DE2301055C2 - Elektromedizinisches Reizstromgerät - Google Patents

Description

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ausreichenden Energie zu erzeugen, obwohl eine gewis- die typischerweise 10% unter der ersten vorgegebenen se Entladung der Batterie eingetreten ist, ist infolgedes- Folgefrequenz liegt, über, sobald die Spannung der sen für Patienten, bei denen solche Geräte implantiert Stromquelle unter den Grenzwert abfällt Der Patient

sind, von größtem Nutzen. kann ohne weiteres kontrollieren, ob der Schrittmacher

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reiz- 5 mit der ersten oder der zweiten vorbestimmten Folgestromgerät mit einstellbarer Impulsbreite zu schaffen, frequenz arbeitet Er kann anhand dessen ohne weiteres

das eine besonders iange Lebensdauer hat feststellen, ob die Ausgangsspannung der Stromquelle

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, unter den vorbestimmten Grenzwert abgesunken ist daß das die Impulsbreite bestimmende Steuerglied mit Auf diese Weise steht ausreichend Zeit zur Verfügung, einem in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der 10 den Schrittmacher auszutauschen, bevor die Stromquel-

Stromquelle ansprechenden Überwachungsglied ver- Ie so weit erschöpft ist daß die Herztätigkeit nicht mehr

bunden ist, das bei Absinken der Ausgangsspannung angeregt werden kann.

unter einen vorbestimmten Grenzwert eine Vergröße- Zusätzlich kann ein implantierbares Steuerorgan zur

rung der Impulsbreite um einen Betrag bewirkt der die Einstellung der Impulsbreite vorgesehen sein, das

Impulsenergie ausreichend groß für eine fortgesetzte 15 zwecks Verstellung nach der Implantation mit einer

Reizung des Körperteils innerhalb eines Bereiches ab- nicht implantierten externen Stellvorrichtung magne-

nehmender Ausgangsspannungen hält tisch koppelbar ist Diese Impulsbreiteneinstellung er-

Bei dem Reizstromgerät nach der Erfindung wird die gänzt die erläuterte Impulsbreitenkompensation. Zu-Ausgangsimpulsbreite selbsttätig erhöht wenn ,die Aus- sammen gestatten es diese Merkmale, Batterieenergie gangsspannung der Stromquelle absinkt Die Reiz- 20 zu sparen taid die Lebensdauer des Schrittmachers bestromimpulsbreite kann den Bedürfnissen des betreffen- sonders wirkungsvoll zu erhöhen, inci^n die Ausgangsden Patienten angepaßt und anfänglich auf relativ kleine impulsbreite an den maximalen Reizbed&vf des Patien-Werte eingestellt werden. Auf diese Weise wird Batte- ten angepaßt wird. Dieser Reizbedarf schließt keinen rieenergie gespart, und es wird eine Verlängerung der Sicherheitsfaktor für Energieverluste infolge der ErLebensdauer des Schrittmachers erzielt 25 Schöpfung der Stromquelle ein. Ein solcher Sicherheits-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das faktor ist vorliegend nicht erforderlich. Der Energiever-

Steuer glied für eine Vergrößerung der Impulsbreite lust wird selbsttätig dadurch kompensiert, daß die Im-

derart ausgelegt sein, daß die Impulsenergie innerhalb pulsbreite erfindungsgemäß entsprechend vergrößert

des Bereiches abnehmender Ausgansspannungen im wird. Aufgrund dessen kann die Ausgangsimpulsbreite

wesentlichen konstant bleibt 30 ohne Gefahr auf Werte eingestellt werden, die weit un-

Ein Problem bestand auch darin, festzustellen, wenn ter den Werten bekannter Schrittmacher liegen,

der Schrittmacher ausgetauscht werden muß. Wenn die Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausfüh-

Stromquelle erschöpft ist, nimmt die Amplitude der rungsbeispielen näher erläutert In den Zeichnungen

Ausgangsimpulse ab. Der Schrittmacher muß daher zeigt

selbstverständlich ausgetauscht werden, bevor die Aus- 35 F i g. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen Geräte-

gangsimpulsamplitude so weit abgesunken ist, daß sie teile einer Ausführungsform eines Reizstromgerätes

nicht mehr ausreicht um die Herztätigkeit anzuregen. nach der Erfindung,

Die Erfahrung hat gezeigt daß die Erschöpfung der F i g. 2 eine grafische Darstellung, die erkennen läßt

einzelnen Zellen der Stromquelle nicht sonderlich genau wie die Schrittmacherausgangsimpulse hinsichtlich ih-

vorausgesagt werden kann. In den meisten Fällen war 40 rer Impulsbreite und Impulsfolgefrequenz beeinflußt

ein vorzeitiges Versagen des Schrittmachers auf einen werden, und

Ausfall einzelner Zellen der Stromquelle zurückzufüh- F i g. 3 ein schematisches Schaltbild der Ausführungsren. Dies machte es erforderlich, den Schrittmacher pro- form des Reizstromgerätes gemäß F i g. 1.
phylaktisch schon sehr frühzeitig auszutauschen. Bei be- Entsprechend Fig. ί weist das Reizstromgerät im kannten Schrittmachern wurde eine Erschöpfung der 45 wesentlichen eine Stromquelle 1, eine Überwachungs-Stromquelle dadurch ermittelt, daß die Ausgangsimpul- stufe 2, einen Impulsgenerator oder Oszillator 3, eine se auf eine Verringerung der Impulsamplitude oder auf Ausgangsstufe 4 und Ausgangsklemmen 5 und 6 auf.
eine Änderung der Impulsfolgefrequenz hin untersucht Bei dieser Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, wurden. Dies hatte den Nachteil, daß der Patient in die dafür sorgen, daß die Ausgangsimpulsbreite selbstregelmäßigen Abständen zwecks Kontrolle zum Arzt 50 tätig vergrößert wird und die Folgefrequenz der Ausgehen mußte, da der Patient selbst nicht in der Lage war, gangsimpulse automatisch verringert wird, wenn die die Verringerung der Impulsamplitude oder die Ände- Ausgangsimpulsamplitude dadurch absinkt, daß die rung der Impulsfolgefrequenz festzustellen. Ausgangsspannung der Stromquelle unter einen vorbe-

In weiterer Ausgestaltung ist mittels des die Impuls- stimmten Grenzwert abgefallen ist. Die mit der Strombreite bestimmenden Steuergliedes in Abhängigkeit 55 quelle 1 elektrisch verbundene Übenvachungsstufe 2 von dem Überwachungsglied zusätzlich die Folgefre- ermittelt, wenn die Ausgangsspannung der Stromquelle quenz der Reizstromimpulse verringerbar. Dies versetzt 1 den vorbestimmten Grenzwert unterschreitet Der den Patienten in die Lage, festzustellen, wann die Oszillator 3 ist an die Überwachungsstufe 2 angeschlos-Stromquelle des Schrittmachers erschöpft ist. Eine vor- sen und spricht au/ diese an. Der Oszillator 3 steht ferbestimmte Verringerung der Impulsfolgefrequenz (typi- 60 ner mit der Ausgangsstufe 4 in Verbindung. Dabei ist seherweise um 10%) wird als Indikator dafür ausge- dafür gesorgt, daB die Breite der von der Ausgangsstufe nutzt, daß die Ausgangsspannung der Stromquelle unter 4 abgegebenen Ausgangsimpulse selbsttätig erhönt und einen vorbestimmten Betrag abgesunken ist, beispiels- die Folgefrequenz, mit der die Ausgangsstufe 4 die Ausweise wenn die erste Zelle der Stromquelle erschöpft ist gangsimpulse abgibt, automatisch verringert wird. Die Der Schrittmacher arbeitet mit einer ersten vorbe- 65 von der Ausgangsstuf.· 4 abgegebenen Ausgangsimpulstimmten Folgefrequenz, solange die Spannung der se gehen an die Ausgangsklemmen 5, 6. Die Ausgangs-Stromquelle über dem vorbestimmten Grenzwert liegt. impulse lassen sich für eine Reihe von Zwecken verwen-Er geht auf eine zweite vorbestimmte Folgefrequenz, den. Beispielsweise können sie an das Herz eines Men-

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sehen oder Tieres über implantable elektrische Leitungen angelegt und dazu benutzt werden, die Herztätigkeit anzuregen.

F i g. 2 zeigt die Ausgangsimpulse des Gerätes. Solange die Ausgangsspannung der Stromquelle über dem vorbestimmten Grenzwert liegt, der durch die gestrichelte Linie Xangedeutet ist, haben die Ausgangsimpulse eine Impulsbreite a bei einem Impulsintervall b.

F i g. 2 zeigt die typische Form der Ausgangsimpulse, die das Gerät bis zu der gestrichelten Linie y abgibt. Zu diesem Zeitpunkt fällt die Ausgangsspannung der Stromquelle plötzlich erheblich unter den ursprünglichen Wert ab und kommt unter den vorbestimmten Grenzwert Λ'zu liegen. Wie ersichtlich, nehmen sowohl die Ausgangsimpulsbreite a' als auch das Impulsintervall b'zu, wenn die Ausgangsspannung der Stromquelle plötzlich unter den vorbestimmten Grenzwert X abfällt.

F i g. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild der Ausführungsform nach Fig. 1, die in der in Fig.2 angedeuteten Weise arbeitet Bei der speziellen Ausführungsform nach F i g. 3 handelt es sich um die Schaltung eines asynchronen Schrittmachers mit einstellbarer Impulsbreite.

Die Stromquelle 1 umfaßt eine Batterie 7 und einen Kondensator 8. Die Batterie 7 weist vier Zellen auf, von denen jede ein Potential von 135 V hat Die positive Klemme der Batterie ist mit dem Anschlußpunkt 9 verbunden, während die negative Klemme an Masse liegt. Der Kondensator 8 ist der Batterie 7 als Filter parallelgeschaltet.

Mit Hilfe der Überwachungsstufe 2 wird ein Absinken der Ausgangsspannung der Batterie 7 unter den vorbestimmten Grenzwert festgestellt Die Überwachungsstufe 2 weist Transistoren 10, 1 1 und 12 auf. Der Kollektor des Transistors 10 ist über Widerstände 13 und 14 mit dem Anschlußpunkt 9 verbunden, während der Emitter des Transistors 10 unmittelbar an die Basis des Transistors 11 angeschlossen ist Der Kollektor des Transistors 11 steht über einen Widerstand 15 mit einem Anschlußpunkt 16 in Verbindung, während der Emitter des Transistors 11 unmittelbar mit einem Anschlußpunkt 17 verbunden ist Ein Widerstand 18 liegt zwischen Basis und Emitter des Transistors 11. Er hat die Aufgabe, jeden über den Kollektor und die Basis des Transistors 11 fließenden Leckstrom abzuleiten, wodurch verhindert wird, daß ein solcher Leckstrom den Transistor 11 stromführend macht, wenn der Transistor

10 gesperrt ist Der Emitter des Transistors 12 ist mit dem Anschlußpunkt 9 verbunden, während die Basis dieses Transistors mit einem Anschlußpunkt 19 zwischen den Widerständen 13 und 14 in Verbindung steht

Die Transistoren 10 und 11 bilden zusammen ein Spannungsmeßglied. Dadurch, daß der Emitter des Transistors 10 unmittelbar an die Basis des Transistors

11 angeschlossen ist arbeiten die Transistoren 10 und 11 als Einheit Der Transistor 11 leitet daher, wenn der Transistor 10 Strom führt Wenn umgekehrt der Transistor 10 gesperrt ist, führt auch der Transistor 11 keinen Strom.

Die von den Transistoren 10 und 11 gebildete Einheit ist so vorgespannt, daß sie einen Abfall der Ausgangsspannung der Batterie 7 unter den vorbestimmten Grenzwert ermitteln kann. Für diesen Zweck werden Widerstände 20 und 21, die einen die Transistoreinheit 10, 11 mit Vorspannung versorgenden Spannungsteiler bilden, so bemessen, daß dann, wenn die Spannung am Anschlußpunkt 9 unter dem vorbestimmten Wert, beispielsweise unter 5,0 V, liegt die Spannung an der Basis des Transistors 10 kleiner als die Summe der Schwellwertspannungen von Transistor 10 und Transistor 11 ist und infolgedessen nicht ausreicht, um den Transistor 10 und/oder den Transistor 11 aufzusteuern. Zu einem Abfall der Spannung unter den vorbestimmten Grenzwert kann es beispielsweise kommen, wenn eine der Zellen der Batterie 7 im wesentlichen vollständig erschöpft ist. In diesem Falle, oder wenn aus einem anderen Grund die Spannung am Anschlußpunkt 9 unter den vorbe stimmten Grenzwert fällt, kann die Transistoreinheit nicht leitend gemacht werden. Der Transistor 12 führt nur Strom, wenn die Transistoreinheit aufgesteuert ist. Das Sperren der normalerweise leitenden Transistoren 10, 11 und 12 wird ausgenutzt, um anzuzeigen, daß die Ausgangsspannung der Batterie 7 unter den vorbestimmten Grenzwert X(F i g. 2) abgefallen ist.

Der Oszillator oder Impulsgenerator 3 ist so aufgebaut, daß er auf einen vom der Übcrwachungsstufe 2 ermittelten Abfall der Ausgangsspannung der Batterie 7 anspricht Er kann dann die Ausgangsimpulsbreite erhöhen und die Folgefrequenz der Ausgangsimpulse der Ausgangsstufe 4 herabsetzen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird der Impulsgenerator von einem dreistufigen Transistoroszillator gebildet

Der Emitter des einen Transistors 22 des Oszillators ist mit dem Anschlußpunkt 16 verbunden, der seinerseits übt: einen Widerstand 23 mit dem Anschlußpunkt 9 in Verbindung steht Der Kollektor des Transistors 22 ist über einen Widerstand 24 mit Masse verbunden, während die Basis (!es Transistors 22 über die Reihenschaltung von Widerständen 25, 26 und 27 an Masse angeschlossen ist Ein Widerstand 28 und ein Kondensator 29 liegen in Reihe zwischen dem Emitter des Transistors 22 und einem Anschlußpunkt 30, der zwischen den Widerständen 25 und 26 sitzt Der Emitter eines weiteren Transistors 31 des dreistufigen Transistorosziüators ist mit dem Anschlußpunkt 9 verbunden. Der Kollektor des Transistors 31 steht über die Reihenschaltung einer Diode 32, von Widerständen 33, 34 und 35 sowie eines Potentiometers 36 mit dem Anschlußpurskt 30 in Verbindung. Der Transistor 31 wird von der Batterie 7 über einen Widerstand 37 vorgespannt Der Widerstand 37 sitzt zwischen Emitter und Basis des Transistors 31. Der Kollektor des Transistors 12 ist mit dem Anschlußpunkt 38 zwischen Widerstand 33 und Diode 32 verbunden.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist das Potentiometer 36 ein von außerhalb des Körpers durch magnetische Kopplung einstellbares Potentiometer. Das Potentiometer 36 weist ein hermetisch abgedichte tes drehbares magnetisches Bauteil auf. Dieses drehbare magnetische Bauteil bildet den implantablen Teil eines mit magnetischer Kopplung arbeitenden Servomechanismus, zu dem zusätzlich ein gesondertes, nicht veranschaulichtes magnetisches Fernsteuerteil gehört, das mittels eines Motors angetrieben wird. Der implantable Teil des Potentiometers weist ein 1500: !-Untersetzungsgetriebe au/, das mit einem linearen 360° -Potentiometer verbunden ist Die Ankopplung an das Fernsteuerteil erfolgt magnetisch. Mittels des Fernsteuer- teils kann ein Drehmoment auf eine Welle des Untersetzungsgetriebes ausgeübt werdea Mit Hilfe dieses Drehmoments wird das lineare 360° -Potentiometer angetrieben, um auf diese Weise den Widerstandswert des Potentiometers 36 einzustellen.

Der Emitter des dritten Transistors 39 des Oszillators ist unmittelbar an Masse angeschlossen, während der Kollektor dieses Transistors fiber eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 40 und einem Kondensator 41

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mit der Basis eines Transistors 42 sowie über einen Widerstand 43 mit der Basis des Transistors 31 verbunden ist. Der Widerstand 24 liegt zwischen der Basis des Transistors 39 und Masse. Er spannt den Transistor 39 positiv vor.

Da die Basis des Transistors 39 und der Kollektor des Transistors 22 unmittelbar miteinander verbunden sind, geht, WfW der Transistor 22 Strom führt, ein Basisstrom an den Transistor 39, mittels dessen der Transistor 39 aufgesteuert wird. Wenn der Transistor 39 Strom führt, sinkt die Spannung am Kollektor dieses Transistors und damit am AnschluBpunkt 17 ab. Dieser Spannungsabfall macht sich an der Basis des Transistors 31 bemerkbar und hat zur Folge, daß der Transistor 31 aufgesteuert wird. Wenn daher der Transistor 22 stromführend wird, wird auch der Transistor 39 stromführend, wodurch der Transistor 31 auf gesteuert wird. Wenn umgekehrt der Transistor 22 gesperrt wird, sperren auch die Transisto- -—. it ..„α ia

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Die Ausgangsstufe 4 umfaßt den Transistor 42, einen Widerstand 44 und einen Kondensator 45. Der Emitter des Transistors 42 ist mit dem Anschlußpunkt 9 verbunden, während der Kollektor dieses Transistors mit einem Anschlußpunkt 46 zwischen dem Kondensator 45 und dem Widerstand 44 in Verbindung steht. Die Basis des Transistors 42 ist an den Oszillator 3 angeschlossen und wird von diesem vorgespannt. Dabei ist die Basis des Transistors 42 mit der Parallelschaltung aus Widerstand 40 und Kondensator 41 verbunden. Der Widerstand 44 liegt zwischen dem Kondensator 45 und Masse.

Die Ausgangsklemmen 5, 6 sind an eine nicht veranschaulichte elektrische Leitung angeschlossen, über die die Impulse an das Herz gehen, um dieses anzuregen. Der Schrittmacherimpuls wird erzeugt, wenn der Kondensator 45 entladen wird. Die Entladestrecke des Kondensators 45 läuft von der Ausgangsklemme 6 über das Herz zur Ausgangsklemme 5 sowie dann über den stromführenden Transistor 42. Die Aufladung des Kondensators 45 erfolgt bei gesperrtem Transistor 42 über einen Stromkreis, der von der Batterie 7 über die Ausgangsklemme 5. das Herz, die Ausgangsklemme 6 und den Widerstand 44 nach Masse führt.

Jeder Herzschrittmacher hat im wesentlichen die Funktion, elektrische Impulse zu liefern, die das Herz zum Schlagen anregen. Von bekannten Schrittmachern dieser Art unterscheidet sich die vorstehend beschriebene Anordnung im wesentlichen dadurch, daß die Ausgangsimpulsbreite selbsttätig vergrößert wird, wenn die Ausgangsamplitude der von der Stromquelle abgegebenen Spannung unter einen vorbestimmten Grenzwert abfällt. Ein weiterer Unterschied besteht insofern, als die Impulsfolgefrequenz bei dieser Vergrößerung der Impulsbreite herabgesetzt wird (typischerweise um 10%). Die Absenkung der Impulsfolgefrequenz dient der Anzeige dafür, daß die Ausgangsspannung der Stromquelle abgesunken ist Die Arbeitsweise der beschriebenen Schrittmacherausführungsform läßt sich in Verbindung mit dem elektrischen Schaltbild am besten verstehen, wenn zwei Betriebszustände betrachtet werden, und zwar der eine, bei dem der Oszillator keinen Strom führt, also gesperrt oder ausgeschaltet ist, sowie der andere, bei dem der Oszillator Strom führt, also entsperrt oder eingeschaltet ist

Bei ausgeschaltetem Oszillator sind sämtliche Transistoren gesperrt Der Kondensator 29 lädt sich auf, während der Oszillator eingeschaltet ist, und wird über einen Entladestromkreis entladen, der über die Widerstände 26 und 27. die Batterie 7, den Widerstand 23 und den Widerstand 28 führt.

Die Entladung des Kondensators 29 über diese Entladestrecke dauert an, bis der Transistor 22 stromführend wird. Der Transistor 22 wird aufgesteuert, wenn seine Basis-Emitter-Spannung einen vorbestimmten Wert, beispielsweise ungefähr 0,4 V, erreicht. Da der Widerstand 28 klein ist und der Entladestrom eine geringe Größe hat, fällt am Widerstand 28 nur eine sehr kleine Spannung ab. Am Widerstand 25 tritt im wesentlichen

ίο kein Spannungsabfall auf. Infolgedessen entlädt sich der Kondensator 29 weiter, bis die am Kondensator anstehende Spannung im wesentlichen der Einschaltspannung des Transistors 22 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transistor 22 stromführend.

Wenn Strom über den Transistor 22 fließt, wird der Transistor 39 aufgesteuert, der seinerseits den Transistor 31 aufsteuert. Wenn daher der Transistor 22 stromführend wird, wird der Oszillator entsperrt. Der Kollektor des Transistors 39 ist mit den Basen Her Transistoren 10 und 42 verbunden. Wenn daher der Transistor 39 stromführend wird, steuert er normalerweise, das heißt dann, wenn die Ausgangsspannung der Batterie 7 über dem vorbestimmten Grenzwert liegt, den Transistor 42 und die von den Transistoren 10 und 11 gebildete Transistoreinheit auf. Wenn die Transistoreinheit stromführend wird, steuert sie ihrerseits den Transistor 12 auf. Wenn daher der Oszillator entsperrt ist, führen normalerweise sämtliche Transistoren der Schaltung Strom. Alle Transistoren bleiben normalerweise stromführend, bis der Transistor 22 in der weiter unten erläuterten Weise gesperrt wird. Sperrt der Transistor 22, steht kein Basisstrom mehr für den Transistor 39 zur Verfügung. Der Transistor 39 sperrt und steuert seinerseits die Transistoren 31, 42 und die Transistoreinheit mit den Transistoren 10 und 11 zu. Wenn die Transistoreinheit gesperrt wird, steuert sie ihrerseits den Transistor 12 zu. Der Oszillator ist jetzt ausgeschaltet und sämtliche Transistoren der Schaltung sind gesperrt

Die Einschaltzeitdauer des Oszillators stellt die Zeitspanne dar, die zur Aufladung des Kondensators 29 erforderlich ist. Diese Zeitspanne ist im wesentlichen äquivalent der Impulsbreite des Schrittmachers. In dem Augenblick, in dem der Oszillator stromführend wird, entspricht die Spannung am Kondensator 29 der Einschaltspannung des Transistors 22. Dieses Gleichgewicht tritt nur momentan ein, wenn sich der Kondensator 29 lädt, während der Transistor 31 und/oder der Transistor 12 aufgesteuert sind. Die Transistoren 31 und 12 können solange Strom führen, wie der Transistor 22

so aufgesteuert ist Die Aufladung des Kondensators 29 erfolgt, während der Oszillator eingeschaltet ist Der eine Ladestromkreis läuft ausgehend vom Anschlußpunkt 9 über den Transistor 31, den Widerstand 33, die Diode 32, die Widerstände 34 und 35 sowie das Potentiometer 36. Eine weitere Ladestrecke führt vom Anschlußpunkt 9 aus über den Transistor ti, die Diode 32, die Widerstände 34 und 35 sowie das Potentiometer 36. Der Kondensator 29 lädt sich weiter auf, bis die Spannung am Kondensator 29 im wesentlichen gleich der

eo Spannung am Anschlußpunkt 16 abzüglich des Spannungsabfalls der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 22 ist Dann sperrt der Transistor 22. Die Zeitspanne, die verstreicht, bis der Kondensator 29 auf diese Spannung aufgeladen ist, hängt von dem Ladestrom ab. Der Ladestrom ändert sich seinerseits in Abhängigkeit davon, ob der Transistor 12 während der Einschaltzeit des Oszillators Strom führt oder ob dieser Transistor gesperrt ist, weil die die Transistoren 10 und 11 umfassende Transi

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storeinheit keinen Ström führt. Bei aufgesteuertem Transistor 12 ist der Ladestrom größer. Der Ladestrom kann durch Verstellen des Potentiometers 36 beeinflußt werden. Infolgedessen entspricht die Impulsbreite im wesentlichen der Zeitdauer, die erforderlich ist. um den Kondensator 2i auf die den Transistor 22 sperrende Spannung aufzuladen. Dies hängt infolgedessen davon ab, ob der Transistor 12 entsperrt werden kann und läßt sich durch Verstellen des Potentiometers 36 ändern.

Die beschriebene Schaltungsanordnung ist in der Lage, selbsttätig die Ausgangsimpulsbreite zu vergrößern und die Folgefrequenz der Ausgangsimpulse zu senken, wenn die Ausgangsspannung der Batterie 7 unter den vorbestimmten Grenzwert abfällt. Dabei ist der von den Widerständen 20 und 21 gebildete Spannungsteiler so bemessen, daß dann, wenn die Ausgangsspannung der Batterie 7 (die Spannung am Anschlußpunkt 9) unter den vorbestimmten Grenzwert absinkt, die Spannung an der Basis des Transistors iö kleiner als die Summe der Schwellwertspannungen der Transistoren 10 und 11 wird und infolgedessen nicht mehr ausreicht, um die von den Transistoren 10 und 11 gebildete Transistoreinheit aufzusteuern, wenn der Oszillator eingeschaltet ist. Normalerweise, das heißt dann, wenn die Ausgangsspannung der Batterie 7 über dem vorbestimmten Grenzwert liegt, führt die Transistoreinheit Strom, wenn der Oszillator entsperrt ist. Wenn die Transistoreinheit während des Einschaltzustandes des Oszillators keinen Strom führt, kann die Spannung am Anschlußpunkt 16 größer werden als dies der Fall ist, wenn die Transistoreinheit Strom führt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß über den Widerstand 28 ein stärkerer Strom fließt, weil der über den Widerstand 15 und den Transistor 11 führende zweite Stromweg entfällt. Bei gesperrter Transistoreinheit ist infolgedessen die Spannung am Anschlußpunkt 16 während der Einschaltdauer des Oszillators höher als bei stromführender TraRsistcrcinheit Das hat zur Folge, daß sich der Kondensator 29 auf eine höhere Spannung auflädt Dafür ist eine größere Zeitdauer erforderlich, wodurch die Ausgangsimpulsbreite vergrößert wird. Die größere Ladung auf dem Kondensator 29 erfordert eine iängere Entladedauer, wodurch die Impulsfolgefrequenz verkleinert wird. Beispielsweise wird die Entladedauer um 10% vergrößert, wenn der Kondensator 29 auf diesen höheren Spannungswert aufgeladen wird. Das bewirkt, daß der Schrittmacher bei Absinken der Spannung der Batterie 7 unter den vorbestimmten Grenzwert mit einer Folgefrequenz arbeitet, die geringer (typischerweise um 10% kleiner) als die Folgefrequenz ist, mit der der Schrittmacher arbeitet solange die Spannung der Batterie 7 über dem vorbestimmten Grenzwert liegt Die Vergrößerung der Ausgangsimpulsbreite und die Verringerung der Impulsfolgefrequenz lassen sich in F i g. 2 deutlich erkennen.

Die vorstehende Anordnung wurde in Verbindung mit einer speziellen Ausführungsform eines Herzschrittmachers erläutert Es versteht sich jedoch, daß dies nur ein Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen Prinzips darstellt Grundsätzlich können sowohl das Merkmal der selbsttätigen Vergrößerung der Ausgangsimpulsbreite als auch das Merkmal der automatischen Vergrößerung der Impulsintervalle vorteilhaft bei jeder Einrichtung eingesetzt werden, die Folgen von sich wiederholenden Impulsen erzeugt

85

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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   Impulsbreite vorgesehen ist, das zwecks Verstellung

   Patentansprüche: nach der Implantation mit einer nicht implantierten

   externen Stellvorrichtung magnetisch koppelbar ist

   1. Elektromedizinisches Reizstromgerät mit einer It. Reizstromgerät nach Anspruch 10, dadurch Stromquelle, die einen Impulsgenerator speist, der s gekennzeichnet, daß als Steuerorgan ein magnetisch Reizstromimpulse an mit einem Körperteil verbind- ankoppelbares Potentiometer (36) vorgesehen ist
   bare Anschlüsse liefert und ein die Impulsbreite der 12. Reizstromgerät nach Anspruch 3, dadurch ge-Reizstromimpulse bestimmendes Steuerglied auf- kennzeichnet daß das Überwachungsglied (10, 11) weist, dadurch gekennzeichnet, daß das bei Absinken der Ausgangsspannung der Strom-Steuerglied (12, 29,31, 33 bis 36) mit einem in Ab- io quelle unter den vorbestimmten Grenzwert das hängigkeit von der Ausgangsspannung der Strom- Steuerglied veranlaßt die Folgefrequenz der Ausquelle ansprechenden Uberwachungsglied (10, 11) gangsimpulse am einen diskreten Betrag zu verrinverbunden ist das bei Absinken der Ausgangsspan- gern,
   nung unter einen vorbestimmten Grenzwert eine

   Vergrößerung der Impulsbreite um einen Betrag be- is

   wirkt, der die Impulsenergie ausreichend groß für
   eine fortgesetzte Reizung des Körperteils innerhalb

   eines Bereiches abnehmender Ausgangsspannungen Die Erfindung betrifft ein elektromedizinisches Reizhält stromgerät mit einer Stromquelle, die einen Impulsge-

   O OetTK^nmirorSt nor>li Ancnmr*h 1 HoHiirr*Ji or/*_ in rtAro*r»r crw»ic* Hpr PpivctrnmimniilcA an mit pmpm IfAr.

   kennzeichnet daß das Steuerglied (12,29,31,33 bis perteil verbindbare Anschlüsse liefert und ein die Im-36) für eine Vergrößerung der Impulsbreite derart pulsbreite der Reizstromimpulse bestimmendes Steuerausgelegt ist daß die Impulsenergie innerhalb des glied aufweist

   Bereiches abnehmender Ausgangsspannungen im Bei einem bekannten Reizstromgerät dieser Art (US-wesentlichen konstant bleibt 25 PS 33 11111) ist mindestens ein bistabiler Schalter vor-

   3. Reizstromgerät nach Anspruch 1 oder 2, da- gesehen, der nach «iner Implantation des Gerätes mitdurch gekennzeichnet daß mittels des Steuergliedes tels eines externen Magnetfeldes umgeschaltet werden (12,29,31,33 bis 36) in Abhängigkeit von dem Über- kann, um Widerstände oder Kondensatoren ein- und wachungsglied (10,11) zusätzlich die Folgefrequenz auszuschalten, die den Lade- oder Entladevorgang eines der Reizstromimpulse verringerbar ist 30 RC-Zeitgliedes steuern, um auf diese Weise zum Bei-

   4. Reizstromgerät nach einem der vorhergehen- spiel die Impulsbreite der Reizstromimpulse einzustelden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das len.

   Steuerglied (12,29,31, J3 bis 36) einen Energiespei- Der Erfindungsgegenstand eignet sich insbesondere eher (29) aufweist dessen Ladt^'eit die Impulsbreite für einen implantierbaren Herzschrittmacher mit einbestimmt 35 stellbarer Impulsbreite. Die Erfindung ist jedoch auf die-

   5. Reizstromgerät nach Ansprüchen 3 und 4, da- sen Anwendungsfall nicht beschränkt Zum Beispiel durch gekennzeichnet daß die Entladezeit des Ener- kann die Erfindung auch bei vollständig implantierbaren giespeichers (29) das Impulsintervall zwischen den Nervenreizgeräten und anderen Ari«n von implantier-Reizstromimpulsen bestimmt baren Muskelreizgeräten benutzt werden.

   6. Reizstromgerät nach Anspruch 4, dadurch ge- 40 Leitungsdefekte des Herzens, die im allgemeinen als kennzeichnet daß der Energiespeicher (29) inner- Herzblock bezeichnet werden, konnten durch den weit halb des Steuergliedes (12, 29, 31, 33 bis 36) so ge- verbreiteten Einsatz von Herzschrittmachern in erheblischaltet ist daß er Energie vom Impulsgenerator (3, chem Umfang unter Kontrolle gebracht werden. Durch 4) zu den Anschlüssen (5,6) nur passieren läßt wan- die Verwendung solcher Schrittmacher wurde die frürend er sich auf einen vorbestimmten Wert auflädt 45 her hohe Sterblichkeitsquote des vollständigen Herz-

   7. Reizstromgerät nach Anspruch 5 oder 6, da- blocks in bemerkenswerter Weise gesenkt Der am häudurch gekennzeichnet daß der Energiespeicher (29) figsten benutzte Herzschrittmacher ist der implantable, innerhalb des Steuergliedes (12,29,31,33 bis 36) so batteriegespeiste Schrittmacher. Ein solcher Schrittma-

   j| geschaltet ist daß er den Energieübergang vom Im- eher muß ausgetauscht werden, wenn die Entladung der

   f pulsgenerator (3,4) zu den Anschlüssen (5,6) sperrt so Batterie schließlich so weit fortgeschritten ist daß die

   || während er sich entlädt dem Herzen zugeführten Reizstromimpulse nur noch

   ■fi 8. Reizstromgerät nach einem der vorhergehen- unzureichende Energie haben, um das Herz in der erfor-

   i; den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das derlichen Weise zum Ansprechen zu bringen.

   U Überwachungsglied eine das Absinken der Aus- Der Austausch eines implantierbaren Schrittmachers

   ji; gangsspannung der Stromquelle unter den vorbe- 55 erfordert einen chirurgischen Eingriff. Obwohl es sich

   £| stimmten Grenzwert ermittelnde Transistorstufe dabei um einen kleinen Eingriff handelt sollte er ver-

   (10,11) aufweist mieden werden, wann immer dies möglich ist Ein im-

   Vi 9. Reizstromgerät nach Anspruch 8, dadurch ge- plantierbarer Schrittmacher sollte daher über eine aus-

   £ kennzeichnet daß die Transistorstufe (10,11) mittels gedehnte Zeitspanne hinweg, vorzugsweise für mehrere

   i'.[ eines Spannungsteilers (20, 21) vorgespannt ist, der 60 Jahre, arbeiten, ohne daß ein Austausch erforderlich ist

   ■ den an die Transistorstufe angelegten Anteil der Moderne implantierbare Schrittmacherschaltungen Ausgangsspannung der Stromquelle so bemißt, daß sind in der Regel in hohem Maße verläßlich. Selbst wenn

   K die Transistorstufe nur stromführend gemacht wer- die Schaltung für einen niedrigen Stromverbrauch aus-

   den kann, wenn die Ausgangsspannung über dem gelegt ist, stellt infolgedessen die Entladung der Strom-

   ■ vorbestimmten Grenzwert liegt. 65 quelle für gewöhnlich den Grund dar, der den Austausch

   10. Reizstromgerät nach einem der vorhergehen- des Schrittmachers bedingt. Jede Anordnung, die es erden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein im- laubt, die Entladung der Batterie zu vermindern und/ plantierbares Steuerorgan (36) zur Einstellung der oder Impulse mit einer für das Anregen des Herzens