DE2929498C2 - - Google Patents

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DE2929498C2
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Abstract

A multi-mode pacemaker includes a microprocessor 100 and a memory 102 programmable with a variety of processes for stimulating a heart and/or a sensing and transmitting to an external device conditions of the heart or pacemaker. The microprocessor controls a multiplexer 106 to input via a scaling amplifier and a/d converter 108 signals from atrial and ventricular leads 17, 19, the power source 126, a reed switch 23 operable by an external magnet, or redundant leads on lines 138d,e. The output comprises latch drivers 134 a-d with respective output select switches 130 a-d selectively operable to supply stimulation pulses to the leads or allow sensing. External apparatus 104 may transmit coded information to change the stored program or operation of the reed switch may select a different program starting address. Pulse width, rate and amplitude may be controlled in response to sensed heart activity or power source level and different pacing modes (demand, asynchronous, etc.) or multi-site pacing to disrupt arrhythmias may be selected automatically or externally. In an aid converter 308 (Figure 8), counter 400 counts up the output of VCO 402 controlled by unknown signal V(X) and then counts down to zero the output of VCO 402 then controlled by reference EREF and during such countdown a counter 412 counts clock pulses so that when counter 400 reaches zero the output of counter 412 depends on V(X) but not on the scale factor of VCO 402. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen mikroprozessorgesteuerten implantierbaren Schrittmacher, der über eine Leitungsanordnung mit zu stimulierendem Körpergewebe koppelbar ist.The invention relates to a microprocessor-controlled implantable pacemaker, which can be coupled via a line arrangement with body tissue to be stimulated.

Ein bekannter Schrittmacher dieser Art (DE-OS 27 38 871) ist ausgangsseitig über eine einzige Ausgangsleitung an das Herz anzuschließen. Dem Mikroprozessor ist ein Festwertspeicher zugeordnet, dessen Speicherinhalt zum einen die Reizimpulsbreite und zum anderen den Reizimpulsabstand für einen asynchronen, festfrequenten Stimulationsbetrieb vorgibt.A well-known pacemaker of this type (DE-OS 27 38 871) is the output side via a single output line to connect to the heart. The microprocessor is a read-only memory whose memory contents on the one hand the stimulus pulse width and on the other hand, the stimulus pulse interval for asynchronous, fixed-frequency stimulation operation pretends.

Des weiteren ist ein mit dem Herz über eine einzige Leitung zu verbindender implantierbarer Herzschrittmacher bekannt (DE-OS 27 55 702), der normalerweise im Bedarfsbetrieb mit einer vorgegebenen von mehreren unterschiedlichen Impulsfolgefrequenzen arbeitet. Durch Betätigen einer magnetischen Zungenschaltergruppe läßt sich der Ladestrom eines die Folgefrequenz bestimmenden Kondensators verändern, um auf diese Weise eine andere der verfügbaren Impulsfolgefrequenzen auszuwählen. Über die Zungenschaltergruppe kann ferner auf einen Asynchronbetrieb umgeschaltet werden.Furthermore, an implantable with the heart via a single line is implantable Cardiac pacemaker known (DE-OS 27 55 702), which is normally in demand mode with a predetermined one of several different pulse repetition frequencies is working. By pressing a magnetic tongue switch group can be the charging current of a follower frequency determining capacitor change to this way to select another of the available pulse repetition frequencies. About the Tongue switch group can also be switched to an asynchronous operation.

Es ist auch bekannt ("Hütte" Des Ingenieurs Taschenbuch, 28. Auflage, Band IVB, Elektrotechnik, Teil B, 1962, Seiten 1062 und 1063), Störungen des Kurzwellen-Telegraphie-Empfangs dadurch zu begegnen, daß ein Kurzwellenempfänger derart mit mehreren Antennen zusammenarbeitet, daß er selbsttätig jeweils an die Antenne mit bestem Empfang angeschaltet wird, während die anderen Antennen wirkungslos bleiben.It is also known ("cottage" of the engineer paperback, 28th edition, volume IVB, electrical engineering, Part B, 1962, pages 1062 and 1063), interference of shortwave telegraphy reception in that a shortwave receiver in such a way with multiple antennas works together, that he automatically to the antenna with the best reception is turned on while the other antennas remain ineffective.

Schließlich ist ein Katheter zum Stimulieren des Herzens in der Kammer und im Vorhof bekannt (US-PS 38 25 015), der für die Vorhofreizung mit mehreren gegeneinander isolierten elektrischen Leitungen versehen ist, von denen jede an eine eigene Ringelektrode angeschlossen ist. Diese Elektroden sind in Abstand voneinander auf dem Katheterteil angeordnet, der bei der Implantation im Vorhof zu liegen kommt. Dabei werden einige der Vorhof-Ringelektroden mit dem Vorhofgewebe einen besseren Kontakt als andere dieser Elektroden herstellen. Diese Kontakte werden bestimmt, indem nach dem Einführen des Katheters ins Herz, aber vor dessen permanenter Verbindung mit dem zugehörigen Schrittmacher unterschiedliche Leitungspaare vom Arzt getestet werden. Die jeweils günstigsten Leitungen oder Leitungskombinationen werden ausgewählt und dann an den Schrittmacher dauerhaft angeschlossen.Finally, a catheter is used to stimulate the heart in the chamber and in the atrium (US-PS 38 25 015), which isolated for the atrial irritation with several mutually electrical lines is provided, each of which has its own ring electrode connected. These electrodes are spaced apart on the catheter part arranged, which comes to rest during implantation in the forecourt. It will be some of the atrial ring electrodes have better contact with the atrial tissue than make other of these electrodes. These contacts are determined by following the Inserting the catheter into the heart, but before its permanent connection with the associated pacemaker different line pairs are tested by the doctor. The most favorable lines or cable combinations are selected and then permanently connected to the pacemaker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mikroprozessorgesteuerten Schrittmacher der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der selbsttätig die jeweils günstigste Betriebsweise und die dazugehörigen Durchschaltungen herbeiführt und der dabei bei geringem Schaltungsaufwand mit möglichst wenig Energie auskommt.The invention is based on the object, a microprocessor-controlled pacemaker  to specify the type specified in the preamble of claim 1, the automatically the most favorable mode of operation and the associated interconnections brought about and the case with little circuit complexity with as little energy gets along.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leitungsanordnung mehrere Leitungen oder Leitungskombinationen aufweist, die an die gleiche und/oder unterschiedliche Stellen des Körpergewebes angeschlossen werden, daß eine von dem Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher gesteuerte Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die eingangsseitig über einen von dem Mikroprozessor gesteuerten Multiplexer und ausgangsseitig über eine gleichfalls von dem Mikroprozessor gesteuerte Wählschaltvorrichtung an die Leitungsanordnung angeschlossen ist, daß die Auswerteeinrichtung derart aufgebaut und programmiert ist, daß sie anhand von im Verlauf des Schrittmacherbetriebes erfaßten Kennwerten ermittelt, welche Leitung oder Leitungskombination für die Durchführung der jeweiligen Stimulations- und/oder Meßaufgabe am besten geeignet ist, und durch entsprechende Ansteuerung durch den Mikroprozessor über die Wählschaltvorrichtung selbsttätig die Leitung oder Leitungskombination einerseits für die Übermittlung von Eingangssignalen vom Körpergewebe an die Auswerteeinrichtung und andererseits für die Übermittlung von Reizimpulsen an das Körpergewebe wirksam macht, und daß zwischen den Multiplexer und den Mikroprozessor ein allen Multiplexer-Analogeingangssignalen gemeinsamer kombinierter Normierungsverstärker und A/D-Umsetzer geschaltet ist.This object is achieved in that the conduit arrangement more Having lines or line combinations that the same and / or different Sites of body tissue are connected that one of the microprocessor provided with associated memory controlled evaluation is the input side via a controlled by the microprocessor multiplexer and on the output side via a likewise controlled by the microprocessor selector device connected to the line arrangement is that the evaluation device so is constructed and programmed to be based on in the course of pacemaker operation detected characteristic determines which line or line combination for the implementation of the respective stimulation and / or measuring task most suitable is, and by appropriate control by the microprocessor over the Selector switch automatically the line or line combination on the one hand for the transmission of input signals from the body tissue to the evaluation device and on the other hand, for the transmission of stimulus pulses to the body tissue makes and that between the multiplexer and the microprocessor all multiplexer analog input signals common combined normalization amplifier and A / D converter is switched.

Bei dem Schrittmacher nach der Erfindung können selbsttätig schadhafte Leitungen erkannt und überbrückt werden; es kann für eine redundante Meßwerterfassung und/oder Reizimpulsbeaufschlagung gesorgt werden. Es läßt sich diejenige Leitung auswählen, die den günstigsten Schwellwert für die Meßwerterfassung und/oder Reizimpulsbeaufschlagung hat. Es kann auch von einer Unipolarelektrode auf eine Bipolarelektrode übergegangen werden. Aufgrund der erfaßten Signale kann auch selbsttätig die jeweils günstigste Schrittmacherbetriebsart ausgewählt werden. Zu diesen auswählbaren Betriebsarten gehören vorzugsweise eine Kammerbedarfsstimulation, eine asynchrone Kammerstimulation, eine bifokale Stimulation, eine vorhofsynchrone, kammergesperrte Stimulation (ASVIP), eine Änderung der Impulsbreite in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung, eine Stimulation mit automatischer Schwellwertnachführung, bei welcher die Impulsbreite des Schrittmacherimpulses auf den Kleinstwert eingestellt wird, der noch zu einer Herzmitnahme führt, und eine Herzstimulation an mehreren Stellen zur Unterbrechung von Arrhythmien. In den Speicher können auch Programme zur Durchführung von Telemetriefunktionen eingespeichert werden. Dazu gehören insbesondere die Erfassung von verschiedenen Herzaktivitäten oder von anderen Körperfunktionen sowie die Übermittlung von Daten betreffend die Arbeitsweise des Schrittmachers, wie Kennwerte für die jeweilige Impulsbreite, die Impulsamplitude, die Impulspause, Strom und Spannung der Stromquelle, den Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des Schrittmachers, die Schrittmacherleitungsimpedanz und Schrittmacher-Selbstprüfprogramme.In the pacemaker according to the invention can automatically detected defective lines and be bridged; it can be for a redundant data acquisition and / or Stimulation impulse be taken care of. You can select the line that the most favorable threshold value for the acquisition of measured values and / or stimulus impulse exposure Has. It may also be transitioned from a unipolar electrode to a bipolar electrode become. Due to the detected signals can also automatically the most favorable Pacemaker mode are selected. To these selectable operating modes preferably include ventricular demand stimulation, asynchronous ventricular pacing, a bifocal stimulation, atrial-synchronous, chamber-locked stimulation (ASVIP), a change in the pulse width as a function of the supply voltage, a stimulation with automatic threshold tracking, in which the Pulse width of the pacemaker pulse is set to the minimum value that still leads to cardiac entrapment, and a cardiac stimulation in several places for interruption of arrhythmias. In the memory can also programs to carry out  stored by telemetry functions. These include in particular the Capture of various cardiac activities or other bodily functions as well the transmission of data concerning the operation of the pacemaker, such as characteristic values for the respective pulse width, the pulse amplitude, the pulse break, current and Voltage of the power source, the moisture content within the pacemaker, the Pacemaker lead impedance and pacemaker self-test programs.

Der Multiplexer erlaubt es, wahlweise nacheinander einzeln für die Herzaktivität des Patienten kennzeichnende Signale, z. B. Signale betreffend die Vorhof- und die Kammeraktivität, oder für andere Körperbedingungen oder -zustände, wie die Feuchtigkeit innerhalb des Schrittmachers, anzulegen, damit diese Signale dann von dem Mikroprozessor verarbeitet werden. Der kombinierte Normierungsverstärker und A/D-Umsetzer wandelt die analogen Multiplexer-Eingangssignale, die sich in ihrer Amplitude erheblich voneinander unterscheiden können, in ein digitalisiertes Signal von geeigneter Größe für die Verarbeitung im Mikroprozessor um. Dabei reicht ein einziger Normierungsverstärker und A/D-Umsetzer aus, wodurch der Schaltungsaufwand und der Energieverbrauch klein gehalten werden.The multiplexer allows, one after the other, individually for the cardiac activity of the patient Patient characterizing signals, eg. B. atrial and ventricular activity signals, or for other body conditions or conditions, such as the humidity within the pacemaker, then apply these signals from the microprocessor are processed. The combined normalization amplifier and A / D converter converts the analog multiplexer input signals, which vary in their amplitude considerably from each other into a digitized signal of suitable size for processing in the microprocessor. A single normalization amplifier is enough and A / D converter, reducing the circuitry and power consumption kept small.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtPreferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines implantierten, programmierbaren, mikroprozessorgesteuerten Schrittmachers, zu und von dem Signale übertragen werden, um das von dem implantierten Schrittmacher durchgeführte Programm zu ändern oder anzupassen und um für die Aktivität des Herzens (oder eines anderen Gewebes) kennzeichnende Signale auf einem externen Monitor wiederzugeben,To Fig. 1 is a schematic representation of an implanted, programmable, microprocessor-controlled pacemaker, transferred to and from the signals to modify the processing performed by the implanted pacemaker program in line and to the activity of the heart (or other tissue) characteristic signals to play an external monitor,

Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild des implantierten Schrittmachers nach Fig. 1, FIG. 2 is a functional block diagram of the implanted pacemaker of FIG. 1; FIG.

Fig. 3A ein Schaltbild der von dem Schrittmacher nach Fig. 2 zu dem Herz des Patienten gehenden Verbindungen für eine Reizimpulsbeaufschlagung und Meßwerterfassung im Kammerbedarfsbetrieb, FIG. 3A is a circuit diagram of the pacing circuitry of the pacemaker of FIG. 2 to the patient's heart for pacing and sensing in ventricular demand mode . FIG.

Fig. 3B ein Schaltbild der von dem Schrittmacher nach Fig. 2 zum Herz des Patienten führenden Verbindungen für eine A-V-Folgestimulation von Vorhof und Kammer, FIG. 3B is a circuit diagram of the connections leading from the pacemaker of FIG. 2 to the patient's heart for atrial and ventricular AV sequencing . FIG.

Fig. 3C ein Schaltbild der Verbindung zwischen dem Schrittmacher nach Fig. 2 und dem Vorhof sowie der Kammer zur Durchführung einer vorhofsynchronen, kammergesperrten Stimulation (ASVIP), Fig. 3C is a circuit diagram of the connection between the pacemaker of FIG. 2 and the atrium and the chamber for carrying out an atrial synchronous, chamber locked stimulation (ASVIP)

Fig. 4A ein Ablaufdiagramm für die Schalter und die Komponenten der Schaltungsanordnung nach Fig. 3A zur Durchführung einer Kammerbedarfsstimulation, FIG. 4A is a flow diagram for the switch and the components of the circuit arrangement of FIG. 3A for carrying out a chamber demand pacing,

Fig. 4B ein Ablaufdiagramm für die Betätigung der Schalter und der Komponenten nach Fig. 3B zur Durchführung einer bifokalen Stimulation, FIG. 4B is a flow chart for the operation of the switches and of the components of Fig. 3B for carrying out a bifocal pacing,

Fig. 4C ein Ablaufdiagramm für die Betätigung der Schalter und der Komponenten nach Fig. 3C zur Durchführung einer ASVIP-Stimulation, FIG. 4C is a flowchart for actuating the switches and components of FIG. 3C to perform ASVIP pacing . FIG.

Fig. 5 ein Fließschema für eines von mehreren in dem Speicher des Schrittmachers nach Fig. 2 einzuspeichernden Programmen zur Durchführung einer Kammerbedarfsstimulation entsprechend dem Ablaufdiagramm der Fig. 4A, Fig. 5 is a flow diagram for one of several in the memory of the pacemaker of FIG. 2 einzuspeichernden programs for performing a chamber demand pacing according to the flowchart of Fig. 4A,

Fig. 6 ein Funktionsblockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Schrittmachers nach der Erfindung,6 is a functional block diagram of another embodiment of the pacemaker according to the invention;

Fig. 7A und B Schaltbilder zweier Ausführungsformen des Schrittmachers nach Fig. 6, FIGS. 7A and B are circuit diagrams of two embodiments of the pacemaker of FIG. 6,

Fig. 8 ein Funktionsblockschaltbild des bei dem Schrittmacher nach den Fig. 6 und 7 vorgesehenen A/D-Umsetzers, Fig. 8 is a functional block diagram of the provided in the pacemaker of Figs. 6 and 7 A / D converter,

Fig. 9 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Vor-/Rückwärtszählers nach Fig. 8, und Fig. 9 is a graph for explaining the operation of the up / down counter of Fig. 8, and

Fig. 10 ein Schaltbild des A/D-Umsetzers nach Fig. 8. Fig. 10 is a circuit diagram of the A / D converter according to Fig. 8.

Fig. 1 zeigt einen Schrittmacher, der auf eine Mehrzahl von Betriebsarten programmiert werden kann, so daß das Herz des Patienten, dessen Vorhof mit 40 und dessen Kammer mit 42 bezeichnet sind, auf unterschiedliche Weise mit Reizimpulsen beaufschlagt werden kann. Außerdem werden die elektrische Aktivität von Vorhof (Atrium) und Kammer (Ventrikel) oder von anderem Körpergewebe erfaßt, um entweder die Schrittmacherarbeitsparameter zu modifizieren oder um entsprechende Signale aus dem Körper 14 des Patienten heraus fernzuübertragen. Fig. 1 shows a pacemaker which can be programmed into a plurality of modes so that the patient's heart, whose atrium is indicated at 40 and its chamber at 42 , can be imparted with stimuli in various ways. In addition, the electrical activity of the atrium and ventricle or other body tissue is sensed to either modify the pacemaker working parameters or to remotely transmit corresponding signals out of the patient's body 14 .

Der Schrittmacher 12 weist ein gegenüber Körpergewebe und Fluiden widerstandsfähiges Gehäuse 13, eine erste Leitung 17, die mit dem Vorhof 40 gekoppelt und dort über eine Elektrode angebracht ist, sowie eine zweite Leitung 19 auf, die mit der Kammer 42 in Verbindung steht und an dieser über eine Elektrode festgelegt ist. Ein externer Sender 10 steht über eine Leitung 15 mit einer Spule oder Antenne 16 in Verbindung, die außerhalb des Körpers 14 des Patienten angeordnet ist, um über eine Hf-Verbindung Signale zu dem implantierten Schrittmacher 12 zu übertragen. Ein Monitor 63 ist an den Sender 10 über eine Leitung 59 angeschlossen. Der Sender 10 kann veranlaßt werden, über die Leitung 15 und die Antenne 16 Signale an den implantierten Schrittmacher 12 zu übermitteln, um diesen von einer Betriebsart auf eine ausgewählte andere Betriebsart übergehen zu lassen. Der Arzt kann auf diese Weise entsprechend einem geänderten Zustand des Patienten die Art und Weise vorgeben, in der dem Herzen des Patienten Reizimpulse zugeführt werden. Es versteht sich, daß zum Zeitpunkt der chirurgischen Implantation des Schrittmachers 12 im Körper 14 eine bestimmte Stimulationsart erwünscht sein kann. Nach dem Implantieren kann sich der Zustand des Patienten ändern. Eine andere Betriebsart kann dann erwünscht werden. Außerdem besteht der Wunsch, vom Körper des Patienten aus eine Reihe von Signalen zu übermitteln, die für verschiedene erfaßte Bedingungen kennzeichnend sind und die über die Antenne 16 und den Sender 10 laufen, um auf dem Monitor 63 wiedergegeben zu werden. Der implantierte Schrittmacher 12 kann ferner, wie in Fig. 1 dargestellt ist, einen weiteren Ausgang und eine mit einem Wandler 27 gekoppelte Leitung 25 aufweisen. Bei dem Wandler 27 kann es sich um einen die Bewegung eines Körperorgans erfassenden mechanischen Wandler handeln. Des weiteren kann der Schrittmacher 12 mit einem zusätzlichen Ausgang und einer Leitung 21 ausgestattet sein, die mit einem magnetisch betätigbaren Zungenschalter 23 verbunden ist, der sich vom Arzt dadurch betätigen läßt, daß ein externer Magnet in die Nähe des Schalters gebracht wird, um auf diese Weise den Schalter 23 zu schließen und eine Änderung der Betriebsweise des Schrittmachers 12 herbeizuführen. Eine Leitung 29 ist stellvertretend für eine Mehrzahl von Leitungen, die mit verschiedenen Stellen des Herzens gekoppelt sein können, um beispielsweise für eine Stimulation zu sorgen, die eine Arrhythmie unterdrückt, oder um redundante Leitungen bereitzustellen, die eine defekte Leitung 17 oder 19 ersetzen können. The pacemaker 12 includes a body tissue and fluid resistant housing 13 , a first conduit 17 coupled to the atrium 40 and attached thereto via an electrode, and a second conduit 19 in communication with and adjacent the chamber 42 is determined via an electrode. An external transmitter 10 communicates via a line 15 with a coil or antenna 16 located outside the body 14 of the patient to transmit signals to the implanted pacemaker 12 via an RF link. A monitor 63 is connected to the transmitter 10 via a line 59 . The transmitter 10 may be caused to transmit via the line 15 and the antenna 16 signals to the implanted pacemaker 12 to transition it from one mode to a selected other mode. In this way, according to a changed condition of the patient, the physician can prescribe the manner in which stimulation pulses are supplied to the heart of the patient. It is understood that at the time of surgical implantation of the pacemaker 12 in the body 14, a particular type of stimulation may be desired. After implantation, the condition of the patient may change. Another mode may then be desired. In addition, there is a desire to transmit from the patient's body a series of signals indicative of various detected conditions passing through the antenna 16 and the transmitter 10 to be displayed on the monitor 63 . The implanted pacemaker 12 may further comprise, as shown in FIG. 1, another output and a line 25 coupled to a transducer 27 . The transducer 27 may be a mechanical transducer that detects movement of a body organ. Furthermore, the pacemaker 12 may be provided with an additional output and a lead 21 which is connected to a magnetically actuated tongue switch 23 which can be actuated by the physician by bringing an external magnet in proximity to the switch To close the switch 23 and cause a change in the operation of the pacemaker 12 . A lead 29 is representative of a plurality of leads that may be coupled to various locations of the heart, for example to provide stimulation that suppresses arrhythmia, or to provide redundant leads that may replace a defective lead 17 or 19 .

Fig. 2 zeigt ein Funktionsblockschaltbild des Schrittmachers 12, der als zentrales Steuerelement einen Mikroprozessor 100 und einen Multiplexer 106 aufweist, um analoge Daten aufzunehmen, die von einem ersten Eingang 138a, der über die erste Leitung 19 (Fig. 1) mit dem Ventrikel 42 gekoppelt ist, und einem zweiten Eingang 138b kommen, der über die zweite Leitung 17 mit dem Atrium 40 (Fig. 1) in Verbindung steht. Die verschiedenen analogen (und digitalen) Eingänge werden von dem Multiplexer 106 unter dem Einfluß des Mikroprozessors 100 in vorbestimmter Weise ausgewählt sowie entsprechend den Prozessen oder Programmen verarbeitet, die in einem Speicher 102 eingespeichert sind. Fig. 2 shows a functional block diagram of the pacemaker 12 having as a central control a microprocessor 100 and a multiplexer 106 to receive analog data from a first input 138 a, via the first line 19 ( Fig. 1) with the ventricle 42 is coupled, and a second input 138 b come, which is connected via the second line 17 with the atrium 40 ( Fig. 1) in combination. The various analog (and digital) inputs are selected in a predetermined manner by the multiplexer 106 under the influence of the microprocessor 100 and processed according to the processes or programs stored in a memory 102 .

Der Mikroprozessor 100 ist über einen Adressenbus 112 mit dem Speicher 102 verbunden, so daß gespeicherte und mittels eines Adressenzählers 107 weitergeschaltete Adressen angelegt werden, um ausgewählte Plätze innerhalb des Speichers 102 zu adressieren. Die adressierten Daten werden von dem Speicher 102 über einen Datenbus 110 in den Mikroprozessor 100 überführt.The microprocessor 100 is connected to the memory 102 via an address bus 112 so that stored addresses, indexed by an address counter 107 , are applied to address selected locations within the memory 102 . The addressed data is transferred from the memory 102 via a data bus 110 into the microprocessor 100 .

Der Multiplexer 106 hat zusätzliche Eingänge 138c, d, e und f. Der Mikroprozessor 100 liefert Steuersignale über einen Eingangswählbus 120 an den Multiplexer 106, wodurch einer der Eingänge 138 bis f ausgewählt wird, um das betreffende Signal über eine Leitung 118, eine Normierungsverstärker- und Analog/Digital-Umsetzerstufe 108 sowie einen Bus 114 auf den Mikroprozessor 100 zu geben. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird die Ausgangsspannung Vs einer Spannungsquelle 126 über den Eingang 138c an den Multiplexer 106 angelegt, um das Schrittmacherbetriebsverhalten in Abhängigkeit von Änderungen der Spannungsquelle in geeigneter Weise zu modifizieren. Beispielsweise ist es erwünscht, die Reizimpulsbreite zu vergrößern, wenn die Versorgungsspannung sinkt, um für einen Impuls mit mehr oder weniger konstanter Energie zu sorgen; es kann auch erwünscht sein, die Schrittmacherrate bei sinkender Versorgungsspannung herabzusetzen, um anzuzeigen, daß der Schrittmacher ausgewechselt oder eine Modifikation über eine externe Programmierung vorgenommen werden muß. Die Reserveeingänge 138d und 138e können beispielsweise ebenfalls an die Kammer 42 und den Vorhof 40 angekoppelt sein, um die Aktivitäten dieser Bereiche des Herzens redundant zu überwachen. Die Auslegung kann so getroffen sein, daß der Mikroprozessor auswählt, welcher der Eingänge 138a, b, d und e für die wirkungsvollste Erfassung der Vorhof- und Kammersignale sorgt oder von der Spannungsquelle 126 die geringste Energie erfordert oder eine Herzarrhythmie am wirkungsvollsten unterbricht. Der Eingang 138f kann über die Leitung 21 mit dem Zungenschalter 23 verbunden sein. Wenn dann der Arzt einen externen Magneten so anordnet, daß der Schalter 23 schließt, wird der Mikroprozessor 100 veranlaßt, das in dem Speicher 102 eingespeicherte Programm zu wechseln oder zu ändern. Der Multiplexer wählt oder steuert der Reihe nach einen der Eingänge 138a bis f an, um den betreffenden Eingang über die Leitung 118, die Stufe 108 und den Bus 114 mit dem Mikroprozessor 100 zu verbinden. Der Multiplexbetrieb ist vorgesehen, um den Schaltungsaufwand für die Verarbeitung der Analoginformationen zu vermindern, die den Eingängen 138a bis f zugeführt werden, sowie um ferner den Energiebedarf für diese Funktion herabzusetzen. Ohne den Multiplexer 106 müßte für jeden der Eingänge 138a bis f eine eigene Normierungsverstärker- und A/D-Umsetzerstufe 108 vorgesehen werden. Durch die Verwendung des Multiplexers 106 wird infolgedessen die Stromentnahme aus der Spannungsquelle 126 vermindert; gleichzeitig verkleinert sich dadurch der Schaltungsaufwand für den Schrittmacher 12.Multiplexer 106 has additional inputs 138c , d, e and f. The microprocessor 100 provides control signals to the multiplexer 106 via an input selector bus 120 selecting one of the inputs 138 to f to apply that signal to the microprocessor via a line 118 , a normalization amplifier and analog to digital converter stage 108, and a bus 114 To give 100 As is apparent from Fig. 2, the output voltage V s of a voltage source 126 is applied via the input 138 c to the multiplexer 106 in order to modify the pacemaker operating behavior in response to changes in the voltage source in a suitable manner. For example, it is desirable to increase the stimulus pulse width as the supply voltage decreases to provide a pulse of more or less constant energy; it may also be desirable to decrease the pacing rate as the supply voltage decreases to indicate that the pacemaker needs to be replaced or a modification made via external programming. For example, reserve inputs 138d and 138e may also be coupled to chamber 42 and atrium 40 to redundantly monitor the activities of these areas of the heart. The design may be such that the microprocessor selects which of the inputs 138a , b, d and e provides the most effective detection of the atrial and ventricular signals or requires the lowest energy from the voltage source 126 or most effectively interrupts cardiac arrhythmia. The input 138 f may be connected via the line 21 with the reed switch 23 . Then, when the doctor places an external magnet so that the switch 23 closes, the microprocessor 100 is caused to change or change the program stored in the memory 102 . The multiplexer selects or sequentially controls one of the inputs 138a- f to connect the respective input to the microprocessor 100 via the line 118 , the stage 108, and the bus 114 . Multiplexing is provided to reduce the circuitry overhead for processing the analog information fed to inputs 138a- f and to further reduce the power requirements for that function. Without the multiplexer 106 , a separate normalization amplifier and A / D converter stage 108 would have to be provided for each of the inputs 138 a to f. As a result, the use of the multiplexer 106 reduces the current drain from the voltage source 126 ; At the same time, this reduces the circuit complexity for the pacemaker 12 .

Der Mikroprozessor 100 legt über eine Leitung 116 ein Normierungssteuersignal an die Normierungsverstärker- und A/D-Umsetzerstufe 108 an. Dadurch wird der Verstärkungsfaktor des einen Teil der Stufe 108 bildenden Verstärkers so beeinflußt, daß den unterschiedlichen Amplituden der Signale Rechnung getragen wird, die den Eingängen 138a bis f des Multiplexers 106 zugehen. Die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 126 kann beispielsweise (anfangs) in der Größenordnung von 1,3 bis 6 V liegen, während die von dem Vorhof 40 und der Kammer 42 abgeleiteten Herzaktivitätssignale beispielsweise eine Spannung in der Größenordnung von 1 bis 20 Millivolt haben können. Das Ausgangssignal der Verstärker- und A/D-Umsetzerstufe 108 ist eine Folge von digitalen Signalen, die in dem Mikroprozessor 100, und zwar insbesondere in den Registern des Mikroprozessors 100, eingespeichert werden. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mikroprozessor 100 in CMOS-Technik mit niedrigem Schwellwert ausgeführt, was für eine relativ geringe Stromentnahme aus der Spannungsquelle 126 sorgt.The microprocessor 100 applies a normalization control signal to the normalization amplifier and A / D converter stage 108 via a line 116 . This affects the gain of the amplifier 108 forming part of the stage 108 to accommodate the different amplitudes of the signals going to the inputs 138a- f of the multiplexer 106. *** " For example, the output voltage of voltage source 126 may be on the order of 1.3 to 6 volts (initially), while the cardiac activity signals derived from atrial 40 and chamber 42 may have a voltage of the order of 1 to 20 millivolts, for example. The output of the amplifier and A / D converter stage 108 is a sequence of digital signals which are stored in the microprocessor 100 , specifically in the registers of the microprocessor 100 . According to a preferred embodiment of the invention, the microprocessor 100 is implemented in CMOS technology with a low threshold, which ensures a relatively low current drain from the voltage source 126 .

Eine wesentliche Komponente des Schrittmachers 12 ist der Speicher 102, der zweckmäßig einen Festspeicherteil (ROM) 102a und einen Speicherteil 102b mit direktem Zugriff (RAM) aufweisen kann. In dem Festspeicherteil 102a sind die grundlegenden Schritte jeder einer Mehrzahl von Schrittmacherbetriebsarten (oder anderen Prozessen) gespeichert. Andererseits ist eine Mehrzahl von Parametern oder ganzen Programmen in dem RAM-Speicherteil 102b eingespeichert; dieser Teil läßt sich zu einem späteren Zeitpunkt in Abhängigkeit von dem sich ändernden Zustand des Patienten umprogrammieren. Der Speicher 102 kann zum Zeitpunkt der Herstellung, vor der Implantation im Körper 14 des Patienten oder über eine externe Speicherladeschnittstelle 104 programmiert werden, die über eine Hf-Verbindung oder eine akustische Verbindung 105 mit dem Speicher 102 gekoppelt ist. Als Schnittstelle 104 lassen sich bekannte Geräte (US-PS 38 33 005 und US-PS 40 66 086) verwenden. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise ein Empfängerfilter vorgesehen sein, das Folgen von Hf-Impulsen erfaßt, die von einem externen Sender übermittelt werden und die derart verschlüsselt sind, daß ein in dem Speicher 102 eingespeichertes Programm umprogrammiert wird oder daß alternativ ein Parameter geändert wird, der an einem Speicherplatz des Speichers 102 eingespeichert ist.An essential component of the pacemaker 12 is the memory 102 , which can expediently have a read-only memory (ROM) 102 a and a memory part 102 b with direct access (RAM). The basic memory part 102 a stores the basic steps of each of a plurality of pacing modes (or other processes). On the other hand, a plurality of parameters or complete programs in the RAM portion 102 b stored; this part can be reprogrammed at a later time depending on the changing condition of the patient. The memory 102 may be programmed at the time of manufacture, prior to implantation in the patient's body 14, or via an external storage loading interface 104 coupled to the memory 102 via a RF link or connection 105 . As interface 104 , known devices (US-PS 38 33 005 and US-PS 40 66 086) can be used. In this connection, for example, a receiver filter may be provided which detects sequences of RF pulses transmitted by an external transmitter and which are encrypted such that a program stored in the memory 102 is reprogrammed or alternatively a parameter is changed is stored in a memory location of the memory 102 .

Wenn daher nach der Implantation des Schrittmachers 12 im Körper 14 des Patienten der Arzt eine Änderung des Zustands des Patienten beobachtet, können das Programm oder spezielle Variablen eines in dem RAM-Teil 102b eingespeicherten Programms umprogrammiert werden, um für eine Reizimpulsbeaufschlagung des Herzens zu sorgen, die sich für den geänderten Zustand am besten eignet. Im Rahmen der Stimulation treten verschiedene Parameter auf, wie die Impulsbreite des Reizimpulses, die Rate oder Frequenz der Impulszuführung, die Zeitdauer zwischen dem Anlegen eines Impulssignals und der Erfassung der darauf zurückgehenden Herzaktivität, während deren die Meßvorrichtung unwirksam gemacht wird, und die Impulsamplitude. Typischerweise wird jeder dieser Parameter beispielsweise in Form eines 8-bit-Wortes bestimmt, das in einem Wortplatz des RAM-Teils 102b des Speichers 102 eingespeichert wird. Wenn es daher erwünscht ist, die Impulsbreite zu ändern, braucht der Arzt nur über die Schnittstelle 104 und die Verbindung 105 in einen bekannten, adressierbaren Wortplatz innerhalb des RAM-Teils 102b ein neues 8-bit-Wort einzugeben, das kennzeichnend für die neue Impulsbreite ist, mit der der Schrittmacher 12 arbeiten soll. Eine neue Stimulationsart kann gleichfalls in den RAM-Teil 102b einprogrammiert werden, indem über die Schnittstelle 104 die betreffenden Schritte des neuen Prozesses eingegeben werden. Alternativ läßt sich eine Betriebsartänderung dadurch bewirken, daß der Anfangsplatz des gewünschten Programms von dem RAM-Teil 102b in den Adressenzähler 107 des Mikroprozessors 100 eingegeben wird, um das Adressieren des nächsten Programms innerhalb des ROM-Teils 102a des Speichers 102 auszulösen. Wenn beispielsweise die anfängliche Betriebsart des Schrittmachers 12 eine Kammerbedarfsstimulation ist und es sich als wünschenswert herausstellt, auf eine A-V-Folgestimulation überzugeben, gibt der Arzt die neue Anfangsadresse für die A-V-Folgestimulationsart über die Schnittstelle 104 ein, um Zugriff zu einem anderen Abschnitt des ROM-Teils 102a zu erhalten, wodurch der Mikroprozessor 100 in der nächsten Betriebsart zu funktionieren beginnt.Therefore, if after the implantation of the pacemaker 12 in the body 14 of the patient, the physician observes a change in the patient's condition, the program or special variables of a program stored in the RAM portion 102 b may be reprogrammed to provide for pacing of the heart which is best suited for the changed condition. In the context of the stimulation, various parameters occur, such as the pulse width of the stimulus pulse, the rate or frequency of the pulse delivery, the time between the application of a pulse signal and the detection of the resulting cardiac activity, during which the measuring device is rendered ineffective, and the pulse amplitude. Typically, each of these parameters is determined, for example, in the form of an 8-bit word which is stored in a word location of the RAM portion 102 b of the memory 102 . Thus, if it is desired to change the pulse width, the physician need only enter a new 8-bit word via the interface 104 and link 105 into a known addressable word space within the RAM portion 102 b, which is indicative of the new one Pulse width is to work with the pacemaker 12 . A new type of stimulation may be programmed into the RAM part 102 b also by the respective steps of the new process are input via the interface 104th Alternatively, a mode change may be effected by inputting the initial location of the desired program from the RAM portion 102b to the address counter 107 of the microprocessor 100 to initiate the addressing of the next program within the ROM portion 102a of the memory 102 . For example, if the initial mode of operation of the pacemaker 12 is a ventricular pacing and it is found desirable to post AV follow-up stimulation, the physician enters the new start-up address for the AV Follow-Up type of interface via the interface 104 to gain access to another portion of the ROM Part 102 a, whereby the microprocessor 100 starts to operate in the next mode.

Wie weiter unten noch näher erläutert ist, ist es zweckmäßig, die Energie jedes dem Herzen des Patienten zugeführten Reizimpulses konstant zu halten, auch wenn sich der Spannungspegel der Energiequelle 126, beispielsweise einer Batterie, im Laufe der Zeit verringert. Entsprechend Fig. 2 legt der Multiplexer 106 die Batteriespannung Vs über den Eingang 138c an den Mikroprozessor 100 periodisch an, der unter dem Einfluß eines im Speicher 102 eingespeicherten Programms die gemessene Spannung mit verschiedenen vorbestimmten Spannungen vergleicht, die in dem ROM-Teil 102a oder dem RAM-Teil 102b eingespeichert sind. Auf diese Weise erfolgt eine Einstellung der Impulsbreite des Reizimpulses, um den Energieinhalt, d. h. die Fläche unterhalb der Reizimpulskurve, im wesentlichen konstant zu halten.As will be explained in more detail below, it is expedient to keep the energy of each stimulus pulse supplied to the patient's heart constant, even if the voltage level of the energy source 126 , for example a battery, decreases over time. Referring to FIG. 2, the multiplexer 106 periodically applies the battery voltage V s to the microprocessor 100 via the input 138c , which under the influence of a program stored in the memory 102 compares the measured voltage with various predetermined voltages present in the ROM portion 102 a or the RAM part 102 b are stored. In this way, an adjustment of the pulse width of the stimulus pulse in order to keep the energy content, ie the area below the stimulus pulse curve, substantially constant.

Der Speicher 102 kann mit einem Programm beladen werden, das eine Selbstauswahl trifft. Mit anderen Worten, ein derartiges Programm kann auf Herzsignale ansprechen, die an die Eingänge 138a und b angelegt werden, um den Zustand des Herzens zu bestimmen und in Abhängigkeit von dem erfaßten Zustand eines von mehreren Programmen auszuwählen. Die Unterscheidungseigenschaften der auf die atriale P-Welle und die ventrikuläre R-Welle zurückgehenden Eingangssignale sind in der Veröffentlichung "Electrocardial Electrograms and Pacemaker Sensing" von P. Hoezler, V. de Caprio und S. Furman in "Medical Instrumentation" Band 10, No. 4, Juli/August 1976, im einzelnen erörtert. Die Kriterien, anhand deren diese Herzsignale erkannt und verglichen werden sollen, werden in dem Speicher 102 eingespeichert. Wenn eine Änderung festgestellt wird, kann der Mikroprozessor selbsttätig eine andere Schrittmacherbetriebsart auswählen, die für die geänderten Bedingungen des Herzens des Patienten geeignet ist, ohne daß ein Eingriff von außen durch einen Arzt über die externe Speicherladeschnittstelle 104 notwendig wird.The memory 102 may be loaded with a program that makes a self-selection. In other words, such a program may be responsive to cardiac signals which are applied to the inputs a and b 138, to determine the condition of the heart and to select a function of the detected state is one of several programs. The distinguishing characteristics of the input signals due to the atrial P-wave and the ventricular R-wave are described in the publication "Electrocardiac Electrograms and Pacemaker Sensing" by P. Hoezler, V. de Caprio and S. Furman in "Medical Instrumentation" Volume 10, No , 4, July / August 1976, discussed in detail. The criteria by means of which these heart signals are to be recognized and compared are stored in the memory 102 . If a change is detected, the microprocessor may automatically select another pacing mode suitable for the changed conditions of the patient's heart without requiring external intervention by a physician via the external memory loading interface 104 .

Entsprechend einer weiteren Betriebsart kann der Speicher 102 des Schrittmachers 12 so programmiert werden, daß er als automatischer Schwellwertnachlaufschrittmacher funktioniert, wobei die Energie der an die Kammer 42 (oder den Vorhof 40) angelegten Reizimpulse schrittweise abgesenkt werden kann, bis keine Mitnahme mehr erfolgt, d. h. bis die Reizimpulse keine Kammerkontraktion mehr auslösen, die sich durch eine innerhalb einer Meß- oder Überwachungsperiode erfaßte R-Welle bemerkbar macht. Wenn bei dieser Betriebsart die R-Welle innerhalb der Meßperiode erfaßt wird, wird ein Steuersignal erzeugt, aufgrund dessen die Impulsenergie um einen vorgegebenen Betrag abgesenkt wird. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß die Impulsbreite vermindert wird, bis keine vom Schrittmacher ausgelöste R-Welle mehr festgestellt wird. Dann vergrößert das Programm die Impulsbreite, bis die R-Welle wieder erscheint. Auf diese Weise wird die Energieentnahme aus der Spannungsquelle 126 minimiert, weil die Impulsbreite auf einen Wert eingestellt wird, der gerade ausreicht, um die Mitnahme des Herzens aufrechtzuerhalten.In accordance with another mode of operation, the memory 102 of the pacemaker 12 may be programmed to function as an automatic threshold post-arrhythmia, whereby the energy of the pacing pulses applied to the chamber 42 (or atrial 40 ) may be progressively lowered until no more entrainment occurs, ie until the stimulus pulses no longer trigger a chamber contraction which is manifested by an R-wave detected within a measuring or monitoring period. In this mode, when the R-wave is detected within the measurement period, a control signal is generated on the basis of which the pulse energy is lowered by a predetermined amount. This is preferably done by decreasing the pulse width until no pacing R-wave is detected. Then the program increases the pulse width until the R-wave reappears. In this way, the removal of energy from the voltage source 126 is minimized because the pulse width is set to a value just sufficient to sustain the entrainment of the heart.

Die Steuerausgangssignale des Mikroprozessors werden bei der Schaltungsauslegung nach Fig. 2 über Leitungen 131 an Latchtreiber 134 sowie über einen Bus 132 an entsprechende Wählschalter 130 angelegt, die entsprechend den im Speicher 102 eingespeicherten Prozessen zweckentsprechende Schrittmacherimpulse über die Leitungen 17 und 19 (oder 29) auf den Vorhof 40 und/oder die Kammer 42 des Herzens geben. Dabei ist die Leitung 131a mit einem ersten oder Kammertreiber (oder -Verstärker) 134a gekoppelt, der seinerseits mit seiner eigenen Gruppe von Bipolar/Unipolar-Wählschaltern 130a verbunden ist. Den Treiberverstärkern 134b, c und d ist jeweils eine entsprechende Gruppe von Wählschaltern zugeordnet. Beispielsweise ist der Ausgang des Treibers 134b mit Wählschaltern 130b verbunden, um den Vorhof über Leiter 17a, 17b und 17c anzusteuern. Die Treiber 134a bis 134d können Spannungserhöhungsstufen, z. B. Spannungsverdoppler oder -verdreifacher, aufweisen, um den Ausgangsspannungspegel auf den Wert anzuheben, der notwendig ist, um das Herzgewebe bei vorgegebener Spannung der Energiequelle wirkungsvoll zu stimulieren. Die Wählschalter 130 werden mit Hilfe von Signalen gesteuert, die vom Mikroprozessor über den Bus 132 kommen, um wahlweise das Ausgangssignal des ersten Treibers 134a an vorbestimmte der Ausgänge 19a, 19b und 19c anzulegen. Die Schalter 130 sind dabei an die Ventrikelleitung 19 angeschlossen, die in bekannter Weise (US-PS 40 10 758) als Koaxialleitung ausgebildet sein kann, die über den Leiter 19a mit einer Spitzenelektrode und über den Leiter 19c mit einer Ringelektrode verbunden sein kann. Außerdem ist ein Leiter 19b vorhanden, der an eine Platte angeschlossen ist, die von dem Metallbehälter oder Gehäuse 13 gebildet wird, innerhalb dessen der Schrittmacher 12 untergebracht ist. Im normalen bipolaren Betrieb lassen die Wählschalter 130 die negativen und positiven Reizimpulse über die Leiter 19a und 19c der koaxialen Leitung zu der Spitzenelektrode bzw. der Ringelektrode gelangen. Wenn es erwünscht ist, die Reizimpulsbeaufschlagung im herkömmlichen Unipolarbetrieb durchzuführen, wird eine negative Spannung über den Leiter 19a an die Spitzenelektrode gegeben, während eine positive Spannung über den Leiter 19b an die Platte geht. Die Ringelektrode ist dabei nicht angeschlossen.The control output signals of the microprocessor are applied in the circuit design of Fig. 2 via lines 131 to latches 134 and via a bus 132 to corresponding selector switch 130 , which suitably in accordance with the memory 102 stored processes pacemaker pulses via the lines 17 and 19 (or 29 ) enter the atrium 40 and / or the chamber 42 of the heart. The line 131 a to a first chamber or driver (or amplifier) 134 a is coupled, in turn, is connected to its own group of bipolar / unipolar select switches 130 a. The driver amplifiers 134 b, c and d are each assigned a corresponding group of selector switches. For example, the output of the driver 134 b is connected to selectors 130 b to drive the forecourt via conductors 17 a, 17 b and 17 c. The drivers 134 a to 134 d can voltage boosting levels, z. Voltage doubler or threefold, to raise the output voltage level to the level necessary to effectively stimulate the heart tissue at a predetermined voltage of the energy source. The selector switch 130 are controlled by means of signals coming from the microprocessor via the bus 132 to either the output of the first driver 134 a to predetermined ones of the outputs 19 a, 19 b and 19 c apply. The switches 130 are connected to the ventricular lead 19 , which may be formed in a known manner (US-PS 40 10 758) as a coaxial line, which may be connected via the conductor 19 a with a tip electrode and the conductor 19 c with a ring electrode , In addition, a conductor 19 b is present, which is connected to a plate, which is formed by the metal container or housing 13 , within which the pacemaker 12 is housed. During normal bipolar operation, the selector 130 can be the negative and positive stimulus pulses via the conductors 19 a and 19 c of the coaxial line to the tip electrode and the ring electrode arrive. If it is desired to carry out the stimulus impingement in conventional unipolar operation, a negative voltage is applied via the conductor 19 a to the tip electrode, while a positive voltage through the conductor 19 b goes to the plate. The ring electrode is not connected.

Es ist nicht nur erwünscht, im bipolaren oder unipolaren Betrieb arbeiten zu können, sondern es soll auch ein gegenüber Fehlern unempfindlicher Schrittmacher geschaffen werden, bei dem im Falle der Ermittlung einer fehlerhaften Leitung aufgrund einer mangelhaften Verbindung einer Elektrodenleitung mit dem Herzgewebe oder wegen Bruchs oder Beschädigung einer Leitung der Mikroprozessor 100 geeignete Steuersignale über den Bus 132 an die Wählschalter 130 gibt, wodurch eine andere Kombination von Leitungen (oder Leitern innerhalb der Leitungen) selektiv angekoppelt wird, um die Schrittmacherimpulse der Kammer 42 zuzuführen. Die Wählschalter 130 können beispielsweise so angeordnet sein, daß die Leiter 19a und 19c untereinander verbunden werden können. Alternativ werden die Wählschalter 130 wahlweise so geschlossen, daß Herzimpulse zwischen den Leiter 19a oder den Leiter 19b und den Leiter 19c angelegt werden. Wenn einer der Leiter 19a oder 19b ausfällt, kann dann der andere ohne weiteres an dessen Stelle treten, um den Impuls weiterhin dem Herzen an zwei Stellen zuzuführen. It is not only desirable to be able to operate in bipolar or unipolar operation, but also to provide a pacemaker insensitive to perturbation in the event of detection of defective conduction due to improper connection of an electrode lead to the heart tissue or to breakage or damage One line of microprocessor 100 provides appropriate control signals over bus 132 to selector switches 130 , thereby selectively coupling another combination of lines (or conductors within the lines) to supply the pacing pulses to chamber 42 . The selector switch 130 may for example be arranged so that the conductors 19 a and 19 c can be interconnected. Alternatively, the selector switch 130 is selectively closed so that cardiac pulses between the conductor 19 a or the conductor 19 b and the conductor 19 c are applied. If one of the conductors 19 a or 19 b fails, then the other can readily take its place to continue to supply the pulse to the heart in two places.

Der Ausfall einer der Leitungen 17 oder 19 läßt sich durch Verlust der Mitnahme ermitteln, d. h. dadurch, daß an dem Eingang 138b nach der Impulsbeaufschlagung des Ventrikels kein Herzaktivitätssignal erscheint. Alternativ dazu zeigt die Messung einer hohen Impedanz zwischen den Leitern 19a und 19b der Koaxialleitung 19 einen Ausfall der Leitung an, der auf die Ausbildung von Narbengewebe zwischen der Spitzen- oder der Ringelektrode und dem Ventrikel 42 oder auf den Bruch einer der Leiter zurückzuführen sein kann. Nach Feststellung eines solchen Ausfalls wählt der Mikroprozessor 100 einen anderen Prozeß oder ein anderes im Speicher 102 eingespeichertes Programm aus, um Signale einem der Wählschalter 130 zuzuführen und einen Wiederanschluß der Leitung 19 (oder 29) in der oben geschilderten Weise zu veranlassen.The failure of one of the lines 17 or 19 can be determined by loss of capture, ie the fact that no heart activity signal appears at the input 138 b after the impulse is applied to the ventricle. Alternatively, the measurement of a high impedance between the conductors 19 a and 19 b of the coaxial line 19 indicates a line failure due to the formation of scar tissue between the tip or ring electrode and the ventricle 42 or the breakage of one of the conductors can be. Upon detecting such failure, the microprocessor 100 selects another process or other program stored in memory 102 to supply signals to selector switch 130 and cause re-connection of line 19 (or 29 ) in the manner described above.

Ein Ausgangssignal des Mikroprozessors geht auch an einen zweiten oder Vorhoftreiberverstärker 134b, dessen Ausgang mit einer weiteren Gruppe von Wählschaltern 130 verbunden ist, um über eine entsprechende Gruppe von Leitern oder Leitungen 17 an den Vorhof 40 des Patienten (Fig. 1) angekoppelt zu werden. Des weiteren sind Reserveverstärker 134c und 134d vorhanden, die Ausgangssignale des Mikroprozessors 100 aufnehmen und die an weitere Gruppen von Wählschaltern 130 angeschlossen sind. Solche Gruppen von Wählschaltern 130 können mit dem Herz des Patienten über redundante Leitungen verbunden sein. Beispielsweise können die Ausgänge der Verstärker 134c und 134d auch in redundanter Weise an die Kammer 42 und den Vorhof 40 angeschlossen sein. Wenn eine der Leitungen 19 oder 17 brechen sollte oder der Widerstand zwischen der zugehörigen Elektrode und dem Herz übermäßig hoch wird, kann eine redundante Leitung zwischen dem Mikroprozessor 100 und dem Herz durch entsprechende Betätigung der betreffenden Wählschaltergruppe 130 eingeschaltet werden. Um die Impedanz einer der Leitungen 17 und 19 zu messen, ist die betreffende Leitung an eine Ausgangsstufe angeschlossen, die in Verbindung mit Fig. 3 erläutert wird und die einen Ladekondensator aufweist. Die Ladedauer dieses Kondensators ist kennzeichnend für die von der zugehörigen Leitung gebildete Impedanz. Im Betrieb wird der Ausgangskondensator aufgeladen. Nach dessen Aufladung wird die Ausgangsstufe betätigt, um eine Entladung des Kondensators zu bewirken. Dadurch wird ein Reizimpuls über die zugehörige Leitung an das Herz gegeben. Die zur Aufladung des Ausgangskondensators erforderliche Zeitspanne kann zeitlich bestimmt werden, indem über ein Programm des Speichers 102 ein Zähler gestartet wird. Der Zählvorgang wird fortgesetzt, bis die Ladespannung an dem Ausgangskondensator einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Spannungspegel des Kondensators wird unter dem Einfluß des Mikroprozessors 100 wiederholt gemessen; falls der vorbestimmte Pegel nicht überschritten ist, wird der Zählvorgang fortgesetzt. Wenn die Ladespannung des Kondensators den vorbestimmten Wert erreicht hat, hört der Zählvorgang auf; der betreffende Zählwert wird als Kennwert für die Impedanz der Leitung benutzt. Wenn die Leitung unterbrochen ist, ist die Leitungsimpedanz hoch, was eine größere Ladezeitdauer zur Folge hat. Liegt dagegen in der Leitung ein Kurzschluß vor, ist die Ladedauer verhältnismäßig kurz. Es werden erste und zweite Zeitgrenzwerte vorgegeben, um festzustellen, ob die Leitung kurgeschlossen ist oder ob die Leitungsimpedanz entsprechend einem Leitungsbruch zu hoch ist. In jedem Fall werden diese Grenzwerte, die die Form von Zeitzählwerten haben, überprüft; falls sie über- bzw. unterschritten werden, wird die defekte Leitung durch eine redundante zweite Leitung ersetzt.To be an output signal of the microprocessor goes to a second or atrial drive amplifier 134 b whose output is connected to another set of selector switches 130 to a corresponding group of conductors or wires 17 to the atrium 40 of the patient (Fig. 1) is coupled , Furthermore, backup amplifiers 134 c and 134 d are present, receive the output signals of the microprocessor 100 and are connected to other groups of selectors 130 . Such groups of selectors 130 may be connected to the patient's heart via redundant lines. For example, the outputs of the amplifiers 134c and 134d may also be connected in redundant fashion to the chamber 42 and the vestibule 40 . If one of the leads 19 or 17 should break or the resistance between the associated electrode and the heart becomes excessively high, a redundant lead between the microprocessor 100 and the heart may be turned on by appropriate actuation of the respective selector switch group 130 . In order to measure the impedance of one of the lines 17 and 19 , the line in question is connected to an output stage, which is explained in connection with FIG. 3 and which has a charging capacitor. The charging time of this capacitor is indicative of the impedance formed by the associated line. During operation, the output capacitor is charged. After charging, the output stage is actuated to cause a discharge of the capacitor. This will give a stimulus pulse to the heart via the associated lead. The time required for charging the output capacitor can be determined in time by a counter of the memory 102 is started via a program. The counting is continued until the charging voltage at the output capacitor reaches a predetermined value. The voltage level of the capacitor is repeatedly measured under the influence of the microprocessor 100 ; if the predetermined level is not exceeded, the counting is continued. When the charging voltage of the capacitor has reached the predetermined value, the counting stops; the relevant count value is used as a characteristic for the impedance of the line. When the line is broken, the line impedance is high, resulting in a longer charging time. On the other hand, if there is a short circuit in the line, the charging time is relatively short. First and second time limits are specified to determine if the line is shorted or if the line impedance is too high due to a line break. In any case, these limits, which take the form of time counts, are checked; if they are exceeded or fallen short of, the defective line is replaced by a redundant second line.

Die Reservetreiber 134c und d können vorgesehen werden, um für eine Reizung an mehreren unterschiedlichen Stellen, z. B. fünf Stellen, zu sorgen, um auf diese Weise Arrhythmien zu unterbrechen, die der Schrittmacher 12 gegebenenfalls erfaßt. Alternativ lassen sich die zusätzlichen Treiber 134c und d heranziehen, um eine Polarisationsspannung auf den Leitungen 17 und 19 nach der Reizimpulsbeaufschlagung zu beseitigen, oder um im Falle von mit hoher Frequenz arbeitenden Schrittmachern den Ausgangskondensator rasch aufzuladen. Arrhythmien lassen sich feststellen, indem die Zeitverzögerung zwischen der elektrischen Aktivität einer ersten Stelle des Herzens, z. B. dem Vorhof und der Erfassung der Herzaktivität an einer zweiten Stelle, z. B. dem Ventrikel, gemessen wird. Wenn die Verzögerung eine vorbestimmte Zeitspanne, beispielsweise 100 bis 200 ms, unterschreitet, ist dies ein Hinweis auf eine mögliche Arrhythmie. Arrhythmien werden in ersten Linie dadurch verursacht, daß im Herz des Patienten ein zweiter konkurrierender ektopischer Fokus auftritt, der in Konkurrenz mit dem typischerweise im Vorhof erscheinenden Primärfokus schlägt. Die beiden Schlagzentren konkurrieren untereinander unter Ausbildung einer Arrhythmie, wodurch die Herzaktivität erratisch wird und Blut nicht mehr wirkungsvoll gepumpt wird. Entsprechend einer zweckmäßigen Ausführungsform sind mehrere Elektroden, von denen jede mit einem Treiberverstärker 134 und einem Wählschalter 130 verbunden ist, an eine entsprechende Anzahl von ausgewählten Stellen des Herzens des Patienten angekoppelt. Eine solche Leitung wird ausgewählt, um dem Herz Reizimpulse zuzuführen, während mittels der restlichen Leitungen die resultierenden Herzaktivitäten an den anderen Stellen erfaßt werden. Mittels eines im Speicher 102 eingespeicherten Programms werden Zeitfenster für jede der vier Leitungen vorgegeben, innerhalb deren Herzaktivitätssignale empfangen werden. Erscheinen die Signale nicht innerhalb der betreffenden Zeitfenster, ist dies ein Hinweis auf eine mögliche Arrhythmie. Falls ein erfaßtes Signal nicht innerhalb des ihm zugeordneten Zeitfensters auftritt, wird eine andere der mehreren Leitungen ausgewählt, um die Reizimpulse zuzuführen. Die verbleibenden Leitungen erfassen die resultierenden Herzaktivitätssignale. Wenn die erfaßten Signale nicht in den zugehörigen Zeitfenstern erscheinen, nachdem die neue Reizleitung ausgewählt wurde, wird wiederum eine andere Leitung bestimmt. Wird auf diese Weise die Arrhythmie nicht unter Kontrolle gebracht, ist das Programm so ausgelegt, daß Reizimpulse sämtlichen Leitungen zugehen, um die Herzaktivität unter Kontrolle zu bringen. Die Zeitdauern, innerhalb deren die Herzaktivitätssignale empfangen werden sollen, werden vorgegeben, wie dies unten in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 erläutert ist.The reserve drivers 134c and d may be provided to provide for stimulation at several different locations, e.g. B. five points, in order to interrupt arrhythmias in this way, the pacemaker 12 detects if necessary. Alternatively, such additional driver 134 c and d use in order to eliminate a bias voltage on the lines 17 and 19 after the Reizimpulsbeaufschlagung, or to charge the output capacitor rapidly in the case of operating at a high frequency pacemakers. Arrhythmias can be detected by measuring the time delay between the electrical activity of a first site of the heart, e.g. B. the atrium and the detection of cardiac activity at a second location, eg. B. the ventricle is measured. If the delay falls short of a predetermined period of time, for example 100 to 200 ms, this is an indication of a possible arrhythmia. Arrhythmias are primarily caused by the appearance of a second competing ectopic focus in the patient's heart that competes with the primary focus, which typically appears in the atrium. The two beating centers compete with each other to form an arrhythmia, which makes the heart activity erratic and blood is no longer effectively pumped. According to an expedient embodiment, a plurality of electrodes, each of which is connected to a driver amplifier 134 and a selector switch 130, are coupled to a corresponding number of selected locations of the patient's heart. Such a lead is selected to deliver stimulus pulses to the heart, while the remainder of the leads detect the resulting cardiac activity at the other sites. By means of a program stored in the memory 102 , time windows are specified for each of the four lines within which cardiac activity signals are received. If the signals do not appear within the respective time window, this is an indication of a possible arrhythmia. If a detected signal does not occur within its assigned time window, another of the multiple lines is selected to supply the stimulus pulses. The remaining lines detect the resulting cardiac activity signals. If the detected signals do not appear in the associated time windows after the new stimulus line has been selected, another line is again determined. In this way, if the arrhythmia is not controlled, the program is designed to deliver stimulus to all leads in order to control cardiac activity. The durations within which the cardiac activity signals are to be received are predetermined, as explained below in connection with FIGS. 4 and 5.

Der Schrittmacher 12 bildet auf diese Weise ein in hohem Maße flexibles und anpassungsfähiges Gerät, das eine Vielzahl von Faktoren zu korrigieren oder zu kompensieren gestattet. Dazu gehören Schwierigkeiten bei der Meßwerterfassung, zeitliche Schwankungen der von der Energiequelle abgegebenen Spannung und unvorhergesehene Störsignalquellen. Beispielsweise werden in den Speicher Prozesse oder Programme eingegeben, um die R-Wellen anhand von Hauptmerkmalen zu erfassen wie der Neigung des EKG-Signals, der Impulsbreite der R-Welle vom Ventrikel 42, der Amplitude der R-Welle, der Ähnlichkeit der R-Welle mit einem vorhergehenden EKG-Komplex und dergleichen. Außerdem ist der Speicher 102 so programmiert, daß externe Wechselspannungs-Störquellen ignoriert oder unwesentliche Muskelsignale außer Acht gelassen oder ausgefiltert werden. Die Vorteile eines derart anpassungsfähigen Schrittmachers 12 liegen darin, daß ein einziger Schrittmacher vorgesehen werden kann, der entsprechend einer Vielzahl von Operationen programmierbar ist und der sich bei sich ändernder Technologie ständig umprogrammieren läßt. Von der Herstellerseite her ist es nicht mehr notwendig, jede festverdrahtete Schaltung zu modifizieren, um gesonderte Hybridschaltungen zu entwickeln, die sich voneinander durch verhältnismäßig geringfügige Merkmale unterscheiden, beispielsweise durch eine Änderung des Eingangsfilters, der Impulsbreite oder der Impulsfrequenz. Ein weiterer Vorteil des Schrittmachers 12 nach Fig. 2 ist darin zu sehen, daß eine Hauptfehlerquelle bekannter festverdrahteter Schrittmacher ausgeschaltet wird, nämlich die die Frequenz und Impulsbreite bestimmenden Zeitglied-Kondensatoren. Derzeit werden bei festverdrahteten Schrittmachern RC-Ladevorgänge ausgenutzt, um die erwünschten Zeitsteuerfunktionen durchzuführen, beispielsweise um die Impulsbreite, die Impulsfrequenz und die Refraktärdauer zu bestimmen. Die Erfahrung lehrt, daß Kondensatoren in derartigen Schaltungen eine Hauptursache für einen Ausfall sein können.The pacemaker 12 in this way forms a highly flexible and adaptive device that allows to correct or compensate for a variety of factors. These include difficulties in the detection of measured values, temporal fluctuations in the voltage delivered by the energy source and unforeseen interference signal sources. For example, processes or programs are entered into the memory to detect the R-waves based on major features such as the slope of the ECG signal, the R-wave pulse width from the ventricle 42 , the amplitude of the R-wave, the similarity of the R-wave. Wave with a previous ECG complex and the like. In addition, the memory 102 is programmed to ignore external AC sources of interference or neglect or filter out nonessential muscle signals. The advantages of such an adaptive pacemaker 12 are that a single pacemaker can be provided which is programmable according to a variety of operations and which can be constantly reprogrammed as technology changes. From the manufacturer's point of view, it is no longer necessary to modify any hardwired circuit to develop separate hybrid circuits which differ from one another by relatively minor features, such as a change in input filter, pulse width or pulse frequency. Another advantage of the pacemaker 12 of Figure 2 is that it eliminates a major source of error in known hardwired pacemakers, namely, the frequency and pulse width determining timer capacitors. Currently, hard-wired pacemakers use RC charging to perform the desired timing functions, such as to determine the pulse width, pulse frequency, and refractory duration. Experience teaches that capacitors in such circuits can be a major cause of failure.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist jeder der Treiber 134 mit einer eigenen Gruppe von Wählschaltern 130 verbunden, wodurch ein Reizimpuls mittels einer der Leitungen 17 oder 19 einem entsprechenden Teil des Herzens zugeführt wird. Außerdem legt der Multiplexer 106 ein Wählsignal, das mittels der Leitungen 19 und 17 von der Kammer 42 und dem Vorhof 40 abgeleitet wird, an den Mikroprozessor 100 an. Fig. 3A zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung der Treiberverstärker 134 und der Wählschalter 130 zur Zuführung der Reizimpulse über die Leitung 19 an den Ventrikel 42, um für eine Kammerbedarfsstimulation zu sorgen. Die betreffenden Zeitsteuerintervalle sind in Fig. 4A veranschaulicht. Die Schrittmacherausgangsstufe besteht aus einem Ausgangstransistor QV, über den die an einem Kondensator CV anstehende Spannung über die Leitung 19 wahlweise an die Kammer 42 ankoppelbar ist. Ein Ausgangssteuersignal TWV des Mikroprozessors 100 wird über die Leitung 131a, den Verstärker 134a und einen Widerstand RV2 der Basis des Transistors QV zugeführt, wodurch dieser leitend gemacht wird. Infolgedessen wird der zuvor aufgeladene Kondensator CV nach Masse entladen; über die Leitung 19 wird an die Kammer 42 des Patienten ein Reizimpuls mit einer Impulsbreite angelegt, die derjenigen des Signals TWV entspricht. Der Wählschalter 130a wird für eine vorbestimmte Dauer mittels eines Steuersignals TCV geschlossen, das über den Bus 132 zugeführt wird, um den Kondensator CV in dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Steuersignalen TWV wieder aufzuladen. Das Steuersignal TWV macht auf diese Weise den Transistor QV selektiv leitend und nichtleitend, wodurch eine entsprechende Folge von Reizimpulsen über die Leitung 19 an die Kammer 42 geht. Im unipolaren Schrittmacherbetrieb ist die Platte oder das Gehäuse 13 des Schrittmachers 12 mit der anderen Klemme der Batterie verbunden.As shown in Fig. 2, each of the drivers 134 is connected to its own group of selectors 130 , whereby a stimulus pulse is applied to one of the leads 17 or 19 to a corresponding part of the heart. In addition, the multiplexer 106 applies a select signal derived from the chamber 42 and the atrium 40 via the lines 19 and 17 to the microprocessor 100 . Fig. 3A shows an exemplary embodiment of the arrangement of the driver amplifiers 134 and the selector switch 130 for supplying the stimulation pulses via the line 19 to the ventricle 42 in order to provide a chamber demand stimulation. The relevant timing intervals are illustrated in FIG. 4A. The pacemaker output stage consists of an output transistor Q V , via which the voltage applied to a capacitor C V voltage via line 19 is selectively coupled to the chamber 42 . An output control signal T WV of the microprocessor 100 is supplied via the line 131 a, the amplifier 134 a and a resistor R V2 of the base of the transistor Q V , thereby making it conductive. As a result, the previously charged capacitor C V is discharged to ground; Via the line 19 , a stimulus pulse with a pulse width corresponding to that of the signal T WV is applied to the chamber 42 of the patient. The selector 130 a is closed for a predetermined duration by means of a control signal T CV which is supplied via the bus 132 to recharge the capacitor C V in the interval between successive control signals T WV . The control signal T WV thus makes the transistor Q V selectively conductive and non-conductive, whereby a corresponding sequence of stimulus pulses via the line 19 to the chamber 42 goes. In unipolar pacing, the plate or housing 13 of the pacemaker 12 is connected to the other terminal of the battery.

Wie aus Fig. 3A hervorgeht, ist die Kammerleitung 19 ferner über den Leiter 138a an den Multiplexer angeschlossen, und zwar insbesondere an einen Schalter 106a′, der in Abhängigkeit von einem Zeitfenstersignal TS schließt. Auf diese Weise wird ein Signal, das kennzeichnend für die Kammeraktivität ist, über die Verstärker- und A/D-Umsetzerstufe 108 an den Mikroprozessor 100 angelegt. Die Kammerleitung 19 ist über die Leitung 138a, einen Kondensator C1, Widerstände R1 und R2 sowie einen Verstärker 139 mit dem Multiplexschalter 106a′ verbunden. Bei einem Vergleich des Funktionsblockschaltbilds der Fig. 2 mit der Schaltungsauslegung nach Fig. 3A (sowie den Fig. 3B und C) ist zu berücksichtigen, daß zwischen den Komponenten dieser Figuren keine genaue Korrespondenz besteht. Obwohl ausgeführt ist, daß gewisse Schalter, insbesondere der Schalter 106a′, einen Teil des Multiplexers 106 darstellen, besteht ein schaltungsmäßiger Unterschied darin, daß bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3A (und 3B und C) Meßverstärker, z. B. der Kammermeßverstärker 139, vorgesehen sind, während der Multiplexer 106 nach Fig. 2 einen bestimmten einer Mehrzahl von Analogeingängen mit einem einzigen Verstärker 108 verbindet. Daher ist davon auszugehen, daß die beispielshalber in Fig. 3A (sowie den Fig. 3B und C) dargestellten Schaltfunktionen auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden können. Beispielsweise kann der Multiplexschalter 106a′ durch einen Wählschalter 130 ersetzt oder ergänzt werden. Die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen R2 und R1 steht mit Masse über einen Kondensator C2 in Verbindung. Wie aus Fig. 4A folgt, ist es erwünscht, den Verstärker 139 während gewisser Zeitspannen, der Refraktärperiode, innerhalb deren kein Kammersignal erfaßt werden soll, auf Masse zu halten (zu klemmen). Für diesen Zweck wird ein Zeitsteuersignal TCIV über die Leitung 120 an den Wählschalter 130c angelegt, wodurch die Verbindungsstelle zwischen den Widerständen R2 und R1 während der Refraktärperiode an Masse gelegt wird. Die von den Widerständen R1 und R2 sowie den Kondensatoren C1 und C2 gebildete Schaltung dient als Koppelschaltung zwischen dem Kammermeßverstärker 139 und dem Herz. Wenn der Multiplexschalter 106a′ geschlossen und der Eingang des Kammermeßverstärkers 139 an Masse gelegt wird, ist es erwünscht, für eine Trennung zwischen Masse und dem Herz zu sorgen, weil das Herz andernfalls erheblichen Schaden nehmen könnte. Für diesen Zweck sind der Widerstand R1 und der Kondensator C1 zwischen Masse und das Herz eingefügt. Der Kondensator C2 dient ferner als Tiefpaß, um Störsignale auszufiltern, die auf der Leitung 19 vorhanden sein können, und um die Schließwirkung des Wählschalters 130c zu dämpfen. Der Kammermeßverstärker kann die Form eines bekannten Operationsverstärkers haben. Der Widerstand R2 ist mit dem Eingang des Verstärkers verbunden, um in bekannter Weise dessen Verstärkungsfaktor einzustellen.As is apparent from Fig. 3A, the chamber line 19 is further connected via the conductor 138 a to the multiplexer, in particular to a switch 106 a ', which closes in response to a time window signal T S. In this way, a signal indicative of chamber activity is applied to the microprocessor 100 via the amplifier and A / D converter stage 108 . The chamber line 19 is connected via the line 138 a, a capacitor C1, resistors R1 and R2 and an amplifier 139 to the multiplex switch 106 a '. When comparing the functional block diagram of Fig. 2 with the circuit design of Fig. 3A (as well as Figs. 3B and C), it should be noted that there is no exact correspondence between the components of these figures. Although it is stated that certain switches, in particular the switch 106a ', constitute part of the multiplexer 106 , a circuit-type difference is that in the circuit of Figs. 3A (and 3B and C) sense amplifiers, e.g. The chamber amplifier 139 , while the multiplexer 106 of FIG. 2 connects a particular one of a plurality of analog inputs to a single amplifier 108 . Therefore, it should be understood that the switching functions illustrated by way of example in FIG. 3A (as well as FIGS. 3B and C) may be performed in different ways. For example, the multiplex switch 106a 'may be replaced or supplemented by a selector switch 130 . The junction between the resistors R2 and R1 is connected to ground via a capacitor C2 in connection. As is apparent from Fig. 4A, it is desirable to ground (clamp) the amplifier 139 during certain periods of time, the refractory period within which no chamber signal is to be detected. For this purpose, a timing signal T CIV is applied via line 120 to selector switch 130 c, thereby grounding the junction between resistors R2 and R1 during the refractory period. The circuit formed by the resistors R1 and R2 and the capacitors C1 and C2 serves as a coupling circuit between the Kammermeßverstärker 139 and the heart. When multiplex switch 106a 'is closed and the input of chamber amplifier 139 is grounded, it is desirable to provide isolation between ground and the heart because otherwise the heart could be severely damaged. For this purpose, the resistor R1 and the capacitor C1 are inserted between ground and the heart. The capacitor C2 also serves as a low-pass filter to filter out spurious signals that may be present on the line 19 , and to dampen the closing action of the selector switch 130 c. The chamber measuring amplifier may take the form of a known operational amplifier. The resistor R2 is connected to the input of the amplifier to adjust its gain in a known manner.

Fig. 4A zeigt ein Ablaufdiagramm für die Kammerbedarfsstimulation entsprechend den Ausgangs-/Eingangs-Verbindungen der Fig. 3A, um mittels der Anordnung nach Fig. 2 die Kammer 42 mit Reizimpulsen zu beaufschlagen. Zur Zeit t₀ wurde ein Kammerreizimpuls gerade über die Leitung 19 an die Kammer 42 des Patienten angelegt. Danach wird der RV-Verstärker 139 durch Schließen des Wählschalters 130c für die Refraktärperiode von t₀ bis t₁ nach Masse geklemmt. Während der Refraktärperiode wird der Kondensator CV wieder aufgeladen, indem das Steuersignal TCV angelegt wird, um den Wählschalter 130a zu schließen. Dadurch wird die Spannung Vs zum Wiederaufladen des Kondensators CV angelegt. Zum Zeitpunkt der Implantation des Schrittmachers 12 und bei frischer Batterie 126 liegt die Refraktärperiode typischerweise in der Größenordnung von 325 ms. Während der Refraktärperiode wird die Herzaktivität der Kammer 42 nicht erfaßt, weil verschiedene Stör- oder Fremdsignale im Ventrikel 42 vorhanden sein können, deren Aufnahme nicht erwünscht ist. Nach der Refraktärperiode wird beginnend mit dem Zeitpunkt t₁ der Wählschalter 130c geöffnet, während der Schalter 106a′ schließt. Wenn das Herz ein R-Wellensignal erzeugt, das über die Leitung 19, den Leiter 138a und den Kammerverstärker 139 an den geschlossenen Schalter 106a′ geht, antwortet der Mikroprozessor 100 darauf durch Zurückstellen des Zeitsteuerzyklus auf t₀. Das Auftreten des R-Wellensignals vom Ventrikel 42 läßt erkennen, daß die Herzaktivität normal ist und daß es nicht erwünscht ist, ein konkurrierendes Kammerreizsignal zuzuführen. Solange daher das Herz des Patienten ein R-Wellensignal erzeugt, gibt der Schrittmacher 12 kein Ventrikelstimulationssignal ab. Wenn jedoch die Meßdauer von t₁ bis t₂ abgelaufen ist, ohne daß eine R-Wqelle erfaßt wurde, erzeugt der Mikroprozessor 100 ein Zeitsteuersignal TWV, das über den Leiter 131a, den Verstärker 134a und den Widerstand RV2 an die Basis des Transistors QV geht. Dadurch wird der Transistor QV leitend gemacht. Der Kondensator CV entlädt sich rasch über das Herz (dargestellt durch den Widerstand R₃) so daß an die Kammer 42 ein Reizimpuls über die Leitung 19 und das Gehäuse 13 angelegt wird. Während der Reizperiode von t₂ bis t₃ wird der Kammerverstärker 139 mittels des geschlossenen Schalters 130c auf Masse gehalten. Aufgrund der vorstehenden Diskussion versteht es sich, daß die verschiedenen Perioden, die der Impulsbreite des Kammerimpulses zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ sowie der Refraktärperiode zwischen t₀ und t₁ entsprechen, eingestellt oder umprogrammiert werden können, indem neue 8-bit-Wörter gemäß Fig. 2 in den Speicher 102 eingegeben werden. Fig. 4A shows a flow chart for the chamber demand stimulation corresponding to the output / input connections of Fig. 3A to apply stimulation pulses to the chamber 42 by means of the arrangement of Fig. 2. At time t₀, a ventricular stimulus has just been applied via lead 19 to the patient's chamber 42 . Thereafter, the RV amplifier 139 is clamped by closing the selector switch 130 c for the refractory period of t₀ to t₁ to ground. During the refractory period the capacitor CV is recharged by the control signal T CV is applied to close the selection switch 130 a. Thereby, the voltage V s for recharging the capacitor C V is applied. At the time of implantation of pacemaker 12 and with fresh battery 126 , the refractory period is typically on the order of 325 ms. During the refractory period, the cardiac activity of the chamber 42 is not detected because various extraneous or extraneous signals may be present in the ventricle 42 that are not desired to be picked up. After the refractory period starting from the time t₁ of the selector switch 130 c is opened, while the switch 106 a 'closes. When the heart generates an R-wave signal which passes through line 19 , conductor 138a and chamber amplifier 139 to closed switch 106a ', microprocessor 100 responds thereto by resetting the timing cycle to t₀. The appearance of the R-wave signal from ventricle 42 indicates that heart activity is normal and that it is not desirable to deliver a competitive ventricular stimulus signal. Therefore, as long as the patient's heart generates an R-wave signal, the pacemaker 12 does not deliver a ventricular pacing signal. However, if the measurement period of t₁ to t₂ has expired without an R-Wqelle was detected, the microprocessor 100 generates a timing signal T WV , via the conductor 131 a, the amplifier 134 a and the resistor R V2 to the base of the transistor Q V goes. As a result, the transistor Q V is made conductive. The capacitor C V discharges rapidly across the heart (represented by the resistor R₃) so that a stimulus pulse is applied to the chamber 42 via the line 19 and the housing 13 . During the stimulus period of t₂ to t₃ the chamber amplifier 139 is held by means of the closed switch 130 c to ground. Due to the above discussion, it is understood that the different periods corresponding to the pulse width of the ventricular pulse between the times t₂ and t₃ and the refractory period between t₀ and t₁, can be set or reprogrammed by adding new 8-bit words as shown in FIG be entered into the memory 102 .

Fig. 5 zeigt ein Fließschema für die bei der Kammerstimulation im Bedarfsbetrieb ablaufenden Schritte. Zu diesem Fließschema gehört das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 4A; die Verbindungen der Ausgangs- und Eingangsstufen an den Schrittmacher 12 der Fig. 2 entsprechen denjenigen der Fig. 3A. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung weist der Mikroprozessor 100 mehrere Hinweisadressenregister zur Speicherung von Hinweisadressen oder Adressen von Wortplätzen im ROM-Teil 102b des Speichers 102 auf. Bei dieser Ausführungsform umfaßt der Mikroprozessor 100 die folgenden Register für das Einspeichern der angegebenen Hinweisadressen: FIG. 5 shows a flow chart for the steps taking place during the stimulation of the pacemaker during demand stimulation. The flow chart of FIG. 4A belongs to this flowchart; the connections of the output and input stages to the pacemaker 12 of Fig. 2 correspond to those of Fig. 3A. According to one embodiment of the invention the microprocessor 100 includes a plurality of pointer registers for storing pointers or addresses of word locations in the ROM part 102 b of the memory 102nd In this embodiment, the microprocessor 100 includes the following registers for storing the specified pointers:

R(0) = Programmzähler (PC)
R(3) = Schleifenzähler (LC)
R(4) = Zeitzähler (TC)
R(A) = Hinweisadresse für Ausgangszustandstabelle (QP)
R(B) = Hinweisadresse für Zeitdauertabelle (TP)
R(C) = Hinweisadresse für Spannungsübergangspunkttabelle (VP)
R(D) = Hinweisadresse für Refraktärdauer (TR)
R(E) = Eingangshinweisadresse (VDD)
R (0) = program counter (PC)
R (3) = loop counter (LC)
R (4) = time counter (TC)
R (A) = reference address for output status table (QP)
R (B) = pointer for time table (TP)
R (C) = reference point for voltage transition point table (VP)
R (D) = reference for refractory duration (TR)
R (E) = input instruction address (VDD)

Ferner werden dem Mikroprozessor, wie anhand der Fig. 7A und 7B erläutert, die Flageingangssignale für den Zungenschalter (EF2) und die R-Welle (EF1) zugeführt. Die Notation für die Flageingänge und die Hinweisadressen sowie die Zähler wird in der ganzen folgenden Programmaufstellung benutzt. Wie bei Mikroprozessoren üblich weist der Mikroprozessor 100 den Adressenzähler 107 auf, der für jeden Schritt des Programms während dieser unter dem Einfluß des Mikroprozessors 100 durchgeführt wird, um eins weiterschaltet, um den nächsten Platz im Speicher 102 zu bezeichnen, aus dem Information auszulesen ist. Die anhand der Fig. 5 zu erläuternden Schritte in Verbindung mit einer Kammerbedarfsstimulation wurden unter Verwendung eines Mikroprozessors RCA COSMAC durch die folgenden Maschinenbefehle ausgeführt:Further, as explained with reference to Figs. 7A and 7B, the micro-processor is supplied with the flag input signals for the reed switch (EF2) and the R-wave (EF1). The notation for the flag inputs and the pointers as well as the counters will be used in the whole program list below. As is conventional with microprocessors, the microprocessor 100 includes the address counter 107 which, for each step of the program, while under the influence of the microprocessor 100 , advances one to designate the next location in the memory 102 from which information is to be read. The steps to be explained with reference to FIG. 5 in connection with a chamber demand stimulation were carried out using an RCA COSMAC microprocessor by the following machine instructions:

Fig. 5 zeigt ein Fließschema der Schritte, welche die vor­ stehend zusammengestellten Befehle darstellen. Der entsprechende Schritt für die zugehörigen Befehle ist unter der Über­ schrift "Schrittspeicherstelle" zu finden. Das Programm beginnt mit dem Startschritt 200 und geht dann zu dem Schritt 202 über, wo der von dem Register R(3) gebildete Schleifenzähler LC entsprechend dem an der Speicheradresse 04 gespeicherten Befehl auf Null gesetzt wird. Wie aus Fig. 4A hervorgeht, sind bei der Betriebsart Kammerbedarfsstimulation ein Refraktärzustand ent­ sprechend der Refraktärperiode, während deren der Kammerver­ stärker 139 geklemmt wird, eine Meß- oder Überwachungsperiode, während deren die elektrische Kammeraktivität erfaßt und aus­ gewertet wird, und ein Impulsbreitenzustand vorgesehen, während dessen der ventrikuläre Reizimpuls an den Ventrikel 42 des Patienten angelegt wird. Das Programm durchläuft dreimal für jeden der drei erwähnten Zustände in Schleifenform die Schritte nach Fig. 5, wobei der Schleifenzähler LC nach Abschluß jeder Schleife verringert wird, um erkennen zu lassen, daß der Prozeß zu dem nächsten Zustand weitergegangen ist. Fig. 5 shows a flow chart of the steps representing the above compiled commands. The corresponding step for the associated commands can be found under the heading "Step memory location". The program starts with the start step 200 and then proceeds to step 202 where the loop counter LC formed by the register R (3) is set to zero according to the command stored at the memory address 04. As is apparent from Fig. 4A, in the operating mode chamber stimulation a refractory condition corresponding to the refractory period, during which the Kammerver stronger 139 is clamped, a measurement or monitoring period during which the electrical chamber activity is detected and evaluated, and a pulse width state provided during which the ventricular stimulus pulse is applied to the ventricle 42 of the patient. The program loops through the steps of Figure 5 three times for each of the three states mentioned above, reducing the loop counter LC at the completion of each loop to indicate that the process has proceeded to the next state.

Zunächst wird der Schleifenzähler LC beim Schritt 204 auf Null gesetzt. Der Prozeß geht jetzt auf den Schritt 206 über, innerhalb dessen die oben definierten Hinweisadressen VP, QP, TP und TR auf ihre Ausgangspunkte gestellt werden. Beispielsweise ist VP die Hinweisadresse für die Spannungsübergangspunkttabelle. Im Schritt 206 wird das Register R(C) auf den ersten Platz in der Übergangspunkttabelle gesetzt, welche die Spannungen vorgibt, mit denen die Ausgangsspannung Vs der Spannungsquelle 126 verglichen werden soll. Die Hinweisadresse QP für die im Register R(A) gespeicherte Ausgangszustandstabelle gibt den Platz innerhalb der Ausgangszustandstabelle an, der kennzeichnet, in welchem der Zustände nach Fig. 4A sich der Prozessor befindet, d. h. in der Refraktärperiode, der Meß- oder Über­ wachungsperiode oder in der Impulsgabe- oder Impulsbreitenperiode. Die Ausgangszustandstabelle sieht wie folgt aus:First, the loop counter LC is set to zero at step 204 . The process now proceeds to step 206 , within which the above-defined pointers VP, QP, TP and TR are set to their starting points. For example, VP is the pointer to the voltage transition point table. In step 206 , the register R (C) is set to the first place in the transition point table, which specifies the voltages with which the output voltage V s of the voltage source 126 is to be compared. The pointer QP for the output state table stored in register R (A) indicates the location within the output state table indicating which of the states of Fig. 4A the processor is in, ie, the refractory period, the measuring or monitoring period, or the pulsing or pulse width period. The initial state table looks like this:

Im Schritt 208 weist dann der Mikroprozessor 100 den A/D-Umsetzer 108 an, eine digitale Kenngröße für die Versorgungs­ spannung Vs auszulesen. Im Schritt 210 wird der im Mikropro­ zessorregister R(A) gespeicherte Ausgangszustand QP um eins weitergeschaltet, d. h. auf den nächsten Ausgangszustand gebracht. An dieser Stelle läßt das Register R(A) also erkennen, daß sich der Prozeß in der anfänglichen Refraktärperiode befindet. Beim Schritt 212 wird die Spannung Vs mit der Über­ gangspunktspannung (VP) verglichen, die von der im Register R(C) gespeicherten Hinweisadresse für die Spannungsübergangs­ punkttabelle angegeben wird. Wenn die Spannung Vs größer als der Spannungsübergangspunkt ist, geht der Prozeß zum Schritt 216 weiter. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgt ein Übergang zum Schritt 214, wo die Hinweisadresse VP für die Spannungs­ übergangspunkttabelle um eins weitergeschaltet wird, um den nächsten Platz der Tabelle anzugeben und den nächstniedrigeren Wert der Übergangspunktspannung zu erhalten. Die Hinweisadresse TP für die Zeitdauertabelle wird um zwei weitergeschaltet, um die beiden nächsten Plätze innerhalb der Zeitdauertabelle zu kennzeichnen.In step 208 then instructs the microprocessor 100, the A / D converter 108 to read a digital characteristic for the supply voltage V s . In step 210 , the output state QP stored in the microprocessor register R (A) is incremented by one, ie brought to the next output state. At this point, register R (A) thus indicates that the process is in the initial refractory period. At step 212 , the voltage V s is compared with the transition point voltage (VP) indicated by the voltage transition point table pointer stored in register R (C). If the voltage V s is greater than the voltage transition point, the process proceeds to step 216 . If not, a transition is made to step 214 where the voltage transition point table reference address VP is incremented by one to indicate the next location of the table and to obtain the next lower value of the transition point voltage. The time TP address pointer TP is incremented by two to indicate the next two locations within the time duration table.

Der nächste Wert des Spannungsübergangspunktes wird aus der untenstehenden Spannungsübergangspunkttabelle erhalten:The next value of the voltage transition point will be the obtained below voltage transition point table:

Die nächste Wertgruppe für die Überwachungsdauer und die Im­ pulsbreite wird aus der untenstehenden Zeitdauertabelle erhalten:The next value group for the monitoring duration and the Im pulse width is obtained from the time table below:

Wie ersichtlich finden sich in jeweils zwei Plätzen zunächst eine Dauer für die Überwachungsperiode und dann die Impulsbreite für einen gegebenen Spannungsübergangspunkt, d. h. einen Bezugs­ wert, mit dem die Spannung Vs zu vergleichen ist. Das Programm stellt auf diese Weise die Impulsbreite des Kammerreizimpulses derart ein, daß eine konstante Energie für die Kammerreizimpulse aufrechterhalten bleibt; außerdem wird die Überwachungsperiode abrupt vergrößert, wenn die Spannung Vs der Spannungsquelle 126 abfällt, um am Ende der Lebensdauer der Batterie für eine Verlangsamung der Schrittrate zu sorgen.As can be seen are found in two places first, a duration for the monitoring period and then the pulse width for a given voltage transition point, ie a reference value, with which the voltage V s is to be compared. The program thus adjusts the pulse width of the chamber stimulus so as to maintain a constant energy for the chamber stimuli; moreover, the monitoring period is increased abruptly when the voltage V s of the voltage source 126 drops to provide a slowing down of the pacing rate at the end of the life of the battery.

Im Schritt 214 wird der Spannungsübergangspunkt von V1 auf V2, beispielsweise von 5,2 auf 4,8 V, umgestellt. Wiederum wird der Wert von Vs mit dem Spannungsübergangspunkt (VP) verglichen falls er größer ist (ja), geht das Programm zum Schritt 216 über, wo der Wert "drei" in den Schleifenzähler LC eingegeben wird, um anzuzeigen, daß sich der Oszillator in der Refraktärperiode befindet. Danach wird der A/D-Umsetzer 108 abgefragt, um die Versorgungsspannung Vs auszulesen. Im Schritt 220 wird der Wert TR der am Platz TR gespeicherten Refraktärperiode ausgelesen und in dem Zeitzähler TC (Register R(4)) eingespeichert.In step 214 , the voltage transition point is switched from V1 to V2, for example from 5.2 to 4.8V. Again, the value of V s is compared to the voltage transition point (VP) if it is greater (yes), then the program proceeds to step 216 where the value "three" is input to the loop counter LC to indicate that the oscillator in the refractory period. Thereafter, the A / D converter 108 is queried to read the supply voltage V s . In step 220 , the value TR of the refractory period stored at the location TR is read out and stored in the time counter TC (register R (4)).

Danach geht der Prozeß zum Schritt 222 über, wo der im Zeitzähler (TC) gespeicherte Wert um eins verringert und die Zeit­ steuerung einer Periode eingeleitet wird, um den Schritt 222 zu durchlaufen, bis der in dem Zeitzähler (TC) gespeicherte Wert auf Null heruntergezählt ist. Als nächstes wird beim Schritt 224 eine Entscheidung getroffen, ob der Wert des Zeitzählers TC gleich Null ist, d. h. die Zeitsteuerfunktion abge­ schlossen ist. Falls dies nicht der Fall ist, geht der Prozeß zum Schritt 226 über, wo eine Entscheidung getroffen wird, um fest­ zustellen, ob der Schleifenzähler LC auf zwei steht, was anzeigt, ob sich der Schleifenzähler LC auf zwei steht, was anzeigt, ob sich der Prozeß im Überwachungszustand entsprechend der RV-Meßperiode befindet. Trifft dies, wie vorliegend der Fall, nicht zu, werden die Schritte 222, 224, 226 der Reihe nach durchlaufen, bis der Anfangszählwert (entsprechend der Refraktärperiode), der in den Zeitzähler TC eingesetzt ist, durch den Schritt 222 auf Null zurückgebracht wird, was im Schritt 224 festgestellt wird. Dadurch wird die Refraktärperiode beendet. An dieser Stelle läßt der Schritt 224 den Prozeß zum Schritt 232 übergehen, wo der Schleifenzähler LC um eins verringert wird, um dadurch anzuzeigen, daß sich der Prozeß im Überwachungszustand befindet, d. h. LC gleich zwei ist. Danach kehrt der Prozeß zum Schritt 204 zurück. An dieser Stelle steht der Schleifenzähler LC nicht auf Null; der Prozeß geht zum Schritt 234 über. Dort wird die Hinweisadresse QP für die Ausgangszustandstabelle um eins weitergeschaltet, während jetzt der Prozeß zum Meß- oder Überwachungszustand übergeht. Dann wird während des Schritts 236 der aus der Zeit­ dauertabelle erhaltene Wert in den Zeitzähler TC eingegeben. Die Hinweisadresse (TP) für die Zeitdauertabelle wird um eins weitergeschaltet, um die nächstgrößere Impulsbreite innerhalb der Zeitdauertabelle zu adressieren.Thereafter, the process proceeds to step 222 , where the value stored in the time counter (TC) is decremented by one and the time control of one period is initiated to go through step 222 until the value stored in the time counter (TC) is decremented to zero is. Next, at step 224, a decision is made as to whether the value of the time counter TC is zero, ie, the timer function is completed. If not, the process proceeds to step 226 , where a decision is made to determine if the loop counter LC is at two, indicating whether the loop counter LC is at two, indicating whether or not the process is in the monitoring state corresponding to the RV measurement period. If this is not the case, as is the case here, steps 222 , 224 , 226 are sequentially executed until the initial count value (corresponding to the refractory period) set in the time counter TC is returned to zero by step 222 , which is determined in step 224 . This terminates the refractory period. At this point, step 224 transfers the process to step 232 , where the loop counter LC is decremented by one, thereby indicating that the process is in the monitor state, ie, LC is equal to two. Thereafter, the process returns to step 204 . At this point, the loop counter LC is not zero; the process proceeds to step 234 . There, the reference address QP for the output state table is incremented by one, while now the process goes to the measurement or monitoring state. Then, during step 236, the value obtained from the time-table is input to the time counter TC. The hint address (TP) for the time table is incremented by one to address the next largest pulse width within the time duration table.

Danach läuft der Prozeß über den Schritt 222, um den in den Zeitzähler TC eingegebenen Zählwert um eins zu verringern. Falls dabei im Schritt 224 der Wert Null nicht erreicht wird, geht das Programm zum Schritt 226 über. Liegt der Überwachungszustand vor, was in diesem Fall zutrifft, geht der Prozeß weiter zu dem Entscheidungsschritt 228, um festzustellen, ob eine R-Welle an den Multiplexer 106 angelegt wird. Falls innerhalb der Zeitdauer eines einzelnen Rückwärtszählschrittes die R-Welle nicht erfaßt wird, springt der Prozeß zurück, um erneut einen Zyklus ablaufen zu lassen. Dabei wird im Schritt 222 der der Überwachungsperiode entsprechende Zählwert verringert, bis der Zählwert gleich Null ist, was im Schritt 224 ermittelt wird. Wenn im Schritt 228 eine R-Welle ermittelt wird, geht der Prozeß auf den Schritt 230 über, um den Zustand des Zungenschalters 23 zu prüfen. Ist der Zungenschalter offen, erfolgt entsprechend Fig. 4A eine Rückstellung des Prozesses auf t₀, d. h. auf den Schritt 202, wo der Schleifenzähler LC auf Null gestellt und der Prozeß von neuem eingeleitet wird. Bei dem Zungenschalter 23 handelt es sich um einen innerhalb des Schrittmachers 12 untergebrachten, magnetisch betätigbaren Schalter. Nach der Implantation kann der Arzt den Zungenschalter 23 betätigen, indem er einen externen Magneten in die Nähe des implantierten Schrittmachers 12 bringt. Dadurch wird der Zungenschalter 23 geschlossen; es wird die asynchrone Betriebsart eingeleitet. Wenn der Zungenschalter 23 geschlossen ist, was anzeigt, daß im Asynchronbetrieb gearbeitet werden soll, wird der Prozeß durch Schleifenbildung fortgesetzt, wobei eine Rückkehr zum Schritt 222 erfolgt, um den Zeitzählwert TC wiederum zu verringern, selbst wenn eine R-Welle entdeckt wurde. Auf diese Weise wird die Erfassung einer R-Welle ignoriert; der Schrittmacher 12 bewirkt eine Reizimpulsbeaufschlagung im asynchronen Betrieb, ohne daß beim Ermitteln der R-Welle ein Rückstellen erfolgt.Thereafter, the process proceeds to step 222 to decrease the count value inputted to the timer counter TC by one. If the value zero is not reached in step 224 , the program proceeds to step 226 . If the monitor state is present, which is true in this case, the process proceeds to decision step 228 to determine if an R-wave is being applied to the multiplexer 106 . If the R-wave is not detected within the time period of a single count-back step, the process returns to cycle again. At step 222, the count corresponding to the monitor period is decremented until the count is zero, which is determined at step 224 . If an R-wave is detected in step 228 , the process proceeds to step 230 to check the state of the reed switch 23 . If the reed switch is open, according to FIG. 4A, the process is reset to t₀, ie to step 202 , where the loop counter LC is set to zero and the process is initiated again. The reed switch 23 is a magnetically actuated switch housed inside the pacemaker 12 . After implantation, the physician may actuate the reed switch 23 by bringing an external magnet into proximity with the implanted pacemaker 12 . As a result, the reed switch 23 is closed; the asynchronous operating mode is initiated. If the reed switch 23 is closed, indicating that it is to operate in asynchronous operation, the process continues by looping, returning to step 222 to again decrease the time count TC even if an R-wave has been detected. In this way, the detection of an R-wave is ignored; The pacemaker 12 causes a stimulus pulse in asynchronous operation, without being reset when determining the R-wave.

Nachdem die zweite Überwachungsperiode ausgelaufen ist, d. h., wenn der in dem Zeitzähler TC gespeicherte Zählwert entsprechend der Anzeige im Schritt 224 auf Null heruntergezählt ist, geht der Prozeß wieder auf den Schritt 232 über, wo der Schleifenzähler LC um eins zurückgestellt wird. Der dort gespeicherte Wert ist jetzt gleich eins, was erkennen läßt, daß der Prozeß in seine dritte Schleife übergeht und zum Schritt 204 zurückkehrt. Weil der Zählwert im Schleifenzähler LC nicht gleich Null ist, geht der Prozeß auf den Schritt 234 über, wodurch der Wert QP des Ausgangszustandes um eins weitergeschaltet wird, was anzeigt, daß sich der Prozeß jetzt in dem Impulsbreitenzustand befindet. Als nächstes erfolgt im Schritt 236 ein Adressieren des und ein Zugriff zu dem Wert der Zeitdauer aus der Zeitdauertabelle; dieser Wert wird in dem Zeitzähler TC einge­ speichert. Der Wert der Hinweisadresse TP für die Zeitdauer­ tabelle wird um eins weitergeschaltet, um auf den nächsten Platz in der Zeitdauertabelle in der oben diskutierten Art hin­ zuweisen. An dieser Stelle beginnt der Prozeß mit einer Folge von Zyklen innerhalb deren der Zählwert im Zeitzähler TC im Schritt 222 um eins verringert wird. Ist der Zählwert nicht gleich Null, erfolgt ein Übergang zum Schritt 226. Da sich der Prozeß nicht in der Überwachungsperiode befindet, wird zurück­ gegangen, um im Schritt 222 für eine neue Verringerung zu sorgen. Der Prozeß wiederholt sich, bis der Zählwert in dem Zeit­ zähler TC auf Null verringert ist, eine entsprechende Entscheidung wird durch den Schritt 224 getroffen. Zu diesem Zeitpunkt geht der Prozeß wieder auf den Schritt 232 über, innerhalb dessen der Schleifenzähler LC erneut um eins verringert wird, so daß der Wert jetzt gleich Null ist. Der Prozeß geht zum Schritt 204 über und beginnt ganz von vorne mit der Initialisierung der Werte von VP, QP, TP und TR im Schritt 206. After the second monitoring period has elapsed, that is, when the count stored in the time counter TC is counted down to zero in accordance with the indication in step 224 , the process again proceeds to step 232 where the loop counter LC is reset by one. The value stored there is now equal to one, indicating that the process is entering its third loop and returning to step 204 . Because the count in loop counter LC is not equal to zero, the process transfers to step 234 , incrementing the output state value QP by one, indicating that the process is now in the pulse width state. Next, in step 236 , addressing and access to the value of the time duration from the timeout table is performed; this value is stored in the time counter TC. The value of the pointer TP for the period of time is incremented by one to point to the next location in the time-table in the manner discussed above. At this point, the process begins with a sequence of cycles within which the count in time counter TC is decremented by one in step 222 . If the count is not equal to zero, a transition is made to step 226 . Since the process is not in the monitoring period, it goes back to provide a new reduction in step 222 . The process repeats until the count in the time counter TC is reduced to zero, a corresponding decision is made by step 224 . At this time, the process reverts to step 232 , within which the loop counter LC is again decremented by one so that the value now equals zero. The process proceeds to step 204 and starts from scratch with the initialization of the values of VP, QP, TP and TR in step 206 .

Vorstehend wurde die Art und Weise erläutert, in welcher der Schrittmacher 12 das in dem Speicher 102 eingespeicherte Programm für die Kammerbedarfsstimulation durchführt, wobei er nacheinander die Refraktärperiode, dann die Überwachungsperiode und schließlich die Stimulations- oder Impulsbreitenperiode durchläuft, bevor wieder ein neuer Zyklus beginnt. Die Länge der Refraktärperiode und der Impulsbreitenperiode wird durch die Spannung Vs der Spannungsquelle 126 bestimmt. Diese Perioden, insbesondere die Impulsbreitenperiode, werden größer, wenn die Spannung Vs abnimmt, um den Energieinhalt des ventrikulären Reizimpulses im wesentlichen konstant zu halten.In the foregoing, the manner in which the pacemaker 12 performs the ventricular pacing program stored in the memory 102 is discussed, successively passing through the refractory period, then the monitor period, and finally the pacing or pulse width period before a new cycle begins. The length of the refractory period and the pulse width period is determined by the voltage V s of the voltage source 126 . These periods, particularly the pulse width period, increase as the voltage V s decreases to maintain the energy content of the ventricular stimulus substantially constant.

Wie ausgeführt, kann der Speicher 102 mit jedem beliebigen einer Mehrzahl von Betriebsarten für die Reizimpulsbeaufschlagung des Herzens programmiert werden, wobei das jeweilige Programm wahlweise von dem Zustand des Patienten oder auch einer Zustandsänderung nach der Implantation des Herzschrittmachers abhängt. Beispielsweise kann gemäß Fig. 4B der Schrittmacher 12 in einem A-V-Folgebetrieb arbeiten, wobei Reizimpulse sowohl der Kammer 42 als auch dem Vorhof 40 zugeführt werden. Nach entsprechenden Refraktärperioden wird die Kammeraktivität überwacht. Tritt ein Kammersignal nach dem Reizen der Kammer oder des Vorhofs auf, wird der Schrittmacher zurückgestellt. Die Ausgangs- und Eingangsanschlüsse des Schrittmachers 12 nach Fig. 2 werden entsprechend Fig. 3B gewählt. Wie aus den Fig. 3B und 4B hervorgeht, wird der Kammer 42 ein Impuls un­ mittelbar vor der Zeit t₀ zugeführt, indem ein Reizsignal über die Leitung 19 angelegt wird. Nach t₀ wird der Kammermeßverstärker 139 geklemmt, indem das Signal TC1 an den Wählschalter 130c angelegt wird. Dadurch wird der Eingang des Verstärkers 139 für eine erste Refraktärperiode von t₀ bis t₁ mit Masse verbunden. Während der ersten Refraktärperiode wird der ventrikuläre Ausgangskondensator CV wieder aufgeladen, indem dem Wählschalter 130a das Steuersignal TCV zugeführt wird. Dadurch wird die Versorgungsspannung Vs zur Ladung des Kon­ densators CV angelegt. In der Periode von t₁ bis t₂ wird der Schalter 106a′ mittels eines vom Mikroprozessor 100 kommenden Steuer- oder Taktsignals TS1 geschlossen. Infolgedessen wird eine ventrikuläre R-Welle, falls vorhanden, über den Kammerverstärker 139 und den Multiplexer 106 angelegt, um die Zeitsteueroperationen des Mikroprozessors 100 zurückzustellen.As noted, the memory 102 may be programmed with any of a variety of heart stimulation modes, with the particular program depending on the condition of the patient or a change in state following implantation of the pacemaker. For example, as shown in FIG. 4B, the pacemaker 12 may operate in an AV follow-up mode, with pacing pulses delivered to both the chamber 42 and the atrium 40 . After appropriate refractory periods, the chamber activity is monitored. If a chamber signal occurs after the chamber or the atria have been stimulated, the pacemaker is reset. The output and input terminals of the pacemaker 12 of Fig. 2 are selected as shown in Fig. 3B. As is apparent from FIGS . 3B and 4B, the chamber 42 is a pulse un indirectly supplied before the time t₀ by a stimulus signal is applied via the line 19 . After t₀ the Kammermeßverstärker 139 is clamped by the signal T C1 is applied to the selector switch 130 c. Characterized the input of the amplifier 139 is connected to ground for a first refractory period of t₀ to t₁. During the first refractory period, the ventricular output capacitor C V is recharged by the selector switch 130 a, the control signal T CV is supplied. As a result, the supply voltage V s to charge the Kon capacitor C V is applied. In the period from t₁ to t₂, the switch 106a 'is closed by means of a coming from the microprocessor 100 control or clock signal T S1 . As a result, a ventricular R-wave, if any, is applied through the chamber amplifier 139 and the multiplexer 106 to reset the timing operations of the microprocessor 100 .

Wenn bei t₂ keine ventrikuläre R-Welle erfaßt wurde, bewirkt der Schrittmacher 12, daß ein Reizimpuls über die Leitung 17 an den Vorhof 40 geht. Dabei wird ein Impulssteuersignal TWA über den Treiberverstärker 134b und einen Widerstand RA2 an die Basis eines Vorhofausgangstransistors QA angelegt. Der Transistor QA wird leitend gemacht, so daß sich ein Vorhof­ ausgangskondensator CA über den Vorhof 40 entlädt und diesen dadurch reizt. Beginnend mit dem Zeitpunkt t₂ wird das Zeit­ steuersignal an den Wählschalter 130c angelegt. Der Eingang des Kammerverstärkers 139 wird auf Masse gelegt, wodurch jedes auf die Reizung des Vorhofes zurückzuführende Signal un­ berücksichtigt bleibt. Beginnend mit dem Zeitpunkt t₃ wird der Vorhofausgangskondensator CA wieder aufgeladen, indem das Zeitsteuersignal TCA zugeführt wird, um den Wählschalter 130b zu schließen und die Versorgungsspannung Vs an den Kondensator CA anzulegen. In der Periode zwischen t₄ und t₅ wird wiederum die Kammeraktivität überwacht. Ein von dem Mikroprozessor 100 kommendes Zeitsteuersignal schließt den Schalter 106a′, so daß die ventrikuläre R-Welle über den freigegebenen Kammer­ verstärker 139 und den geschlossenen Schalter 106a′ an den Mikroprozessor 100 angelegt werden kann. Wenn während dieser zweiten, von t₄ bis t₅ reichenden Überwachungsperiode die ventrikuläre R-Welle erfaßt wird, wird die Zeitsteuerperiode auf t₀ zurückgestellt. Erscheint innerhalb der Periode von t₄ bis t₅ keine R-Welle, wird ein Zeitsteuerimpuls TWV von dem Mikroprozessor 100 über den ventrikulären Treiber 134a und den Widerstand RV2 angelegt, um den Kammerausgangstransistor QV leitend zu machen. Dadurch wird der geladene Konden­ sator CV an Masse gelegt. Der Kondensator CV entlädt sich. Über die Leitung 19 geht ein Reizimpuls an die Kammer 42. Typische Werte für die von t₀ bis t₂ reichende Periode TA und die von t₀ bis t₅ reichende Periode TV sind nachstehend angegeben:If at t₂ no ventricular R-wave has been detected, the pacemaker 12 causes a stimulus pulse via the line 17 to the atrium 40 goes. In this case, a pulse control signal T WA is applied via the driver amplifier 134 b and a resistor R A2 to the base of a Vorhofausgangstransistors Q A. The transistor Q A is made conductive, so that an atrial output capacitor C A discharges through the atrium 40 and this irritates. Starting with the time t₂ the time control signal is applied to the selector 130 c. The input of the chamber amplifier 139 is grounded, thereby disregarding any signal due to atrial stimulation. Beginning with the time t₃ the Vorhofausgangskondensator C A is recharged by the timing signal T CA is supplied to close the selector switch 130 b and the supply voltage V s to the capacitor C A apply. In the period between t₄ and t₅ in turn, the chamber activity is monitored. A timing signal from the microprocessor 100 closes the switch 106a 'so that the ventricular R-wave can be applied to the microprocessor 100 via the enabled chamber amplifier 139 and the closed switch 106a '. If during this second, ranging from t₄ to t₅ monitoring period, the ventricular R-wave is detected, the timer period is reset to t₀. If no R-wave appears within the period from t₄ to t₅, a timing pulse T WV is applied by the microprocessor 100 through the ventricular driver 134a and the resistor R V2 to make the chamber output transistor Q V conductive. As a result, the charged condensate capacitor C V is grounded. The capacitor C V discharges. Via the line 19 , a stimulus pulse goes to the chamber 42 . Typical values for the period TA ranging from t₀ to t₂ and the period TV from t₀ to t₅ are given below:

TV (ms)TV (ms) TA (ms)TA (ms) 20002000 17001700 10001000 750750 850850 700700 850850 650650 750750 600600 750750 500500 650650 300300 550550 425425

Das A-V-Folgestimulationsverfahren gemäß Fig. 4B kann beispielsweise ähnlich der Fig. 5 programmiert werden, mit der Ausnahme, daß die sechs Ausgangszustände und ihre entsprechenden Zeitperioden gemäß Fig. 4B durch Zählerwerte eingestellt werden, die von einer entsprechenden, im Speicher 102 eingespeicherten Tabelle abgeleitet werden. So werden anfänglich typische Werte von TV und TA für einen speziellen Patienten programmiert, indem ein Zugriff zu bestimmten Plätzen in den entsprechenden Tabellen erfolgt, und zwar zu jeweils einem Platz für jede der sechs Perioden. Nachdem ein Zählwert in den Zeitzähler eingegeben ist, werden anschließende Zyklen durchgeführt, bis der Zählwert auf Null heruntergezählt ist, um für eine entsprechende zeitliche Bemessung dieser Periode zu sorgen.For example, the AV sequential simulation method of FIG. 4B may be programmed similar to FIG. 5, except that the six output states and their corresponding time periods as shown in FIG. 4B are set by counter values derived from a corresponding table stored in memory 102 become. Thus, initially, typical values of TV and TA are programmed for a particular patient by accessing certain locations in the respective tables, one space at a time for each of the six periods. After a count is entered into the time counter, subsequent cycles are performed until the count is decremented to zero to provide an appropriate timing of that period.

Fig. 4C zeigt das Ablaufdiagramm eines vorhofsynchronen, kam­ mergesperrten Schrittmachers (ASVIP), bei dem sowohl die Kammer- als auch die Vorhofaktivität des Herzens erfaßt wird, um die Zeitsteuerperiode zurückzustellen. Eine solche Betriebsart wird typischerweise bei einem jüngeren Patienten vorgesehen, dessen Vorhöfe normal schlagen, dessen Kammern aber gegebenenfalls defekt sein können. Es ist erwünscht, das Schlagen der Vorhöfe zu beschleunigen und dadurch die Kammeraktivität zu stimulieren. Eine erfaßte Vorhof-P-Welle löst einen Zeitsteuerzyklus aus. Wenn jedoch eine Störung in der Überleitung dieses Signals zur Kammer vorliegt, wird der Kammer 42 auf jeden Fall ein Reizsignal zugeführt. Es ist erwünscht, die Rate der schlagenden Vorhöfe auszunutzen, um das Stimulieren der Kammern zu synchronisieren, das in Folge Myokardinfarkts oder eines in anderer Weise defekten Herzüberleitungssystems beein­ trächtigt sein kann. Wie aus Fig. 4C hervorgeht, beginnt der Zyklus zur Zeit t₀ mit dem Erfassen der Vorhof-P-Welle. Ent­ sprechend Fig. 4C wird ein einzelner Zyklus in sechs Zeitperioden (und Zustände) unterteilt. Während der erste Zeitperiode von t₀ bis t₁ (ebenso wie während der zweiten und dritten Zeitperiode bis t₄) wird der Vorhofverstärker 141 durch ein Zeit­ steuersignal auf Massepotential geklemmt; mittels dieses Signals wird der Schalter 130d geschlossen. Während der Anfangs­ periode legt der freigegebene Kammermeßverstärker 139 ein gegebenenfalls von der Kammer 42 kommendes R-Wellensignal über die Leitung 19 an den Schalter 106a′ an, der mittels eines RV-Steuersignals geschlossen ist. Wenn während der Anfangs­ periode von t₀ bis t₁ ein R-Wellensignal erfaßt wird, wird der Zeitzyklus auf t₀ zurückgestellt. In der zweiten oder Impulsgabeperiode von t₁ bis t₂ bleibt der Vorhofverstärker 141 auf Masse geklemmt. Der Schalter 130d ist geschlossen. Ein Zeitsteuerimpuls TWV geht über den Treiberverstärker 134a und den Widerstand RV2 an die Basis des ventrikulären Aus­ gangstransistors QV. Der zuvor geladene ventrikuläre Ausgangs­ kondensator CV entlädt sich über den Transistor QV, die Leitung 19 und die Kammer 42. Während der zweiten Periode (und auch bis in die Perioden drei und vier hinein bis zum Zeit­ punkt t₄) ist der Kammerverstärker 139 mittels eines Schalters 130c auf Masse geklemmt. Dem Schalter 130c wird ein Kam­ merklemmsignal TC1 zugeführt. Dadurch wird in der postventrikulären Reizperiode auftretende Herzaktivität ignoriert. In der vierten und fünften Periode von t₃ bis t₅ wird der Kammer­ verstärker 141 freigegeben, so daß das Vorhof-P-Wellensignal über diesen Verstärker und einen geschlossenen Wählschalter 106b′ angelegt werden kann, um die Zeitsteuerung des Prozesses auf t₀ zurückzustellen. Von t₃ bis t₅ wird ein Überwachungszeitsignal RA angelegt, mittels dessen der Schalter 106b′ geschlossen wird. Im normalen Betrieb kann ein Vorhof-P-Wellensignal während der vierten und fünften Zeitperiode von t₃ bis t₅ gemessen werden, wodurch der Zeitsteuerzyklus auf Null zu­ rückgestellt wird. Wenn jedoch keine P-Welle erfaßt wird, wird die Kammer erneut gereizt, imdem ein Steuerimpuls TWV an die Basis des Kammerausgangstransistors QV gegeben wird. Dadurch wird in der vorstehend erläuterten Weise ein Impuls über die Leitung 19 an die Kammer 42 des Patienten angelegt. Figure 4C shows the flow chart of an atrial synchronous paced mimic (ASVIP) in which both ventricular and atrial activity of the heart is detected to reset the timing period. Such a mode of operation is typically provided to a younger patient whose atria beat normally but whose chambers may be defective. It is desirable to accelerate the beating of the atria and thereby stimulate ventricular activity. A detected atrial P-wave triggers a timing cycle. However, if there is a disturbance in the transition of this signal to the chamber, the chamber 42 is in any case supplied with a stimulus signal. It is desirable to exploit the rate of beating atria to synchronize the pacing of the chambers which may be compromised as a result of myocardial infarction or otherwise defective cardiac conduction system. As shown in Fig. 4C, the cycle starts at time t₀ with the detection of the atrial P wave. Referring to Fig. 4C, a single cycle is divided into six time periods (and states). During the first time period from t₀ to t₁ (as well as during the second and third time period to t₄) the atrial amplifier 141 is clamped by a time control signal to ground potential; by means of this signal, the switch 130 d is closed. During the initial period of the approved Kammermeßverstärker 139 applies an optionally coming from the chamber 42 R-wave signal via the line 19 to the switch 106 a ', which is closed by means of an RV control signal. If an R-wave signal is detected during the initial period from t₀ to t₁, the time cycle is reset to t₀. In the second or impulse delivery period from t₁ to t₂, the atrial amplifier 141 remains clamped to ground. The switch 130 d is closed. A timing pulse T WV goes through the driver amplifier 134 a and the resistor R V2 to the base of the ventricular output transistor Q v . The previously charged ventricular output capacitor C V discharges via the transistor Q V , the line 19 and the chamber 42nd During the second period (and also into the periods three and four into the time point t₄) of the chamber amplifier 139 is clamped by means of a switch 130 c to ground. The switch 130 c is a Kam merklemmsignal TC1 supplied. This ignores cardiac activity occurring in the post-ventricular pacing period. In the fourth and fifth period from t₃ to t₅ the chamber amplifier 141 is released, so that the atrial P-wave signal can be applied via this amplifier and a closed selector switch 106 b 'to reset the timing of the process to t₀. From t₃ to t₅ a monitoring time signal RA is applied, by means of which the switch 106 b 'is closed. In normal operation, an atrial P-wave signal during the fourth and fifth time period from t₃ to t₅ can be measured, whereby the timing cycle is reset to zero. However, if no P-wave is detected, the chamber is re-excited by giving a control pulse T WV to the base of the chamber output transistor Q V. As a result, a pulse is applied via the line 19 to the chamber 42 of the patient in the manner described above.

Das ASVIP-Schrittmacherverfahren läßt sich beispielsweise ähnlich der Fig. 5 programmieren, wobei sechs Perioden oder Aus­ gangszustände in ähnlicher Weise definiert werden und wobei für jede der sechs Zeitperioden gesorgt wird, indem Hinweisadressen auf entsprechende Tabellen adressiert oder gebildet werden. Auf diese Weise werden variierende Werte der Perioden in einen Zeitzähler eingegeben, dessen Zählwert verringert wird, wenn der Prozeß durch jede der sechs Schleifen hindurch ausgeführt wird.For example, the ASVIP pacing method may be programmed similar to that of FIG. 5, with six periods or initial states defined in a similar manner, and each of the six time periods being provided by addressing pointers to corresponding tables. In this way, varying values of the periods are input to a time counter whose count value is decreased as the process is executed through each of the six loops.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des anpassungsfähigen, programmierbaren Schrittmachers, wobei entsprechende Komponenten und Schaltungsstufen mit ähnlichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet sind, die jedoch in der Drei­ hunderter-Serie liegen. Der Mikroprozessor oder die Zentraleinheit (CPU) 300 ist mit einem Multiplexer 306 gekoppelt, wodurch einer der Eingänge 338a, b, e oder f in Form eines Flags über einen Bus 318 zu dem Mikroprozessor 300 übermittelt wird. Der Mikroprozessor adressiert über einen Adressenbus 312 wahlweise einen Speicher 302, der beispielsweise eine Mehrzahl von Abschnitten 302-1 bis 302-16 aufweist. Entsprechend Fig. 6 kann der Speicher 302 als Regenerationsspeicher, beispielsweise als Speicher mit direktem Zugriff, oder als programmierbarer Festwertspeicher (PROM) oder als löschbarer Lesespeicher (EROM) ausgebildet sein. Die adressierten Daten werden aus dem Speicher 302 ausgelesen und einem Datenbus 310 zugeführt, der den Speicher 302, den Mikroprozessor 300, einen Dekoder 342 und einen A/D-Umsetzer 308 untereinander verbindet. Der A/D-Umsetzer 308 setzt den Analogwert der Versorgungsspannung Vs in eine digitale Form um. Das betreffende Signal wird in den Mikroprozessor 300 über den Datenbus 310 eingegeben. Es versteht sich, daß die anderen Analogwerte, beispielsweise die P- und R-Wellen ebenfalls in digitale Form umgesetzt und normiert werden. Die A/D-Umsetzer- und Normierungsstufen sind mit dem Multiplexer 306 gekoppelt. Sie sind ähnlich wie oben erläutert aufgebaut und in Fig. 6 nicht dargestellt. Der Mikroprozessor 300 gibt Zeitsteuersignale über einen N-Bus 352, wodurch der Dekoder mit Befehlen versorgt wird, das Entschlüsseln der auf dem Datenbus 310 erscheinenden Signale einzuleiten. Aufgrund des Ausgangssignals des Mikroprozessors 300 wählt der Dekoder 342 einen einer Mehrzahl von Schaltern 1 bis 16 innerhalb des Blocks 330 aus. Jedem Schalter des Blocks 330 ist eine eigene Latchstufe im Block 340 zugeordnet, die durch das Ausgangssignal des Dekoders 342 gesetzt wird. Die Schalter sind ihrerseits in der oben erläuterten Weise mit einer Verstärker- und Aus­ gangstreiberschaltung verbunden. Auf diese Weise wird eine aus­ reichende Flexibilität gewährleistet, um eine Mehrzahl von Aus­ gangsschaltungen vorsehen zu können, die sich über Leitungen mit verschiedenen Teilen des Herzens koppeln lassen. Außerdem können die Ausgangstreiberschaltungen nachgeladen werden. Ein Zugriff zu Daten an verschiedenen Punkten entweder am Herzen oder an anderen Teilen des Körpers des Patienten ist möglich. Es wird auf diese Weise ein Telemetriesystem geschaffen, um Daten von oder zu dem programmierbaren Schrittmacher nach Fig. 6 zu übermitteln. Fig. 6 shows a modified embodiment of the adaptive, programmable pacemaker, wherein corresponding components and circuit stages are denoted by like reference numerals as in Fig. 2, but which are in the hundreds of hundreds series. The microprocessor or central processing unit (CPU) 300 is coupled to a multiplexer 306 , whereby one of the inputs 338 a, b, e, or f is communicated to the microprocessor 300 in the form of a flag via a bus 318 . The microprocessor selectively addresses, via an address bus 312, a memory 302 having, for example, a plurality of sections 302-1 to 302-16 . According to FIG. 6, the memory 302 can be designed as a regeneration memory, for example as a memory with direct access, or as a programmable read-only memory (PROM) or as an erasable read-only memory (EROM). The addressed data is read from the memory 302 and supplied to a data bus 310 which interconnects the memory 302 , the microprocessor 300 , a decoder 342 and an A / D converter 308 . The A / D converter 308 converts the analog value of the supply voltage V s into a digital form. The signal in question is input to the microprocessor 300 via the data bus 310 . It is understood that the other analog values, such as the P and R waves, are also converted to digital form and normalized. The A / D converter and normalization stages are coupled to the multiplexer 306 . They are constructed similarly as explained above and not shown in Fig. 6. The microprocessor 300 provides timing signals over an N bus 352 , thereby commanding the decoder to initiate decryption of the signals appearing on the data bus 310 . Due to the output of the microprocessor 300 , the decoder 342 selects one of a plurality of switches 1 through 16 within the block 330 . Each switch of block 330 is assigned its own latch in block 340 , which is set by the output of decoder 342 . The switches are in turn connected in the manner explained above with an amplifier and output driver circuit. In this way, a sufficient flexibility is ensured in order to provide a plurality of output circuits can be coupled via lines with different parts of the heart. In addition, the output driver circuits can be recharged. Access to data at various points either on the heart or on other parts of the patient's body is possible. In this way, a telemetry system is provided to communicate data to or from the programmable pacemaker of FIG. 6.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Ausführungsform nach Fig. 6 ist eine selbstrückstellende Oszillatorschaltung 344 vorgesehen, um einen Adressenzähler 307 innerhalb des Mikroprozessors 300 zurückzustellen. Der Adressenzähler 307 wird für jeden verarbeiteten Schritt weitergeschaltet, um den nächsten Wortplatz innerhalb des Speichers 302 zu adressieren. Es wurde gefunden, daß Störsignale, wie sie beispielsweise durch einen Defibrillationsimpuls oder eine andere Quelle erzeugt werden, den Adressenzähler 307 veranlassen könnten, einen bedeutungslosen oder fehlerhaften Platz innerhalb des Speichers 302 zu adressieren. Infolgedessen würde der Prozeß an einem bedeutungslosen Platz hängenbleiben. Wenn die Adresse durch Störsignale so beeinträchtigt wird, daß ein bedeutungsloser Platz adressiert wird, stellt die selbstrückstellende Oszillatorschaltung 344 auf regelmäßiger Basis, beispielsweise 0,5 s, die Adresse auf eine anfängliche Ausgangsadresse für das ausgeführte Programm zurück. Falls der Adressenzähler 307 normal arbeitet, wird von dem Datenbus 310 ein Ausgangs­ signal abgleitet und über eine Leitung 346 angelegt, um die Schaltung 344 zurückzustellen und auf diese Weise das regelmäßige Rückstellausgangssignal zu sperren.In accordance with another feature of the embodiment of FIG. 6, a self-resetting oscillator circuit 344 is provided to reset an address counter 307 within the microprocessor 300 . The address counter 307 is incremented for each processed step to address the next word location within the memory 302 . It has been found that spurious signals, such as those generated by a defibrillation pulse or other source, could cause the address counter 307 to address a meaningless or erroneous location within the memory 302 . As a result, the process would hang in a meaningless place. If the address is affected by spurious signals to address a meaningless location, the self-resetting oscillator circuit 344 periodically resets, for example, 0.5 s, the address to an initial output address for the program being executed. If the address counter 307 is operating normally, an output signal is derived from the data bus 310 and applied via a line 346 to reset the circuit 344 and thus disable the regular reset output.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Multiplexer 306 eine zusätzliche Gruppe von Eingängen 339a bis 339d für den Empfang einer binären Anfangsadresse auf, die in den Adressenzähler 307 einzubringen ist, so daß sich jeder der Mehrzahl von Blöcken 302-1 bis 302-16 ansteuern läßt. Im Speicher 302 kann eine Mehrzahl von Schrittmacherbetriebsarten eingespeichert werden. Die Einspeicherung jeder Betriebsart erfolgt dabei in einem gesonderten Block. Der zugehörige Startpunkt läßt sich adressieren, indem eine Binärzahl über die Eingänge 339a bis 339d und eine externe Verbindung 341 eingegeben wird, die wie oben erläutert, als Hf-Verbindung oder akustische Verbindung ausgelegt sein kann.According to a further feature of the invention, the multiplexer 306, an additional set of inputs 339 a to 339 d for receiving a binary start address, which is to be introduced into the address counter 307, so that each of the plurality of blocks 302-1 to 302- 16 can drive. A plurality of pacing modes may be stored in memory 302 . The storage of each mode is done in a separate block. The associated starting point can be addressed by a binary number via the inputs 339 a to 339 d and an external connection 341 is input, which, as explained above, can be designed as a Hf connection or acoustic connection.

Zusätzlich können Selbstprüfprogramme oder Datenerfassungsprogramme in bestimmten Blöcken des Speichers 302 eingespeichert sein. Fig. 3A zeigt wie beispielsweise ein Selbstprüf­ programm ausgeführt werden kann, um die Betriebsfähigkeit des Kammermeßverstärkers 139 zu prüfen. Ein weiterer Wählschalter 130g kann in Abhängigkeit von einem Prüfsignal Tt geschlossen werden, das mittels eines solchen im Speicher 102 eingespeicherten Selbstprüfprogramms erzeugt wird, um eine Bezugs­ spannung Vref in der Größenordnung von 1 mV an den Eingang des Kammermeßverstärkers 139 anzulegen. Das verstärkte Aus­ gangssignal wird seinerseits über den Multiplexer 106 dem Mikroprozessor 300 zugeführt, wobei die verstärkte Spannung mit einem Bezugswert verglichen wird, um zu bestimmen, ob der Verstärker 139 einwandfrei arbeitet. Falls dies nicht der Fall ist, kann eine andere Ausgangsstufe und ein anderer Meß­ verstärker angekoppelt werden, um den defekten Meßverstärker zu ersetzen. In addition, self-checking programs or data acquisition programs may be stored in certain blocks of the memory 302 . Fig. 3A shows how, for example, a self-test program can be performed to check the operability of the Kammermeßverstärkers 139 . Another selector 130 g can be closed in response to a test signal T t , which is generated by means of such stored in memory 102 Selbstprüfprogramms to apply a reference voltage V ref of the order of 1 mV to the input of Kammermeßverstärkers 139 . The amplified output signal is in turn supplied to the microprocessor 300 via the multiplexer 106 , the amplified voltage being compared to a reference value to determine if the amplifier 139 is operating properly. If this is not the case, another output stage and another measuring amplifier can be connected to replace the defective measuring amplifier.

Entsprechend einer weiteren Betriebsart kann ein Programm in einem der Blöcke des Speichers 302 eingespeichert sein, um eine Erfassung und Übermittlung von Daten zu bewirken, die dem implantierten Schrittmacher über entsprechende Leitungen zugeführt werden. Beispielsweise können die Leitungen mit Herzgewebe, anderem Gewebe oder Wandlern verbunden sein, um das EKG des Patienten, die Pulsrate, die Pulsbreite, die De­ polarisationszeit zwischen dem Vorhof und der Kammer und dergleichen zu erfassen. Die Übermittlungszeit eines Depolarisationssignals wird als kennzeichnend für den Zustand des Herzens betrachtet, und es wird mittels eines Meßprogramms ein Zeitfenster entsprechend einer normalen Überleitungsdauer bestimmt. Wenn das empfangene Signal außerhalb der Grenzwerte eines derartigen Zeitfensters liegt, wird eine Anzeige dafür extern übermittelt. Im Rahmen eines Datenerfassungsbetriebs können die Latchstufen, die den zu den betreffenden Stellen des Herzens, zu anderem Gewebe oder zu Wandlern führenden Leitungen zugeordnet sind, durch selektives Schließen des ent­ sprechenden Wählschalters 330 nacheinander einzeln angekoppelt werden, so daß die betreffenden Daten über die externe Verbindung 341 an ein externes Überwachungsgerät übertragen werden.In accordance with another mode of operation, a program may be stored in one of the blocks of memory 302 to effect detection and communication of data supplied to the implanted pacemaker via respective leads. For example, the leads may be connected to cardiac tissue, other tissue, or transducers to detect the patient's ECG, pulse rate, pulse width, de polarization time between the atrium and the chamber, and the like. The transmission time of a depolarization signal is considered to be indicative of the state of the heart, and a time window corresponding to a normal transition duration is determined by means of a measurement program. If the received signal is outside the limits of such a time window, an indication for it is transmitted externally. As part of a data acquisition operation, the latches associated with the lines leading to the respective sites of the heart, other tissue or transducers can be individually coupled one at a time by selectively closing the corresponding selector switch 330 , such that the data in question is via the external connection 341 are transmitted to an external monitoring device.

Außerdem ist ein Eingang 338f vorgesehen, der mit dem Zungen­ schalter 23 verbunden ist, der sich mittels eines externen Magneten schließen läßt, um die Arbeitsweise des Schrittmachers nach Fig. 6 zu ändern. Durch Öffnen und Schließen des Schalters 23 kann eine Folge von Signalen erzeugt werden; auf diese Weise wird die externe Verbindung 341 in die Lage versetzt, Daten zu oder von dem Schrittmacher 12′ zu empfangen oder auszusenden. Beispielsweise wird eine neue Adresse in den Adressenzähler 307 eingegeben, um den Anfangsplatz des nächsten Blockes des Speichers 302 zu adressieren, wodurch eine weitere Betriebsart durchgeführt wird.In addition, an input 338 f is provided, which is connected to the tongue switch 23 , which can be closed by means of an external magnet to change the operation of the pacemaker of FIG. 6. By opening and closing the switch 23 , a sequence of signals can be generated; in this way, the external link 341 is enabled to receive or transmit data to or from the pacemaker 12 ' . For example, a new address is input to the address counter 307 to address the starting location of the next block of the memory 302 , thereby performing another mode.

Fig. 7A zeigt ein detaillierteres schematisches Schaltbild der Blöcke einer ersten Ausführungsform des Gerätes nach Fig. 6. Der Multiplexer 306 hat eine Folge von sechszehn Eingängen 0 bis 15. Der Multiplexer 306 gibt ein Ausgangssignal auf den A/D-Umsetzer 308. Eine Ausführungsform dieses Umsetzers ist weiter unten anhand der Fig. 8, 9 und 10 erläutert. Der A/D-Umsetzer 308 ist über den Datenbus 310 an den Mikroprozessor 300 angeschlossen und ferner mit einer Latchstufe 309 verbunden, wodurch einer der sechszehn Eingänge des Multiplexers 306 ausgewählt wird, um dem A/D-Umsetzer 308 Analogdaten zuzuführen. Der N-Zeitsteuerbus 352 hat die Form eines Bündels von Leitungen 352a bis d; er ist mit dem Dekoder 342 verbunden, der aus einer Mehrzahl von Gattern besteht. Die Aus­ gänge von zwei der Gatter sind über Leitungen 356 mit einem Umsetzbefehlseingang und mit einem Tristate-Ausgang verbunden. Der Umsetzbefehlseingang bewirkt, daß der A/D-Umsetzer 308 Daten von dem Multiplexer 306 übernimmt, während der A/D-Umsetzer 308 über den Tristate-Ausgang veranlaßt wird, die in digitale Form umgesetzten Daten auf den Daten­ bus 310 zu geben. Des weiteren werden Abtastimpulse 1 und 2 von Leitungen 354a und b abgeleitet; diese Abtastimpulse gehen Latchstufen 342a und 342b zu, wodurch an den Datenbus 310 angelegte Daten wahlweise einem von mehreren Schaltern zugeführt werden können, die in den Blöcken 330a bzw. 330b vorhanden sind. Die Blöcke 330a und 330b umfassen jeweils vier Festkörperwählschalter, über die Ausgangssignale an ausgewählte Ausgangstreiberschaltungen gehen. Bei der in Fig. 7A ver­ anschaulichten Ausführungsform wird ferner das erfaßte R-Wellensignal dem Eingang des Mikroprozessors 300 zugeführt, während das Zungenschaltereingangssignal an den Eingang des Mikroprozessors 300 angelegt wird. Bei dieser Ausführungsform arbeitet der Mikroprozessor als sein eigener Multiplexer, um wahlweise Zugriff zu Signalen zu erhalten, die auf diese Eingänge gegeben werden, und um auf diese Signale in der gewünschten Folge anzusprechen. Der Mikroprozessor 300 gibt ferner Adressen über den Adressenbus 312 an den Speicher 302, wodurch Daten ausgelesen und an den Datenbus 310 angelegt werden können. Fig. 7A shows a more detailed schematic circuit diagram of the blocks of a first embodiment of the apparatus of Fig. 6. The multiplexer 306 has a sequence of sixteen inputs 0 to 15 . The multiplexer 306 outputs an output to the A / D converter 308 . An embodiment of this converter is explained below with reference to FIGS. 8, 9 and 10. The A / D converter 308 is connected to the microprocessor 300 via the data bus 310 and further connected to a latch 309 , whereby one of the sixteen inputs of the multiplexer 306 is selected to provide analog data to the A / D converter 308 . The N-timing bus 352 is in the form of a bundle of lines 352a- d; it is connected to the decoder 342 , which consists of a plurality of gates. The outputs of two of the gates are connected via lines 356 to a conversion command input and to a tristate output. The translation command input causes the A / D converter 308 to accept data from the multiplexer 306 , while causing the A / D converter 308 via the tristate output to apply the data converted to digital form to the data bus 310 . Furthermore, sampling pulses 1 and 2 from lines 354 a and b are derived; these sampling pulses go latch circuits 342 a and 342 b, whereby data applied to the data bus 310 a can be supplied from a plurality of switches selectively that are present in the blocks 330 a and 330 b. The blocks 330a and 330b each include four solid state select switches through which output signals go to selected output driver circuits. In the embodiment illustrated in FIG. 7A, the sensed R-wave signal is also applied to the input of the microprocessor 300 while the Tongue Switch input is applied to the input of the microprocessor 300 . In this embodiment, the microprocessor operates as its own multiplexer to selectively access signals given to these inputs and to respond to those signals in the desired order. The microprocessor 300 also provides addresses to the memory 302 via the address bus 312 , whereby data can be read out and applied to the data bus 310 .

Fig. 7B zeigt ein detailliertes schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform des Schrittmachers nach Fig. 6. Die Komponenten der Fig. 7B sind mit den gleichen Bezugszeichen wie entsprechende Komponenten der Fig. 6, jedoch in der Fünfhunderter-Serie, versehen. Die der R-Welle, der P-Welle und dem Zungenschalterausgangssignal entsprechenden Eingangs­ signale werden an die Eingänge , und des Mikroprozessors 500 angelegt. Bei dieser Ausführungsform führt der Mikroprozessor 500 Multiplex­ funktionen aus, so daß jeweils einer dieser Werte verarbeitet wird. Typischerweise liegen solche Eingangssignale in Analogform vor; sie müssen in digitale Form durch Schaltungen umgesetzt werden, die in dem gestrichelten Block 508 zusammengefaßt sind. Der A/D-Umsetzer weist eine Schaltungskomponente auf und empfängt Eingangssignale von Operations­ verstärkern 511, denen ein von Zenerdioden 513 gebildetes Be­ zugssignal zugeführt wird. Ein Taktsignal wird einem Eingang des Umsetzers 515 über ein Flip-Flop 509 und einen Feldeffekt­ transistor 517 zugeführt. Der Speicher 502 ist mit Ausgängen des Mikroprozessors 500 verbunden und besteht aus zwei Blöcken. Der Mikroprozessor 500 liefert Befehle über den N-Bus 552 an einen Dekoder 542. Der Dekoder 542 führt Entschlüsselungsfunktionen für das Ausgangssignal des Speichers 502 unter dem Einfluß der Zeitsteuersignale aus, die über den N-Bus 552 zugehen. Die Ausgangssignale des Dekoders 542 werden an zwei Latchstufen 540a und 540b angelegt. Der Dekoder 542 wählt eine Latchstufe aus, wodurch ein entsprechender Wählschalter innerhalb der Schaltergruppen 530a und 530b geschlossen wird. Die Wählschaltergruppen können aus integrierten Schaltungen bestehen. Fig. 7B shows a detailed schematic circuit diagram of a second embodiment of the pacemaker of Fig. 6. The components of Fig. 7B are given the same reference numerals as corresponding components of Fig. 6, but in the five hundreds series. The R-wave, the P-wave and the reed switch output signal corresponding input signals are applied to the inputs, and the microprocessor 500 . In this embodiment, the microprocessor 500 executes multiplexing functions so that each one of these values is processed. Typically, such input signals are in analog form; they must be converted to digital form by circuits summarized in dashed block 508 . The A / D converter has a circuit component and receives input signals from operational amplifiers 511 to which a reference signal formed by Zener diodes 513 is supplied. A clock signal is supplied to an input of the converter 515 via a flip-flop 509 and a field effect transistor 517 . The memory 502 is connected to outputs of the microprocessor 500 and consists of two blocks. Microprocessor 500 provides commands via N-Bus 552 to a decoder 542 . The decoder 542 executes decoding functions for the output of the memory 502 under the influence of the timing signals sent via the N bus 552 . The output signals of the decoder 542 are applied to two latch stages 540 a and 540 b. The decoder 542 selects a latch, which closes a corresponding selector switch within the switch groups 530 a and 530 b. The selector switch groups may consist of integrated circuits.

Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Niederenergie- A/D-Umsetzers 308, wie er bei dem Schrittmacher nach Fig. 7 vorgesehen ist. Entsprechend Fig. 8 wird eine in digitale Form umzusetzende Analogspannung V(X) über eine Eingangsleitung 404 an einen Schalter (S₁) 407 angelegt, der in einer ersten Stellung (auf) die Analogspannung V(X) dem Eingang (Vin) eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) 402 zuführt, dessen Aus­ gang mit dem Eingang eines Akkulumatorzählers 400 verbunden ist. Wie durch die Eingänge des Zählers 400 angedeutet ist, kann der Akkumulatorzähler 400 entweder vorwärts (auf) oder rückwärts (ab) zählen. Ein Ausgangssignal des Zählers geht über ein Gatter 414 an einen Eingang 15005 00070 552 001000280000000200012000285911489400040 0002002929498 00004 14886 eines N-Ausgangszählers 412. Ein Taktsignal wird über eine Eingangsleitung 418 an eine Steuerlogik 408 und insbesondere an eine durch n dividierende Schaltung 410 angelegt, mittels deren Ausgangssignal der Schalter 407 in eine zweite Stellung (ab) gebracht werden kann. Dadurch wird eine Bezugsspannung über eine Leitung 406 an den Eingang des Os­ zillators 402 gegeben. Gleichzeitig gelangt ein ab-Befehlssignal über ein Gatter 418′ an den ab-Eingang des Akkumulatorzählers 400, das dann ein Rückwärtszählen veranlaßt. Gleichzeitig geht ferner ein Ausgangssignal von der Steuerlogik 408 an den Rückstelleingang des N-Ausgangszählers 412. FIG. 8 shows a preferred embodiment of a low energy A / D converter 308 as provided in the pacemaker of FIG . Referring to Fig. 8, an analog voltage V (X) to be converted to digital form is applied via an input line 404 to a switch (S₁) 407 which in a first position (up) the analog voltage V (X) to the input (V in ) of a voltage controlled Oscillator (VCO) 402 feeds, whose output is connected to the input of Akkulumatorzählers 400 . As indicated by the inputs of the counter 400, the accumulator counter 400 can either count up (on) or reverse (ab). An output of the counter passes through a gate 414 to an input 1500500070 552 001000280000000200012000285911489400040 0002002929498 00004 14886 of an N output counter 412 . A clock signal is applied via an input line 418 to a control logic 408 and in particular to a divide-by-n circuit 410 , by means of whose output signal the switch 407 can be brought into a second position (down). As a result, a reference voltage is given via a line 406 to the input of the Os cillators 402 . At the same time, an ab command signal passes through a gate 418 ' to the ab input of the accumulator counter 400 , which then causes it to count down. At the same time, an output signal from the control logic 408 also goes to the reset input of the N output counter 412 .

Der A/D-Umsetzer 308 gemäß Fig. 8 arbeitet wie folgt. Eine unbekannte Spannung V(X) wird an den Oszillator 402 über den Schalter 407 während einer festen Zeitdauer Tup angelegt. Während dieser Zeitdauer Tup zählt der Akkumulatorzähler 400 das Aus­ gangssignal des Oszillators 402 in Vorwärtsrichtung aus. Der Akkumulatorzähler 400 arbeitet insofern sehr ähnlich wie ein Analogintegrator, indem sich der Zählwert des Akkumulatorzählers 400 für einen gegebenen Spannungspegel von V(X) mit linearer Geschwindigkeit aufbaut.The A / D converter 308 of Fig. 8 operates as follows. An unknown voltage V (X) is applied to the oscillator 402 via the switch 407 during a fixed period T up . During this period T up, the accumulator counter 400 counts out the output signal of the oscillator 402 in the forward direction. The accumulator counter 400 operates very much like an analog integrator in that the count of the accumulator counter 400 builds up at a linear rate for a given voltage level of V (X).

Die Zeit Tup hängt von der Taktfrequenz ab, die über die Leitung 418, die Steuerlogik 408 und die Schaltung 410 zugeführt wird. Am Ende der Zeitdauer Tup wird der Schalter S1 in die zweite Stellung gebracht, um den Eingang des Oszillators 402 mit der Bezugsspannung Eref zu verbinden. Gleichzeitig mit diesem Umschalten auf die Bezugsspannung wird der "A"-Akkumlatorzähler 400 auf Rückwärtszählen umgeschaltet. Während dieses Rückwärtszählers prüft eine zweckentsprechende Schaltungsstufe wann der Akkumulatorzähler 400 auf einen vorbestimmten Zählwert, z. B. Null, zurückgezählt hat. Die für das Rückwärtszählen der Bezugsspannung auf Null erforderliche Zeitdauer ist proportional dem Mittelwert der Eingangsspannung V(X). Während der Akkumulatorzähler 400 auf Null zurückgezählt wird, wird die Taktfrequenz FCLK mittels des N-Ausgangszählers 412 ausgezählt. In dem N-Ausgangszählers 412 anfallende Zählwerte liegen in digitaler Form vor und sind der anfänglich unbekannten Spannung V(X) unmittelbar proportional. Dies führt zu einer Spannungs/Frequenz-Umsetzung.The time T up depends on the clock frequency supplied via the line 418 , the control logic 408 and the circuit 410 . At the end of the time period T up , the switch S 1 is brought into the second position in order to connect the input of the oscillator 402 to the reference voltage E ref . Simultaneously with this switching to the reference voltage, the "A" accumulator counter 400 is switched to downcounting. During this countdown timer, a proper circuit stage checks when the accumulator counter 400 is at a predetermined count, e.g. B. zero, has counted back. The time required to count down the reference voltage to zero is proportional to the average of the input voltage V (X). While the accumulator counter 400 is being counted down to zero, the clock frequency F CLK is counted by the N output counter 412 . Counts accumulated in the N output counter 412 are in digital form and are directly proportional to the initially unknown voltage V (X). This leads to a voltage / frequency conversion.

Die grundlegenden Gleichungen für den Betrieb des A/D-Umsetzers 308 lauten:The basic equations for operating the A / D converter 308 are:

Aauf = KVCO Tup (1)A on = K VCO T up (1)

Aab = KVCO Eref Tx (2)A ab = K VCO E ref T x (2)

Die Gleichungen (1) und (2) geben den Vorwärts- und den Rück­ wärtszählwert des Akkumulatorzählers 400 als Funktion der un­ bekannten Spannung und der Bezugsspannung sowie der Zeitdauer an, während deren diese Spannung dem Oszillator 402 zugeführt wird. Der Vorwärtszählwert und der Rückwärtszählwert des Zählers 400 sind gleich, weil der Zähler 400 bei Null beginnt und am Ende eines Arbeitsspiels zu Null zurückkehrt. Setzt man diese beiden Gleichungen einander gleich, fällt der Maßstabsfaktor KVCO für den spannungsgesteuerten Oszillator heraus, d. h. dieser Faktor hat auf das Ausgangssignal der A/D-Umsetzung keinen Einfluß. Die Gleichung (3), die den akkumulierten Zählwert N(X) des Ausgangszählers als Funktion der Taktfrequenz FCLK und der Zeitdauer angibt, die erforderlich ist, um den Akkumulatorzähler zurück auf Null zu bringen, d. h. TX, lautet wie folgt:Equations (1) and (2) indicate the forward and backward counts of the accumulator counter 400 as a function of the unknown voltage and the reference voltage and the time duration during which this voltage is supplied to the oscillator 402 . The count-up and count-down counts of counter 400 are the same because counter 400 starts from zero and returns to zero at the end of a cycle. If one equates these two equations, the scale factor K VCO for the voltage-controlled oscillator drops out, ie this factor has no influence on the output signal of the A / D conversion. Equation (3), which indicates the accumulated count N (X) of the output counter as a function of the clock frequency F CLK and the time required to bring the accumulator counter back to zero, ie T X , is as follows:

N(X) = TX FCLK (3)N (X) = T X F CLK (3)

Die Gleichung (4), die die Vorwärtszähldauer Tup als Funktion des "n"-Zählers und der Taktfrequenz angibt, hat die folgende Form:Equation (4), which gives the up-count duration T up as a function of the "n" counter and the clock frequency, has the following form:

Tup = n/FCLK (4)T up = n / F CLK (4)

Die Gleichung (5), die zeigt, daß der Zählwert N des Ausgangs­ zählers proportional zu n und der unbekannten Spannung dividiert durch die Bezugsspannung ist, lautet:Equation (5), which shows that the count N of the output counter proportional to n and divided by the unknown voltage through the reference voltage is:

Die Gleichung (5) zeigt, daß der digitale Ausgangszähler N(X) unabhängig von der Taktfrequenz FCLK, der Abtastfrequenz und, was von besonderem Interesse ist, auch unabhängig von dem Maß­ stabsfaktor des spannungsgesteuerten Oszillators ist. Wenn beispielsweise die unbekannte Spannung V(X) 2 Volt beträgt, die Bezugsspannung gleich 2 Volt ist und der n-Zähler bei 64 steht, befindet sich am Ende jeder Umsetzung im Ausgangszähler N ein Zählwert von 64. Diese besondere Eigenschaft des A/D-Umsetzers gestattet es, in Reihe mit dem Schalter S1 und dem spannungs­ gesteuerten Oszillator 402 einen Verstärker zu legen, im we­ sentlichen ohne daß dies den Ausgangszählwert beeinflußt. Dies gilt selbst dann, wenn sich der Verstärkungsfaktor ändert oder von Einheit zu Einheit unterschiedlich ist, voraussgesetzt daß die Verstärkung während eines Umsetzungszyklus konstant bleibt. Mit anderen Worten, weil entsprechend Fig. 8 ein einziger spannungsgesteuerter Oszillator 402 benutzt wird, um sowohl die analoge Eingangsspannung V(X) als auch die Bezugsspannung Eref zu verarbeiten, hat der durch den Oszillator 402 bedingte Maßstabsfaktor auf den digitalen Ausgang des Zählers 412 keinen Einfluß. Weil ferner das gleiche Taktsignal FCLK benutzt wird, um sowohl den Takt für den Akkumulatorzähler 400 während der Rückwärtszählperiode TX als auch den Takt für den N-Ausgangszähler 412 während der gleichen Periode vorzugeben, beeinflußt die Frequenz des Taktsignals FCLK den digitalen Ausgang des Zählers 412 nicht, der kennzeichnend für die Amplitude des analogen Eingangssignals V(X) ist. Der zur Anlieferung des Taktsignals FCLK benutzte Taktgeber bedarf daher keiner hohen Ge­ nauigkeit und damit auch keiner relativ hohen Stromaufnahme. Vielmehr kann der Taktgeber so ausgelegt werden, daß er der Energiequelle, d. h. der Batterie des Schrittmachers, nur in minimalem Umfang Leistung entnimmt. Equation (5) shows that the digital output counter N (X) is independent of the clock frequency F CLK , the sampling frequency and, which is of particular interest, also independent of the scale factor of the voltage controlled oscillator. For example, if the unknown voltage V (X) is 2 volts, the reference voltage is equal to 2 volts and the n counter is at 64, then at the end of each conversion in the output counter N is a count of 64. This particular feature of the A / D Converter allows to put in series with the switch S 1 and the voltage controlled oscillator 402 an amplifier, we sentlichen without that affects the output count. This is true even if the gain varies or varies from unit to unit, provided that the gain remains constant during a conversion cycle. In other words, because, as shown in FIG. 8, a single voltage controlled oscillator 402 is used to process both the analog input voltage V (X) and the reference voltage E ref , the scale factor imposed by the oscillator 402 has on the digital output of the counter 412 no influence. Further, because the same clock signal F CLK is used to specify both the clock for the accumulator counter 400 during the count back period T X and the clock for the N output counter 412 during the same period, the frequency of the clock signal F CLK affects the digital output of the clock Counter 412 , which is indicative of the amplitude of the analog input signal V (X). The clock used for the delivery of the clock signal F CLK therefore requires no high accuracy Ge and thus no relatively high power consumption. Rather, the clock can be designed so that it takes the power source, ie the battery of the pacemaker, only to a minimal extent power.

Fig. 10 zeigt ein detailliertes Schaltbild des A/D-Umsetzers 308 gemäß Fig. 8. Das Eingangssignal wird einem Zweirichtungs­ schalter in Form des Schalters 407 zugeführt, dessen Ausgangs­ signal an den spannungsgesteuerten Oszillator geht, der in einer Schaltung mit Phasenregelschleife enthalten ist. Das Aus­ gangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators wird dem Akkumulatorzähler 400 zugeführt, der aus vier auf/ab-Zählern besteht. Die Taktfrequenz FCLK wird zusammen mit dem Abtastimpuls über Leitungen 418 bzw. 420 angelegt, um das Aus­ gangssignal des Akkumulatorzählers 400 zeitlich auf den N-Aus­ gangszähler 412 einzustellen. Ein entscheidender Teil der ver­ anschaulichten Ausführungsform des A/D-Umsetzers 308 ist die Auslegung der Steuerlogik 408, die entsprechend Fig. 10 einen Zähler 409 in Form eines 4-bit-Ringzählers aufweist. Dieser Zähler 409 zwingt den A/D-Umsetzer 308 auf eine und nur eine von vier möglichen Betriebsarten entsprechend seinen vier Ausgangszustände 0, 1, 2 und 3. Diese vier Betriebsarten des A/D-Umsetzers 308 gemäß Fig. 10 sind: (1) Warten; (2) Voreinstellen; (3) Vorwärtszählen und (4) Rückwärtszählen. Fig. 10 shows a detailed circuit diagram of the A / D converter 308 of FIG. 8. The input signal is a bidirectional switch in the form of the switch 407 supplied, the output signal goes to the voltage controlled oscillator, which is included in a circuit with phase locked loop. The output signal from the voltage-controlled oscillator is supplied to the accumulator counter 400 , which consists of four up / down counters. The clock frequency F CLK is applied together with the sampling pulse via lines 418 and 420 , respectively, in order to set the output signal of the accumulator counter 400 in time to the output N output 412 . A crucial part of the illustrative embodiment of the A / D converter 308 is the design of the control logic 408 which, as shown in FIG. 10, has a counter 409 in the form of a 4-bit ring counter. This counter 409 forces the A / D converter 308 to one and only one of four possible modes according to its four output states 0, 1, 2, and 3. These four modes of the A / D converter 308 of FIG. 10 are: (1 ) Waiting; (2) presetting; (3) count up and (4) count down.

Der Wartebetrieb stellt einen Ruhezustand für den A/D-Umsetzer 308 dar, in dem der spannungsgesteuerte Oszillator 402 abge­ schaltet ist, die unbekannte Spannung und die Bezugsspannung über den Zweirichtungsschalter S1 von dem Oszillator 402 ab­ getrennt sind und das zuletzt umgesetzte digitale Wort in dem Zähler 402 als digitales, Parallel-8-bit-Wort steht. Der Um­ setzer 308 verbleibt im Wartezustand, bis er einen Abstastimpuls empfängt, der den Übergang in den Voreinstellbetrieb bewirkt. Im Wartezustand nimmt der A/D-Umsetzer 308 sehr wenig Energie auf.The waiting mode represents an idle state for the A / D converter 308 , in which the voltage controlled oscillator 402 is switched abge, the unknown voltage and the reference voltage via the bidirectional switch S 1 are separated from the oscillator 402 and the last converted digital word in the counter 402 is a digital, parallel 8-bit word. Translator 308 will remain in the wait state until it receives a strobe pulse that causes the transition to preset mode. When waiting, the A / D converter 308 consumes very little energy.

Der dem Wartezustand folgende Voreinstellvorgang wird benutzt, um den aus den Zählern 400a, 400b und 400c bestehenden Akkumulator über einen Störeingang auf ein binäres Wort von eins vor­ einzustellen. Der Zähler 412 wird während dieser Betriebsart zurückgestellt. Die maximal vorhandene Zeitdauer für die Vor­ einstellung beträgt die Hälfte einer Taktperiode.The preset state following the wait state is used to set the accumulator consisting of the counters 400 a, 400 b and 400 c via a spurious input to a binary word of one. The counter 412 is reset during this mode. The maximum available time for the pre-adjustment is half a clock period.

Während des Aufwärtszählens wird der Ausgang 3 des Dividierers 409 auf logisch 1 gebracht, wodurch die Akkumulatorzähler 400a, 400b und 400c gezwungen werden, im Vorwärtsbetrieb zu zählen. Während dieser Betriebsart gibt der Zweirichtungsschalter S1 das unbekannte analoge Eingangssignal auf den Eingang des spannungsgesteuerten Oszillators 402. Der n-Zähler 410 beginnt die Zeitdauer zu bestimmen, während deren die unbekannte Spannung angelegt wird, indem die Bezugstaktfrequenz bis zu dem vorprogrammierten Zählwert ausgezählt wird, der den Ausgang 9 einer UND-Schaltung 425 auf logisch 1 bringt. Während dieser Arbeitsphase werden Zählwerte in den Zählern 400a, 400b und 400c akkumuliert. Wenn der Ausgang 9 der UND-Schaltung 425 auf logisch 1 springt, was erkennen läßt, daß die Vorwärtszählperiode erreicht ist, stehen die Ausgänge 8 und 9 beide auf logisch 1; ein Befehl, den Ringzähler 409 weiterzuschalten, geht an ein Impulsstreckgatter 427. Wenn der nächste Taktimpuls den Wert logisch 1 erreicht, wird der Ringzähler 409 auf den nächsten Zustand umgestellt, der dem Abwärtszählen entspricht.During the count up the output of the divider 3 is brought to logic 1 409, whereby the accumulator counter 400 a, 400 b and 400 c are forced to include in the forward mode. During this mode, the bi-directional switch S 1 outputs the unknown analog input signal to the input of the voltage controlled oscillator 402 . The n counter 410 begins to determine the amount of time during which the unknown voltage is applied by counting the reference clock frequency up to the preprogrammed count value which causes the output 9 of an AND circuit 425 to logic 1. During this phase count values in the counters 400 are a, 400 b and 400 c accumulated. When the output 9 of the AND circuit 425 jumps to logic 1, indicating that the count-up period has been reached, the outputs 8 and 9 are both at logical 1; a command to advance the ring counter 409 goes to a pulse stretch gate 427 . When the next clock pulse reaches logic 1, the ring counter 409 is switched to the next state corresponding to the count down.

Ein Abwärtszählbetrieb wird bewirkt, indem der Ausgang 7 des Ringzählers 409 auf logisch 1 gebracht wird. Dieser Zustand zwingt den Akkumulatorzähler 400 rückwärtszuzählen. Außerdem wird die Bezugsspannung an den spannungsgesteuerten Oszillator 402 angelegt. Die Taktfrequenz wird dem Eingang des N-Zählers 412 zugeführt. Wenn daher die Zählwerte aus den Akkumulatorzählern 400a, 400b und 400c herausgetrieben werden, werden Taktimpulse im N-Zähler 412 akkumuliert. Wenn die Akkumulatorzählerkette in allen Zuständen auf logisch 0 gesteuert ist, springt der Ausgang einer UND-Schaltung 429 auf logisch 1. Der Ringzähler 409 wird über das vorstehend beschriebene Impuls­ fangnetzwerk auf Wartezustand gebracht. Der Abschluß dieses Zyklus bewirkt, daß die unbekannte Eingangsspannung V(X) di­ gitalisiert und in dem Ausgangszähler 412 mit dem oben erläuterten Maßstabsfaktor gehalten wird.A countdown operation is effected by setting the output 7 of the ring counter 409 to logic 1. This condition forces the accumulator counter 400 to count down. In addition, the reference voltage is applied to the voltage-controlled oscillator 402 . The clock frequency is supplied to the input of the N counter 412 . Therefore, when the count values are driven out of the accumulator counters 400 a, 400 b and 400 c, clock pulses are accumulated in the N counter 412 . When the accumulator counter string is controlled to logic 0 in all states, the output of an AND gate 429 jumps to logic 1. The ring counter 409 is made to wait via the above-described burst network. The completion of this cycle causes the unknown input voltage V (X) to be digitized and held in the output counter 412 at the scale factor discussed above.

Der A/D-Umsetzer 408 nach den Fig. 8 und 10 eignet sich insbesondere für den Schrittmacher 12 gemäß Fig. 1. Es ist von entscheidender Bedeutung, im Schrittmacher Schaltungskomponenten vorzusehen, die der Energiequelle des Schrittmachers, z. B. in Form der Schrittmacherbatterie, ein Minimum an Leistung ent­ ziehen. Für diesen Zweck kann die Schaltungsanordnung nach Fig. 10 in CMOS-Technologie ausgeführt werden. Des weiteren wird der Oszillator 402 zwecks Lieferung eines Ausgangssignals nur während derjenigen Zeitspannen mit Energie versorgt, während deren ein analoges Eingangssignal V(X) digitalisiert werden muß. Zu anderen Zeiten ist der spannungsgesteuerte Os­ zillator 402 stromlos. Die Speisung des Oszillators 402 geschieht unter dem Einfluß der Steuerlogik 408 und insbesondere des Ringzählers 409. Hinzu kommt, daß der A/D-Umsetzer 308 eingestellt werden kann, indem unterschiedliche Werte von "n" im Zähler 410 vorgesehen werden. Der A/D-Umsetzer 308 ist daher geeignet, um Eingangsspannungen von variierenden Amplituden zu erfassen. Bei den verschiedenen, vorstehend erläuterten Ausführungsformen des Schrittmachers ist es zweckmäßig, sowohl die relativ große Spannung Vs der Batterie als auch die relativ kleinen Spannungssignale umzusetzen, die von der Kammer und dem Vorhof des Patienten abgeleitet werden. Entsprechend Fig. 10 wird die vorgewählte Vorwärtszähldauer Tup durch den Wert "n" bestimmt, der in den "n"-Zähler 410 eingebracht wird. Der Wert von "n" kann entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung eingestellt werden, indem einer der mehreren Ausgänge Q4, Q5, Q6 und Q7 des "n"-Zählers 410 angeschlossen wird. Eine (nicht gezeigte) Schaltstufe kann zwischen einem der Ausgänge des Zählers 410 und der UND-Schaltung A9 vorgesehen werden, um den Wert von "n" gemäß Fig. 7A der Steuerung durch den Mikroprozessor 300 zu unterwerfen. Außerdem kann ein an sich bekannter, programmierbarer Zähler an Stelle des vor­ liegenden Zählers 410 vorgesehen werden, was es ermöglicht, ein in dem Zähler eingespeichertes binäres Wort unter dem Einfluß des Mikroprozessors zu variieren. Der Wert von "n" läßt sich damit in Abhängigkeit davon ändern, welches analoge Eingangssignal in digitale Form umgesetzt werden soll. Der Wert "n" wird in Ab­ hängigkeit von der Amplitude der betreffenden Eingangsspannung V(X) variiert, wobei größere Werte für "n" für kleinere Amplituden vorgesehen werden. In der Praxis ist es erwünscht, im Aus­ gangszähler 412 einen Zählwert zu erreichen, welcher der bekannten Zählkapazität nahe kommt, um auf diese Weise die maximale Auflösung für ein Eingangssignal von gegebener Amplitude zu ge­ währleisten. Ein einziger Analog/Digital-Umsetzer 308 kann auf diese Weise für unterschiedliche Eingangssignale von variierender Amplitude benutzt werden, wobei die Genauigkeit des binären Aus­ gangssignals durch Variieren des Wertes von "n" sichergestellt wird. Es versteht sich, daß der Umsetzer 308 nicht auf die vorstehend geschilderte spezielle Anwendung beschränkt ist.The A / D converter 408 of FIGS. 8 and 10 is particularly useful with the pacemaker 12 of FIG. 1. It is critical to provide circuit components in the pacemaker that are responsive to the energy source of the pacemaker, e.g. B. in the form of the pacemaker battery, draw a minimum of power ent. For this purpose, the circuit arrangement of FIG. 10 can be implemented in CMOS technology. Furthermore, to provide an output signal, the oscillator 402 is powered only during those periods during which an analog input signal V (X) must be digitized. At other times, the voltage controlled Os cillator 402 is de-energized. The feeding of the oscillator 402 is done under the influence of the control logic 408 and in particular the ring counter 409th In addition, the A / D converter 308 can be adjusted by providing different values of "n" in the counter 410 . The A / D converter 308 is therefore suitable for detecting input voltages of varying amplitudes. In the various embodiments of the pacemaker discussed above, it is convenient to translate both the relatively high voltage V s of the battery and the relatively small voltage signals derived from the patient's chamber and atrium. Referring to FIG. 10, the preselected count- up period T up is determined by the value "n" which is input to the "n" counter 410 . The value of "n" may be adjusted according to an embodiment of the invention by connecting one of the multiple outputs Q 4 , Q 5 , Q 6 and Q 7 of the "n" counter 410 . A switching stage (not shown) may be provided between one of the outputs of the counter 410 and the AND circuit A 9 to subject the value of "n" of FIG. 7A to control by the microprocessor 300 . In addition, a per se known, programmable counter may be provided instead of the present counter 410 , which makes it possible to vary a binary word stored in the counter under the influence of the microprocessor. The value of "n" can thus be changed depending on which analog input signal is to be converted to digital form. The value "n" is varied as a function of the amplitude of the respective input voltage V (X), larger values of "n" being provided for smaller amplitudes. In practice, it is desirable to obtain a count from the output counter 412 which approximates the known counting capacity to thereby ensure the maximum resolution for an input signal of given amplitude. A single analog-to-digital converter 308 can thus be used for different input signals of varying amplitude, ensuring the accuracy of the binary output signal by varying the value of "n". It is understood that the converter 308 is not limited to the specific application described above.

Claims (18)

1. Mikroprozessorgesteuerter implantierbarer Schrittmacher, der über eine Leitungs­ anordnung mit zu stimulierendem Körpergewicht koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsanordnung (17, 19, 29) mehrere Leitungen oder Leitungskombinationen aufweist, die an die gleiche und/oder unter­ schiedliche Stellen des Körpergewebes angeschlossen werden, daß eine von dem Mikroprozessor (100, 300, 500) mit zugeordnetem Speicher (102, 302, 502) gesteuerte Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die eingangsseitig über einen von dem Mikroprozessor gesteuerten Multiplexer (106, 306) und ausgangsseitig über eine gleichfalls von dem Mikroprozessor gesteuerte Wählschaltvorrichtung (130, 330, 530) an die Leitungsanordnung angeschlossen ist, daß die Auswerteeinrichtung derart aufgebaut und programmiert ist, daß sie anhand von im Verlauf des Schrittmachersbetriebes erfaßten Kennwerten ermittelt, welche Leitung oder Leitungskombination für die Durchführung der jeweiligen Stimulations- und/oder Meßaufgabe am besten geeignet ist, und durch entsprechende Ansteuerung durch den Mikroprozessor über die Wählschaltvorrichtung selbsttätig die Leitung oder Leitungskombination einerseits für die Übermittlung von Eingangssignalen vom Körpergewebe an die Auswerteeinrichtung und andererseits für die Übermittlung von Reizimpulsen an das Körpergewebe wirksam macht, und daß zwischen den Multiplexer und den Mikroprozessor ein allen Multiplexer-Analogeingangssignalen gemeinsamer kombinierter Normierungsverstärker und A/D-Umsetzer (108, 308) geschaltet ist.1. Microprocessor-controlled implantable pacemaker which can be coupled via a line arrangement to be stimulated body weight, characterized in that the line arrangement ( 17, 19, 29 ) has a plurality of lines or line combinations connected to the same and / or under different locations of the body tissue be provided that one of the microprocessor ( 100, 300, 500 ) with associated memory ( 102, 302, 502 ) controlled evaluation is provided on the input side via a controlled by the microprocessor multiplexer ( 106, 306 ) and the output via a likewise from the Microprocessor controlled selector switch device ( 130, 330, 530 ) is connected to the line arrangement, that the evaluation device is constructed and programmed to determine based on detected in the course of pacemaker characteristics, which line or line combination for the implementation of the respective Stimula tion and / or measuring task is most appropriate, and by appropriate control by the microprocessor via the selector automatically the line or line combination on the one hand for the transmission of input signals from the body tissue to the evaluation and on the other hand for the transmission of stimuli to the body tissue effective, and that a common combined normalization amplifier and A / D converter ( 108, 308 ) is connected between the multiplexer and the microprocessor, common to all the multiplexer analog input signals. 2. Schrittmacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer (138c) der Eingänge des Multiplexers (106) mit eimem Signal beaufschlagt ist, das kennzeichnend für die Ausgangsspannung einer einen Teil des Schrittmachers bildenden Spannungsquelle (126) ist, und daß der Mikroprozessor (100) das Betriebsverhalten des Schrittmachers in Abhängigkeit von diesem Signal modifiziert.2. A pacemaker according to claim 1, characterized in that one ( 138 c) of the inputs of the multiplexer ( 106 ) is acted upon by a signal which is indicative of the output voltage of a part of the pacemaker forming voltage source ( 126 ), and that the microprocessor ( 100 ) modifies the performance of the pacer in response to that signal. 3. Schrittmacher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (100) bei sinkender Ausgangsspannung der Spannungsquelle (126) eine selbsttätige Vergrößerung der Reizimpulsbreite derart bewirkt, daß die Energie der Reizim­ pulse weitgehend konstant bleibt.3. A pacemaker according to claim 2, characterized in that the microprocessor ( 100 ) with decreasing output voltage of the voltage source ( 126 ) causes an automatic increase in the stimulus pulse width such that the energy of the stimulus Impulsim remains largely constant. 4. Schrittmacher nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (102, 302) mehrere Speicherabschnitte (302-1 bis 302-16) aufweist, in denen jeweils ein Programm für eine von mehreren unterschiedlichen Schrittmacherbetriebsarten eingespeichert ist, daß dem Mikroprozessor (100, 300) eine Adressiereinrichtung (107, 307) zum Adressieren der in den Speicherabschnitten eingespeicherten Programme zugeordnet ist, und daß der Multiplexer (106, 306) mit mindestens einem zusätzlichen Eingang (138f; 339a bis 339d) für Signale zum Ansteuern der Adressiereinrichtung über den Mikroprozessor zwecks Auswahl des jeweils gewünschten Programms versehen ist.4. A pacemaker according to one of the preceding claims, characterized in that the memory ( 102, 302 ) a plurality of memory sections ( 302-1 to 302-16 ), in each of which a program for one of several different pacemaker modes is stored, that the microprocessor ( 100, 300 ) is associated with an addressing device ( 107, 307 ) for addressing the programs stored in the memory sections, and that the multiplexer ( 106, 306 ) is provided with at least one additional input ( 138 f; 339 a to 339 d) for signals for Driving the addressing device via the microprocessor for the purpose of selecting the respective desired program is provided. 5. Schrittmacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine zusätzliche Eingang (339a bis 339d) des Multiplexers (306) an den Ausgang eines einen Teil des Schrittmachers bildenden Empfängers (341) angeschlossen ist, der zwecks Auswahl des jeweils gewünschten Programms verschlüsselte Steuersignale von einem außerhalb des Körpers des Patienten angeordneten Sender (343) empfängt.5. A pacemaker according to claim 4, characterized in that the at least one additional input ( 339 a to 339 d) of the multiplexer ( 306 ) to the output of a part of the pacemaker forming the receiver ( 341 ) is connected, for the purpose of selecting the respectively desired Program receives encrypted control signals from outside the patient's body arranged transmitter ( 343 ). 6. Schrittmacher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Ein­ gang (138) des Multiplexers (106) an einen einen Teil des Schrittmachers bildenden Schalter (23) angeschlossen ist, der zwecks Auswahl des jeweils gewünschten Programms mittels eines externen Magneten betätigt wird.6. A pacemaker according to claim 4, characterized in that the additional input gang ( 138 ) of the multiplexer ( 106 ) to a part of the pacemaker forming switch ( 23 ) is connected, which is actuated for the purpose of selecting the respective desired program by means of an external magnet , 7. Schrittmacher nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mikroprozessor (300) eine Rückstelleinrichtung (344) zum periodischen Erzeugen eines Rückstellsignals verbunden ist, das die Adressiereinrichtung (307) auf eine vorbestimmte Ausgangsadresse zurückstellt.7. A pacemaker according to any one of claims 4 to 6, characterized in that connected to the microprocessor ( 300 ) is a reset means ( 344 ) for periodically generating a reset signal, which resets the addressing means ( 307 ) to a predetermined output address. 8. Schrittmacher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung (344) bei einwandfreiem Arbeiten der Adressiereinrichtung (307) gesperrt ist.8. A pacemaker according to claim 7, characterized in that the restoring device ( 344 ) is locked in perfect working of the addressing device ( 307 ). 9. Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (102) ein Programm eingespeichert ist, das bewirkt, daß der Mikroprozessor (100) anhand der von der Auswerteeinrichtung im Verlauf des Schrittmacherbetriebes erfaßten Kennwerte selbsttätig eines von mehreren in den Speicher (102) eingespeicherten Programmen für jeweils eine unterschiedliche Schrittmacherbetriebsart auswählt. 9. A pacemaker according to one of the preceding claims, characterized in that in the memory ( 102 ) a program is stored, which causes the microprocessor ( 100 ) based on the detected by the evaluation in the course of pacemaker characteristics automatically one of several in the Memory ( 102 ) programs stored for each a different pacing mode selects. 10. Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (302) Selbstprüf- und Datenerfassungsprogramme zum Prüfen der Funktionsfähigkeit von mehrfach vorhandenen Funktionseinheiten (139) des Schrittmachers und zum selbsttätigen Ankoppeln einer der anderen Funk­ tionseinheiten bei Erkennen eines Defekts der überprüften Funktionseinheit ein­ programmiert sind.10. pacemaker according to one of the preceding claims, characterized in that in the memory ( 302 ) self-test and data acquisition programs for testing the functionality of multiple functional units ( 139 ) of the pacemaker and for automatically coupling one of the other radio tion units upon detection of a defect of checked functional unit are programmed. 11. Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wählschaltvorrichtung (330, 530) eine auf die aus dem Speicher (302, 502) ausgegebenen Signale ansprechende und von dem Mikroprozessor (300, 500) angesteuerte Decodiereinrichtung (342, 542) zum Auswählen von einzelnen Wählschaltern der Wählschaltvorrichtung sowie eine Latchanordnung (340, 540) vorgeschaltet sind, welche auf das Signal der Decodiereinrichtung ansprechend den aus­ gewählten Wählschalter geschlossen hält.11. A pacemaker according to one of the preceding claims, characterized in that the selector switch device ( 330, 530 ) responsive to the output from the memory ( 302, 502 ) signals responsive to and controlled by the microprocessor ( 300, 500 ) decoding means ( 342, 542 ) for selecting individual selector switches of the selector device and a latch assembly ( 340, 540 ) are connected upstream, which holds in response to the signal of the decoder closed the selected selector switch. 12. Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Speichers (102) nach der Implantation mittels verschlüsselter Signale änderbar ist, die von einem externen Gerät (10, 16) übermittelt werden.12. A pacemaker according to one of the preceding claims, characterized in that the content of the memory ( 102 ) after implantation by means of encrypted signals is changeable, which are transmitted from an external device ( 10, 16 ). 13. Schrittmacher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Normierungsverstärker und A/D-Umstzer (308) versehen ist mit
  • - einem Oszillator (402), der ein Ausgangssignal abgibt, dessen Frequenz von dem Oszillatoreingangssignal abhängt,
  • - einem Signalgeber zum Erzeugen eines Bezugssignals,
  • - einem mit dem Eingang des Oszillators (402) gekoppelten Schalter (407), der aus einer ersten Stellung, in der er die analogen Eingangssignale dem Oszillatoreingang zuführt, in eine zweite Stellung bringbar ist, in der er dem Oszillatoreingang das Bezugssignal zuführt,
  • - einem mit dem Oszillatorausgangssignal beaufschlagten ersten Zähler (400), der entsprechend der Frequenz des Oszillatorausgangssignal unter Bildung eines Ausgangssignals in einer Betriebsart vorwärtszählt und in einer zweiten Betriebsart rückwärts zählt,
  • - einem wahlweise das Ausgangssignal des ersten Zählers (400) aufnehmenden den zweiten Zähler (412) zur Bildung eines entsprechenden digitalen Aus­ gangssignals,
  • - einem Taktgeber zur Lieferung eines Taktsignals und
  • - einer das Taktsignal aufnehmenden Steuerung (408) zur Lieferung eines Steuersignals nach Empfang einer ausgewählten Anzahl (n) von Taktsi­ gnalschwingungen, wobei der Schalter (407) auf das Steuersignal ansprechend von der ersten in die zweite Stellung übergeht, der erste Zähler (400) auf das Steuersignal ansprechend das Arbeiten in der ersten Be­ triebsart beendet, so daß zu diesem Zeitpunkt das Oszillatorausgangssignal einen für das analoge Eingangssignal kennzeichnenden ersten Zählwert darstellt, und der erste Zähler (400) in der zweiten Betriebsart zu arbeiten beginnt, um von dem ersten Zählwert aus rückwärts zu zählen, wobei ferner der zweite Zähler (412) auf das Steuersignal ansprechend mit dem Zählen der Taktsignalschwingungen beginnt, und wenn das Ausgangssignal des ersten Zählers (400) einen zweiten vorbestimmten Zählwert erreicht, das Zählen der Taktsignalschwingungen unter Bildung des digitalen Aus­ gangssignals beendet, das unabhängig von der Taktsignalfrequenz kenn­ zeichnend für das analoge Eingangssignal ist.
13. A pacemaker according to any one of the preceding claims, characterized in that the combined normalization amplifier and A / D Umstzer ( 308 ) is provided with
  • - An oscillator ( 402 ) which outputs an output signal whose frequency depends on the oscillator input signal,
  • a signal generator for generating a reference signal,
  • a switch ( 407 ) coupled to the input of the oscillator ( 402 ) and capable of being brought from a first position in which it supplies the analog input signals to the oscillator input to a second position in which it supplies the reference signal to the oscillator input,
  • a first counter ( 400 ), which is acted upon by the oscillator output signal and which counts up in accordance with the frequency of the oscillator output signal in one operating mode to form an output signal and counts backwards in a second operating mode,
  • - a selectively the output of the first counter ( 400 ) receiving the second counter ( 412 ) to form a corresponding digital output signal,
  • a clock for supplying a clock signal and
  • - a clock receiving controller ( 408 ) for providing a control signal upon receipt of a selected number (n) of clock oscillations, said switch ( 407 ) responsive to the control signal transiting from the first to the second position, the first counter ( 400 ) in response to the control signal, the first mode of operation terminates, so that at this time the oscillator output signal represents a first count indicative of the analog input signal and the first counter ( 400 ) in the second mode of operation begins to operate from the first count value counting from the reverse, further wherein the second counter ( 412 ) starts the control signal in response to the counting of the clock signal oscillations, and when the output of the first counter ( 400 ) reaches a second predetermined count, counting the clock signal oscillations to form the digital output signal ended, regardless of the tak tsignal frequency is indicative of the analog input signal.
14. Schrittmacher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (408) einen dritten Zähler aufweist, der n Schwingungen des Taktsignals zählt und im Anschluß daran das Steuersignal abgibt und der mit einer Einrichtung für eine änderbare Einstellung des Wertes von n versehen ist.14. A pacemaker according to claim 13, characterized in that the controller ( 408 ) has a third counter which counts n oscillations of the clock signal and thereafter outputs the control signal and which is provided with means for a changeable setting of the value of n. 15. Schrittmacher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Zähler (410) eine Einrichtung zur Aufnahme und Speicherung eines Kennwertes für n aufweist.15. A pacemaker according to claim 14, characterized in that the third counter ( 410 ) comprises means for receiving and storing a characteristic value for n. 16. Schrittmacher nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (408) eine Aktivierungseinrichtung aufweist, die auf ein das Vorhandensein eines umzusetzenden analogen Eingangssignals kennzeichnendes Abtastsignal ansprechend den Oszillator (402) für eine Zeitdauer aktiviert, die der Zeitdauer entspricht, die erforderlich ist, um den ersten Zähler (400) in der ersten und der zweiten Betriebsart arbeiten zu lassen, um die analogen Eingangssignale in die entsprechenden digitalen Ausgangssignale umzusetzen. 16. A pacemaker according to claim 13, characterized in that the controller ( 408 ) comprises an activating means which activates the sampling signal indicative of the presence of an analogue input signal to be converted in response to the oscillator ( 402 ) for a period corresponding to the period of time required to operate the first counter ( 400 ) in the first and second modes to convert the analog input signals to the corresponding digital output signals. 17. Schrittmacher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungseinrichtung einen Ringzähler mit einem ersten Ausgang, der kennzeichnend für die Zeitspanne ist, innerhalb derer der Oszillator (402) deaktiviert ist, einen zweiten Ausgang, der kennzeichnend für die erste Betriebsart des ersten Zählers (400) ist, und einen dritten Ausgang aufweist, der kennzeichnend für die zweite Betriebsart des ersten Zählers ist.17. A pacemaker according to claim 16, characterized in that the activation means comprises a ring counter having a first output indicative of the period of time within which the oscillator ( 402 ) is deactivated, a second output indicative of the first mode of operation of the first counter ( 400 ), and has a third output indicative of the second mode of operation of the first counter. 18. Schrittmacher nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Normierungsverstärker und A/D-Umsetzer (308) aus CMOS- Komponenten aufgebaut ist.18. A pacemaker according to any one of claims 13 to 17, characterized in that the combined normalization amplifier and A / D converter ( 308 ) is constructed of CMOS components.
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