DE2524815A1

DE2524815A1 - PACEMAKER

Info

Publication number: DE2524815A1
Application number: DE19752524815
Authority: DE
Inventors: Steve Andrew Kolenik
Original assignee: Arco Nuclear Co
Current assignee: Arco Nuclear Co
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1975-06-04
Publication date: 1976-01-02
Also published as: CA1041609A; JPS517783A; LU72670A1; BR7503630A; US3926198A; FR2273511A1; GB1491069A

Description

0088 A0088 A

PFENNING - MAAS - SEiLER
Mti.NJiG - LEWKE - SrOTTPFENNING - MAAS - SEiLER
Mti.NJiG - LEWKE - SrOTT

GGÜO MÖNCHEN 40
SCHLEiSSHEiMERSTR 299GGÜO MÖNCHEN 40
SCHLEiSSHEiMERSTR 299

ARCO KtJGIBAR COMPANY leechburg, Pennsylvania, V.St.A.ARCO KtJGIBAR COMPANY leechburg, Pennsylvania, V.St.A.

HerzschrittmacherPacemaker

Die Erfindung bezieht sich auf Herzschrittmacher zum Einpflanzen in den menschlichen Körper und betrifft insbesondere Herzschrittmacher, die so ausgebildet sind, daß bei ihnen die unerwünschten Nebenwirkungen vermieden werden, die beim Gebrauch bestimmter bekannter implantierbarer Herzschrittmacher zu beobachten sind. .The invention relates to cardiac pacemakers for implantation in the human body, and particularly relates to Cardiac pacemakers, which are designed so that the undesirable side effects are avoided with them, the Use of certain known implantable cardiac pacemakers can be observed. .

In Kliniken, in denen es möglich ist, einem auf einer Intensivstation zu behandelnden Patienten elektrische Impulssignale mit Hilfe eines äußeren Oszillators zuzuführen, kommt der Größe und der Kompliziertheit der Vorrichtung zum Erzeugen und Zuführen solcher Signale nur eine geringe Bedeutung zu. Ein in den Körper einzupflanzender Herzschrittmacher muß dagegen in einem solchen Ausmaß miniaturisiert sein, daß er mittels eines chirurgischen Eingriffs in eine Höhlung des Körpers eingepflanzt werden kann. Zwar wird die,JQembination, die sich aus der Einrichtung zum Erzeugen derZimpu^seVtind der ZuleitungIn clinics where it is possible to provide electrical impulse signals to a patient being treated in an intensive care unit with the aid of an external oscillator, comes the size and complexity of the device for generating and supplying such signals is of little importance. A pacemaker to be implanted in the body must be used against it miniaturized to such an extent that it can be surgically inserted into a cavity of the body can be planted. Although the, JQembination, the from the device for generating the pulse signals of the supply line

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bzw. dem Katheter zusammensetzt, häufig als "Herzschrittmacher" bezeichnet, doch wird im folgenden diese Zuleitung bzw. der Katheter lediglich als ein Zubehörteil des eigent- ■ liehen Herzschrittmachers betrachtet. Die häufig als Katheter bezeichnete elektrische Zuleitung dient dazu, die durch den eingepflanzten Herzschrittmacher erzeugten elektrischen Signale einer dafür in Frage kommenden Signalaufnahmezone des Herzens zuzuführen. Bei zahlreichen bekannten implantierbaren Herzschrittmachern werden Batterien verwendet, die unter anderem Quecksilber enthalten. Solche Quecksilberbatterien erzeugen jedoch ein Gas, das aus der die Batterie enthaltenden Kammer abgeführt werden muß. Diese Notwendigkeit, die Batteriekammer zu entlüften, erschwert jedoch die Schaffung eines Herzschrittmachers, bei dem das Eindringen von Körperflüssigkeiten in bestimmte Teile des Schrittmachers verhindert werden kann. Die Haltbarkeit von Quecksilberbatterien läßt eine Benutzungsdauer von über einem Jahr, jedoch gewöhnlich von weniger als vier Jahren zu. !Ferner wurde bereits die Verwendung weiterer Arten von Batterien einschließlich solcher mit einer Lithiumanode bei Herzschrittmachern vorgeschlagen, doch ergeben sich bezüglich der Gewährleistung einer langen Brauchbarkeitsdauer zahlreiche Probleme, die bis jetzt noch nicht gelöst worden sind.or composed of the catheter, often referred to as a "pacemaker", but in the following this supply line or the catheter merely as an accessory part of the actual ■ borrowed pacemaker considered. The electrical lead, often referred to as a catheter, is used to pass through the implanted cardiac pacemaker generated electrical signals of a signal receiving zone in question To feed from the heart. Many known implantable cardiac pacemakers use batteries that include Contains mercury. Such mercury batteries, however, generate a gas that emanates from the chamber containing the battery must be discharged. However, this need to vent the battery chamber makes it difficult to create a pacemaker, in which the penetration of body fluids into certain parts of the pacemaker can be prevented. the Mercury batteries have a shelf life of over a year, but usually less than four Years to. Other types of batteries, including those with a lithium anode, have also been used has been proposed in pacemakers, but many emerge with a view to ensuring a long useful life Problems that have not yet been resolved.

Wird ein Schrittmacher, der gewöhnlich ein Gewicht von etwa 200 bis 500 g hat, in den Körper eingepflanzt, bildet die Haut in der Umgebung des eingepflanzten Schrittmachers eine Vorwölbung, die vom Patienten als störend empfunden wird. Das Körpergewebe, das die Höhlung umschließt, in welche der Schrittmacher eingepflanzt ist, wird bei bestimmten ruckartigen Bewegungen oder anderen schnellen Beschleunigungen oder Verzögerungen erheblichen Kräften ausgesetzt, die auf die Massenträgheit des Schrittmachers zurückzuführen sind. Bekanntlich bestehen bestimmte Schwellenwerte, bei deren Überschreitung Druckstellen, Schmerzempfindungen und/oder andere biologische Erscheinungen auftreten. Mit anderen Worten, solange die zur Wirkung kommenden Kräfte unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes verbleiben, ergeben sich keine biologischen Auswirkungen, doch beim Überschreiten des Schwellenwertes führt jedeWhen a pacemaker, usually weighing around 200 to 500 g, is implanted in the body, the Skin in the vicinity of the implanted pacemaker has a protrusion that is perceived as annoying by the patient. That Body tissue that surrounds the cavity in which the pacemaker is implanted is triggered during certain jerky movements or other rapid accelerations or decelerations exposed to considerable forces that affect the inertia of the pacemaker. It is well known that there are certain thresholds that should be exceeded Pressure sores, sensations of pain and / or other biological phenomena occur. In other words, as long as the Forces coming into effect remain below a certain threshold value, there are no biological effects, but when the threshold is exceeded, everyone leads

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Zunahme der wirksamen Kraft zu einer Verstärkung der biologischen Symptome.Increase in effective force to exacerbate biological symptoms.

Zwar wurden Herzschrittmacher ursprünglich nur Bei älteren Patienten verwendet, doch nachdem sich die Brauchbarkeit solcher Schrittmacher erwiesen hatte, wurde erkannt, daß auch bei Kindern zur Behandlung bestimmter Herzleiden der Einsatz von Schrittmachern die zweckmäßigste lösung darstellt. Allerdings waren manche Kinder, bei denen es erforderlich gewesen wäre, einen Schrittmacher einzupflanzen, noch so klein, daß sich die seinerzeit verfügbaren Schrittmacher nicht einpflanzen ließen; die sich ständig wiederholenden Meldungen über den Tod solcher Kinder zeigen seit langer Zeit, daß ein Bedarf an miniaturisierten Schrittmachern für Patienten mit Herzleiden besteht.It is true that pacemakers were originally only used in older people Patients used it, but after the utility of such pacemakers was found it was recognized that too pacemakers are the most appropriate solution for treating certain heart conditions in children. However some children who would have had to have a pacemaker implanted were so small that the pacemakers available at the time could not be implanted; the repetitive messages about the The death of such children has long shown the need for miniaturized pacemakers for patients with heart disease consists.

Durch die Erfindung ist nunmehr ein Herzschrittmacher geschaffen worden, bei dem es möglich ist, das Gewicht unter 100 g und das spezifische Gewicht unter 1,7 zu halten, so daß die bei Beschleunigungs- .und Verzögerungsvorgängen auftretenden Massenträgheitskräfte unterhalb des Schwellenwertes verbleiben, oberhalb dessen mit einer erheblichen Schädigung des Körpergewebes in der Umgebung des Schrittmachers zu rechnen ist, so daß der Patient das Vorhandensein des eingepflanzten Schrittmachers als weniger störend empfindet als bei Schrittmachern der bis jetzt bekannten Art. Die erfindungsgemäße Einhaltung kleiner Abmessungen und eines niedrigen spezifischen Gewichts bei dem Schrittmacher ist zum Teil auf die Verwendung eines Oszillators zurückzuführen, bei dem von komplementären Metalloxidhalbleitervorrichtungen Gebrauch gemacht wird, die nicht nur sehr wenig Raum einnehmen, sondern im Vergleich zu anderen Konstruktionen einen erheblich geringeren täglichen Energieverbrauch haben, so daß sich die Lebensdauer der Batterie wesentlich verlängert. Gemäß der Erfindung wird die Schaffung eines Schrittmachers mit einem unter dem Schwellenwert liegenden Gesamtgewicht und einem unter dem Schwellenwert liegenden spezifischen Gewicht, bei dem sich eine annehmbare Lebensdauer der Batterie erzielen läßt, zum Teil dadurchThe invention has now created a pacemaker in which it is possible to keep the weight under 100 g and to keep the specific weight below 1.7, so that the acceleration and deceleration processes that occur Inertia forces remain below the threshold value, above which with considerable damage to the Body tissue in the vicinity of the pacemaker is to be expected so that the patient can detect the presence of the implanted Pacemaker perceives as less disturbing than pacemakers of the type known up to now. Compliance according to the invention Small size and low specific gravity in the pacemaker is due in part to its use of an oscillator making use of complementary metal oxide semiconductor devices which not only take up very little space, but also a considerably smaller daily space compared to other constructions Have energy consumption, so that the life of the battery is extended significantly. According to the invention, the Creation of a pacemaker with one below the threshold total weight and one below the threshold lying specific gravity at which an acceptable life of the battery can be achieved, in part because of this

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ermöglicht, daß die genannten komplementären Metalloxidhalbleitervorrichtungen in Verbindung mit einer Batterie verwendet werden, bei der eine Lithiumanode mit einem Thionylchloridelektrolyt kombiniert ist. Wenn eine solche Thionylohloridbatterie einen Strom erzeugt, wird kein Gas freigesetzt. Eine der wichtigsten Eigenschaften einer solchen Thionalchloridbatterie besteht darin, daß sie es ermöglicht, während einer Lebensdauer von mehr als fünf Jahren eine Spannung von etwa 3»5 V oder darüber zu erzeugen. Zu dem erfindungsgemäßen Schrittmacher gehört ferner ein Gehäuse aus Metall, durch das die elektrischen Schaltungselemente gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt werden. Bei dem Schrittmacher werden zweckmäßig mindestens zwei Lithium-Thionylchlorid-Batterien verwendet, die parallelgeschaltet sind, um einerseits zu gewährleisten, daß der Schrittmacher beim Ausfall einer Batterie betriebsfähig bleibt, und um andererseits die Betriebssicherheit durch die redundante Verwendung mindestens zweier Batterien zu verbessern.enables said complementary metal oxide semiconductor devices Used in conjunction with a battery that has a lithium anode with a thionyl chloride electrolyte is combined. When such a thionyl chloride battery generates a current, no gas is released. One of the most important properties of such a thional chloride battery is that it enables a voltage of about 3 »5 V or more. The pacemaker according to the invention also includes a metal housing through which the electrical circuit elements are shielded from electromagnetic interference. Be at the pacemaker It is advisable to use at least two lithium thionyl chloride batteries that are connected in parallel to ensure, on the one hand, that the pacemaker remains operational in the event of a battery failure and, on the other hand, operational safety through the redundant use of at least two batteries.

Wegen seiner kleinen Abmessungen läßt sich der erfindungsgemäße Schrittmacher schon in den Körper eines nur wenige Wochen alten Säuglings einpflanzen, so daß die Erfindung eine auf diesem Gebiet seit langem bestehende Lücke schließt.Because of its small dimensions, the pacemaker according to the invention can be inserted into the body of only a few Week old infants, so that the invention fills a long-standing void in this field.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfin- " dung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:The invention and advantageous details of the invention " application are explained in more detail below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments. It shows:

Mg. 1 eine schematische Darstellung, aus der ersichtlich ist, auf welche Weise ein Herzschrittmacher in den Körper eines Patienten so eingepflanzt worden ist, daß es mit Hilfe einer elektrischen Leitung möglich ist, dem in Frage kommenden Teil des Herzens Stimulationsimpulse zuzuführen;Mg. 1 a schematic representation, from which it can be seen in which way a pacemaker in the body of a patient has been implanted in such a way that it is possible with the help of an electrical line, the person in question Deliver stimulation pulses to part of the heart;

Pig. 2 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Herzschrittmachers, bei dem die Massenträgheit unter einem bestimmten Schwellenwert liegt;Pig. 2 shows a partially broken away perspective illustration of an embodiment of a cardiac pacemaker, in which the inertia is below a certain threshold value;

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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht desjenigen Teils eines Herzschrittmachers, der nach dem Entfernen der Batterie und der elektronischen Bauteile verbleibt;3 shows a perspective view of that part of a cardiac pacemaker which, after the battery has been removed and the electronic components remain;

Fig. 4 einen Schnitt durch den Herzschrittmacher nach Fig. 3; undFIG. 4 shows a section through the cardiac pacemaker according to FIG. 3; FIG. and

Fig. 5 eine schematische Barstellung eines Herzsschrittmachers, der Kräfte auf das Gewebe der Wandungen der Höhlung ausübt, in die er eingepflanzt worden ist, wobei diese Kräfte auf unterschiedliche Beschleunigungen und/oder Verzögerungen zurückzuführen sind, denen der Schrittmacher im Vergleich zu dem ihm benachbarten Körpergewebe ausgesetzt sein kann.5 shows a schematic representation of a cardiac pacemaker, the forces exerted on the tissues of the walls of the cavity in which it is implanted, these forces are due to different accelerations and / or decelerations compared to those of the pacemaker can be exposed to the adjacent body tissue.

In Fig. 1 ist ein Sehrittmacher 10 dargestellt, der in elektrischer und mechanischer Verbindung mit einer elektrischen Leitung 11 steht, mittels welcher elektrische Impulse einer Signalempfangsζone 12 des Herzens 13 eines Patienten 14 zugeführt werden. Die elektrische Leitung 11 kann sich durch eine Ader 15 zu der Signalempfangszone 12 erstrecken. Der Schrittmacher 10 ist in eine Höhlung 16 des Körpers des Patienten eingepflanzt. Bis jetzt wählen Chirurgen alternativ gemäß Fig. 1 auch verschiedene andere Höhlungen, z.B. die Höhlungen 17a, 17b und 17c. Der erfindungsgemäße Schrittmacher ist im Vergleich zu den bis jetzt bekannten Schrittmachern um so viel kleiner und leichter, daß sich weitere Möglichkeiten bezüglich der Wahl der Stelle ergeben, an welcher der Schrittmacher eingepflanzt werden soll.In Fig. 1, a chip maker 10 is shown, which is shown in electrical and mechanical connection with an electrical line 11, by means of which electrical pulses a signal receiving zone 12 of the heart 13 of a patient 14 are fed. The electrical line 11 can pass through a wire 15 to the signal receiving zone 12 extend. The pacemaker 10 is in a cavity 16 of the patient's body planted. To date, surgeons have alternatively selected various other cavities, e.g. Cavities 17a, 17b and 17c. The pacemaker according to the invention is different in comparison to the pacemakers known up to now so much smaller and lighter that there are more options for choosing where to place the pacemaker should be planted.

Gemäß Fig. 5 läßt sich ein Schrittmacher 510 in einer Höhlung 516 unterbringen. Die Wände 18 der Höhlung 516 übertragen mechanische Kräfte, die entstehen, wenn sich der Schrittmacher 510 verlagert, so daß das Körpergewebe 519 in der Nähe der Wände 18 zusammengedrückt und/oder gedehnt werden kann.According to FIG. 5, a pacemaker 510 can be accommodated in a cavity 516. The walls 18 of the cavity 516 are transferred mechanical forces that arise when the pacemaker 510 shifts so that the body tissue 519 in near the walls 18 can be compressed and / or stretched.

In Fig. 5 ist schematisch eine Zusammendrückung eines Gewebeteils 519c und eine Dehnung eines Gewebeteils 519a angedeutet, wie sie hervorgerufen wird, wenn sich der Schritt-In Fig. 5 a compression of a tissue part 519c and an expansion of a tissue part 519a is indicated schematically, how it is evoked when the step

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macher 510 infolge seiner Massenträgheit in Richtung auf die Wand 18c verlagert. Das spezifische Gewicht des Schrittmachers 510 ist höher als das spezifische Gewicht des Körpergewehes 519» so daß bei ruckartigen Hin- und Herbewegungen des Körpers 14 des Patienten die Massenträgheit des Schrittmachers 510 nicht gleich der Massenträgheit des Gewebes 519 ist, was zum Auftreten unterschiedlicher Massenträgheitskräfte führt.macher 510 due to its inertia in the direction of the Wall 18c displaced. The specific gravity of the pacemaker 510 is greater than the specific gravity of the body tissue 519 'so that with jerky back and forth movements of the patient's body 14, the inertia of the pacemaker 510 is not equal to the inertia of the fabric 519 what leads to the occurrence of different inertia forces.

Werden Herzschrittmacher bekannter Art von großem Gewicht verwendet, kommt den hierbei vorhandenen Unterschieden bezüglich des Gesamtgewichts und/oder des spezifischen Gewichts praktisch nur eine geringe Bedeutung zu, da bei allen diesen bekannten Schrittmachern sowohl das Gesamtgewicht als auch das spezifische Gewicht über dem Schwellenwert liegt, oberhalb dessen infolge der auftretenden unterschiedlichen Massenträgheitskräfte mit Gewebeveränderungen zu rechnen ist. Bei dem Schrittmacher nach der Erfindung liegen dagegen das Gesamtgewicht und das spezifische Gewicht des Schrittmachers unterhalb des Schwellenwertes, bei dem Gewebeveränderungen auftreten, so daß das Tragen des Schrittmachers dem Patienten erheblich geringere Unbequemlichkeiten verursacht, und daß eine geringere Gefahr dafür besteht, daß bei dem Gewebe der Wände der Höhlung, in die der Schrittmacher eingepflanzt ist, Verletzungen, Infektionen, Entzündungen und/oder andere unerwünschte Wirkungen auftreten. Wie erwähnt, ist in Pig. 5 bei 519a ein gedehntes Gewebe und bei 519c ein zusammengedrücktes Gewebe schematisch dargestellt.If cardiac pacemakers of a known type and of great weight are used, there are differences in this regard the total weight and / or the specific weight is of little importance in practice, since all of these are known Pacemakers both total weight and specific gravity is above the threshold, above which due to the different inertia forces that occur, tissue changes are to be expected. With the pacemaker according to the invention, however, the total weight and the specific weight of the pacemaker are below the Threshold value at which tissue changes occur, so that the patient's wearing of the pacemaker is considerably less Causes inconvenience and that there is less risk of the tissue of the walls of the cavity in that the pacemaker is implanted, injury, infection, inflammation and / or other undesirable effects appear. As mentioned, in Pig. 5 at 519a a stretched one Tissue and a compressed tissue shown schematically at 519c.

Gemäß der Erfindung ist die Wahrscheinlichkeit, daß der eingepflanzte Schrittmacher vom Patienten als unbequem empfunden wird, erheblich verringert, da sowohl das Gesamtgewicht als auch das spezifische Gewicht des Schrittmachers so niedrig ist, daß es unter dem Schwellenwert liegt, oberhalb dessen sich für den Patienten unangenehme Empfindungen ergeben, wenn unterschiedliche Massenträgheitskräfte durch Beschleunigungen und Verzögerungen hervorgerufen werden.According to the invention, the patient is likely to find the implanted pacemaker uncomfortable is significantly reduced because both the total weight and specific gravity of the pacemaker are so low is that it is below the threshold above which the patient experiences unpleasant sensations if different Inertia forces are caused by accelerations and decelerations.

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Gemäß Pig. 2 weist der dargestellte Schrittmacher 210 ein Gehäuse 230 auf, das aus Titan "besteht, damit es von Körperflüssigkeiten nicht angegriffen wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform unterteilt eine Trennwand 231 den Innenraum des Gehäuses 230 in eine Schaltungskammer 232 und eine Batteriekammer 233. Das Gehäuse 230 ist mit einer Buchse 234 zum Aufnehmen eines Steckers versehen, mit dem die in Mg.- 1 gezeigte elektrische leitung 11 verbunden ist. Die Buchse 234 ist als Einsatzstück ausgebildet, das in einem Formteil in Gestalt einer Abdeckung 235 aus einem organischen Polymerisat angeordnet ist, welche eine Drahtleitung 236 schützt, die sich vom oberen Teil- einer elektrischen Durchführung 238 aus erstreckt, welche in eine obere Wand 239 der Schaltungskammer 232 eingebaut ist. Jedes der elektrischen Durchführung 238 zugeführte elektrische Signal wird dem oberen Teil 237 der Durchführung und von dort aus über die Drahtleitung 236 der BuchseAccording to Pig. 2, the illustrated pacemaker 210 has a housing 230 made of titanium ″ to allow it to be removed from Body fluids are not attacked. In a preferred embodiment, a partition 231 divides the interior space of the housing 230 into a circuit chamber 232 and a battery chamber 233. The housing 230 is provided with a socket 234 for receiving a plug with which the in Mg.- 1 electrical line 11 shown is connected. The socket 234 is designed as an insert that is in a molded part in the form of a cover 235 made of an organic polymer is arranged, which protects a wire line 236, which extends from the upper part of an electrical feedthrough 238, which is built into a top wall 239 of the circuit chamber 232. Each of the electrical feedthrough 238 supplied electrical signal is transmitted to the upper part 237 of the bushing and from there via the wire line 236 of the socket

234 zugeführt; alle stromführenden Teile sind in der Abdeckung234 supplied; all live parts are in the cover

235 aus Kunststoff verankert. Zu der elektrischen Durchführung235 made of plastic anchored. To the electrical feed-through

238 gehören ein Stift 240- und ein isolierendes Bauteil 241 aus reinem Aluminiumoxid, das mit dem Stift 240 verbunden und mit Hilfe von Hartlot 242 am Rand einer Öffnung der oberen Wand238 includes a pin 240 and an insulating component 241 made of pure aluminum oxide, which is connected to the pin 240 and with Using hard solder 242 on the edge of an opening in the top wall

239 befestigt ist. Die elektrische Durchführung 238 bietet insofern einen wichtigen Vorteil, als sie eine hermetische Abdichtung zwischen der Schaltungskammer 232 und dem Innenraum der Abdeckung 235 aus Kunststoff bewirkt.239 is attached. The electrical feedthrough 238 offers an important advantage in that it is hermetic Sealing between the circuit chamber 232 and the interior of the plastic cover 235 is effected.

In der Schaltungskammer 232 befindet sich eine Schaltungseinheit 250 mit einer Ausgangsdrahtleitung 251, die zu dem Stift 240 der elektrischen Durchführung 238 führt. Die Schaltungseinheit 250 wird mit dem benötigten Strom durch eine mit dem negativen Pol der Batterie verbundene Drahtleitung und eine Masseverbindung zu dem Gehäuse 230 gespeist, welch letzteres dadurch positiv gepolt ist, daß das Gehäuse der Schal- . tungseinheit 250 in leitender Berührung mit dem Gehäuse 230 steht.A circuit unit is located in the circuit chamber 232 250 with an output wire line 251 leading to pin 240 of electrical feedthrough 238. the Circuit unit 250 is supplied with the required current through a fed to the negative pole of the battery wire connected and a ground connection to the housing 230, the latter is thereby positively polarized that the housing of the switching. processing unit 250 in conductive contact with the housing 230 stands.

Der positive Pol der bzw. jeder Batterie ist mit dem Ge-. häuse 230 leitend verbunden. Drahtleitungen 252 und 253, dieThe positive pole of the or each battery is with the Ge. housing 230 conductively connected. Wires 252 and 253, the

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an Durchführungen 254 und 255 angeschlossen sind, werden von einer für den normalen Betrieb vorgesehenen Batterie aus über eine Drahtleitung 256 bzw. von einer Hilfsbatterie aus über, eine Drahtleitung 257 (Fig. 4) gespeist. Die negative Klemme 258 der Batterie 260 für den normalen Betrieb führt ihren Strom der Drahtleitung 256, der Durchführung 254,der damit verbundenen Drahtleitung 252 und über diese der Schaltungseinheit 250 zu. Auf entsprechende Weise führt die Hilfsbatterie 261 ihren Strom über die Drahtleitung 257, die Durchführung 255 und die Drahtleitung 253 der Schaltungseinheit 250 zu. Somit wird die Sohaltungseinheit 250 in der Kammer 232 durch die in der Kammer 233 untergebrachten parallelgeschalteten Batterien 260 und 261 gespeist.connected to bushings 254 and 255 are supplied by a battery provided for normal operation a wire line 256 or from an auxiliary battery via, a wire line 257 (Fig. 4) is fed. The negative terminal 258 of the battery 260 for normal operation has its Current of wire line 256, feedthrough 254, associated therewith Wire line 252 and via this to the circuit unit 250. The auxiliary battery 261 leads in a corresponding manner their current to the circuit unit 250 via the wire line 257, the bushing 255 and the wire line 253. Consequently The holding unit 250 in the chamber 232 is controlled by the batteries which are accommodated in the chamber 233 and which are connected in parallel 260 and 261 fed.

Zu jeder der elektrischen Durchführungen 254 und 255 gehören ein zweckmäßig aus Aluminiumoxid hergestelltes isolierendes Bauteil, das mit abdichtender Wirkung mit einem Stift verbunden und mittels Hartlot am Rand einer zugehörigen Öffnung der Trennwand 231 befestigt ist, so daß diese Durchführungen weitgehend der weiter oben beschriebenen Durchführung 238 ähneln. Die Drahtleitungen 262 und 263 (Pig. 2) gewährleisten eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den positiven Klemmen der Batterien 260 und 261 einerseits und dem Gehäuse 230 andererseits.Each of the electrical feedthroughs 254 and 255 includes an insulating suitably made of alumina Component that is connected to a pin with a sealing effect and is attached to the edge of an associated opening by means of hard solder the partition 231 is attached, so that these bushings largely correspond to the implementation described above 238 are similar. The wire leads 262 and 263 (Pig. 2) ensure a reliable electrical connection between the positives Terminals of the batteries 260 and 261 on the one hand and the housing 230 on the other hand.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Batterien 260 und 261 elektrisch parallelgeschaltet und unter hermetischer Abdichtung in der Batteriekammer 233 untergebracht, und die von den beiden Batterien gelieferte Energie wird der Sohaltungseinheit 250 über voneinander unabhängige Leitungswege unter Benutzung der Durchführungen 254 und 255 zugeführt. Wenn irgendwelche Undichtigkeiten auftreten würden, könnten verschiedene Stoffe, z.B. Körperflüssigkeiten, aus der Höhlung 16 und/oder von einer der Batterien abgegebene Flude den einwandfreien Betrieb der Schaltungseinheit 250 beeinträchtigen. Da jedoch bei der bevorzugten Ausführungsform die Schaltungskammer 232 sowohl gegenüber der Körperhöhlung 16 al3 auch gegenüber der Batteriekammer 233 hermetisch abgedichtet ist,In the preferred embodiment of the invention, batteries 260 and 261 are electrically connected in parallel and housed under hermetic sealing in the battery chamber 233, and the energy supplied by the two batteries The holding unit 250 is connected via independent conduction paths using the bushings 254 and 255 fed. If there were any leaks, various substances, e.g. body fluids, could escape from the Cavity 16 and / or fluid discharged from one of the batteries impair the proper operation of the circuit unit 250. However, in the preferred embodiment, the circuit chamber 232 is hermetically sealed against both the body cavity 16 al3 and the battery chamber 233,

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ist die Schaltungseinheit 250 gegen das Eindringen irgendwelcher Fremdstoffe hinreichend geschützt. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung ist die Tatsache von besonderer Bedeutung, daß das Gehäuse 230 gegenüber der Höhlung 16 hermetisch abgedichtet ist, um den Schrittmacher gegen Flüssigkeiten und/oder Gaee zu schützen, die in die Höhlung 16 gelangen könnten.the circuit unit 250 is adequately protected against the ingress of any foreign matter. In all embodiments Of particular importance to the invention is the fact that the housing 230 is hermetically sealed with respect to the cavity 16 is sealed to protect the pacemaker from fluids and / or gas entering cavity 16 could.

Gemäß der Erfindung weist die Batterie 260 eine Lithiumanode 270 auf, und ihr Elektrolyt 271 besteht zum größten Teil aus Thionylchlorid. Infolgedessen kann die Batterie 260 eine Spannung von bis zu 3,64 V liefern, und es besteht Gewähr dafür, daß während einer Lebensdauer der Batterie von über fünf Jahren eine Spannung von mindestens 3,3 V zur Verfügung steht. Hierbei ist die Tatsache von besonderer Bedeutung, daß die Spannung einer solchen Lithium-Thionylchlorid-Batterie im wesentlichen während der gesamten Lebensdauer der Batterie weitgehend konstant bleibt und sich erst wenige Monate vor dem Ende der nutzbaren Lebensdauer der Batterie in einem bemerkbaren Ausmaß verringert. Diese Abnahme der Spannung führt zu einer entsprechenden Änderung der Pulsfrequenz, so daß diese Änderung ein Anzeichen dafür ist, daß die Batterien zweckmäßig zu erneuern sind. Bei Herzschrittmachern ist es sehr wichtig, dafür zu sorgen, daß sich der Zeitpunkt feststellen läßt, in dem die Batterien verbraucht sind. Diese Forderung wird gemäß der Erfindung dadurch erfüllt, daß Lithiumanoden in Verbindung mit einem Thionylchloridelektrolyten verwendet werden.According to the invention, the battery 260 has a lithium anode 270, and most of its electrolyte 271 is made up of it from thionyl chloride. As a result, the battery 260 can deliver a voltage of up to 3.64V and is guaranteed to that a voltage of at least 3.3 V is available for a service life of the battery of more than five years. Here, the fact is of particular importance that the voltage of such a lithium thionyl chloride battery is substantially remains largely constant throughout the life of the battery and only changes a few months before the End of useful life of the battery decreased to a noticeable extent. This decrease in tension leads to a corresponding change in the pulse rate, so that this change is an indication that the batteries are functional are to be renewed. With cardiac pacemakers, it is very important to make sure that the time can be determined in that the batteries are exhausted. This requirement is met according to the invention in that lithium anodes in connection can be used with a thionyl chloride electrolyte.

Bei einem mit konstanter Frequenz arbeiten Herzschrittmacher entspricht die Gesamtdauer der dem Herzen zugeführten Signalimpulse nur etwa einem Achtel von 1$ der Zeit, während welcher der Schrittmacher im Körper des Patienten verbleibt. Infolgedessen wird die Lebensdauer der den Schrittmacher speisenden Batterie in einem erheblichen Ausmaß durch die Stromentnahme beeinflußt, die während einer Zeitspanne stattfindet, welche 799/800 der gesamten Benutzungszeit entspricht, wobei während dieses größeren Teils der Benutzungszeit keine Impulse abgegeben werden, wobei die■Schaltung jedoch in Betrieb ge-With a pacemaker operating at a constant frequency, the total duration corresponds to that supplied to the heart Signal pulses only about an eighth of $ 1 the time during which pacemaker remains in the patient's body. As a result, the life of the pacemaker feeding will be increased Battery influenced to a significant extent by the current draw that takes place during a period of time which 799/800 corresponds to the total usage time, with no pulses during this larger part of the usage time can be issued, but the ■ circuit is in operation.

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halten werden muß. Im Gegensatz hierzu führt eine bedarfsabhängige Schaltung, die auf das normale Arbeiten des Herzens anspricht, dem Herzen Impulse während eines Teils der gesamten Benutzungsdauer zu, der erheblich kleiner ist als bei einem mit fester Frequenz arbeitenden Schrittmacher. Bei Schrittmachern älterer Bauart wurden Schaltungen verwendet, bei denen die Spannungsquelle eine Spannung von etwa 6 V lieferte. Diese Schaltungen wiesen einen erheblichen Strombedarf auf, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Batterien führte.must be held. In contrast, a need-based leads Circuit that responds to the normal working of the heart, giving the heart impulses during part of the whole Duration of use, which is considerably shorter than that of a pacemaker operating at a fixed rate. at Older pacemakers used circuits in which the voltage source provided a voltage of approximately 6 volts. These circuits had a significant power requirement, which shortened the life of the batteries led.

Die Schaltungseinheit 250 nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillator vorhanden ist, bei dem komplementäre Metalloxidhalbleitervorrichtungen verwendet werden, die sich mit einer niedrigen Spannung betreiben lassen, so daß es möglich ist, die beiden Lithiumbatterien 260 und 261 parallelzuschalten, statt sie in Reihe zu schalten. Ferner kann die Schaltungseinheit 250 mit einem Oszillator, bei dem solche komplementären Metalloxidhalbleitervorrichtungen verwendet werden, während eines großen Teils ihrer Gebrauchsdauer bei einer Stromentnahme betrieben werden, die so gering ist, daß es möglich ist, die zu erwartende Lebensdauer der Batterien weitgehend auf der Basis des Energieverbrauchs in der Signalempfangszone 12 des Herzens abzuschätzen. Dem Energieverbrauch während derjenigen Zeitspannen, während welcher die Schaltungseinheit scheinbar außer Betrieb ist, kommt bei bedarfsabhängig arbeitenden Schrittmachern eine besondere Bedeutung zu, und daher erweist sich hierbei die Benutzung eines Schrittmachers, bei dem Lithium-Thionylchlorid-Batterien mit komplementären Metalloxidhalbleitervorrichtungen kombiniert sind, als besonders vorteilhaft.The circuit unit 250 according to the invention is characterized in that an oscillator is present in which complementary Metal oxide semiconductor devices are used which can be operated with a low voltage, so that it is possible to connect the two lithium batteries 260 and 261 in parallel instead of connecting them in series. Furthermore, the Circuit unit 250 having an oscillator using such complementary metal oxide semiconductor devices are operated during a large part of their service life at a current drain that is so low that it is possible to estimate the expected life of the batteries largely on the basis of the energy consumption in the signal reception zone 12 of the heart to estimate. The energy consumption during those periods of time during which the circuit unit is apparently out of operation depends on demand working pacemakers are of particular importance, and therefore the use of a pacemaker proves to be in the case of lithium thionyl chloride batteries with complementary Metal oxide semiconductor devices are combined to be particularly advantageous.

Der Herzschrittmacher nach der Erfindung läßt sich durch die Feststellung kennzeichnen, daß ein Gehäuse aus Metall vorhanden ist, das die Innenräume des Schrittmachers hermetisch abdichtet, um den Schrittmacher gegen Körperflüssigkeiten in der Höhlung zu schützen, in die der Schrittmacher eingepflanzt worden ist, daß die Dicke des Gehäuses weniger als 20 mm be-The pacemaker according to the invention can be characterized by the fact that a housing made of metal is present that hermetically seals the interiors of the pacemaker to protect the pacemaker from body fluids in to protect the cavity in which the pacemaker has been implanted so that the thickness of the housing is less than 20 mm.

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trägt, daß jede der im rechten Winkel zur Dickenabmessung gemessene Abmessung kleiner ist als 60 mm, daß es diese kleinen Abmessungen ermöglichen, den Schrittmacher einzupflanzen, ohne daß sich die Haut de3 Patienten im Bereich des Schrittmachers auf störende Weise vorwölbt, daß das Gehäuse aus Metall die elektrischen Schaltungselemente gegen elektromagnetische Störungen abschirmt, daß das Gehäuse mindestens eine Batterie enthält, daß keine Batterie ein Gas erzeugt, daß zu jeder Batterie eine Anode aus Lithium und ein zum größten Teil aus Thionylchlorid bestehender Elektrolyt gehören, daß jede Batterie während einer zu erwartenden Lebensdauer von mehr als fünf Jahren lange Zeit hindurch einen kleinen Widerstand be- . sitzt und eine konstante hohe Spannung von mindestens 3,3 Y liefert, daß sich die Spannung der bzw. jeder Batterie nur während des letzten Teils ihrer Gebrauchsdauer in einem erheblichen Ausmaß verringert, so daß sich rechtzeitig erkennen läßt, wann die Batterien verbraucht sind, daß bei einer bevorzugten Ausführungsform innerhalb des Gehäuses Drahtleitungen und Durchführungen vorhanden sind, die mindestens zwei parallelgeschalteten Batterien zugeordnet sind, daß die übrigen Schaltungselemente gegen Störungen geschützt sind, die auf das Versagen einer Batterie zurückgeführt werden könnten, daß die durch das Vorhandensein parallelgeschalteter Batterien gegebene Redundanz zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit führt, daß komplementäre Metalloxidhalbleiterschaltungselemente verwendet werden, um Herzstimulationsimpulse zu erzeugen, daß die Schaltung mittels eines Stroms betrieben wird, der ihr vom negativen Pol der bzw. jeder Batterie aus über Drahtleitungen zugeführt wird, daß die positive Masse durch das Gehäuse des Schrittmachers gebildet wird, daß die Schaltung zweckmäßig in einer Schaltungskammer innerhalb des kleinen Gehäuses untergebracht ist, daß die komplementären Metalloxidhalbleitervorrichtungen und die übrigen Teile der Schaltung so wenig Strom verbrauchen, daß die bzw. jede Batterie eine Lebensdauer von mehr als fünf Jahren erreicht, daß eine elektrische Anschlußbuchse vorhanden ist, die es ermöglicht, einer elektrischen Leitung elektrische Herzstimulationsimpulse zuzuführen, daß der gesamtethat each of the dimensions measured at right angles to the thickness dimension is less than 60 mm that it is these small Dimensions allow the pacemaker to be implanted without the patient's skin in the area of the pacemaker bulges in a disturbing way that the metal housing, the electrical circuit elements against electromagnetic Interference shields that the housing contains at least one battery, that no battery produces a gas that too Each battery includes an anode made of lithium and an electrolyte consisting largely of thionyl chloride that each Battery has a small resistance for a long time during an expected service life of more than five years. sits and a constant high voltage of at least 3.3 Y supplies that the voltage of the or each battery only reduced to a considerable extent during the last part of their useful life, so that they can be recognized in time leaves when the batteries are exhausted that, in a preferred embodiment, wire leads within the housing and bushings are available, which are assigned to at least two batteries connected in parallel, that the rest Circuit elements are protected against interference that could be attributed to the failure of a battery that the The redundancy provided by the presence of batteries connected in parallel leads to an increase in operational reliability, that uses complementary metal oxide semiconductor circuit elements be to generate heart stimulation pulses that the circuit is operated by means of a current that you from negative pole of the or each battery is supplied from via wire leads that the positive ground through the housing of the Pacemaker is formed that the circuit conveniently housed in a circuit chamber within the small housing is that the complementary metal oxide semiconductor devices and the rest of the circuit use so little power, that the or each battery has a service life of more than five years, that an electrical connection socket is present, which makes it possible to supply electrical cardiac stimulation pulses to an electrical line that the entire

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Schrittmacher mit dem Gehäuse, den Batterien, den Drahtleitungen, den Durchführungen, den Schaltungselementen und der elektrischen Anschlußbuchse ein Gewicht von weniger als 10Og und ein spezifisches Gewicht von weniger als 1,7 hat, und daß hierdurch gewährleistet wird, daß Beschleunigungen oder Verzögerungen des Körpers, in den der Schrittmacher eingepflanzt ist, nur zur Entstehung von Kräften führen, die für das Körpergewebe verträglich sind, das der Höhlung benachbart ist, in die der Schrittmacher eingepflanzt ist.Pacemaker with the case, the batteries, the wire leads, the bushings, the circuit elements and the electrical Socket has a weight of less than 10Og and a specific weight of less than 1.7, and that This ensures that accelerations or decelerations of the body in which the pacemaker is implanted only lead to the creation of forces that are compatible with the body tissue that is adjacent to the cavity, in which the pacemaker is implanted.

Ansprüche; Claims ;

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Claims

-13-CLAIMS

Pacemaker, characterized that a housing (230) made of metal is present, the interior of the pacemaker (210) hermetically against body fluid seals that are present in the body cavity (16) in which the pacemaker has been implanted, that the housing has a thickness of less than 20 now that every other one is perpendicular to the thickness dimension of the housing Dimension is less than 60 mm that these small dimensions of the pacemaker enable the pacemaker to be implanted in the body of a patient without the patient's skin in the area of the pacemaker being disturbed Way bulges that the metal housing protects the electrical components of the pacemaker against electromagnetic interference protects and forms a ground or ground electrode for the pacemaker that there is at least one battery in the housing (260, 261) finds that the or each battery does not generate any gas that a lithium anode (270) is added to the or each battery and an electrolyte (271) consisting largely of thionyl chloride, that the or each battery during a expected service life of more than five years for a long time has a low resistance and a constant high voltage of at least 3.3 V means that this voltage is only available during the last part of the service life the or each battery is reduced to a significant extent, so that it can be determined when it is necessary to or to renew each battery that the positive pole of the or each battery by connecting to the metal housing is grounded that a circuit unit (250) is present with complementary metal oxide semiconductor devices, the to serves to generate impulses to stimulate a heart (13), that the circuit unit is operated by means of a current that her via wire lines (256, 257) from the negative pole of or each battery is supplied from, with the positive pole

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the "or each battery for the purpose of grounding to the housing of the pacemaker is connected that the power consumption of the complementary metal oxide semiconductor devices and the. remaining parts of the circuit unit is so small that the or each battery has a service life of more than five years achieved that an electrical connection socket (234) is present, which is used to an electrical line (11) the output signals to supply the circuit unit that the electrical line is suitable for these output signals of the circuit unit to supply a signal receiving zone (12) of the heart that an electrical feedthrough (238) is present, which connects the output line (236) of the circuit unit to the connection socket, and that through the housing, the or each battery, the wire leads, the bushing, the circuit unit and the electrical connection socket Combination has a total weight of less than 100 g and a specific weight of less than 1.7, so changes the acceleration or deceleration of a body in which the pacemaker is implanted on the body tissue which is adjacent to the body cavity in which the pacemaker is implanted, only exert forces that are effective by the Body tissues are tolerated.

2. pacemaker according to claim 1, characterized in that the circuit unit (250) in a hermetically sealed circuit chamber (232) is located, which is surrounded by a hermetically sealed battery chamber (233) is separated, and that passages (254, 255) are present between the two chambers, which allow the circuit unit supplying an electrical current from the negative terminal of the or each battery (260, 261).

3. Heart pacemaker according to claim 2, characterized in that the battery chamber (233) has a plurality of batteries (260, 261) contains, and that between the battery chamber and the circuit chamber (232) several passages (254, 255), which make it possible to connect the batteries in parallel, so that the

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given redundancy to a corresponding increase in operational safety leads.

¹ I. pacemaker according to claim 3 _9, characterized in that the housing (23o) consists of titanium.

5. pacemaker according to claim 3, characterized in that the electrical connection socket (23M) designed as an insert and in a cover (235) is installed in the form of a molded part made of an organic plastic.

6. pacemaker, characterized in that a housing (23o) made of metal is present is that the interior of the pacemaker (21o) hermetically seals against body fluids in the body cavity (16) are present in which the pacemaker has been implanted, that the housing has a thickness of less than 20 mm, that each other dimension running at right angles to the thickness dimension of the housing is less than 60 mm that it is these small dimensions of the pacemaker allow the pacemaker to be implanted in a patient's body without the skin of the Patients in the area of the pacemaker bulges in a disturbing way that the metal housing the electrical components of the Pacemaker protects against electromagnetic interference that in the housing is a plurality of batteries (26o, 261) that an electrical conductor is provided, the battery power from each Battery transmits to an adjacent area in the housing that each battery does not generate gas that one for each battery Lithium anode (27o) and an electrolyte (271) consisting largely of thinoyl chloride belong to the or each battery has a low resistance for a long time during an expected life of more than five years and a Constant high voltage of at least 3.3 V ensures that this voltage is only increased during the last part of the service life to renew the or each battery that circuit elements are provided within the housing, the at least two batteries

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connect in parallel and protect other circuit elements from adverse effects due to battery failure cause, while, however, the redundant reliability of parallel batteries is guaranteed that one Oscillator unit (25o) with complementary metal oxide semiconductor devices is present, which serves to generate electrical impulses to stimulate a heart (13), wherein the oscillator unit is powered by the redundant reliable parallel batteries and is in a small chamber located within the small housing that the complementary metal oxide semiconductor devices allow the small size of the oscillator unit and such a low power consumption that More than five years of battery life can be achieved by connecting an electrical connection socket (234) to the housing is, which is used to an electrical line (11) the electrical impulses to stimulate a heart to feed, and that through the housing, the batteries, the oscillator unit and the electrical connection socket The combination formed has a total weight of less than 100 g and a specific weight of less than 1.7, so that Changes in the acceleration or deceleration of a body in which the pacemaker is implanted on the body tissue, which is adjacent to the body cavity in which the pacemaker is implanted, only forces to act that are tolerated by the body tissue.

7. pacemaker according to claim 6, characterized in that the batteries (26o, 261) are located within a hermetically sealed chamber (233) which is separated from the hermetically sealed and the oscillator unit (25o) containing chamber (232) is separated, and that between the two chambers a plurality of electrical feedthroughs (25 * t, 255) provided and that furthermore an electrical feedthrough from the sealed chamber containing the oscillator unit to the device is available, which the electrical output

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gear in the pacemaker.

8. pacemaker according to claim 6, characterized in that the housing made of titanium which acts as one electrode of the heart stimulation circuit.

9. pacemaker according to claim 1, characterized in that the electrical output is anchored in a plastic cover.

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