DE2212273A1

DE2212273A1 - Vorrichtung zur aeusseren Kontrolle von interessierenden Groessen im Inneren von Lebewesen

Info

Publication number: DE2212273A1
Application number: DE19722212273
Authority: DE
Inventors: Jean Degonde; Guy Mignot
Original assignee: SERDAL ELECTRON MED
Current assignee: SERDAL ELECTRON MED
Priority date: 1971-03-19
Filing date: 1972-03-14
Publication date: 1972-10-05
Also published as: GB1363371A

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumsteln Jun.

PATENTANWÄLTE

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L'ELECTRONIQUE MEDICALE S.E.R.D.A*L. S.A. Saint Eemy les Chevretise (Yvelines) / Frankreich

"Vorrichtung zur äußeren Kontrolle von interessierenden Größen

im Inneren von Lebewesen"

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, die es ermöglichen, von der Außenseite des Organismus eines Lebewesens charakteristische Größen zu erhalten, die die Funktion von Geräten betreffen, die in diesen Organismus eingepflanzt sind.

Die in einen Organismus eingepflanzten Geräte haben im allgemeinen den Zweck der Reizung oder der Kontrolle der Funktion von bestimmten Organen. Es ist daher insbesondere interessant, von außen, permanent oder nicht, die Daten kennen zu können, die einerseits die Wirksamkeit des Gerätes und andererseits seine Lebensdauer bestimmen oder die die Funktion eines bestimmten Organs kennzeichnen (z.B. Messungen des Druckes, der Liefermengen oder der Temperatur).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, diese Ergebnisse zu erhalten. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, alle elektrischen Größen zu messen, die die Schaltungen eines Reizerzeugers sowie der Batterien, die diesen versorgen, betreffen. Sie ermöglicht in gleicher Weise die Funktion bestimmter Organe,

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z.B. während eines chirurgischen Eingriffs, außerhalb anzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Spannung-Frequenz-Wandler, der die Spannungen empfängt, die sich als Funktion der zu übermittelnden Größen ändern. Diese Spannungen werden entweder direkt oder unter Zwischenschalten eines geeigneten Detektors von bekannter Art, der die zu messende Größe in eine Spannung umwandelt, geliefert. Der Wandler ist an einen Generator für durch die Haut laufende Impulse gekoppelt, deren Frequenz demzufolge eine Funktion der zu messenden Größe ist. Ein äusserer Detektor umfasst einen Impulsempfänger und einen Frequenz-Spannung-Wandler und nimmt die durch die Haut gesendeten Impulse auf und führt sie zu einer Anzeige oder Aufzeichnung der gemessenen Größe oder zu einem zugehörigen Servomechanismus.

Die Natur der ausgesandten Impulse ist nicht kritisch, soweit sie von dem Organismus vertragen werden. Sie können insbesondere elektrisch, magnetisch oder elektromagnetisch (Radiowellen oder Infrarotwellen) sein.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Herzschrittmacher.

Fig. 2 bis 4· zeigen Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Fig. 5 zeigt einen konkreten Schaltplan der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung zur Messung der Reizschwelle des Herzmuskels.

Die in den Figuren 1 und 5 gezeigte Vorrichtung betrifft das Messen eines "momentanen" Reizstromes eines eingepflanzten Herzschrittmachers. Ein Widerstand 1 von bekannter Größe (im allgemeinen 100 bis 500 Ohm), hier 100 0hm, ist in die Schaltung des Herzschrittmachers 2 zwischen diesen und das Herz 3 eingesetzt.

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Die Spannung an den Anschlüssen dieses Widerstands, die proportional der Intensität des Reizstromes ist, wird auf einen Spannung-Frequenz-Wandler 4 gegeben. Der Wandler 4 liefert zu Elektroden 6 und 7» die sich unter der Haut "befinden, eine Folge von elektrischen Impulsen von 3 Volt, deren Gesamtdauer gleich der Dauer des Signals des Schrittmachers ist (im allgemeinen 1 oder 2 Millisekunden) und deren Grundperiode (hier 350 MikroSekunden) sich proportional zur Spannung an den Anschlüssen des Widerstands (hier 30 MikroSekunden "bei 0,2 Volt) und daher zu dem dem Herzen zugeführten Strom ändert. Die Meßimpulse werden mit einer individuellen Dauer gewählt, die schwach genug (hier 2 MikroSekunden) ist, damit sie nicht von dem Patienten gespürt werden, wobei sie insgesamt eine gute Definition der Messung ermöglichen. Ein äusserer Empfänger 5 empfängt die Signale über Elektroden 16 und 17, die auf die Haut 8 aufgebracht sind, und decodiert sie so, daß bei 12 direkt die dem Herzen zugeführte Intensität angezeigt wird.

Die in den Fig. 2, 3 und 4- dargestellte Vorrichtung zeigt ein Mittel zum Messen der Spannung von Batteriezellen, wobei deren Stromlieferungsbedingungen so sind, daß daraus ihr Innenwiderstand abgeleitet werden kann, wobei die Größe dieses Innenwiderstandes die kennzeichnende Größe für den Verbrauch der Zelle ist. Ein Herzschrittmacher 2 wird ständig durch eine Batterie 9 versorgt. Der Reizausgang befindet sich zwischen 6 und C, wobei 6 eine indifferente Elektrode ist, und C die aktive Elektrode für die Verwendung am Herzen. Ein Spannung-Frequenz-Wandler 4- ist über die Schaltung aus Batterie und Herzschrittmacher durch das Magnetrelais 10 geschaltet, das sich schließt, wenn sich ihm ein Magnet oder ein Elektromagnet nähert, der in dem äusseren Meßgerät enthalten ist. Der Ausgang des Wandlers 4- wirkt auf die Elektroden 6 und 7> die sich an der Außenseite des Gerätes angrenzend an die Haut befinden (Fig. 2 und 3)· Der äussere Empfänger, der gegen die Haut 8 gebracht wird, umfasst (Fig. 4-) einen Generator für ein Magnetfeld, das dazu bestimmt ist, das Relais 10 zu schließen, eine konzentrische Elektrodenanordnung 16 und 17, die gleich der des Sendegerätes ist, und es ermöglicht, die ausgesandten Impulse mit maximalem Wirkungsgrad auf-

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zufangen, und einen Frequenz-Spannung-Wandler 5, der das Decodieren der empfangenen Informationen durchführt und mit einem Anzeigegerät 12 für das Messergebnis verbunden ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in gleicher Weise die Messung der Reizschwelle des Myocard ermöglichen. Eine Elektrode zur Reizung des Herzens, des Myocards oder der Kammern ist durch ihren Schwellenwert gekennzeichnet, der als die kleinste Intensität definiert ist, die eine Herzkontraktion auslöst. Beim Einpflanzen eines Herzschrittmachers ist es notwendig, den Schwellenwert der Elektrode zu messen und die Intensität des Stroms, der dieser zugeführt wird, auf einen theoretischen Wert einzustellen, der etwas über dem Schwellenwert liegt, um einen stabilen Antrieb sicherzustellen. In Wirklichkeit wird der zugeführte Strom auf einen Wert eingestellt, der sehr viel höher liegt als der Schwellenwert, um dem Ansteigen dieses Schwellenwerts im Verlauf der Zeit zu begegnen. Tatsächlich entstehen Gewebereaktionen im Bereich der Elektrode, die die Verhältnisse zwischen dieser Elektrode und den erregbaren Elementen des darunterliegenden Myocards ändern. Dies führt zu einer Erhöhung des Schwellenwertes, der schliesslich die Ursache eines Ausfallens des Antriebs sein kann. Es ist daher wünschenswert, eine Einrichtung anzubringen, die es in jedem Augenblick ermöglicht, den Schwellenwert zu messen und so seine Änderungen zu beobachten, und überhaupt für einen festen Reizstrom die Grenzwerte des Reizstromes zu kennen, die festgesetzt werden, um wieder rechtzeitig einzugreifen, wenn es notwendig ist. Zur Bestimmung der Reizschwelle wird eine Vorrichtung gemäss der Erfindung verwendet, mit der die Intensität des Reizstromes geändert werden kann, um den kleinsten Wert zu bestimmen, der ein Ansprechen des Herzmuskels erzeugt. Dazu wird der Wandler 4 an die Anschlussklemmen des Herzschrittmachers 2 angeschlossen, der durch eine von aussen steuerbare Stromquelle versorgt wird. Der variable Reisstrom kann z.B. durch Fotozellen zugeführt werden, die durch die Haut von einer variablen Lichtintensität versorgt werden. Diese erfindungsgemässe Messvorrichtung erlaubt es, den Schwellenwert mit dem normalen Reizstrom zu vergleichen.

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Die Fig. 6 zeigt die entsprechende Vorrichtung. Der Herzschrittmacher 2 ist normalerweise durch den Kontakt B des Relais 10 mit der normalen Versorgungsbatterie verbunden. Der Wandler 4 überträgt die Anzeige der Spannung der Batterie 9 nach aussen. Wenn man die Reizschwelle messen will, verbindet das Relais 10 den Herzschrittmacher 2 in der Stellung P unter der Wirkung ei-, nes äusseren Magneten mit den Fotozellen 11 zur gleichen Zeit, wie die Belichtungslampe 15 die maximale Belichtung liefert. Darauf wird die Belichtung der Lampe 13 verringert, wobei der Antrieb des Herzens entweder mit Hilfe eines Elektrokardioskops oder durch Pulsfühlen kontrolliert wird. Die durch den Wandler nach aussen übertragene Anzeige beim Nachlassen des Antriebs liefert den Schwellenwert.

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Claims

- 6 Patentansprüche

Λ.ι Eingepflanzte Vorrichtung zur äußeren Kontrolle von interessierenden Größen im Inneren eines Lebewesens, gekennzeichnet durch einen Spannung-Frequenz-Wandler, der an einen Generator für durch die Haut laufende Impulse gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem äußeren Detektor verknüpft ist, der einen Impulsempfanger, einen Frequenz-Spannung-Wandler und ein Gerät zur Verarbeitung der gemessenen Größen umfasst.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ der Ausgang des eingepflanzten Spannung-Frequenz-Wandlers durch ein konzentrisches Elektrodenpaar gebildet wird, das sich auf der Außenseite des Gerätes an die Haut angrenzend befindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites konzentrisches Elektrodenpaar, das dem des Sendegerätes gleich ist, außen mit dem Frequenz-Spannung-Wandler verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannung-Frequenz-Wandler mit einem Relais verknüpft ist, das durch Ansprechen auf ein äußeres Magnetfeld geschaltet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler an einen Detektor gekoppelt ist, der die zu messende Größe in eine Spannung umwandelt.

4/sh (2/2/1)

12. Mai 1972

Betrifft: Patentanmeldung P 22 12 273.2-L'Electronique Medicale S.E.R.D.A.L. S.A. Vorrichtung zur äußeren Kontrolle von interessierenden Größen im Inneren von Lebewesen,

PATENTANSPRUCH

eingegangen am.

Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Kontrolle der Myocardreizschwelle eines einen Herzschrittmacher tragenden Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (4) an die Anschlußklemmen des Herzschrittmachers (?) angeschlossen ist, der durch eine von außen steuerbare Stromquelle (11) versorgt wi rd.

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