DE2944542A1 - Vorrichtung zum programmieren von implantierten elektronischen geraeten, insbesondere schrittmachergeneratoren - Google Patents
Vorrichtung zum programmieren von implantierten elektronischen geraeten, insbesondere schrittmachergeneratorenInfo
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Description
MEDTRONIC, INC. 3O55 Old Highway Eight, Minneapolis, Minn. 55440/V.St.A.
Vorrichtung zum Programmieren von implantierten elektronischen
Geraten, insbesondere Schrittmachergeneratoren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Programmieren von implantierten elektronischen Geräten, die in verschiedenen
Betriebsarten betrieben werden können, um Körpergewebe zu stimulieren oder um verschiedene Bedingungen des
Gerätes selbst oder des Körpergewebes, zum Beispiel des
Herzens des Patienten, zu überwachen.
Es sind Herzschrittmacher bekannt (US-PS 3 057 356), die dem Herz elektrische Reize zufuhren, so daß es Kontraktionen
mit einer gewünschten Rate in der Größenordnung von 72 Schlägen pro Minute ausfuhrt. Ein derartiger Herzschrittmacher
kann im menschlichen Körper implantiert werden und in dieser Umgebung fur lange Zeitdauern funktionsfähig
bleiben. Typischerweise werden derartige Schrittmacher im pektoralen oder abdominalen Bereich des
Patienten mittels eines chirurgischen Eingriffs implantiert, wobei in dem betreffenden Bereich ein Einschnitt
ausgeführt und der Schrittmacher zusammen mit seiner eigenen
internen Stromversorgung in den Körper des Patien-
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ten eingesetzt wird. Dieser Schrittmacher arbeitet asynchron
in der Weise, daß er Reize in fester Folgefrequenz
und ohne automatische Änderung entsprechend den Körperbedurfnissen
abgibt. Er erwies sich als wirkungsvoll, um
die Symptome eines vollständigen Herzblocks zu bekämpfen. Ein asynchroner Schrittmacher hat jedoch unter Umstanden
den Nachteil, daß er in Konkurrenz mit dem natürlichen, physiologischen Schrittmacher während Zeitdauern normaler
Sinus funktion tritt.
Es wurden auch bereits kunstliche Bedarfsschrittmacher
entwickelt, bei denen künstliche Reize nur im Bedarfsfall eingeleitet werden und unterdrückt werden können, wenn
das Herz zu dem Sinusrhythmus zurückkehrt. Solche Bedarfsschrittmacher (US-PS 3 478 746) lösen bei asynchronen
Schrittmachern auftretende Probleme in der Weise, daß sie
sich bei Vorhandensein von Kammeraktivität (der R-Welle
der Kammer) selbst sperren, aber in Abwesenheit von Kammeraktivität
einspringen und fehlende Herzschläge erganzen .
Schwierigkeiten ergeben sich bei solchen bekannten implantierbaren
Bedarfsschrittmachern aber daraus, daß es keine Möglichkeit gibt, die Rate oder andere Betriebsparameter,
mit denen die Reizimpulse erzeugt werden, temporär zu erhöhen oder zu vermindern bzw. in anderer Weise
zu beeinflussen, ohne daß ein chirurgischer Eingriff er-
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- 1O -.
folgt. Ein weiteres Problem ist die große Schwierigkeit, die verbleibende Batterielebensdauer abzuschätzen, den
Ausfall einer Elektrode zu ermitteln und zu korrigieren und bei einem implantierten Bedarfsschrittmacher für einen
ausreichenden Sicherheitsbereich hinsichtlich der R-WeIlenempfindlichkeit
zu sorgen.
Einige derzeit gebaute implantierbare Herzschrittmacher gestatten eine Übersteuerung der Rate, erlauben aber keine
zufriedenstellende Kontrolle der Funktionstuchtigkeit
der Bedarfsfunktion. Andere Gerate sind mit einer magnetischen
Zungenschalteranordnung ausgerüstet, die es erlaubt,
den Bedarfsverstarker zwecks Kontrolle der Bedarfsfunktion
zu deaktivieren; diesen Geraten fehlt aber die Möglichkeit einer Ratenubersteuerung.
Eine weitere Verbesserung seit dem Aufkommen des ersten implantierbaren Herzschrittmachers sind Mittel, die ein
Umprogrammieren des Schrittmachers nach dem Implantieren gestatten. So ist aus der US-PS 3 8O5 796 eine Schaltungsanordnung
bekannt, mittels deren die Schrittmacherfrequenz ohne chirurgischen Eingriff geändert werden kann,
nachdem der Schrittmacher implantiert wurde. Die Frequenz ändert sich dabei in Abhängigkeit von der Anzahl von Malen,
die ein magnetisch betätigbarer Zungenschalter geschlossen wird. Die Anzahl der Schließvorgänge des Zungenschalters
wird gezählt und in einem binären Zähler einge-
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speichert. Jede Stufe des Zählers ist so angeschlossen, daß ein Widerstand einer in Serie geschalteten Widerstandskette entweder wirksam gemacht oder überbrückt wird. Die
Widerstandskette stellt einen Teil eines RC-Zeitkonstantengliedes dar, das die Schrittmacherrate steuert.
Das vorstehend genannte Konzept wurde durch die Anordnung nach der US-PS 4 O66 086 weiter verbessert. Es handelt
sich dabei um einen programmierbaren Herzschrittmacher, der auf das Anlegen von HF-Impulsfolgen anspricht, während
ein magnetisches Feld, das dicht bei einem einen Teil des Schrittmachers bildenden, magnetisch betätigten Zungenschalter
ausgebildet wird, den Zungenschalter geschlossen hält. Bei dieser Anordnung ist wiederum nur die Rate
oder Folgefrequenz in Abhängigkeit von der Anzahl der angelegten HF-Impulsfolgen programmierbar. Der Einsatz von
HF-Signalen zum Programmieren von Herzschrittmachern wurde erstmals in der US-PS 3 833 0O5 beschrieben. Dieses Gerät
ist in der Lage, sowohl die Impulsfolgefrequenz als
auch die Impulsbreite zu programmieren.
Ein Bereich, wo die Herzschrittmachertechnologie hinter dem konventionellen Stand der Technik auf dem Gebiet der
Elektronik hinterherhinkt, ist der Einsatz von digitalen elektrischen Schaltungen. Ein Grund dafür war die hohe
Energie, die für den Betrieb von digitalen Schaltungen notwendig war. Angesichts der jüngsten technologischen
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Fortschritte bei Komplementcr-Metalloxid-Halbleiterkomponenten
(CMOS), die in Form von Großschaltkreisen hergestellt werden, beginnen, zusammen mit Verbesserungen der
Herzschrittmacherbatterien, digitale elektronische Schaltungen
bei kommerziellen Schrittmachern angewendet zu werden.
Digitale Schaltungen zeichnen sich insbesondere durch ihre Genauigkeit und Verläßlichkeit aus. Typischerweise
arbeitet die digitale Schaltung in Abhängigkeit von einem Quarzoszillator, der über ausgedehnte Zeitspannen hinweg
eine sehr stabile Frequenz liefert. Seit mindestens 1966
wurden Vorschlage gemacht, digitale Techniken bei Herzschrittmachern
zu benutzen. Beispielsweise sei auf den Aufsatz von Leo F. Walsh und Emil Moore mit dem Titel "Digital
Timing Unit for Programming Biological Stimulators" in The American Journal of Medical Electronics, 1. Vierteljahr
1977, Seiten 29 bis 34, verwiesen. Das erste Patent, das die Anwendung von Digital verfahren vorschlägt,
ist das US-Patent 3 557 796. Dort wird mittels eines Oszillators ein Binärzahler angesteuert. Wenn der Zahler einen
vorbestimmten Zählwert erreicht, wird ein Signal angeliefert, das die Abgabe eines Herzreizimpulses bewirkt.
Gleichzeitig wird der Zähler zurückgestellt; er beginnt
wieder, die Oszillatorimpulse zu zahlen. Außerdem sind dort ein digitales Bedarfskonzept, bei dem der Zähler nach
dem Erfassen eines natürlichen Herzschlags zurückgestellt wird, und ein digitales Refraktärkonzept beschrieben, entsprechend
dem der Ausgang für eine beliebige vorbestimmte
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Zeitspanne gesperrt wird, nachdem ein Herzreizimpuls abgegeben
oder ein natürlicher Schlag erfaßt ist.
Digitale Programmiermaßnahmen gehen aus den US-PSen
3 8O5 796 und 3 833 OO5 hervor. Die US-PS 3 833 OO5 zeigt
ferner eine digitale Steuerschaltung zum Steuern der Folgefrequenz
der Reizimpulse, indem ein rückstellbarer Zahler vorgesehen wird, der ständig bis zu einem vorbestimmten
Wert hochzählt, der mit einem in ein Speicherregister
einprogrammierten Wert verglichen wird. Ferner kann die
Ausgangsimpulsbreite eingestellt werden, indem der Widerstand in dem die Impulsbreite bestimmenden RC-Kreis umgeschaltet wird.
Ausgangsimpulsbreite eingestellt werden, indem der Widerstand in dem die Impulsbreite bestimmenden RC-Kreis umgeschaltet wird.
Zu weiteren Literaturstellen betreffend die Anwendung von
digitalen Anordnungen bei Herzschrittmachern gehören die
US-PSen 3 631 860, 3 857 399, 3 865 119, 3 870 O5O,
US-PSen 3 631 860, 3 857 399, 3 865 119, 3 870 O5O,
4 O38 991, 4 O43 347, 4 049 OO3 und 4 049 OO4.
Obwohl vorgeschlagen wurde, verschiedene Parameter, d.h.
die Impulsbreite und -rate, bei einem implantierten
Schrittmacher zu ändern, ist es erwünscht, ein Gerät zu
schaffen, das in der Lage ist, in verschiedenartigen,
unterschiedlichen Schrittmacher- und/oder Meßarten zu arbeiten. Bekannte Systeme sind in der Lage, mittels einer
digitalen Zählschaltung ein programmiertes Wort einzuspeichern, das kennzeichnend für die gewünschte Rate oder
die Impulsbreite und -rate, bei einem implantierten
Schrittmacher zu ändern, ist es erwünscht, ein Gerät zu
schaffen, das in der Lage ist, in verschiedenartigen,
unterschiedlichen Schrittmacher- und/oder Meßarten zu arbeiten. Bekannte Systeme sind in der Lage, mittels einer
digitalen Zählschaltung ein programmiertes Wort einzuspeichern, das kennzeichnend für die gewünschte Rate oder
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Impulsbreite ist. Im Falle eines implantierten Gerätes ist jedoch der Raum fur die Unterbringung mehrerer solcher
Zähler, in dem Bemühen, eine Anzahl solcher Funktionen zu programmieren, sehr begrenzt.
Bei jeder der vorstehend diskutierten Lösungen, und insbesondere denjenigen, die sich mit der Programmierbarkeit
von Schrittmachern befassen, können die über einen Parameterschalter programmierbare Impulsrate und Impulsbreite
leicht an Hand des konventionellen Elektrokardiogramms beobachtet werden. Bei einem universell programmierbaren
Herzschrittmacher ist es jedoch erwünscht, eine große Vielzahl von Parametern zu programmieren, die sich
durch Betrachten des Elektrokardiogramms nicht so leicht
überprüfen lassen. Beispielsweise ist es erwünscht, die Empfindlichkeit des Meßverstärkers programmieren zu können,
so daß dieser in Abhängigkeit von den Bedürfnissen des Patienten weniger oder starker empfindlich gemacht
werden kann. Außerdem soll sich die Refraktärperiode des
Schrittmachers programmieren lassen, die gleichfalls aus einer Überprüfung des EKG nicht ohne weiteres feststellbar
ist. Im übrigen ist es erwünscht, die Stimulationsrate, die Breite der Schrittmacherimpulse und die Amplitude
der Schrittmacherimpulse programmieren zu können. Ferner soll sich im Hysteresebetrieb die prozentuale
Minderung der Rate programmieren lassen, bei welcher der Schrittmachergenerator die Stimulation ausgehend von dem
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zu ermittelnden Grenzwert einleitet, um den Schrittmacherbetrieb beginnen zu lassen. Des weiteren soll eine
Gruppe von Nennwerten dieser Parameter programmiert werden können, auf die nach Wahl des Bedienenden der Betrieb
des Schrittmachergenerators in einem Notfall zurückgestellt wird. Ferner kann der Schrittmachergenerator in
einer Vielzahl von Betriebsarten programmiert werden. Zu diesen gehören ein Bedarfsbetrieb, ein Synchronbetrieb,
bei welchem der Schrittmachergenerator zur Abgabe von
Reizimpulsen in Synchronismus mit dem Erfassen der R-WeI-Ie
des Patienten veranlaßt wird, ein Asynchronbetrieb,
bei dem der Schrittmachergenerator Reizimpulse mit fester Rate anliefert, ein Inhibit- oder Sperrbetrieb, bei dem
das programmierte Arbeiten des Schrittmachergenerators gesperrt wird, so daß der Arzt die normale Kontraktion
des Herzens des Patienten ohne Unterstützung durch den Schrittmachergenerator beobachten kann, ein Meßbetrieb,
bei dem die Herzaktivität des Patienten einschließlicn des EKG und der Schrittmacherimpulse gemessen und dargestellt
werden, ein temporärer Betrieb, bei dem eine gewünschte Gruppe von Parametern für einen Testzeitraum
übernommen wird, und ein Betrieb mit automatischem Schwellwert, bei dem die Impulsbreite des dem Herzen des
Patienten zugeführten Schrittmacherimpulses schrittweise verringert wird, bis die Schrittmacherimpulse nicht mehr
in der Lage sind, das Herz des Patienten zu stimulieren, d. h. bis die Mitnahme des Herzens verlorengeht. Dabei
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kommt es nicht nur darauf an, codierte Nachrichten an den
Schrittmachergenerator übermitteln zu können, der im Patienten
implantiert sein kann, sondern auch die Auswirkung der Änderung dieser Parameter zu erfassen und zu
überwachen, indem die Herzaktivität des Patienten wiedergegeben
wird. Es ist erwünscht zu überprüfen, ob der Parameter oder die Betriebsart, der bzw. die programmiert
werden soll, tatsachlich in den Speicher des Schrittmachergenerators
eingegeben wurde. Ferner muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß Fehler des Bedienenden verhindert
werden, so daß ungeeignete Parameter oder Betriebsarten nicht zu unzweckmäßigen Zeiten eingegeben werden
können.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemdß
durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Programmieren eines
Schrittmachergenerators mit Parametern und Betriebsarten
zur Steuerung der Abgabe von Reizimpulsen an das Herz des Patienten mittels des Schrittmachergenerators weist
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform eine Tastatur
für die Eingabe der Parameter und/oder Betriebsarten durch entsprechende Betätigung von Hand und eine
Wiedergabesteuervorrichtung auf, die versehen ist mit
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einem Speicher, der eine Folge von Schritten einspeichert,
in denen ein bestimmter Parameter oder eine bestimmte Betriebsart zu programmieren ist, und der die Wiedergabeeinrichtung
veranlaßt, Nachrichten wiederzugeben, die den Bedienenden anweisen, in einer gewünschten Folge das Programm
oder die Betriebsart über die Tastatur einzugeben, sowie mit einem Fehlerdetektor, der bei Drücken einer unrichtigen
Taste der Tastatur die Steuervorrichtung veranlaßt, auf den Anfangsschritt des Steuerprozesses zurückzukehren
.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 die gesamte Anordnung einschließlich eines Programmier- und Überwachungsgerätes und
eines mittels des Programmiergerätes zu programmierenden, implantierbaren Schrittmachergenerators
,
Fig. 2 die Tastatur, mittels deren verschiedene Betriebsarten und Parameter über das Programmiergerät
in den Schrittmachergenerator eingegeben werden können,
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Fig. 3 die Wellenform des von dem Programmier
gerät an den programmierbaren Schrittmachergenerator
zu übermittelnden Signals ,
Fig. 4 in Blockformat ein Programmierwort und
die verschiedenen Teile dieses Wortes,
Fig. 5 ein Blockschaltbild der das Programmier
gerät bildenden Stufen und dessen Zuordnung zu den Verbindungen, die mit einem
Patienten zwecks Ermittlung der Herzaktivität herzustellen sind,
Fig. 6A bis 6D die das Programmiergerät nach Fig. 5
bildenden Schaltungsteile in ausführlicherer
Form,
Fig. 7 auf hoher Ebene die von dem Programmier
gerät durchzuführenden Steuerfunktionsschritte
für eine Eingabe von Parametern in den programmierbaren Schrittmachergenerator, eine Änderung der Betriebsart
des programmierbaren Schrittmachergenerators und die Überwachung und Darstellung
der Auswirkungen solcher Änderungen einschließlich insbesondere einer
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Darstellung der Herzaktivität des Patienten, und
Fig. 8A bis 8P auf niedrigerer Ebene die notwendigen
Steuerschritte zur Durchführung der allgemeinen Steuerfunktionen gemäß Figur
7.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die gesamte programmierbare Schrittmacheranordnung 1O ein Programmiergerät 12,
einen Programmierkopf 14 und einen Impulsgenerator 16. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Programmiergerät
12 und den Steuer- und Überwachungsfunktionen, die das Programmiergerät
bezüglich des Impulsgenerators 16 ausführt. Von dem Impulsgenerator 16 erzeugte Signale werden über
Leitungen 18 dem Herz (nicht dargestellt) zugeführt, um dessen Kontraktion zu bewirken. Die Art der vom Impulsgenerator
16 über die Leitungen 18 angelieferten Signale sowie
das Ansprechverhalten des Herzens auf diese Signale sind bekannt und bedürfen infolgedessen vorliegend keiner
näheren Erläuterung.
Um den Impulsgenerator 16 zu programmieren, muß der Kopf
14 in eine geeignete Lage unmittelbar über dem Impulsgenerator 16 gebracht werden. Vom Programmiergerät 12 aus
muß dem Kopf 14 über eine Leitung 3O eine Reihe von HF-Signalfolgen
zugeführt werden. Der Kopf 14 weist einen
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Permanentmagneten von ausreichender Größe auf, um einen
im Impulsgenerator 16 befindlichen, magnetisch betätigten
Zungenschalter zu schließen. Der Zungenschalter, seine
Funktionsweise und seine Verbindung mit der übrigen Schaltungsanordnung
des Impulsgenerators 16 sind im einzelnen in der am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung
eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Digitaler Herzschrittmacher" (Priorität vom 6. Nov. 1978 aus der
US-Anmeldung Serial No. 957 96C) beschrieben. Durch das Schließen des Zungenschalters im Impulsgenerator 16 wird
eine gleichfalls innerhalb des Impulsgenerators 16 untergebrachte
Schaltungsanordnung in die Lage versetzt, über die Leitung 30 dem Kopf 14 zugeführte HF-Signale zu erfassen
und zu verarbeiten.
Das Programmiergerät 12 weist bei der veranschaulichten
Ausführungsform einen Generator zur Erzeugung von HF-Impulsfolgen
auf. Es handelt sich dabei um eine Folge von HF-Signalen der im folgenden an Hand der Fig. 3 und 4 erläuterten
Art. Das Programmiergerät 12 ist an seiner Ober- oder Frontseite in der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten
Weise mit einer Mehrzahl von Tasten versehen, die vom Operator gedrückt werden können. Zu diesen
Tasten gehören Parametertasten 22, numerische Tasten 24 und Funktionstasten 26. Außerdem ist ein Wiedergabe- oder
Sichtgerät 28 vorhanden, so daß der Operator eine Darstellung einer großen Vielzahl von Informationen beobach-
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ten kann, zu denen Anweisungen an den Operator bezüglich des nächsten von ihm zu ergreifenden Schrittes, Herzaktivitäten
des Patienten, eine Bestätigung von eingegebenen Parametern, Änderungen der Betriebsart und dergleichen gehören
.
In der vorstehend genannten parallelen Patentanmeldung ist
ein programmierbarer Impulsgenerator entsprechend dem Generator 16 beschrieben, der Mittel aufweist, um elektrische
Reizsignale für das Reizen von Körpergewebe auf mindestens eine Leitung zu geben. Er ist ferner mit einer Meß- oder
Erfassungseinrichtung ausgestattet, um die natürlichen Ströme der elektrischen Aktivität in dem betreffenden Körpergewebe,
z. B. dem Herz des Patienten, zu ermitteln und auf Grund einer solchen elektrischen Aktivität, zu der das
EKG des Patienten und Schrittmacherimpulse gehören, entsprechende elektrische Signale zu erzeugen und zu übermitteln.
Der Impulsgenerator weist einen Programmspeicher zur Aufnahme und Einspeicherung von Programmsignalen auf,
um die elektrische Stimulationsschaltung und die Meßschaltung entsprechend zu beeinflussen. Wie im folgenden näher
erläutert ist, ist das Programmiergerät 12 so ausgelegt, daß es codierte Signale an einen derartigen, in Fig. 1
bei 16 gezeigten Schrittmachergenerator übermittelt, um Änderungen der Betriebsart und der Parameter der an dem
Patienten vorgenommenen Stimulation herbeizuführen, und
um die Art der Erfassung der elektrischen Aktivität des
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Herzens des Patienten zu ändern. Fig. 2 zeigt eine Tastatur
aus einem Schalterfeld, das beispielsweise eine 8x8-Leitermatrix
aufweist, wobei eine vorgewählte Anzahl der Kreuzungspunkte als Schalter oder Drucktasten ausgenutzt
wird. Auf diese Weise wird für hohe Flexibilität gesorgt.
Es ist möglich, unterschiedliche Parameter und Betriebsarten zu programmieren. Bei der Ausführungsform nach Fig.2
ist eine begrenzte Anzahl der möglichen 64 Schalterpositionen
ausgenutzt. Das Schalterfeld ist mittels einer Schablone abgedeckt, wobei die gewünschten Schaltpunkte
und ihre Funktionen angegeben sind.
Zu den Parametertasten 22 gehören beispielsweise Tasten 22-1, 22-2, 22-3, 22-4 und 22-5, die bestimmte Schrittmachermodelle
der Anmelderin bezeichnen, die durch Drücken einer dieser Tasten wahlweise programmiert werden können.
Nach der Angabe des betreffenden zu programmierenden Modells des Impulsgenerators 16 wird der im Einzelfall zu
programmierende Parameter gedrückt. Zu den Parametertasten gehören Tasten für das Programmieren der Rate (Folgefrequenz),
der Impulsbreite und der Amplitude des Herzreizimpulses,
der Empfindlichkeit des Verstärkers und der Refraktärperiode. Beispielsweise kann der Operator die
Taste RATE 22-7 drücken, um die Rate zu programmieren, mit der die Reizimpulse durch den Impulsgenerator dem Herzen
des Patienten zugeführt werden. Der Operator kann den gewählten Parameter jederzeit löschen, indem er die LÖSCH-
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Taste drückt, wodurch die am Sichtgerät 28 wiedergegebenen Zahlen verschwinden und das Programmiergerät 12 für
die Aufnahme einer weiteren Eingabe vorbereitet wird. Sodann werden ausgewählte numerische Tasten 24 gedruckt, um
das Programmiergerät 12 zum Erzeugen von Signalen zu veranlassen, die einen bestimmten V\/ert darstellen, auf den
der gewählte Parameter zu programmieren ist. Wenn beispielsweise die Ratenparametertaste 22-7 gedruckt wird,
müssen außerdem die numerischen Tasten 24 gedruckt werden, die den gewünschten Ratenwert angeben.
Die Impulsbreite des Schrittmacherimpulses wird programmiert,
indem zunächst die Impulsbreitentaste 22-8 gedrückt wird, worauf über die numerischen Tasten 24 der
betreffende, einzuprogrammierende Impulsbreitenwert eingegeben wird.
Die Empfindlichkeitstaste 22-9 wird gedrückt, um eine Änderung
der Empfindlichkeit eines im Impulsgenerator 16 vorhandenen Meßverstärkers einzuleiten. Auf diese Weise
kann die Verstärkung oder die Empfindlichkeit des Verstärkers,
der die R-Wellensignale des Patienten verstärkt,
in Abhängigkeit von dem einzelnen Patienten, dem Zustand des Patienten und der Verbindung der Schrittmacherleitungen
mit dem Herz des Patienten geändert werden. Dies erlaubt es, die R-Wellensignale ebenso wie die ermittelten
Schrittmacherimpulse zu verstärken, ohne daß es in ver-
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schiedenen Betriebsarten zu einer Sättigung des Schrittmachergenerators
kommt.
Des weiterer, kann aie Amplitude des Schrittmacherimpulses
oder Reizsignals, das vom Impulsgenerator 16 an das Herz
des Patienten geht, in Abhängigkeit von dem Zustand des Herzens des Patienten eingestellt werden. Entsprechend
einer Aus fuhrungs form la:3t sich die Amplitude des Schrittmacherimpulses
programmieren, indem zunächst die Verstarkertaste 22-10 gedruckt wird, um entweder eine'volle
Amplitude, beispielsweise in der Größenordnung von 2V, oder eine halbe Amplitude, beispielsweise in der Größenordnung
von etwa 1V, einzustellen.
Die Refrakturtaste 22-11 wird gedruckt, um das Umprogrammieren
der Refraktarperiode des Sehrittmachergenerators
einzuleiten, d. h. der an die Erzeugung eines Reizimpulses anschließenden Periode, während deren der Meßkreis
des Impulsgenerators 16 unwirksam gemacht wird.
Die Hysteresetaste 22-12 wird gedruckt, um einen Hysteresebetrieb
einzuleiten. Bei der Hysteresefunktion legt der Impulsgenerator 16 künstliche Reizimpulse mit konstanter
Rate an, solange keine naturliche Herzaktivität ermittelt wird. Wenn jedoch ein naturlicher Herzschlag
erfaßt wird, läßt eine im Impulsgenerator 16 vorgesehene Schaltungsstufe eine im Vergleich zu der Zeit zwischen
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den Impulsen mit konstanter Frequenz längere Zeitspanne
verstreichen, bevor ein Reizimpuls angeliefert wird. Nachdem einmal der erste künstliche Reizimpuls abgegeben ist,
werden weitere künstliche Reizimpulse mit der konstanten
Rate angeliefert. Durch Ausnutzung des Hysteresekonzepts wird infolgedessen dem Herzen zusätzlich Zeit gegeben, einen
natürlichen Schlag auszuführen, falls es zuvor natürliche
Schlage abgegeben hat. Wenn jedoch die künstliche Reizung notwendig wird, werden die künstlichen Reizimpulse
mit höherer Rate angeliefert. Der Hysteresebetrieb von bekannten Schrittmachern ist im einzelnen in der US-Reissue-PS
28 OO3 erläutert.
Wie in der obengenannten parallelen Patentanmeldung beschrieben ist, weist der Impulsgenerator 16 zwei Ausgangsanschlüsse
auf, über die Signale an das Herz abgegeben und von diesem empfangen werden können. Es ist ferner
ein Meßverstärker vorgesehen, der auf die von den Ausgangsanschlüssen aufgenommenen, vom Herzen kommenden
Signale anspricht und ein Signal liefert, das kennzeichnend fur das Auftreten von natürlicher Herzaktivität ist.
Der Impulsgenerator ist ferner mit einer digitalen Zeitsteuer- oder Takteinrichtung ausgestattet, die auf die
Meßverstärkersignale hin ein Signal zwischen den Ausgangsanschlüssen
eine vorgegebene Zeitspanne nach Auftreten des Meßverstärkersignals oder des vorausgegangenen
vom Impulsgenerator kommenden Signals anliefert. Schließ-
0 3 0 U ? 0 / 0 B 2 3
lieh weist der Impulsgenerator 16 eine bistabile Einrichtung
auf, die auf das Meßverstarkersignal und das Signal
der digitalen Takteinrichtung ansprechend ein Signal in
einem von zwei Zustanden abgibt. Die bistabile Einrichtung ist so gesteuert, daß sie ein Signal im einen Zustand
abgibt, wenn eines der Verstarkersignale oder Takt-"
signale erscheint, während sie das Signal im anderen Zustand anliefert, wenn das andere der Meßverstarker- oder
Taktsignale auftritt. Die digitale Taktsteuerung spricht auf das Signal der bistabilen Einrichtung dadurch an, daß
die vorgegebene Zeitspanne langer ist, wenn das Signal der bistabilen Einrichtung im einen Zustand vorliegt, und
daß diese Zeitspanne kurzer ist, wenn das Signal der bistabilen Einrichtung den anderen Zustand hat. Der Operator
drückt zunächst die Hysteresetaste 22-12 und gibt
dann über die numerischen Tasten 24 einen Prozentwert ein. Der Prozentwert stellt eine Differenz zwischen dem
Ratenmindestwert, der vom Impulsgenerator 16 zum Einleiten
der Schrittmacherfunkt ion ermittelt wird, und demjenigen
niedrigeren Ratenwert dar, mit dem die künstlichen Reizimpulse dem Herzen des Patienten zugeführt werden.
Ein Bedarfsbetrieb wird eingeleitet, indem die Bedarfstaste 26-5 gedrückt wird. Im Bedarfs- oder kammerinhibierten
Betrieb kann der Impulsgenerator 16 die natürlich auftretenden R-Wellen des Herzens des Patienten erfassen.
Falls solche Wellen vorliegen, werden sie von dem Impuls-
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ORIGINAL INSPECTED
generator 16 ermittelt; die weitere Erzeugung von Reizimpulsen wird gesperrt. Wie in der obengenannten parallelen
Patentanmeldung erläutert ist, weist der Impulsgenerator
16 einen Programmspeicher auf, der auf ein von dem Programmiergerät
12 auf Drücken der Bedarfstaste 2ό-5 hin erzeugtes, codiertes Signal anspricht und einen Code einspeichert,
der kennzeichnend für den Bedarfsbetrieb ist. Zur Durchführung der Bedarfsfunktion weist der Impulsgenerator
16 eine digitale Taktsteuerung auf, die auf das Signal des Meßverstärkers und den Programmspeicnercoae ansprechend
die Erzeugung von Reizsignalen sperrt, wenn die natürlich auftretenden R-Wellen erfaßt werden.
Die Asynchrontaste 26-7 wird gedrückt, um im Impulsgenerator 16 einen asynchronen oder Freilaufbetrieb einzuleiten.
Bei gewissen Patienten, die voll schrittmacherabhängig sind, d. h. deren Herz mit keiner akzeptablen Rate
schlägt, wenn der Impulsgenerator zu arbeiten aufhört, ist es erwünscht, dem Herz des Patienten eine Folge von
Reiz- oder Schrittmacherimpulsen unabhängig davon zuzuführen, ob das Herz intermittierend selbst arbeitet. Die
Reizimpulse sollen dabei mit einer Folgefrequenz angeliefert
werden, die in der oben angegebenen Weise eingestellt werden kann. In einem solchen Fall drückt der Operator
die Asynchrontaste 26-7, woraufhin dem Speicher des Impulsgenerators 16, wie in der obengenannten parallelen
Patentanmeldung erläutert, ein codiertes Signal
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ORIGINAL INSPECTED
zur Einspeicherung zugeht, das kennzeichnend für den
Asynchronbetrieb und für die Sollrate ist, mit der dem
Herz des Patienten Schrittmacherimpulse zugeführt werden sollen.
Des weiteren kann der Operator den synchronen oder kammersynchronen
Betrieb auswählen, indem er die Synchrontaste 26-6 druckt. Beim synchronen Betrieb fuhrt der Impulsgenerator
16 dem Herz des Patienten einen Schrittmacherimpuls auf das Erfassen eines natürlichen Herzschlags
hin zu, d. h. auf die Ermittlung der natürlich auftretenden R-Welle. Der Synchronbetrieb wird als Testbetrieb
eingesetzt, weil diese Betriebsart immer beobachtet werden kann, auch wenn natürliche Herzaktivität vorliegt.
Der kammersynchrone Betrieb hat andererseits den Nachteil, daß der Energiequelle, beispielsweise einer Batterie,
des Impulsgenerators übermäßig Energie entnommen wird. Der synchrone Betrieb stellt also im wesentlichen
einen Versuchsbetrieb dar, der es dem behandelnden Arzt
gestattet, das Arbeiten des Impulsgenerators 16 mit Sicherheit, z. B. auf dem Sichtgerät 28, zu beobachten.
Ein codiertes Signal, das kennzeichnend für den synchronen Betrieb und für die gewünschte Reizrate ist, kann in
dem Speicher des Impulsgenerators einprogrammiert werden,
wie dies in der vorstehend genannten parallelen Patentanmeldung im einzelnen ausgeführt ist.
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Die automatische Schwellwerttaste 26-12 wird gedrückt, um
den automatischen Schwellwertbetrieb einzugeben, dessen Aufgabe es ist, den kleinsten Energiepegel zu bestimmen,
bei dem das Herz mitgenommen wird. Generell wird die Impulsbreite
des Reizimpulses vermindert, bis die Mitnahme aufhört. Das Ermitteln der minimalen Impulsbreite ist erwünscht,
weil die Impulsbreite die Energie, definiert als die Impulsbreite mal der Impulshöhe des Herzreizimpulses,
bestimmt, die dem Herz des Patienten zugeführt wird. Außerdem variiert bei ein und demselben Patienten
die zum Stimulieren des Herzens notwendige Energie als Funktion der Zeit. Um die maximale Lebensdauer des Schrittmachers
zu nutzen, ist es erwünscht, für den Herzreizimpuls nicht mehr Energie aufzuwenden, als dies für das
Stimulieren des Herzens erforderlich ist. Es versteht sich, daß dabei ein ausreichender Sicherheitsabstand über
dem tatsächlichen Schwellwert berücksichtigt werden muß, bei dem die Reizung eintritt. Bei dem in der vorstehend
genannten parallelen Patentanmeldung näher erläuterten universell programmierbaren Schrittmacher 16 läßt sich
die Impulsbreite programmieren, um für eine Kompensation hinsichtlich variierender Schwellwerte bei unterschiedlichen
Patienten und auch bei den gleichen Patienten über ausgedehnte Zeitspannen hinweg zu sorgen. Um den niedrigsten
Energiewert des Impulses innerhalb der Grenzen des Sicherheitsabstandes aufrechtzuerhalten, ist es erwünscht,
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- 3O -
eine einfache Überprüfung oder Austestung des Schwellwertsicherheitsabstandes
vornehmen zu können, um festzustellen, ob der Sicherheitsabstand ausreichend ist. Der Operator
leitet einen solchen Test durch Drücken der automatischen Schwellwerttaste 26-12 ein, wodurch der Schrittma- (
eher eine Folge von Reizimpulsen mit schrittweise abnehmender
Impulsbreite, ausgehend von der zuvor programmierten Impulsbreite, erzeugt. Nach jeweils sechs Schrittmacherimpulsen
wird die Impulsbreite um 0,1 ms vermindert. Wenn die Taste 26-12 losgelassen wird oder wenn die Impulsbreite
den Wert 0,5 ms erreicht, wird die Impulsbreite auf ihren Ausgangswert zurückgestellt; die vorgesehene letzte
Impulsbreite wird angezeigt. Während des Testvorgangs wird jede benutzte Impulsbreite am Sichtgerät 28 wiedergegeben.
Der Operator beobachtet außerdem das EKG des Patienten auf dem Sichtgerät 28, um festzustellen, ob eine Mitnahme erfolgt
ist. Wenn keine Mitnahme eintritt, kann der Operator schließen, daß zwischen dem programmierten Energiewert des
Impulses und dem für eine Herzmitnahme notwendigen Schwellwert kein ausreichender Sicherheitsabstand besteht.
Der Impulsgenerator 16 weist, wie in der genannten parallelen Anmeldung erläutert ist, eine Schaltungsanordnung zum
Erzeugen und Anlegen von elektrischen Signalen mit einem definierten Energiebetrag für das Reizen des Herzens des
Patienten sowie eine Detektorschaltung auf, die ein Sig-
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_ 31 _
nal anliefert, wenn ein von dem Programmiergerät 12 abgegebenes
verschlüsseltes Signal festgestellt wird. Außerdem ist die Impulserzeugerschaltung mit einer Schwellwertabstandseinrichtung
versehen, die auf das Signal der Detektorschaltung ansprechend bewirkt, daß der Reizsignalerzeuger
mindestens ein Signal abgibt, das einen Energiebetrag hat, der um einen vorbestimmten Wert kleiner als eine definierte
Energiemenge ist, beispielsweise indem die Impulsbreite des Reizimpulses um einen definierten Wert vermindert
wird.
Der Operator kann ferner den Impulsgenerator 16 durch Drükken
einer Inhibittaste 26-10 so programmieren, daß er in einem Inhibitbetrieb arbeitet. Eine derartige Betriebsart
ist erwünscht, wenn der Arzt den Impulsgenerator 16 abschalten
möchte, um festzustellen, welche natürliche Schlagrate der Patient ohne einen richtig arbeitenden
Schrittmachergenerator hat. Eine derartige Diagnose ist notwendig, um die notwendige Sicherheit zu gewährleisten,
wenn der Schrittmachergenerator im Patienten implantiert bleiben soll, bis die Batterie vollständig erschöpft ist.
Dies kann zweckmäßig sein, wenn der Patient einen für eine
Lebenserhaltung ausreichenden natürlichen Rhythmus hat. Andernfalls, d.h., wenn der Patient eine zu niedrige natürliche
Schlagrate hat, muß der Schrittmacher vor dem Ende der
erwarteten Lebensdauer der Batterie ausgetauscht werden.
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_ 32_
Derzeit werden zum Sperren des Schrittmachers künstliche Signale an der Haut des Patienten angelegt. Diese Signale
gehen durch den Körper und werden von den Schrittmacherleitungen als natürliche Herzschläge erfaßt. Ein solches Vorgehen
ist nicht in allen Situationen voll befriedigend; es erfordert außerdem den Einsatz von Zusatzgeräten. Bei
dauerndem Drücken der Taste 26-10 wird an den Impulsgenerator 16 das codierte Inhibitsignal ständig übermittelt. Diese
Betriebsart wird verlassen, wenn entweder (a) der Programmierkopf entfernt wird oder (b) die codierten Inhibitsignale
nicht empfangen werden oder (c) in dem Inhibitcode ein Fehler vorliegt oder (d) ein anderer Code übertragen
wird. Während der Programmierung der Inhibit-Betriebsart blinkt auf dem Sichtgerät 28 ständig die Nachricht "INHIBIT"
auf.
Bei dem universell programmierbaren Schrittmachergenerator 16 ist es erwünscht, Mittel vorzusehen, um den Schrittmacher
so zu programmieren, daß die Erzeugung von Ausgangsimpulsen gesperrt wird. Weil diese Sperrung jedoch nur für
eine begrenzte Zeitdauer und unter sorgfältiger Überwachung durch den Arzt wirksam sein soll, müssen Mittel vorhanden
sein, die den Impulsgenerator automatisch veranlassen, in den nichtgesperrten Betrieb zurückzukehren, falls das Inhibitprogramm
im Impulsgenerator stehenbleibt. Eine solche Sicherung ist vorgesehen, um die Möglichkeit auszuschließen,
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daß der Schrittmacher des Patienten versehentlich dauernd
auf den Inhibitbetrieb programmiert bleibt. Der programmierbare
Herzschrittmacher-Impulsgenerator 16 ist für die Anlieferung von Herzreizimpulsen mit einer Ausgangsstufe versehen,
die an das Herz elektrisch angekoppelt werden kann. Der Impulsgenerator
16 spricht auf ein von dem Programmiergerät 12 kommendes, verschlüsseltes Programmiersignal dahingehend
an, daß die Erzeugung von Schrittmacherimpulsen beendet wird. Der Impulsgenerator 16 weist einen auf das Programmiersignal
ansprechenden Speicher zur Abgabe von mit dem codierten Programmiersignal
verknüpften Signalen und eine Einrichtung auf, die auf bestimmte verschlüsselte Inhibitsignale derart anspricht,
daß sie die Anlieferung der Herzreizsignale an die Ausgangsstufe sperrt, wenn das Inhibitprogrammiersignal ständig
wiederholt wird. Wenn die verschlüsselten Inhibitsignale ausbleiben, d.h. wenn der Operator die Inhibittaste 26-10
losläßt, nimmt der Impulsgenerator 16 wieder seinen normalen Schrittmacherbetrieb auf.
Der Operator kann für eine temporäre Betriebsart sorgen, indem
er die Temporärtaste 26-2 drückt, um so z.B. eine Betriebsart versuchsweise zu programmieren. Nachdem der Schrittmacher
implantiert und auf eine Betriebsart sowie eine Gruppe von Parametern programmiert ist, kann der Wunsch bestehen,
daß der Arzt den Patienten periodisch überprüft und feststellt,
wie der Patient auf die programmierte Betriebsart
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und die programmierten Parameter anspricht. Beispielsweise kann der Arzt die Rate, mit der der Impulsgenerator 16 Impulse
anliefert, oder die Impulsbreite in der vorstehend beschriebenen Weise ändern wollen. Außerdem können gewisse
diagnostische Überprüfungen des Patienten dadurch erwünscht sein, daß man den Schrittmacher auf andere Weise arbeiten
läßt. Während der Überprüfung des Schrittmachers 16 durch Andern der Betriebsparameter und der betreffenden Werte
kann es erwünscht sein, die erzielten neuen Ergebnisse mit den ursprünglichen Ergebnissen zu vergleichen. Nach dem
Vergleich kann der Arzt beurteilen, ob die ursprünglichen
Parameter beibehalten werden sollen, oder ob die neuen Parameter in den Schrittmacher einprogrammiert werden sollen.
Um dies zu erlauben, soll der Schrittmachergenerator 16 auf neue Parameter temporär programmierbar sein; falls die
neuen Parameter nicht dauernd aufrechterhalten werden sollen,
sollen die ursprünglichen Parameter selbsttätig wieder eingestellt werden. Eine derartige temporäre Betriebsart
läßt sich verwirklichen, indem der Impulsgenerator 16 temporär programmiert wird. Wenn die Rückstelltaste 26-4
und die Programmtaste 26-1 gedruckt werden, oder wenn der Magnet weggenommen wird, kehrt der Schrittmacher auf die
ursprünglichen Werte zurück. Andererseits kann mit Hilfe des Programmiergerätes 12 eine permanente Änderung der Parameter
oder der Betriebsart erfolgen, wobei die verschlüsselten Parameter- und/oder Betriebsartsignale in dem Spei-
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eher des Impulsgenerators 16 permanent eingespeichert werden.
Wie in der obengenannten parallelen Patentanmeldung im einzelnen geschildert ist, weist der programmierbare
Herzschrittmacher-Impulsgenerator 16 eine Detektoreinrichtung, die auf ein für den temporären Betrieb kennzeichnendes,
angelegtes, codiertes Programmsignal anspricht, einen Speicher zum Einspeichern eines mit dem Programmiersignalcode
verknüpften Codes, wenn das Programmiersignal erkennen läßt, daß die Betriebsparameter des Impulsgenerators
permanent geändert werden sollen, und zum Anliefern eines mit dem eingespeicherten Code verknüpften, den Parameter
kennzeichnenden Signals sowie eine Generatorsignalabgabeeinrichtung auf, die auf Parameter kennzeichnende
Signale ansprechend Herzreizsignale gemäß den gewünschten Betriebsparametern anliefert. Die Detektoreinrichtung läßt
erkennen, daß mindestens eine Gruppe von Betriebsparametern während einer vorgebbaren Zeitdauer temporär programmiert
werden soll. Sie liefert während dieser vorgebbaren Zeitdauer temporäre Parameter kennzeichnende Signale an die
Signalabgabeeinrichtung an Stelle der von dem Speicher kommenden, Parameter kennzeichnenden Signale. Nach der
vorbestimmbaren Zeitspanne gehen die permanente Parameter kennzeichnenden Signale an die Signalabgabeeinrichtung.
Der Impulsgenerator 16 hält die temporären Parameter zurück, bis (a) der im Programmierkopf 14 vorhandene Magnet
weggenommen wird oder (b) ein neuer permanenter oder tem-
porärer Wert programmiert wird oder (c) ein den temporären
Betrieb beendendes Codewort übermittelt wird, indem die Rückstelltaste 26-4 und dann die Programmtaste 26-1 gedrückt
werden. Wenn die Temporärtaste 26-2 gedrückt wird, erscheint auf dem Sichtgerät 28 die Nachricht "TEMP".
Der Operator kann die Löschtaste 24 drücken wenn er feststellt,
da3 bei der Eingabe einer Änderung eines Parameters oder einer Betriebsart ein Fehler gemacht wurde. Das
Programmiergerät 12 kehrt dann auf den Anfangspunkt des Programmierverfahrens zurück; die fälschlich eingegebenen
Signale werden gelöscht.
Als weitere Sicherheitsmaßnahme für den Betrieb des Programmiergeräts
12 kann der Operator die Nominaltaste 26-3 drücken. Wenn der Operator durch Beobachtung des Sichtgeräts
28 feststellt, daß das Herz des Patienten entweder auf natürliche oder künstliche Weise nicht richtig mit
Schrittmacherimpulsen versorgt wird, kann das Programmiergerät 12 auf diese Weise veranlaßt werden, selbsttätig eine
Gruppe von verschlüsselten Signalen zu übermitteln, anhand deren in dem Impulsgenerator 16 eine nominale Gruppe
von Parametern eingespeichert wird, zu denen die Rate, die Impulsbreite, die Empfindlichkeit, die Ausgangsamplitude
des Schrittmacherimpulses, die Refraktärdauer, der Hystereswert
und der Bedarfsbetrieb gehören. Wie in der obengenann-
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ten parallelen Patentanmeldung ausgeführt ist, weist der
Impulsgenerator 16 einen Speicher zur Aufnahme von derart verschlüsselten Signalen auf, um für einen entsprechenden
Schrittmacherbetrieb zu sorgen.
Nachdem eine Gruppe von Parametern und die Betriebsart über die betreffenden Tasten eingegeben sind und eine Prüfung
erfolgt ist, um festzustellen, ob die eingegebenen Parameter oder die Betriebsart innerhalb definierter, im folgenden
noch näher diskutierter Grenzwerte liegen, drückt der Operator die Programmtaste 26-1, wodurch die verschlüsselten
Signale über die Leitung 30 an den Programmierkopf 14 gehen. Auf diese Weise werden in der im Impulsgenerator 16
befindlichen Empfangsspule entsprechende Signale induziert und dann im Speicher des Impulsgenerators eingespeichert.
Anhand der Fign. 3 und 4 sei die Art der von dem Programmiergerät 12 erzeugten Daten erläutert. Jede Programmieroperation
bedingt die Übermittlung eines aus 32 binären Ziffern (Bits) bestehenden Wortes durch das Programmiergerät
12, wobei jedes Bit eine Binärzahl in Form einer logischen "1" oder einer logischen "O" ist. Die vom Programmiergerät
12 tatsächlich erzeugten Signale sind Folgen von HF-Signalen mit einer Frequenz von etwa 175 kHz. Für jedes
vom Programmiergerät 12 zu erzeugende Wort werden 32 praktisch identische HF-Signalfolgen angelegt. Jedes Bit wird
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seinerseits durch den Realzeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden
HF-Signalfolgen definiert. Entsprechend der vorliegend erläuterten bevorzugten Ausführungsform entspricht
eine relativ lange Zeitdauer einer logischen "1", während eine relativ kurze Zeitdauer als eine logische "O"
gewertet wird. Die Dauer der Signalfolgen kann etwa 0,35 ms
betragen. Die relativ lange Zeitspanne kann etwa 2,1 ms lang sein. Die relativ kurze Zeitspanne kann etwa O,7 ms
betragen. So ist beispielsweise in Fig. 3 oben eine willkürliche Reihe von neun HF-Signalfolgen veranschaulicht.
Diese neun Signalfolgen werden durch eine HF-Demodulationsstufe im Impulsgenerator 16 in Impulse verarbeitet; sie
sind in Fig. 3 unten als eine Impulsfolge dargestellt. Unterhalb des unteren Signalverlaufs in Fig. 3 ist eine Folge
von acht Binärzahlen angegeben, von denen jede am Anfang jedes des zweiten bis neunten Impulses steht. Jede
dieser Zahlen stellt das Bit dar, das durch den zeitlichen Abstand zwischen diesem Impuls und dem vorangehenden Impuls
gekennzeichnet ist. So lautet beispielsweise für das Signal gemäß dem oberen Kurvenverlauf der Fig. 3 der Binärcode
"1OO1O1OO". Diese Binärzahl kann in konventioneller
Weise in einem oktalen Zahlensystem als "224" geschrieben werden. Die erste Ziffer der Oktalzahl gibt die beiden
ersten höchstwertigen Bits an. Die mittlere Ziffer der Oktalzahl stellt die drei nächsten Bits dar. Die letzte Ziffer
der Oktalzahl stellt die drei niedrigstwertigen Bits
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dar. Im folgenden sind der Einfachheit halber alle Programmiercodes
in dem Oktalzahlensystem angegeben.
Anhand der Fig. 4 sei ein Beispiel eines von dem Programmiergerät
12 zum Impulsgenerator 16 übermittelten 32 Bit-Worts erläutert. Die 32 Bit-Wörter bestehen aus vier Teilen,
von denen jeder acht Bit lang ist. Diese vier Teile sind der Parametercode, der Datencode, der Zugriffscode
und der Paritätscode. Sie werden in dieser Reihenfolge erzeugt, wobei das niedrigstwertige Bit zuerst steht. Die
drei ersten Bits des 8-Bit-Parametercodes werden nicht benutzt;
sie werden immer als Logisch-"O"-Bits erzeugt. Das vierte Bit des Parametercodes ist entweder ein Logisch-"1"-
oder ein Logisch-"0"-Bit, das entweder einen Temporär- oder
Permanentprogrammierbefehl kennzeichnet. Die letzten vier
Parameterbits stellen den Code für die betreffende Funktionstaste 26 dar, die bei der Bedienung des Programmiergeräts
12 gedrückt wurde.
Der Datencodeteil des Programmierworts besteht aus acht
Bits, die einen bestimmten Wert für den gewählten Parameter
kennzeichnen.
An den Datenteil des Programmierwortes schließt sich das 8-Bit-Zugriffswort an, das stets aus dem Oktalcode "227"
besteht. Dieses Wort wird benutzt, um den Programmierpro-
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zeß des Impulsgenerators 16 zu starten. Das Zugriffswort hat u.a. den Zweck, zu verhindern, daß Fremdsignale, die
vom Impulsgenerator 16 erfaßt werden können, eine Umprogrammierung bewirken.
Der letzte 8-Bit-Teil der Programmierwörter besteht aus
einem 8-Bit-Paritätscode, der erzeugt wird, um für eine geeignete vertikale Parität, basierend auf den Parameter-
und Datenteilen des Wortes, zu sorgen. Der Paritätsteil wird wiederum als Kontrolle benutzt, um eine unerwünschte
Programmierung des Impulsgenerators 16 auszuschließen.
Der Parameterteil des DATEN-Signals bestimmt einen von elf
zu modifizierenden Parametern und gibt, wenn eine entsprechende
Wahlmöglichkeit gegeben ist, außerdem vor, ob diese Modifikation temporär oder permanent durchzuführen ist. Bei
den elf Parametern oder Betriebsarten handelt es sich um die Inhibitfunktion (eingeleitet mittels Taste 26-10), die
Refraktärdauer (Taste 22-11), den Hysteresebetrieb (Taste
22-12), den Asynchronbetrieb (Taste 26-7), den Bedarfsbetrieb (Taste 26-5), die Impulsbreite (Taste 22-8), die Rate
(Taste 22-7), den automatischen Schwellwert (26-12), den Nominalbetrieb (26-3), den Synchronbetrieb (Taste 26-6),
die Empfindlichkeit (Taste 22-9), die Amplitude der Ausgangsspannung
(Taste 26-10), den temporären Betrieb (26-2)
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und das Messen (26-11). Von den vorstehend genannten elf Parametern können der Inhibit-, der Raten- und der Schwellwertkontrollparameter
nur auf temporärer Basis verarbeitet werden, während die Verarbeitung des Hystereseparameters
nur auf permanenter Basis erfolgt. Alle anderen Parameter können entweder permanent oder temporär sein. Die temporäre
Programmierung bewirkt, daß der Impulsgenerator 16 solange programmiert wird, wie sich der Kopf 14 über dem Impulsgenerator
16 befindet, um einen (nicht gezeigten) Zungenschalter im Impulsgenerator 16 geschlossen zu halten, oder bis
ein anderes Programmierwort angeliefert wird. Nach dem Öffnen des Zungenschalters oder dem Übermitteln eines anderen
Programmierwortes übernehmen die ursprünglich in den Impulsgenerator 16 einprogrammierten Bedingungen wieder die
Steuerung, es sei denn, daß eine Modifikation durch das neue Programmierwort erfolgt.
In der untenstehenden Tabelle I sind die elf verschiedenen Parameter, die variiert werden können, zusammengestellt. Für
jeden ist der Parametercode für eine temporäre Parameteränderung oder für eine permanente Parameteränderung angegeben.
Ferner sind die verschiedenen Datenwerte, die gewählt werden können, und der Code aufgeführt, der in dem Datenteil
des Programmiersignals vorhanden sein muß, um die betreffende Datenänderung zu bewirken. Alle temporären und permanenten
Parametercodes und Datencodes sind im Oktalzahlensystem
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angegeben, um auf einfache Weise zu einer 8-Bit-Binärzahl
mit drei Ziffern zu kommen. Bei den in der Datenwertspalte
angegebenen Zahlen handelt es sich um Dezimalzahlen.
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Programmierparametercodes und Wertecodes
| Parameter | temp. Code |
perm. Code |
Datenwert | immer | Daten code |
| Inhibit | O1O | — | 225 ms | 377 | |
| Refraktor | 030 | 020 | 325 ms | 0OO | |
| 4OO ms | OO1 | ||||
| asynchron | OO2 | ||||
| keine Hysterese | OO3 | ||||
| Hysterese | -- | 060 | 40 Schläge/min unterer Grenzwert |
0OO | |
| 50 Schläge/min unterer Grenzwert |
OO1 | ||||
| 60 Schläge/min unterer Grenzwert |
O02 | ||||
| OO3 |
Asynchron/ 110
Bedarf
Bedarf
1OO Bedarfsbetrieb
Asynchronbetrieb
0OO OO1
Impulsbreite 130 120
50 με BOL 100 us BOL
150 fis BOL 2OO με BOL
25Ο με BOL
OOO
OO1
OO2
315O ^s BOL
3200 Hs
Hohe Rate
170
nominell
(tatsächl. 149,4)
(tatsächl. 149,4)
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TABELLE I (Fortsetzung)
| temp . | perm. | 155 | Datenwert | Daten | |
| Parameter | Code | Code | 16O | (155,5) Impuls/min | code |
| Hohe Rate | 165 | (158,7) | 376 | ||
| 170 | (165,6) | 375 | |||
| 175 | (169,3) | 373 | |||
| 18O | (173,2) | 372 | |||
| 185 | (181 ,4) | 371 | |||
| 19O | (185,8) | 367 | |||
| 195 | (190,5) | 367 | |||
| 2OO | (195,4) " ■ | 365 | |||
| 2O5 | (20O,5) | 364 | |||
| 210 | (205,9) | 363 | |||
| 21 5 | (211,6) | 362 | |||
| 220 | (217,7) | 361 | |||
| 225 | (217,7) | 36O | |||
| 230 | (224,1) | 36O | |||
| 235 | (230,9) | 357 | |||
| 240 | (238,1) | 356 | |||
| 245 | (238,1) | 355 | |||
| 250 | (245,8) | 355 | |||
| 260 | (254,0) | 354 | |||
| 270 | (262,7) | 353 | |||
| 280 | (272,1) | 352 | |||
| 290 | (282,2) | 351 | |||
| 300 | (293,0) | 350 | |||
| 310 | (304,7) | 347 | |||
| 320 | (3O4.7) | 346 | |||
| 330 | (317,4) | 346 | |||
| 34O | (331,2) | 345 | |||
| 360 | (346,3) | 344 | |||
| 38O | (362,8) | 343 | |||
| 400 | (380,9) | 342 | |||
| (400,9) | 341 | ||||
| 340 | |||||
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TABELLE I (Fortsetzung)
| Parameter | temp . Code |
perm. Code |
Datenwert | Daten code |
|
Schwellwert
kontrolle |
210 | — | 5O /JS BOL 1OO ps BOL |
OCO OO1 |
| 1 50 yus BOL | OO2 | |||
| 200 /JS BOL | OO 3 | |||
| 250 /JS BOL | 004 | |||
| • · 3150 ^JS BOL . |
076 | |||
| 32OO JJS BOL | 077 | |||
| Rate | 23O | 220 | 30 (30,O) | 313 |
| 31 (31 ,0) | 303 | |||
| 32 (32,O) | 273 | |||
| 33 (33,0) | 264 | |||
| 34 (34,0) | 255 | |||
| 35 (35,O) | 247 | |||
| 36 (35,9) | 241 | |||
| 37 (37,O) | 233 | |||
| 38 (37,9) | 226 | |||
| 39 (39,1) | 22O | |||
| 4O (39,9) | 214 | |||
| 41 (41 ,O) | 2O7 | |||
| 42 (42,1) | 202 | |||
| 43 (43,O) | 176 | |||
| 44 (44,0) | 172 | |||
| 45 (45,1) | 166 | |||
| 46 (45,9) | 163 | |||
| 47 (47,O) | 157 | |||
| 48 (47,9) | 154 | |||
| 49 (48,9) | 151 | |||
| 50 (50,1) | 145 |
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TABELLE I (Fortsetzung)
| temp. | perm. | Datenwert | Daten |
| Parameter Code | Code | 51 (51,1) | code |
| Rate | 52 (51,8) | 142 | |
| 53 (52,9) | 14O | ||
| 54 (54,0) | 135 | ||
| 55 (54,8) | 1 32 | ||
| 56 (56,O) | 13O | ||
| 57 (56,9) | 125 | ||
| 58 (58,2) | 123 | ||
| 59 (59,1) | 120 | ||
| 6O (6O1O) | 116 | ||
| 61 (61,O) | 114 | ||
| 62 (62,O) | 112 | ||
| 63 (63,O) | 11O | ||
| 64 (64,O) | 1C6 | ||
| 65 (65,1) | 104 | ||
| 66 (66,3) | 1O2 | ||
| 67 (66,8) | 1OO | ||
| 68 (68,O) | 077 | ||
| 69 (69,3) | O75 | ||
| 7O (69,9) | O73 | ||
| 71 (71,2) | 072 | ||
| 72 (71,9) | O7O | ||
| 73 (73,3) | O67 | ||
| 74 (74,0) | 065 | ||
| 75 (74,7) | O64 | ||
| 76 (76,2) | 063 | ||
| 77 (77,0) | 061 | ||
| 78 (77,8) | O6O | ||
| 79 (79,4) | 057 | ||
| 80 (8O,2) | O55 | ||
| 81 (81,1) | O54 | ||
| 053 | |||
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TABELLE I (Fortsetzung)
Parameter
| temp. perm. | Datenwert | Daten |
| Code Code | 82 (81,9) | code |
| 83 (82,8) | C52 | |
| 84 (83,7) | 051 | |
| 85 (84,7) | O5O | |
| 86 (85,6) | O47 | |
| 87 (86,6) | O46 | |
| 88 (87,6) | O45 | |
| 89 (88,6) | O44 | |
| 90 (89,7) | 043 | |
| 91 (9O.7) | O42 | |
| 92 (91,8) | C41 | |
| 93 (92,9) | O4O | |
| 94 (94,1) | 037 | |
| 95 (95,3) | O36 | |
| 96 (96,5) | O35 | |
| 97 (96,5) | 034 | |
| 98 (97,7) | 034 | |
| 99 (99,0) | 033 | |
| 1OO (100,3) | 032 | |
| 101 (101 ,6) | O31 | |
| 102 (101 ,6) | 030 | |
| 103 (1O3.O) | 030 | |
| 1O4 (104,4) | O27 | |
| 1O5 (104,4) | 026 | |
| 106 (105,8) | 026 | |
| 1O7 (107,3) | 025 | |
| 108 (107,3) | O24 | |
| 109 (108,9) | O24 | |
| 110 (110,4) | 023 | |
| 111 (110,4) | O22 | |
| 112 (112,1 ) | O22 | |
| 021 | ||
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TABELLE I (Fortsetzung)
| temp. | perm. | Datenwert | Daten |
| Parcmeter Code | Code | 113 (113,7) | code |
| Rate | 114 (113,7) | O2O | |
| 115 (115,5) | 020 | ||
| 116 (115,5) | O17 | ||
| 117 (117,2) | O17 | ||
| 118 (117,2) | 016 | ||
| 119 (119,1 ) | O16 | ||
| 12O (121 ,O) | O15 | ||
| 121 (121 ,0) | C14 | ||
| 122 (122,9) | 014 | ||
| 123 (122,9) | 013 | ||
| 124 (124,9) | O1 3 | ||
| 125 (124,9) | 012 | ||
| 126 (127,O) | 012 | ||
| 127 (127,O) | 011 | ||
| 128 (127,0) | O11 | ||
| 129 (129,2) | O11 | ||
| 13O (129,2) | 010 | ||
| 131 (131,4) | OIO . | ||
| 132 (131 ,4) | OO7 | ||
| 133 (133,7) | 007 | ||
| 134 (133,7) | OO6 | ||
| 135 (136,1) | 006 | ||
| 136 (136,1) | OO5 | ||
| 137 (1 36,1 ) | OO5 | ||
| 138 (138,5) | OO5 | ||
| 139 (138,5) | 004 | ||
| 140 (141 ,1 ) | 0O4 | ||
| 141 (141 ,1 ) | 003 | ||
| 142 (141 ,1 ) | OO3 | ||
| 143 (143,8) | Oü3 | ||
| 144 (143,8) | 002 | ||
| OO2 | |||
030020/0823
TABELLE I (Fortsetzung)
| Parameter | temp. Code |
perm. Code |
Datenwert | Daten code |
| Rate | 145 (143,8) | OO2 | ||
| 146 (146,5) | 001 | |||
| 147 (146,5) | 001 | |||
| 148 (149,4) | 0OO | |||
| 149 (149,4) | OCO | |||
| 150 (149,4) | COO | |||
| R-Synchron | 270 | 260 | nicht synchron | 0OO |
| sync hron | OO1 | |||
| Empfind lichkeit |
33O | 320 | keine niedrig |
OOO OO1 |
| mittel | OO2 | |||
| hoch | OO3 | |||
| Ausgang | 370 | 360 | einfach | OOO |
| doppelt | 001 |
In der obigen Tabelle I sind bei den Datenwerten sowohl für
die eingestellte Rate als auch für die nominelle Rate eine nicht in Klammer und eine in Klammer stehende Zahl angegeben.
Die in Klammer stehende Zahl stellt die tatsächlich auftretende Impulsanzahl pro Minute dar. Diese Größe ist
durch die Frequenz des Taktsignals und die Stufenanzahl der Schieberegister begrenzt. Die nicht in Klammern gesetzte
Zahl ist der nächstliegende Nennwert, der von einem Arzt
ausgewählt würde, wenn der in einem Patienten implantierte
Impulsgenerator 16 programmiert wird. Wenn beispielsweise
030020/0823
29U542
der Arzt beabsichtigt, den Impulsgenerator 16 auf eine Rate
von 72 Impulsen pro Minute zu programmieren, drückt er
die Ratenparametertaste 22-7 und dann die Zahl 72 auf den numerischen Tasten 24 des Programmiergeräts 12. Anschliessend
drückt er eine der Permanent- oder Temporärtasten, um
erkennen zu lassen, ob eine permanente oder eine temporäre Ratenänderung erfolgen soll. Angenommen, es ist eine permanente
Ratenänderung erwünscht, überträgt das Programmiergerät 12 einen Parametercode von "220", gefolgt von einem
Datenwertcode von "067", einem Zugriffscode von "227" und einem Paritätscode von "230". Der Impulsgenerator 16 spricht
auf diesen Code in der Weise an, daß er Impulse mit einer
Rate von 71,9 Impulsen pro Minute abgibt. Dies ist der dem
gewünschten Nennwert von 72 Impulsen pro Minute am nächsten kommende Impulsfolgefrequenzwert, mit dem auf Grund der internen
Schaltungsauslegung und der Frequenzwerte des Impulsgenerators 16 Reizimpulse angeliefert werden können.
Fig. 5 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die verschiedenen
das Programmiergerät 12 bildenden Baugruppen. Entsprechend den Fign. 1 und 5 weist das Programmiergerät 12 die
Tastatur mit den verschiedenen Tasten 22, 24 und 26 auf, über die die gewünschte Betriebsart und die gewünschten Parameter
in eine Prozessor- und Logikeinheit 32 eingegeben werden können, zu der, wie im folgenden näher erläutert,
mindestens eine Zentraleinheit (CPU) gehört. Weitere Ein-
030020/0823
gaben und Ausgaben erfolgen von dem Programmierkopf 14 über
einen Sender 34 zu der Prozessor- und Logikeinheit 32. Der Sender 34 sorgt für eine Frequenzmodulation von codierten
Signalen, die mittels des Programmier- oder Sendekopfs 14 an den Impulsgenerator 16 in Fig. 1 übermittelt werden. Der
Impulsgenerator 16 kann seinerseits frequenzmodulierte Signale senden, die von dem Programmierkopf 14 erfaßt und mittels
des Senders 34 demoduliert werden, um von den restlichen Teilen der Anordnung nach Fig. 5 verarbeitet zu werden.
Die Prozessor- und Logikeinheit 32 ist über einen 6O Pin-Hauptbus
46 mit einer Schnittstelleneinheit 36, einer EKG-Einheit 38, einer ROM-Speichereinheit 4O und einer RAM-Speichereinheit
42 gekoppelt. Die Schnittstelleneinheit 36 dient als Schnittstelle zwischen der Wiedergabeeinheit oder dem
Sichtgerät 28 und dem übrigen Teil der Anordnung, so daß für
die zu programmierenden Parameter oder Betriebsarten kennzeichnende
Nachrichten zusammen mit geeigneten Instruktionen wiedergegeben werden, die den Operator dabei unterstützen,
die auf diese Weise zu programmierenden, gewünschten Befehle einzugeben. Außerdem können die Herzaktivität des Patienten
darstellende Signale einschließlich der Impulsbreite des Schrittmacherimpulses und der Schrittmacherrate erfaßt und
auf dem Sichtgerät 28 dargestellt werden. Wie in Fig. 5 angedeutet ist, übermittelt der Hauptbus 46 in beiden Richtungen
030020/0823
Energie-, Daten-, Adressen- und Steuersignale zwischen den verschiedenen angegebenen Einheiten. Ein Zwischenbus 44
übermittelt verschiedene Signale, einschließlich Zeitsteuersignalen, zwischen der Prozessor- und Logikeinheit 32, der
Schnittstelleneinheit 36 und der EKG-Einheit 38. Die EKG-Einheit 38 ist über Leitungen 52a, b und c mit dem rechten
Arm, dem linken Arm bzw. dem rechten Bein des Patienten verbunden. Auf diese Weise werden Herzaktivitätssignale
des Patienten einschließlich der Schrittmacherimpulse und
der QRS-Wellen des Patienten ermittelt; sie stehen dann
zur Wiedergabe und zur Verarbeitung durch die Prozessor-
und Logikeinheit 32 sowie die Schnittstelleneinheit 36 zur Verfugung. Die EKG-Einheit 38 weist eine Diskriminatorschaltung
zum Erfassen der Schrittmacherartefakt- oder
-reizimpulse auf. Die ROM-Speichereinheit 40 ist mit einer
Mehrzahl von NUR-LESE-SPEICHERN oder FEST-SPEICHERN zum
Einspeichern der Steuerprozesse oder -programme, mittels
deren die Parameter und Betriebsarten auf selektive Weise
zu programmieren sind, sowie der Programme versehen, mittels deren verschiedene Fehler der Programmierung ermittelt
werden und die Programmnachrichten sowie die Herzaktivitätssignale des Patienten wiedergegeben werden können.
Diese Steuerprozesse oder -programme sind weiter unten im einzelnen beschrieben. Die RAM-Speichereinheit 42 weist beispielsweise
drei Speicher mit direktem Zugriff auf, die für zusätzliche wahlweise Speichervorgänge zur Verfugung stehen.
030020/0823
Außerdem ist der Hauptbus 46 mit einer Erweiterungsanschlußeinheit
48 verbunden, die es gestattet, zusätzliche Einheiten, u.a. Peripheriegeräte und Speicher, an die Anlage anzukoppeln.
Eine Stromversorgung 5O ist gleichfalls an den Hauptbus 46 angeschlossen, um den verschiedenen Einheiten
des Programmiergerätes 12 geeignete Spannungen zuzuführen.
Die verschiedenen Einheiten der Fig. 5 sind nachstehend an
Hand der Fig. 6A, 6B und 6C näher erläutert. Fig. 6A zeigt die die Prozessor- und Logikeinheit 32 bildenden Bauteile,
zu denen eine Zentraleinheit (CPU) 6O gehört, bei der es
sich beispielsweise um das Modell Nr. 8O85A der INTEL Corp.
handeln kann. Die Zentraleinheit 60 steuert die gesamte Zeitgabe, den Signalfluß und die Logikeinheiten des Programmiergeräts
12. Bei der Zentraleinheit 6O handelt es sich beispielsweise um eine 8-Bit-Parallel-Zentralprozessoreinheit,
die mit einem Multiplex-Datenbus/Adreßbus 68 arbeitet. Das heißt, sowohl Datensignale als auch Adreßsignale
laufen im Zeitmultiplexverfahren über den gleichen Bus 68.
Wie aus Fig. 6A hervorgeht, übermittelt der Datenbus/Adreßbus 68 Signale AD0-AD8 zu einer unteren Adreßpuffer/Latchstufe
70, zu einem EPROM-Speicher (d.h. einem löschbaren, programmierbaren NUR-LESE-SPEICHER) 84, zu einem Zweirichtungs-Datenbuspuffer
82, zu jeweils zwei RAM-Speichern (d.h. Speichern mit direktem Zugriff) 74a und 74b und zu einem
Steuersignalpuffer 78. An die Zentraleinheit 60 sind min-
030020/0823
29U542
destens vier WIEDERSTART-Interrupts (Drogrammunterbrechunqen)
angeschlossen. Der erste Interrupt geht zu dem Trapinterrupteingang
und kommt von einem ersten Zeitgeber in dem ersten RAM-Speicher 74a. Der Trapinterrupt hat die
höchste Priorität und kann nicht unterbrochen werden, es sei denn, daß eine Leitung 170, die den ersten RAM-Speicher
74a und den Trapinterrupteingang der Zentraleinheit
60 untereinander verbindet, aufgetrennt wird. Der dem 7.5-Interrupteingang
zugeführte Interrupt hat die zweithöchste Priorität. Er kommt über eine Leitung 105 von einem zweiten
Zeitgeber im zweiten RAM-Speicher 74b. Der 7.5-Interrupt
kann durch bestimmte Schritte innerhalb des Programms unterdrückt werden. Der Interrupt mit der nächstniedrigen
Priorität geht zu dem 6.5-Interrupteingang; er kommt von
einem Diagnoseschalter. Der 6.5-Interrupt veranlaßt die Zentraleinheit
6O ein Diagnoseprogramm einzuleiten, um mögliche Fehl funktionen innerhalb der verschiedenen Teile des
Programmiergeräts 12 zu ermitteln. Das Diagnoseprogramm ist in dem EPROM-Speicher 84 eingespeichert. Bei der Durchführung
der Diagnosevorgänge wird davon ausgegangen, daß die Bausteine der Prozessor- und Logikeinheit 32 funktionsfähig
sind. Dieses Diagnoseprogramm ist so ausgelegt, daß das Arbeiten der Bausteine der anderen Einheiten 36, 38, 4O und
überprüft wird. Ein weiterer Reserveinterrupt mit niedrigerer Priorität geht an den 5.5-Interrupteingang.
030020/0823
Ein Rückstellschalter ist an einen Rückstelleingang der Zentraleinheit
60 angeschlossen, um die Zentraleinheit 60 zu veranlassen, ihr Stromversorgungsprogramm einzuleiten. Des
weiteren ist die Zentraleinheit 6O mit einem 4-MHz-Quarz
verbunden, der ein von der Zentraleinheit 60 verwertetes
Bezugstaktsignal bereitstellt. Die Zentraleinheit 60 teilt die Quarzfrequenz durch zwei, um als Systemtakt ein 2-MHz-Signal
zu erhalten. Die Zentraleinheit 6O gibt eine Gruppe von oberen Adressen A15 bis A8 aus, die nicht multiplext
sind und die über Adreßbusse 64a und 64b an einen oberen Adreßpuffer 66 gehen, um über einen Bus 71b dem Hauptbus
zugeführt zu werden. Zu einem ausgewählten Multiplexzeitpunkt werden die unteren Adressen ADO bis AD7 über den Datenbus/Adreßbus
zu der unteren Adreßpuffer/Latchstufe 70
und von dort über einen Bus 71a des Hauptbus 46 zu den
ROM-Speichern der ROM-Speichereinheit 40 übermittelt, wie
dies in Fig. 6B dargestellt ist. Die oberen und unteren Adressen dienen der Auswahl einer adressierbaren Speicherstelle
in einem der ROM- oder EPROM-Speicher 1OOA, B, C,
D oder E. Über den Bus 68 laufen zu einem Zeitpunkt die
unteren Adressen und zu einem anderen Zeitpunkt Dateninformationen. Entsprechend Fig. 6A gibt die Zentraleinheit
60 eine Mehrzahl von Steuersignalen über einen Steuersignalbus 76, einschließlich des Signalrufs ALE, an den Rest der
Anordnung, um die Interpretation der Informationen zu erlauben,
die auf dem Datenbus/Adreßbus 68 erscheinen. Wenn
030020/0823
29U542
ALE gleich "1" ist oder hoch liegt, sind die Informationen
Adreßdaten. Wenn ALE gleich "O" ist oder niedrig liegt, handelt
es sich bei den Informationen um Daten. Eine HALT-Leuchtdiode ist an die Zentraleinheit 60 angeschlossen.
Sie wird intermittierend mit Strom beaufschlagt, um einen
Fehler innerhalb der Zentraleinheit 60 kenntlich zu machen
oder anzuzeigen, daß eines der von der Zentraleinheit 60
ausgeführten Programme zum Halt gekommen ist.
Die Adreßsignale für Speicherstellen in den ROM-Speichern
1OOA bis 10OE erscheinen auf den Bussen 68, 64a und 64b.
Die Zentraleinheit 60 gibt ferner über den Adreßbus 64a Adressen A1 2 bis A1 5 an einen ersten Adreßdecodierer 72a,
der die Adreßsignale entschlüsselt und entsprechend den
Fign. 6A und 6B Wählsignale über einen Bus 8O gehen läßt,
um einen der fünf ROM-Speicher 10OA, B, C, D und E der
ROM-Speichereinheit 40 (Fig. 6B) auszuwählen. Die Wählsignale gehen über den Bus 80 an eine Flankenentsperrlogik,
die ein Flanken-Chip-Wählsignal erzeugt und an den ausgewählten ROM-Speicher gibt. Auf diese Weise wählen die über
die Busse 71a und b laufenden oberen und unteren Adressen
die Speicherstelle innerhalb des ausgewählten ROM-Speichers aus, an der Information im ROM-Speicher eingespeichert wird
oder ein Zugriff zu einer solchen Information erfolgen soll. Der Adreßdecodierer 72a gewährleistet daher, daß für eine
vorgegebene Adresse innerhalb eines der ROM-Speicher ein Zu-
030020/0823
29U542
griff zu nur einer Speicherstelle erfolgt.
In ähnlicher Weise führt die Zentraleinheit 60 über den
Adreßbus 64b die oberen Adressen A11 bis A8 einem zweiten Adreßdecodierer 72b und einem dritten Adressdecodierer 72c
zu. Wie aus Fig. 6A hervorgeht, steuert der zweite Adreßdecodierer
72b über Leitungen 109 bzw. 111 einen der beiden
RAM-Speicher 74a und 74b. Alternativ kann der zweite Adreßdecodierer 72b über eine Leitung 113 einen dritten
RAM-Speicher 74c ansteuern, der Teil der Schnittstelleneinheit
36 (Fig. 6C) ist. Die Zentraleinheit 60 liefert ferner Adressen an den dritten Adreßdecodierer 72c, der
dcraufhin über einen Bus 73 Wiedergabechip-Wählsignale
an die Schnittstelleneinheit 36 gehen läßt, um vorbestimmte Chips eines die Wiedergabeeinheit 28 bildenden Feldes
anzusteuern.
Entsprechend einer Ausführungsform der beschriebenen Anordnung
handelt es sich bei den Adreßdecodierern 72a, b und c
um integrierte Schaltungen vom Typ 74188A in Form von
3X8 PROM-Speichern. Der Einsatz von solchen PROM-Speichern erlaubt eine lineare Adressendecodierung und gibt Flexibilität
hinsichtlich einer geänderten Speicherzuordnung ohne Änderung der Prozessor- und Logikeinheit 32. Die Adressen
A15 bis A12 dienen als eine Blockadresse. Sie werden mittels
des ersten Decodierers 72a entschlüsselt. Ein zweiter
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Teil der Adresse wird als die SEITE bezeichnet und mittels
des zweiten Adreßdecodierers 72b entschlüsselt, um den
speziellen Baustein unter den ROM-Speichern, RAM-Speichern und der Wiedergabeeinheit auszuwählen. Der restliche Teil
der Adresse bestimmt die genaue Speicherstelle innerhalb des ROM-Speichers. Beispielsweise besagt in einer Adresse
18 CEH die "1", daß es sich um eine ROM-Adresse handelt; 18 bedeutet, daß es ein ROM 3 ist; CEH bedeutet, daß innerhalb
eines ROM-Speichers die Speicherstelle CEH angesteuert werden soll.
Die Zentraleinheit 60 liefert Steuersignale zur wahlweisen
Betätigung eines der RAM-Speicher 74a oder 74b, die jeweils in zweifacher Funktion als Zeitgeber und als Eingabe/Ausgabe-Einrichtung
dienen. Beispielsweise dient der erste RAM-Speicher 74a als Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung
für die Tastatur mit den Tasten 22, 24 und 26, während der RAM-Speicher 74b als Eingabe/Ausgabe-Einrichtung für
den Sender 34 benutzt wird, um über den Programmierkopf
14 Nachrichten zum Schrittmacher 16 zu übertragen und von diesem zu empfangen. Die Eingangs/Ausgangs-Ports des
ersten RAM-Speichers 74a werden benutzt, um die 8X8-Tastatur abzufragen, d.h. ein 8-Bit-Port dient dem Abfragen der
Zeilen, während mittels eines weiteren 8-Bit-Ports die Spalten in Matrixform abgefragt werden. Ein weiterer 8-Bit-Port
des RAM-Speichers 74a dient der Ausgabe eines getakteten
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1-Bit-Codes, der einen Summeroszillator 92 (Fig. 6C\ entsperrt,
um einen Summer 94 einen. Summton abgeben zu lassen, der anzeigt, daß eine Taste der Tastatur gedruckt
wurde. Des weiteren wird ein erster Port des RAM-Speichers
74b zum Steuern des Senders 34 herangezogen. Dabei übermittelt ein Bit 1 den Code für das Programmieren des
Schrittmachers 16, während mit einem Bit 2 ein Code an den Sender 34 gegeben wird, der anzeigt, daß der Sender
arbeitet und Signale einwandfrei übermittelt. Der RAM-Speicher 74a weist einen ersten Zeitgeber auf, der für
entsprechend bemessene Verzögerungen sorgt, die ein Abklingen von Schalterprellen der Tastatur erlauben, bevor
festgestellt wird, welche Taste zwecks Übermittlung der betreffenden Nachricht betätigt wurde. Der erste Zeitgeber
des RAM-Speichers 74a wird durch das Drücken einer ausgewählten Taste der Tastatur gestartet. Der erste Zeitgeber
steht ferner über die Leitung 1O7 mit dem Trapinterrupt der Zentraleinheit 60 in Verbindung. Er übernimmt
den Systemtakt (2 MHz) und teilt diesen durch eine Zahl, die von dem in die ROM-Speicher 10OA bis 10OE eingegebenen
Programm abhängt. Das Programm bestimmt, wie lange die Zeitverzögerung sein muß, um eine bestimmte Funktion
auszuführen, und programmiert die entsprechende Zahl in den ersten Zeitgeber des RAM-Speichers 74a ein, um dann
zu warten, bis der Zeitgeber am Ende dieser Verzögerungsdauer unterbricht. Der zweite RAM-Speicher 74b weist einen
030020/0823
zweiten Zeitgeber auf, der ständig läuft, um Intervalle vorzugeben,
innerhalb deren der Schrittmacherimpuls einlaufen soll, um verschiedene Funktionen des Programmiergeräts 12
zu steuern, oder um das Blinken oder andere Wiedergabebetriebsarten
des Sichtgeräts 28 zu steuern. Der zweite Zeitgeber des RAM-Speichers 74b wird von den Programmen als
Realzeittaktgeber ausgenutzt. Ein als Stromversorgung bezeichnetes Unterprogramm wird eingegeben, wenn durch Aktivieren
des Rückstellschalters Strom zugeführt wird. Das Stromversorgungsprogramm veranlaßt den zweiten Zeitgeber
des RAM-Speichers 74b Ausgangssignale alle 4 ms abzugeben. Entsprechend Fig. 6A ist dieser Ausgang über eine Leitung
106 mit dem 7.5-Interrupt verbunden, wodurch die Zentraleinheit
60 unterbrochen wird, es sei denn, daß die Zentraleinheit 6O ein Trapinterrupt verarbeitet. Die Zentraleinheit
60 zählt die Anzahl der 7.5-Unterbrechungen. Wenn der Zählwert
250 erreicht wird, wird eine mit "ZEIT" bezeichnete RAM-Speicherstelle um eins weitergestellt. Weil die 'ZEIT-Speicherstelle
die Zeit in Sekunden enthält, nutzt die Zentraleinheit 60 diese Speicherstelle für Zeitabläufe oder
für die Funktionszeitgabe aus. Bei den RAM-Speichern 74a und 74b kann es sich um die Bausteine 8155 der INTEL Corp.
handeln.
Entsprechend Fig. 5 weist der Programmierkopf 14 eine Primärspule oder Antenne 14a auf, mittels deren 'frequenzmodulierte
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Signale zu dem Impulsgenerator 16 übermittelt werden. Außerdem ist eine mit der Primärspule 14a induktiv gekoppelte
Sekundärspule 14b vorhanden, um ein dort erzeugtes Signal
zu erfassen. Die Sekundärspule 14b ist über die Leitung 3O
mit dem Sender, und zwar insbesondere einer Amplitudendetektorstufe
34a, verbunden, die feststellt, ob die mittels der Sekundärspule 14b erfaßten Signale ausreichende Amplitude
haben. Auf diese Weise wird angezeigt, daß ein Signal über die Primärspule 14a auf gültige Weise an den Schrittmachergenerator
16 übermittelt wurde. Wenn dies der Fall ist, erzeugt die Amplitudendetektorstufe 34a ein Signal, das
zu der Schnittstelleneinheit 36 und von dort über eine Leitung
89 an den zweiten RAM-Speicher 74b (Fig. 6A) geht. Das Rückführungssignal vom Sender 34 setzt in einer bestimmten
Speicherstelle der ROM-Speicher ein Flag. Nachdem jeder Parameter verschlüsselt und an den Speicher dos Impulsgenerators
16 übermittelt ist, ist es als Teil des Übermittlungsprozesses erwünscht, zu prüfen, ob tatsächlich eine erfolgreiche
Signalübertragung vom Programmierkopf 14 aus erfolgt ist. Die Amplitudendetektorstufe 34a des Senders sorgt für
eine diesbezügliche Anzeige.
Wie aus Fig. 6A hervorgeht, liefert die Zentraleinheit 60 Adressen über die Busse 64a und 64b an den oberen Adreßpuffer
66 sowie über den Bus 68 an die untere Adreßpuffer/Latchstufe 70 und an den Zweirichtungs-Datenbuspuffer 82. Die
030020/0823
Puffer 66, 70 und 82 sind Tristatebausteine, welche die Adreß-,
Daten- und Steuersignale puffern. Das ALE-Signal geht an die untere Adreßpuffer/Latchstufe 7O, um anzuzeigen, wenn
Daten- oder Adreßsignale angelegt werden. Der Datenfluß über
den Zweirichtungs-Datenbuspuffer 82 wird mittels einer Richtungssteuerlogik
75 in Abhängigkeit von den Signalen LESEN, SCHREIBEN, INTA, RAM-ENTSPERRUNG, HLDA und CSO entsprechend
der folgenden Tabelle gesteuert.
LESEN SCHREIBEN INTA RAM-ENTSP. HLDA CSO
| 1 | 1 |
| O | 1 |
| 1 | O |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| INTA | R |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| O | 1 |
| 1 | O |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
| HLDA | CSO | DATENFLUSS |
| 1 | 1 | Tri-State |
| 1 | 1 | zur CPU |
| 1 | 1 | weg von der CPU |
| 1 | 1 | zur CPU |
| 1 | 1 | Tri-State |
| O | 1 | Tri-State |
| 1 | O | Tri-State |
Fig. 6C zeigt Einzelheiten der mit dem Sichtgerät 28 verbundenen
Schnittstelleneinheit 36. Wie dargestellt(geht eine
Reihe von Steuersignalen über den Hauptbus 46 und den Zwischenbus 44 von der Zentraleinheit 60 ein. Zu diesen Steuersignalen
gehören das Systemtaktsignal und ein Signal WIEDERGABE-ENTSPERRUNG zum Ansteuern einer Wiedergabelogik 90, die
es der langsamer ansprechenden und betätigbaren Wiedergabe-
030020/0823
einheit 28 erlaubt, die relativ raschen Signale van der
Zentraleinheit 6O aufzunehmen, so daß die verschiedenen Bausteine der Wiedergabeeinheit 28 erregt werden können.
Insbesondere wird das Signal SCHREIBEN verzögert, so daß
die über den Puffer 82 zugeführten digitalen Daten in die Wiedergabeeinheit eingeschrieben werden können. Ausgewählte
Chips der Wiedergabeeinheit 28 werden dabei über den
Bus 73 betätigt. Der dritte RAM-Speicher 74c wirkt als temporärer Puffer für Daten, die über den Hauptbus 46 von
der EKG-Einheit 38 einlaufen, und insbesondere die Herzaktivitätsinformation
einschließlich der Impulsbreiten- und Impulsratendaten. Der dritte RAM-Speicher 74c übermittelt
zu der EKG-Einheit 38 ein Bestätigungssignal und ein Zeitsteuersignal zurück. Insbesondere nimmt der dritte
RAM-Speicher 74c Impulsratendaten auf, die von der EKG-Einheit 38 und von der Schnittstelleneinheit 36 zu der
Prozessor- und Logikeinheit 32 laufen. Die Wiedergabelogik 90 dient dem Strecken des zu dem Sichtgerät 28 gehenden
SCHREIB-Signals. Der Zugriffstakt der Wiedergabeeinheit
ist langsamer als derjenige des restlichen Teils der Anordnung. Wenn daher mittels der Prozessor- und Logikeinheit
32 ein Schreibvorgang für die Wiedergabeeinheit erfolgt, wird dieser verlangsamt, indem die Leitung auf niedriges
Potential gelegt wird, über die das Signal CPU-BEREIT
läuft. Nach einer Verzögerung wird die BEREIT-Leitung wieder
hoch gelegt. Die Ausgabe der Zentraleinheit 6O geht mit
030020/0823
294A542
der normalen Geschwindigkeit weiter.
Die in den ROM-Speichern 10OA bis 10OE der ROM-Speichereinheit
40 eingespeicherten Steuerprogramme oder -prozesse seien
im folgenden zunächst allgemein anhand der Fig. 7 und dann im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fign. 8A bis 80 erläutert.
Fig. 7 zeigt ein Programmschema, das die Hierarchie der Unterprogramme erkennen läßt, die abrufbar sind, um die
verschiedenen Steuerfunktionen zu bewirken, die notwendig sind, um den Speicher des Programmiergeräts 12 m.it dem gewünschten
Befehl oder Parameter zu programmieren. Ausgehend vom oberen Ende mit der generellen Angabe des Programms 1OO1
ruft der Operator anfänglich die notwendigen Ausführungsprogramme
für den Beginn des Betriebs, einschließlich des Stromversorgungsprogramms,
ab. Von da aus ruft das Programmiergerät 12 das in dem EPROM-Speicher 84 eingespeicherte Diagnoseprogramm
1O6' ab, wodurch verschiedene Diagnosetests für die Bausteine der Anordnung durchgeführt werden. Wenn an das Programmiergerät
12 periphere Geräte angeschlossen sind, kann eine Peripherieabwicklungsstufe 104 veranlaßt werden, solche
Peripheriegeräte selektiv mit dem Programmiergerät 12 oder untereinander zu verbinden. Allgemein ruft das Programmiergerät
eine Befehlsabwicklungsstufe 102 ab, wodurch eine
Tastaturabwicklungsstufe 108 veranlaßt wird, beispielsweise
mittels einer Tastaturprozedur 116 abzufragen, welche Tasten 22, 24 und 26 der Tastatur betätigt wurde. Die Tastaturmatrix
030020/0823
294*542
umfaßt 64 Schaltstufen, von denen jeweils zu einem bestimmten
Zeitpunkt nur eine begrenzte Anzahl programmiert werden kann. Es wird daher eine Nichtabtast-Vergleichsprozedur 112
abgerufen, um zu überprüfen, ob eine gültige, programmierte Schaltstufe betätigt wurde. Des weiteren wird eine Zeitsperrprozedur
114 benutzt, um eine Zeitspanne auszumessen, innerhalb deren der Operator die nächste gültige Taste
drücken muß. Nimmt man an, daß eine gültige Taste gedrückt wurde, geht der Steuerprozeß auf einen Befehlserkenner 110
über, um den nächsten Tastaturbefehl 115 zu erhalten und
beispielsweise durch eine Funktionsverzweigung 112' zu identifizieren,
welche Betriebsart oder welcher Parameter abgerufen wurde. Das Programm kann sich dann aufzweigen, um das
Programmieren der folgenden Unterprogramme zu bewirken; Rate A1, Impulsbreite A2, Empfindlichkeitsänderung A3, Hysteresebetrieb
A6, Refraktärdauer A5, Asynchronbetrieb A8, Schrittmacherimpulsamplitude
A4, Sperrbetrieb A12, Meßbetrieb A1O oder automatischer Schwellwertbetrieb A11 . Falls der Operator
versehentlich die falsche Taste gedrückt hat, die nicht zu einer Folge gehört, welche zu dem Programmieren des gewünschten
Parameters oder der beabsichtigten Betriebsart führt, erfolgt eine Übernahme durch eine Fehlerruf-Abwicklungsstufe
53', um den speziellen Fehler zu identifizieren, den der Operator gemacht hat. Ist dem Operator ein Fehler
hinsichtlich der Folge der gedrückten Tasten der Tastatur unterlaufen, veranlaßt eine Operatorfehlerabwicklungsstufe
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29U542
123 die Wiedergabeeinheit 28 diesen Fehler zu bezeichnen und
dem Operator Anweisungen dafür zu geben, wie der Fehler zu korrigieren ist. Wurde kein Fehler gemacht, wird der Operator
über eine Befehlsbestätigungsstufe 125 angewiesen, die
korrekt programmierten Signale an den Impulsgenerator 16 zu übermitteln.
Fig. 8A zeigt ein ausführlicheres Flußdiagramm der in Fig. 7
allgemein dargestellten Steuerprozeßschritte. Der Prozeß tritt zunächst in einen Startschritt 102* ein, der einen
Stromversorgungs-EIN-Schritt 120 einleitet, wodurch den ^Bausteinen
des Programmiergeräts 12 Strom zugeführt wird. Falls die Rückstelltaste gedrückt wird, kehrt das Programm im
Schritt 12O zu dem Punkt zurück, welcher dem Stromversorgungs-EIN-Schritt
120 unmittelbar folgt. Nachdem die Stromversorgung eingeschaltet ist, wird im Schritt 106' das in dem EPROM-Speicher
84 eingespeicherte Diagnoseprogramm durchgeführt, um
die verschiedenen Bausteine der Anordnung zu testen. Für diesen Zweck werden die Zeitgeber in den RAM-Speichern 74a und
74b sowie die RAM-Speicher und ROM-Speicher überprüft. Der Schritt S3-a bestimmt, ob die im Schritt 106' überprüften
Funktionen in Ordnung sind. Falls dies der Fall ist, geht der
Prozeß zum Schritt 126 weiter. Andernfalls erfolgt ein Übergang
zum Wiedergabeschritt 122, wodurch der im Einzelfall vorliegende Geräteausfall dahingehend angezeigt wird, ob ein
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RAM-Speicher, ein Zeitgeber oder ein ROM-Speicher ausgefallen
ist. Danach wird im Schritt 124 die HALT-Leuchtdiode
(Fig. 6A) an Spannung gelegt. Im Schritt 126 werden die
Eingangs/Ausgangs-Ports der RAM-Speicher 74a, 74b und 74c
gesetzt. Die Anzeige 28 wird gelöscht. Die Akkumulatorstelle im RAM-Speicher 74a, wo mittels verschiedener Programme
Zwischenwerte berechnet werden, wird gelöscht. Die an der
Zentraleinheit 6O anliegenden Interrupts werden entsperrt. Die Zeitgeber in den RAM-Speichern 74a, 74b und 74c werden
auf einen Anfangs- oder "O"-Zustand gesetzt. Danach wird im Schritt 128 die Nachricht BEREIT am Sichtgerät 28
wiedergegeben. Im Schritt 130 wird die 8X8-Matrix der
Tastatur abgefragt. Wenn, entsprechend einer im Schritt 132 durchgeführten Ermittlung festgestellt wurde, daß eine
Taste gedrückt ist, wird im Schritt 134 bestimmt, ob es sich bei der gedrückten Taste um eine gültige Schaltstufe
unter den 64 möglichen Schaltstufen handelt. Wenn die gedrückte Taste gültig ist, wird im Schritt 136 der
Summer 94 betätigt. Dann wird in jedem der Schritte 138,
142, 146 und 150 festgestellt, welche der Tasten 22-1,
22-2, 22-3, 22-4 und 22-5 gedrückt wurde, um das Programmieren des betreffenden Schrittmachers einzuleiten, das heißt
im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Programmieren für die Schrittmachertypen SPECTRAX, XYREL VP, XYREL AP oder
BYREL. Danach löst das Programm in den betreffenden Schritten 140, 144, 148 und 152 die Anzeige einer entsprechenden
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Nachricht aus, die erkennen läßt, daß dieser spezielle Schrittmacher gewählt wurde und daß mit der Programmierung
fortzufahren ist. Die verschiedenen Schrittmachermodelle sind auf ähnliche Weise programmiert. Im folgenden ist daher
nur das Programm zum Programmieren der Parameter und
der Betriebsarten für einen Impulsgenerator 16 vom Typ
SPECTRAX näher erläutert.
Geht man vom Schritt 140 über den Übergangspunkt A weiter,
dann wird im Schritt 154 die Tastatur abgefragt, um im
Schritt 156 festzustellen, ob eine Taste gedrückt wurde.
Falls dies der Fall ist, wird im Schritt 158 festgestellt,
ob es sich bei dieser Taste um eine zu den programmierten Tasten gehörige, gültige Taste handelt. Ist die Taste gültig,
wird im Schritt 160 der Summer 94 betätigt. Danach
wird ermittelt, welcher der Parameter zu programmieren ist.
Wenn die Ratentaste 22-7 gedrückt ist, führt der Schritt 167 zu dem Unterprogramm A1 . Falls dies nicht der Fall ist,
wird festgestellt, ob die Impulsbreitentaste 22-8 gedruckt
wurde; gegebenenfalls erfolgt ein Übergang zu dem Unterprogramm
A2. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 168 ermittelt,
ob die Empfindlichkeitstaste 22-9 gedrückt wurde. Falls ja, wird auf das Unterprogramm A3 übergegangen. Andernfalls
wird im Schritt 170 ermittelt, ob die Verstärkertaste
22-10 gedruckt wurde. Wenn ja, erfolgt ein Übergang auf das Unterprogramm A4, um eine der Amplituden für die
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Schrittmacherausgangsstufe einzuprogrammieren. Andernfalls
wird zum Schritt 172 übergegangen, wo festgestellt wird, ob
die Refraktärtaste 22-11 gedrückt wurde. Falls ja, erfolgt
ein Übergang zum Unterprogramm A5, im Verlauf dessen die Refraktärdauer programmiert wird. Andernfalls geht der Prozeß
zum Schritt 174 über, wo festgestellt wird, ob die Hyst€;-resetaste
22-12 gedrückt wurde. Falls ja, erfolgt ein Übergang
zum Unterprogramm AS, um in den Hysteresebetrieb überzugehen
und den prozentualen Unterschied zwischen dem Grenzwert, bei dem die Schrittmacherfunktion beginnt, und der dann
vorzusehenden Rate festzulegen. Andernfalls wird im Schritt 176 festgestellt, ob die Bedarfstaste 26-5 gedrückt wurde.
Falls ja, erfolgt ein Übergang zu dem Unterprogramm A7. Dort wird der Bedarfsbetrieb eingeleitet; die gewünschte
Schrittmacherrate wird vorgegeben. Andernfalls geht der Prozeß weiter zum Schritt 178, wo festgestellt wird, ob die
Synchrontaste 26-6 gedrückt wurde. Falls ja, geht das System auf das Unterprogramm A8 über, um den Impulsgenerator 16 auf
den Synchronbetrieb zu programmieren und die Rate einzustellen, mit welcher des Herz des Patienten stimuliert wird. Andernfalls
erfolgt ein Übergang zum Schritt 179, wo ermittelt wird, ob die Asynchrontaste 26-7 gedruckt wurde. Falls ja,
geht der Prozeß auf das Unterprogramm A9 über, wo die betreffende Betriebsart eingegeben wird. Andernfalls wird im
Schritt 180 ermittelt, ob die Meßtaste (MEAS) 26-11 gedrückt wurde. Falls dies der Fall ist, wird auf den Meßbetrieb über-
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gegangen, wobei die Anordnung über die Leitungen 52a, 52b und
52c Herzaktivitätssignale von dem Patienten aufnimmt, die an das Programmiergerät 12 gehen, um auf dem Sichtgerät 28 dargestellt
zu werden. Andernfalls läuft der Prozeß zum Schritt 182 weiter, wo festgestellt wird, ob die automatische Schwellwerttaste
26-12 gedrückt wurde. Falls ja, geht der Prozeß auf das Unterprogramm A11 über. Im Zuge dieses Unterprogramms
wird der minimale Energiepegel, d.h. die kleinste Impulsbreite
des Reizimpulses, ermittelt, die notwendig ist, um für eine Mitnahme des Herzens des Patienten zu sorgen. Andernfalls
geht der Prozeß zum Schritt 184 weiter. Dort wird festgestellt,
ob die Inhibittaste 26-1O gedruckt ist. Falls dies der Fall ist, geht der Prozeß auf das Unterprogramm A12 über.
In diesem Unterprogramm wird der Impulsgenerator 16 daran gehindert,
Reizimpulse dem Herzen des Patienten zuzuführen, solange die Taste 26-10 gedruckt ist. Andernfalls geht der Prozeß
zum Schritt 186 weiter. Dort wird festgestellt, ob die
Nominaltaste 26-3 gedrückt wurde. Falls dies der Fall ist, stellt das Programm die Programmwerte selbsttätig auf die
vorprogrammierten Nominalwerte zurück. Andernfalls wird im Schritt 188 ermittelt, ob die Rückstelltaste 26-4 gedruckt
wurde. Falls ja, erfolgt ein Übergang auf das Unterprogramm A14, im Verlaufe dessen die zuvor eingegebenen Werte gelöscht
werden können; der Prozeß kehrt dann zu dem Rückstellschritt 121 in Fig. 3A zurück.
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Wenn die Ratentaste 22-7 gedruckt wurde, geht der Prozeß
auf das in Fig. 8C veranschaulichte Unterprogramm A1 über. Nach Überlaufen des Übergangspunkts A1 werden die möglichen
Raten, auf die der Impulsgenerator 16 eingestellt werden kann, auf dem Sichtgerät 28 wiedergegeben. Als nächstes
wird in den ersten Zeitgeber des RAM-Speichers 74a ein zweckentsprechender Divisor eingebracht, um beispielsweise
für eine einminütige Sperrdauer zu sorgen, innerhalb deren der Operator die gewünschte Rate in die Tastatur eingeben
muß. Im Schritt 224 werden die Leiter der Tastaturmatrix abgefragt. Im Schritt 226 wird festgestellt, ob eine Taste
gedrückt wurde. Der Schritt 232 bestimmt, ob die betreffende Taste gültig ist. Wird keine Taste gedrückt, wird im
Schritt 228 festgestellt, ob die einminütige Dauer abgelaufen
ist. Falls ja, wird im Schritt 23O auf dem Sichtgerät
28 eine Nachricht wiedergegeben, daß zuviel Zeit verstrichen ist; der Prozeß kehrt über den Übergangspunkt T1
zu dem Fehlerabwicklungsprogramm nach Fig. 8B zurück. Im Schritt 232 sucht das Programmiergerät 12 nach einer vorbestimmten
Speicherstelle in einem der ROM-Speicher 1OO, wo eine Tabelle der gültigen Tasten gespeichert ist. Falls vorhanden,
wird im Schritt 234 der Summer betätigt. Dann wird im Schritt 236 festgestellt, ob die Löschtaste gedrückt wurde.
Falls ja, geht der Prozeß über den Übergangspunkt T3 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm nach Fig. 8B über. Andernfalls
wird im Schritt 238 ermittelt, ob die Nominaltaste 26-3 ge-
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drückt wurde. Falls ja, geht der Prozeß über den Übergangspunkt N1 auf das Nominalunterprogramm über. Andernfalls wird
im Schritt 240 ermittelt, ob eine der numerischen Tasten 24 gedruckt wurde. Falls nein, kehrt das System über den Übergangspunkt
S3 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm gemäß Fig. 8B zurück. Falls ja, geht der Prozeß zum Schritt 242 weiter, wo
eine Zeitsteuerperiode, die mittels des ersten Zeitgebers des RAM-Speichers 74a vorgegeben wird, überprüft wird, um
festzustellen, ob die einminütige Sperrdauer abgelaufen ist. Falls ja, geht das System zum Schritt 230, um eine Nachricht
wiederzugeben, die erkennen läßt, daß zuviel Zeit verstrichen ist. Es erfolgt ein Übergang über den Übergangspunkt T1 zu
dem Fehlerabwicklungsprogramm der Fig. 8B. Andernfalls werden
im Schritt 243 die auswählbaren möglichen Raten und die Rate wiedergegeben, die von dem Operator über die numerischen
Tasten 24 eingetastet wurde. Im Schritt 246 wird anhand des ersten Zeitgebers des RAM-Speichers 74a wiederum festgestellt,
ob die einminütige Zeitspanne verstrichen ist. Falls nein, wird die Tastatur im Schritt 248 erneut abgefragt, um festzustellen,
ob eine Taste gedrückt wurde. Falls ja, wird im Schritt 252 bestimmt, ob die Taste gültig ist, um dann im
Schritt 254 den Summer 94 zu betätigen. Im Schritt 256 wird erneut überprüft, ob die Löschtaste gedrückt wurde. Falls ja,
kehrt das System zum Anfang des Unterprogramms Al zurück. Falls nein, bestimmt das System in den Schritten 258 bzw. 260,
ob die Nominaltaste 26-3 oder die Temporärtaste 26-2 gedrückt
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wurde. Ist die Entscheidung in beiden Fällen nein, wird im Schritt 262 festgestellt, ob die Programmtaste 26-1 gedrückt
wurde. Falls ja, geht der Prozeß zu dem Unterprogramm P1 über,
um zu veranlassen, daß von dem Sender 34 ein zweckentsprechend codiertes Signal übermittelt wird, das kennzeichnend für die
gewünschte Rate ist, die in dem Speicher des Schrittmachergenerators 16 eingespeichert werden soll. Falls nein, kehrt das
System über den Übergangspunkt S3 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm
gemäß Fig. 8B zurück.
Wie aus den Fign. 8D und 8E hervorgeht, sind die Programme A2 und A3 für das Programmieren der Sollwerte für die Impulsbreite
bzw. die Empfindlichkeit des Schrittmacherverstärkers ähnlich dem Programm A1 zur Vorgabe der Impulsrate. In den betreffenden
Schritten 27O und 280 der Programme A2 bzw. A3 werden
anfänglich die möglichen Werte für die zu programmierende Impulsbreite und die Verstärkerempfindlichkeit wiedergegeben.
Wenn die Verstärkertaste 22-10 gedrückt wird, geht der Prozeß vom Schritt 170 über den Übergangspunkt A4 zu dem Programm gemäß
Fig. 8F über. Zunächst werden im Schritt 3CO auf dem Sichtgerät 28 die möglichen Amplitudenwerte, d.h. halb oder voll,
dargestellt. Im Schritt 302 wird wiederum eine Zeitspanne von 1 min eingestellt, innerhalb deren der Operator die betreffende
Eingabe über die numerischen Tasten 24 durchführen muß. In ähnlicher Weise wird im Schritt 304 die Tastatur abgefragt. Im
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Schritt 306 wird festgestellt, ob eine Taste gedrückt wurde.
Im Schritt 310 wird bestimmt, ob die gedrückte Taste eine gültige Taste ist. Wenn eine gültige Taste gedrückt ist, wird
im Schritt 312 der Summer 94 betätigt. In den Schritten 314
und 316 wird festgestellt, ob die Löschtaste oder die Nominaltaste
26-3 gedrückt wurden. Falls letzteres der Fall ist, erfolgt ein Übergang auf das Nominalprogramm N1 . Ist die
Löschtaste gedrückt, wird auf den Anfang des Programms A4 zurückgesprungen, wobei der teilweise oder fehlerhaft eingegebene
Parameter gelöscht wird. Es wird festgestellt, ob die
einminütige Zeitspanne abgelaufen ist, ohne daß die Programm—
taste 26-1 gedrückt wurde. Falls ja, erfolgt eine Rückkehr über den Übergangspunkt T2 des Programms A1 . Die Nachricht
"Zeitüberschreitung" wird auf dem Sichtgerät 28 wiedergegeben. Der Prozeß kehrt über den Übergangspunkt T1 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm
gemäß Fig. 8B zurück. Wenn die Zeitspanne nicht abgelaufen ist, wird im Schritt 32O fesxgestellt,
ob der Ausgang mit halber Amplitude gewählt ist. Falls ja, wird im Schritt 324 eine Nachricht, die anzeigt, daß die Amplitude
auf den halben Wert eingestellt wurde, am Sichtgerät 28 wiedergegeben, bevor der Prozeß selbsttätig zu einem Sendeprogramm
übergeht, bei welchem der Sender 34 über den Kopf 14 ein
verschlüsseltes Signal übermittelt, um den betreffenden Parameter in den Speicher des Impulsgenerators 16 einzugeben. Wenn
dagegen die volle Amplitude programmiert wurde, wird im
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Schritt 322 eine entsprechende Wiedergabe im Schritt 326 eingeleitet,
bevor die Übermittlung eines entsprechend verschlüsselten Signals an den Impulsgenerator 16 veranlaßt wird.
Andernfalls kehrt der Prozeß über den Übergangspunkt S3 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm nach Fig. 8B zurück.
Das Unterprogramm A5 für das Programmieren der Refraktärdauer
und das Unterprogramm A6 für das Einstellen des Impulsgenerators 16 auf einen Hysteresebetrieb stimmen im wesentlichen mit
dem Unterprogramm A1 für die Einstellung der Rate überein. Im Schritt 33O des Unterprogramms A5 werden die möglichen Werte
der Refraktärdauer wiedergegeben, die sich einstellen lassen. In ähnlicher Weise erfolgt im Schritt 34O des Unterprogramms
A6 eine Wiedergabe der potentiellen Prozentsatzwerte, auf die sich der Schrittmachergenerator programmieren läßt. Der Ausgang
aus diesem Unterprogramm führt zurück zum Anfang des Unterprogramms A6. Von dem Hysterese-Unterprogramm A6 kann nicht
auf einen temporären Betrieb übergegangen werden.
Das Unterprogramm A7 zum Programmieren des Impulsgenerators 16 auf einen Bedarfsbetrieb ist in Fig. 8J veranschaulicht.
Dabei wird im Schritt 35O auf dem Sichtgerät 28 eine Nachricht
wiedergegeben, mit der gefragt wird, ob eine temporäre oder permanente Betriebsart zu programmieren ist. Danach wird im
Schritt 352 eine einminütige Wartedauer gesetzt, innerhalb deren der Operator zu antworten hat. Im Schritt 354 wird die
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Tastatur abgefragt. Falls eine Taste gedrückt ist, was im Schritt 356 ermittelt wird, wird die gedrückte Taste im
Schritt 360 daraufhin überprüft, ob es sich um eine gültige Taste handelt. Falls ja, wird im Schritt 362 der Summer 94
betätigt. Wenn entsprechend den Feststellungen im Schritt 358 die einminütige Wartedauer abläuft, wird das Unterprogramm
über einen Übergangspunkt T2 veranlaßt, um eine Nachricht "Zeitüberschreitung" wiederzugeben, und zu dem Fehlerabwicklungsprogramm
gemäß Fig. 8B zurückzukehren. Danach wird in den Schritten 364, 366 und 368 des Unterprogramms festgestellt,
ob die Löschtaste, die Nominaltaste bzw. die Temporärtaste gedrückt wurde. Falls die Temporärtaste 26-2 gedrückt
wurde, erfolgt eine entsprechende Anzeige, und es wird auf das Temporär-Unterprogramm übergegangen. Danach wird im
Schritt 370 geprüft, ob die Programmtaste 26-1 gedrückt wurde. Falls ja, wird über den Sender 34 ein entsprechend verschlüsseltes
Signal übermittelt, um den Impulsgenerator 16 auf den Bedarfsbetrieb einzustellen. Falls nein, wird über
den Übergangspunkt S3 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm gemäß Fig. 8B übergegangen.
Das Unterprogramm A8 für das Programmieren des Impulsgenerators
16 auf Synchronbetrieb ist in Fig. 8K wiedergegeben. Anfänglich wird im Schritt 380 auf dem Sichtgerät 28 die Nachricht
NUR TEMP dargestellt. Dann erfolgt die Eingabe einer Wartedauer, innerhalb deren der Operator entweder die Tempo-
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rärtaste 26-2 drücken oder über die numerischen Tasten 24
eine verschlüsselte Nachricht eingeben kann, die nur geschultem Personal bekannt ist, das dafür verantwortlich sein kann,
den Synchronbetrieb anders als temporär, d.h. auf permanenter Basis einzugeben. Beispielsweise kann der verantwortliche
Arzt über die numerischen Tasten 24 die verschlüsselte Nachricht
"9999" eingeben, die im Schritt 398 erkannt wird, worauf im Schritt 4CXD eine entsprechende Anzeige auf dem Sichtgerät
28 erfolgt. Im Schritt 402 wird bestimmt, ob vier oder
weniger Ziffern vorliegen. Falls nein, erfolgt über den Übergangspunkt
S3 eine Abzweigung zu dem Fehlerunterprogramm der Fig. 8B. Falls ja, wird im Schritt 4O4 eine Zeitspanne eingegeben,
innerhalb deren der Operator die Programmtaste 26-1 zu drücken hat, um den Befehl für einen permanenten Synchronbetrieb
an den Impulsgenerator 16 zu geben. Wenn die Temporärtaste
26-2 gedrückt wird, was im Schritt 472 erfaßt wird, wird eine entsprechende Nachricht wiedergegeben, die im
Schritt 450 auf dem Sichtgerät 28 anzeigt, daß ein temporärer Synchronbetrieb programmiert wird. Danach wird im Schritt 452
eine Wartezeit eingegeben. In den Schritten 456 und 458 wird die Tastatur abgefragt, um festzustellen, ob eine gültige Taste
gedrückt wurde. Falls ja, wird im Schritt 460 der Summer
betätigt. In den Schritten 462 und 464 wird ermittelt, ob die Lösch- oder die Nominaltaste gedruckt wurden. Falls
nein, wird im Schritt 466 eine Wartedauer vorgegeben, innerhalb deren der Operator die Programmtaste 26-1 drücken muß.
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Im Schritt 466 wird geprüft, ob die Wa-tedauer noch nicht verstrichen
ist, während im Schritt 468 ermittelt wird, ob die Taste 26-1 gedrückt wurde. Bei nicht abgelaufener Wartedauer
und gedruckter Programmtaste wird der Sender 34 veranlaßt,
an den Impulsgenerator 16 ein verschlüsseltes Signal für temporären
Synchrcnbetrieb zu übermitteln.
Wenn die Meßtaste 26-11 gedrückt wird, erfolgt ein Übergang
auf das Meßprogramm A1O, das in den Fign. 80 und 8P gezeigt ist. Zunächst erfolgt im Schritt 5OO die Feststellung, ob
das Kabel 3O angeschlossen ist. Falls nein, wird im Schritt
5O2 die Nachricht "PATIENTENKABEL NICHT ANGESCHLOSSEN" wiedergegeben,
bevor der Prozeß über den Übergangspunkt S2 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm zurückkehrt. Falls ja, wird
im Schritt 5O4 am Sichtgerät die Nachricht "MESSEN WARTE" wiedergegeben, bevor zu dem Unterprogramm 530 "MESSE IMPULSBREITE"
weitergegangen wird. Im Unterprogramm 530 wird ein
Meßwert für die Impulsbreite erhalten und von anderen Programmen in der später erläuterten Weise ausgenutzt. Zunächst wird
die EKG-Hardware und insbesondere die Schaltungsanordnung der EKG-Einheit 38 dahingehend zurückgestellt, daß sie angewiesen
wird, eine Messung der Impulsbreite über die mit dem Körper des Patienten verbundenen Leitungen 52 durchzuführen. Dann
wird im Schritt 51O eine 5-Sekunden-Zeitdauer gesetzt, innerhalb deren das Vorhandensein eines Reizimpulses ermittelt wird.
Falls innerhalb dieser Zeitspanne kein Impuls erfaßt wird,
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liegt ein Fehler vielleicht im Impulsgenerator 16 vor. Für
diesen Zweck wird im Schritt 512 nach dem DATEN-BEREIT-FLAG
gesucht, das von der EKG-Einheit 38 erzeugt wird, falls ein
Reizimpuls ermittelt wurde. Wenn im Schritt 514 festgestellt
wird, daß das DATEN-BEREIT-FLAG vorliegt, wird im Schritt
52O der Wert der von der EKG-Einheit kommenden Signalbreite
in Form eines binären Signals ermittelt, das dann im Schritt 522 durch Multiplizieren der Binärzahl mit 14 in ms umgewandelt
wird-· Wird im Schritt 516 festgestellt, daß innerhalb
der 5-Sekunden-Zeitspanne kein Impuls erfaßt wurde, erfolgt auf dem Sichtgerät 28 im Schritt 518 die entsprechende Anzeige
"KEIN MESSIMPULS GEFUNDEN", bevor über den Übergangspunkt S2 zum Fehlerabwicklungsprogramm zurückgekehrt wird. Als
nächstes wird im Schritt 526 die EKG-Hardware zurückgestellt, bevor die von der EKG-Einheit 38 erhaltenen binären Daten im
Schritt 528 in ASCII-verschlüsselte Daten umgewandelt werden,
um diese Daten für die Anzeige auf dem Sichtgerät 28 im Schritt 532 vorzubereiten, d.h. die Anzeige des Impulsbreitenwertes
in ms. Jetzt wird die EKG-Einheit 38 zurückgestellt, um die Anzeige der Rate vorzubereiten, mit welcher der Impulsgenerator
das Herz des Patienten mit Reizimpulsen beaufschlagt, Danach wird der zweite Zeitgeber in dem zweiten RAM-Speicher
74b gestartet (Schritt 536) und gesetzt, um eine 5-Sekunden-Zeitspanne vorzugeben (Schritt 538). Im Schritt 540 wird nach
einem DATEN-BEREIT-FLAG gesucht, das erkennen läßt, ob eine
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Anzeige der Impulsrate erhalten wurde. Wenn im Schritt 542
ein DATEN-BEREIT-FLAG von der EKG-Einheit eingegangen ist,
wird über einen Übergangspunkt M1 zum Schritt 548 weitergegangen.
Andernfalls wird festgestellt, ob die 5-Sekunden-Dauer
ausgelaufen ist. Falls ja, erfolgt im Schritt 546 auf dem Sichtgerät die Anzeige "kein Meßimpuls gefunden", bevor
über den Übergangspunkt S2 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm übergegangen wird.
Wenn eine Anzeige der Impulsrate verfügbar ist, wird im
Schritt 548 der zweite Zeitgeber gestoppt und der betreffende
Zählwert ausgelesen. Dann werden im Schritt 550 die Zählwerte ausgezählt, und es wird der Wert der Impulsrate in Impulsen
pro Minute berechnet. Anschließend wird im Schritt die Impulsrate in ein ASCII-verschlüsseltes Signal umgewandelt
und dann im Schritt 554 auf dem Sichtgerät 28 dargestellt.
Jedesmal wenn der Sender 34 ein verschlüsseltes Signal übermittelt,
das kennzeichnend für das Einprogrammieren eines Parameters oder einer Betriebsart in den Impulsgenerator 16 ist,
erfolgt ein Übergang von dem Sendeprogramm zu dem in Fig. 8L dargestellten Programmanzeige-Programm. Mit diesem Programm
wird geprüft, ob der im Impulsgenerator 16 vorgesehene Speicher
tatsächlich erfolgreich programmiert wurde. Wie in der oben genannten parallelen Patentanmeldung beschrieben ist,
ist mit.der Reizimpulserzeugerstufe eine Detektorschaltung zum
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Erkennen der erfolgreichen Programmierung des Speichers
mittels des übermittelten, verschlüsselten Signals verbunden. Wenn die Signalübermittlung und Programmierung erfolgreich
war, wird die Schrittmacherschaltung veranlaßt, einen Bestätigungsimpuls (PIP-Impuls) mit einer vorgewählten
Impulsbreite im Bereich zwischen 350 us und 1,1 ms zu
erzeugen und innerhalb eines PIP-Intervalls nach dem Erzeugen
des Reizimpulses im Bereich von 5O bis 150 ms zu
übermitteln. Nach jeder Übermittlung eines verschlüsselten Signals wird daher auf den Schritt 550 übergegangen,
um in das Prüfprogramm einzutreten und nach dem PIP-Impuls zu suchen, um festzustellen, ob der entsprechende Parameter
oder die betreffende Betriebsart erfolgreich programmiert wurde. Zunächst wird im Schritt 552 ermittelt, ob das Programm
temporär programmiert wurde. Falls ja, erfolgt auf dem Sichtgerät 28 die Anzeige "ÜBERMITTELT". Wenn jedoch
der Parameter oder die Betriebsart permanent sein soll, wird im Schritt 556 bestimmt, ob das Patientenkabel angeschlossen
ist. Falls nein, erfolgt im Schritt 558 auf dem Sichtgerät 28 eine entsprechende Anzeige "NICHT BESTÄTIGT"
Wenn der Parameter oder die Betriebsart permanent sein soll und das Kabel angeschlossen ist, erfolgt im Schritt 560 eine
Messung der Impulsbreite und des Impulsintervalls des PIP-Impu],ses. Im Schritt 562 wird festgestellt, ob die gemessene
Impulsbreite des PIP-Impulses kleiner als 1 ,1 ms
ist. Im Schritt 564 wird ermittelt, ob die Impulsbreite
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über 350 jjs beträgt. Im Schritt 566 wird ermittelt, ob das
PIP-Intervall kleiner als 150 ms ist. Im Schritt 574 wird
bestimmt, ob das PIP-Intervall größer als 50 ms ist. Wenn der PIP-Impuls in die in den Schritten 562, 564, 566 und
574 überprüften Bereiche fällt, wird im Schritt 58O auf dem
Sichtgerät 28 die Nachricht "BESTÄTIGT" wiedergegeben. Erfüllt dagegen der PIP-Impuls eine der vorstehend--genannten
Bereichsbedingungen nicht, wird in einem der Schritte 568,
570, 572 oder 578 auf dem Sichtgerät 28 die Nachricht "NICHT BESTÄTIGT" wiedergegeben. Auf diese Weise liefert das
Programmiergerät 12 eine positive Anzeige dafür, ob eine erfolgreiche Programmierung des Impulsgenerators 16 erfolgt
ist.
Wenn die automatische Schwellwerttaste 26-12 gedrückt wird,
erfolgt über den Übergangspunkt A11 ein Übergang auf das
automatische Schwellwertprogramm gemäß den Fign. 8M und 8N . Zunächst wird im Schritt 6OO die Nachricht "BENUTZE MAGNET,
DRÜCKE UND HALTE PGM" wiedergegeben, was anzeigt, daß der Operator die Programmtaste 26-1 gedruckt halten muß, um einen
automatischen Schwellwertbetrieb ablaufen zu lassen. Das
automatische Schwellwertprogramm wird benutzt, um eine Anzeige für den minimalen Energiepegel, d.h. die minimale Impulsbreite
der Reizimpulse, zu erhalten, die notwendig ist, um für eine Mitnahme des Herzens des Patienten zu sorgen. Es ist
erwünscht, die Lebensdauer der Batterie des Schrittmachers
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zu verlängern, indem die Energieentnahme aus der Batterie
minimiert wird. Für diesen Zweck wird im Schritt 602 des
automatischen Schwellwertprogramms die Tastatur abgefragt. Wenn, wie im Schritt 6O4 ermittelt, die betreffende Taste
gedrückt wurde, erfolgt im Schritt 606 eine Überprüfung darauf, ob das Patientenkabel 30 angeschlossen ist. Falls
nein, wird auf dem Sichtgerät die Nachricht "PATIENTENKABEL ANGESCHLOSSEN ?" wiedergegeben. Wenn das Patientenkabel angeschlossen
ist, wird das Impulsbreiten-Unterprogramm 530 gemäß Fig. 80 abgerufen, um eine Anzeige für die permanente
Impulsbreite zu erhalten, die derzeit im Speicher des Impulsgenerators 16 eingespeichert ist. Nachdem der Wert der
permanentprogrammierten Impulsbreite des Reizimpulses erhalten ist, wird im Schritt 610 bestimmt, ob die Impulsbreite
größer als 50 \is ist. Falls ja, wird im Schritt 612 der
Wert der Impulsbreite auf dem Sichtgerät 28 angezeigt. Falls
nein, wird über den Übergangspunkt J1 auf einen anderen Teil
des Programms übergegangen, wie dies anhand der Fig. 8N geschildert ist. Das automatische Schwellwertprogramm vermindert
grundsätzlich den Wert des dem Herz des Patienten zugeführten Reizimpulses, wobei die Absenkung bei jedem sechsten
Reizimpuls erfolgt. Der jeweilige Wert der verminderten Impulsbreite wird wiedergegeben, während der Operator auf einem
gesonderten EKG-Aufzeichnungsgerät beobachtet, ob das Herz des Patienten anspricht. Insbesondere wird im Schritt
614 der neue Wert der Impulsbreite berechnet, indem von dem
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Impulsbreitenwert 1OO us subtrahiert, d.h. die Impulsbreite
um einen Wert von 1OO lis vermindert wird. Dann wird im Schritt
616 bestimmt, ob die Programmtaste 26-1 weiter gedrückt gehalten
ist. Falls ja, erfolgt im Schritt 618 eine weitere Prüfung, ob die Impulsbreite größer oder gleich 50 /Js ist.
Falls ja, wird im Schritt 620 die Impulsbreite auf temporärer Basis über den Programmierkopf 14 zum Impulsgenerator
übermittelt. Im Schritt 622 wird bestimmt, ob eine Übermittlung tatsächlich stattfand. Im Programmierkopf 14 befindet
sich eine Hilfsspule, die für Signale empfindlich ist, die
in der Antenne oder Primärspule des Programmierkopfs induziert
werden. Die Hilfsspule erfaßt ein übermitteltes Signal
und erzeugt darauf ansprechend ein Signal, das eine erfolgreiche Übermittlung anzeigt. Fand keine Übermittlung statt,
wird im Schritt 632 auf dem Sichtgerät 28 die Nachricht "UBERMITTLUiMGSFEHLER, WIEDERHOLE" wiedergegeben. Bei erfolgreicher
Übermittlung wird im Schritt 624 der Summer 94 betätigt. Im Schritt 626 werden am Sichtgerät 28 sowohl der
permanente Wert der Impulsbreite als auch die neue Impulsbreite angezeigt. Danach wird ein neuer Wert der Impulsbreite
errechnet, indem von dem derzeit vorliegenden neuen Impulsbreitenwert 100 eis subtrahiert werden. Danach wird im Schritt
630 erneut das Impulsbreitenmeßprogramm 530 abgerufen, um die Anzahl der erzeugten Impulse auszuzählen, so daß die Impulsbreite
des sechsten Impulses herabgesetzt werden kann. Auf diese Weise werden sechs Impulse mit einer ersten Impulsbreite
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angeliefert, bevor die Impulsbreite abgesenkt wird. Diese
Zeitspanne erlaubt es dem Herzen, auf die verminderte Impulsbreite anzusprechen, und der Operator kann auf dem getrennten
EKG-Aufzeichnungsgerät beobachten, ob eine Herzmitnahme
erfolgt ist.
Wenn in den Schritten 610, 616 und 618 festgestellt wird,
daß die Impulsbreite des laufenden Impulses nicht großer als
5O us ist, erfolgt über den Übergangspunkt J1 ein Übergang
zum Schritt 632, in dem der temporäre Rückstellcode übermittelt wird, um die Steuerung des Schrittmachergenerators auf
den ursprünglich verschlüsselten Wert der Impulsbreite zurückzustellen.
Der Schrittmachergenerator führt daher dem Herz des Patienten Impulse mit der betreffenden Impulsbreite
zu. Im Schritt 634 wird ermittelt, ob eine erfolgreiche Übermittlung
stattfand. Falls nicht, wird im Schritt 636 auf dem Sichtgerät 28 die Anweisung "ENTFERNE MAGNET ZUM RÜCKSTELLEN"
gegeben. Wenn der Magnet aus der Nachbarschaft des Schrittmachergenerators
16 herausgebracht wird, läßt sich der Schrittmachergenerator
nicht länger umprogrammieren. Ist eine erfolgreiche Übermittlung erfolgt, wird der Summer 94 zweimal ■
im Abstand von einer halben Sekunde betätigt. Im Schritt 644 zeigt das Sichtgerät 28 den permanenten Wert und den neuen
Wert der Impulsbreite und den Umstand an, daß das automatische
Schwellwertprogramm sein Ende erreicht hat, bevor zum Übergangspunkt A des Programms zurückgegangen wird.
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Anhand der Fign. 8C bis 8P wurden verschiedene Programme zur
Eingabe von Parametern oder Betriebsarten in den Impulsgenerator
16 erläutert. Dabei kann es zu gewissen Fehlern durch den Operator kommen. So kann im Verlauf der Eingabe eines einzelnen
Parameters oder einer Betriebsart der Operator eine weitere Parametertaste, Betriebsarttaste oder numerische Taste
drücken. Wenn der Operator beispielsweise anfänglich die Ratentaste
22-7 drückt, bewirkt das Drücken von anderen Tasten, beispielsweise das Drücken einer numerischen Taste 24 nach
der Eingabe des Parameters, daß das Programm entsprechend dem Schritt 240 in Fig. 8C über den Übergangspunkt S3 zu dem
Schritt 190 in Fig. 8B übergeht. Das Fehlerabwicklungsprogramm
bewirkt, daß im Schritt 190 die Nachricht "UNERLAUBTE EINGABE; DRÜCKE LÖSCHTASTE" erscheint. Danach wird eine Wartedauer vorgegeben,
innerhalb deren der Operator im Schritt 192 die Löschtaste
drücken kann. Wenn im Schritt 194 ermittelt wird, daß die Löschtaste gedruckt wird, wird im Schritt 196 auf dem
Sichtgerät 28 die Nachricht "WEITER" wiedergegeben, bevor die Rückkehr zum Anfang des Befehlserkennungsprogramms 110 erfolgt.
Ein weiterer Fehler besteht darin, daß der Operator einen Parameterwert eingeben kann, der nicht innerhalb der oben angegebenen
Grenzwerte des betreffenden Parameters liegt. Bei Eingabe jedes Parameters wird dieser infolgedessen mit einer Tabelle
verglichen, die innerhalb einer vorgegebenen Speicherstelle der ROM-Speicher 100 eingespeichert ist. Falls der
Parameter nicht innerhalb der definierten Werte liegt, erfolgt,
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wie erläutert, eine Abzweigung über den Übergangspunkt S3.
Des weiteren kann es vorkommen, daß der Operator im Verlauf der Eingabe eines Parameters oder einer Betriebsart abgelenkt
oder vom Programmiergerät 12 weggerufen wird und das Programmiergerät
12 für die Eingabe eines bestimmten Parameters oder einer Betriebsart vorbereitet läßt. Nach dem Übergang
von dem Befehlserkennungsprogramm 110 der Fig. 8B in eines der anderen Programme A1 bis A11 wird daher eine Zeitspanne
vorgegeben, innerhalb deren der Operator eine weitere Eingabe, beispielsweise über die numerischen Tasten 24, vornehmen
muß. Wenn diese in dem ersten Zeitgeber des ersten RAM-Speichers 74a vorgesehene Zeitspanne abläuft, erfolgt ein Prograavnaustritt
über den Übergangspunkt T1 zu dem Fehlerabwicklungsprogramm gemäß Fig. 8B. Entsprechend Fig. 8B läuft das Programm
bis zum Schritt 192. Weil die Löschtaste nicht gedrückt
wird, liefert der Schritt 194 die Antwort "NEIN", wodurch das
Programm auf den Anfang des Befehlserkennungsprogramms 110
zurückgestellt wird. In ähnlicher Weise kann der Operator selbst feststellen, daß er einen unrichtigen Parameter, eine
falsche Betriebsart oder einen unrichtigen Parameterwert eingegeben
hat. In diesem Fall kann er die Löschtaste drücken, wodurch jedes der Programme A1 bis A11 über den Übergangspunkt T3 verlassen und auf das Fehlerabwicklungsprogramm gemäß
Fig. 8B übergegangen wird.
030020/0823
Die erläuterte Vorrichtung eignet sich auch zum Programmieren von anderen implantierbaren medizinischen Geräten,
beispielsweise einer implantierbaren Drogenabgabeeinrichtung,
mittels deren dem Patienten auf programmierbare V/eise Drogen in vorwählbarer Menge und/oder Zusammensetzung
in vorbestimmbaren Zeitabständen automatisch zuführbar sind.
030020/0823
Claims (20)
1. Vorrichtung zum Programmieren von implantierbaren elektronischen
Geräten, insbesondere zum Einprogrammieren eines einer Mehrzahl von Parametern und/oder Betriebsarten in
einen Schrittmachergenerator zwecks Steuerung desselben entsprechend dem programmierten Parameter und/oder der
programmierten Betriebsart, gekennzeichnet durch eine Tastatur (22, 24, 26) zur Eingabe des ausgewählten Parameters
und/oder der ausgewählten Betriebsart, einen mit der Tastatur gekoppelten Sender (34) zum Codieren des
eingegebenen Parameters und/oder der eingegebenen Betriebsart und zum Erzeugen eines entsprechend modulierten,
codierten Signals, ein Sichtgerät (28), eine mit einem Speicher versehene Steuereinrichtung zum Einspeichern
einer gewählten Folge von Schritten, in denen ein bestimmter Parameter oder eine bestimmte Betriebsart zu
programmieren ist, und zur Beaufschlagung des Sichtgerätes
mit Steuersignalen, mittels deren das Sichtgerät zum Darstellen von Nachrichten veranlaßbar ist, die den Operator
anweisen, den Parameter und/oder die Betriebsart in der gewünschten Folge über die Tastatur einzugeben, eine
an den Sender angekoppelte Antenne zum Übermitteln des
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FERNSPRECHER: 089/6011039 ■ KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN
modulierten, codierten Signals an das Gerät und eine mit der Antenne induktiv koppelbare Sekundärspule zur
Aufnahme des übermittelten Signals und zum Erzeugen eines entsprechenden Ausgangssignals.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sekundärspule ein Detektor angeschlossen ist,
mittels dessen feststellbar ist, ob das Ausgangssignal einen vorbestimmten Mindestpegel überschreitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Sichtgerätes (28) in Abhängigkeit
von dem Detektor anzeigbar ist, daß das codierte, modulierte Signal über die Antenne übermittelt wurde.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Einspeicherung
des Ausgangssignals des Detektors mit einer bekannten, einen Zugriff für einen Testprozeß erlaubenden Adresse.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Gerät einen
Speicher zur Aufnahme und Einspeicherung von Signalen, die kennzeichnend für die Parameter und/oder Betriebsarten
sind, eine auf die Einspeicherung der codierten Signale in dem Speicher ansprechende Einrichtung zur Lie-
030020/0823
ferung einer Anzeige dafür und einen Generator aufweist,
der auf die Anzeige unter Erzeugung von zusätzlichen Testimpulsen anspricht, die kennzeichnend für das erfolgreiche
Programmieren des Gerätes sind, sowie daß eine an den Körper des Patienten ankoppelbare Meßeinrichtung zum
Ermitteln mindestens der Testimpulse und eine auf das Übermitteln der codierten Signale an das Gerät (16) ansprechende
Erfassungseinrichtung zum Auslösen der Ermittlung der Kennwerte des Testimpulses, zum Bestimmen,
ob die ermittelten Kennwerte vorgegebene Kriterien erfüllen, und, falls dies der Fall ist, zur Anlieferung einer
Bestätigung dafür, daß das Gerät erfolgreich programmiert ist, vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Bestätigung der Erfassungseinrichtung
auf dem Sichtgerät (28) eine Nachricht darstellbar ist, die das erfolgreiche Programmieren des Gerätes anzeigt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung eine Meßstufe zum Bestimmen
der Impulsbreite der Testimpulse und des Zeitintervalls zwischen den Testimpulsen und weiteren von dem
Gerät abgegebenen Impulsen und eine Vergleichsstufe aufweist, mittels deren die gemessene Impulsbreite und das
030020/0823
Intervall der erfaßten Testimpulse mit einer vorgegebenen
Gruppe von Kriterien vergleichbar sind, um festzustellen, ob das Gerät erfolgreich programmiert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Speicher zum Einspeichern der vorgegebenen Kriterien
.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Speichers Impulsbreitengrenzwerte von
1,1 ms und 350 ljs sowie Intervallgrenzwerte von 50 ms
und 150 ms einspeicherbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Programmieren eines Herzschrittmachergenerators, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung zum Durchführen einer Schwellwertbetriebsart, mittels deren die Mindestenergie
der erzeugten Herzreizimpulse.feststellbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine
Rechenstufe, mittels deren der Energiepegel der Herzreizimpulse um einen vorbestimmten Betrag schrittweise absenkbar
und der Sender (34) veranlaßbar ist, ein neues codiertes Signal zu übermitteln, das den Schrittmachergenerator
(16) anweist, Reizimpulse mit dem verminderten Energiepegel anzulegen.
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29U542
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Zähler zum Zählen einer vorbestimmten Anzahl der
von dem Schrittmachergenerator dem Herz des Patienten zugeführten Reizimpulse und zum anschließenden Übermitteln
eines Befehls an die Rechenstufe, den laufenden Energiepegel um den vorbestimmten Betrag abzusenken.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet
durch einen Speicher, mittels dessen bei Betätigen der- Tastatur zum Einleiten der Schwellwertbetriebsart
der ursprüngliche Energiepegel der Reizimpulse einspeicherbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Speichers auch der laufende Energiepegel
einspeicherbar ist und mittels des Sichtgerätes sowohl der ursprüngliche als auch der laufende Wert des Energiepegels
der Schrittmacherimpulse anzeigbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet
durch einen Grenzwertgeber, mittels dessen feststellbar ist, ob der programmierte Energiepegel unter einem
vorbestimmten Mindestwert liegt, und mittels dessen dann der Sender veranlaßbar ist, an den Schrittmachergenerator
ein codiertes Signal zu geben, das diesen veranlaßt, Impulse mit dem ursprünglichen Energiepegel zu
erzeugen.
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-C-
2344542
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Fehlerdetektor aufweist, mittels dessen bei Drükken
einer falschen Taste der Tastatur die Steuereinrichtung veranlaßbar ist, auf den Anfangsschritt des
Steuerprozesses zurückzukehren.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Zeitgeber aufweist,
der durch Drücken einer richtigen Taste der Tastatur
auslösbar ist, um eine vorbestimmte Zeitdauer vorzugeben, innerhalb deren die nächste richtige Taste zu
drücken ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerdetektor auf den Ablauf der von dem Zeitgeber
vorgegebenen Zeitdauer mit dem Rückstellen der Steuereinrichtung auf den Anfangsschritt anspricht.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Speicher der Steuereinrichtung eine Tabelle für die Grenzwerte der mittels der
Programmiervorrichtung programmierbaren Parameter einspeicherbar ist und daß der Fehlerdetektor auf den Versuch,
über die Tastatur einen außerhalb der Grenzwerte liegenden Parameter zu programmieren, ansprechend das
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294*542
Sichtgerät veranlaßt, eine Fehleranzeige wiederzugeben.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tastatur mit einer Löschtaste versehen ist und die Steuereinrichtung mittels des Fehlerdetektors
bei Drücken der Löschtaste auf den Anfangsschritt zurückstellbar ist.
030020/0823
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