DE2334357A1

DE2334357A1 - Elektrischer organstimulator

Info

Publication number: DE2334357A1
Application number: DE19732334357
Authority: DE
Inventors: David Lee Bowers
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-07-07
Filing date: 1973-07-06
Publication date: 1974-01-24
Also published as: IT991013B; NL7309530A; JPS4944583A

Description

Elektrischer Organstimulator Es ist bekannt, elektrische Impuisgeneratoren innerhalb und außerhalb des Körpers bei fehlenden natürlichen elektrischen Impulsen oder natürlichen Nervenimpulsen zur Punktionsanregung bzw. Stimulation eines Kdrperorgans zu verwenden.
Die Stimulation der Harnblase, des Harnleiters, des Herzvorhofes und des Herzkanals sind Beispiele dafür. Die erste Generation von organischen Stimulatoren sind im wesentlichen Impulsgeneratoren mit fester Impulsfolgefrequenz, die mit dem Organ verbunden sind, um diesem künstliche Impulse zuzuführen, und zwar unabhängig davon, ob dessen natürliche oder organeigene elektrische Impulse bzw. Nervenimpulse wiederholt auftreten oder nicht.
Später wurde dann ein Organstimulator vom Bereitschaftstyp entwickelt. Der Bereitschafts-Herzstimulator, der im allgemeinen Schrittmacher genannt wird, enthält einen Impulsgenerator, der von einem Herzsignalfühler gesteuert wird. Wenn der Fuhler ein natürliches herzeigenes Signal feststellt, sperrt er den Impulsgenerator oder verhindert in irgend einer anderen Weise die Zuführung eines künstlichen Stimulationsimpulses zum Herzen. Wenn kein herzeigenes Signal innerhalb einer Zeitspanne festgestellt wird, die der gewünschten Herzschlagfolgefrequenz entspricht, wird der Impulsgenerator freigegeben, so daß er dem Herzen, Je nach den Erfordernissen, einen oder mehrere künstliche Stimulationsimpulse zuftihrt.
Zur Feststellung der eigenen oder natürlichen Herzsignale ist ein verhältnismäßig aufwendiger FUhler erforderlich. Diese Signale sind nämlich aus verschiedenen Frequenzkomponenten zusammengesetzt, und es ist häufig ein breites Spektrum an Stör- bzw. Rauschfrequenzen vorhanden. Die Amplitude der Signale ist klein und muß bis herunter zu etwa 2 mV festgestellt werden. Es gibt einige unvorhersagbare Erscheinungen elektrischer und chemischer Art, die an der Grenzfläche der Stimulationselektroden und des Herzgewebes auftreten und die Erzeugung von Signalen zur Folge haben, die die Feststellung der natürlichen Signale beeinträchtigen, die notwendigerweise zur richtigen Steuerung des Impulsgenerators festgestellt werden müssen. Wenn nämlich, wie es bei den bekannten Geräten üblich ist, der Herzkoppelkondensator über das Herz langsam wieder aufgeladen wird und zwar im Anschluß an einen das Herz künstlich stimulierenden kurzen Impuls, modulieren die Rausch-oder Störsignale den Wiederaufladestrom, so daß sie die Stör- bzw. Rauschsignale betonen, die der Fühler von anderen Frequenzkomponenten der natürlichen Herz signale unterscheiden muß.
Ein weiteres Problem, das bei Herzstimulatoren bzw. Schrittmachern auftritt, ist die Wanderung von Metallionen aus den Herzanschlußelektroden in das Herzgewebe. Neben der schädlichen, zersetzenden Einwirkung, die die Metallionenwanderung auf das Herzgewebe haben kann, trägt sie vermutlich auch zu einer elektrischen Instabilität des Herzens unmittelbar nach der Stimulation und während der Fühl- bzw. Feststellzeit bei.
Es ist bekannt, das Wandern von Metallionen dadurch zu verringern, daß man das Herz mit abwechselnd positiven und negativen Impulsen stimuliert, die so weit auseinanderliegen, wie es der gewünschten Herzschlagperiodendauer entspricht.
Man hat erwartet, daß dadurch die Ionen bei Jedem zweiten Impuls wieder an die Elektroden herangezogen werden. Die Erfahrung hat Jedoch gezeigt, daß dieses Verfahren nicht voll wirksam ist, was wahrscheinlich darauf zurückzuführen ist, daß die Zeit zwischen den Impulsen zu lang ist. Ferner wird dadurch die elektrische Stabilität des Herzens während der kritischen Fühl- bzw. Feststellzeit nicht verbessert.
Nach der Erfindung soll daher der elektrische Stimulator mit einer verbesserten Schnellerholungs-Ausgangsschaltung ausgerüstet werden. Ferner soll die Ausgangsschaltung das Herz während der Mahlzeit in einen weitgehend stabilen elektrischen Zustand bringen, d.h., die Elektrodenoberflächen und die Grenzfläche zwischen den Elektroden und dem Gewebe sollen stabilisiert und der Einfluß von Polarisationssperrschichten verringert werden. Die Sclmellerholungs-Ausgangsschaltung soll niederfrequente Störsignalkomponenten verringern und diese aus dem Fühlereingangssignal entfernen, so daß durch die Kondensatorladung oder Elektrodenpolarisation verursachte Meßfehler verhindert werden. Dabei sollen Mittel geschaffen werden, die den Herzkoppelkondensator während der Refraktärperiode des Fühlers aufladen, so daß eine irrtümliche Feststellung eines Herzsignals durch den Fühler verhindert wird.
Ferner sollen die Ausgan#sschaltung und der Stimulator so beschaffen sein, daß dem Herzen ein hoher Widerstand dargeboten wird, um das Feststellen schwacher Signale zu erleichtern, die durch eine Depolarisation von Herzzellen erzeugt werden.
Schließlich soll eine schnelle Wiederherstellung der elektrischen Stabilität des Herzens unabhängig von Änderungen des Herzbelastungswiderstands oder der Intensität bzw. Energie der Stimulationsimpulse ermöglicht werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ist insbesondere in den Ansprüchen gekennzeichnet.
Nach der Erfindung enthält die Stimulator-Ausgangsschaltung zwei leitfähige Bauelemente, bei denen es sich um Transistorschalter mit Je einem Kollektor und Emitter als Lastkreisanschlüsse handeln kann oder von denen das eine Bauelement eine Diode und das andere Bauelement ein Schalter sein kann. Das eine der beiden Bauelemente kann durch einen Impuls getriggert werden, der in dem Augenblick auftritt, in dem das Organ stimuliert werden soll. Durch das Leitendwerden dieses Bauelements wird ein Koppelkondensator über das Organ zur Stimulation, Je nach der Ausfuhrung, entladen oder aufgeladen.
Das Leitendwerden des anderen Bauelements wird verhindert, wenn das erste Bauelement leitend ist. Wenn der leitende Zustand des ersten Bauelements beendet ist, wird das zweite Bauelement sofort leitend und lädt oder entlädt den#Kondensator Jeweils weitgehend auf die gleiche Spannung, die er anfangs hatte. Der Wiederaufladekreis enthält auch das Organ, so daß der Wiederaufladestrom weitgehend gleich dem Entladestrom zuzüglich von Verlusten ist, und zwar unabhängig davon, ob sich der Organwiderstand ändert oder nicht. Wenn das zweite Bauelement mit der Stromleitung aufhört, wird dem Kondensator der Rest der fehlenden Ladung über einen hochohmigen Widerstand aus der Gleichstromquelle zugeführt. Das zweite Bauelement ist somit nicht wirksam, wenn die Wiederaufladung des Kondensators weitgehend abgeschlossen ist, so daß dem Organsignalfühler und dem Organ lediglich der hochohmige Ladewiderstand dargeboten werden, der dem zweiten Bauelement parallelgeschaltet ist.
Die nach der Erfindung ausgebildete Ausgangsschaltung wird vorzugsweise in einem bekannten Bereitschafts-Schrittmacher oder -Stimulator verwendet. Der Schrittmacher enthält einen Fühler, der alle elektrischen Signale feststellt, die an dem Organ auftreten. Wenn das natürliche Signal nicht in der gewünschten Weise auftritt, schaltet der Fühler einen Impulsgenerator ein, der die Ausgangsschaltung ansteuert und dadurch die Abgabe eines künstlichen Stimulationsimpulses bewirkt.
Die nach der Erfindung ausgebildete Ausgangsschaltung ist Jedoch auch in anderen Organstimulatoren verwendbar und hat dort die gleiche Funktion.
Bevorzugte Ausfhhrungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Schaltbild eines Herzstimulators mit einer neuartigen Ausgangsschaltung, Fig. 2 bis 4 Schaltbilder it anderen Ausführungsformen der Ausgangsschaltung, Fig. 5 und 6 den zeitlichen Verlauf von Signalen, die beim Erfindungsgegenstand auftreten, und Fig. 7 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Ausgangsschaltung.
In der Fig. 1 ist das zu stimulierende Organ symbolisch durch einen ohmschen Lastwiderstand RL dargestellt. Der Lastwiderstand ist über eine Leitung 11 mit einem Ausgangsanschluß 10 des Stimulators verbunden. Im Falle eines Herz schrittmachers sind alle übrigen in der Fig. 1 dargestellten Schaltungsbauelemente in Harz eingekapselt und mit einem körperverträglichen Uberzug versehen, so daß die gesamte Vorrichtung in einen Körper eingepflanzt und mit einem leitenden Katheter oder anderen Leitungen an dem Organ angeschlossen werden kann.
Statt dessen kann die Vorrichtung auch außerhalb des Körpers angeordnet sein, und die Leitung 11 kann einen leitenden Katheter bilden, der durch ein Blutgefäß läuft und an dem das zu stimulierenden Organ befestigt ist oder mit diesem in Berührung steht.
Am Ausgangsanschluß 10 treten sowohl die stimulierenden Ausgangssignale des Stimulators als auch die Signale des Organs selbst auf.
Zur Abnahme von allen Signalen, die an dem Organ erscheinen, ist eine Leitung 12 mit dem Ausgangsanschluß 10 verbunden.
Diese Leitung führt zu einem Fühler 13. Bei dem Fühler 13 handelt es sich grundsätzlich um einen Vorverstärker und ein Filter, dessen Ausgangssignal 14 in Form einer gedämpften Schwingung verläuft, wenn es angestoßen wird. Ein ähnliches Signal wird unabhängig davon erzeugt, ob das Eingangssignal des Fühlers 13 positiv oder negativ ist. Der Fühler 13 und die angeschlossene Schaltung sind derart ausgebildet, daß das System für eine kurze Zeitdauer im Anschluß an das Eintreffen eines Eingangssignals refraktär ist. Das bedeutet, daß eine gewisse Zeit vergeht, bevor im Anschluß an ein vorangegangenes Signal ein Ausgangssignal erzeugt werden kann.
Die Ausgangssignale 14 des Fühlers werden über einen Kondensator 16 einem torgesteuerten Schwellwerttrigger 15 zugeführt. Die baulichen Einzelheiten des Triggers 15 können als allgemein bekannt vorausgesetzt werden. Es genügt hier zu wissen, daß bei der Zufuhr eines positiven Schwingungsanteils des Ausgangssignals 14 zum Trigger 15 ein Ausgangsimpuls 17 auftritt, der an einem Widerstand 18 abfällt.
Dem torgesteuerten Schwellwerttrigger 15 ist ferner ein Sperrtransistor 19 mit einem Kollektorwiderstand 20 zugeordnet.
Zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors 19 liegt ein Widerstand 21, an dem das Ausgangssignal 14 in Form einer oszillierenden Spannung abfällt, die normalerweise dem Trigger 15 zugeführt wird. Unter bestimmten Umständen muß jedoch die Abgabe von Impulsen 17 durch den Trigger 15 gesperrt werden. In diesem Fall wird der Basis des Transistors 19 über eine Leitung 22 ein Sperrsignal zugeführt. An dieser Stelle genügt es zu wissen, daß bei leitendem Transistor 19 das oszillierende Ausgangssignal 14 gegen Masse kurzgeschlossen ist, so daß es den Trigger 15 nicht betätigen kann.
Zur Erläuterung sei angenommen, daß ein organeigenes Signal am Ausgangsanschluß 10 festgestellt wurde und der Trigger 15 einen entsprechenden Impuls 17 erzeugt hat. Dieser Impuls bzw. aufeinanderfolgende Impulse dieser Art werden einem Störsignalunterdrücker 23 zugeführt. Bei dem Störsignalunterdrücker 23 handelt es sich im wesentlichen um ein selektives Filter, das Ausgangssignale, beispielsweise das Signal 24, nur dann erzeugt, wenn die Impulse 17 mit einer vorbestimmten Folgefrequenz auftreten. Die schaltungstechnischen Einzelheiten des Störsignalunterdrückers 23 sind nicht erfindungserheblich.
Jedes impulsartige Signal 24 wird der Basis eines Transistors 25 mit einem Kollektorwiderstand 26 zugeführt, der mit der positiven Betriebsspannungsleitung verbunden ist. Der Transistor 25 steuert einen Taktimpulsgenerator 27.
Der Taktimpulsgenerator 27 enthält ein Zeitgebernetzwerk mit Widerständen 28 und 29 sowie einen Zeitgeberkondensator 30, der in Reihe mit den Widerständen 28 und 29 zwischen die positive Betriebsspannungszuleitung und Masse geschaltet ist.
Der Kondensator 30 lädt sich auf und bewirkt beim Erreichen eines vorbestimmten Spannungswerts das Einschalten des Impulsgenerators, sofern-der Kondensator nicht vorzeitig völlig oder teilweise entladen wird. Ein Spannungsteiler aus Widerständen 31 und 32 bestimmt die Vorspannung am Taktimpulsgenerator.
Am Punkt A des Spannungsteilers tritt gegenüber Masse ein vorbestimmtes positives Potential auf. Ein Kondensator 33, der dem Widerstand 32 parallelgeschaltet ist, stabilisiert das Potential des Punktes A. Wenn sich der Zeitgeberkondensator 30 über einen vorbestimmten Wert hinaus aufgeladen hat, wird die Emitter-Basis-Strecke eines Transistors 34 über einen an den Punkt A angeschlossenen Widerstand 35 dùrchgesteuert. Dadurch lädt sich der Zeitgeberkondensator 30 soweit auf, bis die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 34 durchgesteuert wird, und der Transistor an seinem Kollektor einen Impuls 36 abgibt. Dieser Impuls wird nur dann erzeugt, wenn der Kondensator 30 nicht vorzeitig wieder entladen wird. Wenn der Kondensator 30 hinreichend aufgeladen ist, liefert er den zur Durchsteuerung der Emitter-Basis-Strecke des Transistors 34 erforderlichen Strom über einen Zweig, der den Widerstand 35 enthält,und macht zur selben Zeit auch die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 34 leitend, so daß am Kollektor des Transistors 34 der Impuls 36 auftritt. Die Impulsdauer beträgt etwa 2 msec., was zur Stimulierung des Herzens ausreicht. Zur Stimulierung anderer Organe können Impulse mit anderer Dauer gewählt werden.
Eine Verriegelungsspannung, die diese Multivibratorschaltung im leitenden Zustand hält, fällt am Widerstand 35 ab und addiert sich zu der am Widerstand 31 liegenden Vorspannung.
Ein weiterer Transistor 57 im Taktimpulsgenerator ist ebenfalls leitend, und das an seinem Emitter liegende Potential wird über einen Widerstand 38 und eine Leitung 22 der Basis des Sperrtransistors 19 zugeführt. Ein Filternetzwerk mit einem Kondensator 39 und einem dazu parallel geschalteten Widerstand 40 verhindert, daß der Emitter des Transistors 37 gegenüber dem Massepotential schwankt, und bildet die Emitterimpedanz während des leitenden Zustands des Transistors 37. Die Zuführung eines Signals zum Transistor 19 bezweckt, diesen in den leitenden Zustand zu bringen und dadurch den Schwellwerttrigger 15 zu sperren, so daß er keine künstlichen Herzschrittmachersignale erfaßt und auf diese anspricht. Vie bereits erwähnt, ist der Widerstand 21 kurzgeschlossen, wenn der Transistor 19 leitend ist, so daß am Schwellwerttrigger 15 keine Vorspannung auftritt und dieser keinen Ausgangsimpuls 17 abgibt.
Wenn der Fühler 13 das Auftreten eines organeigenen oder natürlichen Signals am Herzen feststellt, wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Zeitgeberkondensator 30 vorzeitig entladen, so daß er den Transistor 34 nicht durchsteuert und kein Taktimpuls 36 erzeugt wird. Der Kondensator 30 wird vorzeitig über einen Stromkreis entladen, der eine Diode 41, einen Widerstand 42 und die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 25 enthält. Es sei daran erinnert, daß der Transistor 25 jedesmal durchgesteuert wird, wenn ein natürliches Signal festgestellt wird, so daß er die Entladung des Kondensators 30 und den erneuten Beginn des Takt- bzw. Zeitgeberzyklus veranlaßt.
Wenn ein oder mehrere Impulse 36 vom Taktimpulsgenerator 27 erzeugt werden, führen sie zu einer Spannung am Widerstand 43.
Diese Spannung wird über einen Widerstand 44 der Basis eines Transistors 45 zugeführt. Die Impulse 36 schalten den Transistor 45 durch und veranlassen ihn, an seinem Kollektor Impulse, wie den Impuls 46, abzugeben. An einen Kollektorwiderstand 47 des Transistors 45 ist eine Filterschaltung mit Widerständen 48 und 49 sowie einem Kondensator 50 angeschlossen. Diese Filterschaltung dient zur Formung der Impulse 36 in einen rechteckförmigen Verlauf. Die rechteckförmigen Impulse werden der Basis eines-Transistors 51 zugeführt.
Der Transistor 51 dient zur Verstärkung und ermöglicht mit Hilfe seiner zugehörigen Schaltung die Einstellung des Strompegels der neuartigen Ausgangsschaltung und damit des Stroms, der dem Organ zu dessen Stimulation zugeführt wird. Zwischen dem Emitter des Transistors 51 und der positiven Betriebsspannungsleitung liegt ein Widerstand 52 in Reihe mit einer Parallelschaltung aus einem festen Widerstand 53 und einem veränderbaren Widerstand 54. Diese Widerstände bestimmen den Vorstrom des Transistors 51 und seinen Laststrom, der durch einen einstellbaren Widerstand 55 und einen festen Widerstand 56 fließt. Bei der am Abgriff 57 des veränderbaren Widerstands 57 auftretenden Spannung handelt es sich vorzugsweise um eine Rechteckschwingung von zwei Millisekunden Dauer bei Herzstimulatoren. Der Abgriff 57 kann auf eine Ausgangsspannung von Null eingestellt werden, wenn der veränderbare Widerstand 54 und sein nicht dargestellter geeichter Stromanzeigewähler auf einen Stimulationsstrom von Null eingestellt sind. Die am Abgriff 57 auftretenden Impulse werden über einen Widerstand 58 einem der Anschlüsse 59 der neuen Schnellerholungs-Ausgangsschaltung zugefUhrt.
Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der neuen Stimulator-Ausgangsschaltung enthält ein erstes leitfähigkeitssteuerbares Bauelement, bei dem es sich um irgend einen geeigneten Schalter handeln kann, der hier jedoch als Transistor 60 dargestellt ist, dessen Lastanschlüsse der Transistorkollektor und der Transistoremitter sind. Im Emitterkreis des Transistors 60 liegt ein Widerstand 61, so daß der Transistor 60 als Emitterfolger arbeitet. Bei einer Ausführungsform hat der Widerstand 61 einen Wert von 47 Ohm, während es sich bei dem Transistor 60 um einen Silizium-Transistor vom Typ 2N930 handelt. Die Stärke des durch den Widerstand 61 fließenden Stroms und mithin des dem Organ zugeführten Stroms ist gleich der um den Basis-Emitter-Abfall verminderten Spannung an der Basis des Transistors 60 dividiert durch den Wert des Widerstands 61. Die Amplitude des Eingangsimpulses an der Basis des Transistors 60 bestimmt mithin die Stromstärke des durch den Widerstand 61 fließenden Stroms, und der Spannungsabfall am Widerstand 61 folgt der Basisspannung.
Die Schnellerholungs-Ausgangsschaltung enthält ein weiteres leitfähigkeitssteuerbares Bauelement oder einen Schalter, und zwar in Form eines Transistors 63, bei dem es sich um den gleichen Typ wie beim Transistor 60 handeln kann. Der Kollektor und der Emitter des Transistors 63 dienen als Lastanschlüsse.
Der Transistor 63 ist bei dieser Ausführungsform geeignet, einen Organkoppelkondensator 67 schnell aufzuladen und den Anfangsladezustand des Kondensators wieder herzustellen, wenn er zur Abgabe eines Stimulationsimpulses an das Organ teilweise entladen wurde. Von einem mit der positiven Betriebsspannungsleitung verbundenen Anschluß 70 wird dem Transistor 63 über einen Widerstand 65 der Basis-Emitter-Vorstrom zugeführt. Der Kollektorwiderstand 64 des Transistors hat in diesem Beispiel zur Strombegrenzung einen Wert von 1000 Ohm.
Dieser Wert kann jedoch unter bestimmten Umständen auf Null verringert werden. Zwischen dem Emitter des Transistors 63 und dem positiven Betriebsspannungsanschluß 70 liegt ein vorzugsweise hochohmiger Widerstand 66 von beispielsweise ein Megohm. Die Anode einer Diode 68 ist mit dem Emitter des Transistors 63 und die Kathode der Diode mit dem Kollektor des Transistors 60 verbunden. Die Basis des Transistors 63 ist mit der Kathode der Diode durch eine Leitung 71 verbunden.
Die Ausgangsschaltung arbeitet in der folgenden Weise. Es sei angenommen, daß der Organkoppelkondensator 67 anfangs entladen ist, wenn eine Batterie 72 mit dem Betriebsspannungsanschluß 70 verbunden wird. Der Koppelkondensator 67 wird dann über einen Reihenstronikreis aufgeladen, der den positiven Anschluß 70, den Vorwiderstand 65, die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 63, den Kondensator 67, den Ausgangsanschluß 10, die Leitung 11 und die Organlast E umfaßt, über die der Stromkreis zur negativen Anschlußklennne der Batterie 72 geschlossen ist. Bei einem fließenden Basisstrom fließt auch durch den Kollektorkreis des Transistors 63 ein verstärkter Strom, der den Kondensator 67 schnell auflädt. Sobald der Kondensator 67 nahezu völlig geladen ist, wird der Transistor 63 gesperrt, weil die Differenz zwischen der Spannung an seiner Basis und der Kondensatorspannung zu klein ist, um den Transistor durchzusteuern. Über den hochohmigen Widerstand 66 wird der Kondensator 67 schließlich auf die volle Batteriespannung aufgeladen. Der vollständig aufgeladene Kondensator 70 steht nun bei Bedarf bereit, der Organlast RL einen Stimulationsimpuls zuzuführen.
Ein Stimulationsimpuls wird dann abgegeben, wenn als nächstes der Transistor 60 impulsartig durchgesteuert wird. Dabei entlädt sich der Kondensator 57 über einen Reihenstromkreis, der die Diode 68, die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 60, den Widerstand 61 und die Organlast RL umfaßt, die über Masse den Rückstromkreis zum Kondensator 67 schließt.
Wenn der Transistor 60 leitend ist, wird das Potential an der Basis des Transistors 63 nahezu bis auf Massepotential nach unten gezogen, so daß der Transistor 63 nicht vorgespannt und mithin nicht leitend ist. Wenn der den Transistor 60 durchsteuernde Triggerimpuls verschwindet, wird der Transistor 60 gesperrt, so daß der Transistor 63 erneut durchgesteuert wird, um den Kondensator 67 wieder sehr schnell aufzuladen. Die Wiederaufladung wird gleichzeitig mit dem Ende der Entladung des Kondensators aufgelöst. Wenn der Koppelkondensator 67 nahezu vollständig wieder aufgeladen ist, reicht die Differenz zwischen der Spannung am Kondensator und an der Basis des Transistors 63 zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustands des Transistors nicht aus, so daß dieser gesperrt wird. Durch den ständigen Stromfluß über den hochohmigen Widerstand 66 nähert sich dann die Spannung am Kondensator 67 der Betriebssp annung.
Die Stärke des dem Organ während der Entladezeit des Kondensators 67 zugeführten Stroms hängt davon ab, wie weit der Transistor 60 von seinem Triggerimpuls aufgetastet wird.
Die Amplitude des Triggerimpulses 62 und mithin die Stimulationsstromstärke hängen von der Einstellung des Abgriff des veränderbaren Widerstands 54 ab. Der zeitliche Verlauf eines Entlade- und Wiederaufladezyklus des Kondensators 67 bei einer bestimmten Stromstärkeeinstellung der in der Fig. 1 dargestellten Ausgangsschaltung ist in der Fig. 5 gezeigt.
Bevor der Transistor 60 in den leitenden Zustand gebracht wird, hat die Spannung am Anschluß 10 und an der Last RL eine derart negative Amplitude, wie es durch die Bezugszahl 73 angedeutet ist. Wenn der Impuls mit einer Dauer von zwei Millisekunden beendet ist,hört auch die Entladung des Kondensators 67 auf und das dem Organ zugeführte Potential ist weniger negativ und hat eine Amplitude, die durch die Bezugszahl 74 angedeutet ist. Die schraffierte Fläche unter der Kurve ist ein Maß für die Stimulationsenergie, die dem Organ zugeführt wird. Unmittelbar nach dem Sperren des Transistors 60 wird der Transistor 63 leitend, um den Kondensator 67 um den verlorengegangenen Ladungsbetrag wieder aufzuladen. Die Wiederaufladekurve ist mit der Bezugszahl 75 versehen. Die schraffierte Fläche unter der Kurve 75 entspricht der in dem Organ umgesetzten Energie zuzüglich von Verlusten.
Der Gesamtstromfluß durch das Organ ist weitgehend Null und der Umstand, daß die Stromflußrichtung sehr schnell umgekehrt wird, verringert eine lonenabwanderung aus den Metallelektroden, mit denen das Organ verbunden ist.
Es spielt keine Rolle, daß der Wiederaufladestrom das Organ, beispielsweise das Herz, in der gleichen Weise wie der Entladestrom des Kondensators 67 anzuregen versucht, weil sich das Herz bereits zusammenzieht und infolge dessen gegen eine weitere Stimulation refraktär ist.
Die Fig. 6 zeigt die Lade- und Entladekurve des Kondensators 67 für den Fall, daß der Widerstand des Organs wesentlich niedriger als im vorhergehenden Fall ist. In diesem Fall wird der größte Teil der Energie, die im Kondensator 67 gespeichert ist, während der Entladung des Kondensators in dem Organ verbraucht.
Dennoch wird während einer kurzen Zeitspanne unmittelbar nach der Stimulation des Herzens ein Ausgleichsstrom schnell über das Herz getrieben, wie es durch die Ladestromkurve 76 dargestellt ist.
Bei einer handelsüblichen Ausführung hat der Kondensator 67 eine Kapazität von 22 Mikrofarad. Seine Ladezeitkonstante ist gleich der Summe des Sättigungswiderstands des Transistors 63, des Widerstands 64 und des Widerstandswerts von RL multipliziert mit der Kapazität des Kondensators 67. Dabei handelt es sich um eine nicht lineare Impedanz, die vom Basisantrieb über den Widerstand 65 und von der Spannungsdifferenz zwischen der 3atteriespannung und der Spannung am Kondensator 67 am Ende des Entladeimpulses abhängt.
Bei der Strombetriebsart ist die Entladezeitkonstante eine Funktion des über den Kathodenwiderstand 61 fließenden konstanten Batteriestroms, wenn man annimmt, daß der Transistor 60 nicht gesättigt ist.
Wenn der Widerstand 61 einen Wert von Null hat, arbeitet die Schaltung in der Spannungsbetriebsart, so daß die Zeitkonstante gleich der mit der Kapazität des Kondensators 67 multiplizierten Summe des Lastwiderstands RL des Sättigungsviderstands des Transistors 60 und des Durchlaßwiderstands der Diode 68 ist.
Bei dieser Ausgangsschaltung wird die Ladung des Kondensators 67 innerhalb einer kurzen Zeit unmittelbar nach der künstlichen Organstimulation wieder auf ihren Anfangswert gebracht. Dieser symmetrische Wiederaufladestrom stellt im Falle des Herzens, dessen elektrische Stabilität sehr schnell wieder her, so daß der Fühler 13 später nicht das Rauschen bzw. Störsignale empfängt, wie für einen Fall, bei dem der Kondensator während des größten Teils der Zeitspanne zwischen künstlich stimulierten oder natürlichen Herzschlägen langsam wieder aufgeladen wird, wie es bei bekannten Geräten üblich ist. Rausch- bzw.
Störsignale, die durch die Kondensatoraufladung oder Elektrodenpolarisation an der Gewebegrenzfläche verursacht werden, sind besonders bei bekannten Geräten nachteilig, weil diese Rausch- bzw. Störsignale reich an niederfrequenten Komponenten sind, die den Betrieb des Fühlers 13 stören, da er auf das Ansprechen von Frequenzen im Bereich von 20 bis 40 Hz abgestimmt ist, die in der natürlichen R-Zacke des Herzens vorherrschen. Dieser Frequenzbereich ist in dem natürlichen elektrokardiographischen Signal vorherrschend. Die neue Ausgangsschaltung verhindert somit die Auswirkung von Rausch-bzw. Störsignalen, so daß das Herz elektrisch stabil ist, wenn der Fühler 13 zur Feststellung aufgerufen wird, ob das nächste natürliche oder eigene Herzsignal erzeugt werden wird, oder wenn er zur Steuerung der Erzeugung von Stimulationsimpulsen aufgefordert wird, wenn das natürliche Signal nicht innerhalb der gewünschten Zeit auftritt.
Wenn der Transistor 63 gesperrt ist, wird die vom Herzen, also von der Ausgangsseite über den Ausgangsanschluß 10 her gesehene Impedanz durch den hochohmigen Widerstand 66 zusammen mit dem hohen Widerstand des Fühlers 13 gebildet. Das Herz wird daher durch den Stimulator nicht belastet, so daß die Fühlempfindlichkeit verbessert wird. Nach der Erfindung hat der Widerstand 66 einen Wert von etwa ein Megohm, während bei bekannten Stimulatoren der Koppelkondensator 67 Uber einen Widerstand von nur einem Dreißigstel dieser Größe oder von nur etwa 33 Kiloohm aufgeladen wird. Dies stellt für das Herz einen niedrigen Widerstand dar und macht die Signalabtastung im Herzen instabil und unsicher.
Bei der vorliegenden Schaltung wird der Koppelkondensator 67 in etwa 100 bis 150 Millisekunden wieder aufgeladen. Wie bereits erwähnt, ist der Fühler 13 derart ausgelegt, daß er für eine etwas längere Zeit refraktär ist und das mit der Wiederaufladung des Kondensators 67 zusammenfallende Signal nicht ab.
tastet.
Die Figur 2 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel der neuen Stimulator-Ausgangsschaltung dar. Bei dieser Figur sind die-Wenigen Teile, die denen nach der Fig. 1 ähnlich sind, mit denselben Bezugszahlen versehen. In einem gewissen Sinne ist dieses Ausführungsbeispiel die Umkehr des Vorangegangenen, weil der Koppelkondensator 67 Jetzt bei Erhalt eines Trigger-bzw. Auslöseimpulses am Anschluß 59 zur Stimulierung des Herzens aufgeladen wird. Wenn ein Triggerimpuls auftritt, wird der Transistor 60 etwa für zwei Millisekunden durchgesteuert, so daß sich der Kondensator 67 über den Anschluß 70, die Last RL, die Diode 68, den Transistor 60 und den Widerstand 61 auflädt. Die in der Darstellung rechte Seite des Kondensators 67 ist dann positiv, Jedoch ist der Kondensator infolge des Lastwiderstands RL nicht vollständig aufgeladen.
Wenn der Transistor 60 beim Verschwinden des Triggerimpulses gesperrt wird, trennt er praktisch die Basis des Transistors 30 vom Massepotential, so daß die Basis-Emitter-Strecke des Transistors 63 durchgesteuert wird, weil die Spannung an der in der Darstellung linken Seite des Kondensators 67 negativer als die Betriebsspannung an der Betriebsspannungsleitung ist.
Dadurch fließt zunächst ein starker Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 63 in den Kondensator 67 und schließlich ein geringerer Strom über den hochohmigen Widerstand 66. Der Strom für diesen Ladungsausgleich fließt von der positiven Betriebsspannungsleitung über die Parallelschaltung aus dem Transistor 63 und dem Widerstand 66 sowie über den Herz-Lastwiderstand RL zur positiven Speisespannungsleitung zurück. Der Verlauf des Stimulations- und Wiederaufladestromes ist daher umgekehrt als der in der Fig. 5 dargestellte, jedoch fließen die gleichen symmetrischen Ströme über das Herz.
Die Fig. 3 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Ausgangsschaltung mit PNP-Transistoren dar. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 erfolgt auch hier die Stimulation durch Entladung des Kondensators 67, wenn der Basis des PNP-Transistors 80 und dem Widerstand 81 ein Triggerimpuls zugeführt wird. In diesem Fall ist der Triggerimpuls negativ.
Der Kondensator 67 lädt sich zunächst auf seine rechte Seite positiv auf. Ein Triggerimpuls an der Basis des Transistors 80 gestattet dann die Entladung, und zwar auf der positiven rechten Seite des Kondensators beginnend, über den Lastwiderstand RL, die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 80, die Diode 68 und zurück zur linken Seite des Kondensators. Die sofortige Wiederaufladung erfolgt über einen Stromkreis, der bei der positiven Betriebsspannungsleitung beginnt und den Lastwiderstand RL?, den Kondensator 67 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 82 enthält, der dann wieder durchgesteuert wird. Die Restladung wird wieder über den hochohmigen Widerstand 66 zugeführt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4 benutzt ebenfalls PNP-Transistoren. Hier erfolgt die Stimulation bei der Aufladung des Kondensators 67. Zur Aufladung wird der Basis des Transistors 80 ein negativer Impuls zugeführt, der den Transistor 80 durchsteuert und auf diese Weise die Aufladung des Kondensators 67 über den Transistor 80, die Diode 68, den Kondensator 67 und den Lastwiderstand RL ermöglicht. Dadurch wird der andere Transistor gesperrt gehalten. Die linke Seite des Kondensators 67 ist positiv, liegt Jedoch unterhalb des Potentials der Betriebsspannungsleitung, und zwar wegen der Strombegrenzungswirkung des Lastwiderstands RL. Sobald der Transistor 80 sperrt, wird der Transistor 82 leitend und die Ladung des Kondensators 67 über den Transistor 82 sowie den Lastwiderstand RL ausgeglichen. Daher fließt unmittelbar nach der Stimulation des Herzens ein gleich großer bzw. symmetrischer Strom in entgegengesetzter Richtung wiederum über das Herz.
In der Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schnellerholungs-Ausgangsschaltung dargestellt. Dieses Aus-: führungsbeispiel ist in einer idealen Weise dafür geeignet, Ausgangsschaltungen, die sich nur langsam erholen, in bestehenden einpflanzbaren Stimulatoren zu ersetzen, da die neue Ausgangsschaltung mit weniger Bauelementen als die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sowie die bekannten Schaltungsanordnungen auskommt. In der Ffl Z sind Bauelemente, die ähnliche Eigenschaften wie in den vorangegangenen AusfUhrungsbeispielen haben, mit denselben Bezugszahlen versehen. Bauelemente, die ähnliche Funktionen ausüben, weisen dieselben Bezugszahlen mit einem Strichindex auf. Die übrigen Bauelemente sind anders gekennzeichnet. Bei der Betrachtung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach der Fig. 4 sei angenommen, daß der Koppelkondensator 67' anfangs aufgeladen ist. Wenn eine Organstimulation vorgenommen werden soll, wird dem Anschluß 59 eines wahlweise in den leitenden Zustand bringbaren Bauelements ein Impuls 62 zugeführt. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei diesem Bauelement um den Transistor 60, dessen Basis mit dem Anschluß 59 verbunden ist. Es kann zweckmäßig sein, zwischen den Emitter des Transistors 60 und den Batterierückführanschluß den Widerstand 61 einzuschalten.
Wenn der Transistor 60 infolge der Anlegung des Triggerimpulses 62 vom Stimulator leitet, entlädt sich der Kondensator 67' über einen Reihenstromkreis, der die Lastanschlüsse des Transistors 60, den Widerstand 61, den Massestromzweig und den Organwiderstand RL umfaßt. Der Kondensator 67' wies zuvor an seiner linken Seite eine positive Ladung auf. Bei einem Herzstimulator liegt die Zeitdauer der Stromleitung und Stimulation in der Größenordnung von einer oder wenigen Millisekunden.
Wenn der Impuls 62 verschwindet, wird der Transistor 60 gesperrt und die Entladung des Kondensators 67' beendet.
Gleichzeitig mit der Beendigung der Kondensatorentladung wird damit begonnen, den ursprünglichen Ladungszustand des Kondensators wieder herzustellen. Zu diesem Zweck wird der Kondensator 67' an dem positiven Betriebsspannungsanschluß 70 über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 91 und einer Diode 90 sehr schnell wieder aufgeladen. Die Wiederaufladeschaltung beginnt an dem Anschluß 70 und umfaßt in Reihe den Widerstand 91, die Diode 90, den Kondensator 67', die Organlast RL und die Masserückleitung zur Batterie 72. Die Diode 90 leitet solange, bis die Differenz zwischen der Betriebsspannung am Anschluß 70 und der Kondensatorspannung geringer als der Spannungsabfall an der Diode 90 ist. Die vollständige Wiederaufladung des Kondensators 67' bzw. die Wiederherstellung des ursprünglichen Anfangszustands wird mit Hilfe des hochohmigen Widerstands 66' erreicht. Im allgemeinen wird der Kondensator 67' innerhalb von 100 bis 200 Millisekunden nach dem Beendigungszeitpunkt der Organstimulation vollständig auf seinen anfänglichen Ladezustand gebracht. In einer Zeit von etwa 200 Millisekunden oder weniger nach dem Auftreten des Stimulationsimpulses weist daher die Schaltung einen hohen Eingangswiderstand auf, so daß sich der Widerstand an den Anschlüssen des Stimulators dem Wert des Widerstands 66' nahert, der dem Widerstand des Fühlers 13 parallel liegt.
Infolge des leitenden Zustands der Diode 90 bei durchgeschaltetem Transistor 60 wird bei dieser Ausgangsschaltung ein zusätzlicher Strom gezogen. Es ist aber möglich, dem Widerstand 91 einen hinreichend hohen Wert zu geben, um den Diodenstrom auf etwa 2 oder 3% des Organlaststroms zu begrenzen, und dabei trotzdem dem Widerstand 91 einen so kleinen Wert zu geben, daß der Wiederaufladestrom während der kurzen Erholungsphase hinreichend hoch ist.
Eine Ausführungsform einer in einem einpflanzbaren Stimulator verwendeten Schaltungsanordnung nach der Fig. 7 verwendet einen Widerstand 91 mit einem Wert von 10 Kiloohm, einen Widerstand 66' mit einem Wert von 100 Kiloohm und einen Kondensator 67' mit einem Wert von 3,3 Mikrofarad. Diese Werte können sich in Abhängigkeit von den anderen Parametern der Schaltung ändern.
Man kann daher auch andere Werte verwenden, sofern der hohe Eingangswiderstand während einer Zeitperiode gewahrt bleibt, in der die natürlichen oder organeigenen Signale abgefühlt werden. Vergleichbare Ergebnisse werden auch mit einer Schaltung erzielt, bei der die Polarität der Betriebsgleichspannungs quelle und die Polaritäten der Diode 90 und des Transistors 60 umgekehrt sind.
Die sich schnell erholende Ausgangsschaltung nach der Fig. 7 und die zuvor beschriebenen Schnellerholungs-Ausgangsschaltungen beaufschlagen das Organ kurz nach seiner Stimulation mit einem in umgekehrter Richtung fließenden Strom, so daß an der Grenzfläche zwischen dem Organ und seinen Elektroden während der Abfühldauer stabile Potentiale herrschen. Der rückwirkende Eingangswiderstand des Stimulators wird auf einem hohen Wert gehalten, so daß die von dem Organ erzeugten Signale keine bemerkenswerte Dämpfung erfahren. Rausch- und Störsignale werden beseitigt und das Organ ist elektrisch stabil, wenn der Fühler 13 feststellen soll, ob ein organeigenes Signal erzeugt worden ist, oder wenn der Fühler 13 aufgerufen wird, ein künstliches Stimulationssignal zu erzeugen, falls das organeigene Signal innerhalb eines gewünschten Zeitintervalls nicht aufgetreten ist.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen der neuen Ausgangsschaltung für Organstimulatoren wird in einer dem Stimulationsimpulsstrom entgegengesetzten Richtung ein neutralisierender bzw. ins Gleichgewicht bringender Strom durch das Herz oder ein anderes Organ geschickt. In allen Fällen wird der Gegenstrom sofort nach dem Stimulationsstrom innerhalb einer kurzen Zeitspanne zugeführt, die sehr viel kleiner als die Zeit zwischen natürlichen oder künstlich erzeugten Stimulationsimpulsen ist. Die Feststellung oder Erfassung des elektrischen Zustands des Herzens nach einer künstlichen Anregung wird dadurch erleichtert, daß das Herz sofort nach der Stimulation elektrisch stabil ist, da während der kritischen Feststell- bzw. Meßperiode kein Wiederaufladestrom fließt. Die natürlichen Depolaristionspotentiale des Herzens sind leichter feststellbar, und zwar wegen des hohen Widerstands der neuen Ausgangsschaltung im Vergleich zu irgend einem bekannten Stimulator. Die ausgleichend wirkenden Gegenströme verringern offenbar auch die Metallionenwanderung aus den Elektroden in das Gewebe in einem höheren Maß als irgend eine bislang angewandte Herzanregungsimpulsfolge.
Die neue Ausgangsschaltung kann nicht nur bei Schrittmachern von Bereitschafts- oder Bedarfstyp, sondern auch bei Schrittmachern mit fester Impulsfolgefrequenz und Stimulatoren für andere Organe verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

fA 1. Elektrischer Organstimulator, gekennzeichnet durch eine Gleichstromquelle (72), einen an ein Organ ( ) anschließbaren Ausgangsanschluß (10) und zwei hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit steuerbare Bauelemente (60, 63; 80, 82), von denen das erste steuerbare Bauelement (60; 80) mit der Gleichstromquelle verbunden und derart angeordnet ist, daß es in seinem leitenden Zustand über einen Kondensator (67) und das an den Ausgangsanschluß (10) angeschlossene- und als Last wirkende Organ einen Strom leitet, um den Anfangszustand der Ladung des Kondensators zu ändern und das zweite steuerbare Bauelement (63; 83) während der Zeit, in der das erste steuerbare Bauelement leitend ist, nicht leitend zu halten, und von denen das zweite steuerbare Bauelement (63; 82) an den Kondensator (67) angeschlossen ist und aufgrund der Rückkehr des ersten steuerbaren Bauelements (60; 80) in den nicht leitenden Zustand dahingehend anspricht, daß es leitend wird und den Anfangsladungszustand des Kondensators (67) durch Leiten eines Stroms über den Kondensator und das Organ wieder herstellt.
2. Stimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Bauelemente Halbleiterbauelemente (60, 63; 80, 82) sind, von denen Jedes einen Steueranschluß und Lastanschlüsse aufweist, daß die Halbleiterbauelemente mit ihren Lastanschlüssen in Reihe geschaltet sind und daß die eine Seite des Koppelkondensators (67) mit einem zwischen den Jeweiligen Lastanschlüssen liegenden Punkt und die andere Seite über den Ausgangsanschluß (10) und das Organ (RL) mit dem anderen Pol der Gleichstromquelle (72) verbunden ist.
3. Stimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Bauelemente Transistoren (60, 63; 80, 82) sind, die jeweils einen Steueranschluß und zwei Lastanschlüsse aufweisen, daß der zweite Transistor (63; 82) mit seinem einen Lastanschluß an die Gleichstromquelle und mit seinem anderen Lastanschluß an die eine Seite einer Diode (68) angeschlossen ist, daß die andere Seite der Diode (68) mit dem einen Lastanschluß des ersten Transistors (60; 80) und der andere Anschluß des ersten Transistors mit der Gleichstromquelle verbunden ist und daß die eine Seite des Kondensators (67) mit der Diode (68) und die andere Seite des Kondensators mit dem Ausgangsanschiuß (10) und von dort über das Organ mit der Gleichstromquelle (72) verbunden ist.
4. Stimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Transistoren (60, 63; 80, 82) Jeweils ein Basis-, ein Emitter- und ein Kollektoranschluß sind, daß der zweite Transistor (63) mit seinem Kollektoranschluß an die eine Seite der Gleichstromquelle (72) und mit seinem Emitteranschluß an die Anode der Diode (68) angeschlossen ist, daß der erste Transistor (60) mit seinem Kollektoranschluß an die Kathode der Diode (68) und mit seinem Emitteranschluß an die andere Seite der Gleichstromquelle (72) angeschlossen ist, daß die eine Seite des Kondensators (67) mit der Anode der Diode (68) und die andere Seite mit dem Ausgangsanschluß (10) und die von dort über das Organ (RL) mit der anderen Seite der Gleichstromquelle (72) verbunden ist und daß Mittel vorgesehen sind, die dem ersten Transistor (60) Triggersignale in einer Folge zuführen, die der gewünschten Organreaktion entspricht, wobei der erste Transistor (60) den Kondensator (67) so weit entlädt, daß dies zur Stimulation des Organs ausreicht, wonach der zweite Transistor (63) leitend wird und den Kondensator (67) auf seinen Anfangswert wieder auflädt.
5. Stimulator nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen die eine Seite der Stromquelle (72) und den Kondensator (67) ein hochohmiger Widerstand (66) geschaltet ist, der den Strom weiterleitet, nachdem der zweite Transistor (63; 82) aufhört, leitend zu sein, um die Aufladung des Kondensators (67) auf seinen Anfangswert zu vervollständigen.
6. Elektrischer Organstimulator, gekennzeichnet durch an eine Gleichstromquelle (72) anschließbare Anschlüsse (70, Masse), einen Kondensator (67'), einen mit der einen Seite des Kondensators (67') verbundenen und an das als Last wirkende Organ (RL) anschließbaren ersten Ausgangsanschluß (10), einen mit der einen Seite der Gleichstromquelle (72) verbundenen und an die Organlast anschließbaren zweiten Ausgangsanschluß (Masse), eine erste und eine zweite weitgehend eindirektional leitfähige Einrichtung (60, 90), deren Hauptleitfähigkeitsstrecken in Reihe zwischen die Anschldsse der Gleichstromquelle (72) geschaltet sind, von denen mindestens die erste leitfähige Einrichtung (60) einen Steueranschluß zum wahlweisen Steuern der Leitfähigkeit aufgrund eines dem Steueranschluß zugeführten Signals aufweist und an deren Verbindungspunkt die andere Seite des Kondensators (67') angeschlossen ist, Mittel, die die erste leitfähige Einrichtung (60) für eine vorgegebene Zeitspanne in den leitenden Zustand versetzen, wenn die Stimulation des-Organs erwünscht ist, wobei die in den leitenden Zustand versetzte erste leitfähige Einrichtung (60) veranlaßt, daß der anfängliche Ladungszustand des Kondensators (67') durch einen über den Kondensator und das Organ führenden Stromfluß sehr schnell geändert wird, und wobei nach Beendigung der Stromleitung durch die erste leitfähige Einrichtung (60) die zweite leitfähige Einrichtung (90) zum vorherrschenden Strompfad für einen durch den Kondensator (67') und über das Organ (RL) fließenden Strom wird, um sehr schnell weitgehend den anfänglichen Ladungszustand des Kondensators (67') wieder herzustellen, und einen zwischen den einen Anschluß (70) der Gleichstromquelle (72) und den Kondensator (67') geschalteten hochohmigen Widerstand (66'), der nach Beendigung der Stromleitung durch die zweite leitfähige Einrichtung (90) weiterhin einen Strom führt, um den anfänglichen Ladungszustand des Kondensators vollständig wieder herzustellen.
7. Stimulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste eindirektional leitfähige Einrichtung ein Halbleiterbauelement (60) ist, dessen Lastanschlüsse seriell in den Strompfad eingeschaltet sind und an dessen Steueranschluß ein Signal anlegbar ist, um das Halbleiterbauelement in den leitenden Zustand zu versetzen, und daß die zweite eindirektional leitfähig Einrichtung eine Diode (90) ist.
8. Stimulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite eindirektional leitfähige Einrichtung eine Diode (90) ist und daß der hochohmige Widerstand (66') der Diode (90) parallelgeschaltet ist, um die vollständige Wiederaufladung des Kondensators (67') zu ermöglichen.
9. Elektrischer Organstimulator, gekennzeichnet durch mit einer Gleichstromquelle (72) verbundene Anschlüsse (70, Masse), einen Kondensator (67'), einen mit der einen Seite des Kondensators (67') verbundenen ersten Ausgangsanschluß (10), der an das als Last wirkende Organ (RL) anschließbar ist, einen mit der Gleichstromquelle (72) verbundenen zweiten Ausgangsanschluß (Masse), der an die Organlast anschließbar ist, eine Diode (90) und eine steuerbare Einrichtung (60) mit Lastanschlüssen und einem Steueranschluß (59), über den wahlweise der Stromleitfähigkeitszustand zwischen den Lastanschlüssen aufgrund eines dem Steueranschluß für eine vorgegebene Zeitspanne zugeführten Signal steuerbar ist, wenn eine Stimulation des Organs erwünscht wird, wobei die Diode (90) und die Lastanschlüsse in Reihe zwischen die Gleichstromquelle (72) geschaltet sind und die andere Seite des Kondensators (67') mit einem Punkt zwischen der Diode (90) und der steuerbaren Einrichtung (60) verbunden ist, und einen zwischen die Gleichstromquelle (72) und die andere Seite des Kondensators (67') geschalteten hochohmigen Widerstand (66'), der der Diode (90) parallelgeschaltet ist, wobei der stromleitende Zustand der steuerbaren Einrichtung (60) aufgrund des dem Steueranschluß zugeführten Signals veranlaßt, daß durch den Kondensator (67') und die Organlast (RL) ein Strom fließt, der den anfänglichen Ladungszustand des Kondensators sehr schnell. ändert, und wobei bei Beendigung des dem Steueranschluß zugeführten Signal die Diode (90), der Kondensator (67') und die Organlast (RL) von einem entgegengesetzt gerichteten Strom durchflossen werden, um den anfänglichen Ladungszustand des Kondensators sehr schnell wieder herzustellen, und zwar mit Hilfe einer fortbestehenden Stromführung durch den hochohmigen Widerstand (66').
10. Stimulator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Diode (90) ein Widerstand (91) in Reihe geschaltet ist, der einen beträchtlich geringeren Widerstandswert als der hochohmige Widerstand (66') hat.