DE2010724A1

DE2010724A1 - Bifunktioneller bedarfsabhängiger künstlicher Herzschrittmacher

Info

Publication number: DE2010724A1
Application number: DE19702010724
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: American Optical Corp
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1970-10-15
Also published as: FR2040175A5; NL7003205A; US3595242A; ES377899A1; CH534524A; DK130771C; SE356903B; DE2010724B2; AT302522B; NO126899B; IL33744A; JPS4940992B1; IL33744A0; DE2010724C3; DK130771B; GB1307912A; BE747983A; BR7017673D0; NL155453B

Description

Patentanwalt

8000 München 71 (Soiin)

Franz-Hals-StraBe 21 - ,

Telefon796213 München, den 4. März 1970·

AO 2647 ■

American Optical Corporation 14 Mechanic Street

Southbridge, Mass.-, U.S.A.

Bifunktioneller bedarfsabhängiger künstlicher Herzschrittmacher

Priorität: 26. März 1969;'UiS.A.; ITr. 810 519

Die Erfindung betrifft künstliche Herzschrittmacher, insbesondere bedarfsabhängige Herzschrittmacher zur Verwendung bei Patienten, die an'symptomatischer Vorhof-Bradycardie und unvorhersehbarer Blockierung eines Vorhof-Kamraer-Knotens leiden«

Die elektrische Tätigkeit eines normalen Herzens beginnt mit einem Hervenimpuls, der durch ein faserbündel eingeleitet wird, das sich in dem Sinuaknoten (nodus sinoauricularis) : befindet. Der Impuls breitet sich über die beiden Vorhpfe aus, während sich diese zusammenziehen und das Hießen dea Blutes in die unter ihnen befindlichen Kammern beschleunigen. Die Vorhof-festigkeit dea Herzens entspricht der P-ßaoke in einem illektrokardiogramiB. Der elektrisohe Impuls breitet sieh weiter über den Vorhof-JCamraer-Knoten hinaus aus, der den Reiz an die linke und ⁽ rechte Kammer weitergibt, Zwischen dem Anregen der Vorhofe und der Kammern verstreicht im allgemeinen ©in Intervall von etwa 120-160 Die* Die Kammertätigkeit entspricht der QRS-Gruppe in dem

/ und dauert beispielsweise" 80 ma. Gegen Ende Her^sclilags werden die Kammermuskeln repolariaiert. Dieser MT elektrischen Tätigkeit des Herzens entspricht der dea Biektrokardiogramm»

9β·**ί/111« . _BAD ORIGINAL

Von den beiden Kontraktionen ist die der Kammern viel wichtiger als die der Vorhöfe. Durch die Vorhof-Kontraktionen .wird der Wirkungsgrad der Kammer-Kontraktionen erhöht, v/eil diese wirksamer sind, wenn die Kammern zu Beginn mit Blut gefüllt sind. j3in Patient kann am Leben bleiben, auch wenn die Vorhöfe nicht einwandfrei arbeiten, aber nicht ohne Kammer-Kontraktionen.

Bei einer Blockierung eines Vorhof-Kammer-ICnotens, d.h., wenn da3 Reizleitungssystem an einem derartigen Knoten unterbrochen ist, kann der Patient nicht am Leben erhalten werden, es sei denn, daß die Kämmen, irgendwie ohne einen von dem Vorhof-Kamm er -Knot en kommenden i-teiz schlagen, und selbst in diesem Fall ist die Herjsschlagfrequenz im allgemeinen viel zu niedrig. Bei einwandfreien Kammer-Kontraktionen kann ein Patient auch bei einem Jj¹Ia ttern der Vorhöfe noch am Leben bleiben. Aus diesem Grunde dienten die ersten künstlichen Herzschrittmacher im allgemeinen zum Schutz vor einer Kammer-Asyötolie. Diese künstlichen Herzschrittmacher regten die Kammer ständig mit einer festen Frequenz an und steuerten dadurch die Kammer-Kontraktionen.

Nachdem derartige künstliche Herzschrittmacher viele Jahre hindurch verwendet worden waren, wurde der bedarfsabhängige künstliche Herzschrittmacher eingeführt. In einem bedarfsabhängigon künstlichen Herzschrittmacher werden Impulse nur erzeugt, wenn die natürlichen Herzschläge ausfallen. Wenn nur ein einziger natürlicher Herzschlag ausfällt, wird nur ein einziger elektrischer Impuls erzeugt. Wenn mehr als ein natürlicher Herzschlag ausfällt, werden elektrische Impulse In der entsprechenden Anaahl erzeugt. Unabhängig von der Anzahl der erzeugten elektrischen Reizimpulse treten diese im wesentlichen in gleichen Zeitabständtn voneinander und von den vorhergehenden natürlichen Herzaohlägen auf, als wenn go üich nur um natürliohe Herzschläge handelte. Man erhält insgesamt eine integrierte Tätigkeit, d.h. ein Zusammenwirken von einander auoachliößo-\c' ^v 's, tür liehen Herzschlägen und Reie-impuloön, Jin derartiger tr. rfaabhängiger Herzanhritt» iQo.cAiür i'i ■" 1:i der am 10. Oktober 1^S/ ausgegebenen U3A-Pa.«nt-ο-; !r'irt , '^j-i\X ν j G ueaoelben Erfinders angegeben.

BAD OHiGINAL

001141/1114

Im allgemeinen wird ein bedarfsabhängiger künstlicher Herzschrittmacher so "betrieben, daß er in einem vorherbestimmten Zeitabstand nach dem letzten natürlichen Herzschlag einen Impuls erzeugt. Wenn während des Austastintervalls des künstlichen Herzschrittmachers ein natürlicher Herzschlag stattfindet, wird kein Impuls erzeugt und beginnt das Austastintervall von neuem. Wenn dagegen bis zum Ende des Austastintervalls kein natürlicher Herzschlag auftritt, wird ein Reizimpuls erzeugt. Damit ein bedarfsabhängiger künstlicher Herzschrittmacher einwandfrei arbeitet, muß seine Schaltung feststellen können, ob ein natürlicher Herzschlag stattgefunden hat. Das stärkste der auf die Herztätigkeit zurückzuführenden elektrischen Signale ist die QRS-Gruppe, die der Kammer-Kontraktion entspricht. Zur Anzeige der natürlichen Herzschläge wird im allgemeinen eine Elektrode mit einer Kammer gekoppelt. Da in den meisten Fällen eine Anregung der Kammern erforderlich ist, kann dieselbe Elektrode zum Anregen der Kammern und zum Anzeigen eines natürlichen Herzschlages verwendet werden, wie dies in der genannten Patentschrift angegeben ist.

Ein Geräusch kann zu einem fehlerhaften Arbeiten eines derartigen bedarfsabhängigen künstlichen Herzschrittmachers führen. Das Geräusch kann zum Auftreten eines elektrisshen Signals an. der Kammerelektrode führen, und die Schaltung des künstlichen Herzschrittmachers kann dieses Geräusch als Anzeige eines natürlichen Herzschlages behandeln und die Erzeugung eines Reizimpulaes unterdrücken, obwohl ein solcher impuls erforderlich wäre. In der am Ll. April 1968 eingereichten USA-Patentanmeldung 3er» Ho» 727 129 des Erfinders ist ein verbesserter bedarfsabhängiger künstlicher Herzschrittmacher angegeben, in dem beim Auftreten eines Geräusches das Austastintervall des künstlichen . Herzschrittmachers nicht unterbrochen wird. Die Reiaimpulse werden dann ständig erzeugt, auch wenn sie nicht erforderlich sind. Es ist besserι einen Impuls auch dann zu erzeugen, wenn er nicht" erforderlich ißt, als keinen Impuls zu erzeugen, obwohl er erforderlich ist.

BAD ORIGINAL

0098A2/11U

Bs gibt xatienten, aie an symptomatischer Vorhof-Bradycardie leiden, wobei jedoch der Vorhof-Kammer-Knoten normal leitet. Bei einem solchen Patienten führt die niedrige Vorhoffrequenz auch zu einer Verlangsamung der Kammerfrequenz. Bisher ist diese Störung durch die Verwendung von künstlichen Herzschrittmachern zum Anregen der Kammern behandelt worden, üs wäre jedoch besser, bei solchen Patienten die Vorhöfe anzuregen, damit sowohl die Vorhof- als auch die Kammerfrequenz gesteuert werden, wobei als weiterer /orteil die natürliche Folge der Tätigkeiten der Vorhöfe und Kammern erhalten wird. Bei einer solchen Anregung der Vorhöfe wäre der Patient aber nicht gegen eine unvorhersehbare Blockierung des Vorhof-Kammer-Knotens geschützt. Daher muß auch für eine Anregung der Kammern im Bedarfsfall gesorgt werden.

Man kann beide Schrittmacherfunktionen mit Hilfe von zwei einzelnen künstlichen Herzschrittmachern ausüben. Aber selbst wenn diese beiden künstlichen Herzschrittmacher in ein und demselben Gehäuse vereinigt werden, müssen zahlreiche Probleme gelöst werden, besonders wenn ein bedarfsabhängiger Betrieb erwünscht ist. Eines dieser Probleme betrifft natürlich die zeitliche l'Olge der beiden Schrittmacherfunktionen.

Allgemein hat die Erfindung die Aufgabe, einen vorzugsweise bedarfsabhängigen, bifunktionellen künstlichen Herzschrittmacher zum Anregen der Vorhöfe und der Kammern zu schaffen.

Im Rahmen der Erfindung besteht die erste Aufgabe des künstlichen Heraachrittmachers in der Urzeugung eines Vorhoflieizimpulses. wach einem vorherbestimmten Zeitabstand erzeugt der Herzschrittmacher einen Kammer-ßeisimpuls. Es sind drei Elektroden vorgesehen, und awar eine neutrale Elektrode, eine Vorhofreiü-.j;lektrode und eine Kammerreis-Elektrode. In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dient die Kamraerreiz-Elektrode auch zur Anzeige einer lvM.mmer-Kontraktion.

BAD ORIGiMAL

A2/UU

Der künstliche Herzschrittmacher arbeitet mit zwei Austast- oder Austrittsintervallen. Das Kammer aus tirittsintervall. ist um 160-250 bis langer als das Vorhofaustrittsintervall· Das Kammeraustrittsintervall ist wie in dem üblichen "bedarfsabhängigen künstlichen Herzschrittmacher langer als die normale Herzschlagperiode. Das Vorhofaustrittsintervall ist langer als das normale Intervall zwischen den Vorhof- und Kammer-Herzschlägen (P bis R), aber kurzer als die normale Herzschlagperiode (R bis R). Die beiden Austastintervalle beginnen mit dem Auftreten des letzten natürlichen oder künstlich angeregten Herzschlages, Wenn innerhalb des Vorhofaustrittsintervalls keine weitere Kammer-Kontraktion auftritt, d.h·, wenn keine vorzeitige Kammer-Kontraktion auftritt* wird der Vorhof-Reiziiöpuls erzeugt* Die Vorhöfe ziehen sich zusammen und füllen die Kammern mit Blut» Wenn sich die Kammern miaammejiziehen_r d.h. wenn kein Vorhof-Kammer-Knoten blockiert; ist, setzt das Über die Kammerreiz-iülelctroden erfaßte, eleK-trischö Herzstromsignal die beiden^^ Austaststromltieise zurüqlc und \ wird ein Kammer-Reizimpuls nicht erzeugt* Wenn die Kontraktion der Kammern nictti* erfolgt, wird am Ende des Kammeraustrittsinter-v

Me Brfindung achafft eomit einen bedarfsabhängigen Winstlioiatn Htriechrittnachtr. Derseit werden bei Patienten, die an syaptomatischer Vorhof-Bradycardie leiden, während der Vorhof-Kamraer-Knoten normal leitet, häufig künstlich· Herzschrittmacher zum Anregeh der Kammern verwendet. Bi wii·· _:mb9? vorfceiXb*?*·*, «tw»^«lX« dea? Keiem^rn die ioth'otß aniurfg«n. Sas Anregen der Vorhöfe mit einem künstlichen Herzgewährleistei; jedoch noch keinen Schutz vor einer Blockierung des Vorhof-KaBimör^Knotans < Der bedarf»abhängige künstliche Herzoohrittmaoher gemäß der Erfindung het 9%m 3oppeiiunktioii_f d.h., or kann die Vorhüfo und did Kammern a«PigfB_f und gewährleistet aineresits den Vorteil eines Anregen^ der Vorhöfe und andererseits einen Schuts vor einer, K Der künstliche Herzschrittmacher wird mit den

Strömen gespelüt, die von de» Eammer-iindokard komprogrammiert die Vorhof»- und Kammerrelae entsxiroohend»

BAD ORIGiNAL

Bei Patienten, die unter Vorhof-Bradykardie leiden, während der Vorhof-Kammer-Knoten normal leitet, werden nur die Vorhöfe angeregt. Wenn der Zustand infolge einer Blockierung des Vorhof-Kammer-Knotens komplizierter ist, werden sowohl die Vorhöfe als auch die Kammern durch den künstlichen Herzschrittmacher gesteuert. Das Intervall zwischen dem Vorhofreiz und dem Kammerreiz wird so gewählt, dai3 die Durchführung der Tätigkeiten der Vorhöfe und der Kammern in der richtigen zeitlichen Folge erleichtert wird. Der künstliche Herzschrittmacher konkurriert nicht mit spontan erfolgenden Kammer-Kontraktionen.

Weitere Aufgaben. Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung hervor. Darin wird auf die Zeichnung bezuggenommen. In dieser zeigt die mit der Fig. 1 der schwebenden USA-Patentanmeldung Serial No. 727 129 des Erfinders identische

Fig« 1 einen bevorzugten bedarfsabhang!gen künstlichen Herzschrittmacher zum Anregen der Kammern und mit dioken linien die zusätzlichen Schaltelemente und die ,i"«nf Leiter 80-84, die erforderlich sind, um den bedarfsabhängigen künstlichen Hersschrittmacher nach Fig» 1 mit der Vorhofreizeohaltung zu verbinden, die in Fig. 3 gezeigt ist. \

\ Fig. 2 neigt ein typisches elektrokardiograf,

Flg. 3 zeigt eine Vorhofreizsohaltung, die lusameen j ait der Schaltung naoh /ig, 1 eine bifunktionell· Anregung wwh j einem bevorzugten Auβführung·beispiel der Erfindung ermbglioht. . '

Fig. 4 zeigt die Anordnung naoh den Figuren 1 und 3 und

5 «in Zeiteteuerungsdiagrämm, das zum Verständnis der Brfindung beiträgt.

BAD ORIGINAL

009IU/11U

Bis auf die mit dicken Linien dargestellten Teile und leiter ist die in KLg₀ 1 gezeigte Schaltung mit der in der schwebenden USA-Patentanmeldung Serial ITo. 727 129 des Erfinders gezeigten identisch, lach der genannten Anmeldung erstreckt sich der Leiter 11 direkt von der Elektrode El zu dem Kondensator 17, und es befindet sich in dem Signalleitweg kein Peldeffektschalttransistor 92. Die Elektroden El und E2 werden in das Herz des •Patienten eingebettet. Dabei sind die neutrale Elektrode E2 und die Elektrode El so angeordnet, daß sie die Herzkammern des Patienten anregen. Bei geschlossenem Schalter S arbeitet der künstliche Herzschrittmacher derart, daß er ständig elektrische Impulse mit einer festgelegten J?reqtLenz abgibt. Beim bedar fs abhängigen Betrieb des künstlichen Herzschrittmachers* ist der Schalter S offen. Zwischen den Elektroden El und E2 fließt ein Strom zum Anregen der. Kammern nur, wenn ein elektrischer Reiz erforderlich ist.

Wenn ein Impuls erforderlich ist, dient der Kondensator 65 als Stromquelle. In diesem Zeitpunkt leitet der Transistor T9 und wird der Kondensator über die Elektroden entladen. Der Kondensator 57 wird über die Potentiometer 35 und 37 geladen, bis die an dem Kondensator liegende Spannung bewirkt, daß dfe Transistoren T7 und T8 leiten. Jetzt wird der Kondensator 57 über die Transistoren T7 und T8 entladen, der Transistor T9 leitet und von dem Kondensator 65 wird ein Impuls an.das Herz des Patienten abgegeben. Die Einstellung des Potentiometers 37 bestimmt die Entladezeit des Kondensators 57 bzw. die Dauer jedes Impulses. Die Einstellung des Potentiometers 35 bestimmt die Zeit, die erforderlich ist, um den Kondensator 57 auf das Potential zu laden, bei dem die Transistoren T7 und T8 leitfähig werden, und damit das ImpulsIntervall. Bei gesperrtem Transistor T6 würde der Kondensator 57 ständig ge- und entladen und würden dem Herz des Patienten Impulse in durch die Einstellung des Potentiometers 35 festgelegten Intervallen zugeführt werden.

BAD ORIGINAL

ooseu/nu

Die Elektrode Sl ist über den Leiter 11 mit der Basis des Transistors I¹I verbunden. Hg, 2 zeigt ein typisches Slektrokardiograr-ΐα. Die Transistoren Tl und T2 leiten, wenn die Elektrode iil eine Kar-iaer-Kontraktion erfaßt, J-.ie zur Urzeugung einer R-Zacke führt. Su starke Signale v/erden durch die Zenerdiode 67 kurzgeschlossen, damit der Transistor Tl nicht beschädigt wird. Wenn diese Transistoren leite:.!, wird an die Basis des Transistors T6 ein positiver Impuls angelegt, worauf der Kondensator 57 über den jetzt leitenden Transistor Tb entladen v/ird und ein neues Austastintervall beginnt. Titsnr kondensator war vorher auf ein Potential geladen worden, da-." sum 3rseujen eines Impulses geführt hätte. Durch diese anordnung wxrci gewährleistet, daß beim Auftreten cine-3 natürlichen rleraschlages kein Impuls erzeugt wird« Das Austastintervall ist se tev/itklt, daß aie Impulse mit einer Periode erzeugt werden, uie etwas lunker ist als die gewünschte Periode der natürlichen Herzschläge, oO daß ein Reizimpuls nur erzeugt v/ird, ',veun nein natürlicher lierzschlag stattgefunden hat.

Die übrigen Transistoren der Schaltung verhindern ein Leiten dos Transistors It: oei;:: Auftreten eines Geräusches. Sonst konnte bei" Auftreten eines Geräusches der Transistor T6 leitfähig woi'ueii UJiU- die VJrte-ugnnt; idnfii Imnul oes verhindern, wenn ein Impuls erforderltoh i,.-, ;:?nn ^.aiier der künstliche Herz- :;;;^;:n;;",·;:: ::: oi?;. _*:_■ ...; :.g..-:.^!:;" : -ß. v:r: "./Bt, -.vird ein Arbeiten des ϊη·.: ^:.'" .;". ...: ^T'^::\:.": ""-" "" ~r ~ /ti V-.- ;·κ- \A\\\r>t: iehe ,^r: ο t^;;r:1 tt- : .·■ . V . '.".. :'-" ■ - t- ..' _■" -: ' :' -. Ι·;;- : .nt :\b, Ji.il:: aus führ ~

BAD ORiGiNAL

Nachsetzung eines Striches (*). Der Leiter 80 verbindet das !Potentiometer 35* und den Widerstand 59' mit einem Pol der Batterie 7. In Fig. 1 sind das Potentiometer 35 und der Widerstand 59 mit demselben Pol verbunden· Der Leiter 81 verbindet die Basis des Transistors 17* mit dem anderen Pol der Batterie 7. In KLg· ist die Basis des Transistors T7 mit demselben Pol verbunden. Der Leiter 82 verbindet die Basis des Transistors T6' mit der rechten Seite des Kondensators 53. In Fig. 1 ist die Basis des Transistors T6 ebenfalls mit der rechten Seite des Kondensators verbunden. Der Leiter 83 stellt einen' gemeinsamen Nulleiter für die Schaltungen nach Hg'. 1 und 3 dar. Schließlich dient der Leiter 84 zur Abgabe eines Signals , das den Feldeffekt-Schalttranaistor 92 unwirksam macht; dies wird nachstehend beschrieben.

Die in FLg. 3 gezeigte Elektrode B3 wird in das Herz; des Patienten eingesetzt und dient zum Anregen der Vorhöfe, Die Schaltung nach Fig. 3 arbeitet ebenso wie die Schaltung auf der rechten Seite in Fig. X₁ doch bewirkt jeder Reizimpuls eine Vörftof-Kontraktian anstatt einer Kammer-Kontraktion. Der Kondensator 57' wird Über die Potentiometer 35' und 37*⁵geladen. Nach eineJe vorherbestimmten Zeitintervall hat die Kondensätofspannung de» Eegel erreicht, bei dem die Transistoren T7\ und T8' leitfähig werden, oo daß öle jeWt an den Basis-find.tter-Übergang deö Traneistors 319* eine Duichlaßvorspannung anlegen* Die Ladung des Kondensators 65* fließt über den Translator T9' und die Elektroden 332 und B3. Die Dauer jedes Impulseo i3t von der Einstellung des iötentiometera 37* abhängig» das die Zeit beotimrat, die aum Entladen des Kondensators 57* über die Transistoren T7* und TS* erforderlich ist« Die Dauer der impulslücke ist von der Bin»teilung des Potentiometera 35* abhängig, das die Zeit be-• tiisiBt, die zum Laden dea Kondensatoro 57' auf den Pegel orfor-Äerliöh ist, bei dem die Transistoren T7' und TB* leitfähig werden.

BAD ORIGINAL

Iv

Jeder infolge der Anzeige einer R-Zacke über den Kondensator 53 gehende Impuls bewirkt, daß außer dem Transistor T6 auch der Transistor T6* leitfähig wird. Gleichzeitig mit dem Entladen des Kondensators 57 über den Transistor T6 wird der Kondensator 57' über den Transistor T6* entladen. In diesem Pail wird das Austastintervall der Schaltung nach Fig. 3 nicht zuendegeführt und kein Vorhof-Reizimpuls erzeugt, sondern ein neues Austastintervall eingeleitet.

Mg. 5 stellt ein Zeitsteuerungsprogramm dar, welches das Verständnis der Erfindung erleichtert, Es sind zwei R-Zacken dargestellt,.die zwei aufeinanderfolgenden Schlagen (Kammerkontraktionen) des Herzens des Patienten entsprechen. Der Zeitabstand zwischen diesen Schlagen beträgt typischerweise 760 ms. Ss ist ferner gezeigt, daß der zweiten R-Zacke eine P-Zacke vorausgeht .

Das Pobentiometer 35* hat einen solchen Wert, daß der Kondensator 57' 600 ms nach seiner letzten Entladung auf den Pegel geladen ist, der erforderlich ist, damit die TraneiBtoren T7' und T8¹ leitfähig werden. Infolgedessen ist gezeigt, da0 der Vorhof-Reizimpuls B3. 600 me nach der ersten R-Zacke auftritt. Die Vorhöfe werden nach der P-Zacke eines normalen Herzschlages angeregt. Das Auftreten einer P-Zacke zeigt an, daß aioh dit Vorhöfe zusammengezogen haben und an die Elektrode E3 leoin Vorhof-Reizimpuls ungelegt BU werden braucht. Wenn jedoch nach einer Vorhof-Kontraktion, d.h. während des Refralctärintervalle der Vorhöfe, ein derartiger Impulo erzeugt wird, hat er keinen Binflufl auf den Herzschlag des Patienten. (Die Erzeugung eines Vorhof-Iteizimpulaee vor der natürlichen Vorhof-Kontraktion könnte einen vorzeitigen Vorhof-Sohlag auslösen, der nicht erwünscht ist«)

Das Potentiometer 35 in Pig» 1 hat einen aolohen Wert, daü das Austastintervall für das Anregen der Kammern 800 ms betragt. In Fig. 5 tritt daher der mit IiI bezeichnete Impuls 000 ma nach (tor uratcn H-2aako auf, cwh., etwas apater als die zweite Zucko im Full ihres Auftretens. Wenn die Elektrode El

00SI42/11U

die zweite Ε-Zacke erfaßt, werden beide Austastkreise zurückgesetzt und wird an die .Elektrode El kein Impuls angelegt« Auf diese V/eise wird die gewünschte bedarfsabhängige Arbeitsweise erhalten. Wenn innerhalb von SOO as nach dem letzten Heraschlag kein natürlicher Herzschlag auftritt, wird an die Elektrode El ein Impuls angelegt, der die Kammer-Kontraktion anregt«,

Bei einem natürlich schlafenden Herzen regt der künstliche Herzschrittmacher die Kammern nicht an₉ jedoch wird ein Torhofreiz erzeugt, weil die Schaltung nach 3?ig._e 3 ein Austastintervall von 600 ms hat, das kürzer ist als das natürliche Impulsintervall. Wenn eine natürliche Torhof-Kontrakt!on ausfällt, ist ein Torhofreiz erforderlich, damit die Leistung des Herzens verbessert wird· Durch den Kammerreiz wird natürlich die Wirkung einer Blockierung des Torhof-Kammer-Knotens aufgehoben« Eine normale Kammer-Kontraktion kann etwa 120-160 ms nach dem Torhofreiz erfolgen. In der Schaltung nach 3?ig» 3 ist das Kammerreis-Aus-tastintervall 2©0 ms"länger als das Torhöfreiz-Austastintervall in der Schaltung nach Mg. 1« She ein Kamiaer-Reizimpuls erzeugt wird, ist also genügend Z,eit für eine natürliche Kammer-Kontraktion vorhanden. Im allgemeinen soll das Kammerreiz-Austastinter-VaIl um 160-250 ms langer sein als das TorhofreizwAttataatixrbervall.

-ferner kann die EmÄtion der Schaltung nach 3?igo 3 durch die Anzeige einer Karamex^lCoatraktion durch die Schaltung nach Pig« 1 beeinflußt v/er den _o Üs ist sehr zwecl-imäßig, wenn die Schaltung naek Pi-go 3 in Abhängigkeit von dem Herzschlag dss Satienten-ar'ijöite'&o Bei der Verwendung eines selbstschwlnges&en Geasrators mm Anyogea der \Forlxofo könnte &&s seitliche Ablauf des Herzschlages ö.ss Patienten stark beorlnteäclitigt werden,, BeiopielsweioG k'Jy.kv&e eic"" der na.türlioli'3- seitliche Ablauf τθγ- OJtAQHn₃ v/ähr-ϋϊά .ΰοϊ seit; .- -Jh,o Ablauf der Irunktion rlor ijcliaitimg el ülieljeo . :.. üi&^e;.; -ίπιπ'-'·-- vjivd der .--ondoiioato:? ;37^S

BAD ORSGiMAL

ft

Die P-Zacke ist jedoch jo klein, daß sie viel schwieriger anzu-.zeigen ist als die R-Zaoke. Daher wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung aucii die Wiedereinleitung des Austastintervalls der Schaltung nach Fig. 3 durch die Anzeige der R-Zaeke bewirkt. Bei normal schlagenden Herzen führt diese Anordnung natürlich zum ständigen .jtilegen von Impulsen an die Elektrode ji3, wogegen an die Elektrode El keine Inpulse angelegt werden. An die Elektrode E3 werden Impulse angelegt, weil die R-Zacke angezeigt wird, nachdem der Impuls an die "Elektrode E3 angelegt worden ist« Hs hat sich jedoch gezeigt, daß das Erzeugen eines Vorhof-Ileiaimpuloes während des Refraktärintervalls der Vorhöfe den natürlichen Herzschlag eines Patienten nicht stört. Diese Bemerkung gilt nicht für die Erzeugung eines Kaniiner-Reizimpulses nach einer ■■lammer-Kontraktion; dies ist der Hauptgrund für die Verwendung eines bedarfsabhängigeη künstlichen Herzschrittmachers.

In Manchen Fällen führt die Vorhof-Kontraktion dazu, dai3 an die Elektrode Sl ein elektrisches oignal angelegt wird, welches bewirkt, daß der transistor Tl leitfähig wird und die beiden Austastintervall eingeleitet werden. Aus diesem Grunde ist der f'-ldef fekt-öcnalttransistor 92 in dem Leiter 11 zwischen der Elektrode El und den Kondensator 17 in dem Basiskrei3 des iruiisistor; ..1 !zugeordnet. frornaierweise leitet der Schalttr^nsÄ stör, weil or über den Widerstand '_■'''■ :.;it den Nulleiter 9 verc-.H'Io;: ι : ν, j;r .κ ά.ο EleLtr . .:.e Ej an'clegte, negative Impuls ■.ν"'.ru ^:..\ - "..' '·-. ". -". .. ^ιλ -'■·-■'^;- '.:.::·. dj c Jiode ^^:- -v; iün jTondensator 93 ■ι' "f ' c. " ■ ' . "· " /' ν»"'' ".'. ■ "i ü'■"» ^!*' i . i ''Grrt de i^ l''e ' dcr^ökt·«= .' '. . ■'" "._." . . ' \^:: i^;;.:· , . ""."■-..'■"."^:.:'·"■;?.-jes (n,:C;. ^ι:·^;'π^τ . . '-■ " " " ·".-■. j ..■:· "..^r ■■■■■..3ator -5':" ·■'■' ^%r der.

BAD OR[GiNAL

Die Dauer der in Pig. 5 gezeigten Austastintervalle von 600 ms und 800 ms ist nicht kritisch, sondern kann in weiten Bereichen gewählt werden. Im allgemeinen soll das Austastintervall der Schaltung nach Pig, ? so lang sein, daß nach einer vorhergehenden R-Zacke in irgendeinem Zeitpunkt zwischen der P- und der R-Zacke ein Impuls an die Elektrode B3 angelegt wird. Das Austastintervall für die Schaltung nach Pig. 1 soll so gewählt sein, daß an die Elektrode Bl ein Impuls angelegt wird, wenn nach der letzten R-Zacke eine Zeit verstrichen ist, die langer ist als die gewünschte Herzschlagperiode,

Man erkennt, daß der erfindungsgemäße künstliche Herzschrittmacher einerseits den als Vorhof-Bradykardie bezeichneten Zustand korrigiert und andererseits vor einer Karnmer-Asystolie W schützt. Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das jedoch im Rahmen des Erfindungsgedankens verschiedentlich abgeändert und durch andere Anordnungen ersetzt werden kann.

BAD ORIGINAL

f: :■"' ' ■ §§Si43/1tU

Claims

Patentansprüche:

Künstlicher Herzschrittmacher, gekennzeichnet durch eine Vorhofreis-Anschlußeinrichtung (E2, E3), die zur Abgabe von Vorhofreizen mit dem Herzen eines Patienten verbindbar ist, eine Kammerreiz-Anschlußeinrichtung (El, 322), die zur Abgabe von Kammerreizen mit dem Herzen des Patienten verbindbar ist, einen Detektor (Tl, T2) zur Anzeige des Herzschlages des Patienten, eine Einrichtung (35*, 37', 57', 59', 65', T7', T8', T9') zum Anlegen eines elektrischen Reizes an die Vorhofreiz-Anschlußeinrichtung (E2, U3), wenn nach dar Anzeige des letzten Herzschlages des .Patienten ein ör.3tea vorherbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist, und eine Einrichtung (35, 37, 57, 59, 65, 17, T8, T9) zum Anlegen eines elektrischen Reizes an die Kammerreiz- ^.nschluß einrichtung (Kl₁ E2), wenn nach der Anzeige des letzten Herzschlages des Patienten ein zweites vorherbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist.
2. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorherbestimmte Zeitintervall langer ist als das erste vorherbeatimmte Zeitintervall·
3. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorherbestimmte Zeitintervall kürzer iut als das normale Intervall zwischen aufeinanderfolgenden R-Zacken in dem Elektrokardiogramm des Patienten und länger alu das normale. Intervall zwischen einer R-Zacke und der nächsten P-Zacke in dem Elektrokardiogramm des Patienten.
4. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anapruoh 3, daduroh gekennzuiohnet, daß das zweite vorherbestimmte Zeitintervall länger ist als daa normale Intervall »wisohen aufeinanderfolgenden it-2acken in dem Elektrokardiogramm des Patienten.

BAD ORIGINAL

001842/1114
5* Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorherbestimmte Zeitintervall länger ist als die normale Periode der R-Zacken im Elektro- ■ kardiogramm des Patienten und eine Einrichtung (92, 93, 94, 95) zum Unwirksammaeheri desDetektors (Tl, T2) während des Anlegens ■eines elektrischen Reizes an die Vorhofreiz-Anschlußeinrichtung (332, Ξ3) vorgesehen ist*
6.- Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 4- oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das zweite vorherbestimte Zeitintervall um 160-250 ms länger ist als das erste vorherbestimmte Zeitintervall.
7. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 4·, '" dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (Tl, T2) mit der Einrichtung (35, 37, 57» 59, 65, Tl₁ Ϊ8, Tg) zum Anlegen des Kammerreizea verbunden ist und daß eine Einrichtung (92, 93» 94, 95) zum Unwir.ksamm£clien des Detektors (Tl, T2) während des Anlegens eines elektrischen Seizes an die Torhofreis-Anschlußeinrichtung (152, 33) vorgesehen ist,
8. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (Tl, T2) mit der Torhofreiz~Anschlußeinrieht,iHig (32, S3) verbunden ist.
9· Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 2 oder 5₅ J| gekennzeichnet duTch eine 'iiliwioh-tung (T3₉ T^*> T5) zur Steuerung der Einrichtungen (35% 3T₉ 57% 59% 65% S7% 18% Ϊ9⁵ bzw.-35-f 37, 57i59» 65s £'7_S T^₉ 19) zwa Anlegen des Yorhofreizes bzw. des iCaimaorreisea dsrsrt, ο,ιίΒ beim Auf treten eines Serausehes,, daa «it -ißv. lierzsml&ß clv irs.tiontea verwechselt werden- könnte₀ uio renyfiu'-=..α '.-ilaitörisch-. . .^eise im^eiiä-i^i/j von der Funktion des

BAD ORIGINAL
10. Künstlicher Herzschrittmacher, gekennzeichnet durch .eine" Vorhofreiz-Anschlußeinrichtung (E2, E3), die zur Abgabe von Vorhofreizen mit dem Herzen eines Patienten verbindbar ist, eine Kainmerreiz-Anschlußeinrichtung (J31_f E2), die zur Abgabe von Kaiamerreizen mit dem Herzen des Patienten verbindbar ist, einen ersten Zeitsteuerungskreis (55*, 37', 57', 59', 65', T7', T8^f, T9') zum Anlegen eines elektrischen Impulses an die Vorhofreiz- -"•nschluß einrichtung (B2, E3), einen zweiten Zeitsteuerungskreis (35, 37» 57, 59, 65, T7, 1D8, i'9) zum Anlegen eines elektrischen Impulses an die Kammerreiz-Anschlußeinrichtung (El, E2), einen Detektor (Tl, T2) zum Anzeigen des Herzschlagesifes Patienten, und eine Rücksetzeinrichtung (53» T6) zum Rücksetzen des aweiten 2Jeitsteuerungskreises (35, 37, 57, 59, 65, T7, T8, T9) in Abhängigkeit von der Anzeige des Detektors (Tl, T2).
11« Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (Tl, T2) für die Anzeige einer Kammer-Kontraktion des Herzens des Patienten eingerichtet ist.
12. Künstlicher Herzschrittmacher nach Ans"pruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die liücksetzeinrichtung (5p, T6, T6') auch aum Rücksetzen des ersten Deitsteuerungskreises dient.
13· Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzeit des ersten Zeitsteuerungskreises (35', 37', 57', 59'» 65', T7', T8», T9') kürzer ist als die normale Periode der R-Zacken in dem jülektrokardiogramm des Patienten.
14. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzeit des ersten Zeitsteuerungskreiaea (35', 37', 57», 59', 65*, T7*. TB·, T9») langer ist als das normale Intervall zwischen einer R-Zacke und der nächsten P-Zacke in dem Elektrokardiogramm des Patienten.

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15. .Künstlicher Herzschrittmacher nach einem der Ansprüche 12, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufzeit des zweiten Eeitsteuerungskreises (35» 37» 57, 59» 65, Ί'7, T8, TS) langer ist als die Periode der Η-Zacken in dem Elektrokardiogramm des Patienten.
16. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (53» T6-, 26'), die dazu dient, boim Auftreten eines Geräusches, das mit dem Herzschlag des Patienten verwechselt werden könnte, ein Rücksetzen des ersten und zweiten ^eitsleuerungskrcises (35'» 37*, 57', 59'» 65'_t T7', T8», 19' bzw. 35, 37, 57, 59, 65, -C7, T8_t Ϊ9) zu verhindern. .■.-..,„".
17. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (53» Ϊ6), die dazu dient, beim Auftreten eines Geräusches, das mit dom Herzschlag des Patienten verwechselt werden könnte, ein aufgrund der Anzeige des Detektorsj ('Jl, T2) erfolgendes Rücksetzen des zweiten Zeitsteuerungskreises (35, 37, 57, 59, 65, T7, Tb₁ Ϊ9) zu verhindern,
18. Künstlicher Herzscjirittmacher nach einem der Ansprüche 4, 8, 12 und 16, dadurch gekeanzeihnet, daß die Yorhofreiz- und die Kammerreiz-Anschlußeinrichtung zusammen nur drei Elektroden (El, E2, Ε3) besitzen.
19. Künstlicher Herzschrittmacher nach ■ Ana priich 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode des zweiten Zeitsteuoura 160-2^0 ns langer iet als die Periode des ernten
20... pünktlicher Herzüchrittmacher, gekennzüichnct durch eine '/orhofrQi'Z-AnschluMeinrichtung (E2, B3), die zur Abgab« von ■/omofreizen mit dem üorzen eines Patienten verbindbar lab,

Kiiiniaerryiz-AnocAlufieinriohtung (iäl _f B2), die zur Abgabe von creizeh mit dew Herzen dea Patienten verbindbar in U₁ oinon (¹IL₁ Ti) zum Anzeigen eineu flerzsohlagsü doo l· d;l«nboh,

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eine Einrichtung (35', 37', 57', 59^f, 65', T7», Ϊ8·, Ϊ9»), die dazu dient, an die V.orhofreiz-Anschlußeinrichtung (E2, iä3) einen elektrischen Impuls anzulöten, wenn nach der Anzeige des letzten Herzschlages des Patienten ein erstes vorherbeatiiamtes Zeitintervall verstrichen ist, und eine Einrichtung (35, 37, 57_t 59, 65, 17, Ϊ8, iC9), die dazu dient, an die Kammerreiz-Anschlußeinrichtung einen elektrischen Impuls anzulegen, wenn nach dem Anlegen des elektrischen Impulses an die Yorhofreiz-Anschlußeinrichtung (JB2, ü3) ein zweites vorherbestimmtes Zeitintervall verstrichen und während des zweiten vorherbestimmten Zeitintervalle nach dem Anlegen des elektrischen Impulses an die Vorhofreiz-Anschlußeinriehtung (*Ü2, E3) kein Herzschlag des Patienten angezeigt worden ist.
21. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (Tl, T2) für die Anzeige einer Lämmer-Kontraktion dea Herzens des Patienten eingerichtet und eine Einrichtung (92, 93, 94» 95) zum UnwirksammüdBen des Detektors (ΐΐ, T2) während dea Anlegens eines elektrischen Impulses an die Vorhofreiz-Anschlußeinrichtung (ik!, £5) vorgesehen ist·
22. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorherbestimmte Zeitintervall länger ist als das normale Intervall zwischen einer R-Zacke und der nächsten P-^aoke in dem iälektrokardiogramm dea Patienten·
23. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das era te und zweite vorherbestimmte zeitintervall in uolchen Bereiuhen liegen, daß bei einwandfreiem iluraachlug deu Patienten in dem wLoktrokardiogruum eine R-Zack· zwischun dem vinde den era ton vorhürboutimmten Üeitlntervalla und dom Undo Ueu /,weiton vorherbe j timmton Zeitintervalle auftritt.

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24-· Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorherbestimmte Zeitintervall kürzer und das zweite vorherbestimmte Zeitintervall langer ist als die normale Periode der R-Zacken in dem Elektrokardiogramm des Patienten. .
25. Künstlicher Herzschrittmacher nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorherbestimmte Zeitintervall länger ist als das normale Intervall zwischen einer R-Zacke und der nächsten P-Zacke in dem Elektrokardiogramm des Patienten,

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