DE2150144A1 - Pacemaker - Google Patents
PacemakerInfo
- Publication number
- DE2150144A1 DE2150144A1 DE19712150144 DE2150144A DE2150144A1 DE 2150144 A1 DE2150144 A1 DE 2150144A1 DE 19712150144 DE19712150144 DE 19712150144 DE 2150144 A DE2150144 A DE 2150144A DE 2150144 A1 DE2150144 A1 DE 2150144A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit
- capacitor
- pulse
- cardiac
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
- A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
- A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
- A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
- A61N1/362—Heart stimulators
- A61N1/365—Heart stimulators controlled by a physiological parameter, e.g. heart potential
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Electrotherapy Devices (AREA)
Description
Din* ing. E. HOLZEB 89 AUGSBURG Din * ing. E. HOLZEB 89 AUGSBURG
»HJXIPPINB-WKI-SKB-STRASS» 1«»HJXIPPINB-WKI-SKB-STRASS» 1 «
W.552W.552
Augsburg, den β. Oktober 1971Augsburg, the β. October 1971
Medical Electronics Research Corporation,Medical Electronics Research Corporation,
5920 Rodman Street, Hollywood, Florida 53023, 5920 Rodman Street, Hollywood, Florida 53023,
V.St.A.V.St.A.
HerzschrittmacherPacemaker
Die Erfindung betrifft allgemein Herzschrittmacher und insbesondere implantierbare,nur bei Bedarf arbeitende elektronische Herzschrittmacher mit langer Lebensdauer.The invention relates generally to pacemakers and, more particularly, to implantable, demand-only pacemakers electronic pacemakers with a long lifespan.
Gegenwärtig wird das Leben von Tausenden von Herzpatienten durch Herzschrittmacher erhalten und verlängert,Currently, the lives of thousands of cardiac patients are sustained and prolonged by pacemakers,
ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
209819/0580209819/0580
welche der Herzkammer künstliche Reizimpulse zuführen, wenn das Herz nicht in der Lage ist, Kammerkontraktionen mit normaler Pulsfrequenz auszuführen.which supply the ventricle with artificial stimulation impulses, when the heart is unable to make ventricular contractions to be carried out with a normal pulse rate.
Bei Herzschrittmachern unterscheidet man kontinuierlich arbeitende Herzschrittmacher einerseits und nur bei Bedarf arbeitende Herzschrittmacher andererseits. Die kontinuierlich arbeitenden Herzschrittmacher erzeugen eine kontinuierliche Folge künstlicher Herzreizimpulse mit einer normalen Frequenz von 60 Impulse/min· bis 85 Impulse/min, Die Bedarfsherzschrittmacher erzeugen einen» eine Kammerkontraktion hervorrufenden? künstlichen Impuls nur dann, wenn keine normale Kammerdepolarisation erfolgt oder wenn diese unregelmäßig ist.With pacemakers a distinction is made between continuously working pacemakers on the one hand and only when necessary working pacemakers on the other hand. The continuously working pacemakers generate a continuous one Sequence of artificial cardiac stimulation impulses with a normal frequency of 60 impulses / min · to 85 impulses / min, Die On-demand pacemakers create a "ventricular contraction." evoking? artificial impulse only if there is no normal ventricular depolarization or if it does is irregular.
Ältere Beispiele für Bedarfsherzschrittmachersysteme sind aus der GB-PS 826 766 und aus der US-PS 3 345 990 bekannt. Diese älteren Systeme sind jedoch grundsätzlich nicht implantierbar, sie sind zu schwer und zu groß und haben ohne Wartung keine lange Lebensdauer. Der Transistor und moderne Batterien haben den implantierbaren Herzschrittmacher möglich gemacht, Beispiele für kontinuierlich arbeitende, implantierbare Herzschrittmacher sind aus den US-PS 3 057 356, 3 109 340, 3 474 353 Older examples of on-demand pacemaker systems are from GB-PS 826 766 and from US-PS 3,345,990 known. However, these older systems are fundamentally not implantable, they are too heavy and too big and do not have a long service life without maintenance. The transistor and modern batteries have made the implantable pacemaker possible, examples of which Continuously operating, implantable cardiac pacemakers are disclosed in US Pat. Nos. 3,057,356, 3,109,340, and 3,474,353
209819/0580209819/0580
21501U21501U
und 3 518 997 bekannt. Neuere Bedarfsherzschrittmacher sind beispielsweise aus den US-PS 3 253 596, 3 431 912, 3 ^33 und 3 478 IkS bekannt.and 3,518,997 known. More recent cardiac pacemakers are known, for example, from US Pat. Nos. 3,253,596, 3,431,912, 3 ^ 33 and 3,478 IkS.
Bei der Verwendung implantierbarer Herzschrittmacher wird zusätzlich gefordert, daß sie eine geringe Stromaufnahme haben und über einen Zeitraum von mehreren Jahren sowohl in bezug auf den Betrieb der elektronischen Schaltung wie auch in bezug auf die Dauerhaftigkeit der tragbaren Energiequelle äußerst zuverlässig arbeiten« Darüberhinaus muß eine einfache und zuverlässige Einrichtung zur Peststellung der Erschöpfung der Energie in der tragbaren Energiequelle bzvra Batterie vorgesehen sein» Außerdem sollte die Pause zwischen künstlich erzeugten Impulsen so gesteuert werden können, daß sie von einer veränderlichen Herzbelastung unabhängig ist. Bekannte Herzschrittmacher weisen jedoch bislang keine Sohaltung auf, welefee alle diese Forderungen erfüllt. Alle erwünschten Eigenschaften sollten aber innaerhalb eines Herzschrittmachers vereinigt seinlwelcher dafür eine einzelne redundante Batterie mit niedrige» Spannung aufweisen und gleichzeitig so klein und leicht sein müßte, daß er in den Körper eingepflauet werden kann.When using implantable cardiac pacemakers it is also required that they have a low power consumption and work extremely reliably over a period of several years, both with regard to the operation of the electronic circuit and with regard to the durability of the portable energy source. In addition, a simple and A reliable device for determining the exhaustion of energy in the portable energy source or a battery should be provided. In addition, the pause between artificially generated impulses should be able to be controlled in such a way that it is independent of a variable cardiac load. Known cardiac pacemakers, however, have so far not been in a manner that welefee fulfills all of these requirements. However, all the desired properties should be combined within a pacemaker, which would have to have a single, redundant, low-voltage battery and at the same time be so small and light that it could be plowed into the body.
Bei bekannten Herzschrittmachern steht bislang keine s&rcu-With known cardiac pacemakers there is no s & rcu-
209819/0580209819/0580
2150H4 k 2150H4 k
lierte elektronische Refraktärphase zur Verfügung, welche eine lange Refraktärzeit zur Verhinderung des Rückstellens eines Taktgenerators während elektrischer Reizung des Herzens und eine kurze Refraktärzeit zur Anpassung an verfrühte Kammerkontraktionen beinhaltet. Mit nur einer kurzen, simulierten Refraktärzeit ist es möglich, die Taktsteuerung des künstlichen Herzreizimpulses zu ändern. Mit nur einer langen, simulierten Refraktärzeit kann andererseits bei Tachykardie, d.h„ bei sehr schnellen Herzschlägen eine kontinuierliche r künstliche Reizung erfolgen.electronic refractory phase is available, which is a long refractory period to prevent resetting of a clock generator during electrical stimulation of the heart and a includes a short refractory period to adapt to premature ventricular contractions. With only a short, simulated refractory period it is possible to change the timing of the artificial cardiac stimulus. With just one long, simulated On the other hand, the refractory period can be continuous in the case of tachycardia, i.e. with very fast heartbeats r artificial irritation occur.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Bedarfsherzschrittmacher zu schaffen, welcher im implantierten Zustand eine sehr lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und mit einer redundanten, tragbaren Energiequelle niedriger Spannung versehen ist, welche ebenfalls eine lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist„ Außerdem soll der Herzschrittk macher einen niedrigen Stromverbrauch und als Bedarfsherzschrittmacher eine veränderbare Refraktärzeit haben, und bei Vorhandensein hochfrequenten Rauschens kontinuierlich künstliche Impulse liefern, jedoch bei normaler Herzschlagfrequenz bis einschließlich Tacbykardie die Erzeugung künstlicher Impulse sperren. Der Herzschritt-The invention aims to achieve the object of creating an on-demand pacemaker, which in the implanted state has a very long service life and high reliability and with a redundant, portable low voltage power source is provided, which is also long life and high Has reliability “In addition, the pacemaker should maker with low power consumption and as an on-demand pacemaker have a variable refractory period, and in the presence of high frequency noise continuously deliver artificial impulses, but at a normal heart rate up to and including tacbycardia block the generation of artificial impulses. The pace
-H--H-
209819/0580209819/0580
macher soll außerdem einen Impulsgenerator mit niedriger Stromaufnahme aufweisen, welcher die Impulspause und die Impulsdauer bei Änderungen der Impulsbelastung im wesentlichen konstant hält» Der Herzschrittmacher soll schließlich eine eigene Anzeigeeinrichtung aufweisen, damit der Batteriezustand auf einfache Weise festgestellt werden kann.Macher should also use a pulse generator with lower Have power consumption, which the pulse pause and the pulse duration in the event of changes in the pulse load keeps essentially constant »After all, the pacemaker should have its own display device, so that the battery condition can be easily determined.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe beinhaltet die Erfindung einen Herzschrittmacher, welcher gekennzeichnet ist durch einen r ticks teilbaren Impulsgenerator, der nach einer bestimmten Pause im Anschluß an seine Rückstellung einen künstlichen Herzreizimpuls erzeugt, ferner durch eine De"i>tii<:tor:uihaLtimt; zur Feststellung eines künstliche oder natürliche Herzreizimpulse darstellenden Signals, weiter durch el:t:; '-!"inlTitellschaltung, welche in Abhängigkeit von cine;n Teat;;eateilten natürlichen H-rzreizsignal den Impulsgenerator zurückstellt, der sich bei Erzeugung eines künstlichen Herzreizimpulses selbst zurückstellt, fernerhin durch eine Sperrschaltung, welche die Rückstellschaltung während einer Zeitspanne nach dem Pest;55teilen jedes natürlichen o-A&r <\ künstlichen herx;rei-;.:iigrialo am Rückstellen des Impulsgenerators hindert, und -ohließlich durch eine tragbare elektrische Energiequelle, der-jn Ausgangs spannungIn order to achieve this object, the invention includes a cardiac pacemaker which is characterized by a r ticks divisible pulse generator which, after a certain pause after its reset, generates an artificial cardiac stimulus, furthermore by a De "i> tii <: tor: uihaLtimt ; for detecting an artificial or natural cardiac stimulating pulses representative signal further by el: t:;! '- "inlTitellschaltung which depending on cine n Teat ;; eateilten natural H-rzreizsignal resets the pulse generator, which upon generation of an artificial cardiac stimulation pulse resets itself, furthermore by a blocking circuit which divides the reset circuit during a period after the plague; 55 of each natural oA & r <\ artificial herx; re-; : prevents iigrialo from resetting the pulse generator, and only by means of a portable electrical energy source, the -jn output voltage
- 5 -:AD ORIGINAL- 5 -: AD ORIGINAL
209919/0580209919/0580
21S0H421S0H4
niedriger ist aujLs die für eine künstliche Herzpeizung erforderliche Spannung,lower is also that for artificial heart peeling required voltage,
Der Herzschrittmacher nach der Erfindung weist in seiner bevorzugten Ausfuhrungsform ein geringes Gewicht und eine hohe Zuverlässigkeit auf, ißt implantierbar und wird von einer tragbaren redundanten Energiequelle niedriger Spannung versorgt, entnimmt dieser einen sehr schwachenThe pacemaker according to the invention has in its preferred embodiment has a low weight and high reliability, eats implantable, and is reduced by a portable redundant power source If the voltage is supplied, it takes a very weak one
^ Strom und erfüllt trotzdem alle wichtigen Forderungen, Ψ ^ Electricity and still meets all important requirements, Ψ
die an einen Bedarfsherzschrittmacher gestellt werden, einschließlich einer einstellbaren Refraktärzeit und einer kontinuierlichen Reizung bei Vorhandensein hochfrequenten Rauschens bzw, bei Tachykardie. Der Herzschrittmacher nach der Erfindung ist mit Einrichtungen versehen, mittels welchen der Sustand der Energiequelle durch einen eigenen üchaltbetrieb extern ausgelesen werden kann, und liefert unabhängig von der belaßtung eine gesteuerte Impulsbreite und -pause.that are placed on an on-demand pacemaker, including an adjustable refractory period and one continuous irritation in the presence of high-frequency noise or in the case of tachycardia. The pacemaker after the invention is provided with devices by means of which the state of the energy source by its own Switching operation can be read out externally and delivers a controlled pulse width regardless of whether it is left or not and pause.
Die Impulserzeugung und die Taktsteuerung der Impulspausen wird bei dem Hersschrittmacher nach der Erfindung durch Kondensatorauflacle- und ^entladesyklen in Verbindung mit einem Rückkopplungsschalter erreicht, welcher in den Rückkopplungszweig einer Impulsbreiten Steuereinrichtung geschaltet ist» Der Herzschrittmacher nach der ErfindungThe pulse generation and the timing control of the pulse pauses is connected in the pacemaker according to the invention by capacitor charging and discharging cycles achieved with a feedback switch, which is in the Feedback branch of a pulse width control device is switched »The pacemaker according to the invention
- 6 209819/0680 - 6 209819/0680
2150U42150U4
weist Einrichtungen zum abfühlen jedes künstlichen Herzreizimpulses und jedes natürlichen Herzschlagsignals der Herzkammer und zum Rückstellen der Taktsteuerung des Impulsgenerators durch die Kondensatorentladung beim Auftreten jedes abgefühlten Impulses und Signals auf.has devices for sensing every artificial heart stimulus and every natural heartbeat signal the heart chamber and to reset the clock control of the pulse generator by the capacitor discharge during Occurrence of every sensed pulse and signal.
Während einer simulierten Refraktärzeit verhindert die Abfühleinrichtung das Zurückstellen des Impulsgenerator-Takt Steuerintervalls. Die simulierte Refraktärzeit besteht aus zwei Teilen, nämlich einer langen Refraktärzeit während künstlicher Reizung und einer kurzen Refraktärzeit v.rährend normalen Herzschlages bis einschließlich Tachykardie. Auf diese V'eise halten natürliche Herzschlagimpulse in einen Bereich von normaler Herzschlagfrequenz bis Tachykardie den Herzschrittmacher nach der Erfindung in einem Bereitschaftszustand. Nur dann, wenn der natürliche Herzschlag nicht vorhanden ist oder wenn dessen Frequenz unterhalb eines bestimmten Wertes absinkt oder wenn ein Herzschlag mit höherer Frequenz oder hochfrequentes Rauschen festgestellt wir-d, erzeugt der Herzschrittmacher nach der Erfindung künstliche Herzreizimpulse.During a simulated refractory period, the sensing device prevents resetting of the pulse generator clock control interval. The simulated refractory period consists of two parts, namely a long refractory period during artificial stimulation and a short refractory period v. r during normal heartbeat up to and including tachycardia. In this way, natural heartbeat pulses in a range from normal heartbeat frequency to tachycardia keep the pacemaker according to the invention in a ready state. Only when the natural heartbeat is absent or when its frequency falls below a certain value or when a heartbeat with a higher frequency or high-frequency noise is detected does the pacemaker according to the invention generate artificial cardiac stimulation pulses.
Der Impulsgenerator des Herzschrittmachers nach der Erfindung weist eine Ge^entakt-Spannungsverdopplungs-The pulse generator of the pacemaker according to the invention has a Ge ^ entakt voltage doubling
209819/0580209819/0580
215QH4215QH4
ausgangsschaltung auf, welche die Verwendung einer redundanten Energiequelle niedriger Spannung gestattet. Diese niedrige Spannung macht die Impulspause unabhängig von der Quellenspannung, welche dadurch festgestellt wird, daß der Impulsgenerator unter Verwendung eines externen Magnets und eines internen flußempfindlichen Schalters extern in einen kontinuierlichen Impulsbetrieb getriggert wird. Durch eine besondere Auslegung der Schaltung des Herzschrittmachers nach der Erfindung werden die Impulspause und die Impulsdauer gesteuert.output circuit, which allows the use of a redundant power source low voltage. These low voltage makes the pulse pause independent of the source voltage, which is determined by that the pulse generator uses an external magnet and an internal flow sensitive switch is triggered externally in a continuous pulse mode. Due to a special design of the circuit of the Pacemaker according to the invention, the pulse pause and the pulse duration are controlled.
Darüberhinaus ist die Schaltung des Herzschrittmachers nach der Erfindung so ausgelegt, daß dieser einen sehr niedrigen Stromverbrauch hat.In addition, the circuit of the pacemaker according to the invention is designed so that this one very has low power consumption.
Hehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and will be described in more detail below described. Show it:
Fig. 1 ein Elektrokardiogramm einesFig. 1 is an electrocardiogram of a
normalen Herzschlages,normal heartbeat,
Fig. 2 ein vollständiges SchaltbildFig. 2 is a complete circuit diagram
eines Herzschrittmachers nach der Erfindung,a pacemaker according to the invention,
- 8 209819/0580 - 8 209819/0580
2150H4 52150H4 5
fig, 3 ein Schaltbild eines abgewandeltenfig, 3 a circuit diagram of a modified
Impulsgenerators für den Herzschrittmacher nach der Erfindung, undPulse generator for the pacemaker according to the invention, and
Pig* 4 ein Schaltbild eines weiterenPig * 4 a circuit diagram of another
abgewandelten Impulsgenerators für den Herzschrittmacher nach der Erfindung.modified pulse generator for the pacemaker according to the invention.
Fig. 1 zeigt das Elektrokardiogramm eines normalen Herzschlages mit einer Periode von 0,86 s, welches eine unmittelbar vor der Kontraktion des Herzvorhofes erzeugte P-Zacke, ferner ein QRS-Gruppen-Signal, welches die Kontraktion der Herzkammer verursacht, und daran anschließend eine S-T-Welie aufweist. Eine Refraktärzeit dauert nach der QRS-Gruppe etwa 0,3 s. Während dieser Zeit spricht das Herz auf einen künstlichen Reiz nicht an« Eine anfällige Zeitspanne sehr kurzer Dauer schließt sich an die Refraktärzeit an. In diööer Zeitspanne könnte eine künstliche Reizung Herzschäden verursachen.Fig. 1 shows the electrocardiogram of a normal heartbeat with a period of 0.86 s, which is a Immediately before the atrium contracted, it produced a P-wave, and also a QRS group signal, which indicates the contraction caused the ventricle, and then has an S-T-Welie. A refractory period lasts after QRS group about 0.3 s. During this time, that speaks Heart does not respond to an artificial stimulus «A susceptible period of very short duration follows the refractory period at. In a diööer period of time an artificial Irritation cause heart damage.
In Pic» 2 ist ein Schaltbild eines vollständigen Bedarfsherzschrittmachers nach der Erfindung dargestellt, wobei Punktionsblöcke durch gestrichelte Linien angedeutetIn Pic »2 is a circuit diagram of a complete On-demand pacemaker shown according to the invention, with puncture blocks indicated by dashed lines
- 9 209319/0580 - 9 209319/0580
2150H42150H4
Eine redundante Energiequelle 12, welche eine niedrige Spannung hat, liefert über obere bzw. untere (oder geerdete) Leitungen 14 bzw. 16 elektrische Energie an den Herzschrittmacher.A redundant energy source 12, which has a low voltage, supplies via the upper and lower ones (or grounded) lines 14 and 16 electrical energy to the pacemaker.
Impulsleitungen 18 und 20 leiten künstliche elektrische Herzreizimpulse von einem Impulsgenerator 22 zur Herzkammer eines als Belastung des Herzschrittmachers dargestellten Herzens 24 und natürliche QRS-Signale von dem Herzen über Reihenkondensatoren innerhalb des Impulsgenerators zu einem rückgekoppelten Verstärker 26, welcher einen hohen Verstärkungsfaktor hat und einen niedrigen Strom aufnimmt. Normalerweise ist die Impulsleitung 20 an eine in den Körper eingebettete Platte oder an eine Außenfläche eines implantierten Herzschrittmachers angeschlossen, während die Leitung 18 über eine nicht dargestellte Katheterelektrode mit dem Kammermuskel des Herzens 24 in Berührung ist.Pulse lines 18 and 20 conduct artificial electrical cardiac stimulation pulses from a pulse generator 22 to the heart chamber a heart 24 shown as loading the pacemaker and natural QRS signals from the heart via series capacitors within the pulse generator to a feedback amplifier 26 which has a high gain and draws a low current. Typically, the impulse line 20 is to a plate embedded in the body or to an exterior surface an implanted cardiac pacemaker connected, while the line 18 via a catheter electrode, not shown is in contact with the ventricular muscle of the heart 24.
Der Impulsgenerator 22 erzeugt Impulse mit einer Dauer von 1 ms und mit einer bestimmten Pause von etwa 86o ms, welche zwischen den Impulsen verstreicht, sofern der Generator nicht zurückgestellt wird und mit dieserThe pulse generator 22 generates pulses with a duration of 1 ms and with a certain pause of about 86o ms, which elapses between the pulses, provided the generator is not reset and with this
* 10 209819/0580 * 10 209819/0580
2150H42150H4
Pause beginntο Das Zurückstellen wird durch Abfühlen, Verstärken und Verarbeiten desjenigen Signals erreicht, welches sich immer dann auf den Leitungen 18 und 20 ergibt, wenn ein natürliches QRS-Signal oder ein künstlicher Reizimpuls erzeugt wird.Pause begins ο Resetting is done by sensing, Amplification and processing of that signal achieved, which then always results on lines 18 and 20, when a natural QRS signal or an artificial stimulus is generated.
Der Verstärker 26 empfängt Signale, welche die natürlichen QRS-Signale oder künstliche elektrische Herzreizimpulse darstellen, an einem Eingang 28 und gibt diese hochverstärkt an einem Ausgang 30 ab. Gesonderte Pfade negativer Gleichstromrückkopplung und negativer '.'echselstromrückkopplung innerhalb des Verstärkers 26 dienen zur Stabilisierung und erlauben innerhalb des Verstärkers 26 eine hohe Verstärkung trotz Kennlinienänderungen der aktiven Elemente und der Energiequelle 120 The amplifier 26 receives signals which represent the natural QRS signals or artificial electrical cardiac stimulation pulses at an input 28 and outputs these at an output 30 in a highly amplified manner. Separate paths negative DC feedback and negative '.'echselstromrückkopplung within the amplifier 26 serve to stabilize and allow inside the amplifier 26 is a high gain in spite of characteristic changes of the active elements and the power source 12 0
Die hohe Verstärkunc,scharakteristik des Verstärkers treibt diesen hoch in die Sättigung, wenn der Eingang 28 gro3e Signale empfängt, Vielehe während künstlicher Reizung auftreten. Der Verstärker 26 wird während einer Zeitspanne in der Sättigung gehalten, welche beträchtlich länger ist, als die Dauer der künstlichen elektrischen Eerzreizimpulse, die in ihn eingegeben werden. Dadurch wird das letzte Aus- ^an:issignal aus dem Verstärker 26 über die Beendigung jedesThe high gain characteristic of the amplifier drives it high into saturation when the input 28 receives large signals, polygons occurring during artificial stimulation. The amplifier 26 is maintained in saturation for a period of time which is considerably longer than the duration of the artificial electrical stimulation pulses input to it. This is the last training ^ to: issignal from the amplifier 26 through the completion of each
- 11 -- 11 -
209819/0580209819/0580
künstlichen Impulses hinaus verzögert. Da die am F.ingang 28 von natürlichen 'jRS-.jignalen empfangenen Signale einen niedrigeren Pegel ala die Signale von künstlichen Impulsen haben, ist die Sättigung des V ar stärker & 26 minimal und die Signalverzögerung während natürlicher llerzreisung vernachlässigbare Diese veränderliche oättigungsvei''"'.'. ;erun.j des Verstärkers 26 bildet einen wesentlichen Anteil einer simulierten Refraktärzeit und gibt dieser simuliertenartificial impulse delayed. Since the natural F.ingang at 28 '.jignalen JRS received signals ala a lower level, the signals of artificial pulses have, the saturation of the V is ar more and 26 is minimal and the signal delay during natural llerzreisung negligible e This variable oättigungsvei''"'.'.; erun.j of the amplifier 26 forms a substantial part of a simulated refractory period and gives this simulated
Refraktärseit eine veränderliche Charakteristik. f Refractory since a variable characteristic. f
Daß Signal am Ausgang 30 des Verstärkers ?.(■> wird in einen Vergleieher 32 eingegeben, welcher an einem Ausgang 3^ ein Uni polar signal abgibt, das den Betrag angibt, um Vielehen die elektrische Größe des Ausgangssignals der; Ve-rrAJir] er;; 2G einen Schwellenwert in der Umgebung eines Ruhepe· /,·].. .'im Ausgang 30 überschreitet,, ?. That signal at the output 30 of the (■> amplifier is input to a Vergleieher 32 which at an output 3 ^ polar a Uni signal outputs indicative of the amount by which multi away the electrical magnitude of the output signal of the Ve-rrAJir] er ;; 2G exceeds a threshold value in the vicinity of a quiescent pe · /, ·] ... 'In output 30 ,,
Hit Den Unipolarimpuls aus dem Ausgang J>k des Vergleichers j beginnt den ablauf eines festen Anteiles der simulierten Refraktärzeite Dieser festgelegte Seitanteil wird durch eine Sperrschaltung 3C getriggert, kurz nach dem diese als Eingangssignal den Unipolarimpuls aus dem Vergleicher 32 empfangen hat. Der feste Anteil der simulierten Refraktärzeit wird durch einen Sperrzustand der Sperrschaltun.j 36Hit the unipolar pulse from the output J> k of the comparator j begins the course of a fixed portion of the simulated refractory side. The fixed part of the simulated refractory period is set by a blocking state of the blocking circuit 36
- 12 -- 12 -
209819/0580209819/0580
bestimmt, während weichem ein Ausgang 3ö der Sperrschaltung
jC gesperrt ist. In dem kurzen Intervall zwischen
der Eingabe eines Unipolarimpulses in die Sperrschaltung J>6
und der Ausbildung des Sperrzustandes erscheint der Unipolarimpuls
am Ausgang der Sperrschaltung 36, wo er das Zurückstellen
des Impulsgenerators 22 und den Wiederbeginn der Impulspause des Impulsgenerators 22 über eine Rückstellschaltung
HO zwischen dem Impulsgenerator 22 und der Sperrschaltung
36 bewirkt«,determined during w e iChem an output 3NC the latch circuit jC locked. In the short interval between
the input of a unipolar pulse into the blocking circuit J> 6 and the formation of the blocking state, the unipolar pulse appears at the output of the blocking circuit 36, where it resets the pulse generator 22 and the restart of the pulse pause of the pulse generator 22 via a reset circuit HO between the pulse generator 22 and the blocking circuit 36 causes «,
Der Impulsgenerator 22 ist mit einer internen Kondensatorladeschaltung
l\2 zur Taktsteuerung versehen, deren
Zeitkonstante die Pause zwischen den Impulsen festlegt,
liLne Entladeschaltung 43 entlädt den Kondensator,
was zur Erzeugung eines Impulses und zum Wiederbeginn der Iripulop-uise führt. Die Rucks tel Ljchaltung 40 bewirkt bei
Empfang eines Unipolarsignals außerdem eine Entladung des
kondensator!:;. Die Ent Ladestrecke bay/, -ücüaLtung 43, die
zur Erzeugung eines IiupuL.;es verwendet wird, ist in den
Rüokkopplurijozweig einer monostcibilen liiipulsbreitensteuerschaLtung
h}\ geschaltet, welche die Dauer des künstlichen
iierzreizLi.ipuL.jes aus dem Generator 22 steuert und welche
außerdem die i'ause zwischen derartigen Impulsen von Belastungs
effekten aufgrund, von Änderungen in der Belastung 2l\ vonThe pulse generator 22 is provided with an internal capacitor charging circuit l \ 2 for clock control, whose
Time constant defines the pause between the pulses,
liLne discharge circuit 43 discharges the capacitor,
which leads to the generation of a pulse and the restart of the iripulopus. The rucks tel Ljchaltung 40 also causes a discharge of the capacitor when a unipolar signal is received!:;. The Ent Ladestrecke bay /, -ücüaLtung 43, which is used to generate an IiupuL.; It is in the
Rüokkopplurijozweigen a monostable lip pulse width control circuit h } \ connected, which controls the duration of the artificial stimulus from the generator 22 and which also the interval between such pulses of stress effects due to changes in the load 2 l \ from
209819/0580209819/0580
2150U42150U4
Patient zu Patient oder in dem gleichen Patienten zwischen den Leitungen 18 und 20 unabhängig macht. Schließlich empfängt eine Gegentakt-Spannungsverdopplungsschaltung den gesteuerten Impuls aus der monostabilen Schaltung und verdoppelt die Größe der Ausgangsspannung, so daß der zwischen den Leitungen 18 und 20 vorhandene Impuls nahezu doppelt so groß ist wie die von der Energiequelle gelieferte Spannung.Patient to patient or in the same patient between makes the lines 18 and 20 independent. Finally, a push-pull voltage doubler receives the controlled pulse from the monostable circuit and doubles the size of the output voltage, so that the pulse present between lines 18 and 20 is almost twice as great as that from the energy source supplied voltage.
Der Impulsgenerator 22 erzeugt also bei Nichtvorhandensein natürlicher Herzschlagsignale fortgesetzt Impulse mit bestimmter Impulspause und -breite,, Wenn jedoch ein natürliches Ilerzschlacsignal empfangen wird, wird der Impulsgenerator 22 augenblicklich auf den Beginn einer Impulspause zurückgestellt, ohne daß ein künstlicher Impuls erzeugt wird, sofern nicht der betreffende natürliche Impuls innerhalb einer simulierten veränderlichen Refraktärzeit im Anschluß an den letzten natürlichen oder künstlichen ' Reizimpuls erscheint,, In letzterem PaLL wird der Impulsgenerator nicht zurückgestellt. Die festen Impuls sät tigun;:santeile der Refraktärzeit, Vielehe insgesamt etwa 350 ms betragen, stellen sicher, daß keine von dem Verstärker empfangenen SignaLe ein Zurückstellen des Impulsgenerator^ bewirken, wenn sie innerhalb einer Langen RefraktärzeitThe pulse generator 22 thus generates when it is not present natural heartbeat signals continued pulses with a certain pulse pause and width, but if a natural heart attack signal is received, the Pulse generator 22 instantly at the beginning of a Pulse pause reset without an artificial pulse is generated unless the natural impulse in question is within a simulated variable refractory period following the last natural or artificial 'Stimulus impulse appears ,, In the latter PaLL the impulse generator not postponed. The fixed pulse saturation;: s components of the refractory period, polygamy, a total of about 350 ms ensure that no signals received by the amplifier cause a reset of the pulse generator ^ effect if they are within a long refractory period
209819/0580209819/0580
21501U JS 21501U JS
im Anschluß an ein^n künstlichen Reizimpuls erschienen sind. Die Impulspause reicht deshalb von dem letzten künstlichen Herzreiziinpuls bis mindestens über diese lange Refraktärzeit hinaus.appeared following an artificial stimulus. The pulse pause therefore extends from the last artificial cardiac stimulus to at least this long refractory period out.
Im Falle von Tachykardie (Herζjagen) schlägt das He:·,: bis zu 220 mal pro ilinute, im Gegensatz zu einer normalen Herzschlagfrequenz von 60 Herzschläge/min, bis ü!5 Herzschläge/min· VJährend des Tachykardie-Zustandes soll keine künstliche Reizung erfolgen. Es soll jedoch eine kontinuierliche Reizung erfolgen, wenn am Eingang des Verstärkers 26 Rausch-, Γ-tör- oder Herzschlagsignale anliegen, deren Frequenz oberhalb der Tachykardiefrequenz liegt. Die kürzere, feste Refraktorzeit, Vielehe etwa 250 ms lang ist, ■;est.';ttet bis zu einem -/ort von 220 llerzschläge/min. infolge natürlicher Tachykardiekontraktionen das Zurückstellen des Impulsgenerators 22. Hohe Frequenzen am Lingang des Verstärkers 26, welche durch Rauschen, Störungen oder durch schnellere Herzschläge erzeugt worden sind, beispielsweise durch Arrhythmie, halten die Sperrschaltung 36 fortwährend im :'perrzustand, hindern die Rückstellschaltung 40 am i^pfang einee Unipolarimpulssignals und gestatten dem !impulsgenerator 22, fortxfährend künstliche lupulse zu erzeugen, ",.eitere Merkmale des Herzschrittmachers nach der· Erfindung werden anhand der Betriebsweise jedes Blockes der inIn the case of tachycardia (chasing after), that beats He: ·,: up to 220 times per minute, as opposed to one normal heart rate of 60 heartbeats / min, up to ü! 5 heartbeats / min · VJduring the tachycardia state should no artificial irritation occurs. However, continuous stimulation should take place when at the entrance of the Amplifier 26 noise, Γ-disturbance or heartbeat signals are present, whose frequency is above the tachycardia frequency. the shorter, fixed refractor time, polygamy is about 250 ms long, ■; est. '; Kills up to a - / location of 220 heart beats / min. as a result natural tachycardia contractions the reset of the pulse generator 22. High frequencies at the entrance of the Amplifier 26, which have been generated by noise, interference or by faster heartbeats, for example by arrhythmia, hold the lockout circuit 36 continually in: 'blocked, prevent the reset circuit 40 from I catch a unipolar pulse signal and allow it ! pulse generator 22, to continuously generate artificial lupulse, ",. Other features of the pacemaker according to the invention are based on the operation of each block of the in
- 15 209819/0580 - 15 209819/0580
Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform erläutert.Fig. 2 illustrated preferred embodiment explained.
Die Stromquelle 12 weist Batterien 50 und 52 auf» bei welchen es sich typischerweise jeweils um zwei in Reihe geschaltete Quecksilberzellen handelt» Die negativen Anschlußklemmen der Batterien 50 und 52 sind mit der Leitung 16 und die positiven Anschlußklemmen jeweils mit Emittern von Transistoren 5^ und 56 verbunden. Die Basen dieser Transistoren sind über einen Widerstand 58 schaltungsmäßig geerdet, d.h. mit der Leitung 16 verbunden. Ihre ■Kollektoren sind jeweils mit der Leitung 14 verbunden. Die Transistoren 51* und 56 weisen jeweils zwischen ihrem Emitter und Kollektor einen niedrigen Sättigungsspannungsabfall auf, so daß in ihnen zwischen den Batterien 50 und und den Leitungen 16 und 14 nur eine geringe Spannung abfällt bzw. nur wenig Leistung verbraucht wird. Wenn eine der Batterien kurzgeschlossen oder unterbrochen ist, arbeiten die Transistoren 5^» 56 jedoch wie eine ODER-Schaltung, so daß die Leitungen 14 und 16 weiterhin von der verbleibenden guten Batterie versorgt werden. Ein Kondensator 59 zwischen den Leitungen 14 und 16 hält Einschwingvorgänge fern.The power source 12 has batteries 50 and 52, each of which is typically two mercury cells connected in series tied together. The bases of these transistors are grounded via a resistor 58, ie connected to the line 16. Their ■ collectors are each connected to line 14. The transistors 5 1 * and 56 each have a low saturation voltage drop between their emitter and collector, so that only a small voltage drops in them between the batteries 50 and and the lines 16 and 14 or only little power is consumed. If one of the batteries is short-circuited or interrupted, the transistors 5 ^ »56 work like an OR circuit, so that the lines 14 and 16 continue to be supplied by the remaining good battery. A capacitor 59 between lines 14 and 16 keeps transients away.
Der Verstärker 26 empfängt am Eingang 28 sowohl die QRS-Gruppen-Signale von der Leitung 18 wie auch die SignaleThe amplifier 26 receives at input 28 both the QRS group signals from line 18 as well as the signals
- 16 209819/0580 - 16 209819/0580
21501U A 21501U A
welche sieh durch künstliche elektrische Herzreizimpulse ergeben, die von dem Impulsgenerator 22 erzeugt worden sind. Die Leitung 28 speist einen zweistufigen, galvanisch gekoppelten Verstärker, der aus einem npn-Transistor 60 als erster Stufe und einem kollektorgekoppelten pnp-Transistor 62 als zweiter Stufe besteht. Kollektor und Emitter des Transistors sind über hochohmige Widerstände 64 und 66 mit den Leitungen 14 und l6 verbundene Kollektor und Emitter des Transistors 62 sind über einen hochohmigen Widerstand 68 bzw. über einen hochohmigen Widerstand 70 in Reihe mit einem hochohmigen Widerstand 72 mit den Leitungen 16 bzw. 14 verbundene Die Basis des Transistors 60 erhält über einen Widerstand 74 vom Emitter des Transistors 62 aus eine Vorspannung, welcher zusätzlich zur Vorspannungserzeugung am Transistor 60 ebenfalls zur Gleichstromstabilisierung des Verstärkers beiträgt. Der Emitter des Transistors 60 ist über einen Kondensator 76 mit der Verbindungsleitung zwischen den Widerständen 70 und 72 verbunden und bildet eine Wechselspannungsrückkopplung für den Verstärker 26. Der Emitter des Transistors 62 ist über einen Kondensator 71 und einen normalerweise geschlossenen Schalter 73 schaltungsmäßig geerdet· Der Schalter 73 fügt in seiner offenen Stellung einen Reihenwiderstand 75 zwischen Erde und Kondensator 71 ein«,which are produced by artificial electrical cardiac stimulation pulses which have been generated by the pulse generator 22. The line 28 feeds a two-stage, galvanically coupled amplifier, which consists of an npn transistor 60 as the first stage and a collector-coupled pnp transistor 62 as the second stage. The collector and emitter of the transistor are connected to the lines 14 and l6 via high-ohm resistors 64 and 66. The collector and emitter of the transistor 62 are connected via a high-ohm resistor 68 and via a high-ohm resistor 70 in series with a high-ohm resistor 72 to the lines 16 and 16, respectively The base of the transistor 60, connected to it, receives a bias voltage via a resistor 74 from the emitter of the transistor 62, which in addition to the bias voltage generation at the transistor 60 also contributes to the direct current stabilization of the amplifier. The emitter of transistor 60 is connected to the connection line between resistors 70 and 72 via a capacitor 76 and provides AC voltage feedback for the amplifier 26. The emitter of transistor 62 is circuit-grounded via a capacitor 71 and a normally closed switch 73 · The switch 73 inserts a series resistor 75 between earth and capacitor 71 in its open position «,
- 17 -- 17 -
209819/0580209819/0580
21501U21501U
Der Verstärker 26 wird bei Empfang eines von einem künstlichen elektrischen Impuls herrührenden Signales stark in einen Sättigungszustand getrieben und bleibt während einer beträchtlichen Zeitspanne nach dem Verschwinden des Impulssignals an seinem Eingang in diesem Zustand. Nach dem Herauskommen aus diesem Sättigungszustand schwingt der Verstärker in einen entgegengesetzten Sättigungszustand über und bleibt während einer beträchtlichen Zeitspanne in diesem Zustand. Er erzeugt einen Impuls an seinem Ausgang 30 dann, wenn er aus der Sättigung herauskommt, insgesamt etwa 130 ms nach der Eingabe des Signals in den Verstärker 26. Diese Sättigungscharakteristxk erhält der Verstärker 26 durch die wechsel- und Gleiehstromrüekkopplung in Verbindung mit einer durch die Kondensatoren 71 und 76 erzeugten Phasenänderung, durch welche in dem Fachmann bekannter Weise ein sprungartiges überschwingen erzeugt wird.The amplifier 26 is upon receipt of a signal resulting from an artificial electrical pulse strongly driven into a state of saturation and remains during a considerable period of time after the disappearance of the pulse signal at its input therein State. After coming out of this state of saturation the amplifier swings into an opposite state of saturation and remains for a considerable period Length of time in this state. It generates a pulse at its output 30 when it comes out of saturation, a total of about 130 ms after the input of the signal to the amplifier 26. This saturation characteristic xk is obtained the amplifier 26 through the AC and DC feedback in connection with a phase change generated by the capacitors 71 and 76, by which in the In a manner known to those skilled in the art, a sudden overshoot is generated.
Da das Ansprechen des Verstärkers auf niedrige Frequenzen begrenzt ist, wird nur die QRS-Gruppe des natürlichen Herzsignals erkannt. Der Verstärker 26 geht bei Empfang natürlicher QRS-Signale nicht in die Sättigung, weil deren Größe wesentlich geringer ist als die Größe der Signale von künstlichen Reizimpulsen. Durch die QRS-SignaleSince the amplifier's response is limited to low frequencies, only the QRS group of the natural heart signal detected. The amplifier 26 does not go into saturation when receiving natural QRS signals, because their size is much smaller than the size of the signals from artificial stimulation impulses. Through the QRS signals
- 18 209819/0580 - 18 209819/0580
wird deshalb keine Verstärkerverzögerung hervorgerufen.therefore, no amplifier delay is caused.
Die über einen Differenzierkondensator 78 vom Kollektor des Transistors 62 her zum ausgang 30 des Verstärkers 26 gelangenden Signale haben beide Polaritäten. Die QRS-Gruppen-Signale können nur eine Polarität haben. Der Vergleicher muß eine Zweiweggleichrichtung der Impulse am Ausgang durchführen, da die Rückstellschaltung 40 nur auf eine Polarität ansprechen kann.The through a differentiating capacitor 78 from the collector of the transistor 62 coming to the output 30 of the amplifier 26 signals have both polarities. The QRS group signals can only have one polarity. The comparator must full-wave rectification of the pulses at the output perform as the reset circuit 40 can only respond to one polarity.
Der Ausgang 30 ist deshalb mit der Basis eines npn-Transistors 80 und mit dem Emitter eines npn-Transistors 82 verbunden und hat außerdem über einen Widerstand 84 eine Verbindung nach Erde, Die Kollektoren der Transistoren 80 und 82 sind miteinander verbunden und speisen über einen Widerstand 86 einen pnp-Transistor 88 und über einen Widerstand 90 die, die hohe Spannung führende Leitung 14. Der Emitter des Transistors 88 steht mit der Leitung 14 über einen normalerweise geschlossenen Schalter 85 in Verbindung, während sein Kollektor mit dem Ausgang 34 und über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 92 und einem Widerstand 94 mit der Basis des Transistors 82 und über einen Widerstand 96 mit Erde verbunden ist. Eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 89,The output 30 is therefore connected to the base of an npn transistor 80 and to the emitter of an npn transistor 82 and also has a connection to earth via a resistor 84, the collectors of the Transistors 80 and 82 are connected to one another and feed a pnp transistor 88 via a resistor 86 and through a resistor 90 the line 14 carrying the high voltage. The emitter of the transistor 88 is connected to the Line 14 through a normally closed switch 85 in connection, while its collector with the Output 34 and a capacitor via a series circuit 92 and a resistor 94 to the base of the transistor 82 and is connected to earth via a resistor 96. A parallel connection of a capacitor 89,
- 19 -- 19 -
209619/0580209619/0580
einem widerstand 87 und einer Zenerdiode 91 verbindet in der normalerweise offenen Stellung des Schalters 85 den Emitter des Transistors 88 mit der Leitung 14.a resistor 87 and a zener diode 91 connects the switch 85 in the normally open position Emitter of transistor 88 with line 14.
Wenn ein Impuls einer Polarität am Ausgang 30 erscheint, wird einer der Transistoren 80 und 82 eingeschaltet, dadurch der Transistor 88 eingeschaltet und es werden durch Rückkopplung die Transistoren 82 und 80 für die Dauer einer Zeitspanne eingeschaltet gehalten, welche durch die Zeitkonstante des Kondensators 92 und der Widerstände 94 und 96 festgelegt ist»When a pulse of one polarity appears at the output 30, one of the transistors 80 and 82 is switched on, thereby switching the transistor 88 on and the transistors 82 and 80 are kept switched on by feedback for a period of time which is determined by the time constant of the capacitor 92 and the resistors 94 and 96 is fixed »
Die Transistoren 80, 82 und 88 sind im ausgeschalteten Zustand, außer während eines Ausgangsimpulses aus dem merstärker 26, und es wird von dem Vergleicher kein Strom zur Erzeugung einer Vorspannung aufgenommen, außer während eines Ausgangssignals aus dem verstärker Dadurch wird die Stromaufnahme des Vergleichers 32 minimal gehalten. Die Durchlaßspannungen der Transistoren 80 und bilden eine Schwelle, durch welche ein Rauschen teilweise ausgefiltert wird.Transistors 80, 82 and 88 are off except during an output pulse from the amplifier 26, and no current is consumed by the comparator to generate a bias voltage, except during an output signal from the amplifier. As a result, the power consumption of the comparator 32 is minimal held. The forward voltages of transistors 80 and form a threshold through which noise is partially filtered out.
Der Ausgang 3^ des Vergleichers 32 ist mit der Sperrschaltung 36 verbunden, welche aus einer leitenden Verbindung vom Ausgang 31J über eine Reihendiode 98 und einen Wider-The output 3 ^ of the comparator 32 is connected to the blocking circuit 36, which consists of a conductive connection from the output 3 1 J via a series diode 98 and a resistor
21501U21501U
stand 100 zu einer Kapazität 102 und einem Widerstand hin besteht, welch letzterer mit einem npn-Transistor verbunden ist, dessen Emitter geerdet ist« Ein veränderlicher Widerstand 107 zwischen Erde und Basis des Transistors dient zur Entladung des Kondensators 102 über den Grenzpunkt des Transistors 106 und zur Einstellung der Refraktärzeit. Außerdem führt vom Ausgang 31* ein hochohmiger Widerstand 108 zum Kollektor des Transistors 106, von welch letzterem der Ausgang 38 der Sperrschaltung 36 abzweigt.stood 100 to a capacitance 102 and a resistor, the latter is connected to an npn transistor, the emitter of which is grounded for setting the refractory period. In addition, a high-resistance resistor 108 leads from the output 3 1 * to the collector of the transistor 106, from which the output 38 of the blocking circuit 36 branches off.
Die Sperrschaltung 36 leitet Impulse vom Ausgang 3^ des Vergleichers 32 über den Ausgang 38 so lange zur Rückstellschaltung, bis der Transistor 106 eingeschaltet worden ist. In diesem Zeitpunkt wird der Ausgang 38 geerdet. Demzufolge gelangt der erste Impuls aus dem Vergleicher 32 zur Rückstellschaltung 40 und lädt außerdem den Kondensator 102 so weit auf, bis der Transistor 106 einschaltet und das Weiterleiten weiterer Impulse aus dem Vergleicher 32 zur Rückstellschaltung 40 hin so lange sperrt, bis der Kondensator 102 sich über den Widerstand und den Transistor 106 entladen hat. Dadurch wird der feste Anteil der Refraktärzeit festgelegt. Jeder Impuls aus dem Vergleicher 32 lädt in der Zwischenzeit, obwohl er nicht zur Rückstellschaltung 40 gelangt, den Kondensator 102 wieder auf und beginnt von neuem mit der Takt-The blocking circuit 36 directs pulses from the output 3 ^ of the comparator 32 via the output 38 to the reset circuit until the transistor 106 is switched on has been. At this point in time, output 38 is grounded. As a result, the first pulse comes from the Comparator 32 to the reset circuit 40 and also charges the capacitor 102 until the transistor 106 switches on and the forwarding of further pulses from the comparator 32 to the reset circuit 40 for so long blocks until the capacitor 102 has discharged through the resistor and the transistor 106. This will make the fixed proportion of the refractory period. Every impulse from the comparator 32 in the meantime charges the capacitor, although it does not reach the reset circuit 40 102 and starts again with the clock
- 21 -- 21 -
209819/OS80209819 / OS80
2150H42150H4
steuerung des festen Anteils der Refraktärzeitβ control of the fixed part of the refractory period β
Des weiteren empfängt dann der Verstärker 26 Signale sowohl von natürlichen QRS-Herzkammerreizungen wie auch von künstlich erzeugten Impulsreizungen. Die erstgenannten Signale werden ohne Verzögerung verstärkt' und triggern den festen Anteil der Refraktärzeit und bewirken außerdem über die Rückstellschaltung 40 das Zurückstellen des Impulsgenerators 22, wenn die Sperrschaltung 36 bei Erscheinen des QRS-Signals nicht in einem Sperrzustand gewesen ist. Wenn ein künstlicher Reizimpuls erzeugt wird, gelangt ein Impulssignal mit dem gleichen Ergebnis wie bei dem QRS-Signal durch den Verstärker 26 hindurch, jedoch mit der Ausnahme, daß das Sättigungsverhalten des Verstärkers 26 eine Folge von Impulsen an seinem Ausgang erzeugt, welche im wesentlichen nach dem Hindurchleiten des künstlichen Reizimpulses erscheinen und Vielehe den festen Anteil der simulierten Refraktärzeit erneut triggern, um eine längere Gesamtdauer des Sperrzustandes zu bewirken.In addition, the amplifier 26 then receives signals both natural QRS ventricular stimuli and artificially generated impulse stimuli. The former Signals are amplified without delay and trigger the fixed portion of the refractory period and also cause via the reset circuit 40 to reset the Pulse generator 22 when the locking circuit 36 at Appearance of the QRS signal not in a lockout state has been. If an artificial stimulus impulse is generated, an impulse signal arrives with the same result as at the QRS signal through amplifier 26, with the exception that the saturation behavior of amplifier 26 produces a train of pulses at its output, which essentially after passing of the artificial stimulation impulse appear and polygamy re-trigger the fixed portion of the simulated refractory period, to bring about a longer total duration of the locking state.
Eine Änderung der Charakteristik der simulierten Refraktärzeit wird durch Umschalten der Schalter 73 und in die normalerweise offene Schaltstellung erreicht, in welcher der Widerstand 75 zwischen Erde und Konden-A change in the characteristics of the simulated refractory period is made by switching the switches 73 and reached into the normally open switch position, in which the resistor 75 between earth and condenser
- 22 -- 22 -
209819/0580209819/0580
21501U21501U
sator 71 und die Parallelschaltung aus dem Widerstand 87, dem Kondensator 89 und der Zenerdiode 91 zwischen die Leitung 14 und den Emitter des Transistors 88 geschaltet ist. Das Hinzufügen des Widerstandes 75 su der Schaltung des Verstärkers 26 ändert den Phasenabgleich und die Däi.ipfung des geschlossenen Kreisverstärkers, so daß ein sprungartiges Impulsüberschwingen verhindert wird, welches eine Sättigung mit Signalen von künstlich angeregten Herzschlägen verursacht. Der Kondensator 89 lädt sich jedesmal dann auf, wenn der Kondensator 102 geladen ist, und entlädt sich über den Widerstand 87 mit geringerer Geschwindigkeit als der Kondensator 102, Durch jeden Impuls aus dem Verstärker 26 wird der Kondensator 102 auf einen veränderlichen Spannungspegel aufgeladen, welcher in umgekehrtem Verhältnis zu der im Kondensator 89 verbleibenden Ladung steht. Beim Erscheinen von schnelleren Signalen am Eingang des Verstärkers 26 entlädt sich der Kondensator zwischen Impulsen am Vergleicher 32 aus dem Verstärker 26 weniger, was zu einer geringeren Aufladung und Spannung auf dem Kondensator 102 führt. Die Sperrzeitspanne, die von der Sperrschaltung 36 erzeugt wird, ist bei häufiger empfangenen Herzsignalen ebenfalls kürzer.Sator 71 and the parallel connection from resistor 87, the capacitor 89 and the zener diode 91 are connected between the line 14 and the emitter of the transistor 88 is. Adding resistor 75 su to the circuit of the amplifier 26 changes the phase adjustment and the attenuation of the closed loop amplifier, so that a sudden pulse overshoot is prevented, which saturation with signals from artificially excited Causing heartbeats. The capacitor 89 charges each time the capacitor 102 is charged, and discharges through resistor 87 at a slower rate than capacitor 102, through each pulse from the amplifier 26, the capacitor 102 is charged to a variable voltage level, which in reverse Relative to the charge remaining in the capacitor 89. When faster signals appear on At the input of amplifier 26, the capacitor discharges from amplifier 26 between pulses at comparator 32 less, resulting in less charge and voltage on capacitor 102. The lockout period that generated by the interlock circuit 36 is at more frequent received heart signals also shorter.
Die simulierte Refraktärzeit ändert sich also mitThe simulated refractory period changes with it
203203
2150H42150H4
II»II »
der Frequenz, mit welcher der Verstärker 26 Signale entweder aufgrund von natürlichen Herzschlägen oder aufgrund von künstlich angeregten Herzschlägen empfängt. Das gestattet eine verhältnismäßig lange simulierte Refraktärzeit für normale Herzschlagfrequenzen, welche entweder natürlich oder künstlich induziert x»/orden sind, und gestattet darüberhinaus eine simulierte kurze Refraktärzeit bei Tachykardie-I!erzschlägens um einen fortwährenden Sperrzustand zu verhindern. Die Zenerdiode 91 begrenzt die Ladung auf dem Kondensator 89, so daß sich eine simulierte Minimalrefraktärzeit ergibt und so daß Signale höherer Frequenz oder Rauschsignale, welche von dem Verstärker empfangen werden, einen fortwährenden Sperrzustand und eine fortwährende Erzeugung künstlicher Impulse erzeugen, wie zuvor.the frequency at which the amplifier 26 receives signals either due to natural heartbeats or due to artificially stimulated heartbeats. This allows a relatively long simulated refractory period for normal heart rates, which induced either naturally or artificially x "/ orden, and also permits a simulated short refractory period in tachycardia I s erzschlägen! A continual blocking state to prevent. Zener diode 91 limits the charge on capacitor 89 so that there is a simulated minimum refractory time and so that higher frequency signals or noise signals received by the amplifier create a persistent blocking condition and generation of artificial pulses as before.
Selbstverständlich können in jedem Herzschrittmacher nach der Erfindung die Schalter 73 und 85 auch weggelassen werden, und ein Herzschrittmacher kann so aufgebaut werden, daß er mit oder ohne Widerstände 75 und 87, Kondensator 89 und Zenerdiode 91 mit einer jeweils gewünschten simulierten Refraktärzeit arbeitet.Of course, the switches 73 and 85 can also be omitted in any cardiac pacemaker according to the invention, and a cardiac pacemaker can be constructed in such a way that it works with or without resistors 75 and 87, capacitor 89 and Zener diode 91 with a respectively desired simulated refractory time.
Es ist außerdem klar, daß der Kondensator 89 stattIt is also clear that the capacitor 89 is in place
- 2k - 01} 8 1 a / i* S 8 0 - 2k - 01 } 8 1 a / i * S 8 0
mit der Leitung; l4 auch mit der Leitung 16 verbunden sein kann bzw. daß sämtliche drei Bauelemente der Parallelschaltung statt zwischen den Kondensator 102 und die leitung 14 an beliebiger Stelle in den Aufladungszweig des Kondensators 102 eingefügt werden können.with the line; 14 also be connected to line 16 can or that all three components of the parallel connection instead of between the capacitor 102 and the line 14 at any point in the charging branch of the capacitor 102 can be inserted.
Ein Reed-Relais 110 bildet einen normalerweise geöffneten Schaltkontakt zwischen dem Ausgang 38 und Erde. Es kann durch einen externen Magnet derart betätigt werden, daß es den Schaltkontakt schließt und dadurch den Ausgang und vorübergehend auch den Eingang der Rückstellschaltung erdet.A reed relay 110 forms a normally open switching contact between output 38 and ground. It can be actuated by an external magnet in such a way that it closes the switching contact and thereby the output and temporarily also grounds the input of the reset circuit.
Die Rückstellschaltung 40 besteht aus einem npn-Transistor 112, dessen Basis mit dem Ausgang 38 verbunden ist. Emitter und Kollektor des Transistors 112 sind jeweils mit dem Kollektor und der Basis eines pnp-Transistors 114 verbunden, dessen Kollektor geerdet ist und dessen Emitter über einen Widerstand ILo mit seiner Basis verbunden ist. V/enn demzufolge der Eingang der Rückstellschaltung 4o geerdet ist oder kein Impulssignal an diesem Eingang anliegt, sind beide Transistoren 112 und 114 abgeschaltet und haben keinen ßinfLuß auf eine spannung am Emitter des Translators 114. Wenn durch die Leerschaltung 36 ein ImpulsThe reset circuit 40 consists of an npn transistor 112, the base of which is connected to the output 38. The emitter and collector of the transistor 112 are each connected to the collector and the base of a pnp transistor 114 connected, whose collector is grounded and whose emitter is connected to its base via a resistor ILo. V / enn consequently the input of the reset circuit 4o is earthed or there is no pulse signal at this input, both transistors 112 and 114 are turned off and have no influence on a voltage at the emitter of the translator 114. If through the blank circuit 36 a pulse
209819/0580209819/0580
2150H4 SC 2150H4 SC
hindurchkornrat, werden beide Transistoren 112 und 114 eingeschaltet und der Emitter des Transistors 114 dadurch geerdet.Through the grain, both transistors 112 and 114 are turned on and the emitter of transistor 114 is thereby grounded.
Die Transistoren 112 und 114 sind, außer beim Zurückstellen des Impulsgenerators, abgeschaltet und tragen deshalb zu einer niedrigen Stromentnahme der Schaltung bei.The transistors 112 and 114 are, except when resetting the pulse generator, off and therefore contribute to a low current consumption of the circuit.
Der Emitter des Transistors 114 ist mit der nicht geerdeten Seite eines geerdeten Taktsteuerkondensators 118 geringer Kapazität verbunden. Die gleiche Seite des Kondensators 118 ist über einen hochohmigen Stellwider-120 und einen hochohmigen Pestwiderstand 122 mit der Leitung 14 verbunden. Eine Kombination aus den Widerständen 120 und 122 und dem Kondensator 118 bildet eine, einen niedrigen Strom aufnehmende RC-Ladeschaltung, v/elche durch die Rückstellschaltung 1IO immer dann schnell ) entladen vjerden kann, wenn an dessen Eingang ein Impuls zur Erdung des Emitters des Transistors 114 vorhanden ist.The emitter of transistor 114 is connected to the ungrounded side of a grounded clock control capacitor 118 of low capacitance. The same side of the capacitor 118 is connected to the line 14 via a high-resistance variable resistor 120 and a high-resistance plague resistor 122. A combination of the resistors 120 and 122 and the capacitor 118 forms a, low power receiving RC-charging circuit, v / elk by the reset circuit 1 IO always can vjerden) discharged quickly if at the input of a pulse for grounding the emitter of the Transistor 114 is present.
Die Verbindungleitung zwischen dem Kondensator 118 und dem Widerstand Ii22 ist mit dem Emitter eines pnp-Transistors 124 verbunden. Die Basis bzw, der Kollektor desThe connection line between the capacitor 118 and the resistor Ii22 is connected to the emitter of a pnp transistor 124 connected. The base or the collector of the
- 26 -- 26 -
209919/0580209919/0580
Transistors 124 ist rait dem Kollektor bzw. der Basis eines npn-Transistors 126 verbunden, dessen Emitter geerdet ist. Eine Bezugsspannungsschaltung mit geringer Stromentnahme wird durch einen hochohmigen Widerstand 128 zwischen der Leitung 14 und dem Kollektor des Transistors 126 und durch einen hochohmigen Widerstand 130 zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 126 gebildete Wenn die Spannung an dem Kondensator 118 so weit erhöht wird, bis sie gleich der Spannung an dem Kollektor des Transistors plus der Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Diode des Transistors 124 ist, wird der Kondensator 118 über die Transistoren 126 und 124 und einen Kollektorwiderstand nach Erde hin schnell und vollständig entladen. Während dieses Entladungsintervalls ist der Kollektor des Transistors geerdet, so daß während der Entladung am Kollektor dieses Transistors ein negativer Impuls erzeugt wird. Dieser Impuls wird von dem Kollektor des Transistors 126 über einen Kondensator 134 und über einen Widerstand 136 zur Basis eines pnp-Transistors 138 geleitet, dessen emitter mit der Leitung 14 verbunden ist. Ein Vorspannungswiderstand verbindet die Leitung 14 mit der Verbindungsleitung zwischen dem Kondensator 134 und dem widerstand 136. Der Kollektor des Transistors 138 ist über eine Rückkopplungsschaltung,Transistor 124 is on the collector or base an npn transistor 126, the emitter of which is grounded. A voltage reference circuit with low current draw is through a high resistance 128 between line 14 and the collector of transistor 126 and When the Voltage on capacitor 118 is increased until it equals the voltage on the collector of the transistor plus the forward voltage of the emitter-base diode of transistor 124, capacitor 118 is across the Transistors 126 and 124 and a collector resistor quickly and completely discharged towards the earth. During this discharge interval is the collector of the transistor grounded so that a negative pulse is generated at the collector of this transistor during discharge. This Pulse becomes base from the collector of transistor 126 through capacitor 134 and resistor 136 a pnp transistor 138, the emitter of which is connected to the line 14. A bias resistor connects the line 14 with the connecting line between the capacitor 134 and the resistor 136. The collector of transistor 138 is via a feedback circuit,
- 27 -- 27 -
2150U42150U4
welche eine Parallelschaltung eines Kondensators 142which is a parallel connection of a capacitor 142
mit einer Reihenschaltung aus einem widerstand 144 undwith a series connection of a resistor 144 and
einer Diode 146 aufweist, mit der Basis des Transistors verbunden.a diode 146 connected to the base of the transistor.
Die Widerstände 120 und 122 und der Kondensator bilden zusammen mit einer Entladungsstrecke für den Kondensator 118 über die Transistoren 124 und 126 einen periodischen Impulsgenerator, dessen Periode durch die Aufladezeit des Kondensators 118 über die Widerstände und 122 festgelegt ist. Impulse können unendlich lange oesperrt gehalten werden, indem der Kondensator 118 über die Rückstellschaltung 40 entladen bzw. im entladenen Zustand gehalten wird. Wenn andererseits der Impulsgenerator fortwährend arbeitet und eine irolge von Impulsen erzeugt, beispielsweise wenn das Reed-Relais 110 aktiviert ist und die Basis des 'Transistors 112 erdet, ist bei einer konstanten Spannung der Quelle 12 die Periode zwischen den Impulsen konstant auf etwa 0,8 s eingestellt. Die Seitspanne zwischen einzelnen Impulsen wird jedoch iiiit abnehmender Spannung der Quelle 12 in bekanntem Maße größer werden, weil die Durchlaßspannung der Emitter-Basis-Diode des Transistors 124 ein kennzeichnender Anteil der Spannung der Quelle 12 ist. Dadurch steigt der Prozent-The resistors 120 and 122 and the capacitor together with a discharge path for the capacitor 118 via the transistors 124 and 126 form a periodic pulse generator, the period of which is determined by the charging time of the capacitor 118 via the resistors 122 and 122. O pulses can be kept indefinitely esperrt by the capacitor 118 is discharged through the reset circuit 40 and is kept in a discharged state. On the other hand, the pulse generator operates continually, and a i r olge generated by pulses, such as when the reed relay and the base of the 'transistor 112 is enabled 110 grounds, at a constant voltage source 12, the period between the pulses constant at about 0 , 8 s set. However, as the voltage of source 12 decreases, the lateral span between individual pulses will increase to a known extent because the forward voltage of the emitter-base diode of transistor 124 is a characteristic component of the voltage of source 12. This increases the percentage
- 28 -- 28 -
209819/0580209819/0580
2150H42150H4
satε der Versorgungsspannung» welche an dem Kondensator anliegen muß, um den Transistor 124 zum Leiten zu bringen» Diese inhärente Abhängigkeit der Impulsfrequenz von der Spannung gestattet ein genaues und einfaches überwachen der Impulsfrequenz bei niedriger Spannung allein durch Hinzufügen des Relais 110.satε the supply voltage »which at the capacitor must be applied to make transistor 124 conduct "This inherent dependence of the pulse frequency on the voltage allows accurate and easy monitoring the pulse frequency at low voltage by just adding the relay 110.
Die Dauer des Impulses, welcher am Kollektor des Transistors 138 erzeugt wird und zur Basis des Transistors 126 gelangt, wird durch die Taktsteuerschaltung 134, 13b und l40 und den rückkopplungszweig vom Kollektor des Transistors 138 zur Basis des Transistors 126, d.h. durch eine Schaltung, welche bereits einen Teil des Impulsgenerators bildet, auf etwa 1 ms einreguliert. Diese besondere Rückkopplungsanordnung verstärkt den Ein-Zustand der Transistoren 124 und 126 und trägt dazu bei, die Breite des Impulses am Kollektor des Transistors gegenüber wechselnden belastungen am Kollektor des Transistors I38 im wesentliehen konstant zu halten. Die Regulierung der Impulspause wird durch Abtrennen des Taktsteuerkondensators II8 vom Ausgang erreicht. Die Impulsdauer nimmt mit der Quellenspannung ab. Das ist ein Kennzeichen, welches zusätzlich den Zustand der Energiequelle anzeigt und diesen von anderen möglichen HerzThe duration of the pulse generated at the collector of transistor 138 and to the base of the transistor 126 arrives, the clock control circuit 134, 13b and l40 and the feedback branch from the collector of transistor 138 to the base of transistor 126, i. by a circuit which already forms part of the pulse generator, adjusted to about 1 ms. This particular feedback arrangement enhances and contributes to the on-state of transistors 124 and 126 at, the width of the pulse at the collector of the transistor against changing loads on the collector of the To keep transistor I38 essentially constant. The pulse pause is regulated by disconnecting the clock control capacitor II8 from the output. the Pulse duration decreases with the source voltage. This is an indicator that also shows the state of the Indicates energy source and this from other possible heart
20981S/0S8020981S / 0S80
2150H42150H4
schrittraacherfehlern unterscheidet.distinguishes between step-by-step errors.
Der Kollektor des Transistors 138 verbindet eine Gegentakt-Spannungsverdopplungsschaltunc ^6 über einen Spannungsteiler, welcher aus Widerständen 148 und 150 gebildet ist, mit Erde. Die Verbindungsleitung zwischen diesen Widerständen ist mit der Basis eines mit geerdetem Emitter versehenen Transistors 152 verbunden, dessen Kollektor mit einer Seite eines Spannungsverdopplungskondensators 15^ verbunden ist. die andere Seite dieses Spannungsverdopplungskondensators 15^ ist mit der Impulsleitung 18 verbunden. Der Kollektor des Transistors 152 ist außerdem über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 156 und einem .Widerstand I58 mit dem Eingang 23 des Verstärkers 26 verbunden, wodurch eine Verbindung zwischen der Leitung l8 und dem Eingang des Verstärkers 26 hergestellt ist. Schließlich ist der Kollektor des Transistors über Widerstände I60 und 162 mit einer eine hohe Spannung führenden Leitung 164 verbunden, welche zum Schutz gegen Kurzschluß durch einen Reihenwiderstand 166 und einen Parallelkondensator I68 von der Leitung Ik entkoppelt ist. Die Verbindung zwischen den Widerständen I60 und 162 ist über einen Kondensator 170 mit der Basis eines pnp-Transistors 172 verbunden, dessen Emitter mit der Leitung dessen Kollektor mit der Impulsausgangsleitung 20The collector of transistor 138 connects a push-pull voltage doubling circuit via a voltage divider, which is formed from resistors 148 and 150, to ground. The connection line between these resistors is connected to the base of a grounded emitter transistor 152, the collector of which is connected to one side of a voltage doubling capacitor 15 ^. the other side of this voltage doubling capacitor 15 ^ is connected to the pulse line 18. The collector of the transistor 152 is also connected to the input 23 of the amplifier 26 via a series circuit of a capacitor 156 and a resistor I58, whereby a connection between the line l8 and the input of the amplifier 26 is established. Finally, the collector of the transistor is connected via resistors I60 and 162 to a high voltage line 164, which is decoupled from the line Ik by a series resistor 166 and a parallel capacitor I68 for protection against short circuits. The connection between the resistors I60 and 162 is connected via a capacitor 170 to the base of a pnp transistor 172, the emitter of which is connected to the line and the collector of which is connected to the pulse output line 20
209819/0580209819/0580
- 30 -- 30 -
2150U4 V 2150U4 V
und dessen Basis über einen Widerstand 1?4 mit der Leitung verbunden ist. Die Inpulsleitungen 18 und 20 sind jeweils über Widerstände 1J6 und I78 mit Erde und über eine Zenerdiode ISO, welche einen zu hohen Spannungsabfall an ihnen verhindert, miteinander verbunden«and whose base is connected to the line via a resistor 1? 4. The pulse lines 18 and 20 are each connected to earth via resistors 1J6 and I78 and via a Zener diode ISO, which prevents too high a voltage drop across them «
Während der Zeitspanne, während welcher keine Impulse erzeugt oder empfangen werden, lädt sieh der Kondensator auf die volle Spannung in den Leitungen 164 und l6 auf. Während der Impulspause, wenn der Kondensator II8 entladen wird, schalten dann die Transistoren 152 und 172 diesen Kondensator 154 mit der Spannung zwischen den Leitungen 164 und l6 an den Iupulsleitungen 1<3 und 20 in Reihe, so daß an letzteren ein Impuls erzeugt wird, dessen Spannung doppelt so groß ist wie die Spannung der Quelle 12,During the period when no pulses are being generated or received, the capacitor charges to full voltage on lines 164 and 16. During the pulse pause, when the capacitor II8 is discharged, the transistors 152 and 172 then switch this capacitor 154 in series with the voltage between the lines 164 and 16 on the pulse lines 1 <3 and 20, so that a pulse is generated on the latter, whose voltage is twice as great as the voltage of the source 12,
Zusätzlich zu dem Strom, der zur Erzeugung eines Herzreizimpulses erforderlich ist, erfordert der Impulsgenerator 22 wegen der großen Impedanzen der Bezugswiderstände 128 und 130 und der Ladungsv»Tiderstände 120 und 122 zusammen mit dem Kondensator Ho sowie aufgrund des Aus-Zustandes der Transistoren 124, 126, 133» 152 und 172 nur einen sehr geringen Hebenstrom, ausgenommen während eines Impulses, wenn die Transistoren gesättigt sind und eine geringeIn addition to the current which is required for generating a cardiac stimulation pulse, the pulse generator of the reference resistors 128 and 130 and the Ladungsv »T iderstände requires 22 because of the large impedances 120 and 122 together with the capacitor Ho and because of the on-off state of the transistors 124, 126, 133 »152 and 172 only have a very small lifting current, except during a pulse when the transistors are saturated and a small one
- 31 209319/0S80 - 31 209319 / 0S80
2150H4 3?2150H4 3?
Leistung verbrauchen.Consume power.
Damit ist dargelegt worden, wie die Spannungsverdopplung des Impulsgeneratorausganges zu einer Erhöhung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batterie und zu einer Eigenanzeige des Batteriezustandes beiträgt. Die Spannungsverdopplung gestattet eine niedrigere Versorgungsspannung und demzufolge eine geringere Stromentnahme. Es werden weniger Batterien benötigt bzw. es können redundante Batterien vorgesehen werden. Die niedrigere Versorgungsspannung steigert außerdem die Abhängigkeit der Impulspause von der Versorgungsspannung und ermöglicht es dadurch, daß ein Elektrokardiograph den Batteriezustand an Hand der Batteriespannung überwachen kann. Das Reed-Relais 110 kann durch einen externen I-lagnet aktiviert werden, um diese Ilessung zu ermöglichen. Da außerdem die SpannungsVerdopplung ohne einen Transformator, v/elcher an sich ein unzuverlässiges Bauteil darstellt, erreicht wird, verlängert sich die erwartete Lebensdauer.It has thus been shown how the voltage doubling of the pulse generator output leads to an increase contributes to the service life and reliability of the battery and to a self-indication of the battery condition. the Voltage doubling allows a lower supply voltage and consequently less power consumption. Fewer batteries are required or can be redundant batteries can be provided. The lower supply voltage also increases the dependency the pulse pause from the supply voltage and enables it in that an electrocardiograph can monitor the battery status on the basis of the battery voltage. The reed relay 110 can be activated by an external magnet to enable this measurement. Since the Voltage doubling without a transformer, v / elcher represents an unreliable component in itself, is achieved, the expected service life is extended.
In Fig. 3 ist eine andere /.usführungsform des in ?ig. 1 dargestellten Impulsgenerators gezeigt. Der Impulsgenerator in Fig. 3 weicht von dem Impulsgenerator 22 in Fig. 2 über den Kondensator 131I hinaus ab, wo dieserFIG. 3 shows another embodiment of the in? Ig. 1 shown pulse generator. The pulse generator in Fig. 3 differs from the pulse generator 22 in Fig. 2 on the capacitor 13 1 I addition, where this
- 32 -- 32 -
2Ö9819/ÖS802Ö9819 / ÖS80
2150H42150H4
mit eine^i VJiderstand 182 verbunden ist, der andererseits mit der Leitung I^ verbunden ist0 Der Kondensator 13^ iat außerdem mit dem Kollektor eines mit einem geerdeten Emitter versehenen npn-xranaistors 104 und mit einer Anschlußklemme eines Bpannun^nverdopplun^skundensators verbunden, dessen andere Anschlußklemme mit der Impulsleituno 18 verbunden ist. Da:-' ELn^an^.arijjnal am Einplane des Verstärkers 2υ wird außer.lern von de.; Kondensator 134 über den Kondensator 156 abgenommen«, ..ia Kondensator 188 verbindet den Kondensator lji'l- "bor aüii=;i l/ideratand 190 mit der Easia eines pu^-Tran^istor:; L^d3 dessen Emitter mit der Leitung K^l verbunden ist. I1^r kollektor dea i'ransiütors 192 ist mit der IiapuLi: teitutiö 20 und über einen !.'!!erstand 194 mit 'Irde verbunden,, Ein Widers Lind l')6 verbindet die arulere Aua^an^nLupuluLleuus lc! nit Erde. Eine '.'...'ioohen d\.o Lei tun /en l°> und Λ" ./'-ociialtebe !isner~ d'ode Ij i dient ils überfipannunjsüohut.:. Dor Kollektor des Transistors iy2 ist tußerdem mit der Rückkopplun;.;süühalturitj, Vielehe aus dem V/iderstand ll\'\ und der Diode 1^6 vor zu,.,!;., eise ohne den Kondensator V\2 gebildet ist, und darüberhinaus über einen Widerstand 200 mit der Basis den Transistors 184 verbunden.is connected to a resistor 182, which is on the other hand connected to the line I ^ 0 The capacitor 13 ^ iat also connected to the collector of an NPN transistor 104 provided with a grounded emitter and to a connection terminal of a voltage doubling capacitor, the other terminal of which is connected to the pulse line 18. Since: - 'ELn ^ an ^ .arijjnal am Einplane of the amplifier 2υ is besides.lern von de .; "Taken capacitor 134 across capacitor 156, capacitor 188 connects the capacitor ..ia lji'l-" bor a üii =; il / ideratand 190 with the EASIA a pu ^ ^ -Tran istor :; L ^ d 3 whose emitter the line K ^ l. I 1 ^ r collector dea i'ransiütors 192 is connected to the IiapuLi: teitutiö 20 and via a!. '!! erstand 194 with' earth, a contradiction l ') 6 connects the arulere Aua ^ an ^ nLupuluLleuus lc! nit earth. A '.'...' ioohen d \ .o Lei do / en l °> and Λ "./'-ociialtebe! isner ~ d'ode Ij i serves ils überfipannunjsüohut .:. Dor collector of transistor iy2 is tußerdem with the Rückkopplun is formed, else without the capacitor V \ 2;;.;! Süühalturitj, plural marriage from the V / esistance l l \ '\ and the diode 1 ^ 6 prior to,,.. , and furthermore connected to the base of the transistor 184 via a resistor 200.
Der Betrieb der in Fic. 3 dargestellten Schaltung istThe operation of the in Fic. 3 is the circuit shown
- 33 209819/0S80 - 33 209819 / 0S80
zwar gleich demBetrieb der in Figo 2 dargestellten Schaltung, die gleiche Funktion wird jedoch zuverlässiger und mit geringerem Gewicht sowie geringerem leistungsverbrauch erreicht, da ein Transistor v.reniger vorhanden ist. Während des Berei bschaftzustandes, wenn keine lupulse erzeugt oder empfangen werden, lädt sich der Kondensator 186 auf die volle Spannung der Quelle 12 auf. Während eines Impulsen schalten dann die Transistoren 184 und IQ2 diesen Kondensator 106 mit der Spannung der Klemme 12 an den ausgangsiiiioulsklemraen 18 und 20 in Reihe und erzeugen dort einen Spannungsimpuls, welcher doppelt so groß ist wie die Spannung der C-uelle 12»Although identical to the operation of the circuit shown in FIG. 2, the same function is achieved more reliably and with less weight and lower power consumption, since a transistor v. r ess present. During the standby state, when no lupulses are generated or received, the capacitor 186 charges to the full voltage of the source 12. During a pulse, the transistors 184 and IQ2 then switch this capacitor 106 in series with the voltage of the terminal 12 at the output terminals 18 and 20 and there generate a voltage pulse which is twice as large as the voltage of the source 12 »
In Flg. 4 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Impuls generators gezeigt» Die Lade- und Entladeschaltung^ ITir den Kondensator 118 sind grundsätzlich die gleijhoii wie in FLg1 1, nit der Ausnahme, da." der i'.ollektcr des Transistors 126 über eine Parallelschaltung aus einer Diode 202 mit niedriger Durchlaßspannung und einem Kondensator 204 mit der Dasis des Transistors 124 verbunden ist, wobei die Diode 202 so angeordnet ist, daß sie von der Basis iiur·: Kollektor hin leitet. Ein Widerstand 206 verbindet die Laitung Ik mit dem Kollektor de3 Transistors 126 und ein impulsleitenderIn Flg. 4 is shown a further modified embodiment the generator of the pulse shown in Fig. 2 "The charging and discharging ^ Itir the capacitor 118 are basically the gleijhoii as in FLg 1 1 nit except there."I'.ollektcr of the transistor 126 is connected to the base of transistor 124 through a parallel circuit of a low forward voltage diode 202 and a capacitor 204, the diode 202 being arranged to conduct from the base to the collector, a resistor 206 connecting the lead Ik with the collector de3 transistor 126 and a pulse conducting
- 34-209819/0580 - 34- 209819/0580
Kondensator 2Ou rührt von dem Kollektor des Transistors über einen Widerstand 210 zur Basis eines pnp-Transistors 212, dessen Emitter mit der Leitung 14 und dessen Kollektor über einen Widerstand 214 mit Erde verbunden ist. Die Impulsleitung 20 ist mit den· Kollektor des Transistors 212 und die Impulsleitung 13 ist über einen Spannungsverdopplungskondensator 21b mit dem Kollektor des Transistors verbunden. Die Rückkopplungsschaltung aus den Bauelementen 144 und 146 ist zwischen den Kollektor des Transistors und die Basis des Transistors 126 geschaltet. Zur Verbindung des Kollektors des Transistors 126 mit dem Eingang des Verstärkers Ζύ kann ein Kondensator 218 vorgesehen sein. Ein Widerstand 220 verbindet die Leitung 1JI mit der Verbindungsleitung zwischen dei.» V.'iderstand 210 und dem Kondensator 208.Capacitor 2Ou comes from the collector of the transistor via a resistor 210 to the base of a pnp transistor 212, the emitter of which is connected to line 14 and whose collector is connected to ground via a resistor 214. The pulse line 20 is connected to the collector of the transistor 212 and the pulse line 13 is connected to the collector of the transistor via a voltage doubling capacitor 21b. The feedback circuit comprising components 144 and 146 is connected between the collector of the transistor and the base of transistor 126. A capacitor 218 can be provided to connect the collector of transistor 126 to the input of amplifier Ζύ. A resistor 220 connects the line 1 J I with the connection line between the two. V. 'resistor 210 and the capacitor 208.
Während des 3ereit-3cnaftszustandes, wLihrend welchem kein Impuls erzeugt oder empfangen v/ird, lait sich der Kondensator 21G auf die volle Spannun^ zwischen den Leitungen 14 und 16 über die Belastung zwiscaen den Klemmen Io und 20 auf. '..'enn dann der Kondensator 118 während des Impulßsustandes entladen wird, schalten die Transistoren 126 und 212 den Kondensator 216 mit der Spannung der Quelle 12 an der Belastung 24 in Reihe« DieDuring the state of readiness and during which no impulse is generated or received, the Capacitor 21G to the full voltage between the Lines 14 and 16 about the load between the Terminals Io and 20. '..' then the capacitor 118 is discharged during the impulse state, switch the Transistors 126 and 212 connect the capacitor 216 to the Voltage of source 12 at load 24 in series «The
- 35 -- 35 -
209819/0580209819/0580
Diode 202 verhindert, daß der Widerstand 206 die sehr hohe Impedanz der Bezugswiderstände 128 und 130 während des Bereitschaftszustandes beeinflußt. Die Diode kann durch einen Feldeffekttransistor bzw. durch ein beliebiges Bauelement ersetzt werden, welches einen geringen Widerstand aufweist und nur während der Entladung des Kondensators 118 leitend ist.Diode 202 prevents the resistor 206 from the very affects the high impedance of the reference resistors 128 and 130 during the standby state. The diode can be replaced by a field effect transistor or by any component that has a low resistance and is only conductive during the discharge of the capacitor 118.
Die in figo 4 dargestellte Schaltung erzeugt mit einem Minimum an Bauelementen rückstellbar Impulse bei äußerst geringer Stromentnahme. Die Schaltung selbst kann als Generator zur kontinuierlichen Erzeugung einer FolgeThe circuit shown in figo 4 generates with a minimum of components resettable pulses with extremely low current consumption. The circuit itself can as a generator for the continuous generation of a sequence
von Impulsen bzw. als kontinuierlich arbeitender Herzschrittmacher verwendet werden, welcher die Fähigkeit, nur bei Bedarf Reizsignale zu liefern, nicht haben mußo Zur Erzielung dieser Schaltung mit einem Minimum an Bauelementen muß ein Teil der Steuermöglichkeit der Impulsbreite und der Impulspause bei wechselnder Belastung geopfert v/erden„use of pulses or as a continuously operating a cardiac pacemaker, wherein the ability to provide stimulus signals only when needed, not of this circuit must have o In order to achieve with a minimum of components, a part of the control ability of the pulse width and the pulse interval must v sacrificed when the load fluctuates /earth"
Anhand der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Herzschrittmachers nach der Erfindung ist dargelegt worden, wie einem Herzpatienten durch einen einfachen leichten Herzschrittmacher mit langer Lebensdauer imBased on the description of a preferred embodiment of the pacemaker according to the invention is shown like a heart patient through a simple lightweight pacemaker with long life im
- 36 -- 36 -
203819/0680203819/0680
215QU4215QU4
eingepflanzten Zustand, mit hoher i'.uver U'.sj L^keit, mit eigener Datteriezustandaäber^achun^, mib gesteuerten Aussan^üimpulsen, mit automatischer Knderuru;; der simulierten ROiTraktilrzeit und mit kontinuierlicher Herzreizunc beim Vorhandensein von Rausciisignalon ;eholfen werden kann.planted state, with high i'.uver U'.sj L ^ speed, with its own data status but ^ achun ^, mib controlled Aussan ^ üimpuls, with automatic Knderuru ;; the simulated ROiTraktilrzeit and with continuous cardiac stimulation can be helped in the presence of exit signals.
Im Rahmen ler Erfindung bietet rrioh dem Fachmann über die beschriebenen Ausführungsbei;.;piele hinaus selbstverständlich eine Vielzahl von Vareinfachungs- und Verbesseruncsmöglichkeiten sowohl hinr i.ohfclich des Aufbaues al'3 auch der Betriebsweise de:; eWithin the scope of the invention, rrioh offers the person skilled in the art beyond the described execution at;.; piele beyond of course a variety of simplistic and Possibilities for improvement both in terms of Structure al'3 also the mode of operation de :; e
209819/0580209819/0580
Claims (20)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7865970A | 1970-10-07 | 1970-10-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2150144A1 true DE2150144A1 (en) | 1972-05-04 |
Family
ID=22145461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712150144 Pending DE2150144A1 (en) | 1970-10-07 | 1971-10-07 | Pacemaker |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3759266A (en) |
CA (1) | CA992153A (en) |
DE (1) | DE2150144A1 (en) |
FR (1) | FR2111073A5 (en) |
GB (1) | GB1366902A (en) |
IL (1) | IL37845A (en) |
NL (1) | NL7113674A (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3757791A (en) * | 1971-12-30 | 1973-09-11 | American Optical Corp | Synchronized atrial and ventricular pacer and timing circuitry therefor |
US3983880A (en) * | 1973-03-05 | 1976-10-05 | Arco Medical Products Company | Apparatus for generating heart stimulation pulses upon demand |
US3867949A (en) * | 1973-04-27 | 1975-02-25 | Cardiac Pacemakers Inc | Cardiac pacer with voltage doubler output circuit |
US3926197A (en) * | 1974-01-04 | 1975-12-16 | Arco Med Prod Co | Demand heart pacer |
US3911929A (en) * | 1974-05-20 | 1975-10-14 | Medtronic Inc | Demand cardiac pacer |
US3985142A (en) * | 1975-01-14 | 1976-10-12 | Telectronics Pty. Limited | Demand heart pacer with improved interference discrimination |
US4108148A (en) * | 1976-11-03 | 1978-08-22 | Sheldon Thaler | Pacer with automatically variable A-V interval |
US4407287A (en) * | 1981-02-17 | 1983-10-04 | Medtronic, Inc. | Atrial and ventricular-only pacemaker responsive to premature ventricular contractions |
US4401119A (en) * | 1981-02-17 | 1983-08-30 | Medtronic, Inc. | Prolongation of timing intervals in response to ectopic heart beats in atrial and ventricular pacemakers |
US4448197A (en) * | 1982-07-22 | 1984-05-15 | Telectronics Pty. Ltd. | Heart pacer end-of-life detector |
US4498478A (en) * | 1982-09-13 | 1985-02-12 | Medtronic, Inc. | Apparatus for reducing polarization potentials in a pacemaker |
EP0422271B1 (en) * | 1989-10-11 | 1998-02-04 | Pacesetter AB | Medical apparatus implantable in the body of a livingbeing with means for stimulating tissue contraction |
US5978710A (en) | 1998-01-23 | 1999-11-02 | Sulzer Intermedics Inc. | Implantable cardiac stimulator with safe noise mode |
-
1970
- 1970-10-07 US US00078659A patent/US3759266A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-10-04 GB GB4602471A patent/GB1366902A/en not_active Expired
- 1971-10-05 IL IL37845A patent/IL37845A/en unknown
- 1971-10-05 NL NL7113674A patent/NL7113674A/xx unknown
- 1971-10-06 FR FR7136026A patent/FR2111073A5/fr not_active Expired
- 1971-10-06 CA CA124,574A patent/CA992153A/en not_active Expired
- 1971-10-07 DE DE19712150144 patent/DE2150144A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1366902A (en) | 1974-09-18 |
FR2111073A5 (en) | 1972-06-02 |
IL37845A (en) | 1974-11-29 |
US3759266A (en) | 1973-09-18 |
NL7113674A (en) | 1972-04-11 |
CA992153A (en) | 1976-06-29 |
IL37845A0 (en) | 1971-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2010724C3 (en) | Pacemaker | |
DE69423918T2 (en) | Device and method for fault-tolerant determination of the discharge state of a battery | |
DE69401279T2 (en) | HEART PACER WITH PROGRAMMABLE INITIAL AMPLITUDE | |
DE69827420T2 (en) | Pacemaker with variable stimulation energy | |
DE2741176A1 (en) | PACEMAKER WITH AUTOMATICALLY CHANGING A-V INTERVAL | |
DE1589600A1 (en) | Electrical cardiac pacemaker | |
DE2748973A1 (en) | BODY TISSUE STIMULATOR, ESPECIALLY PACEMAKER | |
DE1296283C2 (en) | ARRANGEMENT FOR ACHIEVING A REGULAR HEART RATE | |
DE2163482A1 (en) | Pacemaker | |
DE2739490A1 (en) | P-WAVE REGULATED, R-WAVE INHIBITED VENTRICULAR STIMULATING DEVICE | |
DE2254928B2 (en) | Pacemaker | |
DE2143356B2 (en) | Implantable pacemaker | |
DE2150144A1 (en) | Pacemaker | |
DE2438727A1 (en) | ELECTRIC POWER SUPPLY UNIT | |
DE2701104C2 (en) | ||
DE68925218T2 (en) | Method and apparatus for the application of asymmetric, two-phase, cut off exponential counter shocks | |
DE2018091A1 (en) | ||
DE2452516C3 (en) | Pacemaker | |
DE2709281A1 (en) | PACEMAKER | |
DE2061182A1 (en) | Bifunctional demand-driven pacemaker | |
DE2151426A1 (en) | Frequency control for an implanted reserve pacemaker | |
DE2255421A1 (en) | SYNCHRONIZED FRONT COURT AND HEART CHAMBER PACEMAKER | |
DE2342030A1 (en) | ELECTRIC PACEMAKER | |
DE2755702A1 (en) | IMPLANTABLE PACEMAKER | |
DE2133743A1 (en) | Electric organ stimulator |