dargestellten Ausf@hrungsbeispiel parallel zur Drehwelle 3 de.-',
Unruh 2 und exzentrisch in bezug auf diese ist. Die .. elle 10 des Läufers trägt
einen Nocken 11.
-
Seitlich vom Läufer 9 und koaxial zu diesem ist ein drehbares Glied
12 angebracht, das auf det dem Rotor zugekehrten Fläche mit einem Stift 13 versehen
ist, der mit dem Nocken 11 in Berährung komman kann. Das drehbare Glied 12 trägt
auf der entgegengesetzten Flache einen zweiten Mitnahmestift 14, @ieser Stift 14
passt in eine
Gabel 15, die um einen Zapfen 16 sch% 7enkbar ist,
der fest @n der Unruh befestigt ist.
-
Die Gabel 15 ist durch eine Spiralfeder 17 nachgiebig mit dem Gehause
1 verbunden und bei der lIin-und Herbewegung der Unruh wird die Feder abwechselnd
gespannt und entspannt.
-
Der Laufer ist in einem Lagnetfeld angeordnet, das senkrecht zur
Lauferwelle verlauft, und durch zwei Dauermagnete 10 und 19 erzeugt wird.
-
Aus der Hauptanmeldung geht hervor, dass für die Wirkung der Vorrichtung
das Gehäuse so angeordnet ist, dass die Bewegung. des Herzens eine Rotation der
ganzen Anregungsvorrichtung zur Folge hat, wobei die gradlinige Bewegung der Herzspitze
benutzt werden kann.
-
Bei jedem Herzschlag wird das Gel'use in eine hin-und hergehende Drehbewegung
um einen festen Punkt versetzt, die durch die Feder 20 auf die Unruh übertragen
wird. Die Amplitude der eewenung der Unruh kann sehr gross werden, wenn dafür gesorgt
wird, dass sie mit der Herzfrequenz im Resonanz ist.
-
Bei ihrer Hin- und Herbewegung spannt und entspannt die Unruh die
Spiralfeder 17, wodurch auf die Gabel 15 Kräfte abwechselnd in der einen und in
der anderen Richtung ausgeübt werden. Diese schwenken die Gabel 15, die den Stift
14 mitnimmt, wodurch das drehbare Glied 12 eine Rotationsbewegung erhält, wobei
die Gabel mehr oder weniger die Rolle einer Pleuelstange spielt. Der Läufer 9 wird
vom Stift 13 auf dem drehbaren Glied 12 mitgenommen, der an Nocken 11 des Läufers
anlieget, bis dieser durch seine labile Gleichsgewichtslage geht- Darunter ist die
Lage zu verstehen, in der das Magntfeld des Läufers dem duroh das Vorhandensein
der beiden radial angeordneten "'agnete 18 und 19 erzeugten Lagnetfeld entgegen.
gerichtet ist.
-
Infolge der gegenseitigen. Abstossüng der gleichnamigen Pole erhalt
der Läufer eine hohe Geschwindigkeit, und er kommt nach einer fast vollständigen
Umdrehung dadurch zum Stillstand, dass der locken 11 auf der anderen Seite gegen
den stift 13 stösst. Durch die Rückwärtsbewegung der Gabel 15. wird das Drehglied
12 mitgenommen, was den Läufer erneut, aber mit umgekehrtes Drehsinn, durch seine
labile Gleichgewichtslage hindurchführt. Der Läufer führt so eine Hin-und Herbewegung
aus, deren Dämpfung von der Reibung, jedoch von den Wirbelströmen und der Starke
des Magnetfeldes abhängt.
-
Infolge der auftretenden Feldstärkeänderung entsteht in der Ankerwicklung
8b ein elektrischer Impuls, der in Wirklichkeit die Form einer Sinuswelle hat und
auf die nachstehend zur erläuternde .. eise benutzt wird, um'die Kontraktion des
Herzmuskels zu bewirken.
-
Dadurch schlagt das Herz in Rhythmus der Unruh, die ja die elektrischen
Reizimpulse regelt.
-
Beim Antrieb des Läufers 9 durch. das Drehglied 12 kann jedoch eine
Schwierigkeit auftreten, denn in den beiden nicht dargestellten Sussersten La-en
bt die Gabel 15 kein Drehmoment mehr auf das Drehglied aus, und die Gefahr besteht,
dass dieses Glied festsitzen bleibt. Um diesen Nachteil zu beheben, können in der
Nähe des Drehgliedes 12 zwei Magnete 21 und 22 angebracht werdem die verhindern
sollen, dass das Glied 12 im Festklemmpunkt stehen bleibt.
-
Fig. 3 zeigt ein Schaltbild für einen elektrischen Umschalter, der
an die Ankerwicklung angeschlossen ist und die Aufgabe hat, den elektrischen Impuls,
der in Form einer weniger geeigneten Sinuselle in der Wicklung des Ankers erzeugt
wird, in einen ungedämpften
Impuls umzuwandeln, um einen möglichst
hohen Leistungswirkungsgrad zu erhalten.
-
In den Figuren 1 und 2 ist nicht dargestellt, dass die Wicklung 8b
drei Ausgangsklemmen hat. Diese Klemmen sind inFig.
-
3 mit den Bezugsziffern 23, 24 und 25 berzeichnet, Zwischen den Klemmen
23 und 24 liegt der Teil 26 der Wicklung 8b, der die énergie für den Herzmuskel
liefern russ. Der Wicklungsteil 27 zwischen den Klemmen 24 und 25 liefert über die
Klemme 25 ein Auslösesignal für den Umschalter und kann deshalb aus einem dünneren
Draht bestehen.
-
Ein Kondensator 28, der über den Klemmen der Wicklung 26 liegt, bildet
zusammen mit dieser einen Schwingungskreis, der auf eine Frequenz gleich der Frecuenz
der Hin- und Herbewegung des Läufers abgestimmt ist. Die Energie wird abwechselnd
vom l@ufer auf den Schwingungakreia übertrafen und umgekehrt. Der Läufer schwingt
mit einer Amplitude einer halben Uradrehung um seine stabile Gleichgewichtslage,
aber nach jeder Schwingung fällt diese Amplitude auf Null ab, vrährend der Schwingungskreiselektrischmitderrstmöglichen
Amplitude schwingt. Es giht somit einen Augenblick, wenn der Laufer in der Nähe
seiner stabilen Gleichgewichtslage ist, in dem im Schwingungskreis die grSsste énergie
gespeichert ist, aber nach diesem scharf abgegrenzten Augenblick gibt der Schwingungskreis
wieder Energie an der LäuSer ab, der infolgedessen angetrieben wird.
-
Um mit dem höchstmöglichen Energiewirkungsgrad zu arbeiten, wird ein
elektronischer mit Transistoren bestückter Umschalter benutzt, der den Schwingungskreis.
in dem enblick in den Herzmuskel entlädt, in dem sich die ganze Energie im Kreis
befindet.
-
Der elektronische Umschalter ist an die Klemmen 23 und 24
des
elektrischen Schvingungsi angeschlossen und enthält einen ersten Transistor 29 (z.B.
vom pnp-Typ), dessen Kollektor 30 mit dem schematisch durch 31a angegebenen Herzmuskel
verbunden ist. Der von Transistor 29 gelieferte Stroir, wird durch einen zweiten
Transis -tor 31 (z. B. vo : n npn-Typ) gesteuert, dessen Kollektor mit der Basis
des Transistors 29 verbunden ist. Die Basis des Transistors 31 ist über einen Widerstand
32 Nit einem Kondensator 33 verbunden. Wenn der Kondensator 33 nicht geladen ist,
ist der Transistor 31 nicht leitend ; dann ist somit auch der Transistor 29 nicht
leitend, so dass der Herzmuskel nicht angeregt wird.
-
Wenn der Läufer sich ou drues. anfängt, was einmal in jeder Feriode
des Herzens und der Unruh der Fall ist, erscheinen an den Klemmen der Wicklungen
26 und 27 Wechselspannungen mit Frequenzen @ der Schwingfrecuenz des Läufers. Die
Der.. 25 der Wicklung 27 ist tuber eine Diode 34, eine Zenerdiode 35 und einen Widerstand
36 mit dem Kondensator 33 verbunden, der die Basis des Transistors 31 steuert. IndieserTcise'.v'ird,wennderPunkt
25 ein negatives Potential in bezug auf den Punkt 24 hat und dieses Potential so
hoch ist, dass die Zenerdiode 35 von eines Stros durchflossen wird, der Kondensator
33 aufgeladen, und er bleibt, wenn die Zeitkonstante des aus dem Kondensator 33
und dem Widerstand 32 bestehenden Kreises gross 6enug ist, während der nächsten
Halbperiode geladen. Wenn der Kondensator 33 geladen ist, sind die Transistoren
31 und 29 leitend und die im Schwingungskreis 26 - 28 vorhandene Znergie entladtsich
in das-ierz, v-odurch dieses angeregt wird. Die Durchschlagßpannung der Zenerdiode
wird so gewählt, dass sie nicht viel niedriger als die höchste Spannung ist, die
an den Klemmen der Wicklung 27 erscheint,
so dass der elektronische
Umschalter in dem Augenblick betätigt v : ird, in die Energie im elektrischen Schwingungskreis
26 - 28 einen Höchstwert hat. Ein solcher Umschalter braucht keine andere elektrische
Speisequelle als die Generatorwicklung. Bei einer nicht-dargestellten vorteilhaften
Ausführungsform ist der elektronische Umschalter in der Unruh angeordnet ; dabei
läuft der Weg des elektrischen Impulses von der Unruh zum Gehause einerseits über
die Velle 3 der Unruh 2 und andererseits über die Spiralfeder 17. Wenn zu befürchten
ist, dass der Kontakt uber die Drehpunkte der Unruh nicht zuverlässig genug ist,
kann die elektrische Verbindung mit den Anregungselektroden über die Spiralfeder
20 erfolger..
-
Die Figuren 4a und 4b zeigen in Vorder-bzw. Seitenansicht die Aussenseite
der Vorrichtung. Es kann zwecknässig sein, die Vorrichtung ausserhalb des Herzbeutels
anzuordnen, woebi ner Herzmuskel durch den lierzbeutel hindurch angeret wird.
-
Diese Anregung erfolgt mittels einer kleinen Elektrode 77 (siehe
auch Fig. 1), wobei der otromkreis über das Gel-use 1 geschlossen wird. Die Elektrode
37 ist durch eine isolierende Platte 39 um-@ um den Strom zu zwingen, dem Kreis
durch den herzmuskel zu folgen. Die Vorrichtung wird mittels eines Kugelgelenks
40 und eines flachen Teils 41 befestigt, das z. B. bei 42 und 43 an der dritten
Rippe festge3chraubt ist.
-
Die Befestigung mittels eines Kugelgelenks hat den orteil, dass dadurch
die Translationsbewegungen in die für den Betrieb der Vorrichtung notwendigen Drehbewegung
umgewandelt werden. Diese lofestigung kann auf eine nicht dargestellte Weise durch
die Anbringung eines Bandes oder zweier Arme, die das Herz umgeben, weiter verbessert
werden,