DE2739490A1

DE2739490A1 - P-wellen geregelte, r-wellen inhibierte ventrikulare stimulierungs-vorrichtung

Info

Publication number: DE2739490A1
Application number: DE19772739490
Authority: DE
Inventors: Sherwood Sheldon Thaler
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: American Optical Corp
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1977-08-30
Publication date: 1978-03-30
Also published as: US4091817A; NL7710477A; CA1091301A; FR2365337A1; JPS5341083A; SE7710575L; AU511862B2; BR7706392A; SE420795B; GB1586268A; AU2913877A

Description

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bei Es wird ein Herzschrittmacher geschaffen,/dem das Feststellen der P-Wellen aus dem Wellenkomplex dazu angewandt wird, den Takt der ventrikularen Stimulierung durch den Schrittmacher zu regeln, wobei die Regelung des Taktes des Schrittmachers (oder das Pausenintervall des Schrittmachers) sich verringernde Takte aufweist und sich erhöhende Takte aufweisen kann. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schrittmacher ein Bedarfsschrittmacher mit R- ellen-Inhibierung. Der Schaltkreis kann in den Körper des Patienten implantiert werden und auch extern zur Anwendung kommen.

Die Erfindung betrifft allgemein Herzschrittmacher und insbesondere einen R-Wellen inhibierten, P-Wellen geregelten Herzschrittmacher.

Auf dem Gebiet der medizinischen Elektronik finden allgemein Herzschrittmacher Anwendung. Es gibt verschiedene Arten an Herzschrittmachern. So gibt Herzschrittmacher, die zu einer Stimulierung des Ventrikels des Herzens mit bestimmten Takt führen, Herzschrittmacher, die zu einer Stimulierung des Ventrikels des Herzens bei Bedarf führen, Herzschrittmacher, die eine Stimulierung des Vorhofes und des Ventrikels des Herzens in einer vorherbestimmten zeitlichen Sequenz und bei Bedarf bewirken, sowie Herzschrittmacher, die eine Stimulierung des Ventrikels aufgrund von Signalen bewirken, die von einem anderen Teil des Patientenkörpers als den ventrikularen Kammern des Herzens herrühren.( Diese Aufstellung ist jedoch nicht allumfassend bezüglich der zur Zeit zur Verfügung stehenden Herzschrittmacher-Arten zu verstehen). Die vorliegende Erfindung betrifft nun insbesondere die letztgenannte Art an Herzschrittmachern.

Nach einem Stand der Technik finden aus dem Brustkorb herrührende Signale, wie ein der Atmungsgeschwindigkeit analoges elektrisches Signal, Anwendung für das Regeln des Stimulierungstaktes des Schrittmachers. Nach einem anderen Stand der Technik, der dem Erfindungsgegenstand noch näher steht, wird das Feststellen der P- eile dazu angewandt, den Zeitpunkt einzuregeln, bei dem die ventrikulare Stimulierung eintreten kann. Ein Beispiel für diesen einschlkägigen Stand der Technik stellt die US-PS 3 648 707 dar. Dort ist eine Vorrichtung beschrieben, die P-Wellen feststellen kann und dazu führt, daß ein ventrikularer Impulsgenerator einen stimulierenden

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Impuls mit einem festgelegten Zeitintervall zuführt, nachdem die P-Welle festgestellt worden ist. Wenn keine P-Welle auftritt, fuhrt der Schrittmacher zu einer Stimulierung des Ventrikels des Herzens zu Ende eines vorherbestimmten Intervalls gegenüber dem vorhergehenden ventrikularen Herzschlag oder Stimulierung. Wenn eine P-.eile zu dem Zeitpunkt oder benachbart zu dem Auftreten des ventrikularen Stimulierungsimpulses festgestellt wird, tritt der ventrikulare Stimulierungsimpuls immer noch zu dem erwarteten Zeitpunkt auf. Es liegt somit ein oberer Grenzwert bezüglich des Intervalls zwischen den ventrikularen Stimulierungsimpulsen, oder anders ausgedrückt, ein unterer Grenzwert bezüglich des Taktes vor.

Es sei jedoch die Wirkung des frühzeitigen Auftretens der P-.eile in dem Pausenintervall betrachtet. Man IaBt somit den ventrikularen Stimulierungsimpuls mit einem festgelegten Intervall nach Feststellen der P-Welle eintreten, und dies erfolgt somit früher als derselbe ansonsten eingetreten wäre. Somit stellt das genannte Patent nach dem Stand der Technik lediglich eine Verkürzung des Pausenitnervalls dar (oder mit anderen Worten eine Erhöhung des Stimulierungstaktes) führt jedoch nicht zu einer Verlangsamung des Taktes, ..enn dies zweckmäßig wäre, z.B. wenn ein Patient sich zu entspannen oder zu schlafen sucht. Wenn der Schrittmacher mit einem Grundtakt versehen ist, der ausreichend langsam ist, um die Entspannung oder den Schlaf zu berücksichtigen und von diesem Zustand aus aufgrund einer Zunahme des P-Wellentaktes "schneller werden kann", verbleibt doch das Problem eines Versagens der P-Wellenerzeugung und/oder Feststellung, wodurch sich eine Rückwandlung zu einem Grundtakt ergibt, der zu langsam ist und somit einen chirurgischen Austausch des Schrittmachers erforderlich machen kann.

Ein weiterer Schrittmacher, der in etwa der gleichen Heise arbeitet* ist in der US-PS 3 903 897 beschrieben. Hier jedoch treten die ventrikularen Stimulierungsimpulse ebenfalls bei einem bestimmten Grundtakt bei dem Arbeiten im "Freilauf" auf und die Vorhoflmpulse und zugeordneter Schaltkreis arbeiten lediglich dergesatlt, das der ventrikulare Stimulierungsimpulstakt, (d.h. Verringerung des Pausenintervalls) beschleunigt wird.

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Lrf indungsgeiiiüß wird nur. ein Iierzschri tt.i.inc'u-r -jeschaf f en, der eine Anschlüsse fär die Verbindung :iit dow Herzen eines Patienten, cinei· Y.viL'jt.bor/ reis v/cniostcns üas 7\usL>ilden von Zcitgebcrintervallen, uie wenigstens genau so lang wie das Grundintorval1 sind, einen Inpulserzeugungs-Kreis für (las rrzcugen eines ventri kularcn .StinulierungsiMpulses an der Anschlußanordnung zu Hnde jec'os der Zeitgeberintervalle, einen P-V.'ellendetektor für das reststellen dor Schlagwirkung des Atriums des üerzens, einen Schaltkreis, der auf den P-I.'ollcndetektor für das Erzeugen eines atrial-ventrikularen (A-V) Intervallimpulses anspricht, obei der Zeitgeberkreis einen Regelkreis aufweist, der auf den Λ-V intervalliMpuls anspricht, u;t wenigstens das Zeitgeberintervall über das Grundintervall hinaus zu verlängern, enn der ansonsten als nächster erzeugte ventirkulareiitiiiiulierur.gsimpuls eingetreten wäre, während des Zeitpunkts des /vuftretens des A-V Intervallimpulses, sowie für das Begrenzen des verlängerten Intervalls auf nicht länger als die Summe des Grundintervalls und des Intervalls des A-V Intervallimpulses, ein R-WeIleisdetektor für das Feststellen der Schlagtätigkeit des Ventrikels des Herzens und einen Schaltkreis aufweist, der auf das Arbeiten des 11- ellendetektors für die Zurückstellung der Zeitgeberanordnung anspricht. Der Zeitgeberkreis weist einen Relaxationsoszillator auf, _n dein das Grundzeitintervall durch einen Zeitgeberkondensator bestimmt wird, der auf einen Grundschwellenspannungswert aufgeladen wird. Durch vorübergehende Einstellung des Schwellenspannungswertes wird das Zeitgeberintervall des Oszillators relativ zu dem Grund-

ntervall verlängert (wahlweise verkürzt) , wodurch der Stiinulieruhngs takt verringert (wahlweise erhöht) wird. Der hier angewandte Ausdruck des A-V Intervallimpulses bezieht sich auf ein elektrisches Signal, dessen Dauer dem angestrebten A-V Intervall entspricht.

Nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt die Einstellung des Schwellenspannungswertes durch Zusatz einer Komponenten-Spannung für ein Intervall, das demjenigen des A-V-Jntervallimpulses und damit dem angestrebten A-V Intervall entspricht. Bei einer grundlegenden erfindungsgemäßen Ausführungsform wird demgemäß der A-V Intervallimpuls additiv auf den Schwellenwert oder Bezugsanschluß des Relaxationsoszillators beaufschlagt. Der Impuls besitzt ausreichende Größe, um das Pausenintervall des Schritt-

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machers auf die Summe dos Grundintervalls und des Λ-V Intervalls auszudehnen, wenn die P- eile spät in dem Grundintervall festgestellt v/ird. üieses verlängerte Intervall entspricht einer Verringerung des Stinmlierungstaktes relativ zu demjenigen, der sich bei dem Grundztiitgeberintervall ergibt.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsforin v/ird das A-V-IntervallinpuIs auf den Schwellenspannungsanschluß des Relaxationsoszillator über einen Kopplungskondensator überführt, der so dimensioniert ist, daß ein vorherbestimmter Spannungsabfall an dem Anschluß während des AV-Intervalls auftritt. Uenn der AV Impuls zu Lnde des A-V Intervalls einen Spannungsabfall erfährt, wirkt der den Spannungsabfall zeigende Kondensator, da derselbe nur teilweise geladen ist, dergestalt, daß eine zeitweilige Spannungsverringerung an dem Schv/ellenwertanschluß auf einen l.'ert unter dem Grundschwellenwert erfolgt. Diese nach unten eingestellte Schwellen' .ertspannung kann den ^elaxationsoszillator auslösen, wenn dieselbe innerhalb eines speziellen Intervalls unmittelbar vor Auslaufen des Grundpausenintervalls eintritt, wodurch der Stimulierungstakt des Schrittmachers erhöht wird, ei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Kopplungskondensator und zugehörige Zeitgeberkreis so dimensioniert, daß das Grundzeitgeber- oder Pausenintervall wahl*

eise automatisch auf einen Intervall ausgedehnt werden können, das so groß wie das A-V Intervall sein kann, oder es kann eine Verkürzung um ein Intervall erfolgen, das so groß oder größer als das A-V Intervall ist, odurch Stimulierungsimpulse ausgebildet v/erden, die nach Abschluß des festgelegten A-V Intervalls im Anschluß an das Feststellen der über einen Bereich auftretenden P- ' eilen auftreten.

Sowohl der R-Wellen- als auch der P- .ellendetektor können ferngesteuert außer Funktion gesetzt werden, so daß ein Arbeiten des Schrittmachers bekannter kontinuierlicher Weise ermöglicht wird, Γ woüei die Stiiuulierungsiiapulse mit dem Grundpausenintervall auf- treten.

Der erfindungsgemäße Herzschrittmacher spricht somit auf die P-Wellenregelung für das Erzeugen eines Stimulierungs|>mpulses (wenn nicht R- eilen inhibiert) nach einem festgelegten A-V-Intervall an

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und dor Herzschrittmacher ist automatisch in der Lage, den Stimulierungstakt ausgehend von einem bevorzugten Grundtakt zuverlangsamen, den derselbe ansonsten in dem Fall zurückkehrt, ο P- eilen nicht festgestellt werden.

Lin Ausführungsbeispiel der Erfindung istin den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Ils zeigen:

Fig. 1 die durch das Herz während eines vollständigen Herzschlages ausgebildete Spannungswelle;

Fig. 2a-c eine aufeinanderfolgende graphische Darstellung der Spannung, die parallel zu dem Zeitgeberkondensator des Relaxationsoszillators des Schrittmachers relativ zu der Schwellenwertspannung für die Regelung der Erzeugung der Stimulierungsimpulse gemäß dem Stand der Technik auftritt;

Fig. 3a-c aufeinanderfolgende graphische Darstellung ähnlich denjenigen nach den Figuren 2a -c und zeigen die nach einer erfindungsgenäßen Ausführungsform modifizierte Schwellenwertspannung;

F ig. 4a-c aufeinanderfolgende graphische Darstellungen ähnlich denjenigen nach den Fig. 2a-c und zeigen die nach einer weiteren erfindungsgemäße modifizierte Schwellenwertspannung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform des Schrittmachers wiedergibt;

Fig. 6 ein weitere Einzelheiten wiedergebendes Schaltdiagramm von Teilen doa in der Figur 5 wiedergegebenen Schrittmachers.

üer menschliche Herzschlag zeigt sich elektrisch als eine verwickelte VJcIIe bestehenu aus ..eilen, die, siehe die Figur 1, als P-, Q-, K-, S- und T- eilen bezeichnet v/erden. Die P- eile stellt einen atrialen Herzschlag dar, der der axialen Depolarisation zugeordnet ist, und dieser Herzschlag bestimmt den Herztakt als eine Funktion von Signalen, die von dem restlichen Körper kommen. Der Hauptiupuls und der an stärksten ausgeprägte elektrische Impuls in den Herz ist die Γ.-Welle und besitzt normalerweise eine Größe von 2 bis 20 mV in dem Ventrikel. Die R-.eile, die die vcntrikulare Kontraktion wiedergibt, zeigt in typischer Weise ein Anplitudenverhältnis zu der P- eile von wenigstens 3:1, enn es sich auch versteht,

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daß die P-WeIIe cine gleiche oder größere Grüße als die i:-V«elle aufweisen kann, enn beide in dcu Vorhof festgestellt vr-irdon. Die P-'./cllc stellt. normalerweise die Tapolarisation C?r Ventrikeln dar, vrenn dieselbe jedoch aufgrund eines Herzfehlers nicht auftritt, ist dieselbe eins Funktion des herzschrittmacher«, der periodisch elektronisch? Impulse an das Tlerz zwecks Stinulieren der Kontraktion abgibt. V.cnn sowohl in natürlicher Weise als auch durch el on Herzschrittmacher eine tt-Welle ausgebildet wird, erfolgt jedoch eine Konkurrenz bezüglich der Regelung des Herzens und eine r.iöglicher-

eise gefährliche Situation ergibt sich, enn der elektronische Inpuls des 3chrittnachers in einen T-.jellengebiet oder den sogenannten "verletzlichen" Gebiet auftritt. Um dieses Probiert auszuräumen, ist ein sogenannter Hedarfsschrittmacher entwickelt worden, wie er in der U3--.S 3 520 4 28 beschrieben ist.

Unter Bezugnahme auf die Figur 5 ist dort diagrarinförmig ein erf induncjsgemüß aufgebauter Herzschrittmacher wiedergegeben, der rtit einen Katheter 1 versehen ist, vermittels dessen die iJlektrodenpole E1 und E2 in den Vorhof 2 und die Elektrodenpole F2 und Γ3 in der Herzkammer 4 des Herzens G angeordnet werden. Das Katheter 1 wird in das Herz 6 eingeführt bis dessen JJlektrodenpolsitze E3 in den Apex des Ventrikels festsitzt. Der Elektrodsnpol E2 in dem Ventrikel 4 liegt eng benachbart zu den Elektrodenpol E3 vor, und in ähnlicher Weise liegt der F.lektrodenpol E2 in dem Atrium eng benachbart zu dem Flektrodenpol E1 vor. Der Abstand zwischen den Llektrodenpolen E1 und E3 beläuft sich vorzgusweise auf etwa 11 cm, so daß der Pol E3 den Apex der Ventrikel 4 zusammenzieht und die Elektrode E1 relativ weit entfernt hierzu in dem Atrium 2 vorliegt. Dieses Abstandsverhältnis zwischen den Elektroden E1 und E3 ist bevorzugt, um so das Feststellen der P- eile optimal zu gestalten. Die myocardiale Implantation der Elektroden ergibt natürlich eine geeignete Alternative und das gleiche gilt für das /anwenden getrennter transvenöser Elektroden.

Der Elektrodenpol E1 ist über den Leiter 500 mit dem Eingang eines P- ellendetektors 520 verbunden zwecks übertragen der festgestellten P-Uellen an denselben. In ähnlicher Weise wird der durch den Elektordenpol E3 festgestellte ventrikulare QRS-. omplex vermittels des Leiters 10 an den Eingang eines R- ellendetektors 51O Über führt. Der Leiter 1Φ erstreckt sich weiterhin zu dem eingang Ausgang

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des Iinpulsverstärkers 550 des Schrittmachers, von dem derselbe die ventrikularen Stinulicrungsimpulse erhält, die vermittels des Llektrodenpols K3 auf das Ventrikel 4 beaufschlagt werden. Die Llektrodenpole L2 sowohl in dem Atrium 2 als auch in dem Ventrikel 4 sinci elektrisch gemeinsam mit den Leiter 9 verbunden und ergeben einen gemeinsamen oder "geerdeten" elektrischen Bezugswert, der mit den entsprechenden Teilen des Schrittmachers verbunden ist. Der R- ellendetektor 510 und der P-Wellendetektor 520 sind in der Lage Impulse zu liefern, die einen Hinweis auf das Feststellen eines QRS-Komplexes bzw. einer P-Welle ergeben, enn es auch möglich ist, die in den US-. Sen 3 648 707 oder 3 903 897 beschriebenen P-Wellen- und R-WeIlandetektoren anzuv/enden, sind diese Detektoren nach der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß der US-PS 3 528 420 aufgebaut. Der vorliegende R- ellendetektor 510 ist praktisch identisch mit dem Feststellkreis für den QRS-i^omplex und die Taktdiskriminatorstufe nach der US-PS 3 528 428, wie weiter unten im einzelnen eräutert. Der R- ellendetektor 520 ist praktisch gleich dem R- ellendetektor 810 und jeder Detektor weist Bandpaßfilter auf. Die den Verstärkungsstufen des P-Wellendetektors zugeordneten Filter sind jedoch so dimensioniert, daß dieselben eine etwas höhere mittlere Bandpaßfrequenz des Durchlaßbereiches als die Filter des R-Wellendetektors aufweisen, z..j. 80 Hz gegenüber 40 Hz. Die mittleren Frequenzen des Durchlaßbereiches der Detektoren 510 und 520 werden so ausgewählt, daß deren Empfindlichkeit und Ansprechen auf den QRS--.omplex bzw. die P- .eile optimal gestaltet werden. Die US-PS 3 528 428 gibt an, daß die P- .eile größtenteils aus Frequenzbestandteilen unter 20 Hz besteht, und dies trifft bei dem Ventrikel zu, wo die Elektrode eine integrierte Form der P-Welle feststellt. Andererseits ist erfindungsgemäß die Elektrode E1 in dem Atrium angeordnet, .o die Ausprägung der P-,;ellen größer ist und die P-Wellen bestehen allgemein aus Frequenzbestandteilen mit etwa 80 Hz.

Der ventrikulare Zeitgeberkreis 540 arbeitet freilaufend oder kontinuierlich, wodurch sich, wie bekannt, Impulse ergeben, die sich mit regelmäßigen oder sogenannten "Grund"-Intervallen wiederholen, vie es durch die Impulse 210, 220 und 230 der Fig. 2a,2b und 2c wiedergegeben wird. Diese Impulse werden durch den Impulsver-

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stärker 550 verstärkt und durch den Leiter 11 auf die Elektrode E3 zwecks Stimulieren des Ventrikels 4 beaufschlagt. Der ventrikulare Zeitgeberkreis 540 besteht im wesentlichen aus einem Relaxationsoszillator mit einem Grundzeitgeberintervall, enn freilaufend arbeitend, und der durch einen auf dem Leiter 580 von dem R- ellendetektor 510 kommenden Lüschungsimpuls immer dann gesperrt wird, ..enn auf dem Leiter 11 eine R-WeIIe auftritt, v/ie dies bei dem Bedarfsarbeiten erforderlich ist. Der Takt des Intevallreglers bildet einen Teil des allgemeinen Zeitgeberkreises des Schrittmachers über den Leiter 570 und spricht auf die von dem Ausgang des P-Wellendetektors52ö kommenden, auf den Leiter 560 auftretenden Impulse jeweils dann an, enn eine atriale P-Welle für das Hinstellen oder Einregeln der Zeitgebung des ventrikularen Zeitgeberkreises 540 festgestellt wird.

Durch entsprechende Auswahl, der Bestandteile und deren elektrischer Werte in dem Intervallregelkreis 530 und im Zusammenhang mit dem Schaltkreis des ventrikularen Zeitgeberkreises 45 ist der erfindungsgemäße Schrittmacher in der Lage die Zeitgebung des Kreises 540 dergestalt einzustellen, daß die ventrikularen Stimulierungsiiapulse normalerweise im Anschluß an eine vorherbestimmte, festgelegte Verzögerung oder Intervall (bezeichnet als A-V Intervall) eintreten nach Auftreten der festgestellten atrialen P-Welle dergestalt, daß das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden ventri-..ularen Stimulierungsimpulsen wenigstens relativ zu dem regelmäß9gen oder Grundintervall in Übereinstimmung mit dem verringerten atrialen P-Wellentakt erhöht werden kann. ..eiterhin kann die Intervallregelung 530 ebenfalls in der Lage sein das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden ventrikularen Stimulierungsimpulsen relativ zu dem Grundintervall zu verringern zwecks Erhöhen des Taktes der atrialen P-Uelle.

Somit läßt sich das Grundzeitgeberintervall des ventrikularen Zeitgeberkreises 540 definieren als dasjenige, das einen stimulierenden Impulstakt von etwa 50 Schlägen pro Minute ausbildet, und der P-Wellentakt kann sodann so einwirken, daß dieser Takt bei Entspannung oder Schlafen der betreffenden Person verringert

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ird und kann weiterhin dergestalt wirken, daß der Takt z.13. während körperlicher Betätigung beschleunigt wird, i^s ergibt sich somit, daß selbst dann, wenn das erfindungsgenäß vorgesehene Feststellen der P-Welle und der Intervallregelkreis nicht wirksam werden, z.U. aufgrund des üichtvorliegens von atrialen I?-WeIlen oder eines Versagens in der entsprechenden iichaltkreisanordnung der Schrittnacher weiteriiiii als ein herkömmlicher Bedarfsschrittmacher nit einem Stimulieruiujstakt von 75 Schlagen pro ilinute weiterarbeitet und dies ist natürlich für die Unterhaltung des Lebens ausreichend und liegt innerhalb der üblichen oberen und unteren Grenzwerte.

ilin selektiv botatigbarcr Schaltkreis 100 steht in Verbindungmit den vcntrikularen tfeitgebsrkreis 54C) und dessen Lnergiequelle, sowie mit den entsprechenden abgeschalteten eingängen an dein ;i-l.^Telleridetektor 510 und dem P-Uellendetektor 52O, um so selektiv die Amplitude des Ausgangsimpulses zu verringern, den Takt des ntimulierungsim- ^julses zu erhöhen und den Schrittmacher kontinuierlich in der Ueise zu stimulieren, wie es in der US-PS 3 774 619 beschrieben ist. Der erfindungsgenilß vorgesehene Schrittmacher ist vorzugsweise implantierbar und der Schalter 100 ist ein magnetisch betätigter Zungenschalter.

Unter Bezugnahme auf die Figur 6 ist dort schenatisch die erfindungsgemäße Ausführungsform wiedergegeben. Diese schematische Darstellung ist zu sehen im Zusammenhang mit der Figur 1 der US-PS 3 528 428, und die Kombination hiermit ergibt eine arbeitsfähige Ausführungsform mit Ausnahme des Anwendens des P-Uellendetektors 52O. Soweit die US-PS 3 528 428 hier angezogen wird bezüglich der Beschreibung des R-Wellendetektors 510 gilt dies auch bezüglich eines Detektors, wie des P-V/ellendetektors 520, der sich von dem R-Wellendetektor 510 lediglich bezüglich einiger weniger der erwähnten Dinge unterscheidet. Die folgenden Bestandteile der Fig. 6 sind identisch mit den Bestandteilen der Figur 1 der US-PS 3 528 428: Die Transistoren T6, T7, T8 und T9, die Widerstände 35,37,55,61,63 und 59; die Kondensatoren 57 und 65, die Elektroden E1 und E2 und die Leiter 9 und 11. Die Verbindung dieser Bestandteile ist in der genannten Patentschrift erläutert, eitere Bestandteile der Figur 6 können den Bestandteilen der Figur 1 der genannten Patent-

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schrift äquivalent sein, weisen jedoch unterschiedliche Bezugszeichen auf.

Zusätzlich zu den Beschreibungen in der US-PS 3 528 428 sind bestimmte andere Teile des Schrittmachers nach der F igur 6 in der US-PC 3 774 619 erläutert.

Unter Bezugnahme auf die Figur 6 ist die Anode der Diode 102 mit der Verbindung zwischen dem VJiderstand 59 und Kondensator 65 verbunden. Die Kathode der Diode 1ü2 ist mit der Verbindung zwischen den Widerständen 101 und 103 verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 101 ist mit einem Lnde eines äußerlich betätigbaren, iraplantierbaren magnetischen Zungenschalters 1OO verbunden. Das Ende des Zungenschalters 1OO, also das ortsfeste Ende ist mit den flnoden der Diode 148 und 158 verbunden, von deren Kathoden aus sich entsprechende Leiter 150 und 160 zu den abgeschalteten Eingängen des R-Wellendetektors 510 bzw. des P-WeIlendetektors 520 erstrecken.

Das andere Ende des Widerstands 103 ist mit einer Leitung verbunden, die eine Verbindung herstellt zwischen der Kathode der Diode 104, der Anode der Diode 105 und den Widerständen 108 und 109. Die Diode 104 und der Widerstand 108 sind parallel geschaltet. Die Dioden 105, 106 und 107 sind in Serie geschaltet und sind mit dem Widerstand 109 parallel geschaltet. Die Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand 109 und der Kathode der Diode 107 ist mit einem Ende der parallelen Kombination aus Kondensator 11 und Widerstand 110 verbunden, und das andere Ende dieser parallelen Kombination ist mit dem Leiter 9 verbunden. Die Verbindungsleitung zwschen den Widerständen 109 und 110 (Verbindungsleitung J) ist mit der Basis des Transistors T7 verbunden. Das Potential dieser Verbindungsleitung ist der Schwellenwert des Zeitgeberkreises und wird im folgenden im einzelnen erläutert.

Erfindungsgemäß sind der P-Wellendetektor 520 und eine Takt- oder Intervallregelung 530 mit der Verbindungsleitung J des Zeitgeber-Preises verbunden zwecks Einstellen des Schwellenpotentialwertes aufgrund des Feststeilens atrialer P- eilen im Herzen 6. Die in der Figur 6 gezeigte Intervallregelung 530 weist einen monostabilen Multivibrator 600 auf, der einen A-V Intervallimpuls aufgrund

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eines Auslüseimpulses erzeugt, der von dem Ausgang des P-Wellendetektors 52ü empfangen v/ird. Der veränderliche Widerstand G1O ennögliclit es, daß der monostabile Multivibrator 6OO so eingeregelt wird, daß ein A-V-Verzögerungsimpuls zur Ausbildung kommt, der ein Intervall innerhalb des Bereiches von 100 - 250 msec, »-esitzt.

Der AV Intervallimpuls 62O an dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 600 besitzt eine herkömmliche, rechtwinklige Wellenform, und wird nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform praktisch direkt auf die Verbindungsleitung J beaufschlagt. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der A-V Intervallimpuls 620 auf die Verbindungsleitung J über einen Kondensator 630 beaufschlagt, um so einen vorhergewählten Abfall in der auf die Verbindungsleitung J beaufschlagten Impulswellenformspannung zu erreichen. Während diese zwei Ausführungsformen normalerweise in getrennten Schrittmchern vorliegen, sind dieselben hier im Interesse der kurzen Darstellung in der Figur 6 kombiniert und so dargestellt worden, daß dieselben in einem einzigen Schrittmacher zur Verfügung stehen aufgrund des Anwendens eines zuvor einstellbaren, Einpol-Doppelschalters 64O.

Ein Pol ües Schalters 640 ist mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 6OO verbunden und der andere Pol kann slektiv entweder mit einem Ende des Kondensators 630, wie gezeigt, oder mit der Anschlußklemme 650 eines Nebenschlußleiters verbunden werden, der mit dem Leiter Ö57O und dem anderen Ende des Kondensators 630 verbunden ist. Zwecks Erläuterung des Erfindungsgegenstandes ist der Kondensator 630 hier auch als veränderlich dargestellt, um so zu zeigen, daß das Ausmaß des durch den A-V Verzögerungsimpuls eingeführten Spannungsabfalls veränderlich sein kann, wie weiter unten erläutert.

Unter Hinweis auf die Wechselbeziehung zwischen dem erfindungsgemäßen Schaltkreis und demjenigen nach der US-PS 3 628 428 ist der Leiter 150 mit dem Emitter des Transistors T1 nach Fig. 1 der genannten Patentschrift verbunden. Der Leiter 140 ist mit der Verbindungsleitung der Widerstände 29, 31 und 33 nach dieser Patentschrift verbunden. Der Leiter 580 ist mit der Seite des Kondensators

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53 verbunden, die gegenüber der Seite liegt, die mit der Verbindungsleitung des Kondensators 49 und der Widerstände 47 und 45 nach dieser Patentschrift verbunden ist. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Schalter S nach Figur 1 dieser Patentschrift weggefallen (d.h. man muß sich die Dinge so vorstellen, daß der Schalter S stets offen gehalten wird). Zusätzlich zu den dargelegten Wechselbeziehungen des Schaltkreises nach Figur 6 der vorliegenden Erfindung mit demjenigen nach der genannten Patentschrift ist der von der Diode 16ϋ kommende Leiter 16Ο nit dem Emitter eines Transistors in dem P-Wellendetektor 52Ο verbunden, der vergleichbar zu den Transistor Ti nach Fig. 1 der genannten Patentschrift ist.

bezüglich der Arbeitsweise der Bauteile 1ΟΟ-111 des Schrittmachers unter Vorliegen des Schalters 1OO im geöffneten Zustand ergibt sich, daß der von den Batterien kommende Strom durch den Widerstand 59 fließt und den Kondensator 65 auflädt, der die Spannung solange hielt, wie der Transistor T9 nicht leitend ist. Der von den Batterien kommende Strom fließt ebenfalls durch die parallele Kombination der Diode 1O4 und des Widerstands 1Ο8. Die individuellen Ströme dieser parallelen Verzweigung vereinigen sich und fließen praktisch ausschließlich durch den Widerstand 1Oi. Die VJiderstandswerte der i/iderstünde 108, 109 und 11Ο, die einen Spannungsteiler bilden, werden so gewählt, daß die Spannung parallel zu den Dioden 105, 1O6 und 107 unter deren kombinierten Spannungsabfall liegen. Die Dioden 1ü5, 1Ou und 1Ο7 werden lediglich dazu angewandt nachteilige Einschal tstüße während das Leitendwerdens abzuschwächen und brauchen hier bezüglich der Arbeitsweise des Urtindungsgegenstandes nicht weiter berücksichtigt zu werden.

nachdem in der gezeigten Weise der Schalter 1OO offen ist, i.st das bedarfsweise Arbeiten des Schrittmachers möglich. Wenn das Herz eines stimulierenden Impulses bedarf, bedingen die Transistoren T7 und T8, daß der Transistor T9 leitet, wodurch die Kondensatoren i 65 durch die ventrikularen elektroden K2, E3 und das Herz 6 entladen. Die Transistoren T7 und T3 weisen einen Relaxationsoszillator auf, der durch den Takt zeitlich gesteuert wird, mit dem der Kondensator 57 auf die Schwellenwertspannung aufgeladen wird, die an der Basis des Transistors T7 (Vurbindunjsleitung J) erscheint. Sobald derartige Spannung an dem Kondensator 57 vorliegt, daß die Zeitgeber—

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spannung 27o an «lern Emitter des Transistors T7 gleich derjanigen an d'ir La.oi3 desselben (Verbindungsleitung J) ist, ird der Relaxationsoszillator ausgelöst u,id fahrt dazu,laß dsr Transistor T 7 leitet. Der Transistor T7 ist parallel zu den Seitgeberkondensator 57 geschaltot und spricht auf einen Impuls auf dor von den Kondsnsator 53 koruuenden Leitung 5GO jeweils dann an, wenn eine U-;/elle für die Leitung festgestellt wird, odurch der Kondenator 57 entladen wird. In dieser Weise wirken die festgstellten R- eilen dergestalt, daß der telaxationsoszillator zurückgestellt wird bevor ein Grundint'jrvall oder Phase zum Abschluß gekoruaen ist, um so zu verhindern, daß ein ventrikularer Stinulierungsiinpuls während eier .sich an die ventrikulare Kontraktion anschließenden verletzlichen Periode erzeugt wird.

Wenn T8 leitet, ..ornnt ein Teil dos Stroms für den Kollektor von To von dew aufgeladenen Kondensator 111. Nachdem T8 nicht mehr leitet, wird der Kondensator 111 auf seinen früheren Zustand durch die 'Widerstände 108 und 109 aufgeladen. Der Kondensator 111 wird so ausgewählt, daß derselbe nicht auf seinen vorherigen statischen Spannungswert in einer Zeitspanne erneut aufgeladen wird, die gleich oder kurzer als die Zeitspanne zv/ischen den Impulsen des herkömmlichen Herztaktes ist, um so das auszubilden, was nach dem Stand der Technik unter dem Begriff der Takthysteresis bekannt ist.

uie Diode 104 ist eine Kompensationsdiode, die den nicht linearen Basisemitter-Spannungsabfall des Transistors T7 kompensiert, sobald die Batterien eine verringerte Spannung abgeben, vie auf dem einschlägigen Gebiet bekannt, und ist hier zwecks Vervolständigung der Darstellung wiedergegeben.

Nachfolgend wird auf diejenigen Teile des erfindungsgemüßen Schrittnachers bezug genommen, die auf die atrialen P- eilen ansprechend den ventrikularen Stimulierungsimpulstakt in der neuartigen erfindungsgemäßen Weise regeln, üer P- -ellendetektor520 spricht auf jede P-Welle so an, daß ein Auslösungsimpuls erzeugt wird, der auf den tiinlaß des monostabilen Monotaibrators 600 über den Leiter 560 beaufschlagt wird. Der Eingang des monostabilen Multivibrators 6OO ist nit einer Seite eines Kondensators (nicht gezeigt) verbunden, der analog dem Kondensator 53 in dem R-Wellenfleststellungskreis nach der

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3 528 428 ist. Wenn auch der auf den monostabilen Multivibrator beaufschlagte Auslöseimpuls hier als positiv wiedergegeben ist, versteht es sich, daß auch ein Impuls mit entgegengesetzter Polarität ausgebildet werden kann, wenn dies durch den monostabilen Multivibrator 6OO erforderlich wird.

Bei der gezeigten Ausführungsform weist der durch den monostabilen Multivibrator 600 ausgebildete A-V Impuls 620 eine Dauer oder Intervall auf, das durch die Einstellung des veränderlichen Widerstandes 610 bestimmt wird. Ein ventrikulares Verzögerungs- oder Pausenintervall von etwa 2OO msec, ist für die vorliegende Ausführungsform geeignet und liegt der weiteren Erläuterung zugrunde.

Es sei zunächst eine Verbindung zwischen dem Schalter 640 und dem Anschluß 65O angenommen. Der A-V Impuls 620 wird direkt auf die Verbindungsleitung J an der Basis des Transistors T7 unterUmgehen des Kondensators 630 beaufschlagt. Die erhöhte Spannung eines Impulses 620 wird somit zu der normalen Schwellenspannung 380, die an der Verbindungsleitung J auftritt, addiert, so daß die in den Figuren 3a, 3b und 3c wiedergegebene Schwellenspannung während des A-V Impulsintervalls erhöht wird, wie es durch die Teile 38Oa, 38Ob und 38Oc für die Schwellenspannung wiedergegeben ist.

So tritt z.B. nach der Figur 3a eine durch den Impuls 340 wiedergegebene P-Welle etwa 700 msec, nach der letzten Rückstellung des Relaxationsoszillators auf unter Ausbilden eines A-V Intervallimpulses 620, der die Schwellenwertspannung bei 38Oa über 200 msec, dergestalt erhöht, daß die Zeitgeberspannung 270 an dem Emitter des Transistors T7 nicht mit der Schwellenwertspannung bei 8OO msec, zusammentrifft, /ie dies der Fall bei einem Arbeiten im Freilauf ist, siehe hierzu die Figuren 2a, 2b und 2c. Vielmehr wird die Schwellenwertspannung vorübergehend nach oben eingestellt, und der Zeitgeberkondensator 57 wird weiter aufgeladen, bis, nach Abschluß des A-V Impulses 62O, die Schwellenwertspannung wieder auf ihren normalen Wert zurückkehrt. Während des negativen Übergangs in den normalen Wert trifft die Schwellenspannung 380 auf die Zeitgeberspannung27O, und sodann wird der ventrikulare Stimulierungsimpuls 310 in der oben beschriebenen erzeugt. Die Amplitude des A-V Impulses 620 ist dergestalt, daß die erhöhte Schwellenspannung 38Oa

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größer als die normale Schwellenspannung 380 um einen Detrag ist, der größer ist als der gleichzeitige Anstieg der Zeitgeberspannung 270 während des Intervalls des Impulses 620 zu diesem Zeitpunkt, während der Pausenintervalle, um so die Ausbildung eines vorgewählten A-V Intervalls sicherzustellen.

Somit handelt es sich bei dem in der Figur 3a wiedergegebenen Zustand um einen solchen, bei dem das Pausenintervall des Stimulierengsxmpulses von dem Grundwert 800 msec, auf 900 msec, verlängert worden ist. Diese Vergrößerung des Intervalls entspricht einer Verringerung des Taktes des Stimulierungsimpulses, >ie es für eine Schlafperiode erforderlich sein kann. Wenn auch nicht gezeigt, versteht es sich, daß der ventrlkulare Stimulierungsimpuls 310 bis zu etwa 1 see. spät eintreten kann nach dem vorhergehenden Zurückstellen des Relaxationsoszillators, venn die P-WeHe 340 so spät wie 780 bis 795 msec, in dem Pausenintervall aufgetreten ist. Dies würde die größtmögliche Verzögerung bei dem Pausenintervall des Stimulierungsimpulses darstellen und entsprihht einem Herztakt von etwa 60 Schlagen pro Minute. Die Figur 3b und deren P-Wellenimpuls 350 und Stimulierungsimpuls 320 stellen im wesentlichen eine Wiederholung der Figur 3 dar, um so die Kontinuität des eingestellten Zeitgeberintervalls mit dem verkürzten Takt zu zeigen. Die Punkte auf der Zeitbasislinie der Figuren 2a-c, 3a-c und 4a-c geben das Auslaufen des Grundintervalls oder natürlichen Zeitgeberintervalls relativ zu der Rückstellzeit an.

Die Figur 3c zeigt die Situation, uei der der P-Wellenimpuls 360 so schnell nach der Rückstellung des Zeitgeberkondensators 57 auftritt, daß die erhöhte Schwellenspannung 38Oc zu dem normalen Schwellenwert 380 zurückgekehrt ist, ^evor die Zeitgeberspannung 270 diesen Wert erreicht hat. Dies wird immer dann eintreten, wenn die P-WeHe früher als 600 msec, in dem Pausenintervall auftritt, und zwar unter der Annahme, daß das Potential an der Verbindungsleitung J der Wellenform nach der Figur 3c folgt und zu der Erzeugung des ventrikularen Stimulierungsimpulses 330 etwa zu Ende des Grundintervalls von 800 msec, führt.

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Wenn auch die oben beschriebene Anordnung zu einer verbesserten P- .ellenregelung des R-Wellen inhibierten, ventrikularen Herzschrittmachers führt aufgrund eines "langsamen Abfalls" de3 Taktes von dem natürlichen oder Grundtakt des Schrittmachers aus, ist es doch üblich durch ein Einführen des sogenannten "schnellen Abfalls" bezüglich des eingestellten Schwellenspannungswertes in dem gleichen Schrittmacher eine "Erhöhung" des Taktes zu erreichen. Dies effolgt, wenn der A-V Impulsintervall 620 mit der Verbindungsleitung J über einen Kondensator verbunden wird, dessen elektrischer Wert dergestalt ist, daß sich das erforderliche Ausmaß eines "schnellen Abfalls" ergibt.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 4a-c und Fig. 6 ergibt sich, daß bei Verbindung des Schalters 640 mit dem Anschluß des Kondensators 630, wie gezeigt, die Einstellung auf die normale Schwellenspannung 47u an der Vorbindungsleitung J b edingt durch das A-V Intervallimpuls 623 zunächst eine Lrhöhung erfährt in Übereinstimmung mit uem psotiven Wert des Inpulses 620, woran sich eine Verringerung oder "Abfall" anschliaßt, der durch den Wert des Kondensators 630 in dem UC-Kreis bestinr.it wird, der ebenfalls die Widerstände 108, _; 109 und 11O und den Kondensator 111 aufweist. Die sich ergebende Modifizierung der Wellenform des A-V Impulses 620, wie es sich an der Verbindungsleitung J ergibt, ist durch die Wellenforri 620 in der Figur 6 wiedergegeben.

Die Schwellenspannung an der Verbindungsleitung J bleibt bei den normalen konstanten Wert 470 zu Beginn des Pausenintervalls bis der P-Welleninipuls 440 eintritt. Zu diesem Zeitpunkt führt das von dem monostabilen Multivibrator 600 abgegebene Signal zu dem A-V Impuls 620 mit positiver Spannungsstufe, der an der Verbindungsleitung J als eine kommensurable Spannungszunahme auftritt, siehe das Bezugszeichen 47Oa. Der Kondensator 630 beginnt sich sofort mit einer Geschwindigkeit aufzuladen, die durch die Zeitkonstante des Schaltkreises durch den Kondensator 63O und somit über die verschiedenen parallelen Wege bestimmt wird, die aus den Serienwiderständen 108, 109, den Widerstand 11Φ und dem Kondensator 111 bestehen. Bei Aufladen des Kondensators 630 nimmt die Spannung parallel hierzu zu und bedingt eine entsprechende Verringerung der Spannung an der Verbindungsleitung J. Der Schaltkreis ist so ausgelegt, daß diese

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Verringerung oder "Abfall" der Spannung zu Ende der 200 msec, periode mit dem A-V Intervall sich auf etwas weniger als 100% des Spannungsanstieges in der Verbindungsleitung J belauft, der durch d*B positive Stufe des Λ-V Impulses 620 bewirkt wird.

Je grüßer z.... die Kapazität des Kondensators 630 in dem RC-Kreis, zu dem derselbe gehört, um so langsamer wird die Aufladegeschwindigkeit sein und dies führt zu einem geringeren Ausmaß des Spannungsabfalls, ..ährend ein relativ klein dimensionierter Kondensator 63O zu einem höheren Ausmaß an Spannungsabfall führt. Uenn die Kapazität des Kondensators 630 ausreichend groß ist, kann der Spannungsabfall während des 200 msec. A-V Intervalls so geringfügig sein, daß man eine Verhaltensweise erzielt, die praktisch derjenigen entspricht, wie sie bei der weiter oben beschriebenen Gleichstromverbindung durch den Anschluß 650 gegeben ist. Der Kapazitätswert des Kondensators 111 ist klein im Vergleich zu demjenigen des Kondensators und hat nur eine sehr geringe Wirkung auf die Aufladungsgeschwindigkeit des letzteren.

Zu Lnde des 200 msec. A-V Intervalls tritt die nach unten gerichtete Spannungsstufe in dem Impuls 620 an der Verbindungsleitung J als eine nach unten gerichtete Spannungsstufe kommensurabler Größe auf. Da der angepaßte Schwellenwert 47Oa ein gewisses Ausmaß an Spannungsabfall erfahren hat, führt dieser nach unten gerichtete übergang in der Schweilenspannung dazu, daß dieselbe unter den normalen Schwellenwert 470 durch eine Spannung gebracht wird, die dem Spannungsabfall entspricht, der während des "Abfalls" auftritt. Der Kondensator 630 wird sodann in der entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit aufgeladen, die durch die Zeitkonstante dieses RC-Kreises bestimmt wird, siehe hierzu die obigen Ausführungen. Dieses Aufladen setzt sich fort, bis der Kondensator 630 vollständig aufgeladen ist und der Schwellenwert 470 der im Gleichgewichtszustand vorliegenden Spannung an der Verbindungsleitung J wieder erreicht ist.

Solange der Spannungsabfall nicht so groß ist, daß die abnehmende Spannung des eingestellten Schwellenwertes 47Oa gleich der Zunehmenden Zeitgeberspannung 270 vor Abschluß des 200 msec. A-V Intervalls

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Lst, ist die einen Abfall aufweisenden, eingestellte Schwellenspannung 47Oa in der Lage das 8OO msec. GrundpausenIntervall auf 900 msec, zu dehen, wie es durch die fest ausgezogen gezeichnete Wellenform und durch den Stimulierungsimpuls 410 wiedergegeben ist, oder auf eine volle Sekunde zu dehnen, wie dies durch die gestrichelten Wellenformen 43Oa¹ und 270' wiedergegeben ist.

Die Fig. 4b dient der Erläuterung der Situation, bei der keine P-WeHe festgestellt wird und somit der ventrikulare Stimulierungsirapuls 420 nach Abschluß des Pausenintervalls von 800 msec, erzeugt wird.

Die Fig. 4c erläutert eine weitere Wirkung des Spannungsabfalls bei der eingestellten Schwellenspannung 47Oc, wobei die Schwellenspannung bei ihrer Verringerung die sich vergrößernde Zeitgeberspannung 270 schneiden oder derselben gleich werden kann, >>evor die Zeitgeberspannung den normalen Schwellenwert 470 nach 8OO msec, in dem Pausenintervall erreicht. Wenn eine derartige Gleichheit der zwei Spannungen eintritt, v.ird der ventrikulare Stimulierungsiinpuls 430 erzeugt, der in diesem Fall bei etwa 700 msec, während des Pausenintervalls für einen P-Wellenimpuls 450 eintritt, der mit 500 msec, auftritt. Indem somit ein Spannungsabfall in die eingestellte Schwellenspannung eingeführt wird, ist es möglich nicht nur das Pausenintervall zu dehnen und hierdurch den Herztakt zu verringern, sondern es ist ebenfalls möglich das Pauseninvertall zu verkürzen und so den Stimulierungstakt zu beschleunigen» wobei in jedem Fall der vorgewählte 200 msec. A-V Intervall aufrechterhalten wird.

Bezüglich dieses Aufbaues des Schaltkreises sind bestimmte Dinge zu beachten. So sollte z.B. die R-C Zeitkonstante des Schaltkreises, durch den der Kondensator 630 aufgeladen wird, kleiner als die RC-Konstante des Schaltkreises sein, durch den der Zeitgeberkondensator 57 aufgeladen wird, um so die Situation zu vermeiden, bei der die P-Welle teilweise früh in den Pausenintervall auftritt und die eingestellte Schwellenspannung nicht die Zeitgeb erspannung bei der Spannungsverringerung nach Abschluß des 200 msec. A-V Intervalls schneidet, sondern etwas später, .venn die sich relativ "langsam" erneut aufbauende Schwellenspannung auf die schneller ansteigende

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Zeitgeberspannung 270 trifft. In einem derartigen Fall wird das Λ-V Intervall langer als angestrebt sein und wird sich nit der tatsächlichen Zeitgebung der P-Welle während des Pausenintervalls ändern.

Eine weitere Überlegung besteht darin, daß für eine eingestellte Schwellenspannung spezieller Größe der Prozentsatz des Spannungsabfalls in dieser eingestellten Schwellenspannung nicht so groß sein wird, daß eine kurz vor dem Auslaufen des normalen 800 msec. Intervalls auftretende P-Welle in einer eingestellten Schwellenspannung resultiert, die so schnell abfällt, daß die zunehmende Zeitgeberspannung erreicht wird vor Auslaufen des angestrebten 200 msec. R-V Intervalls.

.eiterhin kann jeder Herzschlag oder Stimulierung des Ventrikels durch den P-Wellendetektor 520 festgestellt werden, wodurch sich ein A-V Impuls (in den Figuren 3 oder 4 nicht gezeigt) ausgehend von dem monostabilen Multivibrator 6OO ergibt. Der A-V Impuls sollte jedoch zu Beginn des Zeitgabungszyklus eintreten und kann durch eine entsprechende Bauart unwirksam gemacht werden. Gegebenenfalls kann ein austastender logischer Schaltkreis vorgesehen werden, um so eine Betätigung des monostabilen Multivibrators 600 bei diesen Ereignissen zu verhindern.

-ei einer derartig dimensionierten Ausführungsform, daß sich Spannungs-Zeit-Wellenformen nach den Figuren 4a-c mit Ausnahme für 47Oc' ergeben, ..eist die Zeitgeber spannung 270 eine Neigung der Spannung gegen die Zeit von etwa 45 benachbart zu dem Ende des normalen 800 msec. Zeitgeberintervalls auf, und die Größe der nach oben gerichteten Spannungseinstellung auf die Schwellenspannung 470 ist dergestalt, daß ein 50% Spannungsabfall bei der eingestellten Größe zu einem Arbeiten führt, bei dem das Grundi-ausenintervall erhöht werden kann, bis zu dem Intervall des A-V Impulses 620 und weiterhin um das gleiche A-V Intervall des Impulses 620 verringert werden kann. Dies führt zu dem Grundstimulierungstakt von 75 Impulsen pro Minute, der innerhalb des Bereiches von 60 bis 100 Impulsen pro Minute einstellbar* ist. In jedem Fall ist es das Auftreten und das Feststellen der atrialen P-Welle, die den Takt bestimmt, mit dem der Schrittmacher die Stimulierungsiupulse erzeugt.

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.enii auch die uunaiuae des Grundpausenintervalls auf das Intervall des Λ-V Intervalls begrenzt ist, raucht das Umgekehrte nicht zuzutrriüfen, und dia Erläuterungen in den vorangehenden Absatz sind beispielsweso und nicht einschränkend zu verstehen. Ks kann tatsächlich ein fiti !iulierungsi:ipuls zu Abschluß des A-V Intervalls i.u Anschluß an eine festgestellte P-V.'elle ausgebildet v/erden, die zu jedera Zeitpunkt vor den Auslaufen des Grundpausenintervalls eintritt, und zwar iinfach durch Vergrößern der absoluten Größe dos Spannungsabfalls dorgastalt, daß die Verringerung der Schwellenspannung ausreichend groß ist, uu die ansteigende Zeitgeber.'spannung 270 zu schneiden. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Spannungsaaiplitude des Λ-V Intervalliupulses 26 vergrößert und/oder der Prozentsatz .les Spannungsabfalls relativ zu der oben beschriebenen Ausfiihrungcforn vergrößert wird, ie es durch die gestrichelte Linienform der eingestellten Schwellenspannung 47Oc¹ nit vergrößerter Größe wiedergegeben ist. In dieser Weise kann der Stimulierungstakt auf einen theoretischen Grenzwert erhöht werden, der lediglich durch die Länge des A-V Intervalls bestimmt wird. Aus praktschen Gründen wird die Einstellung auf die Schwallenspannung so vorgewählt, daß der größte Takt etv/as kleiner ist, möglicherweise in dem Gebiet von 11Ο bis 140 Impulse pro Minute liegt. In ähnlicher Weise kann durch weitere Veriingerung des Spannungsabfalls ein Grenzwert bezüglich des hohen Taktes von 35 - 90 Impulsen pro Minute erhalten werden. Dort wo soiait der A-V Intervall impuls sich auf etwa 200 msec, beläuft, wird ein zu Ende des A-V Intervallimpulses auftretender ventrikularer Stimulierungsinpuls ausgebildet, wenn der Schaltkreis ansonsten einen stiriulierdnden Ir.ipuls während eines Intervalls ausbildet, das sich auf etwa das Zweifache (d.h. das 1,5 - 2,5-Eache) der Länge des Λ-V Intervalls beläuft und mit dem Deginn des A-V Intervalls beginnt.

Wenn auch nicht speziell in den Figuren 2 bis 4 erläutert, versteht es sich, daß das Auftreten einer R-VJeHe bestimmend ist und das Erzeugen eines stimulierenden Impulses durch Rückstellung des Relaxationsoszillators verhindert und hierdurch erneut das Grundzeitgeberintervall beginnt.

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Zusätzlich zu der herkömmlichen Arbeitsweise des Schnittinacher, enn der magnetische Schalter 100 offen ist,wie weiter oben erläutert, ist ebenfalls dd>e sogenannte riagnetarbeitsv/eise möglich, siehe hierzu die US-PS 3 774 619, bei der der Schalter 1OO durch Deaufschlagen eines normalen kontinuierlichen Magnetfeldes von außerhalb des Körpers des Patienten geschlossen wird, .odurch die R- eilen- und P- ellendetektoren 510 und 520 dergestalt geschlossen werden, daß der Schrittmacher in kontinuierlichstiniulierender V/eise bei einen Takt arbeitet, der etwas größer als durch das Grundpausenintervall bestimmt, ist und η it sich verringernder Batterie spannung zuni/.unt.

Wenn das beaufschlagte Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 bis 5 Impulsen pro Sekunde pulsiert, wird der Zungenschalter 100 bei dieser Geschwindigkeit "geschlossen" und "geöffnet", so daß Mit diesem Takt auf den Schaltkreis des Schrittmachers ein "tatsächlicher Herzschlag" beaufschlagt wird, /odurch der Transistor T6 leitend wird und der Kondensator 57 entladen wird, bevor derselbe ein Ausgangspotential erreichen kann, das für das Erzeugen des Stimulierungsimpulses verantwortlich ist. Ls handelt sich somit um eine nicht stimuliette Arbeitsweise innerhalb derer der Arzt eine medizinische Untersuchung des Herzens vornehmen kann, ohne daß er durch eine kontinuierliche oder sporadische Harzschrittmacher-Stimulierung behindert wird.

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Claims

PATENTANWALT D-I BERLIN 33 26.8.77

MANFREDMIEHE FALKENRIED 4

Telefon: (030) (311950 Diplom-Chemiker TcUf»amme: INDUSPROP BERLIN

US/02/2353

AO-2835

AMERICAN OPTICAL CORPORATION Southbridge, Mass. 01550, USA

P-Wellen geregelte, R-Wellen inhibierte ventrikulare Stimulierungs-Vorrichtung

Patentansprüche

M. HIerzstimulierungsvorrichtung zum Stimulieren des Herzens eines Patienten, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe Anschlüsse zum Verbinden mit dem Patientenherzen, einen Zeitgeber zum Erstellen von Zeitintervallen wenigstens so lang wie ein Grundintervall ist, Impulserzeuger für das Erzeugen eines ventrikularen Stimulierungsimpulses an dem Anschluß am Ende jedes Zeitintervalls, eine erste Anordnung zum Feststellen der Schlagtätigkeit des Vorhofes des Herzens, eine Anordnung, die auf den Betriely-der ersten Feststellanordnung anspricht, zum.Erzeugen eines A-V Intervallimpulses, wobei der Zeitgeber eine Steueranordnung einschließt, die auf den A-V Intervallimpuls anspricht, zwecks Verlängern des Zeitintervalls über den Grundintervall, wenn der ansonsten nächst erzeugte ventrikulare Stimulierungsimpuls aufgetreten wäre, während der Zeit des Auftretens des A-V Intervallimpulses und zum Begrenzen des verlängerten Intervalls, um nicht länger zu sein als die Summe des Grundintervalls und des Intervalls des A-V Intervallimpulses, eine zweite Anordnung zum Feststellen der Schlagtätigkeit der Herzkammer und eine Anordnung, die auf den Betrieb der zweiten Feststellanordnung zum Löschen des Zeitgebers anspricht, aufweist.

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2. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ke η η-z e i c h ne t , daß der Λ-V Intervallimpuls vorherbestimmte Länge besitzt und das Ende jedes verlängerten Zeitintervalls praktisch ηit dem Lnde eines entsprechenden A-V Intervallimpulses übereinstimmt.
3. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitgeber zusätzlich selektiv Zeitintervalle ausildet, die kurzer als der Grundintervall sind, die Steueranordnung das Zeitintervall wahlweise auf weniger als das Grundintervall verkürzt, v/enn die festgestellte Schlagtätigkeit des Vorhofes innerhalb eines vorherbestimmten Intervalls auftritt, das vor dem Cnde des Grundintervalls durch die Länge des A-V Intervallimpulses aufhört.
4. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e nnzeichnet , daß das Ende jedes verkürzten Zeitintervalle praktisch mit dem Ende eines entsprechenden A-V Intervallimpulses übereinstimmt.
5. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η-z e i c h ne t , daß der vorherbestimmte Intervall wenigstens so lang ist wie die Länge des A-V Intervallimpulses, wobei dieser verkürzte Zeitintervall wenigstens so kurz wie die Differenz zwischen dem Grundintervall und dem Intervall des A-V Intervallinipulses sein kann.
6. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η nz e i c hn e t , daß das vorherbestinunte Intervall langer als die Länge des A-V Intervallimpulses ist, obei der verkürzte Zeitintervall kürzer als die Differenz zwischen dem Grundintervall und dem Intervall des A-V Intervallimpulses sein kann.
7. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitgeber eine Anordnung zum A ufbau einer Schwellenwertspannung, eine Anordnung, die auf den A-V-intervallim-

uls anspricht zwecks Einstellen der Schwellenwertspannung, eine kapazitive Anordnung und Anordnungen zum Feststellen, enn die Spannung an der kapazitiven Aordnung praktisch gleich der Schwellenwertspannung ist, aufweist, der Impulserzeuger wiederholt auf das Feststellen gleicher Spannungen anspricht, zum Erzeugen entsprechender ventrikularer Stimulierungsimpulse und Entladen der kapazitiven

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Anordnung bei jeder Urzeugung, die Zeitgeber-Kückstel !.anordnung ebenfalls den Kondensator entlädt, der auf den Betrieb der zweiten Feststellanordnung anspricht.
8. ..erzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Zunahme der eingestellten Schwellenwertspannung praktisch konstant während der Dauer des A-V Intervallxmpulses ist.
9. Ilerzstinulierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der A-V Intervallimpuls eine Spannungswellenform ist, und die Anondnung zum Einstellen der Schwellenwertspannung eine Anordnung zum Übertragen der Spannung des A-V Intervallimpulses auf die die Schwellenwertspannung ausbildende Anordenung in einem wenigstens zeitlich vorübergehenden additiven Verhältnis hierzu aufweist, wodurch zeitlich vorübergehend die Schwellenwertspannung zunimmt, gegen die die Kondensatorspannung verglichen wird.
10. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e nnzeichnet , daß die Anordnung zum übertragen des A-V Intervalleinen weiteren Kondensator aufweist.
11. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitkonstante des weiteren Kondensators in Kombination mit der die Schwellenwertspannung ausbildenden Anordnung dergestalt ist, daß die eingestellte Schwellenwertspannung von einem ersten erhöhten Wert auf einen zweiten Wert zwischen dem ersten Wert und der normalen Schwellenwertspannung durch das Ende eines entsprechenden A-V Intervallimpulses abfällt, die eingestellte Schwellenwertspannung vorübergehend einen dritten Wert unmittelbar nach dem Ende eines entsprechenden A-V Intervalliiapulses annimmt, der dritte Wert kleiner als die normale Schwellenwertspannung ist um einen Betrag des Abfalls in der eingestellten Schwellenwertspannung während des A-V Intervallimpulses, der dritte Wert der eingestellten Schwellenwertspannung zeitlich vorübergehend die Spannung des Kondensators verringert, bei der die ventrikularen Impulse erzeugt werden, um so zusätzlich wahlweise das Zeitintervall in die Lage zu versetzen, von dem grundlegenden Zeitintervall verkürzt zu werden.

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12. uerζstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Ende jedes verkürzten Zeitintervalls praktisch mit dem Ende eines entsprechenden A-V Intervallimpulses zusammenfällt, und die Zeitkonstante und somit der zweite Wert der eingestellten Schwellenwertspannung dergestalt ausgewählt sind, daß die Zeitintervalle wahlweise von dem Grundintervall Uli so viel wie der Intervall des A-V Intervallimpulses verkürzt oder verlängert werden können.
13. Herzstimulierungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe weiterhin wahlweise eine Anordnung zum Außerfunktionsetzen sowohl der Vorhofschlag-Feststellanordnung als auch der Herzkehlag-Feststellanordnung aufweist, wobei die ventrikularen Stimulierungsimpulse wiederholt durch den Zeitgeber und Impulserzeuger zu einem einzelnen Zeitintervall in Übereinstimmung mit dem GrundIntervall erzeugt werden.
14. Herzstimulierungsvorrichtung zum Stimulieren des Herzens eines Patienten, dadurch gekennzeichnet , daß dieselbe Anschlüsse zum Verbinden an das Patientenherz, eine Anordnung zum Ausbilden einer Schwellenwertspannung, einen Kondensator, eine Ladeanordnung für den Kondensator, eine Feststellanordnung zum Feststellen, wenn die Spannung an dem Kondensator praktisch gleich der Schwellenwertspannung ist, einen Impulserzeuger, der auf den Betrieb der Feststellanordnung anspricht zum wiederholten Erzeugen ventrikularer Stimulierungsimpulse bei verschiedenen Intervallen auf den Anschlüssen und Entladen des Kondensators bei jedem Erzeugen, eine Vorhofanordnung zum Fühlen der Vorhof-Herzschläge, eine Anordnung, die auf den Betrieb der Vorhof-Fühlvorrichtung anspricht zum Einstellen der Schwellenwertspannung während eines ersten vorherbestimmten Zeitintervalls, der praktisch kleiner als der kleinste der variierenden Intervalle ist, eine Anordnung, die auf den eingestellten Schwellenwert anspricht zum Steuern des Impulserzeugers zwecks Ausbilden von Impulsen zu Ende des ersten vorherbestimmten Zeitintervalls, wenn der "Impulserzeuger anderenfalls einen Impuls während eines zweiten vorherbestimmten Inter-

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vails geliefert hätte, der zweite vorherbestimmte Intervall etwa zweimal die Länge des ersten vorherbestimmten Intervalls ausmacht und mit dem Beginn des ersten vorherbestimmten Intervalls anfäigt, eine Herkammeranordnung zum Fühlen der Herzkammer-schlagtätigkeit sowie eine Anordnung, die auf den Betrieb der zweiten FQhIvorrichtung anspricht zwecks Entladen des Kondensators, aufweist.

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