DE3140889A1 - Control device for implantable medical instruments such as a pacemaker, and pacemaker with such a device - Google Patents
Control device for implantable medical instruments such as a pacemaker, and pacemaker with such a deviceInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für implantierbare medizinische Instrumente 5 wie Herzschrittmacher, und auf einen Herzschrittmacher mit einer solchen Steuereinrichtung.The present invention relates to an implantable medical controller Instruments 5 such as pacemakers, and a pacemaker with a such control device.
Es ist bekannt, daß implantierbare medizinische Instrumente, wie bspw. innerkörperliche Herzschrittmacher, eine Steuereinrichtung besitzen, deren Funktionen vielfältig sind, insbesondere (worauf sie jedoch beschränkt sind) das Messen und Steuern der programmierten oder durch die Steuereinrichtung berechneten Zeitintervalle, die Durchführung von Entscheidungen oder logischen Operationen, die auf einer Folge asynchroner Ereignisse basieren, die von außerhalb des Schrittmachers kommen, das Steuern eines Taktimpulsgenerators zur Zeitmessung, das Steuern eines Speichers zum Einspeichern von Informationen, die für den Betrieb des Schrittmachers verwendet werden oder die aus diesem Betrieb herrühren, die Steuerung einer Zweirichtungskommunikation mit einer Registriervorrichtung und einer Programmier-It is known that implantable medical instruments, such as internal pacemakers, have a control device whose functions are diverse, in particular (to which they are, however, limited) measuring and controlling the programmed or by the Control device calculated time intervals, the implementation of decisions or logical Operations based on a sequence of asynchronous events from outside the pacemaker come, the control of a clock pulse generator for timing, the control of a Memory for storing information used for the operation of the pacemaker or resulting from this operation, the control of a two-way communication with a registration device and a programming
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vorrichtung, die außerhalb des Patienten, der den Herzschrittmacher besitzt, angeordnet sind. Diese Zweirichtungskommunikationsvorrichtung ist bspw. telemetrischer Art. 5device located outside of the patient who has the pacemaker. This bidirectional communication device is, for example, of the telemetric type. 5
Der Herzschrittmacher und die Steuereinrichtung *"*" werden von einer Batterie gespeist.The pacemaker and the control device * "*" are powered by a battery.
Bekannt ist eine erste Ausführungsform einer solchen Steuereinrichtung in Form einer parallelen Logik, die beim medizinischen Instrument angewendet wird. Diese Art der Verwirklichung ist nicht zufriedenstellend, denn sie wird bei einem hochentwickelten Herzschrittmacher angewendet, dessen Betriebsverhalten sich so weit wie möglich dem physiologischen Verhalten nähern soll. Andererseits ist diese Ausführungsform starr, wenig anpassungsfähig an die Programmierung oder mit unerschwinglichen Entwicklungskosten behaftet. Ihre Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit istA first embodiment is known such control device in the form of a parallel logic applied to the medical instrument will. This kind of realization is unsatisfactory because it becomes one Advanced cardiac pacemaker applied, the operating behavior of which extends as far as possible should approach the physiological behavior. On the other hand, this embodiment is rigid and not very adaptable programming or unaffordable development costs. Her Reliability or operational safety is
zweifelhaft. Ihr elektrischer Verbrauch ist erheblich, was ein sehr wesentlicher Nachteil ist.doubtful. Their electrical consumption is significant, which is a very significant disadvantage.
Bekannt ist auch eine zweite Ausführungsform 5 einer Steuereinrichtung, die bei HerzschrittmachernA second embodiment is also known 5 of a control device that is used in pacemakers
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angewendet wird und die einen einzigen Mikrodatenprozessor besitzt, der sowohl kontinuierlich und mit mäßiger Geschwindigkeit als auch auf Befehl und wenn sich dies als notwendig erweist, großer Geschwindigkeit arbeitet. Diese Ausführungsform hat keine ausreichenden Vorteile, denn sie ermöglicht keine kombinierte zyklische kontinuierliche Betriebsweise, insbesondere eine solche mit geringer Geschwindigkeit und einem schnellen Betrieb, wenn sich dies als notwendig erweist, und zwar wegen eines Befehls der Steuereinrichtung selbst, was aus äußeren Ereignissen am Schrittmacher resultiert, oder infolge von ProgrammierInstruktionen von der externen Programmiervorrichtung.is applied and which has a single micro data processor who both continuously and at a moderate pace and on command and when this proves necessary, works great speed. This embodiment does not have sufficient advantages because it does not allow a combined cyclical continuous mode of operation, in particular one with slow speed and fast operation if that proves to be proves necessary because of an order the control device itself, which results from external events at the pacemaker, or as a result of programming instructions from the external programming device.
Darüber hinaus ist im Falle eines kontinuierlichen und mit geringer Geschwindigkeit arbeitenden Mikrodatenprozessors die Dauer der zweigerichteten Kommunikation mit allen dabei eigenen Nachteilen, insbesondere dem Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Schrittmacher und der äußeren Programmiervorrichtung, verlängert.In addition, in the case of continuous and slow-speed working Micro data processor the duration of the Two-way communication with all its own disadvantages, especially interruption the connection between the pacemaker and the external programming device.
Der kontinuierliche zyklische Betrieb istThe continuous cyclical operation is
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unerlässlich, insbesondere im Falle eines Herzschrittmachers, der eine Speicherung von Informationen sicherstellen muß, die auf einer Aufteilung der Dauer der Datenerfassung der Information in aufeinanderfolgenden und geordneten Grundperioden beruht.essential, especially in the case of a pacemaker that stores MUST ensure that the information is based on a breakdown of the duration of the data collection Information is based on consecutive and ordered basic periods.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, diese Nachteile zu vermeiden, d.h. , eine STeuereinrichtung für implantierbare medizinische Instrumente und insbesondere für Herzschrittmacher zu schaffen, die diese beiden Betriebsarten, nämlich den kontinuierlichen Betrieb mit geringer Geschwindigkeit und auf Anförderung den schnellen Betrieb, im Rahmen eines minimalen elektrischen Energieverbrauchs zur sparsamen Nutzung der Batterie erfüllen.The object of the present invention is therefore to avoid these drawbacks, i.e. to provide a Control device for implantable medical instruments and in particular for cardiac pacemakers to create these two modes of operation, namely continuous operation at low speed and on request, fast operation, as part of a meet minimum electrical energy consumption for economical use of the battery.
Diese Aufgabe wird bei einer Steuereinrichtung der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.In the case of a control device of the type mentioned, this task is carried out by the Claim 1 specified features solved.
Die Steuereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung hat folgende Vorteile: einen normalen 5 Leistungsbereich, der elektrische Verbrauch zumThe control device according to the present invention has the following advantages: a normal one 5 power range, the electrical consumption to
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Betrieb der Steuereinrichtung ist der des Hauptmikrorechners. Dieser Verbrauch ist begrenzt, wobei der Hauptmikrorechner eine sehr genaue kontinuierliche und langsame zyklische Betriebsweise besitzt, was einen geringen Verbrauch mit sich bringt. Die Möglichkeiten der Steuereinrichtung gemäß vorliegender Erfindung sind bedeutend, der Hilfsmikrorechner kann die Berechnungen oder Operationen, wenn sich dies als notwendig erweist, sehr schnell durchführen. Der Verbrauch des Hilfsmikrorechners'ist wichtiger als der des Hauptmikrorechners. Die Dauer des Betriebes des Hilfsmikrorechners ist jedoch gegenüber derjenigen des Hauptmikrorechners beträchtlich geringer, so daß insgesamt die Steuereinrichtung ausgezeichnete und große Möglichkeiten bietet, bspw. durch einen annehmbaren Verbrauch, was die Batterie sparsam einneU'.t und dem Herzschrittmacher eine große Lebensdauer verleiht.The operation of the controller is that of the main microcomputer. This consumption is limited, the main microcomputer being a very accurate continuous and slow cyclic Operating mode has what brings a low consumption with it. The possibilities of Control devices according to the present invention are important, the auxiliary microcomputer can do the Perform calculations or operations very quickly when this proves necessary. The consumption of the auxiliary microcomputer is more important than that of the main microcomputer. The duration of the operation of the auxiliary microcomputer is however, compared to that of the main microcomputer, considerably less, so that overall the control device offers excellent and great possibilities, for example by an acceptable Consumption, which the battery uses economically and gives the pacemaker a long service life.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf einen implantierbaren Herzschrittmacher, der eine solche Steuereinrichtung be-5 sitzt. Dieser Schrittmacher kann die üblichenThe present invention also relates to an implantable cardiac pacemaker, who has such a control device. This pacemaker can be the usual
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Funktionen alle auf einmal erfüllen, und wegen des Hauptmikrorechners dazu noch das Speichern einer Information während einer Datenerfassungsdauer, die in aufeinanderfolgenden und geordneten Grundperioden oder in einer Funktion, die "Holter" genannt wird, aufgeteilt ist.Fulfill all functions at once, and because of the main microcomputer, that too Storage of information during a data acquisition period, which occurs in successive and ordered basic periods or in a function called "Holter", is divided.
Die weiteren Merkmale vorliegender Erfindung sind aus der Beschreibung ersichtlich, die anhand der beigefügten einzigen Figur erfolgt, welche eine schematische Darstellung in Form eines den funktionellen Aufbau der Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung zeigenden logischen Blockdiagramms ist.The further features of the present invention are apparent from the description, which is based on of the attached single figure, which is a schematic representation in the form of one the functional structure of the facility Figure 4 is a logical block diagram showing in accordance with the present invention.
Gemäß der Erfindung wird eine Steuereinrichtung für ein implantierbares medizinisches Instrument und insbesondere für einen implantierbaren Herzschrittmacher vorgeschlagen.According to the invention there is provided a control device for an implantable medical instrument and in particular proposed for an implantable cardiac pacemaker.
Die Steuereinrichtung besitzt in Kombination zwei Mikrorechner oder dgl., nämlich einerseits einen Haupt- oder Echtzeitsteuer-Mikrorechner 1, 5 der eine kontinuierliche und langsame zyklischeThe control device has two microcomputers or the like in combination, namely on the one hand a main or real-time control microcomputer 1, 5 of a continuous and slow cyclical
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Betriebsweise besitzt und der von einem Taktimpulsgenerator 2 angesteuert wird, und andererseits einen Hilfs- oder Zählmikrorechner 3, der eine intermittierende und schnelle Betriebsweise besitzt und der vom Hauptmikrorechner 1 angesteuert wird.Has operating mode and which is controlled by a clock pulse generator 2, and on the other hand, an auxiliary or counting microcomputer 3, which has an intermittent and has fast operation and is controlled by the main microcomputer 1.
Die Steuereinrichtung besitzt ferner einen Speicher 4 zum Einspeichern von Informationen, die für die Betriebsweise der Mikrorechner 1, 3 notwendig sind oder aus deren Betriebsweise resultieren.The control device also has a memory 4 for storing information, which are necessary for the operation of the microcomputers 1, 3 or from their operation result.
Eine gemeinsame Sammelschiene 5, bspw. aus IS vier Leitungen verbindet einerseits die beiden Mikrorechner 1, 3 miteinander und andererseits die beiden Mikrorechner 1, 3 mit dem Speicher Somit können die beiden Mikrorechner 1, 3 untereinander und mit dem Speicher M- einen Dialog herstellen.A common busbar 5, for example from IS four lines, connects the two on the one hand Microcomputers 1, 3 with one another and, on the other hand, the two microcomputers 1, 3 with the memory The two microcomputers 1, 3 can thus have a dialogue with one another and with the memory M- produce.
Mit der Bezugsziffer 6 ist die funktionelle Abhängigkeit des Hilfsmxkrorechners 3 vom Hauptmikrorechner 1 dargestellt.With the reference number 6 is the functional Dependency of the auxiliary microcomputer 3 on the main microcomputer 1 is shown.
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Der Hilfsmikrorechner 3 führt für die Zählung des Hauptmikrorechners 1 die für den Hauptmikrorechner notwendigen Berechnungen durch, damit er seine Steuer- bzw. Befehlsfunktion in Echtzeit ausführt. Diese Berechnungen werden vom Hilfsmikrorechner 3 in Abhängigkeit von externen Bauelementen der Einrichtung, von Bauelementen, die durch den Speicher 4 versorgt werden, und von Elementen, die in gleicher Weise durch den Hauptmikrorechner 1 versorgt werden, ausgeführt.The auxiliary microcomputer 3 carries out the counting of the main microcomputer 1 for the main microcomputer necessary calculations so that it carries out its control or command function in real time. These calculations will be from the auxiliary microcomputer 3 as a function of external components of the facility, of components, which are supplied by the memory 4, and of elements that are in the same Way are supplied by the main microcomputer 1, executed.
Darüber hinaus führt der Hilfsmikrorechner 3 gewisse spezifische Funktionen durch, die von Natur aus in intermittierender Weise vorzunehmen sind, wie insbesondere die Steuerung des Speichers M zu dessen interner Organisation und der Zweirichtungs-, insbesondere Ferndialog mit einer externen Programmiervorrichtung über einen Eingang 7 und einen Ausgang 8.In addition, the auxiliary microcomputer 3 perform certain specific functions that inherently perform in an intermittent manner are, in particular, the control of the memory M for its internal organization and the bidirectional, in particular remote, dialog with an external programming device an input 7 and an output 8.
Der Hauptmikrorechner 1 besitzt Eingänge 9 für die anderen peripheren Bauelemente, Ausgänge 10 für die weitere periphere Bauelemente, einen 5 Eingang 11 für das Verbindungssignal zwischenThe main microcomputer 1 has inputs 9 for the other peripheral components, outputs 10 for the further peripheral components, one 5 Input 11 for the connection signal between
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dem Schrittmacher und der externen Programmiervorrichtung und einen Eingang 12, der mit dem Taktimpulsgenerator 2 verbunden ist.the pacemaker and the external programming device and an input 12 which is connected to the clock pulse generator 2.
Bei 13 sind Steuerleitungen des Speichers von den beiden Mikrorechners I3 3 dargestellt.At 13 control lines of the memory of the two microcomputers I 3 3 are shown.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen einen insbesondere implantierbaren Herzschrittmacher, der die Vorrichtungen und, übliche Abtast-, Abgabe-, Impuls-, Erreger- und Steuer-Schaltkreise und außerdem die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung besitzt.The invention equally relates to one in particular implantable pacemaker, the the devices and, conventional sensing, dispensing, pulse, excitation and control circuits and also has the control device described above.
Ein solcher Schrittmacher erfüllt seine üblichen Abtast- und Schrittmacher—Funktionen. Darüber hinaus besitzt er wegen der Steuereinrichtung eine Funktion zum Speichern von Informationen während einer Datenerfassungsdauer, die in aufeinanderfolgenden und als Ordinate aufgetragenen Grundperioden zerlegt ist, wobei eine erfasste Information einem Index zugewiesen wird, der der Ordnung der Grundperiode, während der sie erfasst worden ist, entspricht, wobei dieses 2i> Zerlegen durch den Takt impulsgenerator 2 und dasSuch a pacemaker performs its usual sensing and pacing functions. In addition, he owns because of the control device a function for storing information during a data acquisition period, which is specified in consecutive basic periods plotted as the ordinate is broken down, with a acquired information is assigned to an index corresponding to the order of the basic period during which it has been detected, corresponds to, this 2i> decomposition by the clock pulse generator 2 and the
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Indexieren der Informationen durch die Steuereinrichtung, insbesondere den Hauptschrittmacher 1 vorgenommen wird.Indexing of the information by the control device, in particular the main pacemaker 1 is made.
b Die Erfindung kann ise.1 bstverutänd.Lit:li Gegenstand zahlreicher Ausführungsvarianten sein, insbesondere was die verwendeten Mikrorechner anbetrifft, die durch alle geeigneten Typen gebildet sein können. b The invention can be the subject of numerous design variants ise.1 bstverutänd.Lit: li, in particular with regard to the microcomputers used, which can be formed by all suitable types.
Gemäß einer Variante können die beiden Mikrorechner eine einzige und selbe körperliche Ein heit bilden, die die beiden Betriebsarten beinhaltet, die den be Lre FI enden Betriebsarten des Haupt- und des Hilfsmikrorechners entsprechen. According to a variant, the two microcomputers can have a single and the same physical one form a unit that includes the two operating modes that end with the operating modes of the main and auxiliary microcomputer.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| NL1000349C2 (en) * | 1995-05-12 | 1996-11-13 | Spronk Johannes F | Method for manufacturing a neck box and a neck box manufactured using the method |
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| FR2492552A1 (en) | 1982-04-23 |
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