DE2209380A1 - Herzschrittmachersystem - Google Patents

Description

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remipradicr: 51013 Dipl.-Ing. W. Kerrinann-Trentepohl ^ϊ9ε01ϊ

Tolegremmanschrilt: DATFNTW*ÄH6nn Tologrammanschrjft:

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In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach:

Abholfach 3

24. Februar 1972

American Hospital Supply Corporation, 1740 Ridge Avenue

Evanston, 111. (USA)

Herzschrittmachersysteni

Die Erfindung betrifft ein künstliches System, das zur Stimulierung des Herzens bei Ausfall des natürlichen Herzschlags in einem menschlichen Körper eingepflanzt wird. Derartige Systeme werden gewöhnlich als Herzschrittmacher bezeichnet.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sei darauf hingewieser), daß das Herz zwei obere Kammern (Aurikel, rechts und links, oder Vorhof) und zwei untere Kammern

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(linker und rechter Ventrikel oder linke und rechte Herzkammer) umfasst. Die beiden Aurikel bilden zusammengenommen das Atrium. Von dem Atrium wird Blut zu den Ventrikeln und von hier zu beiden lungen (vom rechten Ventrikel) oder zu der Aorta (vom linken Ventrikel) gepumpt.

Die Kontraktion des Atriums ist begleitet von einer Depolarisation der Muskelzellen im Atrium, die zusammenfällt mit einem kleinen aber messbaren bzw, merklichen elektrischen Impuls, genannt P Welle. Die ventrikulare Kontraktion, das heißt die Kontraktionsbewegung der Herzkammern, die bei ventrikularer Pumpwirkung auftritt, wird begleitet von einer Depolarisation der Muskelzellen der Ventrikel, genannt QRS Komplex oder einfach R Welle. In einem gut funktionierenden Herzen folgt die R Welle der P Welle nach einer festgelegten und konstanten Zeitdauer (gewöhnlich etwa 0,2 sek. beim Mann), weil das Blut zunächst vom Atrium zu den Ventrikeln und dann von dort durch den Körper gepumpt wird. Für eine Zeitdauer von etwa 0,1 sek. nach der Kontraktion des Ventrikels bleibt das Herz unempfindlich gegenüber elektrischen Impulsen. Diese Erscheinung wird manch-' mal als Ruhepause des Herzens oder als Herzpause bezeichnet. Nach der Herzpause folgt eine kurze Zeitdauer in der Größenordnung von wenigen Millisekunden, während derer ein elektrischer Impuls, der auf das Herz übertragen wird und eine atimulierende Wirkung ausüben kann, das Herz schädigen kann, indem es das Herz in einen Flatterzustand (state of fibrlllation)

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versetzt.

Die konstante Zeitdauer zwischen dem aufeinanderfolgenden Auftreten einer P Welle und einer R !felle, die die Kontraktion des Atriums und der Ventrikel signalisieren wird veranlasst durch ein leitfähiges Nervensystem, das sich vom Atrium zu den Ventrikeln erstreckt und das gewöhnlich AV Leitsystem genannt wird. Eei manchen Arten von Herzstörungen setzt das AV Leitsystem in Abständen aus, wodurch innerhalb der festgesetzten Versögerungszeit keine ventrikulare Pumpwirkung auf die Kontraktion des Atriums folgt. Es werden HerzEchrittmachersysterfie verwendet, um die Stimulierung der Ventrikel in diesen Fällen sicherzustellen.

Herzschrittmachersysteme lassen sich in zwei breite Kategorien unterteilen, nämlich einerseits in die Festtaktschrittmacher oder-konkurrierenden bsw, gegenläufigen Schrittmacher einerseits und die nicht gegenläufigen Schrittmacher andererseits. Bei einem Pesttaktschrittmacher bildet ein Hauptes 2 üLat.or eine Zeitbasis zur Erzeugung einer Polge von Impulsen mit. einem konstanten Wiederholungszeitraum. Man kann feststellen, daß ein Festtaktschrittmacher in der Weise arbeitet, daß er gegen einen natürlichen Hersschlag läuft bz-'T. mit diesem konkurriert, das heißt, daß er Impulse erzeugt, die zeitlich nicht auf das Auftreten einer R Welle abgestimmt sind. Ein nicht gegenläufiges Selirittmachersystem ist ein System, bei ce::i die stimulierenden Impulse stets mit der natürlichen ?: '"felle synchronisiert sind, sofern es eine solche ¹JeIIe gibt. Ss gibt aiißer-

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dem zwei breite Untergruppen. Die Schrittmacher der ersten Gruppe werden synchroneSchrittmacher (synchronous pacer) und die Schrittmacher der zweiten Gruppe werden Befehlsoder Hilfsschrittmacher (demand or standey pacer) genannt.

Frühere Herzschrittmacher des sogenannten synchroneijTyps benutzten zwei getrennte Elektroden, nämlich eine Fühlelektrode, die mit dem Vorhof in Berührung steht, und eine Reizelektrode, die mit dem Ventrikel in Berührung steht. Bei einem synchronen Schrittmacher erfasst die Fühlelektrode eine vom Vorhof ausgehende P Welle, verzögert sie für eine vorbestimmte und feststehende Zeit» dauer und benutzt dann diesen Impuls, um einen stimulierenden Impuls zu veranlassen oder zu erzeugen, der auf den Ventrikel übertragen wird zur gleichen Zeit, wenn eine natürliche R Welle eraheinen sollte. Dies bedeutet, daß ein stimulierender Impuls auf die Reizelektrode in dem Ventrikel in zeitlicher Abstimmung mit einem natürlichen Herzschlag übertragen wird. Wenn ein natürlicher Herzschlag auftritt, wird er durch den stimulierenden Impuls eher verstärkt. Wenn dagegen das AV Leitsystem nicht normal arbeitet, stimuliert der Impuls den Ventrikel.

Ein Befehls- oder Hilfsschrittmacher veranlasst eine elektrische Entladung in den Ventrikel nur auf Befehl, das heißt, ein HaujbosziÜLator^kreis wird zurückgestellt, damit er keinen stimulierenden Impuls veranlasst, wenn ein natürlicher QRS Komplex festgestellt worden ist, und zwar vor dem Ende der festgelegten Zeitdauer des Oszillators,

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welche festgesetzte Zeitdauer geringfügig länger als die natürliche Zeitdauer zwischen Herzschlägen gewählt ist.

Die gegenwärtig erhältlichen Schrittmachersysteme werden bleibend in den Körper des Patienten eingepflanzt, um die psychologische Wirkung des Zustandes zu vermeiden, in dem sich irgendwelche Teile des Systems im Blickfeld des Patienten befinden. Die Energiezufuhr arbeitet normalerweise zuverlässig während einer Zeitdauer von 18 bis 30 Monaten. Ein Patient mit einem eingepflanzten Herzschrittmacher sucht in zeitlichen Abständen einen Arzt zwecks Überprüfung der Arbeitsweise des Systems auf. Im Rahmen der vorherrschenden Anwendung eingepflanzter Schrittmacher besteht jedoch ein Problem für den Arzt darin, daß bei gegenläufigen Schrittmachern die stimulierenden Impulse, die an den Ventrikel abgegeben werden, normalerweise eine Energie aufweisen, die vergleichbar ist mit der natürlich auftretenden R Welle, so daß die künstlichen Impulse das Erscheinungsbild eines natürlichen QRS Komplexes verändern. Auch wenn ein untersuchender Arzt feststellen mag, daß der Herzschrittmacher arbeitet, indem er die Größe des Reizes feststellt, ist der Arzt dennoch nicht leicht in der Lage mit Sicherheit festzustellen, ob das AV Leitsystem normal funktioniert oder ob das Herz künstlich stimuliert wird.

Umgekehrt hat ein untersuchender Arzt im Falle eines eingepflanzten nicht gegenläufigen Befehls- oder Hilfsschrittraachers, wenn das Herz des Patienten während dieser Überprüfungszeit normal arbeitet, keine

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Möglichkeit zu sagen, ob der ruhende Herzschrittmacherrichtig funktioniert, da das Auftreten jedes natürlichen Herzschlages die E_rzeugung eines stimulierenden Impulses durch den Herzschrittmacher unterdrückt.

Bei dem erfindungsgemäßen System erzeugt ein Hauptoszillator Impulse, um eine Zeitbasis zu bilden. Der OszüLatorkreis erregt einen Impulsformer - oder Impuls* ormerjcr eis, der Ausgangsimpulse auf den Ventrikel überträgt, ganz gleich, ob ein natürlicher Herzschlag gefühlt bzw. festgestelltwird oder nicht. Fehlt ein natürlicher Herzschlag, so erzeugt der Impulsformerkreis einen stimulierenden elektrischen Impuls, um den Ventrikel zur Kontraktion zu bringen. Wenn dagegen ein natürlicher Herzschlag festgestellt wird, wird der OszüLator zurückgestellt, und zur gleichen Zeit wird ein Zeitabstimmungskreis im Leitungsnetz der Impulsformung modifiziert, so daß der auf das Herz übertragene Impuls sehr schmal bzw. kurz, nämlich in der Größenordnung von weniger als 10 Mikrosekunden, ist. Dieser schmale Impuls wird synchron mit dein Auftreten einer R v/elle übertragen. Aber sein Energiegehalt ist derart, daß er nicht stimulierenden wirkt, so daß der schmale Impuls keine Wirkung auf das Herz ausübt. Da der Impuls jedoch so schmal ist, hat er einen beträchtlichen Hochf3^equenzanteil und kann außen festgestellt werden mittels einer besonderen getrennten Aufnahmevorrichtung. Dadurch kann ein untersuchender Arzt während einer Routineüberpürung feststellen, ob das Herz natürlich arbeitet und, wenn dem so ist, ob der

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eingepflanzte Schrittmacher et"::i':.11.5 i:: ~:11?t. üiifEzg funktionlert. Der ni~h.t .rtiiiulieren'" ? "oehfrir^isnsiirp^ erscheint nicht auf der nc rosier. Z."- Au.f'£5ic-r.:r_üng, die dazu "benutzt wird, u.t. die elektric-^?n "tiriiriirnsn ü-es¹
Herzens zu analysieren. Der 05ζγ1Γ-ξ~:γ vraift- eine einge baute Pausenzeit auf, die ein YIti?::mslcsrn dQ£ Inrpnl fonnerkreises mittels einec rjr. J?;.::^*t"::~£:-':.;i' srz-siig"te Impulses verh.in.dert und G-erMu:=:·^!'■-~ :_\:~zizeii -".:l5r:islt i physiologischen Bereiche au'filter*.

Andere Mer3cmal^ und V.-rteil; vir "■;.. 1: ~_:7^:r:,'l·^ Irf±ni:;r.

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denen gleiche BeCUg^-Sreicher ~lei;.:■:■ rcrtts-ile cäer
Elemente in verschiedenen Ansiclrrrr : ?ze:lohner-» In
den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 ein Funktionsschema in Per::: eines

für ein Eerzschrittmaeh-ersyster-i gemä:2 der Erfindung;

Fig. 2A und 2B schematische elektrische Solialtlrreise für das System von Pig. 1ί

Pig. 3 eine schematische Darstellung zur Yeranschauliciiung eines Feststellsystei.:s|

PIg. Ί ein Diagramm zur Veransclisailierrang der zeitliclien Verhältnisse zwischen verschiedenen idealisierten bzv.^r. vereinfachten SpannungSKcllenfcrnen in dem erfindurjgsgemäßen System,

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In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Elektrode, die sich mit dem Ventrikel des Patientenherzens in Kontakt befindet. Eine Leitung verbindet die Elektrode 10 mit einer Verbindungsstelle 10a innerhalb des Schrittmachergehäuses. Vorzugsweise umschließt das Gghäuse den Leitungskreis, und es kann im Abdomen des Patienten angeordnet sein. Eine Stromrückführung ist durch die Körperflüssigkeiten zu dem Schrittmacherkreis vorgesehen. Ein Leitungsdraht 11 verbindet die Verbindungsstelle 10a mit dem Signaleingang eines Schutznetzes 12, das die Amplitude der dem System zugeführten Spannungen beschneidet oder begrenzt. Der Ausgang des Schutznetzes 12 speist dann einen Eingangsverstärker 13, der die an der Ventrikelelektrode festgestellten Signale verstärkt. Der Eingangsverstärker 13 speist einen Impulsgleichrichterkreis 14. Der Impulsgleichrichterkreis 14 erzeugt Ausgangssignale von einer einzigen Polarität unabhängig von der Polarität eines Eingangsimpulses. Die Ausgangsimpulse des Impulsgleichrichterkreises 14 lösen eine monostabile Kippschaltung bzw. einen monostabilen Multivibrator 15 aus. Dieser monostabile Multivibrator 15 hat zwei mit 16 bzw.17 bezeichnete Ausgänge, von denen der erstere einen Schwingkreis 18 zur Rückstellung desselben speist. Der Ausgang 17 des monostabilen Kreises 15 löst einen zweiten monostabilen Kippschaltungskreis bzw. Multivibrator 19 aus. Der Schwingkreis 18 speist einen ersten Eingang A zu einem Impulsformerkreis 20. Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung 19 speist einen zweiten Eingang B zu dem Impulsformerkreis 20. Der Ausgangsimpuls des Impulsformerkreises 20 wird einem Ausgangsverstärker 21

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zugeführt, der seinerseits mit der Verbindungsstelle 10a zur Erregung der Ventrikelelektrode 10 verbunden ist.

In Fig. 4 ist an der Linie 1 eine idealisierte Darstellung der elektrochemischen Impulse gezeigt, die im Herz auftreten, nämlich die oben beschriebenen P,Q,L,S und T Wellen. Aus Vereinfachungsgründen sind zur besseren Erläuterung der' Erfindung zwei Sätze von Wellenformen in Fig. 4 gezeigt. Die linke Seite bilden solche Y/elXenformen, die erzeugt werden, wenn ein natürlicher Herzschlag festgestellt wird, wobei die Herzschlag-Wellenform als durchgehende Linie 22 gekennzeichnet ist. Hierauf wird unter dem Stichwort Befehlsform der Systemarbeitsweise Bezug genommen. DLe rechte Seite zeigt solche Wellenformen, die auftreten, wenn kein natürlicher Herzschlag erscheint, wobei dennoch die gestrichelte Linie 23 einen natürlichen Herzschlag anzeigt, um die seitliehen Verhältnisse zu veranschaulichen. Dies sei Pesttaktform genannt.

Die Schwingungsdauer des Schwingkreises 18 ist so eingestellt, daß sie geringfügig größer als die Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schlägen bei einem normal funktionierenden Herz ist. Is ist typisch, wenn die Zeitdauer der Ausgangsimpulsfolge, erzeugt torch den Schwingkreis 18, 0,85 sek. beträgt. Wenn kein natürlicher Herzschlag vorhanden ist, arbeitet der Schwingkreis 16 als fre^; laufender Schwingkreis, rim den Eingang A des Impulsformerkreises 20 auszulösen, der seinerseits einen

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Ausgangsimpuls mit einer Dauer von ungefähr einer Millisekunde erzeugt. Dieser Ausgangsimpuls ist nach entsprechender Verstärkung durch den Ausgangsverstärker 21 ausreichend, um das Herz zu stimulieren.

Wenn dagegen ein natürlicher Herzschlag festgestellt wird, wird dieser durch das Schutznetz 12, den Eingangsverstärker 13 und den Impulsformerkreis 14 hindurchgeführt, um die monostabile Kippschaltung 15 auszulösen. Die monostabile Kippschaltung 15 sendet einen ersten Impuls längs der Leitung 16 zur Rückstellung des Schwingkreises 18. Gleichzeitig sendet der monostabile Kippschaltung skr eis 15 einen Impuls längs der Leit_vung 17_f um die monostabile Kippschaltung 19 auszulösen . Wenn der Schwingkreis 18 zurückgestellt wird, erzeugt er einen Ausgangsimpuls, der zu dem Eingang A des Impulsformerkreises 20 gelangt. Zur gleichen Zeit erzeugt der monostabile Kippschaltungskreis 19, wenn er/ausgelöst ist, ein Ausgangsimpuls, der auf den Eingang B übertragen wird. Auf diese Weise sind beiden Einenge A und B des Impulsformerkreises 20 erregt, wenn ein natürlicher Herzschlag erscheint. Die Funktion des Impulsformerkreises besteht unter diesen Umständen darin, einen viel schmaleren, nicht stimulierenden Ausgangsimpuls■ der gleichen Amplitude zu erzeugen. Dieser nicht stimulierende Ausgangsirnpuls hat eine Dauer in der Größenordnung von 10 MikrοSekunden oder weniger. Er ist durch den Ausgangsverstärker direkt mit dem Herz gekuppelt und befindet sich in zeitlicher Abstimmung mit dem Erscheinen des QRS Komplexes, der ihn erzeugt.

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Der schmale, 10 Mikrosenkunden-Impuls weist eine ausreichende Hochfrequenzenergie auf, so daß er leicht durch eine Aufnahme- bzw. Peststellvorrichtung in der Nachbarschaft des Schrittmachersystems festgestellt werden kann. Eine Peststellvorrichtung ist in Pig. 3 dargestellt und umfasst eine Aufnahmewicklung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet ist. Die Enden der Wicklung 25 sind mit einem Verstärker 26 verbunden, der die festgestellten Hochfrequenz-Impulse verstärkt und einen Indikator 27, vorzugsweise zum Erzeugen eines hörbaren Signals, erregt, um die Gegenwart eines solchen Impulses anzuzeigen.

Auch wenn das dargestellte Ausführungsbeispiel einen nicht stimulierenden Impuls verwendet, der von viel kürzerer Dauer ist als der stimulierende Impuls und von gleicher Amplitude, so ist es für den Fach mann verständlich, daß andere Formen nicht stimulierender Impulse auch verwendbar sind, obwohl es vorzuziehen ist, daß diese Impulse die folgenden Eigenschaften zusätzlich zu der. Fähigkeit, nicht stimuli er srni auf das Hers zu wirken, haben: 1) Sie sollten a.u3en leicht feststellbar sein; 2) sie sollen kein künstliches Signal (artifact) auf einer EKG Kascjruie erfietig-an, die äaii Patienten überprüft. Sie sollte:- anSGrcle"} nur einen vernachlässigbar kleinen Betrag slekir-risoher- Energie von den Speicherbatterien entile::::.·? ;i._a Ss können sjioh andere Feststellvorrichtung.·:^: 3.1 s iie -tine dargestellte verwendet v/erde;.:, Zb hat c:\cl:· Γ·ΐΐ3ρί3ΐ=τ.;==1-33 gezeigt, daß ein tragbarer "ran/His-torraclioaEipfänisr,

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der auf eine Frequenz außerhalb derer von Rundfunkstationen abgestimmt ist, ein hörbares Signal erzeugt (in Form eines "blip") bei jedem Impuls, wenn seine Antenne in der Nähe des Schrittmachers angeordnet ist.

In den Fig. 2Atand 2B ist das Schutznetz eingeschlossen innerhalb einer gestrichelten Linie, die mit 12 bezeichnet ist. Es umfasst einen Widerstand 30 zur Begrenzung des Eingangsstromes und zwei Dioden 31 und 32, die in einer Stellung Anode - an - Kathode und in Parallelschaltung zueinander zwischen dem Widerstand 30 und der negativen Polklemme einer Speisebatterie 33 über eine negative Speiseschiene 33b geschaltet sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Batterie 33 eine Vielzahl von einzelnen 1,5 Volt Zellen enthalten kann, die in Serie geschaltet sind, um die gewünschte Vorspannung zu erzeugen. Ihre positive Klemme ist mit einer positiven Speiseschiene 33a verbunden. . '

Die andere Klemme des Widerstands 30 ist direkt mit der vorhergehend beschriebenen Leitung 11 verbunden, die ihrerseits zu der Elektrode 10 führt. Das Ausgangssignal des Schutznetzes 12 ist durch einen Kondensator 34 an die Basis eines Transistors Q1 gekuppelt. Alle Transistoren gehören dem NPN Typ an, es sei denn, daß andere Angaben gemacht werden. Der Transistor Q1 erhält seine Vorspannung im linearen Verotärkungsbereich als Verstärker in Emitterschaltung mit Rückkopplungs-Widerstand im Enj.itterkreis. Da der Vorspannungs- und

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Rückkopplungskreis üblicher Zusammensetzung ist, bedarf es hier keiner weiteren Beschreibung. Der Transistor Q1 umfasst eine erste Stufe des drei-stufigen Eingangsverstärkers 13. Daher nimmt ein zweiter Transistor Q2 die Kollektor-Signale von dem Transistor Q1 auf. Der Transistor Q2 wird in ähnlicher Weise in dem aktiven Bereich in Emitter-Schaltung betrieben. Der Eingangsverstärker 13 enthält auch eine dritte Stufe, einen Verstärker in Emitterschaltung, der den Transistor Q3 als aktives Element umfasst. Das Ausgangssignal (vgl. Impuls 34a auf Linie 2 von Fig. 4) von dem Kollektor des Transistors Q3 wird mittels eines ersten Kondsnsators 35 und äner ersten Diode 36 an die Basis eines PNP Transistors QA gekuppelt. Die Diode 36 ist so angeordnet, daß sie nur den Durchgang negativer Impulse gestattet. Ein erster Widerstand verbindet die Kathode der Diode 36 mit der positiven Energieschiene 33a. Ein Widerstand 38 verbindet die Verbindungsstelle zwischen der Basis des Transistors Q4 und der Anode der Diode 36 mit der positiven Energieschiene 33a. Der Emitter des Transistors Q4 ist direkt an die positive Energieschiene 33a angeschlossen, und seine Kollektorklemme ist über eine Widerstandsserie 39 mit der negativen Energieschiene 33b verbunden.

Der Ausgang bzw. das Ausgangspotential des Kollektorklemme des Trnnr.istors Q3 ist an die Basis eines Transistors Q5 gekuppelt durch einen Kondensator 40 in Reihe mit einer Diode 41, die so angeschlossen ist, daß sie nur positive Impulse passieren lässt. Die Verbindung zwischen der Anode der Diode 41 und dem Kondensator 40 ist an die negative

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Energieschiene 33 mittels eines Widerstandes 42 angeschlossen. Die Kathode der Diode 41 ist direkt mit der Verbindungsstelle · zwischen der Basis deo Transistors Q4 und dem Widerstand 39 verbunden. Die Transistoren Q4 und Q5 umfassen aktive Elemente des Kreises, der vorhergehend als Impulsformerkreis beschrieben und durch das Bezugszeichen 14 bezeichnet ist. Im Betrieb des bisher beschriebenen Kreises wird eine R Welle durch die Ventrikelelektrode 10 festgestellt und auf den Eingang dee Schutznetzes 12 gegeben. Obwohl Linie 1 von Fig. 4 die R Welle als positiv verlaufende Welle zeigt, ist das vorliegende System für eine Anpassung an beide Polaritäten ausgebildet. Das bedeutet, daß die Schutzdioden 31 und 32 eine Vorrichtung zum Beschneiden oder Begrenzen der Eingangsimpulse beider Polaritäten vorsehen, und der Eingangsverstärker, der den Drei-Stufenverstärker mit den Transistoren Q1 - Q3 umfasst, * wird sowohl die positiv als auch die negativ polarisierten Spannungen verstärken.

Normalerweise wird den Transistoren Q4 und Q5 die Vorspannung im Sperrbereich erteilt. Wenn der Ausgangsimpuls von dem Kollektor des Transistors Q3 negativ verlaufend ist, wird er durch die Diode 41 gesperrt und übertragen durch den Kondensator 35 und die Diode 36 zur Erteilung einer Vorspannung an den Emitter-BasiB-Übergang des Transistors Q4 in Durchlaßrichtung und um diesen Transistor zur Sättigung zu bringen. Es fließt dann Kollektorstrom vom Transistor Q4 in die Basis des Transistors Q5, um diesem Transistor in Durchlaßrichtung Vorspannung zu erteilen und ihn zur Sättigung zu bringen. Wenn auf der anderen Seite der Ausgangsimpuls vom Kollektor des Transistors Q3 positiv verlaufend ist, wird er durch die Diode 36 gesperrt, aber durch den Kondensator 40 und die Diode 41 übertragen, um dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors Q5 direkt Vorspannung in Durchlaßrichtung

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m erteilen. Ob der Ausgangsimpuls von dem Eingangsverstärkerabschnitt nun positiv oder negativ ist, in jedem Falle zieht der Impuls .former 14 Kollektorstrom am Transistor Q5·

Transistoren Q6 und Q7 enthalten die aktiven Elemente des monostabilen Kippschaltungskreises 15. Der Emitter des PNP Transistors Q6 ist mit der positiven Energieschiene 33a mittels eines Widerstandes 43 verbunden, und seine Basis ist an die positive Schiene mittels eines Widerstandes 44 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q5 ist mittels eines Widerstandes 45 an die Kathode einer Diode 46 angeschlossen, an die gemeinsame Verbindung zwischen der Basis des Transistors Q6 und des Widerstandes 44. Dor Kollektor des Transistors Q7 ist an die positive Energieschiene 33a mittels eines Widerstandes 48 und an die Kathode der Diode 46 über einen verbindenden Kondensator 49· Die Basis des Transistors Q7 ist an den Kollektor des Transistors Q6 über einen Widerstand 50 angeschlossen, und sie ist mit der negativen Energieschiene 33b durch einen Widerstand 51 verbunden. Die Wider stände 50 und 51 bilden. Malier einen Spannungsteiler. Diese Reihenschaltung ist eh*roIi einen Widerstand 52 mit einem Nebenschluß vergehen, Bine Diode 53 ist mit dem Eraittorkreis des Transistors QT verbunden, ^obel ihr-s Kathode mit der negativen Energie.,?: chi ens 3?b vertundsn ist

Wie bereits erwähnt, ist -lier Trails!·-:':.or Qh dss Impul-s.;.;."■ ^:3ieh riehter kreises 14 normaler ν, '?:.:-"■■:-? ι>:™τογγ~;, Aber ΙκόιιΙ 3 3

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jeglicher Polarität von dem Eingangsverstärker 13 veranlassen ihn, stromführend zu werden, wodurch Kollektorstrom durch die Diode 46 geführt wird und die Verbindung zwischen dem Spannungsteilernetzwerk der Widerstände und 47 veranlaßt wird, relativ negativ zu werden. Hierdurch wiederum wird Basisstrom von dem Transistor Q6 geführt, wodurch er leitend wird. Wenn der Transistor Q6 Strom führt, fließt Basisstrom in den Transistor Q7, und dies führt zur Sättigung. Die Diode 53 in dem Emitterkreis des Transistors Q7 gewährleistet, daß dieser unter normalen Umständen gesperrt wird. Daher werden die Transistoren Q6 und Q7 leitend beim Auftreten eines Eingangsimpulses an dem monostabilen Kreis 15, und die rechte Klemme des Kondensators 49 wird an ein Potential angeklemmt, das geringfügig oberhalb des Potentials der negativen Klemme der Speisebatterie 33 liegt. Wenn Strom durch die Widerstände 44 und 47 fließt, um den Kondensator 49 aufzuladen, erhält dessen linke Seite eine positive Ladung, bis dies einen Punkt erreicht, bei dem der Transistor Q6 wieder gesperrt wird. Beide Transistoren Q6 und Q7 sind hierauf nicht-leitend. Die Zeitkonstante der Ausgangsimpulse von dem monostabilen Kreis 15 wird in erster Linie durch die Werte des Widerstandes 44 und des Kondensators bestimmt, wobei der Wert des Widerstandes 47 sehr viel kleiner als der des Wideretandes 44.ist. Im praktischen Betrieb betragen die Ausgangsimpulse des monostabilen Kreises 15_f100 Millisekunden, und sie sind in Fig. 4 auf den linken Hälften der Linien 3 und 4 veranschaulicht und mit den Bezugszeichen 55a und 55b bezeichnet. Der Ausgangsimpuls des Kollektors des Transistors Q6 ist der positive Impuls

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55a in Linie 3, und er ist durch einen Kondensator 57 an die Leitung 16 gekuppelt, die, wie bereits erwähnt, den Eingang des Schwingkreises 18 speist, dessen genaues Leitungssystem in Fig. 2B dargestellt ist und nach einer Beschreibung des monostabilen Kreises 19 später im einzelnen beschrieben wird. Der Ausgangsimpuls 55b des Kollektors des Transistors Q7 ist in Linie 4 von Fig. 4 dargestellt.

Der monostabile Kreis 19 umfasst einen PHP Transistor Q8 und einen NPN Transistor Q9. Der Emitter des Tranistors Q9 ist direkt mit der negativen Stromschiene 33b verbunden. Der Kollektor des Transistors Q9 ist an die Basis des Transistors Q8 über einen Widerstand 61 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q9 ist außerdem an eine Leitung 63 angeschlossen, die den Eingang B des Impulsumformungskreises 20 von Fig. speist, und an die poitive Energieschiene 33a über einen Widerstand 65. Der Emitter des Transistors Q8 ist direkt an die Energieschiene "3a angeschlossen, während der Kollektor über einen Widerstand 56 an die Leitung 33b angeschlossen ist und die Basis über einen Widerstand 67 an die Energieschiene 33a. augeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors QS ist außerdem über einen Kondensator 68. und einen Widerstand 69 an die Basis des Transistors Q9 angeschlossen« Ein Widerstand 70 verbindet die leitung 33b mit der Yerbindung zwischen der Basis des Transistors Q9 und dem Widerstand 69· Die Basis des Transistors Q8 ist außerdem an den Kollektor des Transistors Q7 mittels eines vsr-

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bindenden Kondensators 71 angeschlossen. Ee ei noch einmal darauf hingewiesen, daß der monostabile Kippschaltungskreis 15, wenn erausgelöst ist, einen positiven Impuls (Bezugszeichen 55a in Linie 3 von Fig. 4) längs der linie 16 erzeugt, der zu dem Schwingkreis 18 geführt wird, und darüberhinaus auch einen negativen Impuls.(Bezugszeichen 55b in Linie 4 von Fig. 4), der längs derÄiinie oder Leitung 17 und über den Kondensator 71 auf die Basis des Transistors Q8 geführt wird.

Normalerweise sind beide Transistoren Q8 und Q9 gesperrt, so daß keine Ladung am Kondensator 68 liegt. Wenn ein negativer Impuls längs der Linie 17 über den Kondensator 71 geführt wird, macht dieser den Transistor Q8 leitend, und der resultierende positive Impuls an dem Kollektor des Transistors Q8 wird durch den Kondensator 68 an die Basis des Transistors Q9 geführt, um diesen leitend zu machen. Wenn der Transistor Q8 gesättigt ist, ist die rechte Klemme des Kondensators 68 mit dem positiven Potential der Energiequelle 33 verbunden, und die linke Klemme desselben beginnt sich auf das Potential der negativen Klemme der Energiequelle 33 durch die Widerstände 69 und aufzuladen. Wenn die linke Klemme des Kondensators eine ausreichend niedrige Spannung erreicht, wird der Transistor Q9 wieder gesperrt und sein Kollektor, der direkt mit der leitung 63 verbunden ist, die den Eingang B des Impuls folder kreises 20 speist, wird positiv, wodurch der negative Ausgangsimpuls beendet wird. '

Dieser negative Impuls ist in Linie 5 des linken Ab-

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schnitte des Zeitdiagramms von Fig. 4 gezeigt, und er ist mit dem Bezugszeichen 73 bezeichnet. Die Breite des Impulses 73 beträgt normalerweise 30 Millisekunden.

In Fig. 2B und insbesondere im linken Teil der Fig. sind die linien bzw. Leitungen 11, 16, 33a, 33b und 63 wiederholt. Diese Leitungen stellen die Fühlerleitung von der Ventrikelelektrode, die positive Energieschiene, den Ausgang des Transistors Q6 des monostabilen Kreises 15, die negative Energieschiene und den Ausgang des Kollektors des Transistors Q9 des monostabilen Kippschaltungskreises 19 dar.

Der Schwingkreis 18 umfasst erste und zweite Transistoren Q 10 und Q11, wobei der letztere ein PNP Transistor ist. Der Kollektor des Transistors Q11 ist direkt mit der Basis des Transistors 10 verbunden und mit der Leitung 16 über eine Diode 74, die zur Leitung positiver Impulse zur Basis des Transistors Q10 angeordnet ist. Der Kollektor des Transistors Q10 ist-direkt mit der Basis des Transistors Q11 verbunden. Der Emitter des Transistors Q10 ist über einen Widerstand 75 mit der Leitung 33b und über einen Kondensator 76 mit der Leitung 33a verbunden. Der Emitter des Transistors Q11 ist direkt an die Energieschiene 33a angeschlossen, und die Basis des Transistors Q11 ist mittels eines Parallelkreises, der einen Widerstand 78 und einen Kondensator 79 umfasst, an die Energieschiene 33 angeschlossen. Die Basis des Transistors Q 10 ist an ein Vorspannungsleitungssystem mit einem Widerstand 80 angeschlossen, der sich in Reihe

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mit einem Widerstand 81 befindet. Beide sind in dieser Weise mit den Energieschienen 33a und 33b verbunden. Die Verbindungsstelle für die Vorspannungswiderst_Jinde ist direkt an die Basis des Transistors Q10 angeschlossen und an den beweglichen Kontakt eines einpoligen Ein-Aus-Schalters S. Der feste Kontakt des Schalters S ist an die positive Energieschiene 33a über einen Widerstand 82 angeschlossen. Wenn der Schalter S offen ist, erzeugt der Schwingkreis 18 eine Folge von Impulsen mit einer Impulszahl von 70 pro Minute. Wenn der Schalter S geschlossen ist, erzeugt der Schwingkreis 18 Impulse mit einer Impulszahl von 90/95 pro Minute.

Im Betrieb erteilt das Vorspannungsleitungssystem, das die Widerstände 80 und 81 (und den Widerstand 82, wenn der Schalter S geschlossen ist,) umfasst dem Transistor Q10 eine Vorspannimg zur Herbeiführung eines leitenden Zustandes, indem seine Basis relativ zu seinem Emitterpositiv wird. Wenn der Transistor Q10 jedoch leitet, führt sein Kollektor Strom durch die Basis des Transistors Q11, der sofort gesättigt wird, und die untere Klemme oder untere Seite des Kondensators 76 ist daraufhin direkt mit der positiven Energieschiene 33a über die gesättigten Transistoren Q10 und Q11 verbunden. Daher wird die_ Ladung an dein Kondensator 76 sehr schnell durch die gesättigten Transistoren 010 und Q11 abfließen. Wenn jedoch die untere Klemme oder untere Seite des Kondensators 76 auf ein ausreichendes Potential für Vorspannung in Sperrrichtung des Emitter-Basis-Übergangs des Transistors Q10 ansteigt,

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sind beide Transistoren in dem Schwingkreis gesperrt, und der Kondensator 76 beginnt erneut zu laden. Der Takt wiederholt sich, da, wenn die untere Klemme des Kondensators 76 ein ausreichend niedriges Potential erreicht, das auf der Basis-Vorspannung beruht, die durch die Widerstände 80 und 81 veranlasst wird, der Transistor Q10 erneut leitend wird.

Der Ausgangsiinpuls des Schwingkreises 18 wird von dem Kollektor des Transistors Q11 abgenommen, und er ist im Diagramm in Linie 6 des Zeitdiagramms von Fig. 4 als der positive Impuls 85 veranschaulicht. Die Dauer des Impulses 85 beträgt 20 bis 30 Millisekunden, und, wie bereits erwähnt, beträgt die Zeitdauer zwischen den Impulsen ungefähr 850 Millisekunden. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn der Transistor Q10 gesperrt ist, durch Entfernen der Ladung an den Kondensator 76, seine Basisspannung geringfügig niedriger liegt als die Spannung an der positiven Energieschiene 33a, da der Transistor Q11 zu dieser Zeit gesättigt ist. Wenn jedoch die Transistoren Q10 und Q11 gesperrt sind, ist die Basisvorspannung für den Transistor Q10 sehr viel niedriger, das heißt, sie liegt mehr in der Nähe derjenigen der negativen Energieschiene 35b. Daher befindet sich die untere Klemme des Kondensators 76 in dem Augenblick, in dem der Transistor Q10 abgeschaltet wird, im Zustande eines verhältnismässig hohen Potentials, und sie muß zu einem relativ niedrigen Potential zurückkommen, bevor der Transistor Q10 in den Ausgangszustand, zurückgebracht werden kann. Dieser Vorgang schafft eine eingebaute Pausenzeit für die Arbeitsweise des Schwingkreises 18. Das bedeutet, daß für eine bestimmte Zeitdauer nach

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dem Triggern des Schwingkreises 18 derselbe nicht in den Ausgangszustand zurückgebracht werden mag.

In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Pausen- oder Ruhezeit über 300 Millisekunden, was ausreichend ist, damit die Erstreckung unterhalb der kritischen Zeitdauer liegt, innerhalb derer ein vom Schrittmacher erzeugter Impuls den Peststellkreis des Herzschrittmachers stimulieren und zu einem zusätzlichen Impuls führen kann. Diese Pausen- oder Ruhezeit versetzt das System darüberhinaus in einen unempfindlichen Zustand gegenüber äußeren Geräuschquellen, was ein vordringliches Problem bei eingepflanzten Herzschrittmachern darstellt. Daher übt die Pausen- oder Ruhezeit die Wirkung aus, daß sie das System reaktionsunfähig macht mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit oberhalb des interessierenden physiologischen Bereichs, das heißt Wiederholungsgeschwindigkeiten oberhalb 180 pro Minute. Jenseits der Pausenzeitdauer mag der Schwingkreis 18 jedoch durch einen positiven Impuls zurückgestellt v/erden, der von dem monostabilen Kreis 15 längs der Leitung 16 durch die Diode 74 übertragen wird, um den Transistor Q10 stromführend zu machen.

Es sei darauf hingewiesen, daß jegliches derartige Triggern automatisch einen Satz Anfangsbedingungen in dem Schwingkreis 18 errichtet, so daß er fortfährt, in der gleichen Weise zu arbeiten, je-

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doch eine neue Triggerzeit hat. Wie bereits erwähnt, wird ein natürlicher Herzschlag, wenn ein solcher festgestellt ist durch den Eingangsverstärker verstärkt und durch den Impuls gleichrichterkreis 14 geführt, um den monostabilen Kippschaltungskreis 15 zu triggern. Dies veranlasst den Ausgangsimpuls des Schwingkreises 18, wie durch den festen Impuls 85 in Linie 6 von Pig. 4 veranschaulicht ist, wobei der in gestrichelten Linien dargestellte Impuls 85a den natürlich erscheinenden Impuls darstellt, wenn ein natürlicher Herzschlag nicht festgestellt worden ist.

Wenn der Schalter S geschlossen ist, ist der Widerstand 82 mit dem Widerstand 80 parallel geschaltet, und die Vorspannungan der Basis des Transistors Q10 wird erhöht, und zwar hierdurch auf eine relativ mehr positive Spannungsstufe, bis zu der der Kondensator 76 aufladen muß, um den Transistor QIO leitend zu machen, und wodurch die Zeit zwischen Impulsen verkürzt wird, auch wenn kein Herzschlag festgestellt wird.

Der Kollektor des Transistors Q11 bildet daher den Eingang A zu dem Impulsformerkreis 20, der drei Transistoren Q12, Q13, und Q14 umfasst. Die Basis des Transistors Q12 ist an die Eingangsklemme A über einen Kondensator 85 und eine Diode 86 angeschlossen, die für den Durchgang positiver Impulse

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ausgebildet und angeordnet ist. Die Transistoren Q13 und Q14 sind PNP Transistoren. Die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 85 und der Anode der Diode 86 ist an die negative Energieschiene 33b mittels eines Widerstandes 87 angeschlossen. Die Kathode der Diode 86 ist mit der negativen Energieschiene 33b über einen Widerstand 88 verbunden. Die Basis des Transistors Q12 ist an den Kollektor des Transistors Q13 über einen Serienschaltungskreis mit einem Widerstand 89 und einem Kondensator 90 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors Q12 ist mit der positiven Energieschiene 33a über einen Widerstand 91 verbunden und der Emitter des Transistors Q12 ist an die negative Energieschiene 33b über einen Widerstand 92 angeschlossen. Das Ausgangssignal des Transistors Q12 wird von dessen Kollektor abgenommen und direkt zur Basis des Transistors Q13 geführt. Der Emitter des Transistors Q13 ist direkt mit der positiven Energieschiene 33a verbunden, und der Kollektor des Transistors Q13 ist direkt mit dem Emitter des Transistors Q14 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q14 ist mit dem Emitter des Transistors Q12 durch einen Widerstand 24 verbunden, und ein Widerstand 25 ist zwischen dem Emitter und dem Kollektor des Transistors Q14 angeschlossen. Die Basis des Transistors Q14 ist an den Eingang B des Impulsformerkreises 20 durch einen Widerstand 96 angeschlossen. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß der Eingang B des Impulsformerkreises 20 von dem monostabilen Kreis längs der Leitung 63 aufgenommen ist, die an den Kollektor des Transistors Q9 angeschlossen ist. Der auf den Eingang B übertragene Impuls ist, wenn ein natürlicher Herzschlag festgestellt wird, auf der linken Seite der Linie 7 des Zeitdiagramms von Fig. 4 als der negative Impuls 97 dar-

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gestellt, wobei es keinen korrespondierenden Impuls gibt, wenn das System in Festtaktweise arbeitet.

Der Impulsformerkreis 20 ist ein komplementärer monostabiler Multivibrator (single-shot multivibrator), in dem normalerweise alle Transistoren Q12 - Q14 in den Sperrbereich vorgespannt sind. Venn bei der JFesttaktarbeitsweise kein festgestellter Herzschlag vorhanden ist (vgl« rechte Seite des Zeitdiagramms von Pig. 4), so daß der Schwingkreis 18 nicht ausgelöst wird, wird ein positiver Impuls (bezeichnet mit 85b in Linie 6) von dem Schwingkreis 18an den Eingang A übertragen, jedoch wird kein Impuls (rechte Seite von Linie 7) von dem monostabilen Kippschaltungskreis bzw. Multivibrator 19 auf den Eingang B des Impulsformerkreises übertragen. Da alle Transistoren in dem Impulsformerkreis 20 normalerweise abgeschaltet sind, befindet sich keine Spannung an dem Kondensator 90. Wenn der positive Impuls, der an dem Eingang A empfangen wird, über die Diode 86 übertragen wird, veranlasst er, daß der Transistor Q12 leitend wird, und dies wird wiederum veranlassen, daß der Transistor Q13 leitet und gesättigt wird. Daher fließt Strom durch den Kondensator 90 in einem regenerierenden Vorgang, um den Transistor Q12 zu sättigen, da die rechte Klemme des Kondensators 90 direkt mit der positiven Energieschiene 33a über den gesättigten Transistor Q13 verbunden ist. Das RC Leitungssystem, das den Eingangskondensator 85 und den Widerstand 87 umfasst, differenziert den positiven Eingangsimpuls, so daß er nur einen Triggervorgang liefert. Wenn der durch den Kondensator 90 zur Basis dea Transistors Q12 fließende Strom bis zu

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einem Punkt absinkt, an dem er den Transistor Q12 nicht mehr leitfähig halten kann, wird der Transistor Q12 nichtleitend und schaltet den Transistor Q13 ab. Unter diesen Voraussetzungen hat der an den Ausgangsverstärker 21 übertragene Ausgangsimpuls eine Dauer von 1 Millisekunde. Ea sei darauf hingewiesen, daß bei dieser Arbeitsweise der Transistor Q14 nicht-leitend bleibt, so daß der Widerstand 951 der sehr viel größer als der Widerstand 94 ist, tatsächlich den Kollektor des Transistors Q13 von dem Emitter des Transistors Q12 isoliert. Die Breite des Ausgangsimpulses wird in erster Linie durch die Zeitkonstante bestimmt, die ihrerseits von den Werten des Widerstandes 89 und des Kondensators 90 abhängt. Unter diesen Umständen ist der durch den Ausgangsverstärker 21 erzeugte Impuls der negative Impuls 98 in der rechten Seite von Linie 8 von PIg. 4.

Der Ausgangsverstärker umfasst Transistoren Q15 und Q16 als aktive Elemente. Der Transistor Q15 ist in Emitterschaltung geschaltet.Der Transistor Q16 befindet sich normalerweise in nicht-leitendem Zustand und gestattet dem Kondensator 100, durch den Widerstand 99 zu laden und entlädt den Kondensator 100 durch das Herz während der 1 Millisekunde betragenden Einschaltzeit eines stimulierenden Impulses oder während der 10 Mikx·ο Sekunden dauernden Einschaltzeit eines nicht-stiraulierenden Impulses. Die Leitung 11 ist angeschlossen, an die Verbindungsstelle zwischen der Induktivität 101 und der

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27 ts-"' s .

Herzelektrode 10.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Ausgangsimpuls, der durch den Impuls 98 des Impulsformerkreises 20 veranlasst wird, wenn der Herzschrittmacher in Festtaktweise arbeitet, ebenfalls längs der Leitung 11 festgestellt und zu dem Eingangsverstärker 13 durch das Shutznetz 12 geführt wird, woraus sich Impuls 34b auf der rechten Seite der linie 2 in Fig. 4 -ergibt. Die Impulse 55c und 55d in den Linien 3 und 4 resultieren ebenfalls von dem monostabilen Kreis 15. Diese Impulse berühren jedoch die weiteren Vorgänge der Arbeitsweise nicht, da eine geringfügige Verzögerung durch den Dreistufen-Eingangsverstärker und das Impulsgleichrichternetzsystem vorhanden ist, und diese Verzögerung ist ausreichend, so daß jeder derartige an dem Schwingkreis 18 aufgenommene Impuls aufgenommen wird, während sich der Schwingkreis in seiner Ruhepause befindet und unempfindlich gegenüber jeglichem aufgenommenen Eingangsimpuls ist. Daher ergibt sich keinerlei Wirkung auf den Impulsformerkreis 20.

In dem Fall, in dem ein natürlicher Herzschlag durch den Eingangsverstärker entlang der Leitung 11 (linke Seite von Fig. 4) festgestellt wird, werden Eingangssignale sowohl an dem Eingang A als auch an dem Eingang B des Impulsformerkreises 20 aufgenommen. Der negative von dem Kollektor des Transistors Q9 aufgenommene Impuls wird entlang der Leitung 63 geführt, und er veranlasst den Transistor Q14, leitend zu werden, wodurch der V/iderstand 95 mit einem ITebenschluß versehen und der Kollektor des Transistors Q13 mit dem Emitter des Transistors Q12 über den Widerstand 94 verbunden wird, der, wie bereits erwähnt ist, einen ver-

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hältnismäßig niedrigen Widerstand aufweist. Zur gleichen Zeit veranlasst der am Eingang A aufgenommene Impuls, daß der Transistor Q12 leitend wird, und dies veranlasst wiederum· den Transistor Q13 leitend zu werden, und führt wiederum regenerativen Strom durch den Kondensator 90 zur Basais des Transistors Q1?. Da jedoch der Transistor Q14 gesättigt ist, ist die Spannung am Emitter des Transistors Q12 ungefähr die gleiche (abzüglicher der Verluste am Widerstand 94 und am Emitter-Kollektor-Übergang des Transistors Q14)w.fa die Spannung an der rechten Klemme des Kondensators 90. D^ her wird der Emitter-Basis-Übergang des Transistors Q12 nahezu sofort, sobald der Kondensator 90 zu laden beginnt, in Sperrichtung vorgespannt, wodurch er gesperrt wird und der Impuls am Kollektor des Transistors Q13 innerhalb einer sehr kurzen Zeit, gewöhnlich innerhalb 10 MikroSekunden, beendet wird. Dieser Ausgangsimpuls ist als der schmale Impuls 105 in der linken Hälfte der Linie 8 von Fig. dargestellt.

Man kann feststellen, daß die Wellenformen in Pig. 4 zum Zv/ecke der Veranschaulichimg idealisiert sind, wobei die Amplitude und Zeitdauer in manchen Beispielen übertrieben dargestellt sind, um die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems zu verdeutlichen.

Der schmale Impuls 105 wird durch die Transistoren Q15 und Q16 ebenfalls verstärkt und über den Kondensator und die Drossel 101 mit dem Herz gekuppelt. Da jedoch so wenig Energie betroffen ist, ist der Impuls nicht stimulierend und daher nicht gegenläufig oder nicht konkurrierend. Zur gleichen Zeit verschafft der Impuls

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einem untersuchenden Arzt einen Hinweis, daß sich das gesamte eingepflanzte Herzschrittmachersystem in retrieb befindet bzw. arbeite^ da der Impuls von der Wicklung 25 von Fig. 3 aufgenommen, vergrößert und festgestellt werden kann.

Wie bereite erwähnt, ist es nützlich, eine Feststellvorrichtung zu haben, die ein hörbares "blip" erzeugt, wenn der schmale nicht-stimulierende Impuls erscheint. Diese zur Fr.zeugung eines hörbaren Signals bestimmte Feststellvorrichtung kann in Verbindung mit einer normalen EKG-Maschine benutzt werden, die gewöhnlich einen einzelnen Aufzeichnungskanal aufweist. V/enn ein Patient untersucht v/ird, der einen eingepflanzten Schrittmacher hat, dessen AV Leitsy.stem aber zufriedenstellend arbeitet, wird die Standard JJKG-Aufzeichnung vorgenommen. Sie zeigt keine künstliche Störung des Schrittmachers. Dadurch ist für den Arzt sofort ersichtlich, daß der Patient sein eigener Schrittmacher ist, das heißt, daß das Herz nicht gestört bzw. gesperrt ist. Der Arzt wünscht dann zu wissen, ob der Schrittmacher in der vorgesehenen We:iec seine Funktionen für den Fall erfüllt, daß in einem späteren Zeitraum ein Herzblockieren oder dergleichen auftritt. Er srtzt ein Transistorradio auf die Generatorausbuchtung des Schrittrii'ichers und lauscht, um das "blip" zu hören. Indem er zur gleichen Zeit den Aufzeichner beobachtet, kann er sehen , daß der nicht-st.i mulier ende Impuls, den er hört, synchronisiert ist, reit dem QRS Komplex. Daraus kann or schließen, daß der Her;;«chrittr:j-^!c;hergenerator arbeitet und das Lei'U.ystem intakt ist und den natürlichen QIiS Komplex wahrnimmt.

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Nachdem vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in allen Einzelheiten beschrieben ist, sind auf dem vorliegenden Sachgebiet tätige Fachleute in'der Lage, andere Bauelemente an die Stelle der beschriebenen zu setzen um die gleichen oder ähnlichen Funktionen ausführen zu lassen, oder das dargestellte Ausführungsbeispiel in anderer Weise zu modifizieren, während nach wie vor von dem erfindungsgemäßen Prinzip Gebrauch gemacht wi^d. Es besteht daher die Absicht,.daß alle derartig modifizierte/Systeme und ersetzte Systeme ebenfalls mit umfasst sind, da sie innerhalb des durch den Erfindungsgedanken gesteckten Rahmens liegen. Das Wort "Impuls" soll jegliches elektrische Signal mit Ausnahme eines nicht - variierenden Signals (wie eine NuI!-Spannung oder jegliche andere de Stufe)oder ein kontinuierliches Wellensignal wie eine kontinuierliche Sinuswelle umfassen.

-Patentansprüche- - 31 -

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Claims (15)

1. Patentansprüche

   1 J Herzochrittnachersj'sten in der Ausführung zum Einpflanzen in den menschlichen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode in einer zum Berühren den "^rzes bestirnten Ausbildung, eine ErregungBeinrichtur.g z:xv Erzeugung; einer kontinuierlichen Folge elektrischer Impulse zur Erregung der Elektrode und eine Generatorvorrichtuiifr zur Erzeugung eines Kontrollsignals in zeitlicher Abstimmung auf einene natürlichen Herzschlag vorgesehen sind, wobei die Erregungsvorrichtung einer? Schaltkreis aufweist ziir Erzeugimg entweder eines ersten ele3;tr:isehen Impulses in der genanntem Impulsfolge r:um Stimulieren des Herzes, wenn kein Kontrolleigr^al erfolgt, oder eines zweiten elektrischen Impulses in der genannten Impulsfolge, der bei Vorhandensein des Kontrollsignals das Herz nicht stimulieren kann.
2. 2. HersGchrittmaehersyote::: nach Anspruch. 1, g e kennzeichnet durch eine Feststellvorrichtung, die für eine Anwendung außerhalb des Herzschrittmachersysteins und in Verbindung ir.it diesem ausgebildet ist und auf die zweiten elektrischen Impulse anspricht zum Feststellen des Auftretens dieser nicht stimulierenden Impulse, wobei, wenn das Herzschrittinachersystem eingc-pflonzt ist, dieses System nicht - gegenläufig ist und ein untersuchender Arzt bestätigen kann, daß das lleri-schrittinach.ersyster:' bei Vorhandensein eines

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   - 32 normal funktionierenden Herzens in Betrieb ist.
3. 3. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungsvorrichtung einen Schwingkreis zur Erzeugung einer Folge von elektrischen Impulsen mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit umfasst, die geringfügig unterhalb der normalen Wiederholungsgeschwindigkeit des Herzes liegt, ein Impulsformerkreis zur Aufnahme des Ausgangssignals des Schwingkreises zur E_rzeugung eines Herz stimulierenden ersten Impulses für jeden von dem genannten Schwingkreis aufgenommenen Impuls in Abwesenheit von dem genannten Kontrollsignal vorgesehen ist und daß ein Leitungssystem das Kontrollsignal zu dem Impulsformerkreis zur Erzeugung eines nichtstimulierenden zweiten Impulses in zeitlicher Abstimmung mit dem Auftreten des genannten natürlichen Herzschlages führt.
4. 4. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennze i chnet, daß eine Vorrichtung zum Zurückstellen des Schwingkreises bei Vorhandensein eines natürlichen Herzschlages vorgesehen ist, wobei der Schwingkreis in einer Festtaktweise arbeitet, um die genannten ersten Impulse beim Fehlen eines natürlichen Herschlages zu erzeugen, und wobei der Schwingkreis die zweiten elektrischen Ausgangsimpulse synchronisiert mit einem natürlich erscheinenden Herzschlag erzeugt.

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5. 5. Herzschrittraachersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis eine Ruhepause von etwa 300 Millisekunden aufweist, nachdem er zurückgestellt ist, wobei er nicht in Schwingung versetzbar ist innerhalb der Ruhepause, wodurch die Fähigkeit des Systems zum Fühlen oder Feststellen äußerer Geräuschquellen mit einer V/iederholungsgeschwindigkeit, die größer als 3 Takte pro Sekunde iot, reduziert wird.
6. 6. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die Generatorvorrichtung eine Fühlervorrichtung aufweist, die so ausgebildet ist, da;3 sie den Ventrikel des Herzes berührt, um darin einen QRS Komplex zu fühlen bzw. festzustellen.
7. 7. Nicht - gegenläufiges Herzschrittmachersystem,

   das entweder in einer Festtakt- oder einer Befehlsarbeitsweise betrieben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode zum Berühren des Pat j entenherzens vorgesehen ist, ein erster Impulsgenerator zur Erzeugung einer Folge von Herz - stimulierenden Signalen und zum Überführen desselben an die Elektrode bei einem Intervall, das größer ist als das natürliche HersGchlagintervall, und zwar nur dann, wenn kein natürlicher Herzschlag innerhalb de3 genannten Intervalls erscheint, wobei das genannte System in einer Festtaktweise beim Fehlen eines natürlichen Herzschlages arbeitet, und eine Füllvorrichtung" vorhanden ist, die einen Kreis zir Erzeugung von auße^ wahrnehmbaren, nicht-stirnulierenden Impulsen in zeitlicher Abstimmung

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   mit natürlichen Herzschlägen und zum Überführen der nicht-stimulierenden Impulse zu der genannten Elektrode aufweist, wobei die Überführung nur dann stattfindet, wenn der natürliche Herzschlag erscheint, wobei der Herzschrittmacher in einer Befehlsarbeitsweise arbeitet.
8. 8. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-stimulierenden Impulse während einer D_auer von etwa 10 MikroSekunden anhalten und eine Feststell - oder Detektorvorrichtung außerhalb des Patienten vorgesehen ist zum wahlweisen Feststellen das Auftretens der genannten nichtstimulierenden Impulse, wobei ein untersuchender Arzt die Arbeitsweise und Wirksamkeit des Systems überprüfen und bestätigen kann, wenn das System in nichtgegenläufiger Weise betrieben wird und das Herz des Patienten normal funktioniert.
9. 9. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung zur Erzeugung eines hörbaren Signals beim Auftreten des genannten nicht-stimulierenden Impulses ausgebildet ist.
10. 10. Herzschrittmaohersystera nach Anspruch 8, dadurch ^x gekennzeichnet, daß die genannte erste Signalgeneratorvorrichtung einen Festtakt-Oszillator zur Erzeugung einer Impulsfolge mit Intervallen größer als das natürliche Herzschlagintervall aufweist und einen Formerkreiö aufweist, der einen Herz stimulierenden Impuls an die Elektrode von dem Oszillator erst weitergibt,

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    wenn das natürliche Herzschlagintervall abgelaufen ist.
11. 11. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung eine Einrichtung aufweist,"die de^zu ausgebildet ist, das Auftreten eines natürlichen QRS Komplexes in einem Herz zur Erzeugung eines Kontrollsignals in Abhängigkeit hiervon wahrzunehmen, daß eine Rückstellvorrichtung für den genannten Oszillator vorgesehen ist, um einen nichtstimulierenden Impuls in zeitlicher Abstimmung mit dem genannten Kontrollsignal sofort zu erzeugen, und eine Vorrichtung angeordnet ist, die das Kontrollsignal zur Modifizierung der Zeitkonstante desselben su der genannten Formvorrichtung führt, um sofort und in zeitlicher Abstimmung mit dem Erscheinen eines natürlichen Herzschlages den genannten nicht-stimulierenden Iiapuls zu erzeugen.
12. 1?. Herzschrittmachersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stimulierenden Impulse während einer Zeitdauer von etwa 1 Millisekunde und die genannten nicht-stimulierenden Impulse während einer Zeitdauer von etwa 10 Mikrosekunden auftreten.
13. 13. Verfahren zu einem künstlichen Herzantrieb mittels eines Herzschrittmachers, gekennzeichnet, durch die Verfahrensschritte: Wahrnehmen eines natürlichen QRS Komplexes, Erzeugen eines elektrischen Kontrollsignals in Abhängigkeit von dem wahrgenommenen QRS Komplex, Erzeugung eines nicht-stimulierenden, außen wahrnehmbaren Impulses in Abhängigkeit von dem genannten Kontrollsignal, und Stimulieren des Herzes bei Nichterscheinen

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    des genannten Kontrollsignals zu einem vorher bestimmten Zeitpunkt, der später als der Zeitpunkt liegt, an dem ein natürlicher Herzschlag hätte auftreten müssen.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, gekenn zeichnet durch das Verbinden des nicht-stimulierenden Impulses mit dem Herz.
15. 15. Iraplantierbares, nicht-gegenläufiges Befehlsherzschrittmachersystem zur Erzeugung Herz stimulierender Impulse und zum Übertragen der stimulierenden Impulse an das Herz, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung nur stattfindet, wenn kein natürlicher Herzschlag auftritt und eine/in Abhängigkeit vom Auftreten eines natürlichen Herzschlages arbeitende Vorrichtung vorhanden ist zur Erzeugung außen wahrnehmbarer, nicht-stimulierender Impulse in sich gegenseitig ausschließenden Verhältnis mit den genannten stimulierenden Impulsen und zum Übertragen der nichtstimulierenden Impulse zu dem Herz, wobei das Peststellen der nicht-stimulierenden Impulse anzeigt, daß der Herzschrittmacher in Befehlsweise arbeitet und daß das System funktioniert.

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